JP4754876B2 - Display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は表示装置に関し、特に自発光型の表示装置に於いて視野角特性の改善された表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a display device with improved viewing angle characteristics in a self-luminous display device.
エレクトロルミネッセンス素子(発光素子)からの発光を利用した発光装置は、高視野角、低消費電力の表示用装置として注目されている装置である。 A light-emitting device using light emission from an electroluminescence element (light-emitting element) is a device that has attracted attention as a display device with a high viewing angle and low power consumption.
主に表示用として利用されている発光装置の駆動方法には、アクティブマトリクス型と、パッシブマトリクス型とがある。アクティブマトリクス型の駆動方式の発光装置は、発光素子ごとに発光・非発光等を制御できる。そのため、パッシブマトリクス型の発光装置よりも低消費電力で駆動でき、携帯電話等の小型電化製品の表示部としてのみならず、大型のテレビ受像機等の表示部として実装するのにも適している。 There are an active matrix type and a passive matrix type as a driving method of a light-emitting device mainly used for display. An active matrix light-emitting device with a driving method can control light emission and non-light emission for each light-emitting element. Therefore, it can be driven with lower power consumption than a passive matrix light-emitting device, and is suitable not only as a display portion of a small electrical appliance such as a mobile phone but also as a display portion of a large-sized television receiver or the like. .
また、アクティブマトリクス型の発光装置においては、発光素子ごとに、それぞれの発光素子の駆動を制御するための回路が設けられている。回路と発光素子とは、発光の外部への取り出しが当該回路によって妨げられないように、基板上に配置されている。また、発光素子と重畳する部分には透光性を有する絶縁膜が積層して設けられており、発光は当該絶縁膜中を通って外部に射出する。これらの絶縁膜は、回路の構成要素であるトランジスタや容量素子等の回路素子、若しくは配線を形成するために設けられたものである。 In the active matrix light-emitting device, a circuit for controlling driving of each light-emitting element is provided for each light-emitting element. The circuit and the light-emitting element are arranged on the substrate so that extraction of emitted light to the outside is not hindered by the circuit. In addition, a light-transmitting insulating film is stacked in a portion overlapping with the light-emitting element, and light emission is emitted outside through the insulating film. These insulating films are provided to form circuit elements such as transistors and capacitors, which are components of the circuit, or wiring.
ところで、積層された絶縁膜中を発光が通るとき、それぞれの絶縁膜の屈折率の違いに起因して、界面で反射した発光が多重干渉することがある。その結果、発光取り出し面を見る角度に依存して発光スペクトルが変わり、視野角特性が悪くなるという問題が生じる。 By the way, when light emission passes through the stacked insulating films, the light reflected at the interface may cause multiple interference due to the difference in the refractive index of each insulating film. As a result, there arises a problem that the emission spectrum changes depending on the angle at which the emission extraction surface is viewed, and the viewing angle characteristics are deteriorated.
例えば特許文献1では、発光素子から発する光が外部に射出する際通過する各層の屈折率の差に起因して、視認性や視野角特性が悪くなるといった問題を提起し、当該各層の屈折率の関係を規定することによってそのような問題が起きにくい発光装置を提案している。
また、特許文献2では、発光素子の電極や発光層間で構成される共振構造を有する発光素子において、視野角特性が悪くなるといった問題を提起し、それを解決できるように発光素子の共振構造を工夫した表示素子を提案している。
しかし、屈折率は物質に固有の値であるため特許文献1の構成では、絶縁性やパッシベーション性能などの各層に求められる性能と屈折率とをどちらも満足するような材料の選定は非常に困難である。 However, since the refractive index is a value inherent to the substance, it is very difficult to select a material that satisfies both the performance and refractive index required for each layer, such as insulation and passivation performance, in the configuration of Patent Document 1. It is.
また、特許文献2のような構成であった場合、対向する電極とその間に挟まれた有機層とからなる発光素子のみに注目しているため、アクティブマトリクス型のように発光素子の他に多数の層を介して発光装置外に光が射出するような発光装置では視野角特性の悪化を充分に抑制できない可能性がある。 Further, in the case of the configuration as in Patent Document 2, since attention is paid only to a light emitting element composed of an opposing electrode and an organic layer sandwiched between the electrodes, there are many in addition to the light emitting element as in the active matrix type. In a light-emitting device in which light is emitted outside the light-emitting device through this layer, there is a possibility that deterioration in viewing angle characteristics cannot be sufficiently suppressed.
そこで本発明では、アクティブマトリクス型の表示装置において、簡便に視野角特性を改善することのできる表示装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a display device that can easily improve viewing angle characteristics in an active matrix display device.
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、基板上に薄膜トランジスタと発光素子とが形成されている。そして、基板と発光素子との間には光学的に複数の層が形成されており、複数の層には順番に積層されたn1の屈折率を有する層と、n2の屈折率を有する層と、n3の屈折率を有する層とが含まれており、n1、n2及びn3との間にはn1<n2>n3もしくはn1>n2<n3なる関係があり、発光素子からの発光の中心波長をλとすると、前記n2の屈折率を有する層の光学的厚さはそれぞれ概略λ/2の整数倍である。 In the display device of the present invention for solving the above problems, a thin film transistor and a light emitting element are formed over a substrate. In addition, a plurality of layers are optically formed between the substrate and the light emitting element, and a layer having a refractive index of n1 and a layer having a refractive index of n2 are sequentially stacked on the plurality of layers. N3, n2, and n3 have a relationship of n1 <n2> n3 or n1> n2 <n3, and the center wavelength of light emission from the light emitting element is Assuming λ, the optical thickness of the layer having the refractive index of n2 is approximately an integral multiple of λ / 2.
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、透光性を有する基板上に形成された第1の下地絶縁膜と、その上に形成された第2の下地絶縁膜の上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜を覆って形成された第2の絶縁膜と、第2の絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、当該配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の基板側の電極は透光性を有しており、第1の下地絶縁膜は接する他の膜及び基板の屈折率より大きいまたは小さい屈折率を有する材料で形成されており、第1の絶縁膜は上下に接する他の膜の屈折率より大きい又は小さい屈折率を有する材料で形成されている。また、発光素子が発する光の中心波長をλとすると、第1の下地絶縁膜の光学的厚さと第1の絶縁膜の光学的厚さとがそれぞれ概略λ/2の整数倍である。 In the display device of the present invention for solving the above problems, a first base insulating film formed on a light-transmitting substrate, and a second base insulating film formed thereon, A thin film transistor having a semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode is formed. Then, a first insulating film formed over the thin film transistor, a second insulating film formed over the first insulating film, and a second insulating film are formed on the semiconductor layer, and contact holes are formed in the semiconductor layer. And a light-emitting element electrically connected to the wiring. In addition, the substrate-side electrode of the light-emitting element has a light-transmitting property, and the first base insulating film is formed of a material having a refractive index larger or smaller than the refractive index of the other film in contact with the substrate, The first insulating film is formed of a material having a refractive index larger or smaller than the refractive index of other films in contact with the upper and lower sides. When the center wavelength of light emitted from the light emitting element is λ, the optical thickness of the first base insulating film and the optical thickness of the first insulating film are each approximately an integral multiple of λ / 2.
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、透光性を有する基板上に形成された第1の下地絶縁膜と、その上に形成された第2の下地絶縁膜の上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜を覆って形成された第2の絶縁膜と、第2の絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、当該配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の基板側の電極は透光性を有しており、第1の下地絶縁膜は接する他の膜及び基板の屈折率より大きいまたは小さい屈折率を有する材料で形成されており、第1の絶縁膜は上下に接する他の膜の屈折率より大きい又は小さい屈折率を有する材料で形成されている。また、発光素子が発する光の中心波長をλとし、第2の下地絶縁膜及びゲート絶縁膜の光学的厚さの合計値をL1とし、第1の下地絶縁膜と第1の絶縁膜各々の光学的厚さをL2とし、mを1以上の整数とすると、L1=−L2+(2m−1)λ/4を概略満たす。 In the display device of the present invention for solving the above problems, a first base insulating film formed on a light-transmitting substrate, and a second base insulating film formed thereon, A thin film transistor having a semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode is formed. Then, a first insulating film formed over the thin film transistor, a second insulating film formed over the first insulating film, and a second insulating film are formed on the semiconductor layer, and contact holes are formed in the semiconductor layer. And a light-emitting element electrically connected to the wiring. In addition, the substrate-side electrode of the light-emitting element has a light-transmitting property, and the first base insulating film is formed of a material having a refractive index larger or smaller than the refractive index of the other film in contact with the substrate, The first insulating film is formed of a material having a refractive index larger or smaller than the refractive index of other films in contact with the upper and lower sides. The center wavelength of light emitted from the light emitting element is λ, the total optical thickness of the second base insulating film and the gate insulating film is L1, and each of the first base insulating film and the first insulating film is When the optical thickness is L2, and m is an integer of 1 or more, L1 = −L2 + (2m−1) λ / 4 is approximately satisfied.
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、透光性を有する基板上に形成された第1の下地絶縁膜と、その上に形成された第2の下地絶縁膜の上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜を覆って形成された第2の絶縁膜と、第2の絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、当該配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の基板側の電極は透光性を有しており、第1の下地絶縁膜、第1の絶縁膜は窒化ケイ素を主成分とする材料で形成され、第2の下地絶縁膜、ゲート絶縁膜は酸化ケイ素を主成分とする材料で形成されている。また、第1の下地絶縁膜の膜厚は120nm〜162nm、第1の絶縁膜の膜厚は120nm〜162nm及びゲート絶縁膜と第2の下地絶縁膜合計値は132nm〜198nmの範囲内にある。 In the display device of the present invention for solving the above problems, a first base insulating film formed on a light-transmitting substrate, and a second base insulating film formed thereon, A thin film transistor having a semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode is formed. Then, a first insulating film formed over the thin film transistor, a second insulating film formed over the first insulating film, and a second insulating film are formed on the semiconductor layer, and contact holes are formed in the semiconductor layer. And a light-emitting element electrically connected to the wiring. In addition, the substrate-side electrode of the light-emitting element has a light-transmitting property, and the first base insulating film and the first insulating film are formed using a material mainly containing silicon nitride, and the second base insulating film The gate insulating film is formed of a material mainly composed of silicon oxide. The thickness of the first base insulating film is 120 nm to 162 nm, the thickness of the first insulating film is 120 nm to 162 nm, and the total value of the gate insulating film and the second base insulating film is in the range of 132 nm to 198 nm. .
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、透光性を有する基板上に形成された第1の下地絶縁膜と、その上に形成された第2の下地絶縁膜の上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された絶縁膜と、絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、当該配線に電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、第1の下地絶縁膜は接する他の膜及び基板の屈折率より大きい又は小さい屈折率を有する材料で形成されている。また、発光素子が発する光の中心波長をλとすると、第1の下地絶縁膜の光学的厚さは概略λ/2の整数倍である。 In the display device of the present invention for solving the above problems, a first base insulating film formed on a light-transmitting substrate, and a second base insulating film formed thereon, A thin film transistor having a semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode is formed. In addition, the semiconductor device includes an insulating film formed so as to cover the thin film transistor, a wiring formed on the insulating film and connected to the semiconductor layer through a contact hole, and a light-emitting element electrically connected to the wiring. Further, the substrate-side electrode of the light-emitting element has a light-transmitting property, and the first base insulating film is formed of a material having a refractive index larger or smaller than that of the other film in contact with the substrate and the substrate. . When the center wavelength of light emitted from the light emitting element is λ, the optical thickness of the first base insulating film is approximately an integral multiple of λ / 2.
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、基板上に形成された下地絶縁膜の上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜を覆って形成された第2の絶縁膜と、第2の絶縁膜上に形成され、半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、当該配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の基板側の電極は透光性を有しており、下地絶縁膜は接する他の膜及び基板の屈折率より大きい又は小さい屈折率を有する材料で形成され、第1の絶縁膜は上下に接する他の膜より大きい又は小さい屈折率を有する材料で形成されている。また、発光素子が発する光の中心波長をλとすると、下地絶縁膜の光学的厚さと前記第1の絶縁膜の光学的厚さとはそれぞれ概略λ/2の整数倍である。 In the display device of the present invention for solving the above problems, a thin film transistor having a semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode is formed on a base insulating film formed on a substrate. Then, a first insulating film formed so as to cover the thin film transistor, a second insulating film formed so as to cover the first insulating film, and a contact hole formed in the semiconductor layer is formed on the second insulating film. And a light-emitting element electrically connected to the wiring. Further, the substrate-side electrode of the light-emitting element has a light-transmitting property, and the base insulating film is formed of a material having a refractive index larger or smaller than that of the other film in contact with the substrate and the first insulating film. Is made of a material having a refractive index larger or smaller than that of the other films in contact with each other. When the center wavelength of light emitted from the light emitting element is λ, the optical thickness of the base insulating film and the optical thickness of the first insulating film are each approximately an integral multiple of λ / 2.
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、基板上に形成された下地絶縁膜の上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された絶縁膜と、絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、当該配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の基板側の電極は透光性を有しており、下地絶縁膜は接する他の膜及び基板の屈折率より大きい又は小さい屈折率を有する材料で形成されている。また、発光素子が発する光の中心波長をλとすると、下地絶縁膜の光学的厚さとはそれぞれ概略λ/2の整数倍である。 In the display device of the present invention for solving the above problems, a thin film transistor having a semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode is formed on a base insulating film formed on a substrate. In addition, the semiconductor device includes an insulating film formed so as to cover the thin film transistor, a wiring formed over the insulating film and connected to the semiconductor layer through a contact hole, and a light-emitting element electrically connected to the wiring. In addition, the substrate-side electrode of the light-emitting element has a light-transmitting property, and the base insulating film is formed using a material having a refractive index larger or smaller than that of the other film in contact with the substrate and the substrate. Further, assuming that the center wavelength of light emitted from the light emitting element is λ, the optical thickness of the base insulating film is approximately an integral multiple of λ / 2.
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、基板上に形成された下地絶縁膜上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された第1の絶縁膜と、それを覆って形成された第2の絶縁膜と、さらにその上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、当該記配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、第1の絶縁膜は上下に接する他の膜の屈折率より大きい又は小さい屈折率を有する材料で形成されている。また、発光素子が発する光の中心波長をλとすると、第1の絶縁膜の光学的厚さは概略λ/2の整数倍である。 In the display device of the present invention for solving the above problems, a thin film transistor having a semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode is formed on a base insulating film formed on a substrate. A first insulating film formed so as to cover the thin film transistor; a second insulating film formed so as to cover the thin film transistor; and a wiring formed thereon and connected to the semiconductor layer via a contact hole; And a light emitting element which is electrically connected to the wiring. The substrate-side electrode of the light-emitting element has a light-transmitting property, and the first insulating film is formed of a material having a refractive index that is larger or smaller than the refractive index of other films that are in contact with the top and bottom. When the center wavelength of light emitted from the light emitting element is λ, the optical thickness of the first insulating film is approximately an integral multiple of λ / 2.
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、基板上に形成された第1の下地絶縁膜、第2の下地絶縁膜上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、前記薄膜トランジスタを覆って形成された第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜を覆って形成された第2の絶縁膜と、第2の絶縁膜上に形成され、半導体層にコンタクトホールを介して電気的に接続する配線と、配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、第2の下地絶縁膜と、ゲート絶縁膜と、第1の絶縁膜とは光学的に1層であり、第2の下地絶縁膜と、ゲート絶縁膜と、第1の絶縁膜とよりなる光学的に1層である膜の屈折率は、第1の下地絶縁膜及び第2の絶縁膜の屈折率より大きく又は小さく、第2の下地絶縁膜と、ゲート絶縁膜と、第1の絶縁膜とよりなる光学的に1層である膜の光学的厚さは、発光素子からの発光の中心波長をλとすると概略λ/2の整数倍である。 In the display device of the present invention for solving the above-described problems, a thin film transistor having a first base insulating film and a second base insulating film formed on a substrate and having a semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode is provided. Is formed. A first insulating film formed over the thin film transistor; a second insulating film formed over the first insulating film; and a contact hole formed in the second insulating film on the semiconductor layer. And a light-emitting element electrically connected to the wiring. The substrate-side electrode of the light-emitting element has a light-transmitting property, and the second base insulating film, the gate insulating film, and the first insulating film are optically one layer, and the second The refractive index of the optically single layer formed of the base insulating film, the gate insulating film, and the first insulating film is greater than the refractive indexes of the first base insulating film and the second insulating film, or The optical thickness of an optically single layer composed of the second base insulating film, the gate insulating film, and the first insulating film is small when the central wavelength of light emission from the light emitting element is λ. It is approximately an integral multiple of λ / 2.
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、基板上に形成された第1の下地絶縁膜、第2の下地絶縁膜上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜を覆って形成された第2の絶縁膜と、第2の絶縁膜上に形成され、半導体層にコンタクトホールを介して電気的に接続する配線と、配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、さらに、発光素子の基板側の電極は透光性を有しており、第1の下地絶縁膜及び第2の絶縁膜は窒化ケイ素を主成分とする材料で形成され、第2の下地絶縁膜、ゲート絶縁膜及び第1の絶縁膜は酸化珪素を主成分とする材料で形成され、第1の下地絶縁膜の物理的厚さは120nm〜162nm、第2の絶縁膜の物理的厚さは120nm〜162nm及び第2の下地絶縁膜とゲート絶縁膜と前記第1の絶縁膜の物理的厚さの合計値は132nm〜198nmの範囲内にある。 In the display device of the present invention for solving the above-described problems, a thin film transistor having a first base insulating film and a second base insulating film formed on a substrate and having a semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode is provided. Is formed. Then, a first insulating film formed so as to cover the thin film transistor, a second insulating film formed so as to cover the first insulating film, and a contact hole formed in the semiconductor layer is formed on the second insulating film. And a light-emitting element electrically connected to the wiring. Further, the substrate-side electrode of the light-emitting element has a light-transmitting property, and the first base insulating film and the second insulating film are formed of a material containing silicon nitride as a main component. The insulating film, the gate insulating film, and the first insulating film are formed of a material mainly composed of silicon oxide. The physical thickness of the first base insulating film is 120 nm to 162 nm, and the physical thickness of the second insulating film. The total thickness of the second base insulating film, the gate insulating film, and the first insulating film is in the range of 132 nm to 198 nm.
本発明の表示装置は、簡単な構成で視野角特性が改善された表示装置である。また、本発明の表示装置は視野角特性が改善されたため、良好な表示を提供することができる。さらに、新たな工程や、新規材料を用いずとも本発明の表示装置は作製することができ、簡便に視野角特性が改善された表示装置を得ることが可能となる。 The display device of the present invention is a display device having a simple configuration and improved viewing angle characteristics. In addition, since the display device of the present invention has improved viewing angle characteristics, it can provide a good display. Furthermore, the display device of the present invention can be manufactured without using a new process or a new material, and a display device with improved viewing angle characteristics can be easily obtained.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes, and those skilled in the art can easily understand that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Is done. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of this embodiment mode.
本発明者らは、アクティブマトリクス型であり薄膜トランジスタの形成されている基板の方に光を射出する表示装置においては、薄膜トランジスタを形成する為に用いられる膜が原因で発光素子からの光が反射し、多重干渉が起きていることに着目し、当該反射を起こす膜の膜厚をある特定の膜厚にすることで、多重干渉に及ぼす影響を大幅に低減できることを見いだした。 In a display device that emits light toward a substrate on which an active matrix type thin film transistor is formed, the present inventors reflect light from the light emitting element due to a film used for forming the thin film transistor. Focusing on the fact that multiple interference occurs, we have found that the influence on multiple interference can be greatly reduced by setting the film thickness causing the reflection to a specific film thickness.
なお、本発明においては、接触する2膜以上の複数の膜がそれぞれ異なる工程によって作製されていたとしても、当該複数の膜を構成する材料が同じ材料又は同じ屈折率を有する材料もしくは同様の屈折率を有する材料であれば、光学的には1層としてみなすこととする。また、物理的厚さとは注目する膜が有する実際の厚みのことであり、光学的厚さとは、ある波長の光が当該膜を通過することを想定し、物理的厚さにその光の波長における当該膜の屈折率をかけたものを言う。また、中心波長とは注目する発光素子が発する光のうち、最も強度の高い波長とする。もしくは、当該発光素子から実施者が得ようとする波長としても良い。 In the present invention, even if two or more films in contact with each other are manufactured by different processes, the materials constituting the plurality of films are the same material, a material having the same refractive index, or similar refraction. If the material has a ratio, it is optically regarded as one layer. The physical thickness is the actual thickness of the film of interest, and the optical thickness is assumed to pass light of a certain wavelength through the film, and the physical thickness is the wavelength of the light. The product multiplied by the refractive index of the film. The center wavelength is the wavelength having the highest intensity among the light emitted from the light emitting element of interest. Or it is good also as a wavelength which an implementer will obtain from the said light emitting element.
光が複数の層を通過してゆく際、反射が問題となるのは、屈折率の異なる層と層が積層された界面を通過する場合である。このような積層構造は薄膜トランジスタを作製する際にはしばしば見受けられる。例えば、酸化ケイ素膜と、窒化ケイ素膜の積層はその代表的なものである。酸化ケイ素膜と、窒化ケイ素膜程度の屈折率の差があると、光の反射による多重干渉の問題が大きい。 When light passes through a plurality of layers, reflection becomes a problem when the light passes through an interface where layers having different refractive indexes are laminated. Such a laminated structure is often seen when a thin film transistor is manufactured. For example, a laminate of a silicon oxide film and a silicon nitride film is a typical example. If there is a difference in refractive index between the silicon oxide film and the silicon nitride film, the problem of multiple interference due to light reflection is large.
また、半導体装置においては絶縁性、膜質、ブロッキング性能や半導体層との相性などから、使用される材料は限られており、必然的に2種類程度の材料の繰り返し積層構造となっていることが多い。また、それ以外で用いられる材料もそのどちらかの屈折率と同じような屈折率を有していることが多い。 In addition, in a semiconductor device, materials used are limited due to insulation, film quality, blocking performance, compatibility with a semiconductor layer, and the like, and it is necessarily a repetitive laminated structure of about two types of materials. Many. In addition, materials used in other cases often have a refractive index similar to that of either one.
本発明において、発光素子から射出した光が外部に射出するまでの間に屈折率nの大きい、もしくは小さい層を1層通過する場合、すなわち、光の入射方向からn1<n2>n3又はn1>n2<n3なる屈折率の関係を有する積層構造を通過する場合は、当該層(上記屈折率n2を有する層)の光学的厚さLをλm/2(mは1以上の整数)のとする。これは物理的厚さdに換算すると当該層を構成する膜の屈折率をn、発光素子が発する光の中心波長をλとして、λm/2nとなる。 In the present invention, when light emitted from the light emitting element passes through one layer having a large or small refractive index n before exiting to the outside, that is, n1 <n2> n3 or n1> from the incident direction of light. When passing through a laminated structure having a refractive index relationship of n2 <n3, the optical thickness L of the layer (the layer having the refractive index n2) is λm / 2 (m is an integer of 1 or more). . In terms of the physical thickness d, this is λm / 2n where n is the refractive index of the film constituting the layer and λ is the center wavelength of the light emitted from the light emitting element.
この構成を採ることにより、当該層(上記屈折率n2を有する層)に光が入射する際に起きた反射と、当該層より光が射出する際に起きた反射が互いに相殺し、結果、当該層が存在することによって起こる反射が小さくなる。この反射が小さくなることで、定在波の発生が抑制され、視野角依存性が改善された表示装置を得ることができるようになる。なお、視野角依存性が良好な表示装置を得る為には当該層の反射率は1%以下であれば良く、そのような反射率を与える当該層の光学的厚さLはλ/2の±6%程度である。なお、このことから本発明及び本明細書に於いて概略と言った場合は±6%のマージンを有することとする。 By adopting this configuration, the reflection that occurs when light is incident on the layer (the layer having the refractive index n2) and the reflection that occurs when light is emitted from the layer cancel each other. The reflection caused by the presence of the layer is reduced. By reducing this reflection, it becomes possible to obtain a display device in which the occurrence of standing waves is suppressed and the viewing angle dependency is improved. In order to obtain a display device having good viewing angle dependency, the reflectance of the layer should be 1% or less, and the optical thickness L of the layer giving such reflectance is λ / 2. It is about ± 6%. From this point of view, the outline in the present invention and the present specification has a margin of ± 6%.
また、本発明において、発光素子から射出した光が外部に射出するまでの間に屈折率の大きい、もしくは小さい層を2層通過する場合、すなわち、光の入射方向からn1<n2>n3<n4>n5又はn1>n2<n3>n4<n5なる屈折率の関係を有する積層構造を一つ通過する場合は、当該2層(上記n2及びn4の屈折率を有する層)の光学的厚さLをそれぞれλm/2(mは1以上の整数)とする。これは物理的厚さdに換算すると当該層の屈折率をn、発光素子が発する光の中心波長をλとして、λm/2nとなる。 In the present invention, when light emitted from the light emitting element passes through two layers having a large or small refractive index before the light is emitted to the outside, that is, n1 <n2> n3 <n4 from the incident direction of light. When passing through a laminated structure having a refractive index relationship of> n5 or n1> n2 <n3> n4 <n5, the optical thickness L of the two layers (the layers having the refractive indexes of n2 and n4). Is λm / 2 (m is an integer of 1 or more). In terms of the physical thickness d, this is λm / 2n where n is the refractive index of the layer and λ is the center wavelength of light emitted from the light emitting element.
なお、当該2層(上記n2及びn4の屈折率を有する層)は同じ材料又は同じ屈折率を有する材料もしくは同様の屈折率を有する材料で形成されていると好ましい。この構成を採ることにより、当該層に光が入射する際に起きた反射と、当該層より光が射出する際に起きた反射が互いに相殺し、結果当該層の反射率が小さくなる。反射率が小さくなることで、定在波の発生が抑制され、視野角依存性が改善された表示装置を得ることができるようになる。なお、視野角依存性が良好な表示装置を得る為には当該層の反射率は1%以下であれば良く、そのような当該膜の光学的厚さLはλ/2の±6%程度である。 Note that the two layers (the layers having the refractive indexes of n2 and n4) are preferably formed of the same material, the same refractive index, or the same refractive index. By adopting this configuration, the reflection that occurs when light enters the layer and the reflection that occurs when light exits from the layer cancel each other, and as a result, the reflectance of the layer decreases. By reducing the reflectance, it is possible to obtain a display device in which the occurrence of standing waves is suppressed and the viewing angle dependency is improved. In order to obtain a display device having good viewing angle dependency, the reflectance of the layer should be 1% or less, and the optical thickness L of the film is about ± 6% of λ / 2. It is.
また、本発明において、発光素子から射出した光が外部に射出するまでの間に屈折率の大きい、もしくは小さい層を2層通過する場合、すなわち、光の入射方向からn1<n2>n3<n4>n5又はn1>n2<n3>n4<n5なる屈折率の関係を有する積層構造を一つ通過する場合は、当該2層(上記n2及びn4の屈折率を有する層)の光学的厚さをL1、当該2層に挟まれている層(上記屈折率n3を有する層)の光学的厚さをL2とすると、発光素子が発する光の中心波長をλとして、L2=−L1+(2m−1)λ/4を満たすようにする。 In the present invention, when light emitted from the light emitting element passes through two layers having a large or small refractive index before the light is emitted to the outside, that is, n1 <n2> n3 <n4 from the incident direction of light. When passing through one laminated structure having a refractive index relationship of> n5 or n1> n2 <n3> n4 <n5, the optical thickness of the two layers (the layers having the refractive indexes of n2 and n4) is set. When the optical thickness of a layer sandwiched between the two layers (the layer having the refractive index n3) is L2, L2 = −L1 + (2m−1) where λ is the center wavelength of light emitted from the light emitting element. ) Satisfy λ / 4.
なお、当該2層を構成する材料は(上記n2及びn4の屈折率を有する層)は同じ材料、もしくは同じ屈折率を有する材料又は同様の屈折率を有する材料であると好ましく、当該2層に挟まれている層(上記屈折率n3を有する層)は光学的に1層であることを条件とする。この構成を採ることにより、屈折率n1を有する層と屈折率n2を有する層の界面で起きた反射が屈折率n3を有する層と屈折率n4を有する層との界面で起きた反射により相殺され、また、屈折率n2を有する層と屈折率n3を有する層との界面で起きた反射は屈折率n4を有する層と屈折率n5を有する層との界面で起きた反射により相殺され、結果当該積層膜の反射率が小さくなる。反射率が小さくなることで、定在波の発生が抑制され、視野角依存性が改善された表示装置を得ることができるようになる。なお、視野角依存性が良好な表示装置を得る為には当該膜の反射率は1%以下であれば良く、そのような反射率を与える当該膜の物理的厚さdはL1、L2の各々±6%程度である。 The material constituting the two layers (the layer having the refractive index of n2 and n4) is preferably the same material, the material having the same refractive index, or the material having the same refractive index. The layers sandwiched (the layer having the refractive index n3) are optically one layer. By adopting this configuration, the reflection occurring at the interface between the layer having the refractive index n1 and the layer having the refractive index n2 is offset by the reflection occurring at the interface between the layer having the refractive index n3 and the layer having the refractive index n4. In addition, the reflection occurring at the interface between the layer having the refractive index n2 and the layer having the refractive index n3 is offset by the reflection occurring at the interface between the layer having the refractive index n4 and the layer having the refractive index n5. The reflectance of the laminated film is reduced. By reducing the reflectance, it is possible to obtain a display device in which the occurrence of standing waves is suppressed and the viewing angle dependency is improved. In order to obtain a display device having good viewing angle dependency, the reflectivity of the film may be 1% or less, and the physical thickness d of the film that gives such reflectivity is L1 or L2. Each is about ± 6%.
また、本発明において、発光素子から射出した光が外部に射出するまでの間に、屈折率1.8前後の層2層と、その間に屈折率1.5前後の層1層を挟んだ積層構造を通過する場合、屈折率1.8前後の層の物理的厚さを120nm〜162nm、屈折率1.5前後の膜の物理的厚さを132nm〜198nmとする。この構成を採ることにより、当該膜の反射率が小さくなり、定在波の発生が抑制され、視野角依存性が改善された表示装置を得ることができるようになる。なお、視野角依存性が良好な表示装置を得る為には当該層の反射率は1%以下であれば良く上記した物理的厚さはそのような反射率を与える膜厚である。 In addition, in the present invention, a layer in which two layers having a refractive index of about 1.8 and one layer having a refractive index of about 1.5 are sandwiched between light emitted from the light emitting element until the light is emitted to the outside. When passing through the structure, the physical thickness of the layer having a refractive index of about 1.8 is set to 120 nm to 162 nm, and the physical thickness of the film having a refractive index of about 1.5 is set to 132 nm to 198 nm. By adopting this configuration, it is possible to obtain a display device in which the reflectance of the film is reduced, the generation of standing waves is suppressed, and the viewing angle dependency is improved. In order to obtain a display device having good viewing angle dependency, the reflectance of the layer should be 1% or less, and the above-described physical thickness is a film thickness that gives such reflectance.
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の表示装置の一例について図1を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, an example of a display device of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施の形態の表示装置は、透光性を有する基板100上に、基板100側から順に第1の下地絶縁膜101、第2の下地絶縁膜102が形成されている。第2の下地絶縁膜102上には半導体層103が形成され、半導体層103及び第2の下地絶縁膜102を覆ってゲート絶縁膜104が形成される。また、ゲート絶縁膜104上には半導体層103と一部重なってゲート電極105が形成されている。ゲート電極105及びゲート絶縁膜104は第1の絶縁膜106により覆われており、さらに第1の絶縁膜106は第2の絶縁膜107に覆われている。第2の絶縁膜107上には、第2の絶縁膜107、第1の絶縁膜106及びゲート絶縁膜104を貫通して設けられたコンタクトホールを介して、半導体層103に電気的に接続する電極108、109が設けられる。また、半導体層103、ゲート絶縁膜104、ゲート電極105、電極108、109より画素部の薄膜トランジスタ110が形成されている。 In the display device of this embodiment, a first base insulating film 101 and a second base insulating film 102 are formed in this order from the substrate 100 side over a light-transmitting substrate 100. A semiconductor layer 103 is formed over the second base insulating film 102, and a gate insulating film 104 is formed to cover the semiconductor layer 103 and the second base insulating film 102. A gate electrode 105 is formed over the gate insulating film 104 so as to partially overlap the semiconductor layer 103. The gate electrode 105 and the gate insulating film 104 are covered with a first insulating film 106, and the first insulating film 106 is further covered with a second insulating film 107. The second insulating film 107 is electrically connected to the semiconductor layer 103 through a contact hole provided through the second insulating film 107, the first insulating film 106, and the gate insulating film 104. Electrodes 108 and 109 are provided. A thin film transistor 110 in the pixel portion is formed from the semiconductor layer 103, the gate insulating film 104, the gate electrode 105, and the electrodes 108 and 109.
また、薄膜トランジスタ110の一方の電極109に一部重なって発光素子の第1の電極111が形成されている。さらに、その上部には第2の絶縁膜107と少なくとも第1の電極111の端部を覆い、第1の電極111が露出する開口部を有する隔壁112などと呼ばれる第3の絶縁膜が形成されている。そして、少なくとも当該開口部を覆って発光積層体113が形成され、隔壁112及び発光積層体113を覆って発光素子の第2の電極114が形成され、第1の電極111、発光積層体113及び第2の電極114からなる発光素子115が構成されている。 In addition, the first electrode 111 of the light-emitting element is formed so as to partially overlap with one electrode 109 of the thin film transistor 110. Further, a third insulating film called a partition 112 or the like that covers the second insulating film 107 and at least the end portion of the first electrode 111 and has an opening through which the first electrode 111 is exposed is formed on the upper portion. ing. A light emitting stack 113 is formed covering at least the opening, a second electrode 114 of the light emitting element is formed covering the partition 112 and the light emitting stack 113, and the first electrode 111, the light emitting stack 113, and A light emitting element 115 including the second electrode 114 is configured.
基板100の材料としては透光性を有するガラス、石英やプラスチック(ポリイミド、アクリル、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエーテルスルホンなど)等を用いることができる。これら基板は必要に応じてCMP等により研磨してから使用しても良い。本実施の形態においてはガラス基板を用いる。 As a material for the substrate 100, light-transmitting glass, quartz, plastic (polyimide, acrylic, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyacrylate, polyethersulfone, or the like) can be used. These substrates may be used after being polished by CMP or the like, if necessary. In this embodiment, a glass substrate is used.
第1の下地絶縁膜101、第2の下地絶縁膜102は基板100中のアルカリ金属やアルカリ土類金属など、半導体膜の特性に悪影響を及ぼすような元素が半導体層中に拡散するのを防ぐ為に設ける。材料としては酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒素を含む酸化ケイ素、酸素を含む窒化ケイ素などを用いることができる。ところで、不純物元素(イオン)のブロック効果が大きいのは窒化ケイ素を主成分とする膜であることがわかっている。一方、酸化ケイ素を主成分とする膜は窒化ケイ素を主成分とする膜よりもバンドギャップが広く、絶縁性に優れ、トラップ順位も少ない長所がある。本実施の形態では第1の下地絶縁膜101を窒化ケイ素を主成分とする膜で、第2の下地絶縁膜102を酸化ケイ素を主成分とする膜で形成することで、良好な不純物バリア性と良好な薄膜トランジスタ性能との両方を同時に得ることができる。 The first base insulating film 101 and the second base insulating film 102 prevent an element such as an alkali metal or an alkaline earth metal in the substrate 100 that adversely affects the characteristics of the semiconductor film from diffusing into the semiconductor layer. Provided for this purpose. As a material, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxide containing nitrogen, silicon nitride containing oxygen, or the like can be used. By the way, it is known that a film having silicon nitride as a main component has a large blocking effect of impurity elements (ions). On the other hand, a film mainly composed of silicon oxide has advantages in that it has a wider band gap, better insulation, and a lower trap order than a film mainly composed of silicon nitride. In this embodiment mode, the first base insulating film 101 is formed using a film containing silicon nitride as a main component, and the second base insulating film 102 is formed using a film containing silicon oxide as a main component. And good thin film transistor performance can be obtained at the same time.
また、本実施の形態において、第1の下地絶縁膜101の物理的厚さdは、発光素子115から発する光の中心波長をλ、中心波長における第1の下地絶縁膜101の屈折率をnとするとλm/2n(mは0以上の整数)とする。 In this embodiment mode, the physical thickness d of the first base insulating film 101 is such that the center wavelength of light emitted from the light emitting element 115 is λ, and the refractive index of the first base insulating film 101 at the center wavelength is n. Then, λm / 2n (m is an integer of 0 or more).
本発明の表示装置はその画素部において、第2の下地絶縁膜上に複数の薄膜トランジスタを有している、アクティブマトリクス型の表示装置であり、図1における薄膜トランジスタ110はその中の一つを示している。なお、表示装置における画素部以外の部分に薄膜トランジスタを形成し、駆動回路、信号処理回路、音声回路及びCPU等を形成していても良い。 The display device of the present invention is an active matrix display device having a plurality of thin film transistors on a second base insulating film in a pixel portion, and the thin film transistor 110 in FIG. 1 shows one of them. ing. Note that a thin film transistor may be formed in a portion other than the pixel portion in the display device, and a driver circuit, a signal processing circuit, an audio circuit, a CPU, and the like may be formed.
薄膜トランジスタ110は公知の方法により形成すれば良く、その種類を問わないが、第1の絶縁膜106は窒化ケイ素を主成分とする膜により形成し、半導体層103に不純物が侵入するのを防ぐパッシベーション膜や、膜中に多く含有する水素によって半導体層103のダングリングボンドを終端する水素化膜として用いることができる。 The thin film transistor 110 may be formed by a known method, regardless of the type, but the first insulating film 106 is formed of a film containing silicon nitride as a main component and is a passivation that prevents impurities from entering the semiconductor layer 103. The film can be used as a hydrogenation film that terminates dangling bonds of the semiconductor layer 103 with hydrogen contained in the film.
本実施の形態において、第1の絶縁膜106の物理的厚さdは、発光素子115から発する光の中心波長をλ、中心波長における第1の絶縁膜106の屈折率をnとするとλm/2n(mは0以上の整数)とする。 In this embodiment mode, the physical thickness d of the first insulating film 106 is set to λm /, where λ is the center wavelength of light emitted from the light emitting element 115 and n is the refractive index of the first insulating film 106 at the center wavelength. 2n (m is an integer of 0 or more).
本実施の形態においては、ゲート絶縁膜104は第2の下地絶縁膜102と同じ材料又は同じ屈折率を有する材料もしくは概略同じ屈折率を有する材料で形成する。本実施の形態においては、第2の下地絶縁膜102を酸化ケイ素を主成分とする膜により形成しているため、ゲート絶縁膜104も酸化ケイ素を主成分とする膜により形成し、光学的に1層とみなせるようにする。 In this embodiment, the gate insulating film 104 is formed using the same material as the second base insulating film 102, a material having the same refractive index, or a material having substantially the same refractive index. In this embodiment, since the second base insulating film 102 is formed using a film containing silicon oxide as a main component, the gate insulating film 104 is also formed using a film containing silicon oxide as a main component, and optically It can be regarded as one layer.
第2の絶縁膜107は、発光素子115の開口率を向上させるため、下層の凹凸を緩和することが可能な自己平坦性を有する塗布膜により形成する。このような絶縁膜としてはアクリルやポリイミド、珪素と酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基として少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、アリール基)、フルオロ基、又は少なくとも水素を含む有機基及びフロオロ基を有する材料、いわゆるシロキサンなどがある。本実施の形態ではシロキサンにより形成した膜を第2の絶縁膜107として用いる。 The second insulating film 107 is formed of a coating film having self-flatness that can reduce unevenness in the lower layer in order to improve the aperture ratio of the light emitting element 115. As such an insulating film, a skeleton structure is formed by a bond of acrylic, polyimide, silicon, and oxygen, and an organic group (for example, an alkyl group or an aryl group) containing at least hydrogen as a substituent, a fluoro group, or at least hydrogen. There are materials having an organic group and a fluoro group, so-called siloxane. In this embodiment, a film formed of siloxane is used as the second insulating film 107.
発光素子115は第1の電極111と第2の電極114との間に発光積層体113を挟んでなっている。また、第1の電極111と第2の電極114はいずれか一方が陽極、他方が陰極として機能する。発光素子は他の発光素子と土手などと呼ばれる隔壁112により分離されており、隔壁112は少なくとも第1の電極111の端部を覆うように形成され、隔壁112自身の発光素子側の端部は曲率を有し、当該曲率が連続的に変化するテーパー形状をしていることが望ましい。 In the light-emitting element 115, a light-emitting stacked body 113 is sandwiched between a first electrode 111 and a second electrode 114. Further, one of the first electrode 111 and the second electrode 114 functions as an anode and the other functions as a cathode. The light-emitting element is separated from other light-emitting elements by a partition wall 112 called a bank, and the partition wall 112 is formed so as to cover at least the end portion of the first electrode 111, and the end portion of the partition wall 112 itself on the light-emitting element side is It is desirable to have a taper shape that has a curvature and the curvature changes continuously.
また、隔壁112は有機材料と無機材料どちらで形成されていても良く、感光性や非感光性のアクリル、ポリイミド、シロキサンや酸化ケイ素を主成分とする膜、窒化ケイ素を主成分とする膜などの材料を用いることができる。 The partition 112 may be formed of either an organic material or an inorganic material, such as a photosensitive or non-photosensitive acrylic, polyimide, siloxane or silicon oxide film, a silicon nitride film as a main component, or the like. These materials can be used.
第1の電極111はインジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)等の透光性を有する導電物からなることが望ましい。なお、ITO以外に、酸化ケイ素を含有するITOや、酸化インジウムに2〜20%の酸化亜鉛を含有したIZO(Indium Zinc Oxide)もしくは酸化亜鉛そのもの、酸化亜鉛にガリウムを含有したGZO(Galium Zinc Oxide)等を用いても良い。 The first electrode 111 is preferably made of a light-transmitting conductive material such as indium tin oxide (ITO). In addition to ITO, ITO containing silicon oxide, IZO (Indium Zinc Oxide) containing 2 to 20% zinc oxide in indium oxide or zinc oxide itself, GZO (Galium Zinc Oxide) containing gallium in zinc oxide. ) Etc. may be used.
また、発光積層体113は発光物質を含み、単層、または多層で構成される。なお、発光積層体113は有機物もしくは無機物のいずれかからなるものであっても良いし、または無機物と有機物の両方を含むものでも良い。 In addition, the light-emitting stacked body 113 includes a light-emitting substance and has a single layer or multiple layers. Note that the light emitting laminate 113 may be made of either an organic material or an inorganic material, or may include both an inorganic material and an organic material.
このような構成を有する本実施の形態における表示装置では、発光素子115から射出した光が表示装置の外部に射出するまでに第2の絶縁膜107、第1の絶縁膜106、ゲート絶縁膜104、第2の下地絶縁膜102、第1の下地絶縁膜101及び基板100を通過する。このうち、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101が当該膜を挟んでいる膜との間に大きな屈折率差を有する。そこで本実施の形態では第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の物理的厚さdを、λm/2n(mは0以上の整数)すなわち、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の光学的厚さLをλm/2(mは0以上の整数)とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。 In the display device in this embodiment having such a structure, the second insulating film 107, the first insulating film 106, and the gate insulating film 104 are emitted before light emitted from the light-emitting element 115 is emitted to the outside of the display device. , Passes through the second base insulating film 102, the first base insulating film 101, and the substrate 100. Among these, the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 have a large difference in refractive index between the film sandwiching the film. Therefore, in this embodiment, the physical thickness d of the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 is set to λm / 2n (m is an integer of 0 or more), that is, the first insulating film 106 and the first insulating film 106 By setting the optical thickness L of the base insulating film 101 to λm / 2 (m is an integer of 0 or more), the reflected light at the entrance side interface of the film is reflected by the reflected light at the exit side interface of the film. It becomes possible to attenuate, and the reflected light generated by the presence of the film can be significantly reduced. By reducing the reflected light, it is possible to suppress the occurrence of a standing wave caused by the interference between the incident light and the reflected light, and to suppress the deterioration of the viewing angle characteristics caused by the standing wave. . In addition, a display device with improved viewing angle characteristics can be manufactured.
図12、図13は本実施の形態の構成のように、基板100上に第1の下地絶縁膜101を酸素を含む窒化ケイ素膜で、第2の下地絶縁膜102とゲート絶縁膜104を窒素を含む酸化ケイ素膜で、第1の絶縁膜106を酸素を含む窒化ケイ素膜で形成し、その上に第2の絶縁膜107をシロキサンで、さらにその上に発光素子115を順番に形成した場合、ゲート絶縁膜104と第2の下地絶縁膜102を足しあわせた膜厚と、第1の絶縁膜106の膜厚及び第1の下地絶縁膜101の膜厚を変化させた際、第2の絶縁膜107と第1の絶縁膜106との間の反射率(これは第1の絶縁膜106とゲート絶縁膜104との間の反射光、第2の下地絶縁膜102と第1の下地絶縁膜101との間の反射光、及び第1の下地絶縁膜101と基板100との間の反射光も併せた反射率である)がどのように変化するのかをフレネル係数の方法を用いてシミュレーションを行った結果である。なお、本実施の形態ではゲート絶縁膜104と第2の下地絶縁膜102は同じ材料で形成されている層であるので、光学的に1層であるとみなすことができることから、ゲート絶縁膜104と第2の下地絶縁膜102の膜厚に関しては、それらを足しあわせた膜厚によって議論を行っている。 12 and 13, as in the structure of this embodiment mode, the first base insulating film 101 is a silicon nitride film containing oxygen on the substrate 100, and the second base insulating film 102 and the gate insulating film 104 are nitrogen. In the case where the first insulating film 106 is formed of a silicon nitride film containing oxygen, the second insulating film 107 is formed of siloxane, and the light emitting element 115 is sequentially formed thereon. When the thickness obtained by adding the gate insulating film 104 and the second base insulating film 102, the thickness of the first insulating film 106, and the thickness of the first base insulating film 101 are changed, Reflectance between the insulating film 107 and the first insulating film 106 (this is reflected light between the first insulating film 106 and the gate insulating film 104, the second base insulating film 102 and the first base insulating film) Reflected light between the film 101 and the first base insulating film 101 and the substrate 100 Of the reflected light is also the reflectance in conjunction) that is the result of simulation using the methods of how varying the or Fresnel coefficients. Note that in this embodiment, the gate insulating film 104 and the second base insulating film 102 are layers formed using the same material; therefore, the gate insulating film 104 can be regarded as an optically single layer. In addition, the thickness of the second base insulating film 102 is discussed based on the total film thickness.
これらのグラフにおいては、横軸が酸素を含む窒化ケイ素を材料とする膜の物理的厚さ(第1の下地絶縁膜101、第1の絶縁膜106それぞれの膜厚)、縦軸が上記2膜の間に存在する窒素を含む酸化ケイ素を材料とする膜の物理的厚さ(第2の下地絶縁膜102とゲート絶縁膜104の膜厚の和)を表しており、第1の絶縁膜106における反射率の分布が示されている。図12においては単色での反射率の変化を、図13では波長400nmから700nmにおける平均の反射率が示されている。 In these graphs, the horizontal axis represents the physical thickness of a film made of silicon nitride containing oxygen (the thickness of each of the first base insulating film 101 and the first insulating film 106), and the vertical axis represents 2 above. The physical thickness of the film made of silicon oxide containing nitrogen existing between the films (the sum of the film thicknesses of the second base insulating film 102 and the gate insulating film 104) is expressed as the first insulating film. The reflectance distribution at 106 is shown. FIG. 12 shows the change in reflectance for a single color, and FIG. 13 shows the average reflectance at wavelengths from 400 nm to 700 nm.
図12(A)は青色の発光に相当する中心波長λ=450nmの波長の光に対するシミュレーション結果であるが、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の物理的厚さdが光学的厚さL=λ/2に相当する125nm付近において反射率が低くなっているのがわかる。第1の絶縁膜106と第2の絶縁膜107との間における反射は1%以下であれば視野角特性に大きな悪影響を及ぼすことは少ないと考えられ、そのような反射率を示す範囲は図より125nmを中心とした物理的厚さd=115nm〜133nmの範囲であった。この膜厚範囲ではゲート絶縁膜104と第2の下地絶縁膜102を足しあわせた膜厚に関係なく反射率1%以下の構成とすることができ、視野角特性の良好な表示装置を提供することができる。 FIG. 12A shows a simulation result with respect to light having a center wavelength λ = 450 nm corresponding to blue light emission. The physical thickness d of the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 is optical. It can be seen that the reflectance is low in the vicinity of 125 nm corresponding to the target thickness L = λ / 2. If the reflection between the first insulating film 106 and the second insulating film 107 is 1% or less, it is considered that the viewing angle characteristic is hardly adversely affected. The range showing such reflectance is shown in FIG. Further, the physical thickness d centered around 125 nm was in the range of 115 nm to 133 nm. In this film thickness range, a structure having a reflectance of 1% or less can be provided regardless of the total film thickness of the gate insulating film 104 and the second base insulating film 102, and a display device with favorable viewing angle characteristics is provided. be able to.
図12(B)は緑色の発光に相当する中心波長λ=540nmの波長の光に対するシミュレーション結果であるが、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の物理的厚さdが光学的厚さL=λ/2に相当する152nm付近において反射率が低くなっているのがわかる。第1の絶縁膜106と第2の絶縁膜107の界面における反射は1%以下であれば視野角特性に大きな悪影響を及ぼすことは少ないと考えられ、そのような反射率を示す範囲は図より物理的厚さd=138nm〜162nmの範囲であった。この膜厚範囲ではゲート絶縁膜104と第2の下地絶縁膜102を足しあわせた膜厚に関係なく反射率1%以下の構成とすることができ、視野角特性の良好な表示装置を提供することができる。 FIG. 12B shows a simulation result with respect to light having a center wavelength λ = 540 nm corresponding to green light emission. The physical thickness d of the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 is optical. It can be seen that the reflectance is low in the vicinity of 152 nm corresponding to the target thickness L = λ / 2. If the reflection at the interface between the first insulating film 106 and the second insulating film 107 is 1% or less, it is considered that the viewing angle characteristic is hardly adversely affected. The physical thickness d was in the range of 138 nm to 162 nm. In this film thickness range, a structure having a reflectance of 1% or less can be provided regardless of the total film thickness of the gate insulating film 104 and the second base insulating film 102, and a display device with favorable viewing angle characteristics is provided. be able to.
図12(C)は赤色の発光に相当する中心波長λ=620nmの波長の光に対するシミュレーション結果であるが、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の物理的厚さdが光学的厚さL=λ/2に相当する175nm付近において反射率が低くなっているのがわかる。第1の絶縁膜106と第2の絶縁膜107の界面における反射は1%以下であれば視野角特性に大きな悪影響を及ぼすことは少ないと考えられ、そのような反射率を示す範囲は図より物理的厚さd=160nm〜186nmの範囲であった。この膜厚範囲ではゲート絶縁膜104と第2の下地絶縁膜102を足しあわせた膜厚に関係なく反射率1%以下の構成とすることができ、視野角特性の良好な表示装置を提供することができる。 FIG. 12C shows a simulation result with respect to light having a center wavelength λ = 620 nm corresponding to red light emission. The physical thickness d of the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 is optical. It can be seen that the reflectance is low in the vicinity of 175 nm corresponding to the target thickness L = λ / 2. If the reflection at the interface between the first insulating film 106 and the second insulating film 107 is 1% or less, it is considered that the viewing angle characteristic is hardly adversely affected. The physical thickness d was in the range of 160 nm to 186 nm. In this film thickness range, a structure having a reflectance of 1% or less can be provided regardless of the total film thickness of the gate insulating film 104 and the second base insulating film 102, and a display device with favorable viewing angle characteristics is provided. be able to.
このように、中心波長が明らかである場合、すなわち、作製する表示装置が単色表示もしくはカラーフィルターを用いた多色表示であり、且つ発光素子から発する光の極大波長が単一もしくは中心波長以外の極大波長の強度が充分に小さい場合は、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の物理的厚さdを概略光学的厚さL=λ/2に相当する膜厚とすることで、第1の絶縁膜106と第2の絶縁膜107の界面の反射を低く抑えることが可能であることがわかる。なお、この場合、ゲート絶縁膜104と第2の下地絶縁膜102の膜厚の和はどのような膜厚であってもかまわない。 Thus, when the center wavelength is clear, that is, the display device to be manufactured is a single color display or a multicolor display using a color filter, and the maximum wavelength of light emitted from the light emitting element is a single or other than the center wavelength. When the intensity of the maximum wavelength is sufficiently small, the physical thickness d of the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 is set to a film thickness corresponding to the approximate optical thickness L = λ / 2. Thus, it can be seen that reflection at the interface between the first insulating film 106 and the second insulating film 107 can be kept low. In this case, the sum of the thicknesses of the gate insulating film 104 and the second base insulating film 102 may be any film thickness.
また、これらのシミュレーションデータより、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の光学的厚さはλ/2の±6%の膜厚範囲であれば反射率が許容できるほど小さく、良好な視野角特性を有する表示装置を得ることができることがわかる。このことから本明細書中に於いて物理的厚さd、光学的厚さL共に概略と言った場合は±6%のマージンを有することとする。 Further, from these simulation data, the optical thicknesses of the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 are small enough to allow the reflectance in the film thickness range of ± 6% of λ / 2. It can be seen that a display device having good viewing angle characteristics can be obtained. Therefore, in the present specification, when both the physical thickness d and the optical thickness L are approximate, a margin of ± 6% is assumed.
また、図12(A)〜(C)より、L2(ゲート絶縁膜104と第2の下地絶縁膜102の光学的厚さの和)、L1(第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101各々の光学的厚さ)がL2=−L1+(2m−1)λ/4(ただし、mは1以上の整数)を満たす場合にも反射率は小さくなっており、視野角依存性が改善することが期待される。この場合は、L2、L1両方の膜厚を設定する必要があり、第2の絶縁膜107と第1の絶縁膜106との間で起こった反射は、第2の下地絶縁膜102と第1の下地絶縁膜101の間で起こった反射により相殺され、また、第1の絶縁膜106とゲート絶縁膜104との間で起こった反射は第1の下地絶縁膜101と基板100との間の反射により相殺されることにより反射が低減されると考えられる。 12A to 12C, L2 (the sum of the optical thicknesses of the gate insulating film 104 and the second base insulating film 102), L1 (the first insulating film 106 and the first base insulating film). Even when the optical thickness of each of the films 101 satisfies L2 = −L1 + (2m−1) λ / 4 (where m is an integer of 1 or more), the reflectance is small, and the viewing angle dependency is low. It is expected to improve. In this case, it is necessary to set both the film thicknesses of L2 and L1, and the reflection that occurs between the second insulating film 107 and the first insulating film 106 is different from that of the second base insulating film 102 and the first insulating film 106. The reflection occurring between the first base insulating film 101 and the substrate 100 is offset by the reflection occurring between the first base insulating film 101 and the first insulating film 106 and the gate insulating film 104. It is considered that the reflection is reduced by canceling out the reflection.
なお、この場合においても算出されたL2、L1に対して、±6%程度の範囲は視野角依存性が許容できる程に反射率が低下しているため、この範囲の条件を満たす膜厚とすることで、視野角依存性の低減された良好な表示を行うことができる表示装置を提供することができる。 In this case as well, the reflectance is so low that the viewing angle dependency is acceptable in the range of about ± 6% with respect to L2 and L1 calculated in this case. By doing so, it is possible to provide a display device that can perform good display with reduced viewing angle dependency.
図13は400nm〜700nmにおける反射率の平均を取ったものであり、反射率1%以下を満たす膜厚範囲は、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の物理的厚さdが120nm〜162nmの範囲にあり且つゲート絶縁膜104と第2の下地絶縁膜102を足しあわせた物理的厚さdが132nm〜198nmの範囲である。これらの物理的厚さを上記範囲内とすることによって、塗り分けのフルカラー表示装置、白色発光の素子を用いた表示装置などのように、中心波長の異なる複数の種類の発光素子を有する表示装置や、発光素子は一種類であっても当該発光素子の発する光のスペクトルに強度の大きい複数の極大波長を有する表示装置においても良好な視野角特性を得ることが可能となる。 FIG. 13 is an average of reflectances at 400 nm to 700 nm, and the film thickness range that satisfies the reflectance of 1% or less is the physical thickness d of the first insulating film 106 and the first base insulating film 101. Is in the range of 120 nm to 162 nm, and the physical thickness d obtained by adding the gate insulating film 104 and the second base insulating film 102 is in the range of 132 nm to 198 nm. By setting these physical thicknesses within the above range, a display device having a plurality of types of light-emitting elements having different center wavelengths, such as a full-color display device with different colors and a display device using a white light-emitting element. Even if there is only one kind of light emitting element, it is possible to obtain a good viewing angle characteristic even in a display device having a plurality of maximum wavelengths with high intensity in the spectrum of light emitted from the light emitting element.
また、中心波長が明らかである場合であっても、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の物理的厚さdを120nm〜162nmであり且つゲート絶縁膜104と第2の下地絶縁膜102を足しあわせた物理的厚さdを132nm〜198nmの範囲とすれば、どのような波長であっても視野角特性の良い表示装置を作製することが可能となる。 Even when the center wavelength is clear, the physical thickness d of the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 is 120 nm to 162 nm, and the gate insulating film 104 and the second base base When the physical thickness d obtained by adding the insulating films 102 is in the range of 132 nm to 198 nm, a display device with good viewing angle characteristics can be manufactured at any wavelength.
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層103、ゲート電極104、電極108、109、発光素子の第1の電極111などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。 Note that the film thickness of each film is set so that the film thickness at the stage when the semiconductor device is completed becomes such a film thickness. In the case of actually manufacturing a semiconductor device, the film located under the film is reduced by etching for forming the semiconductor layer 103, the gate electrode 104, the electrodes 108 and 109, the first electrode 111 of the light emitting element, and the like. In some cases. In this case, in consideration of the film thickness reduction, it is necessary to adjust so that the film thickness reaches a specified thickness in a portion where the light from the light emitting element 115 hits the optical path when it is emitted to the outside of the display device. Can be done as appropriate. That is, according to the present invention, it is only necessary that the thickness of each layer in the portion corresponding to the optical path when light from the light emitting element 115 is emitted to the outside of the display device is as described above.
(実施の形態2)
本実施の形態では本発明の他の構成について図2を参照しながら説明する。本実施の形態における表示装置はほぼ実施の形態1の構成と同様であるが、実施の形態1における第1の絶縁膜106が形成されていない。この場合、発光素子115から射出した光が外部に射出するまでの間に通過する屈折率の異なる膜は第1の下地絶縁膜101、1層のみである。
(Embodiment 2)
In this embodiment, another structure of the present invention will be described with reference to FIG. The display device in this embodiment is almost the same as the structure in Embodiment 1, but the first insulating film 106 in Embodiment 1 is not formed. In this case, the first base insulating film 101 and the first layer are the only films having different refractive indexes that pass before the light emitted from the light emitting element 115 is emitted to the outside.
そのため、第1の下地絶縁膜101の光学的厚さLを発光素子115から発する光の中心波長をλとして、概略λ/2の整数倍とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。 For this reason, the optical thickness L of the first base insulating film 101 is approximately an integral multiple of λ / 2, where λ is the center wavelength of the light emitted from the light emitting element 115, and reflection at the incident side interface of the film is performed. Light can be attenuated by reflected light at the output side interface of the film, and reflected light generated by the presence of the film can be significantly reduced. By reducing the reflected light, it is possible to suppress the occurrence of a standing wave caused by the interference between the incident light and the reflected light, and to suppress the deterioration of the viewing angle characteristics caused by the standing wave. . In addition, a display device with improved viewing angle characteristics can be manufactured.
なお、本実施の形態の場合、第2の下地絶縁膜102、ゲート絶縁膜104及び第2の絶縁膜107は概略同じ屈折率を有する材料で形成されていることが肝要である。 Note that in this embodiment mode, it is important that the second base insulating film 102, the gate insulating film 104, and the second insulating film 107 are formed of materials having substantially the same refractive index.
その他の構成については実施の形態1と同様であるので、実施の形態1の記載を参照されたい。 Since other configurations are the same as those in the first embodiment, refer to the description in the first embodiment.
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層103、ゲート電極104、電極108、109、発光素子の第1の電極111などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。 Note that the film thickness of each film is set so that the film thickness at the stage when the semiconductor device is completed becomes such a film thickness. In the case of actually manufacturing a semiconductor device, the film located under the film is reduced by etching for forming the semiconductor layer 103, the gate electrode 104, the electrodes 108 and 109, the first electrode 111 of the light emitting element, and the like. In some cases. In this case, in consideration of the film thickness reduction, it is necessary to adjust so that the film thickness reaches a specified thickness in a portion where the light from the light emitting element 115 hits the optical path when it is emitted to the outside of the display device. Can be done as appropriate. That is, according to the present invention, it is only necessary that the thickness of each layer in the portion corresponding to the optical path when light from the light emitting element 115 is emitted to the outside of the display device is as described above.
(実施の形態3)
本実施の形態では本発明の他の構成について図3を参照しながら説明する。本実施の形態における表示装置はほぼ実施の形態1の構成と同様であるが、実施の形態1における第2の下地絶縁膜102が形成されておらず、下地絶縁膜は下地絶縁膜116のみとなっている。本実施の形態では下地絶縁膜116を酸素を含む窒化ケイ素により形成した例を示す。この場合、発光素子115から射出した光が外部に射出するまでの間に通過する屈折率の異なる膜は、第1の絶縁膜106と下地絶縁膜116の2層である。
(Embodiment 3)
In this embodiment, another structure of the present invention will be described with reference to FIG. The display device in this embodiment is almost the same as the structure in Embodiment 1. However, the second base insulating film 102 in Embodiment 1 is not formed, and the base insulating film is only the base insulating film 116. It has become. In this embodiment, an example in which the base insulating film 116 is formed using silicon nitride containing oxygen is described. In this case, the films having different refractive indexes that pass until the light emitted from the light emitting element 115 is emitted to the outside are two layers of the first insulating film 106 and the base insulating film 116.
ここで、第1の絶縁膜106及び下地絶縁膜116の光学的厚さLを発光素子115から発する光の中心波長をλとして、概略λ/2の整数倍とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。 Here, the optical thickness L of the first insulating film 106 and the base insulating film 116 is approximately an integral multiple of λ / 2, where λ is the center wavelength of light emitted from the light emitting element 115, so The reflected light at the side interface can be attenuated by the reflected light at the output side interface of the film, and the reflected light generated by the presence of the film can be significantly reduced. By reducing the reflected light, it is possible to suppress the occurrence of a standing wave caused by the interference between the incident light and the reflected light, and to suppress the deterioration of the viewing angle characteristics caused by the standing wave. . In addition, a display device with improved viewing angle characteristics can be manufactured.
もしくは、第1の絶縁膜106及び下地絶縁膜116の光学的厚さをそれぞれL1、第1の絶縁膜106及び下地絶縁膜116の間のゲート絶縁膜104の光学的厚さをL2として、L2=−L1+(2m−1)λ/4を満たすような、膜厚とする。これにより反射光を著しく低減させることができ、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。 Alternatively, L2 is an optical thickness of the first insulating film 106 and the base insulating film 116, and L2 is an optical thickness of the gate insulating film 104 between the first insulating film 106 and the base insulating film 116. = -L1 + (2m-1) .lamda. / 4. As a result, reflected light can be remarkably reduced, generation of standing waves caused by interference between incident light and reflected light can be suppressed, and deterioration of viewing angle characteristics caused by standing waves can be suppressed. It becomes possible. In addition, a display device with improved viewing angle characteristics can be manufactured.
または、第1の絶縁膜106及び下地絶縁膜116の物理的厚さdを120nm〜162nmの範囲とし、ゲート絶縁膜104の物理的厚さdを132nm〜198nmの範囲とする。これにより反射光を著しく低減させることができ、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。 Alternatively, the physical thickness d of the first insulating film 106 and the base insulating film 116 is in the range of 120 nm to 162 nm, and the physical thickness d of the gate insulating film 104 is in the range of 132 nm to 198 nm. As a result, reflected light can be remarkably reduced, generation of standing waves caused by interference between incident light and reflected light can be suppressed, and deterioration of viewing angle characteristics caused by standing waves can be suppressed. It becomes possible. In addition, a display device with improved viewing angle characteristics can be manufactured.
その他の構成については実施の形態1と同様であるので、実施の形態1の記載を参照されたい。 Since other configurations are the same as those in the first embodiment, refer to the description in the first embodiment.
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層103、ゲート電極104、電極108、109、発光素子の第1の電極111などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。 Note that the film thickness of each film is set so that the film thickness at the stage when the semiconductor device is completed becomes such a film thickness. In the case of actually manufacturing a semiconductor device, the film located under the film is reduced by etching for forming the semiconductor layer 103, the gate electrode 104, the electrodes 108 and 109, the first electrode 111 of the light emitting element, and the like. In some cases. In this case, in consideration of the film thickness reduction, it is necessary to adjust so that the film thickness reaches a specified thickness in a portion where the light from the light emitting element 115 hits the optical path when it is emitted to the outside of the display device. Can be done as appropriate. That is, according to the present invention, it is only necessary that the thickness of each layer in the portion corresponding to the optical path when light from the light emitting element 115 is emitted to the outside of the display device is as described above.
(実施の形態4)
本実施の形態では本発明の他の構成について図4を参照しながら説明する。本実施の形態における表示装置はほぼ実施の形態1の構成と同様であるが、実施の形態1における第2の下地絶縁膜102及び第1の絶縁膜106が形成されておらず、下地絶縁膜は下地絶縁膜116のみとなっている。本実施の形態では下地絶縁膜116を酸素を含む窒化ケイ素により形成した例を示す。この場合、発光素子115から射出した光が外部に射出するまでの間に通過する屈折率の異なる膜は、下地絶縁膜116の1層である。
(Embodiment 4)
In the present embodiment, another structure of the present invention will be described with reference to FIG. The display device in this embodiment is almost the same as the structure in Embodiment 1, but the second base insulating film 102 and the first insulating film 106 in Embodiment 1 are not formed, and the base insulating film Is only the base insulating film 116. In this embodiment, an example in which the base insulating film 116 is formed using silicon nitride containing oxygen is described. In this case, a film having a different refractive index that passes through before the light emitted from the light emitting element 115 is emitted to the outside is one layer of the base insulating film 116.
ここで、下地絶縁膜116の光学的厚さLを、発光素子115から発する光の中心波長をλとして、概略λ/2の整数倍とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。 Here, the optical thickness L of the base insulating film 116 is approximately an integral multiple of λ / 2, where λ is the center wavelength of the light emitted from the light emitting element 115, so that the reflected light at the incident side interface of the film is reflected. Can be attenuated by the reflected light at the output side interface of the film, and the reflected light generated by the presence of the film can be significantly reduced. By reducing the reflected light, it is possible to suppress the occurrence of a standing wave caused by the interference between the incident light and the reflected light, and to suppress the deterioration of the viewing angle characteristics caused by the standing wave. . In addition, a display device with improved viewing angle characteristics can be manufactured.
なお、本実施の形態の場合、ゲート絶縁膜104及び第2の絶縁膜107は概略同じ屈折率を有する材料で形成することが肝要である。 Note that in this embodiment mode, it is important to form the gate insulating film 104 and the second insulating film 107 with materials having substantially the same refractive index.
その他の構成については実施の形態1と同様であるので、実施の形態1の記載を参照されたい。 Since other configurations are the same as those in the first embodiment, refer to the description in the first embodiment.
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層103、ゲート電極104、電極108、109、発光素子の第1の電極111などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。 Note that the film thickness of each film is set so that the film thickness at the stage when the semiconductor device is completed becomes such a film thickness. In the case of actually manufacturing a semiconductor device, the film located under the film is reduced by etching for forming the semiconductor layer 103, the gate electrode 104, the electrodes 108 and 109, the first electrode 111 of the light emitting element, and the like. In some cases. In this case, in consideration of the film thickness reduction, it is necessary to adjust so that the film thickness reaches a specified thickness in a portion where the light from the light emitting element 115 hits the optical path when it is emitted to the outside of the display device. Can be done as appropriate. That is, according to the present invention, it is only necessary that the thickness of each layer in the portion corresponding to the optical path when light from the light emitting element 115 is emitted to the outside of the display device is as described above.
(実施の形態5)
本実施の形態では本発明の他の構成について図5を参照しながら説明する。本実施の形態における表示装置はほぼ実施の形態1の構成と同様であるが、実施の形態1における第1の下地絶縁膜101が形成されておらず、下地絶縁膜は下地絶縁膜117のみとなっている。本実施の形態では下地絶縁膜117を窒素を含む酸化ケイ素により形成した例を示す。この場合、発光素子115から射出した光が外部に射出するまでの間に通過する屈折率の異なる膜は第1の絶縁膜106の1層である。
(Embodiment 5)
In this embodiment, another structure of the present invention will be described with reference to FIG. The display device in this embodiment is almost the same as the structure in Embodiment 1, but the first base insulating film 101 in Embodiment 1 is not formed, and the base insulating film is only the base insulating film 117. It has become. In this embodiment, an example in which the base insulating film 117 is formed using silicon oxide containing nitrogen is described. In this case, the film having a different refractive index that passes through before the light emitted from the light emitting element 115 is emitted to the outside is one layer of the first insulating film 106.
ここで、第1の絶縁膜106の光学的厚さLを発光素子115から発する光の中心波長をλとして、概略λ/2の整数倍とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。 Here, the optical thickness L of the first insulating film 106 is approximately an integral multiple of λ / 2, where λ is the center wavelength of the light emitted from the light emitting element 115, so that reflection at the incident side interface of the film is performed. Light can be attenuated by reflected light at the output side interface of the film, and reflected light generated by the presence of the film can be significantly reduced. By reducing the reflected light, it is possible to suppress the occurrence of a standing wave caused by the interference between the incident light and the reflected light, and to suppress the deterioration of the viewing angle characteristics caused by the standing wave. . In addition, a display device with improved viewing angle characteristics can be manufactured.
その他の構成については実施の形態1と同様であるので、実施の形態1の記載を参照されたい。 Since other configurations are the same as those in the first embodiment, refer to the description in the first embodiment.
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層103、ゲート電極104、電極108、109、発光素子の第1の電極111などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。 Note that the film thickness of each film is set so that the film thickness at the stage when the semiconductor device is completed becomes such a film thickness. In the case of actually manufacturing a semiconductor device, the film located under the film is reduced by etching for forming the semiconductor layer 103, the gate electrode 104, the electrodes 108 and 109, the first electrode 111 of the light emitting element, and the like. In some cases. In this case, in consideration of the film thickness reduction, it is necessary to adjust so that the film thickness reaches a specified thickness in a portion where the light from the light emitting element 115 hits the optical path when it is emitted to the outside of the display device. Can be done as appropriate. That is, according to the present invention, it is only necessary that the thickness of each layer in the portion corresponding to the optical path when light from the light emitting element 115 is emitted to the outside of the display device is as described above.
(実施の形態6)
本実施の形態では本発明の他の構成について図15を参照しながら説明する。本実施の形態における表示装置はほぼ実施の形態1の構成と同様であるが、実施の形態1におけるゲート絶縁膜104及びゲート電極105と第1の絶縁膜106との間に第4の絶縁膜120が形成されている構成である。第4の絶縁膜120は第2の下地絶縁膜102及びゲート絶縁膜104と同じ材料または同じ屈折率を有する材料もしくは同様の屈折率を有する材料により形成し、第2の下地絶縁膜102、ゲート絶縁膜104及び第4の絶縁膜120よりなる積層膜が光学的に1層となるようにする。さらに、第2の下地絶縁膜102、ゲート絶縁膜104及び第4の絶縁膜120よりなる光学的に1層である積層膜の物理的厚さdを132nm〜198nmの範囲とし、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の物理的厚さdを120nm〜162nmの範囲とする。
(Embodiment 6)
In this embodiment, another structure of the present invention will be described with reference to FIG. The display device in this embodiment is almost the same as the structure in Embodiment 1, but the fourth insulating film between the gate insulating film 104 and the gate electrode 105 and the first insulating film 106 in Embodiment 1 is used. 120 is formed. The fourth insulating film 120 is formed using the same material as the second base insulating film 102 and the gate insulating film 104, a material having the same refractive index, or a material having a similar refractive index. A stacked film including the insulating film 104 and the fourth insulating film 120 is optically formed as one layer. Furthermore, the physical thickness d of the optically laminated film composed of the second base insulating film 102, the gate insulating film 104, and the fourth insulating film 120 is set to a range of 132 nm to 198 nm, and the first insulating film is formed. The physical thickness d of the film 106 and the first base insulating film 101 is in the range of 120 nm to 162 nm.
ところで、実施の形態1における図13のシミュレーション結果において、第2の下地絶縁膜102及びゲート絶縁膜104の光学的に1層である積層膜の物理的厚さdは132nm〜198nmの範囲であるのが良いという結果になっている。しかし、ここで、第2の下地絶縁膜102及びゲート絶縁膜104の膜厚には、薄膜トランジスタ110の動作という観点からすると好ましい値が存在することが分かっており、このトランジスタ特性的に好ましい値と、視野角特性を改善することが可能な値とは必ずしも一致しない。そこで、本実施の形態では、第4の絶縁膜120を形成することによって、第2の下地絶縁膜102及びゲート絶縁膜104の膜厚は薄膜トランジスタ110の動作に好ましい膜厚を保ったまま、視野角特性を向上させることができる構造を示した。すなわち、本実施の形態の構成は、第2の下地絶縁膜102及びゲート絶縁膜104の膜厚は薄膜トランジスタの動作に好ましい膜厚とし、第4の絶縁膜120によって足りない分の膜厚を補うことで、薄膜トランジスタの特性と、視野角特性をどちらも良好に保つことができる構成である。 By the way, in the simulation result of FIG. 13 in Embodiment 1, the physical thickness d of the laminated film which is the optically one layer of the second base insulating film 102 and the gate insulating film 104 is in the range of 132 nm to 198 nm. The result is good. However, it has been found that there are preferable values for the thickness of the second base insulating film 102 and the gate insulating film 104 from the viewpoint of the operation of the thin film transistor 110. The values that can improve the viewing angle characteristics do not necessarily match. Therefore, in this embodiment mode, by forming the fourth insulating film 120, the second base insulating film 102 and the gate insulating film 104 have a thickness that is preferable for the operation of the thin film transistor 110 while maintaining the field of view. A structure that can improve the angular characteristics is shown. That is, in the structure of this embodiment mode, the thickness of the second base insulating film 102 and the gate insulating film 104 is set to be preferable for the operation of the thin film transistor, and the fourth insulating film 120 compensates for the insufficient thickness. Thus, both the characteristics of the thin film transistor and the viewing angle characteristics can be kept good.
第2の下地絶縁膜102、ゲート絶縁膜104及び第4の絶縁膜120よりなる光学的に1層である積層膜の物理的厚さdを132nm〜198nmの範囲とし、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の物理的厚さdを120nm〜162nmの範囲とすることで、反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。 The first insulating film 106 has a physical thickness d of 132 nm to 198 nm, which is an optically laminated film including the second base insulating film 102, the gate insulating film 104, and the fourth insulating film 120. The reflected light can be significantly reduced by setting the physical thickness d of the first base insulating film 101 in the range of 120 nm to 162 nm. By reducing the reflected light, it is possible to suppress the occurrence of a standing wave caused by the interference between the incident light and the reflected light, and to suppress the deterioration of the viewing angle characteristics caused by the standing wave. . In addition, a display device with improved viewing angle characteristics can be manufactured.
本実施の形態の構成は、形成される絶縁膜が1層増えることになるが、当該絶縁膜(第4の絶縁膜120)が第2の下地絶縁膜102及びゲート絶縁膜104と同じ材料または同じ屈折率を有する材料もしくは同様の屈折率を有する材料により形成されることによって光学的な層の数に変化はない。そのため、実施の形態1における第2の下地絶縁膜102及びゲート絶縁膜104の積層と本実施の形態における第2の下地絶縁膜102、ゲート絶縁膜104及び第4の絶縁膜120の積層は同様に扱うことが可能である。また、当然光学的に1層であればさらに層が増えても同様に扱うことができる。 In the structure of this embodiment mode, an insulating film to be formed is increased by one layer, but the insulating film (fourth insulating film 120) is the same material as the second base insulating film 102 and the gate insulating film 104 or The number of optical layers is not changed by being formed of a material having the same refractive index or a material having a similar refractive index. Therefore, the stack of the second base insulating film 102 and the gate insulating film 104 in Embodiment 1 and the stack of the second base insulating film 102, the gate insulating film 104, and the fourth insulating film 120 in this embodiment are the same. It is possible to handle. Of course, if it is optically one layer, it can be handled in the same manner even if the number of layers is increased.
その他の材料や構成については実施の形態1と同様であるので、実施の形態1の記載を参照されたい。 Since other materials and configurations are the same as those in the first embodiment, refer to the description in the first embodiment.
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層103、ゲート電極104、電極108、109、発光素子の第1の電極111などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。 Note that the film thickness of each film is set so that the film thickness at the stage when the semiconductor device is completed becomes such a film thickness. In the case of actually manufacturing a semiconductor device, the film located under the film is reduced by etching for forming the semiconductor layer 103, the gate electrode 104, the electrodes 108 and 109, the first electrode 111 of the light emitting element, and the like. In some cases. In this case, in consideration of the film thickness reduction, it is necessary to adjust so that the film thickness reaches a specified thickness in a portion where the light from the light emitting element 115 hits the optical path when it is emitted to the outside of the display device. Can be done as appropriate. That is, according to the present invention, it is only necessary that the thickness of each layer in the portion corresponding to the optical path when light from the light emitting element 115 is emitted to the outside of the display device is as described above.
(実施の形態7)
本実施の形態では本発明の他の構成について図16(A)を参照しながら説明する。本実施の形態における表示装置はほぼ実施の形態1の構成と同様であるが、実施の形態1において自己平坦性を有する塗布膜で形成されている第2の絶縁膜107が、自己平坦性を有さない他の絶縁材料で形成されている第5の絶縁膜121で形成されている例である。第5の絶縁膜121の材料としては酸化ケイ素や窒素を含む酸化ケイ素などが挙げられる。
(Embodiment 7)
In this embodiment, another structure of the present invention will be described with reference to FIG. The display device in this embodiment is almost the same as the structure in Embodiment 1, but the second insulating film 107 formed of a coating film having self-flatness in Embodiment 1 has self-flatness. In this example, the fifth insulating film 121 is formed of another insulating material that is not included. Examples of the material of the fifth insulating film 121 include silicon oxide and silicon oxide containing nitrogen.
このような構成を有する本実施の形態における表示装置では、発光素子115から射出した光が表示装置の外部に射出するまでに第5の絶縁膜121、第1の絶縁膜106、ゲート絶縁膜104、第2の下地絶縁膜102、第1の下地絶縁膜101及び基板100を通過する。このうち、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101が当該膜を挟んでいる膜との間に大きな屈折率差を有する。そこで本実施の形態では第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の物理的厚さdを、λm/2n(mは0以上の整数)すなわち、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の光学的厚さLをλm/2(mは0以上の整数)とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。 In the display device in this embodiment having such a structure, the fifth insulating film 121, the first insulating film 106, and the gate insulating film 104 are emitted before light emitted from the light-emitting element 115 is emitted to the outside of the display device. , Passes through the second base insulating film 102, the first base insulating film 101, and the substrate 100. Among these, the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 have a large difference in refractive index between the film sandwiching the film. Therefore, in this embodiment, the physical thickness d of the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 is set to λm / 2n (m is an integer of 0 or more), that is, the first insulating film 106 and the first insulating film 106 By setting the optical thickness L of the base insulating film 101 to λm / 2 (m is an integer of 0 or more), the reflected light at the entrance side interface of the film is reflected by the reflected light at the exit side interface of the film. It becomes possible to attenuate, and the reflected light generated by the presence of the film can be significantly reduced. By reducing the reflected light, it is possible to suppress the occurrence of a standing wave caused by the interference between the incident light and the reflected light, and to suppress the deterioration of the viewing angle characteristics caused by the standing wave. . In addition, a display device with improved viewing angle characteristics can be manufactured.
もしくは、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の光学的厚さをそれぞれL1、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の間のゲート絶縁膜104の光学的厚さをL2として、L2=−L1+(2m−1)λ/4を満たすような、膜厚とする。これにより反射光を著しく低減させることができ、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。 Alternatively, the optical thicknesses of the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 are set to L1, respectively, and the optical thickness of the gate insulating film 104 between the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 is set. Let L2 be a film thickness that satisfies L2 = −L1 + (2m−1) λ / 4. As a result, reflected light can be remarkably reduced, generation of standing waves caused by interference between incident light and reflected light can be suppressed, and deterioration of viewing angle characteristics caused by standing waves can be suppressed. It becomes possible. In addition, a display device with improved viewing angle characteristics can be manufactured.
または、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の物理的厚さdを120nm〜162nmの範囲とし、第2の下地絶縁膜102及びゲート絶縁膜104よりなる光学的に1層である積層膜の物理的厚さdを132nm〜198nmの範囲とする。これにより反射光を著しく低減させることができ、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。 Alternatively, the physical thickness d of the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 is set to be in a range of 120 nm to 162 nm, and one optical layer including the second base insulating film 102 and the gate insulating film 104 is used. The physical thickness d of a certain laminated film is in the range of 132 nm to 198 nm. As a result, reflected light can be remarkably reduced, generation of standing waves caused by interference between incident light and reflected light can be suppressed, and deterioration of viewing angle characteristics caused by standing waves can be suppressed. It becomes possible. In addition, a display device with improved viewing angle characteristics can be manufactured.
その他の構成については実施の形態1と同様であるので、実施の形態1の記載を参照されたい。 Since other configurations are the same as those in the first embodiment, refer to the description in the first embodiment.
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層103、ゲート電極104、電極108、109、発光素子の第1の電極111などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。 Note that the film thickness of each film is set so that the film thickness at the stage when the semiconductor device is completed becomes such a film thickness. In the case of actually manufacturing a semiconductor device, the film located under the film is reduced by etching for forming the semiconductor layer 103, the gate electrode 104, the electrodes 108 and 109, the first electrode 111 of the light emitting element, and the like. In some cases. In this case, in consideration of the film thickness reduction, it is necessary to adjust so that the film thickness reaches a specified thickness in a portion where the light from the light emitting element 115 hits the optical path when it is emitted to the outside of the display device. Can be done as appropriate. That is, according to the present invention, it is only necessary that the thickness of each layer in the portion corresponding to the optical path when light from the light emitting element 115 is emitted to the outside of the display device is as described above.
(実施の形態8)
本実施の形態では本発明の他の構成について図16(B)を参照しながら説明する。本実施の形態における表示装置はほぼ実施の形態1の構成と同様であるが、実施の形態1において自己平坦性を有する塗布膜で形成されている第2の絶縁膜107が、自己平坦性を有さない他の絶縁材料で形成されている第6の絶縁膜122で形成されており、さらに第1の絶縁膜106が形成されておらず、第7の絶縁膜123が発光素子の第1の電極111に接して設けられている例である。第6の絶縁膜1225の材料としては酸化ケイ素や窒素を含む酸化ケイ素など、第7の絶縁膜123の材料としては窒化ケイ素や酸素を含む窒化ケイ素などが挙げられる。
(Embodiment 8)
In this embodiment, another structure of the present invention will be described with reference to FIG. The display device in this embodiment is almost the same as the structure in Embodiment 1, but the second insulating film 107 formed of a coating film having self-flatness in Embodiment 1 has self-flatness. The sixth insulating film 122 is formed of another insulating material that is not included, the first insulating film 106 is not formed, and the seventh insulating film 123 is the first light-emitting element. This is an example of being provided in contact with the electrode 111. Examples of the material of the sixth insulating film 1225 include silicon oxide and silicon oxide containing nitrogen, and examples of the material of the seventh insulating film 123 include silicon nitride and silicon nitride containing oxygen.
このような構成を有する本実施の形態における表示装置では、発光素子115から射出した光が表示装置の外部に射出するまでに第7の絶縁膜123、第6の絶縁膜122、ゲート絶縁膜104、第2の下地絶縁膜102、第1の下地絶縁膜101及び基板100を通過する。 In the display device in this embodiment having such a structure, the seventh insulating film 123, the sixth insulating film 122, and the gate insulating film 104 are emitted before light emitted from the light-emitting element 115 is emitted to the outside of the display device. , Passes through the second base insulating film 102, the first base insulating film 101, and the substrate 100.
この場合、発光素子115から射出した光が外部に射出するまでの間に通過する屈折率の異なる膜は第1の下地絶縁膜101の1層と考えることができる。 In this case, a film having a different refractive index that passes through before the light emitted from the light emitting element 115 is emitted to the outside can be considered as one layer of the first base insulating film 101.
ここで、第1の下地絶縁膜101の光学的厚さLを発光素子115から発する光の中心波長をλとして、概略λ/2の整数倍とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。 Here, the optical thickness L of the first base insulating film 101 is approximately an integral multiple of λ / 2, where λ is the center wavelength of the light emitted from the light emitting element 115, so that The reflected light can be attenuated by the reflected light at the emission side interface of the film, and the reflected light generated by the presence of the film can be significantly reduced. By reducing the reflected light, it is possible to suppress the occurrence of a standing wave caused by the interference between the incident light and the reflected light, and to suppress the deterioration of the viewing angle characteristics caused by the standing wave. . In addition, a display device with improved viewing angle characteristics can be manufactured.
その他の構成については実施の形態1と同様であるので、実施の形態1の記載を参照されたい。 Since other configurations are the same as those in the first embodiment, refer to the description in the first embodiment.
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層103、ゲート電極104、電極108、109、発光素子の第1の電極111などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子115からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。 Note that the film thickness of each film is set so that the film thickness at the stage when the semiconductor device is completed becomes such a film thickness. In the case of actually manufacturing a semiconductor device, the film located under the film is reduced by etching for forming the semiconductor layer 103, the gate electrode 104, the electrodes 108 and 109, the first electrode 111 of the light emitting element, and the like. In some cases. In this case, in consideration of the film thickness reduction, it is necessary to adjust so that the film thickness reaches a specified thickness in a portion where the light from the light emitting element 115 hits the optical path when it is emitted to the outside of the display device. Can be done as appropriate. That is, according to the present invention, it is only necessary that the thickness of each layer in the portion corresponding to the optical path when light from the light emitting element 115 is emitted to the outside of the display device is as described above.
(実施の形態9)
本実施の形態では、実施の形態1に示した構成を有する本発明の発光装置を作製する方法について図6、図7を参照しながら説明する。
(Embodiment 9)
In this embodiment mode, a method for manufacturing the light-emitting device of the present invention having the structure shown in Embodiment Mode 1 will be described with reference to FIGS.
基板100上に第1の下地絶縁膜101、第2の下地絶縁膜102を形成した後、さらに半導体膜を第2の下地絶縁膜102上に成膜する。(図6(A)) After the first base insulating film 101 and the second base insulating film 102 are formed over the substrate 100, a semiconductor film is further formed over the second base insulating film 102. (Fig. 6 (A))
基板100の材料としては透光性を有するガラス、石英やプラスチック(ポリイミド、アクリル、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエーテルスルホンなど)等を用いることができる。これら基板は必要に応じてCMP等により研磨してから使用しても良い。本実施の形態においてはガラス基板を用いる。 As a material for the substrate 100, light-transmitting glass, quartz, plastic (polyimide, acrylic, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyacrylate, polyethersulfone, or the like) can be used. These substrates may be used after being polished by CMP or the like, if necessary. In this embodiment, a glass substrate is used.
第1の下地絶縁膜101、第2の下地絶縁膜102は基板100中のアルカリ金属やアルカリ土類金属など、半導体膜の特性に悪影響を及ぼすような元素が半導体層中に拡散するのを防ぐ為に設ける。材料としては酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒素を含む酸化ケイ素、酸素を含む窒化ケイ素などを用いることができる。 The first base insulating film 101 and the second base insulating film 102 prevent an element such as an alkali metal or an alkaline earth metal in the substrate 100 that adversely affects the characteristics of the semiconductor film from diffusing into the semiconductor layer. Provided for this purpose. As a material, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxide containing nitrogen, silicon nitride containing oxygen, or the like can be used.
第1の下地絶縁膜101、第2の下地絶縁膜102は先に述べたように基板100中のアルカリ金属やアルカリ土類金属など、半導体膜の特性に悪影響を及ぼすような不純物元素(イオン)が半導体層中に拡散するのを防ぐ為に設けるが、これら不純物元素(イオン)のブロック効果が大きいのは窒化ケイ素を主成分とする膜であることがわかっている。一方、酸化ケイ素を主成分とする膜は窒化ケイ素を主成分とする膜よりもバンドギャップが広く、絶縁性に優れ、トラップ順位が少ない。 As described above, the first base insulating film 101 and the second base insulating film 102 are impurity elements (ions) that adversely affect the characteristics of the semiconductor film, such as alkali metals and alkaline earth metals in the substrate 100. However, it is known that a film containing silicon nitride as a main component has a large blocking effect of these impurity elements (ions). On the other hand, a film containing silicon oxide as a main component has a wider band gap, better insulation, and a lower trap order than a film containing silicon nitride as a main component.
そこで、本実施の形態では、酸素を含む窒化ケイ素で形成した第1の下地絶縁膜101及びその上部に窒素を含む酸化ケイ素により形成された第2の下地絶縁膜102の2層でもって下地絶縁膜を形成する。これにより、高い不純物元素(イオン)のブロッキング効果と薄膜トランジスタの信頼性を同時に得ることができる構造とする。 Therefore, in this embodiment mode, the first base insulating film 101 formed of silicon nitride containing oxygen and the second base insulating film 102 formed of silicon oxide containing nitrogen on the top are used for base insulation. A film is formed. Thus, a structure in which a high impurity element (ion) blocking effect and the reliability of the thin film transistor can be obtained at the same time is obtained.
なお、第1の下地絶縁膜101の光学的厚さL(L=屈折率n×物理的厚さd)は、この後形成する発光素子の発する光の中心波長をλとすると、概略λ/2の整数倍に成膜する。また、塗り分けのフルカラー表示装置、白色発光の素子を用いた表示装置などのように、中心波長の異なる複数の種類の発光素子を有する表示装置や一種類の発光素子であっても当該発光素子の発する光のスペクトルに強度の大きい複数の極大波長を有する表示装置である場合は、第1の下地絶縁膜101の物理的厚さdは120nmから160nmで形成すると良い。 Note that the optical thickness L (L = refractive index n × physical thickness d) of the first base insulating film 101 is approximately λ /, where λ is the center wavelength of light emitted from a light emitting element to be formed later. The film is formed to an integral multiple of 2. In addition, even in the case of a display device having a plurality of types of light emitting elements having different center wavelengths, such as a full color display device with different colors, a display device using a white light emitting element, or the like, the light emitting element In the case of a display device having a plurality of maximum wavelengths with high intensity in the spectrum of light emitted from the first base insulating film 101, the physical thickness d is preferably 120 nm to 160 nm.
続いて形成される半導体膜118は本実施の形態では非晶質ケイ素膜をレーザ結晶化して得る。第2の下地絶縁膜102上に非晶質ケイ素膜を25〜100nm(好ましくは30〜60nm)の膜厚で形成する。非晶質ケイ素膜は公知の方法、例えばスパッタ法、減圧CVD法またはプラズマCVD法などにより成膜できる。その後、500℃で1時間の加熱処理を行い水素出しをする。 The semiconductor film 118 formed subsequently is obtained by laser crystallization of an amorphous silicon film in this embodiment mode. An amorphous silicon film is formed with a thickness of 25 to 100 nm (preferably 30 to 60 nm) over the second base insulating film 102. The amorphous silicon film can be formed by a known method such as sputtering, low pressure CVD or plasma CVD. Then, hydrogen treatment is performed at 500 ° C. for 1 hour.
続いてレーザ照射装置を用いて非晶質ケイ素膜を結晶化して結晶質ケイ素膜を形成する。本実施の形態のレーザ結晶化ではエキシマレーザを使用し、発振されたレーザビームを光学系を用いて線状のビームスポットに加工し非晶質ケイ素膜に照射することで結晶質ケイ素膜とし、半導体膜118として用いる。 Subsequently, the amorphous silicon film is crystallized using a laser irradiation apparatus to form a crystalline silicon film. In the laser crystallization of this embodiment, an excimer laser is used, and a laser beam oscillated is processed into a linear beam spot using an optical system and irradiated to an amorphous silicon film to form a crystalline silicon film. Used as the semiconductor film 118.
非晶質ケイ素膜の他の結晶化の方法としては、他に、熱処理のみにより結晶化を行う方法や結晶化を促進する触媒元素を用い加熱処理を行う事によって行う方法もある。結晶化を促進する元素としてはニッケル、鉄、パラジウム、錫、鉛、コバルト、白金、どう、金などが挙げられ、このような元素を用いることによって熱処理のみで結晶化を行った場合に比べ、低温、短時間で結晶化が行われるため、ガラス基板などへのダメージが少ない。熱処理のみにより結晶化をする場合は、基板100を熱に強い石英基板などにしなければいけない。 Other crystallization methods for the amorphous silicon film include a method for crystallization only by heat treatment and a method for heat treatment using a catalyst element that promotes crystallization. Examples of elements that promote crystallization include nickel, iron, palladium, tin, lead, cobalt, platinum, gold, gold, etc. Compared to the case where crystallization is performed only by heat treatment by using such elements, Since crystallization is performed at a low temperature for a short time, there is little damage to the glass substrate. When crystallization is performed only by heat treatment, the substrate 100 must be a heat-resistant quartz substrate or the like.
続いて、必要に応じて半導体膜118にしきい値をコントロールする為に微量の不純物添加、いわゆるチャネルドーピングを行う。要求されるしきい値を得る為にN型もしくはP型を呈する不純物(リン、ボロンなど)をイオンドーピング法などにより添加する。 Subsequently, in order to control the threshold value of the semiconductor film 118 as necessary, a small amount of impurities are added, so-called channel doping. In order to obtain a required threshold value, N-type or P-type impurities (phosphorus, boron, etc.) are added by an ion doping method or the like.
その後、図6(B)に示すように半導体膜118を所定の形状にパターニングし、半導体層103を得る。パターニングは半導体膜118にフォトレジストを塗布し、所定のマスク形状を露光し、焼成して、半導体層上にレジストマスクを形成し、このマスクを用いてエッチングをすることにより行われる。 After that, as shown in FIG. 6B, the semiconductor film 118 is patterned into a predetermined shape, so that the semiconductor layer 103 is obtained. Patterning is performed by applying a photoresist to the semiconductor film 118, exposing a predetermined mask shape, baking, forming a resist mask over the semiconductor layer, and etching using the mask.
続いて半導体層103を覆うようにゲート絶縁膜104を形成する。ゲート絶縁膜104はプラズマCVD法またはスパッタ法を用いて膜厚を40〜150nmとしてケイ素を含む絶縁膜で形成する。本実施の形態ではゲート絶縁膜104は第2の下地絶縁膜102と同じ材料、又は同じ屈折率を有する材料もしくは概略同じ屈折率を有する材料でもって形成するため、ゲート絶縁膜104は第2の下地絶縁膜102は光学的に単一の層とみなすことができる。本実施の形態では第2の下地絶縁膜102と同じ、窒素を含む酸化ケイ素を用いて形成する。 Subsequently, a gate insulating film 104 is formed so as to cover the semiconductor layer 103. The gate insulating film 104 is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 40 to 150 nm by plasma CVD or sputtering. In this embodiment mode, the gate insulating film 104 is formed using the same material as the second base insulating film 102, or a material having the same refractive index or a material having substantially the same refractive index. The base insulating film 102 can be regarded as an optically single layer. In this embodiment, the second base insulating film 102 is formed using silicon oxide containing nitrogen, which is the same as the second base insulating film 102.
なお、本実施の形態では第1の下地絶縁膜101及び第1の絶縁膜106の光学的厚さLが概略λ/2の整数倍であるため、ゲート絶縁膜104及び第2の下地絶縁膜102の膜厚については、作製する表示装置が単色表示もしくはカラーフィルターを用いた多色表示であり、且つ発光素子から発する光の極大波長が単一もしくは中心波長以外の極大波長の強度が小さい場合にはどのような膜厚であっても視野角依存性に悪影響は及ぼさない。 Note that in this embodiment mode, the optical thickness L of the first base insulating film 101 and the first insulating film 106 is approximately an integral multiple of λ / 2, and thus the gate insulating film 104 and the second base insulating film Regarding the film thickness of 102, the display device to be manufactured is a single color display or a multicolor display using a color filter, and the maximum wavelength of light emitted from the light emitting element is single or the intensity of the maximum wavelength other than the center wavelength is small. In any film thickness, the viewing angle dependency is not adversely affected.
しかし、塗り分けのフルカラー表示装置、白色発光の素子を用いた表示装置などのように、中心波長の異なる複数の種類の発光素子を有する表示装置や一種類の発光素子であっても当該発光素子の発する光のスペクトルに強度の大きい複数の極大波長を有する表示装置である場合には、第2の下地絶縁膜102とゲート絶縁膜104を足しあわせた膜厚が、130nmから200nmの範囲内にあることが望ましい。 However, even in the case of a display device having a plurality of types of light-emitting elements having different center wavelengths, such as a full-color display device with different colors or a display device using white light-emitting elements, the light-emitting element In the case of a display device having a plurality of maximum wavelengths with high intensity in the spectrum of light emitted from the light source, the total thickness of the second base insulating film 102 and the gate insulating film 104 is within a range of 130 nm to 200 nm. It is desirable to be.
次いで、ゲート絶縁膜104上にゲート電極105を形成する。ゲート電極105はTa、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr、Ndから選ばれた元素、または元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶ケイ素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、AgPdCu合金を用いてもよい。 Next, the gate electrode 105 is formed over the gate insulating film 104. The gate electrode 105 may be formed of an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu, Cr, and Nd, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. Further, an AgPdCu alloy may be used.
また、本実施の形態ではゲート電極105は単層で形成されているが、下層にタングステン、上層にモリブデンなどの2層以上の積層構造でもかまわない。積層構造としてゲート電極を形成する場合であっても前段で述べた材料を使用するとよい。また、その組み合わせも適宜選択すればよい。 In this embodiment mode, the gate electrode 105 is formed as a single layer; however, a stacked structure of two or more layers such as tungsten in the lower layer and molybdenum in the upper layer may be used. Even in the case where the gate electrode is formed as a stacked structure, the materials described in the preceding stage may be used. Moreover, the combination may be selected as appropriate.
ゲート電極105の加工はフォトレジストを用いたマスクを利用し、エッチングをして行う。 The gate electrode 105 is processed by etching using a mask using a photoresist.
続いて、ゲート電極105をマスクとして半導体層103に高濃度の不純物を添加する。 Subsequently, a high concentration impurity is added to the semiconductor layer 103 using the gate electrode 105 as a mask.
本実施の形態では、レーザ結晶化を使用して結晶化した結晶性シリコン膜を用いたトップゲートの薄膜トランジスタを用いたが、非晶質半導体膜を用いたボトムゲート型の薄膜トランジスタを画素部に用いることも可能である。非晶質半導体はケイ素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができ、シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は0.01〜4.5atomic%程度であることが好ましい。 In this embodiment mode, a top-gate thin film transistor using a crystalline silicon film crystallized by laser crystallization is used; however, a bottom-gate thin film transistor using an amorphous semiconductor film is used for a pixel portion. It is also possible. As the amorphous semiconductor, not only silicon but also silicon germanium can be used. When silicon germanium is used, the concentration of germanium is preferably about 0.01 to 4.5 atomic%.
また非晶質半導体中に0.5nm〜20nmの結晶を粒観察することができる微結晶半導体膜(セミアモルファス半導体)を用いてもよい。また0.5nm〜20nmの結晶を粒観察することができる微結晶はいわゆるマイクロクリスタル(μc)とも呼ばれている。 Alternatively, a microcrystalline semiconductor film (semi-amorphous semiconductor) in which crystals of 0.5 nm to 20 nm can be observed in an amorphous semiconductor may be used. Microcrystals capable of observing 0.5 nm to 20 nm crystals are also called so-called microcrystals (μc).
セミアモルファス半導体であるセミアモルファスシリコン(SASとも表記する)は、珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、SiH4であり、その他にもSi2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4などを用いることができる。この珪化物気体を水素、水素とヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して用いることでSASの形成を容易なものとすることができる。希釈率は10倍〜1000倍の範囲で珪化物気体を希釈することが好ましい。グロー放電分解による被膜の反応生成は0.1Pa〜133Paの範囲の圧力で行えば良い。グロー放電を形成するための電力は1MHz〜120MHz、好ましくは13MHz〜60MHzの高周波電力を供給すれば良い。基板加熱温度は300度以下が好ましく、100〜250度の基板加熱温度が好適である。 Semi-amorphous silicon (also referred to as SAS), which is a semi-amorphous semiconductor, can be obtained by glow discharge decomposition of a silicide gas. A typical silicide gas is SiH 4 , and in addition, Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 , SiF 4 and the like can be used. The formation of the SAS can be facilitated by diluting the silicide gas with one or plural kinds of rare gas elements selected from hydrogen, hydrogen and helium, argon, krypton, and neon. It is preferable to dilute the silicide gas at a dilution ratio in the range of 10 times to 1000 times. The reaction generation of the film by glow discharge decomposition may be performed at a pressure in the range of 0.1 Pa to 133 Pa. The power for forming the glow discharge may be high frequency power of 1 MHz to 120 MHz, preferably 13 MHz to 60 MHz. The substrate heating temperature is preferably 300 ° C. or less, and a substrate heating temperature of 100 to 250 ° C. is suitable.
このようにして形成されたSASはラマンスペクトルが520cm-1よりも低波数側にシフトしており、X線回折ではSi結晶格子に由来するとされる(111)、(220)の回折ピークが観測される。未結合手(ダングリングボンド)の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも1原子%含ませている。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は1×1020cm-1以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は5×1019/cm3以下、好ましくは1×1019/cm3以下とする。TFTにしたときのμ=1〜10cm2/Vsecとなる。 The SAS formed in this way has a Raman spectrum shifted to a lower wavenumber than 520 cm −1 , and diffraction peaks of (111) and (220), which are considered to be derived from the Si crystal lattice in X-ray diffraction, are observed. Is done. As a neutralizing agent for dangling bonds, hydrogen or halogen is contained at least 1 atomic%. As an impurity element in the film, impurities of atmospheric components such as oxygen, nitrogen, and carbon are desirably 1 × 10 20 cm −1 or less, and in particular, the oxygen concentration is 5 × 10 19 / cm 3 or less, preferably 1 × 10 19 / cm 3 or less. When the TFT is used, μ = 1 to 10 cm 2 / Vsec.
また、このSASをレーザでさらに結晶化して用いても良い。 Further, this SAS may be further crystallized with a laser.
続いて、ゲート電極105、ゲート絶縁膜104を覆って第1の絶縁膜106を酸素を含む窒化ケイ素により形成する。(図6(C))第1の絶縁膜106を形成したら480℃で1時間程度加熱を行って、半導体層103にドーピングした不純物元素の活性化を行い、同時に第1の絶縁膜106に含まれている水素によって半導体層103の水素化を行う。 Subsequently, a first insulating film 106 is formed using silicon nitride containing oxygen so as to cover the gate electrode 105 and the gate insulating film 104. (FIG. 6C) After the first insulating film 106 is formed, heating is performed at 480 ° C. for about 1 hour to activate the impurity element doped in the semiconductor layer 103 and at the same time included in the first insulating film 106. The semiconductor layer 103 is hydrogenated with the hydrogen that has been added.
ここで第1の絶縁膜の光学的厚さL(L=屈折率n×物理的厚さd)は、この後形成する発光素子の発する光の中心波長をλとすると、概略λ/2の整数倍に成膜する。また、塗り分けのフルカラー表示装置、白色発光の素子を用いた表示装置などのように、中心波長の異なる複数の種類の発光素子を有する表示装置や一種類の発光素子であっても当該発光素子の発する光のスペクトルに強度の大きい複数の極大波長を有する表示装置である場合には、120nmから160nmで形成すると良い。 Here, the optical thickness L (L = refractive index n × physical thickness d) of the first insulating film is approximately λ / 2, where λ is the central wavelength of light emitted from the light emitting element to be formed later. Films are formed in integer multiples. In addition, even in the case of a display device having a plurality of types of light emitting elements having different center wavelengths, such as a full color display device with different colors, a display device using a white light emitting element, or the like, the light emitting element In the case of a display device having a plurality of maximum wavelengths with a high intensity in the spectrum of light emitted from the light, it is preferable to form the display at 120 to 160 nm.
続いて、第1の絶縁膜106を覆う第2の絶縁膜107を形成する。第2の絶縁膜107を形成する材料としては自己平坦性を有するアクリル、ポリイミド、シロキサンなどの塗布膜が好適に利用できる。本実施の形態ではシロキサンを第1の層間絶縁膜として形成した。(図6(D)) Subsequently, a second insulating film 107 that covers the first insulating film 106 is formed. As a material for forming the second insulating film 107, a coating film such as acrylic, polyimide, or siloxane having self-flatness can be preferably used. In this embodiment mode, siloxane is formed as the first interlayer insulating film. (Fig. 6 (D))
次に、半導体層103に至るコンタクトホールを開口する。図6(E)コンタクトホールはレジストマスクを用いて、半導体層103が露出するまでエッチングを行うことで形成することができ、ウエットエッチング、ドライエッチングどちらでも形成することができる。なお、条件によって一回でエッチングを行ってしまっても良いし、複数回に分けてエッチングを行っても良い。また、複数回でエッチングする際は、ウエットエッチングとドライエッチングの両方を用いても良い。 Next, a contact hole reaching the semiconductor layer 103 is opened. 6E can be formed by performing etching using a resist mask until the semiconductor layer 103 is exposed, and can be formed by either wet etching or dry etching. Note that etching may be performed once depending on conditions, or etching may be performed in a plurality of times. In addition, when etching is performed a plurality of times, both wet etching and dry etching may be used.
そして、当該コンタクトホールや第2の絶縁膜107を覆う導電層を形成し、当該導電層を所望の形状に加工し、電極108、109、及びその他配線などを形成する。この電極及び配線はアルミニウム、銅等の単層でも良いが、本実施の形態では基板側からモリブデン、アルミニウム、モリブデンの積層構造とする。積層配線としては基板側からチタン、アルミニウム、チタンやチタン、窒化チタン、アルミニウム、チタンといった積層構造でも良い(図7(A))。この段階で薄膜トランジスタ110が形成される。 Then, a conductive layer covering the contact hole and the second insulating film 107 is formed, the conductive layer is processed into a desired shape, and electrodes 108 and 109 and other wirings are formed. These electrodes and wirings may be a single layer of aluminum, copper, or the like, but in this embodiment mode, a stacked structure of molybdenum, aluminum, and molybdenum is formed from the substrate side. The laminated wiring may have a laminated structure of titanium, aluminum, titanium, titanium, titanium nitride, aluminum, titanium from the substrate side (FIG. 7A). At this stage, the thin film transistor 110 is formed.
なお、薄膜トランジスタ110の作製工程については特に限定されず、所望の構造のトランジスタを作製できるように適宜変更すればよい。 Note that the manufacturing process of the thin film transistor 110 is not particularly limited, and may be changed as appropriate so that a transistor with a desired structure can be manufactured.
そして電極108、109、配線及び第2の絶縁膜107を覆って、透光性を有する導電層を形成したのち、当該透光性を有する導電層を加工して、電極109に一部重なる発光素子の第1の電極111を形成する。ここで第1の電極111は電極109と電気的に接触している。第1の電極111の材料としてはインジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)や酸化ケイ素を含有するITO(ITSO)、酸化インジウムに2〜20%の酸化亜鉛を含有したIZO(Indium Zinc Oxide)もしくは酸化亜鉛そのもの、そして酸化亜鉛にガリウムを含有したGZO(Galium Zinc Oxide)等を用いるとよい。本実施の形態ではITSOを第1の電極111として用いる。(図7(B)) A light-transmitting conductive layer is formed so as to cover the electrodes 108 and 109, the wiring, and the second insulating film 107, and then the light-transmitting conductive layer is processed so that light emission partially overlaps the electrode 109. A first electrode 111 of the element is formed. Here, the first electrode 111 is in electrical contact with the electrode 109. As materials for the first electrode 111, indium tin oxide (ITO), ITO containing silicon oxide (ITSO), or IZO (Indium Zinc Oxide) containing 2 to 20% zinc oxide in indium oxide. Alternatively, zinc oxide itself, GZO (gallium zinc oxide) containing gallium in zinc oxide, or the like may be used. In this embodiment mode, ITSO is used as the first electrode 111. (Fig. 7 (B))
次に第2の絶縁膜107及び第1の電極111を覆って有機材料もしくは無機材料からなる絶縁膜を形成する。続いて当該絶縁膜を第1の電極111の一部が露出するように加工し、隔壁112を形成する。隔壁112の材料としては、感光性を有する有機材料(アクリル、ポリイミドなど)が好適に用いられるが、感光性を有さない有機材料や無機材料で形成してもかまわない。隔壁112の第1の電極111に向かう端面は曲率を有し、当該曲率が連続的に変化するテーパー形状をしていることが望ましい。(図7(C)) Next, an insulating film made of an organic material or an inorganic material is formed so as to cover the second insulating film 107 and the first electrode 111. Subsequently, the insulating film is processed so that part of the first electrode 111 is exposed, so that the partition 112 is formed. As the material of the partition 112, a photosensitive organic material (acrylic, polyimide, or the like) is preferably used, but it may be formed of an organic material or an inorganic material that does not have photosensitivity. It is desirable that the end face of the partition wall 112 facing the first electrode 111 has a curvature, and has a tapered shape in which the curvature continuously changes. (Fig. 7 (C))
次に、隔壁112から露出した第1の電極111を覆う発光積層体113を形成する。発光積層体113は蒸着法やインクジェット法、スピンコート法などいずれの方法を用いて形成してもかまわない。続いて発光積層体113を覆う第2の電極114を形成する。これによって第1の電極111と発光積層体113と第2の電極114とからなる発光素子115を作製することができる(図7(C))。 Next, a light-emitting stacked body 113 that covers the first electrode 111 exposed from the partition 112 is formed. The light emitting laminate 113 may be formed by any method such as a vapor deposition method, an ink jet method, or a spin coating method. Subsequently, a second electrode 114 that covers the light-emitting stacked body 113 is formed. Thus, a light-emitting element 115 including the first electrode 111, the light-emitting stacked body 113, and the second electrode 114 can be manufactured (FIG. 7C).
このような構成を有する本実施の形態における表示装置では、発光素子115から射出した光が表示装置の外部に射出するまでに第2の絶縁膜107、第1の絶縁膜106、ゲート絶縁膜104、第2の下地絶縁膜102、第1の下地絶縁膜101及び基板100を通過する。このうち、第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101が当該膜を挟んでいる膜との間において大きな屈折率差を有する。そこで本実施の形態では第1の絶縁膜106及び第1の下地絶縁膜101の光学的厚さLを発光素子115から発する光の中心波長をλとして、概略λ/2の整数倍とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。 In the display device in this embodiment having such a structure, the second insulating film 107, the first insulating film 106, and the gate insulating film 104 are emitted before light emitted from the light-emitting element 115 is emitted to the outside of the display device. , Passes through the second base insulating film 102, the first base insulating film 101, and the substrate 100. Among these, the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 have a large difference in refractive index between the film sandwiching the film. Therefore, in this embodiment, the optical thickness L of the first insulating film 106 and the first base insulating film 101 is approximately an integral multiple of λ / 2, where λ is the center wavelength of light emitted from the light emitting element 115. Thus, the reflected light at the incident side interface of the film can be attenuated by the reflected light at the output side interface of the film, and the reflected light generated due to the presence of the film can be significantly reduced. By reducing the reflected light, it is possible to suppress the occurrence of a standing wave caused by the interference between the incident light and the reflected light, and to suppress the deterioration of the viewing angle characteristics caused by the standing wave. . In addition, a display device with improved viewing angle characteristics can be manufactured.
その後、プラズマCVD法により酸素を含む酸化ケイ素膜を第2のパッシベーション膜として形成しても良い。窒素を含む酸化ケイ素膜を用いる場合には、プラズマCVD法でSiH4、N2O、NH3から作製される膜、またはSiH4、N2Oから作製される膜、あるいはSiH4、N2OをArで希釈したガスから形成される膜を形成すれば良い。 After that, a silicon oxide film containing oxygen may be formed as a second passivation film by a plasma CVD method. When a silicon oxide film containing nitrogen is used, a film formed from SiH 4 , N 2 O, NH 3 by a plasma CVD method, a film formed from SiH 4 , N 2 O, or SiH 4 , N 2 A film formed from a gas obtained by diluting O with Ar may be formed.
また、第2のパッシベーション膜としてSiH4、N2O、H2から作製される水素化された窒素を含む酸化ケイ素膜を適用しても良い。もちろん、第2のパッシベーション膜は単層構造に限定されるものではなく、他のケイ素を含む絶縁膜を単層構造、もしくは積層構造として用いても良い。また、窒化炭素膜と窒化ケイ素膜の多層膜やスチレンポリマーの多層膜、窒化ケイ素膜やダイヤモンドライクカーボン膜を窒素を含む酸化ケイ素膜の代わりに形成してもよい。 Alternatively, a silicon oxide film containing hydrogenated nitrogen manufactured from SiH 4 , N 2 O, and H 2 may be used as the second passivation film. Of course, the second passivation film is not limited to a single layer structure, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer structure or a laminated structure. Further, a multilayer film of carbon nitride film and silicon nitride film, a multilayer film of styrene polymer, a silicon nitride film, or a diamond-like carbon film may be formed instead of the silicon oxide film containing nitrogen.
続いて電界発光素子を水などの劣化を促進する物質から保護するために、表示部の封止を行う。対向基板を封止に用いる場合は、絶縁性のシール材により、外部接続部が露出するように貼り合わせる。対向基板と素子基板との間の空間には乾燥した窒素などの不活性気体を充填しても良いし、シール材を画素部全面に塗布しそれにより対向基板を形成しても良い。シール材には紫外線硬化樹脂などを用いると好適である。シール材には乾燥剤やギャップを一定に保つための粒子を混入しておいても良い。続いて外部接続部にフレキシブル配線基板を貼り付けることによって、電界発光装置が完成する。 Subsequently, the display portion is sealed in order to protect the electroluminescent element from a substance that promotes deterioration such as water. In the case where the counter substrate is used for sealing, bonding is performed with an insulating sealing material so that the external connection portion is exposed. A space between the counter substrate and the element substrate may be filled with an inert gas such as dry nitrogen, or a seal material may be applied to the entire surface of the pixel portion to form the counter substrate. It is preferable to use an ultraviolet curable resin or the like for the sealing material. The sealing material may contain a desiccant and particles for keeping the gap constant. Subsequently, an electroluminescent device is completed by attaching a flexible wiring board to the external connection portion.
なお、表示機能を有する本発明の発光表示装置には、アナログのビデオ信号、デジタルのビデオ信号のどちらを用いてもよい。デジタルのビデオ信号を用いる場合はそのビデオ信号が電圧を用いているものと、電流を用いているものとに分けられる。発光素子の発光時において、画素に入力されるビデオ信号は、定電圧のものと、定電流のものがあり、ビデオ信号が定電圧のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。またビデオ信号が定電流のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。この発光素子に印加される電圧が一定のものは定電圧駆動であり、発光素子に流れる電流が一定のものは定電流駆動である。定電流駆動は、発光素子の抵抗変化によらず、一定の電流が流れる。本発明の発光表示装置及びその駆動方法は上記した駆動方法のいずれを用いてもよい。 Note that either an analog video signal or a digital video signal may be used in the light-emitting display device of the present invention having a display function. When a digital video signal is used, the video signal is classified into one using a voltage and one using a current. When the light emitting element emits light, the video signal input to the pixel has a constant voltage and a constant current. When the video signal has a constant voltage, the voltage applied to the light emitting element is constant. And the current flowing through the light emitting element is constant. In addition, a video signal having a constant current includes a constant voltage applied to the light emitting element and a constant current flowing in the light emitting element. A constant voltage applied to the light emitting element is constant voltage driving, and a constant current flowing through the light emitting element is constant current driving. In constant current driving, a constant current flows regardless of the resistance change of the light emitting element. Any of the above driving methods may be used for the light emitting display device and the driving method thereof of the present invention.
なお、実施の形態1乃至実施の形態5に示した本発明の他の構成は本実施の形態で示した作製プロセスを適宜変更することで当業者であれば容易に得ることができる。 Note that other structures of the present invention described in Embodiments 1 to 5 can be easily obtained by those skilled in the art by appropriately changing the manufacturing process described in this embodiment.
(実施の形態10)
本実施の形態では、本発明の一形態に相当する発光装置のパネルの外観について図8を用いて説明する。図8は基板上に形成されたトランジスタおよび発光素子を対向基板4006との間に形成したシール材によって封止したパネルの上面図であり、図8(B)は図8(A)の断面図に相応する。このパネルの画素部の構成は、実施の形態1〜5に示したいずれかの構成を有している。
(Embodiment 10)
In this embodiment, the appearance of a panel of a light-emitting device that corresponds to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 is a top view of a panel in which a transistor and a light-emitting element formed over a substrate are sealed with a sealant formed between a counter substrate 4006 and FIG. 8B is a cross-sectional view of FIG. It corresponds to. The configuration of the pixel portion of this panel has any of the configurations shown in the first to fifth embodiments.
基板4001上に設けられた画素部4002と信号線駆動回路4003と走査線駆動回路4004とを囲むようにして、シール材4005が設けられている。また、画素部4002と信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004の上に対向基板4006が設けられている。よって画素部4002と信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004とは基板4001とシール材4005と対向基板4006とによって充填材4007と共に密封されている。 A sealant 4005 is provided so as to surround the pixel portion 4002, the signal line driver circuit 4003, and the scan line driver circuit 4004 which are provided over the substrate 4001. A counter substrate 4006 is provided over the pixel portion 4002, the signal line driver circuit 4003, and the scan line driver circuit 4004. Therefore, the pixel portion 4002, the signal line driver circuit 4003, and the scan line driver circuit 4004 are sealed together with the filler 4007 by the substrate 4001, the sealant 4005, and the counter substrate 4006.
また、基板4001上に設けられた画素部4002と信号線駆動回路4003と走査線駆動回路4004とは薄膜トランジスタを複数有しており、図8(B)では信号線駆動回路4003に含まれる薄膜トランジスタ4008と、画素部4002に含まれる薄膜トランジスタ4010とを示す。 The pixel portion 4002, the signal line driver circuit 4003, and the scan line driver circuit 4004 provided over the substrate 4001 include a plurality of thin film transistors. In FIG. 8B, the thin film transistor 4008 included in the signal line driver circuit 4003 is provided. And a thin film transistor 4010 included in the pixel portion 4002.
また、4011は発光素子に相当し、薄膜トランジスタ4010と電気的に接続されている。さらに発光素子の基板4001側には開口部4009が設けられ、その光路上に屈折率の大きく異なる材料が形成されていない状態となっている。開口部4009については実施の形態1乃至6を参照されたい。 Reference numeral 4011 corresponds to a light-emitting element and is electrically connected to the thin film transistor 4010. Further, an opening 4009 is provided on the substrate 4001 side of the light emitting element, and a material having a significantly different refractive index is not formed on the optical path. For Embodiment 4009, refer to Embodiment Modes 1 to 6.
また、引き回し配線4014は画素部4002と信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004とに、信号、または電源電圧を層供給するための配線に相当する。引き回し配線4014は、引き回し配線4015を介して接続端子4016と接続されている。接続端子4016はフレキシブルプリントサーキット(FPC)4018が有する端子と異方性導電膜4019を介して電気的に接続されている。 A lead wiring 4014 corresponds to a wiring for supplying a signal or a power supply voltage to the pixel portion 4002, the signal line driver circuit 4003, and the scan line driver circuit 4004. The lead wiring 4014 is connected to the connection terminal 4016 through the lead wiring 4015. The connection terminal 4016 is electrically connected to a terminal included in a flexible printed circuit (FPC) 4018 through an anisotropic conductive film 4019.
なお、充填材4007としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ポリビニルクロライド、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルブチラル、またはエチレンビニレンアセテートを用いる事ができる。 Note that as the filler 4007, in addition to an inert gas such as nitrogen or argon, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin can be used, and polyvinyl chloride, acrylic, polyimide, epoxy resin, silicon resin, polyvinyl butyral, Alternatively, ethylene vinylene acetate can be used.
なお、本発明の表示装置は発光素子を有する画素部が形成されたパネルと、該パネルにICが実装されたモジュールとをその範疇に含む。 Note that the display device of the present invention includes in its category a panel in which a pixel portion having a light-emitting element is formed and a module in which an IC is mounted on the panel.
本実施の形態で示したパネルやモジュールは、発光素子4011から発した光が表示装置外に射出するまでに、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生が抑えられるため、この定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。 In the panel and module described in this embodiment, the generation of a standing wave generated by interference between incident light and reflected light is suppressed until light emitted from the light emitting element 4011 is emitted to the outside of the display device. It is possible to suppress the deterioration of the viewing angle characteristics caused by this standing wave. In addition, a display device with improved viewing angle characteristics can be manufactured.
(実施の形態11)
実施の形態10にその一例を示したようなモジュールを搭載した本発明の電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図9に示す。
(Embodiment 11)
As an electronic device of the present invention in which a module whose example is shown in Embodiment 10 is mounted, a video camera, a digital camera, a goggle type display (head mounted display), a navigation system, a sound reproduction device (car audio component, etc.) A recording medium such as a computer, a game machine, a portable information terminal (mobile computer, cellular phone, portable game machine, electronic book, etc.), an image reproducing device (specifically Digital Versatile Disc (DVD)) equipped with a recording medium And a device having a display capable of reproducing and displaying the image). Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.
図9(A)は発光表示装置でありテレビ受像器やパーソナルコンピュータのモニターなどがこれに当たる。筐体2001、表示部2003、スピーカー部2004等を含む。本発明の発光表示装置は表示部2003の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、また、表示の品質が向上する。画素部にはコントランスを高めるため、偏光板、又は円偏光板を備えるとよい。例えば、封止基板へ1/4λ板、1/2λ板、偏光板の順にフィルムを設けるとよい。さらに偏光板上に反射防止膜を設けてもよい。 FIG. 9A illustrates a light-emitting display device, such as a television receiver or a personal computer monitor. A housing 2001, a display portion 2003, a speaker portion 2004, and the like are included. In the light-emitting display device of the present invention, the change in the emission spectrum depending on the angle at which the light emission surface of the display unit 2003 is viewed is reduced, and the display quality is improved. In order to increase the contrast in the pixel portion, a polarizing plate or a circular polarizing plate may be provided. For example, a film may be provided on the sealing substrate in the order of a 1 / 4λ plate, a 1 / 2λ plate, and a polarizing plate. Further, an antireflection film may be provided on the polarizing plate.
図9(B)は携帯電話であり、本体2101、筐体2102、表示部2103、音声入力部2104、音声出力部2105、操作キー2106、アンテナ2108等を含む。本発明の携帯電話は表示部2103の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、また、表示の品質が向上する。 FIG. 9B illustrates a mobile phone, which includes a main body 2101, a housing 2102, a display portion 2103, an audio input portion 2104, an audio output portion 2105, operation keys 2106, an antenna 2108, and the like. In the mobile phone of the present invention, the change in the emission spectrum depending on the viewing angle of the light emission surface of the display portion 2103 is reduced, and the display quality is improved.
図9(C)はコンピュータであり、本体2201、筐体2202、表示部2203、キーボード2204、外部接続ポート2205、ポインティングマウス2206等を含む。本発明のコンピュータは表示部2203の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、また、表示の品質が向上する。図9(C)ではノート型のコンピュータを例示したが、ハードディスクと表示部が一体化したデスクトップ型のコンピュータなどにも適用することが可能である。 FIG. 9C illustrates a computer, which includes a main body 2201, a housing 2202, a display portion 2203, a keyboard 2204, an external connection port 2205, a pointing mouse 2206, and the like. In the computer of the present invention, the change in the emission spectrum depending on the angle at which the light emission surface of the display portion 2203 is viewed is reduced, and the display quality is improved. Although a notebook computer is illustrated in FIG. 9C, the present invention can also be applied to a desktop computer in which a hard disk and a display portion are integrated.
図9(D)はモバイルコンピュータであり、本体2301、表示部2302、スイッチ2303、操作キー2304、赤外線ポート2305等を含む。本発明のモバイルコンピュータは表示部2302の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、また、表示の品質が向上する。 FIG. 9D illustrates a mobile computer, which includes a main body 2301, a display portion 2302, a switch 2303, operation keys 2304, an infrared port 2305, and the like. In the mobile computer of the present invention, the change in the emission spectrum depending on the viewing angle of the light emission surface of the display portion 2302 is reduced, and the display quality is improved.
図9(E)は携帯型のゲーム機であり、筐体2401、表示部2402、スピーカー部2403、操作キー2404、記録媒体挿入部2405等を含む。本発明の携帯型ゲーム機は表示部2402の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、表示の品質が向上する。 FIG. 9E illustrates a portable game machine including a housing 2401, a display portion 2402, speaker portions 2403, operation keys 2404, a recording medium insertion portion 2405, and the like. In the portable game machine of the present invention, the change in the emission spectrum depending on the angle at which the light emission surface of the display portion 2402 is viewed is reduced, and the display quality is improved.
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。
(実施の形態12)
As described above, the applicable range of the present invention is so wide that it can be used for electronic devices in various fields.
(Embodiment 12)
本実施の形態では発光積層体113の構成について詳しく説明する。 In this embodiment, the structure of the light-emitting stacked body 113 will be described in detail.
発光層は、有機化合物又は無機化合物を含む電荷注入輸送物質及び発光材料で形成し、その分子数から低分子系有機化合物、中分子系有機化合物(昇華性を有さず、且つ分子数が20以下、又は連鎖する分子の長さが10μm以下の有機化合物を指していう)、高分子系有機化合物から選ばれた一種又は複数種の層を含み、電子注入輸送性又は正孔注入輸送性の無機化合物と組み合わせても良い。 The light-emitting layer is formed of a charge injecting and transporting substance containing an organic compound or an inorganic compound and a light-emitting material. From the number of molecules thereof, a low molecular weight organic compound or a medium molecular weight organic compound (having no sublimation property and a molecular number of 20 Or an organic compound having a chain molecule length of 10 μm or less), including one or a plurality of layers selected from high-molecular organic compounds, and having an electron injection / transport property or a hole injection / transport property You may combine with a compound.
電荷注入輸送物質のうち、特に電子輸送性の高い物質としては、例えばトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq3)、トリス(5−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]−キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)−4−フェニルフェノラト−アルミニウム(略称:BAlq)など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また正孔輸送性の高い物質としては、例えば4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル(略称:α−NPD)や4,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル(略称:TPD)や4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニル−アミノ)−トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−トリフェニルアミン(略称:MTDATA)などの芳香族アミン系(即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する)の化合物が挙げられる。 Among the charge injecting and transporting materials, materials having a particularly high electron transporting property include, for example, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (5-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), Bis (10-hydroxybenzo [h] -quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato-aluminum (abbreviation: BAlq), quinoline skeleton or benzoquinoline Examples thereof include metal complexes having a skeleton. As a substance having a high hole-transport property, for example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (abbreviation: α-NPD), 4,4′-bis [ N- (3-methylphenyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (abbreviation: TPD) or 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N-diphenyl-amino) -triphenylamine (abbreviation: TDATA) ), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenyl-amino] -triphenylamine (abbreviation: MTDATA) (ie, benzene ring-nitrogen) And a compound having a bond of
また、電荷注入輸送物質のうち、特に電子注入性の高い物質としては、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物が挙げられる。また、この他、Alq3のような電子輸送性の高い物質とマグネシウム(Mg)のようなアルカリ土類金属との混合物であってもよい。 Among the charge injecting and transporting materials, materials having particularly high electron injecting properties include alkali metals or alkaline earths such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ) and the like. Metal compounds can be mentioned. In addition, a mixture of a substance having a high electron transport property such as Alq 3 and an alkaline earth metal such as magnesium (Mg) may be used.
電荷注入輸送物質のうち、正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物(MoOx)やバナジウム酸化物(VOx)、ルテニウム酸化物(RuOx)、タングステン酸化物(WOx)、マンガン酸化物(MnOx)等の金属酸化物が挙げられる。また、この他、フタロシアニン(略称:H2Pc)や銅フタロシアニン(CuPC)等のフタロシアニン系の化合物が挙げられる。 Among the charge injecting and transporting materials, examples of the material having a high hole injecting property include molybdenum oxide (MoOx), vanadium oxide (VOx), ruthenium oxide (RuOx), tungsten oxide (WOx), and manganese oxide. Examples thereof include metal oxides such as (MnOx). In addition, phthalocyanine compounds such as phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc) and copper phthalocyanine (CuPC) can be given.
発光層は、発光波長帯の異なる発光層を画素毎に形成して、カラー表示を行う構成としても良い。典型的には、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応した発光層を形成する。この場合にも、画素の光放射側にその発光波長帯の光を透過するフィルター(着色層)を設けた構成とすることで、色純度の向上や、画素部の鏡面化(映り込み)の防止を図ることができる。フィルター(着色層)を設けることで、従来必要であるとされていた円偏光板などを省略することが可能となり、発光層から放射される光の損失を無くすことができる。さらに、斜方から画素部(表示画面)を見た場合に起こる色調の変化を低減すことができる。 The light emitting layer may be configured to perform color display by forming light emitting layers having different emission wavelength bands for each pixel. Typically, a light emitting layer corresponding to each color of R (red), G (green), and B (blue) is formed. In this case as well, by providing a filter (colored layer) that transmits light in the emission wavelength band on the light emission side of the pixel, the color purity is improved and the pixel portion is mirrored (reflected). Prevention can be achieved. By providing the filter (colored layer), it is possible to omit a circularly polarizing plate that has been conventionally required, and it is possible to eliminate the loss of light emitted from the light emitting layer. Furthermore, a change in color tone that occurs when the pixel portion (display screen) is viewed obliquely can be reduced.
発光材料には様々な材料がある。低分子系有機発光材料では、4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチル−9−ジュロリジル)エテニル]−4H−ピラン(略称:DCJT)、4−ジシアノメチレン−2−t−ブチル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチルジュロリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン(略称:DCJTB)、ペリフランテン、2,5−ジシアノ−1,4−ビス[2−(10−メトキシ−1,1,7,7−テトラメチルジュロリジン−9−イル)エテニル]ベンゼン、N,N’−ジメチルキナクリドン(略称:DMQd)、クマリン6、クマリン545T、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq3)、9,9’−ビアントリル、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPA)や9,10−ビス(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)等を用いることができる。また、この他の物質でもよい。 There are various kinds of light emitting materials. In the low molecular weight organic light emitting material, 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- [2- (1,1,7,7-tetramethyl-9-julolidyl) ethenyl] -4H-pyran (abbreviation: DCJT), 4-dicyanomethylene-2-t-butyl-6- [2- (1,1,7,7-tetramethyljulolidin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran (abbreviation: DCJTB), periflanthene, 2, 5-dicyano-1,4-bis [2- (10-methoxy-1,1,7,7-tetramethyljulolidin-9-yl) ethenyl] benzene, N, N′-dimethylquinacridone (abbreviation: DMQd) , Coumarin 6, Coumarin 545T, Tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), 9,9′-bianthryl, 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPA) and 9,10-bis (2-naphthyl) Ant Sen (abbreviation: DNA), or the like can be used. Other substances may also be used.
一方、高分子系有機発光材料は低分子系に比べて物理的強度が高く、素子の耐久性が高い。また塗布により成膜することが可能であるので、素子の作製が比較的容易である。高分子系有機発光材料を用いた発光素子の構造は、低分子系有機発光材料を用いたときと基本的には同じであり、半導体層側から陰極、有機発光層、陽極という構造である。しかし、高分子系有機発光材料を用いた発光層を形成する際には、低分子系有機発光材料を用いたときのような積層構造を形成させることは難しく、多くの場合2層構造となる。具体的には、半導体層側から陰極、発光層、正孔輸送層、陽極という構造である。 On the other hand, the high molecular organic light emitting material has higher physical strength than the low molecular weight material, and the durability of the device is high. In addition, since the film can be formed by coating, the device can be manufactured relatively easily. The structure of the light emitting element using the high molecular weight organic light emitting material is basically the same as that when the low molecular weight organic light emitting material is used, and is a structure of a cathode, an organic light emitting layer, and an anode from the semiconductor layer side. However, when forming a light emitting layer using a high molecular weight organic light emitting material, it is difficult to form a laminated structure as in the case of using a low molecular weight organic light emitting material. . Specifically, the structure is a cathode, a light emitting layer, a hole transport layer, and an anode from the semiconductor layer side.
発光色は、発光層を形成する材料で決まるため、これらを選択することで所望の発光を示す発光素子を形成することができる。発光層の形成に用いることができる高分子系の電界発光材料は、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系、ポリフルオレン系が挙げられる。 Since the light emission color is determined by the material for forming the light emitting layer, a light emitting element exhibiting desired light emission can be formed by selecting these materials. Examples of the polymer electroluminescent material that can be used for forming the light emitting layer include polyparaphenylene vinylene, polyparaphenylene, polythiophene, and polyfluorene.
ポリパラフェニレンビニレン系には、ポリ(パラフェニレンビニレン) [PPV] の誘導体、ポリ(2,5−ジアルコキシ−1,4−フェニレンビニレン) [RO−PPV]、ポリ(2−(2’−エチル−ヘキソキシ)−5−メトキシ−1,4−フェニレンビニレン)[MEH−PPV]、ポリ(2−(ジアルコキシフェニル)−1,4−フェニレンビニレン)[ROPh−PPV]等が挙げられる。ポリパラフェニレン系には、ポリパラフェニレン[PPP]の誘導体、ポリ(2,5−ジアルコキシ−1,4−フェニレン)[RO−PPP]、ポリ(2,5−ジヘキソキシ−1,4−フェニレン)等が挙げられる。ポリチオフェン系には、ポリチオフェン[PT]の誘導体、ポリ(3−アルキルチオフェン)[PAT]、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)[PHT]、ポリ(3−シクロヘキシルチオフェン)[PCHT]、ポリ(3−シクロヘキシル−4−メチルチオフェン)[PCHMT]、ポリ(3,4−ジシクロヘキシルチオフェン)[PDCHT]、ポリ[3−(4−オクチルフェニル)−チオフェン][POPT]、ポリ[3−(4−オクチルフェニル)−2,2ビチオフェン][PTOPT]等が挙げられる。ポリフルオレン系には、ポリフルオレン[PF]の誘導体、ポリ(9,9−ジアルキルフルオレン)[PDAF]、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン)[PDOF]等が挙げられる。 Examples of the polyparaphenylene vinylene include poly (paraphenylene vinylene) [PPV] derivatives, poly (2,5-dialkoxy-1,4-phenylene vinylene) [RO-PPV], poly (2- (2′- Ethyl-hexoxy) -5-methoxy-1,4-phenylenevinylene) [MEH-PPV], poly (2- (dialkoxyphenyl) -1,4-phenylenevinylene) [ROPh-PPV] and the like. Examples of polyparaphenylene include derivatives of polyparaphenylene [PPP], poly (2,5-dialkoxy-1,4-phenylene) [RO-PPP], poly (2,5-dihexoxy-1,4-phenylene). ) And the like. The polythiophene series includes polythiophene [PT] derivatives, poly (3-alkylthiophene) [PAT], poly (3-hexylthiophene) [PHT], poly (3-cyclohexylthiophene) [PCHT], poly (3-cyclohexyl). -4-methylthiophene) [PCHMT], poly (3,4-dicyclohexylthiophene) [PDCHT], poly [3- (4-octylphenyl) -thiophene] [POPT], poly [3- (4-octylphenyl) -2,2 bithiophene] [PTOPT] and the like. Examples of the polyfluorene series include polyfluorene [PF] derivatives, poly (9,9-dialkylfluorene) [PDAF], poly (9,9-dioctylfluorene) [PDOF], and the like.
なお、正孔輸送性の高分子系有機発光材料を、陽極と発光性の高分子系有機発光材料の間に挟んで形成すると、陽極からの正孔注入性を向上させることができる。一般にアクセプター材料と共に水に溶解させたものをスピンコート法などで塗布する。また、有機溶媒には不溶であるため、上述した発光性の有機発光材料との積層が可能である。正孔輸送性の高分子系有機発光材料としては、PEDOTとアクセプター材料としてのショウノウスルホン酸(CSA)の混合物、ポリアニリン[PANI]とアクセプター材料としてのポリスチレンスルホン酸[PSS]の混合物等が挙げられる。 Note that when a hole-transporting polymer-based organic light-emitting material is sandwiched between an anode and a light-emitting polymer-based organic light-emitting material, hole injection properties from the anode can be improved. In general, an acceptor material dissolved in water is applied by spin coating or the like. In addition, since it is insoluble in an organic solvent, it can be stacked with the above-described light-emitting organic light-emitting material. Examples of the hole-transporting polymer organic light emitting material include a mixture of PEDOT and camphor sulfonic acid (CSA) as an acceptor material, a mixture of polyaniline [PANI] and polystyrene sulfonic acid [PSS] as an acceptor material, and the like. .
また、発光層は単色又は白色の発光を呈する構成とすることができる。白色発光材料を用いる場合には、画素の光放射側に特定の波長の光を透過するフィルター(着色層)を設けた構成としてカラー表示を可能にすることができる。 The light emitting layer can be configured to emit monochromatic or white light. In the case of using a white light emitting material, color display can be made possible by providing a filter (colored layer) that transmits light of a specific wavelength on the light emission side of the pixel.
白色に発光する発光層を形成するには、例えば、Alq3、部分的に赤色発光色素であるナイルレッドをドープしたAlq3、Alq3、p−EtTAZ、TPD(芳香族ジアミン)を蒸着法により順次積層することで白色を得ることができる。また、スピンコートを用いた塗布法によりELを形成する場合には、塗布した後、真空加熱で焼成することが好ましい。例えば、正孔注入層として作用するポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)水溶液(PEDOT/PSS)を全面に塗布、焼成し、その後、発光層として作用する発光中心色素(1,1,4,4−テトラフェニル−1,3−ブタジエン(TPB)、4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノ−スチリル)−4H−ピラン(DCM1)、ナイルレッド、クマリン6など)ドープしたポリビニルカルバゾール(PVK)溶液を全面に塗布、焼成すればよい。 To form a light emitting layer that emits white light, for example, Alq 3, Alq 3, Alq 3 doped with Nile Red which is partly red light emitting pigment, p-EtTAZ, by TPD (aromatic diamine) evaporation A white color can be obtained by sequentially laminating. In the case where the EL is formed by a coating method using spin coating, it is preferable that baking is performed by vacuum heating after coating. For example, a poly (ethylenedioxythiophene) / poly (styrenesulfonic acid) aqueous solution (PEDOT / PSS) that acts as a hole injection layer is applied and baked on the entire surface, and then a luminescent center dye (1, 1,4,4-tetraphenyl-1,3-butadiene (TPB), 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (p-dimethylamino-styryl) -4H-pyran (DCM1), Nile Red, Coumarin 6 Etc.) A doped polyvinyl carbazole (PVK) solution may be applied to the entire surface and fired.
発光層は単層で形成することもでき、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール(PVK)に電子輸送性の1,3,4−オキサジアゾール誘導体(PBD)を分散させてもよい。また、30wt%のPBDを電子輸送剤として分散し、4種類の色素(TPB、クマリン6、DCM1、ナイルレッド)を適当量分散することで白色発光が得られる。ここで示した白色発光が得られる発光素子の他にも、発光層の材料を適宜選択することによって、赤色発光、緑色発光、または青色発光が得られる発光素子を作製することができる。 The light emitting layer can also be formed as a single layer, and an electron transporting 1,3,4-oxadiazole derivative (PBD) may be dispersed in hole transporting polyvinyl carbazole (PVK). Further, white light emission can be obtained by dispersing 30 wt% PBD as an electron transporting agent and dispersing an appropriate amount of four kinds of dyes (TPB, coumarin 6, DCM1, Nile red). In addition to the light-emitting element that can emit white light as shown here, a light-emitting element that can obtain red light emission, green light emission, or blue light emission can be manufactured by appropriately selecting the material of the light-emitting layer.
なお、正孔輸送性の高分子系有機発光材料を、陽極と発光性の高分子系有機発光材料の間に挟んで形成すると、陽極からの正孔注入性を向上させることができる。一般にアクセプター材料と共に水に溶解させたものをスピンコート法などで塗布する。また、有機溶媒には不溶であるため、上述した発光性の有機発光材料との積層が可能である。正孔輸送性の高分子系有機発光材料としては、PEDOTとアクセプター材料としてのショウノウスルホン酸(CSA)の混合物、ポリアニリン[PANI]とアクセプター材料としてのポリスチレンスルホン酸[PSS]の混合物等が挙げられる。 Note that when a hole-transporting polymer-based organic light-emitting material is sandwiched between an anode and a light-emitting polymer-based organic light-emitting material, hole injection properties from the anode can be improved. In general, an acceptor material dissolved in water is applied by spin coating or the like. In addition, since it is insoluble in an organic solvent, it can be stacked with the above-described light-emitting organic light-emitting material. Examples of the hole-transporting polymer organic light emitting material include a mixture of PEDOT and camphor sulfonic acid (CSA) as an acceptor material, a mixture of polyaniline [PANI] and polystyrene sulfonic acid [PSS] as an acceptor material, and the like. .
さらに、発光層は、一重項励起発光材料の他、金属錯体などを含む三重項励起材料を用いても良い。例えば、赤色の発光性の画素、緑色の発光性の画素及び青色の発光性の画素のうち、輝度半減時間が比較的短い赤色の発光性の画素を三重項励起発光材料で形成し、他を一重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料は発光効率が良いので、同じ輝度を得るのに消費電力が少なくて済むという特徴がある。すなわち、赤色画素に適用した場合、発光素子に流す電流量が少なくて済むので、信頼性を向上させることができる。低消費電力化として、赤色の発光性の画素と緑色の発光性の画素とを三重項励起発光材料で形成し、青色の発光性の画素を一重項励起発光材料で形成しても良い。人間の視感度が高い緑色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、より低消費電力化を図ることができる。 Furthermore, a triplet excitation material containing a metal complex or the like may be used for the light emitting layer in addition to a singlet excitation light emitting material. For example, among red light emitting pixels, green light emitting pixels, and blue light emitting pixels, a red light emitting pixel having a relatively short luminance half time is formed of a triplet excitation light emitting material, and the other A singlet excited luminescent material is used. The triplet excited luminescent material has a feature that the light emission efficiency is good, so that less power is required to obtain the same luminance. That is, when applied to a red pixel, the amount of current flowing through the light emitting element can be reduced, so that reliability can be improved. As a reduction in power consumption, a red light-emitting pixel and a green light-emitting pixel may be formed using a triplet excitation light-emitting material, and a blue light-emitting pixel may be formed using a singlet excitation light-emitting material. By forming a green light-emitting element having high human visibility with a triplet excited light-emitting material, power consumption can be further reduced.
三重項励起発光材料の一例としては、金属錯体をドーパントとして用いたものがあり、第三遷移系列元素である白金を中心金属とする金属錯体、イリジウムを中心金属とする金属錯体などが知られている。三重項励起発光材料としては、これらの化合物に限られることはなく、上記構造を有し、且つ中心金属に周期表の8〜10属に属する元素を有する化合物を用いることも可能である。 Examples of triplet excited luminescent materials include those using a metal complex as a dopant, and metal complexes having a third transition series element platinum as the central metal and metal complexes having iridium as the central metal are known. Yes. The triplet excited light-emitting material is not limited to these compounds, and a compound having the above structure and having an element belonging to group 8 to 10 in the periodic table as a central metal can also be used.
以上に掲げる発光層を形成する物質は一例であり、正孔注入輸送層、正孔輸送層、電子注入輸送層、電子輸送層、発光層、電子ブロック層、正孔ブロック層などの機能性の各層を適宜積層することで発光素子を形成することができる。また、これらの各層を合わせた混合層又は混合接合を形成しても良い。発光層の層構造は変化しうるものであり、特定の電子注入領域や発光領域を備えていない代わりに、もっぱらこの目的用の電極を備えたり、発光性の材料を分散させて備えたりする変形は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において許容されうるものである。 The substances forming the light-emitting layer listed above are examples, and functionalities such as a hole injection transport layer, a hole transport layer, an electron injection transport layer, an electron transport layer, a light emission layer, an electron block layer, and a hole block layer are included. A light emitting element can be formed by appropriately stacking each layer. Moreover, you may form the mixed layer or mixed junction which combined these each layer. The layer structure of the light-emitting layer can be changed, and instead of having a specific electron injection region or light-emitting region, it is possible to provide a modification with an electrode for this purpose or a dispersed light-emitting material. Can be permitted without departing from the spirit of the present invention.
上記のような材料で形成した発光素子は、順方向にバイアスすることで発光する。発光素子を用いて形成する表示装置の画素は、単純マトリクス方式、若しくはアクティブマトリクス方式で駆動することができる。いずれにしても、個々の画素は、ある特定のタイミングで順方向バイアスを印加して発光させることとなるが、ある一定期間は非発光状態となっている。この非発光時間に逆方向のバイアスを印加することで発光素子の信頼性を向上させることができる。発光素子では、一定駆動条件下で発光強度が低下する劣化や、画素内で非発光領域が拡大して見かけ上輝度が低下する劣化モードがあるが、順方向及び逆方向にバイアスを印加する交流的な駆動を行うことで、劣化の進行を遅くすることができ、発光装置の信頼性を向上させることができる。
(実施の形態13)
A light-emitting element formed using the above materials emits light by being forward-biased. A pixel of a display device formed using a light-emitting element can be driven by a simple matrix method or an active matrix method. In any case, each pixel emits light by applying a forward bias at a specific timing, but is in a non-light emitting state for a certain period. By applying a reverse bias during this non-light emitting time, the reliability of the light emitting element can be improved. The light emitting element has a degradation mode in which the light emission intensity decreases under a constant driving condition and a degradation mode in which the non-light emitting area is enlarged in the pixel and the luminance is apparently decreased. However, alternating current that applies a bias in the forward and reverse directions. By performing a typical drive, the progress of deterioration can be slowed and the reliability of the light emitting device can be improved.
(Embodiment 13)
本実施の形態では、実施の形態10で示したパネル、モジュールが有する画素回路、保護回路及びそれらの動作について説明する。なお、図1〜図7に示してきた断面図は駆動用TFT1403と発光素子1405の断面図となっている。 In this embodiment mode, pixel circuits and protection circuits included in the panel and module described in Embodiment Mode 10 and operations thereof will be described. Note that the cross-sectional views shown in FIGS. 1 to 7 are cross-sectional views of the driving TFT 1403 and the light emitting element 1405.
図10(A)に示す画素は、列方向に信号線1410及び電源線1411、1412、行方向に走査線1414が配置される。また、スイッチング用TFT1401、駆動用TFT1403、電流制御用TFT1404、容量素子1402及び発光素子1405を有する。 In the pixel shown in FIG. 10A, a signal line 1410 and power supply lines 1411 and 1412 are arranged in the column direction, and a scanning line 1414 is arranged in the row direction. The pixel further includes a switching TFT 1401, a driving TFT 1403, a current control TFT 1404, a capacitor element 1402, and a light emitting element 1405.
図10(C)に示す画素は、駆動用TFT1403のゲート電極が、行方向に配置された電源線1412に接続される点が異なっており、それ以外は図10(A)に示す画素と同じ構成である。つまり、図10(A)(C)に示す両画素は、同じ等価回路図を示す。しかしながら、行方向に電源線1412が配置される場合(図10(A))と、列方向に電源線1412が配置される場合(図10(C))とでは、各電源線は異なるレイヤーの導電膜で形成される。ここでは、駆動用TFT1403のゲート電極が接続される配線に注目し、これらを作製するレイヤーが異なることを表すために、図10(A)(C)として分けて記載する。 The pixel shown in FIG. 10C is different from the pixel shown in FIG. 10A except that the gate electrode of the driving TFT 1403 is connected to the power supply line 1412 arranged in the row direction. It is a configuration. That is, both pixels shown in FIGS. 10A and 10C show the same equivalent circuit diagram. However, in the case where the power supply line 1412 is arranged in the row direction (FIG. 10A) and in the case where the power supply line 1412 is arranged in the column direction (FIG. 10C), each power supply line has a different layer. It is formed of a conductive film. Here, attention is paid to the wiring to which the gate electrode of the driving TFT 1403 is connected, and FIGS. 10A and 10C are shown separately to show that layers for manufacturing these are different.
図10(A)(C)に示す画素の特徴として、画素内に駆動用TFT1403、電流制御用TFT1404が直列に接続されており、駆動用TFT1403のチャネル長L(1403)、チャネル幅W(1403)、電流制御用TFT1404のチャネル長L(1404)、チャネル幅W(1404)は、L(1403)/W(1403):L(1404)/W(1404)=5〜6000:1を満たすように設定するとよい。 As a feature of the pixel shown in FIGS. 10A and 10C, a driving TFT 1403 and a current control TFT 1404 are connected in series in the pixel, and the channel length L (1403) and channel width W (1403) of the driving TFT 1403 are connected. ), The channel length L (1404) and the channel width W (1404) of the current control TFT 1404 satisfy L (1403) / W (1403): L (1404) / W (1404) = 5 to 6000: 1. It is good to set to.
なお、駆動用TFT1403は、飽和領域で動作し発光素子1405に流れる電流値を制御する役目を有し、電流制御用TFT1404は線形領域で動作し発光素子1405に対する電流の供給を制御する役目を有する。両TFTは同じ導電型を有していると作製工程上好ましく、本実施の形態ではnチャネル型TFTとして形成する。また駆動用TFT1403には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のTFTを用いてもよい。上記構成を有する本発明は、電流制御用TFT1404が線形領域で動作するために、電流制御用TFT1404のVgsの僅かな変動は、発光素子1405の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子1405の電流値は、飽和領域で動作する駆動用TFT1403により決定することができる。上記構成により、TFTの特性バラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質を向上させた表示装置を提供することができる。 Note that the driving TFT 1403 operates in a saturation region and has a role of controlling a current value flowing through the light emitting element 1405, and the current control TFT 1404 operates in a linear region and has a role of controlling supply of current to the light emitting element 1405. . Both TFTs preferably have the same conductivity type in terms of manufacturing process, and in this embodiment mode, they are formed as n-channel TFTs. The driving TFT 1403 may be a depletion type TFT as well as an enhancement type. In the present invention having the above configuration, since the current control TFT 1404 operates in a linear region, a slight change in Vgs of the current control TFT 1404 does not affect the current value of the light emitting element 1405. That is, the current value of the light emitting element 1405 can be determined by the driving TFT 1403 operating in the saturation region. With the above structure, it is possible to provide a display device in which luminance unevenness of a light-emitting element due to variation in TFT characteristics is improved and image quality is improved.
図10(A)〜(D)に示す画素において、スイッチング用TFT1401は、画素に対するビデオ信号の入力を制御するものであり、スイッチング用TFT1401がオンとなると、画素内にビデオ信号が入力される。すると、容量素子1402にそのビデオ信号の電圧が保持される。なお図10(A)(C)には、容量素子1402を設けた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、ビデオ信号を保持する容量がゲート容量などでまかなうことが可能な場合には、容量素子1402を設けなくてもよい。 In the pixel shown in FIGS. 10A to 10D, the switching TFT 1401 controls input of a video signal to the pixel. When the switching TFT 1401 is turned on, the video signal is input into the pixel. Then, the voltage of the video signal is held in the capacitor element 1402. Note that FIGS. 10A and 10C illustrate the structure in which the capacitor 1402 is provided; however, the present invention is not limited to this, and the capacity for holding a video signal can be covered by a gate capacity or the like. In this case, the capacitor 1402 is not necessarily provided.
図10(B)に示す画素は、TFT1406と走査線1414を追加している以外は、図10(A)に示す画素構成と同じである。同様に、図10(D)に示す画素は、TFT1406と走査線1414を追加している以外は、図10(C)に示す画素構成と同じである。 The pixel shown in FIG. 10B has the same pixel structure as that shown in FIG. 10A except that a TFT 1406 and a scanning line 1414 are added. Similarly, the pixel illustrated in FIG. 10D has the same pixel structure as that illustrated in FIG. 10C except that a TFT 1406 and a scanning line 1414 are added.
TFT1406は、新たに配置された走査線1414によりオン又はオフが制御される。TFT1406がオンとなると、容量素子1402に保持された電荷は放電し、電流制御用TFT1404がオフとなる。つまり、TFT1406の配置により、強制的に発光素子1405に電流が流れない状態を作ることができる。そのためTFT1406を消去用TFTと呼ぶことができる。従って、図10(B)(D)の構成は、全ての画素に対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができるため、デューティ比を向上することが可能となる。 The TFT 1406 is controlled to be turned on or off by a newly arranged scanning line 1414. When the TFT 1406 is turned on, the charge held in the capacitor element 1402 is discharged, and the current control TFT 1404 is turned off. That is, the arrangement of the TFT 1406 can forcibly create a state where no current flows through the light-emitting element 1405. Therefore, the TFT 1406 can be called an erasing TFT. 10B and 10D, the lighting period can be started at the same time as or immediately after the start of the writing period without waiting for signal writing to all pixels, so that the duty ratio is improved. It becomes possible.
図10(E)に示す画素は、列方向に信号線1410、電源線1411、行方向に走査線1414が配置される。また、スイッチング用TFT1401、駆動用TFT1403、容量素子1402及び発光素子1405を有する。図10(F)に示す画素は、TFT1406と走査線1415を追加している以外は、図7(E)に示す画素構成と同じである。なお、図10(F)の構成も、TFT1406の配置により、デューティ比を向上することが可能となる。 In the pixel illustrated in FIG. 10E, a signal line 1410, a power supply line 1411 are arranged in the column direction, and a scanning line 1414 is arranged in the row direction. Further, the pixel includes a switching TFT 1401, a driving TFT 1403, a capacitor element 1402, and a light emitting element 1405. The pixel illustrated in FIG. 10F has the same pixel structure as that illustrated in FIG. 7E except that a TFT 1406 and a scanning line 1415 are added. Note that the duty ratio of the structure in FIG. 10F can also be improved by the arrangement of the TFT 1406.
以上のように、多様な画素回路を採用することができる。特に、非晶質半導体膜から薄膜トランジスタを形成する場合、駆動用TFTの半導体膜を大きくすると好ましい。そのため、上記画素回路において、電界発光層からの光が封止基板側から射出する上面発光型とすると好ましい。 As described above, various pixel circuits can be employed. In particular, when a thin film transistor is formed from an amorphous semiconductor film, it is preferable to increase the semiconductor film of the driving TFT. Therefore, it is preferable that the pixel circuit be a top emission type in which light from the electroluminescent layer is emitted from the sealing substrate side.
このようなアクティブマトリクス型の発光装置は、画素密度が増えた場合、各画素にTFTが設けられているため低電圧駆動でき、有利であると考えられている。 Such an active matrix light-emitting device is considered to be advantageous because it can be driven at a low voltage because a TFT is provided in each pixel when the pixel density is increased.
本実施の形態では、一画素に各TFTが設けられるアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、一列毎にTFTが設けられるパッシブマトリクス型の発光装置を形成することもできる。パッシブマトリクス型の発光装置は、各画素にTFTが設けられていないため、高開口率となる。発光が電界発光層の両側へ射出する発光装置の場合、パッシブマトリクス型の表示装置を用いる透過率が高まる。 In this embodiment mode, an active matrix light-emitting device in which each pixel is provided with each TFT has been described; however, a passive matrix light-emitting device in which a TFT is provided for each column can also be formed. A passive matrix light-emitting device has a high aperture ratio because a TFT is not provided for each pixel. In the case of a light-emitting device in which light emission is emitted to both sides of an electroluminescent layer, transmittance using a passive matrix display device is increased.
これらのような画素回路をさらに有する本発明の表示装置は、視野角依存性が良好であり、薄膜トランジスタの特性を保つことができる上、各々の特徴を有する表示装置とすることができる。 The display device of the present invention further including such a pixel circuit has good viewing angle dependency, can maintain the characteristics of the thin film transistor, and can have a display device having each characteristic.
続いて、図10(E)に示す等価回路を用い、走査線及び信号線に保護回路としてダイオードを設ける場合について説明する。 Next, the case where a diode is provided as a protection circuit in the scan line and the signal line will be described using the equivalent circuit illustrated in FIG.
図11には、画素部1500にスイッチング用TFT1401、1403、容量素子1402、発光素子1405が設けられている。信号線1410には、ダイオード1561と1562が設けられている。ダイオード1561と1562は、スイッチング用TFT1401又は1403と同様に、上記実施の形態に基づき作製され、ゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極等を有する。ダイオード1561と1562は、ゲート電極と、ドレイン電極又はソース電極とを接続することによりダイオードとして動作させている。 In FIG. 11, switching TFTs 1401 and 1403, a capacitor element 1402, and a light emitting element 1405 are provided in the pixel portion 1500. The signal line 1410 is provided with diodes 1561 and 1562. Similarly to the switching TFT 1401 or 1403, the diodes 1561 and 1562 are manufactured based on the above embodiment mode and include a gate electrode, a semiconductor layer, a source electrode, a drain electrode, and the like. The diodes 1561 and 1562 operate as diodes by connecting a gate electrode and a drain electrode or a source electrode.
ダイオードと接続する共通電位線1554、1555はゲート電極と同じレイヤーで形成している。従って、ダイオードのソース電極又はドレイン電極と接続するには、ゲート絶縁膜にコンタクトホールを形成する必要がある。 Common potential lines 1554 and 1555 connected to the diode are formed in the same layer as the gate electrode. Therefore, in order to connect to the source electrode or drain electrode of the diode, it is necessary to form a contact hole in the gate insulating film.
走査線1414に設けられるダイオードも同様な構成である。 A diode provided in the scan line 1414 has a similar structure.
このように、本発明によれば、入力段に設けられる保護ダイオードを同時に形成することができる。なお、保護ダイオードを形成する位置は、これに限定されず、駆動回路と画素との間に設けることもできる。 Thus, according to the present invention, the protection diode provided in the input stage can be formed simultaneously. Note that the position where the protective diode is formed is not limited to this, and the protective diode can be provided between the driver circuit and the pixel.
このような保護回路を有する本発明の表示装置は、視野角依存性が良好であり、薄膜トランジスタの特性を保つことができる上、表示装置としての信頼性も高めることが可能となる。 The display device of the present invention having such a protection circuit has good viewing angle dependency, can maintain the characteristics of the thin film transistor, and can also improve the reliability as a display device.
本実施例では図14に発光中心としてDMQd(緑)、DNA(青)の2種類をそれぞれ用いた発光素子を有する本発明の表示装置を作製し、視野角特性を測定した結果を示す。本実施例では、実施の形態1の構成を有する素子を作製して測定を行った。どちらの素子も実施の形態1における第1の下地絶縁膜101及び第1の絶縁膜106に相当する膜の物理的厚さは130nm、第2の下地絶縁膜102、ゲート絶縁膜104に相当する膜の膜厚を足しあわせた物理的厚さは150nmと設定した。 In this example, FIG. 14 shows the results of manufacturing a display device of the present invention having light emitting elements each using two types of DMQd (green) and DNA (blue) as emission centers and measuring viewing angle characteristics. In this example, an element having the structure of Embodiment Mode 1 was manufactured and measured. Both elements have a physical thickness of 130 nm corresponding to the first base insulating film 101 and the first insulating film 106 in Embodiment Mode 1, and correspond to the second base insulating film 102 and the gate insulating film 104. The physical thickness obtained by adding the film thickness was set to 150 nm.
比較例としては、DMQd(緑)もしくはDNA(青)を用いたどちらの発光素子も、第1の下地絶縁膜101の物理的厚さは50nm、第1の絶縁膜106の物理的厚さは100nm、第2の下地絶縁膜102、ゲート絶縁膜104に相当する膜の膜厚を足しあわせた物理的厚さは150nmと設定した表示装置を使用した。 As a comparative example, in both light emitting elements using DMQd (green) or DNA (blue), the physical thickness of the first base insulating film 101 is 50 nm, and the physical thickness of the first insulating film 106 is A display device was used in which the physical thickness obtained by adding the film thicknesses corresponding to 100 nm, the second base insulating film 102, and the gate insulating film 104 to 150 nm was used.
図14(A)がDMQd(緑)を発光中心とした表示装置、図14(B)がDNA(青)を発光中心とした表示装置を測定した例である。どちらも理想的な状態においては、見る角度が変わってもその強度が低下するだけで、スペクトルの形状は変わっていない。しかし、比較例では、見る角度によってスペクトルの形状が大きく変化し、視野角特性があまり良くないことがわかる。しかし、実施例の構成では、見る角度によって大きなスペクトルの形状の差は見受けられず、比較例と比べると視野角特性が大きく向上していることがわかる。 FIG. 14A shows an example of measurement of a display device having DMQd (green) as the emission center, and FIG. 14B shows an example of measurement of a display device having DNA (blue) as the emission center. In both the ideal states, the intensity of the spectrum is not changed even if the viewing angle is changed. However, in the comparative example, it can be seen that the shape of the spectrum changes greatly depending on the viewing angle, and the viewing angle characteristics are not so good. However, in the configuration of the example, a large spectrum shape difference is not observed depending on the viewing angle, and it can be seen that the viewing angle characteristic is greatly improved as compared with the comparative example.
このように本発明の構成を有する表示装置は、発光素子から射出した光が、外部に射出する迄の間に通過する層のうち、当該膜を挟んでいる膜との間で大きな屈折率差を有する膜の膜厚を特定の膜厚とすることで、当該大きな屈折率差を有する膜を通過する際に発生する光の反射を抑制する。これにより、この反射光と入射光が干渉して現れる定在波の発生を抑制し、視野角依存性を改善することができるようになる。これにより、視野角特性の改善された良好な表示を行うことができる表示装置を提供することが可能となる。 As described above, the display device having the structure of the present invention has a large difference in refractive index between the light emitted from the light emitting element and the film sandwiching the film among the layers through which the light is emitted. By making the film thickness of the film having a specific film thickness, reflection of light generated when passing through the film having the large refractive index difference is suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of standing waves that appear due to interference between the reflected light and the incident light, and to improve the viewing angle dependency. Accordingly, it is possible to provide a display device that can perform good display with improved viewing angle characteristics.
Claims (6)
前記薄膜トランジスタに電気的に接続され且つ透光性を有する下部電極と、前記下部電極上に設けられた発光物質を含む層と、前記発光物質を含む層上に設けられた上部電極と、を有する発光素子と、を有し、
前記下部電極の下には、少なくとも、光学的に1層とみなせる第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に接し且つ光学的に1層とみなせる第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に接し且つ光学的に1層とみなせる第3の絶縁膜と、を有する絶縁膜積層体が設けられており、
前記第2の絶縁膜の屈折率は、前記第1の絶縁膜の屈折率及び前記第3の絶縁膜の屈折率よりも大きく又は小さく、
mを自然数、λを前記発光物質を含む層が発する光の中心波長、前記第2の絶縁膜の光学的厚さをL1、前記第1の絶縁膜及び前記第3の絶縁膜の光学的厚さをそれぞれL2とした場合、L1+L2=(2m−1)λ/4の式を概略満たす関係であることを特徴とする表示装置。 A thin film transistor;
A lower electrode electrically connected to the thin film transistor and having a light-transmitting property; a layer including a light emitting material provided on the lower electrode; and an upper electrode provided on the layer including the light emitting material. A light emitting element,
Under the lower electrode, at least a first insulating film that can be optically regarded as one layer, a second insulating film that is in contact with the first insulating film and optically regarded as one layer, and A third insulating film that is in contact with the second insulating film and optically regarded as a single layer;
The refractive index of the second insulating film is larger or smaller than the refractive index of the first insulating film refractive index and the third insulating film,
m a natural number, the center wavelength of the light emitted from the layer containing the λ light emitting material, the optical thickness of the second insulating film L1, the optical thickness of the first insulating film and the third insulating film A display device characterized in that the relationship is approximately satisfying the expression of L1 + L2 = (2m−1) λ / 4, where L2 is L2.
前記ガラス基板上に設けられた第1の絶縁膜と、A first insulating film provided on the glass substrate;
前記第1の絶縁膜上に設けられた第2の絶縁膜と、A second insulating film provided on the first insulating film;
前記第2の絶縁膜上に設けられた半導体膜と、A semiconductor film provided on the second insulating film;
前記半導体膜上に設けられた第3の絶縁膜と、A third insulating film provided on the semiconductor film;
前記第3の絶縁膜上に設けられたゲート電極と、A gate electrode provided on the third insulating film;
前記ゲート電極上に設けられた第4の絶縁膜と、A fourth insulating film provided on the gate electrode;
前記第4の絶縁膜上に設けられた発光素子と、を有し、A light emitting element provided on the fourth insulating film,
前記第1の絶縁膜及び前記第4の絶縁膜は、窒化珪素を主成分とする材料で形成され、The first insulating film and the fourth insulating film are formed of a material mainly composed of silicon nitride,
前記第2の絶縁膜及び前記第3の絶縁膜は、酸化珪素を主成分とする材料で形成され、The second insulating film and the third insulating film are formed of a material mainly composed of silicon oxide,
前記発光素子の下部電極は透光性を有し、The lower electrode of the light emitting element has translucency,
前記発光素子の下には、前記第1の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜と、前記第3の絶縁膜と、前記第4の絶縁膜と、を有する絶縁膜積層体が設けられており、An insulating film stack including the first insulating film, the second insulating film, the third insulating film, and the fourth insulating film is provided under the light emitting element. And
mを自然数、λを前記発光素子が発する光の中心波長、前記第2の絶縁膜の光学的厚さと前記第3の絶縁膜の光学的厚さの和をL1、前記第1の絶縁膜及び前記第4の絶縁膜の光学的厚さをそれぞれL2とした場合、L1+L2=(2m−1)λ/4の式を概略満たす関係であることを特徴とする表示装置。m is a natural number, λ is the center wavelength of light emitted from the light emitting element, and the sum of the optical thickness of the second insulating film and the optical thickness of the third insulating film is L1, the first insulating film and A display device characterized in that when the optical thickness of the fourth insulating film is L2, the relation of L1 + L2 = (2m−1) λ / 4 is substantially satisfied.
前記第4の絶縁膜と前記発光素子の間には塗布膜が形成されていることを特徴とする表示装置。A display device, wherein a coating film is formed between the fourth insulating film and the light emitting element.
前記薄膜トランジスタに電気的に接続され且つ透光性を有する下部電極と、前記下部電極上に設けられた発光物質を含む層と、前記発光物質を含む層上に設けられた上部電極と、を有する発光素子と、を有し、
前記下部電極の下には、少なくとも、光学的に1層とみなせる第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に接し且つ光学的に1層とみなせる第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に接し且つ光学的に1層とみなせる第3の絶縁膜と、を有する絶縁膜積層体が設けられており、
前記第2の絶縁膜の屈折率が、前記第1の絶縁膜の屈折率及び前記第3の絶縁膜の屈折率よりも大きい又は小さい表示装置の作製方法であって、
mを自然数、λを前記発光物質を含む層が発する光の中心波長、前記第2の絶縁膜の光学的厚さをL1、前記第1の絶縁膜及び前記第3の絶縁膜の光学的厚さをそれぞれL2とした場合、L1+L2=(2m−1)λ/4の式を概略満たす関係となるように、前記第1乃至第3の絶縁膜の物理的厚さを調整して、前記第1乃至第3の絶縁膜を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。 A thin film transistor;
A lower electrode electrically connected to the thin film transistor and having a light-transmitting property; a layer including a light emitting material provided on the lower electrode; and an upper electrode provided on the layer including the light emitting material. A light emitting element,
Under the lower electrode, at least a first insulating film that can be optically regarded as one layer, a second insulating film that is in contact with the first insulating film and optically regarded as one layer, and A third insulating film that is in contact with the second insulating film and optically regarded as a single layer;
The refractive index of the second insulating film, a manufacturing method of the first insulating film refractive index and the third insulating film larger or smaller display devices than the refractive index of,
m a natural number, the center wavelength of the light emitted from the layer containing the λ light emitting material, the optical thickness of the second insulating film L1, the optical thickness of the first insulating film and the third insulating film When the thicknesses are L2, the physical thicknesses of the first to third insulating films are adjusted so that the relation of L1 + L2 = (2m−1) λ / 4 is satisfied. A method for manufacturing a display device, comprising forming first to third insulating films.
前記ガラス基板上に設けられた第1の絶縁膜と、A first insulating film provided on the glass substrate;
前記第1の絶縁膜上に設けられた第2の絶縁膜と、A second insulating film provided on the first insulating film;
前記第2の絶縁膜上に設けられた半導体膜と、A semiconductor film provided on the second insulating film;
前記半導体膜上に設けられた第3の絶縁膜と、A third insulating film provided on the semiconductor film;
前記第3の絶縁膜上に設けられたゲート電極と、A gate electrode provided on the third insulating film;
前記ゲート電極上に設けられた第4の絶縁膜と、A fourth insulating film provided on the gate electrode;
前記第4の絶縁膜上に設けられた発光素子と、を有し、A light emitting element provided on the fourth insulating film,
前記第1の絶縁膜及び前記第4の絶縁膜は、窒化珪素を主成分とする材料で形成され、The first insulating film and the fourth insulating film are formed of a material mainly composed of silicon nitride,
前記第2の絶縁膜及び前記第3の絶縁膜は、酸化珪素を主成分とする材料で形成され、The second insulating film and the third insulating film are formed of a material mainly composed of silicon oxide,
前記発光素子の下部電極は透光性を有し、The lower electrode of the light emitting element has translucency,
前記発光素子の下には、前記第1の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜と、前記第3の絶縁膜と、前記第4の絶縁膜と、を有する絶縁膜積層体が設けられている表示装置の作製方法であって、An insulating film stack including the first insulating film, the second insulating film, the third insulating film, and the fourth insulating film is provided under the light emitting element. A display device manufacturing method comprising:
mを自然数、λを前記発光素子が発する光の中心波長、前記第2の絶縁膜の光学的厚さと前記第3の絶縁膜の光学的厚さの和をL1、前記第1の絶縁膜及び前記第4の絶縁膜の光学的厚さをそれぞれL2とした場合、L1+L2=(2m−1)λ/4の式を概略満たす関係となるように、前記第1乃至第4の絶縁膜の物理的厚さを調整して、前記第1乃至第4の絶縁膜を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。m is a natural number, λ is the center wavelength of light emitted from the light emitting element, and the sum of the optical thickness of the second insulating film and the optical thickness of the third insulating film is L1, the first insulating film and When the optical thickness of the fourth insulating film is L2, respectively, the physical properties of the first to fourth insulating films are set so as to satisfy the relation of L1 + L2 = (2m−1) λ / 4. A method for manufacturing a display device, wherein the first to fourth insulating films are formed by adjusting a thickness of a film.
前記第4の絶縁膜と前記発光素子の間には塗布膜が形成されていることを特徴とする表示装置の作製方法。A method for manufacturing a display device, wherein a coating film is formed between the fourth insulating film and the light-emitting element.
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