WO2023021360A1 - 表示装置、及び電子機器 - Google Patents

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WO2023021360A1
WO2023021360A1 PCT/IB2022/057290 IB2022057290W WO2023021360A1 WO 2023021360 A1 WO2023021360 A1 WO 2023021360A1 IB 2022057290 W IB2022057290 W IB 2022057290W WO 2023021360 A1 WO2023021360 A1 WO 2023021360A1
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WO
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layer
light
insulating layer
emitting device
film
Prior art date
Application number
PCT/IB2022/057290
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English (en)
French (fr)
Inventor
池田寿雄
中村太紀
初見亮
山崎舜平
Original Assignee
株式会社半導体エネルギー研究所
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Filing date
Publication date
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Priority to JP2023542021A priority patent/JPWO2023021360A1/ja
Priority to CN202280051346.7A priority patent/CN117957943A/zh
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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/02Details
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/22Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/26Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to display devices and electronic devices.
  • one aspect of the present invention is not limited to the above technical field.
  • Technical fields of one embodiment of the present invention include semiconductor devices, display devices, light-emitting devices, power storage devices, storage devices, electronic devices, lighting devices, input devices (e.g., touch sensors), input/output devices (e.g., touch panels), The method of driving them or the method of manufacturing them can be mentioned as an example.
  • display devices are expected to be applied to various purposes.
  • applications of large display devices include home television devices (also referred to as televisions or television receivers), digital signage (digital signage), and PID (Public Information Display). be done.
  • Display devices are also used in smart phones, tablet terminals, and the like that have touch panels.
  • Devices that require high-definition display devices include, for example, virtual reality (VR), augmented reality (AR), alternative reality (SR), and mixed reality (MR) ) are being actively developed.
  • VR virtual reality
  • AR augmented reality
  • SR alternative reality
  • MR mixed reality
  • a light-emitting device having a light-emitting device As a display device, for example, a light-emitting device having a light-emitting device (also called a light-emitting element) has been developed.
  • a light-emitting device also referred to as an EL device or an EL element
  • EL electroluminescence
  • Patent Document 1 discloses a display device for VR using an organic EL device (also called an organic EL element).
  • Patent Document 2 discloses a method of forming a microlens using a radiation-sensitive resin composition.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a display device with high display quality and an electronic device including the display device with high display quality.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a high-definition display device and an electronic device including the high-definition display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a high-resolution display device and an electronic device including the high-resolution display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a high-luminance display device and an electronic device including the high-luminance display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a display device with a high photodetection capability and an electronic device including the display device with a high photodetection capability.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable display device and an electronic device including the highly reliable display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a display device with high yield and an electronic device including the display device with high yield.
  • One aspect of the present invention includes a first light-emitting device, a lens having a region on the first light-emitting device overlapping with the first light-emitting device, a protective layer covering the lens, and a colored layer on the protective layer.
  • a first light-emitting device having a pixel electrode, an EL layer over the pixel electrode, and a common electrode over the EL layer, the EL layer comprising a first light-emitting material that emits blue light; a second light-emitting material that emits light with a longer wavelength than blue, wherein the refractive index of the lens is greater than the refractive index of the common electrode, and the refractive index of the protective layer is less than the refractive index of the lens; It is a display device.
  • the display device includes a second light-emitting device adjacent to the first light-emitting device, the second light-emitting device has the same structure as the first light-emitting device, and has the same structure as the first light-emitting device. , and the second light-emitting device preferably have an insulating layer.
  • the insulating layer preferably has a convex surface shape on the upper surface.
  • the lens is preferably a plano-convex lens having a flat surface on the side facing the common electrode and a convex shape on the side facing the colored layer.
  • Another aspect of the present invention includes a first light-emitting device, a first lens having a region over the first light-emitting device that overlaps with the first light-emitting device, a light-receiving device, and a second light-receiving device that overlaps the light-receiving device.
  • the first light emitting device including a first pixel electrode and the first pixel electrode a top EL layer and a common electrode over the EL layer, the EL layer comprising a first light-emitting material that emits blue light and a second light-emitting material that emits light at a longer wavelength than blue; and the light receiving device has a second pixel electrode, an active layer on the second pixel electrode, and a common electrode on the active layer, the active layer functioning as a photoelectric conversion layer. and the refractive index of the first lens and the second lens is higher than that of the common electrode, and the refractive index of the protective layer is lower than that of the first lens and the second lens. It is a device.
  • the display device includes a second light-emitting device adjacent to the first light-emitting device and the light-receiving device, and the second light-emitting device has the same configuration as the first light-emitting device.
  • the first insulating layer and the second insulating layer have the same material, and that the upper surfaces of the first insulating layer and the second insulating layer have a convex shape. .
  • the first lens and the second lens are preferably plano-convex lenses having a flat surface on the side facing the common electrode and a convex shape on the side facing the colored layer.
  • one embodiment of the present invention includes the display device described above and an optical member, the display device can project a display onto the optical member, and the optical member can transmit light. It is an electronic device in which, by visually recognizing the optical member, an image in which the image transmitted through the optical member and the displayed image are superimposed can be visually recognized.
  • a display device with high display quality and an electronic device including the display device with high display quality can be provided.
  • a high-definition display device and an electronic device including the high-definition display device can be provided.
  • a high-resolution display device and an electronic device including the high-resolution display device can be provided.
  • a high-luminance display device and an electronic device including the high-luminance display device can be provided.
  • a display device with a high photodetection capability and an electronic device having the display device with a high photodetection capability can be provided.
  • a highly reliable display device and an electronic device including the highly reliable display device can be provided.
  • a display device with high yield and an electronic device including the display device with high yield can be provided.
  • FIG. 1A is a top view showing an example of a display device.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view showing an example of a display device; 2A and 2B are cross-sectional views showing an example of a display device. 3A and 3B are cross-sectional views showing an example of a display device. 4A and 4B are cross-sectional views showing an example of the display device. 5A and 5B are cross-sectional views showing an example of the display device. 6A and 6B are cross-sectional views showing an example of the display device. 7A and 7B are cross-sectional views showing an example of a display device. 8A and 8B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • FIG. 9A and 9B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • 10A to 10C are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • FIG. 11A is a top view showing an example of a display device.
  • FIG. 11B is a cross-sectional view showing an example of a display device;
  • 12A to 12C are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 13A to 13C are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 14A and 14B 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 and 16B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 17A and 17B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 18A to 18C are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 19A to 19D are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 20A to 20F are diagrams showing examples of pixels.
  • 21A to 21J are diagrams showing examples of pixels.
  • 22A and 22B are perspective views showing an example of a display device.
  • 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 perspective 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 devices.
  • 34A and 34B are diagrams showing configuration examples of light receiving devices.
  • 34C to 34E are diagrams showing configuration examples of display devices.
  • 35A to 35D are diagrams showing examples of electronic devices.
  • 36A to 36F are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 37A to 37G are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • film and “layer” can be interchanged depending on the case or situation.
  • conductive layer can be changed to the term “conductive film.”
  • insulating film can be changed to the term “insulating layer”.
  • devices manufactured using metal masks or FMM are sometimes referred to as devices with MM (metal mask) structures.
  • MM metal mask
  • a device manufactured without using a metal mask or FMM may be referred to as a device with an MML (metal maskless) structure.
  • an SBS side-by-side structure
  • the material and structure can be optimized for each light-emitting device, so the degree of freedom in selecting the material and structure increases, and it becomes easy to improve luminance and reliability.
  • 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.
  • a light-emitting device has an EL layer between a pair of electrodes.
  • the EL layer has at least a light-emitting layer.
  • a light-receiving device also referred to as a light-receiving element
  • one of a pair of electrodes may be referred to as a pixel electrode and the other may be referred to as a common electrode.
  • the 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 (or the surface to be formed).
  • it refers to a shape having a region in which an angle (also referred to as a taper angle) formed by an inclined side surface and a substrate surface (or a formation surface) is greater than 0° and less than 90°.
  • the side surface of the structure and the substrate surface (or the surface to be formed) are not necessarily completely flat, and may be substantially planar with a fine curvature or substantially planar with fine unevenness.
  • each subpixel includes a light-emitting device having an EL layer with the same structure and a colored layer overlapping with the light-emitting device.
  • Full-color display can be performed by providing colored layers that transmit visible light of different colors in respective sub-pixels.
  • layers other than the pixel electrode included in the light-emitting device can be shared by a plurality of sub-pixels.
  • multiple sub-pixels can share a stretch of film.
  • some of the layers included in light emitting devices are relatively highly conductive layers.
  • a plurality of sub-pixels share a highly conductive layer as a continuous film, which may cause leakage current between sub-pixels.
  • the display device has a high definition or a high aperture ratio and the distance between sub-pixels becomes small, the leakage current becomes unignorable, and there is a possibility that the display quality of the display device is deteriorated.
  • At least part of the EL layer is formed in an island shape in each light-emitting device.
  • an island-shaped light-emitting layer means that the light-emitting layer is physically separated from an adjacent light-emitting layer.
  • an island-shaped light-emitting layer can be formed by vacuum deposition using a metal mask.
  • island-like structures are formed due to various influences such as precision of the metal mask, misalignment between the metal mask and the substrate, bending of the metal mask, and broadening of the contour of the deposited film due to vapor scattering.
  • the shape and position of the light-emitting layer in (1) deviate from the design, it is difficult to increase the definition and aperture ratio of the display device.
  • the layer profile may be blurred and the edge thickness may be reduced. In other words, the thickness of the island-shaped light-emitting layer may vary depending on the location.
  • the manufacturing yield will be low due to low dimensional accuracy of the metal mask and deformation due to heat or the like.
  • the light-emitting layer is processed into a fine pattern by photolithography without using a shadow mask such as a metal mask. Specifically, after forming a pixel electrode for each sub-pixel, a light-emitting layer is formed over a plurality of pixel electrodes. After that, the light-emitting layer is processed by photolithography to form one island-shaped light-emitting layer for one pixel electrode. Thereby, the light-emitting layer is divided for each sub-pixel, and an island-shaped light-emitting layer can be formed for each sub-pixel.
  • the light-emitting layer when the light-emitting layer is processed into an island shape, a structure in which the light-emitting layer is processed using a photolithography method can be considered. In the case of such a structure, the light-emitting layer may be damaged (damage due to processing, etc.) and the reliability may be significantly impaired.
  • a layer located above the light-emitting layer for example, a carrier-transport layer or a carrier-injection layer, more specifically an electron-transport layer or an electron-injection layer
  • a mask layer also referred to as a sacrificial layer, a protective layer, etc.
  • the light-emitting layer is processed into an island shape.
  • a mask film and a mask layer are each positioned above at least a light-emitting layer (more specifically, a layer processed into an island shape among layers constituting an EL layer). , has the function of protecting the light-emitting layer during the manufacturing process.
  • layers included in the EL layer include a light-emitting layer, a carrier-injection layer (a hole-injection layer and an electron-injection layer), a carrier-transport layer (a hole-transport layer and an electron-transport layer), and , a carrier block layer (a hole block layer and an electron block layer), and the like.
  • a layer (sometimes referred to as a common layer) and a common electrode (also referred to as an upper electrode) are formed in common (as one film) for each sub-pixel.
  • a carrier injection layer and a common electrode can be formed in common for each sub-pixel.
  • the carrier injection layer is often a layer with relatively high conductivity among the EL layers. Therefore, the light-emitting device may be short-circuited when the carrier injection layer comes into contact with the side surface of a part of the EL layer formed like an island or the side surface of the pixel electrode. Note that even in the case where the carrier injection layer is provided in an island shape and the common electrode is formed in common for the light emitting devices of each color, the common electrode is in contact with the side surface of the EL layer or the side surface of the pixel electrode, so that light emission is prevented. The device may short out.
  • the display device of one embodiment of the present invention includes an insulating layer covering at least the side surface of the island-shaped light-emitting layer. Further, the insulating layer preferably covers part of the top surface of the island-shaped light-emitting layer.
  • the end portion of the insulating layer preferably has a tapered shape with a taper angle greater than 0° and less than 90° in a cross-sectional view. Accordingly, it is possible to prevent disconnection from occurring in the common layer and the common electrode provided over the insulating layer. Therefore, it is possible to suppress poor connection between the light-emitting devices caused by disconnection of the common layer and the common electrode. In addition, it is possible to suppress an increase in electrical resistance of the common electrode due to local thinning of the common electrode due to a step at the edge of the insulating layer.
  • discontinuity refers to a phenomenon in which a layer, film, or electrode is divided due to the shape of a formation surface (for example, a step).
  • the island-shaped light-emitting layer manufactured by the method for manufacturing a display device of one embodiment of the present invention is not formed using a fine metal mask, but is processed after the light-emitting layer is formed over the entire surface. formed by Therefore, it is possible to realize a high-definition display device or a display device with a high aperture ratio, which has hitherto been difficult to achieve. Further, by providing the mask layer over the light-emitting layer, damage to the light-emitting layer during the manufacturing process of the display device can be reduced, and the reliability of the light-emitting device can be improved.
  • the processing of the light-emitting layer using the photolithography method it is preferable to reduce the number of times because it is possible to reduce the manufacturing cost and improve the manufacturing yield.
  • the light-emitting layer can be processed only once by photolithography; therefore, the display device can be manufactured with high yield.
  • the distance between adjacent light emitting devices, the distance between adjacent EL layers, or the distance between adjacent pixel electrodes is less than 10 ⁇ m, 5 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, 1.5 ⁇ m or less, 1 ⁇ m or less, Alternatively, it can be narrowed down to 0.5 ⁇ m or less.
  • the distance between adjacent light emitting devices, the distance between adjacent EL layers, or the distance between adjacent pixel electrodes can be reduced to, for example, 500 nm or less, 200 nm or less. , 100 nm or less, or even 50 nm or less.
  • the area of the non-light-emitting region that can exist between the two light-emitting devices can be greatly reduced, and the aperture ratio can be brought close to 100%.
  • the aperture ratio is 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, further 90% or more and less than 100%. It can also be realized.
  • the reliability of the display device can be improved by increasing the aperture ratio of the display device. More specifically, when the lifetime of a display device using an organic EL device and having an aperture ratio of 10% is used as a reference, the life of the display device has an aperture ratio of 20% (that is, the aperture ratio is twice the reference). The life is about 3.25 times longer, and the life of a display device with an aperture ratio of 40% (that is, the aperture ratio is four times the reference) is about 10.6 times longer. As described above, the current density flowing through the organic EL device can be reduced as the aperture ratio is improved, so that the life of the display device can be extended. Since the aperture ratio of the display device of one embodiment of the present invention can be improved, the display quality of the display device can be improved. Further, as the aperture ratio of the display device is improved, the reliability (especially life) of the display device is significantly improved, which is an excellent effect.
  • the processing size of the light-emitting layer itself can be made extremely smaller than when using a fine metal mask.
  • the thickness of the light-emitting layer varies between the center and the edge after processing.
  • the manufacturing method of one embodiment of the present invention since a film having a uniform thickness is processed, an island-shaped light-emitting layer can be formed with a uniform thickness. Therefore, even if the processing size of the light-emitting layer is fine, almost the entire area thereof can be used as the light-emitting region. Therefore, a display device having both high definition and high aperture ratio can be manufactured. In addition, it is possible to reduce the size and weight of the display device.
  • the display device of one embodiment of the present invention has, for example, 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. can be done.
  • the display device of one embodiment of the present invention has a convex lens-shaped structure over the light-emitting device.
  • the efficiency of extracting light emitted from the light-emitting device to the outside can be increased.
  • the light-emitting device used in one embodiment of the present invention is a top-emission type
  • light emitted from the light-emitting device is extracted to the outside through a translucent conductive film that transmits visible light, which is one electrode of the light-emitting device.
  • part of the light emitted from the light emitting device travels in the lateral direction using the light-transmitting conductive film as a waveguide, which reduces the efficiency of extracting light to the outside.
  • by providing a convex lens-shaped structure over the light-transmitting conductive film it is possible to suppress the travel of light in the lateral direction and improve the efficiency of extracting light to the outside. can.
  • the light receiving device when the display device has a light receiving device, can also have a convex lens-like structure.
  • the diameter of the structure provided on the light-receiving device larger than the effective area of the light-receiving part, it is possible to enhance the ability to collect light to the light-receiving part, and to improve the photosensitivity of the light-receiving device.
  • the convex lens-shaped structure can be provided on both the light-emitting device and the light-receiving device, but may be provided on either the light-emitting device or the light-receiving device.
  • the convex lens-shaped structure may be simply referred to as a lens or a microlens.
  • a microlens array MLA
  • FIG. 1A shows a top view of the display device 100.
  • the display device 100 includes a display portion in which a plurality of pixels 124a and pixels 124b are arranged, and a connection portion 140 provided outside the display portion. Pixels 124a and 124b each have a plurality of sub-pixels (sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, and sub-pixel 110c), and a delta arrangement is applied. Note that the connection portion 140 can also be called a cathode contact portion.
  • the top surface shape of the sub-pixel shown in FIG. 1A corresponds to the top surface shape of the light emitting region.
  • a top surface shape means a shape in plan view, that is, a shape seen from above.
  • top surface shapes of sub-pixels include triangles, quadrilaterals (including rectangles and squares), polygons such as pentagons, polygons with rounded corners, ellipses, and circles.
  • each sub-pixel has a respective transistor that provides current injection for illuminating the light-emitting device.
  • the transistors included in sub-pixel 110a may be located within sub-pixel 110b shown in FIG. 1A, or some or all may be located outside sub-pixel 110a.
  • FIG. 1A shows that the sub-pixels 110a, 110b, and 110c have the same aperture ratio (which can also be called the size or the size of the light-emitting region), or approximately the same, one embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the aperture ratios of the sub-pixel 110a, the sub-pixel 110b, and the sub-pixel 110c can be determined as appropriate.
  • the sub-pixel 110a, the sub-pixel 110b, and the sub-pixel 110c may have different aperture ratios, and two or more of them may have the same or substantially the same aperture ratio.
  • the delta arrangement is applied to the pixels 124a and 124b shown in FIG. 1A.
  • the pixels 124a and 124b shown in FIG. 1A are composed of three sub-pixels, sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, and sub-pixel 110c.
  • Subpixel 110a, subpixel 110b, and subpixel 110c exhibit different colors of light.
  • Sub-pixels 110a, 110b, and 110c include three sub-pixels of red (R), green (G), and blue (B), yellow (Y), cyan (C), and magenta ( M) three-color sub-pixels.
  • the number of types of sub-pixels is not limited to three, and may be four or more. Examples of the four sub-pixels include R, G, B, and white (W) sub-pixels, and R, G, B, and Y sub-pixels.
  • 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 (see FIG. 1A).
  • FIG. 1A shows an example in which the connecting part 140 is positioned below the display part when viewed from above
  • the connecting portion 140 may be provided at least one of the upper side, the right side, the left side, and the lower side of the display portion when viewed from above, and may be provided so as to surround the four sides of the display portion.
  • the shape of the upper surface of the connecting portion 140 may be strip-shaped, L-shaped, U-shaped, frame-shaped, or the like.
  • the number of connection parts 140 may be singular or plural.
  • FIG. 1B shows a cross-sectional view between the dashed-dotted line X1-X2 in FIG. 1A.
  • 3A and 3B show a modification of FIG. 1B.
  • 4A and 4B show enlarged views of a portion of the cross-sectional view shown in FIG. 1B.
  • a modification of FIG. 4 is shown in FIGS. 5 to 8 and 10C.
  • 10A and 10B show cross-sectional views along the dashed-dotted line Y1-Y2 in FIG. 1A.
  • the sub-pixel 110a has a light-emitting device 130a and a colored layer 132R that transmits red light. As a result, light emitted from the light emitting device 130a is extracted as red light to the outside of the display device 100 via the colored layer 132R.
  • the sub-pixel 110b has a light-emitting device 130b and a colored layer 132G that transmits green light. As a result, light emitted from the light emitting device 130b is extracted as green light to the outside of the display device 100 via the colored layer 132G.
  • the sub-pixel 110c has a light-emitting device 130c and a colored layer 132B that transmits blue light. Thereby, light emitted from the light emitting device 130c is extracted as blue light to the outside of the display device 100 through the colored layer 132B.
  • insulating layers are provided over a layer 101 including a transistor (the transistor is not shown in the drawing). be done.
  • a light emitting device 130a, a light emitting device 130b, and a light emitting device 130c are provided on the insulating layer.
  • a lens 138 is provided on each light-emitting device so as to have a region overlapping at least each light-emitting device, and a protective layer 131 is provided to cover the lens 138 .
  • a colored layer 132R, a colored layer 132G, and a colored layer 132B are provided on the protective layer 131, and a substrate 120 is attached to the colored layer 132R, the colored layer 132G, and the colored layer 132B with a resin layer 122. ing.
  • An insulating layer 125 and an insulating layer 127 on the insulating layer 125 are provided in a region between adjacent light emitting devices.
  • FIG. 1B shows a plurality of cross sections of the insulating layer 125 and the insulating layer 127
  • the insulating layer 125 and the insulating layer 127 are each connected to one.
  • the display device 100 can be configured to have one insulating layer 125 and one insulating layer 127, for example.
  • the display device 100 may have a plurality of insulating layers 125 separated from each other, and may have a plurality of insulating layers 127 separated from each other.
  • a display device of one embodiment of the present invention is a top-emission type in which light is emitted in a direction opposite to a substrate over which a light-emitting device is formed.
  • a stacked structure in which a plurality of transistors are provided on a substrate and an insulating layer is provided to cover these transistors can be applied.
  • An insulating layer over a transistor may have a single-layer structure or a stacked-layer structure.
  • FIG. 1B shows an insulating layer 255a, an insulating layer 255b over the insulating layer 255a, and an insulating layer 255c over the insulating layer 255b among the insulating layers over the transistor.
  • These insulating layers may have recesses between adjacent light emitting devices.
  • FIG. 1B and the like show an example in which a concave portion is provided in the insulating layer 255c. Note that the insulating layers (the insulating layers 255a to 255c) over the transistors can also be regarded as part of the layer 101 including the transistors.
  • 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.
  • a nitride insulating film or a nitride oxide insulating film such as a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film is preferably used. More specifically, a silicon oxide film is preferably used for the insulating layers 255a and 255c, and a silicon nitride film is preferably used for the insulating layer 255b.
  • the insulating layer 255b preferably functions as an etching protection film.
  • 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 light-emitting device for example, it is preferable to use an OLED (Organic Light Emitting Diode) or a QLED (Quantum-dot Light Emitting Diode).
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • QLED Quadantum-dot Light Emitting Diode
  • light-emitting substances included in the light-emitting device include substances that emit fluorescence (fluorescent materials), substances that emit phosphorescence (phosphorescent materials), inorganic compounds (quantum dot materials, etc.), and substances that exhibit thermally activated delayed fluorescence (heat Activated delayed fluorescence (Thermally Activated Delayed Fluorescence: TADF) material).
  • LEDs such as micro LED (Light Emitting Diode), can also be used as a light emitting device.
  • the emission color of the light emitting device can be white.
  • color purity can be enhanced by providing a light-emitting device with a microcavity structure.
  • Embodiment 5 can be referred to for the configuration and materials of the light-emitting device.
  • one electrode functions as an anode and the other electrode functions as a cathode.
  • the case where the pixel electrode functions as an anode and the common electrode functions as a cathode may be taken as an example.
  • the light-emitting device 130a includes a pixel electrode 111a on the insulating layer 255c, an island-shaped first layer 113 on the pixel electrode 111a, a common layer 114 on the first layer 113, and a common electrode 115 on the common layer 114. and have
  • the light emitting device 130b includes a pixel electrode 111b on the insulating layer 255c, an island-shaped first layer 113 on the pixel electrode 111b, a common layer 114 on the first layer 113, and a common electrode 115 on the common layer 114.
  • the light-emitting device 130c includes a pixel electrode 111c on the insulating layer 255c, an island-shaped first layer 113 on the pixel electrode 111c, a common layer 114 on the first layer 113, and a common electrode 115 on the common layer 114. and have In light emitting device 130a, light emitting device 130b, and light emitting device 130c, first layer 113 and common layer 114 can be collectively referred to as EL layers.
  • a layer provided in an island shape for each light-emitting device is referred to as a first layer 113, and a layer shared by a plurality of light-emitting devices is referred to as a common layer 114.
  • the first layer 113 is sometimes called an island-shaped EL layer, an island-shaped EL layer, or the like without including the common layer 114 .
  • the light emitting device 130a, the light emitting device 130b, and the light emitting device 130c all have a first layer 113, and the first layers 113 are separated from each other.
  • a first layer 113 By providing an island-shaped EL layer for each light-emitting device, leakage current between adjacent light-emitting devices can be suppressed. Thereby, crosstalk due to unintended light emission can be prevented, and a display device with extremely high contrast can be realized. In particular, a display device with high current efficiency at low luminance can be realized.
  • the number of steps for manufacturing the display device can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced and the manufacturing yield can be improved.
  • Each end of the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the pixel electrode 111c preferably has a tapered shape. Specifically, it is preferable that each end of the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the pixel electrode 111c has a tapered shape with a taper angle greater than 0° and less than 90°.
  • the first layer 113 provided along the side surfaces of the pixel electrodes also has tapered shapes. By tapering the side surface of the pixel electrode, coverage of the EL layer provided along the side surface of the pixel electrode can be improved.
  • the side surface of the pixel electrode is tapered because foreign matter (eg, dust or particles) in the manufacturing process can be easily removed by a treatment such as cleaning.
  • no insulating layer is provided between the pixel electrode and the first layer 113 to cover the edge of the upper surface of the pixel electrode. Therefore, the interval between adjacent light emitting devices can be made very narrow. Therefore, a high-definition or high-resolution display device can be obtained. Moreover, a mask for forming the insulating layer is not required, and the manufacturing cost of the display device can be reduced.
  • the viewing angle dependency of the display device of one embodiment of the present invention can be extremely reduced.
  • the viewing angle (the maximum angle at which a constant contrast ratio is maintained when the screen is viewed obliquely) is 100° or more and less than 180°, preferably 150°. It can be in the range of 170° or more. It should be noted that the above viewing angle can be applied to each of the vertical and horizontal directions.
  • a single structure (a structure having only one light emitting unit) or a tandem structure (a structure having a plurality of light emitting units) may be applied to the light emitting device of this embodiment.
  • the light-emitting unit has at least one light-emitting layer.
  • the first layer 113 has at least a light emitting layer. Also, the first layer 113 may have one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, a charge generation layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer. good.
  • the first layer 113 can have a luminescent material that emits blue light and a luminescent material that emits visible light with a longer wavelength than blue.
  • the first layer 113 includes a luminescent material that emits blue light and a luminescent material that emits yellow light, or a luminescent material that emits blue light and a luminescent material that emits green light. , and a light-emitting material that emits red light.
  • the light-emitting device 130a, the light-emitting device 130b, and the light-emitting device 130c for example, a single structure having two light-emitting layers, a light-emitting layer that emits yellow (Y) light and a light-emitting layer that emits blue (B) light.
  • the order of the number of laminations and colors of the light-emitting layers may be a three-layer structure of R, G, and B or a three-layer structure of R, B, and G from the anode side.
  • Another layer also referred to as a buffer layer
  • a two-stage tandem structure having a light-emitting unit that emits yellow light and a light-emitting unit that emits blue light, a light-emitting unit that emits red and green light, and a light-emitting unit that emits blue light is used. or a light-emitting unit that emits blue light, a light-emitting unit that emits yellow, yellow-green, or green light, and red light, and a light-emitting unit that emits blue light.
  • a three-stage tandem structure having, in this order, or the like can be applied.
  • the order of the number of stacked light-emitting units and the color may be a two-stage structure of B and Y, a two-stage structure of B and X, and a three-stage structure of B, X and B from the anode side.
  • the number of laminated layers and the order of colors of the light-emitting layers are, from the anode side, a two-layer structure of R and Y, a two-layer structure of R and G, a two-layer structure of G and R, and a three-layer structure of G, R, and G. , or a three-layer structure of R, G, and R, or the like.
  • another layer may be provided between the two light-emitting layers.
  • the first layer 113 has a plurality of light-emitting units.
  • a charge generating layer is preferably provided between each light emitting unit.
  • the light-emitting unit has at least one light-emitting layer.
  • the light emitting device can emit white light.
  • the light emitting unit may 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.
  • a light-emitting device configured to emit white light may emit light with a specific wavelength such as red, green, blue, or infrared light intensified.
  • the first layer 113 may have a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer in this order. Moreover, you may have an electron block layer between a hole transport layer and a light emitting layer. Moreover, you may have an electron injection layer on the electron transport layer.
  • the first layer 113 may have an electron injection layer, an electron transport layer, a light emitting layer, and a hole transport layer in this order.
  • a hole blocking layer may be provided between the electron transport layer and the light emitting layer.
  • a hole injection layer may be provided on the hole transport layer.
  • the first layer 113 preferably has a light-emitting layer and a carrier-transporting layer (electron-transporting layer or hole-transporting layer) on the light-emitting layer. Since the surface of the first layer 113 is exposed during the manufacturing process of the display device, the carrier-transporting layer is provided on the light-emitting layer to prevent the light-emitting layer from being exposed to the outermost surface and reduce damage to the light-emitting layer. can be reduced. This can improve the reliability of the light emitting device.
  • a carrier-transporting layer electron-transporting layer or hole-transporting layer
  • the first layer 113 has, for example, a first light-emitting unit, a charge generation layer, and a second light-emitting unit.
  • the second light-emitting unit preferably has a light-emitting layer and a carrier-transporting layer (electron-transporting layer or hole-transporting layer) on the light-emitting layer. Since the surface of the second light-emitting unit is exposed during the manufacturing process of the display device, by providing the carrier transport layer on the light-emitting layer, the exposure of the light-emitting layer to the outermost surface is suppressed and damage to the light-emitting layer is prevented. can be reduced. This can improve the reliability of the light emitting device.
  • a carrier-transporting layer electron-transporting layer or hole-transporting layer
  • the light-emitting unit provided in the uppermost layer preferably has a light-emitting layer and a carrier-transporting layer (electron-transporting layer or hole-transporting layer) on the light-emitting layer.
  • the common layer 114 has, for example, an electron injection layer or a hole injection layer.
  • the common layer 114 may have a laminate of an electron transport layer and an electron injection layer, or may have a laminate of a hole transport layer and a hole injection layer.
  • Common layer 114 is shared by light emitting device 130a, light emitting device 130b, and light emitting device 130c.
  • FIG. 1B shows an example in which the edge of the first layer 113 is located outside the edge of the pixel electrode.
  • the first layer 113 is formed to cover the edges of the pixel electrodes.
  • the entire upper surface of the pixel electrode can be used as a light-emitting region, and the edge of the island-shaped EL layer is located inside the edge of the pixel electrode. It becomes easy to increase the rate.
  • the side surface of the pixel electrode with the EL layer, contact between the pixel electrode and the common electrode 115 can be suppressed, so short-circuiting of the light-emitting device can be suppressed. Also, the distance between the light emitting region of the EL layer (that is, the region overlapping with the pixel electrode) and the edge of the EL layer can be increased. Since the edges of the EL layer may be damaged by processing, the reliability of the light-emitting device may be improved by using a region away from the edges of the EL layer as the light-emitting region.
  • the common electrode 115 is shared by the light emitting device 130a, the light emitting device 130b, and the light emitting device 130c.
  • a common electrode 115 shared by a plurality of light emitting devices is electrically connected to the conductive layer 123 provided in the connection portion 140 (see FIGS. 10A and 10B).
  • the conductive layer 123 is preferably formed using the same material and in the same process as the pixel electrodes 111a, 111b, and 111c.
  • FIG. 10A shows an example in which a common layer 114 is provided on the conductive layer 123 and the conductive layer 123 and the common electrode 115 are electrically connected through the common layer 114 .
  • the common layer 114 may not be provided in the connecting portion 140 .
  • conductive layer 123 and common electrode 115 are directly connected.
  • the common layer 114 and the common electrode 115 are formed by using a mask (also referred to as an area mask or a rough metal mask to distinguish from a fine metal mask) for defining a film formation area. You can change the area.
  • a mask layer 118a is positioned on the first layer 113 of the light emitting device.
  • the mask layer 118a is a portion of the mask layer that is provided in contact with the top surface of the first layer 113 when the first layer 113 is processed.
  • part of the mask layer used to protect the EL layer may remain during manufacturing.
  • one edge of the mask layer 118a is aligned or nearly aligned with the edge of the first layer 113, and the other edge of the mask layer 118a is overlying the first layer 113.
  • the other end of the mask layer 118a preferably overlaps with the first layer 113 and the pixel electrode.
  • the other end of the mask layer 118 a is likely to be formed on the substantially flat surface of the first layer 113 .
  • the mask layer 118a remains, for example, between the upper surface of the island-shaped EL layer (first layer 113) and the insulating layer 125.
  • the ends are aligned or substantially aligned, and when the top surface shapes are matched or substantially matched, at least part of the outline overlaps between the laminated layers when viewed from the top.
  • the edges of the upper layer and the lower layer are aligned or substantially aligned, and the upper layer and the lower layer are aligned.
  • the top surface shapes match or roughly match.
  • the contours do not overlap, and the upper layer may be located inside the lower layer, or the upper layer may be located outside the lower layer, and in this case also, the edges are roughly aligned, or the top surface shape are said to roughly match.
  • a side surface of the first layer 113 is covered with an insulating layer 125 .
  • the insulating layer 127 overlaps with the side surface of the first layer 113 with the insulating layer 125 interposed therebetween.
  • a portion of the upper surface of the first layer 113 is covered with a mask layer 118a.
  • the insulating layer 125 and the insulating layer 127 partially overlap the upper surfaces of the adjacent first layers 113 via the mask layer 118a.
  • the top surface of each of the adjacent first layers 113 is not limited to the top surface of the flat portion overlapping the top surface of the pixel electrode, and the inclined portion and the flat portion located outside the top surface of the pixel electrode (the region in FIG. 8A). 103).
  • a portion of the top surface and side surfaces of the first layer 113 are covered with at least one of the insulating layer 125, the insulating layer 127, and the mask layer 118a, so that the common layer 114 (or the common electrode 115) can be used as a pixel.
  • Contact with the electrode 111a, the pixel electrode 111b, the pixel electrode 111c, and the side surface of the first layer 113 can be suppressed, and short circuit of the light-emitting device can be suppressed. This can improve the reliability of the light emitting device.
  • the insulating layer 125 is preferably in contact with the side surface of the first layer 113 (see the edge of the first layer 113 and the vicinity thereof surrounded by broken lines in FIG. 4A). With the structure in which the insulating layer 125 is in contact with the first layer 113, film peeling of the first layer 113 can be prevented. Adhesion between the insulating layer 125 and the first layer 113 produces an effect that the adjacent first layers 113 are fixed or adhered by the insulating layer 125 . This can improve the reliability of the light emitting device. Moreover, the manufacturing yield of the light-emitting device can be increased.
  • the insulating layer 125 and the insulating layer 127 cover both a part of the upper surface and the side surface of the first layer 113, thereby preventing peeling of the EL layer, thereby improving the light-emitting device. reliability can be improved. Moreover, the manufacturing yield of the light-emitting device can be increased.
  • a first layer 113, a mask layer 118a, an insulating layer 125, and an insulating layer are formed on the edge of the pixel electrode 111a, the edge of the pixel electrode 111b, and the edge of the pixel electrode 111c, respectively.
  • An example is shown where the stack of layers 127 is located.
  • FIG. 1B shows a configuration in which the first layer 113 covers the ends of the pixel electrodes 111a, 111b, and 111c, and the insulating layer 125 is in contact with the side surface of the first layer 113.
  • the insulating layer 127 is provided on the insulating layer 125 so as to fill the recesses formed in the insulating layer 125 .
  • the insulating layer 127 can overlap with part of the top surface and side surfaces of the first layer 113 with the insulating layer 125 interposed therebetween.
  • the insulating layer 127 preferably covers at least part of the side surfaces of the insulating layer 125 .
  • the space between the adjacent island-shaped EL layers can be filled, so that layers provided over the island-shaped EL layers (for example, a carrier injection layer, a common electrode, and the like) can be covered. It is possible to reduce unevenness with a large height difference on the formation surface and make it more flat. Therefore, the coverage of the island-shaped EL layer with the carrier injection layer, the common electrode, and the like can be improved.
  • layers provided over the island-shaped EL layers for example, a carrier injection layer, a common electrode, and the like
  • the common layer 114 and the common electrode 115 are provided on the first layer 113, the mask layer 118a, the insulating layer 125 and the insulating layer 127. Before the insulating layer 125 and the insulating layer 127 are provided, a region where the pixel electrode and the island-shaped EL layer are provided, a region where the pixel electrode and the island-shaped EL layer are not provided (region between the light emitting devices), There is a step due to Since the display device of one embodiment of the present invention includes the insulating layers 125 and 127, the steps can be planarized, and the coverage of the island-shaped EL layer with the common layer 114 and the common electrode 115 is improved.
  • the upper surface of the insulating layer 127 preferably has a more flat shape, but may have a convex portion, a convex curved surface, a concave curved surface, or a concave portion.
  • the upper surface of the insulating layer 127 preferably has a highly flat and smooth convex curved shape.
  • a common layer 114 is provided over the pixel electrode (the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the pixel electrode 111c), the first layer 113, the mask layer 118a, the insulating layer 125, and the insulating layer 127 so as to cover them.
  • a common electrode 115 is provided on the common layer 114 .
  • a lens 138 is provided on each light emitting device (light emitting device 130a, light emitting device 130b, and light emitting device 130c) so as to have a region overlapping at least each light emitting device.
  • a protective layer 131 is provided on the lens 138 so as to cover the lens 138 .
  • the lens 138 preferably has a convex curved surface. Also, the lens 138 is preferably formed using a material having a higher refractive index than the common electrode 115 and the protective layer 131 having a region in contact with the lens 138 . For example, lens 138 is preferably formed using the same material as insulating layer 127 . By doing so, the lens 138 functions as a plano-convex lens (described later) for the light emitted by the light emitting device, and the light is emitted through the lens 138 and the protective layer 131 more than when the lens 138 is not provided. It can be efficiently taken out to the colored layer (colored layer 132R, colored layer 132G, and colored layer 132B) side. That is, the brightness of the display device can be increased by providing the lens 138 over the light-emitting device.
  • the lens 138 is preferably formed using a material having a higher refractive index than the common electrode 115 and the protective layer 131 having a region in contact with the lens
  • the insulating layer 125 can be an insulating layer containing an inorganic material.
  • 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 layer 125 may have a single-layer structure or a laminated 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 can be mentioned.
  • the nitride insulating film include a silicon nitride film, an aluminum nitride film, and the like.
  • Examples of the oxynitride insulating film include a silicon oxynitride film, an aluminum oxynitride film, and the like.
  • nitride oxide insulating film a silicon nitride oxide film, an aluminum nitride oxide film, or the like can be given.
  • aluminum oxide is preferable because it has a high etching selectivity with respect to the EL layer and has a function of protecting the EL layer during formation of the insulating layer 127 described later.
  • 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 insulating layer 125, pinholes can be reduced and the EL layer can be formed.
  • An insulating layer 125 having an excellent protective function can be formed.
  • the insulating layer 125 may have a layered structure of a film formed by an ALD method and a film formed by a sputtering method.
  • the insulating layer 125 may have a laminated structure of, for example, an aluminum oxide film formed by ALD and a silicon nitride film formed by sputtering.
  • the insulating layer 125 preferably functions as a barrier insulating layer against at least one of water and oxygen. Further, the insulating layer 125 preferably has a function of suppressing diffusion of at least one of water and oxygen. Further, the insulating layer 125 preferably has a function of capturing or fixing at least one of water and oxygen (also referred to as gettering).
  • a barrier insulating layer indicates an insulating layer having barrier properties.
  • barrier property refers to a function of suppressing diffusion of a corresponding substance (also referred to as low permeability). Alternatively, it has a function of capturing or fixing (also called gettering) the corresponding substance.
  • the insulating layer 125 has a function as a barrier insulating layer or a gettering function to suppress entry of impurities (typically, at least one of water and oxygen) that can diffuse into each light-emitting device from the outside. is possible. With such a structure, a highly reliable light-emitting device and a highly reliable display device can be provided.
  • impurities typically, at least one of water and oxygen
  • the insulating layer 125 preferably has a low impurity concentration. Accordingly, it is possible to suppress deterioration of the EL layer due to entry of impurities from the insulating layer 125 into the EL layer. In addition, by reducing the impurity concentration in the insulating layer 125, the barrier property against at least one of water and oxygen can be improved.
  • the insulating layer 125 preferably has a sufficiently low hydrogen concentration or carbon concentration, or preferably both.
  • mask layer 118a and insulating layer 125 may be recognized as one layer. That is, when one layer is provided in contact with part of the top surface and side surfaces of the first layer 113, and the insulating layer 127 is observed to cover at least part of the side surfaces of the one layer.
  • the insulating layer 127 provided on the insulating layer 125 has a function of flattening unevenness with a large height difference of the insulating layer 125 formed between adjacent light emitting devices. In other words, the presence of the insulating layer 127 has the effect of improving the flatness of the surface on which the common electrode 115 is formed.
  • An insulating layer containing an organic material can be suitably used as the insulating layer 127 and the lens 138 .
  • the organic material it is preferable to use a photosensitive organic resin, for example, it is preferable to use a photosensitive acrylic resin.
  • acrylic resin does not only refer to polymethacrylates or methacrylic resins, but may refer to all acrylic polymers in a broad sense.
  • acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, imide resin, polyamide resin, polyimideamide resin, silicone resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, or precursors of these resins are used. etc. may be used.
  • 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. good.
  • a photoresist may be used as the photosensitive resin.
  • the photosensitive organic resin either a positive material or a negative material may be used.
  • a material that absorbs visible light may be used for the insulating layer 127 .
  • the insulating layer 127 absorbs the light emitted by the light emitting device, thereby suppressing leakage of light (stray light) from the light emitting device to an adjacent light emitting device via the insulating layer 127 . Thereby, the display quality of the display device can be improved. In addition, since the display quality can be improved without using a polarizing plate for the display device, the weight and thickness of the display device can be reduced.
  • Materials that absorb visible light include materials containing pigments such as black, materials containing dyes, light-absorbing resin materials (e.g., polyimide), and resin materials that can be used for color filters (color filter materials ).
  • resin materials that can be used for color filters color filter materials
  • by mixing color filter materials of three or more colors it is possible to obtain a black or near-black resin layer.
  • the lens 138 has a function as a plano-convex lens (described later) that efficiently extracts the light emitted by the light emitting device and emits it to the colored layer side. Therefore, it is preferable to use a material that transmits visible light (has translucency) for the lens 138 .
  • a material that transmits visible light has translucency
  • another material a material that transmits visible light
  • the same material is preferably used for the lens 138 as well.
  • FIG. 2A and 2B are diagrams for explaining the effect of the lens 138 provided on each light emitting device (light emitting device 130a, light emitting device 130b, and light emitting device 130c). Note that FIG. 2A shows a cross-sectional view in which the lens 138 is not provided on the light-emitting device 130a, and FIG. 2B shows a cross-sectional view in which the lens 138 is provided on the light-emitting device 130a.
  • FIG. 2A is a diagram simply showing the optical path of light emitted by the light emitting device when the lens 138 is not provided on the light emitting device. It should be noted that minute reflections and the like at interfaces between layers are not shown. Most of the light emitted by the light-emitting device is extracted to the outside through a straight optical path or a nearly straight optical path. However, as shown in FIG. 2A, part of the light emitted by the light emitting device travels laterally through the common electrode 115, which is formed of a translucent conductive film provided on the insulating layer 127, as a waveguide. light that cannot be extracted. That is, this phenomenon can be one of the factors that reduce the light extraction efficiency.
  • the common electrode 115 described above serves as a waveguide is the difference in refractive index between the common electrode 115 and the upper and lower layers. Another factor is that since the common electrode 115 is provided so as to cross over the insulating layer 127 , the incident angle of light entering the common electrode 115 on the insulating layer 127 increases.
  • a protective layer 131 is provided above and in contact with the common electrode 115
  • a common layer 114 is provided below and in contact with the common electrode 115 .
  • the refractive index of the common electrode 115 is n115
  • the refractive index of the protective layer 131 is n131
  • the refractive index of the common layer 114 is n114 , n115 > n131 and n115 > n114 .
  • the refractive index here refers to the refractive index in the wavelength range of light emitted by the light-emitting device (the wavelength range from blue to red) or in visible light.
  • micro-optical resonator microcavity
  • an electrode having light transmissive and reflective properties as the common electrode 115 . Therefore, a reflective electrode may be formed on the common layer 114 side of the common electrode 115 . Therefore, reflection of light by the electrode is also one of the factors causing the common electrode 115 to act as a waveguide.
  • a lens 138 is provided between the common electrode 115 and the protective layer 131 at least in a region overlapping with the light emitting portion of the light emitting device.
  • the light emitting portion is a region where the first layer 113 and the common layer 114 are in contact with each other.
  • the common layer 114 is not provided, a region where the first layer 113 and the common electrode 115 are in contact with each other is used.
  • a lens having a convex surface and a flat surface on the opposite side of the convex surface as shown in FIG. 2B is called a plano-convex lens.
  • the lens 138 can be manufactured using the same material and process as the insulating layer 127 described above.
  • the lens 138 is formed so that the surface opposite to the convex surface of the plano-convex lens is in contact with the common electrode 115 . Further, when the refractive index of the lens 138 is n138 , n138 is equal to n115 , preferably n138 is larger than n115 .
  • n 138 is 1% to 30% smaller than n 115 , preferably n 138 is 1% to 20% smaller than n 115 , more preferably n 138 is 1% smaller than n 115 . to 10% smaller value.
  • the luminance of the display device can be increased by providing the lens 138 over the light-emitting device.
  • 3A and 3B are modifications of the cross-sectional view of the display device 100 shown in FIG. 1B. 3A and 3B, the size of lens 138 is different than in FIG. 1B.
  • the end of the lens 138 is provided so as to have a region overlapping with a portion of the insulating layer 127 . Also in FIG. 1B, the edges of adjacent lenses 138 are provided so that they do not have overlapping regions.
  • the lens 138 is provided only on the substantially flat top surface of the common electrode 115 overlapping the light emitting device, and unlike FIG. 1B, there is no region overlapping the insulating layer 127 . That is, it can be said that the lens 138 shown in FIG. 3A has a smaller size than the lens 138 shown in FIG. 1B.
  • the lens 138 is provided so as to have a region that not only overlaps with the light emitting device, but also overlaps with a portion of the insulating layer 127 . Also, unlike FIG. 1B, the end of the lens 138 and the end of the adjacent lens 138 are provided so as to be in contact with each other. That is, it can be said that the lens 138 shown in FIG. 3B has a larger size than the lens 138 shown in FIG. 1B.
  • FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view of a region including the insulating layer 127 between the light emitting devices 130a and 130b and its periphery.
  • the insulating layer 127 between the light emitting device 130a and the light emitting device 130b will be described below as an example. The same can be said for the insulating layer 127 .
  • FIG. 4B is an enlarged view of the edge of the insulating layer 127 and its vicinity on the first layer 113 of the light emitting device 130b shown in FIG. 4A.
  • a first layer 113 is provided over the pixel electrode 111a, and another first layer 113 is provided over the pixel electrode 111b.
  • a mask layer 118a is provided in contact with part of the upper surface of the first layer 113, and in contact with the upper and side surfaces of the two mask layers 118a, the side surfaces of the two first layers 113, and the upper surface of the insulating layer 255c.
  • an insulating layer 125 is provided. Also, the insulating layer 125 partially covers the upper surfaces of the two first layers 113 .
  • An insulating layer 127 is provided in contact with the upper surface of the insulating layer 125 .
  • the insulating layer 127 overlaps with part of the top surface and side surfaces of the two first layers 113 with the insulating layer 125 interposed therebetween, and is in contact with at least part of the side surface of the insulating layer 125 .
  • a common layer 114 is provided over the first layer 113 , the mask layer 118 a , the insulating layer 125 and the insulating layer 127 , and a common electrode 115 is provided on the common layer 114 .
  • the insulating layer 127 preferably has a taper shape with a taper angle ⁇ 1 at the end portion in a cross-sectional view of the display device.
  • the taper angle ⁇ 1 is the angle between the side surface of the insulating layer 127 and the substrate surface.
  • the angle formed by the side surface of the insulating layer 127 and the top surface of the flat portion of the first layer 113 or the top surface of the flat portion of the pixel electrode 111b may be used instead of the substrate surface.
  • the taper angle ⁇ 1 of the insulating layer 127 is greater than 0° and less than 90°, preferably 10° or more, preferably 60° or less, more preferably 45° or less, and even more preferably 20° or less.
  • the upper surface of the insulating layer 127 preferably has a convex shape.
  • the convex curved surface shape of the upper surface of the insulating layer 127 is preferably a shape that gently swells toward the center.
  • the convex curved surface portion at the center of the upper surface of the insulating layer 127 has a shape that is smoothly connected to the tapered portion at the end portion.
  • the upper surface of the insulating layer 127 may have a concave surface shape in a cross-sectional view of the display device.
  • the upper surface of the insulating layer 127 has a shape that gently bulges toward the center, that is, a convex surface, and a shape that is depressed at and near the center, that is, a concave surface.
  • the convex curved surface portion of the upper surface of the insulating layer 127 has a shape that is smoothly connected to the tapered portion of the end portion.
  • the common layer 114 and the common electrode 115 can be formed on the entire insulating layer 127 with good coverage.
  • the stress of the insulating layer 127 can be relieved by providing the insulating layer 127 with a concave curved surface in the central portion. More specifically, the central portion of the insulating layer 127 has a concave curved surface, so that local stress generated at the end portion of the insulating layer 127 is relieved, and the first layer 113 and the mask layer 118a are formed. Any one or more of film peeling between the layers, film peeling between the mask layer 118a and the insulating layer 125, and film peeling between the insulating layer 125 and the insulating layer 127 can be suppressed.
  • the end of the insulating layer 127 is preferably located outside the end of the insulating layer 125. As shown in FIG. Thereby, unevenness of the surface on which the common layer 114 and the common electrode 115 are formed can be reduced, and coverage of the common layer 114 and the common electrode 115 can be improved.
  • the insulating layer 125 preferably has a taper shape with a taper angle ⁇ 2 at the end portion in a cross-sectional view of the display device.
  • the taper angle ⁇ 2 is the angle between the side surface of the insulating layer 125 and the substrate surface.
  • the corner is not limited to the substrate surface, and may be the angle formed by the upper surface of the flat portion of the first layer 113 or the upper surface of the flat portion of the pixel electrode 111b and the side surface of the insulating layer 125 .
  • the taper angle ⁇ 2 of the insulating layer 125 is greater than 0° and less than 90°, preferably 10° or more, preferably 60° or less, more preferably 45° or less, and even more preferably 20° or less.
  • the mask layer 118a preferably has a taper shape with a taper angle ⁇ 3 at the end portion in a cross-sectional view of the display device.
  • the taper angle ⁇ 3 is the angle between the side surface of the mask layer 118a and the substrate surface.
  • the angle is not limited to the substrate surface, and may be the angle formed by the upper surface of the flat portion of the first layer 113 or the upper surface of the flat portion of the pixel electrode 111b and the side surface of the mask layer 118a.
  • the taper angle ⁇ 3 of the mask layer 118a is greater than 0° and less than 90°, preferably 10° or more, preferably 60° or less, more preferably 45° or less, and even more preferably 20° or less.
  • the end of the mask layer 118a be located outside the end of the insulating layer 125. Thereby, unevenness of the surface on which the common layer 114 and the common electrode 115 are formed can be reduced, and coverage of the common layer 114 and the common electrode 115 can be improved.
  • the etching treatment in two steps and performing the heat treatment between the two etching treatments, even if a cavity is formed in the first etching treatment, the insulating layer 127 is not deformed by the heat treatment. , can fill the cavity.
  • the amount of side etching is reduced, and voids are less likely to be formed. Therefore, it is possible to suppress unevenness on the surface on which the common layer 114 and the common electrode 115 are formed, and it is possible to suppress disconnection of the common layer 114 and the common electrode 115 . Since the etching process is performed twice in this manner, the taper angle ⁇ 2 and the taper angle ⁇ 3 may be different angles. Also, the taper angles .theta.2 and .theta.3 may each be smaller than the taper angle .theta.1.
  • the insulating layer 127 may cover at least part of the side surfaces of the mask layer 118a.
  • the insulating layer 127 contacts and covers the sloping surface located at the edge of the mask layer 118a formed by the first etching process, and the edge of the mask layer 118a formed by the second etching process.
  • An example in which the inclined surface located at the part is exposed is shown.
  • the two inclined surfaces can sometimes be distinguished from each other by their different taper angles. Moreover, there is almost no difference in the taper angles of the side surfaces formed by the two etching processes, and it may not be possible to distinguish between them.
  • FIG. 5A and 5B show an example in which the insulating layer 127 covers the entire side surface of the mask layer 118a. Specifically, in FIG. 5B, the insulating layer 127 contacts and covers both of the two inclined surfaces. This is preferable because the unevenness of the surface on which the common layer 114 and the common electrode 115 are formed can be reduced more than in FIG. 4B.
  • FIG. 5B shows an example in which the edge of the insulating layer 127 is located outside the edge of the mask layer 118a. The edge of the insulating layer 127 may be located inside the edge of the mask layer 118a, as shown in FIG. 4B, and may be aligned or substantially aligned with the edge of the mask layer 118a. The insulating layer 127 may also contact the first layer 113, as shown in FIG. 5B.
  • 6A, 6B, 7A, and 7B show an example in which the insulating layer 127 has a concave surface shape (also referred to as a constricted portion, recess, dent, depression, etc.) on the side surface.
  • the side surface of the insulating layer 127 may have a concave curved shape.
  • 6A and 6B show an example in which the insulating layer 127 partially covers the side surfaces of the mask layer 118a, leaving the rest of the side surfaces of the mask layer 118a exposed.
  • 7A and 7B are examples in which the insulating layer 127 contacts and covers the entire side surface of the mask layer 118a.
  • taper angles ⁇ 1 to ⁇ 3 are each within the above ranges.
  • one end of the insulating layer 127 overlaps with the upper surface of the pixel electrode 111a and the other end of the insulating layer 127 overlaps with the upper surface of the pixel electrode 111b.
  • the end portion of the insulating layer 127 can be formed on the substantially flat region of the first layer 113 . This makes it relatively easy to form the tapered shape of each of the insulating layer 127, the insulating layer 125, and the mask layer 118a.
  • peeling of the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the first layer 113 can be suppressed.
  • the smaller the overlapping portion between the upper surface of the pixel electrode and the insulating layer 127 is, the wider the light emitting region of the light emitting device is and the higher the aperture ratio, which is preferable.
  • the insulating layer 127 does not have to overlap the upper surface of the pixel electrode. As shown in FIG. 8A, the insulating layer 127 does not overlap the top surface of the pixel electrode, one end of the insulating layer 127 overlaps the side surface of the pixel electrode 111a, and the other end of the insulating layer 127 overlaps the pixel electrode 111b. may overlap the sides of the Alternatively, as shown in FIG. 8B, the insulating layer 127 may be provided in a region sandwiched between the pixel electrodes 111a and 111b without overlapping the pixel electrodes.
  • the insulating layer 127, the insulating layer 125, and the mask layer 118a are provided so that the substantially flat region of the first layer 113 is separated from the adjacent first layer.
  • the common layer 114 and the common electrode 115 can be formed with good coverage up to the substantially flat region of the layer 113 of . Therefore, it is possible to prevent the common layer 114 and the common electrode 115 from being divided and locally thinned. Therefore, between the light-emitting devices, the common layer 114 and the common electrode 115 have poor connection between the light-emitting devices due to the divided portions, and an increase in electrical resistance due to the locally thin portions. can be suppressed. Accordingly, the display device of one embodiment of the present invention can have improved display quality.
  • a lens 138 is provided on each light-emitting device (light-emitting device 130a, light-emitting device 130b, and light-emitting device 130c) so as to have a region overlapping at least the light-emitting device.
  • the protective layer 131 may have a single layer structure or a laminated structure of two or more layers.
  • the conductivity of the protective layer 131 does not matter. At least one of an insulating film, a semiconductor film, and a conductive film can be used as the protective layer 131 .
  • the protective layer 131 By including an inorganic film in the protective layer 131, deterioration of the light-emitting device is suppressed, such as prevention of oxidation of the common electrode 115 and entry of impurities (moisture, oxygen, etc.) into the light-emitting device. Reliability can be improved.
  • 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. Specific examples of these inorganic insulating films are as described for the insulating layer 125 .
  • the protective layer 131 preferably includes a nitride insulating film or a nitride oxide insulating film, and more preferably includes a nitride insulating film.
  • the protective layer 131 includes In—Sn oxide (also referred to as ITO), In—Zn oxide, Ga—Zn oxide, Al—Zn oxide, or indium gallium zinc oxide (In—Ga—Zn).
  • ITO In—Sn oxide
  • In—Zn oxide Ga—Zn oxide
  • Al—Zn oxide Al—Zn oxide
  • indium gallium zinc oxide In—Ga—Zn
  • An inorganic film containing an oxide (also referred to as IGZO) or the like can also be used.
  • the inorganic film preferably has a high resistance, and specifically, preferably has a higher resistance than the common electrode 115 .
  • the inorganic film may further contain nitrogen.
  • the protective layer 131 preferably has high transparency to visible light.
  • ITO, IGZO, and aluminum oxide are preferable because they are inorganic materials with high transparency to visible light.
  • the protective layer 131 for example, a stacked structure of an aluminum oxide film and a silicon nitride film over the aluminum oxide film, or a stacked structure of an aluminum oxide film and an IGZO film over the aluminum oxide film, or the like can be used. can be done. By using the stacked-layer structure, entry of impurities (such as water and oxygen) into the EL layer can be suppressed.
  • impurities such as water and oxygen
  • the protective layer 131 may have an organic film.
  • protective layer 131 may have both an organic film and an inorganic film.
  • organic materials that can be used for the protective layer 131 include organic insulating materials that can be used for the insulating layer 127 .
  • the lens 138 covered with the protective layer 131 functions as a plano-convex lens, and the light emitted by the light emitting device can be efficiently extracted to the colored layer side.
  • the protective layer 131 may have a two-layer structure formed using different film formation methods. Specifically, the first layer of the protective layer 131 may be formed using the ALD method, and the second layer of the protective layer 131 may be formed using the sputtering method.
  • optical members can be arranged outside the substrate 120 .
  • optical members include polarizing plates, retardation plates, light diffusion layers (diffusion films, etc.), antireflection layers, light collecting films, and the like.
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust a water-repellent film that prevents adhesion of dirt, a hard coat film that suppresses the occurrence of scratches due to use, a shock absorption layer, etc. Layers may be arranged.
  • a glass layer or a silica layer (SiO x layer) as a surface protective layer, because surface contamination and scratching can be suppressed.
  • DLC diamond-like carbon
  • AlO x aluminum oxide
  • polyester-based material polycarbonate-based material, or the like
  • a material having a high visible light transmittance is preferably used for the surface protective layer.
  • Glass, quartz, ceramics, sapphire, resin, metal, alloy, semiconductor, etc. can be used for the substrate 120 .
  • a material that transmits the light is used for the substrate on the side from which the light from the light-emitting device is extracted.
  • Using a flexible material for the substrate 120 can increase the flexibility of the display device.
  • a polarizing plate may be used as the substrate 120 .
  • polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethyl methacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, polyethersulfone (PES) resins, respectively.
  • resin polyamide resin (nylon, aramid, etc.), polysiloxane resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) Resin, ABS resin, cellulose nanofiber, etc.
  • glass having a thickness that is flexible may be used.
  • a substrate having high optical isotropy has small birefringence (it can also be said that the amount of birefringence is small).
  • the absolute value of the retardation (retardation) value of the substrate with high optical isotropy is preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.
  • Films with high optical isotropy include triacetyl cellulose (TAC, also called cellulose triacetate) films, cycloolefin polymer (COP) films, cycloolefin copolymer (COC) films, acrylic films, and the like.
  • TAC triacetyl cellulose
  • COP cycloolefin polymer
  • COC cycloolefin copolymer
  • the film when a film is used as the substrate, the film may absorb water, which may cause shape changes such as wrinkles in the display device. Therefore, it is preferable to use a film having a low water absorption rate as the substrate. For example, it is preferable to use a film with a water absorption of 1% or less, more preferably 0.1% or less, and even more preferably 0.01% or less.
  • various curable adhesives such as photocurable adhesives such as ultraviolet curable adhesives, reaction curable adhesives, thermosetting adhesives, and anaerobic adhesives can be used.
  • These adhesives include epoxy resins, acrylic resins, silicone resins, phenol resins, polyimide resins, imide resins, PVC (polyvinyl chloride) resins, PVB (polyvinyl butyral) resins, EVA (ethylene vinyl acetate) resins, and the like.
  • a material with low moisture permeability such as epoxy resin is preferable.
  • a two-liquid mixed type resin may be used.
  • an adhesive sheet or the like may be used.
  • FIG. 1B shows an example in which a colored layer 132R, a colored layer 132G, and a colored layer 132B are provided directly on the light-emitting device 130a, the light-emitting device 130b, and the light-emitting device 130c via the lens 138 and the protective layer 131, respectively.
  • a colored layer 132R, a colored layer 132G, and a colored layer 132B are provided directly on the light-emitting device 130a, the light-emitting device 130b, and the light-emitting device 130c via the lens 138 and the protective layer 131, respectively.
  • 9A and 9B show cross-sectional views between dashed-dotted lines X1-X2 in FIG. 1A.
  • a protective layer 131 is provided so as to partially cover the upper surface of the lens 138 and the upper surface of the common electrode 115, and the resin layer 122 separates the protective layer 131 and the substrate 120 provided with the colored layer. It can be pasted together.
  • the substrate 120 provided with the colored layer may be attached to the protective layer 131 with the resin layer 122 .
  • the temperature of the heat treatment in the step of forming the colored layer can be increased.
  • FIG. 11A shows a top view of the display device 100 different from FIG. 1A.
  • a pixel 110 to which the matrix arrangement shown in FIG. 11A is applied is composed of four types of sub-pixels: a sub-pixel 110a, a sub-pixel 110b, a sub-pixel 110c, and a sub-pixel 110d.
  • the sub-pixel 110a, the sub-pixel 110b, the sub-pixel 110c, and the sub-pixel 110d can be configured to have light-emitting devices that emit light of different colors.
  • the sub-pixel 110a, the sub-pixel 110b, the sub-pixel 110c, and the sub-pixel 110d include four sub-pixels of R, G, B, and W, and four sub-pixels of the four colors of R, G, B, and Y. and one sub-pixel.
  • the display device of one embodiment of the present invention may include a light-receiving device in a pixel.
  • three may be configured to have light-emitting devices, and the remaining one may be configured to have a light-receiving device.
  • a pn-type or pin-type photodiode can be used as the light receiving device.
  • a light-receiving device functions as a photoelectric conversion device (also referred to as a photoelectric conversion element) that detects light incident on the light-receiving device and generates an electric charge. The amount of charge generated from the light receiving device is determined based on the amount of light incident on the light receiving device.
  • the light receiving device can detect one or both of visible light and infrared light.
  • visible light for example, one or more of blue, violet, violet, green, yellow-green, yellow, orange, red, etc. light may be detected.
  • infrared light it is possible to detect an object even in a dark place, which is preferable.
  • organic photodiode having a layer containing an organic compound as the light receiving device.
  • Organic photodiodes can be easily made thinner, lighter, and larger, and have a high degree of freedom in shape and design, so that they can be applied to various display devices.
  • an organic EL device is used as the light emitting device and an organic photodiode is used as the light receiving device.
  • An organic EL device and an organic photodiode can be formed on the same substrate. Therefore, an organic photodiode can be incorporated in a display device using an organic EL device.
  • a manufacturing method similar to that for the light-emitting device can also be applied to the light-receiving device.
  • the island-shaped active layer (also referred to as a photoelectric conversion layer) of a light receiving device is not formed using a fine metal mask, but is formed by forming a film that will become the active layer over the surface and then processing the film. Therefore, the island-shaped active layer can be formed with a uniform thickness. Further, by providing the mask layer over the active layer, the damage to the active layer during the manufacturing process of the display device can be reduced, and the reliability of the light-receiving device can be improved.
  • Embodiment 6 can be referred to for the configuration and materials of the light receiving device.
  • FIG. 11B shows a cross-sectional view along the dashed-dotted line X3-X4 in FIG. 11A.
  • FIG. 10A or FIG. 10B can be referred for the cross-sectional view between the dashed-dotted line Y1-Y2 in FIG. 11A.
  • insulating layers are provided on the layer 101 including transistors.
  • a light emitting device 130a and a light receiving device 150 are provided on the insulating layer.
  • a lens 138 is provided on the light-emitting device 130a and the light-receiving device 150 so as to have a region overlapping at least the light-emitting device 130a and the light-receiving device 150, respectively.
  • a protective layer 131 is provided to cover the lens 138, and a colored layer 132R is provided on the protective layer 131 so as to overlap with the light emitting device 130a.
  • the colored layer is attached to the substrate 120 with the resin layer 122 .
  • An insulating layer 125 and an insulating layer 127 on the insulating layer 125 are provided in a region between the adjacent light emitting device and light receiving device.
  • FIG. 11B shows the light-emitting device 130a as the light-emitting device adjacent to the light-receiving device 150, it is not limited to this.
  • the light-emitting device adjacent to the light-receiving device 150 may be the light-emitting device 130b or the light-emitting device 130c.
  • FIG. 11B shows an example in which the light emitting device 130a emits light toward the substrate 120 side, and light enters the light receiving device 150 from the substrate 120 side (see light Lem and light Lin).
  • a lens 138 is provided on the light receiving device 150 so as to have at least a region overlapping with the light receiving device.
  • the light Lin enters the light receiving device 150 while being condensed via the lens 138 . Therefore, the light Lin can be made to enter the light receiving device 150 more efficiently than when the lens 138 is not provided. That is, in one embodiment of the present invention, the light detection function of the display device can be enhanced as compared with the case where the lens 138 is not provided over the light receiving device 150 .
  • the display device of one embodiment of the present invention lenses 138 are provided on both the light-emitting device and the light-receiving device. Therefore, due to the effect of the lens 138, the display device of one embodiment of the present invention can emit the light Lem to the outside more efficiently than when the lens is not provided, and can efficiently receive the light Lin. 150 can be made incident. That is, the display device of one embodiment of the present invention can include both a high-brightness light-emitting device and a light-receiving device having a high photodetection function.
  • the configuration of the light emitting device 130a is as described above.
  • the light receiving device 150 includes the pixel electrode 111d on the insulating layer 255c, the second layer 155 on the pixel electrode 111d, the common layer 114 on the second layer 155, and the common electrode 115 on the common layer 114. have.
  • the second layer 155 includes at least the active layer.
  • the second layer 155 is a layer provided in the light receiving device 150 and not provided in the light emitting device.
  • the common layer 114 is a sequence of layers shared by the light-emitting and light-receiving devices.
  • a layer shared by the light-receiving device and the light-emitting device may have different functions in the light-emitting device and in the light-receiving device. Components are sometimes referred to herein based on their function in the light emitting device.
  • a hole-injecting layer functions as a hole-injecting layer in light-emitting devices and as a hole-transporting layer in light-receiving devices.
  • an electron-injecting layer functions as an electron-injecting layer in light-emitting devices and as an electron-transporting layer in light-receiving devices.
  • a layer shared by the light-receiving device and the light-emitting device may have the same function in the light-emitting device as in the light-receiving device.
  • a hole-transporting layer functions as a hole-transporting layer in both a light-emitting device and a light-receiving device
  • an electron-transporting layer functions as an electron-transporting layer in both a light-emitting device and a light-receiving device.
  • a mask layer 118 a is positioned between the first layer 113 and the insulating layer 125
  • a mask layer 118 b is positioned between the second layer 155 and the insulating layer 125 .
  • the mask layer 118a is part of the mask layer provided on the first layer 113 when the first layer 113 is processed.
  • the mask layer 118b is part of the remaining mask layer provided in contact with the upper surface of the second layer 155, which is the layer containing the active layer, when the second layer 155 is processed.
  • Mask layer 118a and mask layer 118b may have the same material or may have different materials.
  • FIG. 11A shows an example in which the subpixel 110a, the subpixel 110b, the subpixel 110c, and the subpixel 110d have approximately the same aperture ratio (which can also be referred to as the size or the size of the light-emitting region or the light-receiving region), which is one embodiment of the present invention. is not limited to this.
  • the aperture ratios of the sub-pixel 110a, the sub-pixel 110b, the sub-pixel 110c, and the sub-pixel 110d can be determined as appropriate.
  • the aperture ratios of the sub-pixel 110a, the sub-pixel 110b, the sub-pixel 110c, and the sub-pixel 110d may be different, and two or more may be equal or substantially equal.
  • the sub-pixel 110d may have a higher aperture ratio than at least one of the sub-pixels 110a, 110b, and 110c. For example, if the sub-pixel 110d has a light-receiving device, the large light-receiving area of the sub-pixel 110d may make it easier to detect the object. For example, the aperture ratio of the sub-pixel 110d may be higher than that of the other sub-pixels depending on the definition of the display device, the circuit configuration of the sub-pixels, and the like.
  • the sub-pixel 110d may have a lower aperture ratio than at least one of the sub-pixels 110a, 110b, and 110c.
  • the sub-pixel 110d has a light-receiving device, if the light-receiving area of the sub-pixel 110d is small, the imaging range is narrowed, and blurring of the imaging result can be suppressed and the resolution can be improved. Therefore, high-definition or high-resolution imaging can be performed, which is preferable.
  • the sub-pixel 110d can have a detection wavelength, definition, and aperture ratio that match the application.
  • an island-shaped EL layer is provided for each light-emitting device, so that generation of leakage current between subpixels can be suppressed. Thereby, crosstalk due to unintended light emission can be prevented, and a display device with extremely high contrast can be realized.
  • an insulating layer having a tapered shape at the end between adjacent island-shaped EL layers, the occurrence of discontinuity in forming the common electrode can be suppressed, and the film can be locally formed on the common electrode. It is possible to prevent the formation of thin portions.
  • the display device of one embodiment of the present invention can achieve both high definition and high display quality.
  • the lens 138 is provided over each light-emitting device so as to have a region overlapping with at least the light-emitting device. can be efficiently extracted to each colored layer side.
  • the amount of light emitted to the colored layer side can be increased by the lens 138, the amount of current injected into the EL layer required for causing the light emitting device to emit light can be reduced compared to the case where the lens 138 is not provided. deterioration can be suppressed. Accordingly, the display device of one embodiment of the present invention can achieve both high luminance and high reliability.
  • the lens 138 is also provided over the light receiving device. Therefore, the display device of one embodiment of the present invention can allow external light to enter the light-receiving device more efficiently than when the lens 138 is not provided. Accordingly, the display device of one embodiment of the present invention can have a light-receiving device with a high photodetection function.
  • Embodiment 2 a method for manufacturing a display device of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Regarding the material and formation method of each element, the description of the same parts as those described in the first embodiment may be omitted. Further, the details of the configuration of the light-emitting device will be described in Embodiment Mode 5.
  • FIG. 12 to 18 show side by side a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line X1-X2 shown in FIG. 1A and a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line Y1-Y2.
  • FIG. 19 shows an enlarged view of the edge of the insulating layer 127 and its vicinity.
  • Thin films (insulating films, semiconductor films, conductive films, etc.) that make up the display device are formed by sputtering, chemical vapor deposition (CVD), vacuum deposition, pulsed laser deposition (PLD). , an ALD method, or the like.
  • CVD methods include a plasma enhanced CVD (PECVD) method, a thermal CVD method, and the like. Also, one of the thermal CVD methods is a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.
  • thin films that make up the display device can be applied by spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain coating, etc. It can be formed by a wet film formation method such as coating or knife coating.
  • vacuum processes such as vapor deposition and solution processes such as spin coating and inkjet can be used to fabricate light-emitting devices.
  • vapor deposition methods include sputtering, ion plating, ion beam vapor deposition, molecular beam vapor deposition, physical vapor deposition (PVD) such as vacuum vapor deposition, and chemical vapor deposition (CVD).
  • the functional layers included in the EL layer, vapor deposition ( vacuum deposition method, etc.), coating method (dip coating method, die coating method, bar coating method, spin coating method, spray coating method, etc.), printing method (inkjet method, screen (stencil printing) method, offset (lithographic printing) method, It can be formed by a method such as a flexographic (letterpress printing) method, a gravure method, or a microcontact method.
  • the thin film when processing the thin film that constitutes the display device, a photolithography method or the like 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.
  • a photolithography method there are typically the following two methods.
  • One is a method of forming a resist mask on a thin film to be processed, processing the thin film by etching or the like, 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 can be, for example, i-line (wavelength 365 nm), g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), or a mixture of these.
  • 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 to etch the thin film.
  • Example of manufacturing method a method for manufacturing the display device 100 illustrated in FIGS. 1A, 1B, and 10A is described.
  • the insulating layer 255a, the insulating layer 255b, and the insulating layer 255c are formed in this order over the layer 101 including the transistor.
  • the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, the pixel electrode 111c, and the conductive layer 123 are formed over the insulating layer 255c.
  • a sputtering method or a vacuum evaporation method can be used to form the pixel electrode and the conductive layer 123, for example.
  • hydrophobic treatment it is preferable to perform hydrophobic treatment on the pixel electrodes.
  • the adhesion between the pixel electrode and a film (here, the film 113A) formed in a later step can be improved, and film peeling can be suppressed.
  • the hydrophobic treatment may not be performed.
  • Hydrophobization treatment can be performed, for example, by modifying the pixel electrode with fluorine.
  • Fluorine modification can be performed, for example, by treatment with a fluorine-containing gas, heat treatment, plasma treatment in a fluorine-containing gas atmosphere, or the like.
  • the gas containing fluorine for example, fluorine gas can be used, and for example, fluorocarbon gas can be used.
  • fluorocarbon gas lower fluorocarbon gases such as carbon tetrafluoride (CF 4 ) gas, C 4 F 6 gas, C 2 F 6 gas, C 4 F 8 gas, and C 5 F 8 gas can be used.
  • As the gas containing fluorine for example, SF6 gas, NF3 gas, CHF3 gas, etc. can be used.
  • helium gas, argon gas, hydrogen gas, or the like can be added to these gases as appropriate.
  • the surface of the pixel electrode is subjected to plasma treatment in a gas atmosphere containing a group 18 element such as argon, and then treated with a silylating agent to make the surface of the pixel electrode hydrophobic. be able to.
  • a silylating agent hexamethyldisilazane (HMDS), trimethylsilylimidazole (TMSI), or the like can be used.
  • the surface of the pixel electrode is also subjected to plasma treatment in a gas atmosphere containing a Group 18 element such as argon, and then to treatment using a silane coupling agent to make the surface of the pixel electrode hydrophobic. can do.
  • the surface of the pixel electrode By subjecting the surface of the pixel electrode to plasma treatment in a gas atmosphere containing a group 18 element such as argon, the surface of the pixel electrode can be damaged. This makes it easier for the methyl group contained in the silylating agent such as HMDS to bond to the surface of the pixel electrode. In addition, silane coupling by the silane coupling agent is likely to occur. As described above, the surface of the pixel electrode is subjected to plasma treatment in a gas atmosphere containing a Group 18 element such as argon, and then to treatment using a silylating agent or a silane coupling agent. The surface of the electrodes can be made hydrophobic.
  • the treatment using a silylating agent, silane coupling agent, or the like can be performed by applying the silylating agent, silane coupling agent, or the like, for example, using a spin coating method, a dipping method, or the like.
  • a vapor phase method is used to form a film having a silylating agent or a film having a silane coupling agent on a pixel electrode or the like. It can be done by In the gas-phase method, first, the material containing the silylating agent or the material containing the silane coupling agent is volatilized so that the atmosphere contains the silylating agent, the silane coupling agent, or the like.
  • a substrate on which pixel electrodes and the like are formed is placed in the atmosphere.
  • a film containing a silylating agent, a silane coupling agent, or the like can be formed on the pixel electrode, and the surface of the pixel electrode can be made hydrophobic.
  • a film 113A which later becomes the first layer 113, is formed on the pixel electrode (FIG. 12A).
  • the film 113A is not formed on the conductive layer 123 in the cross-sectional view along the dashed-dotted line Y1-Y2.
  • the film 113A can be formed only in a desired region by using a mask for defining a film formation area (also referred to as an area mask or a rough metal mask to distinguish from a fine metal mask).
  • a mask for defining a film formation area also referred to as an area mask or a rough metal mask to distinguish from a fine metal mask.
  • Employing a film formation process using an area mask and a processing process using a resist mask makes it possible to manufacture a light-emitting device in a relatively simple process.
  • the film 113A can be formed, for example, by a vapor deposition method, specifically a vacuum vapor deposition method.
  • the film 113A may be formed by a transfer method, a printing method, an inkjet method, a coating method, or the like.
  • a mask film 118A that will later become the mask layer 118a and a mask film 119A that will later become the mask layer 119a are sequentially formed on the film 113A and the conductive layer 123 (FIG. 12A).
  • the mask film may have a single-layer structure or a laminated structure of three or more layers.
  • a film having high resistance to the processing conditions of the film 113A specifically, a film having a high etching selectivity with respect to the film 113A is used.
  • a film having a high etching selectivity with respect to the mask film 118A is used for the mask film 119A.
  • the mask films 118A and 119A are formed at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the film 113A.
  • the substrate temperature when forming the mask film 118A and the mask film 119A is typically 200° C. or less, preferably 150° C. or less, more preferably 120° C. or less, more preferably 100° C. or less, and still more preferably. is below 80°C.
  • heat resistant temperature indicators include glass transition point, softening point, melting point, thermal decomposition temperature, and 5% weight loss temperature.
  • the heat-resistant temperature of the film 113A (that is, the film that will later become the first layer 113) can be any of these temperatures, preferably the lowest temperature among them.
  • a film that can be removed by a wet etching method is preferably used for the mask film 118A and the mask film 119A.
  • damage to the film 113A during processing of the mask films 118A and 119A can be reduced as compared with the case of using the dry etching method.
  • a sputtering method, an ALD method (thermal ALD method, PEALD method), a CVD method, a vacuum deposition method, or the like can be used for forming the mask film 118A and the mask film 119A, for example. Alternatively, it may be formed using the wet film forming method described above.
  • the mask film 118A formed on and in contact with the film 113A is preferably formed using a formation method that causes less damage to the film 113A than the mask film 119A.
  • a formation method that causes less damage to the film 113A than the mask film 119A.
  • the mask film 118A and the mask film 119A for example, one or more of metal films, alloy films, metal oxide films, semiconductor films, organic insulating films, inorganic insulating films, etc. can be used.
  • Metals such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, titanium, aluminum, yttrium, zirconium, and tantalum are used for the mask films 118A and 119A, respectively.
  • a material or an alloy material containing the metal material can be used.
  • In--Ga--Zn oxide indium oxide, In--Zn oxide, In--Sn oxide, indium titanium oxide (In--Ti oxide), and indium Contains 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), silicon Metal oxides such as indium tin oxide 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 film containing a material that blocks light, particularly ultraviolet light can be used.
  • a film that reflects ultraviolet light or a film that absorbs ultraviolet light can be used.
  • the light shielding material various materials such as metals, insulators, semiconductors, and semi-metals that have light shielding properties against ultraviolet light can be used. Since the film is removed in the process, it is preferable that the film be processable by etching, and it is particularly preferable that the processability is good.
  • semiconductor materials such as silicon or germanium can be used as materials that have a high affinity with semiconductor manufacturing processes.
  • oxides or nitrides of the above semiconductor materials can be used.
  • nonmetallic (semimetallic) materials such as carbon, or compounds thereof can be used.
  • metals such as titanium, tantalum, tungsten, chromium, aluminum, or alloys containing one or more of these.
  • oxides containing the above metals such as titanium oxide or chromium oxide, or nitrides such as titanium nitride, chromium nitride, or tantalum nitride can be used.
  • the mask film By using a film containing a material that blocks ultraviolet light as the mask film, irradiation of the EL layer with ultraviolet light during the exposure process can be suppressed. By preventing the EL layer from being damaged by ultraviolet light, the reliability of the light-emitting device can be improved.
  • a film containing a material having a light shielding property against ultraviolet light can be used as a material for the insulating film 125A, which will be described later, with the same effect.
  • Various inorganic insulating films that can be used for the protective layer 131 can be used as the mask film 118A and the mask film 119A.
  • an oxide insulating film is preferable because it has higher adhesion to the film 113A than a nitride insulating film.
  • inorganic insulating materials such as aluminum oxide, hafnium oxide, and silicon oxide can be used for the mask films 118A and 119A, respectively.
  • an aluminum oxide film formed using the ALD method can be used as the mask film 118A and the mask film 119A.
  • Use of the ALD method is preferable because damage to the base (especially the EL layer) can be reduced.
  • an inorganic insulating film for example, an aluminum oxide film
  • an inorganic film for example, an In--Ga--Zn oxide film
  • material film, aluminum film, or tungsten film can be used.
  • the same inorganic insulating film can be used for both the mask film 118A and the insulating layer 125 to be formed later.
  • an aluminum oxide film formed using the ALD method can be used for both the mask film 118A and the insulating layer 125 .
  • the same film formation conditions may be applied to the mask film 118A and the insulating layer 125, or different film formation conditions may be applied.
  • the mask film 118A can be an insulating film with high barrier properties against at least one of water and oxygen.
  • the mask film 118A is a film that will be mostly or wholly removed in a later process, it is preferable that the mask film 118A be easily processed. Therefore, it is preferable to form the mask film 118A under the condition that the substrate temperature during film formation is lower than that of the insulating layer 125 .
  • An organic material may be used for one or both of the mask film 118A and the mask film 119A.
  • a material that can be dissolved in a chemically stable solvent may be used for at least the film positioned at the top of the film 113A.
  • a solvent such as water or alcohol
  • heat treatment is preferably performed in a reduced pressure atmosphere because the solvent can be removed at a low temperature in a short time, so that thermal damage to the film 113A can be reduced.
  • the mask film 118A and the mask film 119A are made of polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, alcohol-soluble polyamide resin, perfluoropolymer, or the like. You may use organic resins, such as a fluororesin.
  • an organic film e.g., PVA film
  • an inorganic film e.g., PVA film
  • a silicon nitride film can be used.
  • part of the mask film may remain as a mask layer in the display device of one embodiment of the present invention.
  • a resist mask 190a is formed on the mask film 119A (FIG. 12A).
  • the resist mask 190a can be formed by applying a photosensitive resin (photoresist) and performing exposure and development.
  • the resist mask 190a may be produced using either a positive resist material or a negative resist material.
  • the resist mask 190a is provided at a position overlapping with the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the pixel electrode 111c.
  • the resist mask 190 a is preferably provided also at a position overlapping with the conductive layer 123 . Accordingly, damage to the conductive layer 123 during the manufacturing process of the display device can be suppressed. Note that the resist mask 190 a is not necessarily provided over the conductive layer 123 .
  • the resist mask 190a can be provided so as to cover from the end of the film 113A to the end of the conductive layer 123 (the end on the film 113A side) as shown in the cross-sectional view along Y1-Y2 in FIG. 12A. preferable.
  • the end portions of the mask layers 118a and 119a and the end portions of the first layer 113 overlap each other.
  • the mask layers 118a and 119a are provided so as to cover from the end of the first layer 113 to the end of the conductive layer 123 (the end on the first layer 113 side), the insulating layer 255c is not formed.
  • Exposure can be suppressed (see the cross-sectional view between Y1 and Y2 in FIG. 12C). This prevents the insulating layers 255a to 255c and part of the insulating layer included in the layer 101 including the transistor from being removed by etching or the like and exposing the conductive layer included in the layer 101 including the transistor. can be done. Therefore, unintentional electrical connection of the conductive layer to another conductive layer can be suppressed. For example, short-circuiting between the conductive layer and the common electrode 115 can be suppressed.
  • a portion of the mask film 119A is removed to form a mask layer 119a (FIG. 12B).
  • the mask layer 119 a remains on the pixel electrode 111 a , the pixel electrode 111 b , and the pixel electrode 111 c and on the conductive layer 123 .
  • the resist mask 190a is removed.
  • part of the mask film 118A is removed to form a mask layer 118a (FIG. 12C).
  • the mask film 118A and the mask film 119A can each be processed by a wet etching method or a dry etching method.
  • the mask film 118A and the mask film 119A are preferably processed by anisotropic etching.
  • a wet etching method By using the wet etching method, damage to the film 113A during processing of the mask films 118A and 119A can be reduced compared to the case of using the dry etching method.
  • a wet etching method for example, a developer, a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, dilute hydrofluoric acid, oxalic acid, phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, or a chemical solution using a mixed liquid thereof can be used. preferable.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • the selection of processing methods is wider than in the processing of the mask film 118A.
  • a gas containing oxygen can be used as an etching gas.
  • FIG. 12A when the mask film 119A is processed, the surface of the film 113A is covered with the mask film 118A. Therefore, even if a gas containing oxygen is used for processing the mask film 119A, the film 113A is not directly exposed to oxygen. Therefore, it is possible to suppress deterioration of the film 113A due to the influence of oxygen.
  • a gas containing a noble gas such as CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 , CHF 3 , Cl 2 , H 2 O, BCl 3 , or He is used. It is preferably used as an etching gas.
  • the mask film 118A is processed by dry etching using CHF 3 and He, or CHF 3 and He and CH 4 . can be done.
  • the mask film 119A can be processed by wet etching using diluted phosphoric acid. Alternatively, it may be processed by a dry etching method using CH 4 and Ar.
  • the mask film 119A is removed by dry etching using SF 6 , CF 4 and O 2 , or CF 4 and Cl 2 and O 2 . can be processed.
  • the resist mask 190a can be removed by, for example, ashing using oxygen plasma.
  • oxygen gas and a noble gas such as CF4 , C4F8 , SF6 , CHF3 , Cl2 , H2O , BCl3 , or He may be used.
  • the resist mask 190a may be removed by wet etching.
  • the mask film 118A or the mask layer 119a is positioned on the outermost surface and the film 113A is not exposed, damage to the film 113A can be suppressed in the step of removing the resist mask 190a.
  • the film 113A is processed to form the first layer 113.
  • the film 113A is processed to form the first layer 113.
  • a portion of film 113A is removed to form first layer 113 (FIG. 12C).
  • the laminated structure of the first layer 113, the mask layer 118a, and the mask layer 119a remains on the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the pixel electrode 111c, respectively. .
  • a plurality of first layers 113 can be formed by processing the film 113A.
  • the film 113A can be divided into multiple first layers 113 .
  • the first layer 113 is provided in an island shape for each sub-pixel. Since the first layer 113 is formed by dividing the film 113A, both can be formed with the same material and film thickness.
  • the distance between adjacent two of the plurality of first layers 113 formed by photolithography is narrowed to 8 ⁇ m or less, 5 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, or 1 ⁇ m or less.
  • the distance can be defined by, for example, the distance between two adjacent opposing ends of the plurality of first layers 113 .
  • the side surfaces of the first layer 113 are preferably perpendicular or substantially perpendicular to the formation surface.
  • the angle formed by the surface to be formed and these side surfaces be 60 degrees or more and 90 degrees or less.
  • FIG. 12C shows an example in which the edge of the first layer 113 is located outside the edge of the pixel electrode. With such a structure, the aperture ratio of the pixel can be increased.
  • the etching treatment may form a recess in a region of the insulating layer 255c that does not overlap with the first layer 113 in some cases.
  • the subsequent steps can be performed without exposing the pixel electrode. If the edge of the pixel electrode is exposed, corrosion may occur during an etching process or the like. Products generated by corrosion of pixel electrodes may be unstable, and may dissolve in a solution in the case of wet etching, and may scatter in the atmosphere in the case of dry etching. Dissolution of the product in the solution or scattering in the atmosphere causes the product to adhere to, for example, the surface to be processed and the side surface of the first layer 113, adversely affecting the characteristics of the light emitting device. Alternatively, there is a possibility of forming a leak path between multiple light emitting devices. In addition, in a region where the end portion of the pixel electrode is exposed, the adhesion of the layers in that region may be lowered, and the first layer 113 or the pixel electrode may be easily peeled off.
  • the yield and characteristics of the light-emitting device can be improved.
  • the mask layers 118a and 119a are provided so as to cover the end portions of the first layer 113 and the conductive layer 123 to provide insulation.
  • Layer 255c is not exposed. Therefore, it is possible to prevent the insulating layers 255a to 255c and part of the insulating layer included in the layer 101 including the transistor from being removed by etching or the like and exposing the conductive layer included in the layer 101 including the transistor. can. Therefore, unintentional electrical connection of the conductive layer to another conductive layer can be suppressed.
  • the film 113A is preferably processed by anisotropic etching.
  • Anisotropic dry etching is particularly preferred.
  • wet etching may be used.
  • deterioration of the film 113A can be suppressed by not using an oxygen-containing gas as the etching gas.
  • a gas containing oxygen may be used as the etching gas.
  • the etching gas contains oxygen, the etching rate can be increased. Therefore, etching can be performed under low power conditions while maintaining a sufficiently high etching rate. Therefore, damage to the film 113A can be suppressed. Furthermore, problems such as adhesion of reaction products that occur during etching can be suppressed.
  • H 2 , CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 , CHF 3 , Cl 2 , H 2 O, BCl 3 , or noble gases such as He and Ar are used.
  • a gas containing such a material is used as an etching gas.
  • a gas containing one or more of these and oxygen is preferably used as an etching gas.
  • oxygen gas may be used as an etching gas.
  • a gas containing H 2 and Ar or a gas containing CF 4 and He can be used as the etching gas.
  • a gas containing CF 4 , He, and oxygen can be used as the etching gas.
  • a gas containing H 2 and Ar and a gas containing oxygen can be used as the etching gas.
  • the mask layer 119a is formed by forming the resist mask 190a over the mask film 119A and partially removing the mask film 119A using the resist mask 190a.
  • the first layer 113 is formed by removing part of the film 113A using the mask layer 119a as a hard mask. Therefore, it can be said that the first layer 113 is formed by processing the film 113A using the photolithography method. Note that part of the film 113A may be removed using the resist mask 190a. After that, the resist mask 190a may be removed.
  • the second layer 155 included in the light receiving device is formed in the same manner as the first layer 113. do.
  • the formation order of the first layer 113 and the second layer 155 is not particularly limited. For example, by forming a layer having high adhesion to the pixel electrode first, film peeling during the process can be suppressed.
  • the first layer 113 is preferably formed first.
  • the thickness of the layer formed first may affect the distance between the substrate and the mask for defining the film formation area in the subsequent layer formation process.
  • the thin layer first By forming the thin layer first, shadowing (formation of a layer in a shadow portion) can be suppressed.
  • the first layer 113 is often thicker than the second layer 155, so it is preferable to form the second layer 155 first.
  • the mask layers 118a and 119a may remain in the display device.
  • the mask layers 118a and 119a may remain in the display device.
  • a conductive material is used for the mask layer 119a, by removing the mask layer 119a in advance, it is possible to suppress the generation of leak current and the formation of capacitance due to the remaining mask layer 119a.
  • the case of removing the mask layer 119a will be described as an example, but the mask layer 119a does not have to be removed.
  • the mask layer 119a contains the above-described material that blocks ultraviolet light
  • the EL layer can be protected from ultraviolet light by proceeding to the next step without removing the material, which is preferable. .
  • the same method as the mask layer processing process can be used for the mask layer removing process.
  • damage to the first layer 113 can be reduced when removing the mask layer compared to the case of using the dry etching method.
  • the mask layer may be removed by dissolving it in a solvent such as water or alcohol.
  • a solvent such as water or alcohol.
  • Alcohols include ethyl alcohol, methyl alcohol, isopropyl alcohol (IPA), glycerin, and the like.
  • a drying process may be performed to remove water contained in the first layer 113 and water adsorbed to the surface of the first layer 113 .
  • heat treatment may be performed in an inert gas atmosphere or a reduced pressure atmosphere.
  • the heat treatment is preferably performed at a substrate temperature of 50° C. to 200° C., preferably 60° C. to 150° C., more preferably 70° C. to 120° C.
  • a reduced-pressure atmosphere is preferable because drying can be performed at a lower temperature.
  • an insulating film 125A that will later become the insulating layer 125 is formed so as to cover the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, the pixel electrode 111c, the first layer 113, and the mask layer 118a (FIG. 13A).
  • an insulating film 127a is formed on the insulating film 125A (FIG. 13B).
  • the insulating film 125A and the insulating film 127a are preferably formed by a formation method that causes less damage to the first layer 113.
  • the insulating film 125A is formed in contact with the side surface of the first layer 113, it is preferably formed by a formation method that causes less damage to the first layer 113 than the insulating film 127a.
  • the insulating film 125A and the insulating film 127a are formed at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the first layer 113, respectively.
  • the insulating film 125A can have a low impurity concentration and a high barrier property against at least one of water and oxygen even if the insulating film 125A is thin by raising the substrate temperature in forming the film.
  • the substrate temperature when forming the insulating film 125A and the insulating film 127a is 60° C. or higher, 80° C. or higher, 100° C. or higher, or 120° C. or higher and 200° C. or lower, 180° C. or lower, and 160° C. or lower, respectively. , 150° C. or lower, or 140° C. or lower.
  • the insulating film 125A is preferably formed using, for example, the ALD method.
  • the use of the ALD method is preferable because film formation damage to the formation surface can be reduced and a film with high coverage can be formed.
  • As the insulating film 125A for example, an aluminum oxide film is preferably formed using the ALD method.
  • the insulating film 125A may be formed using a sputtering method, a CVD method, or a PECVD method, which has a higher film formation rate than the ALD method. Accordingly, a highly reliable display device can be manufactured with high productivity.
  • the insulating film 127a is preferably formed using the wet film formation method described above.
  • the insulating film 127a is preferably formed using a photosensitive resin by, for example, spin coating, and more specifically, it is preferably formed using a photosensitive acrylic resin.
  • heat treatment (also referred to as pre-baking) is preferably performed after the insulating film 127a is formed.
  • the heat treatment is performed at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the first layer 113 .
  • the substrate temperature during the heat treatment is preferably 50° C. to 200° C., more preferably 60° C. to 150° C., and even more preferably 70° C. to 120° C.
  • the solvent contained in the insulating film 127a can be removed.
  • FIG. 13C exposure is performed to expose a portion of the insulating film 127a to visible light or ultraviolet light.
  • a region where the insulating layer 127 is not formed in a later step is irradiated with visible light or ultraviolet rays using a mask 136.
  • FIG. 13C As shown in FIGS. 1B and 10A, the insulating layer 127 is formed around the conductive layer 123 and a region sandwiched between any two of the pixel electrodes 111a, 111b, and 111c. Therefore, as shown in FIG. 13C, the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, the pixel electrode 111c, and the conductive layer 123 are irradiated with visible light or ultraviolet light using a mask 136.
  • FIG. 13C FIG.
  • the width of the insulating layer 127 to be formed later can be controlled depending on the region exposed to light.
  • the insulating layer 127 is processed so as to have a portion overlapping with the top surface of the pixel electrode (FIGS. 4A and 4B). As shown in FIG. 8A or 8B, the insulating layer 127 does not need to have a portion that overlaps the upper surface of the pixel electrode.
  • the light used for exposure preferably contains i-line (wavelength: 365 nm). Moreover, the light used for exposure may include at least one of g-line (wavelength: 436 nm) and h-line (wavelength: 405 nm).
  • FIG. 13C shows an example in which a positive photosensitive resin is used for the insulating film 127a and visible light or ultraviolet light is irradiated to the region where the insulating layer 127 is not formed, but the present invention is limited to this. not a thing
  • a negative photosensitive resin may be used for the insulating film 127a.
  • a region where the insulating layer 127 is formed is irradiated with visible light or ultraviolet light.
  • FIGS. 14A and 19A development is performed to remove the exposed regions of the insulating film 127a to form an insulating layer 127b.
  • FIG. 19A is an enlarged view of the first layer 113, the end portion of the insulating layer 127b, and the vicinity thereof shown in FIG. 14A.
  • the insulating layer 127 b is formed in a region sandwiched between any two of the pixel electrodes 111 a , 111 b , and 111 c and a region surrounding the conductive layer 123 .
  • an acrylic resin is used for the insulating film 127a
  • an alkaline solution is preferably used as the developer, and for example, a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution can be used.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • residues during development may be removed.
  • the residue can be removed by ashing using oxygen plasma.
  • etching may be performed to adjust the height of the surface of the insulating layer 127b.
  • the insulating layer 127b may be processed, for example, by ashing using oxygen plasma. Even when a non-photosensitive material is used for the insulating film 127a, the height of the surface of the insulating film 127a can be adjusted by the ashing or the like.
  • the entire substrate may be exposed, and the insulating layer 127b may be irradiated with visible light or ultraviolet light.
  • the energy density of the exposure is preferably greater than 0 mJ/cm 2 and less than or equal to 800 mJ/cm 2 , more preferably greater than 0 mJ/cm 2 and less than or equal to 500 mJ/cm 2 .
  • the insulating layer 127b when the insulating layer 127b is not exposed to light, it becomes easy to change the shape of the insulating layer 127b or to deform the insulating layer 127b into a tapered shape in a later step. There is therefore, it may be preferable not to expose the insulating layer 127b after development.
  • the insulating layer 127b is exposed to light to initiate polymerization and cure the insulating layer 127b.
  • the insulating layer 127b is not exposed to light, and while the insulating layer 127b is kept in a state in which the shape thereof is relatively easily changed, the first etching treatment, the post-baking treatment, and the second etching treatment, which will be described later, are performed. You may do at least one.
  • the insulating layer 127b (or the insulating layer 127) may be exposed to light after any one of first etching treatment, post-baking, and second etching treatment, which will be described later.
  • FIGS. 14B and 19B etching is performed using the insulating layer 127b as a mask to partially remove the insulating film 125A and partially reduce the film thickness of the mask layer 118a.
  • the insulating layer 125 is formed under the insulating layer 127b.
  • the surface of the portion where the film thickness of the mask layer 118a is thin is exposed.
  • FIG. 19B is an enlarged view of the first layer 113 and the end portion of the insulating layer 127b and the vicinity thereof shown in FIG. 14B.
  • the etching treatment using the insulating layer 127b as a mask may be referred to as the first etching treatment.
  • the first etching process can be performed by dry etching or wet etching. Note that it is preferable to form the insulating film 125A using a material similar to that of the mask layer 118a, because the first etching treatment can be performed collectively.
  • etching is performed using the insulating layer 127b having tapered side surfaces as a mask, so that the side surfaces of the insulating layer 125 and the upper end portion of the side surface of the mask layer 118a can be tapered relatively easily. can.
  • chlorine-based gas When performing dry etching, it is preferable to use a chlorine-based gas.
  • Cl 2 , BCl 3 , SiCl 4 , CCl 4 or the like can be used singly or in combination of two or more gases.
  • oxygen gas, hydrogen gas, helium gas, argon gas, or the like can be added to the chlorine-based gas either singly or as a mixture of two or more gases.
  • a dry etching apparatus having a high-density plasma source can be used as the dry etching apparatus.
  • a dry etching apparatus having a high-density plasma source for example, an inductively coupled plasma (ICP) etching apparatus can be used.
  • a capacitively coupled plasma (CCP) etching apparatus having parallel plate electrodes can be used.
  • a capacitively coupled plasma etching apparatus having parallel plate electrodes may be configured to apply a high frequency voltage to one electrode of the parallel plate electrodes. Alternatively, a plurality of different high-frequency voltages may be applied to one of the parallel plate electrodes. Alternatively, a high-frequency voltage having the same frequency may be applied to each parallel plate type electrode. Alternatively, a configuration in which high-frequency voltages having different frequencies are applied to the parallel plate electrodes may be used.
  • the components contained in the etching gas, the components contained in the insulating film 125A, the components contained in the mask layer 118a, and the like may be contained in the insulating layer 127 after the completion of the display device.
  • the first etching treatment by wet etching.
  • Wet etching can be performed using an alkaline solution or the like.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • wet etching can be performed by a puddle method.
  • the mask layer 118a is not completely removed, and the etching process is stopped when the film thickness is reduced.
  • the first layer 113 can be prevented from being damaged in subsequent processes.
  • the film thickness of the mask layer 118a is reduced, but the present invention is not limited to this.
  • the first etching process may be stopped before the insulating film 125A is processed into the insulating layer 125 in some cases. Specifically, the first etching process may be stopped only by partially thinning the insulating film 125A.
  • the boundary between the insulating film 125A and the mask layer 118a becomes unclear, and whether or not the insulating layer 125 is formed cannot be determined; In some cases, it cannot be determined whether the film thickness of the mask layer 118a has decreased.
  • FIGS. 14B and 19B show examples in which the shape of the insulating layer 127b does not change compared to FIGS. 14A and 19A, but the present invention is not limited to this.
  • the edge of the insulating layer 127b may sag to cover the edge of the insulating layer 125 .
  • the edge of the insulating layer 127b may come into contact with the upper surface of the mask layer 118a. As described above, when the insulating layer 127b after development is not exposed to light, the shape of the insulating layer 127b may easily change.
  • heat treatment also called post-baking
  • the insulating layer 127b can be transformed into the insulating layer 127 having tapered side surfaces.
  • the shape of the insulating layer 127b may already change and have a tapered side surface when the first etching process is finished.
  • the heat treatment is performed at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the EL layer.
  • the heat treatment can be performed at a substrate temperature of 50° C. to 200° C., preferably 60° C. to 150° C., more preferably 70° C. to 130° C.
  • the heating atmosphere may be an air atmosphere or an inert gas atmosphere.
  • the heating atmosphere may be an atmospheric pressure atmosphere or a reduced pressure atmosphere.
  • a reduced-pressure atmosphere is preferable because drying can be performed at a lower temperature.
  • the substrate temperature is preferably higher than that in the heat treatment (prebaking) after the formation of the insulating film 127a.
  • prebaking the heat treatment
  • FIG. 19C is an enlarged view of the end portions of the first layer 113 and the insulating layer 127 shown in FIG. 15A and the vicinity thereof.
  • the mask layer 118a is not completely removed, and the mask layer 118a with a reduced film thickness is left, so that the first layer 113 is not damaged in the heat treatment. You can prevent it from getting worse. Therefore, the reliability of the light emitting device can be enhanced.
  • the side surface of the insulating layer 127 may be concavely curved as shown in FIGS. 6A and 6B.
  • the higher the temperature or the longer the post-baking time the easier it is for the insulating layer 127 to change its shape, which may result in the formation of a concave curved surface.
  • the shape of the insulating layer 127 may easily change during post-baking.
  • FIGS. 15B and 19D etching is performed using the insulating layer 127 as a mask to partially remove the mask layer 118a. Note that part of the insulating layer 125 may also be removed. As a result, openings are formed in the mask layer 118a, and the upper surfaces of the first layer 113 and the conductive layer 123 are exposed.
  • FIG. 19D is an enlarged view of the end portions of the first layer 113 and the insulating layer 127 shown in FIG. 15B and the vicinity thereof. Note that hereinafter, the etching treatment using the insulating layer 127 as a mask may be referred to as a second etching treatment.
  • the edge of the insulating layer 125 is covered with an insulating layer 127 .
  • the insulating layer 127 covers part of the end of the mask layer 118a (specifically, the tapered portion formed by the first etching process), and the second etching process is performed.
  • An example in which the tapered portion formed by is exposed is shown. That is, it corresponds to the structure shown in FIGS. 4A and 4B.
  • the insulating layer 125 and the mask layer 118a are collectively etched after post-baking without performing the first etching process, the insulating layer 125 and the mask layer 118a under the edge of the insulating layer 127 are etched by side etching. It may disappear and form cavities. Due to the cavities, the surfaces on which the common layer 114 and the common electrode 115 are formed become uneven, and the common layer 114 and the common electrode 115 are likely to be disconnected. On the other hand, even if the insulating layer 125 and the mask layer 118a are side-etched in the first etching treatment and cavities are generated, the cavities can be filled with the insulating layer 127 by performing post-baking after that.
  • the mask layer 118a having a smaller thickness is etched in the second etching process, the amount of side etching is small, and voids are less likely to be formed. Therefore, the surface on which the common layer 114 and the common electrode 115 are formed can be made flatter than when the insulating layer 125 and the mask layer 118a are etched at once.
  • the insulating layer 127 may cover the entire end of the mask layer 118a.
  • the edge of the insulating layer 127 may sag to cover the edge of the mask layer 118a. Further, for example, the edge of the insulating layer 127 may come into contact with the top surface of the first layer 113 . As described above, when the insulating layer 127b after development is not exposed to light, the shape of the insulating layer 127 may easily change.
  • Wet etching is preferably used for the second etching process.
  • damage to the first layer 113 can be reduced as compared with the case of using the dry etching method.
  • Wet etching can be performed using an alkaline solution or the like.
  • the display device of one embodiment of the present invention can have improved display quality.
  • heat treatment may be performed after part of the first layer 113 is exposed.
  • water contained in the EL layer, water adsorbed to the surface of the EL layer, and the like can be removed.
  • the shape of the insulating layer 127 might be changed by the heat treatment.
  • the insulating layer 127 may extend to cover at least one of the edge of the insulating layer 125 , the edge of the mask layer 118 a , and the top surface of the first layer 113 .
  • insulating layer 127 may have the shape shown in FIGS. 5A and 5B.
  • the heat treatment can be performed under an inert gas atmosphere or a reduced pressure atmosphere, for example.
  • the heat treatment is preferably performed at a substrate temperature of 50° C.
  • the temperature range of the above heat treatment is preferably set as appropriate in consideration of the heat resistance temperature of the EL layer. In consideration of the heat resistance temperature of the EL layer, a temperature of 70° C. or more and 120° C. or less is particularly suitable in the above temperature range.
  • a common layer 114 and a common electrode 115 are formed on the insulating layer 127 and the first layer 113 (FIG. 16A).
  • the common layer 114 can be formed by a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, a coating method, or the like.
  • a sputtering method or a vacuum deposition method can be used to form the common electrode 115 .
  • a film formed by an evaporation method and a film formed by a sputtering method may be stacked.
  • an insulating film 138a is formed on the common electrode 115 (FIG. 16B).
  • the insulating film 138 a is formed using a material with a higher refractive index than the common electrode 115 .
  • the insulating film 138a can be formed using a material and a process similar to those of the insulating film 127a shown in FIG. 13B. Note that the insulating film 138a and the insulating film 127a are formed using the same material, in other words, the insulating film 138a and the insulating film 127a are formed using the same material, so that the manufacturing cost can be reduced.
  • the insulating film 138a and the insulating film 127a are made of the same material, shrinkage of the material (for example, shrinkage of the organic resin material) due to heat treatment performed in a later step is made the same. can be done. It is preferable to make the materials used for the insulating film 138a and the insulating film 127a to have the same shrinkage or shrinkage rate because the stress of the entire display device or the like can be easily controlled.
  • the insulating film 138 a is formed at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the first layer 113 .
  • the substrate temperature when forming the insulating film 138a is 60° C. or higher, 80° C. or higher, 100° C. or higher, or 120° C. or higher and 200° C. or lower, 180° C. or lower, 160° C. or lower, 150° C. or lower, or It is preferably 140° C. or less.
  • the insulating film 138a is preferably formed using the wet film forming method described above.
  • the insulating film 138a is preferably formed, for example, by spin coating using a photosensitive resin, more specifically, preferably using a photosensitive acrylic resin.
  • heat treatment is preferably performed after the insulating film 138a is formed.
  • the heat treatment is performed at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the first layer 113 .
  • the substrate temperature during the heat treatment is preferably 50° C. to 200° C., more preferably 60° C. to 150° C., and even more preferably 70° C. to 120° C. Thereby, the solvent contained in the insulating film 138a can be removed.
  • FIG. 17A exposure is performed to expose a portion of the insulating film 138a to visible light or ultraviolet light.
  • a mask 137 is used to irradiate a region where the lens 138 is not formed in a later step with visible light or ultraviolet light.
  • the lens 138 is formed in a region overlapping the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the pixel electrode 111c (the region sandwiched between adjacent insulating layers 127). Therefore, as shown in FIG. 17A, at least part of the region overlapping with the insulating layer 127 is irradiated with visible light or ultraviolet light using a mask 137 .
  • the width of the lens 138 to be formed later can be controlled by the area exposed to light.
  • the lens 138 is processed so as to have at least a portion overlapping with the upper surface of the pixel electrode (FIGS. 1B, 3A, and 3B).
  • the light used for exposure preferably contains i-line (wavelength: 365 nm). Moreover, the light used for exposure may include at least one of g-line (wavelength: 436 nm) and h-line (wavelength: 405 nm).
  • FIG. 17A shows an example in which a positive photosensitive resin is used for the insulating film 138a and visible light or ultraviolet light is applied to the region where the lens 138 is not formed, but the present invention is limited to this. isn't it.
  • a negative photosensitive resin may be used for the insulating film 138a. In this case, the area where the lens 138 is formed is irradiated with visible light or ultraviolet light.
  • insulating layer 138b is formed in a region overlapping with the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the pixel electrode 111c (region sandwiched between adjacent insulating layers 127).
  • an acrylic resin is used for the insulating film 138a
  • an alkaline solution is preferably used as the developer, and for example, a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution can be used.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • the residue (scum) during development may be removed.
  • the residue can be removed by ashing using oxygen plasma.
  • etching may be performed to adjust the height of the surface of the insulating layer 138b.
  • the insulating layer 138b may be processed, for example, by ashing using oxygen plasma. Even when a non-photosensitive material is used for the insulating film 138a, the height of the surface of the insulating film 138a can be adjusted by the ashing or the like.
  • the entire substrate may be exposed, and the insulating layer 138b may be irradiated with visible light or ultraviolet light.
  • the energy density of the exposure is preferably greater than 0 mJ/cm 2 and less than or equal to 800 mJ/cm 2 , more preferably greater than 0 mJ/cm 2 and less than or equal to 500 mJ/cm 2 .
  • Such exposure after development can improve the transparency of the insulating layer 138b in some cases.
  • the substrate temperature required for heat treatment for deforming the insulating layer 138b into a tapered shape in a later step can be lowered.
  • the insulating layer 138b can be cured by exposing the insulating layer 138b to polymerization to initiate polymerization. At this stage, the insulating layer 138b may not be exposed to light, and post-baking may be performed while the insulating layer 138b is maintained in a state where it is relatively easy to change its shape. It should be noted that the lens 138 may be exposed after post-baking, which will be described later.
  • heat treatment post-baking
  • the insulating layer 138b can be transformed into a plano-convex lens 138 by heat treatment.
  • the heat treatment is performed at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the EL layer.
  • the heat treatment can be performed at a substrate temperature of 50° C. to 200° C., preferably 60° C. to 150° C., more preferably 70° C. to 130° C.
  • the heating atmosphere may be an air atmosphere or an inert gas atmosphere.
  • the heating atmosphere may be an atmospheric pressure atmosphere or a reduced pressure atmosphere. A reduced-pressure atmosphere is preferable because drying can be performed at a lower temperature.
  • the substrate temperature is preferably higher than that in the heat treatment (prebaking) after the formation of the insulating film 138a.
  • the protective layer 131 is formed on the common electrode 115 and the lens 138.
  • the protective layer 131 is formed using a material with a smaller refractive index than the lens 138 .
  • a colored layer 132R, a colored layer 132G, and a colored layer 132B are formed over the protective layer 131.
  • the display device 100 can be manufactured by bonding the substrate 120 onto the protective layer 131 and the colored layer using the resin layer 122 (FIG. 1B).
  • Examples of methods for forming the protective layer 131 include a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method, an ALD method, and the like.
  • the island-shaped EL layer is not formed using a fine metal mask, but is formed by forming an EL layer over one surface and then processing the EL layer. It is formed. Therefore, the size can be made smaller than that formed using a fine metal mask. Therefore, it is possible to realize a high-definition display device or a display device with a high aperture ratio, which has hitherto been difficult to achieve.
  • the definition or the aperture ratio is high and the distance between sub-pixels is extremely short, it is possible to prevent the island-shaped EL layers of adjacent sub-pixels from coming into contact with each other. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of leakage current between sub-pixels. As a result, deterioration in display quality of the display device can be suppressed. In addition, it is possible to achieve both high definition of the display device and high display quality.
  • the common layer 114 and the common electrode 115 are prevented from being disconnected.
  • the common layer 114 and the common electrode 115 it is possible to suppress the occurrence of poor connection between the light emitting devices due to the divided portions and an increase in electrical resistance due to the portions where the film thickness is locally thin.
  • a lens 138 is provided on each light emitting device (light emitting device 130a, light emitting device 130b, and light emitting device 130c) so as to have a region that overlaps at least the light emitting device. It can be taken out to each colored layer (colored layer 132R, colored layer 132G, and colored layer 132B) side more efficiently than the case where 138 is not provided. This can improve both the luminance and reliability of the display device.
  • the arrangement of sub-pixels includes, for example, a stripe arrangement, an S-stripe arrangement, a matrix arrangement, a delta arrangement, a Bayer arrangement, and a pentile arrangement.
  • the top surface shape of the sub-pixel shown in the drawings in this embodiment mode corresponds to the top surface shape of the light emitting region (or light receiving region).
  • top surface shapes of sub-pixels include triangles, quadrilaterals (including rectangles and squares), polygons such as pentagons, polygons with rounded corners, ellipses, and circles.
  • circuit layout constituting the sub-pixels is not limited to the range of the sub-pixels shown in the drawing, and may be arranged outside of the sub-pixels.
  • a pixel 110 shown in FIG. 20A is composed of three sub-pixels, a sub-pixel 110a, a sub-pixel 110b, and a sub-pixel 110c.
  • the pixel 110 shown in FIG. 20B includes a sub-pixel 110a having a substantially triangular or substantially trapezoidal top shape with rounded corners, a sub-pixel 110b having a substantially triangular or substantially trapezoidal top shape with rounded corners, and a substantially quadrangular or substantially quadrangular with rounded corners. and a sub-pixel 110c having a substantially hexagonal top surface shape. Also, the sub-pixel 110b has a larger light emitting area than the sub-pixel 110a. Thus, the shape and size of each sub-pixel can be determined independently. For example, sub-pixels with more reliable light emitting devices can be smaller in size.
  • FIG. 20C shows an example in which pixels 124a having sub-pixels 110a and 110b and pixels 124b having sub-pixels 110b and 110c are alternately arranged.
  • Pixel 124a has two subpixels (subpixel 110a and subpixel 110b) in the upper row (first row) and one subpixel (subpixel 110c) in the lower row (second row). have.
  • Pixel 124b has one subpixel (subpixel 110c) in the upper row (first row) and two subpixels (subpixel 110a and subpixel 110b) in the lower row (second row). have.
  • FIG. 1A shows an example in which each sub-pixel has a substantially square top surface shape with rounded corners
  • FIG. 20D shows an example in which each sub-pixel has a circular top surface shape.
  • FIG. 20E is an example in which a pixel 110 in which sub-pixels 110a, 110b, and 110c are arranged in stripes is applied.
  • FIG. 20F is an example in which sub-pixels of each color are arranged in a zigzag pattern. Specifically, when viewed from above, the positions of the upper sides of two sub-pixels (for example, sub-pixel 110a and sub-pixel 110b or sub-pixel 110b and sub-pixel 110c) aligned in the column direction are shifted.
  • the sub-pixel 110a is a sub-pixel R that emits red light
  • the sub-pixel 110b is a sub-pixel G that emits green light
  • the sub-pixel 110c is a sub-pixel that emits blue light.
  • Sub-pixel B is preferred. Note that the configuration of the sub-pixels is not limited to this, and the colors exhibited by the sub-pixels and the order in which the sub-pixels are arranged can be determined as appropriate.
  • the sub-pixel 110b may be a sub-pixel R that emits red light
  • the sub-pixel 110a may be a sub-pixel G that emits green light.
  • 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 into an island shape 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, or a circle. 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 pattern for correction is added to a corner portion of a figure on a mask pattern.
  • the pixel may have four types of sub-pixels.
  • a stripe arrangement is applied to the pixels 110 shown in FIGS. 21A to 21C.
  • FIG. 21A is an example in which each sub-pixel has a rectangular top surface shape
  • FIG. 21B 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 110 shown in FIGS. 21D and 21E.
  • FIG. 11A shows an example in which each sub-pixel has a substantially square top surface shape with rounded corners
  • FIG. 21D shows an example in which each sub-pixel has a square top surface shape.
  • Each example shows an example in which the pixels have a circular top surface shape.
  • FIGS. 21F and 21G show an example in which one pixel 110 is composed of 2 rows and 3 columns.
  • the pixel 110 shown in FIG. 21F has three sub-pixels (sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, and sub-pixel 110c) in the upper row (first row), and It has one sub-pixel (sub-pixel 110d).
  • pixel 110 has sub-pixel 110a in the left column (first column), sub-pixel 110b in the middle column (second column), and sub-pixel 110b in the right column (third column). It has pixels 110c and sub-pixels 110d over these three columns.
  • the pixel 110 shown in FIG. 21G has three sub-pixels (sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, and sub-pixel 110c) in the upper row (first row), and It has three sub-pixels 110d.
  • pixel 110 has sub-pixels 110a and 110d in the left column (first column), sub-pixels 110b and 110d in the center column (second column), and sub-pixels 110b and 110d in the middle column (second column).
  • a column (third column) has a sub-pixel 110c and a sub-pixel 110d.
  • FIG. 21H shows an example in which one pixel 110 is composed of 3 rows and 2 columns.
  • the pixel 110 shown in FIG. 21H has sub-pixels 110a in the upper row (first row) and sub-pixels 110b in the middle row (second row). It has a sub-pixel 110c and one sub-pixel (sub-pixel 110d) in the lower row (third row). In other words, the pixel 110 has sub-pixels 110a and 110b in the left column (first column) and sub-pixel 110c in the right column (second column). , sub-pixel 110d.
  • a pixel 110 shown in FIGS. 21A to 21H is composed of four sub-pixels: sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, sub-pixel 110c, and sub-pixel 110d.
  • the sub-pixel 110a, the sub-pixel 110b, the sub-pixel 110c, and the sub-pixel 110d can be configured to have light-emitting devices that emit light of different colors.
  • the sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, sub-pixel 110c, and sub-pixel 110d are four-color sub-pixels of R, G, B, and W, four-color sub-pixels of R, G, B, and Y, or R , G, B, and infrared light (IR).
  • the sub-pixel 110a is a sub-pixel R that emits red light
  • the sub-pixel 110b is a sub-pixel G that emits green light
  • the sub-pixel 110c is a sub-pixel that emits blue light.
  • the sub-pixel 110d be the sub-pixel B that emits white light, the sub-pixel Y that emits yellow light, or the sub-pixel IR that emits near-infrared light.
  • the pixel 110 shown in FIGS. 21F and 21G has a stripe arrangement of R, G, and B, so that the display quality can be improved.
  • the layout of R, G, and B is a so-called S-stripe arrangement, so the display quality can be improved.
  • the pixel 110 may also have sub-pixels with light-receiving devices.
  • any one of subpixels 110a to 110d may be a subpixel having a light receiving device.
  • the sub-pixel 110a is a sub-pixel R that emits red light
  • the sub-pixel 110b is a sub-pixel G that emits green light
  • the sub-pixel 110c is a sub-pixel that emits blue light.
  • the sub-pixel B is the sub-pixel B
  • the sub-pixel 110d is the sub-pixel S having the light-receiving device.
  • the pixel 110 shown in FIGS. 21F and 21G has a stripe arrangement of R, G, and B, so that the display quality can be improved.
  • the layout of R, G, and B is a so-called S-stripe arrangement, so that the display quality can be improved.
  • the wavelength of light detected by the sub-pixel S having a light receiving device is not particularly limited.
  • the sub-pixel S can be configured to detect one or both of visible light and infrared light.
  • the pixel may be configured to have five types of sub-pixels.
  • FIG. 21I shows an example in which one pixel 110 is composed of 2 rows and 3 columns.
  • the pixel 110 shown in FIG. 21I has three sub-pixels (sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, and sub-pixel 110c) in the upper row (first row), and It has two sub-pixels (sub-pixel 110d and sub-pixel 110e).
  • the pixel 110 has the sub-pixels 110a and 110d in the left column (first column), the sub-pixel 110b in the center column (second column), and the right column (third column). 2) has a sub-pixel 110c, and further has sub-pixels 110e from the second column to the third column.
  • FIG. 21J shows an example in which one pixel 110 is composed of 3 rows and 2 columns.
  • the pixel 110 shown in FIG. 21J has sub-pixels 110a in the upper row (first row) and sub-pixels 110b in the middle row (second row). It has sub-pixel 110c and two sub-pixels (sub-pixel 110d and sub-pixel 110e) in the lower row (third row). In other words, the pixel 110 has sub-pixels 110a, 110b, and 110d in the left column (first column), and sub-pixels 110c and 110e in the right column (second column). have.
  • the subpixel 110a is a subpixel R that emits red light
  • the subpixel 110b is a subpixel G that emits green light
  • the subpixel 110c is a subpixel that emits blue light.
  • the sub-pixel B that exhibits
  • the pixel 110 shown in FIG. 21I has a stripe arrangement of R, G, and B, so that the display quality can be improved.
  • the layout of R, G, and B is a so-called S-stripe arrangement, so the display quality can be improved.
  • each pixel 110 shown in FIGS. 21I and 21J it is preferable to apply a sub-pixel S having a light receiving device to at least one of the sub-pixel 110d and the sub-pixel 110e.
  • the configurations of the light receiving devices may be different from each other.
  • at least a part of the wavelength regions of the detected light may be different.
  • one of the sub-pixel 110d and the sub-pixel 110e may have a light receiving device that mainly detects visible light, and the other may have a light receiving device that mainly detects infrared light.
  • one of the sub-pixel 110d and the sub-pixel 110e can be applied with a sub-pixel S having a light receiving device, and the other can be used as a light source. It is preferable to apply sub-pixels with light-emitting devices.
  • one of the sub-pixel 110d and the sub-pixel 110e is a sub-pixel IR that emits infrared light, and the other is a sub-pixel S that has a light receiving device that detects infrared light.
  • a pixel having sub-pixels R, G, B, IR, and S an image is displayed using the sub-pixels R, G, and B, and the sub-pixel IR is used as a light source at the sub-pixel S. Reflected infrared light can be detected.
  • various layouts can be applied to pixels each including subpixels each including a light-emitting device. Further, a structure in which a pixel includes both a light-emitting device and a light-receiving device can be applied to the display device of one embodiment of the present invention. Also in this case, various layouts can be applied.
  • the display device of this embodiment can be a high-definition display device. Therefore, the display device of the present embodiment includes, for example, display units of information terminals (wearable devices) such as wristwatch-type and bracelet-type devices, devices for VR such as head-mounted displays (HMD), and glasses. It can be used for the display part of a wearable device that can be worn on the head, such as a model AR device.
  • wearable devices such as wristwatch-type and bracelet-type devices
  • VR head-mounted displays (HMD)
  • glasses can be used for the display part of a wearable device that can be worn on the head, such as a model AR device.
  • the display device of this embodiment can be a high-resolution display device or a large-sized display device. Therefore, the display device of the present embodiment includes a relatively large screen such as a television device, a desktop or notebook personal computer, a computer monitor, a digital signage, or a large game machine such as a pachinko machine. In addition to electronic devices, 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.
  • Display module A perspective view of the display module 280 is shown in FIG. 22A.
  • the display module 280 has a display device 100A and an FPC 290 .
  • the display device included in the display module 280 is not limited to the display device 100A, and may be any one of the display devices 100B to 100F, which will be 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. Various configurations described in the above embodiments can be applied to the pixel 284a.
  • FIG. 22B shows, as an example, the case of having the same configuration as the pixel 110 shown in FIG. 1A.
  • the pixel circuit section 283 has a plurality of periodically arranged pixel circuits 283a.
  • One pixel circuit 283a is a circuit that controls driving of a plurality of elements included in one pixel 284a.
  • One pixel circuit 283a can have a structure in which three circuits for controlling light emission of one light-emitting device 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 device. At this time, a gate signal is inputted to the gate of the selection transistor, and a source signal is inputted to the source thereof. 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 Since such a display module 280 has extremely high definition, it can be suitably used for VR devices such as HMDs or glasses-type AR devices. For example, even in the case of a configuration in which the display portion of the display module 280 is viewed through a lens, 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 100A illustrated in FIG. 23 includes a substrate 301, a light-emitting device 130R, a light-emitting device 130G, a light-emitting device 130B, a colored layer 132R, a colored layer 132G, a colored layer 132B, a capacitor 240, and a transistor 310.
  • Subpixel 110R shown in FIG. 22B has light emitting device 130R and colored layer 132R
  • subpixel 110G has light emitting device 130G and colored layer 132G
  • subpixel 110B has light emitting device 130B and colored layer 132B.
  • light emitted from the light emitting device 130R is extracted as red light to the outside of the display device 100A through the lens 138 and the colored layer 132R.
  • light emitted from the light emitting device 130G is extracted as green light to the outside of the display device 100A via the lens 138 and the colored layer 132G.
  • the sub-pixel 110B light emitted from the light-emitting device 130B is extracted as blue light to the outside of the display device 100A via the lens 138 and the colored layer 132B.
  • the substrate 301 corresponds to the substrate 291 in FIGS. 22A and 22B.
  • a stacked structure from the substrate 301 to the insulating layer 255c corresponds to the layer 101 including the transistor in Embodiment 1.
  • a transistor 310 is a transistor having 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 either a source or a drain.
  • the insulating layer 314 is provided to cover the side surface of the conductive layer 311 .
  • a device 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 a 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 on 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 255a is provided to cover the capacitor 240, an insulating layer 255b is provided on the insulating layer 255a, and an insulating layer 255c is provided on the insulating layer 255b.
  • a light emitting device 130R, a light emitting device 130G, and a light emitting device 130B are provided on the insulating layer 255c.
  • FIG. 23 shows an example in which the light emitting device 130R, the light emitting device 130G, and the light emitting device 130B have the laminated structure shown in FIG. 1B.
  • An insulator is provided in the region between adjacent light emitting devices. In FIG. 23 and the like, the insulating layer 125 and the insulating layer 127 over the insulating layer 125 are provided in the region.
  • a mask layer 118a is positioned on each of the first layers 113 of the light emitting device 130R, the light emitting device 130G, and the light emitting device 130B.
  • the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the pixel electrode 111c are composed of the insulating layer 243, the insulating layer 255a, the insulating layer 255b, and the plug 256 embedded in the insulating layer 255c, the conductive layer 241 embedded in the insulating layer 254, and the It is electrically connected to one of the source and drain of the transistor 310 by a plug 271 embedded in the insulating layer 261 .
  • the height of the top surface of the insulating layer 255c and the height of the top surface of the plug 256 match or substantially match.
  • Various conductive materials can be used for the plug. 23 and the like show an example in which the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the pixel electrode 111c each have a two-layer structure of a reflective electrode and a transparent electrode on the reflective electrode.
  • a lens 138 is provided on the light emitting device 130R, the light emitting device 130G, and the light emitting device 130B so as to have a region overlapping at least the light emitting device.
  • the lens 138 by providing the lens 138 on the light-emitting device, the light emitted by the light-emitting device is transmitted through each of the colored layers (the colored layer 132R, the colored layer 132G, and the colored layer 132G) more than when the lens 138 is not provided. 132B) side.
  • a protective layer 131 is provided on the lens 138 so as to cover the lens 138 .
  • a colored layer 132R, a colored layer 132G, and a colored layer 132B are provided on the protective layer 131 so as to overlap the light emitting device 130R, the light emitting device 130G, and the light emitting device 130B, respectively.
  • a substrate 120 is attached to each colored layer with a resin layer 122 .
  • Embodiment 1 can be referred to for details of the components from the light emitting device to the substrate 120 .
  • Substrate 120 corresponds to substrate 292 in FIG. 22A.
  • the display device shown in FIG. 24 is an example having a light emitting device 130R, a light emitting device 130G, and a light receiving device 150.
  • the light receiving device 150 has a pixel electrode 111d, a second layer 155, a common layer 114, and a common electrode 115 which are stacked.
  • a lens 138 is provided on the light receiving device 150 so as to have at least a region overlapping with the light receiving device. As described above, by providing the lens 138 on the light receiving device, incident light from the outside can enter the light receiving device 150 more efficiently than when the lens 138 is not provided. That is, the display device of one embodiment of the present invention can include a light-receiving device having a high photodetection function. Embodiments 1 and 6 can be referred to for details of the display device including the light receiving device.
  • a display device 100B shown in FIG. 25 has a structure in which a transistor 310A and a transistor 310B each having a channel formed in a semiconductor substrate are stacked.
  • the description of the same parts as those of the previously described display device may be omitted.
  • the display device 100B has a configuration in which a substrate 301B provided with a transistor 310B, a capacitor 240, and a light emitting device 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 131 can be used.
  • a plug 343 penetrating through the substrate 301B and the insulating layer 345 is provided on the substrate 301B.
  • the insulating layer 344 is an insulating layer that functions as a protective layer, and can suppress diffusion of impurities from the plug 343 to the substrate 301B.
  • an inorganic insulating film that can be used for the protective layer 131 can be used as the insulating layer 344.
  • a conductive layer 342 is provided under the insulating layer 345 on the back surface side (surface opposite to the substrate 120 side) of the substrate 301B.
  • 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 substrates 301A and 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, tungsten nitride film) containing the above elements as components etc. 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.
  • a display device 100 ⁇ /b>C shown in FIG. 26 has a configuration in which a conductive layer 341 and a conductive layer 342 are bonded via bumps 347 .
  • the conductive layers 341 and 342 can be electrically connected.
  • the bumps 347 can be formed using a conductive material including, for example, gold (Au), nickel (Ni), indium (In), tin (Sn), or the like. Also, for example, solder may be used as the bumps 347 .
  • 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 shown in FIG. 25 may be omitted.
  • Display device 100D A display device 100D shown in FIG. 27 is mainly different from the display device 100A in that the configuration of transistors is different.
  • the transistor 320 is a transistor (OS transistor) in which a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor) is applied to a semiconductor layer in which a channel is formed.
  • OS transistor a transistor in which a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor) 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.
  • a stacked structure from the substrate 331 to the insulating layer 255c corresponds to the layer 101 including the transistor in Embodiment 1.
  • the substrate 331 an insulating substrate or a semiconductor substrate can be used.
  • 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 of the transistor 320 .
  • 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 on the insulating layer 326 .
  • the semiconductor layer 321 preferably includes a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor) film having semiconductor characteristics.
  • a pair of conductive layers 325 is provided over and in contact with the semiconductor layer 321 and functions as a source electrode and a drain electrode of the transistor 320 .
  • An insulating layer 328 is provided covering the top and side surfaces of the pair of conductive layers 325 and the side surface of the semiconductor layer 321, and the insulating layer 264 is provided on 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 of the transistor 320 and the insulating layer 323 functions as a second gate insulating layer of the transistor 320 .
  • 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. ing.
  • 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 into the transistor 320 from the insulating layer 265 or the like.
  • 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 layers 265 , 329 and 264 .
  • 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.
  • a display device 100E illustrated in FIG. 28 has a structure in which a transistor 320A and a transistor 320B each including an oxide semiconductor as a semiconductor in which a channel is formed are stacked.
  • the above display device 100D can be referred to for the configuration of the transistor 320A, the transistor 320B, and their peripherals.
  • transistors each including an oxide semiconductor are stacked here, the structure is not limited to this.
  • a structure in which three or more transistors are stacked may be employed.
  • a display device 100F illustrated in FIG. 29 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 to cover 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 a 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.
  • FIG. 30 shows a perspective view of the display device 100G
  • FIG. 31A shows a cross-sectional view of the display device 100G.
  • the display device 100G has a configuration in which a substrate 152 and a substrate 151 are bonded together.
  • the substrate 152 is clearly indicated by dashed lines.
  • the display device 100G has a display section 162, a connection section 140, a circuit 164, wiring 165, and the like.
  • FIG. 30 shows an example in which an IC 173 and an FPC 172 are mounted on the display device 100G. Therefore, the configuration shown in FIG. 30 can also be said to be a display module including the display device 100G, an IC (integrated circuit), and an FPC.
  • connection part 140 is provided outside the display part 162 .
  • the connection portion 140 can be provided along one side or a plurality of sides of the display portion 162 .
  • the number of connection parts 140 may be singular or plural.
  • FIG. 30 shows an example in which connecting portions 140 are provided so as to surround the four sides of the display portion.
  • the connection part 140 the common electrode of the light emitting device and the conductive layer are electrically connected, and a potential can be supplied to the common electrode.
  • a scanning line driving circuit for example, can be used as the circuit 164 .
  • the wiring 165 has a function of supplying signals and power to the display section 162 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. 30 shows an example in which an IC 173 is provided on a substrate 151 by a COG (Chip On Glass) method, a COF (Chip On Film) method, or the like.
  • a COG Chip On Glass
  • COF Chip On Film
  • the IC 173 for example, an IC having a scanning line driver circuit or a signal line driver circuit can be applied.
  • the display device 100G and the display module may be configured without an IC.
  • the IC may be mounted on the FPC by the COF method or the like.
  • part of the area including the FPC 172, part of the circuit 164, part of the display part 162, part of the connection part 140, and part of the area including the end of the display device 100G are cut off.
  • An example of a cross section is shown.
  • a display device 100G illustrated in FIG. 31A includes a transistor 201 and a transistor 205, a light-emitting device 130R that emits red light, a light-emitting device 130G that emits green light, and a light-emitting device that emits blue light. 130B, a lens 138, a colored layer 132R transmitting red light, a colored layer 132G transmitting green light, a colored layer 132B transmitting blue light, and the like.
  • the light-emitting device 130R, the light-emitting device 130G, and the light-emitting device 130B each have the laminated structure shown in FIG. 1B, except that the configurations of the pixel electrodes are different.
  • Embodiment 1 can be referred to for details of the light-emitting device.
  • the light emitting device 130R has a conductive layer 112a, a conductive layer 126a on the conductive layer 112a, and a conductive layer 129a on the conductive layer 126a. All of the conductive layer 112a, the conductive layer 126a, and the conductive layer 129a can be called pixel electrodes, or part of them can be called a pixel electrode.
  • the light emitting device 130G has a conductive layer 112b, a conductive layer 126b on the conductive layer 112b, and a conductive layer 129b on the conductive layer 126b.
  • the light emitting device 130B has a conductive layer 112c, a conductive layer 126c on the conductive layer 112c, and a conductive layer 129c on the conductive layer 126c.
  • the conductive layer 112 a is connected to the conductive layer 222 b included in the transistor 205 through an opening provided in the insulating layer 214 .
  • the end of the conductive layer 126a is located outside the end of the conductive layer 112a.
  • the end of the conductive layer 126a and the end of the conductive layer 129a are aligned or substantially aligned.
  • a conductive layer functioning as a reflective electrode can be used for the conductive layers 112a and 126a
  • a conductive layer functioning as a transparent electrode can be used for the conductive layer 129a.
  • Concave portions are formed in the conductive layers 112 a , 112 b , and 112 c so as to cover the openings provided in the insulating layer 214 .
  • a layer 128 is embedded in the recess.
  • the layer 128 has a function of planarizing recesses of the conductive layers 112a, 112b, and 112c.
  • 126c is provided. Therefore, regions overlapping with the recesses of the conductive layers 112a, 112b, and 112c can also be used as light-emitting regions, and the aperture ratio of the pixel can be increased.
  • the 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, and particularly preferably formed using an organic insulating material.
  • an organic insulating material that can be used for the insulating layer 127 described above can be applied.
  • the top and side surfaces of the conductive layer 126a, the conductive layer 126b, the conductive layer 126c, the conductive layer 129a, the conductive layer 129b, and the conductive layer 129c are covered with the first layer 113. Therefore, the entire region where the conductive layer 126a, the conductive layer 126b, and the conductive layer 126c are provided can be used as the light-emitting regions of the light-emitting device 130R, the light-emitting device 130G, and the light-emitting device 130B, respectively. can increase
  • a portion of the upper surface and side surfaces of the first layer 113 are covered with insulating layers 125 and 127 .
  • a mask layer 118 a is located between the first layer 113 and the insulating layer 125 .
  • a common layer 114 is provided over the first layer 113 , the insulating layer 125 , and the insulating layer 127 , 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 series of films provided in common to a plurality of light emitting devices.
  • a protective layer 131 is provided on each light emitting device (light emitting device 130R, light emitting device 130G, and light emitting device 130B).
  • a lens 138 is provided on the protective layer 131 so as to have a region overlapping at least each light emitting device. As described above, by providing the lens 138 on each light-emitting device, the light emitted by each light-emitting device can be more effectively transmitted to each colored layer (the colored layer 132R, the colored layer 132G, and the colored layer 132G) than when the lens 138 is not provided. 132B) side.
  • a colored layer 132R, a colored layer 132G, and a colored layer 132B are provided on the surface of the substrate 152 on the side of the substrate 151, and a light shielding layer 117 is provided in a region overlapping between adjacent colored layers.
  • the substrate 152 includes the lens 138 and the protective layer 131 such that the colored layer 132R, the colored layer 132G, and the colored layer 132B provided on the substrate face the light emitting device 130R, the light emitting device 130G, and the light emitting device 130B, respectively. It is adhered to the top by an adhesive layer 142 .
  • a solid sealing structure, a hollow sealing structure, or the like can be applied to sealing the light-emitting device. In FIG.
  • the space between substrates 152 and 151 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 the light emitting device.
  • the space may be filled with a resin different from the adhesive layer 142 provided in a frame shape.
  • a conductive layer 123 is provided on the insulating layer 214 in the connecting portion 140 .
  • the conductive layer 123 is a conductive layer obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 112a, 112b, and 112c, and the same conductive film as the conductive layers 126a, 126b, and 126c. and a conductive layer obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 129a, 129b, and 129c.
  • the ends of the conductive layer 123 are covered with a mask layer 118 a , an insulating layer 125 and an insulating layer 127 .
  • a common layer 114 is provided over the conductive layer 123 , and a common electrode 115 is provided over the common layer 114 .
  • the conductive layer 123 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 conductive layer 123 and the common electrode 115 are directly contacted and electrically connected.
  • the display device 100G is of the top emission type. Light emitted by the light emitting device 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, and the counter electrode (common electrode 115) contains a material that transmits visible light.
  • a layered structure from the substrate 151 to the insulating layer 214 corresponds to the layer 101 including the transistor in the first embodiment.
  • Both the transistor 201 and the transistor 205 are formed over the substrate 151 . 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 on the substrate 151 in this order.
  • 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 in which impurities such as water and hydrogen are difficult to diffuse for at least one insulating layer covering the transistor.
  • Inorganic insulating films are preferably used for the insulating layer 211, the insulating layer 213, and the insulating layer 215, respectively.
  • As the inorganic insulating film for example, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, or the like can be used.
  • a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a gallium oxide film, a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, a neodymium oxide film, or the like may be used.
  • two or more of the insulating films described above may be laminated and used.
  • An organic insulating layer is suitable for the insulating layer 214 that functions as a planarizing 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 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 layer. The outermost layer of the insulating layer 214 preferably functions as an etching protection layer.
  • a recess in the insulating layer 214 can be suppressed when the conductive layer 112a, the conductive layer 126a, or the conductive layer 129a is processed.
  • recesses may be provided in the insulating layer 214 when the conductive layers 112a, 126a, 129a, or the like are processed.
  • the transistor 201 and the transistor 205 include a conductive layer 221 functioning as a gate electrode, an insulating layer 211 functioning as a gate insulating layer, conductive layers 222a and 222b functioning as source and drain electrodes, a semiconductor layer 231, and a gate insulating layer. It has an insulating layer 213 that functions and a conductive layer 223 that functions as a gate electrode. 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.
  • the crystallinity of a semiconductor material used for a transistor is not particularly limited, either an amorphous semiconductor or a semiconductor having crystallinity (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor having a partially crystalline region). 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 examples include monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, and the like.
  • a transistor hereinafter also referred to as an LTPS transistor
  • LTPS low-temperature polysilicon
  • the LTPS transistor has high field effect mobility and good frequency characteristics.
  • Si transistors such as LTPS transistors
  • circuits that need to be driven at high frequencies for example, source driver circuits
  • An OS transistor has extremely high field effect mobility compared to a transistor 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 amount of current flowing through the light emitting device it is necessary to increase the amount of current flowing through the light emitting device.
  • the OS transistor when the transistor operates in the saturation region, the OS transistor can reduce the change in the current between the source and the drain with respect to the change in the voltage between the gate and the source compared to the Si transistor. Therefore, by applying an OS transistor as a drive 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, a stable current can be supplied to the light-emitting device even when the current-voltage characteristics of the EL device vary, for example. 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 device can be stabilized.
  • an OS transistor as a driving transistor included in a pixel circuit, it is possible to suppress black floating, increase emission luminance, provide multiple gradations, and suppress variations in light emitting devices. can be planned.
  • the semiconductor layer includes, for example, indium and M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, yttrium, tin, antimony, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, one or more selected from neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, and magnesium) and zinc.
  • M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide also referred to as IGZO
  • 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) is preferably used.
  • an oxide containing indium (In), aluminum (Al), gallium (Ga), and zinc (Zn) is preferably used.
  • the atomic ratio of In in the In-M-Zn oxide is preferably equal to or higher than the atomic ratio of M.
  • the transistor included in the circuit 164 and the transistor included in the display portion 162 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 display portion 162 may all be the same, or may be of two or more types.
  • All of the transistors in the display portion 162 may be OS transistors, all of the transistors in the display portion 162 may be Si transistors, or some of the transistors in the display portion 162 may be OS transistors and the rest may be Si transistors. good.
  • LTPS transistors and OS transistors are combined in the display portion 162
  • a structure in which an LTPS transistor and an OS transistor are combined is sometimes called an LTPO.
  • an OS transistor is used as a transistor or the like that functions as a switch for controlling conduction or non-conduction between wirings
  • an LTPS transistor is used as a transistor or the like that controls current.
  • one of the transistors included in the display portion 162 functions as a transistor for controlling the current flowing through the light emitting device and can also 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 device.
  • An LTPS transistor is preferably used as the driving transistor. This makes it possible to increase the current flowing through the light emitting device in the pixel circuit.
  • the other transistor included in the display unit 162 functions as a switch for controlling selection and non-selection of pixels, and can also be called a selection transistor.
  • the gate of the selection transistor is electrically connected to the gate line, and one of the source and the drain is electrically connected to the source line (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 device 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 devices 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.
  • 31B and 31C show other configuration examples of the transistor.
  • the transistors 209 and 210 include a conductive layer 221 functioning as a gate electrode, 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 a pair of low-resistance regions 231n.
  • 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. Furthermore, an insulating layer 218 may be provided to cover the transistor.
  • the transistor 209 shown in FIG. 31B shows 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 electrode and the other functions as a drain electrode.
  • the insulating layer 225 overlaps the channel formation region 231i of the semiconductor layer 231 and does not overlap the low resistance region 231n.
  • 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 connecting portion 204 is provided in a region of the substrate 151 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 is a conductive layer obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 112a, 112b, and 112c, and the same conductive film as the conductive layers 126a, 126b, and 126c. and a conductive layer obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 129a, 129b, and 129c.
  • 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 151 side.
  • the light shielding layer 117 can be provided between adjacent light emitting devices, the connection portion 140, the circuit 164, and the like. Further, various optical members can be arranged outside the substrate 152 (on the side opposite to the substrate 151).
  • Materials that can be used for the substrate 120 shown in FIG. 1B and the like can be used for the substrates 151 and 152, respectively.
  • the adhesive layer 142 a material that can be used for the resin layer 122 shown in FIG. 1B and the like can be applied.
  • connection layer 242 an anisotropic conductive film (ACF: Anisotropic Conductive Film), an anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Conductive Paste), or the like can be used.
  • ACF Anisotropic Conductive Film
  • ACP Anisotropic Conductive Paste
  • Display device 100H A display device 100H shown in FIG. 32 is mainly different from the display device 100G in that a light receiving device 150 is provided.
  • the light receiving device 150 has a conductive layer 112d, a conductive layer 126d on the conductive layer 112d, and a conductive layer 129d on the conductive layer 126d.
  • the conductive layer 112 d is connected to the conductive layer 222 b included in the transistor 205 through an opening provided in the insulating layer 214 .
  • the top and side surfaces of the conductive layer 126 d and the top and side surfaces of the conductive layer 129 d are covered with the second layer 155 .
  • the second layer 155 has at least an active layer.
  • a portion of the upper surface and side surfaces of the second layer 155 are covered with the insulating layers 125 and 127 .
  • a mask layer 118b is located between the second layer 155 and the insulating layer 125 .
  • a common layer 114 is provided over the second layer 155 , the insulating layer 125 , and the insulating layer 127 , and a common electrode 115 is provided over the common layer 114 .
  • the common layer 114 and the common electrode 115 are a series of films commonly provided for the light receiving device and the light emitting device.
  • a lens 138 is provided on the light receiving device 150 so as to have at least a region overlapping with the light receiving device. As described above, by providing the lens 138 on the light receiving device, incident light (light Lin) from the outside can enter the light receiving device 150 more efficiently than when the lens 138 is not provided. That is, the display device of one embodiment of the present invention can include a light-receiving device having a high photodetection function.
  • Embodiments 1 and 6 can be referred to.
  • SBS structure a structure that separately produces luminescent colors (for example, blue (B), green (G), and red (R)) for each light emitting device may be referred to as an SBS structure.
  • the emission color of the light emitting device can be red, green, blue, cyan, magenta, yellow, white, or the like.
  • color purity can be enhanced by providing a light-emitting device with a microcavity structure.
  • the light emitting device has an EL layer 763 between a pair of electrodes (lower electrode 761 and upper electrode 762).
  • EL layer 763 can be composed of multiple layers such as layer 780 , light-emitting layer 771 , and layer 790 .
  • the light-emitting layer 771 has at least a light-emitting substance (also referred to as a light-emitting material).
  • the layer 780 includes a layer containing a substance with high hole injection property (hole injection layer), a layer containing a substance with high hole transport property (positive hole-transporting layer) and a layer containing a highly electron-blocking substance (electron-blocking layer).
  • the layer 790 includes a layer containing a substance with high electron injection properties (electron injection layer), a layer containing a substance with high electron transport properties (electron transport layer), and a layer containing a substance with high hole blocking properties (positive layer). pore blocking layer).
  • a structure having a layer 780, a light-emitting layer 771, and a layer 790 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 763 included in the light emitting device shown in FIG. 33A. Specifically, the light-emitting device shown in FIG. It has a top layer 792 and a top electrode 762 on layer 792 .
  • layer 781 is a hole injection layer
  • layer 782 is a hole transport layer
  • layer 791 is an electron transport layer
  • layer 792 is an electron injection layer.
  • the layer 781 is an electron injection layer
  • the layer 782 is an electron transport layer
  • the layer 791 is a hole transport layer
  • the layer 792 is a hole injection layer.
  • a configuration in which a plurality of light-emitting layers (light-emitting layers 771, 772, and 773) are provided between layers 780 and 790 is also a variation of the single structure. .
  • tandem structure a structure in which a plurality of light-emitting units (EL layers 763a and EL layers 763b) are connected in series via a charge generation layer 785 is referred to herein as a tandem structure.
  • the tandem structure may also be called a stack structure. Note that the tandem structure enables a light-emitting device capable of emitting light with high luminance.
  • the light-emitting layers 771, 772, and 773 may be made of light-emitting substances emitting light of the same color, or even the same light-emitting substance.
  • a light-emitting substance that emits blue light may be used for the light-emitting layers 771 , 772 , and 773 .
  • a color conversion layer may be provided as layer 764 shown in FIG. 33D.
  • light-emitting substances that emit light of different colors may be used for the light-emitting layers 771, 772, and 773, 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.
  • a light-emitting device that emits white light preferably contains two or more types 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.
  • the emission color of the first light-emitting layer and the emission color of the second light-emitting layer have a complementary color relationship, it is possible to obtain a light-emitting device that emits white light as a whole. The same applies to light-emitting devices having three or more light-emitting layers.
  • the light-emitting layer 771 and the light-emitting layer 772 may be made of a light-emitting substance that emits light of the same color, or even the same light-emitting substance.
  • light-emitting substances that emit light of different colors may be used for the light-emitting layers 771 and 772 .
  • the light emitted from the light-emitting layer 771 and the light emitted from the light-emitting layer 772 are complementary colors, white light emission is obtained.
  • FIG. 33F shows an example in which an additional layer 764 is provided. As the layer 764, one or both of a color conversion layer and a color filter (colored layer) can be used.
  • the layer 780 and the layer 790 may each independently have a laminated structure consisting of two or more layers.
  • a conductive film that transmits visible light is used for the electrode on the light extraction side of the lower electrode 761 and the upper electrode 762 .
  • a conductive film that reflects visible light is preferably used for the electrode on the side from which light is not extracted.
  • the display device has a light-emitting device that emits infrared light
  • a conductive film that transmits visible light and infrared light is used for the electrode on the side from which light is extracted
  • a conductive film is used for the electrode on the side that does not extract light.
  • a conductive film that reflects visible light and infrared light is preferably used.
  • a conductive film that transmits visible light may also be used for the electrode on the side from which light is not extracted.
  • the electrode is preferably placed between the reflective layer and the EL layer 763 . That is, the light emitted from the EL layer 763 may be reflected by the reflective layer and extracted from the display device.
  • indium tin oxide also referred to as In—Sn oxide or ITO
  • In—Si—Sn oxide also referred to as ITSO
  • indium zinc oxide In—Zn oxide
  • In— W-Zn oxide aluminum-containing alloys (aluminum alloys) such as alloys of aluminum, nickel, and lanthanum (Al-Ni-La), and alloys of silver, palladium and copper (Ag-Pd-Cu, also known as APC)
  • APC aluminum alloys
  • elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table of elements not exemplified above e.g., lithium (Li), cesium (Cs), calcium (Ca), strontium (Sr)), europium (Eu), ytterbium
  • Yb rare earth metal
  • an alloy containing an appropriate combination thereof, graphene, or the like can be used.
  • a micro optical resonator (microcavity) structure is preferably applied to the light emitting device. Therefore, one of the pair of electrodes of the light-emitting device preferably has an electrode (semi-transmissive/semi-reflective electrode) that is transparent and reflective to visible light, and the other is an electrode that is reflective to visible light ( reflective electrode). Since the light-emitting device has a microcavity structure, the light emitted from the light-emitting layer can be resonated between both electrodes, and the light emitted from the light-emitting device can be enhanced.
  • the semi-transmissive/semi-reflective electrode can have a laminated structure of a reflective electrode and an electrode having transparency to visible light (also referred to as a transparent electrode).
  • the light transmittance of the transparent electrode is set to 40% or more.
  • the light-emitting device preferably uses an electrode having a transmittance of 40% or more for visible light (light with a wavelength of 400 nm or more and less than 750 nm).
  • the visible light reflectance of the semi-transmissive/semi-reflective electrode is 10% or more and 95% or less, preferably 30% or more and 80% or less.
  • the visible light reflectance of the reflective electrode is 40% or more and 100% or less, preferably 70% or more and 100% or less.
  • the resistivity of these electrodes is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 2 ⁇ cm or less.
  • Both low-molecular-weight compounds and high-molecular-weight compounds can be used in the light-emitting device, and inorganic compounds may be included.
  • Each of the layers constituting the light-emitting device can be formed by a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, a coating method, or the like.
  • the luminescent layer can have one or more luminescent substances.
  • a substance that emits light such as blue, purple, blue-violet, green, yellow-green, yellow, orange, or red is used as appropriate.
  • a substance that emits near-infrared light can be used as the light-emitting substance.
  • Examples of light-emitting substances include fluorescent materials, phosphorescent materials, TADF materials, and quantum dot materials.
  • fluorescent materials include pyrene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene derivatives, fluorene derivatives, carbazole derivatives, dibenzothiophene derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, quinoxaline derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, phenanthrene derivatives, and naphthalene derivatives. be done.
  • Examples of phosphorescent materials include organometallic complexes (especially iridium complexes) having a 4H-triazole skeleton, 1H-triazole skeleton, imidazole skeleton, pyrimidine skeleton, pyrazine skeleton, or pyridine skeleton, and phenylpyridine derivatives having an electron-withdrawing group.
  • organometallic complexes especially iridium complexes
  • platinum complexes, rare earth metal complexes, etc. which are used as ligands, can be mentioned.
  • the light-emitting layer may contain one or more organic compounds (host material, assist material, etc.) in addition to the light-emitting substance (guest material).
  • organic compounds host material, assist material, etc.
  • One or both of a highly hole-transporting substance (hole-transporting material) and a highly electron-transporting substance (electron-transporting material) can be used as the one or more organic compounds.
  • Bipolar materials or TADF materials may also be used as one or more organic compounds.
  • the light-emitting layer preferably includes, for example, a phosphorescent material and a combination of a hole-transporting material and an electron-transporting material that easily form an exciplex.
  • ExTET Exciplex-Triplet Energy Transfer
  • a combination that forms an exciplex that emits light that overlaps with the wavelength of the absorption band on the lowest energy side of the light-emitting substance energy transfer becomes smooth and light emission can be efficiently obtained. With this configuration, high efficiency, low-voltage driving, and long life of the light-emitting device can be realized at the same time.
  • the EL layer 763 includes, as layers other than the light-emitting layer, a substance with a high hole-injection property, a substance with a high hole-transport property, a hole-blocking material, a substance with a high electron-transport property, a substance with a high electron-injection property, and an electron-blocking material. , a layer containing a bipolar substance (a substance with high electron-transport properties and high hole-transport properties), or the like.
  • the hole-injecting layer is a layer that injects holes from the anode into the hole-transporting layer, and contains a material with high hole-injecting properties.
  • highly hole-injecting materials include aromatic amine compounds and composite materials containing a hole-transporting material and an acceptor material (electron-accepting material).
  • hole-transporting material a material having a high hole-transporting property that can be used for the hole-transporting layer, which will be described later, can be used.
  • oxides of metals belonging to groups 4 to 8 in the periodic table can be used.
  • specific examples include molybdenum oxide, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide.
  • molybdenum oxide is particularly preferred because it is stable even in the atmosphere, has low hygroscopicity, and is easy to handle.
  • An organic acceptor material containing fluorine can also be used.
  • organic acceptor materials such as quinodimethane derivatives, chloranil derivatives and hexaazatriphenylene derivatives can also be used.
  • the material with high hole-injection property is a mixture of a metal oxide (typically molybdenum oxide) belonging to Groups 4 to 8 in the periodic table and an organic material. materials may be used.
  • the hole-transporting layer is a layer that transports holes injected from the anode to the light-emitting layer by means of the hole-injecting layer.
  • a hole-transporting layer is a layer containing a hole-transporting material.
  • the hole-transporting material a substance having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more is preferable. Note that substances other than these can be used as long as they have a higher hole-transport property than electron-transport property.
  • hole-transporting materials include ⁇ -electron-rich heteroaromatic compounds (e.g., carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, etc.), aromatic amines (compounds having an aromatic amine skeleton), and other highly hole-transporting materials. is preferred.
  • ⁇ -electron-rich heteroaromatic compounds e.g., carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, etc.
  • aromatic amines compounds having an aromatic amine skeleton
  • other highly hole-transporting materials is preferred.
  • the electron-transporting layer is a layer that transports electrons injected from the cathode to the light-emitting layer by the electron-injecting layer.
  • the electron-transporting layer is a layer containing an electron-transporting material.
  • an electron-transporting material a substance having an electron mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more is preferable. Note that substances other than these substances can be used as long as they have a higher electron-transport property than hole-transport property.
  • electron-transporting materials include metal complexes having a quinoline skeleton, metal complexes having a benzoquinoline skeleton, metal complexes having an oxazole skeleton, metal complexes having a thiazole skeleton, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, ⁇ electron deficient including oxazole derivatives, thiazole derivatives, phenanthroline derivatives, quinoline derivatives with quinoline ligands, benzoquinoline derivatives, quinoxaline derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, pyridine derivatives, bipyridine derivatives, pyrimidine derivatives, and other nitrogen-containing heteroaromatic compounds
  • a material having a high electron transport property such as a type heteroaromatic compound can be used.
  • the electron injection layer is a layer that injects electrons from the cathode to the electron transport layer, and is a layer that contains a material with high electron injection properties.
  • Alkali metals, alkaline earth metals, or compounds thereof can be used as materials with high electron injection properties.
  • a composite material containing an electron-transporting material and a donor material (electron-donating material) can also be used as a material with high electron-injecting properties.
  • the LUMO level of the material with high electron injection properties has a small difference (specifically, 0.5 eV or less) from the value of the work function of the material used for the cathode.
  • the electron injection layer includes, for example, lithium, cesium, ytterbium, lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF x , X is an arbitrary number), 8-(quinolinolato)lithium (abbreviation: Liq), 2-(2-pyridyl)phenoratritium (abbreviation: LiPP), 2-(2-pyridyl)-3-pyridinolatritium (abbreviation: LiPPy), 4-phenyl-2-(2-pyridyl)pheno Alkali metals such as latolithium (abbreviation: LiPPP), lithium oxide (LiO x ), cesium carbonate, alkaline earth metals, or compounds thereof can be used.
  • the electron injection layer may have a laminated structure of two or more layers. Examples of the laminated structure include a structure in which lithium fluoride is used for the first layer and ytterbium is provided for the second layer.
  • the electron injection layer may have an electron-transporting material.
  • a compound having a lone pair of electrons and an electron-deficient heteroaromatic ring can be used as the electron-transporting material.
  • a compound having at least one of a pyridine ring, diazine ring (pyrimidine ring, pyrazine ring, pyridazine ring), and triazine ring can be used.
  • the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level of an organic compound having an unshared electron pair is preferably -3.6 eV or more and -2.3 eV or less.
  • CV cyclic voltammetry
  • photoelectron spectroscopy optical absorption spectroscopy
  • inverse photoelectron spectroscopy etc. are used to determine the highest occupied molecular orbital (HOMO: Highest Occupied Molecular Orbital) level and LUMO level of an organic compound. can be estimated.
  • NBPhen 2,9-di(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • mPPhen2P 2,2,2′-(1,3-phenylene)bis[9-phenyl-1,10-phenanthroline]
  • HATNA diquinoxalino[2,3-a:2′,3′-c]phenazine
  • TmPPPyTz 2,4,6-tris[3′-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl]-1,3,5-triazine
  • a charge generation layer (also referred to as an intermediate layer) is provided between two light-emitting units.
  • the intermediate layer has a function of injecting electrons into one of the two light-emitting units and holes into the other when a voltage is applied between the pair of electrodes.
  • charge generation layer for example, materials applicable to the electron injection layer, such as lithium, can be suitably used.
  • a material applicable to the hole injection layer can be preferably used.
  • a layer containing a hole-transporting material and an acceptor material (electron-accepting material) can be used as the charge-generating layer.
  • a layer containing an electron-transporting material and a donor material can be used for the charge generation layer.
  • a pn-type or pin-type photodiode can be used as the light receiving device.
  • a light-receiving device functions as a photoelectric conversion device (also referred to as a photoelectric conversion element) that detects light incident on the light-receiving device and generates an electric charge. The amount of charge generated from the light receiving device is determined based on the amount of light incident on the light receiving device.
  • organic photodiode having a layer containing an organic compound as the light receiving device.
  • Organic photodiodes can be easily made thinner, lighter, and larger, and have a high degree of freedom in shape and design, so that they can be applied to various display devices.
  • the light receiving device has a layer 765 between a pair of electrodes (bottom electrode 761 and top electrode 762).
  • Layer 765 has at least one active layer and may have other layers.
  • FIG. 34B is a modification of the layer 765 included in the light receiving device shown in FIG. 34A. Specifically, the light-receiving device shown in FIG. have.
  • the active layer 767 functions as a photoelectric conversion layer.
  • the layer 766 has one or both of a hole transport layer and an electron blocking layer.
  • Layer 768 also includes one or both of an electron-transporting layer and a hole-blocking layer.
  • a layer shared by the light-receiving device and the light-emitting device may have different functions in light-emitting devices than in light-receiving devices.
  • Components are sometimes referred to herein based on their function in the light emitting device.
  • a hole-injecting layer functions as a hole-injecting layer in light-emitting devices and as a hole-transporting layer in light-receiving devices.
  • an electron-injecting layer functions as an electron-injecting layer in light-emitting devices and as an electron-transporting layer in light-receiving devices.
  • a layer shared by the light-receiving device and the light-emitting device may have the same function in the light-emitting device as in the light-receiving device.
  • a hole-transporting layer functions as a hole-transporting layer in both a light-emitting device and a light-receiving device
  • an electron-transporting layer functions as an electron-transporting layer in both a light-emitting device and a light-receiving device.
  • Both low-molecular-weight compounds and high-molecular-weight compounds can be used in the light-receiving device, and inorganic compounds may be included.
  • the layers constituting the light-receiving device can be formed by methods such as a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, and a coating method.
  • the active layer of the light receiving device contains a semiconductor.
  • the semiconductor include inorganic semiconductors such as silicon and organic semiconductors including organic compounds.
  • an organic semiconductor is used as the semiconductor included in the active layer.
  • the light-emitting layer and the active layer can be formed by the same method (for example, a vacuum deposition method), and a manufacturing apparatus can be shared, which is preferable.
  • Electron-accepting organic semiconductor materials such as fullerenes (eg, C 60 , C 70 , etc.) and fullerene derivatives can be used as n-type semiconductor materials for the active layer.
  • fullerene derivatives include [6,6]-Phenyl- C71 -butyric acid methyl ester (abbreviation: PC70BM), [6,6]-Phenyl- C61 -butyric acid methyl ester (abbreviation: PC60BM), 1 ',1'',4',4''-Tetrahydro-di[1,4]methanonaphthaleno[1,2:2',3',56,60:2'',3''][5,6] fullerene-C 60 (abbreviation: ICBA) and the like.
  • PC70BM [6,6]-Phenyl- C71 -butyric acid methyl ester
  • PC60BM [6,6]-Phenyl- C61 -buty
  • n-type semiconductor materials include perylenetetracarboxylic acid derivatives such as N,N′-dimethyl-3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid diimide (abbreviation: Me-PTCDI), and 2 , 2'-(5,5'-(thieno[3,2-b]thiophene-2,5-diyl)bis(thiophene-5,2-diyl))bis(methan-1-yl-1-ylidene) Dimalononitrile (abbreviation: FT2TDMN) can be mentioned.
  • Me-PTCDI N,N′-dimethyl-3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid diimide
  • FT2TDMN 2'-(5,5'-(thieno[3,2-b]thiophene-2,5-diyl)bis(thiophene-5,2-diyl))bis(methan-1-yl-1-ylidene)
  • Materials for the n-type semiconductor include metal complexes having a quinoline skeleton, metal complexes having a benzoquinoline skeleton, metal complexes having an oxazole skeleton, metal complexes having a thiazole skeleton, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, Oxazole derivatives, thiazole derivatives, phenanthroline derivatives, quinoline derivatives, benzoquinoline derivatives, quinoxaline derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, pyridine derivatives, bipyridine derivatives, pyrimidine derivatives, naphthalene derivatives, anthracene derivatives, coumarin derivatives, rhodamine derivatives, triazine derivatives, quinone derivatives, etc. is mentioned.
  • Materials for the p-type semiconductor of the active layer include copper (II) phthalocyanine (CuPc), tetraphenyldibenzoperiflanthene (DBP), zinc phthalocyanine (ZnPc), and tin phthalocyanine. (SnPc), quinacridone, and electron-donating organic semiconductor materials such as rubrene.
  • Examples of p-type semiconductor materials include carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, and compounds having an aromatic amine skeleton.
  • materials for p-type semiconductors include naphthalene derivatives, anthracene derivatives, pyrene derivatives, triphenylene derivatives, fluorene derivatives, pyrrole derivatives, benzofuran derivatives, benzothiophene derivatives, indole derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, indolocarbazole derivatives, porphyrin derivatives, phthalocyanine derivatives, naphthalocyanine derivatives, quinacridone derivatives, rubrene derivatives, tetracene derivatives, polyphenylenevinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, polythiophene derivatives and the like.
  • the HOMO level of the electron-donating organic semiconductor material is preferably shallower (higher) than the HOMO level of the electron-accepting organic semiconductor material.
  • the LUMO level of the electron-donating organic semiconductor material is preferably shallower (higher) than the LUMO level of the electron-accepting organic semiconductor material.
  • a spherical fullerene as the electron-accepting organic semiconductor material, and use an organic semiconductor material with a shape close to a plane as the electron-donating organic semiconductor material. Molecules with similar shapes tend to gather together, and when molecules of the same type aggregate, the energy levels of the molecular orbitals are close to each other, so the carrier transportability can be enhanced.
  • 6-diyl]-2,5-thiophenediyl[5,7-bis(2-ethylhexyl)-4,8-dioxo-4H,8H-benzo[1,2-c:4,5-c′]dithiophene-1 ,3-diyl]]polymer (abbreviation: PBDB-T) or a polymer compound such as a PBDB-T derivative can be used.
  • a method of dispersing an acceptor material in PBDB-T or a PBDB-T derivative can be used.
  • the active layer is preferably formed by co-depositing an n-type semiconductor and a p-type semiconductor.
  • the active layer may be formed by laminating an n-type semiconductor and a p-type semiconductor.
  • three or more kinds of materials may be mixed in the active layer.
  • a third material may be mixed in addition to the n-type semiconductor material and the p-type semiconductor material.
  • the third material may be a low-molecular compound or a high-molecular compound.
  • the light-receiving device further includes, as layers other than the active layer, a layer containing a highly hole-transporting substance, a highly electron-transporting substance, a bipolar substance (substances having high electron-transporting and hole-transporting properties), or the like. may have.
  • the layer is not limited to the above, and may further include a layer containing a highly hole-injecting substance, a hole-blocking material, a highly electron-injecting substance, an electron-blocking material, or the like.
  • materials that can be used in the above-described light-emitting device can be used.
  • polymer compounds such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(styrenesulfonic acid) (PEDOT/PSS), molybdenum oxide, and iodide Inorganic compounds such as copper (CuI) can be used.
  • Inorganic compounds such as zinc oxide (ZnO) and organic compounds such as polyethyleneimine ethoxylate (PEIE) can be used as the electron-transporting material or the hole-blocking material.
  • the light receiving device may have, for example, a mixed film of PEIE and ZnO.
  • Display device having photodetection function In the display device of one embodiment of the present invention, light-emitting devices are arranged in matrix in the display portion, and an image can be displayed on the display portion. Further, light receiving devices are arranged in a matrix in the display section, and the display section has one or both of an imaging function and a sensing function in addition to an image display function.
  • the display part can be used for an image sensor or a touch sensor. That is, by detecting light with the display portion, an image can be captured, or proximity or contact of an object (a finger, hand, pen, or the like) can be detected.
  • the display device of one embodiment of the present invention can use a light-emitting device as a light source of a sensor.
  • the light-receiving device can detect the reflected light (or scattered light).
  • imaging or touch detection is possible.
  • a display device of one embodiment of the present invention includes a light-emitting device and a light-receiving device in a pixel.
  • a display device of one embodiment of the present invention uses an organic EL device as a light-emitting device and an organic photodiode as a light-receiving device.
  • An organic EL device and an organic photodiode can be formed on the same substrate. Therefore, an organic photodiode can be incorporated in a display device using an organic EL device.
  • a display device having a light-emitting device and a light-receiving device in a pixel, since the pixel has a light-receiving function, it is possible to detect contact or proximity of an object while displaying an image. For example, not only can an image be displayed by all the sub-pixels of the display device, but also some sub-pixels can emit light as a light source and the remaining sub-pixels can be used to display an image.
  • the display device can capture an image using the light receiving device.
  • the display device of this embodiment can be used as a scanner.
  • an image sensor can be used to capture images for personal authentication using fingerprints, palm prints, irises, pulse shapes (including vein shapes and artery shapes), or faces.
  • an image sensor can be used to capture an image around the eye, the surface of the eye, or the inside of the eye (such as the fundus) of the user of the wearable device. Therefore, the wearable device can have a function of detecting any one or more selected from the user's blink, black eye movement, and eyelid movement.
  • the light receiving device can be used as a touch sensor (also referred to as a direct touch sensor) or a near touch sensor (also referred to as a hover sensor, hover touch sensor, non-contact sensor, or touchless sensor).
  • a touch sensor also referred to as a direct touch sensor
  • a near touch sensor also referred to as a hover sensor, hover touch sensor, non-contact sensor, or touchless sensor.
  • the touch sensor or near-touch sensor can detect the proximity or contact of an object (finger, hand, pen, etc.).
  • a touch sensor can detect an object by bringing the display device into direct contact with the object.
  • the near-touch sensor can detect the object even if the object does not touch the display device.
  • the display device can detect the object when the distance between the display device and the object is 0.1 mm or more and 300 mm or less, preferably 3 mm or more and 50 mm or less.
  • the display device can be operated without direct contact with the object, in other words, the display device can be operated without contact.
  • the risk of staining or scratching the display device can be reduced, or the object can be displayed without directly touching the stain (for example, dust or virus) attached to the display device. It becomes possible to operate the device.
  • the display device of one embodiment of the present invention can have a variable refresh rate.
  • the power consumption can be reduced by adjusting the refresh rate (for example, in the range of 1 Hz to 240 Hz) according to the content displayed on the display device.
  • the drive frequency of the touch sensor or the near-touch sensor may be changed according to the refresh rate. For example, when the refresh rate of the display device is 120 Hz, the drive frequency of the touch sensor or the near-touch sensor can be set to a frequency higher than 120 Hz (typically 240 Hz). With this structure, low power consumption can be achieved and the response speed of the touch sensor or the near-touch sensor can be increased.
  • the display device 100 shown in FIGS. 34C to 34E has a layer 353 having a light receiving device, a functional layer 355, and a layer 357 having a light emitting device between a substrate 351 and a substrate 359.
  • FIG. 34C to 34E has a layer 353 having a light receiving device, a functional layer 355, and a layer 357 having a light emitting device between a substrate 351 and a substrate 359.
  • the functional layer 355 has a circuit for driving the light receiving device and a circuit for driving the light emitting device.
  • One or more of switches, transistors, capacitors, resistors, wirings, terminals, and the like can be provided in the functional layer 355 . Note that in the case of driving the light-emitting device and the light-receiving device by a passive matrix method, a structure in which the switch and the transistor are not provided may be employed.
  • a finger 352 touching the display device 100 reflects light emitted by a light-emitting device in a layer 357 having a light-emitting device, so that a light-receiving device in a layer 353 having a light-receiving device reflects the light. Detect light. Thereby, it is possible to detect that the finger 352 touches the display device 100 .
  • FIGS. 34D and 34E it may have a function of detecting or imaging an object that is close to (not in contact with) the display device.
  • FIG. 34D shows an example of detecting a finger of a person
  • FIG. 34E shows an example of detecting information around, on the surface of, or inside the human eye (number of blinks, eye movement, eyelid movement, etc.). .
  • An electronic device of this embodiment includes 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 achieve high definition, high resolution, and high luminance.
  • the display device of one embodiment of the present invention includes the light-receiving device described in Embodiments 1 and 6, the display device can have a high light detection function. 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. Examples include cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, mobile game machines, mobile information terminals, and sound reproducing devices.
  • the display device of one embodiment of the present invention can achieve high definition, it can be suitably used for electronic devices having a relatively small display portion.
  • electronic devices include, for example, wristwatch-type and bracelet-type information terminals (wearable devices), VR devices such as head-mounted displays, glasses-type AR devices, MR devices, etc. Examples include wearable devices that can be worn.
  • 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 can support various screen ratios such as 1:1 (square), 4:3, 16:9, 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, functions to display calendars, dates or times, functions to execute various software (programs), wireless communication function, a function of reading a program or data recorded on a recording medium, and the like.
  • FIGS. 35A to 35D An example of a wearable device that can be worn on the head will be described with reference to FIGS. 35A to 35D.
  • These wearable devices have at least one of a function of displaying AR content, a function of displaying VR content, a function of displaying SR content, and a function of displaying MR content.
  • the electronic device has a function of displaying at least one content such as AR, VR, SR, and MR, it is possible to enhance the immersive feeling of the user.
  • Electronic device 700A shown in FIG. 35A and electronic device 700B shown in FIG. a control unit (not shown), an imaging unit (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.
  • the display device of one embodiment of the present invention since light emitted from the light-emitting portion is extracted through the lens, light extraction efficiency is high, and an extremely bright image can be displayed. Therefore, when used as an electronic device capable of AR display, an image with good visibility can be displayed even when external light is strong.
  • the display device has a light receiving device
  • the pupil can be imaged by the light receiving device and iris authentication can be performed.
  • line-of-sight tracking can also be performed by the light receiving device. By performing line-of-sight tracking, it is possible to specify the object and position that the user is looking at, so that it is possible to select functions provided in the electronic device, execute software, and the like.
  • the electronic device 700A and the electronic device 700B can each 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 in front as an imaging unit. Further, the electronic devices 700A and 700B each include 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 wireless communication device, and can supply video signals, etc. by the wireless communication device.
  • 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 fast-forward or fast-reverse processing can be performed 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.
  • sensors of various types such as capacitance type, resistance film type, infrared type, electromagnetic induction type, surface acoustic wave type, and optical type can be employed.
  • capacitance type resistance film type
  • infrared type infrared type
  • electromagnetic induction type electromagnetic induction type
  • surface acoustic wave type and optical type
  • a photoelectric conversion device (also referred to as a photoelectric conversion element) can be used as the light receiving device.
  • a photoelectric conversion device also referred to as a photoelectric conversion element
  • One or both of 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. 35C 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 part 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 temple), 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 of 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 a lidar (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.
  • the electronic device 800A and the electronic device 800B may each 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.
  • the 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. 35A has a function of transmitting information to earphone 750 by a wireless communication function.
  • electronic device 800A shown in FIG. 35C 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. 35B 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 .
  • the electronic device 800B shown in FIG. 35D has an 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 or headphones 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. By providing the electronic device with a voice input mechanism, the electronic device may function as a so-called headset.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention is suitable for either the glasses type (electronic device 700A, electronic device 700B, etc.) or the goggle type (electronic device 800A, electronic device 800B, etc.). is also suitable.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention can transmit information to the earphone by wire or wirelessly.
  • An electronic device 6500 shown in FIG. 36A is a mobile information terminal that can be used as a smartphone.
  • the electronic device 6500 has a housing 6501, a display unit 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 .
  • light emitted from the light-emitting portion is extracted through the lens, so that light extraction efficiency is high and an extremely bright image can be displayed.
  • FIG. 36B 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 light-receiving device included in the display device of one embodiment of the present invention can also function as the touch-sensor panel.
  • a light-receiving device included in the display device of one embodiment of the present invention detects light through a lens, has high photosensitivity, and is excellent in detecting a touch position. Also, the light receiving device can acquire an image for fingerprint authentication.
  • 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 display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display panel 6511 . Therefore, an extremely lightweight electronic device can be realized. In addition, since the display panel 6511 is extremely thin, the thickness of the electronic device can be reduced and the large-capacity battery 6518 can be mounted. In addition, by folding back part of the display panel 6511 and arranging a connection portion with the FPC 6515 on the back side of the pixel portion, an electronic device with a narrow frame can be realized.
  • 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 .
  • light emitted from the light-emitting portion is extracted through the lens, so that light extraction efficiency is high and an extremely bright image can be displayed.
  • the operation of the television apparatus 7100 shown in FIG. 36C 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. 36D 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 .
  • light emitted from the light-emitting portion is extracted through the lens, so that light extraction efficiency is high and an extremely bright image can be displayed.
  • FIGS. 36E and 36F An example of digital signage is shown in FIGS. 36E and 36F.
  • the display device of one embodiment of the present invention light emitted from the light-emitting portion is extracted through the lens, so that light extraction efficiency is high and an extremely bright image can be displayed.
  • a digital signage 7300 shown in FIG. 36E has a housing 7301, a display unit 7000, speakers 7303, and the like. Furthermore, it can have an LED lamp, an operation key (including a power switch or an operation switch), a connection terminal, various sensors, a microphone, and the like.
  • FIG. 36F is a digital signage 7400 attached to a cylindrical post 7401.
  • 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. 36E and 36F.
  • the wider the display unit 7000 the more information can be provided at once.
  • the wider the display unit 7000 the more conspicuous it is, and the more effective the advertisement can be, for example.
  • the touch panel can be formed using a light-receiving device included in the display device of one embodiment of the present invention.
  • a light-receiving device included in the display device of one embodiment of the present invention detects light through a lens and has high photosensitivity. Therefore, a touch panel having high sensitivity and excellent ability to detect a touch position can be provided.
  • 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 operation means (controller). This allows an unspecified number of users to simultaneously participate in and enjoy the game.
  • the electronic device shown in FIGS. 37A to 37G includes a housing 9000, a display unit 9001, a speaker 9003, operation keys 9005 (including power switches or operation switches), 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 measuring function), a microphone 9008, and the like.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 9001 in FIGS. 37A to 37G.
  • the electronic devices shown in FIGS. 37A to 37G have various functions. For example, a function to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a calendar, a function to display the date or time, a function to control processing by various software (programs), It can have a wireless communication function, a function of reading and processing programs or data recorded on a recording medium, and the like. Note that the functions of the electronic device are not limited to these, and can have various functions.
  • the electronic device may have a plurality of display units.
  • the electronic device is equipped with a camera, etc., and has the function of capturing still images or moving images and storing them in a recording medium (external or built into the camera), or the function of displaying the captured image on the display unit, etc. good.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to these electronic devices.
  • light emitted from the light-emitting portion is extracted through the lens, so that light extraction efficiency is high and an extremely bright image can be displayed.
  • These electronic devices can also have the functionality of touch sensor panels.
  • a light-receiving device included in the display device of one embodiment of the present invention can also function as the touch-sensor panel.
  • a light-receiving device included in the display device of one embodiment of the present invention detects light through a lens, has high photosensitivity, and is excellent in detecting a touch position. Also, the light receiving device can acquire an image for fingerprint authentication.
  • FIG. 37A 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. 37A shows an example in which three icons 9050 are displayed.
  • Information 9051 indicated by a dashed rectangle can also be displayed on another surface of the display portion 9001 . Examples of the information 9051 include notification of incoming e-mail, SNS, telephone call, title of e-mail or SNS, sender name, 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. 37B 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. 37C 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 surface of the housing 9000, operation keys 9005 as operation buttons on the side surface of the housing 9000, and connection terminals 9006 on the bottom surface.
  • FIG. 37D is a perspective view showing a wristwatch-type mobile information terminal 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. 37E to 37G are perspective views showing a foldable personal digital assistant 9201.
  • FIG. 37E is a state in which the portable information terminal 9201 is unfolded
  • FIG. 37G is a state in which it is folded
  • FIG. 37F is a perspective view in the middle of changing from one of FIGS. 37E and 37G 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.
  • the display device included in the electronic device can have high display quality.
  • high-definition display can be achieved.
  • the photodetection function can be enhanced.
  • reliability can be improved.
  • the yield can be increased.

Landscapes

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Abstract

表示品位の高い表示装置を提供する。 発光デバイスと、発光デバイス上に少なくとも発光デバイスと重なる領域を有するように設けられるレンズと、レンズを覆うように設けられる保護層と、保護層上に設けられる着色層と、を有する表示装置である。発光デバイスは、共通電極と、画素電極と、に挟まれたEL層を有する。当該EL層は、青色の光を発する第1の発光材料と、青色よりも長波長の光を発する第2の発光材料と、を有する。また、レンズの屈折率は、共通電極の屈折率よりも大きく、保護層の屈折率は、レンズの屈折率よりも小さい。

Description

表示装置、及び電子機器
 本発明の一態様は、表示装置、及び電子機器に関する。
 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(例えば、タッチセンサ)、入出力装置(例えば、タッチパネル)、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。
 近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されている。例えば、大型の表示装置の用途としては、家庭用のテレビジョン装置(テレビ又はテレビジョン受信機ともいう。)、デジタルサイネージ(Digital Signage:電子看板)、及び、PID(Public Information Display)等が挙げられる。また、表示装置は、タッチパネルを備えるスマートフォン及びタブレット端末などにも用いられている。
 また、表示装置の高精細化が求められている。高精細な表示装置が要求される機器として、例えば、仮想現実(VR:Virtual Reality)、拡張現実(AR:Augmented Reality)、代替現実(SR:Substitutional Reality)、及び、複合現実(MR:Mixed Reality)向けの機器が、盛んに開発されている。
 表示装置としては、例えば、発光デバイス(発光素子ともいう。)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デバイス(ELデバイス、EL素子ともいう。)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、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。
 特許文献1には、有機ELデバイス(有機EL素子ともいう。)を用いた、VR向けの表示装置が開示されている。
 また、表示装置では、光取り出し効率を向上させるために、発光デバイスによる発光を、マイクロレンズを介して取り出す構造も採用されている。特許文献2には、感放射線性樹脂組成物を用いたマイクロレンズの形成方法が開示されている。
国際公開第2018/087625号 特開2020−101659号公報
 本発明の一態様は、表示品位の高い表示装置、及び表示品位の高い表示装置を有する電子機器を提供することを課題の1つとする。本発明の一態様は、高精細な表示装置、及び高精細な表示装置を有する電子機器を提供することを課題の1つとする。本発明の一態様は、高解像度の表示装置、及び高解像度の表示装置を有する電子機器を提供することを課題の1つとする。本発明の一態様は、高輝度の表示装置、及び高輝度の表示装置を有する電子機器を提供することを課題の1つとする。本発明の一態様は、高い光検出機能を有する表示装置、及び高い光検出機能の表示装置を有する電子機器を提供することを課題の1つとする。本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置、及び信頼性の高い表示装置を有する電子機器を提供することを課題の1つとする。本発明の一態様は、歩留まりの高い表示装置、及び歩留まりの高い表示装置を有する電子機器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。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
 本発明の一態様は、第1の発光デバイスと、第1の発光デバイス上に第1の発光デバイスと重なる領域を有するレンズと、レンズを覆う保護層と、保護層上の着色層と、を有し、第1の発光デバイスは、画素電極と、画素電極上のEL層と、EL層上の共通電極と、を有し、EL層は、青色の光を発する第1の発光材料と、青色よりも長波長の光を発する第2の発光材料と、を有し、レンズの屈折率は、共通電極の屈折率よりも大きく、保護層の屈折率は、レンズの屈折率よりも小さい、表示装置である。
 また上記において、表示装置は、第1の発光デバイスと隣り合う第2の発光デバイスを有し、第2の発光デバイスは、第1の発光デバイスと同じ構成を有し、第1の発光デバイスと、第2の発光デバイスと、の間の領域に、絶縁層を有していることが好ましい。
 また上記において、絶縁層は、上面が、凸曲面形状を有していることが好ましい。
 また上記において、レンズは、共通電極と対向する側に平面を有し、着色層と対向する側に凸形状を有する、平凸レンズであることが好ましい。
 また、本発明の一態様は、第1の発光デバイスと、第1の発光デバイス上に第1の発光デバイスと重なる領域を有する第1のレンズと、受光デバイスと、受光デバイス上に重なる第2のレンズと、第1のレンズ及び第2のレンズを覆う保護層と、保護層上の着色層と、を有し、第1の発光デバイスは、第1の画素電極と、第1の画素電極上のEL層と、EL層上の共通電極と、を有し、EL層は、青色の光を発する第1の発光材料と、青色よりも長波長の光を発する第2の発光材料と、を有し、受光デバイスは、第2の画素電極と、第2の画素電極上の活性層と、活性層上の共通電極と、を有し、活性層は、光電変換層としての機能を有し、第1のレンズ及び第2のレンズの屈折率は、それぞれ共通電極の屈折率よりも大きく、保護層の屈折率は、第1のレンズ及び第2のレンズの屈折率よりも小さい、表示装置である。
 また上記において、表示装置は、第1の発光デバイスと受光デバイスにそれぞれ隣り合う第2の発光デバイスを有し、第2の発光デバイスは、第1の発光デバイスと同じ構成を有し、第1の発光デバイスと第2の発光デバイスとの間の領域に第1の絶縁層を有し、第2の発光デバイスと受光デバイスとの間の領域に第2の絶縁層を有していることが好ましい。
 また上記において、第1の絶縁層と、第2の絶縁層は、同じ材料を有し、第1の絶縁層及び第2の絶縁層の上面が、凸曲面形状を有していることが好ましい。
 また上記において、第1のレンズと、第2のレンズは、共通電極と対向する側に平面を有し、着色層と対向する側に凸形状を有する、平凸レンズであることが好ましい。
 また、本発明の一態様は、上記に記載の表示装置と、光学部材と、を有し、表示装置は、光学部材に表示を投影することができ、光学部材は、光を透過することができ、光学部材を視認することによって、光学部材を透過する像と表示とが重なる画像を視認することができる電子機器である。
 本発明の一態様により、表示品位の高い表示装置、及び表示品位の高い表示装置を有する電子機器を提供することができる。本発明の一態様により、高精細な表示装置、及び高精細な表示装置を有する電子機器を提供することができる。本発明の一態様により、高解像度の表示装置、及び高解像度の表示装置を有する電子機器を提供することができる。本発明の一態様により、高輝度の表示装置、及び高輝度の表示装置を有する電子機器を提供することができる。本発明の一態様により、高い光検出機能を有する表示装置、及び高い光検出機能の表示装置を有する電子機器を提供することができる。本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置、及び信頼性の高い表示装置を有する電子機器を提供することができる。本発明の一態様により、歩留まりの高い表示装置、及び歩留まりの高い表示装置を有する電子機器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。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。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図1Aは、表示装置の一例を示す上面図である。図1Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図2A及び図2Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図3A及び図3Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図4A及び図4Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図5A及び図5Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図6A及び図6Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図7A及び図7Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図8A及び図8Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図9A及び図9Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図10A乃至図10Cは、表示装置の一例を示す断面図である。
図11Aは、表示装置の一例を示す上面図である。図11Bは、表示装置の一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の一例を示す断面図である。
図13A乃至図13Cは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図14A及び図14Bは、表示装置の作製方法の一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の一例を示す断面図である。
図16A及び図16Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図17A及び図17Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図18は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図19A乃至図19Dは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図20A乃至図20Fは、画素の一例を示す図である。
図21A乃至図21Jは、画素の一例を示す図である。
図22A及び図22Bは、表示装置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斜視図である。
図31Aは、表示装置の一例を示す断面図である。図31B及び図31Cは、トランジスタ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、発光デバイスの構成例を示す図である。
図34A及び図34Bは、受光デバイスの構成例を示す図である。図34C乃至図34Eは、表示装置の構成例を示す図である。
図35A乃至図35Dは、電子機器の一例を示す図である。
図36A乃至図36Fは、電子機器の一例を示す図である。
図37A乃至図37Gは、電子機器の一例を示す図である。
 実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
 なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。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。
 また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、及び、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、及び、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、及び、範囲などに限定されない。
 なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、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」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。又は、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
 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)構造のデバイスと呼称する場合がある。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)構造のデバイスと呼称する場合がある。
 本明細書等では、発光波長が異なる発光デバイスで発光層を作り分ける構造をSBS(Side By Side)構造と呼ぶ場合がある。SBS構造は、発光デバイスごとに材料及び構成を最適化することができるため、材料及び構成の選択の自由度が高まり、輝度の向上及び信頼性の向上を図ることが容易となる。
 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、又は特性など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。
 本明細書等において、発光デバイスは、一対の電極間にEL層を有する。EL層は、少なくとも発光層を有する。本明細書等において、受光デバイス(受光素子ともいう。)は、一対の電極間に少なくとも光電変換層として機能する活性層を有する。本明細書等では、一対の電極の一方を画素電極と記し、他方を共通電極と記すことがある。
 なお、本明細書等において、テーパ形状とは、構造の側面の少なくとも一部が、基板面(又は被形成面)に対して傾斜して設けられている形状のことを指す。例えば、傾斜した側面と基板面(又は被形成面)とのなす角(テーパ角ともいう。)が、0°より大きく90°未満である領域を有する形状のことを指す。なお、構造の側面及び基板面(又は被形成面)は、必ずしも完全に平坦である必要はなく、微細な曲率を有する略平面状、又は微細な凹凸を有する略平面状であってもよい。
(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について図1乃至図11を用いて説明する。
 本発明の一態様の表示装置では、各副画素が、同一の構成のEL層を有する発光デバイスと、当該発光デバイスと重なる着色層と、を有する。それぞれの副画素に、異なる色の可視光を透過する着色層を設けることで、フルカラー表示を行うことができる。
 同一の構成のEL層を有する発光デバイスを用いる場合、発光デバイスに含まれる画素電極以外の層(例えば発光層など)を、複数の副画素で共通にすることができる。そのため、複数の副画素が一続きの膜を共有することができる。しかしながら、発光デバイスに含まれる層には、比較的導電性が高い層もある。複数の副画素が、導電性が高い層を一続きの膜として共有することで、副画素間にリーク電流が発生する場合がある。特に、表示装置が高精細化又は高開口率化され、副画素間の距離が小さくなると、当該リーク電流は無視できない大きさになり、表示装置の表示品位の低下などを引き起こす恐れがある。
 そこで、本発明の一態様の表示装置では、各発光デバイスにおいて、EL層を構成する層の少なくとも一部を島状に形成する。EL層を構成する層の少なくとも一部が、発光デバイスごとに分離されていることで、互いに隣接する副画素間のクロストークの発生を抑制することができる。これにより、表示装置の高精細化と高い表示品位の両立を図ることができる。
 なお、本明細書等において、島状とは、同一工程で形成された同一材料を用いた2以上の層が、物理的に分離されている状態であることを示す。例えば、島状の発光層とは、当該発光層と、隣接する発光層とが、物理的に分離されている状態であることを示す。
 例えば、メタルマスクを用いた真空蒸着法により、島状の発光層を成膜することができる。しかし、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、蒸気の散乱などによる成膜される膜の輪郭の広がりなど、様々な影響により、島状の発光層の形状及び位置に設計からのずれが生じるため、表示装置の高精細化、及び高開口率化が困難である。また、蒸着の際に、層の輪郭がぼやけて、端部の厚さが薄くなることがある。つまり、島状の発光層は場所によって厚さにばらつきが生じることがある。また、大型、高解像度、又は高精細な表示装置を作製する場合、メタルマスクの寸法精度の低さ、及び、熱等による変形により、製造歩留まりが低くなる懸念がある。
 そこで、本発明の一態様の表示装置を作製する際には、発光層を、メタルマスクなどのシャドーマスクを用いることなく、フォトリソグラフィ法により、微細なパターンに加工する。具体的には、副画素ごとに画素電極を形成した後、複数の画素電極にわたって発光層を成膜する。その後、当該発光層を、フォトリソグラフィ法を用いて加工し、1つの画素電極に対して1つの島状の発光層を形成する。これにより、発光層が副画素ごとに分割され、副画素ごとに島状の発光層を形成することができる。
 なお、上記発光層を島状に加工する場合、発光層の直上でフォトリソグラフィ法を用いて加工する構造が考えられる。当該構造の場合、発光層にダメージ(加工によるダメージなど)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際には、発光層よりも上方に位置する層(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、又は電子注入層など)の上に、マスク層(犠牲層、保護層などともいう。)などを形成し、発光層を島状に加工する方法を用いることが好ましい。当該方法を適用することで、信頼性の高い表示装置を提供することができる。発光層とマスク層との間に他の層を有することで、表示装置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。
 なお、本明細書等において、マスク膜及びマスク層とは、それぞれ、少なくとも発光層(より具体的には、EL層を構成する層のうち、島状に加工される層)の上方に位置し、製造工程中において、当該発光層を保護する機能を有する。
 なお、発光デバイスにおいて、EL層を構成する全ての層を作り分ける必要はなく、一部の層は同一工程で成膜することができる。ここで、EL層が有する層(機能層ともいう。)としては、発光層、キャリア注入層(正孔注入層及び電子注入層)、キャリア輸送層(正孔輸送層及び電子輸送層)、及び、キャリアブロック層(正孔ブロック層及び電子ブロック層)などが挙げられる。本発明の一態様の表示装置の作製方法では、EL層を構成する一部の層を副画素ごとに島状に形成した後、マスク層の少なくとも一部を除去し、EL層を構成する残りの層(共通層と呼ぶ場合がある。)と、共通電極(上部電極ともいえる。)と、を各副画素に共通して(1つの膜として)形成する。例えば、キャリア注入層と、共通電極と、を各副画素に共通して形成することができる。
 一方で、キャリア注入層は、EL層の中では、比較的導電性が高い層であることが多い。そのため、キャリア注入層が、島状に形成されたEL層の一部の層の側面、又は、画素電極の側面に接することで、発光デバイスがショートする恐れがある。なお、キャリア注入層を島状に設け、共通電極を各色の発光デバイスに共通して形成する場合についても、共通電極と、EL層の側面、又は、画素電極の側面とが接することで、発光デバイスがショートする恐れがある。
 そこで、本発明の一態様の表示装置は、少なくとも島状の発光層の側面を覆う絶縁層を有する。また、当該絶縁層は、島状の発光層の上面の一部を覆うことが好ましい。
 これにより、島状に形成されたEL層の少なくとも一部の層、及び、画素電極が、キャリア注入層又は共通電極と接することを抑制することができる。したがって、発光デバイスのショートを抑制し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
 また、当該絶縁層の端部は、断面視において、テーパ角が0°より大きく90°未満のテーパ形状を有することが好ましい。これにより、当該絶縁層上に設けられる共通層及び共通電極に段切れが発生することを防止することができる。そのため、共通層及び共通電極の段切れによって生じる発光デバイス間の接続不良を、抑制することができる。また、当該絶縁層の端部における段差によって共通電極が局所的に薄膜化し、共通電極の電気抵抗が上昇することを抑制することができる。
 なお、本明細書等において、段切れとは、層、膜、又は電極が、被形成面の形状(例えば段差など)に起因して分断されてしまう現象を示す。
 このように、本発明の一態様の表示装置の作製方法で作製される島状の発光層は、ファインメタルマスクを用いて形成されるのではなく、発光層を一面に成膜した後に加工することで形成される。したがって、これまで実現が困難であった高精細な表示装置又は高開口率の表示装置を実現することができる。また、発光層上にマスク層を設けることで、表示装置の作製工程中に発光層が受けるダメージを低減し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
 なお、フォトリソグラフィ法を用いた発光層の加工については、回数が少ない方が、製造コストの削減及び製造歩留まりの向上が可能であるため好ましい。本発明の一態様の表示装置の作製方法では、フォトリソグラフィ法を用いた発光層の加工回数を1回とすることができるため、歩留まりよく表示装置を作製できる。
 また、隣り合う発光デバイスの間隔について、例えばファインメタルマスクを用いた形成方法では10μm未満にすることは困難であるが、本発明の一態様のフォトリソグラフィ法を用いた方法であれば、ガラス基板上のプロセスにおいて、例えば、隣り合う発光デバイスの間隔、隣り合うEL層の間隔、又は隣り合う画素電極の間隔を、10μm未満、5μm以下、3μm以下、2μm以下、1.5μm以下、1μm以下、又は、0.5μm以下にまで狭めることができる。また、例えばLSI向けの露光装置を用いることで、Si Wafer上のプロセスにおいて、隣り合う発光デバイスの間隔、隣り合うEL層の間隔、又は隣り合う画素電極の間隔を、例えば、500nm以下、200nm以下、100nm以下、さらには50nm以下にまで狭めることもできる。これにより、2つの発光デバイス間に存在し得る非発光領域の面積を大幅に縮小することができ、開口率を100%に近づけることが可能となる。例えば、本発明の一態様の表示装置においては、開口率を、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、さらには90%以上であって、100%未満を実現することもできる。
 なお、表示装置の開口率を高くすることで、表示装置の信頼性を向上させることができる。より具体的には、有機ELデバイスを用い、開口率が10%の表示装置の寿命を基準にした場合、開口率が20%(すなわち、基準に対して開口率が2倍)の表示装置の寿命は約3.25倍となり、開口率が40%(すなわち、基準に対して開口率が4倍)の表示装置の寿命は約10.6倍となる。このように、開口率の向上に伴い、有機ELデバイスに流れる電流密度を低くすることができるため、表示装置の寿命を向上させることが可能となる。本発明の一態様の表示装置においては、開口率を向上させることが可能であるため、表示装置の表示品位を向上させることが可能となる。さらに、表示装置の開口率の向上に伴い、表示装置の信頼性(特に寿命)を格段に向上させるといった、優れた効果を奏する。
 また、発光層自体の加工サイズについても、ファインメタルマスクを用いた場合に比べて極めて小さくすることができる。また、例えば発光層の作り分けにメタルマスクを用いた場合では、加工後の発光層の中央と端とで厚さのばらつきが生じるため、加工後の発光層全体の面積に対して、発光領域として使用できる有効な面積は小さくなる。一方、本発明の一態様の作製方法では、均一な厚さに成膜した膜を加工するため、島状の発光層を均一の厚さで形成することができる。したがって、発光層の加工サイズが微細であっても、そのほぼ全域を発光領域として用いることができる。そのため、高い精細度と高い開口率を兼ね備えた表示装置を作製することができる。また、表示装置の小型化及び軽量化を実現することができる。
 具体的には、本発明の一態様の表示装置としては、例えば、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以下とすることができる。
 さらに、本発明の一態様の表示装置は、発光デバイス上に凸レンズ状の構造物を有する。発光デバイス上に当該構造物を設けることで、発光デバイスが発する光の外部への取り出し効率を高めることができる。
 本発明の一態様に用いる発光デバイスはトップエミッション型であるため、発光デバイスが発する光は、発光デバイスの一方の電極である可視光を透過する透光性導電膜を介して、外部に取り出される。その際、発光デバイスが発する光の一部は、当該透光性導電膜を導波路として横方向に進行するため、その分だけ、外部への光の取り出し効率が低下してしまう。本発明の一態様では、当該透光性導電膜上に凸レンズ状の構造物を設けることで、前述した横方向への光の進行を抑制し、外部への光の取り出し効率を向上させることができる。
 また、本発明の一態様において、表示装置が受光デバイスを有する場合、受光デバイス上にも凸レンズ状の構造物を有することができる。受光デバイス上に設ける当該構造物の直径を受光部の有効面積よりも大きくすることで、受光部への光の集光能力を高めることができ、受光デバイスの光感度を向上させることができる。
 なお、凸レンズ状の構造物は、発光デバイス上及び受光デバイス上の双方に設けることができるが、発光デバイス上又は受光デバイス上の一方に設ける構成としてもよい。
 なお、本明細書において、上記凸レンズ状の構造物を単にレンズ、又はマイクロレンズと呼称することがある。また、当該レンズを規則的に配置したものをマイクロレンズアレイ(MLA)と呼称することがある。
[表示装置の構成例]
 表示装置の構成例では、本発明の一態様の表示装置の断面構造について主に説明し、本発明の一態様の表示装置の作製方法については、実施の形態2で詳述する。
 図1Aに、表示装置100の上面図を示す。表示装置100は、複数の画素124a及び画素124bが配置された表示部と、表示部の外側に設けられた接続部140と、を有する。画素124a、画素124bは、それぞれ複数の副画素(副画素110a、副画素110b、及び副画素110c)を有しており、デルタ配列が適用されている。なお、接続部140は、カソードコンタクト部と呼ぶこともできる。
 図1Aに示す副画素の上面形状は、発光領域の上面形状に相当する。本明細書等において、上面形状とは、平面視における形状、つまり、上から見た形状のことをいう。
 なお、副画素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。)、五角形などの多角形、これら多角形の角が丸い形状、楕円形、又は円形などが挙げられる。
 また、副画素を構成する回路レイアウトは、図1Aに示す副画素の範囲に限定されず、その外側に配置されていてもよい。例えば各副画素は、発光デバイスを発光させるための電流注入を行うトランジスタをそれぞれ有する。例えば、副画素110aが有するトランジスタは、図1Aに示す副画素110bの範囲内に位置してもよく、一部又は全てが副画素110aの範囲外に位置してもよい。
 図1Aでは、副画素110a、副画素110b、及び副画素110cの開口率(サイズ、発光領域のサイズともいえる。)を等しく又は概略等しく示すが、本発明の一態様はこれに限定されない。副画素110a、副画素110b、及び副画素110cの開口率は、それぞれ適宜決定することができる。副画素110a、副画素110b、及び副画素110cの開口率は、それぞれ、異なっていてもよく、2つ以上が等しい又は概略等しくてもよい。
 上述したように、図1Aに示す画素124a、画素124bには、デルタ配列が適用されている。また、上述したように、図1Aに示す画素124a、画素124bは、副画素110a、副画素110b、及び副画素110cの、3つの副画素から構成される。副画素110a、副画素110b、及び副画素110cは、それぞれ異なる色の光を呈する。副画素110a、副画素110b、及び副画素110cとしては、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)の3色の副画素、黄色(Y)、シアン(C)、及びマゼンタ(M)の3色の副画素などが挙げられる。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、などが挙げられる。
 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1A参照)。
 図1Aでは、上面視で、接続部140が表示部の下側に位置する例を示すが、接続部140の位置は特に限定されない。接続部140は、上面視で、表示部の上側、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、表示部の四辺を囲むように設けられていてもよい。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、接続部140は、単数であっても複数であってもよい。
 図1Bに、図1Aにおける一点鎖線X1−X2間の断面図を示す。図3A及び図3Bに、図1Bの変形例を示す。図4A及び図4Bに、図1Bに示す断面図の一部の拡大図を示す。図5乃至図8、及び図10Cに、図4の変形例を示す。図10A及び図10Bに、図1Aにおける一点鎖線Y1−Y2間の断面図を示す。
 副画素110aは、発光デバイス130aと、赤色の光を透過する着色層132Rと、を有する。これにより、発光デバイス130aの発光は、着色層132Rを介して表示装置100の外部に赤色の光として取り出される。
 同様に、副画素110bは、発光デバイス130bと、緑色の光を透過する着色層132Gと、を有する。これにより、発光デバイス130bの発光は、着色層132Gを介して表示装置100の外部に緑色の光として取り出される。
 また同様に、副画素110cは、発光デバイス130cと、青色の光を透過する着色層132Bと、を有する。これにより、発光デバイス130cの発光は、着色層132Bを介して表示装置100の外部に青色の光として取り出される。
 図1Bに示すように、表示装置100には、トランジスタを含む層101(図中にトランジスタは示していない。)上に、絶縁層(絶縁層255a、絶縁層255b、及び絶縁層255c)が設けられる。当該絶縁層上には、発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び発光デバイス130cが設けられる。そして、各発光デバイス上に少なくとも各発光デバイスと重なる領域を有するようにレンズ138が設けられ、レンズ138を覆うように保護層131が設けられている。保護層131上には、着色層132R、着色層132G、及び着色層132Bが設けられ、着色層132R上、着色層132G上、及び着色層132B上には、樹脂層122によって基板120が貼り合わされている。また、隣り合う発光デバイスの間の領域には、絶縁層125と、絶縁層125上の絶縁層127と、が設けられている。
 図1Bでは、絶縁層125及び絶縁層127の断面が複数示されているが、表示装置100を上面から見た場合、絶縁層125及び絶縁層127は、それぞれ1つに繋がっている。つまり、表示装置100は、例えば絶縁層125及び絶縁層127を1つずつ有する構成とすることができる。なお、表示装置100は、互いに分離された複数の絶縁層125を有してもよく、また互いに分離された複数の絶縁層127を有してもよい。
 本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスが形成されている基板とは反対方向に光を射出する上面射出型(トップエミッション型)である。
 トランジスタを含む層101には、例えば、基板に複数のトランジスタが設けられ、これらのトランジスタを覆うように絶縁層が設けられた積層構造を適用することができる。トランジスタ上の絶縁層は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。図1Bでは、トランジスタ上の絶縁層のうち、絶縁層255a、絶縁層255a上の絶縁層255b、及び、絶縁層255b上の絶縁層255cを示している。これらの絶縁層は、隣接する発光デバイスの間に凹部を有していてもよい。図1B等では、絶縁層255cに凹部が設けられている例を示す。なお、トランジスタ上の絶縁層(絶縁層255a乃至絶縁層255c)も、トランジスタを含む層101の一部とみなすことができる。
 絶縁層255a、絶縁層255b、及び絶縁層255c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、窒化酸化絶縁膜などの各種無機絶縁膜を好適に用いることができる。絶縁層255a及び絶縁層255cとしては、それぞれ、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など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。絶縁層255bとしては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの窒化絶縁膜又は窒化酸化絶縁膜を用いることが好ましい。より具体的には、絶縁層255a及び絶縁層255cとして酸化シリコン膜を用い、絶縁層255bとして窒化シリコン膜を用いることが好ましい。絶縁層255b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。
 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。
 トランジスタを含む層101の構成例は、実施の形態4で後述する。
 発光デバイスとしては、例えば、OLED(Organic Light Emitting Diode)、又はQLED(Quantum−dot Light Emitting Diode)を用いることが好ましい。発光デバイスが有する発光物質としては、例えば、蛍光を発する物質(蛍光材料)、燐光を発する物質(燐光材料)、無機化合物(量子ドット材料等)、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)が挙げられる。また、発光デバイスとして、マイクロLED(Light Emitting Diode)などのLEDを用いることもできる。
 発光デバイスの発光色は、白とすることができる。また、発光デバイス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高めることができる。
 発光デバイスの構成及び材料については、実施の形態5を参照することができる。
 発光デバイスが有する一対の電極のうち、一方の電極は陽極として機能し、他方の電極は陰極として機能する。以下では、画素電極が陽極として機能し、共通電極が陰極として機能する場合を例に挙げて説明する場合がある。
 発光デバイス130aは、絶縁層255c上の画素電極111aと、画素電極111a上の島状の第1の層113と、第1の層113上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。発光デバイス130bは、絶縁層255c上の画素電極111bと、画素電極111b上の島状の第1の層113と、第1の層113上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。発光デバイス130cは、絶縁層255c上の画素電極111cと、画素電極111c上の島状の第1の層113と、第1の層113上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び発光デバイス130cにおいて、第1の層113及び共通層114をまとめてEL層と呼ぶことができる。
 本明細書等では、発光デバイスが有するEL層のうち、発光デバイスごとに島状に設けられた層を第1の層113と示し、複数の発光デバイスが共有して有する層を共通層114と示す。なお、本明細書等において、共通層114を含めず、第1の層113を指して、島状のEL層、島状に形成されたEL層などと呼ぶ場合もある。
 発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び発光デバイス130cは、いずれも第1の層113を有し、これら第1の層113は、互いに離隔されている。EL層を発光デバイスごとに島状に設けることで、隣接する発光デバイス間のリーク電流を抑制することができる。これにより、意図しない発光に起因したクロストークを防ぐことができ、コントラストの極めて高い表示装置を実現できる。特に、低輝度における電流効率の高い表示装置を実現できる。
 発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び発光デバイス130cにおいて、EL層の構成を同一とすることで、表示装置の作製工程を削減することができ、製造コストの低減及び製造歩留まりの向上が可能となる。
 画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111cのそれぞれの端部はテーパ形状を有することが好ましい。具体的には、画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111cのそれぞれの端部はテーパ角が0°より大きく90°未満のテーパ形状を有することが好ましい。これらの画素電極の端部がテーパ形状を有する場合、画素電極の側面に沿って設けられる第1の層113も、テーパ形状を有する。画素電極の側面をテーパ形状とすることで、画素電極の側面に沿って設けられるEL層の被覆性を高めることができる。また、画素電極の側面をテーパ形状とすることで、作製工程中の異物(例えば、ゴミ、又はパーティクルなどともいう。)を、洗浄などの処理により除去することが容易となり好ましい。
 図1Bにおいて、画素電極と第1の層113との間には、画素電極の上面端部を覆う絶縁層が設けられていない。そのため、隣り合う発光デバイスの間隔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。また、当該絶縁層を形成するためのマスクも不要となり、表示装置の製造コストを削減することができる。
 また、画素電極とEL層との間に、画素電極の上面端部を覆う絶縁層を設けない構成、別言すると、画素電極とEL層との間に絶縁層が設けられない構成とすることで、EL層からの発光を効率よく取り出すことができる。したがって、本発明の一態様の表示装置は、視野角依存性を極めて小さくすることができる。視野角依存性を小さくすることで、表示装置における画像の視認性を高めることができる。例えば、本発明の一態様の表示装置においては、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、上記の視野角については、上下、及び左右のそれぞれに適用することができる。
 本実施の形態の発光デバイスには、シングル構造(発光ユニットを1つだけ有する構造)を適用してもよく、タンデム構造(発光ユニットを複数有する構造)を適用してもよい。発光ユニットは、少なくとも1層の発光層を有する。
 第1の層113は、少なくとも発光層を有する。また、第1の層113は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電荷発生層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち1つ以上を有してもよい。
 例えば、第1の層113は、青色の光を発する発光材料と、青色よりも長波長の可視光を発する発光材料と、を有することができる。例えば、第1の層113は、青色の光を発する発光材料と、黄色の光を発する発光材料と、を有する構成、又は、青色の光を発する発光材料と、緑色の光を発する発光材料と、赤色の光を発する発光材料と、を有する構成などを適用することができる。
 発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び発光デバイス130cとしては、例えば、黄色(Y)の光を発する発光層、及び、青色(B)の光を発する発光層の2つの発光層を有するシングル構造の発光デバイス、又は、赤色(R)の光を発する発光層、緑色(G)の光を発する発光層、及び、青色の光を発する発光層の3つの発光層を有するシングル構造の発光デバイスを用いることができる。例えば、発光層の積層数と色の順番としては、陽極側から、R、G、Bの3層構造、又は、R、B、Gの3層構造などとすることができる。また、2つの発光層の間に他の層(バッファ層ともいう。)が設けられていてもよい。
 また、タンデム構造の発光デバイスを用いる場合、黄色の光を発する発光ユニットと、青色の光を発する発光ユニットとを有する2段タンデム構造、赤色と緑色の光を発する発光ユニットと、青色の光を発する発光ユニットとを有する2段タンデム構造、又は、青色の光を発する発光ユニットと、黄色、黄緑色、又は緑色の光と、赤色の光とを発する発光ユニットと、青色の光を発する発光ユニットとをこの順で有する3段タンデム構造などを適用することができる。例えば、発光ユニットの積層数と色の順番としては、陽極側から、B、Yの2段構造、B、Xの2段構造、B、X、Bの3段構造が挙げられ、発光ユニットXにおける発光層の積層数と色の順番としては、陽極側から、R、Yの2層構造、R、Gの2層構造、G、Rの2層構造、G、R、Gの3層構造、又は、R、G、Rの3層構造などとすることができる。また、2つの発光層の間に他の層が設けられていてもよい。
 タンデム構造の発光デバイスを用いる場合、第1の層113は、複数の発光ユニットを有する。各発光ユニットの間には、電荷発生層を設けることが好ましい。
 発光ユニットは、少なくとも1層の発光層を有する。例えば、複数の発光ユニットが発する光が補色の関係であると、発光デバイスは、白色の光を発することができる。また、発光ユニットは、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つ以上を有してもよい。
 なお、マイクロキャビティ構造を適用することで、白色の光を発する構成の発光デバイスが、赤色、緑色、青色、又は赤外光などの特定の波長の光を強めて発光する場合もある。
 例えば、第1の層113は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層をこの順で有していてもよい。また、正孔輸送層と発光層との間に電子ブロック層を有していてもよい。また、電子輸送層上に電子注入層を有していてもよい。
 また、例えば、第1の層113は、電子注入層、電子輸送層、発光層、及び、正孔輸送層をこの順で有していてもよい。また、電子輸送層と発光層との間に正孔ブロック層を有していてもよい。また、正孔輸送層上に正孔注入層を有していてもよい。
 第1の層113は、発光層と、発光層上のキャリア輸送層(電子輸送層又は正孔輸送層)と、を有することが好ましい。第1の層113の表面は、表示装置の作製工程中に露出するため、キャリア輸送層を発光層上に設けることで、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、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
 また、第1の層113は、例えば、第1の発光ユニット、電荷発生層、及び第2の発光ユニットを有する。
 第2の発光ユニットは、発光層と、発光層上のキャリア輸送層(電子輸送層又は正孔輸送層)と、を有することが好ましい。第2の発光ユニットの表面は、表示装置の作製工程中に露出するため、キャリア輸送層を発光層上に設けることで、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、発光デバイスの信頼性を高めることができる。なお、発光ユニットを3つ以上有する場合は、最も上層に設けられる発光ユニットにおいて、発光層と、発光層上のキャリア輸送層(電子輸送層又は正孔輸送層)と、を有することが好ましい。
 共通層114は、例えば電子注入層、又は正孔注入層を有する。又は、共通層114は、電子輸送層と電子注入層とを積層して有していてもよく、正孔輸送層と正孔注入層とを積層して有していてもよい。共通層114は、発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び発光デバイス130cで共有されている。
 図1Bでは、画素電極の端部よりも第1の層113の端部が外側に位置する例を示す。図1Bにおいて、第1の層113は、画素電極の端部を覆うように形成されている。このような構成とすることで、画素電極の上面全体を発光領域とすることも可能となり、島状のEL層の端部が画素電極の端部よりも内側に位置する構成に比べて、開口率を高めることが容易となる。
 また、画素電極の側面をEL層で覆うことで、画素電極と共通電極115とが接することを抑制できるため、発光デバイスのショートを抑制することができる。また、EL層の発光領域(すなわち、画素電極と重なる領域)と、EL層の端部との距離を大きくできる。EL層の端部は、加工によりダメージを受けている可能性があるため、EL層の端部から離れた領域を発光領域として用いることで、発光デバイスの信頼性を高められる場合がある。
 また、共通電極115は、発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び発光デバイス130cで共有されている。複数の発光デバイスが共通して有する共通電極115は、接続部140に設けられた導電層123と電気的に接続される(図10A及び図10B参照)。導電層123には、画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111cと同じ材料及び同じ工程で形成された導電層を用いることが好ましい。
 なお、図10Aでは、導電層123上に共通層114が設けられ、共通層114を介して、導電層123と共通電極115とが電気的に接続されている例を示す。接続部140には共通層114を設けなくてもよい。図10Bでは、導電層123と共通電極115とが直接、接続されている。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などともいう。)を用いることで、共通層114と、共通電極115とで成膜される領域を変えることができる。
 また、図1Bでは、発光デバイスが有する第1の層113上には、マスク層118aが位置する。マスク層118aは、第1の層113を加工する際に第1の層113の上面に接して設けたマスク層の一部が残存しているものである。このように、本発明の一態様の表示装置は、その作製時にEL層を保護するために用いるマスク層が一部残存していてもよい。
 図1Bにおいて、マスク層118aの一方の端部は、第1の層113の端部と揃っている、又は概略揃っており、マスク層118aの他方の端部は、第1の層113上に位置する。ここで、マスク層118aの他方の端部は、第1の層113及び画素電極と重なることが好ましい。この場合、マスク層118aの他方の端部が第1の層113の概略平坦な面に形成されやすくなる。また、マスク層118aは、例えば、島状に加工されたEL層(第1の層113)の上面と、絶縁層125との間に残存する。マスク層については、実施の形態2で詳述する。
 なお、端部が揃っている、又は概略揃っている場合、及び、上面形状が一致又は概略一致している場合、上面視において、積層した層と層との間で少なくとも輪郭の一部が重なっているといえる。例えば、上層と下層とが、同一のマスクパターン、又は一部が同一のマスクパターンにより加工される場合、上層と下層の端部が揃っている、又は概略揃っている、及び、上層と下層の上面形状が一致又は概略一致しているといえる。ただし、厳密には輪郭が重なり合わず、上層が下層の内側に位置すること、又は、上層が下層の外側に位置することもあり、この場合も端部が概略揃っている、又は、上面形状が概略一致している、という。
 第1の層113の側面は、絶縁層125によって覆われている。絶縁層127は、絶縁層125を介して、第1の層113の側面と重なる。
 また、第1の層113の上面の一部は、マスク層118aによって覆われている。絶縁層125及び絶縁層127は、マスク層118aを介して、隣り合う第1の層113のそれぞれの上面の一部と重なる。なお、隣り合う第1の層113のそれぞれの上面としては、画素電極の上面と重なる平坦部の上面のみに限られず、画素電極の上面の外側に位置する傾斜部及び平坦部(図8Aの領域103参照)の上面を含むことができる。
 第1の層113の上面の一部及び側面が、絶縁層125、絶縁層127、及びマスク層118aの少なくとも1つによって覆われていることで、共通層114(又は共通電極115)が、画素電極111a、画素電極111b、画素電極111c、及び、第1の層113の側面と接することを抑制し、発光デバイスのショートを抑制することができる。これにより、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
 絶縁層125は、第1の層113の側面と接することが好ましい(図4Aに示す第1の層113の端部とその近傍における破線で囲った部分参照)。絶縁層125が第1の層113と接する構成とすることで、第1の層113の膜剥がれを防止することができる。絶縁層125と第1の層113とが密着することで、隣り合う第1の層113同士が、絶縁層125によって固定される、又は、接着される効果を奏する。これにより、発光デバイスの信頼性を高めることができる。また、発光デバイスの製造歩留まりを高めることができる。
 また、図1Bに示すように、絶縁層125及び絶縁層127が、第1の層113の上面の一部及び側面の双方を覆うことで、EL層の膜剥がれを防ぐことができ、発光デバイスの信頼性を高めることができる。また、発光デバイスの製造歩留まりを高めることができる。
 図1Bでは、画素電極111aの端部上、画素電極111bの端部上、及び、画素電極111cの端部上に、それぞれ、第1の層113、マスク層118a、絶縁層125、及び、絶縁層127の積層構造が位置する例を示す。
 図1Bでは、画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111cの端部を第1の層113が覆っており、絶縁層125が第1の層113の側面と接する構成を示す。
 絶縁層127は、絶縁層125に形成された凹部を充填するように、絶縁層125上に設けられる。絶縁層127は、絶縁層125を介して、第1の層113の上面の一部及び側面と重なる構成とすることができる。絶縁層127は、絶縁層125の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
 絶縁層125及び絶縁層127を設けることで、隣り合う島状のEL層の間を埋めることができるため、島状のEL層上に設ける層(例えばキャリア注入層、及び共通電極など)の被形成面の高低差の大きな凹凸を低減し、より平坦にすることができる。したがって、島状のEL層上におけるキャリア注入層及び共通電極などの被覆性を高めることができる。
 共通層114及び共通電極115は、第1の層113、マスク層118a、絶縁層125、及び絶縁層127上に設けられる。絶縁層125及び絶縁層127を設ける前の段階では、画素電極及び島状のEL層が設けられる領域と、画素電極及び島状のEL層が設けられない領域(発光デバイス間の領域)と、に起因する段差が生じている。本発明の一態様の表示装置は、絶縁層125及び絶縁層127を有することで当該段差を平坦化させることができ、島状のEL層上における共通層114及び共通電極115の被覆性を向上させることができる。したがって、当該段差に起因する共通層114及び共通電極115の段切れによる発光デバイス間の接続不良を抑制することができる。また、当該段差によって共通電極115が局所的に薄膜化して、共通電極115の電気抵抗が上昇することを抑制することができる。
 絶縁層127の上面はより平坦性の高い形状を有することが好ましいが、凸部、凸曲面、凹曲面、又は凹部を有していてもよい。例えば、絶縁層127の上面は、平坦性の高い、滑らかな凸曲面形状を有することが好ましい。
 画素電極(画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111c)、第1の層113、マスク層118a、絶縁層125、及び絶縁層127の上には、これらを覆うように共通層114が設けられ、共通層114の上には、共通電極115が設けられる。各発光デバイス(発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び発光デバイス130c)上には、少なくとも各発光デバイスと重なる領域を有するように、それぞれレンズ138が設けられる。レンズ138上には、レンズ138を覆うように保護層131が設けられる。
 レンズ138は、凸曲面を有していることが好ましい。また、レンズ138は、レンズ138と接する領域を有する共通電極115及び保護層131よりも、屈折率の大きい材料を用いて形成されることが好ましい。例えば、レンズ138は、絶縁層127と同じ材料を用いて形成されることが好ましい。こうすることで、発光デバイスが発する光に対してレンズ138が平凸レンズ(後述する。)として機能し、レンズ138を有さない場合よりも、当該発光を、レンズ138及び保護層131を介して効率的に着色層(着色層132R、着色層132G、及び着色層132B)側に取り出すことができる。すなわち、発光デバイス上にレンズ138を設けることによって、表示装置の輝度を高めることができる。
 次に、絶縁層125、絶縁層127、及びレンズ138の材料の例について説明する。
 絶縁層125は、無機材料を有する絶縁層とすることができる。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、窒化酸化絶縁膜等の無機絶縁膜を用いることができる。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、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、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、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、窒化酸化アルミニウム膜等が挙げられる。特に、酸化アルミニウムは、エッチングにおいて、EL層との選択比が高く、後述する絶縁層127の形成において、EL層を保護する機能を有するため、好ましい。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、又は酸化シリコン膜等の無機絶縁膜を絶縁層125に適用することで、ピンホールが少なく、EL層を保護する機能に優れた絶縁層125を形成することができる。また、絶縁層125は、ALD法により形成した膜と、スパッタリング法により形成した膜と、の積層構造としてもよい。絶縁層125は、例えば、ALD法によって形成された酸化アルミニウム膜と、スパッタリング法によって形成された窒化シリコン膜と、の積層構造であってもよい。
 絶縁層125は、水及び酸素の少なくとも一方に対するバリア絶縁層としての機能を有することが好ましい。また、絶縁層125は、水及び酸素の少なくとも一方の拡散を抑制する機能を有することが好ましい。また、絶縁層125は、水及び酸素の少なくとも一方を捕獲、又は固着する(ゲッタリングともいう。)機能を有することが好ましい。
 なお、本明細書等において、バリア絶縁層とは、バリア性を有する絶縁層のことを示す。また、本明細書等において、バリア性とは、対応する物質の拡散を抑制する機能(透過性が低いともいう。)とする。又は、対応する物質を、捕獲、又は固着する(ゲッタリングともいう。)機能とする。
 絶縁層125が、バリア絶縁層としての機能、又はゲッタリング機能を有することで、外部から各発光デバイスに拡散し得る不純物(代表的には、水及び酸素の少なくとも一方)の侵入を抑制することが可能な構成となる。当該構成とすることで、信頼性の高い発光デバイス、さらには、信頼性の高い表示装置を提供することができる。
 また、絶縁層125は、不純物濃度が低いことが好ましい。これにより、絶縁層125からEL層に不純物が混入し、EL層が劣化することを抑制することができる。また、絶縁層125において、不純物濃度を低くすることで、水及び酸素の少なくとも一方に対するバリア性を高めることができる。例えば、絶縁層125は、水素濃度及び炭素濃度の一方、好ましくは双方が十分に低いことが望ましい。
 なお、絶縁層125とマスク層118aには、同じ材料を用いることができる。この場合、マスク層118aと、絶縁層125との境界が不明瞭となり、両者を区別できない場合がある。よって、マスク層118aと、絶縁層125とが、1つの層として確認される場合がある。つまり、1つの層が、第1の層113の上面の一部及び側面に接して設けられ、絶縁層127が、当該1つの層の側面の少なくとも一部を覆っているように観察される場合がある。
 絶縁層125上に設けられる絶縁層127は、隣接する発光デバイス間に形成された絶縁層125の高低差の大きな凹凸を平坦化する機能を有する。換言すると、絶縁層127を有することで、共通電極115を形成する面の平坦性を向上させる効果を奏する。
 絶縁層127及びレンズ138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。有機材料としては、感光性の有機樹脂を用いることが好ましく、例えば、感光性のアクリル樹脂を用いることが好ましい。なお、本明細書などにおいて、アクリル樹脂とは、ポリメタクリル酸エステル、又はメタクリル樹脂だけを指すものではなく、広義のアクリル系ポリマー全体を指す場合がある。
 また、絶縁層127及びレンズ138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、又はこれら樹脂の前駆体等を用いてもよい。また、絶縁層127及びレンズ138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、感光性の樹脂としては、フォトレジストを用いてもよい。感光性の有機樹脂として、ポジ型の材料及びネガ型の材料のどちらを用いてもよい。
 絶縁層127には、可視光を吸収する材料を用いてもよい。絶縁層127が、発光デバイスが発する光を吸収することで、発光デバイスから絶縁層127を介して隣接する発光デバイスに光が漏れること(迷光)を抑制することができる。これにより、表示装置の表示品位を高めることができる。また、表示装置に偏光板を用いなくても、表示品位を高めることができるため、表示装置の軽量化及び薄型化を図ることができる。
 可視光を吸収する材料としては、黒色などの顔料を含む材料、染料を含む材料、光吸収性を有する樹脂材料(例えばポリイミドなど)、及び、カラーフィルタに用いることのできる樹脂材料(カラーフィルタ材料)が挙げられる。特に、2色、又は3色以上のカラーフィルタ材料を積層又は混合した樹脂材料を用いると、可視光の遮蔽効果を高めることができるため好ましい。特に3色以上のカラーフィルタ材料を混合させることで、黒色又は黒色近傍の樹脂層とすることが可能となる。
 なおレンズ138は、上述したように、発光デバイスが発する光を効率的に取り出し、着色層側に射出させる平凸レンズ(後述する。)としての機能を有する。したがって、レンズ138には、可視光を透過する(透光性を有する)材料を用いることが好ましい。例えば、上記のように絶縁層127に可視光を吸収する材料を用いる場合には、レンズ138には別の材料(可視光を透過する材料)を用いることが好ましい。絶縁層127に可視光を透過する材料を用いる場合には、レンズ138にも同じ材料を用いることが好ましい。
 図2A及び図2Bは、各発光デバイス(発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び発光デバイス130c)上に設けられるレンズ138の効果について説明する図である。なお、図2Aでは、発光デバイス130a上にレンズ138を有さない場合の断面図を、図2Bでは、発光デバイス130a上にレンズ138を有する場合の断面図を、それぞれ示している。
 なお以下では、図2A及び図2Bを用いて、発光デバイス130a上にレンズ138がない場合とある場合の光路の違いについて説明するが、発光デバイス130b上、発光デバイス130c上においても、同様の説明を適用できるものとする。
 図2Aは、発光デバイス上にレンズ138を設けない場合の、発光デバイスが発する光の光路を簡易的に示した図である。なお、各層の界面における微小な反射などは図示していない。発光デバイスが発する光は、その多くが直進する光路又は直進に近い光路を経て外部に取り出される。しかしながら、図2Aに示すように、発光デバイスが発する光の一部は、絶縁層127上に設けられた透光性導電膜で形成される共通電極115を導波路として横方向に進行し、外部に取り出されない光となってしまう。すなわち、当該現象は、光の取り出し効率低下の一要因となり得る。
 上述した共通電極115が導波路となる要因としては、共通電極115と上下の層との屈折率の違いが挙げられる。また、絶縁層127を乗り越えるように共通電極115が設けられることで、絶縁層127上の共通電極115に侵入する光の入射角が大きくなってしまうことも要因の一つである。
 図2Aに示すように、共通電極115の上には保護層131が接して設けられており、共通電極115の下には共通層114が接して設けられている。ここで、共通電極115の屈折率をn115、保護層131の屈折率をn131、共通層114の屈折率をn114としたとき、n115>n131、かつn115>n114である場合、それぞれの界面に対して入射角が大きい光は全反射しやすくなる。したがって、保護層131及び共通層114に光が抜けずに共通電極115を導波路として横方向に進行してしまう。なお、ここでの屈折率とは、発光デバイスが発する光の波長の範囲(青乃至赤の波長範囲)又は可視光における屈折率を指す。
 また、発光デバイスに微小光共振器(マイクロキャビティ)構造が適用されている場合は、共通電極115として光の透過性及び反射性を有する電極(半透過・半反射電極)を用いることが好ましい。そのため、共通電極115の共通層114側には反射性を有する電極が形成されている場合がある。したがって、当該電極による光の反射も共通電極115が導波路となってしまう要因の一つとなる。
 そのため、本発明の一態様では、図2Bに示すように、少なくとも発光デバイスの発光部と重なる領域において、共通電極115と保護層131との間にレンズ138を設ける。なお、図2Bにおいて、発光部とは、第1の層113と共通層114が接する領域とする。また、共通層114が設けられない場合は、第1の層113と共通電極115が接する領域とする。
 なお、図2Bに示すような、凸面と、凸面とは反対側の面に平面を有するレンズを平凸レンズと呼ぶ。レンズ138は、前述した絶縁層127と同様の材料及び工程で作製することができる。
 本発明の一態様では、平凸レンズの凸面とは反対側の面が共通電極115に接するようにレンズ138を形成する。また、レンズ138の屈折率をn138としたとき、n138がn115と同等、好ましくはn138がn115よりも大きくなる構成とする。
 このような構成とすることで、共通電極115とレンズ138の界面に対して入射角が大きい光が入射しても、光は当該界面で全反射せず、共通電極115からレンズ138側に抜けるようになる。したがって、上述した屈折率のレンズ138を設けることで、発光デバイスが発する光の取り出し効率を高めることができる。
 また、n138がn115よりも小さい場合であっても、その差が小さければ、共通電極115とレンズ138の界面に対して比較的入射角が大きい光が入射しても、光が当該界面で全反射しにくくなり、共通電極115からレンズ138側に抜けやすくなる。この場合は、例えば、n138をn115よりも1%乃至30%小さい値、好ましくはn138をn115よりも1%乃至20%小さい値、より好ましくはn138をn115よりも1%乃至10%小さい値とする。
 以上のように、本発明の一態様では、発光デバイスの上にレンズ138を設けることによって、表示装置の輝度を高めることができる。
 図3A及び図3Bは、図1Bに示す表示装置100の断面図の変形例である。図3A及び図3Bでは、レンズ138のサイズが図1Bとは異なる。
 具体的には、図1Bでは、レンズ138の端部が絶縁層127の一部と重なる領域を有するように設けられている。また図1Bでは、隣り合うレンズ138の端部は、互いに重なる領域を有さないように設けられている。
 これに対して、図3Aでは、発光デバイスと重なる共通電極115の概略平坦な上面部にのみレンズ138が設けられており、図1Bとは異なり絶縁層127と重なる領域を有さない。すなわち、図3Aに示すレンズ138は、図1Bに示すレンズ138よりも小さいサイズであるといえる。
 一方、図3Bでは、発光デバイスと重なる部分だけでなく、絶縁層127の一部とも重なる領域を有するように、レンズ138が設けられている。また図1Bとは異なり、レンズ138の端部と、隣り合うレンズ138の端部とが、互いに接するように設けられている。すなわち、図3Bに示すレンズ138は、図1Bに示すレンズ138よりも大きいサイズであるといえる。
 次に、図4A及び図4Bを用いて、絶縁層127とその近傍の構造について説明する。図4Aは、発光デバイス130aと発光デバイス130bの間の絶縁層127と、その周辺を含む領域の断面拡大図である。以下では、発光デバイス130aと発光デバイス130bの間の絶縁層127を例に挙げて説明するが、発光デバイス130bと発光デバイス130cの間の絶縁層127、及び発光デバイス130cと発光デバイス130aの間の絶縁層127についても同様のことがいえる。また、図4Bは、図4Aに示す、発光デバイス130bが有する第1の層113上の、絶縁層127の端部とその近傍の拡大図である。
 図4Aに示すように、画素電極111aを覆って第1の層113が設けられ、画素電極111bを覆って別の第1の層113が設けられる。第1の層113の上面の一部に接してマスク層118aが設けられ、2つのマスク層118aの上面及び側面、2つの第1の層113の側面、及び、絶縁層255cの上面に接して、絶縁層125が設けられる。また、絶縁層125は、2つの第1の層113の上面の一部を覆う。絶縁層125の上面に接して絶縁層127が設けられる。また、絶縁層127は、絶縁層125を介して、2つの第1の層113の上面の一部及び側面と重なり、絶縁層125の側面の少なくとも一部に接する。第1の層113、マスク層118a、絶縁層125、及び絶縁層127を覆って共通層114が設けられ、共通層114の上に共通電極115が設けられる。
 絶縁層127は、図4Bに示すように、表示装置の断面視において、端部にテーパ角θ1のテーパ形状を有することが好ましい。テーパ角θ1は、絶縁層127の側面と基板面のなす角である。ただし、基板面に限らず、第1の層113の平坦部の上面、又は画素電極111bの平坦部の上面と、絶縁層127の側面がなす角としてもよい。
 絶縁層127のテーパ角θ1は、0°より大きく90°未満であり、10°以上が好ましく、また、60°以下が好ましく、45°以下がより好ましく、20°以下がさらに好ましい。絶縁層127の端部をこのようなテーパ形状にすることで、絶縁層127上に設けられる共通層114及び共通電極115を被覆性良く成膜でき、共通層114及び共通電極115の段切れ、又は局所的な薄膜化などが生じることを抑制できる。これにより、共通層114及び共通電極115の膜厚の面内均一性を向上させることができ、表示装置の表示品位を向上させることができる。
 また、図4Aに示すように、表示装置の断面視において、絶縁層127の上面は凸曲面形状を有することが好ましい。絶縁層127の上面の凸曲面形状は、中心に向かってなだらかに膨らんだ形状であることが好ましい。また、絶縁層127上面の中心部の凸曲面部が、端部のテーパ部に滑らかに接続される形状であることが好ましい。絶縁層127をこのような形状にすることで、絶縁層127上全体で、共通層114及び共通電極115を被覆性良く成膜することができる。
 また、図10Cに示すように、表示装置の断面視において、絶縁層127の上面は凹曲面形状を有していてもよい。図10Cにおいて、絶縁層127の上面は、中心に向かってなだらかに膨らんだ形状、つまり凸曲面を有し、かつ、中央及びその近傍が窪んだ形状、つまり、凹曲面を有する。また、図10Cにおいて、絶縁層127上面の凸曲面部は、端部のテーパ部に滑らかに接続される形状である。絶縁層127がこのような形状であっても、絶縁層127上全体で、共通層114及び共通電極115を被覆性良く成膜することができる。また、図10Cに示すように、絶縁層127の中央部に凹曲面を有する構成とすることで、絶縁層127の応力を緩和することができる。より具体的には、絶縁層127の中央部に凹曲面を有する構成とすることで、絶縁層127の端部に生じる局所的な応力を緩和し、第1の層113と、マスク層118aとの間の膜剥がれ、マスク層118aと、絶縁層125との間の膜剥がれ、及び絶縁層125と、絶縁層127との間の膜剥がれのいずれか一又は複数を抑制することができる。
 図4Bに示すように、絶縁層127の端部は、絶縁層125の端部よりも外側に位置することが好ましい。これにより、共通層114及び共通電極115を形成する面の凹凸を低減し、共通層114及び共通電極115の被覆性を高めることができる。
 絶縁層125は、図4Bに示すように、表示装置の断面視において、端部にテーパ角θ2のテーパ形状を有することが好ましい。テーパ角θ2は、絶縁層125の側面と基板面のなす角である。ただし、基板面に限らず、第1の層113の平坦部の上面、又は画素電極111bの平坦部の上面と、絶縁層125の側面がなす角としてもよい。
 絶縁層125のテーパ角θ2は、0°より大きく90°未満であり、10°以上が好ましく、60°以下が好ましく、45°以下がより好ましく、20°以下がさらに好ましい。
 マスク層118aは、図4Bに示すように、表示装置の断面視において、端部にテーパ角θ3のテーパ形状を有することが好ましい。テーパ角θ3は、マスク層118aの側面と基板面のなす角である。ただし、基板面に限らず、第1の層113の平坦部の上面、又は画素電極111bの平坦部の上面と、マスク層118aの側面がなす角としてもよい。
 マスク層118aのテーパ角θ3は、0°より大きく90°未満であり、10°以上が好ましく、また、60°以下が好ましく、45°以下がより好ましく、20°以下がさらに好ましい。マスク層118aをこのようなテーパ形状にすることで、マスク層118a上に設けられる、共通層114及び共通電極115を被覆性良く成膜することができる。
 マスク層118aの端部は、絶縁層125の端部よりも外側に位置することが好ましい。これにより、共通層114及び共通電極115を形成する面の凹凸を低減し、共通層114及び共通電極115の被覆性を高めることができる。
 実施の形態2における表示装置の作製方法例で詳述するが、絶縁層125とマスク層118aのエッチング処理を一度に行うと、サイドエッチングにより、絶縁層127の端部の下の絶縁層125及びマスク層118aが消失し、空洞が形成される場合がある。当該空洞によって、共通層114及び共通電極115を形成する面に凹凸が生じ、共通層114及び共通電極115に段切れが生じやすくなる。そのため、エッチング処理を2回に分けて行い、2回のエッチング処理の間に加熱処理を行うことで、1回目のエッチング処理で空洞が形成されても、当該加熱処理によって絶縁層127が変形し、当該空洞を埋めることができる。また、2回目のエッチング処理では厚さが薄い膜をエッチングすることになるため、サイドエッチングされる量が少なくなり、空洞が形成されにくく、空洞が形成されるとしても極めて小さくできる。そのため、共通層114及び共通電極115を形成する面に凹凸が生じることを抑制でき、また、共通層114及び共通電極115が段切れすることを抑制できる。このようにエッチング処理を2回行うことから、テーパ角θ2とテーパ角θ3はそれぞれ異なる角度となる場合がある。また、テーパ角θ2とテーパ角θ3はそれぞれテーパ角θ1よりも小さい角度となる場合がある。
 絶縁層127は、マスク層118aの側面の少なくとも一部を覆うことがある。例えば、図4Bでは、絶縁層127が、1回目のエッチング処理によって形成されたマスク層118aの端部に位置する傾斜面を接して覆い、2回目のエッチング処理によって形成されたマスク層118aの端部に位置する傾斜面は露出している例を示す。この2つの傾斜面はテーパ角が異なることから区別できることがある。また、2回のエッチング処理で形成される側面のテーパ角にほとんど差がなく、区別できないこともある。
 また、図5A及び図5Bには、絶縁層127が、マスク層118aの側面全体を覆う例を示す。具体的には、図5Bにおいて、絶縁層127は、上記の2つの傾斜面の双方に接して覆っている。これにより、共通層114及び共通電極115を形成する面の凹凸を図4Bよりも低減することができ好ましい。図5Bでは、絶縁層127の端部が、マスク層118aの端部よりも外側に位置する例を示す。絶縁層127の端部は、図4Bに示すように、マスク層118aの端部の内側に位置していてもよく、マスク層118aの端部と揃っている、又は概略揃っていてもよい。また、図5Bに示すように、絶縁層127は、第1の層113と接することがある。
 また、図6A、図6B、図7A、及び、図7Bには、絶縁層127が側面に凹曲面形状(くびれた部分、凹部、へこみ、くぼみなどともいう。)を有する例を示す。絶縁層127の材料及び形成条件(加熱温度、加熱時間、及び加熱雰囲気など)によっては、絶縁層127の側面に凹曲面形状が形成される場合がある。
 図6A及び図6Bは、絶縁層127がマスク層118aの側面の一部を覆い、マスク層118aの側面の残りの部分が露出している例を示す。図7A及び図7Bは、絶縁層127が、マスク層118aの側面全体に接して覆っている例である。
 図5乃至図7においても、テーパ角θ1乃至テーパ角θ3はそれぞれ、上記の範囲であると好ましい。
 また、図4乃至図7に示すように、絶縁層127の一方の端部が画素電極111aの上面と重なり、絶縁層127の他方の端部が画素電極111bの上面と重なることが好ましい。このような構造にすることで、絶縁層127の端部を第1の層113の概略平坦な領域の上に形成することができる。これにより、絶縁層127、絶縁層125、及びマスク層118aのそれぞれのテーパ形状を形成することが比較的容易になる。また、画素電極111a、画素電極111b、及び第1の層113の膜剥がれを抑制することができる。一方で、画素電極の上面と絶縁層127とが重なる部分が小さいほど発光デバイスの発光領域が広くなり、開口率を高めることができ、好ましい。
 なお、絶縁層127は、画素電極の上面と重ならなくてもよい。図8Aに示すように、絶縁層127は、画素電極の上面と重ならず、絶縁層127の一方の端部が画素電極111aの側面と重なり、絶縁層127の他方の端部が画素電極111bの側面と重なっていてもよい。また、図8Bに示すように、絶縁層127は、画素電極と重ならず、画素電極111aと画素電極111bとに挟まれた領域に、設けられていてもよい。図8A及び図8Bでは、第1の層113の上面のうち、画素電極の上面の外側に位置する傾斜部及び平坦部(領域103)の上面の一部又は全部が、マスク層118a、絶縁層125、及び絶縁層127によって覆われている。このような構成であっても、マスク層118a、絶縁層125、及び絶縁層127を設けない構成に比べて、共通層114及び共通電極115を形成する面の凹凸を低減し、共通層114及び共通電極115の被覆性を高めることができる。
 上記のように、図4乃至図8に示す各構成では、絶縁層127、絶縁層125、及び、マスク層118aを設けることにより、第1の層113の概略平坦な領域から、隣接する第1の層113の概略平坦な領域まで、共通層114及び共通電極115を被覆性良く形成することができる。そのため、共通層114及び共通電極115における分断箇所、及び局所的に膜厚が薄い箇所が形成されることを防ぐことができる。よって、各発光デバイス間において、共通層114及び共通電極115に、分断された箇所に起因する発光デバイス間の接続不良、及び局所的に膜厚が薄い箇所に起因する電気抵抗の上昇が発生することを抑制できる。これにより、本発明の一態様の表示装置は、表示品位を向上させることができる。
 各発光デバイス(発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び発光デバイス130c)上には、少なくとも当該発光デバイスと重なる領域を有するようにレンズ138が設けられる。このような構成にすることで、図2で説明したように、レンズ138を設けない場合よりも各発光デバイスが発する光を各着色層(着色層132R、着色層132G、及び着色層132B)側に効率的に取り出すことができる。また、レンズ138によって着色層側へ射出する光量を増やすことができるため、レンズ138を設けない場合よりも発光デバイスを発光させるのに要するEL層への注入電流量を減らすことができ、EL層の劣化を抑制することができる。したがって、本発明の一態様の表示装置は、輝度を高めることができるとともに、信頼性を向上させることもできる。
 発光デバイス130a、発光デバイス130b、発光デバイス130c、及びレンズ138上には、保護層131を有することが好ましい。保護層131を設けることで、発光デバイスの信頼性を高めることができる。また、レンズ138の損傷を防ぐことができる。保護層131は単層構造でもよく、2層以上の積層構造であってもよい。
 保護層131の導電性は問わない。保護層131としては、絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜の少なくとも一種を用いることができる。
 保護層131が無機膜を有することで、共通電極115の酸化を防止する、発光デバイスに不純物(水分及び酸素等)が入り込むことを抑制する、等、発光デバイスの劣化を抑制し、表示装置の信頼性を高めることができる。
 保護層131には、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、窒化酸化絶縁膜等の無機絶縁膜を用いることができる。これらの無機絶縁膜の具体例は、絶縁層125の説明で挙げた通りである。特に、保護層131は、窒化絶縁膜又は窒化酸化絶縁膜を有することが好ましく、窒化絶縁膜を有することがより好ましい。
 また、保護層131には、In−Sn酸化物(ITOともいう。)、In−Zn酸化物、Ga−Zn酸化物、Al−Zn酸化物、又はインジウムガリウム亜鉛酸化物(In−Ga−Zn酸化物、IGZOともいう。)等を含む無機膜を用いることもできる。当該無機膜は、高抵抗であることが好ましく、具体的には、共通電極115よりも高抵抗であることが好ましい。当該無機膜は、さらに窒素を含んでいてもよい。
 発光デバイスが発する光を、レンズ138及び保護層131を介して取り出す場合、保護層131は、可視光に対する透過性が高いことが好ましい。例えば、ITO、IGZO、及び、酸化アルミニウムは、それぞれ、可視光に対する透過性が高い無機材料であるため、好ましい。
 保護層131としては、例えば、酸化アルミニウム膜と、酸化アルミニウム膜上の窒化シリコン膜と、の積層構造、又は、酸化アルミニウム膜と、酸化アルミニウム膜上のIGZO膜と、の積層構造等を用いることができる。当該積層構造を用いることで、EL層側に不純物(水及び酸素等)が入り込むことを抑制することができる。
 さらに、保護層131は、有機膜を有していてもよい。例えば、保護層131は、有機膜と無機膜の双方を有していてもよい。保護層131に用いることができる有機材料としては、例えば、絶縁層127に用いることができる有機絶縁材料などが挙げられる。
 なお、保護層131に絶縁層127と同じ材料を用いる場合、レンズ138にはこれらと異なる材料を用いることが好ましい。具体的には、レンズ138には、保護層131及び絶縁層127よりも屈折率の高い材料を用いることが好ましい。これにより、保護層131で覆われたレンズ138は平凸レンズとして機能し、発光デバイスが発する光を着色層側に効率的に取り出すことができる。
 保護層131は、異なる成膜方法を用いて形成された2層構造であってもよい。具体的には、ALD法を用いて保護層131の第1層目を形成し、スパッタリング法を用いて保護層131の第2層目を形成してもよい。
 基板120の外側には、各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層(拡散フィルムなど)、反射防止層、集光フィルム等が挙げられる。また、基板120の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層等の表面保護層を配置してもよい。例えば、表面保護層として、ガラス層又はシリカ層(SiO層)を設けることで、表面汚染及び傷の発生を抑制することができ、好ましい。また、表面保護層としては、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)、酸化アルミニウム(AlO)、ポリエステル系材料、又はポリカーボネート系材料などを用いてもよい。なお、表面保護層には、可視光に対する透過率が高い材料を用いることが好ましい。また、表面保護層には、硬度が高い材料を用いることが好ましい。
 基板120には、ガラス、石英、セラミックス、サファイア、樹脂、金属、合金、半導体などを用いることができる。発光デバイスからの光を取り出す側の基板には、当該光を透過する材料を用いる。基板120に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。また、基板120として偏光板を用いてもよい。
 基板120としては、それぞれ、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂(ナイロン、アラミド等)、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、ABS樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。基板120に、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。
 なお、表示装置に円偏光板を重ねる場合、表示装置が有する基板には、光学等方性の高い基板を用いることが好ましい。光学等方性が高い基板は、複屈折が小さい(複屈折量が小さい、ともいえる。)。
 光学等方性が高い基板のリタデーション(位相差)値の絶対値は、30nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましく、10nm以下がさらに好ましい。
 光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース(TAC、セルローストリアセテートともいう。)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、シクロオレフィンコポリマー(COC)フィルム、アクリルフィルム等が挙げられる。
 また、基板としてフィルムを用いる場合、フィルムが吸水することで、表示装置にしわが発生するなどの形状変化が生じる恐れがある。そのため、基板には、吸水率の低いフィルムを用いることが好ましい。例えば、吸水率が1%以下のフィルムを用いることが好ましく、0.1%以下のフィルムを用いることがより好ましく、0.01%以下のフィルムを用いることがさらに好ましい。
 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、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
 図1Bでは、発光デバイス130a、発光デバイス130b、発光デバイス130c上に、レンズ138及び保護層131を介して、直接、着色層132R、着色層132G、及び着色層132Bをそれぞれ設ける例を示す。このような構成とすることで、発光デバイスと着色層との位置合わせの精度を高めることができる。また、発光デバイスと着色層の位置を近づけることで、混色の抑制及び視野角特性の向上を図ることができ、好ましい。
 図9A及び図9Bに、図1Aにおける一点鎖線X1−X2間の断面図を示す。
 図9Aに示すように、レンズ138の上面及び共通電極115の上面の一部を覆うように保護層131を設け、樹脂層122により、保護層131と、着色層を設けた基板120と、を貼り合わせてもよい。
 また、図9Bに示すように、着色層を設けた基板120を、樹脂層122により、保護層131に貼り合わせてもよい。
 図9A及び図9Bのように、基板120に着色層を設ける構成とすることで、着色層の形成工程における加熱処理の温度を高めることができる。
 図11Aに、図1Aとは異なる表示装置100の上面図を示す。図11Aに示すマトリクス配列が適用された画素110は、副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dの、4種類の副画素から構成される。
 副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dは、それぞれ異なる色の光を発する発光デバイスを有する構成とすることができる。例えば、副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dとしては、R、G、B、Wの4色の副画素、R、G、B、Yの4色の副画素の4つの副画素などが挙げられる。
 また、本発明の一態様の表示装置は、画素に、受光デバイスを有していてもよい。
 図11Aに示す画素110が有する4つの副画素のうち、3つを、発光デバイスを有する構成とし、残りの1つを、受光デバイスを有する構成としてもよい。
 受光デバイスとしては、例えば、pn型又はpin型のフォトダイオードを用いることができる。受光デバイスは、受光デバイスに入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換デバイス(光電変換素子ともいう。)として機能する。受光デバイスに入射する光量に基づき、受光デバイスから発生する電荷量が決まる。
 受光デバイスは、可視光及び赤外光の一方又は双方を検出することができる。可視光を検出する場合、例えば、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの光のうち1つ又は複数を検出することができる。赤外光を検出する場合、暗い場所でも対象物の検出が可能となり、好ましい。
 特に、受光デバイスとして、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードを用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な表示装置に適用できる。
 本発明の一態様では、発光デバイスとして有機ELデバイスを用い、受光デバイスとして有機フォトダイオードを用いる。有機ELデバイス及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機ELデバイスを用いた表示装置に有機フォトダイオードを内蔵することができる。
 受光デバイスは、画素電極と共通電極との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受光デバイスに入射する光を検出し、電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。
 受光デバイスについても、発光デバイスと同様の作製方法を適用することができる。受光デバイスが有する島状の活性層(光電変換層ともいう。)は、ファインメタルマスクを用いて形成されるのではなく、活性層となる膜を一面に成膜した後に加工することで形成されるため、島状の活性層を均一の厚さで形成することができる。また、活性層上にマスク層を設けることで、表示装置の作製工程中に活性層が受けるダメージを低減し、受光デバイスの信頼性を高めることができる。
 受光デバイスの構成及び材料については、実施の形態6を参照することができる。
 図11Bに、図11Aにおける一点鎖線X3−X4間の断面図を示す。なお、図11Aにおける一点鎖線Y1−Y2間の断面図は、図10A又は図10Bを参照できる。
 図11Bに示すように、表示装置100は、トランジスタを含む層101上に、絶縁層(絶縁層255a、絶縁層255b、及び絶縁層255c)が設けられる。当該絶縁層上には、発光デバイス130a及び受光デバイス150が設けられる。発光デバイス130a及び受光デバイス150上には、少なくとも発光デバイス130a及び受光デバイス150とそれぞれ重なる領域を有するようにレンズ138が設けられる。そして、レンズ138を覆うように保護層131が設けられ、保護層131上には、発光デバイス130aと重なる着色層132Rが設けられる。当該着色層は、樹脂層122によって基板120と貼り合わされている。また、隣り合う発光デバイスと受光デバイスの間の領域には、絶縁層125と、絶縁層125上の絶縁層127と、が設けられている。
 なお、図11Bでは、受光デバイス150と隣り合う発光デバイスとして発光デバイス130aが示されているが、この限りではない。本発明の一態様の表示装置では、受光デバイス150と隣り合う発光デバイスが発光デバイス130bであってもよいし、発光デバイス130cであってもよい。
 図11Bでは、発光デバイス130aが、基板120側に発光し、受光デバイス150には、基板120側から光が入射する例を示す(光Lem及び光Lin参照)。
 図11Bでは、受光デバイス150上に、少なくとも当該受光デバイスと重なる領域を有するようにレンズ138が設けられている。表示装置100をこのような構成とすることで、光Linは、レンズ138を介して集光しながら受光デバイス150へ入射する。そのため、レンズ138を有さない場合に比べて、光Linを効率的に受光デバイス150に入射させることができる。すなわち、本発明の一態様では、受光デバイス150上にレンズ138を有さない場合よりも、表示装置が有する光検出機能を高めることができる。
 また、本発明の一態様の表示装置は、発光デバイス上と、受光デバイス上の双方に、それぞれレンズ138が設けられている。そのため、本発明の一態様の表示装置は、レンズ138の効果により、当該レンズを有さない場合よりも効率的に光Lemを外部に射出させることができるとともに、効率的に光Linを受光デバイス150に入射させることができる。すなわち、本発明の一態様の表示装置は、高輝度の発光デバイスと、高い光検出機能を有する受光デバイスの双方を有することができる。
 発光デバイス130aの構成は、前述の通りである。
 受光デバイス150は、絶縁層255c上の画素電極111dと、画素電極111d上の第2の層155と、第2の層155上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。第2の層155は少なくとも活性層を含む。
 第2の層155は、受光デバイス150に設けられ、発光デバイスには設けられない層である。一方、共通層114は、発光デバイスと受光デバイスが共有する一続きの層である。
 ここで、受光デバイスと発光デバイスが共通で有する層は、発光デバイスにおける機能と、受光デバイスにおける機能と、が異なる場合がある。本明細書中では、発光デバイスにおける機能に基づいて構成要素を呼称することがある。例えば、正孔注入層は、発光デバイスにおいて正孔注入層として機能し、受光デバイスにおいて正孔輸送層として機能する。同様に、電子注入層は、発光デバイスにおいて電子注入層として機能し、受光デバイスにおいて電子輸送層として機能する。また、受光デバイスと発光デバイスが共通で有する層は、発光デバイスにおける機能と、受光デバイスにおける機能と、が同一である場合もある。例えば、正孔輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、正孔輸送層として機能し、電子輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、電子輸送層として機能する。
 第1の層113と絶縁層125との間にはマスク層118aが位置し、第2の層155と絶縁層125との間にはマスク層118bが位置する。マスク層118aは、第1の層113を加工する際に第1の層113上に設けたマスク層の一部が残存しているものである。また、マスク層118bは、活性層を含む層である第2の層155を加工する際に第2の層155の上面に接して設けたマスク層の一部が残存しているものである。マスク層118aとマスク層118bは同じ材料を有していてもよく、異なる材料を有していてもよい。
 図11Aでは、副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dの開口率(サイズ、発光領域又は受光領域のサイズともいえる。)が概略等しい例を示すが、本発明の一態様はこれに限定されない。副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dの開口率は、それぞれ適宜決定することができる。副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dの開口率は、それぞれ、異なっていてもよく、2つ以上が等しい又は概略等しくてもよい。
 副画素110dは、副画素110a、副画素110b、及び副画素110cの少なくとも1つよりも開口率が高くてもよい。例えば、副画素110dが受光デバイスを有する場合、副画素110dの受光面積が広いことで、対象物の検出をより容易にできる場合がある。例えば、表示装置の精細度、及び、副画素の回路構成等によっては、副画素110dの開口率が、他の副画素の開口率に比べて高くなる場合がある。
 また、副画素110dは、副画素110a、副画素110b、及び副画素110cの少なくとも1つよりも開口率が低くてもよい。例えば、副画素110dが受光デバイスを有する場合、副画素110dの受光面積が狭いと、撮像範囲が狭くなり、撮像結果のボケの抑制、及び、解像度の向上が可能となる。そのため、高精細又は高解像度の撮像を行うことができ、好ましい。
 このように、副画素110dは、用途に合った検出波長、精細度、及び、開口率とすることができる。
 本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスごとにEL層が島状に設けられていることで、副画素間にリーク電流が発生することを抑制することができる。これにより、意図しない発光に起因したクロストークを防ぐことができ、コントラストの極めて高い表示装置を実現できる。また、隣り合う島状のEL層の間に、端部にテーパ形状を有する絶縁層を設けることで、共通電極の形成時に段切れが生じることを抑制し、また、共通電極に局所的に膜厚が薄い箇所が形成されることを防ぐことができる。これにより、共通層及び共通電極において、分断された箇所に起因する発光デバイス間の接続不良、及び局所的に膜厚が薄い箇所に起因する電気抵抗の上昇が発生することを抑制できる。これにより、本発明の一態様の表示装置は、高精細化と高い表示品位の両立が可能となる。
 また、本発明の一態様の表示装置は、各発光デバイス上に少なくとも当該発光デバイスと重なる領域を有するようにレンズ138が設けられることで、レンズ138を設けない場合よりも各発光デバイスが発する光を各着色層側に効率的に取り出すことができる。また、レンズ138によって着色層側へ射出する光量を増やすことができるため、レンズ138を設けない場合よりも発光デバイスを発光させるのに要するEL層への注入電流量を減らすことができ、EL層の劣化を抑制することができる。これにより、本発明の一態様の表示装置は、高輝度と高い信頼性の両立が可能となる。
 また、本発明の一態様の表示装置は、受光デバイス上にもレンズ138が設けられている。そのため、本発明の一態様の表示装置は、レンズ138を設けない場合よりも効率的に、外部の光を受光デバイスに入射させることができる。これにより、本発明の一態様の表示装置は、高い光検出機能を有する受光デバイスを有することができる。
 本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
(実施の形態2)
 本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の作製方法について図12乃至図19を用いて説明する。なお、各要素の材料及び形成方法について、先の実施の形態1で説明した部分と同様の部分については説明を省略することがある。また、発光デバイスの構成の詳細については実施の形態5で説明する。
 図12乃至図18には、図1Aに示す一点鎖線X1−X2間の断面図と、一点鎖線Y1−Y2間の断面図と、を並べて示す。図19には、絶縁層127の端部とその近傍の拡大図を示す。
 表示装置を構成する薄膜(絶縁膜、半導体膜、導電膜等)は、スパッタリング法、化学気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積(PLD:Pulsed Laser Deposition)法、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、熱CVD法などがある。また、熱CVD法の1つに、有機金属化学気相堆積(MOCVD:Metal Organic CVD)法がある。
 また、表示装置を構成する薄膜(絶縁膜、半導体膜、導電膜等)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湿式の成膜方法により形成することができる。
 特に、発光デバイスの作製には、蒸着法などの真空プロセス、及び、スピンコート法、インクジェット法などの溶液プロセスを用いることができる。蒸着法としては、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、真空蒸着法などの物理蒸着法(PVD法)、化学蒸着法(CVD法)等が挙げられる。特にEL層に含まれる機能層(正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、発光層、電子ブロック層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層など)については、蒸着法(真空蒸着法等)、塗布法(ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等)、印刷法(インクジェット法、スクリーン(孔版印刷)法、オフセット(平版印刷)法、フレキソ(凸版印刷)法、グラビア法、又は、マイクロコンタクト法等)などの方法により形成することができる。
 また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、フォトリソグラフィ法等を用いることができる。又は、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。また、メタルマスクなど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。1つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等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1つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。
 フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばi線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、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、電子ビームなど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、サンドブラスト法などを用いることができる。
[作製方法例]
 作製方法例では、図1A、図1B、及び図10Aに示す表示装置100を作製する方法について説明する。まず、トランジスタを含む層101上に、絶縁層255a、絶縁層255b、及び絶縁層255cをこの順で形成する。続いて、絶縁層255c上に、画素電極111a、画素電極111b、画素電極111c、及び導電層123を形成する。(図12A)。画素電極及び導電層123の形成には、例えば、スパッタリング法又は真空蒸着法を用いることができる。
 続いて、画素電極の疎水化処理を行うことが好ましい。画素電極の疎水化処理を行うことで、画素電極と、後の工程で形成される膜(ここでは膜113A)と、の密着性を高め、膜剥がれを抑制することができる。なお、疎水化処理は行わなくてもよい。
 疎水化処理は、例えば画素電極へのフッ素修飾により行うことができる。フッ素修飾は例えば、フッ素を含むガスによる処理又は加熱処理、フッ素を含むガス雰囲気中におけるプラズマ処理等により行うことができる。フッ素を含むガスとして、例えばフッ素ガスを用いることができ、例えばフルオロカーボンガスを用いることができる。フルオロカーボンガスとして、例えば四フッ化炭素(CF)ガス、Cガス、Cガス、Cガス、Cガス等の低級フッ化炭素ガスを用いることができる。また、フッ素を含むガスとして、例えばSFガス、NFガス、CHFガス等を用いることができる。また、これらのガスに、ヘリウムガス、アルゴンガス、又は水素ガス等を適宜添加することができる。
 また、画素電極の表面に対して、アルゴン等の第18族元素を含むガス雰囲気中におけるプラズマ処理を行った後、シリル化剤を用いた処理を行うことで、画素電極の表面を疎水化することができる。シリル化剤として、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、トリメチルシリルイミダゾール(TMSI)等を用いることができる。さらに、画素電極の表面に対して、アルゴン等の第18族元素を含むガス雰囲気中におけるプラズマ処理を行った後、シランカップリング剤を用いた処理を行うことでも、画素電極の表面を疎水化することができる。
 画素電極の表面に対して、アルゴン等の第18族元素を含むガス雰囲気中におけるプラズマ処理を行うことにより、画素電極の表面に対してダメージを与えることができる。これにより、HMDS等のシリル化剤に含まれるメチル基が、画素電極の表面に結合しやすくなる。また、シランカップリング剤によるシランカップリングが発生しやすくなる。以上により、画素電極の表面に対して、アルゴン等の第18族元素を含むガス雰囲気中におけるプラズマ処理を行った後、シリル化剤、又はシランカップリング剤を用いた処理を行うことで、画素電極の表面を疎水化することができる。
 シリル化剤、又はシランカップリング剤等を用いた処理は、例えばスピンコート法、又はディップ法等を用いてシリル化剤、又はシランカップリング剤等を塗布することにより行うことができる。また、シリル化剤、又はシランカップリング剤等を用いた処理は、例えば気相法を用いて、画素電極等上にシリル化剤を有する膜、又はシランカップリング剤を有する膜等を形成することにより行うことができる。気相法では、まず、シリル化剤を有する材料、又はシランカップリング剤を有する材料等を揮発させることにより、シリル化剤、又はシランカップリング剤等を雰囲気中に含ませる。続いて、当該雰囲気中に、画素電極等が形成されている基板を置く。これにより、画素電極上に、シリル化剤、又はシランカップリング剤等を有する膜を形成することができ、画素電極の表面を疎水化することができる。
 続いて、後に第1の層113となる膜113Aを、画素電極上に形成する(図12A)。
 図12Aに示すように、一点鎖線Y1−Y2間の断面図において、導電層123上には、膜113Aを形成していない。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などともいう。)を用いることで、膜113Aを所望の領域にのみ成膜することができる。エリアマスクを用いた成膜工程と、レジストマスクを用いた加工工程と、を採用することで、比較的簡単なプロセスにて発光デバイスを作製することができる。
 膜113Aは、例えば、蒸着法、具体的には真空蒸着法により形成することができる。また、膜113Aは、転写法、印刷法、インクジェット法、又は塗布法等の方法で形成してもよい。
 続いて、膜113A上、及び導電層123上に、後にマスク層118aとなるマスク膜118Aと、後にマスク層119aとなるマスク膜119Aと、を順に形成する(図12A)。
 なお、本実施の形態では、マスク膜118Aとマスク膜119Aの2層構造でマスク膜を形成する例を示すが、マスク膜は単層構造であってもよく、3層以上の積層構造であってもよい。
 膜113A上にマスク層を設けることで、表示装置の作製工程中に膜113Aが受けるダメージを低減し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
 マスク膜118Aには、膜113Aの加工条件に対する耐性の高い膜、具体的には、膜113Aとのエッチングの選択比が大きい膜を用いる。また、マスク膜119Aには、マスク膜118Aとのエッチングの選択比が大きい膜を用いる。
 また、マスク膜118A及びマスク膜119Aは、膜113Aの耐熱温度よりも低い温度で形成する。マスク膜118A及びマスク膜119Aを形成する際の基板温度としては、それぞれ、代表的には、200℃以下、好ましくは150℃以下、より好ましくは120℃以下、より好ましくは100℃以下、さらに好ましくは80℃以下である。
 耐熱温度の指標としては、例えば、ガラス転移点、軟化点、融点、熱分解温度、5%重量減少温度等が挙げられる。膜113A(つまり、後に第1の層113となる膜)の耐熱温度としては、これらのいずれかの温度、好ましくはこれらのうち最も低い温度とすることができる。
 マスク膜118A及びマスク膜119Aには、ウェットエッチング法により除去できる膜を用いることが好ましい。ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、マスク膜118A及びマスク膜119Aの加工時に、膜113Aに加わるダメージを低減することができる。
 マスク膜118A及びマスク膜119Aの形成には、例えば、スパッタリング法、ALD法(熱ALD法、PEALD法)、CVD法、真空蒸着法等を用いることができる。また、前述の湿式の成膜方法を用いて形成してもよい。
 なお、膜113A上に接して形成されるマスク膜118Aは、マスク膜119Aよりも、膜113Aへのダメージが少ない形成方法を用いて形成されることが好ましい。例えば、スパッタリング法よりも、ALD法又は真空蒸着法を用いて、マスク膜118Aを形成することが好ましい。
 マスク膜118A及びマスク膜119Aとしては、それぞれ、例えば、金属膜、合金膜、金属酸化物膜、半導体膜、有機絶縁膜、無機絶縁膜等のうち一種又は複数種を用いることができる。
 マスク膜118A及びマスク膜119Aには、それぞれ、例えば、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、チタン、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、タンタル等の金属材料、又は当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。マスク膜118A及びマスク膜119Aの一方又は双方に紫外光を遮蔽することが可能な金属材料を用いることで、膜113Aに紫外光が照射されることを抑制でき、膜113Aの劣化を抑制できるため、好ましい。
 また、マスク膜118A及びマスク膜119Aには、それぞれ、In−Ga−Zn酸化物、酸化インジウム、In−Zn酸化物、In−Sn酸化物、インジウムチタン酸化物(In−Ti酸化物)、インジウムスズ亜鉛酸化物(In−Sn−Zn酸化物)、インジウムチタン亜鉛酸化物(In−Ti−Zn酸化物)、インジウムガリウムスズ亜鉛酸化物(In−Ga−Sn−Zn酸化物)、シリコンを含むインジウムスズ酸化物等の金属酸化物を用いることができる。
 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)を用いてもよい。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。
 また、マスク膜として、光、特に紫外光に対して遮光性を有する材料を含む膜を用いることができる。例えば、紫外光に対して反射性を有する膜、又は紫外光を吸収する膜を用いることができる。遮光性を有する材料としては、紫外光に対して遮光性のある金属、絶縁体、半導体、半金属など、様々な材料を用いることができるが、当該マスク膜の一部又は全部は、後の工程で除去するため、エッチングによる加工が可能である膜であることが好ましく、特に加工性が良好であることが好ましい。
 例えば、半導体の製造プロセスと親和性の高い材料として、シリコン又はゲルマニウムなどの半導体材料を用いることができる。又は、上記半導体材料の酸化物又は窒化物を用いることができる。又は、炭素などの非金属(半金属)材料、又はその化合物を用いることができる。又は、チタン、タンタル、タングステン、クロム、アルミニウムなどの金属、又はこれらの一以上を含む合金が挙げられる。又は、酸化チタン若しくは酸化クロムなどの上記金属を含む酸化物、又は窒化チタン、窒化クロム、若しくは窒化タンタルなどの窒化物を用いることができる。
 マスク膜に、紫外光に対して遮光性を有する材料を含む膜を用いることで、露光工程などでEL層に紫外光が照射されることを抑制できる。EL層が紫外光によってダメージを受けることを抑制することで、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
 なお、紫外光に対して遮光性を有する材料を含む膜は、後述する絶縁膜125Aの材料として用いても、同様の効果を奏する。
 また、マスク膜118A及びマスク膜119Aとしては、それぞれ、保護層131に用いることができる各種無機絶縁膜を用いることができる。特に、酸化絶縁膜は、窒化絶縁膜に比べて膜113Aとの密着性が高く好ましい。例えば、マスク膜118A及びマスク膜119Aには、それぞれ、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化シリコン等の無機絶縁材料を用いることができる。マスク膜118A及びマスク膜119Aとして、例えば、ALD法を用いて形成した酸化アルミニウム膜を用いることができる。ALD法を用いることで、下地(特にEL層)へのダメージを低減できるため好ましい。
 例えば、マスク膜118Aとして、ALD法を用いて形成した無機絶縁膜(例えば、酸化アルミニウム膜)を用い、マスク膜119Aとして、スパッタリング法を用いて形成した無機膜(例えば、In−Ga−Zn酸化物膜、アルミニウム膜、又はタングステン膜)を用いることができる。
 なお、マスク膜118Aと、後に形成する絶縁層125との双方に、同じ無機絶縁膜を用いることができる。例えば、マスク膜118Aと絶縁層125との双方に、ALD法を用いて形成した酸化アルミニウム膜を用いることができる。ここで、マスク膜118Aと、絶縁層125とで、同じ成膜条件を適用してもよく、互いに異なる成膜条件を適用してもよい。例えば、マスク膜118Aを、絶縁層125と同様の条件で成膜することで、マスク膜118Aを、水及び酸素の少なくとも一方に対するバリア性の高い絶縁膜とすることができる。一方で、マスク膜118Aは後の工程で大部分又は全部を除去する膜であるため、加工が容易であることが好ましい。そのため、マスク膜118Aは、絶縁層125と比べて、成膜時の基板温度が低い条件で成膜することが好ましい。
 マスク膜118A及びマスク膜119Aの一方又は双方に、有機材料を用いてもよい。例えば、有機材料として、少なくとも膜113Aの最上部に位置する膜に対して、化学的に安定な溶媒に溶解し得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用いることが好ましい。このような材料の成膜の際には、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、低温かつ短時間で溶媒を除去できるため、膜113Aへの熱的なダメージを低減することができ、好ましい。
 マスク膜118A及びマスク膜119Aには、それぞれ、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、アルコール可溶性のポリアミド樹脂、又は、パーフルオロポリマーなどのフッ素樹脂等の有機樹脂を用いてもよい。
 例えば、マスク膜118Aとして、蒸着法又は上記湿式の成膜方法のいずれかを用いて形成した有機膜(例えば、PVA膜)を用い、マスク膜119Aとして、スパッタリング法を用いて形成した無機膜(例えば、窒化シリコン膜)を用いることができる。
 なお、実施の形態1で説明した通り、本発明の一態様の表示装置には、マスク膜の一部がマスク層として残存する場合がある。
 続いて、マスク膜119A上にレジストマスク190aを形成する(図12A)。レジストマスク190aは、感光性の樹脂(フォトレジスト)を塗布し、露光及び現像を行うことで形成することができる。
 レジストマスク190aは、ポジ型のレジスト材料及びネガ型のレジスト材料のどちらを用いて作製してもよい。
 レジストマスク190aは、画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111cと重なる位置に設ける。レジストマスク190aは、導電層123と重なる位置にも設けることが好ましい。これにより、導電層123が表示装置の作製工程中にダメージを受けることを抑制できる。なお、導電層123上にレジストマスク190aを設けなくてもよい。
 また、レジストマスク190aは、図12AのY1−Y2間の断面図に示すように、膜113Aの端部から導電層123の端部(膜113A側の端部)までを覆うように設けることが好ましい。これにより、マスク膜118A及びマスク膜119Aを加工した後でも、マスク層118a、マスク層119aの端部と第1の層113の端部とが重なる。また、マスク層118a、マスク層119aが、第1の層113の端部から導電層123の端部(第1の層113側の端部)までを覆うように設けられるため、絶縁層255cが露出することを抑制することができる(図12CのY1−Y2間の断面図参照)。これにより、絶縁層255a乃至絶縁層255c、及び、トランジスタを含む層101に含まれる絶縁層の一部がエッチング等により除去され、トランジスタを含む層101に含まれる導電層が露出することを防ぐことができる。そのため、当該導電層が、意図せず、他の導電層と電気的に接続されることを抑制できる。例えば、当該導電層と共通電極115との間のショートを抑制できる。
 続いて、レジストマスク190aを用いて、マスク膜119Aの一部を除去し、マスク層119aを形成する(図12B)。マスク層119aは、画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111c上と、導電層123上と、に残存する。その後、レジストマスク190aを除去する。続いて、マスク層119aをマスク(ハードマスクともいう。)として用いて、マスク膜118Aの一部を除去し、マスク層118aを形成する(図12C)。
 マスク膜118A及びマスク膜119Aは、それぞれ、ウェットエッチング法又はドライエッチング法により加工することができる。マスク膜118A及びマスク膜119Aの加工は、異方性エッチングにより行うことが好ましい。
 ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、マスク膜118A及びマスク膜119Aの加工時に、膜113Aに加わるダメージを低減することができる。ウェットエッチング法を用いる場合、例えば、現像液、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液、希フッ酸、シュウ酸、リン酸、酢酸、硝酸、又はこれらの混合液体を用いた薬液等を用いることが好ましい。
 マスク膜119Aの加工においては、膜113Aが露出しないため、マスク膜118Aの加工よりも、加工方法の選択の幅は広い。例えば、マスク膜119Aの加工においては、エッチングガスに酸素を含むガスを用いることができる。図12Aに示すように、マスク膜119Aの加工時には、膜113Aの表面がマスク膜118Aで覆われている。そのため、マスク膜119Aの加工に酸素を含むガスを用いたとしても、膜113Aが酸素に直接さらされることはない。したがって、膜113Aが酸素の影響で劣化することを抑制することができる。
 また、マスク膜118Aの加工においてドライエッチング法を用いる場合は、エッチングガスに酸素を含むガスを用いないことで、膜113Aの劣化を抑制することができる。ドライエッチング法を用いる場合、例えば、CF、C、SF、CHF、Cl、HO、BCl、又はHe等の貴ガス(希ガスともいう。)を含むガスをエッチングガスに用いることが好ましい。
 例えば、マスク膜118Aとして、ALD法を用いて形成した酸化アルミニウム膜を用いる場合、CHFとHe、又は、CHFとHeとCHを用いて、ドライエッチング法によりマスク膜118Aを加工することができる。また、マスク膜119Aとして、スパッタリング法を用いて形成したIn−Ga−Zn酸化物膜を用いる場合、希釈リン酸を用いて、ウェットエッチング法によりマスク膜119Aを加工することができる。又は、CHとArを用いて、ドライエッチング法により加工してもよい。また、マスク膜119Aとして、スパッタリング法を用いて形成したタングステン膜を用いる場合、SF、CFとO、又はCFとClとOを用いて、ドライエッチング法によりマスク膜119Aを加工することができる。
 レジストマスク190aは、例えば、酸素プラズマを用いたアッシング等により除去することができる。又は、酸素ガスと、CF、C、SF、CHF、Cl、HO、BCl、又はHe等の貴ガスと、を用いてもよい。又は、ウェットエッチングにより、レジストマスク190aを除去してもよい。このとき、マスク膜118A又はマスク層119aが最表面に位置し、膜113Aは露出していないため、レジストマスク190aの除去工程において、膜113Aにダメージが入ることを抑制することができる。また、レジストマスク190aの除去方法の選択の幅を広げることができる。
 続いて、膜113Aを加工して、第1の層113を形成する。例えば、マスク層119a及びマスク層118aをハードマスクに用いて、膜113Aの一部を除去し、第1の層113を形成する(図12C)。
 これにより、図12Cに示すように、画素電極111a上、画素電極111b上、及び画素電極111c上に、それぞれ、第1の層113、マスク層118a、及び、マスク層119aの積層構造が残存する。
 図12Cに示すように、膜113Aを加工することにより、複数の第1の層113を形成することができる。つまり、膜113Aを、複数の第1の層113に分割することができる。これにより、副画素ごとに第1の層113が島状に設けられる。第1の層113は、膜113Aを分割することで形成するため、いずれも同じ材料、膜厚で形成することができる。また、隣接する副画素において、島状の第1の層113同士が互いに接することを抑制できる。したがって、副画素間にリーク電流が発生することを抑制することができる。これにより、表示装置の表示品位の低下を抑制できる。また、表示装置の高精細化と高い表示品位の両立を図ることができる。
 上記のように、フォトリソグラフィ法を用いて形成した複数の第1の層113のうち隣接する2つの間の距離は、8μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下、又は、1μm以下にまで狭めることができる。ここで、当該距離とは、例えば、複数の第1の層113のうち隣接する2つの対向する端部の間の距離で規定することができる。このように、島状のEL層の間の距離を狭めることで、高い精細度と、大きな開口率を有する表示装置を提供することができる。
 なお、第1の層113の側面は、それぞれ、被形成面に対して垂直又は概略垂直であることが好ましい。例えば、被形成面と、これらの側面との成す角度を、60度以上90度以下とすることが好ましい。
 図12Cでは、第1の層113の端部が、画素電極の端部よりも外側に位置する例を示す。このような構成とすることで、画素の開口率を高くすることができる。なお、図12Cでは図示していないが、上記エッチング処理によって、絶縁層255cの第1の層113と重畳しない領域に凹部が形成される場合がある。
 また、第1の層113が画素電極の上面及び側面を覆うことにより、画素電極を露出させずに、以降の工程を行うことができる。画素電極の端部が露出していると、エッチング工程などにおいて腐食が生じる場合がある。画素電極の腐食により生じた生成物は不安定な場合があり、例えばウェットエッチングの場合には溶液中に溶解し、ドライエッチングの場合には、雰囲気中に飛散する懸念がある。生成物の溶液中への溶解、又は、雰囲気中への飛散により、例えば、被処理面、及び、第1の層113の側面などに生成物が付着し、発光デバイスの特性に悪影響を及ぼす、又は、複数の発光デバイスの間にリークパスを形成する可能性がある。また、画素電極の端部が露出している領域では、当該領域における層の密着性が低下し、第1の層113又は画素電極の膜剥がれが生じやすくなる恐れがある。
 よって、第1の層113が画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111cの上面及び側面を覆う構成とすることにより、例えば、発光デバイスの歩留まり及び特性を向上させることができる。
 また、接続部140に相当する領域では、導電層123上にマスク層118aとマスク層119aとの積層構造が残存する(図12C)。
 なお、前述の通り、図12CのY1−Y2間の断面図において、マスク層118a及びマスク層119aは、第1の層113の端部と導電層123の端部を覆うように設けられ、絶縁層255cが露出していない。したがって、絶縁層255a乃至絶縁層255c、及び、トランジスタを含む層101に含まれる絶縁層の一部がエッチング等により除去され、トランジスタを含む層101に含まれる導電層が露出することを防ぐことができる。そのため、当該導電層が、意図せず、他の導電層と電気的に接続されることを抑制できる。
 膜113Aの加工は、異方性エッチングにより行うことが好ましい。特に、異方性のドライエッチングが好ましい。又は、ウェットエッチングを用いてもよい。
 ドライエッチング法を用いる場合は、エッチングガスに酸素を含むガスを用いないことで、膜113Aの劣化を抑制することができる。
 また、エッチングガスに酸素を含むガスを用いてもよい。エッチングガスが酸素を含むことで、エッチングの速度を速めることができる。したがって、エッチング速度を十分な速さに維持しつつ、低パワーの条件でエッチングを行うことができる。そのため、膜113Aに与えるダメージを抑制することができる。さらに、エッチング時に生じる反応生成物の付着等の不具合を抑制することができる。
 ドライエッチング法を用いる場合、例えば、H、CF、C、SF、CHF、Cl、HO、BCl、又はHe、Ar等の貴ガスのうち、一種以上を含むガスをエッチングガスに用いることが好ましい。又は、これらの一種以上と、酸素を含むガスをエッチングガスに用いることが好ましい。又は、酸素ガスをエッチングガスに用いてもよい。具体的には、例えば、HとArを含むガス、又は、CFとHeを含むガスをエッチングガスに用いることができる。また、例えば、CF、He、及び酸素を含むガスをエッチングガスに用いることができる。また、例えば、HとArを含むガス、及び酸素を含むガスをエッチングガスに用いることができる。
 以上のように、本発明の一態様では、マスク膜119A上にレジストマスク190aを形成し、レジストマスク190aを用いて、マスク膜119Aの一部を除去することにより、マスク層119aを形成する。その後、マスク層119aをハードマスクに用いて、膜113Aの一部を除去することにより、第1の層113を形成する。よって、フォトリソグラフィ法を用いて膜113Aを加工することにより、第1の層113が形成されるということができる。なお、レジストマスク190aを用いて、膜113Aの一部を除去してもよい。その後、レジストマスク190aを除去してもよい。
 なお、図11A及び図11Bに示すように、発光デバイス及び受光デバイスの双方を有する表示装置を作製する場合には、受光デバイスが有する第2の層155を、第1の層113と同様に形成する。第1の層113及び第2の層155の形成順は特に限定されない。例えば、画素電極との密着性が高い層を先に形成することで、工程中の膜剥がれを抑制できる。例えば、第1の層113の方が、第2の層155に比べて画素電極との密着性が高い場合は、第1の層113を先に形成することが好ましい。また、先に形成する層の厚さは、その後の層の形成工程において基板と成膜エリアを規定するためのマスクとの間隔に影響を与える場合がある。厚さが薄い方を先に形成することで、シャドーイング(影部分に層が形成されること)を抑制することができる。例えば、タンデム構造の発光デバイスを形成する場合、第1の層113は第2の層155よりも厚くなることが多いため、第2の層155を先に形成することが好ましい。また、高分子材料を用いて湿式法により膜を形成する場合は、当該膜を先に形成することが好ましい。例えば、活性層に高分子材料を用いるときは、第2の層155を先に形成することが好ましい。以上のように、材料及び成膜方法等に応じて、形成順序を決定することで、表示装置の作製における歩留まりを高めることができる。
 続いて、マスク層119aを除去することが好ましい(図13A)。後の工程によっては、マスク層118a、マスク層119aが表示装置に残存する場合がある。この段階でマスク層119aを除去することで、マスク層119aが表示装置に残存することを抑制できる。例えば、マスク層119aに導電材料を用いる場合、マスク層119aを事前に除去しておくことで、残存したマスク層119aに起因するリーク電流の発生、容量の形成などを抑制できる。
 なお、本実施の形態では、マスク層119aを除去する場合を例に挙げて説明するが、マスク層119aは除去しなくてもよい。例えば、マスク層119aが、前述の、紫外光に対して遮光性を有する材料を含む場合は、除去せずに次の工程に進むことで、EL層を紫外光から保護することができ、好ましい。
 マスク層の除去工程には、マスク層の加工工程と同様の方法を用いることができる。特に、ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、マスク層を除去する際に、第1の層113に加わるダメージを低減することができる。
 また、マスク層を、水又はアルコールなどの溶媒に溶解させることで除去してもよい。アルコールとしては、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール(IPA)、又はグリセリンなどが挙げられる。
 マスク層を除去した後に、第1の層113に含まれる水、及び第1の層113表面に吸着する水を除去するため、乾燥処理を行ってもよい。例えば、不活性ガス雰囲気又は減圧雰囲気下における加熱処理を行ってもよい。加熱処理は、基板温度として50℃以上200℃以下、好ましくは60℃以上150℃以下、より好ましくは70℃以上120℃以下の温度で行うことが望ましい。減圧雰囲気とすることで、より低温で乾燥が可能であるため好ましい。
 続いて、画素電極111a、画素電極111b、画素電極111c、第1の層113、及び、マスク層118aを覆うように、後に絶縁層125となる絶縁膜125Aを形成する(図13A)。
 続いて、絶縁膜125A上に絶縁膜127aを形成する(図13B)。
 絶縁膜125A及び絶縁膜127aは、第1の層113へのダメージが少ない形成方法で成膜されることが好ましい。特に、絶縁膜125Aは、第1の層113の側面に接して形成されるため、絶縁膜127aよりも、第1の層113へのダメージが少ない形成方法で成膜されることが好ましい。
 また、絶縁膜125A及び絶縁膜127aは、それぞれ、第1の層113の耐熱温度よりも低い温度で形成する。なお、絶縁膜125Aは成膜する際の基板温度を高くすることで、膜厚が薄くても、不純物濃度が低く、水及び酸素の少なくとも一方に対するバリア性の高い膜とすることができる。
 絶縁膜125A及び絶縁膜127aを形成する際の基板温度としては、それぞれ、60℃以上、80℃以上、100℃以上、又は、120℃以上、かつ、200℃以下、180℃以下、160℃以下、150℃以下、又は140℃以下であることが好ましい。
 絶縁膜125Aとしては、上記の基板温度の範囲で、3nm以上、5nm以上、又は、10nm以上、かつ、200nm以下、150nm以下、100nm以下、又は、50nm以下の厚さの絶縁膜を形成することが好ましい。
 絶縁膜125Aは、例えば、ALD法を用いて形成することが好ましい。ALD法を用いることで、被形成面への成膜ダメージを小さくすることができ、また、被覆性の高い膜を成膜可能なため好ましい。絶縁膜125Aとしては、例えば、ALD法を用いて、酸化アルミニウム膜を形成することが好ましい。
 そのほか、絶縁膜125Aは、ALD法よりも成膜速度が速いスパッタリング法、CVD法、又は、PECVD法を用いて形成してもよい。これにより、信頼性の高い表示装置を生産性高く作製することができる。
 絶縁膜127aは、前述の湿式の成膜方法を用いて形成することが好ましい。絶縁膜127aは、例えば、スピンコートにより、感光性の樹脂を用いて形成することが好ましく、より具体的には、感光性のアクリル樹脂を用いて形成することが好ましい。
 また、絶縁膜127aの形成後に加熱処理(プリベークともいう。)を行うことが好ましい。当該加熱処理は、第1の層113の耐熱温度よりも低い温度で行う。加熱処理の際の基板温度としては、50℃以上200℃以下が好ましく、60℃以上150℃以下がより好ましく、70℃以上120℃以下がさらに好ましい。これにより、絶縁膜127a中に含まれる溶媒を除去することができる。
 続いて、図13Cに示すように、露光を行って、絶縁膜127aの一部に、可視光線又は紫外線を感光させる。ここで、絶縁膜127aにポジ型のアクリル樹脂を用いる場合、後の工程で絶縁層127を形成しない領域に、マスク136を用いて可視光線又は紫外線を照射する。図1B及び図10Aに示すように、絶縁層127は、画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111cのいずれか2つに挟まれる領域、及び、導電層123の周囲に形成される。そのため、図13Cに示すように、画素電極111a上、画素電極111b上、画素電極111c上、及び、導電層123上に、マスク136を用いて可視光線又は紫外線を照射する。
 なお、ここで感光させる領域によって、後に形成する絶縁層127の幅を制御することができる。本実施の形態では、絶縁層127が画素電極の上面と重なる部分を有するように加工する(図4A及び図4B)。図8A又は図8Bに示すように、絶縁層127は、画素電極の上面と重なる部分を有していなくてもよい。
 露光に用いる光は、i線(波長365nm)を含むことが好ましい。また、露光に用いる光は、g線(波長436nm)、及びh線(波長405nm)の少なくとも一方を含んでいてもよい。
 なお、図13Cにおいては、絶縁膜127aにポジ型の感光性の樹脂を用い、絶縁層127が形成されない領域に、可視光線又は紫外線を照射する例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、絶縁膜127aにネガ型の感光性の樹脂を用いる構成にしてもよい。この場合、絶縁層127が形成される領域に可視光線又は紫外線を照射する。
 続いて、図14A及び図19Aに示すように、現像を行って、絶縁膜127aの露光させた領域を除去し、絶縁層127bを形成する。なお、図19Aは、図14Aに示す第1の層113と、絶縁層127bの端部とその近傍の拡大図である。絶縁層127bは、画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111cのいずれか2つに挟まれる領域と、導電層123を囲う領域に形成される。ここで、絶縁膜127aにアクリル樹脂を用いる場合、現像液として、アルカリ性の溶液を用いることが好ましく、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液を用いることができる。
 続いて、現像時の残渣(いわゆるスカム)を除去してもよい。例えば、酸素プラズマを用いたアッシングを行うことで、残渣を除去することができる。
 なお、絶縁層127bの表面の高さを調整するために、エッチングを行ってもよい。絶縁層127bは、例えば、酸素プラズマを用いたアッシングにより加工してもよい。また、絶縁膜127aとして非感光性の材料を用いる場合においても、当該アッシング等により、絶縁膜127aの表面の高さを調整することができる。
 続いて、基板全体に露光を行い、可視光線又は紫外光線を絶縁層127bに照射してもよい。当該露光のエネルギー密度は、0mJ/cmより大きく、800mJ/cm以下とすることが好ましく、0mJ/cmより大きく、500mJ/cm以下とすることがより好ましい。現像後にこのような露光を行うことで、後の工程における、絶縁層127bをテーパ形状に変形させる加熱処理に必要とされる基板温度を低下させることができる場合がある。
 一方、後述するように、絶縁層127bに対する露光を行わないことで、後の工程において、絶縁層127bの形状を変化させること、又は、絶縁層127bをテーパ形状に変形させることが容易となる場合がある。したがって、現像後に絶縁層127bに対して露光を行わないことが好ましい場合がある。
 例えば、絶縁層127bの材料として光硬化性の樹脂を用いる場合、絶縁層127bに対する露光を行うことで、重合が開始され、絶縁層127bを硬化させることができる。なお、この段階では絶縁層127bに対して露光をせず、絶縁層127bが比較的形状変化しやすい状態を保ったまま、後述する第1のエッチング処理、ポストベーク、及び第2のエッチング処理の少なくとも1つを行ってもよい。これにより、共通層114及び共通電極115を形成する面に凹凸が生じることを抑制でき、また、共通層114及び共通電極115が段切れすることを抑制できる。なお、後述する第1のエッチング処理、ポストベーク、及び第2のエッチング処理のうちいずれかの後に、絶縁層127b(又は絶縁層127)に対する露光を行ってもよい。
 続いて、図14B及び図19Bに示すように、絶縁層127bをマスクとして、エッチング処理を行って、絶縁膜125Aの一部を除去し、マスク層118aの一部の膜厚を薄くする。これにより、絶縁層127bの下に、絶縁層125が形成される。また、マスク層118aの膜厚が薄い部分の表面が露出する。なお、図19Bは、図14Bに示す第1の層113と、絶縁層127bの端部とその近傍の拡大図である。なお、以下では、絶縁層127bをマスクに用いたエッチング処理を、第1のエッチング処理ということがある。
 第1のエッチング処理は、ドライエッチング又はウェットエッチングによって行うことができる。なお、絶縁膜125Aを、マスク層118aと同様の材料を用いて成膜している場合、第1のエッチング処理を一括で行うことができるため、好ましい。
 図19Bに示すように、側面がテーパ形状である絶縁層127bをマスクとしてエッチングを行うことで、絶縁層125の側面、及びマスク層118aの側面上端部を比較的容易にテーパ形状にすることができる。
 ドライエッチングを行う場合、塩素系のガスを用いることが好ましい。塩素系ガスとしては、Cl、BCl、SiCl、CClなどを、単独又は2以上のガスを混合して用いることができる。また、上記塩素系ガスに、酸素ガス、水素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスなどを、単独又は2以上のガスを混合して、適宜添加することができる。ドライエッチングを用いることにより、マスク層118aの膜厚が薄い領域を、良好な面内均一性で形成することができる。
 ドライエッチング装置としては、高密度プラズマ源を有するドライエッチング装置を用いることができる。高密度プラズマ源を有するドライエッチング装置としては、例えば、誘導結合型プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)エッチング装置などを用いることができる。又は、平行平板型電極を有する容量結合型プラズマ(CCP:Capacitively Coupled Plasma)エッチング装置を用いることができる。平行平板型電極を有する容量結合型プラズマエッチング装置は、平行平板型電極の一方の電極に高周波電圧を印加する構成でもよい。又は平行平板型電極の一方の電極に複数の異なった高周波電圧を印加する構成でもよい。又は平行平板型電極それぞれに同じ周波数の高周波電圧を印加する構成でもよい。又は平行平板型電極それぞれに周波数の異なる高周波電圧を印加する構成でもよい。
 また、ドライエッチングを行う場合、ドライエッチングで生じた副生成物などが、絶縁層127bの上面及び側面などに堆積する場合がある。このため、エッチングガスに含まれる成分、絶縁膜125Aに含まれる成分、マスク層118aに含まれる成分などが、表示装置完成後の絶縁層127に含まれる場合がある。
 また、第1のエッチング処理をウェットエッチングで行うことが好ましい。ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、第1の層113に加わるダメージを低減することができる。ウェットエッチングは、アルカリ溶液などを用いて行うことができる。例えば、酸化アルミニウム膜のウェットエッチングには、アルカリ溶液である水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液を用いることが好ましい。この場合、パドル方式でウェットエッチングを行うことができる。なお、絶縁膜125Aを、マスク層118aと同様の材料を用いて成膜していた場合、上記エッチング処理を一括で行うことができるため、好ましい。
 図14B及び図19Bに示すように、第1のエッチング処理では、マスク層118aを完全に除去せず、膜厚が薄くなった状態でエッチング処理を停止する。このように、第1の層113上に、対応するマスク層118aを残存させておくことで、後の工程の処理で、第1の層113が損傷することを防ぐことができる。
 なお、図14B及び図19Bでは、マスク層118aの膜厚が薄くなる構成にしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、絶縁膜125Aの膜厚及びマスク層118aの膜厚によっては、絶縁膜125Aが絶縁層125に加工される前に第1のエッチング処理を停止する場合もある。具体的には、絶縁膜125Aの一部の膜厚を薄くするのみで第1のエッチング処理を停止する場合もある。また、絶縁膜125Aを、マスク層118aと同様の材料で成膜した場合、絶縁膜125Aと、マスク層118aとの境界が不明瞭になり、絶縁層125が形成されたか判別できない場合、及び、マスク層118aの膜厚が薄くなったか判別できない場合がある。
 また、図14B及び図19Bでは、絶縁層127bの形状が、図14A及び図19Aと比較して変化していない例を示すが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、絶縁層127bの端部が垂れて、絶縁層125の端部を覆う場合がある。また、例えば、絶縁層127bの端部が、マスク層118aの上面に接する場合がある。前述の通り、現像後の絶縁層127bに露光を行わない場合には、絶縁層127bの形状が変化しやすいことがある。
 続いて、図15A及び図19Cに示すように、加熱処理(ポストベークともいう。)を行う。図15A及び図19Cに示すように、加熱処理を行うことで、絶縁層127bを、側面にテーパ形状を有する絶縁層127に変形させることができる。なお、前述の通り、第1のエッチング処理が終了した時点で、既に絶縁層127bの形状が変化し、側面にテーパ形状を有することがある。当該加熱処理は、EL層の耐熱温度よりも低い温度で行う。加熱処理は、基板温度として50℃以上200℃以下、好ましくは60℃以上150℃以下、より好ましくは70℃以上130℃以下の温度で行うことができる。加熱雰囲気は、大気雰囲気であってもよく、不活性ガス雰囲気であってもよい。また、加熱雰囲気は、大気圧雰囲気であってもよく、減圧雰囲気であってもよい。減圧雰囲気とすることで、より低温で乾燥が可能であるため好ましい。本工程の加熱処理は、絶縁膜127aの形成後の加熱処理(プリベーク)よりも、基板温度を高くすることが好ましい。これにより、絶縁層127と絶縁層125との密着性を向上させ、絶縁層127の耐食性も向上させることができる。なお、図19Cは、図15Aに示す第1の層113と、絶縁層127の端部とその近傍の拡大図である。
 第1のエッチング処理にて、マスク層118aを完全に除去せず、膜厚が薄くなった状態のマスク層118aを残存させておくことで、当該加熱処理において、第1の層113がダメージを受けて劣化することを防ぐことができる。したがって、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
 なお、絶縁層127の材料、並びに、ポストベークの温度、時間、及び雰囲気によっては、図6A及び図6Bに示すように、絶縁層127の側面に凹曲面形状が形成される場合がある。例えば、ポストベークの条件で、温度が高い、又は、時間が長いほど、絶縁層127の形状が変化しやすく、凹曲面形状が形成される場合がある。また、前述の通り、現像後の絶縁層127bに露光を行わない場合には、ポストベーク時に、絶縁層127の形状が変化しやすいことがある。
 続いて、図15B及び図19Dに示すように、絶縁層127をマスクとして、エッチング処理を行って、マスク層118aの一部を除去する。なお、絶縁層125の一部も除去される場合がある。これにより、マスク層118aに開口が形成され、第1の層113及び導電層123の上面が露出する。なお、図19Dは、図15Bに示す第1の層113と、絶縁層127の端部とその近傍の拡大図である。なお、以下では、絶縁層127をマスクに用いたエッチング処理を、第2のエッチング処理ということがある。
 絶縁層125の端部は絶縁層127で覆われている。また、図15B及び図19Dでは、マスク層118aの端部の一部(具体的には、第1のエッチング処理により形成されたテーパ形状の部分)を絶縁層127が覆い、第2のエッチング処理により形成されたテーパ形状の部分は露出している例を示す。つまり、図4A及び図4Bに示す構造に相当する。
 第1のエッチング処理を行わず、ポストベーク後に、一括で絶縁層125とマスク層118aのエッチング処理を行うと、サイドエッチングにより、絶縁層127の端部の下の絶縁層125及びマスク層118aが消失し、空洞が形成される場合がある。当該空洞によって、共通層114及び共通電極115を形成する面に凹凸が生じ、共通層114及び共通電極115に段切れが生じやすくなる。一方、第1のエッチング処理で絶縁層125及びマスク層118aがサイドエッチングされて空洞が生じても、その後にポストベークを行うことで、絶縁層127が当該空洞を埋めることができる。その後、第2のエッチング処理ではより厚さが薄くなったマスク層118aをエッチングするため、サイドエッチングされる量が少なく、空洞が形成されにくくなり、空洞が形成されるとしても極めて小さくできる。そのため、一括で絶縁層125とマスク層118aのエッチング処理を行う場合よりも、共通層114及び共通電極115を形成する面をより平坦にできる。
 なお、図5A、図5B、図7A、及び図7Bに示すように、絶縁層127は、マスク層118aの端部全体を覆っていてもよい。例えば、絶縁層127の端部が垂れて、マスク層118aの端部を覆う場合がある。また、例えば、絶縁層127の端部が、第1の層113の上面に接する場合がある。前述の通り、現像後の絶縁層127bに露光を行わない場合には、絶縁層127の形状が変化しやすいことがある。
 第2のエッチング処理はウェットエッチングで行うことが好ましい。ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、第1の層113に加わるダメージを低減することができる。ウェットエッチングは、アルカリ溶液などを用いて行うことができる。
 上記のように、絶縁層127、絶縁層125、及び、マスク層118aを設けることにより、各発光デバイス間において、共通層114及び共通電極115の分断された箇所に起因する発光デバイス間の接続不良、及び、共通層114及び共通電極115の局所的に膜厚が薄い箇所に起因する電気抵抗の上昇が発生することを抑制できる。これにより、本発明の一態様の表示装置は、表示品位を向上させることができる。
 また、第1の層113の一部を露出した後、さらに加熱処理を行ってもよい。当該加熱処理により、EL層に含まれる水、及びEL層表面に吸着する水などを除去することができる。また、当該加熱処理により、絶縁層127の形状が変化することがある。具体的には、絶縁層127が、絶縁層125の端部、マスク層118aの端部、及び、第1の層113の上面のうち、少なくとも1つを覆うように広がることがある。例えば、絶縁層127が、図5A及び図5Bに示す形状となる場合がある。当該加熱処理は、例えば、不活性ガス雰囲気又は減圧雰囲気下で行うことができる。当該加熱処理は、基板温度として50℃以上200℃以下、好ましくは60℃以上150℃以下、さらに好ましくは70℃以上120℃以下の温度で行うことが望ましい。減圧雰囲気とすることで、より低温で脱水が可能であるため好ましい。ただし、上記の加熱処理は、EL層の耐熱温度も考慮して温度範囲を適宜設定することが好ましい。なお、EL層の耐熱温度を考慮した場合、上記温度範囲のなかでも特に70℃以上120℃以下の温度が好適である。
 続いて、絶縁層127及び第1の層113上に、共通層114、及び共通電極115を形成する(図16A)。
 共通層114は、蒸着法(真空蒸着法を含む。)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
 共通電極115の形成には、例えば、スパッタリング法又は真空蒸着法を用いることができる。又は、蒸着法で形成した膜と、スパッタリング法で形成した膜を積層させてもよい。
 続いて、共通電極115上に絶縁膜138aを形成する(図16B)。絶縁膜138aは、共通電極115よりも屈折率の大きい材料を用いて形成する。絶縁膜138aは、図13Bに示す絶縁膜127aと同様の材料、及び同様の工程で形成することができる。なお、絶縁膜138aと、絶縁膜127aと、を同じ材料で形成する、別言すると、絶縁膜138aと、絶縁膜127aとが同一の材料を有することで製造コストを低減させることができる。また、絶縁膜138aと、絶縁膜127aと、が同一の材料を有することで、後の工程で行われる熱処理に起因する材料の収縮(例えば、有機樹脂材料の収縮)を、それぞれ同じとすることができる。絶縁膜138a、及び絶縁膜127aに用いる材料の収縮又は収縮率を同じとすることで、表示装置全体の応力などを制御しやすくなるため、好適である。
 絶縁膜138aは、第1の層113の耐熱温度よりも低い温度で形成する。絶縁膜138aを形成する際の基板温度としては、60℃以上、80℃以上、100℃以上、又は、120℃以上、かつ、200℃以下、180℃以下、160℃以下、150℃以下、又は140℃以下であることが好ましい。
 絶縁膜138aは、前述の湿式の成膜方法を用いて形成することが好ましい。絶縁膜138aは、例えば、スピンコートにより、感光性の樹脂を用いて形成することが好ましく、より具体的には、感光性のアクリル樹脂を用いて形成することが好ましい。
 また、絶縁膜138aの形成後に加熱処理(プリベーク)を行うことが好ましい。当該加熱処理は、第1の層113の耐熱温度よりも低い温度で行う。加熱処理の際の基板温度としては、50℃以上200℃以下が好ましく、60℃以上150℃以下がより好ましく、70℃以上120℃以下がさらに好ましい。これにより、絶縁膜138a中に含まれる溶媒を除去することができる。
 続いて、図17Aに示すように、露光を行って、絶縁膜138aの一部に、可視光線又は紫外線を感光させる。ここで、絶縁膜138aにポジ型のアクリル樹脂を用いる場合、後の工程でレンズ138を形成しない領域に、マスク137を用いて可視光線又は紫外線を照射する。図1Bに示すように、レンズ138は、画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111cと重なる領域(隣り合う絶縁層127に挟まれる領域)に形成される。そのため、図17Aに示すように、絶縁層127と重なる領域の少なくとも一部に、マスク137を用いて可視光線又は紫外線を照射する。
 なお、ここで感光させる領域によって、後に形成するレンズ138の幅を制御することができる。本実施の形態では、レンズ138が少なくとも画素電極の上面と重なる部分を有するように加工する(図1B、図3A、及び図3B)。
 露光に用いる光は、i線(波長365nm)を含むことが好ましい。また、露光に用いる光は、g線(波長436nm)、及びh線(波長405nm)の少なくとも一方を含んでいてもよい。
 なお、図17Aにおいては、絶縁膜138aにポジ型の感光性の樹脂を用い、レンズ138が形成されない領域に、可視光線又は紫外線を照射する例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、絶縁膜138aにネガ型の感光性の樹脂を用いる構成にしてもよい。この場合、レンズ138が形成される領域に可視光線又は紫外線を照射する。
 続いて、図17Bに示すように、現像を行って、絶縁膜138aの露光させた領域を除去し、絶縁層138bを形成する。絶縁層138bは、画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111cと重なる領域(隣り合う絶縁層127に挟まれる領域)に形成される。ここで、絶縁膜138aにアクリル樹脂を用いる場合、現像液として、アルカリ性の溶液を用いることが好ましく、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液を用いることができる。
 続いて、現像時の残渣(スカム)を除去してもよい。例えば、酸素プラズマを用いたアッシングを行うことで、残渣を除去することができる。
 なお、絶縁層138bの表面の高さを調整するために、エッチングを行ってもよい。絶縁層138bは、例えば、酸素プラズマを用いたアッシングにより加工してもよい。また、絶縁膜138aとして非感光性の材料を用いる場合においても、当該アッシング等により、絶縁膜138aの表面の高さを調整することができる。
 続いて、基板全体に露光を行い、可視光線又は紫外光線を絶縁層138bに照射してもよい。当該露光のエネルギー密度は、0mJ/cmより大きく、800mJ/cm以下とすることが好ましく、0mJ/cmより大きく、500mJ/cm以下とすることがより好ましい。現像後にこのような露光を行うことで、絶縁層138bの透明度を向上させることができる場合がある。また、後の工程における、絶縁層138bをテーパ形状に変形させる加熱処理に必要とされる基板温度を低下させることができる場合がある。
 例えば、絶縁層138bの材料として光硬化性の樹脂を用いる場合、絶縁層138bに対する露光を行うことで、重合が開始され、絶縁層138bを硬化させることができる。なお、この段階では絶縁層138bに対して露光をせず、絶縁層138bが比較的形状変化しやすい状態を保ったまま、後述するポストベークを行ってもよい。なお、後述するポストベークの後に、レンズ138に対する露光を行ってもよい。
 続いて、図18に示すように、加熱処理(ポストベーク)を行う。図18に示すように、加熱処理を行うことで、絶縁層138bを、平凸型のレンズ138に変形させることができる。当該加熱処理は、EL層の耐熱温度よりも低い温度で行う。加熱処理は、基板温度として50℃以上200℃以下、好ましくは60℃以上150℃以下、より好ましくは70℃以上130℃以下の温度で行うことができる。加熱雰囲気は、大気雰囲気であってもよく、不活性ガス雰囲気であってもよい。また、加熱雰囲気は、大気圧雰囲気であってもよく、減圧雰囲気であってもよい。減圧雰囲気とすることで、より低温で乾燥が可能であるため好ましい。本工程の加熱処理は、絶縁膜138aの形成後の加熱処理(プリベーク)よりも、基板温度を高くすることが好ましい。これにより、レンズ138と共通電極115との密着性を向上させ、レンズ138の耐食性も向上させることができる。
 続いて、共通電極115及びレンズ138上に保護層131を形成する。保護層131は、レンズ138よりも屈折率の小さい材料を用いて形成する。次に、保護層131上に着色層132R、着色層132G、及び着色層132Bを形成する。さらに、樹脂層122を用いて、保護層131及び着色層上に、基板120を貼り合わせることで、表示装置100を作製することができる(図1B)。
 保護層131の成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、ALD法等が挙げられる。
 以上のように、本実施の形態の表示装置の作製方法では、島状のEL層は、ファインメタルマスクを用いて形成されるのではなく、EL層を一面に成膜した後に加工することで形成される。そのため、ファインメタルマスクを用いて形成されたサイズよりも小さくすることができる。したがって、これまで実現が困難であった高精細な表示装置又は高開口率の表示装置を実現することができる。また、精細度又は開口率が高く、副画素間の距離が極めて短くても、隣接する副画素において、島状のEL層同士が互いに接することを抑制できる。したがって、副画素間にリーク電流が発生することを抑制することができる。これにより、表示装置の表示品位の低下を抑制できる。また、表示装置の高精細化と高い表示品位の両立が可能となる。
 また、隣り合う島状のEL層の間に、端部にテーパ形状を有する絶縁層127を設けることで、共通層114及び共通電極115に段切れが生じることを抑制し、また、共通層114及び共通電極115に局所的に膜厚が薄い箇所が形成されることを防ぐことができる。これにより、共通層114及び共通電極115において、分断された箇所に起因する発光デバイス間の接続不良、及び局所的に膜厚が薄い箇所に起因する電気抵抗の上昇が発生することを抑制できる。
 さらに、各発光デバイス(発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び発光デバイス130c)上に、少なくとも当該発光デバイスと重なる領域を有するようにレンズ138が設けられることで、当該発光デバイスが発する光を、レンズ138を有さない場合よりも効率的に各着色層(着色層132R、着色層132G、及び着色層132B)側に取り出すことができる。これにより、表示装置の輝度と信頼性の双方を高めることができる。
 本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(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20及び図21を用いて説明する。
[画素のレイアウト]
 本実施の形態では、主に、図1Aとは異なる画素レイアウトについて説明する。副画素の配列に特に限定はなく、様々な方法を適用することができる。副画素の配列としては、例えば、ストライプ配列、Sストライプ配列、マトリクス配列、デルタ配列、ベイヤー配列、ペンタイル配列などが挙げられる。
 本実施の形態で図に示す副画素の上面形状は、発光領域(又は受光領域)の上面形状に相当する。
 なお、副画素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。)、五角形などの多角形、これら多角形の角が丸い形状、楕円形、又は円形などが挙げられる。
 また、副画素を構成する回路レイアウトは、図に示す副画素の範囲に限定されず、その外側に配置されていてもよい。
 図20Aに示す画素110には、Sストライプ配列が適用されている。図20Aに示す画素110は、副画素110a、副画素110b、及び副画素110cの、3つの副画素から構成される。
 図20Bに示す画素110は、角が丸い略三角形又は略台形の上面形状を有する副画素110aと、角が丸い略三角形又は略台形の上面形状を有する副画素110b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110cと、を有する。また、副画素110bは、副画素110a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、信頼性の高い発光デバイス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20Cに示す画素124a、画素124bには、ペンタイル配列が適用されている。図20Cでは、副画素110a及び副画素110bを有する画素124aと、副画素110b及び副画素110cを有する画素124bと、が交互に配置されている例を示す。
 図20Dに示す画素124a、画素124bには、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110a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110c)を有する。画素124bは上の行(1行目)に、1つの副画素(副画素110c)を有し、下の行(2行目)に、2つの副画素(副画素110a及び副画素110b)を有する。
 なお、図1Aでは、各副画素が、角が丸い略四角形の上面形状を有する例を示したが、図20Dでは、各副画素が、円形の上面形状を有する例を示している。
 図20Eは、副画素110a、副画素110b、及び副画素110cがストライプ状に配列された画素110を適用した例である。
 図20F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、上面視において、列方向に並ぶ2つの副画素(例えば、副画素110aと副画素110b、又は、副画素110bと副画素110c)の上辺の位置がずれている。
 図20A乃至図20Fに示す各画素において、例えば、副画素110aを赤色の光を呈する副画素Rとし、副画素110bを緑色の光を呈する副画素Gとし、副画素110cを青色の光を呈する副画素Bとすることが好ましい。なお、副画素の構成はこれに限定されず、副画素が呈する色とその並び順は適宜決定することができる。例えば、副画素110bを赤色の光を呈する副画素Rとし、副画素110aを緑色の光を呈する副画素Gとしてもよい。
 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、又は円形などになることがある。
 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層を島状に加工する。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、又は円形などになることがある。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、マスクパターン上の図形コーナー部などに補正用のパターンを追加する。
 また、図21A乃至図21Hに示すように、画素は、副画素を4種類有する構成としてもよい。
 図21A乃至図21Cに示す画素110では、ストライプ配列が適用されている。
 図21Aは、各副画素が、長方形の上面形状を有する例であり、図21B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21Cは、各副画素が、楕円形の上面形状を有する例である。
 図21D及び図21Eに示す画素110には、マトリクス配列が適用されている。
 なお図11Aでは、各副画素が、角が丸い略正方形の上面形状を有する例を示したが、図21Dでは、各副画素が、正方形の上面形状を有する例を、図21Eでは、各副画素が、円形の上面形状を有する例を、それぞれ示している。
 図21F及び図21Gでは、1つの画素110が、2行3列で構成されている例を示す。
 図21Fに示す画素110は、上の行(1行目)に、3つの副画素(副画素110a、副画素110b、及び副画素110c)を有し、下の行(2行目)に、1つの副画素(副画素110d)を有する。言い換えると、画素110は、左の列(1列目)に、副画素110aを有し、中央の列(2列目)に副画素110bを有し、右の列(3列目)に副画素110cを有し、さらに、この3列にわたって、副画素110dを有する。
 図21Gに示す画素110は、上の行(1行目)に、3つの副画素(副画素110a、副画素110b、及び副画素110c)を有し、下の行(2行目)に、3つの副画素110dを有する。言い換えると、画素110は、左の列(1列目)に、副画素110a及び副画素110dを有し、中央の列(2列目)に副画素110b及び副画素110dを有し、右の列(3列目)に副画素110c及び副画素110dを有する。図21G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、製造プロセスで生じ得るゴミなど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21Hでは、1つの画素110が、3行2列で構成されている例を示す。
 図21Hに示す画素110は、上の行(1行目)に、副画素110aを有し、中央の行(2行目)に、副画素110bを有し、1行目から2行目にわたって副画素110cを有し、下の行(3行目)に、1つの副画素(副画素110d)を有する。言い換えると、画素110は、左の列(1列目)に、副画素110a、副画素110bを有し、右の列(2列目)に副画素110cを有し、さらに、この2列にわたって、副画素110dを有する。
 図21A乃至図21Hに示す画素110は、副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dの、4つの副画素から構成される。
 副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dは、それぞれ異なる色の光を発する発光デバイスを有する構成とすることができる。副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dとしては、R、G、B、Wの4色の副画素、R、G、B、Yの4色の副画素、又は、R、G、B、赤外光(IR)の4色の副画素などが挙げられる。
 図21A乃至図21Hに示す各画素110において、例えば、副画素110aを赤色の光を呈する副画素Rとし、副画素110bを緑色の光を呈する副画素Gとし、副画素110cを青色の光を呈する副画素Bとし、副画素110dを白色の光を呈する副画素W、黄色の光を呈する副画素Y、又は近赤外光を呈する副画素IRのいずれかとすることが好ましい。このような構成とする場合、図21F及び図21Gに示す画素110では、R、G、Bのレイアウトがストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。また、図21Hに示す画素110では、R、G、BのレイアウトがいわゆるSストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。
 また、画素110は、受光デバイスを有する副画素を有していてもよい。
 図21A乃至図21Hに示す各画素110において、副画素110a乃至副画素110dのいずれか1つを、受光デバイスを有する副画素としてもよい。
 図21A乃至図21Hに示す各画素110において、例えば、副画素110aを赤色の光を呈する副画素Rとし、副画素110bを緑色の光を呈する副画素Gとし、副画素110cを青色の光を呈する副画素Bとし、副画素110dを、受光デバイスを有する副画素Sとすることが好ましい。このような構成とする場合、図21F及び図21Gに示す画素110では、R、G、Bのレイアウトがストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。また、図21Hに示す画素110では、R、G、BのレイアウトがいわゆるSストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。
 受光デバイスを有する副画素Sが検出する光の波長は特に限定されない。副画素Sは、可視光及び赤外光の一方又は双方を検出する構成とすることができる。
 また、図21I及び図21Jに示すように、画素は、副画素を5種類有する構成としてもよい。
 図21Iでは、1つの画素110が、2行3列で構成されている例を示す。
 図21Iに示す画素110は、上の行(1行目)に、3つの副画素(副画素110a、副画素110b、及び副画素110c)を有し、下の行(2行目)に、2つの副画素(副画素110d及び副画素110e)を有する。言い換えると、画素110は、左の列(1列目)に、副画素110a、副画素110dを有し、中央の列(2列目)に副画素110bを有し、右の列(3列目)に副画素110cを有し、さらに、2列目から3列目にわたって、副画素110eを有する。
 図21Jでは、1つの画素110が、3行2列で構成されている例を示す。
 図21Jに示す画素110は、上の行(1行目)に、副画素110aを有し、中央の行(2行目)に、副画素110bを有し、1行目から2行目にわたって副画素110cを有し、下の行(3行目)に、2つの副画素(副画素110d及び副画素110e)を有する。言い換えると、画素110は、左の列(1列目)に、副画素110a、副画素110b、及び副画素110dを有し、右の列(2列目)に副画素110c、副画素110eを有する。
 図21I及び図21Jに示す各画素110において、例えば、副画素110aを赤色の光を呈する副画素Rとし、副画素110bを緑色の光を呈する副画素Gとし、副画素110cを青色の光を呈する副画素Bとすることが好ましい。このような構成とする場合、図21Iに示す画素110では、R、G、Bのレイアウトがストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。また、図21Jに示す画素110では、R、G、BのレイアウトがいわゆるSストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。
 また、図21I及び図21Jに示す各画素110において、例えば、副画素110dと副画素110eのうち、少なくとも一方に、受光デバイスを有する副画素Sを適用することが好ましい。副画素110dと副画素110eの両方に受光デバイスを用いる場合、受光デバイスの構成が互いに異なっていてもよい。例えば、互いに検出する光の波長域の少なくとも一部が異なっていてもよい。具体的には、副画素110dと副画素110eのうち、一方は主に可視光を検出する受光デバイスを有し、他方は主に赤外光を検出する受光デバイスを有していてもよい。
 また、図21I及び図21Jに示す各画素110において、例えば、副画素110dと副画素110eのうち、一方に、受光デバイスを有する副画素Sを適用し、他方に、光源として用いることが可能な発光デバイスを有する副画素を適用することが好ましい。例えば、副画素110dと副画素110eのうち、一方は赤外光を呈する副画素IRとし、他方は赤外光を検出する受光デバイスを有する副画素Sとすることが好ましい。
 副画素R、G、B、IR、Sを有する画素では、副画素R、G、Bを用いて画像を表示しながら、副画素IRを光源として用いて、副画素Sにて副画素IRが発する赤外光の反射光を検出することができる。
 以上のように、本発明の一態様の表示装置は、発光デバイス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。また、本発明の一態様の表示装置は、画素に発光デバイスと受光デバイスとの双方を有する構成を適用することができる。この場合においても、様々なレイアウトを適用することができる。
 本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(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、ブレスレット型などの情報端末機(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(HMD)などのVR向け機器、及び、メガネ型のAR向け機器など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。
 また、本実施の形態の表示装置は、高解像度の表示装置又は大型の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、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、及び、音響再生装置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100A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100Aに限られず、後述する表示装置100B乃至表示装置100F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が設けられている。端子部285と回路部282とは、複数の配線により構成される配線部286により電気的に接続されている。
 画素部284は、周期的に配列した複数の画素284aを有する。図22Bの右側に、1つの画素284aの拡大図を示している。画素284aには、先の実施の形態で説明した各種構成を適用することができる。図22Bでは、図1Aに示す画素110と同様の構成を有する場合を例に示す。
 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が有する複数の素子の駆動を制御する回路である。1つの画素回路283aは、1つの発光デバイスの発光を制御する回路が3つ設けられる構成とすることができる。例えば、画素回路283aは、1つの発光デバイスにつき、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、ソースにはソース信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の表示装置が実現されている。
 回路部282は、画素回路部283の各画素回路283aを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方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、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、HMDなどの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、腕時計など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100A]
 図23に示す表示装置100Aは、基板301、発光デバイス130R、発光デバイス130G、発光デバイス130B、着色層132R、着色層132G、着色層132B、容量240、及び、トランジスタ310を有する。
 図22Bに示す副画素110Rは、発光デバイス130R及び着色層132Rを有し、副画素110Gは、発光デバイス130G及び着色層132Gを有し、副画素110Bは、発光デバイス130B及び着色層132Bを有する。副画素110Rにおいて、発光デバイス130Rの発光は、レンズ138及び着色層132Rを介して、表示装置100Aの外部に赤色の光として取り出される。同様に、副画素110Gにおいて、発光デバイス130Gの発光は、レンズ138及び着色層132Gを介して、表示装置100Aの外部に緑色の光として取り出される。副画素110Bにおいて、発光デバイス130Bの発光は、レンズ138及び着色層132Bを介して、表示装置100Aの外部に青色の光として取り出される。
 基板301は、図22A及び図22Bにおける基板291に相当する。基板301から絶縁層255cまでの積層構造が、実施の形態1におけるトランジスタを含む層101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など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の一方として機能する。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が設けられている。
 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が設けられている。
 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ている。
 容量240を覆って、絶縁層255aが設けられ、絶縁層255a上に絶縁層255bが設けられ、絶縁層255b上に絶縁層255cが設けられている。絶縁層255c上に発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び、発光デバイス130Bが設けられている。図23では、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び、発光デバイス130Bが図1Bに示す積層構造を有する例を示す。隣り合う発光デバイスの間の領域には、絶縁物が設けられる。図23などでは、当該領域に絶縁層125と、絶縁層125上の絶縁層127と、が設けられている。
 発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bが有する第1の層113上には、それぞれ、マスク層118aが位置する。
 画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111cは、絶縁層243、絶縁層255a、絶縁層255b、及び絶縁層255c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255c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。図23等では、画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111cが、それぞれ、反射電極と、反射電極上の透明電極と、の2層構造である例を示す。
 また、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び、発光デバイス130B上には、少なくとも当該発光デバイスと重なる領域を有するようにレンズ138が設けられている。前述したように、当該発光デバイス上にレンズ138を設けることで、レンズ138を有さない場合よりも、当該発光デバイスが発する光を、各着色層(着色層132R、着色層132G、及び着色層132B)側へ効率的に取り出すことができる。レンズ138上には、レンズ138を覆うように保護層131が設けられている。保護層131上には、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bとそれぞれ重なる着色層132R、着色層132G、及び着色層132Bが設けられている。各着色層上には、樹脂層122によって基板120が貼り合わされている。発光デバイスから基板120までの構成要素についての詳細は、実施の形態1を参照することができる。基板120は、図22Aにおける基板292に相当する。
 図24に示す表示装置は、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び、受光デバイス150を有する例である。受光デバイス150は、画素電極111dと、第2の層155と、共通層114と、共通電極115とを積層して有する。受光デバイス150上には、少なくとも当該受光デバイスと重なる領域を有するようにレンズ138が設けられている。前述したように、当該受光デバイス上にレンズ138を設けることで、レンズ138を有さない場合よりも、外部からの入射光を受光デバイス150へ効率的に入射させることができる。すなわち、本発明の一態様の表示装置は、高い光検出機能を有する受光デバイスを有することができる。受光デバイスを有する表示装置の詳細については、実施の形態1及び実施の形態6を参照することができる。
[表示装置100B]
 図25に示す表示装置100B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。なお、以降の表示装置の説明では、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。
 表示装置100Bは、トランジスタ310B、容量240、発光デバイスが設けられた基板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ことを抑制できる。絶縁層345及び絶縁層346としては、保護層131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、プラグ343から基板301Bに不純物が拡散することを抑制できる。絶縁層344としては、保護層131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120側とは反対側の表面)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が設けられている。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、それぞれ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、Wから選ばれた元素を含む金属膜、又は上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、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。
[表示装置100C]
 図26に示す表示装置100Cは、導電層341と導電層342を、バンプ347を介して接合する構成を有する。
 図26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)、スズ(Sn)などを含む導電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、図25で示した絶縁層335及び絶縁層336を設けない構成にしてもよい。
[表示装置100D]
 図27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100Aと主に相違する。
 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(酸化物半導体ともいう。)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から絶縁層255cまでの積層構造が、実施の形態1におけるトランジスタを含む層101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が設けられている。絶縁層332は、基板331から水又は水素など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、窒化シリコン膜などの、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が設けられている。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、トランジスタ320の第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(酸化物半導体ともいう。)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、トランジスタ320のソース電極及びドレイン電極として機能する。
 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が設けられている。絶縁層328は、半導体層321に絶縁層264等から水又は水素など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ている。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、トランジスタ320の第2のゲート電極として機能し、絶縁層323は、トランジスタ320の第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が設けられている。
 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に絶縁層265等から水又は水素など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、及び絶縁層264に埋め込まれるように設けられている。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100E]
 図28に示す表示装置100Eは、それぞれチャネルが形成される半導体に酸化物半導体を有するトランジスタ320Aと、トランジスタ320Bとが積層された構成を有する。
 トランジスタ320A、トランジスタ320B、及びその周辺の構成については、上記表示装置100Dを参照することができる。
 なお、ここでは、酸化物半導体を有するトランジスタを2つ積層する構成としたが、これに限られない。例えば3つ以上のトランジスタを積層する構成としてもよい。
[表示装置100F]
 図29に示す表示装置100F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が設けられている。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が設けられている。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が設けられている。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が設けられている。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、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など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、発光デバイスの直下に画素回路だけでなく駆動回路等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。
[表示装置100G]
 図30に、表示装置100Gの斜視図を示し、図31Aに、表示装置100Gの断面図を示す。
 表示装置100Gは、基板152と基板151とが貼り合わされた構成を有する。図30では、基板152を破線で明示している。
 表示装置100Gは、表示部162、接続部140、回路164、配線165等を有する。図30では、表示装置100G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30に示す構成は、表示装置100G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、表示部162の外側に設けられる。接続部140は、表示部162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30では、表示部の四辺を囲むように接続部140が設けられている例を示す。接続部140では、発光デバイスの共通電極と、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、表示部162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30では、COG(Chip On Glass)方式又はCOF(Chip On Film)方式等により、基板151にIC173が設けられている例を示す。IC173は、例えば、走査線駆動回路又は信号線駆動回路などを有するICを適用できる。なお、表示装置100G及び表示モジュールは、ICを設けない構成としてもよい。また、ICを、COF方式等により、FPCに実装してもよい。
 図31Aに、表示装置100Gの、FPC172を含む領域の一部、回路164の一部、表示部162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31Aに示す表示装置100Gは、基板151と基板152の間に、トランジスタ201、トランジスタ205、赤色の光を発する発光デバイス130R、緑色の光を発する発光デバイス130G、青色の光を発光する発光デバイス130B、レンズ138、赤色の光を透過する着色層132R、緑色の光を透過する着色層132G、青色の光を透過する着色層132B等を有する。
 発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bは、画素電極の構成が異なる点以外は、それぞれ、図1Bに示す積層構造を有する。発光デバイスの詳細は実施の形態1を参照できる。
 発光デバイス130Rは、導電層112aと、導電層112a上の導電層126aと、導電層126a上の導電層129aと、を有する。導電層112a、導電層126a、及び導電層129aの全てを画素電極と呼ぶこともでき、一部を画素電極と呼ぶこともできる。
 発光デバイス130Gは、導電層112bと、導電層112b上の導電層126bと、導電層126b上の導電層129bと、を有する。
 発光デバイス130Bは、導電層112cと、導電層112c上の導電層126cと、導電層126c上の導電層129cと、を有する。
 導電層112aは、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ205が有する導電層222bと接続されている。導電層112aの端部よりも外側に導電層126aの端部が位置している。導電層126aの端部と導電層129aの端部は、揃っている、又は概略揃っている。例えば、導電層112a及び導電層126aに反射電極として機能する導電層を用い、導電層129aに、透明電極として機能する導電層を用いることができる。
 発光デバイス130Gにおける導電層112b、導電層126b、導電層129b、及び、発光デバイス130Bにおける導電層112c、導電層126c、及び導電層129cについては、発光デバイス130Rにおける導電層112a、導電層126a、及び導電層129aと同様であるため詳細な説明は省略する。
 導電層112a、導電層112b、及び導電層112cには、絶縁層214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112a、導電層112b、及び導電層112cの凹部を平坦化する機能を有する。導電層112a、導電層112b、導電層112c、及び層128上には、導電層112a、導電層112b、及び導電層112cとそれぞれ電気的に接続される導電層126a、導電層126b、及び導電層126cが設けられている。したがって、導電層112a、導電層112b、及び導電層112c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く、有機絶縁材料を用いて形成されることが特に好ましい。層128には、例えば前述の絶縁層127に用いることができる有機絶縁材料を適用することができる。
 導電層126a、導電層126b、導電層126c、導電層129a、導電層129b、及び導電層129cの上面及び側面は、第1の層113によって覆われている。したがって、導電層126a、導電層126b、及び導電層126cが設けられている領域全体を、それぞれ発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bの発光領域として用いることができるため、画素の開口率を高めることができる。
 第1の層113の上面の一部及び側面は、絶縁層125、絶縁層127によって覆われている。第1の層113と絶縁層125との間にはマスク層118aが位置する。第1の層113、絶縁層125、及び絶縁層127上に、共通層114が設けられ、共通層114上に共通電極115が設けられている。共通層114及び共通電極115は、それぞれ、複数の発光デバイスに共通して設けられるひと続きの膜である。
 また、各発光デバイス(発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130B)上には保護層131が設けられている。保護層131上には、少なくとも各発光デバイスと重なる領域を有するようにレンズ138が設けられている。前述したように、各発光デバイス上にレンズ138を設けることで、レンズ138を有さない場合よりも、各発光デバイスが発する光を、各着色層(着色層132R、着色層132G、及び着色層132B)側へ効率的に取り出すことができる。また、基板152には、基板151側の面に着色層132R、着色層132G、及び着色層132Bが設けられ、隣り合う着色層の間と重なる領域には、遮光層117が設けられている。基板152は、当該基板に設けられた着色層132R、着色層132G、及び着色層132Bが、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bと、それぞれ対向するように、レンズ138及び保護層131上に、接着層142によって接着されている。発光デバイスの封止には、固体封止構造又は中空封止構造などを適用できる。図31Aでは、基板152と基板151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(窒素又はアルゴンなど)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、発光デバイス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142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上に導電層123が設けられている。導電層123は、導電層112a、導電層112b、及び導電層112cと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層126a、導電層126b、及び導電層126cと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層129a、導電層129b、及び導電層129cと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、の積層構造である例を示す。導電層123の端部は、マスク層118a、絶縁層125、及び、絶縁層127によって覆われている。また、導電層123上には共通層114が設けられ、共通層114上には共通電極115が設けられている。導電層123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、導電層123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100Gは、トップエミッション型である。発光デバイスが発する光は、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、対向電極(共通電極115)は可視光を透過する材料を含む。
 基板151から絶縁層214までの積層構造が、実施の形態1におけるトランジスタを含む層101に相当する。
 トランジスタ201及びトランジスタ205は、いずれも基板151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151上には、絶縁層211、絶縁層213、絶縁層215、及び絶縁層214がこの順で設けられている。絶縁層211は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層213は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層215は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層214は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲート絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ単層であっても2層以上であってもよい。
 トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水及び水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア層として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、表示装置の信頼性を高めることができる。
 絶縁層211、絶縁層213、及び絶縁層215としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などを用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を2以上積層して用いてもよい。
 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、又は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、無機絶縁層との積層構造にしてもよい。絶縁層214の最表層は、エッチング保護層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112a、導電層126a、又は導電層129aなどの加工時に、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112a、導電層126a、又は導電層129aなどの加工時に、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、ゲート電極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、ソース電極及びドレイン電極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、ゲート電極として機能する導電層223を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。絶縁層211は、導電層221と半導体層231との間に位置する。絶縁層213は、導電層223と半導体層231との間に位置する。
 本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トップゲート型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、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、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、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)を用いることが好ましい。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、画素回路に含まれる発光デバイスの発光輝度を高くする場合、発光デバイス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、発光デバイスに流れる電流量を大きくし、発光デバイス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、発光デバイス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、ELデバイスの電流−電圧特性にばらつきが生じた場合においても、発光デバイス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、発光デバイス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」、「発光デバイスのばらつきの抑制」など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、アンチモン、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=1:3:2又はその近傍の組成、In:M:Zn=1:3:4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、表示部162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、表示部162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。
 表示部162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、表示部162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、表示部162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、表示部162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。なお、より好適な例としては、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等にOSトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタ等にLTPSトランジスタを適用する構成が挙げられる。
 例えば、表示部162が有するトランジスタの一は、発光デバイス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も呼ぶことができる。駆動トランジスタのソース及びドレインの一方は、発光デバイス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デバイスに流れる電流を大きくできる。
 一方、表示部162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、ソース線(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、かつMML(メタルマスクレス)構造の発光デバイス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得るリーク電流、及び隣接する発光デバイス間に流れ得るリーク電流(横リーク電流、サイドリーク電流などともいう。)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得るリーク電流、及び発光デバイス間の横リーク電流が極めて低い構成とすることで、黒表示時に生じ得る光漏れ(いわゆる黒浮き)などが限りなく少ない表示とすることができる。
 図31B及び図31C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、ゲート電極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、ゲート電極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31B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、一方はソース電極として機能し、他方はドレイン電極として機能する。
 一方、図31C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31Cに示す構造を作製できる。図31C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。
 図31Aにおいて、基板151の、基板152が重ならない領域には、接続部204が設けられている。接続部204では、配線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112a、導電層112b、及び導電層112cと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層126a、導電層126b、及び導電層126cと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層129a、導電層129b、及び導電層129cと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、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151側の面には、遮光層117を設けることが好ましい。遮光層117は、隣り合う発光デバイスの間、接続部140、及び、回路164などに設けることができる。また、基板152の外側(基板151と反対側)には各種光学部材を配置することができる。
 基板151及び基板152としては、それぞれ、図1B等で示した基板120に用いることができる材料を適用することができる。
 接着層142としては、図1B等で示した樹脂層122に用いることができる材料を適用することができる。
 接続層242としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いることができる。
[表示装置100H]
 図32に示す表示装置100Hは、受光デバイス150を有する点で、表示装置100Gと主に相違する。
 受光デバイス150は、導電層112dと、導電層112d上の導電層126dと、導電層126d上の導電層129dと、を有する。
 導電層112dは、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ205が有する導電層222bと接続されている。
 導電層126dの上面及び側面と導電層129dの上面及び側面は、第2の層155によって覆われている。第2の層155は、少なくとも活性層を有する。
 第2の層155の上面の一部及び側面は、絶縁層125、絶縁層127によって覆われている。第2の層155と絶縁層125との間にはマスク層118bが位置する。第2の層155、絶縁層125、及び絶縁層127上に、共通層114が設けられ、共通層114上に共通電極115が設けられている。共通層114及び共通電極115は、受光デバイスと発光デバイスに共通して設けられるひと続きの膜である。
 受光デバイス150上には、少なくとも当該受光デバイスと重なる領域を有するようにレンズ138が設けられている。前述したように、当該受光デバイス上にレンズ138を設けることで、レンズ138を有さない場合よりも、外部からの入射光(光Lin)を受光デバイス150へ効率的に入射させることができる。すなわち、本発明の一態様の表示装置は、高い光検出機能を有する受光デバイスを有することができる。
 表示装置100Hには、例えば、実施の形態3で説明した、図21A乃至図21Jに示す画素レイアウトを適用することができる。また、受光デバイスを有する表示装置の詳細については、実施の形態1及び実施の形態6を参照することができる。
 本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(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デバイスについて説明する。
 本明細書等では、発光デバイスごとに、発光色(例えば、青(B)、緑(G)、及び赤(R))を作り分ける構造をSBS構造と呼ぶ場合がある。
 発光デバイスの発光色は、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄、又は白などとすることができる。また、発光デバイス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高めることができる。
[発光デバイス]
 図33Aに示すように、発光デバイスは、一対の電極(下部電極761及び上部電極762)の間に、EL層763を有する。EL層763は、層780、発光層771、層790などの複数の層で構成することができる。
 発光層771は、少なくとも発光物質(発光材料ともいう。)を有する。
 下部電極761が陽極であり、上部電極762が陰極である場合、層780は、正孔注入性の高い物質を含む層(正孔注入層)、正孔輸送性の高い物質を含む層(正孔輸送層)、及び、電子ブロック性の高い物質を含む層(電子ブロック層)のうち1つ又は複数を有する。また、層790は、電子注入性の高い物質を含む層(電子注入層)、電子輸送性の高い物質を含む層(電子輸送層)、及び、正孔ブロック性の高い物質を含む層(正孔ブロック層)のうち1つ又は複数を有する。下部電極761が陰極であり、上部電極762が陽極である場合、層780と層790は互いに上記と逆の構成になる。
 一対の電極間に設けられた層780、発光層771、及び層790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に示す発光デバイスが有するEL層763の変形例である。具体的には、図33Bに示す発光デバイスは、下部電極761上の層781と、層781上の層782と、層782上の発光層771と、発光層771上の層791と、層791上の層792と、層792上の上部電極762と、を有する。
 下部電極761が陽極であり、上部電極762が陰極である場合、例えば、層781を正孔注入層、層782を正孔輸送層、層791を電子輸送層、層792を電子注入層とすることができる。また、下部電極761が陰極であり、上部電極762が陽極である場合、層781を電子注入層、層782を電子輸送層、層791を正孔輸送層、層792を正孔注入層とすることができる。このような層構造とすることで、発光層771に効率よくキャリアを注入し、発光層771内におけるキャリアの再結合の効率を高めることができる。
 なお、図33C及び図33Dに示すように、層780と層790との間に複数の発光層(発光層771、発光層772、及び発光層773)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及び図33Fに示すように、複数の発光ユニット(EL層763a及びEL層763b)が電荷発生層785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デバイスとすることができる。
 図33C及び図33Dにおいて、発光層771、発光層772、及び発光層773に、同じ色の光を発する発光物質、さらには、同じ発光物質を用いてもよい。例えば、発光層771、発光層772、及び発光層773に、青色の光を発する発光物質を用いてもよい。図33Dに示す層764として、色変換層を設けてもよい。
 また、発光層771、発光層772、及び発光層773に、それぞれ異なる色の光を発する発光物質を用いてもよい。発光層771、発光層772、及び発光層773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764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。
 白色の光を発する発光デバイスは、2種類以上の発光物質を含むことが好ましい。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、発光デバイス全体として白色発光する発光デバイスを得ることができる。また、発光層を3つ以上有する発光デバイスの場合も同様である。
 また、図33E及び図33Fにおいて、発光層771と、発光層772とに、同じ色の光を発する発光物質、さらには、同じ発光物質を用いてもよい。又は、発光層771と、発光層772とに、異なる色の光を発する発光物質を用いてもよい。発光層771が発する光と、発光層772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764を設ける例を示している。層764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、及び図33Fにおいても、図33Bに示すように、層780と、層790とを、それぞれ独立に、2層以上の層からなる積層構造としてもよい。
 次に、発光デバイスに用いることができる材料について説明する。
 下部電極761と上部電極762のうち、光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。また、表示装置が赤外光を発する発光デバイスを有する場合には、光を取り出す側の電極には、可視光及び赤外光を透過する導電膜を用い、光を取り出さない側の電極には、可視光及び赤外光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
 また、光を取り出さない側の電極にも可視光を透過する導電膜を用いてもよい。この場合、反射層と、EL層763との間に当該電極を配置することが好ましい。つまり、EL層763の発光は、当該反射層によって反射されて、表示装置から取り出されてもよい。
 発光デバイスの一対の電極を形成する材料としては、金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを適宜用いることができる。具体的には、インジウムスズ酸化物(In−Sn酸化物、ITOともいう。)、In−Si−Sn酸化物(ITSOともいう。)、インジウム亜鉛酸化物(In−Zn酸化物)、In−W−Zn酸化物、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金(Al−Ni−La)等のアルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)、及び、銀とパラジウムと銅の合金(Ag−Pd−Cu、APCとも記す。)が挙げられる。その他、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、スズ(Sn)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、イットリウム(Y)、ネオジム(Nd)などの金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第1族又は第2族に属する元素(例えば、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr))、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)などの希土類金属及びこれらを適宜組み合わせて含む合金、グラフェン等を用いることができる。
 発光デバイスには、微小光共振器(マイクロキャビティ)構造が適用されていることが好ましい。したがって、発光デバイスが有する一対の電極の一方は、可視光に対する透過性及び反射性を有する電極(半透過・半反射電極)を有することが好ましく、他方は、可視光に対する反射性を有する電極(反射電極)を有することが好ましい。発光デバイスがマイクロキャビティ構造を有することで、発光層から得られる発光を両電極間で共振させ、発光デバイスから射出される光を強めることができる。
 なお、半透過・半反射電極は、反射電極と可視光に対する透過性を有する電極(透明電極ともいう。)との積層構造とすることができる。
 透明電極の光の透過率は、40%以上とする。例えば、発光デバイスには、可視光(波長400nm以上750nm未満の光)の透過率が40%以上である電極を用いることが好ましい。半透過・半反射電極の可視光の反射率は、10%以上95%以下、好ましくは30%以上80%以下とする。反射電極の可視光の反射率は、40%以上100%以下、好ましくは70%以上100%以下とする。また、これらの電極の抵抗率は、1×10−2Ωcm以下が好ましい。
 発光デバイスには低分子化合物及び高分子化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。発光デバイスを構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む。)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
 発光層は、1種又は複数種の発光物質を有することができる。発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、又は赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いる。また、発光物質として、近赤外光を発する物質を用いることもできる。
 発光物質としては、蛍光材料、燐光材料、TADF材料、量子ドット材料などが挙げられる。
 蛍光材料としては、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。
 燐光材料としては、例えば、4H−トリアゾール骨格、1H−トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、又はピリジン骨格を有する有機金属錯体(特にイリジウム錯体)、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体(特にイリジウム錯体)、白金錯体、希土類金属錯体等が挙げられる。
 発光層は、発光物質(ゲスト材料)に加えて、1種又は複数種の有機化合物(ホスト材料、アシスト材料等)を有していてもよい。1種又は複数種の有機化合物としては、正孔輸送性の高い物質(正孔輸送性材料)及び電子輸送性の高い物質(電子輸送性材料)の一方又は双方を用いることができる。また、1種又は複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、又はTADF材料を用いてもよい。
 発光層は、例えば、燐光材料と、励起錯体を形成しやすい組み合わせである正孔輸送性材料及び電子輸送性材料と、を有することが好ましい。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質(燐光材料)へのエネルギー移動であるExTET(Exciplex−Triplet Energy Transfer)を用いた発光を効率よく得ることができる。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。この構成により、発光デバイスの高効率、低電圧駆動、長寿命を同時に実現できる。
 EL層763は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、電子ブロック材料、又はバイポーラ性の物質(電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質)等を含む層をさらに有していてもよい。
 正孔注入層は、陽極から正孔輸送層に正孔を注入する層であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。正孔注入性の高い材料としては、芳香族アミン化合物、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)とを含む複合材料などが挙げられる。
 正孔輸送性材料としては、後述の、正孔輸送層に用いることができる正孔輸送性の高い材料を用いることができる。
 アクセプター性材料としては、例えば、元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を用いることができる。具体的には、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化マンガン、及び、酸化レニウムが挙げられる。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。また、フッ素を含む有機アクセプター性材料を用いることもできる。また、キノジメタン誘導体、クロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプター性材料を用いることもできる。なお、正孔注入性の高い材料としては、上述の元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物(代表的には、酸化モリブデン)と、有機材料と、を混合した混合材料を用いてもよい。
 正孔輸送層は、正孔注入層によって、陽極から注入された正孔を発光層に輸送する層である。正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送性材料としては、1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物(例えばカルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体など)、芳香族アミン(芳香族アミン骨格を有する化合物)等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。
 電子輸送層は、電子注入層によって、陰極から注入された電子を発光層に輸送する層である。電子輸送層は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送性材料としては、1×10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。電子輸送性材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、その他含窒素複素芳香族化合物を含むπ電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料を用いることができる。
 電子注入層は、陰極から電子輸送層に電子を注入する層であり、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用いることができる。電子注入性の高い材料としては、電子輸送性材料とドナー性材料(電子供与性材料)とを含む複合材料を用いることもできる。
 また、電子注入性の高い材料のLUMO準位は、陰極に用いる材料の仕事関数の値との差が小さい(具体的には0.5eV以下)であることが好ましい。
 電子注入層には、例えば、リチウム、セシウム、イッテルビウム、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF、Xは任意数)、8−(キノリノラト)リチウム(略称:Liq)、2−(2−ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPP)、2−(2−ピリジル)−3−ピリジノラトリチウム(略称:LiPPy)、4−フェニル−2−(2−ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPPP)、リチウム酸化物(LiO)、炭酸セシウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はこれらの化合物を用いることができる。また、電子注入層は、2以上の積層構造としてもよい。当該積層構造としては、例えば、1層目にフッ化リチウムを用い、2層目にイッテルビウムを設ける構成が挙げられる。
 電子注入層は、電子輸送性材料を有していてもよい。例えば、非共有電子対を備え、電子不足型複素芳香環を有する化合物を、電子輸送性材料に用いることができる。具体的には、ピリジン環、ジアジン環(ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環)、トリアジン環の少なくとも1つを有する化合物を用いることができる。
 なお、非共有電子対を備える有機化合物の最低空軌道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位は、−3.6eV以上−2.3eV以下であると好ましい。また、一般にCV(サイクリックボルタンメトリ)、光電子分光法、光吸収分光法、逆光電子分光法等により、有機化合物の最高被占有軌道(HOMO:Highest Occupied Molecular Orbital)準位及びLUMO準位を見積もることができる。
 例えば、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:BPhen)、2,9−ジ(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)、2,2’−(1,3−フェニレン)ビス[9−フェニル−1,10−フェナントロリン](略称:mPPhen2P)、ジキノキサリノ[2,3−a:2’,3’−c]フェナジン(略称:HATNA)、2,4,6−トリス[3’−(ピリジン−3−イル)ビフェニル−3−イル]−1,3,5−トリアジン(略称:TmPPPyTz)等を、非共有電子対を備える有機化合物に用いることができる。なお、NBPhenはBPhenと比較して、高いガラス転移点(Tg)を備え、耐熱性に優れる。
 また、タンデム構造の発光デバイスを作製する場合、2つの発光ユニットの間に、電荷発生層(中間層ともいう。)を設ける。中間層は、一対の電極間に電圧を印加したときに、2つの発光ユニットの一方に電子を注入し、他方に正孔を注入する機能を有する。
 電荷発生層としては、例えば、リチウムなどの電子注入層に適用可能な材料を好適に用いることができる。また、電荷発生層としては、例えば、正孔注入層に適用可能な材料を好適に用いることができる。また、電荷発生層には、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)とを含む層を用いることができる。また、電荷発生層には、電子輸送性材料とドナー性材料とを含む層を用いることができる。このような電荷発生層を形成することにより、発光ユニットが積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
 本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態6)
 本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に用いることができる受光デバイスと、光検出機能を有する表示装置と、について説明する。
 受光デバイスとしては、例えば、pn型又はpin型のフォトダイオードを用いることができる。受光デバイスは、受光デバイスに入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換デバイス(光電変換素子ともいう。)として機能する。受光デバイスに入射する光量に基づき、受光デバイスから発生する電荷量が決まる。
 特に、受光デバイスとして、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードを用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な表示装置に適用できる。
[受光デバイス]
 図34Aに示すように、受光デバイスは、一対の電極(下部電極761及び上部電極762)の間に層765を有する。層765は、少なくとも1層の活性層を有し、さらに他の層を有していてもよい。
 また、図34Bは、図34Aに示す受光デバイスが有する層765の変形例である。具体的には、図34Bに示す受光デバイスは、下部電極761上の層766と、層766上の活性層767と、活性層767上の層768と、層768上の上部電極762と、を有する。
 活性層767は、光電変換層として機能する。
 下部電極761が陽極であり、上部電極762が陰極である場合、層766は、正孔輸送層、及び、電子ブロック層のうち一方又は双方を有する。また、層768は、電子輸送層、及び、正孔ブロック層のうち一方又は双方を有する。下部電極761が陰極であり、上部電極762が陽極である場合、層766と層768は互いに上記と逆の構成になる。
 ここで、本発明の一態様の表示装置では、受光デバイスと発光デバイスとが共通で有する層(受光デバイスと発光デバイスとが共有する一続きの層、ともいえる。)が存在する場合がある。このような層は、発光デバイスにおける機能と受光デバイスにおける機能とが異なる場合がある。本明細書中では、発光デバイスにおける機能に基づいて構成要素を呼称することがある。例えば、正孔注入層は、発光デバイスにおいて正孔注入層として機能し、受光デバイスにおいて正孔輸送層として機能する。同様に、電子注入層は、発光デバイスにおいて電子注入層として機能し、受光デバイスにおいて電子輸送層として機能する。また、受光デバイスと発光デバイスが共通で有する層は、発光デバイスにおける機能と受光デバイスにおける機能とが同一である場合もある。例えば、正孔輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、正孔輸送層として機能し、電子輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、電子輸送層として機能する。
 次に、受光デバイスに用いることができる材料について説明する。
 受光デバイスには低分子化合物及び高分子化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。受光デバイスを構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む。)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
 受光デバイスが有する活性層は、半導体を含む。当該半導体としては、シリコンなどの無機半導体、及び、有機化合物を含む有機半導体が挙げられる。本実施の形態では、活性層が有する半導体として、有機半導体を用いる例を示す。有機半導体を用いることで、発光層と、活性層と、を同じ方法(例えば、真空蒸着法)で形成することができ、製造装置を共通化できるため好ましい。
 活性層が有するn型半導体の材料としては、フラーレン(例えばC60、C70等)、フラーレン誘導体等の電子受容性の有機半導体材料が挙げられる。フラーレン誘導体としては、例えば、[6,6]−Phenyl−C71−butyric acid methyl ester(略称:PC70BM)、[6,6]−Phenyl−C61−butyric acid methyl ester(略称:PC60BM)、1’,1’’,4’,4’’−Tetrahydro−di[1,4]methanonaphthaleno[1,2:2’,3’,56,60:2’’,3’’][5,6]fullerene−C60(略称:ICBA)などが挙げられる。
 また、n型半導体の材料としては、例えば、N,N’−ジメチル−3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド(略称:Me−PTCDI)などのペリレンテトラカルボン酸誘導体、及び、2,2’−(5,5’−(チエノ[3,2−b ]チオフェン−2,5−ジイル)ビス(チオフェン−5,2−ジイル))ビス(メタン−1−イル−1−イリデン)ジマロノニトリル(略称:FT2TDMN)が挙げられる。
 また、n型半導体の材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、クマリン誘導体、ローダミン誘導体、トリアジン誘導体、キノン誘導体等が挙げられる。
 活性層が有するp型半導体の材料としては、銅(II)フタロシアニン(Copper(II)phthalocyanine;CuPc)、テトラフェニルジベンゾペリフランテン(Tetraphenyldibenzoperiflanthene;DBP)、亜鉛フタロシアニン(Zinc Phthalocyanine;ZnPc)、スズフタロシアニン(SnPc)、キナクリドン、及び、ルブレン等の電子供与性の有機半導体材料が挙げられる。
 また、p型半導体の材料としては、カルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体、芳香族アミン骨格を有する化合物等が挙げられる。さらに、p型半導体の材料としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、ピロール誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンゾチオフェン誘導体、インドール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、キナクリドン誘導体、ルブレン誘導体、テトラセン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
 電子供与性の有機半導体材料のHOMO準位は、電子受容性の有機半導体材料のHOMO準位よりも浅い(高い)ことが好ましい。電子供与性の有機半導体材料のLUMO準位は、電子受容性の有機半導体材料のLUMO準位よりも浅い(高い)ことが好ましい。
 電子受容性の有機半導体材料として、球状のフラーレンを用い、電子供与性の有機半導体材料として、平面に近い形状の有機半導体材料を用いることが好ましい。似た形状の分子同士は集まりやすい傾向にあり、同種の分子が凝集すると、分子軌道のエネルギー準位が近いため、キャリア輸送性を高めることができる。
 また、活性層に、ドナーとして機能するPoly[[4,8−bis[5−(2−ethylhexyl)−2−thienyl]benzo[1,2−b:4,5−b’]dithiophene−2,6−diyl]−2,5−thiophenediyl[5,7−bis(2−ethylhexyl)−4,8−dioxo−4H,8H−benzo[1,2−c:4,5−c’]dithiophene−1,3−diyl]]polymer(略称:PBDB−T)、又は、PBDB−T誘導体などの高分子化合物を用いることができる。例えば、PBDB−T又はPBDB−T誘導体にアクセプター材料を分散させる方法などを使用できる。
 例えば、活性層は、n型半導体とp型半導体とを共蒸着して形成することが好ましい。又は、活性層は、n型半導体とp型半導体とを積層して形成してもよい。
 また、活性層には3種類以上の材料を混合させてもよい。例えば、検出する光の波長域を拡大する目的で、n型半導体の材料と、p型半導体の材料と、に加えて、第3の材料を混合してもよい。このとき、第3の材料は、低分子化合物でも高分子化合物でもよい。
 受光デバイスは、活性層以外の層として、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、又はバイポーラ性の物質(電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質)等を含む層をさらに有していてもよい。また、上記に限られず、正孔注入性の高い物質、正孔ブロック材料、電子注入性の高い物質、又は電子ブロック材料などを含む層をさらに有していてもよい。受光デバイスが有する活性層以外の層には、例えば、上述の発光デバイスに用いることができる材料を用いることができる。
 例えば、正孔輸送性材料又は電子ブロック材料として、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)などの高分子化合物、及び、モリブデン酸化物、ヨウ化銅(CuI)などの無機化合物を用いることができる。また、電子輸送性材料又は正孔ブロック材料として、酸化亜鉛(ZnO)などの無機化合物、ポリエチレンイミンエトキシレート(PEIE)などの有機化合物を用いることができる。受光デバイスは、例えば、PEIEとZnOとの混合膜を有していてもよい。
[光検出機能を有する表示装置]
 本発明の一態様の表示装置は、表示部に、発光デバイスがマトリクス状に配置されており、当該表示部で画像を表示することができる。また、当該表示部には、受光デバイスがマトリクス状に配置されており、表示部は、画像表示機能に加えて、撮像機能及びセンシング機能の一方又は双方を有する。表示部は、イメージセンサ又はタッチセンサに用いることができる。つまり、表示部で光を検出することで、画像を撮像すること、又は、対象物(指、手、又はペンなど)の近接若しくは接触を検出することができる。
 さらに、本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスをセンサの光源として利用することができる。本発明の一態様の表示装置では、表示部が有する発光デバイスが発した光を対象物が反射(又は散乱)した際、受光デバイスがその反射光(又は散乱光)を検出できるため、暗い場所でも、撮像又はタッチ検出が可能である。
 したがって、表示装置と別に受光部及び光源を設けなくてもよく、電子機器の部品点数を削減することができる。例えば、電子機器に設けられる生体認証装置、又はスクロールなどを行うための静電容量方式のタッチパネルなどを別途設ける必要がない。したがって、本発明の一態様の表示装置を用いることで、製造コストが低減された電子機器を提供することができる。
 具体的には、本発明の一態様の表示装置は、画素に、発光デバイスと受光デバイスを有する。本発明の一態様の表示装置では、発光デバイスとして有機ELデバイスを用い、受光デバイスとして有機フォトダイオードを用いる。有機ELデバイス及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機ELデバイスを用いた表示装置に有機フォトダイオードを内蔵することができる。
 画素に、発光デバイス及び受光デバイスを有する表示装置では、画素が受光機能を有するため、画像を表示しながら、対象物の接触又は近接を検出することができる。例えば、表示装置が有する副画素全てで画像を表示するだけでなく、一部の副画素は、光源としての光を呈し、残りの副画素で画像を表示することもできる。
 受光デバイスをイメージセンサに用いる場合、表示装置は、受光デバイスを用いて、画像を撮像することができる。例えば、本実施の形態の表示装置は、スキャナとして用いることができる。
 例えば、イメージセンサを用いて、指紋、掌紋、虹彩、脈形状(静脈形状、動脈形状を含む。)、又は顔などを用いた個人認証のための撮像を行うことができる。
 例えば、イメージセンサを用いて、ウェアラブル機器の使用者の、目の周辺、目の表面、又は目の内部(眼底など)の撮像を行うことができる。したがって、ウェアラブル機器は、使用者の瞬き、黒目の動き、及び瞼の動きの中から選ばれるいずれか一又は複数を検出する機能を備えることができる。
 また、受光デバイスは、タッチセンサ(ダイレクトタッチセンサともいう。)又はニアタッチセンサ(ホバーセンサ、ホバータッチセンサ、非接触センサ、タッチレスセンサともいう。)などに用いることができる。
 ここで、タッチセンサ又はニアタッチセンサは、対象物(指、手、又はペンなど)の近接若しくは接触を検出することができる。
 タッチセンサは、表示装置と、対象物とが、直接接することで、対象物を検出できる。また、ニアタッチセンサは、対象物が表示装置に接触しなくても、当該対象物を検出することができる。例えば、表示装置と、対象物との間の距離が0.1mm以上300mm以下、好ましくは3mm以上50mm以下の範囲で表示装置が当該対象物を検出できる構成であると好ましい。当該構成とすることで、表示装置に対象物が直接触れずに操作することが可能となる、別言すると非接触(タッチレス)で表示装置を操作することが可能となる。上記構成とすることで、表示装置に汚れ、又は傷がつくリスクを低減することができる、又は対象物が表示装置に付着した汚れ(例えば、ゴミ、又はウィルスなど)に直接触れずに、表示装置を操作することが可能となる。
 また、本発明の一態様の表示装置は、リフレッシュレートを可変にすることができる。例えば、表示装置に表示されるコンテンツに応じてリフレッシュレートを調整(例えば、1Hz以上240Hz以下の範囲で調整)して消費電力を低減させることができる。また、当該リフレッシュレートに応じて、タッチセンサ、又はニアタッチセンサの駆動周波数を変化させてもよい。例えば、表示装置のリフレッシュレートが120Hzの場合、タッチセンサ、又はニアタッチセンサの駆動周波数を120Hzよりも高い周波数(代表的には240Hz)とする構成とすることができる。当該構成とすることで、低消費電力が実現でき、かつタッチセンサ、又はニアタッチセンサの応答速度を高めることが可能となる。
 図34C乃至図34Eに示す表示装置100は、基板351と基板359との間に、受光デバイスを有する層353、機能層355、及び、発光デバイスを有する層357を有する。
 機能層355は、受光デバイスを駆動する回路、及び、発光デバイスを駆動する回路を有する。機能層355には、スイッチ、トランジスタ、容量、抵抗、配線、端子などのうち1つ又は複数を設けることができる。なお、発光デバイス及び受光デバイスをパッシブマトリクス方式で駆動させる場合には、スイッチ及びトランジスタを設けない構成としてもよい。
 例えば、図34Cに示すように、発光デバイスを有する層357において発光デバイスが発した光を、表示装置100に接触した指352が反射することで、受光デバイスを有する層353における受光デバイスがその反射光を検出する。これにより、表示装置100に指352が接触したことを検出することができる。
 また、図34D及び図34Eに示すように、表示装置に近接している(接触していない)対象物を検出又は撮像する機能を有していてもよい。図34Dでは、人の指を検出する例を示し、図34Eでは、人の目の周辺、表面、又は内部の情報(瞬きの回数、眼球の動き、瞼の動きなど)を検出する例を示す。
 本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態7)
 本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、図35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、高解像度化、及び高輝度化を実現することができる。また、本発明の一態様の表示装置が実施の形態1及び実施の形態6で述べた受光デバイスを有している場合、当該表示装置は、高い光検出機能を有することができる。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、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。
 特に、本発明の一態様の表示装置は、高精細化を実現す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などのVR向け機器、メガネ型のAR向け機器、MR向け機器など、頭部に装着可能なウェアラブル機器等が挙げられる。
 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、臨場感及び奥行き感などをより高めることが可能となる。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、16:10など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、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出す機能等を有することができる。
 図35A乃至図35D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、VRのコンテンツを表示する機能、SRのコンテンツを表示する機能、MRのコンテンツを表示する機能のうち少なくとも1つを有する。電子機器が、AR、VR、SR、MRなどの少なくとも1つ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35Aに示す電子機器700A、及び、図35B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。また、本発明の一態様の表示装置は、発光部が発する光がレンズを介して取り出されることから、光の取り出し効率が高く、極めて明るい画像を表示することができる。したがって、AR表示が可能な電子機器として用いる場合において、外光が強い場合であっても視認性の良い画像を表示することができる。
 また、表示装置が受光デバイスを有する場合は、当該受光デバイスにより瞳を撮像し、虹彩認証を行うことができる。また、当該受光デバイスにより視線追尾を行うこともできる。視線追尾を行うことにより、使用者の見ている物、位置を特定できるため、電子機器が備える機能の選択、ソフトウェアの実行などを行うことができる。
 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、ジャイロセンサなど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映像信号等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などを検出し、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など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などが可能となる。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、光学方式等、種々の方式のセンサ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35Cに示す電子機器800A、及び、図35D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、図35Cなどにおいては、メガネのつる(テンプルなどともいう。)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、広角など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、検知部とも呼ぶ。)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)など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、又はスピーカなど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35A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35C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35B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35D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など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、マイクなど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は、メガネ型(電子機器700A、及び、電子機器700Bなど)と、ゴーグル型(電子機器800A、及び、電子機器800Bなど)の、どちらに対しても好適である。
 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36A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、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。本発明の一態様の表示装置は、発光部が発する光がレンズを介して取り出されることから、光の取り出し効率が高く、極めて明るい画像を表示することができる。
 図36Bは、筐体6501のマイク6506側の端部を含む断面概略図である。
 筐体6501の表示面側には透光性を有する保護部材6510が設けられ、筐体6501と保護部材6510に囲まれた空間内に、表示パネル6511、光学部材6512、タッチセンサパネル6513、プリント基板6517、バッテリ6518等が配置されている。
 保護部材6510には、表示パネル6511、光学部材6512、及びタッチセンサパネル6513が接着層(図示しない。)により固定されている。当該タッチセンサパネルの機能は、本発明の一態様の表示装置が有する受光デバイスで担うこともできる。本発明の一態様の表示装置が有する受光デバイスは、レンズを介して光を検出する構成であり、光感度が高い特徴を有し、タッチ位置の検出能力に優れている。また、受光デバイスで指紋認証用の画像を取得することもできる。
 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、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル6511が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ6518を搭載することもできる。また、表示パネル6511の一部を折り返して、画素部の裏側にFPC6515との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
 図36C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。本発明の一態様の表示装置は、発光部が発する光がレンズを介して取り出されることから、光の取り出し効率が高く、極めて明るい画像を表示することができる。
 図36C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、受信機及びモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線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など)の情報通信を行うことも可能である。
 図36Dに、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。ノート型パーソナルコンピュータ7200は、筐体7211、キーボード7212、ポインティングデバイス7213、外部接続ポート7214等を有する。筐体7211に、表示部7000が組み込まれている。
 表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態様の表示装置は、発光部が発する光がレンズを介して取り出されることから、光の取り出し効率が高く、極めて明るい画像を表示することができる。
 図36E及び図36Fに、デジタルサイネージの一例を示す。本発明の一態様の表示装置は、発光部が発する光がレンズを介して取り出されることから、光の取り出し効率が高く、極めて明るい画像を表示することができる。
 図36Eに示すデジタルサイネージ7300は、筐体7301、表示部7000、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36F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36E及び図36F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などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。当該タッチパネルは、本発明の一態様の表示装置が有する受光デバイスで構成することもできる。本発明の一態様の表示装置が有する受光デバイスは、レンズを介して光を検出する構成であり、光感度が高い。したがって、感度が高く、タッチ位置の検出能力に優れたタッチパネルとすることができる。
 また、図36E及び図36F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37A乃至図37G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37A乃至図37Gにおいて、表示部9001に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
 図37A乃至図37Gに示す電子機器は、様々な機能を有する。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラム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37A乃至図37Gに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。なお、これらの電子機器に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態様の表示装置は、発光部が発する光がレンズを介して取り出されることから、光の取り出し効率が高く、極めて明るい画像を表示することができる。また、これらの電子機器は、タッチセンサパネルの機能を有することができる。当該タッチセンサパネルの機能は、本発明の一態様の表示装置が有する受光デバイスで担うこともできる。本発明の一態様の表示装置が有する受光デバイスは、レンズを介して光を検出する構成であり、光感度が高い特徴を有し、タッチ位置の検出能力に優れている。また、受光デバイスで指紋認証用の画像を取得することもできる。
 図37Aは、携帯情報端末9101を示す斜視図である。携帯情報端末9101は、例えばスマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末9101は、スピーカ9003、接続端子9006、センサ9007等を設けてもよい。また、携帯情報端末9101は、文字及び画像情報をその複数の面に表示することができる。図37Aでは3つのアイコン9050を表示した例を示している。また、破線の矩形で示す情報9051を表示部9001の他の面に表示することもできる。情報9051の一例としては、電子メール、SNS、電話などの着信の通知、電子メール又はSNSなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、電波強度などがある。又は、情報9051が表示されている位置にはアイコン9050などを表示してもよい。
 図37B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37C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37D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37E乃至図37G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37Eは携帯情報端末9201を展開した状態、図37Gは折り畳んだ状態、図37Fは図37Eと図37Gの一方から他方に変化する途中の状態の斜視図である。携帯情報端末9201は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末9201が有する表示部9001は、ヒンジ9055によって連結された3つの筐体9000に支持されている。例えば、表示部9001は、曲率半径0.1mm以上150mm以下で曲げることができる。
 本実施の形態で述べた電子機器が、本発明の一態様の表示装置を有することで、当該電子機器が有する表示装置は、高い表示品位を有することができる。また、表示の高精細化を図ることができる。また、表示の高解像度化を図ることができる。また、表示の高輝度化を図ることができる。また、光検出機能を高めることができる。また、信頼性を高めることができる。また、歩留まりを高めることができる。
 本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
100A:表示装置、100B: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、100H:表示装置、100:表示装置、101:トランジスタを含む層、103:領域、110a:副画素、110B:副画素、110b:副画素、110c:副画素、110d:副画素、110e:副画素、110G:副画素、110R:副画素、110:画素、111a:画素電極、111b:画素電極、111c:画素電極、111d:画素電極、112a:導電層、112b:導電層、112c:導電層、112d:導電層、113A:膜、113:第1の層、114:共通層、115:共通電極、117:遮光層、118a:マスク層、118A:マスク膜、118b:マスク層、119a:マスク層、119A:マスク膜、120:基板、122:樹脂層、123:導電層、124a:画素、124b:画素、125A:絶縁膜、125:絶縁層、126a:導電層、126b:導電層、126c:導電層、126d:導電層、127a:絶縁膜、127b:絶縁層、127:絶縁層、128:層、129a:導電層、129b:導電層、129c:導電層、129d:導電層、130a:発光デバイス、130B:発光デバイス、130b:発光デバイス、130c:発光デバイス、130G:発光デバイス、130R:発光デバイス、131:保護層、132B:着色層、132G:着色層、132R:着色層、136:マスク、137:マスク、138a:絶縁膜、138b:絶縁層、138:レンズ、140:接続部、142:接着層、150:受光デバイス、151:基板、152:基板、155:第2の層、162:表示部、164:回路、165:配線、166:導電層、172:FPC、173:IC、190a:レジストマスク、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、255a:絶縁層、255b:絶縁層、255c: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、320A:トランジスタ、320B:トランジスタ、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、351:基板、352:指、353:層、355:機能層、357:層、359:基板、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、761:下部電極、762:上部電極、763a:EL層、763b:EL層、763:EL層、764:層、765:層、766:層、767:活性層、768:層、771:発光層、772:発光層、773:発光層、780:層、781:層、782:層、785:電荷発生層、790:層、791:層、792:層、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、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 (9)

  1.  第1の発光デバイスと、前記第1の発光デバイス上に前記第1の発光デバイスと重なる領域を有するレンズと、前記レンズを覆う保護層と、前記保護層上の着色層と、を有し、
     前記第1の発光デバイスは、画素電極と、前記画素電極上のEL層と、前記EL層上の共通電極と、を有し、
     前記EL層は、青色の光を発する第1の発光材料と、青色よりも長波長の光を発する第2の発光材料と、を有し、
     前記レンズの屈折率は、前記共通電極の屈折率よりも大きく、
     前記保護層の屈折率は、前記レンズの屈折率よりも小さい、
     表示装置。
  2.  請求項1において、
     前記表示装置は、前記第1の発光デバイスと隣り合う第2の発光デバイスを有し、
     前記第2の発光デバイスは、前記第1の発光デバイスと同じ構成を有し、前記第1の発光デバイスと、前記第2の発光デバイスと、の間の領域に、絶縁層を有する、
     表示装置。
  3.  請求項2において、
     前記絶縁層は、上面が、凸曲面形状を有する、
     表示装置。
  4.  請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
     前記レンズは、前記共通電極と対向する側に平面を有し、前記着色層と対向する側に凸形状を有する、平凸レンズである、
     表示装置。
  5.  第1の発光デバイスと、前記第1の発光デバイス上に前記第1の発光デバイスと重なる領域を有する第1のレンズと、受光デバイスと、前記受光デバイス上に重なる領域を有する第2のレンズと、前記第1のレンズ及び前記第2のレンズを覆う保護層と、前記保護層上の着色層と、を有し、
     前記第1の発光デバイスは、第1の画素電極と、前記第1の画素電極上のEL層と、前記EL層上の共通電極と、を有し、
     前記EL層は、青色の光を発する第1の発光材料と、青色よりも長波長の光を発する第2の発光材料と、を有し、
     前記受光デバイスは、第2の画素電極と、前記第2の画素電極上の活性層と、前記活性層上の前記共通電極と、を有し、
     前記活性層は、光電変換層としての機能を有し、
     前記第1のレンズ及び前記第2のレンズの屈折率は、それぞれ前記共通電極の屈折率よりも大きく、
     前記保護層の屈折率は、前記第1のレンズ及び前記第2のレンズの屈折率よりも小さい、
     表示装置。
  6.  請求項5において、
     前記表示装置は、前記第1の発光デバイスと前記受光デバイスにそれぞれ隣り合う第2の発光デバイスを有し、
     前記第2の発光デバイスは、前記第1の発光デバイスと同じ構成を有し、前記第1の発光デバイスと前記第2の発光デバイスとの間の領域に第1の絶縁層を有し、前記第2の発光デバイスと前記受光デバイスとの間の領域に、第2の絶縁層を有する、
     表示装置。
  7.  請求項6において、
     前記第1の絶縁層と、前記第2の絶縁層は、同じ材料を有し、第1の絶縁層及び第2の絶縁層の上面が、凸曲面形状を有する、
     表示装置。
  8.  請求項5乃至請求項7のいずれか一において、
     前記第1のレンズと、前記第2のレンズは、前記共通電極と対向する側に平面を有し、前記着色層と対向する側に凸形状を有する、平凸レンズである、
     表示装置。
  9.  請求項1乃至請求項8のいずれか一に記載の表示装置と、光学部材と、を有し、
     前記表示装置は、前記光学部材に表示を投影することができ、
     前記光学部材は、光を透過することができ、前記光学部材を視認することによって、前記光学部材を透過する像と前記表示とが重なる画像を視認することができる、
     電子機器。
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