显示设备、制造显示设备的方法和电子设备

技术领域

本公开涉及显示设备、制造显示设备的方法以及电子设备。

背景技术

近年来，作为代替液晶显示器的显示设备，已经开发了使用有机电致发光元件(在下文中称为有机EL元件)的有机电致发光显示器(称为有机EL显示器)(例如，下面引用的专利文献1)。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP2014-98779A

发明内容

技术问题

最近，对上述有机EL显示器的更高清晰度和更高分辨率有着强烈的需求。为了满足这种需求，在上述显示设备中像素的数量增加并且数据处理的操作的数量也增加，这涉及执行数据处理的外围电路单元的面积的增加。然后，为了抑制外围电路单元的面积增大，设置在外围电路单元中的外围电路晶体管需要是使用微制造工艺的小面积晶体管。同时，施加相对高的电压以驱动有机EL显示器的有机EL元件。因此，形成驱动每个有机EL元件的驱动电路的像素晶体管需要具有高击穿电压。即，要求像素晶体管具有与通过微制造工艺制造的上述外围电路晶体管的特性和配置不同的特性和配置。

因此，由于有机EL显示器中的外围电路单元的微小外围电路晶体管和驱动电路单元的像素晶体管的不同特性和配置，难以有效地制造它们。

鉴于上述情况，本公开提出了显示设备、制造显示设备的方法以及电子设备，该显示设备、制造显示设备的方法以及电子设备可减轻安装面积的增加并且允许有效制造，同时满足对更高清晰度和更高分辨率的需求。

问题的解决方案

根据本公开，提供了一种显示设备。显示设备包括：第一半导体基板，设置有驱动发光单元的包括像素晶体管组的驱动电路单元，像素晶体管组包括多个像素晶体管；以及第二半导体基板，设置有发光单元和外围电路单元，外围电路单元包括向驱动电路单元提供信号电压的多个外围电路晶体管，第二半导体基板堆叠在第一半导体基板上并接合至第一半导体基板。在显示设备中，多个像素晶体管中的每一个的栅极氧化膜的膜厚度大于多个外围电路晶体管中的每一个的栅极氧化膜的膜厚度。

此外，根据本公开，提供了一种制造显示设备的方法。该方法包括：形成设置有驱动发光单元的包括像素晶体管组的驱动电路单元的第一半导体基板，像素晶体管组包括多个像素晶体管；形成第二半导体基板，所述第二半导体基板设置有所述发光单元和外围电路单元，所述外围电路单元包括向所述驱动电路单元提供信号电压的多个外围电路晶体管；以及将第二半导体基板堆叠在第一半导体基板上以接合基板。在形成第一半导体基板时，多个像素晶体管被形成为使得多个像素晶体管中的每一个的栅极氧化膜的膜厚度大于多个外围电路晶体管中的每一个的栅极氧化膜的膜厚度。

此外，根据本公开，提供了一种电子设备。一个或多个显示设备被安装在电子设备中。每个显示设备包括：第一半导体基板，设置有驱动发光单元的包括像素晶体管组的驱动电路单元，像素晶体管组包括多个像素晶体管；以及第二半导体基板，设置有发光单元和外围电路单元，外围电路单元包括向驱动电路单元提供信号电压的多个外围电路晶体管，第二半导体基板堆叠在第一半导体基板上并接合至第一半导体基板。在显示设备中，多个像素晶体管中的每一个的栅极氧化膜的膜厚度大于多个外围电路晶体管中的每一个的栅极氧化膜的膜厚度。

附图说明

图1是示意性示出根据本公开的实施方式的显示设备10的平面图结构的实例的截面图。

图2是根据本公开的实施方式的显示设备10的驱动电路单元40的实例的等效电路图。

图3是示意性示出根据本公开的第一实施方式的显示设备10的截面结构的实例的截面图。

图4是图解地示出根据本公开的第一实施方式的显示设备10a的截面结构的另一实例的截面图。

图5A是用于解释制造根据本公开的第一实施方式的显示设备10a的方法的解释图(部分1)。

图5B是用于解释制造根据本公开的第一实施方式的显示设备10a的方法的解释图(部分2)。

图5C是用于解释制造根据本公开的第一实施方式的显示设备10a的方法的解释图(部分3)。

图5D是用于解释根据本公开的第一实施方式的显示设备10a的制造方法的解释图(部分4)。

图6是示意性示出根据本公开的第二实施方式的显示设备10b的截面结构的实例的截面图。

图7A是用于解释制造根据本公开的第二实施方式的显示设备10b的方法的解释图(部分1)。

图7B是用于解释制造根据本公开的第二实施方式的显示设备10b的方法的解释图(部分2)。

图7C是用于解释根据本公开的第二实施方式的显示设备10b的制造方法的解释图(部分3)。

图7D是用于解释根据本发明第二实施方式的显示设备10b的制造方法的解释图(部分4)。

图7E是用于解释根据本公开的第二实施方式的制造显示设备10b的方法的解释图(部分5)。

图8是示意性示出根据本公开的第三实施方式的显示设备10c的截面结构的实例的截面图。

图9是示出可应用根据本公开的实施方式的显示设备10的电子设备的实例的外部视图。

图10是示出可应用根据本公开的实施方式的显示设备10的电子设备的另一实例的外部视图。

图11是示出可应用根据本公开的实施方式的显示设备10的电子设备的另一不同实例的外部视图。

图12是示出可应用根据本公开的实施方式的显示设备10的电子设备的另一不同实例的外部视图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能配置的部件由相同的附图标记表示，并且省略重复的描述。

此外，在本说明书和附图中，不同实施例的类似组件在一些部分中通过相同附图标记末端处的不同字母表来区分。然而，类似的部件仅用相同的参考符号表示，除非它们需要彼此区分。

此外，在以下描述中提及的附图是用于促进本公开的实施方式的描述及其理解的附图，并且在一些情况下，为了清楚起见，在附图中示出的形状、尺寸、比率等不同于实际形状、尺寸、比率等。此外，考虑到以下描述和已知的技术，附图中示出的显示设备和包括在显示设备中的组件视情况易于设计改变。此外，在以下描述中，除非另作说明，否则显示设备的分层结构的纵向方向对应于在显示设备被放置成使得从显示设备发射的光从底部指向顶部的情况下的相对方向。

在以下描述中，术语“基本相同”不仅表示给定数字在数学上相同或相等的情况，而且表示在根据本公开的实施方式的显示设备的操作中存在可允许的差异(误差)的情况。

此外，在关于电路(电连接)的以下描述中，除非另有规定，否则术语“电连接”表示连接多个元件以允许在其间导电(信号)。此外，在以下描述中，术语“电连接”不仅包括多个元件直接并且电连接的情况，而且包括多个元件通过其他元件间接并且电连接的情况。

将按照以下顺序给出描述。

1.已经导致本发明人做出本公开的实施方式的背景

1.1平面图结构

1.2驱动电路单元的等效电路

1.3背景

2.第一实施例

2.1截面结构

2.2变形例

2.3制造方法

3.第二实施例

3.1截面结构

3.2制造方法

4.第三实施例

5.结论

6.应用实例

7.补充

<<1.已经导致本发明人做出本公开的实施方式的背景>>

首先，在详细描述本公开的实施方式之前，将描述促使本发明人做出本公开的实施方式的背景。

<1.1平面图结构>

将参考图1描述根据本公开的实施方式的显示设备10的平面图结构的示例。图1是示意性示出根据本公开的实施方式的显示设备10的平面图结构的实例的截面图。在以下描述中，有机EL显示器将被描述为本实施方式的显示设备10的实例。

根据本公开的实施方式的显示设备10通过堆叠半导体基板100和半导体基板200并且将半导体基板100和200彼此接合的工艺形成，稍后将给出其细节。注意，半导体基板100和200可以是例如单晶硅(Si)基板或诸如碳化硅(SiC)基板的其他半导体基板。然后，图1示出了从上方(从发光单元20的上方)观看的显示设备10的平面图，换言之，从上方观看的位于上述堆叠中的上侧的半导体基板200的平面图。

具体地，如图1所示，半导体基板200主要设置有发光单元20、外围电路单元30和衬垫50。下面，将给出设置在根据本实施例的显示设备10的半导体基板200中的每个块的细节。

(发光单元20)

发光单元20包括沿水平方向和垂直方向(行方向和列方向)以矩阵布置的多个发光元件220(参见图3)。发光元件220可以是例如具有根据所提供的电流的大小而改变的发光亮度的有机电子发光(EL)元件(OLED)。更具体地，每个发光元件220具有包括阳极电极240、有机材料层274、阴极电极272、绝缘膜270、不同颜色(蓝色、红色、绿色)的滤光器222等的已知配置或结构(参见图3)。此外，有机材料层具有其中例如堆叠空穴传输层(未示出)、发光层(未示出)和电子传输层(未示出)的结构。在以下描述中，假定为每个滤光器222提供一个发光元件220。此外，可以为每个发光元件220提供驱动发光元件220的驱动电路块(像素晶体管组)。应注意，一个或多个驱动电路块形成稍后描述的驱动电路单元40(见图2和图3)。

在本实施方式中，显示设备10可被配置为执行单色显示或彩色显示。此外，在彩色显示配置的情况下，发光元件220可以具有包括阳极电极240、有机材料层274、阴极电极272、绝缘膜270等而没有滤光器222的配置。

(外围电路单元30)

如图1所示，外围电路单元30是位于发光单元20周围并且将信号电压或电源电压供应至上述驱动电路单元40的电路单元。更具体地，例如，外围电路单元30可包括水平扫描电路(未示出)、垂直扫描电路(未示出)、伽马电压生成电路(未示出)、定时控制器(未示出)、数字/模拟(D/A)转换器(未示出)、放大器(未示出)、接口(未示出)、存储器(未示出)等。此外，外围电路单元30可以包括测试电路(未示出)。应注意，在以下描述中，水平扫描电路对应于扫描电路33和发光控制晶体管控制电路34，并且垂直扫描电路对应于图像信号输出电路35(参见图2)。

(衬垫50)

衬垫50是用于将发光单元20的发光元件220的阴极电极272(参见图3)电连接至电源电路以及用于将各种晶体管电连接至电源电路以向各种晶体管施加电压的衬垫。衬垫50例如由诸如金属膜的导电材料形成。

应注意，根据本实施方式的显示设备10的平面图结构的实例并不局限于图1中示出的实例，并且可包括例如另一电路单元等。

<1.2驱动电路单元的等效电路>

接下来，将参照图2描述根据本公开的实施方式的显示设备10的驱动电路单元40的等效电路。图2是根据本公开的实施方式的显示设备10的驱动电路单元40的实例的等效电路图。具体地，图2中所示的等效电路包括被设置用于每个像素(用于每个发光元件220)的驱动电路块(像素晶体管组)。在以下描述中，将描述具有四个晶体管和两个电容器的4Tr-2C型电路配置作为驱动电路单元40的驱动电路块的实例，但是本实施方式不限于此。在本实施方式中，例如，可以应用具有三个晶体管和两个电容器的3Tr-2C型电路配置、具有四个晶体管和一个电容器的4Tr-1C型电路配置、具有三个晶体管和一个电容器的3Tr-1C型电路配置等。

驱动电路单元40是驱动发光单元20的发光元件220的电路单元，并且由如上所述的图2中示出的一个或多个驱动电路块(参见图3)形成。

如图2所示，驱动电路单元40可包括四个晶体管(像素晶体管)(驱动晶体管TR

驱动晶体管TR

图像信号写入晶体管TR

第一发光控制晶体管TR

第二发光控制晶体管TR

第一电容器C1和第二电容器C2串联。第一电容器C1的电极中的一个连接到驱动晶体管TR

如上所述，每个发光元件220具有包括阳极电极240、有机材料层274、阴极电极272、绝缘膜270、滤光器222等的已知配置或结构(参见图3)。然后，上述阳极电极240连接至驱动晶体管TR

此外，在本实施方式中，驱动晶体管TR

应注意，根据本实施方式的驱动电路单元40的电路配置的实例并不局限于图2中所示的实例，如上所述。

<1.3背景>

如上所述，作为显示设备10，例如，已经开发了使用有机EL元件的有机电致发光显示器，但是响应于更高清晰度和更高分辨率(例如，4K、8K)的需求，发光单元20的像素数目(发光元件220的数目)增加。随着像素的数量增加，外围电路单元30中的配线的数量也增加，并且由于配线的数量增加，配线的布线变得复杂，导致外围电路单元30的面积增加。

此外，外围电路单元30需要在外围电路单元30中执行高速处理，这是因为数据处理的操作的数量由于像素数量的增加而增加。因此，外围电路单元30中所包括的外围电路晶体管300(参见图3)各自要求是使用微制造工艺形成的小面积晶体管，并且尽管外围电路晶体管的数量随着数据处理的操作的数量增加而增加，但可以在减轻外围电路单元30的面积增加的同时防止发生延迟。

同时，由于施加至发光元件220的高驱动电压，包括在驱动电路单元40中并驱动包括有机EL元件的发光元件220的像素晶体管400(参见图3)各自需要具有高击穿电压。因此，像素晶体管400应具有增加的面积并且包括具有增加的厚度的栅极氧化膜404(参见图3)，例如，以便增加其击穿电压。即，像素晶体管400需要具有与通过微制造工艺制造的上述外围电路晶体管300的特性和配置不同的特性和配置。

因此，在上述显示设备10的制造中，由于它们的不同特性和配置，难以在相同过程中有效且适当地制造外围电路单元30的外围电路晶体管300和驱动电路单元40的像素晶体管400。

鉴于上述情况，本发明人已经导致设计出根据本公开的实施方式的显示设备10，该显示设备能够在满足更高清晰度和更高分辨率的要求的同时减轻安装面积的增加并且允许有效制造。以下，将顺序地给出本公开的实施例的细节。

<<2.第一实施方式>>

<2.1截面结构>

首先，将参照图3描述根据本公开的第一实施方式的显示设备10的截面结构。图3是示意性示出根据本实施方式的显示设备10的截面结构的实例的截面图。在图3中，在本实施方式中，为了强调栅极氧化膜304和404的膜厚度根据它们包括在哪个晶体管中而不同，示出了栅极氧化膜304和404比除栅极氧化膜304和404以外的层厚。

如图3所示，本实施方式的显示设备10由半导体基板(第一半导体基板)100和半导体基板(第二半导体基板)200的分层结构形成。具体地，半导体基板200堆叠在半导体基板100上并且接合至半导体基板100。以下，将依次给出半导体基板100和200的细节。

(半导体基板100)

半导体基板100包括驱动发光单元20的包括像素晶体管组的驱动电路单元40的一部分，像素晶体管组包括多个像素晶体管400。具体地，半导体基板100包括设置在更靠近面向半导体基板200的半导体基板100的表面100a的一侧上的多个像素晶体管400。

每个像素晶体管400包括设置在半导体基板100的表面100a上并由氧化硅膜等制成的栅极氧化膜404，以及设置在栅极氧化膜404上并由金属膜、多晶硅膜等制成的栅电极402。注意，在本实施方式中，像素晶体管400包括已参照图2描述的四个晶体管(TR

此外，包括在参考图2描述的驱动电路单元40中的两个电容器(C1，C2)也可设置在半导体基板100上。例如，尽管在图3中未示出，但是电容器C1和C2(见图2)中的每一个可包括设置在半导体基板100上的一对电极(未示出)和夹在该对电极之间的介电膜(未示出)。

此外，半导体基板100在靠近半导体基板200一侧的表面100a上包括配线层102。具体而言，构成半导体基板100的配线层102包括绝缘膜106和设置在绝缘膜106中的多个导线104。例如，导线104可以将像素晶体管400电连接至发光单元20的发光元件220，或者将像素晶体管400电连接至另一电路块(例如，外围电路单元30)。导线104可由例如金属材料或包含诸如金、银、铜、铂、铝、钨、锌或锡的金属的金属化合物材料形成。此外，绝缘膜106可以由诸如氧化硅膜或氮化硅膜的绝缘膜形成。此外，配线层102与半导体基板200相对，并且接合至设置在半导体基板200上的配线层202，由此能够接合半导体基板100和半导体基板200(接合细节将在后面给出)。

(半导体基板200)

在半导体基板200中，包括多个发光元件220的发光单元20被设置在与面向半导体基板100的表面(第一表面)200a相对的表面(第二表面)200b上，绝缘膜270由氧化硅膜、氮化硅膜等形成，介于其间。此外，发光单元20沿着显示设备10的堆叠方向(图3中的纵向方向)位于驱动电路单元40的正上方。

此外，半导体基板200包括发光单元20周围的外围电路单元30。具体地，外围电路单元30包括设置在更靠近面向半导体基板100的半导体基板200的表面(第一表面)200a的一侧上的多个外围电路晶体管300。此外，外围电路晶体管300包括设置在半导体基板200的表面200a上并由氧化硅膜等制成的栅极氧化膜304以及设置在栅极氧化膜304上并由金属膜、多晶硅膜等制成的栅电极302。然后，在本实施方式中，如上所述，外围电路晶体管300的栅极氧化物膜304的击穿电压可低于像素晶体管400的击穿电压，因此，比上述驱动电路单元40的像素晶体管400的栅极氧化物膜404薄。此外，在本实施例中，外围电路晶体管300可以是比上述像素晶体管400更微小(换言之，面积更小)的晶体管。因此，尽管增加了用于显示设备10的更高清晰度和更高分辨率的外围电路晶体管300的数量，但是可以防止延迟发生，同时减轻外围电路单元30面积的增加。

此外，半导体基板200在表面200a上包括配线层202。具体而言，构成半导体基板200的配线层202包括绝缘膜206和设置在绝缘膜206中的多个导线204。例如，导线204可将发光单元20的发光元件220电连接至设置在半导体基板100上的像素晶体管400。导线204可以由例如金属材料或包含金属(例如金、银、铜、铂、铝、钨、锌或锡)的金属化合物材料形成。此外，绝缘膜206可以由诸如氧化硅膜或氮化硅膜的绝缘膜形成。此外，配线层202与半导体基板100相对，并且接合至设置在半导体基板100上的配线层102，由此能够接合半导体基板100和半导体基板200(接合细节将在后面给出)。

此外，半导体基板200包括驱动电路单元40的一部分。具体地，半导体基板200包括通孔230，通孔230穿过半导体基板200以将发光单元20的发光元件220电连接至设置在半导体基板100上的像素晶体管400。通孔230由例如包含铜、钨、铝、钽等的金属膜形成。注意，为了防止与半导体基板200的短路，通孔230可设置有由氧化硅膜等制成并且覆盖通孔230的外表面的绝缘膜(未示出)。此外，可以在通孔230和绝缘膜之间设置用于防止金属原子从通孔230扩散到半导体基板200的阻挡金属膜(未示出)。阻挡金属膜例如可以由氮化钛膜等材料形成。

此外，用于电连接发光元件220和通孔230的阳极电极240设置在发光单元20下方的与面向半导体基板100的表面(第一表面)200a相对的半导体基板200的表面(第二表面)200b上。例如，阳极电极240可以由包含铜、钨、铝、钽等的金属膜或者诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的透明导电膜形成。此外，有机材料层274、阴极电极272、绝缘膜270和滤光器222堆叠在阳极电极240上。

注意，在本实施例中，由于在半导体基板200上提供具有低击穿电压的外围电路晶体管300，所以可以减小半导体基板200的膜厚度。结果，可以减小穿过半导体基板200的通孔230的纵横比。由此，能够降低纵横比，能够防止在形成通路230时在通孔中埋入金属膜等时发生埋入不良。此外，还可以缩短通孔230的长度(沿着显示设备10的堆叠方向的长度)，并且因此可以防止驱动发光元件220的延迟。

此外，在本实施例中，相同种类的发光元件220和像素晶体管400之间的导线长度优选基本上相同，使得信号电压均匀地施加到每个发光元件220。

如上所述，半导体基板100、200分别具有配线层102、202，通过接合配线层102、202来接合半导体基板100和半导体基板200。例如，在本实施例中，半导体基板100和半导体基板200可以通过由铜形成且设置在配线层102中的导线104和由铜形成且设置在配线层202中的导线204的Cu-Cu接合而彼此接合。或者，在本实施例中，也可以通过将设置在配线层102中的通孔(未示出)和设置在配线层202中的通孔(未示出)接合，来将半导体基板100和半导体基板200接合。此外，在本实施例中，接合半导体基板100和200的方法不限于上述方法。例如，可以采用诸如等离子体结合或扩散结合的固相结合方法。

此外，在本实施例中，接合不限于上述半导体基板之间的接合，根据接合的容易性、成品率等，也可以是芯片之间的接合或半导体基板与芯片之间的接合。

如上所述，在本实施方式中，显示设备10具有通过以下过程获得的结构：具有不同特性和配置的外围电路晶体管300和像素晶体管400分别设置在不同的半导体基板100和200上，并且堆叠并接合半导体基板100和200。因此，在本实施例中，可以通过分别适合于基板的不同工艺来有效地制造包括具有不同特性和配置的晶体管的半导体基板100和200。此外，在本实施例中，像素晶体管400的栅极氧化膜404可形成为厚，这允许像素晶体管400适当地操作，尽管高驱动电压被施加到发光元件220。此外，在本实施例中，外围电路晶体管300可以形成为具有薄栅极氧化物膜304的微小晶体管。因此，尽管为了显示设备10的更高清晰度和更高分辨率而增加外围电路晶体管300的数量，但可以在减轻外围电路单元30的面积增加的同时防止发生延迟。

换言之，根据本实施方式，显示设备10可减轻安装面积的增加并且允许有效制造，同时满足更高清晰度和更高分辨率的需求。

应注意，本实施方式不限于其中所有种类的像素晶体管(TR

<2.2变形例>

接下来，将参照图4描述根据本公开的第一实施方式的变形例的显示设备10a的截面结构。图4是图解地示出根据本实施例的显示设备10a的截面结构的实例的截面图。在图4中，在本变形例中，为了强调栅极氧化膜304和404的膜厚度根据它们包括在哪个晶体管中而不同，栅极氧化膜304和404被示出为比除栅极氧化膜304和404以外的层厚。此外，在图4中，省略了有机材料层274、阴极电极272和绝缘膜270的图示。

在本变形例中，如图4所示，由导电材料(例如金属膜)形成的配线250和电连接至配线250的接触件(阴极接触件)310设置在半导体基板200的与面向半导体基板100的表面(第一表面)200a相对的表面(第二表面)200b上，以将发光单元20的发光元件220的阴极电极272电连接至电源电路。具体地，如图4所示，接触件310位于外围电路单元30的正上方(正上方)。注意，在本变形例中，接触件310不一定需要被位于外围电路单元30的正上方(正上方)，并且在半导体基板200的平面图中，接触件310可以被位于发光单元20和外围电路单元30之间。此外，在本变形例中，配线层202可以具有用于与另一基板(未示出)或另一单元连接的衬垫50。

<2.3制造方法>

接下来，将参考图5A至图5D描述制造显示设备10a的方法。图5A至图5D是用于说明根据本公开的第一实施方式的显示设备10a的制造方法的说明图，并且具体地，示出了与图4中的显示设备10a的截面图对应的制造方法的各个阶段中的显示设备10a的截面。注意，在图5A至5D中，在本实施例中，为了强调栅极氧化膜304和404的膜厚度根据它们包括在哪个晶体管中而不同，栅极氧化膜304和404被示出为比除栅极氧化膜304和404以外的层厚。此外，在图5D中，省略了有机材料层274、阴极电极272和绝缘膜270的图示。

首先，在半导体基板100上形成包括像素晶体管组的驱动电路单元40(图5A中未示出)，该像素晶体管组包括驱动发光单元20和配线层102的多个像素晶体管400，从而获得如图5A所示的半导体基板100。在本实施例中，在形成半导体基板100时，多个像素晶体管400形成为使得多个像素晶体管400中的每一个的栅极氧化物膜404的膜厚度大于设置在半导体基板200上的多个外围电路晶体管300中的每一个的栅极氧化物膜304的膜厚度。此外，在本实施例中，电连接到半导体基板200并且也可以用于接合的导线104形成在配线层102中。

随后，在半导体基板200上形成包括向驱动电路单元40(图5B中未示出)提供信号电压的多个外围电路晶体管300的外围电路单元30(图5B中未示出)以及配线层202，从而获得如图5B所示的半导体基板200。在本实施例中，在形成半导体基板200时，多个外围电路晶体管300被形成为使得多个外围电路晶体管300中的每一个的栅极氧化物膜304的膜厚度小于设置在半导体基板100上的多个像素晶体管400中的每一个的栅极氧化物膜404的膜厚度。此外，在本实施例中，在配线层202中形成电连接到半导体基板100并且还能够用于接合的导线204。

随后，在半导体基板100上堆叠半导体基板200，使得配线层102和202彼此相对，并且通过加热等接合半导体基板100和半导体基板200。以这种方式，如图5B所示，半导体基板100和半导体基板200被集成，并且外围电路单元30的外围电路晶体管300和驱动电路单元40的像素晶体管400经由导线104和204电连接。

随后，与面向半导体基板100的表面(第一表面)200a相对的半导体基板200的表面(第二表面)200b被抛光，使得半导体基板200被减薄(减薄处理)。此外，通孔230、阳极电极240和接触件310形成在半导体基板200中，从而获得如图5C所示的配置。

此外，设置有配线250的绝缘膜270形成在与面向半导体基板100的表面(第一表面)200a相对的半导体基板200的表面(第二表面)200b上，并且多个发光元件220形成在绝缘膜270上，从而获得如图5D中所示的显示设备10a。

注意，在本实施例中，根据需要，也可以对半导体基板100的表面100b进行减薄处理。

在本实施例中，形成上述各层或各膜的方法的实例包括物理气相沉积(PVD)法、化学气相沉积(CVD)等。PVD方法的实例包括使用电阻加热或高频加热的真空气相沉积法、电子束(EB)气相沉积法、各种溅射法(磁控溅射法、射频(RF)-直流(DC)耦合偏压溅射法、电子回旋共振(ECR)溅射法、面向靶溅射法、射频溅射法等)、离子电镀法、激光烧蚀法、以及分子束外延(MBE)法、激光转移法等。CVD方法的实例包括等离子体CVD方法、热CVD方法、MOCVD方法、光学CVD方法等。此外，其他方法包括：电解电镀法或无电镀法；旋涂法；浸渍法；铸造方法；微接触印刷方法；液滴流延法；各种印刷方法如丝网印刷方法、喷墨印刷方法、胶版印刷方法、凹版印刷方法和柔性版印刷方法；冲压方法；喷雾法；以及各种涂布方法如空气刮刀涂布机方法、刮刀涂布机方法、棒式涂布机方法、刮刀涂布机方法、挤压涂布机方法、反转辊涂布机方法、转印辊涂布机方法、凹版涂布机方法、吻涂机方法、流延涂布机方法、喷涂机方法、狭缝孔涂布机方法和压延涂布机方法。图案化各层的方法的实例包括化学蚀刻(诸如阴影掩膜、激光转移和光刻)、使用紫外线、激光等的物理蚀刻等。此外，平坦化技术的实例包括化学机械抛光(CMP)方法、激光平坦化方法、回流方法等。即，本实施例的显示设备10a能够利用现有的半导体装置的制造工序而容易且廉价地制造。

如上所述，在本实施例中，通过将特性及构成不同的周边电路晶体管300和像素晶体管400分别设置在不同的半导体基板100、200上，并将半导体基板100、200层叠接合，得到显示设备10a。因此，在本实施例中，可以通过分别适合于基板的不同工艺来有效地制造包括具有不同特性和配置的晶体管的半导体基板100和200。此外，在本实施例中，像素晶体管400的栅极氧化膜404可形成为厚，这允许像素晶体管400适当地操作，尽管高驱动电压被施加到发光元件220。此外，在本实施例中，外围电路晶体管300可以形成为具有薄栅极氧化物膜304的微小晶体管。因此，尽管为了显示设备10的更高清晰度和更高分辨率而增加外围电路晶体管300的数量，但可以在减轻外围电路单元30的面积增加的同时防止发生延迟。

<<3.第二实施方式>>

<3.1截面结构>

接下来，将参照图6描述根据本公开的第二实施方式的显示设备10b的截面结构。图6是示意性示出根据本实施方式的显示设备10b的截面结构的实例的截面图。在图6中，在每个实施例中，为了强调栅极氧化膜304和404的膜厚度根据它们包括在哪个晶体管中而不同，栅极氧化膜304和404被示出为比除栅极氧化膜304和404以外的层厚。此外，在图6中，省略了有机材料层274、阴极电极272和绝缘膜270的图示。

在上述第一实施方式中，形成电连接发光元件220和驱动电路单元40的通孔230，以便穿过半导体基板200。但是，在本实施例中，通孔形成为不穿过半导体基板200而是穿过绝缘膜260。由此，能够避免在通孔230中设置用于防止与半导体基板200的短路的绝缘膜。此外，因为绝缘膜260可以容易地形成得薄，所以通孔230的纵横比可以降低。由此，能够降低纵横比，能够防止在形成通路230时在通孔中埋入金属膜等时发生埋入不良。此外，还可缩短通孔230的长度(沿着显示设备10b的堆叠方向的长度)，因此，可防止驱动发光元件220的延迟。

具体地，在本实施方式中，如图6所示，绝缘膜260设置在配线层202上且在发光单元20的下方。然后，形成电连接发光元件220和驱动电路单元40的通孔230，以便穿过绝缘膜260。

<3.2制造方法>

接下来，将参照图7A至图7E描述制造根据本实施方式的显示设备10b的方法。图7A至图7E是用于说明根据本公开的第二实施方式的显示设备10b的制造方法的说明图，并且具体地，示出了制造方法的相应阶段中的显示设备10b的与图6中的显示设备10b的截面图对应的部分。注意，在图7A至7E中，在本实施例中，为了强调栅极氧化膜304和404的膜厚根据包括哪个晶体管而不同，栅极氧化膜304和404被示出为比栅极氧化膜304和404以外的层厚。此外，在图7E中，省略了有机材料层274、阴极电极272和绝缘膜270的图示。

首先，在半导体基板100上形成包括像素晶体管组的驱动电路单元40(图7A中未示出)，该像素晶体管组包括驱动发光单元20和配线层102的多个像素晶体管400，从而获得如图7A中所示的半导体基板100。应注意，制造方法的细节与根据参考图5A描述的第一实施方式的制造方法的细节相似，并且因此在此省略详细描述。

随后，在半导体基板200上形成包括向驱动电路单元40(图7B中未示出)提供信号电压等的多个外围电路晶体管300的外围电路单元30(图7B中未示出)以及配线层202，从而获得如图7B所示的半导体基板200。然后，在半导体基板100上堆叠半导体基板200，使得配线层102和202彼此相对，并且通过加热等接合半导体基板100和半导体基板200。以这种方式，半导体基板100和半导体基板200被集成，并且外围电路单元30的外围电路晶体管300和驱动电路单元40的像素晶体管400经由导线104和204电连接。此外，去除在更靠近驱动电路单元40一侧上的半导体基板200的一部分(换言之，最终应位于发光单元20下方的部分)，并且对半导体基板200的剩余部分的表面200b进行减薄处理，从而获得如图7B所示的配置。

随后，在已经去除半导体基板200的区域中形成绝缘膜260，从而获得如图7C所示的配置。

此外，通孔230、阳极电极240和接触件310形成在半导体基板200和绝缘膜260中，从而获得如图7D所示的配置。

此外，设置有配线250的绝缘膜270形成在与面向半导体基板100的表面(第一表面)200a相对的半导体基板200的表面(第二表面)200b上，并且多个发光元件220形成在绝缘膜270上，从而获得如图7E所示的显示设备10b。

<<4.第三实施方式>>

接下来，将参照图8描述根据本公开的第三实施例的显示设备10c的截面结构。图8是示意性地示出根据本实施例的显示设备10c的截面结构的实例的截面图。在图8中，在本实施例中，为了强调栅极氧化膜304和404的膜厚度根据它们包括在哪个晶体管中而不同，栅极氧化膜304和404被示出为比除栅极氧化膜304和404以外的层厚。此外，在图8中，省略了有机材料层274、阴极电极272和绝缘膜270的图示。

在本实施方式中，如图8所示，外围电路单元30位于驱动电路单元40的像素晶体管400上方。此外，使根据本实施例的像素晶体管400之间的间隔b宽于根据上述第一实施例的像素晶体管400之间的间隔(节距)。此外，在本实施例中，多个发光元件220中的相邻发光元件之间的间隔(具体地，多个阳极电极240中的相邻阳极电极之间的间隔a)比多个像素晶体管400中的相邻像素晶体管之间的间隔b窄。利用该配置，根据本实施例，像素晶体管400之间的间隔(节距)b可以随着影响显示设备10c的分辨率的阳极电极240之间的间隔(节距)a保持得较小而增大，由此像素晶体管400的击穿电压可以保持得较高。

注意，同样在本实施例中，优选地，导线被设计成使得发光元件220和相同种类的像素晶体管400之间的导线长度基本上相同，使得信号电压均匀地施加到每个发光元件220。

<<5.结论>>

如上所述，根据本公开的每个实施方式，可以提供可以减轻安装面积的增加并且允许有效制造同时满足更高清晰度和更高分辨率的要求的显示设备10。

更具体地，在本公开的每个实施方式中，显示设备10具有通过以下过程获得的结构：具有不同特性和配置的外围电路晶体管300和像素晶体管400分别设置在不同的半导体基板100和200上，并且堆叠并接合半导体基板100和200。因此，在本实施例中，可以通过分别适合于基板的不同工艺来有效地制造包括具有不同特性和配置的晶体管的半导体基板100和200。此外，在本实施例中，像素晶体管400的栅极氧化膜404可形成为厚，这允许像素晶体管400适当地操作，尽管高驱动电压被施加到发光元件220。此外，在本实施例中，外围电路晶体管300可以形成为具有薄栅极氧化物膜304的微小晶体管。因此，尽管为了显示设备10的更高清晰度和更高分辨率而增加外围电路晶体管300的数量，但可以在减轻外围电路单元30的面积增加的同时防止发生延迟。

此外，在本公开的上述实施方式中，半导体基板100和200不一定需要是硅基板，并且可以是其他基板(例如，绝缘体上硅(SOI)基板、SiGe基板等)。

此外，在本公开的上述实施方式中所参考的附图中，在一些情况下，为了便于理解，以简化的方式示出了各种绝缘膜等。但是，实际上，这些绝缘膜等既可以是由多种不同的绝缘材料构成的层叠膜，也可以是通过多种不同的工序形成的层叠膜。

<<6.应用实例>>

接下来，将参照图9至图12描述根据本公开的实施方式的显示设备10的应用实例。图9至图12是示出了可以应用根据本公开的实施方式的显示设备10的电子设备的实例的外观图。

例如，根据本实施方式的显示设备10可以应用于包括在诸如智能电话等电子设备中的显示单元。具体地，如图9所示，智能电话600包括显示各种信息的显示单元602、包括接收用户操作的输入的按钮等的操作单元等。上述显示单元602可以是根据本实施方式的显示设备10。

可替换地，例如，根据本实施方式的显示设备10可以应用于诸如数码相机的电子设备的显示单元。具体地，如在图10的外部视图(其示出了从后面(摄影者侧)观看的数字照相机700)中所示，数字照相机700包括主单元(照相机主体)702、显示各种信息的监视器704以及显示用户在拍摄时观察到的直通图像的电子取景器(EVF)706。监视器704和EVF706可以是根据本实施例的显示设备10。

可替代地，例如，根据本实施方式的显示设备10可被应用于诸如头戴式显示器(HMD)的电子设备的显示单元。具体地，如图11所示，HMD800包括显示各种信息的眼镜型显示单元802，以及当佩戴时钩在用户的耳朵上的耳钩804。显示单元802可以是根据本实施方式的显示设备10。

可替代地，例如，根据本实施方式的显示设备10可被应用于诸如电视设备等的电子设备的显示单元。具体地，如图12所示，电视设备900包括覆盖有滤光玻璃等的显示单元902。显示单元902可以是根据本实施例的显示设备10。

注意，可以应用根据本实施例的显示设备10的电子设备不限于上述实例。根据本实施方式的显示设备10可以被应用于基于外部输入图像信号或者内部生成的图像信号执行显示的任何领域中的电子设备的显示单元。这种电子设备的实例包括电视设备、电子书、个人数字助理(PDA)、笔记本式个人计算机、摄像机、智能手表、游戏机等。

<<7.补充>>

虽然上面已经参考附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是本公开的技术范围不限于那些实施方式。显然，对于本公开技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开技术构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本公开的技术范围。

此外，在本说明书中描述的效果仅仅是说明性的或示例性的，而不是限制性的。即，除了上述效果之外，或者代替上述效果，根据本公开的技术可以从本说明书的描述中产生对本领域技术人员显而易见的其他效果。

此外，本技术还可具有以下配置。

(1)一种显示设备，包括：

第一半导体基板，设置有驱动发光单元的包括像素晶体管组的驱动电路单元，所述像素晶体管组包括多个像素晶体管；以及

第二半导体基板，设置有所述发光单元和外围电路单元，所述外围电路单元包括向所述驱动电路单元提供信号电压的多个外围电路晶体管，所述第二半导体基板堆叠在所述第一半导体基板上并接合至所述第一半导体基板，其中

所述多个像素晶体管中的每一个的栅极氧化膜的膜厚度大于所述多个外围电路晶体管中的每一个的栅极氧化膜的膜厚度。

(2)根据(1)所述的显示设备，其中在所述显示设备的平面图中，所述外围电路单元位于所述发光单元的周围。

(3)根据(1)或(2)所述的显示设备，其中所述发光单元沿着所述显示设备的堆叠方向位于所述驱动电路单元的正上方。

(4)根据(3)所述的显示设备，其中所述发光单元和所述驱动电路单元通过穿过所述第二半导体基板的通孔电连接。

(5)根据(3)所述的显示设备，其中所述发光单元和所述驱动电路单元通过穿过绝缘膜的通孔电连接。

(6)根据(3)所述的显示设备，其中

所述外围电路单元设置在更靠近所述第二半导体基板的面向所述第一半导体基板的第一表面的一侧，以及

所述发光单元设置在更靠近所述第二半导体基板的与所述第一表面相对的第二表面的一侧。

(7)根据(6)所述的显示设备，其中发光单元包括沿行方向和列方向布置的多个发光元件。

(8)根据(7)所述的显示设备，其中像素晶体管组被设置成对应于多个发光元件的每一个。

(9)根据(7)或(8)所述的显示设备，其中在更靠近所述第二半导体基板的所述第二表面的侧设有将所述多个发光元件的电极与电源电路电连接的接触件。

(10)根据(9)所述的显示设备，其中所述接触件沿所述堆叠方向位于所述外围电路单元的正上方。

(11)根据(7)至(10)中任一项所述的显示设备，其中所述外围电路单元沿着所述堆叠方向位于所述驱动电路单元的正上方。

(12)根据(11)所述的显示设备，其中所述多个发光元件中的相邻发光元件之间的间隔比所述多个像素晶体管中的相邻像素晶体管之间的间隔窄。

(13)根据(12)所述的显示设备，其中电连接每个发光元件和每个像素晶体管的导线的导线长度基本相同。

(14)根据(7)至(13)中任一项所述的显示设备，其中

所述第一半导体基板和所述第二半导体基板中的每一个均包括配线层，并且

所述配线层彼此接合，使得所述第一半导体基板和所述第二半导体基板接合。

(15)根据(7)至(14)中任一项所述的显示设备，其中所述像素晶体管组包括驱动所述发光元件的晶体管、根据行选择信号操作的行选择晶体管、根据列选择信号操作的列选择晶体管以及重置施加至所述发光元件的电压的重置晶体管中的至少一个。

(16)一种制造显示设备的方法，包括：

形成设置有驱动发光单元的包括像素晶体管组的驱动电路单元的第一半导体基板，所述像素晶体管组包括多个像素晶体管；

形成第二半导体基板，所述第二半导体基板设置有所述发光单元和外围电路单元，所述外围电路单元包括向所述驱动电路单元提供信号电压的多个外围电路晶体管；以及

将所述第二半导体基板堆叠在所述第一半导体基板上以接合所述基板，其中

在形成第一半导体基板时，多个像素晶体管被形成为使得多个像素晶体管中的每一个的栅极氧化膜的膜厚度大于多个外围电路晶体管中的每一个的栅极氧化膜的膜厚度。

(17)一种电子设备，其中安装一个或多个显示设备，其中

每个显示设备包括：

第一半导体基板，设置有驱动发光单元的包括像素晶体管组的驱动电路单元，所述像素晶体管组包括多个像素晶体管；以及

第二半导体基板，设置有所述发光单元和外围电路单元，所述外围电路单元包括向所述驱动电路单元提供信号电压的多个外围电路晶体管，所述第二半导体基板堆叠在所述第一半导体基板上并接合至所述第一半导体基板，以及

所述多个像素晶体管中的每一个的栅极氧化膜的膜厚度大于所述多个外围电路晶体管中的每一个的栅极氧化膜的膜厚度。

参考标号列表

10、10a、10b、10c显示设备

20发光单元

30外围电路单元

33扫描电路

34发光控制晶体管控制电路

35图像信号输出电路

36第一电流供应单元

37第二电流供应单元

40驱动电路单元

50衬垫

100、200半导体基板

100a、100b、200a、200b表面

102、202配线层

104、204、250导线

106、206、260、270绝缘膜

220发光元件

222滤光器

230通孔

240阳极电极

272阴极电极

274有机材料层

300外围电路晶体管

302、402栅电极

304、404栅极氧化膜

310接触件

400像素晶体管

600智能电话

602、802、902显示单元

700数字照相机

702主单元

704监视器

706EVF

800HMD

804EAR HOOK

900电视设备。