CN117836837A - 显示装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
提供一种功耗得到降低的显示装置。本发明是一种显示装置,该显示装置包括:包括第一区域及第二区域的显示部;与第一区域对应的第一驱动电路;与第二区域对应的第二驱动电路;第一电路;第二电路;第一信号生成电路;以及第二信号生成电路。第一电路具有生成对应于第一图像的第一图像信号的功能,第二电路具有生成对应于第二图像的第二图像信号的功能。另外,第二图像包括文字信息。第一信号生成电路具有生成具有第一帧频的时钟信号的功能,第二信号生成电路具有生成比第一帧频低的第二帧频的时钟信号的功能。显示装置在将第一图像信号发送到第一驱动电路时以第一帧频在第一区域上显示第一图像,在将第二图像信号发送到第二驱动电路时以第二帧频在第二区域上显示第二图像。
Description
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示装置及电子设备。
本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的技术领域涉及一种物体、驱动方法或制造方法。此外,本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition ofmatter)。因此,具体而言,作为本说明书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、液晶显示装置、发光装置、蓄电装置、摄像装置、存储装置、信号处理装置、处理器、电子设备、系统、它们的驱动方法、它们的制造方法或它们的检查方法。
背景技术
近年来,对用于VR(VirtualReality:虚拟现实)、AR(Augmented Reality:增强现实)等XR(ExtendedReality:扩展现实或者CrossReality:交叉现实)的电子设备、智能手机等移动电话机、平板型信息终端、笔记本型PC(个人计算机)等所包括的显示装置进行了各方面的改进。例如,对屏幕分辨率高的显示装置、颜色再现性(NTSC比)高的显示装置、驱动电路小的显示装置以及功耗得到降低的显示装置进行开发。
作为显示装置的显示区域的纵横比,例如可以举出16:9、4:3、3:2及1:1。另一方面,显示在显示装置上的内容(图像(包括动态图像)、应用软件及游戏)的纵横比不局限于上述比例,可以具有各种纵横比。例如,在很多情况下,电影等动态图像采用被称为宽银幕宽高比(CinemaScope)(2.35:1)的纵横比,当将采用宽银幕宽高比的图像显示在纵横比为16:9的显示装置上时,产生在显示图像时不使用的部分。因为该部分显示为黑色,所以有时被称为黑色显示区域、黑色区域或黑带部。
专利文献1公开了如下技术:在因显示装置与图像之间的纵横比不同而产生的黑色区域上显示字幕等文字信息的技术。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第平11-275486号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上所述,当在显示装置上显示纵横比与显示装置不同的图像且在黑色区域上添加文字信息时,需要使用图像发生器生成该文字信息。由于用图像生成器生成的文字信息与纵横比不同于显示装置的图像一起作为图像信号发送到显示装置的显示区域,所以栅极驱动电路一直工作。另外,为了调整将文字信息作为图像信号添加的时序,还需要时序控制器。因此,有时有关栅极驱动电路和时序控制器的功耗增大。
本发明的一个方式的目的之一是提供一种在显示装置上显示纵横比与显示装置不同的图像时将文字信息添加到黑色区域的显示装置。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种功耗得到降低的显示装置。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种减小电路面积的显示装置。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种包括上述显示装置的电子设备。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的显示装置及新颖的电子设备。
本发明的一个方式的目的之一是提供一种显示装置的工作方法,其中在显示装置上显示纵横比与显示装置不同的图像时,将文字信息添加到黑色区域。此外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的显示装置的工作方法。
注意,本发明的一个方式的目的不局限于上述目的。上述目的并不妨碍其他目的的存在。其他目的是指将在后面描述的上述目的以外的目的。本领域技术人员可以从说明书或附图等的记载中导出并适当抽出上述目的以外的目的。本发明的一个方式实现上述目的及其他目的中的至少一个目的。此外,本发明的一个方式不一定需要实现所有的上述目的及其他目的。
解决技术问题的手段
(1)
本发明的一个方式是一种显示装置,包括:包括第一区域及第二区域的显示部;与第一区域对应的第一驱动电路;与第二区域对应的第二驱动电路;第一电路;第二电路;第一信号生成电路;以及第二信号生成电路。第一电路具有生成对应于第一图像的第一图像信号的功能,第二电路具有生成对应于第二图像的第二图像信号的功能。注意,第二图像包括字符串。另外,第一信号生成电路具有生成具有第一帧频的时钟信号的功能,第二信号生成电路具有生成具有第二帧频的时钟信号的功能。第一帧频高于第二帧频。显示装置具有如下功能:在将第一图像信号发送到第一驱动电路时以第一帧频在第一区域上显示第一图像的功能;以及在将第二图像信号发送到第二驱动电路时以第二帧频在第二区域上显示第二图像的功能。
(2)
另外,在上述(1)中,本发明的一个方式也可以包括第一区域与显示部的中心部包括彼此重叠的区域的结构。显示部的中心部是指以在显示部上划的两个对角线的交叉点为中心且半径为L/64以下的圆形区域。L表示显示部的对角线的长度(对角尺寸)。
(3)
另外,本发明的一个方式是一种电子设备,包括:上述(1)或(2)所记载的显示装置;声音输入部;转换部;以及图像生成部。声音输入部具有取得外部声音的功能。另外,转换部具有生成对应于外部声音的文字信息的功能。另外,图像生成部具有生成包括对应于文字信息的字符串的第二图像的数据的功能。第二电路具有取得数据并生成对应于第二图像的第二图像信号的功能。
(4)
另外,本发明的一个方式是一种电子设备,包括:上述(1)或(2)所记载的显示装置;传感器;转换部;以及图像生成部。传感器具有拍摄人或物体的动作的功能。另外,转换部具有生成对应于由传感器拍摄的内容的文字信息的功能。另外,图像生成部具有生成包括对应于文字信息的字符串的第二图像的数据的功能。另外,第二电路具有取得数据并生成对应于第二图像的第二图像信号的功能。
(5)
另外,本发明的一个方式是一种电子设备,包括:上述(1)或(2)所记载的显示装置;天线;转换部;以及图像生成部。天线具有从外部设备接收通知信息的功能。另外,转换部具有生成对应于由天线取得的通知信息的文字信息的功能。另外,图像生成部具有生成包括对应于文字信息的字符串的第二图像的数据的功能。另外,第二电路具有取得数据并生成对应于第二图像的第二图像信号的功能。
发明效果
根据本发明的一个方式,可以提供一种显示装置,该显示装置在显示装置上显示纵横比与显示装置不同的图像时将文字信息添加到黑色区域。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显示装置。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种减小电路面积的显示装置。此外,根据本发明的一个方式,可以提供一种包括上述显示装置的电子设备。此外,根据本发明的一个方式,可以提供一种新颖的显示装置及新颖的电子设备。
根据本发明的一个方式,可以提供一种显示装置的工作方法,其中在显示装置上显示纵横比与显示装置不同的图像时,将文字信息添加到黑色区域。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种新颖的显示装置的工作方法。
注意,本发明的一个方式的效果不局限于上述效果。上述效果并不妨碍其他效果的存在。其他效果是指将在后面描述的上述效果以外的效果。本领域技术人员可以从说明书或附图等的记载中导出并适当抽出上述效果以外的效果。此外,本发明的一个方式具有上述效果及其他效果中的至少一个效果。因此,本发明的一个方式根据情况而有时没有上述效果。
附图简要说明
图1A至图1C是示出显示在显示装置上的图像的一个例子的图。
图2A及图2B是示出显示装置的结构例子的截面示意图。
图3A是示出显示装置的显示部的一个例子的俯视示意图,图3B是示出显示装置的驱动电路区域的一个例子的俯视示意图。
图4是示出显示装置的结构例子的俯视示意图。
图5A至图5E是示出显示在显示装置上的图像的一个例子的图。
图6是示出显示装置的结构例子的方框图。
图7是示出显示装置的工作例子的流程图。
图8A及图8B是示出电子设备的一个例子的图。
图9是示出电子设备的一个例子的图。
图10是示出电子设备的结构例子的方框图。
图11是示出电子设备的工作例子的流程图。
图12A及图12B是示出电子设备的一个例子的图。
图13是示出电子设备的工作例子的流程图。
图14是示出电子设备的工作例子的流程图。
图15是示出显示装置的结构例子的截面示意图。
图16A至图16D是示出发光器件的结构例子的示意图。
图17是示出显示装置的结构例子的截面示意图。
图18A及图18B是示出显示装置的结构例子的截面示意图。
图19A及图19B是示出显示装置的结构例子的截面示意图。
图20A及图20B是示出显示装置的结构例子的截面示意图。
图21A及图21B是示出显示装置的结构例子的截面示意图。
图22A至图22F是示出显示装置的制造方法的一个例子的截面图。
图23A是示出显示装置所包括的像素电路的结构例子的电路图,图23B是示出显示装置所包括的像素电路的结构例子的立体示意图。
图24A至图24D是示出显示装置所包括的像素电路的结构例子的电路图。
图25A至图25D是示出显示装置所包括的像素电路的结构例子的电路图。
图26A至图26G是示出像素的一个例子的俯视图。
图27A至图27F是示出像素的一个例子的俯视图。
图28A至图28H是示出像素的一个例子的俯视图。
图29A至图29D是示出像素的一个例子的俯视图。
图30A及图30B是示出显示模块的结构例子的图。
图31A至图31F是示出电子设备的结构例子的图。
图32A至图32D是示出电子设备的结构例子的图。
图33A至图33C是示出电子设备的结构例子的图。
图34A至图34H是示出电子设备的结构例子的图。
实施发明的方式
在本说明书等中,半导体装置是指利用半导体特性的装置以及包括半导体元件(例如晶体管、二极管及光电二极管)的电路及包括该电路的装置等。此外,半导体装置是指能够利用半导体特性而发挥作用的所有装置。例如,作为半导体装置的例子,有集成电路、具备集成电路的芯片、封装中容纳有芯片的电子构件。此外,有时存储装置、显示装置、发光装置、照明装置以及电子设备等本身是半导体装置,或者包括半导体装置。
此外,在本说明书等中,当记载为“X与Y连接”时,表示在本说明书等中公开了如下情况:X与Y电连接的情况;X与Y在功能上连接的情况;以及X与Y直接连接的情况。因此,不局限于附图或文中所示的连接关系,例如其他的连接关系也在附图或文中所记载的范围内记载。X、Y都是对象物(例如,装置、元件、电路、布线、电极、端子、导电膜或层)。
作为X和Y电连接的情况的一个例子,可以在X和Y之间连接一个以上的能够电连接X和Y的元件(例如开关、晶体管、电容器、电感器、电阻器、二极管、显示器件、发光器件及负载)。此外,开关具有控制开启或关闭的功能。换言之,通过使开关处于导通状态(开启状态)或非导通状态(关闭状态)来控制是否使电流流过。
作为X与Y在功能上连接的情况的一个例子,例如可以在X与Y之间连接有一个以上的能够在功能上连接X与Y的电路(例如,逻辑电路(例如,反相器、NAND电路、NOR电路)、信号转换电路(例如,数字模拟转换电路、模拟数字转换电路、伽马校正电路)、电位电平转换电路(例如,(升压电路、降压电路等电源电路)、改变信号的电位电平的电平转移电路)、电压源、电流源、切换电路、放大电路(例如,能够增大信号振幅或电流量等的电路、运算放大器、差分放大电路、源极跟随电路、缓冲电路)、信号生成电路、存储电路、控制电路)。注意,例如,即使在X与Y之间夹有其他电路,当从X输出的信号传送到Y时,就可以说X与Y在功能上是连接着的。
此外,当明确地记载为“X与Y电连接”时,包括如下情况:X与Y电连接的情况(换言之,以中间夹有其他元件或其他电路的方式连接X与Y的情况);以及X与Y直接连接的情况(换言之,以中间不夹有其他元件或其他电路的方式连接X与Y的情况)。
另外,在本说明书中,采用布线(供应恒电位的布线或发送信号的布线)与多个元件电连接的电路结构。例如,在本说明书中,有时将X与布线直接连接且Y与该布线直接电连接的情况记为“X与Y直接连接”。
另外,例如可以表现为“X、Y、晶体管的源极(有时换称为第一端子和第二端子中的一方)与晶体管的漏极(有时换称为第一端子和第二端子中的另一方)相互电连接,X、晶体管的源极、晶体管的漏极与Y依次电连接”。或者,可以表现为“晶体管的源极与X电连接,晶体管的漏极与Y电连接,X、晶体管的源极、晶体管的漏极与Y依次电连接”。或者,可以表现为“X通过晶体管的源极及漏极与Y电连接,X、晶体管的源极、晶体管的漏极、Y依次设置为相互连接”。通过使用与这些例子相同的表示方法规定电路结构中的连接顺序,可以区别晶体管的源极与漏极而决定技术范围。注意,这种显示方法是一个例子,不局限于上述显示方法。在此,X和Y为对象物(例如,装置、元件、电路、布线、电极、端子、导电膜或层等)。
另外,即使在电路图上独立的构成要素彼此电连接,也有时一个构成要素兼有多个构成要素的功能。例如,在布线的一部分被用作电极时,一个导电膜兼有布线和电极的两个构成要素的功能。因此,本说明书中的“电连接”的范畴内还包括这种一个导电膜兼有多个构成要素的功能的情况。
在本说明书等中,“电阻器”例如可以为具有高于0Ω的电阻值的电路元件、具有高于0Ω的电阻值的布线等。因此,在本说明书等中,“电阻器”包括具有电阻值的布线、电流流过源极和漏极之间的晶体管、二极管或线圈。因此,“电阻器”有时可以换称为“电阻”、“负载”或“具有电阻值的区域”。相对于此,“电阻”、“负载”或“具有电阻值的区域”有时可以换称为“电阻器”。作为电阻值,例如优选为1mΩ以上且10Ω以下,更优选为5mΩ以上且5Ω以下,进一步优选为10mΩ以上且1Ω以下。此外,例如也可以为1Ω以上且1×109Ω以下。
在本说明书等中,“电容器”例如可以为具有高于0F的静电电容值的电路元件、具有高于0F的静电电容值的布线的区域、寄生电容、晶体管的栅极电容等。另外,“电容器”、“寄生电容”或“栅极电容”等有时可以换称为“电容”。相对于此,“电容”有时可以换称为“电容器”、“寄生电容”或“栅极电容”。此外,“电容”(包括三端子以上的“电容”)具有包括绝缘体及夹着该绝缘体的一对导电体的结构。由此,“电容”的“一对导电体”可以换称为“一对电极”、“一对导电区域”、“一对区域”或“一对端子”。此外,“一对端子中的一个”及“一对端子中的另一个”有时分别被称为第一端子及第二端子。静电电容值例如可以为0.05fF以上且10pF以下。此外,例如,还可以为1pF以上且10μF以下。
在本说明书等中,晶体管包括栅极、源极以及漏极这三个端子。栅极被用作控制晶体管的导通状态的控制端子。用作源极或漏极的两个端子是晶体管的输入输出端子。根据晶体管的导电型(n沟道型、p沟道型)及对晶体管的三个端子施加的电位的高低,两个输入输出端子中的一方用作源极而另一方用作漏极。因此,在本说明书等中,源极和漏极可以相互调换。在本说明书等中,在说明晶体管的连接关系时,使用“源极和漏极中的一个”(第一电极或第一端子)、“源极和漏极中的另一个”(第二电极或第二端子)的表述。此外,根据晶体管的结构,有时除了上述三个端子以外还包括背栅极。在此情况下,在本说明书等中,有时将晶体管的栅极和背栅极中的一个称为第一栅极,将晶体管的栅极和背栅极的另一个称为第二栅极。并且,在相同晶体管中,有时可以将“栅极”与“背栅极”相互调换。此外,在晶体管包括三个以上的栅极时,在本说明书等中,有时将各栅极称为第一栅极、第二栅极、第三栅极等。
例如,在本说明书等中,作为晶体管的一个例子可以采用具有两个以上的栅电极的多栅极结构晶体管。当采用多栅极结构时,由于将沟道形成区域串联连接,所以成为多个晶体管串联连接的结构。因此,通过采用多栅极结构,可以减小关态电流,并能够提高晶体管的耐压性(提高可靠性)。或者,通过利用多栅极结构,当晶体管在饱和区域工作时,即便漏极-源极间的电压发生变化,漏极-源极间电流的变化也不太大,从而可以得到倾斜角平坦的电压-电流特性。当利用倾斜角平坦的电压-电流特性时,可以实现理想的电流源电路或电阻值极高的有源负载。其结果是,可以实现特性良好的差动电路或电流镜电路等。
此外,在本说明书等中,“发光器件”及“受光器件”等电路元件有时具有被称为“阳极”及“阴极”的极性。关于“发光器件”,有时可以通过施加正向偏压(将相对于“阴极”的正电位施加到“阳极”)使“发光器件”发光。此外,关于“受光器件”,有时通过施加零偏压或反向偏压(将相对于“阴极”的负电位施加到“阳极”)且将光照射到“受光器件”使电流产生在“阳极”-“阴极”间。如上所述,有时以“阳极”及“阴极”为“发光器件”、“受光器件”等电路元件中的输入输出端子。在本说明书等中,有时将“发光器件”、“受光器件”等电路元件中的“阳极”、“阴极”分别称为端子(第一端子、第二端子等)。例如,有时将“阳极”及“阴极”中的一个称为第一端子,并将“阳极”及“阴极”中的另一个称为第二端子。
此外,电路图示出一个电路元件的情况有时包括该电路元件具有多个电路元件的情况。例如,电路图示出一个电阻器的情况包括两个以上的电阻器串联电连接的情况。此外,例如,电路图示出一个电容的情况包括两个以上的电容并联电连接的情况。此外,例如,电路图示出一个晶体管的情况包括两个以上的晶体管串联电连接且各晶体管的栅极彼此电连接的情况。同样,例如,电路图示出一个开关的情况包括该开关具有两个以上的晶体管,两个以上的晶体管串联电连接或者并联电连接并且各晶体管的栅极彼此电连接的情况。
此外,在本说明书等中,节点也可以根据电路结构及器件结构等换称为端子、布线、电极、导电层、导电体或杂质区域。另外,端子或布线也可以换称为节点。
此外,在本说明书等中,可以适当地调换“电压”和“电位”。“电压”是指与基准电位之间的电位差,例如在基准电位为地电位(接地电位)时,也可以将“电压”换称为“电位”。地电位不一定意味着0V。此外,电位是相对性的,根据基准电位的变化而施加到布线的电位、施加到电路等的电位、从电路等输出的电位等也产生变化。
此外,在本说明书等中,“高电平电位”及“低电平电位”不意味着特定的电位。例如,在两个布线都被记为“用作供应高电平电位的布线”的情况下,两个布线所供应的高电平电位也可以互不相同。同样,在两个布线都被记为“用作供应低电平电位的布线”的情况下,两个布线所供应的低电平电位也可以互不相同。
此外,“电流”是指电荷的移动现象(导电),例如,“发生正带电体的导电”的记载可以替换为“在与其相反方向上发生负带电体的导电”的记载。因此,在本说明书等中,在没有特别的说明的情况下,“电流”是指载流子移动时的电荷的移动现象(导电)。在此,作为载流子例如可以举出电子、空穴、阴离子、阳离子、络离子等,载流子根据电流流过的系统(例如,半导体、金属、电解液及真空中)不同。此外,布线等中的“电流的方向”是带正电的载流子移动的方向,以正电流量记载。换言之,带负电的载流子移动的方向与电流方向相反,以负电流量记载。因此,在本说明书等中,在没有特别的说明的情况下,关于电流的正负(或电流的方向),“电流从元件A向元件B流过”的记载可以替换为“电流从元件B向元件A流过”的记载。另外,“对元件A输入电流”的记载可以替换为“从元件A输出电流”的记载。
此外,在本说明书等中,“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免构成要素的混淆而附加的。因此,该序数词不限制构成要素的个数。此外,该序数词不限制构成要素的顺序。例如,在本说明书等的实施方式之一中附有“第一”的构成要素有可能在其他实施方式或权利要求书中附有“第二”。此外,例如,在本说明书等中,一个实施方式中的“第一”所指的构成要素有可能在其他实施方式或权利要求书中被省略。
在本说明书等中,为了方便起见,有时使用“上”、“下”等表示配置的词句以参照附图说明构成要素的位置关系。此外,构成要素的位置关系根据描述各结构的方向适当地改变。因此,不局限于说明书等中所说明的词句,根据情况可以适当地换词句。例如,在“位于导电体的顶面的绝缘体”的表述中,通过将所示的附图的方向旋转180度,也可以称为“位于导电体的底面的绝缘体”。
此外,“上”及“下”这样的词句不限定于构成要素的位置关系为“正上”或“正下”且直接接触的情况。例如,如果是“绝缘层A上的电极B”的表述,则不一定必须在绝缘层A上直接接触地形成有电极B,也可以包括在绝缘层A与电极B之间包括其他构成要素的情况。此外,同样,例如,如果是“绝缘层A上方的电极B”的表述,则不一定必须在绝缘层A上直接接触地形成有电极B,也可以包括在绝缘层A与电极B之间包括其他构成要素的情况。此外,同样,例如,如果是“绝缘层A下方的电极B”的表述,则不一定必须在绝缘层A下直接接触地形成有电极B,也可以包括在绝缘层A与电极B之间包括其他构成要素的情况。
此外,在本说明书等中,有时为了说明配置为矩阵状的构成要素及其位置关系而使用“行”及“列”等词句。此外,构成要素的位置关系根据描述各结构的方向适当地改变。因此,不局限于说明书等中所说明的词句,根据情况可以适当地换词句。例如,在“行方向”的表述中,通过将所示的附图的方向旋转90度,有时也可以称为“列方向”。
此外,在本说明书等中,根据状况,可以互相调换“膜”和“层”等词句。例如,有时可以将“导电层”调换为“导电膜”。此外,有时可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。另外,根据情况或状态,可以使用其他词句代替“膜”和“层”等词句。例如,有时可以将“导电层”或“导电膜”变换为“导电体”。此外,例如有时可以将“绝缘层”、“绝缘膜”变换为“绝缘体”。
注意,在本说明书等中,“电极”、“布线”及“端子”的词句不在功能上限定其构成要素。例如,有时将“电极”用作“布线”的一部分,反之亦然。再者,“电极”或“布线”等词句还包括多个“电极”或“布线”形成为一体的情况等。此外,例如,有时将“端子”用作“布线”或“电极”的一部分,反之亦然。再者,“端子”的词句还包括多个“电极”、“布线”或“端子”被形成为一体的情况等。因此,例如,“电极”可以为“布线”或“端子”的一部分,例如,“端子”可以为“布线”或“电极”的一部分。此外,“电极”、“布线”或“端子”等的词句根据情况有时置换为“区域”等的词句。
在本说明书等中,根据情况或状况,可以互相调换“布线”、“信号线”或“电源线”等词句。例如,有时可以将“布线”变换为“信号线”。此外,例如有时可以将“布线”变换为“电源线”等。反之亦然,有时可以将“信号线”或“电源线”等变换为“布线”。有时可以将“电源线”等变换为“信号线”。反之亦然,有时可以将“信号线”等变换为“电源线”。另外,根据情况或状态,有时可以互相将施加到布线的“电位”变换为“信号”。反之亦然,有时可以将“信号”变换为“电位”。
在本说明书等中,金属氧化物(metaloxide)是指广义上的金属的氧化物。金属氧化物被分类为氧化物绝缘体、氧化物导电体(包括透明氧化物导电体)和氧化物半导体(Oxide Semiconductor,也可以简称为OS)等。例如,在晶体管的沟道形成区域包含金属氧化物的情况下,有时将该金属氧化物称为氧化物半导体。换言之,在金属氧化物能够构成具有放大作用、整流作用及开关作用中的至少一个的晶体管的沟道形成区域时,该金属氧化物称为金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor)。此外,也可以将OS晶体管称为包含金属氧化物或氧化物半导体的晶体管。
此外,在本说明书等中,有时将包含氮的金属氧化物也称为金属氧化物(metaloxide)。此外,也可以将包含氮的金属氧化物称为金属氧氮化物(metal oxynitride)。
此外,在本说明书等中,半导体的杂质是指构成半导体层的主要成分之外的物质。例如,浓度为低于0.1原子%的元素是杂质。当包含杂质时,例如半导体中的缺陷态密度增高、载流子迁移率降低以及结晶性降低中的一个以上有时发生。在半导体是氧化物半导体时,作为改变半导体特性的杂质,例如有第1族元素、第2族元素、第13族元素、第14族元素、第15族元素或主要成分之外的过渡金属,尤其是,例如有氢(包含于水中)、锂、钠、硅、硼、磷、碳及氮。具体而言,当半导体是硅层时,作为改变半导体特性的杂质,例如有第1族元素、第2族元素、第13族元素及第15族元素(注意,有时不包含氧、氢)。
在本说明书等中,开关是指具有通过变为导通状态(开启状态)或非导通状态(关闭状态)来控制是否使电流流过的功能的元件。或者,开关是指具有选择并切换电流路径的功能的元件。因此,开关有时除了控制端子以外还包括使电流流过的两个或三个以上的端子。作为开关的一个例子,可以使用电开关或机械开关等。换而言之,开关只要可以控制电流,就不局限于特定的元件。
电开关的例子包括晶体管(例如双极晶体管或MOS晶体管)、二极管(例如PN二极管、PIN二极管、肖特基二极管、金属-绝缘体-金属(MIM)二极管、金属-绝缘体-半导体(MIS)二极管及二极管接法的晶体管)或者组合这些元件的逻辑电路。当作为开关使用晶体管时,晶体管的“导通状态”例如是指晶体管的源电极与漏电极在电性上短路的状态、能够使电流流过源电极与漏电极间的状态等。另外,晶体管的“非导通状态”是指晶体管的源电极与漏电极在电性上断开的状态。当仅将晶体管用作开关时,对晶体管的极性(导电型)没有特别的限制。
作为机械开关的例子,可以举出利用了MEMS(微电子机械系统)技术的开关。该开关具有以机械方式可动的电极,并且通过移动该电极来控制导通和非导通而进行工作。
另外,在本说明书等中,有时将使用金属掩模或FMM(FineMetal Mask,高精细金属掩模版)制造的器件称为MM(MetalMask)结构的器件。此外,在本说明书等中,有时将不使用金属掩模或FMM制造的器件称为具有MML(Metal Mask Less)结构的器件。
此外,在本说明书等中,有时将在各颜色的发光器件(这里为蓝色(B)、绿色(G)及红色(R))中分别形成发光层或分别涂布发光层的结构称为SBS(Side By Side)结构。另外,在本说明书等中,有时将可发射白色光的发光器件称为白色发光器件。白色发光器件通过与着色层(例如,滤色片)组合可以实现以全彩色显示的显示装置。
此外,发光器件大致可以分为单结构和串联结构。单结构的器件优选具有如下结构:在一对电极间包括一个发光单元,而且该发光单元包括一个以上的发光层。在使用两个发光层得到白色发光的情况下,以两个发光层的各发光颜色处于补色关系的方式选择发光层即可。例如,通过使第一发光层的发光颜色与第二发光层的发光颜色处于补色关系,可以得到在发光器件整体上以白色发光的结构。此外,在使用三个以上的发光层得到白色发光的情况下,三个以上的发光层的各发光颜色组合而得到在发光器件整体上以白色发光的结构即可。
串联结构的器件优选具有如下结构:在一对电极间包括两个以上的多个发光单元,而且各发光单元包括一个以上的发光层。为了得到白色发光,采用组合从多个发光单元的发光层发射的光来得到白色发光的结构即可。注意,得到白色发光的结构与单结构中的结构同样。此外,在串联结构的器件中,优选在多个发光单元间设置电荷产生层等中间层。
此外,在对上述白色发光器件(单结构或串联结构)和SBS结构的发光器件进行比较的情况下,可以使SBS结构的发光器件的功耗比白色发光器件低。在想要降低功耗的情况下优选采用SBS结构的发光器件。另一方面,白色发光器件的制造工艺比SBS结构的发光器件简单,由此可以降低制造成本或者提高制造成品率,所以是优选的。
在本说明书中,“平行”是指两条直线形成的角度为-10°以上且10°以下的状态。因此,也包括该角度为-5°以上且5°以下的状态。“大致平行”是指两条直线形成的角度为-30°以上且30°以下的状态。此外,“垂直”是指两条直线形成的角度为80°以上且100°以下的状态。因此,也包括该角度为85°以上且95°以下的状态。“大致垂直”是指两条直线形成的角度为60°以上且120°以下的状态。
此外,在本说明书等中,各实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而构成本发明的一个方式。此外,当在一个实施方式中示出多个结构例子时,可以适当地组合这些结构例子。
此外,可以将某一实施方式中说明的内容(或其一部分)应用/组合/替换成该实施方式中说明的其他内容(或其一部分)和另一个或多个其他实施方式中说明的内容(或其一部分)中的至少一个内容。
注意,实施方式中说明的内容是指各实施方式中利用各种附图所说明的内容或者利用说明书所记载的文章而说明的内容。
此外,通过将某一实施方式中示出的附图(或其一部分)与该附图的其他部分、该实施方式中示出的其他附图(或其一部分)和另一个或多个其他实施方式中示出的附图(或其一部分)中的至少一个附图组合,可以构成更多图。
参照附图说明本说明书所记载的实施方式。注意,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,就是实施方式可以以多个不同形式来实施,其方式和详细内容可以在不脱离本发明的宗旨及其范围的条件下被变换为各种各样的形式。因此,本发明不应该被解释为仅限定在实施方式所记载的内容中。注意,在实施方式中的发明的结构中,有时在不同的附图中共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分,而省略反复说明。在立体图等中,为了明确起见,有时省略部分构成要素的图示。
此外,在本说明书等中,在多个要素使用同一符号并且需要区分它们时,有时对符号附加“_1”、“[n]”、“[m,n]”等用于识别的符号。此外,在附图等中,在对符号附加“_1”、“[n]”、“[m,n]”等用于识别的符号的情况下,如果不需要在本说明书等中区分它们,有时不附加用于识别的符号。
在本说明书的附图中,为便于清楚地说明,有时夸大表示大小、层的厚度或区域。因此,本发明并不局限于附图中的尺寸。此外,在附图中,示意性地示出理想的例子,因此本发明不局限于附图所示的形状或数值等。例如,可以包括因噪声或定时偏差等所引起的信号、电压或电流的不均匀等。
(实施方式1)
在本实施方式中,说明本发明的一个方式的显示装置及该显示装置的驱动方法。
<结构例子>
图1A示出本发明的一个方式的显示装置DSP及显示装置DSP所包括的显示部DIS。注意,在图1A中,作为一个例子,在显示部DIS上显示汽车。另外,图1A示出显示部DIS上显示纵横比与显示装置DSP的纵横比不同的图像的情况。
在本说明书等中,当图1A所示的显示装置DSP中将相对于列方向上的像素数的行方向上的像素数之比设定为X/Y(X及Y为不包含0的正实数,且X为Y以上的数)时,将显示装置DSP的纵横比记为X:Y。
另外,将显示在显示部DIS上的图像的纵横比设定为P:Q(P及Q为不包含0的正实数,且P为Q以上的数)。当P/Q大于X/Y时,该图像以与显示部DIS的左端及右端接触的方式显示在显示部DIS上。并且,在显示该图像的显示部DIS的剩余区域上显示黑色。在图1A中,将显示有图像的区域称为图像区域MA,将显示有黑色(没有显示任何图像)的区域称为黑色区域BA1及黑色区域BA2。
注意,在P/Q为与X/Y相同的值时,显示装置DSP的纵横比与显示在显示部DIS上的图像的纵横比一致,因此有时在显示装置DSP的显示部DIS上没有设置黑色区域而显示该图像。
在图1A中,显示装置DSP也可以在黑色区域BA1及黑色区域BA2上分别显示文字信息。例如,如图1B所示,显示装置DSP可以在黑色区域BA1及黑色区域BA2上分别显示字符串LA1及字符串LA2。字符串LA1及字符串LA2例如可以为与显示在图像区域MA上的图像对应的字幕、快报字幕或通知信息。或者,例如在显示装置DSP上显示电子游戏的游戏画面的情况下,字符串LA1及字符串LA2可以为该电子游戏内的信息(例如,玩家角色的状态信息、电子游戏的设置信息及操作方法)。
具体而言,例如,也可以将黑色区域BA1的字符串LA1设定为与显示在图像区域MA上的图像对应的字幕且将黑色区域BA2的字符串LA2设定为通知信息。另外,显示装置DSP也可以只在黑色区域BA1上显示字符串LA1而不在黑色区域BA2上显示字符串LA2。
在此,考虑显示部DIS被分割为多个显示区域的显示装置DSP。具体而言,如图1C所示,显示装置DSP使用包括多个显示区域ARA的显示部DIS显示图像。尤其是,在被分割的显示区域ARA上使用与该显示区域ARA对应的驱动电路(例如,栅极驱动电路及源极驱动电路)进行图像的显示。也就是说,图1C的显示装置DSP具有多个显示区域ARA的每一个中设置有驱动电路的结构。
由于图像区域MA中的显示区域ARA是显示图像的区域,所以选择信号及图像信号频繁被输入到图像区域MA中的显示区域ARA所包括的像素电路。因此,图像区域MA内的显示区域ARA的帧频变高。尤其是,在该图像为动态图像的情况下,图像区域MA内的显示区域ARA的帧频有时比静态图像高。
另一方面,包括在黑色区域BA1及黑色区域BA2的每一个中的显示区域ARA被用作显示黑色、字符串LA1及字符串LA2的区域。在人识别显示在显示装置上的文字信息的情况下,不需要提高显示该文字信息的图像的帧频。例如,包括在黑色区域BA1及黑色区域BA2的每一个的显示区域ARA中的帧频可以为1Hz以上且10Hz以下。或者,该帧频也可以为1/10Hz以上且10Hz以下,或者1/60Hz以上且10Hz以下。因此,与显示在图像区域MA上的图像(尤其是,动态图像的情况)相比,分别显示在黑色区域BA1及黑色区域BA2上的字符串LA1及字符串LA2的改写次数可以更少(可以降低帧频)。
另外,在黑色区域BA1和黑色区域BA2中的一方或双方上不显示字符串的情况(显示黑色的情况)下,与不显示字符串的显示区域ARA对应的驱动电路也可以暂时停止功能。通过以在黑色区域BA1和黑色区域BA2中的一方或双方上不显示字符串的方式停止与显示区域ARA对应的驱动电路,可以降低驱动电路的功耗。
另外,字符串LA1及字符串LA2除了文字以外还可以包括图标、表情符号(象形图)等静态图像。此外,根据情况,字符串LA1及字符串LA2也可以不包括文字而只包括图标、表情符号(象形图)等。当人识别显示在显示装置上的静态图像时,与字符同样不需要提高帧频,所以在黑色区域BA1及黑色区域BA2上可以显示包括静态图像的字符串LA1及字符串LA2。另外,虽然黑色区域BA1及黑色区域BA2的帧频比图像区域MA的帧频低,但是只要能够得到可接受的图像质量,在黑色区域BA1及黑色区域BA2上显示的字符串LA1或字符串LA2就可以包括动态图像、动态图标或动态表情符号。
接着,说明图1C的显示装置DSP的具体结构例子。图2A是图1C的显示装置DSP的截面示意图。显示装置DSP例如包括像素层PXAL、布线层LINL及电路层SICL。
布线层LINL设置在电路层SICL上,像素层PXAL设置在布线层LINL上。注意,像素层PXAL重叠于包括后述的驱动电路区域DRV的区域。
电路层SICL包括衬底BS及驱动电路区域DRV。
作为衬底BS例如可以使用以硅或锗为材料的半导体衬底(例如,单晶衬底)。此外,作为衬底BS,除了半导体衬底以外,例如还可以使用SOI(Silicon OnInsulator:绝缘体上硅)衬底、玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、蓝宝石玻璃衬底、金属衬底、不锈钢衬底、包含不锈钢箔的衬底、钨衬底、包含钨箔的衬底、柔性衬底、贴合薄膜、包含纤维状材料的纸或基材薄膜。作为玻璃衬底,例如可以举出钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃或钠钙玻璃。作为柔性衬底、贴合薄膜或基材薄膜等,例如可以举出以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)为代表的塑料。另外,作为其他例子,可以举出丙烯酸树脂等合成树脂。另外,作为其他例子,可以举出聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯或聚氯乙烯。另外,作为其他例子,可以举出聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、环氧树脂、无机蒸镀薄膜、纸类。在显示装置DSP的制造工序包括热处理时,作为衬底BS优选选择具有高耐热性的材料。
此外,在本实施方式中,说明衬底BS为包含硅等作为材料的半导体衬底的情况。由此,驱动电路区域DRV中的晶体管可以为在沟道形成区域中含有硅的晶体管(以下称为Si晶体管)。
驱动电路区域DRV设在衬底BS上。
作为一个例子,驱动电路区域DRV包括用来驱动后述的像素层PXAL所包括的像素的驱动电路。注意,后述驱动电路区域DRV的具体结构例子。
布线层LINL设置在电路层SICL上。
作为一个例子,布线设置在布线层LINL中。此外,布线层LINL所包括的布线例如被用作电连接设置在下方的驱动电路区域DRV所包括的驱动电路与设置在上方的像素层PXAL所包括的电路的布线。
作为一个例子,像素层PXAL包括多个像素。此外,在像素层PXAL中,多个像素也可以以矩阵状配置。
此外,多个像素各自能够表现一个颜色或多个颜色。尤其是,作为多个颜色,例如可以采用红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)这三种颜色。或者,作为多个颜色,例如可以采用选自红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和白色(W)中的一种以上的颜色。在将表现不同颜色的各像素称为子像素且由多个不同颜色的子像素表现白色的情况下,有时将该多个子像素统称为像素。在本说明书等中,为了方便起见,有时将子像素称为像素来进行说明。
图3A是显示装置DSP的俯视图的一个例子,只示出显示部DIS。显示部DIS可以为像素层PXAL的俯视图。
另外,在图3A的显示装置DSP中,显示部DIS例如被分割为m行n列(m为1以上的整数,n为1以上的整数)的区域。因此,显示部DIS包括显示区域ARA[1,1]至显示区域ARA[m,n]。注意,作为一个例子,在图3A中挑选而示出显示区域ARA[1,1]、显示区域ARA[2,1]、显示区域ARA[m-1,1]、显示区域ARA[m,1]、显示区域ARA[1,2]、显示区域ARA[2,2]、显示区域ARA[m-1,2]、显示区域ARA[m,2]、显示区域ARA[1,n-1]、显示区域ARA[2,n-1]、显示区域ARA[m-1,n-1]、显示区域ARA[m,n-1]、显示区域ARA[1,n]、显示区域ARA[2,n]、显示区域ARA[m-1,n]及显示区域ARA[m,n]。
例如,在想要将显示部DIS分割为32个区域时,将m=4、n=8应用于图3A即可。在显示装置DSP的屏幕分辨率为8K4K的情况下,像素数为7680×4320px。此外,在显示部DIS的子像素为红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)这三种颜色的情况下,子像素的总数为7680×4320×3个。在此,在将屏幕分辨率为8K4K的显示部DIS的像素阵列分割为32个区域时,每个区域的像素数为960×1080px,并且,在该显示装置DSP的子像素为红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)这三种颜色时,每个区域的子像素数为960×1080×3个。
在此,考虑在图3A的显示装置DSP中显示部DIS被分割为m行n列的区域时包括在电路层SICL中的驱动电路区域DRV。
图3B是显示装置DSP的俯视图的一个例子,只示出包括在电路层SICL中的驱动电路区域DRV。
在图3A的显示装置DSP中,显示部DIS被分割为m行n列的区域,所以被分割的显示区域ARA[1,1]至显示区域ARA[m,n]各自需要对应的驱动电路。具体而言,将驱动电路区域DRV也分割为m行n列的区域并在分割后的各区域设置驱动电路即可。
图3B的显示装置DSP示出将驱动电路区域DRV分割为m行n列的区域的结构。因此,驱动电路区域DRV包括电路区域ARD[1,1]至电路区域ARD[m,n]。注意,作为一个例子,在图3B中挑选而示出电路区域ARD[1,1]、电路区域ARD[2,1]、电路区域ARD[m-1,1]、电路区域ARD[m,1]、电路区域ARD[1,2]、电路区域ARD[2,2]、电路区域ARD[m-1,2]、电路区域ARD[m,2]、电路区域ARD[1,n-1]、电路区域ARD[2,n-1]、电路区域ARD[m-1,n-1]、电路区域ARD[m,n-1]、电路区域ARD[1,n]、电路区域ARD[2,n]、电路区域ARD[m-1,n]及电路区域ARD[m,n]。
电路区域ARD[1,1]至电路区域ARD[m,n]各自包括驱动电路SD及驱动电路GD。例如,位于第i行第j列(i为1以上且m以下的整数,j为1以上且n以下的整数)的电路区域ARD[i,j](图3B中未图示)中的驱动电路SD及驱动电路GD可以驱动位于显示部DIS的第i行第j列的显示区域ARA[i,j]中的多个像素。
驱动电路SD例如被用作将图像信号发送到对应的显示区域ARA所包括的多个像素的源极驱动电路。驱动电路SD也可以包括将数字数据的图像信号转换为模拟数据的数字模拟转换电路。
驱动电路GD例如被用作选择对应的显示区域ARA中的作为图像信号的发送对象的多个像素的栅极驱动电路。
注意,图2A、图3A及图3B所示的显示装置DSP具有显示部DIS的显示区域ARA[i,j]与电路区域ARD[i,j]互相重叠的结构,但是本发明的一个方式的显示装置不局限于此。本发明的一个方式的显示装置中的显示区域ARA[i,j]和电路区域ARD[i,j]也可以不一定彼此重叠。
例如,如图2B所示,显示装置DSP中也可以在衬底BS上除了驱动电路区域DRV以外还设置有区域LIA。
作为一个例子,区域LIA中设有布线。此外,区域LIA中的布线也可以与布线层LINL中的布线电连接。此时,在显示装置DSP中也可以由区域LIA所包括的布线及布线层LINL所包括的布线使驱动电路区域DRV所包括的电路与像素层PXAL所包括的电路电连接。另外,在显示装置DSP中驱动电路区域DRV所包括的电路与区域LIA所包括的布线或电路也可以通过布线层LINL所包括的布线电连接。
此外,作为一个例子,区域LIA也可以包括GPU(Graphics ProcessingUnit:图像处理器)。另外,在显示装置DSP包括触摸面板时,区域LIA也可以包括控制该触摸面板中的触摸传感器的传感控制器。另外,区域LIA也可以包括具有对来自显示装置DSP的外部的输入信号进行处理的功能的控制器。此外,区域LIA也可以包括用来生成供应到上述电路及电路区域ARD所包括的驱动电路的电压的电压生成电路。
此外,在作为显示装置DSP的显示元件采用使用有机EL材料的发光器件的情况下,区域LIA也可以包括EL校正电路。EL校正电路例如具有适当地调整输入到包含有机EL材料的发光器件的电流量的功能。包含有机EL材料的发光器件的发光时的亮度与电流成比例,所以在与该发光器件电连接的驱动晶体管的特性不好时,该发光器件所发射的光的亮度有时低于所希望的亮度。EL校正电路例如可以监控流过该发光器件的电流量而在该电流量少于所希望的电流量时增大流过该发光器件的电流量以提高该发光器件所发射的光的亮度。与此相反,在该电流量多于所望的电流量时,也可以将流过该发光器件的电流量调整为少。
另外,在作为显示装置DSP的显示元件使用液晶元件的情况下,区域LIA也可以包括伽马校正电路。
图4是图2B所示的显示装置DSP的俯视图的一个例子,只示出电路层SICL。另外,在图4的显示装置DSP中,作为一个例子,示出驱动电路区域DRV被区域LIA围绕的结构。因此,如图4所示,在俯视时,驱动电路区域DRV以与显示部DIS的内侧重叠的方式配置。
另外,与图3A同样,在图4所示的显示装置DSP中显示部DIS被分割为显示区域ARA[1,1]至显示区域ARA[m,n],驱动电路区域DRV也被分割为电路区域ARD[1,1]至电路区域ARD[m,n]。
如图4所示,作为一个例子,以粗箭头示出显示区域ARA与包括驱动该显示区域ARA中的像素的驱动电路的电路区域ARD的对应关系。具体而言,电路区域ARD[1,1]中的驱动电路驱动显示区域ARA[1,1]中的像素,电路区域ARD[2,1]中的驱动电路驱动显示区域ARA[2,1]中的像素。另外,电路区域ARD[m-1,1]中的驱动电路驱动显示区域ARA[m-1,1]中的像素,电路区域ARD[m,1]中的驱动电路驱动显示区域ARA[m,1]中的像素。另外,电路区域ARD[1,n]中的驱动电路驱动显示区域ARA[1,n]中的像素,电路区域ARD[2,n]中的驱动电路驱动显示区域ARA[2,n]中的像素。另外,电路区域ARD[m-1,n]中的驱动电路驱动显示区域ARA[m-1,n]中的像素,电路区域ARD[m,n]中的驱动电路驱动显示区域ARA[m,n]中的像素。也就是说,虽然在图4中未图示,位于i行j列的电路区域ARD[i,j]中的驱动电路驱动显示区域ARA[i,j]中的像素。
在图2B中,通过布线层LINL所包括的布线使电路层SICL内的电路区域ARD所包括的驱动电路与像素层PXAL内的显示区域ARA所包括的像素电连接,显示装置DSP的结构可以具有显示区域ARA[i,j]与电路区域ARD[i,j]不一定彼此重叠的结构。因此,驱动电路区域DRV与显示部DIS的位置关系不局限于图4所示的显示装置DSP的俯视图,可以自由地决定驱动电路区域DRV的配置。
注意,在图3B及图4中,在电路区域ARD[1,1]至电路区域ARD[m,n]的每一个中,驱动电路SD及驱动电路GD以呈十字的方式配置,但是驱动电路SD及驱动电路GD的配置不局限于本发明的一个方式的显示装置的结构。驱动电路SD及驱动电路GD的配置在一个电路区域ARD内也可以呈L字。或者,也可以俯视时将驱动电路SD和驱动电路GD中的一个上下配置且将驱动电路SD和驱动电路GD中的另一个左右配置。
虽然图1A至图1C示出显示部DIS的上下设置有黑色区域BA1及黑色区域BA2的例子,但是显示在显示部DIS上的黑色区域也可以只设置在显示部DIS的上侧或下侧。例如,如图5A的显示装置DSP那样,也可以在显示部DIS的下侧设置黑色区域BA并且在显示部DIS的上侧设置图像区域MA。另外,在图5A中,作为一个例子,黑色区域BA上显示有字符串LA。
另外,根据本发明的一个方式的显示装置中显示在显示部DIS上的黑色区域的设置位置不局限于图1A至图1C及图5A的各例子。根据本发明的一个方式的显示装置中显示在显示部DIS上的黑色区域也可以根据显示在图像区域MA上的图像的纵横比适当地改变。
例如,在显示装置DSP的纵横比为X:Y,显示在显示部DIS上的图像的纵横比为P:Q且P/Q小于X/Y的情况下,如图5B所示,该图像显示在显示部DIS上。在此情况下,显示装置DSP中以与显示部DIS的上端及下端接触的方式设置有图像区域MA,并且显示部DIS的左右分别设置有黑色区域BA3及黑色区域BA4。另外,在图5B中,作为一个例子,在黑色区域BA3上显示字符串LA3,在黑色区域BA4上显示字符串LA4。
另外,在本发明的一个方式的显示装置中,作为显示在显示部DIS上的黑色区域,也可以先决定显示部DIS中的显示图像的图像区域MA而在显示部DIS的剩余区域中设置黑色区域。在此情况下,图像区域MA优选以包括显示部DIS的中心部的方式显示。因此,显示装置DSP优选包括显示部DIS的中心部与图像区域MA所包括的多个显示区域ARA中的一部分互相重叠的区域。
注意,在本说明书等中,显示部DIS的中心部是指包括在显示部DIS上划两个对角线而两个对角线交叉的点的区域。具体而言,在将显示部DIS的对角线的长度(对角尺寸)设为L时,显示部DIS的中心部可以为以两个对角线交叉的点为中心的圆形区域。该圆的半径优选为L/8以下,更优选为L/16以下,进一步优选为L/32以下,更进一步优选为L/64以下,还进一步优选为L/128以下。
由此,黑色区域的形状不局限于图1A至图1C、图5A及图5B,也可以为各种形状。
例如,如图5C所示,也可以采用L字状。在图5C的显示装置DSP中,以与显示部DIS的上端及右端接触且包括显示部DIS的中心部CSB的方式设置有图像区域MA,在显示部DIS的剩余区域中设置有黑色区域BA。另外,在图5C中,作为一个例子,黑色区域BA上显示有字符串LA1及字符串LA4。
注意,虽然在图5C中示出位于显示部DIS的左端及下端的L字状黑色区域BA的形状,但是根据设置在显示部DIS中的图像区域MA的位置,显示在显示部DIS上的黑色区域的形状也可以为位于右端及下端的L字状、位于右端及上端的L字状或位于左端及上端的L字状。
另外,设置在显示部DIS上的黑色区域的形状不局限于图1A至图1C、图5A至图5C,例如,如图5D所示,也可以采用沿着显示装置DSP的外周的形状(O字状)。在图5D的显示装置DSP中,以不与显示部DIS的上端、下端、右端及左端接触且包括显示部DIS的中心部CSB的方式设置有图像区域MA,并且以与显示部DIS的上端、左端、右端及下端接触的方式设置有黑色区域BA。另外,在图5D中,作为一个例子,黑色区域BA上显示有字符串LA1至字符串LA4。
另外,在以上说明的显示装置DSP中,当在显示部DIS上显示图像时,优选的是,该图像在不改变图像的纵横比的状态下以包括在显示部DIS中的方式被放大或缩小而显示在显示部DIS上。另外,根据情况,当在显示部DIS上显示图像时,该图像也可以在改变图像的纵横比的状态下以包括在显示部DIS中的方式被放大或缩小而显示在显示部DIS上。
另外,在以上说明的显示装置DSP中,显示在显示部DIS上的图像不一定必须包括在显示部DIS中。具体而言,显示装置DSP也可以只将图像的一部分显示在显示部DIS上而不将图像的全部显示在显示部DIS上。例如,如图5E所示,也可以放大图5A至图5D的图像而将该图像的一部分显示在图像区域MA上。注意,在图5E中,将放大了的图像称为图像LI,图像LI的一部分显示在图像区域MA上。此外,以粗虚线示出没有显示在图像区域MA上的部分。另外,在如此进行放大显示时,黑色区域BA1及黑色区域BA2的形状优选不变化。
接着,说明显示装置DSP所包括的各构成要素的例子。图6是示出显示装置DSP的一个例子的方框图。图6所示的显示装置DSP包括显示部DIS及外围电路PRPH。
外围电路PRPH包括:包括多个驱动电路GD的电路GDS;包括多个驱动电路SD的电路SDS;分配电路DMG;分配电路DMS;控制部CTR;存储装置MD;电压生成电路PG;时序控制器TMC;时钟信号生成电路CKS;图像处理部GPS;以及接口INT。
注意,在显示装置DSP中,如图2A至图4所示,包括多个驱动电路GD的每一个的驱动电路区域DRV与包括多个显示区域ARA的像素层PXAL重叠,但是为了方便起见,在图6中图示为多个驱动电路GD排列在一列上。同样地,如图2A至图4所示,包括多个驱动电路SD的每一个的驱动电路区域DRV与包括多个显示区域ARA的像素层PXAL重叠,但是为了方便起见,在图6中图示为多个驱动电路SD排列在一行上。
外围电路PRPH例如包括在图2A及图2B所示的电路层SICL中。此外,外围电路PRPH中的电路GDS及电路SDS例如包括在图2A及图2B所示的驱动电路区域DRV中。
另外,在图2A的显示装置DSP中,分配电路DMG、分配电路DMS、控制部CTR、存储装置MD、电压生成电路PG、时序控制器TMC、时钟信号生成电路CKS、图像处理部GPS及接口INT例如也可以与作为外部电路包括在驱动电路区域DRV中的电路电连接。
另外,在图2B的显示装置DSP中,分配电路DMG、分配电路DMS、控制部CTR、存储装置MD、电压生成电路PG、时序控制器TMC、时钟信号生成电路CKS、图像处理部GPS和接口INT中的至少一个也可以包括在区域LIA中。另外,上述电路中的不包括在区域LIA中的电路也可以与作为外部电路包括在区域LIA中的电路和驱动电路区域DRV中的电路中的至少一个电连接。
分配电路DMG、分配电路DMS、控制部CTR、存储装置MD、电压生成电路PG、时序控制器TMC、时钟信号生成电路CKS、图像处理部GPS及接口INT都通过总线BW互相发送并接收各种信号。
接口INT例如被用作一种电路,该电路将从外部装置输出的用来在显示装置DSP上显示图像的图像信息引入到外围电路PRPH内的电路。另外,作为此处的外部装置,可以举出记录介质的回放设备、HDD(HardDiskDrive:硬盘驱动器)及SSD(SolidStateDrive:固态驱动器)等非易失性存储装置。此外,接口INT也可以为将信号从外围电路PRPH内的电路输出到显示装置DSP的外侧的装置的电路。
另外,在通过无线通信从外部装置对接口INT输入图像信息的情况下,接口INT作为一个例子可以包括接收图像信息的天线、混频器、放大电路及模拟数字转换电路。
控制部CTR具有对通过接口INT从外部装置发送的各种控制信号进行处理来控制外围电路PRPH所包括的各种电路的功能。
存储装置MD具有暂时保持信息及图像信号的功能。此时,存储装置MD例如被用作帧存储器(有时称为帧缓冲器)。此外,存储装置MD也可以具有暂时保持通过接口INT从外部装置发送的信息和控制部CTR处理的信息中的至少一个的功能。注意,作为存储装置MD,例如可以使用SRAM(StaticRandomAccessMemory:静态随机存取存储器)和DRAM(DynamicRandom Access Memory:动态随机存取存储器)中的至少一个。
电压生成电路PG具有生成用来对显示部DIS所包括的像素电路及外围电路PRPH所包括的电路的每一个供应的电源电压的功能。注意,电压生成电路PG也可以具有选择供应电压的电路的功能。例如,电压生成电路PG通过在显示部DIS上显示静态图像的期间停止对电路GDS、电路SDS、图像处理部GPS、时序控制器TMC及时钟信号生成电路CKS的电压供应,可以减少显示装置DSP整体的功耗。
时序控制器TMC具有生成在电路GDS包括的多个驱动电路GD使用的时序信号及在电路SDS包括的多个驱动电路SD使用的时序信号的功能。另外,可以将时钟信号生成电路CKS所生成的时钟信号用于时序信号的生成。
图像处理部GPS具有进行用来在显示部DIS描画图像的处理的功能。例如、图像处理部GPS也可以包括GPU(GraphicsProcessingUnit)。尤其是,由于图像处理部GPS具有进行并行流水线处理的结构,所以能够高速地处理显示在显示部DIS上的图像数据。另外,图像处理部GPS还可以被用作用来对被编码的图像进行恢复的译码器。
另外,在图6中,图像处理部GPS包括电路GP1及电路GP2。电路GP1例如具有接收用来在图像区域MA上显示的图像数据并从该图像数据生成图像信号的功能。另外,电路GP2例如具有接收用来在黑色区域BA上显示的图像数据(黑色及字符串)并从该图像数据生成图像信号(黑色及字符串)的功能。
此外,图像处理部GPS也可以具有校正显示在显示部DIS上的图像的色调的功能。在此情况下,图像处理部GPS优选设置有调光电路和调色电路中的一方或双方。另外,在显示部DIS所包括的显示像素电路包括有机EL元件的情况下,电路GP1也可以设置有EL校正电路。
另外,在上面所说明的图像校正也可以利用人工智能。例如,也可以对流过像素所包括的显示器件的电流(或施加到显示器件的电压)进行监控及取得,由图像传感器等取得显示在显示部DIS上的图像,将电流(或电压)和图像用作人工智能的运算(例如,人工神经网络等)的输入数据,基于其输出结果判断该图像是否进行校正。
另外,人工智能的运算不但可以应用于图像校正而且可以应用于图像数据的上转换处理(下转换处理)。由此,通过根据显示部DIS的屏幕分辨率对屏幕分辨率低的图像数据进行上转换(下转换),可以将显示品质高的图像显示在显示部DIS上。
注意,上述人工智能的运算例如可以使用图像处理部GPS所包括的GPU进行。也就是说,可以使用GPU进行各种校正的运算(例如颜色不均匀校正及上转换)。
注意,在本说明书等中,将进行人工智能的运算的GPU称为AI加速器。就是说,在本说明书等中,有时将GPU置换为AI加速器而进行说明。
时钟信号生成电路CKS具有生成时钟信号的功能。另外,时钟信号生成电路CKS包括电路CK1及电路CK2。电路CK1例如具有生成用来将所希望的图像显示在设置在显示部DIS中的图像区域MA上的时钟信号的功能,电路CK2例如具有生成用来将图像(黑色及字符串)显示在设置在显示部DIS中的黑色区域BA上的时钟信号的功能。
注意,与图像区域MA相比,可以减少显示在设置在显示部DIS中的黑色区域BA上的图像(黑色及字符串)的改写次数。因此,在电路CK2中生成的时钟信号的帧频优选低于在电路CK1中生成的时钟信号的帧频。因此,电路CK1及电路CK2也可以能够改变分别生成的时钟信号的帧频。
分配电路DMG具有将从总线BW接收的信号根据该信号的内容发送到驱动图像区域MA所包括的像素的驱动电路GD和驱动黑色区域BA所包括的像素的驱动电路GD中的一方的功能。
分配电路DMS具有将从总线BW接收的信号根据该信号的内容发送到驱动图像区域MA所包括的像素的驱动电路SD和驱动黑色区域BA所包括的像素的驱动电路SD中的一方的功能。
另外,虽然在图6中未图示,但是外围电路PRPH也可以包括电平转换器。电平转换器作为一个例子具有将输入到各电路的信号转换成适当的电平的功能。
注意,图6所示的显示装置DSP的外围电路PRPH的结构只是一个例子,也可以根据情况改变外围电路PRPH中的电路结构。例如,在显示装置DSP从外部接收各电路的驱动电压的情况下,不需要在显示装置DSP内生成该驱动电压,因此此时显示装置DSP也可以不包括电压生成电路PG。
<工作方法例子>
接着,说明本发明的一个方式的显示装置的工作方法的一个例子。图7是示出图6所示的显示装置DSP的工作方法的一个例子的流程图。图7所示的流程图包括步骤ST1至步骤ST5。
[步骤ST1]
步骤ST1包括控制部CTR取得显示在显示装置DSP上的图像的纵横比的步骤。注意,该图像可以为从外部装置输入到接口INT的图像信息。
[步骤ST2]
步骤ST2包括控制部CTR根据显示装置DSP的纵横比及图像的纵横比将显示部DIS分为在显示部DIS上显示图像的图像区域MA和不显示图像的黑色区域BA的步骤。具体而言,通过本步骤,对显示部DIS所包括的显示区域ARA[1,1]至显示区域ARA[m,n]的每一个分配图像区域MA和黑色区域BA中的一个。由此,决定显示部DIS所包括的显示区域ARA[1,1]至显示区域ARA[m,n]中的用作图像区域MA的显示区域ARA的地址及用作黑色区域BA的显示区域ARA的地址。
此外,也可以在存储装置MD中暂时保持上述用作图像区域MA的显示区域ARA的地址及用作黑色区域BA的显示区域ARA的地址。
[步骤ST3]
步骤ST3包括如下步骤:对分配电路DMG及分配电路DMS都发送包括用作图像区域MA的显示区域ARA的地址及用作黑色区域BA的显示区域ARA的地址的信息,选择驱动图像区域MA中的像素电路的驱动电路GD及驱动电路SD,并且选择驱动黑色区域BA中的像素电路的驱动电路GD及驱动电路SD。具体而言,通过本步骤,分配电路DMG所包括的多个驱动电路GD被分为驱动用作图像区域MA的显示区域ARA的像素电路的驱动电路GD以及驱动用作黑色区域BA的显示区域ARA的像素电路的驱动电路GD。同样地,通过本步骤,分配电路DMS所包括的多个驱动电路SD被分为驱动用作图像区域MA的显示区域ARA的像素电路的驱动电路SD以及驱动用作黑色区域BA的显示区域ARA的像素电路的驱动电路SD。
由此,分配电路DMG通过接收与图像区域MA的显示区域ARA对应的选择信号,可以将该选择信号发送到驱动图像区域MA的显示区域ARA所包括的像素电路的驱动电路GD,并且分配电路DMG通过接收与黑色区域BA的显示区域ARA对应的选择信号,可以将该选择信号发送到驱动黑色区域BA的显示区域ARA所包括的像素电路的驱动电路GD。
同样地,分配电路DMS通过接收用来在图像区域MA的显示区域ARA上显示的图像信号,可以将该图像信号发送到与图像区域MA的显示区域ARA对应的驱动电路GD,当分配电路DMS接收用来在黑色区域BA上显示的图像信号(黑色及字符串)时,分配电路DMG可以将该图像信号发送到与黑色区域BA的显示区域ARA对应的驱动电路GD。
如上所述,通过分为与图像区域MA所包括的显示区域ARA对应的驱动电路GD以及与黑色区域BA所包括的显示区域ARA对应的驱动电路GD,可以使图像区域MA所包括的显示区域ARA及黑色区域BA所包括的显示区域ARA各自的帧频互不相同。尤其是,因为与包括在(显示静态图像或动态图像)的图像区域MA中的显示区域ARA相比,包括在(显示黑色或字符串)的黑色区域BA中的显示区域ARA可以减少显示图像的改写次数,所以可以使包括在黑色区域BA中的显示区域ARA的帧频低于包括在图像区域MA中的显示区域ARA的帧频。
[步骤ST4]
在步骤ST4中,图像处理部GPS生成用来在显示部DIS的图像区域MA上显示图像的图像信号并生成用来在显示部DIS的黑色区域BA上显示图像(黑色及字符串)的图像信号。
例如,用来在显示部DIS的图像区域MA上显示图像的图像信号由图像处理部GPS所包括的电路GP1生成。在电路GP1中,例如对显示在显示部DIS上的图像进行调光和调色中的一方或双方的处理。另外,在显示部DIS所包括的显示像素电路包括有机EL元件的情况下,电路GP1也可以设置有EL校正电路。此外,所生成的图像信号被发送到存储装置MD或分配电路DMS。
此外,例如用来在显示部DIS的黑色区域BA上显示图像的图像信号由图像处理部GPS所包括的电路GP2生成。电路GP2例如取得从接口INT发送的包括字符串的图像数据,并从该图像数据生成图像信号(黑色及字符串)。此外,所生成的图像信号(黑色及字符串)被发送到存储装置MD或分配电路DMS。
[步骤ST5]
步骤ST5包括如下步骤:在步骤ST4中由电路GP1生成的图像信号被发送到显示部DIS的图像区域MA的显示区域ARA,且在步骤ST4中由电路GP2生成的图像信号(黑色及字符串)被发送到显示部DIS的黑色区域BA的显示区域ARA。由此,显示装置DSP可以在图像区域MA上显示图像且在黑色区域BA上显示黑色及字符串。
注意,本说明书等所说明的结构例子的工作方法不局限于图7所示的步骤ST1至步骤ST5。在本说明书等中,流程图所示的处理根据功能分类,表示为彼此独立的步骤。但是,在实际的处理等中难以根据功能对流程图所示的处理进行分类,有可能存在多个步骤涉及到一个步骤的情况和一个步骤涉及到多个步骤的情况中的一方或双方。因此,流程图所示的处理不局限于说明书所说明的各步骤,根据状况可以适当地调换。具体而言,根据情况可以进行步骤的顺序的调换、步骤的追加及删掉等。
注意,本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
(实施方式2)
在本实施方式中,对包括上述实施方式所说明的显示装置的电子设备进行说明。该电子设备例如可以为头戴显示器。
当使用者装上头戴显示器时,将在头戴显示器内的显示装置上显示的图像(光)供应到使用者的眼睛。另外,当头戴显示器具备扬声器(声音输出部)时,来自该扬声器的声音被供应到使用者的耳朵。
通过提高显示装置的显示部的清晰度及显示部的颜色再现性,可以提高使用头戴显示器时的现实感及沉浸感。另外,通过作为扬声器使用能够减少来自外部的声音(环境声音等)的头戴式耳机,可以进一步提高使用头戴显示器时的现实感及沉浸感。
另一方面,当提高现实感及沉浸感时,有时安装头戴显示器的使用者难以取得外界环境的信息。例如,因为装上头戴显示器的使用者看不到使用者身边,所以使用者有时察觉不到使用者身边的变化。具体而言,当有人靠近装上头戴显示器的使用者周围时,使用者有时察觉不到该人。另外,例如当有人招呼装上头戴显示器的使用者时,使用者有时无法发现有人招呼自己。另外,例如装上头戴显示器的使用者有时察觉不到铃声(例如,门铃的声音)、警报音(例如,气体泄漏警报、火灾警报及紧急地震警报的通知声音)以及身边的声音。
本发明的一个方式是鉴于上述课题的电子设备。具体而言,本发明的一个方式是在使用者装上电子设备(头戴显示器)时,使用者可以取得外界环境的信息的电子设备(头戴显示器)。
<结构例子1>
图8A示出本发明的一个方式的电子设备的结构。图8A示出使用者UR装上作为本发明的一个方式的电子设备的头戴显示器HMD的情况。另外,在图8A中,使用者UR拿着控制器RMC操作头戴显示器HMD。另外,图8A还示出显示在显示装置DSP的显示部DIS上的图像。
图8A所示的头戴显示器HMD例如包括显示装置DSP、声音输出部SOP及声音输入部SIP。注意,显示装置DSP、声音输出部SOP及声音输入部SIP都安装到头戴显示器HMD的外壳。
关于显示装置DSP,例如参照实施方式1所说明的显示装置DSP的说明。
另外,显示装置DSP的屏幕尺寸例如可以为0.99英寸、1.50英寸及2英寸。另外,显示装置DSP的屏幕分辨率可以为8K UHD(8KUltraHighDefinition(超高清)、8K4K)(7680×4320)、UHD(Ultra HighDefinition、4K2K)(3840×2160)和FHD(FullHighDefinition(全高清))(1920×1080)中的任一个。
另外,作为一个例子,图8A的显示装置DSP的显示部中设置有图像区域MA及黑色区域。此外,图像区域MA上显示有由头戴显示器HMD的应用软件生成的图像。在图8A中,使用者UR边看图像区域MA边使用控制器RMC进行头戴显示器HMD的操作。
声音输出部SOP例如具有给使用者UR提供声音的功能。该声音可以为头戴显示器HMD中启动的应用软件的声音。声音输出部SOP可以为扬声器。
声音输入部SIP例如具有取得装上头戴显示器HMD的使用者UR周围的声音(外界声音)的功能。此外,该声音被转换为电信号而由头戴显示器HMD的内部电路处理。例如,声音输入部SIP取得在外界产生的声音SND,由头戴显示器HMD的内部电路将声音SND作为输入数据处理。作为一个例子,声音输入部SIP可以为麦克风。
此外,声音SND例如可以为有人的声音(招呼)、门铃的声音及警报音。
通过声音输入部SIP被输入声音SND,头戴显示器HMD的内部电路基于声音SND生成文字信息。接着,使用所生成的文字信息生成包括字符串LA的图像。由此,可以将包括字符串LA的图像显示在显示装置DSP所包括的显示部DIS的黑色区域BA上。
例如,在声音SND为有人的声音(招呼)时,生成的字符串LA可以为“小A(该招呼的人的姓名)在叫你”或“某人在叫你”。此外,例如在声音SND为门铃时,生成的字符串LA可以为“有客人来了”或“尊敬的客人来了”。此外,例如在声音SND为警报音时,生成的字符串LA可以为“气体泄漏警报发布”或“火灾警报发布”、“有紧急地震警报的通知”。
另外,图8A所示的头戴显示器HMD由声音输入部SIP取得使用者UR周围的信息,但是本发明的一个方式不局限于此。本发明的一个方式例如也可以包括传感器SNC。作为一个例子,图8B所示的头戴显示器HMD具有在图8A的头戴显示器HMD中不设置声音输入部SIP而设置传感器SNC的结构。
传感器SNC例如可以为能够接收可见光和红外线中的至少一个的图像传感器。
注意,图8B还示出位于使用者UR周围的有人OTH。
通过由传感器SNC拍摄有人OTH,头戴显示器HMD的内部电路根据所拍摄的内容生成文字信息。接着,使用所生成的文字信息生成包括字符串LA的图像。由此,可以将包括字符串LA的图像显示在显示装置DSP所包括的显示部DIS的黑色区域BA上。
例如,在传感器SNC检测出有人OTH的靠近时,生成的字符串LA可以为“有人靠近”或“有人在旁边”,由此可以唤起使用者UR注意。
另外,虽然图8B示出有人OTH,但是靠近的也可以为物体而不是人。此时,例如在传感器SNC检测物体的靠近时,生成的字符串LA可以为“物体靠近”或“请注意”。
注意,在图8B的头戴显示器HMD中,传感器SNC设置在具备显示装置DSP的外壳中,但是传感器SNC也可以设置在选自具备声音输出部SOP的外壳、头戴显示器HMD的脚丝部分和头部装上部分中的一个以上。在图8B的头戴显示器HMD中,通过增加传感器SNC的个数,可以更容易取得使用者UR周围的人、物体等的信息。
另外,本发明的一个方式例如也可以采用将信息终端收到的通知信息显示在显示部DIS的黑色区域BA上的头戴显示器HMD的结构。作为该信息终端,可以举出可穿戴终端、包括智能手机的便携式终端、平板终端及台式终端。
例如,如图9所示,本发明的一个方式也可以为包括天线ANT的头戴显示器HMD。图9所示的头戴显示器HMD具有在图8A的头戴显示器HMD中不设置声音输入部SIP而设置天线ANT的结构。
图9示出在作为智能手机的信息终端SMP接收通知信息时向头戴显示器HMD发送该通知信息的例子。
注意,作为通知信息,例如可以举出电子邮件、SNS(Social Networking Service:社交网络服务)的通知、新闻、应用软件的更新信息及操作系统的更新信息。
在信息终端SMP接收通知信息时,信息终端SMP向头戴显示器HMD的天线ANT发送无线信号WV。无线信号WV包括信息终端SMP所接收的通知信息。头戴显示器HMD由天线ANT接收无线信号WV,由此从无线信号WV取得该通知信息且从该通知信息生成文字信息。接着,使用所生成的文字信息生成包括字符串LA的图像。然后,可以将包括字符串LA的图像显示在显示装置DSP所包括的显示部DIS的黑色区域BA上。由此,使用者UR即使装上头戴显示器HMD也可以知道信息终端SMP所接收的通知信息。
接着,说明图8A至图9中的任一个头戴显示器HMD所包括的各构成要素的例子。图10是示出头戴显示器HMD的一个例子的方框图。
图10所示的头戴显示器HMD包括显示装置DSP、传感器SNC、声音输出部SOP、声音输入部SIP、天线ANT、图像生成部PGP、转换部HKB、控制部CP以及存储部MU。图10还示出控制器RMC及信息终端SMP。
另外,在头戴显示器HMD中显示装置DSP、传感器SNC、声音输出部SOP、声音输入部SIP、天线ANT、转换部HKB、图像生成部PGP、控制部CP以及存储部MU通过总线BE互相接收并发送各种信号。
图10所示的显示装置DSP参照实施方式1所说明的显示装置DSP的说明。
另外,图10所示的传感器SNC、声音输出部SOP、声音输入部SIP、天线ANT及控制器RMC参照上述说明。
另外,图10所示的控制部CP例如具有进行操作系统的执行、数据的控制、各种运算或程序的执行等通用处理的功能。因此,控制部CP也可以包括CPU。在图10的头戴显示器HMD中,控制部CP例如具有对头戴显示器HMD中的各电路发送控制信号的功能。
此外,控制部CP所包括的CPU也可以包括暂时备份数据的电路(以下,称为备份电路)。优选的是,备份电路例如即使停止电源电压的供应也可以保持该数据。例如,在显示装置DSP显示静态图像的情况下,CPU可以直到显示与目前的静态图像不同的图像为止停止功能。因此,通过将在CPU被处理中的数据暂时备份到备份电路,然后停止向CPU供应电源电压且停止CPU,由此可以降低CPU中的动态功耗。另外,在本说明书等中,将包括备份电路的CPU称为NoffCPU(注册商标)。
转换部HKB具有取得声音输入部SIP所取得的声音SND、传感器SNC所取得的摄像图像或天线ANT所接收的信息终端SMP的通知信息而将其转换为文字信息的功能。例如,在图8A所说明的头戴显示器HMD的使用例子中,转换部HKB进行语音识别并将声音SND转换为文字信息。另外,例如在图8B所说明的头戴显示器HMD的使用例子中,转换部HKB进行图像分析来将使用者UR周围的人或物体转换为文字信息。
另外,图10所示的转换部HKB也可以包括用来进行人工神经网络的计算模型的运算的运算电路。作为该运算电路,例如可以举出积和运算电路及激活函数电路。换言之,转换部HKB也可以包括上述AI加速器。
在转换部HKB能够进行人工神经网络的计算模型的运算时,例如有时可以在图8A所说明的头戴显示器HMD的使用例子中识别声音SND。转换部HKB通过利用人工神经网络的语音识别判断声音SND例如是有人的叫声、门铃的声音或者警报音,由此可以将声音SND转换为包括适当的文字信息的数据。
作为能够用于语音识别的人工神经网络的计算模型,例如可以举出循环神经网络(RNN)、LSTM(Long Short-TimeMemory:长短期记忆电路)、Transformer及BERT(BidirectionalEncoderRepresentations fromTransformers:双向编码器表示)。此外,例如也可以使用动态时间归整法或隐马尔科夫模型。
另外,在转换部HKB能够进行人工神经网络的计算模型的运算时,例如,在图8B所说明的头戴显示器HMD的使用例子中,有时可以识别使用者UR周围的人或物体。转换部HKB通过利用人工神经网络的图像分析识别使用者UR周围的人或物体,由此可以将使用者UR周围的人或物体转换为适当的文字信息(有时被称为文字数据)。
作为上述图像分析中使用的人工神经网络,尤其优选使用深度学习。作为深度学习,例如优选使用卷积神经网络(CNN)、循环神经网络、自编码器(AE)、变分自编码器(VAE)、生成对抗网络(GAN)等。此外,作为图像分析中使用的人工神经网络以外的计算模型,例如可以举出随机森林(Random Forest)、支撑向量机(Support Vector Machine)、梯度提升(Gradient Boosting)等。
图像生成部PGP具有使用由转换部HKB转换的文字信息生成包括对应于该文字信息的字符串LA的图像数据的功能。当该图像数据例如发送到显示装置DSP的电路GP2时,可以在显示装置DSP的显示部DIS的黑色区域BA上显示字符串LA。
此外,图10所示的存储部MU例如具有保持有关头戴显示器HMD的固件(有时为操作系统)、上述计算模型及头戴显示器HMD所包括的各电路所生成的暂时数据中的至少一个的功能。此外,存储部MU例如也可以包括HDD和SDD中的至少一个。
<工作方法例子1>
接着,说明本发明的一个方式的电子设备的工作方法的一个例子。图11是示出图8A至图10所示的头戴显示器HMD的工作方法的一个例子的流程图。图11所示的流程图包括步骤SU1至步骤SU5。
[步骤SU1]
步骤SU1包括头戴显示器HMD取得外部信息的步骤。注意,这里的外部信息可以为图8A中的声音SND、图8B中的使用者UR周围或者图9中的信息终端SMP所接收的通知信息。在外部信息为图8A中的声音SND的情况下,头戴显示器HMD通过声音输入部SIP取得声音SND,在外部信息为图8B中的使用者UR周边的情况下,头戴显示器HMD通过传感器SNC取得使用者UR周边的信息,或者在外部信息为图9中的信息终端SMP所接收的通知信息的情况下,头戴显示器HMD通过天线ANT取得来自信息终端SMP的通知信息。
[步骤SU2]
步骤SU2包括转换部HKB根据步骤SU1中取得的外部信息生成文字信息的步骤。
此外,该文字信息的生成例如可以使用上述人工神经网络的计算模型进行。另外,转换部HKB也可以根据头戴显示器HMD所取得的外部信息的种类从进行运算的多个计算模型中选择。
[步骤SU3]
步骤SU3包括图像生成部PGP使用步骤SU2中生成的文字信息生成包括字符串LA的图像数据的步骤。
[步骤SU4]
步骤SU4包括图像生成部PGP将步骤SU3中生成的图像数据发送到显示装置DSP的电路GP2的步骤。
[步骤SU5]
步骤SU5例如包括进行图7所示的流程图的步骤ST4及步骤ST5的步骤。
由此,头戴显示器HMD可以在显示部DIS的黑色区域BA上显示字符串LA,并给使用者UR提供使用者UR周围的外部信息。
<结构例子2>
另外,作为本发明的一个方式的电子设备的头戴显示器HMD也可以包括声音输入部SIP及传感器SNC。再者,头戴显示器HMD也可以在显示部DIS的图像区域MA上显示由传感器SNC拍摄的图像。上述头戴显示器HMD例如可以具有图10所示的方框图的结构。
图12A示出使用者UR装上包括声音输入部SIP及传感器SNC的头戴显示器HMD的情况。另外,图12A还示出利用传感器SNC拍摄有人OTH的情况。
另外,传感器SNC所拍摄的图像也可以显示在头戴显示器HMD的显示装置DSP的显示部DIS上。图12A示出在显示部DIS的图像区域MA上显示所拍摄的图像(有人OTH)的例子。
另外,与图8A所示的头戴显示器HMD同样,图12A的头戴显示器HMD也可以具有如下结构:在声音输入部SIP被输入声音(例如,图12A所示的有人OTH所发出的声音“你好!!”)时,在显示部DIS的黑色区域BA上显示对应于该声音的字符串LA。尤其是,也可以由声音输入部SIP取得有人OTH所发出的声音,由头戴显示器HMD的转换部HKB进行语音识别,将该声音转换为文字信息来将该文字信息作为字符串LA显示在黑色区域BA上。
另外,如图12B所示,转换有人OTH所发出的声音(例如,图12B所示的有人OTH所发出的声音“你好!!”)而得的字符串LA也可以显示在图像区域MA上而不显示在黑色区域BA上。在此情况下,例如头戴显示器HMD的图像生成部PGP以将字符串LA显示在传感器SNC所拍摄的图像上的方式进行图像处理,由此如图12B所示地可以将包括字符串LA的摄像图像显示在显示部DIS上。
通过使用本发明的一个方式的电子设备,可以将周围的声音作为字符串显示在显示部DIS上。由此,可以视觉性地捕捉周围的声音,例如可以帮助聋人(耳聋的人)。
<工作方法例子2>
接着,说明本发明的一个方式的电子设备的工作方法的一个例子。图13是示出图12A所示的头戴显示器HMD的工作方法的一个例子的流程图。图13所示的流程图包括步骤SV1至步骤SV6。
[步骤SV1]
步骤SV1包括头戴显示器HMD取得外部信息的步骤。注意,这里的外部信息可以为图12A中的有人OTH所发出的声音。具体而言,例如,头戴显示器HMD的声音输入部SIP取得有人OTH所发出的声音。
[步骤SV2]
步骤SV2包括转换部HKB根据步骤SV1中取得的外部信息生成文字信息的步骤。
在本步骤中,例如转换部HKB通过语音识别根据有人OTH所发出的声音生成文字信息。该文字信息的生成例如可以使用上述人工神经网络的计算模型进行。
[步骤SV3]
步骤SV3包括头戴显示器HMD的传感器SNC拍摄使用者UR周边的步骤。由此,头戴显示器HMD可以取得使用者UR周围的摄像数据。
另外,在步骤SV3中,转换部HKB也可以通过图像分析从该摄像数据辨别使用者UR周围的人或物体。
注意,步骤SV1及步骤SV2既可以在步骤SV3之前进行,又可以与步骤SV3同时进行。
[步骤SV4]
步骤SV4包括图像生成部PGP使用步骤SV2中生成的文字信息及步骤SV3中拍摄的摄像数据来生成显示在显示装置DSP的显示部DIS上的图像数据的步骤。具体而言,例如,步骤SV4包括如下步骤:图像生成部PGP从步骤SV2中生成的文字信息生成包括显示在显示部DIS的黑色区域BA上的字符串LA的图像数据的步骤;以及图像生成部PGP从步骤SV3中生成的摄像数据生成显示在显示部DIS的图像区域MA上的图像数据的步骤。
[步骤SV5]
步骤SV5包括图像生成部PGP将步骤SV4中生成的图像数据发送到显示装置DSP的图像处理部GPS的步骤。具体而言,例如步骤SV5包括如下步骤:图像生成部PGP将基于步骤SV4中生成的摄像数据的图像数据发送到电路GP1的步骤;以及图像生成部PGP将包括步骤SV4中生成的字符串LA的图像数据发送到电路GP2的步骤。
[步骤SV6]
步骤SV6例如包括进行图7所示的流程图的步骤ST4及步骤ST5的步骤。
通过上述工作,如图12A所示,显示装置DSP可以在图像区域MA上显示拍摄图像且在黑色区域BA上显示字符串LA。
<工作方法例子3>
接着,说明图12B所示的头戴显示器HMD的工作方法的一个例子。图14是示出图12B所示的头戴显示器HMD的工作方法的一个例子的流程图。图14所示的流程图包括步骤SW1至步骤SW5。
[步骤SW1至步骤SW3]
步骤SW1至步骤SW3的工作分别与上述步骤SV1至步骤SV3的工作同样。因此,步骤SW1至步骤SW3的工作分别参照步骤SV1至步骤SV3的说明。
[步骤SW4]
步骤SW4包括图像生成部PGP利用步骤SW2中生成的文字信息及步骤SW3中拍摄的摄像数据来生成显示在显示装置DSP的显示部DIS上的图像数据的步骤。具体而言,例如步骤SW4包括如下步骤:图像生成部PGP从步骤SV2中生成的文字信息生成字符串LA的步骤;以及图像生成部PGP将字符串LA叠加到步骤SV3中生成的摄像数据来生成图像数据的步骤。注意,在步骤SW3中,通过由转换部HKB进行图像分析来辨别发出声音的人,有时可以使字符串LA的位置最优化。
[步骤SW5]
步骤SW5包括图像生成部PGP将步骤SW4中生成的图像数据发送到显示装置DSP的图像处理部GPS的步骤。具体而言,例如步骤SW5包括图像生成部PGP将步骤SV4中生成的摄像数据和字符串LA叠加而成的图像数据发送到电路GP1的步骤。
[步骤SW6]
步骤SW6包括电路GP1生成用来将图像显示在图像区域MA上的图像信号的步骤。
[步骤SW7]
步骤SW7包括将步骤SW6中电路GP1所生成的图像信号发送到显示部DIS的图像区域MA的显示区域ARA的步骤。
通过上述工作,如图12B所示,显示装置DSP可以在图像区域MA上显示拍摄图像及字符串LA。
注意,在本实施方式中,说明护目镜型头戴显示器,但是本发明的一个方式的电子设备也可以为眼镜型头戴显示器。
如上所述,通过将实施方式1所说明的显示装置DSP用于头戴显示器HMD,即使在使用者UR装上并操作头戴显示器HMD的情况下,使用者UR也可以取得使用者UR本身周围的声音、人或物体作为文字信息。另外,可以将与头戴显示器HMD不同的电子设备所接收的通知信息显示在头戴显示器HMD的显示装置DSP上。
注意,本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
(实施方式3)
在本实施方式中,说明可以安装在本发明的一个方式的电子设备中的显示装置。上述实施方式所说明的显示部DIS可以应用本实施方式所说明的显示装置。
<显示装置的结构例子>
图15是示出本发明的一个方式的显示装置的一个例子的截面图。作为一个例子,图15所示的显示装置1000具有在衬底310上设置像素电路、驱动电路等的结构。此外,上述所说明的实施方式的显示装置DSP等的结构可以为图15的显示装置1000的结构。
具体而言,例如,如图15的显示装置1000那样可以构成图2的显示装置DSP所示的电路层SICL、布线层LINL及像素层PXAL。作为一个例子,电路层SICL包括衬底310,在衬底310上形成晶体管300。另外,晶体管300的上方设置有布线层LINL,布线层LINL设置有用来使晶体管300、后述的晶体管200、后述的发光器件150a、发光器件150b等电连接的布线。另外,布线层LINL的上方设置有像素层PXAL,像素层PXAL例如包括晶体管200、发光器件150(图15中的发光器件150a及发光器件150b)等。
作为衬底310例如可以使用半导体衬底(例如,以硅或锗为材料的单晶衬底)。此外,作为衬底310,除了半导体衬底以外,例如还可以使用SOI(Silicon OnInsulator:绝缘体上硅)衬底、玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、蓝宝石玻璃衬底、金属衬底、不锈钢衬底、包含不锈钢箔的衬底、钨衬底、包含钨箔的衬底、柔性衬底、贴合薄膜、包含纤维状材料的纸或基材薄膜。作为玻璃衬底,例如可以举出钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃或钠钙玻璃。作为柔性衬底、贴合薄膜或基材薄膜等,例如可以举出以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)为代表的塑料。另外,作为其他例子,可以举出丙烯酸树脂等合成树脂。另外,作为其他例子,可以举出聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯或聚氯乙烯。另外,作为其他例子,可以举出聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、环氧树脂、无机蒸镀薄膜、纸类。在显示装置1000的制造工序包括热处理时,作为衬底310优选选择具有高耐热性的材料。
在本实施方式中,说明衬底310是半导体衬底,尤其是包含硅的单晶衬底的情况。
晶体管300设置在衬底310上,包括元件分离层312、导电体316、绝缘体315、绝缘体317、由衬底310的一部分构成的半导体区域313、用作源极区域或漏极区域的低电阻区域314a及低电阻区域314b。因此,晶体管300是Si晶体管。注意,图15示出晶体管300的源极和漏极中的一方通过后述的导电体328与后述的导电体330、导电体356及导电体366电连接的结构,但是本发明的一个方式的显示装置的电连接结构不局限于此。本发明的一个方式的显示装置例如也可以采用晶体管300的栅极通过导电体328与导电体330、导电体356及导电体366电连接的结构。
晶体管300例如通过采用半导体区域313的顶面及沟道宽度方向的侧面隔着被用作栅极绝缘膜的绝缘体315覆盖导电体316的结构而可以具有Fin型结构。通过使晶体管300具有Fin型结构,有效沟道宽度增加,所以可以改善晶体管300的通态特性。另外,由于可以增大栅电极的电场的影响,所以能够提高晶体管300的关态特性。
另外,晶体管300可以为p沟道晶体管或n沟道晶体管。另外,也可以设置多个晶体管300而使用p沟道型晶体管及n沟道型晶体管的双方。
形成半导体区域313的沟道的区域、其附近的区域、成为源极区域或漏极区域的低电阻区域314a及低电阻区域314b优选包含硅类半导体,具体而言,优选包含单晶硅。另外,上述各区域例如也可以使用包含锗(Ge)、硅锗(SiGe)、砷化镓(GaAs)、砷化铝镓(GaAlAs)或氮化镓(GaN)的材料形成。另外,也可以使用使晶格受到应力,以改变晶面间距来控制有效质量的硅。另外,晶体管300也可以为使用砷化镓及砷化铝镓的HEMT(HighElectronMobilityTransistor:高电子迁移率晶体管)。
作为用作栅电极的导电体316,可以使用包含砷或磷等赋予n型导电性的元素或硼或铝等赋予p型导电性的元素的硅等半导体材料。或者,作为导电体316,例如可以使用金属材料、合金材料或金属氧化物材料等导电材料。
此外,由于导电体的材料决定功函数,所以通过选择该导电体的材料,可以调整晶体管的阈值电压。具体而言,作为导电体优选使用氮化钛和氮化钽中的一方或双方的材料。为了兼具导电性和埋入性,作为导电体优选使用钨和铝中的一方或双方的金属材料的叠层,尤其在耐热性方面上优选使用钨。
为了使形成在衬底310上的多个晶体管彼此分离设置有元件分离层312。元件分离层例如可以使用LOCOS(Local OxidationofSilicon:硅局部氧化)法、STI(ShallowTrenchIsolation:浅沟槽隔离)法或台面隔离法等形成。
注意,图15所示的晶体管300的结构只是一个例子,不局限于上述结构,根据电路结构或驱动方法等使用适当的晶体管即可。例如,晶体管300也可以具有平面型结构而不具有Fin型结构。
图15所示的晶体管300从衬底310一侧依次层叠有绝缘体320、绝缘体322、绝缘体324、绝缘体326。
作为绝缘体320、绝缘体322、绝缘体324及绝缘体326,例如可以使用选自氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧氮化铝、氮氧化铝或氮化铝。
绝缘体322也可以被用作使因被绝缘体320及绝缘体322覆盖的晶体管300等而产生的台阶平坦化的平坦化膜。例如,为了提高绝缘体322的顶面的平坦性,其顶面也可以通过利用化学机械抛光(CMP:Chemical Mechanical Polishing)法的平坦化处理被平坦化。
另外,绝缘体324优选使用防止水及氢等杂质从衬底310或晶体管300等向绝缘体324的上方的区域(例如,设置有晶体管200、发光器件150a、发光器件150b等的区域)扩散的阻挡绝缘膜。因此,绝缘体324优选使用具有抑制氢原子、氢分子及水分子等杂质的扩散的功能(不容易使上述杂质透过)的绝缘材料。另外,根据情况,绝缘体324优选使用具有抑制氮原子、氮分子、氧化氮分子(例如,N2O、NO及NO2)、铜原子等杂质的扩散的功能(不容易使上述氧透过)的绝缘材料。或者,优选具有抑制氧(例如,氧原子和氧分子中的一方或双方)的扩散的功能。
例如,作为对氢具有阻挡性的膜的一个例子,可以使用通过CVD(Chemical VaporDeposition:化学气相沉积)法形成的氮化硅。
氢的脱离量例如可以利用热脱附谱分析法(TDS:Thermal DesorptionSpectrometry)分析。例如,在TDS分析中的膜表面温度为50℃至500℃的范围内,当将换算为氢原子的脱离量换算为绝缘体324的单位面积的量时,绝缘体324中的氢的脱离量为10×1015atoms/cm2以下,优选为5×1015atoms/cm2以下,即可。
注意,绝缘体326的介电常数优选比绝缘体324低。例如,绝缘体326的相对介电常数优选低于4,更优选低于3。例如,绝缘体326的相对介电常数优选为绝缘体324的相对介电常数的0.7倍以下,更优选为0.6倍以下。通过将介电常数低的材料用于层间膜,可以减少产生在布线之间的寄生电容。
另外,绝缘体320、绝缘体322、绝缘体324及绝缘体326埋入有与设置在绝缘体326的上方的发光器件等连接的导电体328及导电体330。此外,导电体328及导电体330具有插头或布线的功能。注意,有时使用同一附图标记表示被用作插头或布线的多个导电体。此外,在本说明书等中,布线、与布线连接的插头也可以是一个构成要素。就是说,有时导电体的一部分被用作布线,并且有时导电体的一部分被用作插头。
作为各插头及布线(例如,导电体328及导电体330)的材料,可以使用金属材料、合金材料、金属氮化物材料或金属氧化物材料的导电材料的单层或叠层。优选使用兼具耐热性和导电性的钨、钼等高熔点材料,例如尤其优选使用钨。或者,优选使用铝及铜等低电阻导电材料形成。通过使用低电阻导电材料可以降低布线电阻。
另外,也可以在绝缘体326及导电体330上形成布线层。例如,在图15中,在绝缘体326及导电体330的上方依次层叠有绝缘体350、绝缘体352及绝缘体354。另外,在绝缘体350、绝缘体352及绝缘体354中形成有导电体356。导电体356具有与晶体管300连接的插头或布线的功能。此外,导电体356可以使用与导电体328及导电体330同样的材料形成。
此外,与绝缘体324同样,绝缘体350例如优选使用对氢、氧及水具有阻挡性的绝缘体。此外,与绝缘体326同样,绝缘体352及绝缘体354优选使用相对介电常数较低的绝缘体以降低布线间产生的寄生电容。另外,绝缘体352及绝缘体354被用作层间绝缘膜及平坦化膜。此外,导电体356优选包含对氢、氧及水具有阻挡性的导电体。
作为具有氢阻挡性的导电体,例如优选使用氮化钽。另外,通过层叠氮化钽和导电性高的钨,可以在保持作为布线的导电性的状态下抑制氢从晶体管300扩散。此时,具有氢阻挡性的氮化钽层优选与具有氢阻挡性的绝缘体350接触。
此外,在绝缘体354及导电体356上依次层叠有绝缘体360、绝缘体362及绝缘体364。
此外,与绝缘体324等同样,绝缘体360优选使用对水及氢等杂质具有阻挡性的绝缘体。因此,绝缘体360例如可以使用可用于绝缘体324的材料。
绝缘体362及绝缘体364被用作层间绝缘膜及平坦化膜。此外,与绝缘体324同样,绝缘体362及绝缘体364例如优选使用对水及氢等杂质具有阻挡性的绝缘体。因此,绝缘体362和绝缘体364中的一方或双方可以使用可用于绝缘体324的材料。
此外,绝缘体360、绝缘体362及绝缘体364各自的重叠于部分导电体356的区域中形成有开口部,并以嵌入该开口部的方式设置有导电体366。此外,导电体366还形成在绝缘体362上。导电体366例如具有与晶体管300连接的插头或布线的功能。此外,导电体366可以使用与导电体328及导电体330同样的材料设置。
在绝缘体364及导电体366上依次层叠有绝缘体370及绝缘体372。
此外,与绝缘体324等同样,绝缘体370优选使用对水及氢等杂质具有阻挡性的绝缘体。因此,绝缘体370例如可以使用可用于绝缘体324的材料。
绝缘体372被用作层间绝缘膜及平坦化膜。此外,与绝缘体324同样,绝缘体372例如优选使用对水及氢等杂质具有阻挡性的绝缘体。因此,绝缘体372可以使用可用于绝缘体324的材料。
此外,绝缘体370及绝缘体372各自的重叠于部分导电体366的区域中形成有开口部,并以嵌入该开口部的方式设置有导电体376。此外,导电体376还形成在绝缘体372上。然后,通过蚀刻处理等使导电体376图案化而成为布线、端子或焊盘的形状。
作为导电体376例如可以使用铜、铝、锡、锌、钨、银、铂或金。另外,导电体376优选由与包括在后述像素层PXAL中的用于导电体216的材料相同的成分构成。
接着,以覆盖绝缘体372及导电体376的方式沉积绝缘体380,然后例如利用化学机械抛光(CMP)法直到导电体376露出为止进行平坦化处理。由此,可以将导电体376形成在衬底310上作为布线、端子或焊盘。
例如,与绝缘体324同样,绝缘体380优选使用不使水及氢等杂质扩散的具有阻挡性的膜。换言之,绝缘体380优选使用可用于绝缘体324等的材料。或者,例如,与绝缘体326同样,绝缘体380也可以使用相对介电常数较低的绝缘体以降低布线间产生的寄生电容。换言之,绝缘体380也可以使用可用于绝缘体326的材料。
像素层PXAL例如设置有衬底210、晶体管200、发光器件150(图15中的发光器件150a及发光器件150b)及衬底102。另外,像素层PXAL例如设置有绝缘体220、绝缘体222、绝缘体226、绝缘体250、绝缘体111a、绝缘体111b、绝缘体112、绝缘体113、绝缘体162及树脂层163。另外,像素层PXAL例如设置有导电体216、导电体228、导电体230、导电体121(图15中的导电体121a及导电体121b)、导电体122(图15中的导电体122a及导电体122b)及导电体123。
在图15中,例如,绝缘体202和绝缘体380都被用作贴合层。绝缘体202例如优选由与用于绝缘体380的材料相同成分构成。
绝缘体202的上方设置有衬底210。换言之,衬底210的底面设置有绝缘体202。作为衬底210,例如优选使用可用于衬底310的衬底。另外,在图15的显示装置1000中,假设衬底310是以硅为材料的半导体衬底来进行说明。
衬底210上例如形成有晶体管200。晶体管200形成在以硅为材料的半导体衬底的衬底210上,所以被用作Si晶体管。关于晶体管200的结构,参照晶体管300的说明。
晶体管200的上方设置有绝缘体220及绝缘体222。绝缘体220例如与绝缘体320同样地被用作层间绝缘膜及平坦化膜。另外,绝缘体222例如与绝缘体322同样地被用作层间绝缘膜及平坦化膜。
另外,绝缘体220及绝缘体222设置有多个开口部。另外,多个开口部形成在重叠于晶体管200的源极及漏极的区域以及重叠于导电体376的区域等中。另外,多个开口部中的形成在重叠于晶体管200的源极及漏极的区域中的开口部形成有导电体228。另外,剩余的开口部中的形成在重叠于导电体376的区域中的开口部的侧面形成有绝缘体214,剩余的开口部中形成有导电体216。尤其是,导电体216有时被称为TSV(Through Silicon Via:硅通孔)。
导电体216或导电体228例如可以使用可用于导电体328的材料。尤其是,导电体216优选使用与导电体376相同的材料形成。
绝缘体214例如具有使衬底210与导电体216间绝缘的功能。另外,作为绝缘体214例如优选使用可用于绝缘体320或绝缘体324的材料。
形成在衬底310上的绝缘体380及导电体376与形成在衬底210上的绝缘体202及导电体216例如通过贴合工序接合在一起。
作为进行贴合工序之前的工序,例如,在衬底310一侧进行使绝缘体380及导电体376的各表面的高度一致的平坦化处理。另外,同样地,在衬底210一侧进行使绝缘体202及导电体216各自的高度一致的平坦化处理。
当在贴合工序中进行绝缘体380与绝缘体202的接合,即进行绝缘层彼此的接合时,例如可以利用亲水性接合法,在该方法中,在通过抛光获得高平坦性之后,使利用氧等离子体进行过亲水性处理的表面接触而暂时接合,利用热处理进行脱水,由此进行正式接合。亲水性接合法也发生原子级的结合,因此可以获得机械上优异的接合。
当使导电体376与导电体216接合,即使导电体彼此接合时,可以利用表面活化接合法,在该方法中,通过溅射处理等去除表面的氧化膜及杂质吸附层等并使清洁化且活化了的表面接触而接合。或者,可以利用并用温度及压力使表面接合的扩散接合法等。上述方法都发生原子级的结合,因此可以获得电气上和机械上都优异的接合。
通过进行上述贴合工序,可以使衬底310侧的导电体376与衬底210侧的导电体216电连接。另外,可以以足够的机械强度使衬底310侧的绝缘体380与衬底210侧的绝缘体202连接。
在贴合衬底310与衬底210的情况下,由于在各接合面绝缘层与金属层是混合的,所以,例如,组合表面活化接合法及亲水性接合法即可。例如,可以采用在进行抛光之后使表面清洁化,对金属层的表面进行防氧处理,然后进行亲水性处理来进行接合的方法等。另外,也可以作为金属层的表面使用金等难氧化性金属,进行亲水性处理。
另外,在贴合衬底310与衬底210时也可以使用上述方法以外的接合方法。例如,作为贴合衬底310与衬底210的方法,也可以使用倒装焊接的方法。另外,在使用倒装焊接的方法时,也可以在衬底310侧的导电体376的上方或衬底210侧的导电体216的下方设置凸块等连接端子。作为倒装焊接,例如可以举出:将包括异性导电粒子的树脂注入到绝缘体380与绝缘体202间以及导电体376与导电体216间而接合的方法:使用银锡焊接进行接合的方法等。另外,在凸块及连接于凸块的导电体都是金时,可以使用超声波焊接法。另外,为了实现冲击等物理应力的减轻或热应力的减轻等,除了上述倒装焊接的方法以外还可以将底部填充胶注入到绝缘体380与绝缘体202间以及导电体376与导电体216间。另外,例如,在贴合衬底310与衬底210时也可以使用芯片接合薄膜。
绝缘体222、绝缘体214、导电体216及导电体228上依次层叠有绝缘体224及绝缘体226。
与绝缘体324同样,绝缘体224优选为防止水及氢等杂质等扩散到绝缘体224的上方的区域的阻挡绝缘膜。因此,作为绝缘体224例如优选使用可用于绝缘体324的材料。
与绝缘体326同样,绝缘体226优选为介电常数低的层间膜。因此,作为绝缘体226例如优选使用可用于绝缘体326的材料。
另外,绝缘体224及绝缘体226埋入有与晶体管200、发光器件150等电连接的导电体230。另外,导电体230等被用作插头或布线。作为导电体230,例如可以使用可用于导电体328、导电体330等的材料。
绝缘体224及绝缘体226上依次层叠有绝缘体250、绝缘体111a及绝缘体111b。
与绝缘体324等同样,绝缘体250优选使用对水及氢等杂质具有阻挡性的绝缘体。因此,作为绝缘体250例如可以使用可用于绝缘体324等的材料。
绝缘体111a及绝缘体111b分别可以适当地使用氧化绝缘膜、氮化绝缘膜、氧氮化绝缘膜及氮氧化绝缘膜等各种无机绝缘膜。绝缘体111a优选使用氧化硅膜、氧氮化硅膜或氧化铝膜等氧化绝缘膜或氧氮化绝缘膜。绝缘体111b优选使用氮化硅膜或氮氧化硅膜等氮化绝缘膜或氮氧化绝缘膜。更具体而言,优选的是,作为绝缘体111a使用氧化硅膜,作为绝缘体111b使用氮化硅膜。绝缘体111b优选被用作蚀刻保护膜。或者,也可以作为绝缘体111a使用氮化绝缘膜或氮氧化绝缘膜且作为绝缘体111b使用氧化绝缘膜或氧氮化绝缘膜。本实施方式示出绝缘体111b中设置有凹部的例子,但是绝缘体111b中也可以不设置有凹部。
此外,绝缘体250、绝缘体111a及绝缘体111b各自的重叠于部分导电体230的区域中形成有开口部,并以嵌入该开口部的方式设置有导电体121。另外,在本说明书等中,将图15所示的导电体121a、导电体121b总称为导电体121。另外,导电体121可以使用与导电体328及导电体330同样的材料设置。
本实施方式所说明的像素电极例如包含反射可见光的材料,对置电极包含透过可见光的材料。
显示装置1000具有顶部发射型结构。发光器件所发射的光发射到衬底102侧。衬底102优选使用对可见光具有高透过性的材料。
发光器件150a及发光器件150b设置在导电体121的上方。
在此,说明发光器件150a及发光器件150b。
本实施方式所说明的发光器件例如是指有机EL元件(也被称为OLED(OrganicLight Emitting Diode:有机发光二极管))等自发光型发光器件。另外,电连接到像素电路的发光器件可以为LED(Light EmittingDiode:发光二极管)、Micro LED、QLED(Quantum-dotLight Emitting Diode:量子点发光二极管)及半导体激光器等自发光性发光器件。
例如,通过在绝缘体111b、导电体121a及导电体121b等上沉积导电膜并对该导电膜进行图案形成工序及蚀刻工序,可以形成导电体122a及导电体122b。
导电体122a及导电体122b例如分别被用作显示装置1000所包括的发光器件150a及发光器件150b的阳极。
导电体122a及导电体122b例如可以使用铟锡氧化物(有时被称为ITO)等。
另外,导电体122a及导电体122b都可以具有两层以上的叠层结构而不具有单层结构。例如,作为第一层的导电体可以使用对可见光具有高反射率的导电体,作为最上层的导电体可以使用透光性高的导电体。作为对可见光具有高反射率的导电体,例如可以举出银、铝或者银(Ag)、钯(Pd)和铜(Cu)的合金膜(Ag-Pd-Cu(APC)膜)。另外,作为透光性高的导电体,例如可以举出上述铟锡氧化物等。另外,导电体122a及导电体122b例如可以使用由一对钛夹持的铝的叠层膜(依次层叠有Ti、Al及Ti的膜)、由一对铟锡氧化物夹持的银的叠层膜(依次层叠有ITO、Ag及ITO的膜)等。
导电体122a上设置有EL层141a。另外,导电体122b上设置有EL层141b。
另外,EL层141a及EL层141b都优选包括发射不同颜色的光的发光层。例如,EL层141a可以包括发射红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)中的任一个颜色的光的发光层,EL层141b可以包括发射剩余的两个颜色中的一方的光的发光层。另外,虽然图15未图示,但是在设置与EL层141a及EL层141b不同的EL层的情况下,该EL层可以包括发射剩余的一个颜色的光的发光层。如此,显示装置1000也可以具有在多个像素电极(导电体121a及导电体121b等)上按每个颜色形成有不同发光层的结构(SBS结构)。
注意,EL层141a及EL层141b的每一个中的发光层所发射的颜色的组合不局限于上述组合,例如也可以使用青色、品红色或黄色等颜色。另外,在上面示出包括在显示装置1000中的发光器件150所发射的颜色的个数为三个的例子,但是也可以为两个、三个或四个以上。
EL层141a及EL层141b除了包含发光性有机化合物的层(发光层)以外,还可以各自包括电子注入层、电子传输层、空穴注入层和空穴传输层中的一个以上。
另外,EL层141a及EL层141b例如可以通过蒸镀法(真空蒸镀法等)、涂敷法(例如,浸涂法、染料涂布法、棒式涂布法、旋涂法或喷涂法)、印刷法(例如,喷墨法、丝网印刷(孔版印刷)法、胶版印刷(平版印刷)法、柔版印刷(凸版印刷)法、照相凹版印刷法或微接触印刷法)等方法形成。
在使用上述涂布法、印刷法等沉积方法时,可以使用高分子化合物(例如,低聚物、树枝状聚合物或聚合物等)、中分子化合物(介于低分子与高分子之间的化合物:分子量为400至4000)或无机化合物(量子点材料等)。注意,作为量子点材料,可以使用胶状量子点材料、合金型量子点材料、核壳(Core Shell)型量子点材料或核型量子点材料。
例如,如图16A所示的发光器件150那样,图15所示的发光器件150a及发光器件150b可以由发光层4411及层4430等多个层构成。
层4420例如可以包括含有电子注入性高的物质的层(电子注入层)及含有电子传输性高的物质的层(电子传输层)。发光层4411例如包含发光性化合物。层4430例如可以包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)及含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)。
包括设置在一对电极(导电体121与后述的导电体122)间的层4420、发光层4411及层4430的结构可以被用作单一的发光单元,在本说明书等中将图16A的结构称为单结构。
另外,图16B示出图16A所示的发光器件150中的EL层141(图15中的EL层141a及EL层141b)的变形例子。具体而言,图16B所示的发光器件150包括导电体121上的层4430-1、层4430-1上的层4430-2、层4430-2上的发光层4411、发光层4411上的层4420-1、层4420-1上的层4420-2以及层4420-2上的导电体122。例如,在将导电体121及导电体122分别用作阳极及阴极时,层4430-1被用作空穴注入层,层4430-2被用作空穴传输层,层4420-1被用作电子传输层,层4420-2被用作电子注入层。或者,在将导电体121及导电体122分别用作阴极及阳极时,层4430-1被用作电子注入层,层4430-2被用作电子传输层,层4420-1被用作空穴传输层,层4420-2被用作空穴注入层。通过采用上述层结构,可以将载流子高效地注入到发光层4411,由此可以提高发光层4411内的载流子的再结合的效率。
此外,如图16C所示,层4420与层4430之间设置有多个发光层(发光层4411、发光层4412及发光层4413)的结构也是单结构的变形例子。
另外,包括层4420、发光层4411及层4430等多个层的叠层体有时被称为发光单元。另外,多个发光单元可以通过中间层(电荷产生层)串联连接。具体而言,如图16D所示,多个发光单元的发光单元4400a及发光单元4400b通过中间层(电荷产生层)4440串联连接。在本说明书中,将这种结构称为串联结构。另外,在本说明书等中,例如有时将串联结构换称为叠层结构。另外,通过发光器件采用串联结构,可以实现能够以高亮度发光的发光器件。另外,通过发光器件采用串联结构,可以期待发光器件的发光效率的提高及发光器件的寿命的提高等。在图15的显示装置1000的发光器件150采用串联结构的情况下,EL层141例如可以包括发光单元4400a的层4420、发光层4411及层4430、中间层4440、发光单元4400b的层4420、发光层4412及层4430。
另外,在显示白色时,上述SBS结构的功耗可以低于上述单结构及串联结构的功耗。因此,在想要降低功耗时优选采用SBS结构。另一方面,单结构及串联结构的制造工艺比SBS结构的发光器件简单,由此可以降低制造成本或者提高制造成品率,所以是优选的。
发光器件150的发光颜色根据构成EL层141的材料而可以为红色、绿色、蓝色、青色、品红色、黄色或白色。此外,当发光器件150具有微腔结构时,可以进一步提高颜色纯度。
白色发光器件优选具有发光层包含两种以上的发光物质的结构。在使用两个发光层得到白色发光的情况下,通过使两个发光层的各发光颜色处于补色关系,可以得到在发光器件整体上以白色发光的结构。此外,在使用三个以上的发光层得到白色发光的情况下,三个以上的发光层的各发光颜色组合而得到在发光器件整体上以白色发光的结构即可。
发光层优选包含其发光颜色选自R(红)、G(绿)、B(蓝)、Y(黄)和O(橙)中的两种以上的发光物质。或者,优选包含每个发光包含选自R、G、B中的两种以上的光谱成分的两种以上的发光物质。
另外,如图15所示,在相邻的发光器件间,在两个EL层间设置有间隙。具体而言,在图15中,在相邻的发光器件间形成有凹部,以覆盖该凹部的侧面(导电体121a、导电体122a及EL层141a的侧面、导电体121b、导电体122b及EL层141b的侧面)及底面(绝缘体111b的一部分的区域)的方式设置有绝缘体112。另外,在绝缘体112上以埋入该凹部的方式形成有绝缘体162。如此,EL层141a及EL层141b优选以彼此不接触的方式设置。由此,可以适合地防止通过相邻的两个EL层电流(也被称为横向泄漏电流或侧泄漏电流等)流过而产生非意图的发光(也被称为串扰)。由此,可以提高对比度而实现显示品质高的显示装置。另外,例如,通过采用发光器件间的横向泄漏电流极低的结构,可以使在显示装置中进行的黑色显示为漏光等极少的显示(也称为全黑色显示)。
作为EL层141a及EL层141b的形成方法,例如可以举出使用光刻法的方法。例如,通过先在导电体122上沉积成为EL层141a及EL层141b的EL膜,然后利用光刻法对该EL膜进行图案化,可以形成EL层141a及EL层141b。由此,在相邻的发光器件间,可以在两个EL层间设置间隙。
绝缘体112可以为包括无机材料的绝缘层。作为绝缘体112例如可以使用氧化绝缘膜、氮化绝缘膜、氧氮化绝缘膜及氮氧化绝缘膜等无机绝缘膜。绝缘体112既可以具有单层结构,又可以具有叠层结构。作为氧化绝缘膜,例如可以举出氧化硅膜、氧化铝膜、氧化镁膜、铟镓锌氧化物膜、氧化镓膜、氧化锗膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镧膜、氧化钕膜、氧化铪膜及氧化钽膜。作为氮化绝缘膜,例如可以举出氮化硅膜及氮化铝膜。作为氧氮化绝缘膜,例如可以举出氧氮化硅膜及氧氮化铝膜。作为氮氧化绝缘膜,例如可以举出氮氧化硅膜及氮氧化铝膜。尤其是,氧化铝膜在蚀刻中与EL层的选择比高,并且在后述的绝缘体162的形成中具有保护EL层的功能,所以是优选的。尤其是,通过将利用ALD(AtomicLayerDeposition:原子层沉积)法形成的氧化铝膜、氧化铪膜及氧化硅膜等无机绝缘膜用于绝缘体112,可以形成针孔少且保护EL层的功能良好的绝缘体112。
在本说明书等中,氧氮化物是指在其组成中氧含量多于氮含量的材料,而氮氧化物是指在其组成中氮含量多于氧含量的材料。例如,在记载为“氧氮化硅”时指在其组成中氧含量多于氮含量的材料,而在记载为“氮氧化硅”时指在其组成中氮含量多于氧含量的材料。
可以利用溅射法、CVD法、PLD(PulsedLaserDeposition:脉冲激光沉积)法或ALD法形成绝缘体112。绝缘体112优选利用覆盖性高的ALD法形成。
设置在绝缘体112上的绝缘体162具有使形成在相邻的发光器件间的绝缘体112的凹部平坦化的功能。换言之,通过包括绝缘体162,可以产生提高后述的导电体123的形成面的平坦性的效果。作为绝缘体162可以适当地使用包含有机材料的绝缘层。例如,作为绝缘体162可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅酮树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂及上述树脂的前体等。另外,作为绝缘体162,也可以使用聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甘油、普鲁兰、水溶性纤维素或者醇可溶性聚酰胺树脂等有机材料。另外,绝缘体162可以使用感光树脂。作为感光树脂,例如也可以使用光致抗蚀剂。感光树脂可以使用正型材料或负型材料。
绝缘体162的顶面的高度与EL层141a或EL层141b的顶面的高度之差例如优选为绝缘体162的厚度的0.5倍以下,更优选为0.3倍以下。另外,例如也可以以EL层141a或EL层141b的顶面高于绝缘体162的顶面的方式设置绝缘体162。另外,例如也可以以绝缘体162的顶面高于EL层141a或EL层141b中的发光层的顶面的方式设置绝缘体162。
EL层141a、EL层141b、绝缘体112及绝缘体162上设置有导电体123。另外,发光器件150a及发光器件150b上都设置有绝缘体113。
导电体123例如被用作发光器件150a及发光器件150b的公共电极。另外,为了将来自发光器件150的发光向显示装置1000的上方发射,导电体122优选包括具有透光性的导电材料。
导电体123优选为导电性高且具有透光性及光反射性的材料(有时被称为半透过-半反射电极)。作为导电体122,例如可以使用银和镁的合金或铟锡氧化物。
绝缘体113有时被称为保护层,通过在发光器件150a及发光器件150b各自的上方设置绝缘体113,可以提高发光器件的可靠性。换言之,绝缘体113被用作保护发光器件150a及发光器件150b的钝化膜。因此,绝缘体113优选使用防止水等的进入的材料。绝缘体113例如可以使用可用于绝缘体111a或绝缘体111b的材料。具体而言,可以使用氧化铝、氮化硅或氮氧化硅。
绝缘体113上设置有树脂层163。另外,树脂层163上设置有衬底102。
作为衬底102例如优选采用具有透光性的衬底。通过作为衬底102使用具有透光性的衬底,可以使发光器件150a及发光器件150b所发射的光向衬底102的上方发射。
注意,本发明的一个方式的显示装置不局限于图15所示的显示装置1000的结构。本发明的一个方式的显示装置的结构可以适当地改变。
例如,图15的显示装置1000的像素层PXAL中的晶体管200也可以为在沟道形成区域中包括金属氧化物的晶体管(以下,称为OS晶体管)。图17所示的显示装置1000具有在图15的显示装置1000的电路层SICL及布线层LINL的上方设置代替晶体管200的晶体管500(OS晶体管)及发光器件150的结构。
在图17中,晶体管500设置在绝缘体512上。绝缘体512设置在绝缘体364及导电体366的上方,作为绝缘体512优选使用对氧及氢具有阻挡性的物质。具体而言,例如,使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧氮化铝、氮氧化铝或氮化铝即可。
作为对氢具有阻挡性的膜的一个例子,可以使用通过CVD法形成的氮化硅。在此,有时氢扩散到具有氧化物半导体的半导体元件(例如,晶体管500)中,导致该半导体元件的特性下降。因此,优选在晶体管300与晶体管500之间设置抑制氢的扩散的膜。具体而言,抑制氢的扩散的膜是指氢的脱离量少的膜。
另外,例如,作为绝缘体512,可以使用与绝缘体320同样的材料。此外,通过对上述绝缘体使用介电常数较低的材料,可以减少产生在布线之间的寄生电容。例如,绝缘体512可以使用氧化硅膜或氧氮化硅膜。
另外,绝缘体512上设置有绝缘体514且绝缘体514上设置有晶体管500。另外,在绝缘体512上以覆盖晶体管500的方式形成绝缘体576。另外,绝缘体576上形成有绝缘体581。
绝缘体514优选使用防止氢等杂质从衬底310或设置有绝缘体512的下方的电路元件等的区域等向设置有晶体管500的区域扩散的具有阻挡性的膜。因此,绝缘体514例如优选使用通过CVD法形成的氮化硅。
如上所述,图17所示的晶体管500是在沟道形成区域中包括金属氧化物的OS晶体管。作为该金属氧化物,例如可以使用包含铟、元素M及锌的In-M-Zn氧化物(元素M为选自铝、镓、钇、锡、铜、钒、铍、硼、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种)等金属氧化物。具体而言,例如,作为金属氧化物可以使用包含铟、镓及锌的氧化物(有时记为IGZO)。另外,例如,作为金属氧化物也可以使用包含铟、铝及锌的氧化物(有时记为IAZO)。另外,例如,作为金属氧化物也可以使用包含铟、铝、镓及锌的氧化物(有时记为IAGZO)。另外,金属氧化物除了上述以外也可以使用In-Ga氧化物、In-Zn氧化物或铟氧化物。
尤其是,被用作半导体的金属氧化物优选使用其带隙为2eV以上,优选为2.5eV以上的金属氧化物。如此,通过使用带隙较宽的金属氧化物,可以减小晶体管的关态电流(有时被称为泄漏电流)。
尤其是,像素电路中的驱动晶体管优选使用在源极-漏极间电压较大时也关态电流充分减少的晶体管,例如优选使用OS晶体管。通过作为驱动晶体管使用OS晶体管可以减少在驱动晶体管处于关闭状态下流过发光器件的关态电流的量,所以可以充分降低关态电流流过的发光器件所发射的光的亮度。因此,在比较关态电流大的驱动晶体管和关态电流小的驱动晶体管时,在使像素电路显示黑色的情况下,与包括关态电流大的驱动晶体管的像素电路相比,包括关态电流小的驱动晶体管的像素电路的发光亮度较低。换言之,通过使用OS晶体管,可以抑制使像素电路显示黑色时的黑色模糊。
另外,室温下的每沟道宽度1μm的OS晶体管的关态电流值可以为1aA(1×10-18A)以下、1zA(1×10-21A)以下或1yA(1×10-24A)以下。注意,室温下的每沟道宽度1μm的Si晶体管的关态电流值为1fA(1×10-15A)以上且1pA(1×10-12A)以下。因此,也可以说,OS晶体管的关态电流比Si晶体管的关态电流小10位左右。
另外,在提高像素电路所包括的发光器件的发光亮度时,需要增大流过发光器件的电流量。另外,为此,需要提高像素电路所包括的驱动晶体管的源极-漏极间电压。因为OS晶体管的源极-漏极间的耐电压性比Si晶体管高,所以可以对OS晶体管的源极-漏极间施加高电压。由此,通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管,可以对OS晶体管的源极-漏极间施加高电压,所以可以增大流过发光器件的电流量而提高发光器件的发光亮度。
另外,当晶体管在饱和区域中工作时,与Si晶体管相比,OS晶体管可以使对于栅极-源极间电压的变化的源极-漏极间电流的变化细小。因此,通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管,可以根据栅极-源极间电压的变化详细决定流过源极-漏极间的电流,所以可以致密地控制流过发光器件的电流量。因此,可以致密地控制发光器件发射的光的亮度(可以增大像素电路中的灰度)。
另外,关于晶体管在饱和区域中工作时流过的电流的饱和特性,与Si晶体管相比,OS晶体管即使逐渐地提高源极-漏极间电压也可以使稳定的恒定电流(饱和电流)流过。因此,通过将OS晶体管用作驱动晶体管,即使例如包含有机EL材料的发光器件的电流-电压特性发生不均匀,也可以使稳定的恒定电流流过发光器件。也就是说,OS晶体管当在饱和区域中工作时即使提高源极-漏极间电压,源极-漏极间电流也几乎不变,因此可以使发光器件的发光亮度稳定。
如上所述,通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管,可以实现“黑色模糊的抑制”、“发光亮度的上升”、“多灰度化”和“发光器件不均匀的抑制”等。因此,包括像素电路的显示装置可以显示清晰且流畅的图像,其结果可以观察图像的鲜锐度(图像的锐度)和高对比度中的任一个或多个。图像的鲜锐度(图像的锐度)有时是指动态模糊被抑制的情况和黑色模糊被抑制的情况中的一方或双方。另外,通过采用可流过包括在像素电路中的驱动晶体管的关态电流极小的结构,可以使在显示装置中进行的黑色显示为漏光等极少的显示(也称为全黑色显示)。
绝缘体576和绝缘体581中的至少一个优选被用作抑制水或氢等杂质从晶体管500的上方向晶体管500扩散的阻挡绝缘膜。因此,绝缘体576和绝缘体581中的至少一个优选使用具有抑制氢原子、氢分子、水分子、氮原子、氮分子、氧化氮分子(例如,N2O、NO及NO2)或铜原子等杂质的扩散的功能(不容易使上述杂质透过)的绝缘材料。或者,优选使用具有抑制氧(例如,氧原子和氧分子中的一方或双方)的扩散的功能(不容易使上述氧透过)的绝缘材料。
作为绝缘体576和绝缘体581中的一方或双方,优选使用具有抑制水及氢等杂质以及氧的扩散的功能的绝缘体,作为绝缘体576和绝缘体581中的一方或双方例如可以使用氧化铝、氧化镁、氧化铪、氧化镓、铟镓锌氧化物、氮化硅或氮氧化硅。
另外,绝缘体581、绝缘体576、晶体管500的源极和漏极中的一个电极设置有用来形成插头、布线等的开口部。另外,该开口部形成有被用作插头、布线等的导电体540。
另外,绝缘体581例如优选为被用作层间膜和平坦化膜中的一方或双方的绝缘体。
绝缘体581及导电体540的上方形成有绝缘体224及绝缘体226。注意,包括绝缘体224的位于绝缘体224的上方的绝缘体、导电体、电路元件等的记载可以参照图15的显示装置1000的说明。
注意,图15示出具有通过将形成有发光器件150及像素电路等的半导体衬底与形成有驱动电路等的半导体衬底贴合在一起而构成的显示装置,图17示出在形成有驱动电路的半导体衬底中在该驱动电路上形成发光器件150、像素电路等的显示装置,但是根据本发明的一个方式的电子设备的显示装置不局限于图15或图17。根据本发明的一个方式的电子设备的显示装置例如也可以具有只形成有一层晶体管的结构而不具有层叠有两层以上的晶体管的层结构。
具体而言,例如,根据本发明的一个方式的电子设备的显示装置如图18A所示的显示装置1000那样也可以包括:包括形成在衬底210上的晶体管200的电路;以及设置在晶体管200的上方的发光器件150。另外,例如,如图18B所示的显示装置1000那样也可以采用在衬底501上形成绝缘体512且设置有绝缘体512上的晶体管500及晶体管500的上方的发光器件150的结构。另外,作为衬底501例如可以使用可用于衬底310的衬底,尤其优选使用玻璃衬底。
如图18A及图18B的每一个所示的显示装置1000那样,根据本发明的一个方式的电子设备的显示装置也可以具有只形成有一层晶体管且在该晶体管的上方设置有发光器件150的结构。另外,虽然未图示,但是根据本发明的一个方式的电子设备的显示装置也可以具有层叠有三层以上的晶体管的层结构。
<显示装置的密封结构例子>
接着,说明可用于图15的显示装置1000的发光器件150的密封结构。
图19A是示出可用于图15的显示装置1000的密封结构的例子的截面图。具体而言,图19A示出图15的显示装置1000的端部及设置在该端部周围的材料。另外,图19A只摘要示出显示装置1000的像素层PXAL的一部分。具体而言,图19A示出绝缘体250、位于绝缘体250的上方的绝缘体、导电体以及发光器件150a等。
图19A所示的区域123CM例如设置有开口部。此外,作为一个例子,该开口部设置有导电体121CM。导电体123通过导电体121CM与设置在绝缘体250的下方的布线电连接。由此,可以对用作公共电极的导电体123供应电位(例如,发光器件150a等中的阳极电位、阴极电位等)。此外,有时将包括在区域123CM中的导电体和区域123CM周围的导电体中的一方或双方称为连接电极。
导电体121CM例如可以使用可用于导电体121的材料。
在图19A的显示装置1000中,在树脂层163的端部或该端部周围设置有粘合层164。具体而言,以绝缘体113及衬底102在其间夹有粘合层164的方式构成显示装置1000。
作为粘合层164,例如优选使用抑制水分等杂质的透过的材料。通过作为粘合层164使用该材料,可以提高显示装置1000的可靠性。
有时将使用粘合层164隔着树脂层163贴合绝缘体113与衬底102的结构称为固体密封结构。另外,在固体密封结构中,在树脂层163与粘合层164同样地具有贴合绝缘体113与衬底102的功能时,并不一定设置粘合层164。
另一方面,有时将使用粘合层164填充惰性气体代替树脂层163而贴合绝缘体113与衬底102的结构称为中空密封结构(未图示)。作为惰性气体,例如可以举出氮及氩。
另外,在图19A所示的显示装置1000的密封结构中,也可以将两个以上的粘合层重叠而使用。例如,如图19B所示,也可以在粘合层164的内侧(粘合层164与树脂层163间)还设置粘合层165。通过将两个以上的粘合层重叠,可以进一步抑制水分等杂质的透过,所以可以进一步提高显示装置1000的可靠性。
另外,也可以在粘合层165混合干燥剂。由此,形成在粘合层164及粘合层165的内侧的树脂层163、绝缘体、导电体及EL层中的水分吸附到该干燥剂,所以可以提高显示装置1000的可靠性。
另外,图19B的显示装置1000具有固体密封结构,但是也可以具有中空密封结构。
另外,在图19A及图19B的显示装置1000的密封结构中,也可以填充惰性液体代替树脂层163。作为惰性液体,例如可以举出氟类惰性液体。
<显示装置的变形例子>
本发明的一个方式不局限于上述结构,可以根据情况适当地改变上述结构。以下,使用图20A至图21B说明图15的显示装置1000的变形例子。另外,图20A至图21B只摘要示出显示装置1000的像素层PXAL的一部分。具体而言,图20A至图21B各自示出绝缘体250、绝缘体111a以及位于绝缘体111a的上方的绝缘体、导电体、发光器件150a及发光器件150b等。尤其是,图20A至图21B还示出发光器件150c、导电体121c、导电体122c及EL层141c。
注意,例如EL层141c所发射的光的颜色也可以与EL层141a及EL层141b所发射的光的颜色不同。另外,例如显示装置1000也可以采用发光器件150a至发光器件150c所发射的光的颜色为两种的结构。另外,例如显示装置1000也可以采用增加发光器件150的个数而多个发光器件所发射的颜色的个数为四种的结构(未图示)。
另外,如图20A所示,例如显示装置1000也可以采用EL层141a至EL层141c上形成有EL层142的结构。具体而言,例如,在图16A中,在EL层141a至EL层141c包括层4430及发光层4411时采用EL层142包括层4420的结构即可。在此情况下,EL层142中的层4420被用作发光器件150a至发光器件150c的公共层。同样地,例如,在图16C中,通过在EL层141a至EL层141c包括层4430、发光层4411、发光层4412及发光层4413时采用EL层142包括层4420的结构,EL层142中的层4420被用作发光器件150a至发光器件150c的公共层。另外,例如,在图16D中,通过在EL层141a至EL层141c包括发光单元4400b的层4430、发光层4412及层4420、中间层4440、发光单元4400a的层4430及发光层4411时采用EL层142包括发光单元4400b的层4420的结构,EL层142中的发光单元4400a的层4420被用作发光器件150a至发光器件150c的公共层。
另外,例如在显示装置1000中,绝缘体113也可以具有两层以上的叠层结构而不具有单层结构。例如绝缘体113也可以采用三层叠层结构,其中第一层使用无机材料的绝缘体,第二层使用有机材料的绝缘体,并且第三层使用无机材料的绝缘体。图21B是示出绝缘体113具有包括绝缘体113a、绝缘体113b及绝缘体113c的多层结构的显示装置1000的一部分的截面图,其中绝缘体113a使用无机材料的绝缘体,绝缘体113b使用有机材料的绝缘体,并且绝缘体113c使用无机材料的绝缘体。
另外,例如,在显示装置1000中,EL层141a至EL层141c也可以都具有微腔结构(微小共振器结构)。微腔结构例如是指如下结构:作为上部电极(公共电极)的导电体122使用具有透光性及光反射性的导电材料且作为下部电极(像素电极)的导电体121使用具有光反射性的导电材料而将发光层的底面与下部电极的顶面间的距离,即图16A中的层4430的膜厚度设定为对应于EL层141中的发光层所发射的光的颜色的波长的厚度。
例如,在下部电极反射回来的光(反射光)会给从发光层直接入射到上部电极的光(入射光)带来很大的干涉,因此优选将下部电极与发光层的光程调节为(2n-1)λ/4(注意,n为1以上的自然数,λ为要放大的光的波长)。通过调节该光程,可以使波长λ的各反射光与入射光的相位一致,由此可以进一步放大从发光层发射的光。另一方面,在反射光及入射光的波长为λ以外的情况下,相位不一致,所以反射光及入射光不谐振而衰减。
在上述结构中,EL层可以具有包括多个发光层的结构或只包括一个发光层的结构。例如,微腔结构可以组合于上述串联型发光器件的结构,其中在一个发光器件中以其间夹着电荷产生层的方式设置多个EL层,并且,在每个EL层中形成一个或多个发光层。
通过采用微腔结构,可以加强指定波长的正面方向上的发光强度,由此可以实现低功耗化。尤其是,在用于VR及AR等XR的设备中,在很多个情况下发光器件的正面方向的光入射到戴上设备的使用者的眼睛,所以可以说在用于XR的设备的显示装置具有微腔结构是优选的。注意,在为使用红色、黄色、绿色以及蓝色的四种颜色的子像素显示影像的显示装置的情况下,因为可以获得由于黄色发光的亮度提高效果,而且可以在所有的子像素中采用适合各颜色的波长的微腔结构,所以能够实现具有良好的特性的显示装置。
图21A例如是示出采用微腔结构时的显示装置1000的一部分的截面图。另外,在发光器件150a包括发射蓝色(B)光的发光层,发光器件150b包括发射绿色(G)光的发光层且发光器件150c包括发射红色(R)光的发光层的情况下,如图21A所示,优选按EL层141a、EL层141b及EL层141c的顺序增加膜厚度。具体而言,根据各发光层所发射的光的颜色决定包括在EL层141a、EL层141b及EL层141c的每一个中的层4430的膜厚度即可。在此情况下,包括在EL层141a中的层4430最薄且包括在EL层141c中的层4430最厚。
另外,例如,显示装置1000也可以包括着色层(滤色片)等。图21B例如示出在树脂层163与衬底102间设置有着色层166a、着色层166b及着色层166c的结构。着色层166a至着色层166c例如可以形成在衬底102上。另外,在发光器件150a包括发射蓝色(B)光的发光层,发光器件150b包括发射绿色(G)光的发光层,并且发光器件150c包括发射红色(R)光的发光层的情况下,着色层166a为蓝色,着色层166b为绿色,着色层166c为红色。
图21B所示的显示装置1000通过将设置有着色层166a至着色层166c的衬底102隔着树脂层163贴合于形成到发光器件150a至发光器件150c的衬底310而构成。此时,优选以发光器件150a与着色层166a重叠,发光器件150b与着色层166b重叠且发光器件150c与着色层166c重叠的方式进行贴合。通过在显示装置1000中设置着色层166a至着色层166c,例如发光器件150b所发射的光经过着色层166b向衬底102的上方射出而不经过着色层166a或着色层166c向衬底102的上方射出。换言之,可以遮蔽来自显示装置1000的发光器件150的倾斜方向(以衬底102的顶面为水平面时的仰角的方向)的光,所以可以降低显示装置1000的视角依赖性,由此可以防止从倾斜方向看显示在显示装置1000上的图像时的该图像的显示品质的下降。
另外,形成在衬底102上的着色层166a至着色层166c也可以由被称为覆盖层的树脂等覆盖。具体而言,在显示装置1000中,也可以按树脂层163、该覆盖层、着色层166a至着色层166c、衬底102的顺序层叠(未图示)。另外,作为用于覆盖层的树脂,例如可以举出具有透光性且以丙烯酸树脂或环氧树脂为基础的热固化性材料等。
另外,例如,作为显示装置1000的结构,除了着色层以外还可以包括黑矩阵(未图示)。通过在着色层166a与着色层166b间、着色层166b与着色层166c间以及着色层166c与着色层166a间设置黑矩阵,可以进一步遮蔽来自显示装置1000的发光器件150的倾斜方向(以衬底102的顶面为水平面时的仰角的方向)的光,所以可以进一步防止在从倾斜方向看显示在显示装置1000上的图像时的该图像的显示品质的下降。
另外,在如图21B等那样显示装置包括着色层时,显示装置所包括的发光器件150a至发光器件150c也可以都是发射白色光的发光器件(未图示)。另外,该发光器件例如可以采用单结构或串联结构。
另外,在上述显示装置1000中,导电体121a至导电体121c为阳极且导电体122为阴极,但是显示装置1000也可以采用导电体121a至导电体121c为阴极且导电体122为阳极的结构。换言之,在上面说明的制造工序中,也可以使包括在EL层141a至EL层141c及EL层142中的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层及电子注入层的叠层顺序相反。
<绝缘体162的结构例子>
接着,示出显示装置1000中的包括绝缘体162及其周围的区域的截面结构。
图22A示出EL层141a及EL层141b的厚度彼此不同的例子。绝缘体112的顶面的高度在EL层141a一侧与EL层141a的顶面的高度一致或大致一致,在EL层141b一侧与EL层141b的顶面的高度一致或大致一致。并且,绝缘体112的顶面具有EL层141a一侧高且EL层141b一侧低的平缓的倾斜。如此,绝缘体112及绝缘体162的高度优选与相邻的EL层的顶面的高度一致。或者,绝缘体112及绝缘体162的顶面也可以具有与相邻的EL层中的任意个的顶面的高度一致的平坦部。
在图22B中,绝缘体162的顶面具有高于EL层141a的顶面及EL层141b的顶面的区域。另外,绝缘体162的顶面具有向中心平缓地膨胀的凸状形状。
在图22C中,绝缘体112具有其顶面高于EL层141a的顶面及EL层141b的顶面的区域。另外,在包括绝缘体162及其周围的区域中,显示装置1000具有位于牺牲层118和牺牲层119中的一方或双方上的第一区域。第一区域的高度高于EL层141a的顶面及EL层141b的顶面,第一区域形成有绝缘体162的一部分。另外,在包括绝缘体162及其周围的区域中,显示装置1000具有位于牺牲层118和牺牲层119中的一方或双方上的第二区域。第二区域的高度高于EL层141a的顶面及EL层141b的顶面,第二区域形成有绝缘体162的一部分。
在图22D中,绝缘体162的顶面具有低于EL层141a的顶面及EL层141b的顶面的区域。另外,绝缘体162的顶面具有向中心平缓地凹陷的形状。
在图22E中,绝缘体112的顶面具有高于EL层141a的顶面及EL层141b的顶面的区域。就是说,在EL层141的被形成面,绝缘体112突出且形成凸部。
在形成绝缘体112时,例如在以与牺牲层的高度一致或大致一致的方式形成绝缘体112时,如图22E所示,有时形成绝缘体112突出的形状。
在图22F中,绝缘体112的顶面具有低于EL层141a的顶面及EL层141b的顶面的区域。就是说,在EL层141的被形成面,绝缘体112具有凹部。
如上所述,绝缘体112及绝缘体162可以采用各种形状。
<像素电路的结构例子>
在此,说明可以包括在像素层PXAL中的像素电路的结构例子。
图23A及图23B示出可以包括在像素层PXAL中的像素电路的结构例子及连接于像素电路的发光器件150。另外,图23A是示出包括在像素层PXAL中的像素电路400所包括的各电路元件的连接的图,图23B是示意性地示出包括驱动电路30等的电路层SICL、具有像素电路所包括的多个晶体管的层OSL以及包括发光器件150的层EML的上下关系的图。另外,图23B所示的显示装置1000的像素层PXAL例如包括层OSL及层EML。另外,图23B所示的层OSL所包括的晶体管500A、晶体管500B、晶体管500C等相当于图15中的晶体管200。另外,包括在图23B所示的层EML中的发光器件150相当于图15中的发光器件150a或发光器件150b。
例如,图23A及图23B所示的像素电路400包括晶体管500A、晶体管500B、晶体管500C及电容器600。晶体管500A、晶体管500B及晶体管500C例如可以为可用于上述晶体管200的晶体管。换言之,晶体管500A、晶体管500B及晶体管500C可以为Si晶体管。另外,晶体管500A、晶体管500B及晶体管500C例如可以为可用于上述晶体管500的晶体管。换言之,晶体管500A、晶体管500B及晶体管500C可以为OS晶体管。尤其是,在晶体管500A、晶体管500B及晶体管500C为OS晶体管时,晶体管500A、晶体管500B及晶体管500C优选都包括背栅电极,在此情况下可以具有对背栅电极及栅电极供应相同信号的结构或者对背栅电极供应与栅电极不同的信号的结构。注意,图23A及图23B示出晶体管500A、晶体管500B及晶体管500C包括背栅电极,但是晶体管500A、晶体管500B及晶体管500C也可以不包括背栅电极。
晶体管500B包括与晶体管500A电连接的栅电极、与发光器件150电连接的第一电极以及与布线ANO电连接的第二电极。布线ANO是用来对发光器件150供应电流的电位的布线。
晶体管500A包括与晶体管500B的栅电极电连接的第一端子、与被用作源极线的布线SL电连接的第二端子以及具有根据被用作栅极线的布线GL1的电位控制导通状态或非导通状态的功能的栅电极。
晶体管500C包括与布线V0电连接的第一端子、与发光器件150电连接的第二端子以及具有根据被用作栅极线的布线GL2的电位控制导通状态或非导通状态的功能的栅电极。布线V0是用来供应基准电位的布线及用来将流过像素电路400的电流输出到驱动电路30的布线。
电容器600包括与晶体管500B的栅电极电连接的导电膜以及与晶体管500C的第二电极电连接的导电膜。
发光器件150包括与晶体管500B的第一电极电连接的第一电极以及与布线VCOM电连接的第二电极。布线VCOM是供应用来对发光器件150供应电流的电位的布线。
由此,可以根据供应到晶体管500B的栅电极的图像信号控制发光器件150所发射的光的强度。另外,可以由通过晶体管500C供应的布线V0的基准电位抑制晶体管500B的栅极-源极间电压的不均匀。
另外,可以从布线V0输出可以在设定像素参数时使用量的电流。更具体而言,布线V0可以被用作将流过晶体管500B的电流或流过发光器件150的电流输出到外部的监视线。输出到布线V0的电流例如由源极跟随电路等转换为电压而输出到外部。另外,例如由模拟数字转换电路等转换为数字信号而输出到上述实施方式中说明的AI加速器。
另外,在图23B中作为一个例子示出的结构中可以缩短用来使像素电路400与驱动电路30电连接的布线,所以可以降低该布线的布线电阻。因此,可以高速进行数据的写入,所以可以以高速驱动显示装置1000。由此,即便使显示装置1000所包括的像素电路400的数量多,也可以确保充分帧期间,所以可以提高显示装置1000的像素密度。另外,通过提高显示装置1000的像素密度,可以提高显示装置1000所显示的图像的清晰度。例如,显示装置1000的像素密度可以为1000ppi以上、5000ppi以上或7000ppi以上。因此,显示装置1000例如可以为用于AR或VR的显示装置,可以适当地被用于头戴显示器等显示部与使用者间的距离较近的电子设备。
注意,图23A及图23B示出一共包括三个晶体管的像素电路400的例子,但是根据本发明的一个方式的电子设备的像素电路不局限于此。以下,说明可用于像素电路400的像素电路的结构例子。
图24A所示的像素电路400A包括晶体管500A、晶体管500B及电容器600。另外,图24A示出连接于像素电路400A的发光器件150。另外,像素电路400A与布线SL、布线GL、布线ANO及布线VCOM电连接。
在晶体管500A中,栅极与布线GL电连接,源极和漏极中的一方与布线SL电连接,另一方与晶体管500B的栅极及电容器600的一方电极电连接。在晶体管500B中,源极和漏极中的一方与布线ANO电连接,另一方与发光器件150的阳极电连接。电容器600的另一方电极与发光器件150的阳极电连接。发光器件150的阴极与布线VCOM电连接。
图24B所示的像素电路400B是对像素电路400A追加晶体管500C的结构。另外,像素电路400B与布线V0电连接。
图24C所示的像素电路400C是上述像素电路400A的晶体管500A及晶体管500B采用栅极与背栅极电连接的晶体管时的例子。另外,图24D所示的像素电路400D是在像素电路400B中采用该晶体管时的例子。因此,可以增大晶体管能够流过的电流。注意,在此示出所有晶体管采用一对栅极电连接的晶体管,但是不局限于此。另外,也可以采用包括一对栅极且该一对栅极分别与不同布线电连接的晶体管。例如,通过使用一方栅极与源极电连接的晶体管,可以提高可靠性。
图25A所示的像素电路400E具有对上述像素电路400B追加晶体管500D的结构。另外,像素电路400E与三个被用作栅极线的布线(布线GL1、布线GL2及布线GL3)电连接。
在晶体管500D中,栅极与布线GL3电连接,源极和漏极中的一方与晶体管500B的栅极电连接,另一方与布线V0电连接。另外,晶体管500A的栅极与布线GL1电连接,晶体管500C的栅极与布线GL2电连接。
通过同时使晶体管500C及晶体管500D处于导通状态,晶体管500B的源极及栅极具有相同电位,所以可以使晶体管500B处于非导通状态。由此,可以强制性地遮断流过发光器件150的电流。这种像素电路适合于使用交替地设置显示期间及关灯期间的显示方法的情况。
图25B所示的像素电路400F具有对上述像素电路400E追加电容器600A时的例子。电容器600A被用作保持电容器。
图25C所示的像素电路400G及图25D所示的像素电路400H分别是上述像素电路400E或像素电路400F使用栅极与背栅极电连接的晶体管时的例子。晶体管500A、晶体管500C、晶体管500D采用栅极与背栅极电连接的晶体管,晶体管500B采用栅极与源极电连接的晶体管。
<像素的布局>
在此,说明可用于本发明的一个方式的显示装置的像素布局。子像素的排列没有特别的限制,可以采用各种方法。作为子像素的排列,例如可以举出条纹排列、S条纹排列、矩阵状排列、Delta排列、拜耳排列(Bayer arrangement)或Pentile排列等。
另外,作为子像素的顶面形状,例如可以举出三角形、四角形(包括长方形、正方形)、五角形等多角形、上述多角形的角部带圆形的形状、椭圆形或圆形等。在此,子像素的顶面形状相当于发光器件的发光区域的顶面形状。
图26A所示的像素80采用条纹排列。图26A所示的像素80由子像素80a、子像素80b及子像素80c的三个子像素构成。例如,如图27A所示,也可以将子像素80a设为红色的子像素R,将子像素80b设为绿色的子像素G,并且将子像素80c设为蓝色的子像素B。
图26B所示的像素80采用S条纹排列。图26B所示的像素80由子像素80a、子像素80b及子像素80c的三个子像素构成。例如,如图27B所示,也可以将子像素80a设为蓝色的子像素B,将子像素80c设为红色的子像素R,将子像素80b设为绿色的子像素G。
图26C示出各颜色的子像素以锯齿形排列的例子。具体而言,俯视时,排列在列方向上的两个子像素(例如,子像素80a及子像素80b或者子像素80b及子像素80c)的上边的位置错开。例如,如图27C所示,也可以将子像素80a设为红色的子像素R,将子像素80b设为绿色的子像素G,并且将子像素80c设为蓝色的子像素B。
图26D所示的像素80包括具有角部带圆形的近似梯形的顶面形状的像素80a、具有角部带圆形的近似三角形的顶面形状的子像素80b、具有角部带圆形的近似四角形或近似六角形的顶面形状的子像素80c。另外,子像素80a的发光面积大于子像素80b。如此,各子像素的形状及大小可以独立地决定。例如,例如,包括可靠性高的发光器件的子像素的尺寸可以更小。例如,如图27D所示,也可以将子像素80a设为绿色的子像素G,将子像素80b设为红色的子像素R,并且将子像素80c设为蓝色的子像素B。
图26E所示的像素70A、像素70B采用Pentile排列。图26E示出交替地排列有包括子像素80a及子像素80b的像素70A和包括子像素80b及子像素80c的像素70B的例子。例如,如图27E所示,也可以将子像素80a设为红色的子像素R,将子像素80b设为绿色的子像素G,并且将子像素80c设为蓝色的子像素B。
图26F及图26G所示的像素70A、像素70B采用Delta排列。像素70A包括上方的行(第一行)包括两个子像素(子像素80a及子像素80b)且下方的行(第二行)包括一个子像素(子像素80c)。像素70B在上方的行(第一行)包括一个子像素(子像素80c)且下方的行(第二行)包括两个子像素(子像素80a及子像素80b)。例如,如图27F所示,也可以将子像素80a设为红色的子像素R,将子像素80b设为绿色的子像素G,并且将子像素80c设为蓝色的子像素B。
图26F示出各子像素具有角部带圆形的近似四角形的顶面形状的例子,图26G示出各子像素具有圆形的顶面形状的例子。
在光刻法中,加工图案越微细越不能忽略光的衍射的影响,所以通过曝光转印光掩模的图案时保真度下降而难以将抗蚀剂掩模加工为所希望的形状。因此,即使光掩模的图案为矩形,在很多情况下也形成角部带圆形的图案。由此,有时子像素的顶面形状成为多角形的角部带圆形的形状、椭圆形或圆形。
另外,在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中,使用抗蚀剂掩模将EL层加工为岛状。形成在EL层上的抗蚀剂膜需要以低于EL层的耐热温度的温度进行硬化。因此,根据EL层的材料的耐热温度及抗蚀剂材料的硬化温度有时抗蚀剂膜的硬化不充分。硬化不充分的抗蚀剂膜有时在进行加工时具有与所望的形状不同的形状。其结果,有时EL层的顶面形状成为多角形的角部带圆形形状、椭圆形或圆形。例如,在形成顶面形状为正方形的抗蚀剂掩模时,有时形成圆形的顶面形状的抗蚀剂掩模而EL层的顶面形状成为圆形。
另外,为了使EL层的顶面形状成为所望的形状,也可以使用预先校正掩模图案的技术(OPC(OpticalProximityCorrection:光学邻近校正)技术)以便使设计图案与转印图案一致。具体而言,在OPC技术中,对掩模图案上的图形角部等追加校正用图案。
图28A至图28C所示的像素80采用条纹排列。
图28A示出各子像素具有长方形的顶面形状的例子,图28B示出各子像素具有连接两个半圆和长方形的顶面形状的例子,图28C示出各子像素具有椭圆形的顶面形状的例子。
图28D至图28F所示的像素80采用矩阵排列。
图28D示出各子像素具有正方形的顶面形状的例子,图28E示出各子像素具有角部带圆形的近似正方形的顶面形状的例子,图28F示出各子像素具有圆形的顶面形状的例子。
图28A至图28F所示的像素80由子像素80a、子像素80b、子像素80c及子像素80d的四个子像素构成。子像素80a、子像素80b、子像素80c及子像素80d分别发射不同颜色的光。例如,可以将子像素80a、子像素80b、子像素80c及子像素80d分别设为红色、绿色、蓝色及白色的子像素。例如,如图29A及图29B所示,可以将子像素80a、子像素80b、子像素80c及子像素80d分别设为红色、绿色、蓝色及白色的子像素。或者,可以将子像素80a、子像素80b、子像素80c及子像素80d分别设为红色、绿色、蓝色及发射红外光的子像素。
子像素80d包括发光器件。该发光器件例如包括像素电极、EL层以及被用作公共电极的导电体121CM。另外,上述像素电极使用与导电体121a、导电体121b、导电体121c、导电体122a、导电体122b及导电体122c同样的材料即可。另外,上述EL层例如使用与EL层141a、EL层141b或EL层141c同样的材料即可。
图28G示出一个像素80以两行三列构成的例子。像素80在上方的行(第一行)包括三个子像素(子像素80a、子像素80b及子像素80c)且在下方的行(第二行)包括三个子像素80d。换言之,像素80在左侧的列(第一列)包括子像素80a及子像素80d,在中央的列(第二列)包括子像素80b及子像素80d,并且在右侧的列(第三列)包括子像素80c及子像素80d。如图28G所示,通过使上方的行与下方的行的子像素的配置一致,可以高效地去除制造工艺中会产生的粉尘等。由此,可以提供一种显示品质高的显示装置。
图28H示出一个像素80以两行三列构成的例子。像素80在上方的行(第一行)包括三个子像素(子像素80a、子像素80b及子像素80c)且在下方的行(第二行)包括一个子像素(子像素80d)。换言之,像素80在左侧的列(第一列)包括子像素80a,在中央的列(第二列)包括子像素80b,并且在右侧的列(第三列)包括子像素80c,并且跨着上述三个列包括像素80d。
另外,例如,如图29C及图29D所示,在图28G及图28H所示的像素80中,可以将子像素80a设为红色的子像素R,将子像素80b设为绿色的子像素G,将子像素80c设为蓝色的子像素B,并且将子像素80d设为白色的子像素W。
注意,在本说明书等中公开的绝缘体、导电体、半导体等可以通过PVD(PhysicalVaporDeposition;物理气相沉积)法、CVD法形成。作为PVD法,例如可以举出溅射法、电阻加热蒸镀法、电子束蒸镀法、PLD法等。另外,作为CVD法可以举出等离子体CVD法、热CVD法等。尤其是,作为热CVD法,例如可以举出MOCVD(Metal OrganicChemicalVaporDeposition:有机金属化学气相沉积)法、ALD(Atomic Layer Deposition:原子层沉积)法。
由于热CVD法是不使用等离子体的沉积方法,因此具有不产生等离子体损伤所引起的缺陷的优点。
可以以如下方法进行利用热CVD法的沉积:将源气体及氧化剂同时供应到处理室内,将处理室内的压力设定为大气压或减压,使其在衬底附近或在衬底上发生反应而沉积在衬底上。
此外,也可以以如下方法进行利用ALD法的沉积:将处理室内的压力设定为大气压或减压,将用来反应的源气体依次引入处理室,并且按该顺序反复地引入气体。例如,通过切换各开关阀(也称为高速阀)来将两种以上的源气体依次供应到处理室内,以不使多种源气体混合方式在引入第一源气体的同时或之后引入惰性气体(例如,氩或氮)等,然后引入第二源气体。注意,当同时引入惰性气体时,惰性气体被用作载气,此外,也可以在引入第二源气体的同时引入惰性气体。此外,也可以不引入惰性气体而通过真空抽气将第一源气体排出,然后引入第二源气体。第一源气体吸附到衬底表面而沉积第一较薄的层,之后引入的第二源气体与该第一较薄的层起反应,由此第二较薄的层层叠在第一较薄的层上而形成薄膜。通过按该顺序反复多次地引入气体直到获得所希望的厚度为止,可以形成台阶覆盖性良好的薄膜。由于薄膜的厚度可以根据按顺序反复引入气体的次数来进行调节,因此,ALD法可以准确地调节厚度而适用于制造微型FET的情况。
利用MOCVD法及ALD法等热CVD法可以形成以上所示的实施方式所公开的金属膜、半导体膜及无机绝缘膜等各种膜,例如,当沉积In-Ga-Zn-O膜时,可以使用三甲基铟(In(CH3)3)、三甲基镓(Ga(CH3)3)及二甲基锌(Zn(CH3)2)。另外,不局限于上述组合,也可以使用三乙基镓(Ga(C2H5)3)代替三甲基镓,并使用二乙基锌(Zn(C2H5)2)代替二甲基锌。
例如,在使用利用ALD法的沉积装置形成氧化铪膜时,使用如下两种气体:通过使包含溶剂和铪前体化合物的液体(例如,铪醇盐、四二甲基酰胺铪(TDMAH,Hf[N(CH3)2]4)等铪酰胺)气化而得到的源气体;以及用作氧化剂的臭氧(O3)。此外,作为其他材料例如可以举出四(乙基甲基酰胺)铪。
例如,在使用利用ALD法的沉积装置形成氧化铝膜时,使用如下两种气体:通过使包含溶剂和铝前体化合物的液体(例如,三甲基铝(TMA、Al(CH3)3))气化而得到的源气体;以及用作氧化剂的H2O。此外,作为其他材料可以举出三(二甲基酰胺)铝、三异丁基铝及铝三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)。
例如,在使用利用ALD法的沉积装置形成氧化硅膜时,使六氯乙硅烷吸附到被沉积面上,供应氧化气体(例如,O2及一氧化二氮)的自由基使其与吸附物起反应。
例如,在使用利用ALD法的沉积装置沉积钨膜时,依次反复引入WF6气体和B2H6气体形成初始钨膜,然后依次反复引入WF6气体和H2气体形成钨膜。注意,也可以使用SiH4气体代替B2H6气体。
例如,在使用利用ALD法的沉积装置作为氧化物半导体膜沉积In-Ga-Zn-O膜时,依次反复引入前驱物(一般来说,例如有时被称为前体或金属前驱物)和氧化剂(一般来说,例如有时被称为反应剂、反应物、非金属前驱物等)来形成。具体而言,例如,引入作为前驱物的In(CH3)3气体和作为氧化剂的O3气体来形成In-O层,然后引入作为前驱物的Ga(CH3)3气体和作为氧化剂的O3气体来形成GaO层,接下来引入作为前驱物的Zn(CH3)2气体和作为氧化剂的O3气体来形成ZnO层。注意,这些层的顺序不局限于上述例子。此外,也可以使用这些气体来形成混合氧化物层如In-Ga-O层、In-Zn-O层、Ga-Zn-O层等。注意,虽然也可以使用利用Ar等惰性气体进行鼓泡而得到的H2O气体代替O3气体,但是优选使用不包含H的O3气体。此外,也可以使用In(C2H5)3气体代替In(CH3)3气体。此外,也可以使用Ga(C2H5)3气体代替Ga(CH3)3气体。此外,也可以使用Zn(CH3)2气体。
另外,本发明的一个方式的电子设备所包括的显示部的屏幕比例(纵横比)没有特别的限制。例如,显示部可以对应于1:1(正方形)、4:3、16:9或16:10等各种屏幕比例。
另外,本发明的一个方式的电子设备所包括的显示部的形状没有特别的限制。例如,显示部可以对应于矩形型、多角形(例如,八角形)、圆形或椭圆形等各种形状。
注意,本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
(实施方式4)
在本实施方式中,说明可以应用于本发明的一个方式的电子设备的显示模块。
<显示模块的结构例子>
首先,说明包括可应用于本发明的一个方式的电子设备的显示装置的显示模块。
图30A是显示模块1280的立体图。显示模块1280包括显示装置1000及FPC1290。
显示模块1280包括衬底1291及衬底1292。显示模块1280包括显示部1281。显示部1281是显示模块1280中的图像显示区域,并可以看到来自设置在下述像素部1284中的各像素的光。
图30B是衬底1291一侧的结构的立体示意图。衬底1291上层叠有电路部1282、电路部1282上的像素电路部1283及像素电路部1283上的像素部1284。此外,衬底1291上的不与像素部1284重叠的部分设置有用来连接到FPC1290的端子部1285。端子部1285与电路部1282通过由多个布线构成的布线部1286电连接。
此外,像素部1284及像素电路部1283例如相当于上述像素层PXAL。此外,电路部1282例如相当于上述电路层SICL。
像素部1284包括周期性地排列的多个像素1284a。在图30B的右侧示出一个像素1284a的放大图。像素1284a包括发光颜色彼此不同的发光器件1430a、发光器件1430b、发光器件1430c。此外,发光器件1430a、发光器件1430b以及发光器件1430c例如相当于上述发光器件150a、发光器件150b以及发光器件150c。上述多个发光器件也可以配置为图30B所示那样的条纹排列。此外,也可以采用Delta排列及Pentile排列等各种排列方法。
像素电路部1283包括周期性地排列的多个像素电路1283a。
一个像素电路1283a控制一个像素1284a所包括的三个发光器件的发光。一个像素电路1283a可以由三个控制一个发光器件的发光的电路构成。例如,像素电路1283a可以采用对于一个发光器件至少具有一个选择晶体管、一个电流控制用晶体管(驱动晶体管)和电容器的结构。此时,选择晶体管的栅极被输入栅极信号,源极和漏极中的一方被输入源极信号。由此,实现有源矩阵型显示装置。
电路部1282包括驱动像素电路部1283的各像素电路1283a的电路。例如,优选包括栅极线驱动电路和源极线驱动电路中的一方或双方。此外,还可以具有选自运算电路、存储电路和电源电路中的一个以上。
FPC1290用作从外部向电路部1282供给视频信号或电源电位的布线。此外,也可以在FPC1290上安装IC。
显示模块1280可以采用像素部1284的下侧层叠有像素电路部1283和电路部1282中的一方或双方的结构,所以可以使显示部1281具有极高的开口率(有效显示面积比)。例如,显示部1281的开口率可以为40%以上且低于100%,优选为50%以上且95%以下,更优选为60%以上且95%以下。此外,能够极高密度地配置像素1284a,由此可以使显示部1281具有极高的清晰度。例如,显示部1281优选以20000ppi以下或30000ppi以下且2000ppi以上、更优选为3000ppi以上、进一步优选为5000ppi以上、更进一步优选为6000ppi以上的清晰度配置像素1284a。
这种显示模块1280非常清晰,所以适合用于头戴式显示器等VR用设备或眼镜型AR用设备。例如,因为显示模块1280具有清晰度极高的显示部1281,所以在透过透镜观看显示模块1280的显示部的结构中,即使用透镜放大显示部也使用者看不到像素,由此可以实现具有高度沉浸感的显示。此外,显示模块1280还可以应用于具有相对较小型的显示部的电子设备。例如,适合用于手表型设备等可穿戴式电子设备的显示部。
注意,本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
(实施方式5)
在本实施方式中,作为本发明的一个方式的电子设备的一个例子,说明使用显示装置的电子设备。
图31A及图31B示出头戴显示器的电子设备8300的外观。
电子设备8300包括外壳8301、显示部8302、操作按钮8303以及带状固定工具8304。
操作按钮8303具有电源按钮等的功能。另外,电子设备8300除了操作按钮8303以外还可以包括按钮。
另外,如图31C所示,可以在显示部8302与使用者的眼睛之间设置透镜8305。使用者可以用透镜8305看放大了的显示部8302上的影像,因此真实感得到提高。此时,如图31C所示,也可以设置为了目镜调焦改变透镜的位置的刻度盘8306。
显示部8302例如优选使用清晰度极高的显示装置。通过作为显示部8302使用清晰度高的显示装置,即使如图31C那样使用透镜8305放大,也可以像素不被使用者看到而显示现实感高的影像。
图31A至图31C示出包括一个显示部8302时的例子。通过采用上述结构,可以减少构件数。
显示部8302在左右两个区域分别并排显示右眼用图像和左眼用图像这两个图像。由此可以显示利用两眼视差的立体影像。
另外,也可以在显示部8302的整个区域显示可用两个眼睛看的一个图像。由此,可以显示跨视野的两端的全景影像,因此现实感得到提高。
在此,电子设备8300例如优选具有根据选自使用者的头部的大小和眼睛的位置中的一个以上将显示部8302的曲率改变为适当的值的机构。例如,使用者也可以通过操作用来调整显示部8302的曲率的刻度盘8307来自己调整显示部8302的曲率。另外,也可以具有在外壳8301设置检测使用者的头部的大小或眼睛的位置等的传感器(例如照相机、接触式传感器及非接触式传感器),根据传感器的检测数据调整显示部8302的曲率的机构。
在使用透镜8305的情况下,优选具有同步显示部8302的曲率并调整透镜8305的位置及角度的结构。另外,刻度盘8306也可以具有调整透镜的角度的功能。
图31E及图31F示出具有控制显示部8302的曲率的驱动部8308的结构。驱动部8308与显示部8302的至少一部分固定。驱动部8308具有通过改变或移动与显示部8302固定的部分而使显示部8302变形的功能。
图31E示出头部较大的使用者8310穿戴外壳8301时的示意图。此时,驱动部8308以曲率变得较小(曲率半径变得较大)的方式调整显示部8302的形状。
另一方面,图31F示出与使用者8310相比头部较小的使用者8311穿戴外壳8301时的情况。另外,与使用者8310相比使用者8311双眼的间距较窄。此时,驱动部8308以显示部8302的曲率变大(曲率半径变小)的方式调整显示部8302的形状。在图31F中,用虚线示出图31E中的显示部8302的位置及形状。
如此,电子设备8300通过采用调整显示部8302的曲率的结构,可以向男女老少各种使用者提供最佳的显示。
此外,通过根据显示部8302所显示的内容改变显示部8302的曲率,可以向使用者提供高真实感。例如,可以使显示部8302的曲率振动来表现晃动。如此,可以根据内容中的场景进行各种演出,从而为使用者提供新体验。再者,此时,通过与设置在外壳8301中的振动模块联动,可以实现真实感更高的显示。
另外,如图31D所示,电子设备8300也可以包括两个显示部8302。
由于包括两个显示部8302,因此使用者可以用一个眼睛看到一个显示部并且用另一个眼睛看到另一个显示部。由此,即使在用视差进行3D显示等的情况下,也可以显示高屏幕分辨率的影像。另外,显示部8302大概以使用者的眼睛为中心弯曲成圆弧状。由此,使用者的眼睛到显示部的显示面的距离相等,因此使用者可以看到更自然的图像。由于使用者的眼睛位于显示部的显示面的法线方向上,因此在来自显示部的光的亮度及色度根据看显示部的角度而变化的情况下,实质上也可以忽略其影响,所以可以显示更有现实感的影像。
图32A至图32C是示出与图31A至图31D的每一个所示的电子设备8300不同的电子设备8300的外观的图。具体而言,例如,图32A至图32C与图31A至图31D不同之处在于:包括戴在头上的固定工具8304a;以及包括一对透镜8305等。
使用者可以通过透镜8305看到显示部8302上的显示。优选的是,弯曲配置显示部8302。因为使用者可以感受高真实感。此外,通过透镜8305分别看到显示在显示部8302的不同区域上的不同图像,可以进行利用视差的三维显示等。此外,本发明的一个方式不局限于设置有一个显示部8302的结构,也可以以对使用者的一个眼睛配置一个显示部的方式设置两个显示部8302。
另外,显示部8302例如优选使用清晰度极高的显示装置。通过作为显示部8302使用清晰度高的显示装置,即使如图32C那样使用透镜8305放大,也可以像素不被使用者看到而显示现实感高的影像。
另外,本发明的一个方式的电子设备的头戴显示器也可以采用图32D所示的眼镜型头戴显示器的电子设备8200的结构。
电子设备8200包括安装部8201、透镜8202、主体8203、显示部8204以及电缆8205等。另外,在安装部8201中内置有电池8206。
通过电缆8205,将电力从电池8206供应到主体8203。主体8203具有无线接收器,能够将所接收的图像信息等显示到显示部8204上。此外,主体8203具有照相机,由此可以作为输入方法利用使用者的眼球或眼皮运动的信息。
此外,也可以对安装部8201的被使用者接触的位置设置多个电极,以检测出根据使用者的眼球运动而流过电极的电流,由此实现识别使用者的视线的功能。此外,还可以具有根据流过该电极的电流监视使用者的脉搏的功能。安装部8201可以具有温度传感器、压力传感器、加速度传感器等各种传感器,也可以具有将使用者的生物信息显示在显示部8204上的功能或与使用者的头部的动作同步地使显示在显示部8204上的图像变化的功能等。
图33A至图33C是示出与图31A至图31D及图32A至图32C的每一个所示的电子设备8300以及图32D所示的电子设备8200不同的电子设备8750的外观的图。
图33A是示出电子设备8750的正面、顶面及左侧面的立体图,图33B及图33C是示出电子设备8750的背面、底面及右侧面的立体图。
电子设备8750包括一对显示装置8751、外壳8752、一对安装部8754、缓冲构件8755、一对透镜8756等。一对显示装置8751分别设置在可以透过透镜8756看到外壳8752的内部的位置。
在此,一对显示装置8751中的一方例如对应于实施方式1中说明的显示装置DSP等。此外,虽然未图示,但图33A至图33C所示的电子设备8750包括具有上述实施方式所说明的处理部的电子构件(例如,图6所示的外围电路PRPH中的电路以及图10所示的头戴显示器HMD)。此外,虽然未图示,但图33A至图33C所示的电子设备8750包括照相机。该照相机可以拍摄使用者的眼睛及其附近。另外,虽然未图示,图33A至图33C所示的电子设备8750在外壳8752内包括动作检测部、音响设备、控制部、通信部及电池。
电子设备8750是VR用电子设备。装上电子设备8750的使用者可以通过透镜8756看到显示于显示装置8751的图像。此外,通过使一对显示装置8751显示互不相同的图像,也可以进行利用视差的三维显示。
另外,外壳8752的背面一侧设置有输入端子8757和输出端子8758。可以将供应来自影像输出设备的影像信号或用来对设置在外壳8752内的电池进行充电的电力的电缆连接到输入端子8757。输出端子8758例如被用作声音输出端子,可以与耳机或头戴式耳机等连接。
外壳8752优选具有一种机构,其中能够调整透镜8756及显示装置8751的左右位置,以根据使用者的眼睛的位置使透镜8756及显示装置8751位于最合适的位置上。此外,还优选具有一种机构,其中通过改变透镜8756和显示装置8751之间的距离来调整焦点。
通过使用上述照相机、显示装置8751及上述电子构件,电子设备8750可以推测电子设备8750的使用者的状态而将关于所推测的使用者的状态的信息显示在显示装置8751上。或者,可以将关于通过网络与电子设备8750连接的电子设备的使用者的状态的信息显示在显示装置8751上。
缓冲构件8755是接触于使用者的脸(例如,额头及脸颊)的部分。通过缓冲构件8755与使用者的脸密接,可以防止漏光且可以进一步提高沉浸感。缓冲构件8755优选使用柔软的材料以在使用者装上电子设备8750时与使用者的脸密接。例如,可以使用橡胶、硅酮橡胶、聚氨酯及海绵等材料。另外,当作为缓冲构件8755使用用布或皮革(例如,天然皮革及合成皮革)等覆盖海绵的表面的构件时,在使用者的脸和缓冲构件8755之间不容易产生空隙,从而可以适当地防止漏光。另外,在使用这种材料时,不仅让使用者感觉亲肤,而且当在较冷的季节等装上的情况下不让使用者感到寒意,所以是优选的。在缓冲构件8755或安装部8754等接触于使用者的皮肤的构件采用可拆卸的结构时,容易进行清洗及交换,所以是优选的。
本实施方式的电子设备也可以还包括耳机8754A。耳机8754A包括通信部(未图示)且具有进行无线通信的功能。耳机8754A可以通过使用无线通信功能输出声音数据。另外,耳机8754A也可以具有被用作骨传导耳机的振动机构。
另外,如图33C所示的耳机8754B那样,耳机8754A可以与安装部8754直接连接或以有线连接。另外,耳机8754B及安装部8754也可以包括磁铁。由此,可以利用磁力将耳机8754B固定于安装部8754而容易容纳,所以是优选的。
耳机8754A也可以包括传感器部。可以使用该传感器部推测该电子设备的使用者的状态。
另外,本发明的一个方式的电子设备除了上述结构例子中的任一个以外还可以包括选自天线、电池、照相机、扬声器、麦克风、触摸传感器和操作按钮中的一个以上。
本发明的一个方式的电子设备也可以包括二次电池,优选通过非接触电力传送对该二次电池进行充电。
作为二次电池,例如,可以举出锂离子二次电池(例如,利用凝胶状电解质的锂聚合物电池(锂离子聚合物电池))、镍氢电池、镍镉电池、有机自由基电池、铅蓄电池、空气二次电池、镍锌电池及银锌电池。
本发明的一个方式的电子设备也可以包括天线。通过由天线接收信号,可以在显示部上显示影像及信息。此外,在电子设备包括天线及二次电池时,可以将天线用于非接触电力传送。
在本发明的一个方式的电子设备的显示部上例如可以显示具有全高清、4K2K、8K4K、16K8K或更高的屏幕分辨率的影像。
注意,本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
(实施方式6)
在本实施方式中,对具备使用本发明的一个方式制造的显示装置的电子设备进行说明。
以下所例示的电子设备在显示部中具备本发明的一个方式的显示装置。因此,以下所例示的电子设备是可以实现高屏幕分辨率的电子设备。此外,可以同时实现高屏幕分辨率及大屏幕的电子设备。
本发明的一个方式包括显示装置以及选自天线、电池、外壳、相机、扬声器、麦克风、触摸传感器和操作按钮中的一个以上。
本发明的一个方式的电子设备也可以包括实施方式5中说明的二次电池。此外,该二次电池优选通过非接触电力传送进行充电。
另外,作为二次电池,例如可以使用实施方式5中说明的二次电池。
本发明的一个方式的电子设备也可以包括实施方式5中说明的天线。
在本发明的一个方式的电子设备的显示部上例如可以显示具有全高清、4K2K、8K4K、16K8K或更高的屏幕分辨率的影像。
作为电子设备,例如可以举出电视装置、笔记本型个人计算机、显示器装置、数字标牌、弹珠机、游戏机等具有比较大的屏幕的电子设备。作为具有较小的屏幕的电子设备,例如可以举出数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机、便携式游戏机、便携式信息终端及声音再现装置。
使用本发明的一个方式的电子设备可以沿着建筑物(例如,住宅、商业设施及工业设施)的内壁或外壁的面(例如,平面及曲面)或移动体(例如,汽车、电车、船舶及飞行物)的内部装饰或外部装饰的面(例如,平面及曲面)组装。
[移动电话机]
图34A所示的信息终端5500是信息终端之一的移动电话机(智能手机)。信息终端5500包括外壳5510及显示部5511,作为输入界面在显示部5511中具备触摸面板,并且在外壳5510上设置有按钮。
通过将上述实施方式所说明的显示装置用于信息终端5500,可以将显示部5511分为显示图像的图像区域与显示黑色及字符串的黑色区域。
[可穿戴终端]
图34B是示出可穿戴终端的一个例子的信息终端5900的外观图。信息终端5900包括外壳5901、显示部5902、操作按钮5903、表冠5904及表带5905。
通过将上述实施方式所说明的显示装置用于可穿戴终端,可以将显示部5902分为显示图像的图像区域与显示黑色及字符串的黑色区域。
[信息终端]
另外,图34C示出笔记本式信息终端5300。作为一个例子,在图24C所示的笔记本式信息终端5300中,外壳5330a具有显示部5331,外壳5330b具有键盘部5350。
与上述信息终端5500同样,通过将上述实施方式所说明的显示装置用于笔记本式信息终端5300,可以将显示部5331分为显示图像的图像区域与显示黑色及字符串的黑色区域。
注意,在上述例子中,图34A至图34C示出智能手机、可穿戴终端及笔记本式信息终端作为电子设备的例子,但是也可以应用于智能手机、可穿戴终端及笔记本式信息终端以外的信息终端。作为智能手机、可穿戴终端及笔记本式信息终端以外的信息终端,例如可以举出PDA(Personal Digital Assistant:个人数码助理)、台式信息终端及工作站。
[照相机]
图34D是安装有取景器8100的相机8000的外观图。
照相机8000包括外壳8001、显示部8002、操作按钮8003及快门按钮8004。此外,照相机8000安装有可装卸的透镜8006。
在相机8000中,透镜8006和外壳也可以被形成为一体。
相机8000通过按下快门按钮8004或者触摸用作触摸面板的显示部8002,可以进行拍摄。
外壳8001包括具有电极的嵌入器,除了可以与取景器8100连接以外,还可以与闪光灯装置连接。
取景器8100包括外壳8101、显示部8102及按钮8103。
外壳8101通过嵌合到相机8000的嵌入器装到相机8000。取景器8100可以将从相机8000接收的图像等显示到显示部8102上。
按钮8103被用作电源按钮。
本发明的一个方式的显示装置可以用于照相机8000的显示部8002及取景器8100的显示部8102。此外,也可以在照相机8000中内置有取景器。
[游戏机]
图34E是示出游戏机的一个例子的便携式游戏机5200的外观图。便携式游戏机5200包括外壳5201、显示部5202、按钮5203。
此外,便携式游戏机5200的影像例如可以由电视装置、个人计算机用显示器、游戏用显示器或头戴显示器等显示装置输出。
通过将上述实施方式所说明的显示装置用于便携式游戏机5200,可以将显示部5202分为显示图像的图像区域与显示黑色及字符串的黑色区域。此外,可以实现低功耗的便携式游戏机5200。此外,借助于低功耗,可以降低来自电路的发热,由此可以减少因发热而给电路本身、外围电路以及模块带来的影响。
在图34E中,作为游戏机的例子示出便携式游戏机,但是本发明的一个方式的电子设备不局限于此。作为本发明的一个方式的电子设备,例如可以举出固定式游戏机、设置在娱乐设施(例如,游戏中心、游乐园等)的街机游戏机、设置在体育设施的击球练习用投球机。
<电视装置>
图34F是示出电视装置的立体图。电视装置9000包括外壳9002、显示部9001、扬声器9003、操作键9005(包括电源开关或操作开关)、连接端子9006及传感器9007(该传感器具有测量如下因素的功能:力、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋转数、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、倾斜度、振动、气味或红外线)等。本发明的一个方式的存储装置可以组装于电视装置。可以将例如是50英寸以上或100英寸以上的显示部9001组装到电视装置。
通过将上述实施方式所说明的显示装置用于电视装置9000,可以将显示部9001分为显示图像的图像区域与显示黑色及字符串的黑色区域。此外,可以实现低功耗的电视装置9000。此外,借助于低功耗,可以降低来自电路的发热,由此可以减少因发热而给电路本身、外围电路以及模块带来的影响。
<移动体>
本发明的一个方式的显示装置可以应用于作为移动体的汽车的驾驶座位附近。
图34G是示出汽车室内的前挡风玻璃附近的图。图34G示出安装在仪表盘的显示面板5701、显示面板5702、显示面板5703以及安装在立柱的显示面板5704。
显示面板5701至显示面板5703例如通过显示导航信息、速度表、转速计、行驶距离、加油量、排档状态及空调的设定而可以提供各种信息。此外,使用者可以根据喜好适当地改变显示面板所显示的显示内容及布局,可以提高设计性。显示面板5701至显示面板5703还可以被用作照明装置。
通过将由设置在车体的摄像单元拍摄的影像显示在显示面板5704上,可以补充被立柱遮挡的视野(死角)。也就是说,通过显示由设置在汽车外侧的摄像单元拍摄的影像,可以补充死角,从而可以提高安全性。另外,通过显示补充看不到的部分的影像,可以更自然、更舒适地确认安全。显示面板5704可以被用作照明装置。
本发明的一个方式的显示装置例如可以应用于显示面板5701至显示面板5704。
虽然在上述例子中作为移动体的一个例子说明了汽车,但是移动体不局限于汽车。例如,作为移动体,也可以举出电车、单轨铁路、船舶、飞行物(例如,直升机、无人驾驶飞机(无人机)、飞机、火箭)等,可以对这些移动体应用本发明的一个方式的显示体装置。
[数字标牌]
图34H示出可以挂墙的数字标牌的例子。图34H示出挂墙壁6201的数字标牌6200的例子。本发明的一个方式的显示装置例如可以应用于数字标牌6200的显示部。另外,数字标牌6200可以设置有触摸面板等的接口等。
注意,在上面作为数字标牌的一个例子示出可以挂墙的电子设备,但是数字标牌的种类不局限于此。例如,作为数字标牌可以举出:安装到柱子上的数字标牌;放在地面上的数字标牌;设置在大楼等建筑物的屋顶或侧壁上的数字标牌;等等。
注意,本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
[符号说明]
DSP:显示装置、DIS:显示部、MA:图像区域、BA:黑色区域、BA1:黑色区域、BA2:黑色区域、BA3:黑色区域、BA4:黑色区域、LA:字符串、LA1:字符串、LA2:字符串、LA3:字符串、LA4:字符串、CSB:中心部、LI:图像、ARA:显示区域、ARD:电路区域、SICL:电路层、LINL:布线层、PXAL:像素层、BS:衬底、DRV:驱动电路区域、LIA:区域、SDS:电路、SD:驱动电路、GDS:电路、GD:驱动电路、PRPH:外围电路、DMG:分配电路、DMS:分配电路、CTR:控制部、MD:存储装置、PG:电压生成电路、TMC:时序控制器、CKS:时钟信号生成电路、CK1:电路、CK2:电路、GPS:图像处理部、GP1:电路、GP2:电路、INT:接口、BW:总线、HMD:头戴显示器、SNC:传感器、SOP:声音输出部、SIP:声音输入部、MU:存储部、CP:控制部、PGP:图像生成部、HKB:转换部、ANT:天线、BE:总线、RMC:控制器、SMP:信息终端、UR:使用者、OTH:有人、SND:声音、WV:無线信号、ST1:步骤、ST2:步骤、ST3:步骤、ST4:步骤、ST5:步骤、SU1:步骤、SU2:步骤、SU3:步骤、SU4:步骤、SU5:步骤、SV1:步骤、SV2:步骤、SV3:步骤、SV4:步骤、SV5:步骤、SV6:步骤、SW1:步骤、SW2:步骤、SW3:步骤、SW4:步骤、SW5:步骤、SW6:步骤、SW7:步骤、OSL:层、EML:层、ANO:布线、VCOM:布线、V0:布线、SL:布线、GL:布线、GL1:布线、GL2:布线、GL3:布线、30:驱动电路、70A:像素、70B:像素、80:像素、80a:子像素、80b:子像素、80c:子像素、80d:子像素、102:衬底、111a:绝缘体、111b:绝缘体、112:绝缘体、113:绝缘体、113a:绝缘体、113b:绝缘体、113c:绝缘体、118:牺牲层、119:牺牲层、121a:导电体、121b:导电体、121c:导电体、121CM:导电体、122a:导电体、122b:导电体、122c:导电体、123:导电体、123CM:区域、141:EL层、141a:EL层、141b:EL层、141c:EL层、142:EL层、150:发光器件、150a:发光器件、150b:发光器件、150c:发光器件、162:绝缘体、163:树脂层、164:粘合层、165:粘合层、166a:着色层、166b:着色层、166c:着色层、200:晶体管、202:绝缘体、210:衬底、214:绝缘体、216:导电体、220:绝缘体、222:绝缘体、224:绝缘体、226:绝缘体、228:导电体、230:导电体、250:绝缘体、300:晶体管、310:衬底、312:元件分离层、313:半导体区域、314a:低电阻区域、314b:低电阻区域、315:绝缘体、316:导电体、317:绝缘体、320:绝缘体、322:绝缘体、324:绝缘体、326:绝缘体、328:导电体、330:导电体、350:绝缘体、352:绝缘体、354:绝缘体、356:导电体、360:绝缘体、362:绝缘体、364:绝缘体、366:导电体、370:绝缘体、372:绝缘体、376:导电体、380:绝缘体、400:像素电路、400A:像素电路、400B:像素电路、400C:像素电路、400D:像素电路、400E:像素电路、400F:像素电路、400G:像素电路、400H:像素电路、500:晶体管、500A:晶体管、500B:晶体管、500C:晶体管、500D:晶体管、501:衬底、512:绝缘体、514:绝缘体、540:导电体、576:绝缘体、581:绝缘体、600:电容器、600A:电容器、1000:显示装置、1280:显示模块、1281:显示部、1290:FPC、1282:电路部、1283:像素电路部、1283a:像素电路、1284:像素部、1284a:像素、1285:端子部、1286:布线部、1291:衬底、1292:衬底、1430a:发光器件、1430b:发光器件、1430c:发光器件、4400a:发光单元、4400b:发光单元、4411:发光层、4412:发光层、4413:发光层、4420:层、4420-1:层、4420-2:层、4430:层、4430-1:层、4430-2:层、4440:中间层、5200:便携式游戏机、5201:外壳、5202:显示部、5203:按钮、5300:笔记本式信息终端、5330a:外壳、5330b:外壳、5331:显示部、5350:键盘部、5500:信息终端、5510:外壳、5511:显示部、5701:显示面板、5702:显示面板、5703:显示面板、5704:显示面板、5900:信息终端、5901:外壳、5902:显示部、5903:操作按钮、5904:表冠、5905:表带、6200:数字标牌、6201:墙壁、8000:照相机、8001:外壳、8002:显示部、8003:操作按钮、8004:快门按钮、8006:透镜、8100:取景器、8101:外壳、8102:显示部、8103:按钮、8200:电子设备、8201:穿戴部、8202:透镜、8203:主体、8204:显示部、8205:电缆、8206:电池、8300:电子设备、8301:外壳、8302:显示部、8303:操作按钮、8304:固定工具、8304a:固定工具、8305:透镜、8306:刻度盘、8307:刻度盘、8308:驱动部、8310:使用者、8311:使用者、8750:电子设备、8751:显示装置、8752:外壳、8754:穿戴部、8754A:耳机、8754B:耳机、8756:透镜、8757:输入端子、8758:输出端子、9000:电视装置、9001:显示部、9002:外壳、9003:扬声器、9005:操作键、9006:连接端子、9007:传感器
Claims (5)
1.一种显示装置,包括:
包括第一区域及第二区域的显示部;
与所述第一区域对应的第一驱动电路;
与所述第二区域对应的第二驱动电路;
第一电路;
第二电路;
第一信号生成电路;以及
第二信号生成电路,
其中,所述第一电路具有生成对应于第一图像的第一图像信号的功能,
所述第二电路具有生成对应于第二图像的第二图像信号的功能,
所述第二图像包括字符串,
所述第一信号生成电路具有生成具有第一帧频的时钟信号的功能,
所述第二信号生成电路具有生成具有第二帧频的时钟信号的功能,
所述第一帧频高于所述第二帧频,
并且,所述显示装置具有:
在将所述第一图像信号发送到所述第一驱动电路时以所述第一帧频在所述第一区域上显示所述第一图像的功能;以及
在将所述第二图像信号发送到所述第二驱动电路时以所述第二帧频在所述第二区域上显示所述第二图像的功能。
2.根据权利要求1所述的显示装置,
其中将所述显示部的对角线的长度设为L,
所述显示部的中心部是指以在所述显示部上划的两个对角线的交叉点为中心且半径为L/64以下的圆形区域,
并且所述第一区域与所述显示部包括彼此重叠的区域。
3.一种电子设备,包括:
权利要求1或2所述的显示装置;
声音输入部;
转换部;以及
图像生成部,
其中,所述声音输入部具有取得外部声音的功能,
所述转换部具有生成对应于所述外部声音的文字信息的功能,
所述图像生成部具有生成包括对应于所述文字信息的字符串的所述第二图像的数据的功能,
并且,所述第二电路具有取得所述数据并生成对应于所述第二图像的所述第二图像信号的功能。
4.一种电子设备,包括:
权利要求1或2所述的显示装置;
传感器;
转换部;以及
图像生成部,
其中,所述传感器具有拍摄人或物体的动作的功能,
所述转换部具有生成对应于由所述传感器拍摄的内容的文字信息的功能,
所述图像生成部具有生成包括对应于所述文字信息的字符串的所述第二图像的数据的功能,
并且,所述第二电路具有取得所述数据并生成对应于所述第二图像的所述第二图像信号的功能。
5.一种电子设备,包括:
权利要求1或2所述的显示装置;
天线;
转换部;以及
图像生成部,
其中,所述天线具有从外部设备接收通知信息的功能,
所述转换部具有生成对应于由所述天线取得的所述通知信息的文字信息的功能,
所述图像生成部具有生成包括对应于所述文字信息的字符串的所述第二图像的数据的功能,
并且,所述第二电路具有取得所述数据并生成对应于所述第二图像的所述第二图像信号的功能。
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