CN111106148B - 显示装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明题为显示装置及电子设备。本发明的一个方式提供一种设计自由度高的显示装置。本发明的一个方式提供一种显示装置,包括:被具有柔性的两个衬底夹着的显示元件;触摸传感器;以及晶体管。对显示元件供应信号的外部电极与对触摸传感器供应信号的外部电极从一个衬底的同一面一侧连接。
Description
本申请是如下发明专利申请的分案申请:
发明名称:显示装置及电子设备;申请日:2015年4月24日;申请号:201510200751.2。
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示装置。或者,本发明的一个方式涉及一种显示装置的制造方法。
注意,本发明的一个方式不限定于上述技术领域。例如,本发明的一个方式涉及一种物体、方法或制造方法。此外,本发明涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。另外,本发明的一个方式涉及一种存储装置、处理器、它们的驱动方法或它们的制造方法。
注意,在本说明书等中,半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。因此,晶体管或二极管等半导体元件和半导体电路是半导体装置。另外,显示装置、发光装置、照明装置、电光装置及电子设备等有时包括半导体元件或半导体电路。因此,显示装置、发光装置、照明装置、电光装置及电子设备等也有时包括半导体装置。
背景技术
近年来,作为用于显示装置的显示区域的显示元件,对液晶元件的研究开发日益盛行。另外,关于利用电致发光(EL:Electroluminescence)的发光元件的研究开发也日益盛行。在发光元件的基本结构中,在一对电极之间夹有包含发光物质的层。通过将电压施加到该发光元件,可以得到来自发光物质的发光。
尤其是,因为上述发光元件是自发光型发光元件,所以使用该发光元件的显示装置具有如下优点:具有良好的可见度;不需要背光灯;以及耗电量低等。而且,使用发光元件的显示装置还具有如下优点:能够将其制造得薄且轻;以及响应速度快等。
另外,由于具有上述显示元件的显示装置能够具有柔性,因此正在探讨将上述显示装置应用于柔性衬底。
作为使用柔性衬底的显示装置的制造方法,已对如下技术进行了开发:例如,在于玻璃衬底或石英衬底等衬底上制造薄膜晶体管等半导体元件之后,在该半导体元件与衬底之间填充有机树脂,从玻璃衬底或石英衬底将半导体元件转置到其他衬底(例如柔性衬底)的技术(参照专利文献1)。
关于形成在柔性衬底上的发光元件,为了保护发光元件表面或防止来自外部的水分及杂质的侵入,有时在发光元件上还设置柔性衬底。
另外,显示装置被期待应用于各种用途,并存在多样化的需要。例如,作为便携式信息终端,具备触摸传感器的智能手机或平板终端的开发正日益盛行。
[专利文献1]日本专利申请公开2003-174153号公报。
为了将信号或电力供应到使用柔性衬底的显示装置,需要使用激光或刀具去除柔性衬底的一部分而使电极露出,并使FPC(Flexible Printed Circuit:柔性印刷电路)等外部电极连接到电极。
然而,在使用激光或刀具去除柔性衬底的一部分的方法中有如下问题:容易损伤显示装置所具有的电极,由此容易降低显示装置的可靠性或制造成品率。另外,为了防止因使用上述方法导致的对显示区域的损伤,需要充分分离地设置显示区域与电极,这容易产生因布线电阻的增加导致的信号或电力的衰减。
发明内容
本发明的一个方式的目的之一是提供一种不容易损伤电极的显示装置的制造方法。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种不容易损伤显示区域的显示装置的制造方法。此外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性良好的显示装置及其制造方法。或者,本发明的一个方式的目的之一是提供一种设计自由度大的显示装置及其制造方法。
另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种可见度高的显示装置或电子设备等。本发明的一个方式的目的之一是提供一种显示质量高的显示装置或电子设备等。本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的显示装置或电子设备等。本发明的一个方式的目的之一是提供一种不易损坏的显示装置或电子设备等。本发明的一个方式的目的之一是提供一种耗电量低的显示装置或电子设备等。本发明的一个方式的目的之一是提供一种生产性高的显示装置或电子设备等。本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的显示装置或电子设备等。
注意,这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外,根据说明书、附图、权利要求书等的记载,这些目的以外的目的是显然的,可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽取这些以外的目的。
本发明的一个方式是一种显示装置,包括被具有柔性的两个衬底夹着的显示元件及触摸传感器,对显示元件供应信号的外部电极与对触摸传感器供应信号的外部电极从一个衬底的同一面一侧连接的显示装置。
本发明的一个方式是一种显示装置,包括:第一衬底;第二衬底;显示元件;触摸传感器;第一电极;以及第二电极,其中,第一衬底与第二衬底夹着显示元件、触摸传感器、第一电极及第二电极具有彼此重叠的区域,第一电极能够对显示元件供应信号,第二电极能够对触摸传感器供应信号,第一电极及第二电极在第二衬底的开口中与外部电极电连接。
作为外部电极可以使用FPC等。另外,外部电极包括多个电极,第一电极可以与外部电极所包括的一部分电极电连接。另外,第二电极可以与外部电极所包括的另一部分电极电连接。另外,当对第一电极和第二电极供应共同的电位或共同的信号时,也可以将第一电极及第二电极电连接于外部电极所包括的一个电极。
本发明的一个方式是一种显示装置,包括:第一衬底;第二衬底;显示元件;触摸传感器;第一电极;以及第二电极,其中,第一衬底与第二衬底夹着显示元件、触摸传感器、第一电极及第二电极具有彼此重叠的区域,第一电极能够对显示元件供应信号,第二电极能够对触摸传感器供应信号,第一电极在第二衬底的第一开口中与第一外部电极电连接,第二电极在第二衬底的第二开口中与第二外部电极电连接。
本发明的一个方式是一种显示装置,包括:第一衬底;第二衬底;显示元件;触摸传感器;晶体管;第一电极;以及第二电极,其中,第一衬底与第二衬底夹着显示元件、触摸传感器、晶体管、第一电极及第二电极具有彼此重叠的区域,第一电极能够对晶体管供应信号,晶体管能够对显示元件供应信号,第二电极能够对触摸传感器供应信号,第一电极及第二电极在第二衬底的开口中与外部电极电连接。
本发明的一个方式是一种显示装置,包括:第一衬底;第二衬底;显示元件;触摸传感器;晶体管;第一电极;以及第二电极,其中,第一衬底与第二衬底夹着显示元件、触摸传感器、第一电极及第二电极具有彼此重叠的区域,第一电极能够对晶体管供应信号,晶体管能够对显示元件供应信号,第二电极能够对触摸传感器供应信号,第一电极在第二衬底的第一开口中与第一外部电极电连接,第二电极在第二衬底的第二开口中与第二外部电极电连接。
根据本发明的一个方式,可以提供一种不容易损伤电极的显示装置的制造方法。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种不容易损伤显示区域的显示装置的制造方法。此外,根据本发明的一个方式,可以提供一种可靠性良好的显示装置及其制造方法。或者,根据本发明的一个方式,可以提供一种设计的自由度大的显示装置及其制造方法。
另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种可见度高的显示装置或电子设备等。此外,根据本发明的一个方式,可以提供一种显示质量高的显示装置或电子设备等。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种可靠性高的显示装置或电子设备等。此外,根据本发明的一个方式,可以提供一种不易损坏的显示装置或电子设备等。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种耗电量低的显示装置或电子设备等。或者,根据本发明的一个方式,可以提供一种生产性高的显示装置或电子设备等。此外,根据本发明的一个方式,可以提供一种新颖的显示装置或电子设备等。
注意,这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外,根据说明书、附图、权利要求书等的记载,这些效果以外的效果是显然的,而可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽取这些以外的效果。
附图说明
图1A至图1C是说明本发明的一个方式的透视图及截面图;
图2A及图2B是说明本发明的一个方式的透视图及截面图;
图3A及图3B是说明本发明的一个方式的截面图;
图4A至图4E是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图5A至图5C是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图6A及图6B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图7A至图7D是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图8A至图8D是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图9A至图9D是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图10A至图10C是说明显示装置的一个方式的像素结构的一个例子的图;
图11A及图11B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图12A及图12B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图13A及图13B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图14A及图14B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图15A及图15B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图16A及图16B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图17A及图17B是说明本发明的一个方式的透视图及截面图;
图18A及图18B是说明本发明的一个方式的透视图及截面图;
图19A至图19C是说明本发明的一个方式的透视图及截面图;
图20A至图20C是说明本发明的一个方式的透视图及截面图;
图21A及图21B是说明本发明的一个方式的透视图及截面图;
图22A及图22B是说明本发明的一个方式的透视图及截面图;
图23A至图23C是说明本发明的一个方式的透视图及截面图;
图24A至图24D是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图25A至图25D是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图26A至图26D是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图27A及图27B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图28A及图28B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图29A及图29B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图30A及图30B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图31A及图31B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图32A及图32B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图33A及图33B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图34A及图34B是说明本发明的一个方式的制造工序的图;
图35A及图35B是说明本发明的一个方式的透视图及截面图;
图36A及图36B是说明本发明的一个方式的透视图及截面图;
图37A至图37C是说明显示装置的一个方式的方框图及电路图;
图38A1、图38A2、图38B1及图38B2是说明晶体管的一个方式的截面图;
图39A1、图39A2、图39A3、图39B1及图39B2是说明晶体管的一个方式的截面图;
图40A至图40C是说明晶体管的一个方式的平面图及截面图;
图41A至图41C是说明晶体管的一个方式的平面图及截面图;
图42A、图42B、图42C、图42D1及图42D2是说明触摸传感器的结构实例及驱动方法的一个例子的图;
图43A至图43D是说明触摸传感器的结构实例及驱动方法的一个例子的图;
图44A及图44B是说明发光元件的结构实例的图;
图45A至图45F是说明电子设备及照明装置的一个例子的图;
图46A及图46B是说明电子设备的一个例子的图;
图47A至图47C是说明电子设备的一个例子的图;
图48A至图48I是说明电子设备的一个例子的图;
图49A及图49B是说明电子设备的一个例子的图。
具体实施方式
参照附图对实施方式进行详细的说明。注意,本发明不限定于以下说明,而所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此,本发明不应该被解释为仅限定于下面所示的实施方式所记载的内容中。注意,在下面说明的发明结构中,在不同的附图中共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分,而省略反复说明。
另外,为了便于理解,有时在附图等中示出的各构成要素的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、大小及范围等。因此,所公开的发明不一定限定于附图等所公开的位置、大小、范围等。例如,在实际的制造工序中,有时由于蚀刻等处理而抗蚀剂掩模等被非意图性地蚀刻,但是为了便于理解有时省略图示。
另外,在俯视图(也称为平面图)或透视图等中,为了便于理解附图,有时省略构成要素的一部分。
注意,在本说明书等中,“电极”或“布线”这样的术语不在功能上限定其构成要素。例如,有时将“电极”用作“布线”的一部分,反之亦然。再者,“电极”或“布线”这样的术语还包括多个“电极”或“布线”被形成为一体的情况等。
另外,在本说明书等中,“上”或“下”这样的术语不限定于构成要素的位置关系为“正上”或“正下”且直接接触的情况。例如,如果是“绝缘层A上的电极B”的表述,则不一定必须在绝缘层A上直接接触地形成有电极B,也可以包括在绝缘层A与电极B之间包括其他构成要素的情况。
另外,由于“源极”及“漏极”的功能例如在采用不同极性的晶体管时或在电路工作中电流的方向变化时等,根据工作条件等而相互调换,因此很难限定哪个是“源极”哪个是“漏极”。因此,在本说明书中,可以将“源极”和“漏极”互相调换地使用。
注意,在本说明书等中,“电连接”包括隔着“具有某种电作用的元件”连接的情况。这里,“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接对象间的电信号的交换,就对其没有特别的限制。因此,即便在表述为“电连接”的情况下,在实际电路中有时也没有物理连接的部分而只是布线延伸。
此外,在本说明书中,“平行”是指两条直线形成的角度为-10°以上且10°以下的状态。因此,也包括该角度为-5°以上且5°以下的状态。另外,“垂直”或“正交”是指两条直线形成的角度为80°以上且100°以下的状态。因此,也包括该角度为85°以上且95°以下的状态。
另外,在本说明书中,当在进行光刻工序之后进行蚀刻工序时,在没有特别说明的情况下,在蚀刻工序结束之后去除在光刻工序中形成的抗蚀剂掩模。
注意,“电压”大多是指某个电位与标准电位(例如,接地电位(GND电位)或源电位)之间的电位差。由此,可以将电压换称为电位。
此外,半导体的杂质例如是指构成半导体的主要成分以外的元素。例如,浓度小于0.1atomic%的元素可以说是杂质。由于半导体包含杂质,而例如有时导致半导体中的DOS(Density of State:态密度)的增高、载流子迁移率的降低或结晶性的降低等。当半导体是氧化物半导体时,作为改变半导体的特性的杂质,例如有第1族元素、第2族元素、第13族元素、第14族元素、第15族元素以及氧化物半导体的主要成分以外的过渡金属等。尤其是,例如有氢(也包含在水中)、锂、钠、硅、硼、磷、碳、氮等。当采用氧化物半导体时,例如由于氢等杂质混入,而有可能形成氧缺陷。当半导体是硅时,作为改变半导体的特性的杂质,例如有氧、除了氢以外的第1族元素、第2族元素、第13族元素、第15族元素等。
注意,本说明书等中的“第一”、“第二”等序数词是为了避免构成要素的混淆而附加的,其并不表示工序顺序或者层叠顺序等某种顺序或次序。注意,关于本说明书等中不附加有序数词的术语,为了避免构成要素的混淆,在权利要求书中有时对该术语附加序数词。注意,关于本说明书等中附加有序数词的术语,在权利要求书中有时对该术语附加不同的序数词。注意,关于本说明书等中附加有序数词的术语,在权利要求书中有时省略其序数词。
注意,例如,“沟道长度”是指在晶体管的俯视图中,在半导体(或在晶体管处于导通状态时,在半导体中电流流过的部分)和栅电极重叠的区域或者形成沟道的区域中的源极(源极区域或源电极)和漏极(漏极区域或漏电极)之间的距离。另外,在一个晶体管中,沟道长度不一定在所有的区域中都是相同的值。也就是说,一个晶体管的沟道长度有时不限定于一个值。因此,在本说明书中,沟道长度是形成沟道的区域中的任一个值、最大值、最小值或平均值。
例如,“沟道宽度”是指在半导体(或在晶体管处于导通状态时,在半导体中电流流过的部分)和栅电极重叠的区域或者形成沟道的区域中的源极和漏极相对的部分的长度。另外,在一个晶体管中,沟道宽度不一定在所有的区域中都是相同的值。也就是说,一个晶体管的沟道宽度有时不限定于一个值。因此,在本说明书中,沟道宽度是形成沟道的区域中的任一个值、最大值、最小值或平均值。
另外,根据晶体管的结构,有时实际上形成沟道的区域中的沟道宽度(下面称为有效沟道宽度)和晶体管的俯视图所示的沟道宽度(下面称为视在沟道宽度)不同。例如,在栅电极覆盖半导体的侧面的情况下,有时有效沟道宽度大于视在沟道宽度,不能忽略其影响。例如,在具有微型结构且栅电极覆盖半导体的侧面的晶体管中,有时形成在半导体的侧面的沟道区域的比例大于形成在半导体的顶面的沟道区域的比例。在此情况下,有效沟道宽度大于视在沟道宽度。
在此情况下,有时难以通过实测估计有效沟道宽度。例如,为了根据设计值估计有效沟道宽度,需要假定预先知道半导体的形状。因此,当不准确知道半导体的形状时,难以准确地测量有效沟道宽度。
于是,在本说明书中,有时将视在沟道宽度称为“围绕沟道宽度(SCW:SurroundedChannel Width)”。此外,在本说明书中,在简单地表示“沟道宽度”时,有时是指围绕沟道宽度或视在沟道宽度。或者,在本说明书中,在简单地表示“沟道宽度”时,有时是指有效沟道宽度。注意,通过对截面TEM图像等进行分析等,可以决定沟道长度、沟道宽度、有效沟道宽度、视在沟道宽度、围绕沟道宽度等的值。
另外,在通过计算求得晶体管的场效应迁移率或每个沟道宽度的电流值等时,有时使用围绕沟道宽度进行计算。在此情况下,有时成为与使用有效沟道宽度进行计算时不同的值。
实施方式1
参照图1A至图19C说明本发明的一个方式的显示装置100的结构实例及制造方法例子。另外,本说明书所公开的显示装置100是作为显示元件使用发光元件的显示装置。此外,作为本发明的一个方式的显示装置100,例示出顶部发射结构(上表面发射结构)的显示装置。另外,显示装置100也可以采用底部发射结构(下表面发射结构)或者双发射结构(双表面发射结构)的显示装置。
〈显示装置的结构〉
参照图1A至图3B说明本发明的一个方式的显示装置100的结构实例。图1A是显示装置100的透视图。另外,图1B是沿图1A中的点划线A1-A2所示的部分的截面图。另外,图1C是沿图1A中的点划线B1-B2所示的部分的截面图。本实施方式所示的显示装置100包括显示区域131。另外,显示区域131包括多个像素130。一个像素130至少包括一个发光元件125。
本实施方式所示的显示装置100包括:电极115;EL层117;包括电极118的发光元件125;分隔壁114;以及电极116。另外,在电极116上包括绝缘层141,在设置在绝缘层141中的开口中,电极115与电极116电连接。此外,分隔壁114设置在电极115上,在电极115及分隔壁114上设置有EL层117,在EL层117上设置有电极118。
另外,本实施方式所示的显示装置100在发光元件125上隔着粘合层120包括衬底121。另外,在衬底121上,隔着粘合层122及绝缘层129具有包括电极272、绝缘层273及电极274的触摸传感器271、电极276、绝缘层275、遮光层264、着色层(也称为“滤色片”)266及保护层268。在本实施方式中,作为触摸传感器271例示出静电电容式的触摸传感器。
因为本实施方式所示的显示装置100是顶部发射结构(上表面发射结构)的显示装置,所以从发光元件125发射的光151从衬底121一侧被发射。从EL层117发射的光151(例如,白色光)的一部分在经过着色层266时被吸收而转换为特定的颜色的光。换言之,着色层266使特定波长区域的光透射。着色层266可以被用作将光151转换为不同颜色的光的光学滤色层。
另外,在本实施方式中,虽然将电极116示为电极116a与电极116b的叠层,但是电极116既可以是单层又可以是三层以上的叠层。另外,虽然将电极276示为电极276a与电极276b的叠层,但是电极276既可以是单层又可以是三层以上的叠层。
另外,本实施方式所示的显示装置100包括穿过衬底121、粘合层122、绝缘层129、粘合层120、绝缘层273、绝缘层275及绝缘层141且与电极116重叠的开口132a。另外,还包括穿过衬底121、粘合层122及绝缘层129且与电极276重叠的开口132b。
在开口132a中,外部电极124a与电极116通过各向异性导电连接层138a电连接。另外,在开口132b中,外部电极124b与电极276通过各向异性导电连接层138b电连接。
另外,如图2A和图2B所示,作为显示装置100的结构也可以采用不包括遮光层264、着色层266及保护层268的结构。图2A是不设置遮光层264、着色层266及保护层268的显示装置100的立体图,图2B是图2A中的点划线A1-A2所示的部分的截面图。
尤其是,在利用针对每个像素而改变所发射的光151的颜色的所谓的分别涂布方式形成EL层117的情况下,既可以设置着色层266,又可以不设置着色层266。
通过不设置遮光层264、着色层266和保护层268中的至少一个或全部,可以实现显示装置100的制造成本的降低或成品率的提高等。另外,通过不设置着色层266,可以有效地发射光151,因此可以实现亮度的提高和耗电量的降低等。
另一方面,当设置遮光层264、着色层266及保护层268时,则可以减轻外光的反射,可以实现对比度的提高和颜色再现性的提高等。
另外,在作为显示装置100采用底部发射结构的显示装置的情况下,也可以在衬底111一侧设置触摸传感器271、遮光层264、着色层266及保护层268(参照图3A)。
此外,在作为显示装置100采用双表面发射结构的显示装置的情况下,也可以在衬底111一侧及衬底121一侧中的某一侧或两侧设置触摸传感器271、遮光层264、着色层266及保护层268(参照图3B)。另外,也可以将触摸传感器271和着色层266设置在不同的衬底一侧。
另外,也可以在发光元件125与电极116之间设置具有对发光元件125供应信号的功能的开关元件。例如,也可以在发光元件125与电极116之间设置晶体管。
晶体管是半导体元件的一种,可以进行电流和/或电压的放大、控制导通或非导通的开关工作等。通过在发光元件125与电极116之间设置晶体管,可以更容易地实现显示区域131的大面积化或高清晰化等。此外,不限定于晶体管等开关元件,也可以在显示区域131内设置电阻元件、电感器、电容器、整流元件等。
[衬底111、121]
作为衬底111和/或衬底121可以使用有机树脂材料或其厚度允许其具有柔性的玻璃材料、或者其厚度允许其具有柔性的金属材料(包括合金材料)等。在作为显示装置100使用下表面发射型显示装置或双表面发射型显示装置的情况下,作为衬底111使用对于来自EL层117的发光具有透光性的材料。在作为显示装置100使用上表面发射型显示装置或双表面发射型显示装置的情况下,作为衬底121使用对于来自EL层117的发光具有透光性的材料。
尤其是,有机树脂材料的比重比玻璃材料或金属材料小。因此,通过作为衬底111及/或衬底121使用有机树脂材料,可以实现显示装置的轻量化。
另外,作为衬底111及/或衬底121,优选使用韧性高的材料。由此,能够实现耐冲击性高的不易损坏的显示装置。在大多情况下,有机树脂材料及金属材料的韧性比玻璃材料高。当作为衬底111及/或衬底121使用有机树脂材料或金属材料时,与使用玻璃材料的情况相比,可以实现不易损坏的显示装置。
金属材料的导热性比有机树脂材料或玻璃材料高,由此容易将热量传到整个衬底。因此,能够抑制显示装置的局部温度上升。在作为衬底111及/或衬底121使用金属材料的情况下,衬底的厚度优选为10μm以上且200μm以下,更优选为20μm以上且50μm以下。
对用于衬底111及/或衬底121的金属材料没有特别的限制,例如可以使用铝、铜、镍、铝合金或不锈钢等合金等。
另外,当作为衬底111及/或衬底121使用热辐射率高的材料时,能够抑制显示装置的表面温度上升,从而能够抑制显示装置的损坏及可靠性的下降。例如,衬底也可以采用使用金属材料形成的层(下面也称为“金属层”)与热辐射率高的材料(例如,金属氧化物或陶瓷材料等)的叠层结构。
此外,也可以在衬底111及/或衬底121上层叠保护显示装置的表面免受损伤等的硬涂层(例如,氮化硅层等)或能够分散压力的层(例如,芳族聚酰胺树脂层等)等。
衬底111及/或衬底121也可以是使用上述材料的多个层的叠层。尤其是,当采用具有使用玻璃材料形成的层(下面,也称为“玻璃层”)的结构时,提高显示装置对于水或氧的阻挡性,可以提供可靠性高的显示装置。
例如,可以使用从近于显示元件的一侧层叠有玻璃层、粘合层及使用有机树脂材料形成的层(以下也称为“有机树脂层”)的柔性衬底。将该玻璃层的厚度设定为20μm以上且200μm以下,优选为25μm以上且100μm以下。该厚度的玻璃层可以同时实现对水或氧的高阻挡性和柔性。此外,将有机树脂层的厚度设定为10μm以上且200μm以下,优选为20μm以上且50μm以下。通过将这种有机树脂层设置于玻璃层外侧,可以防止玻璃层破裂或裂缝,从而提高显示装置的机械强度。通过将玻璃层与有机树脂层的复合层应用于衬底,可以实现可靠性极高的柔性显示装置。
作为可用于衬底111及衬底121的具有柔性及对可见光的透光性的材料,可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂(PEN)、聚醚砜树脂(PES)、聚丙烯腈树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚环烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、聚卤化乙烯树脂、芳纶树脂、环氧树脂等。另外,也可以使用这些材料的混合物或叠层。此外,作为衬底111及衬底121,既可以使用相同的材料,又可以使用不同的材料。
此外,衬底121及衬底111的热膨胀系数优选为30ppm/K以下,更优选为10ppm/K以下。另外,也可以在衬底121及衬底111表面上形成具有低透水性的保护膜,诸如氮化硅或氧氮化硅等含有氮和硅的膜、氮化铝等含有氮和铝的膜等。另外,也可以将在纤维体中浸渗有有机树脂的结构体(也称为所谓的预浸料)用作衬底121及衬底111。
[绝缘层119、129、141、273、275]
绝缘层119、绝缘层129、绝缘层141、绝缘层273、绝缘层275可以使用氧化铝、氧化镁、氧化硅、氧氮化硅、氧化镓、氧化锗、氧化钇、氧化锆、氧化镧、氧化钕、氧化铪和氧化钽等氧化物材料、或者氮化硅、氮氧化硅、氮化铝、氮氧化铝等氮化物材料等的单层或多层形成。例如,绝缘层119、绝缘层129、绝缘层141、绝缘层273、绝缘层275既可以采用层叠有氧化硅和氮化硅的两层结构,又可以采用组合有上述材料的五层结构。绝缘层119可以通过溅射法、CVD法、热氧化法、涂敷法、印刷法等形成。
通过绝缘层119,可以防止或减缓杂质元素从衬底111或粘合层112等扩散到发光元件125中。另外,绝缘层119优选使用透水性低的绝缘膜形成。例如,水蒸气透过量为1×10-5g/(m2·day)以下,优选为1×10-6g/(m2·day)以下,更优选为1×10-7g/(m2·day)以下,进一步优选为1×10-8g/(m2·day)以下。
注意,在本说明书中,氮氧化物是指氮含量大于氧含量的化合物。另外,氧氮化物是指氧含量大于氮含量的化合物。另外,例如可以使用卢瑟福背散射光谱学法(RBS:Rutherford Backscattering Spectrometry)等来测定各元素的含量。
[电极116、276]
电极116a及电极276a可以使用导电材料形成。例如,可以使用选自铝、铬、铜、银、金、铂、钽、镍、钛、钼、钨、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、锰、镁、锆、铍等中的金属元素、以上述金属元素为成分的合金或者组合上述金属元素的合金等。此外,也可以使用以包含磷等杂质元素的多晶硅为代表的半导体以及镍硅化物等硅化物。对电极116a及电极276a的形成方法没有特别的限制,可以使用蒸镀法、CVD法、溅射法、旋涂法等各种形成方法。
另外,作为电极116a及电极276a,也可以应用铟锡氧化物(下面也称为“ITO”)、包含氧化钨的铟氧化物、包含氧化钨的铟锌氧化物、包含氧化钛的铟氧化物、包含氧化钛的铟锡氧化物、铟锌氧化物、添加了氧化硅的铟锡氧化物等包含氧的导电材料。此外,也可以应用包含氮化钛、氮化钽、氮化钨等包含氮的导电材料。另外,也可以采用上述包含氧的导电材料与上述包含金属元素的材料的叠层结构。
电极116a及电极276a可以具有单层结构或两层以上的叠层结构。例如,有包含硅的铝层的单层结构、在铝层上层叠有钛层的两层结构、在氮化钛层上层叠有钛层的两层结构、在氮化钛层上层叠有钨层的两层结构、在氮化钽层上层叠有钨层的两层结构、以及钛层、在该钛层上层叠有铝层进而在该铝层上形成有钛层的三层结构等。另外,也可以作为电极116a及电极276a使用包含选自钛、钽、钨、钼、铬、钕、钪中的一种或多种元素的铝合金。
作为电极116b及电极276b可以使用选自钨、钼、钛、钽、铌、镍、钴、锆、钌、铑、钯、锇、铱、硅中的元素、含有该元素的合金、含有该元素的化合物形成。还可以使用上述材料的单层或叠层形成。此外,电极116b及电极276b的结晶结构也可以是非晶、微晶、多晶中的任一种。此外,剥离层113也可以使用氧化铝、氧化镓、氧化锌、二氧化钛、氧化铟、氧化铟锡、氧化铟锌或包含铟、镓、锌的氧化物(In-Ga-Zn-O、IGZO)等金属氧化物形成。
在以单层形成电极116b及电极276b的情况下,优选使用钨、钼或含有钨和钼的材料。或者,优选使用钨的氧化物或氧氮化物、钼的氧化物或氧氮化物或者包含钨和钼的材料的氧化物或氧氮化物。
[电极115]
电极115优选使用高效地反射后面形成的EL层117所发射的光的导电材料形成。此外,电极115不局限于单层,也可以采用多层的叠层结构。例如,也可以当将电极115用作阳极时,作为接触于EL层117的层使用铟锡氧化物等具有透光性的层,与该层接触地设置反射率较高的层(铝、包含铝的合金或银等)。
作为反射可见光的导电材料,例如可以使用铝、金、铂、银、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜或钯等金属材料或包含这些金属材料的合金。另外,也可以在上述金属材料或合金中添加有镧、钕或锗等。此外,反射可见光的导电膜可以使用铝和钛的合金、铝和镍的合金、铝和钕的合金等包含铝的合金(铝合金)、以及、银和铜的合金、银和钯和铜的合金、银和镁的合金等包含银的合金来形成。包含银和铜的合金具有高耐热性,所以是优选的。并且,也可以层叠金属膜或合金膜和金属氧化物膜。例如,通过以与铝合金膜相接的方式层叠金属膜或金属氧化物膜,可以抑制铝合金膜的氧化。作为金属膜、金属氧化物膜的其他例子,可以举出钛、氧化钛等。另外,如上所述,也可以层叠具有透光性的导电膜与由金属材料构成的膜。例如,可以使用银与铟锡氧化物(ITO:Indium Tin Oxide)的叠层膜、银和镁的合金与ITO的叠层膜等。
另外,虽然本实施方式例示出顶部发射结构的显示装置,但是当采用底部发射结构(下面发射结构)及双发射结构(双面发射结构:dual emission structure)的显示装置时,将透光导电材料用于电极115,即可。
作为具有透光性的导电材料,例如可以使用氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、添加有镓的氧化锌等。另外,也可以通过将金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯或钛等金属材料、包含这些金属材料的合金或这些金属材料的氮化物(例如,氮化钛)等形成为薄到其允许具有透光性的程度来使用。此外,可以将上述材料的叠层膜用作导电层。例如,当使用银和镁的合金与ITO的叠层膜等时,可以提高导电性,所以是优选的。另外,也可以使用石墨烯等。
[分隔壁114]
分隔壁114是为了防止相邻的电极118之间的电气短路而设置的。此外,在当形成后面所述的EL层117时使用金属掩模的情况下,分隔壁114也具有防止金属掩模与形成发光元件125的区域接触的功能。分隔壁114可以使用环氧树脂、丙烯酸树脂、酰亚胺树脂等有机树脂材料、氧化硅等无机材料形成。分隔壁114的侧壁优选形成为锥形形状或具有连续曲率的倾斜面。通过作为分隔壁114的侧壁采用上述形状,可以实现后面形成的EL层117或电极118的良好的覆盖性。
[EL层117]
在实施方式7中说明EL层117的结构。
[电极118]
在本实施方式中将电极118用作阴极。优选使用能够对后面所述的EL层117注入电子的功函数小的材料形成电极118。此外,也可以不将功函数小的金属用作缓冲层,而将形成几nm的功函数小的碱金属或碱土金属的层用作缓冲层,在其上使用铝等金属材料、铟锡氧化物等具有导电性的氧化物材料或半导体材料来形成电极118。此外,缓冲层也可以使用碱土金属的氧化物、卤化物或镁-银等形成。
此外,在经由电极118提取EL层117所发射的光的情况下,电极118优选对可见光具有透光性。
[电极272、274]
电极272及电极274优选使用具有透光性的导电材料形成。
[粘合层120、112、122]
为粘合层120、粘合层112及粘合层122,可以使用光固化粘合剂、反应固化型粘合剂、热固化型粘合剂或厌氧型粘合剂。例如,可以使用环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂、酚醛树脂、酰亚胺树脂、PVC(聚氯乙烯)树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)树脂、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)树脂等。尤其优选使用环氧树脂等透湿性低的材料。此外,也可以使用粘合薄片等。
也可以使粘合层120含有干燥剂。尤其是,当显示装置为顶部发射结构或双面发射结构时,若对粘合层120混合大小为光的波长以下的干燥剂(通过化学吸附来吸附水分的物质(例如,氧化钙或氧化钡等碱土金属的氧化物等),或者,沸石或硅胶等的通过物理吸附来吸收水分的物质等)、折射率大的填料(氧化钛或锆等),EL层117所发射的光的提取效率则不容易降低,可以抑制水分等杂质进入显示元件,从而显示装置的可靠性提高,所以是优选的。
[各向异性导电连接层138a、138b]
各向异性导电连接层138a及各向异性导电连接层138b可以使用各种各向异性导电膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)或各向异性导电膏(ACP:AnisotropicConductive Paste)等来形成。
各向异性导电连接层138是使对热固化性或热固化性及光固化性的树脂混合了导电粒子的膏状或片状的材料固化的。各向异性导电连接层138通过光照射或热压接合而成为呈现各向异性的导电材料。作为用于各向异性导电连接层138的导电粒子,例如可以使用由薄膜状的金属诸如Au、Ni、Co等覆盖球状的有机树脂而得到的粒子。
〈显示装置的制造方法〉
接着,参照图4A至图16B说明显示装置100的制造方法例子。图4A至图9D以及图11A至图16B相当于图1A和图1B中的点划线A1-A2或B1-B2所示的部分的截面。首先,对元件衬底171的制造方法进行说明。
[剥离层113的形成]
首先,在衬底101上形成剥离层113(参照图4A)。作为衬底101,可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、金属衬底、半导体衬底等。另外,也可以使用其耐热性能够承受本实施方式的处理温度的塑料衬底。作为该衬底的例子,可以举出半导体衬底(例如单晶衬底或硅衬底)、SOI衬底、玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、金属衬底、不锈钢衬底、具有不锈钢箔的衬底、钨衬底、具有钨箔的衬底等。作为玻璃衬底的例子,可以举出钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等。
剥离层113可以使用选自钨、钼、钛、钽、铌、镍、钴、锆、钌、铑、钯、锇、铱、硅中的元素、含有该元素的合金材料、含有该元素的化合物材料来形成。此外,可以使用上述材料的单层或叠层来形成。此外,剥离层113的结晶结构也可以是非晶、微晶、多晶中的任何一种。此外,剥离层113也可以使用氧化铝、氧化镓、氧化锌、二氧化钛、氧化铟、氧化铟锡、氧化铟锌或In-Ga-Zn-O(IGZO)等金属氧化物来形成。
剥离层113可以通过溅射法、CVD法、涂敷法、印刷法等来形成。另外,涂敷法包括旋涂法、液滴喷射法、分配法。
在以单层形成剥离层113的情况下,优选使用钨、钼或含有钨和钼的材料。或者,在以单层形成剥离层113的情况下,优选使用钨的氧化物或氧氮化物、钼的氧化物或氧氮化物、或者包含钨和钼的材料的氧化物或氧氮化物。
另外,当作为剥离层113例如形成包含钨的层和包含钨的氧化物的层的叠层结构时,可以利用如下方式:通过以与包含钨的层相接的方式形成绝缘氧化物层,在包含钨的层与绝缘氧化物层的界面形成包含钨的氧化物的层。此外,也可以对包含钨的层的表面进行热氧化处理、氧等离子体处理、使用诸如臭氧水等具有氧化力的溶液的处理等来形成包含钨的氧化物的层。另外,也可以在衬底101与剥离层113之间设置绝缘层。
在本实施方式中,作为衬底101使用铝硼硅酸盐玻璃。另外,作为在衬底101上形成的剥离层113,通过溅射法来形成钨膜。
[绝缘层119的形成]
接着,在剥离层113上形成绝缘层119(参照图4A)。绝缘层119能够防止或减缓杂质元素从衬底101等扩散。另外,在将衬底101替换为衬底111之后也能够防止或减缓杂质元素从衬底111或粘合层112等扩散到发光元件125。将绝缘层119的厚度优选设定为30nm以上且2μm以下,更优选为50nm以上且1μm以下,进一步优选为50nm以上且500nm以下。在本实施方式中,作为绝缘层119,通过等离子体CVD法,从衬底101一侧形成厚度为600nm的氧氮化硅、厚度为200nm的氮化硅、厚度为200nm的氧氮化硅、厚度为140nm的氮氧化硅、厚度为100nm的氧氮化硅的叠层膜。
另外,在形成绝缘层119之前,优选使剥离层113的表面暴露于包含氧的气氛。
作为用于包含氧的气氛的气体,可以使用氧、一氧化二氮、二氧化氮、二氧化碳、一氧化碳等。另外,也可以使用包含氧的气体和其他气体的混合气体。例如,可以使用包含氧的气体和稀有气体的混合气体,诸如二氧化碳和氩的混合气体等。通过使剥离层113的表面氧化,可以容易地进行后面工序中的衬底101的剥离。
[电极116的形成]
接着,在绝缘层119上形成用来形成电极116的导电层126a和导电层126b。首先,作为导电层126a,通过溅射法在绝缘层119上形成两层的钼之间夹着铝的三层的金属膜。接着,作为导电层126b,通过溅射法在导电层126a上形成钨膜(参照图4A)。
接着,在导电层126b上形成抗蚀剂掩模,使用该抗蚀剂掩模将导电层126a及导电层126b蚀刻为所希望的形状,由此可以形成电极116(电极116a及电极116b)。抗蚀剂掩模可以适当地使用光刻法、印刷法、喷墨法等来形成。当通过喷墨法形成抗蚀剂掩模时不使用光掩模,由此可以降低制造成本。
关于导电层126a及导电层126b的蚀刻,可以使用干蚀刻法和湿蚀刻法中的一种或两种。在蚀刻处理结束之后去除抗蚀剂掩模(参照图4B)。
另外,通过使电极116(包括使用与它们相同的层形成的其他电极或布线)的端部具有锥形形状,可以提高覆盖电极116的侧面的层的覆盖性。具体而言,将端部的锥角θ设定为80°以下,优选为60°以下,更优选为45°以下。注意,“锥角”表示由该层的侧面和底面所形成的角度。另外,将锥角小于90°的形状称为正锥形,并且将锥角是90°以上的形状称为反锥形(参照图4B)。
另外,通过使电极116的端部的截面具有多级的台阶状,可以提高其上覆盖的层的覆盖性。此外,不限定于电极116,通过使各层的端部的截面形状具有正锥形或台阶状,可以防止以覆盖该端部的方式形成的层在该端部断开的现象(断裂),可以实现良好的覆盖性。
[绝缘层141的形成]
接着,在电极116上形成绝缘层141(参照图4C)。在本实施方式中,作为绝缘层141,通过等离子体CVD法形成氧氮化硅膜。另外,优选的是,在形成绝缘层141之前使电极116b的表面氧化。例如,优选的是,在形成绝缘层141之前使电极116b的表面暴露于包含氧的气体气氛或包含氧的等离子体气氛。通过使电极116b的表面氧化,可以容易地进行后面工序中的开口132a的形成。
在本实施方式中,将样品配置在等离子体CVD装置的处理室内,然后将一氧化二氮供应到该处理室内而产生等离子体气氛,使样品表面暴露于该气氛。接着,在样品表面形成氧氮化硅膜。
接着,在绝缘层141上形成抗蚀剂掩模,利用该抗蚀剂掩模选择性地去除重叠于电极116的绝缘层141的一部分,由此形成具有开口128的绝缘层141(参照图4D)。作为绝缘层141的蚀刻,可以使用干蚀刻法和湿蚀刻法中的一种或两种。同时,重叠于开口128的电极116b的表面上的氧化物也被去除。
[电极115的形成]
接着,在绝缘层141上形成用来形成电极115的导电层145(参照图4E)。导电层145可以利用与导电层126a(电极116a)同样的材料及方法来形成。
接着,在导电层145上形成抗蚀剂掩模,使用该抗蚀剂掩模选择性地去除导电层145的一部分,由此形成电极115(参照图5A)。关于导电层145的蚀刻,可以使用干蚀刻法和湿蚀刻法中的一种或两种。在本实施方式中,作为导电层145(电极115),使用在银上层叠了铟锡氧化物的材料来形成。电极115与电极116通过开口128电连接。
[分隔壁114的形成]
接着,形成分隔壁114(参照图5B)。在本实施方式中,使用感光性有机树脂材料通过涂敷法来形成,并加工为所希望的形状,从而形成分隔壁114。在本实施方式中,使用具有感光性的聚酰亚胺树脂形成分隔壁114。
[EL层117的形成]
接着,在电极115及分隔壁114上形成EL层117(参照图5C)。
[电极118的形成]
接着,在EL层117上形成电极118。在本实施方式中,作为电极118使用镁和银的合金。电极118可以利用蒸镀法、溅射法等形成(参照图6A)。
在本实施方式中,将在衬底101上形成有发光元件125的衬底称为元件衬底171。图6A是相当于沿图1A中的点划线A1-A2所示的部分的元件衬底171的截面图。另外,图6B是相当于沿图1A中的点划线B1-B2所示的部分的元件衬底171的截面图。
接着,对包括滤色片的对置衬底的制造方法进行说明。
[剥离层123的形成]
首先,在衬底102上形成剥离层144(参照图7A)。衬底102可以使用与衬底101同样的材料来形成。另外,衬底101和衬底102既可以使用相同的材料又可以使用不同的材料。此外,剥离层144可以与剥离层113使用同样的材料及方法形成。也可以在衬底102与剥离层144之间设置绝缘层。在本实施方式中,作为衬底102使用铝硼硅酸盐玻璃。另外,作为形成在衬底102上的剥离层144,通过溅射法来形成钨膜。
接着,在剥离层144上形成抗蚀剂掩模,使用该抗蚀剂掩模,选择性地去除剥离层144的一部分,由此形成具有开口139a(在图7A至图7D中未图示)及开口139b的剥离层123。抗蚀剂掩模可以适当地使用光刻法、印刷法、喷墨法等来形成。在利用过喷墨法形成抗蚀剂掩模时不使用光掩模,由此可以降低制造成本。
关于剥离层144的蚀刻,可以使用干蚀刻法和湿蚀刻法中的一种或两种。在蚀刻处理结束之后,去除抗蚀剂掩模(参照图7B)。
另外,在形成剥离层123之后,优选使剥离层123的表面暴露于包含氧的气氛或包含氧的等离子体气氛。通过使剥离层123的表面氧化,可以在后面的工序中较容易地剥离衬底102。
[绝缘层129的形成]
接着,在剥离层123上形成绝缘层129(参照图7C)。绝缘层129可以使用与绝缘层119同样的材料及方法形成。在本实施方式中,作为绝缘层129,通过等离子体CVD法,从衬底102一侧形成厚度为200nm的氧氮化硅、厚度为140nm的氮氧化硅、厚度为100nm的氧氮化硅的叠层膜。
[电极276的形成]
接着,在绝缘层129上形成用来形成电极276的导电层286a及导电层286b。导电层286a可以使用与导电层126a同样的材料及方法来形成。导电层286b可以使用与导电层126b同样的材料及方法来形成。
在本实施方式中,在绝缘层129及开口139b上作为导电层286b利用溅射法形成钨膜。接着,在导电层286b上作为导电层286a利用溅射法形成在两层钼之间夹有铝的三层的金属膜(参照图7C)。
接着,在导电层286a上形成抗蚀剂掩模,利用该抗蚀剂掩模将导电层286a及导电层286b蚀刻为所希望的形状,由此可以形成电极276(电极276a及电极276b)。可以适当地利用光刻法、印刷法、喷墨法等来形成抗蚀剂掩模。在利用喷墨法形成抗蚀剂掩模时不需要光掩模,因此可以减少制造成本。
作为导电层286a及导电层286b的蚀刻,可以使用干蚀刻法和湿蚀刻法中的一种或两种。在蚀刻处理结束之后去除抗蚀剂掩模(参照图7D)。
[电极272的形成]
接着,在绝缘层129上形成与电极276电连接的电极272。在绝缘层129及电极276上形成具有透光性的导电层,并选择性地蚀刻该导电层的一部分,由此可以形成电极272。具有透光性的导电膜例如可以使用上述具有透光性的导电材料形成。在本实施方式中,使用铟锡氧化物形成电极272(参照图8A)。
[绝缘层273的形成]
接着,在电极272及电极276上形成绝缘层273。在本实施方式中,作为绝缘层273利用等离子体CVD法形成氧氮化硅膜(参照图8B)。
[电极274的形成]
接着,在绝缘层273上形成电极274。在绝缘层273上形成具有透光性的导电层,并选择性地蚀刻该导电层的一部分,由此可以形成电极274。在本实施方式中,使用铟锡氧化物形成电极274(参照图8C)。
[绝缘层275的形成]
接着,在电极274上形成绝缘层275。在本实施方式中,作为绝缘层275利用等离子体CVD法形成氧氮化硅膜(参照图8D)。但是,并不一定必须要设置绝缘层275,也可以不形成绝缘层275。
[遮光层264的形成]
接着,在绝缘层275上形成遮光层264(参照图9A)。遮光层264遮挡来自邻接的显示元件的光,从而抑制邻接的显示元件之间的混色。另外,通过使着色层266的端部与遮光层264的端部重叠,可以抑制漏光。遮光层264既可以是单层结构又可以是两层以上的叠层结构。作为可以用于遮光层264的材料,例如可以举出包含铬、钛或镍等的金属材料、包含铬、钛或镍等的氧化物材料、包括金属材料、颜料或染料的树脂材料等。
遮光层264可以经光刻工序形成。另外,当作为遮光层264使用分散有碳黑的高分子材料时,利用喷墨法可以在绝缘层275上直接形成遮光层264。
[着色层266的形成]
接着,在绝缘层275上形成着色层266(参照图9B)。如上所述,着色层是使特定的波长区域的光透射的有色层。例如可以使用使红色的波长区域的光透射的红色(R)的滤光片、使绿色的波长区域的光透射的绿色(G)的滤光片或使蓝色的波长区域的光透射的蓝色B的滤光片等。着色层266使用各种材料并利用印刷法、喷墨法、光刻法在所需的位置形成。此时,通过以着色层266的一部分与遮光层264重叠的方式设置,可以抑制漏光,所以是优选的。通过按像素来改变着色层266的颜色,可以进行彩色显示。
[保护层268的形成]
接着,在遮光层264及着色层266上形成保护层268(参照图9C)。
作为保护层268,例如可以使用丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺等有机绝缘层。通过形成保护层268,能够抑制例如包含在着色层266中的杂质等扩散到发光元件125一侧。但是,不一定必须要设置保护层268,也可以不形成保护层268。
另外,可以使用具有透光性的导电膜形成保护层268。通过作为保护层268设置具有透光性的导电膜,可以使来自发光元件125的光151透射,并且防止离子化的杂质透过。
具有透光性的导电膜例如可以使用上述具有透光性的导电材料形成。另外,还可以使用薄到具有透光性的程度的金属膜。
在本实施方式中,将在衬底102上形成有着色层266等的衬底称为对置衬底181。经上述工序可以形成对置衬底181。但是,在不需要着色层266的情况下,有时在对置衬底181上不设置着色层266等。图9C是相当于沿图1A中的点划线B1-B2所示的部分的对置衬底181的截面图。图9D是相当于沿图1A中的点划线A1-A2所示的部分的对置衬底181的截面图。
[像素结构的一个例子]
在此,参照图10A至图10C对用来实现彩色显示的像素结构的一个例子进行说明。图10A、图10B及图10C是放大了在图1A的显示区域131中示出的区域170的平面图。
如图10A所示,例如,也可以将三个像素130用作子像素,统一作为一个像素140使用。作为分别对应于三个像素130的着色层266的颜色采用红色、绿色、蓝色,从而可以实现全彩色显示。在图10A中,将发出红色的光的像素130称为像素130R,将发出绿色的光的像素130称为像素130G,将发出蓝色的光的像素130称为像素130B。另外,着色层266的颜色也可以为红色、绿色、蓝色之外的颜色,例如,可以为黄色(yellow)、青色(cyan)、品红色(magenta)等。
另外,如图10B所示,也可以将四个像素130用作子像素,统一作为一个像素140使用。例如,也可以作为分别对应于四个像素130的着色层266的颜色采用红色、绿色、蓝色、黄色。此外,在图10B中,将发出红色的光的像素130称为像素130R,将发出绿色的光的像素130称为像素130G,将发出蓝色的光的像素130称为像素130B,将发出黄色的光的像素130称为像素130Y。通过增加一个像素140所包括的子像素(像素130)的个数,尤其能够提高颜色的再现性。因此,能够提高显示装置的显示质量。另外,通过设置发射黄色光的像素130(像素130Y),可以提高显示区域的发光亮度。由此可以降低显示装置的耗电量。
另外,也可以作为分别对应于四个像素130的着色层266采用红色、绿色、蓝色、白色(参照图10B)。通过设置发出白色光的像素130(像素130W),可以提高显示区域的发光亮度。由此可以降低显示装置的耗电量。
此外,在设置发出白色光的像素130的情况下,也可以不设置对应于像素130W的着色层266。通过不设置白色的着色层266,可以消除光透射着色层266时的亮度降低,由此可以进一步提高显示区域的发光亮度。因此,可以降低显示装置的耗电量。另一方面,通过设置白色的着色层266,可以改变白色光的色温。因此,可以提高显示装置的显示质量。此外,根据显示装置的用途,也可以将两个像素130用作子像素,统一作为一个像素140使用。
另外,每个像素130的占有面积或形状等既可以相同又可以不同。此外,作为排列方法,也可以采用条纹排列之外的方法。例如,还可以应用三角状排列、拜耳排列(Bayerarrangement)、PenTile排列等。作为一个例子,图10C示出应用PenTile排列时的例子。
[贴合元件衬底171和对置衬底181]
接着,隔着粘合层120贴合元件衬底171和对置衬底181。此时,以元件衬底171上的发光元件125与对置衬底181上的着色层266相对的方式设置。图11A是相当于图1A中的点划线A1-A2所示的部分的截面图。图11B是相当于图1A中的点划线B1-B2所示的部分的截面图。
[衬底101的剥离]
接着,将元件衬底171所具有的衬底101连同剥离层113一起从绝缘层119剥离(参照图12A及图12B)。作为剥离方法,施加机械力(通过人的手或夹具进行剥离的处理、使滚筒转动进行分离的处理、超音波处理等),即可。例如,使用锋利的刀具或者照射激光等从元件衬底171的侧面在剥离层113与绝缘层119的界面中形成切口,且向该切口中注入水。由于毛细现象而水渗到剥离层113与绝缘层119的界面,从而可以容易地将衬底101连同剥离层113一起从绝缘层119剥离。
[贴合衬底111]
接着,隔着粘合层112将衬底111贴合到绝缘层119(参照图13A及图13B)。
[衬底102的剥离]
接着,与剥离层123一起将对置衬底181所具有的衬底102从绝缘层129剥离。
另外,如图14A所示,在剥离衬底102之前,通过开口139a将光220照射到电极116的至少一部分。另外,如图14B所示,也可以通过开口139b将光220照射到电极276的至少一部分。作为光220,可以使用从卤素灯、高压汞灯等发射的红外光、可见光、紫外光。另外,作为光220,可以使用连续振荡激光、脉冲振荡激光等强光。尤其是,脉冲振荡激光可以瞬时发射高能量的脉冲激光,所以是优选的。光220的波长优选为400nm至1.2μm,更优选为500nm至900nm,进一步优选为500nm至700nm。另外,作为光220使用脉冲激光的情况下,脉冲宽度优选为1ns(纳秒)至1μs(微秒),更优选为5ns至500ns,进一步优选为5ns至100ns。例如,可以使用波长为532nm、脉冲宽度为10ns的脉冲激光。
通过照射光220,电极116及电极276的温度上升,热应力和残留在层内的气体的释放等导致电极116与绝缘层141之间的紧密性降低。另外,电极276与绝缘层129之间的紧密性降低。其结果,容易将绝缘层141从电极116剥离。也容易将绝缘层129从电极276剥离。
图15A及图15B示出与剥离层123一起将对置衬底181所具有的衬底102从绝缘层129剥离的状况。此时,在与开口139a重叠的区域,绝缘层129的一部分、绝缘层273的一部分、绝缘层275的一部分、粘合层120的一部分及绝缘层141的一部分被去除,由此形成开口132a1。另外,在平面看来,优选将开口132a1形成在电极116的内侧。换言之,在截面看来,优选将开口132a1形成在电极116端部的内侧。也就是说,开口132a1的宽度W1优选小于电极116表面的宽度W2(参照图15A)。
另外,在与开口139b重叠的区域,绝缘层129的一部分也同时被去除,从而形成开口132b1。另外,在平面看来,优选将开口132b1形成在电极276的内侧。换言之,在截面看来,优选将开口132b1形成在电极276端部的内侧。也就是说,开口132b1的宽度W1优选小于电极276表面的宽度W2(参照图15B)。
在同时剥离衬底102和剥离层123的工序中,可以同时形成开口132a1及开口132b1。根据本发明的一个方式可以减少显示装置的制造工序数,因此可以提高显示装置的生产性。
[衬底121的贴合]
接着,将具有开口132a2及开口132b2的衬底121隔着粘合层122贴合到绝缘层129(参照图16A及图16B)。此时,以开口132a1重叠于开口132a2的方式进行贴合。另外,以开口132b1重叠于开口132b2的方式进行贴合。在本实施方式中,将开口132a1和开口132a2总称为开口132a。另外,将开口132b1和开口132b2总称为开口132b。在开口132a中,电极116的表面露出。在开口132b中,电极276的表面露出。
另外,在本发明的一个方式的显示装置100中,也可以一个开口132a与一个或多个电极116重叠,并且一个开口132b与一个或多个电极276重叠。图17A是显示装置100的透视图,该显示装置100包括与一个开口132a重叠的多个电极116以及与一个开口132b重叠的多个电极276。另外,图17B是示出沿图17A中的点划线C1-C2所示的部分的截面图。
另外,在本发明的一个方式的显示装置100中,可以每个电极116都具有开口132a,每个电极276都具有开口132b。也就是说,本发明的一个方式的显示装置100可以具有多个开口132a和多个开口132b。图18A是显示装置100的透视图,在该显示装置100中,每个电极116都具有与电极116重叠的开口132b,每个电极276都具有与电极276重叠的开口132a。另外,图18B是示出沿图18A中的点划线C1-C2所示的部分的截面图。
本发明的一个方式的显示装置100可以具有与电极116及电极276重叠的一个开口132。图19A是具有与电极116及电极276重叠的一个开口132的显示装置100的透视图。另外,图19B是示出沿图19A中的点划线C1-C2所示的部分的截面图。另外,图19C是示出外部电极124在开口132中与电极116及电极276电连接的状态的透视图。另外,外部电极124也可以通过各向异性导电层等与电极116及电极276电连接。
另外,通过在平面图中将开口132a及开口132b设置在衬底121端部的内侧,可以以衬底111和衬底121支撑开口132a及开口132b附近的区域。由此,不容易降低外部电极124与电极116连接的区域的机械强度,从而可以减轻上述区域的非意图的变形。另外,开口132a及/或开口132b附近的布线等被衬底111和衬底121夹着,因此不容易受到来自外部的冲击或变形的影响。因此,可以防止该布线等的损伤。另外,与在一个开口132a中形成多个电极116的情况相比,在每个电极116中形成开口132可以进一步提高减轻上述区域的变形的效果。根据本发明的一个方式,可以防止显示装置100的损坏,而可以提高显示装置100的可靠性。
根据本发明的一个方式,不需要为了使电极116及电极276的表面露出而使用激光或刀具将具有柔性的衬底的一部分去除,因此不容易给电极116、电极276及显示区域131等带来损伤。
另外,由于可以同时形成开口132a及开口132b,所以能够提高显示装置的生产性。
另外,也可以在衬底111或衬底121中的发射光151一侧的衬底的外侧设置如下层中的一种以上:防反射层、光扩散层、微透镜阵列、棱镜片、相位差板、偏振片等使用具有特定的功能的材料形成的层(以下也称为“功能层”)。作为防反射层,例如可以使用圆偏振片等。通过设置功能层,可以实现显示质量更良好的显示装置。另外,可以降低显示装置的耗电量。
另外,作为衬底111或衬底121,也可以使用具有特定的功能的材料。例如,作为衬底111或衬底121,也可以使用圆偏振片。此外,例如,也可以使用相位差板形成衬底111或衬底121,以与该衬底重叠的方式设置偏振片。另外,例如,也可以使用棱镜片形成衬底111或衬底121,以与该衬底重叠的方式设置圆偏振片。通过作为衬底111或衬底121使用具有特定的功能的材料,可以实现显示质量的提高和制造成本的降低。
[外部电极的形成]
接着,在开口132a中形成各向异性导电连接层138a,在各向异性导电连接层138a上形成用来对显示装置100输入电力或信号的外部电极124a。在开口132b中形成各向异性导电连接层138b,在各向异性导电连接层138b上形成用来对显示装置100输入电力或信号的外部电极124b(参照图1A至图1C)。通过经过各向异性导电连接层138a电连接外部电极124a与电极116,可以对显示装置100输入电力或信号。另外,通过经过各向异性导电连接层138b电连接外部电极124b与电极276,可以对显示装置100输入电力或信号。
根据本发明的一个方式,可以使电极116和电极276从显示装置100的同一面一侧(在本实施方式中指衬底121一侧)露出。由此,容易连接外部电极124a与电极116以及外部电极124b与电极276。例如,可以在同一工序中进行外部电极124a与电极116的连接以及外部电极124b与电极276的连接。由此,可以提高显示装置的制造成品率。另外,可以减少显示装置的制造工序数,从而能够提高显示装置的生产性。
另外,作为外部电极124a及外部电极124b可以使用FPC。作为外部电极124a及外部电极124b还可以使用金属线。可以利用各向异性导电连接层进行该金属线与电极116的连接或与电极276的连接,也可以利用引线接合法进行。还可以通过焊接进行该金属线与电极116的连接或电极276的连接。
另外,根据本发明的一个方式,可以将外部电极124a及外部电极124b等外部电极设置在显示装置100的同一面,从而可以实现设计的自由度高的显示装置。另外,可以提高使用本发明的一个方式的显示装置100的半导体装置的设计自由度。
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。
实施方式2
在本实施方式中,对具有与上述实施方式例示的显示装置100不同结构的显示装置1100进行说明。注意,为了避免重复的说明,在本实施方式中,主要对与显示装置100不同的部分进行说明。
本实施方式所示的显示装置1100与显示装置100的不同之处在于外部电极124(外部电极124a及外部电极124b)的连接位置。具体而言,显示装置100的外部电极124从衬底121一侧连接,而显示装置1100的外部电极124则从衬底111一侧连接。另外,显示装置1100的电极116a与电极116b的层叠顺序与显示装置100不同。另外,显示装置1100的电极276a与电极276b的层叠顺序与显示装置100不同。
〈显示装置的结构〉
参照图20A至图23C对本发明的一个方式的显示装置1100的结构实例进行说明。图20A是显示装置1100的透视图。图20B是示出沿图20A中的点划线A1-A2所示的部分的截面图。图20C是示出沿图20A中的点划线B1-B2所示的部分的截面图。
本实施方式所示的显示装置1100包括穿过衬底111、粘合层112及绝缘层119且与电极116重叠的开口132a。还包括穿过衬底111、粘合层112、绝缘层119、绝缘层141、粘合层120、绝缘层275及绝缘层273且与电极276重叠的开口132b。
在开口132a中,外部电极124a与电极116通过各向异性导电连接层138a电连接。另外,在开口132b中,外部电极124b与电极276通过各向异性导电连接层138b电连接。
另外,与显示装置100同样地,可以在发光元件125与电极116之间设置能够对发光元件125供应信号的开关元件。例如,可以在发光元件125与电极116之间设置晶体管。
另外,与显示装置100同样地,在显示装置1100中,可以一个开口132a与一个或多个电极116重叠,并且一个开口132b与一个或多个电极276重叠。图21A是显示装置1100的透视图,该显示装置1100包括与一个开口132a重叠的多个电极116以及与一个开口132b重叠的多个电极276。另外,图21B是示出沿图21A中的点划线C1-C2所示的部分的截面图。
另外,与显示装置100同样地,在显示装置1100中,可以每个电极116都具有开口132a,每个电极276都具有开口132b。也就是说,本发明的一个方式的显示装置1100可以具有多个开口132a和多个开口132b。图22A是显示装置1100的透视图,在该显示装置1100中,每个电极116都具有与电极116重叠的开口132a,每个电极276都具有与电极276重叠的开口132b。另外,图22B是示出沿图22A中的点划线C1-C2所示的部分的截面图。
与显示装置100同样地,显示装置1100可以具有与电极116及电极276重叠的一个开口132。图23A是具有与电极116及电极276重叠的一个开口132的显示装置1100的透视图。另外,图23B是示出沿图23A中的点划线C1-C2所示的部分的截面图。另外,图23C是示出外部电极124在开口132中与电极116及电极276电连接的状态的透视图。另外,外部电极124也可以通过各向异性导电层等与电极116及电极276电连接。
〈显示装置的制造方法〉
接着,参照图24A至图27B对显示装置1100的制造方法例子进行说明。注意,图24A至图27B相当于沿图20A至图20C中的点划线A1-A2或B1-B2所示的部分的截面。首先,对元件衬底1171的制造方法进行说明。
[剥离层113的形成]
首先,在衬底101上形成剥离层154(参照图24A)。剥离层154可以使用与剥离层113同样的材料及方法形成。另外,可以在衬底101与剥离层154之间设置绝缘层。
接着,在剥离层154上形成抗蚀剂掩模,利用该抗蚀剂掩模选择性地去除剥离层154的一部分,由此形成具有开口139a及开口139b(在图24A至图24D中未图示)的剥离层113。可以适当地使用光刻法、印刷法、喷墨法等形成抗蚀剂掩模。在利用喷墨法形成抗蚀剂掩模时不需要光掩模,所以可以降低制造成本。
作为剥离层154的蚀刻,可以使用干蚀刻法和湿蚀刻法中的一种或两种。在蚀刻处理结束之后去除抗蚀剂掩模(参照图24B)。
另外,在形成剥离层113之后,优选将剥离层113的表面暴露于包含氧的气氛或包含氧的等离子体气氛。通过使剥离层113的表面氧化,可以在后面的工序中较容易地剥离衬底101。
[绝缘层119的形成]
接着,剥离层113上形成绝缘层119(图24C参照)。
[电极116的形成]
接着,在绝缘层119上形成用来形成电极116的导电层126a和导电层126b。首先,作为导电层126b,通过溅射法在绝缘层119上形成钨膜。接着,作为导电层126a,通过溅射法在导电层126b上形成两层钼之间夹有铝的三层的金属膜(参照图24C)。
接着,在导电层126a上形成抗蚀剂掩模,使用该抗蚀剂掩模将导电层126b及导电层126a蚀刻为所希望的形状,由此可以形成电极116(电极116b及电极116a)(参照图24D)。抗蚀剂掩模可以适当地使用光刻法、印刷法、喷墨法等来形成。在利用喷墨法形成抗蚀剂掩模时不需要光掩模,由此可以降低制造成本。
[绝缘层141的形成]
接着,在电极116上形成绝缘层141(参照图25A)。接着,在绝缘层141上形成抗蚀剂掩模,利用该抗蚀剂掩模选择性地去除与电极116重叠的绝缘层141的一部分,由此形成具有开口128的绝缘层141(参照图25B)。
下面的制造工序可以与上述实施方式所示的元件衬底171的制造工序同样地进行。如此,可以制造元件衬底1171。图25C是相当于沿图20A中的点划线A1-A2所示的部分的元件衬底1171的截面图。另外,图25D是相当于沿图20A中的点划线B1-B2所示的部分的元件衬底1171的截面图。
接着,对对置衬底1181的制造方法进行说明。
[剥离层144的形成]
首先,在衬底102上形成剥离层144(参照图26A)。剥离层144可以使用与剥离层113同样的材料及方法形成。另外,可以在衬底102与剥离层144之间设置绝缘层。
另外,在形成剥离层144之后,优选将剥离层144的表面暴露于包含氧的气氛或包含氧的等离子体气氛。通过使剥离层144的表面氧化,可以在后面的工序中较容易地剥离衬底102。
[绝缘层129的形成]
接着,在剥离层144上形成绝缘层129(参照图26A)。
[电极276的形成]
接着,在绝缘层129上形成用来形成电极276的导电层286a及导电层286b。首先,作为导电层286a,通过溅射法在绝缘层129上形成两层钼之间夹有铝的三层的金属膜。接着,作为导电层286b,通过溅射法在导电层286a上形成钨膜(参照图26A)。
接着,在导电层286b上形成抗蚀剂掩模,利用该抗蚀剂掩模将导电层286a及导电层286b蚀刻为所希望的形状,由此可以形成电极276(电极276a及电极276b)。可以适当地利用光刻法、印刷法、喷墨法等来形成抗蚀剂掩模。在利用喷墨法形成抗蚀剂掩模时不需要光掩模,因此可以减少制造成本(参照图26B)。
[电极272的形成]
接着,在绝缘层129上形成与电极276电连接的电极272。在绝缘层129及电极276上形成具有透光性的导电层,并选择性地蚀刻该导电层的一部分,由此可以形成电极272(参照图26C)。
[绝缘层273的形成]
接着,在电极272及电极276上形成绝缘层273(参照图26D)。
下面的制造工序可以与上述实施方式所示的对置衬底181的制造工序同样地进行。如此,可以制造对置衬底1181。图27A是相当于沿图20A中的点划线B1-B2所示的部分的对置衬底1181的截面图。另外,图27B是相当于沿图20A中的点划线A1-A2所示的部分的对置衬底1181的截面图。
[贴合元件衬底1171和对置衬底1181]
接着,隔着粘合层120贴合元件衬底1171和对置衬底1181。此时,使元件衬底1171上的发光元件125与对置衬底1181上的着色层266相对。图28A是相当于沿图20A中的点划线A1-A2所示的部分的截面图。另外,图28B是相当于沿图20A中的点划线B1-B2所示的部分的截面图。
[衬底102的剥离]
接着,将衬底102连同剥离层123一起从绝缘层129剥离(参照图29A及图29B)。作为剥离方法,施加机械力(通过人的手或夹具进行剥离的处理、使滚筒转动进行分离的处理、超音波处理等),即可。例如,使用锋利的刀具或者照射激光等在剥离层123与绝缘层129的界面中形成切口,且向该切口中注入水。水由于毛细现象而渗到剥离层123与绝缘层129的界面,从而可以容易地将衬底102连同剥离层123一起从绝缘层129剥离。
[贴合衬底121]
接着,隔着粘合层122将衬底121贴合到绝缘层129(参照图30A及图30B)。
[衬底101的剥离]
接着,与剥离层113一起将衬底101从绝缘层119剥离。
另外,如图31A所示,在剥离衬底101之前,可以通过开口139a将光220照射到电极116的至少一部分。另外,如图31B所示,也可以通过开口139b将光220照射到电极276的至少一部分。
图32A及图32B示出与剥离层113一起将衬底101从绝缘层119剥离的状况。此时,在与开口139a重叠的区域,绝缘层119的一部分也同时被去除,由此形成开口132a1(参照图32A)。另外,在平面看来,优选将开口132a1形成在电极116的内侧。换言之,在截面看来,优选将开口132a1形成在电极116端部的内侧。也就是说,开口132a1的宽度W1优选小于电极116表面的宽度W2。
另外,在与开口139b重叠的区域,绝缘层119的一部分、绝缘层141的一部分、粘合层120的一部分、绝缘层275的一部分及绝缘层273的一部分被去除,从而形成开口132b1(参照图32B)。另外,在平面看来,优选将开口139b1形成在电极276的内侧。换言之,在截面看来,优选将开口139b1形成在电极276端部的内侧。也就是说,开口132b1的宽度W1优选小于电极276表面的宽度W2。
在同时剥离衬底101和剥离层113的工序中,可以同时形成开口132a1及开口132b1。根据本发明的一个方式可以减少显示装置的制造工序数,因此可以提高显示装置的生产性。
[衬底111的贴合]
接着,将具有开口132a2及开口132b2的衬底111隔着粘合层112贴合到绝缘层119(参照图33A及图33B)。此时,以开口132a1重叠于开口132a2的方式进行贴合。另外,以开口132b1重叠于开口132b2的方式进行贴合。在本实施方式中,将开口132a1和开口132a2总称为开口132a。另外,将开口132b1和开口132b2总称为开口132b。在开口132a中,电极116的表面露出。在开口132b中,电极276的表面露出。如此,可以制造显示装置1100(参照图34A及图34B)。
根据本发明的一个方式,不需要为了使电极116及电极276的表面露出而使用激光或刀具将具有柔性的衬底的一部分去除,因此不容易给电极116、电极276及显示区域131等带来损伤。
另外,由于可以同时形成开口132a及开口132b,所以能够提高显示装置的生产性。
[外部电极的形成]
接着,在开口132a中形成各向异性导电连接层138a,在各向异性导电连接层138a上形成用来对显示装置1100输入电力或信号的外部电极124a。在开口132b中形成各向异性导电连接层138b,在各向异性导电连接层138b上形成用来对显示装置1100输入电力或信号的外部电极124b(参照图20A至图20C)。通过经过各向异性导电连接层138a电连接外部电极124a与电极116,可以对显示装置1100输入电力或信号。另外,通过经过各向异性导电连接层138b电连接外部电极124b与电极276,可以对显示装置1100输入电力或信号。
另外,根据本发明的一个方式,可以将外部电极124a及外部电极124b等外部电极设置在显示装置1100的同一面,从而可以实现设计的自由度高的显示装置。另外,可以提高使用本发明的一个方式的显示装置1100的半导体装置的设计自由度。
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。
实施方式3
在本实施方式中,参照图35A至图36B说明其结构与上述实施方式中的显示装置100及显示装置1100不同的显示装置200及显示装置1200。图35A是显示装置200的俯视图,图35B是图35A中的点划线A3-A4所示的部分的截面图。图36A是显示装置1200的俯视图,图36B是图36A中的点划线A3-A4所示的部分的截面图。
〈显示装置的结构〉
本实施方式所示的显示装置200及显示装置1200具有显示区域231及***电路251。此外,显示装置200及显示装置1200具有包括电极115、EL层117及电极118的发光元件125以及电极116。在显示区域231中形成有多个发光元件125。此外,各发光元件125与用来控制发光元件125的发光量的晶体管232连接。显示装置200的外部电极124a从衬底121一侧连接。另外,显示装置1200的外部电极124a从衬底111一侧连接。
电极116经由形成在开口132a中的各向异性导电连接层138a与外部电极124a电连接。此外,电极116与***电路251电连接。注意,在图35A至图36B中,虽然示出电极116为电极116a与电极116b的叠层的状况,但是电极116也可以为单层或三层以上的叠层。另外,图35A及图35B所示的显示装置200与图36A及图36B所示的显示装置1200的不同之处在于电极116a与电极116b的层叠顺序。
***电路251由多个晶体管252构成。***电路251具有决定将从外部电极124供应的信号供应给显示区域231中的发光元件125中的哪一个的功能。
显示装置200及显示装置1200具有隔着粘合层120使衬底111与衬底121贴合的结构。在衬底111上隔着粘合层112形成有绝缘层205。绝缘层205优选使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧氮化铝或氮氧化铝等的单层或叠层形成。可以通过溅射法、CVD法、热氧化法、涂敷法、印刷法等来形成绝缘层205。
此外,绝缘层205用作基底层,可以防止或减缓杂质元素从衬底111或粘合层112等扩散到晶体管或发光元件中。
此外,在绝缘层205上形成有晶体管232、晶体管252、电极116、布线219。注意,在本实施方式中,作为晶体管232和/或晶体管252,例示出作为底栅型晶体管之一的沟道蚀刻型晶体管,但是也可以使用沟道保护型晶体管或顶栅型晶体管等。另外,也可以使用反交错型晶体管或正交错型晶体管。此外,也可以使用由两个栅电极夹住形成有沟道的半导体层的结构的双重栅极(dual gate)型晶体管。另外,不限定于单栅极结构的晶体管,还可以使用具有多个沟道形成区域的多栅极型晶体管,例如双栅极(double gate)型晶体管。
另外,作为晶体管232及晶体管252,可以使用平面型、FIN(鳍)型、TRI-GATE(三栅极)型等各种结构的晶体管。
晶体管232与晶体管252既可以分别具有同样的结构,又可以分别采用不同的结构。可以在各晶体管中适当地调整晶体管的尺寸(例如,沟道长度及沟道宽度)等。
晶体管232及晶体管252具有能够用作栅电极的电极206、能够用作栅极绝缘层的绝缘层207、半导体层208、能够用作源电极和漏电极中的一个的电极214、以及能够用作源电极和漏电极中的另一个的电极215。
作为用来形成电极206的导电材料,可以使用选自铝、铬、铜、银、金、铂、钽、镍、钛、钼、钨、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、锰、镁、锆、铍等中的金属元素、以上述金属元素为成分的合金或者组合上述金属元素的合金等。另外,也可以使用以包含磷等杂质元素的多晶硅为代表的导电率高的半导体以及镍硅化物等硅化物。对导电层的形成方法没有特别的限制,可以使用蒸镀法、CVD法、溅射法、旋涂法等各种形成方法。
另外,作为电极206,也可以使用铟锡氧化物,包含氧化钨的铟氧化物、包含氧化钨的铟锌氧化物、包含氧化钛的铟氧化物、包含氧化钛的铟锡氧化物、铟锌氧化物、添加氧化硅的铟锡氧化物等包含氧的导电材料、包含氮化钛、氮化钽等包含氮的导电材料。另外,也可以采用组合包含上述金属元素的材料和包含氧的导电材料的叠层结构。此外,也可以采用组合包含上述金属元素的材料和包含氮的导电材料的叠层结构。另外,也可以采用组合包含上述金属元素的材料、包含氧的导电材料和包含氮的导电材料的叠层结构。
另外,电极206也可以使用导电高分子材料(也称为导电聚合物)形成。作为导电高分子材料,可以使用π电子共轭高分子材料。例如,可以举出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物或者由苯胺、吡咯和噻吩中的两种以上构成的共聚物或其衍生物等。
电极206可以具有单层结构或者两层以上的叠层结构。例如,可以举出包含硅的铝层的单层结构、在铝层上层叠钛层的两层结构、在氮化钛层上层叠钛层的两层结构、在氮化钛层上层叠钨层的两层结构、在氮化钽层上层叠钨层的两层结构以及依次层叠钛层、铝层和钛层的三层结构等。另外,也可以作为电极206使用包含选自钛、钽、钨、钼、铬、钕、钪中的一种或多种元素的铝合金。
布线219、电极214及电极215可以使用用来形成电极116的导电层的一部分并与电极116同时形成。此外,绝缘层207可以使用与绝缘层205同样的材料及方法形成。另外,当作为半导体层208使用有机半导体时,作为绝缘层207可以使用聚酰亚胺、丙烯酸树脂等有机材料。
半导体层208可以使用单晶半导体、多晶半导体、微晶半导体、纳米晶半导体、半非晶半导体(Semi Amorphous Semiconductor)、非晶半导体等形成。例如,可以使用非晶硅或微晶锗等。此外,也可以使用碳化硅、镓砷、氧化物半导体、氮化物半导体等化合物半导体、有机半导体等。
另外,当作为半导体层208使用有机物半导体时,可以使用具有芳环的低分子有机材料或π电子共轭导电高分子等。例如,可以使用红荧烯、并四苯、并五苯、苝二酰亚胺、四氰基对醌二甲烷、聚噻吩、聚乙炔、聚对亚苯基亚乙烯基等。
另外,在作为半导体层208使用氧化物半导体的情况下,可以使用CAAC-OS(C AxisAligned Crystalline Oxide Semiconductor:C轴对准结晶氧化物半导体)、多晶氧化物半导体、微晶氧化物半导体、nc-OS(nano Crystalline Oxide Semiconductor:纳米结晶氧化物半导体)、非晶氧化物半导体等。
此外,氧化物半导体的能隙大,为3.0eV以上,针对可见光的透射率较大。此外,在以适当的条件对氧化物半导体进行加工而得到的晶体管中,可以使关态电流(off-statecurrent,当晶体管处于截止状态时流过源极与漏极之间的电流)极小。例如,在源极与漏极之间的电压为3.5V,温度为25℃的条件下,可以将每1μm沟道宽度的关态电流设定为100zA(1×10-19A)以下、10zA(1×10-20A)以下或1zA(1×10-21A)以下。由此,可以提供耗电量低的显示装置。
此外,当作为半导体层208使用氧化物半导体时,优选作为与半导体层208相接的绝缘层使用含氧的绝缘层。尤其是,作为与半导体层208相接的绝缘层,优选使用通过加热处理而释放氧的绝缘膜。
此外,在晶体管232及晶体管252上形成有绝缘层210,在绝缘层210上形成有绝缘层211。绝缘层210用作保护绝缘层,并可以防止或减缓杂质元素从绝缘层210的上层扩散到晶体管232及晶体管252中。绝缘层210可以使用与绝缘层205相同的材料及方法形成。
在绝缘层211上形成层间绝缘层212。层间绝缘层212可以吸收起因于晶体管232和晶体管252的凹凸。也可以对绝缘层212的表面进行平坦化处理。对平坦化处理没有特别的限制,可以使用抛光处理(例如化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing:CMP))或干蚀刻处理。
此外,通过使用具有平坦化功能的绝缘材料形成层间绝缘层212,可以省略抛光处理。作为具有平坦化功能的绝缘材料,例如可以使用聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂等有机材料。此外,除了上述有机材料之外,还可以使用低介电常数材料(low-k材料)等。另外,也可以层叠多个由上述材料形成的绝缘膜来形成层间绝缘层212。
此外,在层间绝缘层212上形成用来将发光元件125与各发光元件125隔开的分隔壁114。
此外,衬底121设置有包括电极272、绝缘层273及电极274的触摸传感器271、遮光层264、着色层266及保护层268。显示装置200是来自发光元件125的光经由着色层266从衬底121一侧发射的所谓顶部发射结构(上表面发射结构)的显示装置。
此外,发光元件125在设置在层间绝缘层212、绝缘层211及绝缘层210中的开口中与晶体管232电连接。
另外,通过作为发光元件125采用使从EL层117发射的光谐振的微小光共振器(也称为“光学微谐振腔”)结构,即使在不同的发光元件125中使用相同的EL层117,也可以使不同波长的光变窄而将其提取。
注意,关于本实施方式未公开的制造方法等,参照实施方式1及实施方式2所公开的制造方法或已知的制造方法等即可。
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。
实施方式4
在本实施方式中,参照图37A至图37C说明显示装置200的更具体的结构实例。图37A是用来说明显示装置200的结构实例的方框图。
图37A所示的显示装置200包括显示区域231、驱动电路142a、驱动电路142b以及驱动电路133。驱动电路142a、驱动电路142b及驱动电路133相当于上述实施方式所示的***电路251。另外,有时将驱动电路142a、驱动电路142b及驱动电路133合并称为驱动电路部。
将驱动电路142a、驱动电路142b用作例如扫描线驱动电路。另外,将驱动电路133用作例如信号线驱动电路。另外,也可以仅采用驱动电路142a和驱动电路142b中的某一个。此外,也可以在隔着显示区域231与驱动电路133相对的位置设置某种电路。
另外,显示装置200包括分别大致平行地设置且由驱动电路142a和/或驱动电路142b控制电位的m条布线135、和分别大致平行地设置且由驱动电路133控制电位的n条布线136。并且,显示区域231包括配置为矩阵状的多个像素电路134。此外,由一个像素电路134驱动一个子像素(像素130)。
各布线135与在显示区域231中配置为m行n列的像素电路134中的配置在某一行的n个像素电路134电连接。另外,各布线136与在配置为m行n列的像素电路134中的配置在某一列的m个像素电路134电连接。m、n都是1以上的整数。
[发光显示装置用像素电路的一个例子]
图37B及图37C示出可用于图37A所示的显示装置的像素电路134的电路结构实例。
另外,图37B所示的像素电路134包括晶体管431、电容元件233、晶体管232以及晶体管434。另外,像素电路134与发光元件125电连接。
晶体管431的源电极和漏电极中的一个电连接于被供应数据信号的布线(下面,称为信号线DL_n)。并且,晶体管431的栅电极电连接于被供应栅极信号的布线(下面,称为扫描线GL_m)。信号线DL_n和扫描线GL_m分别对应于布线136和布线135。
晶体管431具有控制将数据信号写入节点435的功能。
电容元件233的一对电极中的一个电极连接于节点435,另一个电极电连接于节点437。另外,晶体管431的源电极和漏电极中的另一个电连接于节点435。
电容元件233具有保持写入到节点435的数据的保持电容的功能。
晶体管232的源电极和漏电极中的一个电连接于电位供应线VL_a,另一个电连接于节点437。并且,晶体管232的栅电极电连接于节点435。
晶体管434的源电极和漏电极中的一个电连接于电位供应线V0,另一个电连接于节点437。并且,晶体管434的栅电极电连接于扫描线GL_m。
发光元件125的阳极和阴极中的一个电连接于电位供应线VL_b,另一个电连接于节点437。
作为发光元件125,例如可以使用有机电致发光元件(也称为有机EL元件)等。但是,发光元件125不限定于此,例如也可以使用由无机材料构成的无机EL元件。
另外,作为电源电位,例如可以使用相对高电位一侧的电位或低电位一侧的电位。将高电位一侧的电位称为高电源电位(也称为“VDD”),将低电位一侧的电源电位称为低电源电位(也称为“VSS”)。此外,也可以将接地电位用作高电源电位或低电源电位。例如,在高电源电位为接地电位的情况下,低电源电位为低于接地电位的电位,在低电源电位为接地电位的情况下,高电源电位为高于接地电位的电位。
例如,高电源电位VDD施加到电位供应线VL_a和电位供应线VL_b中的一个,低电源电位VSS施加到另一个。
在包括图37B所示的像素电路134的显示装置中,由驱动电路142a和/或驱动电路142b依次选择各行的像素电路134,从而使晶体管431及晶体管434成为导通状态来将数据信号写入节点435。
由于晶体管431及晶体管434处于截止状态,数据被写入到节点435的像素电路134成为保持状态。再者,根据写入到节点435的数据的电位,来控制流过在晶体管232的源电极与漏电极之间的电流量,并且,发光元件125以对应于流过的电流量的亮度发光。通过逐行依次进行上述步骤,可以显示图像。
[液晶显示装置用像素电路的一个例子]
图37C所示的像素电路134包括晶体管431以及电容元件233。另外,像素电路134与液晶元件432电连接。
液晶元件432的一对电极中的一个的电位根据像素电路134的规格适当地设定。液晶元件432的取向状态取决于写入到节点436的数据。另外,可以给多个像素电路134的每一个所具有的液晶元件432的一对电极中的一个供应共同电位(公共电位)。此外,也可以对各行的每个像素电路134的液晶元件432的一对电极中的一个供应不同的电位。
作为具备液晶元件432的显示装置的驱动方法,例如可以使用下列模式:TN模式;STN模式;VA模式;ASM(Axially Symmetric Aligned Micro-cell:轴对称排列微单元)模式;OCB(Optically Compensated Birefringence:光学补偿双折射)模式;FLC(Ferroelectric Liquid Crystal:铁电液晶)模式;AFLC(AntiFerroelectric LiquidCrystal:反铁电液晶)模式;MVA模式;PVA(Patterned Vertical Alignment:垂直取向构型)模式;IPS模式;FFS模式;或者TBA(Transverse Bend Alignment:横向弯曲取向)模式等。另外,作为显示装置的驱动方法,除了上述驱动方法之外,还有ECB(ElectricallyControlled Birefringence:电控双折射)模式、PDLC(Polymer Dispersed LiquidCrystal:聚合物分散液晶)模式、PNLC(Polymer Network Liquid Crystal:聚合物网络液晶)模式、宾主模式等。注意,并不限定于此,作为液晶元件及其驱动方式可以使用各种液晶元件及其驱动方式。
液晶元件432可以使用包含呈现蓝相(Blue Phase)的液晶和手性材料的液晶组成物来形成。含有呈现蓝相的液晶的液晶显示装置具有1msec以下的响应时间,并具有光学各向同性,因此无需取向处理。并且视角依赖性小。
在第m行第n列的像素电路134中,晶体管431的源电极和漏电极中的一个电连接于信号线DL_n,另一个电连接于节点436。晶体管431的栅电极电连接于扫描线GL_m。晶体管431具有控制将数据信号写入节点436的功能。
电容元件233的一对电极中的一个电连接于被供应特定电位的布线(下面,称为电容线CL),另一个电连接于节点436。另外,液晶元件432的一对电极的另一个电极电连接于节点436。此外,电容线CL的电位值根据像素电路134的规格适当地设定。电容元件233具有保持写入到节点436的数据的保持电容的功能。
例如,在包括图37C所示的像素电路134的显示装置中,由驱动电路142a和/或驱动电路142b依次选择各行的像素电路134,从而使晶体管431成为导通状态来将数据信号写入节点436。
通过使晶体管431处于截止状态,数据被写入到节点436的像素电路134成为保持状态。通过逐行依次进行上述步骤,可以在显示区域231上显示图像。
[显示元件]
作为本发明的一个方式的显示装置可以采用各种方式或具有各种显示元件。作为显示元件,例如可以举出包括LED(白色LED、红色LED、绿色LED、蓝色LED等)等的EL(电致发光)元件(包含有机和无机材料的EL元件、有机EL元件或无机EL元件)、晶体管(根据电流而发光的晶体管)、等离子体显示器(PDP)、电子发射元件、液晶元件、电泳元件、诸如光栅光阀(GLV)、数字微镜设备(DMD)、数字微快门(DMS)元件、MIRASOL(在日本注册的商标)显示器、IMOD(干涉调制)元件、压电陶瓷显示器等的使用MEMS(微电子机械***)的显示元件、电润湿(electrowetting)元件等。除此以外,还可以包括其对比度、亮度、反射率、透射率等因电或磁作用而变化的显示介质。另外,也可以作为显示元件使用量子点。作为使用量子点的显示装置的一个例子,有量子点显示器等。作为使用EL元件的显示装置的一个例子,有EL显示器等。作为使用电子发射元件的显示装置的一个例子,有场致发射显示器(FED)或SED方式平面型显示器(SED:Surface-conduction Electron-emitter Display:表面传导电子发射显示器)等。作为使用液晶元件的显示装置的一个例子,有液晶显示器(透射型液晶显示器、半透射型液晶显示器、反射型液晶显示器、直观型液晶显示器、投射型液晶显示器)等。作为使用电泳元件的显示装置的一个例子,有电子纸等。注意,当实现半透射型液晶显示器或反射式液晶显示器时,使像素电极的一部分或全部具有作为反射电极的功能即可。例如,使像素电极的一部分或全部包含铝、银等即可。并且,此时也可以将SRAM等存储电路设置在反射电极下方。由此,可以进一步降低耗电量。
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。
实施方式6
在本实施方式中,参照图38A1、图38A2、图38B1和图38B2说明可以代替上述实施方式所示的晶体管232和/或晶体管252来使用的晶体管的一个例子。另外,本说明书等所公开的晶体管也可以应用于晶体管431或晶体管434等。
[底栅型晶体管]
图38A1所例示的晶体管410是作为底栅型晶体管之一的沟道保护型晶体管。晶体管410在半导体层208的沟道形成区上具有能够用作沟道保护层的绝缘层209。绝缘层209可以使用与绝缘层205同样的材料及方法来形成。电极214的一部分及电极215的一部分形成在绝缘层209上。
通过在沟道形成区上设置绝缘层209,可以防止在形成电极214及电极215时产生的半导体层208的露出。因此,在形成电极214及电极215时可以防止半导体层208的薄膜化。根据本发明的一个方式,可以实现电特性良好的晶体管。
图38A2所示的晶体管411与晶体管410之间的不同之处在于:晶体管411在绝缘层211上具有可以用作背栅电极的电极213。电极213可以通过与电极206同样的材料及方法来形成。此外,电极213也可以形成在绝缘层210与绝缘层211之间。
一般而言,背栅电极使用导电层来形成,并以半导体层的沟道形成区被栅电极与背栅电极夹住的方式设置。因此,背栅电极可以具有与栅电极同样的功能。背栅电极的电位可以与栅电极相等,也可以为GND电位或任意电位。另外,通过不跟栅电极联动而独立地改变背栅电极的电位,可以改变晶体管的阈值电压。
电极206及电极213都可以用作栅电极。因此,绝缘层207、绝缘层209、绝缘层210及绝缘层211可以用作栅极绝缘层。
注意,有时将电极206或电极213中的一个称为“栅电极”,将另一个称为“背栅电极”。例如,在晶体管411中,有时将电极213称为“栅电极”,将电极206称为“背栅电极”。另外,当将电极213用作“栅电极”时,可以将晶体管411认为顶栅型晶体管的一种。此外,有时将电极206和电极213中的某一个称为“第一栅电极”,将另一方称为“第二栅电极”。
通过隔着半导体层208设置电极206以及电极213并将栅电极206及电极213的电位设定为相等,半导体层208中的载流子流过的区域在膜厚度方向上更加扩大,所以载流子的移动量增加。其结果,晶体管411的通态电流(on-state current)增大,并且场效应迁移率也增高。
因此,晶体管411是相对于占有面积而具有较大的通态电流的晶体管。也就是说,可以相对于所要求的通态电流而缩小晶体管411的占有面积。
另外,由于栅电极及背栅电极使用导电层来形成,因此具有防止在晶体管的外部产生的电场影响到形成有沟道的半导体层的功能(尤其是针对静电的静电遮蔽功能)。
另外,因为电极206及电极213分别具有屏蔽来自外部的电场的功能,所以产生在衬底111一侧或电极213上方的带电粒子等电荷不影响到半导体层208的沟道形成区。其结果是,可以抑制应力测试(例如,对栅极施加负电荷的-GBT(Gate Bias-Temperature:栅极偏压-温度)应力测试)所导致的劣化,并且还可以抑制不同的漏极电压中的通态电流的上升电压的变动。注意,在电极206及电极213具有相同的电位时或不同的电位时得到这效果。
注意,BT应力测试是一种加速试验,它可以在短时间内评估由于使用很长时间而产生的晶体管的特性变化(即,随时间变化)。尤其是,BT应力测试前后的晶体管的阈值电压的变动量是用于检查可靠性的重要指标。可以说,在BT应力测试前后,阈值电压的变动量越少,则晶体管的可靠性越高。
另外,通过具有电极206及电极213且将电极206及电极213设定为相同电位,阈值电压的变动量得到降低。因此,多个晶体管中的电特性的不均匀也同时被降低。
另外,具有背栅电极的晶体管的对栅极施加正电荷的+GBT应力测试前后的阈值电压的变动也比不具有背栅电极的晶体管小。
另外,通过作为背栅电极使用具有遮光性的导电膜形成,能够防止光从背栅电极一侧入射到半导体层。由此,能够防止半导体层的光劣化,并防止晶体管的阈值电压偏移等电特性劣化。
图38B1所例示的晶体管420是作为底栅型的晶体管之一的沟道保护型晶体管。虽然晶体管420具有与晶体管410大致同样的结构,但是不同的之处在于:在晶体管420中,绝缘层209覆盖半导体层208的侧面。另外,在选择性地去除绝缘层209的一部分而形成的开口部中,半导体层208与电极214电连接。此外,在选择性地去除绝缘层209的一部分而形成的开口部中,半导体层208与电极215电连接。绝缘层209的与沟道形成区重叠的区域可以用作沟道保护层。
图38B2所示的晶体管421与晶体管420之间的不同之处在于:晶体管421在绝缘层211上具有能够用作背栅电极的电极213。
通过设置绝缘层209,可以防止在形成电极214及电极215时产生的半导体层208的露出。因此,可以防止在形成电极214及电极215时半导体层208被薄膜化。
另外,与晶体管410及晶体管411相比,晶体管420及晶体管421的电极214与电极206之间的距离及电极215与电极206之间的距离变长。因此,可以减少产生在电极214与电极206之间的寄生电容。此外,可以减少产生在电极215与电极206之间的寄生电容。
[顶栅型晶体管]
图39A1所例示的晶体管430是顶栅型晶体管之一。晶体管430在绝缘层119上具有半导体层208,在半导体层208及绝缘层119上具有与半导体层208的一部分相接的电极214以及与半导体层208的一部分相接的电极215,在半导体层208、电极214及电极215上具有绝缘层207,在绝缘层207上具有电极206。此外,在电极206上具有绝缘层210和绝缘层211。
因为在晶体管430中,电极206和电极214以及电极206和电极215不重叠,所以可以减少产生在电极206与电极214之间的寄生电容以及产生在电极206与电极215之间的寄生电容。另外,在形成电极206之后,将电极206用作掩模将杂质元素221引入到半导体层208,由此可以在半导体层208中以自对准(Self-alignment)的方式形成杂质区(参照图39A3)。根据本发明的一个方式,可以实现电特性良好的晶体管。
另外,可以使用离子注入装置、离子掺杂装置或等离子体处理装置进行杂质元素221的引入。
作为杂质元素221,例如可以使用第13族元素和第15族元素中的至少一种元素。另外,在作为半导体层208使用氧化物半导体的情况下,作为杂质元素221,也可以使用稀有气体、氢和氮中的至少一种元素。
图39A2所示的晶体管431与晶体管430之间的不同之处在于:晶体管431具有电极213及绝缘层217。晶体管431具有形成在绝缘层119上的电极213、形成在电极213上的绝缘层217。如上所述,电极213可以用作背栅电极。因此,绝缘层217可以用作栅极绝缘层。绝缘层217可以通过与绝缘层205同样的材料及方法来形成。
与晶体管411同样,晶体管431是相对于占有面积而具有较大的通态电流的晶体管。即,可以相对于所要求的通态电流而缩小晶体管431的占有面积。根据本发明的一个方式,可以缩小晶体管的占有面积。因此,根据本发明的一个方式,可以实现集成度高的半导体装置。
图39B1所例示的晶体管440是顶栅型晶体管之一。晶体管440与晶体管430之间的不同之处在于:在晶体管440中,在形成电极214及电极215之后形成半导体层208。另外,图39B2所例示的晶体管441与晶体管440之间的不同之处在于:晶体管441包括电极213及绝缘层217。因此,在晶体管440及晶体管441中,半导体层208的一部分形成在电极214上,半导体层208的其他一部分形成在电极215上。
与晶体管411同样,晶体管441是相对于占有面积而具有较大的通态电流的晶体管。即,可以相对于所需要的通态电流而缩小晶体管441的占有面积。根据本发明的一个方式,可以缩小晶体管的占有面积。因此,根据本发明的一个方式,可以实现集成度高的半导体装置。
在晶体管440及晶体管441中,也在形成电极206之后将电极206用作掩模将杂质元素221引入到半导体层208,由此可以在半导体层208中以自对准的方式形成杂质区。根据本发明的一个方式,可以实现电特性良好的晶体管。另外,根据本发明的一个方式,可以实现集成度高的半导体装置。
[s-channel型晶体管]
图40A是晶体管450的俯视图。图40B是沿图40A中的点划线X1-X2所示的部分的截面图(沟道长度方向上的截面图)。图40C是沿图40A中的点划线Y1-Y2所示的部分的截面图(沟道宽度方向上的截面图)。
通过在绝缘层109的凸部上设置半导体层242,可以使半导体层242的侧面也被电极243覆盖。也就是说,在晶体管450中,可以由电极243的电场电性包围半导体层242。如此,将由导电膜的电场电性包围半导体的晶体管的结构称为“surrounded channel(s-channel)结构”。另外,也可以将具有s-channel结构的晶体管称为“s-channel型晶体管”或“s-channel晶体管”。
在s-channel结构中,有时在半导体层242整体(bulk)中形成沟道。在s-channel结构中可以使晶体管的漏极电流增大,从而可以得到更大的通态电流。由此,可以减小晶体管所占的面积,从而可以实现显示装置的高清晰化。另外,可以实现半导体装置的高集成化。
另外,也可以利用电极243的电场使形成在半导体层242中的沟道形成区域整体耗尽化。因此,在s-channel结构中,可以进一步降低晶体管的关态电流。由此可以降低显示装置的耗电量。另外,可以降低半导体装置的耗电量。
通过增高绝缘层109的凸部且减小沟道宽度,可以进一步提高s-channel结构所带来的通态电流的增大效果以及关态电流的减小效果等。
另外,如图41A至图41C所示的晶体管451,可以在半导体层242下方隔着绝缘层设置电极213。图41A是晶体管451的俯视图。图41B是沿图41A中的点划线X1-X2所示的部分的截面图。图41C是沿图41A中的点划线Y1-Y2所示的部分的截面图。
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。
实施方式6
在上述实施方式中,虽然作为触摸传感器271的一个例子示出静电电容式触摸传感器,但是本发明的一个方式不局限于此。作为触摸传感器271,可以使用电阻膜式触摸传感器。另外,作为静电电容式触摸传感器,例如,可以使用表面型静电电容式触摸传感器、投影型静电电容式触摸传感器等。还可以使用利用晶体管等有源元件的有源矩阵式触摸传感器。
在本实施方式中,参照图42A至图43D说明能够用作触摸传感器271的有源矩阵式触摸传感器500的结构实例及驱动方法例子。
图42A是说明有源矩阵式触摸传感器500的结构的方框图。图42B是说明转换器CONV的结构的电路图,图42C是说明检测单元510的结构的电路图。图42D1及图42D2是说明检测单元510的驱动方法的时序图。
另外,图43A是说明有源矩阵式触摸传感器500B的结构的方框图。图43B是说明转换器CONV的结构的电路图,图43C是说明检测单元510B的结构的电路图。图43D是说明检测单元510B的驱动方法的时序图。
〈位置信息输入部的结构实例1〉
图42A至图42C、图42D1及图42D2所例示的触摸传感器500包括:配置为矩阵状的多个检测单元510;配置在行方向上的多个检测单元510所电连接的扫描线G1;以及配置在列方向上的多个检测单元510所电连接的信号线DL(参照图42A)。
例如,可以将多个检测单元510配置为n行、m列(n及m是1以上的自然数)的矩阵状。
检测单元510包括可以用作电容元件的检测元件518以及检测电路519。检测元件518的第一电极与布线CS电连接。另外,检测元件518的第二电极与节点A电连接。由此,可以利用布线CS所供应的控制信号来控制节点A的电位。
《检测电路519》
图42C所例示的检测电路519包括晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3。另外,晶体管M1的栅极与节点A电连接,源极和漏极中的一个与可以供应接地电位的布线VPI电连接,源极和漏极中的另一个与晶体管M2的源极和漏极中的一个电连接。
另外,晶体管M2的源极和漏极中的另一个与可以供应检测信号DATA的信号线DL电连接,晶体管M2的栅极与可以供应选择信号的扫描线G1电连接。
另外,晶体管M3的源极和漏极中的一个与节点A电连接,源极和漏极中的另一个与可以供应使晶体管M1成为导通状态的电位的布线VRES电连接,栅极与可以供应复位信号的布线RES电连接。
检测元件518的静电电容例如因物体靠近检测元件518的第一电极或第二电极(节点A),或者因第一电极与第二电极之间的间隔变化而有所变动。由此,检测单元510可以供应基于检测元件518的电容变化的检测信号DATA。
布线VRES及布线VPI例如可以供应接地电位,布线VPO及布线BR例如可以供应高电源电位。
布线RES可以供应复位信号,扫描线G1可以供应选择信号,布线CS可以供应控制检测元件的第二电极的电位(节点A的电位)的控制信号。
信号线DL可以供应检测信号DATA,端子OUT可以供应根据检测信号DATA被转换的信号。
《转换器CONV》
转换器CONV具备转换电路。可以将能够转换检测信号DATA并将其供应到端子OUT的各种电路用于转换器CONV。可以通过使转换器CONV与检测电路519电连接,而构成源极跟随器电路或电流镜电路等。
具体而言,使用包括晶体管M4的转换器CONV可以构成源极跟随器电路(参照图42B)。另外,也可以将能够与晶体管M1至晶体管M3经同一工序制造的晶体管用于晶体管M4。
另外,作为晶体管M1至晶体管M4可以使用上述实施方式所示的晶体管。例如,可以将4族的元素、化合物半导体或氧化物半导体用于半导体层。具体而言,可以使用包含硅的半导体、包含镓砷的半导体或包含铟的氧化物半导体等。
另外,也可以将转换器CONV及驱动电路GD设置在其他衬底(例如,单晶半导体衬底或多晶半导体衬底)上,并利用COG(Chip On Glass:玻璃覆晶封装)方法或引线结合方法等与检测单元510电连接。另外,也可以使用FPC等与检测单元510电连接。
〈检测电路519的驱动方法〉
对检测电路519的驱动方法进行说明。
《第一步骤》
在第一步骤中,在使晶体管M3成为导通状态之后,对栅极供应使其成为非导通状态的复位信号,由此将节点A的电位设定为指定的电位(参照图42D1中的期间T1)。
具体而言,经过布线RES将复位信号供应到晶体管M3的栅极。被供应复位信号的晶体管M3将节点A的电位设定为例如可以使晶体管M1成为非导通状态的电位(参照图42D1中的期间T1)。
《第二步骤》
在第二步骤中,供应使晶体管M2成为导通状态的选择信号,并使晶体管M1的源极和漏极中的另一个与信号线DL电连接。
具体而言,经过扫描线G1将选择信号供应到晶体管M2的栅极。被供应选择信号的晶体管M2使晶体管M1的源极和漏极中的另一个与信号线DL电连接(参照图42D1中的期间T2)。
《第三步骤》
在第三步骤中,对检测元件518的第一电极供应控制信号,并经过节点A将根据控制信号及检测元件518的静电电容而变化的电位供应到晶体管M1的栅极。
具体而言,对布线CS供应矩形波的控制信号。当矩形波的控制信号被供应到检测元件518的第一电极时,节点A的电位根据检测元件518的静电电容上升(参照图42D1中的期间T2的后半期)。
例如,在检测元件518被放置在大气中的情况下,当介电常数高于大气的物质以靠近检测元件518的第一电极的方式配置时,检测元件518的静电电容视在变大。此时,与介电常数高于大气的物质没有靠近地配置的情况相比,矩形波的控制信号所引起的节点A的电位的变化小(参照图42D2中的实线)。
《第四步骤》
在第四步骤中,将晶体管M1的栅极的电位变化所引起的信号供应到信号线DL。
例如,将晶体管M1的栅极的电位变化所引起的电流的变化供应到信号线DL。
转换器CONV将流过信号线DL的电流的变化转换为电压的变化,并将该电压供应到端子OUT。
《第五步骤》
在第五步骤中,将使晶体管M2成为非导通状态的选择信号供应到栅极。
接下来,对扫描线G1(1)至扫描线G1(n)的每一个都反复进行第一步骤至第五步骤,由此可以得知触摸传感器500的哪一个区域是被选择的。
〈位置信息输入部的结构实例2〉
图43A至图43D所例示的触摸传感器500B与触摸传感器500的不同之处在于触摸传感器500B不包括检测单元510而包括检测单元510B。
另外,检测单元510B与检测单元510的不同之处在于:在检测单元510中与布线CS电连接的检测元件518的第一电极在检测单元510B中与扫描线G1电连接;在检测单元510中经过晶体管M2与信号线DL电连接的晶体管M1的源极和漏极中的另一个在检测单元510B中与信号线DL电连接而不经过晶体管M2。在此,对不同的结构进行详细说明,而关于可以应用同样结构的部分则参照上述说明。
触摸传感器500B包括:配置为矩阵状的多个检测单元510B;配置在行方向上的多个检测单元510B所电连接的扫描线G1;以及配置在列方向上的多个检测单元510B所电连接的信号线DL(参照图43A)。
例如,可以将多个检测单元510B配置为n行、m列(n及m是1以上的自然数)的矩阵状。
检测单元510B包括检测元件518,检测元件518的第一电极与扫描线G1电连接。由此,在每个电连接于被选择的一个扫描线G1的多个检测单元510B中都可以利用扫描线G1所供应的选择信号来控制节点A的电位。
另外,信号线DL和扫描线G1可以使用同一导电膜形成。
另外,检测元件518的第一电极和扫描线G1可以使用同一导电膜形成。例如,可以将在行方向上邻接的检测单元510B中的检测元件518的第一电极彼此连接,并将被连接的电极用作扫描线G1。
《检测电路519B》
图43C所例示的检测电路519B包括晶体管M1及晶体管M3。另外,晶体管M1的栅极与节点A电连接,源极和漏极中的一个与可以供应接地电位的布线VPI电连接,源极和漏极中的另一个与可以供应检测信号DATA的信号线DL电连接。
另外,晶体管M3的源极和漏极中的一个与节点A电连接,源极和漏极中的另一个与可以供应使晶体管M1成为导通状态的电位的布线VRES电连接,栅极与可以供应复位信号的布线RES电连接。
检测元件518的静电电容例如因物体靠近检测元件518的第一电极或第二电极(节点A),或者因第一电极与第二电极之间的间隔变化而有所变动。由此,检测单元510可以供应基于检测元件518的电容变化的检测信号DATA。
布线VRES及布线VPI例如可以供应接地电位,布线VPO及布线BR例如可以供应高电源电位。
布线RES可以供应复位信号,扫描线G1可以供应选择信号。
信号线DL可以供应检测信号DATA,端子OUT可以供应根据检测信号DATA被转换的信号。
〈检测电路519B的驱动方法〉
对检测电路519B的驱动方法进行说明。
《第一步骤》
在第一步骤中,在使晶体管M3成为导通状态之后,对栅极供应使其成为非导通状态的复位信号,由此将检测元件518的第一电极的电位设定为指定的电位(参照图43D中的期间T1)。
具体而言,使布线RES供应复位信号。被供应复位信号的晶体管M3将节点A的电位设定为例如可以使晶体管M1成为导通状态的电位(参照图43C)。
《第二步骤》
在第二步骤中,对检测元件518的第一电极供应选择信号,并经过节点A将根据选择信号及检测元件518的静电电容而变化的电位供应到晶体管M1的栅极(参照图43D中的期间T2)。
具体而言,使扫描线G1(i-1)供应矩形波的选择信号。当矩形波的选择信号被供应到检测元件518的第一电极时,节点A的电位根据检测元件518的静电电容上升。
例如,在检测元件518被放置在大气中的情况下,当介电常数高于大气的物质以靠近检测元件518的第一电极的方式配置时,检测元件518的静电电容在视在变大。此时,与介电常数高于大气的物质没有靠近地配置的情况相比,矩形波的选择信号所引起的节点A的电位的变化小。
《第三步骤》
在第三步骤中,将晶体管M1的栅极的电位变化所引起的信号供应到信号线DL。
例如,将晶体管M1的栅极的电位变化所引起的电流的变化供应到信号线DL。
转换器CONV将流过信号线DL的电流的变化转换为电压的变化,并将该电压供应到端子OUT。
接下来,对扫描线G1(1)至扫描线G1(n)的每一个都反复进行第一步骤至第三步骤(参照图43D中的期间T2至期间T4)。注意,在图43D中,将第i行(i是1以上且n以下的自然数)扫描线G1示为扫描线G1(i)。根据上述结构实例及工作例子,可以得知触摸传感器500B的哪一个区域是被选择的。
在有源矩阵式触摸传感器中,可以利用晶体管停止对检测时不需要的检测单元510的信号供应。由此,可以减少没有被选择的检测单元510给被选择的检测单元510带来的影响。因此,有源矩阵式触摸传感器的抗噪声性能强,并且可以提高检测灵敏度。
由于有源矩阵式触摸传感器可以提高检测灵敏度,所以即使检测单元510或检测元件518很小,也能够准确地检测出被选择的区域。因此,在有源矩阵式触摸传感器中,可以增加检测单元510的每单位面积的个数(面密度)。也就是说,有源矩阵式触摸传感器可以提高被选择的区域的位置检测准确度。
另外,例如从能够用于手环型的尺寸到能够用于电子黑板的尺寸,有源矩阵式触摸传感器可以实现各种各样尺寸的触摸传感器。尤其是,有源矩阵式触摸传感器与其他方式的触摸传感器相比,容易使检测区域整体大面积化。使用有源矩阵式触摸传感器可以实现准确度高且大面积的触摸传感器。
实施方式7
在本实施方式中,对可用于发光元件125的发光元件的结构实例进行说明。注意,本实施方式所示的EL层320相当于其他实施方式所示的EL层117。
〈发光元件的结构〉
图44A所示的发光元件330具有在一对电极(电极318、电极322)之间夹有EL层320的结构。电极318、电极322、EL层320分别相当于上述实施方式的电极115、电极118、EL层117。此外,在下面本实施方式的说明中,作为例子,将电极318用作阳极,将电极322用作阴极。
此外,EL层320至少包括发光层地形成即可,也可以采用除发光层外还包括功能层的叠层结构。作为发光层以外的功能层,可以使用包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质、双极性(电子及空穴的传输性高的物质)的物质等的层。具体而言,可以适当地组合空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层等功能层而使用。
图44A所示的发光元件330在由于施加到电极318和电极322之间的电位差而使电流流过并在EL层320中空穴和电子复合时进行发光。换言之,采用在EL层320中形成有发光区域的结构。
在本发明中,来自发光元件330的发光从电极318一侧或电极322一侧被提取到外部。因此,电极318和电极322中的某一个由透光物质构成。
另外,如图44B所示的发光元件331那样,可以在电极318和电极322之间层叠多个EL层320。当EL层320具有n(n是2以上的自然数)层的叠层结构时,优选在第m(m是满足1≤m<n的自然数)个EL层320和第(m+1)个EL层320之间分别设置电荷产生层320a。除了电极318和电极322之外的结构相当于上述实施方式的EL层117。
电荷产生层320a可以使用有机化合物和金属氧化物的复合材料形成。作为金属氧化物,例如可以举出氧化钒、氧化钼或氧化钨等。作为有机化合物,可以使用各种化合物:芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳烃等;或者以这些化合物为基本骨架的低聚物、树枝状聚合物、聚合物等。此外,作为有机化合物,优选使用具有空穴传输性且其空穴迁移率为10-6cm2/Vs以上的有机化合物。但是,只要是空穴传输性高于电子传输性的物质,也可以使用上述以外的物质。另外,由于用于电荷产生层320a的这些材料具有优异的载流子注入性、载流子传输性,所以可以实现发光元件330的低电流驱动及低电压驱动。除了上述复合材料之外,可以将上述金属氧化物、有机化合物和碱金属、碱土金属、碱金属化合物、碱土金属化合物等用于电荷产生层320a。
另外,电荷产生层320a也可以使用有机化合物和金属氧化物的复合材料与其他材料的组合来形成。例如,也可以组合包含有机化合物和金属氧化物的复合材料的层与包含选自电子供给物质中的一种化合物和电子传输性高的化合物的层而形成。另外,也可以组合包含有机化合物和金属氧化物的复合材料的层与透明导电膜而形成。
具有上述结构的发光元件331不容易引起相邻的EL层320彼此之间的能量的移动,所以可以更容易地形成兼有高发光效率和长使用寿命的发光元件。另外,也容易从一个发光层得到磷光发光而从另一个发光层得到荧光发光。
另外,当对电极318和电极322之间施加电压时,电荷产生层320a具有对与电荷产生层320a相接地形成的一个EL层320注入空穴的功能,并具有对另一个EL层320注入电子的功能。
在图44B所示的发光元件331中,通过改变用于EL层320的发光物质的种类,可以得到各种发光颜色。另外,通过作为发光物质使用多个不同发光颜色的物质,也可以得到宽光谱的发光或白色发光。
当使用图44B所示的发光元件331得到白色发光时,多个EL层的组合采用包括红色、蓝色及绿色的光而发射白色光的结构即可,例如可以举出包括作为发光物质包含蓝色荧光材料的EL层以及作为发光物质包含绿色及红色的磷光材料的EL层的结构。也可以采用包括呈现红色发光的EL层、呈现绿色发光的EL层以及呈现蓝色发光的EL层的结构。或者,通过采用包括发出存在互补色关系的光的EL层的结构,也可以获得白色发光。在层叠有两层EL层的叠层型元件中,当使来自这些EL层的发光颜色处于补色关系时,作为补色关系可以举出蓝色和黄色或者蓝绿色和红色等的组合。
另外,在上述叠层型元件的结构中,通过在被层叠的发光层之间配置电荷产生层,能够在保持低电流密度的状态下得到高亮度发光,并且可以实现使用寿命长的元件。
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。
实施方式8
在本实施方式中,参照附图说明应用了本发明的一个方式的显示装置的电子设备的例子。
作为使用了根据本发明的一个方式的显示装置的电子设备的具体例子,可以举出电视机、监视器等显示装置、照明装置、台式或笔记本型个人计算机、文字处理机、再现储存在DVD(Digital Versatile Disc:数字通用光盘)等记录介质中的静态图像或动态图像的图像再现装置、便携式CD播放器、收音机、磁带录音机、头戴式耳机音响、音响、台钟、挂钟、无绳电话子机、收发机、移动电话、车载电话、便携式游戏机、平板终端、弹珠机等大型游戏机、计算器、便携式信息终端、电子笔记本、电子书阅读器、电子翻译器、声音输入器、摄像机、数字静物照相机、电动剃须刀、微波炉等高频加热装置、电饭煲、洗衣机、吸尘器、热水器、电扇、电吹风、空调设备诸如空调器、加湿器、除湿器等、洗碗机、烘碗机、干衣机、烘被机、电冰箱、电冷冻箱、电冷藏冷冻箱、DNA保存用冰冻器、手电筒、链锯等工具、烟探测器、透析装置等医疗设备等。再者,还可以举出工业设备诸如引导灯、信号机、传送带、自动扶梯、电梯、工业机器人、蓄电***、用于使电力均匀化或智能电网的蓄电装置。另外,利用来自蓄电体的电力通过电动机推进的移动体等也包括在电子设备的范畴内。作为上述移动体,例如可以举出电动汽车(EV)、兼具内燃机和电动机的混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、使用履带代替这些的车轮的履带式车辆、包括电动辅助自行车的电动自行车、摩托车、电动轮椅、高尔夫球车、小型或大型船舶、潜水艇、直升机、飞机、火箭、人造卫星、太空探测器、行星探测器、宇宙飞船等。
尤其是,作为应用本发明的一个方式的显示装置的电子设备,例如可以举出电视装置(也称为电视或电视接收机)、用于计算机等的监视器、数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机(也称为移动电话、移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、音频再现装置、弹珠机等的大型游戏机等。
此外,也可以将照明装置或显示装置沿着在房屋及高楼等的内壁或外壁、汽车的内部装修或外部装修的曲面组装。
图45A示出移动电话机(包括智能手机)的一个例子。移动电话机7400除组装在框体7401中的显示部7402之外,还包括操作按钮7403、外部连接端口7404、扬声器7405、麦克风7406等。另外,通过将本发明的一个方式的显示装置用于显示部7402来制造移动电话机7400。
图45A所示的移动电话机7400在显示部7402中包括触摸传感器,并且通过用手指等触摸显示部7402,可以输入信息。此外,通过用手指等触摸显示部7402可以进行打电话或输入文字等的所有操作。
此外,通过操作按钮7403的操作,可以切换电源的ON、OFF或显示在显示部7402的图像的种类。例如,可以从电子邮件的编写画面切换到主菜单画面。
在此,在显示部7402中组装有本发明的一个方式的显示装置。因此,可以做成一种具备弯曲的显示部且可靠性高的移动电话机。
图45B出移动电话机(包括智能手机)的一个例子。移动电话机7410在框体7411中具备显示部7412、麦克风7416、扬声器7415、照相机7417、外部连接部7414、操作按钮7413等。另外,通过使用具有柔性的衬底形成本发明的一个方式的显示装置,可以将该显示装置应用于具有曲面的显示部7412。
图45B所示的移动电话机7410可以用手指等触摸显示部7412来输入信息。另外,可以用手指等触摸显示部7412来进行打电话或编写电子邮件等操作。
显示部7412主要有三种屏面模式。第一是以图像的显示为主的显示模式,第二是以文字等的信息的输入为主的输入模式,第三是混合显示模式和输入模式的两个模式的显示+输入模式。
例如,在打电话或编写电子邮件的情况下,将显示部7412设定为以文字输入为主的文字输入模式,并进行显示在屏面上的文字的输入操作,即可。在此情况下,优选在显示部7412的屏面的大多部分上显示键盘或号码按钮。
另外,也可以根据显示在显示部7412上的图像种类来切换模式。例如,当显示在显示部上的图像信号为动态图像的数据时,将屏面模式切换成显示模式,而当显示在显示部上的图像信号为文字数据时,将屏面模式切换成输入模式。
另外,当在输入模式下使用显示部7412的触摸传感器判断出在一定期间内没有显示部7412的触摸操作输入时,也可以将屏面模式从输入模式切换成显示模式。
另外,通过在移动电话机7410内部设置包括陀螺仪传感器和加速度传感器等的检测装置,可以判断移动电话机7410的方向(纵向或横向),而对显示部7412的屏面显示方向进行自动切换。屏面显示方向的切换也可以通过触摸显示部7412或操作框体7411的操作按钮7413来进行。
图45C示出腕带型的显示装置的一个例子。便携式显示装置7100包括框体7101、显示部7102、操作按钮7103以及收发装置7104。
便携式显示装置7100能够由收发装置7104接收影像信号,且可以将所接收的影像显示在显示部7102。此外,也可以将声音信号发送到其他接收设备。
此外,可以由操作按钮7103进行电源的ON、OFF工作或所显示的影像的切换或者音量调整等。
在此,显示部7102组装有本发明的一个方式的显示装置。因此,可以提供一种具备弯曲的显示部且可靠性高的便携式显示装置。
图45D至图45F示出照明装置的一个例子。照明装置7200、照明装置7210、照明装置7220分别包括具备操作开关7203的底座7201、以及由底座7201支撑的发光部。
图45D所示的照明装置7200具备具有波状发光面的发光部7202。因此,提供一种设计性高的照明装置。
图45E所示的照明装置7210所具备的发光部7212采用对称地配置弯曲为凸状的两个发光部的结构。因此,可以以照明装置7210为中心全方位地照射光。
图45F所示的照明装置7220具备弯曲为凹状的发光部7222。因此,因为将来自发光部7222的发光会聚到照明装置7220的前面,所以适合应用于照亮特定的范围的情况。
此外,因为照明装置7200、照明装置7210、照明装置7220所具备的各发光部具有柔软性,所以也可以采用使用可塑性构件或可动框架等构件来固定该发光部,并且按照用途可以随意弯曲发光部的发光面的结构。
在此,在照明装置7200、照明装置7210及照明装置7220所具备的各个发光部中组装有本发明的一个方式的显示装置。因此,可以做成一种能够将发光部弯曲或弯折为任意形状且可靠性高的照明装置。
图46A示出便携式显示装置的一个例子。显示装置7300具备框体7301、显示部7302、操作按钮7303、取出构件7304以及控制部7305。
显示装置7300在筒状的框体7301中具备辊状地卷起来的具有柔软性的显示部7302。
此外,显示装置7300可以由控制部7305接收影像信号,而将所接收到的影像显示在显示部7302。此外,控制部7305中具备蓄电装置。此外,也可以采用控制部7305具备连接器而直接供应影像信号或电力的结构。
此外,可以由操作按钮7303进行电源的ON、OFF工作或所显示的影像的切换等。
图46B示出使用取出构件7304取出了显示部7302的状态。在该状态下,可以在显示部7302上显示影像。此外,通过使用配置在框体7301的表面上的操作按钮7303可以以单手简易地进行操作。
此外,也可以在显示部7302的端部设置用来加强的框,以防止在取出显示部7302时该显示部7302弯曲。
此外,除了该结构以外,也可以采用在框体中设置扬声器而通过与影像信号同时接收到的声音信号输出声音的结构。
显示部7302组装有本发明的一个方式的显示装置。因此,因为显示部7302是具有柔软性和高可靠性的显示装置,所以作为显示装置7300可以实现轻质且可靠性高的显示装置。
图47A和47B例示出能够对折的平板终端9600。图47A示出打开平板终端9600的状态,平板终端9600包括框体9630、显示部9631、显示模式切换开关9626、电源开关9627、省电模式切换开关9625、限动装置9629以及操作开关9628。
框体9630具有框体9630a和框体9630b,并且框体9630a和框体9630b由铰链部9639结合。框体9630可以由铰链部9639对折。
显示部9631形成在框体9630a和框体9630b以及铰链部9639上。通过将本说明书等所公开的显示装置应用于显示部9631,可以做成能够弯折显示部9631且可靠性高的平板终端。
在显示部9631中,可以将其一部分用作触摸传感器区域9632,并且可以通过触摸所显示的操作键9638来输入数据。例如,显示部9631可以采用其一半区域只具有显示功能而其另一半区域具有触摸传感器的功能的结构。另外,显示部9631也可以采用所有区域都具有触摸传感器的功能的结构。例如,可以在显示部9631的整个面上显示键盘按钮来将平板终端用作数据输入终端。
另外,显示模式切换开关9626能够选择进行竖屏显示和横屏显示等显示的方向的切换以及黑白显示和彩色显示的切换等。根据内置于平板终端的光传感器所检测到的使用时的外光的光量,省电模式切换开关9625可以将显示的亮度设定为最适合的亮度。平板终端除了光传感器以外还可以内置陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器等其他检测装置。
图47B是合上平板终端9600时的状态,并且平板终端9600包括框体9630、太阳能电池9633、充放电控制电路9634。在图47B中,作为充放电控制电路9634的一个例子示出具有电池9635和DCDC转换器9636的结构。
通过将本发明的一个方式的显示装置应用于显示部9631,可以弯曲显示部9631。例如,平板终端9600可以对折,因此可以在不使用时合上框体9630。因此,平板终端9600的可移动性高,并且因为可以通过合上框体9630保护显示部9631,所以平板终端9600具有良好的耐久性且从长期使用的观点来看也具有高可靠性。
此外,图47A和图47B所示的平板终端还可以具有如下功能:显示各种各样的信息(静态图像、动态图像、文字图像等)的功能;将日历、日期或时间等显示在显示部上的功能;对显示在显示部上的信息进行触摸输入操作或编辑的触摸输入功能;通过各种各样的软件(程序)来控制处理的功能等。
通过利用安装在平板终端的表面上的太阳能电池9633,可以将电力供应到触摸传感器、显示部或视频信号处理部等。另外,通过将太阳能电池9633设置在框体9630的单面或两面,可以进行高效的电池9635的充电,所以是优选的。另外,当使用锂离子电池作为电池9635时,有可以实现小型化等的优点。
另外,参照图47C的方框图对图47B所示的充放电控制电路9634的结构和工作进行说明。图47C示出太阳能电池9633、电池9635、DCDC转换器9636、转换器9637、开关SW1至SW3以及显示部9631,电池9635、DCDC转换器9636、转换器9637、开关SW1至SW3对应于图47B所示的充放电控制电路9634。
首先,说明在利用外光使太阳能电池9633进行发电时的工作的例子。使用DCDC转换器9636对太阳能电池所产生的电力进行升压或降压以使它成为用来对电池9635进行充电的电压。并且,当利用来自太阳能电池9633的电力使显示部9631工作时,使开关SW1导通,并且,利用转换器9637将其升压或降压到显示部9631所需要的电压。另外,当不进行显示部9631中的显示时,可以采用使开关SW1截止且使开关SW2导通以对电池9635进行充电的结构。
注意,作为发电单元的一个例子,示出太阳能电池9633,但是并不限定于此,也可以是使用压电元件(piezoelectric element)或热电转换元件(珀耳帖元件(Peltierelement))等其他发电单元来对电池9635进行充电的结构。例如,也可以使用以无线(不接触)的方式收发电力来进行充电的非接触电力传输模块或组合其他充电方法来进行充电。
另外,只要具备本发明的一个方式的显示装置,当然不限定于上述所示的电子设备或照明装置。
作为电子设备的一个例子,图48A至图48C示出可折叠的便携式信息终端9310。图48A示出展开状态的便携式信息终端9310。图48B示出从展开状态和折叠状态中的一个状态变为另一个状态时的中途状态的便携式信息终端9310。图48C示出折叠状态的便携式信息终端9310。便携式信息终端9310包括显示面板9316、框体9315及铰链9313。便携式信息终端9310在折叠状态下可携带性好,而在展开状态下则可以实现没有接缝的大显示区域。因此显示图像的一览性强。
另外,便携式信息终端9310所具有的显示面板9316被由铰链9313连接的三个框体9315支撑。可以在铰链9313部分使显示面板9316弯折。便携式信息终端9310可以从展开状态可逆地变形为折叠状态。另外,可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示面板9316。例如,可以使用能够以1mm以上且150mm以下的曲率半径弯曲的显示装置。另外,显示面板9316可以包括触摸传感器。
本发明的一个方式也可以具备检测显示面板9316是折叠状态还是展开状态的传感器。显示面板9316的控制装置也可以从该传感器接收表示显示面板9316为折叠状态的信息,并停止折叠部分(或折叠时用户看不到的部分)的工作。具体而言,可以停止显示。另外,当具备触摸传感器时,也可以停止触摸传感器的检测。
同样地,显示面板9316的控制装置也可以接收表示显示面板9316为展开状态的信息,并重新开始显示或触摸传感器的检测等。
图48D及图48E示出可折叠的便携式信息终端9320。图48D示出以显示部9322位于外侧的方式折叠的状态的便携式信息终端9320。图48E示出以显示部9322位于内侧的方式折叠的状态的便携式信息终端9320。当不使用便携式信息终端9320时,通过将非显示部9325折叠在外侧,可以抑制弄脏或损伤显示部9322。可以将根据本发明的一个方式的显示装置用于显示部9322。
图48F是说明便携式信息终端9330的外形的透视图。图48G是便携式信息终端9330的俯视图。图48H是说明便携式信息终端9340的外形的透视图。
便携式信息终端9330及便携式信息终端9340例如具有选自电话机、电子笔记本和信息阅读装置等中的一种或多种的功能。具体而言,可以将便携式信息终端9330及便携式信息终端9340分别用作智能手机。
便携式信息终端9330及便携式信息终端9340将文字或图像信息显示在多个面上。例如,可以将一个或多个操作按钮9339显示在正面(参照图48F)。另外,可以将虚线的矩形所表示的信息9337显示在顶面(参照图48G)。也可以将虚线的矩形所表示的信息9337显示在侧面(参照图48H)。此外,作为信息9337的例子,可以举出提示收到来自SNS(SocialNetworking Services:社交网络服务)的信息、电子邮件或电话等的显示、电子邮件等的标题、电子邮件等的发送者姓名、日期、时间、电池余量、天线接收强度等。或者,也可以在显示有信息9337的位置显示操作按钮9339、图标等,而不显示信息9337。注意,虽然图48F及图48G示出在顶面或侧面显示信息9337的例子,但是并不局限于此。例如,也可以在底面或背面显示信息9337。
例如,便携式信息终端9330的用户能够在将便携式信息终端9330放在上衣口袋里的状态下确认其显示(这里指信息9337)。
具体而言,将打来电话的人的电话号码或姓名等显示在便携式信息终端9330的顶面。用户无需从口袋里拿出便携式信息终端9330就能够确认到该显示,并且判断是否接电话。
便携式信息终端9330的框体9335所包括的显示部9333以及便携式信息终端9340的框体9336所包括的显示部9333可以使用本发明的一个方式的显示装置。根据本发明的一个方式可以以高成品率提供具备弯曲的显示部且可靠性高的显示装置。
另外,如图48I所示的便携式信息终端9345,可以在三个以上的面显示信息。在此,示出信息9355、信息9356、信息9357分别显示在不同面上的例子。
作为便携式信息终端9345的框体9354所包括的显示部9358,可以使用本发明的一个方式的显示装置。根据本发明的一个方式可以以高成品率提供具备弯曲的显示部且可靠性高的显示装置。
图49A示出汽车9700。图49B示出汽车9700的驾驶座位。汽车9700包括车体9701、车轮9702、仪表盘9703、灯9704等。本发明的一个方式的显示装置可以用于汽车9700的显示部等。例如,可以在图49B所示的显示部9710至显示部9715中设置本发明的一个方式的显示装置。
显示部9710和显示部9711是设置在汽车的挡风玻璃上的显示部。通过使用具有透光性的导电材料来制造显示装置中的电极,可以使本发明的一个方式的显示装置成为能看到对面的所谓的透视式显示装置。透视式显示装置即使在驾驶汽车9700时也不会成为视野的障碍。因此,可以将本发明的一个方式的显示装置设置在汽车9700的挡风玻璃上。另外,当在显示装置中设置用来驱动显示装置的晶体管等时,优选采用使用有机半导体材料的有机晶体管、使用氧化物半导体的晶体管等具有透光性的晶体管。
显示部9712是设置在立柱部分的显示部。例如,通过将来自设置在车体的成像单元的影像显示在显示部9712,可以补充被立柱遮挡的视野。显示部9713是设置在仪表盘部分的显示部。例如,通过将来自设置在车体的成像单元的影像显示在显示部9713,可以补充被仪表盘遮挡的视野。也就是说,通过显示来自设置在汽车外侧的成像单元的影像,可以补充死角,从而提高安全性。另外,通过显示补充看不到的部分的影像,可以更自然、更自在地确认安全。
显示部9714和显示部9715可以提供导航信息、速度表、转速计、行驶距离、加油量、排档状态、空调的设定以及其他各种信息。另外,使用者可以适当地改变显示部所显示的显示内容及布置等。另外,显示部9710至显示部9713也可以显示上述信息。显示部9710至显示部9715还可以用作照明装置。
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。
符号说明
100 显示装置
101 衬底
102 衬底
109 绝缘层
111 衬底
112 粘合层
113 剥离层
114 分隔壁
115 电极
116 电极
117 EL层
118 电极
119 绝缘层
120 粘合层
121 衬底
122 粘合层
123 剥离层
124 外部电极
125 发光元件
128 开口
129 绝缘层
130 像素
131 显示区域
132 开口
133 驱动电路
134 像素电路
135 布线
136 布线
138 各向异性导电连接层
139a 开口
139b 开口
140 像素
141 绝缘层
144 剥离层
145 导电层
149 绝缘层
151 光
154 剥离层
170 区域
171 元件衬底
181 对置衬底
200 显示装置
205 绝缘层
206 电极
207 绝缘层
208 半导体层
209 绝缘层
210 绝缘层
211 绝缘层
213 电极
214 电极
215 电极
217 绝缘层
219 布线
220 光
221 杂质元素
231 显示区域
232 晶体管
233 电容元件
235 光
242 半导体层
243 电极
251 ***电路
252 晶体管
264 遮光层
266 着色层
268 保护层
271 触摸传感器
272 电极
273 绝缘层
274 电极
275 绝缘层
276 电极
318 电极
320 EL层
322 电极
330 发光元件
331 发光元件
410 晶体管
411 晶体管
420 晶体管
421 晶体管
430 晶体管
431 晶体管
432 液晶元件
434 晶体管
435 节点
436 节点
437 节点
440 晶体管
441 晶体管
450 晶体管
451 晶体管
500 触摸传感器
510 检测单元
518 检测元件
519 检测电路
1100 显示装置
1171 元件衬底
1181 对置衬底
1200 显示装置
7100 便携式显示装置
7101 框体
7102 显示部
7103 操作按钮
7104 收发信装置
7200 照明装置
7201 底座
7202 发光部
7203 操作开关
7210 照明装置
7212 发光部
7220 照明装置
7222 发光部
7300 显示装置
7301 框体
7302 显示部
7303 操作按钮
7304 构件
7305 控制部
7400 移动电话机
7401 框体
7402 显示部
7403 操作按钮
7404 外部连接端口
7405 扬声器
7406 麦克风
7410 移动电话机
7411 框体
7412 显示部
7413 操作按钮
7414 外部连接部
7415 扬声器
7416 麦克风
7417 照相机
9310 便携式信息终端
9313 铰链
9315 框体
9316 显示面板
9320 便携式信息终端
9322 显示部
9325 非显示部
9330 便携式信息终端
9333 显示部
9335 框体
9336 框体
9337 信息
9339 操作按钮
9340 便携式信息终端
9345 便携式信息终端
9354 框体
9355 信息
9356 信息
9357 信息
9358 显示部
9600 平板终端
9625 开关
9626 开关
9627 电源开关
9628 操作开关
9629 限动装置
9630 框体
9631 显示部
9632 区域
9633 太阳能电池
9634 充放电控制电路
9635 电池
9636 DCDC转换器
9637 转换器
9638 操作键
9639 铰链部
9700 汽车
9701 车体
9702 车轮
9703 仪表盘
9704 灯
9710 显示部
9711 显示部
9712 显示部
9713 显示部
9714 显示部
9715 显示部
116a 电极
116b 电极
124a 外部电极
124b 外部电极
126a 导电层
126b 导电层
130B 像素
130G 像素
130R 像素
130Y 像素
132a 开口
132a1 开口
132a2 开口
132b 开口
132b1 开口
132b2 开口
138a 各向异性导电连接层
138b 各向异性导电连接层
139a 开口
139a1 开口
139b 开口
139b1 开口
142a 驱动电路
142b 驱动电路
276a 电极
276b 电极
286a 导电层
286b 导电层
320a 电荷产生层
500B 触摸传感器
510B 检测单元
519B 检测电路
9630a 框体
9630b 框体。
Claims (4)
1.一种显示装置,包括第一衬底、第二衬底、显示元件、触摸传感器、晶体管、第一电极、第二电极、各向异性导电连接层和外部电极,
其中,所述第一衬底与所述第二衬底具有夹着所述显示元件、所述触摸传感器、所述晶体管、所述第一电极及所述第二电极而彼此重叠的区域,
所述第一电极具有能够对所述晶体管供应信号的功能,
所述晶体管具有能够对所述显示元件供应信号的功能,
所述第二电极具有能够对所述触摸传感器供应信号的功能,
所述第一电极设置在所述第一衬底上,
所述第二电极设置在所述第二衬底上,
在贯通所述第二衬底且与所述第一电极重叠的开口中设置所述各向异性导电连接层,
所述第一电极经由所述各向异性导电连接层与所述外部电极电连接。
2.一种显示装置,包括第一衬底、第二衬底、显示元件、触摸传感器、晶体管、第一电极、第二电极、第一各向异性导电连接层、第二各向异性导电连接层、第一外部电极和第二外部电极,
其中,所述第一衬底与所述第二衬底具有夹着所述显示元件、所述触摸传感器、所述晶体管、所述第一电极及所述第二电极而彼此重叠的区域,
所述第一电极具有能够对所述晶体管供应信号的功能,
所述晶体管具有能够对所述显示元件供应信号的功能,
所述第二电极具有能够对所述触摸传感器供应信号的功能,
所述第一电极设置在所述第一衬底上,
所述第二电极设置在所述第二衬底上,
在贯通所述第一衬底且与所述第一电极重叠的第一开口中设置所述第一各向异性导电连接层,
所述第一电极经由所述第一各向异性导电连接层与所述第一外部电极电连接,
在贯通所述第一衬底且与所述第二电极重叠的第二开口中设置所述第二各向异性导电连接层,
所述第二电极经由所述第二各向异性导电连接层与所述第二外部电极电连接。
3.一种显示装置,包括第一衬底、第二衬底、显示元件、触摸传感器、晶体管、第一电极、第二电极、第一各向异性导电连接层、第二各向异性导电连接层、第一外部电极和第二外部电极,
其中,所述第一衬底与所述第二衬底具有夹着所述显示元件、所述触摸传感器、所述晶体管、所述第一电极及所述第二电极而彼此重叠的区域,
所述第一电极具有能够对所述晶体管供应信号的功能,
所述晶体管具有能够对所述显示元件供应信号的功能,
所述第二电极具有能够对所述触摸传感器供应信号的功能,
所述第一电极设置在所述第一衬底上,
所述第二电极设置在所述第二衬底上,
在贯通所述第二衬底且与所述第一电极重叠的第一开口中设置所述第一各向异性导电连接层,
所述第一电极经由所述第一各向异性导电连接层与所述第一外部电极电连接,
在贯通所述第二衬底且与所述第二电极重叠的第二开口中设置所述第二各向异性导电连接层,
所述第二电极经由所述第二各向异性导电连接层与所述第二外部电极电连接。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的显示装置,
其中所述触摸传感器是有源矩阵式触摸传感器。
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