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公開番号2025016630
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-04
出願番号2024190917,2020104473
出願日2024-10-30,2020-06-17
発明の名称表示装置、表示モジュールおよび電子機器
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類G09F 9/30 20060101AFI20250128BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】精細度が高い表示装置を提供する。表示品位の高い表示装置を提供する。
【解決手段】第1の絶縁層、第2の絶縁層、第1のトランジスタ、第2のトランジスタ、第1の発光ダイオード、第2の発光ダイオード、及び色変換層を有する表示装置である。第1の絶縁層は、第1のトランジスタ上及び第2のトランジスタ上に位置する。第1の発光ダイオード及び第2の発光ダイオードは、第1の絶縁層上に位置する。色変換層は、第2の発光ダイオード上に位置する。色変換層は、第2の発光ダイオードが発した光をより長波長の光に変換する機能を有する。第1のトランジスタ及び第2のトランジスタは、それぞれ、金属酸化物層及びゲート電極を有する。金属酸化物層は、チャネル形成領域を有する。ゲート電極の上面の高さは、第2の絶縁層の上面の高さと一致または概略一致している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の絶縁層、第２の絶縁層、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第１の発光ダイオード、第２の発光ダイオード、色変換層及び駆動回路を有する表示装置であり、
前記第１のトランジスタは、前記第１の発光ダイオードと電気的に接続され、
前記第２のトランジスタは、前記第２の発光ダイオードと電気的に接続され、
前記第１の絶縁層は、前記第１のトランジスタ上及び前記第２のトランジスタ上に位置し、
前記第１の発光ダイオード及び前記第２の発光ダイオードは、前記第１の絶縁層上に位置し、
前記色変換層は、前記第２の発光ダイオード上に位置し、
前記色変換層は、前記第２の発光ダイオードが発した光をより長波長の光に変換する機能を有し、
前記色変換層は、前記第１の発光ダイオードとは重ならず、
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタは、それぞれ、金属酸化物層及びゲート電極を有し、
前記金属酸化物層は、チャネル形成領域を有し、
前記ゲート電極の上面の高さは、前記第２の絶縁層の上面の高さと一致または概略一致しており、
前記駆動回路は、第３のトランジスタを有し、
前記第３のトランジスタは、半導体基板にチャネル形成領域を有し、
前記半導体基板は、第３の絶縁層を介して、前記第１のトランジスタ、前記第２のトランジスタ、前記第１の発光ダイオード、及び前記第２の発光ダイオードのそれぞれと重なる、表示装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記第１のトランジスタは、さらに、ゲート絶縁層、第１の導電層、及び第２の導電層を有し、
前記金属酸化物層は、前記第１の導電層と重なる第１の領域と、前記第２の導電層と重なる第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域の間の第３の領域と、を有し、
前記第１の導電層及び前記第２の導電層は、前記金属酸化物層上に互いに離間して位置し、
前記第２の絶縁層は、前記第１の導電層上及び前記第２の導電層上に位置し、
前記第２の絶縁層は、前記第３の領域と重なる開口を有し、
前記ゲート絶縁層は、前記開口の内側に位置し、かつ、前記第２の絶縁層の側面及び前記第３の領域の上面と重なり、
前記ゲート電極は、前記開口の内側に位置し、かつ、前記ゲート絶縁層を介して、前記第２の絶縁層の側面及び前記第３の領域の上面と重なる、表示装置。
【請求項３】
第１の絶縁層、第２の絶縁層、第１の導電層、第２の導電層、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第１の発光ダイオード、第２の発光ダイオード、色変換層及び駆動回路を有する表示装置であり、
前記第１のトランジスタは、前記第１の導電層を介して、前記第１の発光ダイオードと電気的に接続され、
前記第２のトランジスタは、前記第２の導電層を介して、前記第２の発光ダイオードと電気的に接続され、
前記第１の絶縁層は、前記第１のトランジスタ上及び前記第２のトランジスタ上に位置し、
前記第１の発光ダイオード及び前記第２の発光ダイオードは、前記第１の絶縁層上に位置し、
前記第１の発光ダイオードは、前記第１の導電層と接する第１の電極を有し、
前記第２の発光ダイオードは、前記第２の導電層と接する第２の電極を有し、
前記第１の電極の上面の高さ及び前記第２の電極の上面の高さは、前記第２の絶縁層の上面の高さと一致または概略一致しており、
前記色変換層は、前記第２の発光ダイオード上に位置し、
前記色変換層は、前記第２の発光ダイオードが発した光をより長波長の光に変換する機能を有し、
前記色変換層は、前記第１の発光ダイオードとは重ならず、
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタは、それぞれ、金属酸化物層を有し、
前記金属酸化物層は、チャネル形成領域を有し、
前記駆動回路は、第３のトランジスタを有し、
前記第３のトランジスタは、半導体基板にチャネル形成領域を有し、
前記半導体基板は、第３の絶縁層を介して、前記第１のトランジスタ、前記第２のトランジスタ、前記第１の発光ダイオード、及び前記第２の発光ダイオードのそれぞれと重なる、表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記色変換層は、前記第２の発光ダイオードに接している、表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
さらに、第４の絶縁層を有し、
前記第４の絶縁層は、前記第２の発光ダイオードと前記色変換層との間に位置し、
前記色変換層は、前記第４の絶縁層に接している、表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記第１の発光ダイオード及び前記第２の発光ダイオードは、それぞれ、マイクロ発光ダイオードである、表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記第１の発光ダイオード及び前記第２の発光ダイオードは、それぞれ、青色の光を発する、表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記第１のトランジスタと、前記第２のトランジスタと、は、チャネル長及びチャネル幅の一方または双方が互いに異なる構造である、表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
さらに、着色層を有し、
前記着色層は、前記色変換層上に位置し、
前記第２の発光ダイオードが発した光は、前記色変換層及び前記着色層を介して、前記表示装置の外部に取り出される、表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の表示装置と、コネクタまたは集積回路と、を有する、表示モジュール。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、表示装置、表示モジュール、電子機器、及びこれらの作製方法に関す
る。
続きを表示（約 2,000 文字）【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野と
しては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、
入力装置（例えば、タッチセンサなど）、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、そ
れらの駆動方法、またはそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
近年、マイクロ発光ダイオード（マイクロＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉ
ｏｄｅ））を表示素子に用いた表示装置が提案されている（例えば特許文献１）。マイク
ロＬＥＤを表示素子に用いた表示装置は、高輝度、高コントラスト、長寿命などの利点が
あり、次世代の表示装置として研究開発が活発である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許出願公開第２０１４／０３６７７０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マイクロＬＥＤを表示素子に用いた表示装置は、ＬＥＤチップの実装にかかる時間が極め
て長く、製造コストの削減が課題となっている。例えば、ピック・アンド・プレイス方式
では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のＬＥＤをそれぞれ異なるウエハ上に作製し
、ＬＥＤを１つずつ切り出して回路基板に実装する。したがって、表示装置の画素数が多
いほど、実装するＬＥＤの個数が増え、実装にかかる時間が長くなる。また、表示装置の
精細度が高いほど、ＬＥＤの実装の難易度が高くなる。
【０００６】
本発明の一態様は、精細度が高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一
態様は、表示品位の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、
消費電力の低い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、信頼性の
高い表示装置を提供することを課題の一とする。
【０００７】
本発明の一態様は、マイクロＬＥＤを表示素子に用いた表示装置の製造コストを削減する
ことを課題の一とする。本発明の一態様は、高い歩留まりで、マイクロＬＥＤを表示素子
に用いた表示装置を製造することを課題の一とする。
【０００８】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は
、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求
項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第１のトランジスタ、第２のトランジ
スタ、第１の発光ダイオード、第２の発光ダイオード、及び色変換層を有する表示装置で
ある。第１のトランジスタは、第１の発光ダイオードと電気的に接続される。第２のトラ
ンジスタは、第２の発光ダイオードと電気的に接続される。第１の絶縁層は、第１のトラ
ンジスタ上及び第２のトランジスタ上に位置する。第１の発光ダイオード及び第２の発光
ダイオードは、第１の絶縁層上に位置する。色変換層は、第２の発光ダイオード上に位置
する。色変換層は、第２の発光ダイオードが発した光をより長波長の光に変換する機能を
有する。第１のトランジスタ及び第２のトランジスタは、それぞれ、金属酸化物層及びゲ
ート電極を有する。金属酸化物層は、チャネル形成領域を有する。ゲート電極の上面の高
さは、第２の絶縁層の上面の高さと一致または概略一致している。
【００１０】
第１のトランジスタは、さらに、ゲート絶縁層、第１の導電層、及び第２の導電層を有す
ることが好ましい。金属酸化物層は、第１の導電層と重なる第１の領域と、第２の導電層
と重なる第２の領域と、第１の領域と第２の領域の間の第３の領域と、を有する。第１の
導電層及び第２の導電層は、金属酸化物層上に互いに離間して位置する。第２の絶縁層は
、第１の導電層上及び第２の導電層上に位置する。第２の絶縁層は、第３の領域と重なる
開口を有する。ゲート絶縁層は、開口の内側に位置し、かつ、第２の絶縁層の側面及び第
３の領域の上面と重なる。ゲート電極は、開口の内側に位置し、かつ、ゲート絶縁層を介
して、第２の絶縁層の側面及び第３の領域の上面と重なる。
（【００１１】以降は省略されています）

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