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1. (WO2019038619) 表示パネル及び表示装置
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明 細 書

発明の名称

技術分野

0001   0002  

背景技術

0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007  

課題を解決するための手段

0008   0009   0010   0011  

発明の効果

0012   0013  

図面の簡単な説明

0014  

発明を実施するための形態

0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164   0165   0166   0167   0168   0169   0170   0171   0172   0173   0174   0175   0176   0177   0178   0179   0180   0181   0182   0183   0184   0185   0186   0187   0188   0189   0190   0191   0192   0193   0194   0195   0196   0197   0198   0199   0200   0201   0202   0203   0204   0205   0206   0207   0208   0209   0210   0211   0212   0213   0214   0215   0216   0217   0218   0219   0220   0221   0222   0223   0224   0225   0226   0227   0228   0229   0230   0231   0232   0233   0234   0235   0236   0237   0238   0239   0240   0241   0242   0243   0244   0245   0246   0247   0248   0249   0250   0251   0252   0253   0254   0255   0256   0257   0258   0259   0260   0261   0262   0263   0264   0265   0266   0267   0268   0269   0270   0271   0272   0273   0274   0275   0276   0277   0278   0279   0280   0281   0282   0283   0284   0285   0286   0287   0288   0289   0290   0291   0292   0293   0294   0295  

符号の説明

0296  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18  

明 細 書

発明の名称 : 表示パネル及び表示装置

技術分野

[0001]
本発明の一態様は、表示パネル、表示装置、電子機器、及びそれらの作製方法に関する。
[0002]
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、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。

背景技術

[0003]
近年、表示装置の大型化が求められている。大型の表示装置の用途としては、例えば、家庭用のテレビジョン装置(テレビまたはテレビジョン受信機ともいう)、デジタルサイネージ(Digital Signage:電子看板)、PID(Public Information Display)等が挙げられる。表示装置の表示領域が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示領域が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることが期待される。
[0004]
エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence、以下ELと記す)現象を利用した発光素子(EL素子とも記す)は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流低電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、表示装置への応用が検討されている。例えば、特許文献1に、有機EL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。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 特開2014−197522号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
本発明の一態様は、表示装置の大型化を課題の一とする。本発明の一態様は、つなぎ目が視認されにくい表示領域を有する表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、表示装置の表示ムラまたは輝度ムラの抑制を課題の一とする。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、曲面に沿って表示することが可能な表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、一覧性に優れた表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。
[0007]
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

課題を解決するための手段

[0008]
本発明の一態様の表示パネルは、表示領域と、可視光を透過する領域と、を有する。表示領域は、可視光を透過する領域と隣接する。表示領域は、第1の発光素子及び第2の発光素子を有する。第1の発光素子は、第1の画素電極及び第1の共通電極を有する。第2の発光素子は、第2の画素電極及び第2の共通電極を有する。第1の共通電極は、第1の画素電極と重なる第1の部分を有する。第2の共通電極は、第2の画素電極と重なる第2の部分を有する。第2の共通電極は、第1の共通電極と接する第3の部分を有する。第1の共通電極は、可視光を反射する機能を有する。第1の画素電極、第2の画素電極、及び第2の共通電極は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する。第2の発光素子は、第1の発光素子よりも、可視光を透過する領域の近くに位置する。第2の共通電極は、第4の部分を有することが好ましい。第4の部分は、第2の画素電極と重なり、かつ、第1の共通電極と接する部分である。第2の共通電極は、可視光を透過する領域に延在することが好ましい。表示パネルは、第1の発光素子上及び第2の発光素子上に、保護層を有することが好ましい。
[0009]
本発明の一態様の表示パネルは、表示領域と、可視光を透過する領域と、を有する。表示領域は、可視光を透過する領域と隣接する。表示領域は、絶縁層、隔壁、及び発光素子を有する。発光素子は、画素電極及び共通電極を有する。絶縁層は、開口を有する。絶縁層は、画素電極の端部を覆う。共通電極は、開口を介して、画素電極と重なる。隔壁は、絶縁層上に位置する。隔壁は、発光素子と可視光を透過する領域との間に位置する。隔壁は、可視光を透過する領域に沿って設けられる。隔壁の上面の高さは、共通電極における開口と重なる部分の上面の高さよりも高い。可視光を透過する領域及び隔壁は、表示領域の連続する2辺に沿って設けられることが好ましい。表示パネルは、発光素子上に、保護層を有することが好ましい。
[0010]
本発明の一態様の表示装置は、第1の表示パネル及び第2の表示パネルを有する。第1の表示パネルは、第1の表示領域及び可視光を透過する領域を有する。第2の表示パネルは、第2の表示領域を有する。第1の表示領域は、可視光を透過する領域と隣接する。第1の表示領域は、第1の発光素子及び第2の発光素子を有する。第1の発光素子は、第1の画素電極及び第1の共通電極を有する。第2の発光素子は、第2の画素電極及び第2の共通電極を有する。第1の共通電極は、第1の画素電極と重なる第1の部分を有する。第2の共通電極は、第2の画素電極と重なる第2の部分を有する。第2の共通電極は、第1の共通電極と接する第3の部分を有する。第1の共通電極は、可視光を反射する機能を有する。第1の画素電極、第2の画素電極、及び第2の共通電極は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する。第2の発光素子は、第1の発光素子よりも、可視光を透過する領域の近くに位置する。第2の表示領域は、第2の発光素子と重なる部分と、可視光を透過する領域と重なる部分と、を有する。第2の共通電極は、第4の部分を有することが好ましい。第4の部分は、第2の画素電極と重なり、かつ、第1の共通電極と接する部分である。第2の共通電極は、可視光を透過する領域に延在することが好ましい。第1の表示パネルは、第1の発光素子上及び第2の発光素子上に、保護層を有することが好ましい。第2の表示領域は、第3の発光素子及び第4の発光素子を有することが好ましい。第3の発光素子は、第2の発光素子を介して、光を射出する。第4の発光素子は、可視光を透過する領域を介して、光を射出する。
[0011]
本発明の一態様の表示装置は、第1の表示パネル及び第2の表示パネルを有する。第1の表示パネルは、第1の表示領域及び可視光を透過する領域を有する。第2の表示パネルは、第2の表示領域を有する。第1の表示領域は、可視光を透過する領域と隣接する。第1の表示領域は、絶縁層、隔壁、及び発光素子を有する。発光素子は、画素電極及び共通電極を有する。絶縁層は、開口を有する。絶縁層は、画素電極の端部を覆う。共通電極は、開口を介して、画素電極と重なる。隔壁は、絶縁層上に位置する。隔壁は、発光素子と可視光を透過する領域との間に位置する。隔壁は、可視光を透過する領域に沿って設けられる。隔壁の上面の高さは、共通電極における開口と重なる部分の上面の高さよりも高い。第2の表示領域は、可視光を透過する領域と重なる部分を有する。可視光を透過する領域及び隔壁は、第1の表示領域の連続する2辺に沿って設けられることが好ましい。第1の表示パネルは、発光素子上に、保護層を有することが好ましい。

発明の効果

[0012]
本発明の一態様により、表示装置の大型化が可能となる。本発明の一態様により、つなぎ目が視認されにくい表示領域を有する表示装置を提供できる。本発明の一態様により、表示装置の表示ムラまたは輝度ムラの抑制が可能となる。本発明の一態様により、表示装置の薄型化または軽量化が可能となる。本発明の一態様により、曲面に沿って表示することが可能な表示装置を提供できる。本発明の一態様により、一覧性に優れた表示装置を提供できる。本発明の一態様により、新規な表示装置を提供できる。
[0013]
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

図面の簡単な説明

[0014]
[図1] 表示パネルの一例を示す上面図及び断面図。
[図2] 表示パネルの比較例を示す上面図及び断面図。
[図3] 表示パネルの一例を示す上面図及び断面図。
[図4] 表示パネルの一例を示す断面図。
[図5] 表示パネルの一例を示す上面図及び断面図。
[図6] 表示パネルの一例を示す断面図。
[図7] 表示パネルの一例を示す断面図。
[図8] 表示パネルの配置例を示す断面図。
[図9] 表示パネルの一例を示す断面図。
[図10] 表示パネルの一例を示す断面図。
[図11] 表示パネルの一例を示す上面図及び断面図。
[図12] 表示パネルの一例を示す断面図。
[図13] 表示パネルの配置例を示す断面図。
[図14] 表示パネルの配置例を示す上面図。
[図15] 表示システムの一例を示す図。
[図16] (A)表示装置の一例を示す図。(B−1)、(B−2)表示システムで行われる処理の一例を示す図。
[図17] トランジスタの構成例を示す断面図。
[図18] 電子機器の一例を示す図。

発明を実施するための形態

[0015]
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。
[0016]
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
[0017]
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。
[0018]
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。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。
[0019]
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネル及び表示装置について図1~図17を用いて説明する。
[0020]
複数の表示パネルを一以上の方向(例えば、一列またはマトリクス状等)に並べることで、広い表示領域を有する表示装置を作製することができる。
[0021]
複数の表示パネルを用いて大型の表示装置を作製する場合、1つの表示パネルの大きさは大型である必要がない。したがって、表示パネルを作製するための製造装置を大型化しなくてもよく、省スペース化が可能である。また、中小型の表示パネルの製造装置を用いることができ、表示装置の大型化のために新規な製造装置を利用しなくてもよいため、製造コストを抑えることができる。また、表示パネルの大型化に伴う歩留まりの低下を抑制できる。
[0022]
表示パネルの大きさが同じである場合、1つの表示パネルを有する表示部に比べ、複数の表示パネルを有する表示部の方が、表示領域が広く、一度に表示できる情報量が多い等の効果を有する。
[0023]
ここで、表示パネルが、表示領域を囲むように非表示領域を有する場合を考える。このとき、例えば、複数の表示パネルの出力画像を合わせて一つの画像を表示すると、当該一つの画像は、表示装置の使用者にとって分離したように視認されてしまう。
[0024]
表示パネルの非表示領域を狭くする(狭額縁な表示パネルを用いる)ことで、各表示パネルの表示が分離して見えることを抑制できるが、表示パネルの非表示領域を完全になくすことは困難である。
[0025]
また、表示パネルの非表示領域の面積が狭いと、表示パネルの端部と表示パネル内の素子との距離が短くなり、表示パネルの外部から侵入する不純物によって、素子が劣化しやすくなる場合がある。
[0026]
そこで、本発明の一態様では、複数の表示パネルの一部が重なるように配置する。重ねた2つの表示パネルのうち、少なくとも表示面側(上側)に位置する表示パネルは、可視光を透過する領域を表示領域と隣接して有する。本発明の一態様では、下側に配置される表示パネルの表示領域と、上側に配置される表示パネルの可視光を透過する領域とが重なる。したがって、重ねた2つの表示パネルの表示領域の間の非表示領域を縮小すること、さらには無くすことができる。これにより、使用者から表示パネルのつなぎ目が認識されにくい、大型の表示装置を実現することができる。
[0027]
上側に位置する表示パネルの非表示領域の少なくとも一部は、可視光を透過する領域であり、下側に位置する表示パネルの表示領域と重ねることができる。また、下側に位置する表示パネルの非表示領域の少なくとも一部は、上側に位置する表示パネルの表示領域または可視光を遮る領域と重ねることができる。これらの部分については、表示装置の狭額縁化(表示領域以外の面積の縮小化)に影響しないため、面積の縮小化をしなくてもよい。
[0028]
表示パネルの非表示領域が広いと、表示パネルの端部と表示パネル内の素子との距離が長くなり、表示パネルの外部から侵入する不純物によって、素子が劣化することを抑制できる。例えば、表示素子として有機EL素子を用いる場合は、表示パネルの端部と有機EL素子との距離を長くするほど、表示パネルの外部から水分や酸素等の不純物が有機EL素子に侵入しにくくなる(または到達しにくくなる)。本発明の一態様の表示装置では、表示パネルの非表示領域の面積を十分に確保できるため、有機EL素子等を用いた表示パネルを適用しても、信頼性が高い大型の表示装置を実現できる。
[0029]
このように、表示装置に複数の表示パネルが設けられる場合、隣接する表示パネル間において表示領域が連続するように、複数の表示パネルが配置されることが好ましい。
[0030]
本実施の形態の表示パネルは、下面射出(ボトムエミッション)構造である。
[0031]
上面射出(トップエミッション)の表示パネルでは、発光素子が発した光を、共通電極を介して外部に取り出すため、共通電極が可視光を透過する必要がある。可視光を透過する導電材料を用いることで、共通電極の抵抗が高くなるという問題が生じる。共通電極の抵抗に起因する電圧降下が生じることで、表示面内の電位分布が不均一になり、発光素子の輝度がばらついて、表示品位が低下してしまう。
[0032]
一方、本実施の形態の表示パネルは、ボトムエミッション構造であり、発光素子が発した光を、画素電極を介して外部に取り出すため、共通電極の可視光に対する透過性は問わない。抵抗率の低い金属または合金などを用いることで、共通電極の導電性を高められるため、共通電極の抵抗に起因する電圧降下を抑制し、表示品位を高めることができる。また、共通電極の抵抗を下げるために補助配線などを設ける必要がないため、表示パネルの構成を簡素化することができる。
[0033]
[表示パネルの具体例1]
図1(A)に、表示パネルDP1の上面図を示す。
[0034]
図1(A)に示す表示パネルDP1は、表示領域71、可視光を透過する領域72、及び可視光を遮る領域73を有する。可視光を透過する領域72及び可視光を遮る領域73は、それぞれ、表示領域71と隣接して設けられる。図1(A)では、表示パネルDP1にFPC74が設けられている例を示す。
[0035]
表示領域71には、複数の画素が含まれる。可視光を透過する領域72には、表示パネルDP1を構成する一対の基板、及び当該一対の基板に挟持された表示素子を封止するための封止材などが設けられていてもよい。このとき、可視光を透過する領域72に設けられる部材には、可視光を透過する材料を用いる。可視光を遮る領域73には、表示領域71に含まれる画素と電気的に接続された配線などが設けられていてもよい。また、可視光を遮る領域73には、走査線駆動回路及び信号線駆動回路の一方又は双方が設けられていてもよい。また、可視光を遮る領域73には、FPC74と接続された端子、当該端子と接続された配線などが設けられていてもよい。
[0036]
表示パネルDP1は、ボトムエミッション構造である。図1(A)には、表示パネルDP1の、表示面とは反対側の面を示す。
[0037]
図1(B)、(C)に、表示パネルDP1における、表示領域71と可視光を透過する領域72との境界を含む部分の拡大図を示す。図1(D)は、図1(B)に示す一点鎖線A1−A2間の断面図である。
[0038]
図2(A)に、比較例の表示パネルにおける、表示領域71と可視光を透過する領域72との境界を含む部分の拡大図を示す。図2(B)は、図2(A)に示す一点鎖線A3−A4間の断面図である。
[0039]
図2(A)、(B)に示す比較例の表示パネルは、基板101、発光素子110、絶縁層103、及び保護層105を有する。
[0040]
発光素子110は、画素電極111、EL層112、及び共通電極113aを有する。画素電極111は、基板101上に設けられ、EL層112は、画素電極111上に設けられ、共通電極113aは、EL層112上に設けられている。画素電極111は、可視光を透過する機能を有する。共通電極113aは、可視光を反射する機能を有する。発光素子110は、基板101側に光を射出する。
[0041]
画素電極111及び共通電極113aの間に、発光素子110の閾値電圧より高い電圧を印加すると、EL層112に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はEL層112において再結合し、EL層112に含まれる発光物質が発光する。
[0042]
ここで、共通電極を形成する際に、メタルマスクのたわみに起因して、共通電極が所望の領域よりも広い範囲に形成されることがある。そのため、図2(A)、(B)に示すように、共通電極113aは、表示領域71だけでなく、可視光を透過する領域72にまで延在して設けられることがある。共通電極113aが金属膜または合金膜などを有すると、可視光を透過する領域72における、共通電極113aがはみ出した部分の透光性が低下してしまう。具体的には、可視光を透過する領域72において、図2(B)に示す領域124と、他の領域で、透光性の高さに差が生じてしまう。これにより、可視光を透過する領域72と、他の表示パネルの表示領域とを重ねた際に、光取り出し効率に差が生じ、表示ムラが生じることがある。また、領域124では、他の表示パネルの表示領域と重ねた際に、発光素子の発光を十分に取り出すことができず、2つの表示パネルのつなぎ目が視認されやすくなることがある。
[0043]
そこで、本発明の一態様では、図1(B)~(D)に示すように、可視光を透過する領域72と隣接する発光素子に、可視光を透過する共通電極113bを用いる。
[0044]
図1(B)では、可視光を透過する領域72側の1列の発光素子に、共通電極113bを用いる例を示す。図1(C)では、可視光を透過する領域72側の3列の発光素子に、共通電極113bを用いる例を示す。共通電極113bは、1列または複数列の発光素子に用いることができる。
[0045]
また、図1(A)に示すように、可視光を透過する領域72が表示領域71の連続する2辺に沿って設けられる場合、可視光を透過する領域72側の、1行または複数行の発光素子にも、共通電極113bを用いることが好ましい。
[0046]
図1(D)に示すように、共通電極113aを用いた発光素子110aと可視光を透過する領域72との間には、共通電極113bを用いた発光素子110bが設けられている。そのため、メタルマスクのたわみに起因して、共通電極113aが所望の領域よりも広い範囲に形成されても、共通電極113aが、可視光を透過する領域72にまで延在することを抑制することができる。そのため、共通電極113aは、透光性が限定されず、抵抗率の低い金属または合金などを用いることができる。これにより、共通電極113aの抵抗に起因する電圧降下を抑制し、表示品位を高めることができる。
[0047]
また、メタルマスクのたわみに起因して、共通電極113bが可視光を透過する領域72まで延在しても、共通電極113bは可視光を透過する機能を有するため、可視光を透過する領域72の透光性の低下を抑制できる。具体的には、可視光を透過する領域72において、図1(D)に示す領域123の透光性と、他の領域の透光性の高さの差を小さくできる。これにより、可視光を透過する領域72と、他の表示パネルの表示領域とを重ねた際に、光取り出し効率に差が生じにくく、表示ムラを抑制できる。また、領域123においても、他の表示パネルの表示領域と重ねた際に、発光素子の発光を十分に取り出すことができ、2つの表示パネルのつなぎ目を視認しにくくできる。そのため、表示装置の表示品位を高めることができる。
[0048]
図1(D)に示す表示パネルは、基板101、発光素子110a、発光素子110b、絶縁層103、及び保護層105を有する。
[0049]
発光素子110aは、画素電極111、EL層112、及び共通電極113aを有する。画素電極111は、基板101上に設けられ、EL層112は、画素電極111上に設けられ、共通電極113aは、EL層112上に設けられている。画素電極111は、可視光を透過する機能を有する。共通電極113aは、可視光を反射する機能を有する。発光素子110aは、基板101側に光を射出する。
[0050]
発光素子110bは、画素電極111、EL層112、及び共通電極113bを有する。画素電極111は、基板101上に設けられ、EL層112は、画素電極111上に設けられ、共通電極113bは、EL層112上に設けられている。画素電極111及び共通電極113bは、それぞれ、可視光を透過する機能を有する。発光素子110bの一部には、共通電極113aが設けられている。発光素子110bの当該部分は、基板101側に光を射出する。発光素子110bの他の部分は、基板101側と保護層105側の双方に光を射出する(デュアルエミッション構造ともいえる)。
[0051]
共通電極113bの可視光に対する透過性は、共通電極113aの可視光に対する透過性よりも高いことが好ましい。例えば、共通電極113bの波長450nm以上700nm以下の範囲の光の透過率の平均値は、共通電極113aの波長450nm以上700nm以下の範囲の光の透過率の平均値よりも高いことが好ましい。
[0052]
共通電極113bは、共通電極113aと接する部分を有する。当該部分は、絶縁層103と重ねて設けることができる。さらに、発光素子110bが有する画素電極111と重ねて設けてもよい。
[0053]
画素電極111は、光を取り出す側の電極である。画素電極111及び共通電極113bは、それぞれ、可視光を透過する導電膜を有することが好ましい。
[0054]
可視光を透過する導電膜は、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛(ZnO)、ガリウム亜鉛酸化物(Ga−Zn酸化物)、アルミニウム亜鉛酸化物(Al−Zn酸化物)などを用いて形成することができる。また、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、又はこれら金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電膜として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とITOの積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。また、グラフェン等を用いてもよい。
[0055]
EL層112は少なくとも発光層を有する。EL層112は、複数の発光層を有していてもよい。EL層112は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、又はバイポーラ性の物質(電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質)等を含む層をさらに有していてもよい。EL層112は、1種または複数種の発光物質を含む。
[0056]
EL層112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。EL層112を構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
[0057]
発光素子は、EL層を1つ有するシングル素子であってもよいし、複数のEL層が電荷発生層を介して積層されたタンデム素子であってもよい。
[0058]
本発明の一態様では、量子ドットなどの無機化合物を用いた発光素子を適用してもよい。
[0059]
共通電極113aは、可視光を反射する導電膜を有することが好ましい。
[0060]
可視光を反射する導電膜は、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、又はこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料又は合金に、ランタン、ネオジム、又はゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金(Al−Ni−La)等のアルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金(Ag−Pd−Cu、APCとも記す)、又は銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いて形成することができる。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜又は金属酸化物膜を積層することで、アルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。また、後述する可視光を透過する導電膜と上記金属材料または合金を含む導電膜とを積層してもよい。例えば、銀とITOの積層膜、銀とマグネシウムの合金とITOの積層膜などを用いることができる。
[0061]
画素電極111、共通電極113a、及び共通電極113bは、それぞれ、蒸着法又はスパッタリング法を用いて形成することができる。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、又はメッキ法を用いて形成することができる。
[0062]
絶縁層103は、基板101上に設けられている。絶縁層103は、画素電極111と重なる開口を有する。発光素子の発光領域は、絶縁層103が開口されている部分に相当する。絶縁層103は、画素電極111の端部を覆っている。
[0063]
保護層105は、複数の発光素子を覆って設けられている。保護層105として、バリア性の高い膜を用いることで、発光素子に水分や酸素などの不純物が入り込むことを抑制できる。これにより、発光素子の劣化を抑制し、表示パネルの信頼性を高めることができる。
[0064]
保護層105は、共通電極113a上及び共通電極113b上に設けられている。保護層105は、光を取り出す側とは反対側に設けられるため、可視光に対する透過性は限定されない。これにより、保護層105に用いることができる材料の選択の幅を広げることができる。例えば、可視域に吸収を有する窒化シリコン膜などの無機絶縁膜を厚く設けることが可能となる。また、着色されたポリイミド膜などの有機絶縁膜を設けることが可能となる。なお、保護層105の可視光に対する透過性が低い場合、保護層105は、可視光を透過する領域72に延在しないように設けることが好ましい。例えば、保護層105の端部は、表示領域71内に位置することが好ましい。保護層105は、EL層112の端部を覆い、かつ、EL層112の端部よりも外側で、バリア性の高い層と接することが好ましい。これにより、発光素子に不純物が入り込むことを抑制し、表示パネルの信頼性を高めることができる。
[0065]
絶縁層103及び保護層105は、それぞれ、無機膜(または無機絶縁膜)を有することが好ましい。発光素子を無機膜で囲むことで、水分や酸素などの不純物が外部から発光素子に入り込むことを抑制できる。発光素子を構成する有機化合物や金属材料が、不純物と反応することで、発光素子は劣化してしまうことがある。このことから、発光素子に不純物が入りにくい構成を適用することで、発光素子の劣化が抑制され、発光素子の信頼性を高めることができる。
[0066]
図1(D)に示すように、2つの発光素子が有するEL層112が互いに分離している場合、EL層112の端部を共通電極113aまたは共通電極113bが覆い、EL層112の端部よりも外側で、共通電極113aまたは共通電極113bが、絶縁層103及び保護層105と接していることが好ましい。特に、これら3つの層(すなわち、共通電極113aまたは共通電極113b、絶縁層103、及び保護層105)が無機膜であると、不純物をEL層112に入りにくくすることができ、好ましい。
[0067]
無機膜(または無機絶縁膜)は、防湿性が高く、水が拡散、透過しにくいことが好ましい。さらに、無機膜(または無機絶縁膜)は、水素及び酸素の一方または双方が拡散、透過しにくいことが好ましい。これにより、無機膜(または無機絶縁膜)をバリア膜として機能させることができる。そして、発光素子に対して外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、信頼性の高い表示パネルを実現できる。
[0068]
絶縁層103は、1層以上の絶縁膜により形成することができる。保護層105は、1層以上の絶縁膜を有することが好ましい。絶縁層103及び保護層105には、それぞれ、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などを用いることができる。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜などが挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜などが挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜などが挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜などが挙げられる。
[0069]
なお、本明細書などにおいて、酸化窒化物とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化物とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を指す。
[0070]
特に、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、及び酸化アルミニウム膜は、それぞれ防湿性が高いため、絶縁層103及び保護層105として好適である。
[0071]
また、保護層105には、ITO、Ga−Zn酸化物、Al−Zn酸化物、またはIn−Ga−Zn酸化物などを含む無機膜を用いることもできる。当該無機膜は、高抵抗であることが好ましく、具体的には、共通電極113bよりも高抵抗であることが好ましい。当該無機膜は、さらに窒素を含んでいてもよい。
[0072]
例えば、共通電極113bに用いる可視光を透過する導電膜と、保護層105に用いる可視光を透過する無機膜と、は、共通の金属元素を有していてもよい。当該2つの膜が共通の金属元素を有することで、共通電極113bと保護層105の密着性を高めることができ、膜剥がれや、界面から不純物が入り込むことを抑制できる。
[0073]
例えば、共通電極113bに、第1のITO膜を用い、保護層105に、第2のITO膜を用いることができる。第2のITO膜は、第1のITO膜よりも抵抗率の高い膜であることが好ましい。また、例えば、共通電極113bに、第1のGa−Zn酸化物膜を用い、保護層105に、第2のGa−Zn酸化物膜を用いることができる。第2のGa−Zn酸化物膜は、第1のGa−Zn酸化物膜よりも抵抗率の高い膜であることが好ましい。
[0074]
Gaと、Znと、Oと、を含む無機膜は、例えば、Ga−Zn−O系金属酸化物ターゲット(Ga とZnOの混合焼結体)を用い、酸素雰囲気下やアルゴン及び酸素混合雰囲気下で成膜することで得られる。また、Alと、Znと、Oと、を含む絶縁膜は、例えば、Al−Zn−O系金属酸化物ターゲット(Al とZnOの混合焼結体)を用い、同様の雰囲気下で成膜することで得られる。また、同様のターゲットを用い、アルゴン、酸素及び窒素混合雰囲気下で成膜することで、Ga又はAlと、Znと、Oと、Nと、を含む無機膜を得ることができる。
[0075]
絶縁層103及び保護層105は、それぞれ、20℃における固有抵抗が10 10Ωcm以上であることが好ましい。
[0076]
絶縁層103及び保護層105は、それぞれ、化学気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法(プラズマ化学気相堆積(PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)法など)、スパッタリング法(DCスパッタリング法、RFスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法など)、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。
[0077]
スパッタリング法及びALD法は、低温での成膜が可能である。発光素子に含まれるEL層112は、耐熱性が低い。このため、発光素子を作製した後に形成する保護層105は、比較的低温、代表的には100℃以下で形成することが好ましく、スパッタリング法及びALD法が適している。
[0078]
また、発光素子を作製する前に形成する絶縁層103は、高温での成膜が可能である。成膜時の基板温度を高温(例えば、100℃以上350℃以下)とすることで、緻密でバリア性の高い膜を形成することができる。絶縁層103の形成には、スパッタリング法及びALD法だけでなく、CVD法も好適である。CVD法は、成膜速度が速いため、好ましい。
[0079]
絶縁層103または保護層105として、それぞれ異なる成膜方法を用いて形成された絶縁膜を2層以上積層してもよい。
[0080]
例えば、まず、スパッタリング法を用いて、1層目の無機膜を形成し、ALD法を用いて2層目の無機膜を形成することが好ましい。
[0081]
スパッタリング法で形成される膜は、ALD法で形成される膜よりも、不純物が少なく密度が高い。ALD法で形成される膜は、スパッタリング法で形成される膜よりも、段差被覆性が高く、被成膜面の形状の影響を受けにくい。
[0082]
1層目の無機膜は、不純物が少なく密度が高い。2層目の無機膜は、被形成面の段差の影響で1層目の無機膜が十分に被覆されなかった部分を覆って形成される。これにより、一方の無機膜のみを形成する場合に比べて、水などの拡散をより低減することが可能な保護層を形成することができる。
[0083]
具体的には、まず、スパッタリング法を用いて、酸化アルミニウム膜、酸化ジルコニウム膜、ITO膜、Ga−Zn酸化物膜、Al−Zn酸化物膜、またはIn−Ga−Zn酸化物膜を形成し、次に、ALD法を用いて、酸化アルミニウム膜または酸化ジルコニウム膜を形成することが好ましい。
[0084]
スパッタリング法を用いて形成する無機膜の厚さは、50nm以上1000nm以下が好ましく、100nm以上300nm以下がより好ましい。
[0085]
ALD法を用いて形成する無機膜の厚さは、1nm以上100nm以下が好ましく、5nm以上50nm以下がより好ましい。
[0086]
絶縁層103及び保護層105の水蒸気透過率は、それぞれ、1×10 −2g/(m ・day)未満、好ましくは5×10 −3g/(m ・day)以下、好ましくは1×10 −4g/(m ・day)以下、好ましくは1×10 −5g(m ・day)以下、好ましくは1×10 −6g/(m ・day)以下である。水蒸気透過率が低いほど、外部からトランジスタ及び発光素子への水の拡散を低減することができる。
[0087]
絶縁層103の厚さ及び保護層105の厚さは、それぞれ、1nm以上1000nm以下であり、50nm以上500nm以下が好ましく、100nm以上300nm以下がより好ましい。絶縁層の厚さが薄いほど、表示パネル全体の厚さも薄くすることができ、好ましい。絶縁層の厚さが薄いほどスループットが向上するため、表示パネルの生産性を高めることができる。
[0088]
なお、絶縁層103及び保護層105は、それぞれ、無機膜(無機絶縁膜)及び有機絶縁膜の一方または双方を用いた、単層構造または積層構造とすることができる。
[0089]
有機絶縁膜に用いることができる有機絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリシロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、及びフェノール樹脂等が挙げられる。
[0090]
次に、図3及び図4を用いて、図1(B)~(D)とは異なる、本発明の一態様の表示パネルの具体例について説明する。
[0091]
図3(A)、(B)に、表示領域71と可視光を透過する領域72との境界を含む部分の拡大図を示す。図3(C)は、図3(A)に示す一点鎖線A5−A6間の断面図である。図3(D)は、図3(B)に示す一点鎖線A7−A8間の断面図である。
[0092]
メタルマスクのたわみが少ない場合など、共通電極が所望の領域に形成できることもある。例えば、図3(A)、(C)に示すように、共通電極113bが可視光を透過する領域72まで延在せず、共通電極113bの端部が表示領域71に含まれる構成も、本発明の一態様である。
[0093]
また、図3(B)、(D)に示すように、共通電極113aが、発光素子110bの発光領域と重ならない構成も、本発明の一態様である。このとき、発光素子110bの発光領域全体が、基板101側と保護層105側の双方に光を射出する構成である。
[0094]
図4(A)~(C)に、表示領域71と可視光を透過する領域72との境界を含む部分の断面図を示す。
[0095]
図1(D)等では、共通電極113a上に共通電極113bの端部が位置する例を示したが、図4(A)に示すように、共通電極113b上に共通電極113aの端部が位置してもよい。つまり、可視光を反射する機能を有する共通電極113aと、可視光を透過する機能を有する共通電極113bの積層順は問わない。当該積層順は、発光素子の構成などに応じて決定することができる。
[0096]
図4(B)に示すように、絶縁層103の代わりに、平坦化機能を有する絶縁層104を用いてもよい。絶縁層104は、上述の有機絶縁材料を用いて形成することが好ましい。
[0097]
画素電極111の端部を覆う絶縁層として、無機絶縁膜を用いると、有機絶縁膜を用いる場合に比べて、発光素子に不純物が入りにくく、発光素子の信頼性を高めることができる。画素電極111の端部を覆う絶縁層として、有機絶縁膜を用いると、無機絶縁膜を用いる場合に比べて、段差被覆性が高く、画素電極111の形状の影響を受けにくい。そのため、発光素子のショートを防止できる。
[0098]
表示パネルは、塗り分け方式であっても、カラーフィルタ方式であってもよい。カラーフィルタ方式の場合、白色発光の発光素子と組み合わせることが好適である。図1(D)等では、発光素子ごとにEL層112を設ける例を示したが、図4(B)に示すように、EL層112を複数の発光素子に渡って設ける例を示す。各発光素子の発光は、着色層を介して取り出すことができる。図4(B)では、発光素子110aの発光が、第1の色の着色層131Aを介して取り出され、発光素子110bの発光が、第2の色の着色層131Bを介して取り出される例を示す。なお、発光素子ごとにEL層112を設ける場合にもカラーフィルタを用いることができる。
[0099]
着色層は特定の波長域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、又は黄色の波長域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料又は染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
[0100]
また、図4(C)に示すように、発光素子110bの発光領域全体に、共通電極113aが設けられていてもよい。このとき、発光素子110bの発光領域全体が、基板101側に光を射出する構成である(ボトムエミッション構造ともいえる)。
[0101]
[表示パネルの具体例2]
図5(A)、(B)に表示パネルの上面図を示す。図5(A)における一点鎖線C1−C2間の断面図を図5(C)に示す。図5(A)における一点鎖線C3−C4間の断面図を図6に示す。
[0102]
図5(A)、(B)に示す表示パネルは、表示領域71、可視光を透過する領域72、及び駆動回路78を有する。表示パネルにはFPC74が接続されている。図5(A)、(B)では、可視光を透過する領域72が、表示領域71に隣接し、表示領域71の2辺に沿って配置されている例を示す。さらに、図5(A)、(B)では、駆動回路78が、表示領域71の残りの2辺に沿って配置されている例を示す。
[0103]
図5(A)に示す表示パネルの角部は、角ばっており、図5(B)に示す表示パネルの角部は、丸くなっている。フィルム基板を用いた表示パネルは、様々な上面形状で作製することができる。例えば、表示パネルの角部が曲率を有する形状の方が、表示パネルの分断の際にクラックが生じにくく作製しやすいことがある。
[0104]
図5(C)及び図6に示すように、表示パネル370Aは、基板361、接着層363、絶縁層365、367、トランジスタ301、303、導電層307、355、358、絶縁層314、発光素子110a、発光素子110b、絶縁層104、保護層105、接着層317、及び基板371等を有する。
[0105]
表示パネル370Aは、塗り分け方式が適用されたボトムエミッション構造の表示パネルである。
[0106]
発光素子110aは、画素電極111、EL層112、及び共通電極113aを有する。発光素子110bは、画素電極111、EL層112、及び共通電極113bを有する。画素電極111は、トランジスタ303のソースまたはドレインと電気的に接続されている。これらは、直接接続されるか、他の導電層を介して接続される。EL層112は、発光素子ごとに設けられている。共通電極113a及び共通電極113bは、それぞれ、EL層112の端部を覆い、EL層112の端部の外側で絶縁層104と接している。共通電極113bは、共通電極113aと接する部分を有する。
[0107]
画素電極111は、可視光を透過する機能を有する。共通電極113aは、可視光を反射する機能を有する。発光素子110aは、基板101側に光を射出する。
[0108]
共通電極113bは、可視光を透過する機能を有する。発光素子110bの一部(部分110b2)には、共通電極113aが設けられている。発光素子110bの当該部分110b2は、基板101側に光を射出する。発光素子110bの他の部分110b1は、基板101側と保護層105側の双方に光を射出する。
[0109]
表示パネル370Aの接続部306近傍では、絶縁層314に絶縁層313に達する開口308が設けられており、当該開口308において、絶縁層313と保護層105とが接している。このように、有機絶縁膜が表示パネルの端部にまで存在する場合であっても、当該有機絶縁膜が開口を有し、当該開口で無機膜(または無機絶縁膜)同士が接することで、表示パネルの外部から水分等の不純物が入り込みにくくなり、トランジスタ及び発光素子の劣化を抑制することができる。また、表示パネル370Aの表示領域71において、可視光を透過する領域72近傍では、保護層105が、絶縁層314の端部及び絶縁層104の端部を覆っている。さらに、保護層105は、絶縁層314の端部及び絶縁層104の端部の外側で、絶縁層313と接している。このことからも、表示パネルの外部から水分等の不純物が入り込みにくくなり、トランジスタ及び発光素子の劣化を抑制することができる。
[0110]
図6に示すように、共通電極113aを用いた発光素子110aと可視光を透過する領域72との間には、共通電極113bを用いた発光素子110bが設けられている。そのため、メタルマスクのたわみに起因して、共通電極113aが所望の領域よりも広い範囲に形成されても、共通電極113aが、可視光を透過する領域72にまで延在することを抑制することができる。そのため、共通電極113aは、透光性が限定されず、抵抗率の低い金属または合金などを用いることができる。これにより、共通電極113aの抵抗に起因する電圧降下を抑制し、表示品位を高めることができる。
[0111]
また、メタルマスクのたわみに起因して、共通電極113bが可視光を透過する領域72まで延在しても、共通電極113bは可視光を透過する機能を有するため、可視光を透過する領域72の透光性の低下を抑制できる。具体的には、可視光を透過する領域72において、図6に示す領域387と、他の領域で、透光性の高さの差を小さくできる。これにより、可視光を透過する領域72と、他の表示パネルの表示領域とを重ねた際に、光取り出し効率に差が生じにくく、表示ムラを抑制できる。また、領域387においても、他の表示パネルの表示領域と重ねた際に、発光素子の発光を十分に取り出すことができ、2つの表示パネルのつなぎ目を視認しにくくできる。そのため、表示装置の表示品位を高めることができる。
[0112]
メタルマスクのたわみが少ない場合など、共通電極が所望の領域に形成できることもある。例えば、図7(A)に示す表示パネル370Bのように、共通電極113bが可視光を透過する領域72まで延在せず、共通電極113bの端部が表示領域71に含まれる構成も、本発明の一態様である。図7(A)では、共通電極113bの端部が、絶縁層104上に位置する例を示す。
[0113]
また、図7(B)に示す表示パネル370Cのように、共通電極113aが、発光素子110bの発光領域と重ならない構成も、本発明の一態様である。このとき、発光素子110bの発光領域全体が、基板101側と保護層105側の双方に光を射出する構成である。図7(B)では、共通電極113aの端部及び共通電極113bの端部が、それぞれ、絶縁層104上に位置する例を示す。
[0114]
発光素子110a及び発光素子110bは、さらに、光学調整層114を有する。発光素子にマイクロキャビティ構造を適用することで、表示パネルから色純度の高い光を取り出すことができる。
[0115]
絶縁層104は、画素電極111の端部及び光学調整層114の端部を覆っている。隣り合う2つの画素電極111は、絶縁層104によって電気的に絶縁されている。
[0116]
図7(A)、(B)に示す表示パネル370B、370Cの表示領域71において、可視光を透過する領域72近傍では、保護層105は、共通電極113aの端部及び共通電極113bの端部を覆い、共通電極113aの端部及び共通電極113bの端部の外側で絶縁層104と接している。さらに、保護層105は、絶縁層314の端部及び絶縁層104の端部を覆い、絶縁層314の端部及び絶縁層104の端部の外側で、絶縁層313と接している。これにより、共通電極113a及び共通電極113bに不純物が入り込むことを抑制できる。
[0117]
本実施の形態の表示パネルは、各種絶縁層及び保護層105において、有機膜の端部よりも無機膜(または無機絶縁膜)の端部が外側に位置するように設けられ、表示パネルの端部及びその近傍において、無機膜(または無機絶縁膜)同士が接して積層されることが好ましい。
[0118]
基板361と基板371とは、接着層317によって貼り合わされている。また、基板361と絶縁層365とは、接着層363によって貼り合わされている。
[0119]
表示パネル370Aは、作製基板上で形成されたトランジスタ、発光素子110a、発光素子110b等を、基板361上に転置することで形成される構成である。
[0120]
基板361及び基板371には、ガラス、石英、樹脂、金属、合金、半導体などの材料を用いることができる。発光素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。基板361及び基板371として、可撓性を有する基板を用いることが好ましい。
[0121]
接着層には、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、嫌気型接着剤など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。
[0122]
駆動回路78はトランジスタ301を有する。表示領域71は、トランジスタ303を有する。
[0123]
各トランジスタは、ゲート、ゲート絶縁層311、半導体層、バックゲート、ソース、及びドレインを有する。ゲート(下側のゲート)と半導体層は、ゲート絶縁層311を介して重なる。バックゲート(上側のゲート)と半導体層は、絶縁層312及び絶縁層313を介して重なる。2つのゲートは電気的に接続されていることが好ましい。
[0124]
駆動回路78と表示領域71とで、トランジスタの構造が異なっていてもよい。駆動回路78及び表示領域71は、それぞれ、複数の種類のトランジスタを有していてもよい。
[0125]
絶縁層365、絶縁層367、絶縁層312、絶縁層313、及び絶縁層314のうち、少なくとも一層には、水または水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。外部から不純物がトランジスタに拡散することを効果的に抑制することが可能となり、表示パネルの信頼性を高めることができる。絶縁層314は、平坦化層としての機能を有する。
[0126]
表示領域71は、導電層358を有する。導電層358は、画素内の配線の一例である。接続部306は、導電層307を有する。導電層307は、駆動回路78に外部からの信号や電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてFPC74を設ける例を示している。接続体319を介してFPC74と導電層307は電気的に接続する。導電層307及び導電層358は、トランジスタのソース及びドレインと同一の材料、及び同一の工程で形成することができる。
[0127]
接続体319としては、様々な異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)及び異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いることができる。
[0128]
図8に、表示パネル370Aを2枚重ねて配置する例を示す。
[0129]
図8には、下側の表示パネルの表示領域71a及び可視光を透過する領域72a、並びに、上側の表示パネルの表示領域71b及び駆動回路78bを示す。
[0130]
図8において、表示面側(下側)に位置する表示パネルは、可視光を透過する領域72aを表示領域71aと隣接して有する。上側の表示パネルの表示領域71bは、下側の表示パネルの可視光を透過する領域72aと重なっている。したがって、重ねた2つの表示パネルの表示領域の間の非表示領域を縮小すること、さらには無くすことができる。これにより、使用者から表示パネルのつなぎ目が認識されにくい、大型の表示装置を実現することができる。
[0131]
さらに、表示領域71bは、下側の表示パネルが有する発光素子110bの発光領域とも重なっている。発光素子110bの発光は、保護層105側に射出されることがあるため、下側の表示パネルでは、発光素子110aを用いた表示と発光素子110bを用いた表示とで、輝度にばらつきが生じてしまうことがある。そのため、表示領域71aが有する発光素子110bに、表示領域71bが有する発光素子110aを重ね、当該発光素子110aを用いて表示することが好ましい。図8に示すように、表示領域71aが有する発光素子110bと表示領域71bが有する発光素子110aとの双方を用いて表示してもよいし、発光素子110bを非発光状態としてもよい。なお、発光素子110bの発光を、表示領域71bが有する共通電極113aが反射することで、表示パネルの外に取り出せる場合がある。
[0132]
ここで、各表示パネルには、2つの表示パネルのつなぎ目における映像の不連続性が緩和されるように補正された映像信号が入力されることが好ましい。これにより、つなぎ目が目立ちにくく、自然で一体感のある映像を表示することができる。
[0133]
特に、人工知能(AI:Artificial Intelligence)を利用して映像信号を補正することが好ましい。
[0134]
なお、人工知能とは、人間の知能を模した計算機である。例えば、人工ニューラルネットワーク(ANN:Artificial Neural Network)を利用して映像信号を補正することができる。人工ニューラルネットワークとは、ニューロンとシナプスで構成される神経網を模した回路であり、人工ニューラルネットワークは人工知能の一種である。
[0135]
本実施の形態の表示パネルは、後述する表示システム(図15)の表示部に用いることができる。当該表示システムは、信号生成部及び表示部を有する。信号生成部は、画像データを補正することができる。本実施の形態の表示パネルは、当該補正された画像データを用いて映像を表示することで、つなぎ目が目立ちにくく、自然で一体感のある映像を表示することができる。
[0136]
また、図8に示すように、2つの表示パネルは、透光層318を介して重ねられている。具体的には、可視光を透過する領域72aと表示領域71bの間に、空気よりも屈折率が高く、可視光を透過する透光層318が設けられている。これにより、可視光を透過する領域72aと表示領域71bの間に空気が入ることを抑制でき、屈折率の差による界面での反射を低減することができる。そして、表示装置における表示ムラまたは輝度ムラの抑制が可能となる。
[0137]
透光層318は、下側の表示パネルの基板371の表面の一部または全部と重ねることができる。また、透光層318は、上側の表示パネルの基板361の表面の一部または全部と重ねることができる。例えば、透光層318は、可視光を透過する領域72aと表示領域71bのみと重なっていてもよい。また、透光層318は、駆動回路78bと重なっていてもよい。
[0138]
次に、図9及び図10を用いて、表示パネル370A、370B、370Cとは異なる、本発明の一態様の表示パネルの具体例について説明する。
[0139]
図9(A)及び図10(A)に、表示パネル370Dの断面図を示す。図9(B)及び図10(B)に、表示パネル370Eの断面図を示す。図9(A)、(B)は、図5(A)に示す一点鎖線C1−C2間の断面図に相当する。図10(A)、(B)は、図5(A)に示す一点鎖線C3−C4間の断面図に相当する。
[0140]
表示パネル370D、370Eは、トランジスタを覆う絶縁層315と絶縁層314との間に、着色層が設けられており、EL層112が複数の画素に渡って設けられている点で、表示パネル370Aと異なる。表示パネル370Aと共通の点については説明を省略する。
[0141]
表示パネル370Aでは、塗り分け方式を適用する例を示したが、表示パネル370D、370Eのように、カラーフィルタ方式を適用することもできる。
[0142]
可視光を透過する領域72に含まれる各層は、可視光を透過する。図6に示す表示パネル370Aでは、可視光を透過する領域72が、基板361、接着層363、絶縁層365、絶縁層367、ゲート絶縁層311、絶縁層312、絶縁層313、保護層105、接着層317、及び基板371を有する例を示す。この積層構造において、各界面の屈折率の差が小さくなるよう各層の材料を選択することが好ましい。互いに接する2つの層の屈折率を小さくすることで、使用者が、2つの表示パネルのつなぎ目を視認しにくくなる。
[0143]
また、図10(A)に示す表示パネル370Dや、図10(B)に示す表示パネル370Eのように、可視光を透過する領域72は、表示領域71の可視光を透過する領域72近傍の部分に比べて、絶縁層の数が少ないことが好ましい。
[0144]
表示パネル370Dは、表示パネル370Aと異なり、可視光を透過する領域72が、ゲート絶縁層311、絶縁層312、及び絶縁層313を有さない構成である。
[0145]
表示パネル370Eは、表示パネル370Aと異なり、可視光を透過する領域72が、絶縁層367、ゲート絶縁層311、絶縁層312、絶縁層313、及び保護層105を有さない構成である。
[0146]
可視光を透過する領域72が有する絶縁層の数を少なくすることで、屈折率の差の大きい界面を減らすことができる。これにより、可視光を透過する領域72における外光の反射を抑制することができる。そして、可視光を透過する領域72の可視光の透過率を高めることができる。これにより、下側に配置される表示パネルの表示における、可視光を透過する領域72を介して視認される部分と、該領域を介さずに視認される部分との輝度(明るさ)の差を、小さくすることができる。したがって、表示装置の表示ムラもしくは輝度ムラを抑制することができる。
[0147]
また、表示パネル370Eは、表示領域71が有するトランジスタ303の一部が可視光を透過する構成である。具体的には、トランジスタ303が有するソースまたはドレインの一方(導電層203t)と、2つのゲート電極と、半導体層と、は、可視光を透過する。
[0148]
このように、表示領域71に含まれるトランジスタの少なくとも一部を、可視光を透過する構成とすることで、トランジスタの少なくとも一部を、発光素子の発光領域と重ねて配置することができ、表示領域71の開口率を高めることができる。また、表示領域71に含まれる、容量素子等についても可視光を透過する構成とし、発光素子の発光領域と重ねて配置することで、表示領域71の開口率をさらに高めることができる。
[0149]
なお、トランジスタ303が有するソースまたはドレインの他方(導電層203s)と画素電極111とのコンタクト部には、着色層が設けられていない。したがって、導電層203sが可視光を透過すると、発光素子110aの発光が着色層を通ることなく表示パネルの外部に漏れてしまうことがある。そのため、導電層203sには、金属膜または合金膜など可視光を遮る導電膜を用いることが好ましい。
[0150]
また、表示領域71において、走査線及び信号線には、それぞれ、金属膜または合金膜など可視光を遮る導電膜を用いることが好ましい。走査線及び信号線に金属膜または合金膜などを用いることで、走査線及び信号線の抵抗値を下げることができる。駆動回路78のトランジスタ及び配線等についても、金属膜または合金膜などを用いる。走査線及び信号線は、それぞれ、駆動回路78のトランジスタ301及び配線等と同一の工程で形成されることが好ましい。例えば、導電層358は、走査線または信号線として機能することができる。例えば、導電層358、並びに、駆動回路78が有する導電層201a及び導電層203sには、それぞれ、金属膜または合金膜などを用いることが好ましい。
[0151]
ゲートの形成には、多階調マスク(ハーフトーンマスク、グレートーンマスク等)を用いることが好ましい。多階調マスクを用いると、マスクの数を増やすことなく、表示領域71に可視光を透過するゲートを形成し、駆動回路78に抵抗の低いゲート及びゲート配線を形成できる。同様に、導電層203s及び導電層203tの形成には、多階調マスク(ハーフトーンマスク、グレートーンマスク等)を用いることが好ましい。なお、導電層203sは、導電層203t(可視光を透過する導電膜)と、金属膜または合金膜などと、の積層構造であってもよい。
[0152]
可視光に対する透過性を有する半導体膜の材料としては、金属酸化物、または酸化物半導体(Oxide Semiconductor)等が挙げられる。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。特にインジウム及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。
[0153]
可視光に対する透過性を有する導電膜の材料は、インジウム、亜鉛、錫の中から選ばれた一種、または複数種を含むことが好ましい。具体的には、In酸化物、In−Sn酸化物(ITO:Indium Tin Oxideともいう)、In−Zn酸化物、In−W酸化物、In−W−Zn酸化物、In−Ti酸化物、In−Sn−Ti酸化物、In−Sn−Si酸化物、Zn酸化物、Ga−Zn酸化物などが挙げられる。
[0154]
また、トランジスタが有する導電膜の材料に、不純物元素を含有させる等して低抵抗化させた酸化物半導体を用いてもよい。当該低抵抗化させた酸化物半導体は、酸化物導電体(OC:Oxide Conductor)ということができる。
[0155]
例えば、酸化物導電体は、酸化物半導体に酸素欠損を形成し、当該酸素欠損に水素を添加することで、伝導帯近傍にドナー準位が形成される。酸化物半導体にドナー準位が形成されることで、酸化物半導体は、導電性が高くなり導電体化する。
[0156]
なお、酸化物半導体は、エネルギーギャップが大きい(例えば、エネルギーギャップが2.5eV以上である)ため、可視光に対して透光性を有する。また、上述したように酸化物導電体は、伝導帯近傍にドナー準位を有する酸化物半導体である。したがって、酸化物導電体は、ドナー準位による吸収の影響は小さく、可視光に対して酸化物半導体と同程度の透光性を有する。
[0157]
また、酸化物導電体は、トランジスタが有する半導体膜に含まれる金属元素を一種類以上有することが好ましい。同一の金属元素を有する酸化物半導体を、トランジスタを構成する層のうち2層以上に用いることで、製造装置(例えば、成膜装置、加工装置等)を2以上の工程で共通で用いることが可能となるため、製造コストを抑制することができる。
[0158]
[表示パネルの具体例3]
図11(A)に、表示パネルDP2の上面図を示す。
[0159]
図11(A)に示す表示パネルDP2は、表示領域71、可視光を透過する領域72、及び可視光を遮る領域73を有する。可視光を透過する領域72及び可視光を遮る領域73は、それぞれ、表示領域71と隣接して設けられる。図11(A)では、表示パネルDP2にFPC74が設けられている例を示す。
[0160]
表示パネルDP2の表示領域71には、隔壁118が設けられている。隔壁118は、可視光を透過する領域72に沿って設けられている。図11(A)では、可視光を透過する領域72が、表示領域71の連続する2辺に沿って設けられているため、隔壁118も、当該2辺に沿って設けられている。
[0161]
表示パネルDP2は、ボトムエミッション構造である。図11(A)には、表示パネルDP2の、表示面とは反対側の面を示す。
[0162]
図11(B)に、表示パネルDP2における、表示領域71と可視光を透過する領域72との境界を含む部分の拡大図を示す。図11(C)、(D)は、図11(B)に示す一点鎖線B1−B2間の断面図である。
[0163]
図11(C)、(D)に示す表示パネルは、基板101、発光素子110、隔壁118、絶縁層103、及び保護層105を有する。
[0164]
発光素子110は、画素電極111、EL層112、及び共通電極113aを有する。画素電極111は、基板101上に設けられ、EL層112は、画素電極111上に設けられ、共通電極113aは、EL層112上に設けられている。画素電極111は、可視光を透過する機能を有する。共通電極113aは、可視光を反射する機能を有する。発光素子110は、基板101側に光を射出する。
[0165]
隔壁118は、絶縁層103上に設けられる。隔壁118の上面の高さT2は、発光素子110の発光領域における共通電極113aの上面の高さT1よりも高い。隔壁118の幅W2は、2つの発光素子110の間の幅W1よりも狭い。幅W1よりも幅W2が広いと、2つの表示パネルを重ねた際に、画素ピッチがずれてしまい、表示品位が低下することがある。隔壁118は、2つの表示パネルのつなぎ目において、画素ピッチがずれないように設けることが好ましい。
[0166]
共通電極113aを形成する際に、メタルマスクを隔壁118と接触させることで、共通電極113aが、可視光を透過する領域72にはみ出すことを防止することができる。したがって、共通電極113aの端部が、隔壁118の内側に位置するように、共通電極113aを形成することができる(図11(B)~(D)参照)。共通電極113aが、可視光を透過する領域72に延在せず、所望の領域に形成できるため、表示装置の表示品位を高めることができる。なお、蒸着時のパターンボケなどにより、図11(D)に示すように、共通電極113aが、隔壁118に接する場合もある。
[0167]
保護層105は、共通電極113aの端部を覆い、共通電極113aの端部よりも外側で、絶縁層103と接することが好ましい。図11(C)では、保護層105が可視光を透過する領域72に延在している例を示し、図11(D)では、保護層105が可視光を透過する領域72に設けられていない例を示す。
[0168]
[表示パネルの具体例4]
図12(A)に、表示パネル370Fの断面図を示す。図12(B)に、表示パネル370Gの断面図を示す。図12(A)、(B)は、図5(A)に示す一点鎖線C3−C4間の断面図に相当する。表示パネル370Aと同様の構成については、説明を省略する。
[0169]
図12(A)、(B)に示すように、表示パネル370F、370Gは、それぞれ、基板361、接着層363、絶縁層365、367、導電層358、絶縁層314、発光素子110、絶縁層104、保護層105、隔壁118、接着層317、及び基板371等を有する。
[0170]
発光素子110は、画素電極111、EL層112、及び共通電極113aを有する。画素電極111は、絶縁層314上に設けられ、EL層112は、画素電極111上に設けられ、共通電極113aは、EL層112上に設けられている。画素電極111は、可視光を透過する機能を有する。共通電極113aは、可視光を反射する機能を有する。発光素子110は、基板361側に光を射出する。
[0171]
隔壁118は、絶縁層104上に設けられる。隔壁118の上面の高さは、発光素子110の発光領域における共通電極113aの上面の高さよりも高い。
[0172]
共通電極113aを形成する際に、メタルマスクを隔壁118と接触させることで、共通電極113aが、可視光を透過する領域72にはみ出すことを防止することができる。したがって、共通電極113aの端部が、隔壁118の内側に位置するように、共通電極113aを形成することができる(図12(A)(B)参照)。共通電極113aが、可視光を透過する領域72に延在せず、所望の領域に形成できるため、表示装置の表示品位を高めることができる。
[0173]
保護層105は、共通電極113aの端部を覆い、共通電極113aの端部よりも外側で、絶縁層104と接することが好ましい。図12(A)では、保護層105が可視光を透過する領域72に延在している例を示し、図12(B)では、保護層105が可視光を透過する領域72に設けられず、絶縁層104上に保護層105の端部が位置する例を示す。
[0174]
図13に、表示パネル370Fを2枚重ねて配置する例を示す。
[0175]
図13には、下側の表示パネルの表示領域71a及び可視光を透過する領域72a、並びに、上側の表示パネルの表示領域71b及び駆動回路78bを示す。
[0176]
図13において、表示面側(下側)に位置する表示パネルは、可視光を透過する領域72aを表示領域71aと隣接して有する。上側の表示パネルの表示領域71bは、下側の表示パネルの可視光を透過する領域72aと重なっている。したがって、重ねた2つの表示パネルの表示領域の間の非表示領域を縮小すること、さらには無くすことができる。これにより、使用者から表示パネルのつなぎ目が認識されにくい、大型の表示装置を実現することができる。
[0177]
[表示装置の具体例]
次に、複数の表示パネルを有する表示装置について、図14を用いて説明する。
[0178]
図14(A)、(B)は、表示パネルを2×2のマトリクス状に(縦方向及び横方向にそれぞれ2つずつ)配置した例である。
[0179]
図14(A)では、1つの表示パネルに接続されたFPC74が、当該表示パネルの外側に延在するように設けられている例を示す。
[0180]
図14(B)では、1つの表示パネルに接続されたFPC74が、当該表示パネルの表示領域71と重なるように設けられている例を示す。本実施の形態の表示パネルは、表示面とは反対側の面に、FPCを接続することができる。これにより、表示装置の小型化、電子機器の小型化を図ることができる。例えば、FPCを折り曲げるためのスペースを省くことができる場合がある。
[0181]
4つの表示パネルは、互いに重なる領域を有するように配置されている。具体的には、1つの表示パネルが有する可視光を透過する領域72が、他の表示パネルが有する表示領域71の上(表示面側)に重畳する領域を有するように、各表示パネルが配置されている。また、1つの表示パネルが有する可視光を遮る領域(図14(A)、(B)では、引き回し配線257、駆動回路78など)が、他の表示パネルの表示領域の上に重畳しないように、各表示パネルが配置されている。
[0182]
したがって、4つの表示領域71がほぼつなぎ目なく配置された領域を表示装置の表示領域として用いることができる。
[0183]
なお、隣接する2つの表示パネル間の段差を軽減するため、表示パネルの厚さは薄いことが好ましい。例えば、表示パネルの厚さは、1mm以下が好ましく、300μm以下がより好ましく、100μm以下がさらに好ましい。
[0184]
表示パネルは、走査線駆動回路及び信号線駆動回路の双方を内蔵することが好ましい。表示パネルとは別に駆動回路を配置する場合、駆動回路を備えるプリント基板、多くの配線及び端子などが、表示パネルの裏側(表示面側とは反対側)に配置される。そのため、表示装置全体の部品点数が膨大となり、表示装置の重量が増加することがある。表示パネルが、走査線駆動回路及び信号線駆動回路の双方を有することで、表示装置の部品点数を削減し、表示装置の軽量化を図ることができる。これにより、表示装置の可搬性を高めることができる。
[0185]
ここで、走査線駆動回路及び信号線駆動回路は、表示する画像のフレーム周波数に応じて、高い駆動周波数で動作することが求められる。特に信号線駆動回路は、走査線駆動回路と比較してさらに高い駆動周波数で動作することが求められる。そのため、信号線駆動回路に適用されるトランジスタのいくつかは、大きな電流を流す能力が求められる場合がある。一方、表示領域に設けられるトランジスタのいくつかは、表示素子を駆動するために十分な耐圧性能が求められる場合がある。
[0186]
そこで、駆動回路が有するトランジスタと、表示領域が有するトランジスタと、の構造を作り分けることが好ましい。例えば、表示領域に設けられるトランジスタの一つまたは複数に、高耐圧のトランジスタを適用し、駆動回路に設けられるトランジスタの一つまたは複数に、駆動周波数の高いトランジスタを適用する。
[0187]
より具体的な構成としては、信号線駆動回路に適用する一つまたは複数のトランジスタに、表示領域に適用するトランジスタよりもゲート絶縁層の薄いトランジスタを適用する。このように、2種類のトランジスタを作り分けることで、信号線駆動回路を、表示領域が設けられる基板上に作りこむことができる。
[0188]
また、信号線駆動回路に適用する一つまたは複数のトランジスタに、表示領域に適用するトランジスタよりもチャネル長の短いトランジスタを適用することが好ましい。例えば、信号線駆動回路を構成するトランジスタのチャネル長が、1.5μm未満、好ましくは1.2μm以下、より好ましくは1.0μm以下、さらに好ましくは0.9μm以下、さらに好ましくは0.8μm以下、さらに好ましくは0.6μm以下であって、0.1μm以上であることが好ましい。
[0189]
一方、表示領域に設けられる各トランジスタは、信号線駆動回路を構成するトランジスタのうち、最もチャネル長が短いものよりも、チャネル長が長いことが好ましい。例えば、表示領域に設けられるトランジスタのチャネル長は1μm以上、好ましくは1.2μm以上、より好ましくは1.4μm以上であって、20μm以下、好ましくは15μm以下、より好ましくは10μm以下であることが好ましい。
[0190]
また、走査線駆動回路、信号線駆動回路、及び表示領域に適用する各トランジスタは、チャネルが形成される半導体に、金属酸化物を適用することが好ましい。これにより、例えばアモルファスシリコンを適用した表示パネルで実現が困難な信号線駆動回路を表示パネルに実装することができる。また、多結晶シリコンなどを適用した場合に比べて、特性のばらつきが小さく、大面積化が容易であるため、低コストで歩留り良く表示パネルを作製することができる。
[0191]
例えば、後述するトランジスタ210aを表示領域のトランジスタとして用い、トランジスタ210bを駆動回路のトランジスタとして用いることが好ましい(図17(A1)、(A2)参照)。
[0192]
なお、本明細書等において、トランジスタのチャネル長方向とは、ソースとドレイン間を最短距離で結ぶ直線に平行な方向のうちの1つをいう。すなわち、チャネル長方向は、トランジスタがオン状態のときに半導体層を流れる電流の方向に相当する。また、チャネル幅方向とは、当該チャネル長方向に直交する方向をいう。なお、トランジスタの構造や形状によっては、チャネル長方向及びチャネル幅方向は1つに定まらない場合がある。
[0193]
また、本明細書等において、トランジスタのチャネル長とは、例えばトランジスタの上面図または断面図において、半導体層とゲート電極とが重畳する領域の、チャネル長方向における長さをいう。また、トランジスタのチャネル幅とは、当該領域の、チャネル幅方向の長さをいう。
[0194]
なお、トランジスタの構造や形状によっては、チャネル長及びチャネル幅は、1つの値に定まらない場合がある。そのため、本明細書等では、チャネル長及びチャネル幅は、その最大値、最小値、若しくは平均値、または、最大値と最小値の間の任意の値とすることができる。代表的には、チャネル長及びチャネル幅は、その最小値とする。
[0195]
また、トランジスタの構造によっては、半導体層を挟む一対のゲート電極(第1のゲート電極、第2のゲート電極)を有する場合がある。このとき、トランジスタのチャネル長及びチャネル幅は、それぞれのゲート電極に対応して2つ定義できる。そのため、本明細書等で単にチャネル長と記載した場合、2つのチャネル長のうち長い方若しくは短い方のいずれか一方、その両方、またはその平均値を指すこととする。同様に、本明細書等で単にチャネル幅と記載した場合、2つのチャネル幅のうち長い方若しくは短い方のいずれか一方、その両方、またはその平均値を指すこととする。
[0196]
[表示システムの構成例]
図15に、表示システム10のブロック図を示す。
[0197]
表示システム10は、外部から受信したデータを用いて、画像データを生成する機能と、当該画像データに基づいて、映像を表示する機能と、を有する。
[0198]
表示システム10は、表示部20及び信号生成部30を有する。表示部20は、複数の表示パネルDPを有する。表示パネルDPには、本実施の形態で上述した表示パネルの構成を適用することができる。信号生成部30は、外部から受信したデータを用いて、画像データを生成する機能を有する。表示パネルDPは、当該画像データに基づいて、映像を表示する機能を有する。
[0199]
図15では、表示部20が、x行y列(x、yはそれぞれ1以上の整数)のマトリクス状に配置された複数の表示パネルDPを有する例を示す。表示パネルDPの表示はそれぞれ独立に制御することができる。
[0200]
信号生成部30は、フロントエンド部31、デコーダ32、第1の処理部33、受信部34、インターフェース35、制御部36、第2の処理部40、及び分割部45を有する。
[0201]
フロントエンド部31は、外部から入力される信号を受信し、適宜信号処理を行う機能を有する。フロントエンド部31には、例えば、所定の方式で符号化され、変調された放送信号などが入力される。フロントエンド部31は、受信した映像信号の復調、アナログ−デジタル変換などを行う機能を有することができる。また、フロントエンド部31はエラー訂正を行う機能を有していてもよい。フロントエンド部31によって受信され、信号処理が施されたデータは、デコーダ32に出力される。
[0202]
デコーダ32は、符号化された信号を復号する機能を有する。フロントエンド部31に入力された放送信号に含まれる画像データが圧縮されている場合、デコーダ32によって伸長が行われる。例えば、デコーダ32は、エントロピー復号、逆量子化、逆離散コサイン変換(IDCT)や逆離散サイン変換(IDST)などの逆直交変換、フレーム内予測、フレーム間予測などを行う機能を有することができる。
[0203]
なお、8K放送における符号化規格には、H.265/MPEG−H High Efficiency Video Coding(以下、HEVCという)が採用されている。フロントエンド部31に入力される放送信号に含まれる画像データがHEVCに従って符号化されている場合には、デコーダ32によってHEVCに従った復号(デコード)が行われる。デコーダ32による復号処理により生成された画像データは、第1の処理部33に出力される。
[0204]
第1の処理部33は、デコーダ32から入力された画像データに対して画像処理を行い、第1の画像データSD1を生成し、第2の処理部40に出力する機能を有する。
[0205]
画像処理の例としては、ノイズ除去処理、階調変換処理、色調補正処理、輝度補正処理などが挙げられる。色調補正処理や輝度補正処理は、ガンマ補正などを用いて行うことができる。また、第1の処理部33は、解像度のアップコンバートに伴う画素間補間処理や、フレーム周波数のアップコンバートに伴うフレーム間補間処理などを実行する機能を有していてもよい。
[0206]
ノイズ除去処理としては、文字などの輪郭の周辺に生じるモスキートノイズ、高速の動画で生じるブロックノイズ、ちらつきを生じさせるランダムノイズ、解像度のアップコンバートにより生じるドットノイズなどのさまざまなノイズの除去が挙げられる。
[0207]
階調変換処理は、第1の画像データSD1が示す階調を表示部20の出力特性に対応した階調へ変換する処理である。例えば階調数を大きくする場合、小さい階調数で入力された画像データに対して、各画素に対応する階調値を補間して割り当てることで、ヒストグラムを平滑化する処理を行うことができる。また、ダイナミックレンジを広げる、ハイダイナミックレンジ(HDR)処理も、階調変換処理に含まれる。
[0208]
色調補正処理は、映像の色調を補正する処理である。また輝度補正処理は、映像の明るさ(輝度コントラスト)を補正する処理である。例えば、表示部20が設けられる空間の照明の種類や輝度、または色純度などに応じて、表示部20に表示される映像の輝度や色調が最適となるように補正される。
[0209]
画素間補間処理は、解像度をアップコンバートした際に、本来存在しないデータを補間する処理である。例えば、新たに補間する画素の色のデータ(例えば赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色に対応する階調値)として、当該画素の周囲の画素の色のデータを参照し、それらの中間色の色のデータとなるように、データを補間する。
[0210]
フレーム間補間処理は、表示する映像のフレーム周波数を増大させる場合に、本来存在しないフレーム(補間フレーム)の画像を生成する処理である。例えば、ある2枚の画像の差分から2枚の画像の間に挿入する補間フレームの画像を生成する。または2枚の画像の間に複数枚の補間フレームの画像を生成することもできる。例えば画像データのフレーム周波数が60Hzであったとき、複数枚の補間フレームを生成することで、表示部20に出力される映像信号のフレーム周波数を、2倍の120Hz、または4倍の240Hz、または8倍の480Hzなどに増大させることができる。
[0211]
なお、上記の画像処理は、第1の処理部33とは別途設けられた処理部によって行うこともできる。また、上記の画像処理の一つまたは複数を、第2の処理部40によって行ってもよい。
[0212]
受信部34は、外部から入力されるデータまたは制御信号を受信する機能を有する。受信部34へのデータまたは制御信号の入力には、演算処理装置50、リモートコントローラ、携帯情報端末(スマートフォンやタブレットなど)、表示部20に設けられた操作ボタン、タッチパネルなどを用いることができる。
[0213]
なお、演算処理装置50は、第2の処理部40で用いる重み係数などを、表示システム10に供給することができる。演算処理装置50としては、コンピュータ、サーバ、クラウドなど、演算処理能力に優れた計算機が挙げられる。演算処理装置50は、学習により得られた重み係数を、受信部34を介して第2の処理部40に供給することができる。
[0214]
インターフェース35は、受信部34が受信したデータまたは制御信号に適宜信号処理を施し、制御部36に出力する機能を有する。
[0215]
制御部36は、信号生成部30が有する各回路に制御信号を供給する機能を有する。例えば、制御部36は、デコーダ32、第1の処理部33、及び第2の処理部40に制御信号を供給する機能を有する。制御部36による制御は、受信部34が受信した制御信号などに基づいて行うことができる。
[0216]
第2の処理部40は、第1の処理部33から入力された第1の画像データSD1を補正し、第2の画像データSD2を生成する機能を有する。第2の処理部40によって生成された第2の画像データSD2は、表示部20が有する信号線駆動回路に出力される。
[0217]
例えば、第2の処理部40は、表示部20の表示ムラが視認されにくくなるように、第1の画像データSD1を補正する機能を有する。例えば、表示パネルDPが有するトランジスタの特性または容量素子のサイズのばらつき、信号線の寄生抵抗または寄生容量の影響、信号線駆動回路の駆動能力の面内ばらつき、表示素子の特性の面内ばらつきなどにより、表示ムラが生じる場合がある。この場合であっても、第2の処理部40によって第2の画像データSD2を生成することで、ムラが目立たない映像を表示させることができる。
[0218]
また、第2の処理部40は、2つの表示パネルDP間の境界における映像の不連続性を補償するように、第1の画像データSD1を補正する機能を有する。第2の処理部40によって第2の画像データSD2を生成することで、つなぎ目が目立たない映像を表示させることができる。
[0219]
分割部45は、第2の処理部40から入力された第2の画像データSD2を分割する機能を有する。第2の画像データSD2は、表示部20に設けられた表示パネルDPと同じ数に分割される。図15においては、第2の画像データSD2がx×y個(第2の画像データSD2[1,1]乃至SD2[x,y])に分割され、表示部20に出力される。第2の画像データSD2[p,q](pは1以上x以下の整数、qは1以上y以下の整数)は、それぞれ、表示パネルDP[p,q]に表示される画像に対応する画像データである。分割部45は、制御部36から制御信号を供給される。
[0220]
表示パネルDPには、信号生成部30から供給された映像信号が入力される。
[0221]
図16(A)に示すように、表示部20には、表示パネルDPが隣接する領域、すなわち表示パネルDPのつなぎ目の領域(図中の領域S)が存在する。複数の表示パネルDPを用いて映像を表示する際、領域Sにおける映像の連続性が確保されることが好ましい。
[0222]
しかしながら、画素が有するトランジスタの特性または容量素子のサイズ、信号線の寄生抵抗または寄生容量、信号線駆動回路の駆動能力などは、表示パネルDPごとにばらつきが生じ得る。そのため、映像信号が各表示パネルDPに供給された際、表示パネルDPごとに表示映像に誤差が生じ、これによりつなぎ目の領域において映像が不連続になり得る。また、1つの表示パネルDPの表示領域71が他の表示パネルDPの可視光を透過する領域72と重なる領域を有する場合、つなぎ目の領域においては表示領域71に表示された映像が可視光を透過する領域72を介して視認されるため、階調に誤差が生じ得る。よって、第1の処理部33によって生成された第1の画像データSD1をそのまま分割したデータ(第1の画像データSD1[1,1]乃至SD1[x,y])を各表示パネルDPに供給すると、図16(B−1)に示すように、領域Sにおいて不連続な映像が視認され得る。
[0223]
ここで、本発明の一態様の表示システムは、人工知能を利用して映像信号を補正する機能を有する第2の処理部40を有する。具体的には、第2の処理部40は、2つの表示パネルDPのつなぎ目における映像の不連続性が緩和されるように、映像信号を補正することができる。これにより、複数の表示パネルDPを用いて表示部20を構成する場合に、表示パネルDPのつなぎ目において映像の乱れを視認されにくくでき、映像の品質を向上させることができる。
[0224]
図15に示す第2の処理部40は、第1の処理部33から入力された映像信号を補正する機能を有する。具体的には、第2の処理部40は、2つの表示パネルDPの境界において連続的な映像が表示されるように、すなわち、つなぎ目における映像の不連続性を補償するように、第1の画像データSD1を補正する機能を有する。
[0225]
第1の画像データSD1の補正は、第2の処理部40によって行われる。第2の処理部40は、つなぎ目の領域において映像の不連続性を緩和するように、映像信号を適切に補正するための学習が施されている。そして、第2の処理部40に第1の画像データSD1が供給されると、第2の処理部40は推論を行い、第2の画像データSD2を出力する。そして、第2の処理部40によって生成された第2の画像データSD2を、分割部45で、x×y個に分割し、表示パネルDP[p,q]に、第2の画像データSD2[p,q]が供給されると、図16(B−2)に示すようにつなぎ目が目立たない映像が表示される。
[0226]
具体的には、つなぎ目の領域を他の領域に比べて明るくする処理をすることができる。これにより、つなぎ目が目立ちにくく、自然で一体感のある映像を複数の表示パネルDP上に表示することができる。また、表示ムラの補正を同時に行うこともできるため、表示部の表示品位をより高めることができる。
[0227]
[トランジスタの構成例]
次に、表示パネルまたは表示装置に用いることができるトランジスタについて、説明する。
[0228]
表示パネルまたは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。
[0229]
図17に、トランジスタの構成例を示す。各トランジスタは、絶縁層141と絶縁層208の間に設けられている。絶縁層141は、下地膜としての機能を有することが好ましい。絶縁層208は、平坦化膜としての機能を有することが好ましい。
[0230]
図17(A1)、(A2)に示すトランジスタ210a、210bは、それぞれ、半導体層に金属酸化物を有する、トップゲート構造のトランジスタである。金属酸化物は、酸化物半導体として機能することができる。
[0231]
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ため好ましい。
[0232]
トランジスタ210a、210bは、導電層201、絶縁層202、導電層203a、導電層203b、半導体層、導電層205、及び絶縁層207を有する。トランジスタ210aは、さらに絶縁層206aを有し、トランジスタ210bは、さらに絶縁層206bを有する。導電層201は、ゲートとして機能する。導電層205は、バックゲートとして機能する。絶縁層202、絶縁層206a、及び絶縁層206bは、ゲート絶縁層として機能する。半導体層は、チャネル形成領域204aと一対の低抵抗領域204bとを有する。チャネル形成領域204aは、絶縁層206aまたは絶縁層206bを介して、導電層205と重なる。チャネル形成領域204aは、絶縁層202を介して、導電層201と重なる。導電層203aは、絶縁層207に設けられた開口を介して、一対の低抵抗領域204bの一方と電気的に接続される。同様に、導電層203bは、一対の低抵抗領域204bの他方と電気的に接続される。絶縁層202、絶縁層206a、絶縁層206b、及び絶縁層207には各種無機絶縁膜を用いることができる。特に、絶縁層202、絶縁層206a、及び絶縁層206bに含まれる、チャネル形成領域204aと接する絶縁膜には、酸化物絶縁膜が好適であり、絶縁層207には、窒化物絶縁膜が好適である。
[0233]
トランジスタ210bは、ゲート絶縁層として機能する絶縁層206bの厚さが、トランジスタ210aにおいてゲート絶縁層として機能する絶縁層206aの厚さよりも薄い。また、トランジスタ210bのチャネル長Lbは、トランジスタ210aのチャネル長Laよりも短い。これらのことから、トランジスタ210bは、トランジスタ210aよりも駆動周波数を高くすることができ、トランジスタ210aは、トランジスタ210bよりも高耐圧とすることができる。そのため、表示パネルにおいて、表示領域のトランジスタとして、トランジスタ210aを用い、駆動回路のトランジスタとして、トランジスタ210bを用いることが好ましい。
[0234]
なお、トランジスタ210a、210bの一方のみを用いて表示パネルを作製してもよい。また、トランジスタ210a、210bの一方と、他のトランジスタと、を組み合わせて表示パネルを作製してもよい。
[0235]
トランジスタ210a、210bには、チャネルが形成される半導体層を2つのゲートで挟持する構成が適用されている。2つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動することが好ましい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示パネルまたは表示装置を大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することができる。または、2つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。
[0236]
半導体層として機能する金属酸化物膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方または双方を用いて成膜することができる。なお、金属酸化物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、金属酸化物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。
[0237]
金属酸化物は、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。金属酸化物については、実施の形態3で詳述する。
[0238]
金属酸化物は、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金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
[0239]
金属酸化物膜は、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、PLD法、PECVD法、熱CVD法、ALD法、真空蒸着法などを用いてもよい。
[0240]
図17(B)に示すトランジスタ220は、半導体層204に金属酸化物を有する、ボトムゲート構造のトランジスタである。
[0241]
トランジスタ220は、導電層201、絶縁層202、導電層203a、導電層203b、及び半導体層204を有する。導電層201は、ゲートとして機能する。絶縁層202は、ゲート絶縁層として機能する。半導体層204は、絶縁層202を介して、導電層201と重なる。導電層203a及び導電層203bは、それぞれ、半導体層204と電気的に接続される。トランジスタ220は、絶縁層211と絶縁層212によって覆われていることが好ましい。絶縁層211及び絶縁層212には各種無機絶縁膜を用いることができる。特に、絶縁層211には、酸化物絶縁膜が好適であり、絶縁層212には、窒化物絶縁膜が好適である。
[0242]
図17(C)に示すトランジスタ230は、半導体層に低温ポリシリコン(LTPS(Low Temperature Poly−Silicon))を有する、トップゲート構造のトランジスタである。
[0243]
トランジスタ230は、導電層201、絶縁層202、導電層203a、導電層203b、半導体層、及び絶縁層213を有する。導電層201は、ゲートとして機能する。絶縁層202は、ゲート絶縁層として機能する。半導体層は、チャネル形成領域214a及び一対の低抵抗領域214bを有する。半導体層はさらにLDD(Lightly Doped Drain)領域を有していてもよい。図17(C)では、チャネル形成領域214aと低抵抗領域214bの間にLDD領域214cを有する例を示す。チャネル形成領域214aは、絶縁層202を介して、導電層201と重なる。導電層203aは、絶縁層202及び絶縁層213に設けられた開口を介して、一対の低抵抗領域214bの一方と電気的に接続される。同様に、導電層203bは、一対の低抵抗領域214bの他方と電気的に接続される。絶縁層213には、各種無機絶縁膜を用いることができる。特に、絶縁層213には窒化物絶縁膜が好適である。
[0244]
図17(D)に示すトランジスタ240は、半導体層224に水素化アモルファスシリコンを有する、ボトムゲート構造のトランジスタである。
[0245]
トランジスタ240は、導電層201、絶縁層202、導電層203a、導電層203b、不純物半導体層225、及び半導体層224を有する。導電層201は、ゲートとして機能する。絶縁層202は、ゲート絶縁層として機能する。半導体層224は、絶縁層202を介して、導電層201と重なる。導電層203a及び導電層203bは、それぞれ、不純物半導体層225を介して、半導体層224と電気的に接続される。トランジスタ240は、絶縁層226に覆われていることが好ましい。絶縁層226には、各種無機絶縁膜を用いることができる。特に、絶縁層226には窒化物絶縁膜が好適である。
[0246]
以上のように、本実施の形態の表示パネルでは、共通電極を形成する際に、メタルマスクのたわみに起因して、可視光の透過性が低い導電膜が、可視光を透過する領域に形成されにくい構成である。そのため、本実施の形態の表示パネルを用いて、2つの表示パネルのつなぎ目が視認されにくく、表示品位の高い表示装置を提供することができる。
[0247]
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
[0248]
(実施の形態2)
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金属酸化物について説明する。以下では特に、金属酸化物とCAC(Cloud−Aligned Composite)−OSの詳細について説明する。
[0249]
CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、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、トランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子(またはホール)を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、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。
[0250]
また、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、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。
[0251]
また、CAC−OSまたはCAC−metal oxideにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、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。
[0252]
また、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記CAC−OSまたはCAC−metal oxideをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
[0253]
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。
[0254]
CAC−OSは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、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、金属酸化物において、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。
[0255]
なお、金属酸化物は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウム及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。
[0256]
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、InO X1(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、In X2Zn Y2Z2(X2、Y2、及びZ2は0よりも大きい実数)とする。)と、ガリウム酸化物(以下、GaO X3(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、Ga X4Zn Y4Z4(X4、Y4、及び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InO X1、またはIn X2Zn Y2Z2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。
[0257]
つまり、CAC−OSは、GaO X3が主成分である領域と、In X2Zn Y2Z2、またはInO X1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金属酸化物である。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。
[0258]
なお、IGZOは通称であり、In、Ga、Zn、及びOによる1つの化合物をいう場合がある。代表例として、InGaO (ZnO) m1(m1は自然数)、またはIn (1+x0)Ga (1−x0)(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。
[0259]
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはCAAC(c−axis aligned crystal)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。
[0260]
一方、CAC−OSは、金属酸化物の材料構成に関する。CAC−OSとは、In、Ga、Zn、及び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。
[0261]
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。
[0262]
なお、GaO X3が主成分である領域と、In X2Zn Y2Z2、またはInO X1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。
[0263]
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。
[0264]
CAC−OSは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、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。
[0265]
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、及びc軸方向の配向は見られないことが分かる。
[0266]
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、及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。
[0267]
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、GaO X3が主成分である領域と、In X2Zn Y2Z2、またはInO X1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。
[0268]
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、GaO X3などが主成分である領域と、In X2Zn Y2Z2、またはInO X1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。
[0269]
ここで、In X2Zn Y2Z2、またはInO X1が主成分である領域は、GaO X3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、In X2Zn Y2Z2、またはInO X1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、In X2Zn Y2Z2、またはInO X1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。
[0270]
一方、GaO X3などが主成分である領域は、In X2Zn Y2Z2、またはInO X1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、GaO X3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。
[0271]
従って、CAC−OSを半導体素子に用いた場合、GaO X3などに起因する絶縁性と、In X2Zn Y2Z2、またはInO X1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(I on)、及び高い電界効果移動度(μ)を実現することができる。
[0272]
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。
[0273]
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。
[0274]
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について図18を用いて説明する。
[0275]
本実施の形態の電子機器は、本発明の一態様の表示装置を有する。これにより、電子機器の表示部は、高品質な映像を表示することができる。
[0276]
本実施の形態の電子機器の表示部には、例えばフルハイビジョン、2K、4K、8K、16K、またはそれ以上の解像度を有する映像を表示させることができる。また、表示部の画面サイズは、対角20インチ以上、対角30インチ以上、対角50インチ以上、対角60インチ以上、または対角70インチ以上とすることができる。
[0277]
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ(Digital Signage:電子看板)、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。
[0278]
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナ及び二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
[0279]
本発明の一態様の電子機器は、センサ(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの)を有していてもよい。
[0280]
本発明の一態様の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
[0281]
図18(A)にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置7100は、筐体7101に表示部7000が組み込まれている。ここでは、スタンド7103により筐体7101を支持した構成を示している。
[0282]
表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
[0283]
図18(A)に示すテレビジョン装置7100の操作は、筐体7101が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機7111により行うことができる。または、表示部7000にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部7000に触れることでテレビジョン装置7100を操作してもよい。リモコン操作機7111は、当該リモコン操作機7111から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機7111が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部7000に表示される映像を操作することができる。
[0284]
なお、テレビジョン装置7100は、受信機及びモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
[0285]
図18(B)に、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。ノート型パーソナルコンピュータ7200は、筐体7211、キーボード7212、ポインティングデバイス7213、外部接続ポート7214等を有する。筐体7211に、表示部7000が組み込まれている。
[0286]
表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
[0287]
図18(C)、(D)に、デジタルサイネージの一例を示す。
[0288]
図18(C)に示すデジタルサイネージ7300は、筐体7301、表示部7000、及びスピーカ7303等を有する。さらに、LEDランプ、操作キー(電源スイッチ、または操作スイッチを含む)、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
[0289]
図18(D)は円柱状の柱7401に取り付けられたデジタルサイネージ7400である。デジタルサイネージ7400は、柱7401の曲面に沿って設けられた表示部7000を有する。
[0290]
図18(C)、(D)において、表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
[0291]
表示部7000が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部7000が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
[0292]
表示部7000にタッチパネルを適用することで、表示部7000に静止画または動画を表示するだけでなく、使用者が直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
[0293]
また、図18(C)、(D)に示すように、デジタルサイネージ7300またはデジタルサイネージ7400は、ユーザーが所持するスマートフォン等の情報端末機7311または情報端末機7411と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部7000に表示される広告の情報を、情報端末機7311または情報端末機7411の画面に表示させることができる。また、情報端末機7311または情報端末機7411を操作することで、表示部7000の表示を切り替えることができる。
[0294]
また、デジタルサイネージ7300またはデジタルサイネージ7400に、情報端末機7311または情報端末機7411の画面を操作手段(コントローラ)としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数のユーザーが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
[0295]
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。

符号の説明

[0296]
DP1:表示パネル、DP2:表示パネル、10:表示システム、20:表示部、30:信号生成部、31:フロントエンド部、32:デコーダ、33:第1の処理部、34:受信部、35:インターフェース、36:制御部、40:第2の処理部、45:分割部、50:演算処理装置、71:表示領域、71a:表示領域、71b:表示領域、72:可視光を透過する領域、72a:可視光を透過する領域、73:可視光を遮る領域、74:FPC、78:駆動回路、78b:駆動回路、101:基板、103:絶縁層、104:絶縁層、105:保護層、110:発光素子、110a:発光素子、110b:発光素子、110b1:部分、110b2:部分、111:画素電極、112:EL層、113a:共通電極、113b:共通電極、114:光学調整層、118:隔壁、123:領域、124:領域、131A:着色層、131B:着色層、141:絶縁層、201:導電層、201a:導電層、202:絶縁層、203a:導電層、203b:導電層、203s:導電層、203t:導電層、204:半導体層、204a:チャネル形成領域、204b:低抵抗領域、205:導電層、206a:絶縁層、206b:絶縁層、207:絶縁層、208:絶縁層、210a:トランジスタ、210b:トランジスタ、211:絶縁層、212:絶縁層、213:絶縁層、214a:チャネル形成領域、214b:低抵抗領域、214c:LDD領域、220:トランジスタ、224:半導体層、225:不純物半導体層、226:絶縁層、230:トランジスタ、240:トランジスタ、257:配線、301:トランジスタ、303:トランジスタ、306:接続部、307:導電層、308:開口、311:ゲート絶縁層、312:絶縁層、313:絶縁層、314:絶縁層、315:絶縁層、317:接着層、318:透光層、319:接続体、355:導電層、358:導電層、361:基板、363:接着層、365:絶縁層、367:絶縁層、370A:表示パネル、370B:表示パネル、370C:表示パネル、370D:表示パネル、370E:表示パネル、370F:表示パネル、370G:表示パネル、371:基板、387:領域、7000:表示部、7100:テレビジョン装置、7101:筐体、7103:スタンド、7111:リモコン操作機、7200:ノート型パーソナルコンピュータ、7211:筐体、7212:キーボード、7213:ポインティングデバイス、7214:外部接続ポート、7300:デジタルサイネージ、7301:筐体、7303:スピーカ、7311:情報端末機、7400:デジタルサイネージ、7401:柱、7411:情報端末機

請求の範囲

[請求項1]
 表示領域と、可視光を透過する領域と、を有し、
 前記表示領域は、前記可視光を透過する領域と隣接し、
 前記表示領域は、第1の発光素子及び第2の発光素子を有し、
 前記第1の発光素子は、第1の画素電極及び第1の共通電極を有し、
 前記第2の発光素子は、第2の画素電極及び第2の共通電極を有し、
 前記第1の共通電極は、前記第1の画素電極と重なる第1の部分を有し、
 前記第2の共通電極は、前記第2の画素電極と重なる第2の部分を有し、
 前記第2の共通電極は、前記第1の共通電極と接する第3の部分を有し、
 前記第1の共通電極は、可視光を反射する機能を有し、
 前記第1の画素電極、前記第2の画素電極、及び前記第2の共通電極は、それぞれ、可視光を透過する機能を有し、
 前記第2の発光素子は、前記第1の発光素子よりも、前記可視光を透過する領域の近くに位置する、表示パネル。
[請求項2]
 請求項1において、
 前記第2の共通電極は、第4の部分を有し、
 前記第4の部分は、前記第2の画素電極と重なり、かつ、前記第1の共通電極と接する部分である、表示パネル。
[請求項3]
 請求項1または2において、
 前記第2の共通電極は、前記可視光を透過する領域に延在する、表示パネル。
[請求項4]
 請求項1乃至3のいずれか一において、
 前記第1の発光素子上及び前記第2の発光素子上に、保護層を有する、表示パネル。
[請求項5]
 表示領域と、可視光を透過する領域と、を有し、
 前記表示領域は、前記可視光を透過する領域と隣接し、
 前記表示領域は、絶縁層、隔壁、及び発光素子を有し、
 前記発光素子は、画素電極及び共通電極を有し、
 前記絶縁層は、開口を有し、
 前記絶縁層は、前記画素電極の端部を覆い、
 前記共通電極は、前記開口を介して、前記画素電極と重なり、
 前記隔壁は、前記絶縁層上に位置し、
 前記隔壁は、前記発光素子と前記可視光を透過する領域との間に位置し、
 前記隔壁は、前記可視光を透過する領域に沿って設けられ、
 前記隔壁の上面の高さは、前記共通電極における前記開口と重なる部分の上面の高さよりも高い、表示パネル。
[請求項6]
 請求項5において、
 前記可視光を透過する領域及び前記隔壁は、前記表示領域の連続する2辺に沿って設けられる、表示パネル。
[請求項7]
 請求項5または6において、
 前記発光素子上に、保護層を有する、表示パネル。
[請求項8]
 第1の表示パネル及び第2の表示パネルを有し、
 前記第1の表示パネルは、第1の表示領域及び可視光を透過する領域を有し、
 前記第2の表示パネルは、第2の表示領域を有し、
 前記第1の表示領域は、前記可視光を透過する領域と隣接し、
 前記第1の表示領域は、第1の発光素子及び第2の発光素子を有し、
 前記第1の発光素子は、第1の画素電極及び第1の共通電極を有し、
 前記第2の発光素子は、第2の画素電極及び第2の共通電極を有し、
 前記第1の共通電極は、前記第1の画素電極と重なる第1の部分を有し、
 前記第2の共通電極は、前記第2の画素電極と重なる第2の部分を有し、
 前記第2の共通電極は、前記第1の共通電極と接する第3の部分を有し、
 前記第1の共通電極は、可視光を反射する機能を有し、
 前記第1の画素電極、前記第2の画素電極、及び前記第2の共通電極は、それぞれ、可視光を透過する機能を有し、
 前記第2の発光素子は、前記第1の発光素子よりも、前記可視光を透過する領域の近くに位置し、
 前記第2の表示領域は、前記第2の発光素子と重なる部分と、前記可視光を透過する領域と重なる部分と、を有する、表示装置。
[請求項9]
 請求項8において、
 前記第2の共通電極は、第4の部分を有し、
 前記第4の部分は、前記第2の画素電極と重なり、かつ、前記第1の共通電極と接する部分である、表示装置。
[請求項10]
 請求項8または9において、
 前記第2の共通電極は、前記可視光を透過する領域に延在する、表示装置。
[請求項11]
 請求項8乃至10のいずれか一において、
 前記第1の発光素子上及び前記第2の発光素子上に、保護層を有する、表示装置。
[請求項12]
 請求項8乃至11のいずれか一において、
 前記第2の表示領域は、第3の発光素子及び第4の発光素子を有し、
 前記第3の発光素子は、前記第2の発光素子を介して、光を射出し、
 前記第4の発光素子は、前記可視光を透過する領域を介して、光を射出する、表示装置。
[請求項13]
 第1の表示パネル及び第2の表示パネルを有し、
 前記第1の表示パネルは、第1の表示領域及び可視光を透過する領域を有し、
 前記第2の表示パネルは、第2の表示領域を有し、
 前記第1の表示領域は、前記可視光を透過する領域と隣接し、
 前記第1の表示領域は、絶縁層、隔壁、及び発光素子を有し、
 前記発光素子は、画素電極及び共通電極を有し、
 前記絶縁層は、開口を有し、
 前記絶縁層は、前記画素電極の端部を覆い、
 前記共通電極は、前記開口を介して、前記画素電極と重なり、
 前記隔壁は、前記絶縁層上に位置し、
 前記隔壁は、前記発光素子と前記可視光を透過する領域との間に位置し、
 前記隔壁は、前記可視光を透過する領域に沿って設けられ、
 前記隔壁の上面の高さは、前記共通電極における前記開口と重なる部分の上面の高さよりも高く、
 前記第2の表示領域は、前記可視光を透過する領域と重なる部分を有する、表示装置。
[請求項14]
 請求項13において、
 前記可視光を透過する領域及び前記隔壁は、前記第1の表示領域の連続する2辺に沿って設けられる、表示装置。
[請求項15]
 請求項13または14において、
 前記発光素子上に、保護層を有する、表示装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]