JP2018022031A - Display device, display module, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
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。 One embodiment of the present invention relates to a display device, a display module, and an electronic device.
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、タッチセンサなど）、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、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。 Note that one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field. As a technical field of one embodiment of the present invention, a semiconductor device, a display device, a light-emitting device, a power storage device, a memory device, an electronic device, a lighting device, an input device (eg, a touch sensor), an input / output device (eg, a touch panel) ), A driving method thereof, or a manufacturing method thereof can be given as an example.
近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されている。表示装置としては、例えば、発光素子を有する発光装置、液晶素子を有する液晶表示装置等が開発されている。 In recent years, display devices are expected to be applied to various uses. As a display device, for example, a light emitting device having a light emitting element, a liquid crystal display device having a liquid crystal element, and the like have been developed.
例えば、特許文献１に、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子が適用された可撓性を有する発光装置が開示されている。
For example,
特許文献２には、可視光を反射する領域と可視光を透過する領域とを有し、十分な外光が得られる環境下では反射型液晶表示装置として利用することができ、十分な外光が得られない環境下では透過型液晶表示装置として利用することができる、半透過型の液晶表示装置が開示されている。
本発明の一態様は、液晶素子と発光素子とを有する表示装置において、発光素子の劣化を抑制することを課題の一とする。本発明の一態様は、周囲の明るさによらず、視認性の高い表示装置において、表示素子の劣化を抑制し、表示装置の信頼性を高めることを課題の一とする。本発明の一態様は、全天候型で、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。 An object of one embodiment of the present invention is to suppress deterioration of a light-emitting element in a display device including a liquid crystal element and a light-emitting element. An object of one embodiment of the present invention is to suppress display element deterioration and increase the reliability of a display device in a display device with high visibility regardless of ambient brightness. An object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable display device that is all-weather.
また、本発明の一態様は、消費電力の低い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、利便性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、表示装置の薄型化または軽量化を課題の一とする。本発明の一態様は、新規な表示装置、入出力装置、または電子機器などを提供することを課題の一とする。 Another object of one embodiment of the present invention is to provide a display device with low power consumption. An object of one embodiment of the present invention is to provide a highly convenient display device. An object of one embodiment of the present invention is to reduce the thickness or weight of a display device. An object of one embodiment of the present invention is to provide a novel display device, an input / output device, an electronic device, or the like.
本発明の一態様は、第１の表示素子として液晶素子と、第２の表示素子として発光素子と、トランジスタとを有する表示装置において、少なくともＥＬ層に開口を設けて、液晶素子とトランジスタとを電気的に接続させる際に、あらかじめ、発光素子へ不純物が侵入することを防止し、発光素子の劣化を抑制したうえで、当該開口を設けることである。 According to one embodiment of the present invention, in a display device including a liquid crystal element as a first display element, a light-emitting element as a second display element, and a transistor, an opening is provided in at least an EL layer, and the liquid crystal element and the transistor are provided. When electrically connecting, it is to prevent impurities from entering the light emitting element in advance and suppress the deterioration of the light emitting element, and then provide the opening.
本発明の一態様は、第１の表示素子として液晶素子と、第２の表示素子として発光素子とを有し、液晶素子と電気的に接続される第１のトランジスタと、発光素子と電気的に接続される第２のトランジスタとを同一面上に有し、液晶素子が発光素子の上方に配置される表示装置において、少なくともＥＬ層に第１の開口を設けて、液晶素子と第１のトランジスタとを電気的に接続させる際に、あらかじめ、高テーパー角の側面を有する島状の絶縁層を形成しておき、第１の開口の形成位置の外側でＥＬ層を分断して、発光素子を構成するＥＬ層と、第１の開口が形成されるＥＬ層とを分けて形成し、発光素子を構成するＥＬ層の側面を、高テーパー角の側面を有する島状の絶縁層で覆うことである。ＥＬ層の分断は、高テーパー角の側面を有する島状の絶縁層により、当該絶縁層の縁で段切れさせることにより行う。発光素子は、第１の電極と、当該第１電極上のＥＬ層と、ＥＬ層上の第２電極とで構成される。なお、本明細書等において、ＥＬ層が絶縁層の縁で段切れしている状態とは、絶縁層上に形成されるＥＬ層が絶縁層の縁で途切れ、該絶縁層の側面に形成されていない状態を指す。 One embodiment of the present invention includes a first transistor that includes a liquid crystal element as a first display element and a light-emitting element as a second display element, and is electrically connected to the liquid crystal element. In the display device in which the second transistor connected to the light-emitting element is provided on the same surface and the liquid crystal element is disposed above the light-emitting element, the first opening is provided in at least the EL layer, and the liquid crystal element and the first transistor When electrically connecting to the transistor, an island-shaped insulating layer having a high taper angle side surface is formed in advance, and the EL layer is divided outside the position where the first opening is formed, so that the light-emitting element is formed. The EL layer that constitutes the EL layer and the EL layer in which the first opening is formed are formed separately, and the side surface of the EL layer that constitutes the light-emitting element is covered with an island-shaped insulating layer having a side surface with a high taper angle. It is. The EL layer is divided by being cut off at the edge of the insulating layer by an island-shaped insulating layer having a side surface with a high taper angle. The light-emitting element includes a first electrode, an EL layer on the first electrode, and a second electrode on the EL layer. Note that in this specification and the like, the state where the EL layer is disconnected at the edge of the insulating layer means that the EL layer formed on the insulating layer is interrupted at the edge of the insulating layer and is formed on the side surface of the insulating layer. Refers to the state that is not.
本発明の一態様の表示装置は、第１の表示素子、第２の表示素子、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第３の絶縁層、第１のトランジスタ、及び第２のトランジスタを有する。第１のトランジスタと第２のトランジスタは、同一面上に位置する。第１の表示素子は、第１のトランジスタよりも上方に位置する。第２の表示素子は、第２のトランジスタよりも上方に位置する。第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有する。第２の表示素子は、可視光を発する機能を有する。第１の表示素子は、第１の電極を有する。第２の表示素子は、第２の電極と、第２の電極上の発光層と、発光層上の第３の電極と、を有する。第１の絶縁層は、第２の電極上に位置する。第２の絶縁層は、第１の絶縁層上に位置する。発光層は、第１の領域と、第１の領域と分断された第２の領域と、を有する。第１の領域は、第１の絶縁層の上面及び第２の絶縁層の側面と接する領域を有する。第２の領域は、第２の絶縁層の上面と接する領域を有する。第３の電極は、第２の絶縁層の側面及び第１の領域の上面に接する領域を有する。第２の電極は、第２のトランジスタが有する半導体層と電気的に接続される。第１の絶縁層と、第２の絶縁層と、第２の領域と、第３の電極とは、第１のトランジスタと重なる位置に第１の開口を有する。第３の絶縁層は、第３の電極上に位置し、第１の開口の側面を覆い、かつ、第１のトランジスタ及び第１の開口と重なる位置に第２の開口を有する。第１の電極は、第２の開口を介して、第１のトランジスタが有する半導体層と電気的に接続される。 The display device of one embodiment of the present invention includes a first display element, a second display element, a first insulating layer, a second insulating layer, a third insulating layer, a first transistor, and a second transistor. Have The first transistor and the second transistor are located on the same plane. The first display element is located above the first transistor. The second display element is located above the second transistor. The first display element has a function of reflecting visible light. The second display element has a function of emitting visible light. The first display element has a first electrode. The second display element includes a second electrode, a light emitting layer on the second electrode, and a third electrode on the light emitting layer. The first insulating layer is located on the second electrode. The second insulating layer is located on the first insulating layer. The light emitting layer has a first region and a second region separated from the first region. The first region has a region in contact with the upper surface of the first insulating layer and the side surface of the second insulating layer. The second region has a region in contact with the upper surface of the second insulating layer. The third electrode has a region in contact with the side surface of the second insulating layer and the upper surface of the first region. The second electrode is electrically connected to a semiconductor layer included in the second transistor. The first insulating layer, the second insulating layer, the second region, and the third electrode each have a first opening at a position overlapping with the first transistor. The third insulating layer is located on the third electrode, covers the side surface of the first opening, and has a second opening at a position overlapping the first transistor and the first opening. The first electrode is electrically connected to the semiconductor layer included in the first transistor through the second opening.
本発明の一態様の表示装置は、第１の表示素子、第２の表示素子、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第３の絶縁層、第４の絶縁層、第１のトランジスタ、及び第２のトランジスタを有する。第１のトランジスタと第２のトランジスタは、同一面上に位置する。第１の表示素子は、第１のトランジスタよりも上方に位置する。第２の表示素子は、第２のトランジスタよりも上方に位置する。第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有する。第２の表示素子は、可視光を発する機能を有する。第１の表示素子は、第１の電極を有する。第２の表示素子は、第２の電極と、第２の電極上の発光層と、発光層上の第３の電極と、を有する。第１の絶縁層は、第２の電極上に位置する。第２の絶縁層は、第１の絶縁層上に位置する。第４の絶縁層は、第３の電極上に位置する。第３の絶縁層は、第４の絶縁層上に位置する。発光層は、第１の領域と、第１の領域と分断された第２の領域と、を有する。第１の領域は、第１の絶縁層の上面及び第２の絶縁層の側面と接する領域を有する。第２の領域は、第２の絶縁層の上面と接する領域を有する。第３の電極は、第２の絶縁層の側面及び第１の領域の上面に接する領域を有する。第３の絶縁層は、第２の絶縁層の側面と接する領域を有する。第２の電極は、第２のトランジスタが有する半導体層と電気的に接続される。第１の絶縁層と、第２の絶縁層と、第２の領域と、第３の電極と、第４の絶縁層とは、第１のトランジスタと重なる位置に第１の開口を有する。第３の絶縁層は、第１の開口の側面を覆い、かつ、第１のトランジスタ及び第１の開口と重なる位置に第２の開口を有する。第１の電極は、第２の開口を介して、前記第１のトランジスタが有する半導体層と電気的に接続される。 The display device of one embodiment of the present invention includes a first display element, a second display element, a first insulating layer, a second insulating layer, a third insulating layer, a fourth insulating layer, and a first transistor. , And a second transistor. The first transistor and the second transistor are located on the same plane. The first display element is located above the first transistor. The second display element is located above the second transistor. The first display element has a function of reflecting visible light. The second display element has a function of emitting visible light. The first display element has a first electrode. The second display element includes a second electrode, a light emitting layer on the second electrode, and a third electrode on the light emitting layer. The first insulating layer is located on the second electrode. The second insulating layer is located on the first insulating layer. The fourth insulating layer is located on the third electrode. The third insulating layer is located on the fourth insulating layer. The light emitting layer has a first region and a second region separated from the first region. The first region has a region in contact with the upper surface of the first insulating layer and the side surface of the second insulating layer. The second region has a region in contact with the upper surface of the second insulating layer. The third electrode has a region in contact with the side surface of the second insulating layer and the upper surface of the first region. The third insulating layer has a region in contact with the side surface of the second insulating layer. The second electrode is electrically connected to a semiconductor layer included in the second transistor. The first insulating layer, the second insulating layer, the second region, the third electrode, and the fourth insulating layer have a first opening at a position overlapping with the first transistor. The third insulating layer covers the side surface of the first opening and has a second opening at a position overlapping the first transistor and the first opening. The first electrode is electrically connected to the semiconductor layer included in the first transistor through the second opening.
本発明の一態様の表示装置は、第１の絶縁層の側面と被形成面となす角が、７０度以上９０度以下のテーパー角を有することが好ましい。 In the display device of one embodiment of the present invention, an angle formed between the side surface of the first insulating layer and the surface to be formed preferably has a taper angle of 70 ° to 90 °.
本発明の一態様の表示装置は、第１の絶縁層の側面が、逆テーパー形状を有することが好ましい。 In the display device of one embodiment of the present invention, the side surface of the first insulating layer preferably has an inversely tapered shape.
本発明の一態様の表示装置は、第１の表示素子が反射する光、及び第２の表示素子が発する光のうち一方または双方により、画像を表示する機能を有することが好ましい。 The display device of one embodiment of the present invention preferably has a function of displaying an image with one or both of light reflected by the first display element and light emitted by the second display element.
第１の表示素子は、反射型の液晶素子であることが好ましい。 The first display element is preferably a reflective liquid crystal element.
第２の表示素子は、電界発光素子であることが好ましい。 The second display element is preferably an electroluminescent element.
第１のトランジスタ及び第２のトランジスタのうち一方または双方は、チャネル形成領域に金属酸化物を有することが好ましい。 One or both of the first transistor and the second transistor preferably include a metal oxide in a channel formation region.
本発明の一態様は、上記構成のうちいずれかの表示装置と、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）等の回路基板と、を有する表示モジュールである。 One embodiment of the present invention is a display module including any one of the above-described structures and a circuit board such as a flexible printed circuit board (FPC).
本発明の一態様は、上記の表示モジュールと、アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、または操作ボタンの少なくともいずれか一と、を有する、電子機器である。 One embodiment of the present invention is an electronic device including the display module and at least one of an antenna, a battery, a housing, a camera, a speaker, a microphone, and an operation button.
本発明の一態様は、液晶素子と発光素子とを有する表示装置において、発光素子の劣化を抑制することができる。本発明の一態様により、周囲の明るさによらず、視認性の高い表示装置において、表示素子の劣化を抑制し、表示装置の信頼性を高めることができる。本発明の一態様により、全天候型で、信頼性の高い表示装置を提供することができる。 One embodiment of the present invention can suppress deterioration of a light-emitting element in a display device including a liquid crystal element and a light-emitting element. According to one embodiment of the present invention, in a display device with high visibility regardless of ambient brightness, deterioration of the display element can be suppressed and the reliability of the display device can be improved. According to one embodiment of the present invention, an all-weather display device with high reliability can be provided.
また、本発明の一態様により、消費電力の低い表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、利便性の高い表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、表示装置の軽量化が可能となる。本発明の一態様により、新規な表示装置、入出力装置、または電子機器などを提供することができる。 According to one embodiment of the present invention, a display device with low power consumption can be provided. According to one embodiment of the present invention, a highly convenient display device can be provided. According to one embodiment of the present invention, a display device can be reduced in weight. According to one embodiment of the present invention, a novel display device, an input / output device, an electronic device, or the like can be provided.
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。 Note that the description of these effects does not disturb the existence of other effects. One embodiment of the present invention need not necessarily have all of these effects. Effects other than these can be extracted from the description, drawings, and claims.
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。 Embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below.
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分また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、同様の機能または同一の層を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。 Note that in structures of the invention described below, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and description thereof is not repeated. Moreover, when referring to the same function or the same layer, the hatch pattern may be the same, and a reference numeral may not be given in particular.
また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、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、範囲などに限定されない。 In addition, the position, size, range, and the like of each component illustrated in the drawings may not represent the actual position, size, range, or the like for easy understanding. Therefore, the disclosed invention is not necessarily limited to the position, size, range, or the like disclosed in the drawings.
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。 Note that the terms “film” and “layer” can be interchanged with each other depending on the case or circumstances. For example, the term “conductive layer” can be changed to the term “conductive film”. Alternatively, for example, the term “insulating film” can be changed to the term “insulating layer”.
なお、本明細書等において、「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、各構成要素の数は、序数詞に限定されない。また序数詞は、工程順または積層順など、なんらかの順番や順位を示すものではない。また、本明細書等において序数詞が付されていない用語であっても、構成要素の混同を避けるため、特許請求の範囲において序数詞が付される場合がある。 Note that in this specification and the like, ordinal numbers such as “first” and “second” are attached to avoid confusion between components, and the number of each component is not limited to ordinal numbers. The ordinal numbers do not indicate any order or order such as process order or stacking order. In addition, even in terms that do not have an ordinal number in this specification and the like, an ordinal number may be added in the claims to avoid confusion between the constituent elements.
本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、ＯＳ ＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。 In this specification and the like, a metal oxide is a metal oxide in a broad expression. Metal oxides are classified into oxide insulators, oxide conductors (including transparent oxide conductors), oxide semiconductors (also referred to as oxide semiconductors or simply OS), and the like. For example, in the case where a metal oxide is used for a semiconductor layer of a transistor, the metal oxide may be referred to as an oxide semiconductor. That is, in the case of describing as an OS FET, it can be said to be a transistor including a metal oxide or an oxide semiconductor.
また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。 In this specification and the like, metal oxides containing nitrogen may be collectively referred to as metal oxides. Further, a metal oxide containing nitrogen may be referred to as a metal oxynitride.
また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）と記載する場合がある。なお、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能、または材料の構成の一例を表す。 Moreover, in this specification etc., it may describe as CAAC (c-axis aligned crystal) and CAC (cloud aligned complementary). Note that CAAC represents an example of a crystal structure, and CAC represents an example of a function or a material structure.
酸化物半導体または金属酸化物の結晶構造の一例について説明する。なお、以下では、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物ターゲット（Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］）を用いて、スパッタリング法にて成膜された酸化物半導体を一例として説明する。上記ターゲットを用いて、基板温度を１００℃以上１３０℃以下として、スパッタリング法により形成した酸化物半導体をｓＩＧＺＯと呼称し、上記ターゲットを用いて、基板温度を室温（Ｒ．Ｔ．）として、スパッタリング法により形成した酸化物半導体をｔＩＧＺＯと呼称する。例えば、ｓＩＧＺＯは、ｎｃ（ｎａｎｏ ｃｒｙｓｔａｌ）及びＣＡＡＣのいずれか一方または双方の結晶構造を有する。また、ｔＩＧＺＯは、ｎｃの結晶構造を有する。なお、ここでいう室温（Ｒ．Ｔ．）とは、基板を加熱しない場合の温度を含む。 An example of a crystal structure of an oxide semiconductor or a metal oxide will be described. Note that in the following, an example of an oxide semiconductor film formed by a sputtering method using an In—Ga—Zn oxide target (In: Ga: Zn = 4: 2: 4.1 [atomic ratio]) is described. Will be described. An oxide semiconductor formed by a sputtering method with a substrate temperature of 100 ° C. to 130 ° C. using the target is referred to as sIGZO, and the substrate temperature is set to room temperature (RT) using the target. An oxide semiconductor formed by the method is referred to as tIGZO. For example, sIGZO has a crystal structure of one or both of nc (nano crystal) and CAAC. TIGZO has an nc crystal structure. Note that the room temperature (RT) here includes a temperature when the substrate is not heated.
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電体の機能と、材料の一部では誘電体（または絶縁体）の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅを、トランジスタの半導体層に用いる場合、導電体は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能を有し、誘電体は、キャリアとなる電子を流さない機能を有する。導電体としての機能と、誘電体としての機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。 In this specification and the like, a CAC-OS or a CAC-metal oxide has a function of a conductor in part of a material and a function of a dielectric (or insulator) in part of the material. As a whole, it has a function as a semiconductor. Note that in the case where a CAC-OS or a CAC-metal oxide is used for a semiconductor layer of a transistor, the conductor has a function of flowing electrons (or holes) serving as carriers, and the dielectric does not flow electrons serving as carriers. It has a function. By causing the function as a conductor and the function as a dielectric to act complementarily, a switching function (function to turn on / off) can be given to the CAC-OS or CAC-metal oxide. In CAC-OS or CAC-metal oxide, by separating each function, both functions can be maximized.
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、導電体領域、及び誘電体領域を有する。導電体領域は、上述の導電体の機能を有し、誘電体領域は、上述の誘電体の機能を有する。また、材料中において、導電体領域と、誘電体領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電体領域と、誘電体領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電体領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。 In this specification and the like, a CAC-OS or a CAC-metal oxide includes a conductor region and a dielectric region. The conductor region has the above-described conductor function, and the dielectric region has the above-described dielectric function. In the material, the conductor region and the dielectric region may be separated at the nanoparticle level. In addition, the conductor region and the dielectric region may be unevenly distributed in the material, respectively. In addition, the conductor region may be observed with the periphery blurred and connected in a cloud shape.
すなわち、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。 That is, CAC-OS or CAC-metal oxide can also be referred to as a matrix composite or a metal matrix composite.
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅにおいて、導電体領域と、誘電体領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。 In CAC-OS or CAC-metal oxide, the conductor region and the dielectric region are dispersed in the material with a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 0.5 nm to 3 nm, respectively. There is.
（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〜図１２を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a display device of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施の形態の表示装置は、可視光を反射する第１の表示素子と、可視光を発する第２の表示素子とを有する。 The display device of this embodiment includes a first display element that reflects visible light and a second display element that emits visible light.
本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子が反射する光と、第２の表示素子が発する光のうち、いずれか一方、または両方により、画像を表示する機能を有する。 The display device of this embodiment has a function of displaying an image using one or both of light reflected by the first display element and light emitted by the second display element.
具体的には、本実施の形態の表示装置は、第１の表示素子のみを用いて画像を表示する第１のモード、第２の表示素子のみを用いて画像を表示する第２のモード、並びに、第１の表示素子及び第２の表示素子を用いて画像を表示する第３のモードを有し、これらのモードを自動または手動で切り替えて使用することができる。 Specifically, the display device of this embodiment includes a first mode in which an image is displayed using only the first display element, a second mode in which an image is displayed using only the second display element, In addition, there is a third mode in which an image is displayed using the first display element and the second display element, and these modes can be used by switching automatically or manually.
第１のモードでは、第１の表示素子と外光を用いて画像を表示する。第１のモードは光源が不要であるため、極めて低消費電力なモードである。例えば、表示装置に外光が十分に入射されるとき（明るい環境下など）は、第１の表示素子が反射した光を用いて表示を行うことができる。例えば、外光が十分に強く、かつ外光が白色光またはその近傍の光である場合に有効である。第１のモードは、文字情報を表示することに適したモードである。また、第１のモードは、外光を反射した光を用いるため、目に優しい表示を行うことができ、目が疲れにくいという効果を奏する。 In the first mode, an image is displayed using the first display element and external light. Since the first mode does not require a light source, it is an extremely low power consumption mode. For example, when external light is sufficiently incident on the display device (for example, in a bright environment), display can be performed using light reflected by the first display element. For example, it is effective when the external light is sufficiently strong and the external light is white light or light in the vicinity thereof. The first mode is a mode suitable for displaying character information. In the first mode, light that reflects external light is used, so that it is possible to perform display that is kind to the eyes, and there is an effect that the eyes are less tired.
第２のモードでは、第２の表示素子による発光を利用して画像を表示する。そのため、照度や外光の色度によらず、極めて鮮やかな（コントラストが高く、且つ色再現性の高い）表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、照度が極めて低い場合などに有効である。また周囲が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第２のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。これにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第２のモードは、鮮やかな画像（静止画及び動画）などを表示することに適したモードである。 In the second mode, an image is displayed using light emission by the second display element. Therefore, an extremely vivid display (high contrast and high color reproducibility) can be performed regardless of illuminance and chromaticity of external light. For example, it is effective when the illuminance is extremely low, such as at night or in a dark room. When the surroundings are dark, the user may feel dazzled when performing bright display. In order to prevent this, it is preferable to perform display with reduced luminance in the second mode. Thereby, in addition to suppressing glare, power consumption can also be reduced. The second mode is a mode suitable for displaying vivid images (still images and moving images).
第３のモードでは、第１の表示素子による反射光と、第２の表示素子による発光の両方を利用して表示を行う。第１のモードよりも鮮やかな表示をしつつ、第２のモードよりも消費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、照度が比較的低い場合、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。また、反射光と発光とを混合させた光を用いることで、まるで絵画を見ているかのように感じさせる画像を表示することが可能となる。 In the third mode, display is performed using both reflected light from the first display element and light emission from the second display element. While displaying more vividly than in the first mode, it is possible to suppress power consumption as compared with the second mode. For example, it is effective when the illuminance is relatively low, such as under room lighting or in the morning or evening hours, or when the chromaticity of outside light is not white. Further, by using light in which reflected light and light emission are mixed, it is possible to display an image that makes it feel as if you are looking at a painting.
このような構成とすることで、周囲の明るさによらず、視認性が高く利便性の高い表示装置または全天候型の表示装置を実現できる。 With such a configuration, it is possible to realize a highly visible and highly convenient display device or an all-weather display device regardless of ambient brightness.
第１の表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素子は光源を持たないため、表示の際の消費電力を極めて小さくすることが可能となる。 As the first display element, an element that reflects external light for display can be used. Since such an element does not have a light source, power consumption during display can be extremely reduced.
第１の表示素子には、代表的には反射型の液晶素子を用いることができる。または、第１の表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した素子などを用いることができる。 As the first display element, a reflective liquid crystal element can be typically used. Alternatively, as a first display element, in addition to a shutter-type MEMS (Micro Electro Mechanical System) element, an optical interference-type MEMS element, a microcapsule type, an electrophoretic method, an electrowetting method, and an electronic powder fluid (registered trademark) An element to which a method or the like is applied can be used.
第２の表示素子には、発光素子を用いることが好ましい。このような表示素子が射出する光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く（色域が広く）、コントラストの高い、鮮やかな表示を行うことができる。 A light-emitting element is preferably used for the second display element. The light emitted from such a display element is not affected by external light in brightness or chromaticity, so that it has high color reproducibility (wide color gamut), high contrast, and vivid display. Can do.
第２の表示素子には、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザなどの自発光性の発光素子を用いることができる。 As the second display element, for example, a self-luminous light emitting element such as an OLED (Organic Light Emitting Diode), an LED (Light Emitting Diode), a QLED (Quantum-Dot Light Emitting Diode), or a semiconductor laser can be used.
図１に示す表示装置１０は、一対の基板（基板１１及び基板１２）間に、第１の表示素子３１、第２の表示素子３２、絶縁層１４０、絶縁層２３４、トランジスタ４１、及びトランジスタ４２等を有する。
The
トランジスタ４１とトランジスタ４２とは、同一面上に位置する。図１では、基板１１上に位置する例を示す。第１の表示素子３１は、トランジスタ４１よりも上方に位置する。第２の表示素子３２は、トランジスタ４２よりも上方に位置する。
The
第１の表示素子３１は、可視光を反射する機能を有する。第１の表示素子３１は基板１２側に反射光２２を射出する。
The
図１では、第１の表示素子３１が反射型の液晶素子である例を示す。第１の表示素子３１は、可視光を反射する機能を有する電極２２１と、可視光を透過する機能を有する電極２２５と、液晶層２２２と、可視光を透過する機能を有する電極２２３と、を有する。液晶層２２２は、電極２２５と電極２２３との間に位置する。
FIG. 1 shows an example in which the
第２の表示素子３２は、可視光を発する機能を有する。第２の表示素子３２は、基板１２側に発光２１を射出する。
The
図１では、第２の表示素子３２がＥＬ素子である例を示す。第２の表示素子３２は、電極１２１と、ＥＬ層１２２と、電極１２３と、を有する。ＥＬ層１２２は、電極１２１と電極１２３との間に位置する。ＥＬ層１２２は、少なくとも発光性の物質を含む。電極１２１は可視光を反射する機能を有することが好ましい。電極１２３は可視光を透過する機能を有する。
FIG. 1 shows an example in which the
ＥＬ層１２２及び電極１２３は、絶縁層１３５上に設けられた絶縁層１４０の高テーパー角を有する側面によりＥＬ層１２２ａ及びＥＬ層１２２ｂ並びに電極１２３ａ及び電極１２３ｂにそれぞれ分断された形状を有する。なお、本明細書等において、ＥＬ層１２２との表記は、ＥＬ層１２２ａとＥＬ層１２２ｂとを含むものであり、形成位置を特定することなく、ＥＬ層を示す場合に用いる。同様に、電極１２３との表記は、電極１２３ａと電極１２３ｂとを含むものであり、形成位置を特定することなく、ＥＬ層上の電極を示す場合に用いる。
The
第２の表示素子３２は、電極１２１と電極１２３との間に電圧を印加することで、基板１２側に発光２１を射出する電界発光素子である。
The
電極１２１は、絶縁層１３４に設けられた開口を介して、トランジスタ４２が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。電極１２１の端部は、絶縁層１３５によって覆われている。
The
第２の表示素子３２上に、絶縁層１２５が設けられていることが好ましい。図１では、絶縁層１２５が、電極１２３上に位置する。絶縁層１２５を設けることで、第２の表示素子３２に不純物が入り込むことを抑制し、第２の表示素子３２の信頼性を高めることができる。
An insulating
絶縁層１３４、絶縁層１３５、絶縁層１４０、ＥＬ層１２２ｂ、電極１２３ｂ、及び絶縁層１２５は、トランジスタ４１が有する電極（ソースまたはドレイン）と重なる位置に第１の開口を有する。
The insulating
第１の開口により、ＥＬ層１２２及び電極１２３の側面が露出してしまい、露出した側面から水分などの不純物が侵入し、ＥＬ層１２２及び電極１２３が劣化する恐れがある。そのため、絶縁層１４０の高テーパー角を有する側面により、ＥＬ層１２２は、絶縁層１３５の上面に接し、且つ絶縁層１４０の側面と接する第１の領域を有するＥＬ層１２２ａと、絶縁層１４０の上面と接する第２の領域を有するＥＬ層１２２ｂとに分断し、電極１２３は、第１の領域を有するＥＬ層１２２ａの上面と接し、且つ絶縁層１４０の側面と接する第１の領域を有する電極１２３ａと、第２の領域を有するＥＬ層１２２ｂの上面と接する第２の領域を有する電極１２３ｂとに分断して形成する。そして、該第２の領域において、第１の開口を形成することで、第２の表示素子３２を含む第１の領域へ、不純物の侵入経路を遮断することが可能であり、表示に寄与する発光領域まで、不純物の侵入を防ぐことができる。これにより、信頼性の高い表示装置を形成することができる。
Due to the first opening, the side surfaces of the
絶縁層２３４は、絶縁層１２５上に位置し、該第１の開口の側面を覆い、かつ、トランジスタ４１が有する該電極と重なる位置に第２の開口を有する。第２の開口は、第１の開口と重なる位置に形成される。絶縁層２３４の開口は、少なくとも電極１２３ｂの開口よりも内側に設けられる。
The insulating
絶縁層２３４が第１の開口の側面を覆うことで、第１の開口を設けた際に露出したＥＬ層１２２の側面及び電極１２３の側面を覆うことができる。したがって、電極２２１と電極１２３とを電気的に絶縁することができ、ショートを防止することができる。また、ＥＬ層１２２の導電性が高い場合であっても、電極２２１とＥＬ層１２２とは電気的に絶縁されているため、第１の表示素子３１と第２の表示素子３２の双方に不具合は生じない。
Since the insulating
接続部５０において、電極２２１は、絶縁層２３４に設けられた第２の開口を介して、トランジスタ４１が有する該電極と電気的に接続される。
In the
表示装置１０では、第１の表示素子３１と電気的に接続されるトランジスタ４１と、第２の表示素子３２と電気的に接続されるトランジスタ４２と、が同一面上に位置する。そのため、２つのトランジスタを別々の面上に形成する場合に比べて、表示装置の厚さを薄くすることができる。また、２つのトランジスタを同一の工程で作製できるため、２つのトランジスタを別々の面上に形成する場合に比べて、作製工程を簡略化することができる。
In the
ここで、チャネル形成領域に酸化物半導体を有し、オフ電流が極めて低いトランジスタ４１を適用した場合や、トランジスタ４１と電気的に接続される記憶素子を適用した場合などでは、第１の表示素子３１を用いて静止画を表示する際に画素への書き込み動作を停止しても、階調を維持させることが可能となる。すなわち、フレームレートを極めて小さくしても表示を保つことができる。本発明の一態様では、フレームレートを極めて小さくでき、低消費電力な駆動を行うことができる。
Here, in the case where the
図２に、表示装置１０のブロック図を示す。表示装置１０は、表示部１４を有する。
FIG. 2 shows a block diagram of the
表示部１４は、マトリクス状に配置された複数の画素ユニット３０を有する。画素ユニット３０は、第１の画素３１ｐと、第２の画素３２ｐを有する。
The display unit 14 includes a plurality of
図２では、第１の画素３１ｐ及び第２の画素３２ｐが、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に対応する表示素子を有する場合の例を示している。
FIG. 2 shows an example in which the
第１の画素３１ｐが有する表示素子は、それぞれ、外光の反射を利用した表示素子である。第１の画素３１ｐは、赤色（Ｒ）に対応する第１の表示素子３１Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する第１の表示素子３１Ｇ、青色（Ｂ）に対応する第１の表示素子３１Ｂを有する。
Each of the display elements included in the
第２の画素３２ｐが有する表示素子は、それぞれ、発光素子である。第２の画素３２ｐは、赤色（Ｒ）に対応する第２の表示素子３２Ｒ、緑色（Ｇ）に対応する第２の表示素子３２Ｇ、青色（Ｂ）に対応する第２の表示素子３２Ｂを有する。
Each of the display elements included in the
図３（Ａ）〜（Ｃ）は、画素ユニット３０の構成例を示す模式図である。
3A to 3C are schematic diagrams illustrating a configuration example of the
第１の画素３１ｐは、第１の表示素子３１Ｒ、第１の表示素子３１Ｇ、第１の表示素子３１Ｂを有する。第１の表示素子３１Ｒは、外光を反射し、赤色の光Ｒｒを表示面側に射出する。第１の表示素子３１Ｇ、第１の表示素子３１Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇｒまたは青色の光Ｂｒを、表示面側に射出する。
The
第２の画素３２ｐは、第２の表示素子３２Ｒ、第２の表示素子３２Ｇ、第２の表示素子３２Ｂを有する。第２の表示素子３２Ｒは赤色の光Ｒｔを、表示面側に射出する。第２の表示素子３２Ｇ、第２の表示素子３２Ｂも同様に、それぞれ緑色の光Ｇｔまたは青色の光Ｂｔを、表示面側に射出する。
The
図３（Ａ）は、第１の画素３１ｐと第２の画素３２ｐの両方を駆動させることで表示を行うモード（第３のモード）に対応する。画素ユニット３０は、反射光（光Ｒｒ、光Ｇｒ、光Ｂｒ）と透過光（光Ｒｔ、光Ｇｔ、光Ｂｔ）とを用いて、所定の色の光３５ｔｒを表示面側に射出することができる。
FIG. 3A corresponds to a mode (third mode) in which display is performed by driving both the
図３（Ｂ）は、第１の画素３１ｐのみを駆動させることにより、反射光を用いて表示を行うモード（第１のモード）に対応する。画素ユニット３０は、例えば外光が十分に強い場合などでは、第２の画素３２ｐを駆動させずに、第１の画素３１ｐからの光（光Ｒｒ、光Ｇｒ、及び光Ｂｒ）のみを用いて、光３５ｒを表示面側に射出することができる。これにより、極めて低消費電力な駆動を行うことができる。
FIG. 3B corresponds to a mode (first mode) in which display is performed using reflected light by driving only the
図３（Ｃ）は、第２の画素３２ｐのみを駆動させることにより、発光（透過光）を用いて表示を行うモード（第２のモード）に対応する。画素ユニット３０は、例えば外光が極めて弱い場合などでは、第１の画素３１ｐを駆動させずに、第２の画素３２ｐからの光（光Ｒｔ、光Ｇｔ、及び光Ｂｔ）のみを用いて、光３５ｔを表示面側に射出することができる。これにより鮮やかな表示を行うことができる。また周囲が暗い場合に輝度を低くすることで、使用者が感じる眩しさを抑えると共に消費電力を低減できる。
FIG. 3C corresponds to a mode (second mode) in which display is performed using light emission (transmitted light) by driving only the
第１の画素３１ｐと第２の画素３２ｐとが有する表示素子の色、数は、それぞれ限定されない。
The color and the number of display elements included in the
図４（Ａ）〜（Ｃ）、図５（Ａ）〜（Ｃ）に、それぞれ画素ユニット３０の構成例を示す。なおここでは、第１の画素３１ｐと第２の画素３２ｐの両方を駆動させることで表示を行うモード（第３のモード）に対応した模式図を示しているが、上記と同様に、第１の画素３１ｐまたは第２の画素３２ｐのみを駆動させるモード（第１のモード及び第２のモード）でも表示を行うことができる。
4A to 4C and FIGS. 5A to 5C show configuration examples of the
図４（Ａ）、（Ｃ）、図５（Ｂ）に示す第２の画素３２ｐは、第２の表示素子３２Ｒ、第２の表示素子３２Ｇ、第２の表示素子３２Ｂに加えて、白色（Ｗ）を呈する第２の表示素子３２Ｗを有する。
The
図４（Ｂ）、図５（Ｃ）に示す第２の画素３２ｐは、第２の表示素子３２Ｒ、第２の表示素子３２Ｇ、第２の表示素子３２Ｂに加えて、黄色（Ｙ）を呈する第２の表示素子３２Ｙを有する。
The
図４（Ａ）〜（Ｃ）、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す構成は、第２の表示素子３２Ｗ及び第２の表示素子３２Ｙを有さない構成に比べて、第２の画素３２ｐを用いた表示モード（第２のモード及び第３のモード）における消費電力を低減することができる。
4A to 4C, FIGS. 5A and 5B, the second pixel is compared with the configuration without the
図４（Ｃ）に示す第１の画素３１ｐは、第１の表示素子３１Ｒ、第１の表示素子３１Ｇ、第１の表示素子３１Ｂに加えて、白色（Ｗ）を呈する第１の表示素子３１Ｗを有する。
In addition to the
図４（Ｃ）に示す構成は、図３（Ａ）に示す構成に比べて、第１の画素３１ｐを用いた表示モード（第１のモード及び第３のモード）における消費電力を低減することができる。
The structure illustrated in FIG. 4C reduces power consumption in the display mode (the first mode and the third mode) using the
図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す第１の画素３１ｐは、白色を呈する第１の表示素子３１Ｗのみを有する。このとき、第１の画素３１ｐのみを用いた表示モード（第１のモード）では、白黒表示またはグレースケールでの表示を行うことができ、第２の画素３２ｐを用いた表示モード（第２のモード及び第３のモード）では、カラー表示を行うことができる。
The
このような構成とすることで、第１の画素３１ｐの開口率を高めることができるため、第１の画素３１ｐの反射率を向上させ、より明るい表示を行うことができる。
With such a configuration, since the aperture ratio of the
第１のモードは、例えば、文書情報などのカラー表示を必要としない情報を表示することに適している。 The first mode is suitable for displaying information that does not require color display, such as document information.
図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び図７（Ａ）、（Ｂ）に、表示装置の断面構成例を示す。 6A, 6B, 6C, 7A, and 7B show cross-sectional configuration examples of the display device.
＜構成例１＞
図６（Ａ）に示す表示装置１０Ａは、基板１１、接着層５１、絶縁層１３１、トランジスタ１１０ａ、トランジスタ１１０ｂ、絶縁層１３３、絶縁層１３４、発光素子１２０、絶縁層１３５、絶縁層１４０、絶縁層１２５、着色層１５２、絶縁層２３４、液晶素子２２０、配向膜２２４ａ、配向膜２２４ｂ、及び基板１２を有する。
<Configuration example 1>
A
トランジスタ１１０ａとトランジスタ１１０ｂとは、同一面上に位置する。図６（Ａ）では、絶縁層１３１上に位置する例を示す。より具体的には、トランジスタ１１０ａとトランジスタ１１０ｂが絶縁層１３１に接して設けられている。液晶素子２２０は、トランジスタ１１０ａよりも上方に位置する。発光素子１２０は、トランジスタ１１０ｂよりも上方に位置する。
The
基板１１及び基板１２は、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。基板１１は接着層５１により絶縁層１３１と貼り合わされている。基板１２の基板１１側の面に接して、電極２２３が設けられ、電極２２３の基板１１側の面に接して、配向膜２２４ｂが設けられている。
Each of the
表示装置１０Ａは、作製基板上で作製したトランジスタ及び発光素子１２０等を、基板１１上に転置することで作製できる。この方法によれば、例えば、耐熱性の高い作製基板上で形成した被剥離層を、耐熱性の低い基板に転置することができ、被剥離層の作製温度が、耐熱性の低い基板によって制限されない。作製基板に比べて軽い、薄い、または可撓性が高い基板１１に被剥離層を転置することで、表示装置の軽量化、薄型化、フレキシブル化を実現できる。なお、基板１１の耐熱性及び被剥離層の形成温度によっては、基板１１上に直接、トランジスタ及び発光素子１２０等を作製することもできる。さらに、可撓性を必要としない場合は、被剥離層を転置することなく、耐熱性の高い基板上に直接作製することもできる。その際、耐熱性の高い基板として、例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、樹脂、半導体、金属または合金などが挙げられる。ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
The
基板１２よりも外側に、偏光板または円偏光板等を設けてもよい。
A polarizing plate or a circularly polarizing plate may be provided outside the
図６（Ａ）に示すトランジスタ１１０ａ、１１０ｂは、ボトムゲート構造のトランジスタである。
トランジスタ１１０ａ、１１０ｂは、それぞれ、導電層１１１、絶縁層１３２、半導体層１１２、導電層１１３ａ、及び導電層１１３ｂを有する。導電層１１１は絶縁層１３２を介して半導体層１１２と重なる。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、半導体層１１２と電気的に接続される。
The
導電層１１１は、ゲートとして機能する。絶縁層１３２は、ゲート絶縁層として機能する。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂ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。絶縁層１３３は、トランジスタの保護層として機能することができる。
The
トランジスタ１１０ａ、１１０ｂは、チャネルエッチ型であり、トランジスタの占有面積を縮小することが比較的容易であるため、高精細な表示装置に好適に用いることができる。
Since the
半導体層１１２は、酸化物半導体を有することが好ましい。
The
絶縁層１３４は、平坦化機能を有することが好ましい。これにより、発光素子１２０を平坦な面上に形成することができる。
The insulating
発光素子１２０は、電極１２１と電極１２３との間に電圧を印加することで、基板１２側に発光２１を射出する。
The
発光素子１２０は、電極１２１、ＥＬ層１２２、及び電極１２３を有する。ＥＬ層１２２は、電極１２１と電極１２３との間に位置する。ＥＬ層１２２は、少なくとも発光性の物質を含む。電極１２１は可視光を反射する機能を有することが好ましい。電極１２３は可視光を透過する機能を有する。
The light-emitting
電極１２１は、画素毎に配置され、画素電極として機能する。ＥＬ層１２２と電極１２３は、複数の画素にわたって配置されている。電極１２３は、図示しない領域で定電位が供給される配線と接続され、共通電極として機能する。
The
電極１２１は、絶縁層１３４に設けられた開口を介して、トランジスタ１１０ｂが有する導電層１１３ａと電気的に接続される。電極１２１の端部は、絶縁層１３５によって覆われている。
The
ＥＬ層１２２及び電極１２３は、島状の絶縁層１４０により、当該絶縁層１４０の縁で段切れした形状を有する。つまり、ＥＬ層１２２は、絶縁層１３５の上面に接し、且つ絶縁層１４０の高テーパー角を有する側面と接する第１の領域を有するＥＬ層１２２ａと、絶縁層１４０の上面と接する第２の領域を有するＥＬ層１２２ｂとの二つに分断された領域を有する。また、電極１２３は、第１の領域を有するＥＬ層１２２ａの上面と接し、且つ絶縁層１４０の高テーパー角を有する側面と接する第１の領域を有する電極１２３ａと、第２の領域を有するＥＬ層１２２ｂの上面と接する第２の領域を有する電極１２３ｂとの二つに分断された領域を有する。これにより、後に形成される第１の開口により、ＥＬ層１２２及び電極１２３の側面が露出しても、水分等の不純物を発光素子に含まれる第１の領域を有するＥＬ層１２２ａまで侵入するのを防ぐことができ、信頼性をより高めることができる。
The
ここで、絶縁層１４０の高テーパー角を有する側面は、被形成面に対して７０度以上９０度以下、好ましくは、８０度以上９０度以下のテーパー角を有する。当該テーパー角を有する側面により、絶縁層１４０上に形成されるＥＬ層１２２及び電極１２３を段切れさせることができる。
Here, the side surface of the insulating
絶縁層１２５は、電極１２３上に設けられている。発光素子１２０上に絶縁層１２５を設けることで、発光素子１２０に不純物が入り込むことを抑制し、発光素子１２０の信頼性を高めることができる。特に、絶縁層１４０と絶縁層１２５がバリア性の高い無機絶縁層を有し、絶縁層１４０の高テーパー角を有する側面と絶縁層１２５が接する領域を有することで、発光素子１２０の側面は、絶縁層１４０の高テーパー角を有する側面と接し、発光素子１２０の上面は、絶縁層１２５と接するため、発光素子１２０をバリア性の高い無機絶縁層で包み込むことができ、信頼性をより高めることができ、好ましい。
The insulating
着色層１５２は、絶縁層１２５上に設けられている。着色層１５２は、発光素子１２０の発光領域と重なる位置に設けられる。発光素子１２０の発光は、着色層１５２を介して表示装置から射出される。
The
発光素子１２０は、画素によって着色層１５２の色を変えることで、様々な色を呈することができる。表示装置１０Ａは、発光素子１２０を用いて、カラー表示を行うことができる。
The light-emitting
液晶素子２２０は基板１２側に反射光２２を射出する。電極２２５と電極２２３との間に生じる電界により、液晶層２２２の配向を制御することができる。
The
液晶素子２２０は、可視光を反射する機能を有する電極２２１と、可視光を透過する機能を有する電極２２５と、液晶層２２２と、可視光を透過する機能を有する電極２２３と、を有する。液晶層２２２は、液晶層２２２は、配向膜２２４ａと配向膜２２４ｂとの間に位置する。
The
電極２２１及び電極２２５は、画素毎に配置され、画素電極として機能する。電極２２３は、複数の画素にわたって配置されている。電極２２３は、図示しない領域で定電位が供給される配線と接続され、共通電極として機能する。また、図６（Ａ）では、電極２２１上に電極２２５が設けられているが、これに限定されない。電極２２５上に電極２２１を設けても良い。
The
液晶素子２２０は、白色を呈する。表示装置１０Ａは、液晶素子２２０を用いて、白黒またはグレースケールでの表示を行うことができる。
The
絶縁層１３３、絶縁層１３４、絶縁層１３５、絶縁層１４０、ＥＬ層１２２、電極１２３、及び絶縁層１２５は、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａと重なる位置に第１の開口を有する。
The insulating
絶縁層２３４は、絶縁層１２５上に位置し、該第１の開口の側面を覆い、かつ、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａと重なる位置に第２の開口を有する。第２の開口は、第１の開口と重なる位置に形成される。
The insulating
絶縁層２３４には、有機材料及び無機材料のどちらを用いてもよい。本実施の形態では、絶縁層２３４を設ける前に、第２の開口の縁で段切れしたＥＬ層１２２の側面が絶縁層１２５に覆われて、不純物が侵入する経路が既に遮断されているため、絶縁層２３４に用いる材料の選択肢を広げることができる。
For the insulating
絶縁層２３４は平坦化機能を有することが好ましい。これにより、電極２２１を平坦な面上に形成することができる。特に、絶縁層２３４が有機絶縁層を有すると、絶縁層２３４の平坦性を高めることができ、好ましい。
The insulating
絶縁層２３４が第１の開口の側面を覆うことで、第１の開口を設けた際に露出したＥＬ層１２２の側面及び電極１２３の側面を覆うことができる。したがって、電極１２３を完全に段切れさせていない形状であっても、電極２２１と電極１２３とを電気的に絶縁することができ、ショートを防止することができ、発光素子１２０と液晶素子２２０の双方に不具合は生じない。
Since the insulating
接続部５０において、電極２２１は、絶縁層２３４に設けられた第２の開口を介して、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａと電気的に接続される。
In the
本実施の形態の表示装置では、液晶素子２２０と電気的に接続されるトランジスタ１１０ａと、発光素子１２０と電気的に接続されるトランジスタ１１０ｂと、が同一面上に位置する。そのため、２つのトランジスタを別々の面上に形成する場合に比べて、表示装置１０Ａの厚さを薄くすることができる。また、２つのトランジスタを同一の工程で作製できるため、２つのトランジスタを別々の面上に形成する場合に比べて、作製工程を簡略化することができる。
In the display device of this embodiment, the
＜構成例２＞
図６（Ｂ）に示す表示装置１０Ｂは、基板１２と電極２２３の間に、絶縁層１５１、着色層１５２、及びオーバーコート１５３を有する点で、表示装置１０Ａと異なる。また、表示装置１０Ｂは、絶縁層１２５と接する着色層１５２を有さない点で、表示装置１０Ａと異なる。その他の構成については、表示装置１０Ａと同様のため、詳細な説明を省略する。
<Configuration example 2>
A
基板１２の基板１１側の面に接して、絶縁層１５１が設けられている。絶縁層１５１は、液晶素子２２０を用いた表示領域（以下、反射領域と記す）と重ねて設けられ、発光素子１２０の発光領域（以下、透過領域と記す）とは重ならない。そして、基板１２の基板１１側の面と絶縁層１５１の基板１１側の面に接して、着色層１５２が設けられている。絶縁層１５１が設けられていることから、着色層１５２の厚さは、反射領域と透過領域とで異なる。
An insulating
反射領域では、着色層１５２中を光が往復して通る（反射光２２参照）が、透過領域では、光は一度のみ着色層１５２中を通る（発光２１参照）。そのため、反射領域と透過領域とで、着色層１５２の厚さが同一であると、表示の色調に差が生じる場合がある。
In the reflective region, light reciprocates through the colored layer 152 (see reflected light 22), whereas in the transmissive region, light passes through the
絶縁層１５１を設けることで、着色層１５２の厚さを、反射領域と透過領域とで変えることができる。これにより、液晶素子２２０を用いた表示と、発光素子１２０を用いた表示と、の双方で、色調の良好な表示を行うことができる。
By providing the insulating
反射領域における着色層１５２の厚さは、透過領域における着色層１５２の厚さの４０％以上６０％以下であることが好ましい。
The thickness of the
なお、着色層１５２の厚さを変える方法は、絶縁層１５１を部分的に設ける方法に限定されない。例えば、着色層１５２を２層以上の積層構造としてもよく、透過領域が、反射領域よりも着色層１５２を構成する層数が多い構成としてもよい。または、多階調マスクを用いて互いに厚さの異なる２つの領域を有する着色層を形成してもよい。
Note that the method for changing the thickness of the
また、１つの着色層１５２の厚さを変える以外に、着色層１５２を複数設けることでも、液晶素子２２０を用いた表示と、発光素子１２０を用いた表示と、の双方で、色調の良好な表示を行うことができる。
In addition to changing the thickness of one
図６（Ｃ）に示す表示装置１０Ｃは、絶縁層１２５に接して設けられた着色層１５２と、基板１２に接して設けられた着色層１５２と、を有する例である。発光２１は、絶縁層１２５に接して設けられた着色層１５２と、基板１２に接して設けられた着色層１５２との双方を通る。反射光２２は、基板１２に接して設けられた着色層１５２のみを通る。このような構成であっても、液晶素子２２０を用いた表示と、発光素子１２０を用いた表示と、の双方で、色調の良好な表示を行うことができる。
A
液晶素子２２０及び発光素子１２０は、画素によって着色層１５２の色を変えることで、様々な色を呈することができる。表示装置１０Ｂは、液晶素子２２０を用いて、カラー表示を行うことができる。表示装置１０Ｂは、発光素子１２０を用いて、カラー表示を行うことができる。
The
オーバーコート１５３を設けると、着色層１５２に含まれる不純物が液晶層２２２に拡散することを抑制できるため、好ましい。
The
絶縁層１５１には、有機材料及び無機材料のどちらを用いてもよい。オーバーコート１５３と同様の材料を用いてもよい。
Either an organic material or an inorganic material may be used for the insulating
＜構成例３＞
図７（Ａ）に示す表示装置１０Ｄは、接続部５０において、絶縁層２３４が、絶縁層１３３及び絶縁層１３４に設けられた開口の側面を覆わず、絶縁層１３５、絶縁層１４０、ＥＬ層１２２、電極１２３、及び絶縁層１２５に設けられた開口の側面のみを覆う点で、表示装置１０Ａと異なる。その他の構成については、表示装置１０Ａと同様のため、詳細な説明を省略する。
<Configuration example 3>
In the
本発明の一態様では、液晶素子２２０と発光素子１２０のショートを防止するために、絶縁層２３４が、少なくとも電極１２３（より好ましくは、ＥＬ層１２２も）に設けられた開口の側面を覆う。その他、絶縁層に設けられた開口等については、絶縁層２３４で覆われていなくても構わない。
In one embodiment of the present invention, in order to prevent a short circuit between the
例えば、絶縁層１３３及び絶縁層１３４に、トランジスタ１１０ｂが有する導電層１１３ａに達する開口を設ける際に、同時に、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａに達する開口を設けてもよい。その後、絶縁層１３５から絶縁層１２５までの積層構造に別途開口を設けることで、図７（Ａ）に示す構造を作製することができる。
For example, when an opening reaching the
絶縁層１３３から絶縁層１２５までの積層構造について、一括で開口する場合に比べて、複数回に分けて開口する方が、容易である、電極２２１の被覆性が高まる、または導電層１１３ａの薄膜化を抑制できる。
As compared with the case where the stacked structure from the insulating
＜構成例４＞
図７（Ｂ）に示す表示装置１０Ｅは、絶縁層１４０上に設けられたＥＬ層１２２、および絶縁層１４０上に設けられた電極１２３が、電極２２１と接する点において、表示装置１０Ａと異なる。つまり、表示装置１０Ｅは、表示装置１０Ａの第１の開口を第２の開口とは別に設けず、電極２２１とトランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａとを接続させる開口を一度に設けた例である。表示装置１０Ｅでは、表示装置１０Ａの第１の開口と第２の開口とが別々に設けられないため、絶縁層１３３、絶縁層１３４、絶縁層１４０、絶縁層１４０上のＥＬ層１２２、絶縁層１４０上の電極１２３、絶縁層１２５、及び絶縁層２３４が、一括で開口されている。その他の構成については、表示装置１０Ａと同様のため、詳細な説明を省略する。
<Configuration example 4>
A
本発明の一態様である、電極１２３が完全に段切れしている場合においては、電極１２３の段切れにより、液晶素子２２０と発光素子１２０とのショートを防止しているため、電極１２３の側面を絶縁層２３４で覆わなくても良い。
In the case where the
そのため、絶縁層２３４まで形成した後、絶縁層１３３、絶縁層１３４、絶縁層１３５、絶縁層１４０、ＥＬ層１２２、電極１２３、絶縁層１２５、及び絶縁層２３４に、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａと重なる位置に一括で開口を形成することで、図７（Ｂ）に示す構造を作製することができる。
Therefore, after the insulating
絶縁層２３４を、後で開口する場合に比べて、マスク枚数を削減できるため、コスト削減、歩留まり向上、作製工程の簡略化が実現できる。
Since the number of masks can be reduced as compared with the case where the insulating
また、図７（Ａ）で示す表示装置１０Ｄのように、絶縁層１３３及び絶縁層１３４に、トランジスタ１１０ｂが有する導電層１１３ａに達する開口を設ける際に、同時に、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａに達する開口を設けてもよい。その後、絶縁層１３５、絶縁層１４０、ＥＬ層１２２、電極１２３、絶縁層１２５、及び絶縁層２３４に対して、一括で開口を設けてもよい。
Further, as in the
＜構成例５＞
図７（Ｃ）に示す表示装置１０Ｆは、絶縁層１４０の側面が逆テーパー形状である点において、表示装置１０Ａと異なる。つまり、表示装置１０Ｆでは、絶縁層１４０の側面が逆テーパー形状になっているため、より確実にＥＬ層１２２及び電極１２３を段切れさせることができる。その他の構成については、表示装置１０Ａと同様のため、詳細な説明を省略する。逆テーパー状とは、絶縁層１４０の側面の被形成面とのなす角が９０度より大きい角度を有する場合を指す。
<Configuration example 5>
A
絶縁層１４０のエッチング条件を変更することで、絶縁層１４０の側面を逆テーパー形状とすることができる。絶縁層１４０の側面を逆テーパー形状とすることで、ＥＬ層１２２及び電極１２３を蒸着法などで形成する際に、絶縁層１４０の逆テーパー領域まで、ＥＬ層１２２及び電極１２３が形成されず、確実に段切れさせることができる。
By changing the etching conditions of the insulating
また、絶縁層１４０の側面を逆テーパー形状にする際には、電極１２３上の絶縁層１２５が段切れすることなくＥＬ層１２２及び電極１２３の側面を覆うように設けることが好ましい。絶縁層１２５を、ＰＥＣＶＤ法、ＡＬＤ法、スパッタリング法等で形成することで、絶縁層１２５を段切れすることなくＥＬ層１２２及び電極１２３の側面を覆うことができるため好ましい。そうすることで、発光素子１２０に不純物が入り込むことを抑制し、発光素子１２０の信頼性を高めることができる。その際、絶縁層１４０の逆テーパー領域に空洞が形成されていても良い。
In addition, when the side surface of the insulating
表示装置１０Ｆの構成とすることで、ＥＬ層１２２及び電極１２３をより確実に段切れさせ、第１の開口によりＥＬ層１２２及び電極１２３の側面から不純物が発光素子１２０に入り込むことを抑制し、且つ、発光素子１２０の上面からも不純物が侵入することが抑制することができ、発光素子１２０の信頼性をより高めることができる。
By adopting the configuration of the
＜トランジスタの構成例＞
本発明の一態様において、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としてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート構造またはボトムゲート構造のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
<Example of transistor structure>
In one embodiment of the present invention, the structure of the transistor included in the display device is not particularly limited. For example, a planar transistor, a staggered transistor, or an inverted staggered transistor may be used. Further, any transistor structure of a top gate structure or a bottom gate structure may be employed. Alternatively, gate electrodes may be provided above and below the channel.
図８（Ａ）〜（Ｃ）に、トランジスタ１１０ａ、１１０ｂとは異なる構造のトランジスタの例を示す。
FIGS. 8A to 8C illustrate an example of a transistor having a structure different from those of the
図８（Ａ）に示すトランジスタ１１０ｃは、トランジスタ１１０ａ、１１０ｂの構成に加えて、導電層１１４を有する。導電層１１４は、絶縁層１３３上に設けられ、半導体層１１２と重なる領域を有する。また、図８（Ａ）では、絶縁層１３６が、導電層１１４及び絶縁層１３３を覆って設けられている。
A
導電層１１４は、半導体層１１２を挟んで導電層１１１とは反対側に位置している。導電層１１１を第１のゲートとした場合、導電層１１４は、第２のゲートとして機能することができる。導電層１１１と導電層１１４に同じ電位を与えることで、トランジスタ１１０ｃのオン電流を高めることができる。または、導電層１１１及び導電層１１４のうち、一方にしきい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１１０ｃのしきい値電圧を制御することができる。
The
導電層１１４には、酸化物を含む導電性材料を用いることが好ましい。これにより、導電層１１４を構成する導電膜の成膜時に、酸素を含む雰囲気下で成膜することで、絶縁層１３３に酸素を供給することができる。成膜ガス中の酸素ガスの割合を９０％以上１００％以下の範囲とすることが好ましい。絶縁層１３３に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層１１２に供給され、半導体層１１２中の酸素欠損の低減を図ることができる。
For the
特に、導電層１１４には、低抵抗化された酸化物半導体を用いることが好ましい。このとき、絶縁層１３６に水素を放出する絶縁膜、例えば窒化シリコン膜等を用いることが好ましい。絶縁層１３６の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層１１４中に水素が供給され、導電層１１４の電気抵抗を効果的に低減することができる。
In particular, the
図８（Ｂ）に示すトランジスタ１１０ｄは、トップゲート構造のトランジスタである。
A
トランジスタ１１０ｄは、導電層１１１、絶縁層１３２、半導体層１１２、絶縁層１３３、導電層１１３ａ、及び導電層１１３ｂを有する。導電層１１１は絶縁層１３２を介して半導体層１１２と重なる。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、半導体層１１２と電気的に接続される。
The
導電層１１１は、ゲートとして機能する。絶縁層１３２は、ゲート絶縁層として機能する。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂ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。
The
トランジスタ１１０ｄは、導電層１１１と導電層１１３ａまたは導電層１１３ｂとの物理的な距離を離すことが容易なため、これらの間の寄生容量を低減することが可能である。
Since the
図８（Ｃ）に示すトランジスタ１１０ｅは、トランジスタ１１０ｃの構成に加えて、導電層１１５及び絶縁層１３７を有する。導電層１１５は絶縁層１３１上に設けられ、半導体層１１２と重なる領域を有する。絶縁層１３７は、導電層１１５及び絶縁層１３１を覆って設けられている。
A
導電層１１５は、上記導電層１１４と同様に第２のゲートとして機能する。そのため、オン電流を高めることや、しきい値電圧を制御することなどが可能である。
The
以下では、図９〜図１２を用いて、本発明の一態様の表示装置の作製方法について、具体的に説明する。 A manufacturing method of the display device of one embodiment of the present invention is specifically described below with reference to FIGS.
なお、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層成膜（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）法や、熱ＣＶＤ法でもよい。熱ＣＶＤ法の例として、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法を使ってもよい。 Note that a thin film (an insulating film, a semiconductor film, a conductive film, or the like) included in the display device can be formed using a sputtering method, a chemical vapor deposition (CVD) method, a vacuum evaporation method, or a pulse laser deposition (PLD: Pulse Laser Deposition). ) Method, atomic layer deposition (ALD: Atomic Layer Deposition) method, or the like. The CVD method may be a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method or a thermal CVD method. As an example of the thermal CVD method, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method may be used.
表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。 Thin films (insulating films, semiconductor films, conductive films, etc.) constituting display devices are spin coat, dip, spray coating, ink jet, dispense, screen printing, offset printing, doctor knife, slit coat, roll coat, curtain coat, knife It can be formed by a method such as coating.
表示装置を構成する薄膜を加工する際には、リソグラフィ法等を用いて加工することができる。または、遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成してもよい。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。フォトリソグラフィ法としては、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と、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と、がある。 When a thin film included in the display device is processed, the thin film can be processed using a lithography method or the like. Alternatively, an island-shaped thin film may be formed by a film formation method using a shielding mask. Alternatively, the thin film may be processed by a nanoimprint method, a sand blast method, a lift-off method, or the like. As a photolithography method, a resist mask is formed on a thin film to be processed, the thin film is processed by etching or the like, and the resist mask is removed. After forming a photosensitive thin film, exposure and development are performed. And a method for processing the thin film into a desired shape.
リソグラフィ法において光を用いる場合、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、紫外線や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、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）や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。
When light is used in the lithography method, for example, light used for exposure can be i-line (
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。 For etching the thin film, a dry etching method, a wet etching method, a sand blasting method, or the like can be used.
＜作製方法例＞
以下では、図６（Ａ）に示す表示装置１０Ａの作製方法の一例について、図９〜図１２を用いて説明する。
<Example of production method>
Hereinafter, an example of a method for manufacturing the
まず、作製基板６１上に剥離層６２を形成する（図９（Ａ））。
First, the
作製基板６１は、搬送が容易となる程度に剛性を有し、かつ作製工程にかかる温度に対して耐熱性を有する。作製基板６１に用いることができる材料としては、例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、樹脂、半導体、金属または合金などが挙げられる。ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
The
剥離層６２は、有機材料または無機材料を用いて形成することができる。
The
剥離層６２を、有機材料を用いて形成する場合、感光性を有する材料が好ましく、感光性及び熱硬化性を有する材料を用いることが好ましい。
In the case where the
感光性を有する材料を用いることで、光を用いたリソグラフィ法により、一部を除去することができる。具体的には、材料を成膜した後に溶媒を除去するための熱処理（プリベーク処理ともいう）を行い、その後フォトマスクを用いて露光を行う。続いて、現像処理を施すことで、不要な部分を除去する。その後、熱処理（ポストベーク処理ともいう）を行う。ポストベーク処理では、剥離層６２上に形成する各層の作製温度よりも高い温度で加熱することが好ましい。加熱温度は、例えば、３５０℃より高く４５０℃以下が好ましく、４００℃以下がより好ましく、３７５℃以下がさらに好ましい。これにより、トランジスタの作製工程における、剥離層６２からの脱ガスを大幅に抑制することができる。
By using a photosensitive material, a part can be removed by a lithography method using light. Specifically, heat treatment (also referred to as pre-bake treatment) for removing the solvent is performed after the material is formed, and then exposure is performed using a photomask. Subsequently, unnecessary portions are removed by performing development processing. Thereafter, heat treatment (also referred to as post-bake treatment) is performed. In the post-bake treatment, heating is preferably performed at a temperature higher than the manufacturing temperature of each layer formed on the
剥離層６２は、感光性のポリイミド樹脂（ｐｈｏｔｏ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＳＰＩともいう）を用いて形成されることが好ましい。
The
そのほか、剥離層６２に用いることができる有機材料としては、例えば、アクリル樹脂、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、フェノール樹脂等が挙げられる。
In addition, examples of the organic material that can be used for the
剥離層６２は、スピンコータを用いて形成することが好ましい。スピンコート法を用いることで、大判基板に薄い膜を均一に形成することができる。
The
剥離層６２は、粘度が５ｃＰ以上５００ｃＰ未満、好ましくは５ｃＰ以上１００ｃＰ未満、より好ましくは１０ｃＰ以上５０ｃＰ以下の溶液を用いて形成することが好ましい。溶液の粘度が低いほど、塗布が容易となる。また、溶液の粘度が低いほど、気泡の混入を抑制でき、良質な膜を形成できる。
The
有機材料を用いる場合、剥離層６２の厚さは、０．０１μｍ以上１０μｍ未満であることが好ましく、０．１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上１μｍ以下であることがさらに好ましい。低粘度の溶液を用いることで、剥離層６２を薄く形成することが容易となる。剥離層６２の厚さを上記範囲とすることで、作製のコストを低減することができる。ただし、これに限定されず、剥離層６２の厚さは、１０μｍ以上、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下としてもよい。
When an organic material is used, the thickness of the
そのほか、剥離層６２の形成方法としては、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等が挙げられる。
In addition, examples of the method for forming the
剥離層６２に用いることができる無機材料としては、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、シリコンから選択された元素を含む金属、該元素を含む合金、または該元素を含む化合物等が挙げられる。シリコンを含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでもよい。
Examples of the inorganic material that can be used for the
無機材料を用いる場合、剥離層６２の厚さは、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
In the case of using an inorganic material, the thickness of the
無機材料を用いる場合、剥離層６２は、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、蒸着法等により形成できる。
When an inorganic material is used, the
次に、剥離層６２上に、絶縁層１３１を形成する（図９（Ｂ））。
Next, the insulating
絶縁層１３１は、剥離層６２に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや表示素子に拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。剥離層６２に有機材料を用いる場合、絶縁層１３１は、剥離層６２を加熱した際に、剥離層６２に含まれる水分等がトランジスタや表示素子に拡散することを防ぐことが好ましい。そのため、絶縁層１３１は、バリア性が高いことが好ましい。
The insulating
絶縁層１３１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の無機絶縁膜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。特に、剥離層６２上に窒化シリコン膜を形成し、窒化シリコン膜上に酸化シリコン膜を形成することが好ましい。
As the insulating
無機絶縁膜は、成膜温度が高いほど緻密でバリア性の高い膜となるため、高温で形成することが好ましい。 The inorganic insulating film is denser and has a higher barrier property as the deposition temperature is higher, and thus it is preferable to form the inorganic insulating film at a high temperature.
絶縁層１３１の成膜時の基板温度は、室温（２５℃）以上３５０℃以下が好ましく、１００℃以上３００℃以下がさらに好ましい。
The substrate temperature during the formation of the insulating
次に、絶縁層１３１上に、トランジスタ１１０ａ及びトランジスタ１１０ｂを形成する（図９（Ｂ））。
Next, the
トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、第１４族の元素、化合物半導体または金属酸化物を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体、またはインジウムを含む酸化物半導体等を適用できる。 There is no particular limitation on the semiconductor material used for the transistor, and for example, a Group 14 element, a compound semiconductor, or a metal oxide can be used for the semiconductor layer. Typically, a semiconductor containing silicon, a semiconductor containing gallium arsenide, an oxide semiconductor containing indium, or the like can be used.
ここでは半導体層１１２として酸化物半導体層を有する、ボトムゲート構造のトランジスタを作製する場合を示す。
Here, the case where a bottom-gate transistor including an oxide semiconductor layer as the
トランジスタの半導体には、酸化物半導体を用いることが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できる。 An oxide semiconductor is preferably used for the semiconductor of the transistor. When a semiconductor material having a wider band gap and lower carrier density than silicon is used, current in an off state of the transistor can be reduced.
具体的には、まず、絶縁層１３１上に導電層１１１を形成する（図９（Ｂ））。導電層１１１は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することで形成できる。
Specifically, first, the
表示装置が有する導電層には、それぞれ、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、もしくはタングステン等の金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いることができる。または、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、タングステンを含むインジウム酸化物、タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、チタンを含むインジウム酸化物、チタンを含むＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウムを含むＺｎＯ、またはシリコンを含むインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を用いてもよい。また、不純物元素を含有させる等して低抵抗化させた、多結晶シリコンもしくは酸化物半導体等の半導体、またはニッケルシリサイド等のシリサイドを用いてもよい。また、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。また、不純物元素を含有させた酸化物半導体等の半導体を用いてもよい。または、銀、カーボン、もしくは銅等の導電性ペースト、またはポリチオフェン等の導電性ポリマーを用いて形成してもよい。導電性ペーストは、安価であり、好ましい。導電性ポリマーは、塗布しやすく、好ましい。 Each of the conductive layers included in the display device has a single-layer structure of a metal such as aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, silver, tantalum, or tungsten, or an alloy containing the metal as a main component, or It can be used as a laminated structure. Or indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium oxide containing tungsten, indium zinc oxide containing tungsten, indium oxide containing titanium, ITO containing titanium, indium zinc oxide, zinc oxide (ZnO) Alternatively, a light-transmitting conductive material such as ZnO containing gallium or indium tin oxide containing silicon may be used. Alternatively, a semiconductor such as polycrystalline silicon or an oxide semiconductor, or a silicide such as nickel silicide, which has been reduced in resistance by containing an impurity element or the like, may be used. Alternatively, a film containing graphene can be used. The film containing graphene can be formed, for example, by reducing a film containing graphene oxide formed in a film shape. Alternatively, a semiconductor such as an oxide semiconductor containing an impurity element may be used. Alternatively, a conductive paste such as silver, carbon, or copper, or a conductive polymer such as polythiophene may be used. The conductive paste is preferable because it is inexpensive. The conductive polymer is preferable because it is easy to apply.
続いて、絶縁層１３２を形成する（図９（Ｂ））。絶縁層１３２は、絶縁層１３１に用いることのできる無機絶縁膜を援用できる。
Subsequently, an insulating
続いて、半導体層１１２を形成する（図９（Ｂ））。本実施の形態では、半導体層１１２として、酸化物半導体層を形成する。酸化物半導体層は、酸化物半導体膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該酸化物半導体膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することで形成できる。
Subsequently, the
酸化物半導体膜の成膜時の基板温度は、３５０℃以下が好ましく、室温以上２００℃以下がより好ましく、室温以上１３０℃以下がさらに好ましい。 The substrate temperature at the time of forming the oxide semiconductor film is preferably 350 ° C. or lower, more preferably room temperature or higher and 200 ° C. or lower, and further preferably room temperature or higher and 130 ° C. or lower.
酸化物半導体膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方または両方を用いて成膜することができる。なお、酸化物半導体膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）に、特に限定はない。ただし、電界効果移動度が高いトランジスタを得る場合においては、酸化物半導体膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）は、０％以上３０％以下が好ましく、５％以上３０％以下がより好ましく、７％以上１５％以下がさらに好ましい。 The oxide semiconductor film can be formed using one or both of an inert gas and an oxygen gas. Note that there is no particular limitation on the oxygen flow rate ratio (oxygen partial pressure) in forming the oxide semiconductor film. However, in the case of obtaining a transistor with high field-effect mobility, the flow rate ratio of oxygen (oxygen partial pressure) during formation of the oxide semiconductor film is preferably 0% or more and 30% or less, and is preferably 5% or more and 30% or less. Is more preferably 7% or more and 15% or less.
酸化物半導体膜は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。 The oxide semiconductor film preferably contains at least indium or zinc. In particular, it is preferable to contain indium and zinc.
酸化物半導体は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上であることが好ましく、２．５ｅＶ以上であることがより好ましく。３ｅＶ以上であることがさらに好ましい。このように、エネルギーギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。 The oxide semiconductor preferably has an energy gap of 2 eV or more, and more preferably 2.5 eV or more. More preferably, it is 3 eV or more. In this manner, off-state current of a transistor can be reduced by using an oxide semiconductor with a wide energy gap.
酸化物半導体膜は、スパッタリング法により形成することができる。そのほか、例えばＰＬＤ法、ＰＥＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、真空蒸着法などを用いてもよい。 The oxide semiconductor film can be formed by a sputtering method. In addition, for example, a PLD method, a PECVD method, a thermal CVD method, an ALD method, a vacuum deposition method, or the like may be used.
なお、実施の形態４にて酸化物半導体の一例について説明する。 Note that an example of an oxide semiconductor is described in Embodiment 4.
続いて、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂを形成する（図９（Ｂ））。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、それぞれ、半導体層１１２と接続される。
Subsequently, a
なお、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂの加工の際に、レジストマスクに覆われていない半導体層１１２の一部がエッチングにより薄膜化する場合がある。
Note that part of the
以上のようにして、トランジスタ１１０ａ及びトランジスタ１１０ｂを作製できる（図９（Ｂ））。トランジスタ１１０ａ及びトランジスタ１１０ｂにおいて、導電層１１１の一部はゲートとして機能し、絶縁層１３２の一部はゲート絶縁層として機能し、導電層１１３ａ及び導電層１１３ｂは、それぞれソースまたはドレインのいずれか一方として機能する。
As described above, the
次に、トランジスタ１１０ａ及びトランジスタ１１０ｂを覆う絶縁層１３３を形成する（図９（Ｃ））。絶縁層１３３は、絶縁層１３１と同様の方法により形成することができる。
Next, an insulating
また、絶縁層１３３として、酸素を含む雰囲気下で成膜した酸化シリコン膜や酸化窒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。さらに、当該酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜上に窒化シリコン膜などの酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層することが好ましい。酸素を含む雰囲気下で形成した酸化物絶縁膜は、加熱により多くの酸素を放出しやすい絶縁膜とすることができる。このような酸素を放出する酸化絶縁膜と、酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層した状態で、加熱処理を行うことにより、酸化物半導体層に酸素を供給することができる。その結果、酸化物半導体層中の酸素欠損、及び酸化物半導体層と絶縁層１３３の界面の欠陥を修復し、欠陥準位を低減することができる。これにより、極めて信頼性の高い表示装置を実現できる。
As the insulating
次に、絶縁層１３３上に絶縁層１３４を形成する（図９（Ｃ））。絶縁層１３４は、後に形成する表示素子の被形成面を有する層であるため、平坦化層として機能することが好ましい。絶縁層１３４は、絶縁層１３１に用いることのできる有機絶縁膜または無機絶縁膜を援用できる。
Next, the insulating
次に、絶縁層１３４及び絶縁層１３３に、トランジスタ１１０ｂが有する導電層１１３ａに達する開口を形成する。同時に、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａに達する開口を形成してもよい。
Next, an opening reaching the
その後、電極１２１を形成する（図９（Ｃ））。電極１２１は、その一部が発光素子１２０の画素電極として機能する。電極１２１は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。ここで、トランジスタ１１０ｂが有する導電層１１３ａと電極１２１とが接続する。
After that, the
次に、電極１２１の端部を覆う絶縁層１３５を形成する（図９（Ｃ））。絶縁層１３５は、絶縁層１３１に用いることのできる有機絶縁膜または無機絶縁膜を援用できる。絶縁層１３５は、電極１２１と重なる部分に開口を有する。この時点で、絶縁層１３５は、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａに達する開口を有していてもよい。
Next, an insulating
次に、絶縁層１３５上に島状の絶縁層１４０を形成する（図９（Ｄ））。絶縁層１４０は、絶縁層１３１に用いることのできる有機絶縁膜または無機絶縁膜を援用できる。例えば、上述した絶縁層１３１に用いることのできるバリア性の高い無機絶縁膜が含まれる構成とすることが好ましい。
Next, an island-shaped insulating
島状の絶縁層１４０の側面は、ＥＬ層１２２及び電極１２３を段切れさせるために、高テーパー角とすることが好ましい。例えば、被形成面となす角が７０度以上９０度以下、より好ましくは８０度以上９０℃以下が好ましい。また、これに限定されず、絶縁層１４０の側面は、図７（Ｃ）に示すように逆テーパーであっても良い。その際、絶縁層１２５が電極１２３を段切れすることなく、覆うように設けることが好ましい。
The side surface of the island-shaped insulating
また、絶縁層１４０は、エッチングされることで高テーパー角を側面に有する島状の絶縁層１４０となる。このときに、後に絶縁層１４０に形成されるコンタクトホールを予め形成してもよい。
Further, the insulating
また、絶縁層１４０は、後に形成する導電層１１３ａと電極２２１を接続するためのコンタクトホール周辺に形成すれば良い。また、これに限定されず、ＥＬ層１２２の発光が表示に寄与しない領域で段切れさせれば良く、絶縁層１４０の高テーパー角を有する側面は、ＥＬ層１２２の発光が表示に寄与しない領域に形成すれば良い。
The insulating
次に、ＥＬ層１２２及び電極１２３を形成する（図９（Ｄ））。電極１２３は、その一部が発光素子１２０の共通電極として機能する。電極１２３に用いる材料としては、光を透過させるために、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＬｉＦ、ＣａＦ２等）の膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
Next, an
ＥＬ層１２２は、蒸着法、塗布法、印刷法、吐出法などの方法で形成することができる。ＥＬ層１２２を画素毎に作り分ける場合、メタルマスクなどのシャドウマスクを用いた蒸着法、またはインクジェット法等により形成することができる。ＥＬ層１２２を画素毎に作り分けない場合には、メタルマスクを用いない蒸着法を用いることができる。また、蒸着法は、絶縁層１４０の高テーパー角を有する側面上、ＥＬ層１２２が成膜されず、段切れしたＥＬ層１２２を形成することができるため好ましい。
The
ＥＬ層１２２には、低分子系化合物及び高分子系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。
For the
ＥＬ層１２２の形成後に行う各工程は、ＥＬ層１２２にかかる温度が、ＥＬ層１２２の耐熱温度以下となるように行う。電極１２３は、蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。この際、蒸着法は、絶縁層１４０の高テーパー角を有する側面上、電極１２３が成膜されず、段切れしたＥＬ層１２２を形成することができるため好ましい。また、電極１２３を積層構造とする場合は、劣化しやすい金属薄膜を蒸着法で形成し、金属薄膜よりも劣化しにくい透明導電膜をスパッタリング法等で設けても良い。
Each step performed after the formation of the
そして、ＥＬ層１２２及び電極１２３は、絶縁層１４０の高テーパー角を有する側面により段切れした状態で形成され、ＥＬ層１２２は、絶縁層１３５の上面に接し、且つ絶縁層１４０の高テーパー角を有する側面と接する第１の領域を有するＥＬ層１２２ａと、絶縁層１４０の上面と接する第２の領域を有するＥＬ層１２２ｂとの二つに分断され、電極１２３は、第１の領域を有するＥＬ層１２２ａの上面と接し、且つ絶縁層１４０の高テーパー角を有する側面と接する第１の領域を有する電極１２３ａと、第２の領域を有するＥＬ層１２２ｂの上面と接する第２の領域を有する電極１２３ｂとの二つに分断される（図９（Ｄ））。また、電極１２３に金属薄膜と透明導電膜の積層を用いる場合には、金属薄膜が水分などの不純物によって劣化しやすいことを考慮して、金属薄膜のみが段切れし、透明導電膜は段切れさせずに形成してもよい。しかし、これに限定されず、金属薄膜と透明導電膜の両方が段切れするように形成してもよい。
The
以上のようにして、発光素子１２０を形成することができる（図９（Ｄ））。発光素子１２０は、一部が画素電極として機能する電極１２１、ＥＬ層１２２ａ、及び一部が共通電極として機能する電極１２３ａが積層された構成を有する。また、ＥＬ層１２２ａの側面及び電極１２３ａの側面は、絶縁層１４０の高テーパー角を有する側面と接し、ＥＬ層１２２ｂは、絶縁層１４０の上面と接し、電極１２３ｂは、ＥＬ層１２２ｂの上面と接する構成を有する。
As described above, the light-emitting
ここでは、発光素子１２０として、トップエミッション型の発光素子を作製する例を示したが、本発明の一態様はこれに限られない。
Although an example in which a top emission light-emitting element is manufactured as the light-emitting
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型のいずれであってもよい。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。 The light emitting element may be any of a top emission type, a bottom emission type, and a dual emission type. A conductive film that transmits visible light is used for the electrode from which light is extracted. In addition, a conductive film that reflects visible light is preferably used for the electrode from which light is not extracted.
次に、電極１２３を覆って絶縁層１２５を形成する（図９（Ｄ））。絶縁層１２５は、発光素子１２０に水などの不純物が拡散することを抑制する保護層として機能する。発光素子１２０は、絶縁層１４０及び絶縁層１２５によって封止される。電極１２３を形成した後、大気に曝すことなく、絶縁層１２５を形成することが好ましい。
Next, an insulating
絶縁層１２５は、例えば、上述した絶縁層１３１に用いることのできるバリア性の高い無機絶縁膜が含まれる構成とすることが好ましい。また、無機絶縁膜と有機絶縁膜を積層して用いてもよい。
The insulating
絶縁層１２５の成膜時の基板温度は、ＥＬ層１２２の耐熱温度以下の温度であることが好ましい。絶縁層１２５は、ＰＥＣＶＤ法、ＡＬＤ法、スパッタリング法等を用いて形成することができる。ＰＥＣＶＤ法、ＡＬＤ法及びスパッタリング法は低温成膜が可能であるため好ましい。また、ＰＥＣＶＤ法、ＡＬＤ法及びスパッタリング法を用いて形成することで、段切れしたＥＬ層１２２及び電極１２３の側面を覆って、且つ絶縁層１４０の側面に接して形成することができるため好ましい。特に、ＡＬＤ法を用いると絶縁層１２５のカバレッジが良好となりより好ましい。
The substrate temperature at the time of forming the insulating
次に、絶縁層１２５上に着色層１５２を形成する（図９（Ｄ））。
Next, a
着色層１５２として、カラーフィルタ等を用いることができる。着色層１５２は発光素子１２０の発光領域と重なるように配置する。
As the
次に、ＥＬ層１２２、電極１２３、絶縁層１４０及び絶縁層１２５に、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａに達する開口を設ける（図９（Ｅ）、図１０（Ａ））。なお、事前に、絶縁層１３３、絶縁層１３４、及び絶縁層１３５に、該導電層１１３ａに達する開口を形成していない場合は、本工程にて、これらの層にも一括で開口を設けることができる。
Next, an opening reaching the
レジストマスク１２７を用いて、エッチング法により、ＥＬ層１２２、電極１２３、絶縁層１４０及び絶縁層１２５に、開口を形成することができる。
An opening can be formed in the
ここで、開口を形成することでＥＬ層１２２及び電極１２３の側面が露出すると、レジストマスク１２７の除去工程で、ＥＬ層１２２及び電極１２３に不純物が入り込む、または、ＥＬ層１２２が消失する等の恐れがある。具体的には、レジストマスク１２７を除去するためのプラズマ処理またはレジスト剥離液によって、ＥＬ層１２２及び電極１２３に不純物が入り込む、または、ＥＬ層１２２が溶解することが考えられる。
Here, when the side surfaces of the
そこで、開口を形成する際にドライエッチング法を用いることが好ましい。これにより、開口を形成するのと同時に、エッチングガスにより開口の側面に隔壁１２６が形成される（図９（Ｅ））。例えば、炭素とフッ素を含むエッチングガスを用いることで、開口の側面に副生物を堆積させ、隔壁１２６を形成することができる。
Therefore, it is preferable to use a dry etching method when forming the opening. Thus, at the same time when the opening is formed, the
隔壁１２６は、エッチングガスに含まれる炭素やフッ素などの成分、あるいは、エッチング工程によってエッチングされる絶縁層１４０、絶縁層１２５、電極１２３、ＥＬ層１２２の少なくとも一の成分を含んで形成される。
The
その後、レジストマスク１２７を除去する（図１０（Ａ））。レジストマスク１２７を除去する際に、隔壁１２６が開口部の側面を保護することで、開口部の側面の膜荒れを防止することができる。なお、レジストマスク１２７を除去する際に、隔壁１２６の一部または全部が除去される場合がある。図１０（Ａ）では、隔壁１２６が残存しない場合を示す。
After that, the resist
次に、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａに達する開口を有する絶縁層２３４を形成する。ここでは、感光性を有する材料２３３を成膜し、光を用いたリソグラフィ法により、該開口を有する絶縁層２３４を形成する（図１０（Ｂ）、（Ｃ））。
Next, an insulating
具体的には、感光性を有する材料２３３を成膜した後に、フォトマスクを用いて露光を行う。続いて、現像処理を施すことで、不要な部分を除去する。
Specifically, after a
ここで、絶縁層２３４を、電極１２３に設けられた開口の側面を覆うように形成する。これにより、電極１２３の透明導電膜が段切れしていない場合でも、後に形成する電極２２１と、電極１２３とを電気的に絶縁することができ、ショートを防止することができる。また、絶縁層２３４は、後に形成する電極２２１の被形成面を有する層であるため、平坦化層として機能することが好ましい。
Here, the insulating
絶縁層２３４の成膜時の基板温度は、ＥＬ層１２２の耐熱温度以下の温度であることが好ましい。
The substrate temperature at the time of forming the insulating
絶縁層２３４に用いることができる材料としては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、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、フェノール樹脂等が挙げられる。
Examples of the material that can be used for the insulating
なお、絶縁層２３４に無機材料を用いる場合、絶縁層１２５と同様の材料、作製方法を適用することが好ましい。
Note that in the case where an inorganic material is used for the insulating
次に、電極２２１及び電極２２５を形成する（図１０（Ｄ））。電極２２１及び電極２２５は、その一部が液晶素子２２０の画素電極として機能する。電極２２１及び電極２２５は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することで形成できる。ここで、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａと電極２２１及び電極２２５とが接続する。図１０（Ｄ）では、電極２２１上に電極２２５が形成されているが、電極２２５上に電極２２１を形成しても良い。
Next, the
電極２２１は、可視光を反射する導電材料を用いて形成する。電極２２５は、可視光を透過する導電材料を用いて形成する。そして、電極２２１は、発光素子１２０から発する光を透過させるために、発光素子１２０上に開口部を有する形状となっている。このため、電極２２５を、発光素子１２０上の電極２２１の開口部を覆って形成し、発光素子１２０上の液晶層２２２が配向させることで、液晶の配向不良を防ぎ、意図しない光漏れの発生を抑制することができる。
The
次に、図１１（Ａ）に示すように、保護層７１を形成する。
Next, as shown in FIG. 11A, a
保護層７１は、剥離工程において、絶縁層２３４や電極２２５の表面を保護する機能を有する。保護層７１には、容易に除去することのできる材料を用いることができる。
The
除去可能な保護層７１としては、例えば水溶性樹脂をその例に挙げることができる。塗布した水溶性樹脂は表面の凹凸を被覆し、その表面の保護を容易にする。また、除去可能な保護層７１として、光または熱により剥離可能な粘着剤を水溶性樹脂に積層したものを用いてもよい。
An example of the removable
除去可能な保護層７１として、通常の状態ではその接着力が強く、熱を加える、または光を照射することによりその接着力が弱くなる性質を有する基材を用いてもよい。例えば、加熱することにより接着力が弱くなる熱剥離テープや、紫外光を照射することにより接着力が弱くなるＵＶ剥離テープ等を用いてもよい。また、通常の状態で接着力が弱い弱粘性テープ等を用いることができる。また、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）やシリコーン等を用いることができる。なお、保護層７１は可視光に対する透過性を有していなくてもよい。
As the removable
次に、作製基板６１と絶縁層１３１とを分離する（図１１（Ｂ））。
Next, the
分離面は、剥離層６２及び作製基板６１等の材料及び形成方法等によって、様々な位置となり得る。
The separation surface can be in various positions depending on materials such as the
剥離層６２の材料によっては、被剥離層側に剥離層６２の少なくとも一部が残存することがある。剥離層６２は、発光素子１２０及び液晶素子２２０からみて、表示装置の表示面とは反対側に位置する。そのため、剥離層６２の可視光に対する透過性は問われない。よって、剥離層６２として様々な材料を用いることができる。
Depending on the material of the
図１１（Ｂ）では、剥離層６２と絶縁層１３１との界面で分離が生じる例を示す。分離により、絶縁層１３１が露出する。
FIG. 11B illustrates an example in which separation occurs at the interface between the
分離を行う前に、剥離層６２に分離の起点を形成してもよい。例えば、レーザ光を照射することで、剥離層６２を脆弱化させる、または剥離層６２と絶縁層１３１（または作製基板６１）との密着性を低下させることができる。レーザ光については、レーザ光を線状に成形した線状レーザを用いることが好ましい。線状レーザを走査することにより、効率的に、密着性を低下させることができる。これにより、支持基板の面積を大きくした際の工程時間を短縮することができる。レーザ光としては、波長３０８ｎｍのエキシマレーザを好適に用いることができる。
Before the separation, a separation starting point may be formed in the
例えば、剥離層６２に垂直方向に引っ張る力をかけることにより、作製基板６１を剥離することができる。具体的には、保護層７１の上面の一部を吸着し、上方に引っ張ることにより、作製基板６１を引き剥がすことができる。
For example, the
剥離層６２と絶縁層１３１との間に、刃物などの鋭利な形状の器具を差し込むことで分離の起点を形成してもよい。または、保護層７１側から鋭利な形状の器具で剥離層６２を切り込み、分離の起点を形成してもよい。
A separation starting point may be formed by inserting a sharp tool such as a blade between the
次に、露出した絶縁層１３１の表面に、接着層５１を用いて基板１１を貼り合わせる（図１１（Ｃ））。基板１１は、表示装置の支持基板として機能することができる。そして、保護層７１を除去する（図１１（Ｃ））。
Next, the
接着層５１には、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、嫌気型接着剤等の各種硬化型接着剤を用いることができる。また、接着シート等を用いてもよい。
For the
基板１１には、例えば、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１１には、可撓性を有する程度の厚さのガラス、石英、樹脂、金属、合金、半導体等の各種材料を用いてもよい。
Examples of the
次に、絶縁層２３４及び電極２２５上に配向膜２２４ａを形成する（図１２（Ａ））。配向膜２２４ａは、樹脂等の薄膜を成膜した後に、ラビング処理を行うことにより形成できる。
Next, an
そして、基板１２と基板１１とを液晶層２２２を挟んで貼り合わせる（図１２（Ｂ））。
Then, the
なお、事前に、基板１２上に電極２２３を形成し、電極２２３上に配向膜２２４ｂを形成しておく。電極２２３は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することで形成できる。配向膜２２４ｂは、樹脂等の薄膜を成膜した後に、ラビング処理を行うことにより形成できる。
Note that the
以上により、表示装置１０Ａを作製することができる（図１２（Ｂ））。表示装置１０Ａは、曲がった状態に保持することや、繰り返し曲げることなどが可能である。
Through the above steps, the
また、図１２（Ｃ）に、隔壁１２６が残存する場合の表示装置の断面構成例を示す。
FIG. 12C illustrates a cross-sectional configuration example of the display device in the case where the
以上のように、本実施の形態の表示装置は、２種類の表示素子を有し、複数の表示モードを切り替えて使用することができるため、周囲の明るさによらず、視認性が高く利便性の高い。また、２種類の表示素子をそれぞれ駆動するトランジスタを、同一平面上に同一工程で形成することができるため、表示装置の薄膜化と、表示装置の作製工程の簡略化を図ることができる。 As described above, the display device in this embodiment includes two types of display elements and can be used by switching between a plurality of display modes. Therefore, the display device is highly visible and convenient regardless of the surrounding brightness. High nature. In addition, since transistors for driving two types of display elements can be formed over the same plane in the same process, the thickness of the display device can be reduced and the manufacturing process of the display device can be simplified.
図７（Ｂ）で示す表示装置１０Ｅを作製する場合は、図９（Ｄ）において着色層１５２を形成した後に、着色層１５２上および絶縁層１２５上に、絶縁層２３４となる絶縁層を形成する。次に、絶縁層１３３、絶縁層１３４、絶縁層１４０、絶縁層１４０上のＥＬ層１２２、絶縁層１４０上の電極１２３、絶縁層１２５、及び絶縁層２３４となる絶縁層を、一括で開口し、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａに達する開口を形成する。次に、当該開口上および絶縁層２３４上に電極２２１を形成する。これにより、電極２２１と、トランジスタ１１０ａが有する導電層１１３ａとが電気的に接続される。これ以降の工程については、表示装置１０Ａと同様のため、詳細な説明を省略する。
In the case of manufacturing the
以上のように、本実施の形態の表示装置は、２種類の表示素子を有し、複数の表示モードを切り替えて使用することができるため、周囲の明るさによらず、視認性が高く利便性の高い表示装置とすることができる。また、２種類の表示素子をそれぞれ駆動するトランジスタを、同一平面上に同一工程で形成することができるため、表示装置の薄膜化と、表示装置の作製工程の簡略化とを図ることができる。また、このような表示装置において、液晶素子とトランジスタとを電気的に接続させる際に、発光素子を構成するＥＬ層に開口を設けることが必要となるが、あらかじめ、発光素子へ不純物が侵入することを防止したうえで、当該開口を設けることができるため、発光素子の劣化を抑制することができ、表示装置の信頼性を高めることができる。そのため、視認性や利便性の向上、表示装置の薄膜化、表示装置の作製工程の簡略化、及び表示装置の信頼性の向上がすべて実現された表示装置を提供することができる。 As described above, the display device in this embodiment includes two types of display elements and can be used by switching between a plurality of display modes. Therefore, the display device is highly visible and convenient regardless of the surrounding brightness. A highly display device can be obtained. Further, since transistors for driving two types of display elements can be formed over the same plane in the same process, the display device can be thinned and the manufacturing process of the display device can be simplified. In such a display device, when the liquid crystal element and the transistor are electrically connected to each other, it is necessary to provide an opening in an EL layer included in the light-emitting element. However, an impurity enters the light-emitting element in advance. In addition, since the opening can be provided, deterioration of the light-emitting element can be suppressed and the reliability of the display device can be improved. Therefore, it is possible to provide a display device in which improvement in visibility and convenience, thinning of the display device, simplification of a manufacturing process of the display device, and improvement in reliability of the display device are all realized.
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。 This embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した表示装置の、より具体的な構成例について図１３〜図１６を用いて説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a more specific structure example of the display device described in
本実施の形態で説明する表示装置は、反射型の液晶素子と発光素子を有し、透過モードと反射モードの両方の表示を行うことができる。 The display device described in this embodiment includes a reflective liquid crystal element and a light-emitting element, and can display in both a transmissive mode and a reflective mode.
図１３（Ａ）は、表示装置４００のブロック図である。表示装置４００は、表示部３６２、回路ＧＤ、及び回路ＳＤを有する。表示部３６２は、マトリクス状に配列した複数の画素４１０を有する。
FIG. 13A is a block diagram of the
表示装置４００は、複数の配線Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、複数の配線ＣＳＣＯＭ、複数の配線Ｓ１、及び複数の配線Ｓ２を有する。複数の配線Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、及び複数の配線ＣＳＣＯＭは、それぞれ、矢印Ｒで示す方向に配列した複数の画素４１０及び回路ＧＤと電気的に接続する。複数の配線Ｓ１及び複数の配線Ｓ２は、それぞれ、矢印Ｃで示す方向に配列した複数の画素４１０及び回路ＳＤと電気的に接続する。
The
なお、ここでは簡単のために回路ＧＤと回路ＳＤを１つずつ有する構成を示したが、液晶素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤと、発光素子を駆動する回路ＧＤ及び回路ＳＤとを、別々に設けてもよい。 Note that, here, for the sake of simplicity, a configuration including one circuit GD and one circuit SD is shown; however, the circuit GD and the circuit SD that drive the liquid crystal element and the circuit GD and the circuit SD that drive the light emitting element are separately provided. May be provided.
画素４１０は、反射型の液晶素子と、発光素子を有する。
The
図１３（Ｂ１）〜（Ｂ３）に、画素４１０が有する電極３１１の構成例を示す。電極３１１は、液晶素子の反射電極として機能する。図１３（Ｂ１）、（Ｂ２）の電極３１１には、開口４５１が設けられている。液晶素子を駆動するトランジスタとの接続部５０は、開口４５１及び発光素子３６０とは重ならない位置に設けられる。
FIGS. 13B1 to 13B3 illustrate configuration examples of the
図１３（Ｂ１）、（Ｂ２）には、電極３１１と重なる領域に位置する発光素子３６０を破線で示している。発光素子３６０は、電極３１１が有する開口４５１と重ねて配置されている。これにより、発光素子３６０が発する光は、開口４５１を介して表示面側に射出される。
In FIGS. 13B1 and 13B2, the light-emitting
図１３（Ｂ１）では、矢印Ｒで示す方向に隣接する画素４１０が異なる色に対応する画素である。このとき、図１３（Ｂ１）に示すように、矢印Ｒで示す方向に隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、電極３１１の異なる位置に設けられていることが好ましい。これにより、２つの発光素子３６０を離すことが可能で、発光素子３６０が発する光が隣接する画素４１０が有する着色層に入射してしまう現象（クロストークともいう）を抑制することができる。また、隣接する２つの発光素子３６０を離して配置することができるため、発光素子３６０のＥＬ層をシャドウマスク等により作り分ける場合であっても、高い精細度の表示装置を実現できる。
In FIG. 13B1, the
図１３（Ｂ２）では、矢印Ｃで示す方向に隣接する画素４１０が異なる色に対応する画素である。図１３（Ｂ２）においても同様に、矢印Ｃで示す方向に隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、電極３１１の異なる位置に設けられていることが好ましい。
In FIG. 13 (B2),
非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が小さいほど、液晶素子を用いた表示を明るくすることができる。また、非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が大きいほど、発光素子３６０を用いた表示を明るくすることができる。
The smaller the value of the ratio of the total area of the
開口４５１の形状は、例えば多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状とすることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状としてもよい。また、開口４５１を隣接する画素に寄せて配置してもよい。好ましくは、開口４５１を同じ色を表示する他の画素に寄せて配置する。これにより、クロストークを抑制できる。
The shape of the
また、図１３（Ｂ３）に示すように、電極３１１が設けられていない部分に、発光素子３６０の発光領域が位置していてもよい。これにより、発光素子３６０が発する光は、表示面側に射出される。
In addition, as illustrated in FIG. 13B3, the light-emitting region of the light-emitting
回路ＧＤには、シフトレジスタ等の様々な順序回路等を用いることができる。回路ＧＤには、トランジスタ及び容量素子等を用いることができる。回路ＧＤが有するトランジスタは、画素４１０に含まれるトランジスタと同じ工程で形成することができる。
Various sequential circuits such as a shift register can be used for the circuit GD. A transistor, a capacitor, or the like can be used for the circuit GD. A transistor included in the circuit GD can be formed in the same process as the transistor included in the
回路ＳＤは、配線Ｓ１と電気的に接続される。回路ＳＤには、例えば、集積回路を用いることができる。具体的には、回路ＳＤには、シリコン基板上に形成された集積回路を用いることができる。 The circuit SD is electrically connected to the wiring S1. For the circuit SD, for example, an integrated circuit can be used. Specifically, an integrated circuit formed on a silicon substrate can be used for the circuit SD.
例えば、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等を用いて、画素４１０と電気的に接続されるパッドに回路ＳＤを実装することができる。具体的には、異方性導電膜を用いて、パッドに集積回路を実装できる。
For example, the circuit SD can be mounted on a pad electrically connected to the
図１４は、画素４１０の回路図の一例である。図１４では、隣接する２つの画素４１０を示している。
FIG. 14 is an example of a circuit diagram of the
画素４１０は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子３４０、スイッチＳＷ２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ２、及び発光素子３６０等を有する。また、画素４１０には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、及び配線Ｓ２が電気的に接続されている。また、図１４では、液晶素子３４０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ１、及び発光素子３６０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。
The
図１４では、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２にトランジスタを用いた場合の例を示している。 FIG. 14 shows an example in which transistors are used for the switch SW1 and the switch SW2.
スイッチＳＷ１のゲートは、配線Ｇ１と接続されている。スイッチＳＷ１のソース及びドレインのうち一方は、配線Ｓ１と接続され、他方は、容量素子Ｃ１の一方の電極、及び液晶素子３４０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ１の他方の電極は、配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子３４０の他方の電極が配線ＶＣＯＭ１と接続されている。
The gate of the switch SW1 is connected to the wiring G1. One of the source and the drain of the switch SW1 is connected to the wiring S1, and the other is connected to one electrode of the capacitor C1 and one electrode of the
スイッチＳＷ２のゲートは、配線Ｇ２と接続されている。スイッチＳＷ２のソース及びドレインのうち一方は、配線Ｓ２と接続され、他方は、容量素子Ｃ２の一方の電極、及びトランジスタＭのゲートと接続されている。容量素子Ｃ２の他方の電極は、トランジスタＭのソースまたはドレインの一方、及び配線ＡＮＯと接続されている。トランジスタＭのソースまたはドレインの他方は、発光素子３６０の一方の電極と接続されている。発光素子３６０の他方の電極は、配線ＶＣＯＭ２と接続されている。
The gate of the switch SW2 is connected to the wiring G2. One of the source and the drain of the switch SW2 is connected to the wiring S2, and the other is connected to one electrode of the capacitor C2 and the gate of the transistor M. The other electrode of the capacitor C2 is connected to one of the source and the drain of the transistor M and the wiring ANO. The other of the source and the drain of the transistor M is connected to one electrode of the
図１４では、トランジスタＭが半導体を挟む２つのゲートを有し、これらが接続されている例を示している。これにより、トランジスタＭが流すことのできる電流を増大させることができる。 FIG. 14 shows an example in which the transistor M has two gates sandwiching a semiconductor and these are connected. As a result, the current that can be passed by the transistor M can be increased.
配線Ｇ１には、スイッチＳＷ１を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ１には、所定の電位を与えることができる。配線Ｓ１には、液晶素子３４０が有する液晶の配向状態を制御する信号を与えることができる。配線ＣＳＣＯＭには、所定の電位を与えることができる。
A signal for controlling the switch SW1 to be in a conductive state or a non-conductive state can be supplied to the wiring G1. A predetermined potential can be applied to the wiring VCOM1. A signal for controlling the alignment state of the liquid crystal included in the
配線Ｇ２には、スイッチＳＷ２を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ２及び配線ＡＮＯには、発光素子３６０が発光する電位差が生じる電位をそれぞれ与えることができる。配線Ｓ２には、トランジスタＭの導通状態を制御する信号を与えることができる。
A signal for controlling the switch SW2 to be in a conductive state or a non-conductive state can be supplied to the wiring G2. The wiring VCOM2 and the wiring ANO can each be supplied with a potential at which a potential difference generated by the
図１４に示す画素４１０は、例えば反射モードの表示を行う場合には、配線Ｇ１及び配線Ｓ１に与える信号により駆動し、液晶素子３４０による光学変調を利用して表示することができる。また、透過モードで表示を行う場合には、配線Ｇ２及び配線Ｓ２に与える信号により駆動し、発光素子３６０を発光させて表示することができる。また両方のモードで駆動する場合には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線Ｓ１及び配線Ｓ２のそれぞれに与える信号により駆動することができる。
For example, in the case of performing reflection mode display, the
なお、図１４では一つの画素４１０に、一つの液晶素子３４０と一つの発光素子３６０とを有する例を示したが、これに限られない。図１５（Ａ）は、一つの画素４１０に一つの液晶素子３４０と４つの発光素子３６０（発光素子３６０ｒ、３６０ｇ、３６０ｂ、３６０ｗ）を有する例を示している。図１５（Ａ）に示す画素４１０は、図１４とは異なり、１つの画素で発光素子を用いたフルカラーの表示が可能である。
Note that although FIG. 14 illustrates an example in which one
図１５（Ａ）では図１４の例に加えて、画素４１０に配線Ｇ３及び配線Ｓ３が接続されている。
In FIG. 15A, in addition to the example of FIG. 14, a wiring G3 and a wiring S3 are connected to the
図１５（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子３６０に、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、及び白色（Ｗ）を呈する発光素子を用いることができる。また液晶素子３４０として、白色を呈する反射型の液晶素子を用いることができる。これにより、反射モードの表示を行う場合には、反射率の高い白色の表示を行うことができる。また透過モードで表示を行う場合には、演色性の高い表示を低い電力で行うことができる。
In the example illustrated in FIG. 15A, for example, light emitting elements exhibiting red (R), green (G), blue (B), and white (W) can be used for the four
図１５（Ｂ）に、図１５（Ａ）に対応した画素４１０の構成例を示す。画素４１０は、電極３１１が有する開口部と重なる発光素子３６０ｗと、電極３１１の周囲に配置された発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂとを有する。発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好ましい。液晶素子を駆動するトランジスタとの接続部５０は、発光素子とは重ならない位置に設けられる。
FIG. 15B illustrates a configuration example of the
図１６（Ａ）、（Ｂ）は、表示装置３００の斜視概略図である。表示装置３００は、基板３５１と基板３６１とが貼り合わされた構成を有する。図１６（Ａ）、（Ｂ）では、基板３６１を破線で明示している。
16A and 16B are schematic perspective views of the
表示装置３００は、表示部３６２、回路３６４、配線３６５、回路３６６、配線３６７等を有する。基板３５１には、例えば回路３６４、配線３６５、回路３６６、配線３６７及び画素電極として機能する電極３１１等が設けられる。図１６（Ａ）では基板３５１上にＩＣ３７３、ＦＰＣ３７２、ＩＣ３７５及びＦＰＣ３７４が実装されている例を示している。図１６（Ｂ）では基板３５１上にＩＣ３７３及びＦＰＣ３７２が実装されている例を示している。そのため、図１６（Ａ）、（Ｂ）に示す構成は、表示装置３００、ＩＣ、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。
The
回路３６４としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
As the
配線３６５は、表示部３６２及び回路３６４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、ＦＰＣ３７２を介して外部、またはＩＣ３７３から配線３６５に入力される。
The
ＩＣ３７３及びＩＣ３７５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３００及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。
As the
図１６（Ａ）には、表示部３６２の一部の拡大図を示している。表示部３６２には、複数の表示素子が有する電極３１１がマトリクス状に配置されている。電極３１１は、可視光を反射する機能を有し、液晶素子３４０の反射電極として機能する。
FIG. 16A shows an enlarged view of part of the
また、図１６（Ａ）に示すように、電極３１１は開口を有する。さらに電極３１１よりも基板３５１側に、発光素子３６０を有する。発光素子３６０からの光は、電極３１１の開口を介して基板３６１側に射出される。
As shown in FIG. 16A, the
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。 This embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示モジュール及び電子機器について説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a display module and an electronic device of one embodiment of the present invention will be described.
図１７に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチパネル８００４、ＦＰＣ８００５に接続された表示パネル８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、及びバッテリ８０１１を有する。
A
本発明の一態様の表示装置は、例えば、表示パネル８００６に用いることができる。
The display device of one embodiment of the present invention can be used for the
上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチパネル８００４及び表示パネル８００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
The shapes and dimensions of the
タッチパネル８００４としては、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル８００６に重畳して用いることができる。また、タッチパネル８００４を設けず、表示パネル８００６に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。
As the
フレーム８００９は、表示パネル８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
The
プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
The printed
また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。
The
本発明の一態様の表示装置は、外光の強さによらず、高い視認性を実現することができる。そのため、携帯型の電子機器、装着型の電子機器（ウェアラブル機器）、及び電子書籍端末などに好適に用いることができる。 The display device of one embodiment of the present invention can achieve high visibility regardless of the intensity of external light. Therefore, it can be suitably used for a portable electronic device, a wearable electronic device (wearable device), an electronic book terminal, and the like.
図１８（Ａ）、（Ｂ）に示す携帯情報端末８００は、筐体８０１、筐体８０２、表示部８０３、表示部８０４、及びヒンジ部８０５等を有する。
A
筐体８０１と筐体８０２は、ヒンジ部８０５で連結されている。携帯情報端末８００は、折り畳んだ状態（図１８（Ａ））から、図１８（Ｂ）に示すように展開させることができる。
The
本発明の一態様の表示装置は、表示部８０３及び表示部８０４のうち少なくとも一方に用いることができる。
The display device of one embodiment of the present invention can be used for at least one of the
表示部８０３及び表示部８０４は、それぞれ、文書情報、静止画像、及び動画像等のうち少なくとも一つを表示することができる。表示部に文書情報を表示させる場合、携帯情報端末８００を電子書籍端末として用いることができる。
Each of the
携帯情報端末８００は折り畳むことができるため、可搬性が高く、汎用性に優れる。
Since the
筐体８０１及び筐体８０２は、電源ボタン、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク等を有していてもよい。
The
図１８（Ｃ）に示す携帯情報端末８１０は、筐体８１１、表示部８１２、操作ボタン８１３、外部接続ポート８１４、スピーカ８１５、マイク８１６、カメラ８１７等を有する。
A
本発明の一態様の表示装置は、表示部８１２に用いることができる。
The display device of one embodiment of the present invention can be used for the
携帯情報端末８１０は、表示部８１２にタッチセンサを備える。電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指やスタイラスなどで表示部８１２に触れることで行うことができる。
The
また、操作ボタン８１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部８１２に表示される画像の種類の切り替えを行うことができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
In addition, by operating the
また、携帯情報端末８１０の内部に、ジャイロセンサまたは加速度センサ等の検出装置を設けることで、携帯情報端末８１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部８１２の画面表示の向きを自動的に切り替えることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表示部８１２に触れること、操作ボタン８１３の操作、またはマイク８１６を用いた音声入力等により行うこともできる。
Further, by providing a detection device such as a gyro sensor or an acceleration sensor inside the
携帯情報端末８１０は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つまたは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。携帯情報端末８１０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、動画再生、インターネット通信、ゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
The
図１８（Ｂ）に示すカメラ８２０は、筐体８２１、表示部８２２、操作ボタン８２３、シャッターボタン８２４等を有する。またカメラ８２０には、着脱可能なレンズ８２６が取り付けられている。
A
本発明の一態様の表示装置は、表示部８２２に用いることができる。
The display device of one embodiment of the present invention can be used for the
ここではカメラ８２０を、レンズ８２６を筐体８２１から取り外して交換することが可能な構成としたが、レンズ８２６と筐体８２１とが一体となっていてもよい。
Here, the
カメラ８２０は、シャッターボタン８２４を押すことにより、静止画、または動画を撮像することができる。また、表示部８２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部８２２をタッチすることにより撮像することも可能である。
The
なお、カメラ８２０は、ストロボ装置や、ビューファインダーなどを別途装着することができる。または、これらが筐体８２１に組み込まれていてもよい。
The
図１９（Ａ）〜（Ｅ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、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測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８等を有する。
19A to 19E illustrate electronic devices. These electronic devices include a
本発明の一態様の表示装置は、表示部９００１に好適に用いることができる。
The display device of one embodiment of the present invention can be favorably used for the
図１９（Ａ）〜（Ｅ）に示す電子機器は、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）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信または受信を行う機能、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表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図１９（Ａ）〜（Ｅ）に示す電子機器が有する機能はこれらに限定されず、その他の機能を有していてもよい。 The electronic devices illustrated in FIGS. 19A to 19E can have various functions. For example, a function for displaying various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a function for displaying a calendar, date or time, a function for controlling processing by various software (programs), Wireless communication function, function for connecting to various computer networks using the wireless communication function, function for transmitting or receiving various data using the wireless communication function, and reading and displaying the program or data recorded on the recording medium It can have a function of displaying on the section. Note that the functions of the electronic devices illustrated in FIGS. 19A to 19E are not limited to these, and may have other functions.
図１９（Ａ）は腕時計型の携帯情報端末９２００を、図１９（Ｂ）は腕時計型の携帯情報端末９２０１を、それぞれ示す斜視図である。
19A is a perspective view showing a wristwatch-type
図１９（Ａ）に示す携帯情報端末９２００は、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などの種々のアプリケーションを実行することができる。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、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。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を有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また接続端子９００６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子９００６を介さずに無線給電により行ってもよい。
A
図１９（Ｂ）に示す携帯情報端末９２０１は、図１９（Ａ）に示す携帯情報端末と異なり、表示部９００１の表示面が湾曲していない。また、携帯情報端末９２０１の表示部の外形が非矩形状（図１９（Ｂ）においては円形状）である。
A
図１９（Ｃ）〜（Ｅ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０２を示す斜視図である。なお、図１９（Ｃ）が携帯情報端末９２０２を展開した状態の斜視図であり、図１９（Ｄ）が携帯情報端末９２０２を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の斜視図であり、図１９（Ｅ）が携帯情報端末９２０２を折り畳んだ状態の斜視図である。
19C to 19E are perspective views showing a foldable
携帯情報端末９２０２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９２０２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。ヒンジ９０５５を介して２つの筐体９０００間を屈曲させることにより、携帯情報端末９２０２を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。例えば、携帯情報端末９２０２は、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
The
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。 This embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができるＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）−ＯＳの構成について説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, a structure of a CAC (Cloud Aligned Complementary) -OS that can be used for the transistor disclosed in one embodiment of the present invention will be described.
ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、酸化物半導体を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、酸化物半導体において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。 The CAC-OS is one structure of a material in which an element included in an oxide semiconductor is unevenly distributed with a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 1 nm to 2 nm, or the vicinity thereof. Note that in the following, in an oxide semiconductor, one or more metal elements are unevenly distributed, and a region including the metal element has a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 1 nm to 2 nm, or the vicinity thereof. The state mixed with is also referred to as a mosaic or patch.
なお、酸化物半導体は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。 Note that the oxide semiconductor preferably contains at least indium. In particular, it is preferable to contain indium and zinc. In addition, aluminum, gallium, yttrium, copper, vanadium, beryllium, boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, etc. One kind selected from the above or a plurality of kinds may be included.
例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳ（ＣＡＣ−ＯＳの中でもＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を、特にＣＡＣ−ＩＧＺＯと呼称してもよい。）とは、インジウム酸化物（以下、ＩｎＯＸ１（Ｘ１は０よりも大きい実数）とする。）、またはインジウム亜鉛酸化物（以下、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２（Ｘ２、Ｙ２、およびＺ２は０よりも大きい実数）とする。）と、ガリウム酸化物（以下、ＧａＯＸ３（Ｘ３は０よりも大きい実数）とする。）、またはガリウム亜鉛酸化物（以下、ＧａＸ４ＺｎＹ４ＯＺ４（Ｘ４、Ｙ４、およびＺ４は０よりも大きい実数）とする。）などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のＩｎＯＸ１、またはＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２が、膜中に均一に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。 For example, a CAC-OS in In-Ga-Zn oxide (In-Ga-Zn oxide among CAC-OSs may be referred to as CAC-IGZO in particular) is an indium oxide (hereinafter referred to as InO). X1 (X1 is greater real than 0) and.), or indium zinc oxide (hereinafter, in X2 Zn Y2 O Z2 ( X2, Y2, and Z2 is larger real than 0) and a.), gallium An oxide (hereinafter referred to as GaO X3 (X3 is a real number greater than 0)) or a gallium zinc oxide (hereinafter referred to as Ga X4 Zn Y4 O Z4 (where X4, Y4, and Z4 are greater than 0)) to.) and the like, the material becomes mosaic by separate into, mosaic InO X1 or in X2 Zn Y2 O Z2, is a configuration in which uniformly distributed in the film (hereinafter Also referred to as a cloud-like.) A.
つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合酸化物半導体である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。 That, CAC-OS includes a region GaO X3 is the main component, and In X2 Zn Y2 O Z2, or InO X1 is the main component region is a composite oxide semiconductor having a structure that is mixed. Note that in this specification, for example, the first region indicates that the atomic ratio of In to the element M in the first region is larger than the atomic ratio of In to the element M in the second region. It is assumed that the concentration of In is higher than that in the second region.
なお、ＩＧＺＯは通称であり、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯによる１つの化合物をいう場合がある。代表例として、ＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ１（ｍ１は自然数）、またはＩｎ（１＋ｘ０）Ｇａ（１−ｘ０）Ｏ３（ＺｎＯ）ｍ０（−１≦ｘ０≦１、ｍ０は任意数）で表される結晶性の化合物が挙げられる。 Note that IGZO is a common name and may refer to one compound of In, Ga, Zn, and O. As a typical example, InGaO 3 (ZnO) m1 (m1 is a natural number) or In (1 + x0) Ga (1-x0) O 3 (ZnO) m0 (−1 ≦ x0 ≦ 1, m0 is an arbitrary number) A crystalline compound may be mentioned.
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはＣＡＡＣ構造を有する。なお、ＣＡＡＣ構造とは、複数のＩＧＺＯのナノ結晶がｃ軸配向を有し、かつａ−ｂ面においては配向せずに連結した結晶構造である。 The crystalline compound has a single crystal structure, a polycrystalline structure, or a CAAC structure. The CAAC structure is a crystal structure in which a plurality of IGZO nanocrystals have c-axis orientation and are connected without being oriented in the ab plane.
一方、ＣＡＣ−ＯＳは、酸化物半導体の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。 On the other hand, CAC-OS relates to a material structure of an oxide semiconductor. CAC-OS refers to a region observed in the form of nanoparticles mainly composed of Ga in a material structure including In, Ga, Zn and O, and nanoparticles mainly composed of In. The region observed in a shape is a configuration in which the regions are randomly dispersed in a mosaic shape. Therefore, in the CAC-OS, the crystal structure is a secondary element.
なお、ＣＡＣ−ＯＳは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Ｉｎを主成分とする膜と、Ｇａを主成分とする膜との２層からなる構造は、含まない。 Note that the CAC-OS does not include a stacked structure of two or more kinds of films having different compositions. For example, a structure composed of two layers of a film mainly containing In and a film mainly containing Ga is not included.
なお、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。 Incidentally, a region GaO X3 is the main component, and In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is the main component region, in some cases clear boundary can not be observed.
なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、ＣＡＣ−ＯＳは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。 In place of gallium, aluminum, yttrium, copper, vanadium, beryllium, boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, or magnesium are selected. In the case where one or a plurality of types are included, the CAC-OS includes a region that is observed in a part of a nanoparticle mainly including the metal element and a nanoparticle mainly including In. The region observed in the form of particles refers to a configuration in which each region is randomly dispersed in a mosaic shape.
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。 The CAC-OS can be formed by a sputtering method, for example, without heating the substrate. In the case where a CAC-OS is formed by a sputtering method, any one or more selected from an inert gas (typically argon), an oxygen gas, and a nitrogen gas may be used as a deposition gas. Good. Further, the flow rate ratio of the oxygen gas to the total flow rate of the deposition gas during film formation is preferably as low as possible. .
ＣＡＣ−ＯＳは、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定法のひとつであるＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法によるθ／２θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、Ｘ線回折から、測定領域のａ−ｂ面方向、およびｃ軸方向の配向は見られないことが分かる。 The CAC-OS is characterized in that no clear peak is observed when it is measured using a θ / 2θ scan by the out-of-plane method, which is one of the X-ray diffraction (XRD) measurement methods. Have. That is, it can be seen from X-ray diffraction that no orientation in the ab plane direction and c-axis direction of the measurement region is observed.
またＣＡＣ−ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、ＣＡＣ−ＯＳの結晶構造が、平面方向、および断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ−ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。 In addition, in the CAC-OS, an electron diffraction pattern obtained by irradiating an electron beam with a probe diameter of 1 nm (also referred to as a nanobeam electron beam) has a ring-like region having a high luminance and a plurality of bright regions in the ring region. A point is observed. Therefore, it can be seen from the electron beam diffraction pattern that the crystal structure of the CAC-OS has an nc (nano-crystal) structure having no orientation in the planar direction and the cross-sectional direction.
また例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。 Further, for example, in a CAC-OS in an In—Ga—Zn oxide, a region in which GaO X3 is a main component is obtained by EDX mapping obtained by using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). It can be confirmed that a region in which In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component is unevenly distributed and mixed.
ＣＡＣ−ＯＳは、金属元素が均一に分布したＩＧＺＯ化合物とは異なる構造であり、ＩＧＺＯ化合物と異なる性質を有する。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。 The CAC-OS has a structure different from that of the IGZO compound in which the metal element is uniformly distributed, and has a property different from that of the IGZO compound. That is, in the CAC-OS, a region in which GaO X3 or the like is a main component and a region in which In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component are phase-separated from each other, and each region is mainly composed of each element. Has a mosaic structure.
ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域は、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。従って、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。 Here, the region containing In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 as a main component is a region having higher conductivity than a region containing GaO X3 or the like as a main component. That, In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1, is an area which is the main component, by carriers flow, expressed the conductivity of the oxide semiconductor. Accordingly, a region where In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component is distributed in a cloud shape in the oxide semiconductor, whereby high field-effect mobility (μ) can be realized.
一方、ＧａＯＸ３などが主成分である領域は、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、ＧａＯＸ３などが主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。 On the other hand, areas such as GaO X3 is the main component, as compared to the In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is the main component area, it is highly regions insulating. That is, a region containing GaO X3 or the like as a main component is distributed in the oxide semiconductor, whereby leakage current can be suppressed and good switching operation can be realized.
従って、ＣＡＣ−ＯＳを半導体素子に用いた場合、ＧａＯＸ３などに起因する絶縁性と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流（Ｉｏｎ）、および高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。 Therefore, when CAC-OS is used for a semiconductor element, the insulating property caused by GaO X3 and the like and the conductivity caused by In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 act in a complementary manner, resulting in high An on-current (I on ) and high field effect mobility (μ) can be realized.
また、ＣＡＣ−ＯＳを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ−ＯＳは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。 In addition, a semiconductor element using a CAC-OS has high reliability. Therefore, the CAC-OS is optimal for various semiconductor devices including a display.
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。 This embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.
１０ 表示装置
１０Ａ 表示装置
１０Ｂ 表示装置
１０Ｃ 表示装置
１０Ｄ 表示装置
１０Ｅ 表示装置
１１ 基板
１２ 基板
１４ 表示部
２１ 発光
２２ 反射光
３０ 画素ユニット
３１ 第１の表示素子
３１Ｂ 第１の表示素子
３１Ｇ 第１の表示素子
３１ｐ 第１の画素
３１Ｒ 第１の表示素子
３１Ｗ 第１の表示素子
３２ 第２の表示素子
３２Ｂ 第２の表示素子
３２Ｇ 第２の表示素子
３２ｐ 第２の画素
３２Ｒ 第２の表示素子
３２Ｗ 第２の表示素子
３２Ｙ 第２の表示素子
３５ｒ 光
３５ｔ 光
３５ｔｒ 光
４１ トランジスタ
４２ トランジスタ
５０ 接続部
５１ 接着層
６１ 作製基板
６２ 剥離層
７１ 保護層
１１０ａ トランジスタ
１１０ｂ トランジスタ
１１０ｃ トランジスタ
１１０ｄ トランジスタ
１１０ｅ トランジスタ
１１１ 導電層
１１２ 半導体層
１１３ａ 導電層
１１３ｂ 導電層
１１４ 導電層
１１５ 導電層
１２０ 発光素子
１２１ 電極
１２２ ＥＬ層
１２３ 電極
１２５ 絶縁層
１２６ 隔壁
１２７ レジストマスク
１３１ 絶縁層
１３２ 絶縁層
１３３ 絶縁層
１３４ 絶縁層
１３５ 絶縁層
１３６ 絶縁層
１３７ 絶縁層
１４０ 絶縁層
１５１ 絶縁層
１５２ 着色層
１５３ オーバーコート
２２０ 液晶素子
２２１ 電極
２２２ 液晶層
２２３ 電極
２２４ａ 配向膜
２２４ｂ 配向膜
２２５ 電極
２３３ 材料
２３４ 絶縁層
３００ 表示装置
３１１ 電極
３４０ 液晶素子
３５１ 基板
３６０ 発光素子
３６０ｂ 発光素子
３６０ｇ 発光素子
３６０ｒ 発光素子
３６０ｗ 発光素子
３６１ 基板
３６２ 表示部
３６４ 回路
３６５ 配線
３６６ 回路
３６７ 配線
３７２ ＦＰＣ
３７３ ＩＣ
３７４ ＦＰＣ
３７５ ＩＣ
４００ 表示装置
４１０ 画素
４５１ 開口
８００ 携帯情報端末
８０１ 筐体
８０２ 筐体
８０３ 表示部
８０４ 表示部
８０５ ヒンジ部
８１０ 携帯情報端末
８１１ 筐体
８１２ 表示部
８１３ 操作ボタン
８１４ 外部接続ポート
８１５ スピーカ
８１６ マイク
８１７ カメラ
８２０ カメラ
８２１ 筐体
８２２ 表示部
８２３ 操作ボタン
８２４ シャッターボタン
８２６ レンズ
８０００ 表示モジュール
８００１ 上部カバー
８００２ 下部カバー
８００３ ＦＰＣ
８００４ タッチパネル
８００５ ＦＰＣ
８００６ 表示パネル
８００９ フレーム
８０１０ プリント基板
８０１１ バッテリ
９０００ 筐体
９００１ 表示部
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
９０５５ ヒンジ
９２００ 携帯情報端末
９２０１ 携帯情報端末
９２０２ 携帯情報端末
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Display apparatus 10A Display apparatus 10B Display apparatus 10C Display apparatus 10D Display apparatus 10E Display apparatus 11 Board | substrate 12 Board | substrate 14 Display part 21 Light emission 22 Reflected light 30 Pixel unit 31 1st display element 31B 1st display element 31G 1st display Element 31p First pixel 31R First display element 31W First display element 32 Second display element 32B Second display element 32G Second display element 32p Second pixel 32R Second display element 32W Second Display element 32Y Second display element 35r Light 35t Light 35tr Light 41 Transistor 42 Transistor 50 Connection 51 Adhesive layer 61 Fabrication substrate 62 Release layer 71 Protective layer 110a Transistor 110b Transistor 110c Transistor 110d Transistor 110e Transistor 111 Conductive layer 112 Semiconductor layer 113a conductive Layer 113b conductive layer 114 conductive layer 115 conductive layer 120 light emitting element 121 electrode 122 EL layer 123 electrode 125 insulating layer 126 partition 127 resist mask 131 insulating layer 132 insulating layer 133 insulating layer 134 insulating layer 135 insulating layer 136 insulating layer 137 insulating layer 140 Insulating layer 151 Insulating layer 152 Colored layer 153 Overcoat 220 Liquid crystal element 221 Electrode 222 Liquid crystal layer 223 Electrode 224a Alignment film 224b Alignment film 225 Electrode 233 Material 234 Insulating layer 300 Display device 311 Electrode 340 Liquid crystal element 351 Substrate 360 Light emitting element 360b Light emitting element 360 g Light-emitting element 360 r Light-emitting element 360 w Light-emitting element 361 Substrate 362 Display unit 364 Circuit 365 Wiring 366 Circuit 367 Wiring 372 FPC
373 IC
374 FPC
375 IC
400
8004
8006
Claims (10)
前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタは、同一面上に位置し、
前記第１の表示素子は、前記第１のトランジスタよりも上方に位置し、
前記第２の表示素子は、前記第２のトランジスタよりも上方に位置し、
前記第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有し、
前記第２の表示素子は、可視光を発する機能を有し、
前記第１の表示素子は、第１の電極を有し、
前記第２の表示素子は、第２の電極と、前記第２の電極上の発光層と、前記発光層上の第３の電極と、を有し、
前記第１の絶縁層は、前記第２の電極上に位置し、
前記第２の絶縁層は、前記第１の絶縁層上に位置し、
前記発光層は、第１の領域と、第１の領域と分断された第２の領域と、を有し、
前記第１の領域は、前記第１の絶縁層の上面及び前記第２の絶縁層の側面と接する領域を有し、
前記第２の領域は、前記第２の絶縁層の上面と接する領域を有し、
前記第３の電極は、前記第２の絶縁層の側面及び前記第１の領域の上面に接する領域を有し、
前記第２の電極は、前記第２のトランジスタが有する半導体層と電気的に接続され、
前記第１の絶縁層と、前記第２の絶縁層と、前記第２の領域と、前記第３の電極とは、前記第１のトランジスタと重なる位置に第１の開口を有し、
前記第３の絶縁層は、前記第３の電極上に位置し、前記第１の開口の側面を覆い、かつ、前記第１のトランジスタ及び前記第１の開口と重なる位置に第２の開口を有し、
前記第１の電極は、前記第２の開口を介して、前記第１のトランジスタが有する半導体層と電気的に接続されることを特徴とする表示装置。 A first display element, a second display element, a first insulating layer, a second insulating layer, a third insulating layer, a first transistor, and a second transistor;
The first transistor and the second transistor are located on the same plane,
The first display element is located above the first transistor;
The second display element is located above the second transistor;
The first display element has a function of reflecting visible light,
The second display element has a function of emitting visible light,
The first display element has a first electrode,
The second display element includes a second electrode, a light emitting layer on the second electrode, and a third electrode on the light emitting layer,
The first insulating layer is located on the second electrode;
The second insulating layer is located on the first insulating layer;
The light emitting layer has a first region and a second region separated from the first region,
The first region has a region in contact with the upper surface of the first insulating layer and the side surface of the second insulating layer;
The second region has a region in contact with the upper surface of the second insulating layer,
The third electrode has a region in contact with a side surface of the second insulating layer and an upper surface of the first region;
The second electrode is electrically connected to a semiconductor layer included in the second transistor;
The first insulating layer, the second insulating layer, the second region, and the third electrode have a first opening at a position overlapping with the first transistor,
The third insulating layer is located on the third electrode, covers a side surface of the first opening, and has a second opening at a position overlapping the first transistor and the first opening. Have
The display device is characterized in that the first electrode is electrically connected to a semiconductor layer included in the first transistor through the second opening.
前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタは、同一面上に位置し、
前記第１の表示素子は、前記第１のトランジスタよりも上方に位置し、
前記第２の表示素子は、前記第２のトランジスタよりも上方に位置し、
前記第１の表示素子は、可視光を反射する機能を有し、
前記第２の表示素子は、可視光を発する機能を有し、
前記第１の表示素子は、第１の電極を有し、
前記第２の表示素子は、第２の電極と、前記第２の電極上の発光層と、前記発光層上の第３の電極と、を有し、
前記第１の絶縁層は、前記第２の電極上に位置し、
前記第２の絶縁層は、前記第１の絶縁層上に位置し、
前記第４の絶縁層は、前記第３の電極上に位置し、
前記第３の絶縁層は、前記第４の絶縁層上に位置し、
前記発光層は、第１の領域と、第１の領域と分断された第２の領域と、を有し、
前記第１の領域は、前記第１の絶縁層の上面及び前記第２の絶縁層の側面と接する領域を有し、
前記第２の領域は、前記第２の絶縁層の上面と接する領域を有し、 前記第３の電極は、前記第２の絶縁層の側面及び前記第１の領域の上面に接する領域を有し、
前記第３の絶縁層は、前記第２の絶縁層の側面と接する領域を有し、
前記第２の電極は、前記第２のトランジスタが有する半導体層と電気的に接続され、
前記第１の絶縁層と、前記第２の絶縁層と、前記第２の領域と、前記第３の電極と、前記第４の絶縁層とは、前記第１のトランジスタと重なる位置に第１の開口を有し、
前記第３の絶縁層は、前記第１の開口の側面を覆い、かつ、前記第１のトランジスタ及び前記第１の開口と重なる位置に第２の開口を有し、
前記第１の電極は、前記第２の開口を介して、前記第１のトランジスタが有する半導体層と電気的に接続されることを特徴とする表示装置。 A first display element, a second display element, a first insulating layer, a second insulating layer, a third insulating layer, a fourth insulating layer, a first transistor, and a second transistor;
The first transistor and the second transistor are located on the same plane,
The first display element is located above the first transistor;
The second display element is located above the second transistor;
The first display element has a function of reflecting visible light,
The second display element has a function of emitting visible light,
The first display element has a first electrode,
The second display element includes a second electrode, a light emitting layer on the second electrode, and a third electrode on the light emitting layer,
The first insulating layer is located on the second electrode;
The second insulating layer is located on the first insulating layer;
The fourth insulating layer is located on the third electrode;
The third insulating layer is located on the fourth insulating layer;
The light emitting layer has a first region and a second region separated from the first region,
The first region has a region in contact with the upper surface of the first insulating layer and the side surface of the second insulating layer;
The second region has a region in contact with the upper surface of the second insulating layer, and the third electrode has a region in contact with the side surface of the second insulating layer and the upper surface of the first region. And
The third insulating layer has a region in contact with a side surface of the second insulating layer;
The second electrode is electrically connected to a semiconductor layer included in the second transistor;
The first insulating layer, the second insulating layer, the second region, the third electrode, and the fourth insulating layer are arranged in a position overlapping with the first transistor. With an opening of
The third insulating layer covers a side surface of the first opening and has a second opening at a position overlapping the first transistor and the first opening;
The display device is characterized in that the first electrode is electrically connected to a semiconductor layer included in the first transistor through the second opening.
前記第１の絶縁層の側面の被形成面となす角が、７０度以上９０度以下のテーパー角を有することを特徴とする表示装置。 In claim 1 or claim 2,
The display device is characterized in that an angle between a side surface of the first insulating layer and a surface to be formed has a taper angle of 70 degrees to 90 degrees.
前記第１の絶縁層の側面は、逆テーパー形状を有することを特徴とする表示装置。 In claim 1 or claim 2,
A display device, wherein a side surface of the first insulating layer has a reverse taper shape.
前記第１の表示素子が反射する光、及び前記第２の表示素子が発する光のうち一方または双方により、画像を表示する機能を有することを特徴とする表示装置。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
A display device having a function of displaying an image by one or both of light reflected by the first display element and light emitted by the second display element.
前記第１の表示素子は、反射型の液晶素子であることを特徴とする表示装置。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
The display device, wherein the first display element is a reflective liquid crystal element.
前記第２の表示素子は、電界発光素子であることを特徴とする表示装置。 In any one of Claims 1 thru | or 6,
The display device, wherein the second display element is an electroluminescent element.
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタのうち一方または双方は、チャネル形成領域に金属酸化物を有することを特徴とする表示装置。 In any one of Claims 1 thru | or 7,
One or both of the first transistor and the second transistor include a metal oxide in a channel formation region.
回路基板と、を有することを特徴とする表示モジュール。 A display device according to any one of claims 1 to 8,
And a circuit board.
アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、または操作ボタンの少なくともいずれか一と、を有することを特徴とする電子機器。 A display module according to claim 9;
An electronic device having at least one of an antenna, a battery, a housing, a camera, a speaker, a microphone, and an operation button.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016152847A JP2018022031A (en) | 2016-08-03 | 2016-08-03 | Display device, display module, and electronic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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2016
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