显示器、制造和驱动显示器的方法以及电子设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及显示器、制造和驱动显示器的方法以及电子设备。一种显示器包括：发光部，设置在显示区域内；以及受光部，设置在显示区域内并且被配置为接收来自所述发光部的光。
【专利说明】显示器、制造和驱动显示器的方法以及电子设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年2月27日提交的日本在先专利申请JP2013-37375和于2013年7月31日提交的JP2013-159320的权益，通过引用将其各自全部内容结合于此。
【技术领域】
[0003]本技术涉及:一种具有包括有机电致发光(EL)元件的发光部的显示器；一种制造显示器的方法；一种驱动显示器的方法；以及电子设备。
【背景技术】
[0004]近年来，使用有机电致发光(EL)元件或某些其他相似元件的显示器已经引起关注，例如，平板显示器。这种自发光显示器具有宽视角和低功耗的特征。此外，由于有机EL元件被预期能够充分响应高速和高清晰图像信号，因此它们已经朝着实际应用发展。
[0005]自发光显示器的缺点在于屏幕的亮度易变得不均匀。对于这种亮度不均匀性具有一定的原因。原因之一是:性能，更具体地是驱动元件的晶体管的阈值电压Vth在制造过程期间不同。另一原因是:由于在部分屏幕上长时间地显示白色图像，因此该部分中的元件劣化，从而造成老化现象。
[0006]作为抑制如上述的屏幕亮度不均匀的方法的一个实例，已经提出设置调整每个元件的发光强度的电路(校正电路)。例如，日本待审专利申请公开第2010-78853号描述了一种技术，该技术在具有像素阵列的显示区域之外提供受光部，并且通过利用受光部检测来自这些发光元件的光来校正发光元件的发光强度。
【发明内容】
[0007]不幸的是，上述方法未能充分地防止亮度不均匀性。
[0008]期望提供一种能够有效抑制亮度不均匀的显示器、一种制造显示器的方法、一种驱动显示器的方法以及一种电子设备。
[0009]一种根据本技术的实施方式的显示器包括:发光部，设置在显示区域内；以及受光部，设置在显示区域内并且被配置为从发光部接收光。
[0010]根据本技术的实施方式的电子设备设置有显示器。该显示器包括:发光部，设置在显示区域内；以及受光部，设置在显示区域内并且被配置为从发光部接收光。
[0011]根据本技术的上述实施方式的显示器或电子设备，在显示区域内设置受光部降低了发光部与受光部之间的距离。例如，可为每个像素设置受光部。
[0012]一种根据本技术的实施方式驱动显示器的方法包括:使用像素驱动电路驱动设置在显示区域内的发光部；使用设置在显示区域内的受光部从发光部接收光；以及将根据由受光部接收的光的量的校正信号从校正电路发送至像素驱动电路。
[0013]一种根据本技术的实施方式制造显示器的方法包括:在显示区域内形成发光部；以及在显示区域内形成受光部，受光部被配置为从发光部接收光。[0014]根据本技术的上述实施方式中的显示器、制造显示器的方法、驱动显示器的方法以及电子设备，受光部设置在显示区域内。这能够减小发光部与受光部之间的距离。因此，可以提高受光部的灵敏度，从而有效地抑制亮度不均匀性。
[0015]应当理解的是，上述一般性描述和下面的详细描述均是示例性的，并且旨在提供对所保护的技术的进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]包括附图以提供对公开的进一步理解，并且附图被结合于该说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了实施方式并与说明书一起用来说明本技术的原理。
[0017]图1示出了根据本技术的第一实施方式的显示器的横截面的配置。
[0018]图2示出了图1中的显示器的整体配置。
[0019]图3示出了图2中的像素驱动电路的示例性配置。
[0020]图4是图1中的显示器的校正电路的说明性框图。
[0021]图5A是示出用于制造图1中的显示器(基板)的工艺的横截面视图。
[0022]图5B是示出继图5A中的工艺之后的工艺的横截面视图。
[0023]图5C是示出继图5B中的工艺之后的工艺的横截面视图。
[0024]图是示出继图5C中的工艺之后的工艺的横截面视图。
[0025]图6A是示出用于制造图1中的显示器(相对侧基板)的工艺的横截面视图。
[0026]图6B是示出继图6A中的工艺之后的工艺的横截面视图。
[0027]图7是示出图1中的显示器的操作的横截面视图。
[0028]图8是由图1中的显示器执行的亮度校正操作的说明性视图。
[0029]图9示出了根据比较实施例的显示器的平面配置。
[0030]图10示出了图1中的另一示例性显示器的横截面的配置。
[0031]图11示出了根据变形例I的显示器的横截面的配置。
[0032]图12是图11中的反射部的功能的说明性横截面视图。
[0033]图13是示出形成图11中的反射部的示例性方法的横截面视图。
[0034]图14是示出形成图11中的反射部的另一示例性方法的横截面视图。
[0035]图15是形成图13和图14中的反射部的方法的说明性横截面视图。
[0036]图16示出了根据本技术的第二实施方式的显示器的横截面的配置。
[0037]图17A示出了图16中的屏蔽部的横截面的另一示例性配置。
[0038]图17B示出了图16中的屏蔽部的横截面的又一示例性配置。
[0039]图18A示出了图16中的屏蔽部的第一示例性平面配置。
[0040]图18B是示出图16中的第二示例性屏蔽部的平面视图。
[0041]图18C是示出图16中的屏蔽部的第三示例性配置的平面视图。
[0042]图18D是示出图16中的屏蔽部的第四示例性配置的平面视图。
[0043]图19是图16中的屏蔽部的功能的说明性横截面视图。
[0044]图20是示出用于制造图16中的显示器的示例性工艺的横截面视图。
[0045]图21示出了根据变形例2的显示器的横截面的配置。
[0046]图22示出了根据本技术的第三实施方式的显示器的主要部件的横截面的配置。[0047]图23A是示出用于制造图22中的显示器的示例性工艺的横截面视图。
[0048]图23B是示出继图23A中的工艺之后的工艺的横截面视图。
[0049]图23C是示出继图23B中的工艺之后的工艺的横截面视图。
[0050]图24A是示出继图23C中的工艺之后的工艺的横截面视图。
[0051]图24B是示出继图24A中的工艺之后的工艺的横截面视图。
[0052]图24C是示出继图24B中的工艺之后的工艺的横截面视图。
[0053]图25A是示出继图24C中的工艺之后的工艺的横截面视图。
[0054]图25B是示出继图25A中的工艺之后的工艺的横截面视图。
[0055]图25C是示出继图25B中的工艺之后的工艺的横截面视图。
[0056]图26示出了包括图1中示出的显示器等的模块的平面配置的轮廓。
[0057]图27是示出示例性应用I的外观的立体视图。
[0058]图28A是示出从前面观看的示例性应用2的外观的立体视图。
[0059]图28B是示出从背面观看的示例性应用2的外观的立体视图。
[0060]图29是示出示例性应用3的外观的立体视图。
[0061]图30是示出示例性应用4的外观的立体视图。
[0062]图31A示出了闭合状态下的示例性应用5。
[0063]图3IB示出了打开状态下的示例性应用5。
【具体实施方式】
[0064]在下文中，将参照附图详细地描述本技术的某些实施方式。将按照下列顺序进行描述。
[0065]1.第一实施方式(受光部被布置在基板内部的显不器)
[0066]2.变形例I (设置具有抛物线形表面的反射部的实施例)
[0067]3.第二实施方式(屏蔽部被布置在基板中的受光部与晶体管之间的显示器)
[0068]4.变形例2 (设置遮光屏蔽部的实施例)
[0069]5.第三实施方式(受光部被布置在基板的表面上的显不器)
[0070][第一实施方式]
[0071](显示器的整体配置)
[0072]图1示出了根据本技术的第一实施方式的显示器(显示器I)的横截面的配置。显示器I是自发光型并且具有在基板13的表面(表面SI)上的发光部20。发光部20设置在基板13 (表面SI)与相对侧基板19之间。除发光部20之外，绝缘层14和元件隔离层15被设置在相对侧基板19和基板13之间。如上所述，发光部20、绝缘层14以及元件隔离层15覆盖有保护层16。显示器I是所谓的通过相对侧基板19提取光的顶部发射型显示器的一个实例。滤色片(CF)层17和反射部18形成在相对侧基板19的面向基板13的表面上。驱动发光部20的晶体管(或写晶体管Trl和驱动晶体管Tr2)形成在基板13内。基板13的背面(表面S2)稳固在支撑部11上，并且多层配线层12设置在基板13与支撑部11之间。
[0073]图2示出了显示器I的整体配置。显示器I具有在基板13的中央处的显示区域110，并且可被用作例如超薄有机发光彩色显示器。例如，在显示区域110周围设置信号线驱动电路120、扫描线驱动电路130以及用作图像显示器的驱动器的电源线驱动电路140。[0074]多个像素10和像素驱动电路150形成在显示区域110内；像素10被二维地布置成矩阵形式，并且像素驱动电路150驱动单个像素10。例如，每个像素10可具有单个发光部20，发光部20可发射例如红色、绿色和蓝色光束中的任一种或所有光束。在像素驱动电路 150 中，多个信号线 120A (120A1、120A2、...、120Am 等)和多个电源线 140A (140A1、...、140An等)布置在列方向(Y方向)上，而多个扫描线130A (130A1、…、130An等)布置在行方向(X方向)上。各个像素10设置在信号线120A与扫描线130A的交叉处。各个信号线120A的两端均连接到信号线驱动电路120 ;各个扫描线130A的两端均连接到扫描线驱动电路130 ;并且各个电源线140A的两端均连接到电源线驱动电路140。
[0075]信号线驱动电路120根据从信号供应源(未示出)供应的亮度信息通过信号线120A将图像信号的信号电压施加至所选的像素10。例如，扫描线驱动电路130可被配置有顺序地移动(传输)与输入时钟脉冲同步的启动脉冲的移位寄存器。当图像信号被写入各个像素10时，扫描线驱动电路130在以行为单位扫描像素10的同时将扫描信号顺序地供应至扫描线130A。来自信号线驱动电路120的信号电压被施加至信号线120A，而来自扫描线驱动电路130的扫描信号被供应至扫描线130A。
[0076]例如，电源线驱动电路140可被配置有顺序地移动(传输)与输入时钟脉冲同步的启动脉冲的移位寄存器。与由信号线驱动电路120以列为单位执行的扫描同步，电源线驱动电路140适当地将彼此不同的第一电位和第二电位的任一个从其两端施加至每个电源线140A。按照这种方式，选择稍后将描述的驱动晶体管Tr2的导通状态和非导通状态的任一种。
[0077]像素驱动电路150设置在基板13和多层配线层12内。图3示出了像素驱动电路150的示例性配置。像素驱动电路150用作有源驱动电路，其每一个包括写晶体管Trl、驱动晶体管Tr2 、设置在两个晶体管之间的电容器(保持电容)以及发光部20。发光部20连接至串联在电源线140A与共公电源线(GND)之间的驱动晶体管Tr2。写晶体管Trl和驱动晶体管Tr2均可以是例如硅薄膜晶体管(TFT)，并且采用例如反向交错结构(所谓的底部栅极类型)和交错结构(所谓的顶部栅极类型)中的任一种。
[0078]例如，写晶体管Trl的漏电极连接到信号线120A，并且被供应有来自信号线驱动电路120的图像信号。写晶体管Trl的栅电极连接到扫描线130A，并且被供应有来自扫描线驱动电路130的扫描信号。写晶体管Trl的源电极连接到驱动晶体管Tr2的栅电极。
[0079]例如，驱动电极Tr2的漏电极连接到电源线140A，并且其电位通过电源线驱动电路140被设置为第一电位或第二电位中的任一个。驱动晶体管Tr2的源电极连接到发光部20。
[0080]保持电容Cs形成在驱动晶体管Tr2的栅电极(或写晶体管Trl的源电极)与驱动晶体管Tr2的漏电极之间。
[0081](显示器的主要部件的配置)
[0082]将再次参照图1描述基板13、发光部20、相对侧基板19等的相应配置细节。
[0083]基板13包括硅层(Si层)13A和绝缘层13B，并且例如，Si层13A和绝缘层13B分别配置表面SI和表面S2。保持基板13的支撑构件11可例如由硅制成。基板13的Si层13A设置有写晶体管Trl的源极和漏极区131A和131B以及驱动晶体管Tr2的源极和漏极区132A和132B。写晶体管Trl的源极和漏极区131A和131B以及驱动晶体管Tr2的源极和漏极区132A和132B可以分别是例如设置在Si层13A的背面(面向基板13的表面S2)附近的N型半导体阱区(在下文中，称为N型阱区；这同样适用于P半导体区)133内的P型区。写晶体管Trl的栅电极TGl和驱动晶体管Tr2的栅电极TG2通过栅极绝缘膜(未示出)设置在Si层13A的背面上。栅电极TGl和TG2可例如由诸如钼(Pt)、钛(Ti)、钌(Ru)、钥(Mo)、铜(Cu)、钨(W)、镍(Ni)、铝(Al)或钽(Ta)的纯金属或包含这些金属的一种或多种的合金制成。绝缘侧壁(SW)被设置在这些金属周围。
[0084]绝缘层13B具有导电插栓13W1、13W2、13W3、13W4和13W5，写晶体管Trl和驱动晶体管Tr2通过导电插栓13W1、13W2、13W3、13W4和13W5电连接到多层配线层12中的配线121和122。导电插栓13W1、13W2、13W3、13W4和13W5的每一个是设置在绝缘层13B的连接孔内的导体。例如,配线122连接到导电插栓13W2和13W4，从而写晶体管Trl的源极和漏极区131A电连接到驱动晶体管Tr2的栅电极TG2。驱动晶体管Tr2的源极和漏极区132B电连接到导电插栓13W3，并且导电插栓13W3电连接到例如电源线140A。驱动晶体管Tr2的源极和漏极区132A通过导电插栓13W5电连接到配线121。穿透基板13和绝缘层14的电极(穿透电极13V)设置在N型阱区133的外部。穿透电极13V将配线121电连接到发光部20(或稍后将描述的第一电极21)，S卩，将驱动晶体管Tr2的源极和漏极区132A连接到发光部20。例如，可通过将诸如多晶硅(聚酯Si)或钨(W)的导电材料设置在穿过绝缘层14和基板13形成的孔内形成穿透电极13V。
[0085]在该实施方式中，接收由发光部20产生的部分光的受光部30设置在显示区域110(图2)内，并且布置在邻接于写晶体管Trl和驱动晶体管Tr2的位置处。这使得发光部20和受光部30能够被定位成彼此靠近。稍后将描述其细节。因此，可以抑制从发光部20到受光部30传播的光的量的减少，从而提高受光部30的灵敏度。
[0086]例如，受光部30可被配置有光电二极管，并且包括在Si层13A的背面附近的P型阱区134以及在P型阱区134中的N型区。简而言之，受光部30形成在基板13的内部。例如，可为每个像素10提供受光部30。晶体管Tr3的栅电极TG3通过栅极绝缘膜(未示出)设置在Si层13A的背面上。晶体管Tr3将在受光部30中的信号电荷传送至浮置区FD。例如，浮置区FD可以是P型阱区134内的N型区。绝缘层13B的导电插栓13W6和13W7分别连接到浮置区域FD和晶体管Tr3的栅电极TG。
[0087]如图4所示，受光部30检测关于来自每个发光部20 (每个像素10)的光的量的信息(亮度信息20D),并且获取关于外部光的量的信息(外部光信息ID)。受光部30随后将光电转换的光接收信号30A发送至校正电路50。校正电路50通过从光接收信号30A中去除外部光的影响来计算仅由发光部20的光照条件所产生的发光强度。校正电路50随后将根据每个像素10的光量的校正信号50A输出至像素驱动电路150。像素驱动电路150执行将校正信号50A添加到从外部接收的图像信号40A的处理。像素驱动电路150随后将通过上述处理获得的校正图像信号41A输出至每个发光部20 (每个像素10)。因此，可以控制用于发光部20的施加电压和供应电流,从而抑制来自发光部20的光的亮度不均勻性。
[0088]发光部20布置在遍布基板13的表面SI设置的绝缘层14的预定区域内。发光部20按照相对基板13 (绝缘层14)的这个顺序具有第一电极21、包含发光层的有机层22以及第二电极23。
[0089]为每个像素10 (每个发光部20)设置第一电极21,并且多个第一电极21布置在绝缘层14上同时彼此分离。第一电极21具有阳极和反射层的功能，并且期望地可由高反射性和高注入空穴材料制成。上述配置的第一电极21沿着堆叠方向的厚度(在下文中，简称为厚度)可落在例如从30nm到1000nm的范围内，并且其材料例如可以是诸如铬(Cr)、金(Au)、钼(Pt)、镍(Ni)、铜(Cu)、钥(Mo)、钨(W)、钛(Ti)、钽(Ta)、铝(Al)或银(Ag)的纯金属物质或包含这些金属的一种或多种的合金。可替代地，第一电极21可通过堆叠这些金属膜来形成。优选地，第一电极21 (发光部20)可直接布置在写晶体管Trl和驱动晶体管Tr2(或基板13中的N阱区133)上方，从而在平面视图中使它们重叠。按照这种方式布置的第一电极21阻断将进入写晶体管Trl和驱动晶体管Tr2的外部光。这使得可以防止写晶体管Trl和驱动晶体管Tr2的操作点被光改变。
[0090]兀件隔离层15从第一电极21的表面(面向第二电极23)覆盖第一电极21的一侧，并且元件隔离层15设置有限定发光部20的发光区域的开口。因此，第一电极21的表面通过元件隔离层15的开口而暴露。元件隔离层15具有以发光区域具有期望的形状的方式来精确地控制发光区域以及将第一电极21与第二电极23以及发光部20与邻近的发光部20可靠地隔离的功能。例如，绝缘层14和元件隔离层15可分别由诸如聚酰亚胺的有机材料或诸如氧化硅(Si02)、氮化硅(SiNx)或氮氧化硅(SiON)的无机材料制成。例如，绝缘层14可具有IOOnm到1000nm的厚度，并且元件隔离层15可具有50nm到2500nm的厚度。
[0091]例如，有机层22按照相对第一电极21的顺序包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层以及电子注入层(均未示出)。有机层22可被所有的发光部20所共享或为每个发光部20设置有机层22。
[0092]空穴注入层提高了注入空穴的效率，并且用作防止漏电流的缓冲层。例如，空穴注入层的厚度可落在从Inm到300nm的范围内，并且其材料可以是例如由化学式I或2表示的三亚吡嗪衍生物。
[0093][化学式I]
[0094]
【权利要求】
1.一种显不器，包括: 发光部，设置在显示区域内；以及 受光部，设置在所述显示区域内并且被配置为从所述发光部接收光。
2.根据权利要求1所述的显示器，进一步包括: 像素驱动电路，被配置为驱动所述发光部；以及 校正电路，被配置为将根据由所述受光部接收的所述光的量的校正信号发送至所述像素驱动电路。
3.根据权利要求2所述的显示器，其中，所述发光部和所述受光部均设置在基板的表面上。
4.根据权利要求3所述的显示器，其中，所述受光部包括介于一对电极之间的光电转换膜。
5.根据权利要求2所述的显示器，其中，所述发光部设置在基板的表面上；并且所述受光部设置在所述基板的内部。
6.根据权利要求5所述的显示器，其中，所述受光部包括光电二极管。
7.根据权利要求5所述的显示器，其中，所述基板包括硅层。
8.根据权利要求7所述的显示器，其中，所述受光部设置在所述硅层的背面附近。
9.根据权利要求5所述的显示器，其中，所述像素驱动电路包括晶体管，并且所述晶体管设置在在平面图中与所述发光部重叠的位置处。
10.根据权利要求9所述的显示器，其中，为每个像素设置所述晶体管和所述受光部，并且所述晶体管和所述受光部设置在邻近于彼此的位置处。
11.根据权利要求10所述的显示器，进一步包括设置在所述晶体管与所述受光部之间的屏蔽部。
12.根据权利要求11所述的显示器，其中，所述屏蔽部包括嵌入在所述基板的槽内的绝缘膜。
13.根据权利要求11所述的显示器，其中，所述屏蔽部包括嵌入在所述基板的槽内的金属膜。
14.根据权利要求11所述的显示器，其中，所述屏蔽部包括嵌入在所述基板的槽内的铜。
15.根据权利要求11所述的显示器，其中，所述屏蔽部被设置成围绕所述受光部。
16.根据权利要求5所述的显示器，进一步包括与所述基板相对的反射部， 其中，来自所述发光部的所述光被所述反射部反射，并且被所述反射部反射的所述光进入所述受光部。
17.根据权利要求16所述的显示器，其中，所述反射部的与所述基板相对的表面包括抛物线形表面。
18.根据权利要求2所述的显示器，其中，所述受光部还被配置为获取外部光的信息；且所述校正电路还被配置为根据所述外部光的信息通过消除所述外部光的影响来生成所述校正信号。
19.一种设置有显示器的电子设备，所述显示器包括: 发光部，设置在显示区域内；以及受光部，设置在所述显示区域内并且被配置为从所述发光部接收光。
20.一种驱动显示器的方法，所述方法包括: 使用像素驱动电路驱动设置在显示区域内的发光部； 使用设置在所述显示区域内的受光部从所述发光部接收光；以及将根据由所述受光部接收的所述光的量的校正信号从校正电路发送至所述像素驱动电路。
21.一种制造显示器的方法，所述方法包括: 在显示区域内形成发光部；以及 在所述显示区域内形成受光部 ，所述受光部被配置为从所述发光部接收光。
【文档编号】H01L51/56GK104009060SQ201410058610
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2013年2月27日
【发明者】坂入卓, 萩本贤哉, 岩元勇人, 嵯峨幸一郎, 藤井宣年 申请人:索尼公司