極東極楽 ごくとうごくらく

豊饒なセカンドライフを求め大還暦までの旅日記

エネルギーと環境 79

2024年12月16日 | 光電融合デバイス事業

彦根市ひこにゃんイラスト に対する画像結果

彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと
伝えられる招と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え(戦国時代の井伊
軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと)と兜(かぶ
と)を合体させて生まれたキャラクタ-

【季語と短歌:12月15日】

        マフラーや年賀準備部屋で巻き 

                    高山 宇 (赤鬼)



✳️ 月面への大型貨物の配備

人類の歴史的な月への帰還、月ゲートウェイの組み立て、拡大された表面
探査など、以前のアルテミスミッションの成功に続いて、NASAのアルテ
ミスVIIとVIIIは、月の開発における新しい段階を表す。有人着陸システム
の実証後、同機関は現在、より恒久的なプレゼンスを確立するために、重
量貨物の展開に注力している。
2032年、スペースXの巨大なスターシップロケットは、「ルナクルーザー」
で知られるを月面に送り込みます。トヨタと宇宙航空研究開発機構(JAXA
が共同開発したこの機体は、宇宙服を必要とせずに2人の乗組員を収容で
る。最大30日間分の酸素と供給が十分にあるため、探査活動の範囲と期
間が大幅に拡大し、拡張ミッションのための移動可能な居住地と実験室
を提供。


✳️ 洋上風力発電所の自動海水中保守点検
Beam社が開発したロボットは、自律検査を行い、これまでにない解像度で
リアルタイムに立体映像情報の提供能力により、洋上風力発電所の保全に
革命を実現。
2016年に設立されたBeam社は、洋上風力発電事業の課題解
決する英国企業(ロボット船や水中ロボットのAIと自律性が含まれ、風力
発電所のすべての保全維持管理の「時間とコスト課題」を即時解決する。
この自律型無人潜水機(AUV)は、海中検査に革命を起すだろう。2025年に
市場リリース予定。
🪄
2024年9月、スコットランド最大の洋上風力発電所の「SSEのSeagreen
Wind Farm」
で世界初の導入実証を実現する。

✳️ スパコンの10の25乗年かかる計算を5分で実行「Willow
12月10日、Googleの量子コンピューティング研究部門であるGoogle
Quantum AI Labが、105個の量子ビットを搭載し、量子エラー訂正の指
数関数的な改善と超高速計算を実現、新量子チップ「Willow」を公表。従
来の量子システムでは、量子ビット数を増やすほどエラーが増加し、シス
テムが古典的な振る舞いに近づく。これが1995年にベル研究所のピーター・
ショア氏が提唱した「量子エラーのしきい値理論」。しかし、単にエラー
率を低減しただけでなく、距離を2増やすごとにエラー率が2.14倍減少す
るという指数関数的な改善を示した。これは、より多くの量子ビットを追
加することで、さらに高精度な量子計算が可能になることを意味する。つ
まり、WillowはGoogle初の「しきい値以下」を示した量子チップになる。
Google Quantum AI Labは「高度なAIは量子コンピューティングを利用
することで大きな恩恵を受けるだろう。量子コンピューティングは、従来
のマシンではアクセスできないトレーニング データの収集、特定の学習
アーキテクチャのトレーニングと最適化、量子効果が重要なシステムのモ
デリングに不可欠と話す。



【関連特許最新技術】
5. 特開2022-158973 表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表
示装置の作製方法 株式会社半導体エネルギー研究所
【詳細説明】
【0301】さらに、樹脂層122を用いて、色変換層129a、129
b上に、基板120を貼り合わせることで、図1(B)に示す表示装置1
00を作製することができる。なお、図2等のように、色変換層129c
を、画素電極111cと重なる領域を有するように形成しても良い。
【0302】保護層131、132に用いることができる材料及び成膜方
法は上述の通りである。保護層131、132の成膜方法としては、真空
蒸着法、スパッタリング法、CVD法、及び、ALD法などが挙げられる。
保護層131と保護層132は、互いに異なる成膜方法を用いて形成され
た膜であってもよい。また、保護層131、132は、それぞれ、単層構
造であってもよく、積層構造であってもよい。      
【0303】なお、共通電極115の成膜の際には、成膜エリアを規定す
るためのマスク(エリアマスク、ラフメタルマスクなどともいう)を用い
てもよい。または、共通電極115の成膜に当該マスクを使用せず、図11
(A)に示す工程の後に、図11(B)及び図11(C)に示す共通電極
115及び第5の層114の加工工程を行い、その後、保護層131の
形成工程に進んでもよい。

図11 図11(A)乃至図11(C)は、表示装置の作製方法の一例を示す
断面図
【0304】  図11(B)及び図7(B)に示すように、共通電極115上
にレジストマスク190bを形成する。図11(B)のY2側の端部に、レ
ジストマスク190bが設けられていない部分が存在する。図7(B)に示
すように、レジストマスク190bは、各副画素及び接続部140と重なる
領域に設けられる。つまり、レジストマスク190bが設けられていない領
域は、接続部140よりも外側に位置する。

図12(A)乃至図12(D)は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図

【0305】次に、図11(C)に示すように、レジストマスク190bを
用いて、共通電極115の一部、及び第5の層114の一部を除去する。以
上により、共通電極115及び第5の層114を加工することができる。
【0306】なお、上記のプロセスにおいては、絶縁層127の一部をアッ
シングなどで消失させて、第2の犠牲層119aなどを露出させる構成(図
10(B)参照。)について示したが、本発明はこれに限られるものではな
い。例えば、図12(A)に示すように、絶縁膜127Aの、画素電極111a、
111b、111c、及び導電層123と重なる位置に開口を設けて絶縁層
127を形成する構成にしてもよい。例えば、絶縁膜127Aとして、感光
性の樹脂を塗布し、露光及び現像を行うことで、画素電極111a、111b
、111c、及び導電層123と重なる位置に開口が設けられたパターンを
形成することができる。
【0307】図12(A)に示すように、絶縁層127をパターン形成した
後は、上述の図11(A)乃至図11(C)に係る工程と同様の方法で表示
装置100を形成することができる。
【0308】  ただし、この場合、図12(A)に示すように、絶縁層127
の上面が、第2の犠牲層119aの上面より高くなる場合がある。これによ
り、第1の犠牲層118a、及び第2の犠牲層119aを除去する際に、こ
れらの一部が残存する場合がある。よって、図12(B)に示すように、
共通電極115の形成後にも、エッチングで除去できなかった、第1の犠
牲層118、及び第2の犠牲層119の一方または両方が、第1の層113a
、第2の層113b、第3の層113c、または導電層123の上に、形
成される場合がある。
【0309】ここで、第1の犠牲層118の側面、第2の犠牲層119の
側面、絶縁層125の側面の一部、及び絶縁層127の側面の一部によっ
て、形成される平面(第5の層114と接する側の面)は、断面視におい
て、テーパー形状を有することが好ましい。当該平面が断面視において、
テーパー形状を有することで、第1の犠牲層118、第2の犠牲層119
、絶縁層125、及び絶縁層127を覆って形成される第5の層114及
び共通電極115を被覆性良く形成し、第5の層114及び共通電極115
に段切れなどが発生するのを防ぐことができる。
【0310】このような方法で表示装置100を形成することで、図3(B)
に示す表示装置100を形成することができる。
【0311】また、図12(C)に示すように、第5の層114を設けず、
絶縁層125、127、第1の層113a、第2の層113b、及び、第
3の層113cを覆うように、共通電極115を形成してもよい。つまり、
それぞれの副画素の発光デバイスにおいて、EL層を構成するすべての層
が作り分けられていてもよい。このとき、各発光デバイスのEL層は、全
て島状に形成される。
【0312】ここで、画素電極111a、111b、111cのいずれか
と、共通電極115とが接することで、発光デバイスがショートする恐れ
がある。しかし、本発明の一態様の表示装置では、絶縁層121、125、
127が、第1の層113a、第2の層113b、第3の層113c、及
び、画素電極111a、111b、111cの側面を覆っているため、共
通電極115がこれらの層と接することを抑制し、発光デバイスがショー
トすることを抑制することができる。これにより、発光デバイスの信頼性
を高めることができる。
【0313】また、図11(A)に示す工程で、Y1-Y2間の断面図に
おいて、第5の層114の接続部140側の端部が、接続部140よりも
内側(表示部側)に位置し、導電層123上に第5の層114を設けない
構成にしてもよい(図12(D)参照)。例えば、第5の層114の成膜
の際に、成膜エリアを規定するためのマスク(エリアマスク、ラフメタル
マスクなどともいう)を用いればよい。この場合、導電層123上に第5
の層114が設けられないので、第5の層114を介さずに、導電層123
と共通電極115とが電気的に接続される。

図13. 図13(A)乃至図13(F)は、表示装置の作製方法の一例を
示す断面図

【0314】  図13(A)乃至図13(F)に、絶縁層127とその周
辺を含む領域139の断面構造を示す。
【0315】図13(A)では、第1の層113aと第2の層113bの
厚さが互いに異なる例を示す。絶縁層125の上面の高さは、第1の層
113a側では第1の層113aの上面の高さと一致または概略一致して
おり、第2の層113b側では第2の層113bの上面の高さと一致また
は概略一致している。そして、絶縁層127の上面は、第1の層113a
側が高く、第2の層113b側が低い、なだらかな傾斜を有している。こ
のように、絶縁層125及び絶縁層127の高さは、隣接するEL層の上
面の高さと揃っていることが好ましい。または、隣接するEL層のいずれ
かの上面の高さと揃って、上面が平坦部を有していてもよい。
【0316】図13(B)において、絶縁層127の上面は、第1の層
113aの上面及び第2の層113bの上面よりも高い領域を有する。ま
た、絶縁層127の上面は、中心に向かって凸状に、なだらかに膨らんだ
形状を有する。
【0317】図13(C)において、絶縁層127の上面が第1の層113a
の上面及び第2の層113bの上面より高い領域を有する。また、領域
139において、表示装置100は、第1の犠牲層118及び第2の犠牲
層119の少なくとも一方を有し、絶縁層127の上面が第1の層113a
の上面及び第2の層113bの上面より高く、且つ絶縁層125よりも外
側に位置する領域を有し、当該領域は第1の犠牲層118及び第2の犠牲
層119の少なくとも一方の上に位置する。また、図13(C)では、絶
縁層127の上面は、中心に向かって凸状に、なだらかに膨らんだ形状を
有し、且つ絶縁層127の上面の中央部には、凹部が形成されている。当
該凹部は、中心に向かってなだらかに窪んだ形状を有する。
【0318】  図13(D)において、絶縁層127の上面は、第1の層
113aの上面及び第2の層113bの上面よりも低い領域を有する。ま
た、絶縁層127の上面は、中心に向かって凹状に、なだらかに窪んだ形
状を有する。
【0319】図13(E)において、絶縁層125の上面は、第1の層
113aの上面及び第2の層113bの上面よりも高い領域を有する。す
なわち、第5の層114の被形成面において、絶縁層125が突出し、凸
部を形成している。
【0320】絶縁層125の形成において、例えば、犠牲層の高さと揃う
または概略揃うように絶縁層125を形成する場合には、図13(E)に
示すように、絶縁層125が突出する形状が形成される場合がある。
【0321】図13(F)において、絶縁層125の上面は、第1の層
113aの上面及び第2の層113bの上面よりも低い領域を有する。
すなわち、第5の層114の被形成面において、絶縁層125が凹部を形
成している。
【0322】このように、絶縁層125及び絶縁層127は様々な形状を
適用することができる。
【0323】以上のように、本実施の形態の表示装置の作製方法では、島
状のEL層は、メタルマスクのパターンによって形成されるのではなく、
EL層を一面に成膜した後に加工することで形成されるため、島状のEL
層を均一の厚さで形成することができる。そのため、高精細な表示装置ま
たは高開口率の表示装置を実現することができる。
【0324】青色の発光デバイスを構成する第1の層113a、第2の層
113b、第3の層113cは、それぞれ同一の工程で形成することがで
きる。したがって、表示装置の作製工程を簡略化し、製造コストの低減を
図ることができる。
【0325】本発明の一態様の表示装置は、画素電極の端部を覆う絶縁層
と、発光層、及びキャリア輸送層のそれぞれの側面を覆う絶縁層と、を有
する。当該表示装置の作製工程においては、発光層とキャリア輸送層とが
積層された状態でEL層が加工されるため、当該表示装置は、発光層への
ダメージが低減された構成である。また、上述の2種類の絶縁層により、
画素電極または発光層と、キャリア注入層または共通電極と、が接するこ
とが抑制され、発光デバイスがショートすることが抑制された構成である。
【0326】本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが
できる。また、本明細書において、1つの実施の形態の中に、複数の構成
例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
【0327】(実施の形態2
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に適用することができる発
光デバイスの構成例について図14及び図15を用いて説明する。

図14. 図14(A)及び図14(B)は、表示装置の一例を示す断面図

【0328】  図14(A)及び図14(B)に示す表示装置500は、
青色の光を発する発光デバイス550Bを複数有する。図14では、発光
デバイス550Bの上に青色の光を赤色の光に変換する色変換層545R、
青色の光を緑色の光に変換する色変換層545Gが設けられる。ここで、
色変換層545R、色変換層545Gは、保護層540を介して、発光デ
バイス550B上に設けられることが好ましい。なお、図14において、
色変換層545Gが設けられた発光デバイス550Bに隣接する発光デバ
イス550Bは色変換層を有さない構成を示したが、本実施の形態はこれ
に限られず、色変換層545Gに隣接して、青色の光をより半値幅が狭い、
鮮やかな青色に変換する色変換層を設けてもよい。

【0329】図14(A)に示す発光デバイス550Bは、一対の電極
(電極501、電極502)の間に、発光ユニット512Bを有する。電
極501は、画素電極として機能し、発光デバイス毎に設けられる。電極
502は、共通電極として機能し、複数の発光デバイスに共通に設けられ
る。
【0330】つまり、図14(A)に示す3つの発光デバイス550Bは、
それぞれ、1つの発光ユニット(発光ユニット512B)を有する。なお、
図14(A)に示す発光デバイス550Bのように、一対の電極間に一つ
の発光ユニットを有する構成を、本明細書ではシングル構造と呼ぶ。
【0331】図14(A)に示す、発光ユニット512Bは、それぞれ島
状の層として形成することができる。つまり、図14(A)に示す発光ユ
ニット512Bは、図1(B)等に示す第1の層113a、第2の層11
3b、または第3の層113cに相当する。なお、発光デバイス550B
は、発光デバイス130a、発光デバイス130b、または発光デバイス
130cに相当する。また、電極501は画素電極111a、画素電極
111b、または画素電極111cに相当する。また、電極502は共通
電極115に相当する。
【0332】発光ユニット512Bは、層521、層522、発光層52
3Q_1、発光層523Q_2、発光層523Q_3、層524等を有す
る。また、発光デバイス550Bは、発光ユニット512Bと、電極50
2との間に層525などを有する。
【0333】図14(A)は、発光ユニット512Bが層525を有さず、
層525が、各発光デバイス間で共通に設けられている例である。このと
き、層525を共通層と呼ぶことができる。このように、複数の発光デバ
イスに1以上の共通層を設けることで、作製工程を簡略化できるため、製
造コストを低減することができる。なお、発光デバイスごとに層525を
設けてもよい。つまり、層525が発光ユニット512Bに含まれていて
もよい。
【0334】層521は、例えば正孔注入性の高い物質を含む層(正孔注
入層)などを有する。層522は、例えば正孔輸送性の高い物質を含む層
(正孔輸送層)などを有する。層524は、例えば電子輸送性の高い物質
を含む層(電子輸送層)などを有する。層525は、例えば電子注入性の
高い物質を含む層(電子注入層)などを有する。
【0335】または、層521が電子注入層を有し、層522が電子輸送
層を有し、層524が正孔輸送層を有し、層525が正孔注入層を有する
構成としてもよい。
【0336】図14(A)においては、層521と、層522と、を分け
て明示したがこれに限定されない。例えば、層521が正孔注入層と、正
孔輸送層との双方の機能を有する構成とする場合、あるいは層521が電
子注入層と、電子輸送層との双方の機能を有する構成とする場合において
は、層522を省略してもよい。
【0337】図14(A)に示す発光デバイス550Bにおいて、発光層
523Q_1、発光層523Q_2、及び発光層523Q_3に青色の発
光を呈する発光層を選択することで、発光デバイス550Bから青色発光
を得ることができる。なお、ここでは発光ユニット512Bが3層の発光
層を有する例を示すが、発光層の数は問わず、例えば、1層、2層、また
は4層以上の構成であってもよい。
【0338】このような、青色発光が可能な発光デバイス550Bの上に、
色変換層545R、色変換層545Gを設けることで、画素ごとに赤色発
光、緑色発光、または青色発光を行い、フルカラー表示を行うことができ
る。なお、図14(A)等においては、青色の光を赤色の光へ変換する色
変換層545R、青色の光を緑色の光へ変換する色変換層545G、を設
け、青色発光を得る画素には色変換層を設けない例について示したが、本
発明はこれに限られるものではない。色変換層によって変換される色の可
視光は、少なくとも2色以上の互いに異なる色の可視光にすればよく、例
えば赤、緑、青、シアン、マゼンタ、または黄などから適宜選択すればよ
い。
【0339】よって、層521、層522、層524、層525、発光層
523Q_1、発光層523Q_2、および発光層523Q_3は、各色
の画素において、同一の構成(材料、膜厚など)にしても、色変換層を適
宜設けることで、フルカラー表示を行うことができる。ゆえに、本発明の一
態様に係る表示装置は、画素ごとに発光デバイスを作り分ける必要がない
ので、作製工程を簡略化でき、製造コストを低減することができる。ただし
、本発明はこれに限られるものではなく、層521、層522、層524、
層525、発光層523Q_1、発光層523Q_2、および発光層52
3Q_3のいずれか一または複数を、画素によって異なる構成にすること
ができる。
【0340】  図14(B)に示す発光デバイス550Bは、一対の電極
(電極501、電極502)の間に、中間層531を介して2つの発光ユ
ニット(発光ユニット512Q_1、発光ユニット512Q_2)が積層
された構成を有する。
【0341】また、中間層531は、電極501と電極502との間に電
圧を印加したときに、発光ユニット512Q_1及び発光ユニット512
Q2のうち、一方に電子を注入し、他方に正孔を注入する機能を有する。
中間層531は、電荷発生層と呼ぶこともできる。
【0342】中間層531としては、例えば、フッ化リチウムなどの電子
注入層に適用可能な材料を好適に用いることができる。また、中間層531
としては、例えば、正孔注入層に適用可能な材料を好適に用いることがで
きる。また、中間層531には、正孔輸送性の高い材料(正孔輸送性材料)
とアクセプター性材料(電子受容性材料)とを含む層を用いることができ
る。また、中間層531には、電子輸送性の高い材料(電子輸送性材料)
とドナー性材料とを含む層を用いることができる。このような層を有する
中間層531を形成することにより、発光ユニットが積層された場合にお
ける駆動電圧の上昇を抑制することができる。



図15(A)及び図15(B)は、表示装置の一例を示す断面図.

【0343】発光ユニット512Q_1は、層521、層522、発光層
523Q_1、層524等を有する。発光ユニット512Q_2は、層52
2、発光層523Q_2、層524等を有する。また、発光デバイス550B
は、発光ユニット512Q_2と、電極502との間に層525などを有
する。なお、層525を発光ユニット512Q_2の一部とみなすことも
できる。
【0344】図14(B)に示す発光デバイス550Bにおいて、各発光
ユニットが青色の光を呈することで発光デバイス550Bから青色発光を
得ることができる。なお、複数の発光ユニットは、同じ発光物質を有して
いてもよく、異なる発光物質を有していてもよい。
【0345】図14(B)などに示す発光デバイス550Bのように、複
数の発光ユニットが中間層531を介して直列に接続された構成を本明細
書ではタンデム構造と呼ぶ。なお、本明細書等においては、タンデム構造
として呼称するが、これに限定されず、例えば、タンデム構造をスタック
構造と呼んでもよい。なお、タンデム構造とすることで、高輝度発光が可
能な発光デバイスとすることができる。また、タンデム構造は、シングル
構造と比べて、同じ輝度を得るために必要な電流を低減できるため、表示
装置の消費電力を低減し、信頼性を高めることができる。
【0346】
  なお、ここでは発光ユニット512Q_1、512Q_2がそれぞれ1層
の発光層を有する例を示すが、各発光ユニットにおける発光層の数は問わ
ない。例えば、発光ユニット512Q_1、512Q_2は、互いに異な
る数の発光層を有していてもよい。例えば、一方の発光ユニットは2層の
発光層を有し、他方の発光ユニットは1層の発光層を有していてもよい。
または、一方の発光ユニットは2層の発光層を有し、他方の発光ユニット
は3層以上(具体的には、3層または4層)の発光層を有していてもよい。
なお、発光ユニットが2層の発光層を有する構成を2段タンデム構造と、
発光ユニットが3層の発光層を有する構成を3段タンデム構造と、発光ユ
ニットが4層の発光層を有する構成を4段タンデム構造と、それぞれ呼称
する場合がある。なお、シングル構造の発光ユニットと、タンデム構造
(2段タンデム構造、3段タンデム構造、または4段タンデム構造)の発
光ユニットと、を組み合わせた発光デバイスとしてもよい。
【0347】図15(A)に示す表示装置500は、発光デバイス550B
が、3つの発光ユニットを積層した構成を有する場合の例である。図15
(A)において、発光デバイス550Bは、発光ユニット512Q_2上
にさらに中間層531を介して発光ユニット512Q_3が積層されてい
る。発光ユニット512Q_3は、層522、発光層523Q_3、層
524等を有する。発光ユニット512Q_3は、発光ユニット512Q_
2と同様の構成を適用することができる。
【0348】発光デバイスにタンデム構造を適用する場合、発光ユニット
の数は特に限定されず、2つ以上とすることができる。
【0349】図15(B)では、n個の発光ユニット512Q_1から
512Q_n(nは2以上の整数)を積層した場合の例を示している。
【0350】このように、発光ユニットの積層数を増やすことにより、同
じ電流量で発光デバイスから得られる輝度を、積層数に応じて高めること
ができる。また、発光ユニットの積層数を増やすことにより、同じ輝度を
得るために必要な電流を低減できるため、発光デバイスの消費電力を、積
層数に応じて低減することができる。
【0351】なお、表示装置500において、発光層の発光材料は特に限
定されない。例えば、図15(B)に示す表示装置500において、発光
ユニット512Q_1が有する発光層523Q_1は燐光材料を有し、発
光ユニット512Q_2が有する発光層523Q_2は蛍光材料を有する
構成とすることができる。または、発光ユニット512Q_1が有する発
光層523Q_1は蛍光材料を有し、発光ユニット512Q_2が有す
発光層523Q_2は燐光材料を有する構成とすることができる。又は、
蛍光発光の発光ユニットが複数積層された構成とすることで表示装置の信
頼性を高めることができる。
【0352】なお、発光ユニットの構成については、上記に限定されない。
例えば、図15(B)に示す表示装置500において、発光ユニット512Q_1
が有する発光層523Q_1はTADF材料を有し、発光ユニット512Q_2
が有する発光層523Q_2は蛍光材料、または燐光材料のいずれか一を
有する構成としてもよい。このように異なる発光材料を用いる、例えば
信頼性の高い発光材料と、発光効率の高い発光材料と、を組み合わせる
ことで、それぞれの欠点を補い、信頼性、及び発光効率の双方を高めた表
示装置とすることができる。
【0353】なお、本発明の一態様の表示装置は、全ての発光層を蛍光材
料とする構成としてもよいし、全ての発光層を燐光材料とする構成として
もよい。
【0354】本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが
できる。


図16は、表示装置の一例を示す斜視図
【0355】(実施の形態3)
  本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図16乃至図18
を用いて説明する。
【0356】  本実施の形態の表示装置は、高解像度な表示装置または大
型な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置
は、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパー
ソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、
パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器
の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、
携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置の表示部に用
いることができる。

【0357】〔表示装置100A]図16に、表示装置100Aの斜視図
を示し、図17(A)に、表示装置100Aの断面図を示す。
【0358】表示装置100Aは、基板152と基板151とが貼り合わ
された構成を有する。図16では、基板152を破線で明示している。
【0359】表示装置100Aは、表示部162、接続部140、回路
164、配線165等を有する。図16では表示装置100AにIC17
3及びFPC172が実装されている例を示している。そのため、図16
に示す構成は、表示装置100A、IC(集積回路)、及びFPCを有
する表示モジュールということもできる。
【0360】
  接続部140は、表示部162の外側に設けられる。接続部140は、
表示部162の一辺または複数の辺に沿って設けることができる。接続部
140は、単数であっても複数であってもよい。図16では、表示部の四
辺を囲むように接続部140が設けられている例を示す。接続部140で
は、発光デバイスの共通電極と、導電層とが電気的に接続されており、共
通電極に電位を供給することができる。
【0361】回路164としては、例えば走査線駆動回路を用いることが
できる。
【0362】配線165は、表示部162及び回路164に信号及び電力
を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、FPC172を介して外
部から、またはIC173から配線165に入力される。
【0363】図16では、COG方式またはCOF方式等により、基板
151にIC173が設けられている例を示す。IC173は、例えば
走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するICを適用できる。な
お、表示装置100A及び表示モジュールは、ICを設けない構成として
もよい。また、ICを、COF方式等により、FPCに実装してもよい。
【0364】図17(A)に、表示装置100Aの、FPC172を含む
領域の一部、回路164の一部、表示部162の一部、接続部140の一
部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を
示す。

図17. 表示装置の一例を示す断面

【0365】図17(A)に示す表示装置100Aは、基板151と基板
152の間に、トランジスタ201、トランジスタ205、発光デバイス
130a、130b、130c、及び色変換層129a、129b等を有
する。発光デバイス130a、130b、130cは、青色の光を発する。
色変換層129a、色変換層129bは、発光デバイス130からの青色
の光を互いに異なる波長の光へ変換する機能を有する。
【0366】ここで、表示装置の画素が、互いに異なる波長の光へ変換す
る色変換層129a、129bを有する副画素と、色変換層を有さない副
画素の3種類有する場合、当該3つの副画素としては、R、G、Bの3色
の副画素などがあげられる。または、上記と異なる色の光を呈する副画素
の組み合わせとして、黄色(Y)、シアン(C)、及びマゼンタ(M)の
3色の副画素などとしてもよい。また、表示装置が副画素を4つ有する場
合、当該4つの副画素としては、R、G、B、白色(W)の4色の副画素、
R、G、B、Yの4色の副画素などが挙げられる。
【0367】発光デバイス130a、130b、130cは、画素電極と
EL層との間に光学調整層126(光学調整層126a、光学調整層126b、
光学調整層126c)を有する点以外は、それぞれ、図1(B)に示す積
層構造と同様の構造を有する。図17(A)に示す表示装置100Aは、
図1(B)に示す表示装置100とは異なり、発光デバイス130aが光
学調整層126aを有し、発光デバイス130bが光学調整層126bを
有し、発光デバイス130cが光学調整層126cを有する。発光デバイ
スの詳細は実施の形態1を参照できる。
【0368】また図17(A)に示すように、各発光デバイス130に備
わる光学調整層126は、発光デバイスごとに異なる厚みを有することが
好ましい。例えば発光デバイス130aからの青色光が赤色の光に変換さ
れ、発光デバイス130bからの青色光が緑色の光に変換され、発光デバ
イス130cからの青色光が他の色の光に変換されない場合、3つの光学
調整層126のうち、光学調整層126aの厚さを最も厚くし、光学調整
層126bの厚さを光学調整層126aの厚さよりも薄くし、光学調整層
126cの厚さを最も薄くすればよい。このようにして、それぞれの発光
デバイスにおける光学距離(光路長)を変化させることができる。
【0369】3つの発光デバイスのうち、色変換層129aと重なる発光
デバイス130aは最も光路長が長いため、最も長波長の光(例えば赤色
の光)が強められた光を射出する。一方、発光デバイス130cは、最も
光路長が短いため、最も短波長の光(例えば青色の光)が強められた光を
射出する。色変換層129bと重なる発光デバイス130bは、その中間
の波長の光(例えば緑色の光)が強められた光を射出する。
【0370】このような構成とすることで、異なる色の副画素毎に、発光
デバイス130が有する発光層を作り分ける必要がなく、同じ構成の発光
デバイスを用いて、色再現性の高いカラー表示を行うことができる。
【0371】また、第1の層113a、第2の層113b、第3の層113c、
及び、絶縁層125、127上に、第5の層114が設けられ、第5の層
114上に共通電極115が設けられている。また、発光デバイス130a、
130b、130c上にはそれぞれ、保護層131が設けられている。保
護層131上には保護層132が設けられている。
【0372】保護層132と基板152は接着層142を介して接着され
ている。発光デバイスの封止には、固体封止構造または中空封止構造など
が適用できる。図17(A)では、基板152と基板151との間の空
間が、接着層142で充填されており、固体封止構造が適用されている
。または、当該空間を不活性ガス(窒素またはアルゴンなど)で充填し、
中空封止構造を適用してもよい。このとき、接着層142は、発光デバイ
スと重ならないように設けられていてもよい。また、当該空間を、枠状に
設けられた接着層142とは異なる樹脂で充填してもよい。
【0373】画素電極111a、111b、111cは、それぞれ、絶縁
層214に設けられた開口を介して、トランジスタ205が有する導電層
222bと接続されている。
【0374】画素電極111a、111b、111c及び光学調整層126
a、126b、126cの端部は、それぞれ、絶縁層121aによって覆
われており、絶縁層121aは絶縁層121bによって覆われている。画
素電極111a、111b、111cは可視光を反射する材料を含み、共
通電極115は可視光を透過する材料を含む。
【0375】画素電極111a、111b、111cの端部を覆う絶縁層
としては、無機絶縁膜及び有機絶縁膜の一方または双方を用いた、単層構
造または積層構造とすることができる。本実施の形態では、有機絶縁膜を
用いて絶縁層121aを形成し、無機絶縁膜を用いて絶縁層121bを形
成する例を示す。
【0376】絶縁層121aに用いることができる有機絶縁材料としては、
例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリイミドアミド樹脂、ポリシロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、
及びフェノール樹脂等が挙げられる。また、絶縁層121bに用いること
ができる無機絶縁膜としては、保護層131、132に用いることができ
る無機絶縁膜を用いることができる。
【0377】画素電極111a、111b、111cの端部を覆う絶縁層
として、無機絶縁膜を用いると、有機絶縁膜を用いる場合に比べて、外部
から発光デバイスに不純物が入りにくく、発光デバイスの信頼性を高めるこ
とができる。画素電極111a、111b、111cの端部を覆う絶縁層
として、有機絶縁膜を用いると、無機絶縁膜を用いる場合に比べて、段差
被覆性が高く、画素電極111a、111b、111cの形状の影響を受
けにくい。そのため、発光デバイスのショートを防止できる。具体的には、
絶縁層121aとして、有機絶縁膜を用いると、絶縁層121aの形状を
テーパー形状などに加工することができる。
【0378】絶縁層121a、121bのように、画素電極111a、
111b、111cの端部を覆う絶縁層を、有機絶縁膜と無機絶縁膜を用
いた2層構造とすることで、発光デバイスの信頼性をより高くすることが
でき好ましい。
【0379】接続部140においては、絶縁層214上に導電層123
が設けられている。導電層123は、画素電極111a、111b、111c
と同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、光学調整層126a、126b
126cと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、の積層構造である
例を示す。導電層123の端部は、絶縁層121a、絶縁層121b、絶
縁層125、及び、絶縁層127によって覆われている。また、導電層
123上には第5の層114が設けられ、第5の層114上には共通電極
115が設けられている。導電層123と共通電極115は第5の層114
を介して電気的に接続される。なお、接続部140には、第5の層114
が形成されていなくてもよい。この場合、導電層123と共通電極115
とが直接接して電気的に接続される。
【0380】表示装置100Aは、トップエミッション型である。発光デ
バイスが発する光は、基板152側に射出される。基板152には、可視
光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
【0381】基板151から絶縁層214までの積層構造が、実施の形態
1における層101に相当する。
【0382】トランジスタ201及びトランジスタ205は、いずれも基
板151上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の材料及び
同一の工程により作製することができる。
【0383】基板151上には、絶縁層211、絶縁層213、絶縁層
215、及び絶縁層214がこの順で設けられている。絶縁層211は
、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層
213は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶
縁層215は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層214は、トラ
ンジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲー
ト絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ
単層であっても2層以上であってもよい。
【0384】とト
ランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水及び水素
などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、
絶縁層をバリア層として機能させることができる。このような構成とする
ことで、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制
でき、表示装置の信頼性を高めることができる。
【0385】絶縁層211、絶縁層213、及び絶縁層215としては、
それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁膜としては、例
えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化
シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などを用いること
ができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニ
ウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ラ
ンタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、
上述の絶縁膜を2以上積層して用いてもよい。
【0386】ここで、有機絶縁膜は、無機絶縁膜に比べてバリア性が低い
ことが多い。そのため、有機絶縁膜は、表示装置100Aの端部近傍に開
口を有することが好ましい。これにより、表示装置100Aの端部から有
機絶縁膜を介して不純物が入り込むことを抑制することができる。または、
有機絶縁膜の端部が表示装置100Aの端部よりも内側にくるように有機
絶縁膜を形成し、表示装置100Aの端部に有機絶縁膜が露出しないよう
にしてもよい。
【0387】平坦化層として機能する絶縁層214には、有機絶縁膜が好
適である。有機絶縁膜に用いることができる材料としては、アクリル樹脂、
ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、
シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれ
ら樹脂の前駆体等が挙げられる。また、絶縁層214を、有機絶縁膜と、
無機絶縁膜との積層構造にしてもよい。絶縁層214の最表層は、エッチ
ング保護膜としての機能を有することが好ましい。これにより、画素電極
111aまたは光学調整層126aなどの加工時に、絶縁層214に凹部
が形成されることを抑制することができる。または、絶縁層214には、
画素電極111aまたは光学調整層126aなどの加工時に、凹部が設け
られてもよい。
【0388】トランジスタ201及びトランジスタ205は、ゲート電極
として機能する導電層221、ゲート絶縁層として機能する絶縁層211
、ソース電極及びドレイン電極として機能する導電層222a及び導電層
222b、半導体層231、ゲート絶縁層として機能する絶縁層213、
並びに、ゲート電極として機能する導電層223を有する。ここでは、同
一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付
している。絶縁層211は、導電層221と半導体層231との間に位置
する。絶縁層213は、導電層223と半導体層231との間に位置する。
【0389】本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの構造は特に
限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトラン
ジスタ、逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トッ
プゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよ
い。または、チャネルが形成される半導体層の上下にゲート電極が設けら
れていてもよい。
【0390】トランジスタ201及びトランジスタ205には、チャネル
が形成される半導体層を2つのゲート電極で挟持する構成が適用されてい
る。2つのゲート電極を接続し、これらに同一の信号を供給することによ
りトランジスタを駆動してもよい。または、2つのゲート電極のうち、一
方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与
えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。
【0391】トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限
定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶
半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体)のいずれ
を用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性
の劣化を抑制できるため好ましい。
【0392】トランジスタの半導体層は、金属酸化物(酸化物半導体とも
いう)を有することが好ましい。つまり、本実施の形態の表示装置は、金
属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ(以下、OSトランジ
スタ)を用いることが好ましい。または、トランジスタの半導体層は、シ
リコンを有していてもよい。シリコンとしては、アモルファスシリコン、
結晶性のシリコン(低温ポリシリコン、単結晶シリコンなど)などが挙げ
られる。
【0393】半導体層は、例えば、インジウムと、M(Mは、ガリウム、
アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、
ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリ
ブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タング
ステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種)と、亜鉛と、
を有することが好ましい。特に、Mは、アルミニウム、ガリウム、イット
リウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
【0394】特に、半導体層として、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、
及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IGZOとも記す)を用いることが好ま
しい。
【0395】半導体層がIn-M-Zn酸化物の場合、当該In-M-Zn
酸化物におけるInの原子数比はMの原子数比以上であることが好ましい。
このようなIn-M-Zn酸化物の金属元素の原子数比として、In:M:
Zn=1:1:1またはその近傍の組成、In:M:Zn=1:1:1.2
またはその近傍の組成、In:M:Zn=2:1:3またはその近傍の組
成、In:M:Zn=3:1:2またはその近傍の組成、In:M:Zn=
4:2:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:4.1また
はその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:3またはその近傍の組成、
In:M:Zn=5:1:6またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:
1:7またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:8またはその近
傍の組成、In:M:Zn=6:1:6またはその近傍の組成、In:M
:Zn=5:2:5またはその近傍の組成、等が挙げられる。なお、近傍
の組成とは、所望の原子数比の±30%の範囲を含む。
【0396】 例えば、原子数比がIn:Ga:Zn=4:2:3またはそ
の近傍の組成と記載する場合、Inの原子数比を4としたとき、Gaの原
子数比が1以上3以下であり、Znの原子数比が2以上4以下である場合
を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=5:1:6またはその近傍
の組成と記載する場合、Inの原子数比を5としたときに、Gaの原子数
比が0.1より大きく2以下であり、Znの原子数比が5以上7以下であ
る場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:1:1またはそ
の近傍の組成と記載する場合、Inの原子数比を1としたときに、Gaの
原子数比が0.1より大きく2以下であり、Znの原子数比が0.1より
大きく2以下である場合を含む。
【0397】回路164が有するトランジスタと、表示部162が有する
トランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。
回路164が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよ
く、2種類以上あってもよい。同様に、表示部162が有する複数のトラ
ンジスタの構造は、全て同じであってもよく、2種類以上あってもよい。
【0398】図17(B)及び図17(C)に、トランジスタの他の構成
例を示す。
【0399】トランジスタ209及びトランジスタ210は、ゲート電極
として機能する導電層221、ゲート絶縁層として機能する絶縁層211、
チャネル形成領域231i及び一対の低抵抗領域231nを有する半導体
層231、一対の低抵抗領域231nの一方と接続する導電層222a、
一対の低抵抗領域231nの他方と接続する導電層222b、ゲート絶縁
層として機能する絶縁層225、ゲート電極として機能する導電層223、
並びに、導電層223を覆う絶縁層215を有する。絶縁層211は、導
電層221とチャネル形成領域231iとの間に位置する。絶縁層225
は、少なくとも導電層223とチャネル形成領域231iとの間に位置す
る。さらに、トランジスタを覆う絶縁層218を設けてもよい。
【0400】図17(B)に示すトランジスタ209では、絶縁層225
が半導体層231の上面及び側面を覆う例を示す。導電層222a及び導
電層222bは、それぞれ、絶縁層225及び絶縁層215に設けられた
開口を介して低抵抗領域231nと接続される。導電層222a及び導電
層222bのうち、一方はソース電極として機能し、他方はドレイン電極
として機能する。
                           この項つづく

 

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