显示装置、显示模块及电子设备
文献发布时间:2023-06-19 11:26:00
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示装置、显示模块及电子设备。
注意,本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本发明的一个方式的技术领域的一个例子,可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置(例如,触摸传感器等)、输入输出装置(例如,触摸屏等)以及上述装置的驱动方法或制造方法。
背景技术
以液晶显示装置及发光显示装置为代表的平板显示器广泛地被用作显示装置。作为构成这些显示装置的晶体管的半导体材料主要使用硅,但是,近年来,还开发出将使用金属氧化物的晶体管用于显示装置的像素的技术。
专利文献1及专利文献2公开了将作为半导体材料使用金属氧化物的晶体管用作显示装置的像素的开关元件等的技术。
另外,专利文献3公开了一种具有将关态电流(off-state current)极低的晶体管用于存储单元的结构的存储装置。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2007-123861号公报
[专利文献2]日本专利申请公开第2007-96055号公报
[专利文献3]日本专利申请公开第2011-119674号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的一个方式的目的之一是提供一种可见光透过性高的显示装置。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种开口率高的显示装置。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种功耗低的显示装置。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的显示装置。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够在宽温度范围内稳定工作的显示装置。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种方便性高的显示装置。
注意,这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种显示装置,在像素中包括第一晶体管、第二晶体管、第一绝缘层、第二绝缘层、第一导电层、像素电极、包含液晶材料的层及公共电极。第一绝缘层位于第一晶体管的沟道形成区域上。第一导电层位于第一绝缘层上。第二绝缘层位于第一晶体管、第二晶体管、第一绝缘层及第一导电层上。像素电极位于第二绝缘层上。包含液晶材料的层位于像素电极上。公共电极位于包含液晶材料的层上。公共电极具有隔着包含液晶材料的层及像素电极重叠于第一导电层的区域。像素还包括第一连接部和第二连接部。在第一连接部中,第一导电层与第一晶体管电连接。在第二连接部中,像素电极与第二晶体管电连接。第一导电层、像素电极及公共电极都具有使可见光透过的功能。
像素优选还包括第二导电层。第一导电层与第二导电层优选位于同一表面上。第一导电层与第二导电层优选彼此电绝缘。公共电极优选具有隔着包含液晶材料的层及像素电极重叠于第二导电层的区域。
优选的是,与在像素电极与公共电极之间施加有电压的状态相比,在像素电极与公共电极之间没有施加电压的状态下,包含液晶材料的层的可见光透过率更高。
包含液晶材料的层优选具有高分子材料。高分子材料优选是多官能团单体与单官能团单体的共聚物。多官能团单体优选具有苯甲酸苯基骨架。单官能团单体优选具有环己苯骨架。
在第一连接部中,第一晶体管优选具有使可见光透过的功能。
在第二连接部中,第二晶体管优选具有使可见光透过的功能。
像素优选还包括第三导电层。第一导电层与第三导电层优选位于同一表面上。第一导电层与第三导电层优选彼此电绝缘。优选的是,在第二连接部中,像素电极具有与第三导电层接触的区域,第三导电层具有与第二晶体管的源极或漏极接触的区域。
第二晶体管的源极或漏极优选具有使可见光透过的功能。
第一绝缘层优选位于第一晶体管上。此外,第一绝缘层优选具有平坦化功能。
第一晶体管的栅极、源极及漏极、以及第二晶体管的栅极、源极及漏极中的至少一个优选包括第一层和第一层上的第二层。第二层的电阻值优选小于第一层。
此外,第一晶体管的栅极、源极及漏极、以及第二晶体管的栅极、源极及漏极中的至少一个优选包括第一层、第一层上的第二层和第二层上的第三层。第二层的电阻值优选小于第一层,第三层的可见光反射率优选低于第二层。第二层与第三层优选包含至少一个相同金属元素。
本发明的一个方式的显示装置优选具有利用场序制驱动方式进行显示的功能。
本发明的一个方式是一种显示模块,包括具有上述任何结构的显示装置、以及具有发光元件的发光装置的叠层。发光装置具有显示图像的功能。发光元件所发射的光经过显示装置被提取。
本发明的一个方式是一种包括具有上述任何结构的显示装置的模块,该模块安装有柔性印刷电路板(Flexible printed circuit,以下记为FPC)或TCP(Tape CarrierPackage:带载封装)等连接器或者利用COG(Chip On Glass:玻璃覆晶封装)方式或COF(Chip On Film:薄膜覆晶封装)方式等安装有集成电路(IC)。
本发明的一个方式是一种电子设备,包括上述模块、以及天线、电池、框体、照相机、扬声器、麦克风和操作按钮中的至少一个。
发明效果
根据本发明的一个方式,可以提供一种可见光透过性高的显示装置。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种开口率高的显示装置。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种功耗低的显示装置。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种可靠性高的显示装置。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种能够在宽温度范围内稳定工作的显示装置。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种方便性高的显示装置。
注意,这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述效果以外的效果。
附图说明
图1A和图1B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图2是示出像素的一个例子的电路图。
图3A是示出显示模块的一个例子的俯视图。图3B是示出显示模块的一个例子的截面图。
图4是示出像素的一个例子的俯视图。
图5A、图5B、图5C及图5D是示出显示模块的一个例子的截面图。
图6是示出显示模块的一个例子的截面图。
图7是示出像素的一个例子的俯视图。
图8是示出显示模块的一个例子的截面图。
图9是示出显示模块的一个例子的截面图。
图10是示出显示模块的一个例子的截面图。
图11是示出显示模块的一个例子的截面图。
图12A、图12B、图12C及图12D是示出电子设备的一个例子的图。
图13A、图13B、图13C及图13D是示出电子设备的一个例子的图。
图14A、图14B及图14C是示出电子设备的一个例子的图。
具体实施方式
参照附图对实施方式进行详细说明。注意,本发明不局限于以下说明,所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此,本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。
注意,在下面说明的发明结构中,在不同的附图中共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分,而省略反复说明。另外,当表示具有相同功能的部分时有时使用相同的阴影线,而不特别附加附图标记。
另外,为了便于理解,有时附图中示出的各构成的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、大小及范围等。因此,所公开的发明不一定局限于附图所公开的位置、大小、范围等。
另外,根据情况或状态,可以互相调换“膜”和“层”。例如,有时可以将“导电层”变换为“导电膜”。此外,有时可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
(实施方式1)
在本实施方式中,参照图1至图11说明本发明的一个方式的显示装置及显示模块。
本发明的一个方式的显示装置在一个像素中至少包括液晶元件和两个晶体管。本发明的一个方式的显示装置具有对图像信号附加校正信号的功能。该校正信号通过电容耦合附加至图像信号,并供应给液晶元件。由此,液晶元件可以显示经过校正的图像。
通过对图像信号附加校正信号,与仅使用图像信号的情况相比,可以以高电压驱动液晶元件。因此,容易驱动具有驱动电压较高的结构的液晶元件。
此外,通过该校正,例如,液晶元件可以表现比仅使用图像信号时可表现的灰度更多的灰度。
另外,通过该校正,可以以比源极驱动器的输出电压高的电压驱动液晶元件。由于可以在像素内将供应给液晶元件的电压变换为所希望的值,所以可以转用现有的源极驱动器,而不需要因新设计源极驱动器而产生的成本等。此外,可以抑制源极驱动器的输出电压上升,而可以降低源极驱动器的功耗。
通过以高电压驱动液晶元件,可以在宽温度范围内使用显示装置,不论在低温环境和高温环境下都可以进行可靠性高的显示。例如,可以将本发明的一个方式的显示装置用作车载用或照相机用的显示装置。
另外,由于可以以高电压驱动液晶元件,所以可以通过采用将施加到液晶元件的电压暂时设定为高水平来使液晶的取向快速变化的过驱动来提高液晶的响应速度。
校正信号例如由外部设备生成并被写入各像素中。作为校正信号的生成,既可以利用外部设备实时生成校正信号,又可以通过读取储存于记录介质中的校正信号并使其与图像信号同步。
在本发明的一个方式的显示装置中,可以在不使供应的图像信号变化的状态下在被供应校正信号的像素中生成新的图像信号。与使用外部设备生成新的图像信号本身的情况相比,可以减轻对外部设备造成的负担。此外,可以以较少的步骤数在像素中进行生成新的图像信号的工作,即便是在像素数多水平期间短的显示装置中也可以进行该工作。
此外,在本发明的一个方式的显示装置中,液晶元件包括一对电极及包含液晶材料的层。在本发明的一个方式的显示装置中,典型地使用如下模式(也称为反向模式(reverse mode)):当在一对电极之间没有施加电压(关闭状态)时,呈现包含液晶材料的层透过可见光的状态,当在一对电极之间施加有电压(开启状态)时,呈现包含液晶材料的层散射可见光的状态。因此,可以提高显示装置不显示图像的状态下的显示装置的可见光透过性。由此,本发明的一个方式的显示装置例如可以被用作透明显示器(也称为透视显示器)。
在采用反向模式时,包含液晶材料的层优选具有液晶材料及高分子材料。具体而言,包含液晶材料的层可以使用高分子液晶、高分子分散型液晶(PDLC:Polymer DispersedLiquid Crystal)、高分子网络型液晶(PNLC:Polymer Network Liquid Crystal)、高分子稳定化液晶等。
在采用反向模式时,液晶元件容易具有较高的驱动电压。如上所述,本发明的一个方式的显示装置可以以高电压驱动液晶元件,由此是适合于采用反向模式的情况的结构。
此外,本发明的一个方式的显示装置优选在一个像素中至少包括两个电容器。两个电容器都使用使可见光透过的材料形成。由此,像素可以同时实现高开口率和大保持电容。
通过提高显示装置的开口率(也可以称为像素的开口率),可以提高显示装置的可见光透过性,由此可以将该显示装置用作透视显示器。此外,通过提高开口率,可以提高光提取效率(或像素的透过率)。由此,可以降低显示装置的功耗。
通过增大像素的保持电容,即使液晶元件等的泄漏电流大,也可以进行稳定的显示。此外,可以驱动电容大的液晶材料。由此,可以扩大液晶材料的选择范围。
通过增大像素的保持电容,可以长时间保持像素的灰度。具体而言,通过增大像素的保持电容,可以不进行每一个帧期间中的图像信号的改写而保持在前面的期间中写入的图像信号,例如能够在几帧或几十帧的期间中保持像素的灰度。
另外,晶体管所具有的电极与电容器或液晶元件所具有的电极的连接部优选具有使可见光透过的功能。因此,可以提高像素的开口率。
另外,本发明的一个方式的显示装置可以不设置偏振片。因此,可以提高显示装置的可见光透过率。
另外,本发明的一个方式的显示装置可以不设置黑矩阵等遮光层。因此,可以提高像素的透过率。
<显示装置的截面结构实例>
图1A示出显示装置10的截面图。图1A所示的显示装置10包括衬底131、晶体管SW11、晶体管SW12、绝缘层215、导电层115a、导电层115b、绝缘层121、像素电极111a、包含液晶材料的层112、公共电极113及衬底132。
显示装置10在像素中包括液晶元件110、两个晶体管(晶体管SW11及晶体管SW12)、两个电容器(电容器Cw及电容器Cs)。
晶体管SW11及晶体管SW12都位于衬底131上。绝缘层215位于晶体管SW11上及晶体管SW12上。导电层115a及导电层115b都位于绝缘层215上。绝缘层121位于晶体管SW11、晶体管SW12、绝缘层215、导电层115a及导电层115b上。像素电极111a位于绝缘层121上。包含液晶材料的层112位于像素电极111a上。公共电极113位于包含液晶材料的层112上。衬底132位于公共电极113上。
公共电极113具有隔着包含液晶材料的层112及像素电极111a重叠于导电层115a的区域。导电层115a电连接于晶体管SW11的源极或漏极。像素电极111a电连接于晶体管SW12的源极或漏极。导电层115a、导电层115b、像素电极111a及公共电极113都具有使可见光透过的功能。
像素电极111a、包含液晶材料的层112及公共电极113能够被用作液晶元件110。像素电极111a与公共电极113隔着包含液晶材料的层112彼此层叠。
导电层115a、绝缘层121及像素电极111a能够被用作一个电容器Cw。此外,导电层115b、绝缘层121及像素电极111a能够被用作一个电容器Cs。
电容器Cw的电容优选大于电容器Cs的电容。例如,像素电极111a与导电层115a重叠的区域的面积优选大于像素电极111a与导电层115b重叠的区域的面积。
显示装置10的结构也可以应用于触摸屏。图1B所示的触摸屏11是对图1A所示的显示装置10安装触摸传感器TC的例子。通过将触摸传感器TC设置在接近于显示装置10的显示面的位置,可以提高触摸传感器TC的灵敏度。
对本发明的一个方式的触摸屏所包括的感测元件(也称为传感器元件)没有限制。可以将能够感测出手指、触屏笔等感测对象的接近或接触的各种传感器用作感测元件。
例如,作为传感器的方式,可以利用静电电容式、电阻膜式、表面声波式、红外线式、光学式、压敏式等各种方式。
作为静电电容式,有表面型静电电容式、投影型静电电容式等。另外,作为投影型静电电容式,有自电容式、互电容式等。当使用互电容式时,可以同时进行多点感测,所以是优选的。
本发明的一个方式的触摸屏可以采用贴合有分别制造的显示装置和感测元件的结构、在支撑显示元件的衬底和对置衬底中的一方或双方设置有构成感测元件的电极等的结构等各种各样的结构。
<像素的电路结构实例>
显示装置10包括配置为m行n列(m、n都为1以上的整数)的矩阵状的多个像素15。图2示出像素15(i,j)(i为1以上且m以下的整数,j为1以上且n以下的整数)的电路图。
像素15(i,j)包括晶体管SW11、晶体管SW12、电容器Cw、电容器Cs及液晶元件110(i,j)。注意,在本说明书等中,将晶体管SW11、晶体管SW12、电容器Cw及电容器Cs总称为像素电路120(i,j)。
晶体管SW11的源极和漏极中的一个与电容器Cw的一个电极电连接。电容器Cw的另一个电极与晶体管SW12的源极和漏极中的一个、电容器Cs的一个电极及液晶元件110的一个电极电连接。
在此,将与晶体管SW11的源极和漏极中的一个及电容器Cw的一个电极连接的节点称为节点NS。将与电容器Cw的另一个电极、晶体管SW12的源极和漏极中的一个、电容器Cs的一个电极及液晶元件110的一个电极连接的节点称为节点NA。
晶体管SW11的栅极与布线GL1(i)电连接。晶体管SW12的栅极与布线GL2(i)电连接。晶体管SW11的源极和漏极中的另一个与布线SL1(j)电连接。晶体管SW12的源极和漏极中的另一个与布线SL2(j)电连接。
电容器Cs的另一个电极与布线CSCOM电连接。液晶元件110的另一个电极与布线VCOM电连接。对布线CSCOM及公共布线VCOM可以分别供应任意电位。
布线GL1(i)及布线GL2(i)都可以被称为扫描线,具有控制晶体管的工作的功能。布线SL1(j)具有供应图像信号的信号线的功能。布线SL2(j)具有用来对节点NA写入数据的信号线的功能。
虽然图2所示的各晶体管包括与栅极电连接的背栅极,但是背栅极的连接方式不局限于此。此外,也可以在晶体管中不设置背栅极。
通过使晶体管SW11成为非导通状态,可以保持节点NS的电位。此外,通过使晶体管SW12成为非导通状态,可以保持节点NA的电位。此外,在晶体管SW12为非导通状态的状态下通过晶体管SW11将规定的电位供应给节点NS,由此可以利用通过电容器Cw的电容耦合而根据节点NS的电位变化使节点NA的电位变化。
在像素15(i,j)中,从布线SL2(j)写入节点NA的校正信号与从布线SL1(j)供应的图像信号电容耦合,并供应给液晶元件110。由此,液晶元件110可以显示经过校正的图像。
通过作为晶体管SW11使用关态电流极低的晶体管,可以长时间保持节点NS的电位。同样地,通过作为晶体管SW12使用关态电流极低的晶体管,可以长时间保持节点NA的电位。作为关态电流极低的晶体管,例如可以举出在沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管(以下,OS晶体管)。此外,可以作为像素所包括的晶体管使用在沟道形成区域中包含硅的晶体管(以下,Si晶体管)。作为Si晶体管,可以举出含有非晶硅的晶体管、含有结晶硅(典型的有低温多晶硅、单晶硅)的晶体管等。或者,也可以使用OS晶体管和Si晶体管的双方。
例如,在按每一个帧期间改写校正信号及图像信号的情况下,作为晶体管SW11及晶体管SW12,既可以使用OS晶体管,又可以使用Si晶体管。在需要长时间保持节点NS或节点NA的电位的情况下,作为晶体管SW11及晶体管SW12,与Si晶体管相比优选使用OS晶体管。
<显示模块的结构实例1>
图3A示出显示模块50的俯视图,图3B示出显示模块50的截面图。
图3A和图3B所示的显示模块50包括显示装置、与显示装置连接的柔性印刷电路板(FPC)及灯光单元30(在图3A中不表示)。
显示装置包括显示区域100、栅极驱动器GD_L及栅极驱动器GD_R。
显示区域100包括多个像素15且具有显示图像的功能。
如图3A所示,像素15(i,j)电连接于布线GL1(i)、布线GL2(i)、布线SL1(j)及布线SL2(j)。
如图3B所示,像素15(i,j)具有层叠有图2所示的像素电路120(i,j)和液晶元件110(i,j)的结构。像素电路120(i,j)电连接于栅极驱动器GD(对应于图3A所示的栅极驱动器GD_L及栅极驱动器GD_R)。
通过控制液晶元件110(i,j)的光散射或透过,可以使显示模块50显示图像。具体而言,液晶元件110(i,j)使灯光单元30所射出的光32散射而将散射光34射出到外部,由此显示模块50能够显示图像。
灯光单元30至少包括光源。作为光源,可以使用LED(发光二极管)、有机EL(电致发光)元件等。作为光源,例如可以使用红色、绿色、蓝色这三种颜色的LED。
灯光单元30可以包括具有导光功能的结构体及具有光扩散功能的结构体中的一方或双方。例如,灯光单元30可以包括导光板(也称为光导轨)、亮度上升薄膜、光扩散薄膜和光扩散板中的至少一个。例如,光源所发射的光优选经过导光板及光扩散薄膜入射到显示装置。
在显示模块50中,作为光源使用边缘型灯光源,所以与使用直下型背光源的情况相比可以扩大显示装置中的使可见光透过的区域,并且可以提高显示装置的可见光透过性。因此,可以经过显示模块50看到显示模块50后面的风景。例如,如图3B所示,入射到像素15(i,j)的外光35的至少一部分经过显示模块50射出到显示模块50的外部。
另外,本发明的一个方式的显示装置优选具有利用场序制驱动方式进行显示的功能。场序制驱动方式是以时间分割进行彩色显示的驱动方式。具体而言,错开时间地依次使红色、绿色、蓝色等各颜色的发光元件发光,与此同步地驱动像素,通过继时加法混色法进行彩色显示。
当采用场序制驱动方式时,不需要由多个不同颜色的子像素构成一个像素,由此可以提高像素的开口率。此外,可以提高显示装置的分辨率。此外,由于不需要设置彩色滤光片等着色层,所以没有因着色层导致的光吸收,可以提高像素的透过率。因此,可以以低功耗获得所需要的亮度,而可以降低功耗。此外,可以实现显示装置的制造工序的简化及制造成本的降低。
当采用场序制驱动方式时,需要高帧频。本发明的一个方式的显示装置在一个像素中包括两个电容器,该像素的保持电容较大,能够对液晶元件供应高电压,所以可以提高液晶元件的响应速度。例如,通过采用将施加到液晶元件的电压暂时设定为高水平来使液晶的取向快速变化的过驱动,可以提高液晶元件的响应速度。因此,本发明的一个方式的显示装置可以说是适合于采用需要高帧频的场序制驱动方式的情况的结构。
此外,本发明的一个方式的显示装置可以进行单色显示。当采用单色显示的显示装置时,不需要由多个不同颜色的子像素构成一个像素,由此可以提高像素的开口率。此外,可以提高显示装置的分辨率。此外,由于不需要设置彩色滤光片等着色层,所以没有因着色层导致的光吸收,可以提高像素的透过率。因此,可以以低功耗获得所需要的亮度,而可以降低功耗。此外,可以实现显示装置的制造工序的简化及制造成本的降低。
另外,在本发明的一个方式的显示装置中,可以使用多个不同颜色的子像素构成一个像素。例如,通过使用呈现红色的子像素、呈现绿色的子像素及呈现蓝色的子像素构成一个像素单元,显示区域100可以进行全彩色显示。注意,子像素呈现的颜色不局限于红色、绿色及蓝色。在像素单元中,例如也可以使用呈现白色、黄色、品红色(magenta)、青色(cyan)等颜色的子像素。
显示装置也可以安装有扫描线驱动电路(栅极驱动器)、信号线驱动电路(源极驱动器)及触摸传感器用驱动电路中的一个或多个。此外,这些驱动电路中的一个或多个也可以设置在显示装置的外部。图3A和图3B所示的显示模块50安装有栅极驱动器,且在其外部设置有包括源极驱动器的集成电路(IC)。
栅极驱动器GD_L及栅极驱动器GD_R设置在夹着显示区域100相对的位置上。布线GL1(i)从栅极驱动器GD_L及栅极驱动器GD_R的双方同时被供应选择信号。同样地,布线GL2(i)从栅极驱动器GD_L及栅极驱动器GD_R的双方同时被供应选择信号。通过向一个布线从栅极驱动器GD_L及栅极驱动器GD_R的双方同时供应选择信号,可以提高向该布线供应选择信号的能力。注意,根据其目的等,可以省略栅极驱动器GD_L和栅极驱动器GD_R中的一个。
栅极驱动器GD_L及栅极驱动器GD_R通过FPC从外部被供应信号及电力。
源极驱动器SD通过COG(Chip on glass:玻璃覆晶封装)法或COF(Chip on Film:薄膜覆晶封装)法等与显示装置所具有的端子电连接。布线SL1(j)及布线SL2(j)分别从源极驱动器SD被供应图像信号或校正信号等信号。
<<像素的俯视布局实例1>>
图4示出像素15(i,j)的俯视图。图4是从像素电极111a一侧看布线GL1(i)至像素电极111a的叠层结构时的俯视图。
像素包括连接部71和连接部72。在连接部71中,导电层115a与晶体管SW11电连接。具体而言,导电层115a与导电层222p电连接。在连接部72中,像素电极111a与晶体管SW12电连接。具体而言,像素电极111a与导电层222f电连接。
连接部71及连接部72优选各自具有使可见光透过的区域。例如,在晶体管SW11及晶体管SW12中,通过作为被用作源极或漏极的导电层(在图4中,导电层222p及导电层222f)使用使可见光透过的导电材料,可以在连接部71及连接部72中设置使可见光透过的区域,由此可以提高像素15(i,j)的开口率。因此,可以提高显示装置10的可见光透过性。此外,可以扩大像素15(i,j)中的使可见光透过的区域。
如图4所示,被用作信号线的布线SL1(j)通过导电层222q与半导体层231b电连接。此外,也可以不设置导电层222q,而布线SL1(j)与半导体层231b接触。
同样地,被用作信号线的布线SL2(j)通过导电层222g与半导体层231a电连接。此外,也可以不设置导电层222g,而布线SL2(j)与半导体层231a接触。
使可见光透过的导电材料的电阻率有时比铜或铝等遮蔽可见光的导电材料高。为了防止信号延迟,扫描线及信号线等总线优选使用铜或铝等的电阻率低的导电材料(金属材料)形成。由此,可以实现总线宽度的缩小或总线的薄膜化。但是,根据像素的大小、总线的宽度、总线的厚度等,作为总线可以使用使可见光透过的导电材料。
具体而言,被用作信号线的布线SL1(j)及布线SL2(j)优选使用电阻率低的导电材料形成。此外,被用作栅极及扫描线的布线GL1(i)及布线GL2(i)优选使用电阻率低的导电材料形成。作为电阻率低的导电材料,可以举出金属、合金等。被用作背栅极的栅极223a及栅极223b也可以使用遮蔽可见光的导电材料形成。
通过将遮蔽可见光的导电层用于栅极223a及栅极223b,可以抑制光源的光及外光照射到半导体层231a及半导体层231b的沟道形成区域。如此,当半导体层的沟道形成区域与遮蔽可见光的导电层重叠时,可以抑制因光导致的晶体管的特性变动。由此,可以提高晶体管的可靠性。
此外,作为栅极223a及栅极223b可以使用金属氧化物。通过将金属氧化物用于栅极223a及栅极223b,可以抑制从半导体层231a及半导体层231b的沟道形成区域脱离氧。由此,可以提高晶体管的可靠性。
<<显示模块的截面结构实例1>>
图5A示出显示模块50的截面图。像素的部分相当于图4所示的点划线G1-G2间及G3-G4间的截面图。
图5A所示的显示模块50具有FPC与显示装置连接的结构。
本发明的一个方式的显示模块不包括偏振片,因此具有高可见光透过率。此外,虽然在图5A之后的截面图中省略光源,但是在本发明的一个方式的显示模块中使用边缘型灯光源,所以与使用直下型背光源的情况相比可以扩大显示模块中的使可见光透过的区域。因此,本发明的一个方式的显示模块具有高可见光透过性,可以经过该显示模块看到该显示模块后面的风景。
图5A所示的显示模块50包括衬底131、衬底132、晶体管SW11、晶体管SW12、绝缘层215、导电层115a、导电层115b、导电层115c、绝缘层121、像素电极111a、包含液晶材料的层112、公共电极113、取向膜114a、取向膜114b、粘合层141及间隔物KB等。
显示模块50可以利用场序制驱动方式显示彩色图像。因此,图5A所示的显示模块50不包括彩色滤光片等着色层。并且,显示模块50不包括黑矩阵等遮光层。由此,可以提高像素的透过率。
晶体管SW11及晶体管SW12位于衬底131上。
晶体管SW11包括栅极221b、栅极绝缘层211、半导体层231b、导电层222p、导电层222q、绝缘层213、绝缘层214及栅极223b。导电层222p和导电层222q中的一个被用作源极,另一个被用作漏极。绝缘层213及绝缘层214被用作栅极绝缘层。另外,可以将导电层222b用作晶体管SW11的构成要素。导电层222b连接于导电层222q。
在此,栅极221b和布线GL1(i)使用同一导电层构成。换言之,一个导电层包括被用作栅极221b的部分和被用作布线GL1(i)的部分。导电层222b相当于布线SL1(j)的一部分。
晶体管SW12包括栅极221a、栅极绝缘层211、半导体层231a、导电层222f、导电层222g、绝缘层213、绝缘层214及栅极223a。导电层222f和导电层222g中的一个被用作源极,另一个被用作漏极。绝缘层213及绝缘层214被用作栅极绝缘层。另外,可以将导电层222a用作晶体管SW12的构成要素。导电层222a连接于导电层222g。
在此,栅极221a和布线GL2(i)使用同一导电层构成。换言之,一个导电层包括被用作栅极221a的部分和被用作布线GL2(i)的部分。导电层222a相当于布线SL2(j)的一部分。
导电层222f、222g、222p及222q使用使可见光透过的材料形成。因此,图5A所示的外光35的至少一部分透过导电层222f与导电层115c的连接部(相当于图4的连接部72)而射出到显示模块的外部。同样地,导电层222p与导电层115a的连接部(相当于图4的连接部71)也可以使可见光透过。因此,可以提高像素的开口率及显示模块的可见光透过性。
如图5B所示,晶体管的源极及漏极可以使用遮蔽可见光的材料形成。导电层222e可以使用与导电层222a同一的材料及工序形成。
如图5B所示,像素电极111a可以不经过导电层115c而直接连接于晶体管的源极或漏极(在此为导电层222e)。
如图5C和图5D所示,晶体管的栅极可以具有叠层结构。此外,晶体管的源极、漏极、以及扫描线、信号线等布线都可以具有叠层结构。这些晶体管的电极及与晶体管电连接的布线优选都具有小电阻值。例如,优选作为这些电极及布线都使用铜或铝等电阻率小的金属材料。
在此,在使用铜的情况下,根据基底(衬底或绝缘层等)的材料而密接性下降,优选在与基底的密接性高的膜上层叠铜膜。此外,为了抑制铜扩散到其他的层,优选层叠阻挡性高的膜和铜膜。
图5C所示的栅极221m、导电层222m及栅极223m的每一个优选包含钛、钼、锰和铝中的至少一个。另外,栅极221n、导电层222n及栅极223n的每一个优选具有铜和铝中的一方或双方。
注意,栅极221m、221n、导电层222m、222n、栅极223m、223n的材料不局限于此。例如,栅极221n的电阻值优选小于栅极221m。例如,导电层222n的电阻值优选小于导电层222m。例如,栅极223n的电阻值优选小于栅极223m。
此外,金属材料有时具有高反射率。因此,优选对金属膜的表面进行氧化处理等而抑制反射率。由此,在从显示面一侧观看时,可以抑制外光反射导致的可见度下降。
图5D所示的栅极221s、导电层222s及栅极223s的每一个优选包含钛、钼、锰及铝中的至少一个。此外,栅极221t、导电层222t及栅极223t的每一个优选包含铜。另外,栅极221u、导电层222u及栅极223u的每一个优选包含氧化铜。
注意,栅极221s、221t、221u、导电层222s、222t、222u、栅极223s、223t、223u的材料不局限于此。例如,栅极221t的电阻值优选小于栅极221s。导电层222t的电阻值优选小于导电层222s。栅极223t的电阻值优选小于栅极223s。栅极221u的可见光反射率优选低于栅极221t。导电层222u的可见光反射率优选低于导电层222t。栅极223u的可见光反射率优选低于栅极223t。栅极221t和栅极221u优选包含至少一个相同金属元素。导电层222t和导电层222u优选包含至少一个相同金属元素。栅极223t和栅极223u优选包含至少一个相同金属元素。
图5A示出晶体管SW11、SW12包括背栅极(图5A中的栅极223a、223b)的例子,但是也可以不包括背栅极。
如图4所示,晶体管所包括的两个栅极优选电连接。与其他晶体管相比,具有两个栅极电连接的结构的晶体管能够提高场效应迁移率,而可以增大通态电流(on-statecurrent)。其结果是,可以制造能够高速工作的电路。再者,能够缩小电路部的占有面积。通过使用通态电流大的晶体管,即使在使显示装置大型化或高分辨率化时布线数增多,也可以降低各布线的信号延迟,而可以抑制显示不均匀。此外,由于可以缩小电路部的占有面积,所以可以实现显示装置的窄边框化。另外,通过采用这种结构,可以实现可靠性高的晶体管。
在本实施方式中,以作为半导体层231a及半导体层231b使用金属氧化物的情况为例进行说明。
与半导体层231a、231b接触的栅极绝缘层211及绝缘层213优选为氧化物绝缘层。此外,在栅极绝缘层211或绝缘层213具有叠层结构的情况下,优选与半导体层231a、231b接触的层至少为氧化物绝缘层。由此,可以抑制在半导体层231a、231b中产生氧空位,而可以提高晶体管的可靠性。
绝缘层214优选为氮化物绝缘层。由此,可以抑制杂质进入半导体层231a、231b,而可以提高晶体管的可靠性。
绝缘层215优选具有平坦化功能,例如优选为有机绝缘层。注意,不需要形成绝缘层215,可以在绝缘层214上与其接触地形成导电层115a等。
导电层115c位于绝缘层215上,绝缘层121位于导电层115c上,像素电极111a位于绝缘层121上。像素电极111a与导电层222f电连接。具体而言,导电层222f与导电层115c接触,导电层115c与像素电极111a接触。
导电层115a位于绝缘层215上。导电层115a与导电层222p接触并电连接。
导电层115a和像素电极111a具有隔着绝缘层121重叠的部分。导电层115a、绝缘层121及像素电极111a能够被用作一个电容器Cw。
导电层115b位于绝缘层215上。导电层115b和像素电极111a具有隔着绝缘层121重叠的部分。导电层115b、绝缘层121及像素电极111a能够被用作一个电容器Cs。
如此,显示模块50在一个像素中包括两个电容器。由此,可以增大像素的保持电容。
另外,两个电容器都使用使可见光透过的材料形成,且具有互相重叠的区域。由此,像素可以同时实现高开口率和大保持电容。
电容器Cw的电容优选大于电容器Cs的电容。因此,像素电极111a与导电层115a重叠的区域的面积优选大于像素电极111a与导电层115b重叠的区域的面积。
绝缘层121上设置有像素电极111a。像素电极111a上设置有取向膜114a。衬底132设置有公共电极113,以与公共电极113接触的方式设置有间隔物KB。此外,以覆盖间隔物KB及公共电极113的方式设置有取向膜114b。包含液晶材料的层112设置在取向膜114a与取向膜114b之间。
作为液晶材料,有介电常数的各向异性(Δε)为正数的正型液晶材料和各向异性为负数的负型液晶材料。在本发明的一个方式中,可以使用正型和负型中的任何材料,可以根据所采用的模式及设计使用适当的液晶材料。
为了降低液晶元件110的驱动电压,液晶材料的介电常数的各向异性(Δε)的绝对值优选大。正型与负型相比容易增大介电常数的各向异性(Δε)的绝对值,由此在使用正型液晶材料时可以扩大液晶材料的选择范围,所以是优选的。
当液晶材料的折射率的各向异性很大时,可以提高散射光的效果,可以减薄包含液晶材料的层112。因此,可以降低驱动电压。
在本发明的一个方式的显示装置中,优选使用如下模式(也称为反向模式):当在一对电极(像素电极111a及公共电极113)之间没有施加电压(关闭状态)时,呈现包含液晶材料的层112透过可见光的状态,当在一对电极之间施加有电压(开启状态)时,呈现包含液晶材料的层112散射可见光的状态。因此,可以提高显示模块50不显示图像的状态下的显示模块50的可见光透过性。由此,本显示模块50可以被用作透视显示器。
在采用这种模式时,包含液晶材料的层112优选具有液晶材料及高分子材料。
作为液晶材料,优选使用向列液晶。
高分子材料优选是多官能团单体与单官能团单体的共聚物。
作为单官能团单体,可以举出丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等。作为多官能团单体,可以举出二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烯酸酯等。
多官能团单体优选具有苯甲酸苯基骨架。作为多官能团单体,例如可以举出具有苯甲酸苯基骨架的二丙烯酸酯。
作为可用作多官能团单体的材料,例如可以举出以结构式(1)至(3)表示的材料。
[化学式1]
单官能团单体优选具有环己苯骨架。作为单官能团单体,例如可以举出具有环己苯骨架的丙烯酸酯。
作为可用作单官能团单体的材料,例如可以举出以结构式(4)至(6)表示的材料。
[化学式2]
例如,通过对包含液晶材料、单体及光聚合引发剂的材料层照射光而使其固化,可以形成包含液晶材料的层112。
注意,在本发明的一个方式的显示装置中使用的液晶元件不局限于反向模式,可以使用各种模式。
由于本实施方式的显示装置是透过型液晶显示装置,所以作为一对电极(像素电极111a及公共电极113)的双方使用使可见光透过的导电材料。此外,通过使用使可见光透过的导电材料还形成导电层115a、115b、115c,即使设置电容器Cw及电容器Cs也可以抑制像素的开口率下降。此外,作为被用作电容器的介电质的绝缘层121,优选使用氮化硅膜。
作为使可见光透过的导电材料,例如优选使用包含选自铟(In)、锌(Zn)、锡(Sn)中的一种以上的材料。具体而言,可以举出氧化铟、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物、包含氧化钨的铟氧化物、包含氧化钨的铟锌氧化物、包含氧化钛的铟氧化物、包含氧化钛的铟锡氧化物、包含氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)、氧化锌、包含镓的氧化锌等。另外,也可以使用包含石墨烯的膜。包含石墨烯的膜例如可以通过还原包含氧化石墨烯的膜而形成。
另外,使可见光透过的导电膜可以使用氧化物半导体形成(以下,也称为氧化物导电层)。氧化物导电层例如优选包含铟,更优选包含In-M-Zn氧化物(M为Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd、Sn或Hf)。
氧化物半导体是能够由膜中的氧空位和膜中的氢、水等杂质浓度中的至少一个控制其电阻的半导体材料。由此,通过选择对氧化物半导体层进行氧空位和杂质浓度中的至少一个增加的处理或氧空位和杂质浓度中的至少一个降低的处理,可以控制氧化物导电层的电阻率。
此外,如此,使用氧化物半导体形成的氧化物导电层也可以被称为高载流子密度且低电阻的氧化物半导体层、具有导电性的氧化物半导体层或者导电性高的氧化物半导体层。
衬底131与衬底132由粘合层141贴合在一起。
FPC与导电层221c电连接。具体而言,FPC与连接体139接触,连接体139与导电层222c接触,导电层222c与导电层221c接触。导电层221c形成在衬底131上,导电层222c形成在栅极绝缘层211上。导电层221c可以使用与栅极221a、221b同一的工序及材料形成。导电层222c可以使用与导电层222a、222b同一的工序及材料形成。
<<触摸面板>>
在本发明的一个方式中,可以制造安装有触摸传感器的显示装置或显示模块(以下,也称为触摸面板)。
图6示出显示模块51的截面图。显示模块51具有对显示模块50追加触摸传感器的结构。
衬底180与衬底132由粘合层186贴合在一起。衬底180的衬底132一侧设置有电极181及电极182。电极181与电极182隔着绝缘层185彼此电绝缘。衬底180的端部附近的区域设置有连接部。在连接部中,布线187通过导电层188及连接体189电连接于FPC2。
当触摸传感器所具有的电极及布线设置在与像素的开口部(用于显示的部分)重叠的位置时,作为该电极及布线使用使可见光透过的材料。此外,当设置在不与像素的开口部重叠的位置时,可以作为该电极及布线使用遮蔽可见光的材料。因此,可以作为电极181、182使用金属等电阻率低的材料。例如,作为触摸传感器的布线及电极,优选使用金属丝网(metal mesh)。由此,可以减少触摸传感器的布线和电极的电阻。此外,适合于大型显示装置的触摸传感器。此外,一般而言,金属是反射率大的材料,但是可以通过氧化处理等使其变为暗色。由此,即使从显示面一侧观看时也可以抑制外光反射所导致的可见度下降。
此外,该布线及该电极也可以为金属层与反射率低的层(下面,也称为暗色层)的叠层。作为暗色层的一个例子,有包含氧化铜的层、包含氯化铜或氯化碲的层等。此外,暗色层也可以使用Ag粒子、Ag纤维、Cu粒子等金属微粒子、碳纳米管(CNT)、石墨烯等纳米碳粒子、以及聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)、聚苯胺、聚吡咯等导电高分子等形成。
<<构成要素的材料>>
接着,对能够用于本实施方式的显示装置及显示模块的各构成要素的材料等的详细内容进行说明。
对显示装置所包括的衬底的材料等没有特别的限制,可以使用各种衬底。例如,可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、半导体衬底、陶瓷衬底、金属衬底或塑料衬底等。
通过使用厚度薄的衬底,可以实现显示装置的轻量化及薄型化。再者,通过使用其厚度允许其具有柔性的衬底,可以实现具有柔性的显示装置。
本实施方式的显示装置所包括的晶体管具有顶栅型和底栅型中的任何一个结构。此外,也可以在沟道的上下设置有栅电极。
对用于晶体管的半导体材料没有特别的限制,例如可以举出具有半导体特性的金属氧化物(也称为氧化物半导体)、硅、锗等。作为硅,可以举出非晶硅、结晶硅(低温多晶硅、单晶硅等)等。
对用于晶体管的半导体材料的结晶性也没有特别的限制,可以使用非晶半导体或结晶半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用结晶半导体时可以抑制晶体管的特性劣化,所以是优选的。
例如,半导体层优选包含铟、M(M为选自镓、铝、硅、硼、钇、锡、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁中的一种或多种)及锌。尤其是,M优选为选自铝、镓、钇和锡中的一种或多种。
尤其是,作为半导体层,优选使用包含铟(In)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物(也称为IGZO)。
当半导体层为In-M-Zn氧化物时,优选用来形成In-M-Zn氧化物的溅射靶材中的In的原子个数比为M的原子个数比以上。作为这种溅射靶材的金属元素的原子个数比,可以举出In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=2:1:3、In:M:Zn=3:1:2、In:M:Zn=4:2:3、In:M:Zn=4:2:4.1、In:M:Zn=5:1:6、In:M:Zn=5:1:7、In:M:Zn=5:1:8、In:M:Zn=6:1:6、In:M:Zn=5:2:5等。
作为溅射靶材优选使用含有多晶氧化物的靶材,由此可以易于形成具有结晶性的半导体层。注意,所形成的半导体层的原子个数比可以在上述溅射靶材中的金属元素的原子个数比的±40%的范围内变动。例如,在被用于半导体层的溅射靶材的组成为In:Ga:Zn=4:2:4.1[原子个数比]时,所形成的半导体层的组成有时为In:Ga:Zn=4:2:3[原子个数比]或其附近。
当记载为原子个数比为In:Ga:Zn=4:2:3或其附近时包括如下情况:In的原子个数比为4时,Ga的原子个数比为1以上且3以下,Zn的原子个数比为2以上且4以下。此外,当记载为原子个数比为In:Ga:Zn=5:1:6或其附近时包括如下情况:In的原子个数比为5时,Ga的原子个数比大于0.1且为2以下,Zn的原子个数比为5以上且7以下。此外,当记载为原子个数比为In:Ga:Zn=1:1:1或其附近时包括如下情况:In的原子个数比为1时,Ga的原子个数比大于0.1且为2以下,Zn的原子个数比大于0.1且为2以下。
栅极驱动器GD_L、GD_R所包括的晶体管及显示区域100所包括的晶体管可以具有相同的结构,也可以具有不同的结构。栅极驱动器所包括的晶体管既可以都具有相同的结构,又可以组合两种以上的结构。同样地,显示区域100所包括的晶体管既可以都具有相同的结构,又可以组合两种以上的结构。
作为能够用于显示装置所包括的绝缘层的绝缘材料,可以举出有机绝缘材料及无机绝缘材料。作为有机绝缘材料,例如可以举出丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂等。作为无机绝缘层,可以举出氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、氧化铝膜、氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜及氧化钕膜等。
除了晶体管的栅极、源极、漏极之外,作为显示装置所包括的各布线及电极等导电层,可以使用铝、钛、铬、镍、铜、钇、锆、钼、银、钽及钨等金属、以该金属中的至少一个为主要成分的合金中的一个或多个的单层结构或叠层结构。例如,可以举出:在铝膜上层叠钛膜的两层结构、在钨膜上层叠钛膜的两层结构、在钼膜上层叠铜膜的两层结构、在包含钼和钨的合金膜上层叠铜膜的两层结构、在铜-镁-铝合金膜上层叠铜膜的两层结构、在钛膜或氮化钛膜上层叠铝膜或铜膜进而在其上形成钛膜或氮化钛膜的三层结构、在钼膜或氮化钼膜上层叠铝膜或铜膜进而在其上形成钼膜或氮化钼膜的三层结构等。例如,当导电层具有三层结构时,优选的是,作为第一层和第三层,形成由钛、氮化钛、钼、钨、包含钼和钨的合金、包含钼和锆的合金、或氮化钼构成的膜,作为第二层,形成由铜、铝、金、银、或者铜和锰的合金等低电阻材料形成的膜。此外,也可以使用ITO、包含氧化钨的铟氧化物、包含氧化钨的铟锌氧化物、包含氧化钛的铟氧化物、包含氧化钛的铟锡氧化物、铟锌氧化物、ITSO等具有透光性的导电材料。另外,也可以通过控制氧化物半导体的电阻率形成氧化物导电层。
作为粘合层141可以使用热固化树脂、光固化树脂、双组分型固化树脂等固化树脂。例如可以使用丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂或者硅氧烷树脂等。
作为连接体139,例如可以使用各向异性导电膜(ACF:Anisotropic ConductiveFilm)或各向异性导电膏(ACP:Anisotropic Conductive Paste)等。
构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)都可以利用溅射法、化学气相沉积(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸镀法、脉冲激光沉积(PLD:PulsedLaser Deposition)法、原子层沉积(ALD:Atomic Layer Deposition)法等形成。作为CVD法的例子,也可以举出等离子体增强化学气相沉积(PECVD:Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition)法及热CVD法等。作为热CVD法的例子,可以举出有机金属化学气相沉积(MOCVD:Metal Organic CVD)法。
构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)都可以利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨印刷法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀(doctor knife)法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法、刮刀式涂布法等方法形成。
当对构成显示装置的薄膜进行加工时,可以利用光刻法等。另外,可以利用使用遮蔽掩模的成膜方法形成岛状的薄膜。另外,可以利用纳米压印法、喷砂法、剥离法等对薄膜进行加工。在光刻法中有如下方法:在要进行加工的薄膜上形成抗蚀剂掩模,通过蚀刻等对该薄膜进行加工,并去除抗蚀剂掩模的方法;在形成感光性薄膜之后,进行曝光及显影来将该薄膜加工为所希望的形状的方法。
在光刻法中,作为用于曝光的光,例如可以举出i线(波长为365nm)、g线(波长为436nm)、h线(波长为405nm)或将这些光混合而成的光。另外,还可以使用紫外光、KrF激光或ArF激光等。另外,也可以利用液浸曝光技术进行曝光。作为用于曝光的光,也可以举出极紫外光(EUV:Extreme Ultra-violet)及X射线等。另外,也可以使用电子束代替用于曝光的光。当使用极紫外光、X射线或电子束时,可以进行极其微细的加工,所以是优选的。另外,在通过电子束等的扫描进行曝光时,不需要光掩模。
作为薄膜的蚀刻方法,可以利用干蚀刻法、湿蚀刻法及喷砂法等。
<<金属氧化物>>
下面,说明可用于半导体层的金属氧化物。
在本说明书等中,有时将包含氮的金属氧化物也称为金属氧化物(metal oxide)。此外,也可以将包含氮的金属氧化物称为金属氧氮化物(metal oxynitride)。例如,可以将锌氧氮化物(ZnON)等含有氮的金属氧化物用于半导体层。
在本说明书等中,有时记载为CAAC(c-axis aligned crystal)或CAC(Cloud-Aligned Composite)。注意,CAAC是指结晶结构的一个例子,CAC是指功能或材料构成的一个例子。
例如,作为半导体层,可以使用CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS。
CAC-OS或CAC-metal oxide在材料的一部分中具有导电性的功能,在材料的另一部分中具有绝缘性的功能,作为材料的整体具有半导体的功能。此外,在将CAC-OS或CAC-metal oxide用于晶体管的活性层的情况下,导电性的功能是使被用作载流子的电子(或空穴)流过的功能,绝缘性的功能是不使被用作载流子的电子流过的功能。通过导电性的功能和绝缘性的功能的互补作用,可以使CAC-OS或CAC-metal oxide具有开关功能(控制开启/关闭的功能)。通过在CAC-OS或CAC-metal oxide中使各功能分离,可以最大限度地提高各功能。
此外,CAC-OS或CAC-metal oxide包括导电性区域及绝缘性区域。导电性区域具有上述导电性的功能,绝缘性区域具有上述绝缘性的功能。此外,在材料中,导电性区域和绝缘性区域有时以纳米粒子级分离。另外,导电性区域和绝缘性区域有时在材料中不均匀地分布。此外,有时观察到其边缘模糊而以云状连接的导电性区域。
此外,在CAC-OS或CAC-metal oxide中,导电性区域和绝缘性区域有时以0.5nm以上且10nm以下,优选为0.5nm以上且3nm以下的尺寸分散在材料中。
此外,CAC-OS或CAC-metal oxide由具有不同带隙的成分构成。例如,CAC-OS或CAC-metal oxide由具有起因于绝缘性区域的宽隙的成分及具有起因于导电性区域的窄隙的成分构成。在该构成中,当使载流子流过时,载流子主要在具有窄隙的成分中流过。此外,具有窄隙的成分通过与具有宽隙的成分的互补作用,与具有窄隙的成分联动而使载流子流过具有宽隙的成分。因此,在将上述CAC-OS或CAC-metal oxide用于晶体管的沟道形成区时,在晶体管的导通状态中可以得到高电流驱动力,即大通态电流及高场效应迁移率。
就是说,也可以将CAC-OS或CAC-metal oxide称为基质复合材料(matrixcomposite)或金属基质复合材料(metal matrix composite)。
氧化物半导体(金属氧化物)被分为单晶氧化物半导体和非单晶氧化物半导体。作为非单晶氧化物半导体例如有CAAC-OS(c-axis aligned crystalline oxidesemiconductor)、多晶氧化物半导体、nc-OS(nanocrystalline oxide semiconductor)、a-like OS(amorphous-like oxide semiconductor)及非晶氧化物半导体等。
CAAC-OS具有c轴取向性,其多个纳米晶在a-b面方向上连结而结晶结构具有畸变。注意,畸变是指在多个纳米晶连结的区域中晶格排列一致的区域与其他晶格排列一致的区域之间的晶格排列的方向变化的部分。
虽然纳米晶基本上是六角形,但是并不局限于正六角形,有不是正六角形的情况。此外,在畸变中有时具有五角形或七角形等晶格排列。另外,在CAAC-OS中,即使在畸变附近也难以观察到明确的晶界(grain boundary)。即,可知由于晶格排列畸变,可抑制晶界的形成。这是由于CAAC-OS因为a-b面方向上的氧原子排列的低密度或因金属元素被取代而使原子间的键合距离产生变化等而能够包容畸变。
CAAC-OS有具有层状结晶结构(也称为层状结构)的倾向,在该层状结晶结构中层叠有包含铟及氧的层(下面称为In层)和包含元素M、锌及氧的层(下面称为(M,Zn)层)。另外,铟和元素M彼此可以取代,在用铟取代(M,Zn)层中的元素M的情况下,也可以将该层表示为(In,M,Zn)层。另外,在用元素M取代In层中的铟的情况下,也可以将该层表示为(In,M)层。
CAAC-OS是结晶性高的金属氧化物。另一方面,在CAAC-OS中不容易观察明确的晶界,因此不容易发生起因于晶界的电子迁移率的下降。此外,金属氧化物的结晶性有时因杂质的进入或缺陷的生成等而降低,因此可以说CAAC-OS是杂质或缺陷(氧空位(也称为V
在nc-OS中,微小的区域(例如1nm以上且10nm以下的区域,特别是1nm以上且3nm以下的区域)中的原子排列具有周期性。另外,nc-OS在不同的纳米晶之间观察不到结晶取向的规律性。因此,在膜整体中观察不到取向性。所以,有时nc-OS在某些分析方法中与a-likeOS或非晶氧化物半导体没有差别。
另外,在包含铟、镓和锌的金属氧化物的一种的铟-镓-锌氧化物(以下,IGZO)有时在由上述纳米晶构成时具有稳定的结构。尤其是,IGZO有在大气中不容易进行晶体生长的倾向,所以有时与在IGZO由大结晶(在此,几mm的结晶或者几cm的结晶)形成时相比在IGZO由小结晶(例如,上述纳米结晶)形成时在结构上稳定。
a-like OS是具有介于nc-OS与非晶氧化物半导体之间的结构的金属氧化物。a-like OS包含空洞或低密度区域。也就是说,a-like OS的结晶性比nc-OS及CAAC-OS的结晶性低。
氧化物半导体(金属氧化物)具有各种结构及各种特性。本发明的一个方式的氧化物半导体也可以包括非晶氧化物半导体、多晶氧化物半导体、a-like OS、nc-OS、CAAC-OS中的两种以上。
用作半导体层的金属氧化物膜可以使用惰性气体和氧气体中的任一个或两个形成。注意,对形成金属氧化物膜时的氧流量比(氧分压)没有特别的限制。但是,在要获得场效应迁移率高的晶体管的情况下,形成金属氧化物膜时的氧流量比(氧分压)优选为0%以上且30%以下,更优选为5%以上且30%以下,进一步优选为7%以上且15%以下。
金属氧化物的能隙优选为2eV以上,更优选为2.5eV以上,进一步优选为3eV以上。如此,通过使用能隙宽的金属氧化物,可以减少晶体管的关态电流。
金属氧化物膜可以通过溅射法形成。除此之外,还可以利用PLD法、PECVD法、热CVD法、ALD法、真空蒸镀法等。
<显示模块的结构实例2>
图7示出像素16(i,j)的俯视图。图7是从像素电极111a一侧看布线GL1(i)至像素电极111a的叠层结构时的俯视图。
图8示出显示模块52的截面图。像素的部分相当于图7所示的点划线G1-G2间及G3-G4间的截面图。
图7及图8所示的结构与图4及图5A所示的结构的不同之处在于晶体管的结构。下面,有时省略与上述记载的结构实例同样的部分的说明。
图7及图8所示的晶体管SW11包括栅极221b、栅极绝缘层211、半导体层231b、导电层222p、导电层222q、栅极绝缘层225及栅极223b。导电层222p和导电层222q中的一个被用作源极,另一个被用作漏极。
图7及图8所示的晶体管SW12包括栅极221a、栅极绝缘层211、半导体层231a、导电层222f、导电层222g、栅极绝缘层225及栅极223a。导电层222f和导电层222g中的一个被用作源极,另一个被用作漏极。
半导体层231a、231b各自包括一对低电阻区域231n以及夹在一对低电阻区域231n之间的沟道形成区域231i。
沟道形成区域231i隔着栅极绝缘层211与栅极221a或栅极221b重叠,并隔着栅极绝缘层225与栅极223a或栅极223b重叠。
导电层222f、222g、222p及222q使用使可见光透过的材料形成。因此,图8所示的外光35的至少一部分透过导电层222f与导电层115c的连接部(相当于图7的连接部72)而射出到显示模块的外部。同样地,导电层222p与导电层115a的连接部(相当于图7的连接部71)也可以使可见光透过。因此,可以提高像素的开口率及显示模块的可见光透过性。
如上所述,在本实施方式中,以作为半导体层231a及半导体层231b使用金属氧化物的情况为例进行说明。
与沟道形成区域231i接触的栅极绝缘层211及栅极绝缘层225优选为氧化物绝缘层。此外,在栅极绝缘层211或栅极绝缘层225具有叠层结构的情况下,优选与沟道形成区域231i接触的层至少为氧化物绝缘层。由此,可以抑制在沟道形成区域231i中产生氧空位,而可以提高晶体管的可靠性。
绝缘层214优选为氮化物绝缘层。由此,可以抑制杂质进入半导体层231a、231b,而可以提高晶体管的可靠性。
绝缘层215优选具有平坦化功能,例如优选为有机绝缘层。
如图8所示,栅极绝缘层225可以重叠于低电阻区域231n和沟道形成区域231i的双方。图8所示的栅极绝缘层225具有如下优点:可以省略使用栅极223a、223b作为掩模对栅极绝缘层225进行加工的工序;可以减小绝缘层214的被形成面的台阶;等。注意,如图9所示,栅极绝缘层225可以仅形成在沟道形成区域231i上而不与低电阻区域231n重叠。
低电阻区域231n的电阻率比沟道形成区域231i低。可以通过以栅极223a、223b为掩模添加杂质来形成低电阻区域231n。作为该杂质,例如可以举出氢、氦、氖、氩、氟、氮、磷、砷、锑、硼、铝、镁、硅等,该杂质可以通过离子注入法或离子掺杂法添加。此外,除了上述杂质以外,也可以通过添加半导体层231a、231b的构成元素之一的铟等形成低电阻区域231n。通过添加铟,有时低电阻区域231n的铟浓度高于沟道形成区域231i的铟浓度。
在栅极绝缘层225是具有通过加热释放氧的功能的氧化物膜的情况下,该氧有可能通过加热供应给低电阻区域231n,导致载流子密度降低,电阻上升。因此,优选通过栅极绝缘层225将杂质添加到半导体层的一部分来形成低电阻区域231n。由此,杂质还添加到栅极绝缘层225中。通过对具有通过加热释放氧的功能的氧化物膜添加杂质,可以降低氧的释放量。因此,可以抑制氧通过加热从栅极绝缘层225供应给低电阻区域231n,而可以保持低电阻区域231n的低电阻状态。
另外,在形成栅极绝缘层225及栅极233a、223b之后,以与半导体层231a、231b的一部分的区域接触的方式形成第一层,进行加热处理,来降低该区域的电阻,由此可以形成低电阻区域231n。
作为第一层,可以使用包含铝、钛、钽、钨、铬和钌等金属元素中的至少一种的膜。尤其是,优选包含铝、钛、钽和钨中的至少一种。或者,可以适当地使用包含上述金属元素中的至少一种的氮化物或包含上述金属元素中的至少一种的氧化物。尤其是,可以适当地使用钨膜、钛膜等金属膜、氮化铝钛膜、氮化钛膜、氮化铝膜等氮化物膜、氧化铝钛膜等氧化物膜等。
第一层的厚度例如可以为0.5nm以上且20nm以下,优选为0.5nm以上且15nm以下,更优选为0.5nm以上且10nm以下,进一步优选为1nm以上且6nm以下。典型的是,可以为5nm左右或者2nm左右。即使是这样薄的第一层,也充分能够降低半导体层231a、231b的电阻。
低电阻区域231n的载流子密度比沟道形成区域231i高是很重要的。例如,低电阻区域231n可以为包含比沟道形成区域231i多的氢的区域或者包含比沟道形成区域231i多的氧空位的区域。氧化物半导体中的氧空位与氢原子键合而成为载流子发生源。
通过在以与半导体层231a、231b的一部分的区域接触的方式设置第一层的状态下进行加热处理,该区域中的氧被抽吸到第一层,而可以在该区域中形成较多的氧空位。由此,可以形成电阻极低的低电阻区域231n。
如此形成的低电阻区域231n具有在后续的处理中不容易高电阻化的特征。例如,即使在包含氧的气氛下进行加热处理或者在包含氧的气氛下进行成膜处理等,低电阻区域231n的导电性也不会变低,所以可以实现电特性良好且可靠性高的晶体管。
当经加热处理后的第一层具有导电性时,优选在加热处理后去除第一层。另一方面,当第一层具有绝缘性时,通过留下该第一层,可以将其用作保护绝缘膜。
FPC与导电层222c电连接。具体而言,FPC与连接体139接触,连接体139与导电层111b接触,导电层111b与导电层222c接触。导电层222c形成在绝缘层214上,导电层111b形成在绝缘层121上。导电层222c可以使用与导电层222a及导电层222b同一的工序及材料形成。导电层111b可以使用与像素电极111a同一的工序及材料形成。
如图9所示,显示装置也可以不包括使可见光透过的导电层222f、222g、222p及222q(参照图7及图8)。由此,可以使显示装置的制造工序简化。
在图9中,导电层115c与半导体层231a(的低电阻区域231n)彼此接触,导电层115a与半导体层231b(的低电阻区域231n)彼此接触。例如,通过作为半导体层231a及半导体层231b使用使可见光透过的材料(金属氧化物等),可以在电容器Cw与晶体管SW11的接触部以及液晶元件110与晶体管SW12的接触部设置使可见光透过的区域。
在图9中,半导体层231a(的低电阻区域231n)与遮蔽可见光的导电层222a彼此接触,半导体层231b(的低电阻区域231n)与遮蔽可见光的导电层222b彼此接触。
在图9中,低电阻区域231n是半导体层231a,231b中的与绝缘层214接触的区域。绝缘层214优选包含氮或氢。因此,绝缘层214中的氮或氢进入低电阻区域231n,由此可以提高低电阻区域231n的载流子浓度。
<显示模块的结构实例3>
图10所示的显示模块55及图11所示的显示模块57各自具有液晶显示装置与发光装置的叠层。显示模块55、57各自具有将发光装置所发射的光33经过液晶显示装置射出到外部的结构。此外,液晶显示装置从边缘型灯光源被入射光,在包含液晶材料的层中散射该光,而将散射光34射出到外部。
图10及图11所示的液晶显示装置的结构与图5A相同,所以省略详细说明。
图10所示的显示模块55包括发光装置54。发光装置54由粘合层169与液晶显示装置贴合。发光装置54是使用彩色滤光片方式的顶面发射结构的发光装置。发光元件150经过着色层向液晶显示装置一侧射出光(参照光33)。
发光装置54包括衬底161、粘合层163、绝缘层165、晶体管SW13、发光元件150、粘合层167、绝缘层168、着色层CF1及着色层CF2等。
作为晶体管SW13,可以使用能够用于液晶显示装置的晶体管。液晶显示装置所具有的晶体管和发光装置54所具有晶体管可以相同或不同。
作为发光元件150,优选使用OLED(有机发光二极管)及QLED(量子点发光二极管)等EL元件。作为EL元件所具有的发光物质,可以举出发射荧光的物质(荧光材料)、发射磷光的物质(磷光材料)、无机化合物(量子点材料等)以及呈现热活化延迟荧光的物质(热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence:TADF)材料)等。此外,作为发光元件150,可以使用微型LED(发光二极管)等LED。
发光元件150包括像素电极151、EL层152及公共电极153。像素电极151电连接于晶体管SW13的源极或漏极。像素电极151优选反射可见光。像素电极151的端部被绝缘层155覆盖。多个子像素共同使用EL层152。EL层152至少包含发光物质。公共电极153使可见光透过。
发光装置54包括多个配置为矩阵状的像素。一个像素包括一个以上的子像素。一个子像素包括一个发光元件150。例如,作为像素,可以采用具有三个子像素的结构(R、G、B的三种颜色或者黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)的三种颜色等)、或者具有四个子像素的结构(R、G、B、白色(W)的四种颜色或者R、G、B、Y的四种颜色等)。
发光装置的清晰度可以与液晶显示装置的清晰度相同或不同。当发光装置54与液晶显示装置的清晰度相同时,液晶显示装置的一个像素与发光装置54的一个像素(多个子像素)重叠。
发光元件150所发射的光经过着色层从发光装置54射出。例如,第一颜色的光经过着色层CF1被提取,第二颜色的光经过着色层CF2被提取。
FPC3通过连接体139电连接于导电层222d。
作为绝缘层165及绝缘层168,优选使用防水性高的绝缘层。因此,可以抑制水等杂质侵入发光元件150而提高发光元件150的可靠性。绝缘层165及绝缘层168优选都具有无机绝缘膜。
作为粘合层163、167及169,可以使用紫外线固化粘合剂等光固化粘合剂、反应固化粘合剂、热固化粘合剂、厌氧粘合剂等各种固化粘合剂。作为这些粘合剂,可以举出环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、酰亚胺树脂、PVC(聚氯乙烯)树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)树脂、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)树脂等尤其优选使用环氧树脂等透湿性低的材料。另外,也可以使用两液混合型树脂。此外,也可以使用粘合薄片等。
对衬底161的材料等没有特别的限制,可以使用各种衬底。例如,可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、半导体衬底、陶瓷衬底、金属衬底或塑料衬底等。
作为衬底161,例如优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯树脂、聚丙烯腈树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚醚砜(PES)树脂、聚酰胺树脂(尼龙、芳族聚酰胺等)、聚硅氧烷树脂、环烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、ABS树脂以及纤维素纳米纤维等的树脂衬底。因此,可以实现发光装置54的薄型化及轻量化。
图11所示的显示模块57包括发光装置56。
发光装置56的与发光装置54不同之处主要在于:不包括着色层CF1、着色层CF2、绝缘层168及粘合层169;包括保护层154;在每个子像素中分别形成EL层152。关于与发光装置54相同的结构省略进行说明。
因为在每个子像素中分别形成EL层152,所以发光装置56不需要着色层。另外,通过在公共电极153上包括保护层154,可以提高发光元件150的可靠性。保护层154优选包括防水性高的无机膜。
如上所述,由于本发明的一个方式的显示装置具有对图像信号附加校正信号的功能,所以可以以高电压驱动液晶元件。因此,可以将驱动电压高的液晶元件用于显示装置。例如,即使是使用能够以反向模式驱动的液晶元件、包含液晶材料和高分子材料的液晶元件等的显示装置也可以良好地显示图像。
另外,由于在本发明的一个方式的显示装置中晶体管与像素电极电连接的连接部具有使可见光透过的功能,所以可以进一步提高像素的开口率。
另外,由于本发明的一个方式的显示装置具有利用场序制驱动方式进行显示的功能,所以可以进一步提高像素的开口率,并且,由于不需要彩色滤光片等着色层,所以可以提高像素的透过率。
本发明的一个方式的显示装置适合于透视显示器。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。此外,在本说明书中,在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下,可以适当地组合该结构例子。
(实施方式2)
在本实施方式中,参照图12至图14说明本发明的一个方式的电子设备。
本实施方式的电子设备在显示部中具有本发明的一个方式的显示装置。由此,电子设备的显示部可以显示高品质的图像。此外,可以在宽温度范围内可靠性高地进行显示。
在本实施方式的电子设备的显示部上例如可以显示具有全高清、2K、4K、8K、16K或更高的分辨率的图像。
作为可以使用本发明的一个方式的显示装置的电子设备,例如除了电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机等的显示器、数字标牌(Digital Signage)、弹珠机等大型游戏机等具有较大的屏幕的电子设备以外,还可以举出数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置等。此外,本发明的一个方式的显示装置也可以适当地用于便携式电子设备、穿戴式电子设备、VR(VirtualReality:虚拟现实)设备、AR(Augmented Reality:增强现实)设备等。
本发明的一个方式的电子设备也可以包括二次电池,优选通过非接触电力传送对该二次电池充电。
作为二次电池,例如,可以举出利用凝胶状电解质的锂聚合物电池(锂离子聚合物电池)等锂离子二次电池、镍氢电池、镍镉电池、有机自由基电池、铅蓄电池、空气二次电池、镍锌电池、银锌电池等。
本发明的一个方式的电子设备也可以包括天线。通过由天线接收信号,可以在显示部上显示图像或数据等。另外,在电子设备包括天线及二次电池时,可以将天线用于非接触电力传送。
本发明的一个方式的电子设备也可以包括传感器(该传感器具有测量如下因素的功能:力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)。
本发明的一个方式的电子设备可以具有各种功能。例如,可以具有如下功能:将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能;触控面板的功能;显示日历、日期或时间等的功能;执行各种软件(程序)的功能;进行无线通信的功能;读出储存在存储介质中的程序或数据的功能;等。
此外,包括多个显示部的电子设备可以具有在一个显示部主要显示图像数据而在另一个显示部主要显示文本信息的功能,或者具有通过将考虑了视差的图像显示于多个显示部上来显示三维图像的功能等。并且,具有图像接收部的电子设备可以具有如下功能:拍摄静态图像;拍摄动态图像;对所拍摄的图像进行自动或手工校正;将所拍摄的图像存储在记录介质(外部或内置于电子设备中)中;将所拍摄的图像显示在显示部上;等。另外,本发明的一个方式的电子设备所具有的功能不局限于此,该电子设备可以具有各种功能。
图12A示出电视装置1810。电视装置1810包括显示部1811、框体1812以及扬声器1813等。电视装置1810还可以包括LED灯、操作键(包括电源开关或操作开关)、连接端子、各种传感器、以及麦克风等。
可以利用遥控操作机1814对电视装置1810进行操作。
作为电视装置1810能够接收的广播电波,可以举出地上波或从卫星发送的电波等。此外,作为广播电波有模拟广播、数字广播等,还有影像及声音的广播或只有声音的广播等。例如,可以接收UHF频带(大约300MHz至3GHz)或VHF频带(30MHz至300MHz)中的指定的频带所发送的广播电波。例如,通过使用在多个频带中接收的多个数据,可以提高传输率,从而可以获得更多的信息。由此,可以将具有超过全高清的分辨率的影像显示在显示部1811上。例如,可以显示具有4K、8K、16K或更高的分辨率的影像。
另外,也可以采用如下结构:使用广播数据来生成显示在显示部1811上的图像,该广播数据是利用通过因特网、LAN(Local Area Network:局域网)、Wi-Fi(注册商标)等计算机网络的数据传输技术而传输的。此时,电视装置1810也可以不包括调谐器。
图12B示出设置于圆柱状柱子1822上的数字标牌1820。数字标牌1820具有显示部1821。
显示部1821越大,显示装置一次能够提供的信息量越多。显示部1821越大,越容易吸引人的注意,例如可以提高广告宣传效果。
通过将触摸屏用于显示部1821,不仅可以在显示部1821上显示静态图像或动态图像,使用者还能够直觉性地进行操作,所以是优选的。另外,在用于提供线路信息或交通信息等信息的用途时,可以通过直觉性的操作提高易用性。
图12C示出笔记本型个人计算机1830。个人计算机1830包括显示部1831、框体1832、触摸板1833以及连接端口1834等。
触摸板1833被用作指向装置或数位板等的输入单元,可以利用手指或触屏笔等进行操作。
触摸板1833组装有显示元件。如图12C所示,通过在触摸板1833的表面上显示输入键1835,可以将触摸板1833用作键盘。此时,为了在触摸输入键1835时利用振动再现触觉,也可以在触摸板1833中组装有振动模块。
图12D所示的信息终端1840包括显示部1841、框体1842及检测部1843等。
通过作为显示部1841使用触摸面板,可以用手指或触屏笔等对信息终端1840进行操作。
可以将照度传感器、摄像装置、姿态检测装置、压力传感器、人体感应传感器等中的至少一个用于检测部1843。
图13A及图13B示出便携式信息终端800。便携式信息终端800包括框体801、框体802、显示部803、显示部804及铰链部805等。
框体801与框体802通过铰链部805连接在一起。便携式信息终端800可以从图13A所示的折叠状态转换成图13B所示的框体801和框体802展开的状态。
例如,可以在显示部803及显示部804上显示文件信息,由此可以将便携式信息终端用作电子书阅读器。另外,也可以在显示部803及显示部804上显示静态图像或动态图像。
如此,当携带时可以使便携式信息终端800为折叠状态,因此通用性优越。
另外,在框体801和框体802中,也可以包括电源按钮、操作按钮、外部连接端口、扬声器及麦克风等。
图13C示出便携式信息终端的一个例子。图13C所示的便携式信息终端810包括框体811、显示部812、操作按钮813、外部连接端口814、扬声器815、麦克风816以及照相机817等。
便携式信息终端810在显示部812中具有触摸传感器。通过用手指或触屏笔等触摸显示部812可以进行打电话或输入文字等各种操作。
另外,通过操作按钮813,可以进行电源的ON、OFF工作或切换显示在显示部812上的图像的种类。例如,可以将电子邮件的编写画面切换为主菜单画面。
另外,通过在便携式信息终端810内部设置陀螺仪传感器或加速度传感器等检测装置,可以判断便携式信息终端810的方向(纵向或横向),而对显示部812的屏面显示方向进行自动切换。另外,屏面显示方向的切换也可以通过触摸显示部812、操作操作按钮813或者使用麦克风816输入声音来进行。
便携式信息终端810例如具有选自电话机、笔记本和信息阅读装置等中的一种或多种功能。具体地说,便携式信息终端810可以被用作智能手机。便携式信息终端810例如可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编辑、音乐播放、动画播放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。
图13D示出照相机的一个例子。照相机820包括框体821、显示部822、操作按钮823、快门按钮824等。此外,照相机820安装有可装卸的透镜826。
在此,虽然照相机820具有能够从框体821拆卸下透镜826而交换的结构,但是透镜826和框体821也可以被形成为一体。
通过按下快门按钮824,照相机820可以拍摄静态图像或动态图像。另外,也可以使显示部822具有触摸屏的功能,通过触摸显示部822进行摄像。
另外,照相机820还可以具备另外安装的闪光灯装置及取景器等。另外,这些构件也可以组装在框体821中。
图14A示出安装本发明的一个方式的显示装置作为车载显示器的一个例子。通过显示部1100及显示部1110显示导航信息、速度表、转速计、行驶距离、燃油表、排档状态、空调的设定等,而可以提供各种信息。使用者可以根据喜好适当地改变显示内容及布置。本发明的一个方式的显示装置可以在宽温度范围内使用,可以在低温环境下及高温环境下都能够可靠性高地进行显示。由此,通过将本发明的一个方式的显示装置用作车载显示器,可以提高行驶的安全性。
在本发明的一个方式的显示装置中,像素的开口率较高且遮蔽光的区域较少,因此能够经过该显示装置看到该显示装置的后面风景。由此,可以将本发明的一个方式的显示装置用于车辆的挡风玻璃、建筑物的窗户、橱窗及AR(Augmented Reality)用设备等。
图14B示出将本发明的一个方式的显示装置用于建筑物的窗户的一个例子。既可以在窗户整体设置显示装置1200,又可以在窗户的一部分设置显示装置1200而其他部分使用玻璃。显示装置1200能够向室内或室外显示图像1210。此外,当在显示装置1200上不显示图像1210时,显示装置1200使光透过,由此可以经过显示装置1200从室内和室外中的一个看到另一个。也就是说,可以将显示装置1200用作现有的窗户玻璃。
图14C示出将本发明的一个方式的显示装置用于橱窗的陈列柜的一个例子。既可以在陈列柜整体设置显示装置1300,又可以在陈列柜的一部分设置显示装置1300而其他部分使用玻璃。显示装置1300能够向陈列柜的外侧显示图像1310。作为图像1310,例如可以举出陈列柜内侧的装饰被装饰体1320(商品等,图14C中的包)的图像(图14C中的丝带)。此外,图像1310可以包括商品的说明及广告用文章。
如上所述,可以应用本发明的一个方式的显示装置来得到电子设备。该显示装置的应用范围极为宽,而可以应用于所有领域的电子设备。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
[符号说明]
CF1:着色层、CF2:着色层、CSCOM:布线、GL1:布线、GL2:布线、SL1:布线、SL2:布线、SW11:晶体管、SW12:晶体管、SW13:晶体管、VCOM:布线、10:显示装置、11:触摸面板、15:像素、16:像素、30:灯光单元、32:光、33:光、34:散射光、35:外光、50:显示模块、51:显示模块、52:显示模块、54:发光装置、55:显示模块、56:发光装置、57:显示模块、71:连接部、72:连接部、100:显示区域、110:液晶元件、111a:像素电极、111b:导电层、112:包含液晶材料的层、113:公共电极、114a:取向膜、114b:取向膜、115a:导电层、115b:导电层、115c:导电层、120:像素电路、121:绝缘层、131:衬底、132:衬底、139:连接体、141:粘合层、150:发光元件、151:像素电极、152:EL层、153:公共电极、154:保护层、155:绝缘层、161:衬底、163:粘合层、165:绝缘层、167:粘合层、168:绝缘层、169:粘合层、180:衬底、181:电极、182:电极、185:绝缘层、186:粘合层、187:布线、188:导电层、189:连接体、211:栅极绝缘层、213:绝缘层、214:绝缘层、215:绝缘层、221a:栅极、221b:栅极、221c:导电层、221m:栅极、221n:栅极、221s:栅极、221t:栅极、221u:栅极、222a:导电层、222b:导电层、222c:导电层、222d:导电层、222e:导电层、222f:导电层、222g:导电层、222m:导电层、222n:导电层、222p:导电层、222q:导电层、222s:导电层、222t:导电层、222u:导电层、223a:栅极、223b:栅极、223m:栅极、223n:栅极、223s:栅极、223t:栅极、223u:栅极、225:栅极绝缘层、231a:半导体层、231b:半导体层、231i:沟道形成区域、231n:低电阻区域、800:便携式信息终端、801:框体、802:框体、803:显示部、804:显示部、805:铰链部、810:便携式信息终端、811:框体、812:显示部、813:操作按钮、814:外部连接端口、815:扬声器、816:麦克风、817:照相机、820:照相机、821:框体、822:显示部、823:操作按钮、824:快门按钮、826:透镜、1100:显示部、1110:显示部、1200:显示装置、1210:图像、1300:显示装置、1310:图像、1320:被装饰体、1810:电视装置、1811:显示部、1812:框体、1813:扬声器、1814:遥控操作机、1820:数字标牌、1821:显示部、1822:柱子、1830:笔记本型个人计算机、1831:显示部、1832:框体、1833:触摸板、1834:连接端口、1835:输入键、1840:信息终端、1841:显示部、1842:框体、1843:检测部
- 显示装置、包括该显示装置的显示模块以及包括该显示装置或该显示模块的电子设备
- 显示装置、显示模块、电子设备及显示装置的制造方法