KR20200046035A - 표시 패널 및 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
이음매가 시인되기 어려운 표시 영역을 가지는 표시 장치를 제공한다. 제 1 표시 패널 및 제 2 표시 패널을 가지는 표시 장치이다. 제 1 표시 패널은 제 1 표시 영역 및 가시광을 투과하는 영역을 가진다. 제 2 표시 패널은 제 2 표시 영역을 가진다. 제 1 표시 영역은 가시광을 투과하는 영역과 인접한다. 제 1 표시 영역은 제 1 발광 소자 및 제 2 발광 소자를 가진다. 제 1 발광 소자가 가지는 제 1 공통 전극은 제 2 발광 소자가 가지는 제 2 공통 전극과 접하는 부분을 가진다. 제 1 공통 전극은 가시광을 반사하는 기능을 가진다. 제 2 공통 전극은 가시광을 투과하는 기능을 가진다. 제 2 발광 소자는 제 1 발광 소자보다 가시광을 투과하는 영역에 가까운 곳에 위치한다. 제 2 표시 영역은 제 2 발광 소자와 중첩되는 부분과 가시광을 투과하는 영역과 중첩되는 부분을 가진다.
Description
본 발명의 일 형태는 표시 패널, 표시 장치, 전자 기기, 및 이들의 제작 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 일 형태는 상기 기술분야에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 형태의 기술분야로서는, 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 전자 기기, 조명 장치, 입력 장치(예를 들어 터치 센서 등), 입출력 장치(예를 들어 터치 패널 등), 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법을 일례로 들 수 있다.
근년, 표시 장치의 대형화가 요구되고 있다. 대형 표시 장치의 용도로서는, 예를 들어 가정용 텔레비전 장치(텔레비전 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 디지털 사이니지(Digital Signage: 전자 간판), PID(Public Information Display) 등을 들 수 있다. 표시 장치의 표시 영역이 넓을수록 한번에 제공할 수 있는 정보량을 증가시킬 수 있다. 또한, 표시 영역이 넓을수록 사람들의 눈에 띄기 쉽고, 예를 들어 광고의 홍보 효과를 높이는 것이 기대된다.
일렉트로루미네선스(Electroluminescence, 이하 EL이라고 기재함) 현상을 이용한 발광 소자(EL 소자라고도 기재함)는 박형 경량화가 용이하고, 입력 신호에 대하여 고속으로 응답할 수 있고, 직류 저전압 전원을 사용하여 구동할 수 있다는 등의 특징을 가지고, 표시 장치로의 응용이 검토되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에 유기 EL 소자가 적용된 가요성을 가지는 발광 장치가 개시(開示)되어 있다.
본 발명의 일 형태는 표시 장치의 대형화를 과제의 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 이음매가 시인되기 어려운 표시 영역을 가지는 표시 장치를 제공하는 것을 과제의 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 표시 장치의 표시 불균일 또는 휘도 불균일의 억제를 과제의 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 표시 장치의 박형화 또는 경량화를 과제의 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 곡면을 따라 표시할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 과제의 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 일람성이 우수한 표시 장치를 제공하는 것을 과제의 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 신규 표시 장치를 제공하는 것을 과제의 하나로 한다.
또한, 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것은 아니다. 본 발명의 일 형태는 반드시 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 명세서, 도면, 청구항의 기재로부터 이들 이외의 과제를 추출할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 패널은 표시 영역과 가시광을 투과하는 영역을 가진다. 표시 영역은 가시광을 투과하는 영역과 인접한다. 표시 영역은 제 1 발광 소자 및 제 2 발광 소자를 가진다. 제 1 발광 소자는 제 1 화소 전극 및 제 1 공통 전극을 가진다. 제 2 발광 소자는 제 2 화소 전극 및 제 2 공통 전극을 가진다. 제 1 공통 전극은 제 1 화소 전극과 중첩되는 제 1 부분을 가진다. 제 2 공통 전극은 제 2 화소 전극과 중첩되는 제 2 부분을 가진다. 제 2 공통 전극은 제 1 공통 전극과 접하는 제 3 부분을 가진다. 제 1 공통 전극은 가시광을 반사하는 기능을 가진다. 제 1 화소 전극, 제 2 화소 전극, 및 제 2 공통 전극은 각각 가시광을 투과하는 기능을 가진다. 제 2 발광 소자는 제 1 발광 소자보다 가시광을 투과하는 영역에 가까운 곳에 위치한다. 제 2 공통 전극은 제 4 부분을 가지는 것이 바람직하다. 제 4 부분은 제 2 화소 전극과 중첩되고, 또한 제 1 공통 전극과 접하는 부분이다. 제 2 공통 전극은 가시광을 투과하는 영역으로 연장되는 것이 바람직하다. 표시 패널은 제 1 발광 소자 위 및 제 2 발광 소자 위에 보호층을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태의 표시 패널은 표시 영역과 가시광을 투과하는 영역을 가진다. 표시 영역은 가시광을 투과하는 영역과 인접한다. 표시 영역은 절연층, 격벽, 및 발광 소자를 가진다. 발광 소자는 화소 전극 및 공통 전극을 가진다. 절연층은 개구를 가진다. 절연층은 화소 전극의 단부를 덮는다. 공통 전극은 개구를 통하여 화소 전극과 중첩된다. 격벽은 절연층 위에 위치한다. 격벽은 발광 소자와 가시광을 투과하는 영역 사이에 위치한다. 격벽은 가시광을 투과하는 영역을 따라 제공된다. 격벽의 상면의 높이는 공통 전극에서의 개구와 중첩되는 부분의 상면의 높이보다 높다. 가시광을 투과하는 영역 및 격벽은 표시 영역의 연속되는 2변을 따라 제공되는 것이 바람직하다. 표시 패널은 발광 소자 위에 보호층을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 제 1 표시 패널 및 제 2 표시 패널을 가진다. 제 1 표시 패널은 제 1 표시 영역 및 가시광을 투과하는 영역을 가진다. 제 2 표시 패널은 제 2 표시 영역을 가진다. 제 1 표시 영역은 가시광을 투과하는 영역과 인접한다. 제 1 표시 영역은 제 1 발광 소자 및 제 2 발광 소자를 가진다. 제 1 발광 소자는 제 1 화소 전극 및 제 1 공통 전극을 가진다. 제 2 발광 소자는 제 2 화소 전극 및 제 2 공통 전극을 가진다. 제 1 공통 전극은 제 1 화소 전극과 중첩되는 제 1 부분을 가진다. 제 2 공통 전극은 제 2 화소 전극과 중첩되는 제 2 부분을 가진다. 제 2 공통 전극은 제 1 공통 전극과 접하는 제 3 부분을 가진다. 제 1 공통 전극은 가시광을 반사하는 기능을 가진다. 제 1 화소 전극, 제 2 화소 전극, 및 제 2 공통 전극은 각각 가시광을 투과하는 기능을 가진다. 제 2 발광 소자는 제 1 발광 소자보다 가시광을 투과하는 영역에 가까운 곳에 위치한다. 제 2 표시 영역은 제 2 발광 소자와 중첩되는 부분과 가시광을 투과하는 영역과 중첩되는 부분을 가진다. 제 2 공통 전극은 제 4 부분을 가지는 것이 바람직하다. 제 4 부분은 제 2 화소 전극과 중첩되고, 또한 제 1 공통 전극과 접하는 부분이다. 제 2 공통 전극은 가시광을 투과하는 영역으로 연장되는 것이 바람직하다. 제 1 표시 패널은 제 1 발광 소자 위 및 제 2 발광 소자 위에 보호층을 가지는 것이 바람직하다. 제 2 표시 영역은 제 3 발광 소자 및 제 4 발광 소자를 가지는 것이 바람직하다. 제 3 발광 소자는 제 2 발광 소자를 통하여 광을 사출한다. 제 4 발광 소자는 가시광을 투과하는 영역을 통하여 광을 사출한다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 제 1 표시 패널 및 제 2 표시 패널을 가진다. 제 1 표시 패널은 제 1 표시 영역 및 가시광을 투과하는 영역을 가진다. 제 2 표시 패널은 제 2 표시 영역을 가진다. 제 1 표시 영역은 가시광을 투과하는 영역과 인접한다. 제 1 표시 영역은 절연층, 격벽, 및 발광 소자를 가진다. 발광 소자는 화소 전극 및 공통 전극을 가진다. 절연층은 개구를 가진다. 절연층은 화소 전극의 단부를 덮는다. 공통 전극은 개구를 통하여 화소 전극과 중첩된다. 격벽은 절연층 위에 위치한다. 격벽은 발광 소자와 가시광을 투과하는 영역 사이에 위치한다. 격벽은 가시광을 투과하는 영역을 따라 제공된다. 격벽의 상면의 높이는 공통 전극에서의 개구와 중첩되는 부분의 상면의 높이보다 높다. 제 2 표시 영역은 가시광을 투과하는 영역과 중첩되는 부분을 가진다. 가시광을 투과하는 영역 및 격벽은 제 1 표시 영역의 연속되는 2변을 따라 제공되는 것이 바람직하다. 제 1 표시 패널은 발광 소자 위에 보호층을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 의하여 표시 장치의 대형화를 할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 이음매가 시인되기 어려운 표시 영역을 가지는 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 표시 장치의 표시 불균일 또는 휘도 불균일의 억제를 할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 표시 장치의 박형화 또는 경량화를 할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 곡면을 따라 표시할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 일람성이 우수한 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 신규 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것은 아니다. 본 발명의 일 형태는 반드시 이들 효과 모두를 가질 필요는 없다. 명세서, 도면, 청구항의 기재로부터, 이들 이외의 효과를 추출할 수 있다.
도 1은 표시 패널의 일례를 나타낸 상면도 및 단면도.
도 2는 표시 패널의 비교예를 나타낸 상면도 및 단면도.
도 3은 표시 패널의 일례를 나타낸 상면도 및 단면도.
도 4는 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도.
도 5는 표시 패널의 일례를 나타낸 상면도 및 단면도.
도 6은 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도.
도 7은 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도.
도 8은 표시 패널의 배치예를 나타낸 단면도.
도 9는 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도.
도 10은 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도.
도 11은 표시 패널의 일례를 나타낸 상면도 및 단면도.
도 12는 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도.
도 13은 표시 패널의 배치예를 나타낸 단면도.
도 14는 표시 패널의 배치예를 나타낸 상면도.
도 15는 표시 시스템의 일례를 나타낸 도면.
도 16의 (A)는 표시 장치의 일례를 나타낸 도면. 도 16의 (B-1), (B-2)는 표시 시스템으로 수행되는 처리의 일례를 나타낸 도면.
도 17은 트랜지스터의 구성예를 나타낸 단면도.
도 18은 전자 기기의 일례를 나타낸 도면.
도 2는 표시 패널의 비교예를 나타낸 상면도 및 단면도.
도 3은 표시 패널의 일례를 나타낸 상면도 및 단면도.
도 4는 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도.
도 5는 표시 패널의 일례를 나타낸 상면도 및 단면도.
도 6은 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도.
도 7은 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도.
도 8은 표시 패널의 배치예를 나타낸 단면도.
도 9는 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도.
도 10은 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도.
도 11은 표시 패널의 일례를 나타낸 상면도 및 단면도.
도 12는 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도.
도 13은 표시 패널의 배치예를 나타낸 단면도.
도 14는 표시 패널의 배치예를 나타낸 상면도.
도 15는 표시 시스템의 일례를 나타낸 도면.
도 16의 (A)는 표시 장치의 일례를 나타낸 도면. 도 16의 (B-1), (B-2)는 표시 시스템으로 수행되는 처리의 일례를 나타낸 도면.
도 17은 트랜지스터의 구성예를 나타낸 단면도.
도 18은 전자 기기의 일례를 나타낸 도면.
실시형태에 대하여 도면을 사용하여 자세히 설명한다. 다만, 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, 해치 패턴을 동일하게 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. 그러므로, 개시된 발명은 반드시 도면에 개시된 위치, 크기, 범위 등에 한정되지 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.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 패널 및 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 17을 사용하여 설명한다.
복수의 표시 패널을 하나 이상의 방향(예를 들어, 1열 또는 매트릭스상 등)으로 배열함으로써, 넓은 표시 영역을 가지는 표시 장치를 제작할 수 있다.
복수의 표시 패널을 사용하여 대형 표시 장치를 제작하는 경우, 하나의 표시 패널의 크기는 대형으로 할 필요가 없다. 따라서, 표시 패널을 제작하기 위한 제조 장치를 대형화하지 않아도 되므로, 공간 절약이 가능하다. 또한, 중소형의 표시 패널의 제조 장치를 사용할 수 있어, 표시 장치의 대형화를 위하여 신규 제조 장치를 이용하지 않아도 되기 때문에, 제조 비용을 억제할 수 있다. 또한, 표시 패널의 대형화로 인한 수율의 저하를 억제할 수 있다.
표시 패널의 크기가 같은 경우, 하나의 표시 패널을 가지는 표시부에 비하여 복수의 표시 패널을 가지는 표시부는 표시 영역이 더 넓고, 한번에 표시할 수 있는 정보량이 많다는 등의 효과를 가진다.
여기서, 표시 패널이 표시 영역을 둘러싸도록 비표시 영역을 가지는 경우를 생각한다. 이때, 예를 들어 복수의 표시 패널의 출력 화상을 합쳐 하나의 화상을 표시하면, 상기 하나의 화상은 표시 장치의 사용자에게 분리된 것과 같이 시인된다.
표시 패널의 비표시 영역을 좁힘으로써(슬림 베젤의 표시 패널을 사용함으로써) 각 표시 패널의 표시가 분리되어 보이는 것을 억제할 수 있지만, 표시 패널의 비표시 영역을 완전히 없애는 것은 어렵다.
또한, 표시 패널의 비표시 영역의 면적이 좁으면 표시 패널의 단부와 표시 패널 내의 소자의 거리가 짧아지므로, 표시 패널의 외부로부터 침입하는 불순물로 인하여 소자가 열화되기 쉬워지는 경우가 있다.
그러므로, 본 발명의 일 형태에서는 복수의 표시 패널을 일부가 중첩되도록 배치한다. 중첩된 2개의 표시 패널 중 적어도 표시면 측(위쪽)에 위치하는 표시 패널은 표시 영역과 인접하여 가시광을 투과하는 영역을 가진다. 본 발명의 일 형태에서는 아래쪽에 배치되는 표시 패널의 표시 영역과 위쪽에 배치되는 표시 패널의 가시광을 투과하는 영역이 중첩된다. 따라서, 중첩된 2개의 표시 패널의 표시 영역들 사이의 비표시 영역을 축소하거나, 또는 없앨 수 있다. 이로써, 사용자에게 표시 패널의 이음매가 인식되기 어려운 대형 표시 장치를 실현할 수 있다.
위쪽에 위치하는 표시 패널의 비표시 영역 중 적어도 일부는 가시광을 투과하는 영역이고, 아래쪽에 위치하는 표시 패널의 표시 영역과 중첩할 수 있다. 또한, 아래쪽에 위치하는 표시 패널의 비표시 영역 중 적어도 일부는 위쪽에 위치하는 표시 패널의 표시 영역 또는 가시광을 차단하는 영역과 중첩할 수 있다. 이들 부분에 대해서는, 표시 장치의 슬림 베젤화(표시 영역 이외의 면적의 축소화)에 영향을 주지 않기 때문에, 면적을 축소화하지 않아도 된다.
표시 패널의 비표시 영역이 넓으면 표시 패널의 단부와 표시 패널 내의 소자의 거리가 길어지므로, 표시 패널의 외부로부터 침입하는 불순물로 인하여 소자가 열화되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어, 표시 소자로서 유기 EL 소자를 사용하는 경우에는, 표시 패널의 단부와 유기 EL 소자의 거리를 길게 할수록 표시 패널의 외부로부터 수분이나 산소 등의 불순물이 유기 EL 소자에 침입하기 어려워진다(또는 도달하기 어려워진다). 본 발명의 일 형태의 표시 장치에서는 표시 패널의 비표시 영역의 면적을 충분히 확보할 수 있기 때문에, 유기 EL 소자 등을 사용한 표시 패널을 적용하여도 신뢰성이 높은 대형 표시 장치를 실현할 수 있다.
이와 같이, 표시 장치에 복수의 표시 패널이 제공되는 경우, 인접한 표시 패널 간에서 표시 영역이 연속되도록 복수의 표시 패널이 배치되는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 표시 패널은 하면 사출(보텀 이미션) 구조이다.
상면 사출(톱 이미션)의 표시 패널에서는, 발광 소자가 발하는 광을 공통 전극을 통하여 외부로 추출하기 때문에, 공통 전극이 가시광을 투과할 필요가 있다. 가시광을 투과하는 도전 재료를 사용함으로써, 공통 전극의 저항이 높아진다는 문제가 생긴다. 공통 전극의 저항에 기인하는 전압 강하가 생김으로써, 표시면 내의 전위 분포가 불균일하게 되고, 발광 소자의 휘도에 편차가 생겨 표시 품질이 저하한다.
한편, 본 실시형태의 표시 패널은 보텀 이미션 구조이며, 발광 소자가 발하는 광을 화소 전극을 통하여 외부로 추출하기 때문에, 공통 전극의 가시광에 대한 투과성은 불문한다. 저항률이 낮은 금속 또는 합금 등을 사용함으로써, 공통 전극의 도전성을 높일 수 있기 때문에, 공통 전극의 저항에 기인하는 전압 강하를 억제하여 표시 품질을 높일 수 있다. 또한, 공통 전극의 저항을 낮추기 위하여 보조 배선 등을 제공할 필요가 없기 때문에, 표시 패널의 구성을 간략화할 수 있다.
[표시 패널의 구체적인 예 1]
도 1의 (A)에 표시 패널(DP1)의 상면도를 도시하였다.
도 1의 (A)에 도시된 표시 패널(DP1)은 표시 영역(71), 가시광을 투과하는 영역(72), 및 가시광을 차단하는 영역(73)을 가진다. 가시광을 투과하는 영역(72) 및 가시광을 차단하는 영역(73)은 각각 표시 영역(71)과 인접하여 제공된다. 도 1의 (A)에서는 표시 패널(DP1)에 FPC(74)가 제공되어 있는 예를 도시하였다.
표시 영역(71)에는 복수의 화소가 포함된다. 가시광을 투과하는 영역(72)에는 표시 패널(DP1)을 구성하는 한 쌍의 기판 및 상기 한 쌍의 기판 사이의 표시 소자를 밀봉하기 위한 밀봉재 등이 제공되어 있어도 좋다. 이때, 가시광을 투과하는 영역(72)에 제공되는 부재에는 가시광을 투과하는 재료를 사용한다. 가시광을 차단하는 영역(73)에는 표시 영역(71)에 포함되는 화소와 전기적으로 접속된 배선 등이 제공되어 있어도 좋다. 또한, 가시광을 차단하는 영역(73)에는 주사선 구동 회로 및 신호선 구동 회로 중 한쪽 또는 양쪽이 제공되어 있어도 좋다. 또한, 가시광을 차단하는 영역(73)에는 FPC(74)와 접속된 단자, 상기 단자와 접속된 배선 등이 제공되어 있어도 좋다.
표시 패널(DP1)은 보텀 이미션 구조이다. 도 1의 (A)에는 표시 패널(DP1)의 표시면과 반대 측의 면을 도시하였다.
도 1의 (B), (C)에 표시 패널(DP1)에서의 표시 영역(71)과 가시광을 투과하는 영역(72)의 경계를 포함하는 부분의 확대도를 도시하였다. 도 1의 (D)는 도 1의 (B)에 도시된 일점쇄선 A1-A2 간의 단면도이다.
도 2의 (A)에 비교예의 표시 패널에서의 표시 영역(71)과 가시광을 투과하는 영역(72)의 경계를 포함하는 부분의 확대도를 도시하였다. 도 2의 (B)는 도 2의 (A)에 도시된 일점쇄선 A3-A4 간의 단면도이다.
도 2의 (A), (B)에 도시된 비교예의 표시 패널은 기판(101), 발광 소자(110), 절연층(103), 및 보호층(105)을 가진다.
발광 소자(110)는 화소 전극(111), EL층(112), 및 공통 전극(113a)을 가진다. 화소 전극(111)은 기판(101) 위에 제공되고, EL층(112)은 화소 전극(111) 위에 제공되고, 공통 전극(113a)은 EL층(112) 위에 제공되어 있다. 화소 전극(111)은 가시광을 투과하는 기능을 가진다. 공통 전극(113a)은 가시광을 반사하는 기능을 가진다. 발광 소자(110)는 기판(101) 측으로 광을 사출한다.
화소 전극(111) 및 공통 전극(113a) 사이에 발광 소자(110)의 문턱 전압보다 높은 전압을 인가하면, EL층(112)에 양극 측으로부터 정공이 주입되고, 음극 측으로부터 전자가 주입된다. 주입된 전자와 정공은 EL층(112)에서 재결합하고, EL층(112)에 포함되는 발광 물질이 발광한다.
여기서, 공통 전극을 형성할 때, 메탈 마스크의 변형에 기인하여 원하는 영역보다 넓은 범위에 공통 전극이 형성되는 경우가 있다. 그러므로, 도 2의 (A), (B)에 도시된 바와 같이, 공통 전극(113a)은 표시 영역(71)뿐만 아니라, 가시광을 투과하는 영역(72)까지 연장되어 제공되는 경우가 있다. 공통 전극(113a)이 금속막 또는 합금막 등을 가지면, 가시광을 투과하는 영역(72)에서의 공통 전극(113a)이 돌출된 부분의 투광성이 저하한다. 구체적으로는, 가시광을 투과하는 영역(72)에 있어서, 도 2의 (B)에 도시된 영역(124)과 다른 영역에서 투광성의 높이에 차이가 생긴다. 이로 인하여, 가시광을 투과하는 영역(72)과 다른 표시 패널의 표시 영역을 중첩시켰을 때, 광 추출 효율에 차이가 생겨, 표시 불균일이 생기는 경우가 있다. 또한, 영역(124)에서는, 다른 표시 패널의 표시 영역과 중첩시켰을 때, 발광 소자의 발광을 충분히 추출할 수 없어, 2개의 표시 패널의 이음매가 시인되기 쉬워지는 경우가 있다.
그러므로, 본 발명의 일 형태에서는 도 1의 (B) 내지 (D)에 도시된 바와 같이, 가시광을 투과하는 영역(72)과 인접한 발광 소자에 가시광을 투과하는 공통 전극(113b)을 사용한다.
도 1의 (B)에서는 가시광을 투과하는 영역(72) 측의 1열의 발광 소자에 공통 전극(113b)을 사용하는 예를 도시하였다. 도 1의 (C)에서는 가시광을 투과하는 영역(72) 측의 3열의 발광 소자에 공통 전극(113b)을 사용하는 예를 도시하였다. 공통 전극(113b)은 1열 또는 복수 열의 발광 소자에 사용할 수 있다.
또한, 도 1의 (A)에 도시된 바와 같이, 가시광을 투과하는 영역(72)이 표시 영역(71)의 연속되는 2변을 따라 제공되는 경우, 가시광을 투과하는 영역(72) 측의 1행 또는 복수 행의 발광 소자에도 공통 전극(113b)을 사용하는 것이 바람직하다.
도 1의 (D)에 도시된 바와 같이, 공통 전극(113a)을 사용한 발광 소자(110a)와 가시광을 투과하는 영역(72) 사이에는 공통 전극(113b)을 사용한 발광 소자(110b)가 제공되어 있다. 그러므로, 메탈 마스크의 변형에 기인하여 원하는 영역보다 넓은 범위에 공통 전극(113a)이 형성되어도, 가시광을 투과하는 영역(72)까지 공통 전극(113a)이 연장되는 것을 억제할 수 있다. 그러므로, 공통 전극(113a)은 투광성이 한정되지 않고, 저항률이 낮은 금속 또는 합금 등을 사용할 수 있다. 이로써, 공통 전극(113a)의 저항에 기인하는 전압 강하를 억제하여, 표시 품질을 높일 수 있다.
또한, 메탈 마스크의 변형에 기인하여 가시광을 투과하는 영역(72)까지 공통 전극(113b)이 연장되어도, 공통 전극(113b)은 가시광을 투과하는 기능을 가지기 때문에, 가시광을 투과하는 영역(72)의 투광성의 저하를 억제할 수 있다. 구체적으로는, 가시광을 투과하는 영역(72)에 있어서, 도 1의 (D)에 도시된 영역(123)의 투광성과 다른 영역의 투광성의 높이 차이를 작게 할 수 있다. 이로써, 가시광을 투과하는 영역(72)과 다른 표시 패널의 표시 영역을 중첩시켰을 때, 광 추출 효율에 차이가 생기기 어려우므로, 표시 불균일을 억제할 수 있다. 또한, 영역(123)에서도 다른 표시 패널의 표시 영역과 중첩시켰을 때, 발광 소자의 발광을 충분히 추출할 수 있어, 2개의 표시 패널의 이음매를 시인되기 어렵게 할 수 있다. 그러므로, 표시 장치의 표시 품질을 높일 수 있다.
도 1의 (D)에 도시된 표시 패널은 기판(101), 발광 소자(110a), 발광 소자(110b), 절연층(103), 및 보호층(105)을 가진다.
발광 소자(110a)는 화소 전극(111), EL층(112), 및 공통 전극(113a)을 가진다. 화소 전극(111)은 기판(101) 위에 제공되고, EL층(112)은 화소 전극(111) 위에 제공되고, 공통 전극(113a)은 EL층(112) 위에 제공되어 있다. 화소 전극(111)은 가시광을 투과하는 기능을 가진다. 공통 전극(113a)은 가시광을 반사하는 기능을 가진다. 발광 소자(110a)는 기판(101) 측으로 광을 사출한다.
발광 소자(110b)는 화소 전극(111), EL층(112), 및 공통 전극(113b)을 가진다. 화소 전극(111)은 기판(101) 위에 제공되고, EL층(112)은 화소 전극(111) 위에 제공되고, 공통 전극(113b)은 EL층(112) 위에 제공되어 있다. 화소 전극(111) 및 공통 전극(113b)은 각각 가시광을 투과하는 기능을 가진다. 발광 소자(110b)의 일부에는 공통 전극(113a)이 제공되어 있다. 발광 소자(110b)의 상기 부분은 기판(101) 측으로 광을 사출한다. 발광 소자(110b)의 다른 부분은 기판(101) 측과 보호층(105) 측의 양쪽으로 광을 사출한다(듀얼 이미션 구조라고도 할 수 있음).
공통 전극(113b)의 가시광에 대한 투과성은 공통 전극(113a)의 가시광에 대한 투과성보다 높은 것이 바람직하다. 예를 들어, 공통 전극(113b)의 파장 450㎚ 이상 700㎚ 이하의 범위의 광의 투과율의 평균값은 공통 전극(113a)의 파장 450㎚ 이상 700㎚ 이하의 범위의 광의 투과율의 평균값보다 높은 것이 바람직하다.
공통 전극(113b)은 공통 전극(113a)과 접하는 부분을 가진다. 상기 부분은 절연층(103)과 중첩시켜 제공할 수 있다. 또한, 발광 소자(110b)가 가지는 화소 전극(111)과 중첩시켜 제공하여도 좋다.
화소 전극(111)은 광을 추출하는 측의 전극이다. 화소 전극(111) 및 공통 전극(113b)은 각각 가시광을 투과하는 도전막을 가지는 것이 바람직하다.
가시광을 투과하는 도전막은, 예를 들어 산화 인듐, 인듐 주석 산화물(ITO: Indium Tin Oxide), 인듐 아연 산화물, 산화 아연(ZnO), 갈륨 아연 산화물(Ga-Zn 산화물), 알루미늄 아연 산화물(Al-Zn 산화물) 등을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 또는 타이타늄 등의 금속 재료, 이들 금속 재료를 포함한 합금, 또는 이들 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화 타이타늄) 등도 투광성을 가질 정도로 얇게 형성함으로써 사용할 수 있다. 또한, 상술한 재료의 적층막을 도전막으로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 은과 마그네슘의 합금과 ITO의 적층막 등을 사용하면 도전성을 높일 수 있기 때문에 바람직하다. 또한 그래핀 등을 사용하여도 좋다.
EL층(112)은 적어도 발광층을 가진다. EL층(112)은 복수의 발광층을 가져도 좋다. EL층(112)은 발광층 이외의 층으로서 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 블록 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 또는 양극성 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등을 포함하는 층을 더 가져도 좋다. EL층(112)은 1종류 또는 복수 종류의 발광 물질을 포함한다.
EL층(112)에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어느 것을 사용할 수도 있고, 무기 화합물을 포함하여도 좋다. EL층(112)을 구성하는 층은 각각 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법, 인쇄법, 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
발광 소자는 EL층을 하나 가지는 싱글 소자이어도 좋고, 복수의 EL층이 전하 발생층을 개재(介在)하여 적층된 탠덤 소자이어도 좋다.
본 발명의 일 형태에서는, 퀀텀닷(quantum dot) 등의 무기 화합물을 사용한 발광 소자를 적용하여도 좋다.
공통 전극(113a)은 가시광을 반사하는 도전막을 가지는 것이 바람직하다.
가시광을 반사하는 도전막은 예를 들어 알루미늄, 금, 백금, 은, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 또는 팔라듐 등의 금속 재료, 또는 이들 금속 재료를 포함한 합금을 사용할 수 있다. 또한, 상기 금속 재료 또는 합금에 란타넘, 네오디뮴, 또는 저마늄 등이 첨가되어 있어도 좋다. 또한, 알루미늄과 타이타늄의 합금, 알루미늄과 니켈의 합금, 알루미늄과 네오디뮴의 합금, 알루미늄, 니켈, 및 란타넘의 합금(Al-Ni-La) 등의 알루미늄을 포함하는 합금(알루미늄 합금), 은과 구리의 합금, 은과 팔라듐과 구리의 합금(Ag-Pd-Cu, APC라고도 기재함), 또는 은과 마그네슘의 합금 등 은을 포함하는 합금을 사용하여 형성할 수 있다. 은과 구리를 포함하는 합금은 내열성이 높기 때문에 바람직하다. 또한, 알루미늄 합금막에 접촉하는 금속막 또는 금속 산화물막을 적층함으로써 알루미늄 합금막의 산화를 억제할 수 있다. 상기 금속막, 금속 산화물막의 재료로서는 타이타늄, 산화 타이타늄 등을 들 수 있다. 또한, 후술하는 가시광을 투과하는 도전막과 상기 금속 재료 또는 합금을 포함하는 도전막을 적층하여도 좋다. 예를 들어, 은과 ITO의 적층막, 은과 마그네슘의 합금과 ITO의 적층막 등을 사용할 수 있다.
화소 전극(111), 공통 전극(113a), 및 공통 전극(113b)은 각각 증착법 또는 스퍼터링법을 사용하여 형성할 수 있다. 그 외에, 잉크젯법 등의 토출법, 스크린 인쇄법 등의 인쇄법, 또는 도금법을 이용하여 형성할 수 있다.
절연층(103)은 기판(101) 위에 제공되어 있다. 절연층(103)은 화소 전극(111)과 중첩되는 개구를 가진다. 발광 소자의 발광 영역은 절연층(103)에 개구가 형성되어 있는 부분에 상당한다. 절연층(103)은 화소 전극(111)의 단부를 덮는다.
보호층(105)은 복수의 발광 소자를 덮어 제공되어 있다. 보호층(105)으로서, 배리어성이 높은 막을 사용함으로써, 발광 소자에 수분이나 산소 등의 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 발광 소자의 열화를 억제하여, 표시 패널의 신뢰성을 높일 수 있다.
보호층(105)은 공통 전극(113a) 위 및 공통 전극(113b) 위에 제공되어 있다. 보호층(105)은 광을 추출하는 측과 반대 측에 제공되기 때문에 가시광에 대한 투과성은 한정되지 않는다. 이로써, 보호층(105)에 사용할 수 있는 재료의 선택의 폭을 넓힐 수 있다. 예를 들어, 가시역에 흡수를 가지는 질화 실리콘막 등의 무기 절연막을 두껍게 제공할 수 있게 된다. 또한, 착색된 폴리이미드막 등의 유기 절연막을 제공할 수 있게 된다. 또한, 보호층(105)의 가시광에 대한 투과성이 낮은 경우, 보호층(105)은 가시광을 투과하는 영역(72)으로 연장되지 않도록 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 보호층(105)의 단부는 표시 영역(71) 내에 위치하는 것이 바람직하다. 보호층(105)은 EL층(112)의 단부를 덮고, 또한 EL층(112)의 단부보다 외측에서 배리어성이 높은 층과 접하는 것이 바람직하다. 이로써, 발광 소자에 불순물이 들어가는 것을 억제하여, 표시 패널의 신뢰성을 높일 수 있다.
절연층(103) 및 보호층(105)은 각각 무기막(또는 무기 절연막)을 가지는 것이 바람직하다. 발광 소자를 무기막으로 둘러쌈으로써, 수분이나 산소 등의 불순물이 외부로부터 발광 소자에 들어가는 것을 억제할 수 있다. 발광 소자를 구성하는 유기 화합물이나 금속 재료가 불순물과 반응함으로써, 발광 소자가 열화되는 경우가 있다. 그러므로, 발광 소자에 불순물이 들어가기 어려운 구성을 적용함으로써, 발광 소자의 열화가 억제되어, 발광 소자의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1의 (D)에 도시된 바와 같이, 2개의 발광 소자가 가지는 EL층(112)이 서로 분리되어 있는 경우, EL층(112)의 단부를 공통 전극(113a) 또는 공통 전극(113b)이 덮고, EL층(112)의 단부보다 외측에서 공통 전극(113a) 또는 공통 전극(113b)이 절연층(103) 및 보호층(105)과 접하는 것이 바람직하다. 특히, 이들 3개의 층(즉, 공통 전극(113a) 또는 공통 전극(113b), 절연층(103), 및 보호층(105))이 무기막이면, 불순물을 EL층(112)에 들어가기 어렵게 할 수 있어 바람직하다.
무기막(또는 무기 절연막)은 방습성이 높고, 물이 확산되거나, 투과하기 어려운 것이 바람직하다. 또한, 무기막(또는 무기 절연막)은 수소 및 산소 중 한쪽 또는 양쪽이 확산되거나, 투과하기 어려운 것이 바람직하다. 이로써, 무기막(또는 무기 절연막)을 배리어막으로서 기능시킬 수 있다. 그리고, 발광 소자에 대하여 외부로부터 불순물이 확산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있어, 신뢰성이 높은 표시 패널을 실현할 수 있다.
절연층(103)은 1층 이상의 절연막에 의하여 형성할 수 있다. 보호층(105)은 1층 이상의 절연막을 가지는 것이 바람직하다. 절연층(103) 및 보호층(105)에는 각각 산화 절연막, 질화 절연막, 산화질화 절연막, 및 질화산화 절연막 등을 사용할 수 있다. 산화 절연막으로서는, 산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 산화 갈륨막, 산화 저마늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 란타넘막, 산화 네오디뮴막, 산화 하프늄막, 및 산화 탄탈럼막 등을 들 수 있다. 질화 절연막으로서는, 질화 실리콘막 및 질화 알루미늄막 등을 들 수 있다. 산화질화 절연막으로서는, 산화질화 실리콘막 등을 들 수 있다. 질화산화 절연막으로서는, 질화산화 실리콘막 등을 들 수 있다.
또한, 본 명세서 등에서, 산화질화물이란 그 조성으로서 질소보다 산소의 함유량이 많은 재료를 가리키고, 질화산화물이란 그 조성으로서 산소보다 질소의 함유량이 많은 재료를 가리킨다.
특히, 질화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 및 산화 알루미늄막은 각각 방습성이 높기 때문에, 절연층(103) 및 보호층(105)으로서 적합하다.
또한, 보호층(105)에는 ITO, Ga-Zn 산화물, Al-Zn 산화물, 또는 In-Ga-Zn 산화물 등을 포함하는 무기막을 사용할 수도 있다. 상기 무기막은 고저항인 것이 바람직하고, 구체적으로는 공통 전극(113b)보다 고저항인 것이 바람직하다. 상기 무기막은 질소를 더 포함하여도 좋다.
예를 들어, 공통 전극(113b)에 사용하는 가시광을 투과하는 도전막과, 보호층(105)에 사용하는 가시광을 투과하는 무기막은 공통되는 금속 원소를 가져도 좋다. 상기 2개의 막이 공통되는 금속 원소를 가짐으로써, 공통 전극(113b)과 보호층(105)의 밀착성을 높일 수 있어, 막의 박리나 계면으로부터 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있다.
예를 들어, 공통 전극(113b)에 제 1 ITO막을 사용하고, 보호층(105)에 제 2 ITO막을 사용할 수 있다. 제 2 ITO막은 제 1 ITO막보다 저항률이 높은 막인 것이 바람직하다. 또한, 예를 들어 공통 전극(113b)에 제 1 Ga-Zn 산화물막을 사용하고, 보호층(105)에 제 2 Ga-Zn 산화물막을 사용할 수 있다. 제 2 Ga-Zn 산화물막은 제 1 Ga-Zn 산화물막보다 저항률이 높은 막인 것이 바람직하다.
Ga와, Zn과, O를 포함하는 무기막은, 예를 들어 Ga-Zn-O계 금속 산화물 타깃(Ga2O3과 ZnO의 혼합 소결체)을 사용하고, 산소 분위기하나 아르곤 및 산소 혼합 분위기하에서 성막함으로써 얻어진다. 또한, Al과, Zn과, O를 포함하는 절연막은, 예를 들어 Al-Zn-O계 금속 산화물 타깃(Al2O3과 ZnO의 혼합 소결체)을 사용하고, 같은 분위기하에서 성막함으로써 얻어진다. 또한, 같은 타깃을 사용하고, 아르곤, 산소, 및 질소 혼합 분위기하에서 성막함으로써, Ga 또는 Al과, Zn과, O와, N을 포함하는 무기막을 얻을 수 있다.
절연층(103) 및 보호층(105)은 각각 20℃에서의 고유 저항이 1010Ω㎝ 이상인 것이 바람직하다.
절연층(103) 및 보호층(105)은 각각 화학 기상 퇴적(CVD: Chemical Vapor Deposition)법(플라스마 화학 기상 퇴적(PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법 등), 스퍼터링법(DC 스퍼터링법, RF 스퍼터링법, 이온 빔 스퍼터링법 등), 원자층 성막(ALD: Atomic Layer Deposition)법 등을 사용하여 형성할 수 있다.
스퍼터링법 및 ALD법은 저온에서의 성막이 가능하다. 발광 소자에 포함되는 EL층(112)은 내열성이 낮다. 그러므로, 발광 소자를 제작한 후에 형성하는 보호층(105)은 비교적 저온에서, 대표적으로는 100℃ 이하에서 형성하는 것이 바람직하고, 스퍼터링법 및 ALD법이 적합하다.
또한, 발광 소자를 제작하기 전에 형성하는 절연층(103)은 고온에서의 성막이 가능하다. 성막 시의 기판 온도를 고온(예를 들어, 100℃ 이상 350℃ 이하)으로 함으로써, 치밀하고 배리어성이 높은 막을 형성할 수 있다. 절연층(103)의 형성에는 스퍼터링법 및 ALD법뿐만 아니라 CVD법도 적합하다. CVD법은 성막 속도가 빠르기 때문에 바람직하다.
절연층(103) 또는 보호층(105)으로서 각각 상이한 성막 방법을 사용하여 형성된 절연막을 2층 이상 적층하여도 좋다.
예를 들어, 우선 스퍼터링법을 사용하여 첫 번째 층의 무기막을 형성하고, ALD법을 사용하여 두 번째 층의 무기막을 형성하는 것이 바람직하다.
스퍼터링법으로 형성되는 막은 ALD법으로 형성되는 막보다 불순물이 적고 밀도가 높다. ALD법으로 형성되는 막은 스퍼터링법으로 형성되는 막보다 단차 피복성이 높아, 피성막면의 형상의 영향을 받기 어렵다.
첫 번째 층의 무기막은 불순물이 적고 밀도가 높다. 두 번째 층의 무기막은 피형성면의 단차의 영향으로 첫 번째 층의 무기막이 충분히 피복되지 않은 부분을 덮어 형성된다. 이로써, 한쪽의 무기막만을 형성하는 경우에 비하여, 물 등의 확산을 더 저감할 수 있는 보호층을 형성할 수 있다.
구체적으로는, 우선 스퍼터링법을 사용하여 산화 알루미늄막, 산화 지르코늄막, ITO막, Ga-Zn 산화물막, Al-Zn 산화물막, 또는 In-Ga-Zn 산화물막을 형성하고, 다음으로 ALD법을 사용하여 산화 알루미늄막 또는 산화 지르코늄막을 형성하는 것이 바람직하다.
스퍼터링법을 사용하여 형성하는 무기막의 두께는 50㎚ 이상 1000㎚ 이하가 바람직하고, 100㎚ 이상 300㎚ 이하가 더 바람직하다.
ALD법을 사용하여 형성하는 무기막의 두께는 1㎚ 이상 100㎚ 이하가 바람직하고, 5㎚ 이상 50㎚ 이하가 더 바람직하다.
절연층(103) 및 보호층(105)의 수증기 투과율은, 각각 1×10-2g/(m2·day) 미만, 바람직하게는 5×10-3g/(m2·day) 이하, 바람직하게는 1×10-4g/(m2·day) 이하, 바람직하게는 1×10-5g(m2·day) 이하, 바람직하게는 1×10-6g/(m2·day) 이하이다. 수증기 투과율이 낮을수록 외부로부터 트랜지스터 및 발광 소자로의 물의 확산을 저감할 수 있다.
절연층(103)의 두께 및 보호층(105)의 두께는, 각각 1㎚ 이상 1000㎚ 이하이고, 50㎚ 이상 500㎚ 이하가 바람직하고, 100㎚ 이상 300㎚ 이하가 더 바람직하다. 절연층의 두께가 얇을수록 표시 패널 전체의 두께도 얇게 할 수 있어 바람직하다. 절연층의 두께가 얇을수록 스루풋이 향상되기 때문에, 표시 패널의 생산성을 높일 수 있다.
또한, 절연층(103) 및 보호층(105)은 각각 무기막(무기 절연막) 및 유기 절연막 중 한쪽 또는 양쪽을 사용한 단층 구조 또는 적층 구조로 할 수 있다.
유기 절연막에 사용할 수 있는 유기 절연 재료로서는, 예를 들어 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 폴리실록산 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 및 페놀 수지 등을 들 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4를 사용하여, 도 1의 (B) 내지 (D)와 상이한 본 발명의 일 형태의 표시 패널의 구체적인 예에 대하여 설명한다.
도 3의 (A), (B)에 표시 영역(71)과 가시광을 투과하는 영역(72)의 경계를 포함하는 부분의 확대도를 도시하였다. 도 3의 (C)는 도 3의 (A)에 도시된 일점쇄선 A5-A6 간의 단면도이다. 도 3의 (D)는 도 3의 (B)에 도시된 일점쇄선 A7-A8 간의 단면도이다.
메탈 마스크의 변형이 적은 경우 등, 원하는 영역에 공통 전극을 형성할 수 있는 경우도 있다. 예를 들어, 도 3의 (A), (C)에 도시된 바와 같이, 가시광을 투과하는 영역(72)까지 공통 전극(113b)이 연장되지 않고, 공통 전극(113b)의 단부가 표시 영역(71)에 포함되는 구성도 본 발명의 일 형태이다.
또한, 도 3의 (B), (D)에 도시된 바와 같이, 공통 전극(113a)이 발광 소자(110b)의 발광 영역과 중첩되지 않는 구성도 본 발명의 일 형태이다. 이 경우, 발광 소자(110b)의 발광 영역 전체가 기판(101) 측과 보호층(105) 측의 양쪽으로 광을 사출하는 구성이다.
도 4의 (A) 내지 (C)에 표시 영역(71)과 가시광을 투과하는 영역(72)의 경계를 포함하는 부분의 단면도를 도시하였다.
도 1의 (D) 등에서는, 공통 전극(113a) 위에 공통 전극(113b)의 단부가 위치하는 예를 도시하였지만, 도 4의 (A)에 도시된 바와 같이, 공통 전극(113b) 위에 공통 전극(113a)의 단부가 위치하여도 좋다. 즉, 가시광을 반사하는 기능을 가지는 공통 전극(113a)과 가시광을 투과하는 기능을 가지는 공통 전극(113b)의 적층 순서는 불문한다. 상기 적층 순서는 발광 소자의 구성 등에 따라 결정할 수 있다.
도 4의 (B)에 도시된 바와 같이, 절연층(103) 대신에 평탄화 기능을 가지는 절연층(104)을 사용하여도 좋다. 절연층(104)은 상술한 유기 절연 재료를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
화소 전극(111)의 단부를 덮는 절연층으로서 무기 절연막을 사용하면, 유기 절연막을 사용하는 경우에 비하여 발광 소자에 불순물이 들어가기 어려우므로, 발광 소자의 신뢰성을 높일 수 있다. 화소 전극(111)의 단부를 덮는 절연층으로서 유기 절연막을 사용하면, 무기 절연막을 사용하는 경우에 비하여 단차 피복성이 높아, 화소 전극(111)의 형상의 영향을 받기 어렵다. 그러므로, 발광 소자의 단락을 방지할 수 있다.
표시 패널은 개별 화소 방식이어도, 컬러 필터 방식이어도 좋다. 컬러 필터 방식의 경우, 백색 발광의 발광 소자와 조합하는 것이 적합하다. 도 1의 (D) 등에서는, 발광 소자마다 EL층(112)을 제공하는 예를 도시하였지만, 도 4의 (B)에서는 EL층(112)을 복수의 발광 소자에 걸쳐 제공하는 예를 도시하였다. 각 발광 소자의 발광은 착색층을 통하여 추출할 수 있다. 도 4의 (B)에서는, 발광 소자(110a)의 발광이 제 1 색의 착색층(131A)을 통하여 추출되고, 발광 소자(110b)의 발광이 제 2 색의 착색층(131B)을 통하여 추출되는 예를 도시하였다. 또한, 발광 소자마다 EL층(112)을 제공하는 경우에도 컬러 필터를 사용할 수 있다.
착색층은 특정의 파장 영역의 광을 투과하는 유색층이다. 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 또는 황색의 파장 영역의 광을 투과하는 컬러 필터 등을 사용할 수 있다. 착색층에 사용할 수 있는 재료로서는 금속 재료, 수지 재료, 또는, 안료 또는 염료가 포함된 수지 재료 등을 들 수 있다.
또한, 도 4의 (C)에 도시된 바와 같이, 발광 소자(110b)의 발광 영역 전체에 공통 전극(113a)이 제공되어 있어도 좋다. 이때, 발광 소자(110b)의 발광 영역 전체가 기판(101) 측으로 광을 사출하는 구성이 되어 있다(보텀 이미션 구조라고도 할 수 있음).
[표시 패널의 구체적인 예 2]
도 5의 (A), (B)에 표시 패널의 상면도를 도시하였다. 도 5의 (A)에서의 일점쇄선 C1-C2 간의 단면도를 도 5의 (C)에 도시하였다. 도 5의 (A)에서의 일점쇄선 C3-C4 간의 단면도를 도 6에 도시하였다.
도 5의 (A), (B)에 도시된 표시 패널은 표시 영역(71), 가시광을 투과하는 영역(72), 및 구동 회로(78)를 가진다. 표시 패널에는 FPC(74)가 접속되어 있다. 도 5의 (A), (B)에서는 가시광을 투과하는 영역(72)이 표시 영역(71)에 인접하고, 표시 영역(71)의 2변을 따라 배치되어 있는 예를 도시하였다. 또한, 도 5의 (A), (B)에서는 구동 회로(78)가 표시 영역(71)의 나머지 2변을 따라 배치되어 있는 예를 도시하였다.
도 5의 (A)에 도시된 표시 패널의 모서리 부분은 뾰족하고, 도 5의 (B)에 도시된 표시 패널의 모서리 부분은 둥그렇다. 필름 기판을 사용한 표시 패널은 다양한 상면 형상으로 제작할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널의 모서리 부분이 곡률을 가지는 형상이면 표시 패널의 분단 시에 크랙이 생기기 어렵고 제작하기 쉬운 경우가 있다.
도 5의 (C) 및 도 6에 도시된 바와 같이, 표시 패널(370A)은 기판(361), 접착층(363), 절연층(365, 367), 트랜지스터(301, 303), 도전층(307, 355, 358), 절연층(314), 발광 소자(110a), 발광 소자(110b), 절연층(104), 보호층(105), 접착층(317), 및 기판(371) 등을 가진다.
표시 패널(370A)은 개별 화소 방식이 적용된 보텀 이미션 구조의 표시 패널이다.
발광 소자(110a)는 화소 전극(111), EL층(112), 및 공통 전극(113a)을 가진다. 발광 소자(110b)는 화소 전극(111), EL층(112), 및 공통 전극(113b)을 가진다. 화소 전극(111)은 트랜지스터(303)의 소스 또는 드레인과 전기적으로 접속되어 있다. 이들은 직접 접속되거나, 다른 도전층을 통하여 접속된다. EL층(112)은 발광 소자마다 제공되어 있다. 공통 전극(113a) 및 공통 전극(113b)은 각각 EL층(112)의 단부를 덮어 EL층(112)의 단부의 외측에서 절연층(104)과 접한다. 공통 전극(113b)은 공통 전극(113a)과 접하는 부분을 가진다.
화소 전극(111)은 가시광을 투과하는 기능을 가진다. 공통 전극(113a)은 가시광을 반사하는 기능을 가진다. 발광 소자(110a)는 기판(101) 측으로 광을 사출한다.
공통 전극(113b)은 가시광을 투과하는 기능을 가진다. 발광 소자(110b)의 일부(부분(110b2))에는 공통 전극(113a)이 제공되어 있다. 발광 소자(110b)의 상기 부분(110b2)은 기판(101) 측으로 광을 사출한다. 발광 소자(110b)의 다른 부분(110b1)은 기판(101) 측과 보호층(105) 측의 양쪽으로 광을 사출한다.
표시 패널(370A)의 접속부(306) 근방에서는 절연층(314)에 절연층(313)에 도달하는 개구(308)가 제공되어 있고, 상기 개구(308)에서 절연층(313)과 보호층(105)이 접한다. 이와 같이, 유기 절연막이 표시 패널의 단부까지 존재하는 경우에도, 상기 유기 절연막이 개구를 가지고, 상기 개구에서 무기막(또는 무기 절연막)끼리가 접함으로써, 표시 패널의 외부로부터 수분 등의 불순물이 들어가기 어려워지므로, 트랜지스터 및 발광 소자의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 표시 패널(370A)의 표시 영역(71)에서, 가시광을 투과하는 영역(72) 근방에서는 보호층(105)이 절연층(314)의 단부 및 절연층(104)의 단부를 덮는다. 또한, 보호층(105)은 절연층(314)의 단부 및 절연층(104)의 단부의 외측에서 절연층(313)과 접한다. 이에 의해서도, 표시 패널의 외부로부터 수분 등의 불순물이 들어가기 어려워지므로, 트랜지스터 및 발광 소자의 열화를 억제할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 공통 전극(113a)을 사용한 발광 소자(110a)와 가시광을 투과하는 영역(72) 사이에는 공통 전극(113b)을 사용한 발광 소자(110b)가 제공되어 있다. 그러므로, 메탈 마스크의 변형에 기인하여 원하는 영역보다 넓은 범위에 공통 전극(113a)이 형성되어도, 가시광을 투과하는 영역(72)까지 공통 전극(113a)이 연장되는 것을 억제할 수 있다. 그러므로, 공통 전극(113a)은 투광성이 한정되지 않고, 저항률이 낮은 금속 또는 합금 등을 사용할 수 있다. 이로써, 공통 전극(113a)의 저항에 기인하는 전압 강하를 억제하여, 표시 품질을 높일 수 있다.
또한, 메탈 마스크의 변형에 기인하여 가시광을 투과하는 영역(72)까지 공통 전극(113b)이 연장되어도, 공통 전극(113b)은 가시광을 투과하는 기능을 가지기 때문에, 가시광을 투과하는 영역(72)의 투광성의 저하를 억제할 수 있다. 구체적으로는, 가시광을 투과하는 영역(72)에 있어서, 도 6에 도시된 영역(387)과 다른 영역에서 투광성의 높이 차이를 작게 할 수 있다. 이로써, 가시광을 투과하는 영역(72)과 다른 표시 패널의 표시 영역을 중첩시켰을 때, 광 추출 효율에 차이가 생기기 어려우므로, 표시 불균일을 억제할 수 있다. 또한, 영역(387)에서도 다른 표시 패널의 표시 영역과 중첩시켰을 때, 발광 소자의 발광을 충분히 추출할 수 있어, 2개의 표시 패널의 이음매를 시인되기 어렵게 할 수 있다. 그러므로, 표시 장치의 표시 품질을 높일 수 있다.
메탈 마스크의 변형이 적은 경우 등, 원하는 영역에 공통 전극을 형성할 수 있는 경우도 있다. 예를 들어, 도 7의 (A)에 도시된 표시 패널(370B)과 같이, 가시광을 투과하는 영역(72)까지 공통 전극(113b)이 연장되지 않고, 공통 전극(113b)의 단부가 표시 영역(71)에 포함되는 구성도 본 발명의 일 형태이다. 도 7의 (A)에서는 공통 전극(113b)의 단부가 절연층(104) 위에 위치하는 예를 도시하였다.
또한, 도 7의 (B)에 도시된 표시 패널(370C)과 같이, 공통 전극(113a)이 발광 소자(110b)의 발광 영역과 중첩되지 않는 구성도 본 발명의 일 형태이다. 이때, 발광 소자(110b)의 발광 영역 전체가 기판(101) 측과 보호층(105) 측의 양쪽으로 광을 사출하는 구성이 되어 있다. 도 7의 (B)에서는, 공통 전극(113a)의 단부 및 공통 전극(113b)의 단부가, 각각 절연층(104) 위에 위치하는 예를 도시하였다.
발광 소자(110a) 및 발광 소자(110b)는, 광학 조정층(114)을 더 가진다. 발광 소자에 마이크로캐비티 구조를 적용함으로써, 표시 패널로부터 색 순도가 높은 광을 추출할 수 있다.
절연층(104)은 화소 전극(111)의 단부 및 광학 조정층(114)의 단부를 덮는다. 인접한 2개의 화소 전극(111)은 절연층(104)에 의하여 전기적으로 절연되어 있다.
도 7의 (A), (B)에 도시된 표시 패널(370B, 370C)의 표시 영역(71)에서, 가시광을 투과하는 영역(72) 근방에서 보호층(105)은 공통 전극(113a)의 단부 및 공통 전극(113b)의 단부를 덮어, 공통 전극(113a)의 단부 및 공통 전극(113b)의 단부의 외측에서 절연층(104)과 접한다. 또한, 보호층(105)은 절연층(314)의 단부 및 절연층(104)의 단부를 덮어, 절연층(314)의 단부 및 절연층(104)의 단부의 외측에서 절연층(313)과 접한다. 이로써, 공통 전극(113a) 및 공통 전극(113b)에 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있다.
본 실시형태의 표시 패널은 각종 절연층 및 보호층(105)에서, 유기막의 단부보다 무기막(또는 무기 절연막)의 단부가 외측에 위치하도록 제공되고, 표시 패널의 단부 및 그 근방에서 무기막(또는 무기 절연막)끼리가 접하여 적층되는 것이 바람직하다.
기판(361)과 기판(371)은 접착층(317)에 의하여 접합되어 있다. 또한, 기판(361)과 절연층(365)은 접착층(363)에 의하여 접합되어 있다.
표시 패널(370A)은 제작 기판 위에서 형성된 트랜지스터, 발광 소자(110a), 발광 소자(110b) 등을 기판(361) 위로 전치(轉置)함으로써 형성되는 구성이다.
기판(361) 및 기판(371)에는 유리, 석영, 수지, 금속, 합금, 반도체 등의 재료를 사용할 수 있다. 발광 소자로부터의 광을 추출하는 측의 기판에는 상기 광을 투과하는 재료를 사용한다. 기판(361) 및 기판(371)으로서 가요성을 가지는 기판을 사용하는 것이 바람직하다.
접착층에는 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 혐기형 접착제 등 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 또한, 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
구동 회로(78)는 트랜지스터(301)를 가진다. 표시 영역(71)은 트랜지스터(303)를 가진다.
각 트랜지스터는, 게이트, 게이트 절연층(311), 반도체층, 백 게이트, 소스, 및 드레인을 가진다. 게이트(아래쪽의 게이트)와 반도체층은 게이트 절연층(311)을 개재하여 중첩된다. 백 게이트(위쪽의 게이트)와 반도체층은 절연층(312) 및 절연층(313)을 개재하여 중첩된다. 2개의 게이트는 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다.
구동 회로(78)와 표시 영역(71)에서 트랜지스터의 구조가 상이하여도 좋다. 구동 회로(78) 및 표시 영역(71)은 각각 복수 종류의 트랜지스터를 가져도 좋다.
절연층(365), 절연층(367), 절연층(312), 절연층(313), 및 절연층(314) 중 적어도 1층에는 물 또는 수소 등의 불순물이 확산되기 어려운 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 외부로부터 불순물이 트랜지스터로 확산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있게 되어 표시 패널의 신뢰성을 높일 수 있다. 절연층(314)은 평탄화층으로서의 기능을 가진다.
표시 영역(71)은 도전층(358)을 가진다. 도전층(358)은 화소 내의 배선의 일례이다. 접속부(306)는 도전층(307)을 가진다. 도전층(307)은 구동 회로(78)에 외부로부터의 신호나 전위를 전달하는 외부 입력 단자와 전기적으로 접속된다. 여기서는, 외부 입력 단자로서 FPC(74)를 제공하는 예를 나타내었다. 접속체(319)를 통하여 FPC(74)와 도전층(307)은 전기적으로 접속된다. 도전층(307) 및 도전층(358)은 트랜지스터의 소스 및 드레인과 동일한 재료 및 동일한 공정으로 형성할 수 있다.
접속체(319)로서는 다양한 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film) 및 이방성 도전 페이스트(ACP: Anisotropic Conductive Paste) 등을 사용할 수 있다.
도 8에 표시 패널(370A)을 2장 중첩시켜 배치하는 예를 도시하였다.
도 8에는 아래쪽의 표시 패널의 표시 영역(71a) 및 가시광을 투과하는 영역(72a), 그리고 위쪽의 표시 패널의 표시 영역(71b) 및 구동 회로(78b)를 도시하였다.
도 8에서 표시면 측(아래쪽)에 위치하는 표시 패널은 표시 영역(71a)과 인접하여 가시광을 투과하는 영역(72a)을 가진다. 위쪽의 표시 패널의 표시 영역(71b)은 아래쪽의 표시 패널의 가시광을 투과하는 영역(72a)과 중첩된다. 따라서, 중첩된 2개의 표시 패널의 표시 영역들 사이의 비표시 영역을 축소하거나, 또는 없앨 수 있다. 이로써, 사용자에게 표시 패널의 이음매가 인식되기 어려운 대형 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, 표시 영역(71b)은 아래쪽의 표시 패널이 가지는 발광 소자(110b)의 발광 영역과도 중첩된다. 발광 소자(110b)의 발광은 보호층(105) 측으로 사출될 수 있기 때문에, 아래쪽의 표시 패널에서는 발광 소자(110a)를 사용한 표시와 발광 소자(110b)를 사용한 표시에서, 휘도에 편차가 생기는 경우가 있다. 그러므로, 표시 영역(71a)이 가지는 발광 소자(110b)에 표시 영역(71b)이 가지는 발광 소자(110a)를 중첩시켜, 상기 발광 소자(110a)를 사용하여 표시하는 것이 바람직하다. 도 8에 도시된 바와 같이, 표시 영역(71a)이 가지는 발광 소자(110b)와 표시 영역(71b)이 가지는 발광 소자(110a)의 양쪽을 사용하여 표시하여도 좋고, 발광 소자(110b)를 비발광 상태로 하여도 좋다. 또한, 발광 소자(110b)의 발광을 표시 영역(71b)이 가지는 공통 전극(113a)이 반사함으로써, 표시 패널의 외부로 추출할 수 있는 경우가 있다.
여기서, 각 표시 패널에는 2개의 표시 패널의 이음매에서의 영상의 불연속성이 완화되도록 보정된 영상 신호가 입력되는 것이 바람직하다. 이로써, 이음매가 눈에 띄기 어렵고, 자연스럽고 일체감이 있는 영상을 표시할 수 있다.
특히, 인공 지능(AI: Artificial Intelligence)을 이용하여 영상 신호를 보정하는 것이 바람직하다.
또한, 인공 지능이란, 인간의 지능을 모방한 계산기이다. 예를 들어, 인공 신경망(ANN: Artificial Neural Network)을 이용하여 영상 신호를 보정할 수 있다. 인공 신경망이란, 뉴런과 시냅스로 구성되는 신경망을 모방한 회로이며, 인공 신경망은 인공 지능의 한 종류이다.
본 실시형태의 표시 패널은 후술하는 표시 시스템(도 15)의 표시부에 사용할 수 있다. 상기 표시 시스템은 신호 생성부 및 표시부를 가진다. 신호 생성부는 화상 데이터를 보정할 수 있다. 본 실시형태의 표시 패널은 상기 보정된 화상 데이터를 사용하여 영상을 표시함으로써, 이음매가 눈에 띄기 어렵고, 자연스럽고 일체감이 있는 영상을 표시할 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 2개의 표시 패널은 투광층(318)을 개재하여 중첩된다. 구체적으로는, 가시광을 투과하는 영역(72a)과 표시 영역(71b) 사이에, 공기보다 굴절률이 높고 가시광을 투과하는 투광층(318)이 제공되어 있다. 이로써, 가시광을 투과하는 영역(72a)과 표시 영역(71b) 사이에 공기가 들어가는 것을 억제할 수 있어, 굴절률의 차이로 인한 계면에서의 반사를 저감할 수 있다. 그러므로, 표시 장치에서의 표시 불균일 또는 휘도 불균일의 억제가 가능해진다.
투광층(318)은 아래쪽의 표시 패널의 기판(371)의 표면의 일부 또는 전부와 중첩시킬 수 있다. 또한, 투광층(318)은 위쪽의 표시 패널의 기판(361)의 표면의 일부 또는 전부와 중첩시킬 수 있다. 예를 들어, 투광층(318)은 가시광을 투과하는 영역(72a) 및 표시 영역(71b)과만 중첩되어 있어도 좋다. 또한, 투광층(318)은 구동 회로(78b)와 중첩되어 있어도 좋다.
다음으로, 도 9 및 도 10을 사용하여 표시 패널(370A, 370B, 370C)과 상이한 본 발명의 일 형태의 표시 패널의 구체적인 예에 대하여 설명한다.
도 9의 (A) 및 도 10의 (A)에 표시 패널(370D)의 단면도를 도시하였다. 도 9의 (B) 및 도 10의 (B)에 표시 패널(370E)의 단면도를 도시하였다. 도 9의 (A), (B)는 도 5의 (A)에 도시된 일점쇄선 C1-C2 간의 단면도에 상당한다. 도 10의 (A), (B)는 도 5의 (A)에 도시된 일점쇄선 C3-C4 간의 단면도에 상당한다.
표시 패널(370D, 370E)은, 트랜지스터를 덮는 절연층(315)과 절연층(314) 사이에 착색층이 제공되어 있고, EL층(112)이 복수의 화소에 걸쳐 제공되어 있다는 점에서, 표시 패널(370A)과 상이하다. 표시 패널(370A)과 공통되는 점에 대해서는 설명을 생략한다.
표시 패널(370A)에서는, 개별 화소 방식을 적용하는 예를 나타내었지만, 표시 패널(370D, 370E)과 같이 컬러 필터 방식을 적용할 수도 있다.
가시광을 투과하는 영역(72)에 포함되는 각 층은 가시광을 투과한다. 도 6에 도시된 표시 패널(370A)에서는, 가시광을 투과하는 영역(72)이 기판(361), 접착층(363), 절연층(365), 절연층(367), 게이트 절연층(311), 절연층(312), 절연층(313), 보호층(105), 접착층(317), 및 기판(371)을 가지는 예를 도시하였다. 이 적층 구조에 있어서, 각 계면의 굴절률의 차이가 작아지도록 각 층의 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 서로 접하는 2개의 층의 굴절률을 작게 함으로써, 사용자가 2개의 표시 패널의 이음매를 시인하기 어려워진다.
또한, 도 10의 (A)에 도시된 표시 패널(370D)이나, 도 10의 (B)에 도시된 표시 패널(370E)과 같이, 가시광을 투과하는 영역(72)은 표시 영역(71)의 가시광을 투과하는 영역(72) 근방의 부분에 비하여 절연층의 수가 적은 것이 바람직하다.
표시 패널(370D)은 표시 패널(370A)과 달리, 가시광을 투과하는 영역(72)이 게이트 절연층(311), 절연층(312), 및 절연층(313)을 가지지 않은 구성이다.
표시 패널(370E)은 표시 패널(370A)과 달리, 가시광을 투과하는 영역(72)이 절연층(367), 게이트 절연층(311), 절연층(312), 절연층(313), 및 보호층(105)을 가지지 않은 구성이다.
가시광을 투과하는 영역(72)이 가지는 절연층의 수를 적게 함으로써, 굴절률의 차이가 큰 계면을 줄일 수 있다. 이로써, 가시광을 투과하는 영역(72)에서의 외광의 반사를 억제할 수 있다. 그리고, 가시광을 투과하는 영역(72)의 가시광의 투과율을 높일 수 있다. 이로써, 아래쪽에 배치되는 표시 패널의 표시에서의 가시광을 투과하는 영역(72)을 통하여 시인되는 부분과 상기 영역을 통하지 않고 시인되는 부분의 휘도(밝기)의 차이를 작게 할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 표시 불균일 또는 휘도 불균일을 억제할 수 있다.
또한, 표시 패널(370E)은 표시 영역(71)이 가지는 트랜지스터(303)의 일부가 가시광을 투과하는 구성이다. 구체적으로는, 트랜지스터(303)가 가지는 소스 및 드레인 중 한쪽(도전층(203t))과, 2개의 게이트 전극과, 반도체층은 가시광을 투과한다.
이와 같이, 표시 영역(71)에 포함되는 트랜지스터의 적어도 일부를 가시광을 투과하는 구성으로 함으로써, 트랜지스터의 적어도 일부를 발광 소자의 발광 영역과 중첩시켜 배치할 수 있어, 표시 영역(71)의 개구율을 높일 수 있다. 또한, 표시 영역(71)에 포함되는 용량 소자 등에 대해서도, 가시광을 투과하는 구성으로 하고 발광 소자의 발광 영역과 중첩시켜 배치함으로써, 표시 영역(71)의 개구율을 더 높일 수 있다.
또한, 트랜지스터(303)가 가지는 소스 및 드레인 중 다른 쪽(도전층(203s))과 화소 전극(111)의 콘택트부에는 착색층이 제공되어 있지 않다. 따라서, 도전층(203s)이 가시광을 투과하면, 발광 소자(110a)의 발광이 착색층을 통하지 않고 표시 패널의 외부로 누설되는 경우가 있다. 그러므로, 도전층(203s)에는 금속막 또는 합금막 등 가시광을 차단하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 표시 영역(71)에서 주사선 및 신호선에는, 각각 금속막 또는 합금막 등 가시광을 차단하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다. 주사선 및 신호선에 금속막 또는 합금막 등을 사용함으로써, 주사선 및 신호선의 저항값을 낮출 수 있다. 구동 회로(78)의 트랜지스터 및 배선 등에 대해서도, 금속막 또는 합금막 등을 사용한다. 주사선 및 신호선은, 각각 구동 회로(78)의 트랜지스터(301) 및 배선 등과 동일한 공정으로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도전층(358)은 주사선 또는 신호선으로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 도전층(358), 그리고 구동 회로(78)가 가지는 도전층(201a) 및 도전층(203s)에는, 각각 금속막 또는 합금막 등을 사용하는 것이 바람직하다.
게이트의 형성에는 다계조 마스크(하프톤 마스크, 그레이톤 마스크 등)를 사용하는 것이 바람직하다. 다계조 마스크를 사용하면, 마스크 수를 늘리지 않고, 표시 영역(71)에 가시광을 투과하는 게이트를 형성하고, 구동 회로(78)에 저항이 낮은 게이트 및 게이트 배선을 형성할 수 있다. 마찬가지로, 도전층(203s) 및 도전층(203t)의 형성에는 다계조 마스크(하프톤 마스크, 그레이톤 마스크 등)를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 도전층(203s)은 도전층(203t)(가시광을 투과하는 도전막)과 금속막 또는 합금막 등의 적층 구조이어도 좋다.
가시광에 대한 투과성을 가지는 반도체막의 재료로서는, 금속 산화물 또는 산화물 반도체(Oxide Semiconductor) 등을 들 수 있다. 산화물 반도체는 적어도 인듐을 포함하는 것이 바람직하다. 특히 인듐 및 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 이에 더하여 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 구리, 바나듐, 베릴륨, 붕소, 실리콘, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘 등 중에서 선택된 1종류 또는 복수 종류가 포함되어도 좋다.
가시광에 대한 투과성을 가지는 도전막의 재료는, 인듐, 아연, 주석 중에서 선택된 1종류 또는 복수 종류를 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 In 산화물, In-Sn 산화물(ITO: Indium Tin Oxide라고도 함), In-Zn 산화물, In-W 산화물, In-W-Zn 산화물, In-Ti 산화물, In-Sn-Ti 산화물, In-Sn-Si 산화물, Zn 산화물, Ga-Zn 산화물 등을 들 수 있다.
또한, 트랜지스터가 가지는 도전막의 재료에 불순물 원소를 함유시키는 등으로 저저항화시킨 산화물 반도체를 사용하여도 좋다. 상기 저저항화시킨 산화물 반도체는 산화물 도전체(OC: Oxide Conductor)라고 할 수 있다.
예를 들어 산화물 도전체는 산화물 반도체에 산소 결손을 형성하고, 상기 산소 결손에 수소를 첨가함으로써 전도대 근방에 도너 준위가 형성된다. 산화물 반도체에 도너 준위가 형성됨으로써 산화물 반도체는 도전성이 높아져 도전체화한다.
또한 산화물 반도체는 에너지 갭이 크기 때문에(예를 들어 에너지 갭이 2.5eV 이상이기 때문에) 가시광에 대한 투광성을 가진다. 또한 상술한 바와 같이 산화물 도전체는 전도대 근방에 도너 준위를 가지는 산화물 반도체이다. 따라서 산화물 도전체는 도너 준위에 의한 흡수의 영향이 작고, 가시광에 대하여 산화물 반도체와 동등한 투광성을 가진다.
또한 산화물 도전체는 트랜지스터가 가지는 반도체막에 포함되는 금속 원소를 1종류 이상 가지는 것이 바람직하다. 동일한 금속 원소를 가지는 산화물 반도체를, 트랜지스터를 구성하는 층 중 2층 이상에 대하여 사용함으로써 제조 장치(예를 들어 성막 장치, 가공 장치 등)를 2 이상의 공정에서 공통적으로 사용하는 것이 가능해지기 때문에 제조 비용을 억제할 수 있다.
[표시 패널의 구체적인 예 3]
도 11의 (A)에 표시 패널(DP2)의 상면도를 도시하였다.
도 11의 (A)에 도시된 표시 패널(DP2)은 표시 영역(71), 가시광을 투과하는 영역(72), 및 가시광을 차단하는 영역(73)을 가진다. 가시광을 투과하는 영역(72) 및 가시광을 차단하는 영역(73)은 각각 표시 영역(71)과 인접하여 제공된다. 도 11의 (A)에서는 표시 패널(DP2)에 FPC(74)가 제공되어 있는 예를 도시하였다.
표시 패널(DP2)의 표시 영역(71)에는 격벽(118)이 제공되어 있다. 격벽(118)은 가시광을 투과하는 영역(72)을 따라 제공되어 있다. 도 11의 (A)에서는 가시광을 투과하는 영역(72)이 표시 영역(71)의 연속되는 2변을 따라 제공되어 있기 때문에, 격벽(118)도 상기 2변을 따라 제공되어 있다.
표시 패널(DP2)은 보텀 이미션 구조이다. 도 11의 (A)에는 표시 패널(DP2)의 표시면과 반대 측의 면을 도시하였다.
도 11의 (B)에 표시 패널(DP2)에서의 표시 영역(71)과 가시광을 투과하는 영역(72)의 경계를 포함하는 부분의 확대도를 도시하였다. 도 11의 (C), (D)는 도 11의 (B)에 도시된 일점쇄선 B1-B2 간의 단면도이다.
도 11의 (C), (D)에 도시된 표시 패널은 기판(101), 발광 소자(110), 격벽(118), 절연층(103), 및 보호층(105)을 가진다.
발광 소자(110)는 화소 전극(111), EL층(112), 및 공통 전극(113a)을 가진다. 화소 전극(111)은 기판(101) 위에 제공되고, EL층(112)은 화소 전극(111) 위에 제공되고, 공통 전극(113a)은 EL층(112) 위에 제공되어 있다. 화소 전극(111)은 가시광을 투과하는 기능을 가진다. 공통 전극(113a)은 가시광을 반사하는 기능을 가진다. 발광 소자(110)는 기판(101) 측으로 광을 사출한다.
격벽(118)은 절연층(103) 위에 제공된다. 격벽(118)의 상면의 높이 T2는 발광 소자(110)의 발광 영역에서의 공통 전극(113a)의 상면의 높이 T1보다 높다. 격벽(118)의 폭 W2는 2개의 발광 소자(110) 사이의 폭 W1보다 좁다. 폭 W1보다 폭 W2가 넓으면 2개의 표시 패널을 중첩시켰을 때 화소 피치가 어긋나고, 표시 품질이 저하하는 경우가 있다. 격벽(118)은 2개의 표시 패널의 이음매에서 화소 피치가 어긋나지 않도록 제공하는 것이 바람직하다.
공통 전극(113a)을 형성할 때, 메탈 마스크를 격벽(118)과 접촉시킴으로써, 공통 전극(113a)이 가시광을 투과하는 영역(72)으로 돌출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 공통 전극(113a)의 단부가 격벽(118)의 내측에 위치하도록 공통 전극(113a)을 형성할 수 있다(도 11의 (B) 내지 (D) 참조). 공통 전극(113a)을 가시광을 투과하는 영역(72)으로 연장되지 않고, 원하는 영역에 형성할 수 있기 때문에, 표시 장치의 표시 품질을 높일 수 있다. 또한, 증착 시에 패턴이 흐릿해지는 것 등에 의하여, 도 11의 (D)에 도시된 바와 같이, 공통 전극(113a)이 격벽(118)에 접하는 경우도 있다.
보호층(105)은 공통 전극(113a)의 단부를 덮어, 공통 전극(113a)의 단부보다 외측에서 절연층(103)과 접하는 것이 바람직하다. 도 11의 (C)에서는 가시광을 투과하는 영역(72)에 보호층(105)이 연장되는 예를 도시하고, 도 11의 (D)에서는 가시광을 투과하는 영역(72)에 보호층(105)이 제공되지 않은 예를 도시하였다.
[표시 패널의 구체적인 예 4]
도 12의 (A)에 표시 패널(370F)의 단면도를 도시하였다. 도 12의 (B)에 표시 패널(370G)의 단면도를 도시하였다. 도 12의 (A), (B)는 도 5의 (A)에 도시된 일점쇄선 C3-C4 간의 단면도에 상당한다. 표시 패널(370A)과 같은 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 12의 (A), (B)에 도시된 바와 같이, 표시 패널(370F, 370G)은, 각각 기판(361), 접착층(363), 절연층(365, 367), 도전층(358), 절연층(314), 발광 소자(110), 절연층(104), 보호층(105), 격벽(118), 접착층(317), 및 기판(371) 등을 가진다.
발광 소자(110)는 화소 전극(111), EL층(112), 및 공통 전극(113a)을 가진다. 화소 전극(111)은 절연층(314) 위에 제공되고, EL층(112)은 화소 전극(111) 위에 제공되고, 공통 전극(113a)은 EL층(112) 위에 제공되어 있다. 화소 전극(111)은 가시광을 투과하는 기능을 가진다. 공통 전극(113a)은 가시광을 반사하는 기능을 가진다. 발광 소자(110)는 기판(361) 측으로 광을 사출한다.
격벽(118)은 절연층(104) 위에 제공된다. 격벽(118)의 상면의 높이는 발광 소자(110)의 발광 영역에서의 공통 전극(113a)의 상면의 높이보다 높다.
공통 전극(113a)을 형성할 때, 메탈 마스크를 격벽(118)과 접촉시킴으로써, 공통 전극(113a)이 가시광을 투과하는 영역(72)으로 돌출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 공통 전극(113a)의 단부가 격벽(118)의 내측에 위치하도록 공통 전극(113a)을 형성할 수 있다(도 12의 (A), (B) 참조). 공통 전극(113a)을 가시광을 투과하는 영역(72)으로 연장되지 않고, 원하는 영역에 형성할 수 있기 때문에, 표시 장치의 표시 품질을 높일 수 있다.
보호층(105)은 공통 전극(113a)의 단부를 덮어, 공통 전극(113a)의 단부보다 외측에서 절연층(104)과 접하는 것이 바람직하다. 도 12의 (A)에서는 가시광을 투과하는 영역(72)에 보호층(105)이 연장되어 있는 예를 도시하고, 도 12의 (B)에서는 가시광을 투과하는 영역(72)에 보호층(105)이 제공되지 않고 절연층(104) 위에 보호층(105)의 단부가 위치하는 예를 도시하였다.
도 13에 표시 패널(370F)을 2장 중첩시켜 배치하는 예를 도시하였다.
도 13에는 아래쪽의 표시 패널의 표시 영역(71a) 및 가시광을 투과하는 영역(72a), 그리고 위쪽의 표시 패널의 표시 영역(71b) 및 구동 회로(78b)를 도시하였다.
도 13에서 표시면 측(아래쪽)에 위치하는 표시 패널은 표시 영역(71a)과 인접하여 가시광을 투과하는 영역(72a)을 가진다. 위쪽의 표시 패널의 표시 영역(71b)은 아래쪽의 표시 패널의 가시광을 투과하는 영역(72a)과 중첩된다. 따라서, 중첩된 2개의 표시 패널의 표시 영역들 사이의 비표시 영역을 축소하거나, 또는 없앨 수 있다. 이로써, 사용자에게 표시 패널의 이음매가 인식되기 어려운 대형 표시 장치를 실현할 수 있다.
[표시 장치의 구체적인 예]
다음으로, 복수의 표시 패널을 가지는 표시 장치에 대하여 도 14를 사용하여 설명한다.
도 14의 (A), (B)는 표시 패널을 2×2의 매트릭스상으로(세로 방향 및 가로 방향으로 각각 2개씩) 배치한 예이다.
도 14의 (A)에서는 하나의 표시 패널에 접속된 FPC(74)가 상기 표시 패널의 외측으로 연장되도록 제공되어 있는 예를 도시하였다.
도 14의 (B)에서는 하나의 표시 패널에 접속된 FPC(74)가 상기 표시 패널의 표시 영역(71)과 중첩되도록 제공되어 있는 예를 도시하였다. 본 실시형태의 표시 패널은 표시면과 반대 측의 면에 FPC를 접속할 수 있다. 이로써, 표시 장치의 소형화, 전자 기기의 소형화를 도모할 수 있다. 예를 들어, FPC를 접기 위한 공간을 생략할 수 있는 경우가 있다.
4개의 표시 패널은 서로 중첩되는 영역을 가지도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 하나의 표시 패널이 가지는 가시광을 투과하는 영역(72)이 다른 표시 패널이 가지는 표시 영역(71) 위(표시면 측)에 중첩되는 영역을 가지도록 각 표시 패널이 배치되어 있다. 또한, 하나의 표시 패널이 가지는 가시광을 차단하는 영역(도 14의 (A), (B)에서는 리드 배선(257), 구동 회로(78) 등)이 다른 표시 패널의 표시 영역 위에 중첩되지 않도록 각 표시 패널이 배치되어 있다.
따라서, 4개의 표시 영역(71)이 거의 이음매 없이 배치된 영역을 표시 장치의 표시 영역으로서 사용할 수 있다.
또한, 인접한 2개의 표시 패널 간의 단차를 경감하기 위하여, 표시 패널의 두께는 얇은 것이 바람직하다. 예를 들어, 표시 패널의 두께는 1㎜ 이하가 바람직하고, 300㎛ 이하가 더 바람직하고, 100㎛ 이하가 더욱 바람직하다.
표시 패널은 주사선 구동 회로 및 신호선 구동 회로의 양쪽을 내장하는 것이 바람직하다. 표시 패널과 별도로 구동 회로를 배치하는 경우, 구동 회로를 구비하는 인쇄 기판, 많은 배선 및 단자 등이 표시 패널의 뒷면 측(표시면 측과 반대 측)에 배치된다. 그러므로, 표시 장치 전체의 부품 점수가 방대해지고, 표시 장치의 중량이 증가하는 경우가 있다. 표시 패널이 주사선 구동 회로 및 신호선 구동 회로의 양쪽을 가짐으로써, 표시 장치의 부품 점수를 삭감하여, 표시 장치의 경량화를 도모할 수 있다. 이로써, 표시 장치의 가반성을 높일 수 있다.
여기서, 주사선 구동 회로 및 신호선 구동 회로는 표시하는 화상의 프레임 주파수에 따라 높은 구동 주파수로 동작하는 것이 요구된다. 특히 신호선 구동 회로는 주사선 구동 회로와 비교하여 더 높은 구동 주파수로 동작하는 것이 요구된다. 그러므로, 신호선 구동 회로에 적용되는 트랜지스터 중 몇 개는 큰 전류를 흘리는 능력이 요구되는 경우가 있다. 한편, 표시 영역에 제공되는 트랜지스터 중 몇 개는 표시 소자를 구동하기 위하여 충분한 내압 성능이 요구되는 경우가 있다.
그러므로, 구동 회로가 가지는 트랜지스터와 표시 영역이 가지는 트랜지스터는 구조를 다르게 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 표시 영역에 제공되는 트랜지스터의 하나 또는 복수에 내압이 높은 트랜지스터를 적용하고, 구동 회로에 제공되는 트랜지스터의 하나 또는 복수에 구동 주파수가 높은 트랜지스터를 적용한다.
더 구체적인 구성으로서는, 신호선 구동 회로에 적용하는 하나 또는 복수의 트랜지스터에 표시 영역에 적용하는 트랜지스터보다 게이트 절연층이 얇은 트랜지스터를 적용한다. 이와 같이, 2종류의 트랜지스터를 따로 제공함으로써, 신호선 구동 회로를 표시 영역이 제공되는 기판 위에 제공할 수 있다.
또한, 신호선 구동 회로에 적용하는 하나 또는 복수의 트랜지스터에 표시 영역에 적용하는 트랜지스터보다 채널 길이가 짧은 트랜지스터를 적용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 신호선 구동 회로를 구성하는 트랜지스터의 채널 길이가 1.5㎛ 미만, 바람직하게는 1.2㎛ 이하, 더 바람직하게는 1.0㎛ 이하, 더 바람직하게는 0.9㎛ 이하, 더 바람직하게는 0.8㎛ 이하, 더 바람직하게는 0.6㎛ 이하이고, 0.1㎛ 이상인 것이 바람직하다.
한편, 표시 영역에 제공되는 각 트랜지스터는 신호선 구동 회로를 구성하는 트랜지스터 중, 채널 길이가 가장 짧은 것보다 채널 길이가 긴 것이 바람직하다. 예를 들어, 표시 영역에 제공되는 트랜지스터의 채널 길이는 1㎛ 이상, 바람직하게는 1.2㎛ 이상, 더 바람직하게는 1.4㎛ 이상이고, 20㎛ 이하, 바람직하게는 15㎛ 이하, 더 바람직하게는 10㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 주사선 구동 회로, 신호선 구동 회로, 및 표시 영역에 적용하는 각 트랜지스터는 채널이 형성되는 반도체에 금속 산화물을 적용하는 것이 바람직하다. 이로써, 예를 들어 비정질 실리콘을 적용한 표시 패널에서 실현하기 어려운 신호선 구동 회로를 표시 패널에 실장할 수 있다. 또한, 다결정 실리콘 등을 적용한 경우에 비하여 특성의 편차가 작고 대면적화가 용이하기 때문에 낮은 비용 및 좋은 수율로 표시 패널을 제작할 수 있다.
예를 들어, 후술하는 트랜지스터(210a)를 표시 영역의 트랜지스터로서 사용하고, 트랜지스터(210b)를 구동 회로의 트랜지스터로서 사용하는 것이 바람직하다(도 17의 (A1), (A2) 참조).
또한, 본 명세서 등에서, 트랜지스터의 채널 길이 방향이란, 소스와 드레인 사이를 최단 거리로 연결하는 직선에 평행한 방향 중 하나를 가리킨다. 즉, 채널 길이 방향은 트랜지스터가 온 상태일 때 반도체층을 흐르는 전류의 방향에 상당한다. 또한, 채널 폭 방향이란, 상기 채널 길이 방향에 직교하는 방향을 가리킨다. 또한, 트랜지스터의 구조나 형상에 따라서는, 채널 길이 방향 및 채널 폭 방향은 하나에 정해지지 않는 경우가 있다.
또한, 본 명세서 등에서, 트랜지스터의 채널 길이란, 예를 들어 트랜지스터의 상면도 또는 단면도에 있어서, 반도체층과 게이트 전극이 중첩되는 영역의 채널 길이 방향에서의 길이를 가리킨다. 또한, 트랜지스터의 채널 폭이란 상기 영역의 채널 폭 방향의 길이를 가리킨다.
또한, 트랜지스터의 구조나 형상에 따라서는, 채널 길이 및 채널 폭은 하나의 값에 정해지지 않는 경우가 있다. 그러므로, 본 명세서 등에서는, 채널 길이 및 채널 폭은 그 최댓값, 최솟값, 또는 평균값, 혹은 최댓값과 최솟값 사이의 임의의 값으로 할 수 있다. 대표적으로는, 채널 길이 및 채널 폭은 그 최솟값으로 한다.
또한, 트랜지스터의 구조에 따라서는, 반도체층을 사이에 두는 한 쌍의 게이트 전극(제 1 게이트 전극, 제 2 게이트 전극)을 가지는 경우가 있다. 이때, 트랜지스터의 채널 길이 및 채널 폭은 각각의 게이트 전극에 대응하여 2개 정의할 수 있다. 그러므로, 본 명세서 등에서 단순히 채널 길이라고 기재한 경우, 2개의 채널 길이의 긴 쪽 및 짧은 쪽 중 어느 한쪽, 이들의 양쪽, 또는 이들의 평균값을 가리키는 것으로 한다. 마찬가지로, 본 명세서 등에서 단순히 채널 폭이라고 기재한 경우, 2개의 채널 폭의 긴 쪽 및 짧은 쪽 중 어느 한쪽, 이들의 양쪽, 또는 이들의 평균값을 가리키는 것으로 한다.
[표시 시스템의 구성예]
도 15에 표시 시스템(10)의 블록도를 도시하였다.
표시 시스템(10)은 외부로부터 수신한 데이터를 사용하여 화상 데이터를 생성하는 기능과 상기 화상 데이터에 의거하여 영상을 표시하는 기능을 가진다.
표시 시스템(10)은 표시부(20) 및 신호 생성부(30)를 가진다. 표시부(20)는 복수의 표시 패널(DP)을 가진다. 표시 패널(DP)에는 본 실시형태에서 상술한 표시 패널의 구성을 적용할 수 있다. 신호 생성부(30)는 외부로부터 수신한 데이터를 사용하여 화상 데이터를 생성하는 기능을 가진다. 표시 패널(DP)은 상기 화상 데이터에 의거하여 영상을 표시하는 기능을 가진다.
도 15에서는 표시부(20)가 x행 y열(x, y는 각각 1 이상의 정수(整數))의 매트릭스상으로 배치된 복수의 표시 패널(DP)을 가지는 예를 도시하였다. 표시 패널(DP)의 표시는 각각 독립적으로 제어할 수 있다.
신호 생성부(30)는 프런트 엔드부(31), 디코더(32), 제 1 처리부(33), 수신부(34), 인터페이스(35), 제어부(36), 제 2 처리부(40), 및 분할부(45)를 가진다.
프런트 엔드부(31)는 외부로부터 입력되는 신호를 수신하고, 적절히 신호 처리를 수행하는 기능을 가진다. 프런트 엔드부(31)에는, 예를 들어 소정의 방식으로 부호화되고, 변조된 방송 신호 등이 입력된다. 프런트 엔드부(31)는 수신한 영상 신호의 복조, 아날로그-디지털 변환 등을 수행하는 기능을 가질 수 있다. 또한, 프런트 엔드부(31)는 오류를 정정하는 기능을 가져도 좋다. 프런트 엔드부(31)에 의하여 수신되고, 신호 처리가 실시된 데이터는 디코더(32)로 출력된다.
디코더(32)는 부호화된 신호를 복호하는 기능을 가진다. 프런트 엔드부(31)에 입력된 방송 신호에 포함되는 화상 데이터가 압축되어 있는 경우, 디코더(32)에 의하여 신장이 수행된다. 예를 들어, 디코더(32)는 엔트로피 복호, 역양자화, 역이산 코사인 변환(IDCT)이나 역이산 사인 변환(IDST) 등의 역직교 변환, 프레임 내 예측, 프레임간 예측 등을 수행하는 기능을 가질 수 있다.
또한, 8K 방송에서의 부호화 규격에는 H.265/MPEG-H High Efficiency Video Coding(이하, HEVC라고 함)이 채용되어 있다. 프런트 엔드부(31)에 입력되는 방송 신호에 포함되는 화상 데이터가 HEVC에 따라 부호화되어 있는 경우에는, 디코더(32)에 의하여 HEVC에 따른 복호(디코드)가 수행된다. 디코더(32)에 의한 복호 처리에 의하여 생성된 화상 데이터는 제 1 처리부(33)로 출력된다.
제 1 처리부(33)는 디코더(32)로부터 입력된 화상 데이터에 대하여 화상 처리를 수행하고, 제 1 화상 데이터(SD1)를 생성하여 제 2 처리부(40)로 출력하는 기능을 가진다.
화상 처리의 예로서는 노이즈 제거 처리, 계조 변환 처리, 색조 보정 처리, 휘도 보정 처리 등을 들 수 있다. 색조 보정 처리나 휘도 보정 처리는 감마 보정 등을 사용하여 수행할 수 있다. 또한, 제 1 처리부(33)는 해상도의 업컨버트에 따른 화소간 보간 처리나, 프레임 주파수의 업컨버트에 따른 프레임간 보간 처리 등을 실행하는 기능을 가져도 좋다.
노이즈 제거 처리로서는, 글자 등의 윤곽의 주변에서 발생하는 모스키토 노이즈, 고속 동영상에서 발생하는 블록 노이즈, 플리커를 발생시키는 랜덤 노이즈, 해상도의 업 컨버트에 의하여 발생하는 도트 노이즈 등 다양한 노이즈의 제거를 들 수 있다.
계조 변환 처리는 제 1 화상 데이터(SD1)가 나타내는 계조를 표시부(20)의 출력 특성에 대응한 계조로 변환하는 처리이다. 예를 들어 계조 수를 크게 하는 경우, 작은 계조 수로 입력된 화상 데이터에 대하여, 각 화소에 대응하는 계조값을 보간하여 할당함으로써, 히스토그램을 평활화하는 처리를 수행할 수 있다. 또한, 다이내믹 레인지를 넓히는 하이 다이내믹 레인지(HDR) 처리도 계조 변환 처리에 포함된다.
색조 보정 처리는, 영상의 색조를 보정하는 처리이다. 또한 휘도 보정 처리는 영상의 밝기(휘도 콘트라스트)를 보정하는 처리이다. 예를 들어, 표시부(20)가 제공되는 공간의 조명의 종류나 휘도, 또는 색 순도 등에 응하여 표시부(20)에 표시되는 영상의 휘도나 색조가 최적이 되도록 보정된다.
화소간 보간 처리는 해상도를 업 컨버트하였을 때, 원래 존재하지 않는 데이터를 보간하는 처리이다. 예를 들어, 새로 보간하는 화소의 색 데이터(예를 들어 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 색에 대응하는 계조값)로서, 상기 화소의 주위의 화소의 색 데이터를 참조하여, 이들의 중간색의 색 데이터가 되도록 데이터를 보간한다.
프레임간 보간 처리는 표시하는 영상의 프레임 주파수를 증대시키는 경우에, 원래 존재하지 않는 프레임(보간 프레임)의 화상을 생성하는 처리이다. 예를 들어, 어느 2장의 화상의 차분에서 2장의 화상 사이에 삽입하는 보간 프레임의 화상을 생성한다. 또는 2장의 화상 사이에 복수장의 보간 프레임의 화상을 생성할 수도 있다. 예를 들어 화상 데이터의 프레임 주파수가 60㎐이었을 때, 복수장의 보간 프레임을 생성함으로써, 표시부(20)에 출력되는 영상 신호의 프레임 주파수를 2배의 120㎐, 또는 4배의 240㎐, 또는 8배의 480㎐ 등으로 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 화상 처리는 제 1 처리부(33)와 별도로 제공된 처리부에 의하여 수행할 수도 있다. 또한, 상기 화상 처리의 하나 또는 복수를 제 2 처리부(40)에 의하여 수행하여도 좋다.
수신부(34)는 외부로부터 입력되는 데이터 또는 제어 신호를 수신하는 기능을 가진다. 수신부(34)로의 데이터 또는 제어 신호의 입력에는 연산 처리 장치(50), 리모트 컨트롤러, 휴대 정보 단말(스마트폰이나 태블릿 등), 표시부(20)에 제공된 조작 버튼, 터치 패널 등을 사용할 수 있다.
또한, 연산 처리 장치(50)는 제 2 처리부(40)에서 사용하는 가중 계수 등을 표시 시스템(10)에 공급할 수 있다. 연산 처리 장치(50)로서는 컴퓨터, 서버, 클라우드 등, 연산 처리 능력이 우수한 계산기를 들 수 있다. 연산 처리 장치(50)는 학습에 의하여 얻어진 가중 계수를 수신부(34)를 통하여 제 2 처리부(40)에 공급할 수 있다.
인터페이스(35)는 수신부(34)가 수신한 데이터 또는 제어 신호에 적절히 신호 처리를 실시하고, 제어부(36)로 출력하는 기능을 가진다.
제어부(36)는 신호 생성부(30)가 가지는 각 회로에 제어 신호를 공급하는 기능을 가진다. 예를 들어, 제어부(36)는 디코더(32), 제 1 처리부(33), 및 제 2 처리부(40)에 제어 신호를 공급하는 기능을 가진다. 제어부(36)에 의한 제어는 수신부(34)가 수신한 제어 신호 등에 의거하여 수행할 수 있다.
제 2 처리부(40)는 제 1 처리부(33)로부터 입력된 제 1 화상 데이터(SD1)를 보정하여, 제 2 화상 데이터(SD2)를 생성하는 기능을 가진다. 제 2 처리부(40)에 의하여 생성된 제 2 화상 데이터(SD2)는 표시부(20)가 가지는 신호선 구동 회로로 출력된다.
예를 들어, 제 2 처리부(40)는 표시부(20)의 표시 불균일이 시인되기 어려워지도록, 제 1 화상 데이터(SD1)를 보정하는 기능을 가진다. 예를 들어, 표시 패널(DP)이 가지는 트랜지스터의 특성 또는 용량 소자의 크기의 편차, 신호선의 기생 저항 또는 기생 용량의 영향, 신호선 구동 회로의 구동 능력의 면 내 편차, 표시 소자의 특성의 면 내 편차 등에 의하여 표시 불균일이 생기는 경우가 있다. 이 경우에도 제 2 처리부(40)에 의하여 제 2 화상 데이터(SD2)를 생성함으로써, 불균일이 눈에 띄지 않는 영상을 표시시킬 수 있다.
또한, 제 2 처리부(40)는 2개의 표시 패널(DP) 간의 경계에서의 영상의 불연속성을 보상하도록 제 1 화상 데이터(SD1)를 보정하는 기능을 가진다. 제 2 처리부(40)에 의하여 제 2 화상 데이터(SD2)를 생성함으로써, 이음매가 눈에 띄지 않는 영상을 표시시킬 수 있다.
분할부(45)는 제 2 처리부(40)로부터 입력된 제 2 화상 데이터(SD2)를 분할하는 기능을 가진다. 제 2 화상 데이터(SD2)는 표시부(20)에 제공된 표시 패널(DP)과 같은 개수로 분할된다. 도 15에서는, 제 2 화상 데이터(SD2)가 x×y개(제 2 화상 데이터(SD2[1,1] 내지 SD2[x,y]))로 분할되고, 표시부(20)로 출력된다. 제 2 화상 데이터(SD2[p,q])(p는 1 이상 x 이하의 정수, q는 1 이상 y 이하의 정수)는, 각각 표시 패널(DP[p,q])에 표시되는 화상에 대응하는 화상 데이터이다. 분할부(45)는 제어부(36)로부터 제어 신호의 공급을 받는다.
표시 패널(DP)에는 신호 생성부(30)로부터 공급된 영상 신호가 입력된다.
도 16의 (A)에 도시된 바와 같이, 표시부(20)에는 표시 패널(DP)이 인접한 영역, 즉 표시 패널(DP)의 이음매의 영역(도면 중의 영역 S)이 존재한다. 복수의 표시 패널(DP)을 사용하여 영상을 표시할 때, 영역 S에서의 영상의 연속성이 확보되는 것이 바람직하다.
그러나, 화소가 가지는 트랜지스터의 특성 또는 용량 소자의 크기, 신호선의 기생 저항 또는 기생 용량, 신호선 구동 회로의 구동 능력 등에는 표시 패널(DP)마다 편차가 생길 수 있다. 그러므로, 영상 신호가 각 표시 패널(DP)에 공급되었을 때, 표시 패널(DP)마다 표시 영상에 오차가 생겨, 이에 의하여 이음매의 영역에서 영상이 불연속이 될 수 있다. 또한, 하나의 표시 패널(DP)의 표시 영역(71)이 다른 표시 패널(DP)의 가시광을 투과하는 영역(72)과 중첩되는 영역을 가지는 경우, 이음매의 영역에서는 표시 영역(71)에 표시된 영상이 가시광을 투과하는 영역(72)을 통하여 시인되기 때문에 계조에 오차가 생길 수 있다. 따라서, 제 1 처리부(33)에 의하여 생성된 제 1 화상 데이터(SD1)를 그대로 분할한 데이터(제 1 화상 데이터(SD1[1,1] 내지 SD1[x,y]))를 각 표시 패널(DP)에 공급하면, 도 16(B-1)에 도시된 바와 같이, 영역 S에서 불연속의 영상이 시인될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 형태의 표시 시스템은 인공 지능을 이용하여 영상 신호를 보정하는 기능을 가지는 제 2 처리부(40)를 가진다. 구체적으로는, 제 2 처리부(40)는 2개의 표시 패널(DP)의 이음매에서의 영상의 불연속성이 완화되도록 영상 신호를 보정할 수 있다. 이로써, 복수의 표시 패널(DP)을 사용하여 표시부(20)를 구성하는 경우에 표시 패널(DP)의 이음매에서 영상의 불균일을 시인되기 어렵게 할 수 있어, 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 15에 도시된 제 2 처리부(40)는 제 1 처리부(33)로부터 입력된 영상 신호를 보정하는 기능을 가진다. 구체적으로는, 제 2 처리부(40)는 2개의 표시 패널(DP)의 경계에서 연속적인 영상이 표시되도록, 즉 이음매에서의 영상의 끊김을 보상하도록 제 1 화상 데이터(SD1)를 보정하는 기능을 가진다.
제 1 화상 데이터(SD1)의 보정은 제 2 처리부(40)에 의하여 수행된다. 제 2 처리부(40)는 이음매의 영역에서 영상의 불연속성을 완화하도록 영상 신호를 적절히 보정하기 위한 학습이 실시되어 있다. 그리고, 제 2 처리부(40)에 제 1 화상 데이터(SD1)가 공급되면, 제 2 처리부(40)는 추론을 수행하고, 제 2 화상 데이터(SD2)를 출력한다. 그리고, 제 2 처리부(40)에 의하여 생성된 제 2 화상 데이터(SD2)를 분할부(45)에서 x×y개로 분할하고, 표시 패널(DP[p,q])에 제 2 화상 데이터(SD2[p,q])가 공급되면, 도 16(B-2)에 도시된 바와 같이 이음매가 눈에 띄지 않는 영상이 표시된다.
구체적으로는, 이음매의 영역을 다른 영역에 비하여 밝게 하는 처리를 할 수 있다. 이로써, 이음매가 눈에 띄기 어렵고, 자연스럽고 일체감이 있는 영상을 복수의 표시 패널(DP) 위에 표시할 수 있다. 또한, 표시 불균일의 보정을 동시에 수행할 수도 있기 때문에, 표시부의 표시 품질을 더 높일 수 있다.
[트랜지스터의 구성예]
다음으로, 표시 패널 또는 표시 장치에 사용할 수 있는 트랜지스터에 대하여 설명한다.
표시 패널 또는 표시 장치가 가지는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 플레이너형 트랜지스터로 하여도 좋고, 스태거형 트랜지스터로 하여도 좋고, 역 스태거형 트랜지스터로 하여도 좋다. 또한, 톱 게이트 구조 및 보텀 게이트 구조 중 어느 트랜지스터 구조로 하여도 좋다. 또는, 채널의 위아래에 게이트 전극이 제공되어 있어도 좋다.
도 17에, 트랜지스터의 구성예를 나타낸다. 각 트랜지스터는 절연층(141)과 절연층(208) 사이에 제공되어 있다. 절연층(141)은 하지막으로서의 기능을 가지는 것이 바람직하다. 절연층(208)은 평탄화막으로서의 기능을 가지는 것이 바람직하다.
도 17의 (A1), (A2)에 도시된 트랜지스터(210a, 210b)는, 각각 반도체층에 금속 산화물을 가지는 톱 게이트 구조의 트랜지스터이다. 금속 산화물은 산화물 반도체로서 기능할 수 있다.
트랜지스터의 반도체에는 산화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘보다 밴드 갭이 넓고, 또한 캐리어 밀도가 작은 반도체 재료를 사용하면 트랜지스터의 오프 상태에서의 전류를 저감할 수 있어 바람직하다.
트랜지스터(210a, 210b)는 도전층(201), 절연층(202), 도전층(203a), 도전층(203b), 반도체층, 도전층(205), 및 절연층(207)을 가진다. 트랜지스터(210a)는 절연층(206a)을 더 가지고, 트랜지스터(210b)는 절연층(206b)을 더 가진다. 도전층(201)은 게이트로서 기능한다. 도전층(205)은 백 게이트로서 기능한다. 절연층(202), 절연층(206a), 및 절연층(206b)은 게이트 절연층으로서 기능한다. 반도체층은 채널 형성 영역(204a)과 한 쌍의 저저항 영역(204b)을 가진다. 채널 형성 영역(204a)은 절연층(206a) 또는 절연층(206b)을 개재하여 도전층(205)과 중첩된다. 채널 형성 영역(204a)은 절연층(202)을 개재하여, 도전층(201)과 중첩된다. 도전층(203a)은 절연층(207)에 제공된 개구를 통하여 한 쌍의 저저항 영역(204b)의 한쪽과 전기적으로 접속된다. 마찬가지로, 도전층(203b)은 한 쌍의 저저항 영역(204b)의 다른 쪽과 전기적으로 접속된다. 절연층(202), 절연층(206a), 절연층(206b), 및 절연층(207)에는 각종 무기 절연막을 사용할 수 있다. 특히, 절연층(202), 절연층(206a), 및 절연층(206b)에 포함되는, 채널 형성 영역(204a)과 접하는 절연막에는 산화물 절연막이 적합하고, 절연층(207)에는 질화물 절연막이 적합하다.
트랜지스터(210b)는 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(206b)의 두께가 트랜지스터(210a)에서 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(206a)의 두께보다 얇다. 또한, 트랜지스터(210b)의 채널 길이 Lb는 트랜지스터(210a)의 채널 길이 La보다 짧다. 이들에 의하여, 트랜지스터(210b)는 트랜지스터(210a)보다 구동 주파수를 높일 수 있고, 트랜지스터(210a)는 트랜지스터(210b)보다 내압을 높일 수 있다. 그러므로, 표시 패널에서 표시 영역의 트랜지스터로서 트랜지스터(210a)를 사용하고, 구동 회로의 트랜지스터로서 트랜지스터(210b)를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 트랜지스터(210a, 210b) 중 한쪽만을 사용하여 표시 패널을 제작하여도 좋다. 또한, 트랜지스터(210a, 210b) 중 한쪽과 다른 트랜지스터를 조합하여 표시 패널을 제작하여도 좋다.
트랜지스터(210a, 210b)에는 채널이 형성되는 반도체층을 2개의 게이트로 끼우는 구성이 적용되어 있다. 2개의 게이트를 접속하고, 이들에 동일한 신호를 공급함으로써 트랜지스터를 구동하는 것이 바람직하다. 이와 같은 트랜지스터는 다른 트랜지스터와 비교하여 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 패널 또는 표시 장치를 대형화 또는 고정세화(高精細化)하였을 때 배선 수가 증대되더라도, 각 배선에서의 신호 지연을 저감시킬 수 있어, 표시 불균일을 억제할 수 있다. 또는, 2개의 게이트 중, 한쪽에 문턱 전압을 제어하기 위한 전위를 공급하고, 다른 쪽에 구동을 위한 전위를 공급함으로써, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어할 수 있다.
반도체층으로서 기능하는 금속 산화물막은 불활성 가스 및 산소 가스 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 사용하여 성막할 수 있다. 또한, 금속 산화물막의 성막 시에서의 산소의 유량비(산소 분압)에 특별히 한정은 없다. 다만, 전계 효과 이동도가 높은 트랜지스터를 얻는 경우에는 금속 산화물막의 성막 시에서의 산소 유량비(산소 분압)는, 0% 이상 30% 이하가 바람직하고, 5% 이상 30% 이하가 더 바람직하고, 7% 이상 15% 이하가 더욱 바람직하다.
금속 산화물은 적어도 인듐 또는 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 특히 인듐 및 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 금속 산화물에 대해서는 실시형태 3에서 자세히 설명한다.
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 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 그 외에, PLD법, PECVD법, 열 CVD법, ALD법, 진공 증착법 등을 사용하여도 좋다.
도 17의 (B)에 도시된 트랜지스터(220)는 반도체층(204)에 금속 산화물을 가지는 보텀 게이트 구조의 트랜지스터이다.
트랜지스터(220)는 도전층(201), 절연층(202), 도전층(203a), 도전층(203b), 및 반도체층(204)을 가진다. 도전층(201)은 게이트로서 기능한다. 절연층(202)은 게이트 절연층으로서 기능한다. 반도체층(204)은 절연층(202)을 개재하여 도전층(201)과 중첩된다. 도전층(203a) 및 도전층(203b)은 각각 반도체층(204)과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(220)는 절연층(211)과 절연층(212)으로 덮여 있는 것이 바람직하다. 절연층(211) 및 절연층(212)에는 각종 무기 절연막을 사용할 수 있다. 특히, 절연층(211)에는 산화물 절연막이 적합하고, 절연층(212)에는 질화물 절연막이 적합하다.
도 17의 (C)에 도시된 트랜지스터(230)는 반도체층에 저온 폴리실리콘(LTPS(Low Temperature Poly-Silicon))을 가지는 톱 게이트 구조의 트랜지스터이다.
트랜지스터(230)는 도전층(201), 절연층(202), 도전층(203a), 도전층(203b), 반도체층, 및 절연층(213)을 가진다. 도전층(201)은 게이트로서 기능한다. 절연층(202)은 게이트 절연층으로서 기능한다. 반도체층은 채널 형성 영역(214a) 및 한 쌍의 저저항 영역(214b)을 가진다. 반도체층은 LDD(Lightly Doped Drain) 영역을 더 가져도 좋다. 도 17의 (C)에서는 채널 형성 영역(214a)과 저저항 영역(214b) 사이에 LDD 영역(214c)을 가지는 예를 도시하였다. 채널 형성 영역(214a)은 절연층(202)을 개재하여 도전층(201)과 중첩된다. 도전층(203a)은 절연층(202) 및 절연층(213)에 제공된 개구를 통하여 한 쌍의 저저항 영역(214b)의 한쪽과 전기적으로 접속된다. 마찬가지로, 도전층(203b)은 한 쌍의 저저항 영역(214b)의 다른 쪽과 전기적으로 접속된다. 절연층(213)에는 각종 무기 절연막을 사용할 수 있다. 특히 절연층(213)에는 질화물 절연막이 적합하다.
도 17의 (D)에 도시된 트랜지스터(240)는 반도체층(224)에 수소화 비정질 실리콘을 가지는 보텀 게이트 구조의 트랜지스터이다.
트랜지스터(240)는 도전층(201), 절연층(202), 도전층(203a), 도전층(203b), 불순물 반도체층(225), 및 반도체층(224)을 가진다. 도전층(201)은 게이트로서 기능한다. 절연층(202)은 게이트 절연층으로서 기능한다. 반도체층(224)은 절연층(202)을 개재하여 도전층(201)과 중첩된다. 도전층(203a) 및 도전층(203b)은 각각 불순물 반도체층(225)을 통하여 반도체층(224)과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(240)는 절연층(226)으로 덮여 있는 것이 바람직하다. 절연층(226)에는 각종 무기 절연막을 사용할 수 있다. 특히 절연층(226)에는 질화물 절연막이 적합하다.
이상과 같이, 본 실시형태의 표시 패널에서는, 공통 전극을 형성할 때 메탈 마스크의 변형에 기인하여 가시광의 투과성이 낮은 도전막이 가시광을 투과하는 영역에 형성되기 어려운 구성이다. 그러므로, 본 실시형태의 표시 패널을 사용하여 2개의 표시 패널의 이음매가 시인되기 어렵고, 표시 품질이 높은 표시 장치를 제공할 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 개시된 트랜지스터에 사용할 수 있는 금속 산화물에 대하여 설명한다. 이하에서는 특히 금속 산화물과 CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS의 자세한 사항에 대하여 설명한다.
CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 재료의 일부에서는 도전성의 기능을 가지고, 재료의 일부에서는 절연성의 기능을 가지고, 재료 전체에서는 반도체로서의 기능을 가진다. 또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide를 트랜지스터의 채널 형성 영역에 사용하는 경우, 도전성의 기능은 캐리어가 되는 전자(또는 정공)를 흘리는 기능이고, 절연성의 기능은 캐리어가 되는 전자를 흘리지 않는 기능이다. 도전성의 기능과 절연성의 기능의 상보적인 작용에 의하여, CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 스위칭 기능(On/Off시키는 기능)을 가질 수 있다. CAC-OS 또는 CAC-metal oxide에서 각각의 기능을 분리시킴으로써 양쪽의 기능을 최대한 높일 수 있다.
또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 도전성 영역 및 절연성 영역을 가진다. 도전성 영역은 상술한 도전성의 기능을 가지고, 절연성 재료는 상술한 절연성의 기능을 가진다. 또한 재료 내에서, 도전성 영역과 절연성 영역은 나노 입자 레벨로 분리되는 경우가 있다. 또한 도전성 영역과 절연성 영역은 각각 재료 내에 편재(偏在)하는 경우가 있다. 또한 도전성 영역은 그 주변이 흐릿해져 클라우드상(cloud-like)으로 연결되어 관찰되는 경우가 있다.
또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide에서 도전성 영역과 절연성 영역은 각각 0.5㎚ 이상 10㎚ 이하, 바람직하게는 0.5㎚ 이상 3㎚ 이하의 크기로 재료 중에 분산되는 경우가 있다.
또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 상이한 밴드 갭을 가지는 성분으로 구성된다. 예를 들어 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 절연성 영역에 기인하는 와이드 갭을 가지는 성분과 도전성 영역에 기인하는 내로 갭을 가지는 성분으로 구성된다. 이 구성의 경우, 캐리어를 흘릴 때 내로 갭을 가지는 성분에서 주로 캐리어가 흐른다. 또한 내로 갭을 가지는 성분이 와이드 갭을 가지는 성분에 상보적으로 작용함으로써 내로 갭을 가지는 성분에 연동되어 와이드 갭을 가지는 성분에도 캐리어가 흐른다. 따라서 상기 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide를 트랜지스터의 채널 형성 영역에 사용하는 경우, 트랜지스터의 온 상태에서 높은 전류 구동력, 즉 큰 온 전류 및 높은 전계 효과 이동도를 얻을 수 있다.
즉 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide를 매트릭스 복합재(matrix composite) 또는 금속 매트릭스 복합재(metal matrix composite)라고 부를 수도 있다.
CAC-OS는 예를 들어 금속 산화물을 구성하는 원소가 0.5㎚ 이상 10㎚ 이하, 바람직하게는 1㎚ 이상 2㎚ 이하, 또는 그 근방의 크기로 편재한 재료의 하나의 구성이다. 또한 아래에서는, 금속 산화물에 하나 또는 하나 이상의 금속 원소가 편재하여 상기 금속 원소를 가지는 영역이 0.5㎚ 이상 10㎚ 이하, 바람직하게는 1㎚ 이상 2㎚ 이하, 또는 이 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 이에 더하여 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 구리, 바나듐, 베릴륨, 붕소, 실리콘, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘 등 중에서 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)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 내에 균일하게 분포된 구성(이하, 클라우드상이라고도 함)이다.
즉 CAC-OS는 GaOX3이 주성분인 영역과, InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역이 혼합된 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 높다'라고 한다.
또한, IGZO는 통칭이며, In, Ga, Zn, 및 O로 이루어지는 하나의 화합물을 말하는 경우가 있다. 대표적인 예로서, InGaO3(ZnO)m1(m1은 자연수임) 또는 In(1+x0)Ga(1-x0)O3(ZnO)m0(-1≤x0≤1, m0은 임의의 수임)으로 나타내어지는 결정성 화합물을 들 수 있다.
상기 결정성 화합물은 단결정 구조, 다결정 구조, 또는 CAAC(c-axis aligned crystal) 구조를 가진다. 또한 CAAC 구조는, 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 Ga를 주성분으로 하는 나노 입자상으로 관찰되는 영역과, 일부에 In을 주성분으로 하는 나노 입자상으로 관찰되는 영역이, 각각 모자이크 패턴으로 무작위로 분산되어 있는 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, Ga를 주성분으로 하는 막의 2층으로 이루어지는 구조는 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, 및 마그네슘 등에서 선택된 1종류 또는 복수 종류가 포함되어 있는 경우, CAC-OS는 일부에 상기 금속 원소를 주성분으로 하는 나노 입자상으로 관찰되는 영역과, 일부에 In을 주성분으로 하는 나노 입자상으로 관찰되는 영역이 각각 모자이크 패턴으로 무작위로 분산되어 있는 구성을 말한다.
CAC-OS는 예를 들어 기판을 의도적으로 가열하지 않는 조건에서 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 또한 CAC-OS를 스퍼터링법으로 형성하는 경우, 성막 가스로서 불활성 가스(대표적으로는 아르곤), 산소 가스, 및 질소 가스 중에서 선택된 어느 하나 또는 복수를 사용하면 좋다. 또한 성막 시의 성막 가스의 총유량에 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) 측정법의 하나인 Out-of-plane법에 의한 θ/2θ 스캔을 사용하여 측정하였을 때 명확한 피크가 확인되지 않는다는 특징을 가진다. 즉, X선 회절로부터, 측정 영역의 a-b면 방향 및 c축 방향의 배향은 보이지 않는 것을 알 수 있다.
또한 CAC-OS는 프로브 직경이 1㎚의 전자선(나노 빔 전자선이라고도 함)을 조사함으로써 얻어지는 전자선 회절 패턴에서, 링 형상으로 휘도가 높은 영역이 관측되고 상기 링 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 편재되고 혼합된 구조를 가지는 것을 확인할 수 있다.
CAC-OS는 금속 원소가 균일하게 분포된 IGZO 화합물과는 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 영역에 캐리어가 흐름으로써, 산화물 반도체로서의 도전성이 나타난다. 따라서, InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역이 산화물 반도체 내에 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 산화물 반도체 내에 분포됨으로써 누설 전류가 억제되어 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 각종 반도체 장치에 최적이다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 전자 기기에 대하여 도 18을 사용하여 설명한다.
본 실시형태의 전자 기기는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가진다. 이로써, 전자 기기의 표시부는 고품질의 영상을 표시할 수 있다.
본 실시형태의 전자 기기의 표시부에는, 예를 들어 풀 하이비전, 2K, 4K, 8K, 16K, 또는 그 이상의 해상도를 가지는 영상을 표시시킬 수 있다. 또한, 표시부의 화면 크기는, 대각선 20인치 이상, 대각선 30인치 이상, 대각선 50인치 이상, 대각선 60인치 이상, 또는 대각선 70인치 이상으로 할 수 있다.
전자 기기로서는 예를 들어, 텔레비전 장치, 데스크톱형 또는 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 사이니지(Digital Signage: 전자 간판), 파칭코기 등의 대형 게임기 등 비교적 큰 화면을 구비하는 전자 기기 외에, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 액자, 휴대 전화기, 휴대용 게임기, 휴대 정보 단말기, 음향 재생 장치 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 형태의 전자 기기는 안테나를 가져도 좋다. 안테나로 신호를 수신함으로써 표시부에서 영상이나 정보 등을 표시할 수 있다. 또한 전자 기기가 안테나 및 이차 전지를 가지는 경우, 안테나를 비접촉 전력 전송에 사용하여도 좋다.
본 발명의 일 형태의 전자 기기는 센서(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, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것)를 가져도 좋다.
본 발명의 일 형태의 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)를 실행하는 기능, 무선 통신 기능, 기록 매체에 기록되는 프로그램 또는 데이터를 판독하는 기능 등을 가질 수 있다.
도 18의 (A)에 텔레비전 장치의 일례를 도시하였다. 텔레비전 장치(7100)는 하우징(7101)에 표시부(7000)가 제공된다. 여기서는 스탠드(7103)에 의하여 하우징(7101)을 지탱한 구성을 도시하였다.
표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
도 18의 (A)에 도시된 텔레비전 장치(7100)는 하우징(7101)이 구비하는 조작 스위치나 별체의 리모트 컨트롤러(7111)에 의하여 조작할 수 있다. 또는, 표시부(7000)에 터치 센서를 구비하여도 좋고, 손가락 등으로 표시부(7000)를 터치함으로써 텔레비전 장치(7100)를 조작하여도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)는 상기 리모트 컨트롤러(7111)로부터 출력되는 정보를 표시하는 표시부를 가져도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)가 구비한 조작 키 또는 터치 패널에 의하여 채널 및 음량을 조작할 수 있고, 표시부(7000)에 표시되는 영상을 조작할 수 있다.
또한, 텔레비전 장치(7100)는 수신기 및 모뎀 등을 구비한 구성으로 한다. 수신기에 의하여 일반적인 텔레비전 방송의 수신을 행할 수 있다. 또한, 모뎀을 통하여 유선 또는 무선으로 통신 네트워크에 접속함으로써, 한 방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자 사이, 또는 수신자끼리 등)의 정보 통신을 행할 수도 있다.
도 18의 (B)에 노트북형 퍼스널 컴퓨터의 일례를 도시하였다. 노트북형 퍼스널 컴퓨터(7200)는 하우징(7211), 키보드(7212), 포인팅 디바이스(7213), 외부 접속 포트(7214) 등을 가진다. 하우징(7211)에 표시부(7000)가 제공된다.
표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
도 18의 (C), (D)에 디지털 사이니지의 일례를 도시하였다.
도 18의 (C)에 도시된 디지털 사이니지(7300)는 하우징(7301), 표시부(7000), 및 스피커(7303) 등을 가진다. 또한, LED 램프, 조작 키(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자, 각종 센서, 마이크로폰 등을 가질 수 있다.
도 18의 (D)는 원기둥 모양의 기둥(7401)에 장착된 디지털 사이니지(7400)이다. 디지털 사이니지(7400)는 기둥(7401)의 곡면을 따라 제공된 표시부(7000)를 가진다.
도 18의 (C), (D)에서, 표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
표시부(7000)가 넓을수록 한번에 제공할 수 있는 정보량을 증가시킬 수 있다. 또한, 표시부(7000)가 넓을수록 사람의 눈에 띄기 쉽고, 예를 들어 광고의 홍보 효과를 높일 수 있다.
표시부(7000)에 터치 패널을 적용함으로써, 표시부(7000)에 정지 화상 또는 동영상을 표시할 뿐만 아니라 사용자가 직관적으로 조작할 수 있어 바람직하다. 또한 노선 정보 또는 교통 정보 등의 정보를 제공하기 위한 용도로 사용하는 경우에는, 직관적인 조작에 의하여 사용성을 높일 수 있다.
또한, 도 18의 (C), (D)에 도시된 바와 같이, 디지털 사이니지(7300) 또는 디지털 사이니지(7400)는 사용자가 소유하는 스마트폰 등의 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)와 무선 통신에 의하여 연계할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 표시부(7000)에 표시되는 광고의 정보를, 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)의 화면에 표시시킬 수 있다. 또한 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)를 조작함으로써 표시부(7000)의 표시를 전환할 수 있다.
또한, 디지털 사이니지(7300) 또는 디지털 사이니지(7400)에 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)의 화면을 조작 수단(컨트롤러)으로 한 게임을 실행시킬 수도 있다. 이에 의하여, 불특정 다수의 사용자가 동시에 게임에 참여하여 즐길 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
DP1: 표시 패널, DP2: 표시 패널, 10: 표시 시스템, 20: 표시부, 30: 신호 생성부, 31: 프런트 엔드부, 32: 디코더, 33: 제 1 처리부, 34: 수신부, 35: 인터페이스, 36: 제어부, 40: 제 2 처리부, 45: 분할부, 50: 연산 처리 장치, 71: 표시 영역, 71a: 표시 영역, 71b: 표시 영역, 72: 가시광을 투과하는 영역, 72a: 가시광을 투과하는 영역, 73: 가시광을 차단하는 영역, 74: FPC, 78: 구동 회로, 78b: 구동 회로, 101: 기판, 103: 절연층, 104: 절연층, 105: 보호층, 110: 발광 소자, 110a: 발광 소자, 110b: 발광 소자, 110b1: 부분, 110b2: 부분, 111: 화소 전극, 112: EL층, 113a: 공통 전극, 113b: 공통 전극, 114: 광학 조정층, 118: 격벽, 123: 영역, 124: 영역, 131A: 착색층, 131B: 착색층, 141: 절연층, 201: 도전층, 201a: 도전층, 202: 절연층, 203a: 도전층, 203b: 도전층, 203s: 도전층, 203t: 도전층, 204: 반도체층, 204a: 채널 형성 영역, 204b: 저저항 영역, 205: 도전층, 206a: 절연층, 206b: 절연층, 207: 절연층, 208: 절연층, 210a: 트랜지스터, 210b: 트랜지스터, 211: 절연층, 212: 절연층, 213: 절연층, 214a: 채널 형성 영역, 214b: 저저항 영역, 214c: LDD 영역, 220: 트랜지스터, 224: 반도체층, 225: 불순물 반도체층, 226: 절연층, 230: 트랜지스터, 240: 트랜지스터, 257: 배선, 301: 트랜지스터, 303: 트랜지스터, 306: 접속부, 307: 도전층, 308: 개구, 311: 게이트 절연층, 312: 절연층, 313: 절연층, 314: 절연층, 315: 절연층, 317: 접착층, 318: 투광층, 319: 접속체, 355: 도전층, 358: 도전층, 361: 기판, 363: 접착층, 365: 절연층, 367: 절연층, 370A: 표시 패널, 370B: 표시 패널, 370C: 표시 패널, 370D: 표시 패널, 370E: 표시 패널, 370F: 표시 패널, 370G: 표시 패널, 371: 기판, 387: 영역, 7000: 표시부, 7100: 텔레비전 장치, 7101: 하우징, 7103: 스탠드, 7111: 리모트 컨트롤러, 7200: 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 7211: 하우징, 7212: 키보드, 7213: 포인팅 디바이스, 7214: 외부 접속 포트, 7300: 디지털 사이니지, 7301: 하우징, 7303: 스피커, 7311: 정보 단말기, 7400: 디지털 사이니지, 7401: 기둥, 7411: 정보 단말기
Claims (15)
- 표시 패널로서,
표시 영역과 가시광을 투과하는 영역을 가지고,
상기 표시 영역은 상기 가시광을 투과하는 영역과 인접하고,
상기 표시 영역은 제 1 발광 소자 및 제 2 발광 소자를 가지고,
상기 제 1 발광 소자는 제 1 화소 전극 및 제 1 공통 전극을 가지고,
상기 제 2 발광 소자는 제 2 화소 전극 및 제 2 공통 전극을 가지고,
상기 제 1 공통 전극은 상기 제 1 화소 전극과 중첩되는 제 1 부분을 가지고,
상기 제 2 공통 전극은 상기 제 2 화소 전극과 중첩되는 제 2 부분을 가지고,
상기 제 2 공통 전극은 상기 제 1 공통 전극과 접하는 제 3 부분을 가지고,
상기 제 1 공통 전극은 가시광을 반사하는 기능을 가지고,
상기 제 1 화소 전극, 상기 제 2 화소 전극, 및 상기 제 2 공통 전극은 각각 가시광을 투과하는 기능을 가지고,
상기 제 2 발광 소자는 상기 제 1 발광 소자보다 상기 가시광을 투과하는 영역에 가까운 곳에 위치하는, 표시 패널. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 공통 전극은 제 4 부분을 가지고,
상기 제 4 부분은 상기 제 2 화소 전극과 중첩되고, 또한 상기 제 1 공통 전극과 접하는 부분인, 표시 패널. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 공통 전극은 상기 가시광을 투과하는 영역으로 연장되는, 표시 패널. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 발광 소자 위 및 상기 제 2 발광 소자 위에 보호층을 가지는, 표시 패널. - 표시 패널로서,
표시 영역과 가시광을 투과하는 영역을 가지고,
상기 표시 영역은 상기 가시광을 투과하는 영역과 인접하고,
상기 표시 영역은 절연층, 격벽, 및 발광 소자를 가지고,
상기 발광 소자는 화소 전극 및 공통 전극을 가지고,
상기 절연층은 개구를 가지고,
상기 절연층은 상기 화소 전극의 단부를 덮고,
상기 공통 전극은 상기 개구를 통하여 상기 화소 전극과 중첩되고,
상기 격벽은 상기 절연층 위에 위치하고,
상기 격벽은 상기 발광 소자와 상기 가시광을 투과하는 영역 사이에 위치하고,
상기 격벽은 상기 가시광을 투과하는 영역을 따라 제공되고,
상기 격벽의 상면의 높이는 상기 공통 전극에서의 상기 개구와 중첩되는 부분의 상면의 높이보다 높은, 표시 패널. - 제 5 항에 있어서,
상기 가시광을 투과하는 영역 및 상기 격벽은 상기 표시 영역의 연속되는 2변을 따라 제공되는, 표시 패널. - 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 발광 소자 위에 보호층을 가지는, 표시 패널. - 표시 장치로서,
제 1 표시 패널 및 제 2 표시 패널을 가지고,
상기 제 1 표시 패널은 제 1 표시 영역 및 가시광을 투과하는 영역을 가지고,
상기 제 2 표시 패널은 제 2 표시 영역을 가지고,
상기 제 1 표시 영역은 상기 가시광을 투과하는 영역과 인접하고,
상기 제 1 표시 영역은 제 1 발광 소자 및 제 2 발광 소자를 가지고,
상기 제 1 발광 소자는 제 1 화소 전극 및 제 1 공통 전극을 가지고,
상기 제 2 발광 소자는 제 2 화소 전극 및 제 2 공통 전극을 가지고,
상기 제 1 공통 전극은 상기 제 1 화소 전극과 중첩되는 제 1 부분을 가지고,
상기 제 2 공통 전극은 상기 제 2 화소 전극과 중첩되는 제 2 부분을 가지고,
상기 제 2 공통 전극은 상기 제 1 공통 전극과 접하는 제 3 부분을 가지고,
상기 제 1 공통 전극은 가시광을 반사하는 기능을 가지고,
상기 제 1 화소 전극, 상기 제 2 화소 전극, 및 상기 제 2 공통 전극은 각각 가시광을 투과하는 기능을 가지고,
상기 제 2 발광 소자는 상기 제 1 발광 소자보다 상기 가시광을 투과하는 영역에 가까운 곳에 위치하고,
상기 제 2 표시 영역은 상기 제 2 발광 소자와 중첩되는 부분과 상기 가시광을 투과하는 영역과 중첩되는 부분을 가지는, 표시 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 2 공통 전극은 제 4 부분을 가지고,
상기 제 4 부분은 상기 제 2 화소 전극과 중첩되고, 또한 상기 제 1 공통 전극과 접하는 부분인, 표시 장치. - 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 공통 전극은 상기 가시광을 투과하는 영역으로 연장되는, 표시 장치. - 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 발광 소자 위 및 상기 제 2 발광 소자 위에 보호층을 가지는, 표시 장치. - 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 표시 영역은 제 3 발광 소자 및 제 4 발광 소자를 가지고,
상기 제 3 발광 소자는 상기 제 2 발광 소자를 통하여 광을 사출하고,
상기 제 4 발광 소자는 상기 가시광을 투과하는 영역을 통하여 광을 사출하는, 표시 장치. - 표시 장치로서,
제 1 표시 패널 및 제 2 표시 패널을 가지고,
상기 제 1 표시 패널은 제 1 표시 영역 및 가시광을 투과하는 영역을 가지고,
상기 제 2 표시 패널은 제 2 표시 영역을 가지고,
상기 제 1 표시 영역은 상기 가시광을 투과하는 영역과 인접하고,
상기 제 1 표시 영역은 절연층, 격벽, 및 발광 소자를 가지고,
상기 발광 소자는 화소 전극 및 공통 전극을 가지고,
상기 절연층은 개구를 가지고,
상기 절연층은 상기 화소 전극의 단부를 덮고,
상기 공통 전극은 상기 개구를 통하여 상기 화소 전극과 중첩되고,
상기 격벽은 상기 절연층 위에 위치하고,
상기 격벽은 상기 발광 소자와 상기 가시광을 투과하는 영역 사이에 위치하고,
상기 격벽은 상기 가시광을 투과하는 영역을 따라 제공되고,
상기 격벽의 상면의 높이는 상기 공통 전극에서의 상기 개구와 중첩되는 부분의 상면의 높이보다 높고,
상기 제 2 표시 영역은 상기 가시광을 투과하는 영역과 중첩되는 부분을 가지는, 표시 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 가시광을 투과하는 영역 및 상기 격벽은 상기 제 1 표시 영역의 연속되는 2변을 따라 제공되는, 표시 장치. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 발광 소자 위에 보호층을 가지는, 표시 장치.
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