DE112020001899T5

DE112020001899T5 - Anzeigemodul und elektronisches Gerät

Info

Publication number: DE112020001899T5
Application number: DE112020001899.7T
Authority: DE
Inventors: Kei Takahashi; Hidetomo Kobayashi
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2019-10-04
Filing date: 2020-09-23
Publication date: 2021-12-30
Also published as: WO2021064518A1; JP2022094304A; JPWO2021064518A1; CN113614820A; US20220352265A1; KR20220075191A; US12016236B2; JP7203170B2

Abstract

Gleichtaktrauschen in Lichtempfangsdaten wird verringert. Ein Anzeigemodul beinhaltet eine Anzeigevorrichtung und eine Leseschaltung. Ein erstes Pixel und ein zweites Pixel, die einander benachbart sind, in der Anzeigevorrichtung beinhalten jeweils ein Licht empfangendes Element und ein Licht emittierendes Element. Die Leseschaltung beinhaltet eine Differenzeingangsschaltung. Gleichtaktrauschen, das beispielsweise bei der Zufuhr von Anzeigedaten zu einem Licht emittierenden Element erzeugt wird, könnte ein erstes Lichtempfangssignal, das von dem ersten Pixel ausgegeben wird, und ein zweites Lichtempfangssignal beeinflussen, das von dem zweiten Pixel ausgegeben wird. Ein erster Strom wird unter Verwendung des ersten Lichtempfangssignals und eines Rampensignals erzeugt, und ein zweiter Strom wird unter Verwendung des zweiten Lichtempfangssignals und eines ersten Potentials erzeugt. Die Differenzeingangsschaltung wird derart gesteuert, dass der erste Strom und der zweite Strom einen gleichen Stromwert aufweisen, wodurch Gleichtaktrauschen in dem ersten Lichtempfangssignal unterdrückt werden kann.

Description

Technisches Gebiet
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Anzeigemodul. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, die einen Licht empfangenden Apparat (auch als Licht empfangendes Element bezeichnet) und einen Licht emittierenden Apparat (auch als Licht emittierendes Element bezeichnet) beinhaltet. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, die einen Licht emittierenden und Licht empfangenden Apparat (auch als Licht emittierendes und Licht empfangendes Element bezeichnet) und einen Licht emittierenden Apparat beinhaltet. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Leseschaltung, die ein Lichtempfangssignal aus einem Licht empfangenden Apparat oder einem Licht emittierenden und Licht empfangenden Apparat liest. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Rauschunterdrückungsschaltung, die Gleichtaktrauschen in einem Lichtempfangssignal unterdrückt und Lichtempfangsdaten extrahiert.
Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf das vorstehende technische Gebiet beschränkt ist. Beispiele für das technische Gebiet einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen eine Halbleitervorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, eine Licht emittierende Einrichtung, eine Energiespeichervorrichtung, eine Speichervorrichtung, ein elektronisches Gerät, eine Beleuchtungsvorrichtung, eine Eingabevorrichtung (z. B. einen Berührungssensor), eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung (z. B. einen Touchscreen), ein Betriebsverfahren dafür und ein Herstellungsverfahren dafür.
Stand der Technik
In den letzten Jahren werden verschiedene Anwendungen von Anzeigevorrichtungen untersucht. Beispiele für Verwendung einer großen Anzeigevorrichtung umfassen digitale Beschilderung (digitale Beschilderung), ein Public Information Display (PID) und ein Fernsehgerät für den Heimgebrauch (auch als TV oder Fernsehempfänger bezeichnet). Des Weiteren sind ein Smartphone und ein Tablet-Computer mit einem Touchscreen als tragbare Informationsendgeräte in Entwicklung.
Um die Verwendung eines tragbaren Informationsendgeräts und dergleichen zu beschränken, wird beispielsweise eine Fingerabdruck-Authentifizierung, eine Gesichts-Authentifizierung oder dergleichen unter Verwendung eines individuellen Merkmals verwendet. Zur Fingerabdruck-Authentifizierung sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden. Ein Beispiel für die Verfahren ist ein optisches Authentifizierungsverfahren, bei dem der Gegenstand mit Licht von einer Lichtquelle bestrahlt wird und das reflektierte Licht durch ein Licht empfangendes Element erfasst wird, um den Gegenstand zu identifizieren. Patentdokument 1 offenbart eine Zählerschaltung, die ein Signal, das von einem Licht empfangenden Element erfasst wird, quantisiert.
[Referenz]
[Patentdokument]
[Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-288218
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Leseschaltung bereitzustellen, die ein Lichtempfangssignal aus einer Anzeigevorrichtung mit einer Lichtempfangsfunktion liest. Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Rauschunterdrückungsschaltung bereitzustellen, die Gleichtaktrauschen in einem Lichtempfangssignal unterdrückt. Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein neuartiges Anzeigemodul bereitzustellen.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Aufgaben dem Vorhandensein weiterer Aufgaben nicht im Wege steht. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung muss nicht notwendigerweise sämtliche Aufgaben erfüllen. Weitere Aufgaben können aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen und der Patentansprüche abgeleitet werden.
Mittel zur Lösung des Problems
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Anzeigemodul, das eine Anzeigevorrichtung und eine Leseschaltung beinhaltet. Die Anzeigevorrichtung beinhaltet ein erstes Pixel und ein zweites Pixel, die einander benachbart sind, und das erste Pixel und das zweite Pixel beinhaltet ein Licht empfangendes Element. Die Leseschaltung beinhaltet eine Differenzeingangsschaltung. Der Leseschaltung werden ein Rampensignal und ein erstes Potential zugeführt. Die Differenzeingangsschaltung wird derart gesteuert, dass ein erster Strom und ein zweiter Strom einen gleichen Stromwert aufweisen. Der erste Strom wird unter Verwendung eines ersten Lichtempfangssignals und des Rampensignals erzeugt, und der zweite Strom wird unter Verwendung eines zweiten Lichtempfangssignals und des ersten Potentials erzeugt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Anzeigemodul, das eine Anzeigevorrichtung und eine Leseschaltung beinhaltet. Die Anzeigevorrichtung beinhaltet ein erstes Pixel und ein zweites Pixel, die einander benachbart sind. Das erste Pixel beinhaltet ein erstes Subpixel und ein zweites Subpixel, und das zweite Pixel beinhaltet ein drittes Subpixel und ein viertes Subpixel. Das erste Subpixel und das dritte Subpixel beinhalten jeweils ein Licht empfangendes Element, und das zweite Subpixel und das vierte Subpixel beinhalten jeweils ein Licht emittierendes Element. Die Leseschaltung beinhaltet eine Differenzeingangsschaltung. Der Leseschaltung werden ein Rampensignal und ein erstes Potential zugeführt. Die Differenzeingangsschaltung wird derart gesteuert, dass ein erster Strom und ein zweiter Strom einen gleichen Stromwert aufweisen. Der erste Strom wird unter Verwendung eines ersten Lichtempfangssignals und des Rampensignals erzeugt und der zweite Strom wird unter Verwendung eines zweiten Lichtempfangssignals und des ersten Potentials erzeugt.
Die Differenzeingangsschaltung wird derart gesteuert, dass der erste Strom dem zweiten Strom gleich ist, wodurch Gleichtaktrauschen in dem ersten Lichtempfangssignal unterdrückt werden kann.
Bei der vorstehenden Struktur beinhaltet vorzugsweise das Licht emittierende Element eine erste Pixelelektrode, eine erste Aktivschicht und eine gemeinsame Elektrode, und die erste Aktivschicht enthält vorzugsweise eine erste organische Verbindung. Das Licht empfangende Element beinhaltet vorzugsweise eine zweite Pixelelektrode, eine zweite Aktivschicht und die gemeinsame Elektrode, und die zweite Aktivschicht enthält vorzugsweise eine zweite organische Verbindung.
Bei der vorstehenden Struktur beinhaltet vorzugsweise die Anzeigevorrichtung einen Transistor, und der Transistor beinhaltet vorzugsweise ein Metalloxid in einer Halbleiterschicht. Der Transistor beinhaltet vorzugsweise ein Rückgate.
Bei der vorstehenden Struktur weist vorzugsweise die Anzeigevorrichtung eine Flexibilität auf.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Gerät, das das vorstehende Anzeigemodul und mindestens eines von einer Antenne, einer Batterie, einem Gehäuse, einer Kamera, einem Lautsprecher, einem Mikrofon und einem Bedienungsknopf beinhaltet.
Wirkung der Erfindung
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Leseschaltung bereitstellen, die ein Lichtempfangssignal aus einer Anzeigevorrichtung mit einer Lichtempfangsfunktion liest. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Rauschunterdrückungsschaltung bereitstellen, die Gleichtaktrauschen von einem Lichtempfangssignal unterdrückt. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein neuartiges Anzeigemodul bereitstellen.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Wirkungen dem Vorhandensein weiterer Wirkungen nicht im Wege steht. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung muss nicht notwendigerweise sämtliche dieser Effekte aufweisen. Weitere Effekte können aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen und der Patentansprüche abgeleitet werden.
Figurenliste

1 ist ein Blockschema, das ein Beispiel für ein Anzeigemodul darstellt.
2A bis 2D sind Draufsichten, die Beispiele für ein Pixel darstellen. 2E und
2F sind Schaltpläne, die Beispiele für eine Pixelschaltung darstellen.
3 ist ein Blockschema, das ein Beispiel für ein Anzeigemodul darstellt.
4A bis 4C sind Schaltpläne, die Beispiele für eine Rauschunterdrückungsschaltung darstellen.
5 ist ein Flussdiagramm, die ein Beispiel für eine Arbeitsweise eines Anzeigemoduls darstellt.
6 ist ein Zeitdiagramm, die ein Beispiel für eine Arbeitsweise einer Leseschaltung darstellt.
7 ist ein Schaltplan, der eine Vergleichsschaltung darstellt.
8A bis 8D und 8F sind Querschnittsansichten, die darstellen Beispiele für eine Anzeigevorrichtung. 8E und 8G sind Diagramme, die Beispiele für ein Bild darstellen, das durch die Anzeigevorrichtung aufgenommen wird.
9A bis 9G sind Draufsichten, die Beispiele für ein Pixel darstellen.
10A und 10B sind Querschnittsansichten, die Beispiele für eine Anzeigevorrichtung darstellen.
11A und 11B sind Querschnittsansichten, die ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung darstellen.
12A bis 12C sind Querschnittsansichten, die Beispiele für eine Anzeigevorrichtung darstellen.
13A ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung darstellt.
13B und 13C sind Diagramme, die Beispiele für eine Oberseite der Anordnung einer Harzschicht darstellen.
14 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung darstellt.
15 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung darstellt.
16 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung darstellt.
17A ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung darstellt.
17B ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für einen Transistor darstellt.
18A und 18B sind Diagramme, die ein Beispiel für eine elektronische Vorrichtung darstellen.
19A bis 19D sind Diagramme, die Beispiele für eine elektronische Vorrichtung darstellen.
20A bis 20F sind Diagramme, die Beispiele für eine elektronische Vorrichtung darstellen.

Beste Art zur Ausführung der Erfindung
Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgende Beschreibung beschränkt ist und dass es sich Fachleuten ohne Weiteres erschließt, dass Modi und Details der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Weise modifiziert werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf die Beschreibung der folgenden Ausführungsformen beschränkt angesehen werden.
Es sei angemerkt, dass in den Strukturen der vorliegenden Erfindung, die nachfolgend beschrieben werden, gleiche Abschnitte oder Abschnitte mit ähnlichen Funktionen in unterschiedlichen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und dass die Beschreibung dieser Abschnitte nicht wiederholt wird. Das gleiche Schraffurmuster wird für Abschnitte mit ähnlichen Funktionen verwendet, und in einigen Fällen sind die Abschnitte nicht durch spezifische Bezugszeichen gekennzeichnet.
Außerdem stellen die Position, die Größe, der Bereich oder dergleichen jeder in Zeichnungen dargestellten Struktur in einigen Fällen zum leichten Verständnis nicht genau die Position, die Größe, den Bereich oder dergleichen dar. Die offenbarte Erfindung ist daher nicht notwendigerweise auf die Position, die Größe, den Bereich oder dergleichen beschränkt, die in den Zeichnungen offenbart werden.
Es sei angemerkt, dass der Begriff „Film“ und der Begriff „Schicht“ je nach Sachlage oder Umständen miteinander vertauscht werden können. Beispielsweise kann der Begriff „leitende Schicht“ durch den Begriff „leitender Film“ ersetzt werden. Als weiteres Bespiel kann der Begriff „Isolierfilm“ durch den Begriff „Isolierschicht“ ersetzt werden.
(Ausführungsform 1)
Bei dieser Ausführungsform wird ein Anzeigemodul einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das Anzeigemodul einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Anzeigevorrichtung und eine Leseschaltung. Die Anzeigevorrichtung beinhaltet einen Pixelbereich, einen ersten Gate-Treiber, einen zweiten Gate-Treiber und einen Source-Treiber. Der Pixelbereich beinhaltet eine Vielzahl von Pixeln. Es sei angemerkt, dass bei dieser Ausführungsform der Einfachheit der Beschreibung halber die Beschreibung unter Verwendung eines ersten Pixels und eines zweiten Pixels erfolgt, die sich entlang einer gleichen Leitung befinden und einander benachbart sind.
Das erste Pixel beinhaltet ein erstes Subpixel und ein zweites Subpixel, und das zweite Pixel beinhaltet ein drittes Subpixel und ein viertes Subpixel. Das erste Subpixel und das dritte Subpixel beinhalten jeweils ein Licht empfangendes Element, und das zweite Subpixel und das vierte Subpixel beinhalten jeweils ein Licht emittierendes Element.
Das Licht emittierende Element und das Licht empfangende Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhalten vorzugsweise eine gemeinsame Elektrode. Beispielsweise beinhaltet vorzugsweise das Licht emittierende Element eine erste Pixelelektrode, eine erste Aktivschicht und eine gemeinsame Elektrode, und die erste Aktivschicht enthält vorzugsweise eine erste organische Verbindung. Das Licht empfangende Element beinhaltet vorzugsweise eine zweite Pixelelektrode, eine zweite Aktivschicht und die gemeinsame Elektrode, und die zweite Aktivschicht enthält vorzugsweise eine zweite organische Verbindung. In diesem Fall dient die erste Aktivschicht als Licht emittierende Schicht und die zweite Aktivschicht dient als photoelektrisches Umwandlungselement. In die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können das Licht emittierende Element und das Licht empfangende Element im gleichen Schritt hergestellt werden. Es sei angemerkt, dass das Licht emittierende Element nicht notwendigerweise die gemeinsame Elektrode mit dem Licht empfangenden Element gemeinsam hat.
Hier wird Gleichtaktrauschen bei der Anzeigevorrichtung beschrieben. Gleichtaktrauschen ist ein elektrisches Rauschen, das sich mit einem ersten Lichtempfangssignal, das von dem ersten Subpixel ausgegeben wird, und einem zweiten Lichtempfangssignal, das von dem dritten Subpixel ausgegeben wird (nachstehend in einigen Fällen kollektiv als „Lichtempfangssignal“ bezeichnet), überlappt. Das Gleichtaktrauschen wird bei der Zufuhr eines Bildsignals zu den Licht emittierenden Elementen in dem zweiten Subpixel und dem vierten Subpixel durch ein Signal, das einer Signalleitung, einer Abtastleitung oder dergleichen zugeführt wird, welche mit dem zweiten Subpixel und dem vierten Subpixel verbunden sind, einem Strom, der durch eine Kathodenelektrode oder dergleichen fließt, die mit Anzeigeelementen gemeinsam verbunden ist, oder dergleichen erzeugt. Dementsprechend wird das Lichtempfangssignal höchstwahrscheinlich durch das Gleichtaktrauschen in einer Periode beeinflusst, in der den Licht emittierenden Elementen das Bildsignal zugeführt wird.
Die Leseschaltung beinhaltet eine CDS- (Correlated Double Sampling, korrelierte Doppelabtastungs-) Schaltung, eine Rauschunterdrückungsschaltung, eine Zählerschaltung, eine Latch-Schaltung und dergleichen. Die Rauschunterdrückungsschaltung beinhaltet eine Differenzeingangsschaltung.
Es wird der Fall beispielhaft beschrieben, in dem die CDS-Schaltung ein Lichtempfangssignal aus dem ersten Subpixel liest. Die CDS-Schaltung kann ein Erfassungssignal, das eine Offset-Komponente enthält, aus dem ersten Subpixel lesen. Des Weiteren kann die Offset-Komponente durch Lesen eines Initialisierungssignals aus dem ersten Subpixel extrahiert werden. Durch Extraktion einer Differenz zwischen dem Erfassungssignal und dem Initialisierungssignal wird die Offset-Komponente abgeglichen und dementsprechend kann das erste Lichtempfangssignal extrahiert werden. Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch das Gleichtaktrauschen nicht unterdrückt worden und in dem ersten Lichtempfangssignal enthalten.
Es sei angemerkt, dass die Offset-Komponente eine Komponente bezeichnet, die aus einer Schwankung bei Transistoren, die in einem Pixel und dergleichen verwendet werden, der Parasitärkapazität in einer Leitung oder dergleichen stammt. Das Erfassungssignal bezeichnet ein Signal, das sich gemäß der Menge an Licht ändert, das von dem Licht empfangenden Element empfangen wird, das als photoelektrisches Umwandlungselement dient. Das Initialisierungssignal bezeichnet ein Signal, das einem Pixel ein Rücksetzsignal zuführt und sich gemäß der Menge an Licht, das von dem Licht empfangenden Element empfangen wird, nicht ändert.
Die Rauschunterdrückungsschaltung weist eine Funktion zur Unterdrückung von Gleichtaktrauschen in dem Lichtempfangssignal auf. Die Rauschunterdrückungsschaltung beinhaltet eine Vergleichsschaltung, und die Vergleichsschaltung beinhaltet eine Differenzeingangsschaltung. Die Differenzeingangsschaltung beinhaltet vorzugsweise zwei oder mehr Eingänge. Es sei angemerkt, dass unter Verwendung der Vergleichsschaltung und der Zählerschaltung eine Single-Slope- (Einrampen-) A/D-Wandlerschaltung gebildet werden kann. Der Rauschunterdrückungsschaltung werden vorzugsweise ein Rampensignal und ein erstes Potential zugeführt. Die Rauschunterdrückungsschaltung verwendet beispielsweise das erste Lichtempfangssignal, das von dem ersten Subpixel erzeugt wird, und das zweite Lichtempfangssignal, das von dem dritten Subpixel erzeugt wird. Ein erster Strom wird unter Verwendung des ersten Lichtempfangssignals und des Rampensignals erzeugt, und ein zweiter Strom wird unter Verwendung des zweiten Lichtempfangssignals und des ersten Potentials erzeugt. Die Differenzeingangsschaltung wird derart gesteuert, dass der erste Strom dem zweiten Strom gleich ist, wodurch das Gleichtaktrauschen in dem ersten Lichtempfangssignal unterdrückt werden kann. Hier ist das Rampensignal ein Signal, dessen Höhe der Spannung sich im Laufe der Zeit ändert.
Als Nächstes wird das Anzeigemodul, das bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, anhand von 1 bis 7 beschrieben. 1 ist ein Blockschema, das ein Beispiel für das Anzeigemodul darstellt.
Ein Anzeigemodul 10 beinhaltet eine Anzeigevorrichtung 100 und eine Leseschaltung 40. Die Anzeigevorrichtung 100 beinhaltet einen Pixelbereich 20, einen Source-Treiber 11, einen Gate-Treiber 12, einen Gate-Treiber 13, eine Vielzahl von Leitungen SL, eine Vielzahl von Leitungen GL, eine Vielzahl von Leitungen SE und eine Vielzahl von Leitungen SM. Der Pixelbereich 20 beinhaltet eine Vielzahl von Pixeln 30. Es sei angemerkt, dass bei dieser Ausführungsform in einigen Fällen der Einfachheit der Beschreibung halber die Beschreibung unter Verwendung eines Pixels 30a und eines Pixels 30b erfolgt, die einander benachbart sind.
Das Pixel 30 beinhaltet eine Vielzahl von Subpixeln 31 und ein oder mehrere Subpixel 32. Das Subpixel 31 beinhaltet ein Licht emittierendes Element, und das Subpixel 32 beinhaltet ein Licht empfangendes Element. Es sei angemerkt, dass vorzugsweise die Vielzahl der Subpixeln 31 Licht mit unterschiedlicher Chromatizität emittiert. Beispielsweise beinhaltet vorzugsweise ein Pixel 30 ein Subpixel 31R, das rotes Licht emittiert, ein Subpixel 31G, das grünes Licht emittiert, ein Subpixel 31B, das blaues Licht emittiert, und dergleichen. In dem Fall, in dem das Subpixel 32 eine Vielzahl von Licht empfangenden Elementen beinhaltet, empfangen die Licht empfangenden Elemente vorzugsweise Licht mit unterschiedlichen Peakwellenlängen. Wenn beispielsweise das Subpixel 32 zwei Licht empfangende Elemente beinhaltet, kann eine von ihnen Licht mit einer Peakwellenlänge des sichtbaren Lichts empfangen, und die andere kann Infrarotlicht empfangen. Es sei angemerkt, dass das Pixel 30 in 2 und der Ausführungsform 2 ausführlich beschrieben wird.
Der Source-Treiber 11 kann dem Subpixel 31 Bilddaten (ein Bildsignal) zuführen. Der Gate-Treiber 12 kann ein Abtastsignal zur Auswahl des Subpixels 31 an die Leitung GL ausgeben. Der Gate-Treiber 13 kann ein Abtastsignal zur Auswahl des Subpixels 32 an die Leitung SE ausgeben. Das Abtastsignal, das an die Leitung GL ausgegeben wird, wird aus einem Signal SP1 erzeugt, das dem Gate-Treiber 12 zugeführt wird. Das Abtastsignal, das an die Leitung SE ausgegeben wird, wird aus einem Signal SP2 erzeugt, das dem Gate-Treiber 13 zugeführt wird.
Die Leseschaltung 40 beinhaltet eine Vielzahl von CDS-Schaltungen 41, eine Vielzahl von Rauschunterdrückungsschaltungen 42, eine Vielzahl von Zählerschaltungen 43 und eine Vielzahl von Latch-Schaltungen 44. Es sei angemerkt, dass ein Teil der Leseschaltung 40 in der Anzeigevorrichtung 100 enthalten sein kann. Wenn beispielsweise die CDS-Schaltung 41 in der Anzeigevorrichtung 100 enthalten ist, kann die Parasitärkapazität, die in der Leitung SM erzeugt wird, die mit der CDS-Schaltung 41 verbunden ist, verringert werden. Die Rauschunterdrückungsschaltung 42 beinhaltet die Differenzeingangsschaltung. Es sei angemerkt, dass der Rauschunterdrückungsschaltung 42 vorzugsweise das Rampensignal und das erste Potential zugeführt werden.
Als Nächstes wird eine elektrische Verbindung in der Leseschaltung 40 beschrieben. Eine CDS-Schaltung 41 [m] ist beispielsweise elektrisch mit dem Subpixel 32 in dem Pixel 30a über eine Leitung SM[k + 1] verbunden. Eine CDS-Schaltung 41[m + 1] ist elektrisch mit dem Subpixel 32, das in dem Pixel 30b enthalten ist, über eine Leitung SM[k + 3] verbunden. Eine Rauschunterdrückungsschaltung 42[m] ist elektrisch mit der CDS-Schaltung 41[m] über eine Leitung MD[m] verbunden und elektrisch mit der CDS-Schaltung 41[m + 1] über eine Leitung MD[m + 1] verbunden. Die Rauschunterdrückungsschaltung 42[m] ist elektrisch mit einer Zählerschaltung 43[m] verbunden. Die Zählerschaltung 43[m] ist elektrisch mit einer Latch-Schaltung 44[m] verbunden. Es sei angemerkt, dass i, j, k und m jeweils eine positive Ganzzahl sind.
Das Subpixel 32 in dem Pixel 30a und das Subpixel 32 in dem Pixel 30b werden durch ein Auswahlsignal ausgewählt, das der Leitung SE[j] zugeführt wird. Deshalb wird der Leitung SE[j] das Auswahlsignal zugeführt, wodurch der CDS-Schaltung 41[m] und der CDS-Schaltung 41[m + 1] Lichtempfangssignalen aus den Subpixeln 32 in dem Pixel 30a bzw. dem Pixel 30b zugeführt werden.
Die CDS-Schaltung 41[m] kann beispielsweise eine Offset-Komponente unterdrücken, die aus einer Schwankung bei Elementen in dem Subpixel 32, das in dem Pixel 30a enthalten ist, der Parasitärkapazität in der Leitung SM[k + 1] oder dergleichen stammt. In dem Fall, in dem die CDS-Schaltung 41[m] das Lichtempfangssignal aus dem Subpixel 32 liest, kann die CDS-Schaltung 41[m] ein Erfassungssignal, das eine Offset-Komponente enthält, aus dem Subpixel 32 lesen. Wenn ferner ein Initialisierungssignal aus dem Subpixel 32 gelesen wird, kann die Offset-Komponente extrahiert werden. Eine Differenz zwischen dem Erfassungssignal und dem Initialisierungssignal wird extrahiert, wodurch die Offset-Komponente abgeglichen werden kann und das Lichtempfangssignal extrahiert werden kann. Es sei angemerkt, dass das Erfassungssignal und das Initialisierungssignal Gleichtaktrauschen enthalten; daher enthält das Lichtempfangssignal Gleichtaktrauschen.
Die Rauschunterdrückungsschaltung 42 weist eine Funktion zur Unterdrückung von Gleichtaktrauschen in dem Lichtempfangssignal auf. Die Rauschunterdrückungsschaltung 42 beinhaltet eine Vergleichsschaltung, und die Vergleichsschaltung beinhaltet eine Differenzeingangsschaltung. Es sei angemerkt, dass der Rauschunterdrückungsschaltung 42 das Rampensignal und das erste Potential zugeführt werden. Die Rauschunterdrückungsschaltung 42 verwendet beispielsweise das erste Lichtempfangssignal, das von der CDS-Schaltung 41[m] zugeführt wird, und das zweite Lichtempfangssignal, das von der CDS-Schaltung 41[m + 1] zugeführt wird. Bei der Vergleichsschaltung wird der erste Strom unter Verwendung des ersten Lichtempfangssignals und des Rampensignals erzeugt, und der zweite Strom wird unter Verwendung des zweiten Lichtempfangssignals und des ersten Potentials erzeugt. Die Differenzeingangsschaltung wird derart gesteuert, dass der erste Strom und der zweite Strom einen gleichen Stromwert aufweisen, wodurch das Gleichtaktrauschen in dem ersten Lichtempfangssignal unterdrückt werden kann.
Das erste Lichtempfangssignal, in dem das Gleichtaktrauschen unterdrückt wird, wird der Zählerschaltung 43 als Signal Cout zugeführt. Das Signal Cout wird von der Zählerschaltung 43 quantisiert und in Daten Dout umgewandelt. Die Daten Dout können in einem Prozessor (nicht dargestellt), einer Steuerschaltung (nicht dargestellt), einer Videoverarbeitungsvorrichtung (nicht dargestellt) oder dergleichen leicht gehandhabt werden. Es sei angemerkt, dass bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Details der Zählerschaltung 43 und der Latch-Schaltung 44 weggelassen werden.
[Pixel]
Das Pixel der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. Die Anzeigevorrichtung beinhaltet eine Vielzahl von Pixeln, die in einer Matrix angeordnet sind. Ein Pixel beinhaltet eine Vielzahl von Subpixeln. Ein Subpixel beinhaltet ein Licht emittierendes Element, ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element oder ein Licht empfangendes Element.
Die Vielzahl von Pixeln beinhaltet jeweils ein oder mehrere Subpixel, das ein Licht emittierendes Element beinhaltet, ein Subpixel, das ein Licht empfangendes Element beinhaltet, und ein Subpixel, das ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element beinhaltet.
Das Pixel beinhaltet beispielsweise eine Vielzahl von (z. B. drei oder vier) Subpixeln, die jeweils ein Licht emittierendes Element beinhaltet, und ein Subpixel, das ein Licht empfangendes Element beinhaltet.
Es sei angemerkt, dass Das Licht empfangende Element kann bei allen Pixeln oder nur bei einigen der Pixel bereitgestellt werden. Des Weiteren kann ein Pixel eine Vielzahl von Licht empfangenden Elementen beinhalten. Ein Licht empfangendes Element kann über eine Vielzahl von Pixeln bereitgestellt werden. Die Auflösung des Licht empfangenden Elements kann sich von der Auflösung des Licht emittierenden Elements unterscheiden.
In dem Fall, in dem das Pixel drei Subpixel beinhaltet, die jeweils ein Licht emittierendes Element enthalten, umfassen Beispiele für die drei Subpixel Subpixel von drei Farben von RGB, Subpixel von drei Farben von Gelb (Y), Cyan (C) und Magenta (M) und dergleichen. In dem Fall, in dem das Pixel vier Subpixel beinhaltet, die jeweils ein Licht emittierendes Element enthalten, umfassen Beispiele für die vier Subpixel Subpixel von vier Farben von R, G, B und weiß (W), Subpixel von vier Farben von R, G, B und Y und dergleichen.
2A bis 2C zeigen jeweils ein Beispiel, in dem das Pixel 30 ein Subpixel 31R, ein Subpixel 31G und ein Subpixel 31B, die jeweils ein Licht emittierendes Element beinhalten, und ein Subpixel 32 beinhaltet, das ein Licht empfangendes Element beinhaltet. Es sei angemerkt, dass die Anordnung von Subpixeln bei dieser Ausführungsform nicht auf die dargestellte Reihenfolge beschränkt ist. Die Positionen des Subpixels 31B und des Subpixels 31G können beispielsweise umgekehrt werden.
Die Pixel 30 in 2A bis 2C beinhalten jeweils das Subpixel 32 mit einer Lichtempfangsfunktion, das Subpixel 31R, das rotes Licht emittiert, das Subpixel 31G, das grünes Licht emittiert, und das Subpixel 31B, das blaues Licht emittiert.
Bei dem in 2A dargestellten Pixel wird eine Matrix-Anordnung eingesetzt, und bei dem in 2B dargestellten Pixel wird eine Streifen-Anordnung eingesetzt. 2C stellt ein Beispiel dar, in dem das Subpixel 31R, das rotes Licht emittiert, das Subpixel 31G, das grünes Licht emittiert, und das Subpixel 31B, das blaues Licht emittiert, in einer Zeile lateral angeordnet sind und das Subpixel 32 mit einer Lichtempfangsfunktion darunter angeordnet ist. Mit anderen Worten: In 2C sind das Subpixel 31R, das Subpixel 31G und das Subpixel 31B in einer gleichen Zeile angeordnet, die sich von der Zeile, in der das Subpixel 32 bereitgestellt ist, unterscheidet.
Das in 2D dargestellte Pixel beinhaltet zusätzlich zu den Komponenten des in 2C dargestellten Pixels ein Subpixel 31X, das Licht einer Farbe außer RGB emittiert. Das Licht einer Farbe außer RGB kann weißes (W) Licht, gelbes (Y) Licht, cyanfarbenes (C) Licht, magentafarbenes (M) Licht, Infrarotlicht (IR) oder dergleichen sein. In dem Fall, in dem das Subpixel 31X Infrarotlicht emittiert, weist das Subpixel 32 mit einer Lichtempfangsfunktion vorzugsweise eine Funktion zur Erfassung von Infrarotlicht auf. Das Subpixel 32 mit einer Lichtempfangsfunktion kann eine Funktion zur Erfassung sowohl von sichtbarem Licht als auch von Infrarotlicht aufweisen. Je nach dem Zweck eines Sensors kann die Wellenlänge von Licht, das von dem Licht empfangenden Element erfasst wird, bestimmt werden.
Alternativ beinhaltet das Pixel beispielsweise ein Subpixel 31W, das ein Licht emittierendes Element beinhaltet, das weißes Licht emittiert, und die Vielzahl von Subpixeln 32, das Licht empfangende Elemente beinhaltet, die Licht in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen empfangen.
Alternativ beinhaltet das Pixel beispielsweise eine Vielzahl von (z. B. drei oder vier) Subpixeln, die jeweils ein Licht emittierendes Element beinhaltet, und ein Subpixel, das ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element beinhaltet.
Bei der Anzeigevorrichtung, die das Licht emittierende und Licht empfangende Element beinhaltet, muss die Pixelanordnung nicht geändert werden, um eine Lichtempfangsfunktion in Pixel zu integrieren; daher können/kann einem Anzeigeabschnitt eine Abbildungsfunktion und/oder eine Erkennungsfunktion hinzugefügt werden, ohne dass das Öffnungsverhältnis und die Auflösung verringert werden.
Es sei angemerkt, dass das Licht emittierende und Licht empfangende Element bei allen Pixeln oder nur bei einigen der Pixel bereitgestellt werden kann. Außerdem kann ein Pixel eine Vielzahl von Licht emittierenden und Licht empfangenden Elementen beinhalten.
[Beispiel für eine Pixelschaltung]
Eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst in dem Anzeigeabschnitt eine erste Pixelschaltung, die ein Licht empfangendes Element beinhaltet, und eine zweite Pixelschaltung, die ein Licht emittierendes Element beinhaltet. Die ersten Pixelschaltungen und die zweiten Pixelschaltungen sind jeweils in einer Matrix angeordnet. Die erste Pixelschaltung und die zweite Pixelschaltung entsprechen dem Subpixel 32 bzw. dem Subpixel 31 in 1.
2E stellt ein Beispiel für die erste Pixelschaltung dar, die ein Licht empfangendes Element beinhaltet, und 2F stellt ein Beispiel für die zweite Pixelschaltung dar, die ein Licht emittierendes Element beinhaltet.
Eine erste Pixelschaltung in 2E beinhaltet ein Licht empfangendes Element PD, einen Transistor M1, einen Transistor M2, einen Transistor M3, einen Transistor M4 und einen Kondensator C1. Hier wird ein Beispiel gezeigt, in dem eine Photodiode als Licht empfangendes Element PD verwendet wird.
Eine Kathode des Licht empfangenden Elements PD ist elektrisch mit einer Leitung V1 verbunden, und seine Anode ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors M1 verbunden. Ein Gate des Transistors M1 ist elektrisch mit einer Leitung TX verbunden, und sein anderer Anschluss von Source und Drain ist elektrisch mit einer Elektrode des Kondensators C1, einem Anschluss von Source und Drain des Transistors M2 und einem Gate des Transistors M3 verbunden. Ein Gate des Transistors M2 ist elektrisch mit einer Leitung RES verbunden, und sein anderer Anschluss von Source und Drain ist elektrisch mit einer Leitung V2 verbunden. Ein Anschluss von Source und Drain des Transistors M3 ist elektrisch mit einer Leitung V3 verbunden, und sein anderer Anschluss von Source und Drain ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors M4 verbunden. Ein Gate des Transistors M4 ist elektrisch mit einer Leitung SE verbunden, und sein anderer Anschluss von Source und Drain ist elektrisch mit einer Leitung OUT1 verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators C1 ist mit einer Leitung VCP verbunden. Alternativ kann die andere Elektrode des Kondensators C1 mit der Leitung V3 verbunden sein.
Der Leitung V1, der Leitung V2 und der Leitung V3 wird ein konstantes Potential zugeführt. Wenn das Licht empfangende Element PD mit einer Sperrvorspannung betrieben wird, wird der Leitung V2 ein Potential zugeführt, das niedriger ist als das Potential der Leitung V1. Der Transistor M2 wird durch ein Signal gesteuert, das der Leitung RES zugeführt wird, und weist eine Funktion zum Zurücksetzen des Potentials eines Knotens, der mit dem Gate des Transistors M3 verbunden ist, auf das Potential auf, das der Leitung V2 zugeführt wird. Der Transistor M1 wird durch ein Signal gesteuert, das der Leitung TX zugeführt wird, und weist eine Funktion zum Steuern des Zeitpunktes, zu dem sich das Potential des Knotens ändert, entsprechend einem Strom auf, der durch das Licht empfangende Element PD fließt. Der Transistor M3 dient als Verstärkertransistor, der eine Ausgabe entsprechend dem Potential des Knotens durchführt. Der Transistor M4 wird durch ein Signal gesteuert, das der Leitung SE zugeführt wird, und dient als Auswahltransistor zum Lesen der Ausgabe, die dem Potential des Knotens entspricht, durch eine externe Schaltung, die mit der Leitung OUT1 verbunden ist.
Eine zweite Pixelschaltung in 2F beinhaltet ein Licht emittierendes Element EL, einen Transistor M5, einen Transistor M6, einen Transistor M7 und einen Kondensator C2. Hier wird ein Beispiel gezeigt, in dem eine Leuchtdiode als Licht emittierendes Element EL verwendet wird. Insbesondere wird vorzugsweise ein organisches EL-Element als Licht emittierendes Element EL verwendet.
Ein Gate des Transistors M5 ist elektrisch mit einer Leitung GL verbunden, sein einer Anschluss von Source und Drain ist elektrisch mit einer Leitung SL verbunden, und sein anderer Anschluss von Source und Drain ist elektrisch mit einer Elektrode des Kondensators C2 und einem Gate des Transistors M6 verbunden. Ein Anschluss von Source und Drain des Transistor M6 ist elektrisch mit einer Leitung V4 verbunden, und sein anderer Anschluss ist elektrisch mit einer Anode des Licht emittierenden Elements EL und einem Anschluss von Source und Drain des Transistors M7 verbunden. Ein Gate des Transistors M7 ist elektrisch mit einer Leitung MS verbunden, und sein anderer Anschluss von Source und Drain ist elektrisch mit einer Leitung OUT2 verbunden. Eine Kathode des Licht emittierenden Elements EL ist elektrisch mit einer Leitung V5 verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators C2 ist elektrisch mit dem anderen Anschluss von Source und Drain des Transistors M6 verbunden.
Der Leitung V4 und der Leitung V5 wird ein konstantes Potential zugeführt. In dem Licht emittierenden Element EL kann die Anodenseite ein hohes Potential aufweisen und kann die Kathodenseite ein niedrigeres Potential als die Anodenseite aufweisen. Der Transistor M5 wird durch ein Signal gesteuert, das der Leitung GL zugeführt wird, und dient als Auswahltransistor zum Steuern eines Auswahlzustands der zweiten Pixelschaltung. Der Transistor M6 dient als Ansteuertransistor, der einen Strom, der in das Licht emittierende Element EL fließt, entsprechend einem Potential steuert, das dem Gate zugeführt wird. Wenn sich der Transistor M5 in einem Einschaltzustand befindet, wird dem Gate des Transistors M6 ein Potential, das der Leitung SL zugeführt wird, zugeführt, und entsprechend dem Potential kann die Emissionsleuchtdichte des Licht emittierenden Elements EL gesteuert werden. Der Transistor M7 wird durch ein Signal gesteuert, das der Leitung MS zugeführt wird, und weist eine Funktion zum Ausgeben eines Potentials zwischen dem Transistor M6 und dem Licht emittierenden Element EL durch die Leitung OUT2 nach außen auf.
Die Leitung V1, mit der die Kathode des Licht empfangenden Elements PD elektrisch verbunden ist, und die Leitung V5, mit der die Kathode des Licht emittierenden Elements EL elektrisch verbunden ist, können in einer gleichen Schicht bereitgestellt werden und eine gleiche Höhe des Potentials aufweisen.
Bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise als alle Transistoren in der ersten Pixelschaltung und der zweiten Pixelschaltung Transistoren verwendet, die ein Metalloxid (auch als Oxidhalbleiter bezeichnet) in ihren Halbleiterschichten enthält, in denen Kanäle ausgebildet werden (solche Transistoren werden nachstehend auch als OS-Transistoren bezeichnet). Ein OS-Transistor weist einen sehr niedrigen Sperrstrom auf und ermöglicht, dass die Ladung, die in einem Kondensator gespeichert wird, der in Reihe mit dem Transistor geschaltet ist, lange Zeit gehalten wird. Des Weiteren kann der Stromverbrauch der Anzeigevorrichtung mit einem OS-Transistor verringert werden.
Alternativ werden bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorzugsweise als alle Transistoren in der ersten Pixelschaltung und der zweiten Pixelschaltung Transistoren verwendet, die Silizium in ihren Halbleiterschichten enthält, in denen Kanäle ausgebildet werden (solche Transistoren werden nachstehend auch als OS-Transistoren bezeichnet). Beispiele für Silizium umfassen einkristallines Silizium, polykristallines Silizium, amorphes Silizium und dergleichen. Besonders bevorzugt wird Transistoren verwendet, die Niedertemperatur-Polysilizium (LTPS, low temperature poly-silicon) in ihren Halbleiterschichten enthalten. Ein LTPS-Transistor weist eine hohe Feldeffektbeweglichkeit auf und kann mit hoher Geschwindigkeit arbeiten.
Unter Verwendung von Si-Transistoren, wie z. B. LTPS-Transistoren, können verschiedene Schaltungen, die unter Verwendung einer CMOS-Schaltung gebildet werden, und ein Anzeigeabschnitt über einem gleichen Substrat leicht ausgebildet werden. Daher können externe Schaltungen, die auf die Anzeigevorrichtung montiert werden, vereinfacht werden, und die Kosten von Teilen und die Montagekosten können verringert werden.
Bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise zwei Arten von Transistoren in der ersten Pixelschaltung verwendet. Insbesondere beinhaltet die erste Pixelschaltung vorzugsweise einen OS-Transistor und einen LTPS-Transistor. Indem das Material der Halbleiterschicht je nach der erforderlichen Funktion des Transistors geändert wird, kann die Qualität der ersten Pixelschaltung und die Genauigkeit der Erkennung und der Abbildung erhöht werden. In diesem Fall können/kann in der zweiten Pixelschaltung ein OS-Transistor und/oder ein LTPS-Transistor verwendet werden.
Des Weiteren erleichtert die Verwendung der LTPS-Transistoren selbst dann, wenn zwei Arten von Transistoren (z. B. OS-Transistoren und LTPS-Transistoren) in den Pixeln verwendet werden, die Ausbildung von verschiedenen Schaltungen, die unter Verwendung einer CMOS-Schaltung gebildet werden, und ein Anzeigeabschnitt über einem gleichen Substrat. Daher können externe Schaltungen, die auf die Anzeigevorrichtung montiert werden, vereinfacht werden und die Kosten von Teilen und die Montagekosten können verringert werden.
Ein Transistor mit einem Metalloxid, das eine größere Bandlücke und eine niedrigere Ladungsträgerdichte aufweist als Silizium, kann einen sehr niedrigen Sperrstrom erzielen. Dank des niedrigen Sperrstroms kann daher der Transistor Ladungen, die in einem Kondensator gespeichert sind, der in Reihe mit dem Transistor geschaltet ist, für eine lange Zeit halten. Daher wird insbesondere jeweils als Transistor M1, Transistor M2 und Transistor M5, welche mit dem Kondensator C1 oder dem Kondensator C2 in Reihe geschaltet sind, vorzugsweise ein OS-Transistor verwendet.
Ein Si-Transistor wird vorzugsweise als Transistor M3 verwendet. Dies ermöglicht einen Lesevorgang von Abbildungsdaten mit hoher Geschwindigkeit.
Es sei angemerkt, dass die Anzeigevorrichtung, die in dem Anzeigeabschnitt die ersten Pixelschaltungen, die jeweils ein Licht empfangendes Element beinhalten, und die zweiten Pixelschaltungen beinhaltet, die jeweils ein Licht emittierendes Element beinhalten, in einem von einem Bildanzeige-Modus, einem Abbildungs-Modus und einem Modus der gleichzeitigen Durchführung der Bildanzeige und der Abbildung betrieben werden kann. Bei dem Bildanzeige-Modus kann beispielsweise ein Vollfarbbild unter Verwendung des Licht emittierenden Elements angezeigt werden. Bei dem Abbildungs-Modus kann beispielsweise ein Bild zur Abbildung (z. B. ein grünes einfarbiges Bild oder ein blaues einfarbiges Bild) unter Verwendung des Licht emittierenden Elements angezeigt werden, und die Abbildung kann unter Verwendung des Licht empfangenden Elements durchgeführt werden. Bei dem Abbildungs-Modus kann beispielsweise eine Fingerabdruck-Authentifizierung durchgeführt werden. Bei dem Modus der gleichzeitigen Durchführung der Bildanzeige und der Abbildung kann beispielsweise bei einigen Pixeln ein Bild zur Abbildung unter Verwendung des Licht emittierenden Elements angezeigt werden und kann die Abbildung unter Verwendung des Licht empfangenden Elements durchgeführt werden; und bei den anderen Pixeln kann ein Vollfarbbild unter Verwendung des Licht emittierenden Elements angezeigt werden.
Es sei angemerkt, dass, obwohl n-Kanal-Transistoren als Transistoren in 2E und 2F dargestellt werden, auch p-Kanal-Transistoren verwendet werden können. Die Transistoren sind nicht auf Single-Gate-Transistoren beschränkt und können ferner ein Rückgate beinhalten.
Eine oder mehrere Schichten, die den Transistor und/oder den Kondensator beinhalten, wird/werden vorzugsweise derart bereitgestellt, dass sie sich mit dem Licht empfangenden Element PD oder dem Licht emittierenden Element EL überlappen. Daher kann die effektive Fläche jeder der Pixelschaltungen verringert werden, und ein Anzeigeabschnitt mit hoher Auflösung kann erhalten werden.
3 ist ein Schaltplan, der die CDS-Schaltung 41 darstellt. Die CDS-Schaltung 41 ist elektrisch mit einem Subpixel 32[j], einem Subpixel 32[j + 1], einem Subpixel 32[j+ 2] und dergleichen über die Leitung SM verbunden. Die CDS-Schaltung 41 beinhaltet Transistoren M8 bis M11 und einen Kondensator C3. Für die Beschreibung des Subpixels 32 kann auf die vorstehende Beschreibung (z. B. 2E) verwiesen werden; daher wird die Beschreibung weggelassen.
Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M4 in dem Subpixel 32 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors M8 und einer Elektrode des Kondensators C3 über die Leitung SM verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M8 ist elektrisch mit einer Leitung VIV verbunden. Ein Gate des Transistors M8 ist elektrisch mit einer Leitung Vb1 verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators C3 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors M9 und einem Gate des Transistors M10 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M9 ist elektrisch mit einer Leitung VCL verbunden. Ein Gate des Transistors M9 ist elektrisch mit einer Leitung CL verbunden. Ein Anschluss von Source und Drain des Transistors M10 ist elektrisch mit einer Leitung CDSV verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M10 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors M11 und der Leitung MD verbunden. Ein Gate des Transistors M11 ist elektrisch mit einer Leitung Vb2 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M11 ist elektrisch mit einer GND-Leitung verbunden.
Dem Gate des Transistors M8 wird ein erstes Vorspannungspotential, das der Leitung Vb1 zugeführt wird, zugeführt, und dem Gate des Transistors M11 wird ein zweites Vorspannungspotential, das der Leitung Vb2 zugeführt wird, zugeführt. Der Transistor M9 kann einen Knoten NDC, der von dem Kondensator C3 und dem Gate des Transistors M9 gebildet wird, mit einem zweiten Initialisierungspotential initialisieren, das der Leitung VCL zugeführt wird.
Als Nächstes wird beispielhaft ein Vorgang beschrieben, in dem ein Lichtempfangssignal aus dem Subpixel 32[j] von der CDS-Schaltung 41 gelesen wird. Zuerst wird ein Verfahren beschrieben, in dem das Subpixel 32[/] ein Lichtempfangssignal ausgibt.
Ein Fall wird beschrieben, in dem das Subpixel 32[j] ein Initialisierungssignal des Subpixels 32[j] ausgibt. Der Transistor M1 wird in einen Ausschaltzustand versetzt, indem der Leitung TX ein Signal zugeführt wird. Als Nächstes wird der Transistor M2 in einen Einschaltzustand versetzt, indem der Leitung RES ein Signal zugeführt wird. Der einen Elektrode des Kondensators C1 und dem Gate des Transistors M3 wird ein erstes Initialisierungspotential des Subpixels 32[j] über die Leitung V2 zugeführt. Als Nächstes wird der Transistor M4 in einen Einschaltzustand versetzt, indem der Leitung SE[j] ein Signal zugeführt wird. Dementsprechend kann der Transistor M3 einen Strom entsprechend dem ersten Initialisierungspotential, das dem Gate des Transistors M3 zugeführt wird, über den Transistor M4 und die Leitung SM an die CDS-Schaltung 41 ausgeben.
Als Nächstes wird ein Fall beschrieben, in dem das Subpixel 32[j] ein Signal, das von dem Licht empfangenden Element PD empfangen wird, als Erfassungssignal ausgibt. Es sei angemerkt, dass ein Erfassungssignal, das von dem Subpixel 32[j] ausgegeben wird, ein Offset-Signal enthält. Der Transistor M1 wird in einen Einschaltzustand versetzt, indem der Leitung TX ein Signal zugeführt wird. Das Pegel eines Potentials der einen Elektrode des Kondensators C1 ändert sich gemäß der Menge an Licht, das von dem Licht empfangenden Element PD empfangen wird.
Als Nächstes wird der Transistor M4 in einen Einschaltzustand versetzt, indem der Leitung SE[j] ein Signal zugeführt wird. Dementsprechend kann der Transistor M3 einen Strom, der der Menge an Licht, das von dem Licht empfangenden Element PD empfangen wird, entspricht und dem Gate des Transistors M3 zugeführt wird, als Erfassungssignal über den Transistor M4 und die Leitung SM an die CDS-Schaltung ausgeben.
Es sei angemerkt, dass wenn die Transistoren M1 bis M4 n-Kanal-Transistoren sind, die Transistoren in dem Fall, in dem den Transistoren ein Signal „H“ zugeführt wird, in einen Einschaltzustand versetzt werden. Wenn die Transistoren M1 bis M4 p-Kanal-Transistoren sind, werden die Transistoren in dem Fall, in dem den Transistoren ein Signal „L“ zugeführt wird, in einen Einschaltzustand versetzt werden.
Die CDS-Schaltung 41 bildet unter Verwendung des Transistors M3 in dem Subpixel 32[j] und des Transistors M8 eine erste Sourcefolgerschaltung und bildet unter Verwendung des Transistors M10 und des Transistors M11 eine zweite Sourcefolgerschaltung. Die erste Sourcefolgerschaltung führt dem Kondensator C3 ein Potential zu, das dem Gate des Transistors M3 zugeführt wird, und die zweite Sourcefolgerschaltung führt der Leitung MD ein Potential zu, das dem Gate des Transistors M10 zugeführt wird. Die erste Sourcefolgerschaltung ist elektrisch mit der zweiten Sourcefolgerschaltung über den Kondensator C3 verbunden.
Der Transistor M1 wird beispielsweise in einen Einschaltzustand versetzt und der Transistor M2 wird in einen Ausschaltzustand versetzt, wodurch das Subpixel 32[j] ein Erfassungssignal ausgeben kann. Außerdem wird der Transistor M9 in einen Einschaltzustand versetzt, wodurch dem Knoten NDC das zweite Initialisierungspotential zugeführt wird, das von der Leitung VCL über den Transistor M9 zugeführt. Dementsprechend wird ein Erfassungssignal, das das zweite Initialisierungspotential als Referenz verwendet, in dem Kondensator C3 gehalten.
Als Nächstes versetzt sich der Transistor M9 in einen Ausschaltzustand. Wenn sich der Transistor M9 in einen Ausschaltzustand versetzt, wird der Knoten NDC in einen potentialfreien Zustand versetzt. Danach versetzt sich der Transistor M1 in einen Ausschaltzustand, und der Transistor M2 versetzt sich in einen Einschaltzustand. Ein Potential des Gates des Transistors M3 wird durch das erste Initialisierungspotential initialisiert, und das Subpixel 32[j] führt der CDS-Schaltung 41 ein Initialisierungssignal zu.
Dementsprechend wird der Änderungsbetrag von dem Erfassungssignal zu dem Initialisierungssignal in den Knoten NDC als Differenz extrahiert. Der Änderungsbetrag wird über die zweite Sourcefolgerschaltung an die Leitung MD ausgegeben. Der Änderungsbetrag ist eine Differenz zwischen dem Erfassungssignal und dem Initialisierungssignal und entspricht daher einem Lichtempfangssignal, in dem eine Offset-Komponente, die in dem Subpixel 32[j] enthalten ist, unterdrückt worden ist.
Dementsprechend kann die CDS-Schaltung 41 ein Lichtempfangssignal erhalten, indem der Änderungsbetrag von dem Erfassungssignal zu dem Initialisierungssignal als Differenz extrahiert wird. Es sei angemerkt, dass das Erfassungssignal und das Initialisierungssignal Gleichtaktrauschen enthalten; daher enthält das Lichtempfangssignal Gleichtaktrauschen. Das Gleichtaktrauschen kann durch die Rauschunterdrückungsschaltung 42 unterdrückt werden.
4A ist ein Schaltplan, der ein Beispiel für die Rauschunterdrückungsschaltung 42 darstellt. Die Rauschunterdrückungsschaltung 42 weist eine Funktion zur Unterdrückung von Gleichtaktrauschen in einem Lichtempfangssignal auf, das das Gleichtaktrauschen enthält. Die Rauschunterdrückungsschaltung 42 beinhaltet Schalter SW1 bis SW5, Kondensatoren Cin1 bis Cin3, Transistoren 51 bis 55, eine Vergleichsschaltung 56 und eine Pufferschaltung 57. Die Vergleichsschaltung 56 beinhaltet einen Eingangsanschluss IP1, einen Eingangsanschluss IP2, einen Eingangsanschluss IM1, einen Eingangsanschluss IM2 und einen Ausgangsanschluss CO.
Zuerst werden in 4B und 4C Beispiele für Schalter dargestellt, die als Schalter SW1 bis SW5 verwendet werden können.
Der in 4B dargestellte Schalter beinhaltet einen Eingangs-/Ausgangsanschluss 1, einen Eingangs-/Ausgangsanschluss 2, einen Eingangsanschluss 3, einen analogen Schalter 58 und eine Inverterschaltung 59. Der analoge Schalter 58 beinhaltet einen Eingangs-/Ausgangsanschluss 3a, einen Eingangs-/Ausgangsanschluss 4a, einen Steueranschluss 5a und einen Steueranschluss 6a. Der Eingangs-/Ausgangsanschluss 1 ist elektrisch mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluss 3a verbunden. Der Eingangs-/Ausgangsanschluss 2 ist elektrisch mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluss 4a verbunden. Der Eingangsanschluss 3 ist elektrisch mit dem Steueranschluss 5a und einem Eingangsanschluss der Inverterschaltung 59 verbunden. Ein Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 59 ist elektrisch mit dem Steueranschluss 6a verbunden.
Der in 4C dargestellte Schalter dient als Transferschalter. Der Schalter beinhaltet den Eingangs-/Ausgangsanschluss 1, den Eingangs-/Ausgangsanschluss 2, den Eingangsanschluss 3 und einen OS-Transistor 5A. Der Eingangs-/Ausgangsanschluss 1 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des OS-Transistors 5A verbunden. Der Eingangs-/Ausgangsanschluss 2 ist elektrisch mit dem anderen Anschluss von Source und Drain des OS-Transistors 5A verbunden. Der Eingangsanschluss 3 ist elektrisch mit einem Gate des OS-Transistors 5A verbunden. Das Rückgate des OS-Transistors 5A ist elektrisch mit einer Leitung VBG verbunden. Es sei angemerkt, dass das Rückgate elektrisch mit dem Gate verbunden sein kann. Die Verwendung des OS-Transistors kann einen Sperrstrom verringern, der zwischen dem Eingangs-/Ausgangsanschluss 1 und dem Eingangs-/Ausgangsanschluss 2 fließt.
Nun wird mit der Beschreibung der in 4A dargestellten Rauschunterdrückungsschaltung 42 fortgefahren. Nachstehend wird die in 1 dargestellte Rauschunterdrückungsschaltung 42[m] beschrieben. Dementsprechend ist die CDS-Schaltung 41[m] elektrisch mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluss 1 des Schalters SW2 über die Leitung MD[m] verbunden. Die CDS-Schaltung 41[m + 1] ist elektrisch mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluss 1 des Schalters SW5 über die Leitung MD[m + 1] verbunden.
Der Eingangs-/Ausgangsanschluss 2 des Schalters SW2 ist elektrisch mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluss 2 des Schalters SW1 und einer Elektrode des Kondensators Cin1 verbunden. Der Eingangs-/Ausgangsanschluss 1 des Schalters SW1 ist elektrisch mit einer Leitung COM2 verbunden. Der Eingangs-/Ausgangsanschluss 1 des Schalters SW3 ist elektrisch mit einer Leitung RAMP verbunden. Der Eingangs-/Ausgangsanschluss 2 des Schalters SW3 ist elektrisch mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluss 2 des Schalters SW4 und einer Elektrode des Kondensators Cin2 verbunden. Der Eingangs-/Ausgangsanschluss 1 des Schalters SW4 ist elektrisch mit einer Leitung COM1 verbunden. Der Eingangs-/Ausgangsanschluss 2 des Schalters SW5 ist elektrisch mit einer Elektrode des Kondensators Cin3 verbunden.
Der Eingangsanschluss 3 des Schalters SW1 ist elektrisch mit einer Leitung AZIN1B verbunden. Der Eingangsanschluss 3 des Schalters SW2 ist elektrisch mit einer Leitung AZIN1 verbunden. Der Eingangsanschluss 3 des Schalters SW3 ist elektrisch mit einer Leitung AZIN2 verbunden. Der Eingangsanschluss 3 des Schalters SW4 ist elektrisch mit einer Leitung AZIN2B verbunden. Der Eingangsanschluss 3 des Schalters SW5 ist elektrisch mit einer Leitung MODEB verbunden.
Die andere Elektrode des Kondensators Cin1 ist elektrisch mit dem Eingangsanschluss IP1 der Vergleichsschaltung 56 und einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 51 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 51 ist elektrisch mit dem Eingangsanschluss IP2 der Vergleichsschaltung 56 und einer Leitung COM3 verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators Cin2 ist elektrisch mit dem Eingangsanschluss IM1 der Vergleichsschaltung 56 und einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 53 verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators Cin3 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 52 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 52 ist elektrisch mit dem Eingangsanschluss IM2 der Vergleichsschaltung 56, einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 54 und einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 55 verbunden. Die Leitung COM3 ist elektrisch mit dem anderen Anschluss von Source und Drain des Transistors 54 und dem anderen Anschluss von Source und Drain des Transistors 55 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 53 ist elektrisch mit dem Ausgangsanschluss CO der Vergleichsschaltung 56 und einem Eingangsanschluss der Pufferschaltung 57 verbunden. Ein Ausgangsanschluss der Pufferschaltung 57 ist elektrisch mit einer Leitung verbunden, von der das Signal Cout ausgegeben wird.
Ein Gate des Transistors 51 ist elektrisch mit einer Leitung AZFB1 verbunden. Das Gate des Transistors 52 ist elektrisch mit der Leitung MODEB verbunden. Ein Gate des Transistors 53 ist elektrisch mit der Leitung AZFB1 verbunden. Ein Gate des Transistors 54 ist elektrisch mit einer Leitung AZFB2 verbunden. Ein Gate des Transistors 55 ist elektrisch mit einer Leitung MODE verbunden.
Der Knoten ND1 wird durch Verbindung des Eingangs-/Ausgangsanschlusses 2 des Schalters SW1, des Eingangs-/Ausgangsanschlusses 2 des Schalters SW2 und der einen Elektrode des Kondensators Cin1 gebildet. Der Knoten ND1a wird durch eine Verbindung der anderen Elektrode des Kondensators Cin1, des Anschlusses von Source und Drain des Transistors 51 und des Eingangsanschlusses IP1 der Vergleichsschaltung 56 gebildet. Der Knoten ND2 wird durch eine Verbindung des Eingangs-/Ausgangsanschlusses 2 des Schalters SW3, des Eingangs-/Ausgangsanschlusses 2 des Schalters SW4 und der einen Elektrode des Kondensators Cin2 gebildet. Der Knoten ND2a wird durch eine Verbindung der anderen Elektrode des Kondensators Cin2, des Anschlusses von Source und Drain des Transistors 53 und des Eingangsanschlusses IM1 der Vergleichsschaltung 56 gebildet. Der Knoten ND3 wird durch eine Verbindung des anderen Anschlusses von Source und Drain des Transistors 52, des Anschlusses von Source und Drain des Transistors 54, des Anschlusses von Source und Drain des Transistors 55 und des Eingangsanschlusses IM2 der Vergleichsschaltung 56 gebildet.
Es sei angemerkt, dass ein Signal, das der Leitung AZIN1B zugeführt wird, ein invertiertes Signal eines Signals ist, das der Leitung AZIN1 zugeführt wird. Ein Signal, das der Leitung AZIN2B zugeführt wird, ist ein invertiertes Signal eines Signals, das der Leitung AZIN2 zugeführt wird. Ein Signal, das der Leitung MODEB zugeführt wird, ist ein invertiertes Signal eines Signals, das der Leitung MODE zugeführt wird. Ein Signal, das der Leitung RAMP zugeführt wird, ist ein Signal, dessen Potential sich in einer spezifizierten Periode von einem hohen Potential zu einem niedrigen Potential ändert. Es sei angemerkt, dass das Signal, das der Leitung RAMP zugeführt wird, stufenweise oder in analoger Weise geändert werden kann.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise des gesamten Anzeigemoduls anhand von 5 beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm, die ein Beispiel für die Arbeitsweise des Anzeigemoduls darstellt. Das Flussdiagramm in 5 beinhaltet Schritte ST01 bis ST08.
Der Schritt ST01 ist ein Schritt, in dem eine Lichtempfang (eine Abbildung) unter Verwendung der Vielzahl von Subpixeln 32 in der Anzeigevorrichtung mit einem Global-Shutter-System durchgeführt wird. Es sei angemerkt, dass OS-Transistoren als Transistor M1 und Transistor M2 in dem Subpixel 32 verwendet werden können. Die Verwendung eines OS-Transistors mit einem niedrigen Sperrstrom kann die Verschlechterung eines Lichtempfangssignals während einer Periode, in der Licht von dem Anzeigemodul gleichzeitig empfangen wird und das Lichtempfangssignal von dem Anzeigemodul gelesen wird, verringern.
Der Schritt ST02 ist ein Schritt zum Bestätigen, ob es Lichtempfangsdaten gibt, die von der Leseschaltung 40 gelesen zu werden. In dem Fall, in dem die Leseschaltung 40 feststellt, dass es keine zu lesenden Lichtempfangsdaten gibt (dass es keine zu lesende Zeile gibt, d. h., dass die zu lesende Zeile zu Ende gekommen ist), geht der Prozess zu dem Schritt ST01 über, und Lichtempfangsdaten werden wieder mit einem Global-Shutter-System erhalten. In dem Fall, in dem die Leseschaltung 40 feststellt, dass es zu lesende Daten gibt, geht der Prozess zu dem Schritt ST03 über, und ein Lesevorgang wird durchgeführt.
Der Schritt ST03 ist ein Schritt zur Durchführung des Lesevorgangs eines Signals beim Lichtempfang (eines Erfassungssignals). Die Verwendung der CDS-Schaltung kann eine Schwankung bei Transistoren, die in einem Pixel und dergleichen verwendet werden, und eine Offset-Komponente unterdrücken, die aus der Parasitärkapazität oder dergleichen stammt, die in einer Leitung enthalten ist. Es sei angemerkt, dass Gleichtaktrauschen in dem Erfassungssignal nicht unterdrückt worden ist.
Der Schritt ST04 ist ein Schritt, in dem die CDS-Schaltung 41 ein Signal bei der Initialisierung (ein Initialisierungssignal) Zeile für Zeile liest. Die CDS-Schaltung 41 speichert das Erfassungssignal beim Lichtempfang und dann liest das Initialisierungssignal, um den Änderungsbetrag zu erfassen, und der Änderungsbetrag wird als Lichtempfangssignal an die Leitung MD ausgegeben.
Der Schritt ST05 ist ein Schritt zur Durchführung einer Rauschunterdrückungs-Behandlung. Die Rauschunterdrückungsschaltung 42 kann Gleichtaktrauschen in dem Lichtempfangssignal unterdrücken. Das Lichtempfangssignal, in dem das Gleichtaktrauschen unterdrückt wird, wird unter Verwendung der Zählerschaltung 43 quantisiert und in erste Lichtempfangsdaten umgewandelt.
Der Schritt ST06 ist ein Schritt zum Lesen eines Signals in einer Periode, in der der CDS-Schaltung 41 das zweite Initialisierungspotential über den Transistor M9 zugeführt wird. Eine Offset-Komponente, die in der CDS-Schaltung 41 enthalten ist, wird als CDS-Offset-Signal an die Leitung MD ausgegeben.
Der Schritt ST07 ist ein Schritt zur Durchführung einer Rauschunterdrückungs-Behandlung des CDS-Offset-Signals. Das CDS-Offset-Signal wird unter Verwendung der Zählerschaltung 43 quantisiert und in CDS-Offset-Daten umgewandelt.
Der Schritt ST08 ist ein Schritt, in dem eine Differenz zwischen den ersten Lichtempfangsdaten und den CDS-Offset-Daten erfasst wird, um Lichtempfangsdaten zu extrahieren. Der Prozess geht nach dem Schritt ST08 zu dem Schritt ST02 über und es wird durch die Leseschaltung 40 bestätigt, ob es zu lesende Lichtempfangsdaten gibt.
6 ist ein Zeitdiagramm, die ein Beispiel für die Arbeitsweise der Leseschaltung 40 darstellt.
6 zeigt eine Periode, in der die Leseschaltung 40 ein Lichtempfangssignal aus den Subpixeln 32 in der j-ten Zeile und in der j + 1-ten Zeile in der Anzeigevorrichtung liest. Zuerst empfängt in der Lichtempfangsperiode die Vielzahl von Subpixeln 32 in der Anzeigevorrichtung Licht mit einem Global-Shutter-System gleichzeitig. Zu diesem Zeitpunkt wird der Leitung TX das Signal „H“ zugeführt, und der Leitung SE, der Leitung RES, der Leitung CL und einer Leitung, der das Signal SP2 zugeführt wird, wird das Signal „L“ zugeführt. Es sei angemerkt, dass in 6 ein Vorgang zum Lesen des Lichtempfangssignals in der j-ten Zeile beschrieben wird.
Als Nächstes liest die Leseschaltung 40 das Lichtempfangssignal in der j-ten Zeile aus den Subpixeln 32. Eine Periode, in der die Vielzahl von CDS-Schaltungen 41 ein Lichtempfangssignal liest, wird als Periode CDS[j] bezeichnet. Des Weiteren ist eine Periode, in der die Rauschunterdrückungsschaltung 42 Gleichtaktrauschen unterdrückt und eine Quantisierung ausführt, wird als Periode TOUT[j] bezeichnet. Es sei angemerkt, dass zur Erläuterung die Beschreibung unter Verwendung der CDS-Schaltung 41[m] als Beispiel erfolgt.
Zuerst wird die Periode CDS[j] beschrieben. Es sei angemerkt, dass zur Erläuterung der Periode CDS[j] die Beschreibung anhand der in 3 dargestellten CDS-Schaltung 41[m] erfolgt.
In der Periode CDS[j] wird zuerst der Leitung SE[j] das Signal „H“ zugeführt, wodurch das Subpixel 32 der CDS-Schaltung 41[m] das Erfassungssignal zuführt. Es sei angemerkt, dass in dieser Periode vorzugsweise der Leitung CL das Signal „H“ zugeführt wird und der Knoten NDC mit dem zweiten Initialisierungspotential initialisiert (festgelegt) wird. Dementsprechend wird das Erfassungssignal in dem Kondensator C3 in der CDS-Schaltung 41[m] gehalten. Es sei angemerkt, dass, nachdem das Erfassungssignal in dem Kondensator C3 gehalten worden ist, der Leitung CL das Signal „L“ zugeführt wird, wodurch der Knoten NDC in einen potentialfreien Zustand versetzt wird.
Als Nächstes wird einer Leitung RES[j] das Signal „H“ zugeführt, wodurch das Subpixel 32 mit dem ersten Initialisierungspotential initialisiert wird. Ein Lichtempfangssignal (ein Initialisierungssignal) in einem Zustand, in dem das Subpixel 32 initialisiert ist, wird der CDS-Schaltung 41[m] zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Knoten NDC in einem potentialfreien Zustand, und daher wird eine Differenz zwischen dem Erfassungssignal und dem Initialisierungssignal als Lichtempfangssignal an die Leitung MD ausgegeben. Es sei angemerkt, dass Auswahlsignale, die der Leitung SE[j] und der Leitung RES[j] zugeführt werden, vorzugsweise durch das Signal SP2 erzeugt werden. Alternativ können die Auswahlsignale, die der Leitung SE[j] und der Leitung RES[j] zugeführt werden, das Signal SP2 erzeugen. Es sei angemerkt, dass das Signal SP2 als Signal verwendet wird, das die Timings beim Betrieb der Rauschunterdrückungsschaltung 42 steuert.
Als Nächstes wird die Periode TOUT[j] beschrieben. Es sei angemerkt, dass zur Erläuterung der Periode TOUT[j] auf die in 4 dargestellten Rauschunterdrückungsschaltung 42[m] verwiesen wird.
Die Periode TOUT umfasst eine Periode TB1 und eine Periode TB2. Hier zeigt ein Zeitpunkt T10 den Zeitpunkt, zu dem das Signal SP2 zu „L“ geändert wird. Die Periode TB1 startet vorzugsweise zu einem Zeitpunkt T11 nach dem Zeitpunkt T10. Es sei angemerkt, dass der Zeitpunkt T11 dem Zeitpunkt T10 gleich sein kann.
Die Periode TB1 startet zu dem Zeitpunkt T11. Die Periode TB1 ist eine Periode, in der die Rauschunterdrückungsschaltung 42[m] initialisiert wird. Die Leitung AZIN1 und die Leitung AZIN2 werden in „L“ geändert, wodurch der Schalter SW2 und der Schalter SW3 in einen Ausschaltzustand versetzt werden. Zu dem gleichen Zeitpunkt werden die Leitung AZIN1B und die Leitung AZIN2B in „H“ geändert, wodurch der Schalter SW1 und der Schalter SW4 in einen Einschaltzustand versetzt werden. Daher wird dem Knoten ND1 ein Potential VCOM2, das der Leitung COM2 zugeführt wird, über den Schalter SW1 zugeführt. Dem Knoten ND2 wird ein Potential VCOM1, das der Leitung COM1 zugeführt wird, über den Schalter SW4 zugeführt.
Zu dem Zeitpunkt T11 werden die Leitung AZFB1 und die Leitung AZFB2 in „H“ geändert, wodurch der Transistor 51, der Transistor 53 und der Transistor 54 in einen Einschaltzustand versetzt werden. Daher wird dem Knoten ND1a ein Potential VCOM3, das der Leitung COM3 zugeführt wird, über den Transistor 51 zugeführt. Das Potential VCOM3, das der Leitung COM3 zugeführt wird, wird dem Knoten ND3 über den Transistor 54 zugeführt. Ein Potential, das von dem Ausgangsanschluss CO der Vergleichsschaltung 56 ausgegeben wird, wird dem Knoten ND2a über den Transistor 53 zugeführt. Es sei angemerkt, dass das Signal „L“ der Leitung MODE zugeführt wird und dass das Signal „H“ der Leitung MODEB zugeführt wird. Daher befindet sich der Schalter SW5 und der Transistor 52 in einem Einschaltzustand.
Dank des Vorhandenseins der Periode TB1 wird dem Eingangsanschluss IP1, dem Eingangsanschluss IP2 und dem Eingangsanschluss IM2 der Vergleichsschaltung 56 das Potential VCOM3 zugeführt, und ein Ausgangspotential des Ausgangsanschlusses CO wird dem Eingangsanschluss IM1 zugeführt. Daher kann festgehalten werden, dass sich dann, wenn die Potentiale, die den Eingangsanschlüssen der Vergleichsschaltung 56 zugeführt werden, festgelegt werden, die Vergleichsschaltung 56 in einem initialisierten Zustand befindet.
Zu dem Zeitpunkt T12 werden die Leitung AZFB1 und die Leitung AZFB2 zu „L“ geändert. Des Weiteren werden zu dem Zeitpunkt T13 die Leitung AZIN1 und die Leitung AZIN2 zu „H“ geändert. Das heißt, dass nach der Initialisierung der Vergleichsschaltung 56 der Knoten ND1 mit der Leitung MD[m] über den Schalter SW2 verbunden wird und dass der Knoten ND2 mit der Leitung RAMP über den Schalter SW3 verbunden wird.
Durch das vorstehende Vergehen kann dem Eingangsanschluss IP1 eine Änderung des Signals der Leitung MD[m] über den Kondensator Cin1 zugeführt werden und kann dem Eingangsanschluss IM2 eine Änderung des Signals der Leitung MD[m + 1] über den Kondensator Cin3 zugeführt werden. Das erste Lichtempfangssignal, das über die Leitung MD[m] zugeführt wird, enthält Gleichtaktrauschen wie das zweite Lichtempfangssignal, das über die benachbarte Leitung MD[m + 1] zugeführt wird.
Die Periode TB2 ist eine Periode, in der die Vergleichsschaltung 56 Gleichtaktrauschen unterdrückt. Hier ist, wie in 6 gezeigt, ein Rampensignal, das der Leitung RAMP zugeführt wird, ein Vergleichssignal, das einen konstanten Änderungsbetrag aufweist, der zu dem Zeitpunkt T11 einen maximalen Wert erreicht und zu dem Zeitpunkt T16 einen minimalen Wert erreicht, wobei es sich bei dem Zeitpunkt T14 um den Startzeitpunkt handelt. Es sei angemerkt, dass ein Signal, das der Leitung RAMP zugeführt wird, ohne Beschränkung darauf ein Signal, das stufenweise geändert wird, oder ein Signal sein kann, das in analoger Weise geändert wird. Es sei angemerkt, dass das Rampensignal vorzugsweise ein Signal sein, das in Perioden von dem Zeitpunkt T11 zu dem Zeitpunkt T14 reguliert werden. Es sei angemerkt, dass die Perioden von dem Zeitpunkt T13 zu dem Zeitpunkt T14 nach Bedarf bereitgestellt werden können.
Die Vergleichsschaltung 56 erzeugt einen ersten resultierenden Strom unter Verwendung eines Potentials, das dem Eingangsanschluss IP1 zugeführt wird, und eines Potentials, das dem Eingangsanschluss IM1 zugeführt wird, und erzeugt einen zweiten resultierenden Strom unter Verwendung eines Potentials, das dem Eingangsanschluss IP2 zugeführt wird, und eines Potentials, das dem Eingangsanschluss IM2 zugeführt wird. Bei der Vergleichsschaltung 56 wird die Menge des ersten resultierenden Stroms derart reguliert, dass sie der Menge des zweiten resultierenden Stroms gleich ist.
Beispielsweise wird die Menge des ersten resultierenden Stroms, der durch Zufuhr des ersten Lichtempfangssignals zu dem Eingangsanschluss IP1 erzeugt wird, derart gesteuert, dass sie der Menge des zweiten resultierenden Stroms gleich ist, der durch Zufuhr des zweiten Lichtempfangssignals zu dem Eingangsanschluss IM2 erzeugt wird. Dementsprechend wird Gleichtaktrauschen in dem ersten Lichtempfangssignal aufgehoben, da das Gleichtaktrauschen die gleiche Rauschkomponente enthält wie dasjenige in dem zweiten Lichtempfangssignal. Daher wird das erste Lichtempfangssignal, das Gleichtaktrauschen enthält und über die Leitung MD[m] zugeführt wird, unter Verwendung des Gleichtaktrauschens in der benachbarten Leitung MD[m + 1] unterdrückt.
Das erste Lichtempfangssignal, in dem das Gleichtaktrauschen unterdrückt wird, wird der Zählerschaltung 43[m] als Signal Cout über die Pufferschaltung 57 zugeführt. Wie in 6 dargestellt, ist das Signal Cout, das von der Rauschunterdrückungsschaltung 42 ausgegeben wird, ein Signal, das von dem Zeitpunkt T14 bis zu dem Zeitpunkt T16 invertiert wird. Hier ist der Zeitpunkt, zu dem das Signal Cout invertiert wird, T15. Es sei angemerkt, dass das Signal Cout ein Binärsignal ist und dass daher die Zählerschaltung 43[m] die Periode des Signals Cout leicht quantisieren kann. Dementsprechend kann eine Single-Slope-A/D-Wandlerschaltung unter Verwendung der Rauschunterdrückungsschaltung 42 und der Zählerschaltung 43 gebildet werden. Das Signal Cout wird durch das Quantisieren von der Zählerschaltung 43[m] in Daten Dout umgewandelt. Die Daten Dout können leicht in einem Prozessor, einer Steuerschaltung, einer Videoverarbeitungsvorrichtung oder dergleichen gehandhabt werden. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem das Signal Cout als analoger Wert ausgegeben wird, kann eine Flash-A/D-Wandlerschaltung oder dergleichen verwendet werden.
7 zeigt ein Beispiel für einen Schaltplan, der die Vergleichsschaltung 56 ausführlich darstellt. Die Vergleichsschaltung 56 beinhaltet eine Verstärkerschaltung 70 und eine Pegelschieberschaltung 80. Die Verstärkerschaltung 70 beinhaltet Transistoren 71 bis 7k, einen Kondensator C4, den Eingangsanschluss IP1, den Eingangsanschluss IP2, den Eingangsanschluss IM1 und den Eingangsanschluss IM2. Vorzugsweise werden p-Kanal-Transistoren als Transistoren 71 bis 7e verwendet und n-Kanal-Transistoren als Transistoren 7f bis 7k.
Die Pegelschieberschaltung 80 beinhaltet Transistoren 81 bis 8a und den Ausgangsanschluss CO.
Die Verstärkerschaltung 70 beinhaltet eine Leitung VDD1, eine Leitung VBP1 und eine Leitung VBP2. Die Pegelschieberschaltung 80 beinhaltet eine Leitung VDD2, eine Leitung STBY und eine Leitung VBN1. Die Verstärkerschaltung 70 und die Pegelschieberschaltung 80 haben eine Leitung VSS und eine Leitung VBN2 gemeinsam.
Die Leitung VDD1 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain jedes von dem Transistor 71, dem Transistor 73, dem Transistor 75, dem Transistor 77 und dem Transistor 79 verbunden. Die Leitung VDD2 ist elektrisch einem Anschluss von Source und Drain jedes der Transistoren 81 bis 84 verbunden. Die Leitung VSS ist elektrisch einem Anschluss von Source und Drain jedes dem Transistor 7g, dem Transistor 7i, dem Transistor 7k und den Transistoren 86 bis 89 verbunden.
Die Leitung VBP1 ist elektrisch mit Gates des Transistors 71, des Transistors 73, des Transistors 75, des Transistors 77 und des Transistors 79 verbunden. Die Leitung VBP2 ist elektrisch mit Gates des Transistors 72, des Transistors 74, des Transistors 76, des Transistors 78 und des Transistors 7a verbunden. Die Leitung VBN2 ist elektrisch mit Gates des Transistors 7f, des Transistors 7h, des Transistors 7j und des Transistors 85 verbunden.
Der Eingangsanschluss IM1 ist elektrisch mit einem Gate des Transistors 7b verbunden. Der Eingangsanschluss IP1 ist elektrisch mit einem Gate des Transistors 7c verbunden. Der Eingangsanschluss IM2 ist elektrisch mit einem Gate des Transistors 7d verbunden. Der Eingangsanschluss IP2 ist elektrisch mit einem Gate des Transistors 7e verbunden.
Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 71 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 72 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 72 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source oder Drain jedes von dem Transistor 7b und dem Transistor 7c verbunden.
Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 73 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 74 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 74 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source oder Drain jedes von dem Transistor 7d und dem Transistor 7e verbunden.
Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 75 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 76 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 76 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 7f sowie Gates des Transistors 7g und des Transistors 7i verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 7f ist elektrisch mit dem anderen Anschluss von Source und Drain des Transistors 7g und den anderen Anschlüssen von Source und Drain des Transistors 7c und des Transistors 7e verbunden.
Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 77 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 78 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 78 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 7h, einem Gate des Transistors 7k und einer Elektrode des Kondensators C4 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 7h ist elektrisch mit dem anderen Anschluss von Source und Drain des Transistors 7i und den anderen Anschlüssen von Source und Drain des Transistors 7b und des Transistors 7d verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators C4 ist elektrisch mit der Leitung VSS verbunden.
Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 79 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 7a verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 7a ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 7j und einem Gate des Transistors 87 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 7j ist elektrisch mit dem anderen Anschluss von Source und Drain des Transistors 7k verbunden.
Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 81 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 85 und Gates der Transistoren 81 bis 83 verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 85 ist elektrisch mit dem anderen Anschluss von Source und Drain des Transistors 86 verbunden. Die Leitung VBN1 ist elektrisch mit einem Gate des Transistors 86 verbunden.
Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 82 ist elektrisch mit dem anderen Anschluss von Source und Drain des Transistors 87 und einem Gate des Transistors 88 verbunden.
Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 83 ist elektrisch mit dem anderen Anschluss von Source und Drain des Transistors 88, einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 8a und Gates des Transistors 84 und des Transistors 89 verbunden.
Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 84 ist elektrisch mit dem anderen Anschluss von Source und Drain des Transistors 89 und dem Ausgangsanschluss CO verbunden. Der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors 8a ist elektrisch mit der Leitung VSS verbunden. Die Leitung STBY ist elektrisch mit einem Gate des Transistors 8a verbunden.
Die Menge eines Stroms, der durch ein dem Eingangsanschluss IP1 zugeführtes Potential dazu gebracht wird, durch den Transistor 7c zu fließen, und die Menge eines Stroms, der durch ein dem Eingangsanschluss IM1 zugeführtes Potential dazu gebracht wird, durch den Transistor 7b zu fließen, werden von dem Transistor 71 und dem Transistor 72 bestimmt. Mit anderen Worten: Die Menge des ersten resultierenden Stroms, der durch den Transistor 71 und den Transistor 72 fließt, gleicht der Menge eines Stroms, die durch Addieren des Stroms, der durch das dem Eingangsanschluss IM1 zugeführte Potential dazu gebracht wird, durch den Transistor 7b zu fließen, zu dem Strom, der durch das dem Eingangsanschluss IP1 zugeführte Potential dazu gebracht wird, durch den Transistor 7c zu fließen, erhalten wird.
Auf ähnliche Weise gleicht die Menge des zweiten resultierenden Stroms, der durch den Transistor 73 und den Transistor 74 fließt, der Menge eines Stroms, die durch Addieren eines Stroms, der durch ein dem Eingangsanschluss IM2 zugeführtes Potential dazu gebracht wird, durch den Transistor 7d zu fließen, zu einem Strom, der durch ein dem Eingangsanschluss IP2 zugeführtes Potential dazu gebracht wird, durch den Transistor 7e zu fließen, erhalten wird.
Es sei angemerkt, dass den Gates des Transistors 71 und des Transistors 73 ein gleiches Potential zugeführt wird und dass den Gates des Transistors 72 und des Transistors 74 ein gleiches Potential zugeführt wird. Daher weisen der Transistor 71 und der Transistor 73 eine Beziehung des Differenzeingangs auf und der Transistor 72 und der Transistor 74 weisen eine Beziehung des Differenzeingangs auf. Dementsprechend weist der erste resultierende Strom einen gleichen Stromwert auf wie der zweite resultierende Strom. Hier sind die Kanallänge und die Kanalbreite des Transistors 71 vorzugsweise gleich wie die Kanallänge bzw. die Kanalbreite des Transistors 73. Außerdem sind die Kanallänge und die Kanalbreite des Transistors 72 vorzugsweise gleich wie die Kanallänge bzw. die Kanalbreite des Transistors 74.
Zum Beispiel wird in dem Fall, in dem das dem Eingangsanschluss IP1 zugeführte erste Lichtempfangssignal durch einen Einfluss von Gleichtaktrauschen erhöht wird, die Menge eines Stroms erhöht, der durch den Transistor 7c fließt. Des Weiteren wird in dem Fall, in dem das dem Eingangsanschluss IM2 zugeführte zweite Lichtempfangssignal durch die Beeinflussung des Gleichtaktrauschens erhöht wird, die Menge eines Stroms erhöht, der durch den Transistor 7d fließt. Es sei angemerkt, dass dem Eingangsanschluss IP2 das Potential VCOM3 zugeführt wird und dass dem Eingangsanschluss IM1 das Rampensignal zugeführt wird. Es wird angenommen, dass das Potential VCOM3 und das Rampensignal kein Gleichtaktrauschen enthalten.
Der Einfluss des Gleichtaktrauschens wird aufgehoben, da die Menge des ersten resultierenden Stroms gleich ist wie die Menge des zweiten resultierenden Stroms. Dementsprechend kann der gesamte Strom, der durch den Transistor 7c und den Transistor 7e fließt, das erste Lichtempfangssignal sein. Außerdem kann der gesamte Strom, der durch den Transistor 7b und den Transistor 7d fließt, das Vergleichssignal sein, das das Rampensignal verwendet. Dementsprechend kann die Verstärkerschaltung 70 als Vergleichsschaltung dienen.
Es sei angemerkt, dass die Pegelschieberschaltung 80 eine Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 70 in die Amplitude eines Potentials, das der Leitung VDD2 zugeführt wird, umwandeln kann.
Dementsprechend kann das erste Lichtempfangssignal, das Gleichtaktrauschen enthält und über die Leitung MD[m] zugeführt wird, unter Verwendung des Gleichtaktrauschens unterdrückt werden, das auch in der benachbarten Leitung MD[m + 1] enthalten ist.
Wie vorstehend beschrieben, kann nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Leseschaltung bereitgestellt werden, die ein Lichtempfangssignal aus einer Anzeigevorrichtung mit einer Anzeigefunktion und einer Lichtempfangsfunktion liest. Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Rauschunterdrückungsschaltung bereitgestellt werden, die Gleichtaktrauschen unterdrückt, das aus einer Anzeigefunktion stammt. Dementsprechend kann das Anzeigemodul eine Berührung oder dergleichen unter Verwendung der Lichtempfangsfunktion der Anzeigevorrichtung erfassen. Das Anzeigemodul kann als Näherungssensor verwendet werden, der reflektiertes Licht unter Verwendung einer Lichtemissionsfunktion der Anzeigefunktion erfasst. Im Fall des Betriebs als Näherungssensors kann das Anzeigemodul eine Funktion zur Authentifizierung eines Fingerabdrucks, einer Handfläche oder dergleichen aufweisen.
Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit der anderen Ausführungsform kombiniert werden. In dem Fall, in dem eine Vielzahl von Strukturbeispielen bei einer Ausführungsform in dieser Beschreibung gezeigt wird, können die Strukturbeispiele je nach Bedarf kombiniert werden.
(Ausführungsform 2)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 8 bis 17 beschrieben.
Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform kann vorteilhaft in dem Anzeigeabschnitt der bei der Ausführungsform 1 beschriebenen Vorrichtung verwendet werden.
Der Anzeigeabschnitt der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Funktion zur Anzeige eines Bildes unter Verwendung des Licht emittierenden Elements auf. Des Weiteren weist der Anzeigeabschnitt auch eine Abbildungsfunktion und/oder eine Erkennungsfunktion auf.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Licht empfangendes Element und ein Licht emittierendes Element. Alternativ beinhaltet die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element (auch als Licht emittierender und Licht empfangender Apparat bezeichnet) und ein Licht emittierendes Element.
Zuerst wird die Anzeigevorrichtung beschrieben, die ein Licht empfangendes Element und ein Licht emittierendes Element beinhaltet.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Licht empfangendes Element und ein Licht emittierendes Element in einem Anzeigeabschnitt. Bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Licht emittierenden Elemente in dem Anzeigeabschnitt in einer Matrix angeordnet, so dass der Anzeigeabschnitt ein Bild anzeigen kann. In dem Anzeigeabschnitt sind ferner die Licht empfangenden Elemente in einer Matrix angeordnet, so dass der Anzeigeabschnitt auch eine Abbildungsfunktion und/oder eine Erkennungsfunktion aufweist. Der Anzeigeabschnitt kann für einen Bildsensor oder einen Berührungssensor verwendet werden. Das heißt, dass durch Lichterfassung an dem Anzeigeabschnitt ein Bild aufgenommen werden kann oder eine Annäherung oder ein Kontakt eines Objekts (z. B. eines Fingers oder eines Stifts) erkannt werden können. Außerdem können bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Licht emittierenden Elemente als Lichtquelle des Sensors verwendet werden. Daher muss weder ein Licht empfangender Abschnitt noch eine Lichtquelle gesondert von der Anzeigevorrichtung bereitgestellt werden, und demzufolge kann die Anzahl von Komponenten eines elektronischen Geräts verringert werden.
Bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann dann, wenn Licht, das von dem in dem Anzeigeabschnitt enthaltenen Licht emittierenden Element emittiert wird, von einem Gegenstand reflektiert (oder gestreut) wird, das Licht empfangende Element dieses reflektierte (oder gestreute) Licht erfassen; daher können auch in einer dunklen Umgebung die Abbildung oder die Erkennung einer Touch-Bedienung (einer Berührung bzw. einer Annäherung) möglich.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Funktion zur Anzeige eines Bildes unter Verwendung des Licht emittierenden Elements auf. Das heißt, dass das Licht emittierende Element als Anzeigeelement (auch als Anzeigeapparat bezeichnet) dient.
Als Licht emittierendes Element wird vorzugsweise ein EL-Element (auch als EL-Apparat bezeichnet), wie z. B. eine organische Leuchtdiode (organic light-emitting diode, OLED) oder eine Quantenpunkt-Leuchtdiode (quantum-dot light emitting diode, QLED), verwendet. Beispiele für eine Licht emittierende Substanz, die in dem EL-Element enthalten ist, umfassen eine Substanz, die eine Fluoreszenz emittiert (ein fluoreszierendes Material), eine Substanz, die eine Phosphoreszenz emittiert (ein phosphoreszierendes Material), eine anorganische Verbindung (wie z. B. ein Quantenpunktmaterial), eine Substanz, die eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz emittiert (ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes (thermally activated delayed fluorescence, TADF-) Material), und dergleichen. Ferner kann als Licht emittierendes Element eine LED, wie z. B. eine Mikro-LED (light-emitting diode), verwendet werden.
Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Funktion zur Erfassung von Licht unter Verwendung des Licht empfangenden Elements auf.
In dem Fall, in dem das Licht empfangende Element für einen Bildsensor verwendet wird, kann die Anzeigevorrichtung mit dem Licht empfangenden Element ein Bild aufnehmen. Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform kann beispielsweise als Scanner verwendet werden.
Mit dem Bildsensor kann man beispielsweise Daten über biologische Informationen, wie z. B. einen Fingerabdruck, einen Handflächenabdruck oder dergleichen erhalten. Das heißt, dass ein Sensor zur biometrischen Authentifizierung in der Anzeigevorrichtung integriert werden kann. Wenn der Sensor zur biometrischen Authentifizierung in der Anzeigevorrichtung integriert wird, kann im Vergleich zu dem Fall, in dem ein Sensor zur biometrischen Authentifizierung gesondert von der Anzeigevorrichtung bereitgestellt wird, die Anzahl von Komponenten eines elektronischen Geräts verringert werden und können die Größe und das Gewicht des elektronischen Geräts verringert werden.
Wenn das Licht empfangende Element für einen Berührungssensor verwendet wird, kann ferner die Anzeigevorrichtung mit dem Licht empfangenden Element eine Annäherung oder einen Kontakt des Objekts erkennen.
Als Licht empfangendes Element kann beispielsweise eine pn-Photodiode oder eine pin-Photodiode verwendet werden. Das Licht empfangende Element dient als photoelektrisches Umwandlungselement, das Licht, das in das Licht empfangende Element einfällt, erfasst und eine elektrische Ladung erzeugt. Auf Basis der Menge an einfallendem Licht wird die Menge der in dem Licht empfangenden Element erzeugten Ladungen bestimmt.
Es wird besonders bevorzugt, dass als Licht empfangendes Element eine organische Photodiode verwendet wird, die eine Schicht beinhaltet, die eine organische Verbindung enthält. Die Dicke und das Gewicht der organischen Photodiode können leicht verringert werden, und die Größe der organischen Photodiode kann leicht erhöht werden. Außerdem können die Form und das Design der organischen Photodiode relativ frei bestimmt werden, so dass die organische Photodiode auf verschiedene Anzeigevorrichtungen angewendet werden kann.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein organisches EL-Element als Licht emittierendes Element verwendet und wird eine organische Photodiode als Licht empfangendes Element verwendet. Ein organisches EL-Element und eine organische Photodiode können über dem gleichen Substrat ausgebildet werden. Daher kann eine organische Photodiode in der Anzeigevorrichtung, die ein organisches EL-Element beinhaltet, eingebaut werden.
Wenn jede Schicht, die das organische EL-Element und die organische Photodiode bilden, separat ausgebildet wird, wird die Anzahl der Filmausbildungsschritte in hohem Maße erhöht. Weil die organische Photodiode eine große Anzahl der Schichten mit dem organischen EL-Element gemeinsam haben kann, können gemeinsame Schichten auf einmal ausgebildet werden, so dass die Erhöhung der Anzahl der Filmausbildungsschritte unterdrückt werden kann.
Beispielsweise kann eine von einem Paar von Elektroden (eine gemeinsame Elektrode) den Licht empfangenden Elementen und den Licht emittierenden Elementen gemeinsam sein. Beispielsweise ist mindestens eine von einer Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer Elektronentransportschicht und einer Elektroneninjektionsschicht vorzugsweise dem Licht empfangenden Element und dem Licht emittierenden Element gemeinsam. Ferner kann die Struktur des Licht empfangenden Elements und des Licht emittierenden Elements gemeinsam sein, mit der Ausnahme, dass das Licht empfangende Element eine Aktivschicht aufweist und das Licht emittierende Element eine Licht emittierende Schicht aufweist. Mit anderen Worten: Das Licht empfangende Element kann nur dadurch hergestellt werden, dass die Licht emittierende Schicht des Licht emittierenden Elements durch eine Aktivschicht ersetzt werden. Wenn das Licht empfangende Element und das Licht emittierende Element auf solche Weise eine gemeinsame Schicht aufweisen, können die Anzahl der Filmausbildungsschritte und die Anzahl der Masken verringert werden, was zur Verringerung der Anzahl der Herstellungsschritte und derjenigen von Herstellungskosten der Anzeigevorrichtung führt. Des Weiteren kann die Anzeigeeinheit, die das Licht empfangende Element aufweist, unter Verwendung einer herkömmlichen Herstellungseinrichtung und eines herkömmlichen Herstellungsverfahrens für die Anzeigeeinheit hergestellt werden.
Es sei angemerkt, dass eine Schicht, die dem Licht empfangenden Element und dem Licht emittierenden Element gemeinsam ist, danach unterschiedlich dienen könnte, ob sie sich bei dem Licht emittierenden Element befindet oder sich bei dem Licht empfangenden Element befindet. In dieser Beschreibung werden die Komponenten nach ihrer Funktion bei dem Licht emittierenden Element genannt. Beispielsweise dient die Lochinjektionsschicht bei dem Licht emittierenden Element als Lochinjektionsschicht und bei dem Licht empfangenden Element als Lochtransportschicht. Auf ähnliche Weise dient die Elektroneninjektionsschicht bei dem Licht emittierenden Element als Elektroneninjektionsschicht und bei dem Licht empfangenden Element als Elektronentransportschicht. Es sei angemerkt, dass eine Schicht, die dem Licht empfangenden Element und dem Licht emittierenden Element gemeinsam ist, sowohl bei dem Licht emittierenden Element als auch bei dem Licht empfangenden Element die gleiche Funktion aufweisen könnte. Die Lochtransportschicht dient sowohl bei dem Licht emittierenden Element als auch bei dem Licht empfangenden Element als Lochtransportschicht, und die Elektronentransportschicht dient bei dem Licht emittierenden Element als auch bei dem Licht empfangenden Element als Elektronentransportschicht.
Als Nächstes wird die Anzeigevorrichtung beschrieben, die ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element und ein Licht empfangendes Element und ein Licht emittierendes Element beinhaltet.
Bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Subpixel, das eine Farbe darstellt, anstelle eines Licht emittierenden Elements ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element, und Subpixel, die die anderen Farben darstellen, beinhalten jeweils ein Licht emittierendes Element. Das Licht emittierende und Licht empfangende Element weist sowohl eine Funktion zum Emittieren von Licht (eine Lichtemissionsfunktion) als auch eine Funktion zum Empfangen von Licht (eine Lichtempfangsfunktion) auf. Wenn beispielsweise ein Pixel drei Subpixel von einem roten Subpixel, einem grünen Subpixel und einem blauen Subpixel beinhaltet, beinhaltet mindestens eines der Subpixel ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element und beinhalten die anderen Subpixel jeweils ein Licht emittierendes Element. Daher weist der Anzeigeabschnitt der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Funktion zur Anzeige eines Bildes unter Verwendung sowohl eines Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements als auch eines Licht emittierenden Elements auf.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element dient sowohl als Licht emittierendes Element wie auch als Licht empfangendes Element, wodurch das Pixel eine Lichtempfangsfunktion aufweisen kann, ohne dass die Anzahl von Subpixeln in dem Pixel erhöht wird. Dementsprechend kann dem Anzeigeabschnitt der Anzeigevorrichtung eine Abbildungsfunktion und/oder eine Erkennungsfunktion hinzugefügt werden, während das Öffnungsverhältnis des Pixels (die Öffnungsverhältnisse von jeweiligen Subpixeln) und die Auflösung der Anzeigevorrichtung beibehalten sind. Dementsprechend kann bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Öffnungsverhältnis des Pixels höher sein und die Auflösung kann leichter erhöht werden als bei einer Anzeigevorrichtung, bei der ein Subpixel, das ein Licht empfangendes Element beinhaltet, gesondert von einem Subpixel bereitgestellt wird, das ein Licht emittierendes Element beinhaltet.
Bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente und die Licht emittierenden Elemente in dem Anzeigeabschnitt in einer Matrix angeordnet, so dass der Anzeigeabschnitt ein Bild anzeigen kann. Der Anzeigeabschnitt kann ferner für einen Bildsensor oder einen Berührungssensor verwendet werden. Bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Licht emittierenden Elemente als Lichtquelle des Sensors verwendet werden. Daher muss weder ein Licht empfangender Abschnitt noch eine Lichtquelle gesondert von der Anzeigevorrichtung bereitgestellt werden, und demzufolge kann die Anzahl von Komponenten eines elektronischen Geräts verringert werden.
Bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann dann, wenn Licht, das von dem in dem Anzeigeabschnitt enthaltenen Licht emittierenden Element emittiert wird, von einem Gegenstand reflektiert (oder gestreut) wird, das Licht emittierende und Licht empfangende Element dieses reflektierte (oder gestreute) Licht erfassen; daher können auch in einer dunklen Umgebung die Abbildung oder die Erkennung einer Touch-Bedienung (einer Berührung bzw. einer Annäherung) möglich.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element kann durch Kombination eines organischen EL-Elements und einer organischen Photodiode hergestellt werden. Das Licht emittierende und Licht empfangende Element kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass einer mehrschichtigen Struktur eines organischen EL-Elements eine Aktivschicht einer organischen Photodiode hinzugefügt wird. Des Weiteren kann bei dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element, das durch Kombination eines organischen EL-Elements und einer organischen Photodiode gebildet wird, durch gemeinsames Abscheiden von Schichten, die mit der organischen EL-Element geteilt werden können, verhindert werden, dass die Anzahl von Abscheidungsschritten erhöht wird.
Beispielsweise kann eine von einem Paar von Elektroden (eine gemeinsame Elektrode) dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element und dem Licht emittierenden Element gemeinsam sein. Beispielsweise ist mindestens eine von einer Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer Elektronentransportschicht und einer Elektroneninjektionsschicht vorzugsweise dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element und dem Licht emittierenden Element gemeinsam. Ferner kann die Struktur dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element und dem Licht emittierenden Element gemeinsam sein, mit Ausnahme des Vorhandenseins einer Aktivschicht des Licht empfangenden Elements. Mit anderen Worten: Das Licht emittierende und Licht empfangende Element kann nur durch Hinzufügen der Aktivschicht des Licht empfangenden Elements zu dem Licht emittierenden Element hergestellt werden. Wenn das Licht emittierende und Licht empfangende Element und das Licht emittierende Element auf solche Weise eine gemeinsame Schicht aufweisen, können die Anzahl der Filmausbildungsschritte und die Anzahl der Masken verringert werden, was zur Verringerung der Anzahl der Herstellungsschritte und derjenigen von Herstellungskosten der Anzeigevorrichtung führt. Des Weiteren kann die Anzeigeeinheit, die das Licht emittierende und Licht empfangende Element aufweist, unter Verwendung einer herkömmlichen Herstellungseinrichtung und eines herkömmlichen Herstellungsverfahrens für die Anzeigeeinheit hergestellt werden.
Es sei angemerkt, dass eine Schicht des Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements danach unterschiedlich dienen könnte, ob das Licht emittierende und Licht empfangende Element als Licht empfangendes Element dient oder als Licht emittierendes Element dient. In dieser Beschreibung werden die Komponenten nach ihrer Funktion in dem Fall genannt, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element als Licht emittierendes Element dient. Beispielsweise dient die Lochinjektionsschicht in dem Fall, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element als Licht emittierendes Element dient, als Lochinjektionsschicht und in dem Fall, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element als Licht empfangendes Element dient, als Lochtransportschicht. Auf ähnliche Weise dient die Elektroneninjektionsschicht in dem Fall, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element als Licht emittierendes Element dient, als Elektroneninjektionsschicht und in dem Fall, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element als Licht empfangendes Element dient, als Elektronentransportschicht. Es sei angemerkt, dass eine Schicht des Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements sowohl in dem Fall, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element als Licht empfangendes Element dient, als auch in dem Fall, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element als Licht emittierendes Element dient, die gleiche Funktion aufweisen könnte. Die Lochtransportschicht dient sowohl in dem Fall, in dem sie als Licht emittierendes Element dient, als auch in dem Fall, in dem sie als Licht empfangendes Element dient, als Lochtransportschicht, und die Elektronentransportschicht dient sowohl in dem Fall, in dem sie als Licht emittierendes Element dient, als auch in dem Fall, in dem sie als Licht empfangendes Element dient, als Elektronentransportschicht.
Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform weist eine Funktion zur Anzeige eines Bildes unter Verwendung des Licht emittierenden Elements und des Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements auf. Das heißt, dass das Licht emittierende Element und das Licht emittierende und Licht empfangende Element als Anzeigeelement dienen.
Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform weist eine Funktion zur Erfassung von Licht unter Verwendung des Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements auf. Das Licht emittierende und Licht empfangende Element kann Licht erfassen, dessen Wellenlänge kürzer ist als diejenige des Lichts, das das Licht emittierende und Licht empfangende Element selbst emittiert.
In dem Fall, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element für einen Bildsensor verwendet wird, kann die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform mit dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element ein Bild aufnehmen. Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform kann beispielsweise als Scanner verwendet werden.
Wenn das Licht emittierende und Licht empfangende Element für einen Berührungssensor verwendet wird, kann ferner die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform mit dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element eine Annäherung oder einen Kontakt des Objekts erkennen.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element dient als photoelektrisches Umwandlungselement, das Licht, das in das Licht emittierende und Licht empfangende Element einfällt, erfasst und eine elektrische Ladung erzeugt. Auf Basis der Menge an Licht, das in das Licht emittierende und Licht empfangende Element einfällt, wird die Menge der in dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element erzeugten Ladungen bestimmt.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element kann durch Hinzufügen einer Aktivschicht des Licht empfangenden Elements zu der vorstehend beschriebenen Struktur des Licht emittierenden Elements hergestellt werden.
Als Licht emittierendes und Licht empfangendes Element kann beispielsweise eine Aktivschicht einer pn-Photodiode oder einer pin-Photodiode verwendet werden.
Es wird besonders bevorzugt, dass als Licht emittierendes und Licht empfangendes Element eine Aktivschicht einer organischen Photodiode verwendet wird, die eine Schicht beinhaltet, die eine organische Verbindung enthält. Die Dicke und das Gewicht der organischen Photodiode können leicht verringert werden, und die Größe der organischen Photodiode kann leicht erhöht werden. Außerdem können die Form und das Design der organischen Photodiode relativ frei bestimmt werden, so dass die organische Photodiode auf verschiedene Anzeigevorrichtungen angewendet werden kann.
Im Folgenden wird eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von Zeichnungen konkreter beschrieben.
[Anzeigevorrichtung]
8A bis 8D sowie 8F sind Querschnittsansichten von Anzeigevorrichtungen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Eine in 8A dargestellte Anzeigevorrichtung 200A beinhaltet zwischen einem Substrat 201 und einem Substrat 209 eine Schicht 203 mit einem Licht empfangenden Element, eine Funktionsschicht 205 und eine Schicht 207 mit einem Licht emittierenden Element.
Bei der Anzeigevorrichtung 200A ist rotes (R) Licht, grünes (G) Licht und blaues (B) Licht von der Schicht 207 mit einem Licht emittierenden Element emittiert.
Das Licht empfangende Element in der Schicht 203 mit einem Licht empfangenden Element kann Licht erfassen, das von der Außenseite der Anzeigevorrichtung 200A einfällt.
Eine in 8B dargestellte Anzeigevorrichtung 200B beinhaltet zwischen dem Substrat 201 und dem Substrat 209 die Schicht 204 mit einem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element, eine Funktionsschicht 205 mit Transistoren und die Schicht 207 mit einem Licht emittierenden Element.
Bei der Anzeigevorrichtung 200B werden grünes (G) Licht und blaues (B) Licht aus der Schicht 207 mit einem Licht emittierenden Element emittiert, und rotes (R) Licht wird aus der Schicht 204 mit einem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element emittiert. Bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Farbe von Licht, das aus der Schicht 204 mit einem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element emittiert wird, nicht auf Rot beschränkt. Des Weiteren ist die Farbe von Licht, das aus der Schicht 207 mit einem Licht emittierenden Element emittiert wird, nicht auf die Kombination aus Grün und Blau beschränkt.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element in der Schicht 204, die ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element enthält, kann Licht, das von der Außenseite der Anzeigevorrichtung 200B einfällt. Das Licht emittierende und Licht empfangende Element kann beispielsweise grünes (G) Licht und/oder blaues (B) Licht erfassen.
Die Funktionsschicht 205 beinhaltet eine Schaltung zur Ansteuerung des Licht empfangenden Elements oder des Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements und eine Schaltung zur Ansteuerung des Licht emittierenden Elements. In der Funktionsschicht 205 kann ein Schalter, ein Transistor, ein Kondensator, ein Widerstand, eine Leitung, ein Anschluss und dergleichen bereitgestellt werden. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem das Licht emittierende Element und das Licht empfangende Element durch ein Passivmatrix-Verfahren angesteuert werden, ein Schalter oder ein Transistor nicht notwendigerweise bereitgestellt wird.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Funktion zur Erfassung eines die Anzeigevorrichtung berührenden Gegenstandes, wie z. B. eines Fingers, (eine Funktion als Touchscreen) aufweisen. Wie in 8C gezeigt, wird beispielsweise Licht, das von dem Licht emittierenden Element in der Schicht 207 mit einem Licht emittierenden Element emittiert wird, von einem die Anzeigevorrichtung 200A berührenden Finger 202 reflektiert, so dass das Licht empfangende Element in der Schicht 203 mit einem Licht empfangenden Element dieses reflektierte Licht erfasst. Auf diese Weise kann die Berührung des Fingers 202 an der Anzeigevorrichtung 200A erkannt werden. Des Weiteren wird bei der Anzeigevorrichtung 200B beispielsweise Licht, das von dem Licht emittierenden Element in der Schicht 207 mit einem Licht emittierenden Element emittiert wird, von einem die Anzeigevorrichtung 200B berührenden Finger reflektiert, so dass das Licht empfangende und Licht empfangende Element in der Schicht 204 mit einem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element dieses reflektierte Licht erfassen kann. Obwohl ein Fall, in dem Licht, das von dem Licht emittierenden Element emittiert wird, durch einen Gegenstand reflektiert wird, nachstehend beispielhaft beschrieben wird, könnte Licht von einem Gegenstand verstreut werden.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, wie in 8D gezeigt, auch eine Funktion zum Erkennen oder Abbilden eines sich der Anzeigevorrichtung annähernden (aber nicht berührenden) Objekts aufweisen.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Funktion zur Erfassung eines Fingerabdrucks des Fingers 202 aufweisen. 8E zeigt ein Diagramm eines Bildes, das von der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgenommen worden ist. In einem Abbildungsbereich 263 in 8E wird die Kontur des Fingers 202 durch eine gestrichelte Linie dargestellt und wird die Kontur eines Kontaktabschnitts 261 durch eine Strichpunktlinie dargestellt. In dem Kontaktabschnitt 261 kann ein Bild eines Fingerabdrucks 262, das einen hohen Kontrast aufweist, durch einen Unterschied der Menge an Licht, das in das Licht empfangende Element (oder das Licht emittierende und Licht empfangende Element) einfällt, aufgenommen werden.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch als Stifttablett dienen. 8F zeigt einen Zustand, in dem eine Spitze eines Stifts 208 in eine Richtung gleitet, die durch einen gestrichelten Pfeil dargestellt wird, während die Spitze des Stifts 208 das Substrat 209 berührt.
Wie in 8F dargestellt, kann dann, wenn das Streulicht, das an der Kontaktfläche zwischen der Spitze des Stifts 208 und dem Substrat 209 gestreut wird, in das Licht empfangende Element (oder das Licht emittierende und Licht empfangende Element) einfällt, das in einem Abschnitt positioniert ist, der sich mit der Kontaktfläche überlappt, die Position der Spitze des Stifts 208 mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
8G zeigt ein Beispiel für einen Weg 266 des Stifts 208, welcher von der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfasst wird. Da die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Positionserfassung eines Erfassungsobjekts, wie z. B. des Stifts 208, mit hoher Positionsgenauigkeit ermöglicht, kann eine Zeichnung mit hoher Auflösung bei einer Zeichnungsapplikation oder dergleichen durchgeführt werden. Im Unterschied zu dem Fall, in dem ein kapazitiver Berührungssensor, ein elektromagnetischer Induktions-Berührungsstift oder dergleichen verwendet wird, kann die Anzeigevorrichtung selbst die Position eines in hohem Maße isolierenden zu erfassenden Gegenstandes erfassen; daher ist das Material eines Spitzenabschnittes des Stiftes 208 nicht beschränkt, und verschiedene Schreibinstrumente (z. B. eine Bürste, eine Glasfeder, ein Federkiel und dergleichen) können verwendet werden.
9A bis 9D zeigen Beispiele für ein Pixel, das eine Vielzahl von Subpixeln, die jeweils ein Licht emittierendes Element beinhalten, und ein Subpixel beinhaltet, das ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element beinhaltet.
Bei einem in 9A dargestellten Pixel kommt eine Streifen-Anordnung zum Einsatz und es beinhaltet ein Subpixel (SR), das rotes Licht emittiert und eine Lichtempfangsfunktion aufweist, ein Subpixel (G), das grünes Licht emittiert, und ein Subpixel (B), das blaues Licht emittiert. Bei einer Anzeigevorrichtung, die ein Pixel aus drei Subpixeln von RGB beinhaltet, kann ein Licht emittierendes Element, das in dem R-Subpixel verwendet wird, durch ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element ersetzt werden, wodurch eine Anzeigevorrichtung hergestellt werden kann, die in dem Pixel eine Lichtempfangsfunktion aufweist.
Ein in 9B dargestelltes Pixel beinhaltet ein Subpixel (SR), das rotes Licht emittiert und eine Lichtempfangsfunktion aufweist, ein Subpixel (G), das grünes Licht emittiert, und ein Subpixel (B), das blaues Licht emittiert. Das Subpixel (SR) wird in einer Spalte angeordnet, die sich von einer Spalte unterscheidet, in der sich das Subpixel (G) und das Subpixel (B) befinden. Das Subpixel (G) und das Subpixel (B) werden in der gleichen Spalte abwechselnd angeordnet; eines wird in einer ungeradzahligen Zeile angeordnet, und das andere wird in einer geradzahligen Zeile angeordnet. Die Farbe des Subpixels, das sich in einer Spalte befindet, die sich von der Spalte unterscheidet, in der die Subpixel der anderen Farben befinden, ist nicht auf Rot (R) beschränkt und kann Grün (G) oder Blau (B) sein.
Bei einem in 9C dargestellten Pixel kommt eine Matrix-Anordnung zum Einsatz und es beinhaltet ein Subpixel (SR), das rotes Licht emittiert und eine Lichtempfangsfunktion aufweist, ein Subpixel (G), das grünes Licht emittiert, ein Subpixel (B), das blaues Licht emittiert, und ein Subpixel (X), das Licht einer Farbe außer R, G und B emittiert. In einer Anzeigevorrichtung, die ein Pixel aus vier Subpixeln von RGBX beinhaltet, kann ein Licht emittierendes Element, das in dem R-Subpixel verwendet wird, durch ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element ersetzt werden, wodurch eine Anzeigevorrichtung hergestellt werden kann, die in dem Pixel eine Lichtempfangsfunktion aufweist.
9D zeigt zwei Pixel, die jeweils aus drei Subpixeln bestehen, die durch gepunktete Linie eingerahmt sind. Die in 9D dargestellten Pixel beinhalten jeweils ein Subpixel (SR), das rotes Licht emittiert und eine Lichtempfangsfunktion aufweist, ein Subpixel (G), das grünes Licht emittiert, und ein Subpixel (B), das blaues Licht emittiert. Bei dem linken Pixel in 9D befindet sich das Subpixel (G) in der gleichen Zeile wie das Subpixel (SR), und das Subpixel (B) befindet sich in der gleichen Spalte wie das Subpixel (SR). In dem rechten Pixel in 9D befindet sich das Subpixel (G) in der gleichen Zeile wie das Subpixel (SR), und das Subpixel (B) befindet sich in der gleichen Zeile wie das Subpixel (SR). In jeder ungeradzahligen Zeile und jeder geradzahligen Zeile der in 9D dargestellten Pixelanordnung sind das Subpixel (SR), das Subpixel (G) und das Subpixel (B) wiederholt angeordnet. Außerdem sind in der ungeradzahligen Zeile und der geradzahligen Zeile in jeder Spalte Subpixel von unterschiedlichen Farben angeordnet.
9E zeigt vier Pixel, bei denen eine PenTile-Anordnung zum Einsatz kommt; benachbarte zwei Pixel, die jeweils eine unterschiedliche Kombination aus zwei Subpixeln aufweist, die Licht mit unterschiedlichen Farben emittieren. Es sei angemerkt, dass die Form der in 9E dargestellten Subpixel eine Oberseitenform der Licht emittierenden Elemente oder der Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente in den Subpixeln zeigt. 9F ist ein Modifikationsbeispiel für die in 9E dargestellte Pixelanordnung.
Das linke obere Pixel und das rechte untere Pixel in 9E beinhalten jeweils ein Subpixel (SR), das rotes Licht emittiert und eine Lichtempfangsfunktion aufweist, und ein Subpixel (G), das grünes Licht emittiert. Das linke untere Pixel und das rechte obere Pixel in 9E beinhalten jeweils ein Subpixel (G), das grünes Licht emittiert, und ein Subpixel (B), das blaues Licht emittiert.
Das linke obere Pixel und das rechte untere Pixel in 9F beinhalten jeweils ein Subpixel (SR), das rotes Licht emittiert und eine Lichtempfangsfunktion aufweist, und ein Subpixel (G), das grünes Licht emittiert. Das linke untere Pixel und das rechte obere Pixel in 9F beinhalten jeweils ein Subpixel (SR), das rotes Licht emittiert und eine Lichtempfangsfunktion aufweist, und ein Subpixel (B), das blaues Licht emittiert.
In 9E wird in jedem Pixel das Subpixel (G) bereitgestellt, das grünes Licht emittiert. In 9F wird in jedem Pixel das Subpixel (SR) bereitgestellt, das rotes Licht emittiert und eine Lichtempfangsfunktion aufweist. Die in 9F dargestellte Struktur erzielt eine Abbildung mit einer höheren Auflösung als die in 9E dargestellte Struktur, da ein Subpixel mit einer Lichtempfangsfunktion in jedem Pixel bereitgestellt wird. Dementsprechend kann beispielsweise die Genauigkeit der biometrischen Authentifizierung erhöht werden.
Die Oberseitenform der Licht emittierenden Elemente und der Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente wird nicht eigens beschränkt und kann eine kreisförmige Form, eine elliptische Form, eine polygonale Form, eine polygonale Form mit abgerundeten Ecken oder dergleichen sein. Die Oberseitenform der Licht emittierenden Elemente in den Subpixeln (G) ist in dem Beispiel in 9E eine kreisförmige Form und in dem Beispiel in 9F eine quadratische Form. Die Oberseitenform der Licht emittierenden Elemente und der Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente kann nach ihren Farben variieren, oder die Licht emittierenden Elemente und die Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente von einigen Farben oder allen Farben können eine gleiche Oberseitenform aufweisen.
Das Öffnungsverhältnis von Subpixeln kann nach der Farbe der Subpixel variieren oder kann unter den Subpixeln von einigen Farben oder allen Farben gleich sein. Das Öffnungsverhältnis eines Subpixels einer Farbe, das in jedem Pixel bereitgestellt wird (das Subpixel (G) in 9E und das Subpixel (SR) in 9F), kann beispielsweise niedriger sein als dasjenige von Subpixeln der anderen Farben.
9G ist ein Modifikationsbeispiel für die in 9F dargestellten Pixelanordnung. Insbesondere wird die in 9G dargestellte Struktur durch Drehen der in 9F dargestellten Struktur um 45° erhalten. Obwohl in 9F ein Pixel als von zwei Subpixeln gebildet angesehen wird, kann ein Pixel auch als von vier Subpixeln gebildet angesehen werden, wie in 9G dargestellt.
In der Beschreibung von 9G wird ein Pixel als von vier Subpixeln gebildet angesehen, die durch gepunktete Linie eingerahmt werden. Ein Pixel beinhaltet zwei Subpixel (SR), ein Subpixel (G) und ein Subpixel (B). Das Pixel, das eine Vielzahl von Subpixeln mit einer Lichtempfangsfunktion beinhaltet, ermöglicht eine hochauflösende Abbildung. Dementsprechend kann die Genauigkeit der biometrischen Authentifizierung erhöht werden. Die Auflösung einer Abbildung kann beispielsweise der Quadratwurzel von 2 Mal der Auflösung der Anzeige sein.
Eine Anzeigevorrichtung, bei der die in 9F oder 9G dargestellte Struktur zum Einsatz kommt, beinhaltet p (p ist eine Ganzzahl von größer als oder gleich 2) erste Licht emittierende Elemente, q (q ist eine Ganzzahl von größer als oder gleich 2) zweite Licht emittierende Elemente und r (r ist eine Ganzzahl von größer als p und q) Licht emittierende und Licht empfangende Elemente. In Bezug auf p und rwird r= 2p erfüllt. In Bezug auf p, q und r wird r = p + q erfüllt. Die ersten Licht emittierenden Elemente oder die zweiten Licht emittierenden Elemente emittieren grünes Licht, und die anderen Licht emittierenden Elemente emittieren blaues Licht. Die Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente emittieren rotes Licht und weisen eine Lichtempfangsfunktion auf.
In dem Fall, in dem beispielsweise eine Berührung mit den Licht emittierenden und Licht empfangenden Elementen erfasst wird, ist es vorzugsweise für einen Benutzer schwer, Licht, das von einer Lichtquelle emittiert wird, wahrzunehmen. Da blaues Licht niedrigere Sichtbarkeit aufweist als grünes Licht, werden vorzugsweise Licht emittierende Elemente, die blaues Licht emittieren, als Lichtquelle verwendet. Dementsprechend weisen die Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente vorzugsweise eine Funktion zum Empfangen von blauem Licht auf.
Wie vorstehend beschrieben, kann bei der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform einer von verschiedenen Typen von Pixelanordnungen zum Einsatz kommen.
[Vorrichtungsstruktur]
Als Nächstes werden ausführliche Strukturen des Licht emittierenden Elements, des Licht empfangenden Elements und des Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements beschrieben, die in der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Top-Emission-Struktur, bei der Licht in Richtung emittiert wird, die dem Substrat entgegengesetzt ist, über dem das Licht emittierende Element ausgebildet ist; eine Bottom-Emission-Struktur, bei der Licht in Richtung des Substrats emittiert wird, über dem das Licht emittierende Element ausgebildet ist; oder eine Dual-Emission-Struktur, bei dem Licht in den beiden Richtungen emittiert wird, aufweisen.
Bei dieser Ausführungsform wird als Beispiel eine Anzeigevorrichtung mit einer Top-Emission-Struktur beschrieben.
Es sei angemerkt, dass dann, wenn in dieser Beschreibung und dergleichen eine Struktur mit einer Vielzahl von Komponenten (Licht emittierenden Elementen, Licht emittierenden Schichten und dergleichen) beschrieben wird und eine gemeinsame Sache jeder Komponente beschrieben wird, sofern nicht anders festgelegt, das Alphabet weggelassen wird. Beispielsweise werden eine Licht emittierende Schicht 283R, eine Licht emittierende Schicht 283G und dergleichen in einigen Fällen als Licht emittierende Schicht 283 bezeichnet, wenn ihre gemeinsame Sache beschrieben wird.
Die in 10A dargestellte Anzeigevorrichtung 280A beinhaltet das Licht empfangende Element 270PD, das Licht emittierende Element 270R, das rotes Licht emittiert, das Licht emittierende Element 270G, das grünes Licht emittiert, und das Licht emittierende Element 270B, das blaues Licht emittiert.
Jede der Licht emittierenden Elemente beinhaltet eine Pixelelektrode 271, eine Lochinjektionsschicht 281, eine Lochtransportschicht 282, eine Licht emittierende Schicht, eine Elektronentransportschicht 284, eine Elektroneninjektionsschicht 285 und eine gemeinsame Elektrode 275, die in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind. Das Licht emittierende Element 270R beinhaltet eine Licht emittierende Schicht 283R, das Licht emittierende Element 270G beinhaltet eine Licht emittierende Schicht 283G und das Licht emittierende Element 270B beinhaltet eine Licht emittierende Schicht 283B. Die Licht emittierende Schicht 283R beinhaltet eine Licht emittierende Substanz, die rotes Licht emittiert, die Licht emittierende Schicht 283G beinhaltet eine Licht emittierende Substanz, die grünes Licht emittiert, und die Licht emittierende Schicht 283B beinhaltet eine Licht emittierende Substanz, die blaues Licht emittiert.
Die Licht emittierende Elemente sind Elektrolumineszenz-Elemente, die durch Anlegen einer Spannung zwischen den Pixelelektroden 271 und der gemeinsamen Elektrode 275 Licht zur Seite der gemeinsamen Elektrode 275 emittieren.
Das Licht empfangende Element 270PD beinhaltet die Pixelelektrode 271, die Lochinjektionsschicht 281, die Lochtransportschicht 282, eine Aktivschicht 273, die Elektronentransportschicht 284, die Elektroneninjektionsschicht 285 und die gemeinsame Elektrode 275, die in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind.
Das Licht empfangende Element 270PD ist ein photoelektrisches Umwandlungselement, das Licht, das von außerhalb der Anzeigevorrichtung 280A einfällt, empfängt und es in ein elektrisches Signal umwandelt.
Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Beschreibung in der Annahme, dass sowohl bei dem Licht emittierenden Element als auch bei dem Licht empfangenden Element die Pixelelektrode 271 als Anode dient und die gemeinsame Elektrode 275 als Kathode dient. Das heißt, dass das Licht empfangende Element unter Anlage einer Sperrvorspannung zwischen der Pixelelektrode 271 und der gemeinsamen Elektrode 275 betrieben wird, wodurch Licht erfasst wird, das in das Licht empfangende Element einfällt, Ladungen erzeugt werden und diese als Strom extrahiert werden können.
Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform enthält eine organische Verbindung in der Aktivschicht 273 des Licht empfangenden Elements 270PD. Das Licht empfangenden Element 270PD kann andere Schichten als die Aktivschicht 273 mit dem Licht emittierenden Element gemeinsam haben. Daher können das Licht emittierende Element und das Licht empfangende Element 270PD parallel ausgebildet werden, indem ein Schritt zum Ausbilden der Aktivschicht 273 zu dem Herstellungsprozess des Licht emittierenden Elements zugesetzt wird. Des Weiteren können das Licht emittierende Element und das Licht empfangende Element 270PD über dem gleichen Substrat ausgebildet werden. Daher kann das Licht empfangende Element 270PD in der Anzeigevorrichtung eingebaut werden, ohne dass die Anzahl der Herstellungsschritte in hohem Maße erhöht wird.
Ein Beispiel wird beschrieben, in dem das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element in der Anzeigevorrichtung 280A die gleiche Struktur aufweisen, mit der Ausnahme, dass die Aktivschicht 273 des Licht empfangenden Elements 270PD und die Licht emittierende Schicht 283 des Licht emittierenden Elements getrennt ausgebildet werden. Jedoch sind die Strukturen des Licht empfangenden Elements 270PD und des Licht emittierenden Elements nicht darauf beschränkt. Das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element können, zusätzlich zu der Aktivschicht 273 und der Licht emittierenden Schicht 283, getrennt auszubildende Schichten beinhalten. Das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element beinhalten vorzugsweise mindestens eine Schicht, die gemeinsam verwendet wird (eine gemeinsame Schicht). Daher kann das Licht empfangende Element 270PD in der Anzeigevorrichtung eingebaut werden, ohne dass die Anzahl der Herstellungsschritte in hohem Maße erhöht wird.
Als Elektrode, über die Licht extrahiert wird, der Pixelelektrode 271 und der gemeinsamen Elektrode 275 wird ein leitender Film verwendet, der sichtbares Licht durchlässt. Ein leitender Film, der sichtbares Licht reflektiert, wird vorzugsweise als Elektrode verwendet, über die kein Licht extrahiert wird.
Das Licht emittierende Element in der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform weist vorzugsweise eine optische Mikroresonator- (Mikrokavitäts- bzw. microcavity-) Struktur auf. Daher handelt es sich bei einer des Paars von Elektroden des Licht emittierenden Elements vorzugsweise um eine Elektrode, die eine Durchlässigkeit und eine Reflexionseigenschaft für sichtbares Licht aufweist (eine semidurchlässige und semireflektierende Elektrode), während es sich bei der anderen vorzugsweise um eine Elektrode handelt, die eine Reflexionseigenschaft für sichtbares Licht aufweist (eine reflektierende Elektrode). Indem das Licht emittierende Element eine Mikrokavitätsstruktur aufweist, kann Licht, das von der Licht emittierenden Schicht erhalten wird, zwischen den Elektroden zur Resonanz gebracht und das Licht, das von der Licht emittierenden Vorrichtung emittiert wird, verstärkt werden.
Es sei angemerkt, dass die semidurchlässige und semireflektierende Elektrode eine mehrschichtige Struktur aus einer reflektierenden Elektrode und einer Elektrode mit einer Durchlässigkeitseigenschaft für sichtbares Licht (auch als durchsichtige Elektrode bezeichnet) aufweisen kann.
Die Lichtdurchlässigkeit der durchsichtigen Elektrode ist 40 % oder höher. Beispielsweise wird vorzugsweise für ein Licht emittierendes Element eine Elektrode verwendet, die einen Durchlassgrad für sichtbares Licht (Licht bei einer Wellenlänge von mehr als oder gleich 400 nm und weniger als 750 nm) von mehr als 40 % aufweist. Die semidurchlässige und semireflektierende Elektrode weist einen Reflexionsgrad für sichtbares Licht von höher als oder gleich 10 % und niedriger als oder gleich 95 %, bevorzugt höher als oder gleich 30 % und niedriger als oder gleich 80 % auf. Die reflektierende Elektrode weist einen Reflexionsgrad für sichtbares Licht von höher als oder gleich 40 % und niedriger als oder gleich 100 %, bevorzugt höher als oder gleich 70 % und niedriger als oder gleich 100 % auf. Diese Elektroden weisen vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 1 × 10^-2 Ωcm oder niedriger auf. Es sei angemerkt, dass dann, wenn ein Licht emittierendes Element Nah-Infrarotlicht (Licht bei einer Wellenlänge von mehr als oder gleich 750 nm und weniger als oder gleich 1300 nm) emittiert, vorzugsweise ein Durchlassgrad und ein Reflexionsgrad für Nah-Infrarotlicht dieser Elektroden innerhalb des vorstehenden numerischen Bereichs liegt, wie der Durchlassgrad bzw. der Reflexionsgrad für sichtbares Licht.
Das Licht emittierende Element beinhaltet mindestens die Licht emittierende Schicht 283. Zusätzlich zu der Licht emittierenden Schicht 283 kann das Licht emittierende Element ferner eine Schicht umfassen, die eine beliebige der folgenden Substanzen enthält: eine Substanz mit hoher Lochinjektionseigenschaft, ein Elektronenblockiermaterial, eine Substanz mit hoher Lochtransporteigenschaft, ein lochblockierendes Material, eine Substanz mit hoher Elektronentransporteigenschaft, eine Substanz mit hoher Elektroneninjektionseigenschaft, eine Substanz mit einer bipolaren Eigenschaft (eine Substanz mit hoher Elektronen- und Lochtransporteigenschaft) und dergleichen.
Die Licht emittierenden Elemente und das Licht empfangende Element können beispielsweise mindestens eine der Lochinjektionsschicht, der Lochtransportschicht, der Elektronentransportschicht und der Elektroneninjektionsschicht teilen. Des Weiteren können mindestens eine der Lochinjektionsschicht, der Lochtransportschicht, der Elektronentransportschicht und der Elektroneninjektionsschicht für die Licht emittierenden Elemente und das Licht empfangende Element separat ausgebildet werden.
Die Lochinjektionsschicht injiziert Löcher von der Anode in die Lochtransportschicht und enthält ein Material mit einer hohen Lochinjektionseigenschaft. Als Material mit einer hohen Lochinjektionseigenschaft können eine aromatische Amin-Verbindung und ein Verbundmaterial, das ein Lochtransportmaterial und ein Akzeptormaterial (Elektronenakzeptormaterial) enthält, verwendet werden.
Bei dem Licht emittierenden Element transportiert die Lochtransportschicht Löcher, die durch die Lochinjektionsschicht von der Anode injiziert werden, zu der Licht emittierende Schicht. Bei dem Licht empfangenden Element transportiert die Lochtransportschicht Löcher, die auf Basis von Licht, das in die Aktivschicht einfällt, erzeugt werden, zu der Anode. Die Lochtransportschicht enthält ein Lochtransportmaterial. Das Lochtransportmaterial weist vorzugsweise eine Löcherbeweglichkeit von größer als oder gleich 1 × 10^-6 cm²/Vs auf. Es sei angemerkt, dass auch andere Substanzen verwendet werden können, solange ihre Lochtransporteigenschaften höher sind als ihre Elektronentransporteigenschaften. Als Lochtransportmaterial werden Materialien mit einer hohen Lochtransporteigenschaft, wie z. B. eine p-elektronenreiche heteroaromatische Verbindung (z. B. ein Carbazol-Derivat, ein Thiophen-Derivat und ein Furan-Derivat) und ein aromatisches Amin (eine Verbindung mit einem aromatischen Amin-Gerüst), bevorzugt.
Bei dem Licht emittierenden Element transportiert die Elektronentransportschicht Elektronen, die durch die Elektroneninjektionsschicht von der Kathode injiziert werden, zu der Licht emittierende Schicht. Bei dem Licht empfangenden Element transportiert die Elektronentransportschicht Elektronen, die auf Basis von Licht, das in die Aktivschicht einfällt, erzeugt werden, zu der Kathode. Die Elektronentransportschicht enthält ein Elektronentransportmaterial. Das Elektronentransportmaterial weist vorzugsweise eine Elektronenbeweglichkeit von größer als oder gleich 1 × 10^-6 cm²/Vs auf. Es sei angemerkt, dass auch andere Substanzen verwendet werden können, solange ihre Elektronentransporteigenschaften höher sind als ihre Lochtransporteigenschaften. Als Elektronentransportmaterial kann beispielsweise ein beliebiges der folgenden Materialien mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft verwendet werden: ein Metallkomplex mit einem Chinolin-Gerüst, ein Metallkomplex mit einem Benzochinolin-Gerüst, ein Metallkomplex mit einem Oxazol-Gerüst, ein Metallkomplex mit einem Thiazol-Gerüst, ein Oxadiazol-Derivat, ein Triazol-Derivat, ein Imidazol-Derivat, ein Oxazol-Derivat, ein Thiazol-Derivat, ein Phenanthrolin-Derivat, ein Chinolin-Derivat mit einem Chinolin-Liganden, ein Benzochinolin-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat und eine p-elektronenarme heteroaromatische Verbindung, wie z. B. eine stickstoffhaltige heteroaromatische Verbindung.
Die Elektroneninjektionsschicht injiziert Elektronen von der Kathode in die Lochtransportschicht und enthält ein Material mit einer hohen Elektroneninjektionseigenschaft. Als Material mit einer hohen Elektroneninjektionseigenschaft können ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder eine Verbindung davon verwendet werden. Als Material mit einer hohen Elektroneninjektionseigenschaft kann ein Verbundmaterial, das ein Elektronentransportmaterial und ein Donatormaterial (Elektronendonatormaterial) enthält, verwendet werden.
Die Licht emittierende Schicht 283 enthält eine Licht emittierende Substanz. Die Licht emittierende Schicht 283 kann eine oder mehrere Arten von Licht emittierenden Substanzen enthalten. Als Licht emittierende Substanz wird eine Substanz, deren Emissionsfarbe Blau, Violett, Blauviolett, Grün, Gelbgrün, Gelb, Orange, Rot oder dergleichen ist, in geeigneter Weise verwendet. Als Licht emittierende Substanz kann alternativ eine Substanz, die Nah-Infrarotlicht emittiert, verwendet werden.
Beispiele für die Licht emittierende Substanz umfassen ein fluoreszierendes Material, ein phosphoreszierendes Material, ein TADF-Material und ein Quantenpunktmaterial.
Beispiele für das phosphoreszierende Material umfassen ein Pyren-Derivat, ein Anthracen-Derivat, ein Triphenylen-Derivat, ein Fluoren-Derivat, ein Carbazol-Derivat, ein Dibenzothiophen-Derivat, ein Dibenzofuran-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat, ein Phenanthren-Derivat und ein Naphthalin-Derivat.
Beispiele für das phosphoreszierende Material umfassen einen metallorganischen Komplex (insbesondere einen Iridiumkomplex), der ein 4H-Triazol-Gerüst, ein 1H-Triazol-Gerüst, ein Imidazol-Gerüst, ein Pyrimidin-Gerüst, ein Pyrazin-Gerüst oder ein Pyridin-Gerüst aufweist, einen metallorganischen Komplex (insbesondere einen Iridiumkomplex), bei dem ein Phenylpyridin-Derivat mit einer elektronenziehenden Gruppe ein Ligand ist, einen Platinkomplex und einen Seltenerdmetallkomplex.
Die Licht emittierende Schicht 283 kann zusätzlich zu der Licht emittierenden Substanz (einem Gastmaterial) eine oder mehrere Arten von organischen Verbindungen (z. B. ein Wirtsmaterial und ein Hilfsmaterial) enthalten. Als eine oder mehrere Arten von organischen Verbindungen können/kann das Lochtransportmaterial und/oder das Elektronentransportmaterial, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden/wird, verwendet werden. Als eine oder mehrere Arten von organischen Verbindungen kann alternativ ein bipolares Material oder ein TADF-Material verwendet werden.
Die Licht emittierende Schicht 283 beinhaltet vorzugsweise ein phosphoreszierendes Material und eine Kombination von einem Lochtransportmaterial und einem Elektronentransportmaterial, die einen Exciplex leicht bildet. Bei einer derartigen Struktur kann eine Lichtemission durch die Exciplex-Triplett-Energieübertragung (exciplex-triplet energy transfer, ExTET), die eine Energieübertragung von einem Exciplex auf eine Licht emittierende Substanz (ein phosphoreszierendes Material) ist, effizient erhalten werden. Wenn die Kombination derart ausgewählt wird, dass sie einen Exciplex bildet, der eine Lichtemission aufweist, deren Wellenlänge sich mit der Wellenlänge eines Absorptionsbandes auf der niedrigsten Energieseite der Licht emittierenden Substanz überlappt, kann die Energie gleichmäßig übertragen und eine effiziente Lichtemission erzielt werden. Bei der vorstehenden Struktur können eine hohe Effizienz, ein Niederspannungsbetrieb und eine lange Lebensdauer eines Licht emittierenden Elements gleichzeitig erzielt werden.
Die Kombination aus einem Elektronentransportmaterial und einem Lochtransportmaterial, dessen HOMO-Niveau (dessen Niveau des höchsten besetzten Molekülorbitals) höher als oder gleich dem des Elektronentransportmaterials ist, ist für die Bildung eines Exciplexes vorzuziehen. Außerdem ist das LUMO-Niveau (das Niveau des niedrigsten unbesetzten Molekülorbitals) des Lochtransportmaterials vorzugsweise höher als das des Elektronentransportmaterials oder gleich dem des Elektronentransportmaterials. Die LUMO-Niveaus und die HOMO-Niveaus der Materialien können von den elektrochemischen Eigenschaften (den Reduktionspotentialen und den Oxidationspotentialen) der Materialien erhalten werden, die durch eine Cyclovoltammetrie (cyclic voltammetry, CV) gemessen werden.
Die Bildung eines Exciplexes kann z. B. durch ein Phänomen bestätigt werden, bei dem das Emissionsspektrum des gemischten Films, in dem das Lochtransportmaterial und das Elektronentransportmaterial gemischt sind, auf die (zur) Seite der längeren Wellenlänge verschoben wird als die Emissionsspektren jedes der Materialien (oder einen anderen Peak auf der Seite der längeren Wellenlänge aufweist), das durch Vergleich der Emissionsspektren des Lochtransportmaterials, des Elektronentransportmaterials und des gemischten Films dieser Materialien beobachtet wird. Alternativ kann die Bildung eines Exciplexes durch einen Unterschied der transienten Reaktion festgestellt werden, wie z. B. durch ein Phänomen, bei dem die transiente PL-Lebensdauer des gemischten Films mehr langlebige Komponenten (Komponenten mit längerer Lebensdauer) oder einen größeren Anteil verzögerter Komponenten aufweist als die der einzelnen Materialien, beobachtet durch einen Vergleich der transienten Photolumineszenz (PL) des Lochtransportmaterials, des Elektronentransportmaterials und des gemischten Films der Materialien. Die transiente PL kann als transiente Elektrolumineszenz (EL) umformuliert werden. Das heißt, die Bildung eines Exciplexes kann auch durch einen Unterschied in der transienten Reaktion bestätigt werden, der durch einen Vergleich der transienten EL des Lochtransportmaterials, des Elektronentransportmaterials und des Mischfilms der Materialien beobachtet wird.
Die Aktivschicht 273 enthält einen Halbleiter. Beispiele für den Halbleiter umfassen einen anorganischen Halbleiter, wie z. B. Silizium, und einen organischen Halbleiter, der eine organische Verbindung enthält. Bei dieser Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem ein organischer Halbleiter als Halbleiter, der in der Aktivschicht 273 enthalten ist, verwendet wird. Ein organischer Halbleiter wird vorzugsweise verwendet, da die Licht emittierende Schicht 283 und die Aktivschicht 273 durch das gleiche Verfahren (wie z. B. ein Vakuumverdampfungsverfahren) ausgebildet werden können und die gleiche Herstellungseinrichtung verwendet werden kann.
Als n-Typ-Halbleitermaterial, das in der Aktivschicht 273 enthalten ist, kann ein organisches Halbleitermaterial mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft, wie z. B. Fulleren (z. B. C₆₀ oder C₇₀) oder ein Fulleren-Derivat, verwendet werden. Fulleren weist eine Fußballform auf und ist energetisch stabil. Sowohl das HOMO-Niveau als auch das LUMO-Niveau von Fulleren sind tief (niedrig). Mit einem tiefen LUMO-Niveau weist Fulleren eine sehr hohe Elektronenakzeptoreigenschaft (Akzeptoreigenschaft) auf. Wenn eine π-Eiektronen-Konjugation (Resonanz) in einer Ebene ausbreitet, wird meistens wie bei Benzol die Elektronendonatoreigenschaft (Donatoreigenschaft) erhöht. Jedoch ist bei Fulleren mit einer sphärischen Form die Elektronenakzeptoreigenschaft hoch, obwohl π-Elektronen weit ausbreitet. Die hohe Elektronenakzeptoreigenschaft verursacht effizient eine schnelle Ladungstrennung und ist für ein Licht empfangendes Element nützlich. Sowohl C₆₀ als auch C₇₀ weisen ein breites Absorptionsband im sichtbaren Lichtbereich auf, und C₇₀ ist besonders vorzuziehen, weil es ein größeres π-Elektronen-Konjugationssystem und ein breiteres Absorptionsband in dem Bereich mit langer Wellenlänge aufweist als C₆₀.
Beispiele für das n-Typ-Halbleitermaterial umfassen einen Metallkomplex mit einem Chinolin-Gerüst, einen Metallkomplex mit einem Benzochinolin-Gerüst, einen Metallkomplex mit einem Oxazol-Gerüst, einen Metallkomplex mit einem Thiazol-Gerüst, ein Oxadiazol-Derivat, ein Triazol-Derivat, ein Imidazol-Derivat, ein Oxazol-Derivat, ein Thiazol-Derivat, ein Phenanthrolin-Derivat, ein Chinolin-Derivat, ein Benzochinolin-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein-Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat, ein Naphthalin-Derivat, ein Anthracen-Derivat, ein Cumarin-Derivat, ein Rhodamin-Derivat, ein Triazin-Derivat und ein Chinon-Derivat.
Beispielsweise kann als p-Typ-Halbleitermaterial, das in der Aktivschicht 273 enthalten ist, ein organisches Halbleitermaterial mit einer Elektronendonatoreigenschaft, wie z. B. Kupfer(II)phthalocyanin (CuPc), Tetraphenyldibenzoperiflanthen (DBP), Zinkphthalocyanin (ZnPc), Zinnphthalocyanin (SnPc) oder Chinacridon, verwendet werden.
Beispiele für ein p-Typ-Halbleitermaterial umfassen ein Carbazol-Derivat, ein Thiophen-Derivat, ein Furan-Derivat und eine Verbindung mit einem aromatischen Amin-Gerüst. Andere Beispiele für das p-Typ-Halbleitermaterial umfassen ein Naphthalin-Derivat, ein Anthracen-Derivat, ein Pyren-Derivat, ein Triphenylen-Derivat, ein Fluor-Derivat, ein Pyrrol-Derivat, ein Benzofuran-Derivat, ein Benzothiophen-Derivat, ein Indol-Derivat, ein Dibenzofuran-Derivat, ein-Dibenzothiophen-Derivat, ein Indolocarbazol-Derivat, ein Porphyrin-Derivat, ein Phthalocyanin-Derivat, ein Naphthalocyanin-Derivat, ein Chinacridon-Derivat, ein Polyphenylenvinylen-Derivat, ein Polyparaphenylen-Derivat, ein Polyfluoren-Derivat, ein Polyvinylcarbazol-Derivat und ein Polythiophen-Derivat.
Die HOMO-Niveau des organischen Halbleitermaterials mit einer Elektronendonatoreigenschaft ist vorzugsweise flacher (höher) als das HOMO-Niveau des organischen Halbleitermaterials mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft. Das LUMO-Niveau des organischen Halbleitermaterials mit einer Elektronendonatoreigenschaft ist vorzugsweise flacher (höher) als das LUMO-Niveau des organischen Halbleitermaterials mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft.
Als organisches Halbleitermaterial mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft wird vorzugsweise Fulleren mit einer sphärischen Form verwendet, und als organisches Halbleitermaterial mit einer Elektronendonatoreigenschaft wird vorzugsweise ein organisches Halbleitermaterial mit einer im Wesentlichen planaren Form verwendet. Es gibt eine Tendenz, dass Moleküle mit ähnlichen Formen aggregieren, und die aggregierten Moleküle von ähnlichen Arten können die Ladungsträgertransporteigenschaft erhöhen, da ihre Energieniveaus des Molekülorbitals beieinander nahe sind.
Beispielsweise kann die Aktivschicht 273 durch Co-Verdampfung von einem n-Typ-Halbleiter und einem p-Typ-Halbleiter ausgebildet werden.
Für das Licht emittierende Element und das Licht empfangende Element kann entweder eine niedermolekulare Verbindung oder eine hochmolekulare Verbindung verwendet werden, und eine anorganische Verbindung kann auch verwendet werden. Jede der Schichten, die in dem Licht emittierenden Elements und dem Licht empfangenden Element enthalten sind, kann durch ein beliebiges der folgenden Verfahren ausgebildet werden: ein Verdampfungsverfahren (darunter auch ein Vakuumverdampfungsverfahren), ein Transferverfahren, ein Druckverfahren, ein Tintenstrahlverfahren, ein Beschichtungsverfahren und dergleichen.
Eine in 10B dargestellte Anzeigevorrichtung 280B unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 280A dadurch, dass das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element 270R die gleiche Struktur aufweisen.
Das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element 270R teilen die Aktivschicht 273 und die Licht emittierende Schicht 283R.
Hier hat vorzugsweise das Licht empfangende Element 270PD eine Struktur mit dem Licht emittierenden Element gemeinsam, das Licht mit einer längeren Wellenlänge als das zu erfassende Licht emittiert. Das Licht empfangende Element 270PD mit einer Struktur, bei der blaues Licht erfasst wird, kann beispielsweise eine Struktur aufweisen, die derjenigen des Licht emittierenden Elements 270R und/oder des Licht emittierenden Elements 270G ähnlich ist. Das Licht empfangende Element 270PD mit einer Struktur, bei der grünes Licht erfasst wird, kann beispielsweise eine Struktur aufweisen, die derjenigen des Licht emittierenden Elements 270R ähnlich ist.
Wenn das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element 270R eine gemeinsame Struktur aufweisen, können die Anzahl von Abscheidungsschritten und die Anzahl von Masken kleiner sein als diejenigen für die Struktur, bei der das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element 270R separat ausgebildete Schichten beinhalten. Als Ergebnis können die Anzahl der Herstellungsschritte und die Herstellungskosten der Anzeigevorrichtung verringert werden.
Wenn das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element 270R eine gemeinsame Struktur aufweisen, kann ein Spielraum für Ausrichtungsfehler schmaler bereitgestellt werden als derjenige für die Struktur, bei der das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element 270R separat ausgebildete Schichten beinhalten. Dementsprechend kann das Öffnungsverhältnis eines Pixels erhöht werden, so dass die Lichtextraktionseffizienz der Anzeigevorrichtung erhöht werden kann. Dies kann die Lebensdauer des Licht emittierenden Elements verlängern. Des Weiteren kann die Anzeigevorrichtung eine hohe Leuchtdichte aufweisen. Außerdem kann die Auflösung der Anzeigevorrichtung auch erhöht werden.
Die Licht emittierende Schicht 283R enthält ein Licht emittierendes Material, das rotes Licht emittiert. Die Aktivschicht 273 enthält eine organische Verbindung, die Licht mit einer kürzeren Wellenlänge als diejenige von rotem Licht (z. B. grünes Licht und/oder blaues Licht) absorbiert. Die Aktivschicht 273 enthält vorzugsweise eine organische Verbindung, die rotes Licht nur schwer absorbiert und Licht mit einer kürzeren Wellenlänge als diejenige von rotem Licht absorbiert. Auf diese Weise kann rotes Licht effizient aus dem Licht emittierenden Element 270R extrahiert werden, und das Licht empfangende Element 270PD kann Licht mit einer kürzeren Wellenlänge als diejenige von rotem Licht mit hoher Genauigkeit erfassen.
Obwohl das Licht emittierende Element 270R und das Licht empfangende Element 270PD in einem Beispiel für die Anzeigevorrichtung 280B die gleiche Struktur aufweisen, können das Licht emittierende Element 270R und das Licht empfangende Element 270PD optische Anpassungsschichten mit unterschiedlichen Dicken beinhalten.
Eine in 11A und 11B dargestellte Anzeigevorrichtung 280C beinhaltet ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element 270SR, das rotes (R) Licht emittiert und eine Lichtempfangsfunktion aufweist, das Licht emittierende Element 270G, das grünes (G) Licht emittiert, und das Licht emittierende Element 270B, das blaues (B) Licht emittiert.
Jede der Licht emittierenden Elemente beinhaltet eine Pixelelektrode 271, eine Lochinjektionsschicht 281, eine Lochtransportschicht 282, eine Licht emittierende Schicht, eine Elektronentransportschicht 284, eine Elektroneninjektionsschicht 285 und eine gemeinsame Elektrode 275, die in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind. Das Licht emittierende Element 270G beinhaltet eine Licht emittierende Schicht 283G und das Licht emittierende Element 270B beinhaltet eine Licht emittierende Schicht 283B. Die Licht emittierende Schicht 283G beinhaltet eine Licht emittierende Substanz, die grünes Licht emittiert, und die Licht emittierende Schicht 283B beinhaltet eine Licht emittierende Substanz, die blaues Licht emittiert.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR beinhaltet die Pixelelektrode 271, die Lochinjektionsschicht 281, die Lochtransportschicht 282, eine Aktivschicht 273, die Licht emittierende Schicht 283R, die Elektronentransportschicht 284, die Elektroneninjektionsschicht 285 und die gemeinsame Elektrode 275, die in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind.
Es sei angemerkt, dass das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR in der Anzeigevorrichtung 280C die gleiche Struktur aufweisen wie das Licht emittierende Element 270R und das Licht empfangende Element 270PD in der Anzeigevorrichtung 280B. Des Weiteren weisen die Licht emittierenden Elemente 270G und 270B in der Anzeigevorrichtung 280C auch die gleichen Strukturen auf wie die Licht emittierenden Elemente 270G und 270B in der Anzeigevorrichtung 280B.
11A stellt einen Fall dar, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR als Licht emittierendes Element dient. 11A stellt ein Beispiel dar, in dem das Licht emittierende Element 270B blaues Licht emittiert, das Licht emittierende Element 270G grünes Licht emittiert und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR rotes Licht emittiert.
11B zeigt ein Fall, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR als Licht empfangendes Element dient. 11B stellt ein Beispiel dar, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR blaues Licht, das von dem Licht emittierenden Element 270B emittiert wird, und grünes Licht erfasst, das von dem Licht emittierenden Element 270G emittiert wird.
Das Licht emittierende Element 270B, das Licht emittierende Element 270G und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR beinhalten jeweils die Pixelelektrode 271 und die gemeinsame Elektrode 275. Bei dieser Ausführungsform wird der Fall beispielhaft beschrieben, in dem die Pixelelektrode 271 als Anode dient und die gemeinsame Elektrode 275 als Kathode dient.
Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Beschreibung in der Annahme, dass bei dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 270SR, wie bei dem Licht emittierenden Element, die Pixelelektrode 271 als Anode dient und die gemeinsame Elektrode 275 als Kathode dient. Das heißt, dass das Licht empfangende Element unter Anlage einer Sperrvorspannung zwischen der Pixelelektrode 271 und der gemeinsamen Elektrode 275 betrieben wird, wodurch die Anzeigevorrichtung Licht erfassen, das in das Licht empfangende Element einfällt, Ladungen erzeugen und diese als Strom extrahieren kann.
Es sei angemerkt, dass es festgehalten werden kann, dass das in 11A und 11B dargestellte Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR eine Struktur aufweist, die durch Hinzufügen der Aktivschicht 273 zu dem Licht emittierenden Element erhalten wird. Das heißt, dass das Licht emittierende Element und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR parallel ausgebildet werden können, indem lediglich ein Schritt zum Ausbilden der Aktivschicht 273 zu dem Herstellungsprozess des Licht emittierenden Elements zugesetzt wird. Des Weiteren können das Licht emittierende Element und das Licht empfangende Element über dem gleichen Substrat ausgebildet werden. Daher kann der Anzeigeabschnitt mit einer Abbildungsfunktion und/oder einer Erkennungsfunktion bereitgestellt werden, ohne dass die Anzahl der Herstellungsschritte in hohem Maße erhöht wird.
Die Anordnungsreihenfolge der Licht emittierenden Schicht 283R und der Aktivschicht 273 ist nicht beschränkt. 11A und 11B stellen jeweils ein Beispiel dar, in dem die Aktivschicht 273 über der Lochtransportschicht 282 bereitgestellt wird und die Licht emittierende Schicht 283R über der Aktivschicht 273 bereitgestellt wird. Die Licht emittierende Schicht 283R kann über der Lochtransportschicht 282 bereitgestellt werden und die Aktivschicht 273 kann über der Licht emittierenden Schicht 283R bereitgestellt werden.
Wie in 11A und 11B dargestellt, können die Aktivschicht 273 und die Licht emittierende Schicht 283R in Kontakt miteinander sein. Des Weiteren kann eine Pufferschicht zwischen der Aktivschicht 273 und der Licht emittierenden Schicht 283R liegen. Als Pufferschicht kann mindestens eine Schicht von einer Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer Elektronentransportschicht, einer Elektroneninjektionsschicht, einer Lochblockierschicht, einer Elektronenblockierschicht und dergleichen verwendet werden.
Die Pufferschicht, die zwischen der Aktivschicht 273 und der Licht emittierenden Schicht 283R bereitgestellt wird, kann die Übertragung der Anregungsenergie von der Licht emittierenden Schicht 283R auf die Aktivschicht 273 verhindern. Des Weiteren kann die Pufferschicht auch verwendet werden, um die optische Weglänge (Kavitätslänge) der Mikrokavitätsstruktur zu regulieren. Daher kann eine hohe Emissionseffizienz von einem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element erhalten werden, das die Pufferschicht zwischen der Aktivschicht 273 und der Licht emittierenden Schicht 283R beinhaltet.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element kann mindestens eine Schicht der Lochinjektionsschicht 281, der Lochtransportschicht 282, der Elektronentransportschicht 284 und der Elektroneninjektionsschicht 285 auslassen. Des Weiteren kann das Licht emittierende und Licht empfangende Element eine weitere Funktionsschicht, wie z. B. eine Lochblockierschicht oder eine Elektronenblockierschicht, beinhalten.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element kann anstelle der Aktivschicht 273 und der Licht emittierenden Schicht 283R eine Schicht beinhalten, die sowohl als Licht emittierende Schicht wie auch als Aktivschicht dient. Als Schicht, die sowohl als Licht emittierende Schicht wie auch als Aktivschicht dient, kann beispielsweise eine Schicht verwendet werden, die drei Materialien enthält, die ein n-Typ-Halbleiter, der für die Aktivschicht 273 verwendet werden kann, ein p-Typ Halbleiter, der für die Aktivschicht 273 verwendet werden kann, und eine Licht emittierende Substanz sind, die für die Licht emittierende Schicht 283R verwendet werden kann.
Es sei angemerkt, dass sich ein Absorptionsband auf der Seite der niedrigsten Energie in einem Absorptionsspektrum eines gemischten Materials aus dem n-Typ-Halbleiter und dem p-Typ-Halbleiter und ein maximaler Peak in einem Emissionsspektrum (PL-Spektrum) der Licht emittierenden Substanz bevorzugt nicht miteinander überlappen und stärker bevorzugt vollständig voneinander entfernt sind.
Bei dem Licht emittierenden Element wird ein leitender Film, der sichtbares Licht durchlässt, als Elektrode verwendet, über die Licht extrahiert wird. Ein leitender Film, der sichtbares Licht reflektiert, wird vorzugsweise als Elektrode verwendet, über die kein Licht extrahiert wird.
Die Funktionen und Materialien der Schichten, die das Licht emittierende und Licht empfangende Element bilden, sind denjenigen der Schichten ähnlich, die die Licht emittierenden Elemente und das Licht empfangende Element bilden, und nicht ausführlich beschrieben.
Im Folgenden wird eine ausführlichere Struktur der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 12 und 13 beschrieben.
[Anzeigevorrichtung 100A]
12A ist eine Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung 100A.
Die Anzeigevorrichtung 100A beinhaltet ein Licht empfangendes Element 110 und ein Licht emittierendes Element 190.
Das Licht emittierende Element 190 beinhaltet eine Pixelelektrode 191, eine Pufferschicht 192, eine Licht emittierende Schicht 193, eine Pufferschicht 194 und eine gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reihenfolge. Die Pufferschicht 192 kann eine Lochinjektionsschicht und/oder eine Lochtransportschicht beinhalten. Die Licht emittierende Schicht 193 enthält eine organische Verbindung. Die Pufferschicht 194 kann eine Elektroneninjektionsschicht und/oder eine Elektronentransportschicht beinhalten. Das Licht emittierende Element 190 weist eine Funktion zum Emittieren sichtbaren Lichts auf. Es sei angemerkt, dass die Anzeigevorrichtung 100A ferner ein Licht emittierendes Element beinhalten kann, das eine Funktion zum Emittieren von Infrarotlicht aufweist.
Das Licht empfangende Element 110 beinhaltet eine Pixelelektrode 191, eine Pufferschicht 182, eine Aktivschicht 183, eine Pufferschicht 184 und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reihenfolge. Die Pufferschicht 182 kann eine Lochtransportschicht beinhalten. Die Aktivschicht 183 enthält eine organische Verbindung. Die Pufferschicht 184 kann eine Elektronentransportschicht beinhalten. Das Licht empfangende Element 110 weist eine Funktion zur Erfassung sichtbaren Lichts auf. Es sei angemerkt, dass das Licht empfangende Element 110 ferner eine Funktion zur Erfassung von Infrarotlicht aufweisen kann.
Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Beschreibung in der Annahme, dass sowohl bei dem Licht emittierenden Element 190 als auch bei dem Licht empfangenden Element 110 die Pixelelektrode 191 als Anode dient und die gemeinsame Elektrode 115 als Kathode dient. Das heißt, dass das Licht empfangende Element 110 unter Anlage einer Sperrvorspannung zwischen der Pixelelektrode 191 und der gemeinsamen Elektrode 115 betrieben wird, wodurch die Anzeigevorrichtung 100A Licht erfassen, das in das Licht empfangende Element 110 einfällt, Ladungen erzeugen und diese als Strom extrahieren kann.
Die Pixelelektrode 191, die Pufferschicht 182, die Pufferschicht 192, die Aktivschicht 183, die Licht emittierende Schicht 193, die Pufferschicht 184, die Pufferschicht 194 und die gemeinsame Elektrode 115 können jeweils eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweisen.
Die Pixelelektrode 191 ist über der Isolierschicht 214 angeordnet. Die Pixelelektrode 191 können jeweils unter Verwendung des gleichen Materials in dem gleichen Schritt ausgebildet werden. Ein Endabschnitt der Pixelelektrode 191 sind mit einer Trennwand 216 bedeckt. Die zwei Pixelelektrode 191, die nebeneinander liegen, sind durch die Trennwand 216 elektrisch voneinander isoliert (elektrisch getrennt).
Für die Trennwand 216 ist ein organischer Isolierfilm geeignet. Beispiele für ein Material, das für einen organischen Isolierfilm verwendet werden kann, umfassen ein Acrylharz, ein Polyimidharz, ein Epoxidharz, ein Polyamidharz, ein Polyimidamidharz, ein Siloxanharz, ein Harz auf Benzocyclobuten-Basis, ein Phenolharz und Vorläufer dieser Harze. Die Trennwand 216 ist eine Schicht, die sichtbares Licht durchlässt. Anstelle der Trennwand 216 kann eine Trennwand bereitgestellt werden, die sichtbares Licht blockiert.
Die gemeinsame Elektrode 115 ist dem Licht empfangenden Element 110 und dem Licht emittierenden Element 190 gemeinsam.
Das Material, die Dicke und dergleichen des Paars von Elektroden können dem Licht empfangenden Element 110 und dem Licht emittierenden Element 190 gemeinsam sein. Somit können die Herstellungskosten der Anzeigevorrichtung verringert werden und kann der Herstellungsprozess vereinfacht werden.
Die Anzeigevorrichtung 100A beinhaltet das Licht empfangende Element 110, das Licht emittierende Element 190, einen Transistor 131, einen Transistor 132 und dergleichen zwischen einem Paar von Substraten (einem Substrat 151 und einem Substrat 152).
Die Pufferschicht 182, die gemeinsame Schicht 183 und die Pufferschicht 184, die in dem Licht empfangenden Element 110 zwischen der Pixelelektrode 191 und der gemeinsamen Elektrode 115 positioniert sind, können auch als organische Schichten (Schichten enthaltend eine organische Verbindung) bezeichnet werden. Die Pixelelektrode 191 weist vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren sichtbaren Lichts auf. Die gemeinsame Elektrode 115 weist eine Funktion zum Durchlassen sichtbaren Lichts auf. Es sei angemerkt, dass dann, wenn das Licht empfangende Element 110 dazu konfiguriert ist, Infrarotlicht zu erfassen, die gemeinsame Elektrode 115 eine Funktion zum Durchlassen von Infrarotlicht aufweist. Des Weiteren weist die Pixelelektrode 191 vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren von Infrarotlicht auf.
Das Licht empfangende Element 110 weist eine Funktion zur Erfassung von Licht auf. Insbesondere ist das Licht empfangende Element 110 ein photoelektrisches Umwandlungselement, das Licht 122, das von außerhalb der Anzeigevorrichtung 100A einfällt, empfängt und es in ein elektrisches Signal umwandelt. Es kann bei Licht 122 um Licht handeln, das erhalten wird, indem Licht, das von dem Licht emittierenden Element 190 emittiert wird, von einem Gegenstand reflektiert wird. Licht 122 kann auch durch eine Linse, die in der Anzeigevorrichtung 100A bereitgestellt ist, und dergleichen in das Licht empfangende Element 110 einfallen.
Die Pufferschicht 192, die Licht emittierende Schicht 193 und die Pufferschicht 194, die jeweils in dem Licht emittierenden Element 190 zwischen der Pixelelektrode 191 und der gemeinsamen Elektrode 115 positioniert sind, können insgesamt auch als EL-Schicht bezeichnet werden. Es sei angemerkt, dass die EL-Schicht mindestens eine Licht emittierende Schicht 193 umfasst. Die Pixelelektrode 191 weist, wie oben beschrieben, vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren sichtbaren Lichts auf. Die gemeinsame Elektrode 115 weist eine Funktion zum Durchlassen sichtbaren Lichts auf. Es sei angemerkt, dass dann, wenn die Anzeigevorrichtung 100A ein Licht emittierendes Element beinhaltet, das Infrarotlicht emittieret, die gemeinsame Elektrode 115 eine Funktion zum Durchlassen von Infrarotlicht aufweist. Des Weiteren weist die Pixelelektrode 191 vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren von Infrarotlicht auf.
Das Licht emittierende Element in der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform weist vorzugsweise eine optische Mikroresonator- (Mikrokavitäts- bzw. microcavity-) Struktur auf.
Die Pufferschicht 192 oder die Pufferschicht 194 kann als optische Anpassungsschicht dienen. Indem die Dicke der Pufferschicht 192 oder der Pufferschicht 194 geändert wird, kann Licht einer bestimmten Farbe verstärkt werden und aus jedem Licht emittierenden Element extrahiert werden.
Das Licht emittierende Element 190 weist eine Funktion zum Emittieren sichtbaren Lichts auf. Insbesondere ist das Licht emittierende Element 190 ein Elektrolumineszenz-Element, das Licht in Richtung des Substrats 152 emittiert (siehe eine Lichtemission 121), indem eine Spannung zwischen der Pixelelektrode 191 und der gemeinsamen Elektrode 115 angelegt wird.
Die Pixelelektrode 191 des Licht empfangenden Elements 110 ist elektrisch mit einer Source oder einem Drain des Transistors 131 über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 214 bereitgestellt wird, verbunden.
Die Pixelelektrode 191 des Licht emittierenden Elements 190 ist elektrisch mit einer Source oder einem Drain des Transistors 132 über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 214 bereitgestellt wird, verbunden.
Der Transistor 131 und der Transistor 132 sind über und in Kontakt mit der gleichen Schicht (über dem Substrat 151 in 12A) bereitgestellt.
Mindestens ein Teil einer Schaltung, die elektrisch mit dem Licht empfangenden Element 110 verbunden ist, wird vorzugsweise unter Verwendung des gleichen Materials und des gleichen Herstellungsschritts wie eine Schaltung, die elektrisch mit dem Licht emittierenden Element 190 verbunden ist, ausgebildet. In diesem Fall kann die Dicke der Anzeigevorrichtung kleiner sein als diejenige in dem Fall, in dem die zwei Schaltungen getrennt ausgebildet werden, und der Herstellungsprozess kann vereinfacht werden.
Das Licht empfangende Element 110 und das Licht emittierende Element 190 werden jeweils vorzugsweise mit einer Schutzschicht 116 bedeckt. In 12A ist die Schutzschicht 116 über und in Kontakt mit der gemeinsamen Elektrode 115 bereitgestellt. Indem die Schutzschicht 116 bereitgestellt wird, kann es verhindert werden, dass Verunreinigungen, wie z. B. Wasser, in das Licht empfangende Element 110 und das Licht emittierende Element 190 eindringen, so dass die Zuverlässigkeit des Licht empfangenden Elements 110 und diejenige des Licht emittierenden Elements 190 erhöht werden können. Außerdem werden die Schutzschicht 116 und das Substrat 152 mit der Klebeschicht 142 aneinander angebracht.
Eine lichtundurchlässige Schicht 158 ist an der Oberfläche des Substrats 152, die dem Substrat 151 zugewandt ist, bereitgestellt. Die lichtundurchlässige Schicht 158 weist eine Öffnung in einer Position, die sich mit dem Licht emittierenden Element 190 überlappt, und eine Öffnung in einer Position auf, die sich mit dem Licht empfangenden Element 110 überlappt.
Hier wird Licht, das von dem Licht emittierenden Element 190 emittiert wird, von einem Gegenstand reflektiert, und dieses reflektierte Licht wird von dem Licht empfangenden Element 110 erfasst. Jedoch wird in einigen Fällen Licht, das von dem Licht emittierenden Element 190 emittiert wird, in der Anzeigevorrichtung 100A reflektiert und fällt über keinen Gegenstand in das Licht empfangende Element 110 ein. Die lichtundurchlässige Schicht 158 kann den Einfluss solchen Streulichts verringern. Wenn beispielsweise keine lichtundurchlässige Schicht 158 bereitgestellt wird, wird in einigen Fällen Licht 123 von dem Licht emittierenden Element 190 von dem Substrat 152 reflektiert und reflektiertes Licht 124 tritt in das Licht empfangende Element 110 ein. Durch Bereitstellen der lichtundurchlässigen Schicht 158 kann verhindert werden, dass das reflektierte Licht 124 in das Licht empfangende Element 110 eintritt. Dadurch kann das Rauschen verringert werden, und die Empfindlichkeit eines Sensors, bei dem das Licht empfangende Element 110 verwendet wird, kann erhöht werden.
Als lichtundurchlässige Schicht 158 kann ein Material verwendet werden, das von dem Licht emittierenden Element emittiertes Licht blockiert. Die lichtundurchlässige Schicht 158 absorbiert vorzugsweise sichtbares Licht. Als lichtundurchlässige Schicht 158 kann beispielsweise eine Schwarzmatrix unter Verwendung eines Metallmaterials, eines Harzmaterials, das ein Pigment (z. B. Kohlenschwarz) oder einen Farbstoff enthält, oder dergleichen ausgebildet werden. Die lichtundurchlässige Schicht 158 kann eine mehrschichtige Struktur aus einem roten Farbfilter, einem grünen Farbfilter und einem blauen Farbfilter aufweisen.
[Anzeigevorrichtung 100B]
12B und 12C sind jeweils eine Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung 100B. Es sei angemerkt, dass die Erläuterung der Komponenten, die denjenigen der bereits beschriebenen Anzeigevorrichtung gleich sind, in der nachfolgendenden Erläuterung der Anzeigevorrichtung in einigen Fällen weggelassen wird.
Die Anzeigevorrichtung 100B beinhaltet ein Licht emittierendes Element 190B, ein Licht emittierendes Element 190G und ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element 190SR.
Das Licht emittierende Element 190B beinhaltet eine Pixelelektrode 191, eine Pufferschicht 192B, eine Licht emittierende Schicht 193B, eine Pufferschicht 194B und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reihenfolge. Das Licht emittierende Element 190B weist eine Funktion zum Emittieren blauen Lichts 121B auf.
Das Licht emittierende Element 190G beinhaltet eine Pixelelektrode 191, die Pufferschicht 192G, eine Licht emittierende Schicht 193G, die Pufferschicht 194G und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reihenfolge. Das Licht emittierende Element 190G weist eine Funktion zum Emittieren grünen Lichts 121G auf.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR beinhaltet eine Pixelelektrode 191, die Pufferschicht 192R, die Aktivschicht 183, eine Licht emittierende Schicht 193R, die Pufferschicht 194R und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reihenfolge. Das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR weist eine Funktion zum Emittieren roten Lichts 121R und eine Funktion zum Erfassen von Licht 122 auf.
12B zeigt einen Fall, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR als Licht emittierendes Element dient. 12B stellt ein Beispiel dar, in dem das Licht emittierende Element 190B blaues Licht emittiert, das Licht emittierende Element 190G grünes Licht emittiert und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR rotes Licht emittiert.
12C zeigt ein Fall, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR als Licht empfangendes Element dient. 12C stellt ein Beispiel dar, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR blaues Licht, das von dem Licht emittierenden Element 190B emittiert wird, und grünes Licht erfasst, das von dem Licht emittierenden Element 190G emittiert wird.
Die Anzeigevorrichtung 100B beinhaltet das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR, das Licht emittierende Element 190G, das Licht emittierende Element 190B, einen Transistor 132 und dergleichen zwischen einem Paar von Substraten (einem Substrat 151 und einem Substrat 152).
Die Pixelelektrode 191 ist über der Isolierschicht 214 angeordnet. Die zwei Pixelelektrode 191, die nebeneinander liegen, sind durch die Trennwand 216 elektrisch voneinander isoliert. Die Pixelelektrode 191 ist elektrisch mit einer Source oder einem Drain des Transistors 132 über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 214 bereitgestellt wird, verbunden.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element und das Licht emittierende Element werden jeweils vorzugsweise mit einer Schutzschicht 116 bedeckt. Außerdem werden die Schutzschicht 116 und das Substrat 152 mit der Klebeschicht 142 aneinander angebracht. Eine lichtundurchlässige Schicht 158 ist an der Oberfläche des Substrats 152, die dem Substrat 151 zugewandt ist, bereitgestellt.
[Anzeigevorrichtung 100C]
13A ist eine Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung 100C.
Die Anzeigevorrichtung 100C beinhaltet ein Licht empfangendes Element 110 und ein Licht emittierendes Element 190.
Das Licht emittierende Element 190 beinhaltet eine Pixelelektrode 191, eine gemeinsame Schicht 112, eine Licht emittierende Schicht 193, eine gemeinsame Schicht 114 und eine gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reihenfolge. Die gemeinsame Schicht 112 kann eine Lochinjektionsschicht und/oder eine Lochtransportschicht beinhalten. Die Licht emittierende Schicht 193 enthält eine organische Verbindung. Die gemeinsame Schicht 114 kann eine Elektroneninjektionsschicht und/oder eine Elektronentransportschicht beinhalten. Das Licht emittierende Element 190 weist eine Funktion zum Emittieren sichtbaren Lichts auf. Es sei angemerkt, dass die Anzeigevorrichtung 100C ferner ein Licht emittierendes Element beinhalten kann, das eine Funktion zum Emittieren von Infrarotlicht aufweist.
Das Licht empfangende Element 110 beinhaltet eine Pixelelektrode 191, eine gemeinsame Schicht 112, eine Aktivschicht 183, eine gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reihenfolge übereinander. Die Aktivschicht 183 enthält eine organische Verbindung. Das Licht empfangende Element 110 weist eine Funktion zur Erfassung sichtbaren Lichts auf. Es sei angemerkt, dass das Licht empfangende Element 110 ferner eine Funktion zur Erfassung von Infrarotlicht aufweisen kann.
Die Pixelelektrode 191, die gemeinsame Schicht 112 die Aktivschicht 183, die Licht emittierende Schicht 193, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 können jeweils eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweisen.
Die Pixelelektrode 191 ist über der Isolierschicht 214 angeordnet. Die zwei Pixelelektrode 191, die nebeneinander liegen, sind durch die Trennwand 216 elektrisch voneinander isoliert. Die Pixelelektrode 191 ist elektrisch mit einer Source oder einem Drain des Transistors 132 über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 214 bereitgestellt wird, verbunden.
Die gemeinsame Schicht 112, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 sind dem Licht empfangenden Element 110 und dem Licht emittierenden Element 190 gemeinsam. Mindestens einige der Schichten, die in dem Licht empfangenden Element 110 und dem Licht emittierenden Element 190 enthalten sind, weisen vorzugsweise eine gemeinsame Struktur, da die Anzahl der Herstellungsschritte der Anzeigevorrichtung verringert werden kann.
Die Anzeigevorrichtung 100C beinhaltet das Licht empfangende Element 110, das Licht emittierende Element 190, einen Transistor 131, einen Transistor 132 und dergleichen zwischen einem Paar von Substraten (einem Substrat 151 und einem Substrat 152).
Das Licht empfangende Element 110 und das Licht emittierende Element 190 werden jeweils vorzugsweise mit einer Schutzschicht 116 bedeckt. Außerdem werden die Schutzschicht 116 und das Substrat 152 mit der Klebeschicht 142 aneinander angebracht.
Die Harzschicht 159 wird über einer Oberfläche des Substrats 152 bereitgestellt, die dem Substrat 151 zugewandt ist. Die Harzschicht 159 wird in einer Position bereitgestellt, die sich mit den Licht emittierenden Elementen 190 überlappt, und in keiner Position bereitgestellt, die sich mit dem Licht empfangenden Element 110 überlappt.
Die Harzschicht 159 kann, wie in 13B gezeigt, beispielsweise in der Position bereitgestellt werden, die sich mit dem Licht emittierenden Element 190 überlappt, und eine Öffnung 159p in der Position aufweisen, die sich mit dem Licht empfangenden Element 110 überlappt. Alternativ kann die Harzschicht 159, wie in 13C gezeigt, beispielsweise in einer Inselform in der Position bereitgestellt werden, die sich mit dem Licht emittierenden Element 190 überlappt, und in keiner Position bereitgestellt werden, die sich mit dem Licht empfangenden Element 110 überlappt.
Eine lichtundurchlässige Schicht 158 ist an der Oberfläche des Substrats 152, die dem Substrat 151 zugewandt ist, und an der Oberfläche der Harzschicht 159, die dem Substrat 151 zugewandt ist, bereitgestellt. Die lichtundurchlässige Schicht 158 weist eine Öffnung in einer Position, die sich mit dem Licht emittierenden Element 190 überlappt, und eine Öffnung in einer Position auf, die sich mit dem Licht empfangenden Element 110 überlappt.
Hier wird Licht, das von dem Licht emittierenden Element 190 emittiert wird, von einem Gegenstand reflektiert, und dieses reflektierte Licht wird von dem Licht empfangenden Element 110 erfasst. Jedoch wird in einigen Fällen Licht, das von dem Licht emittierenden Element 190 emittiert wird, in der Anzeigevorrichtung 100C reflektiert und fällt über keinen Gegenstand in das Licht empfangende Element 110 ein. Die lichtundurchlässige Schicht 158 kann solches Streulicht absorbieren und dadurch den Einfall von Streulicht in das Licht empfangende Element 110 verringern. Beispielsweise kann die lichtundurchlässige Schicht 158 Streulicht 123a absorbieren, das durch die Harzschicht 159 durchgeht und von der Oberfläche des Substrats 152, die dem Substrat 151 zugewandt ist, reflektiert wird. Außerdem kann die lichtundurchlässige Schicht 158 Streulicht 123b absorbieren, bevor es die Harzschicht 159 erreicht. Dadurch kann Streulicht verringert werden, das in das Licht empfangende Element 110 einfällt. Folglich kann das Rauschen verringert werden, und die Empfindlichkeit eines Sensors, bei dem das Licht empfangende Element 110 verwendet wird, kann erhöht werden. Es wird besonders bevorzugt, dass sich die lichtundurchlässige Schicht 158 in der Nähe des Licht emittierenden Elements 190 befindet, da Streulicht stärker verringert werden kann. Es wird auch hinsichtlich der Verbesserung der Anzeigequalität bevorzugt, dass sich die lichtundurchlässige Schicht 158 in der Nähe des Licht emittierenden Elements 190 befindet, da die Betrachtungswinkelabhängigkeit der Anzeige verringert werden kann.
Indem die lichtundurchlässige Schicht 158 bereitgestellt wird, kann ein Bereich, in dem das Licht empfangende Element 110 Licht erfasst, gesteuert werden. Wenn sich die lichtundurchlässige Schicht 158 entfernt von dem Licht empfangenden Element 110 befindet, wird der Abbildungsbereich verengt und die Auflösung der Abbildung kann erhöht werden.
In dem Fall, in dem die Harzschicht 159 eine Öffnung aufweist, bedeckt vorzugsweise die lichtundurchlässige Schicht 158 mindestens einen Teil der Öffnung und mindestens einen Teil einer Seitenfläche der Harzschicht 159, die in der Öffnung freiliegt.
In dem Fall, in dem die Harzschicht 159 in einer Inselform bereitgestellt wird, bedeckt vorzugsweise die lichtundurchlässige Schicht 158 mindestens einen Teil einer Seitenfläche der Harzschicht 159.
Da auf diese Weise die lichtundurchlässige Schicht 158 entlang der Form der Harzschicht 159 bereitgestellt wird, ist der Abstand von der lichtundurchlässigen Schicht 158 bis zu dem Licht emittierenden Element 190 (insbesondere bis zu dem Licht emittierenden Bereich des Licht emittierenden Elements 190) kürzer als der Abstand von der lichtundurchlässigen Schicht 158 bis zu dem Licht empfangenden Element 110 (insbesondere bis zu dem Licht empfangenden Bereich des Licht empfangenden Elements 110). Dementsprechend kann das Rauschen des Sensors verringert werden, die Auflösung der Abbildung erhöht werden und die Betrachtungswinkelabhängigkeit der Anzeige verringert werden. Daher können bei der Anzeigevorrichtung sowohl die Anzeigequalität als auch die Abbildungsqualität erhöht werden.
Die Harzschicht 159 ist eine Schicht, die von dem Licht emittierenden Element 190 emittiertes Licht durchlässt. Beispiele für ein Material der Harzschicht 159 umfassen ein Acrylharz, ein Polyimidharz, ein Epoxidharz, ein Polyamidharz, ein Polyimidamidharz, ein Siloxanharz, ein Harz auf Benzocyclobuten-Basis, ein Phenolharz und Vorläufer dieser Harze. Es sei angemerkt, dass eine Komponente, die zwischen dem Substrat 152 und der lichtundurchlässigen Schicht 158 bereitgestellt werden soll, nicht auf eine Harzschicht beschränkt ist, sondern kann ein anorganischer Isolierfilm oder dergleichen verwendet werden. Je dicker die Komponente wird, desto größer wird die Differenz zwischen dem Abstand von der lichtundurchlässigen Schicht bis zu dem Licht empfangenden Element und dem Abstand von der lichtundurchlässigen Schicht bis zu dem Licht emittierenden Element. Ein organischer Isolierfilm aus Harz oder dergleichen ist für die Komponente geeignet, da er sich leicht mit einer großen Dicke ausbilden lässt.
Um den Abstand von der lichtundurchlässigen Schicht 158 bis zu dem Licht empfangenden Element 110 mit dem Abstand von der lichtundurchlässigen Schicht 158 bis zu dem Licht emittierenden Element 190 zu vergleichen, können beispielsweise der kleinste Abstand L1 von einem Endabschnitt der lichtundurchlässigen Schicht 158 auf der Seite des Licht empfangenden Elements 110 bis zu der gemeinsamen Elektrode 115 und der kleinste Abstand L2 von einem Endabschnitt der lichtundurchlässigen Schicht 158 auf der Seite des Licht emittierenden Elements 190 bis zu der gemeinsamen Elektrode 115 verwendet werden. Indem der kleinste Abstand L2 kleiner ist als der kleinste Abstand L1, kann Streulicht von dem Licht emittierenden Element 190 verringert werden, und die Empfindlichkeit des Sensors, in dem das Licht empfangende Element 110 verwendet wird, kann erhöht werden. Außerdem kann die Betrachtungswinkelabhängigkeit der Anzeige verringert werden. Indem der kleinste Abstand L1 größer ist als der kleinste Abstand L2, kann der Abbildungsbereich des Licht empfangenden Elements 110 verengt werden, und die Auflösung der Abbildung kann erhöht werden.
Des Weiteren kann eine Differenz zwischen dem Abstand von der lichtundurchlässigen Schicht 158 bis zu dem Licht empfangenden Element 110 und dem Abstand von der lichtundurchlässigen Schicht 158 bis zu dem Licht emittierenden Element 190 auch dadurch bestehen, dass die Klebeschicht 142 derart ausgebildet wird, dass ein Abschnitt, der sich mit dem Licht empfangenden Element 110 überlappt, dicker ist als ein Abschnitt, der sich mit dem Licht emittierenden Element 190 überlappt.
Im Folgenden wird eine ausführlichere Struktur der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung 14 bis 17.
[Anzeigevorrichtung 100D]
14 ist eine perspektivische Ansicht einer Anzeigevorrichtung 100D und 15 ist eine Querschnittsansicht der Anzeigevorrichtung 100D.
Bei der Anzeigevorrichtung 100D werden das Substrat 152 und das Substrat 151 aneinander angebracht. In 14 wird das Substrat 152 durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
Die Anzeigevorrichtung 100D beinhaltet einen Anzeigeabschnitt 162, eine Schaltung 164, eine Leitung 165 und dergleichen. 14 stellt ein Beispiel dar, in dem die Anzeigevorrichtung 100D mit einer integrierten Schaltung (IC) 173 oder einer FPC 172 bereitgestellt ist. Daher kann die in 14 dargestellte Struktur als Anzeigemodul angesehen werden, das die Anzeigevorrichtung 100D, die IC und die FPC beinhaltet.
Als Schaltung 164 kann beispielsweise eine Abtastleitungstreiberschaltung verwendet werden.
Die Leitung 165 weist eine Funktion zum Zuführen eines Signals und eines Stroms zu dem Anzeigeabschnitt 162 und der Schaltung 164 auf. Dieses Signal und dieser Strom werden von außen über die FPC 172 in die Leitung 165 oder von der IC 173 in die Leitung 165 eingegeben.
14 stellt ein Beispiel dar, in dem die IC 173 durch ein Chip-on-Glass- (COG-) Verfahren, ein Chip-on-Film- (COF-) Verfahren oder dergleichen über dem Substrat 151 bereitgestellt wird. Als IC 173 kann beispielsweise eine IC, die eine Abtastleitungstreiberschaltung, eine Signalleitungstreiberschaltung oder dergleichen umfasst, verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die Anzeigevorrichtung 100D bzw. das Anzeigemodul nicht notwendigerweise mit einer IC bereitgestellt sein muss. Die IC kann durch ein COF-Verfahren oder dergleichen auf der FPC montiert werden.
15 stellt ein Beispiel für einen Querschnitt eines Teils eines die FPC 172 umfassenden Bereichs, eines Teils eines die Schaltung 164 umfassenden Bereichs, eines Teils eines den Anzeigeabschnitt 162 umfassenden Bereichs und eines Teils eines einen Endabschnitt umfassenden Bereichs der in 14 dargestellten Anzeigevorrichtung 100D dar.
Die Anzeigevorrichtung 100D, die in 15 dargestellt wird, beinhaltet einen Transistor 241, einen Transistor 245, einen Transistor 246, einen Transistor 247, das Licht emittierende Element 190B, das Licht emittierende Element 190G, das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR und dergleichen zwischen dem Substrat 151 und dem Substrat 152.
Das Substrat 152 und die Schutzschicht 116 werden mit der Klebeschicht 142 aneinander angebracht. Das Licht emittierende Element 190B, das Licht emittierende Element 190G und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR können mit einer soliden Abdichtungsstruktur, einer hohlen Abdichtungsstruktur oder dergleichen abgedichtet werden. In 15 ist ein Raum, der von dem Substrat 152, der Klebeschicht 142 und der Isolierschicht 214 eingeschlossen ist, mit der Klebeschicht 142 abgedichtet und eine solide Abdichtungsstruktur ist eingesetzt.
Das Licht emittierende Element 190B weist eine mehrschichtige Struktur auf, bei der von der Seite der Isolierschicht 214 aus die Pixelelektrode 191, die gemeinsame Schicht 112, die Licht emittierende Schicht 193B, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reichenfolge übereinander angeordnet sind. Die Pixelelektrode 191 ist über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 214 bereitgestellt wird, mit der leitenden Schicht 222b, die in dem Transistor 247 enthalten ist, verbunden. Der Transistor 247 weist eine Funktion zum Steuern des Betriebs des Licht emittierenden Elements 190B auf. Ein Endabschnitt der Pixelelektrode 191 wird mit der Trennwand 216 bedeckt. Die Pixelelektrode 191 enthält ein Material, das sichtbares Licht reflektiert, und die gemeinsame Elektrode 115 enthält ein Material, das sichtbares Licht durchlässt.
Das Licht emittierende Element 190G weist eine mehrschichtige Struktur auf, bei der von der Seite der Isolierschicht 214 aus die Pixelelektrode 191, die gemeinsame Schicht 112, die Licht emittierende Schicht 193G, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reichenfolge übereinander angeordnet sind. Die Pixelelektrode 191 ist über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 214 bereitgestellt wird, mit einer leitenden Schicht 222b verbunden, die in dem Transistor 246 enthalten ist. Der Transistor 246 weist eine Funktion zum Steuern des Betriebs des Licht emittierenden Elements 190G auf.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR weist eine mehrschichtige Struktur auf, bei der von der Seite der Isolierschicht 214 aus die Pixelelektrode 191, die gemeinsame Schicht 112, die Aktivschicht 183, die Licht emittierende Schicht 193R, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reichenfolge übereinander angeordnet sind. Die Pixelelektrode 191 ist über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 214 bereitgestellt wird, elektrisch mit einer leitenden Schicht 222b verbunden, die in dem Transistor 245 enthalten ist. Der Transistor 245 weist eine Funktion zum Steuern des Betriebs des Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements 190SR auf.
Licht wird von dem Licht emittierenden Element 190B, dem Licht emittierenden Element 190G und dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 190SR in Richtung des Substrats 152 emittiert. In das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR fällt Licht über das Substrat 152 und die Klebeschicht 142 ein. Das Substrat 152 und die Klebeschicht 142 werden vorzugsweise unter Verwendung eines Materials, das in hohem Maße sichtbares Licht durchlässt, ausgebildet.
Die Pixelelektroden 191 in dem Licht emittierenden Element 190B, dem Licht emittierenden Element 190G und dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 190SR können unter Verwendung des gleichen Materials in dem gleichen Schritt ausgebildet werden. Die gemeinsame Schicht 112, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 sind dem Licht emittierenden Element 190B, dem Licht emittierenden Element 190G und dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 190SR gemeinsam. Das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR weist die Struktur auf, die durch Hinzufügen der Aktivschicht 183 zu der Struktur des rotes Licht emittierenden Elements erhalten wird. Das Licht emittierende Element 190B, das Licht emittierende Element 190G und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR können die gleiche Struktur aufweisen, mit der Ausnahme der Aktivschicht 183 und der Licht emittierenden Schichten 193 für jede Farbe. Daher kann das Anzeigefeld 162 in der Anzeigevorrichtung 100D eine Lichtempfangsfunktion aufweisen, ohne dass die Anzahl der Herstellungsschritte in hohem Maße erhöht wird.
Die lichtundurchlässige Schicht 158 wird über der Oberfläche des Substrats 152 bereitgestellt, die dem Substrat 151 zugewandt ist. Die lichtundurchlässige Schicht 158 weist eine Öffnung in einer Position, die sich mit jedem des Licht emittierenden Elements 190B, des Licht emittierenden Elements 190G und des Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements 190SR überlappt. Indem die lichtundurchlässige Schicht 158 bereitgestellt wird, kann ein Bereich, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR Licht erfasst, gesteuert werden. Wie vorstehend beschrieben, wird vorzugsweise Licht gesteuert, das in das Licht emittierende und Licht empfangende Element einfällt, indem die Position der Öffnung der lichtundurchlässigen Schicht reguliert wird, die in einer Position bereitgestellt wird, die sich mit dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 190SR überlappt. Mit der lichtundurchlässigen Schicht 158 kann verhindert werden, dass Licht von dem Licht emittierenden Element 190 über keinen Gegenstand direkt in das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR einfällt. Daher kann ein Sensor mit geringem Rauschen und hoher Empfindlichkeit erzielt werden.
Der Transistor 241, der Transistor 245, der Transistor 246 und der Transistor 247 werden alle über dem Substrat 151 ausgebildet. Diese Transistoren können unter Verwendung des gleichen Materials in dem gleichen Schritt ausgebildet werden.
Über dem Substrat 151 werden eine Isolierschicht 211, eine Isolierschicht 213, eine Isolierschicht 215 und die Isolierschicht 214 in dieser Reihenfolge bereitgestellt. Ein Teil der Isolierschicht 211 dient als Gate-Isolierschicht jedes Transistors. Ein Teil der Isolierschicht 213 dient als Gate-Isolierschicht jedes Transistors. Die Isolierschicht 215 wird bereitgestellt, um die Transistoren zu bedecken. Die Isolierschicht 214 wird bereitgestellt, um die Transistoren zu bedecken und als Planarisierungsschicht zu dienen. Es sei angemerkt, dass die Anzahl der Gate-Isolierschichten und die Anzahl der Isolierschichten, die die Transistoren bedecken, nicht beschränkt ist und eins, zwei oder mehr sein kann.
Ein Material, durch das Verunreinigungen, wie z. B. Wasser und Wasserstoff, nicht leicht diffundieren, wird vorzugsweise für mindestens eine der Isolierschichten verwendet, die die Transistoren bedecken. Daher kann eine derartige Isolierschicht als Sperrschicht dienen. Eine derartige Struktur kann die Diffusion der Verunreinigungen von außen in die Transistoren effektiv unterdrücken; somit kann die Zuverlässigkeit der Anzeigevorrichtung erhöht werden.
Die Isolierschicht 211, die Isolierschicht 213 und die Isolierschicht 215 sind jeweils vorzugsweise ein anorganischer Isolierfilm. Als anorganischer Isolierfilm kann beispielsweise ein Siliziumnitridfilm, ein Siliziumoxynitridfilm, ein Siliziumoxidfilm, ein Siliziumnitridoxidfilm, ein Aluminiumoxidfilm oder ein Aluminiumnitridfilm verwendet werden. Alternativ kann ein Hafniumoxidfilm, ein Hafniumoxynitridfilm, ein Hafniumnitridoxidfilm, ein Yttriumoxidfilm, ein Zirconiumoxidfilm, ein Galliumoxidfilm, ein Tantaloxidfilm, ein Magnesiumoxidfilm, ein Lanthanoxidfilm, ein Ceroxidfilm, ein Neodymoxidfilm oder dergleichen verwendet werden. Eine Schichtanordnung, die zwei oder mehr der vorstehenden Isolierfilme aufweist, kann auch verwendet werden. Es sei angemerkt, dass ein Basisfilm zwischen dem Substrat 151 und den Transistoren bereitgestellt werden kann. Als Basisfilm kann auch einer der vorstehend beschriebenen anorganischen Isolierfilme verwendet werden.
Ein organischer Isolierfilm weist meistens eine niedrigere Sperreigenschaft auf als ein anorganischer Isolierfilm. Daher weist ein organischer Isolierfilm vorzugsweise eine Öffnung in der Nähe des Endabschnitts der Anzeigevorrichtung 100D auf. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Verunreinigungen von dem Endabschnitt der Anzeigevorrichtung 100D durch einen organischen Isolierfilm eindringen. Alternativ kann ein organischer Isolierfilm derart ausgebildet werden, dass sein Endabschnitt weiter innen als der Endabschnitt der Anzeigevorrichtung 100D liegt, so dass der organische Isolierfilm nicht von dem Endabschnitt der Anzeigevorrichtung 100D freiliegt.
Die Isolierschicht 214, die als Planarisierungsschicht dient, ist vorzugsweise ein organischer Isolierfilm. Beispiele für ein Material, das für den organischen Isolierfilm verwendet werden kann, umfassen ein Acrylharz, ein Polyimidharz, ein Epoxidharz, ein Polyamidharz, ein Polyimidamidharz, ein Siloxanharz, ein Harz auf Benzocyclobuten-Basis, ein Phenolharz und Vorläufer dieser Harze.
Das Licht emittierende Element 190B, das Licht emittierende Element 190G und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR werden jeweils vorzugsweise mit der Schutzschicht 116 bedeckt. Daher kann verhindert werden, dass Verunreinigungen, wie z. B. Wasser, in das das Licht emittierende Element 190B, das Licht emittierende Element 190G und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR eindringen, so dass die Zuverlässigkeit des Licht emittierenden Elements 190B, des Licht emittierenden Elements 190G und des Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements 190SR erhöht werden können.
In einem Bereich 228, der in 15 dargestellt wird, wird eine Öffnung in der Isolierschicht 214 ausgebildet. Daher kann auch in dem Fall, in dem ein organischer Isolierfilm als Isolierschicht 214 verwendet wird, verhindert werden, dass Verunreinigungen von außen durch die Isolierschicht 214 in den Anzeigeabschnitt 162 eindringen. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit der Anzeigevorrichtung 100D erhöht werden.
In dem Bereich 228 in der Nähe des Endabschnitts der Anzeigevorrichtung 100D sind vorzugsweise die Isolierschicht 215 und die Schutzschicht 116 über eine Öffnung in der Isolierschicht 214 in Kontakt miteinander. Es wird stärker bevorzugt, dass ein anorganischer Isolierfilm in der Isolierschicht 215 und ein anorganischer Isolierfilm in der Schutzschicht 116 in Kontakt miteinander sind. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Verunreinigungen von außen über einen organischen Isolierfilm in den Anzeigeabschnitt 162 eindringen. Daher kann die Zuverlässigkeit der Anzeigevorrichtung 100D erhöht werden.
Die Schutzschicht 116 kann eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweisen. Zum Beispiel kann die Schutzschicht 116 eine mehrschichtige Struktur aus einem organischen Isolierfilm und einem anorganischen Isolierfilm aufweisen. Dabei wird es bevorzugt, dass sich ein Endabschnitt des anorganischen Isolierfilms zur Außenseite eines Endabschnitts des organischen Isolierfilms erstreckt.
Der Transistor 241, der Transistor 245, der Transistor 246 und der Transistor 247 beinhalten jeweils eine leitende Schicht 221, die als Gate dient, die Isolierschicht 211, die als Gate-Isolierschicht dient, eine leitende Schicht 222a und die leitende Schicht 222b, die als Source und Drain dienen, eine Halbleiterschicht 231, die Isolierschicht 213, die als Gate-Isolierschicht dient, und eine leitende Schicht 223, die als Gate dient. Hier wird eine Vielzahl von Schichten, die durch Verarbeiten des gleichen leitenden Films erhalten werden, durch das gleiche Schraffurmuster dargestellt. Die Isolierschicht 211 ist zwischen der leitenden Schicht 221 und der Halbleiterschicht 231 positioniert. Die Isolierschicht 213 ist zwischen der leitenden Schicht 223 und der Halbleiterschicht 231 positioniert.
Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Struktur der Transistoren, die in der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform enthalten sind. Beispielsweise kann ein Planartransistor, ein Staggered-Transistor oder ein Inverted-Staggered-Transistor verwendet werden. Es kann ein Top-Gate-Transistor oder ein Bottom-Gate-Transistor verwendet werden. Alternativ können Gates über und unter einer Halbleiterschicht, in der ein Kanal gebildet wird, bereitgestellt werden.
Die Struktur, bei der die Halbleiterschicht, in der ein Kanal gebildet wird, zwischen zwei Gates bereitgestellt wird, wird für den Transistor 241, den Transistor 245, den Transistor 246 und den Transistor 247 verwendet. Die zwei Gates können miteinander verbunden und mit dem gleichen Signal versorgt werden, um den Transistor zu betreiben. Alternativ kann die Schwellenspannung des Transistors gesteuert werden, indem einem der zwei Gates ein Potential zum Steuern der Schwellenspannung zugeführt wird und dem anderen Gate ein Potential zum Betreiben zugeführt wird.
Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Kristallinität eines Halbleitermaterials, das in dem Transistor verwendet wird, und ein amorpher Halbleiter, ein einkristalliner Halbleiter oder ein Halbleiter mit nicht-einkristalliner Kristallinität (ein mikrokristalliner Halbleiter, ein polykristalliner Halbleiter, ein einkristalliner Halbleiter oder ein Halbleiter, der teilweise Kristallbereiche umfasst) kann verwendet werden. Vorzugsweise wird ein einkristalliner Halbleiter oder ein Halbleiter mit Kristallinität verwendet, wobei in diesem Fall eine Verschlechterung der Transistoreigenschaften unterdrückt werden kann.
Die Halbleiterschicht des Transistors enthält vorzugsweise ein Metalloxid (auch als Oxidhalbleiter bezeichnet). Alternativ kann die Halbleiterschicht des Transistors Silizium enthalten. Beispiele für Silizium umfassen amorphes Silizium und kristallines Silizium (z. B. Niedertemperatur-Polysilizium und einkristallines Silizium).
Beispielsweise enthält die Halbleiterschicht vorzugsweise Indium, M (M ist eine oder mehrere Arten, die aus Gallium, Aluminium, Silizium, Bor, Yttrium, Zinn, Kupfer, Vanadium, Beryllium, Titan, Eisen, Nickel, Germanium, Zirconium, Molybdän, Lanthan, Cer, Neodym, Hafnium, Tantal, Wolfram und Magnesium ausgewählt werden) und Zink. Insbesondere ist M vorzugsweise eine oder mehrere Arten, die aus Aluminium, Gallium, Yttrium und Zinn ausgewählt werden.
Für die Halbleiterschicht wird besonders vorzugsweise ein Oxid, das Indium (In), Gallium (Ga) und Zink (Zn) enthält (auch als IGZO bezeichnet), verwendet.
Wenn die Halbleiterschicht ein In-M-Zn-Oxid ist, ist vorzugsweise das Atomverhältnis von In größer als oder gleich dem Atomverhältnis von M in dem In-M-Zn-Oxid. Beispiele für das Atomverhältnis der Metallelemente in einem derartigen In-M-Zn-Oxid sind wie folgt: In:M:Zn = 1:1:1 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 1:1:1,2 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 2:1:3 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn= 3:1:2 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 4:2:3 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 4:2:4,1 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 5:1:6 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn= 5:1:7 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 5:1:8, In:M:Zn = 6:1:6 oder einer Zusammensetzung in der Nähe davon und In:M:Zn = 5:2:5 oder einer Zusammensetzung in der Nähe davon. Es sei angemerkt, dass „die Zusammensetzung in der Nähe davon“ ± 30 % von erwünschtem Atomverhältnis bezeichnet.
Wenn es vorausgesetzt wird, dass in dem Fall, in dem das Atomverhältnis als In:Ga:Zn = 4:2:3 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon ist bezeichnet wird und der Atomanteil von In 4 ist, ist beispielsweise der Fall enthalten, in dem der Atomanteil von Ga größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 3 ist und der Atomanteil von Zn größer als oder gleich 2 und kleiner als oder gleich 4 ist. Wenn es vorausgesetzt wird, dass in dem Fall, in dem das Atomverhältnis von In:Ga:Zn = 5:1:6 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon ist und der Atomanteil von In 5 ist, ist der Fall enthalten, in dem der Atomanteil von Ga größer als 0,1 und kleiner als oder gleich 2 ist und der Atomanteil von Zn größer als oder gleich 5 und kleiner als oder gleich 7 ist. Wenn es vorausgesetzt wird, dass in dem Fall, in dem das Atomverhältnis von In:Ga:Zn = 1:1:1 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon ist und der Atomanteil von In 1 ist, ist der Fall enthalten, in dem der Atomanteil von Ga größer als 0,1 und kleiner als oder gleich 2 ist und der Atomanteil von Zn größer als 0,1 und kleiner als oder gleich 2 ist.
Der Transistor, der in der Schaltung 164 enthalten ist, und der Transistor, der in dem Anzeigeabschnitt 162 enthalten ist, können die gleiche Struktur oder unterschiedliche Strukturen aufweisen. Eine Vielzahl von Transistoren, die in der Schaltung 164 enthalten sind, kann die gleiche Struktur oder zwei oder mehr Arten von Strukturen aufweisen. In ähnlicher Weise kann eine Vielzahl von Transistoren, die in dem Anzeigeabschnitt 162 enthalten sind, die gleiche Struktur oder zwei oder mehr Arten von Strukturen aufweisen.
Ein Verbindungsabschnitt 244 ist in einem Bereich des Substrats 151 bereitgestellt, in dem es sich mit dem Substrat 152 nicht überlappt. An dem Verbindungsabschnitt 244 ist die Leitung 165 über eine leitende Schicht 166 und eine Verbindungsschicht 242 elektrisch mit der FPC 172 verbunden. Auf der Oberseite des Verbindungsabschnitts 244 liegt eine leitende Schicht 166 frei, die durch Verarbeiten des gleichen leitenden Films wie die Pixelelektrode 191 erhalten wird. Somit können der Verbindungsabschnitt 244 und die FPC 172 über die Verbindungsschicht 242 elektrisch miteinander verbunden werden.
Verschiedene optische Bauelemente können an der Außenseite des Substrats 152 angeordnet sein. Beispiele für die optischen Bauelemente umfassen eine polarisierende Platte, eine Retardationsplatte, eine Lichtdiffusionsschicht (z. B. einen Diffusionsfilm), eine Antireflexionsschicht und einen Lichtbündelungsfilm. Des Weiteren kann ein antistatischer Film, der das Anhaften von Staub verhindert, ein wasserabweisender Film, der das Anhaften von Flecken unterdrückt, ein Hartfilm, der die Entstehung von Kratzern unterdrückt, die beim Verwenden verursacht werden, eine stoßabsorbierende Schicht oder dergleichen an der Außenseite des Substrats 152 angeordnet sein.
Für jedes der Substrate 151 und 152 kann Glas, Quarz, Keramik, Saphir, ein Harz oder dergleichen verwendet werden. Wenn die Substrate 151 und 152 unter Verwendung eines flexiblen Materials ausgebildet werden, kann die Flexibilität der Anzeigevorrichtung erhöht werden.
Als Klebeschichten können verschiedene härtende Klebstoffe verwendet werden, wie beispielsweise ein lichthärtender Klebstoff, wie z. B. ein UV-härtender Klebstoff, ein reaktiv härtender Klebstoff, ein wärmehärtender Klebstoff, ein anaerober Klebstoff und dergleichen. Beispiele für diese Klebstoffe umfassen ein Epoxidharz, ein Acrylharz, ein Silikonharz, ein Phenolharz, ein Polyimidharz, ein Imidharz, ein Polyvinylchlorid- (PVC-) Harz, ein Polyvinylbutyral- (PVB-) Harz und ein Ethylenvinylacetat- (EVA-) Harz. Insbesondere wird ein Material mit niedriger Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, wie z. B. ein Epoxidharz, bevorzugt. Ein Zwei-Komponenten-Harz kann auch verwendet werden. Eine Klebefolie oder dergleichen kann auch verwendet werden.
Als Verbindungsschicht kann ein anisotroper leitender Film (Anisotropic Conductive Film, ACF), eine anisotrope leitende Paste (Anisotropic Conductive Paste, ACP) oder dergleichen verwendet werden.
Für die Strukturen, Materialien und dergleichen der Licht emittierenden Elemente 190G und 190B und des Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements 190SR kann auf die vorstehende Beschreibung verwiesen werden.
Als Materialien, die für ein Gate, eine Source und einen Drain eines Transistors sowie für leitende Schichten, wie z. B. verschiedene Leitungen und Elektroden in der Anzeigevorrichtung, verwendet werden können, können ein Metall, wie z. B. Aluminium, Titan, Chrom, Nickel, Kupfer, Yttrium, Zirconium, Molybdän, Silber, Tantal oder Wolfram, eine Legierung, die ein beliebiges dieser Metalle als ihre Hauptkomponente enthält, und dergleichen angegeben werden. Es kann eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur verwendet werden, welche einen Film beinhaltet, der ein beliebiges dieser Materialien enthält.
Als lichtdurchlässiges leitendes Material kann ein leitendes Oxid, wie z. B. Indiumoxid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Zinkoxid und Zinkoxid, das Gallium enthält, oder Graphen verwendet werden. Es ist auch möglich, ein Metallmaterial, wie z. B. Gold, Silber, Platin, Magnesium, Nickel, Wolfram, Chrom, Molybdän, Eisen, Kobalt, Kupfer, Palladium oder Titan, oder ein Legierungsmaterial, das ein beliebiges dieser Metallmaterialien enthält, zu verwenden. Alternativ kann ein Nitrid eines beliebigen dieser Metallmaterialien (z. B. Titannitrid) oder dergleichen verwendet werden. Im Fall der Verwendung des Metallmaterials oder des Legierungsmaterials (oder des Nitrids davon) wird die Filmdicke vorzugsweise derart eingestellt, dass sie klein genug ist, um Licht durchzulassen. Alternativ kann für die leitenden Schichten ein mehrschichtiger Film aus beliebigen der vorstehenden Materialien verwendet werden. Beispielsweise wird vorzugsweise ein mehrschichtiger Film aus Indiumzinnoxid und einer Legierung von Silber und Magnesium verwendet, da die Leitfähigkeit erhöht werden kann. Sie können auch für leitende Schichten, wie z. B. verschiedene Leitungen und Elektroden, welche in der Anzeigevorrichtung enthalten sind, und für leitende Schichten (z. B. eine leitende Schicht, die als Pixelelektrode oder gemeinsame Elektrode dient), die in einem Licht emittierenden Element (oder einem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element) enthalten sind, verwendet werden.
Beispiele für isolierende Materialien, die für die Isolierschichten verwendet werden können, umfassen ein Harz, wie z. B. ein Acrylharz und ein Epoxidharz, und ein anorganisches isolierendes Material, wie z. B. Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid, Siliziumnitridoxid, Siliziumnitrid und Aluminiumoxid.
[Anzeigevorrichtung 100E]
16 und 17A sind Querschnittsansichten einer Anzeigevorrichtung 100E. Eine perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung 100E ist derjenigen der Anzeigevorrichtung 100D (14) ähnlich. 16 stellt ein Beispiel für Querschnitte eines Teils eines Bereichs, der die FPC 172 enthält, eines Teils der Schaltung 164 und eines Teils des Anzeigeabschnitts 162 der Anzeigevorrichtung 100E. 17A stellt ein Beispiel für einen Querschnitt eines Teils des Anzeigeabschnitts 162 der Anzeigevorrichtung 100E dar. 16 stellt im Besonderen ein Beispiel für einen Querschnitt eines Bereichs, der das Licht empfangende Element 110 und das Licht emittierende Element 190R umfasst, das rotes Licht emittiert, in dem Anzeigeabschnitt 162 dar. 17A stellt im Besonderen ein Beispiel für einen Querschnitt eines Bereichs, der das Licht emittierende Element 190G, das grünes Licht emittiert, und das Licht emittierende Element 190B enthält, das blaues Licht emittiert, in dem Anzeigeabschnitt 162 dar.
Die in 16 und 17A dargestellte Anzeigevorrichtung 100E beinhaltet zwischen dem Substrat 153 und dem Substrat 154 einen Transistor 243, einen Transistor 248, einen Transistor 249, einen Transistor 240, das Licht emittierende Element 190R, das Licht emittierende Element 190G, das Licht emittierende Element 190B, das Licht empfangende Element 110 und dergleichen.
Die Harzschicht 159 und die gemeinsame Elektrode 115 sind mit der Klebeschicht 142 aneinander befestigt, und die Anzeigevorrichtung 100E weist eine solide Abdichtungsstruktur auf.
Das Substrat 153 und die Isolierschicht 212 werden mit der Klebeschicht 155 aneinander angebracht. Das Substrat 154 und die Isolierschicht 157 werden mit der Klebeschicht 156 aneinander angebracht.
Um die Anzeigevorrichtung 100E herzustellen, werden zuerst ein erstes Ausbildungssubstrat, über dem die Isolierschicht 212, die Transistoren, das Licht empfangende Element 110, die Licht emittierenden Elemente und dergleichen bereitgestellt sind, und ein zweites Ausbildungssubstrat, über dem die Isolierschicht 157, die Harzschicht 159, die lichtundurchlässige Schicht 158 und dergleichen bereitgestellt sind, mit der Klebeschicht 142 aneinander befestigt. Dann wird an einer Oberfläche, die durch Ablösung des ersten Ausbildungssubstrats freigelegt wird, das Substrat 153 und an einer Oberfläche, die durch Ablösung des zweiten Ausbildungssubstrats freigelegt wird, das Substrat 154 befestigt, wodurch die Komponenten, die auf dem ersten Ausbildungssubstrat und auf dem zweiten Ausbildungssubstrat ausgebildet werden, auf das Substrat 153 und das Substrat 154 übertragen werden. Das Substrat 153 und das Substrat 154 sind vorzugsweise flexibel. Folglich kann die Flexibilität der Anzeigevorrichtung 100E erhöht werden.
Für die Isolierschicht 212 und Isolierschicht 157 kann jeweils ein anorganischer Isolierfilm, der für die Isolierschicht 211, die Isolierschicht 213 und die Isolierschicht 215 verwendet werden kann, verwendet werden.
Das Licht emittierende Element 190R weist eine mehrschichtige Struktur auf, bei der von der Seite der Isolierschicht 214b aus die Pixelelektrode 191, die gemeinsame Schicht 112, die Licht emittierende Schicht 193R, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reichenfolge übereinander angeordnet sind. Die Pixelelektrode 191 ist über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 214b bereitgestellt wird, mit einer leitenden Schicht 169 verbunden. Die leitende Schicht 169 ist über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 214a bereitgestellt wird, mit einer leitenden Schicht 222b verbunden, die in dem Transistor 248 enthalten ist. Die leitende Schicht 222b ist über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 215 bereitgestellt wird, mit einem niederohmigen Bereich 231n verbunden. Das heißt, dass die Pixelelektrode 191 elektrisch mit dem Transistor 248 verbunden ist. Der Transistor 248 weist eine Funktion zum Steuern des Betriebs des Licht emittierenden Elements 190R auf.
Auf ähnliche Weise weist das Licht emittierende Element 190G eine mehrschichtige Struktur auf, bei der von der Seite der Isolierschicht 214b aus die Pixelelektrode 191G, die gemeinsame Schicht 112, die Licht emittierende Schicht 193G, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reichenfolge übereinander angeordnet sind. Die Pixelelektrode 191G ist elektrisch mit dem niederohmigen Bereich 231n des Transistors 249 über die leitende Schicht 169G und die leitende Schicht 222b des Transistors 249 verbunden. Das heißt, dass die Pixelelektrode 191 elektrisch mit dem Transistor 249 verbunden ist. Der Transistor 249 weist eine Funktion zum Steuern des Betriebs des Licht emittierenden Elements 190G auf.
Das Licht emittierende Element 190B weist eine mehrschichtige Struktur auf, bei der von der Seite der Isolierschicht 214b aus die Pixelelektrode 191, die gemeinsame Schicht 112, die Licht emittierende Schicht 193B, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reichenfolge übereinander angeordnet sind. Die Pixelelektrode 191 ist durch die leitende Schicht 169 und die leitende Schicht 222b des Transistors 240 mit dem niederohmigen Bereich 231n des Transistors 240 verbunden. Das heißt, dass die Pixelelektrode 191 elektrisch mit dem Transistor 240 verbunden ist. Der Transistor 240 weist eine Funktion zum Steuern des Betriebs des Licht emittierenden Elements 190B auf.
Das Licht empfangende Element 110 weist eine mehrschichtige Struktur auf, bei der von der Seite der Isolierschicht 214b aus die Pixelelektrode 191, die gemeinsame Schicht 112, die Aktivschicht 183, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reichenfolge übereinander angeordnet sind.
Ein Endabschnitt der Pixelelektrode 191 wird mit der Trennwand 216 bedeckt. Die Pixelelektrode 191 enthält ein Material, das sichtbares Licht reflektiert, und die gemeinsame Elektrode 115 enthält ein Material, das sichtbares Licht durchlässt.
Licht wird von den Licht emittierenden Elementen 190R, 190G und 190B in Richtung des Substrats 154 emittiert. In das Licht empfangende Element 110 fällt Licht über das Substrat 154 und die Klebeschicht 142 ein. Das Substrat 154 wird vorzugsweise unter Verwendung eines Materials, das in hohem Maße sichtbares Licht durchlässt, ausgebildet.
Die jeweiligen Pixelelektroden 191 können unter Verwendung des gleichen Materials in dem gleichen Schritt ausgebildet werden. Die gemeinsame Schicht 112, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 werden für das Licht empfangende Element 110 und für die Licht emittierenden Elemente 190R, 190G und 190B gemeinsam verwendet. Das Licht empfangende Element 110 und die Licht emittierenden Elemente für jeweiligen Farben können die gleiche Struktur aufweisen, mit der Ausnahme der Aktivschicht 183 und der Licht emittierenden Schicht. Daher kann das Licht empfangende Element 110 in der Anzeigevorrichtung 100E eingebaut werden, ohne dass die Anzahl der Herstellungsschritte in hohem Maße erhöht wird.
Die Harzschicht 159 und die lichtundurchlässige Schicht 158 werden über der Oberfläche der Isolierschicht 157 bereitgestellt, die dem Substrat 153 zugewandt ist. Die Harzschicht 159 wird in einer Position bereitgestellt, die sich mit den Licht emittierenden Elementen 190R, 190G und 190B überlappt, und in keiner Position bereitgestellt, die sich mit dem Licht empfangenden Element 110 überlappt. Die lichtundurchlässige Schicht 158 wird derart bereitgestellt, dass sie eine Oberfläche der Isolierschicht 157 auf der Seite des Substrats 153, eine Seitenfläche der Harzschicht 159 und eine Oberfläche des Harzschicht 159, die dem Substrat 153 zugewandt ist, bedeckt. Die lichtundurchlässige Schicht 158 weist eine Öffnung in einer Position, die sich mit dem Licht empfangenden Element 110 überlappt, und eine Öffnung in einer Position auf, die sich mit den Licht emittierenden Elementen 190R, 190G und 190B überlappt. Wenn die lichtundurchlässige Schicht 158 bereitgestellt wird, kann ein Bereich, in dem das Licht empfangende Element 110 Licht erfasst, gesteuert werden. Mit der lichtundurchlässigen Schicht 158 kann verhindert werden, dass Licht von den Licht emittierenden Elementen 190R, 190G und 190B über keinen Gegenstand direkt in das Licht empfangende Element 110 einfällt. Daher kann ein Sensor mit geringem Rauschen und hoher Empfindlichkeit erzielt werden. Indem die Harzschicht 159 bereitgestellt ist, ist der Abstand von der lichtundurchlässigen Schicht 158 bis zu den Licht emittierenden Elementen für jeweiligen Farben kleiner als der Abstand von der lichtundurchlässigen Schicht 158 bis zu dem Licht empfangenden Element 110. Dementsprechend kann die Betrachtungswinkelabhängigkeit der Anzeige verringert werden, während das Rausch des Sensors verringert wird. Somit können sowohl die Anzeigequalität als auch die Abbildungsqualität erhöht werden.
Wie in 16 dargestellt, weist die Trennwand 216 eine Öffnung zwischen dem Licht empfangenden Element 110 und dem Licht emittierenden Element 190R auf. Die lichtundurchlässige Schicht 219a ist derart bereitgestellt, dass sie die Öffnung füllt. Die lichtundurchlässige Schicht 219a befindet sich zwischen dem Licht empfangenden Element 110 und dem Licht emittierenden Element 190R. Die lichtundurchlässige Schicht 219a absorbiert Licht, das von dem Licht emittierenden Element 190R emittiert wird. Dementsprechend kann Streulicht verringert werden, das in das Licht empfangende Element 110 einfällt.
Der Abstandshalter 219b befindet sich über der Trennwand 216 und zwischen dem Licht emittierenden Element 190G und dem Licht emittierenden Element 190B. Eine Oberseite des Abstandshalters 219b liegt vorzugsweise näher an der lichtundurchlässigen Schicht 158 als die Oberseite der lichtundurchlässigen Schicht 219a. Beispielsweise ist die Summe der Höhe (Dicke) der Trennwand 216 und der Höhe (Dicke) des Abstandshalters 219b vorzugsweise größer als die Höhe (Dicke) der lichtundurchlässigen Schicht 219a. Dementsprechend wird das Füllen der Klebeschicht 142 erleichtert. Wie in 17A gezeigt, kann die lichtundurchlässige Schicht 158 in einem Abschnitt, in dem der Abstandshalter 219b und die lichtundurchlässige Schicht 158 miteinander überlappen, in Kontakt mit der gemeinsamen Elektrode 115 (oder mit der Schutzschicht) in Kontakt sein.
Ein Verbindungsabschnitt 244 ist in einem Bereich des Substrats 153 bereitgestellt, in dem es sich mit dem Substrat 154 nicht überlappt. An dem Verbindungsabschnitt 244 ist die Leitung 165 über eine leitende Schicht 167, eine leitende Schicht 166 und eine Verbindungsschicht 242 elektrisch mit der FPC 172 verbunden. Die leitende Schicht 167 kann durch Bearbeiten des gleichen Films wie die leitende Schicht 169 erhalten werden. Auf der Oberseite des Verbindungsabschnitts 244 liegt eine leitende Schicht 166 frei, die durch Verarbeiten des gleichen leitenden Films wie die Pixelelektrode 191 erhalten wird. Somit können der Verbindungsabschnitt 244 und die FPC 172 über die Verbindungsschicht 242 elektrisch miteinander verbunden werden.
Der Transistor 243, Transistor 248, der Transistor 249 und der Transistor 240 beinhalten jeweils die leitende Schicht 221, die als Gate dient, die Isolierschicht 211, die als Gate-Isolierschicht dient, eine Halbleiterschicht, die einen Kanalbildungsbereich 231i und ein Paar von niederohmigen Bereichen 231n umfasst, die leitende Schicht 222a, die mit einem des Paars von niederohmigen Bereichen 231n verbunden ist, die leitende Schicht 222b, die mit dem anderen des Paars von niederohmigen Bereichen 231n verbunden ist, eine Isolierschicht 225, die als Gate-Isolierschicht dient, die leitende Schicht 223, die als Gate dient, und die Isolierschicht 215, die die leitende Schicht 223 bedeckt. Die Isolierschicht 211 ist zwischen der leitenden Schicht 221 und dem Kanalbildungsbereich 231i positioniert. Die Isolierschicht 225 ist zwischen der leitenden Schicht 223 und dem Kanalbildungsbereich 231i positioniert.
Die leitende Schicht 222a und die leitende Schicht 222b sind individuell über Öffnungen in der Isolierschicht 215 mit den niederohmigen Bereichen 231n verbunden. Eine der leitenden Schichten 222a und 222b dient als Source und die andere dient als Drain.
In 16 und 17 überlappt sich die Isolierschicht 225 mit dem Kanalbildungsbereich 231i der Halbleiterschicht 231, nicht mit den niederohmigen Bereichen 231n. Beispielsweise kann die in 16 und 17 dargestellte Struktur hergestellt werden, indem die Isolierschicht 225 unter Verwendung der leitenden Schicht 223 als Maske verarbeitet wird. In 16 und 17 wird die Isolierschicht 215 bereitgestellt, um die Isolierschicht 225 und die leitende Schicht 223 zu bedecken, und die leitenden Schichten 222a und 222b sind über Öffnungen in der Isolierschicht 215 mit den jeweiligen niederohmigen Bereichen 231n verbunden. Ferner kann eine Isolierschicht bereitgestellt werden, um den Transistor zu bedecken.
17B stellt ein Beispiel dar, in dem die Isolierschicht 225 eine Oberseite und eine Seitenfläche der Halbleiterschicht bedeckt. Die leitende Schicht 222a und die leitende Schicht 222b sind individuell über Öffnungen in der Isolierschicht 225 und der Isolierschicht 215 mit den niederohmigen Bereichen 231n verbunden.
Wie vorstehend beschrieben, unterscheiden sich bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Abstände der zwei Licht emittierenden Elemente zu dem Licht empfangenden Element (oder dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element) voneinander und unterscheiden sich die Abstände der zwei Licht emittierenden Elemente zu der Öffnung der lichtundurchlässigen Schicht, die sich mit dem Licht empfangenden Element (oder dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element) überlappt, voneinander. Bei dieser Struktur kann das Licht empfangende Element oder das Licht emittierende und Licht empfangende Element Licht, das von einem der zwei Licht emittierenden Elemente stammt, mehr als Licht empfangen, das von dem anderen kommt. Dementsprechend kann bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielsweise mehr Licht, das von dem Licht emittierenden Element kommt und als eine Lichtquelle verwendet wird, dazu gebracht werden, in das Licht empfangende Element oder das Licht emittierende und Licht empfangende Element einzufallen.
Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit der anderen Ausführungsform kombiniert werden.
(Ausführungsform 3)
Bei dieser Ausführungsform wird ein Metalloxid beschrieben, das in dem bei der vorstehenden Ausführungsform beschriebenen OS-Transistor verwendet werden kann.
Ein Metalloxid enthält vorzugsweise mindestens Indium oder Zink. Insbesondere sind vorzugsweise Indium und Zink enthalten. Außerdem ist vorzugsweise Aluminium, Gallium, Yttrium, Zinn oder dergleichen enthalten. Ferner kann/können eine oder mehrere Art/en, die aus Bor, Silizium, Titan, Eisen, Nickel, Germanium, Zirconium, Molybdän, Lanthan, Cer, Neodym, Hafnium, Tantal, Wolfram, Magnesium, Kobalt und dergleichen ausgewählt wird/werden, enthalten sein.
Das Metalloxid kann durch ein Sputterverfahren, ein chemisches Gasphasenabscheidungs- (CVD-) Verfahren, wie z. B. ein Metallorganisches chemisches Gasphasenabscheidungs- (metal organic chemical vapor deposition, MOCVD-) Verfahren, ein Atomlagenabscheidungs- (atomic layer deposition, ALD-) Verfahren oder dergleichen ausgebildet werden.
<Einteilung der Kristallstruktur>
Beispiele für eine Kristallstruktur eines Oxidhalbleiters umfassen amorphe (darunter auch eine vollständige amorphe Struktur), CAAC- (c-axis aligned crystalline bzw. Kristall mit Ausrichtung bezüglich der c-Achse), nc- (nanokristalline), CAC- (cloudaligned composite bzw. wolkenartig ausgerichteter Verbund-), einkristalline und polykristalline Strukturen.
Es sei angemerkt, dass eine Kristallstruktur eines Films oder eines Substrats mit einem Röntgenbeugungs- (X-ray diffraction, XRD-) Spektrum ausgewertet werden kann. Die Auswertung kann beispielsweise unter Verwendung eines XRD-Spektrums, das durch eine GIXD- (Grazing-Incidence XRD, Röntgenbeugung unter streifendem Einfall) Messung erhalten wird. Es sei angemerkt, dass ein GIXD-Verfahren auch als Filmmethode oder ein Seemann-Bohlin-Verfahren bezeichnet wird.
Das XRD-Spektrum des Quarzglassubstrats weist beispielsweise einen Peak auf, der eine im Wesentlichen bilateral symmetrische Form aufweist. Im Gegensatz dazu weist das XRD-Spektrum des IGZO-Films einen Peak auf, der eine bilateral asymmetrische Form aufweist. Die asymmetrische Form des Peaks des XRD-Spektrums zeigt die Existenz eines Kristalls in dem Film oder dem Substrat. Mit anderen Worten: Die Kristallstruktur des Films oder des Substrats kann nicht als „amorph“ angesehen werden, wenn der Peak des XRD-Spektrums keine symmetrische Form aufweist.
Eine Kristallstruktur eines Films oder eines Substrats kann mit einem Beugungsmuster ausgewertet werden, das durch ein Nanostrahlelektronenbeugungs-(Nano Beam Electron Diffraction, NBED-) Verfahren erhalten wird (auch als Nanostrahlelektronenbeugungsmuster bezeichnet). In dem Beugungsmuster des Quarzglassubstrats wird beispielsweise ein Halo-Muster beobachtet, was darauf hindeutet, dass sich das Quarzglassubstrat in einem amorphen Zustand befindet. Bei dem Beugungsmuster des IGZO-Films, der bei Raumtemperatur abgeschieden wird, wird nicht ein Halo-Muster, sondern ein punktförmiges Muster beobachtet. Daher wird es angenommen, dass sich der IGZO-Film, der bei Raumtemperatur abgeschieden wird, in einem Zwischenzustand befindet, der sich von einem Kristallzustand und einem amorphen Zustand unterscheidet, so dass der Schluss nicht gezogen werden kann, dass sich der IGZO-Film in einem amorphen Zustand befindet.
«Struktur eines Oxidhalbleiters»
Im Hinblick auf die Struktur könnten Oxidhalbleiter auf andere Weise als die vorstehende eingeteilt werden. Beispielsweise werden Oxidhalbleiter in einen einkristallinen Oxidhalbleiter und in einen nicht-einkristallinen Oxidhalbleiter eingeteilt. Beispiele für den nicht-einkristallinen Oxidhalbleiter umfassen den vorstehend beschriebenen CAAC-OS und nc-OS. Weitere Beispiele für den nicht-einkristallinen Oxidhalbleiter umfassen einen polykristallinen Oxidhalbleiter, einen amorphähnlichen Oxidhalbleiter (a-ähnlichen OS) und einen amorphen Oxidhalbleiter.
Hier werden CAAC-OS, nc-OS und a-ähnlicher OS, die vorstehend beschrieben worden sind, ausführlich beschrieben.
[CAAC-OS]
Der CAAC-OS ist ein Oxidhalbleiter, der eine Vielzahl von Kristallbereichen aufweist, die jeweils eine Ausrichtung bezüglich der c-Achse in einer bestimmten Richtung aufweisen. Es sei angemerkt, dass die bestimmte Richtung die Filmdickenrichtung eines CAAC-OS-Films, die Normalrichtung der Oberfläche, über der der CAAC-OS-Film ausgebildet wird, oder die Normalrichtung der Oberfläche des CAAC-OS-Films bezeichnet. Der Kristallbereich bezeichnet einen Bereich mit einer periodischen Atomanordnung. Wenn eine Atomanordnung als Gitteranordnung angesehen wird, bezeichnet der Kristallbereich auch einen Bereich mit einer gleichmäßigen Gitteranordnung. Der CAAC-OS weist einen Bereich auf, in dem eine Vielzahl von Kristallbereichen in der Richtung der a-b Ebene verbunden ist, und der Bereich könnte eine Verzerrung aufweisen. Es sei angemerkt, dass eine Verzerrung einen Abschnitt bezeichnet, in dem sich die Richtung einer Gitteranordnung zwischen einem Bereich mit einer gleichmäßigen Gitteranordnung und einem anderen Bereich mit einer gleichmäßigen Gitteranordnung in einem Bereich verändert, in dem eine Vielzahl von Kristallbereichen verbunden sind. Das heißt, dass der CAAC-OS ein Oxidhalbleiter mit Ausrichtung bezüglich der c-Achse ist und keine deutliche Ausrichtung in der Richtung der a-b-Ebene.
Es sei angemerkt, dass jede der Vielzahl von Kristallbereichen aus einem oder mehreren feinen Kristallen (Kristallen, die jeweils einen maximalen Durchmesser von kleiner als 10 nm aufweisen) gebildet wird. In dem Fall, in dem der Kristallbereich aus einem feinen Kristall gebildet wird, ist der maximale Durchmesser des Kristallbereichs kleiner als 10 nm. In dem Fall, in dem der Kristallbereich aus einer großen Anzahl von feinen Kristallen gebildet wird, könnte die Größe des Kristallbereichs ungefähr mehrere zehn Nanometer sein.
Im Fall eines In-M-Zn-Oxids (das Element M ist eine oder mehrere Arten, die aus Aluminium, Gallium, Yttrium, Zinn, Titan und dergleichen ausgewählt werden), gibt es eine Tendenz, dass der CAAC-OS eine geschichtete Kristallstruktur (auch als mehrschichtige Struktur bezeichnet) aufweist, bei der eine Schicht, die Indium und Sauerstoff enthält (nachstehend eine In-Schicht), und eine Schicht, die das Element M, Zink und Sauerstoff enthält (nachstehend eine (M,Zn)-Schicht), übereinander angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass Indium und das Element M untereinander ausgetauscht werden können. Deshalb könnte in der (M,Zn)-Schicht Indium enthalten sein. Außerdem könnte in der In-Schicht das Element M enthalten sein. Es sei angemerkt, dass in der In-Schicht Zn enthalten sein könnte. Eine solche geschichtete Struktur wird beispielsweise in einem hochauflösenden Transmissionselektronenmikroskop- (TEM-) Bild als Gitterbild beobachtet.
Wenn der CAAC-OS-Film beispielsweise einer Strukturanalyse durch eine Out-of-Plane-XRD-Messung mit einer XRD-Einrichtung unter Verwendung eines θ/2θ-Scans unterzogen wird, wird ein Peak, der auf eine Ausrichtung bezüglich der c-Achse hindeutet, bei 2θ von 31° oder in der Nähe davon erfasst. Es sei angemerkt, dass sich die Position des Peaks, der auf eine Ausrichtung bezüglich der c-Achse hindeutet (der Wert von 2θ), in Abhängigkeit von der Art, der Zusammensetzung oder dergleichen des Metallelements ändern könnte, das in dem CAAC-OS enthalten ist.
In dem Elektronenbeugungsmuster des CAAC-OS-Films wird beispielsweise eine Vielzahl von hellen Punkten (Punkten) beobachtet. Es sei angemerkt, dass ein Punkt und ein anderer Punkt punktsymmetrisch beobachtet werden, wobei ein Punkt des einfallenden Elektronenstrahls, der durch eine Probe hindurch geht (auch als direkter Punkt bezeichnet), als Symmetriepunkt verwendet wird.
Wenn der Kristallbereich von der bestimmten Richtung beobachtet wird, ist eine Gitteranordnung in dem Kristallbereich grundsätzlich eine sechseckige Gitteranordnung; jedoch ist eine Einheitszelle nicht immer ein regelmäßiges Sechseck und in einigen Fällen ein unregelmäßiges Sechseck. Es sei angemerkt, dass eine deutliche Kristallkorngrenze (Grain-Boundary) selbst in der Nähe der Verzerrung in dem CAAC-OS nicht beobachtet werden kann. Das heißt, dass das Bilden einer Kristallkorngrenze durch die Verzerrung einer Gitteranordnung unterdrückt wird. Das liegt wahrscheinlich daran, dass der CAAC-OS eine Verzerrung dank einer niedrigen Dichte der Anordnung von Sauerstoffatomen in Richtung der a-b-Ebene, einer Veränderung des interatomaren Bindungsabstands durch Substitution eines Metallatoms und dergleichen tolerieren kann.
Es sei angemerkt, dass eine Kristallstruktur, bei der eine eindeutige Kristallkorngrenze beobachtet wird, ein sogenannter Polykristall ist. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Kristallkorngrenze als Rekombinationszentrum dient und Ladungsträger eingefangen werden, was zu einer Verringerung des Durchlassstroms oder der Feldeffektbeweglichkeit eines Transistors führt. Daher ist der CAAC-OS, in dem keine eindeutige Kristallkorngrenze beobachtet wird, ein kristallines Oxid mit einer Kristallstruktur, das für eine Halbleiterschicht eines Transistors geeignet ist. Es sei angemerkt, dass Zn vorzugsweise enthalten ist, um den CAAC-OS zu bilden. Beispielsweise werden ein In-Zn-Oxid und ein In-Ga-Zn-Oxid bevorzugt, da diese Oxide im Vergleich zu einem In-Oxid die Erzeugung einer Kristallkorngrenze unterdrücken können.
Der CAAC-OS ist ein Oxidhalbleiter mit hoher Kristallinität, in dem keine eindeutige Kristallkorngrenze beobachtet wird. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass in dem CAAC-OS eine Verringerung der Elektronenbeweglichkeit aufgrund der Korngrenze auftritt. Ein Eindringen von Verunreinigungen, eine Bildung von Defekten oder dergleichen könnte die Kristallinität eines Oxidhalbleiters verringern. Dies bedeutet, dass der CAAC-OS nur kleine Mengen an Verunreinigungen und Defekten (z. B. Sauerstofffehlstellen) aufweist. Daher ist ein Oxidhalbleiter, der einen CAAC-OS enthält, physikalisch stabil. Deshalb ist der Oxidhalbleiter, der den CAAC-OS enthält, wärmebeständig und weist eine hohe Zuverlässigkeit auf. Der CAAC-OS ist auch bei hohen Temperaturen im Herstellungsprozess (sogenannte Wärmebilanz) stabil. Die Verwendung des CAAC-OS für einen OS-Transistor kann daher den Freiheitsgrad des Herstellungsprozesses erhöhen.
[nc-OS]
In dem nc-OS weist ein mikroskopischer Bereich (zum Beispiel ein Bereich mit einer Größe von größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 10 nm, insbesondere ein Bereich mit einer Größe von größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 3 nm) eine regelmäßige Atomanordnung auf. Mit anderen Worten: Der nc-OS enthält einen feinen Kristall. Es sei angemerkt, dass die Größe des feinen Kristalls beispielsweise größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 10 nm, insbesondere größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 3 nm ist; daher wird der feine Kristall auch als Nanokristall bezeichnet. Es gibt keine Regelmäßigkeit der Kristallausrichtung zwischen unterschiedlichen Nanokristallen in dem nc-OS. Daher wird keine Ausrichtung des gesamten Films beobachtet. Deshalb kann man den nc-OS in einigen Fällen nicht von einem a-ähnlichen OS oder einem amorphen Oxidhalbleiter in Abhängigkeit von einem Analyseverfahren unterscheiden. Wenn beispielsweise ein nc-OS-Film einer Strukturanalyse durch eine Out-of-Plane-XRD-Messung mit einer XRD-Einrichtung unter Verwendung eines θ/2θ-Scans unterzogen wird, wird kein Peak erfasst, der auf eine Kristallinität hindeutet. Ferner wird ein Halo-Muster (halo pattern) in dem erhaltenen Elektronenbeugungsmuster des nc-OS-Films beobachtet, wenn der nc-OS-Film einer Elektronenbeugung (auch als Feinbereichs- (selected-area) Elektronenbeugung bezeichnet) unter Verwendung eines Elektronstrahls mit einem größeren Probendurchmesser (z. B. größer als oder gleich 50 nm) als demjenigen eines Kristallbereichs unterzogen wird. Indessen wird in einigen Fällen eine Vielzahl von Punkten in einem ringförmigen Bereich rund um einen direkten Punkt in dem erhaltenen Elektronenbeugungsmuster beobachtet, wenn der nc-OS-Film einer Elektronenbeugung (auch als Nanostrahlelektronenbeugung bezeichnet) unter Verwendung eines Elektronstrahls mit einem Probendurchmesser, der nahe oder kleiner als die Größe eines Nanokristall ist (z. B. größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 30 nm), unterzogen wird.
[a-like OS]
Der a-ähnliche OS ist ein Oxidhalbleiter, der eine Struktur aufweist, die zwischen derjenigen des nc-OS und derjenigen des amorphen Oxidhalbleiters liegt. Der a-ähnliche OS enthält einen Hohlraum oder einen Bereich mit einer niedrigen Dichte. Das heißt, dass der a-ähnliche OS im Vergleich zu dem nc-OS und dem CAAC-OS eine niedrige Kristallinität aufweist. Der a-ähnliche OS weist eine höhere Wasserstoffkonzentration in dem Film auf als der nc-OS und der CAAC-OS.
«Struktur eines Oxidhalbleiters».
Als Nächstes wird der vorstehend beschriebene CAC-OS ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass der CAC-OS die Materialzusammensetzung betrifft.
[CAC-OS]
Materialien, die ungleichmäßig verteilte Elemente enthalten, weisen jeweils eine Größe von größer als oder gleich 0,5 nm und kleiner als oder gleich 10 nm, bevorzugt größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 3 nm oder eine ähnliche Größe auf. Es sei angemerkt, dass in der folgenden Beschreibung eines Metalloxids ein Zustand, in dem ein oder mehrere Metallelemente ungleichmäßig verteilt ist/sind und Bereiche, die das/die Metallelement/e enthalten, mit einer Größe von größer als oder gleich 0,5 nm und kleiner als oder gleich 10 nm, bevorzugt größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 3 nm oder einer ähnlichen Größe vermischt sind, als Mosaikmuster oder Patch-Muster bezeichnet wird.
Außerdem weist der CAC-OS eine Zusammensetzung auf, bei der Materialien in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich derart geteilt sind, dass ein Mosaikmuster gebildet wird, wobei die ersten Bereiche in dem Film verteilt sind (nachstehend auch als wolkenartige Zusammensetzung bezeichnet). Das heißt, dass der CAC-OS ein Verbundmetalloxid mit einer Zusammensetzung ist, bei der die ersten Bereiche und die zweiten Bereiche gemischt sind.
Es sei angemerkt, dass die Atomverhältnisse von In, Ga und Zn zu den Metallelementen, die in dem CAC-OS in einem In-Ga-Zn-Oxid enthalten sind, als [In], [Ga] bzw. [Zn] bezeichnet werden. Der erste Bereich in dem CAC-OS in dem In-Ga-Zn-Oxid weist beispielsweise [In] von höher als dasjenige in der Zusammensetzung des CAC-OS-Films auf. Außerdem weist der zweite Bereich [Ga] von höher als dasjenige in der Zusammensetzung des CAC-OS-Films auf. Beispielsweise weist der erste Bereich höheres [In] und niedrigeres [Ga] auf als der zweite Bereich. Außerdem weist der zweite Bereich höheres [Ga] und niedrigeres [In] auf als der erste Bereich.
Der erste Bereich enthält insbesondere Indiumoxid, Indiumzinkoxid oder dergleichen als seine Hauptkomponente. Der zweite Bereich enthält Galliumoxid, Galliumzinkoxid oder dergleichen als seine Hauptkomponente. Das heißt, dass der erste Bereich auch als Bereich, der In als seine Hauptkomponente enthält, bezeichnet werden kann. Der zweite Bereich kann als Bereich, der Ga als seine Hauptkomponente enthält, bezeichnet werden.
Es sei angemerkt, dass in einigen Fällen keine eindeutige Grenze zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich beobachtet werden kann.
Bei einer Materialzusammensetzung eines CAC-OS in einem In-Ga-Zn-Oxid, der In, Ga, Zn und O enthält, werden Bereiche, die Ga als Hauptkomponente enthalten, in einem Teil des CAC-OS beobachtet und Bereiche, die In als Hauptkomponente enthalten, in einem Teil davon beobachtet, wobei diese Bereiche unregelmäßig dispergiert sind, um ein Mosaikmuster zu bilden. Daher wird es angenommen, dass der CAC-OS eine Struktur aufweist, bei der Metallelemente ungleichmäßig verteilt sind.
Der CAC-OS kann beispielsweise durch ein Sputterverfahren unter Bedingungen ausgebildet werden, bei denen ein Substrat nicht erwärmt wird. In dem Fall, in dem der CAC-OS durch ein Sputterverfahren ausgebildet wird, kann/können ein oder mehrere Gas/e, das/die aus einem Inertgas (typischerweise Argon), einem Sauerstoffgas und einem Stickstoffgas ausgewählt wird/werden, als Abscheidungsgas verwendet werden. Das Verhältnis der Durchflussmenge eines Sauerstoffgases zu der gesamten Durchflussmenge des Abscheidungsgases bei der Abscheidung ist vorzugsweise möglichst niedrig, und beispielsweise ist das Verhältnis der Durchflussmenge eines Sauerstoffgases zu der gesamten Durchflussmenge des Abscheidungsgases bei der Abscheidung bevorzugt höher als oder gleich 0 % und niedriger als 30 %, stärker bevorzugt höher als oder gleich 0 % und niedriger als oder gleich 10 %.
Beispielsweise bestätigt auch ein energiedispersives Röntgenspektroskopie-(EDX: energy dispersive X-ray spectroscopy) Verteilungsbild, dass ein CAC-OS in einem In-Ga-Zn-Oxid eine Struktur aufweist, bei der Bereiche, die In als Hauptkomponente enthalten (die ersten Bereiche), und Bereiche, die Ga als Hauptkomponente enthalten (die zweiten Bereiche), ungleichmäßig verteilt und vermischt sind.
Hier ist die Leitfähigkeit des ersten Bereichs höher als diejenige des zweiten Bereichs. Mit anderen Worten: Wenn Ladungsträger durch den ersten Bereich fließen, wird die Leitfähigkeit eines Metalloxids gezeigt. Demzufolge kann dann, wenn die ersten Bereiche in einem Metalloxid wie eine Wolke verteilt sind, eine hohe Feldeffektbeweglichkeit (µ) erzielt werden.
Im Gegensatz dazu ist die isolierende Eigenschaft des zweiten Bereichs höher als diejenige des ersten Bereichs. Mit anderen Worten: Wenn die zweiten Bereiche in einem Metalloxid verteilt sind, kann der Leckstrom unterdrückt werden.
Daher kann dann, wenn ein CAC-OS für einen Transistor verwendet wird, durch die komplementäre Wirkung der Leitfähigkeit, die aus dem ersten Bereich stammt, und der isolierenden Eigenschaft, die aus dem zweiten Bereich stammt, der CAC-OS eine Schaltfunktion (Ein-/Ausschaltfunktion) aufweisen. Das heißt, dass der CAC-OS eine leitende Funktion in einem Teil des Materials auf und weist eine isolierende Funktion in einem anderen Teil des Materials aufweist; als Ganzes weist das CAC-MO oder der CAC-OS eine Funktion eines Halbleiters auf. Die Trennung der leitenden Funktion und der isolierenden Funktion kann jede Funktion maximieren. Dementsprechend kann dann, wenn der CAC-OS für einen Transistor verwendet wird, ein hoher Durchlassstrom (I_on), eine hohe Feldeffektbeweglichkeit (µ) und eine ausgezeichnete Umschaltung erzielt werden.
Ein Transistor, bei dem ein CAC-OS verwendet wird, weist eine hohe Zuverlässigkeit auf. Daher wird der CAC-OS für verschiedene Halbleitervorrichtungen, typischerweise eine Anzeigevorrichtung, vorteilhaft verwendet.
Ein Oxidhalbleiter kann verschiedene Strukturen aufweisen, die verschiedene unterschiedliche Eigenschaften zeigen. Zwei oder mehr von dem amorphen Oxidhalbleiter, dem polykristallinen Oxidhalbleiter, dem a-ähnlichen OS, dem CAC-OS, dem nc-OS und dem CAAC-OS können in einem Oxidhalbleiter einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten sein.
<Transistor, der den Oxidhalbleiter enthält>.
Als Nächstes wird der Fall beschrieben, in dem der vorstehende Oxidhalbleiter für einen Transistor verwendet wird.
Wenn der vorstehende Oxidhalbleiter für einen Transistor verwendet wird, kann der Transistor eine hohe Feldeffektbeweglichkeit aufweisen. Außerdem kann ein Transistor erhalten werden, der eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.
Vorzugsweise wird ein Oxidhalbleiter mit einer niedrigen Ladungsträgerkonzentration für den Transistor verwendet. Beispielsweise ist die Ladungsträgerkonzentration eines Oxidhalbleiters niedriger als oder gleich 1 × 10¹⁷ cm^-3, bevorzugt niedriger als oder gleich 1 × 10¹⁵ cm^-3, stärker bevorzugt niedriger als oder gleich 1 × 10¹³ cm^-3, noch stärker bevorzugt niedriger als oder gleich 1 × 10¹¹ cm^-3, sogar noch stärker bevorzugt niedriger als 1 × 10¹⁰ cm^-3 und höher als oder gleich 1 × 10^-9 cm^-3. Wenn die Ladungsträgerkonzentration eines Oxidhalbleiterfilms verringert werden soll, wird die Verunreinigungskonzentration in dem Oxidhalbleiterfilm verringert, um die Dichte der Defektzustände zu verringern. In dieser Beschreibung und dergleichen wird ein Zustand mit niedriger Verunreinigungskonzentration und niedriger Dichte der Defektzustände als „hochrein intrinsisch“ oder „im Wesentlichen hochrein intrinsisch“ bezeichnet. Es sei angemerkt, dass ein Oxidhalbleiter mit einer niedrigen Ladungsträgerkonzentration als hochreiner intrinsischer oder im Wesentlichen hochreiner intrinsischer Oxidhalbleiter bezeichnet werden kann.
Ferner weist ein hochreiner intrinsischer oder im Wesentlichen hochreiner intrinsischer Oxidhalbleiterfilm in einigen Fällen eine niedrige Dichte der Defektzustände und demzufolge eine niedrige Dichte der Einfangzustände auf.
Eine Ladung, die von den Einfangzuständen in dem Oxidhalbleiter eingefangen wird, benötigt eine lange Zeit, bis sie sich verliert, und sie kann sich wie feste Ladung verhalten. Daher weist ein Transistor, dessen Kanalbildungsbereich in einem Oxidhalbleiter mit hoher Dichte der Einfangzuständen gebildet wird, in einigen Fällen instabile elektrische Eigenschaften auf.
Um stabile elektrische Eigenschaften des Transistors zu erhalten, ist es daher effektiv, die Verunreinigungskonzentration in dem Oxidhalbleiter zu verringern. Um die Verunreinigungskonzentration in dem Oxidhalbleiter zu verringern, wird vorzugsweise auch die Verunreinigungskonzentration in einem Film verringert, der dem Oxidhalbleiter benachbart ist. Beispiele für die Verunreinigungen umfassen Wasserstoff, Stickstoff, ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, Eisen, Nickel und Silizium.
<Verunreinigung>
Hier wird der Einfluss von Verunreinigungen in dem Oxidhalbleiter beschrieben.
Wenn Silizium oder Kohlenstoff, welche Elemente der Gruppe 14 sind, in dem Oxidhalbleiter enthalten ist, werden Defektzustände in dem Oxidhalbleiter gebildet. Deshalb werden die Silizium- und Kohlenstoffkonzentrationen in dem Oxidhalbleiter und in der Nähe einer Grenzfläche zu dem Oxidhalbleiter (durch Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) gemessene Konzentrationen) auf 2 × 10¹⁸ Atome/cm³ oder niedriger, bevorzugt 2 × 10¹⁷ Atome/cm³ oder niedriger eingestellt.
Des Weiteren werden dann, wenn der Oxidhalbleiter ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall enthält, in einigen Fällen Defektzustände gebildet und Ladungsträger erzeugt. Daher ist es wahrscheinlich, dass ein Transistor, bei dem ein Alkalimetall oder Erdalkalimetall enthaltender Oxidhalbleiter verwendet wird, selbstleitende Eigenschaften aufweist. Daher wird die durch SIMS erhaltene Alkalimetall- oder Erdalkalimetallkonzentration in dem Oxidhalbleiter auf 1 × 10¹⁸ Atome/cm³ oder niedriger, bevorzugt 2 × 10¹⁶ Atome/cm³ oder niedriger eingestellt.
Wenn der Oxidhalbleiter Stickstoff enthält, wird der Oxidhalbleiter infolge der Erzeugung von Elektronen, die als Ladungsträger dienen, und eines Anstiegs der Ladungsträgerkonzentration leicht zum n-Typ. Folglich ist es wahrscheinlich, dass ein Transistor, bei dem ein Stickstoff enthaltender Oxidhalbleiter als Halbleiter verwendet wird, selbstleitende Eigenschaften aufweist. Wenn Stickstoff in dem Oxidhalbleiter enthalten ist, wird in einigen Fällen ein Einfangzustand ausgebildet. Dies könnte zu instabilen elektrischen Eigenschaften des Transistors führen. Dementsprechend wird die durch SIMS erhaltene Stickstoffkonzentration in dem Oxidhalbleiter auf niedriger als 5 × 10¹⁹ Atome/cm³, bevorzugt 5 × 10¹⁸ Atome/cm³ oder niedriger, bevorzugter 1 × 10¹⁸ Atome/cm³ oder niedriger, noch bevorzugter 5 × 10¹⁷ Atome/cm³ oder niedriger eingestellt.
Wasserstoff, der in einem Oxidhalbleiter enthalten ist, reagiert mit Sauerstoff, der an ein Metallatom gebunden ist, zu Wasser, und daher bildet er in einigen Fällen eine Sauerstofffehlstelle. Infolge des Eindringens von Wasserstoff in die Sauerstofffehlstelle wird in einigen Fällen ein Elektron erzeugt, das als Ladungsträger dient. In einigen Fällen verursacht ferner eine Bindung eines Teils von Wasserstoff an Sauerstoff, der an ein Metallatom gebunden ist, die Erzeugung eines Elektrons, das als Ladungsträger dient. Folglich ist es wahrscheinlich, dass ein Transistor, bei dem ein Wasserstoff enthaltender Oxidhalbleiter verwendet wird, selbstleitende Eigenschaften aufweist. Aus diesem Grund wird Wasserstoff in dem Oxidhalbleiter vorzugsweise so weit wie möglich verringert. Insbesondere wird die durch SIMS erhaltene Wasserstoffkonzentration in dem Oxidhalbleiter auf niedriger als 1 × 10²⁰ Atome/cm³, bevorzugt niedriger als 1 × 10¹⁹ Atome/cm³, bevorzugter niedriger als 5 × 10¹⁸ Atome/cm³ noch bevorzugt niedriger als 1 × 10¹⁸ Atome/cm³ eingestellt.
Wenn ein Oxidhalbleiter, in dem Verunreinigungen ausreichend verringert sind, für einen Kanalbildungsbereich eines Transistors verwendet wird, kann der Transistor stabile elektrische Eigenschaften aufweisen.
Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit der anderen Ausführungsform kombiniert werden.
(Ausführungsform 4)
Bei dieser Ausführungsform werden elektronische Geräte einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 18 bis 20 beschrieben.
Ein elektronisches Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Abbildung in dem Anzeigeabschnitt oder eine Erfassung einer Berührungsbetätigung (einer Berührung oder einer Beinahe-Berührung) auf dem Anzeigeabschnitt durchgeführt werden. Daher können die Funktionalität, die Zweckmäßigkeit und dergleichen des elektronischen Geräts erhöht werden.
Als Beispiele für das elektronische Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können, zusätzlich zu elektronischen Geräten mit einem relativ großen Bildschirm, wie beispielsweise einem Fernsehgerät, einem Desktop- oder Laptop-PC, einem Monitor eines Computers oder dergleichen, einer Digital Signage und einem großen Spielautomaten, wie z. B. einem Flipperautomaten, eine Digitalkamera, eine digitale Videokamera, ein digitaler Fotorahmen, ein Mobiltelefon, eine tragbare Spielkonsole, ein tragbares Informationsendgerät und ein Audiowiedergabegerät angegeben werden.
Das elektronische Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann einen Sensor (einen Sensor mit einer Funktion zum Erkennen, zum Erfassen oder zum Messen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, chemischer Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, elektrischem Strom, elektrischer Spannung, elektrischer Leistung, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahlen) beinhalten.
Das elektronische Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann verschiedene Funktionen aufweisen. Beispielsweise kann das elektronische Gerät dieser Ausführungsform eine Funktion zur Anzeige verschiedener Informationen (eines Standbildes, eines bewegten Bildes, eines Textbildes und dergleichen) auf dem Anzeigeabschnitt, eine Touchscreen-Funktion, eine Funktion zur Anzeige eines Kalenders, des Datums, der Zeit und dergleichen, eine Funktion zum Ausführen diverser Arten von Software (Programmen), eine drahtlose Kommunikationsfunktion und eine Funktion zum Lesen eines Programms oder der Daten, das/die in einem Speichermedium gespeichert ist/sind, aufweisen.
Ein elektronisches Gerät 6500 in 18A ist ein tragbares Informationsendgerät, das als Smartphone verwendet werden kann.
Das elektronische Gerät 6500 beinhaltet ein Gehäuse 6501, einen Anzeigeabschnitt 6502, einen Einschaltknopf 6503, Knöpfe 6504, einen Lautsprecher 6505, ein Mikrofon 6506, eine Kamera 6507, eine Lichtquelle 6508 und dergleichen. Der Anzeigeabschnitt 6502 weist eine Touchscreen-Funktion auf.
Die Anzeigevorrichtung, die in der Ausführungsform 2 beschrieben wurde, der vorliegenden Erfindung kann für den Anzeigeabschnitt 6502 verwendet werden.
18B ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Endabschnitt des Gehäuses 6501 auf der Seite des Mikrofons 6506 aufweist.
Eine Schutzkomponente 6510 mit Lichtdurchlässigkeit wird auf einer Anzeigeoberflächenseite des Gehäuses 6501 bereitgestellt, und ein Anzeigefeld 6511, ein optisches Bauelement 6512, ein Berührungssensor-Panel 6513, eine gedruckte Leiterplatte 6517, eine Batterie 6518 und dergleichen sind in einem Raum bereitgestellt, der von dem Gehäuse 6501 und der Schutzkomponente 6510 umschlossen ist.
Das Anzeigefeld 6511, das optische Bauelement 6512 und das Berührungssensor-Panel 6513 sind mit einer Klebeschicht (nicht dargestellt) an der Schutzkomponente 6510 befestigt.
Ein Teil des Anzeigefeldes 6511 ist in einem Bereich außerhalb des Anzeigeabschnitts 6502 zurückgeklappt, und eine FPC 6515 ist mit dem Teil, der zurückgeklappt ist, verbunden. Eine IC 6516 ist auf der FPC 6515 montiert. Die FPC 6515 ist mit einem Anschluss, der auf der gedruckten Leiterplatte 6517 bereitgestellt ist, verbunden.
Eine flexible Anzeige einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann als Anzeigefeld 6511 verwendet werden. Daher kann ein sehr leichtes elektronisches Gerät bereitgestellt werden. Da die Dicke des Anzeigefeldes 6511 sehr klein ist, kann die Batterie 6518 mit hoher Kapazität montiert werden, während die Dicke des elektronischen Geräts gesteuert wird. Ein elektronisches Gerät mit einem schmalen Rahmen kann bereitgestellt werden, wenn ein Teil des Anzeigefeldes 6511 zurückgeklappt wird, so dass der Abschnitt, der mit der FPC 6515 verbunden ist, auf der Rückseite eines Pixelabschnitts bereitgestellt wird.
Unter Verwendung der Anzeigevorrichtung, die bei der Ausführungsform 2 beschrieben wurde, als Anzeigefeld 6511 ermöglicht die Abbildung durch den Anzeigeabschnitt 6502. Beispielsweise kann ein Bild eines Fingerabdrucks durch das Anzeigefeld 6511 aufgenommen werden; dadurch kann eine Fingerabdruck-Authentifizierungsfunktion durchgeführt werden.
Indem der Anzeigeabschnitt 6502 ferner das Berührungssensorfeld 6513 beinhaltet, kann der Anzeigeabschnitt 6502 eine Touchscreen-Funktion aufweisen. Bei dem Berührungssensorfeld 6513 können verschiedene Typen, wie z. B. ein kapazitiver Typ, ein resistiver Typ, ein oberflächenakkustischer Wellentyp, ein Infrarottyp, ein optischer Typ und ein druckempfindlicher Typ, eingesetzt werden. Alternativ kann das Anzeigefeld 6511 als Touchscreen dienen; in diesem Fall kann das Berührungssensorfeld 6513 ausgelassen werden.
19A stellt ein Beispiel für ein Fernsehgerät dar. Bei einem Fernsehgerät 7100 ist ein Anzeigeabschnitt 7000 in einem Gehäuse 7101 eingebaut. Hier wird das Gehäuse 7101 von einem Standfuß 7103 getragen.
Die Anzeigevorrichtung, die bei der Ausführungsform 2 beschrieben wurde, kann für den Anzeigeabschnitt 7000 verwendet werden.
Eine Bedienung des in 19A dargestellten Fernsehgeräts 7100 kann mit einem im Gehäuse 7101 bereitgestellten Bedienschalter oder einer separaten Fernbedienung 7111 durchgeführt werden. Alternativ kann der Anzeigeabschnitt 7000 einen Berührungssensor beinhalten, und das Fernsehgerät 7100 kann durch Berührung des Anzeigeabschnitts 7000 mit einem Finger oder dergleichen bedient werden. Die Fernbedienung 7111 kann mit einem Anzeigeabschnitt zur Anzeige von Daten, die von der Fernbedienung 7111 ausgegeben werden, bereitgestellt werden. Durch Bedientasten oder einen Touchscreen in der Fernbedienung 7111 können die Fernsehsender und die Lautstärke bedient werden, und Videos, die auf dem Anzeigeabschnitt 7000 angezeigt werden, können bedient werden.
Es sei angemerkt, dass das Fernsehgerät 7100 eine Struktur aufweist, bei der ein Empfänger, ein Modem und dergleichen versehen sind. Mit dem Empfänger kann allgemeiner Fernsehrundfunk empfangen werden. Wenn das Fernsehgerät über das Modem drahtlos oder nicht drahtlos mit einem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, kann eine unidirektionale (von einem Sender zu einem Empfänger) oder eine bidirektionale (z. B. zwischen einem Sender und einem Empfänger oder zwischen Empfängern) Datenkommunikation durchgeführt werden.
19B stellt ein Beispiel für einen Laptop-PC dar. Ein Laptop-PC 7200 beinhaltet ein Gehäuse 7211, eine Tastatur 7212, eine Zeigevorrichtung 7213, einen externen Verbindungsanschluss 7214 und dergleichen. In dem Gehäuse 7211 ist der Anzeigeabschnitt 7000 eingebaut.
Die Anzeigevorrichtung, die bei der Ausführungsform 2 beschrieben wurde, kann für den Anzeigeabschnitt 7000 verwendet werden.
19C und 19D stellen Beispiele für eine Digital Signage dar.
Eine Digital Signage 7300, die in 19C dargestellt wird, beinhaltet ein Gehäuse 7301, den Anzeigeabschnitt 7000, einen Lautsprecher 7303 und dergleichen. Die Digital Signage kann auch eine LED-Lampe, Bedientasten (darunter auch einen Netzschalter oder einen Bedienschalter), einen Verbindungsanschluss, verschiedene Sensoren, ein Mikrofon und dergleichen beinhalten.
19D stellt eine Digital Signage 7400 dar, die an einer zylindrischen Säule 7401 angebracht ist. Die Digital Signage 7400 beinhaltet den Anzeigeabschnitt 7000, der entlang einer gekrümmten Oberfläche der Säule 7401 bereitgestellt ist.
Die Anzeigevorrichtung, die bei der Ausführungsform 2 beschrieben wurde, kann für den Anzeigeabschnitt 7000 in 19C und 19D verwendet werden.
Eine größere Fläche des Anzeigeabschnitts 7000 kann die Menge an Daten, die auf einmal bereitgestellt werden können, erhöhen. Der größere Anzeigeabschnitt 7000 erregt mehr Aufmerksamkeit, so dass beispielsweise die Effektivität der Werbung erhöht werden kann.
Die Verwendung eines Touchscreens in dem Anzeigeabschnitt 7000 wird bevorzugt, da neben der Anzeige eines Standbildes oder bewegten Bildes auf dem Anzeigeabschnitt 7000 eine intuitive Bedienung durch einen Benutzer möglich ist. Außerdem kann für eine Anwendung zur Lieferung von Informationen, wie z. B. Routeninformationen oder Verkehrsinformationen, die Benutzerfreundlichkeit durch intuitive Bedienung verbessert werden.
Darüber wird es, wie in 19C und 19D gezeigt, bevorzugt, dass die Digital Signage 7300 oder die Digital Signage 7400 mit einem Informationsendgerät 7311 oder einem Informationsendgerät 7411, wie z. B. einem Smartphone, das ein Benutzer besitzt, durch drahtlose Kommunikation interagieren kann. Beispielsweise können Informationen einer auf dem Anzeigeabschnitt 7000 angezeigten Werbung auf einem Bildschirm des Informationsendgeräts 7311 oder des Informationsendgeräts 7411 angezeigt werden. Durch die Bedienung des Informationsendgeräts 7311 oder des Informationsendgeräts 7411 kann eine Anzeige auf dem Anzeigeabschnitt 7000 umgeschaltet werden.
Es ist möglich, die Digital Signage 7300 oder die Digital Signage 7400 dazu zu bringen, ein Spiel unter Verwendung des Bildschirms des Informationsendgeräts 7311 oder des Informationsendgeräts 7411 als Bedienmittel (Controller) auszuführen. Daher kann eine unbestimmte Anzahl von Benutzern gleichzeitig am Spiel teilnehmen und es genießen.
Elektronische Geräte, die in 20A bis 20F dargestellt werden, beinhalten jeweils ein Gehäuse 9000, einen Anzeigeabschnitt 9001, einen Lautsprecher 9003, eine Bedientaste 9005 (darunter auch einen Netzschalter oder einen Bedienschalter), einen Verbindungsanschluss 9006, einen Sensor 9007 (einen Sensor mit einer Funktion zum Erkennen, zum Erfassen oder zum Messen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, chemischer Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, elektrischem Strom, elektrischer Spannung, elektrischer Leistung, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahlen), ein Mikrofon 9008 und dergleichen.
Die in 20A bis 20F dargestellten elektronischen Geräte weisen jeweils verschiedene Funktionen auf. Beispielsweise können die elektronischen Geräte eine Funktion zur Anzeige verschiedener Informationen (eines Standbildes, eines bewegten Bildes, eines Textbildes und dergleichen) auf dem Anzeigeabschnitt, eine Touchscreen-Funktion, eine Funktion zur Anzeige eines Kalenders, des Datums, der Zeit und dergleichen, eine Verarbeitungssteuerfunktion mit diverser Arten von Software (Programmen), eine drahtlose Kommunikationsfunktion und eine Funktion zum Lesen und Verarbeiten eines Programms oder der Daten, das/die in einem Speichermedium gespeichert ist/sind, aufweisen. Es sei angemerkt, dass die Funktionen der elektronischen Geräte nicht darauf beschränkt sind, und sie können verschiedene Funktionen aufweisen. Die elektronischen Geräte können jeweils eine Vielzahl von Anzeigeabschnitten umfassen. Die elektronischen Geräte können jeweils mit einer Kamera oder dergleichen versehen sein und eine Funktion zum Aufnehmen eines Standbildes oder eines bewegten Bildes, eine Funktion zum Speichern des aufgenommenen Bildes in einem Speichermedium (einem externen Speichermedium oder einem Speichermedium, das in der Kamera integriert ist), eine Funktion zur Anzeige des aufgenommenen Bildes auf dem Anzeigeabschnitt oder dergleichen aufweisen.
Die in 20A bis 20F dargestellten elektronischen Geräte werden nachstehend ausführlich beschrieben.
20A ist eine perspektivische Ansicht eines tragbaren Informationsendgeräts 9101. Das tragbare Informationsendgerät 9101 kann beispielsweise als Smartphone verwendet werden. Es sei angemerkt, dass das tragbare Informationsendgerät 9101 den Lautsprecher 9003, den Verbindungsanschluss 9006, den Sensor 9007 oder dergleichen beinhalten kann. Das tragbare Informationsendgerät 9101 kann Schriftzeichen und Bildinformationen auf seiner Vielzahl von Oberflächen anzeigen. 20A stellt ein Beispiel dar, in dem drei Icons 9050 angezeigt werden. Außerdem können Informationen 9051, die durch gestrichelte Rechtecke dargestellt werden, auf einer anderen Oberfläche des Anzeigeabschnitts 9001 angezeigt werden. Beispiele für die Informationen 9051 umfassen eine Mitteilung der Ankunft einer E-Mail, einer SNS-Nachricht, eines Anrufs oder dergleichen, den Betreff und den Absender einer E-Mail, einer SNS-Nachricht oder dergleichen, das Datum, die Zeit, die verbleibende Batterieleistung und die Empfangsstärke der Antenne. Das Icon 9050 oder dergleichen kann alternativ an der Stelle angezeigt werden, an der die Informationen 9051 angezeigt werden.
20B ist eine perspektivische Ansicht, die ein tragbares Informationsendgerät 9102 darstellt. Das tragbare Informationsendgerät 9102 weist eine Funktion zur Anzeige von Informationen auf drei oder mehr Oberflächen des Anzeigeabschnitts 9001 auf. Hier werden beispielsweise Informationen 9052, Informationen 9053 und Informationen 9054 auf unterschiedlichen Oberflächen angezeigt. Beispielsweise kann ein Benutzer die Informationen 9053 sehen, die derart angezeigt werden, dass sie von oberhalb des tragbaren Informationsendgeräts 9102 aus eingesehen werden können, wobei das tragbare Informationsendgerät 9102 in einer Brusttasche seines Kleidungsstücks aufbewahrt wird. Beispielsweise kann der Benutzer die Anzeige sehen, ohne das tragbare Informationsendgerät 9102 aus der Tasche zu nehmen, und er kann entscheiden, ob er den Anruf annimmt.
20C ist eine perspektivische Ansicht, die ein tragbares Informationsendgerät 9200 in Form einer Armbanduhr darstellt. Die Anzeigeoberfläche des Anzeigeabschnitts 9001 ist gekrümmt, und eine Anzeige kann entlang der gekrümmten Anzeigeoberfläche durchgeführt werden. Bei dem tragbaren Informationsendgerät 9200 ermöglicht beispielsweise eine gegenseitige Kommunikation mit einem Headset, das für die drahtlose Kommunikation geeignet ist, Freisprech-Telefonate. Der Verbindungsanschluss 9006 ermöglicht, dass das tragbare Informationsendgerät 9200 gegenseitige Datenübertragung mit einem weiteren Informationsendgerät und ein Aufladen durchführt. Es sei angemerkt, dass der Ladevorgang durch drahtlose Stromzufuhr durchgeführt werden kann.
20D, 20E und 20F sind perspektivische Ansichten, die ein zusammenklappbares, tragbares Informationsendgerät 9201 darstellen. 20D ist eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem das tragbare Informationsendgerät 9201 aufgeklappt ist, 20F ist eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem es zusammengeklappt ist, und 20E ist eine perspektivische Ansicht beim Wechseln zwischen dem Zustand in 20D und dem Zustand in 20F. Das tragbare Informationsendgerät 9201 ist im zusammengeklappten Zustand sehr gut tragbar und ist im aufgeklappten Zustand aufgrund eines übergangslosen großen Anzeigebereichs sehr gut durchsuchbar. Der Anzeigeabschnitt 9001 des tragbaren Informationsendgeräts 9201 wird von drei Gehäusen 9000 getragen, die durch Gelenke 9055 miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann der Anzeigeabschnitt 9001 mit einem Krümmungsradius von größer als oder gleich 0,1 mm und kleiner als oder gleich 150 mm gebogen werden.
Diese Ausführungsform kann nach Bedarf mit einer der anderen Ausführungsformen oder einem der Beispiele kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

AZFB1:: Leitung,
AZFB2:: Leitung,
AZIN1:: Leitung,
AZIN1B:: Leitung,
AZIN2:: Leitung,
AZIN2B:: Leitung,
AZINB1:: Leitung,
AZINB2:: Leitung,
C1:: Kondensator,
C2:: Kondensator,
C3:: Kondensator,
C4:: Kondensator,
Cin1:: Kondensator,
Cin2:: Kondensator,
Cin3:: Kondensator,
COM1:: Leitung,
COM2:: Leitung,
COM3:: Leitung,
IM1:: Eingangsanschluss,
IM2:: Eingangsanschluss,
IP1:: Eingangsanschluss,
IP2:: Eingangsanschluss,
L1:: kleinste Abstand,
L2:: kleinste Abstand,
M1 bis M11:: Transistoren,
ND1:: Knoten,
ND1a:: Knoten,
ND2:: Knoten,
ND2a:: Knoten,
ND3:: Knoten,
OUT1:: Leitung,
OUT2:: Leitung,
SP1:: Signal,
SP2:: Signal, S
W1 bis SW5:: Schalter,
T10 bis T16:: Zeitpunkte,
TB1:: Periode,
TB2:: Periode,
V1 bis V5:: Leitung,
Vb1: Leitung, Vb2:: Leitung,
VBN1:: Leitung,
VBN2:: Leitung,
VBP1:: Leitung,
VBP2:: Leitung,
VCOM1 bis VCOM3:: Potentiale,
VDD1:: Leitung,
VDD2:: Leitung,
1:: Eingangs-/Ausgangsanschluss,
2:: Eingangs-/Ausgangsanschluss,
3:: Eingangsanschluss,
3a:: Eingangs-/Ausgangsanschluss,
4a:: Eingangs-/Ausgangsanschluss,
5a:: Steueranschluss,
5A:: OS-Transistor,
6a:: Steueranschluss,
10:: Anzeigemodul,
11:: Source-Treiber,
12:: Gate-Treiber,
13:: Gate-Treiber,
20:: Pixelbereich,
30:: Pixel,
30a:: Pixel,
30b:: Pixel,
31:: Subpixel,
31B:: Subpixel,
31G:: Subpixel,
31R:: Subpixel,
31W:: Subpixel,
31X:: Subpixel,
32:: Subpixel,
40:: Schaltung,
41:: CDS-Schaltung,
42:: Rauschunterdrückungsschaltung,
43:: Zählerschaltung,
44:: Latch-Schaltung,
51 bis 55:: Transistoren,
56:: Vergleichsschaltung,
57:: Pufferschaltung,
58:: analoger Schalter,
59:: Inverterschaltung,
70:: Verstärkerschaltung,
71 bis 7k:: Transistoren,
80:: Pegelschieberschaltung,
81 bis 8a:: Transistoren,
100:: Anzeigevorrichtung,
100A bis 100E:: Anzeigevorrichtung,
110:: Licht empfangendes Element,
112:: gemeinsame Schicht,
114:: gemeinsame Schicht,
115:: gemeinsame Elektrode,
116:: Schutzschicht,
121:: Lichtemission,
121B:: Licht,
121G:: Licht,
121R:: Licht,
122:: Licht,
123:: Licht,
123a:: Streulicht,
123b:: Streulicht,
124:: reflektiertes Licht,
131:: Transistor,
132:: Transistor,
142:: Klebeschicht,
151:: Substrat,
152:: Substrat,
153:: Substrat,
154:: Substrat,
155:: Klebeschicht,
156:: Klebeschicht,
157:: Isolierschicht,
158:: lichtundurchlässige Schicht,
159:: Harzschicht,
159p:: Öffnung,
162:: Anzeigeabschnitt,
164:: Schaltung,
165:: Leitung,
166:: leitende Schicht,
167:: leitende Schicht,
169:: leitende Schicht,
172:: FPC,
173:: IC,
182:: Pufferschicht,
183:: Aktivschicht,
184:: Pufferschicht,
190:: Licht emittierendes Element,
190B:: Licht emittierendes Element,
190G:: Licht emittierendes Element,
190R:: Licht emittierendes und Licht empfangendes Element,
190R:: Licht emittierendes Element,
191:: Pixelelektrode,
192:: Pufferschicht,
192B:: Pufferschicht,
192G:: Pufferschicht,
192R:: Pufferschicht,
193:: Licht emittierende Schicht,
193B:: Licht emittierende Schicht,
193G:: Licht emittierende Schicht,
193R:: Licht emittierende Schicht,
194:: Pufferschicht,
194B:: Pufferschicht,
194G:: Pufferschicht,
194R:: Pufferschicht,
200A:: Anzeigevorrichtung,
200B:: Anzeigevorrichtung,
201:: Substrat,
202:: Finger,
203:: Schicht,
204:: Schicht,
205:: Funktionsschicht,
207:: Schicht,
208:: Stift,
209:: Substrat,
211:: Isolierschicht,
212:: Isolierschicht,
213:: Isolierschicht,
214:: Isolierschicht,
214a:: Isolierschicht,
214b:: Isolierschicht,
215:: Isolierschicht,
216:: Trennwand,
219a:: lichtundurchlässige Schicht,
219b:: Abstandshalter,
221:: leitende Schicht,
222a:: leitende Schicht,
222b:: leitende Schicht,
223:: leitende Schicht,
225:: Isolierschicht,
228:: Bereich,
231:: Halbleiterschicht,
231i:: Kanalbildungsbereich,
231n:: niederohmiger Bereich,
240:: Transistor,
241:: Transistor,
242:: Verbindungsschicht,
243:: Transistor,
244:: Verbindungsabschnitt,
245:: Transistor,
246:: Transistor,
247:: Transistor,
248:: Transistor,
249:: Transistor,
261:: Kontaktabschnitt,
262:: Fingerabdruck,
263:: Abbildungsbereich,
266:: Weg,
270B:: Licht emittierendes Element,
270G:: Licht emittierendes Element,
270PD:: Licht empfangendes Element,
270R:: Licht emittierendes und Licht empfangendes Element,
270R:: Licht emittierendes Element,
271:: Pixelelektrode,
273:: Aktivschicht,
275:: gemeinsame Elektrode,
280A:: Anzeigevorrichtung,
280B:: Anzeigevorrichtung,
280C:: Anzeigevorrichtung,
281:: Lochinjektionsschicht,
282:: Lochtransportschicht,
283:: Licht emittierende Schicht,
283B:: Licht emittierende Schicht,
283G:: Licht emittierende Schicht,
283R:: Licht emittierende Schicht,
284:: Elektronentransportschicht,
285:: Elektroneninjektionsschicht

Claims

Anzeigemodul, das umfasst: eine Anzeigevorrichtung; und eine Leseschaltung, wobei die Anzeigevorrichtung ein erstes Pixel und ein zweites Pixel umfasst, die einander benachbart sind, wobei das erste Pixel und das zweite Pixel ein Licht empfangendes Element umfasst, wobei die Leseschaltung eine Differenzeingangsschaltung umfasst, wobei der Leseschaltung ein Rampensignal und ein erstes Potential zugeführt werden, wobei die Differenzeingangsschaltung derart gesteuert wird, dass ein erster Strom und ein zweiter Strom einen gleichen Stromwert aufweisen, wobei der erste Strom unter Verwendung eines ersten Lichtempfangssignals und des Rampensignals erzeugt wird, und wobei der zweite Strom unter Verwendung eines zweiten Lichtempfangssignals und des ersten Potentials erzeugt wird.
Anzeigemodul, das umfasst: eine Anzeigevorrichtung; und eine Leseschaltung, wobei die Anzeigevorrichtung ein erstes Pixel und ein zweites Pixel umfasst, die einander benachbart sind, wobei das erste Pixel ein erstes Subpixel und ein zweites Subpixel umfasst, wobei das zweite Pixel ein drittes Subpixel und ein viertes Subpixel umfasst, wobei das erste Subpixel und das dritte Subpixel jeweils ein Licht empfangendes Element umfasst wobei das zweite Subpixel und das vierte Subpixel jeweils ein Licht emittierendes Element umfasst, wobei die Leseschaltung eine Differenzeingangsschaltung umfasst, wobei der Leseschaltung ein Rampensignal und ein erstes Potential zugeführt werden, wobei die Differenzeingangsschaltung derart gesteuert wird, dass ein erster Strom und ein zweiter Strom einen gleichen Stromwert aufweisen, wobei der erste Strom unter Verwendung eines ersten Lichtempfangssignals und des Rampensignals erzeugt wird, und wobei der zweite Strom unter Verwendung eines zweiten Lichtempfangssignals und des ersten Potentials erzeugt wird.
Anzeigemodul nach Anspruch 2, wobei das Licht emittierende Element eine erste Pixelelektrode, eine erste Aktivschicht und eine gemeinsame Elektrode umfasst, wobei die erste Aktivschicht eine erste organische Verbindung enthält, wobei das Licht empfangende Element eine zweite Pixelelektrode, eine zweite Aktivschicht und die gemeinsame Elektrode umfasst, und wobei die zweite Aktivschicht eine zweite organische Verbindung enthält.
Anzeigemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Anzeigevorrichtung einen Transistor umfasst, und wobei der Transistor ein Metalloxid in einer Halbleiterschicht enthält.
Anzeigemodul nach Anspruch 4, wobei der Transistor ein Rückgate umfasst.
Anzeigemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Anzeigevorrichtung eine Flexibilität aufweist.
Elektronisches Gerät, das umfasst: Anzeigemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, und mindestens eines von einer Antenne, einer Batterie, einem Gehäuse, einer Kamera, einem Lautsprecher, einem Mikrofon und einem Bedienungsknopf.