DE112021000034T5

DE112021000034T5 - Halbleitervorrichtung, Abbildungsvorrichtung und Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE112021000034T5
Application number: DE112021000034.9T
Authority: DE
Inventors: Kei Takahashi; Kouhei Toyotaka; Hidetomo Kobayashi
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2021-02-17
Publication date: 2022-03-17
Also published as: US20220394202A1; JP2022166798A; JPWO2021171137A1; CN113661575A; US11882374B2; JP7195387B2; KR20220149405A; WO2021171137A1

Abstract

Die Lesegenauigkeit einer Abbildungsvorrichtung wird erhöht. Eine klare Abbildung wird erzielt, auch wenn die Leuchtdichte hoch ist.Eine Leseschaltung der Abbildungsvorrichtung beinhaltet einen Verstärkerabschnitt und einen Umwandlungsabschnitt. Der Verstärkerabschnitt verstärkt eine Potentialdifferenz zwischen einem ersten Signal und einem zweiten Signal, die sequentiell eingegeben werden, und gibt die verstärkte Differenz an den Umwandlungsabschnitt aus. Der Umwandlungsabschnitt wandelt das Ausgangspotential des Verstärkerabschnitts in einen digitalen Wert um. Der Verstärkerabschnitt wird auf Basis eines ersten Bezugspotentials und des ersten Signals zurückgesetzt und verstärkt die Potentialdifferenz auf Basis eines zweiten Bezugspotentials, das sich von dem ersten Bezugspotential unterscheidet, und des zweiten Signals.

Description

Technisches Gebiet
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Abbildungsvorrichtung. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Leseschaltung.
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, die in dieser Beschreibung und dergleichen offenbart wird, umfassen eine Halbleitervorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, eine Licht emittierende Vorrichtung, eine Energiespeichervorrichtung, eine Speichervorrichtung, ein elektronisches Gerät, eine Beleuchtungsvorrichtung, eine Eingabevorrichtung, eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung, ein Betriebsverfahren dafür und ein Herstellungsverfahren dafür. Eine Halbleitervorrichtung bezeichnet im Allgemeinen eine Vorrichtung, die unter Nutzung von Halbleitereigenschaften arbeiten kann.
Stand der Technik
Eine Abbildungsvorrichtung ist bekannt, bei der Pixel, die photoelektrische Umwandlungselemente umfassen, in einer Matrix angeordnet sind. In vielen Fällen wird ein analoges Signal, das in einem Pixel erhalten wird, in digitale Daten durch eine Analog-Digital-Wandlerschaltung (eine A/D-Wandlerschaltung) umgewandelt, und die digitalen Daten werden ausgegeben. Eine Technik ist bekannt, bei der der Dynamikbereich erweitert wird, indem die Amplitude eines Signals, das von einem Pixel ausgegeben wird, verstärkt wird und eine A/D-Wandlungsverarbeitung durchgeführt wird. Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 eine Abbildungsvorrichtung, die eine Verstärkerschaltung, die ein Signal eines Pixels mit einer eingestellten Verstärkung verstärkt, und einen A/D-Umwandlungsabschnitt beinhaltet.
[Referenz]
[Patentdokument]
[Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-236362
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die Lesegenauigkeit einer Abbildungsvorrichtung zu erhöhen. Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein klares Bild aufzunehmen, auch wenn die Abbildungsleuchtdichte hoch ist. Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Halbleitervorrichtung oder eine Abbildungsvorrichtung bereitzustellen, die eine Leseschaltung beinhaltet und mit geringen Kosten erzielt werden kann.
Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Anzeigevorrichtung mit einer Abbildungsfunktion bereitzustellen. Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Abbildungsvorrichtung oder eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, die ein klares Bild eines Fingerabdrucks oder dergleichen aufnehmen kann. Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Halbleitervorrichtung, eine Abbildungsvorrichtung oder eine Anzeigevorrichtung mit einer kleineren Anzahl von Anschlüssen oder Leitungen bereitzustellen. Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die Anzahl von Komponenten eines elektronischen Geräts oder dergleichen zu verringern. Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Halbleitervorrichtung, eine Abbildungsvorrichtung, eine Anzeigevorrichtung oder ein elektronisches Gerät mit einer neuartigen Struktur bereitzustellen.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Aufgaben dem Vorhandensein weiterer Aufgaben nicht im Wege steht. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es unnötig, alle diesen Aufgaben zu erfüllen. Weitere Aufgaben können aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen abgeleitet werden.
Mittel zur Lösung des Problems
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Halbleitervorrichtung, die einen Verstärkerabschnitt und einen Umwandlungsabschnitt beinhaltet. Der Verstärkerabschnitt beinhaltet eine Vergleichsschaltung, und ein erstes Signal und ein zweites Signal werden sequentiell in den Verstärkerabschnitt eingegeben. Ein erstes Bezugspotential wird in einer Periode, während deren das erste Signal eingegeben wird, der Vergleichsschaltung zugeführt. Ein zweites Bezugspotential wird in einer Periode, während deren das zweite Signal eingegeben wird, der Vergleichsschaltung zugeführt. Der Verstärkerabschnitt gibt in einer Periode, während deren das zweite Signal eingegeben wird, ein Ausgangspotential, das durch Verstärken einer Differenz zwischen Potentialen des ersten Signals und des zweiten Signals erhalten wird, an den Umwandlungsabschnitt aus. Der Umwandlungsabschnitt wandelt das Ausgangspotential in einen digitalen Wert um.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Halbleitervorrichtung, die einen Verstärkerabschnitt, einen Umwandlungsabschnitt und einen Eingangsanschluss beinhaltet. Der Verstärkerabschnitt beinhaltet eine Vergleichsschaltung, einen ersten Kondensator, einen zweiten Kondensator und einen ersten Schalter. Die Vergleichsschaltung beinhaltet einen invertierenden Eingangsanschluss, einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss. Ein erstes Signal und ein zweites Signal werden sequentiell dem Eingangsanschluss zugeführt. Eine von einem Paar von Elektroden des ersten Kondensators ist elektrisch mit dem Eingangsanschluss verbunden, und die andere ist elektrisch mit dem invertierenden Eingangsanschluss verbunden. Der zweite Kondensator und der erste Schalter sind jeweils elektrisch parallel mit dem invertierenden Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss verbunden. In dem Verstärkerabschnitt wird dann, wenn das erste Signal zugeführt wird, der erste Schalter eingeschaltet und wird ein erstes Bezugspotential dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss zugeführt, und dann, wenn das zweite Signal zugeführt wird, wird der erste Schalter ausgeschaltet und wird ein zweites Bezugspotential, das sich von dem ersten Bezugspotential unterscheidet, dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss zugeführt. Der Umwandlungsabschnitt wandelt ein Potential, das von dem Ausgangsanschluss ausgegeben wird, in einen digitalen Wert um.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Halbleitervorrichtung, die einen Verstärkerabschnitt, einen Umwandlungsabschnitt und einen Eingangsanschluss beinhaltet. Der Verstärkerabschnitt beinhaltet eine Vergleichsschaltung, einen ersten Kondensator, einen zweiten Kondensator, einen ersten Schalter, einen zweiten Schalter, einen dritten Schalter, eine erste Leitung und eine zweite Leitung. Die Vergleichsschaltung beinhaltet einen invertierenden Eingangsanschluss, einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss. Dem Eingangsanschluss werden ein erstes Signal und ein zweites Signal sequentiell zugeführt. Eine von einem Paar von Elektroden des ersten Kondensators ist elektrisch mit dem Eingangsanschluss verbunden, und die andere ist elektrisch mit dem invertierenden Eingangsanschluss verbunden. Der zweite Kondensator und der erste Schalter sind jeweils elektrisch parallel mit dem invertierenden Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss verbunden. Die erste Leitung, der ein erstes Bezugspotential zugeführt wird, ist elektrisch mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss über den zweiten Schalter verbunden. Die zweite Leitung, der ein zweites Bezugspotential, das sich von dem ersten Bezugspotential unterscheidet, zugeführt wird, ist elektrisch mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss über den dritten Schalter verbunden. Der Umwandlungsabschnitt wandelt ein Potential, das von dem Ausgangsanschluss ausgegeben wird, in einen digitalen Wert um.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Abbildungsvorrichtung, die eine der vorstehenden Halbleitervorrichtungen, ein Pixel und eine dritte Leitung beinhaltet. Das Pixel beinhaltet ein photoelektrisches Umwandlungselement und eine Pixelschaltung. Die Pixelschaltung gibt das erste Signal, das ein Lichtempfangspotential umfasst, und das zweite Signal, das ein Rücksetzpotential umfasst, an die dritte Leitung aus. Die dritte Leitung ist elektrisch mit dem Eingangsanschluss verbunden.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Abbildungsvorrichtung, die eine der vorstehenden Halbleitervorrichtungen, eine Vielzahl von Pixeln, eine Vielzahl von dritten Leitungen und eine erste Auswahlschaltung beinhaltet. Das Pixel beinhaltet ein photoelektrisches Umwandlungselement und eine Pixelschaltung. Die Pixelschaltung gibt das erste Signal, das ein Lichtempfangspotential umfasst, und das zweite Signal, das ein Rücksetzpotential umfasst, an die dritte Leitung aus. Die Vielzahl von dritten Leitungen ist elektrisch mit der ersten Auswahlschaltung verbunden. Die erste Auswahlschaltung wählt eine der Vielzahl von dritten Leitungen aus und verbindet die ausgewählte dritte Leitung elektrisch mit dem Eingangsanschluss.
Eine der vorstehenden Abbildungsvorrichtungen beinhaltet ferner vorzugsweise eine Correlated Double Sampling-Schaltung bzw. korrelierte Doppelabtastschaltung zwischen der dritten Leitung und dem Eingangsanschluss.
Eine der vorstehenden Abbildungsvorrichtungen beinhaltet ferner vorzugsweise ein erstes Substrat und ein zweites Substrat. Dabei wird es bevorzugt, dass die Halbleitervorrichtung über dem ersten Substrat bereitgestellt wird und das Pixel über dem zweiten Substrat bereitgestellt wird.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Halbleitervorrichtung, die einen Verstärkerabschnitt, einen ersten Umwandlungsabschnitt, einen zweiten Umwandlungsabschnitt, einen Eingangsanschluss und einen ersten Ausgangsanschluss beinhaltet. Der Verstärkerabschnitt beinhaltet eine Vergleichsschaltung, einen ersten Kondensator, einen zweiten Kondensator und einen ersten Schalter. Die Vergleichsschaltung beinhaltet einen invertierenden Eingangsanschluss, einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss und einen zweiten Ausgangsanschluss. Dem Eingangsanschluss werden ein erstes Signal und ein zweites Signal sequentiell zugeführt. Eine von einem Paar von Elektroden des ersten Kondensators ist elektrisch mit dem Eingangsanschluss verbunden, und die andere ist elektrisch mit dem invertierenden Eingangsanschluss verbunden. Der zweite Kondensator und der erste Schalter sind jeweils elektrisch parallel mit dem invertierenden Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden. In dem Verstärkerabschnitt wird dann, wenn das erste Signal zugeführt wird, dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss ein erstes Bezugspotential zugeführt, und dann wird, wenn das zweite Signal zugeführt wird, dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss ein zweites Bezugspotential, das sich von dem ersten Bezugspotential unterscheidet, zugeführt. Der erste Umwandlungsabschnitt wandelt ein Potential, das von dem zweiten Ausgangsanschluss ausgegeben wird, in einen digitalen Wert um. Dem zweiten Umwandlungsabschnitt wird ein digitales Signal zugeführt, und der zweite Umwandlungsabschnitt wandelt das digitale Signal in ein analoges drittes Signal um und gibt das dritte Signal an den ersten Ausgangsanschluss aus. Der Verstärkerabschnitt, der erste Umwandlungsabschnitt und der zweite Umwandlungsabschnitt werden über einem ersten Substrat bereitgestellt.
Bei der vorstehenden Struktur ist ferner vorzugsweise ein vierter Schalter enthalten. Dabei ist der erste Ausgangsanschluss elektrisch mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss über den vierten Schalter verbunden. Des Weiteren gibt der zweite Umwandlungsabschnitt das dritte Signal, das ein Datenpotential, das erste Bezugspotential und das zweite Bezugspotential umfasst, auf Basis des digitalen Signals aus. Darüber hinaus wird es bevorzugt, dass sich in einer Periode, während deren das erste Bezugspotential an den ersten Ausgangsanschluss ausgegeben wird, und in einer Periode, während deren das zweite Bezugspotential an den ersten Ausgangsanschluss ausgegeben wird, der vierte Schalter in einem Durchlasszustand befindet und dass sich in einer Periode, während deren das Datenpotential an den ersten Ausgangsanschluss ausgegeben wird, der vierte Schalter in einem Sperrzustand befindet.
Eine der vorstehenden Strukturen umfasst ferner vorzugsweise einen zweiten Schalter, einen dritten Schalter, eine erste Leitung und eine zweite Leitung. Dabei ist die erste Leitung, der das erste Bezugspotential zugeführt wird, elektrisch mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss über den zweiten Schalter verbunden. Die zweite Leitung, der das zweite Bezugspotential zugeführt wird, ist elektrisch mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss über den dritten Schalter verbunden.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Anzeigevorrichtung, die eine der vorstehenden Halbleitervorrichtungen, ein erstes Pixel, ein zweites Pixel, eine dritte Leitung und eine vierte Leitung beinhaltet. Das erste Pixel beinhaltet ein photoelektrisches Umwandlungselement und eine erste Pixelschaltung. Die erste Pixelschaltung gibt das erste Signal, das ein Lichtempfangspotential umfasst, und das zweite Signal, das ein Rücksetzpotentialumfasst, an die dritte Leitung aus. Die dritte Leitung ist elektrisch mit dem Eingangsanschluss verbunden. Das zweite Pixel beinhaltet ein Anzeigeelement und eine zweite Pixelschaltung. Die vierte Leitung ist elektrisch mit dem ersten Ausgangsanschluss und der zweiten Pixelschaltung verbunden. Die zweite Pixelschaltung steuert die Graustufe des Anzeigeelements auf Basis des dritten Signals.
Die vorstehende Struktur umfasst ferner vorzugsweise eine zweite Auswahlschaltung, eine dritte Auswahlschaltung und eine fünfte Leitung. Dabei sind die dritte Leitung und die vierte Leitung elektrisch mit der zweiten Auswahlschaltung verbunden. Der Eingangsanschluss und der erste Ausgangsanschluss sind elektrisch mit der dritten Auswahlschaltung verbunden. Die zweite Auswahlschaltung ist elektrisch mit der dritten Auswahlschaltung über die fünfte Leitung verbunden. Die zweite Auswahlschaltung wählt entweder die dritte Leitung oder die vierte Leitung aus und verbindet die ausgewählte Leitung elektrisch mit der fünften Leitung. Die dritte Auswahlschaltung wählt entweder den Eingangsanschluss oder den ersten Ausgangsanschluss aus und verbindet den ausgewählten Anschluss elektrisch mit der fünften Leitung.
Bei einer der vorstehenden Strukturen ist das Anzeigeelement vorzugsweise ein Licht emittierendes Element. Des Weiteren sind das photoelektrische Umwandlungselement und das Licht emittierende Element vorzugsweise auf der gleichen Fläche positioniert. Darüber hinaus beinhaltet vorzugsweise das photoelektrische Umwandlungselement zwischen einer Pixelelektrode und einer ersten Elektrode eine Elektroneninjektionsschicht, eine Elektronentransportschicht, eine Licht emittierende Schicht, eine Aktivschicht, eine Lochinjektionsschicht und eine Lochtransportschicht. Das Licht emittierende Element beinhaltet ferner vorzugsweise eine oder mehrere von der ersten Elektrode, der Elektroneninjektionsschicht, der Elektronentransportschicht, der Lochinjektionsschicht und der Lochtransportschicht.
Eine der vorstehenden Strukturen umfasst ferner vorzugsweise ein zweites Substrat, das sich von dem ersten Substrat unterscheidet. Dabei wird es bevorzugt, dass die Halbleitervorrichtung über dem ersten Substrat bereitgestellt wird und das erste Pixel und das zweite Pixel über dem zweiten Substrat bereitgestellt werden. Des Weiteren wird es bevorzugt, dass das erste Substrat ein einkristallines Substrat ist und dass das zweite Substrat Glas oder ein organisches Harz enthält.
Wirkung der Erfindung
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Lesegenauigkeit einer Abbildungsvorrichtung erhöht werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine klare Abbildung erzielt werden, auch wenn die Abbildungsleuchtdichte hoch ist. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Halbleitervorrichtung oder eine Abbildungsvorrichtung bereitgestellt werden, die eine Leseschaltung beinhaltet und mit geringen Kosten erhalten werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Anzeigevorrichtung mit einer Abbildungsfunktion bereitgestellt werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Abbildungsvorrichtung oder eine Anzeigevorrichtung bereitgestellt werden, die ein klares Bild eines Fingerabdrucks oder dergleichen aufnehmen kann. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Halbleitervorrichtung, eine Abbildungsvorrichtung oder eine Anzeigevorrichtung mit einer kleineren Anzahl von Anschlüssen oder Leitungen bereitgestellt werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl von Komponenten eines elektronischen Geräts oder dergleichen verringert werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Halbleitervorrichtung, eine Abbildungsvorrichtung, eine Anzeigevorrichtung oder ein elektronisches Gerät mit einer neuartigen Struktur bereitgestellt werden.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Wirkungen dem Vorhandensein weiterer Wirkungen nicht im Wege steht. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzielt nicht notwendigerweise sämtliche der vorstehend aufgeführten Wirkungen. Weitere Wirkungen können aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen abgeleitet werden.
Figurenliste

1A ist ein Konfigurationsbeispiel einer Abbildungsvorrichtung. 1B ist ein Konfigurationsbeispiel eines Schaltungsabschnitts.
2A und 2B sind Diagramme, die den Betrieb eines Verstärkerabschnitts darstellen.
3 ist ein Konfigurationsbeispiel eines Schaltungsabschnitts.
4A und 4B sind Diagramme, die den Betrieb eines Verstärkerabschnitts darstellen.
5A ist ein Konfigurationsbeispiel einer Abbildungsvorrichtung. 5B ist ein Ablaufdiagramm.
6 ist ein Konfigurationsbeispiel einer Abbildungsvorrichtung.
7A ist ein Konfigurationsbeispiel einer Anzeigevorrichtung. 7B und 7C sind Konfigurationsbeispiele eines Pixels.
8A und 8B sind Konfigurationsbeispiele eines Schaltungsabschnitts.
9A und 9B sind Konfigurationsbeispiele eines Schaltungsabschnitts.
10A bis 10C sind Konfigurationsbeispiele eines Schaltungsabschnitts.
11A und 11B sind Konfigurationsbeispiele einer Anzeigevorrichtung.
12A, 12B, 12D und 12F bis 12H sind Konfigurationsbeispiele einer Anzeigevorrichtung. 12C und 12E sind Beispiele für ein Bild.
13A bis 13D sind Konfigurationsbeispiele einer Anzeigevorrichtung.
14A bis 14C sind Konfigurationsbeispiele von Anzeigevorrichtungen.
15A und 15B sind Konfigurationsbeispiele von Anzeigevorrichtungen.
16A bis 16C sind Konfigurationsbeispiele von Anzeigevorrichtungen.
17 ist ein Konfigurationsbeispiel einer Anzeigevorrichtung.
18 ist ein Konfigurationsbeispiel einer Anzeigevorrichtung.
19A und 19B sind Konfigurationsbeispiele einer Anzeigevorrichtung.
20A und 20B sind Konfigurationsbeispiele einer Anzeigevorrichtung.
21 ist ein Konfigurationsbeispiel einer Anzeigevorrichtung.
22A und 22B sind ein Konfigurationsbeispiel eines elektronischen Geräts.
23A bis 23D sind Konfigurationsbeispiele von elektronischen Geräten.
24A bis 24F sind Konfigurationsbeispiele von elektronischen Geräten.

Ausführungsformen der Erfindung
Nachstehend werden Ausführungsformen anhand von Zeichnungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass die Ausführungsformen in vielen verschiedenen Modi implementiert werden können und es ist für Fachleute leicht verständlich, dass Modi und Details dieser auf verschiedene Weise verändert werden können, ohne dabei vom Gedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Deshalb sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf die nachfolgende Beschreibung der 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.
Es sei angemerkt, dass in jeder Zeichnung, die in dieser Beschreibung beschrieben wird, die Größe, die Schichtdicke oder der Bereich jeder Komponente in einigen Fällen der Klarheit halber übertrieben dargestellt wird. Deshalb ist die Größe, die Schichtdicke oder der Bereich nicht notwendigerweise auf das dargestellte Größenverhältnis beschränkt.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen Ordnungszahlen, wie z. B. „erstes“ und „zweites“, verwendet werden, um eine Verwechslung zwischen Komponenten zu vermeiden, und sie schränken die Anzahl nicht ein.
In dieser Beschreibung und dergleichen umfasst der Begriff „elektrisch verbunden“ den Fall, in dem Komponenten über ein „Objekt mit einer elektrischen Funktion“ verbunden sind. Es gibt keine besondere Beschränkung hinsichtlich des Objekts mit einer elektrischen Funktion, solange zwischen Komponenten, die über das Objekt verbunden sind, elektrische Signale übertragen und empfangen werden können. Beispiele für ein „Objekt mit einer elektrischen Funktion“ sind ein Schaltelement, wie beispielsweise ein Transistor, ein Widerstand, eine Spule, ein Kondensator und Elemente mit verschiedenen Funktionen sowie eine Elektrode und eine Leitung.
Es sei angemerkt, dass es sich in dieser Beschreibung und dergleichen bei einem Knoten um ein Element (z. B. eine Leitung) handelt, das eine elektrische Verbindung zwischen Elementen, die in einer Schaltung enthalten sind, ermöglicht. Daher ist ein „Knoten, an den A angeschlossen ist“ eine Leitung, die elektrisch mit A verbunden ist und derart angesehen werden kann, dass sie das gleiche Potential wie A aufweist. Es sei angemerkt, dass auch dann, wenn ein oder mehrere Elemente (z. B. Schalter, Transistoren, Kondensatoren, Induktoren, Widerstände oder Dioden), die eine elektrische Verbindung ermöglichen, in einem Teil der Leitung angeordnet sind, die Leitung als „Knoten, an den A angeschlossen ist“ angesehen werden kann, solange sie das gleiche Potential wie A aufweist.
In dieser Beschreibung und dergleichen weist ein Anzeigefeld, das eine Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung ist, eine Funktion zum Anzeigen (Ausgeben) eines Bildes oder dergleichen auf einer (an eine) Anzeigeoberfläche auf. Deshalb ist das Anzeigefeld eine Ausführungsform einer Ausgabevorrichtung.
In dieser Beschreibung und dergleichen wird in einigen Fällen ein Substrat eines Anzeigefeldes, an dem ein Verbinder, wie z. B. eine flexible gedruckte Schaltung (flexible printed circuit, FPC) oder ein Tape Carrier Package (TCP), montiert ist, oder ein Substrat, an dem eine integrierte Schaltung (integrated circuit, IC) durch ein Chip-on-Glass- (COG-) Verfahren oder dergleichen montiert ist, als Anzeigefeld-Modul, Anzeigemodul oder einfach als Anzeigefeld oder dergleichen bezeichnet.
(Ausführungsform 1)
Bei dieser Ausführungsform werden Konfigurationsbeispiele einer Halbleitervorrichtung, einer Abbildungsvorrichtung und einer Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
[Konfigurationsbeispiel 1 einer Abbildungsvorrichtung]
1A ist ein Blockdiagramm einer Abbildungsvorrichtung 10. Die Abbildungsvorrichtung 10 beinhaltet einen Abbildungsabschnitt 11, einen Schaltungsabschnitt 12, einen Treiberschaltungsabschnitt 13 und dergleichen.
Der Abbildungsabschnitt 11 beinhaltet eine Vielzahl von Pixeln 15, die in einer Matrix angeordnet sind. Das Pixel 15 beinhaltet ein Licht empfangendes Element, das als photoelektrisches Umwandlungselement dient, und eine Pixelschaltung. 1A stellt ein Beispiel dar, in dem die Pixel 15 in m Zeilen und n Spalten angeordnet sind.
Das Pixel 15 ist elektrisch mit einer Leitung TX, einer Leitung SE, einer Leitung RS und einer Leitung WX verbunden. Die Leitung TX, die Leitung SE und die Leitung RS sind elektrisch mit dem Treiberschaltungsabschnitt 13 verbunden. Die Leitung WX ist elektrisch mit dem Schaltungsabschnitt 12 verbunden.
Das Pixel 15 wird derart betrieben, dass es ein erstes Signal und ein zweites Signal sequentiell an die Leitung WX ausgibt. Das erste Signal ist ein Signal, das ein Lichtempfangspotential (ein nachstehend beschriebenes Potential Vs) umfasst, das der Menge an Licht entspricht, das von einem Licht empfangenden Element in dem Pixel 15 während einer Belichtungsperiode empfangen wird. Das zweite Signal ist ein Signal, das ein Rücksetzpotential (ein nachstehend beschriebenes Potential V_R) umfasst, das in einem Zustand ausgegeben wird, in dem das Pixel 15 auf ein vorbestimmtes Potential zurückgesetzt wird. Das erste Signal kann auch als Lichtempfangssignal bezeichnet werden, und das zweite Signal kann auch als Rücksetzsignal bezeichnet werden.
Der Treiberschaltungsabschnitt 13 weist eine Funktion zum Erzeugen eines Signals zum Betreiben des Pixels 15 und zum Ausgeben des Signals an das Pixel 15 über die Leitung SE, die Leitung TX und die Leitung RS auf. Der Schaltungsabschnitt 12 weist eine Funktion zum Empfangen eines Signals, das von dem Pixel 15 über die Leitung WX ausgegeben wird, und zum Ausgeben des Signals als digitale Bilddaten an die Außenseite auf. Der Schaltungsabschnitt 12 dient als Leseschaltung.
Der Schaltungsabschnitt 12 beinhaltet eine Vielzahl von Verstärkerabschnitten PA und eine Vielzahl von Umwandlungsabschnitten ADC. Die Leitung WX ist elektrisch mit dem Verstärkerabschnitt PA verbunden. Der Verstärkerabschnitt PA ist elektrisch mit dem Umwandlungsabschnitt ADC verbunden. 1A stellt ein Beispiel dar, in dem der Schaltungsabschnitt 12 n Verstärkerabschnitte PA und n Umwandlungsabschnitte ADC beinhaltet. Es sei angemerkt, dass eine andere Schaltung zwischen der Leitung WX und dem Verstärkerabschnitt PA bereitgestellt werden kann. Beispielsweise können verschiedene Schaltungen, wie z. B. eine Schaltung, die mit einem Transistor in dem Pixel 15 einen Sourcefolger bildet, eine Verstärkerschaltung, eine Pufferschaltung, eine Multiplexerschaltung oder eine Correlated Double Sampling- (CDS-) Schaltung, bereitgestellt werden.
Der Verstärkerabschnitt PA weist eine Funktion zum Verstärken einer Differenz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal, die von dem Pixel 15 über die Leitung WX ausgegeben werden, und zum Ausgeben der verstärkten Differenz als analoges Signal an den Umwandlungsabschnitt ADC auf. Der Verstärkerabschnitt PA kann auch als Vorverstärker bezeichnet werden. Der Umwandlungsabschnitt ADC weist eine Funktion zum Umwandeln des analogen Signals, das von dem Verstärkerabschnitt PA eingegeben wird, in ein digitales Signal auf.
Hier wird der Abbildungsabschnitt 11, wie in 1A dargestellt, über einem Substrat 21 bereitgestellt. Der Schaltungsabschnitt 12 wird über einem Substrat 22 bereitgestellt. Der Treiberschaltungsabschnitt 13 wird über einem Substrat 23 bereitgestellt. Als Substrat 21, Substrat 22 und Substrat 23 kann ein einkristallines Substrat aus Silizium, einem Verbundhalbleiter oder dergleichen, ein Silizium-auf-Isolator- (silicon on insulator, SOI-) Substrat oder dergleichen verwendet werden. Des Weiteren kann als Substrat 21, über dem der Abbildungsabschnitt 11 bereitgestellt wird, ein isolierendes Substrat aus Glas, Quarz, Keramik, Saphir, einem Harz oder dergleichen verwendet werden. Darüber hinaus kann als Substrat 21 ein Substrat mit Steifigkeit oder ein Substrat mit Flexibilität verwendet werden. Es sei angemerkt, dass der Abbildungsabschnitt 11 und der Treiberschaltungsabschnitt 13 über dem gleichen Substrat ausgebildet werden können und dass der Schaltungsabschnitt 12 über einem anderen Substrat bereitgestellt werden kann. Alternativ können der Abbildungsabschnitt 11, der Schaltungsabschnitt 12 und der Treiberschaltungsabschnitt 13 über dem gleichen Substrat bereitgestellt werden.
[Konfigurationsbeispiel 1 einer Leseschaltung]
1B stellt ein Konfigurationsbeispiel des Schaltungsabschnitts 12 dar, der eine Halbleitervorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. In 1B werden ein Verstärkerabschnitt PA[j] und ein Umwandlungsabschnitt ADC[j], die einer j-ten Leitung WX[j] (j ist eine ganze Zahl von größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich n) entsprechen, als Schaltungsabschnitt 12 dargestellt. Des Weiteren stellt 1B einen Eingangsanschluss IN dar, der in dem Schaltungsabschnitt 12 enthalten ist. Die Leitung WX[j] ist elektrisch mit dem Eingangsanschluss IN verbunden.
Der Verstärkerabschnitt PA[j] beinhaltet eine Vergleichsschaltung AMP, einen Kondensator C1, einen Kondensator C2, einen Schalter SW1 und dergleichen. Die Vergleichsschaltung AMP beinhaltet einen invertierenden Eingangsanschluss, einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss. Als Vergleichsschaltung AMP kann beispielsweise ein Komparator oder ein Differenzverstärker (auch als Differenzverstärkerschaltung bezeichnet), wie z. B. ein Operationsverstärker, verwendet werden.
Eine Elektrode des Kondensators C1 ist elektrisch mit dem Eingangsanschluss IN verbunden, und die andere Elektrode des Kondensators C1 ist elektrisch mit einem Anschluss des Schalters SW1, einer Elektrode des Kondensators C2 und dem invertierenden Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP verbunden. Der andere Anschluss des Schalters SW1 ist elektrisch mit der anderen Elektrode des Kondensators C2 und dem Ausgangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP verbunden. Der Ausgangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP ist elektrisch mit dem Eingangsanschluss des Umwandlungsabschnitts ADC[j] verbunden. Der nicht-invertierende Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP ist elektrisch mit einer Leitung verbunden, der ein Bezugspotential VREF zugeführt wird.
In 1B kann man auch davon ausgehen, dass der Schalter SW1 und der Kondensator C2 jeweils parallel mit dem invertierenden Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP verbunden sind.
[Beispiel 1 für ein Betriebsverfahren]
Die Leseschaltung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet den Verstärkerabschnitt und den Umwandlungsabschnitt. Der Verstärkerabschnitt verstärkt eine Potentialdifferenz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal, die sequentiell eingegeben werden, und gibt die verstärkte Differenz an den Umwandlungsabschnitt aus. Der Umwandlungsabschnitt wandelt das Ausgangspotential des Verstärkerabschnitts in einen digitalen Wert um. Der Verstärkerabschnitt kann auf Basis eines ersten Bezugspotentials und des ersten Signals zurückgesetzt werden und kann die Potentialdifferenz auf Basis eines zweiten Bezugspotentials, das sich von dem ersten Bezugspotential unterscheidet, und des zweiten Signals verstärken.
Ein Beispiel für ein Betriebsverfahren des Schaltungsabschnitts 12, der in 1B dargestellt wird, wird anhand von 2A und 2B beschrieben. Es sei angemerkt, dass in 2A und 2B der Umwandlungsabschnitt ADC[j] weggelassen wird.
Der Betrieb des Verstärkerabschnitts PA[j] wird grob durch zwei Betriebe durchgeführt: die Initialisierung und die Verstärkung. 2A entspricht einem Betrieb zur Initialisierung (auch als Initialisierungsbetrieb bezeichnet), und 2B entspricht einem Betrieb zur Verstärkung (auch als Verstärkungsbetrieb bezeichnet). Des Weiteren wird nachstehend eine Periode zum Initialisierungsbetrieb als Initialisierungsperiode bezeichnet, und eine Periode zum Verstärkungsbetrieb als Verstärkungsperiode.
Zuerst wird der Initialisierungsbetrieb des Verstärkerabschnitts PA[j] anhand von 2A beschrieben. Beim Initialisierungsbetrieb wird der Schalter SW1 in einen Durchlasszustand versetzt. Des Weiteren wird in der Initialisierungsperiode das Potential Vs, das das Potential des ersten Signals ist, von der Leitung WX[j] zugeführt.
Beim Initialisierungsbetrieb befindet sich der Schalter SW1 in einem Durchlasszustand; daher sind der Ausgangsanschluss und der invertierende Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP elektrisch kurzgeschlossen. Somit ist das Ausgangspotential der Vergleichsschaltung AMP gleich wie das Bezugspotential V_REF. Dabei gleicht eine Spannung V_C1, die zwischen dem Paar von Elektroden des Kondensators C1 angelegt wird, einer Differenz zwischen dem Bezugspotential VREF und dem Potential Vs. Des Weiteren gibt es keine Potentialdifferenz zwischen dem Paar von Elektroden des Kondensators C2; daher ist eine Spannung V_C2, die an den Kondensator C2 angelegt wird, 0 V. Als Ergebnis ist ein Ausgangspotential VOUT des Verstärkerabschnitts PA[j] in der Initialisierungsperiode gleich wie das BezugspotentialV_REF.
Das heißt, dass in der Initialisierungsperiode die Spannung V_C1, die Spannung V_C2 und das Ausgangspotential VOUT wie folgt sind.
$\begin{array}{l} V_{C 1} = V_{S} - V_{REF} \\ V_{C2} = V_{REF} - V_{REF} = 0 \\ V_{OUT} = V_{REF} \end{array}$
Anschließend wird der Verstärkungsbetrieb des Verstärkerabschnitts PA[j] anhand von 2B beschrieben. Beim Verstärkungsbetrieb wird zuerst der Schalter SW1 in einen Sperrzustand versetzt. Dann wird das Potential der Leitung WX[j] von dem Potential Vs des ersten Signals auf das Potential V_R, das ein Potential des zweiten Signals ist, geändert. Folglich wird das Potential des invertierenden Eingangsanschlusses der Vergleichsschaltung AMP geändert; daher wird das Ausgangspotential der Vergleichsschaltung AMP geändert, bis die Potentialdifferenz zwischen dem invertierenden Eingangsanschluss und dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP 0 V wird. Das Potential des Ausgangsanschlusses der Vergleichsschaltung AMP zu dem Zeitpunkt, zu dem der Verstärkerabschnitt PA[j] einen Gleichgewichtszustand erreicht, wird durch die Potentialdifferenz zwischen dem Potential Vs und dem Potential V_R, einen Verstärkungsfaktor G und das Bezugspotential VREF bestimmt. Hier wird der Verstärkungsfaktor G des Verstärkerabschnitts PA[j] durch das Kapazitätsverhältnis zwischen dem Kondensator C1 und dem Kondensator C2 bestimmt.
Das heißt, dass das Ausgangspotential VOUT und der Verstärkungsfaktor G in der Verstärkungsperiode wie folgt sind. Es sei angemerkt, dass in der folgenden Beschreibung der Kapazitätswert des Kondensators C1 durch C1 bezeichnet wird und der Kapazitätswert des Kondensators C2 durch C2 bezeichnet wird.
$\begin{array}{l} V_{OUT} = V_{REF} + G (V_{S} - V_{R}) \\ G = C 1 / C 2 \end{array}$
Wie oben beschrieben worden ist, kann der Verstärkerabschnitt PA[j] eine Differenz zwischen zwei Eingangssignalen verstärken und die verstärkte Differenz an den Umwandlungsabschnitt ADC[j] ausgeben. Folglich kann der Verstärkerabschnitt PA[j] das Ausgangspotential VOUT ausgeben, von dem der Einfluss der Schwankungen der Pixelschaltung in dem Pixel 15, einer Schaltung zwischen der Pixelschaltung und dem Verstärkerabschnitt PA[j] oder dergleichen beseitigt wird.
Hier wird in der Vergleichsschaltung AMP, die in dem Verstärkerabschnitt PA[j] enthalten ist, in einigen Fällen eine Offset-Spannung zwischen dem invertierenden Eingangsanschluss und dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss erzeugt. Wegen der Offset-Spannung weisen der invertierende Eingangsanschluss und der nicht-invertierende Eingangsanschluss, die sich in dem Gleichgewichtszustand befinden, in einigen Fällen nicht das gleiche Potential auf. Jedoch kann, indem eine Differenz zwischen zwei Arten der Ausgangspotentiale VOUT erhalten wird, die von dem Verstärkerabschnitt PA[j] ausgegeben werden, der Einfluss der Offset-Spannung beseitigt werden.
[Konfigurationsbeispiel 2 einer Leseschaltung]
Der oben beschriebene Verstärkerabschnitt PA, der beispielhaft in 1B und dergleichen gezeigt wird, kann eine Differenz zwischen zwei Eingangssignalen verstärken und die Differenz ausgeben. In dem Fall, in dem jedoch die Potentialdifferenz zwischen zwei Eingangssignalen zu groß ist, tritt in einigen Fällen ein Phänomen auf, in dem das Ausgangspotential gesättigt wird. Ein derartiges Phänomen, in dem das Ausgangspotential einer Verstärkerschaltung gesättigt wird, kann als Clipping bezeichnet werden. Clipping kann auftreten, da beispielsweise die Vergleichsschaltung in dem Verstärkerabschnitt PA eine Spannung (Potential), die eine Stromversorgungsspannung überschreitet, nicht ausgeben kann.
Daher weist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die nachstehend beispielhaft gezeigt wird, eine Konfiguration auf, bei der das Bezugspotential, das in die Vergleichsschaltung eingegeben wird, zwischen der Initialisierungsperiode und der Verstärkungsperiode umgeschaltet wird. Dabei wird das Bezugspotential in der Verstärkungsperiode niedriger als das Bezugspotential in der Initialisierungsperiode eingestellt. Daher kann auch in dem Fall, in dem die Potentialdifferenz zwischen den zwei Eingangssignalen groß ist, Clipping vorteilhaft verhindert werden.
3 stellt ein Konfigurationsbeispiel des nachstehend beispielhaft gezeigten Schaltungsabschnitts 12 dar. Der in 3 dargestellte Schaltungsabschnitt 12 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Konfiguration, die in 1B dargestellt wird, durch die Konfiguration der Leitung, die mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP verbunden ist.
Der Verstärkerabschnitt PA[j] beinhaltet einen Schalter SW2 und einen Schalter SW3.
Ein Anschluss des Schalters SW2 ist elektrisch mit einer Leitung verbunden, der ein Bezugspotential V_REFS zugeführt wird, und der andere Anschluss ist elektrisch mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP verbunden. Ein Anschluss des Schalters SW3 ist elektrisch mit einer Leitung verbunden, der ein Bezugspotential V_REFR zugeführt wird, und der andere Anschluss ist elektrisch mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP verbunden. Mit anderen Worten: Der nicht-invertierende Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP ist elektrisch mit der Leitung, der das Bezugspotential V_REFS zugeführt wird, über den Schalter SW2 verbunden und ist ferner elektrisch mit der Leitung, der das Bezugspotential V_REFR zugeführt wird, über den Schalter SW3 verbunden.
Das Bezugspotential V_REFS und das Bezugspotential V_REFR sind unterschiedliche Potentiale. Das Bezugspotential V_REFS wird vorzugsweise höher als das Bezugspotential V_REFR eingestellt. Es sei angemerkt, dass in Abhängigkeit vom Betriebsverfahren das Bezugspotential V_REFR höher als das Bezugspotential V_REFS sein kann. Hier ist, wie in 3 dargestellt, die Potentialdifferenz zwischen dem Bezugspotential V_REFS und dem Bezugspotential V_REFR ΔV_REF.
[Beispiel 2 für ein Betriebsverfahren]
Der Betrieb des Verstärkerabschnitts PA[j], der beispielhaft in 3 gezeigt wird, wird nachstehend anhand von 4A und 4B beschrieben. Es sei angemerkt, dass in einigen Fällen für die Abschnitte, die vorstehend schon beschrieben worden sind, eine ausführliche Beschreibung weggelassen wird oder eine Beschreibung einfach vorgenommen wird.
Zuerst wird der Betrieb des Verstärkerabschnitts PA[j] in der Initialisierungsperiode anhand von 4A beschrieben. In der Initialisierungsperiode werden der Schalter SW1 und der Schalter SW2 in einen Durchlasszustand versetzt, und der Schalter SW3 wird in einen Sperrzustand versetzt. Das Bezugspotential V_REFS wird dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP über den Schalter SW2 zugeführt. Des Weiteren wird das Potential Vs, das das Potential des ersten Signals ist, von der Leitung WX[j] zugeführt.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, ist das Ausgangspotential VOUT in der Initialisierungsperiode gleich wie das Bezugspotential V_REFS. Das heißt, dass in der Initialisierungsperiode die Spannung V_C1, die Spannung V_C2 und das Ausgangspotential VOUT wie folgt sind.
$\begin{array}{l} V_{C 1} = V_{S} - V_{REFS} \\ V_{C2} = 0 \\ V_{OUT} = V_{REFS} \end{array}$
Anschließend wird der Verstärkungsbetrieb anhand von 4B beschrieben. In der Verstärkungsperiode wird der Schalter SW1 in einen Sperrzustand versetzt. Der Schalter SW2 wird in einen Sperrzustand versetzt, und der Schalter SW3 wird in einen Durchlasszustand versetzt. Das Bezugspotential V_REFR wird daher dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP über den Schalter SW3 zugeführt. Dann wird das Potential der Leitung WX[j] von dem Potential Vs des ersten Signals auf das Potential V_R, das ein Potential des zweiten Signals ist, geändert.
In der Verstärkungsperiode ist das Ausgangspotential VOUT zu dem Zeitpunkt, zu dem der Verstärkerabschnitt PA[j] den Gleichgewichtszustand erreicht, wie folgt.
$\begin{array}{l} V_{OUT} = V_{REFR} + G (Δ V_{REF} - Δ V_{S}) \\ Δ V_{REF} = V_{REFS} - V_{REFR} \\ Δ V_{S} = V_{S} - V_{R} \end{array}$
Wie vorstehend beschrieben worden ist, kann der Verstärkerabschnitt PA[j] eine Differenz zwischen der Potentialdifferenz ΔV_REF, die eine Differenz zwischen den zwei Bezugspotentialen ist, und einer Potentialdifferenz ΔV_s zwischen den zwei Eingangssignalen verstärken und die verstärkte Differenz ausgeben. Folglich kann das Auftreten von Clipping vorteilhaft verhindert werden.
Beispielsweise wird der Fall in Betracht gezogen, in dem in dem in 1B dargestellten Verstärkerabschnitt PA[j] das Potential Vs 6,0 V ist, das Potential V_R 4,0 V ist, der Verstärkungsfaktor G das Zehnfache ist, das Bezugspotential VREF 4,5 V ist und die Stromversorgungsspannung der Vergleichsschaltung AMP 9,0 V ist. Dabei ist das Ausgangspotential V_OUT 24,5 V, was die Obergrenze der Stromversorgungsspannung überschreitet; somit tritt Clipping auf.
Im Gegensatz dazu wird der Fall in Betracht gezogen, in dem in dem in 3B dargestellten Verstärkerabschnitt PA[j] das Potential Vs 6,0 V ist, das Potential V_R 4,1 V ist, der Verstärkungsfaktor G das Zehnfache ist, das Bezugspotential V_REFS 6,5 V ist, das Bezugspotential V_REFR 4,5 V ist und die Stromversorgungsspannung der Vergleichsschaltung AMP 9,0 V ist. Dabei ist die Potentialdifferenz ΔV_S 1,9 V, und die Potentialdifferenz ΔV_REF ist 2,0 V. Daher ist das Ausgangspotential V_OUT 5,5 V, was im Bereich der Stromversorgungsspannung liegt; somit kann das Auftreten von Clipping verhindert werden.
Jedoch könnte selbst bei der in 3 dargestellten Konfiguration Clipping in dem Fall auftreten, in dem die Potentialdifferenz ΔV_REF zwischen dem Bezugspotential V_REFS und dem Bezugspotential V_REFR und die Potentialdifferenz ΔV_S zwischen den zwei Signalen zu groß sind. Daher wird der Wert der Potentialdifferenz ΔV_REF vorzugsweise im Voraus entsprechend der Signalbreite, die von der Pixelschaltung ausgegeben werden kann, bestimmt. Alternativ kann der Wert der Potentialdifferenz ΔV_REF entsprechend einem Betriebsmodus der Abbildungsvorrichtung, der Beleuchtungsstärke einer Umgebung, in der die Abbildungsvorrichtung verwendet wird, oder dergleichen geändert werden.
In Abhängigkeit vom Betriebsmodus der Abbildungsvorrichtung, der Beleuchtungsstärke der Umgebung, in der die Abbildungsvorrichtung verwendet wird, oder dergleichen ist außerdem die Potentialdifferenz ΔV_S zwischen den zwei Signalen in einigen Fällen ausreichend klein. Dabei kann der Lesevorgang unter Verwendung eines von dem Bezugspotential V_REFS und dem Bezugspotential V_REFR durchgeführt werden, ohne die Bezugspotentiale umzuschalten. Insbesondere kann der Lesevorgang sowohl in der Initialisierungsperiode als auch in der Verstärkungsperiode in dem Zustand durchgeführt werden, in dem einer von dem Schalter SW2 und dem Schalter SW3 in einen Durchlasszustand versetzt ist und der andere in einen Sperrzustand versetzt ist. Dabei können in Abhängigkeit vom Betriebsmodus der Abbildungsvorrichtung, der Umgebung, in der die Abbildungsvorrichtung verwendet wird, oder dergleichen das Betriebsverfahren, in dem die Bezugspotentiale umgeschaltet werden, und das Betriebsverfahren, in dem das Bezugspotential festgelegt wird, umgeschaltet werden. Folglich können die zwei Arten von Lesevorgängen durchgeführt werden, ohne die Schaltungskonfiguration, die beispielhaft in 3 gezeigt wird, zu ändern; daher können Bilder mit höherer Genauigkeit aufgenommen werden.
[Konfigurationsbeispiel 2 einer Abbildungsvorrichtung]
Ein Beispiel für eine spezifischere Konfiguration einer Abbildungsvorrichtung wird nachstehend beschrieben.
5A stellt einen Schaltplan einer Abbildungsvorrichtung dar. In 5A werden ein Schaltplan eines Pixels 15[i,j] in der i-ten Zeile und der j-ten Spalte sowie eine Stromquelle I_C[j] und eine CDS-Schaltung CDS[j], die mit der Leitung WX[j] verbunden sind, als Komponenten, die über dem Substrat 21 bereitgestellt werden, dargestellt. Obwohl nur ein Pixel 15[i,j], das mit der Leitung WX[j] verbunden ist, hier dargestellt wird, sind m Pixel 15 tatsächlich mit einer Leitung WX[j] verbunden.
Des Weiteren werden in 5A der Verstärkerabschnitt PA[j] und der Umwandlungsabschnitt ADC[j] als Komponenten, die über dem Substrat 22 bereitgestellt werden, dargestellt. Für die Konfigurationen des Verstärkerabschnitts PA[j] und des Umwandlungsabschnitts ADC[j] kann auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen werden.
Das Pixel 15[i,j] beinhaltet einen Transistor M1, einen Transistor M2, einen Transistor M3, einen Transistor M4, einen Kondensator C, ein Licht empfangendes Element PD und dergleichen. Des Weiteren sind eine Leitung TX[i], eine Leitung SE[i], eine Leitung RS[i] und die Leitung WX[j] mit dem Pixel 15[i,j] verbunden.
Ein Gate des Transistors M1 ist elektrisch mit der Leitung TX[i] verbunden, ein Anschluss von Source und Drain des Transistors M1 ist elektrisch mit einer Anode des Licht empfangenden Elements PD verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M1 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors M2, einer ersten Elektrode des Kondensators C und einem Gate des Transistors M3 verbunden. Ein Gate des Transistors M2 ist elektrisch mit der Leitung RS[i] verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M2 ist elektrisch mit einer Leitung verbunden, der ein Potential V1 zugeführt wird. Ein Anschluss von Source und Drain des Transistors M3 ist elektrisch mit einer Leitung verbunden, der ein Potential V3 zugeführt wird, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M3 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors M4 verbunden. Ein Gate des Transistors M4 ist elektrisch mit der Leitung SE[i] verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M4 ist elektrisch mit der Leitung WX[j] verbunden. Eine zweite Elektrode des Kondensators C ist elektrisch mit einer Leitung verbunden, der ein Potential V2 zugeführt wird. Eine Kathode des Licht empfangenden Elements PD ist elektrisch mit einer Leitung CL verbunden, der ein Kathodenpotential zugeführt wird.
Der Transistor M1, der Transistor M2 und der Transistor M4 dienen als Schalter. Der Transistor M3 dient als Verstärkerelement (Verstärker).
Ein Transistor, bei dem Silizium (darunter auch einkristallines Silizium, polykristallines Silizium und polykristallines Niedertemperatur-Silizium (low-temperature polycrystalline silicon, LTPS)) für einen Halbleiter verwendet wird, in dem ein Kanal gebildet wird (nachstehend wird der Transistor als Si-Transistor bezeichnet), wird vorzugsweise als sämtliche der Transistoren M1 bis M4 verwendet. Alternativ wird ein Transistor, bei dem ein Oxidhalbleiter für einen Halbleiter verwendet wird, in dem ein Kanal gebildet wird (nachstehend wird der Transistor als OS-Transistor bezeichnet), vorzugsweise als sämtliche der Transistoren M1 bis M4 verwendet.
Alternativ können sowohl ein Si-Transistor als auch ein OS-Transistor verwendet werden. Beispielsweise wird es bevorzugt, dass OS-Transistoren als Transistoren M1 und M2 und ein Si-Transistor als Transistor M3 verwendet werden. Dabei kann der Transistor M4 ein OS-Transistor oder ein Si-Transistor sein.
Indem OS-Transistoren als Transistoren M1 und M2 verwendet werden, kann verhindert werden, dass ein Potential, das auf Basis der Ladung, die in dem Licht empfangenden Element PD erzeugt wird, in dem Gate des Transistors M3 gehalten wird, durch den Transistor M1 oder M2 abfließt.
Als OS-Transistor kann ein Transistor verwendet werden, in dem ein Oxidhalbleiter für eine Halbleiterschicht verwendet wird, in der ein Kanal gebildet wird. 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, Zirkonium, 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 des OS-Transistors wird besonders vorzugsweise ein Oxid, das Indium, Gallium und Zink enthält (auch als IGZO bezeichnet), verwendet. Alternativ wird vorzugsweise ein Oxid, das Indium, Zinn und Zink enthält, verwendet. Alternativ wird besonders vorzugsweise ein Oxid, das Indium, Gallium, Zinn und Zink enthält, verwendet.
Ein Transistor mit einem Oxidhalbleiter, der 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 akkumuliert sind, der in Reihe mit dem Transistor geschaltet ist, für eine lange Zeit halten. Daher wird insbesondere jeweils als Transistor M1 und Transistor M2, welche mit dem Kondensator C in Reihe geschaltet sind, vorzugsweise ein Transistor, bei dem ein Oxidhalbleiter zum Einsatz kommt, verwendet. Indem der Transistor, der einen Oxidhalbleiter enthält, als jeder der Transistoren M1 und M2 verwendet wird, kann eine Leckage der Ladungen, die in dem Kondensator C gehalten sind, durch den Transistor M1 oder M2 verhindert werden. Des Weiteren können die Ladungen, die in dem Kondensator C gehalten sind, für eine lange Zeit gehalten werden; daher kann eine Periode von der Belichtung bis zum Lesen verlängert werden.
Beispielsweise variiert in dem Fall, in dem eine Abbildung mit einem Global-Shutter-System durchgeführt wird, in Abhängigkeit vom Pixel eine Periode vom Ende des Vorgangs zum Übertragen der Ladung bis zum Beginn des Lesevorgangs (eine Ladungshalteperiode). Wenn beispielsweise Bilder mit dem gleichen Graustufenwert in sämtlichen Pixeln aufgenommen werden, weisen idealerweise Ausgangssignale in sämtlichen Pixeln Potentiale des gleichen Pegels auf. Jedoch variiert in dem Fall, in dem die Länge der Ladungshalteperiode von einer Zeile zu einer anderen variiert und Ladungen, die an den Knoten der Pixel in jeweiligen Zeilen akkumuliert sind, über die Zeit abfließen, das Potential eines Ausgangssignals des Pixels von einer Zeile zu einer anderen, und Bilddaten variieren im Graustufenwert von einer Zeile zu einer anderen. Daher werden OS-Transistoren als Transistoren M1 und M2 verwendet, wodurch derartige Schwankungen des Potentials an dem Knoten sehr klein sein können. Das heißt, dass es auch dann, wenn ein Bild mit dem Global-Shutter-System aufgenommen wird, möglich ist, Schwankungen der Graustufe von Bilddaten auf Grund eines Unterschiedes in der Länge einer Ladungshalteperiode zu unterdrücken und die Qualität des aufgenommenen Bildes zu verbessern.
Im Gegensatz dazu wird als Transistor M3 ein Si-Transistor vorzugsweise verwendet. Der Si-Transistor kann eine höhere Feldeffektbeweglichkeit aufweisen als der OS-Transistor und weist eine ausgezeichnete Treiberfähigkeit und Stromfähigkeit auf. Daher kann der Transistor M3 mit höherer Geschwindigkeit arbeiten als die Transistoren M1 und M2. Unter Verwendung des Si-Transistors als Transistor M3 kann eine Ausgabe, die dem sehr niedrigen Potential auf Basis der Menge an Licht entspricht, das von dem Licht empfangenden Element PD empfangen wird, schnell dem Transistor M4 zugeführt werden.
Mit anderen Worten: In dem Pixel 15[i,j] weisen die Transistoren M1 und M2 einen niedrigen Leckstrom auf und der Transistor M3 weist eine hohe Treiberfähigkeit auf, wodurch dann, wenn das Licht empfangende Element PD Licht empfängt, die Ladungen, die durch den Transistor M1 übertragen werden, ohne Leckage gehalten werden können und das Lesen mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden kann.
Ein niedriger Sperrstrom, ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb und dergleichen, die für die Transistoren M1 bis M3 benötigt werden, werden nicht notwendigerweise für den Transistor M4 benötigt, der als Schalter zum Zuführen der Ausgabe von dem Transistor M3 zu der Leitung WX[j] dient. Daher kann ein Si-Transistor oder ein OS-Transistor als Transistor M4 verwendet werden.
Obwohl n-Kanal-Transistoren als Transistoren in 5A dargestellt werden, können auch p-Kanal-Transistoren verwendet werden.
Jeder der Transistoren, die in dem Pixel 15[i,j] enthalten sind, ein Transistor, der in der CDS-Schaltung CDS[j] enthalten ist, ein Transistor, der in der Stromquelle I_C[j] enthalten ist, und dergleichen werden vorzugsweise über dem Substrat 21 durch die gleichen Schritte ausgebildet.
Die Stromquelle I_C[j] ist mit der Leitung WX[j], die mit dem Pixel 15[i,j] verbunden ist, in Reihe geschaltet. Die Stromquelle I_C[j] und der Transistor M3, der in dem Pixel 15[i,j] enthalten ist, bilden eine Sourcefolgerschaltung.
Die Konfiguration der Stromquelle I_C[j] ist nicht besonders beschränkt, und beispielsweise kann ein Transistor, dessen Gate mit einem konstanten Potential versorgt wird, eine Stromspiegelschaltung oder dergleichen verwendet werden.
Des Weiteren ist die CDS-Schaltung CDS[j] mit der Leitung WX[j] verbunden. Die CDS-Schaltung CDS[j] ist eine Schaltung, die Correlated Double Sampling durchführen kann.
Ein Ausgangsanschluss der CDS-Schaltung CDS[j] ist mit dem Eingangsanschluss des Verstärkerabschnitts PA[j] verbunden. Ein Signal, das durch die CDS-Schaltung CDS[j] abgetastet wird, wird an den Verstärkerabschnitt PA[j] ausgegeben.
In dem Schaltungsabschnitt 12 wird ein Signal S_OUT[j] von dem Umwandlungsabschnitt ADC[j] als Ausgangssignal ausgegeben. Das Signal S_OUT[j] ist ein digitales Signal, das von einem analogen Signal durch den Umwandlungsabschnitt ADC[j] umgewandelt wird. Das Signal S_OUT[j] wird an eine arithmetische Schaltung oder dergleichen, die außerhalb der Abbildungsvorrichtung bereitgestellt wird, ausgegeben und verarbeitet.
[Beispiel für ein Betriebsverfahren des Pixels]
Hier wird ein Betriebsverfahren des Pixels 15[i,j] beschrieben. 5B ist ein Ablaufdiagramm des Betriebsverfahrens des Pixels 15[i,j]. 5B zeigt Änderungen der Potentiale der Leitung TX[i], der Leitung SE[i], der Leitung RS[i] und der Leitung WX[j].
Der Betrieb des Pixels 15[i,j] wird grob in eine Abbildungsperiode T1 und eine Leseperiode T2 unterteilt. In der Abbildungsperiode T1 wird eine Abbildung in sämtlichen Pixeln des Abbildungsabschnitts 11 durchgeführt, und in der nachfolgenden Leseperiode T2 wird ein Lesen sequentiell von einer Zeile zu einer anderen durchgeführt, so dass der Global-Shutter-Betrieb durchgeführt werden kann. Im Gegensatz dazu kann dann, wenn die Abbildungsperiode T1 und die Leseperiode T2 für jede Zeile bereitgestellt werden, der Rolling-Shutter-Betrieb durchgeführt werden.
Die Abbildungsperiode T1 wird in eine Periode T11, eine Periode T12 und eine Periode T13 unterteilt. Die Periode T11 entspricht einer Rücksetzperiode des Pixels, die Periode T12 entspricht einer Belichtungsperiode und die Periode T13 entspricht einer Übertragungsperiode.
In der Periode T11 werden die Potentiale der Leitung TX[i] und der Leitung RS[i] jeweils zu einem hohen Potential. Folglich werden die Transistoren M1 und M2 in einen Durchlasszustand versetzt, und das Potential der Anode des Licht empfangenden Elements PD wird auf das Potential V1 zurückgesetzt.
Als Nächstes werden in der Periode T12 die Potentiale der Leitung TX[i] und der Leitung RS[i] jeweils zu einem niedrigen Potential. Folglich wird der Transistor M1 in einen Sperrzustand versetzt. In der Periode T12 wird eine photoelektrische Umwandlung durch Licht, das in das Licht empfangende Element PD eintritt, verursacht, und Ladungen werden in der Anode des Licht empfangenden Elements PD akkumuliert.
Als Nächstes wird in der Periode T13 das Potential der Leitung TX[i] zu einem hohen Potential. Folglich wird der Transistor M1 in einen Durchlasszustand versetzt, und Ladungen, die in dem Licht empfangenden Element PD akkumuliert sind, werden auf den Kondensator C übertragen.
Danach wird der Leitung TX[i] ein niedriges Potential zugeführt, und daher wird der Transistor M1 in einen Sperrzustand versetzt, so dass die Ladungen in dem Kondensator C gehalten werden.
Die Leseperiode T2 wird in eine Periode T21 und eine Periode T22 unterteilt. Ein Signal, das ein Lichtempfangspotential umfasst, wird in der Periode T21 ausgegeben, und ein Signal, das ein Rücksetzpotential umfasst, wird in der Periode T22 ausgegeben.
Beim Global-Shutter-Betrieb wird ein Lesevorgang von einer Zeile zu einer anderen nach der oben beschriebenen Abbildungsperiode T1 durchgeführt. In 5B wird die Leseperiode T2[i] in der i-ten Zeile gezeigt.
In der Periode T21 wird der Leitung SE[i] ein hohes Potential zugeführt. Folglich wird der Transistor M4 in einen Durchlasszustand versetzt. Dabei bilden der Transistor M3 und die Stromquelle I_C[j] eine Sourcefolgerschaltung, und ein Datensignal Ds wird an die CDS-Schaltung CDS[j] über die Leitung WX[j] ausgegeben. Dabei wird das Potential des Datensignals Ds, das an die Leitung WX[j] ausgegeben wird, entsprechend einem Gate-Potential des Transistors M3 bestimmt. Das Datensignal Ds entspricht dem oben beschriebenen ersten Signal (Lichtempfangssignal).
Als Nächstes werden in der Periode T22 der Leitung SE[i] und der Leitung RS[i] hohe Potentiale zugeführt. Folglich werden der Transistor M2 und der Transistor M4 in einen Durchlasszustand versetzt. Daher wird das Potential V1 dem Gate des Transistors M3 zugeführt. Das heißt, dass das Pixel 15[i,j] zurückgesetzt wird. In der Periode T22 wird ein Datensignal D_R in diesem Zustand an die Leitung WX[j] ausgegeben. Das Datensignal D_R entspricht dem oben beschriebenen zweiten Signal (Rücksetzsignal).
Durch einen derartigen Betrieb können in der Leseperiode T2 das erste Signal und das zweite Signal sequentiell von dem Pixel 15[i,j] an die Leitung WX[j] ausgegeben werden.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des Verfahrens zum Betreiben der Pixelschaltung.
[Konfigurationsbeispiel 3 einer Abbildungsvorrichtung]
6 stellt ein Konfigurationsbeispiel einer Abbildungsvorrichtung dar, die sich teilweise von derjenigen in 5A unterscheidet, welche vorstehend beschrieben worden ist. Die in 6 dargestellte Abbildungsvorrichtung beinhaltet eine Multiplexerschaltung MUX zwischen einer Vielzahl von CDS-Schaltungen und dem Verstärkerabschnitt PA.
Hier wird eine Konfiguration dargestellt, bei der eine Ausgabe von dem j-ten Pixel 15[i,j] bis zu dem k-ten Pixel 15[i,k] unter n Pixeln 15 in der i-ten Spalte an den Verstärkerabschnitt PA über eine Multiplexerschaltung MUX ausgegeben wird.
Des Weiteren kann, wie in 6 dargestellt, die CDS-Schaltung CDS zwischen jedem der Pixel 15 und der Multiplexerschaltung MUX bereitgestellt werden.
Mit einer derartigen Konfiguration kann die Anzahl von Verbindungsanschlüssen zwischen dem Substrat 21 und dem Substrat 22 verringert werden. Insbesondere wird in dem Fall, in dem das Substrat 22 in eine Chip-Form ausgebildet wird und ein IC-Chip mit dem Substrat 22 montiert wird, indem er an das Substrat 21, einer anderen Leiterplatte oder dergleichen mit einem Bump oder dergleichen gebunden wird, die Anzahl von Anschlüssen des Substrats 22 vorzugsweise verringert, was zu einer Verringerung der Chip-Größe bedeutend beiträgt.
[Konfigurationsbeispiel einer Anzeigevorrichtung]
Nachstehend wird eine Anzeigevorrichtung sowohl mit einer Funktion zum Anzeigen eines Bildes als auch mit einer Funktion zum Aufnehmen eines Bildes beschrieben.
Eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet Licht empfangende Elemente (auch als Licht empfangende Vorrichtungen bezeichnet) und Licht emittierende Elemente (auch als Licht emittierende Vorrichtungen bezeichnet) in einem Anzeigeabschnitt. Die Licht emittierenden Elemente sind in einer Matrix in dem Anzeigeabschnitt angeordnet, und ein Bild kann unter Verwendung der Licht emittierenden Elemente auf dem Anzeigeabschnitt angezeigt werden. In dem Anzeigeabschnitt sind ferner die Licht empfangenden Elemente in einer Matrix angeordnet, so dass der Anzeigeabschnitt auch eine Funktion eines Licht empfangenden Abschnitts aufweist. Ein Bild kann von der Vielzahl von Licht empfangenden Elementen, die in dem Anzeigeabschnitt bereitgestellt werden, aufgenommen werden, so dass die Anzeigevorrichtung als Bildsensor, Touchscreen oder dergleichen dienen kann. Das heißt, dass der Anzeigeabschnitt ein Bild aufnehmen kann und die Annäherung oder den Kontakt mit einem Gegenstand (z. B. einem Finger oder einem Stift) erfassen kann. Des Weiteren wird, da die Licht emittierenden Elemente, die in dem Anzeigeabschnitt bereitgestellt werden, als Lichtquellen beim Lichtempfang verwendet werden können, eine Lichtquelle nicht notwendigerweise getrennt von der Anzeigevorrichtung bereitgestellt; daher kann eine Anzeigevorrichtung mit hoher Zweckmäßigkeit ohne Zunahme der Anzahl von Komponenten eines elektronischen Geräts bereitgestellt werden.
Bei 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 wird, das Licht empfangende Element dieses reflektierte Licht erfassen, und daher ist auch in einer dunklen Umgebung die Abbildung und die Erfassung einer Berührung (bzw. eine kontaktlose Beinahe-Berührung) möglich.
Des Weiteren kann dann, wenn ein Finger, eine Handfläche oder dergleichen den Anzeigeabschnitt der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung berührt, ein Bild des Fingerabdrucks oder des Handflächenabdrucks aufgenommen werden. Daher kann ein elektronisches Gerät, das die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet, unter Verwendung des aufgenommenen Fingerabdrucks eine persönliche Authentifizierung durchführen. Dementsprechend wird eine Abbildungsvorrichtung zur Authentifizierung des Fingerabdrucks oder des Handflächenabdrucks nicht notwendigerweise zusätzlich bereitgestellt, und die Anzahl von Komponenten des elektronischen Geräts kann verringert werden. Des Weiteren kann, da die Licht empfangenden Elemente in einer Matrix in dem Anzeigeabschnitt angeordnet sind, ein Bild des Fingerabdrucks, des Handflächenabdrucks oder dergleichen in einem beliebigen Teil in dem Anzeigeabschnitt aufgenommen werden, was ein praktisches elektronisches Gerät bereitstellen kann.
Hier kann der Anzeigeabschnitt eine Konfiguration aufweisen, bei der erste Pixelschaltungen, die jeweils das Licht empfangende Element und einen oder mehrere Transistoren beinhalten, in einer Matrix angeordnet sind und zweite Pixelschaltungen, die jeweils das Licht emittierende Element und einen oder mehrere Transistoren beinhalten, in einer Matrix angeordnet sind.
Nachstehend werden spezifischere Konfigurationsbeispiele anhand von Zeichnungen beschrieben.
7A ist ein Blockdiagramm einer Anzeigevorrichtung 50. Die Anzeigevorrichtung 50 beinhaltet einen Abbildungsabschnitt 51, einen Schaltungsabschnitt 52, einen Treiberschaltungsabschnitt 53 und dergleichen.
7A stellt ein Beispiel dar, in dem der Anzeigeabschnitt 51 und der Treiberschaltungsabschnitt 53 über dem Substrat 21 bereitgestellt werden und der Schaltungsabschnitt 52 über dem Substrat 22 bereitgestellt wird. Das Substrat 22 wird vorzugsweise derart ausgebildet, dass es zu einer Chip-Form verarbeitet wird und daher eine Form eines IC-Chips aufweist. Dabei wird der IC-Chip, der das Substrat 22 umfasst, vorzugsweise an dem Substrat 21 oder einer FPC (flexible gedruckte Schaltung bzw. flexible printed circuit), die mit dem Substrat 21 verbunden ist, mit einem anisotropen leitenden Film (anisotropic conductive film, ACF), einer anisotropen leitenden Paste (anisotropic conductive paste, ACP), einem Bump oder dergleichen gebunden wird. Es sei angemerkt, dass der Anzeigeabschnitt 51 und der Treiberschaltungsabschnitt 53 über unterschiedlichen Substraten bereitgestellt werden können. Alternativ können der Anzeigeabschnitt 51, der Schaltungsabschnitt 52 und der Treiberschaltungsabschnitt 53 über einem Substrat bereitgestellt werden.
Der Anzeigeabschnitt 51 beinhaltet eine Vielzahl von Pixeln 70, die in einer Matrix angeordnet sind. Das Pixel 70 umfasst ein Subpixel 61R, ein Subpixel 61G, ein Subpixel 61B und ein Abbildungspixel 62. Das Subpixel 61R, das Subpixel 61G und das Subpixel 61B beinhalten jeweils ein Licht emittierendes Element, das als Anzeigeelement dient. Das Abbildungspixel 62 beinhaltet ein Licht empfangendes Element, das als photoelektrisches Umwandlungselement dient.
Das Pixel 70 ist elektrisch mit einer Leitung GL, einer Leitung SLR, einer Leitung SLG, einer Leitung SLB, einer Leitung TX, einer Leitung SE, einer Leitung RS, einer Leitung WX und dergleichen verbunden. Die Leitung SLR, die Leitung SLG, die Leitung SLB und die Leitung WX sind elektrisch mit dem Schaltungsabschnitt 52 verbunden. Die Leitung GL, die Leitung TX, die Leitung SE und die Leitung RS sind elektrisch mit dem Treiberschaltungsabschnitt 53 verbunden. Der Schaltungsabschnitt 52 dient als Sourceleitungstreiberschaltung (auch als Source-Treiber bezeichnet) und Leseschaltung. Der Treiberschaltungsabschnitt 53 dient als Gateleitungstreiberschaltung (auch als Gate-Treiber bezeichnet) und Treiberschaltung des Abbildungspixels 62.
Das Pixel 70 umfasst das Subpixel 61R, das Subpixel 61G und das Subpixel 61B. Das Subpixel 61R ist beispielsweise ein Subpixel, das eine rote Farbe darstellt, das Subpixel 61G ist ein Subpixel, das eine grüne Farbe darstellt, und das Subpixel 61B ist ein Subpixel, das eine blaue Farbe darstellt. Somit kann die Anzeigevorrichtung 50 eine Vollfarbanzeige durchführen. Obwohl hier das Beispiel gezeigt wird, in dem die Pixel 70 jeweils Subpixel von drei Farben umfassen, können Subpixel von vier oder mehr Farben enthalten sein.
Das Subpixel 61R, das Subpixel 61G und das Subpixel 61B beinhalten jeweils ein Licht emittierendes Element und eine Pixelschaltung. Die Pixelschaltung weist eine Funktion zum Steuern der Graustufe des Licht emittierenden Elements auf Basis eines Signals (Potentials) auf, das von dem Schaltungsabschnitt 52 zugeführt wird und über die Leitung SLR, die Leitung SLG oder die Leitung SLB eingegeben wird.
Das Subpixel 61R beinhaltet ein Licht emittierendes Element, das rotes Licht emittiert. Das Subpixel 61G beinhaltet ein Licht emittierendes Element, das grünes Licht emittiert. Das Subpixel 61B beinhaltet ein Licht emittierendes Element, das blaues Licht emittiert. Es sei angemerkt, dass das Pixel 70 ein Subpixel umfassen kann, das ein Licht emittierendes Element beinhaltet, das Licht einer anderen Farbe emittiert. Beispielsweise kann das Pixel 70, zusätzlich zu den drei Subpixeln, ein Subpixel, das ein Licht emittierendes Element beinhaltet, das weißes Licht emittiert, ein Subpixel, das ein Licht emittierendes Element beinhaltet, das gelbes Licht emittiert, oder dergleichen umfassen.
Die Leitung GL ist elektrisch mit dem Subpixel 61R, dem Subpixel 61G und dem Subpixel 61B, die in einer Zeilenrichtung (einer Richtung, in der sich die Leitung GL erstreckt) angeordnet sind, verbunden. Die Leitung SLR ist elektrisch mit einer Vielzahl von Subpixeln 61R (nicht dargestellt), die in einer Spaltenrichtung (einer Richtung, in der sich die Leitung SLR und dergleichen erstrecken) angeordnet sind, verbunden. Auf ähnliche Weise sind die Leitung SLG und die Leitung SLB elektrisch mit einer Vielzahl von Subpixeln 61G bzw. einer Vielzahl von Subpixeln 61B (nicht dargestellt), die in der Spaltenrichtung angeordnet sind, verbunden.
Das Abbildungspixel 62, das in dem Pixel 70 enthalten ist, ist elektrisch mit der Leitung TX, der Leitung SE, der Leitung RS und der Leitung WX verbunden.
Der Treiberschaltungsabschnitt 53 weist eine Funktion zum Erzeugen eines Signals zum Betreiben des Abbildungspixels 62 und zum Ausgeben des Signals an das Abbildungspixel 62 über die Leitung SE, die Leitung TX und die Leitung RS auf. Der Schaltungsabschnitt 52 weist eine Funktion zum Empfangen eines Signals, das von dem Abbildungspixel 62 über die Leitung WX ausgegeben wird, und zum Ausgeben des Signals als Bilddaten an die Außenseite auf. Der Schaltungsabschnitt 52 dient als Leseschaltung.
[Konfigurationsbeispiel 1 einer Pixelschaltung]
7B stellt ein Beispiel für einen Schaltplan eines Pixels 61 dar, das als Subpixel 61R, Subpixel 61G und Subpixel 61B verwendet werden kann. Das Pixel 61 umfasst einen Transistor M5, einen Transistor M6, einen Transistor M7, einen Kondensator C11 und ein Licht emittierendes Element EL. Die Leitung GL und die Leitung SL sind elektrisch mit dem Pixel 61 verbunden. Die Leitung SL entspricht einer der Leitung SLR, der Leitung SLG und der Leitung SLB, die in 7A dargestellt werden.
Ein Gate des Transistors M5 ist elektrisch mit der Leitung GL verbunden, ein Anschluss von Source und Drain des Transistors M5 ist elektrisch mit der Leitung SL verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M5 ist elektrisch mit einer Elektrode des Kondensators C11 und einem Gate des Transistors M6 verbunden. Ein Anschluss von Source und Drain des Transistors M6 ist elektrisch mit einer Leitung AL verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M6 ist elektrisch mit einer Elektrode des Licht emittierenden Elements EL, der anderen Elektrode des Kondensators C11 und einem Anschluss von Source und Drain des Transistors M7 verbunden. Ein Gate des Transistors M7 ist elektrisch mit der Leitung GL verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M7 ist elektrisch mit der Leitung RL verbunden. Die andere Elektrode des Licht emittierenden Elements EL ist elektrisch mit der Leitung CL verbunden.
Die Transistoren M5 und M7 dienen als Schalter. Der Transistor M6 dient als Transistor, der einen Strom steuert, der durch das Licht emittierende Element EL fließt.
Hier wird es bevorzugt, dass Si-Transistoren als sämtliche der Transistoren M5 bis M7 verwendet werden. Insbesondere wird als Si-Transistor ein Transistor, bei dem LTPS als Halbleiter verwendet wird, in dem ein Kanal gebildet wird (LTPS-Transistor), vorzugsweise verwendet. Alternativ wird es bevorzugt, dass OS-Transistoren als sämtliche der Transistoren M5 bis M7 verwendet werden. Alternativ wird es bevorzugt, dass OS-Transistoren als Transistoren M5 und M7 und ein LTPS-Transistor als Transistor M6 verwendet werden.
Ein OS-Transistor kann einen sehr niedrigen Sperrstrom erzielen. Daher wird insbesondere als Transistoren M5 und M7, welche mit dem Kondensator C11 in Reihe geschaltet sind, vorzugsweise ein Transistor, bei dem ein Oxidhalbleiter zum Einsatz kommt, verwendet. Folglich kann verhindert werden, dass Ladungen, die in dem Kondensator C1 gehalten werden, durch den Transistor M5 oder M7 abfließt. Des Weiteren kann, da Ladungen, die in dem Kondensator C11 gehalten werden, lange Zeit gehalten werden können, ein Standbild lange Zeit angezeigt werden, ohne dass Daten in dem Pixel 61 neu geschrieben werden.
Ein Datenpotential wird der Leitung SL zugeführt. Ein Auswahlsignal wird der Leitung GL zugeführt. Das Auswahlsignal umfasst ein Potential zum Versetzen eines Transistors in einen Durchlasszustand und ein Potential zum Versetzen eines Transistors in einen Sperrzustand.
Ein Rücksetzpotential wird der Leitung RL zugeführt. Ein Anodenpotential wird der Leitung AL zugeführt. Ein Kathodenpotential wird der Leitung CL zugeführt. In dem Pixel 61 ist das Anodenpotential höher als das Kathodenpotential. Das Rücksetzpotential, das der Leitung RL zugeführt wird, kann derart eingestallt werden, dass eine Potentialdifferenz zwischen dem Rücksetzpotential und dem Kathodenpotential niedriger als die Schwellenspannung des Licht emittierenden Elements EL ist. Das Rücksetzpotential kann ein Potential, das höher als das Kathodenpotential ist, ein Potential, das gleich dem Kathodenpotential ist, oder ein Potential sein, das niedriger als das Kathodenpotential ist.
7C stellt ein Beispiel für einen Schaltplan des Abbildungspixels 62 dar. Das Abbildungspixel 62 weist eine Konfiguration auf, die derjenigen des in 5A beispielhaft gezeigten Pixels 15[i,j] ähnlich ist. Die in 7C dargestellte Konfiguration ist derjenigen in 5A ähnlich, mit Ausnahme, dass der Kondensator C12 anstelle des Kondensators C enthalten ist; daher kann für die ausführliche Beschreibung auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen werden.
Es sei angemerkt, dass Transistoren, die jeweils ein Paar von Gates beinhalten, die einander überlappen, wobei eine Halbleiterschicht dazwischen angeordnet ist, als Transistoren verwendet werden können, die in dem Pixel 61 und dem Abbildungspixel 62 enthalten sind.
Bei dem Transistor mit einem Paar von Gates wird das gleiche Potential dem Paar von Gates, die elektrisch miteinander verbunden sind, zugeführt, wodurch der Durchlassstrom des Transistors erhöht wird und die Sättigungseigenschaften verbessert werden. Ein Potential zum Steuern der Schwellenspannung des Transistors kann einem des Paars von Gates zugeführt werden. Wenn des Weiteren ein konstantes Potential einem des Paars von Gates zugeführt wird, kann die Stabilität der elektrischen Eigenschaften des Transistors verbessert werden. Beispielsweise kann eines der Gates des Transistors elektrisch mit einer Leitung, der ein konstantes Potential zugeführt wird, verbunden sein oder kann elektrisch mit einer Source oder einem Drain des Transistors verbunden sein.
[Konfigurationsbeispiel eines Schaltungsabschnitts]
Als Nächstes werden Beispiele für die Konfiguration, die für den vorstehenden Schaltungsabschnitt 52 verwendet werden kann, beschrieben.
[Konfigurationsbeispiel 1]
8A stellt einen Schaltplan des Schaltungsabschnitts 52 dar. 8A stellt einige Komponenten dar, die der j-ten Leitung WX[j] und der j-ten Leitung SL[j] entsprechen. Die Leitung SL[j] entspricht der j-ten Leitung SLR[j], der j-ten Leitung SLG[j] oder der j-ten Leitung SLB[j] (nicht dargestellt). 8A stellt den Eingangsanschluss IN, mit dem die Leitung WX[j] verbunden ist, und einen Ausgangsanschluss OUT dar, mit dem die Leitung SL[j] verbunden ist.
Der Schaltungsabschnitt 52 beinhaltet den Verstärkerabschnitt PA[j], den Umwandlungsabschnitt ADC[j], einen Verstärkerabschnitt VA[j] und einen Umwandlungsabschnitt DAC[j].
Der Verstärkerabschnitt PA[j] und der Umwandlungsabschnitt ADC[j] weisen Konfigurationen auf, die denjenigen der 1B ähnlich sind, die vorstehend beschrieben worden sind. Der Verstärkerabschnitt PA[j] beinhaltet die Vergleichsschaltung AMP1, den Kondensator C1, den Kondensator C2 und den Schalter SW1. Der Umwandlungsabschnitt ADC[j] wandelt ein analoges Potential, das von dem Verstärkerabschnitt PA[j] eingegeben wird, in ein digitales Potential um und gibt es als digitales Signal S_OUT[j] aus.
Ein digitales Signal S[j] wird in den Umwandlungsabschnitt DAC[j] eingegeben, und der Umwandlungsabschnitt DAC[j] weist eine Funktion zum Umwandeln des Signals S[j] in ein Potential V_DATA, das ein analoges Potential ist, und zum Ausgeben des Potentials V_DATA an den Verstärkerabschnitt VA[j] auf. Das Signal S[j] kann auch als Videosignal bezeichnet werden.
Der Verstärkerabschnitt VA[j] gibt das Eingangspotential V_DATA an die Leitung SL[j] aus. Der Verstärkerabschnitt VA[j] dient als Videoverstärker.
8A stellt ein Beispiel dar, in dem der Verstärkerabschnitt VA[j] die Vergleichsschaltung AMP2 beinhaltet. Ein Ausgangsanschluss und ein invertierender Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP2 sind elektrisch miteinander verbunden, und das Potential V_DATA, das von dem Umwandlungsabschnitt DAC[j] ausgegeben wird, wird in einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP2 eingegeben. Der Ausgangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP2 ist elektrisch mit dem Ausgangsanschluss OUT verbunden, mit dem die Leitung SL[j] verbunden ist. Folglich kann das Potential V_DATA stabil an die Leitung SL[j] ausgegeben werden.
Der Verstärkerabschnitt PA[j], der Umwandlungsabschnitt ADC[j], der Verstärkerabschnitt VA[j] und der Umwandlungsabschnitt DAC[j] werden über dem Substrat 22 bereitgestellt, und das Substrat 22 wird derart ausgebildet, dass es zu einer Chip-Form verarbeitet wird und daher eine Form einer IC aufweist, so dass eine Sourceleitungstreiberschaltung und eine Leseschaltung der Anzeigevorrichtung 50 mit einer IC ausgebildet werden können. Dementsprechend kann die Anzahl von Komponenten der Anzeigevorrichtung 50 und eines elektronischen Geräts, in dem die Anzeigevorrichtung 50 verwendet wird, verringert werden. Daher können die Herstellungskosten der Anzeigevorrichtung 50 und eines elektronischen Geräts, in dem die Anzeigevorrichtung 50 verwendet wird, verringert werden.
[Konfigurationsbeispiel 2]
8B stellt ein Konfigurationsbeispiel des Schaltungsabschnitts 52 in dem Fall dar, in dem die in 3 beispielhaft gezeigte Konfiguration, die vorstehend beschrieben worden ist, für den Verstärkerabschnitt PA[j] verwendet wird.
In dem Verstärkerabschnitt PA[j] sind eine Leitung, der das Bezugspotential V_REFS zugeführt wird, über den Schalter SW2 und eine Leitung, der das Bezugspotential V_REFR zugeführt wird, über den Schalter SW3 mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP1 verbunden.
Bezüglich des Beispiels für das Betriebsverfahren des Verstärkerabschnitts PA[j] kann auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen werden. Mit einer derartigen Konfiguration kann vorteilhaft verhindert werden, dass Clipping beim Lesevorgang auftritt.
[Konfigurationsbeispiel 3]
9A stellt ein Konfigurationsbeispiel des Schaltungsabschnitts 52 dar, der eine Konfiguration aufweist, die sich teilweise von der Vorstehenden unterscheidet.
In 9A ist der Ausgangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP2 in dem Verstärkerabschnitt VA[j] elektrisch mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP1 in dem Verstärkerabschnitt PA[j] verbunden. Daher wird dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP1 das Ausgangspotential des Verstärkerabschnitts VA[j] als Bezugspotential zugeführt.
Des Weiteren umfasst das Signal S[j], das in den Umwandlungsabschnitt DAC[j] eingegeben wird, zusätzlich zu Videodaten Daten von zwei Arten der Bezugspotentiale, die für den Betrieb des Verstärkerabschnitts PA[j] verwendet werden. Daher werden als analoges Potential, das von dem Umwandlungsabschnitt DAC[j] ausgegeben wird, drei Arten von Potentialen, nämlich das Potential V_DATA, das Bezugspotential V_REFS und das Bezugspotential V_REFR, in unterschiedlichen Perioden ausgegeben.
In einer Periode, während deren das Schreiben in jedes Pixel in dem Anzeigeabschnitt 51 durchgeführt wird, wird das Potential V_DATA sequentiell an die Leitung SL[j] über den Ausgangsanschluss OUT auf Basis der Videodaten, die in dem Signal S[j] enthalten sind, ausgegeben. In einer Abbildungsperiode, während deren das Abbildungspixel 62 des Anzeigeabschnitts 51 verwendet wird, werden das Bezugspotential V_REFS und das Bezugspotential V_REFR sequentiell an den nicht-invertierenden Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP1 auf Basis der Daten des Bezugspotentials, die in dem Signal S[j] enthalten sind, ausgegeben.
Mit einer derartigen Konfiguration können beispielsweise der Schalter SW2, der Schalter SW3, die Leitung, der das Bezugspotential V_REFS zugeführt wird, die Leitung, der das Bezugspotential V_REFR zugeführt wird, und dergleichen bei der in 8B beispielhaft gezeigten Konfiguration weggelassen werden. Des Weiteren können auch eine Schaltung, eine Leitung und dergleichen zum Steuern des Schalters SW2 und des Schalters SW3 auch weggelassen werden. Daher kann die Konfiguration des Schaltungsabschnitts 52 vereinfacht werden. Darüber hinaus ist eine Stromversorgungsschaltung (Potentialerzeugungsschaltung) zum Erzeugen des Bezugspotentials V_REFS und des Bezugspotentials V_REFR nicht nötig, was nicht nur zur Vereinfachung der Konfiguration, sondern auch zur Verringerung des Stromverbrauchs beitragen kann.
Obwohl hier der Fall beschrieben wird, in dem das Betriebsverfahren verwendet wird, bei dem der Umwandlungsabschnitt DAC[j] zwei Arten von Bezugspotentialen (das Bezugspotential V_REFS und das Bezugspotential V_REFR) ausgibt und der Verstärkerabschnitt PA[j] die zwei Arten von Bezugspotentialen umschaltet, kann eine Konfiguration, bei der die Bezugspotentiale nicht umgeschaltet werden, auch zum Einsatz kommen. Das heißt, dass das Signal S[j] derart geändert werden kann, dass eine Art des Bezugspotentials (das Bezugspotential V_REF) von dem Umwandlungsabschnitt DAC[j] ausgegeben wird. Daher kann mit der in 9A dargestellten Konfiguration das Betriebsverfahren der Leseschaltung durch Signale, die als Signal S[j] zugeführt werden, leicht umgeschaltet werden. Darüber hinaus kann der Wert des Bezugspotentials leicht optimiert werden, ohne dass die Schaltungskonfiguration geändert wird, indem Daten des Bezugspotentials, die in dem Signal S[j] enthalten sind, geändert werden.
[Konfigurationsbeispiel 4]
9B stellt ein Beispiel für den Schaltungsabschnitt 52 mit einer Konfiguration dar, die sich von der Vorstehenden unterscheidet.
Mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP1 in dem Verstärkerabschnitt PA[j] sind eine Leitung, der das Bezugspotential V_REFS zugeführt wird, über den Schalter SW2, eine Leitung, der das Bezugspotential V_REFR zugeführt wird, über den Schalter SW3 und ein Ausgangsanschluss des Verstärkerabschnitts VA[j] über einen Schalter SW4 elektrisch verbunden.
Bei der in 9B dargestellten Konfiguration kann der Verstärkerabschnitt PA[j] durch das vorstehend beschriebene Verfahren, das in 3, 4A und 4B beispielhaft gezeigt wird, betrieben werden, wenn der Schalter SW4 in einen Sperrzustand versetzt wird. Wenn der Schalter SW4 in einen Sperrzustand versetzt wird, werden der Ausgangsanschluss OUT und der Verstärkerabschnitt PA[j] elektrisch getrennt. Folglich können der Schreibvorgang von Daten in das Pixel 70 des Anzeigeabschnitts 51 und der Lesevorgang von Daten von dem Abbildungspixel 62 parallel durchgeführt werden. Daher kann die Abbildung mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden.
Wenn der Schalter SW4 in einen Durchlasszustand versetzt wird, kann der Verstärkerabschnitt PA[j] auf Basis des Bezugspotentials, das in dem Signal S[j] enthalten ist und durch den Umwandlungsabschnitt DAC[j] in ein analoges Potential umgewandelt wird, betrieben werden. Mit einer derartigen Konfiguration kann der Verstärkerabschnitt PA[j] unter Verwendung eines anderen Bezugspotentials, das weder das voreingestellte Bezugspotential V_REFS noch das voreingestellte Bezugspotential V_REFR ist, betrieben werden.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, kann in dem in 9B dargestellten Schaltungsabschnitt 52 die Steuerung des Schalters SW4 die Betriebsverfahren des Verstärkerabschnitts PA[j] umschalten. Beispielsweise kann das optimale Betriebsverfahren entsprechend einem Abbildungsmodus, der Beleuchtungsstärke von externem Licht oder dergleichen leicht ausgewählt und umgeschaltet werden.
[Modifikationsbeispiel]
Der in 10A dargestellte Schaltungsabschnitt 52 ist ein Beispiel, in dem der in 9B dargestellte Schalter SW4 zu der in 9A dargestellten Konfiguration zugesetzt ist.
In dem in 10A dargestellten Schaltungsabschnitt 52 wird in der Periode, während deren das Schreiben in jedes Pixel des Anzeigeabschnitts 51 durchgeführt wird, der Schalter SW4 in einen Sperrzustand versetzt, und daher kann verhindert werden, dass das Potential V_DATA in die Vergleichsschaltung AMP1 eingegeben wird; somit kann die Last auf den Verstärkerabschnitt VA[j] verringert werden. In der Abbildungsperiode wird der Schalter SW4 in einen Durchlasszustand versetzt und folglich kann das Bezugspotential V_REFS oder das Bezugspotential V_REFR an die Vergleichsschaltung AMP1 ausgegeben werden. Alternativ kann nur das Bezugspotential VREF an die Vergleichsschaltung AMP1 ausgegeben werden.
Der in 10B dargestellte Schaltungsabschnitt 52 ist ein Beispiel, in dem ein Schalter SW5 zu der in 10A dargestellten Konfiguration zugesetzt ist. Ein Anschluss des Schalters SW5 ist elektrisch mit dem Ausgangsanschluss OUT verbunden, und der andere Anschluss des Schalters SW5 ist elektrisch mit einem Anschluss des Schalters SW4 und dem Ausgangsanschluss der Vergleichsschaltung AMP2 verbunden.
Der Schalter SW5 kann in der Periode, während deren das Schreiben in jedes Pixel des Anzeigeabschnitts 51 durchgeführt wird, in einen Durchlasszustand versetzt werden und kann in der Abbildungsperiode in einen Sperrzustand versetzt werden. Folglich können in der Abbildungsperiode der Verstärkerabschnitt VA[j] und die Leitung SL[j] elektrisch getrennt werden; daher kann die Last auf den Verstärkerabschnitt VA[j] verringert werden.
Es sei angemerkt, dass eine Konfiguration, bei der der Schalter SW4 nicht in 10B bereitgestellt wird, zum Einsatz kommen kann. Das heißt, dass eine Konfiguration, bei der nur der Schalter SW5 zu dem in 9A dargestellten Schaltungsabschnitt 52 zugesetzt ist, zum Einsatz kommen kann.
Der in 10C dargestellte Schaltungsabschnitt 52 ist ein Beispiel, in dem der Schalter SW5 zu der in 9B dargestellten Konfiguration zugesetzt ist.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des Konfigurationsbeispiels des Schaltungsabschnitts.
[Konfigurationsbeispiel eines Verbindungsabschnitts]
Im Folgenden werden Konfigurationsbeispiele eines Verbindungsabschnitts zwischen dem Substrat 21 und dem Substrat 22 beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, ist in dem Fall, in dem das Substrat 22 in eine Chip-Form ausgebildet wird und ein IC-Chip, der das Substrat 22 umfasst, an das Substrat 21 oder dergleichen gebunden wird, eine Abnahme der Anzahl von Anschlüssen dazwischen wichtig, um die Nachfrage nach einer Verringerung der Kosten, einer Verringerung der Größe eines elektronischen Geräts und dergleichen zu befriedigen. Im Folgenden werden Konfigurationen des Verbindungsabschnitts, in dem die Anzahl von Anschlüssen verringert werden kann, beschrieben.
[Konfigurationsbeispiel 1]
11A stellt Konfigurationen eines Teils des Substrats 21, eines Teils des Substrats 22 und des Verbindungsabschnitts dazwischen dar. Das Substrat 21 umfasst einen Anschuss 31, und das Substrat 22 umfasst einen Anschluss 32. Des Weiteren sind der Anschuss 31 und der Anschluss 32 durch eine Leitung 33 verbunden.
Die Leitung 33 ist nicht auf eine Leitung beschränkt und kann verschiedene Formen aufweisen, die den Anschluss 31 und den Anschluss 32 elektrisch verbinden. Beispielsweise können eines oder mehrere von einem Bump, einem Kontaktstecker, einem Verbinder, einer FPC, einem ACF, einer ACP und dergleichen als Leitung 33 verwendet werden.
Über dem Substrat 21 werden die Leitung WX[j], die Leitung SL[j] und eine Auswahlschaltung SEL1[j] bereitgestellt. Hier entspricht die Leitung SL[j] der Leitung SLR[j], der Leitung SLG[j] oder der Leitung SLB[j] (nicht dargestellt).
Die Leitung WX[j], die Leitung SL[j] und der Anschluss 31 sind elektrisch mit der Auswahlschaltung SEL1[j] verbunden. Die Auswahlschaltung SEL1[j] ist eine Schaltung, die eine der Leitungen WX[j] und SL[j] auswählt und die eine der Leitungen elektrisch mit dem Anschluss 31 verbindet. Folglich ist beispielsweise die Leitung WX[j] oder die Leitung SL[j] elektrisch mit der Leitung 33 über den Anschluss 31 verbunden.
Über dem Substrat 22 werden eine Auswahlschaltung SEL2[j], der Verstärkerabschnitt PA[j], der Umwandlungsabschnitt ADC[j], der Verstärkerabschnitt VA[j] und der Umwandlungsabschnitt DAC[j] bereitgestellt. Für die Konfigurationen des Verstärkerabschnitts PA[j], des Umwandlungsabschnitts ADC[j], des Verstärkerabschnitts VA[j] und des Umwandlungsabschnitts DAC[j] kann auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen werden. Es sei angemerkt, dass in 11A der Verstärkerabschnitt PA[j] und der Verstärkerabschnitt VA[j] einfach unter Verwendung von Schaltungssymbolen dargestellt werden.
Der Eingangsanschluss des Verstärkerabschnitts PA[j], der Ausgangsanschluss des Verstärkerabschnitts VA[j] und der Anschluss 32 sind elektrisch mit der Auswahlschaltung SEL2[j] verbunden. Die Auswahlschaltung SEL2[j] ist eine Schaltung, die eine von einer Leitung, mit der der Eingangsanschluss des Verstärkerabschnitts PA[j] verbunden ist, und einer Leitung, mit der der Ausgangsanschluss des Verstärkerabschnitts VA[j] verbunden ist, auswählt und die eine der Leitungen elektrisch mit dem Anschluss 32 verbindet. Folglich ist beispielsweise die Leitung, mit der der Eingangsanschluss des Verstärkerabschnitts PA[j] verbunden ist, oder die Leitung, mit der der Ausgangsanschluss des Verstärkerabschnitts VA[j] verbunden ist, elektrisch mit der Leitung 33 über den Anschluss 32 verbunden.
In der Periode, während deren das Schreiben in jedes Pixel des Anzeigeabschnitts 51 durchgeführt wird, wählt die Auswahlschaltung SEL1[j] die Leitung SL[j] aus, und die Auswahlschaltung SEL2[j] wählt die Leitung aus, mit der der Ausgangsanschluss des Verstärkerabschnitts VA[j] verbunden ist. Auf diese Weise wird das Potential V_DATA, das in dem Umwandlungsabschnitt DAC[j] erzeugt wird, an die Leitung SL[j] über die Auswahlschaltung SEL2[j], den Anschluss 32, die Leitung 33, den Anschluss 31 und die Auswahlschaltung SEL1[j] ausgegeben.
Im Gegensatz dazu wählt in der Abbildungsperiode, während deren das Abbildungspixel 62 des Anzeigeabschnitt 51 verwendet wird, die Auswahlschaltung SEL1[j] die Leitung WX[j] aus, und die Auswahlschaltung SEL2[j] wählt die Leitung aus, mit der der Eingangsanschluss des Verstärkerabschnitts PA[j] verbunden ist. Dementsprechend werden das Potential Vs als Potential des ersten Signals und das Potential V_R als Potential des zweiten Signals, die von der Leitung WX[j] eingegeben werden, in den Verstärkerabschnitt PA[j] über die Auswahlschaltung SEL1[j], den Anschluss 31, die Leitung 33, den Anschluss 32 und die Auswahlschaltung SEL2[j] eingegeben.
Mit einer derartigen Konfiguration kann die Anzahl von Verbindungsanschlüssen zwischen dem Substrat 21 und dem Substrat 22 verringert werden.
[Konfigurationsbeispiel 2]
In einem in 11B dargestellten Beispiel sind die Leitung WX[j], die Leitung SLR[j], die Leitung SLG[j] und die Leitung SLB[j] mit der Auswahlschaltung SEL1[j], die in dem Substrat 21 enthalten ist, verbunden.
Die Auswahlschaltung SEL1[j] wählt eine der Leitung WX[j], der Leitung SLR[j], der Leitung SLG[j] und der Leitung SLB[j] aus und verbindet die eine der Leitungen elektrisch mit dem Anschluss 31. Beispielsweise ist die Leitung WX[j], die Leitung SLR[j], die Leitung SLG[j] oder die Leitung SLB[j] elektrisch mit der Leitung 33 über den Anschluss 31 verbunden.
Im Gegensatz dazu werden in dem Substrat 22 ein Signal SR[j], ein Signal SG[j] und ein Signal SB[j] in den Umwandlungsabschnitt DAC[j] in unterschiedlichen Perioden eingegeben. Das Signal SR[/] ist ein Signal, das ein Datenpotential umfasst, das an die Leitung SLR[j] ausgegeben wird. Auf ähnliche Weise ist das Signal SG[j] ein Signal, das ein Datenpotential umfasst, das an die Leitung SLG[/] ausgegeben wird, und das Signal SB[j] ist ein Signal, das ein Datenpotential umfasst, das an die Leitung SLB[j] ausgegeben wird.
In der Periode, während deren das Schreiben in jedes Pixel des Anzeigeabschnitts 51 durchgeführt wird, wählt die Auswahlschaltung SEL1[j] sequentiell die Leitung SLR[j], die Leitung SLG[j] und die Leitung SLB[j] aus, und die Auswahlschaltung SEL2[j] wählt die Leitung aus, mit der der Ausgangsanschluss des Verstärkerabschnitts VA[j] verbunden ist. Dementsprechend werden Datenpotentiale sequentiell an die Leitung SLR[j], die Leitung SLG[j] und die Leitung SLB[j] ausgegeben.
Im Gegensatz dazu wählt in der Abbildungsperiode, während deren das Abbildungspixel 62 des Anzeigeabschnitt 51 verwendet wird, die Auswahlschaltung SEL1[j] die Leitung WX[j] aus, und die Auswahlschaltung SEL2[j] wählt die Leitung aus, mit der der Eingangsanschluss des Verstärkerabschnitts PA[j] verbunden ist. Dementsprechend werden das Potential Vs und das Potential V_R von der Leitung WX[j] in den Verstärkerabschnitt PA[j] eingegeben.
Obwohl ein Beispiel hier gezeigt wird, in dem drei Source-Leitungen (die Leitung SLR[j], die Leitung SLG[j] und die Leitung SLB[j]) mit der Auswahlschaltung SEL1[j] verbunden sind, ist die Anzahl von Source-Leitungen nicht darauf beschränkt und kann zwei, vier oder mehr sein. Die Anzahl von verbundenen Source-Leitungen ist besonders vorzugsweise ein Vielfaches von 3.
Mit einer derartigen Konfiguration kann die Anzahl von Verbindungsanschlüssen zwischen dem Substrat 21 und dem Substrat 22 verringert werden.
Hier sind die Konfigurationen der Auswahlschaltung SEL1[j] und der Auswahlschaltung SEL2[j] nicht besonders beschränkt, und die Auswahlschaltung SEL1[j] und die Auswahlschaltung SEL2[j] können verschiedene Konfigurationen aufweisen. Beispielsweise kann eine Schaltung vorteilhaft verwendet werden, die eine Vielzahl von analogen Schaltern beinhaltet und einen Durchlasszustand oder Sperrzustand einer Leitung durch die analogen Schalter steuern kann.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des Konfigurationsbeispiels des Anschlussabschnitts.
Mindestens ein Teil der bei dieser Ausführungsform dargestellten Konfigurationsbeispiele, der Zeichnungen dafür und dergleichen kann in geeigneter Kombination mit beliebigen der anderen Konfigurationsbeispiele, Zeichnungen und dergleichen verwendet werden.
Mindestens ein Teil dieser Ausführungsform kann in geeigneter Kombination mit beliebigen der anderen Ausführungsformen implementiert werden, die in dieser Beschreibung beschrieben werden.
(Ausführungsform 2)
Bei dieser Ausführungsform werden Konfigurationsbeispiele einer Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine Anzeigevorrichtung, die nachstehend beispielhaft gezeigt wird, beinhaltet ein Licht emittierendes Element und ein Licht empfangendes Element. Die Anzeigevorrichtung weist eine Funktion zum Anzeigen eines Bildes, eine Funktion zum Durchführen der Positionserfassung mit von einem zu erfassenden Gegenstand reflektiertem Licht und eine Funktion zum Aufnehmen eines Bildes des Fingerabdrucks oder dergleichen mit von einem zu erfassenden Gegenstand reflektiertem Licht auf. Es kann auch davon ausgegangen werden, dass die Anzeigevorrichtung, die nachstehend beispielhaft gezeigt wird, auch eine Funktion eines Touchscreens und eine Funktion eines Fingerabdrucksensors aufweist.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Licht emittierendes Element (eine Licht emittierende Vorrichtung), das erstes Licht emittiert, und ein Licht empfangendes Element (eine Licht empfangende Vorrichtung), das das erste Licht empfängt. Das heißt, dass das Licht empfangende Element ein Element ist, dessen Lichtempfangswellenlängenbereich eine Emissionswellenlänge des Licht emittierenden Elements umfasst. Das Licht empfangende Element ist vorzugsweise ein photoelektrisches Umwandlungselement. Als erstes Licht kann sichtbares Licht oder Infrarotlicht verwendet werden. In dem Fall, in dem Infrarotlicht als erstes Licht verwendet wird, kann, zusätzlich zu dem Licht emittierenden Element, das das erste Licht emittiert, ein Licht emittierendes Element, das sichtbares Licht emittiert, enthalten sein.
Die Anzeigevorrichtung beinhaltet ein Paar von Substraten (auch als erstes Substrat und zweites Substrat bezeichnet). Das Licht emittierende Element und das Licht empfangende Element werden zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat bereitgestellt. Das erste Substrat ist auf der Seite der Anzeigeoberfläche positioniert, und das zweite Substrat ist auf einer Seite positioniert, die der Seite der Anzeigeoberfläche entgegengesetzt ist.
Sichtbares Licht, das von dem Licht emittierenden Element emittiert wird, wird durch das erste Substrat nach außen emittiert. Die Anzeigevorrichtung beinhaltet eine Vielzahl von derartigen in einer Matrix angeordneten Licht emittierenden Elementen, so dass ein Bild angezeigt werden kann.
Das erste Licht, das von dem Licht emittierenden Element emittiert wird, erreicht eine Oberfläche des ersten Substrats. Hier wird dann, wenn ein Gegenstand die Oberfläche des ersten Substrats berührt, das erste Licht an einer Grenzfläche zwischen dem ersten Substrat und dem Gegenstand gestreut, und dann fällt ein Teil des Streulichts in das Licht empfangende Element ein. Wenn das Licht empfangende Element das erste Licht empfängt, kann das Licht empfangende Element das Licht in ein elektrisches Signal entsprechend der Intensität des ersten Lichts umwandeln und das elektrische Signal ausgeben. Indem eine Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Licht empfangenden Elementen in der Anzeigevorrichtung enthalten ist, kann die Positionsdaten, die Form oder dergleichen des Gegenstands, der das erste Substrat berührt, erfasst werden. Das heißt, dass die Anzeigevorrichtung als Bildsensor-Panel, Berührungssensor-Panel oder dergleichen dienen kann.
Selbst in dem Fall, in dem der Gegenstand die Oberfläche des ersten Substrats nicht berührt, wird das erste Licht, das das erste Substrat passiert hat, an der Oberfläche des Gegenstandes reflektiert oder gestreut, und das reflektierte Licht oder das Streulicht tritt in das Licht empfangende Element durch das erste Substrat ein. Daher kann die Anzeigevorrichtung auch als kontaktfreies Berührungssensor-Panel (auch als Beinaheberührungspanel bezeichnet) verwendet werden.
In dem Fall, in dem sichtbares Licht als erstes Licht verwendet wird, kann das erste Licht, das zum Anzeigen eines Bildes verwendet wird, als Lichtquelle eines Berührungssensors verwendet werden. In diesem Fall kann, da das Licht emittierende Element eine Funktion eines Anzeigeelements und eine Funktion einer Lichtquelle aufweist, die Struktur der Anzeigevorrichtung vereinfacht werden. Wenn im Gegensatz dazu Infrarotlicht, das für den Benutzer nicht sichtbar ist, als erstes Licht verwendet wird, kann eine Abbildung oder eine Erfassung durch das Licht empfangende Element durchgeführt werden, ohne dabei die Sichtbarkeit eines angezeigten Bildes zu verringern.
In dem Fall, in dem Infrarotlicht als erstes Licht verwendet wird, wird Infrarotlicht, vorzugsweise Nah-Infrarotlicht, verwendet. Insbesondere kann Nah-Infrarotlicht, das einen oder mehrere Peaks im Bereich einer Wellenlänge von größer als oder gleich 700 nm und kleiner als oder gleich 2500 nm aufweist, vorzugsweise verwendet werden. Insbesondere wird Licht, das einen oder mehrere Peaks im Bereich einer Wellenlänge von größer als oder gleich 750 nm und kleiner als oder gleich 1000 nm aufweist, vorzugsweise verwendet, was eine große Auswahl für ein Material, das für eine Aktivschicht des Licht empfangenden Elements verwendet wird, bietet.
Wenn eine Fingerspitze die Oberfläche der Anzeigevorrichtung berührt, kann ein Bild einer Form eines Fingerabdrucks aufgenommen werden. Der Fingerabdruck weist eine Vertiefung und einen Vorsprung auf. Das erste Licht wird bei dem Vorsprung des Fingerabdrucks, der die Oberfläche des ersten Substrats berührt, mit höherer Wahrscheinlichkeit gestreut. Deshalb ist die Intensität von Streulicht, das in das Licht empfangende Element einfällt, das sich mit dem Vorsprung des Fingerabdrucks überlappt, hoch, und die Intensität von Streulicht, das in das Licht empfangende Element einfällt, das sich mit der Vertiefung überlappt, ist niedrig. Dies ermöglicht eine Abbildung eines Fingerabdrucks. Eine Vorrichtung, die die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst, kann eine Fingerabdruck-Authentifizierung, die eine Art der biometrischen Authentifizierung ist, durchführen, indem ein aufgenommenes Bild eines Fingerabdrucks genutzt wird.
Außerdem kann die Anzeigevorrichtung auch ein Bild eines Blutgefäßes, insbesondere einer Vene eines Fingers, einer Hand oder dergleichen aufnehmen. Beispielsweise wird Licht mit einer Wellenlänge von 760 nm und in der Nähe von 760 nm vom reduzierten Hämoglobin in einer Vene nicht absorbiert; somit kann dann, wenn Licht, das von einer Handfläche, einem Finger oder dergleichen reflektiert wird, durch das Licht empfangende Element empfangen wird und sein Bild aufgenommen wird, die Position der Vene erfasst werden. Eine Vorrichtung, die die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst, kann eine Vene-Authentifizierung, die eine Art der biometrischen Authentifizierung ist, durchführen, indem ein aufgenommenes Bild einer Vene genutzt wird.
Außerdem kann die Vorrichtung, die die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst, eine Berührungserfassung, eine Fingerabdruck-Authentifizierung und eine Vene-Authentifizierung gleichzeitig durchführen. Auf diese Weise kann eine biometrische Authentifizierung mit geringeren Kosten und höherer Sicherheitsstufe durchgeführt werden, ohne dabei die Anzahl von Komponenten zu erhöhen.
Das Licht empfangende Element ist vorzugsweise ein Element, das sowohl sichtbares Licht als auch Infrarotlicht empfangen kann. In diesem Fall sind als Licht emittierendes Element sowohl ein Licht emittierendes Element, das Infrarotlicht emittiert, als auch ein Licht emittierendes Element, das sichtbares Licht emittiert, vorzugsweise enthalten. Folglich wird sichtbares Licht von einem Finger eines Benutzers reflektiert und das reflektierte Licht wird von dem Licht empfangenden Element empfangen, so dass ein Bild einer Form eines Fingerabdrucks aufgenommen werden kann. Des Weiteren kann ein Bild einer Form einer Vene mit Infrarotlicht aufgenommen werden. Daher können sowohl eine Fingerabdruck-Authentifizierung als auch eine Vene-Authentifizierung in einer einzelnen Anzeigevorrichtung durchgeführt werden. Des Weiteren können eine Fingerabdruck-Abbildung und eine Vene-Abbildung zu unterschiedlichen Zeitpunkten oder zu dem gleichen Zeitpunkt durchgeführt werden. Wenn eine Fingerabdruck-Abbildung und eine Vene-Abbildung zu dem gleichen Zeitpunkt durchgeführt werden, können Bilddaten, die sowohl Daten über die Form eines Fingerabdrucks als auch Daten über die Form einer Vene umfassen, erhalten werden, so dass eine biometrische Authentifizierung mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Funktion zum Erfassen des Gesundheitszustandes eines Benutzers aufweisen. Beispielsweise kann die Herzfrequenz gemessen werden, indem eine temporale Modulation der Blutsauerstoffsättigung erhalten wird, wobei Änderungen des Reflexionsgrades und der Durchlässigkeit von sichtbarem Licht und Infrarotlicht genutzt werden, die einer Änderung der Blutsauerstoffsättigung entsprechen. Des Weiteren kann auch die Glukosekonzentration in der Dermis, die Neutralfettkonzentration in dem Blut oder dergleichen mit Infrarotlicht oder sichtbarem Licht gemessen werden. Die Vorrichtung, die die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet, kann als Gesundheitsgerät verwendet werden, das Indexdaten über den Gesundheitszustand eines Benutzers erhalten kann.
Als erstes Substrat kann ein Dichtungssubstrat zum Abdichten des Licht emittierenden Elements, ein Schutzfilm oder dergleichen verwendet werden. Außerdem kann eine Harzschicht zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat bereitgestellt werden, um diese aneinander zu befestigen.
Als Licht emittierendes Element wird vorzugsweise ein EL-Element, 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 Substanz, die eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz emittiert (ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes (thermally activated delayed fluorescence, TADF-) Material), eine anorganische Verbindung (wie z. B. ein Quantenpunktmaterial) und dergleichen. Ferner kann als Licht emittierendes Element eine LED, wie z. B. eine Mikro-LED (light-emitting diode), verwendet werden.
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. In dem photoelektrischen Umwandlungselement wird die Menge an erzeugter elektrischer Ladung abhängig von der Menge an einfallendem Licht 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.
Das Licht emittierende Element kann beispielsweise eine mehrschichtige Struktur aufweisen, die zwischen einem Paar von Elektroden eine Licht emittierende Schicht umfasst. Das Licht empfangende Element kann eine mehrschichtige Struktur aufweisen, die zwischen einem Paar von Elektroden eine Aktivschicht umfasst. Ein Halbleitermaterial kann für die Aktivschicht des Licht empfangenden Elements verwendet werden. Beispielsweise kann ein anorganisches Halbleitermaterial, wie z. B. Silizium, verwendet werden.
Eine organische Verbindung wird vorzugsweise für die Aktivschicht des Licht empfangenden Elements verwendet. In diesem Fall werden eine Elektrode des Licht emittierenden Elements und eine Elektrode des Licht empfangenden Elements (auch als Pixelelektroden bezeichnet) vorzugsweise auf derselben Fläche bereitgestellt. Ferner handelt es sich bei der anderen Elektrode des Licht emittierenden Elements und der anderen Elektrode des Licht empfangenden Elements vorzugsweise um eine Elektrode, die unter Verwendung einer kontinuierlichen leitenden Schicht ausgebildet wird (auch als gemeinsame Elektrode bezeichnet). Es wird stärker bevorzugt, dass das Licht emittierende Element und das Licht empfangende Element eine gemeinsame Schicht umfassen. Daher kann ein Herstellungsprozess des Licht emittierenden Elements und des Licht empfangenden Elements vereinfacht werden, so dass die Herstellungskosten reduziert werden können und die Herstellungsausbeute erhöht werden kann.
Nachstehend werden spezifischere Beispiele anhand von Zeichnungen beschrieben.
[Konfigurationsbeispiel 1 eines Anzeigefeldes]
[Konfigurationsbeispiel 1-1]
12A ist eine schematische Ansicht eines Anzeigefeldes 80. Das Anzeigefeld 80 beinhaltet ein Substrat 81, ein Substrat 82, ein Licht empfangendes Element 83, ein Licht emittierendes Element 87R, ein Licht emittierendes Element 87G, ein Licht emittierendes Element 87B, eine Funktionsschicht 85 und dergleichen.
Das Licht emittierende Element 87R, das Licht emittierende Element 87G, das Licht emittierende Element 87B und das Licht empfangende Element 83 sind zwischen dem Substrat 81 und dem Substrat 82 bereitgestellt.
Das Licht emittierende Element 87R, das Licht emittierende Element 87G und das Licht emittierende Element 87B emittieren rotes (R), grünes (G) bzw. blaues (B) Licht.
Das Anzeigefeld 80 beinhaltet eine Vielzahl von Pixeln, die in einer Matrix angeordnet sind. Ein Pixel beinhaltet mindestens ein Subpixel. Ein Subpixel beinhaltet ein Licht emittierendes Element. Beispielsweise kann ein Pixel drei Subpixel (z. B. drei Farben von R, G und B oder drei Farben von Gelb (Y), Zyan (C) und Magenta (M)) oder vier Subpixel (z. B. vier Farben von R, G, B und Weiß (W) oder vier Farben von R, G, B und Y) beinhalten. Das Pixel umfasst ferner das Licht empfangende Element 83. Das Licht empfangende Element 83 kann in allen Pixeln oder in einigen Pixeln bereitgestellt werden. Außerdem kann ein Pixel eine Vielzahl von Licht empfangenden Elementen 83 umfassen.
12A stellt einen Zustand dar, in dem ein Finger 90 eine Oberfläche des Substrats 82 berührt. Ein Teil von Licht, das von dem Licht emittierenden Element 87G emittiert wird, wird an einem Kontaktabschnitt zwischen dem Substrat 82 und dem Finger 90 reflektiert oder gestreut. Ein Teil von reflektiertem Licht oder Streulicht fällt in das Licht empfangende Element 83 ein, so dass der Kontakt des Fingers 90 mit dem Substrat 82 erfasst werden kann. Das heißt, dass das Anzeigefeld 80 als Touchscreen dienen kann.
Die Funktionsschicht 85 beinhaltet eine Schaltung zum Betreiben des Licht emittierenden Elements 87R, des Licht emittierenden Elements 87G und des Licht emittierenden Elements 87B und eine Schaltung zum Betreiben des Licht empfangenden Elements 83. Die Funktionsschicht 85 beinhaltet einen Schalter, einen Transistor, einen Kondensator, eine Leitung und dergleichen. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem das Licht emittierende Element 87R, das Licht emittierende Element 87G, das Licht emittierende Element 87B und das Licht empfangende Element 83 durch ein Passivmatrixverfahren betrieben werden, ein Schalter, ein Transistor oder dergleichen nicht notwendigerweise bereitgestellt wird.
Das Anzeigefeld 80 kann eine Funktion zum Erfassen eines Fingerabdrucks des Fingers 90 aufweisen. 12B zeigt schematisch eine vergrößerte Ansicht des Kontaktabschnitts in dem Zustand, in dem der Finger 90 das Substrat 82 berührt. In 12B werden die Licht emittierenden Elemente 87 und die Licht empfangenden Elemente 83 dargestellt, die abwechselnd angeordnet sind.
Der Fingerabdruck des Fingers 90 wird von Vertiefungen und Vorsprüngen gebildet. Deshalb berühren, wie in 12B gezeigt, die Vorsprünge des Fingerabdrucks das Substrat 82, und das Streulicht (durch gestrichelte Pfeile gezeigt) wird an den Kontaktflächen erzeugt.
Wie in 12B gezeigt, ist in der Intensitätsverteilung des Streulichts, das an der Kontaktfläche zwischen dem Finger 90 und dem Substrat 82 gestreut wird, die Intensität in einer nahezu senkrechten Richtung zur Kontaktfläche die höchste, und die Intensität ist niedriger, wenn der Winkel in einer schrägen Richtung größer ist. Daher ist die Intensität von Licht, das von dem Licht empfangenden Element 83 empfangen wird, das direkt unter der Kontaktfläche positioniert ist (das sich mit der Kontaktfläche überlappt), die höchste. Das Streulicht, dessen Streuwinkel größer als ein bestimmter Winkel ist, wird an der anderen Oberfläche (Oberfläche, die der Kontaktfläche entgegengesetzt ist) des Substrats 82 totalreflektiert und passiert nicht das Licht empfangende Element 83. Als Ergebnis kann ein klares Bild eines Fingerabdrucks aufgenommen werden.
In dem Fall, in dem ein Anordnungsabstand zwischen den Licht empfangenden Elementen 83 kleiner ist als ein Abstand zwischen zwei Vorsprüngen eines Fingerabdrucks, bevorzugt ein Abstand zwischen einer Vertiefung und einem Vorsprung, die aneinander angrenzen, kann ein scharfes Fingerabdruckbild erhalten werden. Ein Abstand zwischen einer Vertiefung und einem Vorsprung eines menschlichen Fingerabdrucks ist ungefähr 200 µm; daher ist ein Anordnungsabstand zwischen den Licht empfangenden Elementen 83 beispielsweise kleiner als oder gleich 400 µm, bevorzugt kleiner als oder gleich 200 µm, stärker bevorzugt kleiner als oder gleich 150 µm, noch stärker bevorzugt kleiner als oder gleich 100 µm, sogar noch stärker bevorzugt kleiner als oder gleich 50 µm und größer als oder gleich 1 µm, bevorzugt größer als oder gleich 10 µm, stärker bevorzugt größer als oder gleich 20 µm.
12C zeigt ein Beispiel für ein Fingerabdruckbild, das von dem Anzeigefeld 80 aufgenommen wird. In einem Abbildungsbereich 93 in 12C wird die Kontur des Fingers 90 durch eine gestrichelte Linie dargestellt und wird die Kontur eines Kontaktabschnitts 91 durch eine Strichpunktlinie dargestellt. In dem Kontaktabschnitt 91 kann ein Bild eines Fingerabdrucks 92, das einen hohen Kontrast aufweist, durch einen Unterschied der Menge an Licht, das in das Licht empfangende Element 83 einfällt, aufgenommen werden.
Das Anzeigefeld 80 kann auch als Touchscreen oder Stifttablett dienen. 12D zeigt einen Zustand, in dem eine Spitze eines Stifts 95 in eine Richtung gleitet, die durch einen gestrichelten Pfeil dargestellt wird, während die Spitze des Stifts 95 das Substrat 82 berührt.
Wie in 12D gezeigt, kann dann, wenn das Streulicht, das an der Kontaktfläche zwischen der Spitze des Stifts 95 und dem Substrat 82 gestreut wird, in das Licht empfangende Element 83 einfällt, das in einem Abschnitt positioniert ist, der sich mit der Kontaktfläche überlappt, die Position der Spitze des Stifts 95 mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
12E zeigt ein Beispiel für einen Weg 96 des Stifts 95, welcher von dem Anzeigefeld 80 erfasst wird. Da das Anzeigefeld 80 eine Positionserfassung eines Erfassungsobjekts, wie z. B. des Stifts 95, mit hoher Positionsgenauigkeit ermöglicht, kann eine Zeichnung mit hoher Auflösung bei einer Zeichnungsapplikation oder dergleichen durchgeführt werden. In Gegensatz zu dem Fall, in dem ein kapazitiver Berührungssensor, ein elektromagnetischer Induktionsberührungsstift oder dergleichen verwendet wird, kann das Anzeigefeld 80 selbst die Position eines zu erfassenden Gegenstandes mit hoher Isoliereigenschaft erfassen; daher ist das Material der Spitze des Stifts 95 nicht beschränkt, und verschiedene Schreibmaterialien (z. B. ein Schreibpinsel, ein Glasstift, ein Federkiel und dergleichen) können verwendet werden.
Hier zeigen 12F bis 12H Beispiele für ein Pixel, das in dem Anzeigefeld 80 verwendet werden kann.
Pixel, die in 12F und 12G gezeigt werden, umfassen jeweils das Licht emittierende Element 87R für Rot (R), das Licht emittierende Element 87G für Grün (G), das Licht emittierende Element 87B für Blau (B) und das Licht empfangende Element 83. Die Pixel umfassen jeweils eine Pixelschaltung zum Betreiben des Licht emittierenden Elements 87R, des Licht emittierenden Elements 87G, des Licht emittierenden Elements 87B und des Licht empfangenden Elements 83.
12F stellt ein Beispiel dar, in dem drei Licht emittierende Elemente und ein Licht empfangendes Element in einer Matrix von 2 × 2 angeordnet sind. 12G stellt ein Beispiel dar, in dem drei Licht emittierende Elemente in einer Linie angeordnet sind und ein horizontal langes Licht empfangendes Element 83 unter den drei Licht emittierenden Elementen angeordnet wird.
Das in 12H dargestellte Pixel ist ein Beispiel, in dem ein Licht emittierendes Element 87W für Weiß (W) enthalten ist. Hier werden vier Licht emittierende Elemente in einer Linie angeordnet, und das Licht empfangende Element 83 wird unter den vier Licht emittierenden Elementen angeordnet.
Es sei angemerkt, dass die Pixelstruktur nicht auf die vorstehende Struktur beschränkt ist und verschiedene Anordnungsverfahren zum Einsatz kommen können.
[Konfigurationsbeispiel 1-2]
Ein Beispiel für eine Struktur wird nachstehend beschrieben, die ein Licht emittierendes Element, das sichtbares Licht emittiert, ein Licht emittierendes Element, das Infrarotlicht emittiert, und ein Licht empfangendes Element beinhaltet.
Ein in 13A gezeigtes Anzeigefeld 80A beinhaltet ein Licht emittierendes Element 87IR zusätzlich zu den Komponenten, die in 12A beispielhaft gezeigt werden. Das Licht emittierende Element 87IR ist ein Licht emittierendes Element, das Infrarotlicht IR emittiert. Des Weiteren wird in diesem Fall ein Element, das mindestens das Infrarotlicht IR, das von dem Licht emittierenden Element 87IR emittiert wird, empfangen kann, als Licht empfangendes Element 83 vorzugsweise verwendet. Als Licht empfangendes Element 83 wird ein Element, das sichtbares Licht und Infrarotlicht empfangen kann, stärker bevorzugt verwendet.
Wie in 13A gezeigt, wird dann, wenn der Finger 90 das Substrat 82 berührt, das Infrarotlicht IR, das von dem Licht emittierenden Element 87IR emittiert wird, von dem Finger 90 reflektiert oder gestreut, und ein Teil von reflektiertem Licht oder Streulicht tritt in das Licht empfangende Element 83 ein, so dass die Positionsdaten des Fingers 90 erhalten werden können.
13B bis 13D zeigen Beispiele für Pixel, die in dem Anzeigefeld 80A verwendet werden können.
13B stellt ein Beispiel dar, in dem drei Licht emittierende Elemente in einer Linie angeordnet sind und das Licht emittierende Element 87IR und das Licht empfangende Element 83 unter den drei Licht emittierenden Elementen horizontal angeordnet sind. 13C stellt ein Beispiel dar, in dem vier Licht emittierende Elemente, die das Licht emittierende Element 87IR umfassen, in einer Spalte angeordnet sind und das Licht empfangende Element 83 unter den vier Licht emittierenden Elementen angeordnet ist.
13D stellt ein Beispiel dar, in dem drei Licht emittierende Elemente und das Licht empfangende Element 83 in vier Richtungen rund um das Licht emittierende Element 87IR angeordnet sind.
Es sei angemerkt, dass in den Pixeln, die in 13B bis 13D gezeigt werden, die Positionen der Licht emittierenden Elemente gegeneinander austauschbar sind oder die Positionen der Licht emittierenden Elemente und der Licht empfangenden Elemente gegeneinander austauschbar sind.
[Konfigurationsbeispiel 2 des Anzeigefeldes]
[Konfigurationsbeispiel 2-1]
14A ist eine schematische Querschnittsansicht eines Anzeigefeldes 100A.
Das Anzeigefeld 100A beinhaltet ein Licht empfangendes Element 110 und ein Licht emittierendes Element 190. Das Licht empfangende Element 110 beinhaltet eine Pixelelektrode 111, eine gemeinsame Schicht 112, eine Aktivschicht 113, eine gemeinsame Schicht 114 und eine gemeinsame Elektrode 115. Das Licht emittierende Element 190 beinhaltet eine Pixelelektrode 191, die gemeinsame Schicht 112, eine Licht emittierende Schicht 193, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115.
Die Pixelelektrode 111, die Pixelelektrode 191, die gemeinsame Schicht 112, die Aktivschicht 113, die Licht emittierende Schicht 193, die gemeinsame Elektrode 114 und die gemeinsame Elektrode 115 können jeweils eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweisen.
Die Pixelelektrode 111 und die Pixelelektrode 191 sind über einer Isolierschicht 214 positioniert. Die Pixelelektrode 111 und die Pixelelektrode 191 können unter Verwendung des gleichen Materials in dem gleichen Schritt ausgebildet werden.
Die gemeinsame Schicht 112 ist über der Pixelelektrode 111 und der Pixelelektrode 191 positioniert. Die gemeinsame Schicht 112 wird sowohl für das Licht empfangende Element 110 als auch für das Licht emittierende Element 190 verwendet.
Die Aktivschicht 113 überlappt sich mit der Pixelelektrode 111, wobei die gemeinsame Schicht 112 dazwischen liegt. Die Licht emittierende Schicht 193 überlappt sich mit der Pixelelektrode 191, wobei die gemeinsame Schicht 112 dazwischen liegt. Die Aktivschicht 113 enthält eine erste organische Verbindung, und die Licht emittierende Schicht 193 enthält eine zweite organische Verbindung, die sich von der ersten organischen Verbindung unterscheidet.
Die gemeinsame Schicht 114 ist über der gemeinsamen Schicht 112, der Aktivschicht 113 und der Licht emittierenden Schicht 193 positioniert. Die gemeinsame Schicht 114 wird sowohl für das Licht empfangende Element 110 als auch für das Licht emittierende Element 190 verwendet.
Die gemeinsame Elektrode 115 überlappt sich teilweise mit der Pixelelektrode 111, wobei die gemeinsame Schicht 112, die Aktivschicht 113 und die gemeinsame Schicht 114 dazwischen liegen. Die gemeinsame Elektrode 115 überlappt sich auch teilweise mit der Pixelelektrode 191, wobei die gemeinsame Schicht 112, die Licht emittierende Schicht 193 und die gemeinsame Schicht 114 dazwischen liegen. Die gemeinsame Elektrode 115 ist dem Licht empfangenden Element 110 und dem Licht emittierenden Element 190 gemeinsam.
Das Anzeigefeld dieser Ausführungsform enthält eine organische Verbindung in der Aktivschicht 113 des Licht empfangenden Elements 110. Andere Schichten als die Aktivschicht 113 bei dem Licht empfangenden Element 110 können auch für das Licht emittierende Element 190 (das EL-Element) verwendet werden. Daher können das Licht emittierende Element 190 und das Licht empfangende Element 110 parallel ausgebildet werden, indem ein Schritt zum Ausbilden der Aktivschicht 113 zu dem Herstellungsprozess des Licht emittierenden Elements 190 zugesetzt wird. Des Weiteren können das Licht emittierende Element 190 und das Licht empfangende Element 110 über dem gleichen Substrat ausgebildet werden. Daher kann das Licht empfangende Element 110 in dem Anzeigefeld eingebaut werden, ohne dass die Anzahl der Herstellungsschritte in hohem Maße erhöht wird.
Ein Beispiel wird beschrieben, in dem das Licht empfangende Element 110 und das Licht emittierende Element 190 in dem Anzeigefeld 100A die gleiche Struktur aufweisen, mit der Ausnahme, dass die Aktivschicht 113 des Licht empfangenden Elements 110 und die Licht emittierende Schicht 193 des Licht emittierenden Elements 190 getrennt ausgebildet werden. Jedoch sind die Strukturen des Licht empfangenden Elements 110 und des Licht emittierenden Elements 190 nicht darauf beschränkt. Das Licht empfangende Element 110 und das Licht emittierende Element 190 können, zusätzlich zu der Aktivschicht 113 und der Licht emittierenden Schicht 193, getrennt auszubildende Schichten beinhalten (siehe nachstehende Anzeigefelder 100D, 100E und 100F). Das Licht empfangende Element 110 und das Licht emittierende Element 190 beinhalten vorzugsweise mindestens eine Schicht, die gemeinsam verwendet wird (eine gemeinsame Schicht). Daher kann das Licht empfangende Element 110 in dem Anzeigefeld eingebaut werden, ohne dass die Anzahl der Herstellungsschritte in hohem Maße erhöht wird.
Das Anzeigefeld 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).
In dem Licht empfangenden Element 110 können die gemeinsame Schicht 112, die Aktivschicht 113 und die gemeinsame Schicht 114, die zwischen der Pixelelektrode 111 und der gemeinsamen Elektrode 115 positioniert sind, auch als organische Schichten (Schichten enthaltend eine organische Verbindung) bezeichnet werden. Die Pixelelektrode 111 weist vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren sichtbaren Lichts auf. Ein Endabschnitt der Pixelelektrode 111 wird mit einer Trennwand 216 bedeckt. Die gemeinsame Elektrode 115 weist eine Funktion zum Durchlassen sichtbaren Lichts 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 außen durch das Substrat 152 einfällt, empfängt und es in ein elektrisches Signal umwandelt.
Die lichtundurchlässige Schicht BM wird über einer Oberfläche des Substrats 152 bereitgestellt, die dem Substrat 151 zugewandt ist. Die lichtundurchlässige Schicht BM 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 dem Licht emittierenden Element 190 überlappt. Wenn die lichtundurchlässige Schicht BM bereitgestellt wird, kann ein Bereich, in dem das Licht empfangende Element 110 Licht erfasst, gesteuert werden.
Als lichtundurchlässige Schicht BM kann ein Material verwendet werden, das Licht von einem Licht emittierenden Element blockiert. Die lichtundurchlässige Schicht BM absorbiert vorzugsweise Infrarotlicht. Als lichtundurchlässige Schicht BM 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 BM kann eine mehrschichtige Struktur aus einem roten Farbfilter, einem grünen Farbfilter und einem blauen Farbfilter aufweisen.
Jedoch wird dabei in einigen Fällen ein Teil des Lichts, das von dem Licht emittierenden Element 190 emittiert wird, in dem Anzeigefeld 100A reflektiert und fällt in das Licht empfangende Element 110 ein. Die lichtundurchlässige Schicht BM kann den Einfluss vom derartigen Streulicht verringern. Wenn beispielsweise keine lichtundurchlässige Schicht BM bereitgestellt wird, wird in einigen Fällen Licht 123a von dem Licht emittierenden Element 190 von dem Substrat 152 reflektiert und reflektiertes Licht 123b tritt in das Licht empfangende Element 110 ein. Durch Bereitstellen der lichtundurchlässigen Schicht BM kann verhindert werden, dass das reflektierte Licht 123b in das Licht empfangende Element 110 eintritt. Daher kann das Rauschen verringert werden, und die Empfindlichkeit eines Sensors, bei dem das Licht empfangende Element 110 verwendet wird, kann erhöht werden.
In dem Licht emittierenden Element 190 können die gemeinsame Schicht 112, die Licht emittierende Schicht 193 und die gemeinsame Schicht 114, die zwischen der Pixelelektrode 191 und der gemeinsamen Elektrode 115 positioniert sind, auch als EL-Schicht bezeichnet werden. Die Pixelelektrode 191 weist vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren sichtbaren Lichts auf. Ein Endabschnitt der Pixelelektrode 191 wird mit einer Trennwand 216 bedeckt. Die Pixelelektrode 111 und die Pixelelektrode 191 sind durch die Trennwand 216 elektrisch voneinander isoliert. Die gemeinsame Elektrode 115 weist eine Funktion zum Durchlassen sichtbaren Lichts auf.
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 121 in Richtung des Substrats 152 emittiert, indem eine Spannung zwischen der Pixelelektrode 191 und der gemeinsamen Elektrode 115 angelegt wird.
Die Licht emittierende Schicht 193 wird vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie sich nicht mit einem Lichtempfangsbereich des Licht empfangenden Elements 110 überlappt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Licht 122 von der Licht emittierenden Schicht 193 absorbiert wird, so dass die Menge an Licht, das an das Licht empfangende Element 110 emittiert wird, erhöht werden kann.
Die Pixelelektrode 111 ist elektrisch mit einer Source oder einem Drain des Transistors 131 über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 214 bereitgestellt wird, verbunden. Ein Endabschnitt der Pixelelektrode 111 wird mit der Trennwand 216 bedeckt.
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. Ein Endabschnitt der Pixelelektrode 191 wird mit der Trennwand 216 bedeckt. Der Transistor 132 weist eine Funktion zum Steuern des Betriebs des Licht emittierenden Elements 190 auf.
Der Transistor 131 und die Transistoren 132 sind über und in Kontakt mit der gleichen Schicht (dem Substrat 151 in 14A) 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 des Anzeigefeldes 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 195 bedeckt. In 14A ist die Schutzschicht 195 über und in Kontakt mit der gemeinsamen Elektrode 115 bereitgestellt. Mit der Schutzschicht 195 kann 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 195 und das Substrat 152 mit einer Klebeschicht 142 aneinander angebracht.
Es sei angemerkt, dass, wie in 15A gezeigt, die Schutzschicht über dem Licht empfangenden Element 110 und dem Licht emittierenden Element 190 nicht notwendigerweise bereitgestellt wird. In 15A werden mit der Klebeschicht 142 die gemeinsame Elektrode 115 und das Substrat 152 aneinander angebracht.
Wie in 15B gezeigt, kann eine Struktur zum Einsatz kommen, bei der die lichtundurchlässige Schicht BM nicht bereitgestellt ist. In diesem Fall kann die Lichtempfangsfläche des Licht empfangenden Elements 110 erhöht werden, was zur Erhöhung der Empfindlichkeit des Sensors führt.
[Konfigurationsbeispiel 2-2]
14B ist eine schematische Querschnittsansicht eines Anzeigefeldes 100B. Es sei angemerkt, dass die Erläuterung der Komponenten, die denjenigen des bereits beschriebenen Anzeigefeldes gleich sind, in der nachfolgendenden Erläuterung des Anzeigefeldes in einigen Fällen weggelassen wird.
Das Anzeigefeld 100B in 14B beinhaltet eine Linse 149 zusätzlich zu den Komponenten des Anzeigefeldes 100A.
Die Linse 149 ist in einer Position bereitgestellt, die sich mit dem Licht empfangenden Element 110 überlappt. In dem Anzeigefeld 100B ist die Linse 149 in Kontakt mit dem Substrat 152 bereitgestellt. Es handelt sich bei der Linse 149, die in dem Anzeigefeld 100B enthalten ist, um eine konvexe Linse, die eine konvexe Oberfläche auf der Seite des Substrats 151 aufweist. Es sei angemerkt, dass eine konvexe Linse, die eine konvexe Oberfläche auf der Seite des Substrats 152 aufweist, in einem Bereich, der sich mit dem Licht empfangenden Element 110 überlappt, bereitgestellt werden kann.
Wenn sowohl die lichtundurchlässige Schicht BM als auch die Linse 149 auf der gleichen Oberfläche des Substrats 152 ausgebildet werden, gibt es keine Beschränkung bezüglich der Ausbildungsreihenfolge. 14B zeigt ein Beispiel, in dem die Linse 149 zuerst ausgebildet wird; alternativ kann die lichtundurchlässige Schicht BM zuerst ausgebildet werden. In 14B ist ein Endabschnitt der Linse 149 mit der lichtundurchlässigen Schicht BM bedeckt.
Das Anzeigefeld 100B weist eine Struktur auf, bei der das Licht 122 durch die Linse 149 in das Licht empfangende Element 110 einfällt. Mit der Linse 149 kann die Menge an Licht 122, das in das Licht empfangende Element 110 einfällt, im Vergleich zu dem Fall ohne Linse 149 erhöht werden. Dementsprechend kann die Lichtempfindlichkeit des Licht empfangenden Elements 110 erhöht werden.
Als Verfahren zum Ausbilden der Linse, die bei dem Anzeigefeld dieser Ausführungsform verwendet wird, kann eine Linse, wie z. B. eine Mikrolinse, direkt über dem Substrat oder dem Licht empfangenden Element ausgebildet werden oder kann eine Linsenanordnung, wie z. B. eine Mikrolinsenanordnung, die gesondert ausgebildet wird, an dem Substrat befestigt werden.
[Konfigurationsbeispiel 2-3]
14C ist eine schematische Querschnittsansicht eines Anzeigefeldes 100C. Das Anzeigefeld 100C unterscheidet sich von dem Anzeigefeld 100A dadurch, dass es das Substrat 151, das Substrat 152 und die Trennwand 216 nicht beinhaltet, sondern es ein Substrat 153, ein Substrat 154, eine Klebeschicht 155, eine Isolierschicht 212 und eine Trennwand 217 beinhaltet.
Das Substrat 153 und die Isolierschicht 212 werden mit der Klebeschicht 155 aneinander angebracht. Das Substrat 154 und die Schutzschicht 195 werden mit der Klebeschicht 142 aneinander angebracht.
Das Anzeigefeld 100C wird hergestellt, indem die Isolierschicht 212, der Transistor 131, der Transistor 132, das Licht empfangende Element 110, das Licht emittierende Element 190 und dergleichen, die über einem Herstellungssubstrat ausgebildet sind, auf das Substrat 153 übertragen werden. Das Substrat 153 und das Substrat 154 sind vorzugsweise flexibel. Folglich kann die Flexibilität des Anzeigefeldes 100C erhöht werden. Beispielsweise werden für das Substrat 153 und das Substrat 154 vorzugsweise ein Harz verwendet.
Für das Substrat 153 und das Substrat 154 können beispielsweise beliebige der folgenden Harze verwendet werden: Polyesterharze, wie z. B. Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylennaphthalat (PEN), ein Polyacrylnitrilharz, ein Acrylharz, ein Polyimidharz, ein Polymethylmethacrylatharz, ein Polycarbonat- (PC-) Harz, ein Polyethersulfon- (PES-) Harz, Polyamidharze (z. B. Nylon und Aramid), ein Polysiloxanharz, ein Cycloolefinharz, ein Polystyrolharz, ein Polyamidimidharz, ein Polyurethanharz, ein Polyvinylchloridharz, ein Polyvinylidenchloridharz, ein Polypropylenharz, ein Polytetrafluorethylen- (PTFE-) Harz, ein ABS-Harz und Cellulose-Nanofaser. Für das Substrat 153 und/oder das Substrat 154 kann ein Glas mit einer derartigen Dicke, mit der das Substrat eine Flexibilität aufweisen kann, verwendet werden.
Für die Substrate des Anzeigefeldes dieser Ausführungsform kann ein in hohem Maße optisch isotroper Film verwendet werden. Beispiele für einen in hohem Maße optisch isotropen Film umfassen einen Triacetylcellulose- (TAC-, auch als Cellulosetriacetat bezeichnet) Film, einen Cycloolefinpolymer- (COP-) Film, einen Cycloolefincopolymer- (COC-) Film und ein Acryl-Harz.
Es wird bevorzugt, dass die Trennwand 217 Licht, das von dem Licht emittierenden Element emittiert wird, absorbiert. Als Trennwand 217 kann beispielsweise eine Schwarzmatrix unter Verwendung eines Harzmaterials, das ein Pigment oder einen Farbstoff enthält, oder dergleichen ausgebildet werden. Alternativ kann unter Verwendung eines braunen Fotolackmaterials die Trennwand 217 mit einer gefärbten Isolierschicht ausgebildet werden.
In einigen Fällen wird Licht 123c, das von dem Licht emittierenden Element 190 emittiert wird, von dem Substrat 154 und der Trennwand 217 reflektiert, und reflektiertes Licht 123d tritt in das Licht empfangende Element 110 ein. Alternativ passiert das Licht 123c in einigen Fällen die Trennwand 217 und wird von dem Transistor, der Leitung oder dergleichen reflektiert, und das reflektierte Licht tritt in das Licht empfangende Element 110 ein. Wenn das Licht 123c von der Trennwand 217 absorbiert wird, kann der Eintritt des reflektierten Lichts 123d in das Licht empfangende Element 110 verhindert werden. Daher kann das Rauschen verringert werden, und die Empfindlichkeit eines Sensors, bei dem das Licht empfangende Element 110 verwendet wird, kann erhöht werden.
Es wird bevorzugt, dass die Trennwand 217 vorzugsweise mindestens Licht mit einer Wellenlänge, die von dem Licht empfangenden Element 110 erfasst wird, absorbiert. Beispielsweise wird in dem Fall, in dem das Licht empfangende Element 110 rotes Licht erfasst, das von dem Licht emittierenden Element 190 emittiert wird, bevorzugt, dass die Trennwand 217 mindestens rotes Licht absorbiert. Beispielsweise kann die Trennwand 217, wenn sie einen blauen Farbfilter beinhaltet, das rote Licht 123c absorbieren, und es kann verhindert werden, dass das reflektierte Licht 123d in das Licht empfangende Element 110 einfällt.
[Konfigurationsbeispiel 2-4]
Obwohl in den vorstehenden Beispielen das Licht emittierende Element und das Licht empfangende Element zwei gemeinsame Schichten beinhalten, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Nachstehend werden Beispiele beschrieben, in denen gemeinsame Schichten unterschiedliche Strukturen aufweisen.
16A ist eine schematische Querschnittsansicht des Anzeigefeldes 100D. Das Anzeigefeld 100D unterscheidet sich von dem Anzeigefeld 100A dadurch, dass es die gemeinsame Schicht 114 nicht beinhaltet, sondern es eine Pufferschicht 184 und eine Pufferschicht 194 beinhaltet. Die Pufferschicht 184 und die Pufferschicht 194 können jeweils eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweisen.
Bei dem Anzeigefeld 100D beinhaltet das Licht empfangende Element 110 die Pixelelektrode 111, die gemeinsame Schicht 112, die Aktivschicht 113, die Pufferschicht 184 und die gemeinsame Elektrode 115. Des Weiteren beinhaltet das Licht emittierende Element 190 des Anzeigefeldes 100D die Pixelelektrode 191, die gemeinsame Schicht 112, die Licht emittierende Schicht 193, die Pufferschicht 194 und die gemeinsame Elektrode 115.
Das Anzeigefeld 100D ist ein Beispiel, in dem die Pufferschicht 184 zwischen der gemeinsamen Elektrode 115 und der Aktivschicht 113 sowie die Pufferschicht 194 zwischen der gemeinsamen Elektrode 115 und der Licht emittierenden Schicht 193 getrennt ausgebildet werden. Als Pufferschicht 184 und Pufferschicht 194 kann/können beispielsweise eine Elektroneninjektionsschicht und/oder eine Elektronentransportschicht ausgebildet werden.
16B ist eine schematische Querschnittsansicht des Anzeigefeldes 100E. Das Anzeigefeld 100E unterscheidet sich von dem Anzeigefeld 100A dadurch, dass es die gemeinsame Schicht 112 nicht beinhaltet, sondern es eine Pufferschicht 182 und eine Pufferschicht 192 beinhaltet. Die Pufferschicht 182 und die Pufferschicht 192 können jeweils eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweisen.
Bei dem Anzeigefeld 100E beinhaltet das Licht empfangende Element 110 die Pixelelektrode 111, die Pufferschicht 182, die Aktivschicht 113, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115. Des Weiteren beinhaltet das Licht emittierende Element 190 des Anzeigefeldes 100E die Pixelelektrode 191, die Pufferschicht 192, die Licht emittierende Schicht 193, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115.
Das Anzeigefeld 100E ist ein Beispiel, in dem die Pufferschicht 182 zwischen der Pixelelektrode 111 und der Aktivschicht 113 sowie die Pufferschicht 192 zwischen der Pixelelektrode 191 und der Licht emittierenden Schicht 193 getrennt ausgebildet werden. Als Pufferschicht 182 und Pufferschicht 192 kann/können beispielsweise eine Lochinjektionsschicht und/oder eine Lochtransportschicht ausgebildet werden.
16C ist eine schematische Querschnittsansicht des Anzeigefeldes 100F. Das Anzeigefeld 100F unterscheidet sich von dem Anzeigefeld 100A dadurch, dass es die gemeinsame Schicht 112 und die gemeinsame Schicht 114 nicht beinhaltet, sondern es die Pufferschicht 182, die Pufferschicht 184, die Pufferschicht 192 und die Pufferschicht 194 beinhaltet.
Bei dem Anzeigefeld 100F beinhaltet das Licht empfangende Element 110 die Pixelelektrode 111, die Pufferschicht 182, die Aktivschicht 113, die Pufferschicht 184 und die gemeinsame Elektrode 115. Des Weiteren beinhaltet das Licht emittierende Element 190 des Anzeigefeldes 100F die Pixelelektrode 191, die Pufferschicht 192, die Licht emittierende Schicht 193, die Pufferschicht 194 und die gemeinsame Elektrode 115.
Wenn das Licht empfangende Element 110 und das Licht emittierende Element 190 ausgebildet werden, können nicht nur die Aktivschicht 113 und die Licht emittierende Schicht 193, sondern auch andere Schichten getrennt ausgebildet werden.
Das Anzeigefeld 100F ist ein Beispiel, in dem bei dem Licht empfangenden Element 110 und dem Licht emittierenden Element 190 keine gemeinsame Schicht zwischen einem Paar von Elektroden (zwischen der Pixelelektrode 111 oder der Pixelelektrode 191 und der gemeinsamen Elektrode 115) bereitgestellt wird. Bei dem Licht empfangenden Element 110 und dem Licht emittierenden Element 190 des Anzeigefeldes 100F werden die Pixelelektrode 111 und die Pixelelektrode 191 unter Verwendung des gleichen Materials in dem gleichen Schritt über der Isolierschicht 214 ausgebildet, die Pufferschicht 182, die Aktivschicht 113 und die Pufferschicht 184 werden über der Pixelelektrode 111 ausgebildet, die Pufferschicht 192, die Licht emittierende Schicht 193 und die Pufferschicht 194 werden über der Pixelelektrode 191 ausgebildet, und die gemeinsame Elektrode 115 wird ausgebildet, um die Pufferschicht 184, die Pufferschicht 194 und dergleichen zu bedecken.
Es sei angemerkt, dass die Herstellungsreihenfolge der mehrschichtigen Struktur aus der Pufferschicht 182, der Aktivschicht 113 und der Pufferschicht 184 und der mehrschichtigen Struktur aus der Pufferschicht 192, der Licht emittierenden Schicht 193 und der Pufferschicht 194 nicht besonders beschränkt ist. Beispielsweise können die Pufferschicht 192, die Licht emittierende Schicht 193 und die Pufferschicht 194 ausgebildet werden, nachdem die Pufferschicht 182, die Aktivschicht 113 und die Pufferschicht 184 ausgebildet worden sind. Im Gegensatz dazu können die Pufferschicht 192, die Licht emittierende Schicht 193 und die Pufferschicht 194 ausgebildet werden, bevor die Pufferschicht 182, die Aktivschicht 113 und die Pufferschicht 184 ausgebildet werden. Alternativ können die Schichten abwechselnd ausgebildet werden; beispielsweise können die Pufferschicht 182, die Pufferschicht 192, die Aktivschicht 113 und die Licht emittierende Schicht 193 in dieser Reihenfolge ausgebildet werden.
[Konfigurationsbeispiel 3 des Anzeigefeldes]
Ein Beispiel für eine spezifischere Struktur eines Anzeigefeldes wird nachstehend beschrieben.
[Konfigurationsbeispiel 3-1]
17 ist eine perspektivische Ansicht eines Anzeigefeldes 200A.
Bei dem Anzeigefeld 200A werden das Substrat 151 und das Substrat 152 aneinander angebracht. In 17 wird das Substrat 152 durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
Das Anzeigefeld 200A beinhaltet einen Anzeigeabschnitt 162, eine Schaltung 164, eine Leitung 165 und dergleichen. 17 stellt ein Beispiel dar, in dem das Anzeigefeld 200A mit einer integrierten Schaltung (IC) 173 und einer FPC 172 bereitgestellt ist. Daher kann die in 17 dargestellte Struktur als Anzeigemodul angesehen werden, das das Anzeigefeld 200A, die IC und die FPC beinhaltet.
Als Schaltung 164 kann 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 oder von der IC 173 in die Leitung 165 eingegeben.
17 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 das Anzeigefeld 200A 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.
18 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 des in 17 dargestellten Anzeigefeldes 200A dar.
Das Anzeigefeld 200A, die in 18 dargestellt wird, beinhaltet einen Transistor 201, einen Transistor 205, einen Transistor 206, das Licht emittierende Element 190, das Licht empfangende Element 110 und dergleichen zwischen dem Substrat 151 und dem Substrat 152.
Das Substrat 152 und die Isolierschicht 214 werden mit der Klebeschicht 142 aneinander angebracht. Das Licht emittierende Element 190 und das Licht empfangende Element 110 können mit einer soliden Abdichtungsstruktur, einer hohlen Abdichtungsstruktur oder dergleichen abgedichtet werden. In 18 wird der Raum 143, der von dem Substrat 152, der Klebeschicht 142 und der Isolierschicht 214 umschlossen ist, mit einem Inertgas (wie z. B. Stickstoff oder Argon) gefüllt, und eine hohle Abdichtungsstruktur wird angewendet. Die Klebeschicht 142 kann auch derart bereitgestellt werden, dass sie sich mit dem Licht emittierenden Element 190 überlappt. Alternativ kann der Raum 143, der von dem Substrat 152, der Klebeschicht 142 und der Isolierschicht 214 umschlossen ist, mit einem Harz, das sich von demjenigen der Klebeschicht 142 unterscheidet, gefüllt werden.
Das Licht emittierende Element 190 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 193, 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 206 enthalten ist. Der Transistor 206 weist eine Funktion zum Steuern des Betriebs des Licht emittierenden Elements 190 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 empfangende Element 110 weist eine mehrschichtige Struktur auf, bei der von der Seite der Isolierschicht 214 aus die Pixelelektrode 111, die gemeinsame Schicht 112, die Aktivschicht 113, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reichenfolge übereinander angeordnet sind. Die Pixelelektrode 111 ist über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 214 bereitgestellt wird, elektrisch mit der leitenden Schicht 222b, die in dem Transistor 205 enthalten ist, verbunden. Ein Endabschnitt der Pixelelektrode 111 wird mit der Trennwand 216 bedeckt. Die Pixelelektrode 111 enthält ein Material, das sichtbares Licht reflektiert, und die gemeinsame Elektrode 115 enthält ein Material, das sichtbares Licht durchlässt.
Licht wird von dem Licht emittierenden Element 190 in Richtung des Substrats 152 emittiert. In das Licht empfangende Element 110 fällt Licht über das Substrat 152 und den Raum 143 ein. Das Substrat 152 wird vorzugsweise unter Verwendung eines Materials, das in hohem Maße sichtbares Licht durchlässt, ausgebildet.
Die Pixelelektrode 111 und die Pixelelektrode 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 sowohl für das Licht empfangende Element 110 als auch für das Licht emittierende Element 190 verwendet. Das Licht empfangende Element 110 und das Licht emittierende Element 190 können die gleichen Komponenten beinhalten, mit Ausnahme der Aktivschicht 113 und der Licht emittierenden Schicht 193. Daher kann das Licht empfangende Element 110 in dem Anzeigefeld 200A eingebaut werden, ohne dass die Anzahl der Herstellungsschritte in hohem Maße erhöht wird.
Die lichtundurchlässige Schicht BM wird über einer Oberfläche des Substrats 152 bereitgestellt, die dem Substrat 151 zugewandt ist. Die lichtundurchlässige Schicht BM 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 dem Licht emittierenden Element 190 überlappt. Wenn die lichtundurchlässige Schicht BM bereitgestellt wird, kann ein Bereich, in dem das Licht empfangende Element 110 Licht erfasst, gesteuert werden. Mit der lichtundurchlässigen Schicht BM kann verhindert werden, dass Licht von dem Licht emittierenden Element 190 in das Licht empfangende Element 110 direkt einfällt. Daher kann ein Sensor mit geringem Rauschen und hoher Empfindlichkeit erzielt werden.
Der Transistor 201, der Transistor 205 und der Transistor 206 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 oder Wasserstoff, nicht leicht diffundieren, wird vorzugsweise für mindestens eine der Isolierschichten verwendet, die die Transistoren bedecken. Dies liegt daran, dass eine derartige Isolierschicht als Sperrfilm dienen kann. 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 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 beinhaltet, kann auch 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 des Anzeigefeldes 200A auf. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Verunreinigungen von dem Endabschnitt des Anzeigefeldes 200A durch einen organischen Isolierfilm diffundieren. Alternativ kann ein organischer Isolierfilm derart ausgebildet werden, dass sein Endabschnitt weiter innen als der Endabschnitt des Anzeigefeldes 200A liegt, so dass der organische Isolierfilm nicht von dem Endabschnitt des Anzeigefeldes 200A freiliegt.
Die Isolierschicht 214, die als Planarisierungsschicht dient, ist vorzugsweise ein organischer Isolierfilm. 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.
In dem Bereich 228, der in 18 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 diffundieren. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit des Anzeigefeldes 200A erhöht werden.
Der Transistor 201, der Transistor 205 und der Transistor 206 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 dem Anzeigefeld 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 sein.
Die Struktur, bei der die Halbleiterschicht, in der ein Kanal gebildet wird, zwischen zwei Gates bereitgestellt wird, wird für den Transistor 201, den Transistor 205 und den Transistor 206 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 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, Zirkonium, 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.
In dem Fall, in dem die Halbleiterschicht ein In-M-Zn-Oxid ist, ist es in einem Sputtertarget, das zum Ausbilden des In-M-Zn-Oxides verwendet wird, vorzuziehen, dass das Atomverhältnis von In zu M größer als oder gleich 1 ist. Das Atomverhältnis von Metallelementen in einem derartigen Sputtertarget ist beispielsweise In:M:Zn = 1:1:1, In:M:Zn = 1:1:1,2, In:M:Zn = 2:1:3, In:M:Zn = 3:1:2, In:M:Zn = 4:2:3, In:M:Zn = 4:2:4,1, In:M:Zn = 5:1:3, In:M:Zn = 5:1:6, In:M:Zn = 5:1:7, In:M:Zn = 5:1:8, In:M:Zn = 6:1:6 oder In:M:Zn = 5:2:5.
Als Sputtertarget wird vorzugsweise ein Target, das ein polykristallines Oxid enthält, verwendet, da eine Halbleiterschicht mit Kristallinität leicht ausgebildet werden kann. Es sei angemerkt, dass das Atomverhältnis in der ausgebildeten Halbleiterschicht in einem Bereich von ±40 % von dem vorstehenden Atomverhältnis zwischen den Metallelementen des Sputtertargets abweicht. Wenn beispielsweise ein Sputtertarget mit einem Atomverhältnis von In zu Ga und Zn von 4:2:4,1 für die Halbleiterschicht verwendet wird, kann das Atomverhältnis von In zu Ga und Zn in der ausgebildeten Halbleiterschicht 4:2:3 oder in der Nähe von 4:2:3 sein.
Wenn es vorausgesetzt wird, dass in dem Ausdruck „das Atomverhältnis von In zu Ga und Zn ist 4:2:3 oder in der Nähe von 4:2:3“ der Atomanteil von In 4 ist, ist 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 Ausdruck „das Atomverhältnis von In zu Ga und Zn ist 5:1:6 oder in der Nähe von 5:1:6“ 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 Ausdruck „das Atomverhältnis von In zu Ga und Zn ist 1:1:1 oder in der Nähe von 1:1:1“ 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 204 ist in einem Bereich des Substrats 151 bereitgestellt, in dem es sich mit dem Substrat 152 nicht überlappt. An dem Verbindungsabschnitt 204 ist die Leitung 165 über eine leitende Schicht 166 und eine Verbindungsschicht 242 elektrisch mit der FPC 172 verbunden. Auf der Oberseite des Verbindungsabschnitts 204 liegt die leitende Schicht 166 frei, die durch Verarbeiten desselben leitenden Films wie die Pixelelektrode 191 erhalten wird. Somit können der Verbindungsabschnitt 204 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 des Anzeigefeldes 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 verwendet werden. Eine Klebefolie oder dergleichen kann verwendet werden.
Als Verbindungsschicht 242 kann ein anisotroper leitender Film (Anisotropie Conductive Film, ACF), eine anisotrope leitende Paste (Anisotropie Conductive Paste, ACP) oder dergleichen verwendet werden.
Das Licht emittierende Element 190 weist eine Top-Emission-Struktur, eine Bottom-Emission-Struktur, eine Dual-Emission-Struktur oder dergleichen auf. Ein leitender Film, der sichtbares Licht durchlässt, wird 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.
Das Licht emittierende Element 190 beinhaltet mindestens die Licht emittierende Schicht 193. Zusätzlich zu der Licht emittierenden Schicht 193 kann das Licht emittierende Element 190 ferner eine Schicht umfassen, die eine beliebige der folgenden Substanzen enthält: eine Substanz mit hoher Lochinjektionseigenschaft, eine Substanz mit hoher Lochtransporteigenschaft, ein lochblockierendes Material, eine Substanz mit hoher Elektronentransporteigenschaft, eine Substanz mit hoher Elektroneninjektionseigenschaft, ein elektronenblockierendes Material, eine Substanz mit einer bipolaren Eigenschaft (eine Substanz mit hoher Elektronen- und Lochtransporteigenschaft) und dergleichen. Beispielsweise wird es bevorzugt, dass die gemeinsame Schicht 112 eine Lochinjektionsschicht und/oder eine Lochtransportschicht umfasst. Beispielsweise wird es bevorzugt, dass die gemeinsame Schicht 114 eine Elektronentransportschicht und/oder eine Elektroneninjektionsschicht umfasst.
Für die gemeinsame Schicht 112, die Licht emittierende Schicht 193 und die gemeinsame Schicht 114 kann entweder eine niedermolekulare Verbindung oder eine hochmolekulare Verbindung verwendet werden, und eine anorganische Verbindung kann auch verwendet werden. Jede der Schichten, die in der gemeinsamen Schicht 112, der Licht emittierenden Schicht 193 und der gemeinsamen Schicht 114 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.
Die Licht emittierende Schicht 193 kann als Licht emittierendes Material eine anorganische Verbindung, wie z. B. einen Quantenpunkt, enthalten.
Die Aktivschicht 113 des Licht empfangenden Elements 110 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 enthalten ist, verwendet wird. Ein organischer Halbleiter wird vorzugsweise verwendet, da die Licht emittierende Schicht 193 des Licht emittierenden Elements 190 und die Aktivschicht 113 des Licht empfangenden Elements 110 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 113 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 fußballartige Form auf, welche energetisch stabil ist. Sowohl das HOMO-Niveau als auch das LUMO-Niveau von Fulleren sind tief (niedrig). Da Fulleren ein tiefes LUMO-Niveau aufweist, weist es eine sehr hohe Elektronenakzeptoreigenschaft (Akzeptoreigenschaft) auf. Wenn sich wie beim Benzol eine π-Elektronen-Konjugation (Resonanz) in einer Fläche verbreitet, erhöht sich normalerweise die Elektronendonatoreigenschaft (Donatoreigenschaft). Obwohl sich π-Elektronen in hohem Maße in Fulleren mit einer kugelförmige Form verbreiten, ist die Elektronenakzeptoreigenschaft hoch. Die hohe Elektronenakzeptoreigenschaft verursacht effizient eine schnelle Ladungstrennung und ist für Licht empfangende Vorrichtungen nützlich. Sowohl C₆₀ als auch C₇₀ weisen ein breites Absorptionsband im Bereich von sichtbarem Licht auf, und C₇₀ wird besonders bevorzugt, da es ein größeres π-Elektronen-Konjugationssystem und ein breiteres Absorptionsband im Bereich langer Wellenlänge als C₆₀ aufweist.
Als n-Typ-Halbleitermaterial, das in der Aktivschicht 113 enthalten ist, kann 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, 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 ein Chinon-Derivat oder dergleichen verwendet werden.
Beispielsweise kann als p-Typ-Halbleitermaterial, das in der Aktivschicht 113 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.
Alternativ kann als p-Typ-Halbleitermaterial ein Carbazol-Derivat, ein Thiophen-Derivat, ein Furan-Derivat, eine Verbindung mit einem aromatischen Amin-Gerüst oder dergleichen verwendet werden. Des Weiteren kann als p-Typ-Halbleitermaterial ein Naphthalin-Derivat, ein Anthracen-Derivat, ein Pyren-Derivat, ein Triphenylen-Derivat, ein Fluoren-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, ein Polythiophen-Derivat oder dergleichen verwendet werden.
Beispielsweise kann die Aktivschicht 113 durch Co-Verdampfung von einem n-Typ-Halbleiter und einem p-Typ-Halbleiter ausgebildet werden. Alternativ kann die Aktivschicht 113 durch Übereinanderanordnung von einem n-Typ-Halbleiter und einem p-Typ-Halbleiter ausgebildet 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 dem Anzeigefeld, 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 Falle 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 dem Anzeigefeld enthalten sind, oder für leitende Schichten (z. B. eine leitende Schicht, die als Pixelelektrode oder gemeinsame Elektrode dient), die in einem Anzeigeelement 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.
[Konfigurationsbeispiel 3-2]
19A ist eine Querschnittsansicht des Anzeigefeldes 200B. Das Anzeigefeld 200B unterscheidet sich von dem Anzeigefeld 200A hauptsächlich dadurch, dass sie die Linse 149 und die Schutzschicht 195 beinhaltet.
Das Licht empfangende Element 110 und das Licht emittierende Element 190 werden jeweils vorzugsweise mit der Schutzschicht 195 bedeckt. Daher kann verhindert werden, dass Verunreinigungen, wie z. B. Wasser, in das Licht empfangende Element 110 und das Licht emittierende Element 190 diffundieren, so dass die Zuverlässigkeit des Licht empfangenden Elements 110 und diejenige des Licht emittierenden Elements 190 erhöht werden können.
In dem Bereich 228 in der Nähe des Endabschnitts des Anzeigefeldes 200B sind vorzugsweise die Isolierschicht 215 und die Schutzschicht 195 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 195 in Kontakt miteinander sind. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Verunreinigungen von außen über einen organischen Isolierfilm in den Anzeigeabschnitt 162 diffundieren. Daher kann die Zuverlässigkeit des Anzeigefeldes 200B erhöht werden.
19B stellt ein Beispiel dar, in dem die Schutzschicht 195 eine dreischichtige Struktur aufweist. In 19B umfasst die Schutzschicht 195 die anorganische Isolierschicht 195a über der gemeinsamen Elektrode 115, die organische Isolierschicht 195b über der anorganischen Isolierschicht 195a und die anorganische Isolierschicht 195c über der organischen Isolierschicht 195b.
Ein Endabschnitt der anorganischen Isolierschicht 195a und ein Endabschnitt der anorganischen Isolierschicht 195c erstrecken sich weiter außen als ein Endabschnitt der organischen Isolierschicht 195b und sind in Kontakt miteinander. Des Weiteren ist die anorganische Isolierschicht 195a durch eine Öffnung in der Isolierschicht 214 (der organischen Isolierschicht) in Kontakt mit der Isolierschicht 215 (der anorganischen Isolierschicht). Demzufolge können das Licht empfangende Element 110 und das Licht emittierende Element 190 von der Isolierschicht 215 und der Schutzschicht 195 umschlossen sein, wodurch die Zuverlässigkeit des Licht empfangenden Elements 110 und diejenige des Licht emittierenden Elements 190 erhöht werden können.
Die Schutzschicht 195 kann auf diese Weise 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.
Die Linse 149 wird über einer Oberfläche des Substrats 152 bereitgestellt, die dem Substrat 151 zugewandt ist. Auf der dem Substrat 151 zugewandten Seite weist die Linse 149 eine konvexe Oberfläche auf. Es wird bevorzugt, dass sich der Lichtempfangsbereich des Licht empfangenden Elements 110 mit der Linse 149 überlappt und nicht mit der Licht emittierenden Schicht 193 überlappt. Daher können die Empfindlichkeit und die Genauigkeit eines Sensors, bei dem das Licht empfangende Element 110 verwendet wird, erhöht werden.
Der Brechungsindex der Linse 149 in Bezug auf die Wellenlänge von Licht, das von dem Licht empfangenden Element 110 empfangen wird, ist vorzugsweise größer als oder gleich 1,3 und kleiner als oder gleich 2,5. Die Linse 149 kann unter Verwendung eines anorganischen Materials und/oder eines organischen Materials ausgebildet werden. Beispielsweise kann ein Material, das ein Harz enthält, für die Linse 149 verwendet werden. Alternativ kann ein Material, das ein Oxid und/oder ein Sulfid enthält, für die Linse 149 verwendet werden.
Für die Linse 149 kann insbesondere ein Harz, das Chlor, Brom oder Jod enthält, ein Harz, das ein Schwermetallatom enthält, ein Harz, das einen aromatischen Ring enthält, ein Harz, das Schwefel enthält, oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann ein Material, das ein Harz und Nanoteilchen eines Materials enthält, das einen höheren Brechungsindex aufweist als dieses Harz, für die Linse 149 verwendet werden. Es können Nanoteilchen von Titanoxid, Zirconiumoxid oder dergleichen verwendet werden.
Insbesondere kann Ceroxid, Hafniumoxid, Lanthanoxid, Magnesiumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Titanoxid, Yttriumoxid, Zinkoxid, ein Oxid, das Indium und Zinn enthält, ein Oxid, das Indium, Gallium und Zink enthält, oder dergleichen für die Linse 149 verwendet werden. Alternativ kann Zinksulfid oder dergleichen für die Linse 149 verwendet werden.
Bei dem Anzeigefeld 200B werden die Schutzschicht 195 und das Substrat 152 mit der Klebeschicht 142 aneinander angebracht. Die Klebeschicht 142 überlappt sich mit dem Licht empfangenden Element 110 und dem Licht emittierenden Element 190, d. h. das Anzeigefeld 200B weist eine solide Abdichtungsstruktur auf.
[Konfigurationsbeispiel 3-3]
20A ist eine Querschnittsansicht des Anzeigefeldes 200C. Das Anzeigefeld 200C unterscheidet sich von dem Anzeigefeld 200B hauptsächlich durch die Strukturen der Transistoren und auch dadurch, dass weder die lichtundurchlässige Schicht BM noch die Linse 149 bereitgestellt werden.
Das Anzeigefeld 200C beinhaltet über dem Substrat 151 einen Transistor 208, einen Transistor 209 und einen Transistor 210.
Der Transistor 208, der Transistor 209 und der Transistor 210 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 231 n verbunden ist, die leitende Schicht 222b, die mit dem anderen des Paars von niederohmigen Bereichen 231 n 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 225 und 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.
Die Pixelelektrode 191 des Licht emittierenden Elements 190 ist über die leitende Schicht 222b elektrisch mit einem des Paars von niederohmigen Bereichen 231n des Transistors 208 verbunden.
Die Pixelelektrode 111 des Licht empfangenden Elements 110 ist über die leitende Schicht 222b elektrisch mit dem anderen des Paars von niederohmigen Bereichen 231n des Transistors 209 verbunden.
20A stellt ein Beispiel dar, in dem die Isolierschicht 225 eine Oberseite und eine Seitenfläche der Halbleiterschicht bedeckt. Im Gegensatz dazu stellt 20B ein Beispiel für einen Transistor 202 dar, in dem sich die Isolierschicht 225 mit dem Kanalbildungsbereich 231i der Halbleiterschicht 231, nicht mit den niederohmigen Bereichen 231n, überlappt. Beispielsweise kann die in 20B dargestellte Struktur hergestellt werden, indem die Isolierschicht 225 unter Verwendung der leitenden Schicht 223 als Maske verarbeitet wird. In 20B 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 218 bereitgestellt werden, um den Transistor zu bedecken.
[Konfigurationsbeispiel 3-4]
21 ist eine Querschnittsansicht des Anzeigefeldes 200D. Das Anzeigefeld 200D unterscheidet sich von dem Anzeigefeld 200C hauptsächlich durch die Strukturen der Substrate.
Das Anzeigefeld 200D beinhaltet nicht das Substrat 151 und das Substrat 152, sondern beinhaltet es das Substrat 153, das Substrat 154, die Klebeschicht 155 und die Isolierschicht 212.
Das Substrat 153 und die Isolierschicht 212 werden mit der Klebeschicht 155 aneinander angebracht. Das Substrat 154 und die Schutzschicht 195 werden mit der Klebeschicht 142 aneinander angebracht.
Das Anzeigefeld 200D wird hergestellt, indem die Isolierschicht 212, der Transistor 208, der Transistor 209, das Licht empfangende Element 110, das Licht emittierende Element 190 und dergleichen, die über einem Herstellungssubstrat ausgebildet sind, auf das Substrat 153 übertragen werden. Das Substrat 153 und das Substrat 154 sind vorzugsweise flexibel. Folglich kann die Flexibilität des Anzeigefeldes 200D erhöht werden.
Für die Isolierschicht 212 kann ein anorganischer Isolierfilm, der für die Isolierschicht 211, die Isolierschicht 213 und die Isolierschicht 215 verwendet werden kann, verwendet werden. Alternativ kann ein mehrschichtiger Film aus einem organischen Isolierfilm und einem anorganischen Isolierfilm als Isolierschicht 212 verwendet werden. In diesem Fall ist ein Film auf der Seite des Transistors 209 vorzugsweise ein anorganischer Isolierfilm.
Das Vorstehende ist die Beschreibung der Konfigurationsbeispiele des Anzeigefeldes.
[Metalloxid]
Im Folgenden wird ein Metalloxid beschrieben, das für die Halbleiterschicht verwendet werden kann.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen auch ein Metalloxid, das Stickstoff enthält, in einigen Fällen als Metalloxid bezeichnet wird. Ein stickstoffhaltiges Metalloxid kann auch als Metalloxynitrid bezeichnet werden. Beispielsweise kann ein Metalloxid, das Stickstoff enthält, wie z. B. ein Zinkoxynitrid (ZnON), für die Halbleiterschicht verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen „Kristall mit Ausrichtung bezüglich der c-Achse (c-axis aligned crystal, CAAC)“ und „wolkenartig ausgerichtetes Verbundmaterial (cloud-aligned composite, CAC)“ angegeben werden könnten. CAAC bezeichnet ein Beispiel für eine Kristallstruktur und CAC bezeichnet ein Beispiel für eine Funktion oder eine Materialzusammensetzung.
Beispielsweise kann ein CAC- (cloud-aligned composite) OS (Oxidhalbleiter) für die Halbleiterschicht verwendet werden.
Ein CAC-OS oder ein CAC-Metalloxid weist eine leitende Funktion in einem Teil des Materials auf und weist eine isolierende Funktion in einem anderen Teil des Materials auf, und weist eine Funktion eines Halbleiters als gesamtes Material auf. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem der CAC-OS oder das CAC-Metalloxid in einer Halbleiterschicht eines Transistors verwendet wird, die leitende Funktion ermöglicht, dass Elektronen (oder Löcher) fließen, die als Ladungsträger dienen, und die isolierende Funktion ermöglicht, dass kein Elektron fließt, das als Ladungsträger dient. Durch die komplementäre Wirkung der leitenden Funktion und der isolierenden Funktion kann der CAC-OS oder das CAC-Metalloxid eine Schaltfunktion (Ein-/Ausschaltfunktion) aufweisen. In dem CAC-OS oder dem CAC-Metalloxid kann eine Trennung der Funktionen jede Funktion maximieren.
Des Weiteren umfasst der CAC-OS oder das CAC-Metalloxid leitende Bereiche und isolierende Bereiche. Die leitenden Bereiche weisen die vorstehend beschriebene leitende Funktion auf, und die isolierenden Bereiche weisen die vorstehend beschriebene isolierende Funktion auf. In einigen Fällen sind ferner die leitenden Bereiche und die isolierenden Bereiche in der Größenordnung von Nanoteilchen in dem Material getrennt. In einigen Fällen sind ferner die leitenden Bereiche und die isolierenden Bereiche in dem Material ungleichmäßig verteilt. Außerdem werden die leitenden Bereiche in einigen Fällen wolkenartig gekoppelt beobachtet, wobei ihre Grenzen unscharf sind.
Des Weiteren weisen in einigen Fällen in dem CAC-OS oder dem CAC-Metalloxid die leitenden Bereiche und die isolierenden Bereiche jeweils eine Größe von größer als oder gleich 0,5 nm und kleiner als oder gleich 10 nm, bevorzugt größer als oder gleich 0,5 nm und kleiner als oder gleich 3 nm auf, und sie sind in dem Material dispergiert.
Des Weiteren enthält der CAC-OS oder das CAC-Metalloxid ferner Komponenten mit unterschiedlichen Bandlücken. Der CAC-OS oder das CAC-Metalloxid enthält beispielsweise eine Komponente mit einer großen Lücke aufgrund des isolierenden Bereichs und eine Komponente mit einer kleinen Lücke aufgrund des leitenden Bereichs. Im Falle einer derartigen Zusammensetzung fließen Ladungsträger hauptsächlich in der Komponente mit einer kleinen Lücke. Die Komponente mit einer kleinen Lücke komplementiert außerdem die Komponente mit einer großen Lücke, und Ladungsträger fließen auch in der Komponente mit einer großen Lücke in Zusammenhang mit der Komponente mit einer kleinen Lücke. Folglich kann in dem Fall, in dem der vorstehend beschriebene CAC-OS oder das vorstehend beschriebene CAC-Metalloxid für einen Kanalbildungsbereich eines Transistors verwendet wird, eine hohe Stromtreiberfähigkeit im Durchlasszustand des Transistors, d. h. ein hoher Durchlassstrom und eine hohe Feldeffektbeweglichkeit, erhalten werden.
Mit anderen Worten: Der CAC-OS oder das CAC-Metalloxid kann als Matrix-Verbundmaterial (matrix composite) oder Metall-Matrix-Verbundmaterial (metal matrix composite) bezeichnet werden.
Ein Oxidhalbleiter (Metalloxid) wird in einen einkristallinen Oxidhalbleiter und in einen nicht-einkristallinen Oxidhalbleiter unterteilt. Beispiele für einen nicht-einkristallinen Oxidhalbleiter umfassen einen kristallinen Oxidhalbleiter mit Ausrichtung bezüglich der c-Achse (c-axis-aligned crystalline oxide semiconductor, CAAC-OS), einen polykristallinen Oxidhalbleiter, einen nanokristallinen Oxidhalbleiter (nc-OS), einen amorphähnlichen Oxidhalbleiter (a-ähnlichen OS) und einen amorphen Oxidhalbleiter.
Der CAAC-OS weist eine Ausrichtung bezüglich der c-Achse auf, seine Nanokristalle sind in Richtung der a-b-Ebene verbunden, und seine Kristallstruktur weist eine Verzerrung auf. 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 die Nanokristalle verbunden sind.
Die Form des Nanokristalls ist grundlegend sechseckig; jedoch ist die Form nicht immer auf ein regelmäßiges Sechseck beschränkt und ist in einigen Fällen ein unregelmäßiges Sechseck. Eine fünfeckige Gitteranordnung, eine siebeneckige Gitteranordnung und dergleichen sind in einigen Fällen in der Verzerrung enthalten. Es sei angemerkt, dass es selbst in der Nähe der Verzerrung schwierig ist, in dem CAAC-OS eine eindeutige Korngrenze (auch als Grain-Boundary bezeichnet) zu beobachten. Das heißt, dass das Bilden einer Korngrenze durch die Verzerrung einer Gitteranordnung ver- bzw. behindert wird. Das liegt 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 Metallelements und dergleichen tolerieren kann.
Es gibt die Tendenz, dass der CAAC-OS eine mehrschichtige Kristallstruktur (auch als mehrschichtige Struktur bezeichnet) aufweist, bei der eine Schicht, die Indium und Sauerstoff enthält (nachstehend als In-Schicht bezeichnet), und eine Schicht, die ein Element M, Zink und Sauerstoff enthält (nachstehend als (M,Zn)-Schicht bezeichnet), übereinander angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass Indium und das Element M untereinander ausgetauscht werden können und dass dann, wenn das Element M der (M, Zn)-Schicht durch Indium ersetzt wird, die Schicht auch als (In, M, Zn)-Schicht bezeichnet werden kann. Wenn Indium der In-Schicht durch das Element M ersetzt wird, kann die Schicht auch als (In, M-Schicht bezeichnet werden.
Der CAAC-OS ist ein Metalloxid mit hoher Kristallinität. Im Gegensatz dazu ist es weniger wahrscheinlich, dass bei dem CAAC-OS eine Verringerung der Elektronenbeweglichkeit aufgrund einer Korngrenze auftritt, da es schwierig ist, eine eindeutige Korngrenze zu beobachten. Ein Eindringen von Verunreinigungen, eine Bildung von Defekten und dergleichen könnte die Kristallinität eines Metalloxides verringern. Dies bedeutet, dass der CAAC-OS nur geringe Mengen an Verunreinigungen und Defekten (z. B. Sauerstofffehlstellen bzw. V_O: Oxygen Vacancy) aufweist. Somit ist ein Metalloxid mit dem CAAC-OS physikalisch stabil; daher ist ein Metalloxid mit dem CAAC-OS wärmebeständig und weist eine hohe Zuverlässigkeit auf.
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. 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.
Es sei angemerkt, dass ein Indium-Gallium-Zink-Oxid (im Folgenden IGZO), das ein Metalloxid ist, das Indium, Gallium und Zink enthält, in einigen Fällen eine stabile Struktur aufweist, wenn es aus den oben beschriebenen Nanokristallen gebildet wird (besteht). Insbesondere neigen IGZO-Kristalle dazu, an der Luft nicht zu wachsen, so dass sich eine stabile Struktur ergibt, wenn IGZO aus kleineren Kristallen (z. B. den oben beschriebenen Nanokristallen) und nicht aus größeren Kristallen (hier Kristalle mit einer Größe von mehreren Millimetern oder mehreren Zentimetern) gebildet wird.
Der a-ähnliche OS ist ein Metalloxid, das eine Struktur zwischen denjenigen des nc-OS und des amorphen Oxidhalbleiters aufweist. 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 niedrigere Kristallinität aufweist.
Ein Oxidhalbleiter (Metalloxid) kann verschiedene Strukturen aufweisen, die unterschiedliche Eigenschaften aufzeigen. Zwei oder mehr von dem amorphen Oxidhalbleiter, dem polykristallinen Oxidhalbleiter, dem a-ähnlichen OS, dem nc-OS und dem CAAC-OS können in einem Oxidhalbleiter einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten sein.
Ein Metalloxidfilm, der als Halbleiterschicht dient, kann unter Verwendung eines Inertgases und/oder eines Sauerstoffgases abgeschieden werden. Es sei angemerkt, dass es keine besondere Einschränkung der Durchflussrate von Sauerstoff (des Sauerstoffpartialdrucks) bei der Abscheidung des Metalloxidfilms gibt. Um einen Transistor mit hoher Feldeffektbeweglichkeit zu erhalten, ist allerdings die Durchflussrate von Sauerstoff (der Sauerstoffpartialdruck) bei der Abscheidung des Metalloxidfilms bevorzugt höher als oder gleich 0 % und niedriger als oder gleich 30 %, stärker bevorzugt höher als oder gleich 5 % und niedriger als oder gleich 30 %, noch stärker bevorzugt höher als oder gleich 7 % und niedriger als oder gleich 15 %.
Die Energielücke des Metalloxides ist bevorzugt 2 eV oder größer, stärker bevorzugt 2,5 eV oder größer, noch stärker bevorzugt 3 eV oder größer. Unter Verwendung eines Metalloxides mit einer solchen großen Energielücke kann der Sperrstrom des Transistors verringert werden.
Die Substrattemperatur beim Abscheiden des Metalloxidfilms ist bevorzugt niedriger als oder gleich 350 °C, stärker bevorzugt höher als oder gleich Raumtemperatur und niedriger als oder gleich 200 °C, noch stärker bevorzugt höher als oder gleich Raumtemperatur und niedriger als oder gleich 130 °C.
Der Metalloxidfilm kann durch ein Sputterverfahren ausgebildet werden. Außerdem kann beispielsweise ein PLD-Verfahren, ein PECVD-Verfahren, ein thermisches CVD-Verfahren, ein ALD-Verfahren, ein Vakuumverdampfungsverfahren oder dergleichen verwendet werden.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des Metalloxides.
Mindestens ein Teil dieser Ausführungsform kann in geeigneter Kombination mit beliebigen der anderen Ausführungsformen implementiert werden, die in dieser Beschreibung beschrieben werden.
(Ausführungsform 3)
Bei dieser Ausführungsform werden elektronische Geräte, bei denen die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, anhand von 22 bis 24 beschrieben.
Elektronische Geräte dieser Ausführungsform umfassen jeweils die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Anzeigevorrichtung weist eine Funktion zum Erfassen von Licht auf, und daher kann eine biometrische Authentifizierung in dem Anzeigeabschnitt und eine Erfassung einer Berührung oder einer Beinahe-Berührung auf dem Anzeigeabschnitt durchgeführt werden. Eine unbefugte Verwendung des elektronischen Geräts einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist schwierig, d. h. das elektronische Gerät weist eine sehr hohe Sicherheitsstufe auf. Daher können die Funktionalität, die Zweckmäßigkeit und dergleichen des elektronischen Geräts erhöht werden.
Als Beispiele für das elektronische Gerät 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 dieser Ausführungsform kann einen Sensor (einen Sensor mit einer Funktion zum Erkennen, Erfassen oder Messen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, einer chemischen Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, Strom, Spannung, elektrischer Leistung, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahlen) beinhalten.
Das elektronische Gerät dieser Ausführungsform kann verschiedene Funktionen aufweisen. Beispielsweise kann das elektronische Gerät dieser Ausführungsform eine Funktion zum Anzeigen verschiedener Daten (eines Standbildes, eines bewegten Bildes, eines Textbildes und dergleichen) auf dem Anzeigeabschnitt, eine Touchscreen-Funktion, eine Funktion zum Anzeigen 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, das in 22A dargestellt wird, 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 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für den Anzeigeabschnitt 6502 verwendet werden.
22B ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Endabschnitt des Gehäuses 6501 umfasst, der sich auf der Seite des Mikrofons 6506 befindet.
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.
23A stellt ein Beispiel für ein Fernsehgerät dar. Bei einem Fernsehgerät 7100 ist ein Anzeigeabschnitt 7000 in einem Gehäuse 7101 eingebaut. Hier wird eine Struktur dargestellt, bei der das Gehäuse 7101 von einem Standfuß 7103 getragen wird.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für den Anzeigeabschnitt 7000 verwendet werden.
Das in 23A dargestellte Fernsehgerät 7100 kann mit einem Bedienschalter, der in dem Gehäuse 7101 bereitgestellt ist, oder einer separaten Fernbedienung 7111 bedient 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 zum Anzeigen von Informationen, die von der Fernbedienung 7111 ausgegeben werden, bereitgestellt werden. Durch Bedienungstasten 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.
23B 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 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für den Anzeigeabschnitt 7000 verwendet werden.
23C und 23D stellen Beispiele für eine Digital Signage dar.
Eine Digital Signage 7300, die in 23C dargestellt wird, beinhaltet ein Gehäuse 7301, den Anzeigeabschnitt 7000, einen Lautsprecher 7303 und dergleichen. Ferner kann die Digital Signage eine LED-Lampe, Bedientasten (einschließlich eines Netzschalters oder eines Bedienschalters), einen Verbindungsanschluss, verschiedene Sensoren, ein Mikrofon und dergleichen beinhalten.
23D stellt eine Digital Signage 7400 dar, die an einer zylindrischen Säule 7401 montiert ist. Die Digital Signage 7400 beinhaltet den Anzeigeabschnitt 7000, der entlang einer gekrümmten Oberfläche der Säule 7401 bereitgestellt ist.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für die Anzeigeabschnitte 7000 in 23C und 23(D) 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 z. B. 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 23C und 23D 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 24A bis 24F 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, Erfassen oder 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 24A bis 24F 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 24A bis 24F dargestellten elektronischen Geräte werden nachstehend ausführlich beschrieben.
24A 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 oder Bildinformationen auf seiner Vielzahl von Oberflächen anzeigen. 24A 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 einer Antenne. Das Icon 9050 oder dergleichen kann alternativ an der Stelle angezeigt werden, an der die Informationen 9051 angezeigt werden.
24B 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.
24C ist eine perspektivische Ansicht, die ein tragbares Informationsendgerät 9200 in Form einer Armbanduhr darstellt. Des Weiteren ist die Anzeigeoberfläche des Anzeigeabschnitts 9001 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.
24D, 24E und 24F sind perspektivische Ansichten, die ein zusammenklappbares tragbares Informationsendgerät 9201 darstellen. 24D ist eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem das tragbare Informationsendgerät 9201 aufgeklappt ist, 24F ist eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem das tragbare Informationsendgerät 9201 zusammengeklappt ist, und 24E ist eine perspektivische Ansicht beim Wechseln zwischen dem Zustand in 24D und dem Zustand in 24F. 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.
Mindestens ein Teil dieser Ausführungsform kann in geeigneter Kombination mit beliebigen der anderen Ausführungsformen implementiert werden, die in dieser Beschreibung beschrieben werden.
Bezugszeichenliste

ADC: Umwandlungsabschnitt
PA: Verstärkerabschnitt
MUX: Mutiplexerschaltung
TX, SE, RS, WX, SL, GL: Leitug
PD: Licht empfangendes Element
EL: Licht emittierdendes Element
IN: Eingangsanschluss
OUT: Ausgangsanschluss
VREF, VREFR, VREFS: Bezugspotential
AMP1, AMP2: Vergleichsscaltung
C,C1, C2, C11, C12: Kondensator
M1 bis M7: Transistor
SW1 bis SW4: Schalter
SEL1, SEL2: Auswahlschaltung
10: Abbildungsvorrichtung
11: Abbildungsabschnitt
12: Schaltungsabschnitt
13: Treiberschaltungsabschnitt
15: Pixel
21 bis 23: Substrat
30: Pixel
31, 32: Anschluss
33: Leitung
50: Abbildungsvorrichtung:
51: Abbildungsabschnitt:
52: Schaltungsabschnitt:
53: Treiberschaltungsabschnitt:
61: Pixel
61B, 61G, 61R: Subpixel
62: Abbildungspixel
70: Pixel

Claims

Eine Halbleitervorrichtung, die einen Verstärkerabschnitt und einen Umwandlungsabschnitt umfasst, wobei der Verstärkerabschnitt eine Vergleichsschaltung beinhaltet und ein erstes Signal und ein zweites Signal sequentiell in den Verstärkerabschnitt eingegeben werden, wobei der Vergleichsschaltung ein erstes Bezugspotential in einer Periode, während deren das erste Signal eingegeben wird, zugeführt wird, wobei der Vergleichsschaltung ein zweites Bezugspotential in einer Periode, während deren das zweite Signal eingegeben wird, zugeführt wird, wobei der Verstärkerabschnitt in einer Periode, während deren das zweite Signal eingegeben wird, ein Ausgangspotential, das durch Verstärken einer Differenz zwischen Potentialen des ersten Signals und des zweiten Signals erhalten wird, an den Umwandlungsabschnitt ausgibt, und wobei der Umwandlungsabschnitt das Ausgangspotential in einen digitalen Wert umwandelt.
Eine Halbleitervorrichtung, die einen Verstärkerabschnitt, einen Umwandlungsabschnitt und einen Eingangsanschluss umfasst, wobei der Verstärkerabschnitt eine Vergleichsschaltung, einen ersten Kondensator, einen zweiten Kondensator und einen ersten Schalter beinhaltet, wobei die Vergleichsschaltung einen invertierenden Eingangsanschluss, einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss beinhaltet, wobei dem Eingangsanschluss ein erstes Signal und ein zweites Signal sequentiell zugeführt werden, wobei eine von einem Paar von Elektroden des ersten Kondensators elektrisch mit dem Eingangsanschluss verbunden ist und die andere elektrisch mit dem invertierenden Eingangsanschluss verbunden ist, wobei der zweite Kondensator und der erste Schalter jeweils elektrisch parallel mit dem invertierenden Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss verbunden sind, wobei in dem Verstärkerabschnitt dann, wenn das erste Signal zugeführt wird, der erste Schalter eingeschaltet wird und dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss ein erstes Bezugspotential zugeführt wird, und dann, wenn das zweite Signal zugeführt wird, der erste Schalter ausgeschaltet wird und dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss ein zweites Bezugspotential, das sich von dem ersten Bezugspotential unterscheidet, zugeführt wird, und wobei der Umwandlungsabschnitt ein Potential, das von dem Ausgangsanschluss ausgegeben wird, in einen digitalen Wert umwandelt.
Eine Halbleitervorrichtung, die einen Verstärkerabschnitt, einen Umwandlungsabschnitt und einen Eingangsanschluss umfasst, wobei der Verstärkerabschnitt eine Vergleichsschaltung, einen ersten Kondensator, einen zweiten Kondensator, einen ersten Schalter, einen zweiten Schalter, einen dritten Schalter, eine erste Leitung und eine zweite Leitung beinhaltet, wobei die Vergleichsschaltung einen invertierenden Eingangsanschluss, einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss beinhaltet, wobei dem Eingangsanschluss ein erstes Signal und ein zweites Signal sequentiell zugeführt werden, wobei eine von einem Paar von Elektroden des ersten Kondensators elektrisch mit dem Eingangsanschluss verbunden ist und die andere elektrisch mit dem invertierenden Eingangsanschluss verbunden ist, wobei der zweite Kondensator und der erste Schalter jeweils elektrisch parallel mit dem invertierenden Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss verbunden sind, wobei die erste Leitung, der ein erstes Bezugspotential zugeführt wird, elektrisch mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss über den zweiten Schalter verbunden ist, wobei die zweite Leitung, der ein zweites Bezugspotential, das sich von dem ersten Bezugspotential unterscheidet, zugeführt wird, elektrisch mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss über den dritten Schalter verbunden ist, und wobei der Umwandlungsabschnitt ein Potential, das von dem Ausgangsanschluss ausgegeben wird, in einen digitalen Wert umwandelt.
Eine Abbildungsvorrichtung, die die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, ein Pixel und eine dritte Leitung umfasst, wobei das Pixel ein photoelektrisches Umwandlungselement und eine Pixelschaltung beinhaltet, wobei die Pixelschaltung das erste Signal, das ein Lichtempfangspotential umfasst, und das zweite Signal, das ein Rücksetzpotential umfasst, an die dritte Leitung ausgibt, und wobei die dritte Leitung elektrisch mit dem Eingangsanschluss verbunden ist.
Eine Abbildungsvorrichtung, die die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, eine Vielzahl von Pixeln, eine Vielzahl von dritten Leitungen und eine erste Auswahlschaltung umfasst, wobei das Pixel ein photoelektrisches Umwandlungselement und eine Pixelschaltung beinhaltet, wobei die Pixelschaltung das erste Signal, das ein Lichtempfangspotential umfasst, und das zweite Signal, das ein Rücksetzpotentialumfasst, an die dritte Leitung ausgibt, wobei die Vielzahl von dritten Leitungen elektrisch mit der ersten Auswahlschaltung verbunden ist, und wobei die erste Auswahlschaltung eine der Vielzahl von dritten Leitungen auswählt und die ausgewählte dritte Leitung elektrisch mit dem Eingangsanschluss verbindet.
Die Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, die eine Correlated Double Sampling-Schaltung zwischen der dritten Leitung und dem Eingangsanschluss umfasst.
Die Abbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, die ein erstes Substrat und ein zweites Substrat umfasst, wobei die Halbleitervorrichtung über dem ersten Substrat bereitgestellt ist, und wobei das Pixel über dem zweiten Substrat bereitgestellt ist.
Eine Halbleitervorrichtung, die einen Verstärkerabschnitt, einen ersten Umwandlungsabschnitt, einen zweiten Umwandlungsabschnitt, einen Eingangsanschluss und einen ersten Ausgangsanschluss umfasst, wobei der Verstärkerabschnitt eine Vergleichsschaltung, einen ersten Kondensator, einen zweiten Kondensator und einen ersten Schalter beinhaltet, wobei die Vergleichsschaltung einen invertierenden Eingangsanschluss, einen nicht-invertierenden Eingangsanschluss und einen zweiten Ausgangsanschluss beinhaltet, wobei dem Eingangsanschluss ein erstes Signal und ein zweites Signal sequentiell zugeführt werden, wobei eine von einem Paar von Elektroden des ersten Kondensators elektrisch mit dem Eingangsanschluss verbunden ist und die andere elektrisch mit dem invertierenden Eingangsanschluss verbunden ist, wobei der zweite Kondensator und der erste Schalter jeweils elektrisch parallel mit dem invertierenden Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden sind, wobei in dem Verstärkerabschnitt dann, wenn das erste Signal zugeführt wird, dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss ein erstes Bezugspotential zugeführt wird, und dann, wenn das zweite Signal zugeführt wird, dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss ein zweites Bezugspotential, das sich von dem ersten Bezugspotential unterscheidet, zugeführt wird, wobei der erste Umwandlungsabschnitt ein Potential, das von dem zweiten Ausgangsanschluss ausgegeben wird, in einen digitalen Wert umwandelt, wobei dem zweiten Umwandlungsabschnitt ein digitales Signal zugeführt wird und der zweite Umwandlungsabschnitt das digitale Signal in ein analoges drittes Signal umwandelt und das dritte Signal an den ersten Ausgangsanschluss ausgibt, und wobei der Verstärkerabschnitt, der erste Umwandlungsabschnitt und der zweite Umwandlungsabschnitt über einem ersten Substrat bereitgestellt sind.
Die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, die einen vierten Schalter beinhaltet, wobei der erste Ausgangsanschluss elektrisch mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss über den vierten Schalter verbunden ist, wobei der zweite Umwandlungsabschnitt das dritte Signal, das ein Datenpotential, das erste Bezugspotential und das zweite Bezugspotential umfasst, auf Basis des digitalen Signals ausgibt, wobei sich in einer Periode, während deren das erste Bezugspotential an den ersten Ausgangsanschluss ausgegeben wird, und in einer Periode, während deren das zweite Bezugspotential an den ersten Ausgangsanschluss ausgegeben wird, der vierte Schalter in einem Durchlasszustand befindet, und wobei sich in einer Periode, während deren das Datenpotential an den ersten Ausgangsanschluss ausgegeben wird, der vierte Schalter in einem Sperrzustand befindet.
Die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, die einen zweiten Schalter, einen dritten Schalter, eine erste Leitung und eine zweite Leitung umfasst, wobei die erste Leitung, der das erste Bezugspotential zugeführt wird, elektrisch mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss über den zweiten Schalter verbunden ist, und wobei die zweite Leitung, der das zweite Bezugspotential zugeführt wird, elektrisch mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss über den dritten Schalter verbunden ist.
Eine Anzeigevorrichtung, die die Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, ein erstes Pixel, ein zweites Pixel, eine dritte Leitung und eine vierte Leitung umfasst, wobei das erste Pixel ein photoelektrisches Umwandlungselement und eine erste Pixelschaltung beinhaltet, wobei die erste Pixelschaltung das erste Signal, das ein Lichtempfangspotential umfasst, und das zweite Signal, das ein Rücksetzpotentialumfasst, an die dritte Leitung ausgibt, wobei die dritte Leitung elektrisch mit dem Eingangsanschluss verbunden ist, wobei das zweite Pixel ein Anzeigeelement und eine zweite Pixelschaltung beinhaltet, wobei die vierte Leitung elektrisch mit dem ersten Ausgangsanschluss und der zweiten Pixelschaltung verbunden ist, und wobei die zweite Pixelschaltung die Graustufe des Anzeigeelements auf Basis des dritten Signals steuert.
Die Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, die eine zweite Auswahlschaltung, eine dritte Auswahlschaltung und eine fünfte Leitung umfasst, wobei die dritte Leitung und die vierte Leitung elektrisch mit der zweiten Auswahlschaltung verbunden sind, wobei der Eingangsanschluss und der erste Ausgangsanschluss elektrisch mit der dritten Auswahlschaltung verbunden sind, wobei die zweite Auswahlschaltung elektrisch mit der dritten Auswahlschaltung über die fünfte Leitung verbunden ist, wobei die zweite Auswahlschaltung entweder die dritte Leitung oder die vierte Leitung auswählt und die ausgewählte Leitung elektrisch mit der fünften Leitung verbindet, und wobei die dritte Auswahlschaltung entweder den Eingangsanschluss oder den ersten Ausgangsanschluss auswählt und den ausgewählten Anschluss elektrisch mit der fünften Leitung verbindet.
Die Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, wobei das Anzeigeelement ein Licht emittierendes Element ist, wobei das photoelektrische Umwandlungselement und das Licht emittierende Element auf der gleichen Fläche positioniert sind, wobei das photoelektrische Umwandlungselement eine Pixelelektrode, eine erste Elektrode, zwischen der Pixelelektrode und der ersten Elektrode eine Elektroneninjektionsschicht, eine Elektronentransportschicht, eine Licht emittierende Schicht, eine Aktivschicht, eine Lochinjektionsschicht und eine Lochtransportschicht beinhaltet, und wobei das Licht emittierende Element eine oder mehrere von der ersten Elektrode, der Elektroneninjektionsschicht, der Elektronentransportschicht, der Lochinjektionsschicht und der Lochtransportschicht beinhaltet.
Die Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, die ein zweites Substrat umfasst, das sich von dem ersten Substrat unterscheidet, wobei die Halbleitervorrichtung über dem ersten Substrat bereitgestellt ist und das erste Pixel und das zweite Pixel über dem zweiten Substrat bereitgestellt sind, wobei das erste Substrat ein einkristallines Substrat ist, und wobei das zweite Substrat Glas oder ein organisches Harz enthält.