CN114609885B - 电子设备 - Google Patents
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Abstract
提供一种方便性高的电子设备。提供一种使用者可以容易地读出显示信息的电子设备。减少使用者为了读取信息所进行的动作。电子设备所具有的框体包括:位于框体的正面的第一部分;位于框体的侧面的第二部分;第一表带安装部及第二表带安装部。第二部分具有显示图像的功能。第一表带安装部位于从框体的正面一侧看位于上侧的侧面。第二部分与第二表带安装部位于从框体的正面一侧看位于下侧的侧面。第一部分具有显示图像的功能或者至少具有时针、分针、秒针中的一个。
Description
本申请是如下发明专利申请的分案申请:
发明名称:电子设备;申请日:2017年7月7日;申请号:201710565509.4。
技术领域
本发明的一个方式涉及一种具备显示装置的电子设备。
注意,本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本说明书等所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子,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、输入输出装置、这些装置的驱动方法或这些装置的制造方法。
背景技术
对以智能手机或平板终端等为代表的便携式信息终端的开发活跃。另外,这种便携式信息终端被要求轻薄型等性质。
尤其是,近年来,对戴式电子设备(也称为穿戴设备)的开发活跃。作为穿戴设备的例子,可以举出戴在手臂上的手表型设备、戴在头部的眼镜型设备、戴在颈上的项链型设备等。例如,手表型设备包括小型显示器代替现有手表中的表盘,因此可以给使用者提供时间之外的各种信息。另外,作为这种穿戴设备的用途,医疗、健康自我管理等也受到关注,其实用化也发展。
作为显示装置,典型地可以举出具备有机EL(Electro Luminescence:电致发光)元件或发光二极管(LED:Light Emitting Diode)等发光元件的发光装置、液晶显示装置、以电泳方式等进行显示的电子纸等。
专利文献1公开了使用有机EL元件的柔性发光装置。
[专利文献1]日本专利申请公开第2014-197522号公报
发明内容
本发明的一个方式的目的之一是提供一种方便性高的电子设备。或者,本发明的一个方式的目的之一是提供一种使用者可以容易地读出显示信息的电子设备。或者,本发明的一个方式的目的之一是减少使用者为了读取信息而进行的操作。
另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种无论外光如何都实现高可见度的电子设备。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种功耗得到降低的电子设备。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种可以进行动态图像的流畅显示以及静态图像的对眼睛刺激少的显示的电子设备。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的电子设备。
本发明的一个方式是一种具有框体的电子设备。框体包括第一部分、第二部分、第一表带安装部及第二表带安装部。第一部分位于框体的正面。第二部分具有显示图像的功能。第二部分、第一表带安装部及第二表带安装部分别位于框体的侧面。第一表带安装部位于从框体的正面一侧看位于上侧的侧面。第二部分与第二表带安装部位于从框体的正面一侧看位于下侧的侧面。
本发明的另一个方式是具有框体的电子设备。框体包括第一部分、第二部分、第一表带安装部及第二表带安装部。第一部分位于框体的正面。第二部分具有显示图像的功能。第二部分、第一表带安装部及第二表带安装部分别位于框体的侧面。第一表带安装部与第二表带安装部被设置在沿着贯穿框体的侧面的第一直线彼此相对的位置上。第二部分重叠于第一直线与框体的侧面相交的交点中的第二表带安装部一侧的第一点。
另外,在上述电子设备中,第二部分优选与第二点重叠,该第二点是贯穿框体的侧面且从正面一侧看与第一直线相交的第二直线与侧面的两个交点中的一个。此时,优选由第一点、第一直线与第二直线的交点及第二点形成的角为45度以上且270度以下。
另外,上述第一部分优选至少具有时针、分针及秒针中的一个。
另外,上述第一部分优选具有显示图像的功能。
另外,优选上述框体内包括与第一部分重叠的显示面板及与第二部分重叠的显示面板。
第一部分及第二部分可以分别具有显示图像的功能,也可以具有无接缝地连接的结构。此时,优选包括与第一部分及第二部分重叠且部分弯曲的显示面板。
设置在第一部分、第二部分或第一部分及第二部分双方上的显示面板优选包括选自液晶元件、有机EL元件、无机EL元件、LED元件、微囊、电泳元件、电润湿元件、电流体元件、电致变色元件和MEMS元件中的一种以上。
另外,设置在第一部分、第二部分或第一部分及第二部分上的显示面板优选包括第一衬底、第二衬底、第一液晶元件、第一发光元件及第一绝缘层。第一液晶元件优选位于第二衬底与第一绝缘层之间。第一发光元件优选位于第一衬底与第一绝缘层之间。第一液晶元件优选具有将光反射到第二衬底一侧的功能。第一发光元件优选具有向第二衬底一侧发射光的功能。
根据本发明的一个方式可以提供一种方便性高的电子设备。或者,根据本发明的一个方式可以提供一种使用者可以容易地读出显示信息的电子设备。或者,根据本发明的一个方式可以减少使用者为了读取信息而进行的操作。
另外,根据本发明的一个方式可以提供一种无论外光如何都实现高可见度的电子设备。另外,根据本发明的一个方式可以提供一种功耗得到降低的电子设备。另外,根据本发明的一个方式可以提供一种可以进行动态图像的流畅显示以及静态图像的对眼睛刺激少的显示的电子设备。另外,根据本发明的一个方式可以提供一种新颖电子设备。
附图说明
图1A和图1B是说明电子设备的图;
图2A至图2C是说明电子设备的图;
图3A和图3B是说明电子设备的图;
图4A和图4B是说明电子设备的图;
图5A和图5B是说明电子设备的图;
图6A1、图6A2、图6B、图6C、图6D及图6E是说明电子设备的图;
图7A和图7B是说明电子设备的图;
图8是说明电子设备的方框图;
图9是示出显示装置的一个例子的方框图;
图10A至图10C是示出像素单元的一个例子的图;
图11A至图11C是示出像素单元的一个例子的图;
图12A至图12C是示出像素单元的一个例子的图;
图13A、图13B1、图13B2、图13B3、图13B4是示出显示装置的一个例子及像素的一个例子的图;
图14是示出显示装置的像素电路的一个例子的电路图;
图15A和图15B是示出显示装置的像素电路的一个例子的电路图及示出像素的一个例子的图;
图16是示出显示装置的一个例子的透视图;
图17是示出显示装置的一个例子的截面图;
图18是示出显示装置的一个例子的截面图;
图19A和图19B是示出显示装置的一个例子的截面图;
图20A至图20E是示出晶体管的一个例子的截面图;
图21A至图21D是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图;
图22A至图22C是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图;
图23A和图23B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图;
图24A和图24B是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
具体实施方式
参照附图对实施方式进行详细说明。但是,本发明不局限于以下说明,而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局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。
注意,在以下说明的发明的结构中,在不同的附图之间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,而省略其重复说明。此外,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。
注意,在本说明书所说明的各个附图中,有时为了明确起见,夸大表示各构成要素的大小、层的厚度、区域。因此,本发明并不局限于附图中的尺寸。
在本说明书等中使用的“第一”、“第二”等序数词是为了避免构成要素的混淆而附记的,而不是为了在数目方面上进行限定的。
实施方式1
在本实施方式中,对本发明的一个方式的电子设备进行说明。
本发明的一个方式是具有框体以及位于框体的侧面的显示部的电子设备。该框体具有一对表带安装部,该表带安装部是用来安装使用者所佩戴的表带(带或链)的部分。可以将本发明的一个方式用作可穿戴设备,优选的是用作能够戴在使用者的手臂上的腕表型的信息终端设备。
框体的正面包括表的表盘或者能够显示图像的显示部(也称为第一显示部)。当在框体的正面设置显示部时,优选显示部能够用作触摸面板。
另外,本发明的一个方式包括沿着框体的侧面显示图像的显示部(也称为第二显示部)。通过在框体的侧面设置显示部,可以利用该显示部显示各种信息从而可以提高使用者的方便性。
另外,进一步优选第二显示部能够用作触摸面板。由此,可以将框体的侧面用作输入装置。使用者可以通过触摸框体的侧面对电子设备进行操作。
例如,当设想本发明的一个方式是戴在手臂上的腕表型设备时,两个表带安装部位于从正面一侧看时的上侧及下侧。具体而言,两个表带安装部被配置为在贯穿框体的侧面的直线上彼此相对。安装在位于上侧的表带安装部(第一表带安装部)的表带(第一表带)在戴在手臂上时位于小手指一侧;安装在位于下侧的表带安装部(第二表带安装部)的表带(第二表带)在戴在手臂上时位于大拇手指一侧(离使用者较近的一侧)。
尤其是,第二显示部优选包括框体的侧面中的位于第二表带安装部一侧的部分。框体的该部分为即使使用者不特意看也较容易进入视野的部分,例如,行走时看向手臂即能进入视野的部分或者在办公时(将手臂放在桌子上的状态)将视线下移即可进入视野的部分。通过使第二显示部位于上述部分,当使用者想从电子设备获得信息时,只要移动视线即可看到第二显示部所显示的信息,而无需转动手腕看框体的正面。
再者,第二显示部优选以从框体的下侧面至左侧面或者右侧面的方式设置。第二显示部也可以以从框体的下侧面经过左侧面或右侧面至上侧面的方式设置。由此,可以增大第二显示部的显示面积,从而可以向使用者提供更多的信息。
例如,当设想电子设备是戴在左手臂(优选为左腕)上时,优选从正面一侧看时从框体的下侧面至左侧面设置有第二显示部。当将电子设备戴在左手臂上时,框体的左侧面的一部分也是即使使用者不特意看也较容易进入视野的部分。
当设想电子设备是戴在右手臂上时,优选从正面一侧看时从框体的下侧面至右侧面设置有第二显示部。
此外,第二显示部也可以以从框体的右侧面经过下侧面至左侧面的方式设置。由此,可以实现假设戴在右手臂和左手臂双方的通用设计。
另外,可以在电子设备的左侧面或右侧面中没有设置第二显示部的部分中设置钮、操作开关、转柄等。例如,当设想戴在左手臂上的情况下,可以在框体的右侧面设置钮、操作开关、转柄等,当设想戴在右手臂上的情况下,可以在框体的左侧面设置钮、操作开关、转柄等。
另外,通过在框体的上侧面设置钮、操作开关、转柄等,可以实现假设戴在右手臂和左手臂双方的通用设计。
第一显示部及第二显示部优选含有选自液晶元件、有机EL元件、LED元件、微囊、电泳元件、电润湿元件、电流体元件、电致变色元件、MEMS元件中的一种以上。作为液晶元件,可以举出透射型液晶元件、反射型液晶元件、半透射型液晶元件等。尤其是,由于反射型液晶元件不需要光源,所以可以降低功耗。另外,当作为液晶元件使用向列液晶元件、胆甾液晶元件、铁电液晶元件等使用具有存储性的液晶材料的元件时,可以降低显示静态图像时的重写频度,由此可以降低功耗。
尤其是,第一显示部优选使用具有反射型元件及发光元件的显示装置。由此,可以在外光的亮度较亮时利用反射型元件进行低功耗的表示而在外光的亮度较暗时利用发光元件进行鲜明的表示。另外,通过同时利用反射型元件及发光元件进行显示,可以进行低功耗且鲜明的显示。
另外,第二显示部也优选使用上述具有反射型元件及发光元件的显示装置。
通过对第一显示部和第二显示部中的至少一方使用上述具有反射型元件及发光元件的显示装置,可以实现不受外光的亮度影响的使用者易于查看的电子设备。
这里,第一显示部和第二显示部可以使用具有相同结构的显示装置,也可以使用具有不同结构的显示装置。
例如,通过对位于框体的正面的第一显示部及位于侧面的第二显示部使用具有反射型元件及发光元件的显示装置,可以实现低功耗且可见度高的电子设备。
例如,也可以采用对位于框体的正面的第一显示部使用具有反射型元件及发光元件的显示装置来实现低功耗而对第二显示部使用具有发光元件的显示装置来进行明了的显示的结构。此时,当将位于框体的侧面的第二显示部用作比第一显示部小的副显示器而使用时,可以减小显示面积,由此可以抑制功耗。
另外,框体也可以包括风挡、框架(bezel)、转柄、按钮、凸耳等。
下面,参照附图对本发明的一个方式的电子设备的更具体的例子进行说明。
[结构实例1]
图1A和图1B示出下面例示出的电子设备10的透视图。图1A示出电子设备10的正面(主面)、右侧面及底面(下侧面),图1B示出电子设备10的正面、左侧面及下侧面。
电子设备10具有框体11。框体11包括显示部21、显示部22、表带安装部31、表带安装部32、转柄25及钮26等。另外,图1A和图1B示出电子设备10安装有表带41及表带42的例子。
显示部21位于框体11的正面一侧,具有能够对使用者显示时间等信息的功能。例如,显示部21可以使用表的表盘或者能够显示动态图像或静态图像的显示装置。
当显示部21使用显示装置时,可以使用分段式显示装置。由此,可以将电子设备10用作电子表。
尤其是,显示部21优选使用有源矩阵方式或无源矩阵方式的显示装置。尤其是,当显示部21使用显示装置时,优选使用能够用作触摸面板的显示装置。
当对位于框体11的正面一侧的显示部21设置指针式表的表盘时,采用至少具有时针、分针和秒针中的一个的结构。另外,作为表的方式,优选为石英式,但是也可以为机械式。通过采用石英式,可以在显示部21与框体内的电子构件(例如,显示面板等)之间共享电池。另外,通过采用机械式,由于表的工作不需要电力,所以即使电池的充电残量不足也可以作为手表使用。另外,作为表的方式还可以采用能够利用两个动力的混合方式:以电池为动力的石英式;以及以弹簧的复原力为动力的机械式。
显示部22设置于框体11的侧面的一部分上并具有显示图像的功能。显示部22可以采用段式显示装置,优选采用有源矩阵方式或无源矩阵方式的显示装置。尤其是,显示部22优选采用具有触摸面板的功能的显示装置。
表带安装部31位于框体11的上侧的侧面,表带安装部32位于框体11的下侧的侧面(底面)。表带安装部31与表带安装部32夹着显示部21对置。另外,在图1A和图1B中,表带安装部31与表带安装部32作为设置于框体11中的凹部而示出,但是其形态不局限于此,只要具有能够固定表带41或表带42的机构即可。例如,当采用将表带41、表带42及框体11以弹簧棒连结的结构时,表带安装部31和表带安装部32可以采用至少具有用来安装该弹簧棒的一对轴承部的结构。
另外,框体11及表带41或者框体11及表带42可以采用不能装卸的结构。或者,也可以采用表带41、表带42、框体11为一体的彼此间的界限不明了的结构。此时,至少将能弯曲的部分用作表带41或表带42。
在本说明书等中,当从正面一侧(显示部21一侧)观看电子设备10时,设置有表带41的方向为上侧,设置有表带42的方向为下侧。
另外,显示部21所显示的图像或表盘等的方向不局限于此,也可以倾斜。例如,当显示部21使用显示装置而电子设备10具有检测框体11的倾斜等姿势的功能时,可以根据框体11的姿势改变所显示的图像的方向。
转柄25及钮26用作用户接口之一。使用者例如可以通过对转柄25或钮26进行按、拽、旋转或者使其在上下或前后方向上滑动等操作。与上述操作联动地,可以在电子设备10中进行电源的开、关工作、应用程序的起动或切换或其它操作。另外,虽然在这里示出在框体11上设置一个转柄25和两个钮26的例子,但是除此之外也可以具有开关等。
这里,当将表带41和表带42戴在使用者的手臂上时,表带41位于小拇指一侧、表带42位于大拇指一侧(离使用者较近的一侧)。
显示部22在框体11的侧面中位于表带42一侧(即,表带安装部32一侧)。由此,使用者无需为了看到电子设备10的正面(例如,显示部21)而进行转动手腕等动作,只要将视线移向电子设备10就能看到显示部22。由此,可以实现方便性极高的电子设备。
图2A是从正面一侧看电子设备10时的示意图。图2A示出显示部21采用指针式表的表盘时的情况。
显示部21包括时针51、分针52、秒针53及数字54。或者,至少包括时针51、分针52和秒针53中的一个。另外,数字54不局限于图2A所示的例子,而可以采用各种不同的设计。另外,显示部21还可以具有日期显示功能(日历)或月龄显示功能(月相)、动力储存显示功能等。
图2B示出显示部21采用显示装置时能够显示的图像的一个例子。
图2B示出在显示部21上显示日期时间信息55、通知信息56及多个图标57的例子。例如,通知信息56从左侧显示通知接收到讯息的图像、通知数据通信电波的接收状况的图像以及通知电话通信电波的接收状况的图像。另外,不局限于上述例子,可以利用显示部21显示各种信息。
图2C是从显示部22一侧看电子设备10时的示意图。
图2C示出显示部22显示有通知接收到讯息及其发信者的信息以及通知电波的接收状况的信息的例子。另外,不局限于上述例子,可以利用显示部22显示各种信息。
当显示部21及显示部22主要显示静态图像时,显示部21及显示部22优选采用包括具有存储性的显示元件的显示装置,由此可以降低功耗。
这里,具有存储性的显示元件是具有如下功能的显示元件:不需要进行重写即可保持静态图像的显示。作为具有存储性的显示元件,有能够在停止供给电源的状态下保持静态图像的显示的显示元件。另外,作为具有存储性的显示元件,有能够在供给恒压的状态下保持静态图像显示的显示元件。此外,作为具有存储性的显示元件,还有不需要进行刷新工作就能保持静态图像的显示的显示元件。
具有存储性的显示元件在不进行刷新或重写的情况下能够保持显示的期间越长越好。例如,保持期间可以为1秒以上、优选为1分以上、更优选为1小时以上、进一步优选为1天以上至1年以下。这里,显示被保持的状态例如可以为相对于亮度的动态范围亮度的变化为5%以下、优选为3%以下、更优选为1%以下的状态等。另外,当采用反射型显示元件时,可以将上述亮度置换为反射率。
作为具有存储性的显示元件,可以使用各种采用双稳态显示技术的显示元件。作为这样的显示元件,典型的有电子纸。例如,电子纸可以为微囊方式、电泳(EPD:Electrophoretic Display)方式、电子粉流体(注册商标)方式等粒子移动型元件。另外,还可以使用向列液晶、胆甾液晶、铁电液晶元件等使用双稳态液晶的显示元件。
此外,作为具有存储性的显示元件,还可以使用电润湿(EW:Electrowetting)元件、电流体(EF:Electrofluidic)元件、电致变色(EC:Electrochromic)元件、MEMS(MicroElectro Mechanical Systems:微电子机械系统)元件等。作为MEMS元件,有利用光干涉的MEMS元件及快门方式的MEMS元件等。
显示部21及显示部22可以根据电子设备10的用途采用各种方式的显示元件。
另外,当显示部21及显示部22被要求进行流畅的动态图像显示时,例如可以使用有机EL(也称为OLED:Organic Light Emitting Diode)元件、LED(Light Emitting Diode:发光二极管)元件、QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode:量子点发光二极管)元件等自发光性的发光元件用作显示元件。或者,可以使用透射型、反射型或半透射型的液晶元件。
尤其是,显示部21及显示部22优选采用具有利用反射光的显示元件及发光元件的显示面板。作为更具体的例子,优选采用如下显示面板,该显示面板在一对衬底间包括反射型液晶元件及驱动该反射型液晶元件的晶体管以及有机EL元件及驱动该有机EL元件的晶体管。通过采用上述显示面板,在外光明亮时利用反射型液晶元件进行显示,可以进行可见度良好且低功耗的驱动。在外光昏暗时利用有机EL元件进行显示可以进行鲜明的显示。再者,通过利用反射型液晶元件及有机EL元件的双方进行显示,可以实现低功耗的鲜明显示。
另外,优选采用根据状况能够设定为使显示部21或显示部22不进行显示的结构。具体而言,优选采用能够设定为不驱动显示部21或显示部22的像素的结构。当作为显示部21或显示部22采用透射型液晶显示装置等具有背光的显示装置时,优选采用能够不驱动该背光的结构。通过使显示部21或显示部22暂时性地处于非显示(非工作)状态,可以大幅度地降低功耗。
另外,显示部21及显示部22还可以进行各种显示而不局限于上述结构。例如,可以显示如下各种信息:收到电子邮件或电话、社交网络服务(SNS)等的通知;电子邮件或SNS等的标题;电子邮件或SNS等的发送者姓名;留言;日期;时间;播放中的声音或音乐的信息;音量;温度;电池余量;通讯状况;天线接收强度;以及文件等的下载状况等。此外,显示部21及显示部22还可以显示与各种应用软件相关的图标或与各种功能相关的图标、操作钮或滑块等。例如,可以显示在播放声音或音乐时与调节音量的功能或进行快进、快退等功能相关的图标等。或者,也可以显示与来电时进行应答或保留的功能、解除电子设备10的操作为无效状态(也称为锁定状态)的功能有关的图标等。
另外,在显示部21及显示部22的像素、驱动电路等中,优选采用如下晶体管,该晶体管的沟道形成区中含有氧化物半导体而具有极低的关态电流。由于使用带隙比硅宽的氧化物半导体的晶体管的关态电流低,因此能够长期间保持储存于与晶体管串联连接的电容元件中的电荷。例如,通过将该晶体管用于像素,即使在不使用具有存储性的显示元件的情况下,也可以在维持所显示的图像的灰度的情况下使驱动电路停止工作。由此,可以实现功耗极低的电子设备。
[结构实例2]
图3A和图3B示出下面例示出的电子设备10a的透视图。图3A和图3B所示的电子设备10a与图1A和图1B等所示的结构的不同之处在于显示部22的形状不同。
显示部22以从框体11的下侧面至左侧面的方式设置。显示部22沿着框体11的侧面的角部弯曲地设置。显示部22可以在框体11的下侧面至左侧面不断开地显示图像。
例如,当设想将电子设备10a戴在左手臂上的情况下,框体11的下侧面及框体11的左侧面是即使使用者不特意看也较容易进入视野的部分。由此,使用者只要将视线移至电子设备10a即可看到显示部22,而无需进行为了看电子设备10a的正面(例如,显示部21)而转动手腕等动作。
通过采用该结构可以增大显示部22的显示区域的面积,从而可以向使用者显示更多信息。由此,可以实现方便性高的电子设备。
另外,当设想将电子设备10a戴在右手臂上的情况下,可以采用将图3A和图3B所示的结构进行左右反转的结构。即,可以采用如下结构:从正面一侧看,从框体11的下侧面至右侧面设置有显示部22,框体11的左侧面设置有转柄25及钮26等。
[结构实例3]
图4A和图4B示出下面例示出的电子设备10b的透视图。图4A和图4B所示的电子设备10b与图3A和图3B等所示的结构的不同之处在于框体11的形状不同。
框体11从正面一侧看具有圆形的形状。同样地,显示部21也具有圆形的形状。
框体11的侧面具有圆柱形的形状。显示部22具有沿着框体11的侧面弯曲的形状。显示部22以从框体11的下侧面至左侧面同样地弯曲的状态设置。显示部22可以在框体11的下侧面至左侧面不断开地显示图像。
例如,当设想将电子设备10b戴在左手臂上的情况下,框体11的下侧面至左侧面的区域是即使使用者不特意看也较容易进入视野的部分。由此,使用者只要将视线移至电子设备10b即可看到显示部22,而无需进行为了看电子设备10b的正面(例如,显示部21)而转动手腕等动作。
通过采用该结构可以增大显示部22的显示区域的面积,从而可以向使用者显示更多信息。由此,可以实现方便性高的电子设备。
另外,当设想将电子设备10b戴在右手臂上的情况下,可以采用将图4A和图4B所示的结构进行左右反转的结构。即,可以采用如下结构:从正面一侧看,从框体11的下侧面至右侧面设置有显示部22,框体11的左侧面设置有转柄25及钮26等。
[结构实例4]
图5A示出下面例示出的电子设备10c的透视图。图5A所示的电子设备10c与图1A和图1B等所示的结构的不同之处在于显示部21与显示部22无接缝地连接。
显示部21及显示部22以从框体11的正面至下侧面的方式设置。显示部21和显示部22可以在框体11的正面至下侧面不断开地显示连续的图像。
显示部21和显示部22优选由一个显示装置形成。例如,可以使用部分或整体具有柔性的显示装置。
为了方便,图5A中以虚线表示显示部21与显示部22的界线。例如,在框体的正面一侧为平坦的情况下,将电子设备10c所具有的显示部中位于正面一侧的平坦的部分称为显示部21,将具有弯曲的部分的上述部分以外的部分称为显示部22。或者,可以将能够从正面一侧看到的部分称为显示部21,将从正面一侧看不到的部分称为显示部22。
[变形例]
图5B示出包括位于框体11的下侧面的显示部22a、位于框体11的左侧面的显示部22b的例子。显示部21、显示部22a、显示部22b无接缝地连接。可以在显示部21与显示部22a及显示部21与显示部22b间不断开地显示连续的图像。
[显示部22的配置方法]
下面,对显示部22的配置方法进行说明。
图6A1示出图1A等所示的电子设备10从正面一侧看时的示意图。另外,图6A2示出从左侧面一侧及下侧面一侧看电子设备10时的透视图。
在图6A1中,以虚线示出设置有显示部22的区域。另外,显示部22是框体的侧面的一部分,这里为了明了化示出显示部22的厚度。
图6A1和图6A2示出贯穿框体11的侧面的虚拟直线15。另外,直线15与显示部21的表面平行。另外,当显示部21的表面为曲面时,直线15与穿过显示部21的重心的垂线正交。
另外,直线15与被设置于线对称或面对称的位置上的表带安装部31与表带安装部32的对称线或对称面正交。即,表带安装部31及表带安装部32分别沿着直线15设置。
另外,当表带41、表带42、框体11被一体化成型而不存在明确的表带安装部31、表带安装部32时,可以将上述表带安装部31、表带安装部32置换为表带41或表带42。即,直线15与被设置于线对称或面对称的位置上的表带41与表带42的对称线或对称面正交的直线,表带41及表带42分别沿着直线15设置。
由于直线15贯穿框体11的侧面,直线15与框体11的侧面有两个交点。将两个交点中位于上侧(表带安装部31一侧)的交点记作交点15a,下侧(表带安装部32一侧)的交点记作交点15b。
显示部22优选设置在至少与交点15b重叠的位置上。由于交点15b是即使使用者不特意看也较容易进入视野的点,通过在此设置显示部22,使用者无需为了看到电子设备10的正面(例如,显示部21)而进行转动手腕等动作,只要将视线移向电子设备10就能看到显示部22。
图6B示出图3A和图3B例示出的电子设备10a。
图6B示出与直线15相交的直线16。直线16与直线15同样是贯穿框体11的侧面的直线,将直线16与框体11的两个交点记作交点16a、交点16b。这里,直线16是在交点15a和交点15b间的中点与直线15相交的直线。
另外,将两个交点中与显示部22重叠的交点记作16a。另外,当两个交点都与显示部22重叠时,将离交点15b远的交点记作交点16a,将离交点15b近的交点记作交点16b。
图6B至图6E示出显示部22与交点16a重叠且交点16a位于显示部22的端部时的情况。
这里,直线15与直线16的角度为θ。角度θ是交点15b、直线15与直线16的交点及交点16a所成的角的角度。
直线15与直线16的角度θ,例如为30度以上且300度以下,优选为45度以上且270度以下,更优选为90度以上且270度以下。角度θ越大,显示部22的表示区域的面积越大。
例如,图6C示出角度θ大于180度时的情况。此时,显示部22以从框体11的下侧面经过左侧面至上侧面的一部分的方式配置。
图6D示出图4A和图4B中例示出的电子设备10b。
在图6D中,显示部22沿着框体11的圆柱形的侧面弯曲地配置。图6D示出θ小于180度时的例子。此时,显示部22以从框体11的下侧面至左侧面的一部分的方式配置。
图6E示出角度θ大于180度时的例子。此时,显示部22以从框体11的下侧面经过左侧面至上侧面的一部分的方式配置。
以上是对显示部22的配置方法的说明。
[电子设备的内部结构实例]
下面,对本发明的一个方式的电子设备的内部结构的一个例子进行说明。
图7A示出电子设备10的截面示意图。图7A相当于沿着图2B中的截断线A1-A2截断时的截面。
电子设备10在框体11内包括显示装置61、显示装置62、电池71、印刷电路板72、振动模块74及天线75等。
印刷电路板72安装有多个IC73。显示装置61与印刷电路板72通过FPC63a电连接。显示装置62与印刷电路板72通过FPC63b电连接。
电子设备10在框体11的正面侧的与显示装置61重叠的区域具有透光构件64a。使用者可以透过透光构件64a看到显示装置61的显示区域所显示的图像。框体11的设置有透光构件64a的区域相当于显示部21。
电子设备10在框体11的侧面的与显示装置62重叠的区域具有透光构件64b。使用者可以透过透光构件64b看到显示装置62的显示区域所显示的图像。框体11的设置有透光构件64b的区域相当于显示部22。
作为透光构件64a及透光构件64b,例如可以使用玻璃、水晶玻璃、塑料等。
图7B示出图5A中例示出的电子设备10c的截面结构实例。
电子设备10c包括显示装置61。显示装置61以从框体11的正面至侧面部分弯曲的方式设置。显示装置61与印刷电路板72通过FPC63电连接。
另外,框体11包括透光构件64。透光构件64以从框体11的正面至侧面的方式设置且部分弯曲。
以上是对电子设备的内部结构的例子的说明。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式2
[电子设备的硬件结构实例]
下面,说明电子设备10的硬件的结构实例。
图8是示出电子设备10的结构实例的方框图。
注意,本说明书的附图中的方框图示出在独立的方框中根据其功能进行分类的构成要素,但是,实际上的构成要素难以根据其功能清楚地划分,而一个构成要素有时涉及多个功能或者一个功能有时涉及多个构成要素。
此外,图8所例示的电子设备10的结构是一个例子,不需要包括所有构成要素。电子设备10包括图8所示的构成要素中的所需要的构成要素,即可。另外,还可以包括图8所示的构成要素之外的构成要素。
电子设备10具有框体11。
框体11包括运算部(CPU)661、触摸面板651、触摸面板652、存储装置664、显示器控制器671、触摸传感器控制器672、电池控制器673、受电部674、电池模块675、音响控制器676、声音输入部677、声音输出部678、通信模块681、天线682、姿势检测部683、外部接口685、相机模块686、振动模块687、传感器模块688等。
存储装置664、显示器控制器671、触摸传感器控制器672、电池控制器673、音响控制器676、通信模块681、姿势检测部683、外部接口685、相机模块686、振动模块687、传感器模块688等分别通过总线662与运算部661连接。
触摸面板651相当于构成上述显示部21的显示装置。触摸面板652相当于构成上述显示部22的显示装置。
运算部661例如可以被用作中央处理器(CPU:Central Processing Unit)。运算部661例如具有控制存储装置664、显示器控制器671、触摸传感器控制器672、电池控制器673、音响控制器676、通信模块681、姿势检测部683、外部接口685、相机模块686、振动模块687、传感器模块688等各构成要素的功能。
在运算部661与各构成要素之间经过总线662传输信号。运算部661包括对从经过总线662连接的各构成要素输入的信号进行处理的功能及生成向各构成要素输出的信号的功能等,而可以总体控制连接于总线662的各构成要素。
此外,在运算部661或其他构成要素所包括的IC等中,可以利用将氧化物半导体用于沟道形成区的关态电流极小的晶体管。由于该晶体管的关态电流极小,所以通过将该晶体管用于保持流入用作存储元件的电容元件的电荷(数据)的开关,可以长期保持数据。通过将该特性应用于运算部661的寄存器或高速缓冲存储器,可以仅在必要时使运算部661工作,而在其他情况下使之前的处理信息储存在该存储元件,从而实现常闭运算(normallyoff computing),由此可以实现电子设备10的低功耗化。
运算部661通过由处理器解释且执行来自各种程序的指令,进行各种数据处理或程序控制。有可能由处理器执行的程序可以被存储在处理器中的存储区域,也可以被存储在存储装置664中。
作为运算部661,除了CPU以外,还可以单独或组合地使用DSP(Digital SignalProcessor:数字信号处理器)或GPU(Graphics Processing Unit:图形处理器)等其他微处理器。此外,也可以由FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)或FPAA(Field Programmable Analog Array:现场可编程模拟阵列)等PLD(Programmable LogicDevice:可编程逻辑器件)实现这种微处理器。
运算部661也可以包括主存储器。主存储器可以包括RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等的易失性存储器或ROM(Read Only Memory:只读存储器)等的非易失性存储器。
作为设置在主存储器中的RAM,例如可以使用DRAM(Dynamic Random AccessMemory:动态随机存取存储器),并虚拟地分配并使用用作为运算部661的工作空间的存储空间。储存在存储装置664中的操作系统、应用程序、程序模块、程序数据等在执行时被加载于RAM中。被加载于RAM中的这些数据、程序或程序模块被运算部661直接访问并操作。
另一方面,可以在ROM中容纳不需要改写的BIOS(Basic Input/Output System:基本输入/输出系统)或固件等。作为ROM,可以使用遮罩式ROM、OTPROM(One TimeProgrammable Read Only Memory:一次可编程只读存储器)、EPROM(ErasableProgrammable Read Only Memory:可擦除可编程只读存储器)等。作为EPROM,可以举出通过紫外线照射可以消除存储数据的UV-EPROM(Ultra-Violet Erasable ProgrammableRead Only Memory:紫外线-可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory:电子式可抹除可编程只读存储器)以及快闪存储器等。
作为存储装置664,例如也可以使用适用非易失性存储元件的存储装置诸如快闪存储器、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)、PRAM(Phase change RAM:相变随机存取存储器)、ReRAM(Resistive RAM:电阻随机存取存储器)、FeRAM(FerroelectricRAM:铁电随机存取存储器)等或者适用易失性存储元件的存储装置如DRAM(Dynamic RAM)、SRAM(Static RAM:静态随机存取存储器)等。另外,例如也可以使用硬盘驱动器(Hard DiskDrive:HDD)或固态驱动器(Solid State Drive:SSD)等记录媒体驱动器。
另外,作为存储装置664,也可以使用通过外部接口685由连接器可装卸的HDD或SSD等存储装置、快闪存储器、蓝光光盘、DVD等记录媒体驱动器。此外,也可以将设置在电子设备10的外部的存储装置用作存储装置664,而没有将存储装置664内置在电子设备10中。在此情况下,也可以具有通过外部接口685连接的结构或者通信模块681以无线通信发送并接收数据的结构。
触摸面板651及触摸面板652分别与显示器控制器671及触摸传感器控制器672连接。显示器控制器671及触摸传感器控制器672分别通过总线662与运算部661连接。
显示器控制器671通过总线662根据从运算部661输入的描画指令控制触摸面板651及触摸面板652并在其显示面上显示指定的图像。
触摸传感器控制器672通过总线662根据来自运算部661的要求控制触摸面板651及触摸面板652的触摸传感器。另外,将触摸传感器所接收的信号经过总线662输出到运算部661。可以使触摸传感器控制器672具有根据触摸传感器所接收的信号计算出触摸位置的信息的功能,也可以使运算部661具有该功能。
触摸面板651及触摸面板652可以根据由显示器控制器671供应的信号显示图像。此外,触摸面板651及触摸面板652能够根据从触摸传感器控制器672供应的信号检测出手指或触屏笔等被检测体的接近或接触并将其位置信息输出到触摸传感器控制器672。
另外,触摸面板651、触摸面板652及触摸传感器控制器672优选具有取得从检测面到被检测体的高度方向的距离的功能。此外,优选具有取得被检测体施加到检测面的压力的大小的功能。另外,优选具有取得被检测体接触于检测面的面的大小的功能。
触摸面板651及触摸面板652可以具有具备触摸传感器的模块重叠地设置在显示面板的显示面一侧的结构。此时,具备触摸传感器的模块中的至少一部分优选具有柔性而能够沿着显示面板弯曲。可以使用粘合剂等粘合具备触摸传感器的模块与显示面板。另外,也可以在它们之间设置偏振片或缓冲材料(隔离体)。具备触摸传感器的模块的厚度优选为显示面板的厚度以下。
触摸面板651及触摸面板652可以是显示面板与触摸传感器一体化的触摸面板。例如,优选采用On-Cell型触摸面板或In-Cell型触摸面板。On-Cell型或In-Cell型触摸面板可以为厚度薄且轻量的触摸面板。再者,因为On-Cell型或In-Cell型触摸面板可以减少构件数量,所以可以减少成本。
作为触摸面板651及触摸面板652所具有的触摸传感器,可以采用检测手指等被检测体的靠近或者接触等各种传感器。例如,可以使用适用电容式、电阻膜式、表面声波式、红外线式、电磁感应式以及光学式等方式的传感器。除此之外,还可以使用利用光电转换元件的光学式传感器、利用压敏元件的压敏传感器等。另外,既可以包括两种以上的不同方式的传感器,有可以包括两个以上的相同方式的传感器。
例如,电容式触摸传感器具备一对导电层。在一对导电层之间有电容耦合。通过由于被检测体接触、按压或接近于一对导电层而使一对导电层之间的电容的大小产生变化,可以进行检测。
作为电容式触摸传感器,可以举出表面电容式触摸传感器、投影电容式触摸传感器等。作为投影电容式触摸传感器,可以举出自电容式触摸传感器、互电容式触摸传感器等,这些主要根据驱动方式的差异而区分。当使用互电容式触摸传感器时,容易同时进行多点检测,所以是优选的。
另外,也可以代替触摸面板651及触摸面板652使用不具有触摸传感器功能的显示面板。
例如,通过采用具有柔性的衬底作为支撑显示元件或驱动显示元件的电路或构成触摸传感器的电路等的衬底,可以实现具有柔性的触摸面板651及触摸面板652、显示面板、触摸传感器等。通过作为触摸面板651及触摸面板652使用具有柔性的衬底,可以实现轻量的电子设备10,所以是优选的。
作为具有柔性的衬底的材料,典型地可以使用有机树脂。另外,可以使用足够薄而能够具有柔性的玻璃、金属、合金、半导体等。或者,可以使用含有有机树脂、玻璃、金属、合金、半导体等中的两种以上的复合材料或叠层材料。
电池控制器673能够管理电池模块675的充电状态。另外,电池控制器673将来自电池模块675的电力供应到各构成要素。受电部674具有接收从外部供应的电力并对电池模块675进行充电的功能。电池控制器673根据电池模块675的充电状态而可以控制受电部674的工作。
电池模块675例如包括一个以上的一次电池或二次电池。作为能够用于电池模块675的二次电池,例如可以举出锂离子二次电池或锂离子聚合物二次电池等。此外,电池模块675除了上述电池之外还可以设置有防止电池的过充电及过放电等的保护电路。
当在房屋内等使用时,作为外部电源也可以使用交流电源(AC)。尤其是,当将电子设备10与外部电源分开而使用时,优选使用充放电容量大的实现长时间的电子设备10的使用的电池模块675。当进行电池模块675的充电时,作为电子设备10也可以使用能够供应电力的充电器。此时,既可以以使用USB(Universal Serial Bus:通用串行总线)连接器或AC适配器等的有线方式进行充电,也可以以电磁耦合方式、电磁感应方式、电磁共振(电磁共振耦合)方式等无线供电方式进行充电。
电池控制器673例如也可以包括电池管理单元(BMU)。BMU进行电池的单元电压或单元温度数据的收集、过充电及过放电的监视、单元平衡器(cell balancer)的控制、电池劣化状态的管理、电残量(State Of Charge:电量状态:SOC)的算出以及故障检测的控制等。
电池控制器673进行控制以将电力通过电源供应线(未图示)从电池模块675发送到各构成要素。电池控制器673例如可以采用具有多通道电力转换器或反相器、保护电路等的结构。
电池模块675优选采用与触摸面板651或触摸面板652重叠配置的结构。在组装有电池模块675的框体11具有柔性而能够弯曲的情况下,优选电池模块675的至少一部分也具有柔性。作为能够用于电池模块675的二次电池,例如可以举出锂离子二次电池或锂离子聚合物二次电池等。此外,为了使这种电池具有柔性,作为电池的外容器优选使用层压袋(laminate package)。
用于层压袋的薄膜使用用单层薄膜或由多个单层薄膜形成的叠层薄膜,该单层薄膜选自金属薄膜(铝、不锈钢、镍钢等)、由有机材料形成的塑料薄膜、包含有机材料(有机树脂或纤维等)及无机材料(陶瓷等)的混合材料薄膜、含碳无机膜(碳薄膜、石墨薄膜等)。金属膜容易进行压花加工,并且当利用压花加工形成凹部或凸部时,暴露于外气的薄膜的表面积增大,所以散热效果得到提高。
尤其是,当作为层压袋使用通过压花加工形成凹部和凸部的包括金属薄膜的层压袋时,可以缓和因施加到该层压袋的应力而导致的应变。其结果,可以高效地减少在弯曲二次电池时层压袋被破坏等不良现象,所以是优选的。
另外,电池控制器673优选具有低耗化功能。例如,作为低耗化功能,可以举出如下功能:即,检测出在规定的时间内没有对电子设备10的输入,降低运算部661的时钟频率或停止时钟的输入、停止运算部661本身的工作、停止辅助存储器的工作等或者通过减少供应到各构成要素的电力而降低功耗等。可以只由电池控制器673或者由电池控制器673和运算部661的联动而执行这种功能。
声音输入部677例如包括麦克风或声音输入连接器等。此外,声音输出部678例如包括扬声器或声音输出连接器等。声音输入部677及声音输出部678都连接于音响控制器676并通过总线662与运算部661连接。输入到声音输入部677的声音数据在音响控制器676中变换为数字信号并在音响控制器676或运算部661中被进行处理。另一方面,音响控制器676根据来自运算部661的指令而生成使用者能够听到的模拟声音信号并将该声音信号输出到声音输出部678。可以将耳机、头戴式耳机、耳麦等声音输出装置连接于声音输出部678所包括的声音输出连接器,在音响控制器676中生成的声音输出到该装置。
通信模块681能够通过天线682进行通信。例如,通信模块681根据来自运算部661的指令控制用来使电子设备10连接到计算机网络的控制信号,而向计算机网络发出该信号。由此,可以将电子设备10连接于World Wide Web(WWW:环球网)的基础的因特网、内联网、外联网、PAN(Personal Area Network:个人网)、LAN(Local Area Network:局域网)、CAN(Campus Area Network:校园网)、MAN(Metropolitan Area Network:城域网)、WAN(Wide Area Network:广域网)、GAN(Global Area Network:全球网)等计算机网络,来进行通信。另外,在作为通信方法使用多个方法的情况下,也可以根据该通信方法包括多个天线682。
例如,可以在通信模块681中设置高频电路(RF电路)进行RF信号的发送和接收。高频电路是用来将各国法制所规定的频带的电磁信号与电信号彼此变换且使用该电磁信号以无线与其他通信设备进行通信的电路。作为实用性的频带,一般使用几十kHz至几十GHz的频带。连接于天线682的高频电路具有对应于多个频带的高频电路部,该高频电路部可以具有放大器、混频器、滤波器、DSP(数字信号处理器)、RF收发器等。当进行无线通信时,作为通信协议或通信技术可以使用:通信标准诸如LTE(Long Term Evolution:长期演进)、GSM(Global System for Mobile Communication:在日本注册的商标:全球移动通讯系统)、EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution:GSM增强数据率演进)、CDMA2000(CodeDivision Multiple Access 2000:码分多址2000)、W-CDMA(Wideband Code DivisionMultiple Access:在日本注册的商标:宽频码分多址);或者由IEEE(电气电子工程师学会)通信标准化的规格诸如Wi-Fi(Wireless Fidelity:在日本注册的商标:无线保真)、Bluetooth(在日本注册的商标:蓝牙)、ZigBee(在日本注册的商标)等。
另外,通信模块681也可以具有将电子设备10与电话线连接的功能。此外,当利用电话线进行通话时,通信模块681根据来自运算部661的指令控制用来使电子设备10连接到电话线的连接信号,而将该信号向电话线发出。
通信模块681可以具有调谐器,该调谐器从由天线682接收的广播电波生成对触摸面板651及触摸面板652输出的影像信号。例如,调谐器可以采用包括解调电路、A-D转换电路(模拟-数字转换电路)及译码器电路等的结构。解调电路具有解调从天线682输入的信号的功能。另外,A-D转换电路具有将被解调的模拟信号转换为数字信号的功能。另外,译码器电路具有对数字信号所包括的影像数据进行译码而生成发送到显示控制器671的信号的功能。
此外,译码器也可以采用包括分割电路和多个处理器的结构。分割电路具有空间上且时间上分割被输入的影像的数据而将其输出到各处理器的功能。多个处理器对输入的 影像数据进行译码生成向显示器控制器671发送的信号。如此,通过作为译码器采用由多个处理器对数据进行并行处理的结构,能够对信息量极多的影像数据进行译码。尤其是,在显示具有超过全高清的分辨率的影像的情况下,对被压缩的数据进行译码的译码电路优选包括具有极为高速的处理能力的处理器。例如,译码器电路优选采用包括能够进行4以上、优选为8以上、更优选为16以上的并行处理的多个处理器的结构。此外,译码器还可以包括使被输入的信号所包括的影像用信号与除此之外的信号(文字信息、节目信息、认证信息等)分离的电路。
作为天线682能够接收的广播电波,可以举出地面广播或从卫星发送的电波等。另外,作为天线682能够接收的广播电波,可以举出模拟广播、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,可以利用触摸面板651及触摸面板 652显示分辨率超过全高清的影像。例如,可以显示具有4K2K、8K4K、16K8K或更高的分辨率的影像。可以显示具有4K2K、8K4K、16K8K或其以上的分辨率的影像。
另外,调谐器也可以具有如下结构:利用通过计算机网络的数据传送技术发送的广播数据而生成发送到显示控制器671的信号。此时,在接收的信号为数字信号的情况下,调谐器也可以不包括解调电路及A-D转换电路。
姿势检测部683具有检测出电子设备10的倾斜度或姿势等的功能。例如,作为姿势检测部683,可以使用加速度传感器、角速度传感器、振动传感器、压力传感器、陀螺仪传感器等。此外,也可以组合多个这些传感器而使用。
作为外部接口685,例如可以举出能够连接设置在框体11中的一个以上的按钮及开关(也称为框体开关)以及其他用来输入的构成要素的外部端口等。外部接口685通过总线662与运算部661连接。作为框体开关,有与电源的开启/关闭相关联的开关、用来调节音量的按钮、相机拍摄用按钮等。
此外,作为外部接口685所包括的外部端口,例如可以采用能够通过电缆连接于计算机或打印机等外部装置的结构。典型的是,有USB端子等。另外,作为外部端口,还可以包括LAN连接用端子、数字广播接收用端子、连接AC适配器的端子等。此外,也可以采用除了有线之外还设置使用红外线、可见光、紫外线等的光通信用收发机的结构。
相机模块686通过总线662与运算部661连接。例如,可以与按下设置于框体中的开关或者对触摸面板651及触摸面板652的触控操作联动地进行静态图像或动态图像的摄影。另外,相机模块686可以具有摄影用光源。例如,可以使用灯如氙气灯等或者发光元件如LED或有机EL等。或者,作为摄影用的光源,可以利用触摸面板651及触摸面板652,此时,摄影用光源不仅可以使用白色,还可以使用各种各样颜色的光。
振动模块687包括使电子设备10振动的振动元件和控制振动元件的振动控制器。作为振动元件,可以使用能够将电信号或磁信号转换为振动的元件诸如振动电机(偏心电机)、共振执行器、磁致伸缩元件、压电元件等。
振动模块687通过根据来自运算部661的指令控制振动元件的振动数、振幅、振动期间等而能够以各种振动模式使电子设备10振动。例如,振动模块687可以产生根据各种应用软件所执行的工作的各种振动模式的振动诸如与框体开关等的操作联动的振动、与电子设备10的启动联动的振动、与由动态图像再现用应用软件再现的动态图像或声音联动的振动、与电子邮件的接收联动的振动、与触摸面板651及触摸面板652的输入工作联动的振动等。
传感器模块688包括传感器单元和传感器控制器。传感器控制器向传感器单元供应来自电池模块675等的电力。另外,传感器控制器从传感器单元接收输入,将该输入变换为控制信号,并且将该控制信号通过总线662输出到运算部661。在传感器控制器中,既可以进行传感器单元的错误管理,又可以进行传感器单元的校正处理。另外,传感器控制器也可以具备控制传感器单元的多个控制器。
传感器模块688例如也可以具备具有测量如下因素的功能的各种传感器:力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、转动数、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、斜率、振动、气味或红外线。
以上是对电子设备10的硬件结构的一个例子的说明。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式3
下面,说明可以用于本发明的一个方式的电子设备的显示部等的显示面板的例子。以下例示出的显示面板包括反射型液晶元件和发光元件,并可以以投射模式及反射模式进行显示。
图9示出显示装置500的方框图。显示装置500包括显示部501。
显示部501包括配置为矩阵状的多个像素单元530。像素单元530包括第一像素531p和第二像素532p。
图9示出第一像素531p及第二像素532p都包括对应于红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的三个颜色的显示元件的例子。
第一像素531p所包括的显示元件都是利用外光的反射的显示元件。第一像素531p包括对应于红色(R)的第一显示元件531R、对应于绿色(G)的第一显示元件531G、对应于蓝色(B)的第一显示元件531B。
第二像素532p所包括的显示元件都是发光元件。第二像素532p包括对应于红色(R)的第二显示元件532R、对应于绿色(G)的第二显示元件532G、对应于蓝色(B)的第二显示元件532B。
图10A至图10C是示出像素单元530的结构实例的示意图。
第一像素531p包括第一显示元件531R、第一显示元件531G、第一显示元件531B。第一显示元件531R反射外光,并将红色的光Rr射出到显示面一侧。与此同样,第一显示元件531G、第一显示元件531B也分别将绿色光Gr、蓝色光Br射出到显示面一侧。
第二像素532p包括第二显示元件532R、第二显示元件532G及第二显示元件532B。第二显示元件532R将红色光Rt射出到显示面一侧。与此同样,第二显示元件532G、第二显示元件532B也分别将绿色光Gt、蓝色光Bt射出到显示面一侧。
图10A对应于通过驱动第一像素531p和第二像素532p的双方来进行显示的模式(第三模式)。在像素单元530中,通过使用反射光(光Rr、光Gr、光Br)和透过光(光Rt、光Gt、光Bt),可以将规定的颜色的光535tr射出到显示面一侧。
图10B对应于通过只驱动第一像素531p使用反射光来进行显示的模式(第一模式)。在像素单元530中,例如在外光充分强的情况等下,不驱动第二像素532p而只使用来自第一像素531p的光(光Rr、光Gr及光Br),由此可以将光535r射出到显示面一侧。由此,可以进行功耗极低的驱动。
图10C对应于通过只驱动第二像素532p使用发光(透过光)进行显示的模式(第二模式)。在像素单元530中,例如在外光极弱的情况等下,不驱动第一像素531p而只使用来自第二像素532p的光(光Rt、光Gt及光Bt),由此可以将光535t射出到显示面一侧。由此,可以进行鲜明的显示。另外,通过在周围昏暗的情况下降低亮度,可以在抑制使用者所感到的刺眼的同时降低功耗。
对第一像素531p和第二像素532p所包括的显示元件的颜色、数量没有限制。
图11A至图11C及图12A至图12C示出像素单元530的结构实例。注意,虽然在此示出与通过驱动第一像素531p和第二像素532p的双方来进行显示的模式(第三模式)对应的示意图,但是与上述说明同样,也可以以通过只驱动第一像素531p或第二像素532p的模式(第一模式及第二模式)来进行显示。
图11A、图11C及图12B所示的第二像素532p除了包括第二显示元件532R、第二显示元件532G、第二显示元件532B之外还包括呈现白色(W)的第二显示元件532W。
图11B及图12C所示的第二像素532p除了包括第二显示元件532R、第二显示元件532G、第二显示元件532B之外还包括呈现黄色(Y)的第二显示元件532Y。
与不包括第二显示元件532W及第二显示元件532Y的结构相比,图11A至图11C、图12B及图12C所示的结构可以降低使用第二像素532p的显示模式(第二模式及第三模式)所需要的功耗。
图11C所示的第一像素531p除了包括第一显示元件531R、第一显示元件531G、第一显示元件531B之外还包括呈现白色(W)的第一显示元件531W。
与图10A所示的结构相比,图11C所示的结构可以降低使用第一像素531p的显示模式(第一模式及第三模式)所需要的功耗。
图12A至图12C所示的第一像素531p只包括呈现白色的第一显示元件531W。此时,在只使用第一像素531p的显示模式(第一模式)中,可以进行黑白显示或灰度级显示,在使用第二像素532p的显示模式(第二模式及第三模式)中,可以进行彩色显示。
通过采用这种结构,可以提高第一像素531p的开口率,所以可以提高第一像素531p的反射率,而显示更明亮的图像。
第一模式例如适合用于显示文件信息等不需要彩色显示的信息。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式4
在本实施方式中,参照附图说明在实施方式2中例示的显示装置的更具体例子。
图13A是显示装置400的方框图。显示装置400包括显示部362、电路GD及电路SD。显示部362包括排列为矩阵状的多个像素410。
显示装置400包括多个布线G1、多个布线G2、多个布线ANO、多个布线CSCOM、多个布线S1以及多个布线S2。多个布线G1、多个布线G2、多个布线ANO以及多个布线CSCOM分别与在箭头R表示的方向上排列的多个像素410及电路GD电连接。多个布线S1及多个布线S2分别与在箭头C表示的方向上排列的多个像素410及电路SD电连接。
注意,虽然为了简化在此示出了包括一个电路GD和一个电路SD的结构,但是也可以分别设置用来驱动液晶元件的电路GD和电路SD以及用来驱动发光元件的电路GD和电路SD。
像素410包括反射型液晶元件及发光元件。
图13B1至图13B4示出像素410所包括的电极311的结构实例。电极311被用作液晶元件的反射电极。在图13B1、图13B2的电极311中形成有开口451。
在图13B1、图13B2中,以虚线示出位于与电极311重叠的区域中的发光元件360。发光元件360与电极311所包括的开口451重叠。由此,发光元件360所发射出的光通过开口451射出到显示面一侧。
在图13B1中,在箭头R表示的方向上相邻的像素410是对应于不同的颜色的像素。此时,如图13B1所示,优选在箭头R表示的方向上相邻的两个像素中开口451以没有排成一列的方式设置于电极311的不同位置上。由此,可以将两个发光元件360分开地配置,从而可以抑制发光元件360所发射出的光入射到相邻的像素410所包括的着色层的现象(也称为串扰)。另外,由于可以将相邻的两个发光元件360分开地配置,因此即使利用荫罩等分别制造发光元件360的EL层,也可以实现分辨率高的显示装置。
在图13B2中,在箭头C表示的方向上相邻的像素410是对应于不同的颜色的像素。在图13B2中,与图13B1相同,优选在箭头C表示的方向上相邻的两个像素中开口451以没有排成一列的方式设置于电极311的不同位置上。
开口451的总面积相对于非开口的总面积的比例越小,越可以使使用液晶元件的显示明亮。另外,开口451的总面积相对于非开口的总面积的比例越大,越可以使使用发光元件360的显示明亮。
开口451的形状例如可以为多角形、四角形、椭圆形、圆形或十字状等的形状。另外,也可以为细长的条状、狭缝状、方格状的形状。另外,也可以以靠近相邻的像素的方式配置开口451。优选的是,将开口451配置为靠近显示相同的颜色的其他像素。由此,可以抑制产生串扰。
此外,如图13B3、图13B4所示,发光元件360的发光区域也可以位于不设置有电极311的部分。由此,发光元件360所发射出的光射出到显示面一侧。
在图13B3中,在箭头R所示的方向上相邻的两个像素410的发光元件360没有排成一行。在图13B4中,在箭头R所示的方向上相邻的两个像素410的发光元件360排成一行。
在图13B3的结构中,可以使相邻的两个像素410的发光元件360离开,因此,如上所述,可以抑制串扰的产生并实现高精细化。另外,在图13B4的结构中,电极311不位于发光元件360的平行于箭头C的边一侧,因此可以抑制发光元件360的光被电极311遮蔽,因此可以实现高视角特性。
作为电路GD,可以使用移位寄存器等各种顺序电路等。作为电路GD可以使用晶体管及电容器等。电路GD所包括的晶体管可以通过与像素410所包括的晶体管相同的工序形成。
电路SD与布线S1电连接。例如,作为电路SD可以使用集成电路。具体而言,作为电路SD,可以使用形成在硅衬底上的集成电路。
例如,可以利用COG(Chip on glass:玻璃覆晶封装)方式或COF(Chip on Film:薄膜覆晶封装)方式等将电路SD安装于与像素410电连接的焊盘上。具体而言,可以使用各向异性导电膜将集成电路安装于焊盘上。
图14是像素410的电路图的一个例子。图14示出相邻的两个像素410。
像素410包括开关SW1、电容器C1、液晶元件340、开关SW2、晶体管M、电容器C2以及发光元件360等。另外,布线G1、布线G2、布线ANO、布线CSCOM、布线S1及布线S2与像素410电连接。另外,图14示出与液晶元件340电连接的布线VCOM1以及与发光元件360电连接的布线VCOM2。
图14示出将晶体管用于开关SW1及开关SW2时的例子。
开关SW1的栅极与布线G1连接。开关SW1的源极和漏极中的一个与布线S1连接,开关SW1的源极和漏极中的另一个与电容器C1的一个电极及液晶元件340的一个电极连接。电容器C1的另一个电极与布线CSCOM连接。液晶元件340的另一个电极与布线VCOM1连接。
开关SW2的栅极与布线G2连接。开关SW2的源极和漏极中的一个与布线S2连接,开关SW2的源极和漏极中的另一个与电容器C2的一个电极及晶体管M的栅极连接。电容器C2的另一个电极与晶体管M的源极和漏极中的一个及布线ANO连接。晶体管M的源极和漏极中的另一个与发光元件360的一个电极连接。发光元件360的另一个电极与布线VCOM2连接。
图14示出晶体管M包括夹着半导体的两个互相连接着的栅极的例子。由此,可以提高晶体管M能够流过的电流之量。
可以对布线G1供应将开关SW1控制为导通状态或非导通状态的信号。可以对布线VCOM1供应规定的电位。可以对布线S1供应控制液晶元件340所具有的液晶的取向状态的信号。可以对布线CSCOM供应规定的电位。
可以对布线G2供应将开关SW2控制为导通状态或非导通状态的信号。可以对布线VCOM2及布线ANO分别供应产生用来使发光元件360发光的电位差的电位。可以对布线S2供应控制晶体管M的导通状态的信号。
图14所示的像素410例如在以反射模式进行显示时,可以利用供应给布线G1及布线S1的信号驱动,并利用液晶元件340的光学调制而进行显示。另外,在以透过模式进行显示时,可以利用供应给布线G2及布线S2的信号驱动,并使发光元件360发光而进行显示。另外,在以两个模式驱动时,可以利用分别供应给布线G1、布线G2、布线S1及布线S2的信号而驱动。
注意,虽然图14示出一个像素410包括一个液晶元件340及一个发光元件360的例子,但是不局限于此。图15A示出一个像素410包括一个液晶元件340及四个发光元件360(发光元件360r、360g、360b、360w)的例子。与图14不同,图15A所示的像素410可以利用一个像素进行使用发光元件的全彩色显示。
在图15A中,除了图14的结构实例之外,布线G3及布线S3与像素410连接。
在图15A所示的例子中,例如作为四个发光元件360,可以使用分别呈现红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)及白色(W)的发光元件。另外,作为液晶元件340可以使用呈现白色的反射型液晶元件。由此,在以反射模式进行显示时,可以进行高反射率的白色显示。另外,在以透过模式进行显示时,可以以低功耗进行高演色性的显示。
图15B示出对应于图15A的像素410的结构实例。像素410包括与电极311所包括的开口重叠的发光元件360w、配置在电极311周围的发光元件360r、发光元件360g及发光元件360b。发光元件360r、发光元件360g的发光面积和发光元件360b的发光面积优选几乎相同。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式5
在本实施方式中,参照附图说明在实施方式2及实施方式3中例示的显示装置的更具体例子。
[结构实例1]
图16是显示装置300的透视示意图。显示装置300具有贴合衬底351与衬底361的结构。在图16中,以虚线表示衬底361。
显示装置300包括显示部362、电路364及布线365等。图16示出在显示装置300中安装有IC(集成电路)373、FPC372的例子。因此,也可以将图16所示的结构称为包括显示装置300、IC及FPC的显示模块。
作为电路364,例如可以使用扫描线驱动电路。
布线365具有对显示部362及电路364供应信号及电力的功能。该信号及电力从外部经由FPC372或者从IC373输入到布线365。
在图16中,示出利用COG方式或COF方式等将IC373设置在衬底351上的例子。作为IC373,例如可以使用包括扫描线驱动电路或信号线驱动电路等的IC。注意,显示装置300及显示模块不一定需要设置有IC。另外,也可以将IC利用COF方式等安装于FPC。
图16示出显示部362的一部分的放大图。在显示部362中以矩阵状配置有多个显示元件所包括的电极311b。电极311b具有反射可见光的功能,并被用作液晶元件180的反射电极。
此外,如图16所示,电极311b具有开口451。再者,显示部362在比电极311b更靠近衬底351一侧包括发光元件170。来自发光元件170的光经过电极311b的开口451射出到衬底361一侧。发光元件170的发光区域的面积与开口451的面积也可以相同。发光元件170的发光区域的面积和开口451的面积中的一个优选比另一个大,这是因为可以增大错位的余地的缘故。尤其是,开口451的面积优选比发光元件170的发光区域的面积小。当开口451小时,有时来自发光元件170的光的一部分被电极311b遮蔽,不能提取到外部。当开口451充分大时,可以抑制发光元件170的发光的浪费。
图17示出图16所示的显示装置300的包括FPC372的区域的一部分、包括电路364的区域的一部分及包括显示部362的区域的一部分的截面的一个例子。
图17所示的显示装置300在衬底351与衬底361之间包括晶体管201、晶体管203、晶体管205、晶体管206、液晶元件180、发光元件170、绝缘层220、着色层131、着色层134等。衬底361与绝缘层220通过粘合层141粘合。衬底351与绝缘层220通过粘合层142粘合。
衬底361设置有着色层131、遮光层132、绝缘层121及被用作液晶元件180的公共电极的电极113、取向膜133b、绝缘层117等。在衬底361的外侧的面包括偏振片135。绝缘层121也可以被用作平坦化层。通过使用绝缘层121可以使电极113的表面大致平坦,所以可以使液晶层112的取向状态成为均匀。绝缘层117被用作用来保持液晶元件180的单元间隙的间隔物。在绝缘层117使可见光透过的情况下,绝缘层117也可以与液晶元件180的显示区域重叠。
液晶元件180是反射型液晶元件。液晶元件180具有层叠有电极311a、液晶层112、电极113的叠层结构。以与电极311a的衬底351一侧接触的方式设置有反射可见光的电极311b。电极311b具有开口451。电极311a及电极113透过可见光。在液晶层112与电极311a之间设置有取向膜133a。在液晶层112与电极113之间设置有取向膜133b。
在液晶元件180中,电极311b具有反射可见光的功能,电极113具有透过可见光的功能。从衬底361一侧入射的光被偏振片135偏振,透过电极113、液晶层112,且被电极311b反射。而且,再次透过液晶层112及电极113而到达偏振片135。此时,由施加到电极311b和电极113之间的电压控制液晶的取向,从而可以控制光的光学调制。也就是说,可以控制经过偏振片135发射的光的强度。此外,由于特定的波长区域之外的光被着色层131吸收,因此被提取的光例如呈现红色。
在此,如图17所示,在开口451中优选设置有透过可见光的电极311a。由此,液晶层112在与开口451重叠的区域中也与其他区域同样地取向,从而可以抑制因在该区域的境界部产生液晶的取向不良而产生非意图的漏光。
在连接部207中,电极311b通过导电层221b与晶体管206所包括的导电层222a电连接。晶体管206具有控制液晶元件180的驱动的功能。
在设置有粘合层141的一部分的区域中设置有连接部252。在连接部252中,通过连接体243使通过对与电极311a同一的导电膜进行加工而获得的导电体与电极113的一部分电连接。由此,可以将从连接于衬底351一侧的FPC372输入的信号或电位通过连接部252供应到形成在衬底361一侧的电极113。
例如,连接体243可以使用导电粒子。作为导电粒子,可以使用其表面被金属材料覆盖的有机树脂或二氧化硅等的粒子。作为金属材料,优选使用镍或金,因为其可以降低接触电阻。优选使用如在镍上还覆盖有金等以层状覆盖有两种以上的金属材料的粒子。另外,作为连接体243优选采用能够弹性变形或塑性变形的材料。此时,有时作为导电粒子的连接体243成为图17所示那样的在纵向上被压扁的形状。通过具有该形状,可以增大连接体243与电连接于连接体243的导电层之间的接触面积,从而可以降低接触电阻并抑制接触不良等问题发生。
连接体243优选以由粘合层141覆盖的方式配置。例如,可以将连接体243预先分散在被固化之前的粘合层141中。
发光元件170是底部发射型发光元件。发光元件170具有从绝缘层220一侧依次层叠有电极191、EL层192及电极193的结构。电极191通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管205所包括的导电层222b连接。晶体管205具有控制发光元件170的驱动的功能。绝缘层216覆盖电极191的端部。电极193包含使可见光反射的材料,电极191包含使可见光透过的材料。绝缘层194以覆盖电极193的方式设置。发光元件170所发射的光经过着色层134、绝缘层220、开口451及电极311a等射出到衬底361一侧。
当在像素之间改变着色层的颜色时,液晶元件180及发光元件170可以呈现各种颜色。显示装置300可以使用液晶元件180进行彩色显示。显示装置300可以使用发光元件170进行彩色显示。
晶体管201、晶体管203、晶体管205及晶体管206都设置在绝缘层220的衬底351一侧的面上。这些晶体管可以通过同一工序来制造。
晶体管203为控制像素的选择/非选择状态的晶体管(也称为开关晶体管或选择晶体管)。晶体管205为控制流过发光元件170的电流的晶体管(也被称为驱动晶体管)。
在绝缘层220的衬底351一侧设置有绝缘层211、绝缘层212、绝缘层213、绝缘层214等绝缘层。绝缘层211的一部分用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层212以覆盖晶体管206等的方式设置。绝缘层213以覆盖晶体管205等的方式设置。绝缘层214被用作平坦化层。注意,对覆盖晶体管的绝缘层的个数没有特别的限制,既可以为一个,又可以为两个以上。
优选的是,将水或氢等杂质不容易扩散的材料用于覆盖各晶体管的绝缘层中的至少一个。由此,可以将绝缘层被用作阻挡膜。通过采用这种结构,可以有效地抑制杂质从外部扩散到晶体管中,从而能够实现可靠性高的显示装置。
晶体管201、晶体管203、晶体管205及晶体管206包括被用作栅极的导电层221a、被用作栅极绝缘层的绝缘层211、被用作源极及漏极的导电层222a及导电层222b、以及半导体层231。在此,对同一导电膜的经过加工而得到的多个层附有相同的阴影图案。
晶体管201及晶体管205除了晶体管203及晶体管206的结构以外,还包括被用作栅极的导电层223。
作为晶体管201及晶体管205,适用由两个栅极夹着形成有沟道的半导体层的结构。通过采用这种结构,可以控制晶体管的阈值电压。此时,也可以连接两个栅极,并通过对该两个栅极供应同一信号来驱动晶体管。与其他晶体管相比,这种晶体管能够提高场效应迁移率,而可以增大通态电流(on-state current)。其结果是,可以制造能够高速驱动的电路。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清晰化时布线数增多,也可以降低各布线的信号延迟,并且可以抑制显示的不均匀。
或者,通过对两个栅极中的一个施加用来控制阈值电压的电位,对两个栅极中的另一个施加用来进行驱动的电位,可以控制晶体管的阈值电压。
对显示装置所包括的晶体管的结构没有限制。电路364所包括的晶体管和显示部362所包括的晶体管既可以具有相同的结构,又可以具有不同的结构。电路364所包括的多个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,显示部362所包括的多个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。
作为导电层223,优选使用包含氧化物的导电材料。通过在包含氧的气氛下形成构成导电层223的导电膜,可以对绝缘层212供应氧。优选的是,成膜气体中的氧气体的比例为90%以上且100%以下。供应到绝缘层212中的氧通过后面的热处理被供应给半导体层231中,由此可以实现半导体层231中的氧缺损的降低。
尤其是,作为导电层223,优选使用低电阻化了的氧化物半导体。此时,优选作为绝缘层213采用释放氢的绝缘膜,例如氮化硅膜等。通过在绝缘层213的成膜中或后面的热处理,氢被供应给导电层223中,由此可以有效地降低导电层223的电阻。
以接触于绝缘层213的方式设置有着色层134。着色层134被绝缘层214覆盖。
在衬底351的不与衬底361重叠的区域中设置有连接部204。在连接部204中,布线365通过连接层242与FPC372电连接。连接部204具有与连接部207相同的结构。在连接部204的顶面上露出对与电极311a同一的导电膜进行加工来获得的导电层。因此,通过连接层242可以使连接部204与FPC372电连接。
作为设置在衬底361外侧的面的偏振片135,既可以使用直线偏振片,也可以使用圆偏振片。作为圆偏振片,例如可以使用将直线偏振片和四分之一波相位差板层叠而成的偏振片。由此,可以抑制外光反射。此外,通过根据偏振片的种类调整用于液晶元件180的液晶元件的单元间隙、取向、驱动电压等,可以实现所希望的对比度。
此外,可以在衬底361的外侧的表面上配置各种光学构件。作为光学构件,可以使用偏振片、相位差板、光扩散层(扩散薄膜等)、防反射层及聚光薄膜(condensing film)等。此外,在衬底361的外侧的表面上也可以配置抑制尘埃的附着的抗静电膜、不容易被弄脏的具有拒水性的膜、抑制使用时的损伤的硬涂膜等。
衬底351及衬底361可以使用玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石以及有机树脂等。通过将具有柔性的材料用于衬底351及衬底361,可以提高显示装置的柔性。
作为液晶元件180,例如可以采用使用VA(Vertical Alignment:垂直取向)模式的元件。作为垂直配向模式,可以使用MVA(Multi-Domain Vertical Alignment:多象限垂直取向)模式、PVA(Patterned Vertical Alignment:垂直取向构型)模式、ASV(AdvancedSuper View:高级超视觉)模式等。
作为液晶元件180,可以采用使用各种模式的液晶元件。例如,除了VA(VerticalAlignment:垂直取向)模式以外,可以使用TN(Twisted Nematic:扭曲向列)模式、IPS(In-Plane-Switching:平面切换)模式、FFS(Fringe Field Switching:边缘电场转换)模式、ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell:轴对称排列微单元)模式、OCB(OpticallyCompensated Birefringence:光学补偿弯曲)模式、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal:铁电性液晶)模式、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal:反铁电液晶)模式等的液晶元件。
液晶元件是利用液晶的光学调制作用来控制光的透过或非透过的元件。液晶的光学调制作用由施加到液晶的电场(包括横向电场、纵向电场或倾斜方向电场)控制。作为用于液晶元件的液晶可以使用热致液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶(PDLC:Polymer Dispersed Liquid Crystal:聚合物分散液晶)、铁电液晶、反铁电液晶等。这些液晶材料根据条件呈现出胆甾相、近晶相、立方相、手向列相、各向同性相等。
作为液晶材料,可以使用正型液晶或负型液晶,也可以根据所适用的模式或设计采用适合的液晶材料。
为了控制液晶的取向,可以设置取向膜。此外,在采用横向电场方式的情况下,也可以使用不使用取向膜的呈现蓝相的液晶。蓝相是液晶相的一种,是指当使胆甾液晶的温度上升时即将从胆甾相转变到均质相之前出现的相。因为蓝相只在窄的温度范围内出现,所以将其中混合了几wt%以上的手征试剂的液晶组成物用于液晶,以扩大温度范围。包含呈现蓝相的液晶和手征试剂的液晶组成物的响应速度快,并且其具有光学各向同性。此外,包含呈现蓝相的液晶和手征试剂的液晶组成物不需要取向处理,并且视角依赖性低。另外,由于不需要设置取向膜而不需要摩擦处理,因此可以防止由于摩擦处理而引起的静电破坏,并可以降低制造工序中的液晶显示装置的不良、破损。
当采用反射型液晶元件时,将偏振片135设置在显示面一侧。此外,当在显示面一侧另外设置光扩散板时,可以提高可见度,所以是优选的。
可以在偏振片135的外侧设置前光源。作为前光源,优选使用边缘照明型前光源。当使用具备LED(Light Emitting Diode)的前光源时,可以降低功耗,所以是优选的。
作为粘合层,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。尤其是,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。另外,也可以使用粘合薄片等。
作为连接层242,可以使用各向异性导电膜(ACF:Anisotropic ConductiveFilm)、各向异性导电膏(ACP:Anisotropic Conductive Paste)等。
作为发光元件170有顶部发射结构、底部发射结构或双面发射结构等。作为提取光一侧的电极使用使可见光透过的导电膜。另外,作为不提取光一侧的电极优选使用反射可见光的导电膜。
EL层192至少包括发光层。作为发光层以外的层,EL层192还可以包括包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质或双极性的物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等的层。
作为EL层192可以使用低分子化合物或高分子化合物,还可以包含无机化合物。构成EL层192的层分别通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等的方法形成。
EL层192也可以包含量子点等无机化合物。例如,通过将量子点用于发光层,也可以将其用作发光材料。
此外,通过利用滤色片(着色层)与微腔结构(光学调整层)的组合,可以从显示装置取出色纯度高的光。光学调整层的厚度根据各像素的颜色而改变。
作为可用于晶体管的栅极、源极及漏极和构成显示装置的各种布线及电极等导电层的材料,可以举出铝、钛、铬、镍、铜、钇、锆、钼、银、钽或钨等金属或者以上述金属为主要成分的合金等。可以以单层或叠层结构使用包含这些材料的膜。
另外,作为透光性导电材料,可以使用氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、添加有镓的氧化锌等导电氧化物或石墨烯。或者,可以使用金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯或钛等金属材料、包含该金属材料的合金材料。或者,还可以使用该金属材料的氮化物(例如,氮化钛)等。另外,当使用金属材料、合金材料(或者它们的氮化物)时,将其形成得薄到具有透光性,即可。此外,可以使用上述材料的叠层膜作为导电层。例如,通过使用银和镁的合金与铟锡氧化物的叠层膜等,可以提高导电性,所以是优选的。上述材料也可以用于构成显示装置的各种布线及电极等的导电层、显示元件所包括的导电层(被用作像素电极及公共电极的导电层)。
作为可用于各绝缘层的绝缘材料,例如可以举出丙烯酸或环氧等树脂、无机绝缘材料如氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅或氧化铝等。
作为能够用于着色层的材料,可以举出金属材料、树脂材料、包含颜料或染料的树脂材料等。
[结构实例2]
图18所示的显示装置300A的与显示装置300的主要不同之处在于:不包括晶体管201、晶体管203、晶体管205及晶体管206,而包括晶体管281、晶体管284、晶体管285及晶体管286。
图18的绝缘层117及连接部207等的位置也与图17不同。图18示出像素的端部。绝缘层117以与着色层131的端部重叠的方式配置。绝缘层117以与遮光层132的端部重叠的方式配置。如此,绝缘层117也可以设置在不与显示区域重叠的部分(与遮光层132重叠的部分)。
如晶体管284及晶体管285,显示装置所包括的两个晶体管也可以部分地层叠。由此,可以缩小像素电路的占有面积,而可以提高清晰度。另外,可以增大发光元件170的发光面积,而可以提高开口率。当发光元件170的开口率高时,可以降低用来得到所需要的亮度的电流密度,因此可靠性得到提高。
晶体管281、晶体管284及晶体管286包括导电层221a、绝缘层211、半导体层231、导电层222a及导电层222b。导电层221a隔着绝缘层211与半导体层231重叠。导电层222a及导电层222b与半导体层231电连接。晶体管281包括导电层223。
晶体管285包括导电层222b、绝缘层217、半导体层261、导电层223、绝缘层212、绝缘层213、导电层263a及导电层263b。导电层222b隔着绝缘层217与半导体层261重叠。导电层223隔着绝缘层212及绝缘层213与半导体层261重叠。导电层263a及导电层263b与半导体层261电连接。
导电层221a被用作栅极。绝缘层211被用作栅极绝缘层。导电层222a被用作源极和漏极中的一个。晶体管286所具有的导电层222b被用作源极和漏极中的另一个。
晶体管284和晶体管285共同使用的导电层222b具有被用作晶体管284的源极和漏极中的另一个的部分、以及被用作晶体管285的栅极的部分。绝缘层217、绝缘层212及绝缘层213被用作栅极绝缘层。导电层263a和导电层263b中的一个被用作源极,导电层263a和导电层263b中的另一个被用作漏极。导电层223被用作栅极。
[结构实例3]
图19A示出显示装置300B的显示部的截面图。
显示装置300B与显示装置300的不同之处在于显示装置300B不包括着色层131。其他结构与显示装置300相同,因此省略其详细说明。
液晶元件180呈现白色。因为显示装置300B不包括着色层131,所以可以使用液晶元件180以黑白或灰度级进行显示。
[结构实例4]
在图19B所示的显示装置300C与显示装置300B之间不同之处在于:EL层192被分别涂成不同的颜色(各个发光元件170的EL层192的颜色不同),并且不包括着色层134。其他结构与显示装置300B相同,因此省略详细说明。
在采用分别涂布方式的发光元件170中,既可以分别涂布构成EL层192的层中的至少一个层(典型的是发光层),又可以分别涂布构成EL层的所有层。
在本发明的一个方式中,对显示装置所包括的晶体管的结构没有特别的限制。例如,可以采用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管。此外,晶体管都可以具有顶栅结构或底栅结构。或者,也可以在沟道的上下设置有栅电极。
图20A至图20E示出晶体管的结构实例。
图20A所示的晶体管110a是顶栅结构的晶体管。
晶体管110a包括导电层221、绝缘层211、半导体层231、绝缘层212、导电层222a及导电层222b。半导体层231设置在绝缘层151上。导电层221隔着绝缘层211与半导体层231重叠。导电层222a及导电层222b隔着形成在绝缘层211及绝缘层212中的开口与半导体层231电连接。
导电层221被用作栅极。绝缘层211被用作栅极绝缘层。导电层222a和导电层222b中的一个被用作源极,导电层222a和导电层222b中的另一个被用作漏极。
由于在晶体管110a中容易使导电层221与导电层222a之间或者导电层221与导电层222b之间的物理上距离离开,所以能够减少它们之间的寄生电容。
图20B所示的晶体管110b除了晶体管110a的结构之外还包括导电层223及绝缘层218。导电层223设置在绝缘层151上并包括与半导体层231重叠的区域。绝缘层218以覆盖导电层223及绝缘层151的方式设置。
导电层223被用作一对栅极中的一个。由此,可以提高晶体管的通态电流并控制阈值电压。
图20C至图20E示出层叠两个晶体管的结构的例子。可以分别决定层叠的两个晶体管的结构,不局限于图20C至图20E的组合。
图20C示出层叠晶体管110c和晶体管110d的结构。晶体管110c包括两个栅极。晶体管110d具有底栅结构。晶体管110c也可以包括一个栅极(顶栅结构)。晶体管110d也可以包括两个栅极。
晶体管110c包括导电层223、绝缘层218、半导体层231、导电层221、绝缘层211、导电层222a及导电层222b。导电层223设置在绝缘层151上。导电层223隔着绝缘层218与半导体层231重叠。绝缘层218以覆盖导电层223及绝缘层151的方式设置。导电层221隔着绝缘层211与半导体层231重叠。在图20C中,示出绝缘层211只设置在与导电层221重叠的部分的例子,如图20B等所示,绝缘层211也可以以覆盖半导体层231的端部的方式设置。导电层222a及导电层222b隔着形成在绝缘层212中的开口与半导体层231电连接。
晶体管110d包括导电层222b、绝缘层213、半导体层261、导电层263a及导电层263b。导电层222b具有隔着绝缘层213与半导体层261重叠的区域。绝缘层213以覆盖导电层222b的方式设置。导电层263a及导电层263b与半导体层261电连接。
导电层221及导电层223被用作晶体管110c的栅极。绝缘层218及绝缘层211被用作晶体管110c的栅极绝缘层。导电层222a被用作晶体管110c的源极和漏极中的一个。
导电层222b具有被用作晶体管110c的源极和漏极中的另一个的部分、以及被用作晶体管110d的栅极的部分。绝缘层213被用作晶体管110d的栅极绝缘层。导电层263a和导电层263b中的一个被用作晶体管110d的源极,导电层263a和导电层263b中的另一个被用作晶体管110d的漏极。
优选将晶体管110c及晶体管110d适用于发光元件170的像素电路。例如,可以将晶体管110c用作选择晶体管,将晶体管110d用作驱动晶体管。
导电层263b通过形成在绝缘层217及绝缘层214中的开口与被用作发光元件的像素电极的电极191电连接。
图20D示出层叠晶体管110e和晶体管110f的结构。晶体管110e具有底栅结构。晶体管110f包括两个栅极。晶体管110e也可以包括两个栅极。
晶体管110e包括导电层221、绝缘层211、半导体层231、导电层222a及导电层222b。导电层221设置在绝缘层151上。导电层221隔着绝缘层211与半导体层231重叠。绝缘层211以覆盖导电层221及绝缘层151的方式设置。导电层222a及导电层222b与半导体层231电连接。
晶体管110f包括导电层222b、绝缘层212、半导体层261、导电层223、绝缘层218、绝缘层213、导电层263a及导电层263b。导电层222b具有隔着绝缘层212与半导体层261重叠的区域。绝缘层212以覆盖导电层222b的方式设置。导电层263a及导电层263b通过形成在绝缘层213中的开口与半导体层261电连接。导电层223隔着绝缘层218与半导体层261重叠。绝缘层218设置在与导电层223重叠的部分。
导电层221被用作晶体管110e的栅极。绝缘层211被用作晶体管110e的栅极绝缘层。导电层222a被用作晶体管110e的源极和漏极中的一个。
导电层222b具有被用作晶体管110e的源极和漏极中的另一个的部分、以及被用作晶体管110f的栅极的部分。导电层223被用作晶体管110f的栅极。绝缘层212及绝缘层218被用作晶体管110f的栅极绝缘层。导电层263a和导电层263b中的一个被用作晶体管110f的源极,导电层263a和导电层263b中的另一个被用作晶体管110f的漏极。
导电层263b通过形成在绝缘层214中的开口与被用作发光元件的像素电极的电极191电连接。
图20E示出层叠晶体管110g和晶体管110h的结构。晶体管110g具有顶栅结构。晶体管110h包括两个栅极。晶体管110g也可以包括两个栅极。
晶体管110g包括半导体层231、导电层221、绝缘层211、导电层222a及导电层222b。半导体层231设置在绝缘层151上。导电层221隔着绝缘层211与半导体层231重叠。绝缘层211以与导电层221重叠的方式设置。导电层222a及导电层222b通过形成在绝缘层212中的开口与半导体层231电连接。
晶体管110h包括导电层222b、绝缘层213、半导体层261、导电层223、绝缘层218、绝缘层217、导电层263a及导电层263b。导电层222b具有隔着绝缘层213与半导体层261重叠的区域。绝缘层213以覆盖导电层222b的方式设置。导电层263a及导电层263b通过形成在绝缘层217中的开口与半导体层261电连接。导电层223隔着绝缘层218与半导体层261重叠。绝缘层218设置在与导电层223重叠的部分。
导电层221被用作晶体管110g的栅极。绝缘层211被用作晶体管110g的栅极绝缘层。导电层222a被用作晶体管110g的源极和漏极中的一个。
导电层222b具有被用作晶体管110g的源极和漏极中的另一个的部分、以及被用作晶体管110h的栅极的部分。导电层223被用作晶体管110h的栅极。绝缘层212和绝缘层218被用作晶体管110h的栅极绝缘层。导电层263a和导电层263b中的一个被用作晶体管110h的源极,导电层263a和导电层263b中的另一个被用作晶体管110h的漏极。
导电层263b通过形成在绝缘层214中的开口与被用作发光元件的像素电极的电极191电连接。
[制造方法的例子]
下面,参照图21A至图24B具体地说明本实施方式的显示装置的制造方法。
构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)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:Pulsed LaserDeposition)法、原子层沉积(ALD:Atomic Layer Deposition)法等形成。作为CVD法,也可以利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD:Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition)法、热CVD法。作为热CVD法的例子,可以利用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)可以利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨法、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,可以利用光刻法等进行加工。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。
当在光刻法中使用光时,作为用于曝光的光,例如可以使用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,也可以使用极紫外光(EUV:Extreme Ultra-Violet)或X射线。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,在通过电子束等光束的扫描进行曝光时,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。
以下,说明图17所示的显示装置300的制造方法的一个例子。在图21A至图24B中,尤其着眼于显示装置300的显示部362而说明制造方法。
首先,在衬底361上形成着色层131(图21A)。通过利用光刻法并使用感光性材料形成着色层131,可以将着色层131加工为岛状。在图17所示的电路364等中,在衬底361上设置遮光层132。
接着,在着色层131和遮光层132上形成绝缘层121。
绝缘层121优选被用作平坦化层。作为绝缘层121,可以适用丙烯酸树脂、环氧树脂等树脂。
作为绝缘层121也可以适用无机绝缘膜。作为绝缘层121,例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜等无机绝缘膜。另外,也可以使用氧化铪膜、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。此外,也可以使用上述绝缘膜的两个以上的叠层。
接着,形成电极113。电极113可以在形成导电膜之后形成抗蚀剂掩模,对该导电膜进行蚀刻,然后去除抗蚀剂掩模而形成。电极113使用透过可见光的导电材料形成。
接着,在电极113上形成绝缘层117。作为绝缘层117,优选使用有机绝缘膜。
接着,在电极113及绝缘层117上形成取向膜133b(图21A)。通过在形成树脂等薄膜之后进行摩擦处理,可以形成取向膜133b。
此外,与参照图21A说明的工序独立地进行图21B至图24A所示的工序。
首先,在制造衬底381上形成剥离层382,在剥离层382上形成绝缘层383(图21B)。
在该工序中,选择在剥离制造衬底381时在制造衬底381和剥离层382之间的界面、在剥离层382和绝缘层383之间的界面或在剥离层382中发生分离的材料。在本实施方式中,例示出在绝缘层383和剥离层382之间的界面发生分离的情况,但是根据剥离层382和绝缘层383的材料,发生分离的部分不局限于此。
制造衬底381具有容易传送的程度的刚性,且对制造工序时的温度具有耐热性。作为能够用于制造衬底381的材料,例如可以举出玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石、树脂、半导体、金属或合金等。作为玻璃,例如可以举出无碱玻璃、钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃等。
剥离层382可以使用有机材料或无机材料形成。
作为能够用于剥离层382的无机材料,可以举出包含选自钨、钼、钛、钽、铌、镍、钴、锆、锌、钌、铑、钯、锇、铱及硅中的元素的金属、包含该元素的合金或包含该元素的化合物等。包含硅的层的结晶结构可以是非晶、微晶或多晶中的任一种。
在使用无机材料的情况下,剥离层382的厚度优选为1nm以上且1000nm以下,更优选为10nm以上且200nm以下,进一步优选为10nm以上且100nm以下。
在使用无机材料的情况下,剥离层382例如可以通过溅射法、CVD法、ALD法、蒸镀法等形成。
作为能够用于剥离层382的有机材料,例如可以举出丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂及酚醛树脂等。
在使用有机材料的情况下,剥离层382的厚度优选为0.01μm以上且小于10μm,更优选为0.1μm以上且3μm以下,进一步优选为0.5μm以上且1μm以下。通过将剥离层382的厚度设定在上述范围内,可以减少制造成本。注意,剥离层382的厚度不局限于此,也可以为10μm以上,例如,10μm以上且200μm以下。
当使用有机材料时,作为剥离层382的形成方法,可以举出旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法、刮刀式涂布法等。
作为绝缘层383优选使用无机绝缘膜。作为绝缘层383,例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜等无机绝缘膜。另外,也可以使用氧化铪膜、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。此外,也可以使用上述绝缘膜的两个以上的叠层。
作为剥离层382,也可以采用包含钨等高熔点金属材料的层和包含该金属材料的氧化物的层的叠层结构,作为绝缘层383采用包括多个氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等无机绝缘膜的叠层结构。当将高熔点金属材料用于剥离层382时,可以提高在形成剥离层之后形成的层的形成温度,从而可以降低杂质的浓度而实现可靠性高的显示装置。此外,也可以具有在剥离之后去除对显示装置来说不需要的层(剥离层382、绝缘层383等)的工序。此外,也可以不去除剥离层382或绝缘层383而将剥离层382或绝缘层383用作显示装置的构成要素。
接着,在绝缘层383上形成电极311a,在电极311a上形成电极311b(图21C)。电极311b在电极311a上具有开口451。电极311a及电极311b分别可以在形成导电膜之后形成抗蚀剂掩模,对该导电膜进行蚀刻,然后去除抗蚀剂掩模而形成。电极311a使用透过可见光的导电材料形成。电极311b使用反射可见光的导电材料形成。
接着,形成绝缘层220(图21D)。并且在绝缘层220中形成到达电极311b的开口。
绝缘层220能够被用作防止剥离层382所包含的杂质扩散到后面形成的晶体管或显示元件的阻挡层。在作为剥离层382使用有机材料的情况下,绝缘层220优选防止在对剥离层382进行加热时剥离层382所包含的水分等扩散到晶体管或显示元件。因此,绝缘层220优选具有高阻挡性。
作为绝缘层220,可以使用能够用于绝缘层121的无机绝缘膜以及树脂等。
接着,在绝缘层220上形成晶体管205及晶体管206。
对用于晶体管的半导体材料没有特别的限制,例如可以将第14族元素、化合物半导体或氧化物半导体用于半导体层。典型的是,可以使用包含硅的半导体、包含砷化镓的半导体或包含铟的氧化物半导体等。
在此,示出作为晶体管206制造将氧化物半导体层用作半导体层231的底栅结构的晶体管的情况。晶体管205具有对晶体管206的结构追加导电层223和绝缘层212的结构,即包括两个栅极。
作为晶体管的半导体,优选使用氧化物半导体。通过使用带隙比硅宽且载流子密度比硅小的半导体材料,可以降低晶体管的关态电流。
具体而言,首先在绝缘层220上形成导电层221a及导电层221b。导电层221a及导电层221b可以在形成导电膜之后形成抗蚀剂掩模,对该导电膜进行蚀刻,然后去除抗蚀剂掩模而形成。在此,通过绝缘层220的开口,导电层221b和电极311b连接。
接着,形成绝缘层211。
作为绝缘层211,例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜等无机绝缘膜。另外,也可以使用氧化铪膜、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。此外,也可以使用上述绝缘膜的两个以上的叠层。
由于无机绝缘膜在成膜温度高时成为致密且阻挡性高的膜,所以优选以高温度形成。形成无机绝缘膜时的衬底温度优选为室温(25℃)以上且350℃以下,更优选为100℃以上且300℃以下。
接着,形成半导体层231。在本实施方式中,作为半导体层231形成氧化物半导体层。氧化物半导体层可以在形成氧化物半导体膜之后形成抗蚀剂掩模,对该氧化物半导体膜进行蚀刻,然后去除抗蚀剂掩模而形成。
形成氧化物半导体膜时的衬底温度优选为350℃以下,更优选为室温以上且200℃以下,进一步优选为室温以上且130℃以下。
氧化物半导体膜可以使用惰性气体和氧气体中的一方或双方进行成膜。注意,对形成氧化物半导体膜时的氧流量比(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,形成氧化物半导体膜时的氧流量比(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。
氧化物半导体膜优选至少包含铟或锌。尤其优选包含铟及锌。
氧化物半导体的能隙优选为2eV以上,更优选为2.5eV以上,进一步优选为3eV以上。如此,通过使用能隙宽的氧化物半导体,可以减少晶体管的关态电流。
氧化物半导体膜可以通过溅射法形成。除此之外,例如还可以利用PLD法、PECVD法、热CVD法、ALD法、真空蒸镀法等。
注意,将在实施方式4中说明氧化物半导体的一个例子。
接着,形成导电层222a及导电层222b。导电层222a及导电层222b可以在形成导电膜之后形成抗蚀剂掩模,对该导电膜进行蚀刻,然后去除抗蚀剂掩模而形成。导电层222a及导电层222b都与半导体层231连接。这里,晶体管206所包括的导电层222a与导电层221b电连接。由此,可以在连接部207中电连接电极311b和导电层222a。
在对导电层222a及导电层222b进行加工时,有时没有被抗蚀剂掩模覆盖的半导体层231的一部分因为蚀刻处理而被减薄。
通过上述步骤,可以制造晶体管206(图21D)。在晶体管206中,导电层221a的一部分被用作栅极,绝缘层211的一部分被用作栅极绝缘层,导电层222a及导电层222b分别被用作源极和漏极中的一个。
接着,形成覆盖晶体管206的绝缘层212,在绝缘层212上形成导电层223。
绝缘层212可以通过与绝缘层211相同的方法形成。
晶体管205所包括的导电层223可以在形成导电膜之后形成抗蚀剂掩模,对该导电膜进行蚀刻,然后去除抗蚀剂掩模而形成。
通过上述步骤,可以制造晶体管205(图21D)。在晶体管205中,导电层221a的一部分及导电层223的一部分被用作栅极,绝缘层211的一部分及绝缘层212的一部分被用作栅极绝缘层,导电层222a及导电层222b分别被用作源极和漏极中的一个。
接着,形成绝缘层213(图21D)。绝缘层213可以通过与绝缘层211相同的方法形成。
作为绝缘层212,优选使用在包含氧的气氛下形成的氧化硅膜或氧氮化硅膜等氧化物绝缘膜。再者,作为绝缘层213,优选在该氧化硅膜或氧氮化硅膜上层叠氮化硅膜等不容易使氧扩散并透过的绝缘膜。在包含氧的气氛下形成的氧化物绝缘膜可以是通过加热容易释放多量的氧的绝缘膜。通过在这种释放氧的氧化绝缘膜与不容易使氧扩散并透过的绝缘膜层叠在一起的状态下进行加热处理,可以对氧化物半导体层供应氧。其结果是,可以填补氧化物半导体层中的氧缺损及氧化物半导体层与绝缘层212之间的界面的缺陷,从而可以降低缺陷能级。由此,可以实现可靠性极高的显示装置。
接着,在绝缘层213上形成着色层134(图21D),然后形成绝缘层214(图22A)。以与电极311b的开口451重叠的方式配置着色层134。
着色层134可以通过与着色层131同样的方法形成。因为绝缘层214是具有后面形成的显示元件的被形成面的层,所以优选被用作平坦化层。绝缘层214可以援用能够用于绝缘层121的树脂或无机绝缘膜。
接着,在绝缘层212、绝缘层213及绝缘层214中形成到达晶体管205所包括的导电层222b的开口。
接着,形成电极191(图22A)。电极191可以在形成导电膜之后形成抗蚀剂掩模,对该导电膜进行蚀刻,然后去除抗蚀剂掩模而形成。在此,晶体管205所包括的导电层222b与电极191连接。电极191使用透过可见光的导电材料形成。
接着,形成覆盖电极191的端部的绝缘层216(图22B)。绝缘层216可以援用能够用于绝缘层121的树脂或无机绝缘膜。绝缘层216在与电极191重叠的部分中具有开口。
接着,形成EL层192及电极193(图22B)。电极193的一部分被用作发光元件170的共同电极。电极193使用反射可见光的导电材料形成。
EL层192可以通过蒸镀法、涂敷法、印刷法或喷射法等的方法形成。在按每个像素分别形成EL层192时,可以采用使用金属掩模等荫罩的蒸镀法或喷墨法等。在不按每个像素分别形成EL层192时,可以采用不使用金属掩模的蒸镀法。
作为EL层192可以使用低分子化合物或高分子化合物,还可以包含无机化合物。
在形成EL层192之后进行的各工序中,需要使对EL层192进行加热的温度为EL层192的耐热温度以下。电极193可以通过蒸镀法或溅射法等形成。
通过上述工序,可以形成发光元件170(图22B)。发光元件170具有层叠有其一部分被用作像素电极的电极191、EL层192及其一部分被用作共同电极的电极193的结构。以其发光区域与着色层134及电极311b的开口451重叠的方式制造发光元件170。
虽然在此示出作为发光元件170制造底部发射型发光元件的例子,但是本发明的一个方式不局限于此。
发光元件可以具有顶部发射结构、底部发射结构或双面发射结构。作为提取光一侧的电极使用使可见光透过的导电膜。另外,作为不提取光一侧的电极优选使用反射可见光的导电膜。
接着,以覆盖电极193的方式形成绝缘层194(图22B)。绝缘层194被用作抑制水等杂质扩散到发光元件170的保护层。发光元件170被绝缘层194密封。优选在形成电极193之后以不暴露于大气的方式形成绝缘层194。
绝缘层194例如优选适用可以用于上述绝缘层121的无机绝缘膜。尤其是,优选包含阻挡性高的无机绝缘膜。另外,也可以使用无机绝缘膜和有机绝缘膜的叠层。
形成绝缘层194时的衬底温度优选为EL层192的耐热温度以下的温度。绝缘层194可以通过ALD法或溅射法等形成。ALD法及溅射法能够以低温进行成膜,所以是优选的。当利用ALD法时,绝缘层194的覆盖性变高,所以是优选的。
接着,在绝缘层194的表面使用粘合层142贴合衬底351(图22C)。
作为粘合层142,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。另外,也可以使用粘合薄片等。
作为衬底351,例如可以使用如下材料: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。作为衬底351,还可以使用玻璃、石英、树脂、金属、合金或半导体等各种材料。作为衬底351,还可以使用其厚度允许其具有柔性的玻璃、石英、树脂、金属、合金或半导体等各种材料。
接着,剥离制造衬底381(图23A)。
可以根据绝缘层383、剥离层382及制造衬底381等的材料及形成方法等而将分离面形成在各种位置上。
图23A示出在剥离层382与绝缘层383之间的界面发生分离的例子。绝缘层383因分离而露出。
在进行分离之前,在剥离层382中也可以形成分离起点。例如,也可以对剥离层382的一部分或整个表面照射激光。由此,可以使剥离层382脆化或者降低剥离层382与绝缘层383(或制造衬底381)之间的密接性。
例如,通过对剥离层382施加拉伸垂直方向的力量,可以剥离制造衬底381。具体而言,通过吸附衬底351的顶面的一部分向上方拉伸,可以剥离制造衬底381。
可以将刀具等锐利的形状的器具插入剥离层382与绝缘层383(或制造衬底381)之间来形成分离起点。另外,也可以使用锐利的形状的器具从衬底351一侧切入剥离层382来形成分离起点。
接着,去除绝缘层383。例如,可以利用干蚀刻法等去除绝缘层383。由此,电极311a露出(图23B)。
接着,在露出的电极311a的表面形成取向膜133a(图24A)。通过在形成树脂等的薄膜之后进行摩擦处理,可以形成取向膜133a。
然后,将完成参照图21A说明的完成工序的衬底351与直到图24A为止的工序的衬底361夹着液晶层112贴合(图24B)。虽然在图24B中未图示,但是如图17等所示,使用粘合层141贴合衬底351与衬底361。粘合层141可以援用能够用于粘合层142的材料。
图24B所示的液晶元件180具有层叠有其一部分被用作像素电极的电极311a(及电极311b)、液晶层112、其一部分被用作公共电极的电极113的结构。以与着色层131重叠的方式制造液晶元件180。
如上所述,可以制造显示装置300。
如上所述,因为本实施方式的显示装置包括两种显示元件,该显示装置能够切换多个显示模式而使用,所以无论周围的明度如何都具有高可见度及高方便性。
在本说明书中,当在一个实施方式中示出多个结构实例时,可以适当地组合结构实例。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式6
在本实施方式中,对可用于本发明的一个方式所公开的晶体管中的CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS的构成进行说明。
CAC-OS例如是指包含在金属氧化物中的元素不均匀地分布的构成,其中包含不均匀地分布的元素的材料的尺寸为0.5nm以上且10nm以下,优选为1nm以上且2nm以下或近似的尺寸。注意,在下面也将在氧化物半导体中一个或多个金属元素不均匀地分布且包含该金属元素的区域以0.5nm以上且10nm以下,优选为1nm以上且2nm以下或近似的尺寸混合的状态称为马赛克(mosaic)状或补丁(patch)状。
氧化物半导体优选至少包含铟。尤其是,优选包含铟及锌。除此之外,也可以还包含选自铝、镓、钇、铜、钒、铍、硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种。
例如,In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS(在CAC-OS中,尤其可以将In-Ga-Zn氧化物称为CAC-IGZO)是指材料分成铟氧化物(以下,称为InOX1(X1为大于0的实数))或铟锌氧化物(以下,称为InX2ZnY2OZ2(X2、Y2及Z2为大于0的实数))以及镓氧化物(以下,称为GaOX3(X3为大于0的实数))或镓锌氧化物(以下,称为GaX4ZnY4OZ4(X4、Y4及Z4为大于0的实数))等而成为马赛克状,且马赛克状的InOX1或InX2ZnY2OZ2均匀地分布在膜中的构成(以下,也称为云状)。
换言之,CAC-OS是具有以GaOX3为主要成分的区域和以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域混在一起的构成的复合氧化物半导体。在本说明书中,例如,当第一区域的In与元素M的原子个数比大于第二区域的In与元素M的原子个数比时,第一区域的In浓度高于第二区域。
注意,IGZO是通称,有时是指包含In、Ga、Zn及O的化合物。作为典型例子,可以举出以InGaO3(ZnO)m1(m1为自然数)或In(1+x0)Ga(1-x0)O3(ZnO)m0(-1≤x0≤1,m0为任意数)表示的结晶性化合物。
上述结晶性化合物具有单晶结构、多晶结构或CAAC结构。CAAC结构是多个IGZO的纳米晶具有c轴取向性且在a-b面上以不取向的方式连接的结晶结构。
另一方面,CAC-OS与氧化物半导体的材料构成有关。CAC-OS是指如下构成:在包含In、Ga、Zn及O的材料构成中,一部分中观察到以Ga为主要成分的纳米粒子状区域以及一部分中观察到以In为主要成分的纳米粒子状区域分别以马赛克状无规律地分散。因此,在CAC-OS中,结晶结构是次要因素。
CAC-OS不包含组成不同的二种以上的膜的叠层结构。例如,不包含由以In为主要成分的膜与以Ga为主要成分的膜的两层构成的结构。
注意,有时观察不到以GaOX3为主要成分的区域与以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域之间的明确的边界。
在CAC-OS中包含选自铝、钇、铜、钒、铍、硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种以代替镓的情况下,CAC-OS是指如下构成:一部分中观察到以该元素为主要成分的纳米粒子状区域以及一部分中观察到以In为主要成分的纳米粒子状区域以马赛克状无规律地分散。
CAC-OS例如可以通过在对衬底不进行意图性的加热的条件下利用溅射法来形成。在利用溅射法形成CAC-OS的情况下,作为成膜气体,可以使用选自惰性气体(典型的是氩)、氧气体和氮气体中的一种或多种。另外,成膜时的成膜气体的总流量中的氧气体的流量比越低越好,例如,将氧气体的流量比设定为0%以上且低于30%,优选为0%以上且10%以下。
CAC-OS具有如下特征:通过根据X射线衍射(XRD:X-ray diffraction)测定法之一的Out-of-plane法利用θ/2θ扫描进行测定时,观察不到明确的峰值。也就是说,根据X射线衍射,可知在测定区域中没有a-b面方向及c轴方向上的取向。
另外,在通过照射束径为1nm的电子束(也称为纳米束)而取得的CAC-OS的电子衍射图案中,观察到环状的亮度高的区域以及在该环状区域内的多个亮点。由此,根据电子衍射图案,可知CAC-OS的结晶结构具有在平面方向及截面方向上没有取向的nc(nano-crystal)结构。
另外,例如在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中,根据通过能量分散型X射线分析法(EDX:Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得的EDX面分析图像,可确认到:具有以GaOX3为主要成分的区域及以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域不均匀地分布而混合的构成。
CAC-OS的结构与金属元素均匀地分布的IGZO化合物不同,具有与IGZO化合物不同的性质。换言之,CAC-OS具有以GaOX3等为主要成分的区域及以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域互相分离且以各元素为主要成分的区域为马赛克状的构成。
在此,以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域的导电性高于以GaOX3等为主要成分的区域。换言之,当载流子流过以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域时,呈现氧化物半导体的导电性。因此,当以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域在氧化物半导体中以云状分布时,可以实现高场效应迁移率(μ)。
另一方面,以GaOX3等为主要成分的区域的绝缘性高于以InX2ZnY2OZ2或InOX1为主要成分的区域。换言之,当以GaOX3等为主要成分的区域在氧化物半导体中分布时,可以抑制泄漏电流而实现良好的开关工作。
因此,当将CAC-OS用于半导体元件时,通过起因于GaOX3等的绝缘性及起因于InX2ZnY2OZ2或InOX1的导电性的互补作用可以实现高通态电流(Ion)及高场效应迁移率(μ)。
另外,使用CAC-OS的半导体元件具有高可靠性。因此,CAC-OS适用于显示器等各种半导体装置。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
Claims (10)
1.一种电子设备,具有:框体,其具有透光构件;以及显示装置,
所述透光构件部分弯曲,
所述显示装置具有以沿着所述透光构件的弯曲的区域的方式配置的区域,所述显示装置配置在所述框体的内部,
其中,
所述显示装置具有:第一半导体层;所述第一半导体层上的第一绝缘层;所述第一绝缘层上的第一导电层;所述第一导电层上的第二绝缘层;所述第二绝缘层上的第二导电层;所述第二导电层上的第三绝缘层;所述第三绝缘层上的第二半导体层;所述第二半导体层上的第四绝缘层;所述第四绝缘层上的第三导电层;所述第三导电层上的第五绝缘层;所述第五绝缘层上的第四导电层;所述第四导电层上的第六绝缘层;以及所述第六绝缘层上的第五导电层,
所述第一半导体层具有第一晶体管的沟道形成区,
所述第一绝缘层作为所述第一晶体管的栅极绝缘层发挥功能,
所述第一导电层作为所述第一晶体管的栅电极发挥功能,
所述第二绝缘层作为第一层间绝缘层发挥功能,
所述第二导电层具有与所述第一晶体管的源极或漏极电连接、且作为第二晶体管的第一栅电极发挥功能的区域,
所述第三绝缘层作为所述第二晶体管的第一栅极绝缘层发挥功能,
所述第二半导体层具有所述第二晶体管的沟道形成区,
所述第四绝缘层作为所述第二晶体管的第二栅极绝缘层发挥功能,
所述第三导电层作为所述第二晶体管的第二栅电极发挥功能,
所述第五绝缘层作为第二层间绝缘层发挥功能,
所述第二晶体管的源极或漏极经由所述第四导电层与所述第五导电层电连接,
所述第五导电层作为发光元件的像素电极发挥功能,
所述第三导电层与所述第二导电层电连接。
2.根据权利要求1所述的电子设备,
其中所述第二半导体层具有氧化物半导体。
3.一种电子设备,具有框体,
所述框体具有第一部分、第二部分、第一表带安装部以及第二表带安装部,
所述第一部分位于所述框体的正面,并具有显示图像的功能,
所述第二部分具有显示图像的功能,
所述第一部分和所述第二部分分别具有透光构件,
所述第二部分、所述第一表带安装部以及所述第二表带安装部分别位于所述框体的侧面,
所述第一表带安装部位于从所述框体的正面一侧看位于上侧的所述侧面,
所述第二部分与所述第二表带安装部位于从所述框体的正面一侧看位于下侧的所述侧面,
其中,
在所述框体内具有与所述第一部分重叠的显示面板,
所述显示面板具有第一衬底、第二衬底、液晶元件、发光元件及绝缘层,
所述液晶元件位于所述第二衬底与所述绝缘层之间,
所述发光元件位于所述第一衬底与所述绝缘层之间,
所述液晶元件具有将光反射到所述第二衬底一侧的功能,
所述发光元件具有向所述第二衬底一侧发射光的功能。
4.根据权利要求3所述的电子设备,
其中所述发光元件与晶体管电连接。
5.根据权利要求4所述的电子设备,
其中所述晶体管具有氧化物半导体。
6.根据权利要求3所述的电子设备,
其中在所述框体内具有与所述第二部分重叠的显示面板。
7.一种显示装置,具有:
第一半导体层;
所述第一半导体层上的第一绝缘层;
所述第一绝缘层上的第一导电层;
所述第一导电层上的第二绝缘层;
所述第二绝缘层上的第二导电层;
所述第二导电层上的第三绝缘层;
所述第三绝缘层上的第二半导体层;
所述第二半导体层上的第四绝缘层;
所述第四绝缘层上的第三导电层;
所述第三导电层上的第五绝缘层;
所述第五绝缘层上的第四导电层;
所述第四导电层上的第六绝缘层;
以及所述第六绝缘层上的第五导电层,
所述第一半导体层具有第一晶体管的沟道形成区,
所述第一绝缘层作为所述第一晶体管的栅极绝缘层发挥功能,
所述第一导电层作为所述第一晶体管的栅电极发挥功能,
所述第二绝缘层作为第一层间绝缘层发挥功能,
所述第二导电层具有与所述第一晶体管的源极或漏极电连接、且作为第二晶体管的第一栅电极发挥功能的区域,
所述第三绝缘层作为所述第二晶体管的第一栅极绝缘层发挥功能,
所述第二半导体层具有所述第二晶体管的沟道形成区,
所述第四绝缘层作为所述第二晶体管的第二栅极绝缘层发挥功能,
所述第三导电层作为所述第二晶体管的第二栅电极发挥功能,
所述第五绝缘层作为第二层间绝缘层发挥功能,
所述第二晶体管的源极或漏极经由所述第四导电层与所述第五导电层电连接,
所述第五导电层作为发光元件的像素电极发挥功能,
所述第三导电层与所述第二导电层电连接。
8.根据权利要求7所述的显示装置,
其中所述第二半导体层具有氧化物半导体。
9.一种显示装置,具有:
第一半导体层;
第一绝缘层,其具有配置在所述第一半导体层上方的区域;
第一导电层,其具有配置在所述第一绝缘层上方的区域;
第二绝缘层,其具有配置在所述第一导电层上方的区域;
第二导电层,其具有配置在所述第二绝缘层上方的区域;
第三绝缘层,其具有配置在所述第二导电层上方的区域;
第二半导体层,其具有配置在所述第三绝缘层上方的区域;
第四绝缘层,其具有配置在所述第二半导体层上方的区域;
第三导电层,其具有配置在所述第四绝缘层上方的区域;
第五绝缘层,其具有配置在所述第三导电层上方的区域;
第四导电层,其具有配置在所述第五绝缘层上方的区域;
第六绝缘层,其具有配置在所述第四导电层上方的区域;
以及第五导电层,其具有配置在所述第六绝缘层上方的区域,
所述第一半导体层具有第一晶体管的沟道形成区,
所述第一绝缘层具有作为所述第一晶体管的栅极绝缘层发挥功能的区域,
所述第一导电层具有作为所述第一晶体管的栅电极发挥功能的区域,
所述第二绝缘层具有作为第一层间绝缘层发挥功能的区域,
所述第二导电层具有与所述第一晶体管的源极或漏极电连接、且作为第二晶体管的第一栅电极发挥功能的区域,
所述第三绝缘层具有作为所述第二晶体管的第一栅极绝缘层发挥功能的区域,
所述第二半导体层具有所述第二晶体管的沟道形成区,
所述第四绝缘层具有作为所述第二晶体管的第二栅极绝缘层发挥功能的区域,
所述第三导电层具有作为所述第二晶体管的第二栅电极发挥功能的区域,
所述第五绝缘层具有作为第二层间绝缘层发挥功能的区域,
所述第二晶体管的源极或漏极经由所述第四导电层与所述第五导电层电连接,
所述第六绝缘层具有树脂,
所述第五导电层具有作为发光元件的像素电极发挥功能的区域,
所述第三导电层与所述第二导电层电连接。
10.根据权利要求9所述的显示装置,
其中所述第二半导体层具有氧化物半导体。
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