WO2023067437A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2023067437A1
WO2023067437A1 PCT/IB2022/059710 IB2022059710W WO2023067437A1 WO 2023067437 A1 WO2023067437 A1 WO 2023067437A1 IB 2022059710 W IB2022059710 W IB 2022059710W WO 2023067437 A1 WO2023067437 A1 WO 2023067437A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
pixel
light
film
insulating layer
Prior art date
Application number
PCT/IB2022/059710
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
柳澤悠一
中村太紀
澤井寛美
Original Assignee
株式会社半導体エネルギー研究所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社半導体エネルギー研究所 filed Critical 株式会社半導体エネルギー研究所
Publication of WO2023067437A1 publication Critical patent/WO2023067437A1/ja

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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
    • H05B33/12Light 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
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a display device.
  • one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field.
  • Technical fields of one embodiment of the present invention disclosed in this specification and the like include semiconductor devices, display devices, light-emitting devices, power storage devices, memory devices, electronic devices, lighting devices, input devices, input/output devices, and driving methods thereof. , or methods for producing them, can be mentioned as an example.
  • a semiconductor device refers to all devices that can function by utilizing semiconductor characteristics.
  • Devices that require high-definition display panels include, for example, smartphones, tablet terminals, and notebook computers.
  • stationary display devices such as television devices and monitor devices are also required to have higher definition accompanying higher resolution.
  • devices that require the highest definition include, for example, devices for virtual reality (VR) or augmented reality (AR).
  • VR virtual reality
  • AR augmented reality
  • Display devices that can be applied to display panels typically include liquid crystal display devices, organic EL (Electro Luminescence) elements, light-emitting devices equipped with light-emitting elements such as light-emitting diodes (LEDs), and electrophoretic display devices. Examples include electronic paper that displays by a method or the like.
  • organic EL Electro Luminescence
  • LEDs light-emitting diodes
  • electrophoretic display devices Examples include electronic paper that displays by a method or the like.
  • the basic structure of an organic EL device is to sandwich a layer containing a light-emitting organic compound between a pair of electrodes. By applying a voltage to this device, light can be obtained from the light-emitting organic compound.
  • a display device to which such an organic EL element is applied does not require a backlight, which is required in a liquid crystal display device or the like.
  • Patent Document 1 describes an example of a display device using an organic EL element.
  • Patent Document 2 discloses a display device for VR using an organic EL device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a display device with high display quality.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a display device that can easily achieve high definition.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a display device having both high display quality and high definition.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a display device with low power consumption.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a display device having a novel structure or a method for manufacturing the display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing the above display device with high yield.
  • One aspect of the present invention aims at at least alleviating at least one of the problems of the prior art.
  • One embodiment of the present invention includes a pixel portion and a dummy pixel portion, the dummy pixel portion is a region that does not contribute to display, and the dummy pixel portion is adjacent to the outside of the pixel portion when viewed from above.
  • the pixel portion has a plurality of pixels, each of the plurality of pixels has a light-emitting device, the light-emitting device comprises a pixel electrode, a first layer over the pixel electrode, and a first layer over the pixel electrode.
  • a first layer having a light-emitting layer the common electrode being shared by a plurality of pixels; separated by a first insulating layer containing an inorganic material and a second insulating layer containing an organic material; a side surface of the first layer has a region in contact with the first insulating layer; , the second insulating layer is in contact with the first insulating layer and arranged below the common electrode, the dummy pixel portion has a plurality of dummy pixels, and each of the plurality of dummy pixels is a conductive layer.
  • a side surface of the second layer has a region in contact with the first insulating layer, and in the dummy pixel portion, the second insulating layer
  • the conductive layer has the same material as the pixel electrode, and the second layer has the same material as the light-emitting layer.
  • the common electrode overlaps with the second layer in the plurality of dummy pixels, and the second insulating layer is arranged below the common electrode in the dummy pixel portion.
  • the plurality of pixels are arranged in n columns (n is an integer of 1 or more) in the pixel portion, and the dummy pixel portion is provided on at least one of the columns on both sides of the pixels arranged in n columns. preferably.
  • the plurality of pixels are arranged in n columns (n is an integer of 1 or more) in the pixel portion, and the dummy pixel portion is arranged in at least one of the columns on both sides of the pixels arranged in n columns, Two or more rows are preferably provided.
  • the plurality of pixels are arranged in m rows (m is an integer of 1 or more) in the pixel portion, and the dummy pixel portion is arranged in at least one of the rows above and below the pixels arranged in m rows, Two or more rows are preferably provided.
  • the conductive layer preferably has the same lamination structure as the pixel electrode.
  • a display device with high display quality can be provided.
  • a highly reliable display device can be provided.
  • a display device that can easily achieve high definition can be provided.
  • a display device having both high display quality and high definition can be provided.
  • a display device with low power consumption can be provided.
  • a display device having a novel structure or a method for manufacturing the display device can be provided. Also, a method for manufacturing the display device described above with a high yield can be provided. According to one aspect of the present invention, at least one of the problems of the prior art can be at least alleviated.
  • FIG. 1A and 1B are top views showing an example of a display device.
  • 2A and 2B are top views showing an example of a display device.
  • FIG. 3 is a top view showing an example of the display device.
  • FIG. 4 is a top view showing an example of the display device.
  • FIG. 5A is a top view showing an example of a pixel.
  • 5B to 5D are top views showing examples of dummy pixels.
  • FIG. 6 is a top view showing an example of the display device.
  • 7A to 7C are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • 8A to 8C are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • 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.
  • 11A and 11B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 12A and 12B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 13A and 13B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 14A and 14B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 15A to 15F are top views showing examples of pixels.
  • 16A to 16H are top views showing examples of pixels.
  • 17A to 17J are top views showing examples of pixels.
  • 18A to 18D are top views showing examples of pixels.
  • 18E to 18G are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • 19A and 19B are perspective views showing an example of a display device.
  • 20A to 20E are top views showing an example of the configuration of the display module.
  • 21A and 21B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view 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 perspective view showing an example of a display device.
  • 28A is a cross-sectional view showing an example of a display device
  • 28B and 28C are cross-sectional views showing examples of transistors
  • FIG. 28D is a cross-sectional view showing an example of a display device
  • FIG. 29A is a block diagram showing an example of a display device.
  • 29B to 29D are diagrams showing examples of pixel circuits.
  • 30A to 30D are diagrams illustrating examples of transistors.
  • 31A to 31F are diagrams showing configuration examples of light-emitting devices.
  • 32A to 32D are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 33A to 33F are diagrams showing examples of electronic devices.
  • 34A to 34G are diagrams showing examples of electronic devices.
  • 35A and 35B are top views showing an example of a display device.
  • a display device may be read as an electronic device.
  • a display device which is one mode of a display device, has a function of displaying (outputting) an image or the like on a display surface. Therefore, a display device is one aspect of an output device.
  • the substrate of the display device is attached with a connector such as FPC (Flexible Printed Circuit) or TCP (Tape Carrier Package), or the substrate is mounted with a COG (Chip On Glass) method, etc. is sometimes called a display module.
  • the display device may be referred to as a display panel.
  • film and “layer” can be used interchangeably.
  • conductive layer or “insulating layer” may be interchangeable with the terms “conductive film” or “insulating film.”
  • an EL layer is a layer provided between a pair of electrodes of a light-emitting device (also referred to as a light-emitting element) and containing at least a light-emitting substance (also referred to as a light-emitting layer), or a laminate including a light-emitting layer.
  • a device manufactured using a metal mask or FMM may be referred to as a device with an MM (metal mask) structure.
  • a device manufactured without using a metal mask or FMM may be referred to as a device with an MML (metal maskless) structure.
  • 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 as two or three functions of the carrier injection layer, the carrier transport layer, and the carrier block layer.
  • One embodiment of the present invention is a display device having a display portion capable of full-color display.
  • the display unit has first sub-pixels and second sub-pixels that emit different colors of light.
  • the first subpixel has a first light emitting device that emits light of a first color and the second subpixel has a second light emitting device that emits light of a different color than the first light emitting device. have.
  • the first light emitting device and the second light emitting device comprise at least one different material, for example different light emitting materials.
  • the display device of one embodiment of the present invention uses light-emitting devices that are separately manufactured for each emission color.
  • a structure in which light-emitting layers are separately formed or painted separately for light-emitting devices of each color is sometimes called an SBS (side-by-side) structure.
  • SBS side-by-side
  • 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.
  • an island shape indicates a state in which two or more layers using the same material formed in the same step are physically separated.
  • 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 a vacuum evaporation method using a metal mask (also referred to as a shadow mask).
  • a metal mask also referred to as a shadow 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.
  • a first layer (which can be referred to as an EL layer or part of an EL layer) including a light-emitting layer that emits light of a first color is formed over one surface.
  • a first mask layer is formed on the first layer.
  • a first resist mask is formed over the first mask layer, and the first layer and the first mask layer are processed using the first resist mask, thereby forming an island-shaped first layer.
  • a second layer (which can be referred to as an EL layer or part of an EL layer) including a light-emitting layer that emits light of a second color is covered with a second mask layer. and an island shape using a second resist mask.
  • the mask layer is positioned above at least the light-emitting layer (more specifically, among the layers constituting the EL layer, the layer is processed into an island shape) and is used during the manufacturing process. , has a function of protecting the light-emitting layer.
  • a method of processing using a photolithography method right above the light-emitting layer can be considered.
  • the light-emitting layer may be damaged (damage due to processing, etc.), and the reliability may be significantly impaired.
  • a layer positioned above the light-emitting layer for example, a carrier-transporting layer, a carrier-blocking layer, or a carrier-injecting layer, more specifically an electron-transporting layer
  • a method in which a mask layer or the like is formed on a hole blocking layer, an electron injection layer, or the like, and the light emitting layer is processed into an island shape By applying the method, a highly reliable display device can be provided.
  • an island-shaped EL layer manufactured by a method for manufacturing a display device of one embodiment of the present invention or an island-shaped layer formed of part of an EL layer is formed using a metal mask with a fine pattern. Instead, it is formed by forming a film that will become the EL layer or a film that will become a part of the EL layer over one surface and then processing the film. 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.
  • an island-shaped EL layer or an island-shaped layer formed of a part of the EL layer can be separately formed for each color, a display device with extremely vivid, high-contrast, and high-quality display can be realized.
  • the island-shaped EL layer or part of the EL layer can be removed during the manufacturing process of the display device. Damage to the island-shaped layer can be reduced, and the reliability of the light-emitting device can be improved.
  • the distance between adjacent light-emitting devices can be narrowed down to 1 ⁇ m or less.
  • the distance between adjacent light emitting devices can be narrowed to 500 nm or less, 200 nm or less, 100 nm or less, or even 50 nm or less.
  • the aperture ratio can be brought close to 100%.
  • the aperture ratio can be 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or even 90% or more, and less than 100%.
  • the pattern of the island-shaped EL layer or the island-shaped layer itself formed of part of the EL layer can be made much smaller than when a metal mask is used.
  • the thickness of the pattern varies between the center and the edge.
  • the effective area that can be used as the light emitting region is smaller than the area.
  • an island-shaped EL layer or an island-shaped layer composed of a part of the EL layer can be formed with a uniform thickness. . Therefore, almost the entire area of even a fine pattern can be used as a light emitting region. Therefore, a display device having both high definition and high aperture ratio can be manufactured.
  • the EL layer or the EL layer is formed. It is preferable to form a mask layer on the island-shaped layer consisting of a part. Then, a resist mask is formed over the mask layer, and the EL layer or part of the EL layer and the mask layer are processed using the resist mask, so that the island-shaped EL layer or part of the EL layer is formed. It is preferable to form island-shaped layers.
  • the layers included in the EL layer include a light emitting layer, a carrier injection layer (hole injection layer and electron injection layer), a carrier transport layer (hole transport layer and electron transport layer), and a carrier block layer (hole block layer and electron block layer).
  • a carrier injection layer hole injection layer and electron injection layer
  • a carrier transport layer hole transport layer and electron transport layer
  • a carrier block layer hole block layer and electron block layer
  • 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 color.
  • a carrier injection layer and a common electrode can be formed in common for each color.
  • 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 commonly for each color, the common electrode is in contact with the side surface of the EL layer or the side surface of the pixel electrode. there is a risk of
  • the display device of one embodiment of the present invention includes an insulating layer covering at least side surfaces of the island-shaped light-emitting layer.
  • the insulating layer may cover part of the top surface of the island-shaped light-emitting layer.
  • the side surface of the island-shaped light-emitting layer as used herein refers to a surface of the interface between the island-shaped light-emitting layer and another layer that is not parallel to the substrate (or the surface on which the light-emitting layer is formed). Also, it is not necessarily a mathematically exact plane or curved surface.
  • the insulating layer is provided thinly.
  • the insulating layer is subjected to treatment such as heat treatment during manufacturing of the display device of one embodiment of the present invention, and the treatment may cause shrinkage of the insulating layer. Stress due to shrinkage of the insulating layer may be applied to each layer constituting the light emitting device. In such a case, if the insulating layer is too thick, the stress increases, and peeling may occur at the interface between the layers constituting the light emitting device. By providing a thin insulating layer, peeling can be suppressed and the reliability of the light-emitting device can be improved.
  • the thickness of the adjacent insulating layer may be thicker than in a light-emitting device in which the top surface of the EL layer is high. . In this way, variations occur in the thickness of the insulating layer. In addition to the thickness, if unevenness occurs in the film, for example, there is a concern that variations in top surface shape may occur in addition to variations in thickness.
  • the heights of the top surfaces of the island-shaped EL layers or the island-shaped layers formed of part of the EL layers included in adjacent light-emitting devices are approximately the same, so that the insulating layer is covered with the insulating layer.
  • the unevenness of the formation surface can be made uniform, and the thickness of the insulating layer can be uniformly thinned.
  • an island-shaped EL layer included in the first light-emitting device or an island-shaped EL layer formed of part of the EL layer is included in the first light-emitting device.
  • the island-shaped EL layer of the second light-emitting device is thinner than the island-shaped EL layer of the second light-emitting device or the island-shaped layer consisting of part of the EL layer, the pixel electrode of the first light-emitting device and the first insulating layer, and the upper surface of the pixel electrode of the first light emitting device is higher than the upper surface of the pixel electrode of the second light emitting device, It is possible to reduce the height difference between the island-shaped EL layers of two adjacent light-emitting devices or the top surfaces of the island-shaped layers formed of parts of the EL layers.
  • the above-described insulating layer covering the side surface of the island-shaped EL layer or the island-shaped layer formed of part of the EL layer preferably functions as a barrier insulating layer against at least one of water and oxygen.
  • the insulating layer preferably has a function of suppressing diffusion of at least one of water and oxygen.
  • the insulating layer preferably has a function of capturing or fixing at least one of water and oxygen (also referred to as gettering).
  • a barrier insulating layer means an insulating layer having a barrier property.
  • barrier property refers to a function of suppressing diffusion of a corresponding substance (also referred to as low permeability).
  • the corresponding substance has a function of capturing or fixing (also called gettering).
  • an insulating layer having a function as a barrier insulating layer or a gettering function it is possible to suppress entry of impurities (typically, at least one of water and oxygen) that can diffuse into each light-emitting device from the outside. possible configuration. 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
  • a display device of one embodiment of the present invention includes a pixel electrode functioning as an anode, and an island-shaped hole-injection layer, a hole-transport layer, a light-emitting layer, and an electron layer provided in this order on the pixel electrode.
  • a common electrode provided on the electron injection layer and functioning as a cathode;
  • a display device of one embodiment of the present invention includes a pixel electrode functioning as a cathode, and an island-shaped electron-injection layer, an electron-transport layer, a light-emitting layer, and a positive electrode which are provided in this order over the pixel electrode.
  • a hole-injection layer, an electron-injection layer, or the like is often a layer having relatively high conductivity among EL layers.
  • the side surfaces of these layers are covered with the insulating layer; therefore, contact with a common electrode or the like can be suppressed. Therefore, short-circuiting of the light-emitting device can be suppressed, and the reliability of the light-emitting device can be improved.
  • the island-shaped EL layer or the insulating layer covering the side surface of the island-shaped layer formed of part of the EL layer may have a single-layer structure or a stacked-layer structure.
  • the insulating layer can be used as a protective insulating layer for an island-shaped EL layer or an island-shaped layer formed of a part of the EL layer. .
  • the protective insulating layer preferably covers part of the top surface of the island-shaped EL layer or the island-shaped layer formed of part of the EL layer.
  • the mask layer may remain between the protective insulating layer and the top surface of the island-shaped EL layer or the island-shaped layer formed of part of the EL layer.
  • the mask layer is preferably an insulating layer using an inorganic material, like the protective insulating film.
  • the first insulating layer is formed in contact with an island-shaped EL layer or an island-shaped layer formed of part of an EL layer, and therefore an inorganic insulating material is used. It is preferable to form In particular, it is preferable to use an atomic layer deposition (ALD) method, which causes less film damage.
  • ALD atomic layer deposition
  • the inorganic insulating layer is formed using a sputtering method, a chemical vapor deposition (CVD) method, or a plasma enhanced CVD (PECVD) method, which has a higher film formation rate than the ALD method. preferably formed. Accordingly, a highly reliable display device can be manufactured with high productivity.
  • the second insulating layer is preferably formed using an organic material so as to planarize the concave portion formed in the first insulating layer.
  • an aluminum oxide film formed by an ALD method can be used as the first insulating layer, and an organic resin film can be used as the second insulating layer.
  • the organic resin it is preferable to use, for example, a photosensitive acrylic resin.
  • organic solvents and the like that may be contained in the organic resin film may damage the EL layer.
  • an inorganic insulating film such as an aluminum oxide film formed by an ALD method as the first insulating layer, the organic resin film and the side surface of the EL layer are not in direct contact with each other. This can prevent the EL layer from being dissolved by the organic solvent.
  • the display device of one embodiment of the present invention it is not necessary to provide an insulating layer covering the end portion of the pixel electrode between the pixel electrode and the EL layer; can. Therefore, it is possible to achieve high definition or high resolution of the display device. 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. By reducing the viewing angle dependency, it is possible to improve the visibility of the image on the display device.
  • 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 display device of one embodiment of the present invention includes a pixel portion and a dummy pixel portion.
  • the pixel portion has a plurality of pixels.
  • the dummy pixel section has a plurality of dummy pixels.
  • the dummy pixel has a conductive layer formed by processing the same conductive film as the pixel electrode of the pixel. Since the conductive layer is formed by processing the same conductive film as the pixel electrode, the conductive layer is called a pixel electrode in this specification and the like. Note that the pixel electrode of the dummy pixel may not function as an electrode. Specifically, for example, a pixel electrode included in a dummy pixel may not be electrically connected to wiring and a circuit included in a display device.
  • the pixel electrodes of the dummy pixels are preferably formed from the same conductive film as the pixel electrodes of the pixels. In some cases, the pixel electrode of the dummy pixel has substantially the same top surface shape as the pixel electrode of the pixel. Alternatively, the pixel electrode of the dummy pixel may have a shape different from that of the pixel electrode of the pixel.
  • the top surface shape refers to, for example, a top view shape.
  • the corners may be rounded.
  • the pixel electrodes of the dummy pixels are preferably formed from the same conductive film as the pixel electrodes of the pixels.
  • the pixel electrode of the dummy pixel may have approximately the same thickness as the pixel electrode of the pixel.
  • a pixel has an EL layer.
  • the pixel has an island-shaped layer including at least part of the EL layer.
  • an island-shaped layer including at least part of an EL layer is sometimes referred to as an island-shaped organic layer included in a pixel.
  • the island-shaped organic layer may contain an inorganic material.
  • an island-shaped layer including at least part of the EL layer, which the pixel has, preferably has a light-emitting layer.
  • a dummy pixel has an EL layer. Also, the dummy pixel has an island-shaped layer including at least part of the EL layer.
  • the island-shaped layer including at least part of the EL layer of the dummy pixel is preferably formed from the same film as the island-shaped layer of the pixel including at least part of the EL layer.
  • the island-shaped layer including at least part of the EL layer of the dummy pixel may have approximately the same thickness as the island-shaped layer of the pixel including at least part of the EL layer. Further, the island-shaped layer including at least part of the EL layer of the dummy pixel may have the same top surface shape as the island-shaped layer including at least part of the EL layer of the pixel. Alternatively, the island-shaped layer of the dummy pixel may have a different shape from the island-shaped layer of the pixel.
  • each pixel when each pixel has subpixels corresponding to three different colors (a first subpixel, a second subpixel, and a third subpixel), dummy pixels are also included. There may be three different types of sub-pixels (first dummy sub-pixel, second dummy sub-pixel, and third dummy sub-pixel). For example, each of the three types of sub-pixels included in the dummy pixel has an EL layer including luminescent layers corresponding to three different luminescent colors. Note that the term “pixel” in this specification and the like may refer to a sub-pixel.
  • Each of the first sub-pixel, the second sub-pixel, and the third sub-pixel has an island-shaped organic layer.
  • the island-shaped organic layer included in the sub-pixel preferably includes a light-emitting layer.
  • the first sub-pixel, the second sub-pixel, and the third sub-pixel have, for example, light-emitting layers exhibiting different colors.
  • the first dummy sub-pixel is preferably formed from the same film as the island-shaped layer including at least part of the EL layer, which the first sub-pixel has.
  • the island-shaped layer of the second dummy sub-pixel is preferably formed from the same film as the island-shaped layer including at least part of the EL layer of the second sub-pixel.
  • the island-shaped layer of the third dummy sub-pixel is preferably formed from the same film as the island-shaped layer including at least part of the EL layer of the third sub-pixel.
  • layers formed from the same film may have approximately the same thickness.
  • the approximately same thickness is, for example, the difference in thickness between two layers formed from the same film is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, of the thickness of one layer. , 10% or less.
  • FIG. 1A shows a top view of the display device 100.
  • the display device 100 has a pixel section 284 in which a plurality of pixels 110 are arranged, a dummy pixel section 294 outside the pixel section 284 , and a connection section 140 outside the pixel section 284 and the dummy pixel section 294 .
  • a plurality of pixels 110 are arranged in a matrix in the pixel portion 284 .
  • a plurality of dummy pixels 51 are arranged in the dummy pixel portion 294 .
  • the connection portion 140 can also be called a cathode contact portion.
  • the dummy pixel section 294 is, for example, a non-display area that does not contribute to display.
  • the fact that the dummy pixel section 294 does not contribute to the display means that, for example, the dummy pixel of the dummy pixel section 294 does not emit light even if a voltage is applied to the laminated structure having the EL layer sandwiched between the conductive layers.
  • a pixel included in a dummy pixel portion it means that a layered structure having an EL layer sandwiched between conductive layers does not have a function of emitting light.
  • it refers to a state in which the pixels included in the dummy pixel portion are shielded from light. Light shielding can be performed, for example, by providing a light shielding portion overlapping the dummy pixel portion.
  • 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 orthogonal (see FIG. 1B).
  • the display device 100 has a display section.
  • a display portion in the display device 100 is a region in which an image is displayed in the display device 100 and a region in which light from each pixel provided in the pixel portion 284 can be viewed.
  • each pixel included in the dummy pixel portion 294 preferably does not emit light.
  • the laminated structure preferably does not function as a light emitting device.
  • the area including the dummy pixel portion 294 may be called a display portion.
  • the pixels of the dummy pixel portion 294 have a light emitting device and the light emitting device emits light, at least part of the light emitted by the dummy pixel portion 294 may be blocked in the display device 100 .
  • FIG. 1B shows a pixel portion 284 and a dummy pixel portion 294 arranged outside the pixel portion 284 .
  • a plurality of pixels 110 are arranged in a matrix in the pixel portion 284 .
  • a plurality of dummy pixels 51 are arranged in the dummy pixel portion 294 .
  • the plurality of pixels 110 included in the pixel section 284 are arranged in n columns, for example.
  • the dummy pixel section 294 is provided in at least one of columns on both sides of the plurality of pixels 110 arranged in n columns.
  • dummy pixels 51 of j columns are arranged on the right side of the plurality of pixels 110 arranged in n columns.
  • k columns of dummy pixels 51 are arranged on the left side of the plurality of pixels 110 arranged in n columns.
  • j columns of dummy pixels 51 are arranged on the right side of the plurality of pixels 110 arranged in n columns, and k columns of dummy pixels are arranged on the left side.
  • the plurality of pixels 110 included in the pixel unit 284 are arranged in m rows, for example.
  • the dummy pixel section 294 is provided in at least one of the rows above and below the plurality of pixels 110 arranged in m rows.
  • h rows of dummy pixels 51 are arranged on the plurality of pixels 110 arranged in m rows.
  • i rows of dummy pixels 51 are arranged below the plurality of pixels 110 arranged in m rows.
  • h rows of dummy pixels 51 are arranged above the plurality of pixels 110 arranged in m rows, and i rows of dummy pixels are arranged below.
  • n and n are each an integer of 1 or more.
  • h, i, k, and j are each an integer of 1 or more, preferably an integer of 2 or more, more preferably an integer of 3 or more, for example an integer of 10 or more.
  • each layer such as a pixel electrode and an EL layer that constitute a light-emitting device can be formed by, for example, forming a film to be each layer and etching to remove a part of the film. can.
  • a fine pattern can be formed by etching using a mask, and the device can be miniaturized.
  • the etching rate may vary depending on the shape of the pattern, the size of the pattern, the density when a plurality of patterns are arranged, the ratio of the masked area to the unmasked area, the length of the outer circumference of the pattern, and the like.
  • the adhesion of the film may change depending on the pattern of the formation surface. Since a region with a significantly different pattern is provided in the vicinity of the region where the light emitting device is formed, there is a concern that the adhesion of the film in the region where the light emitting device is formed may change and peeling of the film may occur. In particular, when the adhesion between the pixel electrode and the organic layer is low, the peeling of the film degrades the performance of the light-emitting device or inhibits the light-emitting function.
  • each layer constituting the light emitting device of the pixel portion 284 can be stably etched.
  • a plurality of dummy pixels 51 are arranged along the rows or columns in which the plurality of pixels 110 are arranged. It can also be expressed that the pixels 110 and the dummy pixels 51 are arranged in a matrix over the pixel portion 284 and the dummy pixel portion 294 .
  • the influence of the peripheral region of the pixel portion 284 is suppressed and the process of forming the light emitting device is stabilized. can be done. Therefore, the display quality of the display device 100 can be improved. Also, the reliability of the display device 100 can be improved. In addition, the characteristics of the light-emitting device included in the display device 100 can be improved.
  • the dummy pixels 51 are preferably arranged along the rows or columns in which the pixels 110 are arranged, but they may be arranged at slightly shifted positions. In that case, for example, if the X-direction spacing and the Y-direction spacing between the plurality of adjacent dummy pixels 51 are substantially the same as the X-direction spacing and the Y-direction spacing between the plurality of adjacent pixels 110, good.
  • the dummy pixels 51 need to be formed in the same pattern as the pixels 110 .
  • the dummy pixel 51 may have a configuration that does not include part of the layers of the pixel 110 .
  • the dummy pixel 51 has, for example, a pixel electrode and an EL layer. Also, the dummy pixel 51 may have only part of the EL layer.
  • the dummy pixel 51 may have, for example, a pixel electrode having a top surface shape substantially the same as that of the pixel electrode of the pixel 110 .
  • the pixel electrode of the dummy pixel 51 may have substantially the same area as the pixel electrode of the pixel 110 when viewed from above.
  • the difference between the area of the pixel electrode of the pixel 110 when viewed from the top and the area of the pixel electrode of the dummy pixel 51 when viewed from the top is 30% or less of the area of the pixel electrode of the pixel 110 when viewed from the top. is preferred, 20% or less is more preferred, and 10% or less is even more preferred.
  • FIG. 1A shows an example in which the connection portion 140 is provided so as to surround the four sides of the display portion in a top view, but the present invention is not particularly limited.
  • 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.
  • the connecting portion 140 may be provided along three sides.
  • 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.
  • the display device 100 may have a dummy pixel portion 295 outside the dummy pixel portion 294 .
  • the dummy pixel section 295 has a plurality of dummy pixels 52 . Note that the dummy pixels 52 are different in shape from the dummy pixels 51 .
  • FIG. 3 shows a pixel section 284 , a dummy pixel section 294 arranged outside the pixel section 284 , and a dummy pixel section 295 arranged outside the dummy pixel section 294 .
  • a plurality of dummy pixels 52 are arranged in the dummy pixel portion 295 .
  • FIG. 3 shows an example in which the area of the dummy pixel 52 is larger than the area of the dummy pixel 51 .
  • the dummy pixel 52 has, for example, a more simplified configuration than the dummy pixel 51 .
  • the dummy pixel portion 295 can be configured to have a wider minimum line width than the dummy pixel portion 294 .
  • the dummy pixel portion 295 may be manufactured at a lower cost than the dummy pixel portion 294, for example.
  • the dummy pixel section 295 can form a pattern using, for example, an exposure device with a lower resolution than the dummy pixel section 294 .
  • a dummy pixel electrode included in the dummy pixel 52 may have a top surface shape that is more simplified than that of the dummy pixel 51 .
  • the upper surface shape of the dummy pixel electrode of the dummy pixel 52 is, for example, a square. Or for example rectangular. Or for example a square. Or for example circular, or oval.
  • the dummy pixel 52 it is not necessary to form the EL layer or a layer formed of part of the EL layer in an island shape. Also, the dummy pixel 52 may not have an EL layer.
  • Each pixel included in the dummy pixel section 295 preferably does not emit light.
  • the laminated structure preferably does not function as a light emitting device.
  • the plurality of dummy pixels 52 are preferably arranged in a matrix.
  • the plurality of dummy pixels 52 are arranged at intervals in the X direction and at intervals in the Y direction that are different from the intervals of the plurality of pixels 110 arranged in the pixel section 284 .
  • FIG. 3 shows an example in which the plurality of dummy pixels 52 are arranged along the X direction or along the Y direction. can be arranged along Alternatively, the plurality of dummy pixels 52 may be arranged along a line forming an angle of 45° or less with the Y axis.
  • the plurality of dummy pixels 52 may be arranged radially.
  • the display device 100 may have a configuration in which the dummy pixel portion 294 is omitted.
  • the dummy pixel section 294 is not provided outside the pixel section 284 and the dummy pixel section 295 is arranged adjacent to the outside of the pixel section 284 .
  • the dummy pixel portion may be called an adhesion improving region.
  • the dummy pixel portion may be called a region having an adhesion improving layer.
  • the dummy pixel portion is sometimes called a high adhesion region or an anchoring region.
  • the dummy pixel portion can be expressed as, for example, a region in which patterned conductive layers are arranged.
  • the dummy pixel portion can be expressed as, for example, a region in which a plurality of island-shaped conductive layers are arranged.
  • the dummy pixel portion can be expressed as, for example, a region in which a plurality of island-shaped conductive layers and EL layers on the island-shaped conductive layers are arranged.
  • FIGS. 35A and 35B show enlarged views of the area enclosed by the two-dot chain line in FIG. 2B.
  • the dummy pixels 52 included in the dummy pixel section 295 are provided close to the connection section 140 . Further, as shown in FIG. 35B, in the region inside the connecting portion 140, the dummy pixels 52 may not be arranged near the corners. For example, the dummy pixels 52 may not be arranged within 20 ⁇ m from the corner.
  • FIG. 4 shows a top view of the display device 100 including an enlarged view of the area 181 surrounded by the dashed line in FIG. 1B.
  • a stripe arrangement is applied to the pixels 110 shown in FIG.
  • a pixel 110 shown in FIG. 4 is composed of three sub-pixels, a sub-pixel 110a, a sub-pixel 110b, and a sub-pixel 110c.
  • Sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, and sub-pixel 110c have light-emitting devices that emit different colors of light.
  • FIG. 4 shows sub-pixels of 2 rows and 6 columns, which form the pixels 110 of 2 rows and 2 columns.
  • the sub-pixels 110a, 110b, and 110c include sub-pixels of three colors of red (R), green (G), and blue (B), and three colors of yellow (Y), cyan (C), and magenta (M). sub-pixels and the like. Also, the number of types of sub-pixels is not limited to three, and may be four or more.
  • the four sub-pixels are R, G, B, and white (W) sub-pixels, R, G, B, and Y sub-pixels, and R, G, B, infrared light ( IR), four sub-pixels, and so on.
  • the dummy pixel 51 shown in FIG. 4 is composed of three dummy sub-pixels, a dummy sub-pixel 51a, a dummy sub-pixel 51b, and a dummy sub-pixel 51c.
  • the dummy sub-pixels are arranged adjacent to the right side and above the sub-pixels of 2 rows and 6 columns.
  • Dummy sub-pixels 51a, dummy sub-pixels 51b, and dummy sub-pixels 51c each comprise, for example, a dummy light emitting device.
  • the dummy light-emitting device may have a configuration similar to that of the light-emitting devices included in the subpixels 110a, 110b, 110c, and so on.
  • the dummy light emitting device may not be electrically connected to the driving circuit of the display device. Also, the dummy light emitting device may not receive a signal from the driving circuit. Also, a common electrode may not be provided on the dummy light emitting device.
  • FIG. 5A shows an example of a top view of the pixel 110.
  • FIG. Sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, and sub-pixel 110c preferably each have a light emitting device.
  • Each light emitting device has a pixel electrode, an EL layer and a common electrode.
  • Subpixel 110a has light emitting device 130a
  • subpixel 110b has light emitting device 130b
  • subpixel 110c has light emitting device 130c. Details of the configurations of the light emitting device 130a, the light emitting device 130b, and the light emitting device 130c will be described later.
  • the light emitting device 130a (not shown in FIG. 5A) has a pixel electrode 111a and a layer 113a over the pixel electrode.
  • the light emitting device 130b (not shown in FIG. 5A) has a pixel electrode 111b and a layer 113b over the pixel electrode.
  • Light emitting device 130c (not shown in FIG. 5A) has a pixel electrode 111c and a layer 113c over the pixel electrode.
  • Each of the layers 113a, 113b, and 113c is an island-shaped layer that includes at least part of the EL layer and preferably includes the light-emitting layer.
  • FIG. 5B shows an example of a top view of the dummy pixel 51.
  • Dummy sub-pixels 51a, dummy sub-pixels 51b, and dummy sub-pixels 51c preferably have dummy light emitting devices 58a, dummy light emitting devices 58b, and dummy light emitting devices 58c, respectively.
  • the dummy light emitting device 58a (not shown in FIG. 5B) has a pixel electrode 111e and a layer 113e over the pixel electrode.
  • the dummy light emitting device 58b (not shown in FIG. 5B) has a pixel electrode 111f and a layer 113f over the pixel electrode.
  • Dummy light emitting device 58c (not shown in FIG. 5B) has a pixel electrode 111g and a layer 113g over the pixel electrode.
  • the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the pixel electrode 111c have substantially the same top surface shape as the pixel electrode 111e, the pixel electrode 111f, and the pixel electrode 111g, respectively.
  • the pixel electrode of the dummy light emitting device may not function as an electrode.
  • a pixel electrode included in a dummy pixel may not be electrically connected to wiring and a circuit included in a display device.
  • the pixel electrode 111e and the pixel electrode 111a are formed by processing the same conductive film, for example.
  • the pixel electrode 111f and the pixel electrode 111b are formed by processing the same conductive film, for example.
  • the pixel electrode 111g and the pixel electrode 111c are formed by processing the same conductive film, for example.
  • Pixel electrodes obtained by processing the same conductive film preferably have approximately the same thickness.
  • the difference in thickness between two pixel electrodes obtained by processing the same conductive film is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, and 10% or less of the thickness of one pixel electrode. is more preferable.
  • the layers 113e and 113a can be formed by processing the same film
  • the layers 113f and 113b can be formed by processing the same film
  • the layers 113g and 113c can be formed by processing the same film.
  • the layers 113e, 113f, and 113g may be formed by processing the same film as the layer 113a, that is, a film to be the layer 113a (film 113af described later).
  • layers 113a, 113b, and 113c each have luminescent materials that exhibit different colors
  • layers 113e, 113f, and 113g have luminescent materials that exhibit the same color.
  • the layers 113e, 113f, and 113g may be formed by processing the same film as the layer 113b, that is, a film to be the layer 113b (film 113bf described later).
  • the layers 113e, 113f, and 113g may be formed by processing the same film as the layer 113c, that is, a film to be the layer 113c (film 113cf described later).
  • Two layers fabricated from the same membrane have the same material. Also, two layers fabricated by processing the same film have, for example, the same lamination structure. Also, two layers produced by simultaneously processing the same film are provided on the same layer, for example.
  • layers 113e, 113f, and 113g have substantially the same top surface shape as layers 113a, 113b, and 113c, respectively.
  • the dummy light emitting device may not have the function of emitting light.
  • FIG. 5A shows an example in which the sub-pixel 110a has one island-shaped layer 113a made of a film 113af, but the island-shaped layers 113a of the sub-pixels 110a arranged above and below may be connected to each other. That is, an island-shaped layer covering the plurality of sub-pixels 110a arranged vertically may be formed from the film 113af. Similarly, an island-shaped layer covering a plurality of vertically arranged sub-pixels 110b may be formed from the film 113bf. Similarly, an island-like layer covering a plurality of vertically arranged sub-pixels 110c may be formed from the film 113cf.
  • an island-shaped layer covering the plurality of dummy sub-pixels 51a arranged vertically may be formed from the film 113af.
  • an island-shaped layer covering a plurality of dummy sub-pixels 51b arranged vertically may be formed from the film 113bf.
  • an island-shaped layer covering a plurality of dummy sub-pixels 51c arranged vertically may be formed from the film 113cf.
  • an island-shaped layer covering the plurality of sub-pixels 110a arranged vertically and the plurality of dummy sub-pixels 51a may be formed from the film 113af.
  • an island-shaped layer covering the plurality of sub-pixels 110b arranged vertically and the plurality of dummy sub-pixels 51b may be formed from the film 113bf.
  • an island-shaped layer covering the plurality of sub-pixels 110c arranged vertically and the dummy sub-pixels 51c may be formed from the film 113cf.
  • FIG. 5C shows an example of a top view of the dummy pixel 52.
  • the dummy pixel 52 shown in FIG. 5C has a pixel electrode 111h and a layer 113h.
  • Layer 113h is preferably formed from the same film as any one of layers 113a, 113b, and 113c. Alternatively, layer 113h may be formed from a laminated film of two or more of film 113af, film 113bf, and film 113cf.
  • FIG. 5C shows an example in which the dummy pixel 52 has one island-shaped layer 113h. may cover the plurality of pixel electrodes 111h. Alternatively, the layer 113 h may be connected over the entire dummy pixel portion 295 .
  • FIG. 5D shows, as an example, a configuration in which a layer 113h covers a plurality of pixel electrodes 111h arranged in a matrix.
  • a pixel electrode 111h shown in FIG. 5C has a different shape than the pixel electrodes 111a and the like shown in FIG. 5A.
  • the pixel electrode 111a has a shape longer in the Y direction than the pixel electrode 111h.
  • the area of the pixel electrode 111h is different from the area of the pixel electrode 111a.
  • the pixel electrode 111h shown in FIG. 5C has a larger area in top view than the pixel electrode 111a and the like shown in FIG. 5A.
  • the area of the pixel electrode 111h is preferably 0.6 to 300 times the area of the pixel electrode 111a, more preferably 2 to 100 times.
  • the layer 113h is a layer including at least part of the EL layer.
  • the layer 113h can be formed by processing the same film as any of the layers 113a, 113b, and 113c.
  • the conductive film 111af is formed over the pixel portion 284 , the dummy pixel portion 294 , and the dummy pixel portion 295 .
  • a part of the conductive film 111af is removed by etching or the like, and becomes a pixel electrode 111a, a pixel electrode 111b, a pixel electrode 111c, a pixel electrode 111d, a pixel electrode 111e, a pixel electrode 111f, a pixel electrode 111g, and a pixel electrode 111h.
  • a layer such as the layer 113a is provided over the pixel electrode.
  • the layers 113e and 113a can be formed by processing the same film (hereinafter referred to as film 113af).
  • the layer 113h may also be formed by processing the film 113af.
  • the layers 113a, 113e, and 113h obtained by processing the film 113af preferably have approximately the same thickness.
  • the thickness difference between the layers 113a and 113e and the thickness difference between the layers 113a and 113h are each preferably 30% or less, more preferably 20% or less, of the thickness of the layer 113a. It is more preferably 10% or less.
  • the film 113af is formed on the pixel section 284 , the dummy pixel section 294 and the dummy pixel section 295 .
  • the adhesion of the film 113af is determined by the shape of the pixel electrode on the formation surface, the size of the pixel electrode, the density of arrangement of a plurality of pixel electrodes, the length of the outer periphery of the pixel electrode, and the region where the pixel electrode is provided and where it is not provided. depending on the area ratio of the regions, etc.
  • the adhesion of the film 113af is reduced. may decrease.
  • the layers 113a, 113b, and 113c formed on the pixel electrodes are etched in the etching step for processing the layers 113a, 113b, and 113c formed on the pixel electrodes.
  • Over-etching of a layer located there, such as an interlayer film becomes large, and wiring, electrodes, etc., located in the lower layer of the interlayer film may be unintentionally exposed. Therefore, it is preferable that a conductive layer such as a pixel electrode is formed on the interlayer film or the like.
  • the ratio of the area covered by the pattern of the pixel electrode and the area not covered is defined as a ratio Sa.
  • the area covered by the pixel electrode pattern may be calculated using the sum of the areas covered by the pixel electrodes of the respective sub-pixels.
  • the ratio of the area covered by the pattern of the pixel electrode and the area not covered is defined as a ratio Sd1.
  • the area covered by the pixel electrode pattern may be calculated using the sum of the areas covered by the pixel electrodes of the respective dummy sub-pixels.
  • the ratio of the area covered by the pattern of the pixel electrode and the area not covered is defined as a ratio Sd2.
  • the ratio Sd1 and the ratio Sd2 are preferably, for example, 0.5 times or more the ratio Sa.
  • the length La is a value obtained by normalizing the length of the outer periphery of the pixel electrode by the area.
  • the length of the perimeter is, for example, the sum of the lengths of the sides of the pixel electrode.
  • the length Ld1 is a value obtained by normalizing the peripheral length of the pixel electrode by the area.
  • the length Ld2 is a value obtained by normalizing the peripheral length of the pixel electrode by the area.
  • the length Ld1 and the length Ld2 are, for example, 0.5 times or more the length La.
  • 5A, 5B, and 5C each show an example in which the edge of the layer 113 is positioned outside the edge of the pixel electrode 111 when viewed from above, but the edge of the layer 113 is positioned outside the edge of the pixel electrode. It may be configured to be positioned inside the portion.
  • FIG. 4 shows an example in which sub-pixels of different colors are arranged side by side in the X direction and sub-pixels of the same color are arranged side by side in the Y direction.
  • a first column in which the color sub-pixels and the second color sub-pixels are alternately arranged in the Y direction, and a second column in which the third color sub-pixels are arranged in the Y direction. and the first and second rows may be interleaved.
  • the pixels have a rectangular shape, and in one pixel, a sub-pixel of a first color and a sub-pixel of a second color are adjacent in the Y direction, and both sub-pixels are adjacent in the X direction. and a sub-pixel of a third color.
  • the shapes of the pixels 110, the dummy pixels 51, and the dummy pixels 52 are not limited to rectangles. For example, it may have various shapes such as squares, triangles, circles, ovals, and the like.
  • FIG. 7A shows a cross-sectional view between dashed-dotted lines X1-X2 in FIGS. 4 and 5A.
  • FIG. 7B shows a cross-sectional view along dashed-dotted line Z1-Z2 in FIGS. 4 and 5B.
  • FIG. 7C shows an example of a configuration different from that of FIG. 7B.
  • FIG. 9A shows a cross-sectional view along the dashed-dotted line W1-W2 in FIG. 5D.
  • FIG. 9B shows an example of a configuration different from that of FIG. 9A.
  • the display device 100 is provided with insulating layers 255a, 255b, and 255c over the layer 101 including the transistor.
  • Light emitting devices 130a, 130b, 130c, dummy light emitting device 58a, dummy light emitting device 58b, dummy light emitting device 58c, and dummy light emitting device 59 are provided on the insulating layer, and a protective layer 131 covers these light emitting devices and dummy light emitting devices. is provided.
  • the dummy light emitting device 58a is, for example, a dummy light emitting device corresponding to the dummy sub-pixel 51a
  • the dummy light emitting device 58b is, for example, a dummy light emitting device corresponding to the dummy sub-pixel 51b
  • the dummy light emitting device 58c is, for example, a dummy sub-pixel.
  • 51c is a dummy light emitting device.
  • a substrate 120 is bonded onto the protective layer 131 with a resin layer 122 .
  • An insulating layer 125 and an insulating layer 127 on the insulating layer 125 are provided in a region between adjacent light emitting devices.
  • the insulating layer 125 and the insulating layer 127 are preferably provided so as to fill recesses between adjacent light emitting devices.
  • the coverage of the common electrode 115, the common layer 114, and the protective layer 131 can be improved.
  • the insulating layer 125 and the insulating layer 127 a short circuit between the pixel electrode and the common electrode may be suppressed.
  • the insulating layers 125 and 127 are provided with openings in regions overlapping with the pixel electrodes.
  • the upper layer of the light-emitting device is in contact with the island-shaped EL layer or the island-shaped layer formed of part of the EL layer in the openings.
  • a common layer 114 may be provided.
  • the dummy light emitting device may not have the function of emitting light. Therefore, it is not necessary to provide openings in the insulating layers 125 and 127 above the dummy light emitting device. 7B, 9A, 9B, etc., the insulating layer 125 and the insulating layer 127 are not provided with openings. 7B, 9A, 9B, etc., the insulating layer 125 and the insulating layer 127 are provided so as to cover the island-shaped layers 113e, 113f, 113g, and 113h of the dummy light emitting device. A common layer 114 and a common electrode 115 are provided. In FIG.
  • the dummy light emitting device 58a, the dummy light emitting device 58b, and the dummy light emitting device 58c are provided with an insulating layer between the light emitting layer and the common electrode. Therefore, the dummy light emitting device may not have the function of emitting light.
  • the light-emitting device 130a includes a pixel electrode 111a on the insulating layer 255c, an island-shaped layer 113a on the pixel electrode 111a, a common layer 114 on the island-shaped layer 113a, and a common layer 114 on the common layer 114.
  • layer 113a and common layer 114 can be collectively referred to as EL layers.
  • the pixel electrode 111a contacts, for example, the upper surface of the insulating layer 255c in at least part of the light emitting region of the light emitting device 130a.
  • the light-emitting device 130b includes a pixel electrode 111b on the insulating layer 255c, an island-shaped layer 113b on the pixel electrode 111b, a common layer 114 on the island-shaped layer 113b, and a common layer 114 on the common layer 114.
  • layer 113b and common layer 114 can be collectively referred to as EL layers.
  • the pixel electrode 111b is in contact with, for example, the upper surface of the insulating layer 255c.
  • the light-emitting device 130c includes a pixel electrode 111c on the insulating layer 255c, an island-shaped layer 113c on the pixel electrode 111c, a common layer 114 on the island-shaped layer 113c, and a common layer 114 on the common layer 114.
  • layer 113c and common layer 114 can be collectively referred to as EL layers.
  • the pixel electrode 111c is in contact with, for example, the upper surface of the insulating layer 255c.
  • the dummy light-emitting device 58a includes the pixel electrode 111e on the insulating layer 255c, the island-shaped layer 113e on the pixel electrode 111e, the common layer 114 on the island-shaped layer 113e, and the common layer 114 on the common layer 114. and a common electrode 115 .
  • a mask layer 118e is provided to cover the island-shaped layer 113e, an insulating layer 125 is provided on the mask layer 118e, and an insulating layer 127 is provided on the insulating layer 125.
  • Insulating layer 125 and insulating layer 127 are also disposed between layer 113 e and common layer 114 .
  • the mask layer 118e can be formed from a film (a mask film 118af described later) that becomes the mask layer 118a.
  • the dummy light emitting device 58b includes the pixel electrode 111f on the insulating layer 255c, the island-shaped layer 113f on the pixel electrode 111f, the common layer 114 on the island-shaped layer 113f, and the common layer 114 on the common layer 114. and a common electrode 115 .
  • a mask layer 118f is provided to cover the island-shaped layer 113e
  • an insulating layer 125 is provided on the mask layer 118f
  • an insulating layer 127 is provided on the insulating layer 125.
  • Insulating layer 125 and insulating layer 127 are also disposed between layer 113 f and common layer 114 .
  • the mask layer 118f can be formed from a film (mask film 118bf, which will be described later) that will become the mask layer 118b.
  • the dummy light emitting device 58c includes the pixel electrode 111g on the insulating layer 255c, the island-shaped layer 113g on the pixel electrode 111g, the common layer 114 on the island-shaped layer 113g, and the common layer 114 on the common layer 114. and a common electrode 115 .
  • a mask layer 118g is provided to cover the island-shaped layer 113e
  • an insulating layer 125 is provided on the mask layer 118g
  • an insulating layer 127 is provided on the insulating layer 125.
  • Insulating layer 125 and insulating layer 127 are also disposed between layer 113 g and common layer 114 .
  • the mask layer 118g can be formed from a film that becomes the mask layer 118c.
  • FIG. 7B shows an example in which the island-shaped layer 113 is provided for each dummy light emitting device
  • the layer 113 may be provided over a plurality of dummy light emitting devices.
  • FIG. 7C shows an example in which layer 113e is provided over dummy light emitting devices 58a, 58b, and 58c.
  • a dummy light emitting device 59 shown in FIG. 9A is, for example, a dummy light emitting device corresponding to the dummy pixel 52 .
  • the dummy light emitting device 59 has a pixel electrode 111h on the insulating layer 255c, a layer 113h on the pixel electrode 111h, a common layer 114 on the layer 113h, and a common electrode 115 on the common layer 114.
  • FIG. 9A shows an example in which a mask layer 118e is provided to cover the island-shaped layer 113e, an insulating layer 125 is provided on the mask layer 118e, and an insulating layer 127 is provided on the insulating layer 125.
  • the mask layer 118h can be formed from a film (mask film 118af, which will be described later) that becomes the mask layer 118a.
  • the layer 113h may be provided only on some of the dummy light emitting devices 59.
  • FIG. 9B shows an example in which only one of the adjacent dummy light emitting devices 59 is provided with the layer 113h.
  • 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, and light is emitted toward a substrate over which a light-emitting device is formed.
  • a bottom emission type bottom emission type
  • a double emission type dual emission type in which light is emitted from both sides may be used.
  • a stacked-layer structure in which a plurality of transistors are provided over a substrate and an insulating layer is provided to cover the transistors can be applied.
  • An insulating layer over a transistor may have a single-layer structure or a stacked-layer structure. 7A and the like show 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.
  • 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
  • FIG. 1 A structural example of the layer 101 including a transistor will be described later in Embodiments 3 and 4.
  • FIG. 1 A structural example of the layer 101 including a transistor will be described later in Embodiments 3 and 4.
  • FIG. 1 A structural example of the layer 101 including a transistor will be described later in Embodiments 3 and 4.
  • Light emitting devices 130a, 130b, 130c each emit different colors of light.
  • Light-emitting devices 130a, 130b, and 130c are preferably a combination that emits three colors of light, red (R), green (G), and blue (B), for example.
  • Examples of the light-emitting devices 130a, 130b, and 130c include OLEDs (Organic Light Emitting Diodes) and QLEDs (Quantum-dot Light Emitting Diodes).
  • Examples of the light-emitting substance included in the light-emitting device include a substance that emits fluorescence (fluorescent material), a substance that emits phosphorescence (phosphorescent material), and a substance that exhibits thermally activated delayed fluorescence (thermally activated delayed fluorescence: TADF) material. ) and the like.
  • TADF material a material in which a singlet excited state and a triplet excited state are in thermal equilibrium may be used.
  • TADF material has a short emission lifetime (excitation lifetime), it is possible to suppress a decrease in efficiency in a high-luminance region of a light-emitting device.
  • inorganic compounds such as quantum dot materials
  • EL elements can be used as light-emitting substances included in EL elements.
  • a light-emitting device has an EL layer between a pair of electrodes.
  • the EL layer has at least a light-emitting layer.
  • 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.
  • 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 structure of the light-emitting device of this embodiment is not particularly limited, and may be a single structure or a tandem structure.
  • the symbols added to the reference numerals may be omitted and the light-emitting device 130 may be used for description.
  • the layers 113a, 113b, and 113c are also referred to as layers 113 in some cases.
  • the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the pixel electrode 111c may also be described as the pixel electrode 111 in some cases.
  • island-shaped layers provided for each light-emitting device are indicated as layers 113a, 113b, and 113c, and a layer shared by a plurality of light-emitting devices is indicated. Shown as common layer 114 . Note that in this specification and the like, the layers 113a, 113b, and 113c may be referred to as EL layers without including the common layer 114 in some cases.
  • Layers 113a, 113b, and 113c have at least a light-emitting layer.
  • the layer 113a has a light-emitting layer that emits red light
  • the layer 113b has a light-emitting layer that emits green light
  • the layer 113c has a light-emitting layer that emits blue light.
  • Layers 113a, 113b, and 113c are each one of a hole-injection layer, a hole-transport layer, a hole-blocking layer, a charge-generating layer, an electron-blocking layer, an electron-transporting layer, and an electron-injecting layer. You may have more than
  • layers 113a, 113b, and 113c may have a hole-injection layer, a hole-transport layer, a light-emitting layer, and an electron-transport layer. 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 layers 113a, 113b, and 113c 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.
  • Layers 113a, 113b, and 113c preferably have a light-emitting layer and a carrier-transport layer (electron-transport layer or hole-transport layer) over the light-emitting layer.
  • the surfaces of the layers 113a, 113b, and 113c are exposed during the manufacturing process of the display device. Damage to the layer can be reduced. This can improve the reliability of the light emitting device.
  • the layers 113a, 113b, and 113c have, for example, a first light-emitting unit, a charge-generating layer, and a second light-emitting unit.
  • the layer 113a has two or more light-emitting units that emit red light
  • the layer 113b has two or more light-emitting units that emit green light
  • the layer 113c emits blue light.
  • a configuration having two or more light-emitting units is preferable.
  • 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 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 devices 130a, 130b, 130c.
  • the layers 113a to 113c can have different thicknesses.
  • the thickness of each of the layers 113a to 113c may be set according to the optical path length that intensifies the emitted light. Thereby, a microcavity structure can be realized and the color purity in each light emitting device can be enhanced.
  • the thickness of the layer 113 and the like may be set so that the optical path length is m ⁇ /2 (m is a natural number) or its vicinity with respect to the wavelength ⁇ of light obtained from the light emitting layer of the light emitting device.
  • the layer 113a emitting light with the longest wavelength is the layer 113c, which is the thickest and emits light with the shortest wavelength, may be the thinnest.
  • FIG. 7A shows an example in which among the layers 113a to 113c, the layer 113a is the thickest, the layer 113c is the thinnest, and the layer 113b is thinner than the layer 113a and thicker than the layer 113c.
  • the present invention is not limited to this.
  • the layer 113c included in the blue light-emitting device may be the thickest.
  • each layer can be adjusted in consideration of the wavelength of light emitted by each light emitting device, the optical characteristics of the layers constituting the light emitting device, the electrical characteristics of the light emitting device, and the like.
  • the optical path length in the light-emitting device can be adjusted not only by making the layers 113a to 113c different in thickness, but also by making the pixel electrodes 111a to 111c different in thickness.
  • the pixel electrode 111 is a reflective electrode having a laminated structure of a reflective conductive material (reflective conductive film) and a translucent conductive material (transparent conductive film)
  • different colors By making the thickness of the transparent conductive film different between the light-emitting devices exhibiting , it is possible to make the optical path length suitable for each color.
  • the layers 113a to 113c can be formed by processing the same layers, for example.
  • the layers 113a to 113c processed from the same film have approximately the same thickness, for example.
  • FIG. 8A shows an example in which the pixel electrode 111a is the thickest, the pixel electrode 111c is the thinnest, and the pixel electrode 111b is thinner than the pixel electrode 111a and thicker than the pixel electrode 111c.
  • the thickness of the pixel electrode 111 can be different for each sub-pixel. Note that the pixels included in the dummy pixel portion may not have a function of emitting light. Therefore, in the dummy pixel portion 294, as shown in FIG. can also be simplified.
  • an insulating layer 162 is provided over the protective layer 131, an insulating layer 163 is provided over the insulating layer 162, and the light emitting device 130a is provided over the insulating layer 163. It has an overlapping colored layer 165R, a colored layer 165G overlapping with the light emitting device 130b, and a colored layer 165B overlapping with the light emitting device 130c.
  • An organic insulating film with high light-transmitting property can be used for the insulating layer 162 .
  • an organic insulating film for the insulating layer 162 By using an organic insulating film for the insulating layer 162, the influence of unevenness on the lower side of the insulating layer 162 can be alleviated, and the surface on which the insulating layer 163 is formed can be made smooth. As a result, defects such as pinholes are less likely to occur in the insulating layer 163, so that the moisture permeability of the insulating layer 163 can be further enhanced.
  • the protective layer 131 can be referred to.
  • the structure of the protective layer covering the light-emitting device 130 is not limited to this, and may be a single layer structure, a two-layer structure, or a laminated structure of four or more layers.
  • the colored layer 165R transmits red light
  • the colored layer 165G transmits green light
  • the colored layer 165B transmits blue light.
  • the color purity of light emitted from each light emitting element can be increased, and a display device with higher display quality can be realized.
  • a colored layer may be formed on the substrate 120 and attached with an adhesive layer.
  • the structure over the layer 101 including the transistor can be simplified.
  • each colored layer over the insulating layer 163 alignment between each light-emitting unit and each colored layer is easier than in the case where the colored layer is formed over the substrate 120, and extremely high definition can be achieved.
  • a display device can be realized.
  • the pixels included in the dummy pixel portion do not need to have a function of emitting light, so the dummy pixel portion does not need to be provided with a colored layer as shown in FIGS. 8B and 8C.
  • a configuration in which a colored layer is provided in the dummy pixel portion may be employed.
  • the optical path length in the light-emitting device is determined, for example, by the sum of the thicknesses of the transparent conductive film of the pixel electrode 111, the layer 113, and the common layer 114.
  • the drawings and the like in this specification may not show clearly different thicknesses of the layer 113 and the pixel electrode 111 in each light-emitting device, but the thickness is adjusted as appropriate in each light-emitting device. , preferably intensifies the light of the wavelength corresponding to the respective light emitting device.
  • the difference in height between the top surfaces of the layers 113a to 113c is preferably small.
  • the layers 113a to 113c may have substantially the same top surface height.
  • the insulating layer 127 is provided so as to fill the recesses between the light emitting devices.
  • the depth of the recess is determined, for example, according to the height difference between the top surface of the layer 113 and the top surface of the insulating layer 255c.
  • the in-plane unevenness distribution of the surface on which the insulating layer 127 is formed can be reduced.
  • the shape of the insulating layer 127 can be made into a suitable shape over in-plane. Specifically, for example, variations in the thickness of the insulating layer 127 can be reduced across the plane. In addition, since variations in the thickness of the insulating layer 127 can be reduced over the plane, the thickness of the insulating layer 127 can be reduced.
  • the top surface of the insulating layer 127 is preferably flat, but the surface may have a gently curved shape.
  • the top surface of insulating layer 127 may be convex, concave, or planar.
  • Each end of the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the pixel electrode 111c preferably has a tapered shape.
  • the layers 113a, 113b, and 113c provided along the side surfaces of the pixel electrodes also have tapered shapes.
  • the side surface of the pixel electrode coverage of at least part 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.
  • a tapered shape refers to a shape in which at least a part of the side surface of the structure is inclined with respect to the substrate surface.
  • 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).
  • Layers 113a, 113b, 113c, and the like are not provided in the connecting portion 140 shown in FIGS. 10A and 10B.
  • At least part of the conductive layer 123 is preferably formed using the same material and in the same process as at least one of the pixel electrodes 111a to 111c.
  • a mask layer 118j is provided to cover the end portion of the conductive layer 123.
  • the mask layer 118j can be formed from a film that serves as the mask layer 118a (mask film 118af described below), a film that serves as the mask layer 118b (mask film 118bf that will be described later), or a film that serves as the mask layer 118c.
  • FIG. 10A shows an example in which a common layer 114 is provided over the conductive layer 123 and the conductive layer 123 and the common electrode 115 are electrically connected through the common layer 114 . Also, if the common layer 114 has low conductivity, the common layer 114 may not be provided in the connecting portion 140 . In FIG. 10B, the common layer 114 is not provided, and the conductive layer 123 and the common electrode 115 are directly connected. For example, 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, the common layer 114 and the common electrode 115 are formed into a region where a film is formed. can be changed.
  • a mask also referred to as an area mask or a rough metal mask to distinguish from a fine metal mask
  • FIG. 10A and 10B show an example in which wide openings are provided in the insulating layer 125 and the insulating layer 127 over the conductive layer 123.
  • a plurality of openings may be provided by dividing the insulating layer 127 .
  • a layered structure including a mask layer 118k, an insulating layer 125k over the mask layer 118k, and an insulating layer 127k over the insulating layer 125k is provided over the conductive layer 123.
  • FIG. In the case where the insulating layer 125 k and the insulating layer 127 k are island-shaped, a plurality of stacked layers are provided over the conductive layer 123 .
  • the insulating layer 125 k is formed from an insulating film that will become the insulating layer 125 .
  • the insulating layer 125k may be separated from the insulating layer 125 or may be connected thereto.
  • the insulating layer 127 k is formed from an insulating film that will become the insulating layer 127 .
  • the insulating layer 127k may be separated from the insulating layer 127, or may be connected thereto.
  • the mask layer 118k can be formed from a film (a mask film 118af, which will be described later) that serves as the mask layer 118a.
  • 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.
  • oxide insulating films include silicon oxide films, aluminum oxide films, gallium oxide films, germanium oxide films, yttrium oxide films, zirconium oxide films, lanthanum oxide films, neodymium oxide films, hafnium oxide films, and tantalum oxide films.
  • the nitride insulating film include a silicon nitride film and an aluminum nitride film.
  • the oxynitride insulating film examples include a silicon oxynitride film, an aluminum oxynitride film, and the like.
  • the nitride oxide insulating film examples include a silicon nitride oxide film, an aluminum nitride oxide film, and the like.
  • 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 oxide).
  • ITO In—Sn oxide
  • In—Zn oxide Ga—Zn oxide
  • Al—Zn oxide Al—Zn oxide
  • indium gallium zinc oxide In—Ga—Zn oxide
  • An inorganic film containing a material such as IGZO 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 When the light emitted from the light-emitting device is taken out through the protective layer 131, the protective layer 131 preferably has high transparency to visible light.
  • 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, impurities (such as water and oxygen) entering the EL layer can be suppressed.
  • 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 described later.
  • 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.
  • no insulating layer is provided between the pixel electrode 111a and the layer 113a to cover the edge of the upper surface of the pixel electrode 111a.
  • no insulating layer is provided between the pixel electrode 111b and the layer 113b so as to cover the edge of the upper surface of the pixel electrode 111b. 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.
  • the mask layer 118a is positioned on the layer 113a of the light emitting device 130a
  • the mask layer 118b is positioned on the layer 113b of the light emitting device 130b
  • the layer 113c of the light emitting device 130c is positioned.
  • Overlying is mask layer 118c.
  • the mask layer 118a is a portion of the mask layer that remains in contact with the upper surface of the layer 113a when the layer 113a is processed.
  • the mask layers 118b and 118c are part of the mask layers provided when the layers 113b and 113c were formed, respectively.
  • part of the mask layer used to protect the EL layer may remain during manufacturing.
  • the same material may be used for any two or all of the mask layers 118a to 118c, or different materials may be used.
  • the mask layer 118a, the mask layer 118b, and the mask layer 118c may be collectively called the mask layer 118 below.
  • one edge of mask layer 118a is aligned or nearly aligned with an edge of layer 113a, and the other edge of mask layer 118a is located on layer 113a.
  • the other end of the mask layer 118a preferably overlaps the layer 113a and the pixel electrode 111a.
  • the other end of the mask layer 118a is likely to be formed on the substantially flat surface of the layer 113a.
  • the mask layers 118b and 118c the mask layer 118 remains, for example, between the insulating layer 125 and the layer 113a, 113b, or 113c processed into an island shape.
  • the mask layer 118 for example, one or more kinds of metal films, alloy films, metal oxide films, semiconductor films, organic insulating films, inorganic insulating films, and the like can be used.
  • various inorganic insulating films that can be used for the protective layer 131 can be used.
  • inorganic insulating materials such as aluminum oxide, hafnium oxide, and silicon oxide can be used.
  • the insulating layer 125 and the insulating layer 127 preferably cover part of the top surface of the island-shaped layer 113a, layer 113b, or layer 113c.
  • the insulating layer 125 and the insulating layer 127 cover not only the side surfaces of the island-shaped layers 113a, 113b, and 113c but also the top surfaces thereof, so that peeling of the layers 113a, 113b, and 113c can be prevented. can be prevented, and the reliability of the light-emitting device can be improved. Moreover, the manufacturing yield of the light-emitting device can be further increased.
  • FIG. 7A shows an example in which a laminated structure of a layer 113a, a mask layer 118a, an insulating layer 125, and an insulating layer 127 is positioned on the edge of the pixel electrode 111a.
  • a laminated structure of a layer 113b, a mask layer 118b, an insulating layer 125, and an insulating layer 127 is positioned on the edge of the pixel electrode 111b
  • a layer 113c and a mask layer 118c are positioned on the edge of the pixel electrode 111c.
  • an insulating layer 125, and an insulating layer 127 are positioned.
  • FIG. 7A and the like show an example in which the edge of the layer 113a is located outside the edge of the pixel electrode 111a.
  • the pixel electrode 111a and the layer 113a are described as an example, the same applies to the pixel electrode 111b and the layer 113b and the pixel electrode 111c and the layer 113c.
  • the layer 113a is formed to cover the edge of the pixel electrode 111a.
  • the aperture ratio can be increased compared to a structure in which the end portions of the island-shaped layers 113a, 113b, and 113c are positioned inside the end portions of the pixel electrodes.
  • the side surface of the pixel electrode with the layer 113a, the layer 113b, or the layer 113c, contact between the pixel electrode and the common electrode 115 can be suppressed, so short-circuiting of the light-emitting device can be suppressed. Further, 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 layer 113a, the layer 113b, or the layer 113c can be increased, so reliability can be improved.
  • the insulating layer 125 preferably covers at least one of the two side surfaces shown in FIG. It is more preferable to cover both sides of the The insulating layer 125 can be in contact with each side surface of the island-shaped layer 113a, the layer 113b, or the layer 113c. Note that since the view shown in FIG. 7A is a cross-sectional view, two side surfaces of the island-shaped layer 113a, the layer 113b, or the layer 113c are shown. The number of side surfaces that 113c has depends on its top surface shape and the like. When the top surface shape of the island-shaped layer is square, for example, the island-shaped layer has four sides.
  • the layer 113a covers the edge of the pixel electrode 111a and the insulating layer 125 is in contact with the side surface of the layer 113a.
  • the edge of the pixel electrode 111b is covered with the layer 113b
  • the edge of the pixel electrode 111c is covered with the layer 113c
  • the insulating layer 125 is in contact with the side surface of the layer 113b and the side surface of the layer 113c.
  • the insulating layer 127 is provided on the insulating layer 125 so as to fill the recess formed in the insulating layer 125 .
  • the insulating layer 127 can overlap with part of the top surface and side surfaces of the layers 113a, 113b, and 113c with the insulating layer 125 interposed therebetween.
  • the space between the adjacent island-shaped layers can be filled; can reduce the extreme unevenness of the surface and make it more flat. Therefore, it is possible to improve the coverage of the carrier injection layer and the common electrode, and prevent the common electrode from being disconnected.
  • Common layer 114 and common electrode 115 are provided on layers 113 a , 113 b , 113 c , mask layer 118 , insulating layer 125 and insulating layer 127 .
  • the steps can be planarized, and coverage with the common layer 114 and the common electrode 115 can be improved. Therefore, it is possible to suppress poor connection due to disconnection. In addition, it is possible to prevent the common electrode 115 from being locally thinned due to the steps and increasing the electrical resistance.
  • the top surface of the insulating layer 125 and the top surface of the insulating layer 127 are each at least one of the layers 113a, 113b, and 113c. It is preferred to align or approximately align with the height of the top surface at one end.
  • the top surface of the insulating layer 127 preferably has a highly flat shape, it 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.
  • the insulating layer 125 can be provided so as to be in contact with the island-shaped layer 113a, the layer 113b, or the layer 113c. Accordingly, peeling of the island-shaped layer 113a, the layer 113b, or the layer 113c can be prevented. Adhesion between the insulating layer and the layer 113a, the layer 113b, or the layer 113c has the effect of fixing or bonding the adjacent island-shaped layers 113 to each other by the insulating layer. This can improve the reliability of the light emitting device. Moreover, the production yield of the light-emitting device can be increased.
  • the insulating layer 125 has regions in contact with side surfaces of the island-shaped layers 113a, 113b, and 113c, and functions as a protective insulating layer for the layers 113a, 113b, and 113c.
  • impurities oxygen, moisture, or the like
  • the display device can have high reliability. can.
  • Insulating layer 125 can be an insulating layer comprising 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, for example.
  • 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 are included.
  • the nitride insulating film include a silicon nitride film and an aluminum nitride film.
  • Examples of the oxynitride insulating film include a silicon oxynitride film, an aluminum oxynitride film, and the like.
  • the nitride oxide insulating film examples include a silicon nitride oxide film, an aluminum nitride oxide film, and the like.
  • aluminum oxide is preferable because it has a high etching selectivity with respect to the layer 113 and has a function of protecting the layer 113 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 ALD method to the insulating layer 125, the insulating layer 125 has few pinholes and has an excellent function of protecting the layer 113. 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).
  • 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. This can prevent impurities from entering the layer 113 from the insulating layer 125 and deterioration of the layer 113 . 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.
  • Methods for forming the insulating layer 125 include a sputtering method, a CVD method, a pulsed laser deposition (PLD) method, an ALD method, and the like.
  • the insulating layer 125 is preferably formed by an ALD method with good coverage.
  • the substrate temperature is preferably 60° C. or higher, more preferably 80° C. or higher, more preferably 100° C. or higher, and more preferably 120° C. or higher.
  • the substrate temperature is preferably 200° C. or lower, more preferably 180° C. or lower, more preferably 160° C. or lower, more preferably 150° C. or lower, and more preferably 140° C. or lower.
  • indices of heat resistance temperature include glass transition point, softening point, melting point, thermal decomposition temperature, and 5% weight loss temperature.
  • the heat resistant temperature of the layer 113 can be any of these temperatures, preferably the lowest temperature among them.
  • an insulating film having a thickness of 3 nm or more, 5 nm or more, or 10 nm or more and 200 nm or less, 150 nm or less, 100 nm or less, or 50 nm or less is preferably formed.
  • the insulating layer 127 provided on the insulating layer 125 has a function of planarizing extreme irregularities 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 preferably used.
  • the organic material it is preferable to use a photosensitive organic resin, and for example, a photosensitive acrylic resin may be used.
  • the viscosity of the material of the insulating layer 127 may be 1 cP or more and 1500 cP or less, preferably 1 cP or more and 12 cP or less. By setting the viscosity of the material of the insulating layer 127 within the above range, the insulating layer 127 having a tapered shape, which will be described later, can be formed relatively easily.
  • acrylic resin does not only refer to polymethacrylate esters or methacrylic resins, but may refer to all acrylic polymers in a broad sense.
  • the insulating layer 127 may have a tapered side surface as described later, and the organic material that can be used for the insulating layer 127 is not limited to the above.
  • acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, imide resin, polyamide resin, polyimideamide resin, silicone resin, siloxane resin, benzocyclobutene-based resin, phenolic resin, and precursors of these resins are applied. sometimes you can.
  • an organic material such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, or alcohol-soluble polyamide resin can be used in some cases.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • polyvinyl butyral polyvinylpyrrolidone
  • polyethylene glycol polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • polyglycerin polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • pullulan polyglycerin
  • pullulan water-soluble cellulose
  • alcohol-soluble polyamide resin water-soluble polyamide resin
  • a photoresist can be used as the photosensitive resin in some cases.
  • a positive material or a negative material can be used as the photosensitive resin in some cases.
  • a material that absorbs visible light may be used for the insulating layer 127 . Since the insulating layer 127 absorbs light emitted from the light emitting device, leakage of light (stray light) from the light emitting device to an adjacent light emitting device via the insulating layer 127 can be suppressed. 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 nearly black resin layer.
  • the insulating layer 127 is formed using a wet film formation method such as spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain coating, and knife coating. can do.
  • a wet film formation method such as spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain coating, and knife coating. can do.
  • the insulating layer 127 is formed at a temperature lower than the heat resistant temperature of the layer 113 .
  • the substrate temperature when forming the insulating layer 127 is typically 200° C. or lower, preferably 180° C. or lower, more preferably 160° C. or lower, more preferably 150° C. or lower, and more preferably 140° C. or lower. .
  • the distance between the light-emitting devices can be reduced.
  • the distance between light-emitting devices, the distance between layers 113, or the distance between pixel electrodes is less than 10 ⁇ m, 8 ⁇ m or less, 5 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, 1 ⁇ m or less, 500 nm or less, 200 nm or less, or 100 nm.
  • the display device of this embodiment has a region where the distance between two adjacent island-shaped layers 113 is 1 ⁇ m or less, preferably 0.5 ⁇ m (500 nm) or less, more preferably 0.5 ⁇ m (500 nm) or less. has a region of 100 nm or less.
  • a light shielding layer may be provided on the surface of the substrate 120 on the resin layer 122 side.
  • the light shielding layer may be provided so as to overlap the regions between the light emitting regions of the adjacent light emitting devices.
  • the light shielding layer may be provided so as to overlap the dummy light emitting device, for example.
  • the entire dummy pixel portion and the light shielding layer can be provided so as to overlap each other.
  • part of the dummy light emitting device included in the dummy pixel portion and the light shielding layer can be provided so as to overlap each other.
  • the dummy light emitting device does not have a function of emitting light
  • a configuration may be adopted in which the light shielding layer is not provided in the region overlapping with the dummy light emitting device.
  • 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, or the like 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, and polyethersulfone (PES) resins.
  • polyamide resin nylon, aramid, etc.
  • polysiloxane resin cycloolefin resin
  • polystyrene resin polyamideimide resin
  • polyurethane resin polyvinyl chloride resin
  • polyvinylidene chloride resin polypropylene resin
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • ABS resin cellulose nanofiber, etc.
  • glass having a thickness that is flexible may be used.
  • a substrate having high optical isotropy is preferably used as the substrate of the display device.
  • a substrate with high optical isotropy has small birefringence (it can be said that the amount of birefringence is small).
  • the absolute value of the retardation (retardation) value of the substrate with high optical isotropy is preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.
  • Films with high optical isotropy include triacetylcellulose (TAC, also called cellulose triacetate) films, cycloolefin polymer (COP) films, cycloolefin copolymer (COC) films, and acrylic films.
  • TAC triacetylcellulose
  • 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 change 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.
  • the display device of one embodiment of the present invention may include a light-receiving device in a pixel.
  • a light-receiving device in a pixel may be light-emitting devices and one or more light-receiving devices.
  • 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.
  • an organic EL device can be used as the light-emitting device and an organic photodiode can be 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 light receiving device has an active layer that functions at least as a photoelectric conversion layer between a pair of electrodes.
  • 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.
  • one electrode functions as an anode and the other electrode functions as a cathode.
  • the light-receiving device can be driven by applying a reverse bias between the pixel electrode and the common electrode, thereby detecting light incident on the light-receiving device, generating electric charge, and extracting it as a current.
  • the pixel electrode may function as a cathode and the common electrode may function as an anode.
  • the light-emitting device 130 can function as a light-receiving device by replacing the layer 113 with an active layer (also referred to as a photoelectric conversion layer) of a photoelectric conversion 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 of the light-receiving device is not formed using a fine metal mask, but is formed by processing after forming a film that will become the active layer over the entire surface. 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.
  • 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 display device including a light-emitting device and a light-receiving device in a pixel
  • contact or proximity of an object can be detected while displaying an image.
  • an image can 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.
  • light-emitting devices are arranged in matrix in the display portion, and an image can be displayed on the display portion.
  • 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 on 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 when an object reflects (or scatters) light emitted by a light-emitting device included in the display portion, the light-receiving device can detect the reflected light (or scattered light).
  • the reflected light or scattered light.
  • imaging or touch detection is possible.
  • 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 acquire biometric data such as fingerprints and palm prints. That is, the biometric authentication sensor can be incorporated in the display device.
  • the biometric authentication sensor can be incorporated into the display device.
  • the display device can detect proximity or contact of an object using the light receiving device.
  • the display device of one embodiment of the present invention can have one or both of an imaging function and a sensing function in addition to an image display function.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be said to have a structure that is highly compatible with functions other than the display function.
  • a conductive film that transmits visible light is used for the electrode on the light extraction side of the pixel electrode and the common electrode.
  • 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, and 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 arranged between the reflective layer and the EL layer. That is, the light emitted from the EL layer may be reflected by the reflective layer and extracted from the display device.
  • indium tin oxide also referred to as In—Sn oxide, ITO
  • In—Si—Sn oxide also referred to as ITSO
  • indium zinc oxide In—Zn oxide
  • In—W— Zn oxides aluminum-containing alloys (aluminum alloys) such as alloys of aluminum, nickel, and lanthanum (Al-Ni-La)
  • Al-Ni-La aluminum-containing alloys
  • Al-Ni-La aluminum-containing alloys
  • alloys of silver, palladium and copper Ag-Pd-Cu, also referred to as APC
  • 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.
  • the light-emitting device preferably employs a micro-optical resonator (microcavity) structure. Therefore, one of the pair of electrodes included in the light-emitting device is preferably 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.
  • microcavity micro-optical resonator
  • the semi-transmissive/semi-reflective electrode can have a laminated structure of a reflective electrode and an electrode (also referred to as a transparent electrode) having transparency to visible light.
  • 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.
  • a light-emitting layer is a layer containing a light-emitting material (also referred to as a light-emitting substance).
  • the emissive layer can have one or more emissive materials.
  • a substance exhibiting emission colors such as blue, purple, violet, green, yellow-green, yellow, orange, and 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).
  • One or both of a hole-transporting material and an 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 layers 113a, 113b, and 113c are layers other than the light-emitting layer, each containing 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, and an electron-transporting substance.
  • a layer containing a highly injectable substance, an electron-blocking material, a bipolar substance (a substance with high electron-transporting and hole-transporting properties), or the like may be further included.
  • 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.
  • layers 113a, 113b, and 113c each have one or more of a hole-injection layer, a hole-transport layer, a hole-blocking layer, an electron-blocking layer, an electron-transporting layer, and an electron-injecting layer. You may have
  • One or more of a hole injection layer, a hole transport layer, a hole block layer, an electron block layer, an electron transport layer, and an electron injection layer may be applied as the common layer 114 .
  • a carrier injection layer (hole injection layer or electron injection layer) may be formed as the common layer 114 . Note that the light emitting device need not have the common layer 114 .
  • Each of the layers 113a, 113b, and 113c preferably has a light-emitting layer and a carrier-transport layer over the light-emitting layer.
  • the hole-injecting layer is a layer that injects holes from the anode to 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).
  • 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 into the electron transport layer, and is a layer containing 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.
  • a material with high electron injection properties is a material with a small difference in the value of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level compared to the value of the work function of the material used for the common electrode. is less than or equal to 0.5 eV is preferred.
  • LUMO lowest unoccupied molecular orbital
  • the electron injection layer examples include lithium, cesium, ytterbium, lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF x , X is an arbitrary number), and 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. As the laminated structure, for example, lithium fluoride can be used for the first layer and ytterbium can be used for the second layer.
  • an electron-transporting material may be used as the electron injection layer.
  • 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 the 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.
  • BPhen 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • NBPhen 2,9-di(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-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-generating 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.
  • a material applicable to an electron injection layer such as lithium
  • 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.
  • metal materials such as aluminum, gold, platinum, silver, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, or palladium, or alloys containing these metal materials can be used. Copper has a high reflectance of visible light and is preferred. In addition, aluminum is preferable because it is easy to process because the electrode can be easily etched, and has high reflectance for visible light and near-infrared light. Moreover, lanthanum, neodymium, germanium, or the like may be added to the above metal materials and alloys. Alternatively, an alloy containing titanium, nickel, or neodymium and aluminum (aluminum alloy) may be used. An alloy containing copper, palladium, magnesium, and silver may also be used. An alloy containing silver and copper is preferred because of its high heat resistance.
  • the pixel electrode 111 can be formed using, for example, indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, gallium-added zinc oxide, or the like.
  • metal materials such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, or titanium, alloys containing these metal materials, or nitrides of these metal materials (for example, Titanium nitride) or the like can also be used by forming it thin enough to have translucency.
  • a stacked film of any of the above materials can be used as the conductive layer.
  • graphene or the like may be used.
  • a film containing any of the materials given above can be used as a single layer or as a layered structure.
  • the pixel electrode 111 may have a structure in which a conductive metal oxide film is stacked over a conductive film that reflects visible light.
  • a conductive metal oxide film is stacked over a conductive film that reflects visible light.
  • oxidation and corrosion of the conductive film that reflects visible light can be suppressed.
  • materials for such a metal film or metal oxide film include titanium and titanium oxide.
  • a conductive film that transmits visible light and a film made of a metal material may be stacked.
  • a laminated film of silver and indium tin oxide, a laminated film of an alloy of silver and magnesium and indium tin oxide, or the like can be used.
  • the heights of the upper surfaces of the layers 113 are substantially the same. It is more preferably 30 nm or less, more preferably 30 nm or less.
  • one sum value and the other sum is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less.
  • One sum value is preferably 0.8 to 1.2 times the other sum value. Further, it is more preferable that one sum value is 0.9 times or more and 1.1 times or less the other sum value.
  • the thickness of the layer 113 is, for example, 10 nm or more and 1000 nm or less.
  • an insulating layer 125 is provided between two adjacent light emitting devices 130 (hereinafter referred to as a first light emitting device and a second light emitting device) in top view.
  • the insulating layer 125 is in contact with the sides of the layer 113 in each of the two light emitting devices 130 .
  • the side surface of the layer 113 in contact with the insulating layer 125 in the first light emitting device (hereinafter referred to as the first side surface) and the side surface of the layer 113 in contact with the insulating layer 125 in the second light emitting device (hereinafter referred to as the second side surface)
  • the first side surface and the top surface of the insulating layer 127 and the distance between the first side surface and the top surface of the insulating layer 127 are short. There is a concern that it will become more susceptible to
  • the configuration of one aspect of the present invention may have a more pronounced effect particularly when the distance between the first side surface and the second side surface is small.
  • the structure of one embodiment of the present invention can provide more significant effects in extremely high-definition display devices.
  • the configuration of one aspect of the present invention may have a more pronounced effect when the distance between the first side and the second side is small with respect to the thickness of layer 113 .
  • the structure of one embodiment of the present invention may have a more pronounced effect when the distance between the first side surface and the second side surface is 2000 nm or less, or 1000 nm or less.
  • the combined thickness of the layer 113 and the common layer 114 may be used for evaluation.
  • the combination of the layer 113a and the common layer 114 can be expressed as an EL layer included in the light emitting device 130a.
  • the layer 113b and the common layer 114 can be collectively expressed as an EL layer included in the light emitting device 130b.
  • the layer 113c and the common layer 114 can be collectively expressed as an EL layer included in the light-emitting device 130c.
  • the interface between the common layer 114 and the layer 113 may be difficult to distinguish when observing the cross section of the light emitting device 130 . Therefore, the thickness can be calculated using an interface that can be observed more clearly. For example, the distance may be calculated using the top surface or the bottom surface of the electrode.
  • each layer is formed in an island shape, for example, an island-shaped layer , and the vicinity thereof.
  • FIGS. 11A to 14B show an example of a method for manufacturing a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line X1-X2 and a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line Z1-Z2 in FIG.
  • the 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). ) method, 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 the metal organic CVD (MOCVD) method.
  • the thin films (insulating film, semiconductor film, conductive film, etc.) that make up the display device can be applied by spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife, slit coating, roll coating, It can be formed by methods such as curtain coating and knife coating.
  • a vacuum process such as a vapor deposition method and a solution process such as a spin coating method or an inkjet method can be used for manufacturing a light-emitting device.
  • vapor deposition methods include physical vapor deposition (PVD) such as sputtering, ion plating, ion beam vapor deposition, molecular beam vapor deposition, and vacuum vapor deposition, and chemical vapor deposition (CVD).
  • the functional layers (hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, electron transport layer, electron injection layer, etc.) included in the EL layer may be formed by a vapor deposition method (vacuum vapor deposition method, etc.), a coating method (dip coating method, die coat method, bar coat method, spin coat method, spray coat method, etc.), printing method (inkjet method, screen (stencil printing) method, offset (lithographic printing) method, flexographic (letterpress printing) method, gravure method, or micro contact method, etc.).
  • a vapor deposition method vacuum vapor deposition method, etc.
  • a coating method dip coating method, die coat method, bar coat method, spin coat method, spray coat method, etc.
  • printing method inkjet method, screen (stencil printing) method, offset (lithographic printing) method, flexographic (letterpress printing) method, gravure method, or micro contact method, etc.
  • the processing can be performed using a photolithography method or the like.
  • the thin film may be processed by a nanoimprint method, a sandblast method, a lift-off method, or the like.
  • an island-shaped thin film may be directly formed by a film formation method using a shielding mask such as a metal mask.
  • the photolithography method there are typically the following two methods.
  • One is a method of forming a resist mask on a thin film to be processed, processing the thin film by etching or the like, and removing the resist mask.
  • the other is a method of forming a photosensitive thin film, then performing exposure and development 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 thereof.
  • ultraviolet rays, KrF laser light, ArF laser light, or the like can also be used.
  • extreme ultraviolet (EUV: Extreme Ultra-violet) light or X-rays may be used.
  • An electron beam can also be used instead of the light used for exposure. The use of extreme ultraviolet light, X-rays, or electron beams is preferable because extremely fine processing is possible.
  • a photomask is not necessary when exposure is performed by scanning a beam such as an electron beam.
  • a dry etching method, a wet etching method, a sandblasting method, or the like can be used for etching the thin film.
  • 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 insulating layers 255a, 255b, and 255c can have the structure applicable to the insulating layers 255a, 255b, and 255c described above.
  • a conductive film 111af is formed over the insulating layer 255c.
  • the conductive film 111af is a film that serves as a pixel electrode.
  • part of the conductive film is removed using a mask such as a resist mask to form pixel electrodes 111a, 111b, 111c, 111e, 111f, and 111g.
  • the pixel electrode 111h included in the dummy pixel 52 and the conductive layer 123 included in the connection portion 140 are preferably formed by processing the conductive film 111af.
  • the conductive film 111af is processed and the pattern of the pixel electrode is arranged, so that the film 113af is formed in the step of forming the film 113af described later. Adhesion to the surface can be made uniform.
  • the pixel electrode preferably has a tapered shape. Thereby, the coverage of the layer formed on the pixel electrode is improved, and the production yield of the light-emitting device can be increased.
  • a film 113af is formed over the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, the pixel electrode 111c, the pixel electrode 111e, the pixel electrode 111f, and the pixel electrode 111g.
  • a mask film 118af is formed on the film 113af, and a mask film 119af is formed on the mask film 118af.
  • the film 113af is also provided on the pixel electrode 111h of the dummy pixel 52, for example.
  • the film 113af is provided on the pixel electrodes 111h of some of the dummy pixels 52 among the plurality of dummy pixels 52 and not provided on the pixel electrodes 111h of some of the other dummy pixels 52. There is Even in the pixel electrode 111h where the film 113af is not provided, it is preferable to provide the mask film 118af and the mask film 119af on the pixel electrode 111h.
  • the adhesion on the formation surface of the film 113af, especially the adhesion on the pixel portion 284 and its periphery can be made uniform. Therefore, the characteristics of the light-emitting device provided in the pixel portion 284 can be improved. In addition, it is possible to suppress variations in characteristics among a plurality of light emitting devices.
  • the film 113af is a layer that later becomes the layer 113a. Therefore, the above-described structure applicable to the layer 113a can be applied.
  • the film 113af 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 film 113af is preferably formed using a vapor deposition method.
  • a premixed material may be used in deposition using a vapor deposition method. In this specification and the like, a premix material is a composite material in which a plurality of materials are blended or mixed in advance.
  • the mask film 118af and the mask film 119af have high resistance to processing conditions such as the film 113af and the films 113bf and 113cf formed in later steps, specifically, etching selectivity with respect to various EL layers.
  • processing conditions such as the film 113af and the films 113bf and 113cf formed in later steps, specifically, etching selectivity with respect to various EL layers.
  • a sputtering method for example, a sputtering method, an ALD method (thermal ALD method, PEALD method), a CVD method, or a vacuum deposition method can be used.
  • the mask film 118af formed on and in contact with the EL layer is preferably formed using a formation method that causes less damage to the EL layer than the mask film 119af.
  • the mask films 118af and 119af are formed at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the EL layer.
  • the substrate temperature when forming the mask film 118af and the mask film 119af is typically 200° C. or lower, preferably 150° C. or lower, more preferably 120° C. or lower, more preferably 100° C. or lower, and still more preferably 100° C. or lower. is below 80°C.
  • a film that can be removed by a wet etching method is preferably used for the mask film 118af and the mask film 119af.
  • damage to the film 113af during processing of the mask films 118af and 119af can be reduced as compared with the case of using the dry etching method.
  • each layer (a hole-injection layer, a hole-transport layer, a light-emitting layer, an electron-transport layer, and the like) constituting the EL layer is difficult to process.
  • various mask layers are difficult to process in the process of processing each layer constituting the EL layer. It is desirable to select the material of the mask layer, the processing method, and the processing method of the EL layer in consideration of these factors.
  • the mask layer with a two-layer structure of the first mask layer and the second mask layer is shown; It may have a laminated structure.
  • an inorganic film such as a metal film, an alloy film, a metal oxide film, a semiconductor film, or an inorganic insulating film can be used.
  • the mask film 118af and the mask film 119af are each made of gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, titanium, aluminum, yttrium, zirconium, and tantalum.
  • a metallic material or an alloy material containing the metallic material can be used.
  • Metal oxides such as In--Ga--Zn oxides can be used for the mask films 118af and 119af.
  • As the mask film 118af or the mask film 119af for example, an In--Ga--Zn oxide film can be formed using a sputtering method.
  • indium oxide, In-Zn oxide, In-Sn oxide, indium titanium oxide (In-Ti oxide), indium tin zinc oxide (In-Sn-Zn oxide), indium titanium zinc oxide ( In--Ti--Zn oxide), indium gallium tin-zinc oxide (In--Ga--Sn--Zn oxide), or the like can be used.
  • indium tin oxide containing silicon or the like can be used.
  • element M is aluminum, silicon, boron, yttrium, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten , or one or more selected from magnesium
  • M is preferably one or more selected from gallium, aluminum, and yttrium.
  • Various inorganic insulating films that can be used for the protective layer 131 can be used as the mask film 118af and the mask film 119af.
  • an oxide insulating film is preferable because it has higher adhesion to the EL layer than a nitride insulating film.
  • inorganic insulating materials such as aluminum oxide, hafnium oxide, and silicon oxide can be used for the mask films 118af and 119af, respectively.
  • an aluminum oxide film can be formed using the ALD method. Use of the ALD method is preferable because damage to the base (especially the EL layer or the like) can be reduced.
  • an inorganic insulating film eg, aluminum oxide film
  • an inorganic film eg, In—Ga—Zn oxide film
  • metal film, aluminum film, or tungsten film can be used.
  • the same inorganic insulating film can be used for both the mask film 118af and the insulating layer 125 to be formed later.
  • both the mask film 118af and the insulating layer 125 can be formed using an aluminum oxide film using the ALD method.
  • the same film formation conditions may be applied to the mask film 118af and the insulating layer 125 .
  • the mask film 118af by forming the mask film 118af under the same conditions as the insulating layer 125, the mask film 118af can be an insulating layer having a high barrier property against at least one of water and oxygen. Note that the mask film 118af and the insulating layer 125 may be formed under different deposition conditions without being limited to this.
  • a material that can be dissolved in a solvent that is chemically stable with respect to at least the uppermost film of the film 113af may be used.
  • materials that dissolve in water or alcohol can be preferably used.
  • 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 EL layer can be reduced.
  • the mask film 118af and the mask film 119af are formed by wet film formation methods such as spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain coating, and knife coating. may be formed using wet film formation methods such as spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain coating, and knife coating. may be formed using wet film formation methods such as spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain coating, and knife coating. may be formed using wet film formation methods such as spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain coating, and knife coating. may be formed using wet film formation methods such as spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing,
  • Organic materials such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, or alcohol-soluble polyamide resin are used for the mask films 118af and 119af, respectively. good too.
  • a resist mask 190a is formed on the mask film 119af (FIG. 11A).
  • a resist mask can be formed by applying a photosensitive resin (photoresist), followed by exposure and development.
  • the resist mask may be manufactured 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 and a position overlapping with the pixel electrode 111e.
  • one island pattern is preferably provided for one subpixel 110a or one light emitting device 130a. Also, it is preferable that one island pattern is provided for one dummy sub-pixel 51a or one dummy light emitting device 58a.
  • one band-like pattern may be formed for a plurality of sub-pixels 110a arranged in a row (in the Y direction in FIG. 4).
  • one belt-like pattern may be formed for a plurality of dummy sub-pixels 51a arranged in a row.
  • the end portions of the resist mask 190a are located outside the end portions of the pixel electrodes 111a
  • the end portions of the layer 113a to be formed later are positioned from the end portions of the pixel electrodes 111a.
  • the end portions of the resist mask 190a are positioned outside the pixel electrode 111e
  • the end portions of the layer 113e to be formed later are provided outside the end portions of the pixel electrode 111e. be able to.
  • a resist mask 190a is used to partially remove the mask film 119af to form a mask layer 119a and a mask layer 119e.
  • the mask layer 119a remains on the pixel electrode 111a, and the mask layer 119e remains on the pixel electrode 111e.
  • the pixel electrode 111h of the dummy pixel 52 may be provided with a mask layer (here named 119h, but not shown).
  • a mask layer here, named 119j but not shown
  • etching the mask film 119af it is preferable to use etching conditions with a high selectivity so that the mask film 118af is not removed by the etching.
  • the selection of processing methods is wider than in the processing of the mask film 118af. Specifically, deterioration of the EL layer can be further suppressed even when a gas containing oxygen is used as an etching gas in processing the mask film 119af.
  • the insulating layer 255c is etched in a region where the insulating layer 255c is not covered with the pixel electrode, the EL layer, part of the EL layer, or the like and is exposed. There is By appropriately providing the pixel electrode, the etching rate of the insulating layer 255c may be different from that in the case where the insulating layer 255c is widely exposed. For example, by appropriately providing a pixel electrode pattern on the insulating layer 255c, the etching rate of the insulating layer 255c during etching of the mask film 119af may be suppressed.
  • the insulating layer 255c is excessively etched, there is a concern that the etched layer may reach not only the insulating layer 255c but also the lower insulating layers 255b and 255a. If the etching reaches the insulating layer 255a, the conductive layers such as the wirings, electrodes, and plugs of the layer 101 including the transistor are exposed, and there is a concern that a short circuit with the common electrode 115 may occur in an unintended region.
  • the resist mask 190a is removed.
  • the resist mask 190a can be removed by ashing using oxygen plasma.
  • an oxygen gas and a noble gas such as CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 , CHF 3 , Cl 2 , H 2 O, BCl 3 , or He may be used.
  • the resist mask 190a may be removed by wet etching.
  • the mask film 118af is positioned on the outermost surface and the film 113af is not exposed, damage to the film 113af can be suppressed in the step of removing the resist mask 190a.
  • the mask layer 119a as a mask (also referred to as a hard mask) part of the mask film 118af is removed to form a mask layer 118a.
  • a mask layer 118e is formed using the mask layer 119e as a mask.
  • the mask layer 118h may be provided using the mask layer 119h as a mask.
  • a mask layer 118j may be provided in the connection portion 140 using the mask layer 119j as a mask.
  • the mask film 118af and the mask film 119af can each be processed by a wet etching method or a dry etching method.
  • the mask film 118af and the mask film 119af are preferably processed by anisotropic etching.
  • a wet etching method By using the wet etching method, damage to the film 113af during processing of the mask films 118af and 119af can be reduced as compared with 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
  • a dry etching method In the case of using a dry etching method, deterioration of the film 113af can be suppressed by not using an oxygen-containing gas as an etching gas.
  • 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 for etching. Gases are preferred.
  • the mask film 118af when an aluminum oxide film formed by ALD is used as the mask film 118af, the mask film 118af can be processed by dry etching using CHF 3 and He.
  • the mask film 119af 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. Alternatively, the mask film 119af can be processed by a wet etching method using diluted phosphoric acid.
  • the mask film 119af can be processed by a dry etching method.
  • a layer 113e is formed by etching using the mask layers 119e and 118e as hard masks.
  • a layered structure of the layer 113a, the mask layer 118a, and the mask layer 119a remains on the pixel electrode 111a, and a layered structure of the layer 113e, the mask layer 118e, and the mask layer 119e remains on the pixel electrode 111e. do.
  • a layered structure of the mask layers 118a and 119a remains on the conductive layer 123. As shown in FIG.
  • the layer 113a covers the upper surface and side surfaces of the pixel electrode 111a, subsequent steps can be performed without exposing the pixel electrode 111a.
  • the layer 113e covers the top and side surfaces of the pixel electrode 111e, the subsequent steps can be performed without exposing the pixel electrode 111e.
  • the end of the pixel electrode 111a or the like is exposed, corrosion may occur during an etching process or the like. Products generated by corrosion of the pixel electrode 111a and the like may be unstable. For example, in the case of wet etching, there is a concern that they may dissolve in a solution, and in the case of dry etching, they may scatter in the atmosphere.
  • 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 layer 113a, etc., adversely affecting the characteristics of the light emitting device, or Leakage paths may form between multiple light emitting devices.
  • the adhesion between the layers in contact with each other is lowered, and the layer 113a and the like or the pixel electrode 111a and the like may be easily peeled off.
  • the yield of the light-emitting device can be improved, and the display quality of the light-emitting device can be improved.
  • part of the film 113af may be removed using the resist mask 190a. After that, the resist mask 190a may be removed.
  • a recessed portion may be formed in a region of the insulating layer 255c that does not overlap with the layer 113a.
  • the film 113af is preferably processed by anisotropic etching.
  • Anisotropic dry etching is particularly preferred.
  • wet etching may be used.
  • a gas containing oxygen may be used as the etching gas.
  • the etching gas contains oxygen, the etching speed can be increased. Therefore, etching can be performed under low power conditions while maintaining a sufficiently high etching rate. Therefore, damage to the film 113af can be suppressed. Furthermore, problems such as adhesion of reaction products that occur during etching can be suppressed.
  • a dry etching method for example, 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 (also referred to as noble gases) It is preferable to use a gas containing one or more of these as the 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 the 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.
  • regions of the film 113af, the mask film 118af, and the mask film 119af that do not overlap with the resist mask 190a can be removed.
  • the resist mask 190a may cover not only the dummy sub-pixels 51a but also the dummy sub-pixels 51b and 51c.
  • the film 113af on the pixel electrode 111f and the pixel electrode 111g is not removed, and the pixel electrode 111f and the pixel electrode 111f are not removed, as shown in FIG. 111g is covered with the layer 113e.
  • a film 113bf is formed over the mask layer 119a, the pixel electrode 111b, the pixel electrode 111c, the mask layer 119e, the pixel electrode 111f, and the pixel electrode 111g, the mask film 118bf is formed over the film 113bf, and the mask film 118bf is formed.
  • a mask film 119bf is formed thereon (FIG. 11B).
  • the film 113bf is a layer that later becomes the layer 113b.
  • Layer 113b emits a different color of light than layer 113a.
  • the structure, materials, and the like that can be applied to the layer 113b are the same as those of the layer 113a.
  • Film 113bf can be deposited using a method similar to film 113af.
  • the film 113af is removed in regions corresponding to the sub-pixel 110b, the sub-pixel 110c, the dummy sub-pixel 51b, and the dummy sub-pixel 51c. Therefore, the surface on which the film 113bf is formed includes the pixels included in the pixel portion 284 (the cross section corresponding to X1-X2 in FIG. 11B) and the pixels included in the dummy pixel portion 294 (the cross section corresponding to Z1-Z2 in FIG. 11B). ) and , patterns having similar configurations are arranged. For example, pixel electrodes having a similar structure are exposed on the surface.
  • an EL layer having a similar structure or a layer formed of part of the EL layer is exposed on the surface. Further, for example, there is a region where the insulating layer 255c is exposed between the pixel electrode, the EL layer, and the like.
  • the pixels included in the dummy pixel portion may not have the function of emitting light. Therefore, even when the pixel section 284 has a structure having a plurality of types of light-emitting layers corresponding to different colors, the pixels of the dummy pixel section all have one type of light-emitting layer corresponding to the same color. It may be a configuration. Therefore, as described with reference to FIGS. 14A and 14B, the film 113af is not removed on the pixel electrode 111f of the dummy sub-pixel 51b and on the pixel electrode 111g of the dummy sub-pixel 51c. can also be simplified. Moreover, in addition to the simplification of the process, there is an advantage that the pixel electrodes 111f and 111g are not exposed during processing of the film 113bf and film 113cf, which will be described later.
  • the mask film 118bf can be formed using a material applicable to the mask film 118af.
  • the mask film 119bf can be formed using a material applicable to the mask film 119af.
  • a resist mask is formed over the mask film 119bf.
  • the resist mask is provided at a position overlapping with the pixel electrode 111b and at a position overlapping with the pixel electrode 111f.
  • a layer 113cf is formed over the mask layer 119a, the mask layer 119b, the pixel electrode 111c, the mask layer 119e, the mask layer 119f, and the pixel electrode 111g, and the mask film 118cf is formed over the layer 113cf.
  • a mask film 119cf is formed on 118cf (FIG. 12A).
  • Layer 113cf is a layer that later becomes layer 113c. Layer 113c emits a different color of light than layers 113a and 113b. The structure, materials, and the like that can be applied to the layer 113c are the same as those of the layer 113a. Layer 113cf can be deposited using a similar method as film 113af.
  • the mask film 118cf can be formed using a material applicable to the mask film 118af.
  • the mask film 119cf can be formed using a material applicable to the mask film 119af.
  • a resist mask is formed over the mask film 119cf.
  • the resist mask is provided at a position overlapping with the pixel electrode 111c and at a position overlapping with the pixel electrode 111g.
  • a mask layer (hereinafter referred to as mask layer 119c) obtained by processing a layer 113c, a mask layer 118c, and a mask film 119cf on the pixel electrode 111c using the same process as the formation of the layers 113a and 113b.
  • a mask layer 113g, a mask layer 118g, and a mask film 119gf are processed on the pixel electrode 111g to form a mask layer (hereinafter referred to as a mask layer 119g).
  • the laminated structure of the mask layer 119g remains.
  • the distance between pixels can be 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 between pixels can be defined by, for example, the distance between two adjacent opposing ends of the layers 113a, 113b, and 113c.
  • the mask layers 119a, 119b, and 119c are removed. This exposes mask layer 118a, mask layer 118b, mask layer 118c, mask layer 118e, mask layer 118f, and mask layer 118g. Further, when the mask layer 118 h is provided, the mask layer 118 h is exposed in the dummy pixel 52 , and when the mask layer 118 j is provided, the mask layer 118 j is exposed in the connection portion 140 .
  • the process may proceed to the step of forming the insulating film 125A without removing the mask layers 119a, 119b, 119c, and the like.
  • the same method as in the mask layer processing step can be used for the mask layer removing step.
  • damage to the layers 113a, 113b, 113c, and the like 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.
  • drying treatment may be performed to remove water contained in the EL layer and water adsorbed to the surface of the EL layer.
  • heat treatment can be performed in an inert gas atmosphere or a reduced pressure atmosphere.
  • 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 120° C.
  • a reduced-pressure atmosphere is preferable because drying can be performed at a lower temperature.
  • layer 113a, layer 113b, layer 113c, layer 113e, layer 113f, layer 113g, and mask layer 118a, mask layer 118b, mask layer 118c, mask layer 118e, mask layer 118f, and mask layer 118g are covered.
  • an insulating film 125A is formed.
  • the insulating film 125A is a layer that becomes the insulating layer 125 later. Therefore, a material that can be used for the insulating layer 125 can be used for the insulating film 125A.
  • the thickness of the insulating film 125A is preferably 3 nm or more, 5 nm or more, or 10 nm or more and 200 nm or less, 150 nm or less, 100 nm or less, or 50 nm or less.
  • the insulating film 125A is formed in contact with the side surface of the EL layer, it is preferably formed by a formation method that causes less damage to the EL layer. Further, the insulating film 125A is formed at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the EL layer.
  • the substrate temperature when forming the insulating film 125A and the insulating layer 127 is typically 200° C. or lower, preferably 180° C. or lower, more preferably 160° C. or lower, more preferably 150° C. or lower, and more preferably 150° C. or lower. is below 140°C.
  • the insulating film 125A for example, an aluminum oxide film is preferably formed using the ALD method.
  • the use of the ALD method is preferable because film formation damage can be reduced and a film with high coverage can be formed.
  • the insulating film 125A can be formed using a material and a method similar to those of the mask layers 118a, 118b, 118c, and the like. In this case, the boundaries between the insulating film 125A and the mask layers 118a, 118b, 118c, etc. may become unclear.
  • an insulating film 127A is applied on the insulating film 125A (FIG. 12B).
  • the insulating film 127A is a film that becomes the insulating layer 127 in a later step, and the above organic material can be used for the insulating film 127A.
  • the organic material it is preferable to use a photosensitive organic resin, and for example, a photosensitive acrylic resin may be used.
  • the viscosity of the material of the insulating film 127A may be 1 cP or more and 1500 cP or less, preferably 1 cP or more and 12 cP or less. By setting the viscosity of the material of the insulating film 127A within the above range, the insulating layer 127 having a tapered shape can be formed relatively easily.
  • the method for forming the insulating film 127A is not particularly limited, and examples thereof include wet methods such as spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain coating, and knife coating. It can be formed using a film formation method. In particular, it is preferable to form an organic insulating film to be the insulating film 127A by spin coating.
  • Heat treatment is preferably performed after the application of the insulating film 127A.
  • the heat treatment is performed at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the EL layer.
  • the substrate temperature in the heat treatment is 50° C. to 200° C., preferably 60° C. to 150° C., more preferably 70° C. to 120° C. Thereby, the solvent contained in the insulating film 127A can be removed.
  • the visible light is irradiated to a region where the insulating layer 127 is not formed in a later step using a mask.
  • the visible light preferably includes i-line (wavelength: 365 nm).
  • visible light including g-line (wavelength 436 nm) or h-line (wavelength 405 nm) may be used.
  • the insulating film 127A may be configured using a negative photosensitive organic resin.
  • the region where the insulating layer 127 is formed may be irradiated with visible light or ultraviolet light.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • the entire substrate may be exposed to visible light or ultraviolet light. Further, heat treatment may be performed after development or after development and exposure.
  • etching treatment is performed using the insulating layer 127 as a mask to form the insulating layer 125 .
  • the etching treatment can be performed by dry etching or wet etching.
  • an etching process is performed to partially remove the mask layers 118a, 118b, and 118c (FIG. 13A).
  • FIG. 13A in a pixel included in the pixel portion 284 (the cross section corresponding to X1-X2 in FIG. 13A), part of the insulating film 127A and part of the insulating film 125A are removed, and the EL layer and the insulating film 125A are removed.
  • at least part of the upper surface of the layers (layers 113a, 113b, and 113c in FIG. 13A) made up of part of the EL layer is exposed, and the dummy pixels (Z1-Z2 in FIG. 13A) of the dummy pixel section 294 are exposed.
  • the insulating film 127A and the insulating film 125A are not removed, and the top surface of the EL layer or a layer (layers 113e, 113f, and 113g in FIG. 13A) formed of part of the EL layer is It is covered with an insulating layer 125 and an insulating layer 127 .
  • the structure covered with the insulating layer 125 and the insulating layer 127 can protect underlying components such as pixel electrodes from unintentional damage.
  • a common layer 114 and a common electrode 115 are sequentially formed to cover the insulating layer 125, insulating layer 127, mask layer 118a, mask layer 118b, mask layer 118c, layers 113a, 113b, and 113c.
  • 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. Common layer 114 may also be formed using a premixed material.
  • the common layer 114 is provided so as to cover the top surfaces of the layers 113 a , 113 b , and 113 c and the top surface and side surfaces of the insulating layer 127 .
  • the common layer 114 has high conductivity, the light-emitting device is formed by contacting the common layer 114 with the side surface of any one of the pixel electrodes 111a, 111b, 111c, the layers 113a, 113b, and 113c. There is a risk of short circuit.
  • the insulating layers 125 and 127 cover the sides of the layers 113a, 113b, and 113c, and the layers 113a, 113b, and 113c cover the corresponding pixel electrodes. 111a, 111b and 111c are covered.
  • the common layer 114 with high conductivity can be prevented from contacting the side surfaces of these layers, and short-circuiting of the light-emitting device can be prevented. This can improve the reliability of the light emitting device.
  • the insulating layers 125 and 127 are not provided on the surface on which the common layer 114 is formed. The steps are smaller and flatter than when the Thereby, the coverage of the common layer 114 can be improved.
  • a mask for defining a deposition area also referred to as an area mask, rough metal mask, or the like
  • the common electrode 115 may be processed using a resist mask or the like after the common electrode 115 is formed without using the mask for forming the common electrode 115 .
  • common electrode 115 Materials that can be used for the common electrode 115 are as described above.
  • a sputtering method or a vacuum deposition method can be used.
  • a film formed by an evaporation method and a film formed by a sputtering method may be stacked.
  • a protective layer 131 is formed.
  • the material and deposition method that can be used for the protective layer 131 are as described above.
  • 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 protective layer 131 may have a single-layer structure or a laminated structure.
  • the display device 100 shown in FIGS. 7A and 7B can be manufactured.
  • the resist mask 190a covers the dummy sub-pixels 51b and 51c, so that the pixel electrodes 111f and 111g are covered with the layer 113e. Become.
  • an insulating layer 127, an insulating layer 125, a common layer 114, a common electrode 115, and a protective layer 131 are provided, and a substrate 120 is bonded onto the protective layer 131 using a resin layer 122, thereby forming the display device 100 shown in FIG. 7C. can be made.
  • 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.
  • top surface shapes of sub-pixels include triangles, quadrilaterals (including rectangles and squares), polygons such as pentagons, shapes with rounded corners, ellipses, and circles.
  • the top surface shape of the sub-pixel corresponds to the top surface shape of the light emitting region of the light emitting device.
  • the circuit layout forming the sub-pixels is not limited to the range of the sub-pixels shown in the drawings, and may be arranged outside the sub-pixels.
  • the transistors included in sub-pixel 110a may be located within sub-pixel 110b shown in the drawing, or some or all may be located outside sub-pixel 110a.
  • the S-stripe arrangement is applied to the pixel 110 shown in FIG. 15A.
  • the pixel 110 shown in FIG. 15A is composed of three sub-pixels, sub-pixels 110a, 110b and 110c.
  • the sub-pixel 110a may be the blue sub-pixel B
  • the sub-pixel 110b may be the red sub-pixel R
  • the sub-pixel 110c may be the green sub-pixel G.
  • the pixel 110 shown in FIG. 15B includes a subpixel 110a having a substantially trapezoidal top surface shape with rounded corners, a subpixel 110b having a substantially triangular top surface shape with rounded corners, and a substantially square or substantially hexagonal top surface shape with rounded corners. and a sub-pixel 110c having Also, the sub-pixel 110a has a larger light emitting area than the sub-pixel 110b.
  • 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.
  • the sub-pixel 110a may be the green sub-pixel G
  • the sub-pixel 110b may be the red sub-pixel R
  • the sub-pixel 110c may be the blue sub-pixel B.
  • FIG. 15C 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.
  • the sub-pixel 110a may be the red sub-pixel R
  • the sub-pixel 110b may be the green sub-pixel G
  • the sub-pixel 110c may be the blue sub-pixel B.
  • Pixels 124a, 124b shown in FIGS. 15D and 15E have a delta arrangement applied.
  • Pixel 124a has two sub-pixels (sub-pixels 110a and 110b) in the upper row (first row) and one sub-pixel (sub-pixel 110c) in the lower row (second row).
  • Pixel 124b has one sub-pixel (sub-pixel 110c) in the upper row (first row) and two sub-pixels (sub-pixels 110a and 110b) in the lower row (second row).
  • the sub-pixel 110a may be the red sub-pixel R
  • the sub-pixel 110b may be the green sub-pixel G
  • the sub-pixel 110c may be the blue sub-pixel B.
  • FIG. 15D is an example in which each sub-pixel has a substantially rectangular top surface shape with rounded corners
  • FIG. 15E is an example in which each sub-pixel has a circular top surface shape.
  • FIG. 15F 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.
  • sub-pixel 110a may be red sub-pixel R
  • sub-pixel 110b may be green sub-pixel G
  • sub-pixel 110c may be blue sub-pixel B, as shown in FIG. 17E.
  • 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 or an island-shaped layer formed of part of the EL layer is processed into an island shape using a resist mask.
  • the resist film formed on the EL layer or the island-shaped layer consisting of part of the EL layer needs to be cured at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the EL layer or the island-shaped layer consisting of part of the EL layer. be. Therefore, curing of the resist film may be insufficient depending on the heat resistance temperature of the material of the EL layer or the island-shaped layer composed of part of the EL layer and the curing temperature of the resist material.
  • 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 or an island-shaped layer formed of a part of the EL layer may be a polygonal shape with rounded corners, an elliptical shape, a circular shape, or the like.
  • a resist mask having a circular top surface shape is formed, and the top surface shape of the EL layer or an island-shaped layer composed of a part of the EL layer becomes circular.
  • a technique of correcting a mask pattern in advance so that a design pattern and a transfer pattern match in order to obtain a desired top surface shape of an EL layer or an island-shaped layer formed of a part of an EL layer. OPC (Optical Proximity Correction) technology
  • OPC Optical Proximity Correction
  • a pattern for correction is added to a corner portion of a figure on a mask pattern.
  • pixel 110 to which the stripe arrangement shown in FIG. 4 is applied for example, as shown in FIG. 110c can be a blue sub-pixel B;
  • a pixel can have four types of sub-pixels.
  • a stripe arrangement is applied to the pixels 110 shown in FIGS. 16A to 16C.
  • FIG. 16A is an example in which each sub-pixel has a rectangular top surface shape
  • FIG. 16B 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. 16D to 16F.
  • FIG. 16D is an example in which each sub-pixel has a square top surface shape
  • FIG. 16E is an example in which each sub-pixel has a substantially square top surface shape with rounded corners
  • FIG. which have a circular top shape.
  • 16G and 16H show an example in which one pixel 110 is composed of 2 rows and 3 columns.
  • the pixel 110 shown in FIG. 16G has three sub-pixels (sub-pixels 110a, 110b, 110c) in the upper row (first row) and 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. 16H has three sub-pixels (sub-pixels 110a, 110b, 110c) in the upper row (first row) and three sub-pixels 110d in the lower row (second row). have In other words, 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.
  • the pixel 110 shown in FIGS. 16A-16H is composed of four sub-pixels, sub-pixels 110a, 110b, 110c and 110d.
  • the sub-pixels 110a, 110b, 110c, 110d have light emitting devices that emit different colors of light.
  • As the sub-pixels 110a, 110b, 110c, and 110d four-color sub-pixels of R, G, B, and white (W), four-color sub-pixels of R, G, B, and Y, or R, G, and B , infrared light (IR) sub-pixels, and the like.
  • subpixels 110a, 110b, 110c, and 110d can be red, green, blue, and white subpixels, respectively.
  • a display device of one embodiment of the present invention may include a light-receiving device (also referred to as a light-receiving element) in a pixel.
  • a light-receiving device also referred to as a light-receiving element
  • three may have a light-emitting device and the remaining one may have a light-receiving device.
  • sub-pixels 110a, 110b, and 110c may be R, G, and B sub-pixels
  • sub-pixel 110d may be a sub-pixel having a light receiving device.
  • the pixels shown in FIGS. 18A and 18B have sub-pixels G, sub-pixels B, sub-pixels R, and sub-pixels PS. Note that the arrangement order of the sub-pixels is not limited to the illustrated configuration, and can be determined as appropriate. For example, the positions of sub-pixel G and sub-pixel R may be exchanged.
  • a stripe arrangement is applied to the pixels shown in FIG. 18A.
  • a matrix arrangement is applied to the pixels shown in FIG. 18B.
  • Sub-pixel R has a light-emitting device that emits red light.
  • Sub-pixel G has a light-emitting device that emits green light.
  • Sub-pixel B has a light-emitting device that emits blue light.
  • the sub-pixel PS has a light receiving device.
  • the wavelength of light detected by the sub-pixel PS is not particularly limited.
  • the sub-pixel PS can be configured to detect one or both of visible light and infrared light.
  • the pixels shown in FIGS. 18C and 18D have subpixel G, subpixel B, subpixel R, subpixel X1, and subpixel X2. Note that the arrangement order of the sub-pixels is not limited to the illustrated configuration, and can be determined as appropriate. For example, the positions of sub-pixel G and sub-pixel R may be exchanged.
  • FIG. 18C shows an example in which one pixel is provided over two rows and three columns. Three sub-pixels (sub-pixel G, sub-pixel B, and sub-pixel R) are provided in the upper row (first row). In FIG. 18C, two sub-pixels (sub-pixel X1 and sub-pixel X2) are provided in the lower row (second row).
  • FIG. 18D shows an example in which one pixel is composed of 3 rows and 2 columns.
  • the first row has sub-pixels G
  • the second row has sub-pixels R
  • the two rows have sub-pixels B.
  • the third row has two sub-pixels (sub-pixel X1 and sub-pixel X2).
  • the pixel shown in FIG. 18D has three sub-pixels (sub-pixel G, sub-pixel R, and sub-pixel X2) in the left column (first column) and the right column (second column). has two sub-pixels (sub-pixel B and sub-pixel X1).
  • the layout of sub-pixels R, G, and B shown in FIG. 18C is a stripe arrangement. Also, the layout of the sub-pixels R, G, and B shown in FIG. 18D is a so-called S-stripe arrangement. Thereby, high display quality can be realized.
  • At least one of the sub-pixel X1 and the sub-pixel X2 preferably has a light-receiving device (it can be said to be a sub-pixel PS).
  • the sub-pixel PS for example, a configuration having a light-emitting device that emits infrared light (IR) can be applied.
  • the sub-pixel PS preferably detects infrared light.
  • one of the sub-pixels X1 and X2 is used as a light source, and the other of the sub-pixels X1 and X2 emits light from the light source. Reflected light can be detected.
  • a configuration having a light receiving device can be applied to both the sub-pixel X1 and the sub-pixel X2.
  • the wavelength ranges of light detected by the sub-pixel X1 and the sub-pixel X2 may be the same, different, or partly common.
  • one of the sub-pixel X1 and the sub-pixel X2 may mainly detect visible light, and the other may mainly detect infrared light.
  • the light receiving area of the sub-pixel X1 is smaller than the light receiving area of the sub-pixel X2.
  • the smaller the light-receiving area the narrower the imaging range, which makes it possible to suppress the blurring of the imaging result and improve the resolution. Therefore, by using the sub-pixel X1, high-definition or high-resolution imaging can be performed as compared with the case of using the light receiving device included in the sub-pixel X2.
  • the sub-pixel X1 can be used to capture an image for personal authentication using a fingerprint, palm print, iris, pulse shape (including vein shape and artery shape), face, or the like.
  • the light-receiving device included in the sub-pixel PS preferably detects visible light, and preferably detects one or more of colors such as blue, purple, blue-violet, green, yellow-green, yellow, orange, and red. . Also, the light receiving device included in the sub-pixel PS may detect infrared light.
  • the sub-pixel X2 is 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). It can be used for such as
  • the sub-pixel X2 can appropriately determine the wavelength of light to be detected according to the application. For example, sub-pixel X2 preferably detects infrared light. This enables touch detection even in dark places.
  • a touch sensor or near-touch sensor can detect the proximity or contact of an object (such as a finger, hand, or pen).
  • a touch sensor can detect an object by direct contact between the display device and the object. Also, the near-touch sensor can detect the object even if the object does not touch the display device. For example, it is preferable that 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. With this structure, the display device can be operated without direct contact with the object, in other words, the display device can be operated without contact. With the above configuration, 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 stain for example, dust or virus
  • 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 driving frequency of the touch sensor or the near-touch sensor can be 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. 18E to 18G has, between substrates 351 and 359, a layer 353 having light receiving devices, a functional layer 355, and a layer 357 having light emitting devices.
  • the functional layer 355 has circuitry for driving the light receiving device and circuitry for driving the light emitting device.
  • the functional layer 355 can be provided with switches, transistors, capacitors, resistors, wirings, terminals, and the like. 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. 18F and 18G it may have a function of detecting or imaging an object that is close to (not in contact with) the display device.
  • FIG. 18F shows an example of detecting a finger of a person
  • FIG. 18G shows an example of detecting information around, on the surface of, or inside the human eye (number of blinks, eyeball movement, eyelid movement, etc.).
  • the light-receiving device can be used to capture an image of the periphery of 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.
  • various layouts can be applied to pixels each including a subpixel 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, wristwatch-type and bracelet-type information terminal devices (wearable devices), VR devices such as head-mounted displays, and eyeglass-type AR devices. It can be used for the display part of wearable devices that can be worn on the head, such as devices for smartphones.
  • wearable devices wearable devices
  • VR devices such as head-mounted displays
  • eyeglass-type AR devices eyeglass-type AR devices. It can be used for the display part of wearable devices that can be worn on the head, such as devices for smartphones.
  • the display device of this embodiment can be a high-resolution display device or a large-sized display device. Therefore, the display device of the present embodiment can be used, for example, in televisions, desktop or notebook personal computers, monitors for computers, digital signage, and relatively large screens such as large game machines such as pachinko machines. It can be used for display portions of digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, personal digital assistants, and sound reproducing devices, in addition to electronic devices equipped with
  • Display module A perspective view of the display module 280 is shown in FIG. 19A.
  • 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. 19B 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 , a pixel section 284 on the pixel circuit section 283 , a dummy pixel section 294 , and a dummy pixel section 295 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 display module 280 may have a structure in which either the dummy pixel portion 294 or the dummy pixel portion 295 is not provided.
  • 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. 19B.
  • Pixel 284a includes light emitting device 130a, light emitting device 130b, and light emitting device 130c.
  • the light emitting device 130a is, for example, a light emitting device that emits red light.
  • the light emitting device 130b is, for example, a light emitting device that emits green light.
  • the light emitting device 130c is, for example, a light emitting device that emits blue light.
  • the pixel circuit section 283 has a plurality of pixel circuits 283a arranged periodically.
  • One pixel circuit 283a is a circuit that controls light emission of three light emitting devices included in one pixel 284a.
  • One pixel circuit 283a may have a structure in which three circuits for controlling light emission of one light emitting device are provided.
  • the pixel circuit 283a can have at least one selection transistor, one current control transistor (driving transistor), and a capacitive element 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 dummy pixel section 294 has a plurality of dummy pixels. Each dummy pixel included in the dummy pixel section 294 may not be electrically connected to the circuit section 282 . Alternatively, a configuration is possible in which some of the plurality of dummy pixels included in the dummy pixel section 294 are electrically connected to the circuit section 282 and the rest are not electrically connected to the circuit section 282 .
  • a plug 256b, a plug 256c, etc. which will be described later (hereinafter collectively referred to as the plug 256) is provided under the pixel electrode included in the dummy pixel. ) may not be provided.
  • a plug 256 which will be described later, may be provided under the pixel electrode included in the dummy pixel. If plug 256 is provided, plug 256 need not be electrically connected to transistor 310 . Alternatively, the provided plug 256 may be electrically connected to the transistor 310 .
  • Each dummy pixel included in the dummy pixel section 294 has, for example, a pixel electrode and an EL layer.
  • Each dummy pixel included in the dummy pixel section 294 may have the same configuration as the pixel 284a.
  • each dummy pixel included in the dummy pixel portion 294 the configuration of the dummy pixel 51 or the like described in the previous embodiment can be applied.
  • the dummy pixel section 295 has a plurality of dummy pixels.
  • Each dummy pixel included in the dummy pixel section 295 may not be electrically connected to the circuit section 282 .
  • a configuration may be employed in which some of the plurality of dummy pixels included in the dummy pixel section 295 are electrically connected to the circuit section 282 and the rest are not electrically connected to the circuit section 282 . If each dummy pixel included in the dummy pixel section 295 is not electrically connected to the circuit section 282, the plug 256 or the like, which will be described later, may not be provided under the pixel electrode included in the dummy pixel.
  • a plug 256 which will be described later, may be provided under the pixel electrode included in the dummy pixel. If plug 256 is provided, plug 256 need not be electrically connected to transistor 310 . Alternatively, the provided plug 256 may be electrically connected to the transistor 310 .
  • each dummy pixel included in the dummy pixel portion 295 the configuration of the dummy pixel 52 or the like described in the previous embodiment can be applied.
  • the aperture ratio (effective display area ratio) of the display portion 281 is can be very high.
  • 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.
  • the 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 equipment for VR such as a head-mounted display, or equipment for glasses-type AR. 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. Moreover, 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.
  • 20A to 20D are top views showing the positional relationship of the pixel section 284, the dummy pixel section 294, the pixel circuit section 283, the circuit section 282, and the connection section 140.
  • FIG. 1 is a diagrammatic representation of the pixel section 284, the dummy pixel section 294, the pixel circuit section 283, the circuit section 282, and the connection section 140.
  • a circuit portion 282 is provided on the left and right sides of a pixel portion 284, a connection portion 140 is arranged along the four sides of a square, and a pixel portion 284 and a dummy pixel portion are provided inside the square area surrounded by the connection portion 140. 294 and a circuit unit 282 are provided.
  • circuit portions 282 are provided on the left and right sides of a pixel portion 284, connection portions 140 are arranged along the four sides of a square, and pixel portions 284 and dummy pixel portions are placed inside a square region surrounded by the connection portions 140. 294 is provided and a circuit section 282 is provided outside.
  • connection portions 140 are arranged along the four sides of a square, and the pixel portion 284 and the dummy pixel portion 294 are provided inside the square region surrounded by the connection portions 140 . and the dummy pixel portion 294 are provided.
  • FIG. 20D mainly differs from FIG. 20C in that the connecting portions 140 are arranged along the three sides of the square.
  • FIG. 20E mainly differs from FIG. 20C in that the connections 140 are arranged along two opposite sides of the quadrilateral.
  • a dummy pixel portion 295 may be provided outside the dummy pixel portion 294 .
  • the circuit section 282 may have a region surrounded by the dummy pixel section 295 when viewed from above.
  • the dummy pixel portion 295 may be arranged in a region between the dummy pixel portion 294 and the circuit portion 282 .
  • Display device 100A A display device 100A shown in FIG. Although not shown, the display device 100A has a light emitting device 130a, a dummy light emitting device 58b, a dummy light emitting device 58c, etc. on the substrate 301.
  • FIG. 1 A display device 100A shown in FIG. Although not shown, the display device 100A has a light emitting device 130a, a dummy light emitting device 58b, a dummy light emitting device 58c, etc. on the substrate 301.
  • Substrate 301 corresponds to substrate 291 in FIGS. 19A and 19B.
  • the layer 101 including the transistor described in Embodiment 1 and the insulating layers 255a, 255b, and 255c above it can be applied to the stacked structure from the substrate 301 to the insulating layer 255c.
  • a transistor 310 has a channel formation region in the substrate 301 .
  • the substrate 301 for example, a semiconductor substrate such as a single crystal silicon substrate can be used.
  • Transistor 310 includes a portion of substrate 301 , conductive layer 311 , low resistance region 312 , insulating layer 313 and insulating layer 314 .
  • the conductive layer 311 functions as a gate electrode.
  • An insulating layer 313 is located between the substrate 301 and the conductive layer 311 and functions as a gate insulating layer.
  • the low-resistance region 312 is a region in which the substrate 301 is doped with impurities and functions as 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 over the insulating layer 261 and embedded in the insulating layer 254 .
  • Conductive layer 241 is electrically connected to one of the source or drain of transistor 310 by plug 271 embedded in 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 over the insulating layer 255a, and an insulating layer 255c is provided over the insulating layer 255b.
  • FIG. 21A shows an example in which the light emitting devices 130a and 130c have the stacked structure shown in FIG. 7A, and the dummy light emitting device 58a has the stacked structure shown in FIG. 7B.
  • the layers 113b and 113c are separated and separated from each other, so that crosstalk between adjacent sub-pixels can be suppressed even in a high-definition display device. Therefore, a display device with high definition and high display quality can be realized.
  • An insulator is provided in the region between adjacent light emitting devices.
  • an insulating layer 125 and an insulating layer 127 over the insulating layer 125 are provided in the region.
  • a layer 113e of the dummy light emitting device 58a is covered with a mask layer 118e, an insulating layer 125 and an insulating layer 127, and a common layer 114 and a common electrode 115 are provided on the insulating layer 127.
  • FIG. 1 A layer 113e of the dummy light emitting device 58a is covered with a mask layer 118e, an insulating layer 125 and an insulating layer 127, and a common layer 114 and a common electrode 115 are provided on the insulating layer 127.
  • a mask layer 118b is located on the layer 113b of the light emitting device 130b, and a mask layer 118c is located on the layer 113c of the light emitting device 130c.
  • the pixel electrode 111b and the pixel electrode 111c of the light-emitting device include the insulating layer 255a, the insulating layer 255b, and the plugs such as the plugs 256b and 256c embedded in the insulating layer 255c, and the conductive layer 241 embedded in the insulating layer 254. , and a plug 271 embedded in the insulating layer 261 are electrically connected to one of the source or drain of the transistor 310 .
  • the height of the upper surface of the insulating layer 255c and the height of the upper surfaces of the plugs such as the plugs 256b and 256c are aligned or substantially aligned.
  • Various conductive materials can be used for the plug.
  • the dummy light emitting device 58a preferably does not have the function of emitting light. Therefore, for example, a configuration in which the insulating layer 255a, the insulating layer 255b, and the plug embedded in the insulating layer 255c are not provided under the dummy light emitting device 58a may be employed.
  • a protective layer 131 is provided on the light emitting device 130b, the light emitting device 130c, and the dummy light emitting device 58a.
  • a substrate 120 is bonded onto the protective layer 131 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. 19A.
  • plug 271, plug 256b, and plug 256c Materials that can be used for plugs such as plug 271, plug 256b, and plug 256c include aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, gold, silver, platinum, magnesium, iron, cobalt, palladium, Examples include metals such as tantalum and tungsten, alloys containing these metal materials, and nitrides of these metal materials. Also, as the plug, a film containing these materials can be used as a single layer or as a laminated structure.
  • a single-layer structure of an aluminum film containing silicon a two-layer structure in which an aluminum film is stacked over a titanium film, a two-layer structure in which an aluminum film is stacked over a tungsten film, and a copper film over a copper-magnesium-aluminum alloy film.
  • No insulating layer is provided between the pixel electrode 111b and the layer 113b to cover the edge of the upper surface of the pixel electrode 111b.
  • no insulating layer is provided between the pixel electrode 111c and the layer 113c to cover the edge of the upper surface of the pixel electrode 111c. 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.
  • the display device 100A has the light emitting device 130b and the light emitting device 130c, the display device of the present embodiment may further have a light receiving device.
  • the display device shown in FIG. 21B is an example having a light emitting device 130b, a light receiving device 150, and a dummy light emitting device 58a.
  • the light receiving device 150 has a pixel electrode 111d, a layer 113d, a common layer 114, and a common electrode 115 which are stacked.
  • Layer 113d preferably functions as an active layer.
  • Embodiment 1 can be referred to for details of the components of the light receiving device 150 .
  • a display device 100B shown in FIG. 22 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 structure 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 or the insulating layer 332 can be used.
  • the substrate 301B is provided with a plug 343 penetrating through the substrate 301B and the insulating layer 345 .
  • an insulating layer 344 covering the side surface of the plug 343 .
  • the insulating layer 344 is an insulating layer that functions as a protective layer and can suppress diffusion of impurities into the substrate 301B.
  • an inorganic insulating film that can be used for the protective layer 131 can be used.
  • 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 substrate 301A and the substrate 301B are electrically connected.
  • the conductive layer 341 and the conductive layer 342 are bonded together. can be improved.
  • the same conductive material is preferably used for the conductive layers 341 and 342 .
  • a metal film containing an element selected from Al, Cr, Cu, Ta, Ti, Mo, and W, or a metal nitride film (titanium nitride film, molybdenum nitride film, 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. 23 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 containing, for example, gold (Au), nickel (Ni), indium (In), tin (Sn), or the like. Also, for example, solder may be used as the bumps 347 . Further, an adhesive layer 348 may be provided between the insulating layer 345 and the insulating layer 346 . Further, when the bump 347 is provided, the insulating layer 335 and the insulating layer 336 may not be provided.
  • Display device 100D A display device 100D shown in FIG. 24 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. 19A and 19B.
  • a stacked structure from the substrate 331 to the insulating layer 255b corresponds to the layer 101 including the transistor in Embodiment 1.
  • An insulating layer 332 is provided over the substrate 331 .
  • the insulating layer 332 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing from the substrate 331 into the transistor 320 and oxygen from the semiconductor layer 321 toward the insulating layer 332 side.
  • a film into which hydrogen or oxygen is less likely to diffuse than a silicon oxide film such as an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or a silicon nitride film, can be used.
  • a conductive layer 327 is provided over the insulating layer 332 and an insulating layer 326 is provided to cover the conductive layer 327 .
  • the conductive layer 327 functions as a first gate electrode of the transistor 320, and part of the insulating layer 326 functions as a first gate insulating layer.
  • An oxide insulating film such as a silicon oxide film is preferably used for at least a portion of the insulating layer 326 that is in contact with the semiconductor layer 321 .
  • the upper surface of the insulating layer 326 is preferably planarized.
  • the semiconductor layer 321 is provided over the insulating layer 326 .
  • the semiconductor layer 321 preferably includes a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor) film having semiconductor characteristics.
  • a pair of conductive layers 325 is provided on and in contact with the semiconductor layer 321 and functions as a source electrode and a drain electrode.
  • An insulating layer 328 is provided to cover the top and side surfaces of the pair of conductive layers 325 , the side surface of the semiconductor layer 321 , and the like, and the insulating layer 264 is provided over the insulating layer 328 .
  • the insulating layer 328 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing into the semiconductor layer 321 from the insulating layer 264 or the like and oxygen from leaving the semiconductor layer 321 .
  • an insulating film similar to the insulating layer 332 can be used as the insulating layer 328.
  • An opening reaching the semiconductor layer 321 is provided in the insulating layer 328 and the insulating layer 264 .
  • the insulating layer 323 and the conductive layer 324 are buried in contact with the side surfaces of the insulating layer 264 , the insulating layer 328 , and the conductive layer 325 and the top surface of the semiconductor layer 321 .
  • the conductive layer 324 functions as a second gate electrode, and the insulating layer 323 functions as a second gate insulating layer.
  • the top surface of the conductive layer 324, the top surface of the insulating layer 323, and the top surface of the insulating layer 264 are planarized so as to have the same height or substantially the same height, and an insulating layer 329 and an insulating layer 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. 25 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 display device 100D can be referred to for the structure of the transistor 320A, the transistor 320B, and the periphery thereof.
  • 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. 26 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. 27 shows a perspective view of the display device 100G
  • FIG. 28A 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 includes a display portion 167, a connection portion 140, a circuit 164, wirings 165, and the like.
  • FIG. 27 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. 27 can also be said to be a display module including the display device 100G, an IC (integrated circuit), and an FPC.
  • the connecting portion 140 is provided outside the display portion 167 .
  • the connection portion 140 can be provided along one side or a plurality of sides of the display portion 167 .
  • the number of connection parts 140 may be singular or plural.
  • FIG. 27 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 driver circuit can be used.
  • the wiring 165 has a function of supplying signals and power to the display portion 167 and the circuit 164 .
  • the signal and power are input to the wiring 165 from the outside through the FPC 172 or input to the wiring 165 from the IC 173 .
  • FIG. 27 shows an example in which an IC 173 is provided on the 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 167, 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 shown in FIG. 28A has a transistor 201, a transistor 205, a light emitting device 130b, a light emitting device 130a, a dummy light emitting device 58c, and the like between a substrate 151 and a substrate 152.
  • the light emitting device 130a is, for example, a light emitting device that emits red light.
  • the light emitting device 130b is, for example, a light emitting device that emits green light.
  • the display device 100G has a light emitting device 130c, a dummy light emitting device 58a, a dummy light emitting device 58b, etc. between the substrate 151 and the substrate 152.
  • the light emitting device 130c is, for example, a light emitting device that emits blue light.
  • the light-emitting device 130a and the light-emitting device 130b each have a structure similar to the laminated structure shown in FIG. 7A, except that the structure of the pixel electrode is different. Also, the dummy light emitting device 58c has the same structure as the laminated structure shown in FIG. 7B, except that the structure of the pixel electrode is different. Embodiment 1 can be referred to for details of the light-emitting device. Light emitting device 130 a , light emitting device 130 b and dummy light emitting device 58 c are provided on insulating layer 214 .
  • the layers 113a, 113b, and 113c are separated and separated from each other. Therefore, even in a high-definition display device, the occurrence of crosstalk between adjacent subpixels is suppressed. be able to. Therefore, a display device with high definition and high display quality can be realized.
  • the light emitting device 130a has a conductive layer 112a, a conductive layer 126a over the conductive layer 112a, and a conductive layer 129a over the conductive layer 126a. All of the conductive layers 112a, 126a, and 129a can be called pixel electrodes, and some of them can be called pixel electrodes.
  • Light-emitting device 130b has conductive layer 112b, conductive layer 126b on conductive layer 112b, and conductive layer 129b on conductive layer 126b.
  • Dummy light emitting device 58c has conductive layer 112g, conductive layer 126g on conductive layer 112g, and conductive layer 129g on conductive layer 126g.
  • 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.
  • the conductive layer 112 b 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 126b is positioned outside the end of the conductive layer 112b.
  • the edges of the conductive layer 126b and the edges of the conductive layer 129b are aligned or substantially aligned.
  • a conductive layer functioning as a reflective electrode can be used for the conductive layers 112b and 126b
  • a conductive layer functioning as a transparent electrode can be used for the conductive layer 129b.
  • the conductive layer 112 g 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 126g is positioned outside the end of the conductive layer 112g.
  • the end of the conductive layer 126g and the end of the conductive layer 129g are aligned or substantially aligned.
  • a conductive layer functioning as a reflective electrode can be used for the conductive layers 112g and 126g
  • a conductive layer functioning as a transparent electrode can be used for the conductive layer 129g.
  • Concave portions are formed in the conductive layers 112 a , 112 b , and 112 g so as to cover the openings provided in the insulating layer 214 .
  • a layer 128 is embedded in the recess.
  • Layer 128 has the function of planarizing recesses in conductive layers 112a, 112b, 112g.
  • Conductive layers 126a, 126b, and 126g electrically connected to the conductive layers 112a, 112b, and 112g are provided over the conductive layers 112a, 112b, and 112g and the layer 128, respectively. Therefore, regions overlapping with the concave portions of the conductive layers 112a, 112b, and 112g can also be used as light emitting regions, and the aperture ratio of pixels can be increased.
  • Layer 128 may be an insulating layer or a conductive layer.
  • Various inorganic insulating materials, organic insulating materials, and conductive materials can be used as appropriate for layer 128 .
  • layer 128 is preferably formed using an insulating material.
  • an insulating layer containing an organic material can be preferably used.
  • an acrylic resin, a polyimide resin, an epoxy resin, a polyamide resin, a polyimideamide resin, a siloxane resin, a benzocyclobutene resin, a phenol resin, precursors of these resins, or the like can be applied.
  • a photosensitive resin can be used as the layer 128 .
  • a positive material or a negative material can be used for the photosensitive resin.
  • the layer 128 can be formed only through the steps of exposure and development, and the influence of dry etching, wet etching, or the like on the surfaces of the conductive layers 112a, 112b, and 112g can be reduced. can. Further, when the layer 128 is formed using a negative photosensitive resin, the layer 128 can be formed using the same photomask (exposure mask) used for forming the opening of the insulating layer 214 in some cases. be.
  • the top and side surfaces of the conductive layer 126a and the top and side surfaces of the conductive layer 129a are covered with the layer 113a.
  • the top and side surfaces of conductive layer 126b and the top and side surfaces of conductive layer 129b are covered by layer 113b.
  • the top and side surfaces of the conductive layer 126g and the top and side surfaces of the conductive layer 129g are covered with the layer 113c. Therefore, the entire region where the conductive layers 126a, 126b, and 126g are provided can be used as the light-emitting regions of the light-emitting device 130a, the light-emitting device 130b, and the light-emitting device 130c, so that the aperture ratio of the pixel can be increased.
  • layers 113a, 113b, and 113g are covered with insulating layers 125 and 127, respectively. Between layer 113a and insulating layer 125 is mask layer 118a. Between the layer 113b and the insulating layer 125 is a mask layer 118b, and between the layer 113g and the insulating layer 125 is a mask layer 118g.
  • a common layer 114 is provided over the layers 113 a , 113 b , and the insulating layers 125 and 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 continuous film provided in common for a plurality of light emitting devices.
  • a protective layer 131 is provided on each of the light emitting device 130a, the light emitting device 130b, and the dummy light emitting device 58c. By providing the protective layer 131 that covers the light-emitting device, it is possible to prevent impurities such as water from entering the light-emitting device and improve the reliability of the light-emitting device.
  • the protective layer 131 and the substrate 152 are adhered via the adhesive layer 142 .
  • a solid sealing structure, a hollow sealing structure, or the like can be applied to sealing the light-emitting device.
  • 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 (such as nitrogen or argon) 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 over the insulating layer 214 in the connection portion 140 .
  • the conductive layer 123 includes a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 112a, 112b, and 112g and a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 126a, 126b, and 126g. , and a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 129a, 129b, and 129g.
  • 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 a 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 stacked structure from the substrate 151 to the insulating layer 214 corresponds to the layer 101 including the transistor in Embodiment 1.
  • FIG. 1 A stacked structure from the substrate 151 to the insulating layer 214 corresponds to the layer 101 including the transistor in Embodiment 1.
  • 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 in this order over the substrate 151 .
  • Part of the insulating layer 211 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • Part of the insulating layer 213 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • An insulating layer 215 is provided over the transistor.
  • An insulating layer 214 is provided over the transistor and functions as a planarization layer. Note that the number of gate insulating layers and the number of insulating layers covering a transistor are not limited, and each may have a single layer or two or more layers.
  • a material into which impurities such as water and hydrogen are difficult to diffuse is preferably used for at least one insulating layer that covers the transistor. This allows the insulating layer to function as a barrier layer. With such a structure, diffusion of impurities from the outside into the transistor can be effectively suppressed, and the reliability of the display device can be improved.
  • An inorganic insulating film is preferably used for each of the insulating layers 211 , 213 , and 215 .
  • the inorganic insulating film for example, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, or the like can be used.
  • a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a gallium oxide film, a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, a neodymium oxide film, or the like may be used.
  • two or more of the insulating films described above may be laminated and used.
  • An organic insulating layer is suitable for the insulating layer 214 that functions as a planarization layer.
  • Materials that can be used for the organic insulating layer include acrylic resins, polyimide resins, epoxy resins, polyamide resins, polyimideamide resins, siloxane resins, benzocyclobutene-based resins, phenolic resins, precursors of these resins, and the like.
  • the insulating layer 214 may have a laminated structure of an organic insulating layer and an inorganic insulating 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 transistors 201 and 205 include a conductive layer 221 functioning as a gate, an insulating layer 211 functioning as a gate insulating layer, conductive layers 222a and 222b functioning as sources and drains, a semiconductor layer 231, and an insulating layer functioning as a gate insulating layer. It has a layer 213 and a conductive layer 223 that functions as a gate. Here, the same hatching pattern is applied to a plurality of layers obtained by processing the same conductive film.
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the semiconductor layer 231 .
  • the insulating layer 213 is located between the conductive layer 223 and the semiconductor layer 231 .
  • the structure of the transistor included in the display device of this embodiment there is no particular limitation on the structure of the transistor included in the display device of this embodiment.
  • a planar transistor, a staggered transistor, an inverted staggered transistor, or the like can be used.
  • the transistor structure may be either a top-gate type or a bottom-gate type.
  • gates may be provided above and below a semiconductor layer in which a channel is formed.
  • a structure in which a semiconductor layer in which a channel is formed is sandwiched between two gates is applied to the transistors 201 and 205 .
  • a transistor may be driven by connecting two gates and applying the same signal to them.
  • the threshold voltage of the transistor may be controlled by applying a potential for controlling the threshold voltage to one of the two gates and applying a potential for driving to the other.
  • the crystallinity of the semiconductor material used for the transistor is not particularly limited, either. (semiconductors having A single crystal semiconductor or a crystalline semiconductor is preferably used because deterioration in transistor characteristics can be suppressed.
  • a semiconductor layer of a transistor preferably includes a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor).
  • the display device of this embodiment preferably uses a transistor including a metal oxide for a channel formation region (hereinafter referred to as an OS transistor).
  • 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 including low-temperature polysilicon (LTPS) in a semiconductor layer hereinafter also referred to as an LTPS transistor
  • the LTPS transistor has high field effect mobility and good frequency characteristics.
  • a Si transistor such as an LTPS transistor
  • a circuit that needs to be driven at a high frequency for example, a source driver circuit
  • OS transistors have much higher field-effect mobility than transistors using amorphous silicon.
  • an OS transistor has extremely low source-drain leakage current (hereinafter also referred to as an off-state current) in an off state, and can retain charge accumulated in a capacitor connected in series with the transistor for a long time. is possible. Further, by using the OS transistor, power consumption of the display device can be reduced.
  • the off current value of the OS transistor per 1 ⁇ m of channel width at room temperature is 1 aA (1 ⁇ 10 ⁇ 18 A) or less, 1 zA (1 ⁇ 10 ⁇ 21 A) or less, or 1 yA (1 ⁇ 10 ⁇ 24 A) or less.
  • the off current value of the Si transistor per 1 ⁇ m channel width at room temperature is 1 fA (1 ⁇ 10 ⁇ 15 A) or more and 1 pA (1 ⁇ 10 ⁇ 12 A) or less. Therefore, it can be said that the off-state current of the OS transistor is about ten digits lower than the off-state current of the Si transistor.
  • the amount of current flowing through the light emitting 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 source-drain current with respect to the change in the gate-source voltage as compared with the Si transistor. Therefore, by applying an OS transistor as a 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, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, one or more selected from hafnium, tantalum, tungsten, and magnesium) and zinc.
  • M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn) (also referred to as IGZO) is preferably used for the semiconductor layer.
  • an oxide containing indium, tin, and zinc is preferably used.
  • oxides containing indium, gallium, tin, and zinc are preferably used.
  • an oxide containing indium (In), aluminum (Al), and zinc (Zn) (also referred to as IAZO) is preferably used.
  • an oxide containing indium (In), aluminum (Al), gallium (Ga), and zinc (Zn) (also referred to as IAGZO) is preferably used.
  • the In atomic ratio in the In-M-Zn oxide is preferably equal to or higher than the M atomic ratio.
  • the transistor included in the circuit 164 and the transistor included in the display portion 167 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 plurality of transistors included in the display portion 167 may all have the same structure, or may have two or more types.
  • All the transistors included in the display portion 167 may be OS transistors, all the transistors included in the display portion 167 may be Si transistors, or some of the transistors included in the display portion 167 may be OS transistors and the rest may be Si transistors. good.
  • an LTPS transistor for example, by using both an LTPS transistor and an OS transistor in the display portion 167, a display device with low power consumption and high driving capability can be realized.
  • a structure in which an LTPS transistor and an OS transistor are combined is sometimes called an LTPO.
  • an OS transistor as a transistor or the like that functions as a switch for controlling conduction/non-conduction between wirings, and use an LTPS transistor as a transistor or the like that controls current.
  • one of the transistors included in the display portion 167 functions as a transistor for controlling 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 portion 167 functions as a switch for controlling selection/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. Note that by adopting a structure in which leakage current that can flow in the transistor and lateral leakage current between light-emitting devices are extremely low, light leakage that can occur during black display can be minimized.
  • FIG. 28D shows a structure in which an opening is provided in the insulating layer 214 in the peripheral region of the pixel portion such as the circuit 164 so that the insulating layer 215 and the protective layer 131 are in contact with each other.
  • the pixel portion can be sealed with the inorganic insulating film, which has the effect of suppressing impurities (moisture, oxygen, etc.) from entering the light-emitting device. can be further enhanced.
  • FIG. 36A shows an example of a top view of a display device.
  • a sealing portion 186 is provided on the outer periphery of the connecting portion 140 .
  • An example of a cross section of the connecting portion 140 is shown in FIG. 36B, and an example of a cross section including the sealing portion 186 is shown in FIG. 36C.
  • the sealing portion 186 has a structure in which the inorganic insulating film is in contact with the inorganic insulating film.
  • 28B and 28C show other configuration examples of the transistor.
  • the transistor 209 and the transistor 210 each include a conductive layer 221 functioning as a gate, an insulating layer 211 functioning as a gate insulating layer, a semiconductor layer 231 having a channel formation region 231i and a pair of low-resistance regions 231n, and one of the pair of low-resistance regions 231n.
  • a conductive layer 222a connected to a pair of low-resistance regions 231n, a conductive layer 222b connected to the other of a pair of low-resistance regions 231n, an insulating layer 225 functioning as a gate insulating layer, a conductive layer 223 functioning as a gate, and an insulating layer 215 covering the conductive layer 223 have
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the channel formation region 231i.
  • the insulating layer 225 is located at least between the conductive layer 223 and the channel formation region 231i.
  • an insulating layer 218 may be provided to cover the transistor.
  • the transistor 209 illustrated in FIG. 28B 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 and the other functions as a drain.
  • the insulating layer 225 overlaps with the channel formation region 231i of the semiconductor layer 231 and does not overlap with the low resistance region 231n.
  • the insulating layer 215 is provided to cover the insulating layer 225 and the conductive layer 223, and the conductive layers 222a and 222b are connected to the low resistance region 231n through openings in the insulating layer 215, respectively.
  • a connection 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 includes a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 112a, 112b, and 112g and a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 126a, 126b, and 126g. , and a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 129a, 129b, and 129g.
  • 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. Also, various optical members can be arranged outside the substrate 152 .
  • FIG. 28 shows an example of a configuration in which the dummy light emitting device 58c is covered with a light shielding layer. For example, when the dummy light emitting device 58c does not have the function of emitting light, it may not be covered with the light shielding layer.
  • Materials that can be used for the substrate 120 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 can be applied.
  • connection layer 242 an anisotropic conductive film (ACF), an anisotropic conductive paste (ACP), or the like can be used.
  • ACF anisotropic conductive film
  • ACP anisotropic conductive paste
  • One embodiment of the present invention is a display device including a light-emitting device and a pixel circuit.
  • the display device can realize a full-color display device, for example, by having three types of light-emitting devices that respectively emit red (R), green (G), and blue (B) light.
  • a transistor including silicon in a semiconductor layer in which a channel is formed for all transistors included in a pixel circuit that drives a light-emitting device.
  • silicon include monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon.
  • 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.
  • a circuit that needs to be driven at a high frequency (for example, a source driver circuit) can be formed over the same substrate as the display portion. This makes it possible to simplify the external circuit mounted on the display device and reduce the component cost and the mounting cost.
  • At least one of the transistors included in the pixel circuit is preferably a transistor including a metal oxide (hereinafter also referred to as an oxide semiconductor) as a semiconductor in which a channel is formed (hereinafter also referred to as an OS transistor).
  • OS transistors have much higher field-effect mobility than transistors using amorphous silicon.
  • an OS transistor has extremely low source-drain leakage current (hereinafter also referred to as an off-state current) in an off state, and can retain charge accumulated in a capacitor connected in series with the transistor for a long time. is possible. Further, by using the OS transistor, power consumption of the display device can be reduced.
  • an OS transistor is preferably used as a transistor that functions as a switch for controlling conduction/non-conduction between wirings
  • an LTPS transistor is preferably used as a transistor that controls current.
  • one of the transistors provided in the pixel circuit functions as a transistor for controlling 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 provided in the pixel circuit functions as a switch for controlling selection/non-selection of the pixel 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.
  • FIG. 29A shows a block diagram of the display device 400.
  • the display device 400 includes a display portion 404, a driver circuit portion 402, a driver circuit portion 403, and the like.
  • the display portion 404 has a plurality of pixels 430 arranged in matrix.
  • Pixel 430 has sub-pixel 405R, sub-pixel 405G, and sub-pixel 405B.
  • Sub-pixel 405R, sub-pixel 405G, and sub-pixel 405B each have a light-emitting device that functions as a display device.
  • the pixel 430 is electrically connected to the wiring GL, the wiring SLR, the wiring SLG, and the wiring SLB.
  • the wiring SLR, the wiring SLG, and the wiring SLB are each electrically connected to the driver circuit portion 402 .
  • the wiring GL is electrically connected to the driver circuit portion 403 .
  • the driver circuit portion 402 functions as a source line driver circuit (also referred to as a source driver), and the driver circuit portion 403 functions as a gate line driver circuit (also referred to as a gate driver).
  • the wiring GL functions as a gate line
  • the wiring SLR, the wiring SLG, and the wiring SLB each function as a source line.
  • Sub-pixel 405R has a light-emitting device that exhibits red light.
  • Sub-pixel 405G has a light-emitting device that emits green light.
  • Sub-pixel 405B has a light-emitting device that emits blue light. Accordingly, the display device 400 can perform full-color display.
  • pixel 430 may have sub-pixels with light-emitting devices that exhibit other colors of light. For example, in addition to the three sub-pixels described above, the pixel 430 may have a sub-pixel having a light-emitting device that emits white light, a sub-pixel that has a light-emitting device that emits yellow light, or the like.
  • the wiring GL is electrically connected to the subpixels 405R, 405G, and 405B arranged in the row direction (the direction in which the wiring GL extends).
  • the wiring SLR, the wiring SLG, and the wiring SLB are electrically connected to the sub-pixels 405R, 405G, or 405B (not shown) arranged in the column direction (the direction in which the wiring SLR and the like extend). .
  • FIG. 29B shows an example of a circuit diagram of a pixel 405 that can be applied to the sub-pixel 405R, sub-pixel 405G, and sub-pixel 405B.
  • Pixel 405 comprises transistor M1, transistor M2, transistor M3, capacitor C1, and light emitting device EL.
  • a wiring GL and a wiring SL are electrically connected to the pixel 405 .
  • the wiring SL corresponds to one of the wiring SLR, the wiring SLG, and the wiring SLB shown in FIG. 29A.
  • the transistor M1 has a gate electrically connected to the wiring GL, one of its source and drain electrically connected to the wiring SL, and the other electrically connected to one electrode of the capacitor C1 and the gate of the transistor M2. be.
  • the transistor M2 has one of its source and drain electrically connected to the wiring AL, and the other of its source and drain connected to one electrode of the light-emitting device EL, the other electrode of the capacitor C1, and one of the source and drain of the transistor M3. electrically connected.
  • the transistor M3 has a gate electrically connected to the wiring GL and the other of its source and drain electrically connected to the wiring RL.
  • the other electrode of the light emitting device EL is electrically connected to the wiring CL.
  • a data potential D is applied to the wiring SL.
  • a selection signal is supplied to the wiring GL.
  • the selection signal includes a potential that makes the transistor conductive and a potential that makes the transistor non-conductive.
  • a reset potential is applied to the wiring RL.
  • An anode potential is applied to the wiring AL.
  • a cathode potential is applied to the wiring CL.
  • the anode potential is higher than the cathode potential.
  • the reset potential applied to the wiring RL can be set to a potential such that the potential difference between the reset potential and the cathode potential is smaller than the threshold voltage of the light emitting device EL.
  • the reset potential can be a potential higher than the cathode potential, the same potential as the cathode potential, or a potential lower than the cathode potential.
  • Transistor M1 and transistor M3 function as switches.
  • the transistor M2 functions as a transistor for controlling the current flowing through the light emitting device EL.
  • the transistor M1 functions as a selection transistor and the transistor M2 functions as a driving transistor.
  • LTPS transistors are preferably used for all of the transistors M1 to M3.
  • OS transistor for the transistors M1 and M3
  • LTPS transistor for the transistor M2.
  • all of the transistors M1 to M3 may be OS transistors.
  • one or more of the plurality of transistors included in the driver circuit portion 402 and the plurality of transistors included in the driver circuit portion 403 can be an LTPS transistor, and the other transistors can be OS transistors.
  • the transistors provided in the display portion 404 can be OS transistors
  • the transistors provided in the driver circuit portions 402 and 403 can be LTPS transistors.
  • the OS transistor a transistor including an oxide semiconductor for a semiconductor layer in which a channel is formed can be used.
  • the semiconductor layer includes, for example, indium and M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, yttrium, tin, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, one or more selected from hafnium, tantalum, tungsten, and magnesium) and zinc.
  • M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide containing indium, gallium, and zinc (also referred to as IGZO) is preferably used for the semiconductor layer of the OS transistor.
  • an oxide containing indium, tin, and zinc is preferably used.
  • oxides containing indium, gallium, tin, and zinc are preferably used.
  • a transistor including an oxide semiconductor which has a wider bandgap and a lower carrier density than silicon, can achieve extremely low off-state current. Therefore, with the small off-state current, charge accumulated in the capacitor connected in series with the transistor can be held for a long time. Therefore, it is preferable to use a transistor including an oxide semiconductor, particularly for the transistor M1 and the transistor M3 which are connected in series to the capacitor C1.
  • a transistor including an oxide semiconductor as the transistor M1 and the transistor M3
  • the charge held in the capacitor C1 can be prevented from leaking through the transistor M1 or the transistor M3.
  • the charge held in the capacitor C1 can be held for a long time, a still image can be displayed for a long time without rewriting the data of the pixel 405 .
  • transistors are shown as n-channel transistors in FIG. 29B, p-channel transistors can also be used.
  • each transistor included in the pixel 405 is preferably formed side by side over the same substrate.
  • a transistor having a pair of gates that overlap with each other with a semiconductor layer provided therebetween can be used.
  • a structure in which the pair of gates are electrically connected to each other and supplied with the same potential is advantageous in that the on-state current of the transistor is increased and the saturation characteristics are improved.
  • a potential for controlling the threshold voltage of the transistor may be applied to one of the pair of gates.
  • the stability of the electrical characteristics of the transistor can be improved.
  • one gate of the transistor may be electrically connected to a wiring to which a constant potential is applied, or may be electrically connected to its own source or drain.
  • a pixel 405 illustrated in FIG. 29C is an example in which a transistor having a pair of gates is applied to the transistor M1 and the transistor M3. A pair of gates of the transistor M1 and the transistor M3 are electrically connected to each other. With such a structure, the period for writing data to the pixel 405 can be shortened.
  • a pixel 405 shown in FIG. 29D is an example in which a transistor having a pair of gates is applied to the transistor M2 in addition to the transistors M1 and M3. A pair of gates of the transistor M2 are electrically connected.
  • Transistor configuration example An example of a cross-sectional structure of a transistor that can be applied to the display device will be described below.
  • FIG. 30A is a cross-sectional view including transistor 410.
  • FIG. 30A is a cross-sectional view including transistor 410.
  • a transistor 410 is a transistor provided over the substrate 401 and using polycrystalline silicon for a semiconductor layer.
  • transistor 410 corresponds to transistor M2 of pixel 405 . That is, FIG. 30A is an example in which one of the source and drain of transistor 410 is electrically connected to conductive layer 431 of the light emitting device.
  • the transistor 410 includes a semiconductor layer 411, an insulating layer 412, a conductive layer 413, and the like.
  • the semiconductor layer 411 has a channel formation region 411i and a low resistance region 411n.
  • Semiconductor layer 411 comprises silicon.
  • Semiconductor layer 411 preferably comprises polycrystalline silicon.
  • Part of the insulating layer 412 functions as a gate insulating layer.
  • Part of the conductive layer 413 functions as a gate electrode.
  • the semiconductor layer 411 can also have a structure containing a metal oxide exhibiting semiconductor characteristics (also referred to as an oxide semiconductor).
  • the transistor 410 can be called an OS transistor.
  • the low resistance region 411n is a region containing an impurity element.
  • the transistor 410 is an n-channel transistor, phosphorus, arsenic, or the like may be added to the low-resistance region 411n.
  • boron, aluminum, or the like may be added to the low resistance region 411n.
  • the impurity described above may be added to the channel formation region 411i.
  • An insulating layer 421 is provided over the substrate 401 .
  • the semiconductor layer 411 is provided over the insulating layer 421 .
  • the insulating layer 412 is provided to cover the semiconductor layer 411 and the insulating layer 421 .
  • the conductive layer 413 is provided over the insulating layer 412 so as to overlap with the semiconductor layer 411 .
  • An insulating layer 422 is provided to cover the conductive layer 413 and the insulating layer 412 .
  • a conductive layer 414 a and a conductive layer 414 b are provided over the insulating layer 422 .
  • the conductive layers 414 a and 414 b are electrically connected to the low-resistance region 411 n through openings provided in the insulating layers 422 and 412 .
  • Part of the conductive layer 414a functions as one of the source and drain electrodes, and part of the conductive layer 414b functions as the other of the source and drain electrodes.
  • An insulating layer 423 is provided to cover the conductive layers 414 a , 414 b , and the insulating layer 422 .
  • a conductive layer 431 functioning as a pixel electrode is provided over the insulating layer 423 .
  • the conductive layer 431 is provided over the insulating layer 423 and is electrically connected to the conductive layer 414 b through an opening provided in the insulating layer 423 .
  • an EL layer and a common electrode can be stacked over the conductive layer 431 .
  • FIG. 30B shows a transistor 410a with a pair of gate electrodes.
  • a transistor 410a illustrated in FIG. 30B is mainly different from that in FIG. 30A in that a conductive layer 415 and an insulating layer 416 are included.
  • the conductive layer 415 is provided over the insulating layer 421 .
  • An insulating layer 416 is provided to cover the conductive layer 415 and the insulating layer 421 .
  • the semiconductor layer 411 is provided so that at least a channel formation region 411i overlaps with the conductive layer 415 with the insulating layer 416 interposed therebetween.
  • part of the conductive layer 413 functions as a first gate electrode and part of the conductive layer 415 functions as a second gate electrode.
  • part of the insulating layer 412 functions as a first gate insulating layer, and part of the insulating layer 416 functions as a second gate insulating layer.
  • the conductive layer 413 and the conductive layer 413 are electrically conductive in a region (not shown) through openings provided in the insulating layers 412 and 416 .
  • the layer 415 may be electrically connected.
  • a conductive layer is formed through openings provided in the insulating layers 422, 412, and 416 in a region (not shown).
  • the conductive layer 414a or the conductive layer 414b and the conductive layer 415 may be electrically connected.
  • the transistor 410 illustrated in FIG. 30A or the transistor 410a illustrated in FIG. 30B can be used.
  • the transistor 410a may be used for all the transistors included in the pixel 405
  • the transistor 410 may be used for all the transistors, or the transistor 410a and the transistor 410 may be used in combination. .
  • FIG. 30C A cross-sectional schematic diagram including transistor 410a and transistor 450 is shown in FIG. 30C.
  • Structure Example 1 can be referred to for the transistor 410a. Note that although an example using the transistor 410a is shown here, a structure including the transistors 410 and 450 may be employed, or a structure including all of the transistors 410, 410a, and 450 may be employed.
  • a transistor 450 is a transistor in which a metal oxide is applied to a semiconductor layer.
  • the configuration shown in FIG. 30C is an example in which, for example, the transistor 450 corresponds to the transistor M1 of the pixel 405 and the transistor 410a corresponds to the transistor M2. That is, FIG. 30C shows an example in which one of the source and drain of the transistor 410a is electrically connected to the conductive layer 431.
  • FIG. 30C shows an example in which one of the source and drain of the transistor 410a is electrically connected to the conductive layer 431.
  • FIG. 30C shows an example in which the transistor 450 has a pair of gates.
  • the transistor 450 includes a conductive layer 455, an insulating layer 422, a semiconductor layer 451, an insulating layer 452, a conductive layer 453, and the like.
  • a portion of conductive layer 453 functions as a first gate of transistor 450 and a portion of conductive layer 455 functions as a second gate of transistor 450 .
  • part of the insulating layer 452 functions as a first gate insulating layer of the transistor 450 and part of the insulating layer 422 functions as a second gate insulating layer of the transistor 450 .
  • a conductive layer 455 is provided over the insulating layer 412 .
  • An insulating layer 422 is provided to cover the conductive layer 455 .
  • the semiconductor layer 451 is provided over the insulating layer 422 .
  • the insulating layer 452 is provided to cover the semiconductor layer 451 and the insulating layer 422 .
  • the conductive layer 453 is provided over the insulating layer 452 and has regions that overlap with the semiconductor layer 451 and the conductive layer 455 .
  • An insulating layer 426 is provided to cover the insulating layer 452 and the conductive layer 453 .
  • a conductive layer 454 a and a conductive layer 454 b are provided over the insulating layer 426 .
  • the conductive layers 454 a and 454 b are electrically connected to the semiconductor layer 451 through openings provided in the insulating layers 426 and 452 .
  • Part of the conductive layer 454a functions as one of the source and drain electrodes, and part of the conductive layer 454b functions as the other of the source and drain electrodes.
  • An insulating layer 423 is provided to cover the conductive layers 454 a , 454 b , and the insulating layer 426 .
  • the conductive layers 414a and 414b electrically connected to the transistor 410a are preferably formed by processing the same conductive film as the conductive layers 454a and 454b.
  • the conductive layer 414a, the conductive layer 414b, the conductive layer 454a, and the conductive layer 454b are formed on the same plane (that is, in contact with the upper surface of the insulating layer 426) and contain the same metal element. showing.
  • the conductive layers 414 a and 414 b are electrically connected to the low-resistance region 411 n through the insulating layers 426 , 452 , 422 , and openings provided in the insulating layer 412 . This is preferable because the manufacturing process can be simplified.
  • the conductive layer 413 functioning as the first gate electrode of the transistor 410a and the conductive layer 455 functioning as the second gate electrode of the transistor 450 are preferably formed by processing the same conductive film.
  • FIG. 30C shows a configuration in which the conductive layer 413 and the conductive layer 455 are formed on the same surface (that is, in contact with the top surface of the insulating layer 412) and contain the same metal element. This is preferable because the manufacturing process can be simplified.
  • the insulating layer 452 functioning as a first gate insulating layer of the transistor 450 covers the edge of the semiconductor layer 451.
  • the transistor 450a shown in FIG. It may be processed so that the top surface shape matches or substantially matches that of the layer 453 .
  • the phrase “the upper surface shapes are approximately the same” means that at least part of the contours of the stacked layers overlap.
  • the upper layer and the lower layer may be processed with the same mask pattern or partially with the same mask pattern. Strictly speaking, however, 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.
  • transistor 410a corresponds to the transistor M2 and is electrically connected to the pixel electrode
  • the present invention is not limited to this.
  • the transistor 450 or the transistor 450a may correspond to the transistor M2.
  • transistor 410a may correspond to transistor M1, transistor M3, or some other transistor.
  • the light emitting device has an EL layer 786 between a pair of electrodes (lower electrode 772, upper electrode 788).
  • EL layer 786 can be composed of multiple layers such as layer 4420 , light-emitting layer 4411 , and layer 4430 .
  • the layer 4420 can have, for example, a layer containing a substance with high electron-injection properties (electron-injection layer) and a layer containing a substance with high electron-transport properties (electron-transporting layer).
  • the light-emitting layer 4411 contains, for example, a light-emitting compound.
  • the layer 4430 can have, for example, a layer containing a substance with high hole-injection properties (hole-injection layer) and a layer containing a substance with high hole-transport properties (hole-transport layer).
  • a structure having layer 4420, light-emitting layer 4411, and layer 4430 provided between a pair of electrodes can function as a single light-emitting unit, and the structure of FIG. 31A is referred to herein as a single structure.
  • FIG. 31B is a modification of the EL layer 786 included in the light emitting device shown in FIG. 31A.
  • the light-emitting device shown in FIG. It has a top layer 4422 and a top electrode 788 on layer 4422 .
  • layer 4431 functions as a hole injection layer
  • layer 4432 functions as a hole transport layer
  • layer 4421 functions as an electron transport layer
  • Layer 4422 functions as an electron injection layer.
  • layer 4431 functions as an electron injection layer
  • layer 4432 functions as an electron transport layer
  • layer 4421 functions as a hole transport layer
  • layer 4421 functions as a hole transport layer
  • 4422 functions as a hole injection layer.
  • a configuration in which a plurality of light emitting layers (light emitting layers 4411, 4412, and 4413) are provided between layers 4420 and 4430 as shown in FIGS. 31C and 31D is also a variation of the single structure.
  • tandem structure a structure in which a plurality of light-emitting units (EL layers 786a and 786b) are connected in series with the charge generation layer 4440 interposed therebetween is referred to as a tandem structure in this specification.
  • 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 4411, 4412, and 4413 may be made of a light-emitting material that emits light of the same color, or may be the same light-emitting material.
  • the light-emitting layers 4411, 4412, and 4413 may be formed using a light-emitting material that emits blue light.
  • a color conversion layer may be provided as the layer 785 shown in FIG. 31D.
  • light-emitting materials that emit light of different colors may be used for the light-emitting layers 4411, 4412, and 4413, respectively.
  • white light emission can be obtained.
  • a color filter also referred to as a colored layer
  • a desired color of light can be obtained by passing the white light through the color filter.
  • the light-emitting layers 4411 and 4412 may be made of a light-emitting material that emits light of the same color, or may be the same light-emitting material. Alternatively, light-emitting materials that emit light of different colors may be used for the light-emitting layers 4411 and 4412 .
  • the light emitted from the light-emitting layer 4411 and the light emitted from the light-emitting layer 4412 are complementary colors, white light emission can be obtained.
  • FIG. 31F shows an example in which an additional layer 785 is provided. As the layer 785, one or both of a color conversion layer and a color filter (colored layer) can be used.
  • the layer 4420 and the layer 4430 may have a laminated structure of two or more layers as shown in FIG. 31B.
  • a structure in which different emission colors (eg, blue (B), green (G), and red (R)) are produced for each light emitting device is sometimes called an SBS (Side By Side) structure.
  • the emission color of the light emitting device can be red, green, blue, cyan, magenta, yellow, white, or the like, depending on the material that composes the EL layer 786 . Further, the color purity can be further enhanced by providing the light-emitting device with a microcavity structure.
  • a light-emitting device that emits white light preferably has a structure in which a light-emitting layer contains two or more kinds of light-emitting substances.
  • two or more light-emitting substances may be selected so that the light emission of each light-emitting substance has a complementary color relationship.
  • 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 preferably contains two or more light-emitting substances that emit light such as R (red), G (green), B (blue), Y (yellow), and O (orange).
  • R red
  • G green
  • B blue
  • Y yellow
  • O orange
  • the electronic devices of this embodiment each include the display device of one embodiment of the present invention in a display portion.
  • a display device of one embodiment of the present invention can easily achieve high definition and high resolution, and can achieve high display quality. Therefore, it can be used for display portions of various electronic devices.
  • Examples of electronic devices include televisions, desktop or notebook personal computers, monitors for computers, digital signage, large game machines such as pachinko machines, and other electronic devices with relatively large screens. Examples include cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, mobile game machines, mobile information terminals, and sound reproducing devices.
  • the display device of one embodiment of the present invention can have high definition, it can be suitably used for an electronic device having a relatively small display portion.
  • electronic devices include wristwatch-type and bracelet-type information terminals (wearable devices), VR devices such as head-mounted displays, glasses-type AR devices, and MR devices.
  • wearable devices include wristwatch-type and bracelet-type information terminals (wearable devices), VR devices such as head-mounted displays, glasses-type AR devices, and MR devices.
  • a wearable device that can be attached to a part is exemplified.
  • a display device of one embodiment of the present invention includes HD (1280 ⁇ 720 pixels), FHD (1920 ⁇ 1080 pixels), WQHD (2560 ⁇ 1440 pixels), WQXGA (2560 ⁇ 1600 pixels), 4K (2560 ⁇ 1600 pixels), 3840 ⁇ 2160) and 8K (7680 ⁇ 4320 pixels).
  • the resolution it is preferable to set the resolution to 4K, 8K, or higher.
  • the pixel density (definition) of the display device of one embodiment of the present invention is preferably 100 ppi or more, preferably 300 ppi or more, more preferably 500 ppi or more, more preferably 1000 ppi or more, more preferably 2000 ppi or more, and 3000 ppi or more.
  • the display device 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 sensing, detection or measurement).
  • the electronic device of this embodiment can have various functions. For example, functions to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display, touch panel functions, functions to display calendars, dates or times, functions to execute various software (programs), wireless communication function, a function of reading a program or data recorded on a recording medium, and the like.
  • FIGS. 32A to 32D An example of a wearable device that can be worn on the head will be described with reference to FIGS. 32A to 32D.
  • These wearable devices have one or both of the function of displaying AR content and the function of displaying VR content. Note that these wearable devices may have a function of displaying SR or MR content in addition to AR and VR. If the electronic device has a function of displaying at least one of AR, VR, SR, and MR content, it is possible to enhance the user's sense of immersion.
  • Electronic device 700A shown in FIG. 32A and electronic device 700B shown in FIG. It has a control section (not shown), an imaging section (not shown), a pair of optical members 753 , a frame 757 and a pair of nose pads 758 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display device 751 . Therefore, the electronic device can display images with extremely high definition.
  • Each of the electronic devices 700A and 700B can project an image displayed by the display device 751 onto the display area 756 of the optical member 753 . Since the optical member 753 has translucency, the user can see the image displayed in the display area superimposed on the transmitted image visually recognized through the optical member 753 . Therefore, the electronic device 700A and the electronic device 700B are electronic devices capable of AR display.
  • the electronic device 700A and the electronic device 700B may be provided with a camera capable of capturing an image of the front as an imaging unit. Further, 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 a video signal or the like by the wireless communication device.
  • a connector to which a cable to which a video signal and a 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 or slide operation 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.
  • Various touch sensors can be applied as the touch sensor module.
  • various methods such as a capacitance method, a resistive film method, an infrared method, an electromagnetic induction method, a surface acoustic wave method, and an optical method can be adopted.
  • a photoelectric conversion device (also referred to as a photoelectric conversion element) can be used as a light receiving device (also referred to as a light receiving element).
  • a light receiving device also referred to as a light receiving element.
  • an inorganic semiconductor and an organic semiconductor can be used for the active layer of the photoelectric conversion device.
  • Electronic device 800A shown in FIG. 32C 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 .
  • Mounting portion 823 allows the user to mount electronic device 800A or 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 to an object
  • the imaging unit 825 is one aspect of the detection unit.
  • the detection unit for example, an image sensor or a distance image sensor such as LIDAR (Light Detection and Ranging) can be used.
  • LIDAR Light Detection and Ranging
  • Electronic device 800A may have a vibration mechanism that functions as a bone conduction earphone.
  • a vibration mechanism that functions as a bone conduction earphone.
  • one or more of the display portion 820, the housing 821, and the mounting portion 823 can be provided with the vibration mechanism.
  • Each of the electronic device 800A and the electronic device 800B may have an input terminal.
  • the input terminal can be connected to a cable that supplies a video signal from a video output device or the like, power for charging a battery provided in the electronic device, or the like.
  • An electronic device of one embodiment of the present invention may have a function of wirelessly communicating with the earphone 750 .
  • Earphone 750 has a communication unit (not shown) and has a wireless communication function.
  • the earphone 750 can receive information (eg, audio data) from the electronic device by wireless communication function.
  • information eg, audio data
  • electronic device 700A shown in FIG. 32A has a function of transmitting information to earphone 750 by a wireless communication function.
  • electronic device 800A shown in FIG. 32C 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. 32B has earphone section 727 .
  • the earphone unit 727 and the control unit 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 earphone unit 827 and the control unit 824 can be configured to be wired to each other.
  • a part of the wiring that connects the earphone section 827 and the control section 824 may be arranged inside the housing 821 or the mounting section 823 .
  • the earphone part 827 and the mounting part 823 may have magnets.
  • the earphone section 827 can be fixed to the mounting section 823 by magnetic force, which facilitates storage, which is preferable.
  • the electronic device may have an audio output terminal to which earphones, headphones, or the like can be connected. Also, the electronic device may have one or both of an audio input terminal and an audio input mechanism.
  • the voice input mechanism for example, a sound collecting device such as a microphone can be used.
  • the electronic device may function as a so-called headset.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention includes both glasses type (electronic device 700A, electronic device 700B, etc.) and goggle type (electronic device 800A, electronic device 800B, etc.). preferred.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention can transmit information to the earphone by wire or wirelessly.
  • An electronic device 6500 illustrated in FIG. 33A is a personal digital assistant that can be used as a smart phone.
  • An electronic device 6500 includes a housing 6501, a display portion 6502, a power button 6503, a button 6504, a speaker 6505, a microphone 6506, a camera 6507, a light source 6508, and the like.
  • a display portion 6502 has a touch panel function.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 6502 .
  • FIG. 33B is a schematic cross-sectional view including the end of housing 6501 on the microphone 6506 side.
  • a light-transmitting protective member 6510 is provided on the display surface side of the housing 6501 .
  • a substrate 6517, a battery 6518, and the like are arranged.
  • a display device 6511, an optical member 6512, and a touch sensor panel 6513 are fixed to the protective member 6510 with an adhesive layer (not shown).
  • a portion of the display device 6511 is folded back in a region outside the display portion 6502, and the FPC 6515 is connected to the folded portion.
  • An IC6516 is mounted on the FPC6515.
  • the FPC 6515 is connected to terminals provided on the printed circuit board 6517 .
  • the flexible display of one embodiment of the present invention can be applied to the display device 6511 . Therefore, an extremely lightweight electronic device can be realized. In addition, since the display device 6511 is extremely thin, a large-capacity battery 6518 can be mounted while the thickness of the electronic device is suppressed. In addition, by folding back part of the display device 6511 and arranging a connection portion with the FPC 6515 on the back side of the pixel portion, an electronic device with a narrow frame can be realized.
  • FIG. 33C shows an example of a television device.
  • a television set 7100 has a display portion 7000 incorporated in a housing 7101 .
  • a configuration in which a housing 7101 is supported by a stand 7103 is shown.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 .
  • the operation of the television apparatus 7100 shown in FIG. 33C can be performed by operation switches provided in the housing 7101 and a separate remote controller 7111 .
  • the display portion 7000 may be provided with a touch sensor, and the television device 7100 may be operated by touching the display portion 7000 with a finger or the like.
  • the remote controller 7111 may have a display section for displaying information output from the remote controller 7111 .
  • a channel and a volume can be operated with operation keys or a touch panel provided in the remote controller 7111 , and an image displayed on the display portion 7000 can be operated.
  • the television device 7100 is configured to include a receiver, a modem, and the like.
  • the receiver can receive general television broadcasts. Also, by connecting to a wired or wireless communication network via a modem, one-way (from the sender to the receiver) or two-way (between the sender and the receiver, or between the receivers, etc.) information communication. is also possible.
  • FIG. 33D shows an example of a notebook personal computer.
  • a notebook personal computer 7200 has a housing 7211, a keyboard 7212, a pointing device 7213, an external connection port 7214, and the like.
  • the display portion 7000 is incorporated in the housing 7211 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 .
  • FIGS. 33E and 33F An example of digital signage is shown in FIGS. 33E and 33F.
  • a digital signage 7300 illustrated in FIG. 33E includes a housing 7301, a display portion 7000, speakers 7303, and the like. Furthermore, it can have an LED lamp, an operation key (including a power switch or an operation switch), connection terminals, various sensors, a microphone, and the like.
  • FIG. 33F is a digital signage 7400 mounted on a cylindrical post 7401.
  • FIG. A digital signage 7400 has a display section 7000 provided along the curved surface of a pillar 7401 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 in FIGS. 33E and 33F.
  • the display portion 7000 As the display portion 7000 is wider, the amount of information that can be provided at one time can be increased. In addition, the wider the display unit 7000, the more conspicuous it is, and the more effective the advertisement can be, for example.
  • a touch panel By applying a touch panel to the display portion 7000, not only an image or a moving image can be displayed on the display portion 7000 but also the user can intuitively operate the display portion 7000, which is preferable. Further, when used for providing information such as route information or traffic information, usability can be enhanced by intuitive operation.
  • the digital signage 7300 or 7400 is preferably capable of cooperating with an information terminal 7311 or 7411 such as a smartphone possessed by the user through wireless communication.
  • advertisement information displayed on the display unit 7000 can be displayed on the screen of the information terminal 7311 or the information terminal 7411 .
  • display on the display portion 7000 can be switched.
  • the digital signage 7300 or the digital signage 7400 can execute a game using the screen of the information terminal 7311 or 7411 as an operation means (controller). This allows an unspecified number of users to simultaneously participate in and enjoy the game.
  • the electronic device shown in FIGS. 34A to 34G includes a housing 9000, a display unit 9001, a speaker 9003, operation keys 9005 (including a power switch or an operation switch), connection terminals 9006, sensors 9007 (force, displacement, position, speed , acceleration, angular velocity, number of rotations, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substances, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, smell, or infrared rays , detection or measurement), a microphone 9008, and the like.
  • the electronic devices shown in FIGS. 34A-34G have various functions. For example, a function to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a calendar, a function to display the date or time, a function to control processing by various software (programs), It can have a wireless communication function, a function of reading and processing programs or data recorded on a recording medium, and the like. Note that the functions of the electronic device are not limited to these, and can have various functions.
  • the electronic device may have a plurality of display units.
  • the electronic device is equipped with a camera, etc., and has the function of capturing still images or moving images and storing them in a recording medium (external or built into the camera), or the function of displaying the captured image on the display unit, etc. good.
  • FIG. 34A 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. 34A 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. 34B 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.
  • the tablet terminal 9103 can execute various applications such as mobile phone, e-mail, reading and creating text, playing music, Internet communication, and computer games.
  • the tablet terminal 9103 has a display portion 9001, a camera 9002, a microphone 9008, and a speaker 9003 on the front of the housing 9000, operation keys 9005 as operation buttons on the left side of the housing 9000, and connection terminals on the bottom. 9006.
  • FIG. 34D is a perspective view showing a wristwatch-type personal digital assistant 9200.
  • the mobile information terminal 9200 can be used as a smart watch (registered trademark), for example.
  • the display portion 9001 has a curved display surface, and display can be performed along the curved display surface.
  • the mobile information terminal 9200 can also make hands-free calls by mutual communication with a headset capable of wireless communication, for example.
  • the portable information terminal 9200 can transmit data to and from another information terminal through the connection terminal 9006, and can be charged. Note that the charging operation may be performed by wireless power supply.
  • FIGS. 34E-34G are perspective views showing a foldable personal digital assistant 9201.
  • FIG. 34E is a state in which the portable information terminal 9201 is unfolded
  • FIG. 34G is a state in which it is folded
  • FIG. 34F is a perspective view in the middle of changing from one of FIGS. 34E and 34G 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.

Landscapes

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Abstract

表示品位の高い表示装置を提供する。 画素部と、その外側に配置され、表示に寄与しないダミー画素部と、を有し、画素部は複数の発光デバイスを有し、発光デバイスは、画素電極、発光層を有する第1の層、及び共通電極を有し、複数の画素において隣接する画素の第1の層は、無機材料を有する第1の絶縁層と、有機材料を有する第2の絶縁層により分離されており、第1の層の側面は第1の絶縁層と接する領域を有し、第2の絶縁層は、第1の絶縁層上に接し、且つ共通電極の下方に配置され、ダミー画素部は複数のダミー発光デバイスを有し、ダミー発光デバイスは、導電層及び第2の層を有し、第2の層の側面は第1の絶縁層と接する領域を有し、第2の絶縁層は第1の絶縁層上に接し、導電層は画素電極と同じ材料を有し、第2の層は発光層と同じ材料を有する表示装置である。

Description

表示装置
本発明の一態様は、表示装置に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法、を一例として挙げることができる。半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。
近年、ディスプレイパネルの高精細化が求められている。高精細なディスプレイパネルが要求される機器としては、例えばスマートフォン、タブレット端末、ノート型コンピュータなどがある。また、テレビジョン装置、モニタ装置などの据え置き型のディスプレイ装置においても、高解像度化に伴う高精細化が求められている。さらに、最も高精細度が要求される機器としては、例えば、仮想現実(VR:Virtual Reality)、または拡張現実(AR:Augmented Reality)向けの機器がある。
また、ディスプレイパネルに適用可能な表示装置としては、代表的には液晶表示装置、有機EL(Electro Luminescence)素子、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)等の発光素子を備える発光装置、及び電気泳動方式などにより表示を行う電子ペーパなどが挙げられる。
例えば、有機EL素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟持したものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物から発光を得ることができる。このような有機EL素子が適用された表示装置は、液晶表示装置等で必要であったバックライトが不要なため、薄型、軽量、高コントラストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。例えば、有機EL素子を用いた表示装置の一例が、特許文献1に記載されている。
特許文献2には、有機ELデバイスを用いた、VR向けの表示装置が開示されている。
特開2002−324673号公報 国際公開第2018/087625号
本発明の一態様は、表示品位の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、高精細化が容易な表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、高い表示品位と、高い精細度を兼ね備える表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、消費電力の低い表示装置を提供することを課題の一とする。
本発明の一態様は、新規な構成を有する表示装置、または表示装置の作製方法を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、上述した表示装置を歩留まりよく製造する方法を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、先行技術の問題点の少なくとも一を、少なくとも軽減することを課題の一とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。
本発明の一態様は、画素部と、ダミー画素部と、を有し、ダミー画素部は、表示に寄与しない領域であり、ダミー画素部は、上面視において、画素部の外側に隣接して配置され、画素部は、複数の画素を有し、複数の画素のそれぞれは、発光デバイスを有し、発光デバイスは、画素電極と、画素電極上の第1の層と、第1の層上の共通電極とを有し、第1の層は、発光層を有し、前記共通電極は、複数の前記画素にて共有されており、複数の画素において隣接する画素の第1の層は、無機材料を有する第1の絶縁層と、有機材料を有する第2の絶縁層と、により分離されており、第1の層の側面は、第1の絶縁層と接する領域を有し、画素部において、第2の絶縁層は、第1の絶縁層上に接し、且つ共通電極の下方に配置され、ダミー画素部は、複数のダミー画素を有し、複数のダミー画素のそれぞれは、導電層と、導電層上の第2の層と、を有し、第2の層の側面は、第1の絶縁層と接する領域を有し、ダミー画素部において、第2の絶縁層は、第1の絶縁層上に接し、導電層は、画素電極と同じ材料を有し、第2の層は、発光層と同じ材料を有する表示装置である。
また上記構成において、共通電極は、複数のダミー画素において、第2の層と重畳し、ダミー画素部において、第2の絶縁層は、共通電極の下方に配置されることが好ましい。
また上記構成において、複数の画素は、画素部において、n列(nは1以上の整数)に配列し、ダミー画素部は、n列に配列した画素の両側の列の外側の少なくとも一方に設けられることが好ましい。
また上記構成において、複数の画素は、画素部において、n列(nは1以上の整数)に配列し、ダミー画素部は、n列に配列した画素の両側の列の外側の少なくとも一方に、2列以上設けられることが好ましい。
また上記構成において、複数の画素は、画素部において、m行(mは1以上の整数)に配列し、ダミー画素部は、m行に配列した画素の上下の行の外側の少なくとも一方に、2行以上設けられることが好ましい。
また上記構成において、導電層は、画素電極と同じ積層構成を有することが好ましい。
本発明の一態様によれば、表示品位の高い表示装置を提供できる。また、信頼性の高い表示装置を提供できる。また、高精細化が容易な表示装置を提供できる。また、高い表示品位と、高い精細度を兼ね備える表示装置を提供できる。また、消費電力の低い表示装置を提供できる。
また、本発明の一態様によれば、新規な構成を有する表示装置、または表示装置の作製方法を提供できる。また、上述した表示装置を歩留まりよく製造する方法を提供できる。本発明の一態様によれば、先行技術の問題点の少なくとも一を、少なくとも軽減することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。
図1A及び図1Bは、表示装置の一例を示す上面図である。
図2A及び図2Bは、表示装置の一例を示す上面図である。
図3は、表示装置の一例を示す上面図である。
図4は、表示装置の一例を示す上面図である。
図5Aは、画素の一例を示す上面図である。図5B乃至図5Dは、ダミー画素の一例を示す上面図である。
図6は、表示装置の一例を示す上面図である。
図7A乃至図7Cは、表示装置の一例を示す断面図である。
図8A乃至図8C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及び図11Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図12A及び図12Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図13A及び図13Bは、表示装置の作製方法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乃至図15Fは、画素の一例を示す上面図である。
図16A乃至図16Hは、画素の一例を示す上面図である。
図17A乃至図17Jは、画素の一例を示す上面図である。
図18A乃至図18Dは、画素の一例を示す上面図である。図18E乃至図18Gは、表示装置の一例を示す断面図である。
図19A及び図19Bは、表示装置の一例を示す斜視図である。
図20A乃至図20Eは、表示モジュールの構成の一例を示す上面図である。
図21A及び図21Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図22は、表示装置の一例を示す断面図である。
図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斜視図である。
図28Aは、表示装置の一例を示す断面図である。図28B及び図28Cは、トランジスタの一例を示す断面図である。図28Dは、表示装置の一例を示す断面図である。
図29Aは、表示装置の一例を示すブロック図である。図29B乃至図29Dは、画素回路の一例を示す図である。
図30A乃至図30Dは、トランジスタの一例を示す図である。
図31A乃至図31Fは、発光デバイスの構成例を示す図である。
図32A乃至図32Dは、電子機器の一例を示す図である。
図33A乃至図33Fは、電子機器の一例を示す図である。
図34A乃至図34Gは、電子機器の一例を示す図である。
図35A及び図35Bは、表示装置の一例を示す上面図である。
図36Aは、表示装置の一例を示す上面図である。図36B及び図36Cは、表示装置の一例を示す断面図である。
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
なお、本明細書で説明する各図において、各構成要素の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
なお、本明細書等における「第1」、「第2」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。
また、本明細書等において、表示装置を電子機器と読み替えてもよい。
本明細書等において、表示装置の一態様である表示装置は表示面に画像等を表示(出力)する機能を有するものである。したがって表示装置は出力装置の一態様である。
また、本明細書等では、表示装置の基板に、例えばFPC(Flexible Printed Circuit)もしくはTCP(Tape Carrier Package)などのコネクタが取り付けられたもの、または基板にCOG(Chip On Glass)方式等によりICが実装されたものを、表示モジュールと呼ぶ場合がある。また、本明細書等では、表示装置を表示パネルと呼ぶ場合がある。
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」または「絶縁層」という用語は、「導電膜」または「絶縁膜」という用語に相互に交換することが可能な場合がある。
なお、本明細書において、EL層とは発光デバイス(発光素子とも呼ぶ)の一対の電極間に設けられ、少なくとも発光性の物質を含む層(発光層とも呼ぶ)、または発光層を含む積層体を示すものとする。
本明細書等において、メタルマスク、またはFMM(ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク)を用いて作製されるデバイスをMM(メタルマスク)構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、またはFMMを用いることなく作製されるデバイスをMML(メタルマスクレス)構造のデバイスと呼称する場合がある。
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、また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つまたは3つの機能を兼ねる場合がある。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について説明する。
本発明の一態様は、フルカラー表示が可能な表示部を有する表示装置である。表示部は、互いに異なる色の光を呈する第1の副画素と第2の副画素とを有する。第1の副画素は、第1の色の光を発する第1の発光デバイスを有し、第2の副画素は、第1の発光デバイスとは異なる色の光を発する第2の発光デバイスを有する。第1の発光デバイスと第2の発光デバイスとは互いに異なる材料を少なくとも一つ有し、例えば、互いに異なる発光材料を有する。つまり、本発明の一態様の表示装置では、発光色ごとに作り分けられた発光デバイスを用いる。
各色の発光デバイス(例えば、青(B)、緑(G)、及び赤(R))で、発光層を作り分ける、または発光層を塗り分ける構造をSBS(Side By Side)構造と呼ぶ場合がある。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。
発光色がそれぞれ異なる複数の発光デバイスを有する表示装置を作製する場合、発光色が異なる発光層をそれぞれ島状に形成する必要がある。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(シャドーマスクともいう)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、また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。
本発明の一態様の表示装置の作製方法では、第1の色の光を発する発光層を含む第1の層(EL層、またはEL層の一部、ということができる)を一面に形成した後、第1の層上に第1のマスク層を形成する。そして、第1のマスク層上に第1のレジストマスクを形成し、第1のレジストマスクを用いて、第1の層と第1のマスク層を加工することで、島状の第1の層を形成する。続いて、第1の層と同様に、第2の色の光を発する発光層を含む第2の層(EL層、またはEL層の一部、ということができる)を、第2のマスク層及び第2のレジストマスクを用いて、島状に形成する。
なお、本明細書等において、マスク層とは、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、上記EL層の少なくとも一部を含む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方法が考えられる。当該方法の場合、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、キャリアブロック層、またはキャリア注入層、より具体的には電子輸送層、正孔ブロック層、または電子注入層など)の上にて、マスク層などを形成し、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。
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EL層、またはEL層の一部からなる島状の層は、精細なパターンを有するメタルマスクを用いて形成されるのではなく、EL層となる膜、またはEL層の一部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。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または高開口率の表示装置を実現することができる。さらに、島状のEL層、またはEL層の一部からなる島状の層を各色で作り分けることができるため、極めて鮮やかでコントラストが高く、表示品位の高い表示装置を実現できる。また、島状のEL層、またはEL層の一部からなる島状の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島状のEL層、またはEL層の一部からなる島状の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。
隣り合う発光デバイスの間隔について、例えばメタルマスクを用いた形成方法では10μm未満にすることは困難であるが、上記方法によれば、10μm未満、8μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下、または、1μm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、500nm以下、200nm以下、100nm以下、さらには50nm以下にまで、隣り合う発光デバイスの間隔を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うる非発光領域の面積を大幅に縮小することができ、開口率を100%に近づけることが可能となる。例えば、開口率は、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、さらには90%以上であって、100%未満を実現することもできる。
また、島状のEL層、またはEL層の一部からなる島状の層自体のパターンについても、メタルマスクを用いた場合に比べて極めて小さくすることができる。また、例えば島状のEL層、またはEL層の一部からなる島状の層の作り分けにメタルマスクを用いた場合では、パターンの中央と端で厚さのばらつきが生じるため、パターン全体の面積に対して、発光領域として使用できる有効な面積は小さくなる。一方、上記作製方法では、均一な厚さに成膜した膜を加工するため、島状のEL層、またはEL層の一部からなる島状の層を均一の厚さで形成することができる。したがって、微細なパターンであっても、そのほぼ全域を発光領域として用いることができる。そのため、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、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、発光層を含む層(EL層、またはEL層の一部、ということができる)を一面に形成した後、EL層、またはEL層の一部からなる島状の層上にマスク層を形成することが好ましい。そして、マスク層上にレジストマスクを形成し、レジストマスクを用いて、EL層、またはEL層の一部とマスク層を加工することで、島状のEL層、またはEL層の一部からなる島状の層を形成することが好ましい。
EL層、またはEL層の一部の上にマスク層を設けることで、表示装置の作製工程中にEL層、またはEL層の一部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、それぞれ異なる色を発する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色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、を各色に共通して(一つの膜として)形成する。例えば、キャリア注入層と、共通電極と、を各色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、または、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、または、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構成にしてもよい。なお、ここでいう島状の発光層の側面とは、島状の発光層と他の層との界面のうち、基板(または発光層の被形成面)に平行でない面をいう。また、必ずしも数学的に厳密な平面及び曲面のいずれか一方でなくてもよい。
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、キャリア注入層また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、当該絶縁層は、薄く設けられることが好ましい。当該絶縁層には、本発明の一態様の表示装置の作製時に、熱処理等の処理が加えられ、当該処理により当該絶縁層の収縮が生じる場合がある。当該絶縁層の収縮に起因した応力が発光デバイスを構成する各層に与えられる場合がある。このような場合において、当該絶縁層が厚すぎると、応力が大きくなり、発光デバイスを構成する各層の界面において剥離が生じる場合がある。当該絶縁層を薄く設けることにより、剥離を抑制し、発光デバイスの信頼性を向上させることができる。
例えば、EL層の上面の高さが低い発光デバイスにおいては、EL層の上面の高さが高い発光デバイスに比べて、隣接して設けられる当該絶縁層の厚さが、より厚くなる場合がある。このように、当該絶縁層の厚さにばらつきが生じる。また、厚さのみではなく、膜に凹凸が生じる場合においては例えば、厚さのばらつきに加えて上面形状のばらつきも生じる懸念がある。
本発明の一態様の表示装置において、隣り合う発光デバイスが有する島状のEL層、あるいはEL層の一部からなる島状の層の上面の高さを概略揃えることにより、当該絶縁層の被形成面の凹凸を均一にし、当該絶縁層の厚さを均一に薄くすることができる。
本発明の一態様の表示装置において、第1の絶縁層上に設けられる隣り合う2つの発光デバイスにおいて、第1の発光デバイスが有する島状のEL層、あるいはEL層の一部からなる島状の層の厚さが、第2の発光デバイスが有する島状のEL層、あるいはEL層の一部からなる島状の層の厚さよりも薄い場合には、第1の発光デバイスが有する画素電極と第1の絶縁層との間に第2の絶縁層を設け、第2の発光デバイスが有する画素電極の上面よりも第1の発光デバイスが有する画素電極の上面の位置を高くすることにより、隣り合う2つの発光デバイスが有するそれぞれの島状のEL層、あるいはEL層の一部からなる島状の層の上面の高さの差を小さくすることができる。
また、前述の、島状のEL層、あるいはEL層の一部からなる島状の層の側面を覆う絶縁層は、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、当該絶縁層は、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、当該絶縁層は、水及び酸素の少なくとも一方を捕獲、または固着する(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。または、対応する物質を、捕獲、または固着する(ゲッタリングともいう)機能とする。
バリア絶縁層としての機能、またはゲッタリング機能を有する絶縁層を用いることで、外部から各発光デバイスに拡散しうる不純物(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。
本発明の一態様の表示装置は、陽極として機能する画素電極と、画素電極上にこの順で設けられた、それぞれ島状の、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層と、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層のそれぞれの側面を覆うように設けられた絶縁層と、電子輸送層上に設けられた電子注入層と、電子注入層上に設けられ、陰極として機能する共通電極と、を有する。
または、本発明の一態様の表示装置は、陰極として機能する画素電極と、画素電極上にこの順で設けられた、それぞれ島状の、電子注入層、電子輸送層、発光層、及び、正孔輸送層と、電子注入層、電子輸送層、発光層、及び、正孔輸送層のそれぞれの側面を覆うように設けられた絶縁層と、正孔輸送層上に設けられた正孔注入層と、正孔注入層上に設けられ、陽極として機能する共通電極と、を有する。
正孔注入層または電子注入層などは、EL層の中では、比較的導電性が高い層であることが多い。本発明の一態様の表示装置では、これらの層の側面が絶縁層で覆われるため、共通電極など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。
島状のEL層、またはEL層の一部からなる島状の層の側面を覆う絶縁層は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
例えば、無機材料を用いた単層構造の絶縁層を形成することで、当該絶縁層を島状のEL層、またはEL層の一部からなる島状の層の保護絶縁層として用いることができる。これにより、表示装置の信頼性を高めることができる。また、保護絶縁層は、島状のEL層、またはEL層の一部からなる島状の層の上面の一部まで覆うことが好ましい。このような構成にする場合、島状のEL層、またはEL層の一部からなる島状の層の上面と保護絶縁層の間に、上記マスク層が残存して形成される場合がある。また、当該マスク層は、上記保護絶縁膜と同じ、無機材料を用いた絶縁層であることが好ましい。
また、積層構造の絶縁層を用いる場合、1層目の絶縁層は、島状のEL層、またはEL層の一部からなる島状の層に接して形成されるため、無機絶縁材料を用いて形成することが好ましい。特に、成膜ダメージが小さい原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)法を用いて形成することが好ましい。そのほか、ALD法よりも成膜速度が速い、スパッタリング法、化学気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、または、プラズマ化学気相堆積(PECVD:Plasma Enhanced CVD)法を用いて無機絶縁層を形成することが好ましい。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。また、2層目の絶縁層は、1層目の絶縁層に形成された凹部を平坦化するように、有機材料を用いて形成することが好ましい。
例えば、絶縁層の1層目に、ALD法により形成した酸化アルミニウム膜を用い、絶縁層の2層目に、有機樹脂膜を用いることができる。当該有機樹脂としては、例えば感光性のアクリル樹脂を用いることが好ましい。
EL層の側面と、有機樹脂膜とが、直接接する場合、有機樹脂膜に含まれうる有機溶媒などがEL層にダメージを与える可能性がある。絶縁層の1層目に、ALD法により形成した酸化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることで、有機樹脂膜と、EL層の側面とが直接接しない構成とすることができる。これにより、EL層が有機溶媒により溶解することなどを抑制することができる。
また、本発明の一態様の表示装置では、画素電極とEL層との間に、画素電極の端部を覆う絶縁層を設ける必要が無いため、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、表示装置の高精細化、または、高解像度化を図ることができる。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。
本発明の一態様の表示装置は、画素部と、ダミー画素部と、を有する。画素部が複数の画素を有する。ダミー画素部は、複数のダミー画素を有する。
ダミー画素は、画素が有する画素電極と同じ導電膜を加工して形成される導電層を有する。該導電層は、画素電極と同じ導電膜を加工して形成されるため、本明細書等では該導電層を画素電極と呼ぶ。なお、ダミー画素が有する画素電極は、電極としての機能を有さない場合がある。具体的には例えば、ダミー画素が有する画素電極は、表示装置が有する配線、及び回路と電気的に接続されない場合がある。ダミー画素が有する画素電極は、画素が有する画素電極と同じ導電膜から形成されることが好ましい。また、ダミー画素が有する画素電極は、画素が有する画素電極と概略同じ上面形状を有する場合がある。あるいは、ダミー画素が有する画素電極は、画素が有する画素電極と異なる形状を有してもよい。
なお、本明細書等において、上面形状とは例えば、上面視における形状を指す。
画素電極等の上面形状が多角形である場合には、角が丸みを帯びていてもよい。
ダミー画素が有する画素電極は、画素が有する画素電極と同じ導電膜から形成されることが好ましい。ダミー画素が有する画素電極は、画素が有する画素電極と厚さが概略同じである場合がある。
画素は、EL層を有する。または画素は、EL層の少なくとも一部を含む島状の層を有する。EL層の少なくとも一部を含む島状の層を、本明細書等では、画素が有する島状の有機層と呼ぶ場合がある。なお、島状の有機層が無機材料を含む場合がある。また、画素が有する、EL層の少なくとも一部を含む島状の層は、発光層を有することが好ましい。
ダミー画素は、EL層を有する。またダミー画素はEL層の少なくとも一部を含む島状の層を有する。ダミー画素が有する、EL層の少なくとも一部を含む島状の層は、画素が有する、EL層の少なくとも一部を含む島状の層と同じ膜から形成されることが好ましい。
ダミー画素が有する、EL層の少なくとも一部を含む島状の層は、画素が有する、EL層の少なくとも一部を含む島状の層と概略同じ厚さである場合がある。また、ダミー画素が有する、EL層の少なくとも一部を含む島状の層は、画素が有する、EL層の少なくとも一部を含む島状の層と同じ上面形状を有する場合がある。あるいは、ダミー画素が有する該島状の層は、画素が有する該島状の層と異なる形状を有してもよい。
本発明の一態様の表示装置において、画素が異なる3色に対応する副画素(第1の副画素、第2の副画素、及び第3の副画素)をそれぞれ有する場合には、ダミー画素も異なる3種類の副画素(第1のダミー副画素、第2のダミー副画素、及び第3のダミー副画素)を有する場合がある。例えば、ダミー画素が有する3種類の副画素はそれぞれ、異なる3つの発光色に対応する発光層を含むEL層を有する。なお、本明細書等で画素、と表現した場合、副画素を指す場合がある。
第1の副画素、第2の副画素、及び第3の副画素はそれぞれ、島状の有機層を有する。また、副画素が有する、島状の有機層は、発光層を有することが好ましい。また、第1の副画素、第2の副画素、及び第3の副画素は例えば、それぞれ異なる色を呈する発光層を有する。
第1のダミー副画素は、第1の副画素が有する、EL層の少なくとも一部を含む島状の層と同じ膜から形成されることが好ましい。第2のダミー副画素が有する該島状の層は、第2の副画素が有する、EL層の少なくとも一部を含む島状の層と同じ膜から形成されることが好ましい。第3のダミー副画素が有する該島状の層は、第3の副画素が有する、EL層の少なくとも一部を含む島状の層と同じ膜から形成されることが好ましい。
本明細書等において、同じ膜から形成される層は、概略同じ厚さを有する場合がある。ここで概略同じ厚さとは例えば、同じ膜から形成される2つの層の厚さの差は、一方の層の厚さの30%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、10%以下であることがさらに好ましい。
[表示装置の構成例]
図1乃至図10等を用いて、本発明の一態様の表示装置について説明する。
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110が配置された画素部284と、画素部284の外側のダミー画素部294と、画素部284及びダミー画素部294の外側の接続部140と、を有する。画素部284には、複数の画素110がマトリクス状に配置されている。ダミー画素部294には、複数のダミー画素51が配列されている。接続部140は、カソードコンタクト部と呼ぶこともできる。
ダミー画素部294は例えば、表示に寄与しない非表示領域である。ダミー画素部294が表示に寄与しないとは例えば、ダミー画素部294が有するダミー画素において、導電層に挟まれたEL層を有する積層構造に電圧を印加しても発光しないことを指す。あるいは例えば、ダミー画素部が有する画素において、導電層に挟まれたEL層を有する積層構造が、発光する機能を有さないことを指す。あるいは例えば、ダミー画素部が有する画素が遮光される状態を指す。遮光は例えば、ダミー画素部に重畳して、遮光部を設けることにより、行うことができる。
本明細書等において、行方向をX方向、列方向をY方向という場合がある。X方向とY方向は交差し、例えば直交する(図1B参照)。
表示装置100は表示部を有する。表示装置100において表示部とは、表示装置100における画像を表示する領域であり、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。なお、ダミー画素部294が有する各画素は、光を発しないことが好ましい。例えば、ダミー画素部294の各画素が画素電極とEL層の積層構造を有する場合においても、該積層構造は、発光デバイスとして機能しないことが好ましい。一方、ダミー画素部294からの光が視認できる場合には、ダミー画素部294を含めた領域を表示部と呼ぶ場合がある。
また、ダミー画素部294の画素が発光デバイスを有し、該発光デバイスが光を発する場合には、表示装置100において、ダミー画素部294が発する光の少なくとも一部を遮光してもよい。
図1Bには、画素部284と、画素部284の外側に配置されるダミー画素部294と、を示す。画素部284には、複数の画素110がマトリックス状に配置されている。また、ダミー画素部294には、複数のダミー画素51が配置されている。
画素部284が有する複数の画素110は例えば、n列に配列する。ダミー画素部294は、n列に配列した複数の画素110の両側の列の少なくとも一方に設けられる。例えば、n列に配列した複数の画素110の右側に、j列のダミー画素51が配置される。または例えば、n列に配列した複数の画素110の左側に、k列のダミー画素51が配置される。または例えば、n列に配列した複数の画素110の右側に、j列のダミー画素51が配置され、且つ、左側に、k列のダミー画素が配置される。
また、画素部284が有する複数の画素110は例えば、m行に配列する。ダミー画素部294は、m行に配列した複数の画素110の上下の行の少なくとも一方に設けられる。例えば、m行に配列した複数の画素110の上に、h行のダミー画素51が配置される。または例えば、m行に配列した複数の画素110の下に、i行のダミー画素51が配置される。または例えば、m行に配列した複数の画素110の上、h行のダミー画素51が配置され、且つ、下に、i行のダミー画素が配置される。
ここでm及びnはそれぞれ、1以上の整数である。また、h、i、k、及びjはそれぞれ、1以上の整数であり、好ましくは2以上の整数であり、より好ましくは3以上の整数であり、例えば10以上の整数である。
表示装置を作製する各プロセスにおいて、発光デバイスを構成する画素電極、EL層などの各層は例えば、各層となる膜の成膜と、該膜の一部を除去するエッチングと、により形成することができる。マスクを用いたエッチングにより微細なパターンを形成することができ、素子を微細化することができる。
パターンの形状、パターンの大きさ、複数のパターンが配置される場合の密度、マスクされる領域とマスクされない領域の割合、パターンの外周の長さ、等によりエッチングの速度が変化する場合がある。発光デバイスを形成する領域の近傍に、パターンが著しく異なる領域が設けられることにより、発光デバイスを形成する領域におけるエッチング速度が変化し、パターン形状の不良、及び、エッチング過多による下層の意図しない露出、等が生じる懸念がある。
また、被形成面のパターンに依存して、膜の密着性が変化する場合がある。発光デバイスを形成する領域の近傍に、パターンが著しく異なる領域が設けられることにより、発光デバイスを形成する領域における膜の密着性が変化し、膜剥がれ等が生じる懸念がある。特に、画素電極と有機層との密着性が低い場合において、膜剥がれにより、発光デバイスの性能が低下、あるいは発光機能が阻害されてしまう。
画素部284と隣接して、画素部284と同様のパターンを有する領域を配置することにより、画素部284が有する発光デバイスを構成する各層のエッチングを安定して行うことができる。また、発光デバイスを構成する各層となる膜の成膜を安定して行うことができる。
図1Bにおいては、複数の画素110が配列する行に沿って、あるいは列に沿って、複数のダミー画素51が配列している。画素部284とダミー画素部294に渡って、画素110とダミー画素51がマトリックス状に配置されている、とも表現できる。
画素部284とその周辺のダミー画素部294に渡って、画素110とダミー画素51をマトリックス状に配置させることにより、画素部284の周辺領域の影響を抑制し、発光デバイスの形成工程を安定して行うことができる。よって、表示装置100の表示品位を高めることができる。また、表示装置100の信頼性を向上させることができる。また、表示装置100が有する発光デバイスの特性を高めることができる。
なおダミー画素51は図1Bに示すように、画素110が配列する行に沿って、あるいは列に沿って配列されることが好ましいが、少しずれた位置に配置されてもよい。その場合には例えば、隣接する複数のダミー画素51のX方向の間隔、及びY方向の間隔をそれぞれ、隣接する複数の画素110のX方向の間隔、及びY方向の間隔と概略同じとすればよい。
また、ダミー画素51が有する全ての層が、画素110と共通のパターンで形成されなくてもよい。また、ダミー画素51は、画素110が有する層の一部を有さない構成としてもよい。
ダミー画素51は例えば、画素電極と、EL層と、を有する。また、ダミー画素51は、EL層の一部のみを有してもよい。
ダミー画素51は例えば画素110が有する画素電極と概略同じ上面形状を有する画素電極を有する場合がある。あるいは、ダミー画素51が有する画素電極は、画素110が有する画素電極と、上面視における面積が概略同じである場合がある。例えば、画素110が有する画素電極の上面視における面積と、ダミー画素51が有する画素電極の上面視における面積との差は、画素110が有する画素電極の上面視における面積の30%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、10%以下であることがさらに好ましい。
図1Aでは、上面視で、接続部140が表示部の四辺を囲むように設けられる例を示すが、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い。例えば、図2Aに示すように、接続部140が3辺に沿って設けられる構成としてもよい。接続部140の上面形状としては、帯状、L字状、U字状、また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2Bに示すように、表示装置100は、ダミー画素部294の外側にダミー画素部295を有してもよい。ダミー画素部295は、複数のダミー画素52を有する。なお、ダミー画素52はダミー画素51とは形状が異なる。
図3には、画素部284と、画素部284の外側に配置されるダミー画素部294と、ダミー画素部294の外側に配置されるダミー画素部295と、を示す。ダミー画素部295には、複数のダミー画素52が配置されている。また図3においてはダミー画素52の面積がダミー画素51の面積よりも大きい例を示す。
ダミー画素52は例えば、ダミー画素51よりも簡略化された構成を有する。ダミー画素部295は、ダミー画素部294よりも最小線幅が太い構成とすることができる。また、パターン間の最小距離が長い構成とすることができる。ダミー画素部295は例えば、ダミー画素部294よりも低いコストで作製できる場合がある。また、ダミー画素部295は例えば、ダミー画素部294よりも分解能が低い露光装置を用いてパターンを形成することができる。
ダミー画素52が有するダミー画素電極は、ダミー画素51よりも簡略化された上面形状を有する場合がある。ダミー画素52が有するダミー画素電極の上面形状は例えば、四角形である。あるいは例えば長方形である。あるいは例えば正方形である。あるいは例えば円形、または楕円形である。
ダミー画素52においては、EL層、あるいはEL層の一部からなる層を島状に形成しなくてもよい。また、ダミー画素52はEL層を有さない場合がある。
ダミー画素部295が有する各画素は、光を発しないことが好ましい。例えば、ダミー画素部295の各画素が画素電極とEL層の積層構造を有する場合においても、該積層構造は、発光デバイスとして機能しないことが好ましい。
ダミー画素部295において、複数のダミー画素52は、マトリックス状に配置されることが好ましい。図3において複数のダミー画素52は、画素部284において配列する複数の画素110の間隔と異なるX方向の間隔、及びY方向の間隔で配置されている。
なお、図3には複数のダミー画素52は、X方向に沿って、あるいはY方向に沿って配列する例を示すが、複数のダミー画素52は、X軸と45°以下の角度をなす線に沿って配列してもよい。あるいは、複数のダミー画素52は、Y軸と45°以下の角度をなす線に沿って配置してもよい。
あるいは、複数のダミー画素52は放射状に配置されてもよい。
なお表示装置100は、ダミー画素部294を省いた構成を有する場合がある。このような場合には例えば、画素部284の外側にダミー画素部294が設けられず、ダミー画素部295が画素部284の外側に隣接して配置される。
ダミー画素部は、密着性向上領域と呼ばれる場合がある。または、ダミー画素部は、密着性向上層を有する領域、と呼ばれる場合がある。ダミー画素部は、高密着領域、またはアンカリング領域、と呼ばれる場合がある。
または、ダミー画素部は例えば、パターン形成された導電層が配列する領域、と表現することができる。または、ダミー画素部は例えば、島状の複数の導電層が配列する領域、と表現することができる。または、ダミー画素部は例えば、島状の複数の導電層と、島状の導電層上のEL層と、が配列する領域、と表現することができる。
図35A及び図35Bには、図2Bにおいて二点鎖線で囲んだ領域の拡大図を示す。
図35Aにおいて、ダミー画素部295が有するダミー画素52は、接続部140に近接して設けられている。また図35Bに示すように、接続部140の内側の領域において、隅の近傍にはダミー画素52を配置しない構成としてもよい。例えば、隅から20μm以内の範囲において、ダミー画素52を配置しない構成としてもよい。
図4には、図1Bにおいて一点鎖線で囲まれた領域181の拡大図を含む、表示装置100の上面図を示す。
図4に示す画素110には、ストライプ配列が適用されている。図4に示す画素110は、副画素110a、副画素110b、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、副画素110c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。図4では、2行6列分の副画素を示しており、これらによって2行2列の画素110が構成される。
副画素110a、110b、110cとしては、赤色(R)、緑色(G)、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、及び、R、G、B、赤外光(IR)の4つの副画素、などが挙げられる。
図4に示すダミー画素51は、ダミー副画素51a、ダミー副画素51b、ダミー副画素51cの3つのダミー副画素から構成される。図4において、ダミー副画素は、2行6列分の副画素の右方、及び上方に隣接して、配列される。
ダミー副画素51a、ダミー副画素51b、ダミー副画素51cはそれぞれ例えば、ダミー発光デバイスを有する。ダミー発光デバイスは、副画素110a、副画素110b、副画素110c等が有する発光デバイスと同様の構成を有する場合がある。
ダミー発光デバイスは、表示装置が有する駆動回路と電気的に接続されない場合がある。また、ダミー発光デバイスには、駆動回路からの信号が与えられない場合がある。また、ダミー発光デバイス上には共通電極が設けられない場合がある。
図5Aには、画素110の上面図の一例を示す。副画素110a、副画素110b、及び副画素110cはそれぞれ、発光デバイスを有することが好ましい。発光デバイスはそれぞれ、画素電極と、EL層と、共通電極と、を有する。
副画素110aは発光デバイス130aを有し、副画素110bは発光デバイス130bを有し、副画素110cは発光デバイス130c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の構成の詳細については後述する。
発光デバイス130a(図5Aにおいて図示せず)は、画素電極111aと、画素電極上の層113aと、を有する。発光デバイス130b(図5Aにおいて図示せず)は、画素電極111bと、画素電極上の層113bと、を有する。発光デバイス130c(図5Aにおいて図示せず)は、画素電極111cと、画素電極上の層113cと、を有する。層113a、層113b、及び層113cはそれぞれ、EL層の少なくとも一部を含み、好ましくは発光層を含む、島状の層である。
図5Bには、ダミー画素51の上面図の一例を示す。ダミー副画素51a、ダミー副画素51b、及びダミー副画素51cはそれぞれ、ダミー発光デバイス58a、ダミー発光デバイス58b、及びダミー発光デバイス58cを有することが好ましい。
ダミー発光デバイス58a(図5Bにおいて図示せず)は、画素電極111eと、画素電極上の層113eと、を有する。ダミー発光デバイス58b(図5Bにおいて図示せず)は、画素電極111fと、画素電極上の層113fと、を有する。ダミー発光デバイス58c(図5Bにおいて図示せず)は、画素電極111gと、画素電極上の層113gと、を有する。
図5A及び図5Bにおいて、画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111cはそれぞれ、画素電極111e、画素電極111f、及び画素電極111gと概略同じ上面形状を有する。
なお、ダミー発光デバイスが有する画素電極は、電極としての機能を有さない場合がある。具体的には例えば、ダミー画素が有する画素電極は、表示装置が有する配線、及び回路と電気的に接続されない場合がある。
画素電極111eと画素電極111aは例えば、同じ導電膜を加工して形成される。画素電極111fと画素電極111bは例えば、同じ導電膜を加工して形成される。画素電極111gと画素電極111cは例えば、同じ導電膜を加工して形成される。同じ導電膜を加工して得られる画素電極は、その厚さが概略同じであることが好ましい。同じ導電膜を加工して得られる2つの画素電極の厚さの差は、一方の画素電極の厚さの30%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、10%以下であることがさらに好ましい。
層113eと層113aは、同じ膜を加工して形成することができ、層113fと層113bは、同じ膜を加工して形成することができ、層113gと層113cは、同じ膜を加工して形成することができる。層113a、層113b、及び層113cがそれぞれ、異なる色を呈する発光材料を有する場合には、層113e、層113f、及び層113gはそれぞれ、異なる色を呈する発光材料を有する。
また、層113e、層113f、層113gを、層113aと同じ膜、すなわち層113aとなる膜(後に示す膜113af)を加工して形成してもよい。この場合には、層113a、層113b、及び層113cがそれぞれ、異なる色を呈する発光材料を有する場合にも、層113e、層113f、及び層113gは同じ色を呈する発光材料を有する。
なお、層113e、層113f、層113gを、層113bと同じ膜、すなわち層113bとなる膜(後に示す膜113bf)を加工して形成してもよい。また、層113e、層113f、層113gを、層113cと同じ膜、すなわち層113cとなる膜(後に示す膜113cf)を加工して形成してもよい。
同じ膜を加工して作製される2つの層は例えば、同じ材料を有する。また、同じ膜を加工して作製される2つの層は例えば、同じ積層構成を有する。また、同じ膜を同時に加工して作製される2つの層は例えば、同じ層の上に設けられている。
図5A及び図5Bにおいて、層113e、層113f、及び層113gはそれぞれ、層113a、層113b、及び層113cと概略同じ上面形状を有する。
ダミー発光デバイスがEL層と同じ材料からなる層、あるいはEL層の一部と同じ材料からなる層を有する場合においても、ダミー発光デバイスは、発光する機能を有さない場合がある。
図5Aには、副画素110aは膜113afからなる一の島状の層113aを有する例を示すが、上下に配置される副画素110aが有する島状の層113aが互いに繋がった構成としてもよい。すなわち、上下に配置される複数の副画素110aを覆う島状の層が膜113afから形成されてもよい。同様に、上下に配置される複数の副画素110bを覆う島状の層が膜113bfから形成されてもよい。同様に、上下に配置される複数の副画素110cを覆う島状の層が膜113cfから形成されてもよい。
また、上下に配置される複数のダミー副画素51aを覆う島状の層が膜113afから形成されてもよい。同様に、上下に配置される複数のダミー副画素51bを覆う島状の層が膜113bfから形成されてもよい。同様に、上下に配置される複数のダミー副画素51cを覆う島状の層が膜113cfから形成されてもよい。
また、上下に配置される複数の副画素110aと、複数のダミー副画素51aと、を覆う島状の層が膜113afから形成されてもよい。同様に、上下に配置される複数の副画素110bと、複数のダミー副画素51bと、を覆う島状の層が膜113bfから形成されてもよい。同様に、上下に配置される複数の副画素110cと、ダミー副画素51cと、を覆う島状の層が膜113cfから形成されてもよい。
図5Cには、ダミー画素52の上面図の一例を示す。図5Cに示すダミー画素52は、画素電極111hと、層113hと、を有する。
なお、図5Cに示す例において、ダミー画素52は副画素を有さない。層113hは層113a、113b、113cのいずれか一と同じ膜から形成されることが好ましい。あるいは、層113hは、膜113af、膜113bf、及び膜113cfのうち、2以上が積層された膜から形成される場合がある。
図5Cには、ダミー画素52は一の島状の層113hを有する例を示すが、層113hをダミー画素毎に島状に加工せず、層113hが複数のダミー画素に渡って設けられ、層113hが複数の画素電極111hを覆う構成としてもよい。また、層113hがダミー画素部295全体に渡って繋がった構成としてもよい。図5Dには例として、マトリックス状に配列する複数の画素電極111hを、層113hが覆う構成を示す。
図5Cに示す画素電極111hは、図5Aに示す画素電極111a等に比べて、異なる形状を有する。画素電極111aは、画素電極111hと比較してY方向に長い形状を有する。
画素電極111hの面積は、画素電極111aの面積と異なる。図5Cに示す画素電極111hは、図5Aに示す画素電極111a等に比べて、上面視において大きい面積を有する。画素電極111hの面積は、画素電極111aの面積の0.6倍以上300倍以下が好ましく、2倍以上100倍以下がより好ましい。
層113hは、EL層の少なくとも一部を含む層である。層113hは例えば、層113a、層113b、層113cのいずれかと同じ膜を加工して形成することができる。
以下、画素電極111a、111b、111c、111d、111e、111f、111g、及び111hが、同じ膜(以降、導電膜111afと呼ぶ。導電膜111afは、図示せず)を加工して形成される場合について説明する。導電膜111afは、画素部284上、ダミー画素部294上、及びダミー画素部295上に成膜される。
導電膜111afはエッチング等により一部が除去され、画素電極111a、画素電極111b、画素電極111c、画素電極111d、画素電極111e、画素電極111f、画素電極111g、及び画素電極111hとなる。
画素電極上には、層113a等の層が設けられる。層113eと層113aは例えば、同じ膜(以降、膜113af)を加工して形成することができる。また、層113hも膜113afを加工して形成してもよい。膜113afを加工して得られる層113a、層113e、及び層113hは、その厚さが概略同じであることが好ましい。層113aと層113eの厚さの差、及び層113aと層113hの厚さの差はそれぞれ、層113aの厚さの30%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、10%以下であることがさらに好ましい。
膜113afは、画素部284上、ダミー画素部294上、及びダミー画素部295上に成膜される。膜113afの密着性は、被形成面の画素電極の形状、画素電極の大きさ、複数の画素電極の配置される密度、画素電極の外周の長さ、画素電極が設けられる領域と設けられない領域の面積比、等に依存する。
例えば、画素部284の周辺において、導電膜111afのパターン形成をせずに広く残存させる場合、あるいは画素電極111a等の面積に比べて著しく大きなパターンを形成する場合には、膜113afの密着性が低下する場合がある。
一方、画素部284の周辺において、導電膜111afを残存させずに除去する場合には、画素電極上に形成される層113a、113b、113cの加工の際のエッチング工程において、画素電極の下層に位置する層、例えば層間膜のオーバーエッチが大きくなり、層間膜の下層に位置する配線、電極、等が意図せず露出する場合がある。よって、層間膜等の上には、画素電極等の導電層が形成されていることが好ましい。
画素110において、画素電極のパターンで覆われる面積と、覆われない面積の比を比Saとする。画素110が副画素を有する場合には、画素電極のパターンで覆われる面積は、それぞれの副画素が有する画素電極が覆う面積の和を用いて算出すればよい。また、ダミー画素51において、画素電極のパターンで覆われる面積と、覆われない面積の比を比Sd1とする。ダミー画素51がダミー副画素を有する場合には、画素電極のパターンで覆われる面積は、それぞれのダミー副画素が有する画素電極が覆う面積の和を用いて算出すればよい。また、ダミー画素52において、画素電極のパターンで覆われる面積と、覆われない面積の比を比Sd2とする。
比Sd1及び比Sd2は例えば、比Saの0.5倍以上であることが好ましい。
画素110において、画素電極の外周の長さを面積により規格化した値を、長さLaとする。ここで、外周の長さとは例えば、画素電極の辺の長さの和である。画素110が副画素を有する場合には、それぞれの副画素が有する画素電極の周辺の長さの和を用いて算出すればよい。また、ダミー画素51において、画素電極の周辺の長さを面積により規格化した値を、長さLd1とする。ダミー画素51がダミー副画素を有する場合には、それぞれのダミー副画素が有する画素電極の周辺の長さの和を用いて算出すればよい。また、ダミー画素52において、画素電極の周辺の長さを面積により規格化した値を、長さLd2とする。
長さLd1及び長さLd2は例えば、長さLaの0.5倍以上であることが好ましい。
なお、図5A、図5B、及び図5Cにおいてはそれぞれ上面視において、層113の端部が画素電極111の端部の外側に位置する例を示すが、層113の端部が画素電極の端部の内側に位置する構成としてもよい。
図4では、異なる色の副画素がX方向に並べて配置されており、同じ色の副画素が、Y方向に並べて配置されている例を示したが、図6に示すように、第1の色の副画素と第2の色の副画素が交互にY方向に並べて配置される第1の列と、第3の色の副画素がY方向に並べて配置される第2の列と、を有し、第1の列と第2の列が交互に配置されてもよい。また図6においては、画素が長方形の形状を有し、1つの画素において、Y方向に隣接する第1の色の副画素と第2の色の副画素と、両副画素とX方向に隣接する第3の色の副画素と、を有する。
なお、画素110、ダミー画素51、及びダミー画素52の形状は長方形には限られない。例えば、四角形、三角形、円形、楕円形、等の様々な形状を有してもよい。
図7Aに、図4及び図5Aにおける一点鎖線X1−X2間の断面図を示す。図7Bに、図4及び図5Bにおける一点鎖線Z1−Z2間の断面図を示す。また、図7Cには、図7Bとは異なる構成の例を示す。図9Aに、図5Dにおける一点鎖線W1−W2間の断面図を示す。また、図9Bには、図9Aとは異なる構成の例を示す。
図7A、図7B、及び図9A、図9B等に示すように、表示装置100には、トランジスタを含む層101上に、絶縁層255a、255b、及び255cが設けられる。絶縁層上に発光デバイス130a、130b、130c、ダミー発光デバイス58a、ダミー発光デバイス58b、ダミー発光デバイス58c、ダミー発光デバイス59が設けられ、これらの発光デバイス及びダミー発光デバイスを覆うように保護層131が設けられている。ダミー発光デバイス58aは例えば、ダミー副画素51aに対応するダミー発光デバイスであり、ダミー発光デバイス58bは例えば、ダミー副画素51bに対応するダミー発光デバイスであり、ダミー発光デバイス58cは例えば、ダミー副画素51cに対応するダミー発光デバイスである。保護層131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。絶縁層125及び絶縁層127は、隣接する発光デバイスの間の凹部を埋めるように設けることが好ましい。絶縁層125及び絶縁層127を設けることにより、共通電極115、共通層114、及び保護層131の被覆性を高めることができる。また、絶縁層125及び絶縁層127を設けることにより、画素電極と、共通電極とのショートが抑制される場合がある。また、表示装置100において、絶縁層125及び絶縁層127に、画素電極と重畳する領域に開口部が設けられている、と表現することもできる。絶縁層125及び絶縁層127に開口部を設けることにより、開口部内において、島状のEL層上、またはEL層の一部からなる島状の層上に接するように、発光デバイスの上層の層、例えば共通層114を設けることができる。
ダミー発光デバイスは発光する機能を有さなくてもよい。よって、ダミー発光デバイス上においては、絶縁層125及び絶縁層127に開口部を設けなくてもよい。図7B、図9A、図9B等においては、絶縁層125及び絶縁層127には開口部は設けられていない。図7B、図9A、図9B等において、絶縁層125及び絶縁層127は、ダミー発光デバイスが有する島状の層113e、113f、113g、113hを覆うように設けられており、絶縁層127上に共通層114及び共通電極115が設けられている。図7B等において、ダミー発光デバイス58a、ダミー発光デバイス58b、及びダミー発光デバイス58cは、発光層と共通電極との間に絶縁層が設けられているため、絶縁層がキャリアの移動を阻害する。よって、ダミー発光デバイスは発光する機能を有さない場合がある。
図7A等において、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上の島状の層113aと、島状の層113a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において、層113a、及び、共通層114をまとめてEL層と呼ぶことができる。発光デバイス130aの発光領域の少なくとも一部において画素電極111aは例えば、絶縁層255cの上面と接する。
図7A等において、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上の島状の層113bと、島状の層113b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において、層113b、及び、共通層114をまとめてEL層と呼ぶことができる。発光デバイス130bの発光領域の少なくとも一部において画素電極111bは例えば、絶縁層255cの上面と接する。
図7A等において、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上の島状の層113cと、島状の層113c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において、層113c、及び、共通層114をまとめてEL層と呼ぶことができる。発光デバイス130cの発光領域の少なくとも一部において画素電極111cは例えば、絶縁層255cの上面と接する。
図7B等において、ダミー発光デバイス58aは、絶縁層255c上の画素電極111eと、画素電極111e上の島状の層113eと、島状の層113e上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。図7B等において、島状の層113eを覆うようにマスク層118eが設けられ、マスク層118e上に絶縁層125が設けられ、絶縁層125上に絶縁層127が設けられる。また、絶縁層125及び絶縁層127は、層113eと共通層114との間に配置される。ここで、マスク層118eは、マスク層118aとなる膜(後述するマスク膜118af)から形成することができる。
図7B等において、ダミー発光デバイス58bは、絶縁層255c上の画素電極111fと、画素電極111f上の島状の層113fと、島状の層113f上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。図7B等において、島状の層113eを覆うようにマスク層118fが設けられ、マスク層118f上に絶縁層125が設けられ、絶縁層125上に絶縁層127が設けられる。また、絶縁層125及び絶縁層127は、層113fと共通層114との間に配置される。ここで、マスク層118fは、マスク層118bとなる膜(後述するマスク膜118bf)から形成することができる。
図7B等において、ダミー発光デバイス58cは、絶縁層255c上の画素電極111gと、画素電極111g上の島状の層113gと、島状の層113g上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。図7B等において、島状の層113eを覆うようにマスク層118gが設けられ、マスク層118g上に絶縁層125が設けられ、絶縁層125上に絶縁層127が設けられる。また、絶縁層125及び絶縁層127は、層113gと共通層114との間に配置される。ここで、マスク層118gは、マスク層118cとなる膜から形成することができる。
なお、図7Bにおいては、一のダミー発光デバイス毎に、島状の層113を設ける例を示したが、層113は複数のダミー発光デバイスに渡って設けられてもよい。図7Cには、層113eがダミー発光デバイス58a、58b、及び58cに渡って設けられる例を示す。
図9Aに示すダミー発光デバイス59は例えば、ダミー画素52に対応するダミー発光デバイスである。ダミー発光デバイス59は、絶縁層255c上の画素電極111hと、画素電極111h上の層113hと、層113h上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。図9Aには、島状の層113eを覆うようにマスク層118eが設けられ、マスク層118e上に絶縁層125が設けられ、絶縁層125上に絶縁層127が設けられる例を示す。また、図9Aにおいて、絶縁層125及び絶縁層127が層113gと共通層114との間に配置される。ここで、マスク層118hは、マスク層118aとなる膜(後述するマスク膜118af)から形成することができる。
なお、層113hが、一部のダミー発光デバイス59にのみ設けられてもよい。図9Bには、隣接するダミー発光デバイス59の一方にのみ、層113hが設けられる例を示す。
図7A等では、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)、発光デバイスが形成されている基板側に光を射出する下面射出型(ボトムエミッション型)、両面に光を射出する両面射出型(デュアルエミッション型)のいずれであってもよい。
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7A等では、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。
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、及び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また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また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3及び実施の形態4で後述する。
発光デバイス130a、130b、130cは、それぞれ、異なる色の光を発する。発光デバイス130a、130b、130cは、例えば、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の光を発する組み合わせであることが好ましい。
発光デバイス130a、130b、130cとしては、例えば、OLED(Organic Light Emitting Diode)、及びQLED(Quantum−dot Light Emitting Diode)等が挙げられる。発光デバイスが有する発光物質としては、蛍光を発する物質(蛍光材料)、燐光を発する物質(燐光材料)、熱活性化遅延蛍光を示す物質(熱活性化遅延蛍光(Thermally activated delayed fluorescence:TADF)材料)等が挙げられる。なお、TADF材料としては、一重項励起状態と三重項励起状態間が熱平衡状態にある材料を用いてもよい。このようなTADF材料は発光寿命(励起寿命)が短くなるため、発光デバイスにおける高輝度領域での効率低下を抑制することができる。また、EL素子が有する発光物質としては、有機化合物だけでなく、無機化合物(量子ドット材料など)を用いることができる。
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。
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。
本実施の形態の発光デバイスの構成に、特に限定はなく、シングル構造であってもタンデム構造であってもよい。
なお以下では、発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び発光デバイス130cに共通の事項を説明する場合には、符号に付加する記号を省略し、発光デバイス130と表記して説明する場合がある。また、層113a、層113b、及び層113cも同様に、層113と表記して説明する場合がある。また、画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111cも同様に、画素電極111と表記して説明する場合がある。
本実施の形態では、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層113a、層113b、及び層113c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、層113a、層113b、及び層113cを指して、EL層と呼ぶ場合もある。
層113a、層113b、及び層113cは、少なくとも発光層を有する。例えば、層113aが、赤色の光を発する発光層を有し、層113bが緑色の光を発する発光層を有し、層113cが、青色の光を発する発光層を有する構成であると好ましい。
また、層113a、層113b、及び層113cは、それぞれ、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、層113a、層113b、及び層113cは、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層を有していてもよい。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、層113a、層113b、及び層113c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。
層113a、層113b、及び層113cは、発光層と、発光層上のキャリア輸送層(電子輸送層または正孔輸送層)と、を有することが好ましい。層113a、層113b、及び層113c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、層113a、層113b、及び層113c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。例えば、層113aが、赤色の光を発する発光ユニットを2つ以上有する構成であり、層113bが緑色の光を発する発光ユニットを2つ以上有する構成であり、層113cが、青色の光を発する発光ユニットを2つ以上有する構成であると好ましい。
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(電子輸送層または正孔輸送層)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。
共通層114は、例えば電子注入層、または正孔注入層を有する。または、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、130b、130cで共有されている。
本発明の一態様の表示装置において、層113a乃至層113cのそれぞれの膜厚が異なる構造とすることができる。層113a乃至層113cそれぞれの発する光を強める光路長に対応して膜厚を設定すればよい。これにより、マイクロキャビティ構造を実現し、それぞれの発光デバイスにおける色純度を高めることができる。
発光デバイスの発光層から得られる光の波長λに対して、光路長がmλ/2(mは自然数)またはその近傍となるように、層113などの厚さをすればよい。
発光デバイス130aが赤色を呈し、発光デバイス130bが緑色を呈し、発光デバイス130cが青色を呈する場合において、mλ/2におけるmを共通とする場合には例えば、最も波長の長い光を発する層113aが最も厚く、最も波長の短い光を発する層113cが最も薄い構成とすればよい。図7Aには、層113a乃至層113cにおいて、層113aが最も厚く、層113cが最も薄く、層113bは層113aより薄く、かつ層113cより厚い例を示す。
一方、各発光デバイスにおけるmの値が異なる場合には、これに限らない。例えば、青色を呈する発光デバイスが有する層113cが最も厚くなる場合がある。
なお、これに限られず、各発光デバイスが発する光の波長、発光デバイスを構成する層の光学特性、及び発光デバイスの電気特性などを考慮して、各層の厚さを調整することができる。
なお、発光デバイスにおける光路長は、層113a乃至層113cをそれぞれ異なった厚さとすることのみでなく、画素電極111a乃至画素電極111cをそれぞれ異なった厚さとすることによっても調整することができる。具体的には例えば、画素電極111が反射性を有する導電性材料(反射導電膜)と透光性を有する導電性材料(透明導電膜)との積層構造からなる反射電極である場合、異なる色を呈する発光デバイス間において透明導電膜をそれぞれ異なった厚さとすることにより、それぞれの色に合った光路長とすることができる。
層113a乃至層113cが白色を呈する発光層を有する場合には、層113a乃至層113cは例えば、同じ層を加工することにより、形成することができる。同じ膜から加工された層113a乃至層113cの厚さは例えば、概略同じとなる。このような場合には、画素電極が有する透明導電膜の厚さを調整することにより、光路長を調整することが好ましい。図8Aには、画素電極111aが最も厚く、画素電極111cが最も薄く、画素電極111bは画素電極111aより薄く、かつ画素電極111cより厚い例を示す。
ダミー画素部294に設ける副画素においても、図8Bに示すように、画素電極111の厚さが副画素毎にそれぞれ異なる構成とすることができる。なお、ダミー画素部が有する画素は発光する機能を有さずともよいため、ダミー画素部294においては、図8Cに示すように、異なる副画素において、画素電極の厚さを概略同じとし、工程を簡略化することもできる。
また、図8Aに示す表示装置100の断面の一例においては、保護層131上に絶縁層162が設けられ、絶縁層162上に絶縁層163が設けられ、絶縁層163上に、発光デバイス130aと重なる着色層165R、発光デバイス130bと重なる着色層165G、及び発光デバイス130cと重なる着色層165Bを有する。
絶縁層162には、透光性の高い有機絶縁膜を用いることができる。絶縁層162に有機絶縁膜を用いることで、絶縁層162よりも下側の凹凸形状の影響を緩和し、絶縁層163の被形成面を滑らかな面とすることができる。これにより、絶縁層163にピンホールなどの欠陥が生じにくいため、絶縁層163の透湿性をより高めることができる。
また、絶縁層163として用いることができる材料及び構成については保護層131を参照することができる。
なお、発光デバイス130を覆う保護層の構成はこれに限られず、単層、または2層構造としてもよいし、4層以上の積層構造としてもよい。
例えば着色層165Rは赤色の光を透過し、着色層165Gは緑色の光を透過し、着色層165Bは青色の光を透過する。これにより、各発光素子からの光の色純度を高めることができ、より表示品位の高い表示装置を実現できる。
基板120上に着色層を形成し、接着層により貼り合わせてもよい。基板120上に着色層を形成することにより、トランジスタを含む層101上の構成を簡略化することができる。一方、絶縁層163上に各着色層を形成することで、基板120上に着色層を形成する場合に比べて、各発光ユニットと各着色層との位置合わせが容易であり、極めて高精細な表示装置を実現できる。
なお、ダミー画素部が有する画素は、発光する機能を有さずともよいため、図8B及び図8Cに示すように、ダミー画素部には着色層を設けなくてもよい。あるいは、ダミー画素部に着色層を設ける構成としてもよい。
発光デバイスにおける光路長は例えば、画素電極111が有する透明導電膜、層113、及び共通層114の厚さの和により決定される。
簡略化のため、本明細書の図などにおいてそれぞれの発光デバイスにおける層113及び画素電極111の厚さが明瞭に異なる記載を行わない場合があるが、各発光デバイスにおいて適宜、厚さを調整し、それぞれの発光デバイスに対応する波長の光を強めることが好ましい。
なお、表示装置100において、層113a乃至層113cの上面の高さの差が小さいことが好ましい。例えば、層113a乃至層113cの上面の高さを概略揃えた構成とすればよい。
マトリックス状に配置された複数の発光デバイスを有する表示装置100を上面から見た場合において、絶縁層127は、発光デバイスの間の凹部を埋め込むように設けられる。該凹部の深さは例えば、層113の上面の高さと、絶縁層255cの上面の高さの差に応じて決まる。
層113a乃至層113cの上面の高さの差を小さくすることにより、絶縁層127の被形成面の凹凸の面内分布を小さくすることができる。これにより、絶縁層127の形状を、面内に渡って好適な形状とすることができる。具体的には例えば、絶縁層127の厚さのばらつきを、面内に渡って小さくすることができる。また、絶縁層127の厚さのばらつきを面内に渡って小さくすることができるため、絶縁層127の厚さを薄くすることができる。
絶縁層127の上面は、平坦であることが好ましいが、表面が緩やかな曲面形状となる場合がある。例えば、絶縁層127の上面は、凸面、凹面、または平面であってもよい。
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。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層113a、層113b、及び層113c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層の少なくとも一部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、また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。
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とがなす角(テーパ角ともいう)が90°未満である領域を有すると好ましい。
また、共通電極115は、発光デバイス130a、発光デバイス130b、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)。図10A及び図10Bに示す接続部140には層113a、層113b、層113c等が設けられない。導電層123には、少なくともその一部が、画素電極111a乃至画素電極111cの少なくとも一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。また、導電層123の端部を覆うようにマスク層118jが設けられる。マスク層118jは、マスク層118aとなる膜(後述するマスク膜118af)、マスク層118bとなる膜(後述するマスク膜118bf)、あるいはマスク層118cとなる膜から形成することができる。
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。また、共通層114の導電性が低い場合には、接続部140には共通層114を設けなくてもよい。図10Bでは、共通層114を設けず、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、また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。
なお、図10A及び図10Bには、導電層123上に広く絶縁層125及び絶縁層127の開口部を設ける例を示すが、図10Cに示すように、導電層123上において、絶縁層125及び絶縁層127の開口部を分割して複数、設けてもよい。導電層123上には、マスク層118kと、マスク層118k上の絶縁層125kと、絶縁層125k上の絶縁層127kと、からなる積層構造が設けられる。絶縁層125k及び絶縁層127kが離間した島状の形状を有する場合には、該積層構造は導電層123上に複数、設けられる。
絶縁層125kは、絶縁層125となる絶縁膜から形成される。絶縁層125kは、絶縁層125と離間していてもよく、繋がっていてもよい。絶縁層127kは、絶縁層127となる絶縁膜から形成される。絶縁層127kは、絶縁層127と離間していてもよく、繋がっていてもよい。
マスク層118kは、マスク層118aとなる膜(後述するマスク膜118af)から形成することができる。
発光デバイス130a、130b、130c上に保護層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。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、及び窒化酸化絶縁膜等の無機絶縁膜を用いることができる。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、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜等が挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜等が挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、及び酸化窒化アルミニウム膜等が挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、及び窒化酸化アルミニウム膜等が挙げられる。特に、保護層131は、窒化絶縁膜また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、また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。
発光デバイスの発光を、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、または、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層側に入り込む不純物(水及び酸素等)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、後述する絶縁層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。
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。
図7A等において、画素電極111aと層113aとの間には、画素電極111aの上面端部を覆う絶縁層が設けられていない。また、画素電極111bと層113bとの間には、画素電極111b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、または、高解像度の表示装置とすることができる。
また、図7A等では、発光デバイス130aが有する層113a上には、マスク層118aが位置し、発光デバイス130bが有する層113b上には、マスク層118bが位置し、発光デバイス130cが有する層113c上には、マスク層118cが位置する。マスク層118aは、層113aを加工する際に層113a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。同様に、マスク層118bは、層113bの形成時、マスク層118cは、層113cの形成時に、それぞれ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。マスク層118a乃至マスク層118cのいずれか2つ、または全てに同じ材料を用いてもよく、互いに異なる材料を用いてもよい。なお、以下において、マスク層118a、マスク層118b、及びマスク層118cをまとめて、マスク層118と呼ぶ場合がある。
図7Aにおいて、マスク層118aの一方の端部は、層113aの端部と揃っている、または概略揃っており、マスク層118aの他方の端部は、層113a上に位置する。ここで、マスク層118aの他方の端部は、層113a及び画素電極111aと重なることが好ましい。この場合、マスク層118aの他方の端部が層113aの概略平坦な面に形成されやすくなる。なお、マスク層118b及びマスク層118cについても同様である。また、マスク層118は、例えば、島状に加工された層113a、層113b、または層113cと、絶縁層125との間に残存する。
マスク層118としては、例えば、金属膜、合金膜、金属酸化物膜、半導体膜、有機絶縁膜、及び無機絶縁膜などを一種または複数種、用いることができる。マスク層としては、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。例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、及び、酸化シリコンなどの無機絶縁材料を用いることができる。
図7Aに示すように、絶縁層125及び絶縁層127は、島状に加工された層113a、層113b、または層113cの上面の一部を覆うことが好ましい。絶縁層125及び絶縁層127が、島状に加工された層113a、層113b、または層113cの側面だけでなく、上面も覆うことで、層113a、層113b、または層113cの膜剥がれをより防ぐことができ、発光デバイスの信頼性を高めることができる。また、発光デバイスの作製歩留まりをより高めることができる。図7Aでは、画素電極111aの端部上に、層113a、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。同様に、画素電極111bの端部上に、層113b、マスク層118b、絶縁層125、及び、絶縁層127の積層構造が位置し、画素電極111cの端部上に、層113c、マスク層118c、絶縁層125、及び、絶縁層127の積層構造が位置する。
図7A等では、画素電極111aの端部よりも層113aの端部が外側に位置する例を示す。なお、画素電極111aと層113aを例に挙げて説明するが、画素電極111bと層113b、及び、画素電極111cと層113cにおいても同様のことが言える。
図7A等において、層113aは、画素電極111a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、島状の層113a、層113b、及び層113cの端部がそれぞれ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できる。
また、画素電極の側面を層113a、層113b、または層113c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、層113a、層113b、または層113cの端部との距離を大きくできるため、信頼性を高めることができる。
層113a、層113b、及び層113cのそれぞれの側面は、絶縁層127及び絶縁層125によって覆われている。また、層113a、層113b、及び層113cのそれぞれの上面の一部は、絶縁層127、絶縁層125、マスク層118によって覆われている。これにより、共通層114(または共通電極115)が、画素電極111a、111b、111c、層113a、層113b、及び層113c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、島状の層113a、層113b、または層113cのそれぞれにおいて、図7A等に示す2つの側面の少なくとも一方を覆うことが好ましく、島状の層113a、層113b、または層113cの側面の双方を覆うことがより好ましい。絶縁層125は、島状の層113a、層113b、または層113cのそれぞれの側面と接する構成とすることができる。なお、図7Aに示す図は断面図であるため、島状の層113a、層113b、または層113cにはそれぞれ2つの側面が示されているが、島状の層113a、層113b、または層113cが有する側面の数は、その上面形状などに依存する。島状の層の上面形状が四角形である場合には例えば、島状の層は4つの側面を有する。
図7A等では、画素電極111aの端部を層113aが覆っており、絶縁層125が層113aの側面と接する構成を示す。同様に、画素電極111bの端部は層113bで覆われており、画素電極111cの端部は層113cで覆われており、絶縁層125が層113bの側面及び層113cの側面と接している。
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、層113a、層113b、及び層113cのそれぞれ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125及び絶縁層127を設けることで、隣り合う島状の層の間を埋めることができるため、島状の層上に設ける層(例えばキャリア注入層、及び共通電極など)の被形成面の極端な凹凸を低減し、より平坦にすることができる。したがって、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、共通電極の段切れを防止することができる。
共通層114及び共通電極115は、層113a、層113b、層113c、マスク層118、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、画素電極及び層113a、層113b、または層113cが設けられる領域と、画素電極及び層113a、層113b、または層113c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、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、段切れによる接続不良を抑制することができる。また、段差によって共通電極115が局所的に薄膜化して電気抵抗が上昇することを抑制することができる。
共通層114及び共通電極115の形成面の平坦性を向上させるために、絶縁層125の上面及び絶縁層127の上面の高さは、それぞれ、層113a、層113b、及び、層113cの少なくとも一つの端部における上面の高さと揃うまたは概略揃うことが好ましい。また、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、また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。
また、絶縁層125は、島状の層113a、層113b、または層113cと接するように設けることができる。これにより、島状の層113a、層113b、または層113cの膜剥がれを防止することができる。絶縁層と層113a、層113b、または層113cとが密着することで、隣り合う島状の層113同士が、絶縁層によって固定される、または、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、発光デバイスの作製歩留まりを高めることができる。
ここで、絶縁層125は、島状の層113a、層113b、または層113cの側面と接する領域を有し、層113a、層113b、または層113cの保護絶縁層として機能する。絶縁層125を設けることで、島状の層113a、層113b、または層113cの側面から内部へ不純物(酸素及び水分等)が侵入することを抑制でき、信頼性の高い表示装置とすることができる。
次に、絶縁層125及び絶縁層127の材料と形成方法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、及び窒化酸化絶縁膜等の無機絶縁膜を用いることができる。絶縁層125は単層構造であってもよく積層構造であってもよい。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化マグネシウム膜、インジウムガリウム亜鉛酸化物膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜等が挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜等が挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、及び酸化窒化アルミニウム膜等が挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、及び窒化酸化アルミニウム膜等が挙げられる。特に、酸化アルミニウムは、エッチングにおいて、層113の選択比が高く、後述する絶縁層127の形成において、層113を保護する機能を有するため、好ましい。特にALD法により形成した酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、また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、層113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、または固着する(ゲッタリングともいう)機能を有することが好ましい。
絶縁層125が、バリア絶縁層としての機能、また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うる不純物(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から層113に不純物が混入し、層113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。
絶縁層125の形成方法としては、スパッタリング法、CVD法、パルスレーザー堆積(PLD:Pulsed Laser Deposition)法、及び、ALD法等が挙げられる。絶縁層125は、被覆性が良好なALD法を用いて形成することが好ましい。
絶縁層125を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絶縁層125を形成することができる。したがって、当該基板温度は、60℃以上が好ましく、80℃以上がより好ましく、100℃以上がより好ましく、120℃以上がより好ましい。一方で、絶縁層125は、島状の層113を形成した後に成膜されるため、層113の耐熱温度よりも低い温度で形成することが好ましい。したがって、当該基板温度は、200℃以下が好ましく、180℃以下がより好ましく、160℃以下がより好ましく、150℃以下がより好ましく、140℃以下がより好ましい。
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、及び、5%重量減少温度等が挙げられる。層113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。
絶縁層125としては、例えば、3nm以上、5nm以上、または、10nm以上、かつ、200nm以下、150nm以下、100nm以下、または、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の極端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の形成面の平坦性を向上させる効果を奏する。
絶縁層127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ればよい。また、絶縁層127の材料の粘度は、1cP以上1500cP以下とすればよく、1cP以上12cP以下とすることが好ましい。絶縁層127の材料の粘度を上記の範囲にすることで、後述する、テーパ形状を有する絶縁層127を、比較的容易に形成することができる。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、また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。
なお、絶縁層127は、後述するような側面にテーパ形状を有していればよく、絶縁層127として用いることができる有機材料は上記に限られるものではない。例えば、絶縁層127として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シリコーン樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等を適用することができる場合がある。また、絶縁層127として、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、またはアルコール可溶性のポリアミド樹脂等の有機材料を適用することができる場合がある。また、感光性の樹脂としてはフォトレジストを用いることができる場合がある。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、またはネガ型の材料を用いることができる場合がある。
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が発光デバイスからの発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、または3色以上のカラーフィルタ材料を積層また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、黒色または黒色近傍の樹脂層とすることが可能となる。
絶縁層127は、例えば、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコートの湿式の成膜方法を用いて形成することができる。特に、スピンコートにより、絶縁層127となる有機絶縁膜を形成することが好ましい。
絶縁層127は、層113の耐熱温度よりも低い温度で形成する。絶縁層127を形成する際の基板温度としては、代表的には、200℃以下、好ましくは180℃以下、より好ましくは160℃以下、より好ましくは150℃以下、より好ましくは140℃以下である。
本実施の形態の表示装置は、発光デバイス間の距離を狭くすることができる。具体的には、発光デバイス間の距離、層113間の距離、または画素電極間の距離を、10μm未満、8μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下、1μm以下、500nm以下、200nm以下、100nm以下、90nm以下、70nm以下、50nm以下、30nm以下、20nm以下、15nm以下、または10nm以下とすることができる。別言すると、本実施の形態の表示装置は、隣接する2つの島状の層113の間隔が1μm以下の領域を有し、好ましくは0.5μm(500nm)以下の領域を有し、さらに好ましくは100nm以下の領域を有する。
基板120の樹脂層122側の面には、遮光層を設けてもよい。遮光層は例えば、隣接する発光デバイスのそれぞれの発光領域の間の領域に重畳して設ければよい。また遮光層は例えば、ダミー発光デバイスと重畳して設ければよい。具体的には例えば、ダミー画素部全体と、遮光層と、を重畳して設けることができる。あるいは、ダミー画素部が有するダミー発光デバイスの一部と、遮光層と、を重畳して設けることができる。
また、ダミー発光デバイスが発光する機能を有さない場合には、ダミー発光デバイスと重畳する領域に、遮光層を設けない構成としてもよい。
また、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、及び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、ガラス層またはシリカ層(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、また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、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、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、及びアクリルフィルム等が挙げられる。
また、基板としてフィルムを用いる場合、フィルムが吸水することで、表示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(ポリビニルブチラール)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。
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。例えば、画素が有する複数の副画素のうち、一以上を発光デバイスとし、一以上を受光デバイスとする構成としてもよい。
受光デバイスとしては、例えば、pn型または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。
本発明の一態様として、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ことができる。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、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。
受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。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。または、画素電極が陰極として機能し、共通電極が陽極として機能してもよい。
発光デバイス130において、層113を光電変換デバイスの活性層(光電変換層ともいう)に替えることにより、受光デバイスとして機能させることができる。
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。
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。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。
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、対象物の接触また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。
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または双方を有する。表示部は、イメージセンサまた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、または、対象物(指、手、またはペンなど)の近接も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。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指紋認証装置、また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。
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(または散乱)した際、受光デバイスがその反射光(または散乱光)を検出できるため、暗い場所でも、撮像またはタッチ検出が可能である。
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、掌紋などの生体情報に係るデータを取得することができる。つまり、表示装置に、生体認証用センサを内蔵させることができる。表示装置が生体認証用センサを内蔵することで、表示装置とは別に生体認証用センサを設ける場合に比べて、電子機器の部品点数を少なくでき、電子機器の小型化及び軽量化が可能である。
また、受光デバイスをタッチセンサに用いる場合、表示装置は、受光デバイスを用いて、対象物の近接または接触を検出することができる。
本発明の一態様の表示装置は、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または双方を有することができる。このように、本発明の一態様の表示装置は、表示機能以外の機能との親和性が高い構成ということができる。
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。
画素電極と共通電極のうち、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(画素電極と共通電極)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族または第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)であることが好ましく、他方は、可視光に対する反射性を有する電極(反射電極)であることが好ましい。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。
発光層は、発光材料(発光物質ともいう)を含む層である。発光層は、1種または複数種の発光物質を有することができる。発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、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、また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種また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種または複数種の有機化合物としては、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の一方または双方を用いることができる。また、1種または複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、またはTADF材料を用いてもよい。
発光層は、例えば、燐光材料と、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。
層113a、層113b、及び、層113cは、それぞれ、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、また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。
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。
例えば、層113a、層113b、及び、層113cは、それぞれ、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つ以上を有していてもよい。
共通層114としては、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つ以上を適用することができる。例えば、共通層114として、キャリア注入層(正孔注入層または電子注入層)を形成してもよい。なお、発光デバイスは、共通層114を有していなくてもよい。
層113a、層113b、及び、層113cは、それぞれ、発光層と、発光層上のキャリア輸送層を有することが好ましい。これにより、表示装置100の作製工程中に、発光層が最表面に露出することを抑制し、発光層が受けるダメージを低減することができる。これにより、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
正孔注入層は、陽極から正孔輸送層に正孔を注入する層であり、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、及び、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、また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。なお、電子注入性の高い材料は、共通電極に用いる材料の仕事関数の値と比較して、最低空軌道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位の値の差が小さい材料、例えば値の差が0.5eV以下である材料が好ましい。
電子注入層としては、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、またはこれらの化合物を用いることができる。また、電子注入層としては、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用いる構成とすることができる。
または、電子注入層としては、電子輸送性材料を用いてもよい。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)準位が、−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)、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、高いガラス転移温度(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。
画素電極111として例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。銅は可視光の反射率が高く、好ましい。また、アルミニウムは電極のエッチングが容易であるため加工しやすく、かつ、可視光および近赤外光の反射率が高く、好ましい。また、上記金属材料及び合金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、チタン、ニッケル、またはネオジムと、アルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)を用いてもよい。また銅、パラジウム、マグネシウムと、銀を含む合金を用いてもよい。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。
また、画素電極111として例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いて形成することができる。また、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、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、またはこれら金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。また、グラフェン等を用いてもよい。
画素電極111として、上記に例示した材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。
また画素電極111において、可視光を反射する導電膜上に導電性金属酸化物膜を積層する構成としてもよい。このような構成とすることで可視光を反射する導電膜の酸化及び腐食を抑制できる。例えば、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜に接して金属膜または金属酸化物膜を積層することで、酸化を抑制することができる。このような金属膜または金属酸化物膜の材料としては、チタンまたは酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とインジウム錫酸化物の積層膜、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いることができる。
ここで、発光デバイス130が有する層113において、互いの上面の高さが概略揃うとは例えば、一方の上面の高さと、他方の上面の高さの差が100nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがより好ましく、30nm以下であることがさらに好ましい。また、発光デバイス130が有する積層構造において、ある領域の厚さの和が概略揃う場合、あるいはある領域の厚さと距離の和が概略揃う場合には例えば、一方の和の値と、他方の和の値との差が100nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがより好ましい。一方の和の値が、他方の和の値の0.8倍以上1.2倍以下であることが好ましい。また、一方の和の値が、他方の和の値の0.9倍以上1.1倍以下であることがより好ましい。
層113の厚さは例えば、10nm以上1000nm以下である。ここで、上面視において、隣接する2つの発光デバイス130(以下、第1の発光デバイス、第2の発光デバイスと呼ぶ)の間に絶縁層125が設けられる場合を考える。絶縁層125は、2つの発光デバイス130においてそれぞれ、層113の側面と接することが好ましい。第1の発光デバイスにおいて絶縁層125と接する層113の側面(以下、第1の側面)と、第2の発光デバイスにおいて絶縁層125と接する層113の側面(以下、第2の側面)との間隔が小さくなる場合には、第1の側面と絶縁層127の上面、及び、第1の側面と絶縁層127の上面との距離がそれぞれ近くなるため、絶縁層127の収縮による応力変化の影響を、より受けやすくなる懸念がある。
よって、本発明の一態様の構成は、特に、第1の側面と第2の側面の間隔が小さい場合に対して、より顕著な効果が見られる場合がある。例えば、本発明の一態様の構成は、極めて高精細な表示装置において、より顕著な効果が得られる場合がある。
例えば本発明の一態様の構成は、層113の厚さに対して、第1の側面と第2の側面の間隔が小さい場合に対して、より顕著な効果が見られる場合がある。
具体的には例えば本発明の一態様の構成は、第1の側面と第2の側面の間隔が2000nm以下、あるいは1000nm以下である場合に、より顕著な効果がみられる場合がある。
なお、共通層114と層113の界面は、発光デバイス130の断面の観察の際に、判別が難しい場合がある。よって例えば、層113と共通層114を合わせた厚さを評価に用いてもよい。ここで、層113aと共通層114を合わせて、発光デバイス130aが有するEL層と表現することができる。また、層113bと共通層114を合わせて、発光デバイス130bが有するEL層と表現することができる。また、層113cと共通層114を合わせて、発光デバイス130cが有するEL層と表現することができる。
また、共通層114と層113の界面は、発光デバイス130の断面の観察の際に、判別が難しい場合がある。よって、より明瞭に観察が可能な界面を用いて、厚さの算出を行えばよい。例えば、電極の上面または下面を用いて、距離の算出を行えばよい。
なお、画素電極111、層113、共通層114、及び共通電極115の厚さを評価する場合において、それぞれの層が島状に形成される場合には例えば、断面観察像において、島状の層の中央、及びその近傍において評価を行えばよい。
[表示装置の作製方法例1]
次に、図11A乃至図14Bを用いて、図4などに示す表示装置100の作製方法例を説明する。図11A乃至図14Bには、図4における一点鎖線X1−X2間の断面図及び一点鎖線Z1−Z2間の断面図の作製方法の一例を示す。
表示装置を構成する薄膜(絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜等)は、スパッタリング法、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、及び、熱CVD法などがある。また、熱CVD法のひとつに、有機金属化学気相堆積(MOCVD:Metal Organic CVD)法がある。
また、表示装置を構成する薄膜(絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜等)は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の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)、及び、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、発光層、電子輸送層、電子注入層など)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、または、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て加工することができる。または、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。一つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング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。もう一つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。
フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばi線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線、KrFレーザ光、またはArFレーザ光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、または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線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビーム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。
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をこの順番で形成する。絶縁層255a、255b、255cには、上述した絶縁層255a、255b、255cに適用可能な構成を適用することができる。
次に、絶縁層255c上に、導電膜111afを形成する。導電膜111afは、画素電極となる膜である。続いて、レジストマスク等のマスクを用いて該導電膜の一部を除去し、画素電極111a、画素電極111b、画素電極111c、画素電極111e、画素電極111f、及び画素電極111gを形成する。なおこのとき、導電膜111afを加工して、ダミー画素52が有する画素電極111h、及び接続部140が有する導電層123を形成することが好ましい。
画素部284の周辺に設けられるダミー画素部294、及びダミー画素部295においても、導電膜111afを加工し、画素電極のパターンを配置することにより、後述の膜113afの成膜工程において、被形成面への密着性を均一にすることができる。
画素電極はテーパ形状であることが好ましい。これにより、画素電極上に形成する層の被覆性が向上し、発光デバイスの作製歩留まりを高めることができる。
次に、画素電極111a、画素電極111b、画素電極111c、画素電極111e、画素電極111f、及び画素電極111g上に、膜113afを形成する。続いて、膜113af上にマスク膜118afを形成し、マスク膜118af上にマスク膜119afを形成する。膜113afは例えば、ダミー画素52が有する画素電極111hにも設けられる。あるいは、膜113afは、複数のダミー画素52のうち、一部のダミー画素52が有する画素電極111h上に設けられ、他の一部のダミー画素52が有する画素電極111h上には設けられない場合がある。膜113afが設けられない画素電極111hにおいても、画素電極111h上にマスク膜118af及びマスク膜119afを設けることが好ましい。
画素部284の周辺に配置されるダミー画素部にも画素電極を設けることにより、膜113afの被形成面における密着性、特に画素部284及びその周辺における密着性を均一にすることができる。よって、画素部284に設けられる発光デバイスの特性を向上させることができる。また、複数の発光デバイスの間の特性ばらつきを抑制することができる。
膜113afは、後に、層113aとなる層である。そのため、上述した、層113aに適用可能な構成を適用できる。膜113af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。膜113afは、蒸着法を用いて形成することが好ましい。蒸着法を用いた成膜では、プレミックス材料を用いてもよい。なお、本明細書等において、プレミックス材料とは、複数の材料をあらかじめ配合、または混合した複合材料である。
マスク膜118af及びマスク膜119afには、膜113af、及び、後の工程で形成する膜113bf、膜113cfなどの加工条件に対する耐性の高い膜、具体的には、各種EL層とのエッチングの選択比が大きい膜を用いる。
マスク膜118af及びマスク膜119af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、または真空蒸着法を用いることができる。なお、EL層上に接して形成されるマスク膜118afは、マスク膜119afよりも、EL層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法または真空蒸着法を用いて、マスク膜118afを形成することが好ましい。また、マスク膜118af及びマスク膜119afは、EL層の耐熱温度よりも低い温度で形成する。マスク膜118af及びマスク膜119af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。
マスク膜118af及びマスク膜119af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118af及びマスク膜119afの加工時に、膜113afに加わるダメージを低減することができる。
また、マスク膜118afには、マスク膜119afとのエッチングの選択比の大きい膜を用いることが好ましい。
本実施の形態の表示装置の作製方法における各種マスク層の加工工程において、EL層を構成する各層(正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層など)が加工されにくいこと、かつ、EL層を構成する各層の加工工程において、各種マスク層が加工されにくいことが望ましい。マスク層の材料、加工方法、及び、EL層の加工方法については、これらを考慮して選択することが望ましい。
なお、本実施の形態では、第1のマスク層と第2のマスク層の2層構造でマスク層を形成する例を示すが、マスク層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。
マスク膜118af及びマスク膜119af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、無機絶縁膜などの無機膜を用いることができる。
マスク膜118af及びマスク膜119af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、及びタンタルなどの金属材料、または該金属材料を含む合金材料を用いることができる。特に、アルミニウムまたは銀などの低融点材料を用いることが好ましい。マスク膜118af及びマスク膜119afの一方また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、EL層に紫外光が照射されることを抑制でき、EL層の劣化を抑制できるため、好ましい。
また、マスク膜118af及びマスク膜119afには、それぞれ、In−Ga−Zn酸化物などの金属酸化物を用いることができる。マスク膜118afまたはマスク膜119afとして、例えば、スパッタリング法を用いて、In−Ga−Zn酸化物膜を形成することができる。さらに、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)などを用いることができる。またはシリコンを含むインジウムスズ酸化物などを用いることもできる。
なお、上記ガリウムに代えて元素M(Mは、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムから選ばれた一種または複数種)を用いてもよい。特に、Mは、ガリウム、アルミニウム、またはイットリウムから選ばれた一種または複数種とすることが好ましい。
また、マスク膜118af及びマスク膜119af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EL層との密着性が高く好ましい。例えば、マスク膜118af及びマスク膜119afには、それぞれ、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化シリコンなどの無機絶縁材料を用いることができる。マスク膜118afまたはマスク膜119afとして、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できる。ALD法を用いることで、下地(特にEL層など)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118af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119af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、またはタングステン膜)を用いることができる。
なお、マスク膜118af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118af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118afと、絶縁層125とで、同じ成膜条件を適用してもよい。例えば、マスク膜118afを、絶縁層125と同様の条件で成膜することで、マスク膜118af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層とすることができる。なお、これに限られず、マスク膜118afと絶縁層125に、互いに異なる成膜条件を適用してもよい。
マスク膜118af及びマスク膜119afの一方または双方として、少なくとも膜113afの最上部に位置する膜に対して化学的に安定な溶媒に、溶解しうる材料を用いてもよい。特に、水またはアルコールに溶解する材料を好適に用いることができる。このような材料の成膜の際には、水またはアルコールなどの溶媒に溶解させた状態で、湿式の成膜方法で塗布した後に、溶媒を蒸発させるための加熱処理を行うことが好ましい。このとき、減圧雰囲気下での加熱処理を行うことで、低温且つ短時間で溶媒を除去できるため、EL層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118af及びマスク膜119afは、それぞれ、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコートの湿式の成膜方法を用いて形成してもよい。
マスク膜118af及びマスク膜119afには、それぞれ、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、またはアルコール可溶性のポリアミド樹脂などの有機材料を用いてもよい。
次に、マスク膜119af上にレジストマスク190aを形成する(図11A)。レジストマスクは、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と重なる位置、及び画素電極111eと重なる位置に設ける。レジストマスク190aとして、1つの副画素110aに対して、あるいは一つの発光デバイス130aに対して、1つの島状のパターンが設けられていることが好ましい。また、1つのダミー副画素51aに対して、あるいは一つのダミー発光デバイス58aに対して、1つの島状のパターンが設けられていることが好ましい。または、レジストマスク190aとして、一列に並ぶ(図4ではY方向に並ぶ)複数の副画素110aに対して1つの帯状のパターンを形成してもよい。また、レジストマスク190aとして、一列に並ぶ複数のダミー副画素51aに対して1つの帯状のパターンを形成してもよい。
ここで、レジストマスク190aの端部が、画素電極111aの端部よりも外側に位置するように、レジストマスク190aを形成すると、後に形成する層113aの端部を、画素電極111aの端部よりも外側に設けることができる。層113aの端部が、画素電極111aの端部よりも外側に位置する構成とすることで、画素の開口率を高くすることができる。
また、レジストマスク190aの端部が、画素電極111eよりも外側に位置するように、レジストマスク190aを形成すると、後に形成する層113eの端部を、画素電極111eの端部よりも外側に設けることができる。
次に、レジストマスク190aを用いて、マスク膜119afの一部を除去し、マスク層119a及びマスク層119eを形成する。マスク層119aは、画素電極111a上に残存し、マスク層119eは、画素電極111e上に残存する。またこのとき、マスク膜119afを加工することにより、ダミー画素52が有する画素電極111hにマスク層(ここでは119hと名付けるが、図示しない)を設けてもよい。またこのとき、マスク膜119afを加工することにより、接続部140が有する導電層123上にマスク層(ここでは119jと名付けるが、図示しない)を設けてもよい。
マスク膜119afのエッチングの際、マスク膜118afが当該エッチングにより除去されないように、選択比の高いエッチング条件を用いることが好ましい。また、マスク膜119afの加工においては、EL層が露出しないため、マスク膜118afの加工よりも、加工方法の選択の幅は広い。具体的には、マスク膜119afの加工の際に、エッチングガスに酸素を含むガスを用いた場合でも、EL層の劣化をより抑制することができる。
マスク膜119afのエッチングの際に、絶縁層255cが画素電極、EL層、またはEL層の一部、等に覆われておらずに露出している領域においては、絶縁層255cがエッチングされる場合がある。適度に画素電極が設けられることにより、絶縁層255cが広く露出する場合と比較して、絶縁層255cのエッチング速度が異なる場合がある。例えば、絶縁層255c上に適度に画素電極のパターンを設けることにより、マスク膜119afのエッチングの際の絶縁層255cのエッチング速度を抑制できる場合がある。
絶縁層255cが過度にエッチングされてしまう場合には、エッチングされる層が絶縁層255cに留まらず、さらに下層の絶縁層255b及び絶縁層255aに及ぶ懸念がある。エッチングが絶縁層255aまで及ぶ場合には、トランジスタを含む層101が有する配線、電極、プラグ、等の導電層が露出し、意図しない領域において、共通電極115とのショートを招く懸念がある。
画素部284の周辺にダミー画素部を設けることにより、絶縁層255cの過度なエッチング等を抑制し、表示装置100の特性を安定させ、向上させることができる。
その後、レジストマスク190aを除去する。例えば、酸素プラズマを用いたアッシングなどによりレジストマスク190aを除去することができる。または、酸素ガスと、CF、C、SF、CHF、Cl、HO、BCl、またはHeなどの貴ガス(希ガスともいう)と、を用いてもよい。または、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118afが最表面に位置し、膜113af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113af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。
次に、マスク層119aを、マスク(ハードマスクともいう)に用いて、マスク膜118afの一部を除去し、マスク層118aを形成する。また、マスク層119eをマスクに用いてマスク層118eを形成する。またこのとき、ダミー画素52において、マスク層119hをマスクに用いてマスク層118hを設けてもよい。またこのとき、接続部140において、マスク層119jをマスクに用いて、マスク層118jを設けてもよい。
マスク膜118af及びマスク膜119afは、それぞれ、ウェットエッチング法また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118af及びマスク膜119af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118af及びマスク膜119afの加工時に、膜113af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、またはこれらの混合液体を用いた薬液などを用いることが好ましい。
また、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113af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、またはHeなどの貴ガス(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118af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を用いて、ドライエッチング法によりマスク膜118afを加工することができる。また、マスク膜119af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119afを加工することができる。または、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。または、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119afを加工することができる。また、マスク膜119af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、CFとO、CFとO、CFとClとO、または、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119afを加工することができる。
次に、マスク層119a及びマスク層118aをハードマスクとして用いたエッチング処理により、膜113afの一部を除去し、層113aを形成する。また、マスク層119e及びマスク層118eをハードマスクに用いたエッチング処理により、層113eを形成する。
これにより、画素電極111a上に、層113a、マスク層118a、及び、マスク層119aの積層構造が残存し、画素電極111e上に、層113e、マスク層118e、及びマスク層119eの積層構造が残存する。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。
層113aが画素電極111aの上面及び側面を覆うことにより、画素電極111aを露出させずに、以降の工程を行うことができる。同様に層113eが画素電極111eの上面及び側面を覆うことにより、画素電極111e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111a等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111a等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、または、雰囲気中への飛散により、例えば、被処理面、及び、層113a等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、または、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111a等の端部が露出している領域では、互いに接する層同士の密着性が低下し、層113a等、または画素電極111a等の膜剥がれが生じやすくなる恐れがある。
層113aが画素電極111a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を向上させることができ、発光デバイスの表示品位を向上させることができる。
なお、レジストマスク190aを用いて、膜113af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、上記エッチング処理によって、絶縁層255cの層113aと重畳しない領域に凹部が形成される場合がある。画素部284の周辺にダミー画素部を設けることにより、絶縁層255cの過度なエッチング等を抑制し、凹部が形成される場合の深さを抑制し、表示装置100の特性を安定させ、向上させることができる。
膜113af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。または、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113af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113af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など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、またはHe、Arなどの貴ガス(希ガスともいう)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。または、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。または、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、または、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。
以上の工程により、膜113af、マスク膜118af、及び、マスク膜119afの、レジストマスク190aと重なっていない領域を除去することができる。
なお、図14Aに示すように、ダミー画素部294において、レジストマスク190aがダミー副画素51aのみならず、ダミー副画素51b及びダミー副画素51cを覆う構成とすることもできる。このような場合には、マスク層119a及びマスク層118aをマスクとしたエッチングにおいて、図14Bに示すように、画素電極111f及び画素電極111g上の膜113afは除去されず、画素電極111f及び画素電極111gが層113eで覆われる構成となる。
次に、マスク層119a、画素電極111b、画素電極111c、マスク層119e、画素電極111f、及び画素電極111g上に、膜113bfを形成し、膜113bf上にマスク膜118bfを形成し、マスク膜118bf上にマスク膜119bfを形成する(図11B)。
膜113bfは、後に、層113bとなる層である。層113bは、層113aと異なる色の光を発する。層113bに適用できる構成及び材料等は、層113aと同様である。膜113bfは、膜113afと同様の方法を用いて成膜することができる。
図11Bでは、副画素110b、副画素110c、ダミー副画素51b、及びダミー副画素51cに対応する領域において、膜113afを除去している。よって、膜113bfの被形成面は、画素部284が有する画素(図11BにおいてはX1−X2に対応する断面)と、ダミー画素部294が有する画素(図11BにおいてはZ1−Z2に対応する断面)と、において同様の構成を有するパターンが配置されている。例えば、同様の構成を有する画素電極が表面に露出している。また例えば、同様の構成を有するEL層、あるいはEL層の一部からなる層が表面に露出している。また例えば、画素電極、EL層、等の間に絶縁層255cが露出する領域を有する。
画素部284及びダミー画素部294に同様の構成を有するパターンを配置することにより、膜113bfの成膜工程において、被形成面への密着性を均一にすることができる。
膜113bfの成膜において、画素部284及びダミー画素部294では、画素電極が露出する面積、絶縁層255cが露出する面積、膜113afを加工して形成された層(層113a及び層113e)が露出する面積、のそれぞれの割合が同程度であることが好ましい。
なお、ダミー画素部が有する画素は、発光する機能を有さずともよい。よって、画素部284が、異なる色に対応する、複数の種類の発光層を有する構成である場合においても、ダミー画素部の画素が全て、同じ色に対応する、一つの種類の発光層を有する構成であってもよい。よって、図14A及び図14Bにおいて述べたように、ダミー副画素51bが有する画素電極111f上、及びダミー副画素51cが有する画素電極111g上において膜113afを除去しない構成とし、ダミー画素部294における工程を簡略化することもできる。また、工程の簡略化に加えて、後述する膜113bfの加工、及び膜113cfの加工において画素電極111f及び111gが露出しない、という利点がある。
マスク膜118bfは、マスク膜118afに適用可能な材料を用いて形成することができる。マスク膜119bfは、マスク膜119afに適用可能な材料を用いて形成することができる。
次に、マスク膜119bf上にレジストマスクを形成する。レジストマスクは、画素電極111bと重なる位置、及び画素電極111fと重なる位置に設ける。
次に、層113a、マスク層118a、及びマスク層119aの作製において説明した工程と同様の工程を行うことで、膜113bf、マスク膜118bf、及び、マスク膜119bfの、レジストマスクと重なっていない領域を除去する。これにより、画素電極111b上に、層113b、マスク層118b、及び、マスク層119bの積層構造が残存し、画素電極111f上に、層113f、マスク層118f、及び、マスク層119fの積層構造が残存する。
次に、マスク層119a、マスク層119b、画素電極111c、マスク層119e、マスク層119f、及び、画素電極111g上に、層113cfを形成し、層113cf上にマスク膜118cfを形成し、マスク膜118cf上にマスク膜119cfを形成する(図12A)。
層113cfは、後に、層113cとなる層である。層113cは、層113a及び層113bと異なる色の光を発する。層113cに適用できる構成及び材料等は、層113aと同様である。層113cfは、膜113afと同様の方法を用いて成膜することができる。
マスク膜118cfは、マスク膜118afに適用可能な材料を用いて形成することができる。マスク膜119cfは、マスク膜119afに適用可能な材料を用いて形成することができる。
次に、マスク膜119cf上にレジストマスクを形成する。レジストマスクは、画素電極111cと重なる位置、及び画素電極111gと重なる位置に設ける。
層113a及び層113bの形成と同様の工程を用いて、画素電極111c上に、層113c、マスク層118c、及び、マスク膜119cfを加工して得られるマスク層(以降、マスク層119cと呼ぶ。マスク層119cは図示せず)の積層構造が残存し、画素電極111g上に、層113g、マスク層118g、及び、マスク膜119gfを加工して得られるマスク層(以降、マスク層119gと呼ぶ。マスク層119gは図示せず)の積層構造が残存する。
上記のように、各EL層を、フォトリソグラフィ法を用いて加工することにより、各画素間の距離を、8μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下、または、1μm以下にまで狭めることができる。ここで、各画素間の距離とは、例えば、層113a、層113b、及び層113c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、各画素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。
次に、マスク層119a、マスク層119b、マスク層119cを除去する。これにより、マスク層118a、マスク層118b、マスク層118c、マスク層118e、マスク層118f、及びマスク層118gが露出する。またマスク層118hを設けた場合には、ダミー画素52において、マスク層118hが露出し、マスク層118jを設けた場合には、接続部140において、マスク層118jが露出する。
なお、マスク層119a、マスク層119b、マスク層119c等を除去せずに、絶縁膜125Aの形成工程に進める構成にしてもよい。
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、層113a、層113b、及び層113c等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、水また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)、また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、EL層に含まれる水、及びEL層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、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気下における加熱処理を行うことができる。加熱処理は、基板温度として50℃以上200℃以下、好ましくは60℃以上150℃以下、より好ましくは70℃以上120℃以下の温度で行うことができる。減圧雰囲気とすることで、より低温で乾燥が可能であるため好ましい。
次に、層113a、層113b、層113c、層113e、層113f、層113g、及び、マスク層118a、マスク層118b、マスク層118c、マスク層118e、マスク層118f、マスク層118gを覆うように、絶縁膜125Aを形成する。
絶縁膜125Aは、後に絶縁層125となる層である。したがって、絶縁膜125Aには、絶縁層125に用いることができる材料を適用することができる。また、絶縁膜125Aの膜厚は、3nm以上、5nm以上、または、10nm以上、かつ、200nm以下、150nm以下、100nm以下、または、50nm以下にすることが好ましい。
絶縁膜125Aは、EL層の側面に接して形成されるため、EL層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は、EL層の耐熱温度よりも低い温度で形成する。絶縁膜125A及び絶縁層127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180℃以下、より好ましくは160℃以下、より好ましくは150℃以下、より好ましくは140℃以下である。
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。ALD法を用いることで、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。ここで、絶縁膜125Aを、マスク層118a、118b、118c等と同様の材料、及び同様の方法を用いて成膜することができる。この場合、絶縁膜125Aと、マスク層118a、118b、118c等との境界が不明瞭になることがある。
次に、絶縁膜125A上に絶縁膜127Aを塗布する(図12B)。
絶縁膜127Aは後の工程で絶縁層127となる膜であり、絶縁膜127Aには、上述の有機材料を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ればよい。また、絶縁膜127Aの材料の粘度は、1cP以上1500cP以下とすればよく、1cP以上12cP以下とすることが好ましい。絶縁膜127Aの材料の粘度を上記の範囲にすることで、テーパ形状を有する絶縁層127を、比較的容易に形成することができる。
絶縁膜127Aの形成方法に特に限定はなく、例えば、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコートの湿式の成膜方法を用いて形成することができる。特に、スピンコートにより、絶縁膜127Aとなる有機絶縁膜を形成することが好ましい。
また、絶縁膜127Aの塗布後に加熱処理を行うことが好ましい。当該加熱処理は、EL層の耐熱温度よりも低い温度で形成する。加熱処理の際の基板温度としては、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℃以下とすればよい。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。
次に、露光を行って、絶縁膜127Aの一部に、可視光線また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、マスクを用いて可視光線または紫外線を照射すればよい。露光に可視光線を用いる場合、当該可視光線は、i線(波長365nm)を含むことが好ましい。さらに、g線(波長436nm)、またはh線(波長405nm)などを含む可視光線を用いてもよい。
なお、絶縁膜127Aにネガ型の感光性の有機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または紫外線を照射すればよい。
次に、現像を行って、絶縁膜127Aの露光させた領域を除去することにより絶縁層127を形成することができる。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)水溶液を用いればよい。
現像後、基板全体に露光を行い、可視光線または紫外光線を照射してもよい。また、現像後、または現像及び露光を行った後、加熱処理を行ってもよい。
次に、絶縁層127をマスクとして、エッチング処理を行って、絶縁層125を形成する。上記エッチング処理は、ドライエッチングまたはウェットエッチングによって行うことができる。
次に、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、118b、及び118cの一部を除去する(図13A)。
なお、図13Aにおいては、画素部284が有する画素(図13AにおいてはX1−X2に対応する断面)においては、絶縁膜127Aの一部及び絶縁膜125Aの一部をそれぞれ除去し、EL層、あるいはEL層の一部からなる層(図13Aにおいては層113a、層113b、及び層113c)の上面の少なくとも一部を露出させ、ダミー画素部294が有するダミー画素(図13AにおいてはZ1−Z2に対応する断面)においては、絶縁膜127A及び絶縁膜125Aを除去せず、EL層、あるいはEL層の一部からなる層(図13Aにおいては層113e、層113f、及び層113g)の上面が絶縁層125及び絶縁層127で覆われる構成としている。絶縁層125及び絶縁層127で覆われる構成とすることにより、下層の構成物、例えば画素電極等を、意図しないダメージから守ることができる。
次に、絶縁層125、絶縁層127、マスク層118a、マスク層118b、マスク層118c、層113a、層113b、及び、層113cを覆うように、共通層114、共通電極115を順に形成する。
共通層114として用いることができる材料は上述の通りである。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。また、共通層114は、プレミックス材料を用いて形成されてもよい。
共通層114は、層113a、層113b、及び、層113cそれぞれの上面、並びに、絶縁層127の上面及び側面を覆うように設けられる。ここで、共通層114の導電性が高い場合、画素電極111a、111b、111c、層113a、層113b、及び、層113cのいずれかの側面と、共通層114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。しかし、本発明の一態様の表示装置では、絶縁層125、127が、層113a、層113b、及び、層113cの側面を覆い、層113a、層113b、及び、層113cが、対応する画素電極111a、111b、111c、の側面を覆っている。これにより、導電性の高い共通層114がこれらの層の側面と接することを抑制し、発光デバイスがショートすること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。
また、層113aと層113bの間、及び、層113bと層113cの間が、絶縁層125、127によって埋められているため、共通層114の被形成面は、絶縁層125、127が設けられていない場合よりも段差が小さく、平坦となる。これにより、共通層114の被覆性を高めることができる。
共通電極115の成膜の際には、成膜エリアを規定するためのマスク(エリアマスク、またはラフメタルマスクなどともいう)を用いてもよい。または、共通電極115の成膜に当該マスクを使用せず、共通電極115を成膜した後に、レジストマスクなどを用いて共通電極115を加工してもよい。
共通電極115として用いることができる材料は上述の通りである。共通電極115の形成には、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法を用いることができる。または、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。
次に、保護層131を形成する。
保護層131に用いることができる材料及び成膜方法は上述の通りである。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、及び、ALD法などが挙げられる。また、保護層131は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
その後、樹脂層122を用いて保護層131上に基板120を貼り合わせることで(図13(B))、図7A及び図7Bに示す表示装置100を作製することができる。
[表示装置の作製方法例2]
上記の図14A及び図14Bにおいて用いて述べた通り、レジストマスク190aがダミー副画素51b及びダミー副画素51cを覆う構成とすることにより、画素電極111f及び画素電極111gが層113eで覆われる構成となる。その後、膜113bf及び層113cfの加工時に設けるレジストマスクがそれぞれ、ダミー副画素51a、ダミー副画素51b、及びダミー副画素51cを覆わない構成とすることにより、画素電極111e、画素電極111f、及び画素電極111g上の膜113bf及び層113cfを除去することができる。その後、絶縁層127、絶縁層125、共通層114、共通電極115及び保護層131を設け、樹脂層122を用いて保護層131上に基板120を貼り合わせることで、図7Cに示す表示装置100を作製することができる。
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2)
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15乃至図18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1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。
また、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、または円形などが挙げられる。ここで、副画素の上面形状は、発光デバイスの発光領域の上面形状に相当する。
また、副画素を構成する回路レイアウトは、図面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、副画素110aが有するトランジスタは、図面に示す副画素110bの範囲内に位置してもよく、一部または全てが副画素110aの範囲外に位置してもよい。
図15A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15Aに示す画素110は、副画素110a、110b、110cの、3つの副画素から構成される。例えば、図17Aに示すように、副画素110aを青色の副画素Bとし、副画素110bを赤色の副画素Rとし、副画素110cを緑色の副画素Gとしてもよい。
図15Bに示す画素110は、角が丸い略台形の上面形状を有する副画素110aと、角が丸い略三角形の上面形状を有する副画素110bと、角が丸い略四角形また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110aは、副画素110b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。例えば、図17Bに示すように、副画素110aを緑色の副画素Gとし、副画素110bを赤色の副画素Rとし、副画素110cを青色の副画素Bとしてもよい。
図15Cに示す画素124a、124bには、ペンタイル配列が適用されている。図15C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。例えば、図17Cに示すように、副画素110aを赤色の副画素Rとし、副画素110bを緑色の副画素Gとし、副画素110cを青色の副画素Bとしてもよい。
図15D及び図15Eに示す画素124a、124bは、デルタ配列が適用されている。画素124aは上の行(1行目)に、2つの副画素(副画素110a、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、110b)を有する。例えば、図17Dに示すように、副画素110aを赤色の副画素Rとし、副画素110bを緑色の副画素Gとし、副画素110cを青色の副画素Bとしてもよい。
図15Dは、各副画素が、角が丸い略四角形の上面形状を有する例であり、図15Eは、各副画素が、円形の上面形状を有する例である。
図15F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、または、副画素110bと副画素110c)の上辺の位置がずれている。例えば、図17Eに示すように、副画素110aを赤色の副画素Rとし、副画素110bを緑色の副画素Gとし、副画素110cを青色の副画素B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、また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、またはEL層の一部からなる島状の層を島状に加工する。EL層、またはEL層の一部からなる島状の層上に形成したレジスト膜は、EL層、またはEL層の一部からなる島状の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、またはEL層の一部からなる島状の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、またはEL層の一部からなる島状の層の上面形状が、多角形の角が丸い形状、楕円形、また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、またはEL層の一部からなる島状の層の上面形状が円形になることがある。
なお、EL層、またはEL層の一部からなる島状の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。
なお、図4に示すストライプ配列が適用された画素110においても、例えば、図17Fに示すように、副画素110aを赤色の副画素Rとし、副画素110bを緑色の副画素Gとし、副画素110cを青色の副画素Bとすることができる。
図16A乃至図16Hに示すように、画素は副画素を4種類有する構成とすることができる。
図16A乃至図16Cに示す画素110は、ストライプ配列が適用されている。
図16Aは、各副画素が、長方形の上面形状を有する例であり、図16B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16Cは、各副画素が、楕円形の上面形状を有する例である。
図16D乃至図16Fに示す画素110は、マトリクス配列が適用されている。
図16Dは、各副画素が、正方形の上面形状を有する例であり、図16Eは、各副画素が、角が丸い略正方形の上面形状を有する例であり、図16Fは、各副画素が、円形の上面形状を有する例である。
図16G及び図16H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16Gに示す画素110は、上の行(1行目)に、3つの副画素(副画素110a、110b、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16Hに示す画素110は、上の行(1行目)に、3つの副画素(副画素110a、110b、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16H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う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16A乃至図16Hに示す画素110は、副画素110a、110b、110c、110dの、4つの副画素から構成される。副画素110a、110b、110c、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。副画素110a、110b、110c、110d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、または、R、G、B、赤外光(IR)の副画素などが挙げられる。例えば、図17G乃至図17Jに示すように、副画素110a、110b、110c、110dは、それぞれ、赤色、緑色、青色、白色の副画素とすることができる。
本発明の一態様の表示装置は、画素に、受光デバイス(受光素子とも呼ぶ)を有していてもよい。
図17G乃至図17J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。
例えば、副画素110a、110b、110cが、R、G、Bの3色の副画素であり、副画素110dが、受光デバイスを有する副画素であってもよい。
図18A及び図18Bに示す画素は、副画素G、副画素B、副画素R、及び、副画素PSを有する。なお、副画素の並び順は図示した構成に限定されず、適宜決定することができる。例えば、副画素Gと副画素Rの位置を交換してもよい。
図18Aに示す画素には、ストライプ配列が適用されている。図18Bに示す画素には、マトリクス配列が適用されている。
副画素Rは、赤色の光を発する発光デバイスを有する。副画素Gは、緑色の光を発する発光デバイスを有する。副画素Bは、青色の光を発する発光デバイスを有する。
副画素PSは、受光デバイスを有する。副画素PSが検出する光の波長は特に限定されない。副画素PSは、可視光及び赤外光の一方または双方を検出する構成とすることができる。
図18C及び図18Dに示す画素は、副画素G、副画素B、副画素R、副画素X1、及び副画素X2を有する。なお、副画素の並び順は図示した構成に限定されず、適宜決定することができる。例えば、副画素Gと副画素Rの位置を交換してもよい。
図18Cでは、1つの画素が、2行3列にわたって設けられている例を示す。上の行(1行目)には、3つの副画素(副画素G、副画素B、及び副画素R)が設けられている。図18Cでは、下の行(2行目)に、2つの副画素(副画素X1及び副画素X2)が設けられている。
図18Dでは、1つの画素が、3行2列で構成されている例を示す。図18Dでは、1行目に副画素Gを有し、2行目に副画素Rを有し、この2行にわたって副画素Bを有する。また、3行目に、2つの副画素(副画素X1及び副画素X2)を有する。言い換えると、図18Dに示す画素は、左の列(1列目)に、3つの副画素(副画素G、副画素R、及び副画素X2)を有し、右の列(2列目)に、2つの副画素(副画素B及び副画素X1)を有する。
図18Cに示す副画素R、G、Bのレイアウトは、ストライプ配列となっている。また、図18Dに示す副画素R、G、Bのレイアウトは、いわゆるSストライプ配列となっている。これにより、高い表示品位を実現することができる。
副画素X1及び副画素X2のうち少なくとも一方が、受光デバイスを有する(副画素PSである、ともいえる)ことが好ましい。
なお、副画素PSを有する画素のレイアウトは図18A乃至図18Dの構成に限られない。
副画素X1または副画素X2としては、例えば、赤外光(IR)を発する発光デバイスを有する構成を適用することができる。このとき、副画素PSは、赤外光を検出することが好ましい。例えば、副画素R、G、Bを用いて画像を表示しながら、副画素X1及び副画素X2の一方を光源として用いて、副画素X1及び副画素X2の他方にて当該光源が発する光の反射光を検出することができる。
また、副画素X1及び副画素X2の双方に、受光デバイスを有する構成を適用することができる。このとき、副画素X1及び副画素X2の検出する光の波長域は同じであってもよく、異なっていてもよく、一部共通であってもよい。例えば、副画素X1及び副画素X2のうち、一方が主に可視光を検出し、他方が主に赤外光を検出してもよい。
副画素X1の受光面積は、副画素X2の受光面積よりも小さい。受光面積が小さいほど、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、副画素X1を用いることで、副画素X2が有する受光デバイスを用いる場合に比べて、高精細または高解像度の撮像を行うことができる。例えば、副画素X1を用いて、指紋、掌紋、虹彩、脈形状(静脈形状、動脈形状を含む)、また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。
副画素PSが有する受光デバイスは、可視光を検出することが好ましく、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの色のうち一つまたは複数を検出することが好ましい。また、副画素PSが有する受光デバイスは、赤外光を検出してもよい。
また、副画素X2に受光デバイスを有する構成を適用する場合、当該副画素X2は、タッチセンサ(ダイレクトタッチセンサともいう)また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。副画素X2は、用途に応じて、検出する光の波長を適宜決定することができる。例えば、副画素X2は、赤外光を検出することが好ましい。これにより、暗い場所でも、タッチ検出が可能となる。
ここで、タッチセンサまたはニアタッチセンサは、対象物(指、手、またはペンなど)の近接も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、または傷がつくリスクを低減することができる、または対象物が表示装置に付着した汚れ(例えば、ゴミ、またはウィルスなど)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、また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、また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、且つタッチセンサ、また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18E乃至図18G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18E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18F及び図18Gに示すように、表示装置に近接している(接触していない)対象物を検出または撮像する機能を有していてもよい。図18Fでは、人の指を検出する例を示し、図18Gでは人の目の周辺、表面、または内部の情報(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。
本実施の形態の表示装置では、受光デバイスを用いて、ウェアラブル機器の使用者の、目の周辺、目の表面、または目の内部(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または複数を検出する機能を備えることができる。
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19乃至図28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または大型な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、及び、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19A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19B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、ダミー画素部294、及びダミー画素部295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。なお、表示モジュール280において、ダミー画素部294及びダミー画素部295のいずれかが設けられない構成としてもよい。
画素部284は、周期的に配列した複数の画素284aを有する。図19Bの右側に、1つの画素284aの拡大図を示している。画素284aは、発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び、発光デバイス130cを有する。発光デバイス130aは例えば、赤色の光を発する発光デバイスである。また、発光デバイス130bは例えば、緑色の光を発する発光デバイスである。また、発光デバイス130cは例えば、青色の光を発する発光デバイスである。
画素回路部283は、周期的に配列した複数の画素回路283aを有する。
1つの画素回路283aは、1つの画素284aが有する3つの発光デバイスの発光を制御する回路である。1つの画素回路283aは、1つの発光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してもよい。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、容量素子と、を少なくとも有する構成とすることができる。このとき、選択トランジスタのゲートにはゲート信号が、ソースにはソース信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の表示装置が実現されている。
回路部282は、画素回路部283の各画素回路283aを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方または双方を有することが好ましい。このほか、演算回路、メモリ回路、及び電源回路等の少なくとも一つを有していてもよい。
FPC290は、外部から回路部282にビデオ信号または電源電位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。
ダミー画素部294は、複数のダミー画素を有する。ダミー画素部294が有するそれぞれのダミー画素は、回路部282と電気的に接続されない場合がある。あるいは、ダミー画素部294が有する複数のダミー画素の一部が回路部282に電気的に接続され、残りが回路部282に電気的に接続されない構成とすることもできる。
ダミー画素部294が有するそれぞれのダミー画素が回路部282に電気的に接続されない場合には、ダミー画素が有する画素電極の下に、後述するプラグ256b、プラグ256c等(以下、まとめてプラグ256と呼ぶ)が設けられない場合がある。
あるいは、ダミー画素部294が有するそれぞれのダミー画素が回路部282に電気的に接続されない場合においても、ダミー画素が有する画素電極の下に、後述するプラグ256が設けられてもよい。プラグ256が設けられる場合には、プラグ256はトランジスタ310に電気的に接続されなくてもよい。あるいは、設けられるプラグ256がトランジスタ310に電気的に接続されてもよい。
ダミー画素部294が有するそれぞれのダミー画素は例えば、画素電極と、EL層と、を有する。ダミー画素部294が有するそれぞれのダミー画素は、画素284aと同様の構成を有する場合がある。
ダミー画素部294が有するそれぞれのダミー画素として、先の実施の形態に示すダミー画素51等の構成を適用することができる。
ダミー画素部295は、複数のダミー画素を有する。
ダミー画素部295が有するそれぞれのダミー画素は、回路部282と電気的に接続されない場合がある。あるいは、ダミー画素部295が有する複数のダミー画素の一部が回路部282に電気的に接続され、残りが回路部282に電気的に接続されない構成とすることもできる。ダミー画素部295が有するそれぞれのダミー画素が回路部282に電気的に接続されない場合には、ダミー画素が有する画素電極の下に、後述するプラグ256等が設けられない場合がある。あるいは、ダミー画素部295が有するそれぞれのダミー画素が回路部282に電気的に接続されない場合においても、ダミー画素が有する画素電極の下に、後述するプラグ256が設けられてもよい。プラグ256が設けられる場合には、プラグ256はトランジスタ310に電気的に接続されなくてもよい。あるいは、設けられるプラグ256がトランジスタ310に電気的に接続されてもよい。
ダミー画素部295が有するそれぞれのダミー画素として、先の実施の形態に示すダミー画素52等の構成を適用することができる。
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の一方または双方が重ねて設けられた構成とすることができるため、表示部281の開口率(有効表示面積比)を極めて高くすることができる。例えば表示部281の開口率は、40%以上100%未満、好ましくは50%以上95%以下、より好ましくは60%以上95%以下とすることができる。また、画素284aを極めて高密度に配置することが可能で、表示部281の精細度を極めて高くすることができる。例えば、表示部281には、2000ppi以上、好ましくは3000ppi以上、より好ましくは5000ppi以上、さらに好ましくは6000ppi以上であって、20000ppi以下、または30000ppi以下の精細度で、画素284aが配置されることが好ましい。
このような表示モジュール280は、極めて高精細であることから、ヘッドマウントディスプレイなどのVR向け機器、またはメガネ型の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。
図20A乃至図20Dは、画素部284、ダミー画素部294、画素回路部283、回路部282、及び接続部140の、上面からみた位置関係を示す上面図である。
図20Aには、画素部284の左右に回路部282を有し、接続部140が四角形の四辺に沿って配置され、接続部140が囲む、四角形の領域の内側に画素部284、ダミー画素部294、及び回路部282が設けられる例を示す。
図20Bには、画素部284の左右に回路部282を有し、接続部140が四角形の四辺に沿って配置され、接続部140が囲む、四角形の領域の内側に画素部284及びダミー画素部294が設けられ、外側に回路部282が設けられる例を示す。
図20Cには、接続部140が四角形の四辺に沿って配置され、接続部140が囲む、四角形の領域の内側に画素部284及びダミー画素部294が設けられ、回路部282は、画素部284及びダミー画素部294と重畳して設けられる例を示す。
図20Dは、接続部140が四角形の三辺に沿って配置される点において、図20Cと主に異なる。
図20Eは、接続部140が四辺形の向かい合う二辺に沿って配置される点において、図20Cと主に異なる。
なお、図20A乃至図20Dにおいて、ダミー画素部294の外側にダミー画素部295が設けられていてもよい。また回路部282は、上面視において、ダミー画素部295に囲まれる領域を有してもよい。またダミー画素部295は、ダミー画素部294と回路部282の間の領域に配置されていてもよい。
[表示装置100A]
図21Aに示す表示装置100Aは、基板301、発光デバイス130b、発光デバイス130c、ダミー発光デバイス58a、容量240、及び、トランジスタ310を有する。また図示しないが、表示装置100Aは、基板301上に発光デバイス130a、ダミー発光デバイス58b、ダミー発光デバイス58c等を有する。
基板301は、図19A及び図19Bにおける基板291に相当する。基板301から絶縁層255cまでの積層構造には、実施の形態1に示したトランジスタを含む層101と、その上層の絶縁層255a、255b、255cと、を適用することができる。
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、ソースまた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のソースまた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。
図21Aにおいては、絶縁層255c上に発光デバイス130b、発光デバイス130c、及び、ダミー発光デバイス58aが設けられている。図21Aでは、発光デバイス130a及び発光デバイス130cが図7Aに示す積層構造を、ダミー発光デバイス58aが図7Bに示す積層構造を、それぞれ有する例を示す。
表示装置100Aは、層113b及び層113cが分離されており、それぞれ離隔しているため、高精細な表示装置であっても、隣接する副画素間におけるクロストークの発生を抑制することができる。したがって、高精細であり、かつ、表示品位の高い表示装置を実現することができる。
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21A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。
また、ダミー発光デバイス58aが有する層113eはマスク層118e、絶縁層125及び絶縁層127に覆われ、絶縁層127上に共通層114及び共通電極115が設けられている。
発光デバイス130bが有する層113b上には、マスク層118bが位置し、発光デバイス130cが有する層113c上には、マスク層118cが位置する。
発光デバイスの画素電極111b及び画素電極111cは、絶縁層255a、絶縁層255b、及び、絶縁層255cに埋め込まれたプラグ256b、プラグ256c等のプラグと、絶縁層254に埋め込まれた導電層241と、絶縁層261に埋め込まれたプラグ271と、によってトランジスタ310のソースまた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256b、プラグ256c等のプラグの上面の高さは、揃うまたは概略揃う。プラグには各種導電材料を用いることができる。
一方、ダミー発光デバイス58aは、発光する機能を有さないことが好ましい。よって例えば、ダミー発光デバイス58aの下層に絶縁層255a、絶縁層255b、及び、絶縁層255cに埋め込まれるプラグが設けられない構成とすればよい。
また、発光デバイス130b、発光デバイス130c、及び、ダミー発光デバイス58a上には保護層131が設けられている。保護層131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19Aにおける基板292に相当する。
プラグ271、プラグ256b、及びプラグ256c等のプラグに用いることができる材料として、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、金、銀、白金、マグネシウム、鉄、コバルト、パラジウム、タンタル、またはタングステンなどの金属、これら金属材料を含む合金、またはこれら金属材料の窒化物などが挙げられる。また、プラグとして、これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。
画素電極111bと層113bとの間には、画素電極111bの上面端部を覆う絶縁層が設けられていない。また、画素電極111cと層113cとの間には、画素電極111c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、または、高解像度の表示装置とすることができる。
表示装置100Aでは、発光デバイス130b及び発光デバイス130cを有する例を示したが、本実施の形態の表示装置は、さらに、受光デバイスを有していてもよい。
図21Bに示す表示装置は、発光デバイス130b、受光デバイス150、及び、ダミー発光デバイス58aを有する例である。受光デバイス150は、画素電極111dと、層113dと、共通層114と、共通電極115とを積層して有する。層113dは、活性層として機能することが好ましい。受光デバイス150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。
[表示装置100B]
図22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、346は、保護層として機能する絶縁層であり、基板301B及び基板301Aに不純物が拡散するのを抑制することができる。絶縁層345、346としては、保護層131または絶縁層332に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。
基板301Bには、基板301B及び絶縁層345を貫通するプラグ343が設けられる。ここで、プラグ343の側面を覆って絶縁層344を設けることが好ましい。絶縁層344は、保護層として機能する絶縁層であり、基板301Bに不純物が拡散するのを抑制することができる。絶縁層344としては、保護層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、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23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23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)、錫(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、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24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19A及び図19Bにおける基板291に相当する。基板331から絶縁層255b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、絶縁性基板また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から水また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また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、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、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等から水また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、第2のゲート電極として機能し、絶縁層323は第2のゲート絶縁層として機能する。
導電層324の上面、絶縁層323の上面、及び絶縁層264の上面は、それぞれ高さが揃うまたは概略揃う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等から水また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25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26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、また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、演算回路また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27に、表示装置100Gの斜視図を示し、図28A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27では、基板152を破線で明示している。
表示装置100Gは、表示部167、接続部140、回路164、配線165等を有する。図27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27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167の外側に設けられる。接続部140は、表示部167の一辺また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27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167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を介して外部から配線165に入力される、またはIC173から配線165に入力される。
図27では、COG(Chip On Glass)方式または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または信号線駆動回路などを有するICを適用できる。なお、表示装置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28A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167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28A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、発光デバイス130b、発光デバイス130a、及び、ダミー発光デバイス58c、等を有する。発光デバイス130aは例えば、赤色の光を発する発光デバイスである。また、発光デバイス130bは例えば、緑色の光を発する発光デバイスである。また図示しないが、表示装置100Gは、基板151と基板152の間に、発光デバイス130c、ダミー発光デバイス58a、ダミー発光デバイス58b等を有する。発光デバイス130cは例えば、青色の光を発する発光デバイスである。
発光デバイス130a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7Aに示す積層構造と同様の構造を有する。また、ダミー発光デバイス58cは、画素電極の構成が異なる点以外は、図7Bに示す積層構造と同様の構造を有する。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130a、発光デバイス130b、及びダミー発光デバイス58cは、絶縁層214上に設けられる。
表示装置100Gは、層113a、層113b、及び層113cが分離されており、それぞれ離隔しているため、高精細な表示装置であっても、隣接する副画素間におけるクロストークの発生を抑制することができる。したがって、高精細であり、かつ、表示品位の高い表示装置を実現することができる。
発光デバイス130a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、126a、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130b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。
ダミー発光デバイス58cは、導電層112gと、導電層112g上の導電層126gと、導電層126g上の導電層129g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、または概略揃っている。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。
導電層112b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112bの端部よりも外側に導電層126bの端部が位置している。導電層126bの端部と導電層129bの端部は、揃っている、または概略揃っている。例えば、導電層112b及び導電層126bに反射電極として機能する導電層を用い、導電層129b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。
導電層112g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112gの端部よりも外側に導電層126gの端部が位置している。導電層126gの端部と導電層129gの端部は、揃っている、または概略揃っている。例えば、導電層112g及び導電層126gに反射電極として機能する導電層を用い、導電層129g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。
導電層112a、112b、112g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、112b、112gの凹部を平坦化する機能を有する。導電層112a、112b、112g及び層128上には、導電層112a、112b、112gと電気的に接続される導電層126a、126b、126gが設けられている。したがって、導電層112a、112b、112gの凹部と重なる領域も発光領域として使用でき、画素の開口率を高めることができる。
層128は、絶縁層であってもよく、導電層であってもよい。層128には、各種無機絶縁材料、有機絶縁材料、及び導電材料を適宜用いることができる。特に、層128は、絶縁材料を用いて形成されることが好ましい。
層128としては、有機材料を有する絶縁層を好適に用いることができる。例えば、層128として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等を適用することができる。また、層128として、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、またはネガ型の材料を用いることができる。
感光性の樹脂を用いることにより、露光及び現像の工程のみで層128を作製することができ、ドライエッチング、あるいはウェットエッチング等による導電層112a、112b、112gの表面への影響を低減することができる。また、ネガ型の感光性樹脂を用いて層128を形成することにより、絶縁層214の開口の形成に用いるフォトマスク(露光マスク)と同一のフォトマスクを用いて、層128を形成できる場合がある。
導電層126aの上面及び側面と導電層129aの上面及び側面は、層113aによって覆われている。同様に、導電層126bの上面及び側面と導電層129bの上面及び側面は、層113bによって覆われている。また、導電層126gの上面及び側面と導電層129gの上面及び側面は、層113cによって覆われている。したがって、導電層126a、126b、126gが設けられている領域全体を、発光デバイス130a、発光デバイス130b、発光デバイス130c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。
層113a、層113b、及び、層113gの側面は、それぞれ、絶縁層125、127によって覆われている。層113aと絶縁層125との間にはマスク層118aが位置する。また、層113bと絶縁層125との間にはマスク層118bが位置し、層113gと絶縁層125との間にはマスク層118gが位置する。層113a、層113b、及び、絶縁層125、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つなぎの膜である。
また、発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び、ダミー発光デバイス58c上にはそれぞれ、保護層131が設けられている。発光デバイスを覆う保護層131を設けることで、発光デバイスに水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
保護層131と基板152は接着層142を介して接着されている。発光デバイスの封止には、固体封止構造または中空封止構造などが適用できる。図28A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。または、当該空間を不活性ガス(窒素またはアルゴンなど)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、112b、112gと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層126a、126b、126gと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層129a、129b、129gと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、の積層構造である例を示す。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、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。また、絶縁層214を、有機絶縁層と、無機絶縁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、または導電層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。または、絶縁層214には、導電層112a、導電層126a、または導電層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、ゲートとして機能する導電層221、ゲート絶縁層として機能する絶縁層211、ソース及びドレインとして機能する導電層222a及び導電層222b、半導体層231、ゲート絶縁層として機能する絶縁層213、並びに、ゲートとして機能する導電層223を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。絶縁層211は、導電層221と半導体層231との間に位置する。絶縁層213は、導電層223と半導体層231との間に位置する。
本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルが形成される半導体層の上下にゲートが設けられていてもよい。
トランジスタ201及びトランジスタ205には、チャネルが形成される半導体層を2つのゲートで挟持する構成が適用されている。2つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。または、2つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、単結晶半導体、または、単結晶以外の結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。単結晶半導体または結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタの半導体層は、金属酸化物(酸化物半導体ともいう)を有することが好ましい。つまり、本実施の形態の表示装置は、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ(以下、OSトランジスタ)を用いることが好ましい。
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。
または、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)を用いることができる。LTPSトランジスタは、電界効果移動度が高く、周波数特性が良好である。
LTPSトランジスタ等のSiトランジスタを適用することで、高周波数で駆動する必要のある回路(例えばソースドライバ回路)を表示部と同一基板上に作り込むことができる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化でき、部品コスト及び実装コストを削減することができる。
OSトランジスタは、非晶質シリコンを用いたトランジスタと比較して電界効果移動度が極めて高い。また、OSトランジスタは、オフ状態におけるソース−ドレイン間のリーク電流(以下、オフ電流ともいう)が著しく小さく、当該トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。また、OSトランジスタを適用することで、表示装置の消費電力を低減することができる。
また、室温下における、チャネル幅1μmあたりのOSトランジスタのオフ電流値は、1aA(1×10−18A)以下、1zA(1×10−21A)以下、または1yA(1×10−24A)以下とすることができる。なお、室温下における、チャネル幅1μmあたりのSiトランジスタのオフ電流値は、1fA(1×10−15A)以上1pA(1×10−12A)以下である。したがって、OSトランジスタのオフ電流は、Siトランジスタのオフ電流よりも10桁程度低いともいえる。
また、画素回路に含まれる発光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、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種)と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Mは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
特に、半導体層として、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IGZOとも記す)を用いることが好ましい。または、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。または、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。または、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。または、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またはその近傍の組成、In:M:Zn=1:1:1.2またはその近傍の組成、In:M:Zn=1:3:2またはその近傍の組成、In:M:Zn=1:3:4またはその近傍の組成、In:M:Zn=2:1:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=3:1:2またはその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:4.1またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:6またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:7またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:8またはその近傍の組成、In:M:Zn=6:1:6またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:2:5またはその近傍の組成、等が挙げられる。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±30%の範囲を含む。
例えば、原子数比がIn:Ga:Zn=4:2:3またはその近傍の組成と記載する場合、Inを4としたとき、Gaが1以上3以下であり、Znが2以上4以下である場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=5:1:6またはその近傍の組成と記載する場合、Inを5としたときに、Gaが0.1より大きく2以下であり、Znが5以上7以下である場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:1:1またはその近傍の組成と記載する場合、Inを1としたときに、Gaが0.1より大きく2以下であり、Zn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167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167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167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167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167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167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ことが好ましい。
例えば、表示部167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、駆動トランジスタもと呼ぶことができる。駆動トランジスタのソース及びドレインの一方は、発光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167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、且つ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うるリーク電流、及び隣接する発光デバイス間に流れうるリーク電流(横リーク電流、サイドリーク電流などともいう)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または複数を観測できる。なお、トランジスタに流れうるリーク電流、及び発光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、黒表示時に生じうる光漏れなどが限りなく少ない表示とすることができる。
図28Dには、回路164等の画素部の周辺領域において、絶縁層214に開口部を設け、絶縁層215と、保護層131と、が接する構成を示す。絶縁層215及び保護層131にそれぞれ、無機絶縁膜を用いることにより、無機絶縁膜により画素部の封止を行うことができ、発光デバイスへ不純物(水分及び酸素等)が入り込むことを抑制する効果を、さらに高めることができる。
図36Aには、表示装置の上面図の一例を示す。接続部140の外周に、封止部186が設けられている。接続部140の断面の一例を図36Bに、封止部186を含む断面の一例を図36Cにそれぞれ示す。封止部186は、無機絶縁膜上に無機絶縁膜が接する構成を有する。
図28B及び図28Cに、トランジスタの他の構成例を示す。
トランジスタ209及びトランジスタ210は、ゲートとして機能する導電層221、ゲート絶縁層として機能する絶縁層211、チャネル形成領域231i及び一対の低抵抗領域231nを有する半導体層231、一対の低抵抗領域231nの一方と接続する導電層222a、一対の低抵抗領域231nの他方と接続する導電層222b、ゲート絶縁層として機能する絶縁層225、ゲートとして機能する導電層223、並びに、導電層223を覆う絶縁層215を有する。絶縁層211は、導電層221とチャネル形成領域231iとの間に位置する。絶縁層225は、少なくとも導電層223とチャネル形成領域231iとの間に位置する。さらに、トランジスタを覆う絶縁層218を設けてもよい。
図28Bに示すトランジスタ209では、絶縁層225が半導体層231の上面及び側面を覆う例を示す。導電層222a及び導電層222bは、それぞれ、絶縁層225及び絶縁層215に設けられた開口を介して低抵抗領域231nと接続される。導電層222a及び導電層222bのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。
一方、図28C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28Cに示す構造を作製できる。図28Cでは、絶縁層225及び導電層223を覆って絶縁層215が設けられ、絶縁層215の開口を介して、導電層222a及び導電層222bがそれぞれ低抵抗領域231nと接続されている。
基板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、112b、112gと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層126a、126b、126gと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層129a、129b、129gと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、の積層構造である例を示す。接続部204の上面では、導電層166が露出している。これにより、接続部204とFPC172とを接続層242を介して電気的に接続することができる。
基板152の基板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の外側には各種光学部材を配置することができる。また、図28においては、ダミー発光デバイス58cを遮光層により覆う構成の例を示す。なお、例えばダミー発光デバイス58cが発光する機能を有さない場合には、遮光層により覆われなくてもよい。
基板151及び基板152としては、それぞれ、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、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。
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適用することのできるトランジスタの構成例について説明する。特に、チャネルが形成される半導体にシリコンを含むトランジスタを用いる場合について説明する。
本発明の一態様は、発光デバイスと、画素回路と、を有する表示装置である。表示装置は、例えば、それぞれ赤色(R)、緑色(G)、または青色(B)の光を発する3種類の発光デバイスを有することで、フルカラーの表示装置を実現できる。
発光デバイスを駆動する画素回路に含まれるトランジスタの全てに、チャネルが形成される半導体層にシリコンを有するトランジスタを用いることが好ましい。シリコンとしては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどが挙げられる。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トランジスタなどのシリコンを用いた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。
また、画素回路に含まれるトランジスタの少なくとも一に、チャネルが形成される半導体に金属酸化物(以下、酸化物半導体ともいう)を有するトランジスタ(以下、OSトランジスタともいう)を用いることが好ましい。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。
画素回路に含まれるトランジスタの一部に、LTPSトランジスタを用い、他の一部にOSトランジスタを用いることで、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。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などにOSトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタなどにLTPSトランジスタを適用することが好ましい。
例えば、画素回路に設けられ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、画素回路に設けられ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。
以下では、より具体的な構成例について、図面を参照して説明する。
[表示装置の構成例]
図29Aに、表示装置400のブロック図を示す。表示装置400は、表示部404、駆動回路部402、駆動回路部403などを有する。
表示部404は、マトリクス状に配置された複数の画素430を有する。画素430は、副画素405R、副画素405G、及び副画素405Bを有する。副画素405R、副画素405G、及び副画素405Bは、それぞれ表示デバイスとして機能する発光デバイスを有する。
画素430は、配線GL、配線SLR、配線SLG、及び配線SLBと電気的に接続されている。配線SLR、配線SLG、及び配線SLBは、それぞれ駆動回路部402と電気的に接続されている。配線GLは、駆動回路部403と電気的に接続されている。駆動回路部402は、ソース線駆動回路(ソースドライバともいう)として機能し、駆動回路部403は、ゲート線駆動回路(ゲートドライバともいう)として機能する。配線GLは、ゲート線として機能し、配線SLR、配線SLG、及び配線SLBは、それぞれソース線として機能する。
副画素405Rは、赤色の光を呈する発光デバイスを有する。副画素405Gは、緑色の光を呈する発光デバイスを有する。副画素405Bは、青色の光を呈する発光デバイスを有する。これにより、表示装置400はフルカラーの表示を行うことができる。なお、画素430は、他の色の光を呈する発光デバイスを有する副画素を有していてもよい。例えば画素430は、上記3つの副画素に加えて、白色の光を呈する発光デバイスを有する副画素、または黄色の光を呈する発光デバイスを有する副画素などを有していてもよい。
配線GLは、行方向(配線GLの延伸方向)に配列する副画素405R、副画素405G、及び副画素405Bと電気的に接続されている。配線SLR、配線SLG、及び配線SLBは、それぞれ、列方向(配線SLR等の延伸方向)に配列する副画素405R、副画素405G、または副画素405B(図示しない)と電気的に接続されている。
〔画素回路の構成例〕
図29Bに、上記副画素405R、副画素405G、及び副画素405Bに適用することのできる画素405の回路図の一例を示す。画素405は、トランジスタM1、トランジスタM2、トランジスタM3、容量C1、及び発光デバイスELを有する。また、画素405には、配線GL及び配線SLが電気的に接続される。配線SLは、図29Aで示した配線SLR、配線SLG、及び配線SLBのうちのいずれかに対応する。
トランジスタM1は、ゲートが配線GLと電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が配線SLと電気的に接続され、他方が容量C1の一方の電極、及びトランジスタM2のゲートと電気的に接続される。トランジスタM2は、ソース及びドレインの一方が配線ALと電気的に接続され、ソース及びドレインの他方が発光デバイスELの一方の電極、容量C1の他方の電極、及びトランジスタM3のソース及びドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタM3は、ゲートが配線GLと電気的に接続され、ソース及びドレインの他方が配線RLと電気的に接続される。発光デバイスELは、他方の電極が配線CLと電気的に接続される。
配線SLには、データ電位Dが与えられる。配線GLには、選択信号が与えられる。当該選択信号には、トランジスタを導通状態とする電位と、非導通状態とする電位が含まれる。
配線RLには、リセット電位が与えられる。配線ALには、アノード電位が与えられる。配線CLには、カソード電位が与えられる。画素405において、アノード電位はカソード電位よりも高い電位とする。また、配線RLに与えられるリセット電位は、リセット電位とカソード電位との電位差が、発光デバイスELのしきい値電圧よりも小さくなるような電位とすることができる。リセット電位は、カソード電位よりも高い電位、カソード電位と同じ電位、または、カソード電位よりも低い電位とすることができる。
トランジスタM1及びトランジスタM3は、スイッチとして機能する。トランジスタM2は、発光デバイスEL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する。例えば、トランジスタM1は選択トランジスタとして機能し、トランジスタM2は、駆動トランジスタとして機能するともいえる。
ここで、トランジスタM1乃至トランジスタM3の全てに、LTPSトランジスタを適用することが好ましい。または、トランジスタM1及びトランジスタM3にOSトランジスタを適用し、トランジスタM2にLTPSトランジスタを適用することが好ましい。
または、トランジスタM1乃至トランジスタM3のすべてに、OSトランジスタを適用してもよい。このとき、駆動回路部402が有する複数のトランジスタ、及び駆動回路部403が有する複数のトランジスタのうち、一以上にLTPSトランジスタを適用し、他のトランジスタにOSトランジスタを適用する構成とすることができる。例えば、表示部404に設けられるトランジスタにはOSトランジスタを適用し、駆動回路部402及び駆動回路部403に設けられるトランジスタにはLTPSトランジスタを適用することもできる。
OSトランジスタとしては、チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を用いたトランジスタを用いることができる。半導体層は、例えば、インジウムと、M(Mは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種)と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Mは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。特に、OSトランジスタの半導体層として、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸化物(IGZOとも記す)を用いることが好ましい。または、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。または、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。
シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい酸化物半導体を用いたトランジスタは、極めて小さいオフ電流を実現することができる。そのため、その小さいオフ電流により、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。そのため、特に容量C1に直列に接続されるトランジスタM1及びトランジスタM3には、それぞれ、酸化物半導体が適用されたトランジスタを用いることが好ましい。トランジスタM1及びトランジスタM3として酸化物半導体を有するトランジスタを適用することで、容量C1に保持される電荷が、トランジスタM1またはトランジスタM3を介してリークされることを防ぐことができる。また、容量C1に保持される電荷を長時間に亘って保持できるため、画素405のデータを書き換えることなく、静止画を長期間に亘って表示することが可能となる。
なお、図29Bにおいて、トランジスタをnチャネル型のトランジスタとして表記しているが、pチャネル型のトランジスタを用いることもできる。
また、画素405が有する各トランジスタは、同一基板上に並べて形成されることが好ましい。
画素405が有するトランジスタとして、半導体層を介して重なる一対のゲートを有するトランジスタを適用することができる。
一対のゲートを有するトランジスタにおいて、一対のゲートが互いに電気的に接続され、同じ電位が与えられる構成とすることで、トランジスタのオン電流が高まること、及び飽和特性が向上するといった利点がある。また、一対のゲートの一方に、トランジスタのしきい値電圧を制御する電位を与えてもよい。また、一対のゲートの一方に、定電位を与えることで、トランジスタの電気特性の安定性を向上させることができる。例えば、トランジスタの一方のゲートを、定電位が与えられる配線と電気的に接続する構成としてもよいし、自身のソースまたはドレインと電気的に接続する構成としてもよい。
図29Cに示す画素405は、トランジスタM1及びトランジスタM3に、一対のゲートを有するトランジスタを適用した場合の例である。トランジスタM1及びトランジスタM3は、それぞれ一対のゲートが電気的に接続されている。このような構成とすることで、画素405へのデータの書き込み期間を短縮することができる。
図29Dに示す画素405は、トランジスタM1及びトランジスタM3に加えて、トランジスタM2にも、一対のゲートを有するトランジスタを適用した例である。トランジスタM2は、一対のゲートが電気的に接続されている。トランジスタM2に、このようなトランジスタを適用することで、飽和特性が向上するため、発光デバイスELの発光輝度の制御が容易となり、表示品位を高めることができる。
[トランジスタの構成例]
以下では、上記表示装置に適用することのできるトランジスタの断面構成例について説明する。
〔構成例1〕
図30Aは、トランジスタ410を含む断面図である。
トランジスタ410は、基板401上に設けられ、半導体層に多結晶シリコンを適用したトランジスタである。例えばトランジスタ410は、画素405のトランジスタM2に対応する。すなわち、図30Aは、トランジスタ410のソース及びドレインの一方が、発光デバイスの導電層431と電気的に接続されている例である。
トランジスタ410は、半導体層411、絶縁層412、導電層413等を有する。半導体層411は、チャネル形成領域411i及び低抵抗領域411nを有する。半導体層411は、シリコンを有する。半導体層411は、多結晶シリコンを有することが好ましい。絶縁層412の一部は、ゲート絶縁層として機能する。導電層413の一部は、ゲート電極として機能する。
なお、半導体層411は、半導体特性を示す金属酸化物(酸化物半導体ともいう)を含む構成とすることもできる。このとき、トランジスタ410は、OSトランジスタと呼ぶことができる。
低抵抗領域411nは、不純物元素を含む領域である。例えばトランジスタ410をnチャネル型のトランジスタとする場合には、低抵抗領域411nにリン、ヒ素などを添加すればよい。一方、pチャネル型のトランジスタとする場合には、低抵抗領域411nにホウ素、アルミニウムなどを添加すればよい。また、トランジスタ410のしきい値電圧を制御するため、チャネル形成領域411iに、上述した不純物が添加されていてもよい。
基板401上に、絶縁層421が設けられている。半導体層411は、絶縁層421上に設けられている。絶縁層412は、半導体層411及び絶縁層421を覆って設けられている。導電層413は、絶縁層412上の、半導体層411と重なる位置に設けられている。
また、導電層413及び絶縁層412を覆って絶縁層422が設けられる。絶縁層422上には、導電層414a及び導電層414bが設けられる。導電層414a及び導電層414bは、絶縁層422及び絶縁層412に設けられた開口部において、低抵抗領域411nと電気的に接続されている。導電層414aの一部は、ソース電極及びドレイン電極の一方として機能し、導電層414bの一部は、ソース電極及びドレイン電極の他方として機能する。また、導電層414a、導電層414b、及び絶縁層422を覆って、絶縁層423が設けられている。
絶縁層423上には、画素電極として機能する導電層431が設けられる。導電層431は、絶縁層423上に設けられ、絶縁層423に設けられた開口において、導電層414bと電気的に接続されている。ここでは省略するが、導電層431上には、EL層及び共通電極を積層することができる。
〔構成例2〕
図30Bには、一対のゲート電極を有するトランジスタ410aを示す。図30Bに示すトランジスタ410aは、導電層415、及び絶縁層416を有する点で、図30Aと主に相違している。
導電層415は、絶縁層421上に設けられている。また、導電層415及び絶縁層421を覆って、絶縁層416が設けられている。半導体層411は、少なくともチャネル形成領域411iが、絶縁層416を介して導電層415と重なるように設けられている。
図30Bに示すトランジスタ410aにおいて、導電層413の一部が第1のゲート電極として機能し、導電層415の一部が第2のゲート電極として機能する。またこのとき、絶縁層412の一部が第1のゲート絶縁層として機能し、絶縁層416の一部が第2のゲート絶縁層として機能する。
ここで、第1のゲート電極と、第2のゲート電極とを電気的に接続する場合、図示しない領域において、絶縁層412及び絶縁層416に設けられた開口部を介して導電層413と導電層415とを電気的に接続すればよい。また、第2のゲート電極と、ソースまたはドレインとを電気的に接続する場合、図示しない領域において、絶縁層422、絶縁層412、及び絶縁層416に設けられた開口部を介して、導電層414aまたは導電層414bと、導電層415とを電気的に接続すればよい。
画素405を構成するトランジスタの全てに、LTPSトランジスタを適用する場合、図30Aで例示したトランジスタ410、または図30Bで例示したトランジスタ410aを適用することができる。このとき、画素405を構成する全てのトランジスタに、トランジスタ410aを用いてもよいし、全てのトランジスタにトランジスタ410を適用してもよいし、トランジスタ410aと、トランジスタ410とを組み合わせて用いてもよい。
〔構成例3〕
以下では、半導体層にシリコンが適用されたトランジスタと、半導体層に金属酸化物が適用されたトランジスタの両方を有する構成の例について説明する。
図30Cに、トランジスタ410a及びトランジスタ450を含む、断面概略図を示している。
トランジスタ410aについては、上記構成例1を参照できる。なお、ここではトランジスタ410aを用いる例を示したが、トランジスタ410とトランジスタ450とを有する構成としてもよいし、トランジスタ410、トランジスタ410a、トランジスタ450の全てを有する構成としてもよい。
トランジスタ450は、半導体層に金属酸化物を適用したトランジスタである。図30Cに示す構成は、例えばトランジスタ450が画素405のトランジスタM1に対応し、トランジスタ410aがトランジスタM2に対応する例である。すなわち、図30Cは、トランジスタ410aのソース及びドレインの一方が、導電層431と電気的に接続されている例である。
また、図30Cには、トランジスタ450が一対のゲートを有する例を示している。
トランジスタ450は、導電層455、絶縁層422、半導体層451、絶縁層452、導電層453等を有する。導電層453の一部は、トランジスタ450の第1のゲートとして機能し、導電層455の一部は、トランジスタ450の第2のゲートとして機能する。このとき、絶縁層452の一部はトランジスタ450の第1のゲート絶縁層として機能し、絶縁層422の一部は、トランジスタ450の第2のゲート絶縁層として機能する。
導電層455は、絶縁層412上に設けられている。絶縁層422は、導電層455を覆って設けられている。半導体層451は、絶縁層422上に設けられている。絶縁層452は、半導体層451及び絶縁層422を覆って設けられている。導電層453は、絶縁層452上に設けられ、半導体層451及び導電層455と重なる領域を有する。
また、絶縁層426が絶縁層452及び導電層453を覆って設けられている。絶縁層426上には、導電層454a及び導電層454bが設けられる。導電層454a及び導電層454bは、絶縁層426及び絶縁層452に設けられた開口部において、半導体層451と電気的に接続されている。導電層454aの一部は、ソース電極及びドレイン電極の一方として機能し、導電層454bの一部は、ソース電極及びドレイン電極の他方として機能する。また、導電層454a、導電層454b、及び絶縁層426を覆って、絶縁層423が設けられている。
ここで、トランジスタ410aと電気的に接続する導電層414a及び導電層414bは、導電層454a及び導電層454bと、同一の導電膜を加工して形成することが好ましい。図30Cでは、導電層414a、導電層414b、導電層454a、及び導電層454bが、同一面上に(すなわち絶縁層426の上面に接して)形成され、且つ、同一の金属元素を含む構成を示している。このとき、導電層414a及び導電層414bは、絶縁層426、絶縁層452、絶縁層422、及び絶縁層412に設けられた開口を介して、低抵抗領域411nと電気的に接続する。これにより、作製工程を簡略化できるため好ましい。
また、トランジスタ410aの第1のゲート電極として機能する導電層413と、トランジスタ450の第2のゲート電極として機能する導電層455とは、同一の導電膜を加工して形成することが好ましい。図30Cでは、導電層413と導電層455とが、同一面上に(すなわち絶縁層412の上面に接して)形成され、且つ、同一の金属元素を含む構成を示している。これにより、作製工程を簡略化できるため好ましい。
図30Cでは、トランジスタ450の第1のゲート絶縁層として機能する絶縁層452が、半導体層451の端部を覆う構成としたが、図30Dに示すトランジスタ450aのように、絶縁層452が、導電層453と上面形状が一致または概略一致するように加工されていてもよい。
なお、本明細書等において「上面形状が概略一致」とは、積層した層と層との間で少なくとも輪郭の一部が重なることをいう。例えば、上層と下層とが、同一のマスクパターン、または一部が同一のマスクパターンにより加工された場合を含む。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、または、上層が下層の外側に位置することもあり、この場合も「上面形状が概略一致」という。
なお、ここではトランジスタ410aが、トランジスタM2に対応し、画素電極と電気的に接続する例を示したが、これに限られない。例えば、トランジスタ450またはトランジスタ450aが、トランジスタM2に対応する構成としてもよい。このとき、トランジスタ410aは、トランジスタM1、トランジスタM3、またはその他のトランジスタに対応する。
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。
図31Aに示すように、発光デバイスは、一対の電極(下部電極772、上部電極788)の間に、EL層786を有する。EL層786は、層4420、発光層4411、層4430などの複数の層で構成することができる。層4420は、例えば電子注入性の高い物質を含む層(電子注入層)及び電子輸送性の高い物質を含む層(電子輸送層)などを有することができる。発光層4411は、例えば発光性の化合物を有する。層4430は、例えば正孔注入性の高い物質を含む層(正孔注入層)及び正孔輸送性の高い物質を含む層(正孔輸送層)を有することができる。
一対の電極間に設けられた層4420、発光層4411及び層4430を有する構成は単一の発光ユニットとして機能することができ、本明細書では図31Aの構成をシングル構造と呼ぶ。
また、図31Bは、図31Aに示す発光デバイスが有するEL層786の変形例である。具体的には、図31Bに示す発光デバイスは、下部電極772上の層4431と、層4431上の層4432と、層4432上の発光層4411と、発光層4411上の層4421と、層4421上の層4422と、層4422上の上部電極788と、を有する。例えば、下部電極772を陽極とし、上部電極788を陰極とした場合、層4431が正孔注入層として機能し、層4432が正孔輸送層として機能し、層4421が電子輸送層として機能し、層4422が電子注入層として機能する。または、下部電極772を陰極とし、上部電極788を陽極とした場合、層4431が電子注入層として機能し、層4432が電子輸送層として機能し、層4421が正孔輸送層として機能し、層4422が正孔注入層として機能する。このような層構造とすることで、発光層4411に効率よくキャリアを注入し、発光層4411内におけるキャリアの再結合の効率を高めることが可能となる。
なお、図31C、図31Dに示すように層4420と層4430との間に複数の発光層(発光層4411、4412、4413)が設けられる構成もシングル構造のバリエーションである。
また、図31E、図31Fに示すように、複数の発光ユニット(EL層786a、EL層786b)が電荷発生層4440を介して直列に接続された構成を本明細書ではタンデム構造と呼ぶ。なお、タンデム構造をスタック構造と呼んでもよい。なお、タンデム構造とすることで、高輝度発光が可能な発光デバイスとすることができる。
図31C、図31Dにおいて、発光層4411、発光層4412、及び発光層4413に、同じ色の光を発する発光材料、さらには、同じ発光材料を用いてもよい。例えば、発光層4411、発光層4412、及び発光層4413に、青色の光を発する発光材料を用いてもよい。図31Dに示す層785として、色変換層を設けてもよい。
また、発光層4411、発光層4412、及び発光層4413に、それぞれ異なる色の光を発する発光材料を用いてもよい。発光層4411、発光層4412、及び発光層4413がそれぞれ発する光が補色の関係である場合、白色発光が得られる。図31Dに示す層785として、カラーフィルタ(着色層ともいう)を設けてもよい。白色光がカラーフィルタを透過することで、所望の色の光を得ることができる。
また、図31E、図31Fにおいて、発光層4411と、発光層4412とに、同じ色の光を発する発光材料、さらには、同じ発光材料を用いてもよい。または、発光層4411と、発光層4412とに、異なる色の光を発する発光材料を用いてもよい。発光層4411が発する光と、発光層4412が発する光が補色の関係である場合、白色発光が得られる。図31Fには、さらに層785を設ける例を示している。層785としては、色変換層及びカラーフィルタ(着色層)の一方または双方を用いることができる。
なお、図31C、図31D、図31E、図31Fにおいても、図31Bに示すように、層4420と、層4430とは、2層以上の層からなる積層構造としてもよい。
発光デバイスごとに、発光色(例えば、青(B)、緑(G)、及び赤(R))を作り分ける構造をSBS(Side By Side)構造と呼ぶ場合がある。
発光デバイスの発光色は、EL層786を構成する材料によって、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄また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さらに高めることができる。
白色の光を発する発光デバイスは、発光層に2種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。白色発光を得るには、2以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるような発光物質を選択すればよい。例えば、第1の発光層の発光色と第2の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光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。
発光層には、R(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)、O(橙)等の発光を示す発光物質を2以上含むことが好ましい。または、発光物質を2以上有し、それぞれの発光物質の発光は、R、G、Bのうち2以上の色のスペクトル成分を含むことが好ましい。
本実施の形態は、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、本発明の一態様の電子機器について、図32乃至図34を用いて説明する。
本実施の形態の電子機器は、表示部に本発明の一態様の表示装置を有する。本発明の一態様の表示装置は、高精細化及び高解像度化が容易であり、また、高い表示品位を実現できる。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、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。
特に、本発明の一態様の表示装置は、精細度を高めることが可能なため、比較的小さな表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。このような電子機器としては、例えば、腕時計型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、及び、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、また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または双方を有する表示装置を用いることで、携帯型または家庭用途などのパーソナルユースの電子機器において、臨場感及び奥行き感などをより高めることが可能となる。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、においまたは赤外線を検知、検出、または測定する機能を含むもの)を有していてもよい。
本実施の形態の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
図32A乃至図32Dを用いて、頭部に装着可能なウェアラブル機器の一例を説明する。これらウェアラブル機器は、ARのコンテンツを表示する機能、及びVRのコンテンツを表示する機能の一方または双方を有する。なお、これらウェアラブル機器は、AR、VRの他に、SRまたはMRのコンテンツを表示する機能を有していてもよい。電子機器が、AR、VR、SR、及びMRなどのうち少なくとも一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32Aに示す電子機器700A、及び、図32Bに示す電子機器700Bは、それぞれ、一対の表示装置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。
表示装置751には、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。したがって極めて精細度の高い表示が可能な電子機器とすることができる。
電子機器700A、及び、電子機器700Bは、それぞれ、光学部材753の表示領域756に、表示装置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、また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また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また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また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、早送りまた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、種々の方式を採用することができる。特に、静電容量方式または光学方式のセンサを、タッチセンサモジュールに適用することが好ましい。
光学方式のタッチセンサを用いる場合には、受光デバイス(受光素子ともいう)として、光電変換デバイス(光電変換素子ともいう)を用いることができる。光電変換デバイスの活性層には、無機半導体及び有機半導体の一方または双方を用いることができる。
図32Cに示す電子機器800A、及び、図32D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または電子機器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または電子機器800Bを頭部に装着することができる。なお、図32C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、ヘルメット型また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、検知部ともよぶ)を設ければよい。すなわち、撮像部825は、検知部の一態様である。検知部としては、例えばイメージセンサ、または、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、骨伝導イヤホ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のいずれか一または複数に、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、ヘッドホン、イヤホン、また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、イヤホン750と無線通信を行う機能を有していてもよい。イヤホン750は、通信部(図示しない)を有し、無線通信機能を有する。イヤホン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32Aに示す電子機器700Aは、無線通信機能によって、イヤホン750に情報を送信する機能を有する。また、例えば、図32Cに示す電子機器800Aは、無線通信機能によって、イヤホン750に情報を送信する機能を有する。
また、電子機器がイヤホン部を有していてもよい。図32Bに示す電子機器700Bは、イヤホン部727を有する。例えば、イヤホン部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。イヤホン部727と制御部とをつなぐ配線の一部は、筐体721または装着部723の内部に配置されていてもよい。
同様に、図32Dに示す電子機器800Bは、イヤホン部827を有する。例えば、イヤホン部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。イヤホン部827と制御部824とをつなぐ配線の一部は、筐体821または装着部823の内部に配置されていてもよい。また、イヤホン部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、イヤホン部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、イヤホンまたはヘッドホ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また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としては、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)と、のどちらも好適である。
また、本発明の一態様の電子機器は、有線または無線によって、イヤホンに情報を送信することができる。
図33Aに示す電子機器6500は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
電子機器6500は、筐体6501、表示部6502、電源ボタン6503、ボタン6504、スピーカ6505、マイク6506、カメラ6507、及び光源6508等を有する。表示部6502はタッチパネル機能を備える。
表示部6502に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図33B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、表示装置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、表示装置6511、光学部材6512、及びタッチセンサパネル6513が接着層(図示しない)により固定されている。
表示部6502よりも外側の領域において、表示装置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。
表示装置6511には本発明の一態様のフレキシブルディスプレイを適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示装置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、表示装置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33Cにテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置7100は、筐体7101に表示部7000が組み込まれている。ここでは、スタンド7103により筐体7101を支持した構成を示している。
表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図33Cに示すテレビジョン装置7100の操作は、筐体7101が備える操作スイッチ、及び、別体のリモコン操作機7111により行うことができる。または、表示部7000にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部7000に触れることでテレビジョン装置7100を操作してもよい。リモコン操作機7111は、当該リモコン操作機7111から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機7111が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部7000に表示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置7100は、受信機及びモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者同士など)の情報通信を行うことも可能である。
図33Dに、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。ノート型パーソナルコンピュータ7200は、筐体7211、キーボード7212、ポインティングデバイス7213、外部接続ポート7214等を有する。筐体7211に、表示部7000が組み込まれている。
表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図33E及び図33Fに、デジタルサイネージの一例を示す。
図33Eに示すデジタルサイネージ7300は、筐体7301、表示部7000、及びスピーカ7303等を有する。さらに、LEDランプ、操作キー(電源スイッチ、または操作スイッチを含む)、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
図33F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33E及び図33Fにおいて、表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
表示部7000が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部7000が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
表示部7000にタッチパネルを適用することで、表示部7000に画像または動画を表示するだけでなく、使用者が直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
また、図33E及び図33Fに示すように、デジタルサイネージ7300またはデジタルサイネージ7400は、使用者が所持するスマートフォン等の情報端末機7311または情報端末機7411と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部7000に表示される広告の情報を、情報端末機7311または情報端末機7411の画面に表示させることができる。また、情報端末機7311または情報端末機7411を操作することで、表示部7000の表示を切り替えることができる。
また、デジタルサイネージ7300またはデジタルサイネージ7400に、情報端末機7311または情報端末機7411の画面を操作手段(コントローラ)としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数の使用者が同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
図34A乃至図34Gに示す電子機器は、筐体9000、表示部9001、スピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、または操作スイッチを含む)、接続端子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を検知、検出、または測定する機能を含むもの)、マイクロフォン9008、等を有する。
図34A乃至図34Gに示す電子機器は、様々な機能を有する。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して処理する機能、等を有することができる。なお、電子機器の機能はこれらに限られず、様々な機能を有することができる。電子機器は、複数の表示部を有していてもよい。また、電子機器にカメラ等を設け、静止画または動画を撮影し、記録媒体(外部またはカメラに内蔵)に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図34A乃至図34Gに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図34A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34A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、電子メールまたは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。または、情報9051が表示されている位置にはアイコン9050などを表示してもよい。
図34B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34Cは、タブレット端末9103を示す斜視図である。タブレット端末9103は、一例として、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲーム等の種々のアプリケーションの実行が可能である。タブレット端末9103は、筐体9000の正面に表示部9001、カメラ9002、マイクロフォン9008、スピーカ9003を有し、筐体9000の左側面には操作用のボタンとしての操作キー9005、底面には接続端子9006を有する。
図34D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34E乃至図34G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34Eは携帯情報端末9201を展開した状態、図34Gは折り畳んだ状態、図34Fは図34Eと図34Gの一方から他方に変化する途中の状態の斜視図である。携帯情報端末9201は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末9201が有する表示部9001は、ヒンジ9055によって連結された3つの筐体9000に支持されている。例えば、表示部9001は、曲率半径0.1mm以上150mm以下で曲げることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
AL:配線、CL:配線、GL:配線、PS:副画素、SL:配線、SLB:配線、SLG:配線、SLR:配線、RL:配線、51:ダミー画素、51a:ダミー副画素、51b:ダミー副画素、51c:ダミー副画素、52:ダミー画素、58a:ダミー発光デバイス、58b:ダミー発光デバイス、58c:ダミー発光デバイス、59:ダミー発光デバイス、100:表示装置、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、101:トランジスタを含む層、110:画素、110a:副画素、110b:副画素、110c:副画素、110d:副画素、111:画素電極、111a:画素電極、111af:導電膜、111b:画素電極、111c:画素電極、111d:画素電極、111e:画素電極、111f:画素電極、111g:画素電極、111h:画素電極、112a:導電層、112b:導電層、112g:導電層、113:層、113a:層、113af:膜、113b:層、113bf:膜、113c:層、113d:層、113e:層、113f:層、113g:層、113h:層、114:共通層、115:共通電極、117:遮光層、118:マスク層、118a:マスク層、118af:マスク膜、118b:マスク層、118bf:マスク膜、118c:マスク層、118e:マスク層、118cf:マスク膜、118f:マスク層、118g:マスク層、118h:マスク層、118j:マスク層、118k:マスク層、119a:マスク層、119af:マスク膜、119b:マスク層、119bf:マスク膜、119c:マスク層、119cf:マスク膜、119e:マスク層、119f:マスク層、119g:マスク層、119gf:マスク膜、119h:マスク層、119j:マスク層、120:基板、122:樹脂層、123:導電層、124a:画素、124b:画素、125:絶縁層、125A:絶縁膜、125k:絶縁層、126a:導電層、126b:導電層、126g:導電層、127:絶縁層、127A:絶縁膜、127k:絶縁層、128:層、129a:導電層、129b:導電層、129g:導電層、130:発光デバイス、130a:発光デバイス、130b:発光デバイス、130c:発光デバイス、131:保護層、140:接続部、142:接着層、150:受光デバイス、151:基板、152:基板、162:絶縁層、163:絶縁層、164:回路、165:配線、165B:着色層、165G:着色層、165R:着色層、166:導電層、167:表示部、172:FPC、173:IC、181:領域、186:封止部、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、231:半導体層、231i:チャネル形成領域、231n:低抵抗領域、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、256b:プラグ、256c: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、274:プラグ、274a:導電層、274b:導電層、280:表示モジュール、281:表示部、282:回路部、283:画素回路部、283a:画素回路、284:画素部、284a:画素、285:端子部、286:配線部、290:FPC、291:基板、292:基板、294:ダミー画素部、295:ダミー画素部、301:基板、301A:基板、301B:基板、310:トランジスタ、310A:トランジスタ、310B:トランジスタ、311:導電層、312:低抵抗領域、313:絶縁層、314:絶縁層、315:素子分離層、320:トランジスタ、320A:トランジスタ、320B: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、400:表示装置、401:基板、402:駆動回路部、403:駆動回路部、404:表示部、405:画素、405B:副画素、405G:副画素、405R:副画素、410:トランジスタ、410a:トランジスタ、411:半導体層、411i:チャネル形成領域、411n:低抵抗領域、412:絶縁層、413:導電層、414a:導電層、414b:導電層、415:導電層、416:絶縁層、421:絶縁層、422:絶縁層、423:絶縁層、426:絶縁層、430:画素、431:導電層、450:トランジスタ、450a:トランジスタ、451:半導体層、452:絶縁層、453:導電層、454a:導電層、454b:導電層、455:導電層、700A:電子機器、700B:電子機器、721:筐体、723:装着部、727:イヤホン部、750:イヤホン、751:表示装置、753:光学部材、756:表示領域、757:フレーム、758:鼻パッド、772:下部電極、785:層、786:EL層、786a:EL層、786b:EL層、788:上部電極、800A:電子機器、800B:電子機器、820:表示部、821:筐体、822:通信部、823:装着部、824:制御部、825:撮像部、827:イヤホン部、832:レンズ、4411:発光層、4412:発光層、4413:発光層、4420:層、4421:層、4422:層、4430:層、4431:層、4432:層、4440:電荷発生層、6500:電子機器、6501:筐体、6502:表示部、6503:電源ボタン、6504:ボタン、6505:スピーカ、6506:マイク、6507:カメラ、6508:光源、6510:保護部材、6511:表示装置、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 (6)

  1.  画素部と、ダミー画素部と、を有し、
     前記ダミー画素部は、表示に寄与しない領域であり、
     前記ダミー画素部は、上面視において、前記画素部の外側に隣接して配置され、
     前記画素部は、複数の画素を有し、
     前記複数の画素のそれぞれは、発光デバイスを有し、
     前記発光デバイスは、画素電極と、前記画素電極上の第1の層と、前記第1の層上の共通電極とを有し、
     前記第1の層は、発光層を有し、
     前記共通電極は、複数の前記画素にて共有されており、
     前記複数の画素において隣接する画素の前記第1の層は、無機材料を有する第1の絶縁層と、有機材料を有する第2の絶縁層と、により分離されており、
     前記第1の層の側面は、前記第1の絶縁層と接する領域を有し、
     前記画素部において、前記第2の絶縁層は、前記第1の絶縁層上に接し、且つ前記共通電極の下方に配置され、
     前記ダミー画素部は、複数のダミー画素を有し、
     前記複数のダミー画素のそれぞれは、導電層と、前記導電層上の第2の層と、を有し、
     前記第2の層の側面は、前記第1の絶縁層と接する領域を有し、
     前記ダミー画素部において、前記第2の絶縁層は、前記第1の絶縁層上に接し、
     前記導電層は、前記画素電極と同じ材料を有し、
     前記第2の層は、前記発光層と同じ材料を有する表示装置。
  2.  請求項1において、
     前記共通電極は、複数の前記ダミー画素において、前記第2の層と重畳し、
     前記ダミー画素部において、前記第2の絶縁層は、前記共通電極の下方に配置される表示装置。
  3.  請求項1または請求項2において、
     前記複数の画素は、前記画素部において、n列(nは1以上の整数)に配列し、
     前記ダミー画素部は、前記n列に配列した前記画素の両側の列の外側の少なくとも一方に設けられる表示装置。
  4.  請求項1または請求項2において、
     前記複数の画素は、前記画素部において、n列(nは1以上の整数)に配列し、
     前記ダミー画素部は、前記n列に配列した前記画素の両側の列の外側の少なくとも一方に、2列以上設けられる表示装置。
  5.  請求項1または請求項2において、
     前記複数の画素は、前記画素部において、m行(mは1以上の整数)に配列し、
     前記ダミー画素部は、前記m行に配列した前記画素の上下の行の外側の少なくとも一方に、2行以上設けられる表示装置。
  6.  請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
     前記導電層は、前記画素電極と同じ積層構成を有する表示装置。
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