DE112021003411T5

DE112021003411T5 - Elektronisches Gerät und Authentifizierungsverfahren für ein elektronisches Gerät

Info

Publication number: DE112021003411T5
Application number: DE112021003411.1T
Authority: DE
Inventors: Shunpei Yamazaki; Koji KUSUNOKI; Daisuke Kubota; Ryo HATSUMI
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2020-06-26
Filing date: 2021-06-14
Publication date: 2023-04-13
Also published as: KR20230027155A; JPWO2021260483A1; CN115605865A; TW202201276A; US12073651B2; WO2021260483A1; US20230237831A1

Abstract

Ein elektronisches Gerät mit einem Authentifizierungsverfahren mit einem hohen Sicherheitsniveau wird bereitgestellt. Das elektronische Gerät umfasst einen Pixelabschnitt, einen Sensorabschnitt, einen Authentifizierungsabschnitt und ein Gehäuse. Der Pixelabschnitt umfasst ein Anzeigeelement und ein Licht empfangendes Element. Der Pixelabschnitt weist eine Funktion zum Einschalten des Anzeigeelements auf. Der Pixelabschnitt weist eine Funktion zum Erhalten von Authentifizierungsinformationen durch Aufnahme eines Bildes eines Zielobjekts, das den Pixelabschnitt berührt, unter Verwendung des Licht empfangenden Elements auf. Der Sensorabschnitt weist eine Funktion zum Erfassen eines Anbringens oder eines Abnehmens an/von einem lebenden Körper oder einem Objekt auf. Der Authentifizierungsabschnitt weist eine Funktion zum Durchführen einer Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der Authentifizierungsinformationen auf. Das Gehäuse umfasst eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche zugewandt ist,. Der Pixelabschnitt befindet sich an der ersten Oberfläche. Der Sensorabschnitt befindet sich an der zweiten Oberfläche.

Description

Technisches Gebiet
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Authentifizierungsverfahren für ein elektronisches Gerät.
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
In den letzten Jahren sind Informationsendgeräte, beispielsweise Mobiltelefone, wie z. B. Smartphones, Tablet-Informationsendgeräte und Laptop-PCs (Personal Computer), weithin verbreitet. Außerdem sind auch am Körper tragbare Informationsendgeräte, die an einem menschlichen Körper angebracht werden können, weithin verbreitet. Derartige Informationsendgeräte enthalten oft persönliche Informationen oder dergleichen, und daher werden verschiedene Authentifizierungstechnologien zur Verhinderung der unbefugten Nutzung entwickelt.
Beispielsweise offenbart das Patentdokument 1 ein elektronisches Gerät, das einen Fingerabdrucksensor in einem Drucktastenschalterteil beinhaltet.
[Referenz]
[Patentdokument]
[Patentdokument 1] US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2014/0056493
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein elektronisches Gerät mit einer Funktion zum Durchführen der Authentifizierung, typischerweise Fingerabdruck-Authentifizierung, bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein elektronisches Gerät mit einem hohen Sicherheitsniveau bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein elektronisches Gerät mit hoher Bedienbarkeit bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein multifunktionales elektronisches Gerät bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein neuartiges elektronisches Gerät bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein elektronisches Gerät mit einem Authentifizierungsverfahren mit einem hohen Sicherheitsniveau bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein elektronisches Gerät mit einem neuartigen Authentifizierungsverfahren 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 ein elektronisches Gerät, das einen Pixelabschnitt, einen Sensorabschnitt, einen Authentifizierungsabschnitt und ein Gehäuse umfasst. Der Pixelabschnitt umfasst ein Anzeigeelement und ein Licht empfangendes Element. Der Pixelabschnitt weist eine Funktion zum Einschalten des Anzeigeelements auf. Der Pixelabschnitt weist eine Funktion zum Erhalten von Authentifizierungsinformationen durch Aufnahme eines Bildes eines Zielobjekts, das den Pixelabschnitt berührt, unter Verwendung des Licht empfangenden Elements auf. Der Sensorabschnitt weist eine Funktion zum Erfassen eines Anbringens oder eines Abnehmens an/von einem lebenden Körper oder einem Objekt auf. Der Authentifizierungsabschnitt weist eine Funktion zum Durchführen einer Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der Authentifizierungsinformationen auf. Das Gehäuse umfasst eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche zugewandt ist,. Der Pixelabschnitt befindet sich an der ersten Oberfläche. Der Sensorabschnitt befindet sich an der zweiten Oberfläche.
In dem vorstehenden elektronischen Gerät umfasst der Pixelabschnitt vorzugsweise einen ersten Transistor. Der erste Transistor ist elektrisch mit dem Anzeigeelement oder dem Licht empfangenden Element verbunden. Der erste Transistor umfasst ein Metalloxid in einem Kanalbildungsbereich.
In dem vorstehenden elektronischen Gerät umfasst der Pixelabschnitt vorzugsweise einen ersten Transistor. Der erste Transistor ist elektrisch mit dem Anzeigeelement oder dem Licht empfangenden Element verbunden. Der erste Transistor umfasst Silizium in einem Kanalbildungsbereich.
In dem vorstehenden elektronischen Gerät umfasst der Pixelabschnitt einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor. Der erste Transistor ist elektrisch mit dem Anzeigeelement oder dem Licht empfangenden Element verbunden. Der zweite Transistor ist elektrisch mit dem Anzeigeelement oder dem Licht empfangenden Element verbunden. Der erste Transistor umfasst ein Metalloxid in einem Kanalbildungsbereich. Der zweite Transistor umfasst Silizium in einem Kanalbildungsbereich.
In dem vorstehenden elektronischen Gerät umfasst der Pixelabschnitt vorzugsweise einen Berührungssensor. Der Berührungssensor weist eine Funktion zum Erkennen einer Position des Zielobjekts, das den Pixelabschnitt berührt, auf. Der weist Pixelabschnitt eine Funktion zum Einschalten des Anzeigeelements in der Position und in der Umgebung davon auf.
In dem vorstehenden elektronischen Gerät ist das Zielobjekt vorzugsweise ein Finger.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Authentifizierungsverfahren eines elektronischen Geräts, das einen Pixelabschnitt, einen Sensorabschnitt und einen Authentifizierungsabschnitt umfasst. Der Pixelabschnitt umfasst ein Anzeigeelement und ein Licht empfangendes Element. Das Authentifizierungsverfahren eines elektronischen Geräts umfasst einen Schritt, in dem der Sensorabschnitt ein Anbringen an einem lebenden Körper oder einem Objekt erkennt, einen Schritt, in dem der Pixelabschnitt das Anzeigeelement einschaltet, einen Schritt, in dem das Licht empfangende Element Authentifizierungsinformationen durch Aufnahme eines Bildes eines Zielobjekts, das den Pixelabschnitt berührt, erhält, und einen Schritt, in dem der Authentifizierungsabschnitt eine Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der Authentifizierungsinformationen durchführt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Authentifizierungsverfahren eines elektronischen Geräts, das einen Pixelabschnitt, einen Sensorabschnitt und einen Authentifizierungsabschnitt umfasst. Der Pixelabschnitt umfasst ein Anzeigeelement und ein Licht empfangendes Element. Das Authentifizierungsverfahren eines elektronischen Geräts umfasst einen Schritt, in dem der Sensorabschnitt erste Authentifizierungsinformationen erhält, einen Schritt, in dem der Authentifizierungsabschnitt eine erste Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der ersten Authentifizierungsinformationen durchführt, einen Schritt, in dem der Pixelabschnitt das Anzeigeelement einschaltet, einen Schritt, in dem das Licht empfangende Element zweite Authentifizierungsinformationen durch Aufnahme eines Bildes eines Zielobjekts, das den Pixelabschnitt berührt, erhält, und einen Schritt, in dem der Authentifizierungsabschnitt eine zweite Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der zweiten Authentifizierungsinformationen durchführt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Authentifizierungsverfahren eines elektronischen Geräts, das einen Pixelabschnitt, einen Sensorabschnitt und einen Authentifizierungsabschnitt umfasst. Der Pixelabschnitt umfasst ein Anzeigeelement, ein Licht empfangendes Element und einen Berührungssensor. Das Authentifizierungsverfahren eines elektronischen Geräts umfasst einen Schritt, in dem der Sensorabschnitt ein Anbringen an einem lebenden Körper oder einem Objekt erkennt, einen Schritt, in dem der Berührungssensor eine Position eines Zielobjekts, das den Pixelabschnitt berührt, erkennt, einen Schritt, in dem der Pixelabschnitt die Anzeigeelemente in der Position und in der Umgebung davon einschaltet, einen Schritt, in dem das Licht empfangende Element Authentifizierungsinformationen durch Aufnahme eines Bildes des Zielobjekts, das die Position und die Umgebung davon berührt, erhält, und einen Schritt, in dem der Authentifizierungsabschnitt eine Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der Authentifizierungsinformationen durchführt.
Wirkung der Erfindung
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein elektronisches Gerät mit einer Funktion zum Durchführen der Authentifizierung, typischerweise Fingerabdruck-Authentifizierung, bereitgestellt werden. Ferner kann ein elektronisches Gerät mit einem hohen Sicherheitsniveau bereitgestellt werden. Ferner kann ein elektronisches Gerät mit hoher Bedienbarkeit bereitgestellt werden. Ferner kann ein multifunktionales elektronisches Gerät bereitgestellt werden. Ferner kann ein neuartiges elektronisches Gerät bereitgestellt werden. Ferner kann ein elektronisches Gerät mit einem Authentifizierungsverfahren mit einem hohen Sicherheitsniveau bereitgestellt werden. Ferner kann ein elektronisches Gerät mit einem neuartigen Authentifizierungsverfahren bereitgestellt werden.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Wirkungen dem Vorhandensein weiterer Wirkungen nicht im Wege steht. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung muss nicht sämtliche Effekte erfüllen. Weitere Wirkungen können aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen abgeleitet werden.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das ein Strukturbeispiel eines elektronischen Geräts darstellt.
2A und 2B sind Diagramme, die Strukturbeispiele von elektronischen Geräten darstellen.
3A und 3B sind Diagramme, die Strukturbeispiele von elektronischen Geräten darstellen.
4A und 4B sind Diagramme, die ein Strukturbeispiel eines elektronischen Geräts darstellen.
5A bis 5C sind Diagramme, die ein Strukturbeispiel eines elektronischen Geräts darstellen.
6A und 6B sind Querschnittsansichten, die ein Strukturbeispiel eines Pixelabschnitts darstellen. 6C ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein aufgenommenes Bild darstellt. 6D bis 6F sind Draufsichten, die Beispiele für Pixel darstellen.
7A ist eine Querschnittsansicht, die ein Strukturbeispiel eines Pixelabschnitts darstellt. 7B bis 7D sind Draufsichten, die Beispiele für Pixel darstellen.
8A ist eine Querschnittsansicht, die ein Strukturbeispiel eines Pixelabschnitts darstellt. 8B bis 8I sind Draufsichten, die Beispiele für Pixel darstellen.
9A ist eine Querschnittsansicht, die ein Strukturbeispiel eines Pixelabschnitts darstellt. 9B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein aufgenommenes Bild darstellt.
10A bis 10C sind Querschnittsansichten, die Strukturbeispiele eines Sensorabschnitts darstellen.
11 ist ein Ablaufschema, die ein Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren darstellt.
12 ist ein Diagramm, das ein Strukturbeispiel eines elektronischen Geräts darstellt.
13A ist ein Diagramm, das ein Strukturbeispiel eines elektronischen Geräts darstellt.
13B ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Authentifizierungsinformationen darstellt.
14 ist ein Ablaufschema, die ein Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren darstellt.
15 ist ein Ablaufschema, die ein Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren darstellt.
16 ist ein Diagramm, das ein Strukturbeispiel eines elektronischen Geräts darstellt.
17 ist ein Flussdiagramm, die ein Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren darstellt.
18A ist ein Diagramm, das ein Strukturbeispiel eines elektronischen Geräts darstellt.
18B ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Authentifizierungsinformationen darstellt.
19 ist ein Diagramm, das ein Strukturbeispiel eines elektronischen Geräts darstellt.
20 ist ein Ablaufschema, die ein Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren darstellt.
21A und 21B sind Diagramme, die ein Strukturbeispiel eines elektronischen Geräts darstellen.
22A und 22B sind Diagramme, die Strukturbeispiele eines Licht emittierenden Elements, eines Licht empfangenden Elements und eines Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements.
23A bis 23G sind Diagramme, die Strukturbeispiele eines Licht emittierenden Elements, eines Licht empfangenden Elements und eines Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements darstellen.
24A bis 24C sind Diagramme, die Strukturbeispiele eines Licht emittierenden Elements, eines Licht empfangenden Elements und eines Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements darstellen.
25A bis 25C sind Diagramme, die Strukturbeispiele eines Licht emittierenden Elements, eines Licht empfangenden Elements und eines Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements darstellen.
26A und 26B sind Diagramme, die Strukturbeispiele eines Licht emittierenden Elements, eines Licht empfangenden Elements und eines Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements darstellen.
27A ist ein Diagramm, das ein Strukturbeispiel einer Anzeigevorrichtung darstellt. 27B und 27C sind Schaltpläne von Pixelschaltungen.
28A und 28B sind Schaltpläne einer Pixelschaltung.
29A bis 29C sind Schaltpläne einer Pixelschaltung.
30 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung darstellt, die für eine elektronische Vorrichtung verwendet werden kann.
31 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung darstellt, die für eine elektronische Vorrichtung verwendet werden kann.
32 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung darstellt, die für eine elektronische Vorrichtung verwendet werden kann.
33A ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung darstellt, die für eine elektronische Vorrichtung verwendet werden kann. 33B ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für einen Transistor darstellt.
34A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine elektronische Vorrichtung darstellt.
34B ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für einen Transistor darstellt.
35A und 35B sind Diagramme, die ein Beispiel für eine elektronische Vorrichtung darstellen.

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 besonders durch 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 sind sie nicht notwendigerweise auf das 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.
Es sei angemerkt, dass die Richtungen darstellenden Ausdrücke, wie z. B. „über“ und „unter“, grundsätzlich entsprechend den Richtungen von Zeichnungen verwendet werden. In einigen Fällen stellt jedoch der Begriff „über“ oder „unter“ in dieser Beschreibung eine Richtung dar, die zum Zweck einer leichten Beschreibung oder dergleichen nicht der scheinbaren Richtung in den Zeichnungen entspricht. Beispielsweise wird eine Situation vorgestellt, in der ein mehrschichtiger Teil auf einer bestimmten Oberfläche ausgebildet wird und eine entsprechende Zeichnung offensichtlich zeigt, dass die Oberfläche, auf der der mehrschichtige Teil bereitgestellt ist (z. B. eine Ausbildungsoberfläche, eine Trägeroberfläche, eine Anbringungsoberfläche oder eine Planarisierungsoberfläche), oberhalb des mehrschichtigen Teils liegt.Bei der Erläuterung der geschichteten Reihenfolge (Ausbildungsreihenfolge) des mehrschichtigen Teils in der Beschreibung kann eine Richtung vom mehrschichtigen Teil zur Oberfläche als „unter“ bezeichnet werden und die entgegengesetzte Richtung kann als „über“ bezeichnet werden.
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.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen ein Touchscreen, der eine Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung ist, eine Funktion zum Anzeigen eines Bildes oder dergleichen auf einer Anzeigeoberfläche und eine Funktion eines Berührungssensors aufweist, der einen Kontakt, einen Druck, eine Annäherung oder dergleichen eines Erkennungsobjekts, wie z. B. eines Fingers oder eines Stifts, mit der bzw. auf/an die Anzeigeoberfläche erfasst. Der Touchscreen ist daher eine Ausführungsform einer Eingabe-/Ausgabevorrichtung.
Ein Touchscreen kann beispielsweise auch als Anzeigefeld (oder Anzeigevorrichtung) mit einem Berührungssensor oder als Anzeigefeld (oder Anzeigevorrichtung) mit einer Berührungssensorfunktion bezeichnet werden. Ein Touchscreen kann ein Anzeigefeld und ein Berührungssensorfeld umfassen. Alternativ kann ein Touchscreen eine Funktion eines Berührungssensors in dem Anzeigefeld oder an der Oberfläche des Anzeigefeldes aufweisen.
In dieser Beschreibung und dergleichen wird ein Substrat eines Touchscreens, auf dem ein Verbinder oder eine IC montiert ist, in einigen Fällen als Touchscreen-Modul, Anzeigemodul oder einfach als Touchscreen oder dergleichen bezeichnet.
(Ausführungsform 1)
Bei dieser Ausführungsform werden elektronische Geräte beschrieben, die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind.
Ein elektronisches Gerät, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, beinhaltet einen Pixelabschnitt, einen Sensorabschnitt und einen Authentifizierungsabschnitt.
Der Pixelabschnitt beinhaltet Anzeigeelemente und Licht empfangende Elemente, die in einer Matrix angeordnet sind. Ein Teil von Licht, das von dem Anzeigeelement emittiert wird, wird von einem Zielobjekt reflektiert, und das reflektierte Licht fällt in das Licht empfangende Element ein. Das Licht empfangende Element kann ein elektrisches Signal gemäß der Intensität des einfallenden Lichts ausgeben. Daher kann der Pixelabschnitt, indem er die Licht empfangenden Elemente beinhaltet, die in einer Matrix angeordnet sind, die Positionsinformationen oder die Form eines Zielobjekts (Gegenstands), das/der sich den Pixelabschnitt berührt oder ihm annähert, als Daten erhalten (abbilden). Das heißt, dass der Pixelabschnitt eine Funktion zum Anzeigen eines Bildes aufweist und als Bildsensor-Panel oder optischer Sensor dienen kann.
Der Pixelabschnitt weist eine Funktion zum Erhalten von Authentifizierungsinformationen durch das Aufnehmen eines Bildes eines Zielobjekts, das den Pixelabschnitt berührt, unter Verwendung des Licht empfangenden Elements auf. Der Sensorabschnitt weist eine Funktion zum Erhalten von Informationen über das Anbringen oder Abnehmen des elektronischen Geräts an/von einem lebenden Körper oder einem Objekt auf. Der Authentifizierungsabschnitt weist eine Funktion zum Durchführen einer Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der Authentifizierungsinformationen auf. Das elektronische Gerät, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, kann ein höheres Sicherheitsniveau aufweisen, indem sie eine Authentifizierungsverarbeitung durchführt, während sie an einem lebenden Körper oder einem Objekt angebracht ist.
Ein abzubildendes Zielobjekt kann beispielsweise ein Finger oder eine Handfläche sein. In dem Fall, in dem ein Zielobjekt ein Finger ist, kann ein Bild eines Fingerabdrucks als Authentifizierungsinformationen verwendet werden. In dem Fall, in dem ein Zielobjekt eine Handfläche ist, kann ein Bild eines Handflächenabdrucks als Authentifizierungsinformationen verwendet werden.
<Strukturbeispiel 1 eines elektronischen Geräts>
1 ist ein Blockschema eines elektronischen Geräts 10, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Das elektronische Gerät 10 beinhaltet einen Steuerabschnitt 401, einen Pixelabschnitt 402, einen Sensorabschnitt 403 und einen Speicherabschnitt 404. Der Steuerabschnitt 401 beinhaltet einen Authentifizierungsabschnitt 407. Der Pixelabschnitt 402 beinhaltet ein Anzeigeelement 405 und ein Licht empfangendes Element 406. Das elektronische Gerät 10 kann beispielsweise als tragbares Informationsendgerät, das an einem lebenden Körper oder einem Objekt angebracht werden kann, verwendet werden. Das elektronische Gerät 10 kann beispielsweise als am Körper tragbares portables Informationsendgerät, das an einem Menschen oder einem Tier angebracht werden kann, geeignet verwendet werden. Wenn das elektronische Gerät 10 an einem lebenden Körper angebracht wird, kann sie beispielsweise an einem Handgelenk, einem Arm, einem Finger oder einem Fuß angebracht werden.
Es sei angemerkt, dass Komponenten in einer dieser Beschreibung beiliegenden Zeichnung je nach ihren Funktionen unterteilt und in eigenständigen Blöcken dargestellt sind, wobei es in der Praxis jedoch schwierig ist, die Komponenten vollständig entsprechend ihren Funktionen einzuteilen, und eine Komponente kann eine Vielzahl von Funktionen betreffen oder eine Vielzahl von Komponenten kann eine Funktion aufweisen.
Der Steuerabschnitt 401 weist eine Funktion zum Durchführen der gesamten Steuerung des Systems des elektronischen Geräts 10 auf. Außerdem weist der Steuerabschnitt 401 eine Funktion zur kollektiven Steuerung der Komponenten auf, die in dem elektronischen Gerät 10 enthalten sind.
Der Steuerabschnitt 401 weist beispielsweise eine Funktion eines Hauptprozessors (CPU) auf. Der Steuerabschnitt 401 interpretiert und führt Befehle von verschiedenen Programmen unter Verwendung eines Prozessors aus, um verschiedene Arten von Daten zu verarbeiten oder Programme zu steuern. Programme, die von dem Prozessor ausgeführt werden können, können in einem Speicherbereich des Prozessors oder in dem Speicherabschnitt 404 gespeichert werden.
Der Steuerabschnitt 401 weist eine Funktion zur Verarbeitung von ersten Informationen, die von dem Sensorabschnitt 403 eingegeben werden, eine Funktion zur Erzeugung von Bilddaten, die an den Pixelabschnitt 402 auszugeben sind, eine Funktion zur Verarbeitung von zweiten Informationen, die von dem Licht empfangenden Element 406 in dem Pixelabschnitt 402 eingegeben werden, eine Funktion zur Steuerung des Sperrzustands des elektronischen Geräts 10 und dergleichen auf.
Der Sensorabschnitt 403 weist eine Funktion auf, Informationen über das Anbringen oder Abnehmen des elektronischen Geräts 10 (die ersten Informationen) zu erhalten und die ersten Informationen an den Steuerabschnitt 401 auszugeben. Die Informationen über das Anbringen oder Abnehmen bezeichnen Informationen darüber, ob das elektronische Gerät 10 an einem lebenden Körper oder einem Objekt angebracht ist oder davon abgenommen ist. Für den Sensorabschnitt 403 kann ein optischer Sensor, ein Ultraschallsensor oder dergleichen verwendet werden. Die vorstehende Struktur des Anzeigeelements 405 und des Licht empfangenden Elements 406 kann bei dem Sensorabschnitt 403 zum Einsatz kommen.
Der Pixelabschnitt 402 weist eine Funktion zum Anzeigen eines Bildes mit dem Anzeigeelement 405 auf Basis von Bilddaten auf, die von dem Steuerabschnitt 401 eingegeben werden. Außerdem kann der Pixelabschnitt 402 ein Bild eines Zielobjekts (Gegenstands) aufnehmen, das/der den Pixelabschnitt 402 berührt oder sich ihm annähert. Beispielsweise wird ein Teil von Licht, das von dem Anzeigeelement 405 emittiert wird, von dem Zielobjekt reflektiert, und das reflektierte Licht fällt in das Licht empfangende Element 406 ein. Das Licht empfangende Element kann ein elektrisches Signal, das der Intensität des einfallenden Lichts entspricht, ausgeben, und der Pixelabschnitt 402 kann, indem er eine Vielzahl der Licht empfangenden Elemente 406 beinhaltet, die in einer Matrix angeordnet sind, die Positionsinformationen und die Form des Zielobjekts als Daten erhalten (abbilden). Der Pixelabschnitt 402 kann als derjenige angesehen werden, der eine Funktion eines Bildsensor-Panels oder eines optischen Sensors aufweist.
Der Pixelabschnitt 402 weist eine Funktion zum Erhalten der zweiten Informationen unter Verwendung des Licht empfangenden Elements 406 und zum Ausgeben der zweiten Informationen an den Steuerabschnitt 401 auf. Als zweite Informationen kann beispielsweise ein Bild eines Fingerabdrucks eines Benutzers, der den Pixelabschnitt 402 berührt (auch als aufgenommenes Bild oder aufgenommene Bilddaten bezeichnet), verwendet werden. Der Pixelabschnitt 402 kann die zweiten Informationen erhalten, indem er ein Bild eines Fingerabdrucks des Benutzers, der den Pixelabschnitt 402 berührt, unter Verwendung des Licht empfangenden Elements 406 aufnimmt.
Beispielsweise kann mit einer Struktur, bei der das Anzeigeelement 405 Licht von Rot (R), Grün (G) und Blau (B) emittiert und Licht dieser Farben, das von einem Zielobjekt reflektiert wird, durch das Licht empfangende Element 406 erhalten wird, der Pixelabschnitt 402 Informationen über die Farben des Zielobjekts erhalten. Indem eine derartige Struktur zum Einsatz kommt, können die zweiten Informationen Farbinformationen enthalten. Beispielsweise können dann, wenn ein Zielobjekt ein Finger ist, Informationen über die Hautfarbe zusätzlich zu den Fingerabdruckinformationen als zweite Informationen verwendet werden.
Als Anzeigeelement 405 kann beispielsweise ein Flüssigkristallelement oder ein Licht emittierendes Element verwendet werden. Ein Licht emittierendes Element kann als Anzeigeelement 405 geeignet verwendet werden. Als Licht emittierendes Element kann beispielsweise ein selbstleuchtendes lichtemittierendes Element, wie z. B. eine Leuchtdiode (LED, Licht Emitting Diode), eine organische Leuchtdiode (OLED, Organic Licht Emitting Diode), eine Quantenpunkt-Leuchtdiode (QLED, Quantum-dot Licht Emitting Diode) oder ein Halbleiterlaser, verwendet werden. Als Licht emittierende Substanz, die in dem Licht emittierenden Element enthalten ist, kann eine Substanz, die Fluoreszenz aufweist (ein fluoreszierendes Material), eine Substanz, die Phosphoreszenz aufweist (ein phosphoreszierendes Material), eine Substanz, die thermisch aktivierte, verzögerte Fluoreszenz aufweist (ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes (thermally activated delayed fluorescence, TADF-) Material), eine anorganische Verbindung (z. B. ein Quantenpunktmaterial) und dergleichen angegeben werden.
Als Licht empfangendes Element 406 kann beispielsweise eine pn-Photodiode oder eine pin-Photodiode verwendet werden. Das Licht empfangende Element 406 dient als photoelektrisches Umwandlungselement, das Licht, das in das Licht empfangende Element einfällt, erfasst und 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. Eine organische Photodiode, deren Dicke und Gewicht leicht verringert werden, deren Fläche leicht groß gemacht werden und die einen hohen Grad der Freiheit der Form und des Designs aufweist, kann in verschiedenen Anzeigeeinrichtungen verwendet werden.
Eine organische Verbindung wird vorzugsweise für eine Aktivschicht des Licht empfangenden Elements 406 verwendet. In diesem Fall werden eine Elektrode des Anzeigeelements 405 und eine Elektrode des Licht empfangenden Elements 406 (die Elektroden werden auch als Pixelelektroden bezeichnet) vorzugsweise auf derselben Fläche bereitgestellt. Ferner handelt es sich bei der anderen Elektrode des Anzeigeelements 405 und der anderen Elektrode des Licht empfangenden Elements 406 vorzugsweise um eine Elektrode, die unter Verwendung einer kontinuierlichen leitenden Schicht ausgebildet wird (auch als gemeinsame Elektrode bezeichnet). Es wird stärker bevorzugt, dass das Anzeigeelement 405 und das Licht empfangende Element 406 beinhalten eine gemeinsame Schicht umfassen. Daher kann der Herstellungsprozess des Anzeigeelements 405 und des Licht empfangenden Elements 406 vereinfacht werden, so dass die Herstellungskosten verringert werden können und die Herstellungsausbeute erhöht werden kann.
Der Speicherabschnitt 404 weist eine Funktion zum Behalten von Benutzerinformationen auf, die im Voraus registriert worden sind. Als Benutzerinformationen können beispielsweise Fingerabdruckinformationen des Benutzers verwendet werden. Der Speicherabschnitt 404 kann die Benutzerinformationen gemäß einer Anforderung von dem Steuerabschnitt 401 an den Authentifizierungsabschnitt 407 ausgeben.
Der Speicherabschnitt 404 behält vorzugsweise Fingerabdruckinformationen von sämtlichen Fingern des Benutzers, die zur Authentifizierung verwendet werden. Beispielsweise können zwei Fingerabdruckinformationen des rechten und linken Zeigefingers des Benutzers behalten werden. Der Benutzer kann Fingerabdruckinformationen von einem oder mehreren von, nicht nur einem Zeigefinger, sondern auch einem Mittelfinger, einem Ringfinger, einem kleinen Finger und einem Daumen frei registrieren, und der Speicherabschnitt 404 kann sämtliche registrierte Fingerabdruckinformationen behalten.
Der Steuerabschnitt 401 weist eine Funktion auf, das System von dem gesperrten Zustand in den entsperrten Zustand zu versetzen, in dem das elektronische Gerät 10 verwendet werden kann, wenn bei der von dem Authentifizierungsabschnitt 407 ausgeführten Benutzerauthentifizierung die Authentifizierung erfolgreich ist.
Der Steuerabschnitt 401 weist eine Funktion zum Einschalten des Anzeigeelements 405 in dem Pixelabschnitt 402 auf, wenn die Bedienung des elektronischen Geräts 10 im gesperrten Zustand des Systems des elektronischen Geräts 10 erkannt wird. Des Weiteren weist der Steuerabschnitt 401 eine Funktion zur Anforderung an den Pixelabschnitt 402 auf, die Aufnahme eines Bildes eines Fingerabdrucks durchzuführen, während das Anzeigeelement 405 eingeschaltet ist.
Der Steuerabschnitt 401 kann auch eine Funktion aufweisen, im gesperrten Zustand des Systems des elektronischen Geräts 10 Bilddaten, die ein Bild umfassen, das eine Position zeigt, die von einem Benutzer berührt werden soll (d. h. ein Bild, das eine zu berührende Position zeigt), in dem Anzeigeabschnitt 402 zu erzeugen und die Bilddaten an den Anzeigeabschnitt 402 auszugeben.
Der Authentifizierungsabschnitt 407 weist eine Funktion auf, die zweiten Informationen, die von dem Pixelabschnitt 402 eingegeben werden, mit Fingerabdruckinformationen, die in dem Speicherabschnitt 404 behalten sind, zu vergleichen und eine Verarbeitung durchzuführen, um zu bestimmen, ob sie übereinstimmen oder nicht (Authentifizierungsverarbeitung). Die zweiten Informationen können als Informationen, die zur Authentifizierung verwendet werden (Authentifizierungsinformationen), angesehen werden.
Zur Authentifizierungsverarbeitung kann beispielsweise ein Verfahren, bei dem der Ähnlichkeitsgrad zwischen zwei verglichenen Bildern verwendet wird, z. B. ein Template-Matching-Verfahren oder ein Pattern-Matching-Verfahren, verwendet werden. Zur Authentifizierungsverarbeitung kann ein Minutien-Verfahren verwendet werden, bei dem Minutien, wie z. B. Gratende und Verzweigungen eines Musters des Bildes, verglichen werden. Alternativ kann zur Authentifizierungsverarbeitung eine Inferenz, bei der maschinelles Lernen verwendet wird, verwendet werden. In diesem Fall wird insbesondere die Authentifizierungsverarbeitung vorzugsweise durch Inferenz durchgeführt, bei der ein neuronales Netz verwendet wird.
Das elektronische Gerät 10, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, kann ein elektronisches Gerät mit einem hohen Sicherheitsniveau sein, indem es Authentifizierungsverarbeitung durchführt, während sie an einem lebenden Körper oder einem Objekt angebracht ist. Des Weiteren kann das elektronische Gerät ein höheres Sicherheitsniveau aufweisen, indem sie in den gesperrten Zustand versetzt wird, wenn das Abnehmen von einem lebenden Körper oder einem Objekt erkannt wird.
Wenn die Authentifizierungsinformationen Farbinformationen enthalten, kann die Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der Farbinformationen durchgeführt werden. Indem die Farbinformationen zusätzlich zu den Fingerabdruckinformationen verwendet werden, kann das elektronische Gerät ein höheres Sicherheitsniveau aufweisen.
Ein elektronisches Gerät 420, bei der das elektronische Gerät 10 zum Einsatz kommt, wird anhand von 2A, 2B, 3A, 3B, 4A und 4B beschrieben.
Das elektronische Gerät 420 beinhaltet ein Gehäuse 431, einen Pixelabschnitt 422 und den Sensorabschnitt 403. Das elektronische Gerät 420 beinhaltet den Steuerabschnitt 401 und den Speicherabschnitt 404 in dem Gehäuse 431. Als Pixelabschnitt 422 kann der vorstehend beschriebene Pixelabschnitt 402 verwendet werden. 2A stellt einen Zustand dar, in dem das elektronische Gerät 420 an einem Handgelenk angebracht ist.
Das Gehäuse 431 beinhaltet eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche zugewandt ist. Es wird bevorzugt, dass der Pixelabschnitt 422 an der ersten Oberfläche bereitgestellt ist und dass der Sensorabschnitt 403 an der zweiten Oberfläche bereitgestellt ist. 4A ist eine perspektivische Ansicht, die ein Aussehen des elektronischen Geräts 420 auf der Seite der ersten Oberfläche (des Pixelabschnitts 422) darstellt. 4B ist eine perspektivische Ansicht, die ein äußeres Aussehen des elektronischen Geräts 420 auf der Seite der zweiten Oberfläche (des Sensorabschnitts 403) darstellt. Der Sensorabschnitt 403 ist an der zweiten Oberfläche bereitgestellt, um das Anbringen oder Abnehmen des elektronischen Geräts 420 zu erfassen.
Obwohl 2A ein Beispiel darstellt, in dem der Pixelabschnitt 422 des elektronischen Geräts 420 eine rechteckige Form aufweist, gibt es keine besondere Beschränkung bezüglich der Form des Pixelabschnitts 422. Wenn der Pixelabschnitt 422 eine andere Form als eine rechteckige Form aufweist, kann das elektronische Gerät 420 eine höhere Designbarkeit aufweisen. Wie in 2B dargestellt, kann der Pixelabschnitt 422 eine kreisförmige Form aufweisen. Wie in 3A dargestellt, kann der Pixelabschnitt 422 derart bereitgestellt werden, dass seine Anzeigeoberfläche gekrümmt wird und die Anzeige entlang der gekrümmten Anzeigeoberfläche durchgeführt wird. Alternativ kann, wie in 3B dargestellt, das elektronische Gerät 420 eine zylindrische Form aufweisen. 3B stellt einen Zustand dar, in dem das elektronische Gerät 420 an einem Finger 462 angebracht ist.
Das elektronische Gerät 420 kann einen Bedienungsknopf 433 beinhalten. Ein Benutzer kann das elektronische Gerät 420 durch das Drücken des Bedienungsknopfs 433 bedienen. Das elektronische Gerät 420 kann ein Band 435 und eine Schnalle 437 beinhalten. Mit dem Band 435 und der Schnalle 437 kann das elektronische Gerät 420 an einem lebenden Körper oder einem Objekt angebracht werden. Obwohl 2A und dergleichen eine Struktur darstellen, bei der das elektronische Gerät 420 den Bedienungsknopf 433 beinhaltet, kann eine Struktur, bei der der Bedienungsknopf 433 nicht enthalten ist, zum Einsatz kommen. Obwohl 4A und dergleichen eine Struktur darstellen, bei der das elektronische Gerät 420 die Schnalle 437 beinhaltet, kann eine Struktur, bei der die Schnalle 437 nicht enthalten ist, zum Einsatz kommen. Eine Struktur kann zum Einsatz kommen, bei der das elektronische Gerät 420 nur mit dem Band 435 an einem lebenden Körper oder einem Objekt angebracht werden kann. Eine Struktur, bei der Das elektronische Gerät 420 das Band 435 nicht beinhaltet, kann zum Einsatz kommen.
Die elektronische Vorrichtung 420 kann eines oder mehrere von einem Lautsprecher, einem Mikrofon und einer Kamera beinhalten. Die elektronische Vorrichtung 420 kann beispielsweise ein beliebiges oder mehrere von einem Lautsprecher, einem Mikrofon, einer Kamera und einem Sensor (Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, einer chemischen Substanz, Ton, Zeit, Härte, einem elektrischen Feld, Strom, Spannung, elektrischer Leistung, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahlen) beinhalten.
Beispielsweise kann das elektronische Gerät 420 ermöglicht beispielsweise eine gegenseitige Kommunikation mit einem Headset, das für die drahtlose Kommunikation geeignet ist, Freisprech-Telefonate. Der Verbindungsanschluss (nicht dargestellt) ermöglicht, dass das elektronische Gerät 420 eine gegenseitige Datenübertragung mit einem weiteren Informationsendgerät oder ein Aufladen durchführt. Es sei angemerkt, dass der Ladevorgang durch drahtlose Stromzufuhr durchgeführt werden kann.
5A bis 5C sind schematische Ansichten des elektronischen Geräts 420. 5A und 5B sind Querschnittsansichten entlang der in 2 dargestellten Strichpunktlinie A-B. 5C ist eine Querschnittsansicht entlang der in 3A dargestellten Strichpunktlinie C-D. 5B und 5C sind vergrößerte Ansichten des Gehäuses 431, des Pixelabschnitts 422 und des Sensorabschnitts 403. Es sei angemerkt, dass in 5A bis 5C der Bedienungsknopf 433 und die Schnalle 437 weggelassen sind.
In einem Raum innerhalb des Gehäuses 431 kann eine elektronische Komponente, wie z. B. eine Kommunikationsantenne, eine Speicherbatterie oder dergleichen, bereitgestellt werden. In dem Raum können der Steuerabschnitt 401 und der Speicherabschnitt 404 bereitgestellt werden.
Wenn ein Teil von emittiertem Licht von einem lebenden Körper oder einem Objekt reflektiert wird und das reflektierte Licht in den Sensorabschnitt 403 einfällt, können Informationen über das Anbringen oder Abnehmen des elektronischen Geräts 420 (die ersten Informationen) erhalten werden. In 5B werden Licht, das von dem Pixelabschnitt 422 emittiert wird, und Licht, das von dem Sensorabschnitt 403 emittiert wird, durch die Pfeile dargestellt. Wie in 5B dargestellt, werden das Licht aus dem Pixelabschnitt 422 und das Licht aus dem Sensorabschnitt 403 vorzugsweise in die entgegengesetzten Richtungen emittiert. Obwohl 5A ein Beispiel darstellt, in dem das elektronische Gerät 420 derart angebracht wird, dass sich der Sensorabschnitt 403 auf der Seite des Handrückens befindet, ist das Anbringungsverfahren des elektronischen Geräts 420 nicht darauf beschränkt. Das elektronische Gerät 420 kann derart angebracht werden, dass sich der Sensorabschnitt 403 auf der Seite der Handfläche befindet.
Wie in 5C dargestellt, kann der Pixelabschnitt 422 derart bereitgestellt werden, dass seine Anzeigeoberfläche gekrümmt wird und die Anzeige entlang der gekrümmten Anzeigeoberfläche durchgeführt werden kann.
Die Struktur des Pixelabschnitts 422 wird beschrieben.
[Strukturbeispiel 1 des Pixelabschnitts]
6A ist eine schematische Ansicht einer Anzeigevorrichtung 200, die für den Pixelabschnitt 422 verwendet werden kann. Der Pixelabschnitt 422 beinhaltet ein Substrat 471, ein Substrat 472, das Licht empfangende Element 406, ein Anzeigeelement 405R, ein Anzeigeelement 405G, ein Anzeigeelement 405B, eine Funktionsschicht 473 und dergleichen.
Ein am Körper tragbares elektronisches Gerät könnte gebrochen werden, indem sie beim Anbringen oder Abnehmen herunterfällt. Im Hinblick darauf ist die Dicke des Substrats 472 vorzugsweise groß. Wenn die Dicke des Substrats 472 größer ist, kann die mechanische Festigkeit des elektronischen Geräts 420 höher sein. Jedoch erhöht eine große Dicke des Substrats 472 den Abstand zwischen dem Licht empfangenden Element 406 und einem Zielobjekt, was zu einer Unschärfe in einem aufgenommenen Bild führen und eine klare Bildaufnahme verhindern könnte. Daher liegt die Dicke des Substrats 472 vorzugsweise innerhalb des Bereichs, der sowohl eine klare Bildaufnahme als auch eine hohe mechanische Festigkeit ermöglicht. Die Dicke des Substrats 472 ist bevorzugt größer als oder gleich 0,1 mm, stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,2 mm und kleiner als oder gleich 5 mm, noch stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,5 mm und kleiner als oder gleich 3 mm, sogar noch stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,7 mm und kleiner als oder gleich 2 mm. Typischerweise kann die Dicke des Substrats 472 0,5 mm, 0,7 mm, 1,0 mm, 1,3 mm oder 1,5 mm sein.
Das Anzeigeelement 405R, das Anzeigeelement 405G, das Anzeigeelement 405B und das Licht empfangende Element 406 sind zwischen dem Substrat 471 und dem Substrat 472 bereitgestellt. Das Anzeigeelement 405R, das Anzeigeelement 405G und das Anzeigeelement 405B emittieren rotes (R) Licht, grünes (G) Licht bzw. blaues (B) Licht. Es sei angemerkt, dass der Begriff „Anzeigeelement 405“ nachstehend verwendet werden kann, wenn das Anzeigeelement 405R, das Anzeigeelement 405G und das Anzeigeelement 405B nicht voneinander zu unterscheiden sind.
Die Anzeigevorrichtung 200 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 406. Das Licht empfangende Element 406 kann in allen Pixeln oder in einigen Pixeln bereitgestellt werden. Außerdem kann ein Pixel eine Vielzahl von Licht empfangenden 406 umfassen.
6A stellt einen Zustand dar, in dem ein Finger 463 eine Oberfläche des Substrats 472 berührt. Ein Teil von Licht, das von dem Anzeigeelement 405G emittiert wird, wird an einem Kontaktabschnitt zwischen dem Substrat 472 und dem Finger 463 reflektiert oder gestreut. Ein Teil des reflektierten Lichts fällt in das Licht empfangende Element 406 ein, so dass der Kontakt des Fingers 463 mit dem Substrat 472 erkannt werden kann. Das heißt, dass die Anzeigevorrichtung 200 als Touchscreen dienen kann.
Die Funktionsschicht 473 beinhaltet eine Schaltung zum Betreiben des Licht emittierenden Elements 405R, des Licht emittierenden Elements 405G und des Licht emittierenden Elements 405B und eine Schaltung zum Betreiben des Licht empfangenden Elements 406. Die Funktionsschicht 473 beinhaltet einen Schalter, einen Transistor, einen Kondensator, eine Leitung und dergleichen.
Die Halbleiterschicht des Transistors, der in der Funktionsschicht 473 enthalten ist, 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). Halbleiterschichten der Transistoren, in denen Kanäle gebildet werden, können unter Verwendung von unterschiedlichen Halbleitermaterialien ausgebildet werden. Die Funktionsschicht 473 kann beispielsweise einen Transistor, der Silizium enthält (nachstehend auch als Si-Transistor bezeichnet), und einen Transistor, der ein Metalloxid enthält (nachstehend auch als OS-Transistor bezeichnet), beinhalten.
Ein OS-Transistor weist im Vergleich zu einem Transistor, der amorphes Silizium enthält, eine sehr hohe Feldeffektbeweglichkeit auf. Außerdem weist ein OS-Transistor einen sehr niedrigen Leckstrom zwischen einer Source und einem Drain im Sperrzustand (nachstehend auch als Sperrstrom bezeichnet) auf, und Ladungen, die in einem Kondensator akkumuliert sind, der in Reihe mit dem Transistor geschaltet ist, können lange Zeit gehalten werden. Die Verwendung eines OS-Transistors ermöglicht eine Anzeigevorrichtung mit geringem Stromverbrauch. Ein Transistor, der Niedertemperatur-Polysilizium (low temperature polysilicon, LTPS) enthält (nachstehend auch als LTPS-Transistor bezeichnet), weist eine hohe Feldeffektbeweglichkeit und vorteilhafte Frequenzeigenschaften auf. Die Verwendung eines LTPS-Transistors ermöglicht eine Anzeigevorrichtung mit hoher Betriebsgeschwindigkeit. Indem die Anzeigevorrichtung 200 die Transistoren beinhaltet, deren Halbleiterschichten unterschiedliche Materialien enthalten, kann die Halbleitervorrichtung 200 eine elektronische Vorrichtung mit hoher Leistungsfähigkeit sein, die Vorteile der jeweiligen Transistoren nutzt.
Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem das Anzeigeelement 405R, das Anzeigeelement 405G, das Anzeigeelement 405B und das Licht empfangende Element 406 durch ein Passivmatrixverfahren betrieben werden, ein Schalter, ein Transistor oder dergleichen nicht notwendigerweise bereitgestellt wird.
Die Anzeigevorrichtung 200 weist vorzugsweise eine Funktion zum Erfassen eines Fingerabdrucks des Fingers 463 auf. 6B zeigt schematisch eine vergrößerte Ansicht des Kontaktabschnitts in dem Zustand, in dem der Finger 463 das Substrat 472 berührt. 6B stellt die Anzeigeelemente 405 und die Licht empfangenden Elemente 406 dar, die abwechselnd angeordnet sind.
Der Fingerabdruck des Fingers 463 wird von Vertiefungen und Vorsprüngen gebildet. Deshalb berühren, wie in 6B gezeigt, die Vorsprünge des Fingerabdrucks das Substrat 472.
Licht, das von einer Oberfläche oder einer Grenzfläche reflektiert wird, umfasst regelmäßig reflektiertes Licht und diffus reflektiertes Licht. Bei regelmäßig reflektiertem Licht handelt es sich um Licht mit hoher Gerichtetheit, wobei ein Einfallswinkel einem Reflexionswinkel gleich ist, und bei diffus reflektiertem Licht handelt es sich um Licht mit niedriger Gerichtetheit und niedriger Winkelabhängigkeit der Intensität. In dem Licht, das von der Oberfläche des Fingers 463 reflektiert wird, sind Komponenten diffuser Reflexion unter denjenigen regelmäßiger Reflexion und denjenigen der diffuser Reflexion dominant. Im Gegensatz dazu sind in dem Licht, das von der Grenzfläche zwischen dem Substrat 472 und der Luft reflektiert wird, Komponenten der regelmäßigen Reflexion dominant.
Die Intensität von Licht, das von berührenden Oberflächen oder berührungslosen Oberflächen zwischen dem Finger 463 und dem Substrat 472 reflektiert wird und in die Licht empfangenden Elemente 406 einfällt, die sich direkt unterhalb der berührenden Oberflächen oder der berührungslosen Oberflächen befinden, ist die Summe von Intensitäten von regelmäßig reflektiertem Licht und diffus reflektiertem Licht. Wie vorstehend beschrieben, ist in der Umgebung der Vertiefungen des Fingers 463, in denen der Finger 463 nicht in Kontakt mit dem Substrat 472 ist, regelmäßig reflektiertes Licht (durch durchgezogene Pfeile gekennzeichnet) dominant; im Gegensatz dazu ist in der Umgebung der Vorsprünge des Fingers 463, in denen der Finger 463 in Kontakt mit dem Substrat 472 ist, von dem Finger 463 diffus reflektiertes Licht (durch gestrichelte Pfeile gekennzeichnet) dominant. Daher ist die Intensität von Licht, das durch das direkt unterhalb der Vertiefung liegende Licht empfangende Element 406 empfangen wird, höher als die Intensität von Licht, das durch das direkt unterhalb des Vorsprungs liegende Licht empfangende Element 406 empfangen wird. Dies ermöglicht eine Abbildung eines Fingerabdrucks des Fingers 463.
In dem Fall, in dem ein Anordnungsabstand zwischen den Licht empfangenden Elementen 406 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 150 µm to 250 µm; daher ist ein Anordnungsabstand zwischen den Licht empfangenden Elementen 406 beispielsweise kleiner als oder gleich 400 µm, bevorzugt kleiner als oder gleich 200 m, stärker bevorzugt kleiner als oder gleich 150 µm , noch stärker bevorzugt kleiner als oder gleich 120 µm, noch stärker bevorzugt kleiner als oder gleich 100 µm, sogar noch stärker bevorzugt kleiner als oder gleich 50 µm. Der Anordnungsabstand ist vorzugsweise so klein wie möglich und kann beispielsweise größer als oder gleich 1 µm, größer als oder gleich 10 µm oder größer als oder gleich 20 µm sein.
6C zeigt ein Beispiel für ein Fingerabdruckbild, das von der Anzeigevorrichtung 200 aufgenommen wird. In 6C wird in einem ersten Bereich 425 die Kontur des Fingers 463 durch eine gestrichelte Linie dargestellt und wird die Kontur eines Kontaktabschnitts 469 durch eine Strichpunktlinie dargestellt. In dem ersten Bereich 425 kann ein Bild eines Fingerabdrucks 467, das einen hohen Kontrast aufweist, durch einen Unterschied der Menge an Licht, das in das Licht empfangende Element 406 einfällt, aufgenommen werden.
Hier zeigen 6D bis 6F Beispiele für Pixel, die in der Anzeigevorrichtung 200 verwendet werden können.
Pixel, die in 6D und 6E gezeigt werden, umfassen jeweils das Anzeigeelement 405R für Rot (R), das Anzeigeelement 405G für Grün (G), das Anzeigeelement 405B für Blau (B) und das Licht empfangende Element 406. Die Pixel umfassen jeweils eine Pixelschaltung zum Betreiben des Anzeigeelements 405R, des Anzeigeelements 405G, des Anzeigeelements 405B und des Licht empfangenden Elements 406.
6D stellt ein Beispiel dar, in dem drei Licht emittierende Elemente und ein Licht empfangendes Element in einer Matrix von 2 × 2 angeordnet sind. 6E stellt ein Beispiel dar, in dem drei Licht emittierende Elemente in einer Linie angeordnet sind und ein horizontal langes Licht empfangendes Element 406 unter den drei Licht emittierenden Elementen angeordnet wird.
Das in 6F dargestellte Pixel ist ein Beispiel, in dem ein Anzeigeelement 405W für Weiß (W) enthalten ist. Hier werden vier Licht emittierende Elemente in einer Linie angeordnet, und das Licht empfangende Element 406 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. Obwohl die Flächen der Subpixel in den Beispielen in 6D bis 6F gleich sind, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Flächen der Subpixel können sich voneinander unterscheiden.
[Strukturbeispiel 2 des Pixelabschnitts]
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.
Eine in 7A dargestellte Anzeigevorrichtung 200A beinhaltet ein Anzeigeelement 405IR zusätzlich zu den Komponenten, die in 6A beispielhaft dargestellt werden. Das Anzeigeelement 405IR 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 Anzeigeelement 405IR emittiert wird, empfangen kann, als Licht empfangendes Element 406 vorzugsweise verwendet. Als Licht empfangendes Element 406 wird ein Element, das sichtbares Licht und Infrarotlicht empfangen kann, stärker bevorzugt verwendet.
Wie in 7A gezeigt, wird dann, wenn der Finger 463 das Substrat 472 berührt, das Infrarotlicht IR, das von dem Anzeigeelement 405IR emittiert wird, von dem Finger 463 reflektiert, und ein Teil des reflektierten Lichts tritt in das Licht empfangende Element 406 ein, so dass die Positionsdaten des Fingers 463 erhalten werden können.
7B bis 7D zeigen Beispiele für Pixel, die in der Anzeigevorrichtung 200A verwendet werden können.
7B stellt ein Beispiel dar, in dem drei Licht emittierende Elemente in einer Linie angeordnet sind und das Anzeigeelement 405IR und das Licht empfangende Element 406 unter den drei Licht emittierenden Elementen horizontal angeordnet sind. 7C stellt ein Beispiel dar, in dem vier Licht emittierende Elemente, die das Anzeigeelement 405IR umfassen, in einer Spalte angeordnet sind und das Licht empfangende Element 406 unter den vier Licht emittierenden Elementen angeordnet ist.
7D stellt ein Beispiel dar, in dem drei Licht emittierende Elemente und das Licht empfangende Element 406 in vier Richtungen rund um das Anzeigeelement 405IR angeordnet sind.
Es sei angemerkt, dass in den Pixeln, die in 7B bis 7D 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.
[Strukturbeispiel 3 des Pixelabschnitts]
Ein Beispiel für eine Struktur wird nachstehend beschrieben, die ein Licht emittierendes Element, das sichtbares Licht emittiert, und ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element, das sichtbares Licht emittiert und sichtbares Licht empfängt, beinhaltet.
Eine in 8A dargestellte Anzeigevorrichtung 200B beinhaltet das Anzeigeelement 405B, das Anzeigeelement 405G und ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element 413R. Das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R weist eine Funktion eines Licht emittierenden Elements, das rotes (R) Licht emittiert, und eine Funktion eines photoelektrischen Umwandlungselements auf, das sichtbares Licht empfängt. 8A stellt ein Beispiel dar, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R grünes (G) Licht empfängt, das von dem Anzeigeelement 405G emittiert wird. Es sei angemerkt, dass das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R blaues (B) Licht empfangen kann, das von dem Anzeigeelement 405B emittiert wird. Alternativ kann das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R sowohl grünes Licht als auch blaues Licht empfangen.
Beispielsweise empfängt das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R vorzugsweise Licht, dessen Wellenlänge kürzer ist als Licht, das von ihm selbst emittiert wird. Alternativ kann das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R Licht (z. B. Infrarotlicht), dessen Wellenlänge länger ist als Licht, das von ihm selbst emittiert wird, empfangen. Das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R kann Licht empfangen, dessen Wellenlänge ungefähr gleich ist wie Licht, das von ihm selbst emittiert wird; jedoch empfängt in diesem Fall das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R auch Licht, das von ihm selbst emittiert wird, wodurch sich die Emissionseffizienz verringern könnte. Deshalb überlappen sich der Peak des Emissionsspektrums und der Peak des Absorptionsspektrums des Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements 413R vorzugsweise so wenig wie möglich.
Licht, das von dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element emittiert wird, ist nicht auf rotes Licht beschränkt. Des Weiteren ist Licht, das von dem Licht emittierenden Element emittiert wird, nicht auf die Kombination aus grünem Licht oder blauem Licht beschränkt. Beispielsweise kann das Licht emittierende und Licht empfangende Element ein Element sein, das grünes Licht oder blaues Licht emittiert und Licht, dessen Wellenlänge sich von derjenigen von Licht unterscheidet, das von ihm selbst emittiert wird, empfängt.
Wie vorstehend beschrieben, dient das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R sowohl als Licht emittierendes Element wie auch als Licht empfangendes Element, wodurch die Anzahl von in einem Pixel bereitgestellten Elementen verringert werden kann. Daher können eine höhere Auflösung, ein höheres Öffnungsverhältnis, eine höhere Definition und dergleichen leicht erzielt werden.
8B bis 8I zeigen Beispiele für Pixel, die in der Anzeigevorrichtung 200B verwendet werden können.
8B stellt ein Beispiel dar, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R, das Anzeigeelement 405G und das Anzeigeelement 405B in einer Linie angeordnet sind. 8C stellt ein Beispiel dar, in dem das Anzeigeelement 405G und das Anzeigeelement 405B in der vertikalen Richtung abwechselnd angeordnet sind und daneben das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R angeordnet ist.
8D stellt ein Beispiel dar, in dem drei Licht emittierende Elemente (das Anzeigeelement 405G, das Anzeigeelement 405B und ein Anzeigeelement 405X) und ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element in einer Matrix von 2 × 2 angeordnet sind. Das Anzeigeelement 405X ist ein Element, das Licht einer Farbe außer R, G und B emittiert. Das Licht einer Farbe außer R, G und B kann weißes (W) Licht, gelbes (Y) Licht, cyanfarbenes (C) Licht, magentafarbenes (M) Licht, Infrarotlicht (IR), Ultraviolettlicht (UV) oder dergleichen sein. In dem Fall, in dem das Anzeigeelement 405X Infrarotlicht emittiert, weist das Licht emittierende und Licht empfangende Element vorzugsweise eine Funktion zum Erfassen von Infrarotlicht oder eine Funktion zum Erfassen von sowohl sichtbarem Licht als auch Infrarotlicht auf. Je nach dem Zweck eines Sensors kann die Wellenlänge von Licht, das von dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element erfasst wird, bestimmt werden.
8E stellt zwei Pixel dar. Ein Bereich, der drei Elemente umfasst und durch eine gestrichelte Linie eingerahmt ist, entspricht einem Pixel. Die Pixel beinhalten jeweils das Anzeigeelement 405G, das Anzeigeelement 405B und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R. In dem linken Pixel in 8E ist das Anzeigeelement 405G in der gleichen Zeile wie das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R angeordnet, und das Anzeigeelement 405B ist in der gleichen Spalte wie das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R angeordnet. In dem rechten Pixel in 8E ist das Anzeigeelement 405G in der gleichen Zeile wie das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R bereitgestellt, und das Anzeigeelement 405B ist in der gleichen Spalte wie das Anzeigeelement 405G angeordnet. In der Pixelanordnung in 8E sind das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R, das Anzeigeelement 405G und das Anzeigeelement 405B sowohl in der ungeradzahligen Zeile als auch der geradzahligen Zeile wiederholt angeordnet, und in jeder Spalte sind Licht emittierende Elemente von unterschiedlichen Farben oder das Licht emittierende Element und das Licht emittierende und Licht empfangende Element von unterschiedlichen Farben in der ungeradzahligen Zeile und der geradzahligen Zeile angeordnet.
8F zeigt vier Pixel, bei denen eine PenTile-Anordnung zum Einsatz kommt; benachbarte zwei Pixel, die jeweils eine Kombination aus zwei Licht emittierenden Elementen oder diejenige aus einem Licht emittierenden Element und einem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element aufweisen, die Licht mit unterschiedlichen Farben emittieren. Es sei angemerkt, dass 8F eine Oberseitenform der Licht emittierenden Elemente oder der Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente zeigt.
Das linke obere Pixel und das rechte untere Pixel in 8F beinhalten jeweils das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R und das Anzeigeelement 405G. Das rechte obere Pixel und das linke untere Pixel beinhalten jeweils das Anzeigeelement 405G und das Anzeigeelement 405B. Das heißt, dass in dem in 8F dargestellten Beispiel das Anzeigeelement 405G in jedem Pixel bereitgestellt ist.
Die Oberseitenform der Licht emittierenden Elemente und der Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente wird nicht eigens beschränkt und kann eine kreisförmige Form, eine elliptische Form, eine polygonale Form, eine polygonale Form mit abgerundeten Ecken oder dergleichen sein. 8F und dergleichen stellen Beispiele dar, in denen die Oberseitenform der Licht emittierenden Elemente und der Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente ein um etwa 45° geneigtes Quadrat (eine Rautenform) ist. Die Oberseitenform der Licht emittierenden Elemente und der Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente kann nach ihren Farben variieren, oder die Licht emittierenden Elemente und die Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente von einigen Farben oder allen Farben können eine gleiche Oberseitenform aufweisen.
Die Größe des Licht emittierenden Bereichs (oder des Licht emittierenden und Licht empfangenden Bereichs) der Licht emittierenden Elemente und der Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente kann in Abhängigkeit von ihrer Farbe variieren, oder die Licht emittierenden Elemente und die Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente von einigen Farben oder jeder Farbe können die gleiche Größe des Licht emittierenden Bereichs (oder des Licht emittierenden und Licht empfangenden Bereichs) aufweisen. Beispielsweise kann in 8F der Licht emittierende Bereich des in jedem Pixel bereitgestellten Anzeigeelements 405G eine kleinere Fläche aufweisen als der Licht emittierende Bereich (oder der Licht emittierende und Licht empfangende Bereich) der anderen Elemente.
8G ist ein Variationsbeispiel der in 8F dargestellten Pixelanordnung. Insbesondere wird die in 8G dargestellte Struktur durch Drehen der in 8F dargestellten Struktur um 45° erhalten. Obwohl in 8F ein Pixel als zwei Elemente enthaltend angesehen wird, kann ein Pixel auch als von vier Elementen gebildet angesehen werden, wie in 8G dargestellt.
8H ist ein Variationsbeispiel der in 8F dargestellten Pixelanordnung. Das linke obere Pixel und das rechte untere Pixel in 8H beinhalten jeweils das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R und das Anzeigeelement 405G. Das rechte obere Pixel und das linke untere Pixel beinhalten jeweils das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R und das Anzeigeelement 405B. Das heißt, dass in dem in 8H dargestellten Beispiel das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R in jedem Pixel bereitgestellt ist. Die in 8H dargestellte Struktur erfüllt eine Bildaufnahme, deren Auflösung höher ist als diejenige der in 8F dargestellten Struktur, da das Licht emittierende und Licht empfangende Element 413R in jedem Pixel bereitgestellt wird. Dementsprechend kann beispielsweise die Genauigkeit der biometrischen Authentifizierung erhöht werden.
8I stellt ein Variationsbeispiel der in 8H dargestellten Pixelanordnung dar, das durch Drehen der Pixelanordnung um 45° erhalten wird.
In 8I wird ein Pixel unter der Annahme, dass es aus vier Elementen (zwei Licht emittierenden Elementen und zwei Licht emittierenden und Licht empfangenden Elementen) besteht, beschrieben. Das Pixel, das eine Vielzahl von Licht emittierenden und Licht empfangenden Elementen mit einer Lichtempfangsfunktion beinhaltet, ermöglicht eine hochauflösende Abbildung. Dementsprechend kann die Genauigkeit der biometrischen Authentifizierung erhöht werden. Die Auflösung einer Abbildung kann beispielsweise der Quadratwurzel von 2 Mal der Auflösung der Anzeige sein.
Eine Anzeigevorrichtung, bei der die in 8H oder 8I dargestellte Struktur zum Einsatz kommt, beinhaltet p (p ist eine Ganzzahl von größer als oder gleich 2) erste Licht emittierende Elemente, q (q ist eine Ganzzahl von größer als oder gleich 2) zweite Licht emittierende Elemente und r (r ist eine Ganzzahl von größer als p und q) Licht emittierende und Licht empfangende Elemente. In Bezug auf p und r wird r □ 2p erfüllt. In Bezug auf p, q und r wird r □ p □ q erfüllt. Die ersten Licht emittierenden Elemente oder die zweiten Licht emittierenden Elemente emittieren grünes Licht, und die anderen Licht emittierenden Elemente emittieren blaues Licht. Die Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente emittieren rotes Licht und weisen eine Lichtempfangsfunktion auf.
In dem Fall, in dem beispielsweise eine Berührungsbedienung mit den Licht emittierenden und Licht empfangenden Elementen erkannt wird, ist es vorzugsweise für einen Benutzer schwer, Licht, das von einer Lichtquelle emittiert wird, wahrzunehmen.
Da blaues Licht niedrigere Sichtbarkeit aufweist als grünes Licht, werden vorzugsweise Licht emittierende Elemente, die blaues Licht emittieren, als Lichtquelle verwendet. Dementsprechend weisen die Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente vorzugsweise eine Funktion zum Empfangen von blauem Licht auf. Es sei angemerkt, dass, ohne darauf beschränkt zu sein, Licht emittierende Elemente, die als Lichtquelle verwendet werden, in Abhängigkeit von der Empfindlichkeit der Licht emittierenden und Licht empfangenden Elemente angemessen ausgewählt werden können.
Wie vorstehend beschrieben, kann bei der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform einer von verschiedenen Typen von Pixelanordnungen zum Einsatz kommen.
Die Anzeigevorrichtung 200, die Anzeigevorrichtung 200A und die Anzeigevorrichtung 200B, die vorstehend beschrieben worden sind, können jeweils als Touchscreen oder Stifttablett dienen. 9A zeigt einen Zustand, in dem eine Spitze eines Stifts 475 in eine Richtung gleitet, die durch einen gestrichelten Pfeil dargestellt wird, während die Spitze des Stifts 475 das Substrat 472 berührt.
Wie in 9A gezeigt, kann dann, wenn das diffus reflektierte Licht, das an der Kontaktfläche zwischen der Spitze des Stifts 475 und dem Substrat 472 gestreut wird, in das Licht empfangende Element 406 einfällt, das in einem Abschnitt positioniert ist, der sich mit der Kontaktfläche überlappt, die Position der Spitze des Stifts 475 mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
9B zeigt ein Beispiel für einen Weg 477 des Stifts 475, welcher von der Anzeigevorrichtung 200 erfasst wird. Da die Anzeigevorrichtung 200 eine Positionserfassung eines zu erkennenden Objekts, wie z. B. des Stifts 475, mit hoher Positionsgenauigkeit ermöglicht, kann eine Zeichnung mit hoher Auflösung bei einer Zeichnungsapplikation oder dergleichen durchgeführt werden. Im Unterschied zu dem Fall, in dem ein kapazitiver Berührungssensor, ein elektromagnetischer Induktions-Berührungsstift oder dergleichen verwendet wird, kann die Anzeigevorrichtung selbst die Position eines in hohem Maße isolierenden zu erkennenden Objekts erfassen; daher ist das Material eines Spitzenabschnittes des Stiftes 475 nicht beschränkt, und verschiedene Schreibinstrumente (z. B. eine Bürste, ein Glasstift, ein Federkiel und dergleichen) können verwendet werden.
Eine Struktur des Sensorabschnitts 403 wird beschrieben.
[Strukturbeispiel des Sensorabschnitts]
10A ist eine schematische Ansicht des Sensorabschnitts 403. Der Sensorabschnitt 403 beinhaltet ein Licht empfangendes Element 439 und ein Licht emittierendes Element 438. Als Licht emittierendes Element 438 kann ein Licht emittierendes Element, das sichtbares Licht emittiert, oder ein Licht emittierendes Element, das Infrarotlicht emittiert, verwendet werden. Bei dem Licht emittierenden Element 438 kann die vorstehend beschriebene Struktur des Anzeigeelements 405 zum Einsatz kommen. Bei dem Licht empfangenden Element 439 kann die vorstehend beschriebene Struktur des Licht empfangenden Elements 406 zum Einsatz kommen.
Ein Teil von Licht, das von dem Licht emittierenden Element 438 emittiert wird, wird von einem Zielobjekt (z. B. einem Handgelenk 461) reflektiert, und das reflektierte Licht fällt in das Licht empfangende Element 439 ein, so dass Informationen über das Anbringen oder Abnehmen des elektronischen Geräts 420 (die ersten Informationen) erhalten werden können. 10A stellt einen Zustand dar, in dem ein Teil von Licht, das von dem Licht emittierenden Element 438 emittiert wird, von dem Zielobjekt (z. B. dem Handgelenk 461) reflektiert wird und das reflektierte Licht in das Licht empfangende Element 439 einfällt.
Wenn beispielsweise ein Licht emittierendes Element, das Infrarotlicht emittiert, als Licht emittierendes Element 438 verwendet wird, können Daten über die Gesundheit eines Benutzers, wie z. B. die Form einer Vene, eine Pulswelle, ein Blutzuckerspiegel und eine Cholesterinkonzentration und eine Neutralfettkonzentration in dem Blut, erhalten werden. Wenn beispielsweise ein Licht emittierendes Element, das grünes Licht emittiert, als Licht emittierendes Element 438 verwendet wird, kann eine Pulswelle gemessen werden. Indem ein Licht emittierendes Element, das grünes Licht emittiert, als Licht emittierendes Element 438 verwendet wird, kann eine Pulswelle selbst in einer Umgebung mit großer Menge an Infrarotstrahlen, wie z. B. einer Umgebung draußen, mit hoher Empfindlichkeit gemessen werden.
10B stellt einen Zustand dar, in dem ein Teil von Licht, das von dem Licht emittierenden Element 438 emittiert wird, durch ein Blutgefäß 465 durchgeht, von einem biologischen Gewebe reflektiert wird und in das Licht empfangende Element 439 einfällt. Daten über die Gesundheit, die in dem Sensorabschnitt 403 erhalten werden, können als Informationen über das Anbringen oder Abnehmen des elektronischen Geräts 420 (die ersten Informationen) verwendet werden. Beispielsweise kann dann, wenn der erhaltene Blutzuckerspiegel innerhalb des von einem Benutzer registrierten Bereichs liegt, bestimmt werden, dass das elektronische Gerät 420 an einem menschlichen Körper angebracht ist.
Der Sensorabschnitt 403 kann eine Vielzahl von Licht emittierenden Elementen 438 beinhalten. Der Sensorabschnitt 403 kann eine Vielzahl von Licht emittierenden Elementen 438 beinhalten, die Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren. 10C stellt eine Struktur dar, bei der der Sensorabschnitt 403 ein Licht emittierendes Element 438a und ein Licht emittierendes Element 438b beinhaltet. Wenn beispielsweise ein Licht emittierendes Element, das rotes Licht emittiert, als Licht emittierendes Element 438a verwendet wird und ein Licht emittierendes Element, das Infrarotlicht emittiert, als Licht emittierendes Element 438b verwendet wird, kann die Blutsauerstoffsättigung gemessen werden. Wenn beispielsweise ein Licht emittierendes Element, das grünes Licht emittiert, als Licht emittierendes Element 438a verwendet wird und ein Licht emittierendes Element, das Infrarotlicht emittiert, als Licht emittierendes Element 438b verwendet wird, kann die Pulswelle mit hoher Empfindlichkeit gemessen werden.
Der Sensorabschnitt 403 kann eine Vielzahl von Licht empfangenden Elementen 439 beinhalten. Wenn der Sensorabschnitt 403 die Vielzahl von Licht empfangenden Elementen 439 beinhaltet, können Informationen über das Anbringen oder Abnehmen (die ersten Informationen) mit hoher Empfindlichkeit erhalten werden. In dem Fall, in dem eine Vielzahl von Licht emittierenden Elementen 438, die Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren, in dem Sensorabschnitt 403 verwendet wird, kann eine Vielzahl von Arten von Licht empfangenden Elementen 439, die den Wellenlängen des Lichts entsprechen, das von den Licht emittierenden Elementen 438 emittiert wird, enthalten sein.
In dem Fall, in dem Daten über die Gesundheit in dem Sensorabschnitt 403 erhalten werden, kann die Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der Daten durchgeführt werden. Indem die Authentifizierung in mehreren Stufen (nachstehend auch als mehrstufige Authentifizierung bezeichnet), die eine Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung von Daten über die Gesundheit, die in dem Sensorabschnitt 403 erhalten werden, und eine Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung von den vorstehend erwähnten zweiten Informationen umfasst, durchgeführt wird, kann das elektronische Gerät ein höheres Sicherheitsniveau aufweisen.
Obwohl der Sensorabschnitt 403 unter Verwendung eines Beispiels beschrieben wird, in dem das elektronische Gerät 420 an einem lebenden Körper (menschlichen Körper) angebracht wird, können Informationen über das Anbringen oder Abnehmen (die ersten Informationen) auf ähnliche Weise erhalten werden, auch wenn das elektronische Gerät 420 verwendet wird, während sie an einem Objekt angebracht ist. Daten, die in dem Sensorabschnitt 403 erhalten werden, variieren in Abhängigkeit von dem Material des Objekts, an dem das elektronische Gerät 420 angebracht wird. Daher macht die Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung von Daten, die in dem Sensorabschnitt 403 erhalten werden, die Verwendung des elektronischen Geräts 420 an einem anderen Ort als dem Installationsort des elektronischen Geräts 420 unmöglich. Dies kann eine unbefugte Verwendung des elektronischen Geräts 420 wegen Diebstahls verhindern.
<Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren 1>
Ein Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren, bei dem das elektronische Gerät 420 verwendet wird, wird nachstehend beschrieben. Was hier beschrieben wird, ist ein Vorgang zur Authentifizierung eines Benutzers mit dem elektronischen Gerät 420, die an einem Handgelenk eines menschlichen Körpers angebracht wird, durch ein Authentifizierungsverfahren, bei dem ein Fingerabdruck verwendet wird.
11 ist ein Flussdiagramm der Arbeitsweise in dem Authentifizierungsverfahren, bei der die elektronische Vorrichtung 420 verwendet wird.
Zuerst wird die Verarbeitung gestartet. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das System des elektronischen Geräts 420 in dem gesperrten Zustand, d. h. in einem Zustand, in dem Funktionen, die ein Benutzer ausführen kann, eingeschränkt sind (einschließlich eines Abmeldezustands und eines Auslogzustands).
In Schritt S11 wird das Anbringen des elektronischen Geräts 420 an einem Benutzer erkannt. Um das Anbringen zu erkennen, wird der Sensorabschnitt 403 verwendet. In dem Fall, in dem das Anbringen erkannt wird („Ja“ in Schritt S11), geht die Verarbeitung zu Schritt S12 über. Der Schritt S11 wird wiederholt ausgeführt, bis das Anbringen erkannt wird (im Falle von „Nein“ in Schritt S11).
Als Nächstes wird in Schritt S12 eine Bedienung des elektronischen Geräts 420 von dem Benutzer erkannt. Beispiele für ein Verfahren zum Erkennen der Bedienung von dem Benutzer umfassen die Erkennung der Einschaltung des elektronischen Geräts 420, des Drückens des Bedienungsknopfs 433, der Blickrichtung des Benutzers, der Erhöhung der Helligkeit von Umgebungslicht und einer großen Änderung der Lage des elektronischen Geräts 420. In dem Fall, in dem eine derartige Bedienung erkannt wird („Ja“ in Schritt S12), geht die Verarbeitung zu Schritt S13 über. Der Schritt S12 wird wiederholt ausgeführt, bis die Bedienung erkannt wird (im Falle von „Nein“ in Schritt S12).
Dann werden in Schritt S13 die Anzeigeelemente 405 eingeschaltet, die in dem Pixelabschnitt 422 enthalten sind. Licht, das von dem Anzeigeelement 405 emittiert wird, kann als Lichtquelle zum Aufnehmen eines Bildes durch das Licht empfangende Element 406 verwendet werden. Dementsprechend kann das einzuschaltende Anzeigeelement 405 Licht emittieren, das durch das Licht empfangende Element 406 empfangen werden kann. Wenn beispielsweise der Pixelabschnitt 422 die Anzeigeelemente 405 von drei Farben von Rot (R), Grün (G) und Blau (B) umfasst, können eines, zwei oder sämtliche der Anzeigeelemente 405 eingeschaltet werden.
In Schritt S13 können sämtliche der Anzeigeelemente 405 in dem Pixelabschnitt 422 eingeschaltet werden, oder einige der Anzeigeelemente 405 in dem Pixelabschnitt 422 können eingeschaltet werden. Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen ein Bereich, in dem die zweiten Informationen (Authentifizierungsinformationen) erhalten werden, in einigen Fällen als erster Bereich bezeichnet wird. 12 stellt ein Beispiel dar, in dem sämtliche der Anzeigeelemente 405 in dem Pixelabschnitt 422 eingeschaltet werden, d. h., der gesamte Pixelabschnitt 422 wird als erster Bereich 425 verwendet. Ein Benutzer kann durch Berühren des ersten Bereichs 425 der Authentifizierung unterzogen werden. In dem Fall, in dem der gesamte Pixelabschnitt 422 als erster Bereich 425 verwendet wird, kann ein Benutzer durch Berühren eines beliebigen Bereichs in dem Pixelabschnitt 422 der Authentifizierung unterzogen werden.
In dem Fall, in dem einige der Anzeigeelemente 405 in dem Pixelabschnitt 422 eingeschaltet werden, d. h. in dem Fall, in dem ein Teil des Pixelabschnitts 422 als erster Bereich 425 verwendet wird, kann ein Benutzer durch Berühren des ersten Bereichs 425 der Authentifizierung unterzogen werden. Die Anzeigeelemente 405 in einem anderen Bereich als der erste Bereich 425 können ausgeschaltet werden. Die Anzeigeelemente 405, die eingeschaltet werden, in dem ersten Bereich 425 werden von dem Finger 463 bedeckt, wodurch verhindert wird, dass ein Benutzer helles Licht wahrnimmt. Mit anderen Worten: Es kann verhindert werden, dass Licht zur Authentifizierung von einem Benutzer direkt wahrgenommen wird. In einer dunklen Nutzungsumgebung fühlt sich dann, wenn ein Benutzer Licht zur Authentifizierung direkt wahrnimmt, der Benutzer beispielsweise geblendet, und besteht ferner die Gefahr, dass die Augen des Benutzers durch das Licht geschädigt werden; daher wird nur der erste Bereich 425 eingeschaltet, wodurch die Belastung für den Benutzer verringert werden kann. Es sei angemerkt, dass ein gewisses Bild in einem anderen Bereich als der erste Bereich 425 angezeigt werden kann.
In Schritt S13 kann die Helligkeit des Anzeigeelements 405, das eingeschaltet wird, in Abhängigkeit von der Helligkeit der Nutzungsumgebung oder der Empfindlichkeit des Licht empfangenden Elements 406 angemessen geändert werden, und ist vorzugsweise so hoch wie möglich. Beispielsweise kann unter der Annahme, dass die Leuchtdichte oder die Graustufe des Anzeigeelements 405, das das hellste Licht emittiert, 100 % ist, die Leuchtdichte oder die Graustufe höher als oder gleich 50 % und niedriger als oder gleich 100 %, bevorzugt höher als oder gleich 70 % und niedriger als oder gleich 100 %, stärker bevorzugt höher als oder gleich 80 % und niedriger als oder gleich 100 % sein.
Anschließend werden in Schritt S14 Authentifizierungsinformationen unter Verwendung des Licht empfangenden Elements 406 erhalten. Die Authentifizierungsinformationen werden von dem Pixelabschnitt 422 an den Steuerabschnitt 401 als Bilddaten (erste Bilddaten) ausgegeben, die durch das Licht empfangende Element 406 erhalten werden. Ein Bereich zur Bildaufnahme kann der erste Bereich 425 sein.
In dem Fall, in dem in Schritt S13 sämtliche der Anzeigeelemente 405 in dem Pixelabschnitt 422 eingeschaltet werden, d. h. in dem Fall, in dem der gesamte Pixelabschnitt 422 als erster Bereich 425 verwendet wird, werden sämtliche der Licht empfangenden Elemente 406 in dem Pixelabschnitt 422 betrieben, um Authentifizierungsinformationen zu erhalten. 13A stellt einen Zustand dar, in dem ein Finger 463a den ersten Bereich 425 berührt und ein Bild eines Fingerabdrucks als erste Bilddaten aufgenommen wird. 13B stellt ein Beispiel für die Bilddaten (die ersten Bilddaten) des Fingerabdrucks dar, die als Authentifizierungsinformationen 451a erhalten werden.
In dem Fall, in dem in Schritt S13 einige der Anzeigeelemente 405 in dem Pixelabschnitt 422 eingeschaltet werden, d. h. in dem Fall, in dem ein Teil des Pixelabschnitts 422 als erster Bereich 425 verwendet wird, werden die Licht empfangenden Elemente 406 in dem ersten Bereich 425 betrieben, um Authentifizierungsinformationen zu erhalten. Der erste Bereich kann als ein Teil des Pixelabschnitts 422 angesehen werden. Auch in dem Fall, in dem in Schritt S13 ein Teil des Pixelabschnitts 422 wird als erster Bereich 425 verwendet, können sämtliche der Licht empfangenden Elemente 406 in dem Pixelabschnitt 422 betrieben werden, um Authentifizierungsinformationen zu erhalten.
In dem Fall, in dem in Schritt S13 ein Teil des Pixelabschnitts 422 als erster Bereich 425 verwendet wird, kann die Position des ersten Bereichs 425 in jeder Zeit, in der die Verarbeitung ausgeführt wird, gleich sein; jedoch ist die Position vorzugsweise bei jeder Ausführung der Verarbeitung unterschiedlich. Das heißt, dass der Benutzer Abschnitte berührt, die bei jeder Ausführung der Verarbeitung regellos in einer unterschiedlichen Position gezeigt werden, wodurch die Authentifizierung durchgeführt werden kann.
Indem ein Bild eines Fingerabdrucks in der jedes Mal gleichen Position aufgenommen wird, wird die Verschlechterung des Anzeigeelements 405, das als Lichtquelle zur Aufnahme eines Bildes eines Fingerabdrucks eingeschaltet wird, und des Transistors, der in dem Pixel enthalten ist, gefördert, was beispielsweise zu einem Problem führen könnte, wie z. B. einer Verringerung der Emissionsleuchtdichte des Anzeigeelements 405 oder einem Einbrennen des Bildschirms. Deshalb kann, wie vorstehend beschrieben, durch Durchführen der Fingerabdruck-Authentifizierung in einer unterschiedlichen Position bei jeder Ausführung der Verarbeitung eine Verringerung der Leuchtdichte des Anzeigeelements 405, ein Einbrennen des Bildschirms oder dergleichen verhindert werden.
Bei der Fingerabdruck-Authentifizierung, die bei jeder Ausführung der Verarbeitung in einer unterschiedlichen Position durchgeführt wird, muss der Benutzer die Bedienung zur Authentifizierung aktiv durchführen, was zur Verbesserung des Sicherheitsbewusstseins des Benutzers führt.
Der Pixelabschnitt 422 kann eine Vielzahl von ersten Bereichen 425 umfassen, um gleichzeitige Berührungen von zwei oder mehr Fingern zu ermöglichen, wodurch die Authentifizierung auf Basis von zwei oder mehr Fingerabdruckinformationen durchgeführt werden kann. Alternativ kann die Authentifizierung mehrmals auf die folgende Weise durchgeführt werden: Ein Finger wird der Authentifizierung unterzogen, und dann, wenn die Authentifizierung erfolgreich ist, wird ein weiterer Finger der Authentifizierung unterzogen.
Indem die Authentifizierung, bei der nicht einzige Fingerabdruckinformationen, sondern eine Vielzahl von Fingerabdruckinformationen verwendet werden, durchgeführt wird, kann das elektronische Gerät 420 ein hohes Sicherheitsniveau aufweisen. Selbst wenn beispielsweise ein böswilliger Benutzer Fingerabdruckinformationen eines echten Benutzers (Besitzers) illegal erhält und das elektronische Gerät 420 verwendet, kann das elektronische Gerät 420 ohne Fingerabdruckinformationen einer Vielzahl (vorzugsweise sämtlicher) der Finger nicht verwendet werden; daher kann eine unbefugte Verwendung vorteilhaft verhindert werden.
In dem Fall, in dem die Authentifizierung mehrmals durchgeführt wird, wird die Verarbeitung von Schritt S13 bis zu Schritt S15 mehrmals ausgeführt. In dem Fall, in dem eine zweistufige Authentifizierung durchgeführt wird, kann beispielsweise die folgende Verarbeitung durchgeführt werden: In der ersten Verarbeitung wird die Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung eines Fingerabdrucks eines Mittelfingers der rechten Hand durchgeführt; wenn der Fingerabdruck authentifiziert wird, wird in der zweiten Verarbeitung die Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung eines Fingerabdrucks eines Ringfingers der rechten Hand durchgeführt; und wenn der Fingerabdruck authentifiziert wird, wird das System entsperrt. Die Finger, die für die erste und zweite Verarbeitung verwendet werden, werden vorzugsweise regellos bei jeder Verarbeitung geändert.
Dann wird in Schritt S15 die Authentifizierungsverarbeitung durch den Authentifizierungsabschnitt 407 ausgeführt. Insbesondere vergleicht der Authentifizierungsabschnitt 407 die Authentifizierungsinformationen (die ersten Bilddaten), die von dem Pixelabschnitt 422 ausgegeben werden, mit Fingerabdruckinformationen des Benutzers, die im Voraus registriert worden sind und in dem Speicherabschnitt 404 behalten sind, und bestimmt, ob sie übereinstimmen oder nicht. In dem Fall, in dem die Authentifizierung erfolgreich ist, d. h. in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Authentifizierungsinformationen und die Fingerabdruckinformationen des Benutzers übereinstimmen („Ja“ in Schritt S15), geht die Verarbeitung zu Schritt S16 über. In dem Fall, in dem die Authentifizierung nicht erfolgreich ist, d. h. in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Authentifizierungsinformationen und die Fingerabdruckinformationen des Benutzers nicht übereinstimmen („Nein“ in Schritt S15), wird die Verarbeitung beendet. In dem Fall, in dem zwei oder mehr Fingerabdruckinformationen in dem Speicherabschnitt 404 gespeichert sind, werden sämtliche der Fingerabdruckinformationen der Authentifizierungsverarbeitung unterzogen.
Als Nächstes versetzt in Schritt S16 der Steuerabschnitt 401 das System des elektronischen Geräts 420 in den entsperrten Zustand (einschließlich der Versetzung des Systems in einen Anmeldezustand). Wenn das System des elektronischen Geräts 420 entsperrt wird, kann der Benutzer Bedienungen, wie z. B. das Starten der Applikation, mit dem elektronischen Gerät 420 durchführen.
Dann wird in Schritt S17 Abnehmen des elektronischen Geräts 420 von dem Benutzer erkannt. Der Sensorabschnitt 403 wird zur Erkennung des Abnehmens verwendet. In dem Fall, in dem das Abnehmen erkannt wird („Ja“ in Schritt S17), geht die Verarbeitung zu Schritt S18 über. Der Schritt S17 wird wiederholt ausgeführt, bis das Abnehmen des elektronischen Geräts 420 von dem Benutzer erkannt wird (im Falle von „Nein“ in Schritt S17).
Anschließend wird in Schritt S18 das System des elektronischen Geräts 420 gesperrt, und dementsprechend wird es in einen Zustand, d. h. in einem Zustand, in dem Funktionen, die ein Benutzer ausführen kann, eingeschränkt sind (einschließend eines Abmeldezustands und eines Auslogzustands), versetzt.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des in 11 gezeigten Flussdiagramms.
Das elektronische Gerät 420, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, kann ein hohes Sicherheitsniveau aufweisen, indem eine Authentifizierung mit Informationen über das Anbringen oder Abnehmen, die unter Verwendung des Sensorabschnitts 403 erhalten werden, und Authentifizierungsinformationen, die unter Verwendung des Licht empfangenden Elements 406 erhalten werden, durchgeführt wird. Beispielsweise kann selbst dann, wenn ein böswilliger Benutzer Fingerabdruckinformationen eines echten Benutzers (Besitzers) illegal erhält und das elektronische Gerät 420 verwendet, eine unbefugte Verwendung vorteilhaft verhindert werden.
Es sei angemerkt, dass bei einer Applikation, die keine persönliche Informationen enthält, wie z. B. Zeitanzeige, eine Struktur zum Einsatz kommen kann, bei der sie ohne derartige Authentifizierung verwendet werden kann. Vorzugsweise kann ein Benutzer die Notwendigkeit der Authentifizierung für jede Applikation einstellen. Indem eine Applikation, bei der eine Authentifizierung durchgeführt wird, und eine Applikation, bei der keine Authentifizierung durchgeführt wird, eingestellt werden können, können sowohl ein hohes Sicherheitsniveau als auch eine hohe Bedienbarkeit erfüllt werden.
<Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren 2>
Ein Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren, das sich von demjenigen, das in 11 gezeigt wird, unterscheidet, wird beschrieben. 14 ist ein Flussdiagramm der Arbeitsweise in dem Authentifizierungsverfahren.
Zuerst wird die Verarbeitung gestartet. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das System des elektronischen Geräts 420 in dem gespterrten Zustand, d. h. in einem Zustand, in dem Funktionen, die ein Benutzer ausführen kann, eingeschränkt sind (einschließend eines Abmeldezustands und eines Auslogzustands).
In Schritt S12 wird eine Bedienung des elektronischen Geräts 420 von einem Benutzer erkannt. Für den Schritt S12 kann auf die vorstehende Beschreibung verwiesen werden; daher wird die ausführliche Beschreibung weggelassen.
Als Nächstes werden in Schritt S41 erste Authentifizierungsinformationen unter Verwendung des Sensorabschnitts 403 erhalten. Als erste Authentifizierungsinformationen können Daten über die Gesundheit des Benutzers, wie z. B. die Form einer Vene, eine Pulswelle, ein Blutzuckerspiegel und eine Cholesterinkonzentration und eine Neutralfettkonzentration in dem Blut, verwendet werden. Die ersten Authentifizierungsinformationen werden von dem Sensorabschnitt 403 an den Steuerabschnitt 401 ausgegeben.
Dann wird in Schritt S42 die erste Authentifizierungsverarbeitung durch den Authentifizierungsabschnitt 407 ausgeführt. Insbesondere vergleicht der Authentifizierungsabschnitt 407 die ersten Authentifizierungsinformationen (Daten über die Gesundheit), die von dem Sensorabschnitt 403 ausgegeben werden, mit Daten über die Gesundheit des Benutzers, die im Voraus registriert und in dem Speicherabschnitt 404 behalten sind, und bestimmt, ob diese Daten übereinstimmen oder nicht. In dem Fall, in dem die Authentifizierung erfolgreich ist, d. h., in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die ersten Authentifizierungsinformationen und die Benutzerdaten des Benutzers übereinstimmen („Ja“ in Schritt S42), geht die Verarbeitung zu Schritt S13 über. In dem Fall, in dem die Authentifizierung nicht erfolgreich ist, d. h., in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die ersten Authentifizierungsinformationen und die Benutzerdaten des Benutzers nicht übereinstimmen („Nein“ in Schritt S42), wird die Verarbeitung beendet.
Dann werden in Schritt S13 die Anzeigeelemente 405 eingeschaltet, die in dem Pixelabschnitt 422 enthalten sind. Für den Schritt S13 kann auf die Beschreibung bei <Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren 1> verwiesen werden; daher wird die ausführliche Beschreibung weggelassen.
Als Nächstes werden in Schritt S14 die zweiten Authentifizierungsinformationen unter Verwendung des Licht empfangenden Elements 406 erhalten. Für den Schritt S14 kann auf die Beschreibung bei <Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren 1> verwiesen werden; daher wird die ausführliche Beschreibung weggelassen.
Dann wird in Schritt S15 die zweite Authentifizierungsverarbeitung durch den Authentifizierungsabschnitt 407 ausgeführt. Insbesondere vergleicht der Authentifizierungsabschnitt 407 die zweiten Authentifizierungsinformationen, die von dem Pixelabschnitt 422 ausgegeben werden, mit Fingerabdruckinformationen des Benutzers, die im Voraus registriert und in dem Speicherabschnitt 404 behalten sind, und bestimmt, ob diese Daten übereinstimmen oder nicht. Für den Schritt S15 kann auf die Beschreibung bei <Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren 1> verwiesen werden; daher wird die ausführliche Beschreibung weggelassen.
Für die folgenden Schritte S16 bis S18 kann auf die Beschreibung bei <Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren 1> verwiesen werden; daher wird die ausführliche Beschreibung weggelassen.
Das elektronische Gerät 420, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, kann eine Anzeigevorrichtung mit einem höheren Sicherheitsniveau sein, indem sie eine mehrstufige Authentifizierung durchführt, die die erste Authentifizierung und die zweite Authentifizierung umfasst. Obwohl 14 eine Struktur darstellt, bei der die zweite Authentifizierung nach der ersten Authentifizierung durchgeführt wird, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Die erste Authentifizierung kann nach der zweiten Authentifizierung durchgeführt werden. In diesem Fall können beispielsweise die Schritte S41 und S42 für die erste Authentifizierung nach den Schritten S13 bis S15 für die zweite Authentifizierung durchgeführt werden. Alternativ können die Schritte S41 und S42 für die erste Authentifizierung und die Schritte S13 und S14 für die zweite Authentifizierung parallel ablaufen.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des in 14 gezeigten Flussdiagramms.
<Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren 3>
Ein Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren, das sich von demjenigen, das in 11 gezeigt wird, unterscheidet, wird beschrieben. 15 ist ein Flussdiagramm der Arbeitsweise in dem Authentifizierungsverfahren.
Zuerst wird die Verarbeitung gestartet. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das System des elektronischen Geräts 420 in dem gespterrten Zustand, d. h. in einem Zustand, in dem Funktionen, die ein Benutzer ausführen kann, eingeschränkt sind (einschließend eines Abmeldezustands und eines Auslogzustands).
In Schritt S11 wird das Anbringen des elektronischen Geräts 420 an einem Benutzer erfasst. Für den Schritt S11 kann auf die vorstehende Beschreibung verwiesen werden; daher wird die ausführliche Beschreibung weggelassen.
Als Nächstes wird in Schritt S12 eine Bedienung des elektronischen Geräts 420 von dem Benutzer erfasst. Für den Schritt S12 kann auf die vorstehende Beschreibung verwiesen werden; daher wird die ausführliche Beschreibung weggelassen.
Dann wird in Schritt S21 ein Positionsbild für die Authentifizierung in dem ersten Bereich 425 angezeigt. Das Positionsbild umfasst ein Bild, das eine Position zeigt, die von dem Benutzer berührt werden soll, ein Bild, das dem Benutzer eine zu berührende Position zeigt, Textinformationen, die den Benutzer zum Berühren auffordern, oder dergleichen.
Insbesondere erzeugt der Steuerabschnitt 401 Bilddaten, die ein Positionsbild enthalten, und gibt die Bilddaten an den Pixelabschnitt 422 aus, wodurch ein Bild auf Basis der Bilddaten auf dem Pixelabschnitt 422 angezeigt wird. Ein Bereich, in dem das Positionsbild angezeigt wird, kann der erste Bereich 425 sein, in dem die zweiten Informationen unter Verwendung des Sensorabschnitts 403 erhalten werden.
16 stellt ein Beispiel dar, in dem ein Bild 426 zusätzlich zu einer Abbildungeines Fingerabdrucks einen Text „Berühren“ als Textinformationen, die genutzt werden, um den Benutzer zum Berühren aufzufordern, umfasst. Die Abbildung, die von den Textinformationen hinzugefügt wird, kann dem Benutzer die Position deutlich zeigen.
Als Bild 426 können nicht nur eine zu berührende Position, sondern auch ein Bild oder Textinformationen, die einen berührenden Finger bestimmen, in Kombination angezeigt werden. Beispielsweise können Textinformationen, wie z. B. „Bitte berühren mit dem Zeigefinger“, angezeigt werden, und eine Authentifizierung kann unter Verwendung von Fingerabdruckinformationen des Zeigefingers ausgeführt werden. Andere Finger und zu berührende Positionen können bei jeder Verarbeitung regellos bestimmt werden.
Als Nächstes werden in Schritt S13 die Anzeigeelemente 405 eingeschaltet, die in dem ersten Bereich 425 enthalten sind. Der Benutzer kann durch Berühren des ersten Bereichs 425 der ersten Authentifizierung unterzogen werden. Für den Schritt S13 kann auf die vorstehende Beschreibung verwiesen werden; daher wird die ausführliche Beschreibung weggelassen. Es sei angemerkt, dass in Schritt S13 sämtliche der Anzeigeelemente 405 in dem Pixelabschnitt 422 eingeschaltet werden können.
Für die folgenden Schritte S14 bis S18 kann auf die Beschreibung bei <Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren 1> verwiesen werden; daher wird die ausführliche Beschreibung weggelassen.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des in 15 gezeigten Flussdiagramms.
<Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren 4>
Ein Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren, das sich von demjenigen, das in 11 gezeigt wird, unterscheidet, wird beschrieben. 17 ist ein Flussdiagramm der Arbeitsweise in dem Authentifizierungsverfahren.
Zuerst wird die Verarbeitung gestartet. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das System des elektronischen Geräts 420 in dem gespterrten Zustand, d. h. in einem Zustand, in dem Funktionen, die ein Benutzer ausführen kann, eingeschränkt sind (einschließend eines Abmeldezustands und eines Auslogzustands).
Für die Schritte S11 bis S14 kann auf die Beschreibung der 11 verwiesen werden; daher wird die ausführliche Beschreibung weggelassen.
Als Nächstes wird in Schritt S15a Authentifizierungsverarbeitung durch den Authentifizierungsabschnitt 407 ausgeführt. Insbesondere vergleicht der Authentifizierungsabschnitt 407 die Authentifizierungsinformationen, die von dem Pixelabschnitt 422 ausgegeben werden, mit einer Vielzahl von Fingerabdruckinformationen des Benutzers, die im Voraus registriert und in dem Speicherabschnitt 404 behalten sind, und bestimmt, ob sie übereinstimmen oder nicht. In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Authentifizierungsinformationen, die von dem Pixelabschnitt 422 ausgegeben werden, und Fingerabdruckinformationen eines Fingers A des Benutzers übereinstimmen („Übereinstimmen mit dem Finger A“ in Schritt S15a), geht die Verarbeitung zu Schritt S16a über. In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Authentifizierungsinformationen, die von dem Pixelabschnitt 422 ausgegeben werden, und Fingerabdruckinformationen eines Fingers B des Benutzers übereinstimmen („Übereinstimmen mit dem Finger B“ in Schritt S15a), geht die Verarbeitung zu Schritt S16b über. In dem Fall, in dem die Authentifizierung nicht erfolgreich ist, d. h., die Authentifizierungsinformationen, die von dem Pixelabschnitt 422 ausgegeben werden, mit keinen der Fingerabdruckinformationen des Benutzers als übereinstimmend bestimmt werden („Nicht übereinstimmen“ in Schritt S15a), wird die Verarbeitung beendet.
In Schritt S16a führt der Steuerabschnitt 401 die Verarbeitung A auf Basis der Fingerabdruckinformationen des Fingers A aus. In Schritt S16b führt der Steuerabschnitt 401 die Verarbeitung A auf Basis der Fingerabdruckinformationen des Fingers B aus. Sowohl der Verarbeitung A als auch der Verarbeitung B kann ein gewisser Vorgang zugeteilt werden. Beispielsweise kann sowohl der Verarbeitung A als auch der Verarbeitung B das Starten einer gewissen Applikation, die Bedienung einer Applikation, die Beendigung einer Applikation oder dergleichen zugeteilt werden. Beispielsweise kann der Verarbeitung A das Starten einer Applikation zur Wiedergabe von bewegten Bildern zugeteilt werden, und das Starten einer Applikation zur elektronischen Zahlungs kann der Verarbeitung B zugeteilt werden. Beispielsweise kann der Verarbeitung A der Vorgang zur Wiedergabe eines gewissen bewegten Bildes mit einer Wiedergabe-Applikation von bewegten Bildern zugeteilt werden, und der Vorgang zur Anmeldung bei einer elektronischen Zahlungs-Applikation kann der Verarbeitung B zugeteilt werden. Vorzugsweise können die Verarbeitung A und die Verarbeitung B von einem Benutzer frei eingestellt werden.
Beispielsweise kann ein gewisses bewegtes Bild mit einer Wiedergabe-Applikation von bewegten Bildern wiedergegeben werden, wenn die Authentifizierungsinformationen 451 a unter Verwendung eines rechten Zeigefingers (des Fingers 463a) erhalten werden, wie in 13A und 13B dargestellt, und ein Benutzer kann bei einer elektronischen Zahlungs-Applikation anmelden, wenn die Authentifizierungsinformationen 451 b unter Verwendung eines rechten Daumens (des Fingers 463b) erhalten werden, wie in 18A und 18B dargestellt.
Es sei angemerkt, dass der Finger A und der Finger B jeweils ein vorbestimmter Finger mit Fingerabdruckinformationen sind, die im Voraus in dem Speicherabschnitt 404 behalten sind, und dass sie beispielsweise jeweils eines von einem Daumen, einem Zeigefinger, einem Mittelfinger, einem Ringfinger und einem kleinen Finger bezeichnen. Obwohl 17 ein Beispiel für die Verwendung von Fingerabdruckinformationen von zwei Fingern, dem Finger A und dem Finger B, darstellt, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Fingerabdruckinformationen von drei oder mehr Fingern können verwendet werden, und die Verarbeitung für jeden Finger kann ausgeführt werden.
Indem eine unterschiedliche Verarbeitung nach der Authentifizierung in Abhängigkeit von einem Finger, der zur Authentifizierung verwendet wird, durchgeführt wird, können sowohl ein hohes Sicherheitsniveau als auch eine hohe Bedienbarkeit erfüllt werden.
Für die folgenden Schritte S17 und S18 kann auf die Beschreibung der 11 verwiesen werden; daher wird die ausführliche Beschreibung weggelassen.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des in 17 gezeigten Flussdiagramms.
<Strukturbeispiel 2 des elektronischen Geräts>
Ein Strukturbeispiel, das sich von demjenigen des elektronischen Geräts 10 unterscheidet, wird beschrieben. 19 ist ein Blockschema eines elektronischen Geräts 10A, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Das elektronische Gerät 10A unterscheidet sich von dem elektronischen Gerät 10 hauptsächlich dadurch, dass der Pixelabschnitt 402 einen Berührungssensor 408 beinhaltet.
Der Berührungssensor 408 weist eine Funktion zum Erfassen einer Berührung an dem Pixelabschnitt 402 und eine Funktion auf, Informationen über eine berührte Position zu erhalten und die Informationen an den Steuerabschnitt 401 auszugeben.
Der Steuerabschnitt 401 weist eine Funktion zur Verarbeitung der Positionsinformationen eines zu erkennenden Objekts auf, die von dem Berührungssensor 408 eingegeben werden. Wenn der Berührungssensor 408 eine Berührungsbewegung erfasst und Informationen über die berührte Position ausgibt, während sich das System des elektronischen Geräts 10A im gesperrten Zustand befindet, weist ferner der Steuerabschnitt 401 eine Funktion auf, Bilddaten zu erzeugen und sie an den Pixelabschnitt 402 derart auszugeben, dass die Anzeigeelemente 405 in der berührten Position in dem Pixelabschnitt 402 eingeschaltet werden. Des Weiteren weist der Steuerabschnitt 401 eine Funktion zur Anforderung an den Pixelabschnitt 402 auf, die Aufnahme eines Bildes eines Fingerabdrucks durchzuführen, während die Anzeigeelemente 405 eingeschaltet sind.
Der Steuerabschnitt 401 kann auch eine Funktion zur Erzeugung von Bilddaten, die ein Bild enthalten, das auf dem Pixelabschnitt 402 eine Position zeigt, die von einem Benutzer berührt werden soll (ein Positionsbild), und zur Ausgabe der Bilddaten an den Pixelabschnitt 402 aufweisen, während sich das System des elektronischen Geräts 10A im gesperrten Zustand befindet. Des Weiteren weist der Pixelabschnitt 402 eine Funktion auf, die Positionsinformationen eines zu erkennenden Objekts, wie z. B. eines Fingers, unter Verwendung des Berührungssensors 408 zu erhalten und die Positionsinformationen an den Steuerabschnitt 401 auszugeben.
Der Pixelabschnitt 402 kann vorzugsweise Fingerabdruckinformationen eines Fingers erhalten, der eine beliebige Position in dem Pixelabschnitt 402 berührt. Das heißt, dass in dem Pixelabschnitt 402 ein Bereich, in dem der Berührungssensor 408 dient, und ein Bereich, in dem Fingerabdruckinformationen erhalten werden können, vorzugsweise übereinstimmen oder im Wesentlichen übereinstimmen.
<Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren 5>
Ein Beispiel für ein Authentifizierungsverfahren des elektronischen Geräts 10A wird beschrieben. 20 ist ein Flussdiagramm der Arbeitsweise in dem Authentifizierungsverfahren, bei dem das elektronische Gerät 10A verwendet wird. 21A stellt ein elektronisches Gerät 420A dar, bei der das elektronische Gerät 10A zum Einsatz kommt. Das elektronische Gerät 420A beinhaltet das Gehäuse 431 und den Pixelabschnitt 422. Das elektronische Gerät 420A beinhaltet den Steuerabschnitt 401, den Sensorabschnitt 403 und den Speicherabschnitt 404 in dem Gehäuse 431. Der Pixelabschnitt 402 kann als Pixelabschnitt 422 verwendet werden.
Zuerst wird die Verarbeitung gestartet. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das System des elektronischen Geräts 420A in dem gespterrten Zustand. In Schritt S11 wird Anbringen des elektronischen Geräts 420 an einem Benutzer erfasst. Für den Schritt S11 kann auf die vorstehende Beschreibung verwiesen werden; daher wird die ausführliche Beschreibung weggelassen.
In Schritt S31 wird erfasst, ob der Pixelabschnitt 422 berührt wird oder nicht. Die Berührungserfassung wird durch den Berührungssensor 408 durchgeführt. In dem Fall, in dem eine Berührung erfasst wird („Ja“ in Schritt S31), geht die Verarbeitung zu Schritt S32 über. Der Schritt S31 wird wiederholt ausgeführt, bis eine Berührung erfasst wird (im Falle von „Nein“ in Schritt S31). In dem Fall, in dem für einen bestimmten Zeitraum keine Berührung erfasst wird oder eine andere Position berührt wird, wird die Verarbeitung beendet.
In Schritt S32 werden die Positionsinformationen der berührten Position erhalten. Die Positionsinformationen werden von dem Berührungssensor 408 an den Steuerabschnitt 401 ausgegeben.
In Schritt S33 werden die Anzeigeelemente 405 in der berührten Position und in der Umgebung davon gemäß den Positionsinformationen eingeschaltet. Die berührte Position und die Umgebung davon können der erste Bereich 425 sein. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt der Steuerabschnitt 401 Bilddaten, bei denen der erste Bereich 425 hell ist (eine hohe Graustufe aufweist) und die anderen Abschnitte dunkel sind (eine niedrige Graustufe aufweisen), und gibt die Bilddaten an den Pixelabschnitt 422 aus, wodurch der Pixelabschnitt 422 ein Bild auf Basis der Bilddaten anzeigt.
In Schritt S33 kann der erste Bereich 425 eine helle Anzeige durchführen (eingeschaltet werden), und die anderen Abschnitte können ausgeschaltet werden. Es sei angemerkt, dass ein bestimmtes Bild in einem anderen Bereich als erster Bereich 425 angezeigt werden kann.
Ein Bereich, in dem die Anzeigeelemente 405 eingeschaltet werden (der erste Bereich 425), ist vorzugsweise ein Bereich, der von einem Finger verdeckt wird. In dem Fall, in dem ein Finger einen Bildschirm berührt, befindet sich eine Kontaktfläche des Fingers weiter innen als die Kontur des Fingers, der von einem Benutzer gesehen wird, und die projizierte Fläche des Fingers auf dem Bildschirm ist größer als die berührende Oberfläche des Fingers. Deshalb kann unter der Annahme, dass die Kontaktfläche 100 % ist, der Bereich, der Licht emittiert, größer als oder gleich 50 % und kleiner als oder gleich 150 %, bevorzugt größer als oder gleich 70 % und kleiner als oder gleich 130 %, stärker bevorzugt größer als oder gleich 80 % und kleiner als oder gleich 120 % sein. Wenn die Licht emittierende Fläche kleiner als 50 % ist, sind Fingerabdruckinformationen, die durch Abbildung erhalten werden, unzureichend und daher könnte sich die Genauigkeit der Authentifizierung verringern. Im Gegensatz dazu könnte dann, wenn die Licht emittierende Fläche 150% überschreitet, eine Lichtquelle von einem Benutzer direkt wahrgenommen werden.
Alternativ kann eine Struktur zum Einsatz kommen, bei der der Bereich, der Licht emittiert, ein Kreis mit einem Radius r ist, dessen Mittelpunkt eine berührte Position ist, und der Wert des Radius r im Voraus eingestellt werden kann. Die Größe und Form eines Fingers variieren in Abhängigkeit von dem Alter, dem Geschlecht, dem Körperbau oder dergleichen des Benutzers, so dass ein Benutzer erlaubt werden kann, den Radius r des Kreises einzustellen, der den Bereich bestimmt, der Licht emittiert.
21A stellt einen Zustand dar, in dem ein Bereich, in dem eine Berührung durch den Berührungssensor 408 erfasst wird, und die Umgebung des Bereichs als erster Bereich 425 verwendet werden und die Anzeigeelemente 405 in dem ersten Bereich 425 eingeschaltet werden. In 21B ist der Finger 463 in 21A transparent mit der Kontur dargestellt, die durch gestrichelte Linien dargestellt wird, und der erste Bereich 425 ist durch ein Schraffurmuster dargestellt. Wie in 21A und 21 B dargestellt, wird der erste Bereich 425, der helles Licht emittiert, von dem Finger 463 verdeckt, und daher ist es weniger wahrscheinlich, dass das Licht von einem Benutzer wahrgenommen wird. Deshalb kann eine Fingerabdruck-Authentifizierung ohne Belastung für den Benutzer durchgeführt werden. Außerdem kann das elektronische Gerät 420A eine Fingerabdruck-Authentifizierung in einer beliebigen Position in dem Anzeigeabschnitt 422 durchführen.
Für die folgenden Schritte S14 bis S18 kann auf die Beschreibung der 11 verwiesen werden; daher wird die ausführliche Beschreibung weggelassen.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des in 20 gezeigten Flussdiagramms.
Das Vorstehende ist die Beschreibung der Strukturbeispiele und der Beispiele für ein Authentifizierungsverfahren der elektronischen Geräte, die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind.
Es sei angemerkt, dass ein Authentifizierungsverfahren, ein Verarbeitungsverfahren, ein Bedienungsverfahren, ein Betriebsverfahren, ein Anzeigeverfahren oder dergleichen, welches durch das elektronische Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, beispielsweise als Programm beschrieben werden kann. Beispielsweise kann ein Programm, in dem das Authentifizierungsverfahren, das Verarbeitungsverfahren, das Bedienungsverfahren, das Betriebsverfahren, das Anzeigeverfahren oder dergleichen, welches vorstehend beispielhaft beschrieben worden ist und durch das elektronische Gerät 420 oder dergleichen ausgeführt wird, geschrieben ist, in einem nicht temporären Speichermedium gespeichert werden und kann durch eine arithmetische Vorrichtung oder dergleichen, die in dem Steuerabschnitt 401 des elektronischen Geräts 420 enthalten ist, gelesen werden und ausgeführt werden. Das heißt, dass ein Programm, das eine Hardware dazu bringt, das Authentifizierungsverfahren, das Betriebsverfahren oder dergleichen, welches vorstehend beispielhaft beschrieben worden ist, auszuführen, und ein nicht temporäres Speichermedium, das das Programm speichert, Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind.
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 wird ein Pixelabschnitt eines elektronischen Geräts einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Der Pixelabschnitt des elektronischen Geräts einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Top-Emission-Struktur, bei der Licht in Richtung emittiert wird, die dem Substrat entgegengesetzt ist, über dem das Licht emittierende Element ausgebildet ist; eine Bottom-Emission-Struktur, bei der Licht in Richtung des Substrats emittiert wird, über dem das Licht emittierende Element ausgebildet ist; oder eine Dual-Emission-Struktur, bei der Licht in den beiden Richtungen emittiert wird, aufweisen.
Bei dieser Ausführungsform wird als Beispiel eine Top-Emission-Struktur beschrieben.
Es sei angemerkt, dass dann, wenn in dieser Beschreibung und dergleichen eine Struktur mit einer Vielzahl von Komponenten (Licht emittierenden Elementen, Licht emittierenden Schichten und dergleichen) beschrieben wird und eine gemeinsame Sache jeder Komponente beschrieben wird, sofern nicht anders festgelegt, das Alphabet weggelassen wird. Beispielsweise werden eine Licht emittierende Schicht 283R, eine Licht emittierende Schicht 283G und dergleichen in einigen Fällen als Licht emittierende Schicht 283 bezeichnet, wenn ihre gemeinsame Sache beschrieben wird.
<Strukturbeispiel 1>
Der in 22A dargestellte Pixelabschnitt 280A beinhaltet ein Licht empfangendes Element 270PD, ein Licht emittierendes Element 270R, das rotes (R) Licht emittiert, ein Licht emittierendes Element 270G, das grünes (G) Licht emittiert, und ein Licht emittierendes Element 270B, das blaues (B) Licht emittiert.
Jedes der Licht emittierenden Elemente beinhaltet eine Pixelelektrode 271, eine Lochinjektionsschicht 281, eine Lochtransportschicht 282, eine Licht emittierende Schicht 283, eine Elektronentransportschicht 284, eine Elektroneninjektionsschicht 285 und eine gemeinsame Elektrode 275, die in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind. Das Licht emittierende Element 270R beinhaltet eine Licht emittierende Schicht 283R, das Licht emittierende Element 270G beinhaltet eine Licht emittierende Schicht 283G und das Licht emittierende Element 270B beinhaltet eine Licht emittierende Schicht 283B. Die Licht emittierende Schicht 283R enthält eine Licht emittierende Substanz, die rotes Licht emittiert, die Licht emittierende Schicht 283G enthält eine Licht emittierende Substanz, die grünes Licht emittiert, und die Licht emittierende Schicht 283B enthält eine Licht emittierende Substanz, die blaues Licht emittiert.
Die Licht emittierenden Elemente sind Elektrolumineszenz-Elemente, die durch Anlegen einer Spannung zwischen den Pixelelektroden 271 und der gemeinsamen Elektrode 275 Licht zur Seite der gemeinsamen Elektrode 275 emittieren.
Das Licht empfangende Element 270PD beinhaltet die Pixelelektrode 271, die Lochinjektionsschicht 281, die Lochtransportschicht 282, eine Aktivschicht 273, die Elektronentransportschicht 284, die Elektroneninjektionsschicht 285 und die gemeinsame Elektrode 275, die in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind.
Das Licht empfangende Element 270PD ist ein photoelektrisches Umwandlungselement, das Licht, das von außerhalb des Pixelabschnitts 280A einfällt, empfängt und es in ein elektrisches Signal umwandelt.
Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Beschreibung unter der Annahme, dass sowohl bei dem Licht emittierenden Element als auch bei dem Licht empfangenden Element die Pixelelektrode 271 als Anode dient und die gemeinsame Elektrode 275 als Kathode dient. Das heißt, dass das Licht empfangende Element unter Anlage einer Sperrvorspannung zwischen der Pixelelektrode 271 und der gemeinsamen Elektrode 275 betrieben wird, wodurch Licht erfasst wird, das in das Licht empfangende Element einfällt, Ladungen erzeugt werden und diese als Strom extrahiert werden können.
Der Pixelabschnitt, mit dem das elektronische Gerät dieser Ausführungsform versehen ist, enthält eine organische Verbindung in der Aktivschicht 273 des Licht empfangenden Elements 270PD. Andere Schichten als die Aktivschicht 273 bei dem Licht empfangenden Element 270PD können auch für das Licht emittierende Element verwendet werden. Daher können das Licht emittierende Element und das Licht empfangende Element 270PD parallel ausgebildet werden, indem ein Schritt zum Ausbilden der Aktivschicht 273 zu dem Herstellungsprozess des Licht emittierenden Elements zugesetzt wird. Des Weiteren können das Licht emittierende Element und das Licht empfangende Element 270PD auf demselben Substrat ausgebildet werden. Daher kann das Licht empfangende Element 270PD in dem Pixelabschnitt eingebaut werden, ohne dass die Anzahl der Herstellungsschritte in hohem Maße erhöht wird.
Ein Beispiel wird beschrieben, in dem das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element in dem Pixelabschnitt 280A die gleiche Struktur aufweisen, mit der Ausnahme, dass die Aktivschicht 273 des Licht empfangenden Elements 270PD und die Licht emittierende Schicht 283 des Licht emittierenden Elements separat ausgebildet werden. Jedoch sind die Strukturen des Licht empfangenden Elements 270PD und des Licht emittierenden Elements nicht darauf beschränkt. Das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element können, zusätzlich zu der Aktivschicht 273 und der Licht emittierenden Schicht 283, getrennt auszubildende Schichten beinhalten. Das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element beinhalten vorzugsweise mindestens eine Schicht, die gemeinsam verwendet wird (eine gemeinsame Schicht). Daher kann das Licht empfangende Element 270PD in dem Pixelabschnitt eingebaut werden, ohne dass die Anzahl der Herstellungsschritte in hohem Maße erhöht wird.
Als Elektrode, über die Licht extrahiert wird, entweder der Pixelelektrode 271 oder der gemeinsamen Elektrode 275 wird ein leitender Film verwendet, der sichtbares Licht durchlässt. Ein leitender Film, der sichtbares Licht reflektiert, wird vorzugsweise als Elektrode verwendet, über die kein Licht extrahiert wird.
Das Licht emittierende Element in dem Pixelabschnitt, mit dem das elektronische Gerät dieser Ausführungsform versehen ist, weist vorzugsweise eine optische Mikroresonator- (Mikrokavitäts- bzw. microcavity-) Struktur auf. Daher handelt es sich bei einer des Paars von Elektroden des Licht emittierenden Elements vorzugsweise um eine Elektrode, die eine Durchlässigkeit und eine Reflexionseigenschaft für sichtbares Licht aufweist (eine semidurchlässige und semireflektierende Elektrode), während es sich bei der anderen vorzugsweise um eine Elektrode handelt, die eine Reflexionseigenschaft für sichtbares Licht aufweist (eine reflektierende Elektrode). Indem das Licht emittierende Element eine Mikrokavitätsstruktur aufweist, kann Licht, das von der Licht emittierenden Schicht erhalten wird, zwischen den beiden Elektroden zur Resonanz gebracht und das Licht, das von dem Licht emittierenden Element emittiert wird, verstärkt werden.
Es sei angemerkt, dass die semidurchlässige und semireflektierende Elektrode eine mehrschichtige Struktur aus einer reflektierenden Elektrode und einer Elektrode mit einer Durchlässigkeit für sichtbares Licht (auch als durchsichtige Elektrode bezeichnet) aufweisen kann.
Die Lichtdurchlässigkeit der durchsichtigen Elektrode ist höher als oder gleich 40 %. Beispielsweise wird vorzugsweise für ein Licht emittierendes Element eine Elektrode verwendet, die einen Durchlassgrad für sichtbares Licht (Licht bei einer Wellenlänge von mehr als oder gleich 400 nm und weniger als 750 nm) von höher als oder gleich 40 % aufweist. Die semidurchlässige und semireflektierende Elektrode weist einen Reflexionsgrad für sichtbares Licht von höher als oder gleich 10 % und niedriger als oder gleich 95 %, bevorzugt höher als oder gleich 30 % und niedriger als oder gleich 80 % auf. Die reflektierende Elektrode weist einen Reflexionsgrad für sichtbares Licht von höher als oder gleich 40 % und niedriger als oder gleich 100 %, bevorzugt höher als oder gleich 70 % und niedriger als oder gleich 100 % auf. Diese Elektroden weisen vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von höher als oder gleich 1 × 10^-2 Ωcm auf. Es sei angemerkt, dass dann, wenn ein Licht emittierendes Element Nah-Infrarotlicht (Licht bei einer Wellenlänge von mehr als oder gleich 750 nm und weniger als oder gleich 1300 nm) emittiert, ein Durchlassgrad und ein Reflexionsgrad für Nah-Infrarotlicht dieser Elektroden vorzugsweise innerhalb des vorstehenden numerischen Bereichs liegen, wie der Durchlassgrad bzw. der Reflexionsgrad für sichtbares Licht.
Das Licht emittierende Element beinhaltet mindestens die Licht emittierende Schicht 283. Zusätzlich zu der Licht emittierenden Schicht 283 kann das Licht emittierende Element ferner eine Schicht umfassen, die eine beliebige der folgenden Substanzen enthält: eine Substanz mit hoher Lochinjektionseigenschaft, eine Substanz mit hoher Lochtransporteigenschaft, ein lochblockierendes Material, eine Substanz mit hoher Elektronentransporteigenschaft, eine Substanz mit hoher Elektroneninjektionseigenschaft, eine Substanz mit bipolarer Eigenschaft (eine Substanz mit hoher Elektronen- und Lochtransporteigenschaft) und dergleichen.
Die Licht emittierenden Elemente und das Licht empfangende Element können beispielsweise mindestens eine der Lochinjektionsschicht, der Lochtransportschicht, der Elektronentransportschicht und der Elektroneninjektionsschicht miteinander teilen. Des Weiteren kann mindestens eine der Lochinjektionsschicht, der Lochtransportschicht, der Elektronentransportschicht und der Elektroneninjektionsschicht für die Licht emittierenden Elemente und das Licht empfangende Element separat ausgebildet werden.
Die Lochinjektionsschicht injiziert Löcher von der Anode in die Lochtransportschicht und enthält ein Material mit hoher Lochinjektionseigenschaft. Als Material mit hoher Lochinjektionseigenschaft kann ein Verbundmaterial verwendet werden, das ein Lochtransportmaterial (z. B. eine aromatische Amin-Verbindung) und ein Akzeptormaterial (Elektronenakzeptormaterial) enthält.
Bei dem Licht emittierenden Element transportiert die Lochtransportschicht Löcher, die durch die Lochinjektionsschicht von der Anode injiziert werden, zu der Licht emittierenden Schicht. Bei dem Licht empfangenden Element transportiert die Lochtransportschicht Löcher, die auf Basis von Licht, das in die Aktivschicht einfällt, erzeugt werden, zu der Anode. Die Lochtransportschicht enthält ein Lochtransportmaterial. Das Lochtransportmaterial weist vorzugsweise eine Löcherbeweglichkeit von höher als oder gleich 10^-6 cm²/Vs auf. Es sei angemerkt, dass auch andere Substanzen verwendet werden können, solange ihre Lochtransporteigenschaften höher sind als ihre Elektronentransporteigenschaften. Als Lochtransportmaterial werden Materialien mit hoher Lochtransporteigenschaft bevorzugt, wie z. B. eine π-elektronenreiche heteroaromatische Verbindung (z. B. ein Carbazol-Derivat, ein Thiophen-Derivat und ein Furan-Derivat) und ein aromatisches Amin (eine Verbindung mit einem aromatischen Amin-Gerüst).
Bei dem Licht emittierenden Element transportiert die Elektronentransportschicht Elektronen, die durch die Elektroneninjektionsschicht von der Kathode injiziert werden, zu der Licht emittierenden Schicht. Bei dem Licht empfangenden Element transportiert die Elektronentransportschicht Elektronen, die auf Basis von Licht, das in die Aktivschicht einfällt, erzeugt werden, zu der Kathode. Die Elektronentransportschicht enthält ein Elektronentransportmaterial. Das Elektronentransportmaterial weist vorzugsweise eine Elektronenbeweglichkeit von höher als oder gleich 1 × 10^-6 cm²/Vs auf. Es sei angemerkt, dass auch andere Substanzen verwendet werden können, solange ihre Elektronentransporteigenschaften höher sind als ihre Lochtransporteigenschaften. Als Elektronentransportmaterial kann ein beliebiges der folgenden Materialien mit hoher Elektronentransporteigenschaft verwendet werden: ein Metallkomplex mit einem Chinolin-Gerüst, ein Metallkomplex mit einem Benzochinolin-Gerüst, ein Metallkomplex mit einem Oxazol-Gerüst, ein Metallkomplex mit einem Thiazol-Gerüst, ein Oxadiazol-Derivat, ein Triazol-Derivat, ein Imidazol-Derivat, ein Oxazol-Derivat, ein Thiazol-Derivat, ein Phenanthrolin-Derivat, ein Chinolin-Derivat mit einem Chinolin-Liganden, ein Benzochinolin-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat und eine π-elektronenarme heteroaromatische Verbindung, wie z. B. eine stickstoffhaltige heteroaromatische Verbindung.
Die Elektroneninjektionsschicht injiziert Elektronen von der Kathode in die Elektronentransportschicht und enthält ein Material mit hoher Elektroneninjektionseigenschaft. Als Material mit hoher Elektroneninjektionseigenschaft kann ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder eine Verbindung davon verwendet werden. Als Material mit hoher Elektroneninjektionseigenschaft kann ein Verbundmaterial verwendet werden, das ein Elektronentransportmaterial und ein Donatormaterial (Elektronendonatormaterial) enthält.
Die Licht emittierende Schicht 283 enthält eine Licht emittierende Substanz. Die Licht emittierende Schicht 283 kann eine oder mehrere Arten von Licht emittierenden Substanzen enthalten. Als Licht emittierende Substanz wird eine Substanz, deren Emissionsfarbe blau, violett, blauviolett, grün, gelbgrün, gelb, orange, rot oder dergleichen ist, in geeigneter Weise verwendet. Als Licht emittierende Substanz kann alternativ eine Substanz verwendet werden, die Nah-Infrarotlicht emittiert.
Beispiele für die Licht emittierende Substanz umfassen ein fluoreszierendes Material, ein phosphoreszierendes Material, ein TADF-Material und ein Quantenpunktmaterial.
Beispiele für das fluoreszierende Material umfassen ein Pyren-Derivat, ein Anthracen-Derivat, ein Triphenylen-Derivat, ein Fluoren-Derivat, ein Carbazol-Derivat, ein Dibenzothiophen-Derivat, ein Dibenzofuran-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat, ein Phenanthren-Derivat und ein Naphthalin-Derivat.
Beispiele für das phosphoreszierende Material umfassen einen metallorganischen Komplex (insbesondere einen Iridiumkomplex), der ein 4H-Triazol-Gerüst, ein 1H-Triazol-Gerüst, ein Imidazol-Gerüst, ein Pyrimidin-Gerüst, ein Pyrazin-Gerüst oder ein Pyridin-Gerüst aufweist, einen metallorganischen Komplex (insbesondere einen Iridiumkomplex), bei dem ein Phenylpyridin-Derivat mit einer elektronenziehenden Gruppe als Ligand dient, einen Platinkomplex und einen Seltenerdmetallkomplex.
Die Licht emittierende Schicht 283 kann zusätzlich zu der Licht emittierenden Substanz (einem Gastmaterial) eine oder mehrere Arten von organischen Verbindungen (z. B. ein Wirtsmaterial und ein Hilfsmaterial) enthalten. Als eine oder mehrere Arten von organischen Verbindungen können/kann das Lochtransportmaterial und/oder das Elektronentransportmaterial verwendet werden. Als eine oder mehrere Arten von organischen Verbindungen kann alternativ ein bipolares Material oder ein TADF-Material verwendet werden.
Die Licht emittierende Schicht 283 enthält z. B. vorzugsweise ein phosphoreszierendes Material und eine Kombination von einem Lochtransportmaterial und einem Elektronentransportmaterial, die einen Exciplex leicht bildet. Bei einer derartigen Struktur kann eine Lichtemission durch die Exciplex-Triplett-Energieübertragung (exciplex-triplet energy transfer, ExTET), die eine Energieübertragung von einem Exciplex auf eine Licht emittierende Substanz (ein phosphoreszierendes Material) ist, effizient erhalten werden. Wenn die Kombination derart ausgewählt wird, dass sie einen Exciplex bildet, der eine Lichtemission aufweist, deren Wellenlänge sich mit der Wellenlänge eines Absorptionsbandes auf der niedrigsten Energieseite der Licht emittierenden Substanz überlappt, kann die Energie gleichmäßig übertragen und eine effiziente Lichtemission erzielt werden. Bei der vorstehenden Struktur können eine hohe Effizienz, ein Niederspannungsbetrieb und eine lange Lebensdauer eines Licht emittierenden Elements gleichzeitig erzielt werden.
Als Kombination von Materialien zum Bilden eines Exciplexes ist das HOMO-Niveau (das Niveau des höchsten besetzten Molekülorbitals) des Lochtransportmaterials vorzugsweise höher als oder gleich demjenigen des Elektronentransportmaterials. Außerdem ist das LUMO-Niveau (das Niveau des niedrigsten unbesetzten Molekülorbitals) des Lochtransportmaterials vorzugsweise höher als oder gleich demjenigen des Elektronentransportmaterials. Die LUMO-Niveaus und die HOMO-Niveaus der Materialien können von den elektrochemischen Eigenschaften (den Reduktionspotentialen und den Oxidationspotentialen) der Materialien erhalten werden, die durch eine Cyclovoltammetrie (cyclic voltammetry, CV) gemessen werden.
Die Bildung eines Exciplexes kann z. B. durch ein Phänomen bestätigt werden, bei dem das Emissionsspektrum eines Mischfilms, in dem das Lochtransportmaterial und das Elektronentransportmaterial gemischt sind, auf die Seite der längeren Wellenlänge verschoben wird als das Emissionsspektrum jedes der Materialien (oder einen anderen Peak auf der Seite der längeren Wellenlänge aufweist), wobei das Phänomen beobachtet wird, indem das Emissionsspektrum des Lochtransportmaterials, das Emissionsspektrum des Elektronentransportmaterials und das Emissionsspektrum des Mischfilms dieser Materialien verglichen werden. Alternativ kann die Bildung eines Exciplexes durch einen Unterschied der transienten Reaktion, wie z. B. ein Phänomen, in dem die Lebensdauer der transienten Photolumineszenz (PL) des Mischfilms Komponenten mit längerer Lebensdauer oder einen größeren Anteil der Verzögerungskomponenten aufweist als diejenige jedes der Materialien, bestätigt werden, wobei der Unterschied beobachtet wird, indem die transiente PL des Lochtransportmaterials, die transiente PL des Elektronentransportmaterials und die transiente PL des Mischfilms dieser Materialien verglichen werden. Die transiente PL kann als transiente Elektrolumineszenz (EL) umformuliert werden. Das heißt: Die Bildung eines Exciplexes kann auch durch einen Unterschied in der transienten Reaktion bestätigt werden, der durch einen Vergleich der transienten EL des Lochtransportmaterials, der transienten EL des Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft und der transienten EL des Mischfilms der Materialien beobachtet wird.
Die Aktivschicht 273 enthält einen Halbleiter. Beispiele für den Halbleiter umfassen einen anorganischen Halbleiter, wie z. B. Silizium, und einen organischen Halbleiter, der eine organische Verbindung enthält. Bei dieser Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem ein organischer Halbleiter als Halbleiter, der in der Aktivschicht 273 enthalten ist, verwendet wird. Ein organischer Halbleiter wird vorzugsweise verwendet, da die Licht emittierende Schicht 283 und die Aktivschicht 273 durch das gleiche Verfahren (wie z. B. ein Vakuumverdampfungsverfahren) ausgebildet werden können und die gleiche Herstellungseinrichtung verwendet werden kann.
Beispiele für ein n-Typ-Halbleitermaterial, das in der Aktivschicht 273 enthalten ist, umfassen ein organisches Halbleitermaterial mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft, wie z. B. Fulleren (z. B. C₆₀ oder C₇₀) oder ein Fulleren-Derivat. 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 eine π-Elektronen-Konjugation (Resonanz) in einer Ebene ausbreitet, wird meistens wie bei Benzol die Elektronendonatoreigenschaft (Donatoreigenschaft) erhöht.
Jedoch ist bei Fulleren mit einer sphärischen Form die Elektronenakzeptoreigenschaft hoch, obwohl sich π-Elektronen weit ausbreiten. Die hohe Elektronenakzeptoreigenschaft verursacht effizient eine schnelle Ladungstrennung und ist daher für ein Licht empfangendes Element 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.
Beispiele für das n-Typ-Halbleitermaterial umfassen einen Metallkomplex mit einem Chinolin-Gerüst, einen Metallkomplex mit einem Benzochinolin-Gerüst, einen Metallkomplex mit einem Oxazol-Gerüst, einen Metallkomplex mit einem Thiazol-Gerüst, ein Oxadiazol-Derivat, ein Triazol-Derivat, ein Imidazol-Derivat, ein Oxazol-Derivat, ein Thiazol-Derivat, ein Phenanthrolin-Derivat, ein Chinolin-Derivat, ein Benzochinolin-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein-Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat, ein Naphthalin-Derivat, ein Anthracen-Derivat, ein Cumarin-Derivat, ein Rhodamin-Derivat, ein Triazin-Derivat und ein Chinon-Derivat.
Beispiele für das p-Typ-Halbleitermaterial, das in der Aktivschicht 273 enthalten ist, umfassen organische Halbleitermaterialien mit einer Elektronendonatoreigenschaft, wie z. B. Kupfer(II)phthalocyanin (CuPc), Tetraphenyldibenzoperiflanthen (DBP), Zinkphthalocyanin (ZnPc), Zinnphthalocyanin (SnPc) und Chinacridon.
Beispiele für das p-Typ-Halbleitermaterial umfassen ein Carbazol-Derivat, ein Thiophen-Derivat, ein Furan-Derivat und eine Verbindung mit einem aromatischen Amin-Gerüst. Weitere Beispiele für das p-Typ-Halbleitermaterial umfassen 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 und ein Polythiophen-Derivat.
Das HOMO-Niveau des organischen Halbleitermaterials mit einer Elektronendonatoreigenschaft ist vorzugsweise flacher (höher) als das HOMO-Niveau des organischen Halbleitermaterials mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft. Das LUMO-Niveau des organischen Halbleitermaterials mit einer Elektronendonatoreigenschaft ist vorzugsweise flacher (höher) als das LUMO-Niveau des organischen Halbleitermaterials mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft.
Als organisches Halbleitermaterial mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft wird vorzugsweise Fulleren mit einer sphärischen Form verwendet, und als organisches Halbleitermaterial mit einer Elektronendonatoreigenschaft wird vorzugsweise ein organisches Halbleitermaterial mit einer im Wesentlichen planaren Form verwendet. Es gibt eine Tendenz, dass Moleküle mit ähnlichen Formen aggregieren, und die aggregierten Moleküle von ähnlichen Arten können die Ladungsträgertransporteigenschaft erhöhen, da ihre Energieniveaus des Molekülorbitals beieinander nahe sind.
Beispielsweise wird die Aktivschicht 273 vorzugsweise durch Co-Verdampfung von einem n-Typ-Halbleiter und einem p-Typ-Halbleiter ausgebildet. Alternativ kann die Aktivschicht 273 durch Übereinanderanordnung von einem n-Typ-Halbleiter und einem p-Typ-Halbleiter ausgebildet werden.
Für das Licht emittierende Element und das Licht empfangende Element kann entweder eine niedermolekulare Verbindung oder eine hochmolekulare Verbindung verwendet werden, und eine anorganische Verbindung kann auch verwendet werden. Jede der Schichten, die in dem Licht emittierenden Element und dem Licht empfangenden Element beinhaltet 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.
Ein in 22B dargestellter Pixelabschnitt 280B unterscheidet sich von dem Pixelabschnitt 280A dadurch, dass das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element 270R dieselbe Struktur aufweisen.
Das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element 270R teilen die Aktivschicht 273 und die Licht emittierende Schicht 283R miteinander.
Hier hat das Licht empfangende Element 270PD vorzugsweise eine Struktur mit dem Licht emittierenden Element gemeinsam, das Licht mit einer längeren Wellenlänge als zu erfassendes Licht emittiert. Das Licht empfangende Element 270PD mit einer Struktur, bei der blaues Licht erfasst wird, kann beispielsweise eine Struktur aufweisen, die derjenigen des Licht emittierenden Elements 270R und/oder des Licht emittierenden Elements 270G ähnlich ist. Das Licht empfangende Element 270PD mit einer Struktur, bei der grünes Licht erfasst wird, kann beispielsweise eine Struktur aufweisen, die derjenigen des Licht emittierenden Elements 270R ähnlich ist.
Wenn das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element 270R eine gemeinsame Struktur aufweisen, können die Anzahl von Abscheidungsschritten und die Anzahl von Masken kleiner sein als diejenigen für die Struktur, bei der das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element 270R separat ausgebildete Schichten beinhalten. Als Ergebnis können die Anzahl der Herstellungsschritte und die Herstellungskosten des Pixelabschnitts verringert werden.
Wenn das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element 270R eine gemeinsame Struktur aufweisen, kann ein Spielraum für Ausrichtungsfehler schmaler bereitgestellt werden als derjenige für die Struktur, bei der das Licht empfangende Element 270PD und das Licht emittierende Element 270R separat ausgebildete Schichten beinhalten. Dementsprechend kann das Öffnungsverhältnis eines Pixels erhöht werden, so dass die Lichtextraktionseffizienz des Pixelabschnitts erhöht werden kann. Dies kann die Lebensdauer des Licht emittierenden Elements verlängern. Des Weiteren kann der Pixelabschnitt eine hohe Leuchtdichte. Außerdem kann der Pixelabschnitt eine hohe Auflösung aufweisen.
Die Licht emittierende Schicht 283R enthält ein Licht emittierendes Material, das rotes Licht emittiert. Die Aktivschicht 273 enthält eine organische Verbindung, die Licht mit einer kürzeren Wellenlänge als diejenige von rotem Licht (z. B. grünes Licht und/oder blaues Licht) absorbiert. Die Aktivschicht 273 enthält vorzugsweise eine organische Verbindung, die rotes Licht nur schwer absorbiert und Licht mit einer kürzeren Wellenlänge als diejenige von rotem Licht absorbiert. Auf diese Weise kann rotes Licht effizient aus dem Licht emittierenden Element 270R extrahiert werden, und das Licht empfangende Element 270PD kann Licht mit einer kürzeren Wellenlänge als diejenige von rotem Licht mit hoher Genauigkeit erfassen.
Obwohl das Licht emittierende Element 270R und das Licht empfangende Element 270PD in einem Beispiel für den Pixelabschnitt 280B die gleiche Struktur aufweisen, können das Licht emittierende Element 270R und das Licht empfangende Element 270PD optische Anpassungsschichten mit unterschiedlichen Dicken beinhalten.
Ein Pixelabschnitt 280C, der in 23A und 23B dargestellt wird, beinhaltet ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element 270SR, das rotes (R) Licht emittiert und eine Licht empfangende Funktion aufweist, das Licht emittierende Element 270G und das Licht emittierende Element 270B. Für die Strukturen des Licht emittierenden Elements 270G und des Licht emittierenden Elements 270B kann auf die vorstehende Beschreibung des Pixelabschnitts 280A und dergleichen verwiesen werden.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR beinhaltet die Pixelelektrode 271, die Lochinjektionsschicht 281, die Lochtransportschicht 282, eine Aktivschicht 273, die Licht emittierende Schicht 283R, die Elektronentransportschicht 284, die Elektroneninjektionsschicht 285 und die gemeinsame Elektrode 275, die in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind. Das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR weist die gleiche Struktur auf wie das Licht emittierende Element 270R und das Licht empfangende Element 270PD in dem Pixelabschnitt 280B, die beispielhaft beschrieben worden sind.
23A stellt einen Fall dar, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR als Licht emittierendes Element dient. 23A stellt ein Beispiel dar, in dem das Licht emittierende Element 270B blaues Licht emittiert, das Licht emittierende Element 270G grünes Licht emittiert und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR rotes Licht emittiert.
23A zeigt ein Fall, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR als Licht empfangendes Element dient. In dem in 23B dargestellten Beispiel empfängt das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR blaues Licht, das von dem Licht emittierenden Element 270B emittiert wird, und grünes Licht, das von dem Licht emittierenden Element 270G emittiert wird.
Das Licht emittierende Element 270B, das Licht emittierende Element 270G und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR beinhalten jeweils die Pixelelektrode 271 und die gemeinsame Elektrode 275. Bei dieser Ausführungsform wird der Fall beispielhaft beschrieben, in dem die Pixelelektrode 271 als Anode dient und die gemeinsame Elektrode 275 als Kathode dient. Das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR wird unter Anlage einer Sperrvorspannung zwischen der Pixelelektrode 271 und der gemeinsamen Elektrode 275 betrieben, wodurch die Anzeigevorrichtung Licht erfassen, das in das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR einfällt, Ladungen erzeugen und diese als Strom extrahieren kann.
Es sei angemerkt, dass es festgehalten werden kann, dass das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR eine Struktur aufweist, die durch Hinzufügen der Aktivschicht 273 zu dem Licht emittierenden Element erhalten wird. Das heißt, dass das Licht emittierende Element und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 270SR parallel ausgebildet werden können, indem lediglich ein Schritt zum Ausbilden der Aktivschicht 273 zu dem Herstellungsprozess des Licht emittierenden Elements zugesetzt wird. Des Weiteren können das Licht emittierende Element und das Licht empfangende Element über dem gleichen Substrat ausgebildet werden. Daher kann der Pixelabschnitt mit einer Abbildungsfunktion und/oder einer Erkennungsfunktion bereitgestellt werden, ohne dass die Anzahl der Herstellungsschritte in hohem Maße erhöht wird.
Die Anordnungsreihenfolge der Licht emittierenden Schicht 283R und der Aktivschicht 273 ist nicht beschränkt. 23A und 23B stellen jeweils ein Beispiel dar, in dem die Aktivschicht 273 über der Lochtransportschicht 282 bereitgestellt wird und die Licht emittierende Schicht 283R über der Aktivschicht 273 bereitgestellt wird. Die Anordnungsreihenfolge der Licht emittierenden Schicht 283R und der Aktivschicht 273 kann umgekehrt sein.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element kann mindestens eine Schicht der Lochinjektionsschicht 281, der Lochtransportschicht 282, der Elektronentransportschicht 284 und der Elektroneninjektionsschicht 285 auslassen. Des Weiteren kann das Licht emittierende und Licht empfangende Element eine weitere Funktionsschicht, wie z. B. eine Lochblockierschicht oder eine Elektronenblockierschicht, beinhalten.
Bei dem Licht emittierenden Element wird ein leitender Film, der sichtbares Licht durchlässt, als Elektrode verwendet, über die Licht extrahiert wird. Ein leitender Film, der sichtbares Licht reflektiert, wird vorzugsweise als Elektrode verwendet, über die kein Licht extrahiert wird.
Die Funktionen und Materialien der Schichten, die das Licht emittierende und Licht empfangende Element bilden, sind denjenigen der Schichten ähnlich, die die Licht emittierenden Elemente und das Licht empfangende Element bilden, und nicht ausführlich beschrieben.
23C bis 23G stellen Beispiele für mehrschichtige Strukturen von Licht emittierenden und Licht empfangenden Elementen dar.
Das in 23C dargestellte Licht emittierende und Licht empfangende Element beinhaltet eine erste Elektrode 277, die Lochinjektionsschicht 281, die Lochtransportschicht 282, die Licht emittierende Schicht 283R, die Aktivschicht 273, die Elektronentransportschicht 284, die Elektroneninjektionsschicht 285 und eine zweite Elektrode 278.
23C stellt ein Beispiel dar, in dem die Licht emittierende Schicht 283R über der Lochtransportschicht 282 bereitgestellt wird und die Aktivschicht 273 über der Licht emittierenden Schicht 283R angeordnet wird.
Wie in 23A bis 23C dargestellt, können die Aktivschicht 273 und die Licht emittierende Schicht 283R in Kontakt miteinander sein.
Eine Pufferschicht wird vorzugsweise zwischen der Aktivschicht 273 und der Licht emittierenden Schicht 283R bereitgestellt. In diesem Fall weist die Pufferschicht vorzugsweise eine Lochtransporteigenschaft und eine Elektronentransporteigenschaft auf. Beispielsweise wird für die Pufferschicht vorzugsweise eine Substanz mit einer bipolaren Eigenschaft verwendet. Alternativ kann als Pufferschicht mindestens eine Schicht von einer Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer Elektronentransportschicht, einer Elektroneninjektionsschicht, einer Lochblockierschicht, einer Elektronenblockierschicht und dergleichen verwendet werden. 23D stellt ein Beispiel dar, in dem die Lochtransportschicht 282 als Pufferschicht verwendet wird.
Die Pufferschicht, die zwischen der Aktivschicht 273 und der Licht emittierenden Schicht 283R bereitgestellt wird, kann die Übertragung der Anregungsenergie von der Licht emittierenden Schicht 283R auf die Aktivschicht 273 verhindern. Des Weiteren kann die Pufferschicht auch verwendet werden, um die optische Weglänge (Kavitätslänge) einer optischen Mikroresonator- (Mikrokavitäts- bzw. microcavity-) Struktur zu regulieren. Daher kann eine hohe Emissionseffizienz von einem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element erhalten werden, das die Pufferschicht zwischen der Aktivschicht 273 und der Licht emittierenden Schicht 283R beinhaltet.
23E stellt ein Beispiel für eine mehrschichtige Struktur dar, bei der eine Lochtransportschicht 282-1, die Aktivschicht 273, eine Lochtransportschicht 282-2 und die Licht emittierende Schicht 283R in dieser Reihenfolge über der Lochinjektionsschicht 281 übereinander angeordnet sind. Die Lochtransportschicht 282-2 dient als Pufferschicht. Die Lochtransportschicht 282-1 und eine Lochtransportschicht 281-2 können das gleiche Material oder unterschiedliche Materialien enthalten. Anstelle der Lochtransportschicht 281-2 kann eine der vorstehenden Schichten, die als Pufferschicht verwendet werden können, verwendet werden. Die Positionen der Aktivschicht 273 und der Licht emittierenden Schicht 283R können miteinander vertauscht werden.
Das in 23F dargestellte Licht emittierende und Licht empfangende Element unterscheidet sich von dem in 23A dargestellten Licht emittierenden und Licht empfangenden Element dadurch, dass es die Lochtransportschicht 282 nicht beinhaltet. Auf diese Weise kann das Licht emittierende und Licht empfangende Element mindestens eine Schicht der Lochinjektionsschicht 281, der Lochtransportschicht 282, der Elektronentransportschicht 284 und der Elektroneninjektionsschicht 285 auslassen. Des Weiteren kann das Licht emittierende und Licht empfangende Element eine weitere Funktionsschicht, wie z. B. eine Lochblockierschicht oder eine Elektronenblockierschicht, beinhalten.
Das in 23G dargestellte Licht emittierende und Licht empfangende Element unterscheidet sich von dem in 23A dargestellten Licht emittierenden und Licht empfangenden Element dadurch, dass es eine Schicht 289 beinhaltet, die sowohl als Licht emittierende Schicht wie auch als Aktivschicht dient, statt die Aktivschicht 273 und die Licht emittierende Schicht 283R zu beinhalten.
Als Schicht 289, die sowohl als Licht emittierende Schicht wie auch als Aktivschicht dient, kann beispielsweise eine Schicht verwendet werden, die drei Materialien enthält, die ein n-Typ-Halbleiter, der für die Aktivschicht 273 verwendet werden kann, ein p-Typ Halbleiter, der für die Aktivschicht 273 verwendet werden kann, und eine Licht emittierende Substanz sind, die für die Licht emittierende Schicht 283R verwendet werden kann.
Es sei angemerkt, dass sich ein Absorptionsband auf der Seite der niedrigsten Energie in einem Absorptionsspektrum eines gemischten Materials aus dem n-Typ-Halbleiter und dem p-Typ-Halbleiter und ein maximaler Peak in einem Emissionsspektrum (PL-Spektrum) der Licht emittierenden Substanz bevorzugt nicht miteinander überlappen und stärker bevorzugt vollständig voneinander entfernt sind.
<Strukturbeispiel 2>
Eine ausführliche Struktur einer Anzeigevorrichtung, die für den Pixelabschnitt des elektronischen Geräts einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wird nachstehend beschrieben. Hier wird insbesondere die Anzeigevorrichtung beschrieben, die ein Licht empfangendes Element und ein Licht emittierendes Element beinhaltet.
[Strukturbeispiel 2-1]
24A stellt eine Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung 300A dar. Die Anzeigevorrichtung 300A beinhaltet ein Substrat 351, ein Substrat 352, ein Licht empfangendes Element 310 und ein Licht emittierendes Element 390.
Das Licht emittierende Element 390 beinhaltet eine Pixelelektrode 391, eine Pufferschicht 312, eine Licht emittierende Schicht 393, eine Pufferschicht 314 und eine gemeinsame Elektrode 315 in dieser Reihenfolge. Die Pufferschicht 312 kann eine Lochinjektionsschicht und/oder eine Lochtransportschicht beinhalten. Die Licht emittierende Schicht 393 enthält eine organische Verbindung. Die Pufferschicht 314 kann eine Elektroneninjektionsschicht und/oder eine Elektronentransportschicht beinhalten. Das Licht emittierende Element 390 weist eine Funktion zum Emittieren sichtbaren Lichts 321 auf. Es sei angemerkt, dass die Anzeigevorrichtung 300A ferner ein Licht emittierendes Element beinhalten kann, das eine Funktion zum Emittieren von Infrarotlicht aufweist.
Das Licht empfangende Element 310 beinhaltet eine Pixelelektrode 311, eine Pufferschicht 312, eine Aktivschicht 313, eine Pufferschicht 314 und die gemeinsame Elektrode 315 in dieser Reihenfolge. Die Aktivschicht 313 enthält eine organische Verbindung. Das Licht empfangende Element 310 weist eine Funktion zur Erfassung sichtbaren Lichts auf. Es sei angemerkt, dass das Licht empfangende Element 310 ferner eine Funktion zur Erfassung von Infrarotlicht aufweisen kann.
Die Pufferschicht 312, die Pufferschicht 314 und die gemeinsame Elektrode 315 sind Schichten, die dem Licht emittierenden Element 390 und dem Licht empfangenden Element 310 gemeinsam sind und über diese Elemente bereitgestellt sind. Die Pufferschicht 312, die Pufferschicht 314 und die gemeinsame Elektrode 315 umfassen jeweils einen Abschnitt, der sich mit der Aktivschicht 313 und der Pixelelektrode 311 überlappt, einen Abschnitt, der sich mit der Licht emittierenden Schicht 393 und der Pixelelektrode 391 überlappt, und einen Abschnitt, der sich mit keiner von ihnen überlappt.
Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Beschreibung in der Annahme, dass sowohl bei dem Licht emittierenden Element 390 als auch bei dem Licht empfangenden Element 310 die Pixelelektrode als Anode dient und die gemeinsame Elektrode 315 als Kathode dient. Das heißt, dass das Licht empfangende Element 310 unter Anlage einer Sperrvorspannung zwischen der Pixelelektrode 311 und der gemeinsamen Elektrode 315 betrieben wird, wodurch die Anzeigevorrichtung 300A Licht erfassen, das in das Licht empfangende Element 310 einfällt, Ladungen erzeugen und diese als Strom extrahieren kann.
Die Pixelelektrode 311, die Pixelelektrode 391, die Pufferschicht 312, die Aktivschicht 313, die Pufferschicht 314, die Licht emittierende Schicht 393 und die gemeinsame Elektrode 315 können jeweils eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweisen.
Die Pixelelektrode 311 und die Pixelelektrode 391 befinden sich jeweils über einer Isolierschicht 414. Die Pixelelektrode können jeweils unter Verwendung des gleichen Materials in dem gleichen Schritt ausgebildet werden. Ein Endabschnitt der Pixelelektrode 311 und der Pixelelektrode 391 sind mit einer Trennwand 416 bedeckt. Die zwei Pixelelektrode, die nebeneinander liegen, sind durch die Trennwand 416 elektrisch voneinander isoliert (elektrisch getrennt).
Für die Trennwand 416 ist ein organischer Isolierfilm geeignet. Beispiele für ein Material, das für einen organischen Isolierfilm verwendet werden kann, umfassen ein Acrylharz, ein Polyimidharz, ein Epoxidharz, ein Polyamidharz, ein Polyimidamidharz, ein Siloxanharz, ein Harz auf Benzocyclobuten-Basis, ein Phenolharz und Vorläufer dieser Harze. Die Trennwand 416 ist eine Schicht, die sichtbares Licht durchlässt. Anstelle der Trennwand 416 kann eine Trennwand bereitgestellt werden, die sichtbares Licht blockiert.
Die gemeinsame Elektrode 315 ist dem Licht empfangenden Element 310 und dem Licht emittierenden Element 390 gemeinsam.
Das Material, die Dicke und dergleichen des Paars von Elektroden können dem Licht empfangenden Element 310 und dem Licht emittierenden Element 390 gemeinsam sein. Somit können die Herstellungskosten der Anzeigevorrichtung verringert werden und kann der Herstellungsprozess vereinfacht werden.
Die Anzeigevorrichtung 300A beinhaltet das Licht empfangende Element 310, das Licht emittierende Element 390, einen Transistor 331, einen Transistor 332 und dergleichen zwischen einem Paar von Substraten (einem Substrat 351 und einem Substrat 352).
Die Pufferschicht 312, die gemeinsame Schicht 313 und die Pufferschicht 314, die in dem Licht empfangenden Element 310 zwischen der Pixelelektrode 311 und der gemeinsamen Elektrode 315 positioniert sind, können auch als organische Schichten (Schichten enthaltend eine organische Verbindung) bezeichnet werden. Die Pixelelektrode 311 weist vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren sichtbaren Lichts auf. Die gemeinsame Elektrode 315 weist eine Funktion zum Durchlassen sichtbaren Lichts auf. Es sei angemerkt, dass dann, wenn das Licht empfangende Element 310 dazu konfiguriert ist, Infrarotlicht zu erfassen, die gemeinsame Elektrode 315 eine Funktion zum Durchlassen von Infrarotlicht aufweist. Des Weiteren weist die Pixelelektrode 311 vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren von Infrarotlicht auf.
Das Licht empfangende Element 310 weist eine Funktion zur Erfassung von Licht auf. Insbesondere ist das Licht empfangende Element 310 ein photoelektrisches Umwandlungselement, das Licht 322, das von außerhalb der Anzeigevorrichtung 300A einfällt, empfängt und es in ein elektrisches Signal umwandelt. Es kann bei Licht 322 um Licht handeln, das erhalten wird, indem Licht, das von dem Licht emittierenden Element 390 emittiert wird, von einem Gegenstand reflektiert wird. Licht 322 kann auch durch eine Linse, die in der Anzeigevorrichtung 300A bereitgestellt ist, und dergleichen in das Licht empfangende Element 310 einfallen.
Die Pufferschicht 312, die Licht emittierende Schicht 393 und die Pufferschicht 314, die jeweils in dem Licht emittierenden Element 390 zwischen der Pixelelektrode 391 und der gemeinsamen Elektrode 315 positioniert sind, können insgesamt auch als EL-Schicht bezeichnet werden. Es sei angemerkt, dass die EL-Schicht mindestens eine Licht emittierende Schicht 393 umfasst. Die Pixelelektrode 391 weist, wie oben beschrieben, vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren sichtbaren Lichts auf. Die gemeinsame Elektrode 315 weist eine Funktion zum Durchlassen sichtbaren Lichts auf. Es sei angemerkt, dass dann, wenn die Anzeigevorrichtung 300A ein Licht emittierendes Element beinhaltet, das Infrarotlicht emittieret, die gemeinsame Elektrode 315 eine Funktion zum Durchlassen von Infrarotlicht aufweist. Des Weiteren weist die Pixelelektrode 391 vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren von Infrarotlicht auf.
Das Licht emittierende Element in der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform weist vorzugsweise eine optische Mikroresonator- (Mikrokavitäts- bzw. microcavity-) Struktur auf. Das Licht emittierende Element 390 kann eine optische Anpassungsschicht zwischen der Pixelelektrode 391 und der gemeinsamen Elektrode 315 beinhalten. Indem die Mikroresonatorstruktur zum Einsatz kommt, kann Licht einer spezifischen Farbe verstärkt werden und aus jedem der Licht emittierenden Elemente extrahiert werden.
Das Licht emittierende Element 390 weist eine Funktion zum Emittieren sichtbaren Lichts auf. Insbesondere ist das Licht emittierende Element 390 ein Elektrolumineszenz-Element, das Licht (hier das sichtbare Licht 321) in Richtung des Substrats 352 emittiert, indem eine Spannung zwischen der Pixelelektrode 391 und der gemeinsamen Elektrode 315 angelegt wird.
Die Pixelelektrode 311 des Licht empfangenden Elements 310 ist elektrisch mit einer Source oder einem Drain des Transistors 331 über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 414 bereitgestellt wird, verbunden. Die Pixelelektrode 391 des Licht emittierenden Elements 390 ist elektrisch mit einer Source oder einem Drain des Transistors 332 über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 414 bereitgestellt wird, verbunden.
Der Transistor 331 und der Transistor 332 sind über und in Kontakt mit der gleichen Schicht (über dem Substrat 351 in 24A) bereitgestellt.
Mindestens ein Teil einer Schaltung, die elektrisch mit dem Licht empfangenden Element 310 verbunden ist, wird vorzugsweise unter Verwendung des gleichen Materials und des gleichen Herstellungsschritts wie eine Schaltung, die elektrisch mit dem Licht emittierenden Element 390 verbunden ist, ausgebildet. In diesem Fall kann die Dicke der Anzeigevorrichtung kleiner sein als diejenige in dem Fall, in dem die zwei Schaltungen getrennt ausgebildet werden, und der Herstellungsprozess kann vereinfacht werden.
Das Licht empfangende Element 310 und das Licht emittierende Element 390 werden jeweils vorzugsweise mit einer Schutzschicht 395 bedeckt. In 24A ist die Schutzschicht 395 über und in Kontakt mit der gemeinsamen Elektrode 315 bereitgestellt. Indem die Schutzschicht 395 bereitgestellt wird, kann es verhindert werden, dass Verunreinigungen, wie z. B. Wasser, in das Licht empfangende Element 310 und das Licht emittierende Element 390 eindringen, so dass die Zuverlässigkeit des Licht empfangenden Elements 310 und diejenige des Licht emittierenden Elements 390 erhöht werden können. Außerdem werden die Schutzschicht 395 und das Substrat 352 mit der Klebeschicht 342 aneinander angebracht.
Eine lichtundurchlässige Schicht 358 ist an der Oberfläche des Substrats 352, die dem Substrat 351 zugewandt ist, bereitgestellt. Die lichtundurchlässige Schicht 358 weist eine Öffnung in einer Position, die sich mit dem Licht emittierenden Element 390 überlappt, und eine Öffnung in einer Position auf, die sich mit dem Licht empfangenden Element 310 überlappt.
Hier wird Licht, das von dem Licht emittierenden Element 390 emittiert wird, von einem Gegenstand reflektiert, und dieses reflektierte Licht wird von dem Licht empfangenden Element 310 erfasst. Jedoch wird in einigen Fällen Licht, das von dem Licht emittierenden Element 390 emittiert wird, in der Anzeigevorrichtung 300A reflektiert und fällt über keinen Gegenstand in das Licht empfangende Element 310 ein. Die lichtundurchlässige Schicht 358 kann den Einfluss solchen Streulichts (reflektierten Lichts) verringern. Wenn beispielsweise keine lichtundurchlässige Schicht 358 bereitgestellt wird, wird in einigen Fällen Licht 323 von dem Licht emittierenden Element 390 von dem Substrat 352 reflektiert und reflektiertes Licht 324 tritt in das Licht empfangende Element 310 ein. Durch Bereitstellen der lichtundurchlässigen Schicht 358 kann verhindert werden, dass das reflektierte Licht 324 in das Licht empfangende Element 310 eintritt. Dadurch kann das Rauschen verringert werden, und die Empfindlichkeit eines Sensors, bei dem das Licht empfangende Element 310 verwendet wird, kann erhöht werden.
Als lichtundurchlässige Schicht 358 kann ein Material verwendet werden, das von dem Licht emittierenden Element emittiertes Licht blockiert. Die lichtundurchlässige Schicht 358 absorbiert vorzugsweise sichtbares Licht. Als lichtundurchlässige Schicht 358 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 358 kann eine mehrschichtige Struktur aus einem roten Farbfilter, einem grünen Farbfilter und einem blauen Farbfilter aufweisen.
[Strukturbeispiel 2-2]
Eine in 24B dargestellte Anzeigevorrichtung 300B unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 300A hauptsächlich dadurch, dass sie eine Linse 349 beinhaltet.
Die Linse 349 wird an einer Oberfläche des Substrats 352 bereitgestellt, die dem Substrat 351 zugewandt ist. Das Licht 322 von der Außenseite fällt durch die Linse 349 in das Licht empfangende Element 310 ein. Die Linse 349 und das Substrat 352 werden vorzugsweise unter Verwendung eines Materials, das in hohem Maße sichtbares Licht durchlässt, ausgebildet.
Wenn Licht durch die Linse 349 in das Licht empfangende Element 310 einfällt, kann der Bereich von Licht, das in das Licht empfangende Element 310 einfällt, verschmälert werden. Daher kann die Überlappung von Abbildungsbereichen unter einer Vielzahl von Licht empfangenden Elementen 310 verhindert werden, wodurch ein scharfes Bild mit weniger Unschärfe aufgenommen werden kann.
Die Linse 349 kann einfallendes Licht bündeln. Dementsprechend kann die Menge von Licht, das in das Licht empfangende Element 310 einfällt, erhöht werden. Dies kann die photoelektrische Umwandlungseffizienz des Licht empfangenden Elements 310 erhöhen.
[Strukturbeispiel 2-3]
Eine in 24C dargestellte Anzeigevorrichtung 300C unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 300A hauptsächlich durch die Form der Lichtblockierschicht 358.
Die Lichtblockierschicht 358 wird in einer Planansicht derart bereitgestellt, dass sich eine Öffnung, die sich mit dem Licht empfangenden Element 310 überlappt, weiter innen befindet als der Licht empfangende Bereich des Licht empfangenden Elements 310. Je kleiner der Durchmesser der Öffnung ist, die sich mit dem Licht empfangenden Element 310 der Lichtblockierschicht 358 überlappt, desto schmaler wird der Bereich von Licht, das in das Licht empfangende Element 310 einfällt. Daher kann die Überlappung von Abbildungsbereichen unter einer Vielzahl von Licht empfangenden Elementen 310 verhindert werden, wodurch ein scharfes Bild mit weniger Unschärfe aufgenommen werden kann.
Beispielsweise kann die Fläche der Öffnung der Lichtblockierschicht 358 kleiner als oder gleich 80 %, kleiner als oder gleich 70 %, kleiner als oder gleich 60 %, kleiner als oder gleich 50 % oder kleiner als oder gleich 40 % und größer als oder gleich 1 %, größer als oder gleich 5 % oder größer als oder gleich 10 % der Fläche des Licht empfangenden Bereichs des Licht empfangenden Elements 310 sein. Ein scharferes Bild kann aufgenommen werden, wenn die Fläche der Öffnung der Lichtblockierschicht 358 kleiner wird. Im Gegensatz dazu könnte dann, wenn die Fläche der Öffnung zu klein ist, die Menge von Licht, das das Licht empfangende Element 310 erreicht, verringert werden, so dass die Lichtempfindlichkeit verringert wird. Deshalb wird die Fläche der Öffnung vorzugsweise innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs eingestellt. Die vorstehenden Obergrenzen und die vorstehenden Untergrenzen können frei kombiniert werden. Des Weiteren kann der Licht empfangende Bereich des Licht empfangenden Elements 310 auch als Öffnung der Trennwand 416 bezeichnet werden.
Es sei angemerkt, dass in einer Planansicht der Mittelpunkt der Öffnung der Lichtblockierschicht 358, die sich mit dem Licht empfangenden Element 310 überlappt, von dem Mittelpunkt des Licht empfangenden Bereichs des Licht empfangenden Elements 310 verschoben sein kann. Außerdem kann eine Struktur zum Einsatz kommen, bei der sich in einer Planansicht die Öffnung der Lichtblockierschicht 358 mit dem Licht empfangenden Bereich des Licht empfangenden Elements 310 nicht überlappt. Dementsprechend kann nur schräges Licht, das durch die Öffnung der Lichtblockierschicht 358 durchgegangen ist, durch das Licht empfangende Element 310 empfangen werden. Dementsprechend kann der Bereich von Licht, das in das Licht empfangende Element 310 einfällt, effektiver eingeschränkt werden, so dass ein scharfes Bild aufgenommen werden kann.
[Strukturbeispiel 2-4]
Eine in 25A dargestellte Anzeigevorrichtung 300D unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 300A hauptsächlich dadurch, dass die Pufferschicht 312 keine gemeinsame Schicht ist.
Das Licht empfangende Element 310 beinhaltet die Pixelelektrode 311, die Pufferschicht 312, die Aktivschicht 313, die Pufferschicht 314 und die gemeinsame Elektrode 315. Das Licht emittierende Element 390 beinhaltet die Pixelelektrode 391, eine Pufferschicht 392, die Licht emittierende Schicht 393, die Pufferschicht 314 und die gemeinsame Elektrode 315. Die Aktivschicht 313, die Pufferschicht 312, die Licht emittierende Schicht 393 und die Pufferschicht 392 weisen jeweils eine inselförmige Oberseite auf.
Die Pufferschicht 312 und die Pufferschicht 392 können unterschiedliche Materialien oder das gleiche Material enthalten.
Wenn, wie vorstehend beschrieben, die Pufferschichten separat für das Licht emittierende Element 390 und das Licht empfangende Element 310 ausgebildet werden, kann der Grad der Auswahlfreiheit von Materialien der Pufferschichten, die in dem Licht emittierenden Element 390 und dem Licht empfangenden Element 310 enthalten sind, erhöht werden, was zur leichteren Optimierung führt. Außerdem sind die Pufferschicht 314 und die gemeinsame Elektrode 315 gemeinsame Schichten, wodurch im Vergleich zu dem Fall, in dem das Licht emittierende Element 390 und das Licht empfangende Element 310 separat hergestellt werden, der Herstellungsprozess vereinfacht werden kann und die Herstellungskosten verringert werden können.
[Strukturbeispiel 2-5]
Eine in 25B dargestellte Anzeigevorrichtung 300E unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 300A hauptsächlich dadurch, dass die Pufferschicht 314 keine gemeinsame Schicht ist.
Das Licht empfangende Element 310 beinhaltet die Pixelelektrode 311, die Pufferschicht 312, die Aktivschicht 313, die Pufferschicht 314 und die gemeinsame Elektrode 315. Das Licht emittierende Element 390 beinhaltet die Pixelelektrode 391, eine Pufferschicht 312, die Licht emittierende Schicht 393, die Pufferschicht 394 und die gemeinsame Elektrode 315. Die Aktivschicht 313, die Pufferschicht 314, die Licht emittierende Schicht 393 und die Pufferschicht 394 weisen jeweils eine inselförmige Oberseite auf.
Die Pufferschicht 314 und die Pufferschicht 394 können unterschiedliche Materialien oder das gleiche Material enthalten.
Wenn, wie vorstehend beschrieben, die Pufferschichten separat für das Licht emittierende Element 390 und das Licht empfangende Element 310 ausgebildet werden, kann der Grad der Auswahlfreiheit von Materialien der Pufferschichten, die in dem Licht emittierenden Element 390 und dem Licht empfangenden Element 310 enthalten sind, erhöht werden, was zur leichteren Optimierung führt. Außerdem sind die Pufferschicht 312 und die gemeinsame Elektrode 315 gemeinsame Schichten, wodurch im Vergleich zu dem Fall, in dem das Licht emittierende Element 390 und das Licht empfangende Element 310 separat hergestellt werden, der Herstellungsprozess vereinfacht werden kann und die Herstellungskosten verringert werden können.
[Strukturbeispiel 2-6]
Eine in 25C dargestellte Anzeigevorrichtung 300F unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 300A hauptsächlich dadurch, dass die Pufferschicht 312 und die Pufferschicht 314 keine gemeinsame Schicht sind.
Das Licht empfangende Element 310 beinhaltet die Pixelelektrode 311, die Pufferschicht 312, die Aktivschicht 313, die Pufferschicht 314 und die gemeinsame Elektrode 315. Das Licht emittierende Element 390 beinhaltet die Pixelelektrode 391, eine Pufferschicht 392, die Licht emittierende Schicht 393, die Pufferschicht 394 und die gemeinsame Elektrode 315. Die Pufferschicht 312, die Aktivschicht 313, die Pufferschicht 314, die Pufferschicht 392, die Licht emittierende Schicht 393 und die Pufferschicht 394 weisen jeweils eine inselförmige Oberseite auf.
Wenn, wie vorstehend beschrieben, die Pufferschichten separat für das Licht emittierende Element 390 und das Licht empfangende Element 310 ausgebildet werden, kann der Grad der Auswahlfreiheit von Materialien der Pufferschichten, die in dem Licht emittierenden Element 390 und dem Licht empfangenden Element 310 enthalten sind, erhöht werden, was zur leichteren Optimierung führt. Außerdem ist die gemeinsame Elektrode 315 gemeinsame Schichten, wodurch im Vergleich zu dem Fall, in dem das Licht emittierende Element 390 und das Licht empfangende Element 310 separat hergestellt werden, der Herstellungsprozess vereinfacht werden kann und die Herstellungskosten verringert werden können.
<Strukturbeispiel 3>
Eine ausführliche Struktur einer Anzeigevorrichtung, die bei dem Pixelabschnitt des elektronischen Geräts einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann, wird nachstehend beschrieben. Hier wird insbesondere die Anzeigevorrichtung beschrieben, die ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element sowie ein Licht emittierendes Element beinhaltet.
Es sei angemerkt, dass für Abschnitte, die ähnlich sind wie diejenigen, die vorstehend beschrieben worden sind, in der nachstehenden Beschreibung auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird und dass die Beschreibung der Abschnitte in einigen Fällen weggelassen wird.
[Strukturbeispiel 3-1]
26A stellt eine Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung 300G dar. Die Anzeigevorrichtung 300G beinhaltet ein Licht emittierendes und Licht empfangendes Element 390SR, ein Licht emittierendes Element 390G und ein Licht emittierendes Element 390B.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element 390SR weist eine Funktion eines Licht emittierenden Elements, das rotes Licht 321R emittiert, und eine Funktion eines photoelektrischen Umwandlungselements auf, das Licht 322 empfängt. Das Licht emittierende Element 390G kann grünes Licht 321G emittieren. Das Licht emittierende Element 390B kann blaues Licht 321B emittieren.
Das Licht empfangende Element 390SR beinhaltet die Pixelelektrode 311, die Pufferschicht 312, die Aktivschicht 313, eine Licht emittierende Schicht 393R, die Pufferschicht 314 und die gemeinsame Elektrode 315. Das Licht emittierende Element 390G beinhaltet die Pixelelektrode 391G, eine Pufferschicht 312, die Licht emittierende Schicht 393G, die Pufferschicht 314 und die gemeinsame Elektrode 315. Das Licht emittierende Element 390B beinhaltet eine Pixelelektrode 391 B, die Pufferschicht 312, eine Licht emittierende Schicht 393B, die Pufferschicht 314 und die gemeinsame Elektrode 315.
Die Pufferschicht 312, die Pufferschicht 314 und die gemeinsame Elektrode 315 sind Schichten, die dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 390SR, dem Licht emittierenden Element 390G und dem Licht emittierenden Element 390B gemeinsam sind (gemeinsame Schicht) und über diese Elemente bereitgestellt sind. Die Aktivschicht 313, die Licht emittierende Schicht 393R, die Licht emittierende Schicht 393G und die Licht emittierende Schicht 393B weisen jeweils eine inselförmige Oberseite auf. Es sei angemerkt, dass, obwohl in dem in 26 dargestellten Beispiel die Schichtanordnung, die die Aktivschicht 313 und die Licht emittierende Schicht 393R umfasst, die Licht emittierende Schicht 393G und die Licht emittierende Schicht 393B getrennt voneinander bereitgestellt sind, zwei benachbarte von ihnen einen Überlappungsbereich umfassen können.
Es sei angemerkt, dass, wie im Falle der Anzeigevorrichtung 300D, der Anzeigevorrichtung 300E oder der Anzeigevorrichtung 300F, eine Struktur, bei der die Pufferschicht 312 und/oder die Pufferschicht 314 nicht als gemeinsame Schichten verwendet werden, zum Einsatz kommen kann.
Die Pixelelektrode 311 ist elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 331 verbunden. Die Pixelelektrode 391G ist elektrisch mit einer/einem von einer Source und einem Drain eines Transistors 332G verbunden. Die Pixelelektrode 391 B ist elektrisch mit einer/einem von einer Source und einem Drain eines Transistors 332B verbunden.
Mit einer derartigen Struktur kann eine Anzeigevorrichtung mit höherer Auflösung erhalten werden.
[Strukturbeispiel 3-2]
Eine in 26B dargestellte Anzeigevorrichtung 300H unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 300G hauptsächlich durch die Struktur des Licht emittierenden und Licht empfangenden Elements 390SR.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element 390SR beinhaltet eine Licht emittierende und Licht empfangende Schicht 318R anstelle der Aktivschicht 313 und der Licht emittierenden Schicht 393R.
Die Licht emittierende und Licht empfangende Schicht 318R ist eine Schicht, die sowohl eine Funktion einer Licht emittierenden Schicht als auch eine Funktion einer Aktivschicht aufweist. Beispielsweise kann eine Schicht verwendet werden, die die vorstehend beschriebene Licht emittierende Substanz, einen n-Typ-Halbleiter und einen p-Typ-Halbleiter enthält.
Mit einer derartigen Struktur kann der Herstellungsprozess vereinfacht werden, was zur leichteren Kostenreduktion führt.
(Ausführungsform 3)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Anzeigevorrichtung beschrieben, die für den Pixelabschnitt des elektronischen Geräts einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
<Strukturbeispiel der Anzeigevorrichtung>
27A ist ein Blockschema der Anzeigevorrichtung 100. Die Anzeigevorrichtung 100 beinhaltet einen Pixelabschnitt 11, einen Treiberschaltungsbschnitt 12, einen Treiberschaltungsbschnitt 13, einen Treiberschaltungsbschnitt 14, eine Schaltungsabschnitt 15 und dergleichen.
Der Pixelabschnitt 11 beinhaltet eine Vielzahl von Pixeln 30 in einer Matrix angeordnet. Die Pixel 30 beinhalten jeweils ein Subpixel 21R, ein Subpixel 21G, ein Subpixel 21B und ein Abbildungspixel 22. Das Subpixel 21R, das Subpixel 21G und das Subpixel 21 B beinhalten jeweils ein Licht emittierendes Element, das als Anzeigeelement dient. Das Abbildungspixel 22 beinhaltet ein Licht empfangendes Element, das als photoelektrisches Umwandlungselement dient.
Das Pixel 30 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 und die Leitung SLB sind elektrisch mit dem Treiberschaltungsbschnitt 12 verbunden. Die Leitung GL ist elektrisch mit dem Treiberschaltungsbschnitt 13 verbunden. Der Treiberschaltungsbschnitt 12 dient als Sourceleitung-Treiberschaltung (auch als Source-Treiber bezeichnet). Der Treiberschaltungsbschnitt 13 dient als Gateleitung-Treiberschaltung (auch als Gate-Treiber bezeichnet).
Das Pixel 30 umfasst das Subpixel 21R, das Subpixel 21G und das Subpixel 21B. Das Subpixel 21 R ist beispielsweise ein Subpixel, das eine rote Farbe darstellt, das Subpixel 21G ist ein Subpixel, das eine grüne Farbe darstellt, und das Subpixel 21B ist ein Subpixel, das eine blaue Farbe darstellt. Somit kann die Anzeigevorrichtung 100 eine Vollfarbanzeige durchführen. Obwohl hier das Beispiel gezeigt wird, in dem die Pixel 30 jeweils Subpixel von drei Farben umfassen, können Subpixel von vier oder mehr Farben enthalten sein.
Das Subpixel 21R beinhaltet ein Licht emittierendes Element, das rotes Licht emittiert. Das Subpixel 21 G beinhaltet ein Licht emittierendes Element, das grünes Licht emittiert. Das Subpixel 21 B beinhaltet ein Licht emittierendes Element, das blaues Licht emittiert. Es sei angemerkt, dass das Pixel 30 ein Subpixel umfassen kann, das ein Licht emittierendes Element beinhaltet, das Licht einer anderen Farbe emittiert. Beispielsweise kann das Pixel 30, 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 21R, dem Subpixel 21 G und dem Subpixel 21B, die in einer Zeilenrichtung (einer Richtung, in der sich die Leitung GL erstreckt) angeordnet sind, verbunden. Die Leitung SLR, die Leitung SLG und die Leitung SLB sind elektrisch mit den Subpixeln 21R, den Subpixeln 21 G bzw. den Subpixeln 21B (nicht dargestellt), die in einer Spaltenrichtung (einer Erstreckungsrichtung der Leitung SLR und dergleichen) angeordnet sind, verbunden.
Das Abbildungspixel 22, das in dem Pixel 30 enthalten ist, ist elektrisch mit der Leitung TX, der Leitung SE, der Leitung RS und der Leitung WX verbunden. Die Leitung TX, die Leitung SE und die Leitung RS sind elektrisch mit dem Treiberschaltungsabschnitt 14 verbunden, und die Leitung WX ist elektrisch mit dem Schaltungsabschnitt 15 verbunden.
Der Treiberschaltungsabschnitt 14 weist eine Funktion zum Erzeugen eines Signals zum Betreiben des Abbildungspixels 22 und zum Ausgeben des Signals an das Abbildungspixel 22 über die Leitung SE, die Leitung TX und die Leitung RS auf. Der Schaltungsabschnitt 15 weist eine Funktion zum Empfangen eines Signals, das von dem Abbildungspixel 22 über die Leitung WX ausgegeben wird, und zum Ausgeben des Signals als Bilddaten an die Außenseite auf. Der Schaltungsabschnitt 15 dient als Leseschaltung.
<Konfigurationsbeispiel 1 einer Pixelschaltung>
27B stellt ein Beispiel für einen Schaltplan eines Pixels 21 dar, das als vorstehendes Subpixel 21R, Subpixel 21G und Subpixel 21B verwendet werden kann. Das Pixel 21 umfasst einen Transistor M1, einen Transistor M2, einen Transistor M3, einen Kondensator C1 und ein Licht emittierendes Element EL. Die Leitung GL und die Leitung SL sind elektrisch mit dem Pixel 21 verbunden. Die Leitung SL entspricht einer der Leitung SLR, der Leitung SLG und der Leitung SLB, die in 27A dargestellt werden.
Ein Gate des Transistors M1 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 M1 ist elektrisch mit einer Elektrode des Kondensators C1 und einem Gate des Transistors M2 verbunden. Ein Anschluss von Source und Drain des Transistors M2 ist elektrisch mit einer Leitung AL verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M2 ist elektrisch mit einer Elektrode des Licht emittierenden Elements EL, der anderen Elektrode des Kondensators C1 und einem Anschluss von Source und Drain des Transistors M3 verbunden. Ein Gate des Transistors M3 ist elektrisch mit der Leitung GL verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain des Transistors M3 ist elektrisch mit der Leitung RL verbunden. Die andere Elektrode des Licht emittierenden Elements EL ist elektrisch mit der Leitung CL verbunden.
Die Transistoren M1 und M3 dienen als Schalter. Der Transistor M2 dient als Transistor, der einen Strom steuert, der durch das Licht emittierende Element EL fließt.
Hier wird es bevorzugt, dass LTPS-Transistoren als sämtliche der Transistoren M1 bis M3 verwendet werden. Alternativ wird es bevorzugt, dass OS-Transistoren als Transistoren M1 und M3 und ein LTPS-Transistor als Transistor M2 verwendet werden.
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 M3, welche mit dem Kondensator C1 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 M3 verwendet wird, kann eine Leckage der Ladungen, die in dem Kondensator C1 gehalten sind, durch den Transistor M1 oder M3 verhindert werden. Des Weiteren kann, da Ladungen, die in dem Kondensator C1 gehalten werden, lange Zeit gehalten werden können, ein Standbild lange Zeit angezeigt werden, ohne dass Daten in dem Pixel 21 neu geschrieben werden.
Ein Datenpotential D 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. n dem Pixel 21 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.
<Konfigurationsbeispiel 2 einer Pixelschaltung>
27C stellt ein Beispiel für einen Schaltplan des Abbildungspixels 22 dar. Das Abbildungspixel 22 beinhaltet einen Transistor M5, einen Transistor M6, einen Transistor M7, einen Transistor M8, einen Kondensator C2, ein Licht empfangendes Element PD und dergleichen.
A Gate des Transistors M5 ist elektrisch mit der Leitung TX verbunden, eine/einer von einer Source und einem Drain des Transistors M5 ist elektrisch mit einer Anodenelektrode des Licht empfangenden Elements PD verbunden und die/der andere der Source und des Drains des Transistors M5 ist elektrisch mit einer/einem von einer Source und einem Drain des Transistors M6, einer ersten Elektrode des Kondensators C2 und einen Gate des Transistors M7 verbunden. Ein Gate des Transistors M6 ist elektrisch mit der Leitung RS verbunden, und die/der andere der Source und des Drains des Transistors M6 ist elektrisch mit einer Leitung V1 verbunden. Eine/einer von einer Source und einem Drain des Transistors M7 ist elektrisch mit einer Leitung V3 verbunden und die/der andere der Source und des Drains des Transistors M7 ist elektrisch mit einer/einem von einer Source und einem Drain des Transistors M8 verbunden. Ein Gate des Transistors M8 ist elektrisch mit der Leitung SE verbunden, und die/der andere der Source und des Drains des Transistors M8 ist elektrisch mit der Leitung WX verbunden. Eine Kathodenelektrode des Licht empfangenden Elements PD ist elektrisch mit der Leitung CL verbunden. Eine zweite Elektrode des Kondensators C2 ist elektrisch mit einer Leitung V2 verbunden.
Der Transistor M5, der Transistor M6 und der Transistor M8 dienen jeweils als Schalter. Der Transistor M7 dient als Verstärkerelement (Verstärker).
Es wird bevorzugt, dass LTPS-Transistoren als sämtliche der Transistoren M5 bis M8 verwendet werden. Alternativ wird es bevorzugt, dass OS-Transistoren als Transistoren M5 und M6 und ein LTPS-Transistor als Transistor M7 verwendet werden. Dabei kann der Transistor M8 ein OS-Transistor oder ein LTPS-Transistor sein.
Indem OS-Transistoren als Transistoren M5 und M6 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 M7 gehalten wird, durch den Transistor M5 oder M6 abfließt.
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 M5 und M6 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 M7 vorzugsweise ein LTPS-Transistor verwendet, bei dem Niedertemperatur-Polysilizium als Halbleiterschicht verwendet wird. Der LTPS-Transistor kann eine höhere Feldeffektbeweglichkeit aufweisen als der OS-Transistor und weist eine ausgezeichnete Treiberfähigkeit und Stromfähigkeit auf. Daher kann der Transistor M7 mit höherer Geschwindigkeit arbeiten als die Transistoren M5 und M6. Unter Verwendung des LTPS-Transistors als Transistor M7 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 M8 zugeführt werden.
Mit anderen Worten: In dem Abbildungspixel 22 weisen die Transistoren M5 und M6 einen niedrigen Leckstrom auf und der Transistor M7 weist eine hohe Treiberfähigkeit auf, wodurch dann, wenn das Licht empfangende Element PD Licht empfängt, die Ladungen, die durch den Transistor M5 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 M5 bis M7 benötigt werden, werden nicht notwendigerweise für den Transistor M8 benötigt, der als Schalter zum Zuführen der Ausgabe von dem Transistor M7 zu der Leitung WX[j] dient. Aus diesem Grund kann entweder Niedertemperatur-Polysilizium oder ein Oxidhalbleiter für die Halbleiterschicht des Transistors M8 verwendet werden.
Obwohl n-Kanal-Transistoren als Transistoren in 27B und 27C dargestellt werden, können auch p-Kanal-Transistoren verwendet werden. Die Pixelschaltung kann eine CMOS-Schaltung sein, die einen n-Kanal-Transistor und einen p-Kanal-Transistor beinhaltet. Beispielsweise können ein n-Kanal-OS-Transistor und ein p-Kanal-LTPS-Transistor für die Pixelschaltung geeignet verwendet werden.
Die Transistoren, die in dem Pixel 21 und dem Abbildungspixel 22 enthalten sind, werden vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie über demselben Substrat angeordnet sind.
<Konfigurationsbeispiel 3 einer Pixelschaltung>
Eine Schaltungsstruktur, die sich von der vorstehenden unterscheidet, wird beschrieben.
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.
Das in 28A dargestellte Pixel 21 ist ein Beispiel, in dem ein Transistor, der ein Paar von Gates aufweist, als Transistor M1 und Transistor M3 verwendet wird. Sowohl in dem Transistor M1 als auch in dem Transistor M3 ist das Paar von Gates elektrisch miteinander verbunden. Mir einer derartigen Struktur kann die Periode, in der Daten in das Pixel 21 geschrieben werden, verkürzt werden.
Das in 28B dargestellte Pixel 21 ist ein Beispiel, in dem ein Transistor, der ein Paar von Gates aufweist, als Transistor M2 zusätzlich zu dem Transistor M1 und dem Transistor M3 verwendet wird. Ein Paar von Gates des Transistors M2 sind elektrisch miteinander verbunden. Wenn ein derartiger Transistor als Transistor M2 verwendet wird, werden die Sättigungseigenschaften verbessert, wodurch die Emissionsleuchtdichte des Licht emittierenden Elements EL leicht gesteuert werden kann und die Anzeigequalität erhöht werden kann.
Das in 29A dargestellt Abbildungspixel 22 ist ein Beispiel, in dem ein Transistor, der ein Paar von Gates, die miteinander verbunden sind, aufweist, sowohl als Transistor M5 wie auch als Transistor M6 verwendet wird. Indem eine derartige Struktur zum Einsatz kommt, kann die Zeit verkürzt werden, die für den Rücksetzvorgang und den Übertragungsvorgang benötigt wird.
Das in 29B dargestellte Abbildungspixel 22 ist ein Beispiel, in dem bei der in 29A dargestellten Struktur ein Transistor, der ein Paar von Gates aufweist, die miteinander verbunden sind, als Transistor M8 verwendet wird. Indem eine derartige Struktur zum Einsatz kommt, kann die Zeit, die zum Lesen benötigt wird, verkürzt werden.
Das in 29C dargestellte Abbildungspixel 22 ist ein Beispiel, in dem ein Transistor, der ein Paar von Gates, die miteinander verbunden sind, aufweist, als Transistor M7 in der in 29B dargestellten Struktur verwendet wird. Indem eine derartige Struktur zum Einsatz kommt, kann die Zeit, die zum Lesen benötigt wird, weiter verkürzt werden.
(Ausführungsform 4)
Bei dieser Ausführungsform wird eine ausführlichere Struktur der Anzeigevorrichtung, die für den Pixelabschnitt des elektronischen Geräts einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, anhand von 30 bis 33 beschrieben.
<Display Vorrichtung 100A>
30 ist eine perspektivische Ansicht einer Anzeigevorrichtung 100A und 31 ist eine Querschnittsansicht der Anzeigevorrichtung 100A.
Bei der Anzeigevorrichtung 100A werden das Substrat 152 und das Substrat 151 aneinander angebracht. In 30 ist das Substrat 152 durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
Die Anzeigevorrichtung 100A beinhaltet einen Pixelabschnitt Pixelabschnitt 162, eine Schaltung 164, eine Leitung 165 und dergleichen. 30 stellt ein Beispiel dar, in dem die Anzeigevorrichtung 100A mit einer integrierten Schaltung (IC) 173 und einer FPC 172 bereitgestellt ist. Daher kann die in 30 dargestellte Struktur als Anzeigemodul angesehen werden, das die Anzeigevorrichtung 100A, die IC und die FPC beinhaltet.
Als Schaltung 164 kann beispielsweise eine Abtastleitungstreiberschaltung verwendet werden.
Die Leitung 165 weist eine Funktion zum Zuführen eines Signals und eines Stroms zu dem Pixelabschnitt 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.
30 stellt ein Beispiel dar, in dem die IC 173 durch ein Chip-on-Glass- (COG-) Verfahren, ein Chip-on-Film- (COF-) Verfahren oder dergleichen über dem Substrat 151 bereitgestellt wird. Als IC 173 kann beispielsweise eine IC, die eine Abtastleitungstreiberschaltung, eine Signalleitungstreiberschaltung oder dergleichen umfasst, verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die Anzeigevorrichtung 100A bzw. das Anzeigemodul nicht notwendigerweise mit einer IC bereitgestellt sein muss. Die IC kann auch durch ein COF-Verfahren oder dergleichen auf der FPC montiert werden.
31 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 Pixelabschnitt 162 umfassenden Bereichs und eines Teils eines einen Endabschnitt umfassenden Bereichs der in 30 dargestellten Anzeigevorrichtung 100A dar.
Die in 31 dargestellte Anzeigevorrichtung 100A beinhaltet zwischen dem Substrat 151 und dem Substrat 152 einen Transistor 201, einen Transistor 205, einen Transistor 206, einen Transistor 207, das Licht emittierende Element 190B, das Licht emittierende Element 190G, das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR und dergleichen das Licht emittierende Elementdas Licht emittierende Elementdas Licht emittierende und Licht empfangende ElementSR und dergleichen.
Das Substrat 152 und die Isolierschicht 214 werden mit der Klebeschicht 142 aneinander angebracht. Das Licht emittierende Element 190B, das Licht emittierende Element 190G und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR können mit einer soliden Abdichtungsstruktur, einer hohlen Abdichtungsstruktur oder dergleichen abgedichtet werden. In 31 wird ein 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 sein, dass sie sich mit dem Licht emittierenden Element 190B, dem Licht emittierenden Element 190G und dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 190SR 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 190B weist eine mehrschichtige Struktur auf, bei der von der Seite der Isolierschicht 214 aus die Pixelelektrode 191, die gemeinsame Schicht 112, die Licht emittierende Schicht 193B, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reichenfolge übereinander angeordnet sind. Die Pixelelektrode 191 ist über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 214 bereitgestellt wird, mit einer leitenden Schicht 222b verbunden, die in dem Transistor 207 enthalten ist. Der Transistor 207 weist eine Funktion zum Steuern der Ansteuerung dem Licht emittierenden Element 190B auf. Ein Endabschnitt der Pixelelektrode 191 ist mit der Trennwand 216 bedeckt. Die Pixelelektrode 191 enthält ein Material, das sichtbares Licht reflektiert, und die gemeinsame Elektrode 115 enthält ein Material, das sichtbares Licht durchlässt.
Das Licht emittierende Element 190G weist eine mehrschichtige Struktur auf, bei der von der Seite der Isolierschicht 214 aus die Pixelelektrode 191, die gemeinsame Schicht 112, die Licht emittierende Schicht 193G, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reichenfolge übereinander angeordnet sind. Die Pixelelektrode 191 ist über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 214 bereitgestellt wird, mit der leitenden Schicht 222b verbunden, die in dem Transistor 206 enthalten ist. Der Transistor 206 weist eine Funktion zum Steuern der Ansteuerung dem Licht emittierenden Element 190G auf.
Das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR weist eine mehrschichtige Struktur auf, bei der von der Seite der Isolierschicht 214 aus die Pixelelektrode 191, die gemeinsame Schicht 112, die Aktivschicht 183, die Licht emittierende Schicht 193R, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 in dieser Reichenfolge übereinander angeordnet sind. Die Pixelelektrode 191 ist über eine Öffnung, die in der Isolierschicht 214 bereitgestellt wird, mit der leitenden Schicht 222b verbunden, die in dem Transistor 205 enthalten ist. Der Transistor 205 weist eine Funktion zum Steuern der Ansteuerung dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 190SR auf.
Licht wird von dem Licht emittierenden Element 190B, dem Licht emittierenden Element 190G und dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 190SR in Richtung des Substrats 152 emittiert. In das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR fällt Licht über das Substrat 152 und den Raum 143 ein. Für das Substrat 152 wird vorzugsweise ein Material verwendet, das eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufweist.
Die jeweiligen Pixelelektroden 191 können unter Verwendung des gleichen Materials in dem gleichen Schritt ausgebildet werden. Die gemeinsame Schicht 112, die gemeinsame Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 sind dem Licht emittierenden Element 190B, dem Licht emittierenden Element 190G und dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 190SR gemeinsam. Das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR weist die Struktur auf, die durch Hinzufügen der Aktivschicht 183 zu der Struktur der rotes Licht emittierenden Vorrichtung erhalten wird. Das Licht emittierende Element 190B, das Licht emittierende Element 190G und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR können die gleiche Struktur aufweisen, mit der Ausnahme der Aktivschicht 183 und der Licht emittierenden Schichten 193 für die jeweiligen Farben. Daher kann der Pixelabschnitt 162 in der Anzeigevorrichtung 100A eine Lichtempfangsfunktion aufweisen, ohne dass die Anzahl der Herstellungsschritte in hohem Maße erhöht wird.
Die lichtundurchlässige Schicht BM wird auf einer dem Substrat 151 zugewandten Oberfläche des Substrats 152 bereitgestellt. Die lichtundurchlässige Schicht BM weist eine Öffnung in einer Position, die sich mit der Licht empfangenden Vorrichtung 190B überlappt, eine Öffnung in einer Position, die sich mit der Licht empfangenden Vorrichtung 190G überlappt, und eine Öffnung in einer Position auf, die sich mit dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 190SR überlappt. Wenn die lichtundurchlässige Schicht BM bereitgestellt wird, kann außerdem ein Bereich, in dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR Licht erfasst, gesteuert werden. Mit der lichtundurchlässigen Schicht BM kann verhindert werden, dass Licht von dem Licht emittierenden Element 190 über kein Objekt in das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR direkt einfällt. Daher kann ein Sensor mit geringem Rauschen und hoher Empfindlichkeit erzielt werden.
Der Transistor 201, der Transistor 205, der Transistor 206 und der Transistor 207 werden alle über dem Substrat 151 ausgebildet. Diese Transistoren können unter Verwendung des gleichen Materials in dem gleichen Schritt ausgebildet werden.
Über dem Substrat 151 werden eine Isolierschicht 211, eine Isolierschicht 213, eine Isolierschicht 215 und die Isolierschicht 214 in dieser Reihenfolge bereitgestellt. Ein Teil der Isolierschicht 211 dient als Gate-Isolierschicht jedes Transistors. Ein Teil der Isolierschicht 213 dient als Gate-Isolierschicht jedes Transistors. Die Isolierschicht 215 wird bereitgestellt, um die Transistoren zu bedecken. Die Isolierschicht 214 wird bereitgestellt, um die Transistoren zu bedecken und als Planarisierungsschicht zu dienen. Es sei angemerkt, dass die Anzahl der Gate-Isolierschichten und die Anzahl der Isolierschichten, die die Transistoren bedecken, nicht beschränkt ist und eins, zwei oder mehr sein kann.
Ein Material, durch das Verunreinigungen, wie z. B. Wasser und Wasserstoff, nicht leicht diffundieren, wird vorzugsweise für mindestens eine der Isolierschichten verwendet, die die Transistoren bedecken. Daher kann eine derartige Isolierschicht als Sperrschicht dienen. Eine derartige Struktur kann die Diffusion der Verunreinigungen von außen in die Transistoren effektiv unterdrücken; somit kann die Zuverlässigkeit der Anzeigevorrichtung erhöht werden.
Die Isolierschicht 211, die Isolierschicht 213 und die Isolierschicht 215 sind jeweils vorzugsweise ein anorganischer Isolierfilm. Als anorganischer Isolierfilm kann ein anorganischer Isolierfilm, wie z. B. ein Siliziumnitridfilm, ein Siliziumoxynitridfilm, ein Siliziumoxidfilm, ein Siliziumnitridoxidfilm, ein Aluminiumoxidfilm oder ein Aluminiumnitridfilm verwendet werden. Alternativ kann ein Hafniumoxidfilm, ein Hafniumoxynitridfilm, ein Hafniumnitridoxidfilm, ein Yttriumoxidfilm, ein Zirconiumoxidfilm, ein Galliumoxidfilm, ein Tantaloxidfilm, ein Magnesiumoxidfilm, ein Lanthanoxidfilm, ein Ceroxidfilm, ein Neodymoxidfilm oder dergleichen, verwendet werden. Eine Schichtanordnung, die zwei oder mehr der vorstehenden Isolierfilme aufweist, kann auch verwendet werden. Es sei angemerkt, dass ein Basisfilm zwischen dem Substrat 151 und den Transistoren bereitgestellt werden kann. Als Basisfilm kann auch einer der vorstehend beschriebenen anorganischen Isolierfilme verwendet werden.
Ein organischer Isolierfilm weist eine niedrigere Sperreigenschaft auf als ein anorganischer Isolierfilm. Daher weist ein organischer Isolierfilm vorzugsweise eine Öffnung in der Nähe eines Endabschnitts der Anzeigevorrichtung 100A auf. Daher kann verhindert werden, dass Verunreinigungen von dem Endabschnitt der Anzeigevorrichtung 100A über den organischen Isolierfilm eindringen. Alternativ kann der organische Isolierfilm derart ausgebildet werden, dass sein Endabschnitt weiter innen als der Endabschnitt der Anzeigevorrichtung 100A liegt und daher der organische Isolierfilm nicht von dem Endabschnitt der Anzeigevorrichtung 100A 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 einem Bereich 228, der in 31 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 Pixelabschnitt 162 eindringen. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit der Anzeigevorrichtung 100A erhöht werden.
Der Transistor 201, der Transistor 205, der Transistor 206 und der Transistor 207 beinhalten jeweils eine leitende Schicht 221, die als Gate dient, die Isolierschicht 211, die als Gate-Isolierschicht dient, eine leitende Schicht 222a und die leitende Schicht 222b, die als Source und Drain dienen, eine Halbleiterschicht 231, die Isolierschicht 213, die als Gate-Isolierschicht dient, und eine leitende Schicht 223, die als Gate dient. Hier wird eine Vielzahl von Schichten, die durch Verarbeiten des gleichen leitenden Films erhalten werden, durch das gleiche Schraffurmuster dargestellt. Die Isolierschicht 211 ist zwischen der leitenden Schicht 221 und der Halbleiterschicht 231 positioniert. Die Isolierschicht 213 ist zwischen der leitenden Schicht 223 und der Halbleiterschicht 231 positioniert.
Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Struktur der Transistoren, die in der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform enthalten sind. Beispielsweise kann ein Planartransistor, ein Staggered-Transistor oder ein Inverted-Staggered-Transistor verwendet werden. Es kann auch ein Top-Gate-Transistor oder ein Bottom-Gate-Transistor verwendet werden. Alternativ können Gates über und unter einer Halbleiterschicht, in der ein Kanal gebildet wird, bereitgestellt werden.
Die Struktur, bei der die Halbleiterschicht, in der ein Kanal gebildet wird, zwischen zwei Gates bereitgestellt wird, wird für den Transistor 201, den Transistor 205, den Transistor 206 und den Transistor 207 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 oder ein Halbleiter mit Kristallinität (ein mikrokristalliner Halbleiter, ein polykristalliner Halbleiter, ein einkristalliner Halbleiter oder ein Halbleiter, der teilweise Kristallbereiche umfasst) kann verwendet werden. Vorzugsweise wird 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.
Beispielsweise enthält die Halbleiterschicht vorzugsweise Indium, M (M ist eine oder mehrere Arten, die aus Gallium, Aluminium, Silizium, Bor, Yttrium, Zinn, Kupfer, Vanadium, Beryllium, Titan, Eisen, Nickel, Germanium, Zirconium, Molybdän, Lanthan, Cer, Neodym, Hafnium, Tantal, Wolfram und Magnesium ausgewählt werden) und Zink. Insbesondere ist M vorzugsweise eine oder mehrere Arten, die aus Aluminium, Gallium, Yttrium und Zinn ausgewählt werden.
Für die Halbleiterschicht wird besonders vorzugsweise ein Oxid, das Indium (In), Gallium (Ga) und Zink (Zn) enthält (auch als IGZO bezeichnet), verwendet. Alternativ wird besonders vorzugsweise ein Oxid, das Indium, Gallium, Zink und Zinn enthält, verwendet. Alternativ wird vorzugsweise ein Oxid, das Indium und Zink enthält, verwendet.
Wenn die Halbleiterschicht ein In-M-Zn-Oxid ist, ist vorzugsweise der Atomanteil von In größer als oder gleich dem Atomanteil von M in dem In-M-Zn-Oxid. Beispiele für das Atomverhältnis der Metallelemente in einem derartigen In-M-Zn-Oxid sind wie folgt: In:M:Zn = 1:1:1 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 1:1:1,2 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn =2:1:3 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 3:1:2 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 4:2:3 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 4:2:4,1 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 5:1:3 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 5:1:6 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 5:1:7 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 5:1:8 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 10:1:3 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon, In:M:Zn = 6:1:6 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon und In:M:Zn = 5:2:5 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon. Es sei angemerkt, dass „die Zusammensetzung in der Nähe davon“ ± 30 % von erwünschtem Atomverhältnis bezeichnet.
Wenn es vorausgesetzt wird, dass in dem Fall, in dem das Atomverhältnis als In:Ga:Zn = 4:2:3 bezeichnet wird oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon ist und der Atomanteil von In 4 ist, ist beispielsweise der Fall enthalten, in dem der Atomanteil von Ga größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 3 ist und der Atomanteil von Zn größer als oder gleich 2 und kleiner als oder gleich 4 ist. Wenn es vorausgesetzt wird, dass in dem Fall, in dem das Atomverhältnis als In:Ga:Zn = 5:1:6 bezeichnet wird oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon ist und der Atomanteil von In 5 ist, ist der Fall enthalten, in dem der Atomanteil von Ga größer als 0,1 und kleiner als oder gleich 2 ist und der Atomanteil von Zn größer als oder gleich 5 und kleiner als oder gleich 7 ist. Wenn es vorausgesetzt wird, dass in dem Fall, in dem das Atomverhältnis als In:Ga:Zn = 1:1:1 bezeichnet wird oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon ist und der Atomanteil von In 1 ist, ist der Fall enthalten, in dem der Atomanteil von Ga größer als 0,1 und kleiner als oder gleich 2 ist und der Atomanteil von Zn größer als 0,1 und kleiner als oder gleich 2 ist.
Bei dem Transistor 201, dem Transistor 205, dem Transistor 206 und dem Transistor 207 kann unterschiedliche Halbleitermaterialien für die Halbleiterschichten, in dem Kanäle ausgebildet werden, verwendet werden. Beispielsweise kann ein Transistor, der Silizium enthält (einen Si-Transistor), als Transistor 201 verwendet werden, und ein Transistor, der ein Metalloxid enthält (einen OS-Transistor), kann als Transistor 205, Transistor 206 und Transistor 207 verwendet werden. Als Si-Transistor kann beispielsweise ein LTPS-Transistor verwendet werden.
Der Transistor, der in der Schaltung 164 enthalten ist, und der Transistor, der in dem Pixelabschnitt 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 Pixelabschnitt 162 enthalten sind, die gleiche Struktur oder zwei oder mehr Arten von Strukturen aufweisen.
Ein Verbindungsabschnitt 204 wird in einem Bereich des Substrats 151 bereitgestellt, in dem es sich mit dem Substrat 152 nicht überlappt. In 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 der Anzeigevorrichtung erhöht werden.
Als Klebeschicht können verschiedene härtende Klebstoffe verwendet werden, wie beispielsweise ein lichthärtender Klebstoff, wie z. B. ein UV-härtender Klebstoff, ein reaktiv härtender Klebstoff, ein wärmehärtender Klebstoff, ein anaerober Klebstoff und dergleichen. Beispiele für diese Klebstoffe umfassen ein Epoxidharz, ein Acrylharz, ein Silikonharz, ein Phenolharz, ein Polyimidharz, ein Imidharz, ein Polyvinylchlorid- (PVC-) Harz, ein Polyvinylbutyral- (PVB-) Harz und ein Ethylenvinylacetat- (EVA-) Harz. Insbesondere wird ein Material mit niedriger Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, wie z. B. ein Epoxidharz, bevorzugt. Ein Zwei-Komponenten-Harz kann auch verwendet werden. Eine Klebefolie oder dergleichen kann auch verwendet werden.
Als Verbindungsschicht kann ein anisotroper leitender Film (Anisotropic Conductive Film, ACF), eine anisotrope leitende Paste (Anisotropic Conductive Paste, ACP) oder dergleichen verwendet werden.
Als Materialien, die für ein Gate, eine Source und einen Drain eines Transistors sowie für leitende Schichten, wie z. B. verschiedene Leitungen und Elektroden in der Anzeigevorrichtung, verwendet werden können, können ein Metall, wie z. B. Aluminium, Titan, Chrom, Nickel, Kupfer, Yttrium, Zirconium, Molybdän, Silber, Tantal oder Wolfram, eine Legierung, die ein beliebiges dieser Metalle als ihre Hauptkomponente enthält, und dergleichen angegeben werden. Es kann eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur verwendet werden, welche einen Film beinhaltet, der ein beliebiges dieser Materialien enthält.
Als lichtdurchlässiges leitendes Material kann ein leitendes Oxid, wie z. B. Indiumoxid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Zinkoxid oder 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. Leitungen und Elektroden, welche in der Anzeigevorrichtung enthalten sind, und für leitende Schichten (z. B. eine leitende Schicht, die als Pixelelektrode oder gemeinsame Elektrode dient), die in dem Licht emittierenden Element und dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element enthalten sind, verwendet werden.
Beispiele für isolierende Materialien, die für die Isolierschichten verwendet werden können, umfassen ein Harz, wie z. B. ein Acrylharz und ein Epoxidharz, und ein anorganisches isolierendes Material, wie z. B. Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid, Siliziumnitridoxid, Siliziumnitrid und Aluminiumoxid.
<Anzeigevorrichtung 100B>
32 ist eine Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung 100B.
Die Anzeigevorrichtung 100B unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 100A hauptsächlich dadurch, dass sie die Schutzschicht 195 beinhaltet. Die Komponenten, die denjenigen der Anzeigevorrichtung 100A ähnlich sind, werden nicht im Detail beschrieben.
Das Licht emittierende Element 190B, das Licht emittierende Element 190G und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR werden jeweils vorzugsweise mit der Schutzschicht 195 bedeckt. Daher kann verhindert werden, dass Verunreinigungen, wie z. B. Wasser, in das Licht emittierende Element 190B, das Licht emittierende Element 190G und das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR eindringen, so dass die Zuverlässigkeit dem Licht emittierenden Element 190B, diejenige dem Licht emittierenden Element 190G und diejenige dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 190SR erhöht werden können.
In dem Bereich 228 in der Nähe des Endabschnitts der Anzeigevorrichtung 100B 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 Pixelabschnitt 162 eindringen. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit der Anzeigevorrichtung 100B erhöht werden.
Die Schutzschicht 195 kann eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweisen; beispielsweise kann die Schutzschicht 195 eine dreischichtige Struktur aus einer anorganischen Isolierschicht über der gemeinsamen Elektrode 115, einer organischen Isolierschicht über der anorganischen Isolierschicht und einer anorganischen Isolierschicht über der organischen Isolierschicht aufweisen. Dabei wird es bevorzugt, dass sich ein Endabschnitt des anorganischen Isolierfilms zur Außenseite eines Endabschnitts des organischen Isolierfilms erstreckt.
Ferner kann eine Linse in einem Bereich, der sich mit dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 190SR überlappt, bereitgestellt werden. Daher können die Empfindlichkeit und die Genauigkeit eines Sensors, bei dem das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR verwendet wird, erhöht werden.
Die Linse weist vorzugsweise einen Brechungsindex von höher als oder gleich 1,3 und niedriger als oder gleich 2,5 auf. Die Linse kann unter Verwendung eines anorganischen Materials und/oder eines organischen Materials ausgebildet werden. Beispielsweise kann ein Material, das ein Harz enthält, für die Linse verwendet werden. Alternativ kann ein Material, das ein Oxid und/oder ein Sulfid enthält, für die Linse verwendet werden.
Für die Linse 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 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 verwendet werden. Alternativ kann Zinksulfid oder dergleichen für die Linse verwendet werden.
Bei der Anzeigevorrichtung 100B werden die Schutzschicht 195 und das Substrat 152 mit der Klebeschicht 142 aneinander angebracht. Die Klebeschicht 142 überlappt sich mit dem Licht emittierenden Element 190B, dem Licht emittierenden Element 190G und dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 190SR; die Anzeigevorrichtung 100B weist eine solide Abdichtungsstruktur auf.
<Anzeigevorrichtung 100C>
33A ist eine Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung 100C.
Die Anzeigevorrichtung 100C unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 100B bezüglich der Transistorstrukturen.
Die Anzeigevorrichtung 100C 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 231n 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 dem Licht emittierenden Element 190G ist über die leitende Schicht 222b elektrisch mit einem des Paars von niederohmigen Bereichen 231n des Transistors 208 verbunden.
Die Pixelelektrode 191 dem Licht emittierenden und Licht empfangenden Element 190SR ist über die leitende Schicht 222b elektrisch mit dem anderen des Paars von niederohmigen Bereichen 231n des Transistors 209 verbunden.
33A stellt ein Beispiel dar, in dem die Isolierschicht 225 eine Oberseite und eine Seitenfläche der Halbleiterschicht bedeckt. Im Gegensatz dazu überlappt sich in einem Transistor 202, der in 33B dargestellt wird, die Isolierschicht 225 mit dem Kanalbildungsbereich 231i der Halbleiterschicht 231, nicht mit den niederohmigen Bereichen 231n. Beispielsweise kann eine Struktur, die in 33B dargestellt wird, hergestellt werden, indem die Isolierschicht 225 unter Verwendung der leitenden Schicht 223 als Maske verarbeitet wird. In 33B wird die Isolierschicht 215 bereitgestellt, um die Isolierschicht 225 und die leitende Schicht 223 zu bedecken, und die leitende Schicht 222a und die leitende Schicht 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.
Die Anzeigevorrichtung 100C unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 100B dadurch, dass das Substrat 153, das Substrat 154, die Klebeschicht 155 und die Isolierschicht 212 statt des Substrats 151 und des Substrats 152 bereitgestellt werden.
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.
Die Anzeigevorrichtung 100C wird hergestellt, indem die Isolierschicht 212, der Transistor 208, der Transistor 209, der Transistor 210, das Licht emittierende und Licht empfangende Element 190SR, das Licht emittierende Element 190G und dergleichen, welche 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 der Anzeigevorrichtung 100C 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.
<Anzeigevorrichtung 100D>
34A ist eine Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung 100D.
Die Anzeigevorrichtung 100D unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 100C bezüglich der Struktur des Transistors 210.
Die Anzeigevorrichtung 100D beinhaltet den Transistor 208, den Transistor 209 und einen Transistor 210A. Eine vergrößerte Ansicht des Transistors 210A wird in 34B dargestellt.
Eine Halbleiterschicht des Transistors 210A wird auf einer Ebene ausgebildet, die sich von der Ebene unterscheidet, auf der die Halbleiterschichten des Transistors 208 und des Transistors 209 ausgebildet sind. Beispielsweise kann ein LTPS-Transistor als Transistor 210A verwendet werden, und OS-Transistoren können als Transistor 208 und Transistor 209 verwendet werden.
Der Transistor 210A beinhaltet eine leitende Schicht 251, die als Bottom-Gate dient, eine Isolierschicht 217, die als erste Gate-Isolierschicht dient, eine Halbleiterschicht, die einen Kanalbildungsbereich 252i und ein Paar von niederohmigen Bereichen 252n umfasst, eine leitende Schicht 254a und eine leitende Schicht 254b, die mit einem des Paars von niederohmigen Bereichen 252n verbunden sind, die leitende Schicht 254b, die mit dem anderen des Paars von niederohmigen Bereichen 252n verbunden ist, eine Isolierschicht 219, die als zweite Gate-Isolierschicht dient, eine leitende Schicht 253, die als Top-Gate dient, und die Isolierschicht 211, die die leitende Schicht 253 bedeckt.
Der anorganische Isolierfilm, der als Isolierschicht 211 und Isolierschicht 225 verwendet werden kann, kann als Isolierschicht 217 und Isolierschicht 219 verwendet werden.
Die leitende Schicht 254a und die leitende Schicht 254b sind individuell über Öffnungen in der Isolierschicht 219 und der Isolierschicht 211 elektrisch mit den niederohmigen Bereichen 252n verbunden. Eine der leitenden Schichten 254a und 254b dient als Source und die andere dient als Drain.
Über dem Transistor 210A sind die Isolierschicht 225 und die Isolierschicht 215, die als Schutzschichten dienen, bereitgestellt. Eine leitende Schicht 255a und eine leitende Schicht 255b sind über Öffnungen, die in der Isolierschicht 225 und der Isolierschicht 215 bereitgestellt sind, elektrisch mit der leitenden Schicht 254a bzw. der leitenden Schicht 254b verbunden.
Obwohl 34A die Struktur darstellt, bei der die leitende Schicht 255a über die leitende Schicht 254a elektrisch mit einem des Paars von niederohmigen Bereichen 252n verbunden ist und die leitende Schicht 255b über die leitende Schicht 254b elektrisch mit dem anderen des Paars von niederohmigen Bereichen 252n verbunden ist, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt. Es kann auch eine Struktur ohne die leitende Schicht 254a und die leitende Schicht 254b, bei der die leitende Schicht 255a in Kontakt mit einem des Paars von niederohmigen Bereichen 252n ist und die leitende Schicht 255b in Kontakt mit dem anderen des Paars von niederohmigen Bereichen 252n ist, zum Einsatz kommen.
Bei der in 34A dargestellten Struktur wird die leitende Schicht 253 auf der Ebene bereitgestellt, die der Ebene gleich ist, auf der das Bottom-Gate des Transistors 208 und das Bottom-Gate des Transistors 209 bereitgestellt sind. Die leitende Schicht 253 kann unter Verwendung des gleichen Materials ausgebildet werden wie das Bottom-Gate des Transistors 208 und das Bottom-Gate des Transistors 209. Des Weiteren wird die leitende Schicht 253 vorzugsweise durch Verarbeitung des gleichen leitenden Films ausgebildet wie das Bottom-Gate des Transistors 208 und das Bottom-Gate des Transistors 209. Indem die Ausbildung durch Verarbeitung des gleichen leitenden Films durchgeführt wird, kann der Prozess vereinfacht werden.
Bei der in 34A dargestellten Struktur sind die leitende Schicht 255a und die leitende Schicht 255b auf der Ebene bereitgestellt, die der Ebene gleich ist, auf der die Source und der Drain des Transistors 208 sowie die Source und der Drain des Transistors 209 bereitgestellt sind. Die leitende Schicht 255a und die leitende Schicht 255b kann unter Verwendung des gleichen Materials ausgebildet werden wie die Source und der Drain des Transistors 208 und die Source und der Drain des Transistors 209. Des Weiteren werden die leitende Schicht 255a und die leitende Schicht 255b vorzugsweise durch Verarbeitung des gleichen leitenden Films ausgebildet wie die Source und der Drain des Transistors 208 und die Source und der Drain des Transistors 209. Indem die Ausbildung durch Verarbeitung des gleichen leitenden Films durchgeführt wird, kann der Prozess vereinfacht werden.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, beinhaltet bei der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform ein Subpixel, das eine beliebige Farbe darstellt, anstelle des Licht emittierenden Elements das Licht emittierende und Licht empfangende Element. Das Licht emittierende und Licht empfangende Element dient sowohl als Licht emittierendes Element wie auch als Licht empfangendes Element, wodurch das Pixel eine Lichtempfangsfunktion aufweisen kann, ohne dass die Anzahl von Subpixeln in dem Pixel erhöht wird. Des Weiteren kann das Pixel eine Lichtempfangsfunktion aufweisen, ohne dass die Auflösung der Anzeigevorrichtung und das Öffnungsverhältnis jedes Subpixels verringert werden.
Mindestens ein Teil dieser Ausführungsform kann gegebenenfalls in Kombination mit einer der anderen Ausführungsformen implementiert werden, die in dieser Beschreibung beschrieben werden.
(Ausführungsform 5)
Bei dieser Ausführungsform wird ein Metalloxid (auch als Oxidhalbleiter bezeichnet) beschrieben, das für den bei der vorstehenden Ausführungsform beschriebenen OS-Transistor verwendet werden kann.
Ein Metalloxid enthält vorzugsweise mindestens Indium oder Zink. Insbesondere sind vorzugsweise Indium und Zink enthalten. Zusätzlich dazu ist vorzugsweise Aluminium, Gallium, Yttrium, Zinn oder dergleichen enthalten. Ferner können eine oder mehrere Arten, die aus Bor, Silizium, Titan, Eisen, Nickel, Germanium, Zirconium, Molybdän, Lanthan, Cer, Neodym, Hafnium, Tantal, Wolfram, Magnesium, Cobalt und dergleichen ausgewählt werden, enthalten sein.
Das Metalloxid kann durch ein Sputterverfahren, ein chemisches Gasphasenabscheidungs- (chemical vapor deposition, CVD-) Verfahren, wie z. B. ein Metallorganisches chemisches Gasphasenabscheidungs- (metal organic chemical vapor deposition, MOCVD-) Verfahren, ein Atomlagenabscheidungs- (atomic layer deposition, ALD-) Verfahren oder dergleichen ausgebildet werden.
<Klassifizierung von Kristallstrukturen>
Beispiele für eine Kristallstruktur eines Oxidhalbleiters umfassen amorphe (darunter auch eine vollständige amorphe Struktur), CAAC- (c-axis aligned crystalline bzw. Kristall mit Ausrichtung bezüglich der c-Achse), nc- (nanokristalline), CAC- (cloudaligned composite bzw. wolkenartig ausgerichtete Verbund-), einkristalline und polykristalline Strukturen.
Es sei angemerkt, dass eine Kristallstruktur eines Films oder eines Substrats mit einem Röntgenbeugungs- (X-ray diffraction, XRD-) Spektrum ausgewertet werden kann. Die Auswertung kann beispielsweise unter Verwendung eines XRD-Spektrums erfolgen, das durch eine GIXD- (Grazing-Incidence XRD, Röntgenbeugung unter streifendem Einfall) Messung erhalten wird. Es sei angemerkt, dass ein GIXD-Verfahren auch als Dünnfilmverfahren oder Seemann-Bohlin-Verfahren bezeichnet wird.
Das XRD-Spektrum eines Quarzglassubstrats weist beispielsweise einen Peak auf, der eine im Wesentlichen bilateral symmetrische Form aufweist. Im Gegensatz dazu weist das XRD-Spektrum eines IGZO-Films einen Peak auf, der eine bilateral asymmetrische Form aufweist. Die bilateral asymmetrische Form des Peaks des XRD-Spektrums zeigt die Existenz eines Kristalls in dem Film oder dem Substrat. Mit anderen Worten: Die Kristallstruktur des Films oder des Substrats kann nicht als „amorph“ angesehen werden, wenn der Peak des XRD-Spektrums keine bilateral symmetrische Form aufweist.
Eine Kristallstruktur eines Films oder eines Substrats kann mit einem Beugungsmuster, das durch ein Nanostrahlelektronenbeugungs- (nano beam electron diffraction, NBED-) Verfahren erhalten wird (auch als Nanostrahlelektronenbeugungsmuster bezeichnet), ausgewertet werden. In dem Beugungsmuster des Quarzglassubstrats wird beispielsweise ein Halo-Muster beobachtet, was darauf hindeutet, dass sich das Quarzglassubstrat in einem amorphen Zustand befindet. Bei dem Beugungsmuster des IGZO-Films, der bei Raumtemperatur abgeschieden wird, wird nicht ein Halo-Muster, sondern ein punktförmiges Muster beobachtet. Daher wird es angenommen, dass sich der IGZO-Film, der bei Raumtemperatur abgeschieden wird, in einem Zwischenzustand befindet, der sich von sowohl einem Kristallzustand als auch einem amorphen Zustand unterscheidet, so dass der Schluss nicht gezogen werden kann, dass sich der IGZO-Film in einem amorphen Zustand befindet.
<Struktur eines Oxidhalbleiters>
Im Hinblick auf die Struktur könnten Oxidhalbleiter auf andere Weise als die vorstehende klassifiziert werden. Oxidhalbleiter werden beispielsweise in einen einkristallinen Oxidhalbleiter und einen nicht-einkristallinen Oxidhalbleiter klassifiziert. Beispiele für den nicht-einkristallinen Oxidhalbleiter umfassen den CAAC-OS und den nc-OS, welche vorstehend beschrieben worden sind. Weitere Beispiele für den nicht-einkristallinen Oxidhalbleiter umfassen einen polykristallinen Oxidhalbleiter, einen amorphähnlichen Oxidhalbleiter (a-ähnlichen OS) und einen amorphen Oxidhalbleiter.
Hier werden CAAC-OS, nc-OS und a-ähnlicher OS, die vorstehend beschrieben worden sind, ausführlich beschrieben.
[CAAC-OS]
Der CAAC-OS ist ein Oxidhalbleiter, der eine Vielzahl von Kristallbereichen aufweist, die jeweils eine Ausrichtung bezüglich der c-Achse in einer bestimmten Richtung aufweisen. Es sei angemerkt, dass sich die bestimmte Richtung auf die Dickenrichtung eines CAAC-OS-Films, die normale Richtung einer Ebene, auf der der CAAC-OS-Film ausgebildet ist, oder die normale Richtung einer Oberfläche des CAAC-OS-Films bezieht. Der Kristallbereich bezeichnet einen Bereich mit einer periodischen Atomanordnung. Wenn die Atomanordnung als Gitteranordnung angesehen wird, bezeichnet der Kristallbereich auch einen Bereich mit einer gleichmäßigen Gitteranordnung. Der CAAC-OS weist einen Bereich auf, in dem eine Vielzahl von Kristallbereichen in der Richtung der a-b Ebene verbunden ist, und der Bereich könnte eine Verzerrung aufweisen. Es sei angemerkt, dass eine Verzerrung einen Abschnitt bezeichnet, in dem sich die Richtung einer Gitteranordnung zwischen einem Bereich mit einer gleichmäßigen Gitteranordnung und einem anderen Bereich mit einer gleichmäßigen Gitteranordnung in einem Bereich verändert, in dem eine Vielzahl von Kristallbereichen verbunden ist. Das heißt, dass der CAAC-OS ein Oxidhalbleiter ist, der eine Ausrichtung bezüglich der c-Achse aufweist und keine deutliche Ausrichtung in Richtung der a-b-Ebene aufweist.
Es sei angemerkt, dass jeder der Vielzahl von Kristallbereichen aus einem oder mehreren feinen Kristallen (Kristallen, die jeweils einen maximalen Durchmesser von kleiner als 10 nm aufweisen) gebildet wird. In dem Fall, in dem der Kristallbereich aus einem feinen Kristall gebildet wird, ist der maximale Durchmesser des Kristallbereichs kleiner als 10 nm. In dem Fall, in dem der Kristallbereich aus einer großen Anzahl von feinen Kristallen gebildet wird, könnte die Größe des Kristallbereichs ungefähr mehrere zehn Nanometer sein.
Im Falle eines In-M-Zn-Oxids (das Element M ist eine oder mehrere Arten, die aus Aluminium, Gallium, Yttrium, Zinn, Titan und dergleichen ausgewählt werden) gibt es eine Tendenz, dass der CAAC-OS eine geschichtete Kristallstruktur (auch als geschichtete Struktur bezeichnet) aufweist, bei der eine Schicht, die Indium (In) und Sauerstoff enthält (nachstehend eine In-Schicht), und eine Schicht, die das Element M, Zink (Zn) und Sauerstoff enthält (nachstehend eine (M,Zn)-Schicht), übereinander angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass Indium und das Element M durcheinander ersetzt werden können. Deshalb kann Indium in der (M,Zn)-Schicht enthalten sein. Außerdem kann das Element M in der In-Schicht enthalten sein. Es sei angemerkt, dass Zn in der In-Schicht gegebenenfalls enthalten sein kann. Eine solche geschichtete Struktur wird beispielsweise in einem hochauflösenden Transmissionselektronenmikroskop- (TEM-) Bild als Gitterbild beobachtet.
Wenn beispielsweise der CAAC-OS-Film einer Strukturanalyse mittels eines XRD-Geräts unterzogen wird, wird durch die Out-of-Plane-XRD-Messung mit einem θ/2θ-Scan ein Peak, der eine Ausrichtung bezüglich der c-Achse zeigt, bei 2θvon 31° oder in der Nähe davon erfasst. Es sei angemerkt, dass sich die Position des Peaks, der eine Ausrichtung bezüglich der c-Achse zeigt (der Wert von 2θ), abhängig von der Art, der Zusammensetzung oder dergleichen des Metallelements, das in dem CAAC-OS enthalten ist, ändern könnte.
In dem Elektronenbeugungsmuster des CAAC-OS-Films wird beispielsweise eine Vielzahl von hellen Punkten (Punkten) beobachtet. Es sei angemerkt, dass ein Punkt und ein anderer Punkt punktsymmetrisch beobachtet werden, wobei ein Punkt des einfallenden Elektronenstrahls, der durch eine Probe hindurchgeht (auch als direkter Punkt bezeichnet), als Symmetriezentrum verwendet wird.
Wenn der Kristallbereich aus einer bestimmten Richtung beobachtet wird, weist die Gitteranordnung in diesem Kristallbereich grundsätzlich ein hexagonales Gitter auf; die Gittereinheit weist jedoch nicht immer ein regelmäßiges Sechseck, sondern auch in einigen Fällen ein unregelmäßiges Sechseck auf. Eine fünfeckige Gitteranordnung, eine siebeneckige Gitteranordnung und dergleichen sind in einigen Fällen in der Verzerrung enthalten. Es sei angemerkt, dass eine eindeutige Kristallkorngrenze (Grain-Boundary) selbst in der Nähe der Verzerrung in dem CAAC-OS nicht beobachtet werden kann. Das heißt, dass das Bilden einer Kristallkorngrenze durch die Verzerrung einer Gitteranordnung unterdrückt wird. Das liegt wahrscheinlich daran, dass der CAAC-OS eine Verzerrung dank einer niedrigen Dichte der Anordnung von Sauerstoffatomen in Richtung der a-b-Ebene, einer Veränderung des interatomaren Bindungsabstands durch Substitution eines Metallatoms und dergleichen tolerieren kann.
Es sei angemerkt, dass eine Kristallstruktur, bei der eine eindeutige Kristallkorngrenze beobachtet wird, ein sogenannter Polykristall ist. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Kristallkorngrenze als Rekombinationszentrum dient und Ladungsträger eingefangen werden, was zu einer Verringerung des Durchlassstroms, einer Verringerung der Feldeffektbeweglichkeit oder dergleichen eines Transistors führt. Daher ist der CAAC-OS, in dem keine eindeutige Kristallkorngrenze beobachtet wird, ein kristallines Oxid mit einer Kristallstruktur, die für eine Halbleiterschicht eines Transistors geeignet ist. Es sei angemerkt, dass Zn vorzugsweise enthalten ist, um den CAAC-OS zu bilden. Beispielsweise werden ein In-Zn-Oxid und ein In-Ga-Zn-Oxid bevorzugt, da diese Oxide im Vergleich zu einem In-Oxid die Erzeugung einer Kristallkorngrenze unterdrücken können.
Der CAAC-OS ist ein Oxidhalbleiter mit hoher Kristallinität, in dem keine eindeutige Kristallkorngrenze beobachtet wird. In dem CAAC-OS tritt daher eine Verringerung der Elektronenbeweglichkeit aufgrund der Kristallkorngrenze mit geringerer Wahrscheinlichkeit auf. Ein Eindringen von Verunreinigungen, eine Bildung von Defekten oder dergleichen könnte die Kristallinität eines Oxidhalbleiters verringern. Dies bedeutet, dass der CAAC-OS ein Oxidhalbleiter ist, der geringe Mengen an Verunreinigungen und Defekten (z. B. Sauerstofffehlstellen) aufweist. Daher ist ein Oxidhalbleiter, der einen CAAC-OS enthält, physikalisch stabil. Deshalb ist der Oxidhalbleiter, der den CAAC-OS enthält, wärmebeständig und weist eine hohe Zuverlässigkeit auf. Der CAAC-OS ist auch bei hohen Temperaturen im Herstellungsprozess (sogenannter Wärmebilanz) stabil. Die Verwendung des CAAC-OS für einen OS-Transistor kann daher den Freiheitsgrad des Herstellungsprozesses erhöhen.
[nc-OS]
In dem nc-OS weist ein mikroskopischer Bereich (zum Beispiel ein Bereich mit einer Größe von größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 10 nm, insbesondere ein Bereich mit einer Größe von größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 3 nm) eine regelmäßige Atomanordnung auf. Mit anderen Worten: Der nc-OS enthält einen feinen Kristall. Es sei angemerkt, dass die Größe des feinen Kristalls beispielsweise größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 10 nm, insbesondere größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 3 nm ist; daher wird der feine Kristall auch als Nanokristall bezeichnet. Es gibt keine Regelmäßigkeit der Kristallausrichtung zwischen unterschiedlichen Nanokristallen in dem nc-OS. Daher wird keine Ausrichtung des gesamten Films beobachtet. Deshalb kann man den nc-OS in einigen Fällen nicht von einem a-ähnlichen OS und einem amorphen Oxidhalbleiter in Abhängigkeit von einem Analyseverfahren unterscheiden. Wenn beispielsweise der nc-OS-Film einer Strukturanalyse mittels eines XRD-Geräts unterzogen wird, wird durch die Out-of-Plane-XRD-Messung mit einem θl2θ-Scan ein Peak, der eine Kristallinität zeigt, nicht erfasst. Ferner wird ein Beugungsmuster wie ein Halo-Muster beobachtet, wenn der nc-OS-Film einer Elektronenbeugung (auch als Feinbereichs-Elektronenbeugung bezeichnet) mittels eines Elektronenstrahls mit einem Probendurchmesser, der größer ist als derjenige eines Nanokristalls (z. B. größer als oder gleich 50 nm), unterzogen wird. Im Gegensatz dazu wird in einigen Fällen ein Elektronenbeugungsmuster erhalten, in dem eine Vielzahl von Punkten in einem ringförmigen Bereich rund um einen direkten Punkt beobachtet wird, wenn der nc-OS-Film einer Elektronenbeugung (auch als Nanostrahl-Elektronenbeugung bezeichnet) mittels eines Elektronenstrahls mit einem Probendurchmesser, der nahezu gleich oder kleiner als derjenige eines Nanokristalls ist (z. B. größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 30 nm), unterzogen wird.
[a-ähnlicher OS]
Der a-ähnliche OS ist ein Oxidhalbleiter, der eine Struktur aufweist, die zwischen derjenigen des nc-OS und derjenigen des amorphen Oxidhalbleiters liegt. Der a-ähnliche OS enthält einen Hohlraum oder einen Bereich mit niedriger Dichte. Das heißt, dass der a-ähnliche OS im Vergleich zu dem nc-OS und dem CAAC-OS eine niedrige Kristallinität aufweist. Der a-ähnliche OS weist im Vergleich zu dem nc-OS und dem CAAC-OS eine hohe Wasserstoffkonzentration in dem Film auf.
<Struktur eines Oxidhalbleiters>
Als Nächstes wird der vorstehend beschriebene CAC-OS ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass der CAC-OS die Materialzusammensetzung betrifft.
[CAC-OS]
Es handelt sich bei dem CAC-OS beispielsweise um ein Material mit einer Zusammensetzung, bei der Elemente, die in einem Metalloxid enthalten sind, ungleichmäßig verteilt sind, wobei sie jeweils eine Größe von größer als oder gleich 0,5 nm und kleiner als oder gleich 10 nm, bevorzugt größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 3 nm oder eine ähnliche Größe aufweisen. Es sei angemerkt, dass in der nachfolgenden Beschreibung eines Metalloxids der Zustand, in dem ein oder mehrere Metallelemente ungleichmäßig in Bereichen verteilt sind, die jeweils eine Größe von größer als oder gleich 0,5 nm und kleiner als oder gleich 10 nm, bevorzugt größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 3 nm, oder eine ähnliche Größe aufweisen, und in dem diese Bereiche vermischt sind, als Mosaikmuster oder Flickenmuster bezeichnet wird.
Außerdem weist der CAC-OS eine Zusammensetzung auf, bei der Materialien in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich derart geteilt sind, dass ein Mosaikmuster gebildet wird, wobei die ersten Bereiche in dem Film verteilt sind (nachstehend auch als wolkenartige Zusammensetzung bezeichnet). Das heißt, dass der CAC-OS ein Verbundmetalloxid mit einer Zusammensetzung ist, bei der die ersten Bereiche und die zweiten Bereiche gemischt sind.
Hier werden die Atomverhältnisse von In, Ga und Zn zu den Metallelementen, die den CAC-OS in einem In-Ga-Zn-Oxid bilden, als [In], [Ga] bzw. [Zn] bezeichnet. Beispielsweise weist der erste Bereich in dem CAC-OS in dem In-Ga-Zn-Oxid [In] auf, welches größer ist als dasjenige in der Zusammensetzung des CAC-OS-Films. Außerdem weist der zweite Bereich [Ga] auf, welches größer ist als dasjenige in der Zusammensetzung des CAC-OS-Films. Alternativ weist der erste Bereich beispielsweise [In], welches größer ist als dasjenige in dem zweiten Bereich, und [Ga] auf, welches kleiner ist als dasjenige in dem zweiten Bereich. Außerdem weist der zweite Bereich [Ga], welches größer ist als dasjenige in dem ersten Bereich, und [In] auf, welches kleiner ist als dasjenige in dem ersten Bereich.
Insbesondere handelt es sich bei dem ersten Bereich um einen Bereich, der Indiumoxid, Indiumzinkoxid oder dergleichen als Hauptkomponente enthält. Außerdem handelt es sich bei dem zweiten Bereich um einen Bereich, der Galliumoxid, Galliumzinkoxid oder dergleichen als Hauptkomponente enthält. Das heißt, dass der erste Bereich auch als Bereich, der In als Hauptkomponente enthält, bezeichnet werden kann. Außerdem kann der zweite Bereich auch als Bereich, der Ga als Hauptkomponente enthält, bezeichnet werden.
Es sei angemerkt, dass in einigen Fällen keine eindeutige Grenze zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich beobachtet werden kann.
Bei einer Materialzusammensetzung eines CAC-OS in einem In-Ga-Zn-Oxid, der In, Ga, Zn und O enthält, werden Bereiche, die Ga als Hauptkomponente enthalten, in einem Teil des CAC-OS beobachtet und Bereiche, die In als Hauptkomponente enthalten, in einem Teil davon beobachtet, wobei diese Bereiche unregelmäßig dispergiert sind, um ein Mosaikmuster zu bilden. Daher wird es angenommen, dass der CAC-OS eine Struktur aufweist, bei der Metallelemente ungleichmäßig verteilt sind.
Der CAC-OS kann beispielsweise durch ein Sputterverfahren unter Bedingungen ausgebildet werden, dass ein Substrat absichtlich nicht erwärmt wird. In dem Fall, in dem der CAC-OS durch ein Sputterverfahren ausgebildet wird, können ein oder mehrere Gase, die aus einem Inertgas (typischerweise Argon), einem Sauerstoffgas und einem Stickstoffgas ausgewählt werden, als Abscheidungsgas verwendet werden. Das Verhältnis der Durchflussmenge eines Sauerstoffgases zu der gesamten Durchflussmenge des Abscheidungsgases bei der Abscheidung ist vorzugsweise möglichst niedrig, und beispielsweise ist das Verhältnis der Durchflussmenge eines Sauerstoffgases zu der gesamten Durchflussmenge des Abscheidungsgases bei der Abscheidung bevorzugt höher als oder gleich 0 % und niedriger als 30 %, bevorzugter höher als oder gleich 0 % und niedriger als oder gleich 10 %.
Beispielsweise bestätigt ein durch energiedispersive Röntgenspektroskopie (energy dispersive X-ray spectroscopy, EDX) erhaltenes Verteilungsbild, dass ein CAC-OS in einem In-Ga-Zn-Oxid eine Struktur aufweist, bei der der Bereich, der In als Hauptkomponente enthält (der erste Bereich), und der Bereich, der Ga als Hauptkomponente enthält (der zweite Bereich), ungleichmäßig verteilt und vermischt sind.
Hier ist die Leitfähigkeit des ersten Bereichs höher als diejenige des zweiten Bereichs. Mit anderen Worten: Wenn Ladungsträger durch den ersten Bereich fließen, wird die Leitfähigkeit eines Metalloxides gezeigt. Demzufolge kann dann, wenn die ersten Bereiche in einem Metalloxid wie eine Wolke verteilt sind, eine hohe Feldeffektbeweglichkeit (µ) erzielt werden.
Im Gegensatz dazu ist die isolierende Eigenschaft des zweiten Bereichs höher als diejenige des ersten Bereichs. Mit anderen Worten: Wenn die zweiten Bereiche in einem Metalloxid verteilt sind, kann der Leckstrom unterdrückt werden.
In dem Fall, in dem der CAC-OS für einen Transistor verwendet wird, komplementieren daher die Leitfähigkeit, die von dem ersten Bereich stammt, und die isolierende Eigenschaft, die von dem zweiten Bereich stammt, miteinander, wodurch der CAC-OS eine Schaltfunktion (Ein-/Ausschaltfunktion) aufweisen kann. Das heißt, dass der CAC-OS eine leitende Funktion in einem Teil des Materials aufweist und eine isolierende Funktion in einem anderen Teil des Materials aufweist; in seiner Gesamtheit weist der CAC-OS eine Funktion eines Halbleiters auf. Eine Trennung der leitenden Funktion und der isolierenden Funktion kann jede Funktion maximieren. Unter Verwendung des CAC-OS für einen Transistor können daher ein hoher Durchlassstrom (I_on), eine hohe Feldeffektbeweglichkeit (µ) und ein vorteilhafter Schaltvorgang erzielt werden.
Ein Transistor, bei dem ein CAC-OS verwendet wird, weist eine hohe Zuverlässigkeit auf. Daher wird der CAC-OS für verschiedene Halbleitervorrichtungen, typischerweise eine Anzeigevorrichtung, vorteilhaft verwendet.
Ein Oxidhalbleiter kann verschiedene Strukturen aufweisen, die unterschiedliche Eigenschaften zeigen. Zwei oder mehr von dem amorphen Oxidhalbleiter, dem polykristallinen Oxidhalbleiter, dem a-ähnlichen OS, dem CAC-OS, dem nc-OS und dem CAAC-OS können in einem Oxidhalbleiter einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten sein.
<Transistor, der den Oxidhalbleiter enthält>
Als Nächstes wird der Fall beschrieben, in dem der vorstehende Oxidhalbleiter für einen Transistor verwendet wird.
Wenn der vorstehende Oxidhalbleiter für einen Transistor verwendet wird, kann ein Transistor erhalten werden, der eine hohe Feldeffektbeweglichkeit aufweist. Außerdem kann ein Transistor mit hoher Zuverlässigkeit erhalten werden.
Vorzugsweise wird ein Oxidhalbleiter mit niedriger Ladungsträgerkonzentration für den Transistor verwendet. Die Ladungsträgerkonzentration des Oxidhalbleiters ist beispielsweise niedriger als oder gleich 1 × 10¹⁷ cm^-3, bevorzugt niedriger als oder gleich 1 × 10¹⁵ cm^-3, bevorzugter niedriger als oder gleich 1 × 10¹³ cm^-3, noch bevorzugter niedriger als oder gleich 1 × 10¹¹ cm^-3, sogar noch bevorzugter niedriger als 1 × 10¹⁰ cm^-3 und höher als oder gleich 1 × 10^-9 cm^-3. In dem Fall, in dem die Ladungsträgerkonzentration eines Oxidhalbleiterfilms verringert werden soll, wird die Verunreinigungskonzentration in dem Oxidhalbleiterfilm verringert, um die Dichte der Defektzustände zu verringern. In dieser Beschreibung und dergleichen wird ein Zustand mit niedriger Verunreinigungskonzentration und niedriger Dichte der Defektzustände als hochreiner intrinsischer oder im Wesentlichen hochreiner intrinsischer Zustand bezeichnet. Es sei angemerkt, dass ein Oxidhalbleiter mit niedriger Ladungsträgerkonzentration als hochreiner intrinsischer oder im Wesentlichen hochreiner intrinsischer Oxidhalbleiter bezeichnet werden kann.
Ein hochreiner intrinsischer oder im Wesentlichen hochreiner intrinsischer Oxidhalbleiterfilm weist in einigen Fällen eine niedrige Dichte der Defektzustände und somit eine niedrige Dichte der Einfangzustände auf.
Eine elektrische Ladung, die von den Einfangzuständen in dem Oxidhalbleiter eingefangen wird, benötigt eine lange Zeit, bis sie sich verliert, und sie kann sich wie feste elektrische Ladung verhalten. Daher weist ein Transistor, dessen Kanalbildungsbereich in einem Oxidhalbleiter mit hoher Dichte der Einfangzustände gebildet wird, in einigen Fällen instabile elektrische Eigenschaften auf.
Um stabile elektrische Eigenschaften des Transistors zu erhalten, ist es daher effektiv, die Verunreinigungskonzentration in dem Oxidhalbleiter zu verringern. Um die Verunreinigungskonzentration in dem Oxidhalbleiter zu verringern, wird vorzugsweise auch die Verunreinigungskonzentration in einem Film verringert, der dem Oxidhalbleiter benachbart ist. Beispiele für die Verunreinigungen umfassen Wasserstoff, Stickstoff, ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, Eisen, Nickel und Silizium.
<Verunreinigungen>
Nun wird der Einfluss von Verunreinigungen in dem Oxidhalbleiter beschrieben.
Wenn Silizium oder Kohlenstoff, welche Elemente der Gruppe 14 sind, in dem Oxidhalbleiter enthalten ist, werden Defektzustände in dem Oxidhalbleiter gebildet. Deshalb werden die Silizium- oder Kohlenstoffkonzentrationen in dem Oxidhalbleiter und in der Nähe einer Grenzfläche zu dem Oxidhalbleiter (durch Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) gemessene Konzentrationen) auf niedriger als oder gleich 2 × 10¹⁸ Atome/cm³, bevorzugt niedriger als oder gleich 2 × 10¹⁷ Atome/cm³ eingestellt.
Wenn der Oxidhalbleiter ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall enthält, werden in einigen Fällen Defektzustände gebildet und Ladungsträger erzeugt. Daher ist es wahrscheinlich, dass ein Transistor, bei dem ein Alkalimetall oder Erdalkalimetall enthaltender Oxidhalbleiter verwendet wird, selbstleitende Eigenschaften aufweist. Daher wird die durch SIMS erhaltene Alkalimetall- oder Erdalkalimetallkonzentration in dem Oxidhalbleiter auf niedriger als oder gleich 1 × 10¹⁸ Atome/cm³, bevorzugt niedriger als oder gleich 2 × 10¹⁶ Atome/cm³ eingestellt.
Wenn der Oxidhalbleiter Stickstoff enthält, wird der Oxidhalbleiter infolge der Erzeugung von Elektronen, die als Ladungsträger dienen, und eines Anstiegs der Ladungsträgerkonzentration leicht zum n-Typ. Daher ist es wahrscheinlich, dass ein Transistor, bei dem ein stickstoffhaltiger Oxidhalbleiter als Halbleiter verwendet wird, selbstleitende Eigenschaften aufweist. Wenn der Oxidhalbleiter Stickstoff enthält, werden in einigen Fällen Einfangzustände gebildet. Dies könnte zu instabilen elektrischen Eigenschaften des Transistors führen. Daher wird die durch SIMS erhaltene Stickstoffkonzentration in dem Oxidhalbleiter auf niedriger als 5 × 10¹⁹ Atome/cm³, bevorzugt niedriger als oder gleich 5 × 10¹⁸ Atome/cm³, bevorzugter niedriger als oder gleich 1 × 10¹⁸ Atome/cm³, noch bevorzugter niedriger als oder gleich 5 × 10¹⁷ Atome/cm³ eingestellt.
Wasserstoff, der in dem Oxidhalbleiter enthalten ist, reagiert mit Sauerstoff, der an ein Metallatom gebunden ist, zu Wasser und erzeugt daher in einigen Fällen eine Sauerstofffehlstelle. Infolge des Eindringens von Wasserstoff in die Sauerstofffehlstelle wird in einigen Fällen ein Elektron erzeugt, das als Ladungsträger dient. In einigen Fällen verursacht ferner eine Bindung eines Teils von Wasserstoff an Sauerstoff, der an ein Metallatom gebunden ist, die Erzeugung eines Elektrons, das als Ladungsträger dient. Daher ist es wahrscheinlich, dass ein Transistor, bei dem ein wasserstoffhaltiger Oxidhalbleiter verwendet wird, selbstleitende Eigenschaften aufweist. Aus diesem Grund wird Wasserstoff in dem Oxidhalbleiter vorzugsweise so weit wie möglich verringert. Insbesondere wird die durch SIMS erhaltene Wasserstoffkonzentration in dem Oxidhalbleiter auf niedriger als 1 × 10²⁰ Atome/cm³, bevorzugt niedriger als 1 × 10¹⁹ Atome/cm³, bevorzugter niedriger als 5 × 10¹⁸ Atome/cm³, noch bevorzugter niedriger als 1 × 10¹⁸ Atome/cm³ eingestellt.
Wenn ein Oxidhalbleiter mit ausreichend verringerten Verunreinigungen für einen Kanalbildungsbereich in einem Transistor verwendet wird, kann der Transistor stabile elektrische Eigenschaften aufweisen.
Mindestens ein Teil dieser Ausführungsform kann gegebenenfalls in Kombination mit einer der anderen Ausführungsformen implementiert werden, die in dieser Beschreibung beschrieben werden.
(Ausführungsform 6)
Bei dieser Ausführungsform werden elektronische Geräte einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 35A und 35B beschrieben.
Beim elektronischen Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Pixelabschnitt eine Funktion zur Erfassung von Licht auf, und daher kann eine biometrische Authentifizierung in dem Pixelabschnitt oder eine Erfassung einer Berührungsbewegung (einer Berührung oder einer Annäherung) auf dem Pixelabschnitt erfolgen. Daher können die Funktionalität und die Zweckmäßigkeit des elektronischen Geräts erhöht werden.
Als Beispiele für das elektronische Gerät können neben elektronischen Geräten mit einem relativ großen Bildschirm, wie beispielsweise einem Fernsehgerät, einem Desktop- oder Laptop-PC, einem Monitor eines Computers oder dergleichen, einer digitalen Beschilderung und einem großen Spielautomat (z. B. einem Flipperautomat), 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 Messen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, chemischer 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, wie z. B. eine Funktion zum Anzeigen verschiedener Informationen (z. B. eines Standbildes, eines bewegten Bildes und eines Textbildes) auf dem Pixelabschnitt, eine Touchscreen-Funktion, eine Funktion zum Anzeigen eines Kalenders, des Datums, der Zeit oder dergleichen, eine Funktion zum Ausführen diverser Arten von Software (Programmen), eine drahtlose Kommunikationsfunktion und eine Funktion zum Auslesen der in einem Speichermedium gespeicherten Programme oder Daten.
Ein elektronisches Gerät 6500 in 35A ist ein am Körper tragbares portables Informationsendgerät.
Das elektronische Gerät 6500 beinhaltet ein Gehäuse 6501, einen Pixelabschnitt 6502, einen Einschaltknopf 6503, Knöpfe 6504, einen Lautsprecher 6505, ein Mikrofon 6506, eine Kamera 6507, eine Lichtquelle 6508 und dergleichen. Der Pixelabschnitt 6502 weist eine Touchscreen-Funktion auf.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für den Pixelabschnitt 6502 verwendet werden.
35B 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.
An der Schutzkomponente 6510 sind das Anzeigefeld 6511, das optische Bauelement 6512 und das Berührungssensor-Panel 6513 mit einer Klebeschicht (nicht dargestellt) befestigt.
Ein Teil des Anzeigefeldes 6511 ist in einem Bereich außerhalb des Pixelabschnitts 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 an einen Anschluss angeschlossen, der auf der gedruckten Leiterplatte 6517 bereitgestellt ist.
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.
Die Verwendung der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Anzeigefeld 6511 ermöglicht die Abbildung durch den Pixelabschnitt 6502. Beispielsweise kann ein Bild eines Fingerabdrucks durch das Anzeigefeld 6511 aufgenommen werden; dadurch kann eine Fingerabdruck-Authentifizierung durchgeführt werden.
Indem der Pixelabschnitt 6502 ferner das Berührungssensor-Panel 6513 beinhaltet, kann der Pixelabschnitt 6502 eine Touchscreen-Funktion aufweisen. Bei dem Berührungssensor-Panel 6513 können verschiedene Typen, wie z. B. ein kapazitiver Typ, ein resistiver Typ, ein oberflächenakkustischer Wellentyp, ein Infrarottyp, ein optischer Typ und ein druckempfindlicher Typ, eingesetzt werden. Alternativ kann das Anzeigefeld 6511 als Berührungssensor dienen; in diesem Fall kann das Berührungssensor-Panel 6513 ausgelassen werden.
Mindestens ein Teil dieser Ausführungsform kann gegebenenfalls in Kombination mit einer der anderen Ausführungsformen implementiert werden, die in dieser Beschreibung beschrieben werden.

C1: Kondensator,
C2: Kondensator,
M1: Transistor,
M2: Transistor,
M3: Transistor,
M5: Transistor,
M6: Transistor,
M7: Transistor,
M8: Transistor,
V1: Leitung,
V2: Leitung,
V3: Leitung,
10: elektronisches Gerät,
10A: elektronisches Gerät,
11: Pixelabschnitt,
12: Treiberschaltungsbschnitt,
13: Treiberschaltungsbschnitt,
14: Treiberschaltungsbschnitt,
15: Schaltungsabschnitt,
21: Pixel,
21B: Subpixel,
21G: Subpixel,
21R: Subpixel,
22: Abbildungspixel,
30: Pixel,
100: Anzeigevorrichtung,
100A: Anzeigevorrichtung,
100B: Anzeigevorrichtung,
100C: Anzeigevorrichtung,
100D: Anzeigevorrichtung,
112: gemeinsame Schicht,
114: gemeinsame Schicht,
115: gemeinsame Elektrode,
142: Klebeschicht,
143: Raum,
151: Substrat,
152: Substrat,
153: Substrat,
154: Substrat,
155: Klebeschicht,
162: Pixelabschnitt,
164: Schaltung,
165: Leitung,
166: leitende Schicht,
172: FPC,
173: IC,
183: Aktivschicht,
190B: Licht emittierendes Element,
190G: Licht emittierendes Element,
190SR: Licht emittierendes und Licht empfangendes Element,
191: Pixelelektrode,
193: Licht emittierende Schicht,
193B: Licht emittierende Schicht,
193G: Licht emittierende Schicht,
193R: Licht emittierende Schicht,
195: Schutzschicht,
200: Anzeigevorrichtung,
200A: Anzeigevorrichtung,
200B: Anzeigevorrichtung,
201: Transistor,
202: Transistor,
204: Verbindungsabschnitt,
205: Transistor,
206: Transistor,
207: Transistor,
208: Transistor,
209: Transistor,
210: Transistor,
210A: Transistor,
211: Isolierschicht,
212: Isolierschicht,
213: Isolierschicht,
214: Isolierschicht,
215: Isolierschicht,
216: Trennwand,
217: Isolierschicht,
218: Isolierschicht,
219: Isolierschicht,
221: leitende Schicht,
222a: leitende Schicht,
222b: leitende Schicht,
223: leitende Schicht,
225: Isolierschicht,
228: Bereich,
231: Halbleiterschicht,
231i: Kanalbildungsbereich,
231n: niederohmiger Bereich,
242: Verbindungsschicht,
251: leitende Schicht,
252i: Kanalbildungsbereich,
252n: niederohmiger Bereich,
253: leitende Schicht,
254a: leitende Schicht,
254b: leitende Schicht,
255a: leitende Schicht,
255b: leitende Schicht,
270B: Licht emittierendes Element,
270G: Licht emittierendes Element,
270PD: Licht empfangendes Element,
270R: Licht emittierendes Element,
270SR: Licht emittierendes und Licht empfangendes Element,
271: Pixelelektrode,
273: Aktivschicht,
275: gemeinsame Elektrode,
277: Elektrode,
278: Elektrode,
280A: Pixelabschnitt,
280B: Pixelabschnitt,
280C: Pixelabschnitt,
281: Lochinjektionsschicht,
281-2: Lochtransportschicht,
282: Lochtransportschicht,
282-1: Lochtransportschicht,
282-2: Lochtransportschicht,
283: Licht emittierende Schicht,
283B: Licht emittierende Schicht,
283G: Licht emittierende Schicht,
283R: Licht emittierende Schicht,
284: Elektronentransportschicht,
285: Elektroneninjektionsschicht,
289: Schicht,
300A: Anzeigevorrichtung,
300B: Anzeigevorrichtung,
300C: Anzeigevorrichtung,
300D: Anzeigevorrichtung,
300E: Anzeigevorrichtung,
300F: Anzeigevorrichtung,
300G: Anzeigevorrichtung,
300H: Anzeigevorrichtung,
310: Licht empfangendes Element,
311: Pixelelektrode,
312: Pufferschicht,
313: Aktivschicht,
314: Pufferschicht,
315: gemeinsame Elektrode,
318: RLicht emittierende und Licht empfangende Schicht,
321: sichtbares Licht,
321B: Scheinwerfer,
321G: Scheinwerfer,
321R: Scheinwerfer,
322: Scheinwerfer,
323: Scheinwerfer,
324: reflektiertes Licht,
331: Transistor,
332: Transistor,
332B: Transistor,
332G: Transistor,
342: Klebeschicht,
349: Linse,
351: Substrat,
352: Substrat,
358: Licht blockierschicht,
390: Licht emittierendes Element,
390B: Licht emittierendes Element,
390G: Licht emittierendes Element,
390SR: Licht emittierendes und Licht empfangendes Element,
391: Pixelelektrode,
391B: Pixelelektrode,
391G: Pixelelektrode,
392: Pufferschicht,
393: Licht emittierende Schicht,
393B: Licht emittierende Schicht,
393G: Licht emittierende Schicht,
393R: Licht emittierende Schicht,
394: Pufferschicht,
395: Schutzschicht,
401: Steuerabschnitt,
402: Pixelabschnitt,
403: Sensorabschnitt,
404: Speicherabschnitt,
405: Anzeigeelement,
405B: Anzeigeelement,
405G: Anzeigeelement,
405IR: Anzeigeelement,
405R: Anzeigeelement,
405W: Anzeigeelement,
405X: Anzeigeelement,
406: Licht empfangendes Element,
407: Authentifizierungsabschnitt,
408: Berührungssensor,
413R: Licht emittierendes und Licht empfangendes Element,
414: Isolierschicht,
416: Trennwand,
420: elektronisches Gerät,
420A: elektronisches Gerät,
422: Pixelabschnitt,
425: Bereich,
426: Bild,
431: Gehäuse,
433: Bedienungsknopf,
435: Band,
437: Schnalle,
438: Licht emittierendes Element,
438a: Licht emittierendes Element,
438b: Licht emittierendes Element,
439: Licht empfangendes Element,
451a: Authentifizierungsinformationen,
451b: Authentifizierungsinformationen,
461: Handgelenk,
462: Finger,
463: Finger,
463a: Finger,
463b: Finger,
465: Blutgefäß,
467: Fingerabdruck,
469: Kontaktabschnitt,
471: Substrat,
472: Substrat,
473: Funktionsschicht,
475: Stift,
477: Weg,
6500: elektronisches Gerät,
6501: Gehäuse,
6502: Pixelabschnitt,
6503: Einschaltknopf,
6504: Knopf,
6505: Lautsprecher,
6506: Mikrofon,
6507: Kamera,
6508: Lichtquelle,
6510: Schutzkomponente,
6511: Anzeigebildschirm,
6512: optisches Bauelement,
6513: Berührungssensor-Panel,
6515: FPC,
6516: IC,
6517: gedruckte Leiterplatte,
6518: Batterie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2014/0056493 [0005]

Claims

Elektronisches Gerät, das einen Pixelabschnitt, einen Sensorabschnitt, einen Authentifizierungsabschnitt und ein Gehäuse umfasst, wobei der Pixelabschnitt ein Anzeigeelement und ein Licht empfangendes Element umfasst, wobei der Pixelabschnitt eine Funktion zum Einschalten des Anzeigeelements aufweist, wobei der Pixelabschnitt eine Funktion zum Erhalten von Authentifizierungsinformationen durch Aufnahme eines Bildes eines Zielobjekts, das den Pixelabschnitt berührt, unter Verwendung des Licht empfangenden Elements aufweist, wobei der Sensorabschnitt eine Funktion zum Erfassen eines Anbringens oder eines Abnehmens an/von einem lebenden Körper oder einem Objekt aufweist, wobei der Authentifizierungsabschnitt eine Funktion zum Durchführen einer Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der Authentifizierungsinformationen aufweist, wobei das Gehäuse eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche zugewandt ist, umfasst, wobei sich der Pixelabschnitt an der ersten Oberfläche befindet, und wobei sich der Sensorabschnitt an der zweiten Oberfläche befindet.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei der Pixelabschnitt einen ersten Transistor umfasst, wobei der erste Transistor elektrisch mit dem Anzeigeelement oder dem Licht empfangenden Element verbunden ist, und wobei der erste Transistor ein Metalloxid in einem Kanalbildungsbereich umfasst.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei der Pixelabschnitt einen ersten Transistor umfasst, wobei der erste Transistor elektrisch mit dem Anzeigeelement oder dem Licht empfangenden Element verbunden ist, und wobei der erste Transistor Silizium in einem Kanalbildungsbereich umfasst.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei der Pixelabschnitt einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor umfasst, wobei der erste Transistor elektrisch mit dem Anzeigeelement oder dem Licht empfangenden Element verbunden ist, wobei der zweite Transistor elektrisch mit dem Anzeigeelement oder dem Licht empfangenden Element verbunden ist, wobei der erste Transistor ein Metalloxid in einem Kanalbildungsbereich umfasst, und wobei der zweite Transistor Silizium in einem Kanalbildungsbereich umfasst.
Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Pixelabschnitt einen Berührungssensor umfasst, wobei der Berührungssensor eine Funktion zum Erkennen einer Position des Zielobjekts, das den Pixelabschnitt berührt, aufweist, und wobei der Pixelabschnitt eine Funktion zum Einschalten des Anzeigeelements in der Position und in der Umgebung davon aufweist.
Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Zielobjekt ein Finger ist.
Authentifizierungsverfahren eines elektronischen Geräts, die einen Pixelabschnitt, einen Sensorabschnitt und einen Authentifizierungsabschnitt umfasst, wobei der Pixelabschnitt ein Anzeigeelement und ein Licht empfangendes Element umfasst, und wobei das Authentifizierungsverfahren umfasst: einen Schritt, in dem der Sensorabschnitt ein Anbringen an einem lebenden Körper oder einem Objekt erkennt; einen Schritt, in dem der Pixelabschnitt das Anzeigeelement einschaltet; einen Schritt, in dem das Licht empfangende Element Authentifizierungsinformationen durch Aufnahme eines Bildes eines Zielobjekts, das den Pixelabschnitt berührt, erhält; und einen Schritt, in dem der Authentifizierungsabschnitt eine Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der Authentifizierungsinformationen durchführt.
Authentifizierungsverfahren eines elektronischen Geräts, die einen Pixelabschnitt, einen Sensorabschnitt und einen Authentifizierungsabschnitt umfasst, wobei der Pixelabschnitt ein Anzeigeelement und ein Licht empfangendes Element umfasst, und wobei das Authentifizierungsverfahren umfasst: einen Schritt, in dem der Sensorabschnitt erste Authentifizierungsinformationen erhält; einen Schritt, in dem der Authentifizierungsabschnitt eine erste Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der ersten Authentifizierungsinformationen durchführt; einen Schritt, in dem der Pixelabschnitt das Anzeigeelement einschaltet; einen Schritt, in dem das Licht empfangende Element zweite Authentifizierungsinformationen durch Aufnahme eines Bildes eines Zielobjekts, das den Pixelabschnitt berührt, erhält; und einen Schritt, in dem der Authentifizierungsabschnitt eine zweite Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der zweiten Authentifizierungsinformationen durchführt.
Authentifizierungsverfahren eines elektronischen Geräts, die einen Pixelabschnitt, einen Sensorabschnitt und einen Authentifizierungsabschnitt umfasst, wobei der Pixelabschnitt ein Anzeigeelement, ein Licht empfangendes Element und einen Berührungssensor umfasst, und wobei das Authentifizierungsverfahren umfasst: einen Schritt, in dem der Sensorabschnitt ein Anbringen an einem lebenden Körper oder einem Objekt erkennt; einen Schritt, in dem der Berührungssensor eine Position eines Zielobjekts, das den Pixelabschnitt berührt, erkennt; einen Schritt, in dem der Pixelabschnitt die Anzeigeelemente in der Position und in der Umgebung davon einschaltet; einen Schritt, in dem das Licht empfangende Element Authentifizierungsinformationen durch Aufnahme eines Bildes des Zielobjekts, das die Position und die Umgebung davon berührt, erhält; und einen Schritt, in dem der Authentifizierungsabschnitt eine Authentifizierungsverarbeitung unter Verwendung der Authentifizierungsinformationen durchführt.