WO2023073477A1 - 表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表示装置の作製方法 - Google Patents

表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表示装置の作製方法 Download PDF

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WO2023073477A1
WO2023073477A1 PCT/IB2022/059834 IB2022059834W WO2023073477A1 WO 2023073477 A1 WO2023073477 A1 WO 2023073477A1 IB 2022059834 W IB2022059834 W IB 2022059834W WO 2023073477 A1 WO2023073477 A1 WO 2023073477A1
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WO
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layer
light
insulating layer
pixel electrode
display device
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PCT/IB2022/059834
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笹川慎也
方堂涼太
菅谷健太郎
柳澤悠一
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株式会社半導体エネルギー研究所
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    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a display device, a display module, and an electronic device.
  • One embodiment of the present invention relates to a method for manufacturing 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 include semiconductor devices, display devices, light-emitting devices, power storage devices, storage devices, electronic devices, lighting devices, input devices (e.g., touch sensors), input/output devices (e.g., touch panels), Their driving method or their manufacturing method can be mentioned as an example.
  • display devices are expected to be applied to various uses.
  • applications of large display devices include home television devices (also referred to as televisions or television receivers), digital signage (digital signage), and PID (Public Information Display).
  • home television devices also referred to as televisions or television receivers
  • digital signage digital signage
  • PID Public Information Display
  • mobile information terminals such as smart phones and tablet terminals with touch panels are being developed.
  • Devices that require high-definition display devices include, for example, virtual reality (VR), augmented reality (AR), alternative reality (SR), and mixed reality (MR) ) are being actively developed.
  • VR virtual reality
  • AR augmented reality
  • SR alternative reality
  • MR mixed reality
  • a light-emitting device having a light-emitting device As a display device, for example, a light-emitting device having a light-emitting device (also referred to as a light-emitting element) has been developed.
  • a light-emitting device also referred to as an EL device or EL element
  • EL the phenomenon of electroluminescence
  • EL is a DC constant-voltage power supply that can easily be made thin and light, can respond quickly to an input signal, and It is applied to a display device.
  • Patent Document 1 discloses a display device for VR using an organic EL device (also referred to as an organic EL element).
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a high-definition display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a high-resolution display device.
  • 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 method for manufacturing a high-definition display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-resolution display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable method for manufacturing a display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device with high yield.
  • One embodiment of the present invention includes a first light-emitting device, a second light-emitting device, an insulating layer, a first sidewall insulating layer, a second sidewall insulating layer, a first colored layer, and a second colored layer.
  • a first light emitting device having a first pixel electrode on the insulating layer, a first layer on the first pixel electrode, a common electrode on the first layer; has a second pixel electrode on the insulating layer, a first layer on the second pixel electrode, and a common electrode on the first layer, wherein the first sidewall insulating layer is , in contact with the side surface of the first pixel electrode, the second sidewall insulating layer contacts the side surface of the second pixel electrode, the first colored layer overlaps the first light emitting device, and the second colored layer is , overlies a second light-emitting device, the second colored layer transmitting light of a different color than the first colored layer, the first layer comprising a first light-emitting material that emits blue light; and a second light-emitting material that emits light having a longer wavelength than A display device having
  • one embodiment of the present invention includes a first light-emitting device, a second light-emitting device, a material layer, an insulating layer, a first sidewall insulating layer, a second sidewall insulating layer, a first colored layer, and a first a first light emitting device having two colored layers, a first pixel electrode on the insulating layer, a first layer on the first pixel electrode, and a common electrode on the first layer; a second light emitting device having a second pixel electrode on the insulating layer, a second layer on the second pixel electrode, a common electrode on the second layer;
  • the sidewall insulating layer is in contact with the side surface of the first pixel electrode
  • the second sidewall insulating layer is in contact with the side surface of the second pixel electrode
  • the material layer is in contact with the top surface of the insulating layer
  • the first layer preferably comprises a first luminescent material that emits blue light and a second luminescent material that emits light with a longer wavelength than blue.
  • the material layer is in contact with at least one of side surfaces of the first sidewall insulating layer and side surfaces of the second sidewall insulating layer.
  • the first sidewall insulating layer further contacts the side surfaces and the top surface of the insulating layer
  • the second sidewall insulating layer further contacts the side surfaces and the top surface of the insulating layer.
  • the shortest distance between the first sidewall insulating layer and the second sidewall insulating layer is preferably less than 10 ⁇ m.
  • the shortest distance between the first sidewall insulating layer and the second sidewall insulating layer is preferably 1 ⁇ m or less.
  • the first sidewall insulating layer preferably comprises an inorganic insulating material.
  • one aspect of the present invention includes a display device having any one of the above configurations, and a connector such as a flexible printed circuit board (hereinafter referred to as FPC) or TCP (tape carrier package) is attached. or a display module in which an integrated circuit (IC) is mounted by a COG (Chip On Glass) method, a COF (Chip On Film) method, or the like.
  • FPC flexible printed circuit board
  • TCP tape carrier package
  • Another embodiment of the present invention is an electronic device including the above display module and at least one of a housing, a battery, a camera, a speaker, and a microphone.
  • a conductive film is formed over an insulating surface, and the conductive film is processed to form a first pixel electrode and a second pixel electrode to form a first pixel electrode.
  • An insulating film is formed to cover the electrode and the second pixel electrode, and the insulating film is processed to form a first sidewall insulating layer in contact with the side surface of the first pixel electrode and the side surface of the second pixel electrode.
  • the top surface of the first pixel electrode and the top surface of the second pixel electrode to form a second sidewall insulating layer in contact with the top surface of the first pixel electrode and the top surface of the second pixel electrode; forming a first layer in contact with the upper surface of the electrode and the insulating surface; forming a common electrode in contact with the first layer; forming a first colored layer overlapping with the first pixel electrode on the common electrode; a second colored layer overlapping with the two pixel electrodes, the first layer being composed of a first light-emitting material that emits blue light and a second light-emitting material that emits light having a longer wavelength than blue; and a method for manufacturing a display device.
  • a conductive film is formed over an insulating surface and processed to form a first pixel electrode and a second pixel electrode. , and forming an insulating film covering the second pixel electrode and processing the insulating film to form the first sidewall insulating layer in contact with the side surface of the first pixel electrode and the side surface of the second pixel electrode.
  • a second sidewall insulating layer in contact with the first layer, exposing the upper surface of the first pixel electrode and the upper surface of the second pixel electrode, and contacting the upper surface of the first pixel electrode; and a second layer in contact with the upper surface of the second pixel electrode and a material layer in contact with the insulating surface are formed in the same process to form a common electrode in contact with the first layer and the second layer. and a first colored layer overlapping with the first pixel electrode and a second colored layer overlapping with the second pixel electrode are arranged over the common electrode.
  • the common electrode preferably contacts the material layer.
  • One embodiment of the present invention can provide a high-definition display device.
  • One embodiment of the present invention can provide a high-resolution display device.
  • One embodiment of the present invention can provide a highly reliable display device.
  • a method for manufacturing a high-definition display device can be provided.
  • a method for manufacturing a high-resolution display device can be provided.
  • a highly reliable method for manufacturing a display device can be provided.
  • a method for manufacturing a display device with high yield can be provided.
  • FIG. 1A is a top view showing an example of a display device.
  • 1B and 1C are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • 2A to 2D are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • 3A to 3C are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • 4A to 4C are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • 5A and 5B are cross-sectional views showing an example of the display device.
  • 6A to 6E are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 7A to 7G are diagrams showing examples of pixels.
  • 8A to 8I are diagrams showing examples of pixels.
  • 9A and 9B are perspective views showing an example of a display device.
  • FIG. 1A is a top view showing an example of a display device.
  • 1B and 1C are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • 2A to 2D are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 16 is a perspective view showing an example of a display device.
  • 18A to 18D are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • 19A to 19F are diagrams showing configuration examples of light-emitting devices.
  • 20A to 20C are diagrams showing configuration examples of light emitting devices.
  • 21A to 21D are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 22A to 22F are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 23A to 23G are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • film and “layer” can be interchanged depending on the case or situation.
  • conductive layer can be changed to the term “conductive film.”
  • insulating film can be changed to the term “insulating layer”.
  • 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.
  • a light-emitting device (also referred to as a light-emitting element) includes an EL layer between a pair of electrodes.
  • the EL layer has at least a light-emitting layer.
  • the layers (also referred to as functional 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 (a hole block layer and an electron block layer) and the like are included.
  • 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.
  • 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.
  • discontinuity refers to a phenomenon in which a layer, film, or electrode is divided due to the shape of a formation surface (for example, a step).
  • a display device of one embodiment of the present invention includes a plurality of subpixels.
  • Each sub-pixel has a light-emitting device with the same light-emitting material and a colored layer overlying the light-emitting device.
  • Full-color display can be performed by providing colored layers that transmit visible light of different colors depending on the sub-pixel.
  • a layer (for example, a light-emitting layer) other than the pixel electrode included in the light-emitting device can be shared by a plurality of sub-pixels.
  • multiple sub-pixels can share a stretch of film.
  • some of the layers included in light emitting devices are relatively highly conductive layers.
  • a plurality of sub-pixels share a highly conductive layer as a continuous film, which may cause leakage current between sub-pixels.
  • the display device has a high definition or a high aperture ratio and the distance between sub-pixels becomes small, the leak current becomes unignorable, and there is a possibility that the display quality of the display device is deteriorated.
  • the EL layer shared by the plurality of light-emitting devices has a locally thin portion, or each of the plurality of light-emitting devices has an island-shaped EL layer.
  • a configuration in which the EL layer has a thin portion (it can be said to be a thin portion) or a configuration in which the EL layer is separated for each light emitting device causes crosstalk between adjacent subpixels. can be suppressed.
  • high color reproducibility and high contrast can be achieved in the display device, and both high definition and high display quality of the display device can be achieved.
  • the EL layer may be formed in an island shape in some subpixels, and the EL layer is a continuous layer in the other plurality of subpixels. It may be At this time, the continuous layer preferably has a locally thin portion.
  • an island-shaped EL layer can be formed by a vacuum evaporation method using a metal mask.
  • island-like structures are formed due to various influences such as precision of the metal mask, misalignment between the metal mask and the substrate, bending of the metal mask, and broadening of the contour of the deposited film due to vapor scattering. Since the shape and position of the EL layer deviate from the design, it is difficult to increase the definition and aperture ratio of the display device. Also, during deposition, the layer profile may be blurred and the edge thickness may be reduced. In other words, the thickness of the island-shaped EL layer formed using a metal mask may vary depending on the location. In addition, when manufacturing a large-sized, high-resolution, or high-definition display device, there is a concern that the manufacturing yield will be low due to low dimensional accuracy of the metal mask and deformation due to heat or the like.
  • an island-shaped EL layer is formed without using a shadow mask (eg, a metal mask).
  • a shadow mask eg, a metal mask
  • the light-emitting device may be short-circuited if the common electrode comes into contact with the exposed portion of the pixel electrode.
  • a sidewall insulating layer (also referred to as a sidewall, a sidewall protective layer, an insulating layer, or the like) is provided in contact with side surfaces of the pixel electrode.
  • a sidewall insulating layer also referred to as a sidewall, a sidewall protective layer, an insulating layer, or the like
  • the island-shaped EL layer manufactured by the method for manufacturing a display device of one embodiment of the present invention is not formed using a fine metal mask, but is formed using a step between pixel electrodes. be. Therefore, it is possible to realize a high-definition display device or a display device with a high aperture ratio, which has hitherto been difficult to achieve.
  • the distance between adjacent light-emitting devices (which can be called the shortest distance) to less than 10 ⁇ m by a formation method using a fine metal mask, for example, according to the method for manufacturing a display device of one embodiment of the present invention
  • the distance between adjacent light emitting devices, the distance between adjacent EL layers, the distance between adjacent side wall insulating layers, or the distance between adjacent pixel electrodes is less than 10 ⁇ m, 8 ⁇ m or less, 5 ⁇ m or less, or 3 ⁇ m. Below, it can be narrowed down to 2 ⁇ m or less, 1.5 ⁇ m or less, 1 ⁇ m or less, or 0.5 ⁇ m or less.
  • the distance between adjacent light emitting devices, the distance between adjacent EL layers, the distance between adjacent side wall insulating layers, or the distance between adjacent pixel electrodes can be adjusted in the process on the Si Wafer. , for example, 500 nm or less, 200 nm or less, 100 nm or less, or even 50 nm or less.
  • the area of the non-light-emitting region that can exist between the two light-emitting devices can be greatly reduced, and the aperture ratio can be brought close to 100%.
  • the aperture ratio is 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, further 90% or more, and less than 100%. You can also
  • the reliability of the display device can be improved by increasing the aperture ratio of the display device. Specifically, as the aperture ratio is improved, the density of current flowing through the light-emitting device required to obtain the same display can be reduced, so that the life of the display device can be extended.
  • the resolution of the display device of one embodiment of the present invention is, for example, 1000 ppi or more, preferably 2000 ppi or more, more preferably 3000 ppi or more, more preferably 5000 ppi or more, still more preferably 6000 ppi or more and 20000 ppi or less. Alternatively, it can be 30000 ppi or less.
  • FIG. 1A shows a top view of the display device 100.
  • the display device 100 has a display section in which a plurality of pixels 110 are arranged, and a connection section 140 outside the display section. A plurality of sub-pixels are arranged in a matrix in the display section.
  • FIG. 1A shows sub-pixels of 2 rows and 6 columns, which constitute the pixels 110 of 2 rows and 2 columns.
  • the connection portion 140 can also be called a cathode contact portion.
  • the top surface shape of the sub-pixel shown in FIG. 1A corresponds to the top surface shape of the light emitting region.
  • a top surface shape means a shape in plan view, that is, a shape seen from above.
  • top surface shapes of sub-pixels include triangles, quadrilaterals (including rectangles, rhombuses, and squares), polygons such as pentagons, polygons with rounded corners, ellipses, and circles.
  • the circuit layout forming the sub-pixel is not limited to the range of the sub-pixel shown in FIG. 1A, and the components of the circuit may be arranged outside. That is, some or all of the transistors included in the sub-pixel 11R shown in FIG. 1A may be located outside the range of the sub-pixel 11R.
  • a transistor included in the sub-pixel 11R may be positioned within the range of the sub-pixel 11R shown in FIG. 1A, may be positioned within the range of the sub-pixel 11G, or may be positioned within the range of the sub-pixel 11B. , may be arranged over a plurality of these ranges.
  • FIG. 1A shows that the sub-pixels 11R, 11G, and 11B have the same or approximately the same aperture ratio (size, which can also be called the size of the light emitting region), one embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the aperture ratios of the sub-pixels 11R, 11G, and 11B can be determined appropriately.
  • the sub-pixels 11R, 11G, and 11B may have different aperture ratios, and two or more of them may have the same or substantially the same aperture ratio.
  • a stripe arrangement is applied to the pixels 110 shown in FIG. 1A.
  • a pixel 110 shown in FIG. 1A is composed of three sub-pixels, a sub-pixel 11R, a sub-pixel 11G, and a sub-pixel 11B.
  • the sub-pixels 11R, 11G, and 11B exhibit different colors of light.
  • the sub-pixels 11R, 11G, and 11B 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). and the like.
  • 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 row direction is sometimes called the X direction
  • the column direction is sometimes called the Y direction.
  • the X and Y directions intersect, for example perpendicularly (see FIG. 1A).
  • FIG. 1A shows an example in which 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.
  • FIG. 1A shows an example in which the connecting portion 140 is positioned below the display portion when viewed from above
  • the connecting portion 140 may be provided at least one of the upper side, the right side, the left side, and the lower side of the display portion when viewed from above, and may be provided so as to surround the four sides of the display portion.
  • the shape of the upper surface of the connecting portion 140 may be strip-shaped, L-shaped, U-shaped, frame-shaped, or the like.
  • the number of connection parts 140 may be singular or plural.
  • FIG. 1B shows a cross-sectional view along the dashed-dotted line X1-X2 in FIG. 1A.
  • FIG. 1C shows a cross-sectional view along the dashed-dotted line Y1-Y2 in FIG. 1A.
  • FIG. 2A shows an enlarged view of region 150A shown in FIG. 1B.
  • 2B-2D show regions 150B-150D, which are variations of region 150A.
  • the sub-pixel 11R has a light-emitting device 130R and a colored layer 132R that transmits red light. As a result, light emitted from the light emitting device 130R is extracted as red light to the outside of the display device through the colored layer 132R.
  • the sub-pixel 11G has a light-emitting device 130G and a colored layer 132G that transmits green light. As a result, light emitted from the light emitting device 130G is extracted as green light to the outside of the display device through the colored layer 132G.
  • the sub-pixel 11B has a light-emitting device 130B and a colored layer 132B that transmits blue light. Thereby, light emitted from the light emitting device 130B is extracted as blue light to the outside of the display device through the colored layer 132B.
  • the blue light includes, for example, light having an emission spectrum peak wavelength of 400 nm or more and less than 480 nm.
  • Green light includes, for example, light having an emission spectrum with a peak wavelength of 480 nm or more and less than 580 nm.
  • Red light includes, for example, light having an emission spectrum with a peak wavelength of 580 nm or more and 700 nm or less.
  • the colored layer is a colored layer that selectively transmits light in a specific wavelength range and absorbs light in other wavelength ranges.
  • a color filter that transmits light in the red wavelength band can be used.
  • a color filter that transmits light in the green wavelength range can be used.
  • a color filter that transmits light in the blue wavelength range can be used.
  • Materials that can be used for the colored layer include metal materials, resin materials, and resin materials containing pigments or dyes.
  • an insulating layer is provided on a layer 101 including a transistor, and light emitting devices 130R, 130G, and 130B are provided on the insulating layer, and the light emitting devices are covered.
  • a protective layer 131 is provided.
  • Colored layers 132R, 132G, and 132B are provided on the protective layer 131, and a substrate 120 is attached to the colored layers 132R, 132G, and 132B with a resin layer 122.
  • the colored layer 132R is provided at a position overlapping the light emitting device 130R.
  • the colored layer 132G is provided at a position overlapping the light emitting device 130G.
  • the colored layer 132B is provided at a position overlapping with the light emitting device 130B.
  • 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 top-emission display device will be described as an example.
  • the layer 101 including transistors for example, 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.
  • FIG. 1B shows an insulating layer 255a, an insulating layer 255b over the insulating layer 255a, and an insulating layer 255c over the insulating layer 255b among the insulating layers over the transistor. Note that the insulating layers (the insulating layers 255a to 255c) over the transistors may also be regarded as part of the layer 101 including the transistors.
  • the insulating layer 255c preferably has a recess between two adjacent light emitting devices.
  • FIG. 1B shows an example in which recesses are provided in the insulating layer 255c.
  • the insulating layer 255c may have an opening between two adjacent light emitting devices, and at this time, the insulating layer 255b may have a recess.
  • 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 Embodiment 4.
  • FIG. 1 A structural example of the layer 101 including a transistor will be described later in Embodiment 4.
  • an OLED Organic Light Emitting Diode
  • a QLED Quadantum-dot Light Emitting Diode
  • the light-emitting substance included in the light-emitting device include a substance that emits fluorescence (fluorescent material), a substance that emits phosphorescence (phosphorescence material), and a substance that exhibits thermally activated delayed fluorescence (thermally activated delayed fluorescence: TADF ) materials), and inorganic compounds (quantum dot materials, etc.).
  • LEDs such as micro LED (Light Emitting Diode), can also be used as a light emitting device.
  • the emission color of the light emitting device can be infrared, red, green, blue, cyan, magenta, yellow, white, or the like.
  • color purity can be enhanced by providing a light-emitting device with a microcavity structure.
  • a conductive film that transmits visible light for the electrode from which light is extracted and a conductive film that reflects visible light for the electrode from which light is not extracted.
  • one electrode functions as an anode and the other electrode functions as a cathode.
  • the case where the pixel electrode functions as an anode and the common electrode functions as a cathode may be taken as an example.
  • the light-emitting device 130R has a pixel electrode 111R on the insulating layer 255c, an island-shaped EL layer 113 on the pixel electrode 111R, and a common electrode 115 on the EL layer 113.
  • FIG. 1 A pixel electrode 111R on the insulating layer 255c, an island-shaped EL layer 113 on the pixel electrode 111R, and a common electrode 115 on the EL layer 113.
  • the light-emitting device 130G has a pixel electrode 111G on the insulating layer 255c, an island-shaped EL layer 113 on the pixel electrode 111G, and a common electrode 115 on the EL layer 113.
  • FIG. 1 A pixel electrode 111G on the insulating layer 255c, an island-shaped EL layer 113 on the pixel electrode 111G, and a common electrode 115 on the EL layer 113.
  • the light-emitting device 130B has a pixel electrode 111B on the insulating layer 255c, an island-shaped EL layer 113 on the pixel electrode 111B, and a common electrode 115 on the EL layer 113.
  • FIG. 1 A pixel electrode 111B on the insulating layer 255c, an island-shaped EL layer 113 on the pixel electrode 111B, and a common electrode 115 on the EL layer 113.
  • the light-emitting devices 130R, 130G, and 130B each independently have an island-shaped EL layer 113 .
  • These EL layers 113 are formed in the same process and have the same structure. Therefore, it can be said that these EL layers 113 have the same light-emitting material.
  • the EL layer 113 can be configured to emit white light.
  • the EL layer 113 has a first light-emitting material that emits blue light and a second light-emitting material that emits light with a longer wavelength than blue.
  • a light-emitting device having an EL layer configured to emit white light may emit light with a specific wavelength such as red, green, or blue intensified.
  • red light is emitted from the light emitting device 130R
  • green light is emitted from the light emitting device 130G
  • blue light is emitted from the light emitting device 130B.
  • a single structure (structure having only one light emitting unit) or a tandem structure (structure having a plurality of light emitting units) may be applied to the light emitting device of this embodiment.
  • the light-emitting unit has at least one light-emitting layer.
  • the EL layer 113 has at least a light-emitting layer.
  • a structure including a light-emitting layer that emits blue light and a light-emitting layer that emits light with a longer wavelength than blue light can be applied.
  • the EL layer 113 can have, for example, a light-emitting unit that emits blue light and a light-emitting unit that emits light with a longer wavelength than blue light.
  • a charge generating layer is preferably provided between each light emitting unit.
  • the EL layer 113 may have one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, a charge generation layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • the EL layer 113 may have a hole-injection layer, a hole-transport layer, a light-emitting layer, an electron-transport layer, and an electron-injection layer in this order from the anode side.
  • you may have an electron block layer between a hole transport layer and a light emitting layer.
  • a hole blocking layer may be provided between the electron transport layer and the light emitting layer.
  • the EL layer 113 may have a first light-emitting unit, a charge-generating layer over the first light-emitting unit, and a second light-emitting unit over the charge-generating layer.
  • Embodiment 5 can be referred to for more detailed contents of the structure and materials of the light-emitting device.
  • the EL layers 113 of each light emitting device are separated from each other.
  • leakage current between adjacent light-emitting devices can be suppressed.
  • unintended light emission due to crosstalk can be prevented, and a display device with extremely high contrast can be realized.
  • a display device with high current efficiency at low luminance can be realized.
  • a material layer 113s having the same structure and formed in the same step as the EL layer 113 is located over the insulating layer 255c.
  • the material layer 113s is a layer separated from the EL layer 113 when the layers forming the EL layer 113 are formed and provided independently over the insulating layer 255c.
  • a region where any one of the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B, the EL layer 113, and the common electrode 115 overlap can be called a light emitting region, and is a region where EL light emission is obtained.
  • the light emitting region and the region provided with the material layer 113s are regions where PL (Photoluminescence) light emission is obtained. From these facts, it can be said that the light emitting region and the region provided with the material layer 113s can be distinguished from each other by confirming the EL light emission and the PL light emission.
  • a sidewall insulating layer 114 is provided so as to be in contact with the side surface of the pixel electrode 111R, the side surface of the pixel electrode 111G, and the side surface of the pixel electrode 111B.
  • the sidewall insulating layer 114 By providing the sidewall insulating layer 114, contact between any of the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B and the common electrode 115 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.
  • 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.
  • 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. be done.
  • 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 and an aluminum oxynitride film.
  • Examples of the oxynitride insulating film include a silicon oxynitride film and an aluminum oxynitride film.
  • the sidewall insulating layer 114 may have a single-layer structure or a laminated structure.
  • a method for forming the sidewall insulating layer 114 is not particularly limited.
  • the sidewall insulating layer 114 can be formed using, for example, a sputtering method, a CVD method, a PECVD method, or an ALD method.
  • a sputtering method, a CVD method, or a PECVD method each of which has a higher deposition rate than the ALD method, the sidewall insulating layer 114 having a thickness sufficient to ensure insulation can be formed with high productivity, which is preferable. .
  • a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or a silicon nitride oxide film is preferably used as the sidewall insulating layer 114 . Accordingly, a highly reliable display device can be manufactured with high productivity.
  • an aluminum oxide film may be formed using an ALD method.
  • the sidewall insulating layer 114 can be formed with high coverage.
  • an insulating layer (also referred to as a partition wall, bank, spacer, or the like) covering the edge of the upper surface of the pixel electrode 111R is not provided.
  • no insulating layer is provided between the pixel electrode 111G and the EL layer 113 to cover the edge of the upper surface of the pixel electrode 111G. 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.
  • a mask for forming the insulating layer is not required, and the manufacturing cost of the display device can be reduced.
  • a structure in which an insulating layer covering part of the top surface of the pixel electrode (which can be called an end portion of the top surface) is not provided between the pixel electrode and the EL layer, in other words, insulation is provided between the pixel electrode and the EL layer.
  • 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.
  • the EL layer 113 is formed so as to cover the entire upper surfaces of the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B. With such a structure, it is possible to use the entire upper surface of the pixel electrode as a light emitting region. In addition, compared to a structure in which an insulating layer is provided to partially cover the upper surface of the pixel electrode, it is easier to increase the aperture ratio.
  • the common electrode 115 is shared by the light emitting devices 130R, 130G, and 130B.
  • a common electrode 115 shared by a plurality of light emitting devices is electrically connected to the conductive layer 123 provided in the connecting portion 140 (see FIG. 1C).
  • the conductive layer 123 is preferably formed using the same material and in the same process as the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B.
  • the conductive layer 123 and the common electrode 115 are directly connected.
  • a mask for defining a film formation area also called an area mask or a rough metal mask to distinguish from a fine metal mask
  • a mask for defining a film formation area is used to form a region where the EL layer 113 and the common electrode 115 are formed. can be changed.
  • the island-shaped EL layer 113 is provided over the pixel electrode 111G, the island-shaped EL layer 113 is provided over the pixel electrode 111B, and the material layer 113s is provided over the insulating layer 255c. is provided.
  • the EL layer 113 on the pixel electrode 111G, the EL layer 113 on the pixel electrode 111B, and the material layer 113s are separated from each other.
  • the EL layer is separated for each light-emitting device, so that crosstalk between adjacent sub-pixels can be suppressed.
  • the sidewall insulating layer 114 which is preferable for partially thinning the EL layer 113 or dividing the EL layer 113 in a self-aligned manner when the EL layer 113 is formed, will be described.
  • the height T1 of the sidewall insulating layer 114 shown in FIG. 2A is preferably 0.5 times or more the thickness of the EL layer 113, more preferably 0.8 times or more, further preferably 1 time or more, and 1.5 times or more. It is more preferable that
  • the height T1 of the sidewall insulating layer 114 it is preferable to use the thickness of the sidewall insulating layer 114 in the direction perpendicular to the substrate surface. Note that in FIG. 2A, the height T1 of the sidewall insulating layer 114 can also be said to be the sum of the thickness of the pixel electrode and the depth of the recess provided in the insulating layer 255c.
  • the thickness of the EL layer 113 it is preferable to use the thickness T2 of the EL layer 113 in the region overlapping with the upper surface of the pixel electrode, as shown in FIG. 2A.
  • the height T1 of the sidewall insulating layer 114 is preferably three times or less the thickness of the EL layer 113, more preferably two times or less.
  • the common electrode 115 As described above, it is possible to prevent the common electrode 115 from forming a part where the film is divided and a part where the film thickness is locally small. Therefore, in the common electrode 115 between the light-emitting devices, it is possible to suppress the occurrence of poor connection due to the divided portion and increase in electrical resistance due to the portion where the film thickness is locally small. Accordingly, the display quality of the display device according to one embodiment of the present invention can be improved.
  • an angle formed between at least a portion (for example, a side surface) of a surface of the sidewall insulating layer 114 in contact with the EL layer 113 and the substrate surface be vertical or substantially vertical.
  • the angle can also be said to be an angle between a part of the surface (eg, the side surface) of the sidewall insulating layer 114 that is in contact with the EL layer 113 and the bottom surface.
  • the angle is preferably 60° or more, more preferably 80° or more, further preferably 85° or more, preferably 140° or less, more preferably 110° or less, more preferably 100° or less, and 95° or less. More preferred.
  • the angle formed by the side surface of the pixel electrode and the substrate surface is also preferably perpendicular or substantially perpendicular.
  • the angle formed by the side surface of the pixel electrode and the substrate surface is preferably 60° or more, more preferably 80° or more, still more preferably 85° or more, preferably 140° or less, more preferably 110° or less, and 100°. The following is more preferable, and 95° or less is even more preferable.
  • a region 150B shown in FIG. 2B and a region 150C shown in FIG. 2C are examples in which the EL layer 113 is provided so as to cover the pixel electrode 111G, sidewall insulating layer 114, insulating layer 255c, and pixel electrode 111B.
  • a region 113t shown in FIG. 2B is a portion of the EL layer 113 that is thinner than other portions.
  • the thickness of the region 113t does not mean the thickness in the direction perpendicular to a reference plane such as the substrate surface, but the thickness in the direction normal to the formation surface. Therefore, when the surface to be formed has unevenness, the direction for defining the thickness differs depending on the location.
  • the thickness of the EL layer 113 in the region 113t can be said to be the thickness in the direction normal to the side surface of the sidewall insulating layer 114 .
  • Region 150C shown in FIG. 2C differs from the configuration of region 150B in that insulating layer 255c does not have a recess between two adjacent light emitting devices.
  • Region 150D shown in FIG. 2D is an example in which insulating layer 255c has two recesses, a shallow recess and a deep recess, between two adjacent light emitting devices.
  • a concave portion is formed in the insulating layer 255c in some cases when a conductive film to be a pixel electrode is processed. Further, recesses may be formed in the insulating layer 255c during processing of the insulating film to be the side wall insulating layer 114 as well. This provides a shallow recess and a deep recess. In FIG. 2D, the sidewall insulating layer 114 is in contact with the shallow recesses, and the material layer 113s is in contact with the deep recesses.
  • the distance T0 between the surface of the deep recess of the insulating layer 255c and the bottom surface of the sidewall insulating layer 114 shown in FIG. 2D also causes the EL layer 113 to be partially thinned or divided. It is a parameter that affects
  • the sum of the distance T0 and the height T1 of the sidewall insulating layer 114 is preferably 0.5 times or more, more preferably 0.8 times or more, the thickness of the EL layer 113. More preferably 1 time or more, more preferably 1.5 times or more.
  • the sum of the distance T0 and the height T1 of the sidewall insulating layer 114 is preferably three times or less the thickness of the EL layer 113, more preferably two times or less.
  • the sum of the distance T0 and the height T1 of the sidewall insulating layer 114 can also be said to be the sum of the thickness of the pixel electrode and the depth of the concave portion provided in the insulating layer 255c.
  • the sidewall insulating layer 114 is provided in contact with the side surface of the pixel electrode, whereby contact between the pixel electrode and the common electrode 115 is suppressed, and a short circuit of the light-emitting device is prevented. can be prevented.
  • the height and shape of the sidewall insulating layer 114 to a structure suitable for partially thinning the EL layer 113 or dividing the EL layer 113, crosstalk between adjacent sub-pixels can be suppressed.
  • the height of the side wall insulating layer 114 can suppress the occurrence of Furthermore, by setting the height of the side wall insulating layer 114 to a configuration suitable for suppressing the division and thinning of the common electrode 115, poor connection and an increase in electrical resistance in the light-emitting device can be suppressed.
  • the display device of one embodiment of the present invention is configured such that the EL layer 113 is intentionally disconnected and the common electrode 115 is not disconnected.
  • 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.
  • the protective layer 131 for example, an inorganic insulating film such as an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, or a nitride oxide insulating film can be used. Specific examples of these inorganic insulating films are as described in the description of the sidewall insulating layer 114 .
  • 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 structure, entry of impurities (such as water and oxygen) into the EL layer can be suppressed.
  • impurities such as water and oxygen
  • the protective layer 131 may have 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.
  • 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 acrylic resins, polyimide resins, epoxy resins, imide resins, polyamide resins, polyimideamide resins, silicone resins, siloxane resins, benzocyclobutene resins, phenolic resins, and these resins. and the like.
  • organic materials such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, or alcohol-soluble polyamide resin may be used.
  • the colored layers 132R, 132G, 132B, etc. are directly formed on the protective layer 131 as shown in FIG.
  • the flatness of the surface of the protective layer 131 can be improved, which is preferable.
  • a light shielding layer may be provided on the surface of the substrate 120 on the resin layer 122 side.
  • various optical members can be arranged on the outside of the substrate 120 (the surface opposite to the resin layer 122 side). Examples of 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.
  • the surface protective layer DLC (diamond-like carbon), aluminum oxide (AlO x ), polyester-based material, polycarbonate-based material, or the like may be used.
  • 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.
  • Examples of materials that can be used for conductive layers such as gates, sources and drains of transistors as well as various wirings and electrodes that constitute display devices include aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, Metals such as silver, tantalum, and tungsten, and alloys based on these metals are included. A film containing these materials can be used as a single layer or as a laminated structure.
  • a conductive oxide such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, zinc oxide containing gallium, or graphene
  • metal materials such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, and titanium, or alloy materials containing such metal materials can be used.
  • a nitride of the metal material eg, titanium nitride
  • it is preferably thin enough to have translucency.
  • a stacked film of any of the above materials can be used as the conductive layer.
  • a laminated film of a silver-magnesium alloy and indium tin oxide because the conductivity can be increased.
  • conductive layers such as various wirings and electrodes that constitute a display device, and conductive layers (conductive layers functioning as pixel electrodes or counter electrodes) of light-emitting devices.
  • Examples of insulating materials that can be used for each insulating layer include resins such as acrylic resins and epoxy resins, and inorganic insulating materials such as silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, and aluminum oxide.
  • the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B may have different thicknesses.
  • optical adjustment layers having different thicknesses may be provided on the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B.
  • FIG. 3A shows a modification of FIG. 1B.
  • 3B and 3C are enlarged views of regions 150E and 150F shown in FIG. 3A.
  • an optical adjustment layer 116R is provided on the pixel electrode 111R
  • an optical adjustment layer 116G is provided on the pixel electrode 111G
  • an optical adjustment layer 116B is provided on the pixel electrode 111B.
  • FIG. 3A shows an example in which the optical adjustment layer 116R is thicker than the optical adjustment layer 116G, and the optical adjustment layer 116G is thicker than the optical adjustment layer 116B.
  • the film thickness of each optical adjustment layer the film thickness of the optical adjustment layer 116R is set to strengthen red light
  • the film thickness of the optical adjustment layer 116G is set to strengthen green light
  • the film thickness of blue light is set. It is preferable to set the film thickness of the optical adjustment layer 116B as follows. Thereby, a microcavity structure can be realized, and the color purity of light emitted from each light emitting device can be enhanced.
  • the optical adjustment layer is preferably formed using a conductive material that is transparent to visible light, among conductive materials that can be used as electrodes of light-emitting devices.
  • an island-shaped EL layer 113 is provided on the pixel electrode 111R, an island-shaped EL layer 113 is provided on the pixel electrode 111G, and a material layer 113s is provided on the insulating layer 255c. is provided.
  • the EL layer 113 on the pixel electrode 111R, the EL layer 113 on the pixel electrode 111G, and the material layer 113s are separated from each other.
  • an island-shaped EL layer 113 is provided over the pixel electrode 111G, and the island-shaped EL layer is formed so as to cover the insulating layer 255c, the sidewall insulating layer 114, and the pixel electrode 111B. 113 are provided.
  • the EL layer 113 on the pixel electrode 111G, the insulating layer 255c, the sidewall insulating layer 114, and the EL layer 113 covering the pixel electrode 111B are separated from each other.
  • the height of the sidewall insulating layer 114 may also vary from subpixel to subpixel. 3B and 3C, the height T3 of the sidewall insulating layer 114 covering the side surface of the pixel electrode 111R is equal to the height T4 of the sidewall insulating layer 114 covering the side surface of the pixel electrode 111G, and the height T4 of the sidewall insulating layer 114 covering the side surface of the pixel electrode 111B. 114, and the height T4 of the sidewall insulating layer 114 covering the side surface of the pixel electrode 111G is larger than the height T5 of the sidewall insulating layer 114 covering the side surface of the pixel electrode 111B.
  • the EL layer 113 is not divided by the sidewall insulating layer 114 covering the side surface of the pixel electrode 111B, and one island-shaped EL layer 113 is formed on the insulating layer 255c. , a portion covering the sidewall insulating layer 114, and a portion covering the upper surface of the pixel electrode 111B.
  • the EL layer 113 is separated by the sidewall insulating layer 114 covering the side surface of the pixel electrode 111G. That is, since the island-shaped EL layers are provided independently between adjacent light-emitting devices, the occurrence of crosstalk between adjacent sub-pixels can be suppressed.
  • the EL layer 113 may not be divided by the sidewall insulating layer 114 covering the side surface of the pixel electrode 111G.
  • one island-shaped EL layer 113 may cover the insulating layer 255c, the sidewall insulating layer 114, the upper surface of the pixel electrode 111G, and the upper surface of the pixel electrode 111B.
  • the portion covering the sidewall insulating layer 114 is made thinner than the other portions, so that the occurrence of crosstalk between adjacent sub-pixels can be suppressed.
  • the display device of one embodiment of the present invention may have both a region 150A illustrated in FIG. 2A and a region 150B illustrated in FIG. 2B.
  • FIGS. 1B and 3A show an example in which colored layers 132R, 132G, and 132B are provided directly on the light-emitting device with a protective layer 131 interposed therebetween.
  • a protective layer 131 interposed therebetween.
  • 4A to 4C, 5A, and 5B show cross-sectional views along the dashed-dotted line X1-X2 in FIG. 1A.
  • a substrate 120 provided with colored layers 132R, 132G, and 132B may be attached to a protective layer 131 with a resin layer 122. As shown in FIG. 4A, the temperature of the heat treatment in the step of forming the colored layers 132R, 132G, and 132B can be increased.
  • the display may be provided with a lens array 133, as shown in FIGS. 4B and 4C.
  • a lens array 133 may be provided overlying the light emitting device.
  • colored layers 132R, 132G, and 132B are provided on the light-emitting device through a protective layer 131, an insulating layer 134 is provided on the colored layers 132R, 132G, and 132B, and a lens array 133 is provided on the insulating layer 134.
  • An example is provided.
  • Either or both of an inorganic insulating film and an organic insulating film can be used for the insulating layer 134 .
  • the insulating layer 134 may have a single-layer structure or a laminated structure.
  • a material that can be used for the protective layer 131 can be used.
  • the insulating layer 134 preferably has a planarization function. Since the light emitted from the light-emitting device is extracted through the insulating layer 134, the insulating layer 134 preferably has high transparency to visible light.
  • FIG. 4B light emitted from the light-emitting device is transmitted through the colored layer and then through the lens array 133 to be extracted to the outside of the display device.
  • the lens array 133 may be provided over the light-emitting device and the colored layer may be provided over the lens array 133 .
  • FIG. 4C shows an example in which a substrate 120 provided with colored layers 132R, 132G, 132B and a lens array 133 is bonded onto a protective layer 131 with a resin layer 122.
  • FIG. 4C By providing the colored layers 132R, 132G, and 132B and the lens array 133 over the substrate 120, the temperature of the heat treatment in these formation steps can be increased.
  • FIG. 4C shows an example in which colored layers 132R, 132G, and 132B are provided in contact with the substrate 120, an insulating layer 134 is provided in contact with the colored layers 132R, 132G, and 132B, and a lens array 133 is provided in contact with the insulating layer 134.
  • FIG. 4C shows an example in which colored layers 132R, 132G, and 132B are provided in contact with the substrate 120, an insulating layer 134 is provided in contact with the colored layers 132R, 132G, and 132B, and a lens array 133 is provided in contact with the insulating layer 134.
  • light emitted from the light-emitting device is transmitted through the lens array 133 and then through the colored layer, and is extracted to the outside of the display device.
  • the lens array 133 may be provided in contact with the substrate 120
  • the insulating layer 134 may be provided in contact with the lens array 133
  • the colored layer may be provided in contact with the insulating layer 134 .
  • light emitted from the light-emitting device is transmitted through the colored layer and then through the lens array 133 to be extracted to the outside of the display device.
  • One of the lens array and the colored layer may be provided on the protective layer 131 and the other may be provided on the substrate 120, as shown in FIGS. 5A and 5B.
  • a lens array 133 is provided on a light-emitting device via a protective layer 131, and a substrate 120 provided with colored layers 132R, 132G, and 132B is placed on the lens array 133 by a resin layer 122. and the protective layer 131 .
  • the colored layers 132R, 132G, and 132B are provided on the light-emitting device via the protective layer 131, and the substrate 120 provided with the lens array 133 is covered with the colored layers 132R and 132R by the resin layer 122. This is an example of bonding on 132G and 132B.
  • the convex surface of the lens array 133 may face the substrate 120 side or the light emitting device side.
  • the lens array 133 can be formed using at least one of an inorganic material and an organic material.
  • a material containing resin can be used for the lens.
  • a material containing at least one of an oxide and a sulfide can be used for the lens.
  • a microlens array can be used as the lens array 133.
  • the lens array 133 may be formed directly on the substrate or the light-emitting device, or may be bonded with a separately formed lens array.
  • the colored layers of different colors have overlapping portions.
  • a region where the colored layers of different colors overlap each other can function as a light shielding layer. This makes it possible to further reduce external light reflection.
  • the EL layer is partially thinned or the EL layer is provided in an island shape for each light-emitting device, so that leakage current is generated between subpixels. can be suppressed. As a result, unintended light emission due to crosstalk can be prevented, and a display device with extremely high contrast can be realized.
  • sidewall insulating layers are provided on side surfaces of the pixel electrode.
  • Embodiment 2 a method for manufacturing a display device of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Regarding the material and formation method of each element, the description of the same parts as those described in the first embodiment may be omitted. Further, the details of the configuration of the light-emitting device will be described in Embodiment Mode 5.
  • FIG. 6 shows side by side a cross-sectional view along the dashed-dotted line X1-X2 shown in FIG. 1A and a cross-sectional view along the dashed-dotted line Y1-Y2.
  • 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, Atomic Layer Deposition (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.) constituting the display device can be applied by spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, and roll coating. , curtain coating, or 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 included in the EL layer, vapor deposition ( vacuum deposition method, etc.), coating method (dip coating method, die coating method, bar coating method, spin coating method, spray coating method, etc.), printing method (inkjet method, screen (stencil printing) method, offset (lithographic printing) method, It can be formed by a method such as a flexographic (letterpress printing) method, a gravure method, or a microcontact method.
  • a photolithography method or the like can be used when processing a thin film forming a display device.
  • 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 thin film having photosensitivity and then exposing and developing the thin film to process the thin film into a desired shape.
  • the light used for exposure can be, for example, i-line (wavelength 365 nm), g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), or a mixture 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. Subsequently, the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B and the conductive layer 123 are formed over the insulating layer 255c. (Fig. 6A).
  • a conductive film to be a pixel electrode is formed, a resist mask is formed by photolithography, and unnecessary portions of the conductive film are removed by etching. After that, by removing the resist mask, the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B can be formed.
  • a sputtering method or a vacuum deposition method can be used to form the conductive film that serves as the pixel electrode.
  • the conductive film can be processed by a wet etching method or a dry etching method.
  • the conductive film is preferably processed by anisotropic etching.
  • the insulating layer 255c When the conductive film is processed, it is preferable to process the insulating layer 255c to form a recess in the insulating layer 255c. Thereby, the height of the sidewall insulating layer 114 to be formed later can be increased. Therefore, it becomes easy to partially thin the EL layer 113 to be formed later or to divide the EL layer 113 for each light emitting device.
  • an opening is provided in the insulating layer 255c and a recess is provided in the insulating layer 255b; A configuration in which a concave portion is provided is exemplified. Further, in some cases, such as when the pixel electrode is sufficiently thick, the insulating layer 255c does not need to be provided with recesses and openings.
  • the thickness of the insulating layer 255c in the regions overlapping none of the pixel electrodes 111R, 111G, 111B and the conductive layer 123 is the thickness of the insulating layer 255c in the regions overlapping with the pixel electrodes 111R, 111G, 111B or the conductive layer 123. It is preferably thinner than the film thickness.
  • an insulating film 114A is formed over the insulating layer 255c, the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B, and the conductive layer 123 (FIG. 6B).
  • the insulating film 114A is a layer that becomes the sidewall insulating layer 114 by being processed later. Therefore, the structure applicable to the sidewall insulating layer 114 described in Embodiment 1 can be applied to the insulating film 114A.
  • the sidewall insulating layer 114 is formed by processing the insulating film 114A (FIG. 6C).
  • the insulating film 114A By processing the insulating film 114A, upper surfaces of the insulating layer 255c, the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B, and the conductive layer 123 are exposed.
  • the sidewall insulating layer 114 is provided so as to be in contact with side surfaces of the pixel electrodes 111R, 111G, 111B and the conductive layer 123 respectively.
  • the sidewall insulating layer 114 can be formed by substantially uniformly etching the top surface of the insulating film 114A. Such uniform etching and flattening is also called an etch-back process. Note that the sidewall insulating layer 114 can also be formed using a photolithography method.
  • the insulating film 114A can be processed by a wet etching method or a dry etching method, and is preferably processed by a dry etching method.
  • the insulating film 114A is preferably processed by anisotropic etching.
  • the insulating layer 255c may also be processed to form a concave portion in the insulating layer 255c.
  • the recesses in the insulating layer 255c it becomes easy to partially thin the EL layer 113 to be formed later or to divide the EL layer 113 into light-emitting devices.
  • an opening is provided in the insulating layer 255c and a recess is provided in the insulating layer 255b; A configuration in which a concave portion is provided is exemplified. Further, in some cases, such as when the pixel electrode is sufficiently thick, the insulating layer 255c does not need to be provided with recesses and openings.
  • the thickness of the exposed regions is It may be thinner than the film thickness of the region overlapping with 114 .
  • the shape of the edge of the sidewall insulating layer 114 can be rounded.
  • dry etching is used to etch the upper portion of the insulating film 114A by anisotropic etching. It has a round shape as shown in 2A to 2D and the like. It is preferable to form the end portion of the sidewall insulating layer 114 in a round shape so that coverage with a film to be formed later is enhanced.
  • an EL layer 113 is formed on the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B (FIG. 6D).
  • the EL layer 113 includes a light-emitting material that emits blue light and a light-emitting material that emits light with a longer wavelength than blue.
  • FIG. 6D shows an example in which an island-shaped EL layer 113 is provided for each light emitting device. That is, island-shaped EL layers 113 are provided on the pixel electrodes 111R, 111G, and 111B, respectively.
  • a material layer 113s is provided on the insulating layer 255c in a region between the pixel electrode 111R and the pixel electrode 111G. Similarly, the material layer 113s is provided on the insulating layer 255c in the region between the pixel electrode 111G and the pixel electrode 111B and the region between the pixel electrode 111B and the pixel electrode 111R. The material layer 113s is formed in the same step as the EL layer 113 and has the same structure.
  • the EL layer 113 is not formed over the conductive layer 123 in the cross-sectional view along the dashed-dotted line Y1-Y2.
  • the EL layer 113 can be formed only in desired regions.
  • the EL layer 113 can be formed, for example, by an evaporation method, specifically a vacuum evaporation method. Alternatively, the EL layer 113 may be formed by a transfer method, a printing method, an inkjet method, a coating method, or the like.
  • a common electrode 115 is formed over the EL layer 113 and the conductive layer 123 (FIG. 6E).
  • a sputtering method or a vacuum deposition method can be used for forming the common electrode 115.
  • a film formed by an evaporation method and a film formed by a sputtering method may be stacked.
  • the common electrode 115 When forming the common electrode 115, it is preferable to reduce the distance between the deposition source and the substrate. For example, it is preferable that the distance between the deposition source and the substrate is smaller than that when the EL layer 113 is formed. As a result, the coverage of the common electrode 115 on the formation surface can be improved, and the common electrode 115 can be prevented from being locally thinned. Therefore, in the common electrode 115, it is possible to suppress the occurrence of poor connection due to the divided portion and increase in electrical resistance due to the portion where the film thickness is locally thin.
  • a protective layer 131 is formed over the common electrode 115 .
  • a display device can be manufactured by bonding the substrate 120 onto the colored layers 132R, 132G, and 132B using the resin layer 122 (FIG. 1B). In the case of applying a configuration having a colored layer on the substrate 120 side as shown in FIG. can be made.
  • Methods for forming the protective layer 131 include a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method, an ALD method, and the like.
  • the island-shaped EL layer 113 is formed without using a fine metal mask; therefore, the island-shaped EL layer 113 is formed with a uniform thickness. can do. Then, a high-definition display device or a display device with a high aperture ratio can be realized. Further, even if the definition or the aperture ratio is high and the distance between the sub-pixels is extremely short, it is possible to prevent the EL layers 113 of adjacent sub-pixels from being in contact with each other. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of leakage current between sub-pixels. As a result, unintended light emission due to crosstalk can be prevented, and a display device with extremely high contrast can be realized.
  • three colors of sub-pixels can be separately formed only by forming one type of EL layer. Therefore, the number of manufacturing steps is small, and the display device can be manufactured with high yield.
  • the arrangement of sub-pixels includes, for example, a stripe arrangement, an S-stripe arrangement, a matrix arrangement, a delta arrangement, a Bayer arrangement, and a pentile arrangement.
  • the top surface shape of the sub-pixel shown in the drawings in this embodiment mode corresponds to the top surface shape of the light emitting region.
  • top surface shapes of sub-pixels include triangles, quadrilaterals (including rectangles, rhombuses, and squares), polygons such as pentagons, polygons with rounded corners, ellipses, and circles.
  • circuit layout that constitutes the sub-pixel is not limited to the range of the sub-pixel shown in the drawing, and the components of the circuit may be arranged outside it.
  • the arrangement of the circuits and the arrangement of the light-emitting devices are not necessarily the same, and may be arranged in different ways.
  • the circuit arrangement may be a stripe arrangement
  • the light emitting device arrangement may be an S stripe arrangement.
  • the S-stripe arrangement is applied to the pixel 110 shown in FIG. 7A.
  • the pixel 110 shown in FIG. 7A is composed of three sub-pixels, sub-pixels 110a, 110b and 110c.
  • the pixel 110 shown in FIG. 7B includes a sub-pixel 110a having a substantially triangular or substantially trapezoidal top shape with rounded corners, a sub-pixel 110b having a substantially triangular or substantially trapezoidal top shape with rounded corners, and a substantially square or substantially quadrangular or substantially trapezoidal with rounded corners. and a sub-pixel 110c having a substantially hexagonal top surface shape. Also, the sub-pixel 110b has a larger light emitting area than the sub-pixel 110a. Thus, the shape and size of each sub-pixel can be determined independently. For example, sub-pixels with more reliable light emitting devices can be smaller in size.
  • FIG. 7C shows an example in which pixels 124a having sub-pixels 110a and 110b and pixels 124b having sub-pixels 110b and 110c are alternately arranged.
  • Pixel 124a, 124b shown in Figures 7D-7F 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).
  • FIG. 7D is an example in which each sub-pixel has a substantially square top surface shape with rounded corners
  • FIG. 7E is an example in which each sub-pixel has a circular top surface shape
  • FIG. which has a substantially hexagonal top shape with rounded corners.
  • each sub-pixel is located inside a close-packed hexagonal region.
  • Each sub-pixel is arranged so as to be surrounded by six sub-pixels when focusing on one sub-pixel.
  • sub-pixels that emit light of the same color are provided so as not to be adjacent to each other. For example, when focusing on a sub-pixel 110a, three sub-pixels 110b and three sub-pixels 110c are arranged alternately so as to surround the sub-pixel 110a.
  • FIG. 7G is an example in which sub-pixels of each color are arranged in a zigzag pattern. Specifically, when viewed from above, the positions of the upper sides of two sub-pixels (for example, sub-pixel 110a and sub-pixel 110b or sub-pixel 110b and sub-pixel 110c) aligned in the column direction are shifted.
  • the sub-pixel 110a is a sub-pixel R that emits red light
  • the sub-pixel 110b is a sub-pixel G that emits green light
  • the sub-pixel 110c is a sub-pixel that emits blue light.
  • Sub-pixel B is preferable. Note that the configuration of the sub-pixels is not limited to this, and the colors exhibited by the sub-pixels and the order in which the sub-pixels are arranged can be determined as appropriate.
  • the sub-pixel 110b may be a sub-pixel R that emits red light
  • the sub-pixel 110a may be a sub-pixel G that emits green light.
  • the top surface shape of the pixel electrode may be a polygonal shape with rounded corners, an elliptical shape, a circular shape, or the like.
  • the top surface shape of the EL layer and further, the top surface shape of the light-emitting device are influenced by the top surface shape of the pixel electrode and are polygonal with rounded corners, elliptical, or circular. and so on.
  • a technique for correcting the mask pattern in advance so that the design pattern and the transfer pattern match.
  • OPC Optical Proximity Correction
  • a pattern for correction is added to a corner portion of a figure on a mask pattern.
  • a pixel can have four types of sub-pixels.
  • a stripe arrangement is applied to the pixels 110 shown in FIGS. 8A to 8C.
  • FIG. 8A is an example in which each sub-pixel has a rectangular top surface shape
  • FIG. 8B 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. 8D to 8F.
  • FIG. 8D is an example in which each sub-pixel has a square top surface shape
  • FIG. 8E 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.
  • 8G and 8H show an example in which one pixel 110 is configured in two rows and three columns.
  • the pixel 110 shown in FIG. 8G 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. 8H 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.
  • FIG. 8I shows an example in which one pixel 110 is composed of 3 rows and 2 columns.
  • the pixel 110 shown in FIG. 8I has sub-pixels 110a in the upper row (first row) and sub-pixels 110b in the middle row (second row). It has a sub-pixel 110c and one sub-pixel (sub-pixel 110d) in the lower row (third row).
  • the pixel 110 has sub-pixels 110a and 110b in the left column (first column), sub-pixel 110c in the right column (second column), and sub-pixels 110c and 110c in the right column (second column). It has a pixel 110d.
  • the pixel 110 shown in FIGS. 8A-8I is composed of four sub-pixels, sub-pixels 110a, 110b, 110c and 110d.
  • Sub-pixels 110a, 110b, 110c, and 110d may each have a light-emitting device that emits light of a different color.
  • 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.
  • the sub-pixel 110a is a sub-pixel R that emits red light
  • the sub-pixel 110b is a sub-pixel G that emits green light
  • the sub-pixel 110c is a sub-pixel that emits blue light.
  • the sub-pixel 110d be the sub-pixel B that emits white light, the sub-pixel Y that emits yellow light, or the sub-pixel IR that emits near-infrared light.
  • the pixel 110 shown in FIGS. 8G and 8H has a stripe arrangement of R, G, and B, so that the display quality can be improved.
  • the layout of R, G, and B is a so-called S-stripe arrangement, so the display quality can be improved.
  • various layouts can be applied to pixels each including a subpixel including a light-emitting device.
  • the display device of this embodiment can be a high-definition display device. Therefore, the display device of the present embodiment includes, for example, display units of information terminals (wearable devices) such as wristwatch-type and bracelet-type devices, devices for VR such as head-mounted displays (HMD), and glasses. It can be used for the display part of a wearable device that can be worn on the head, such as a model AR device.
  • wearable devices such as wristwatch-type and bracelet-type devices
  • VR head-mounted displays (HMD)
  • glasses can be used for the display part of a wearable device that can be worn on the head, such as a model AR device.
  • the display device of this embodiment can be a high-resolution display device or a large-sized display device. Therefore, the display device of the present embodiment 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. 9A.
  • 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. 9B shows a perspective view schematically showing the configuration on the substrate 291 side.
  • a circuit section 282 , a pixel circuit section 283 on the circuit section 282 , and a pixel section 284 on the pixel circuit section 283 are stacked on the substrate 291 .
  • a terminal portion 285 for connecting to the FPC 290 is provided on a portion of the substrate 291 that does not overlap with the pixel portion 284 .
  • the terminal portion 285 and the circuit portion 282 are electrically connected by a wiring portion 286 composed of a plurality of wirings.
  • the pixel section 284 has a plurality of periodically arranged pixels 284a. An enlarged view of one pixel 284a is shown on the right side of FIG. 9B. Various configurations described in the above embodiments can be applied to the pixel 284a.
  • FIG. 9B shows an example of a configuration similar to that of the pixel 110 shown in FIG. 1A.
  • the pixel circuit section 283 has a plurality of pixel circuits 283a arranged periodically.
  • One pixel circuit 283a is a circuit that controls driving of a plurality of elements included in one pixel 284a.
  • One pixel circuit 283a can have a structure in which three circuits for controlling light emission of one light-emitting device are provided.
  • the pixel circuit 283a can have at least one selection transistor, one current control transistor (drive transistor), and a capacitor for each light emitting device. At this time, a gate signal is inputted to the gate of the selection transistor, and a source signal is inputted to the source thereof. This realizes an active matrix display device.
  • the circuit section 282 has a circuit that drives each pixel circuit 283 a of the pixel circuit section 283 .
  • a circuit that drives each pixel circuit 283 a of the pixel circuit section 283 For example, it is preferable to have one or both of a gate line driver circuit and a source line driver circuit.
  • at least one of an arithmetic circuit, a memory circuit, a power supply circuit, and the like may be provided.
  • the FPC 290 functions as wiring for supplying a video signal, power supply potential, or the like to the circuit section 282 from the outside. Also, an IC may be mounted on the FPC 290 .
  • the aperture ratio (effective display area ratio) of the display portion 281 is 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 has extremely high definition, it can be suitably used for a VR device such as an HMD or a glasses-type AR device. For example, even in the case of a configuration in which the display portion of the display module 280 is viewed through a lens, the display module 280 has an extremely high-definition display portion 281, so pixels cannot be viewed even if the display portion is enlarged with the lens. , a highly immersive display can be performed.
  • the display module 280 is not limited to this, and can be suitably used for electronic equipment having a relatively small display unit. For example, it can be suitably used for a display part of a wearable electronic device such as a wristwatch.
  • Display device 100A A display device 100A shown in FIG.
  • Subpixel 11R shown in FIG. 9B has light emitting device 130R and colored layer 132R
  • subpixel 11G has light emitting device 130G and colored layer 132G
  • subpixel 11B has light emitting device 130B and colored layer 132B.
  • light emitted from the light-emitting device 130R is extracted as red light (R) to the outside of the display device 100A through the colored layer 132R.
  • red light red light
  • green light green light
  • the sub-pixel 11B light emitted from the light-emitting device 130B is extracted as blue light (B) to the outside of the display device 100A through the colored layer 132B.
  • Substrate 301 corresponds to substrate 291 in FIGS. 9A and 9B.
  • a stacked structure from the substrate 301 to the insulating layer 255c corresponds to the layer 101 including the transistor in Embodiment 1.
  • a transistor 310 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.
  • a conductive layer surrounding the display portion 281 is preferably provided in at least one layer of the conductive layers included in the layer 101 including the transistor.
  • the conductive layer can also be called a guard ring.
  • 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.
  • a light emitting device 130R, a light emitting device 130G, and a light emitting device 130B are provided on the insulating layer 255c.
  • FIG. 10 shows an example in which the light-emitting device 130R, the light-emitting device 130G, and the light-emitting device 130B have the same structure as the laminated structure shown in FIG. 1B.
  • the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B are composed of the plug 256 embedded in the insulating layer 243, the insulating layer 255a, the insulating layer 255b, and the insulating layer 255c, the conductive layer 241 embedded in the insulating layer 254, and the It is electrically connected to one of the source and drain of transistor 310 by plug 271 embedded in insulating layer 261 .
  • the height of the surface of the insulating layer 255c in contact with the pixel electrode and the height of the surface of the plug 256 in contact with the pixel electrode match or substantially match.
  • Various conductive materials can be used for the plug.
  • a protective layer 131 is provided on the light emitting device 130R, the light emitting device 130G, and the light emitting device 130B.
  • a colored layer 132R is provided at a position overlapping with the light emitting device 130R
  • a colored layer 132G is provided at a position overlapping with the light emitting device 130G
  • a colored layer 132B is provided at a position overlapping with the light emitting device 130B.
  • a substrate 120 is bonded with a resin layer 122 onto the colored layers 132R, 132G, and 132B.
  • 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. 9A.
  • a display device 100B shown in FIG. 11 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. 12 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. 13 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. 9A and 9B.
  • a stacked structure from the substrate 331 to the insulating layer 255c corresponds to the layer 101 including the transistor in Embodiment 1.
  • the substrate 331 an insulating substrate or a semiconductor substrate can be used.
  • An insulating layer 332 is provided 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 that their heights are the same or substantially the same, and the insulating layers 329 and 265 are provided to cover them. ing.
  • the insulating layers 264 and 265 function as interlayer insulating layers.
  • the insulating layer 329 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing into the transistor 320 from the insulating layer 265 or the like.
  • an insulating film similar to the insulating layers 328 and 332 can be used.
  • a plug 274 electrically connected to one of the pair of conductive layers 325 is provided so as to be embedded in the insulating layers 265 , 329 , and 264 .
  • the plug 274 includes a conductive layer 274a that covers the side surfaces of the openings of the insulating layers 265, the insulating layers 329, the insulating layers 264, and the insulating layer 328 and part of the top surface of the conductive layer 325, and the conductive layer 274a. It is preferable to have a conductive layer 274b in contact with the top surface. At this time, a conductive material into which hydrogen and oxygen are difficult to diffuse is preferably used for the conductive layer 274a.
  • a display device 100E illustrated in FIG. 14 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. 15 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. 16 shows a perspective view of the display device 100G
  • FIG. 17A 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 indicated by dashed lines.
  • the display device 100G includes a display portion 162, a connection portion 140, a circuit 164, wirings 165, and the like.
  • FIG. 16 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. 16 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 162 .
  • the connection portion 140 can be provided along one side or a plurality of sides of the display portion 162 .
  • the number of connection parts 140 may be singular or plural.
  • FIG. 16 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 162 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. 16 shows an example in which an IC 173 is provided on a substrate 151 by a COG (Chip On Glass) method, a COF (Chip On Film) method, or the like.
  • a COG Chip On Glass
  • COF Chip On Film
  • the IC 173 for example, an IC having a scanning line driver circuit or a signal line driver circuit can be applied.
  • the display device 100G and the display module may be configured without an IC.
  • the IC may be mounted on the FPC by the COF method or the like.
  • part of the area including the FPC 172, part of the circuit 164, part of the display part 162, part of the connection part 140, and part of the area including the end of the display device 100G are cut off.
  • An example of a cross section is shown.
  • the display device 100G illustrated in FIG. 17A includes a transistor 201, a transistor 205, a light-emitting device 130R, a light-emitting device 130G, a light-emitting device 130B, a colored layer 132R that transmits red light, and a green layer that transmits green light. It has a transparent colored layer 132G, a colored layer 132B that transmits blue light, and the like.
  • the light-emitting devices 130R, 130G, and 130B each have a structure similar to the laminated structure shown in FIG. 1B, except that the pixel electrode configuration is different.
  • Embodiment 1 can be referred to for details of the light-emitting device.
  • Light emitting device 130R has conductive layer 112R, conductive layer 126R over conductive layer 112R, and conductive layer 129R over conductive layer 126R. All of the conductive layers 112R, 126R, and 129R can be called pixel electrodes, and some of them can also be called pixel electrodes.
  • Light emitting device 130G has conductive layer 112G, conductive layer 126G over conductive layer 112G, and conductive layer 129G over conductive layer 126G.
  • Light emitting device 130B has conductive layer 112B, conductive layer 126B over conductive layer 112B, and conductive layer 129B over conductive layer 126B.
  • the conductive layer 112R is connected to the conductive layer 222b included in the transistor 205 through an opening provided in the insulating layer 214.
  • FIG. The ends of the conductive layer 112R, the conductive layer 126R, and the conductive layer 129R are preferably aligned or substantially aligned.
  • the height of the sidewall insulating layer 114 can be equal to or greater than the sum of the thicknesses of the three conductive layers.
  • a conductive layer functioning as a reflective electrode can be used for the conductive layers 112R and 126R, and a conductive layer functioning as a transparent electrode can be used for the conductive layer 129R.
  • the conductive layers 112G, 126G, and 129G and the conductive layers 112B, 126B, and 129B are the same as the conductive layers 112R, 126R, and 129R, so detailed description thereof is omitted.
  • Conductive layers 112 R, 112 G, and 112 B are formed to cover openings provided in insulating layer 214 .
  • a layer 128 is embedded in the recesses of the conductive layers 112R, 112G, and 112B.
  • Layer 128 functions to planarize recesses in conductive layers 112R, 112G, and 112B.
  • Conductive layers 126R, 126G, and 126B electrically connected to the conductive layers 112R, 112G, and 112B are provided over the conductive layers 112R, 112G, and 112B and the layer 128.
  • FIG. Therefore, the regions overlapping the concave portions of the conductive layers 112R, 112G, and 112B 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, and particularly preferably formed using an organic insulating material.
  • an insulating layer containing an organic material can be preferably used.
  • Organic materials that can be used for the layer 128 include, for example, organic materials that can be used for the protective layer 131 .
  • a common electrode 115 is provided over the EL layer 113 of each light emitting device.
  • 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 the light emitting devices 130R, 130G, and 130B.
  • the protective layer 131 and the substrate 152 are adhered via the adhesive layer 142 .
  • the substrate 152 is provided with a light shielding layer 117 and colored layers 132R, 132G, and 132B.
  • 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. Further, the space may be filled with a resin different from the adhesive layer 142 provided in a frame shape.
  • the protective layer 131 is provided at least on the display section 162 and is preferably provided so as to cover the entire display section 162 .
  • the protective layer 131 is preferably provided so as to cover not only the display portion 162 but also the connection portion 140 and the circuit 164 .
  • the protective layer 131 is provided up to the end of the display device 100G.
  • the connecting portion 204 has a portion where the protective layer 131 is not provided in order to electrically connect the FPC 172 and the conductive layer 166 .
  • 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 112R, 112G, and 112B and a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 126R, 126G, and 126B. , and a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 129R, 129G, and 129B.
  • 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 .
  • the conductive layer 166 can be exposed by removing a region of the protective layer 131 overlapping the conductive layer 166 using a mask.
  • a layered structure including at least one layer of an organic layer and a conductive layer may be provided over the conductive layer 166, and the protective layer 131 may be provided over the layered structure. Then, using a laser or a sharp edged tool (e.g., a needle or a cutter) on the laminated structure, a peeling starting point (a portion that triggers peeling) is formed, and the laminated structure and the protective layer thereon are formed. 131 may be selectively removed to expose conductive layer 166 .
  • the protective layer 131 can be selectively removed by pressing an adhesive roller against the substrate 151 and relatively moving the roller while rotating. Alternatively, an adhesive tape may be attached to the substrate 151 and removed.
  • the adhesion between the organic layer and the conductive layer or the adhesion between the organic layers is low, separation occurs at the interface between the organic layer and the conductive layer or within the organic layer. Accordingly, a region of the protective layer 131 overlapping with the conductive layer 166 can be selectively removed. Note that when an organic layer or the like remains over the conductive layer 166, it can be removed with an organic solvent or the like.
  • the organic layer for example, at least one organic layer (a layer functioning as a light emitting layer, a carrier block layer, a carrier transport layer, or a carrier injection layer) used for the EL layer 113 can be used.
  • the organic layer may be formed at the same time as the EL layer 113 is formed, or may be provided separately.
  • the conductive layer can be formed using the same process and the same material as the common electrode 115 .
  • an ITO film is preferably formed as the common electrode 115 and the conductive layer. Note that in the case where the common electrode 115 has a stacked-layer structure, at least one of the layers forming the common electrode 115 is provided as a conductive layer.
  • the top surface of the conductive layer 166 may be covered with a mask so that the protective layer 131 is not formed over the conductive layer 166 .
  • a mask for example, a metal mask (area metal mask) may be used, or an adhesive or adsorptive tape or film may be used.
  • connection portion 204 a region where the protective layer 131 is not provided is formed in the connection portion 204, and the conductive layer 166 and the FPC 172 can be electrically connected through the connection layer 242 in this region. .
  • 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 112R, 112G, and 112B and a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 126R, 126G, and 126B. , and a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 129R, 129G, and 129B.
  • the side surfaces of the conductive layer 123 are covered with sidewall insulating layers 114 .
  • the sidewall insulating layer 114 functions as sidewalls of the conductive layer 123 .
  • a common electrode 115 is provided over the conductive layer 123 so as to be in contact therewith. That is, the connection portion 140 electrically connects the conductive layer 123 and the common electrode 115 .
  • 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.
  • the insulating layer 214 can be formed of recesses in the insulating layer 214 when the conductive layer 112R, the conductive layer 126R, or the conductive layer 129R is processed.
  • the insulating layer 214 may be provided with recesses during processing of the conductive layer 112R, the conductive layer 126R, or the conductive layer 129R.
  • 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 (also referred to as an off-state current) in an off state, and can hold charge accumulated in a capacitor connected in series with the transistor for a long time. is. Further, by using the OS transistor, power consumption of the display device can be reduced.
  • the amount of current flowing through the light emitting device it is necessary to increase the amount of current flowing through the light emitting device.
  • the OS transistor when the transistor operates in the saturation region, the OS transistor can reduce the change in the 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, the number of gradations in the pixel circuit can be increased.
  • 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 transistors included in the circuit 164 and the transistors included in the display portion 162 may have the same structure or different structures.
  • the plurality of transistors included in the circuit 164 may all have the same structure, or may have two or more types.
  • the structures of the plurality of transistors included in the display portion 162 may all be the same, or may be of two or more types.
  • All of the transistors in the display portion 162 may be OS transistors, all of the transistors in the display portion 162 may be Si transistors, or some of the transistors in the display portion 162 may be OS transistors and the rest may be Si transistors. good.
  • LTPS transistors and OS transistors are combined in the display portion 162
  • a structure in which an LTPS transistor and an OS transistor are combined is sometimes called an LTPO.
  • an OS transistor is used as a transistor or the like that functions as a switch for controlling conduction or non-conduction between wirings
  • an LTPS transistor is used as a transistor or the like that controls current.
  • one of the transistors included in the display portion 162 functions as a transistor for controlling 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 162 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.
  • 17B and 17C 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. 17B illustrates an example in which the insulating layer 225 covers the top 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 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 .
  • 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
  • Display device 100H A display device 100H shown in FIG. 18A is mainly different from the display device 100G in that it is a bottom emission type display device.
  • Light emitted by the light emitting device is emitted to the substrate 151 side.
  • a material having high visible light transmittance is preferably used for the substrate 151 .
  • the material used for the substrate 152 may or may not be translucent.
  • a light-blocking layer 117 is preferably formed between the substrate 151 and the transistor 201 and between the substrate 151 and the transistor 205 .
  • FIG. 18A shows an example in which the light-blocking layer 117 is provided over the substrate 151 , the insulating layer 153 is provided over the light-blocking layer 117 , and the transistors 201 and 205 and the like are provided over the insulating layer 153 .
  • a colored layer 132 R and a colored layer 132 G are provided over the insulating layer 215 .
  • the light emitting device 130R has a conductive layer 112R and a conductive layer 126R over the conductive layer 112R.
  • the light emitting device 130G has a conductive layer 112G and a conductive layer 126G over the conductive layer 112G.
  • a material that reflects visible light is preferably used for the common electrode 115 .
  • 17A and 18A show an example in which the upper surface of the layer 128 has a flat portion, but the shape of the layer 128 is not particularly limited.
  • a variation of layer 128 is shown in Figures 18B-18D.
  • the upper surface of the layer 128 can be configured to have a shape in which the center and the vicinity thereof are depressed in a cross-sectional view, that is, a shape having a concave curved surface.
  • the upper surface of the layer 128 can be configured to have a shape in which the center and the vicinity thereof bulge in a cross-sectional view, that is, have a convex curved surface.
  • the top surface of layer 128 may have one or both of convex and concave surfaces.
  • the number of convex curved surfaces and concave curved surfaces that the upper surface of the layer 128 has is not limited, and may be one or more.
  • the height of the top surface of the layer 128 and the height of the top surface of the conductive layer 112R may be the same or substantially the same, or may be different from each other.
  • the height of the top surface of layer 128 may be lower or higher than the height of the top surface of conductive layer 112R.
  • FIG. 18B can also be said to be an example in which the layer 128 is accommodated inside the recess of the conductive layer 112R.
  • the layer 128 may exist outside the recess of the conductive layer 112R, that is, the upper surface of the layer 128 may be wider than the recess.
  • the light emitting device has an EL layer 763 between a pair of electrodes (lower electrode 761 and upper electrode 762).
  • EL layer 763 can be composed of multiple layers, such as layer 780 , light-emitting layer 771 , and layer 790 .
  • the light-emitting layer 771 includes at least a light-emitting substance (also referred to as a light-emitting material).
  • the layer 780 includes a layer containing a substance with high hole injection property (hole injection layer), a layer containing a substance with high hole transport property (positive hole-transporting layer) and a layer containing a highly electron-blocking substance (electron-blocking layer).
  • the layer 790 includes a layer containing a substance with high electron injection properties (electron injection layer), a layer containing a substance with high electron transport properties (electron transport layer), and a layer containing a substance with high hole blocking properties (positive layer). pore blocking layer).
  • a structure having layer 780, light-emitting layer 771, and layer 790 provided between a pair of electrodes can function as a single light-emitting unit, and the structure of FIG. 19A is referred to herein as a single structure.
  • FIG. 19B is a modification of the EL layer 763 included in the light emitting device shown in FIG. 19A. Specifically, the light-emitting device shown in FIG. It has a top layer 792 and a top electrode 762 on layer 792 .
  • layer 781 is a hole injection layer
  • layer 782 is a hole transport layer
  • layer 791 is an electron transport layer
  • layer 792 is an electron injection layer.
  • the layer 781 is an electron injection layer
  • the layer 782 is an electron transport layer
  • the layer 791 is a hole transport layer
  • the layer 792 is a hole injection layer.
  • FIGS. 19C and 19D a configuration in which a plurality of light-emitting layers (light-emitting layers 771, 772, and 773) are provided between layers 780 and 790 is also a variation of the single structure.
  • FIGS. 19C and 19D show an example having three light-emitting layers, the number of light-emitting layers in a single-structure light-emitting device may be two or four or more.
  • the single structure light emitting device may have a buffer layer between the two light emitting layers.
  • the buffer layer can be formed using, for example, a material that can be used for the hole-transporting layer or the electron-transporting layer.
  • a structure in which a plurality of light-emitting units (light-emitting unit 763a and light-emitting unit 763b) are connected in series via a charge generation layer 785 (also referred to as an intermediate layer) is used herein.
  • This is called a tandem structure.
  • the tandem structure may also be called a stack structure.
  • FIGS. 19D and 19F are examples in which the display device has a layer 764 that overlaps the light emitting device.
  • Figure 19D is an example of layer 764 overlapping the light emitting device shown in Figure 19C
  • Figure 19F is an example of layer 764 overlapping the light emitting device shown in Figure 19E.
  • a conductive film that transmits visible light is used for the upper electrode 762 in order to extract light to the upper electrode 762 side.
  • the layer 764 one or both of a color conversion layer and a color filter (colored layer) can be used.
  • the light-emitting layer 771, the light-emitting layer 772, and the light-emitting layer 773 can use light-emitting substances that emit light of different colors.
  • white light emission can be obtained.
  • a single-structure light-emitting device preferably has a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits blue light and a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits visible light with a longer wavelength than blue.
  • a color filter is preferably provided as the layer 764 shown in FIG. 19D.
  • a desired color of light can be obtained by passing the white light through the color filter.
  • a single-structure light-emitting device has three light-emitting layers, a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits red (R) light, a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits green (G) light, and a light-emitting layer that emits blue light. It is preferable to have a light-emitting layer having a light-emitting substance (B) that emits light.
  • the stacking order of the light-emitting layers can be R, G, B from the anode side, or R, B, G, etc. from the anode side.
  • a buffer layer may be provided between R and G or B.
  • a light-emitting device with a single structure has two light-emitting layers
  • a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits blue (B) light and a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits yellow (Y) light. is preferred.
  • This structure is sometimes called a BY single structure.
  • a light-emitting device that emits white light preferably contains two or more types of light-emitting substances.
  • select luminescent substances in which the luminescence of two luminescent substances is in a complementary color relationship or select luminescent substances in which the combined luminescence of two or more luminescent substances produces white light. do it.
  • light-emitting substances may be selected so that the colors of light emitted from the two light-emitting layers are in 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 light-emitting device as a whole may emit white light by combining the light-emitting colors of the three or more light-emitting layers.
  • the layer 780 and the layer 790 may each independently have a laminated structure composed of two or more layers.
  • light-emitting substances that emit light of different colors can be used for the light-emitting layers 771 and 772 .
  • the light emitted from the light-emitting layer 771 and the light emitted from the light-emitting layer 772 are complementary colors, white light emission is obtained.
  • a color filter is preferably provided as the layer 764 shown in FIG. 19F. A desired color of light can be obtained by passing the white light through the color filter.
  • 19E and 19F show an example in which the light-emitting unit 763a has one light-emitting layer 771 and the light-emitting unit 763b has one light-emitting layer 772, but the present invention is not limited to this.
  • Each of the light-emitting unit 763a and the light-emitting unit 763b may have two or more light-emitting layers.
  • FIG. 19E and FIG. 19F exemplify a light-emitting device having two light-emitting units
  • the light emitting device may have three or more light emitting units.
  • a structure having two light-emitting units may be called a two-stage tandem structure, and a structure having three light-emitting units may be called a three-stage tandem structure.
  • light-emitting unit 763a has layer 780a, light-emitting layer 771 and layer 790a, and light-emitting unit 763b has layer 780b, light-emitting layer 772 and layer 790b.
  • layers 780a and 780b each comprise one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, and an electron blocking layer.
  • layers 790a and 790b each include one or more of an electron injection layer, an electron transport layer, and a hole blocking layer. If the bottom electrode 761 is the cathode and the top electrode 762 is the anode, then layers 780a and 790a would have the opposite arrangement, and layers 780b and 790b would also have the opposite arrangement.
  • layer 780a has a hole-injection layer and a hole-transport layer over the hole-injection layer, and further includes a hole-transport layer. It may have an electron blocking layer on the layer.
  • Layer 790a also has an electron-transporting layer and may also have a hole-blocking layer between the light-emitting layer 771 and the electron-transporting layer.
  • Layer 780b also has a hole transport layer and may also have an electron blocking layer on the hole transport layer.
  • Layer 790b also has an electron-transporting layer, an electron-injecting layer on the electron-transporting layer, and may also have a hole-blocking layer between the light-emitting layer 772 and the electron-transporting layer. If the bottom electrode 761 is the cathode and the top electrode 762 is the anode, for example, layer 780a has an electron injection layer, an electron transport layer on the electron injection layer, and a positive electrode on the electron transport layer. It may have a pore blocking layer. Layer 790a also has a hole-transporting layer and may also have an electron-blocking layer between the light-emitting layer 771 and the hole-transporting layer.
  • Layer 780b also has an electron-transporting layer and may also have a hole-blocking layer on the electron-transporting layer.
  • Layer 790b also has a hole-transporting layer, a hole-injecting layer on the hole-transporting layer, and an electron-blocking layer between the light-emitting layer 772 and the hole-transporting layer. good too.
  • two light-emitting units are stacked with the charge generation layer 785 interposed therebetween.
  • Charge generation layer 785 has at least a charge generation region.
  • the charge-generating layer 785 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.
  • FIGS. 20A to 20C there is a configuration shown in FIGS. 20A to 20C.
  • FIG. 20A shows a configuration having three light emitting units.
  • a plurality of light-emitting units (light-emitting unit 763a, light-emitting unit 763b, and light-emitting unit 763c) are connected in series via the charge generation layer 785, respectively.
  • Light-emitting unit 763a includes layer 780a, light-emitting layer 771, and layer 790a
  • light-emitting unit 763b includes layer 780b, light-emitting layer 772, and layer 790b
  • light-emitting unit 763c includes , a layer 780c, a light-emitting layer 773, and a layer 790c.
  • a structure applicable to the layers 780a and 780b can be used for the layer 780c
  • a structure applicable to the layers 790a and 790b can be used for the layer 790c.
  • a light-emitting material that emits light of a different color can be used for part or all of the light-emitting layers 771, 772, and 773.
  • FIG. The combination of the emission colors of the light-emitting layer 771, the light-emitting layer 772, and the light-emitting layer 773 is, for example, a configuration in which any two are blue (B) and the remaining one is yellow (Y), and any one is red (R ), the other one is green (G), and the remaining one is blue (B).
  • FIG. 20B is a tandem-type light-emitting device in which light-emitting units having a plurality of light-emitting layers are stacked. 20B shows a configuration in which two light-emitting units (light-emitting unit 763a and light-emitting unit 763b) are connected in series via a charge generation layer 785.
  • the light-emitting unit 763a includes a layer 780a, a light-emitting layer 771a, a light-emitting layer 771b, a light-emitting layer 771c, and a layer 790a. and a light-emitting layer 772c and a layer 790b.
  • light-emitting substances having a complementary color relationship are selected for the light-emitting layers 771a, 771b, and 771c, and the light-emitting unit 763a is configured to emit white light (W).
  • the light-emitting layer 772a, the light-emitting layer 772b, and the light-emitting layer 772c light-emitting substances having complementary colors are selected, and the light-emitting unit 763b is configured to emit white light (W). That is, it can be said that the configuration shown in FIG. 20B is a two-stage tandem structure of W ⁇ W. Note that there is no particular limitation on the stacking order of the light-emitting substances that are complementary colors.
  • a ⁇ b means that a light-emitting unit having a light-emitting substance that emits light b is provided over a light-emitting unit that has a light-emitting substance that emits light a through a charge generation layer.
  • a, b denote colors.
  • a two-stage tandem structure of B ⁇ Y or Y ⁇ B having a light-emitting unit that emits yellow (Y) light and a light-emitting unit that emits blue (B) light.
  • Two-stage tandem structure of R ⁇ G ⁇ B or B ⁇ R ⁇ G having a light-emitting unit that emits (R) and green (G) light and a light-emitting unit that emits blue (B) light, blue (B)
  • a three-stage tandem structure of B ⁇ Y ⁇ B having, in this order, a light-emitting unit that emits light of yellow (Y), and a light-emitting unit that emits light of blue (B).
  • a light-emitting unit that emits yellow-green (YG) light, and a light-emitting unit that emits blue (B) light in this order, a three-stage tandem structure of B ⁇ YG ⁇ B, blue A three-stage tandem structure of B ⁇ G ⁇ B having, in this order, a light-emitting unit that emits (B) light, a light-emitting unit that emits green (G) light, and a light-emitting unit that emits blue (B) light, etc. is mentioned.
  • a ⁇ b means that one light-emitting unit includes a light-emitting substance that emits light a and a light-emitting substance that emits light b.
  • a light-emitting unit having one light-emitting layer and a light-emitting unit having a plurality of light-emitting layers may be combined.
  • a plurality of light-emitting units (light-emitting unit 763a, light-emitting unit 763b, and light-emitting unit 763c) are connected in series with the charge generation layer 785 interposed therebetween.
  • Light-emitting unit 763a includes layer 780a, light-emitting layer 771, and layer 790a
  • light-emitting unit 763b includes layer 780b, light-emitting layer 772a, light-emitting layer 772b, light-emitting layer 772c, and layer 790b.
  • the light-emitting unit 763c includes a layer 780c, a light-emitting layer 773, and a layer 790c.
  • the light-emitting unit 763a is a light-emitting unit that emits blue (B) light
  • the light-emitting unit 763b emits red (R), green (G), and yellow-green (YG) light.
  • a three-stage tandem structure of B ⁇ R, G, and YG ⁇ B, in which the light-emitting unit 763c is a light-emitting unit that emits blue (B) light, or the like can be applied.
  • the order of the number of stacked light-emitting units and the colors is as follows: from the anode side, a two-stage structure of B and Y; a two-stage structure of B and light-emitting unit X; a three-stage structure of B, Y, and B; , B, and the order of the number of layers of light-emitting layers and the colors in the light-emitting unit X is, from the anode side, a two-layer structure of R and Y, a two-layer structure of R and G, and a two-layer structure of G and R.
  • a two-layer structure, a three-layer structure of G, R, and G, or a three-layer structure of R, G, and R can be used.
  • another layer may be provided between the two light-emitting layers.
  • a conductive film that transmits visible light is used for the electrode on the light extraction side of the lower electrode 761 and the upper electrode 762 .
  • a conductive film that reflects visible light is preferably used for the electrode on the side from which light is not extracted.
  • the display device has a light-emitting device that emits infrared light
  • a conductive film that transmits visible light and infrared light is used for the electrode on the side from which light is extracted
  • a conductive film is used for the electrode on the side that does not extract light.
  • a conductive film that reflects visible light and infrared light is preferably used.
  • a conductive film that transmits visible light may also be used for the electrode on the side from which light is not extracted.
  • the electrode is preferably placed between the reflective layer and the EL layer 763 . That is, the light emitted from the EL layer 763 may be reflected by the reflective layer and extracted from the display device.
  • metals, alloys, electrically conductive compounds, mixtures thereof, and the like can be appropriately used.
  • specific examples of such materials include aluminum, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, gallium, zinc, indium, tin, molybdenum, tantalum, tungsten, palladium, gold, platinum, silver, yttrium, Metals such as neodymium, and alloys containing appropriate combinations thereof can be mentioned.
  • the material includes 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), and In -W-Zn oxide and the like can be mentioned.
  • the material includes an alloy containing aluminum (aluminum alloy) such as an alloy of aluminum, nickel, and lanthanum (Al-Ni-La), an alloy of silver and magnesium, and an alloy of silver, palladium and copper.
  • An alloy containing silver such as (Ag-Pd-Cu, also referred to as APC) can be mentioned.
  • elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table of elements not exemplified above e.g., lithium, cesium, calcium, strontium
  • europium e.g., europium
  • rare earth metals such as ytterbium
  • appropriate combinations of these alloy containing, graphene, and the like e.g., graphene, graphene, and the like.
  • the light-emitting device preferably employs a micro-optical resonator (microcavity) structure. Therefore, one of the pair of electrodes of the light-emitting device preferably has an electrode (semi-transmissive/semi-reflective electrode) that is transparent and reflective to visible light, and the other is an electrode that is reflective to visible light ( reflective electrode). Since the light-emitting device has a microcavity structure, the light emitted from the light-emitting layer can be resonated between both electrodes, and the light emitted from the light-emitting device can be enhanced.
  • microcavity micro-optical resonator
  • the semi-transmissive/semi-reflective electrode has a laminated structure of a conductive layer that can be used as a reflective electrode and a conductive layer that can be used as an electrode that transmits visible light (also referred to as a transparent electrode). can be done.
  • the light transmittance of the transparent electrode is set to 40% or more.
  • an electrode having a transmittance of 40% or more for visible light (light having a wavelength of 400 nm or more and less than 750 nm) as the transparent electrode of the light emitting device.
  • 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 device has at least a light-emitting layer. Further, in the light-emitting device, layers other than the light-emitting layer include a substance with high hole-injection property, a substance with high hole-transport property, a hole-blocking material, a substance with high electron-transport property, an electron-blocking material, and a layer with high electron-injection property.
  • layers other than the light-emitting layer include a substance with high hole-injection property, a substance with high hole-transport property, a hole-blocking material, a substance with high electron-transport property, an electron-blocking material, and a layer with high electron-injection property.
  • a layer containing a substance, a bipolar substance (a substance with high electron-transport and hole-transport properties, also referred to as a bipolar material), or the like may be further included.
  • the light-emitting device has, in addition to the light-emitting layer, one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, a charge generation layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer. can be configured.
  • Both low-molecular-weight compounds and high-molecular-weight compounds can be used in the light-emitting device, and inorganic compounds may be included.
  • Each of the layers constituting the light-emitting device can be formed by a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, a coating method, or the like.
  • the emissive layer has one or more emissive materials.
  • a substance emitting light of blue, purple, blue-violet, green, yellow-green, yellow, orange, red, or the like is used as appropriate.
  • a substance that emits near-infrared light can be used as the light-emitting substance.
  • Luminescent materials include fluorescent materials, phosphorescent materials, TADF materials, quantum dot materials, and the like.
  • 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. mentioned.
  • 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, and the like, which serve 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 highly hole-transporting substance (hole-transporting material) and a highly electron-transporting substance (electron-transporting material) can be used as the one or more organic compounds.
  • a highly hole-transporting substance hole-transporting material
  • a highly electron-transporting substance electron-transporting material
  • the electron-transporting material a substance having a high electron-transporting property that can be used for the electron-transporting layer, which will be described later, can be used.
  • 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 hole-injecting layer is a layer that injects holes from the anode to the hole-transporting layer, and contains a substance having a high hole-injecting property.
  • Substances with high hole-injection properties include aromatic amine compounds and composite materials containing a hole-transporting material and an acceptor material (electron-accepting material).
  • the hole-transporting material a substance having a high hole-transporting property that can be used for the hole-transporting layer, which will be described later, can be used.
  • oxides of metals belonging to groups 4 to 8 in the periodic table can be used.
  • Specific examples include molybdenum oxide, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide.
  • molybdenum oxide is particularly preferred because it is stable even in the atmosphere, has low hygroscopicity, and is easy to handle.
  • An organic acceptor material containing fluorine can also be used.
  • Organic acceptor materials such as quinodimethane derivatives, chloranil derivatives, and hexaazatriphenylene derivatives can also be used.
  • a material containing a hole-transporting material and an oxide of a metal belonging to Groups 4 to 8 in the above-described periodic table (typically molybdenum oxide) is used. may be used.
  • the hole-transporting layer is a layer that transports the holes injected from the anode through the hole-injecting layer to the light-emitting 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 substances with high hole-transporting properties. is preferred.
  • ⁇ -electron-rich heteroaromatic compounds e.g., carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, etc.
  • aromatic amines compounds having an aromatic amine skeleton
  • other substances with high hole-transporting properties is preferred.
  • the electron blocking layer is provided in contact with the light emitting layer.
  • the electron blocking layer is a layer containing a material capable of transporting holes and blocking electrons.
  • a material having an electron blocking property can be used among the above hole-transporting materials.
  • the electron blocking layer has hole-transporting properties, it can also be called a hole-transporting layer. Moreover, the layer which has electron blocking property can also be called an electron blocking layer among hole transport layers.
  • the electron-transporting layer is a layer that transports electrons injected from the cathode through the electron-injecting layer to the light-emitting 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, ⁇ -electrons 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 substance having a high electron-transport property such as a deficient heteroaromatic compound can be used.
  • the hole blocking layer is provided in contact with the light emitting layer.
  • the hole-blocking layer is a layer containing a material that has electron-transport properties and can block holes.
  • a material having a hole-blocking property can be used among the above-described electron-transporting materials.
  • the hole blocking layer has electron transport properties, it can also be called an electron transport layer. Moreover, among the electron transport layers, a layer having hole blocking properties can also be referred to as a hole blocking layer.
  • the electron injection layer is a layer that injects electrons from the cathode to the electron transport layer, and is a layer that contains a substance with high electron injection properties.
  • Alkali metals, alkaline earth metals, or compounds thereof can be used as the substance with a high electron-injecting property.
  • a composite material containing an electron-transporting material and a donor material (electron-donating material) can also be used as the substance with high electron-injecting properties.
  • the LUMO level of the substance with high electron injection properties has a small difference (specifically, 0.5 eV or less) from the value of the work function of the material used for the cathode.
  • the electron injection layer includes, for example, lithium, cesium, ytterbium, lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF x , x is an arbitrary number), 8-(quinolinolato)lithium (abbreviation: Liq), 2-(2-pyridyl)phenoratritium (abbreviation: LiPP), 2-(2-pyridyl)-3-pyridinolatritium (abbreviation: LiPPy), 4-phenyl-2-(2-pyridyl)pheno Alkali metals such as latolithium (abbreviation: LiPPP), lithium oxide (LiO x ), cesium carbonate, alkaline earth metals, or compounds thereof can be used.
  • the electron injection layer may have a laminated structure of two or more layers. Examples of the laminated structure include a structure in which lithium fluoride is used for the first layer and ytterbium is provided for the second layer.
  • the electron injection layer may have an electron-transporting material.
  • a compound having a lone pair of electrons and an electron-deficient heteroaromatic ring can be used as the electron-transporting material.
  • a compound having at least one of a pyridine ring, diazine ring (pyrimidine ring, pyrazine ring, pyridazine ring), and triazine ring can be used.
  • the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level of an organic compound having an unshared electron pair is preferably ⁇ 3.6 eV or more and ⁇ 2.3 eV or less.
  • CV cyclic voltammetry
  • photoelectron spectroscopy optical absorption spectroscopy
  • inverse photoelectron spectroscopy etc. are used to determine the highest occupied molecular orbital (HOMO: Highest Occupied Molecular Orbital) level and LUMO level of an organic compound. can be estimated.
  • 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
  • the charge generation layer has at least a charge generation region, as described above.
  • the charge generation region preferably contains an acceptor material, for example, preferably contains a hole transport material and an acceptor material applicable to the hole injection layer described above.
  • the charge generation layer preferably has a layer containing a substance having a high electron injection property.
  • This layer can also be called an electron injection buffer layer.
  • the electron injection buffer layer is preferably provided between the charge generation region and the electron transport layer. Since the injection barrier between the charge generation region and the electron transport layer can be relaxed by providing the electron injection buffer layer, electrons generated in the charge generation region can be easily injected into the electron transport layer.
  • the electron injection buffer layer preferably contains an alkali metal or an alkaline earth metal, and can be configured to contain, for example, an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound.
  • the electron injection buffer layer preferably has an inorganic compound containing an alkali metal and oxygen, or an inorganic compound containing an alkaline earth metal and oxygen. Lithium (Li 2 O), etc.) is more preferred.
  • the above materials applicable to the electron injection layer can be preferably used.
  • the charge generation layer preferably has a layer containing a substance having a high electron transport property. Such layers may also be referred to as electron relay layers.
  • the electron relay layer is preferably provided between the charge generation region and the electron injection buffer layer. If the charge generation layer does not have an electron injection buffer layer, the electron relay layer is preferably provided between the charge generation region and the electron transport layer.
  • the electron relay layer has a function of smoothly transferring electrons by preventing interaction between the charge generation region and the electron injection buffer layer (or electron transport layer).
  • a phthalocyanine-based material such as copper (II) phthalocyanine (abbreviation: CuPc), or a metal complex having a metal-oxygen bond and an aromatic ligand.
  • charge generation region electron injection buffer layer, and electron relay layer may not be clearly distinguished depending on their cross-sectional shape, characteristics, or the like.
  • the charge generation layer may contain a donor material instead of the acceptor material.
  • the charge-generating layer may have a layer containing an electron-transporting material and a donor material, which are applicable to the electron-injecting layer described above.
  • the electronic devices of this embodiment each include the display device of one embodiment of the present invention in a display portion.
  • the display device of one embodiment of the present invention can easily have high definition and high resolution. 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. 21A to 21D An example of a wearable device that can be worn on the head will be described with reference to FIGS. 21A to 21D.
  • These wearable devices have at least one of a function of displaying AR content, a function of displaying VR content, a function of displaying SR content, and a function of displaying MR content.
  • the electronic device has a function of displaying at least one content such as AR, VR, SR, and MR, it is possible to enhance the immersive feeling of the user.
  • Electronic device 700A shown in FIG. 21A and electronic device 700B shown in FIG. It has a control section (not shown), an imaging section (not shown), a pair of optical members 753 , a frame 757 and a pair of nose pads 758 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display panel 751 . Therefore, the electronic device can display images with extremely high definition.
  • Each of the electronic devices 700A and 700B can project an image displayed on the display panel 751 onto the display area 756 of the optical member 753 . Since the optical member 753 has translucency, the user can see the image displayed in the display area superimposed on the transmitted image visually recognized through the optical member 753 . Therefore, the electronic device 700A and the electronic device 700B are electronic devices capable of AR display.
  • the electronic device 700A and the electronic device 700B may be provided with a camera capable of capturing an image of the front as an imaging unit. Further, 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 the light receiving device.
  • a photoelectric conversion device also referred to as a photoelectric conversion element
  • One or both of an inorganic semiconductor and an organic semiconductor can be used for the active layer of the photoelectric conversion device.
  • Electronic device 800A shown in FIG. 21C 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
  • the electronic device 800A may have a vibration mechanism that functions as bone conduction earphones.
  • a vibration mechanism that functions as bone conduction earphones.
  • one or more of the display portion 820, the housing 821, and the mounting portion 823 can be provided with the vibration mechanism.
  • the user can enjoy video and audio simply by wearing the electronic device 800A without the need for separate audio equipment such as headphones, earphones, or speakers.
  • 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. 21A has a function of transmitting information to earphone 750 by a wireless communication function.
  • electronic device 800A shown in FIG. 21C 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. 21B has earphone section 727 .
  • the earphone section 727 and the control section can be configured to be wired to each other.
  • a part of the wiring connecting the earphone section 727 and the control section may be arranged inside the housing 721 or the mounting section 723 .
  • electronic device 800B shown in FIG. 21D has earphone section 827.
  • the earphone unit 827 and the control unit 824 can be configured to be wired to each other.
  • a part of the wiring connecting the earphone section 827 and the control section 824 may be arranged inside the housing 821 or the mounting section 823 .
  • the earphone section 827 and the mounting section 823 may have magnets. Accordingly, the earphone section 827 can be fixed to the mounting section 823 by magnetic force, which is preferable because it facilitates storage.
  • the electronic device may have an audio output terminal to which earphones, headphones, or the like can be connected. Also, the electronic device may have one or both of an audio input terminal and an audio input mechanism.
  • the voice input mechanism for example, a sound collecting device such as a microphone can be used.
  • the electronic device may function as a so-called headset.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention includes both glasses type (electronic device 700A, electronic device 700B, etc.) and goggle type (electronic device 800A, electronic device 800B, etc.). preferred.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention can transmit information to the earphone by wire or wirelessly.
  • An electronic device 6500 illustrated in FIG. 22A is a personal digital assistant that can be used as a smart phone.
  • An electronic device 6500 includes a housing 6501, a display portion 6502, a power button 6503, a button 6504, a speaker 6505, a microphone 6506, a camera 6507, a light source 6508, and the like.
  • a display portion 6502 has a touch panel function.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 6502 .
  • FIG. 22B is a schematic cross-sectional view including the end of the housing 6501 on the microphone 6506 side.
  • a light-transmitting protective member 6510 is provided on the display surface side of the housing 6501, and a display panel 6511, an optical member 6512, a touch sensor panel 6513, and a printer are placed in a space surrounded by the housing 6501 and the protective member 6510.
  • a substrate 6517, a battery 6518, and the like are arranged.
  • a display panel 6511, an optical member 6512, and a touch sensor panel 6513 are fixed to the protective member 6510 with an adhesive layer (not shown).
  • a portion of the display panel 6511 is folded back in a region outside the display portion 6502, and the FPC 6515 is connected to the folded portion.
  • An IC6516 is mounted on the FPC6515.
  • the FPC 6515 is connected to terminals provided on the printed circuit board 6517 .
  • the flexible display of one embodiment of the present invention can be applied to the display panel 6511 . Therefore, an extremely lightweight electronic device can be realized. In addition, since the display panel 6511 is extremely thin, the thickness of the electronic device can be reduced and the large-capacity battery 6518 can be mounted. In addition, by folding back part of the display panel 6511 and arranging a connection portion with the FPC 6515 on the back side of the pixel portion, an electronic device with a narrow frame can be realized.
  • FIG. 22C 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. 22C 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. 22D 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. 22E and 22F An example of digital signage is shown in FIGS. 22E and 22F.
  • a digital signage 7300 illustrated in FIG. 22E 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. 22F 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.
  • FIG. 22E and 22F the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000.
  • 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. 23A to 23G 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 display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 9001 in FIGS. 23A to 23G.
  • the electronic devices shown in FIGS. 23A to 23G 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. 23A 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. 23A 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. 23B is a perspective view showing the mobile information terminal 9102.
  • the portable information terminal 9102 has a function of displaying information on three or more sides of the display portion 9001 .
  • information 9052, information 9053, and information 9054 are displayed on different surfaces.
  • the user can confirm the information 9053 displayed at a position where the mobile information terminal 9102 can be viewed from above the mobile information terminal 9102 while the mobile information terminal 9102 is stored in the chest pocket of the clothes.
  • the user can check the display without taking out the portable information terminal 9102 from the pocket, and can determine, for example, whether to receive a call.
  • FIG. 23C is a perspective view showing the tablet terminal 9103.
  • the tablet terminal 9103 can execute various applications such as mobile phone, e-mail, reading and creating text, playing music, Internet communication, and computer games.
  • the tablet terminal 9103 has a display portion 9001, a camera 9002, a microphone 9008, and a speaker 9003 on the front of the housing 9000, operation keys 9005 as operation buttons on the left side of the housing 9000, and connection terminals on the bottom. 9006.
  • FIG. 23D is a perspective view showing a wristwatch-type personal digital assistant 9200.
  • the mobile information terminal 9200 can be used as a smart watch (registered trademark), for example.
  • the display portion 9001 has a curved display surface, and display can be performed along the curved display surface.
  • the mobile information terminal 9200 can also make hands-free calls by mutual communication with a headset capable of wireless communication, for example.
  • the portable information terminal 9200 can transmit data to and from another information terminal through the connection terminal 9006, and can be charged. Note that the charging operation may be performed by wireless power supply.
  • FIG. 23E-23G are perspective views showing a foldable personal digital assistant 9201.
  • FIG. 23E is a state in which the portable information terminal 9201 is unfolded
  • FIG. 23G is a state in which it is folded
  • FIG. 23F is a perspective view in the middle of changing from one of FIGS. 23E and 23G 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.
  • 11B sub-pixel, 11G: sub-pixel, 11R: sub-pixel, 100A: display device, 100B: display device, 100C: display device, 100D: display device, 100E: display device, 100F: display device, 100G: display device, 100H: display device, 100: display device, 101: layer, 110a: subpixel, 110b: subpixel, 110c: subpixel, 110d: subpixel, 110: pixel, 111B: pixel electrode, 111G: pixel electrode, 111R: Pixel electrode, 112B: conductive layer, 112G: conductive layer, 112R: conductive layer, 113s: material layer, 113t: region, 113: EL layer, 114A: insulating film, 114: sidewall insulating layer, 115: common electrode, 116B: Optical adjustment layer 116G: Optical adjustment layer 116R: Optical adjustment layer 117: Light shielding layer 120: Substrate 122: Resin layer 123: Conductive layer 124a:

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Abstract

高精細な表示装置を提供する。 絶縁表面上に第1の発光デバイスと第2の発光デバイスを有する。第1の発光デバイスが有する第1の画素電極の側面には第1の側壁絶縁層が接し、第2の発光デバイスが有する第2の画素電極の側面には第2の側壁絶縁層が接する。第1の発光デバイスは、第1の着色層と重なり、第2の発光デバイスは、第1の着色層とは異なる色の光を透過する第2の着色層と重なる。第1の発光デバイスと第2の発光デバイスは共通電極を共有する。第1の発光デバイスが有する第1の層と、第2の発光デバイスが有する第2の層と、絶縁層の上面に位置し、かつ、第1の側壁絶縁層と第2の側壁絶縁層との間に位置する材料層と、は、いずれも同一の発光材料を有し、互いに離隔されている。

Description

表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表示装置の作製方法
本発明の一態様は、表示装置、表示モジュール、及び、電子機器に関する。本発明の一態様は、表示装置の作製方法に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置(例えば、タッチセンサ)、入出力装置(例えば、タッチパネル)、それらの駆動方法、またはそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されている。例えば、大型の表示装置の用途としては、家庭用のテレビジョン装置(テレビまたはテレビジョン受信機ともいう)、デジタルサイネージ(Digital Signage:電子看板)、及び、PID(Public Information Display)等が挙げられる。また、携帯情報端末として、タッチパネルを備えるスマートフォン及びタブレット端末などの開発が進められている。
また、表示装置の高精細化が求められている。高精細な表示装置が要求される機器として、例えば、仮想現実(VR:Virtual Reality)、拡張現実(AR:Augmented Reality)、代替現実(SR:Substitutional Reality)、及び、複合現実(MR:Mixed Reality)向けの機器が、盛んに開発されている。
表示装置としては、例えば、発光デバイス(発光素子ともいう)を有する発光装置が開発されている。エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence、以下ELと記す)現象を利用した発光デバイス(ELデバイス、EL素子ともいう)は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流定電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、表示装置に応用されている。
特許文献1には、有機ELデバイス(有機EL素子ともいう)を用いた、VR向けの表示装置が開示されている。
国際公開第2018/087625号
本発明の一態様は、高精細な表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、高解像度の表示装置を提供することを課題の一つとする。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つとする。
本発明の一態様は、高精細な表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、高解像度の表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、歩留まりの高い表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、第1の発光デバイス、第2の発光デバイス、絶縁層、第1の側壁絶縁層、第2の側壁絶縁層、第1の着色層、及び、第2の着色層を有し、第1の発光デバイスは、絶縁層上の第1の画素電極と、第1の画素電極上の第1の層と、第1の層上の共通電極と、を有し、第2の発光デバイスは、絶縁層上の第2の画素電極と、第2の画素電極上の第1の層と、第1の層上の共通電極と、を有し、第1の側壁絶縁層は、第1の画素電極の側面に接し、第2の側壁絶縁層は、第2の画素電極の側面に接し、第1の着色層は、第1の発光デバイスと重なり、第2の着色層は、第2の発光デバイスと重なり、第2の着色層は、第1の着色層とは異なる色の光を透過し、第1の層は、青色の光を発する第1の発光材料と、青色よりも長波長の光を発する第2の発光材料と、を有し、第1の層は、第1の側壁絶縁層と第2の側壁絶縁層との間に、絶縁層の上面に接する部分を有する、表示装置である。
また、本発明の一態様は、第1の発光デバイス、第2の発光デバイス、材料層、絶縁層、第1の側壁絶縁層、第2の側壁絶縁層、第1の着色層、及び、第2の着色層を有し、第1の発光デバイスは、絶縁層上の第1の画素電極と、第1の画素電極上の第1の層と、第1の層上の共通電極と、を有し、第2の発光デバイスは、絶縁層上の第2の画素電極と、第2の画素電極上の第2の層と、第2の層上の共通電極と、を有し、第1の側壁絶縁層は、第1の画素電極の側面に接し、第2の側壁絶縁層は、第2の画素電極の側面に接し、材料層は、絶縁層の上面に接し、かつ、第1の側壁絶縁層と第2の側壁絶縁層との間に位置し、第1の着色層は、第1の発光デバイスと重なり、第2の着色層は、第2の発光デバイスと重なり、第2の着色層は、第1の着色層とは異なる色の光を透過し、第1の層、第2の層、及び材料層は、いずれも同一の発光材料を有し、かつ、互いに離隔されている、表示装置である。
第1の層は、青色の光を発する第1の発光材料と、青色よりも長波長の光を発する第2の発光材料と、を有することが好ましい。
材料層は、第1の側壁絶縁層の側面、及び、第2の側壁絶縁層の側面のうち、少なくとも一方に接することが好ましい。
第1の側壁絶縁層は、さらに、絶縁層の側面及び上面に接し、第2の側壁絶縁層は、さらに、絶縁層の側面及び上面に接することが好ましい。
第1の側壁絶縁層と第2の側壁絶縁層との最短距離は、10μm未満であることが好ましい。
第1の側壁絶縁層と第2の側壁絶縁層との最短距離は、1μm以下であることが好ましい。
第1の側壁絶縁層は、無機絶縁材料を有することが好ましい。
また、本発明の一態様は、上記のいずれかの構成の表示装置を有し、フレキシブルプリント回路基板(Flexible Printed Circuit、以下、FPCと記す)もしくはTCP(Tape Carrier Package)等のコネクタが取り付けられた表示モジュール、またはCOG(Chip On Glass)方式もしくはCOF(Chip On Film)方式等により集積回路(IC)が実装された表示モジュール等の表示モジュールである。
また、本発明の一態様は、上記の表示モジュールと、筐体、バッテリ、カメラ、スピーカ、及びマイクのうち少なくとも一つと、を有する電子機器である。
また、本発明の一態様は、絶縁表面上に、導電膜を形成し、導電膜を加工することで、第1の画素電極と、第2の画素電極と、を形成し、第1の画素電極、及び、第2の画素電極を覆う、絶縁膜を形成し、絶縁膜を加工することで、第1の画素電極の側面に接する第1の側壁絶縁層と、第2の画素電極の側面に接する第2の側壁絶縁層と、を形成し、かつ、第1の画素電極の上面と、第2の画素電極の上面と、を露出させ、第1の画素電極の上面、第2の画素電極の上面、及び、絶縁表面に接する第1の層を形成し、第1の層に接する共通電極を形成し、共通電極上に、第1の画素電極と重なる第1の着色層と、第2の画素電極と重なる第2の着色層と、を配置し、第1の層は、青色の光を発する第1の発光材料と、青色よりも長波長の光を発する第2の発光材料と、を有する、表示装置の作製方法である。
また、本発明の一態様は、絶縁表面上に導電膜を形成し、導電膜を加工することで、第1の画素電極と、第2の画素電極と、を形成し、第1の画素電極、及び、第2の画素電極を覆う、絶縁膜を形成し、絶縁膜を加工することで、第1の画素電極の側面に接する第1の側壁絶縁層と、第2の画素電極の側面に接する第2の側壁絶縁層と、を形成し、かつ、第1の画素電極の上面と、第2の画素電極の上面と、を露出させ、第1の画素電極の上面に接する第1の層と、第2の画素電極の上面に接する第2の層と、絶縁表面に接する材料層と、を同一工程にて形成し、第1の層、及び、第2の層に接する共通電極を形成し、共通電極上に、第1の画素電極と重なる第1の着色層と、第2の画素電極と重なる第2の着色層と、を配置する、表示装置の作製方法である。共通電極は、材料層と接することが好ましい。
本発明の一態様により、高精細な表示装置を提供できる。本発明の一態様により、高解像度の表示装置を提供できる。本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置を提供できる。
本発明の一態様により、高精細な表示装置の作製方法を提供できる。本発明の一態様により、高解像度の表示装置の作製方法を提供できる。本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置の作製方法を提供できる。本発明の一態様により、歩留まりの高い表示装置の作製方法を提供できる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図1Aは、表示装置の一例を示す上面図である。図1B及び図1Cは、表示装置の一例を示す断面図である。
図2A乃至図2Dは、表示装置の一例を示す断面図である。
図3A乃至図3Cは、表示装置の一例を示す断面図である。
図4A乃至図4Cは、表示装置の一例を示す断面図である。
図5A及び図5Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図6A乃至図6Eは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図7A乃至図7Gは、画素の一例を示す図である。
図8A乃至図8Iは、画素の一例を示す図である。
図9A及び図9Bは、表示装置の一例を示す斜視図である。
図10は、表示装置の一例を示す断面図である。
図11は、表示装置の一例を示す断面図である。
図12は、表示装置の一例を示す断面図である。
図13は、表示装置の一例を示す断面図である。
図14は、表示装置の一例を示す断面図である。
図15は、表示装置の一例を示す断面図である。
図16は、表示装置の一例を示す斜視図である。
図17Aは、表示装置の一例を示す断面図である。図17B及び図17Cは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図18A乃至図18Dは、表示装置の一例を示す断面図である。
図19A乃至図19Fは、発光デバイスの構成例を示す図である。
図20A乃至図20Cは、発光デバイスの構成例を示す図である。
図21A乃至図21Dは、電子機器の一例を示す図である。
図22A乃至図22Fは、電子機器の一例を示す図である。
図23A乃至図23Gは、電子機器の一例を示す図である。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチングパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、及び、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、及び、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、及び、範囲などに限定されない。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
本明細書等において、メタルマスク、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、正孔または電子を、「キャリア」といって示す場合がある。具体的には、正孔注入層または電子注入層を「キャリア注入層」といい、正孔輸送層または電子輸送層を「キャリア輸送層」といい、正孔ブロック層また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。
本明細書等において、発光デバイス(発光素子ともいう)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。ここで、EL層が有する層(機能層ともいう)としては、発光層、キャリア注入層(正孔注入層及び電子注入層)、キャリア輸送層(正孔輸送層及び電子輸送層)、及び、キャリアブロック層(正孔ブロック層及び電子ブロック層)などが挙げられる。本明細書等では、一対の電極の一方を画素電極と記し、他方を共通電極と記すことがある。
なお、本明細書等において、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。
なお、本明細書等において、段切れとは、層、膜、または電極が、被形成面の形状(例えば段差など)に起因して分断される現象を示す。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図1乃至図5を用いて説明する。
本発明の一態様の表示装置は、複数の副画素を有する。各副画素は、同一の発光材料を有する発光デバイスと、当該発光デバイスと重なる着色層と、を有する。副画素によって、異なる色の可視光を透過する着色層を設けることで、フルカラー表示を行うことができる。
同一の発光材料を有する発光デバイスを用いる場合、発光デバイスに含まれる画素電極以外の層(例えば発光層)を、複数の副画素で共通にすることができる。そのため、複数の副画素が一続きの膜を共有することができる。しかしながら、発光デバイスに含まれる層には、導電性が比較的高い層もある。複数の副画素が、導電性が高い層を一続きの膜として共有することで、副画素間にリーク電流が発生する場合がある。特に、表示装置が高精細化または高開口率化され、副画素間の距離が小さくなると、当該リーク電流は無視できない大きさになり、表示装置の表示品位の低下などを引き起こす恐れがある。
そこで、本発明の一態様の表示装置では、複数の発光デバイスが共有するEL層が局所的に薄い部分を有する、または、複数の発光デバイスがそれぞれ島状のEL層を有する。EL層が膜厚の小さい部分(厚さが薄い部分ともいえる)を有する構成、または、EL層が発光デバイスごとに分離された構成とすることで、互いに隣接する副画素間のクロストークの発生を抑制することができる。これにより、表示装置において高い色再現性及び高いコントラストを実現でき、表示装置の高精細化と高い表示品位の両立を図ることができる。なお、本発明の一態様の表示装置では、一部の副画素において、EL層が島状に形成されていてもよく、このとき、他の複数の副画素では、EL層が一続きの層となっていてもよい。このとき、当該一続きの層は、局所的に薄い部分を有することが好ましい。
例えば、メタルマスクを用いた真空蒸着法により、島状のEL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EL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、メタルマスクを用いて形成した島状のEL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。
そこで、本発明の一態様の表示装置を作製する際には、シャドーマスク(例えばメタルマスク)を用いることなく、島状のEL層を形成する。
例えば、隣り合う画素電極の間で露出する絶縁層の上面の高さと、画素電極の上面の高さと、の差(隣り合う画素電極間の段差ともいえる)が大きいほど、EL層に局所的に薄い部分を形成すること、さらには、EL層を分断して、発光デバイスごとに島状のEL層を形成することが容易となる。隣り合う画素電極間の段差を利用して、EL層を成膜する際に、自己整合的(セルフアラインともいう)に、EL層を部分的に薄膜化すること、または、EL層を分断することができる。つまり、工程を増やすことなく、クロストークの発生を抑制でき、色再現性及びコントラストの高い表示装置を実現できる。
なお、EL層が膜厚の小さい部分を有する構成、または、EL層が発光デバイスごとに分離された構成とすると、画素電極の露出した部分に共通電極が接するなどにより、発光デバイスがショートする恐れがある。
そのため、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、画素電極の側面に接して、側壁絶縁層(サイドウォール、側壁保護層、絶縁層などともいう)を設ける。これにより、画素電極と共通電極とが接することを抑制し、発光デバイスのショートを防止し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
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、画素電極間の段差を利用して形成される。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。
隣り合う発光デバイスの間隔(最短距離ともいえる)について、例えばファインメタルマスクを用いた形成方法では10μm未満にすることは困難であるが、本発明の一態様の表示装置の作製方法によれば、ガラス基板上のプロセスにおいて、例えば、隣り合う発光デバイスの間隔、隣り合うEL層の間隔、隣り合う側壁絶縁層の間隔、または隣り合う画素電極の間隔を、10μm未満、8μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下、1.5μm以下、1μm以下、または、0.5μm以下にまで狭めることができる。また、例えばLSI向けの露光装置を用いることで、Si Wafer上のプロセスにおいて、隣り合う発光デバイスの間隔、隣り合うEL層の間隔、隣り合う側壁絶縁層の間隔、または隣り合う画素電極の間隔を、例えば、500nm以下、200nm以下、100nm以下、さらには50nm以下にまで狭めることもできる。これにより、2つの発光デバイス間に存在し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、本発明の一態様の表示装置においては、開口率を、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、さらには90%以上であって、100%未満とすることもできる。
なお、表示装置の開口率を高くすることで、表示装置の信頼性を向上させることができる。具体的には、開口率の向上に伴い、同じ表示を得るために必要な発光デバイスに流れる電流密度を低くすることができるため、表示装置の寿命を向上させることができる。
また、本発明の一態様の表示装置の精細度としては、例えば、1000ppi以上、好ましくは2000ppi以上、より好ましくは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以下とすることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の断面構造について主に説明し、本発明の一態様の表示装置の作製方法については、実施の形態2で詳述する。
図1Aに、表示装置100の上面図を示す。表示装置100は、複数の画素110が配置された表示部と、表示部の外側の接続部140と、を有する。表示部には、複数の副画素がマトリクス状に配置されている。図1A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。接続部140は、カソードコンタクト部と呼ぶこともできる。
図1Aに示す副画素の上面形状は、発光領域の上面形状に相当する。本明細書等において、上面形状とは、平面視における形状、つまり、上から見た形状のことをいう。
なお、副画素の上面形状としては、例えば、三角形、四角形(長方形、菱形、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。
また、副画素を構成する回路レイアウトは、図1Aに示す副画素の範囲に限定されず、回路の構成要素は、その外側に配置されていてもよい。つまり、図1Aに示す副画素11Rが有するトランジスタの一部または全てが副画素11Rの範囲外に位置してもよい。副画素11Rが有するトランジスタは、図1Aに示す副画素11Rの範囲内に位置してもよく、副画素11Gの範囲内に位置してもよく、副画素11Bの範囲内に位置してもよく、これらの範囲の複数にまたがって配置されていてもよい。
図1Aでは、副画素11R、11G、11Bの開口率(サイズ、発光領域のサイズともいえる)を等しくまたは概略等しく示すが、本発明の一態様はこれに限定されない。副画素11R、11G、11Bの開口率は、それぞれ適宜決定することができる。副画素11R、11G、11Bの開口率は、それぞれ、異なっていてもよく、2つ以上が等しいまたは概略等しくてもよい。
図1Aに示す画素110には、ストライプ配列が適用されている。図1Aに示す画素110は、副画素11R、副画素11G、副画素11Bの、3つの副画素から構成される。副画素11R、11G、11Bは、それぞれ異なる色の光を呈する。副画素11R、11G、11Bとしては、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)の3色の副画素、黄色(Y)、シアン(C)、及びマゼンタ(M)の3色の副画素などが挙げられる。また、副画素の種類は3つに限られず、4つ以上としてもよい。4つの副画素としては、R、G、B、白色(W)の4色の副画素、R、G、B、Yの4色の副画素、及び、R、G、B、赤外光(IR)の4つの副画素、などが挙げられる。
本明細書等において、行方向をX方向、列方向をY方向という場合がある。X方向とY方向は交差し、例えば垂直に交差する(図1A参照)。図1Aでは、異なる色の副画素がX方向に並べて配置されており、同じ色の副画素が、Y方向に並べて配置されている例を示す。
図1Aでは、上面視で、接続部140が表示部の下側に位置する例を示すが、接続部140の位置は特に限定されない。接続部140は、上面視で、表示部の上側、右側、左側、下側の少なくとも一箇所に設けられていればよく、表示部の四辺を囲むように設けられていてもよい。接続部140の上面形状としては、帯状、L字状、U字状、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1Bに、図1Aにおける一点鎖線X1−X2間の断面図を示す。図1Cに、図1Aにおける一点鎖線Y1−Y2間の断面図を示す。図2Aに、図1Bに示す領域150Aの拡大図を示す。図2B乃至図2Dに、領域150Aの変形例である、領域150B乃至領域150Dを示す。
副画素11Rは、発光デバイス130Rと、赤色の光を透過する着色層132Rと、を有する。これにより、発光デバイス130Rの発光は、着色層132Rを介して表示装置の外部に赤色の光として取り出される。
副画素11Gは、発光デバイス130Gと、緑色の光を透過する着色層132Gと、を有する。これにより、発光デバイス130Gの発光は、着色層132Gを介して表示装置の外部に緑色の光として取り出される。
副画素11Bは、発光デバイス130Bと、青色の光を透過する着色層132Bと、を有する。これにより、発光デバイス130Bの発光は、着色層132Bを介して表示装置の外部に青色の光として取り出される。
ここで、青色の光としては、例えば、発光スペクトルのピーク波長が400nm以上480nm未満である光が挙げられる。また、緑色の光としては、例えば、発光スペクトルのピーク波長が480nm以上580nm未満である光が挙げられる。また、赤色の光としては、例えば、発光スペクトルのピーク波長が580nm以上700nm以下である光が挙げられる。
着色層は特定の波長域の光を選択的に透過し、他の波長域の光を吸収する有色層である。着色層132Rには、例えば、赤色の波長域の光を透過するカラーフィルタを用いることができる。着色層132Gとしては、例えば、緑色の波長域の光を透過するカラーフィルタを用いることができる。着色層132Bとしては、例えば、青色の波長域の光を透過するカラーフィルタを用いることができる。着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、または、顔料もしくは染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
図1Bに示すように、表示装置100には、トランジスタを含む層101上に、絶縁層が設けられ、絶縁層上に発光デバイス130R、130G、130Bが設けられ、これらの発光デバイスを覆うように保護層131が設けられている。保護層131上には、着色層132R、132G、132Bが設けられ、着色層132R、132G、132B上には、樹脂層122によって基板120が貼り合わされている。着色層132Rは、発光デバイス130Rと重なる位置に設けられている。着色層132Gは、発光デバイス130Gと重なる位置に設けられている。着色層132Bは、発光デバイス130Bと重なる位置に設けられている。
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。本実施の形態では、トップエミッション型の表示装置を例に挙げて説明する。
トランジスタを含む層101には、例えば、基板に複数のトランジスタが設けられ、これらのトランジスタを覆うように絶縁層が設けられた積層構造を適用することができる。トランジスタ上の絶縁層は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。図1Bでは、トランジスタ上の絶縁層のうち、絶縁層255a、絶縁層255a上の絶縁層255b、及び、絶縁層255b上の絶縁層255cを示している。なお、トランジスタ上の絶縁層(絶縁層255a乃至絶縁層255c)も、トランジスタを含む層101の一部とみなしてもよい。
後述するが、絶縁層255cは、隣接する2つの発光デバイスの間に凹部を有することが好ましい。これにより、EL層を成膜する際、隣接する画素電極間に大きな段差が設けられている状態となり、EL層を発光デバイスごとに分離して形成することが容易となる。図1Bでは、絶縁層255cに凹部が設けられている例を示す。また、絶縁層255cは、隣接する2つの発光デバイスの間に開口を有していてもよく、このとき、絶縁層255bに凹部が設けられていてもよい。
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4で後述する。
発光デバイスとしては、例えば、OLED(Organic Light Emitting Diode)、またはQLED(Quantum−dot Light Emitting Diode)を用いることが好ましい。発光デバイスが有する発光物質としては、例えば、蛍光を発する物質(蛍光材料)、燐光を発する物質(燐光材料)、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)、及び、無機化合物(量子ドット材料等)が挙げられる。また、発光デバイスとして、マイクロLED(Light Emitting Diode)などのLEDを用いることもできる。
発光デバイスの発光色は、赤外、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高めることができる。
発光デバイスが有する一対の電極のうち、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、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。
発光デバイスが有する一対の電極のうち、一方の電極は陽極として機能し、他方の電極は陰極として機能する。以下では、画素電極が陽極として機能し、共通電極が陰極として機能する場合を例に挙げて説明する場合がある。
発光デバイス130Rは、絶縁層255c上の画素電極111Rと、画素電極111R上の島状のEL層113と、EL層113上の共通電極115と、を有する。
発光デバイス130Gは、絶縁層255c上の画素電極111Gと、画素電極111G上の島状のEL層113と、EL層113上の共通電極115と、を有する。
発光デバイス130Bは、絶縁層255c上の画素電極111Bと、画素電極111B上の島状のEL層113と、EL層113上の共通電極115と、を有する。
発光デバイス130R、130G、130Bは、それぞれ独立に、島状のEL層113を有する。これらEL層113は、同一工程で形成されており、同一の構成である。そのため、これらEL層113は、同一の発光材料を有するということができる。
EL層113は、白色の光を発する構成とすることができる。例えば、EL層113は、青色の光を発する第1の発光材料と、青色よりも長波長の光を発する第2の発光材料と、を有する。
なお、マイクロキャビティ構造を適用することで、白色の光を発する構成のEL層を有する発光デバイスでは、赤色、緑色、青色などの特定の波長の光が強められて発光する場合もある。
例えば、EL層113に白色の光を発する構成を適用し、かつ、マイクロキャビティ構造を適用することで、発光デバイス130Rから赤色の発光を、発光デバイス130Gから緑色の発光を、発光デバイス130Bから青色の発光を、それぞれ得ることができる。
本実施の形態の発光デバイスには、シングル構造(発光ユニットを1つだけ有する構造)を適用してもよく、タンデム構造(発光ユニットを複数有する構造)を適用してもよい。発光ユニットは、少なくとも1層の発光層を有する。
EL層113は、少なくとも発光層を有する。EL層113には、例えば、青色の光を発する発光層と、青色よりも長波長の光を発する発光層と、を有する構成を適用できる。
また、タンデム構造の発光デバイスを用いる場合、EL層113には、例えば、青色の光を発する発光ユニットと、青色よりも長波長の光を発する発光ユニットと、を有する構成を適用できる。各発光ユニットの間には、電荷発生層を設けることが好ましい。タンデム構造を適用することで、高輝度発光が可能な発光デバイスを実現できる。
また、EL層113は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電荷発生層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち1つ以上を有してもよい。
例えば、EL層113は、陽極側から、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び、電子注入層をこの順で有していてもよい。また、正孔輸送層と発光層との間に電子ブロック層を有していてもよい。また、電子輸送層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、例えば、EL層113は、第1の発光ユニットと、第1の発光ユニット上の電荷発生層と、電荷発生層上の第2の発光ユニットと、を有していてもよい。
発光デバイスの構成及び材料のより詳細な内容については、実施の形態5を参照することができる。
図1Bにおいて、各発光デバイスが有するEL層113は、互いに離隔されている。EL層を発光デバイスごとに島状に設けることで、隣接する発光デバイス間のリーク電流を抑制することができる。これにより、クロストークに起因した意図しない発光を防ぐことができ、コントラストの極めて高い表示装置を実現できる。特に、低輝度における電流効率の高い表示装置を実現できる。
また、EL層113と同一の工程で形成され、同一の構成を有する材料層113sが絶縁層255c上に位置する。材料層113sは、EL層113を構成する層を成膜する際に、EL層113とは分断され、絶縁層255c上に独立して設けられた層である。
なお、画素電極111R、111G、111Bのいずれかと、EL層113と、共通電極115と、が重なる領域は、発光領域ということができ、EL発光が得られる領域である。当該発光領域と、材料層113sが設けられた領域と、は、それぞれ、PL(Photoluminescence)発光が得られる領域である。これらのことから、EL発光及びPL発光を確認することで、発光領域と材料層113sが設けられた領域とを区別できるといえる。
画素電極111Rの側面、画素電極111Gの側面、及び、画素電極111Bの側面に接するように、それぞれ、側壁絶縁層114が設けられている。側壁絶縁層114が設けられていることで、画素電極111R、111G、111Bのいずれかと共通電極115とが接することを抑制できる。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。
側壁絶縁層114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など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、例えば、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が挙げられる。窒化絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜が挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、例えば、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜が挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、例えば、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜が挙げられる。
側壁絶縁層114は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
側壁絶縁層114の成膜方法は特に限定されない。側壁絶縁層114は、例えば、スパッタリング法、CVD法、PECVD法、またはALD法を用いて形成することができる。特に、それぞれALD法よりも成膜速度が速い、スパッタリング法、CVD法、またはPECVD法を用いることで、絶縁性の確保に十分な厚さの側壁絶縁層114を生産性高く作製できるため、好ましい。
例えば、側壁絶縁層114として、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、または、窒化酸化シリコン膜を用いることが好ましい。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、側壁絶縁層114として、ALD法を用いて酸化アルミニウム膜を形成してもよい。ALD法を用いることで、高い被覆性で側壁絶縁層114を形成することができる。
図1Bにおいて、画素電極111RとEL層113との間には、画素電極111Rの上面端部を覆う絶縁層(隔壁、バンク、スペーサなどともいう)が設けられていない。また、画素電極111GとEL層113との間には、画素電極111G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、当該絶縁層を形成するためのマスクも不要となり、表示装置の製造コストを削減することができる。
また、画素電極とEL層との間に、画素電極の上面の一部(上面の端部ともいえる)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。
図1Bにおいて、EL層113は、画素電極111R、111G、111Bそれぞれの上面全体を覆うように形成されている。このような構成とすることで、画素電極の上面全体を発光領域とすることも可能となる。また、画素電極の上面の一部を覆う絶縁層が設けられた構成に比べて、開口率を高めることが容易となる。
また、共通電極115は、発光デバイス130R、130G、130B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1C参照)。導電層123には、画素電極111R、111G、111Bと同じ材料及び同じ工程で形成された導電層を用いることが好ましい。
なお、図1Cでは、導電層123と共通電極115とが直接、接続されている。例えば、成膜エリアを規定するためのマスク(ファインメタルマスクと区別して、エリアマスク、またはラフメタルマスクなどともいう)を用いることで、EL層113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。
図1B及び図2Aに示す領域150Aでは、画素電極111G上に島状のEL層113が設けられ、画素電極111B上に島状のEL層113が設けられ、絶縁層255c上に材料層113sが設けられている。画素電極111G上のEL層113と、画素電極111B上のEL層113と、材料層113sと、は、それぞれ離隔されている。
このように、EL層が発光デバイスごとに分離された構成とすることで、互いに隣接する副画素間のクロストークの発生を抑制することができる。
ここで、EL層113を成膜する際に、自己整合的に、EL層113を部分的に薄膜化する、または、EL層113を分断するために好ましい側壁絶縁層114の構成について説明する。
図2Aに示す側壁絶縁層114の高さT1は、EL層113の厚さの0.5倍以上が好ましく、0.8倍以上がより好ましく、1倍以上がさらに好ましく、1.5倍以上とすることがさらに好ましい。
側壁絶縁層114の高さT1としては、側壁絶縁層114における基板面に対する垂直方向の厚さを用いることが好ましい。なお、図2Aにおいて、側壁絶縁層114の高さT1は、画素電極の厚さと、絶縁層255cに設けられた凹部の深さと、の和ということもできる。
EL層113の厚さとしては、図2Aに示すように、画素電極の上面と重なる領域におけるEL層113の厚さT2を用いることが好ましい。
また、側壁絶縁層114の高さT1が高すぎると、共通電極115も部分的に薄膜化する、または分断される恐れがある。したがって、側壁絶縁層114の高さT1は、EL層113の厚さの3倍以下が好ましく、2倍以下がより好ましい。
また、実施の形態2でも後述するが、共通電極115の形成時は、成膜源と基板との距離を小さくすることが好ましい。これにより、被形成面に対する共通電極115の被覆性を高めることができる。
以上により、共通電極115に分断された箇所、及び局所的に膜厚が小さい箇所が形成されることを防ぐことができる。よって、各発光デバイス間の共通電極115において、分断された箇所に起因する接続不良、及び局所的に膜厚が小さい箇所に起因する電気抵抗の上昇が発生することを抑制できる。これにより、本発明の一態様に係る表示装置は、表示品位を向上させることができる。
また、側壁絶縁層114のEL層113と接する面の少なくとも一部(例えば、側面)と、基板面と、のなす角は、垂直または概略垂直であることが好ましい。当該角は、側壁絶縁層114における、EL層113と接する面の一部(例えば、側面)と底面とのなす角ということもできる。当該角は、60°以上が好ましく、80°以上がより好ましく、85°以上がさらに好ましく、また、140°以下が好ましく、110°以下がより好ましく、100°以下がより好ましく、95°以下がさらに好ましい。
また、当該角を上記数値範囲にするため、画素電極の側面と基板面とのなす角も、垂直または概略垂直とすることが好ましい。画素電極の側面と基板面とのなす角は、60°以上が好ましく、80°以上がより好ましく、85°以上がさらに好ましく、また、140°以下が好ましく、110°以下がより好ましく、100°以下がより好ましく、95°以下がさらに好ましい。
図2Bに示す領域150B及び図2Cに示す領域150Cは、画素電極111G、側壁絶縁層114、絶縁層255c、及び画素電極111Bを覆うように、EL層113が設けられている例である。
図2Bに示す領域113tは、EL層113における、他の部分よりも厚さが薄い部分である。
なお、領域113tの厚さは、基板面などのある基準面に対する垂直方向の厚さではなく、被形成面に対する法線方向の厚さをいう。そのため、被形成面に凹凸がある場合には、厚さを規定する向きは場所によって異なる。例えば、領域113tにおけるEL層113の厚さは、側壁絶縁層114の側面に対する法線方向の厚さということができる。
このように、EL層113が部分的に薄膜化された構成であっても、互いに隣接する副画素間のクロストークの発生を抑制することができる。
図2Cに示す領域150Cは、絶縁層255cが、隣接する2つの発光デバイスの間に凹部を有していない点で、領域150Bの構成と異なる。
また、図2Dに示す領域150Dは、絶縁層255cが、隣接する2つの発光デバイスの間に浅い凹部と深い凹部の2つを有する例である。
絶縁層255cには、画素電極となる導電膜の加工の際に、凹部が形成されることがある。さらに、絶縁層255cには、側壁絶縁層114となる絶縁膜の加工の際にも、凹部が形成されることがある。これにより、浅い凹部と深い凹部が設けられる。図2Dにおいて、浅い凹部上には側壁絶縁層114が接しており、深い凹部上には材料層113sが接している。
なお、図2Dに示す、絶縁層255cの深い凹部の表面と、側壁絶縁層114の底面との間の距離T0も、EL層113を部分的に薄膜化する、または、EL層113を分断することに影響を与えるパラメータである。
上記と同様の理由から、例えば、当該距離T0と側壁絶縁層114の高さT1との和は、EL層113の厚さの0.5倍以上が好ましく、0.8倍以上がより好ましく、1倍以上がさらに好ましく、1.5倍以上とすることがさらに好ましい。また、当該距離T0と側壁絶縁層114の高さT1との和は、EL層113の厚さの3倍以下が好ましく、2倍以下がより好ましい。
なお、図2Dにおいて、当該距離T0と側壁絶縁層114の高さT1の和は、画素電極の厚さと、絶縁層255cに設けられた凹部の深さと、の和ということもできる。
以上のように、本発明の一態様の表示装置では、画素電極の側面に接して側壁絶縁層114を設けることで、画素電極と共通電極115とが接することを抑制し、発光デバイスのショートを防止できる。また、側壁絶縁層114の高さ及び形状を、EL層113を部分的に薄膜化する、または、EL層113を分断するために好ましい構成とすることで、互いに隣接する副画素間のクロストークの発生を抑制できる。さらに、側壁絶縁層114の高さを、共通電極115の分断及び薄膜化を抑制するために好ましい構成とすることで、発光デバイスにおける接続不良、及び電気抵抗の上昇を抑制できる。
本発明の一態様の表示装置は、EL層113を意図的に段切れさせ、かつ、共通電極115は段切れしないように構成されている、ということもできる。
発光デバイス130R、130G、130B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。これらの無機絶縁膜の具体例は、側壁絶縁層114の説明で挙げた通りである。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、不純物(水及び酸素等)がEL層側に入り込むことを抑制できる。
保護層131は、異なる成膜方法を用いて形成された2層構造であってもよい。具体的には、ALD法を用いて保護層131の第1層目を形成し、スパッタリング法を用いて保護層131の第2層目を形成してもよい。
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、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が挙げられる。また、保護層131として、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、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用いてもよい。
図1B等に示すように、保護層131上に、着色層132R、132G、132Bなどを直接形成する場合には、保護層131に、平坦化機能を有する層を用いることが好ましい。保護層131に、有機膜を用いることで、保護層131の表面の平坦性を高めることができ、好ましい。
基板120の樹脂層122側の面には、遮光層を設けてもよい。また、基板120の外側(樹脂層122側とは反対の面)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。
トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる材料としては、例えば、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金が挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。
また、透光性を有する導電材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、及びチタンなどの金属材料、または、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)などを用いてもよい。なお、金属材料、または、合金材料(またはそれらの窒化物)を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすることが好ましい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層、及び、発光デバイスが有する導電層(画素電極または対向電極として機能する導電層)にも用いることができる。
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。
なお、画素電極111R、111G、111Bの厚さはそれぞれ異なっていてもよい。または、画素電極111R、111G、111B上に、それぞれ厚さの異なる光学調整層を設けてもよい。
図3Aに図1Bの変形例を示す。図3B及び図3Cは、図3Aに示す領域150E及び領域150Fの拡大図である。
図3Aでは、画素電極111R上に光学調整層116Rが設けられ、画素電極111G上に光学調整層116Gが設けられ、画素電極111B上に光学調整層116Bが設けられている。
図3Aでは、光学調整層116Rの厚さが、光学調整層116Gの厚さよりも厚く、光学調整層116Gの厚さが、光学調整層116Bの厚さよりも厚い例を示す。各光学調整層の膜厚は、赤色の光を強めるように光学調整層116Rの膜厚を設定し、緑色の光を強めるように光学調整層116Gの膜厚を設定し、青色の光を強めるように光学調整層116Bの膜厚を設定することが好ましい。これにより、マイクロキャビティ構造を実現し、各発光デバイスが発する光の色純度を高めることができる。
光学調整層は、発光デバイスの電極として用いることができる導電材料のうち、可視光に対する透過性を有する導電材料を用いて形成することが好ましい。
図3A及び図3Bに示す領域150Eでは、画素電極111R上に島状のEL層113が設けられ、画素電極111G上に島状のEL層113が設けられ、絶縁層255c上に材料層113sが設けられている。画素電極111R上のEL層113と、画素電極111G上のEL層113と、材料層113sと、は、それぞれ離隔されている。
図3A及び図3Cに示す領域150Fでは、画素電極111G上に島状のEL層113が設けられ、絶縁層255c、側壁絶縁層114、及び、画素電極111Bを覆うように、島状のEL層113が設けられている。画素電極111G上のEL層113と、絶縁層255c、側壁絶縁層114、及び、画素電極111Bを覆うEL層113と、は、互いに離隔されている。
光学調整層の厚さが副画素によって異なることで、側壁絶縁層114の高さも副画素によって異なる場合がある。図3B及び図3Cでは、画素電極111Rの側面を覆う側壁絶縁層114の高さT3は、画素電極111Gの側面を覆う側壁絶縁層114の高さT4、画素電極111Bの側面を覆う側壁絶縁層114の高さT5よりも大きく、画素電極111Gの側面を覆う側壁絶縁層114の高さT4は、画素電極111Bの側面を覆う側壁絶縁層114の高さT5よりも大きい。
図3Cに示すように、高さT5の値によっては、EL層113が、画素電極111Bの側面を覆う側壁絶縁層114によって分断されず、1つの島状のEL層113が、絶縁層255c上に位置する部分と、側壁絶縁層114を覆う部分と、画素電極111Bの上面を覆う部分と、を有することがある。しかし、図3Cでは、EL層113が、画素電極111Gの側面を覆う側壁絶縁層114によって分断されている。つまり、隣接する発光デバイスとの間では、島状のEL層がそれぞれ独立に設けられているため、隣接する副画素間のクロストークの発生を抑制することができる。
なお、高さT4の値によっては、画素電極111Gの側面を覆う側壁絶縁層114によってEL層113が分断されないことがある。つまり、1つの島状のEL層113が、絶縁層255c、側壁絶縁層114、画素電極111Gの上面、及び、画素電極111Bの上面を覆うこともある。この場合においても、側壁絶縁層114を覆う部分は、他の部分よりも薄膜化されているため、隣接する副画素間のクロストークの発生を抑制することができる。
このように、一部の発光デバイスにおいて、EL層113が島状に形成され、かつ、他の複数の発光デバイスにおいて、EL層113が一続きの層となっている構成も、本発明の一態様である。例えば、本発明の一態様の表示装置は、図2Aに示す領域150Aと、図2Bに示す領域150Bと、の双方を有する構成であってもよい。
図1B及び図3Aでは、発光デバイス上に、保護層131を介して、直接、着色層132R、132G、132Bを設ける例を示す。このような構成とすることで、発光デバイスと、着色層との位置合わせの精度を高めることができる。また、発光デバイスと着色層の位置を近づけることで、混色の抑制及び視野角特性の向上を図ることができ、好ましい。
図4A乃至図4C及び図5A、図5Bに、図1Aにおける一点鎖線X1−X2間の断面図を示す。
図4Aに示すように、着色層132R、132G、132Bを設けた基板120を、樹脂層122により、保護層131に貼り合わせてもよい。基板120に、着色層132R、132G、132Bを設けることで、着色層132R、132G、132Bの形成工程における加熱処理の温度を高めることができる。
図4B及び図4Cに示すように、表示装置にはレンズアレイ133を設けてもよい。レンズアレイ133は、発光デバイスに重ねて設けることができる。
図4Bでは、発光デバイス上に、保護層131を介して、着色層132R、132G、132Bを設け、着色層132R、132G、132B上に絶縁層134を設け、絶縁層134上にレンズアレイ133を設ける例を示す。発光デバイスを形成した基板に、直接、着色層132R、132G、132B、及び、レンズアレイ133を形成することで、発光デバイスと、着色層またはレンズアレイと、の位置合わせの精度を高めることができる。
絶縁層134には無機絶縁膜及び有機絶縁膜の一方または双方を用いることができる。絶縁層134は、単層構造であっても積層構造であってもよい。絶縁層134としては、例えば、保護層131に用いることができる材料を適用できる。絶縁層134は、平坦化機能を有することが好ましい。発光デバイスの発光は、絶縁層134を介して取り出されるため、絶縁層134は、可視光に対する透過性が高いことが好ましい。
図4Bでは、発光デバイスの発光は、着色層を透過した後、レンズアレイ133を透過して、表示装置の外部に取り出される。発光デバイスと着色層の位置を近づけることで、混色の抑制及び視野角特性の向上を図ることができ、好ましい。なお、発光デバイス上にレンズアレイ133を設け、レンズアレイ133上に着色層を設けてもよい。
図4Cは、着色層132R、132G、132B、及び、レンズアレイ133が設けられた基板120が、樹脂層122によって保護層131上に貼り合わされている例である。基板120に、着色層132R、132G、132B、及び、レンズアレイ133を設けることで、これらの形成工程における加熱処理の温度を高めることができる。
図4Cでは、基板120に接して着色層132R、132G、132Bを設け、着色層132R、132G、132Bに接して絶縁層134を設け、絶縁層134に接してレンズアレイ133を設ける例を示す。
図4Cでは、発光デバイスの発光は、レンズアレイ133を透過した後、着色層を透過して、表示装置の外部に取り出される。なお、基板120に接してレンズアレイ133を設け、レンズアレイ133に接して絶縁層134を設け、絶縁層134に接して着色層を設けてもよい。この場合、発光デバイスの発光は、着色層を透過した後、レンズアレイ133を透過して、表示装置の外部に取り出される。
図5A及び図5Bに示すように、レンズアレイ及び着色層の一方を保護層131上に設け、他方を基板120に設けてもよい。
図5Aは、発光デバイス上に、保護層131を介して、レンズアレイ133が設けられており、かつ、着色層132R、132G、132Bが設けられた基板120が、樹脂層122によってレンズアレイ133上及び保護層131上に貼り合わされている例である。
図5Bは、発光デバイス上に、保護層131を介して、着色層132R、132G、132Bが設けられており、かつ、レンズアレイ133が設けられた基板120が、樹脂層122によって着色層132R、132G、132B上に貼り合わされている例である。
レンズアレイ133は、凸面が基板120側を向いていてもよく、発光デバイス側を向いていてもよい。
レンズアレイ133は、無機材料及び有機材料の少なくとも一方を用いて形成することができる。例えば、樹脂を含む材料をレンズに用いることができる。また、酸化物及び硫化物の少なくとも一方を含む材料をレンズに用いることができる。レンズアレイ133としては、例えば、マイクロレンズアレイを用いることができる。レンズアレイ133は、基板上または発光デバイス上に直接形成してもよく、別途形成されたレンズアレイを貼り合わせてもよい。
また、異なる色の着色層が互いに重なる部分を有することが好ましい。異なる色の着色層が互いに重なる領域は、遮光層として機能させることができる。これにより、さらに外光反射を低減することができる。
本発明の一態様の表示装置は、EL層が部分的に薄膜化されている、または、EL層が発光デバイスごとに島状に設けられていることで、副画素間にリーク電流が発生することを抑制することができる。これにより、クロストークに起因した意図しない発光を防ぐことができ、コントラストの極めて高い表示装置を実現できる。
また、本発明の一態様の表示装置では、画素電極の側面に側壁絶縁層を設ける。これにより、発光デバイスのショートを抑制し、信頼性の高い表示装置を実現できる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の作製方法について図6を用いて説明する。なお、各要素の材料及び形成方法について、先に実施の形態1で説明した部分と同様の部分については説明を省略することがある。また、発光デバイスの構成の詳細については実施の形態5で説明する。
図6には、図1Aに示す一点鎖線X1−X2間の断面図と、一点鎖線Y1−Y2間の断面図と、を並べて示す。
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、原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)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、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、またはナイフコート等の湿式の成膜方法により形成することができる。
特に、発光デバイスの作製には、蒸着法などの真空プロセス、及び、スピンコート法、インクジェット法などの溶液プロセスを用いることができる。蒸着法としては、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、真空蒸着法などの物理蒸着法(PVD法)、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、正孔ブロック層、発光層、電子ブロック層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層など)については、蒸着法(真空蒸着法等)、塗布法(ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等)、印刷法(インクジェット法、スクリーン(孔版印刷)法、オフセット(平版印刷)法、フレキソ(凸版印刷)法、グラビア法、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。1つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法である。もう1つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。
フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばi線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、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をこの順で形成する。続いて、絶縁層255c上に、画素電極111R、111G、111B及び導電層123を形成する。(図6A)。
まず、画素電極となる導電膜を成膜し、フォトリソグラフィ法によりレジストマスクを形成し、導電膜の不要な部分をエッチングにより除去する。その後、レジストマスクを除去することで、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bを形成することができる。画素電極となる導電膜の成膜には、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、当該導電膜の加工は、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行うことができる。当該導電膜の加工は、異方性エッチングにより行うことが好ましい。
当該導電膜の加工の際に、絶縁層255cを加工し、絶縁層255cに凹部を形成することが好ましい。これにより、後に形成する側壁絶縁層114の高さを高くすることができる。したがって、後に形成するEL層113を部分的に薄膜化すること、または、EL層113を発光デバイスごとに分断することが容易となる。なお、本発明の一態様における他の構成としては、絶縁層255cに開口が設けられ、絶縁層255bに凹部が設けられる構成、及び、絶縁層255b、255cに開口が設けられ、絶縁層255aに凹部が設けられる構成が挙げられる。また、画素電極が十分に厚い場合などにおいて、絶縁層255cに凹部及び開口が設けられていなくてもよいことがある。
言い換えると、画素電極111R、111G、111B、及び導電層123のいずれとも重ならない領域の絶縁層255cの膜厚は、画素電極111R、111G、111B、または導電層123と重なる領域の絶縁層255cの膜厚より薄いことが好ましい。
続いて、絶縁層255c、画素電極111R、111G、111B、及び導電層123上に、絶縁膜114Aを形成する(図6B)。
絶縁膜114Aは、後に加工されることで、側壁絶縁層114となる層である。そのため、実施の形態1で述べた、側壁絶縁層114に適用可能な構成を、絶縁膜114Aに適用することができる。
続いて、絶縁膜114Aを加工することにより、側壁絶縁層114を形成する(図6C)。絶縁膜114Aを加工することで、絶縁層255c、画素電極111R、111G、111B、及び導電層123のそれぞれの上面が露出する。側壁絶縁層114は、画素電極111R、111G、111B、及び導電層123のそれぞれの側面に接するように設けられる。
例えば、絶縁膜114Aの上面に対し、略均一にエッチングを施すことにより、側壁絶縁層114を形成できる。このように均一にエッチングして平坦化することをエッチバック処理ともいう。なお、側壁絶縁層114は、フォトリソグラフィ法を用いて形成することもできる。
絶縁膜114Aは、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、ドライエッチング法により加工することが好ましい。絶縁膜114Aの加工は、異方性エッチングにより行うことが好ましい。
なお、絶縁膜114Aの加工の際に、絶縁層255cも加工し、絶縁層255cに凹部を形成してもよい。絶縁層255cに凹部を形成することで、後に形成するEL層113を部分的に薄膜化すること、または、EL層113を発光デバイスごとに分断することが容易となる。なお、本発明の一態様における他の構成としては、絶縁層255cに開口が設けられ、絶縁層255bに凹部が設けられる構成、及び、絶縁層255b、255cに開口が設けられ、絶縁層255aに凹部が設けられる構成が挙げられる。また、画素電極が十分に厚い場合などにおいて、絶縁層255cに凹部及び開口が設けられていなくてもよいことがある。
言い換えると、図6Cに示す絶縁層255cにおいて、露出している領域(側壁絶縁層114、画素電極111R、111G、111B、及び導電層123のいずれとも重ならない領域)の膜厚は、側壁絶縁層114と重なる領域の膜厚より薄くてもよい。
側壁絶縁層114の端部の形状は、ラウンド状とすることができる。例えば、側壁絶縁層114を形成する際に、ドライエッチング法を用い、異方性エッチングにて絶縁膜114Aの上部をエッチングする場合、側壁絶縁層114の端部は、図6C、図1B、図2A乃至図2D等に示すようにラウンド状となる。側壁絶縁層114の端部の形状をラウンド状とすることで、後に形成する膜の被覆性が高まり、好ましい。
続いて、EL層113を、画素電極111R、111G、111B上に形成する(図6D)。EL層113は、青色の光を発する発光材料と、青色よりも長波長の光を発する発光材料と、を含む。図6Dでは、発光デバイスごとに、島状のEL層113が設けられる例を示す。つまり、画素電極111R、111G、111B上に、それぞれ、島状のEL層113が設けられる。
画素電極111Rと画素電極111Gとの間の領域において、絶縁層255c上には、材料層113sが設けられる。同様に、画素電極111Gと画素電極111Bとの間の領域、及び、画素電極111Bと画素電極111Rとの間の領域においても、絶縁層255c上には、材料層113sが設けられる。材料層113sは、EL層113と同一の工程で形成され、同一の構成を有する。
図6Dに示すように、一点鎖線Y1−Y2間の断面図において、導電層123上には、EL層113を形成していない。例えば、エリアマスクを用いることで、EL層113を所望の領域にのみ成膜することができる。
EL層113は、例えば、蒸着法、具体的には真空蒸着法により形成することができる。また、EL層113は、転写法、印刷法、インクジェット法、または塗布法等の方法で形成してもよい。
続いて、EL層113上、及び導電層123上に、共通電極115を形成する(図6E)。
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。
共通電極115の形成時は、成膜源と基板との距離を小さくすることが好ましい。例えば、EL層113の形成時と比較して、成膜源と基板との距離が小さいと好ましい。これにより、被形成面への共通電極115の被覆性を高めることができ、共通電極115に局所的に膜厚が薄い箇所が形成されることを防ぐことができる。したがって、共通電極115において、分断された箇所に起因する接続不良、及び局所的に膜厚が薄い箇所に起因する電気抵抗の上昇が発生することを抑制できる。
その後、共通電極115上に、保護層131を形成する。図1B等に示すような、保護層131上に着色層を有する構成を適用する場合には、その後、保護層131上に着色層132R、132G、132Bを設ける。そして、樹脂層122を用いて、着色層132R、132G、132B上に、基板120を貼り合わせることで、表示装置を作製することができる(図1B)。また、図4A等に示すような、基板120側に着色層を有する構成を適用する場合は、基板120に事前に着色層132R、132G、132Bを設け、当該基板120を貼り合わせることで表示装置を作製することができる。
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法等が挙げられる。
以上のように、本実施の形態の表示装置の作製方法では、島状のEL層113は、ファインメタルマスクを用いることなく形成されるため、島状のEL層113を均一の厚さで形成することができる。そして、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。また、精細度または開口率が高く、副画素間の距離が極めて短くても、隣接する副画素において、EL層113同士が互いに接することを抑制できる。したがって、副画素間にリーク電流が発生することを抑制できる。これにより、クロストークに起因した意図しない発光を防ぐことができ、コントラストの極めて高い表示装置を実現できる。
また、本実施の形態の表示装置の作製方法では、1種類のEL層を形成するのみで、3色の副画素を作り分けることができる。したがって、作製工程数が少なく、歩留まりよく表示装置を作製できる。
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7及び図8を用いて説明する。
[画素のレイアウト]
本実施の形態では、主に、図1Aとは異なる画素レイアウトについて説明する。副画素の配列に特に限定はなく、様々な方法を適用することができる。副画素の配列としては、例えば、ストライプ配列、Sストライプ配列、マトリクス配列、デルタ配列、ベイヤー配列、ペンタイル配列などが挙げられる。
本実施の形態で図に示す副画素の上面形状は、発光領域の上面形状に相当する。
なお、副画素の上面形状としては、例えば、三角形、四角形(長方形、菱形、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。
また、副画素を構成する回路レイアウトは、図に示す副画素の範囲に限定されず、回路の構成要素は、その外側に配置されていてもよい。回路の配列と発光デバイスの配列とは必ずしも同じ必要はなく、異なる配列方法とすることもできる。例えば、回路の配列をストライプ配列とし、発光デバイスの配列をSストライプ配列とすることもできる。
図7A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7A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。
図7Bに示す画素110は、角が丸い略三角形または略台形の上面形状を有する副画素110aと、角が丸い略三角形または略台形の上面形状を有する副画素110bと、角が丸い略四角形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110bは、副画素110aよりも発光面積が広い。このように、各副画素の形状及びサイズはそれぞれ独立に決定することができる。例えば、信頼性の高い発光デバイスを有する副画素ほど、サイズを小さくすることができる。
図7C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7Cでは、副画素110a及び副画素110bを有する画素124aと、副画素110b及び副画素110cを有する画素124bと、が交互に配置されている例を示す。
図7D乃至図7F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。
図7D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7Eは、各副画素が、円形の上面形状を有する例であり、図7Fは、各副画素が、角が丸い略六角形の上面形状を有する例である。
図7Fでは、各副画素が、最密に配列した六角形の領域の内側に配置されている。各副画素は、その1つの副画素に着目したとき、6つの副画素に囲まれるように、配置されている。また、同じ色の光を呈する副画素が隣り合わないように設けられている。例えば、副画素110aに着目したとき、これを囲むように3つの副画素110bと3つの副画素110cが、交互に配置されるように、それぞれの副画素が設けられている。
図7G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。
図7A乃至図7Gに示す各画素において、例えば、副画素110aを赤色の光を呈する副画素Rとし、副画素110bを緑色の光を呈する副画素Gとし、副画素110cを青色の光を呈する副画素Bとすることが好ましい。なお、副画素の構成はこれに限定されず、副画素が呈する色とその並び順は適宜決定することができる。例えば、副画素110bを赤色の光を呈する副画素Rとし、副画素110aを緑色の光を呈する副画素Gとしてもよい。
フォトリソグラフィ法では、加工するパターンが微細になるほど、光の回折の影響を無視できなくなるため、露光によりフォトマスクのパターンを転写する際に忠実性が損なわれ、レジストマスクを所望の形状に加工することが困難になる。そのため、フォトマスクのパターンが矩形であっても、角が丸まったパターンが形成されやすい。したがって、画素電極の上面形状が、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。本発明の一態様の表示装置では、EL層の上面形状、さらには、発光デバイスの上面形状が、画素電極の上面形状の影響を受けて、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。
なお、画素電極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。
図8A乃至図8I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8A乃至図8Cに示す画素110は、ストライプ配列が適用されている。
図8Aは、各副画素が、長方形の上面形状を有する例であり、図8B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8Cは、各副画素が、楕円形の上面形状を有する例である。
図8D乃至図8Fに示す画素110は、マトリクス配列が適用されている。
図8Dは、各副画素が、正方形の上面形状を有する例であり、図8E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8Fは、各副画素が、円形の上面形状を有する例である。
図8G及び図8H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8G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8H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8H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8Iでは、1つの画素110が、3行2列で構成されている例を示す。
図8Iに示す画素110は、上の行(1行目)に、副画素110aを有し、中央の行(2行目)に、副画素110bを有し、1行目から2行目にわたって副画素110cを有し、下の行(3行目)に、1つの副画素(副画素110d)を有する。言い換えると、画素110は、左の列(1列目)に、副画素110a、110bを有し、右の列(2列目)に副画素110cを有し、さらに、この2列にわたって、副画素110dを有する。
図8A乃至図8I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構成とすることができる。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。
図8A乃至図8Iに示す各画素110において、例えば、副画素110aを赤色の光を呈する副画素Rとし、副画素110bを緑色の光を呈する副画素Gとし、副画素110cを青色の光を呈する副画素Bとし、副画素110dを白色の光を呈する副画素W、黄色の光を呈する副画素Y、または近赤外光を呈する副画素IRのいずれかとすることが好ましい。このような構成とする場合、図8G及び図8Hに示す画素110では、R、G、Bのレイアウトがストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。また、図8Iに示す画素110では、R、G、BのレイアウトがいわゆるSストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。
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。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図9乃至図18を用いて説明する。
本実施の形態の表示装置は、高精細な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、腕時計型、及び、ブレスレット型などの情報端末機(ウェアラブル機器)の表示部、並びに、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)などのVR向け機器、及び、メガネ型のAR向け機器などの頭部に装着可能なウェアラブル機器の表示部に用いることができる。
また、本実施の形態の表示装置は、高解像度な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9A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9Bに、基板291側の構成を模式的に示した斜視図を示している。基板291上には、回路部282と、回路部282上の画素回路部283と、画素回路部283上の画素部284と、が積層されている。また、基板291上の画素部284と重ならない部分に、FPC290と接続するための端子部285が設けられている。端子部285と回路部282とは、複数の配線により構成される配線部286により電気的に接続されている。
画素部284は、周期的に配列した複数の画素284aを有する。図9Bの右側に、1つの画素284aの拡大図を示している。画素284aには、先の実施の形態で説明した各種構成を適用することができる。図9Bでは、図1Aに示す画素110と同様の構成を有する場合を例に示す。
画素回路部283は、周期的に配列した複数の画素回路283aを有する。
1つの画素回路283aは、1つの画素284aが有する複数の素子の駆動を制御する回路である。1つの画素回路283aは、1つの発光デバイスの発光を制御する回路が3つ設けられる構成とすることができる。例えば、画素回路283aは、1つの発光デバイスにつき、1つの選択トランジスタと、1つの電流制御用トランジスタ(駆動トランジスタ)と、容量と、を少なくとも有する構成とすることができる。このとき、選択トランジスタのゲートにはゲート信号が、ソースにはソース信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の表示装置が実現されている。
回路部282は、画素回路部283の各画素回路283aを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方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。
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、HMD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。
[表示装置100A]
図10に示す表示装置100Aは、基板301、発光デバイス130R、発光デバイス130G、発光デバイス130B、着色層132R、着色層132G、着色層132B、容量240、及び、トランジスタ310を有する。
図9Bに示す副画素11Rは発光デバイス130R及び着色層132Rを有し、副画素11Gは発光デバイス130G及び着色層132Gを有し、副画素11Bは発光デバイス130B及び着色層132Bを有する。副画素11Rにおいて、発光デバイス130Rの発光は、着色層132Rを介して表示装置100Aの外部に赤色の光(R)として取り出される。同様に、副画素11Gにおいて、発光デバイス130Gの発光は、着色層132Gを介して表示装置100Aの外部に緑色の光(G)として取り出される。副画素11Bにおいて、発光デバイス130Bの発光は、着色層132Bを介して表示装置100Aの外部に青色の光(B)として取り出される。
基板301は、図9A及び図9Bにおける基板291に相当する。基板301から絶縁層255cまでの積層構造が、実施の形態1におけるトランジスタを含む層101に相当する。
トランジスタ310は、基板301にチャネル形成領域を有するトランジスタである。基板301としては、例えば単結晶シリコン基板などの半導体基板を用いることができる。トランジスタ310は、基板301の一部、導電層311、低抵抗領域312、絶縁層313、及び、絶縁層314を有する。導電層311は、ゲート電極として機能する。絶縁層313は、基板301と導電層311の間に位置し、ゲート絶縁層として機能する。低抵抗領域312は、基板301に不純物がドープされた領域であり、ソース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。
なお、トランジスタを含む層101が有する導電層の階層の少なくとも一つにおいて、表示部281(または画素部284)の外側を囲う導電層を設けることが好ましい。当該導電層は、ガードリングと呼ぶこともできる。当該導電層を設けることで、ESD(静電気放電)またはプラズマを用いた工程による帯電により、トランジスタ及び発光デバイスなどの素子に高電圧がかかり、これらの素子が破壊してしまうことを抑制できる。
容量240を覆って、絶縁層255aが設けられ、絶縁層255a上に絶縁層255bが設けられ、絶縁層255b上に絶縁層255cが設けられている。絶縁層255c上に発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び、発光デバイス130Bが設けられている。図10では、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び、発光デバイス130Bが図1Bに示す積層構造と同じ構造を有する例を示す。
画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bは、絶縁層243、絶縁層255a、絶縁層255b、及び絶縁層255cに埋め込まれたプラグ256、絶縁層254に埋め込まれた導電層241、及び、絶縁層261に埋め込まれたプラグ271によってトランジスタ310のソース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の画素電極と接する面の高さと、プラグ256の画素電極と接する面の高さは、一致または概略一致している。プラグには各種導電材料を用いることができる。
また、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び、発光デバイス130B上には保護層131が設けられている。保護層131上には、発光デバイス130Rと重なる位置に着色層132Rが設けられ、発光デバイス130Gと重なる位置に着色層132Gが設けられ、発光デバイス130Bと重なる位置に着色層132Bが設けられている。着色層132R、132G、132B上には、樹脂層122によって基板120が貼り合わされている。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9Aにおける基板292に相当する。
[表示装置100B]
図11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ことを抑制できる。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ことを抑制できる。絶縁層344としては、保護層131に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。
また、基板301Bの裏面(基板120側とは反対側の表面)側、絶縁層345の下に、導電層342が設けられる。導電層342は、絶縁層335に埋め込まれるように設けられることが好ましい。また、導電層342と絶縁層335の下面は平坦化されていることが好ましい。ここで、導電層342はプラグ343と電気的に接続されている。
一方、基板301Aには、絶縁層346上に導電層341が設けられている。導電層341は、絶縁層336に埋め込まれるように設けられることが好ましい。また、導電層341と絶縁層336の上面は平坦化されていることが好ましい。
導電層341と、導電層342とが接合されることで、基板301Aと基板301Bとが電気的に接続される。ここで、導電層342と絶縁層335で形成される面と、導電層341と絶縁層336で形成される面の平坦性を向上させておくことで、導電層341と導電層342の貼り合わせを良好にすることができる。
導電層341及び導電層342としては、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12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12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13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9A及び図9Bにおける基板291に相当する。基板331から絶縁層255cまでの積層構造が、実施の形態1におけるトランジスタを含む層101に相当する。基板331としては、絶縁性基板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、それぞれ高さが一致または概略一致するように平坦化処理され、これらを覆って絶縁層329及び絶縁層265が設けられている。
絶縁層264及び絶縁層265は、層間絶縁層として機能する。絶縁層329は、トランジスタ320に絶縁層265等から水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14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15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16に、表示装置100Gの斜視図を示し、図17A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16では、基板152を破線で示している。
表示装置100Gは、表示部162、接続部140、回路164、配線165等を有する。図16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16に示す構成は、表示装置100Gと、IC(集積回路)と、FPCと、を有する表示モジュールということもできる。
接続部140は、表示部162の外側に設けられる。接続部140は、表示部162の一辺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16では、表示部の四辺を囲むように接続部140が設けられている例を示す。接続部140では、発光デバイスの共通電極と、導電層とが電気的に接続されており、共通電極に電位を供給することができる。
回路164としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
配線165は、表示部162及び回路164に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、FPC172を介して外部から配線165に入力される、またはIC173から配線165に入力される。
図16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17Aに、表示装置100Gの、FPC172を含む領域の一部、回路164の一部、表示部162の一部、接続部140の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
図17A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130R、発光デバイス130G、発光デバイス130B、赤色の光を透過する着色層132R、緑色の光を透過する着色層132G、及び、青色の光を透過する着色層132B等を有する。
発光デバイス130R、130G、130Bは、画素電極の構成が異なる点以外は、それぞれ、図1Bに示す積層構造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130Rは、導電層112Rと、導電層112R上の導電層126Rと、導電層126R上の導電層129Rと、を有する。導電層112R、126R、129Rの全てを画素電極と呼ぶこともでき、一部を画素電極と呼ぶこともできる。
発光デバイス130Gは、導電層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。
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。
導電層112R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112Rの端部、導電層126Rの端部、及び、導電層129Rの端部は、揃っている、または概略揃っていることが好ましい。これにより、側壁絶縁層114の高さを、3層の導電層の厚さの和と同じかそれ以上にすることができるため、側壁絶縁層114によって、EL層の一部を薄膜化する、または、EL層を分断することが容易となる。例えば、導電層112R及び導電層126Rに反射電極として機能する導電層を用い、導電層129R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、126G、129G、及び、導電層112B、126B、129Bについては、導電層112R、126R、129Rと同様であるため詳細な説明は省略する。
導電層112R、112G、112Bは、絶縁層214に設けられた開口を覆うように形成される。導電層112R、112G、112Bの凹部には、層128が埋め込まれている。
層128は、導電層112R、112G、112Bの凹部を平坦化する機能を有する。導電層112R、112G、112B及び層128上には、導電層112R、112G、112Bと電気的に接続される導電層126R、126G、126Bが設けられている。したがって、導電層112R、112G、112Bの凹部と重なる領域も発光領域として使用でき、画素の開口率を高めることができる。
層128は、絶縁層であってもよく、導電層であってもよい。層128には、各種無機絶縁材料、有機絶縁材料、及び導電材料を適宜用いることができる。特に、層128は、絶縁材料を用いて形成されることが好ましく、有機絶縁材料を用いて形成されることが特に好ましい。
層128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。層128に用いることができる有機材料としては、例えば、保護層131に用いることができる有機材料が挙げられる。
各発光デバイスが有するEL層113上に、共通電極115が設けられている。共通電極115は、複数の発光デバイスに共通して設けられるひと続きの膜である。
また、発光デバイス130R、130G、130B上には保護層131が設けられている。保護層131と基板152は接着層142を介して接着されている。基板152には、遮光層117、着色層132R、132G、132Bが設けられている。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17A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。
保護層131は、少なくとも表示部162に設けられており、表示部162全体を覆うように設けられていることが好ましい。保護層131は、表示部162だけでなく、接続部140及び回路164を覆うように設けられていることが好ましい。また、保護層131は、表示装置100Gの端部にまで設けられていることが好ましい。一方で、接続部204には、FPC172と導電層166とを電気的に接続させるため、保護層131が設けられていない部分が生じる。
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112R、112G、112Bと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層126R、126G、126Bと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層129R、129G、129B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。
例えば、保護層131を表示装置100Gの一面全体に成膜した後、マスクを用いて保護層131の導電層166と重なる領域を除去することで、導電層166を露出させることができる。
また、導電層166上に、少なくとも1層の有機層と導電層との積層構造を設け、当該積層構造上に、保護層131を設けてもよい。そして、当該積層構造に対して、レーザ、または、鋭利な刃物(例えば針またはカッター)を用いて、剥離の起点(剥離のきっかけとなる部分)を形成し、当該積層構造及びその上の保護層131を選択的に除去し、導電層166を露出させてもよい。例えば、粘着性のローラーを基板151に押し付け、ローラーを回転させながら相対的に移動させることで、保護層131を選択的に除去することができる。または、粘着性のテープを基板151に貼り付け、剥してもよい。有機層と導電層の密着性、または、有機層同士の密着性が低いため、有機層と導電層の界面、または、有機層中で分離が生じる。これにより、保護層131の導電層166と重なる領域を選択的に除去することができる。なお、導電層166上に有機層等が残存した場合は、有機溶剤等により除去することができる。
有機層としては、例えば、EL層113に用いる少なくとも1層の有機層(発光層、キャリアブロック層、キャリア輸送層、またはキャリア注入層として機能する層)を用いることができる。有機層は、EL層113の成膜時に同時に形成してもよく、別途設けてもよい。導電層は、共通電極115と同一工程及び同一材料で形成することができる。例えば、共通電極115及び導電層として、ITO膜を形成することが好ましい。なお、共通電極115に積層構造を用いる場合、導電層としては、共通電極115を構成する層のうち、少なくとも1層を設ける。
また、導電層166上に保護層131が成膜されないように、導電層166の上面をマスクで覆ってもよい。マスクとしては、例えば、メタルマスク(エリアメタルマスク)を用いてもよく、粘着性または吸着性を有するテープまたはフィルムを用いてもよい。当該マスクを配置した状態で保護層131を形成し、その後、マスクを取り除くことで、保護層131を形成した後でも、導電層166が露出した状態を保つことができる。
このような方法を用いて、接続部204に保護層131が設けられていない領域を形成し、当該領域において、導電層166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。
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112R、112G、112Bと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層126R、126G、126Bと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層129R、129G、129B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の側面は、側壁絶縁層114によって覆われている。側壁絶縁層114は、導電層123のサイドウォールとしての機能を有する。また、導電層123上には共通電極115が接して設けられている。つまり、接続部140では、導電層123と共通電極115とが電気的に接続されている。
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112R、導電層126R、または導電層129R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112R、導電層126R、または導電層129R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、単結晶性半導体、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(オフ電流ともいう)が著しく小さく、当該トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。また、OSトランジスタを適用することで、表示装置の消費電力を低減することができる。
また、画素回路に含まれる発光デバイスの発光輝度を高くする場合、発光デバイスに流す電流量を大きくする必要がある。そのためには、画素回路に含まれている駆動トランジスタのソース−ドレイン間電圧を高くする必要がある。OSトランジスタは、Siトランジスタと比較して、ソース−ドレイン間において耐圧が高いため、OSトランジスタのソース−ドレイン間には高い電圧を印加することができる。したがって、画素回路に含まれる駆動トランジスタをOSトランジスタとすることで、発光デバイスに流れる電流量を大きくし、発光デバイスの発光輝度を高くすることができる。
また、トランジスタが飽和領域で動作する場合において、OSトランジスタは、Siトランジスタよりも、ゲート−ソース間電圧の変化に対して、ソース−ドレイン間電流の変化を小さくすることができる。このため、画素回路に含まれる駆動トランジスタとしてOSトランジスタを適用することによって、ゲート−ソース間電圧の変化によって、ソース−ドレイン間に流れる電流を細かく定めることができるため、発光デバイスに流れる電流量を制御することができる。このため、画素回路における階調数を多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162が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路164が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、2種類以上あってもよい。同様に、表示部162が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、2種類以上あってもよい。
表示部162が有するトランジスタの全てをOSトランジスタとしてもよく、表示部162が有するトランジスタの全てをSiトランジスタとしてもよく、表示部162が有するトランジスタの一部をOSトランジスタとし、残りをSiトランジスタとしてもよい。
例えば、表示部162にLTPSトランジスタとOSトランジスタとの双方を用いることで、消費電力が低く、駆動能力の高い表示装置を実現することができる。また、LTPSトランジスタと、OSトランジスタとを、組み合わせる構成をLTPOと呼称する場合がある。なお、より好適な例としては、配線間の導通、非導通を制御するためのスイッチとして機能するトランジスタ等にOSトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタ等にLTPSトランジスタを適用する構成が挙げられる。
例えば、表示部162が有するトランジスタの一は、発光デバイスに流れる電流を制御するためのトランジスタとして機能し、駆動トランジスタとも呼ぶことができる。駆動トランジスタのソース及びドレインの一方は、発光デバイスの画素電極と電気的に接続される。当該駆動トランジスタには、LTPSトランジスタを用いることが好ましい。これにより、画素回路において発光デバイスに流れる電流を大きくできる。
一方、表示部162が有するトランジスタの他の一は、画素の選択、非選択を制御するためのスイッチとして機能し、選択トランジスタとも呼ぶことができる。選択トランジスタのゲートはゲート線と電気的に接続され、ソース及びドレインの一方は、ソース線(信号線)と電気的に接続される。選択トランジスタには、OSトランジスタを適用することが好ましい。これにより、フレーム周波数を著しく小さく(例えば1fps以下)しても、画素の階調を維持することができるため、静止画を表示する際にドライバを停止することで、消費電力を低減することができる。
このように本発明の一態様の表示装置は、高い開口率と、高い精細度と、高い表示品位と、低い消費電力と、を兼ね備えることができる。
なお、本発明の一態様の表示装置は、OSトランジスタを有し、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(いわゆる黒浮き)などが限りなく少ない表示とすることができる。
図17B及び図17C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17B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17C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17Cに示す構造を作製できる。図17C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。
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。
[表示装置100H]
図18Aに示す表示装置100Hは、ボトムエミッション型の表示装置である点で、表示装置100Gと主に相違する。
発光デバイスが発する光は、基板151側に射出される。基板151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。一方、基板152に用いる材料の透光性は問わない。
基板151とトランジスタ201との間、基板151とトランジスタ205との間には、遮光層117を形成することが好ましい。図18Aでは、基板151上に遮光層117が設けられ、遮光層117上に絶縁層153が設けられ、絶縁層153上にトランジスタ201、205などが設けられている例を示す。また、絶縁層215上に、着色層132R及び着色層132Gが設けられている。
発光デバイス130Rは、導電層112Rと、導電層112R上の導電層126Rと、を有する。
発光デバイス130Gは、導電層112Gと、導電層112G上の導電層126Gと、を有する。
導電層112R、112G、126R、126Gには、それぞれ、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。共通電極115には可視光を反射する材料を用いることが好ましい。
また、図17A及び図18Aなどでは、層128の上面が平坦部を有する例を示すが、層128の形状は、特に限定されない。図18B乃至図18Dに、層128の変形例を示す。
図18B及び図18Dに示すように、層128の上面は、断面視において、中央及びその近傍が窪んだ形状、つまり、凹曲面を有する形状を有する構成とすることができる。
また、図18Cに示すように、層128の上面は、断面視において、中央及びその近傍が膨らんだ形状、つまり、凸曲面を有する形状を有する構成とすることができる。
また、層128の上面は、凸曲面及び凹曲面の一方または双方を有していてもよい。また、層128の上面が有する凸曲面及び凹曲面の数はそれぞれ限定されず、一つまたは複数とすることができる。
また、層128の上面の高さと、導電層112Rの上面の高さと、は、一致または概略一致していてもよく、互いに異なっていてもよい。例えば、層128の上面の高さは、導電層112Rの上面の高さより低くてもよく、高くてもよい。
また、図18Bは、導電層112Rの凹部の内部に層128が収まっている例ともいえる。一方、図18Dのように、導電層112Rの凹部の外側に層128が存在する、つまり、当該凹部よりも層128の上面の幅が広がって形成されていてもよい。
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19Aに示すように、発光デバイスは、一対の電極(下部電極761及び上部電極762)の間に、EL層763を有する。EL層763は、層780、発光層771、及び、層790などの複数の層で構成することができる。
発光層771は、少なくとも発光物質(発光材料ともいう)を有する。
下部電極761が陽極であり、上部電極762が陰極である場合、層780は、正孔注入性の高い物質を含む層(正孔注入層)、正孔輸送性の高い物質を含む層(正孔輸送層)、及び、電子ブロック性の高い物質を含む層(電子ブロック層)のうち一つまたは複数を有する。また、層790は、電子注入性の高い物質を含む層(電子注入層)、電子輸送性の高い物質を含む層(電子輸送層)、及び、正孔ブロック性の高い物質を含む層(正孔ブロック層)のうち一つまたは複数を有する。下部電極761が陰極であり、上部電極762が陽極である場合、層780と層790は互いに上記と逆の構成になる。
一対の電極間に設けられた層780、発光層771、及び層790を有する構成は単一の発光ユニットとして機能することができ、本明細書では図19Aの構成をシングル構造と呼ぶ。
また、図19Bは、図19Aに示す発光デバイスが有するEL層763の変形例である。具体的には、図19Bに示す発光デバイスは、下部電極761上の層781と、層781上の層782と、層782上の発光層771と、発光層771上の層791と、層791上の層792と、層792上の上部電極762と、を有する。
下部電極761が陽極であり、上部電極762が陰極である場合、例えば、層781を正孔注入層、層782を正孔輸送層、層791を電子輸送層、層792を電子注入層とすることができる。また、下部電極761が陰極であり、上部電極762が陽極である場合、層781を電子注入層、層782を電子輸送層、層791を正孔輸送層、層792を正孔注入層とすることができる。このような層構造とすることで、発光層771に効率よくキャリアを注入し、発光層771内におけるキャリアの再結合の効率を高めることができる。
なお、図19C及び図19Dに示すように、層780と層790との間に複数の発光層(発光層771、772、773)が設けられる構成もシングル構造のバリエーションである。なお、図19C及び図19Dでは、発光層を3層有する例を示すが、シングル構造の発光デバイスにおける発光層は、2層であってもよく、4層以上であってもよい。また、シングル構造の発光デバイスは、2つの発光層の間に、バッファ層を有していてもよい。バッファ層は、例えば、正孔輸送層または電子輸送層に用いることができる材料を用いて形成することができる。
また、図19E及び図19Fに示すように、複数の発光ユニット(発光ユニット763a及び発光ユニット763b)が電荷発生層785(中間層ともいう)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。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。また、タンデム構造は、シングル構造と比べて、同じ輝度を得るために必要な電流を低減できるため、信頼性を高めることができる。
なお、図19D及び図19Fは、表示装置が、発光デバイスと重なる層764を有する例である。図19Dは、層764が、図19Cに示す発光デバイスと重なる例であり、図19Fは、層764が、図19Eに示す発光デバイスと重なる例である。図19D及び図19Fでは、上部電極762側に光を取り出すため、上部電極762には、可視光を透過する導電膜を用いる。
層764としては、色変換層及びカラーフィルタ(着色層)の一方または双方を用いることができる。
図19C及び図19Dにおいて、発光層771、発光層772、及び発光層773に、それぞれ異なる色の光を発する発光物質を用いることができる。発光層771、発光層772、及び発光層773がそれぞれ発する光が補色の関係である場合、白色発光が得られる。例えば、シングル構造の発光デバイスは、青色の光を発する発光物質を有する発光層、及び、青色よりも長波長の可視光を発する発光物質を有する発光層を有することが好ましい。
図19Dに示す層764として、カラーフィルタを設けることが好ましい。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。
例えば、シングル構造の発光デバイスが3層の発光層を有する場合、赤色(R)の光を発する発光物質を有する発光層、緑色(G)の光を発する発光物質を有する発光層、及び、青色(B)の光を発する発光物質を有する発光層を有することが好ましい。発光層の積層順としては、陽極側から、R、G、B、または、陽極側からR、B、Gなどとすることができる。このとき、RとGまたはBとの間にバッファ層が設けられていてもよい。
また、例えば、シングル構造の発光デバイスが2層の発光層を有する場合、青色(B)の光を発する発光物質を有する発光層、及び、黄色(Y)の光を発する発光物質を有する発光層を有する構成が好ましい。当該構成をBYシングル構造と呼称する場合がある。
白色の光を発する発光デバイスは、2種類以上の発光物質を含むことが好ましい。白色発光を得るには、2つの発光物質の発光が補色の関係となるような発光物質を選択する、または、2つ以上の発光物質の発光が合わさることで白色となるような発光物質を選択すればよい。例えば、2つの発光層を用いて白色発光を得る場合、2つの発光層の発光色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、3つ以上の発光層を用いて白色発光を得る場合、3つ以上の発光層の発光色が合わさることで、発光デバイス全体として白色発光する構成とすればよい。
なお、図19C、図19Dにおいても、図19Bに示すように、層780と、層790とを、それぞれ独立に、2層以上の層からなる積層構造としてもよい。
また、図19E及び図19Fにおいて、発光層771と、発光層772とに、それぞれ異なる色の光を発する発光物質を用いることができる。発光層771が発する光と、発光層772が発する光が補色の関係である場合、白色発光が得られる。図19Fに示す層764として、カラーフィルタを設けることが好ましい。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。
なお、図19E及び図19Fにおいて、発光ユニット763aが1層の発光層771を有し、発光ユニット763bが1層の発光層772を有する例を示すが、これに限られない。発光ユニット763a及び発光ユニット763bは、それぞれ、2層以上の発光層を有していてもよい。
また、図19E及び図19Fでは、発光ユニットを2つ有する発光デバイスを例示したが、これに限られない。発光デバイスは、発光ユニットを3つ以上有していてもよい。なお、発光ユニットを2つ有する構成を2段タンデム構造と、発光ユニットを3つ有する構成を3段タンデム構造と、それぞれ呼称してもよい。
また、図19E及び図19Fにおいて、発光ユニット763aは、層780a、発光層771、及び、層790aを有し、発光ユニット763bは、層780b、発光層772、及び、層790bを有する。
下部電極761が陽極であり、上部電極762が陰極である場合、層780a及び層780bは、それぞれ、正孔注入層、正孔輸送層、及び、電子ブロック層のうち一つまたは複数を有する。また、層790a及び層790bは、それぞれ、電子注入層、電子輸送層、及び、正孔ブロック層のうち一つまたは複数を有する。下部電極761が陰極であり、上部電極762が陽極である場合、層780aと層790aは互いに上記と逆の構成になり、層780bと層790bも互いに上記と逆の構成になる。
下部電極761が陽極であり、上部電極762が陰極である場合、例えば、層780aは、正孔注入層と、正孔注入層上の正孔輸送層と、を有し、さらに、正孔輸送層上の電子ブロック層を有していてもよい。また、層790aは、電子輸送層を有し、さらに、発光層771と電子輸送層との間の正孔ブロック層を有していてもよい。また、層780bは、正孔輸送層を有し、さらに、正孔輸送層上の電子ブロック層を有していてもよい。また、層790bは、電子輸送層と、電子輸送層上の電子注入層と、を有し、さらに、発光層772と電子輸送層との間の正孔ブロック層を有していてもよい。下部電極761が陰極であり、上部電極762が陽極である場合、例えば、層780aは、電子注入層と、電子注入層上の電子輸送層と、を有し、さらに、電子輸送層上の正孔ブロック層を有していてもよい。また、層790aは、正孔輸送層を有し、さらに、発光層771と正孔輸送層との間の電子ブロック層を有していてもよい。また、層780bは、電子輸送層を有し、さらに、電子輸送層上の正孔ブロック層を有していてもよい。また、層790bは、正孔輸送層と、正孔輸送層上の正孔注入層と、を有し、さらに、発光層772と正孔輸送層との間の電子ブロック層を有していてもよい。
また、タンデム構造の発光デバイスを作製する場合、2つの発光ユニットは、電荷発生層785を介して積層される。電荷発生層785は、少なくとも電荷発生領域を有する。電荷発生層785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。
また、タンデム構造の発光デバイスの一例として、図20A乃至図20Cに示す構成が挙げられる。
図20Aは、発光ユニットを3つ有する構成である。図20Aでは、複数の発光ユニット(発光ユニット763a、発光ユニット763b、及び発光ユニット763c)がそれぞれ電荷発生層785を介して直列に接続されている。また、発光ユニット763aは、層780aと、発光層771と、層790aと、を有し、発光ユニット763bは、層780bと、発光層772と、層790bと、を有し、発光ユニット763cは、層780cと、発光層773と、層790cと、を有する。なお、層780cは、層780a及び層780bに適用可能な構成を用いることができ、層790cは、層790a及び層790bに適用可能な構成を用いることができる。
図20Aにおいて、発光層771、発光層772、及び発光層773のうち、一部または全てに異なる色の光を発する発光物質を用いることができる。発光層771、発光層772、及び発光層773の発光色の組み合わせは、例えば、いずれか2つが青色(B)、残りの一つが黄色(Y)の構成、並びに、いずれか一つが赤色(R)、他の一つが緑色(G)、残りの一つが青色(B)の構成が挙げられる。
図20Bは、複数の発光層を有する発光ユニットを積層したタンデム型の発光デバイスである。図20Bは、2つの発光ユニット(発光ユニット763a及び発光ユニット763b)が電荷発生層785を介して直列に接続された構成である。また、発光ユニット763aは、層780aと、発光層771a、発光層771b、及び発光層771cと、層790aと、を有し、発光ユニット763bは、層780bと、発光層772a、発光層772b、及び発光層772cと、層790bと、を有する。
図20Bにおいては、発光層771a、発光層771b、及び発光層771cについて、補色の関係となる発光物質を選択し、発光ユニット763aを白色発光(W)が可能な構成とする。また、発光層772a、発光層772b、及び発光層772cについても、補色の関係となる発光物質を選択し、発光ユニット763bを白色発光(W)が可能な構成とする。すなわち、図20Bに示す構成は、W\Wの2段タンデム構造であるといえる。なお、補色の関係となる発光物質の積層順については、特に限定はない。実施者が適宜最適な積層順を選択することができる。また、図示しないが、W\W\Wの3段タンデム構造、または4段以上のタンデム構造としてもよい。なお、「a\b」は、aの光を発する発光物質を有する発光ユニット上に、電荷発生層を介して、bの光を発する発光物質を有する発光ユニットが設けられていることを意味し、a、bは、色を意味する。
また、タンデム構造の発光デバイスを用いる場合、黄色(Y)の光を発する発光ユニットと、青色(B)の光を発する発光ユニットとを有するB\YまたはY\Bの2段タンデム構造、赤色(R)と緑色(G)の光を発する発光ユニットと、青色(B)の光を発する発光ユニットとを有するR・G\BまたはB\R・Gの2段タンデム構造、青色(B)の光を発する発光ユニットと、黄色(Y)の光を発する発光ユニットと、青色(B)の光を発する発光ユニットとをこの順で有するB\Y\Bの3段タンデム構造、青色(B)の光を発する発光ユニットと、黄緑色(YG)の光を発する発光ユニットと、青色(B)の光を発する発光ユニットとをこの順で有するB\YG\Bの3段タンデム構造、青色(B)の光を発する発光ユニットと、緑色(G)の光を発する発光ユニットと、青色(B)の光を発する発光ユニットとをこの順で有するB\G\Bの3段タンデム構造などが挙げられる。なお、「a・b」は、1つの発光ユニットにaの光を発する発光物質とbの光を発する発光物質とを有することを意味する。
また、図20Cに示すように、1つの発光層を有する発光ユニットと、複数の発光層を有する発光ユニットと、を組み合わせてもよい。
具体的には、図20Cに示す構成においては、複数の発光ユニット(発光ユニット763a、発光ユニット763b、及び発光ユニット763c)がそれぞれ電荷発生層785を介して直列に接続された構成である。また、発光ユニット763aは、層780aと、発光層771と、層790aと、を有し、発光ユニット763bは、層780bと、発光層772a、発光層772b、及び発光層772cと、層790bと、を有し、発光ユニット763cは、層780cと、発光層773と、層790cと、を有する。
例えば、図20Cに示す構成において、発光ユニット763aが青色(B)の光を発する発光ユニットであり、発光ユニット763bが赤色(R)、緑色(G)、及び黄緑色(YG)の光を発する発光ユニットであり、発光ユニット763cが青色(B)の光を発する発光ユニットである、B\R・G・YG\Bの3段タンデム構造などを適用することができる。
例えば、発光ユニットの積層数と色の順番としては、陽極側から、B、Yの2段構造、Bと発光ユニットXとの2段構造、B、Y、Bの3段構造、B、X、Bの3段構造が挙げられ、発光ユニットXにおける発光層の積層数と色の順番としては、陽極側から、R、Yの2層構造、R、Gの2層構造、G、Rの2層構造、G、R、Gの3層構造、または、R、G、Rの3層構造などとすることができる。また、2つの発光層の間に他の層が設けられていてもよい。
次に、発光デバイスに用いることができる材料について説明する。
下部電極761と上部電極762のうち、光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。また、表示装置が赤外光を発する発光デバイスを有する場合には、光を取り出す側の電極には、可視光及び赤外光を透過する導電膜を用い、光を取り出さない側の電極には、可視光及び赤外光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
また、光を取り出さない側の電極にも可視光を透過する導電膜を用いてもよい。この場合、反射層と、EL層763との間に当該電極を配置することが好ましい。つまり、EL層763の発光は、当該反射層によって反射されて、表示装置から取り出されてもよい。
発光デバイスの一対の電極を形成する材料としては、金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを適宜用いることができる。当該材料としては、具体的には、アルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ガリウム、亜鉛、インジウム、スズ、モリブデン、タンタル、タングステン、パラジウム、金、白金、銀、イットリウム、ネオジムなどの金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金が挙げられる。また、当該材料としては、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)、及びIn−W−Zn酸化物などを挙げることができる。また、当該材料としては、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)、並びに、銀とマグネシウムの合金、及び、銀とパラジウムと銅の合金(Ag−Pd−Cu、APCとも記す)等の銀を含む合金が挙げられる。その他、当該材料としては、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、セシウム、カルシウム、ストロンチウム)、ユウロピウム、イッテルビウム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、グラフェン等が挙げられる。
発光デバイスには、微小光共振器(マイクロキャビティ)構造が適用されていることが好ましい。したがって、発光デバイスが有する一対の電極の一方は、可視光に対する透過性及び反射性を有する電極(半透過・半反射電極)を有することが好ましく、他方は、可視光に対する反射性を有する電極(反射電極)を有することが好ましい。発光デバイスがマイクロキャビティ構造を有することで、発光層から得られる発光を両電極間で共振させ、発光デバイスから射出される光を強めることができる。
なお、半透過・半反射電極は、反射電極として用いることができる導電層と、可視光に対する透過性を有する電極(透明電極ともいう)として用いることができる導電層と、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、発光デバイスの透明電極には、可視光(波長400nm以上750nm未満の光)の透過率が40%以上である電極を用いることが好ましい。半透過・半反射電極の可視光の反射率は、10%以上95%以下、好ましくは30%以上80%以下とする。反射電極の可視光の反射率は、40%以上100%以下、好ましくは70%以上100%以下とする。また、これらの電極の抵抗率は、1×10−2Ωcm以下が好ましい。
発光デバイスは少なくとも発光層を有する。また、発光デバイスは、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子ブロック材料、電子注入性の高い物質、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、バイポーラ性材料ともいう)等を含む層をさらに有していてもよい。例えば、発光デバイスは、発光層の他に、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層以上を有する構成とすることができる。
発光デバイスには低分子化合物及び高分子化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。発光デバイスを構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
発光層は、1種または複数種の発光物質を有する。発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いる。また、発光物質として、近赤外光を発する物質を用いることもできる。
発光物質としては、蛍光材料、燐光材料、TADF材料、及び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、及び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、及び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、正孔輸送性の高い物質(正孔輸送性材料)及び電子輸送性の高い物質(電子輸送性材料)の一方または双方を用いることができる。正孔輸送性材料としては、後述の、正孔輸送層に用いることができる正孔輸送性の高い物質を用いることができる。電子輸送性材料としては、後述の、電子輸送層に用いることができる電子輸送性の高い物質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。
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、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、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。
正孔輸送性材料としては、後述の、正孔輸送層に用いることができる正孔輸送性の高い物質を用いることができる。
アクセプター性材料としては、例えば、元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を用いることができる。具体的には、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化マンガン、及び、酸化レニウムが挙げられる。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。また、フッ素を含む有機アクセプター性材料を用いることもできる。また、キノジメタン誘導体、クロラニル誘導体、及び、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプター性材料を用いることもできる。
例えば、正孔注入性の高い物質として、正孔輸送性材料と、上述の元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物(代表的には酸化モリブデン)とを含む材料を用いてもよい。
正孔輸送層は、正孔注入層によって陽極から注入された正孔を、発光層に輸送する層である。正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送性材料としては、1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物(例えばカルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体など)、芳香族アミン(芳香族アミン骨格を有する化合物)等の正孔輸送性の高い物質が好ましい。
電子ブロック層は、発光層に接して設けられる。電子ブロック層は、正孔輸送性を有し、かつ、電子をブロックすることが可能な材料を含む層である。電子ブロック層には、上記正孔輸送性材料のうち、電子ブロック性を有する材料を用いることができる。
電子ブロック層は、正孔輸送性を有するため、正孔輸送層と呼ぶこともできる。また、正孔輸送層のうち、電子ブロック性を有する層を、電子ブロック層と呼ぶこともできる。
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物質を用いることができる。
正孔ブロック層は、発光層に接して設けられる。正孔ブロック層は、電子輸送性を有し、かつ、正孔をブロックすることが可能な材料を含む層である。正孔ブロック層には、上記電子輸送性材料のうち、正孔ブロック性を有する材料を用いることができる。
正孔ブロック層は、電子輸送性を有するため、電子輸送層と呼ぶこともできる。また、電子輸送層のうち、正孔ブロック性を有する層を、正孔ブロック層と呼ぶこともできる。
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、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入性の高い物質としては、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。電子注入性の高い物質としては、電子輸送性材料とドナー性材料(電子供与性材料)とを含む複合材料を用いることもできる。
また、電子注入性の高い物質のLUMO準位は、陰極に用いる材料の仕事関数の値との差が小さい(具体的には0.5eV以下である)ことが好ましい。
電子注入層には、例えば、リチウム、セシウム、イッテルビウム、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF、xは任意数)、8−(キノリノラト)リチウム(略称:Liq)、2−(2−ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPP)、2−(2−ピリジル)−3−ピリジノラトリチウム(略称:LiPPy)、4−フェニル−2−(2−ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPPP)、リチウム酸化物(LiO)、炭酸セシウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物を用いることができる。また、電子注入層は、2以上の積層構造としてもよい。当該積層構造としては、例えば、1層目にフッ化リチウムを用い、2層目にイッテルビウムを設ける構成が挙げられる。
電子注入層は、電子輸送性材料を有していてもよい。例えば、非共有電子対を備え、電子不足型複素芳香環を有する化合物を、電子輸送性材料に用いることができる。具体的には、ピリジン環、ジアジン環(ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環)、トリアジン環の少なくとも1つを有する化合物を用いることができる。
なお、非共有電子対を備える有機化合物の最低空軌道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位は、−3.6eV以上−2.3eV以下であると好ましい。また、一般にCV(サイクリックボルタンメトリ)、光電子分光法、光吸収分光法、逆光電子分光法等により、有機化合物の最高被占有軌道(HOMO:Highest Occupied Molecular Orbital)準位及びLUMO準位を見積もることができる。
例えば、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:BPhen)、2,9−ジ(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)、ジキノキサリノ[2,3−a:2’,3’−c]フェナジン(略称:HATNA)、2,4,6−トリス[3’−(ピリジン−3−イル)ビフェニル−3−イル]−1,3,5−トリアジン(略称:TmPPPyTz)等を、非共有電子対を備える有機化合物に用いることができる。なお、NBPhenはBPhenと比較して、高いガラス転移点(Tg)を備え、耐熱性に優れる。
電荷発生層は、上述の通り、少なくとも電荷発生領域を有する。電荷発生領域は、アクセプター性材料を含むことが好ましく、例えば、上述の正孔注入層に適用可能な、正孔輸送性材料とアクセプター性材料とを含むことが好ましい。
また、電荷発生層は、電子注入性の高い物質を含む層を有することが好ましい。当該層は、電子注入バッファ層と呼ぶこともできる。電子注入バッファ層は、電荷発生領域と電子輸送層との間に設けられることが好ましい。電子注入バッファ層を設けることで、電荷発生領域と電子輸送層との間の注入障壁を緩和することができるため、電荷発生領域で生じた電子を電子輸送層に容易に注入することができる。
電子注入バッファ層は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含むことが好ましく、例えば、アルカリ金属の化合物またはアルカリ土類金属の化合物を含む構成とすることができる。具体的には、電子注入バッファ層は、アルカリ金属と酸素とを含む無機化合物、または、アルカリ土類金属と酸素とを含む無機化合物を有することが好ましく、リチウムと酸素とを含む無機化合物(酸化リチウム(LiO)など)を有することがより好ましい。その他、電子注入バッファ層には、上述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。
電荷発生層は、電子輸送性の高い物質を含む層を有することが好ましい。当該層は、電子リレー層と呼ぶこともできる。電子リレー層は、電荷発生領域と電子注入バッファ層との間に設けられることが好ましい。電荷発生層が電子注入バッファ層を有さない場合、電子リレー層は、電荷発生領域と電子輸送層との間に設けられることが好ましい。電子リレー層は、電荷発生領域と電子注入バッファ層(または電子輸送層)との相互作用を防いで、電子をスムーズに受け渡す機能を有する。
電子リレー層としては、銅(II)フタロシアニン(略称:CuPc)などのフタロシアニン系の材料、または、金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
なお、上述の電荷発生領域、電子注入バッファ層、及び電子リレー層は、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。
なお、電荷発生層は、アクセプター性材料の代わりに、ドナー性材料を有していてもよい。例えば、電荷発生層としては、上述の電子注入層に適用可能な、電子輸送性材料とドナー性材料とを含む層を有していてもよい。
発光ユニットを積層する際、2つの発光ユニットの間に電荷発生層を設けることで、駆動電圧の上昇を抑制することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、図21乃至図23を用いて説明する。
本実施の形態の電子機器は、表示部に本発明の一態様の表示装置を有する。本発明の一態様の表示装置は、高精細化及び高解像度化が容易である。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21A乃至図21Dを用いて、頭部に装着可能なウェアラブル機器の一例を説明する。これらウェアラブル機器は、ARのコンテンツを表示する機能、VRのコンテンツを表示する機能、SRのコンテンツを表示する機能、MRのコンテンツを表示する機能のうち少なくとも一つを有する。電子機器が、AR、VR、SR、及びMRなどの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21Aに示す電子機器700A、及び、図21Bに示す電子機器700Bは、それぞれ、一対の表示パネル751と、一対の筐体721と、通信部(図示しない)と、一対の装着部723と、制御部(図示しない)と、撮像部(図示しない)と、一対の光学部材753と、フレーム757と、一対の鼻パッド758と、を有する。
表示パネル751には、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。したがって極めて精細度の高い表示が可能な電子機器とすることができる。
電子機器700A、及び、電子機器700Bは、それぞれ、光学部材753の表示領域756に、表示パネル751で表示した画像を投影することができる。光学部材753は透光性を有するため、使用者は光学部材753を通して視認される透過像に重ねて、表示領域に表示された画像を見ることができる。したがって、電子機器700A、及び、電子機器700Bは、それぞれ、AR表示が可能な電子機器である。
電子機器700A、及び、電子機器700Bには、撮像部として、前方を撮像することのできるカメラが設けられていてもよい。また、電子機器700A、及び、電子機器700Bは、それぞれ、ジャイロセンサ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21Cに示す電子機器800A、及び、図21D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21C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、骨伝導イヤフォンとして機能する振動機構を有していてもよい。例えば、表示部820、筐体821、及び装着部823のいずれか一または複数に、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、ヘッドフォン、イヤフォン、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、イヤフォン750と無線通信を行う機能を有していてもよい。イヤフォン750は、通信部(図示しない)を有し、無線通信機能を有する。イヤフォン750は、無線通信機能により、電子機器から情報(例えば音声データ)を受信することができる。例えば、図21Aに示す電子機器700Aは、無線通信機能によって、イヤフォン750に情報を送信する機能を有する。また、例えば、図21Cに示す電子機器800Aは、無線通信機能によって、イヤフォン750に情報を送信する機能を有する。
また、電子機器がイヤフォン部を有していてもよい。図21Bに示す電子機器700Bは、イヤフォン部727を有する。例えば、イヤフォン部727と制御部とは、互いに有線接続されている構成とすることができる。イヤフォン部727と制御部とをつなぐ配線の一部は、筐体721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21Dに示す電子機器800Bは、イヤフォン部827を有する。例えば、イヤフォン部827と制御部824とは、互いに有線接続されている構成とすることができる。イヤフォン部827と制御部824とをつなぐ配線の一部は、筐体821または装着部823の内部に配置されていてもよい。また、イヤフォン部827と装着部823とがマグネットを有していてもよい。これにより、イヤフォン部827を装着部823に磁力によって固定することができ、収納が容易となり好ましい。
なお、電子機器は、イヤフォンまたはヘッドフォンなどを接続することができる音声出力端子を有していてもよい。また、電子機器は、音声入力端子及び音声入力機構の一方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、イヤフォンに情報を送信することができる。
図22Aに示す電子機器6500は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
電子機器6500は、筐体6501、表示部6502、電源ボタン6503、ボタン6504、スピーカ6505、マイク6506、カメラ6507、及び光源6508等を有する。表示部6502はタッチパネル機能を備える。
表示部6502に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図22Bは、筐体6501のマイク6506側の端部を含む断面概略図である。
筐体6501の表示面側には透光性を有する保護部材6510が設けられ、筐体6501と保護部材6510に囲まれた空間内に、表示パネル6511、光学部材6512、タッチセンサパネル6513、プリント基板6517、バッテリ6518等が配置されている。
保護部材6510には、表示パネル6511、光学部材6512、及びタッチセンサパネル6513が接着層(図示しない)により固定されている。
表示部6502よりも外側の領域において、表示パネル6511の一部が折り返されており、当該折り返された部分にFPC6515が接続されている。FPC6515には、IC6516が実装されている。FPC6515は、プリント基板6517に設けられた端子に接続されている。
表示パネル6511には本発明の一態様のフレキシブルディスプレイを適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル6511が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ6518を搭載することもできる。また、表示パネル6511の一部を折り返して、画素部の裏側にFPC6515との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
図22C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22C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22D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22E及び図22Fに、デジタルサイネージの一例を示す。
図22E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22F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22E及び図22F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22E及び図22F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23A乃至図23G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23A乃至図23Gにおいて、表示部9001に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図23A乃至図23G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23A乃至図23Gに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図23A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23A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23B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23C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23D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23E乃至図23G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23Eは携帯情報端末9201を展開した状態、図23Gは折り畳んだ状態、図23Fは図23Eと図23G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。
11B:副画素、11G:副画素、11R:副画素、100A:表示装置、100B:表示装置、100C:表示装置、100D:表示装置、100E:表示装置、100F:表示装置、100G:表示装置、100H:表示装置、100:表示装置、101:層、110a:副画素、110b:副画素、110c:副画素、110d:副画素、110:画素、111B:画素電極、111G:画素電極、111R:画素電極、112B:導電層、112G:導電層、112R:導電層、113s:材料層、113t:領域、113:EL層、114A:絶縁膜、114:側壁絶縁層、115:共通電極、116B:光学調整層、116G:光学調整層、116R:光学調整層、117:遮光層、120:基板、122:樹脂層、123:導電層、124a:画素、124b:画素、126B:導電層、126G:導電層、126R:導電層、128:層、129B:導電層、129G:導電層、129R:導電層、130B:発光デバイス、130G:発光デバイス、130R:発光デバイス、131:保護層、132B:着色層、132G:着色層、132R:着色層、133:レンズアレイ、134:絶縁層、140:接続部、142:接着層、150A:領域、150B:領域、150C:領域、150D:領域、150E:領域、150F:領域、151:基板、152:基板、153:絶縁層、162:表示部、164:回路、165:配線、166:導電層、172:FPC、173:IC、201:トランジスタ、204:接続部、205:トランジスタ、209:トランジスタ、210:トランジスタ、211:絶縁層、213:絶縁層、214:絶縁層、215:絶縁層、218:絶縁層、221:導電層、222a:導電層、222b:導電層、223:導電層、225:絶縁層、231i:チャネル形成領域、231n:低抵抗領域、231:半導体層、240:容量、241:導電層、242:接続層、243:絶縁層、245:導電層、251:導電層、252:導電層、254:絶縁層、255a:絶縁層、255b:絶縁層、255c:絶縁層、256:プラグ、261:絶縁層、262:絶縁層、263:絶縁層、264:絶縁層、265:絶縁層、271:プラグ、274a:導電層、274b:導電層、274:プラグ、280:表示モジュール、281:表示部、282:回路部、283a:画素回路、283:画素回路部、284a:画素、284:画素部、285:端子部、286:配線部、290:FPC、291:基板、292:基板、301A:基板、301B:基板、301:基板、310A:トランジスタ、310B:トランジスタ、310:トランジスタ、311:導電層、312:低抵抗領域、313:絶縁層、314:絶縁層、315:素子分離層、320A:トランジスタ、320B:トランジスタ、320:トランジスタ、321:半導体層、323:絶縁層、324:導電層、325:導電層、326:絶縁層、327:導電層、328:絶縁層、329:絶縁層、331:基板、332:絶縁層、335:絶縁層、336:絶縁層、341:導電層、342:導電層、343:プラグ、344:絶縁層、345:絶縁層、346:絶縁層、347:バンプ、348:接着層、700A:電子機器、700B:電子機器、721:筐体、723:装着部、727:イヤフォン部、750:イヤフォン、751:表示パネル、753:光学部材、756:表示領域、757:フレーム、758:鼻パッド、761:下部電極、762:上部電極、763a:発光ユニット、763b:発光ユニット、763c:発光ユニット、763:EL層、764:層、771a:発光層、771b:発光層、771c:発光層、771:発光層、772a:発光層、772b:発光層、772c:発光層、772:発光層、773:発光層、780a:層、780b:層、780c:層、780:層、781:層、782:層、785:電荷発生層、790a:層、790b:層、790c:層、790:層、791:層、792:層、800A:電子機器、800B:電子機器、820:表示部、821:筐体、822:通信部、823:装着部、824:制御部、825:撮像部、827:イヤフォン部、832:レンズ、6500:電子機器、6501:筐体、6502:表示部、6503:電源ボタン、6504:ボタン、6505:スピーカ、6506:マイク、6507:カメラ、6508:光源、6510:保護部材、6511:表示パネル、6512:光学部材、6513:タッチセンサパネル、6515:FPC、6516:IC、6517:プリント基板、6518:バッテリ、7000:表示部、7100:テレビジョン装置、7101:筐体、7103:スタンド、7111:リモコン操作機、7200:ノート型パーソナルコンピュータ、7211:筐体、7212:キーボード、7213:ポインティングデバイス、7214:外部接続ポート、7300:デジタルサイネージ、7301:筐体、7303:スピーカ、7311:情報端末機、7400:デジタルサイネージ、7401:柱、7411:情報端末機、9000:筐体、9001:表示部、9002:カメラ、9003:スピーカ、9005:操作キー、9006:接続端子、9007:センサ、9008:マイクロフォン、9050:アイコン、9051:情報、9052:情報、9053:情報、9054:情報、9055:ヒンジ、9101:携帯情報端末、9102:携帯情報端末、9103:タブレット端末、9200:携帯情報端末、9201:携帯情報端末

Claims (14)

  1.  第1の発光デバイス、第2の発光デバイス、絶縁層、第1の側壁絶縁層、第2の側壁絶縁層、第1の着色層、及び、第2の着色層を有し、
     前記第1の発光デバイスは、前記絶縁層上の第1の画素電極と、前記第1の画素電極上の第1の層と、前記第1の層上の共通電極と、を有し、
     前記第2の発光デバイスは、前記絶縁層上の第2の画素電極と、前記第2の画素電極上の前記第1の層と、前記第1の層上の前記共通電極と、を有し、
     前記第1の側壁絶縁層は、前記第1の画素電極の側面に接し、
     前記第2の側壁絶縁層は、前記第2の画素電極の側面に接し、
     前記第1の着色層は、前記第1の発光デバイスと重なり、
     前記第2の着色層は、前記第2の発光デバイスと重なり、
     前記第2の着色層は、前記第1の着色層とは異なる色の光を透過し、
     前記第1の層は、青色の光を発する第1の発光材料と、青色よりも長波長の光を発する第2の発光材料と、を有し、
     前記第1の層は、前記第1の側壁絶縁層と前記第2の側壁絶縁層との間に、前記絶縁層の上面に接する部分を有する、表示装置。
  2.  第1の発光デバイス、第2の発光デバイス、材料層、絶縁層、第1の側壁絶縁層、第2の側壁絶縁層、第1の着色層、及び、第2の着色層を有し、
     前記第1の発光デバイスは、前記絶縁層上の第1の画素電極と、前記第1の画素電極上の第1の層と、前記第1の層上の共通電極と、を有し、
     前記第2の発光デバイスは、前記絶縁層上の第2の画素電極と、前記第2の画素電極上の第2の層と、前記第2の層上の前記共通電極と、を有し、
     前記第1の側壁絶縁層は、前記第1の画素電極の側面に接し、
     前記第2の側壁絶縁層は、前記第2の画素電極の側面に接し、
     前記材料層は、前記絶縁層の上面に接し、かつ、前記第1の側壁絶縁層と前記第2の側壁絶縁層との間に位置し、
     前記第1の着色層は、前記第1の発光デバイスと重なり、
     前記第2の着色層は、前記第2の発光デバイスと重なり、
     前記第2の着色層は、前記第1の着色層とは異なる色の光を透過し、
     前記第1の層、前記第2の層、及び前記材料層は、いずれも同一の発光材料を有し、かつ、互いに離隔されている、表示装置。
  3.  請求項2において、
     前記第1の層は、青色の光を発する第1の発光材料と、青色よりも長波長の光を発する第2の発光材料と、を有する、表示装置。
  4.  請求項2または3において、
     前記材料層は、前記第1の側壁絶縁層の側面、及び、前記第2の側壁絶縁層の側面のうち、少なくとも一方に接する、表示装置。
  5.  請求項1乃至4のいずれか一において、
     前記第1の側壁絶縁層は、さらに、前記絶縁層の側面及び前記上面に接し、
     前記第2の側壁絶縁層は、さらに、前記絶縁層の側面及び前記上面に接する、表示装置。
  6.  請求項1乃至5のいずれか一において、
     前記第1の側壁絶縁層と前記第2の側壁絶縁層との最短距離は、10μm未満である、表示装置。
  7.  請求項1乃至6のいずれか一において、
     前記第1の側壁絶縁層と前記第2の側壁絶縁層との最短距離は、1μm以下である、表示装置。
  8.  請求項1乃至7のいずれか一において、
     前記第1の側壁絶縁層は、無機絶縁材料を有する、表示装置。
  9.  請求項1乃至8のいずれか一に記載の表示装置と、
     コネクタ及び集積回路のうち少なくとも一方と、を有する、表示モジュール。
  10.  請求項9に記載の表示モジュールと、
     筐体、バッテリ、カメラ、スピーカ、及びマイクのうち少なくとも一つと、を有する、電子機器。
  11.  絶縁表面上に、導電膜を形成し、
     前記導電膜を加工することで、第1の画素電極と、第2の画素電極と、を形成し、
     前記第1の画素電極、及び、前記第2の画素電極を覆う、絶縁膜を形成し、
     前記絶縁膜を加工することで、前記第1の画素電極の側面に接する第1の側壁絶縁層と、前記第2の画素電極の側面に接する第2の側壁絶縁層と、を形成し、かつ、前記第1の画素電極の上面と、前記第2の画素電極の上面と、を露出させ、
     前記第1の画素電極の上面、前記第2の画素電極の上面、及び、前記絶縁表面に接する第1の層を形成し、
     前記第1の層に接する共通電極を形成し、
     前記共通電極上に、前記第1の画素電極と重なる第1の着色層と、前記第2の画素電極と重なる第2の着色層と、を配置し、
     前記第1の層は、青色の光を発する第1の発光材料と、青色よりも長波長の光を発する第2の発光材料と、を有する、表示装置の作製方法。
  12.  絶縁表面上に導電膜を形成し、
     前記導電膜を加工することで、第1の画素電極と、第2の画素電極と、を形成し、
     前記第1の画素電極、及び、前記第2の画素電極を覆う、絶縁膜を形成し、
     前記絶縁膜を加工することで、前記第1の画素電極の側面に接する第1の側壁絶縁層と、前記第2の画素電極の側面に接する第2の側壁絶縁層と、を形成し、かつ、前記第1の画素電極の上面と、前記第2の画素電極の上面と、を露出させ、
     前記第1の画素電極の上面に接する第1の層と、前記第2の画素電極の上面に接する第2の層と、前記絶縁表面に接する材料層と、を同一工程にて形成し、
     前記第1の層、及び、前記第2の層に接する共通電極を形成し、
     前記共通電極上に、前記第1の画素電極と重なる第1の着色層と、前記第2の画素電極と重なる第2の着色層と、を配置する、表示装置の作製方法。
  13.  請求項12において、
     前記第1の層は、青色の光を発する第1の発光材料と、青色よりも長波長の光を発する第2の発光材料と、を有する、表示装置の作製方法。
  14.  請求項12または13において、
     前記共通電極は、前記材料層と接する、表示装置の作製方法。
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