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KR102332962B1 - 표시 장치의 제작 방법, 표시 장치, 표시 모듈 및 전자 기기 - Google Patents

표시 장치의 제작 방법, 표시 장치, 표시 모듈 및 전자 기기 Download PDF

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KR102332962B1
KR102332962B1 KR1020197006627A KR20197006627A KR102332962B1 KR 102332962 B1 KR102332962 B1 KR 102332962B1 KR 1020197006627 A KR1020197006627 A KR 1020197006627A KR 20197006627 A KR20197006627 A KR 20197006627A KR 102332962 B1 KR102332962 B1 KR 102332962B1
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KR
South Korea
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layer
forming
resin
region
substrate
Prior art date
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KR1020197006627A
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KR20190032589A (ko
Inventor
마사카츠 오노
세이지 야스모토
나오토 고토
히로키 아다치
Original Assignee
가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Publication date
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Abstract

소비전력이 낮은 표시 장치의 제작 방법을 제공한다.
기판 위에 수지 또는 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 제 1 층을 형성하는 공정과, 제 1 층에 제 1 영역과 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 형성하는 공정과, 제 1 층에 대하여 산소를 포함하는 가스를 흘리면서 제 1 가열 처리를 수행함으로써 제 1 영역과 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 가지는 제 1 수지층을 형성하는 공정과, 제 1 수지층 위에 표시 소자를 포함하는 피박리층을 형성하는 공정과, 피박리층과 기판을 분리하는 공정을 가지고, 피박리층을 형성하는 공정에 제 1 수지층 위의 제 2 영역과 중첩되는 위치에 도전층을 형성하는 공정을 포함하고, 피박리층과 기판을 분리하는 공정 후 제 1 수지층을 제거하여 도전층을 노출시키는 공정을 가지는, 표시 장치의 제작 방법.

Description

표시 장치의 제작 방법, 표시 장치, 표시 모듈 및 전자 기기
본 발명의 일 형태는, 표시 장치의 제작 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 일 형태는, 상기 기술분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에 개시(開示)되는 발명의 일 형태의 기술분야는, 물건, 방법, 또는 제조 방법에 관한 것이다. 또는, 본 발명의 일 형태는 공정(process), 기계(machine), 제품(manufacture), 또는 조성물(composition of matter)에 관한 것이다. 그러므로, 더 구체적으로 본 명세서에 개시되는 본 발명의 일 형태의 기술분야로서는, 반도체 장치, 표시 장치, 액정 표시 장치, 발광 장치, 조명 장치, 축전 장치, 기억 장치, 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법을 일례로서 들 수 있다.
근년에, 표시 장치는 다양한 용도로 응용이 기대되고 있다. 표시 장치로서는, 예를 들어, 발광 소자를 가지는 발광 장치, 액정 소자를 가지는 액정 표시 장치 등이 개발되어 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에, 유기 EL(Electroluminescence) 소자가 적용된 가요성을 가지는 발광 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 2에는, 가시광을 반사하는 영역과 가시광을 투과하는 영역을 가지고, 충분한 외광을 얻을 수 있는 환경하에서는 반사형 액정 표시 장치로서 이용할 수 있고, 충분한 외광을 얻을 수 없는 환경하에서는 투과형 액정 표시 장치로서 이용할 수 있는 반투과형 액정 표시 장치가 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 특개2014-197522호 일본 공개특허공보 특개2011-191750호
본 발명의 일 형태는, 소비전력이 낮은 표시 장치의 제작 방법을 제공하는 것을 과제의 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는, 주위의 밝기와 상관없이, 시인성이 높은 표시 장치의 제작 방법을 제공하는 것을 과제의 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는, 전천후(全天候)형 표시 장치의 제작 방법을 제공하는 것을 과제의 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는, 편의성이 높은 표시 장치의 제작 방법을 제공하는 것을 과제의 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는, 박형화 또는 경량화된 표시 장치의 제작 방법을 과제의 하나로 한다. 또한, 본 발명의 일 형태는, 이들의 제작 방법을 더 간편하게 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것은 아니다. 본 발명의 일 형태는 반드시 이들 과제의 모두를 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 명세서, 도면, 청구항의 기재로부터 이들 이외의 과제를 추출할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 기판 위에 수지 또는 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 제 1 층을 형성하는 공정과, 제 1 층에 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 형성하는 공정과, 상기 제 1 층에 대하여 산소를 포함하는 가스를 흘리면서 제 1 가열 처리를 수행함으로써 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 가지는 제 1 수지층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 수지층 위에 피박리층을 형성하는 공정과, 상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정을 가지고, 상기 피박리층을 형성하는 공정에 상기 제 1 수지층에 접촉하여 상기 제 2 영역과 중첩되는 도전층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정 후, 상기 제 1 수지층을 제거하여 상기 도전층을 노출시키는 공정을 가지는, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 기판 위에 수지 또는 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 제 1 층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 층에 대하여 산소를 포함하는 가스를 흘리면서 제 1 가열 처리를 수행하는 공정과, 상기 제 1 가열 처리를 수행한 제 1 층에 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 형성하고 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 가지는 제 1 수지층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 수지층 위에 피박리층을 형성하는 공정과, 상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정을 가지고, 상기 피박리층을 형성하는 공정에 상기 제 1 수지층에 접촉하여 상기 제 2 영역과 중첩되는 도전층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정 후, 상기 제 1 수지층을 제거하여 상기 도전층을 노출시키는 공정을 가지는, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 기판 위에 수지 또는 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 제 1 층을 형성하는 공정과, 제 1 층에 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 형성하는 공정과, 상기 제 1 층에 대하여 산소를 포함하는 가스를 흘리면서 제 1 가열 처리를 수행함으로써 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 가지는 제 1 수지층을 형성하는 공정과, 상기 기판 위 및 상기 제 1 수지층 위에 상기 제 1 수지층의 단부를 덮는 절연층을 형성하는 공정과, 상기 절연층 위에 피박리층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 수지층의 적어도 일부를 상기 기판으로부터 분리함으로써 분리의 시작점을 형성하고 상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정을 가지고, 상기 피박리층을 형성하는 공정에 상기 절연층에 접촉하여 상기 제 2 영역과 중첩되는 도전층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정 후, 상기 제 1 수지층을 제거하여 상기 도전층을 노출시키는 공정을 가지는, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 기판 위에 수지 또는 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 제 1 층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 층에 대하여 산소를 포함하는 가스를 흘리면서 제 1 가열 처리를 수행하는 공정과, 상기 제 1 가열 처리를 수행한 제 1 층에 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 형성하고 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 가지는 제 1 수지층을 형성하는 공정과, 상기 기판 위 및 상기 제 1 수지층 위에 상기 제 1 수지층의 단부를 덮는 절연층을 형성하는 공정과, 상기 절연층 위에 피박리층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 수지층의 적어도 일부를 상기 기판으로부터 분리함으로써 분리의 시작점을 형성하고 상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정을 가지고, 상기 피박리층을 형성하는 공정에 상기 제 1 수지층에 접촉하여 상기 제 2 영역과 중첩되는 도전층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정 후, 상기 제 1 수지층을 제거하여 상기 도전층을 노출시키는 공정을 가지는, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 기판 위에 수지 또는 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 제 1 층을 형성하는 공정과, 제 1 층에 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 형성하는 공정과, 상기 제 1 층에 대하여 산소를 포함하는 가스를 흘리면서 제 1 가열 처리를 수행함으로써 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 가지는 제 1 수지층을 형성하는 공정과, 상기 기판 위 및 상기 제 1 수지층 위에 상기 제 1 수지층의 단부를 덮는 제 2 층을 형성하는 공정과, 상기 제 2 층에 대하여 상기 제 1 가열 처리의 분위기보다 산소가 적은 분위기하에서 제 2 가열 처리를 수행함으로써 상기 제 1 수지층의 단부를 덮는 제 2 수지층을 형성하는 공정과, 상기 제 2 수지층 위에 피박리층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 수지층의 적어도 일부를 상기 기판으로부터 분리함으로써 분리의 시작점을 형성하고 상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정을 가지고, 상기 피박리층을 형성하는 공정에 상기 절연층에 접촉하여 상기 제 2 영역과 중첩되는 도전층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정 후, 상기 제 1 수지층을 제거하여 상기 도전층을 노출시키는 공정을 가지는, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 기판 위에 수지 또는 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 제 1 층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 층에 대하여 산소를 포함하는 가스를 흘리면서 제 1 가열 처리를 수행하는 공정과, 상기 제 1 가열 처리를 수행한 제 1 층에 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 형성하고 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 가지는 제 1 수지층을 형성하는 공정과, 상기 기판 위 및 상기 제 1 수지층 위에 상기 제 1 수지층의 단부를 덮는 제 2 층을 형성하는 공정과, 상기 제 2 층에 대하여 상기 제 1 가열 처리의 분위기보다 산소가 적은 분위기하에서 제 2 가열 처리를 수행함으로써 상기 제 1 수지층의 단부를 덮는 제 2 수지층을 형성하는 공정과, 상기 제 2 수지층 위에 피박리층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 수지층의 적어도 일부를 상기 기판으로부터 분리함으로써 분리의 시작점을 형성하고 상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정을 가지고, 상기 피박리층을 형성하는 공정에 상기 제 1 수지층에 접촉하여 상기 제 2 영역과 중첩되는 도전층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정 후, 상기 제 1 수지층을 제거하여 상기 도전층을 노출시키는 공정을 가지는, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 제 1 표시 소자, 제 2 표시 소자, 제 1 절연층, 및 도전층을 가지는 표시 장치의 제작 방법이고, 상기 제 1 표시 소자는, 가시광을 반사하는 기능을 가지는 제 1 화소 전극, 액정, 및 가시광을 투과하는 기능을 가지는 제 1 공통 전극을 가지고, 상기 제 2 표시 소자는, 가시광을 투과하는 기능을 가지는 제 2 화소 전극, 발광층, 및 가시광을 반사하는 기능을 가지는 제 2 공통 전극을 가지고, 제 1 기판 위에 상기 제 1 공통 전극을 형성하는 공정과, 제작 기판 위에 수지 또는 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 가지는 수지층을 형성하는 공정과, 상기 수지층 위에 상기 제 1 화소 전극을 형성하는 공정과, 상기 제 1 화소 전극을 형성하는 공정과 동시에 상기 제 2 영역을 덮어 상기 도전층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 화소 전극 위에 상기 제 1 절연층을 형성하는 공정과, 상기 절연층 위에 상기 제 2 화소 전극, 상기 발광층, 및 상기 제 2 공통 전극을 이 순서대로 형성함으로써 상기 제 2 표시 소자를 형성하는 공정과, 상기 제작 기판과 제 2 기판을 접착층을 사용하여 접합시키는 공정과, 상기 제작 기판과 상기 제 1 화소 전극을 분리하는 공정과, 상기 제 1 공통 전극과 상기 제 1 화소 전극 사이에 상기 액정을 배치하고 접착층을 사용하여 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 접합시킴으로써 상기 제 1 표시 소자를 형성하는 공정을 가지고, 상기 수지층은 산소를 포함하는 분위기에서의 제 1 가열 처리 공정을 거쳐 형성된 층인, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 제 1 표시 소자, 제 2 표시 소자, 제 1 절연층, 및 도전층을 가지는 표시 장치의 제작 방법이고, 상기 제 1 표시 소자는, 가시광을 반사하는 기능을 가지는 제 1 화소 전극, 액정, 및 가시광을 투과하는 기능을 가지는 제 1 공통 전극을 가지고, 상기 제 2 표시 소자는, 가시광을 투과하는 기능을 가지는 제 2 화소 전극, 발광층, 및 가시광을 반사하는 기능을 가지는 제 2 공통 전극을 가지고, 제 1 기판 위에 상기 제 1 공통 전극을 형성하는 공정과, 제작 기판 위에 수지 또는 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 가지는 수지층을 형성하는 공정과, 상기 수지층의 단부를 덮어 제 2 절연층을 형성하는 공정과, 상기 절연층 위에 상기 제 1 화소 전극을 형성하는 공정과, 상기 제 1 화소 전극을 형성하는 공정과 동시에 상기 제 2 영역을 덮어 상기 도전층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 화소 전극 위에 상기 제 1 절연층을 형성하는 공정과, 상기 절연층 위에 상기 제 2 화소 전극, 상기 발광층, 및 상기 제 2 공통 전극을 이 순서대로 형성함으로써 상기 제 2 표시 소자를 형성하는 공정과, 상기 제작 기판과 제 2 기판을 접착층을 사용하여 접합시키는 공정과, 상기 제작 기판과 상기 제 1 화소 전극을 분리하는 공정과, 상기 제 1 공통 전극과 상기 제 1 화소 전극 사이에 상기 액정을 배치하고 접착층을 사용하여 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 접합시킴으로써 상기 제 1 표시 소자를 형성하는 공정을 가지고, 상기 수지층은 산소를 포함하는 분위기에서의 제 1 가열 처리 공정을 거쳐 형성된 층인, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기 구성을 가지는 표시 장치의 제작 방법으로서, 상기 제 2 절연층의 재료가 무기 절연 재료인, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기 구성을 가지는 표시 장치의 제작 방법으로서, 상기 제 2 절연층의 재료가 수지 또는 수지 전구체인, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기 구성을 가지는 표시 장치의 제작 방법으로서, 상기 제 2 절연층의 재료가 상기 수지층의 재료와 같은 재료인, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기 구성을 가지는 표시 장치의 제작 방법으로서, 상기 제 2 절연층이 상기 제 1 가열 처리보다 산소가 적은 분위기에서의 제 2 가열 처리를 거쳐 형성된 층인, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기 구성을 가지는 표시 장치의 제작 방법으로서, 상기 제 2 가열 처리는 질소 가스를 흘리면서 수행하는, 박리 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기 구성을 가지는 표시 장치의 제작 방법으로서, 상기 제 2 가열 처리는 질소와 산소를 포함하는 혼합 가스를 흘리면서 상기 제 1 가열 처리보다 낮은 온도에서 수행하는, 박리 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기 구성을 가지는 표시 장치의 제작 방법으로서, 상기 제 1 가열 처리는 가스 유량 전체에 차지하는 산소 가스 유량의 비율이 5% 이상 50% 이하의 혼합 가스를 흘리면서 수행하는, 박리 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기 구성을 가지는 표시 장치의 제작 방법으로서, 상기 제 1 가열 처리는 질소와 산소를 포함하는 혼합 가스를 흘리면서 350℃ 이상 450℃ 이하에서 수행하는, 박리 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기 구성을 가지는 표시 장치의 제작 방법으로서, 상기 제작 기판과 상기 제 1 화소 전극을 분리하는 공정 후, 상기 도전층을 노출시키는 공정을 더 포함하는, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기 구성을 가지는 표시 장치의 제작 방법으로서, 상기 노출된 도전층에 접속층을 개재(介在)하여 신호나 전력을 입력하는 배선을 접속하는 공정을 가지는, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기 구성을 가지는 표시 장치의 제작 방법으로서, 상기 제 1 공통 전극에 접속체를 개재하여 상기 노출된 도전층을 접속하는, 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기 구성을 가지는 표시 장치의 제작 방법으로서, 상기 제 1 화소 전극을 형성하는 공정과 상기 제 2 화소 전극을 형성하는 공정 사이에, 채널 형성 영역에 금속 산화물을 가지는 트랜지스터를 형성하는 공정을 가지고, 상기 트랜지스터를 형성하는 공정에서 가열하는 온도보다 높은 온도에서, 상기 수지층을 형성하는 공정에서의 상기 수지층의 가열을 수행하는, 표시 장치의 제작 방법.
본 발명의 일 형태는, 소비전력이 낮은 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태는, 주위의 밝기와 상관없이, 시인성이 높은 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태는, 전천후형 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태는, 편의성이 높은 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태는, 박형화 또는 경량화된 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 표시 장치의 일례를 나타내는 단면도.
도 2는 표시 장치의 일례를 나타내는 단면도.
도 3은 표시 장치의 일례를 나타내는 단면도.
도 4는 표시 장치의 일례를 나타내는 단면도.
도 5는 표시 장치의 일례를 나타내는 단면도.
도 6은 트랜지스터의 일례를 나타내는 단면도.
도 7은 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 8은 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 9는 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 10은 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 11은 표시 장치의 일례 및 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 12는 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 13은 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 14는 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 15는 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 16은 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 17은 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 18은 표시 장치의 일례 및 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 19는 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 20은 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 21은 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 22는 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 23은 표시 장치의 일례 및 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 24는 표시 장치의 일례를 나타내는 블록도.
도 25는 화소 유닛의 일례를 나타내는 도면.
도 26은 화소 유닛의 일례를 나타내는 도면.
도 27은 화소 유닛의 일례를 나타내는 도면.
도 28은 표시 장치의 일례 및 화소의 일례를 나타내는 도면.
도 29는 표시 장치의 화소 회로의 일례를 나타내는 회로도.
도 30은 표시 장치의 화소 회로의 일례를 나타내는 회로도 및 화소의 일례를 나타내는 도면.
도 31은 표시 모듈의 일례를 나타내는 도면.
도 32는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면.
도 33은 전자 기기의 일례를 나타내는 도면.
도 34는 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 35는 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 36은 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 37은 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 38은 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
도 39는 표시 장치의 일례 및 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타내는 단면도.
실시형태에 대하여 도면을 사용하여 자세히 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있는 것은 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정되어 해석되는 것은 아니다.
또한 이하에서 설명하는 발명의 구성에서, 동일한 부분 또는 같은 기능을 가지는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면 사이에서 공통적으로 사용하고, 이의 반복적인 설명은 생략한다. 또한 같은 기능을 가지는 부분을 가리키는 경우에는, 같은 해치 패턴으로 하고, 특별히 부호를 붙이지 않는 경우가 있다.
또한 도면에 도시된 각 구성의 위치, 크기, 범위 등은 이해의 간단화를 위하여, 실제의 위치, 크기, 범위 등을 나타내지 않는 경우가 있다. 이 때문에, 개시되는 발명은 도면에 개시된 위치, 크기, 범위 등에 반드시 한정되지는 않는다.
또한, '막'이라는 용어와 '층'이라는 용어는 경우 또는 상황에 따라 서로 바꿀 수 있다. 예를 들어 '도전층'이라는 용어를 '도전막'이라는 용어로 바꿀 수 있다. 또는 예를 들어 '절연막'이라는 용어를 '절연층'이라는 용어로 바꿀 수 있다.
본 명세서 등에서, 금속 산화물(metal oxide)이란 넓은 의미로의 금속의 산화물이다. 금속 산화물은 산화물 절연체, 산화물 도전체(투명 산화물 도전체를 포함함), 및 산화물 반도체(Oxide Semiconductor 또는 단순히 OS라고도 함) 등으로 분류된다. 예를 들어 트랜지스터의 반도체층에 금속 산화물을 사용하는 경우, 상기 금속 산화물을 산화물 반도체라고 부르는 경우가 있다. 즉 OS FET라고 기재하는 경우에는, 금속 산화물 또는 산화물 반도체를 가지는 트랜지스터로 환언할 수 있다.
또한, 본 명세서 등에서 질소를 가지는 금속 산화물도 금속 산화물(metal oxide)이라고 총칭하는 경우가 있다. 또한, 질소를 가지는 금속 산화물을 금속 산질화물(metal oxynitride)이라고 불러도 좋다.
또한, 본 명세서 등에서, CAAC(c-axis aligned crystal) 및 CAC(Cloud-Aligned Composite)로 기재하는 경우가 있다. 또한, CAAC는 결정 구조의 일례를 나타내고, CAC는 기능 또는 재료의 구성의 일례를 나타낸다.
산화물 반도체 또는 금속 산화물의 결정 구조의 일례에 대하여 설명한다. 또한, 이하에서는 In-Ga-Zn 산화물 타깃(In:Ga:Zn=4:2:4.1[원자수비])을 사용하여, 스퍼터링법으로 성막된 산화물 반도체를 일례로서 설명한다. 상기 타깃을 사용하여 기판 온도를 100℃ 이상 130℃ 이하로 하고 스퍼터링법으로 형성된 산화물 반도체를 sIGZO라고 부르고, 상기 타깃을 사용하여 기판 온도를 실온(R.T.)으로 하고 스퍼터링법으로 형성된 산화물 반도체를 tIGZO라고 부른다. 예를 들어, sIGZO는 nc(nano crystal) 및 CAAC 중 어느 한쪽 또는 양쪽의 결정 구조를 가진다. 또한, tIGZO는 nc의 결정 구조를 가진다. 또한, 여기서 실온(R.T.)은 기판을 의도적으로 가열하지 않은 경우의 온도를 포함한다.
또한 본 명세서 등에서, CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는, 재료의 일부에서는 도전체의 기능을 가지고, 재료의 일부에서는 유전체(또는 절연체)의 기능을 가지고, 재료 전체에서는 반도체로서의 기능을 가진다. 또한, CAC-OS 또는 CAC-metal oxide를 트랜지스터의 반도체층에 사용하는 경우, 도전체는 캐리어가 되는 전자(또는 정공)를 흘리는 기능을 가지고, 유전체는 캐리어가 되는 전자를 흘리지 않는 기능을 가진다. 도전체로서의 기능과 유전체로서의 기능을 각각 상보적으로 작용시킴으로써, 스위칭시키는 기능(온/오프시키는 기능)을 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide에 부여할 수 있다. CAC-OS 또는 CAC-metal oxide에서 각각 기능을 분리시킴으로써 양쪽의 기능을 최대한 높일 수 있다.
또한, 본 명세서 등에서, CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 도전체 영역 및 유전체 영역을 가진다. 도전체 영역은 상술한 도전체의 기능을 가지고, 유전체 영역은 상술한 유전체의 기능을 가진다. 또한 재료 중에서, 도전체 영역과 유전체 영역은 나노 입자 레벨로 분리되어 있는 경우가 있다. 또한, 도전체 영역과 유전체 영역은 각각 재료 중에 편재하는 경우가 있다. 또한, 도전체 영역은 주변이 흐릿해져 클라우드상으로 연결되어 관찰되는 경우가 있다.
즉 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 매트릭스 복합재(matrix composite) 또는 금속 매트릭스 복합재(metal matrix composite)라고 부를 수도 있다.
또한, CAC-OS 또는 CAC-metal oxide에서, 도전체 영역과 유전체 영역은 각각 0.5nm 이상 10nm 이하, 바람직하게는 0.5nm 이상 3nm 이하의 크기로 재료 중에 분산되어 있는 경우가 있다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 23을 사용하여 설명한다.
본 실시형태의 표시 장치는, 가시광을 반사하는 제 1 표시 소자와, 가시광을 발하는 제 2 표시 소자를 가진다.
본 실시형태의 표시 장치는 제 1 표시 소자가 반사하는 광과 제 2 표시 소자가 발하는 광 중, 어느 한쪽 또는 양쪽에 의하여 화상을 표시하는 기능을 가진다.
제 1 표시 소자에는 외광을 반사하여 표시하는 소자를 사용할 수 있다. 이와 같은 소자는 광원을 가지지 않기 때문에 표시할 때의 소비전력을 매우 작게 할 수 있다.
제 1 표시 소자에는, 대표적으로는 반사형의 액정 소자를 사용할 수 있다. 또는, 제 1 표시 소자로서 셔터 방식의 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 소자, 광 간섭 방식의 MEMS 소자 외에, 마이크로캡슐 방식, 전기 영동 방식, 전기 습윤 방식, 전자 분류체(電子粉流體, Electronic Liquid Powder(등록 상표)) 방식 등을 적용한 소자 등을 사용할 수 있다.
제 2 표시 소자에는 발광 소자를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 표시 소자가 사출하는 광은 그 휘도나 색도가 외광에 좌우되지 않기 때문에 색 재현성이 높고(색역이 넓고) 콘트라스트가 높은, 선명한 표시를 수행할 수 있다.
제 2 표시 소자에는, 예를 들어 OLED(Organic Light Emitting Diode), LED(Light Emitting Diode), QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode) 등의 자발광성의 발광 소자를 사용할 수 있다.
본 실시형태의 표시 장치는 제 1 표시 소자만을 사용하여 화상을 표시하는 제 1 모드, 제 2 표시 소자만을 사용하여 화상을 표시하는 제 2 모드, 그리고 제 1 표시 소자 및 제 2 표시 소자를 사용하여 화상을 표시하는 제 3 모드를 가지고, 이들 모드를 자동 또는 수동으로 전환하여 사용할 수 있다.
제 1 모드에서는 제 1 표시 소자와 외광을 사용하여 화상을 표시한다. 제 1 모드는 광원이 불필요하기 때문에 소비전력이 매우 낮은 모드이다. 예를 들어 표시 장치에 외광이 충분히 입사될 때(밝은 환경하 등)에는 제 1 표시 소자가 반사한 광을 사용하여 표시를 수행할 수 있다. 예를 들어 외광이 충분히 강하고, 또한 외광이 백색 광 또는 그 근방의 광인 경우에 유효하다. 제 1 모드는 문자를 표시하기에 적합한 모드이다. 또한, 제 1 모드는 외광을 반사한 광을 사용하기 때문에, 눈이 편한 표시를 수행할 수 있고, 눈이 피곤해지기 어렵다는 효과를 나타낸다.
제 2 모드에서는 제 2 표시 소자에 의한 발광을 이용하여 화상을 표시한다. 그러므로 조도나 외광의 색도와 상관없이 매우 선명한(콘트라스트가 높고, 또한 색 재현성이 높은) 표시를 수행할 수 있다. 예를 들어 밤이나 어두운 실내 등, 조도가 매우 낮은 경우 등에 유효하다. 또한 주위가 어두운 경우, 밝은 표시를 수행하면 사용자가 눈부시게 느끼는 경우가 있다. 이를 방지하기 위하여, 제 2 모드에서는 휘도를 억제한 표시를 수행하는 것이 바람직하다. 이로써 눈부심을 억제하면서 소비전력도 저감할 수 있다. 제 2 모드는 선명한 화상(정지 화상 및 동영상) 등을 표시하기에 적합한 모드이다.
제 3 표시 모드에서는 제 1 표시 소자에 의한 반사광과 제 2 표시 소자에 의한 발광의 양쪽을 이용하여 표시를 수행한다. 제 1 모드보다 선명한 표시를 하면서 제 2 모드보다 소비전력을 억제할 수 있다. 예를 들어 실내 조명 아래, 아침이나 저녁 시간대 등 조도가 비교적 낮은 경우, 외광의 색도가 백색이 아닌 경우 등에 유효하다. 또한 반사광과 발광을 혼합시킨 광을 사용함으로써, 마치 그림을 보는 것 같이 느껴지는 화상을 표시할 수 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 주위의 밝기와 상관없이 시인성이 높고 편의성이 높은 표시 장치 또는 전천후형 표시 장치를 실현할 수 있다.
도 1에 표시 장치(10)의 단면도를 도시하였다. 표시 장치(10)는 제 1 표시 소자로서 액정 소자(180)를 가지고, 제 2 표시 소자로서 발광 소자(170)를 가진다.
도 1에 도시된 표시 장치(10)는 한 쌍의 기판(기판(351) 및 기판(361)) 사이에 액정 소자(180), 발광 소자(170), 트랜지스터(41), 및 트랜지스터(42) 등을 가진다.
액정 소자(180)는 가시광을 반사하는 기능을 가지는 전극(311), 액정(112), 및 가시광을 투과하는 기능을 가지는 전극(113)을 가진다. 액정(112)은 전극(311)과 전극(113) 사이에 위치한다.
액정 소자(180)는 가시광을 반사하는 기능을 가진다. 액정 소자(180)는 기판(361) 측으로 반사광(22)을 사출한다.
전극(311)은 절연층(220)에 제공된 개구를 통하여, 트랜지스터(41)가 가지는 소스 또는 드레인에 전기적으로 접속된다. 전극(311)은 화소 전극으로서의 기능을 가진다. 전극(113)은 접속체(243)를 통하여 도전층(235)에 전기적으로 접속된다. 전극(311)과 도전층(235)은 동일한 도전막을 가공하여 얻을 수 있다.
발광 소자(170)는 전극(191), EL층(192), 및 전극(193)을 가진다. EL층(192)은 전극(191)과 전극(193) 사이에 위치한다. EL층(192)은 적어도 발광성 물질을 포함한다. 전극(191)은 가시광을 투과하는 기능을 가진다. 전극(193)은 가시광을 반사하는 기능을 가지는 것이 바람직하다.
발광 소자(170)는 가시광을 발하는 기능을 가진다. 구체적으로는, 발광 소자(170)는 전극(191)과 전극(193) 사이에 전압이 인가됨으로써 기판(361) 측으로 광(발광(21))을 사출하는 전계 발광 소자이다.
전극(191)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여, 트랜지스터(42)가 가지는 소스 또는 드레인에 전기적으로 접속된다. 전극(191)은 화소 전극으로서의 기능을 가진다. 전극(191)의 단부는 절연층(216)에 의하여 덮여 있다.
발광 소자(170)는 절연층(194)으로 덮여 있는 것이 바람직하다. 도 1에서는 절연층(194)이 전극(193)에 접촉하여 제공되어 있다. 절연층(194)을 제공함으로써, 발광 소자(170)에 불순물이 들어가는 것을 억제하여 발광 소자(170)의 신뢰성을 높일 수 있다. 절연층(194)에는 접착층(142)에 의하여 기판(351)이 접합되어 있다.
트랜지스터(41)와 트랜지스터(42)는 동일한 면 위에 위치한다. 트랜지스터(41)는 액정 소자(180)의 구동을 제어하는 기능을 가진다. 트랜지스터(42)는 발광 소자(170)의 구동을 제어하는 기능을 가진다.
액정 소자(180)에 전기적으로 접속되는 회로는, 발광 소자(170)에 전기적으로 접속되는 회로와 동일한 면 위에 형성되는 것이 바람직하다. 이로써 2개의 회로를 다른 면 위에 형성하는 경우에 비하여 표시 장치의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한 2개의 트랜지스터를 동일한 공정으로 제작할 수 있기 때문에 2개의 트랜지스터를 다른 면 위에 형성하는 경우에 비하여 제작 공정을 간략화할 수 있다.
액정 소자(180)의 화소 전극인 전극(311)은, 트랜지스터(41) 및 트랜지스터(42)가 가지는 게이트 절연층을 개재하여, 발광 소자(170)의 화소 전극인 전극(191)과는 반대측에 위치한다.
여기서, 채널 형성 영역에 산화물 반도체를 가지고 오프 전류가 매우 낮은 트랜지스터(41)를 적용한 경우나, 트랜지스터(41)에 전기적으로 접속되는 기억 소자를 적용한 경우 등에는, 액정 소자(180)를 사용하여 정지 화상을 표시할 때에 화소에 대한 기록 동작을 정지하더라도, 계조를 유지시킬 수 있다. 즉, 프레임 레이트를 매우 작게 하여도 표시를 유지할 수 있다. 본 발명의 일 형태에서는 프레임 레이트를 매우 작게 할 수 있어 소비전력이 낮은 구동을 수행할 수 있다.
다음으로, 도 2 내지 도 7을 사용하여 본 실시형태의 표시 장치의 구성예에 대하여 설명한다.
<구성예 1>
도 2는 표시 장치(300)의 사시 개략도이다. 표시 장치(300)는 기판(351)과 기판(361)이 접합된 구성을 가진다. 도 2에서는 기판(361)을 파선으로 명시하였다.
표시 장치(300)는 표시부(362), 회로(364), 및 배선(365) 등을 가진다. 도 2에는, 표시 장치(300)에 IC(집적 회로)(373) 및 FPC(372)가 실장되어 있는 예를 도시하였다. 그러므로, 도 2에 도시된 구성은, 표시 장치(300), IC, 및 FPC를 가지는 표시 모듈이라고도 할 수 있다.
회로(364)로서는 예를 들어 주사선 구동 회로를 사용할 수 있다.
배선(365)은 표시부(362) 및 회로(364)에 신호 및 전력을 공급하는 기능을 가진다. 상기 신호 및 전력은 FPC(372)를 통하여 외부로부터 또는 IC(373)로부터 배선(365)에 입력된다.
도 2에는, COG(Chip On Glass) 방식 또는 COF(Chip on Film) 방식 등에 의하여 기판(351)에 IC(373)가 제공되어 있는 예를 도시하였다. IC(373)는 예를 들어 주사선 구동 회로 또는 신호선 구동 회로 등을 가지는 IC를 적용할 수 있다. 또한, 표시 장치(300) 및 표시 모듈은 IC를 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 또한 IC를 COF 방식 등에 의하여 FPC에 실장하여도 좋다.
도 2에는 표시부(362)의 일부의 확대도를 도시하였다. 표시부(362)에는 복수의 표시 소자가 가지는 전극(311b)이 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 전극(311b)은 가시광을 반사하는 기능을 가지고 액정 소자(180)의 반사 전극으로서 기능한다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이 전극(311b)은 개구(451)를 가진다. 또한, 표시부(362)는 전극(311b)보다 기판(351) 측에 발광 소자(170)를 가진다. 발광 소자(170)로부터의 광은 전극(311b)의 개구(451)를 통하여 기판(361) 측으로 사출된다.
도 3에, 도 2에 도시된 표시 장치(300)의 FPC(372)를 포함하는 영역의 일부, 회로(364)를 포함하는 영역의 일부, 및 표시부(362)를 포함하는 영역의 일부를 각각 절단한 경우의 단면의 일례를 도시하였다.
도 3에 도시된 표시 장치(300)는, 기판(351)과 기판(361) 사이에 트랜지스터(201), 트랜지스터(203), 트랜지스터(205), 트랜지스터(206), 액정 소자(180), 발광 소자(170), 절연층(220), 착색층(131), 착색층(134) 등을 가진다. 기판(361)과 절연층(220)은 접착층(141)을 개재하여 접착되어 있다. 기판(351)과 절연층(220)은 접착층(142)을 개재하여 접착되어 있다.
기판(361)에는 착색층(131), 차광층(132), 절연층(121), 및 액정 소자(180)의 공통 전극으로서 기능하는 전극(113), 배향막(133b), 절연층(117) 등이 제공되어 있다. 기판(361)의 외측의 면에는 편광판(135)을 가진다. 절연층(121)은 평탄화층으로서의 기능을 가져도 좋다. 절연층(121)에 의하여 전극(113)의 표면을 실질적으로 평탄하게 할 수 있기 때문에 액정(112)의 배향 상태를 균일하게 할 수 있다. 절연층(117)은 액정 소자(180)의 셀 갭을 유지하기 위한 스페이서로서 기능한다.
액정 소자(180)는 반사형 액정 소자이다. 액정 소자(180)는 전극(311a), 액정(112), 전극(113)이 적층된 적층 구조를 가진다. 전극(311a)의 기판(351) 측에 접촉하여, 가시광을 반사하는 전극(311b)이 제공되어 있다. 전극(311b)은 개구(451)를 가진다. 전극(311a) 및 전극(113)은 가시광을 투과시킨다. 액정(112)과 전극(311a) 사이에 배향막(133a)이 제공되어 있다. 액정(112)과 전극(113) 사이에 배향막(133b)이 제공되어 있다.
액정 소자(180)에서 전극(311b)은 가시광을 반사하는 기능을 가지고, 전극(113)은 가시광을 투과하는 기능을 가진다. 기판(361) 측으로부터 입사된 광은 편광판(135)에 의하여 편광되고, 전극(113), 액정(112), 및 전극(311a)을 투과하고, 전극(311b)에서 반사된다. 그리고 전극(311a), 액정(112), 및 전극(113)을 다시 투과하여 편광판(135)에 도달한다. 이때, 전극(311b)과 전극(113) 사이에 인가되는 전압에 의하여 액정의 배향을 제어함으로써, 광의 광학 변조를 제어할 수 있다. 즉, 편광판(135)을 통하여 사출되는 광의 강도를 제어할 수 있다. 또한, 광은 착색층(131)에 의하여 특정의 파장 영역 이외의 광이 흡수됨으로써, 추출되는 광은 원하는 색, 예를 들어 적색을 나타내는 광이 된다.
또한, 표시부(362)에 형성되는 전극(311a)과 액정(112) 사이에는 수지층(62a) 및 절연층(63)이 존재하지 않기 때문에, 광의 굴절이나 수지층(62a) 또는 절연층(63)의 착색으로 인한 영향을 저감시킬 수 있어 바람직한 구성이다. 본 구성에서는 전극(311a) 및 전극(311b)은 도전층(311c), 도전층(311d), 도전층(311e), 및 도전층(311f)과 마찬가지로, 수지층(62) 및 절연층(63)에 제공된 오목부를 덮어 형성되기 때문에, 수지층(62a) 및 절연층(63)의 제거가 용이한 구성이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 개구(451)에는 가시광을 투과하는 전극(311a)이 제공되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 개구(451)와 중첩되는 영역에서도 이 외의 영역과 마찬가지로 액정(112)이 배향하기 때문에, 이들 영역의 경계부에서 액정의 배향 불량이 생겨 의도하지 않은 광이 누설되는 것을 억제할 수 있다.
접속부(207)에 있어서, 전극(311b)은 도전층(221b)을 통하여 트랜지스터(206)가 가지는 도전층(222a)에 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(206)는 액정 소자(180)의 구동을 제어하는 기능을 가진다.
접착층(141)이 제공되는 일부의 영역에는, 접속부(252)가 제공되어 있다. 접속부(252)에서, 전극(311a)과 동일한 도전막을 가공하여 얻어진 도전층(311e)과, 전극(113)의 일부가, 접속체(243)에 의하여 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 기판(361) 측에 형성된 전극(113)에, 기판(351) 측에 접속된 FPC(372)로부터 입력되는 신호 또는 전위를, 접속부(252)를 통하여 공급할 수 있다.
접속부(252)는, 수지층(62a) 및 절연층(63)에 제공된 오목부를 덮도록 전극(311a) 및 전극(311b)과 같은 재료로 도전층(311e) 및 도전층(311f)이 형성되고, 접속체(243)에는 노출된 도전층(311e)의 표면에서 접촉되어 있다. 수지층(62a) 및 절연층(63)에 제공된 오목부를 덮도록 도전층(311e) 및 도전층(311f)을 형성함으로써, 도전층(311e)을 노출시키는 것이 용이해진다.
접속체(243)로서는 예를 들어, 도전성 입자를 사용할 수 있다. 도전성 입자로서는 유기 수지 또는 실리카 등의 입자의 표면을 금속 재료로 피복한 것을 사용할 수 있다. 금속 재료로서 니켈이나 금을 사용하면 접촉 저항을 저감시킬 수 있어 바람직하다. 또한, 니켈을 금으로 더 피복하는 등, 2종류 이상의 금속 재료를 층상으로 피복시킨 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 접속체(243)로서 탄성 변형 또는 소성 변형하는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 도전성 입자인 접속체(243)는 도 3에 도시된 바와 같이 상하 방향으로 찌부러진 형상이 되는 경우가 있다. 이로써 접속체(243)와, 이에 전기적으로 접속되는 도전층의 접촉 면적이 증대되기 때문에 접촉 저항을 저감시킬 수 있을 뿐더러, 또한 접속 불량 등의 문제의 발생을 억제할 수 있다.
접속체(243)는 접착층(141)으로 덮이도록 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 경화 전의 접착층(141)에 접속체(243)를 분산시켜 두면 좋다.
발광 소자(170)는 보텀 이미션형 발광 소자이다. 발광 소자(170)는 절연층(220) 측으로부터 전극(191), EL층(192), 및 전극(193)의 순서대로 적층된 구조를 가진다. 전극(191)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여, 트랜지스터(205)가 가지는 도전층(222b)에 접속되어 있다. 트랜지스터(205)는 발광 소자(170)의 구동을 제어하는 기능을 가진다. 절연층(216)이 전극(191)의 단부를 덮고 있다. 전극(193)은 가시광을 반사하는 재료를 포함하고, 전극(191)은 가시광을 투과하는 재료를 포함한다. 전극(193)을 덮어 절연층(194)이 제공되어 있다. 발광 소자(170)가 발하는 광은 착색층(134), 절연층(220), 개구(451), 전극(311a) 등을 통하여 기판(361) 측으로 사출된다.
액정 소자(180) 및 발광 소자(170)는, 화소에 따라 착색층의 색을 변경함으로써 다양한 색을 나타낼 수 있다. 표시 장치(300)는 액정 소자(180)를 사용하여 컬러 표시를 수행할 수 있다. 표시 장치(300)는 발광 소자(170)를 사용하여 컬러 표시를 수행할 수 있다.
트랜지스터(201), 트랜지스터(203), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)는 모두 절연층(220)의 기판(351) 측의 면 위에 형성되어 있다. 이들 트랜지스터는 동일한 공정을 사용하여 제작할 수 있다.
트랜지스터(203)는 화소의 선택, 비선택 상태를 제어하는 트랜지스터(스위칭 트랜지스터 또는 선택 트랜지스터라고도 함)이다. 트랜지스터(205)는 발광 소자(170)에 흐르는 전류를 제어하는 트랜지스터(구동 트랜지스터라고도 함)이다.
절연층(220)의 기판(351) 측에는 절연층(211), 절연층(212), 절연층(213), 절연층(214) 등의 절연층이 제공되어 있다. 절연층(211)은 그 일부가 각 트랜지스터의 게이트 절연층으로서 기능한다. 절연층(212)은 트랜지스터(206) 등을 덮어 제공된다. 절연층(213)은 트랜지스터(205) 등을 덮어 제공되어 있다. 절연층(214)은 평탄화층으로서의 기능을 가진다. 또한, 트랜지스터를 덮는 절연층의 수는 한정되지 않고, 단층이어도 좋고 2층 이상이어도 좋다.
각 트랜지스터를 덮는 절연층 중 적어도 한 층으로 물이나 수소 등의 불순물이 확산되기 어려운 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 절연층을 배리어막으로서 기능시킬 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 트랜지스터에 대하여 외부로부터 불순물이 확산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있어, 신뢰성이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
트랜지스터(201), 트랜지스터(203), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)는, 게이트로서 기능하는 도전층(221a)의 일부, 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(211)의 일부, 소스 및 드레인으로서 기능하는 도전층(222a) 및 도전층(222b), 및 반도체층(231)을 가진다. 여기서는, 동일한 도전막을 가공하여 얻어지는 복수의 층에 같은 해칭 패턴을 부여하였다.
트랜지스터(201) 및 트랜지스터(205)는 트랜지스터(203) 및 트랜지스터(206)의 구성에 더하여 게이트로서 기능하는 도전층(223)을 가진다.
트랜지스터(201) 및 트랜지스터(205)에는 채널이 형성되는 반도체층을 2개의 게이트에 의하여 끼우는 구성이 적용되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어할 수 있다. 2개의 게이트를 접속시키고, 이들에 동일한 신호를 공급함으로써 트랜지스터를 구동시켜도 좋다. 이러한 트랜지스터는 다른 트랜지스터에 비하여 전계 효과 이동도를 높일 수 있어, 온 전류를 증대시킬 수 있다. 그 결과, 고속 구동이 가능한 회로를 제작할 수 있다. 또한, 회로부의 점유 면적을 축소할 수 있다. 온 전류가 큰 트랜지스터를 적용함으로써, 표시 장치를 대형화 또는 고선명화하였을 때에 배선의 수가 늘어나도 각 배선에서의 신호 지연을 저감할 수 있어 표시의 불균일을 억제할 수 있다.
또는, 2개의 게이트 중 한쪽에 문턱 전압을 제어하기 위한 전위를 공급하고, 다른 한쪽에 구동시키기 위한 전위를 공급함으로써, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어할 수 있다.
표시 장치가 가지는 트랜지스터의 구조에 한정은 없다. 회로(364)가 가지는 트랜지스터와, 표시부(362)가 가지는 트랜지스터는 같은 구조이어도 좋고 상이한 구조이어도 좋다. 회로(364)가 가지는 복수의 트랜지스터는 모두 같은 구조이어도 좋고 2종류 이상의 구조가 조합되어 사용되어도 좋다. 마찬가지로, 표시부(362)가 가지는 복수의 트랜지스터는 모두 같은 구조이어도 좋고, 2종류 이상의 구조가 조합되어 사용되어도 좋다.
도전층(223)에는 산화물을 포함하는 도전성 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 도전층(223)을 구성하는 도전막의 성막 시에 산소를 포함하는 분위기하에서 성막함으로써, 절연층(212)에 산소를 공급할 수 있다. 성막 가스 중의 산소 가스의 비율은 90% 이상 100% 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 절연층(212)에 공급된 산소는 이후의 열처리에 의하여 반도체층(231)에 공급됨으로써, 반도체층(231) 중의 산소 결손의 저감을 도모할 수 있다.
특히, 도전층(223)에는 저저항화된 산화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 절연층(213)에 수소를 방출하는 절연막, 예를 들어 질화 실리콘막 등을 사용하는 것이 바람직하다. 절연층(213)의 성막 중 또는 그 후의 열처리에 의하여 도전층(223) 중에 수소가 공급됨으로써, 도전층(223)의 전기 저항을 효과적으로 저감할 수 있다.
절연층(213)에 접촉하여 착색층(134)이 제공되어 있다. 착색층(134)은 절연층(214)으로 덮여 있다.
기판(351)의, 기판(361)과 중첩되지 않는 영역에는 접속부(204)가 제공되어 있다. 접속부(204)에서는, 배선(365)이 접속층(242)을 통하여 FPC(372)에 전기적으로 접속되어 있다. 접속부(204)에는, 수지층(62a) 및 절연층(63)에 제공된 오목부를 덮도록 전극(311a) 및 전극(311b)과 같은 재료로 도전층(311c) 및 도전층(311d)이 형성되고, 접속부(204)의 상면에는 도전층(311c)이 노출되어 있다. 이로써, 접속부(204)와 FPC(372)를 접속층(242)을 통하여 전기적으로 접속할 수 있다. 수지층(62a) 및 절연층(63)에 제공된 오목부를 덮도록 도전층(311c) 및 도전층(311d)을 형성함으로써, 접속부(204)의 상면에 도전층(311c)을 노출시키는 것이 용이해진다.
기판(361)의 외측의 면에 배치되는 편광판(135)으로서 직선 편광판을 사용하여도 좋지만, 원편광판을 사용할 수도 있다. 원편광판으로서는 예를 들어 직선 편광판과 1/4 파장 위상차판을 적층한 것을 사용할 수 있다. 이로써, 외광 반사를 억제할 수 있다. 또한, 편광판의 종류에 따라, 액정 소자(180)에 사용하는 액정 소자의 셀 갭, 배향, 구동 전압 등을 조정함으로써 원하는 콘트라스트가 실현되도록 하면 좋다.
또한, 기판(361)의 외측에는 각종 광학 부재를 배치할 수 있다. 광학 부재로서는 편광판, 위상차판, 광 확산층(확산 필름 등), 반사 방지층, 및 집광 필름 등을 들 수 있다. 또한, 기판(361)의 외측에는 먼지의 부착을 억제하는 대전 방지막, 오염이 부착되기 어렵게 하는 발수성의 막, 사용에 따른 흠의 발생을 억제하는 하드 코트막 등을 배치하여도 좋다.
기판(351) 및 기판(361)에는 각각 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 유기 수지 등을 사용할 수 있다. 기판(351) 및 기판(361)에 가요성을 가지는 재료를 사용하면, 표시 장치의 가요성을 높일 수 있다.
액정 소자(180)로서는, 예를 들어, 수직 배향(VA: Vertical Alignment) 모드가 적용된 액정 소자를 사용할 수 있다. 수직 배향 모드로서는 MVA(Multi-Domain Vertical Alignment) 모드, PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드, ASV(Advanced Super View) 모드 등을 사용할 수 있다.
액정 소자(180)에는 다양한 모드가 적용된 액정 소자를 사용할 수 있다. 예를 들어, VA 모드 이외에, TN(Twisted Nematic) 모드, IPS(In-Plane-Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드, ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell) 모드, OCB(Optically Compensated Birefringence) 모드, FLC(Ferroelectric Liquid Crystal) 모드, AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal) 모드 등이 적용된 액정 소자를 사용할 수 있다.
액정 소자는 액정의 광학적 변조 작용에 의하여 광의 투과 또는 비투과를 제어하는 소자이다. 액정의 광학적 변조 작용은 액정에 가해지는 전계(가로 방향의 전계, 세로 방향의 전계, 또는 비스듬한 방향의 전계를 포함함)에 의하여 제어된다. 액정 소자에 사용되는 액정으로서는 서모트로픽 액정, 저분자 액정, 고분자 액정, 고분자 분산형 액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal), 강유전성 액정, 반강유전성 액정 등을 사용할 수 있다. 이들 액정 재료는 조건에 따라 콜레스테릭상, 스멕틱상, 큐빅상, 키랄 네마틱상, 등방상 등을 나타낸다.
액정 재료로서는, 포지티브형의 액정 또는 네거티브형의 액정 중 어느 것을 사용하여도 좋고, 적용되는 모드나 설계에 따라 최적의 액정 재료를 사용하면 좋다.
액정의 배향을 제어하기 위하여 배향막을 제공할 수 있다. 또한, 가로 전계 방식을 채용하는 경우, 배향막을 사용하지 않는 블루상을 나타내는 액정을 사용하여도 좋다. 블루상은 액정상의 하나이며, 콜레스테릭 액정을 승온시켜 갈 때 콜레스테릭상으로부터 등방상으로 전이(轉移)하기 직전에 발현하는 상이다. 블루상은 좁은 온도 범위에서밖에 발현하지 않기 때문에, 온도 범위를 개선하기 위하여, 수중량% 이상의 키랄제를 혼합시킨 액정 조성물을 액정에 사용한다. 블루상을 나타내는 액정과 키랄제를 포함하는 액정 조성물은 응답 속도가 짧으며, 광학적 등방성이다. 또한 블루상을 나타내는 액정과 키랄제를 포함하는 액정 조성물은 배향 처리가 불필요하며 시야각 의존성이 작다. 또한, 배향막을 제공하지 않아도 되므로 러빙 처리도 불필요하게 되기 때문에, 러빙 처리에 의하여 발생되는 정전 파괴를 방지할 수 있어, 제작 공정 중의 액정 표시 장치의 불량이나 파손을 줄일 수 있다.
반사형 액정 소자를 사용하는 경우에는 표시면 측에 편광판(135)을 제공한다. 또한, 이와 별도로 표시면 측에 광 확산판을 배치하면, 시인성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다.
편광판(135)보다 외측에 프런트 라이트를 제공하여도 좋다. 프런트 라이트로서는, 에지 라이트형의 프런트 라이트를 사용하는 것이 바람직하다. LED(Light Emitting Diode)를 구비하는 프런트 라이트를 사용하면 소비전력을 저감시킬 수 있기 때문에 바람직하다.
접착층으로서는, 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열경화형 접착제, 및 혐기형 접착제 등 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들 접착제로서는, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘(silicone) 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, PVC(폴리바이닐클로라이드) 수지, PVB(폴리바이닐뷰티랄) 수지, 및 EVA(에틸렌바이닐아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 특히, 에폭시 수지 등의 투습성(透濕性)이 낮은 재료가 바람직하다. 또한, 2액 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또한, 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
접속층(242)으로서는, 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film), 이방성 도전 페이스트(ACP: Anisotropic Conductive Paste) 등을 사용할 수 있다.
발광 소자(170)는 톱 이미션형, 보텀 이미션형, 및 듀얼 이미션형 등이 있다. 광을 추출하는 측의 전극에는 가시광을 투과하는 도전막을 사용한다. 또한, 광을 추출하지 않는 측의 전극에는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
EL층(192)은 적어도 발광층을 가진다. EL층(192)은 발광층 이외의 층으로서 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 블로킹 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 또는 바이폴러성의 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등을 포함하는 층을 더 가져도 좋다.
EL층(192)에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어느 것을 사용할 수도 있고, 무기 화합물을 포함하여도 좋다. EL층(192)을 구성하는 층은 각각, 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법, 인쇄법, 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
EL층(192)은 퀀텀닷(quantum dot) 등의 무기 화합물을 가져도 좋다. 예를 들어, 퀀텀닷을 발광층에 사용함으로써, 발광 재료로서 기능시킬 수도 있다. 또한, 퀀텀닷 재료로서는, 콜로이드상 퀀텀닷 재료, 합금형 퀀텀닷 재료, 코어·셸형 퀀텀닷 재료, 코어형 퀀텀닷 재료 등을 사용할 수 있다. 또한, 12족과 16족, 13족과 15족, 또는 14족과 16족의 원소군을 포함하는 재료를 사용하여도 좋다. 또는, 카드뮴, 셀레늄, 아연, 황, 인, 인듐, 텔루륨, 납, 갈륨, 비소, 알루미늄 등의 원소를 포함하는 퀀텀닷 재료를 사용하여도 좋다.
또한, 컬러 필터(착색층)와 마이크로캐비티 구조(광학 조정층)의 조합을 적용함으로써, 표시 장치로부터 색순도가 높은 광을 추출할 수 있다. 광학 조정층의 막 두께는 각 화소의 색에 따라 변화시킨다.
트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인 외에, 표시 장치를 구성하는 각종 배선 및 전극 등의 도전층에 사용할 수 있는 재료로서는, 알루미늄, 타이타늄, 크로뮴, 니켈, 구리, 이트륨, 지르코늄, 몰리브데넘, 은, 탄탈럼, 또는 텅스텐 등의 금속, 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 등을 들 수 있다. 이들 재료를 포함하는 막을 단층으로 또는 적층 구조로서 사용할 수 있다.
또한, 투광성을 가지는 도전성 재료로서는, 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 갈륨을 첨가한 산화 아연 등의 도전성 산화물, 또는 그래핀을 사용할 수 있다. 또는, 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 또는 타이타늄 등의 금속 재료나, 상기 금속 재료를 포함하는 합금 재료를 사용할 수 있다. 또는, 상기 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화 타이타늄) 등을 사용하여도 좋다. 또한, 금속 재료, 합금 재료(또는 이들의 질화물)를 사용하는 경우에는, 투광성을 가질 정도로 얇게 하면 좋다. 또한, 상기 재료의 적층막을 도전층으로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 은과 마그네슘의 합금과, 인듐 주석 산화물의 적층막 등을 사용하면, 도전성을 높일 수 있기 때문에 바람직하다. 이들은, 표시 장치를 구성하는 각종 배선 및 전극 등의 도전층이나, 표시 소자가 가지는 도전층(화소 전극이나 공통 전극으로서 기능하는 도전층)에도 사용할 수 있다.
각 절연층에 사용할 수 있는 절연 재료로서는, 예를 들어 아크릴, 에폭시 등의 수지, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 알루미늄 등의 무기 절연 재료를 들 수 있다.
착색층에 사용할 수 있는 재료로서는, 금속 재료, 수지 재료, 안료 또는 염료가 포함된 수지 재료 등을 들 수 있다.
<구성예 2>
도 4에 도시된 표시 장치(300A)는 주로 트랜지스터(201), 트랜지스터(203), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)를 가지지 않고, 트랜지스터(281), 트랜지스터(284), 트랜지스터(285), 및 트랜지스터(286)를 가지는 점에서 표시 장치(300)와 상이하다.
트랜지스터(284) 및 트랜지스터(285)와 같이, 표시 장치가 가지는 2개의 트랜지스터는 부분적으로 적층하여 제공되어도 좋다. 이로써, 화소 회로의 점유 면적을 축소할 수 있기 때문에 선명도를 높일 수 있다. 또한, 발광 소자(170)의 발광 면적을 크게 할 수 있어, 개구율을 향상시킬 수 있다. 발광 소자(170)는 개구율이 높으면 필요한 휘도를 얻기 위한 전류 밀도를 낮출 수 있어, 신뢰성이 향상된다.
트랜지스터(281), 트랜지스터(284), 및 트랜지스터(286)는 도전층(221a), 절연층(211), 반도체층(231), 도전층(222a), 및 도전층(222b)을 가진다. 도전층(221a)은 절연층(211)을 개재하여 반도체층(231)과 중첩된다. 도전층(222a) 및 도전층(222b)은 반도체층(231)에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(281)는 도전층(223)을 가진다.
트랜지스터(285)는 도전층(222b), 절연층(217), 반도체층(261), 도전층(223), 절연층(212), 절연층(213), 도전층(263a), 및 도전층(263b)을 가진다. 도전층(222b)은 절연층(217)을 개재하여 반도체층(261)과 중첩된다. 도전층(223)은 절연층(212) 및 절연층(213)을 개재하여 반도체층(261)과 중첩된다. 도전층(263a) 및 도전층(263b)은 반도체층(261)에 전기적으로 접속된다.
도전층(221a)은 게이트로서 기능한다. 절연층(211)은 게이트 절연층으로서 기능한다. 도전층(222a)은 소스 및 드레인 중 한쪽으로서 기능한다. 트랜지스터(286)가 가지는 도전층(222b)은 소스 및 드레인 중 다른 한쪽으로서 기능한다.
트랜지스터(284)와 트랜지스터(285)가 공유하는 도전층(222b)은, 트랜지스터(284)의 소스 및 드레인 중 다른 한쪽으로서 기능하는 부분과, 트랜지스터(285)의 게이트로서 기능하는 부분을 가진다. 절연층(217), 절연층(212), 및 절연층(213)은 게이트 절연층으로서 기능한다. 도전층(263a) 및 도전층(263b) 중 한쪽은 소스로서 기능하고, 다른 한쪽은 드레인으로서 기능한다. 도전층(223)은 게이트로서 기능한다.
<구성예 3>
도 5의 (A)에 표시 장치(300B)의 표시부의 단면도를 도시하였다.
표시 장치(300B)는 착색층(131)을 가지지 않는 점에서 표시 장치(300)와 상이하다. 나머지 구성에 대해서는 표시 장치(300)와 같기 때문에 자세한 설명을 생략한다.
액정 소자(180)는 백색을 나타낸다. 착색층(131)을 가지지 않기 때문에, 표시 장치(300)는 액정 소자(180)를 사용하여 흑백 또는 그레이스케일로 표시를 수행할 수 있다.
<구성예 4>
도 5의 (B)에 도시된 표시 장치(300C)는 EL층(192)이 구분 형성되어 있고, 또한 착색층(134)을 가지지 않는 점에서 표시 장치(300B)와 상이하다. 나머지 구성에 대해서는 표시 장치(300B)와 같기 때문에 자세한 설명을 생략한다.
구분 형성 방식이 적용된 발광 소자(170)는 EL층(192)을 구성하는 층 중 적어도 한 층(대표적으로는 발광층)이 구분 형성되어 있으면 좋고, EL층을 구성하는 층 모두가 구분 형성되어 있어도 좋다.
본 발명의 일 형태에서, 표시 장치가 가지는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 플레이너(planar)형의 트랜지스터로 하여도 좋고, 스태거형의 트랜지스터로 하여도 좋고, 역스태거형의 트랜지스터로 하여도 좋다. 또한 톱 게이트 구조 또는 보텀 게이트 구조 중 어느 트랜지스터 구조로 하여도 좋다. 또는 채널의 상하에 게이트 전극이 제공되어 있어도 좋다.
도 6의 (A) 내지 (E)에 트랜지스터의 구성예를 도시하였다.
도 6의 (A)에 도시된 트랜지스터(110a)는 톱 게이트 구조의 트랜지스터이다.
트랜지스터(110a)는 도전층(221), 절연층(211), 반도체층(231), 절연층(212), 도전층(222a), 및 도전층(222b)을 가진다. 반도체층(231)은 절연층(151) 위에 제공되어 있다. 도전층(221)은 절연층(211)을 개재하여 반도체층(231)과 중첩된다. 도전층(222a) 및 도전층(222b)은 절연층(211) 및 절연층(212)에 제공된 개구를 통하여 반도체층(231)에 전기적으로 접속된다.
도전층(221)은 게이트로서 기능한다. 절연층(211)은 게이트 절연층으로서 기능한다. 도전층(222a) 및 도전층(222b) 중 한쪽은 소스로서 기능하고, 다른 한쪽은 드레인으로서 기능한다.
트랜지스터(110a)는 도전층(221)과 도전층(222a) 또는 도전층(222b)의 물리적인 거리를 용이하게 멀리할 수 있으므로, 이들 사이의 기생 용량을 저감시킬 수 있다.
도 6의 (B)에 도시된 트랜지스터(110b)는 트랜지스터(110a)의 구성에 더하여 도전층(223) 및 절연층(218)을 가진다. 도전층(223)은 절연층(151) 위에 제공되고, 반도체층(231)과 중첩된다. 절연층(218)은 도전층(223) 및 절연층(151)을 덮도록 제공되어 있다.
도전층(223)은 한 쌍의 게이트 중 한쪽으로서 기능한다. 그러므로, 트랜지스터의 온 전류를 높이거나, 문턱 전압의 제어 등이 가능하다.
도 6의 (C) 내지 (E)에는, 2개의 트랜지스터를 적층한 구조의 예를 도시하였다. 적층되는 2개의 트랜지스터의 구조는 각각 독립적으로 결정할 수 있고, 도 6의 (C) 내지 (E)의 조합에 한정되지 않는다.
도 6의 (C)에, 트랜지스터(110c)와 트랜지스터(110d)를 적층한 구성을 도시하였다. 트랜지스터(110c)는 2개의 게이트를 가진다. 트랜지스터(110d)는 보텀 게이트 구조이다. 또한, 트랜지스터(110c)는 게이트를 1개 가져도 좋다(톱 게이트 구조). 또한, 트랜지스터(110d)는 게이트를 2개 가져도 좋다.
트랜지스터(110c)는 도전층(223), 절연층(218), 반도체층(231), 도전층(221), 절연층(211), 도전층(222a), 및 도전층(222b)을 가진다. 도전층(223)은 절연층(151) 위에 제공되어 있다. 도전층(223)은 절연층(218)을 개재하여 반도체층(231)과 중첩된다. 절연층(218)은 도전층(223) 및 절연층(151)을 덮도록 제공되어 있다. 도전층(221)은 절연층(211)을 개재하여 반도체층(231)과 중첩된다. 도 6의 (C)에는, 절연층(211)이 도전층(221)과 중첩되는 부분에만 제공되어 있는 예를 도시하였지만, 도 6의 (B) 등에 도시된 바와 같이, 절연층(211)은 반도체층(231)의 단부를 덮도록 제공되어도 좋다. 도전층(222a) 및 도전층(222b)은 절연층(212)에 제공된 개구를 통하여 반도체층(231)에 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(110d)는 도전층(222b), 절연층(213), 반도체층(261), 도전층(263a), 및 도전층(263b)을 가진다. 도전층(222b)은 절연층(213)을 개재하여 반도체층(261)과 중첩되는 영역을 가진다. 절연층(213)은 도전층(222b)을 덮도록 제공되어 있다. 도전층(263a) 및 도전층(263b)은 반도체층(261)에 전기적으로 접속된다.
도전층(221) 및 도전층(223)은 각각 트랜지스터(110c)의 게이트로서 기능한다. 절연층(218) 및 절연층(211)은 트랜지스터(110c)의 게이트 절연층으로서 기능한다. 도전층(222a)은 트랜지스터(110c)의 소스 및 드레인 중 한쪽으로서 기능한다.
도전층(222b)은, 트랜지스터(110c)의 소스 및 드레인 중 다른 한쪽으로서 기능하는 부분과, 트랜지스터(110d)의 게이트로서 기능하는 부분을 가진다. 절연층(213)은 트랜지스터(110d)의 게이트 절연층으로서 기능한다. 도전층(263a) 및 도전층(263b) 중 한쪽은 트랜지스터(110d)의 소스로서 기능하고, 다른 한쪽은 트랜지스터(110d)의 드레인으로서 기능한다.
트랜지스터(110c) 및 트랜지스터(110d)는 발광 소자(170)의 화소 회로에 적용되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 트랜지스터(110c)를 선택 트랜지스터에 사용하고, 트랜지스터(110d)를 구동 트랜지스터에 사용할 수 있다.
도전층(263b)은 절연층(217) 및 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여, 발광 소자의 화소 전극으로서 기능하는 전극(191)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 6의 (D)에, 트랜지스터(110e)와 트랜지스터(110f)를 적층한 구성을 도시하였다. 트랜지스터(110e)는 보텀 게이트 구조이다. 트랜지스터(110f)는 2개의 게이트를 가진다. 트랜지스터(110e)는 게이트를 2개 가져도 좋다.
트랜지스터(110e)는 도전층(221), 절연층(211), 반도체층(231), 도전층(222a), 및 도전층(222b)을 가진다. 도전층(221)은 절연층(151) 위에 제공되어 있다. 도전층(221)은 절연층(211)을 개재하여 반도체층(231)과 중첩된다. 절연층(211)은 도전층(221) 및 절연층(151)을 덮도록 제공되어 있다. 도전층(222a) 및 도전층(222b)은 반도체층(231)에 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(110f)는 도전층(222b), 절연층(212), 반도체층(261), 도전층(223), 절연층(218), 절연층(213), 도전층(263a), 및 도전층(263b)을 가진다. 도전층(222b)은 절연층(212)을 개재하여 반도체층(261)과 중첩되는 영역을 가진다. 절연층(212)은 도전층(222b)을 덮도록 제공되어 있다. 도전층(263a) 및 도전층(263b)은 절연층(213)에 제공된 개구를 통하여 반도체층(261)에 전기적으로 접속된다. 도전층(223)은 절연층(218)을 개재하여 반도체층(261)과 중첩된다. 절연층(218)은 도전층(223)과 중첩되는 부분에 제공되어 있다.
도전층(221)은 트랜지스터(110e)의 게이트로서 기능한다. 절연층(211)은 트랜지스터(110e)의 게이트 절연층으로서 기능한다. 도전층(222a)은 트랜지스터(110e)의 소스 및 드레인 중 한쪽으로서 기능한다.
도전층(222b)은, 트랜지스터(110e)의 소스 및 드레인 중 다른 한쪽으로서 기능하는 부분과, 트랜지스터(110f)의 게이트로서 기능하는 부분을 가진다. 도전층(223)은 트랜지스터(110f)의 게이트로서 기능한다. 절연층(212) 및 절연층(218)은 각각 트랜지스터(110f)의 게이트 절연층으로서 기능한다. 도전층(263a) 및 도전층(263b) 중 한쪽은 트랜지스터(110f)의 소스로서 기능하고, 다른 한쪽은 트랜지스터(110f)의 드레인으로서 기능한다.
도전층(263b)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여, 발광 소자의 화소 전극으로서 기능하는 전극(191)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 6의 (E)에, 트랜지스터(110g)와 트랜지스터(110h)를 적층한 구성을 도시하였다. 트랜지스터(110g)는 톱 게이트 구조이다. 트랜지스터(110h)는 2개의 게이트를 가진다. 또한 트랜지스터(110g)는 2개의 게이트를 가져도 좋다.
트랜지스터(110g)는 반도체층(231), 도전층(221), 절연층(211), 도전층(222a), 및 도전층(222b)을 가진다. 반도체층(231)은 절연층(151) 위에 제공되어 있다. 도전층(221)은 절연층(211)을 개재하여 반도체층(231)과 중첩된다. 절연층(211)은 도전층(221)과 중첩되도록 제공되어 있다. 도전층(222a) 및 도전층(222b)은 절연층(212)에 제공된 개구를 통하여 반도체층(231)에 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(110h)는 도전층(222b), 절연층(213), 반도체층(261), 도전층(223), 절연층(218), 절연층(217), 도전층(263a), 및 도전층(263b)을 가진다. 도전층(222b)은 절연층(213)을 개재하여 반도체층(261)과 중첩되는 영역을 가진다. 절연층(213)은 도전층(222b)을 덮도록 제공되어 있다. 도전층(263a) 및 도전층(263b)은 절연층(217)에 제공된 개구를 통하여 반도체층(261)에 전기적으로 접속된다. 도전층(223)은 절연층(218)을 개재하여 반도체층(261)과 중첩된다. 절연층(218)은 도전층(223)과 중첩되는 부분에 제공되어 있다.
도전층(221)은 트랜지스터(110g)의 게이트로서 기능한다. 절연층(211)은 트랜지스터(110g)의 게이트 절연층으로서 기능한다. 도전층(222a)은 트랜지스터(110g)의 소스 및 드레인 중 한쪽으로서 기능한다.
도전층(222b)은, 트랜지스터(110g)의 소스 및 드레인 중 다른 한쪽으로서 기능하는 부분과, 트랜지스터(110h)의 게이트로서 기능하는 부분을 가진다. 도전층(223)은 트랜지스터(110h)의 게이트로서 기능한다. 절연층(213) 및 절연층(218)은 각각 트랜지스터(110h)의 게이트 절연층으로서 기능한다. 도전층(263a) 및 도전층(263b) 중 한쪽은 트랜지스터(110h)의 소스로서 기능하고, 다른 한쪽은 트랜지스터(110h)의 드레인으로서 기능한다.
도전층(263b)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여, 발광 소자의 화소 전극으로서 기능하는 전극(191)에 전기적으로 접속되어 있다.
이하에서는, 도 7 내지 도 23을 사용하여 본 실시형태의 표시 장치의 제작 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
또한, 표시 장치를 구성하는 박막(절연막, 반도체막, 도전막 등)은 스퍼터링법, 화학 기상 증착(CVD: Chemical Vapor Deposition)법, 진공 증착법, 펄스 레이저 증착(PLD: Pulse Laser Deposition)법, 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)법 등을 사용하여 형성할 수 있다. CVD법으로서는, 플라스마 화학 기상 증착(PECVD)법이나 열 CVD법이어도 좋다. 열 CVD법의 예로서, 유기 금속 화학 기상 증착(MOCVD: Metal Organic CVD)법을 사용하여도 좋다.
또한, 표시 장치를 구성하는 박막(절연막, 반도체막, 도전막 등)은, 스핀 코팅, 딥, 스프레이 도포, 잉크젯, 디스펜스, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 닥터 나이프, 슬릿 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅 등의 방법에 의하여 형성할 수 있다.
표시 장치를 구성하는 박막을 가공할 때에는, 리소그래피법 등을 사용하여 가공할 수 있다. 또는 차폐 마스크를 사용한 성막 방법에 의하여, 섬 형상의 박막을 형성하여도 좋다. 또는 나노임프린트법, 샌드 블라스트법, 리프트 오프법 등에 의하여 박막을 가공하여도 좋다. 포토리소그래피법으로서는, 가공하고자 하는 박막 위에 레지스트 마스크를 형성하고 에칭 등에 의하여 상기 박막을 가공하고 레지스트 마스크를 제거하는 방법과, 감광성을 가지는 박막을 성막한 후에 노광, 현상을 수행하여 상기 박막을 원하는 형상으로 가공하는 방법이 있다.
리소그래피법에서 광을 사용하는 경우, 노광에 사용하는 광으로서는, 예를 들어 i선(파장 365nm), g선(파장 436nm), h선(파장 405nm), 또는 이들을 혼합시킨 광을 사용할 수 있다. 이 외에, 자외선이나 KrF 레이저광, 또는 ArF 레이저광 등을 사용할 수도 있다. 또한 액침 노광 기술에 의하여 노광을 수행하여도 좋다. 또한, 노광에 사용하는 광으로서, 극단 자외광(EUV: Extreme Ultra-violet)이나 X선을 사용하여도 좋다. 또한 노광에 사용하는 광 대신에 전자 빔을 사용할 수도 있다. 극단 자외광, X선, 또는 전자 빔을 사용하면 매우 미세하게 가공할 수 있어 바람직하다. 또한 전자 빔 등의 빔을 주사함으로써 노광을 수행하는 경우에는, 포토마스크는 불필요하다.
박막의 에칭에는 드라이 에칭법, 웨트 에칭법, 샌드 블라스트법 등을 사용할 수 있다.
<표시 장치의 제작 방법의 예>
이하에서는, 도 3에 도시된 표시 장치(300)의 제작 방법의 일례에 대하여 설명한다. 도 7 내지 도 23에서는 특히 표시 장치(300)의 표시부(362) 및 외부 접속부에 착안하여 제작 방법을 설명한다.
우선, 기판(361) 위에 착색층(131)을 형성한다(도 7의 (A)). 착색층(131)을, 감광성 재료를 사용하여 형성함으로써, 포토리소그래피법 등에 의하여 섬 형상으로 가공할 수 있다. 또한 도 3에 도시된 회로(364) 등에서는, 기판(361) 위에 차광층(132)을 제공한다.
다음으로 착색층(131) 및 차광층(132) 위에 절연층(121)을 형성한다.
절연층(121)은 평탄화층으로서 기능하는 것이 바람직하다. 절연층(121)으로서는 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실록산 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 페놀 수지 등을 들 수 있다.
절연층(121)에는 무기 절연막을 적용하여도 좋다. 절연층(121)으로서 무기 절연막을 적용하는 경우에는, 예를 들어 질화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 질화 알루미늄막 등을 사용할 수 있다. 또한 산화 하프늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 갈륨막, 산화 탄탈럼막, 산화 마그네슘막, 산화 란타넘막, 산화 세륨막, 및 산화 네오디뮴막 등을 사용하여도 좋다. 또한 상술한 절연막을 2개 이상 적층하여 사용하여도 좋다.
다음으로 전극(113)을 형성한다. 전극(113)은, 도전막을 성막한 후 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 도전막을 에칭한 후에 레지스트 마스크를 제거함으로써 형성할 수 있다. 전극(113)은 가시광을 투과하는 도전 재료를 사용하여 형성한다.
다음으로, 전극(113) 위에 절연층(117)을 형성한다. 절연층(117)에는 유기 절연막을 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 전극(113) 및 절연층(117) 위에 배향막(133b)을 형성한다(도 7의 (A)). 배향막(133b)은, 수지 등의 박막을 형성한 후에 러빙 처리를 수행함으로써 형성할 수 있다.
또한, 도 7의 (A)를 사용하여 설명한 공정과는 독립적으로, 도 7의 (B) 내지 도 11에 나타낸 공정을 수행한다.
우선, 제작 기판(61) 위에 제 1 수지층(62p)을 형성한다. 제 1 수지층(62p)은 각종 수지 재료(수지 전구체를 포함함)를 사용하여 형성할 수 있다. 상기 각종 수지 재료는, 열경화성을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 감광성을 가져도 되고, 가지지 않아도 된다.
상기 수지 재료가 감광성을 가지는 경우, 광을 사용한 리소그래피법을 사용하여 오목부를 형성할 수 있다.
제 1 수지층(62p)은, 폴리이미드 수지 또는 폴리이미드 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 형성되는 것이 바람직하다. 상기 수지 재료로서는 예를 들어, 폴리이미드 수지와 용매를 포함하는 재료 또는 폴리아믹산과 용매를 포함하는 재료 등을 들 수 있다. 폴리이미드는, 표시 장치의 평탄화막 등에 적합하게 사용되는 재료이기 때문에, 성막 장치나 재료를 공유할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 일 형태의 구성을 실현하기 위하여 새로운 장치나 재료가 불필요하기 때문에, 비용면에서 유리하다.
이 외에 제 1 수지층(62p) 형성에 사용할 수 있는 재료로서는, 예를 들어, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실록산 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 페놀 수지, 및 이들 수지의 전구체 등을 들 수 있다.
제 1 수지층(62p)의 형성 방법으로서는, 스핀 코팅, 딥, 스프레이 도포, 잉크젯, 디스펜싱, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 닥터 나이프, 슬릿 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅 등을 들 수 있다.
또한, 제 1 수지층(62p)은, 스핀 코터를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 스핀 코팅법을 사용함으로써, 대형 기판에 얇은 막을 균일하게 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에서는, 접속부에 상당하는 부분, 및 화소부의 제 1 수지층(62p)의 두께 방향의 일부를 제거하여, 제 1 수지층(62p)에 제 1 영역과 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역(오목부라고도 함)을 형성한다. 또한, 화소부의 수지층(62)은 오목부를 가지지 않아도 된다.
수지층(62)의 제 1 영역의 두께는 0.1μm 이상 20μm 미만이면 좋고, 0.1μm 이상 10μm 이하인 것이 바람직하고, 0.1μm 이상 3μm 이하인 것이 더 바람직하고, 0.5μm 이상 2μm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
수지층(62)의 열팽창 계수는, 0.1ppm/℃ 이상 50ppm/℃ 이하인 것이 바람직하고, 0.1ppm/℃ 이상 20ppm/℃ 이하인 것이 더 바람직하고, 0.1ppm/℃ 이상 10ppm/℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 수지층(62)의 열팽창 계수가 낮을수록, 가열에 의하여 트랜지스터 등을 구성하는 층에 크랙이 생기거나, 트랜지스터 등이 파손되는 것을 억제할 수 있다.
표시 장치의 광이 사출되는 광로 위에 수지층(62)이 잔존하는 경우, 수지층(62)은 가시광에 대한 투광성이 높은 것이 바람직하다.
수지층(62)의 재료로서 감광성을 가지는 재료를 사용하면, 광을 사용한 리소그래피법에 의하여 제 2 영역을 형성할 수 있다. 구체적으로는, 제 1 수지층(62p)에 대하여 제 1 수지층(62p)에 포함되는 용매를 제거하기 위한 열처리(프리 베이킹 처리라고도 함)를 수행하고, 그 후 포토 마스크를 사용하여 노광을 수행한다. 이어서, 현상 처리를 수행함으로써, 불필요한 부분을 제거할 수 있다. 노광 시에, 수지층(62)에 개구를 제공하는 조건보다 노광량을 줄임으로써, 오목부를 가지는 수지층(62)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 수지층(62)에 개구를 형성하는 노광 조건보다, 노광 시간을 짧게 하거나, 광의 강도를 약하게 하거나, 광의 초점을 변화시키는 등의 방법을 들 수 있다. 다계조 마스크를 사용하여도 좋다.
또한, 제 1 수지층(62p)을 형성한 후, 후술하는 제 1 열처리 전에, 원하는 형상의 틀을 성막한 막에 누르는, 압형(押型)을 수행함으로써 오목부를 형성하여도 좋다. 이 경우, 비감광성의 재료로 제 1 수지층(62p)을 형성한 경우에도 오목부를 형성할 수 있다. 프리 베이킹 처리를 수행하는 경우는, 프리 베이킹 처리 전, 또는 프리 베이킹 처리 후 및 제 1 열처리 전에 압형을 수행하면 좋다.
제 2 영역(오목부)의 측면을 테이퍼 형상으로 하면 수지층(62)의 오목부 위에 형성되는 막의 피복성이 향상되기 때문에, 감광성 수지를 사용하는 경우에는 포지티브형의 수지를 사용하고, 또한, 압형을 수행하는 경우에는 테이퍼 형상을 가지는 틀을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 수지층(62)에 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 제공하고, 제 2 영역을 덮도록 도전층을 배치함으로써, 이후의 공정에서 도전층을 노출시키기 쉬워진다. 또한, 도전층이 노출되는 데까지 수지층을 제거하여도, 수지층의 일부가 잔존하기 때문에, 상기 잔존하는 수지층을 보호층으로서 사용할 수 있다.
제 1 수지층(62p)에 오목부(제 2 영역)를 형성한 후, 제 1 가열 처리를 수행한다. 제 1 가열 처리는, 산소를 포함하는 분위기하에서 수행하는 것이 바람직하다.
제 1 수지층(62p)이 산소를 많이 포함할수록, 수지층(62)의 박리에 필요한 힘을 줄일 수 있다. 제 1 가열 처리의 분위기의 산소의 비율이 높을수록, 수지층(62)에 많은 산소를 포함시킬 수 있어, 수지층(62)의 박리성을 높일 수 있다.
제 1 가열 처리는, 예를 들어 가열 장치의 체임버의 내부를, 산소를 포함하는 분위기로 한 상태에서 수행할 수 있다. 또는, 제 1 가열 처리는 대기 분위기하에서 핫플레이트 등을 사용하여 수행할 수 있다.
예를 들어, 제 1 가열 처리 시의 분위기의 산소 분압은, 5% 이상 100% 미만이 바람직하고, 10% 이상 100% 미만이 더 바람직하고, 15% 이상 100% 미만이 더욱 바람직하다.
제 1 가열 처리는, 가열 장치의 체임버 내에, 산소를 포함하는 가스를 흘리면서 수행하는 것이 바람직하다. 제 1 가열 처리는 예를 들어, 산소 가스만, 또는 산소 가스를 포함하는 혼합 가스를 흘리면서 수행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 산소와, 질소 또는 희가스(아르곤 등)를 포함하는 혼합 가스를 사용할 수 있다.
가열 장치에 따라서는, 분위기의 산소의 비율이 높아지면, 가열 장치의 열화가 생기는 경우가 있다. 그러므로, 산소 가스를 포함하는 혼합 가스를 사용할 때에는, 혼합 가스 유량 전체에 차지하는 산소 가스 유량의 비율을, 5% 이상 50% 이하로 하는 것이 바람직하고, 10% 이상 50% 이하로 하는 것이 더 바람직하고, 15% 이상 50% 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
제 1 가열 처리의 온도는 200℃ 이상 500℃ 이하가 바람직하고, 250℃ 이상 475℃ 이하가 더 바람직하고, 300℃ 이상 450℃ 이하가 더욱 바람직하다.
제 1 가열 처리의 온도가 높을수록, 수지층(62)의 박리성을 높일 수 있다.
제 1 가열 처리에 의하여, 수지층(62) 중의 탈가스 성분(예를 들어, 수소, 물 등)을 저감할 수 있다. 특히, 수지층(62) 위에 형성되는 각층의 제작 온도 이상의 온도에서 가열하는 것이 바람직하다. 이로써, 트랜지스터의 제작 공정에서의 수지층(62)으로부터의 탈가스를 큰 폭으로 억제할 수 있다.
예를 들어, 트랜지스터의 제작 온도가 350℃까지인 경우, 수지층(62)이 되는 막을 350℃ 이상 450℃ 이하에서 가열하는 것이 바람직하고, 400℃ 이하가 더 바람직하고, 375℃ 이하가 더욱 바람직하다. 이로써, 트랜지스터의 제작 공정에서의 수지층(62)으로부터의 탈가스를 큰 폭으로 억제할 수 있다.
트랜지스터의 제작에서의 최고 온도와, 제 1 가열 처리의 온도를 동일하게 하면, 제 1 가열 처리를 수행함으로써 표시 장치의 제작에서의 최고 온도가 높아지는 것을 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 제 1 가열 처리의 시간이 길수록, 수지층(62)의 박리성을 높일 수 있다.
처리 시간을 길게 함으로써, 가열 온도가 비교적 낮은 경우에도, 가열 온도가 더 높은 조건인 경우와 동등한 박리성을 실현할 수 있는 경우가 있다. 그러므로, 가열 장치의 구성에 의하여 가열 온도를 높일 수 없는 경우에는, 처리 시간을 길게 하는 것이 바람직하다.
제 1 가열 처리의 시간은, 예를 들어 5분 이상 24시간 이하가 바람직하고, 30분 이상 12시간 이하가 더 바람직하고, 1시간 이상 6시간 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 제 1 가열 처리의 시간은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 가열 처리를, RTA(Rapid Thermal Annealing)법을 사용하여 수행하는 경우 등에는, 5분 미만으로 하여도 좋다.
가열 장치로서는, 전기로나, 저항 발열체 등의 발열체로부터의 열전도 또는 열복사에 의하여 피처리물을 가열하는 장치 등, 다양한 장치를 사용할 수 있다. 예를 들어, GRTA(Gas Rapid Thermal Anneal) 장치, LRTA(Lamp Rapid Thermal Anneal) 장치 등의 RTA 장치를 사용할 수 있다. LRTA 장치는, 할로젠 램프, 메탈 할라이드 램프, 제논 아크 램프, 카본 아크 램프, 고압 소듐 램프, 고압 수은 램프 등의 램프로부터 발해지는 광(전자기파)의 복사에 의하여, 피처리물을 가열하는 장치이다. GRTA 장치는, 고온의 가스를 사용하여 가열 처리를 수행하는 장치이다. RTA 장치를 사용함으로써, 처리 시간을 단축할 수 있기 때문에, 양산하는 데 있어 바람직하다. 또한, 가열 처리는 인라인형 가열 장치를 사용하여 수행하여도 좋다.
여기서, 예를 들어, 표시 장치의 평탄화층 등에 수지를 사용하는 경우에는, 통상적으로, 상기 수지가 산화되어 변질되는 것을 방지하기 위하여, 산소가 거의 포함되지 않은 조건으로, 또한 수지가 경화되는 온도 범위에 있어서 가능한 한 낮은 온도에서 가열하는 것이 일반적이다. 그러나, 본 발명의 일 형태에서, 수지층(62)이 되는 수지층(62p)의 표면을 노출시키고, 산소를 적극적으로 포함시킨 분위기에 폭로된 상태에서, 비교적 높은 온도(예를 들어 200℃ 이상의 온도)에서 가열한다. 이로써, 수지층(62)에 높은 박리성을 부여할 수 있다.
또한, 가열 처리에 의하여, 수지층(62)의 두께는 제 1 수지층(62p)의 두께에서 변화되는 경우가 있다. 예를 들어, 제 1 수지층(62p)에 포함된 용매가 제거되거나, 경화가 진행되어 밀도가 증대함으로써, 체적이 감소되어 제 1 수지층(62p)보다 수지층(62)이 얇아지는 경우가 있다. 또는, 가열 처리 시에 산소가 포함되는 것에 의하여, 체적이 증대되어 제 1 수지층(62p)보다 수지층(62)이 두꺼워지는 경우도 있다.
제 1 가열 처리를 수행하기 전에, 제 1 수지층(62p)에 대하여 제 1 수지층(62p)에 포함되는 용매를 제거하기 위한 열처리(프리 베이킹 처리라고도 함)을 수행하여도 좋다. 프리 베이킹 처리의 온도는 사용하는 재료에 따라 적절히 결정할 수 있다. 예를 들어, 50℃ 이상 180℃ 이하, 80℃ 이상 150℃ 이하, 또는 90℃ 이상 120℃ 이하에서 수행할 수 있다. 또는, 제 1 가열 처리가 프리 베이킹 처리를 겸하여도 좋고, 제 1 가열 처리에 의하여 제 1 수지층에 포함되는 용매를 제거하여도 좋다.
또한, 스핀 코팅으로 제 2 영역의 수지층의 막 두께가 될 막 두께로 수지 재료를 도포하고, 제 1 가열 처리까지 수행한 후, 제 1 영역이 될 곳에 인쇄법 등에 의하여 선택적으로 수지층을 형성함으로써, 제 1 영역 및 제 2 영역을 형성하여도 좋다.
또한, 제작 기판(61)은, 반송이 용이하게 될 정도로 강성을 가지고, 또한 제작 공정에서 가해지는 온도에 대하여 내열성을 가진다. 제작 기판(61)에 사용할 수 있는 재료로서는, 예를 들어, 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 수지, 반도체, 금속, 또는 합금 등을 들 수 있다. 유리로서는, 예를 들어, 무알칼리 유리, 바륨보로실리케이트 유리, 알루미노보로실리케이트 유리 등을 들 수 있다.
수지층(62)은 가요성을 가지지만, 제작 기판(61)으로서 수지층(62)보다 가요성이 낮은 것을 사용함으로써, 수지층(62)의 반송을 용이하게 할 수 있다.
이어서, 절연층(63)을 수지층(62)의 내열 온도 이하의 온도에서 형성한다(도 7의 (C)). 또한, 상술한 수지층(62)의 가열 공정에서의 가열 온도보다 낮은 온도에서 형성하는 것이 바람직하다.
절연층(63)은, 수지층(62)에 포함되는 불순물이, 나중에 형성되는 트랜지스터나 표시 소자로 확산되는 것을 방지하는 배리어층으로서 사용할 수 있다. 예를 들어 절연층(63)은, 수지층(62)을 가열하였을 때 수지층(62)에 포함되는 수분 등이 트랜지스터나 표시 소자로 확산되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 그러므로, 절연층(63)은 배리어성이 높은 것이 바람직하다.
절연층(63)으로서는, 예를 들어 질화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 질화 알루미늄막 등의 무기 절연막을 사용할 수 있다. 또한, 산화 하프늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 갈륨막, 산화 탄탈럼막, 산화 마그네슘막, 산화 란타넘막, 산화 세륨막, 및 산화 네오디뮴막 등을 사용하여도 좋다. 또한, 상술한 절연막을 2개 이상 적층하여 사용하여도 좋다. 특히, 절연층(63)으로서 질화 실리콘막을 형성하고, 질화 실리콘막 위에 산화 실리콘막을 형성하는 것이 바람직하다. 무기 절연막은, 성막 온도가 높을수록 치밀하고 배리어성이 높은 막이 되기 때문에, 고온에서 형성하는 것이 바람직하다.
절연층(63)에 무기 절연막을 사용하는 경우, 형성 시의 온도는 실온(25℃) 이상 350℃ 이하가 바람직하고, 100℃ 이상 300℃ 이하가 더 바람직하다.
수지층(62)의 표면에 요철이 있는 경우, 절연층(63)은 상기 요철을 피복하는 것이 바람직하다. 절연층(63)은, 상기 요철을 평탄화하는 평탄화층으로서의 기능을 가져도 좋다. 예를 들어, 절연층(63)으로서, 유기 절연 재료와 무기 절연 재료를 적층하여 사용하는 것이 바람직하다. 유기 절연 재료로서는, 수지층(62)에 사용할 수 있는 수지를 들 수 있다.
절연층(63)에 유기 절연막을 사용하는 경우, 형성 시의 온도는 실온 이상 350℃ 이하가 바람직하고, 실온 이상 300℃ 이하가 더욱 바람직하다.
또한, 절연층(63)을 형성함으로써, 수지층(62)의 이후의 표시 장치 제작 공정으로 기인하는 팽창이나 수축을 억제할 수 있고, 수율을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 절연층(63) 위에 전극(311a), 도전층(311c)을 형성하고, 전극(311a) 위에 전극(311b), 도전층(311c) 위에 도전층(311d)을 형성한다(도 7의 (D)). 전극(311b)은, 전극(311a) 위에 개구(451)를 가진다. 전극(311a), 전극(311b), 도전층(311c), 및 도전층(311d)은 각각, 도전막을 성막한 후 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 도전막을 에칭한 후에 레지스트 마스크를 제거함으로써 형성할 수 있다. 전극(311a)은 가시광을 투과하는 도전 재료를 사용하여 형성한다. 전극(311b)은 가시광을 반사하는 도전 재료를 사용하여 형성한다. 또한, 도전층(311c)은 전극(311a)과 같은 재료를 사용하여 형성하고, 도전층(311d)은 전극(311b)과 같은 재료를 사용하여 형성한다.
다음으로, 절연층(220)을 형성한다(도 8의 (A)). 그리고, 절연층(220)에 전극(311b), 도전층(311d)에 도달하는 개구를 제공한다.
절연층(220)은, 수지층(62)에 포함되는 불순물이, 나중에 형성되는 트랜지스터나 표시 소자로 확산되는 것을 방지하는 배리어층으로서 사용할 수 있다. 수지층(62)에 유기 재료를 사용하는 경우, 절연층(220)은 수지층(62)을 가열하였을 때 수지층(62)에 포함되는 수분 등이 트랜지스터나 표시 소자로 확산되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 그러므로, 절연층(220)은 배리어성이 높은 것이 바람직하다.
절연층(220)으로서는, 절연층(121)에 사용할 수 있는 무기 절연막 및 수지 등을 사용할 수 있다.
다음으로, 절연층(220) 위에, 트랜지스터(203), 트랜지스터(205) 및 트랜지스터(206)를 형성한다.
트랜지스터에 사용하는 반도체 재료는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 14족 원소, 화합물 반도체, 또는 산화물 반도체를 반도체층에 사용할 수 있다. 대표적으로는, 실리콘을 포함하는 반도체, 갈륨 비소를 포함하는 반도체, 또는 인듐을 포함하는 금속 산화물 등을 적용할 수 있다.
여기서는 트랜지스터(203) 및 트랜지스터(206)로서, 반도체층(231)으로서 금속 산화물층을 가지는 보텀 게이트 구조의 트랜지스터를 제작하는 경우를 나타낸다. 트랜지스터(205)는, 트랜지스터(203) 및 트랜지스터(206)의 구성에 도전층(223) 및 절연층(212)을 추가한 구성이고, 2개의 게이트를 가진다.
트랜지스터의 반도체에는 금속 산화물을 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘보다 밴드 갭이 넓고, 또한 캐리어 밀도가 작은 반도체 재료를 사용하면, 트랜지스터의 오프 상태에서의 전류를 저감시킬 수 있다.
구체적으로는, 우선 절연층(220) 위에 도전층(221a), 도전층(221b), 및 도전층(221c)을 형성한다. 도전층(221a), 도전층(221b), 및 도전층(221c)은, 도전막을 성막한 후 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 도전막을 에칭한 후에 레지스트 마스크를 제거함으로써 형성할 수 있다. 여기서, 절연층(220)의 개구를 통하여, 도전층(221b)과 전극(311b), 도전층(221c)과 도전층(311d)이 접속된다.
이어서, 절연층(211)을 형성한다.
절연층(211)으로서는, 예를 들어 질화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 질화 알루미늄막 등의 무기 절연막을 사용할 수 있다. 또한, 산화 하프늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 갈륨막, 산화 탄탈럼막, 산화 마그네슘막, 산화 란타넘막, 산화 세륨막, 및 산화 네오디뮴막 등을 사용하여도 좋다. 또한, 상술한 절연막을 2개 이상 적층하여 사용하여도 좋다.
무기 절연막은 성막 온도가 높을수록 치밀하고 배리어성이 높은 막이 되기 때문에, 고온에서 형성하는 것이 바람직하다. 무기 절연막의 성막 시의 기판 온도는 실온(25℃) 이상 350℃ 이하가 바람직하고, 100℃ 이상 300℃ 이하가 더 바람직하다.
이어서, 반도체층(231)을 형성한다. 본 실시형태에서는, 반도체층(231)으로서 금속 산화물층을 형성한다. 금속 산화물층은 금속 산화물막을 성막한 후 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 금속 산화물막을 에칭한 후에 레지스트 마스크를 제거함으로써 형성할 수 있다.
금속 산화물막의 성막 시의 기판 온도는 350℃ 이하가 바람직하고, 실온 이상 200℃ 이하가 더 바람직하고, 실온 이상 130℃ 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 상기 기판 온도는 수지층(62)을 형성할 때 가열한 온도보다 낮은 온도인 것이 수지층(62)으로부터의 탈가스의 영향을 저감할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 절연층(220)을 수지로 형성하는 경우도 마찬가지이다.
금속 산화물막은, 불활성 가스 및 산소 가스 중 어느 한쪽을 사용하여 성막할 수 있다. 또한, 금속 산화물막의 성막 시에서의 산소의 유량비(산소 분압)에 특별히 한정은 없다. 단, 전계 효과 이동도가 높은 트랜지스터를 얻을 경우에는, 금속 산화물막의 성막 시에서의 산소의 유량비(산소 분압)는 0% 이상 30% 이하가 바람직하고, 5% 이상 30% 이하가 더 바람직하고, 7% 이상 15% 이하가 더욱 바람직하다.
금속 산화물막은, 적어도 인듐 또는 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 특히 인듐 및 아연을 포함하는 것이 바람직하다.
금속 산화물은, 에너지 갭이 2eV 이상인 것이 바람직하고, 2.5eV 이상인 것이 더 바람직하고, 3eV 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이, 에너지 갭이 넓은 금속 산화물을 사용함으로써, 트랜지스터의 오프 전류를 저감할 수 있다.
금속 산화물막은, 스퍼터링법에 의하여 형성할 수 있다. 그 외에, 예를 들어 PLD법, PECVD법, 열 CVD법, ALD법, 진공 증착법 등을 사용하여도 좋다.
또한, 실시형태 4에서 금속 산화물의 일례에 대하여 설명한다.
이어서, 도전층(222a) 및 도전층(222b)을 형성한다. 도전층(222a) 및 도전층(222b)은, 도전막을 성막한 후 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 도전막을 에칭한 후에 레지스트 마스크를 제거함으로써 형성할 수 있다. 도전층(222a) 및 도전층(222b)은 각각, 반도체층(231)과 접속된다. 여기서, 트랜지스터(206)가 가지는 도전층(222a)은, 도전층(221b)에 전기적으로 접속된다. 이로써, 접속부(207)에서는, 전극(311b)과 도전층(222a)을 전기적으로 접속할 수 있다.
또한, 도전층(222a) 및 도전층(222b)의 가공 시에, 레지스트 마스크로 덮이지 않은 반도체층(231)의 일부가 에칭에 의하여 박막화되는 경우가 있다.
이상과 같이, 트랜지스터(206)를 제작할 수 있다. 트랜지스터(206)에서 도전층(221a)의 일부는 게이트로서 기능하고, 절연층(211)의 일부는 게이트 절연층으로서 기능하고, 도전층(222a) 및 도전층(222b)은 각각 소스 및 드레인 중 어느 한쪽으로서 기능한다. 트랜지스터(203)도 마찬가지로 형성할 수 있다.
다음으로, 트랜지스터(206)를 덮는 절연층(212)을 형성하고, 절연층(212) 위에 도전층(223)을 형성한다.
절연층(212)은, 절연층(211)과 같은 방법에 의하여 형성할 수 있다.
트랜지스터(205)가 가지는 도전층(223)은, 도전막을 성막한 후 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 도전막을 에칭한 후에 레지스트 마스크를 제거함으로써 형성할 수 있다.
이상과 같이, 트랜지스터(205)를 제작할 수 있다. 트랜지스터(205)에서 도전층(221a)의 일부 및 도전층(223)의 일부는 게이트로서 기능하고, 절연층(211)의 일부 및 절연층(212)의 일부는 게이트 절연층으로서 기능하고, 도전층(222a) 및 도전층(222b)은 각각 소스 및 드레인 중 어느 한쪽으로서 기능한다.
다음으로, 절연층(213)을 형성한다. 절연층(213)은, 절연층(211)과 같은 방법에 의하여 형성할 수 있다.
또한, 절연층(212)으로서, 산소를 포함하는 분위기하에서 성막한 산화 실리콘막이나 산화질화 실리콘막 등의 산화물 절연막을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 산화 실리콘막이나 산화질화 실리콘막 위에, 절연층(213)으로서 질화 실리콘막 등의 산소를 확산, 투과하기 어려운 절연막을 적층하는 것이 바람직하다. 산소를 포함하는 분위기하에서 형성된 산화물 절연막은, 가열에 의하여 많은 산소를 방출하기 쉬운 절연막으로 할 수 있다. 이와 같은, 산소를 방출하는 산화 절연막과, 산소를 확산, 투과하기 어려운 절연막을 적층한 상태로 가열 처리를 수행함으로써, 금속 산화물층에 산소를 공급할 수 있다. 그 결과, 금속 산화물층 중의 산소 결손, 및 금속 산화물층과 절연층(212)의 계면의 결함을 수복(修復)하여, 결함 준위를 저감할 수 있다. 이로써, 매우 신뢰성이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
다음으로, 절연층(213) 위에 착색층(134)을 형성하고(도 8의 (A)), 그 후 절연층(214)을 형성한다(도 8의 (B)). 착색층(134)은, 전극(311b)의 개구(451)와 중첩되도록 배치한다.
착색층(134)은, 착색층(131)과 같은 방법에 의하여 형성할 수 있다. 절연층(214)은, 나중에 형성되는 표시 소자의 피형성면을 가지는 층이기 때문에 평탄화층으로서 기능하는 것이 바람직하다. 절연층(214)은, 절연층(121)에 사용할 수 있는 수지 또는 무기 절연막을 원용할 수 있다.
다음으로, 절연층(212), 절연층(213), 및 절연층(214)에, 트랜지스터(205)가 가지는 도전층(222b)에 도달하는 개구를 형성한다.
다음으로, 전극(191)을 형성한다(도 8의 (B)). 전극(191)은, 도전막을 성막한 후 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 도전막을 에칭한 후에 레지스트 마스크를 제거함으로써 형성할 수 있다. 여기서, 트랜지스터(205)가 가지는 도전층(222b)과 전극(191)이 접속된다. 전극(191)은, 가시광을 투과하는 도전 재료를 사용하여 형성한다.
다음으로, 전극(191)의 단부를 덮는 절연층(216)을 형성한다(도 9의 (A)). 절연층(216)은, 절연층(121)에 사용할 수 있는 수지 또는 무기 절연막을 원용할 수 있다. 절연층(216)은, 전극(191)과 중첩되는 부분의 적어도 일부에 개구를 가진다.
다음으로, EL층(192) 및 전극(193)을 형성한다(도 9의 (A)). 전극(193)은, 그 일부가 발광 소자(170)의 공통 전극으로서 기능한다. 전극(193)은 가시광을 반사하는 도전 재료를 사용하여 형성한다.
EL층(192)은, 증착법, 도포법, 인쇄법, 토출법 등의 방법으로 형성할 수 있다. EL층(192)을 화소마다 독립적으로 형성하는 경우, 메탈 마스크 등의 섀도마스크를 사용한 증착법, 또는 잉크젯법 등에 의하여 형성할 수 있다. EL층(192)을 화소마다 독립적으로 형성하지 않는 경우에는, 메탈 마스크를 사용하지 않는 증착법을 사용할 수 있다.
EL층(192)에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어느 것을 사용할 수도 있고, 무기 화합물을 포함하여도 좋다.
EL층(192)의 형성 후에 수행되는 각 공정은, EL층(192)에 가해지는 온도가 EL층(192)의 내열 온도 이하가 되도록 수행된다. 전극(193)은 증착법이나 스퍼터링법 등을 사용하여 형성할 수 있다.
이상과 같이, 발광 소자(170)를 형성할 수 있다(도 9의 (A)). 발광 소자(170)는, 일부가 화소 전극으로서 기능하는 전극(191), EL층(192), 일부가 공통 전극으로서 기능하는 전극(193)이 적층된 구성을 가진다. 발광 소자(170)는, 발광 영역이 착색층(134) 및 전극(311b)의 개구(451)와 중첩되도록 제작된다.
여기서는, 발광 소자(170)로서 보텀 이미션형 발광 소자를 제작하는 예를 나타내었지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다.
발광 소자는, 톱 이미션형, 보텀 이미션형, 듀얼 이미션형 중 어느 것이어도 좋다. 광을 추출하는 측의 전극에는 가시광을 투과하는 도전막을 사용한다. 또한, 광을 추출하지 않는 측의 전극에는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 전극(193)을 덮어 절연층(194)을 형성한다(도 9의 (A)). 절연층(194)은 발광 소자(170)에 물 등의 불순물이 확산되는 것을 억제하는 보호층으로서 기능한다. 발광 소자(170)는 절연층(194)에 의하여 밀봉된다. 전극(193)을 형성한 후 대기에 노출시키지 않고 절연층(194)을 형성하는 것이 바람직하다.
절연층(194)은, 예를 들어, 상술한 절연층(121)에 사용할 수 있는 무기 절연막을 적용할 수 있다. 특히, 배리어성이 높은 무기 절연막을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 무기 절연막과 유기 절연막을 적층하여 사용하여도 좋다.
절연층(194)의 성막 시의 기판 온도는 EL층(192)의 내열 온도 이하의 온도인 것이 바람직하다. 절연층(194)은, ALD법이나 스퍼터링법 등을 사용하여 형성할 수 있다. ALD법 및 스퍼터링법은 저온 성막이 가능하기 때문에 바람직하다. ALD법을 사용하면 절연층(194)의 피복성이 양호해지므로 바람직하다.
다음으로, 절연층(194)의 표면에 접착층(142)을 사용하여 기판(351)을 접합시킨다(도 9의 (B)).
접착층(142)에는 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열경화형 접착제, 혐기형 접착제 등의 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 또한, 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
기판(351)에는, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 등의 폴리 에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에터설폰(PES) 수지, 폴리아마이드 수지(나일론, 아라미드 등), 폴리실록산 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리 염화바이닐 수지, 폴리 염화바이닐리덴 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지, ABS 수지, 셀룰로스 나노섬유 등을 사용할 수 있다. 기판(351)에는 유리, 석영, 수지, 금속, 합금, 반도체 등의 각종 재료를 사용하여도 좋다. 기판(351)에는, 가요성을 가질 정도의 두께의 유리, 석영, 수지, 금속, 합금, 반도체 등의 각종 재료를 사용하여도 좋다.
다음으로, 제작 기판(61)과 수지층(62)을 분리한다(도 10의 (A)).
예를 들어, 수지층(62)에 수직 방향으로 당기는 힘을 가함으로써, 제작 기판(61)으로부터 수지층(62)을 분리할 수 있다. 구체적으로는, 제작 기판(61)의 상면의 일부를 흡착하고 위로 당김으로써, 제작 기판(61)으로부터 수지층(62)을 떼어낼 수 있다.
분리 전에, 수지층(62)의 일부를 제작 기판(61)으로부터 분리함으로써, 분리의 시작점을 형성하여도 좋다. 예를 들어, 제작 기판(61)과 수지층(62) 사이에, 칼 등의 예리한 형상의 기구를 삽입함으로써 분리의 시작점을 형성하여도 좋다. 또는, 제작 기판(61) 측으로부터 예리한 형상의 기구로 수지층(62)에 칼금을 내고, 분리의 시작점을 형성하여도 좋다. 또는, 레이저 어블레이션법 등의 레이저를 사용한 방법으로 분리의 시작점을 형성하여도 좋다.
본 실시형태에서는, 수지층(62)을 형성할 때 산소를 포함하는 분위기하에서 제 1 가열 처리를 수행하기 때문에, 수지층(62)의 한 면의 전체에 레이저 조사를 수행하지 않고, 제작 기판(61)과 수지층(62)을 박리할 수 있다. 그러므로, 낮은 비용으로 표시 장치를 제작할 수 있다.
도 10의 (A)에서는, 수지층(62)과 제작 기판(61)의 계면에서 분리가 생기는 예를 나타내었다.
분리면은, 수지층(62) 및 제작 기판(61) 등의 재료 및 형성 방법, 그리고 제 1 가열 처리의 조건 등에 의하여, 다양한 위치가 될 수 있다.
도 10의 (A)에서는, 수지층(62)과 제작 기판(61)의 계면에서 분리가 생기는 예를 도시하였지만, 수지층(62) 중 및 절연층(63)과 수지층(62)의 계면에서 분리가 생기는 경우도 있다. 제작 기판(61) 위에는 수지층의 일부(수지층(62a))가 잔존한다. 분리에 의하여 절연층(63)이 노출된다. 절연층(63) 측에 잔존하는 수지층(62b)은 도 9의 (B)의 수지층(62)에 비하여 박막화되어 있다.
그 외에, 수지층(62) 중에서 분리가 생겨, 분리에 의하여 수지층이 제작 기판(61) 측과 절연층(63) 측의 양쪽에 잔존하는 경우도 있다.
이와 같이, 수지층(62)의 오목부에 도전층(311c)을 형성함으로써, 도전층(311c)을 노출시키는 것이 용이하게 된다. 또한, 본 제작 방법에서는, 도전층(311c)을 노출시킨 후에도 절연층(63) 및/또는 수지층(62b)을 잔존시킬 수 있기 때문에, 트랜지스터가 오염되는 것을 저감시킬 수 있다.
제작 기판(61)은 재활용이 가능하다. 예를 들어, 제작 기판(61)에 유리를 사용하고, 수지층(62)에 폴리이미드 수지를 사용한 경우에는, 발연 질산을 사용하여 제작 기판(61) 위에 남아 있는 수지층(62)을 제거할 수 있다. 또한, 제작 기판(61)에 잔존한 수지층(62) 위에 다시 열경화성을 가지는 재료를 사용하여, 수지층(62)을 형성하여도 좋다.
본 실시형태에서는, 제작 기판(61)과 분리한 시점에서는 도전층(311c)이 노출되어 있지 않기 때문에, 잔존하는 절연층(63) 및 수지층(62)의 각각 적어도 일부를 제거하여 도전층(311c)을 노출시킨다(도 10의 (B)).
수지층(62)을 제거하는 방법에는 특히 한정은 없다. 예를 들어, 웨트 에칭법, 드라이 에칭법 등을 사용할 수 있고, 산소 플라스마를 사용한 애싱에 의하여 제거하는 것이 바람직하다. 애싱은 제어성이 높거나, 면 내의 균일성이 좋아 대형 기판을 사용한 처리에 적합하다는 등의 이점이 있다. 절연층(63)은 예를 들어, 드라이 에칭법 등을 사용하여 제거할 수 있다.
또한, 도전층(311c)을 노출시키는 것과 동시에 전극(311a)을 노출시켜도 좋다. 수지층(62)이 착색되어 있는 경우, 이를 제거함으로써 표시 품질을 개선시킬 수 있다. 또한, 전극(311a)은 완전히 노출시키지 않아도 되고, 그 표면에 절연층(63)이나 수지층(62)이 잔존하여도 좋다.
다음으로, 전극(311a) 위에 배향막(133a)을 형성한다(도 11). 배향막(133a)은, 수지 등의 박막을 성막한 후에 러빙 처리를 수행함으로써 형성할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 배향막을 따로 형성하였지만, 수지층(62)을 전극(311a) 위에 남긴 경우 상기 수지층을 러빙 처리함으로써 배향막으로서 이용하여도 좋다.
그리고, 배향막(133a)까지 형성된 기판(351)과 도 7의 (A)까지의 공정이 완료된 기판(361)을, 액정(112)을 끼고 접착층(141)으로 접합시킨다(도 11). 접착층(141)은 접착층(142)에 사용할 수 있는 재료를 원용할 수 있다.
도 11에 도시된 액정 소자(180)는, 일부가 화소 전극으로서 기능하는 전극(311a)(및 전극(311b)), 액정(112), 일부가 공통 전극으로서 기능하는 전극(113)이 적층된 구성을 가진다. 액정 소자(180)는, 착색층(131)과 중첩되도록 제작된다.
이상과 같이, 표시 장치(300)를 제작할 수 있다.
도 12 내지 도 16은, 표시 장치(300)의 상이한 구성을 나타내는 도면이다. 도 12 내지 도 16의 구성은 도 7 내지 도 11과 거의 같지만, 수지층(62)의 오목부의 형성 방법이 상이하기 때문에, 절연층(63)의 형상이 상이하다. 제작 방법으로서는, 수지층(62)을 형성한 후, 오목부를 형성하기 전에 절연층을 형성한다. 그리고, 절연층(63)과 수지층(62)을 연속적으로 동시에 에칭함으로써 오목부를 형성한다(도 12의 (B)). 상기 에칭은, 절연층(63)에 개구를 형성한 후, 수지층(62)을 남긴 상태로 종료하면 좋다. 이로써 오목부를 가지는 수지층(62)을 형성할 수 있다. 상기 에칭은 드라이 에칭으로 수행하면 좋다. 이 경우, 수지층(62)은 감광성을 가지지 않는 재료로 형성할 수 있다.
또한, 절연층(63)에 개구를 형성한 후, 절연층(63)을 마스크로 하여, 수지층(62)을 구성하는 재료나 하프 에칭에 적합한 절연층(63)의 에칭과 상이한 방법으로 에칭하여도 좋다.
또한, 도 17의 (A)와 같이, 수지층(62)을 모두 제거하여도 좋다. 이 경우, 도전층(311c)이 돌출하므로, 접속층(242)을 덮도록 제공함으로써 앵커 효과가 생기기 때문에 바람직하다. 이로써, 접속층(242)과 도전층(311c)의 밀착성을 향상시킬 수 있다(도 18). 또한, 수지층(62)을 남기면서 도전층(311c)을 돌출시키는 구조이어도 좋다.
도 19 내지 도 23은, 표시 장치(300)의 상이한 것을 나타내는 도면이다. 도 19 내지 도 23은 도 7 내지 도 11과 거의 같지만, 절연층(63)을 형성하지 않은 것만 상이하다. 제작 방법으로서는, 수지층(62)을 형성한 후에 절연층(63)을 형성하지 않고 오목부를 형성하고(도 19의 (B)), 전극(311a) 및 도전층(311c)을 형성하면 좋다(도 19의 (C)). 제작 기판(61)을 분리한 후, 수지층(62b)을 제거함으로써 도전층(311c)을 노출시킨다. 절연층(63)이 없음으로써, 성막의 수고나, 제거의 수고를 생략할 수 있다.
도 34 내지 도 39는, 표시 장치(300)의 상이한 구성을 나타내는 도면이다. 도 34 내지 도 39는 도 7 내지 도 10과 거의 같지만, 절연층(63)을 형성하지 않고, 수지층(62)이 수지층(62n) 및 수지층(62m)의 2층으로 형성되어 있는 점이 상이하다.
도 34의 (A)는 도 7의 (A)과 같기 때문에 설명을 생략한다. 이어서, 제작 기판(61) 위에, 수지층(62n)을 형성한다(도 34의 (B)).
수지층(62n)에 사용하는 재료 및 방법은, 도 7에서의 수지층(62)의 설명을 참조할 수 있다.
본 실시형태에서는, 감광성 및 열경화성을 가지는 재료를 사용하여 수지층(62n)을 형성한다. 또한, 수지층(62n)은, 비감광성의 재료를 사용하여 형성하여도 좋다.
수지층(62n)은, 수지층(62n)이 되는 재료를 성막한 후 용매를 제거하기 위한 열처리(프리 베이킹 처리)를 수행하고, 그 후 포토 마스크를 사용하여 노광을 수행한다. 이어서, 현상 처리를 수행함으로써, 불필요한 부분을 제거할 수 있다. 다음으로, 제 1 가열 처리를 수행함으로써, 수지층(62n)을 형성한다(도 34의 (B)). 도 34의 (B)에서는 섬 형상의 수지층(62n)을 형성하는 예를 도시하였다.
수지층(62n)의 형상은 1개의 섬 형상에 한정되지 않고, 예를 들어, 복수의 섬 형상, 개구를 가지는 형상 등이어도 좋다. 또한, 광 감광성의 재료를 사용한 경우에는, 제 2 영역은 하프톤 마스크 또는 그레이톤 마스크를 사용한 노광 기술, 또는 다중 노광 기술 등을 사용하여 형성할 수 있다.
레지스트 마스크, 하드 마스크 등의 마스크를 형성하여 에칭함으로써, 원하는 형상의 수지층(62n)을 형성할 수도 있다. 이 방법은, 비감광성의 재료를 사용하는 경우에 특히 적합하다. 이 경우, 마스크를 매우 얇은 두께로 형성하고, 에칭과 동시에 마스크를 제거할 수 있으면, 마스크를 제거하는 공정을 삭감할 수 있어 바람직하다.
제 1 가열 처리는, 산소를 포함하는 분위기하에서 수행한다. 제 1 가열 처리는, 산소를 포함하는 가스를 흘리면서 수행하는 것이 바람직하다.
다음으로, 제작 기판(61) 위 및 수지층(62n) 위에, 수지층(62m)을 형성한다(도 34의 (C)). 제작 기판(61) 위에는 수지층(62n)이 제공되지 않은 부분이 존재한다. 그러므로, 제작 기판(61) 위에 수지층(62m)이 접하는 부분을 형성할 수 있다.
수지층(62m)은, 수지층(62n)에 사용할 수 있는 재료 및 방법을 적용할 수 있다.
도포법을 사용하여 수지층(62m)을 형성함으로써, 단차 피복성이 향상되고, 표면을 평탄하게 할 수 있어 바람직하다.
수지층(62m)은, 열경화성을 가지는 재료를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
수지층(62m)은, 감광성을 가지는 재료를 사용하여 형성하여도 좋고, 비감광성의 재료를 사용하여 형성하여도 좋다.
본 실시형태에서는, 감광성 및 열경화성을 가지는 재료를 사용하여 수지층(62m)을 형성한다.
수지층(62m)은, 수지층(62m)이 되는 재료를 성막한 후 제 2 가열 처리를 수행함으로써 형성한다(도 34의 (C)).
제 2 가열 처리는, 제 1 가열 처리의 분위기보다 산소가 적은 분위기하에서 수행한다. 제 2 가열 처리는, 산소를 포함하는 가스를 흘리지 않고 수행하거나, 또는 제 1 가열 처리에서 사용하는 가스보다 산소를 포함하는 비율이 낮은 가스를 흘리면서 수행하는 것이 바람직하다.
제 2 가열 처리는, 예를 들어 장치의 체임버의 내부를 질소 분위기 또는 희가스 분위기로 한 상태로 수행할 수 있다.
예를 들어, 제 1 가열 처리 시의 분위기의 산소 분압은, 0% 이상 15% 미만이 바람직하고, 0% 이상 10% 이하가 더 바람직하고, 0% 이상 5% 이하가 더욱 바람직하다.
제 2 가열 처리는, 장치의 체임버 내에 산소를 포함하지 않는 가스, 또는 제 1 가열 처리에 사용하는 가스보다 산소를 포함하는 비율이 낮은 가스를 흘리면서 수행하는 것이 바람직하다. 제 2 가열 처리는, 예를 들어, 질소 가스만, 아르곤 가스만, 또는 산소를 포함하는 혼합 가스를 흘리면서 수행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 산소와, 질소 또는 희가스(아르곤 등)를 포함하는 혼합 가스를 사용할 수 있다. 혼합 가스 유량 전체에 차지하는 산소 가스 유량의 비율은, 0%보다 크고 15% 미만이 바람직하고, 0%보다 크고 10% 이하가 더 바람직하고, 0%보다 크고 5% 이하가 더욱 바람직하다.
제 2 가열 처리의 온도는 200℃ 이상 500℃ 이하가 바람직하고, 250℃ 이상 475℃ 이하가 더 바람직하고, 300℃ 이상 450℃ 이하가 더욱 바람직하다.
제 2 가열 처리에 의하여, 수지층(62m) 중의 탈가스 성분(예를 들어, 수소, 물 등)을 저감할 수 있다. 특히, 수지층(62m) 위에 형성하는 각층의 제작 온도 이상의 온도에서 가열하는 것이 바람직하다. 이로써, 트랜지스터의 제작 공정에서의 수지층(62m)으로부터의 탈가스를 큰 폭으로 억제할 수 있다.
예를 들어, 트랜지스터의 제작 온도가 350℃까지인 경우, 수지층(62m)이 되는 막을 350℃ 이상 450℃ 이하에서 가열하는 것이 바람직하고, 400℃ 이하가 더 바람직하고, 375℃ 이하가 더욱 바람직하다. 이로써, 트랜지스터의 제작 공정에서의 수지층(62m)으로부터의 탈가스를 큰 폭으로 억제할 수 있다.
트랜지스터의 제작에서의 최고 온도와 제 2 가열 처리의 온도를 동일하게 하면, 제 2 가열 처리를 수행함으로써 장치의 제작에서의 최고 온도가 높아지는 것을 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.
제 2 가열 처리의 시간이 길수록 수지층(62m) 중의 탈가스 성분을 충분히 저감할 수 있다.
처리 시간을 길게 함으로써, 가열 온도가 비교적 낮은 경우에도, 가열 온도가 더 높은 조건의 경우와 동등한 효과를 얻을 수 있는 경우가 있다. 그러므로, 장치의 구성으로 인하여 가열 온도를 높일 수 없는 경우에는, 처리 시간을 길게 하는 것이 바람직하다.
제 2 가열 처리의 시간은, 예를 들어, 5분 이상 24시간 이하가 바람직하고, 30분 이상 12시간 이하가 더 바람직하고, 1시간 이상 6시간 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 제 2 가열 처리의 시간은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 2 가열 처리를 RTA법을 사용하여 수행하는 경우 등에는, 5분 미만으로 하여도 좋다.
또한, 가열 처리에 의하여, 수지층(62m)의 두께는 성막 시보다 변화하는 경우가 있다.
제 2 가열 처리를 수행하기 전에, 수지층(62m)에 포함되는 용매를 저감시키기 위한 열처리(프리 베이킹 처리)를 수행하여도 좋다. 또는, 제 2 가열 처리가 프리 베이킹 처리를 겸하여도 좋고, 제 2 가열 처리에 의하여, 수지층(62m)에 포함되는 용매를 제거하여도 좋다.
수지층(62m)은 가요성을 가진다. 제작 기판(61)은 수지층(62m)보다 가요성이 낮다.
수지층(62m)의 두께는, 0.1μm 이상 20μm 미만이면 좋고, 0.01μm 이상 10μm 미만인 것이 바람직하고, 0.1μm 이상 3μm 이하인 것이 더 바람직하고, 0.5μm 이상 2μm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 저점도의 용액을 사용함으로써, 수지층(62m)을 얇게 형성하는 것이 용이하게 된다. 수지층(62m)의 두께를 상기 범위로 함으로써, 표시 장치의 가요성을 높일 수 있다. 또한, 수지층(62m)의 두께는, 수지층(62n)의 박리에 필요한 힘에 영향을 미치지 않는다는 결과가 얻어졌다. 이로써, 수지층(62m)은 수지층(62n)보다 얇게 형성할 수 있는 것으로 생각된다. 단, 이에 한정되지 않고, 수지층(62m)의 두께를 10μm 이상으로 하여도 좋다. 예를 들어, 수지층(62m)의 두께를 10μm 이상 200μm 이하로 하여도 좋다. 수지층(62m)의 두께를 10μm 이상으로 함으로써, 표시 장치의 강성을 높일 수 있기 때문에 적합하다.
수지층(62m)의 열팽창 계수는, 0.1ppm/℃ 이상 50ppm/℃ 이하인 것이 바람직하고, 0.1ppm/℃ 이상 20ppm/℃ 이하인 것이 더 바람직하고, 0.1ppm/℃ 이상 10ppm/℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 수지층(62m)의 열팽창 계수가 낮을수록, 가열에 의하여 트랜지스터 등을 구성하는 층에 크랙이 생기거나 트랜지스터 등이 파손되는 것을 억제할 수 있다.
표시 장치의 표시면 측에 수지층(62m)이 위치하는 경우, 수지층(62m)은 가시광에 대한 투광성이 높은 것이 바람직하다.
수지층(62n)과 수지층(62m)은, 각각 상이한 재료를 사용하여 형성하여도 좋고, 같은 재료를 사용하여 형성하여도 좋다. 같은 재료를 사용함으로써 비용을 줄일 수 있어 바람직하다. 같은 재료를 사용하여도, 제 1 가열 처리와 제 2 가열 처리의 조건을 변경함으로써, 수지층(62n)과 수지층(62m)에서 제작 기판(61)에 대한 밀착성의 정도를 변경할 수 있다. 또한, 수지층(62m)은 무기 절연막으로 대신할 수 있다.
다음으로, 수지층(62m) 위에 전극(311a), 도전층(311c)을 형성하고, 전극(311a) 위에 전극(311b), 도전층(311c) 위에 도전층(311d)을 형성한다(도 34의 (D)).
또한, 수지층(62m)과 상기 도전층 사이에 절연층을 형성하여도 좋다. 상기 절연층은, 도 7 등에서 설명한 절연층(63)과 마찬가지로 형성할 수 있다.
도 35, 도 36의 공정에 대해서는 도 8, 도 9와 같기 때문에 설명을 생략한다. 또한, 기판(351)은 유기 수지 등을 사용하는 것이 바람직하다.
그 후, 수지층(62n)에 분리의 시작점을 형성한다(도 37의 (A)).
예를 들어, 기판(351) 측으로부터, 수지층(62n)의 단부보다 내측에 칼 등의 예리한 형상의 기구를 삽입하여, 테두리 형상으로 칼금을 낸다.
또는, 수지층(62)에 테두리 형상으로 레이저 광을 조사하여도 좋다.
도 34 내지 도 39의 구성에서는, 제작 기판(61) 위에 수지층(62n)이 접하는 부분과 수지층(62m)이 접하는 부분을 제공한다. 산소를 포함하는 분위기하에서 제 1 가열 처리를 수행함으로써, 수지층(62n)은 제작 기판(61)으로부터 박리하기 쉬운 상태가 된다. 한편, 제 2 가열 처리는 제 1 가열 처리의 분위기보다 산소가 적은 분위기하에서 수행되기 때문에, 수지층(62m)은 수지층(62n)과 비교하여 제작 기판(61)으로부터 박리하기 어려운 상태이다. 그러므로, 수지층(62m)이 제작 기판(61)과 접하는 곳이 있음으로써, 수지층(62n)이 제작 기판(61)으로부터 의도하지 않은 타이밍에서 박리되는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 분리의 시작점을 형성함으로써, 원하는 타이밍에서 제작 기판(61)과 수지층(62n)을 분리할 수 있다. 따라서, 박리의 타이밍을 더 정확하게 제어할 수 있고, 또한, 높은 박리성을 실현할 수 있다. 이로써, 박리 공정, 및 표시 장치의 제작 공정의 수율을 높일 수 있다.
다음으로, 제작 기판(61)과 소자 형성 영역(380)을 분리한다(도 37의 (B)).
도 34 내지 도 39의 구성에서는, 수지층(62n)의 박리성을 제어하기 위하여 산소를 포함하는 분위기하에서의 가열 처리인 제 1 가열 처리를 사용하기 때문에, 수지층(62n)의 한 면의 전체에 레이저 조사를 수행하지 않고 제작 기판(61)과 수지층(62n)을 박리할 수 있다. 그러므로, 낮은 비용으로 표시 장치를 제작할 수 있다.
다음으로, 제작 기판(61)으로부터 분리함으로써 노출된 수지층(62n)과, 도전층(311c)의 표면에 접하는 수지층(62m)을 제거한다(도 38). 이후의 공정은 도 11과 같기 때문에 설명을 생략한다. 이와 같이 표시 장치를 제작할 수 있다(도 39).
또한, 상술한 바와 같이, 수지층(62m)을 무기 절연막으로 하여 형성하여도 좋다. 수지층(62m)을 무기 절연막으로 하여도, 마찬가지로 박리의 타이밍을 더 정확하게 제어할 수 있고, 또한 높은 박리성을 실현할 수 있다. 이로써, 박리 공정 및 표시 장치의 제작 공정의 수율을 높일 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하여 간편하게 제작할 수 있게 되는 표시 장치는, 2종류의 표시 소자를 가지고, 복수의 표시 모드를 전환하여 사용할 수 있기 때문에, 주위의 밝기와 상관없이, 시인성이 높고 편의성이 높은 표시 장치로 할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 하나의 실시형태 중에 복수의 구성예가 나타내어지는 경우에는 구성예를 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 의하여 제작할 수 있는 표시 장치에 대하여 도 24 내지 도 27을 사용하여 설명한다.
도 24에 표시 장치(10)의 블록도를 도시하였다. 표시 장치(10)는 표시부(14)를 가진다.
표시부(14)는, 매트릭스상으로 배치된 복수의 화소 유닛(30)을 가진다. 화소 유닛(30)은 제 1 화소(31p)와 제 2 화소(32p)를 가진다.
도 24에서는, 제 1 화소(31p) 및 제 2 화소(32p)가 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색에 대응되는 표시 소자를 가지는 경우의 예를 도시하였다.
제 1 화소(31p)가 가지는 표시 소자는 각각, 외광의 반사를 이용한 표시 소자이다. 제 1 화소(31p)는, 적색(R)에 대응되는 제 1 표시 소자(31R), 녹색(G)에 대응되는 제 1 표시 소자(31G), 청색(B)에 대응되는 제 1 표시 소자(31B)를 가진다.
제 2 화소(32p)가 가지는 표시 소자는 각각 발광 소자이다. 제 2 화소(32p)는, 적색(R)에 대응되는 제 2 표시 소자(32R), 녹색(G)에 대응되는 제 2 표시 소자(32G), 청색(B)에 대응되는 제 2 표시 소자(32B)를 가진다.
도 25의 (A) 내지 (C)는 화소 유닛(30)의 구성예를 나타내는 모식도다.
제 1 화소(31p)는, 제 1 표시 소자(31R), 제 1 표시 소자(31G), 제 1 표시 소자(31B)를 가진다. 제 1 표시 소자(31R)는 외광을 반사하고, 적색의 광(Rr)을 표시면 측으로 사출한다. 제 1 표시 소자(31G), 제 1 표시 소자(31B)도 마찬가지로, 각각 녹색의 광(Gr) 또는 청색의 광(Br)을 표시면 측으로 사출한다.
제 2 화소(32p)는, 제 2 표시 소자(32R), 제 2 표시 소자(32G), 제 2 표시 소자(32B)를 가진다. 제 2 표시 소자(32R)는 적색의 광(Rt)을 표시면 측으로 사출한다. 제 2 표시 소자(32G), 제 2 표시 소자(32B)도 마찬가지로, 각각 녹색의 광(Gt) 또는 청색의 광(Bt)을 표시면 측으로 사출한다.
도 25의 (A)는, 제 1 화소(31p)와 제 2 화소(32p)의 양쪽을 구동시킴으로써 표시를 수행하는 모드(제 3 모드)에 대응된다. 화소 유닛(30)은, 반사광(광(Rr), 광(Gr), 광(Br))과 투과광(광(Rt), 광(Gt), 광(Bt))을 사용하여 소정의 색의 광(35tr)을 표시면 측으로 사출할 수 있다.
도 25의 (B)는, 제 1 화소(31p)만을 구동시킴으로써, 반사광을 사용하여 표시를 수행하는 모드(제 1 모드)에 대응된다. 화소 유닛(30)은, 예를 들어 외광이 충분히 강한 경우 등에서는, 제 2 화소(32p)를 구동시키지 않고, 제 1 화소(31p)로부터의 광(광(Rr), 광(Gr), 및 광(Br))만을 사용하여 광(35r)을 표시면 측으로 사출할 수 있다. 이로써, 소비전력이 매우 낮은 구동을 수행할 수 있다.
도 25의 (C)는, 제 2 화소(32p)만을 구동시킴으로써, 발광(투과광)을 사용하여 표시를 수행하는 모드(제 2 모드)에 대응된다. 화소 유닛(30)은, 예를 들어 외광이 매우 약한 경우 등에서는, 제 1 화소(31p)를 구동시키지 않고, 제 2 화소(32p)로부터의 광(광(Rt), 광(Gt), 및 광(Bt))만을 사용하여 광(35t)을 표시면 측으로 사출할 수 있다. 이로써 선명한 표시를 수행할 수 있다. 또한 주위가 어두운 경우에 휘도를 낮춤으로써, 사용자가 느끼는 눈부심을 억제하면서 소비전력을 저감시킬 수 있다.
제 1 화소(31p)와 제 2 화소(32p)가 가지는 표시 소자의 색, 개수는, 각각 한정되지 않는다.
도 26의 (A) 내지 (C), 도 27의 (A) 내지 (C)에, 각각 화소 유닛(30)의 구성예를 도시하였다. 또한 여기서는, 제 1 화소(31p)와 제 2 화소(32p)의 양쪽을 구동시킴으로써 표시를 수행하는 모드(제 3 모드)에 대응되는 모식도를 도시하였지만, 상술한 바와 같이, 제 1 화소(31p) 또는 제 2 화소(32p)만을 구동시키는 모드(제 1 모드 및 제 2 모드)로도 표시를 수행할 수 있다.
도 26의 (A), (C), 도 27의 (B)에 도시된 제 2 화소(32p)는, 제 2 표시 소자(32R), 제 2 표시 소자(32G), 제 2 표시 소자(32B)에 더하여, 백색(W)을 나타내는 제 2 표시 소자(32W)를 가진다.
도 26의 (B), 도 27의 (C)에 도시된 제 2 화소(32p)는, 제 2 표시 소자(32R), 제 2 표시 소자(32G), 제 2 표시 소자(32B)에 더하여, 황색(Y)을 나타내는 제 2 표시 소자(32Y)를 가진다.
도 26의 (A) 내지 (C), 도 27의 (A), (B)에 도시된 구성은, 제 2 표시 소자(32W) 및 제 2 표시 소자(32Y)를 가지지 않는 구성에 비하여, 제 2 화소(32p)를 사용한 표시 모드(제 2 모드 및 제 3 모드)에서의 소비전력을 저감할 수 있다.
도 26의 (C)에 도시된 제 1 화소(31p)는, 제 1 표시 소자(31R), 제 1 표시 소자(31G), 제 1 표시 소자(31B)에 더하여, 백색(W)을 나타내는 제 1 표시 소자(31W)를 가진다.
도 26의 (C)에 도시된 구성은, 도 25의 (A)에 도시된 구성에 비하여, 제 1 화소(31p)를 사용한 표시 모드(제 1 모드 및 제 3 모드)에서의 소비전력을 저감할 수 있다.
도 27의 (A) 내지 (C)에 도시된 제 1 화소(31p)는, 백색을 나타내는 제 1 표시 소자(31W)만을 가진다. 이때, 제 1 화소(31p)만을 사용한 표시 모드(제 1 모드)에서는, 흑백 표시 또는 그레이스케일로의 표시를 수행할 수 있고, 제 2 화소(32p)를 사용한 표시 모드(제 2 모드 및 제 3 모드)에서는, 컬러 표시를 수행할 수 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 제 1 화소(31p)의 개구율을 높일 수 있기 때문에, 제 1 화소(31p)의 반사율을 향상시켜, 더 밝은 표시를 수행할 수 있다.
제 1 모드는, 예를 들어, 문서 정보 등의 컬러 표시를 필요로 하지 않는 정보를 표시하는 데 적합하다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는, 실시형태 1에서 설명한 표시 장치의 더 구체적인 구성예에 대하여 도 28 내지 도 30을 사용하여 설명한다.
도 28의 (A)는 표시 장치(400)의 블록도이다. 표시 장치(400)는, 표시부(362), 회로(GD), 및 회로(SD)를 가진다. 표시부(362)는, 매트릭스상으로 배열된 복수의 화소(410)를 가진다.
표시 장치(400)는, 복수의 배선(G1), 복수의 배선(G2), 복수의 배선(ANO), 복수의 배선(CSCOM), 복수의 배선(S1), 및 복수의 배선(S2)을 가진다. 복수의 배선(G1), 복수의 배선(G2), 복수의 배선(ANO), 및 복수의 배선(CSCOM)은 각각, 화살표(R)로 도시된 방향으로 배열된 복수의 화소(410) 및 회로(GD)에 전기적으로 접속된다. 복수의 배선(S1) 및 복수의 배선(S2)은 각각, 화살표(C)로 도시된 방향으로 배열된 복수의 화소(410) 및 회로(SD)에 전기적으로 접속된다.
또한, 여기서는 간략화를 위하여 회로(GD)와 회로(SD)를 1개씩 가지는 구성을 나타내었지만, 액정 소자를 구동하는 회로(GD) 및 회로(SD)와, 발광 소자를 구동하는 회로(GD) 및 회로(SD)를 따로 제공하여도 좋다.
화소(410)는, 반사형 액정 소자와 발광 소자를 가진다.
도 28의 (B1) 내지 (B4)에, 화소(410)가 가지는 전극(311)의 구성예를 도시하였다. 전극(311)은, 액정 소자의 반사 전극으로서 기능한다. 도 28의 (B1), (B2)의 전극(311)에는 개구(451)가 제공되어 있다.
도 28의 (B1), (B2)에는, 전극(311)과 중첩되는 영역에 위치하는 발광 소자(360)를 파선으로 도시하였다. 발광 소자(360)는, 전극(311)이 가지는 개구(451)와 중첩되어 배치되어 있다. 이로써, 발광 소자(360)가 발하는 광은, 개구(451)를 통하여 표시면 측으로 사출된다.
도 28의 (B1)에서, 화살표(R)로 도시된 방향으로 인접하는 화소(410)는 상이한 색에 대응되는 화소이다. 이때, 도 28의 (B1)에 도시된 바와 같이, 화살표(R)로 도시된 방향으로 인접하는 2개의 화소에서, 개구(451)가 1열로 배열되지 않도록, 전극(311)의 상이한 위치에 제공되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 2개의 발광 소자(360)를 멀리할 수 있고, 발광 소자(360)가 발하는 광이 인접하는 화소(410)가 가지는 착색층에 입사되는 현상(크로스토크라고도 함)을 억제할 수 있다. 또한, 인접하는 2개의 발광 소자(360)를 멀리 배치할 수 있기 때문에, 발광 소자(360)의 EL층을 섀도마스크 등에 의하여 독립적으로 형성하는 경우에도, 높은 선명도의 표시 장치를 실현할 수 있다.
도 28의 (B2)에서, 화살표(C)로 도시된 방향으로 인접하는 화소(410)가 상이한 색에 대응되는 화소이다. 도 28의 (B2)에서도 마찬가지로, 화살표(C)로 도시된 방향으로 인접하는 2개의 화소에서, 개구(451)가 1열로 배열되지 않도록, 전극(311)의 상이한 위치에 제공되어 있는 것이 바람직하다.
비개구부의 총면적에 대한 개구(451)의 총면적의 비율의 값이 작을수록, 액정 소자를 사용한 표시를 밝게 할 수 있다. 또한, 비개구부의 총면적에 대한 개구(451)의 총면적의 비율의 값이 클수록, 발광 소자(360)를 사용한 표시를 밝게 할 수 있다.
개구(451)의 형상은, 예를 들어 다각형, 사각형, 타원형, 원형, 또는 십자 등의 형상으로 할 수 있다. 또한, 가늘고 긴 줄무늬 형상, 슬릿 형상, 체크 무늬 형상으로 하여도 좋다. 또한, 개구(451)를 인접하는 화소에 가깝게 배치하여도 좋다. 바람직하게는, 개구(451)를 같은 색을 표시하는 다른 화소에 가깝게 배치한다. 이로써, 크로스토크를 억제할 수 있다.
또한, 도 28의 (B3), (B4)에 도시된 바와 같이, 전극(311)이 제공되지 않은 부분에 발광 소자(360)의 발광 영역이 위치하여도 좋다. 이로써, 발광 소자(360)가발하는 광은, 표시면 측으로 사출된다.
도 28의 (B3)에서는 화살표(R)로 도시된 방향으로 인접하는 2개의 화소(410)에서 발광 소자(360)가 1열로 배열되어 있지 않다. 도 28의 (B4)에서는 화살표(R)로 도시된 방향으로 인접하는 2개의 화소에서 발광 소자(360)가 1열로 배열되어 있다.
회로(GD)에는 시프트 레지스터 등의 다양한 순서 회로 등을 사용할 수 있다. 회로(GD)에는 트랜지스터 및 용량 소자 등을 사용할 수 있다. 회로(GD)가 가지는 트랜지스터는 화소(410)에 포함되는 트랜지스터와 같은 공정으로 형성할 수 있다.
회로(SD)는, 배선(S1)에 전기적으로 접속된다. 회로(SD)에는 예를 들어, 집적 회로를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 회로(SD)에는, 실리콘 기판 위에 형성된 집적 회로를 사용할 수 있다.
예를 들어, COG(Chip on glass) 방식 또는 COF 방식 등을 사용하여, 화소(410)에 전기적으로 접속되는 패드에 회로(SD)를 실장할 수 있다. 구체적으로는, 이방성 도전막을 사용하여, 패드에 집적 회로를 실장할 수 있다.
도 29는 화소(410)의 회로도의 일례이다. 도 29에서는, 인접하는 2개의 화소(410)를 도시하였다.
화소(410)는, 스위치(SW1), 용량 소자(C1), 액정 소자(340), 스위치(SW2), 트랜지스터(M), 용량 소자(C2), 및 발광 소자(360) 등을 가진다. 또한, 화소(410)에는, 배선(G1), 배선(G2), 배선(ANO), 배선(CSCOM), 배선(S1), 및 배선(S2)이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도 29에서는, 액정 소자(340)에 전기적으로 접속되는 배선(VCOM1) 및 발광 소자(360)에 전기적으로 접속되는 배선(VCOM2)을 도시하였다.
도 29에서는, 스위치(SW1) 및 스위치(SW2)에 트랜지스터를 사용한 경우의 예를 도시하였다.
스위치(SW1)의 게이트는 배선(G1)에 접속되어 있다. 스위치(SW1)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 배선(S1)에 접속되고, 다른 한쪽은 용량 소자(C1)의 한쪽의 전극 및 액정 소자(340)의 한쪽의 전극에 접속되어 있다. 용량 소자(C1)의 다른 한쪽의 전극은 배선(CSCOM)에 접속되어 있다. 액정 소자(340)의 다른 한쪽의 전극이 배선(VCOM1)에 접속되어 있다.
스위치(SW2)의 게이트는, 배선(G2)에 접속되어 있다. 스위치(SW2)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 배선(S2)에 접속되고, 다른 한쪽은 용량 소자(C2)의 한쪽의 전극 및 트랜지스터(M)의 게이트에 접속되어 있다. 용량 소자(C2)의 다른 한쪽의 전극은 트랜지스터(M)의 소스 및 드레인 중 한쪽 및 배선(ANO)에 접속되어 있다. 트랜지스터(M)의 소스 및 드레인 중 다른 한쪽은 발광 소자(360)의 한쪽의 전극에 접속되어 있다. 발광 소자(360)의 다른 한쪽의 전극은 배선(VCOM2)에 접속되어 있다.
도 29에서는, 트랜지스터(M)가 반도체를 끼운 2개의 게이트를 가지고, 이들이 접속되어 있는 예를 도시하였다. 이로써, 트랜지스터(M)가 흘릴 수 있는 전류를 증대시킬 수 있다.
배선(G1)에는 스위치(SW1)를 도통 상태 또는 비도통 상태로 제어하는 신호를 공급할 수 있다. 배선(VCOM1)에는 소정의 전위를 공급할 수 있다. 배선(S1)에는 액정 소자(340)가 가지는 액정의 배향 상태를 제어하는 신호를 공급할 수 있다. 배선(CSCOM)에는 소정의 전위를 공급할 수 있다.
배선(G2)에는 스위치(SW2)를 도통 상태 또는 비도통 상태로 제어하는 신호를 공급할 수 있다. 배선(VCOM2) 및 배선(ANO)에는 발광 소자(360)가 발광하는 전위 차이가 생기는 전위를 각각 공급할 수 있다. 배선(S2)에는 트랜지스터(M)의 도통 상태를 제어하는 신호를 공급할 수 있다.
도 29에 도시된 화소(410)는, 예를 들어 반사 모드의 표시를 수행하는 경우에는, 배선(G1) 및 배선(S1)에 공급되는 신호에 의하여 구동하고, 액정 소자(340)에 의한 광학 변조를 이용하여 표시할 수 있다. 또한, 투과 모드로 표시를 수행하는 경우에는, 배선(G2) 및 배선(S2)에 공급되는 신호에 의하여 구동하고, 발광 소자(360)를 발광시켜 표시할 수 있다. 또한 양쪽의 모드로 구동하는 경우에는, 배선(G1), 배선(G2), 배선(S1), 및 배선(S2)의 각각에 공급되는 신호에 의하여 구동할 수 있다.
또한, 도 29에서는 1개의 화소(410)에 1개의 액정 소자(340)와 1개의 발광 소자(360)를 가지는 예를 도시하였지만, 이에 한정되지 않는다. 도 30의 (A)는, 1개의 화소(410)에 1개의 액정 소자(340)와 4개의 발광 소자(360)(발광 소자(360r, 360g, 360b, 360w))를 가지는 예를 도시한 것이다. 도 30의 (A)에 도시된 화소(410)는, 도 29와 달리, 1개의 화소로 발광 소자를 사용한 풀 컬러 표시가 가능하다.
도 30의 (A)에서는 도 29의 예에 더하여, 화소(410)에 배선(G3) 및 배선(S3)이 접속되어 있다.
도 30의 (A)에 도시된 예에서는, 예를 들어 4개의 발광 소자(360)에, 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 및 백색(W)을 나타내는 발광 소자를 사용할 수 있다. 또한 액정 소자(340)로서, 백색을 나타내는 반사형 액정 소자를 사용할 수 있다. 이로써, 반사 모드의 표시를 수행하는 경우에는 반사율이 높은 백색의 표시를 수행할 수 있다. 또한, 투과 모드로 표시를 수행하는 경우에는, 연색성이 높은 표시를 낮은 전력으로 수행할 수 있다.
도 30의 (B)에, 도 30의 (A)에 대응되는 화소(410)의 구성예를 도시하였다. 화소(410)는, 전극(311)이 가지는 개구부와 중첩되는 발광 소자(360w)와, 전극(311)의 주위에 배치된 발광 소자(360r), 발광 소자(360g), 및 발광 소자(360b)를 가진다. 발광 소자(360r), 발광 소자(360g), 및 발광 소자(360b)는, 발광 면적이 거의 동등한 것이 바람직하다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 개시되는 트랜지스터에 사용할 수 있는 CAC(Cloud-Aligned composite)-OS의 구성에 대하여 설명한다.
CAC-OS란 예를 들어, 금속 산화물을 구성하는 원소가 0.5nm 이상 10nm 이하, 바람직하게는 1nm 이상 2nm 이하, 또는 그 근방의 크기로 편재(偏在)한 재료의 한 구성이다. 또한, 이하에서는, 금속 산화물에서 하나 또는 그 이상의 금속 원소가 편재하고, 상기 금속 원소를 가지는 영역이 0.5nm 이상 10nm 이하, 바람직하게는 1nm 이상 2nm 이하, 또는 그 근방의 크기로 혼합된 상태를 모자이크 패턴 또는 패치 패턴이라고도 한다.
또한, 금속 산화물은 적어도 인듐을 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 인듐 및 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 이들에 더하여, 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 구리, 바나듐, 베릴륨, 붕소, 실리콘, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 또는 마그네슘 등으로부터 선택된 1종류 또는 복수 종류가 포함되어도 좋다.
예를 들어, In-Ga-Zn 산화물에서의 CAC-OS(CAC-OS 중에서도 In-Ga-Zn 산화물을 특히 CAC-IGZO라고 불러도 좋음)란, 인듐 산화물(이하, InOX1(X1은 0보다 큰 실수(實數))로 함) 또는 인듐 아연 산화물(이하, InX2ZnY2OZ2(X2, Y2, 및 Z2는 0보다 큰 실수)로 함)과, 갈륨 산화물(이하, GaOX3(X3은 0보다 큰 실수)으로 함) 또는 갈륨 아연 산화물(이하, GaX4ZnY4OZ4(X4, Y4, 및 Z4는 0보다 큰 실수)로 함) 등으로 재료가 분리됨으로써 모자이크 패턴이 되고, 모자이크 패턴의 InOX1 또는 InX2ZnY2OZ2가 막 중에 균일하게 분포된 구성(이하, 클라우드상(cloud-like)이라고도 함)을 말한다.
즉, CAC-OS는 GaOX3이 주성분인 영역과 InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역이 혼합되는 구성을 가지는 복합 금속 산화물이다. 또한, 본 명세서에서 예를 들어, 제 1 영역의 원소 M에 대한 In의 원자수비가, 제 2 영역의 원소 M에 대한 In의 원자수비보다 큰 것을, 제 1 영역은 제 2 영역과 비교하여 In의 농도가 높다고 한다.
또한, IGZO는 통칭이며, In, Ga, Zn, 및 O로 이루어지는 하나의 화합물을 말하는 경우가 있다. 대표적인 예로서, InGaO3(ZnO)m1(m1은 자연수) 또는 In(1+x0)Ga(1-x0)O3(ZnO)m0(-1≤x0≤1, m0는 임의의 수)로 나타내어지는 결정성 화합물을 들 수 있다.
상기 결정성 화합물은 단결정 구조, 다결정 구조, 또는 CAAC 구조를 가진다. 또한, CAAC 구조란, 복수의 IGZO의 나노 결정이 c축 배향을 가지고, 또한 a-b면에서는 배향하지 않고 연결된 결정 구조이다.
한편, CAC-OS는 금속 산화물의 재료 구성에 관한 것이다. CAC-OS란, In, Ga, Zn, 및 O를 포함하는 재료 구성에서, 일부에 Ga을 주성분으로 하는 나노 입자상으로 관찰되는 영역 및 일부에 In을 주성분으로 하는 나노 입자상으로 관찰되는 영역이 각각 모자이크 패턴으로 무작위로 분산되는 구성을 말한다. 따라서, CAC-OS에서 결정 구조는 부차적인 요소이다.
또한, CAC-OS는 조성이 상이한 2종류 이상의 막의 적층 구조를 포함하지 않는 것으로 한다. 예를 들어, In을 주성분으로 하는 막과 Ga을 주성분으로 하는 막의 2층으로 이루어지는 구조를 포함하지 않는다.
또한, GaOX3이 주성분인 영역과, InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역에서는 명확한 경계를 관찰할 수 없는 경우가 있다.
또한, 갈륨 대신에, 알루미늄, 이트륨, 구리, 바나듐, 베릴륨, 붕소, 실리콘, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 또는 마그네슘 등으로부터 선택된 1종류 또는 복수 종류가 포함되는 경우, CAC-OS는 일부에 상기 금속 원소를 주성분으로 하는 나노 입자상으로 관찰되는 영역 및 일부에 In을 주성분으로 하는 나노 입자상으로 관찰되는 영역이 각각 모자이크 패턴으로 무작위로 분산되는 구성을 말한다.
CAC-OS는 예를 들어, 기판을 가열하지 않는 조건으로, 스퍼터링법에 의하여 형성할 수 있다. 또한, CAC-OS를 스퍼터링법으로 형성하는 경우, 성막 가스로서, 불활성 가스(대표적으로는 아르곤), 산소 가스, 및 질소 가스 중으로부터 선택된 어느 하나 또는 복수를 사용하면 좋다. 또한, 성막 시의 성막 가스의 유량 전체에 대한 산소 가스의 유량비는 낮을수록 바람직하고, 예를 들어 산소 가스의 유량비를 0% 이상 30% 미만, 바람직하게는 0% 이상 10% 이하로 하는 것이 바람직하다.
CAC-OS는 X선 회절(XRD: X-ray diffraction) 측정법 중 하나인 Out-of-plane법에 의한 θ/2θ 스캔을 사용하여 측정하였을 때, 명확한 피크가 관찰되지 않는다는 특징을 가진다. 즉, X선 회절로, 측정 영역의 a-b면 방향 및 c축 방향의 배향이 관찰되지 않는 것을 알 수 있다.
또한, CAC-OS는 프로브 직경이 1nm인 전자선(나노 빔 전자선이라고도 함)을 조사함으로써 얻어지는 전자선 회절 패턴에서, 고리 형상으로 휘도가 높은 영역과 상기 고리 영역에 복수의 휘점이 관측된다. 따라서, 전자선 회절 패턴으로부터 CAC-OS의 결정 구조가 평면 방향 및 단면 방향에서, 배향성을 가지지 않는 nc(nano-crystal) 구조를 가지는 것을 알 수 있다.
또한 예를 들어, In-Ga-Zn 산화물에서의 CAC-OS에서는, 에너지 분산형 X선 분광법(EDX: Energy Dispersive X-ray spectroscopy)을 사용하여 취득한 EDX 매핑에 의하여, GaOX3이 주성분인 영역과 Inx2ZnY2OZ2 또는 InOx1이 주성분인 영역이 편재하고 혼합되는 구조를 가지는 것을 확인할 수 있다.
CAC-OS는 금속 원소가 균일하게 분포된 IGZO 화합물과 상이한 구조이고, IGZO 화합물과 상이한 성질을 가진다. 즉, CAC-OS는 GaOX3 등이 주성분인 영역과, InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역으로 서로 상분리(相分離)되어, 각 원소를 주성분으로 하는 영역이 모자이크 패턴인 구조를 가진다.
여기서, InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역은 GaOX3 등이 주성분인 영역과 비교하여 도전성이 높은 영역이다. 즉, InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역을 캐리어가 흐름으로써, 금속 산화물로서의 도전성이 나타난다. 따라서, InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역이 금속 산화물 중에 클라우드상으로 분포됨으로써, 높은 전계 효과 이동도(μ)를 실현할 수 있다.
한편, GaOX3 등이 주성분인 영역은 InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역과 비교하여 절연성이 높은 영역이다. 즉, GaOX3 등이 주성분인 영역이 금속 산화물 중에 분포됨으로써, 누설 전류를 억제하여 양호한 스위칭 동작을 실현할 수 있다.
따라서, CAC-OS를 반도체 소자에 사용한 경우, GaOX3 등에 기인하는 절연성과, InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1에 기인하는 도전성이 상보적으로 작용함으로써, 높은 온 전류(Ion) 및 높은 전계 효과 이동도(μ)를 실현할 수 있다.
또한, CAC-OS를 사용한 반도체 소자는 신뢰성이 높다. 따라서, CAC-OS는 디스플레이를 비롯한 다양한 반도체 장치에 최적이다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 5)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 모듈 및 전자 기기에 대하여 설명한다.
도 31에 도시된 표시 모듈(8000)은 상부 커버(8001)와 하부 커버(8002) 사이에, FPC(8003)에 접속된 터치 패널(8004), FPC(8005)에 접속된 표시 패널(8006), 프레임(8009), 프린트 기판(8010), 및 배터리(8011)를 가진다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 예를 들어 표시 패널(8006)에 사용할 수 있다. 이로써, 주위의 밝기와 상관없이, 시인성이 높은 표시 모듈을 제작할 수 있다. 또한, 소비전력이 낮은 표시 모듈을 제작할 수 있다. 또한, 시야각이 넓은 표시 모듈을 제작할 수 있다.
상부 커버(8001) 및 하부 커버(8002)는 터치 패널(8004) 및 표시 패널(8006)의 크기에 맞추어 형상이나 치수를 적절히 변경할 수 있다.
터치 패널(8004)로서는 저항막 방식 또는 정전 용량 방식의 터치 패널을 표시 패널(8006)과 중첩하여 사용할 수 있다. 또한 터치 패널(8004)을 제공하지 않고 표시 패널(8006)에 터치 패널 기능을 가지게 할 수도 있다.
프레임(8009)은 표시 패널(8006)의 보호 기능 외에 프린트 기판(8010)의 동작으로 인하여 발생되는 전자기파를 차단하기 위한 전자 실드로서의 기능을 가진다. 또한 프레임(8009)은 방열판으로서의 기능을 가져도 좋다.
프린트 기판(8010)은 전원 회로, 비디오 신호, 및 클록 신호를 출력하기 위한 신호 처리 회로를 가진다. 전원 회로에 전력을 공급하는 전원으로서는, 외부의 상용 전원이어도 좋고, 별도로 제공된 배터리(8011)에 의한 전원이어도 좋다. 배터리(8011)는 상용 전원을 사용하는 경우에는 생략할 수 있다.
또한 표시 모듈(8000)은 편광판, 위상차판, 프리즘 시트 등의 부재를 추가로 제공하여도 좋다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 외광의 강도와 상관없이 높은 시인성을 실현할 수 있다. 그러므로 휴대형의 전자 기기, 장착형의 전자 기기(웨어러블 기기), 및 전자 서적 단말 등에 적합하게 사용할 수 있다.
도 32의 (A), (B)에 도시된 휴대 정보 단말(800)은 하우징(801), 하우징(802), 표시부(803), 표시부(804), 및 힌지부(805) 등을 가진다.
하우징(801)과 하우징(802)은 힌지부(805)로 연결되어 있다. 휴대 정보 단말(800)은 접은 상태(도 32의 (A))로부터 도 32의 (B)에 도시된 바와 같이 전개할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 표시부(803) 및 표시부(804) 중 적어도 한쪽에 사용할 수 있다. 이로써, 주위의 밝기와 상관없이, 시인성이 높은 휴대 정보 단말을 제작할 수 있다. 또한, 소비전력이 낮은 휴대 정보 단말을 제작할 수 있다. 또한, 시야각이 넓은 휴대 정보 단말을 제작할 수 있다.
표시부(803) 및 표시부(804)는 각각 문서 정보, 정시 화상, 및 동영상 등 중 적어도 하나를 표시할 수 있다. 표시부에 문서 정보를 표시시키는 경우, 휴대 정보 단말(800)을 전자 서적 단말로서 사용할 수 있다.
휴대 정보 단말(800)은, 접을 수 있기 때문에 가반성이 높고 범용성이 우수하다.
하우징(801) 및 하우징(802)은 전원 버튼, 조작 버튼, 외부 접속 포트, 스피커, 마이크로폰 등을 가져도 좋다.
도 32의 (C)에 도시된 휴대 정보 단말(810)은 하우징(811), 표시부(812), 조작 버튼(813), 외부 접속 포트(814), 스피커(815), 마이크로폰(816), 카메라(817) 등을 가진다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 표시부(812)에 사용할 수 있다. 이로써, 주위의 밝기와 상관없이, 시인성이 높은 휴대 정보 단말을 제작할 수 있다. 또한, 소비전력이 낮은 휴대 정보 단말을 제작할 수 있다. 또한, 시야각이 넓은 휴대 정보 단말을 제작할 수 있다.
휴대 정보 단말(810)은 표시부(812)에 터치 센서를 가진다. 전화를 걸거나 또는 문자를 입력하는 등의 다양한 조작은 손가락이나 스타일러스 등으로 표시부(812)를 터치함으로써 수행할 수 있다.
또한, 조작 버튼(813)의 조작에 의하여, 전원의 온/오프 동작이나, 표시부(812)에 표시되는 화상의 종류를 전환할 수 있다. 예를 들어 메일 작성 화면으로부터 메인 메뉴 화면으로 전환할 수 있다.
또한, 휴대 정보 단말(810) 내부에 자이로 센서 또는 가속도 센서 등의 검출 장치를 제공함으로써, 휴대 정보 단말(810)의 방향(세로인지 가로인지)을 판단하여 표시부(812)의 화면 표시의 방향을 자동적으로 전환할 수 있다. 또한 화면 표시의 방향의 전환은 표시부(812)를 터치하거나, 조작 버튼(813)을 조작하거나, 또는 마이크로폰(816)을 사용한 음성 입력 등에 의하여 수행할 수도 있다.
휴대 정보 단말(810)은 예를 들어 전화기, 수첩, 또는 정보 열람 장치 등으로부터 선택된 하나 또는 복수의 기능을 가진다. 구체적으로는 스마트폰으로서 사용할 수 있다. 휴대 정보 단말(810)은 예를 들어 이동 전화, 전자 메일, 문장 열람 및 작성, 음악 재생, 동영상 재생, 인터넷 통신, 게임 등 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있다.
도 32의 (D)에 도시된 카메라(820)는 하우징(821), 표시부(822), 조작 버튼(823), 셔터 버튼(824) 등을 가진다. 또한 카메라(820)에는 탈착할 수 있는 렌즈(826)가 장착된다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 표시부(822)에 사용할 수 있다. 주위의 밝기와 상관없이, 시인성이 높은 표시부를 가짐으로써, 카메라의 편의성을 높일 수 있다. 또한, 소비전력이 낮은 카메라를 제작할 수 있다. 또한, 시야각이 넓은 카메라를 제작할 수 있다.
여기서는 카메라(820)를, 렌즈(826)를 하우징(821)으로부터 떼어 교환할 수 있는 구성으로 하였지만, 렌즈(826)와 하우징(821)이 일체가 되어 있어도 좋다.
카메라(820)는 셔터 버튼(824)을 누름으로써 정지화 또는 동영상을 촬상할 수 있다. 또한 표시부(822)는 터치 패널로서의 기능을 가지며, 표시부(822)를 터치함으로써 촬상할 수도 있다.
또한 카메라(820)는 스트로보 장치나 파인더 등을 별도로 장착할 수 있다. 또는 이들이 하우징(821)에 조합되어도 좋다.
도 33의 (A) 내지 (E)는 전자 기기를 도시한 도면이다. 이들 전자 기기는 하우징(9000), 표시부(9001), 스피커(9003), 조작 키(9005)(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자(9006), 센서(9007)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도(硬度), 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경사도, 진동, 냄세, 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것), 마이크로폰(9008) 등을 가진다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 표시부(9001)에 적합하게 사용할 수 있다. 이로써, 주위의 밝기와 상관없이, 시인성이 높은 표시부를 가지는 전자 기기를 제작할 수 있다. 또한, 소비전력이 낮은 전자 기기를 제작할 수 있다. 또한, 시야각이 넓은 전자 기기를 제작할 수 있다.
도 33의 (A) 내지 (E)에 도시된 전자 기기는 다양한 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시부에 표시하는 기능, 터치 패널 기능, 달력, 날짜, 또는 시각 등을 표시하는 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)에 의하여 처리를 제어하는 기능, 무선 통신 기능, 무선 통신 기능을 사용하여 다양한 컴퓨터 네트워크에 접속하는 기능, 무선 통신 기능을 사용하여 다양한 데이터의 송신 또는 수신을 수행하는 기능, 기록 매체에 기록되어 있는 프로그램 또는 데이터를 판독하여 표시부에 표시하는 기능 등을 가질 수 있다. 또한 도 33의 (A) 내지 (E)에 도시된 전자 기기가 가지는 기능은 이들에 한정되지 않고 다른 기능을 가져도 좋다.
도 33의 (A)는 손목시계형 휴대 정보 단말(9200)을, 도 33의 (B)는 손목시계형 휴대 정보 단말(9201)을 각각 나타낸 사시도이다.
도 33의 (A)에 도시된 휴대 정보 단말(9200)은 이동 전화, 전자 메일, 문장 열람 및 작성, 음악 재생, 인터넷 통신, 컴퓨터 게임 등의 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있다. 또한 표시부(9001)는 그 표시면이 만곡되어 제공되고, 만곡된 표시면을 따라 표시를 수행할 수 있다. 또한 휴대 정보 단말(9200)은 통신 규격된 근거리 무선 통신을 실행하는 것이 가능하다. 예를 들어, 무선 통신할 수 있는 헤드셋과 상호 통신함으로써, 핸즈프리로 통화할 수도 있다. 또한, 휴대 정보 단말(9200)은 접속 단자(9006)를 가지고, 다른 정보 단말과 커넥터를 통하여 직접 데이터를 주고받을 수 있다. 또한 접속 단자(9006)를 통하여 충전할 수도 있다. 또한 충전 동작은 접속 단자(9006)를 통하지 않고, 무선 급전에 의하여 수행하여도 좋다.
도 33의 (B)에 도시된 휴대 정보 단말(9201)은 도 33의 (A)에 도시된 휴대 정보 단말과 달리 표시부(9001)의 표시면이 만곡되어 있지 않다. 또한 휴대 정보 단말(9201)의 표시부의 외형이 비직사각형상(도 33의 (B)에서는 원형상)이다.
도 33의 (C) 내지 (E)는 접을 수 있는 휴대 정보 단말(9202)을 도시한 사시도이다. 또한 도 33의 (C)가 휴대 정보 단말(9202)을 전개한 상태의 사시도이며, 도 33의 (D)가 휴대 정보 단말(9202)을 전개한 상태 또는 접은 상태의 한쪽으로부터 다른 한쪽으로 변화하는 도중의 상태의 사시도이며, 도 33의 (E)가 휴대 정보 단말(9202)을 접은 상태의 사시도이다.
휴대 정보 단말(9202)은 접은 상태에서는 가반성이 우수하고, 전개한 상태에서는 이음매가 없는 넓은 표시 영역에 의하여 표시의 일람성이 우수하다. 휴대 정보 단말(9202)이 가지는 표시부(9001)는, 힌지(9055)에 의하여 연결된 3개의 하우징(9000)에 지지되어 있다. 힌지(9055)를 이용하여 2개의 하우징(9000) 간을 굴곡시킴으로써, 휴대 정보 단말(9202)을 전개한 상태에서 접은 상태로 가역적으로 변형시킬 수 있다. 예를 들어 휴대 정보 단말(9202)은 곡률 반경 1mm 이상 150mm 이하로 휠 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
ANO: 배선
C1: 용량 소자
C2: 용량 소자
CSCOM: 배선
G1: 배선
G2: 배선
G3: 배선
GD: 회로
S1: 배선
S2: 배선
S3: 배선
SD: 회로
SW1: 스위치
SW2: 스위치
VCOM1: 배선
VCOM2: 배선
10: 표시 장치
14: 표시부
21: 발광
22: 반사광
30: 화소 유닛
31B: 제 1 표시 소자
31G: 제 1 표시 소자
31p: 화소
31R: 제 1 표시 소자
31W: 제 1 표시 소자
32B: 제 2 표시 소자
32G: 제 2 표시 소자
32p: 화소
32R: 제 2 표시 소자
32W: 제 2 표시 소자
32Y: 제 2 표시 소자
35r: 광
35t: 광
35tr: 광
41: 트랜지스터
42: 트랜지스터
61: 제작 기판
62: 수지층
62a: 수지층
62b: 수지층
62n: 수지층
62m: 수지층
62p: 수지층
63: 절연층
110a: 트랜지스터
110b: 트랜지스터
110c: 트랜지스터
110d: 트랜지스터
110e: 트랜지스터
110f: 트랜지스터
110g: 트랜지스터
110h: 트랜지스터
112: 액정
113: 전극
117: 절연층
121: 절연층
131: 착색층
132: 차광층
133a: 배향막
133b: 배향막
134: 착색층
135: 편광판
141: 접착층
142: 접착층
151: 절연층
170: 발광 소자
180: 액정 소자
191: 전극
192: EL층
193: 전극
194: 절연층
201: 트랜지스터
203: 트랜지스터
204: 접속부
205: 트랜지스터
206: 트랜지스터
207: 접속부
211: 절연층
212: 절연층
213: 절연층
214: 절연층
216: 절연층
217: 절연층
218: 절연층
220: 절연층
221: 도전층
221a: 도전층
221b: 도전층
221c: 도전층
221d: 도전층
222a: 도전층
222b: 도전층
223: 도전층
231: 반도체층
235: 도전층
242: 접속층
243: 접속체
252: 접속부
261: 반도체층
263a: 도전층
263b: 도전층
281: 트랜지스터
284: 트랜지스터
285: 트랜지스터
286: 트랜지스터
300: 표시 장치
300A: 표시 장치
300B: 표시 장치
300C: 표시 장치
311: 전극
311a: 전극
311b: 전극
311c: 도전층
311d: 도전층
311e: 도전층
311f: 도전층
340: 액정 소자
351: 기판
360: 발광 소자
360b: 발광 소자
360g: 발광 소자
360r: 발광 소자
360w: 발광 소자
361: 기판
362: 표시부
364: 회로
365: 배선
372: FPC
373: IC
400: 표시 장치
410: 화소
451: 개구
800: 휴대 정보 단말
801: 하우징
802: 하우징
803: 표시부
804: 표시부
805: 힌지부
810: 휴대 정보 단말
811: 하우징
812: 표시부
813: 조작 버튼
814: 외부 접속 포트
815: 스피커
816: 마이크로폰
817: 카메라
820: 카메라
821: 하우징
822: 표시부
823: 조작 버튼
824: 셔터 버튼
826: 렌즈
8000: 표시 모듈
8001: 상부 커버
8002: 하부 커버
8003: FPC
8004: 터치 패널
8005: FPC
8006: 표시 패널
8009: 프레임
8010: 프린트 기판
8011: 배터리
9000: 하우징
9001: 표시부
9003: 스피커
9005: 조작 키
9006: 접속 단자
9007: 센서
9008: 마이크로폰
9055: 힌지
9200: 휴대 정보 단말
9201: 휴대 정보 단말
9202: 휴대 정보 단말

Claims (20)

  1. 표시 장치의 제작 방법으로서,
    기판 위에 수지 또는 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 제 1 층을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 층에 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 층에 대하여 산소를 포함하는 가스를 흘리면서 제 1 가열 처리를 수행함으로써 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 가지는 제 1 수지층을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 수지층 위에 표시 소자를 포함하는 피박리층을 형성하는 공정과,
    상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정을 가지고,
    상기 피박리층을 형성하는 공정에 상기 제 1 수지층 위의 상기 제 2 영역과 중첩되는 위치에 도전층을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정 후 상기 제 1 수지층을 제거하여 상기 도전층을 노출시키는 공정을 가지는, 표시 장치의 제작 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 표시 장치의 제작 방법으로서,
    기판 위에 수지 또는 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 제 1 층을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 층에 대하여 산소를 포함하는 가스를 흘리면서 제 1 가열 처리를 수행하는 공정과,
    상기 제 1 가열 처리를 수행한 제 1 층에 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 형성하고 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 가지는 제 1 수지층을 형성하는 공정과,
    상기 기판 위 및 상기 제 1 수지층 위에 상기 제 1 수지층의 단부를 덮는 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 절연층 위에 표시 소자를 포함하는 피박리층을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 수지층의 적어도 일부를 상기 기판으로부터 분리함으로써 분리의 시작점을 형성하고 상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정을 가지고,
    상기 피박리층을 형성하는 공정에 상기 제 1 수지층 위의 상기 제 2 영역과 중첩되는 위치에 도전층을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정 후 상기 제 1 수지층을 제거하여 상기 도전층을 노출시키는 공정을 가지는, 표시 장치의 제작 방법.
  5. 삭제
  6. 표시 장치의 제작 방법으로서,
    기판 위에 수지 또는 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 제 1 층을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 층에 대하여 산소를 포함하는 가스를 흘리면서 제 1 가열 처리를 수행하는 공정과,
    상기 제 1 가열 처리를 수행한 제 1 층에 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 형성하고 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 가지는 제 1 수지층을 형성하는 공정과,
    상기 기판 위 및 상기 제 1 수지층 위에 상기 제 1 수지층의 단부를 덮는 제 2 층을 형성하는 공정과,
    상기 제 2 층에 대하여 상기 제 1 가열 처리의 분위기보다 산소가 적은 분위기하에서 제 2 가열 처리를 수행함으로써 상기 제 1 수지층의 상기 단부를 덮는 제 2 수지층을 형성하는 공정과,
    상기 제 2 수지층 위에 표시 소자를 포함하는 피박리층을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 수지층의 적어도 일부를 상기 기판으로부터 분리함으로써 분리의 시작점을 형성하고 상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정을 가지고,
    상기 피박리층을 형성하는 공정에 상기 제 1 수지층 위의 상기 제 2 영역과 중첩되는 위치에 도전층을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 피박리층과 상기 기판을 분리하는 공정 후 상기 제 1 수지층을 제거하여 상기 도전층을 노출시키는 공정을 가지는, 표시 장치의 제작 방법.
  7. 제 1 표시 소자, 제 2 표시 소자, 제 1 절연층, 및 도전층을 가지는 표시 장치의 제작 방법으로서,
    상기 제 1 표시 소자는 가시광을 반사하는 기능을 가지는 제 1 화소 전극, 액정, 및 가시광을 투과하는 기능을 가지는 제 1 공통 전극을 가지고,
    상기 제 2 표시 소자는 가시광을 투과하는 기능을 가지는 제 2 화소 전극, 발광층, 및 가시광을 반사하는 기능을 가지는 제 2 공통 전극을 가지고,
    제 1 기판 위에 상기 제 1 공통 전극을 형성하는 공정과,
    제작 기판 위에 수지 또는 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 가지는 수지층을 형성하는 공정과,
    상기 수지층 위에 상기 제 1 화소 전극을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 화소 전극을 형성하는 공정과 동시에 상기 제 2 영역을 덮어 상기 도전층을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 화소 전극 위에 상기 제 1 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 절연층 위에 상기 제 2 화소 전극, 상기 발광층, 및 상기 제 2 공통 전극을 이 순서대로 형성함으로써 상기 제 2 표시 소자를 형성하는 공정과,
    상기 제작 기판과 제 2 기판을 접착층을 사용하여 접합시키는 공정과,
    상기 제작 기판과 상기 제 1 화소 전극을 분리하는 공정과,
    상기 제 1 공통 전극과 상기 제 1 화소 전극 사이에 상기 액정을 배치하고 접착층을 사용하여 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 접합시킴으로써 상기 제 1 표시 소자를 형성하는 공정을 가지고,
    상기 수지층은 산소를 포함하는 분위기에서의 제 1 가열 처리 공정을 거쳐 형성된 층인, 표시 장치의 제작 방법.
  8. 제 1 표시 소자, 제 2 표시 소자, 제 1 절연층, 및 도전층을 가지는 표시 장치의 제작 방법으로서,
    상기 제 1 표시 소자는 가시광을 반사하는 기능을 가지는 제 1 화소 전극, 액정, 및 가시광을 투과하는 기능을 가지는 제 1 공통 전극을 가지고,
    상기 제 2 표시 소자는 가시광을 투과하는 기능을 가지는 제 2 화소 전극, 발광층, 및 가시광을 반사하는 기능을 가지는 제 2 공통 전극을 가지고,
    제 1 기판 위에 상기 제 1 공통 전극을 형성하는 공정과,
    제작 기판 위에 수지 또는 수지 전구체를 포함하는 재료를 사용하여 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 두께가 얇은 제 2 영역을 가지는 수지층을 형성하는 공정과,
    상기 수지층의 단부를 덮어 제 2 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 절연층 위에 상기 제 1 화소 전극을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 화소 전극을 형성하는 공정과 동시에 상기 제 2 영역을 덮어 상기 도전층을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 화소 전극 위에 상기 제 1 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 절연층 위에 상기 제 2 화소 전극, 상기 발광층, 및 상기 제 2 공통 전극을 이 순서대로 형성함으로써 상기 제 2 표시 소자를 형성하는 공정과,
    상기 제작 기판과 제 2 기판을 접착층을 사용하여 접합시키는 공정과,
    상기 수지층의 적어도 일부를 상기 제작 기판으로부터 분리함으로써 분리의 시작점을 형성하고 상기 제작 기판과 상기 제 1 화소 전극을 분리하는 공정과,
    상기 제 1 공통 전극과 상기 제 1 화소 전극 사이에 상기 액정을 배치하고 접착층을 사용하여 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 접합시킴으로써 상기 제 1 표시 소자를 형성하는 공정을 가지고,
    상기 수지층은 산소를 포함하는 분위기에서의 제 1 가열 처리 공정을 거쳐 형성된 층인, 표시 장치의 제작 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 절연층의 재료가 무기 절연 재료인, 표시 장치의 제작 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 절연층의 재료가 수지 또는 수지 전구체인, 표시 장치의 제작 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 절연층의 재료가 상기 수지층의 재료와 같은 재료인, 표시 장치의 제작 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 절연층이 상기 제 1 가열 처리보다 산소가 적은 분위기에서의 제 2 가열 처리를 거쳐 형성된 층인, 표시 장치의 제작 방법.
  13. 제 6 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 가열 처리는 질소 가스를 흘리면서 수행하는, 표시 장치의 제작 방법.
  14. 제 6 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 가열 처리는 질소와 산소를 포함하는 혼합 가스를 흘리면서 상기 제 1 가열 처리보다 낮은 온도에서 수행하는, 표시 장치의 제작 방법.
  15. 제 6 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 가열 처리는 가스 유량 전체에 차지하는 산소 가스 유량의 비율이 5% 이상 50% 이하의 혼합 가스를 흘리면서 수행하는, 표시 장치의 제작 방법.
  16. 제 6 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 가열 처리는 질소와 산소를 포함하는 혼합 가스를 흘리면서 350℃ 이상 450℃ 이하에서 수행하는, 표시 장치의 제작 방법.
  17. 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제작 기판과 상기 제 1 화소 전극을 분리하는 공정 후에 상기 도전층을 노출시키는 공정을 더 포함하는, 표시 장치의 제작 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 노출된 도전층에 접속층을 개재하여 신호나 전력을 입력하는 배선을 접속하는 공정을 가지는, 표시 장치의 제작 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 공통 전극에 접속체를 개재하여 상기 노출된 도전층을 접속하는, 표시 장치의 제작 방법.
  20. 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 화소 전극을 형성하는 공정과 상기 제 2 화소 전극을 형성하는 공정 사이에 채널 형성 영역에 금속 산화물을 가지는 트랜지스터를 형성하는 공정을 가지고,
    상기 트랜지스터를 형성하는 공정에서 가열하는 온도보다 높은 온도에서 상기 수지층을 형성하는 공정에서의 상기 수지층의 가열을 수행하는, 표시 장치의 제작 방법.
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