JP6830765B2 - 半導体装置 - Google Patents

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Description

本発明の一態様は、半導体装置、表示モジュール、及び電子機器に関する。
なお本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する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、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。
なお、本明細書等において、半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる素子、回路、又は装置等を指す。一例としては、トランジスタ、ダイオード等の半導体素子は半導体装置である。また別の一例としては、半導体素子を有する回路は、半導体装置である。また別の一例としては、半導体素子を有する回路を備えた装置は、半導体装置である。
表示装置は、コモディティ化が進んでいる。付加価値を高めるための手段の一つとして、「4K」や「8K」といわれるデジタルビデオフォーマットに代表される、超高精細画像を表示する表示装置の技術開発が活発である。
高精細な画像を表示する表示装置は、ゲート線やソース線といった配線が狭い間隔で配置される。表示装置の駆動回路は、パルス信号に応じて各配線に順にビデオ信号や走査信号を出力する。パルス信号の出力は、特にソース線を駆動するソースドライバでは、極めて短い期間に行う必要がある。そのためソースドライバには、IC(Integrated Circuit;以下ドライバICともいう)が採用されている(例えば、特許文献1、2)。
米国特許出願公開第2012/0146972号明細書 米国特許出願公開第2014/0313115号明細書
上述したようにドライバICとして機能する半導体装置の構成には、多数の構成が存在する。それぞれの構成には一長一短があり、状況に応じて適当な構成が選択される。従って、新規な構成のドライバICとして機能する半導体装置が提案できれば、選択の自由度を向上させることにつながる。
そこで本発明の一態様は、ドライバICとして機能する既存の半導体装置とは異なる構成を有する、新規な半導体装置、新規な表示モジュール、新規な電子機器等を提供することを課題の一とする。
またドライバICのビデオ信号を出力する端子(出力端子)の数は、ソース線の数の増加に伴って増加する。そのため、出力端子数が増加しても、表示装置の狭額縁化が実現可能なドライバICが求められている。
また出力端子の増加に伴いドライバIC内の配線混雑度が増加する。例えば、パルス信号を出力する回路配置の順序と、ビデオ信号を出力する出力端子の配置の順序と、が異なる方向になる場合、ドライバIC内部の配線を交差させて設ける。配線を交差させるなどの配線混雑度の増加は、寄生容量や寄生抵抗が増える要因となる。寄生抵抗や寄生容量の増加は、表示品質の低下を招く虞がある。
そこで本発明の一態様は、出力端子数が増加しても狭額縁化が可能な、新規な構成の半導体装置等を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、配線混雑度の抑制が図られた、新規な構成の半導体装置等を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、表示品質の向上が図られた、新規な構成の半導体装置等を提供することを課題の一とする。
なお本発明の一態様の課題は、上記列挙した課題に限定されない。上記列挙した課題は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお他の課題は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない課題である。本項目で言及していない課題は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した記載、及び/又は他の課題のうち、少なくとも一つの課題を解決するものである。
本発明の一態様は、シフトレジスタを有し、シフトレジスタは、複数のパルス出力回路を有し、シフトレジスタは、第1の方向に順にパルス信号を出力するように、パルス出力回路が設けられた第1の回路と、第2の方向に順にパルス信号を出力するように、パルス出力回路が設けられた第2の回路と、を有し、第1の方向と第2の方向とは異なる方向である、半導体装置である。
本発明の一態様は、シフトレジスタを有し、シフトレジスタは、複数のパルス出力回路を有し、シフトレジスタは、第1の方向に順に第1のパルス信号を出力するように、パルス出力回路が設けられた第1の回路と、第2の方向に順に第2のパルス信号を出力するように、パルス出力回路が設けられた第2の回路と、を有し、第1の方向と第2の方向とは異なる方向であり、第1のパルス信号に応じて生成された第1のビデオ信号は、第1の辺に設けられた第1の出力端子から出力され、第2のパルス信号に応じて生成された第2のビデオ信号は、第1の辺の対辺である第2の辺に設けられた第2の出力端子から出力される、半導体装置である。
本発明の一態様は、シフトレジスタを有し、シフトレジスタは、複数のパルス出力回路を有し、シフトレジスタは、第1の方向に順に第1のパルス信号を出力するように、パルス出力回路が設けられた第1の回路と、第2の方向に順に第2のパルス信号を出力するように、パルス出力回路が設けられた第2の回路と、を有し、第1の方向と第2の方向とは異なる方向であり、第1のパルス信号に応じて生成された第1のビデオ信号は、第1の辺に設けられた第1の出力端子から出力され、第2のパルス信号に応じて生成された第2のビデオ信号は、第1の辺の対辺である第2の辺に設けられた第2の出力端子から出力され、第1の辺または第2の辺には、入力端子が設けられる、半導体装置である。
本発明の一態様において、入力端子の端子数は、第2の出力端子の端子数より小さい、半導体装置が好ましい。
本発明の一態様において、第1の方向と第1の辺とは、平行であり、第2の方向と第2の辺とは、平行である、半導体装置が好ましい。
なおその他の本発明の一態様については、以下で述べる実施の形態における説明、及び図面に記載されている。
本発明の一態様は、新規な半導体装置等を提供することができる。
または、本発明の一態様は、出力端子数が増加しても狭額縁化が可能な、新規な構成の半導体装置等を提供することができる。または、本発明の一態様は、配線混雑度の抑制が図られた、新規な構成の半導体装置等を提供することができる。または、本発明の一態様は、表示品質の向上が図られた、新規な構成の半導体装置等を提供することができる。
なお本発明の一態様の効果は、上記列挙した効果に限定されない。上記列挙した効果は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した効果、及び/又は他の効果のうち、少なくとも一つの効果を有するものである。従って本発明の一態様は、場合によっては、上記列挙した効果を有さない場合もある。
本発明の一態様を説明するためのブロック図。 本発明の一態様を説明するためのブロック図。 本発明の一態様を説明するための上面図。 本発明の一態様を説明するためのブロック図。 本発明の一態様を説明するためのブロック図。 本発明の一態様を説明するための上面図。 本発明の一態様を説明するための回路図。 本発明の一態様を説明するための回路図。 本発明の一態様を説明するための回路図。 本発明の一態様を説明するための断面図。 本発明の一態様を説明するための上面図および断面図。 本発明の一態様を説明するための斜視図。 本発明の一態様を説明するための斜視図。 本発明の一態様を説明するためのブロック図。 本発明の一態様を説明するための模式図。 本発明の一態様を説明するための図。
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお本明細書等において、「第1」、「第2」、「第3」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものである。従って、構成要素の数を限定するものではない。また、構成要素の順序を限定するものではない。また例えば、本明細書等の実施の形態の一において「第1」に言及された構成要素が、他の実施の形態、あるいは特許請求の範囲において「第2」に言及された構成要素とすることもありうる。また例えば、本明細書等の実施の形態の一において「第1」に言及された構成要素を、他の実施の形態、あるいは特許請求の範囲において省略することもありうる。
なお図面において、同一の要素または同様な機能を有する要素、同一の材質の要素、あるいは同時に形成される要素等には同一の符号を付す場合があり、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
(実施の形態1)
本実施の形態では、ドライバICとしての機能を有する半導体装置の一例について説明する。
本明細書等において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうるもの全般を指す。よって、トランジスタ等の半導体素子で構成されるドライバIC、あるいはドライバICを有する表示装置などは、半導体装置である。
<半導体装置を備えた表示装置の構成について>
以下の説明で本発明の一態様である半導体装置は、ソースドライバとして機能するドライバICに適用する場合を説明する。そのため、ソースドライバあるいはドライバICは、半導体装置という場合がある。
図1には、ソースドライバを含む表示装置10のブロック図を図示している。表示装置10は、ソースドライバ100、ゲートドライバ101、および表示部102を有する。
表示部102は、マトリクス状に配置された画素103を有する。画素103は、ソース線SL[1]乃至[n](nは自然数)のいずれか一つ、およびゲート線GL[1]乃至[m](mは自然数)のいずれか一つに接続され、ビデオ信号およびゲート信号が与えられる。
画素103は、トランジスタ、液晶素子あるいは発光素子等の表示素子を有する。画素103に適用可能な画素の説明は、後の実施の形態で詳述する。
ゲートドライバ101は、ゲート線GL[1]乃至[m]に順にゲート信号を与える機能を有する。ゲートドライバ101は、シフトレジスタ、バッファ回路等で構成することができる。ゲート信号は、走査信号、あるいは選択信号ともいう。またゲート線は、走査線、あるいは選択線ともいう。
ソースドライバ100は、ソース線SL[1]乃至[n]に順にビデオ信号を与える機能を有する。ゲートドライバ101は、入力端子110、コントローラ120、シフトレジスタ130、ビデオ信号生成回路140、出力端子150等で構成することができる。ビデオ信号は、映像信号、あるいはデータ信号ともいう。またソース線は、信号線、あるいはデータ線ともいう。
入力端子110は、ソースドライバ100の外部にあるホストコントローラ170から表示を行うための信号が入力される。ホストコントローラ170から入力端子110への信号の入力は、例えばFPC(Flexible Printed Circuit)等を介して行うことができる。
なお入力端子110は、シリアル入力で信号を受け取ることができる。したがって入力端子110は、端子の数を増やすことなく信号を受け取ることができる。
コントローラ120は、入力端子110で受け取った表示を行うための信号を基に、スタートパルスSP、クロック信号CLK、ラッチ信号LAT等のタイミング信号や、その他の制御信号Signal等を生成し、出力する回路である。
シフトレジスタ130は、スタートパルスSP、クロック信号CLK等を基にパルス信号を生成する回路である。シフトレジスタ130は、フリップフロップ等で構成されるパルス出力回路がカスケード接続され、パルス信号を順に出力することができる。
なおシフトレジスタ130のパルス出力回路において、パルス信号を出力する順序は、パルス出力回路が並ぶ順序による。例えば、1段目のパルス出力回路から10段目のパルス出力回路が右から左に昇順に配置される場合、パルス信号は右から左に昇順に順に出力される。また、例えば、11段目のパルス出力回路から20段目のパルス出力回路が左から右に昇順に配置される場合、パルス信号は左から右に昇順に順に出力される。
パルス信号が順に出力される方向は、出力端子150がソース線SL[1]乃至[n]に順にビデオ信号を出力する方向と一致することが好ましい。パルス信号を基にビデオ信号生成回路140で生成されるビデオ信号は、ソース線SL[1]乃至[n]の並ぶ順序に併せて生成される。パルス信号が出力される方向と、ソース線SL[1]乃至[n]の並ぶ順序、すなわち出力端子の並ぶ順序とが同じ方向でない場合、ソースドライバ100内部で配線を交差させ、方向を揃える必要がある。このように回路内で配線を交差させる頻度が増えることを、配線混雑度が増加するともいう。
ビデオ信号生成回路140は、シフトレジスタ130が出力するパルス信号を基にビデオ信号を生成する。ビデオ信号生成回路140は、一例として、ラッチ回路、D/A(デジタル/アナログ)変換回路、バッファ回路等を有する。
出力端子150は、ビデオ信号生成回路140で生成されたビデオ信号を外部にあるソース線SL[1]乃至[n]に順に出力する。
なお出力端子150は、ソース線SL[1]乃至[n]の数に対応して設けられる。したがって出力端子150は、端子の数が入力端子110の端子の数に比べて多くなる。なお出力端子150からソース線SL[1]乃至[n]のそれぞれへのビデオ信号の出力は、スイッチ等を用いて、分割して出力することも可能である。
次いで、本発明の一態様であるシフトレジスタの構成について説明する。図2(A)に示す、図1のシフトレジスタ130に適用可能なシフトレジスタ130Lは、複数のパルス出力回路FFを有する。
シフトレジスタ130Lは、複数のパルス出力回路FFを有する回路131Lと、回路132Lと、を有する。回路131Lは、スタートパルスSP、およびクロック信号CLKが入力され、出力端子SROUT1乃至SROUTk(kはn未満の自然数)に順にパルス信号を出力することができる。回路132Lは、回路131Lの最終段の出力端子SROUTkのパルス信号、およびクロック信号CLKが入力され、出力端子SROUT(k+1)乃至SROUTnに順にパルス信号を出力することができる。
回路131Lは、矢印133の方向に順にパルス信号を出力することができる。つまり、右から左に昇順に配置される、1段目のパルス出力回路からk段目のパルス出力回路は、右から左に昇順にパルス信号を出力する。また回路132Lは、矢印134の方向に順にパルス信号を出力することができる。つまり、左から右に昇順に配置される、(k+1)段目のパルス出力回路からn段目のパルス出力回路は、左から右に昇順にパルス信号を出力する。
次いで図2(B)では、図1に図示したソースドライバ100に適用可能なソースドライバ100L内の回路配置を説明するブロック図である。IC(Integrated Circuit)で形成されるソースドライバ100Lは、長方形状である。ソースドライバ100Lの短軸方向の長さは、表示装置の狭額縁化を図るため、長軸方向の長さに比べて極めて短い。
上述したように、ソースドライバ100Lの入力端子の端子数は、出力端子の端子数に比べて少ない。そのため本発明の一態様では、図2(B)に示すように、長軸方向にある一方の辺に出力端子150UL、および入力端子110を配置し、長軸方向にある他方の辺、言い換えれば一方の辺の対辺に出力端子150Bを配置する。
出力端子150ULに接続されるソース線を左から右に昇順に表示部に設ける場合、配置するソース線が交差しないように配置することを考慮すると、出力端子150ULの右から左に端子からビデオ信号が出力されるようにする必要がある。そのため、図2(A)に示すように、1段目のパルス出力回路からk段目のパルス出力回路から出力されるパルス信号を基に生成されるビデオ信号生成回路140を経て生成されるビデオ信号は、矢印133の方向、右から左に昇順になるようにすることで、配線混雑度を増加させることなく、出力できる。
また出力端子150Bに接続されるソース線を左から右に昇順に表示部に設ける場合、配置するソース線が交差しないように配置することを考慮すると、出力端子150Bの左から右に端子からビデオ信号が出力されるようにする必要がある。そのため、図2(A)に示すように、(k+1)段目のパルス出力回路からn段目のパルス出力回路から出力されるパルス信号を基に生成されるビデオ信号生成回路140を経て生成されるビデオ信号は、矢印134の方向、左から右に昇順になるようにすることで、配線混雑度を増加させることなく、出力できる。
上述したように本発明の一態様のソースドライバが有するシフトレジスタは、第1の方向に順に第1のパルス信号を出力するように、パルス出力回路が設けられた第1の回路と、第2の方向に順に第2のパルス信号を出力するように、パルス出力回路が設けられた第2の回路と、を有する。そして第1の方向と第2の方向とは異なる方向とする。また、第1のパルス信号に応じて生成された第1のビデオ信号は、第1の辺に設けられた第1の出力端子から出力し、第2のパルス信号に応じて生成された第2のビデオ信号は、第1の辺の対辺である第2の辺に設けられた第2の出力端子から出力する。第1の辺または第2の辺には、入力端子が設けられる。
次いで、図2(B)で説明したソース線と出力端子の関係について図3(A)、(B)を用いてさらに説明する。
図3(A)は、表示装置10の上面図であり、図3(B)はソースドライバ100L周辺を拡大した図である。表示装置10は、一対の基板200、210を有する。また、ソースドライバ100L、ゲートドライバ101、表示部102を有する。基板200では、FPC220(フレキシブルプリント基板)が接続部CONに接続される。接続部CONから設けられる配線は、ソースドライバ100Lの入力端子110に接続される。ソースドライバ100Lから表示部102に向けて設けられるソース線SL[1]乃至[n]は、出力端子150UL、および出力端子150Bに接続される。なお入力端子110、出力端子150UL、および出力端子150Bには、端子160を図示している。
図3(A)、(B)に図示するように、出力端子150ULおよび出力端子150Bを異なる辺に配置する場合、ソース線SL[1]乃至[n]が並ぶ順序の方向と、パルス信号を基に生成されるビデオ信号の順序の方向と、が異なる向きになる。そのため、図2(A)に示すように、ソースドライバが有するシフトレジスタは、第1の方向に順に第1のパルス信号を出力するように、パルス出力回路が設けられた第1の回路と、第2の方向に順に第2のパルス信号を出力するように、パルス出力回路が設けられた第2の回路と、を有する構成とし、第1の方向と第2の方向とは異なる方向とする。当該構成とすることで、出力端子を異なる辺に配置しても、配線混雑度を増加させることなくビデオ信号を出力することができる。
本発明の一態様では、ソースドライバのサイズを大きくすることなく、出力端子数の増加を可能にする構成である。そのため、ソースドライバを搭載する表示装置の狭額縁化を可能にすることができる。また本発明の一態様は、ソースドライバ内のシフトレジスタが出力するパルス信号を順に出力される方向と、出力端子がソース線SL[1]乃至[n]に順にビデオ信号を出力する方向と、を一致するように設けることができる。そのため、ソースドライバ内の配線の交差を少なくし、配線混雑度の抑制を図ることができる。配線混雑度を抑制し、出力端子数を増加させることで、寄生容量や寄生抵抗が低減された回路構成からビデオ信号を出力することができるため、表示品質の向上が図られた表示装置とすることができる。
なお図2(A)、(B)で説明した構成は、別の構成とすることもできる。図4(A)、(B)に図2(A)、(B)とは異なる構成を示す。図4(A)に示す、図1のシフトレジスタ130に適用可能なシフトレジスタ130Rは、複数のパルス出力回路FFを有する。
シフトレジスタ130Rは、複数のパルス出力回路FFを有する回路131Rと、回路132Rと、を有する。回路131Rは、スタートパルスSP、およびクロック信号CLKが入力され、出力端子SROUT1乃至SROUTkに順にパルス信号を出力することができる。回路132Rは、回路131Rの最終段の出力端子SROUTkのパルス信号、およびクロック信号CLKが入力され、出力端子SROUT(k+1)乃至SROUTnに順にパルス信号を出力することができる。
回路131Rは、図2(A)とは逆に、矢印134の方向に順にパルス信号を出力することができる。つまり、左から右に昇順に配置される、1段目のパルス出力回路からk段目のパルス出力回路は、左から右に昇順にパルス信号を出力する。また回路132Rは、図2(A)とは逆に、矢印133の方向に順にパルス信号を出力することができる。つまり、右から左に昇順に配置される、(k+1)段目のパルス出力回路からn段目のパルス出力回路は、右から左に昇順にパルス信号を出力する。
次いで図4(B)では、図1に図示したソースドライバ100に適用可能なソースドライバ100R内の回路配置を説明するブロック図である。ICで形成されるソースドライバ100Rは、長方形状である。ソースドライバ100Rの短軸方向の長さは、表示装置の狭額縁化を図るため、長軸方向の長さに比べて極めて短い。
上述したように、ソースドライバ100Rの入力端子の端子数は、出力端子の端子数に比べて少ない。そのため本発明の一態様では、図4(B)に示すように、長軸方向にある一方の辺に出力端子150UR、および入力端子110を配置し、長軸方向にある他方の辺、言い換えれば一方の辺の対辺に出力端子150Bを配置する。
出力端子150Bに接続されるソース線を左から右に昇順に表示部に設ける場合、配置するソース線が交差しないように配置することを考慮すると、出力端子150Bの左から右に端子からビデオ信号が出力されるようにする必要がある。そのため、図4(A)に示すように、1段目のパルス出力回路からk段目のパルス出力回路から出力されるパルス信号を基に生成されるビデオ信号生成回路140を経て生成されるビデオ信号は、矢印134の方向、左から右に昇順になるようにすることで、配線混雑度を増加させることなく、出力できる。
また出力端子150URに接続されるソース線を左から右に昇順に表示部に設ける場合、配置するソース線が交差しないように配置することを考慮すると、出力端子150URの右から左に端子からビデオ信号が出力されるようにする必要がある。そのため、図4(A)に示すように、(k+1)段目のパルス出力回路からn段目のパルス出力回路から出力されるパルス信号を基に生成されるビデオ信号生成回路140を経て生成されるビデオ信号は、矢印133の方向、右から左に昇順になるようにすることで、配線混雑度を増加させることなく、出力できる。
なお図2(B)、図4(B)で説明した構成は、組み合わせることができる。図5に図2(B)、図4(B)を組み合わせた構成を示す。図5では、図1に図示したソースドライバ100に適用可能なソースドライバ100LR内の回路配置を説明するブロック図である。ICで形成されるソースドライバ100LRは、長方形状である。ソースドライバ100LRの短軸方向の長さは、表示装置の狭額縁化を図るため、長軸方向の長さに比べて極めて短い。
上述したように、ソースドライバ100LRの入力端子の端子数は、出力端子の端子数に比べて少ない。そのため本発明の一態様では、図5に示すように、長軸方向にある一方の辺に出力端子150UL、出力端子150UR、および入力端子110を配置し、長軸方向にある他方の辺、言い換えれば一方の辺の対辺に出力端子150B_1、150B_2を配置する。
出力端子150ULに接続されるソース線を左から右に昇順に表示部に設ける場合、配置するソース線が交差しないように配置することを考慮すると、出力端子150ULの右から左に端子からビデオ信号が出力されるようにする必要がある。そのため、図5に示すように、1段目のパルス出力回路からk段目のパルス出力回路から出力されるパルス信号を基に生成されるビデオ信号生成回路140を経て生成されるビデオ信号は、矢印133の方向、右から左に昇順になるようにすることで、配線混雑度を増加させることなく、出力できる。
また出力端子150B_1、150B_2に接続されるソース線を左から右に昇順に表示部に設ける場合、配置するソース線が交差しないように配置することを考慮すると、出力端子150B_1、150B_2の左から右に端子からビデオ信号が出力されるようにする必要がある。そのため、図5に示すように、(k+1)段目のパルス出力回路からj段目(jはi未満の自然数)のパルス出力回路、および(j+1)段目のパルス出力回路からi段目(iはn未満の自然数)のパルス出力回路から出力されるパルス信号を基に生成されるビデオ信号生成回路140を経て生成されるビデオ信号は、矢印134の方向、左から右に昇順になるようにすることで、配線混雑度を増加させることなく、出力できる。
また出力端子150URに接続されるソース線を左から右に昇順に表示部に設ける場合、配置するソース線が交差しないように配置することを考慮すると、出力端子150URの右から左に端子からビデオ信号が出力されるようにする必要がある。そのため、図4(A)に示すように、(i+1)段目のパルス出力回路からn段目のパルス出力回路から出力されるパルス信号を基に生成されるビデオ信号生成回路140を経て生成されるビデオ信号は、矢印133の方向、右から左に昇順になるようにすることで、配線混雑度を増加させることなく、出力できる。
次いで、図5で説明したソース線と出力端子の関係について図6(A)、(B)を用いてさらに説明する。
図6(A)は、表示装置10LRの上面図であり、図6(B)はソースドライバ100LR周辺を拡大した図である。表示装置10LRは、一対の基板200、210を有する。また、ソースドライバ100LR、ゲートドライバ101、表示部102を有する。基板200では、FPC220が接続部CONに接続される。接続部CONから設けられる配線は、ソースドライバ100LRの入力端子110に接続される。ソースドライバ100LRから表示部102に向けて設けられるソース線SL[1]乃至[n]は、出力端子150UL、出力端子150B_1、出力端子150B_2、および出力端子150URに接続される。なお入力端子110、出力端子150UL、出力端子150B_1、出力端子150B_2、および出力端子150URには、端子160を図示している。
図6(A)、(B)に図示するように、出力端子150ULおよび150URと、出力端子150B_1および150B_2とを異なる辺に配置する場合、ソース線SL[1]乃至[n]が並ぶ順序の方向と、パルス信号を基に生成されるビデオ信号の順序の方向と、が異なる向きになる。そのため、図5に示すように、ソースドライバが有するシフトレジスタは、第1の方向に順に第1のパルス信号を出力するように、パルス出力回路が設けられた第1の回路と、第2の方向に順に第2のパルス信号を出力するように、パルス出力回路が設けられた第2の回路と、を有する構成とし、第1の方向と第2の方向とは異なる方向とする。当該構成とすることで、出力端子を異なる辺に配置しても、配線混雑度を増加させることなくビデオ信号を出力することができる。
なお図2(A)、図4(A)で説明した構成は、別の構成とすることもできる。図7(A)、(B)に図2(A)、図4(A)とは異なる構成を示す。
図7(A)に示す、図1のシフトレジスタ130に適用可能なシフトレジスタ130L_Aは、複数のパルス出力回路FFを有する。
シフトレジスタ130L_Aは、複数のパルス出力回路FFを有する回路131L_1と、回路132Lと、回路132L_2と、を有する。回路131L_1は、スタートパルスSP、およびクロック信号CLKが入力され、出力端子SROUT1乃至SROUTkに順にパルス信号を出力することができる。回路132Lは、回路131L_1の最終段の出力端子SROUTkのパルス出力信号、およびクロック信号CLKが入力され、出力端子SROUT(k+1)乃至SROUTiに順にパルス信号を出力することができる。回路132L_2は、回路132Lの最終段の出力端子SROUTiのパルス出力信号、およびクロック信号CLKが入力され、出力端子SROUT(i+1)乃至SROUTnに順にパルス信号を出力することができる。
回路131L_1は、矢印133の方向に順にパルス信号を出力することができる。つまり、右から左に昇順に配置される、1段目のパルス出力回路からk段目のパルス出力回路は、右から左に昇順にパルス信号を出力する。また回路132Lは、矢印134の方向に順にパルス信号を出力することができる。つまり、左から右に昇順に配置される、(k+1)段目のパルス出力回路からi段目のパルス出力回路は、左から右に昇順にパルス信号を出力する。また回路132L_2は、矢印133の方向に順にパルス信号を出力することができる。つまり、右から左に昇順に配置される、(i+1)段目のパルス出力回路からn段目のパルス出力回路は、右から左に昇順にパルス信号を出力する。
図7(B)に示す、図1のシフトレジスタ130に適用可能なシフトレジスタ130R_Aは、複数のパルス出力回路FFを有する。
シフトレジスタ130R_Aは、複数のパルス出力回路FFを有する回路131R_1と、回路132Rと、回路132R_2と、を有する。回路131R_1は、スタートパルスSP、およびクロック信号CLKが入力され、出力端子SROUT1乃至SROUTkに順にパルス信号を出力することができる。回路132Rは、回路131R_1の最終段の出力端子SROUTkのパルス信号、およびクロック信号CLKが入力され、出力端子SROUT(k+1)乃至SROUTiに順にパルス信号を出力することができる。回路132R_2は、回路132Rの最終段の出力端子SROUTiのパルス信号、およびクロック信号CLKが入力され、出力端子SROUT(i+1)乃至SROUTnに順にパルス信号を出力することができる。
回路131R_1は、図7(A)とは逆に、矢印134の方向に順にパルス信号を出力することができる。つまり、左から右に昇順に配置される、1段目のパルス出力回路からk段目のパルス出力回路は、左から右に昇順にパルス信号を出力する。また回路132Rは、図7(A)とは逆に、矢印133の方向に順にパルス信号を出力することができる。つまり、右から左に昇順に配置される、(k+1)段目のパルス出力回路からi段目のパルス出力回路は、右から左に昇順にパルス信号を出力する。また回路132R_2は、矢印134の方向に順にパルス信号を出力することができる。つまり、左から右に昇順に配置される、(i+1)段目のパルス出力回路からn段目のパルス出力回路は、左から右に昇順にパルス信号を出力する。
以上説明した本発明の一態様では、ソースドライバのサイズを大きくすることなく、出力端子数の増加を可能にする構成である。そのため、ソースドライバを搭載する表示装置の狭額縁化を可能にすることができる。また本発明の一態様は、ソースドライバ内のシフトレジスタが出力するパルス信号を順に出力される方向と、出力端子がソース線SL[1]乃至[n]に順にビデオ信号を出力する方向と、を一致するように設けることができる。そのため、ソースドライバ内の配線の交差を少なくし、配線混雑度の抑制を図ることができる。配線混雑度を抑制し、出力端子数を増加させることで、寄生容量や寄生抵抗が低減された回路構成からビデオ信号を出力することができるため、表示品質の向上が図られた表示装置とすることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した、シフトレジスタの回路構成の一例、表示部の画素の回路構成の一例について説明する。
<シフトレジスタの回路構成について>
図8(A)、(B)には、一例として、複数段のパルス出力回路を有するスタティック型のシフトレジスタの回路構成を示す。
図8(A)、(B)で示すシフトレジスタは、複数のパルス出力回路FFがカスケード接続した構成を有する。各段のパルス出力回路FFは、クロック信号(CLK1)、クロック信号(CLK2)を伝える配線に接続される。一段目のパルス出力回路FFは、スタートパルス(SP)を伝える配線に接続される。各段のパルス出力回路FFは、出力信号SROUT1乃至SROUTnを出力する。
パルス出力回路FFは、図8(B)に示すように、一例として、スイッチ311と、インバータ回路312と、インバータ回路313と、スイッチ314と、スイッチ315と、インバータ回路316と、インバータ回路317と、スイッチ318と、を有する。図8(B)に示した回路図において、点線で示したブロックが1段分のパルス出力回路FFに相当する。
パルス出力回路FFが有するスイッチ及びインバータ回路は、例えば同じ極性のトランジスタで構成してもよいし、相補型のトランジスタを組み合わせて構成してもよい。スイッチとインバータ回路とを組み合わせた、所謂クロックドインバータ回路を用いてもよい。
<画素の回路構成について>
図9(A)の画素203Aは、液晶表示装置が有する画素の一例であり、トランジスタ231、容量素子232、及び液晶素子233を有する。
トランジスタ231は、液晶素子233とソース線SLとの接続を制御するスイッチング素子としての機能を有する。トランジスタ231は、ゲート線GLを介して、そのゲートから入力される走査信号により導通状態が制御される。
容量素子232は、一例として、導電層を積層して形成される素子である。
液晶素子233は、一例として、共通電極、画素電極及び液晶層で構成される素子である。共通電極と画素電極間に形成される電界の作用により液晶層の液晶材料の配向が変化される。
図9(B)の画素203Bは、EL表示装置が有する画素の一例であり、トランジスタ221、トランジスタ222、及び発光素子223を有する。なお図9(B)では、ゲート線GL及びソース線SLに加えて、電源線VLを図示している。電源線VLは、発光素子223に電流を供給するための配線である。
トランジスタ221は、トランジスタ222のゲートとソース線SLとの接続を制御するスイッチング素子としての機能を有する。トランジスタ221は、ゲート線GLを介して、そのゲートから入力される走査信号によりオン、オフが制御される。
トランジスタ222は、ゲートに印加される電圧に従って、電源線VLと発光素子223との間に流れる電流を制御する機能を有する。
発光素子223は、一例として、電極に挟持された発光層で構成される素子である。発光素子223は、発光層を流れる電流量に従って輝度を制御することができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様に係る半導体装置の断面構造の一例について、図10を参照して説明する。
先の実施の形態に示す半導体装置は、シフトレジスタ回路等の各回路を、シリコンなどを用いたトランジスタで形成することができる。なおシリコンは、多結晶シリコン、微結晶シリコン、非結晶シリコンを用いることができる。なおシリコンの代わりに、酸化物半導体などを用いることができる。
図10には、本発明の一態様に係る半導体装置の断面模式図を示す。図10に示す断面模式図の半導体装置は、半導体材料(例えば、シリコン)を用いたnチャネル型のトランジスタ及びpチャネル型のトランジスタを有する。
nチャネル型のトランジスタ510は、半導体材料を含む基板500に設けられたチャネル形成領域501と、チャネル形成領域501を挟むように設けられた低濃度不純物領域502及び高濃度不純物領域503(これらを合わせて単に不純物領域とも呼ぶ)と、該不純物領域に接して設けられた金属間化合物領域507と、チャネル形成領域501上に設けられたゲート絶縁膜504aと、ゲート絶縁膜504a上に設けられたゲート電極層505aと、金属間化合物領域507と接して設けられたソース電極層506a及びドレイン電極層506bと、を有する。ゲート電極層505aの側面には、サイドウォール絶縁膜508aが設けられている。トランジスタ510を覆うように層間絶縁膜521及び層間絶縁膜522が設けられている。層間絶縁膜521及び層間絶縁膜522に形成された開口を通じて、ソース電極層506a及びドレイン電極層506bと、金属間化合物領域507とが接続されている。
pチャネル型のトランジスタ520は、半導体材料を含む基板500に設けられたチャネル形成領域511と、チャネル形成領域511を挟むように設けられた低濃度不純物領域512及び高濃度不純物領域513(これらを合わせて単に不純物領域とも呼ぶ)と、該不純物領域に接して設けられた金属間化合物領域517と、チャネル形成領域511上に設けられたゲート絶縁膜504bと、ゲート絶縁膜504b上に設けられたゲート電極層505bと、金属間化合物領域517と接して設けられたソース電極層506c及びドレイン電極層506dと、を有する。ゲート電極層505bの側面には、サイドウォール絶縁膜508bが設けられている。トランジスタ520を覆うように層間絶縁膜521及び層間絶縁膜522が設けられている。層間絶縁膜521及び層間絶縁膜522に形成された開口を通じて、ソース電極層506c及びドレイン電極層506dと、金属間化合物領域517とが接続している。
また、基板500には、トランジスタ510と、トランジスタ520のそれぞれを囲むように素子分離絶縁膜509が設けられている。
なお、図10では、トランジスタ510及びトランジスタ520が、半導体基板にチャネルが形成されるトランジスタである場合について示すが、トランジスタ510及びトランジスタ520が、絶縁表面上に形成された非晶質半導体膜、多結晶半導体膜にチャネルが形成されるトランジスタであってもよい。また、SOI基板のように、単結晶半導体膜にチャネルが形成されるトランジスタであってもよい。
半導体基板として、単結晶半導体基板を用いることにより、トランジスタ510及びトランジスタ520を、高速動作させることができる。よって、先の実施の形態に示す各回路を構成するトランジスタを、単結晶半導体基板に形成することが好ましい。
また、トランジスタ510と、トランジスタ520とは、配線523によって、それぞれ接続されている。なお配線523上に層間絶縁膜及び電極層を設け、さらにトランジスタを積層して設ける構成としてもよい。
(実施の形態4)
本実施の形態では、上述の実施の形態で説明した半導体装置を用いた応用例として、表示装置に適用する例、タッチパネルに適用する例、タッチパネルのブロック図の構成例、及び電子機器への応用例について、図11乃至図16を用いて説明する。
<表示装置への実装例>
半導体装置の表示パネルへの実装例について、図11(A)、(B)を用いて説明する。
図11(A)には、図6(A)で説明した表示装置の上面図を示す。図11(B)は、図11(A)の切断線Z1−Z2−Z3−Z4における表示装置10LRの断面図である。なお図11(B)では、表示装置の表示部が有する表示素子を、一例として発光素子として説明する。なお表示素子は、電極間に液晶層を有する液晶素子であってもよい。
切断線Z1−Z2にあらわれる端子部700には、端子部710および端子部720並びに接続部CON等を備える。端子部710および端子部720はソースドライバ100LRと接続され、接続部CONは、接続層702を介して、FPC220と接続される。
接続部CONは、接続層702および接点704を介して、ソースドライバ100LRの入力端子に接続される。ソースドライバ100LRの出力端子は、接続層703および、接点704、接点705を介して表示部102に接続された導電層に接続される。
切断線Z3−Z4にあらわれる表示部102は、複数の画素を備える。例えば画素は、基板200と基板210との間に設けられるトランジスタ731および発光素子732を有する。その他にも、基板200と基板210との間には、タッチセンサ(図示せず)や、封止材733等を有していてもよい。
<各構成要素について>
以下では、図11(B)に示す各構成要素について説明する。
《接続層・接点》
接続層702、接続層703および、接点704、接点705としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いることができる。
《基板》
基板200および基板210に適用可能な基板には、平坦面を有する材料を用いることができる。表示素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などの材料を用いることができる。また、シリコンや炭化シリコンからなる単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、SOI基板等を適用することも可能であり、これらの基板上に半導体素子が設けられたものを、基板として用いてもよい。また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタや容量素子等を形成してもよい。
可撓性及び可視光に対する透過性を有する材料としては、例えば、可撓性を有する程度の厚さのガラスや、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の低い材料を用いることが好ましく、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、PET等を好適に用いることができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。
《トランジスタ》
トランジスタ731等に適用可能なトランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層と、を有する。上記では、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合を示している。
なお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としてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型又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、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、酸化物半導体、シリコン、ゲルマニウム等が挙げられる。
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、又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。
また、トランジスタに用いる半導体材料としては、例えば、第14族の元素、化合物半導体又は酸化物半導体を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体又はインジウムを含む酸化物半導体などを適用できる。
特に、トランジスタのチャネルが形成される半導体に、酸化物半導体を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
例えば、上記酸化物半導体として、少なくともインジウム(In)もしくは亜鉛(Zn)を含むことが好ましい。より好ましくは、In−M−Zn酸化物(MはAl、Ti、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、Ce、HfまたはNd等の金属)で表記される酸化物を含む。
または、トランジスタのチャネルが形成される半導体に、シリコンを用いることが好ましい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。このような多結晶半導体を画素に適用することで画素の開口率を向上させることができる。また極めて高精細に画素を有する場合であっても、ゲート駆動回路とソース駆動回路を画素と同一基板上に形成することが可能となり、電子機器を構成する部品数を低減することができる。
《導電層》
トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、各種配線および電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、そのチタン膜または窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜または窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛を含む透明導電材料を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。
また、透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料(またはそれらの窒化物)を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、タッチパネルを構成する各種配線および電極などの導電層や、表示素子が有する電極(画素電極および共通電極など)にも用いることができる。
または、導電層として、半導体層と同様の酸化物半導体を用いることが好ましい。このとき導電層が、半導体層のチャネルが形成される領域よりも低い電気抵抗を呈するように、形成されていることが好ましい。
例えばこのような導電層を、トランジスタの第2のゲート電極として機能する導電層に適用することができる。または、透光性を有する他の導電層にも適用することができる。
《絶縁層》
各絶縁層、オーバーコート、スペーサ等に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
《発光素子》
発光素子732等に適用可能な発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流又は電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、発光ダイオード(LED)、有機EL素子、無機EL素子等を用いることができる。
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型のいずれであってもよい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
陽極と陰極との間に設けられるEL層は少なくとも発光層を有する。EL層は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、又はバイポーラ性の物質(電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質)等を含む層をさらに有していてもよい。
EL層には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。EL層を構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
陰極と陽極の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、EL層に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はEL層において再結合し、EL層に含まれる発光物質が発光する。
発光素子として、白色発光の発光素子を適用する場合には、EL層に2種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。例えば2以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるように、発光物質を選択することにより白色発光を得ることができる。例えば、それぞれR(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)、O(橙)等の発光を示す発光物質、またはR、G、Bのうち2以上の色のスペクトル成分を含む発光を示す発光物質のうち、2以上を含むことが好ましい。また、発光素子からの発光のスペクトルが、可視光領域の波長(例えば350nm以上750nm以下)の範囲内に2以上のピークを有する発光素子を適用することが好ましい。また、黄色の波長領域にピークを有する材料の発光スペクトルは、緑色及び赤色の波長領域にもスペクトル成分を有する材料であることが好ましい。
より好ましくは、EL層は、一の色を発光する発光材料を含む発光層と、他の色を発光する発光材料を含む発光層とが積層された構成とすることが好ましい。例えば、EL層における複数の発光層は、互いに接して積層されていてもよいし、分離層を介して積層されていてもよい。例えば、蛍光発光層と燐光発光層との間に分離層を設ける構成としてもよい。
分離層は、例えば燐光発光層中で生成する燐光材料等の励起状態から蛍光発光層中の蛍光材料等へのデクスター機構によるエネルギー移動(特に三重項エネルギー移動)を防ぐために設けることができる。分離層は数nm程度の厚さがあればよい。具体的には、0.1nm以上20nm以下、あるいは1nm以上10nm以下、あるいは1nm以上5nm以下である。分離層は、単一の材料(好ましくはバイポーラ性の物質)、又は複数の材料(好ましくは正孔輸送性材料及び電子輸送性材料)を含む。
分離層は、該分離層と接する発光層に含まれる材料を用いて形成してもよい。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。例えば、燐光発光層が、ホスト材料、アシスト材料、及び燐光材料(ゲスト材料)からなる場合、分離層を、該ホスト材料及びアシスト材料で形成してもよい。上記構成を別言すると、分離層は、燐光材料を含まない領域を有し、燐光発光層は、燐光材料を含む領域を有する。これにより、分離層と燐光発光層とを燐光材料の有無で蒸着することが可能となる。また、このような構成とすることで、分離層と燐光発光層を同じチャンバーで成膜することが可能となる。これにより、製造コストを削減することができる。
また、発光素子は、EL層を1つ有するシングル素子であってもよいし、複数のEL層が電荷発生層を介して積層されたタンデム素子であってもよい。
なお図11(B)では発光素子732を一例として示したが、発光素子732以外の表示素子を用いることができる。例えば、電気泳動方式や電子粉流体(登録商標)方式やエレクトロウェッティング方式などにより表示を行う表示素子(電子インクともいう)、シャッター方式のMEMS表示素子、光干渉方式のMEMS表示素子、液晶素子などを用いることができる。
《封止材》
封止材733に適用可能な封止材は、基板同士を貼り合わせる機能を備える。封止材は空気より大きい屈折率を備える。また、封止材側に光を取り出す場合は、封止材は光学的な接合層を兼ねるとよい。
<表示装置の応用例>
次いで図11(A)、(B)の表示装置を用いた表示モジュールの応用例について、図12を用いて説明を行う。
図12に示す表示モジュール8000Aは、上部カバー8001と下部カバー8002との間に、FPC8009に接続されたタッチセンサ8010、FPC8003に接続された表示装置8004、フレーム8005、プリント基板8006、バッテリー8007を有する。なお表示装置8004が有する表示素子が液晶素子の場合、バックライトユニットなどを設けてもよい。
なお図12に示す表示モジュール8000Aのように、表示装置とは別にタッチセンサの電極が組み込まれている場合には、アウトセル型タッチパネル(またはアウトセル型タッチセンサ付表示装置)という場合がある。
なおタッチパネルとは、タッチセンサを搭載した表示装置(または表示モジュール)を指す。タッチパネルは、タッチスクリーンという場合がある。なお、表示装置を有しておらず、タッチセンサのみで構成されている部材に対して、そのような部材のことをタッチパネルと呼ぶ場合もある。または、タッチセンサを搭載した表示装置は、タッチセンサ付表示装置、表示装置付タッチパネル、または、表示モジュール、などとも呼ばれる場合もある。
なお表示装置の素子基板側にタッチセンサの電極が組み込まれている場合には、フルインセル型タッチパネル(またはフルインセル型タッチセンサ付表示装置)という場合がある。フルインセル型タッチパネルは、例えば、素子基板側に作り込まれる電極をタッチセンサ用の電極としても用いているものである。
また表示装置の素子基板側のみならず、対向基板側にもタッチセンサの電極が組み込まれている場合には、ハイブリッドインセル型タッチパネル(またはハイブリッドインセル型タッチセンサ付表示装置)という場合がある。ハイブリッドインセル型タッチパネルは、例えば、素子基板側に作り込まれる電極と、対向基板側に作り込まれる電極とをタッチセンサ用の電極としても用いているものである。
また対向基板側にタッチセンサの電極が組み込まれている場合には、オンセル型タッチパネル(またはオンセル型タッチセンサ付表示装置)という場合がある。オンセル型タッチパネルは、例えば、対向基板側に作り込まれる電極をタッチセンサ用の電極としても用いているものである。
図13には、上述したフルインセル型、ハイブリッドインセル型またはオンセル型のように、表示装置にタッチセンサの機能を組み込んだ、タッチパネルを有する表示モジュール8000Bを示す。表示モジュール8000Bは、上部カバー8001と下部カバー8002との間に、FPC8012に接続されたタッチパネル8011、フレーム8005、プリント基板8006、バッテリー8007を有する。なおタッチパネル8011が有する表示素子が液晶素子の場合、バックライトユニットなどを設けてもよい。
上記実施の形態で説明した半導体装置は、図12における表示装置8004、あるいは図13におけるタッチパネル8011に用いることができる。そのため、表示モジュール8000A、表示モジュール8000Bは、狭額縁化や、表示品質の向上を図ることができる。
上部カバー8001及び下部カバー8002は、表示装置8004またはタッチパネル8011等のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
タッチセンサ8010およびタッチパネル8011は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチセンサを用いることができる。
フレーム8005は、表示装置8004またはタッチパネル8011等の保護機能の他、プリント基板8006の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム8005は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板8006は、表示装置8004またはタッチパネル8011等を駆動するための各種信号を出力する回路を有する。プリント基板8006上の各回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリー8007による電源であってもよい。バッテリー8007は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、表示モジュール8000A、8000Bには、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。
<タッチパネルのブロック図の構成例>
以下では、半導体装置を有する表示装置にタッチセンサの機能を付与した、所謂タッチパネルのブロック図の構成例について説明する。
図14に、フルインセル型、ハイブリッドインセル型またはオンセル型の、周辺回路を含むタッチパネルのブロック図を示す。タッチパネル400は、表示部401と、タッチセンサ部402と、を有する。またタッチパネル400は、表示部401やタッチセンサ部402を駆動するための周辺回路の一例として、表示駆動回路411、タッチセンサ駆動回路412、およびタイミングコントローラ413を有する。また周辺回路として、表示部401およびタッチセンサ部402で必要な電源電圧を生成するための電源回路等を有していてもよい。
表示駆動回路411は、一例として、走査線駆動回路414および信号線駆動回路415を有する。走査線駆動回路414および信号線駆動回路415は、表示部401にマトリクス状に設けられた画素(図示せず)を順次駆動し、表示を制御することができる。
信号線駆動回路415は、上記実施の形態で説明したドライバICに相当する。上記実施の形態で説明したように、ドライバICは、配線混雑度を増やすことなく出力端子数を増やすことができる。そのため、小型のドライバICであっても高精細化が図られた表示装置を駆動することができる。
なお、画素数の増加する場合や、フレーム周波数を高くする場合、走査線駆動回路414および信号線駆動回路415は、複数に設け、表示する画素の領域を区切って制御させてもよい。このようにすることで、表示する画像の精細度や、信号の書き込み速度等を高めることができる。
タッチセンサ駆動回路412は、一例として、アナログ回路416A、416Bおよびデジタル信号処理回路417を有する。アナログ回路416A、416Bは、主としてアナログ信号を扱う回路である。デジタル信号処理回路417は、主として、デジタル信号を扱う回路である。
アナログ回路416Aは、一例として、タッチセンサ部402の駆動電極(Tx)側にパルス電圧を印加する機能を有する。アナログ回路416Aとしては、レベルシフタ回路、バッファ回路等がある。
アナログ回路416Bは、一例として、タッチセンサ部402の検出電極(Rx)側よりアナログ信号を受け取りデジタル信号に変換する機能等、を有する。アナログ回路416Bとしては、積分回路や、サンプルホールド回路、A/D(アナログ/デジタル)コンバータ等がある。
デジタル信号処理回路417は、一例として、アナログ回路416Bより出力されるデジタル信号のノイズ除去、タッチ位置検出、およびタッチ位置の追跡処理等の信号処理を行う回路である。デジタル信号処理回路417は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等、信号処理を行う専用の回路を作製して用いることができる。デジタル信号処理回路417での信号処理によって得られるデータは、タッチパネル400の外部にあるホストコントローラ420に出力することができる。
タイミングコントローラ413は、一例として、ホストコントローラ420から映像信号等を受信し、表示駆動回路411を制御する信号、例えばクロック信号、垂直同期信号、水平同期信号等を生成する回路である。また、タイミングコントローラ413は、一例として、ホストコントローラ420から信号を受信し、例えばタッチセンサ駆動回路412を制御するための信号等を生成する回路である。
なお外部のホストコントローラ420から受信する各種信号は、DVI(Digital Visual Interface)、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)、RSDS(Reduced Swing Differential Signaling)等のインターフェースを経て、タイミングコントローラ413に入力することができる。
ホストコントローラ420は、タッチパネルが有する周辺回路と各種信号を入出力するための回路である。ホストコントローラ420は、例えば、演算回路や、フレームメモリを有し、タッチパネル400との間、あるいはその他の装置との間で信号の入出力を行う回路である。
上述した表示駆動回路411、タッチセンサ駆動回路412、およびタイミングコントローラ413を構成する一部の回路は、シリコン基板に作製した集積回路(IC:Integrated Circuit)を用いることで、タッチパネル400が設けられた基板上や、タッチパネル400が設けられた基板に接続されるFPC上等に設けることができる。そのため、図14に図示するIC440は、タッチパネル400のブロック内において、信号線駆動回路415、アナログ回路416B、デジタル信号処理回路417、およびタイミングコントローラ413を有する構成として図示している。
このように、表示部401を駆動する機能と、タッチセンサ部402を駆動する機能と、を1つのICに組み込んだ構成とすることで、タッチパネル400に実装するICの数を減らすことができるため、コストを低減することができる。また信号線駆動回路415を有するIC440は、上述した信号線駆動回路415と同様に、配線混雑度を増やすことなく出力端子数を増やすことができる。そのため、小型のICであっても高精細化が図られた表示装置を駆動することができる。
図15(A)、(B)、(C)は、タッチパネルにICを実装する例を説明するための概略図である。
図15(A)では、タッチパネルモジュール400Aは、基板451、対向基板452、複数のFPC453、IC454、IC455等を有する。また基板451と対向基板452との間に表示部456、タッチセンサ部457、及び走査線駆動回路458を有している。IC454及びIC455は、COG(Chip On Glass)方式などの実装方法により基板451に実装されている。
IC454は、図14で説明したIC440における信号線駆動回路415として機能する回路を有する。IC454は、図14で説明したIC440におけるアナログ回路416B、デジタル信号処理回路417、およびタイミングコントローラ413として機能する回路を有する。IC454やIC455には、FPC453を介して外部から信号が供給される。またFPC453を介してIC454やIC455から外部に信号を出力することができる。
図15(A)では表示部456を挟むように走査線駆動回路458を2つ設ける構成の例を示している。またIC454に加えてIC455を有する構成を示している。このような構成は、表示部456の画素が極めて高精細となるように配置される場合に、好適に用いることができる。
図15(B)では、タッチパネルモジュール400Bは、1つのIC454Aと1つのFPC453を実装した例を示している。IC454Aは、図14で説明したIC440における信号線駆動回路415、アナログ回路416B、デジタル信号処理回路417、およびタイミングコントローラ413として機能する回路を有する。このように、機能を1つのIC454Aに集約させることで、部品点数を減らすことができるため好ましい。また図15(B)では、走査線駆動回路458を表示部456の2つの短辺のうち、FPC453に近い側の辺に沿って配置した例を示している。
図15(C)は、タッチパネルモジュール400Cが図15(A)、(B)で説明したIC454、454Aの一部の機能を有するIC460等が実装されたPCB(Printed Circuit Board)459を有する例を示している。基板451上のIC454B及びIC455Bと、PCB459とは、FPC453によって電気的に接続されている。
なお図15(A)、(B)、(C)において、IC454、454A、454B、IC455、IC455Bは、基板451上ではなくFPC453に実装されていてもよい。例えばIC454、454A、454B、IC455、IC455BをCOF(Chip On Film)方式やTAB(Tape Automated Bonding)方式などの実装方法によりFPC453に実装すればよい。
図15(A)、(B)に示すように、表示部456の短辺側にFPC453やIC454、454Aを配置する構成は狭額縁化が可能であるため、例えばスマートフォン、携帯電話、またはタブレット端末などの電子機器に好適に用いることができる。また、図15(C)に示すようなPCB459を用いる構成は、例えばテレビジョン装置やモニタ装置、タブレット端末、またはノート型のパーソナルコンピュータなどに好適に用いることができる。
<電子機器への応用例>
次いで、コンピュータ、携帯情報端末(携帯電話、携帯型ゲーム機、音響再生装置なども含む)、電子ペーパー、テレビジョン装置(テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう)、デジタルビデオカメラなどの電子機器の表示パネルを、上述の表示モジュールを適用した表示パネルとする場合について説明する。
図16(A)は、携帯型の情報端末であり、筐体901、筐体902、第1の表示部903a、第2の表示部903bなどによって構成されている。筐体901と筐体902の少なくとも一部には、先の実施の形態に示す半導体装置を有する表示モジュールが設けられている。そのため、狭額縁化や、表示品質の向上が図られた携帯型の情報端末が実現される。
なお、第1の表示部903aはタッチ入力機能を有するパネルとなっており、例えば図16(A)の左図のように、第1の表示部903aに表示される選択ボタン904により「タッチ入力」を行うか、「キーボード入力」を行うかを選択できる。選択ボタンは様々な大きさで表示できるため、幅広い世代の人が使いやすさを実感できる。ここで、例えば「キーボード入力」を選択した場合、図16(A)の右図のように第1の表示部903aにはキーボード905が表示される。これにより、従来の情報端末と同様に、キー入力による素早い文字入力などが可能となる。
また、図16(A)に示す携帯型の情報端末は、図16(A)の右図のように、第1の表示部903a及び第2の表示部903bのうち、一方を取り外すことができる。第2の表示部903bもタッチ入力機能を有するパネルとし、持ち運びの際、さらなる軽量化を図ることができ、一方の手で筐体902を持ち、他方の手で操作することができるため便利である。
図16(A)は、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報を操作又は編集する機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、等を有することができる。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子(イヤホン端子、USB端子など)、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。
また、図16(A)に示す携帯型の情報端末は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。
更に、図16(A)に示す筐体902にアンテナやマイク機能や無線機能を持たせ、携帯電話として用いてもよい。
図16(B)は、腕時計型携帯情報端末であり、筐体910、バンド911、および留め具912で構成されている。筐体910には、表示部913、操作部914、およびセンサ915が設けられている。表示部913はタッチセンサの機能を有し、時計表示部916、およびアイコン917をタッチして操作することができる。筐体910には、先の実施の形態に示す半導体装置を有する表示モジュールが設けられている。そのため、狭額縁化や、表示品質の向上が図られた腕時計型携帯情報端末が実現される。
図16(C)は、テレビジョン装置であり、筐体921、表示部922、スタンド923などで構成されている。テレビジョン装置920の操作は、筐体921が備えるスイッチや、リモコン操作機924により行うことができる。筐体921及びリモコン操作機924には、先の実施の形態に示す半導体装置を有する表示モジュールが搭載されている。そのため、狭額縁化や、表示品質の向上が図られたテレビジョン装置が実現される。
図16(D)は、スマートフォンであり、本体930には、表示部931と、スピーカー932と、マイク933と、操作ボタン934等が設けられている。本体930内には、先の実施の形態に示す半導体装置を有する表示モジュールが設けられている。そのため狭額縁化や、表示品質の向上が図られたスマートフォンが実現される。
図16(E)は、デジタルカメラであり、本体941、表示部942、操作スイッチ943などによって構成されている。本体941内には、先の実施の形態に示す半導体装置を有する表示モジュールが設けられている。そのため、狭額縁化や、表示品質の向上が図られたデジタルカメラが実現される。
以上のように、本実施の形態に示す電子機器には、先の実施の形態に示す半導体装置を有する表示モジュールが搭載されている。そのため、狭額縁化や、表示品質の向上が図られた電子機器が実現される。
(本明細書等の記載に関する付記)
以上の実施の形態、及び実施の形態における各構成の説明について、以下に付記する。
<実施の形態で述べた本発明の一態様に関する付記>
各実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて、本発明の一態様とすることができる。また、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、互い構成例を適宜組み合わせることが可能である。
なお、ある一つの実施の形態の中で述べる内容(一部の内容でもよい)は、その実施の形態で述べる別の内容(一部の内容でもよい)、及び/又は、一つ若しくは複数の別の実施の形態で述べる内容(一部の内容でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを行うことが出来る。
なお、実施の形態の中で述べる内容とは、各々の実施の形態において、様々な図を用いて述べる内容、又は明細書に記載される文章を用いて述べる内容のことである。
なお、ある一つの実施の形態において述べる図(一部でもよい)は、その図の別の部分、その実施の形態において述べる別の図(一部でもよい)、及び/又は、一つ若しくは複数の別の実施の形態において述べる図(一部でもよい)に対して、組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。
<図面を説明する記載に関する付記>
本明細書等において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化する。そのため、配置を示す語句は、明細書で説明した記載に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
また、「上」や「下」の用語は、構成要素の位置関係が直上または直下で、かつ、直接接していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層A上の電極B」の表現であれば、絶縁層Aの上に電極Bが直接接して形成されている必要はなく、絶縁層Aと電極Bとの間に他の構成要素を含むものを除外しない。
また本明細書等において、ブロック図では、構成要素を機能毎に分類し、互いに独立したブロックとして示している。しかしながら実際の回路等においては、構成要素を機能毎に切り分けることが難しく、一つの回路に複数の機能が係わる場合や、複数の回路にわたって一つの機能が関わる場合があり得る。そのため、ブロック図のブロックは、明細書で説明した構成要素に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、説明の便宜上任意の大きさに示したものである。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は明確性を期すために模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
<言い換え可能な記載に関する付記>
本明細書等において、トランジスタの接続関係を説明する際、ソースとドレインとの一方を、「ソース又はドレインの一方」(又は第1電極、又は第1端子)と表記し、ソースとドレインとの他方を「ソース又はドレインの他方」(又は第2電極、又は第2端子)と表記している。これは、トランジスタのソースとドレインは、トランジスタの構造又は動作条件等によって変わるためである。なおトランジスタのソースとドレインの呼称については、ソース(ドレイン)端子や、ソース(ドレイン)電極等、状況に応じて適切に言い換えることができる。
また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。
また、本明細書等において、電圧と電位は、適宜言い換えることができる。電圧は、基準となる電位からの電位差のことであり、例えば基準となる電位をグラウンド電圧(接地電圧)とすると、電圧を電位に言い換えることができる。グラウンド電位は必ずしも0Vを意味するとは限らない。なお電位は相対的なものであり、基準となる電位によっては、配線等に与える電位を変化させる場合がある。
なお本明細書等において、「膜」、「層」などの語句は、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
なお本明細書等において、1つの画素に1つのトランジスタ及び1つの容量素子を備えた1T−1Cの液晶表示装置の画素回路の構成、あるいは1つの画素に2つのトランジスタ及び1つの容量素子を備えた2T−1C構造のEL表示装置の画素回路の構成を示しているが、本発明の一態様はこれに限定されない。1つの画素に3つ以上のトランジスタ及び2つ以上の容量素子を有する回路構成とすることもでき、別途の配線がさらに形成されて、多様な回路構成としてもよい。
<語句の定義に関する付記>
以下では、上記実施の形態中で言及しなかった語句の定義について説明する。
<<スイッチについて>>
本明細書等において、スイッチとは、導通状態(オン状態)、または、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有するものをいう。または、スイッチとは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有するものをいう。
一例としては、電気的スイッチ又は機械的なスイッチなどを用いることができる。つまり、スイッチは、電流を制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。
電気的なスイッチの一例としては、トランジスタ(例えば、バイポーラトランジスタ、MOSトランジスタなど)、ダイオード(例えば、PNダイオード、PINダイオード、ショットキーダイオード、MIM(Metal Insulator Metal)ダイオード、MIS(Metal Insulator Semiconductor)ダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど)、又はこれらを組み合わせた論理回路などがある。
なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、トランジスタの「導通状態」とは、トランジスタのソースとドレインが電気的に短絡されているとみなせる状態をいう。また、トランジスタの「非導通状態」とは、トランジスタのソースとドレインが電気的に遮断されているとみなせる状態をいう。なおトランジスタを単なるスイッチとして動作させる場合には、トランジスタの極性(導電型)は特に限定されない。
機械的なスイッチの一例としては、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)のように、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)技術を用いたスイッチがある。そのスイッチは、機械的に動かすことが可能な電極を有し、その電極が動くことによって、導通と非導通とを制御して動作する。
<<チャネル長について>>
本明細書等において、チャネル長とは、例えば、トランジスタの上面図において、半導体(またはトランジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分)とゲートとが重なる領域、またはチャネルが形成される領域における、ソースとドレインとの間の距離をいう。
なお、一つのトランジスタにおいて、チャネル長が全ての領域で同じ値をとるとは限らない。即ち、一つのトランジスタのチャネル長は、一つの値に定まらない場合がある。そのため、本明細書では、チャネル長は、チャネルの形成される領域における、いずれか一の値、最大値、最小値または平均値とする。
<<チャネル幅について>>
本明細書等において、チャネル幅とは、例えば、半導体(またはトランジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分)とゲート電極とが重なる領域、またはチャネルが形成される領域における、ソースとドレインとが向かい合っている部分の長さをいう。
なお、一つのトランジスタにおいて、チャネル幅がすべての領域で同じ値をとるとは限らない。即ち、一つのトランジスタのチャネル幅は、一つの値に定まらない場合がある。そのため、本明細書では、チャネル幅は、チャネルの形成される領域における、いずれか一の値、最大値、最小値または平均値とする。
なお、トランジスタの構造によっては、実際にチャネルの形成される領域におけるチャネル幅(以下、実効的なチャネル幅と呼ぶ。)と、トランジスタの上面図において示されるチャネル幅(以下、見かけ上のチャネル幅と呼ぶ。)と、が異なる場合がある。例えば、立体的な構造を有するトランジスタでは、実効的なチャネル幅が、トランジスタの上面図において示される見かけ上のチャネル幅よりも大きくなり、その影響が無視できなくなる場合がある。例えば、微細かつ立体的な構造を有するトランジスタでは、半導体の側面に形成されるチャネル領域の割合が大きくなる場合がある。その場合は、上面図において示される見かけ上のチャネル幅よりも、実際にチャネルの形成される実効的なチャネル幅の方が大きくなる。
ところで、立体的な構造を有するトランジスタにおいては、実効的なチャネル幅の、実測による見積もりが困難となる場合がある。例えば、設計値から実効的なチャネル幅を見積もるためには、半導体の形状が既知という仮定が必要である。したがって、半導体の形状が正確にわからない場合には、実効的なチャネル幅を正確に測定することは困難である。
そこで、本明細書では、トランジスタの上面図において、半導体とゲート電極とが重なる領域における、ソースとドレインとが向かい合っている部分の長さである見かけ上のチャネル幅を、「囲い込みチャネル幅(SCW:Surrounded Channel Width)」と呼ぶ場合がある。また、本明細書では、単にチャネル幅と記載した場合には、囲い込みチャネル幅または見かけ上のチャネル幅を指す場合がある。または、本明細書では、単にチャネル幅と記載した場合には、実効的なチャネル幅を指す場合がある。なお、チャネル長、チャネル幅、実効的なチャネル幅、見かけ上のチャネル幅、囲い込みチャネル幅などは、断面TEM像などを取得して、その画像を解析することなどによって、値を決定することができる。
なお、トランジスタの電界効果移動度や、チャネル幅当たりの電流値などを計算して求める場合、囲い込みチャネル幅を用いて計算する場合がある。その場合には、実効的なチャネル幅を用いて計算する場合とは異なる値をとる場合がある。
<<画素について>>
本明細書等において、画素とは、例えば、明るさを制御できる要素一つ分を示すものとする。よって、一例としては、一画素とは、一つの色要素を示すものとし、その色要素一つで明るさを表現する。従って、そのときは、R(赤)G(緑)B(青)の色要素からなるカラー表示装置の場合には、画像の最小単位は、Rの画素とGの画素とBの画素との三画素から構成されるものとする。
なお、色要素は、三色に限定されず、それ以上でもよく、例えば、RGBW(Wは白)や、RGBに、イエロー、シアン、マゼンタを追加したものなどがある。
<<表示素子について>>
本明細書等において、表示素子とは、電気的作用または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有するものである。表示素子の一例としては、EL(エレクトロルミネッセンス)素子、LEDチップ(白色LEDチップ、赤色LEDチップ、緑色LEDチップ、青色LEDチップなど)、トランジスタ(電流に応じて発光するトランジスタ)、電子放出素子、カーボンナノチューブを用いた表示素子、液晶素子、電子インク、エレクトロウェッティング素子、電気泳動素子、プラズマディスプレイパネル(PDP)、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)を用いた表示素子(例えば、グレーティングライトバルブ(GLV)、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、DMS(デジタル・マイクロ・シャッター)、MIRASOL(登録商標)、IMOD(インターフェアレンス・モジュレーション)素子、シャッター方式のMEMS表示素子、光干渉方式のMEMS表示素子、圧電セラミックディスプレイなど)、または、量子ドットなど、がある。EL素子を用いた表示装置の一例としては、ELディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例としては、フィールドエミッションディスプレイ(FED)又はSED方式平面型ディスプレイ(SED:Surface−conduction Electron−emitter Display)などがある。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶ディスプレイ(透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ)などがある。電子インク、電子粉流体(登録商標)、又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーなどがある。量子ドットを各画素に用いた表示装置の一例としては、量子ドットディスプレイなどがある。なお、量子ドットは、表示素子としてではなく、バックライトの一部に設けてもよい。量子ドットを用いることにより、色純度の高い表示を行うことができる。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、SRAMなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。なお、LEDチップを用いる場合、LEDチップの電極や窒化物半導体の下に、グラフェンやグラファイトを配置してもよい。グラフェンやグラファイトは、複数の層を重ねて、多層膜としてもよい。このように、グラフェンやグラファイトを設けることにより、その上に、窒化物半導体、例えば、結晶を有するn型GaN半導体層などを容易に成膜することができる。さらに、その上に、結晶を有するp型GaN半導体層などを設けて、LEDチップを構成することができる。なお、グラフェンやグラファイトと、結晶を有するn型GaN半導体層との間に、AlN層を設けてもよい。なお、LEDチップが有するGaN半導体層は、MOCVDで成膜してもよい。ただし、グラフェンを設けることにより、LEDチップが有するGaN半導体層は、スパッタ法で成膜することも可能である。また、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)を用いた表示素子においては、表示素子が封止されている空間(例えば、表示素子が配置されている素子基板と、素子基板に対向して配置されている対向基板との間)に、乾燥剤を配置してもよい。乾燥剤を配置することにより、MEMSなどが水分によって動きにくくなることや、劣化しやすくなることを防止することができる。
<<接続について>>
本明細書等において、AとBとが接続されている、とは、AとBとが直接接続されているものの他、電気的に接続されているものを含むものとする。ここで、AとBとが電気的に接続されているとは、AとBとの間で、何らかの電気的作用を有する対象物が存在するとき、AとBとの電気信号の授受を可能とするものをいう。
なお、例えば、トランジスタのソース(又は第1の端子など)が、Z1を介して(又は介さず)、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2を介して(又は介さず)、Yと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース(又は第1の端子など)が、Z1の一部と直接的に接続され、Z1の別の一部がXと直接的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2の一部と直接的に接続され、Z2の別の一部がYと直接的に接続されている場合では、以下のように表現することが出来る。
例えば、「XとYとトランジスタのソース(又は第1の端子など)とドレイン(又は第2の端子など)とは、互いに電気的に接続されており、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yの順序で電気的に接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)はYと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この順序で電気的に接続されている」と表現することができる。または、「Xは、トランジスタのソース(又は第1の端子など)とドレイン(又は第2の端子など)とを介して、Yと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース(又は第1の端子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
または、別の表現方法として、例えば、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の接続経路を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は、第2の接続経路を有しておらず、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した、トランジスタのソース(又は第1の端子など)とトランジスタのドレイン(又は第2の端子など)との間の経路であり、前記第1の接続経路は、Z1を介した経路であり、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有しておらず、前記第3の接続経路は、Z2を介した経路である。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の接続経路によって、Z1を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は、第2の接続経路を有しておらず、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した接続経路を有し、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路によって、Z2を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有していない。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の電気的パスによって、Z1を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の電気的パスは、第2の電気的パスを有しておらず、前記第2の電気的パスは、トランジスタのソース(又は第1の端子など)からトランジスタのドレイン(又は第2の端子など)への電気的パスであり、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の電気的パスによって、Z2を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の電気的パスは、第4の電気的パスを有しておらず、前記第4の電気的パスは、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)からトランジスタのソース(又は第1の端子など)への電気的パスである。」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続経路について規定することにより、トランジスタのソース(又は第1の端子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されない。ここで、X、Y、Z1、Z2は、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。
SROUT1 出力信号
SROUTn 出力信号
Z1−Z2 切断線
Z1−Z2−Z3−Z4 切断線
Z3−Z4 切断線
10 表示装置
10LR 表示装置
100 ソースドライバ
100L ソースドライバ
100LR ソースドライバ
100R ソースドライバ
101 ゲートドライバ
102 表示部
103 画素
110 入力端子
120 コントローラ
130 シフトレジスタ
130L シフトレジスタ
130L_A シフトレジスタ
130R シフトレジスタ
130R_A シフトレジスタ
131L 回路
131L_1 回路
131R 回路
131R_1 回路
132L 回路
132L_2 回路
132R 回路
132R_2 回路
133 矢印
134 矢印
140 ビデオ信号生成回路
150 出力端子
150B 出力端子
150B_1 出力端子
150B_2 出力端子
150UL 出力端子
150UR 出力端子
170 ホストコントローラ
160 端子
200 基板
203A 画素
203B 画素
210 基板
220 FPC
221 トランジスタ
222 トランジスタ
223 発光素子
231 トランジスタ
232 容量素子
233 液晶素子
311 スイッチ
312 インバータ回路
313 インバータ回路
314 スイッチ
315 スイッチ
316 インバータ回路
317 インバータ回路
318 スイッチ
400 タッチパネル
400A タッチパネルモジュール
400B タッチパネルモジュール
400C タッチパネルモジュール
401 表示部
402 タッチセンサ部
411 表示駆動回路
412 タッチセンサ駆動回路
413 タイミングコントローラ
414 走査線駆動回路
415 信号線駆動回路
416A アナログ回路
416B アナログ回路
417 デジタル信号処理回路
420 ホストコントローラ
440 IC
451 基板
452 対向基板
453 FPC
454 IC
454A IC
454B IC
455 IC
455B IC
456 表示部
457 タッチセンサ部
458 走査線駆動回路
459 PCB
460 IC
500 基板
501 チャネル形成領域
502 低濃度不純物領域
503 高濃度不純物領域
504a ゲート絶縁膜
504b ゲート絶縁膜
505a ゲート電極層
505b ゲート電極層
506a ソース電極層
506b ドレイン電極層
506c ソース電極層
506d ドレイン電極層
507 金属間化合物領域
508a サイドウォール絶縁膜
508b サイドウォール絶縁膜
509 素子分離絶縁膜
510 トランジスタ
511 チャネル形成領域
512 低濃度不純物領域
513 高濃度不純物領域
517 金属間化合物領域
520 トランジスタ
521 層間絶縁膜
522 層間絶縁膜
523 配線
700 端子部
702 接続層
703 接続層
704 接点
705 接点
710 端子部
720 端子部
731 トランジスタ
732 発光素子
733 封止材
901 筐体
902 筐体
903a 表示部
903b 表示部
904 選択ボタン
905 キーボード
910 筐体
911 バンド
912 留め具
913 表示部
914 操作部
915 センサ
916 時計表示部
917 アイコン
920 テレビジョン装置
921 筐体
922 表示部
923 スタンド
924 リモコン操作機
930 本体
931 表示部
932 スピーカー
933 マイク
934 操作ボタン
941 本体
942 表示部
943 操作スイッチ
8000A 表示モジュール
8000B 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 表示装置
8005 フレーム
8006 プリント基板
8007 バッテリー
8009 FPC
8010 タッチセンサ
8011 タッチパネル
8012 FPC

Claims (5)

  1. ソースドライバを有し、
    前記ソースドライバは、シフトレジスタを有し、
    前記シフトレジスタは、同一直線状に配置された、第1の複数のパルス出力回路および第2の複数のパルス出力回路を有し、
    前記第1の複数のパルス出力回路は、第1の方向に順に第1のパルス信号を出力する機能を有し、
    前記第2の複数のパルス出力回路は、第2の方向に順に第2のパルス信号を出力する機能を有し、
    前記第1の方向と前記第2の方向とは互いに向かい合う方向である、半導体装置。
  2. ソースドライバを有し、
    前記ソースドライバは、シフトレジスタと、第1の出力端子と、第2の出力端子と、を有し、
    前記第1の出力端子は、前記ソースドライバの第1の辺に設けられ、
    前記第2の出力端子は、前記第1の辺の対辺である第2の辺に設けられ、
    前記シフトレジスタは、同一直線状に配置された、第1の複数のパルス出力回路および第2の複数のパルス出力回路を有し、
    前記第1の複数のパルス出力回路は、第1の方向に順に第1のパルス信号を出力する機能を有し、
    前記第2の複数のパルス出力回路は、第2の方向に順に第2のパルス信号を出力する機能を有し、
    前記第1の方向と前記第2の方向とは互いに向かい合う方向であり、
    前記第1のパルス信号に応じて生成された第1のビデオ信号は、前記第1の出力端子から出力され、
    前記第2のパルス信号に応じて生成された第2のビデオ信号は、前記第2の出力端子から出力される、半導体装置。
  3. ソースドライバを有し、
    前記ソースドライバは、シフトレジスタと、第1の出力端子と、第2の出力端子と、入力端子と、を有し、
    前記第1の出力端子は、前記ソースドライバの第1の辺に設けられ、
    前記第2の出力端子は、前記第1の辺の対辺である第2の辺に設けられ、
    前記シフトレジスタは、同一直線状に配置された、第1の複数のパルス出力回路および第2の複数のパルス出力回路を有し、
    前記第1の複数のパルス出力回路は、第1の方向に順に第1のパルス信号を出力する機能を有し、
    前記第2の複数のパルス出力回路は、第2の方向に順に第2のパルス信号を出力する機能を有し、
    前記第1の方向と前記第2の方向とは互いに向かい合う方向であり、
    前記第1のパルス信号に応じて生成された第1のビデオ信号は、前記第1の出力端子から出力され、
    前記第2のパルス信号に応じて生成された第2のビデオ信号は、前記第2の出力端子から出力され、
    前記入力端子は、前記第1の辺または前記第2の辺に設けられる、半導体装置。
  4. 請求項3において、
    前記入力端子の端子数は、前記第2の出力端子の端子数より小さい、半導体装置。
  5. 請求項2乃至4のいずれか一において、
    前記第1の方向と前記第1の辺とは、平行であり、
    前記第2の方向と前記第2の辺とは、平行である、半導体装置。
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