DE112022001242T5

DE112022001242T5 - Anzeigevorrichtung und elektronisches Gerät

Info

Publication number: DE112022001242T5
Application number: DE112022001242.0T
Authority: DE
Inventors: Shunpei Yamazaki; Takayuki Ikeda
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2021-02-26
Filing date: 2022-02-14
Publication date: 2023-12-21
Also published as: US20240118548A1; KR20230150299A; JPWO2022180481A1; CN116868261A; WO2022180481A1

Abstract

Eine neuartige Anzeigevorrichtung wird bereitgestellt. Eine Anzeigevorrichtung, die eine Vielzahl von Pixeln umfasst. Die Vielzahl von Pixeln umfasst jeweils eine Licht emittierende Einrichtung, eine Sensoreinrichtung, eine erste Schaltungseinrichtung und eine zweite Schaltungseinrichtung. Die Licht emittierende Einrichtung und die Sensoreinrichtung sind in einer ersten Schicht bereitgestellt. Die erste Schaltungseinrichtung ist in einer zweiten Schicht bereitgestellt. Die zweite Schaltungseinrichtung ist in einer dritten Schicht bereitgestellt. Die Licht emittierende Einrichtung umfasst eine untere Elektrode, eine obere Elektrode und eine Licht emittierende Schicht, die zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode bereitgestellt ist. Die Sensoreinrichtung weist eine Funktion auf, Licht zu erfassen, das von der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird. Die erste Schaltungseinrichtung weist eine Funktion auf, die Licht emittierende Einrichtung oder die Sensoreinrichtung zu betreiben. Die zweite Schaltungseinrichtung weist eine Funktion auf, aufgrund von Informationen, die von der ersten Schaltungseinrichtung ausgegeben werden, eine Rechnung durchzuführen. Die erste Schicht ist über der zweiten Schicht bereitgestellt. Die zweite Schicht ist über der dritten Schicht bereitgestellt.

Description

Technisches Gebiet
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung und 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.
Stand der Technik
In den letzten Jahren ist eine höhere Definition der Anzeigevorrichtung nachgefragt worden. Beispiele für ein Gerät, das eine Anzeigevorrichtung eine hohe Definition aufweisen soll, umfassen beispielsweise Geräte für virtuelle Realität (VR: Virtual Reality), erweiterte Realität (AR: Augmented Reality), Substitutional Reality (SR) oder gemischte Realität (MR: Mixed Reality), die In den letzten Jahren aktiv entwickelt worden sind. Eine Anzeigevorrichtung, die für die Geräte verwendet wird, ist neben einer hohen Definition eine Miniaturisierung benötigt.
Als Anzeigevorrichtungen können typischerweise eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, eine Licht emittierende Vorrichtung mit einem Licht emittierenden Element (auch als Licht emittierende Einrichtung bezeichnet), wie z. B. einem organischen EL- (Elektrolumineszenz-) Element oder einer Leuchtdiode (Licht emittierende Diode, LED), elektronisches Papier und dergleichen angegeben werden, bei dem durch ein Elektrophoreseverfahren oder dergleichen eine Anzeige erfolgt.
Ein organisches EL-Element weist im Allgemeinen beispielsweise eine Struktur auf, bei der eine eine Licht emittierende organische Verbindung enthaltende Schicht zwischen einer unteren Elektrode und einer oberen Elektrode angeordnet ist. Durch Anlegen einer Spannung an dieses Element kann eine Lichtemission von der Licht emittierenden organischen Verbindung erhalten werden. Eine ein solches organisches EL-Element aufweisende Anzeigevorrichtung braucht keine für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen und dergleichen erforderliche Hintergrundbeleuchtung; daher kann eine dünne, leichte und kontrastreiche Anzeigevorrichtung mit geringem Energieverbrauch erhalten werden. Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 ein Beispiel für eine ein organisches EL-Element aufweisende Anzeigevorrichtung. In dem Fall, in dem, wie bei der Anzeigevorrichtung in Patentdokument 1, eine hohe Anzeigequalität erfordert wird, muss in einigen Fällen die Anzeigevorrichtung eine hohe Pixelanzahl und eine hohe Definition aufweisen.
[Referenz]
[Patentdokument]
[Patentdokument 1] Internationale PCT-Veröffentlichung Nr. 2019/220278
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Als Gerät für virtuelle Realität (VR) und erweiterte Realität (AR) ist eine Anzeigevorrichtung mit hoher Anzeigequalität, wie in Patentdokument 1 offenbart, nachgefragt worden. In diesem Fall sind die Miniaturisierung und Gewichtsverringerung der Anzeigevorrichtung wichtige Faktoren, da das Anzeigen an einem zu tragenden Gehäuse, wie z. B. brillenartigem oder schutzbrillenartigem Gehäuse, erfolgt. Bei einem zu tragenden Gehäuse muss beispielsweise die Größe der Anzeigevorrichtung so klein wie ungefähr 2 Zoll oder kleiner, 1 Zoll oder kleiner oder dergleichen sein.
Des Weiteren muss die Anzeigevorrichtung eine Treiberschaltung zum Betreiben der Pixel wie Gate-Treiber oder Source-Treiber aufweisen. Um die Anzeigequalität der Anzeigevorrichtung zu erhöhen, ist ferner eine Funktionsschaltung wie Anwendungsprozessor erforderlich, der ein Steuersignal oder dergleichen zum Durchführen einer Anzeige erzeugt.
Im Falle der Konfiguration, bei der zusätzlich zu einer Pixelschaltung, die eine Vielzahl von Pixeln aufweist, die vorstehend beschriebene Treiberschaltung und die vorstehend beschriebene Funktionsschaltung getrennt bereitgestellt werden, gibt es ein Problem dahingehend, dass die Zunahme der Länge von die Schaltungen elektrisch verbindenden Leitungen die Miniaturisierung und Gewichtsverringerung der Anzeigevorrichtung schwierig macht. Darüber hinaus gibt es in dem Fall, in dem zusätzlich zu einer Pixelschaltung, die eine Vielzahl von Pixeln aufweist, eine Treiberschaltung und eine Funktionsschaltung monolithisch bereitgestellt werden, ein Problem dahingehend, dass die Schaltungsfläche aufgrund des Zusatzes der Treiberschaltung und der Funktionsschaltung zu der Pixelschaltung erhöht wird.
In dem Fall, in dem die Anzeigevorrichtung mit einem Mehrwert, z. B. einem Sensor, versehen wird, sind eine weitere Funktionsschaltung, die den Sensor oder dergleichen betreibt oder steuert, und dergleichen erforderlich; dabei gibt es noch ein Problem dahingehend, dass die Erhöhung der Schaltungsfläche die Miniaturisierung und Gewichtsverringerung der Anzeigevorrichtung noch schwierig macht.
Angesichts des obigen Problems ist eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine miniaturisierte Anzeigevorrichtung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Anzeigevorrichtung mit verringertem Gewicht bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Anzeigevorrichtung mit hoher Anzeigequalität bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine neuartige Anzeigevorrichtung bereitzustellen.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Aufgaben dem Vorhandensein weiterer Aufgaben nicht im Wege steht. Es sei angemerkt, dass es bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unnötig ist, sämtliche dieser Aufgaben zu erfüllen. Weitere Aufgaben können aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen abgeleitet werden.
Mittel zur Lösung des Problems
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Anzeigevorrichtung, die eine Vielzahl von Pixeln umfasst. Die Vielzahl von Pixeln umfasst jeweils eine Licht emittierende Einrichtung, eine Sensoreinrichtung und eine Schaltungseinrichtung. Die Licht emittierende Einrichtung und die Sensoreinrichtung sind in einer ersten Schicht bereitgestellt. Die Schaltungseinrichtung ist in einer zweiten Schicht bereitgestellt. Die Licht emittierende Einrichtung umfasst eine untere Elektrode, eine obere Elektrode und eine Licht emittierende Schicht, die zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode bereitgestellt ist. Die Sensoreinrichtung weist eine Funktion auf, Licht zu erfassen, das von der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird. Die erste Schicht ist über der zweiten Schicht bereitgestellt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Anzeigevorrichtung, die eine Vielzahl von Pixeln umfasst. Die Vielzahl von Pixeln umfasst jeweils eine Licht emittierende Einrichtung, eine Sensoreinrichtung, eine erste Schaltungseinrichtung und eine zweite Schaltungseinrichtung. Die Licht emittierende Einrichtung und die Sensoreinrichtung sind in einer ersten Schicht bereitgestellt. Die erste Schaltungseinrichtung ist in einer zweiten Schicht bereitgestellt. Die zweite Schaltungseinrichtung ist in einer dritten Schicht bereitgestellt. Die Licht emittierende Einrichtung umfasst eine untere Elektrode, eine obere Elektrode und eine Licht emittierende Schicht, die zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode bereitgestellt ist. Die Sensoreinrichtung weist eine Funktion auf, Licht zu erfassen, das von der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird. Die erste Schaltungseinrichtung weist eine Funktion auf, die Licht emittierende Einrichtung oder die Sensoreinrichtung zu betreiben. Die zweite Schaltungseinrichtung weist eine Funktion auf, aufgrund von Informationen, die von der ersten Schaltungseinrichtung ausgegeben werden, eine Rechnung durchzuführen. Die erste Schicht ist über der zweiten Schicht bereitgestellt. Die zweite Schicht ist über der dritten Schicht bereitgestellt.
Wenn ein Querschnitt der Licht emittierenden Einrichtung beobachtet wird, umfassen vorzugsweise eine Seitenfläche der unteren Elektrode und eine Seitenfläche der Licht emittierenden Schicht einen Bereich, in dem sie übereinstimmen oder im Wesentlichen übereinstimmen.
Vorzugsweise ist ein Isolator zwischen der Licht emittierenden Einrichtung und einer benachbarten Licht emittierenden Einrichtung enthalten. Der Isolator umfasst vorzugsweise ein anorganisches Material und/oder ein organisches Material. Der Isolator umfasst vorzugsweise ein lichtempfindliches organisches Harz.
Die erste Schaltungseinrichtung umfasst vorzugsweise einen ersten Transistor. Der erste Transistor umfasst vorzugsweise in dem Kanalbildungsbereich ein Metalloxid.
Die zweite Schaltungseinrichtung umfasst vorzugsweise einen zweiten Transistor. Der zweite Transistor umfasst vorzugsweise in dem Kanalbildungsbereich Silizium.
Die zweite Schaltungseinrichtung weist vorzugsweise eine Funktion auf, unter Verwendung der Licht emittierenden Einrichtung und/oder der Sensoreinrichtung eines oder mehrere ausgewählt aus dem Lidschlag, der Bewegung einer Iris eines Auges und der Bewegung eines Augenlides eines Benutzers zu erfassen.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Anzeigevorrichtung, die eine Vielzahl von Pixeln umfasst. Die Vielzahl von Pixeln umfasst jeweils eine Licht emittierende Einrichtung, eine Sensoreinrichtung und eine Schaltungseinrichtung. Die Licht emittierende Einrichtung und die Sensoreinrichtung sind in einer ersten Schicht bereitgestellt. Die Schaltungseinrichtung ist in einer zweiten Schicht bereitgestellt. Die Licht emittierende Einrichtung umfasst eine untere Elektrode, eine obere Elektrode und eine Licht emittierende Schicht, die zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode bereitgestellt ist. Die Sensoreinrichtung weist eine Funktion auf, Licht zu erfassen, das von der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird. Die erste Schicht ist über der zweiten Schicht bereitgestellt. Die Vielzahl von Pixeln umfasst jeweils ein erstes bis sechstes Subpixel.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Anzeigevorrichtung, die eine Vielzahl von Pixeln umfasst. Die Vielzahl von Pixeln umfasst jeweils ein erstes bis sechstes Subpixel. Das erste Subpixel umfasst eine erste Licht emittierende Einrichtung, die eine Funktion aufweist, rotes Licht zu emittieren. Das zweite Subpixel umfasst eine zweite Licht emittierende Einrichtung, die eine Funktion aufweist, grünes Licht zu emittieren. Das dritte Subpixel umfasst eine dritte Licht emittierende Einrichtung, die eine Funktion aufweist, blaues Licht zu emittieren. Mindestens eines der vierten bis sechsten Subpixel umfasst eine erste Sensoreinrichtung. Das erste bis sechste Subpixel umfassen jeweils eine Schaltungseinrichtung. Die erste bis dritte Licht emittierende Einrichtung und die erste Sensoreinrichtung sind in einer ersten Schicht bereitgestellt. Die Schaltungseinrichtung ist in der zweiten Schicht bereitgestellt. Die erste bis dritte Licht emittierende Einrichtung umfassen jeweils eine untere Elektrode, eine obere Elektrode und eine Licht emittierende Schicht, die zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode bereitgestellt ist. Die erste Sensoreinrichtung weist eine Funktion auf, Licht zu erfassen, das von den Pixeln emittiert wird. Die erste Schicht ist über der zweiten Schicht bereitgestellt.
Bei der vorstehenden Struktur umfasst vorzugsweise das vierte Subpixel eine vierte Licht emittierende Einrichtung, die eine Funktion aufweist, Infrarotlicht zu emittieren. Das fünfte Subpixel umfasst vorzugsweise die erste Sensoreinrichtung. Das sechste Subpixel umfasst vorzugsweise eine zweite Sensoreinrichtung. Das fünfte Subpixel weist vorzugsweise eine Funktion auf, sichtbares Licht zu erfassen. Das sechste Subpixel weist vorzugsweise eine Funktion auf, Infrarotlicht zu erfassen.
Das erste bis sechste Subpixel umfassen vorzugsweise jeweils einen Licht emittierenden Bereich oder einen Licht empfangenden Bereich, welcher eine Seitenlänge von größer als oder gleich 1 µm und kleiner als oder gleich 10 µm aufweist, und einen Bereich, in dem ein Abstand zwischen den einander benachbarten Subpixeln kleiner als 1 µm ist.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Gerät, das eine der vorstehenden Anzeigevorrichtungen, ein Gehäuse, das mit der Anzeigevorrichtung bereitgestellt ist, einen Sensor, der in dem Gehäuse bereitgestellt ist, und eine Batterie umfasst, die in dem Gehäuse bereitgestellt ist und der Anzeigevorrichtung Strom zuführt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Gerät, das mindestens zwei der vorstehenden Anzeigevorrichtungen, ein Gehäuse, das mit der Anzeigevorrichtung bereitgestellt ist, einen Sensor, der in dem Gehäuse bereitgestellt ist, und eine Batterie umfasst, die in dem Gehäuse bereitgestellt ist und der Anzeigevorrichtung Strom zuführt. Das Gehäuse umfasst einen zu tragenden Abschnitt und ein Paar von Linsen. Ein Bild wird von einer der zwei Anzeigevorrichtungen an eine des Paars von Linsen projiziert. Ein Bild wird von der anderen der zwei Anzeigevorrichtungen an die andere des Paars von Linsen projiziert.
Es sei angemerkt, dass weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nachstehend in der Beschreibung von Ausführungsformen und in den Zeichnungen dargestellt werden.
Wirkung der Erfindung
Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine miniaturisierte Anzeigevorrichtung bereitstellen. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Anzeigevorrichtung mit verringertem Gewicht bereitstellen. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Anzeigevorrichtung mit hoher Anzeigequalität bereitstellen. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine neuartige Anzeigevorrichtung bereitstellen.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Wirkungen dem Vorhandensein weiterer Wirkungen nicht im Wege steht. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist nicht notwendigerweise alle diesen Wirkungen auf. Weitere Wirkungen können aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen abgeleitet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1A und 1B sind Darstellungen, die jeweils ein Strukturbeispiel einer Anzeigevorrichtung illustrieren.
2A und 2B sind Darstellungen, die jeweils ein Strukturbeispiel der Anzeigevorrichtung illustrieren.
3A und 3B sind Darstellungen, die jeweils ein Strukturbeispiel der Anzeigevorrichtung illustrieren.
4A und 4B sind Darstellungen, die jeweils ein Strukturbeispiel der Anzeigevorrichtung illustrieren.
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Strukturbeispiel der Anzeigevorrichtung darstellt.
6A ist eine schematische Querschnittsansicht der Anzeigevorrichtung, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt und eines Auges eines Benutzers; 6B ist eine schematische Ansicht, die das Auge des Benutzers und die Umgebung des Auges des Benutzers darstellt; und 6C ist eine schematische Ansicht, die ein Netzhautmuster des Auges des Benutzers darstellt.
7A bis 7D sind Darstellungen, die Konfigurationsbeispiele der Pixelschaltung illustrieren.
8A bis 8D sind Darstellungen, die Konfigurationsbeispiele der Pixelschaltung illustrieren.
9A und 9B sind Darstellungen, die Konfigurationsbeispiele der Anzeigevorrichtung illustrieren.
10A bis 10C sind Darstellungen, die Konfigurationsbeispiele der Anzeigevorrichtung illustrieren.
11 ist eine Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel der Anzeigevorrichtung illustriert.
12 ist eine Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel der Anzeigevorrichtung illustriert.
13 ist eine Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel der Anzeigevorrichtung illustriert.
14 ist eine Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel der Anzeigevorrichtung illustriert.
15A bis 15F sind Darstellungen, die Konfigurationsbeispiele einer Licht emittierenden Einrichtung illustrieren.
16A und 16B sind Darstellungen, die jeweils ein Konfigurationsbeispiel eines elektronischen Geräts illustrieren. 16C ist eine Darstellung, die ein Verwendungsbeispiel des elektronischen Geräts illustriert.
17A bis 17D sind Darstellungen, die Konfigurationsbeispiele des elektronischen Geräts illustrieren.
18A und 18B sind Darstellungen, die Konfigurationsbeispiele des elektronischen Geräts illustrieren.

Ausführungsformen der Erfindung
Nachstehend werden Ausführungsformen anhand von Zeichnungen beschrieben. Jedoch können die Ausführungsformen in vielen verschiedenen Modi implementiert werden, und es ist für Fachleute leicht verständlich, dass Modi und Details davon auf verschiedene Weise verändert werden können, ohne dabei vom Gedanken und Schutzbereich abzuweichen. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsformen beschränkt angesehen werden.
In den Zeichnungen wird die Größe, die Schichtdicke oder der Bereich in einigen Fällen zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt. Deshalb sind sie nicht notwendigerweise auf das Größenverhältnis beschränkt. Es sei angemerkt, dass die Zeichnungen schematische Ansichten sind, die ideale Beispiele zeigen, und dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf die Formen oder Werte, welche in den Zeichnungen gezeigt werden, beschränkt sind.
Sofern nicht anders angegeben, bezeichnet ein Sperrstrom in dieser Beschreibung und dergleichen einen Drain-Strom eines Transistors in einem Sperrzustand (auch als nichtleitender Zustand oder Cut-Off-Zustand bezeichnet). Sofern nicht anders angegeben, bezeichnet ein Sperrzustand einen Zustand, in dem bei einem n-Kanal-Transistor die Spannung V_gs zwischen einem Gate und einer Source niedriger ist als die Schwellenspannung V_th (bei einem p-Kanal-Transistor V_gs höher ist als V_th).
In dieser Beschreibung und dergleichen bedeutet ein Metalloxid im weiteren Sinne ein Oxid eines Metalls. Metalloxide werden in einen Oxidisolator, einen Oxidleiter (darunter auch einen durchsichtigen Oxidleiter), einen Oxidhalbleiter (oxide semiconductor; auch einfach als OS bezeichnet) und dergleichen unterteilt. Beispielsweise wird ein Metalloxid, das für eine aktive Schicht eines Transistors verwendet wird, in einigen Fällen als Oxidhalbleiter bezeichnet. Das heißt, dass es sich bei einem OS-Transistor um einen ein Oxid oder einen Oxidhalbleiter enthaltenden Transistor handelt.
In dieser Beschreibung und dergleichen kann eine unter Verwendung einer Metallmaske oder einer FMM (einer feinen Metallmaske, einer Metallmaske mit hoher Feinheit) ausgebildete Einrichtung als Einrichtung mit einer MM- (Metallmaske-) Struktur bezeichnet werden. In dieser Beschreibung und dergleichen kann eine Einrichtung, die ohne Verwendung einer Metallmaske oder einer FMM ausgebildet wird, als Einrichtung mit einer MML- (metallmaskenlosen) Struktur bezeichnet werden.
In dieser Beschreibung und dergleichen kann eine Struktur, bei der Licht emittierenden Schichten in Licht emittierenden Einrichtungen von unterschiedlichen Farben (hier Blau (B), Grün (G) und Rot (R)) getrennt ausgebildet oder getrennt strukturiert werden, als Side-by-Side- (SBS-) Struktur bezeichnet werden. In dieser Beschreibung und dergleichen kann eine Licht emittierende Einrichtung, die weißes Licht emittieren kann, als weißes Licht emittierende Einrichtung bezeichnet werden. Es sei angemerkt, dass eine Kombination aus weißes Licht emittierenden Einrichtungen und Farbschichten (z. B. Farbfiltern) eine Vollfarb-Anzeigevorrichtung erzielt.
Strukturen von Licht emittierenden Einrichtungen können grob in eine Single-Struktur und eine Tandem-Struktur klassifiziert werden. Eine Einrichtung mit einer Single-Struktur beinhaltet eine Licht emittierende Einheit zwischen einem Paar von Elektroden, und die Licht emittierende Einheit beinhaltet vorzugsweise eine oder mehrere Licht emittierende Schichten. Um eine weiße Lichtemission zu erhalten, können in dem Fall, in dem unter Verwendung von zwei Licht emittierenden Schichten eine weiße Lichtemission erhalten wird, die zwei Licht emittierenden Schichten, die Licht von Komplementärfarben emittieren, ausgewählt werden. Beispielsweise kann dann, wenn Emissionsfarben einer ersten Licht emittierenden Schicht und einer zweiten Licht emittierenden Schicht zueinander komplementär sind, eine Licht emittierende Einrichtung dazu konfiguriert werden, weißes Licht als Ganzes zu emittieren. Des Weiteren kann in dem Fall, in dem unter Verwendung von drei oder mehr Licht emittierenden Schichten eine weiße Lichtemission erhalten wird, durch Kombination der Farben der Lichtemissionen der drei oder mehr Licht emittierenden Schichten die Licht emittierende Einrichtung als Ganzes eine weiße Lichtemission aufweisen.
Eine Einrichtung mit einer Tandem-Struktur weist zwei oder mehr Licht emittierende Einheiten zwischen einem Paar von Elektroden auf, wobei die Licht emittierende Einheit vorzugsweise eine oder mehrere Licht emittierende Schichten aufweist. Eine weiße Lichtemission kann durch Kombination von Licht aus den Licht emittierenden Schichten in der Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten erhalten. Es sei angemerkt, dass eine Struktur zum Erhalten einer weißen Lichtemission derjenigen im Fall einer Single-Struktur ähnlich ist. In einer Einrichtung mit einer Tandem-Struktur wird zwischen mehreren Licht emittierenden Einheiten vorzugsweise eine Zwischenschicht, wie z. B. eine Ladungserzeugungsschicht, bereitgestellt.
Wenn die weißes Licht emittierende Einrichtung (mit einer Single-Struktur oder einer Tandem-Struktur) und eine Licht emittierende Einrichtung mit einer SBS-Struktur miteinander verglichen werden, kann die Licht emittierende Einrichtung mit einer SBS-Struktur geringeren Stromverbrauch aufweisen als die weißes Licht emittierende Einrichtung. Um Stromverbrauch zu verringern, wird vorzugsweise eine Licht emittierende Einrichtung mit einer SBS-Struktur verwendet. Andererseits wird die weißes Licht emittierende Einrichtung im Sinne von niedrigeren Herstellungskosten oder einer höheren Herstellungsausbeute bevorzugt, da der Herstellungsprozess der weißes Licht emittierenden Einrichtung einfacher ist als derjenige der Licht emittierenden Einrichtung mit einer SBS-Struktur.
(Ausführungsform 1)
Nachstehend wird ein Konfigurationsbeispiel der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben.
<Konfigurationsbeispiel 1 der Anzeigevorrichtung>
1A und 1B sind schematische perspektivische Ansichten einer Anzeigevorrichtung 10.
Eine Anzeigevorrichtung 10, die in 1A und 1B dargestellt wird, beinhaltet eine Schicht 11 und eine Schicht 12. Des Weiteren beinhaltet die Anzeigevorrichtung 10 einen Anzeigeabschnitt 15, der ein Element umfasst, das in der Schicht 11 und der Schicht 12 bereitgestellt wird. Der Anzeigeabschnitt 15 ist ein Bereich der Anzeigevorrichtung 10, in dem ein Bild angezeigt wird. Der Anzeigeabschnitt 15 ist ein Bereich, in dem ein Pixel bereitgestellt wird, das eine Pixelschaltung und ein mit dieser verbundenes Anzeigeelement umfasst.
In dieser Beschreibung und dergleichen kann der Begriff „Element“ in einigen Fällen als „Einrichtung“ bezeichnet werden. Beispielsweise können Anzeigeelement, Licht emittierendes Element und Flüssigkristallelement beispielsweise als Anzeigeeinrichtung, Licht emittierende Einrichtung und Flüssigkristalleinrichtung bezeichnet werden. Des Weiteren kann in dieser Beschreibung und dergleichen der Begriff „Einrichtung“ in einigen Fällen als „Element“ bezeichnet werden.
In die Anzeigevorrichtung 10 werden von außen verschiedene Signale und ein Stromversorgungspotential über einen Anschlussabschnitt 14 eingegeben, so dass die Anzeige an dem Anzeigeabschnitt 15 erfolgen kann. Die Anzeigevorrichtung umfasst eine Vielzahl von Schichten, und in jeder Schicht wird ein Transistor, der eine Schaltung betreibt, oder ein Anzeigeelement, das Licht emittiert, bereitgestellt. In der Vielzahl von Schichten wird eine Schaltungseinrichtung, wie z. B. eine Pixelschaltung, die eine Funktion zum Steuern der Lichtemission des Anzeigeelements aufweist, eine Treiberschaltung, die eine Funktion zum Steuern der Pixelschaltung aufweist, eine Funktionsschaltung, die eine Funktion zum Steuern der Treiberschaltung aufweist, bereitgestellt.
1B zeigt eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration der Schicht 11 und der Schicht 12 schematisch darstellt.
Auf der Schicht 12 wird eine Vielzahl von Pixelschaltungen 51 bereitgestellt. Die Schicht 12 beinhaltet einen Transistor 52, der in einem Kanalbildungsbereich 54 ein Metalloxid (auch als Oxidhalbleiter bezeichnet) umfasst (auch als OS-Transistor bezeichnet), oder einen Transistor 21, der in einem Kanalbildungsbereich 22 Silizium umfasst (Si-Transistor auch als bezeichnet). Als Schicht 12 wird vorzugsweise ein Siliziumsubstrat verwendet, da die Wärmeleitfähigkeit höher ist als diejenige des Glassubstrats.
Als Transistor 21 kann beispielsweise ein Transistor verwendet werden, der in dem Kanalbildungsbereich einkristallines Silizium umfasst. Wenn als in der Schicht 12 bereitgestellter Transistor ein Transistor verwendet wird, der in dem Kanalbildungsbereich einkristallines Silizium umfasst, kann insbesondere der Durchlassstrom des Transistors erhöht werden. Dies ist daher vorzuziehen, da die Schaltung, die in der Schicht 12 enthalten ist, mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann. Des Weiteren kann die Kanallänge des Si-Transistors unter Verwendung einer Feinbearbeitung beispielsweise mehr als oder gleich 3 nm und weniger als oder gleich 10 nm sein. Indem ein Si-Transistor verwendet wird, kann bei der Anzeigevorrichtung 10 ein Beschleuniger, wie z. B. ein Hauptprozessor (central processor unit, CPU) und ein Grafikprozessor (graphics processing unit, GPU), ein Anwendungsprozessor oder dergleichen bereitgestellt werden.
Als Transistor 52, der ein OS-Transistor ist, wird vorzugsweise ein Transistor verwendet, der in dem Kanalbildungsbereich ein Oxid umfasst, das mindestens eines von Indium, einem Element M (das Element M ist Aluminium, Gallium, Yttrium oder Zinn) und Zink enthält. Ein derartiger OS-Transistor zeichnet sich durch seinen sehr niedrigen Sperrstrom aus. Daher wird insbesondere ein OS-Transistor vorzugsweise als Transistor verwendet, der in der Pixelschaltung bereitgestellt wird, da in die Pixelschaltung geschriebene analoge Daten für eine lange Periode gehalten werden können.
Über der Schicht 12 wird die Schicht 11 bereitgestellt. In der Schicht 11 werden eine Vielzahl von Anzeigeelementen 61 und eine Vielzahl von Elementen 62 bereitgestellt. In der Schicht 11 werden Pixel 63, die die Anzeigeelemente 61 und die Elemente 62 enthalten, in einer Matrix angeordnet. Bei dieser Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, in dem eines der Pixel 63 sechs Elemente (drei Anzeigeelemente 61 und drei Elemente 62) umfasst. Das heißt, dass das Pixel 63 als sechs Subpixel umfassend angesehen werden kann.
1B zeigt ein Beispiel, in dem eines der Pixel 63 drei Anzeigeelemente 61, d. h. ein Anzeigeelement 61R, ein Anzeigeelement 61G und ein Anzeigeelement 61B, umfasst.
Das Pixel 63 kann eine Vielzahl von Anzeigeelementen umfassen, die Licht mit unterschiedlichen Farben emittieren. Beispielsweise können in dem Fall, in dem die Anzeigeelemente mit drei Farben enthalten sind, Licht emittierende Einrichtungen mit drei Farben von Rot (R), Grün (G) und Blau (B) oder Licht emittierende Einrichtungen mit drei Farben von Gelb (Y), Cyan (C) und Magenta (M) oder dergleichen verwendet werden.
Beispielsweise kann für das Anzeigeelement 61 R eine Licht emittierende Einrichtung, die rotes Licht emittiert, verwendet werden. Für das Anzeigeelement 61G kann eine Licht emittierende Einrichtung, die grünes Licht emittiert, verwendet werden. Für das Anzeigeelement 61 B kann eine Licht emittierende Einrichtung, die blaues Licht emittiert, verwendet werden.
Als Anzeigeelement 61 wird vorzugsweise ein EL-Element, wie z. B. eine organische Leuchtdiode (organic light emitting diode, OLED) oder eine Quantenpunkt-Leuchtdiode (quantum-dot light emitting diode, QLED), verwendet. Beispiele für eine Licht emittierende Substanz, die in dem Anzeigeelement enthalten ist (auch als Licht emittierendes Material bezeichnet), umfassen eine Substanz, die eine Fluoreszenz emittiert (ein fluoreszierendes Material), eine Substanz, die eine Phosphoreszenz emittiert (ein phosphoreszierendes Material), eine anorganische Verbindung (wie z. B. ein Quantenpunktmaterial), eine Substanz, die eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz emittiert (ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes (thermally activated delayed fluorescence, TADF-) Material), und dergleichen. Alternativ kann ein TADF-Material verwendet werden, dessen Singulett-Anregungszustand und Triplett-Anregungszustand sich in einem thermischen Gleichgewichtszustand befinden. Da ein derartiges TADF-Material eine kurze Emissionslebensdauer (Anregungslebensdauer) ermöglicht, kann die Effizienzreduzierung einer Licht emittierenden Einrichtung in einem hohen Leuchtdichtebereich verhindert werden.
Ferner kann als Anzeigeelement 61 eine LED, wie z. B. eine Mikro-LED (lightemitting diode), verwendet werden.
1B zeigt ein Beispiel, in dem das Pixel 63 ferner drei Elemente 62, d. h. ein Element 62X_1, ein Element 62X_2 und ein Element 62X_3, umfasst.
Für das Element 62 können eine oder mehrere Arten von Elementen verwendet werden. Als Element 62 kann eine Licht emittierende Einrichtung oder eine Sensoreinrichtung (auch als Sensorelement bezeichnet), wie z. B. eine Licht empfangende Einrichtung (auch als Licht empfangendes Element bezeichnet), oder dergleichen verwendet werden. Insbesondere kann als Element 62 eine Licht emittierende Einrichtung, die weißes Licht emittiert, eine Licht emittierende Einrichtung, die gelbes Licht emittiert, eine Licht emittierende Einrichtung, die Infrarotlicht (darunter auch Nah-Infrarotlicht) emittiert, eine Licht empfangende Einrichtung, die sichtbares Licht erfasst, und eine Licht empfangende Einrichtung, die Infrarotlicht erfasst, oder dergleichen verwendet werden.
Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung 10 oder ein elektronisches Gerät mit der Anzeigevorrichtung 10 eine Funktion aufweisen, unter Verwendung des Elements 62 eines oder mehrere ausgewählt aus dem Lidschlag, der Bewegung der Iris des Auges und der Bewegung des Augenlides eines Benutzers zu erfassen.
Indem für das Element 62 eine Licht empfangende Einrichtung verwendet wird, kann die Anzeigevorrichtung 10 die Umgebung des Auges, die Oberfläche des Auges oder das Innere des Auges (z. B. Augenhintergund) abbilden. Beispielsweise können unter Verwendung einer Licht empfangenden Einrichtung, die das Infrarotlicht erfasst, eines oder mehrere ausgewählt aus dem Lidschlag, der Bewegung des Augenlides und der Bewegung der Pupille und Iris des Auges erfasst werden. Des Weiteren kann die Licht empfangende Einrichtung, die sichtbares Licht erfasst, für die Augenhintergrund-Untersuchung, die Erfassung der Augenmüdigkeit und dergleichen verwendet werden. Mit sichtbarem Licht und/oder Infrarotlicht kann der Hämoglobingehalt festgestellt werden, und mit sowohl sichtbarem Licht als auch Infrarotlicht kann die Erfassungsgenauigkeit in einigen Fällen erhöht werden. Es sei angemerkt, dass diese Funktionen bei der Ausführungsform 2 ausführlich beschrieben werden.
Des Weiteren kann beispielsweise die Anzeigevorrichtung 10 oder das elektronische Gerät eine Funktion zum Messen von mindestens einem der folgenden unter Verwendung des Elements 62 aufweisen: Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Magnetismus, Temperatur, chemischer Substanz, Zeit, elektrischem Feld, Strom, Spannung, elektrischer Energie, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch, körperliche Verfassung, Puls, Körpertemperatur, Sauerstoffkonzentration im Blut und arterielle Sauerstoffsättigung.
Des Weiteren können als Funktionen der Anzeigevorrichtung 10 oder des elektronischen Geräts beispielsweise eine Korrekturfunktion einer Verschlechterung, eine Beschleunigungssensor-Funktion, eine Geruchsensor-Funktion, eine Erfassungsfunktion körperlicher Verfassung, eine Pulserfassungsfunktion, eine Erfassungsfunktion der Körpertemperatur, eine Funktion als Pulsoximeter oder eine Funktion zum Messen der Sauerstoffkonzentration im Blut oder dergleichen angegeben werden.
Als Korrekturfunktion einer Verschlechterung kann eine Korrekturfunktion der Verschlechterung des Anzeigeelements 61 angegeben werden. Konkreter genommen: In dem Fall, in dem die Zuverlässigkeit eines für das Anzeigeelement 61G verwendeten Materials niedrig ist, können dann, wenn das Element 62 eine Konfiguration aufweist, die derjenigen des Anzeigeelements 61G ähnlich ist, zwei Anzeigeelemente 61G in dem Pixel 63 bereitgestellt werden. Diese Konfiguration kann die Emissionsfläche des Anzeigeelements 61G vergrößern. Beispielsweise kann dann, wenn die Emissionsfläche des Anzeigeelements 61G auf das Doppelte vergrößert wird, die Zuverlässigkeit ungefähr auf das Doppelte erhöht werden. Alternativ können in dem Pixel 63 zwei Anzeigeelemente 61G bereitgestellt werden, wodurch dann, wenn eines der Anzeigeelemente 61G aufgrund der Verschlechterung oder dergleichen kein Licht emittiert, das andere der Anzeigeelemente 61G für die Lichtemission das eine der Anzeigeelemente 61G kompensiert.
Es sei angemerkt, dass, obwohl im Vorstehenden das Anzeigeelement 61G beschrieben worden ist, das Anzeigeelement 61B und das Anzeigeelement 61 R auch eine ähnliche Konfiguration aufweisen können.
Die Beschleunigungssensor-Funktion, die Geruchsensor-Funktion, die Erfassungsfunktion körperlicher Verfassung, die Pulserfassungsfunktion, die Körpertemperatur-Erfassungsfunktion, die Funktion als Pulsoximeter und die Funktion zum Messen der Sauerstoffkonzentration im Blut werden jeweils durch Bereitstellung einer Sensoreinrichtung, die für die Erkennung erforderlich ist, als Element 62 ermöglicht. Des Weiteren kann die Anzeigevorrichtung 10 oder das elektronische Gerät je nach der als Element 62 bereitgestellten Sensoreinrichtung verschiedene Funktionen ermöglichen.
Indem, wie vorstehend beschrieben, unter Verwendung des Elements 62 verschiedene Funktionen bereitgestellt werden, kann die Anzeigevorrichtung, die das Pixel 63 beinhaltet, als multifunktionale Anzeigevorrichtung oder multifunktionales Feld bezeichnet werden. Es sei angemerkt, dass die Anzahl der Funktion, bei der das Element 62 verwendet wird, eins oder zwei oder mehr sein kann; ein Fachmann kann angemessen eine optimale Funktion oder optimale Funktionen auswählen.
Als Licht empfangende Einrichtung, die für das Element 62 verwendet werden kann, kann beispielsweise eine PN-Photodiode oder eine PIN-Photodiode angegeben werden. Die Licht empfangende Einrichtung dient als photoelektrische Umwandlungseinrichtung (auch als photoelektrisches Umwandlungselement bezeichnet), die in die Licht empfangende Einrichtung einfallendes Licht erfasst und Ladungen erzeugt. Auf Basis der Menge an in die Licht empfangende Einrichtung einfallendem Licht wird die Menge an aus der Licht empfangenden Einrichtung erzeugten Ladungen bestimmt.
Als Licht empfangende Einrichtung wird insbesondere vorzugsweise eine organische Photodiode mit einer Schicht verwendet, 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 Anzeigevorrichtungen verwendet werden.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine organische EL-Einrichtung als Licht emittierende Einrichtung verwendet und wird eine organische Photodiode als Licht empfangende Einrichtung verwendet. Eine organische EL-Einrichtung und eine organische Photodiode können über demselben Substrat ausgebildet werden. Daher kann eine organische Photodiode in einer Anzeigevorrichtung, die eine organische EL-Einrichtung beinhaltet, eingebaut werden.
Die Anzeigevorrichtung 10 beinhaltet eine Licht emittierende Einrichtung und eine Licht empfangende Einrichtung in dem Pixel 63. Da das Pixel 63 eine Lichtempfangsfunktion aufweist, kann die Anzeigevorrichtung 10 während der Anzeige eines Bildes das Objekt abbilden oder erkennen. Beispielsweise kann ein Bild nicht nur durch Verwendung von allen Anzeigeelementen 61 der Anzeigevorrichtung 10 angezeigt werden, sondern auch kann Licht von einigen der Anzeigeelemente 61 als Lichtquelle emittiert werden, und ein Bild kann durch Verwendung der übrigen Anzeigeelemente 61 angezeigt werden.
Bei der Anzeigevorrichtung 10 sind die Licht emittierenden Einrichtungen in dem Anzeigeabschnitt 15 in einer Matrix angeordnet, so dass der Anzeigeabschnitt 15 ein Bild anzeigen kann. Des Weiteren sind in dem Anzeigeabschnitt 15 Licht empfangende Einrichtungen in einer Matrix angeordnet, und der Anzeigeabschnitt weist zusätzlich zu der Funktion zum Anzeigen eines Bildes eine Abbildungsfunktion und/oder eine Erfassungsfunktion auf. Der Anzeigeabschnitt 15 kann für einen Bildsensor verwendet werden. Das heißt, dass der Anzeigeabschnitt 15 Licht erfasst, was die Abbildung oder die regelmäßige Überwachung des Bildes ermöglicht; dadurch kann die Bewegung des Objekts (die Bewegung eines Auges, eines Augenlides oder eines Augapfels) erfasst werden. Außerdem können bei der Anzeigevorrichtung 10 dieser Ausführungsform die Licht emittierenden Einrichtungen als Lichtquelle des Sensors verwendet werden. Daher muss weder ein Licht empfangender Abschnitt noch eine Lichtquelle gesondert von der Anzeigevorrichtung 10 bereitgestellt werden, und demzufolge kann die Anzahl von Komponenten eines elektronischen Geräts verringert werden.
Beispielsweise kann für das Element 62X_1 eine Licht emittierende Einrichtung, die Infrarotlicht (IR) emittiert, verwendet werden. Für das Element 62X_2 kann eine Licht empfangende Einrichtung, die sichtbares Licht erkennt, verwendet werden. Für das Element 62X_3 kann eine Licht empfangende Einrichtung, die Infrarotlicht erkennt, verwendet werden.
Dabei kann das Element 62X_2 vorzugsweise Licht, das von dem Anzeigeelement 61R und/oder dem Anzeigeelement 61G und/oder dem Anzeigeelement 61B emittiert wird, erfassen.
Des Weiteren kann das Element 62X_3 vorzugsweise Infrarotlicht, das von dem Element 62X_1 emittiert wird, erfassen.
Es sei angemerkt, dass das Pixel 63 nicht auf die Konfiguration beschränkt ist, die sechs Arten von Elementen aufweist. Beispielsweise kann für das Element 62X_1 eine Licht empfangende Einrichtung, die sichtbares Licht erfasst, verwendet werden und für das Element 62X_2 und das Element 62X_3 kann eine Licht empfangende Einrichtung, die Infrarotlicht erfasst, verwendet werden.
Dabei kann das Element 62X_1 vorzugsweise Licht erfassen, das von dem Anzeigeelement 61R und/oder dem Anzeigeelement 61G und/oder dem Anzeigeelement 61B emittiert wird. Des Weiteren erfassen das Element 62X_2 und das Element 62X_3 Infrarotlicht, das eine getrennt von der Anzeigevorrichtung 10 bereitgestellte Lichtquelle emittiert.
Des Weiteren kann bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Auffrischungsrate geändert werden. Beispielsweise kann die Auffrischungsrate entsprechend dem an der Anzeigevorrichtung angezeigten Inhalt angepasst werden (beispielsweise im Bereich von höher als oder gleich 1 Hz und niedriger als oder gleich 240 Hz angepasst werden), wodurch der Stromverbrauch verringert wird. Des Weiteren kann gemäß der Auffrischungsrate die Betriebsfrequenz der Licht empfangenden Einrichtung geändert werden. Beispielsweise kann in dem Fall, in dem die Auffrischungsrate der Anzeigevorrichtung 120 Hz ist, die Betriebsfrequenz der Licht empfangenden Einrichtung höher als 120 Hz (typischerweise 240Hz) eingestellt werden. Diese Konfiguration ermöglicht einen niedrigen Stromverbrauch und die Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit der Licht empfangenden Einrichtung.
<Konfigurationsbeispiel 2 der Anzeigevorrichtung>
2A und 2B sind jeweils ein Modifikationsbeispiel der in 1A und 1B dargestellten Anzeigevorrichtung 10. Die Komponenten, die sich von denjenigen, die in 1A und 1B dargestellt werden, unterscheiden, werden nachstehend beschrieben.
Die in 2A und 2B dargestellte Anzeigevorrichtung 10 beinhaltet die Schicht 11, die Schicht 12 und eine Schicht 13. In der Schicht 13 wird eine Treiberschaltung 30 und eine Funktionsschaltung 40 bereitgestellt. Die Schicht 13 umfasst den Transistor 21, der in dem Kanalbildungsbereich 22 Silizium umfasst. Die Schicht 12 umfasst den Transistor 52, der in dem Kanalbildungsbereich 54 Metalloxid umfasst.
Die Treiberschaltung 30 beinhaltet beispielsweise eine Gate-Treiberschaltung, eine Source-Treiberschaltung und dergleichen. Zusätzlich dazu können eine oder mehrere von einer Rechenschaltung, einer Speicherschaltung, einer Stromversorgungsschaltung und dergleichen enthalten sein. Da eine Anordnung ermöglicht wird, bei der sich die Gate-Treiberschaltung, die Source-Treiberschaltung und weitere Schaltungen mit dem Anzeigeabschnitt 15 überlappen, kann die Breite des Nicht-Anzeigebereichs (auch als Rahmen bezeichnet), der sich um den Anzeigeabschnitt 15 der Anzeigevorrichtung 10 herum befindet, im Vergleich zu dem Fall, in dem diese Schaltungen und der Anzeigeabschnitt 15 nebeneinander angeordnet werden, in hohem Maße verschmälert werden, wodurch die Anzeigevorrichtung 10 mit kleiner Größe erhalten werden kann.
Die Funktionsschaltung 40 weist eine Funktion als Anwendungsprozessor auf, der beispielsweise Signal zum Steuern der jeweiligen Schaltungen der Anzeigevorrichtung 10 erzeugt. Die Funktionsschaltung 40 kann ferner eine Schaltung zur Korrektur von Bilddaten eines Beschleunigers, wie z. B. CPU und GPU, oder dergleichen beinhalten. Ferner kann die Funktionsschaltung 40 eine Niederspannungs-Differenzsignalübertragung- (low voltage differential signaling, LVDS-) Schaltung und/oder MIPI- (mobile industry processor interface) Schaltung und/oder eine D/A-(Digital-Analog-) Wandlerschaltung oder dergleichen, welche eine Funktion als Schnittstelle zum Empfangen von Bilddaten und dergleichen von außerhalb der Anzeigevorrichtung 10 aufweist, beinhalten. Die Funktionsschaltung 40 kann eine Schaltung, die Bilddaten komprimiert und dekomprimiert, und/oder eine Stromversorgungsschaltung beinhalten.
<Konfigurationsbeispiel 3 der Anzeigevorrichtung>
3A und 3B sind jeweils ein Modifikationsbeispiel der in 2A und 2B dargestellten Anzeigevorrichtung 10. Die Komponenten, die sich von denjenigen, die in 2A und 2B dargestellt werden, unterscheiden, werden nachstehend beschrieben.
Die in 3A und 3B dargestellte Anzeigevorrichtung 10 beinhaltet die Schicht 11, die Schicht 12 und die Schicht 13. In der Schicht 13 wird die Treiberschaltung 30 und die Funktionsschaltung 40 bereitgestellt. Die Schicht 12 und die Schicht 13 umfassen jeweils den Transistor 21, der in dem Kanalbildungsbereich 22 Silizium umfasst.
Indem sowohl die Schicht 12 als auch die Schicht 13 einen Si-Transistor umfassen, können sie mit der gleichen Art von Material in demselben Herstellungsprozess ausgebildet werden, was vorzuziehen ist. Des Weiteren kann ein Si-Transistor, wie vorstehend beschrieben, den Durchlassstrom des Transistors erhöhen; demzufolge kann eine Anzeigevorrichtung erhalten werden, die für einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb geeignet ist.
<Konfigurationsbeispiel 4 der Anzeigevorrichtung>
4A und 4B sind jeweils ein Modifikationsbeispiel der in 3A und 3B dargestellten Anzeigevorrichtung 10. Die Komponenten, die sich von denjenigen, die in 3A und 3B dargestellt werden, unterscheiden, werden nachstehend beschrieben.
Die in 4A und 4B dargestellte Anzeigeeinrichtung 10 beinhaltet die Schicht 11, die Schicht 12 und die Schicht 13. In der Schicht 13 wird die Treiberschaltung 30 und die Funktionsschaltung 40 bereitgestellt. Die Schicht 12 und die Schicht 13 umfassen jeweils den Transistor 52, der in dem Kanalbildungsbereich 54 Metalloxid umfasst.
Indem sowohl die Schicht 12 als auch die Schicht 13 einen OS-Transistor umfassen, können sie mit der gleichen Art von Material in demselben Herstellungsprozess ausgebildet werden, was vorzuziehen ist. Des Weiteren kann der OS-Transistor, wie vorstehend beschrieben, den Sperrstrom des Transistors verringern; daher wird er bevorzugt, da der Stromverbrauch im Falle der Anzeigevorrichtung, die für lange Zeit Daten halten soll, verringert werden kann.
Als Nächstes wird ein spezifisches Konfigurationsbeispiel der Treiberschaltung 30 und der Funktionsschaltung 40, die vorstehend beschrieben worden sind, anhand von 5 beschrieben. 5 ist ein Blockschema der Anzeigevorrichtung 10, das eine Vielzahl von Leitungen, einen Bus und dergleichen darstellt, die eine Pixelschaltung 51, die Treiberschaltung 30 und die Funktionsschaltung 40 verbinden.
Da die Anzeigevorrichtung 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration aufweisen kann, bei der das Anzeigeelement 61, die Pixelschaltung 51, die Treiberschaltung 30 und die Funktionsschaltung 40 übereinander angeordnet werden, das Öffnungsverhältnis des Pixels (das effektive Anzeigeflächenverhältnis) in hohem Maße erhöht werden. Beispielsweise kann das Öffnungsverhältnis des Pixels höher als oder gleich 40 % und niedriger als 100 %, bevorzugt höher als oder gleich 50 % und niedriger als oder gleich 95 %, bevorzugter höher als oder gleich 60 % und niedriger als oder gleich 95 % sein. Ferner können die Pixelschaltungen 51 sehr dicht angeordnet werden, und daher kann die Definition des Pixels äußerst erhöht werden. Beispielsweise können in dem Anzeigeabschnitt der Anzeigevorrichtung 10 (in dem Bereich, in dem die Pixelschaltung 51 und das Anzeigeelement 61 übereinander angeordnet werden) Pixel in einer Definition von höher als oder gleich 2000 ppi, bevorzugt höher als oder gleich 3000 ppi, bevorzugter höher als oder gleich 5000 ppi, noch bevorzugter höher als oder gleich 6000 ppi und niedriger als oder gleich 20000 ppi oder niedriger als oder gleich 30000 ppi angeordnet werden.
Eine derartige Anzeigevorrichtung 10 weist eine sehr hohe Definition auf und kann daher geeignet für ein VR-Gerät, wie z. B. ein Head-Mounted Display, oder ein brillenartiges AR-Gerät verwendet werden. Beispielsweise werden selbst im Fall einer Struktur, bei der der Anzeigeabschnitt der Anzeigevorrichtung 10 durch eine Linse gesehen wird, die Pixel nicht wahrgenommen, da die Anzeigevorrichtung 10 den sehr hochauflösenden Anzeigeabschnitt umfasst, auch wenn der Anzeigeabschnitt durch die Linse vergrößert wird, so dass die Anzeige, durch die ein hohes Immersionsgefühl bereitgestellt wird, durchgeführt werden kann. Die Anzeigevorrichtung 10 ist darauf nicht beschränkt und kann vorteilhaft für einen relativ kleinen Anzeigeabschnitt umfassende elektronische Geräte verwendet werden. Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung 10 in einem Anzeigeabschnitt eines tragbaren elektronischen Geräts, wie z. B. einer Smartwatch (eingetragenes Markenzeichen), vorteilhaft verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem in der Anzeigevorrichtung 10 einkristallines Silizium als Material des Transistors 21 verwendet wird, die Größe des Anzeigeabschnitts 15 größer als oder gleich 0,1 Zoll Diagonale und niedriger als oder gleich 5 Zoll Diagonale, bevorzugt größer als oder gleich 0,5 Zoll Diagonale und niedriger als oder gleich 3 Zoll Diagonale, bevorzugter höher als oder gleich 1 Zoll Diagonale und niedriger als oder gleich 2 Zoll Diagonale sein kann. Da die Breite des Rahmens der Anzeigevorrichtung 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in hohem Maße verschmälert werden kann, kann beispielsweise in dem Fall, in dem die Größe der Schicht 12 1 Zoll Diagonale ist, ungefähr das Vierfache der Menge von Licht im Falle einer Größe von 0,5 Zoll Diagonale extrahiert werden, was vorzuziehen ist.
Es sei angemerkt, dass bei der in 5 dargestellten Anzeigevorrichtung 10 in der Schicht 12 eine Vielzahl von Pixelschaltungen 51 in einer Matrix angeordnet sind. Des Weiteren sind bei der in 5 dargestellten Anzeigevorrichtung 10 in der Schicht 13 die Treiberschaltung 30 und die Funktionsschaltung 40 angeordnet. Die Treiberschaltung 30 beinhaltet beispielshaft eine Source-Treiberschaltung 31, eine Digital-Analog-Wandlerschaltung 32, eine Gate-Treiberschaltung 33 und einen Pegelverschieber 34. Die Funktionsschaltung 40 beinhaltet beispielshaft eine Speichervorrichtung 41, einen GPU 42 (Al-Beschleuniger), eine EL-Korrekturschaltung 43, eine Zeitsteuerung 44, einen CPU 45, eine Sensorsteuerung 46 und eine Stromversorgungsschaltung 47. Die Funktionsschaltung 40 weist eine Funktion als Anwendungsprozessor auf.
Des Weiteren sind bei der Anzeigevorrichtung 10 in 5 jede Schaltung, die in der Treiberschaltung 30 enthalten ist, und jede Schaltung, die in der Funktionsschaltung 40 enthalten ist, beispielshaft elektrisch mit einer Busleitung BSL verbunden.
Die Source-Treiberschaltung 31 weist beispielshaft eine Funktion auf, auf die Pixelschaltung 51 Bilddaten zu übertragen. Deshalb ist die Source-Treiberschaltung 31 über eine Leitung SL elektrisch mit der Pixelschaltung 51 verbunden.
Die Digital-Analog-Wandlerschaltung 32 weist beispielshaft eine Funktion auf, Bilddaten, die von dem GPU, der Korrekturschaltung oder dergleichen digital verarbeitet worden sind, in analoge Daten umzuwandeln. Die Bilddaten, die in analoge Daten umgewandelt worden sind, werden über die Source-Treiberschaltung 31 auf die Pixelschaltung 51 übertragen. Es sei angemerkt, dass die Digital-Analog-Wandlerschaltung 32 in der Source-Treiberschaltung 31 enthalten sein kann und dass Bilddaten auf die Source-Treiberschaltung 31, die Digital-Analog-Wandlerschaltung 32 und die Pixelschaltung 51 in dieser Reihenfolge übertragen werden können.
Die Gate-Treiberschaltung 33 weist beispielshaft eine Funktion auf, eine Pixelschaltung, auf die Bilddaten übertragen werden sollen, aus den Pixelschaltungen 51 auszuwählen. Deshalb ist die Gate-Treiberschaltung 33 über eine Leitung GL elektrisch mit der Pixelschaltung 51 verbunden.
Der Pegelverschieber 34 weist beispielshaft eine Funktion auf, ein Signal, das in die Source-Treiberschaltung 31, die Digital-Analog-Wandlerschaltung 32, die Gate-Treiberschaltung 33 oder dergleichen eingegeben wird, in dasjenige mit einem angemessenen Pegel umzuwandeln.
Die Speichervorrichtung 41 weist beispielshaft eine Funktion auf, Bilddaten, die die Pixelschaltung 51 anzeigen soll, zu speichern. Es sei angemerkt, dass die Speichervorrichtung 41 Bilddaten als digitale Daten oder analoge Daten speichern kann.
Des Weiteren wird in dem Fall, in dem Bilddaten in der Speichervorrichtung 41 gespeichert werden, vorzugsweise als Speichervorrichtung 41 ein nichtflüchtiger Speicher verwendet. In diesem Fall kann als Speichervorrichtung 41 beispielsweise ein NAND-Speicher oder dergleichen zum Einsatz kommen.
Des Weiteren wird in dem Fall, in dem temporäre Daten, die von dem GPU 42, der EL-Korrekturschaltung 43, dem CPU 45 oder dergleichen erzeugt werden, in der Speichervorrichtung 41 gespeichert werden, vorzugsweise als Speichervorrichtung 41 ein flüchtiger Speicher verwendet. In diesem Fall kann als Speichervorrichtung 41 beispielsweise ein SRAM (Static Random Access Memory), DRAM (Dynamic Random Access Memory) oder dergleichen zum Einsatz kommen.
Die GPU 42 weist beispielshaft eine Funktion auf, eine Verarbeitung zum Ausgeben von Bilddaten, die aus der Speichervorrichtung 41 gelesen worden sind, an die Pixelschaltung 51 durchzuführen. Insbesondere führt der GPU 42 eine Pipeline-Verarbeitung parallel durch, daher kann er Bilddaten, die an die Pixelschaltung 51 ausgegeben werden sollen, mit hoher Geschwindigkeit verarbeiten. Des Weiteren kann der GPU 42 auch eine Funktion als Decoder aufweisen, der ein codiertes Bild wiederherstellt.
Des Weiteren kann in der Funktionsschaltung 40 eine Vielzahl von Schaltungen, die die Anzeigequalität der Anzeigevorrichtung 10 erhöhen können, enthalten sein. Als diese Schaltungen kann beispielsweise eine Korrekturschaltung bereitgestellt werden, die eine Farbungleichmäßigkeit eines anzuzeigenden Bildes detektiert und durch die Korrektur der Farbungleichmäßigkeit ein optimales Bild erstellt (Tonung, Dimmung). Des Weiteren kann in dem Fall, in dem eine Licht emittierende Einrichtung, bei der für das Anzeigeelement die organische EL genutzt wird, zum Einsatz kommt, in der Funktionsschaltung 40 eine EL-Korrekturschaltung bereitgestellt werden. In der Funktionsschaltung 40 ist beispielshaft die EL-Korrekturschaltung 43 enthalten.
Des Weiteren kann bei der vorstehend beschriebenen Bildkorrektur die künstliche Intelligenz verwendet werden. Beispielsweise wird Strom, der in die Pixelschaltung fließt (oder eine Spannung, die an die Pixelschaltung angelegt wird), überwacht und erhalten, das angezeigte Bild wird von einem Bildsensor oder dergleichen erhalten, der Strom (oder die Spannung) und das Bild werden als Eingabedaten der Rechnung der künstlichen Intelligenz (beispielsweise des künstlichen neuronalen Netzes) unterzogen, und aufgrund des Ausgabeergebnisses kann bestimmt werden, ob das Bild der Korrektur unterzogen werden soll oder nicht.
Des Weiteren kann die Rechnung der künstlichen Intelligenz nicht nur auf die Bildkorrektur, sondern auch auf die Aufwärtswandlungs-Verarbeitung (Abwärtswandlungs-Verarbeitung) von Bilddaten angewendet werden. Beispielshaft stellen die sechs GPU 42 Blöcke dar, die Rechnungen verschiedener Korrekturen (Farbungleichmäßigkeitskorrektur 42a, Abwärtswandlung 42b oder dergleichen) durchführen.
Die Zeitsteuerung 44 weist beispielshaft eine Funktion zum Ändern der Bildrate bei der Bildanzeige auf. In dem Fall, in dem beispielsweise die Anzeigevorrichtung 10 ein Standbild anzeigt, kann sie mittels der Zeitsteuerung 44 mit einer verringerten Bildrate betrieben werden, und in dem Fall, in dem beispielsweise die Anzeigevorrichtung 10 ein bewegtes Bild anzeigt, kann sie mittels der Zeitsteuerung 44 mit einer erhöhten Bildrate betrieben werden.
Der CPU 45 weist beispielhaft eine Funktion zum Durchführen der Mehrzweck-Verarbeitungen auf, z. B. ein Betriebssystem durchzuführen, Daten zu steuern, und verschiedene arithmetische Verarbeitungen oder Programme auszuführen. Der CPU 45 weist beispielsweise eine Funktion auf, Befehle, z. B. einen Schreibvorgang von Bilddaten in die Speichervorrichtung 41, einen Lesevorgang von Bilddaten aus der Speichervorrichtung 41, einen Korrekturvorgang von Bilddaten und einen Vorgang für einen nachstehend zu beschreibenden Sensor, durchzuführen. Des Weiteren kann beispielsweise der CPU 45 eine Funktion aufweisen, ein Steuersignal auf mindestens eine der Schaltungen, die in der Funktionsschaltung 40 enthalten sind, zu übertragen.
Die Sensorsteuerung 46 weist beispielshaft eine Funktion auf, einen Sensor zu steuern. 5 zeigt als Leitung für elektrische Verbindung mit dem Sensor eine Leitung SNCL.
Als Sensor kann beispielsweise ein Berührungssensor, der an dem Anzeigeabschnitt montiert werden kann, verwendet werden. Alternativ kann als Sensor beispielsweise ein Beleuchtungsstärkesensor verwendet werden.
Die Stromversorgungsschaltung 47 weist beispielshaft eine Funktion auf, eine Spannung zu erzeugen, die einer Schaltung und dergleichen, die in der Pixelschaltung 51, der Treiberschaltung 30 und der Funktionsschaltung 40 enthalten sind, zugeführt wird. Es sei angemerkt, dass die Stromversorgungsschaltung 47 eine Funktion aufweisen kann, die Schaltung auszuwählen, der eine Spannung zugeführt wird. Beispielsweise kann die Stromversorgungsschaltung 47 in der Periode, in der ein Standbild angezeigt wird, durch Unterbrechung der Zufuhr der Spannung zu dem CPU 45, dem GPU 42 und dergleichen den Stromverbrauch der gesamten Anzeigevorrichtung 10 verringern.
Wie vorstehend beschrieben, kann eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration aufweisen, bei der eine Licht emittierende Einrichtung und eine Sensoreinrichtung und eine Schaltungseinrichtung (eine Pixelschaltung, eine Treiberschaltung, eine Funktionsschaltung oder dergleichen) übereinander angeordnet sind. Da sich die Treiberschaltung und die Funktionsschaltung, die Peripherieschaltungen sind, mit der Pixelschaltung überlappen können und die Breite des Rahmens in hohem Maße verschmälert werden kann, kann eine miniaturisierte Anzeigevorrichtung erhalten werden. Außerdem kann, da die Leitung, die die jeweiligen Schaltungen verbindet, durch die Übereinanderanordnung der jeweiligen Schaltungen verkürzt werden kann, eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine leichtere Anzeigevorrichtung sein. Darüber hinaus kann, da eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Anzeigeabschnitt mit erhöhter Definition der Pixel beinhalten kann, eine Anzeigevorrichtung mit ausgezeichneter Anzeigequalität erhalten werden.
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.
(Ausführungsform 2)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
6A ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einer Anzeigevorrichtung 980 und einem Auge des Benutzers darstellt. Die Anzeigevorrichtung 980 beinhaltet eine Vielzahl von Licht emittierenden Einrichtungen und eine Vielzahl von Sensoreinrichtungen.
Licht 951, das von der Licht emittierenden Einrichtung, die in der Anzeigevorrichtung 980 enthalten ist, emittiert wird, fällt durch ein optisches System 950 auf das Auge ein, und von dem Auge reflektiertes Licht wird von der Sensoreinrichtung empfangen. Die Anzeigevorrichtung 980 kann die Umgebung des Auges, die Oberfläche des Auges oder das Innere des Auges (z. B. den Augenhintergrund) abbilden.
Beispielsweise beinhaltet die in 6A dargestellte Anzeigevorrichtung 980 eine Licht emittierende Einrichtung und eine Sensoreinrichtung; daher kann sie durch das optische System 950 den Augenhintergrund abbilden, so dass Bilddaten des Netzhautmusters erhalten werden können. Jedoch werden dann, wenn der Fokus mittels des optischen Systems 950 angepasst wird, die üblichen nur schwer abgebildet. Beispielsweise kann in dem Fall, in dem der Fokus auf den Augenhintergrund gelegt wird, die Umgebung des Auges oder dergleichen kaum abgebildet werden, da sie aus dem Fokus ist.
Eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Licht emittierende Einrichtung und eine Licht empfangende Einrichtung in dem Pixel. Eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, da die Pixel die Lichtempfangsfunktion aufweisen, während der Bildanzeige die Berührung oder die Annährung des Objekts erfassen. Beispielsweise kann ein Bild nicht nur durch Verwendung von allen Subpixeln der Anzeigevorrichtung angezeigt werden, sondern auch kann Licht von einigen der Subpixel als Lichtquelle emittiert werden und kann Licht von einigen der anderen Subpixel erfasst werden, und ein Bild kann durch Verwendung der übrigen Subpixel angezeigt werden.
Zuerst wird anhand von 6A und 6B ein Verfahren zum Erfassen der Lidschläge und der Bewegung des Augenlides des Benutzers nachstehend beschrieben.
Bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Licht emittierenden Einrichtungen in dem Anzeigeabschnitt in einer Matrix angeordnet, so dass der Anzeigeabschnitt ein Bild anzeigen kann. Des Weiteren sind in dem Anzeigeabschnitt Licht empfangende Einrichtungen in einer Matrix angeordnet, und der Anzeigeabschnitt weist zusätzlich zu der Funktion zum Anzeigen eines Bildes eine Abbildungsfunktion und/oder eine Erfassungsfunktion auf. Der Anzeigeabschnitt kann für einen Bildsensor verwendet werden. Das heißt, dass der Anzeigeabschnitt Licht erfasst, was die Abbildung oder die regelmäßige Überwachung des Bildes ermöglicht; dadurch kann die Bewegung des Objekts (die Bewegung eines Auges, eines Augenlides oder eines Augapfels) erfasst werden. Außerdem können bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dieser Ausführungsform die Licht emittierenden Einrichtungen als Lichtquelle des Sensors verwendet werden. Daher muss weder ein Licht empfangender Abschnitt noch eine Lichtquelle gesondert von der Anzeigevorrichtung bereitgestellt werden, und demzufolge kann die Anzahl von Komponenten eines elektronischen Geräts verringert werden.
<Lidschläge und die Bewegung des Augenlides>
Von der Anzeigevorrichtung 980 wird Nah-Infrarotlicht emittiert. Das Nah-Infrarotlicht fällt durch das optische System 950 auf das Auge des Benutzers oder die Umgebung des Auges des Benutzers ein. Reflektiertes Licht fällt wieder durch das optische System 950 auf die Anzeigevorrichtung 980 ein. Auf diese Weise kann der Zustand des Objekts erfasst werden.
Es sei angemerkt, dass 6B eine schematische Ansicht ist, die das Auge des Benutzers und die Umgebung des Auges des Benutzers darstellt. 6B zeigt die Braue des Benutzers 960, die Augenlider des Benutzers (das Oberlid 966 und das Unterlid 967), die Wimpern des Benutzers 961, die Pupille des Benutzers 962, die Hornhaut des Benutzers 963 und die Lederhaut 965 des Benutzers. Die Anzeigevorrichtung 980 weist eine Funktion zum Erfassen von einem oder mehreren ausgewählt aus der Braue des Benutzers 960, den Augenlidern des Benutzers (dem Oberlid 966 und dem Unterlid 967), den Wimpern des Benutzers 961, der Pupille des Benutzers 962, der Hornhaut des Benutzers 963 und der Lederhaut 965 des Benutzers auf, die in 6B dargestellt werden.
Beispielsweise kann eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der Anzeigevorrichtung 980 den Zustand des in 6B dargestellten Auges des Benutzers oder der Umgebung des Auges des Benutzers erfassen. Wenn Beispielsweise die Augenlider (das Oberlid 966 und das Unterlid 967) des Benutzers zugeschlossen sind, fällt Nah-Infrarotlicht auf die Oberfläche des Augenlides, d. h. die Haut, ein. Wenn die Augenlider geöffnet sind, fällt Nah-Infrarotlicht auf die Oberfläche des Augapfels ein. Da die Haut und die Oberfläche des Augapfels unterschiedliche Reflexionsvermögen aufweisen, unterscheiden sich die Intensitäten des von ihnen reflektierten Nah-Infrarotlichts voneinander. Indem dieser Zustand stetig überwacht wird, kann die Anzeigevorrichtung 980 die Anzahl der Lidschläge und/oder die Zeit, die pro Lidschlag dauert, erfassen.
In dem Fall, in dem der Benutzer ein Display für lange Zeit ansieht, verringert sich in einigen Fällen die Anzahl der Lidschläge. Des Weiteren werden dann, wenn der Benutzer müde wird, in einigen Fällen das Intervall der Lidschläge und die Zeit pro Lidschlag länger.
Eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auf Basis der Anzahl der Lidschläge des Benutzers pro Zeiteinheit und/oder der Zeit, die pro Lidschlag dauert, der Grad der Ermüdung des Benutzers geschätzt werden.
<Bewegung der Iris des Auges>
Wenn auf den Grenzbereich der Hornhaut (beispielsweise der Hornhaut 963 in 6B) und der Lederhaut (beispielsweise der Lederhaut 965 in 6B) ein kreisförmiges Spotlight von Infrarotlicht gerichtet wird, ändert sich das Verhältnis des Bereichs, der die Hornhaut umfasst, zu dem Bereich, der die Lederhaut umfasst, in dem Bestrahlungsbereich des Spotlights von Infrarotlicht entsprechend der Bewegung des Augapfels. Das Reflexionsvermögen des Bereichs, der die Lederhaut umfasst, ist viel größer als dasjenige des Bereichs, der die Hornhaut umfasst; daher ändert sich die Menge an reflektiertem Licht entsprechend der Bewegung des Augapfels. Indem diese Änderung gemessen wird, kann erfasst werden, in welche Richtung der Benutzer sieht.
<Lederhaut-Reflexionsverfahren>
Als Nächstes wird ein Lederhaut-Reflexionsverfahren bzw. Sklera-Reflexionsverfahren beschrieben. Von der Anzeigevorrichtung 980 wird Nah-Infrarotlicht emittiert. Das Nah-Infrarotlicht fällt durch das optische System 950 auf das Auge des Benutzers ein. Von dem Auge reflektiertes Licht fällt wieder durch das optische System 950 auf die Anzeigevorrichtung 980 ein. Auf diese Weise kann der Zustand des Objekts erfasst werden. In dem Fall, in dem der Benutzer ein angezeigtes Bild ansieht, wird der Blickrichtung gelenkt, wenn er ein sich schnell bewegendes Objekt sieht. Wenn der Blickrichtung gelenkt wird, bewegt sich der Augapfel. Wenn sich der Augapfel bewegt, ändert sich das Verhältnis des Bereichs, der die Hornhaut umfasst, zu dem Bereich, der Lederhaut umfasst, in dem Bestrahlungsbereich von Infrarotlicht, was die Überwachung der Komponente des reflektierten Lichts und die Erfassung der Bewegung des Augapfels ermöglicht. Das heißt, dass eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Eye-Tracking-Funktion bzw. Blickerfassungsfunktion aufweist.
Indem durch die Eye-Tracking (Blickerfassung) die Blickrichtung des Benutzers erfasst wird, kann der Bereich, den der Benutzer aufmerksam ansieht, geschätzt werden. Wenn dabei die Auflösung durch Variable Rate Shading außer dem Bereich, den Benutzer aufmerksam ansieht, verringert wird, kann der Rechenaufwand der Anzeigevorrichtung 980 verringert werden, wodurch eine Anzeigevorrichtung mit verringertem Stromverbrauch bereitgestellt werden kann.
Bei einer Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, da die Anzeigevorrichtung 980 sowohl die Licht emittierende Einrichtung als auch die Sensoreinrichtung beinhaltet, die Anzahl von Bauteilen verringert werden.
Als Nächstes wird anhand von 6A und 6C eine Augenhintergrund-Untersuchung des Auges des Benutzers beschrieben.
<Augenhintergrund-Untersuchung>
Wie in 6A dargestellt, besteht das Auge des Benutzers aus der Augenlinse 942, der Netzhaut 941, dem Sehnerv 943, dem Glaskörper 947, der Aderhaut 948, der Hornhaut und dergleichen. Es sei angemerkt, dass, obwohl sich die Pupille zwischen der Hornhaut und der Augenlinse befindet, der Einfachheit halber die Hornhaut und die Pupille nicht dargestellt werden. Der Ziliarkörper ist ein Gewebe, das sich von der Iris erstreckt; und ein Gewebe, das sich von dem Ziliarkörper erstreckt, ist die Aderhaut 948. Die Iris und die Pupille steuern Licht, das auf die Netzhaut 941 einfällt, wie die Blende bei einer Kamera. Grundsätzlich geht man davon aus, dass sich das Muster der Netzhaut 941, das sogenannte Netzhautmuster, das ganze Leben lang unveränderlich ist, so dass es zu einer persönlichen Authentifizierung oder dergleichen verwendet werden kann. Unter Verwendung eines Netzhautmusters, das von der Anzeigevorrichtung 980 erhalten wird, kann die Untersuchung des Auges selbst in einem entfernten Gebiet durchgeführt werden.
Es sei angemerkt, dass die Anzeigevorrichtung 980 eine Funktion aufweist, durch Anpassung des optischen Systems 950 eines oder mehrere ausgewählt aus dem Lidschlag des Benutzers, der Bewegung der Iris des Auges und der Bewegung des Augenlides zu erfassen, wobei der Fokus nicht auf den Augenhintergrund gelegt wird. Das heißt, dass die Anzeigevorrichtung 980 eine Funktion aufweist, die Augenmüdigkeit zu erfassen.
Als Nächstes zeigt 6C ein Beispiel für das Netzhautmuster des rechten Auges, das durch die Abbildung unter Verwendung einer Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird. An der Netzhaut 941 kann die Sehnervenpapille 944, Venen 945, Arterien 946, gelbe Flecke, die Sehgrube und dergleichen beobachtet werden. Es sei angemerkt, dass die Venen 945 in 6C zur leichteren Unterscheidung zwischen den Venen 945 und den Arterien 946 durch eine durchgezogene Linie dargestellt wird, die dicker ist als diejenige für die Arterien 946. Die Sehnervenpapille 944 bezeichnet den Grenzbereich zwischen dem Sehnerv 943 und der Netzhaut 941, und die Venen 945 und die Arterien 946 derart angeordnet, dass sie sich ausgehend von der Sehnervenpapille 944 auswärts erstrecken. Es sei angemerkt, dass der Augenhintergrund den hinten gelegenen Teil des Augapfels bezeichnet und der Sammelbegriff für die Netzhaut 941, den Glaskörper 947, die Aderhaut 948, die Sehnervenpapille 944 und dergleichen ist. Es sei angemerkt, dass sich im Falle des linken Auges die Sehnervenpapille 944 auf der linken Seite in dem Netzhautmuster befindet und das in horizontaler Richtung umgekehrte Netzhautmuster des in 6C gezeigten Netzhautmusters des rechten Auges erhalten wird.
Um das Netzhautmuster des Augenhintergrunds unter Verwendung der Sensoreinrichtung, die in der Anzeigevorrichtung 980 enthalten ist, zu erhalten, muss die Pupille erweitert werden. Um die Pupille zu erweitern und den Augenhintergrund abzubilden, wird die Anzeige auf folgende Weise geändert. Der Anzeigebildschirm der Anzeigevorrichtung 980 wird derart allmählich dunkler, dass die Dunkeladaptation des Auges des Benutzers erfolgt. Der Anzeigebildschirm wird für eine kurze Zeitspanne von kürzer als oder gleich 16,7 ms hell, und die Abbildung wird durchgeführt. Danach wird die Helligkeit des Anzeigebildschirms allmählich auf die anfängliche Helligkeit zurückgesetzt.
Des Weiteren kann unter Verwendung der Anzeigevorrichtung 980 der Grad der Ermüdung des Auges des Benutzers erfasst werden. Bei der Abbildung mit dem für einen bestimmten Zeitraum aufgehellten Anzeigebildschirm kann dann, wenn ein Lidschlag des Benutzers erfolgt, das Auge nicht abgebildet werden; in diesem Fall kann, indem die Anzahl und das Timing der Lidschläge oder die Zeitdauer, in der das Auge geschlossen ist, erfasst wird, der Grad der Ermüdung auf Basis der Häufigkeit der Lidschläge, des Intervalls der Lidschläge, der Zeitdauer, in der das Auge geschlossen ist, oder dergleichen unter Verwendung eines Systems, bei dem eine KI (artificial intelligence, AI) genutzt wird, geschätzt werden.
Des Weiteren kann, während der Anzeigebildschirm der Anzeigevorrichtung 980 dunkel ist, die Abbildung mehrmals durchgeführt werden, um den Grad der Ermüdung des Auges des Benutzers zu erfassen. Durch die mehrmalige Abbildung kann die Pulsation des Blutgefäßes der Netzhaut erfasst werden, und ferner kann unter Verwendung eines Systems, bei dem eine KI genutzt wird, festgestellt werden, z. B. ob sich der Benutzer im Ruhezustand oder Anspannungszustand befindet. Des Weiteren kann auf Basis von verschiedenen Daten, die durch die Anzeigevorrichtung 980 erhalten werden, die Diagnose des Bluthochdrucks, die Diagnose des Diabetes oder dergleichen unter Verwendung eines Systems, bei dem eine KI genutzt wird, durchgeführt werden. Im Falle der Verwendung eines Systems, bei dem eine KI genutzt wird, wird an der Anzeigevorrichtung 980 eine Steuerschaltung montiert. Für die Steuerschaltung wird ein CPU oder ein GPU verwendet werden. Bei der Steuerschaltung kann auch eine beschleunigte Verarbeitungseinheit (accelerated processing unit, APU) verwendet werden, die ein Chip ist, in dem ein CPU und ein GPU integriert sind. Ein IC, der das KI-System umfasst (auch als Inferenz-Chip bezeichnet), kann auch verwendet werden. Der IC, der das KI-System umfasst, wird in einigen Fällen auch als Schaltung zum Ausführen einer Operation eines neuronalen Netzes (Mikroprozessor) bezeichnet.
Des Weiteren kann während der Dunkelanzeige des Anzeigebildschirms der Anzeigevorrichtung 980 ein Muster, das wahrscheinlich die Aufmerksamkeit des Benutzers auf sich zieht, auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung 980 angezeigt werden, wodurch die Richtung des Augapfels gesteuert werden kann.
Der Abstand zwischen der Anzeigevorrichtung 980 und der Oberfläche des Auges (z. B. der Hornhaut) ist bevorzugt kleiner als oder gleich 5 cm, bevorzugter kleiner als oder gleich 2 cm. Um diese Positionsbeziehung zu erhalten, wird das optische System 950 mit einer kleinen Brennweite zwischen der Anzeigevorrichtung 980 und dem Auge angeordnet.
In dem Fall, in dem der Bildschirm von dem optischen System 950 auf das 10-Fache vergrößert wird und beispielsweise der Anzeigebildschirm der Anzeigevorrichtung 980 eine Größe von 1 Zoll Diagonale und die Auflösung (Definition) von ungefähr 2450 ppi aufweist, ist der Abstand zwischen Sensorpixeln ungefähr 10,4 µm. Die Blutgefäßdurchmesser der Venen 945 und der Arterien 946 der Netzhaut sind jeweils kleiner als ungefähr 100 µm, was die Abbildung unter Verwendung der Anzeigevorrichtung 980 ermöglicht.
Mindestens ein Teil dieser Ausführungsform kann in geeigneter Kombination mit beliebigen der anderen Ausführungsformen implementiert werden, die in dieser Beschreibung beschrieben werden.
(Ausführungsform 3)
Bei dieser Ausführungsform werden Konfigurationsbeispiele und Beispiele für ein Betriebsverfahren einer Pixelschaltung beschrieben, die auf die Pixelschaltung 51 angewendet werden kann.
Die in 7A dargestellte Pixelschaltung 51A zeigt einen Transistor 52A, einen Transistor 52B und einen Kondensator 53. 7A stellt das Anzeigeelement 61 dar, das mit der Pixelschaltung 51A verbunden ist. Eine Pixelschaltung PIX1 ist elektrisch mit der Leitung SL, der Leitung GL, einer Leitung ANO und einer Leitung VCOM verbunden.
Bei dem Transistor 52A ist ein Gate elektrisch mit der Leitung GL verbunden, eine/einer von einer Source und einem Drain ist elektrisch mit der Leitung SL verbunden und der andere Anschluss ist elektrisch mit einem Gate des Transistors 52B und einer Elektrode eines Kondensators C1 verbunden. Ein Anschluss von Source und Drain des Transistors 52B ist elektrisch mit der Leitung ANO verbunden, und der andere Anschluss von Source und Drain ist mit einer Anode des Anzeigeelements 61 elektrisch verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators C1 ist elektrisch mit der Anode des Anzeigeelements 61 verbunden. Eine Kathode des Anzeigeelements 61 ist elektrisch mit der Leitung VCOM verbunden.
Die in 7B dargestellte Pixelschaltung 51B weist eine Konfiguration auf, bei der der Pixelschaltung 51A ein Transistor 52C zugesetzt wird. Die Pixelschaltung 51B ist elektrisch mit einer Leitung V0 verbunden.
Die in 7C dargestellte Pixelschaltung 51C ist ein Beispiel, in dem ein Transistor, bei dem ein Paar von Gates elektrisch miteinander verbunden sind, sowohl als Transistor 52A wie auch als Transistor 52B der Pixelschaltung 51A verwendet wird. Die in 7D dargestellte Pixelschaltung 51D ist ein Beispiel, in dem derartige Transistoren in der Pixelschaltung 51B verwendet werden. Mit diesen Strukturen kann ein Strom, der durch die Transistoren fließen kann, erhöht werden. Obwohl ein Transistor, der ein Paar von Gates beinhaltet, die elektrisch miteinander verbunden sind, hier als jeder Transistor verwendet wird, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Ein Transistor, der ein Paar von Gates beinhaltet, die elektrisch mit unterschiedlichen Leitungen verbunden sind, kann verwendet werden. Beispielsweise kann unter Verwendung eines Transistors, bei dem eines von den Gates elektrisch mit einer Source verbunden ist, die Zuverlässigkeit erhöht werden.
Die in 8A dargestellte Pixelschaltung 51E weist eine Konfiguration auf, bei der der Pixelschaltung 51B ein Transistor 52D zugesetzt wird. Des Weiteren ist die Pixelschaltung 51E elektrisch mit drei Leitungen, die als Gate-Leitungen dienen (einer Leitung GL1, einer Leitung GL2 und einer Leitung GL3), verbunden.
Bei dem Transistor 52D ist ein Gate elektrisch mit der Leitung GL3 verbunden, ein Anschluss von Source und Drain ist elektrisch mit dem Gate des Transistors 52B verbunden, und der andere ist elektrisch mit der Leitung V0 verbunden. Des Weiteren ist ein Gate des Transistors 52A elektrisch mit der Leitung GL1 verbunden, und ein Gate des Transistors 52C elektrisch mit der Leitung GL2 verbunden.
Wenn die Transistoren 52C und 52D gleichzeitig eingeschaltet werden, weisen die Source und das Gate des Transistors 52B das gleiche Potential auf, so dass der Transistor 52B ausgeschaltet werden kann. Daher kann ein Strom, der in das Anzeigeelement 61 fließt, zwangsweise blockiert werden. Eine derartige Pixelschaltung ist für den Fall geeignet, in dem ein Anzeigeverfahren zum Einsatz kommt, in dem eine Anzeigeperiode und eine Ausschaltperiode abwechselnd bereitgestellt werden.
Die in 8B dargestellte Pixelschaltung 51F ist ein Beispiel, in dem der Pixelschaltung 51E ein Kondensator 53A zugesetzt wird. Der der Kondensator 53A dient als Speicherkondensator.
Die in 8C dargestellte Pixelschaltung 51G und die in 8D dargestellte Pixelschaltung 51H sind jeweils ein Beispiel, in dem ein Transistor, der ein Paar von Gates beinhaltet, in der Pixelschaltung 51E oder der Pixelschaltung 51F verwendet wird. Ein Transistor, der ein Paar von Gates beinhaltet, die elektrisch miteinander verbunden sind, wird als jeder der Transistoren 52A, 52C und 52D verwendet, und ein Transistor, in dem eines von dem Paar von Gates elektrisch mit einer Source verbunden ist, wird als Transistor 52B verwendet.
Mindestens ein Teil dieser Ausführungsform kann in geeigneter Kombination mit beliebigen der anderen Ausführungsformen implementiert werden, die in dieser Beschreibung beschrieben werden.
(Ausführungsform 4)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 9 bis 14 beschrieben.
Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform kann eine Anzeigevorrichtung mit hoher Definition sein. Daher kann die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform für Anzeigeabschnitte von Informationsendgeräten (tragbaren Geräten), wie z. B. Informationsendgeräten in Form einer Armbanduhr oder eines Armreifs, und Anzeigeabschnitte von am Kopf anbringbaren tragbaren Geräten, wie z. B. eines VR-Geräts, wie z. B. einem Head-Mounted Display, und eines brillenartigen AR-Geräts, verwendet werden.
[Anzeigemodul]
9A ist eine perspektivische Ansicht eines Anzeigemoduls 280. Das Anzeigemodul 280 umfasst eine Anzeigevorrichtung 100A und eine FPC 290. Es sei angemerkt, dass die Anzeigevorrichtung des Anzeigemoduls 280 nicht auf die Anzeigevorrichtung 100A beschränkt ist und eine von nachstehend beschriebenen Anzeigevorrichtungen 100B bis 100E sein kann.
Das Anzeigemodul 280 umfasst ein Substrat 291 und ein Substrat 292. Das Anzeigemodul 280 umfasst einen Anzeigeabschnitt 281. Es handelt sich bei dem Anzeigeabschnitt 281 um einen Bereich des Anzeigemoduls 280, in dem ein Bild angezeigt wird, und um einen Bereich, in dem Licht sichtbar ist, das aus in einem nachstehend beschriebenen Pixelabschnitt 284 bereitgestellten einzelnen Pixeln emittiert wird.
9B ist eine perspektivische Ansicht schematisch zeigend eine Struktur auf der Seite des Substrats 291. Über dem Substrat 291 sind ein Schaltungsabschnitt 282, ein Pixelschaltungsabschnitt 283 über dem Schaltungsabschnitt 282 und der Pixelabschnitt 284 über dem Pixelschaltungsabschnitt 283 übereinander angeordnet. Des Weiteren ist ein Anschlussabschnitt 285 zum Verbinden mit der FPC 290 in einem nicht mit dem Pixelabschnitt 284 über dem Substrat 291 überlappenden Abschnitt bereitgestellt. Der Anschlussabschnitt 285 und der Schaltungsabschnitt 282 sind über einen aus mehreren Leitungen bestehenden Leitungsabschnitt 286 elektrisch miteinander verbunden.
Der Pixelabschnitt 284 umfasst eine eine Vielzahl von Pixeln 284a, die periodisch angeordnet sind. Eine vergrößerte Ansicht des einen Pixels 284a wird auf der rechten Seite in 9B gezeigt. Das Pixel 284a weist sechs Elemente auf. Das Pixel 284a umfasst die Licht emittierenden Einrichtungen 130a, 130b und 130c, deren Farben der Lichtemission sich voneinander unterscheiden. Das Pixel 284a umfasst ferner Elemente 130d, 130e und 130f. Die Elemente 130d, 130e und 130f entsprechen dem bei der Ausführungsform 1 dargestellten Element 62, und beispielsweise kann eine Licht emittierende Einrichtung oder eine Sensoreinrichtung verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die Anzahl eines Elements, das ein Pixel umfasst, und das Anordnungsverfahren nicht besonders beschränkt sind.
Es sei angemerkt, dass das Pixel 284a aus sechs Subpixeln besteht. Es ist sehr schwer, bei einem Pixel, das so viele Subpixel umfasst, ein hohes Öffnungsverhältnis zu ermöglichen. Mit anderen Worten: Es ist schwer, dass unter Verwendung eines Pixels, das viele Subpixel umfasst, eine Anzeigevorrichtung mit hoher Definition ermöglicht wird. Daher wird eine inselförmige EL-Schicht bei einem Herstellungsverfahren einer Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht unter Verwendung einer Metallmaske, die ein feines Muster aufweist, sondern durch Verarbeitung einer an der gesamten Oberfläche ausgebildeten EL-Schicht ausgebildet. Daher kann eine Anzeigevorrichtung mit hoher Definition oder hohem Öffnungsverhältnis, die bisher schwer zu erhalten worden ist, erzielt werden. Außerdem können EL-Schichten getrennt ausgebildet werden, was sehr klare Bilder ermöglicht; daher kann eine Anzeigevorrichtung mit einem hohen Kontrast und hoher Anzeigequalität erzielt werden. Ferner kann eine Anzeigevorrichtung mit hoher Definition oder hohem Öffnungsverhältnis, die Licht empfangende Einrichtung beinhaltet und eine Licht-Erfassungsfunktion aufweist, erhalten werden.
Die inselförmige Licht emittierende Schicht kann beispielsweise durch ein Vakuumverdampfungsverfahren unter Verwendung einer Metallmaske (auch als Schattenmaske bezeichnet) abgeschieden werden. Durch dieses Verfahren entsteht jedoch eine Abweichung von einer Form und einer Ausrichtung der inselförmigen Licht emittierenden Schicht im Design aufgrund verschiedener Einflüsse, wie z. B. einer niedrigen Genauigkeit einer Metallmaske, eines Ausrichtungsfehlers zwischen einer Metallmaske und einem Substrat, eine Verformung einer Metallmaske und einer Ausdehnung einer Kontur eines abzuscheidenden Films wegen einer Streuung eines Dampfes oder dergleichen; deshalb ist es schwierig, eine höhere Definition und ein höheres Öffnungsverhältnis der Anzeigevorrichtung zu erzielen.
Bei einem Herstellungsverfahren einer Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine inselförmige erste Schicht ausgebildet werden, indem eine inselförmige Pixelelektrode (auch als untere Elektrode bezeichnet werden kann) ausgebildet wird und eine erste Schicht, die eine Licht emittierende Schicht umfasst, die Licht von erster Farbe emittiert (als EL-Schicht oder ein Teil der EL-Schicht bezeichnet werden kann), an der gesamten Oberfläche ausgebildet wird, und danach die erste Schicht verarbeitet wird. Anschließend wird eine inselförmige zweite Schicht ausgebildet, indem, auf ähnliche Weise wie die erste Schicht, eine zweite Schicht, die eine Licht emittierende Schicht umfasst, die Licht von zweiter Farbe emittiert (als EL-Schicht oder ein Teil der EL-Schicht bezeichnet werden kann), an der gesamten Oberfläche ausgebildet wird und die zweite Schicht verarbeitet wird.
Es ist schwierig, beispielsweise durch ein Ausbildungsverfahren unter Verwendung einer Metallmaske einen Abstand zwischen den einander benachbarten Licht emittierenden Einrichtungen auf kleiner als 10 µm einzustellen; jedoch kann er durch das vorstehende Verfahren auf kleiner als oder gleich 3 µm, kleiner als oder gleich 2 µm, oder kleiner als oder gleich 1 µm miniaturisiert werden.
Des Weiteren kann auch ein Muster einer EL-Schicht selbst (auch als Verarbeitungsgröße bezeichnet) im Vergleich mit dem Fall der Verwendung einer Metallmaske extrem miniaturisiert werden. Außerdem entstehen im Fall der Verwendung einer Metallmaske zur getrennten Ausbildung von EL-Schichten Schwankungen der Dicke zwischen einem zentralen Abschnitt und einem Endabschnitt der EL-Schicht; daher ist die für einen Licht emittierenden Bereich verwendbare, effektive Fläche in Bezug auf die gesamte Fläche der EL-Schicht klein. Andererseits wird bei dem vorstehenden Herstellungsverfahren eine EL-Schicht durch Verarbeiten eines in einer gleichmäßigen Dicke abgeschiedenen Films ausgebildet; daher kann die Dicke innerhalb der EL-Schicht gleichmäßig sein, so dass auch im Fall eines feinen Musters der fast gesamte Bereich der EL-Schicht als Licht emittierender Bereich verwendet werden. Daher kann eine Anzeigevorrichtung sowohl mit hoher Definition als auch mit hohem Öffnungsverhältnis hergestellt werden.
Hier umfassen die erste Schicht und die zweite Schicht jeweils mindestens eine Licht emittierende Schicht und vorzugsweise eine Vielzahl von Schichten. Insbesondere ist vorzugsweise eine oder mehrere Schichten über der Licht emittierenden Schicht enthalten. Indem eine andere Schicht zwischen der Licht emittierenden Schicht und einer Opferschicht enthalten ist, kann verhindert werden, dass während des Prozesses der Herstellung der Anzeigevorrichtung die Licht emittierende Schicht an der äußersten Oberfläche freigelegt wird, wodurch Schäden an der Licht emittierenden Schicht verringert werden können. Somit kann die Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Einrichtung erhöht werden.
Es sei angemerkt, dass bei den Licht emittierenden Einrichtungen, die Licht von unterschiedlichen Farben emittieren, nicht alle Schichten, die in der EL-Schicht enthalten sind, getrennt ausgebildet werden müssen; einige Schichten können in demselben Prozess ausgebildet werden. Bei einem Herstellungsverfahren einer Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden einige Schichten, die in der EL-Schicht enthalten sind, für jede Farbe in einer Inselform ausgebildet, und danach werden die restliche Schicht, die in der EL-Schicht enthalten ist (beispielsweise Ladungsträgerinjektionsschicht), und eine gemeinsame Elektrode (auch als obere Elektrode bezeichnet werden kann) für die Licht emittierenden Einrichtungen von jeweiligen Farben ausgebildet.
Auch bei der Sensoreinrichtung, z. B. der Licht empfangenden Einrichtung, kann ein Herstellungsverfahren, das demjenigen der Licht emittierenden Einrichtung ähnlich ist, zum Einsatz kommen. Eine inselförmige Aktivschicht, die in der Licht empfangenden Einrichtung enthalten ist (auch als photoelektrische Schicht bezeichnet) wird nicht unter Verwendung einer Metallmaske mit einem feinen Muster, sondern durch Verarbeitung eines Films, der zu der Aktivschicht wird, nach der Ausbildung des Films an der gesamten Oberfläche ausgebildet; daher kann die inselförmige Aktivschicht in einer gleichmäßigen Dicke ausgebildet werden.
Bei dem Pixel der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform können die Subpixel, die die Licht emittierende Einrichtung oder die Licht empfangende Einrichtung beinhalten, jeweils einen Licht emittierenden Bereich oder einen Licht empfangenden Bereich, dessen Seitenlänge größer als oder gleich 1 µm und kleiner als oder gleich 10 µm ist, umfassen. Des Weiteren kann das Pixel einen Bereich umfassen, in dem der Abstand zwischen zwei einander benachbarten Subpixeln kleiner als 1 µm ist.
Der Pixelschaltungsabschnitt 283 umfasst mehrere periodisch angeordnete Pixelschaltungen 283a.
Es handelt sich bei einer Pixelschaltung 283a um eine Schaltung, die den Betrieb einer Vielzahl von in einem Pixel 284a enthaltenen Elementen steuert. Eine Pixelschaltung 283a kann auch eine Struktur aufweisen, bei der sechs Schaltungen bereitgestellt werden, die jeweils den Betrieb eines Elements steuern. Beispielsweise kann die Pixelschaltung 283a mindestens einen Auswahltransistor, einen Stromsteuertransistor (Treibertransistor) und einen Kondensator für eine Licht emittierende Einrichtung umfassen. Dabei wird ein Gate-Signal in ein Gate des Auswahltransistors eingegeben, und ein Source-Signal wird in einen Anschluss von Source und Drain des Auswahltransistors eingegeben. Auf diese Weise wird eine Aktivmatrix-Anzeigevorrichtung erhalten.
Der Schaltungsabschnitt 282 umfasst eine Schaltung zum Betreiben der Pixelschaltungen 283a in dem Pixelschaltungsabschnitt 283. Beispielsweise ist vorzugsweise eine Gateleitung-Treiberschaltung und/oder eine Sourceleitung-Treiberschaltung enthalten. Außerdem kann mindestens eine von einer arithmetischen Schaltung, einer Speicherschaltung, einer Stromversorgungsschaltung und dergleichen enthalten sein.
Die FPC 290 dient als Leitung zur Zuführung eines Videosignals oder eines Stromversorgungspotentials und dergleichen von außen zu dem Schaltungsabschnitt 282. Eine IC kann auf der FPC 290 montiert werden.
Das Anzeigemodul 280 kann eine Struktur aufweisen, bei der der Pixelschaltungsabschnitt 283 und/oder der Schaltungsabschnitt 282 überlappend unterhalb des Pixelabschnitts 284 angeordnet sind; daher kann das Öffnungsverhältnis (das effektive Anzeigeflächenverhältnis) des Anzeigeabschnitts 281 äußerst erhöht werden. Beispielsweise kann das Öffnungsverhältnis des Anzeigeabschnitts 281 größer als oder gleich 40 % und kleiner als 100 %, bevorzugt größer als oder gleich 50 % und kleiner als oder gleich 95 %, bevorzugter größer als oder gleich 60 % und kleiner als oder gleich 95 % betragen. Ferner können die Pixel 284a sehr dicht angeordnet werden, und daher kann die Definition des Anzeigeabschnitts 281 äußerst erhöht werden. Beispielsweise ist es bevorzugt, dass die Pixel 284a mit einer Definition von größer als oder gleich 2000 ppi, bevorzugt größer als oder gleich 3000 ppi, bevorzugter größer als oder gleich 5000 ppi, noch bevorzugter größer als oder gleich 6000 ppi und kleiner als oder gleich 20000 ppi oder kleiner als oder gleich 30000 ppi in dem Anzeigeabschnitt 281 angeordnet werden.
Ein derartiges Anzeigemodul 280 weist eine sehr hohe Definition auf und kann daher geeignet für ein VR-Gerät, wie z. B. ein Head-Mounted Display, oder ein brillenartiges AR-Gerät verwendet werden. Beispielsweise werden selbst im Fall einer Struktur, bei der der Anzeigeabschnitt des Anzeigemoduls 280 durch eine Linse gesehen wird, die Pixel nicht wahrgenommen, da das Anzeigemodul 280 den Anzeigeabschnitt 281 mit sehr hoher Definition umfasst, auch wenn der Anzeigeabschnitt durch die Linse vergrößert wird, so dass die Anzeige, durch die ein hohes Immersionsgefühl bereitgestellt wird, durchgeführt werden kann. Das Anzeigemodul 280 ist darauf nicht beschränkt und kann vorteilhaft für einen relativ kleinen Anzeigeabschnitt umfassende elektronische Geräte verwendet werden. Beispielsweise kann das Anzeigemodul 280 in einem Anzeigeabschnitt eines tragbaren elektronischen Geräts, wie z. B. einer Armbanduhr, vorteilhaft verwendet werden.
[Anzeigevorrichtung 100A]
Die in 10A dargestellte Anzeigevorrichtung 100A umfasst ein Substrat 301, die Licht emittierenden Einrichtungen 130a, 130b und 130c, einen Kondensator 240 und einen Transistor 310.
Das Substrat 301 entspricht dem Substrat 291 in 9A und 9B.
Der Transistor 310 ist ein einen Kanalbildungsbereich in dem Substrat 301 aufweisender Transistor. Als Substrat 301 kann ein Halbleitersubstrat, wie z. B. ein einkristallines Siliziumsubstrat, verwendet werden. Der Transistor 310 umfasst einen Teil des Substrats 301, eine leitfähige Schicht 311, einen niederohmigen Bereich 312, eine Isolierschicht 313 und eine Isolierschicht 314. Die leitfähige Schicht 311 dient als Gate-Elektrode. Die Isolierschicht 313 ist zwischen dem Substrat 301 und der leitfähigen Schicht 311 angeordnet und dient als Gate-Isolierschicht. Der niederohmige Bereich 312 ist ein Bereich, in dem das Substrat 301 mit Verunreinigungen dotiert ist, und dient als ein Anschluss von Source und Drain. Die Isolierschicht 314 wird eine Seitenfläche der leitfähigen Schicht 311 bedeckend bereitgestellt.
Eine Elementisolierschicht 315 wird zwischen zwei einander benachbarten Transistoren 310 derart bereitgestellt, dass sie in dem Substrat 301 eingebettet ist.
Des Weiteren wird eine Isolierschicht 261 den Transistor 310 bedeckend bereitgestellt, und der Kondensator 240 wird über der Isolierschicht 261 bereitgestellt.
Der Kondensator 240 umfasst eine leitfähige Schicht 241, eine leitfähige Schicht 245 und eine dazwischen liegende Isolierschicht 243.
Die leitfähige Schicht 241 wird über der Isolierschicht 261 bereitgestellt und ist in einer Isolierschicht 254 eingebettet. Die leitfähige Schicht 241 ist über einen in der Isolierschicht 261 eingebetteten Anschlusspfropfen 271 elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 310 verbunden. Die Isolierschicht 243 ist die leitfähige Schicht 241 bedeckend bereitgestellt. Die leitfähige Schicht 245 ist in einem über die Isolierschicht 243 mit der leitfähigen Schicht 241 überlappenden Bereich bereitgestellt.
Eine Isolierschicht 255a wird derart bereitgestellt, dass sie den Kondensator 240 bedeckt, und über der Isolierschicht 255a wird eine Isolierschicht 255b bereitgestellt.
Als Isolierschicht 255a und Isolierschicht 255b können jeweils verschiedene anorganische Isolierfilme, z. B. einen isolierenden Oxidfilm, einen isolierenden Nitridfilm, einen isolierenden Oxynitridfilm und einen isolierenden Nitridoxidfilm, vorteilhaft verwendet werden. Als Isolierschicht 255a wird vorzugsweise ein isolierender Oxidfilm oder ein isolierender Oxynitridfilm, z. B. ein Siliziumoxidfilm, ein Siliziumoxynitridfilm oder ein Aluminiumoxidfilm, verwendet. Für die Isolierschicht 255b wird vorzugsweise ein isolierender Nitridfilm oder ein isolierender Nitridoxidfilm, wie z. B. ein Siliziumnitridfilm oder ein Siliziumnitridoxidfilm, verwendet. Insbesondere wird vorzugsweise als Isolierschicht 255a ein Siliziumoxidfilm verwendet, und als Isolierschicht 255b wird ein Siliziumnitridfilm verwendet. Die Isolierschicht 255b weist vorzugsweise eine Funktion als Schutzfilm vor dem Ätzen auf. Alternativ kann als Isolierschicht 255a ein isolierender Nitridfilm oder ein isolierender Nitridoxidfilm verwendet werden, und als Isolierschicht 255b kann ein isolierender Oxidfilm oder ein isolierender Oxynitridfilm verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem ein vertiefter Abschnitt in der Isolierschicht 255b bereitgestellt ist; jedoch muss der vertiefte Abschnitt in der Isolierschicht 255b nicht notwendigerweise bereitgestellt sein.
Über der Isolierschicht 255b werden die Licht emittierenden Einrichtungen 130a, 130b und 130c bereitgestellt. Ein Bereich zwischen einander benachbarten Licht emittierenden Einrichtungen wird ein Isolator bereitgestellt. In 10A und dergleichen werden in diesem Bereich eine Isolierschicht 125 und eine Isolierschicht 127 über der Isolierschicht 125 bereitgestellt.
Bei dieser Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Anzeigevorrichtung eine Top-Emission-Struktur aufweist, bei der Licht in Richtung emittiert wird, die einem Substrat entgegengesetzt ist, über dem die Licht emittierenden Einrichtungen ausgebildet sind. Es sei angemerkt, dass sie ein Bottom-Emission-Typ, bei dem Licht an die Seite des Substrats, an dem eine Licht emittierende Einrichtung ausgebildet wird, emittiert wird, oder ein Dual-Emission-Typ, bei dem Licht sowohl nach oben als auch nach unten emittiert wird, sein kann.
Die Licht emittierenden Einrichtungen 130a, 130b und 130c emittieren jeweils Licht von unterschiedlichen Farben. Bei dieser Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Licht emittierenden Einrichtungen 130a, 130b und 130c Licht von drei Farben, Rot (R), Grün (G) und Blau (B), emittieren.
Die Licht emittierende Einrichtung beinhaltet zwischen einem Paar von Elektroden eine EL-Schicht. In dieser Beschreibung und dergleichen wird in einigen Fällen eine des Paars von Elektroden als Pixelelektrode bezeichnet, und die andere des Paars von Elektroden als gemeinsame Elektrode bezeichnet. Die eine Elektrode des einen Paars von Elektroden der Licht emittierenden Einrichtung dient als Anode und die andere Elektrode dient als Kathode. Nachstehend wird der Fall beispielhaft beschrieben, dass die Pixelelektrode als Anode und die gemeinsame Elektrode als Kathode dienen.
Die Licht emittierende Einrichtung 130a umfasst eine Pixelelektrode 111a über der Isolierschicht 255b, eine inselförmige erste Schicht 113a über der Pixelelektrode 111a, eine vierte Schicht 114 über der inselförmigen ersten Schicht 113a und eine gemeinsame Elektrode 115 über der vierten Schicht 114. Die erste Schicht 113a und die vierte Schicht 114 der Licht emittierenden Einrichtung 130a können kollektiv als EL-Schicht bezeichnet werden.
Die Licht emittierende Einrichtung 130b umfasst eine Pixelelektrode 111b, eine zweite Schicht 113b, die vierte Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115. Die Licht emittierende Einrichtung 130c umfasst eine Pixelelektrode 111c, eine zweite Schicht 113c, die vierte Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115.
Wenn ein Querschnitt der Licht emittierenden Einrichtung beobachtet wird, umfassen eine Seitenfläche der unteren Elektrode (der Pixelelektrode) und eine Seitenfläche der Licht emittierenden Schicht einen Bereich, in dem sie übereinstimmen oder im Wesentlichen übereinstimmen. Des Weiteren kann auch in der Draufsicht die Draufsichtsform der unteren Elektrode und die Draufsichtsform der Licht emittierenden Schicht als übereinstimmend oder im Wesentlichen übereinstimmend angesehen werden.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen der Ausdruck „die im Wesentlichen gleiche Oberseitenform“ bedeutet, dass Konturen von übereinander angeordneten Schichten mindestens teilweise miteinander überlappen. Beispielsweise ist der Fall der Verarbeitung einer oberen Schicht und einer unteren Schicht unter Verwendung desselben Maskenmusters oder teilweise derselben Maskenmuster eingeschlossen. Jedoch überlappen die Konturen in einigen Fällen nicht vollständig miteinander, und die obere Schicht könnte sich weiter innen als die untere Schicht befinden oder die obere Schicht könnte sich weiter außen als die untere Schicht befinden; dieser Fall wird auch durch den Ausdruck „die im Wesentlichen gleiche Oberseitenform“ dargestellt.
Die Licht emittierenden Einrichtungen von den jeweiligen Farben haben als gemeinsame Elektrode einen Film gemeinsam. Die gemeinsame Elektrode 115, die die Licht emittierenden Einrichtungen von den jeweiligen Farben gemeinsam haben, ist elektrisch mit einer leitfähigen Schicht 123, die in einem Verbindungsabschnitt 140 in 10B bereitgestellt wird, verbunden. Die leitfähige Schicht 123 ist über den Anschlusspfropfen 256 elektrisch mit einer Leitung, die darunter bereitgestellt wird, verbunden.
Die Pixelelektrode der Licht emittierenden Einrichtung ist über einen in den Isolierschichten 255a und 255b eingebetteten Anschlusspfropfen 256, die in der Isolierschicht 254 eingebettete leitfähige Schicht 241 und den in der Isolierschicht 261 eingebetteten Anschlusspfropfen 271 elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 310 verbunden. Die Höhe der Oberseite der Isolierschicht 255b und die Höhe der Oberseite des Anschlusspfropfens 256 sind gleich oder im Wesentlichen gleich. Ein beliebiges von verschiedenen leitfähigen Materialien kann für die Anschlusspfropfen verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen „die Höhe von A und die Höhe von B sind gleich oder im Wesentlichen gleich“ den Fall, in dem die Höhe von A und die Höhe von B gleich sind, und den Fall umfasst, in dem aufgrund eines Fehlers bei derartiger Herstellung, dass die Höhe von A und die Höhe von B gleich sind, eine Differenz zwischen der Höhe von A und der Höhe von B besteht.
Beispielsweise wird die Isolierschicht 261 ausgebildet, in der Isolierschicht 261 wird eine Öffnung bereitgestellt, eine leitfähige Schicht, die zu dem Anschlusspfropfen 271 wird, wird derart ausgebildet, dass sie die Öffnung füllt, und danach wird eine Planarisierungsbehandlung unter Verwendung eines chemisch-mechanischen Polier-(CMP-) Verfahrens durchgeführt. Dementsprechend kann eine Konfiguration erhalten werden, bei der die Höhe der Oberseite des Anschlusspfropfens 271 und die Höhe der Oberseite der Isolierschicht 261 gleich sind oder im Wesentlichen gleich sind.
Für eine Elektrode von der Pixelelektrode und der gemeinsamen Elektrode, über welche Elektrode Licht extrahiert wird, wird ein sichtbares Licht durchlassender leitfähiger Film verwendet. Für eine Elektrode, über die kein Licht extrahiert wird, wird vorzugsweise ein sichtbares Licht reflektierender leitfähiger Film verwendet. Es sei angemerkt, dass durch die Verwendung einer Elektrode, die eine Durchlässigkeit und eine Reflexionseigenschaft für sichtbares Licht aufweist (eine semidurchlässige und semireflektierende (transflektive) Elektrode), als Elektrode auf der Lichtextraktionsseite vorzugsweise eine Mikrokavitätsstruktur zum Einsatz kommt. Dementsprechend wird die Lichtemission von Licht emittierenden Schichten zwischen dem Paar von Elektroden zur Resonanz gebracht, wodurch Licht, das von den Licht emittierenden Einrichtungen emittiert wird, verstärkt werden kann. 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 erste Schicht 113a, die zweite Schicht 113b und die dritte Schicht 113c werden vorzugsweise jeweils in einer Inselform bereitgestellt und beinhalten jeweils eine Licht emittierende Schicht, die Licht einer unterschiedlichen Farbe emittiert. Die Licht emittierende Schicht kann eine oder mehrere Arten von Licht emittierenden Substanzen enthalten. Als Licht emittierende Substanz können eine Substanz, die sichtbares Licht von Blau, Violett, Blauviolett, Grün, Gelbgrün Gelb, Orange, Rot oder dergleichen emittiert, eine Substanz, die unsichtbares Licht, wie z. B. Nah-Infrarotlicht, emittiert, oder dergleichen verwendet werden.
Als Licht emittierende Substanz können ein fluoreszierendes Material, ein phosphoreszierendes Material, ein TADF-Material, ein Quantenpunktmaterial und dergleichen angegeben.
Die erste Schicht 113a, die zweite Schicht 113b und die dritte Schicht 113c können als andere Schicht als Licht emittierende Schicht ferner eine Schicht beinhalten, die eine beliebige der folgenden Substanzen enthält: eine Substanz mit hoher Lochinjektionseigenschaft, eine Substanz mit hoher Lochtransporteigenschaft (auch als Lochtransportmaterial bezeichnet), ein lochblockierendes Material, eine Substanz mit hoher Elektronentransporteigenschaft (auch als Elektronentransportmaterial bezeichnet), eine Substanz mit hoher Elektroneninjektionseigenschaft, ein elektronenblockierendes Material, eine Substanz mit einer bipolaren Eigenschaft (eine Substanz mit hoher Elektronen- und Lochtransporteigenschaft; auch als bipolares Material bezeichnet) und dergleichen.
Für die Licht emittierende Einrichtung kann entweder eine niedermolekulare Verbindung oder eine hochmolekulare Verbindung verwendet werden, und eine anorganische Verbindung kann auch verwendet werden. Jede der in der Licht emittierenden Einrichtung enthaltenen Schichten 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.
Beispielsweise können die erste Schicht 113a, die zweite Schicht 113b und die dritte Schicht 113c jeweils eine oder mehrere von einer Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer Loch blockierenden Schicht, einer Elektronen blockierenden Schicht, einer Elektronentransportschicht und einer Elektroneninjektionsschicht beinhalten.
Bei einer Schicht der EL-Schichten, die den Licht emittierenden Einrichtungen von den jeweiligen Farben gemeinsam ausgebildet wird, kann eine oder mehrere von einer Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer Loch blockierenden Schicht, einer Elektronen blockierenden Schicht, einer Elektronentransportschicht und einer Elektroneninjektionsschicht zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann als vierte Schicht 114 eine Ladungsträgerinjektionsschicht (Lochinjektionsschicht oder Elektroneninjektionsschicht) ausgebildet werden. Es sei angemerkt, dass alle Schichten der EL-Schichten für jede Farbe getrennt ausgebildet werden können. Das heißt, dass die EL-Schicht eine Schicht, die den Licht emittierenden Einrichtungen von den jeweiligen Farben gemeinsam ausgebildet wird, nicht notwendigerweise beinhaltet.
Die erste Schicht 113a, die zweite Schicht 113b und die dritte Schicht 113c beinhalten jeweils vorzugsweise eine Licht emittierende Schicht und eine Ladungsträgertransportschicht über der Licht emittierenden Schicht. Dadurch kann verhindert werden, dass während des Herstellungsprozesses der Anzeigevorrichtung die Licht emittierende Schicht an der äußersten Oberfläche freiliegt, und damit können Schäden an der Licht emittierenden Schicht verringert werden. Somit kann die Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Einrichtung erhöht werden.
Des Weiteren wird in dem Fall, in dem eine Licht emittierende Einrichtung mit Tandem-Struktur ausgebildet wird, zwischen den zwei Licht emittierenden Einheiten eine Zwischenschicht bereitgestellt. Als Material mit einer hohen Lochinjektionseigenschaft können eine aromatische Amin-Verbindung, ein ein Lochtransportmaterial und ein Akzeptormaterial (Elektronenakzeptormaterial) enthaltendes Verbundmaterial und dergleichen angegeben werden. Die Zwischenschicht kann auch als Ladungserzeugungsschicht bezeichnet werden.
Die Seitenflächen der Pixelelektroden 111a, 111b, 111c, der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b und der dritten Schicht 113c sind jeweils mit den Isolierschichten 125 und 127 bedeckt. Über der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b, der dritten Schicht 113c und den Isolierschichten 125 und 127 wird die vierte Schicht 114 bereitgestellt, und über der vierten Schicht 114 wird die gemeinsame Elektrode 115 bereitgestellt.
Dementsprechend kann verhindert werden, dass die vierte Schicht 114 (oder die gemeinsame Elektrode 115) in Kontakt mit der Seitenfläche von einer der Pixelelektroden 111a, 111b und 111c, der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b und der dritten Schicht 113c ist, wodurch der Kurzschluss der Licht emittierenden Einrichtungen verhindert werden kann.
Die Isolierschicht 125 bedeckt vorzugsweise mindestens die Seitenflächen der Pixelelektrode 111a, 111b und 111c. Ferner bedeckt die Isolierschicht 125 vorzugsweise die Seitenflächen der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b und der dritten Schicht 113c. Die Isolierschicht 125 kann in Kontakt mit den Seitenflächen von jeder der Pixelelektrode 111a, 111b und 111c, der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b und der dritten Schicht 113c sein.
Die Isolierschicht 127 wird derart über der Isolierschicht 125 bereitgestellt, dass sie die in der Isolierschicht 125 gebildeten vertieften Abschnitte füllt. Die Isolierschicht 127 kann mit den Seitenflächen der Pixelelektroden 111a, 111b und 111c, der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b und der dritten Schicht 113c überlappen, wobei zwischen der Isolierschicht 127 und den Seitenflächen die Isolierschicht 125 liegt.
Es sei angemerkt, dass die Isolierschicht 125 oder die Isolierschicht 127 nicht bereitgestellt werden kann. 10C zeigt ein Beispiel, in dem die Isolierschicht 125 nicht bereitgestellt wird. In dem Fall, in dem die Isolierschicht 125 nicht bereitgestellt wird, kann die Isolierschicht 127 in Kontakt mit den Seitenflächen von jeder der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b und der dritten Schicht 113c sein. Des Weiteren kann die Anzeigevorrichtung eine Isolierschicht beinhalten, die den Endabschnitt der Pixelelektrode bedeckt. In diesem Fall werden über dieser Isolierschicht die Isolierschicht 125 und/oder die Isolierschicht 127 bereitgestellt.
Die vierte Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 werden über der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b, der dritten Schicht 113c, der Isolierschicht 125 und der Isolierschicht 127 bereitgestellt. Vor der Bereitstellung der Isolierschicht 125 und der Isolierschicht 127 besteht eine Stufe, die von dem Bereich, in dem die Pixelelektrode und die EL-Schicht bereitgestellt werden, und dem Bereich, in dem weder Pixelelektrode noch EL-Schicht bereitgestellt werden (einem Bereich zwischen den Licht emittierenden Einrichtungen), bewirkt wird. Bei einer Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann diese Stufe mit der Isolierschicht 125 und der Isolierschicht 127 planarisiert werden, und die Abdeckung mit der vierten Schicht 114 und der gemeinsamen Elektrode 115 kann erhöht werden. Daher kann ein Verbindungsfehler wegen Trennung verhindert werden. Alternativ kann verhindert werden, dass durch die wegen der Stufe lokal dünnere gemeinsame Elektrode 115 der elektrische Widerstand erhöht wird.
Um die Planarität der Oberfläche, an der die vierte Schicht 114 und die gemeinsame Elektrode 115 ausgebildet werden, zu erhöhen, sind vorzugsweise die Höhe der Oberseite der Isolierschicht 125 und der Oberseite der Isolierschicht 127 jeweils mit der Höhe der Oberseite von mindestens einer der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b und der dritten Schicht 113c gleich oder im Wesentlichen gleich. Des Weiteren weist die Oberseite der Isolierschicht 127 vorzugsweise eine planare Form auf und kann einen vorspringenden Abschnitt oder einen vertieften Abschnitt aufweisen.
Die Isolierschicht 125 umfasst einen Bereich, der in Kontakt mit den Seitenflächen der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b und der dritten Schicht 113c ist, und dient als isolierende Schutzschicht der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b und der dritten Schicht 113c. Indem die Isolierschicht 125 bereitgestellt wird, kann verhindert werden, dass von den Seitenflächen der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b und der dritten Schicht 113c in das Innere Verunreinigungen (Sauerstoff, Feuchtigkeit oder dergleichen) eindringen, wodurch eine Anzeigevorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit erhalten werden kann.
Wenn in einer Querschnittsansicht die Breite (Dicke) der Isolierschicht 125 in dem Bereich, in dem sie in Kontakt mit den Seitenflächen der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b und der dritten Schicht 113c ist, groß ist, sind die Abstände zwischen der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b und der dritten Schicht 113c groß, wodurch in einigen Fällen das Öffnungsverhältnis verringert wird. Wenn die Breite (Dicke) der Isolierschicht 125 klein ist, wird in einigen Fällen die Wirkung der Verhinderung des Eindringens von Verunreinigungen von den Seitenflächen der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b und der dritten Schicht 113c in das Innere verringert. Die Breite (Dicke) der Isolierschicht 125 in dem mit den Seitenflächen der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b und der dritten Schicht 113c in Kontakt stehenden Bereich beträgt bevorzugt größer als oder gleich 3 nm und kleiner als oder gleich 200 nm, bevorzugter größer als oder gleich 3nm und kleiner als oder gleich 150 nm, noch bevorzugter größer als oder gleich 5 nm und kleiner als oder gleich 150 nm, weit bevorzugter größer als oder gleich 5 nm und kleiner als oder gleich 100 nm, weit bevorzugter größer als oder gleich 10 nm und kleiner als oder gleich 100 nm und weit bevorzugter größer als oder gleich 10 nm und kleiner als oder gleich 50 nm. Wenn die Breite (Dicke) der Isolierschicht 125 im vorstehenden Bereich liegt, kann die Anzeigevorrichtung mit hohem Öffnungsverhältnis und hoher Zuverlässigkeit ermöglicht werden.
Die Isolierschicht 125 kann ein anorganisches Material enthalten. Für die Isolierschicht 125 kann beispielsweise ein anorganischer Isolierfilm, wie z. B. ein isolierender Oxidfilm, ein isolierender Nitridfilm, ein isolierender Oxynitridfilm und ein isolierender Nitridoxidfilm, verwendet werden. Die Isolierschicht 125 kann eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweisen. Als isolierende Oxidfilme können ein Siliziumoxidfilm, ein Aluminiumoxidfilm, ein Magnesiumoxidfilm, ein Indiumgalliumzinkoxidfilm, ein Galliumoxidfilm, ein Germaniumoxidfilm, ein Yttriumoxidfilm, ein Zirconiumoxidfilm, ein Lanthanoxidfilm, ein Neodymoxidfilm, ein Hafniumoxidfilm, ein Tantaloxidfilm und dergleichen angegeben werden. Als isolierende Nitridfilme können ein Siliziumnitridfilm, ein Aluminiumnitridfilm und dergleichen angegeben werden. Als isolierende Oxynitridfilme können ein Siliziumoxynitridfilm, ein Aluminiumoxynitridfilm und dergleichen angegeben werden. Als isolierende Nitridoxidfilme können ein Siliziumnitridoxidfilm, ein Aluminiumnitridoxidfilm und dergleichen angegeben werden. Insbesondere wird Aluminiumoxid bevorzugt, da es eine hohe Ätzselektivität bezüglich der EL-Schicht aufweist und eine Funktion zum Schützen der EL-Schicht bei dem nachstehend zu beschreibenden Ausbilden der Isolierschicht 127 aufweist. Insbesondere kommt ein anorganischer Isolierfilm, wie z. B. ein Aluminiumoxidfilm, ein Hafniumoxidfilm oder ein Siliziumoxidfilm, welcher durch ein ALD-Verfahren ausgebildet wird, bei der Isolierschicht 125 zum Einsatz, wodurch die Isolierschicht 125 mit wenigen Nadellöchern und einer ausgezeichneten Schutzfunktion der EL-Schicht hergestellt werden kann.
Es sei angemerkt, dass es sich in dieser Beschreibung bei einem Oxynitrid um ein mehr Sauerstoff als Stickstoff enthaltendes Material handelt und dass es sich bei einem Nitridoxid um ein mehr Stickstoff als Sauerstoff enthaltendes Material handelt. Beispielsweise wird im Fall, dass Siliziumoxynitrid beschrieben wird, damit ein mehr Sauerstoff als Stickstoff enthaltendes Material, und im Fall, dass Siliziumnitridoxid beschrieben wird, wird damit ein mehr Stickstoff als Sauerstoff enthaltendes Material gemeint.
Die Isolierschicht 125 kann durch ein Sputterverfahren, ein CVD-Verfahren, ein PLD-Verfahren, ein ALD-Verfahren oder dergleichen ausgebildet werden. Die Isolierschicht 125 wird vorzugsweise unter Verwendung eines ALD-Verfahrens, das eine vorteilhafte Abdeckung ermöglicht, ausgebildet.
Die Isolierschicht 127 über der Isolierschicht 125 weist eine Funktion zur Planarisierung der Vertiefung in der Isolierschicht 125 zwischen den einander benachbarten Licht emittierenden Einrichtungen auf. Mit anderen Worten: Die Isolierschicht 127 weist eine Wirkung zur Verbesserung der Planarität der Bildungsoberfläche der gemeinsamen Elektrode 115 auf. Als Isolierschicht 127 kann vorteilhaft eine ein organisches Material enthaltende Isolierschicht verwendet werden. Beispielsweise kann für die Isolierschicht 127 ein Acrylharz, ein Polyimidharz, ein Epoxidharz, ein Imidharz, ein Polyamidharz, ein Polyimidamidharz, ein Silikonharz, ein Siloxanharz, ein Harz auf Benzocyclobuten-Basis, ein Phenolharz, Vorläufer dieser Harze oder dergleichen verwendet werden. Für die Isolierschicht 127 kann ferner ein organisches Material, wie z. B. Polyvinylalkohol (PVA), Polyvinylbutyral, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenglycol, Polyglycerin, Pullulan, wasserlöslicher Cellulose oder einem alkohollöslichen Polyamidharz, verwendet werden. Des Weiteren kann als Isolierschicht 127 ein lichtempfindliches Harz (auch als organisches Harz bezeichnet) verwendet werden. Als lichtempfindliches Harz kann auch ein Photolack verwendet werden. Beispiele für das lichtempfindliche Harz umfassen positive Materialien und negative Materialien.
Die Differenz zwischen der Höhe der Oberseite der Isolierschicht 127 und der Höhe der Oberseite der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b oder der dritten Schicht 113c ist bevorzugt zum Beispiel kleiner als oder gleich dem 0,5-Fachen der Dicke der Isolierschicht 127, bevorzugter kleiner als oder gleich dem 0,3-Fachen. Des Weiteren kann die Isolierschicht 127 derart bereitgestellt werden, dass beispielsweise die Oberseite der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b oder der dritten Schicht 113c höher ist als die Oberseite der Isolierschicht 127. Des Weiteren kann die Isolierschicht 127 derart bereitgestellt werden, dass beispielsweise die Oberseite der Isolierschicht 127 höher ist als die Oberseite der Licht emittierenden Schicht, die in der ersten Schicht 113a, der zweiten Schicht 113b oder der dritten Schicht 113c enthalten ist.
Des Weiteren werden über den Licht emittierenden Einrichtungen 130a, 130b und 130c eine Schutzschicht 131 und eine Schutzschicht 132 übereinander bereitgestellt. Auf der Schutzschicht 132 ist das Substrat 120 mittels Harzschicht 122 befestigt. Es gibt keine Beschränkung bezüglich der Leitfähigkeit der Schutzschichten 131 und 132. Als Schutzschichten 131 und 132 kann mindestens einer von einem Isolierfilm, einem Halbleiterfilm und einem leitfähigen Film verwendet werden.
Indem die Schutzschichten 131 und 132 einen anorganischen Film beinhaltet, kann die Verschlechterung der Licht emittierenden Einrichtung, wie z. B. die Oxidation der gemeinsamen Elektrode 115 oder das Eindringen von Verunreinigungen (Feuchtigkeit, Sauerstoff und dergleichen) in die Licht emittierenden Einrichtungen 130a, 130b und 130c, verhindert werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Anzeigevorrichtung erhöht werden kann.
Außerdem können die Schutzschichten 131 und 132 einen organischen Film beinhalten. Beispielsweise kann die Schutzschicht 132 sowohl einen organischen Film als auch einen anorganischen Film beinhalten.
Die Endabschnitte der Oberseiten von jeder der Pixelelektrode 111a, 111b und 111c sind mit keiner Isolierschicht bedeckt. Deshalb kann der Abstand zwischen einander benachbarten Licht emittierenden Einrichtungen in hohem Maße verschmälert werden. Dementsprechend kann eine Anzeigevorrichtung mit hoher Definition oder hoher Auflösung erhalten werden.
Bei der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform kann der Abstand zwischen den Licht emittierenden Einrichtungen verschmälert werden. Insbesondere kann der Abstand zwischen den Licht emittierenden Einrichtungen, der Abstand zwischen den EL-Schichten oder der Abstand zwischen den Pixelelektroden kleiner als 10 µm, kleiner als oder gleich 5 µm, kleiner als oder gleich 3 µm , kleiner als oder gleich 2 µm , kleiner als oder gleich 1 µm , kleiner als oder gleich 500 nm, kleiner als oder gleich 200 nm, kleiner als oder gleich 100 nm, kleiner als oder gleich 90 nm, kleiner als oder gleich 70 nm, kleiner als oder gleich 50 nm, kleiner als oder gleich 30 nm, kleiner als oder gleich 20 nm, kleiner als oder gleich 15 nm oder kleiner als oder gleich 10 nm betragen. Mit anderen Worten: Ein Bereich ist vorgesehen, in dem der Abstand zwischen der Seitenfläche der ersten Schicht 113a und der Seitenfläche der zweiten Schicht 113b oder der Abstand zwischen der Seitenfläche der zweiten Schicht 113b und der Seitenfläche der dritten Schicht 113c kleiner als oder gleich 1 µm, bevorzugt kleiner als oder gleich 0,5 µm (500 nm), bevorzugter kleiner als oder gleich 100 nm beträgt.
An der Oberfläche des Substrats 120 auf der Seite der Harzschicht 122 kann eine lichtundurchlässige Schicht, ein Farbfilter oder dergleichen bereitgestellt werden. Verschiedene optische Komponenten können an der Außenseite des Substrats 120 angeordnet sein. Als optische Komponenten können eine polarisierende Platte, eine Retardationsplatte, eine Lichtdiffusionsschicht (z. B. einen Diffusionsfilm), eine Antireflexionsschicht und ein Lichtbündelungsfilm angegeben. Des Weiteren kann an der Außenseite des Substrats 120 ein das Anhaften von Staub verhindernder antistatischer Film, ein das Anhaften von Flecken behindernder wasserabweisender Film, ein die Entstehung von beim Verwenden verursachten Kratzern behindernder Hartfilm, eine stoßabsorbierende Schicht oder dergleichen angeordnet sein.
Für das Substrat 120 kann Glas, Quarz, Keramik, Saphir, ein Harz, ein Metall, eine Legierung und ein Halbleiter oder dergleichen verwendet werden. Für das Substrat, über das Licht aus der Licht emittierenden Einrichtung extrahiert wird, wird ein das Licht durchlassendes Material verwendet. Wenn für das Substrat 120 ein Material mit Flexibilität verwendet wird, wird die Flexibilität der Anzeigevorrichtung erhöht, wodurch ein flexibles Display erhalten werden kann. Des Weiteren kann als Substrat 120 eine polarisierende Platte verwendet werden.
Als Harzschicht 122 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.
Als Materialien, die für ein Gate, eine Source und einen Drain eines Transistors sowie für leitfähige Schichten, wie z. B. verschiedene in der Anzeigevorrichtung enthaltene Leitungen und Elektroden verwendet werden können, können ein Metall, wie z. B. Aluminium, Titan, Chrom, Nickel, Kupfer, Yttrium, Zirconium, Molybdän, Silber, Tantal und Wolfram, eine ein beliebiges dieser Metalle als ihre Hauptkomponente enthaltende Legierung und dergleichen angegeben werden. Es kann eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur verwendet werden, welche einen ein beliebiges dieser Metallmaterialien enthaltenden Film umfasst.
Als lichtdurchlässiges leitfähiges Material kann ein leitfähiges Oxid, wie z. B. Indiumoxid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Zinkoxid und Gallium enthaltendes Zinkoxid, 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 ein beliebiges dieser Metallmaterialien enthaltendes Legierungsmaterial zu verwenden. Alternativ kann ein Nitrid eines beliebigen dieser Metallmaterialien (z. B. Titannitrid) oder dergleichen verwendet werden. Im Fall der Verwendung des Metallmaterials oder des Legierungsmaterials (oder des Nitrids davon) wird die Filmdicke vorzugsweise derart eingestellt, dass sie klein genug ist, um Licht durchzulassen. Alternativ kann für die leitfähigen Schichten ein mehrschichtiger Film aus den 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 leitfähige Schichten, wie z. B. in der Anzeigevorrichtung enthaltene Leitungen und Elektroden, und für in der Licht emittierenden Einrichtung enthaltende leitfähige Schichten (z. B. eine als Pixelelektrode oder gemeinsame Elektrode dienende leitfähige Schicht) verwendet werden.
Als für die Isolierschichten verwendbare isolierende Materialien können beispielsweise ein Harz, wie z. B. ein Acrylharz und ein Epoxidharz, und ein anorganisches isolierendes Material, wie z. B. Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid, Siliziumnitridoxid, Siliziumnitrid und Aluminiumoxid angegeben werden.
[Anzeigevorrichtung 100B]
Die Anzeigevorrichtung 100B in 11 unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 100A hauptsächlich durch eine Struktur des Transistors. Es sei angemerkt, dass Abschnitte, die denjenigen in der Anzeigevorrichtung 100A ähnlich sind, in einigen Fällen nicht beschrieben werden.
Bei dem Transistor 320 handelt es sich um einen Transistor, in dem Metalloxid (auch als Oxidhalbleiter bezeichnet) für eine Halbleiterschicht, in der ein Kanal gebildet wird, verwendet wird (OS-Transistor).
Der Transistor 320 umfasst eine Halbleiterschicht 321, eine Isolierschicht 323, eine leitfähige Schicht 324, ein Paar von leitfähigen Schichten 325, eine Isolierschicht 326 und eine leitfähige Schicht 327.
Ein Substrat 331 entspricht dem Substrat 291 in 9A und 9B.
Eine Isolierschicht 332 wird über dem Substrat 331 bereitgestellt. Die Isolierschicht 332 dient als Sperrschicht, die eine Diffusion von Verunreinigungen, wie z. B. Wasser oder Wasserstoff, von dem Substrat 331 in den Transistor 320 und eine Abgabe von Sauerstoff aus der Halbleiterschicht 321 in Richtung der Isolierschicht 332 verhindert. Für die Isolierschicht 332 kann ein Film, in dem Wasserstoff oder Sauerstoff mit geringerer Wahrscheinlichkeit als in einem Siliziumoxidfilm diffundiert, wie z. B. ein Aluminiumoxidfilm, ein Hafniumoxidfilm und ein Siliziumnitridfilm, verwendet werden.
Die leitfähige Schicht 327 wird über der Isolierschicht 332 bereitgestellt und die Isolierschicht 326 wird die leitfähige Schicht 327 bedeckend bereitgestellt. Die leitfähige Schicht 327 dient als erste Gate-Elektrode des Transistors 320, und ein Teil der Isolierschicht 326 dient als erste Gate-Isolierschicht. Für einen mindestens mit der Halbleiterschicht 321 in Kontakt stehenden Teil der Isolierschicht 326 wird vorzugsweise ein isolierender Oxidfilm, wie z. B. ein Siliziumoxidfilm, verwendet. Die Oberseite der Isolierschicht 326 wird vorzugsweise planarisiert.
Die Halbleiterschicht 321 wird über der Isolierschicht 326 bereitgestellt. Die Halbleiterschicht 321 umfasst vorzugsweise einen Metalloxidfilm mit Halbleitereigenschaften (auch als Oxidhalbleiter bezeichnet). Das Paar von leitfähigen Schichten 325 wird über und in Kontakt mit der Halbleiterschicht 321 bereitgestellt und dient als Source-Elektrode und Drain-Elektrode.
Eine Isolierschicht 328 wird derart bereitgestellt, dass sie Ober- und Seitenflächen des Paars von leitfähigen Schichten 325, eine Seitenfläche der Halbleiterschicht 321 und dergleichen bedeckt, und eine Isolierschicht 264 wird über der Isolierschicht 328 bereitgestellt. Die Isolierschicht 328 dient als Sperrschicht, die eine Diffusion von Verunreinigungen, wie z. B. Wasser oder Wasserstoff, von der Isolierschicht 264 und dergleichen in die Halbleiterschicht 321 und eine Abgabe von Sauerstoff aus der Halbleiterschicht 321 verhindert. Für die Isolierschicht 328 kann ein der vorstehenden Isolierschicht 332 ähnlicher Isolierfilm verwendet werden.
Eine die Halbleiterschicht 321 erreichende Öffnung wird in den Isolierschichten 328 und 264 bereitgestellt. Die Isolierschicht 323, die in Kontakt mit Seitenflächen der Isolierschichten 264 und der Isolierschichten 328, einer Seitenfläche der leitfähigen Schicht 325 und der Oberfläche der Halbleiterschicht 321 ist, und die leitfähige Schicht 324 sind in der Öffnung eingebettet. Die leitfähige Schicht 324 dient als zweite Gate-Elektrode, und die Isolierschicht 323 dient als zweite Gate-Isolierschicht.
Die Oberseite der leitfähigen Schicht 324, die Oberseite der Isolierschicht 323 und die Oberseite der Isolierschicht 264 werden planarisiert, so dass sie die gleiche oder im Wesentlichen gleiche Höhe aufweisen, und eine Isolierschicht 329 und eine Isolierschicht 265 werden diese Schichten bedeckend bereitgestellt.
Die Isolierschicht 264 und die Isolierschicht 265 dienen als isolierende Zwischenschicht. Die Isolierschicht 329 dient als isolierender Sperrschicht, die eine Diffusion von Verunreinigungen, wie z. B. Wasser oder Wasserstoff, von der Isolierschicht 265 und dergleichen in den Transistor 320 verhindert. Für die Isolierschicht 329 kann ein der Isolierschichten 328 und der Isolierschichten 332 ähnlicher Isolierfilm verwendet werden.
Ein elektrisch mit einer des Paars von leitfähigen Schichten 325 verbundener Anschlusspfropfen 274 wird derart bereitgestellt, dass er in der Isolierschicht 265, der Isolierschicht 329 und der Isolierschicht 264 eingebettet ist. Hier umfasst der Anschlusspfropfen 274 vorzugsweise eine leitfähige Schicht 274a, die Seitenflächen von jeweiligen Öffnungen der Isolierschicht 265, der Isolierschicht 329, der Isolierschicht 264 und der Isolierschicht 328 und einen Teil einer Oberseite der leitfähigen Schicht 325 bedeckt, und eine mit einer Oberseite der leitfähigen Schicht 274a in Kontakt stehende leitfähige Schicht 274b. Dabei wird für die leitfähige Schicht 274a vorzugsweise ein leitfähiges Material verwendet, in dem Wasserstoff und Sauerstoff mit geringerer Wahrscheinlichkeit diffundieren.
[Anzeigevorrichtung 100C]
Eine Anzeigevorrichtung 100C in 12 weist eine Struktur auf, bei der der Transistor 310, dessen Kanal in dem Substrat 301 gebildet wird, und der Transistor 320, der ein Metalloxid in der Halbleiterschicht enthält, in der der Kanal gebildet wird, übereinander angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass Abschnitte, die denjenigen in den Anzeigevorrichtungen 100A und 100B ähnlich sind, in einigen Fällen nicht beschrieben werden.
Die Isolierschicht 261 wird den Transistor 310 bedeckend bereitgestellt, und eine leitfähige Schicht 251 wird über der Isolierschicht 261 bereitgestellt. Eine Isolierschicht 262 wird die leitfähige Schicht 251 bedeckend bereitgestellt, und eine leitfähige Schicht 252 wird über der Isolierschicht 262 bereitgestellt. Die leitfähige Schicht 251 und die leitfähige Schicht 252 dienen jeweils als Leitung. Des Weiteren werden eine Isolierschicht 263 und die Isolierschicht 332 die leitfähige Schicht 252 bedeckend bereitgestellt, und der Transistor 320 wird über der Isolierschicht 332 bereitgestellt. Die Isolierschicht 265 wird den Transistor 320 bedeckend bereitgestellt, und der Kondensator 240 wird über der Isolierschicht 265 bereitgestellt. Der Kondensator 240 und der Transistor 320 sind über den Anschlusspfropfen 274 elektrisch miteinander verbunden.
Der Transistor 320 kann als in der Pixelschaltung enthaltener Transistor verwendet werden. Ferner kann der Transistor 310 als in der Pixelschaltung enthaltener Transistor oder Transistor verwendet werden, der in einer Treiberschaltung zum Betreiben der Pixelschaltung (einer Gateleitung-Treiberschaltung und/oder einer Sourceleitung-Treiberschaltung) enthalten ist. Der Transistor 310 und der Transistor 320 können auch als Transistoren verwendet werden, die in verschiedenen Schaltungen, wie z. B. einer arithmetischen Schaltung oder einer Speicherschaltung, enthalten sind.
Mit einer derartigen Struktur kann nicht nur die Pixelschaltung, sondern auch die Treiberschaltung und dergleichen direkt unter der Licht emittierenden Einrichtung ausgebildet werden, und somit kann die Anzeigevorrichtung im Vergleich mit dem Fall, dass die Treiberschaltung um einen Anzeigeabschnitt herum bereitgestellt wird, miniaturisiert werden.
[Anzeigevorrichtung 100D]
Eine in 13 dargestellte Anzeigevorrichtung 100D beinhaltet einen Transistor 310A und einen Transistor 310B, die übereinander angeordnet werden und deren Kanäle jeweils in einem Halbleitersubstrat gebildet werden.
Bei der Anzeigevorrichtung 100D sind ein Substrat 301B, an dem der Transistor 310B, der Kondensator 240 und die Licht emittierenden Einrichtung bereitgestellt ist, und ein Substrat 301A, an dem der Transistor 310A bereitgestellt ist, aneinander angebracht.
Bei dem Substrat 301B ist ein Anschlusspfropfen 343, der das Substrat 301B durchdringt, bereitgestellt. Des Weiteren ist der Anschlusspfropfen 343 elektrisch mit einer leitfähigen Schicht 342, die an der Rückseite des Substrats 301 (der Seite des Substrats 120 entgegengesetzte Oberfläche) bereitgestellt ist, verbunden. Im Gegensatz dazu ist bei dem Substrat 301A eine leitfähige Schicht 341 über der Isolierschicht 261 bereitgestellt.
Indem die leitfähige Schicht 341 und die leitfähige Schicht 342 aneinander angebunden sind, sind das Substrat 301A und das Substrat 301B elektrisch miteinander verbunden.
Als leitfähige Schicht 341 und leitfähige Schicht 342 wird vorzugsweise dasselbe leitfähige Material verwendet. Beispielsweise kann ein Metallfilm, der ein Element ausgewählt aus Al, Cr, Cu, Ta, Ti, Mo und W enthält, ein Metallnitridfilm, der irgendeines der obigen Elemente als ihre Komponente enthält (z. B. ein Titannitridfilm, ein Molybdännitridfilm oder ein Wolframnitridfilm), oder dergleichen verwendet werden. Insbesondere wird für die leitfähige Schicht 341 und die leitfähige Schicht 342 vorzugsweise Kupfer verwendet. Dementsprechend kann Cu-Cu- (Kupfer-Kupfer-) Direktanbindungstechnik (eine Technik, bei der elektrische Verbindung durch Verbindung von Pads aus Cu (Kupfer) erzielt wird) zum Einsatz kommen. Es sei angemerkt, dass die leitfähige Schicht 341 und die leitfähige Schicht 342 über Bumps aneinander angebunden werden können.
[Anzeigevorrichtung 100E]
Die Anzeigevorrichtung 100E in 14 weist eine Struktur auf, bei der ein Transistor 320A und ein Transistor 320B übereinander angeordnet sind, die als Halbleiter, in dem ihre Kanäle jeweils gebildet werden, Oxidhalbleiter umfasst.
Für den Transistor 320A, den Transistor 320B und die Komponenten in ihrer Umgebung kann auf die vorstehend beschriebene Anzeigevorrichtung 100B verwiesen werden.
Es sei angemerkt, dass zwar hier eine Konfiguration beschrieben worden ist, bei der zwei Transistoren, die Oxidhalbleiter umfassen, übereinander angeordnet werden, aber es keine besondere Beschränkung gibt. Beispielsweise können drei oder mehr Transistoren übereinander angeordnet werden.
Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit der anderen Ausführungsform kombiniert werden.
(Ausführungsform 5)
Bei dieser Ausführungsform wird die Pixelanordnung, die für die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, beschrieben.
Wie in 15A dargestellt, beinhaltet die Licht emittierende Einrichtung eine EL-Schicht 786 zwischen einem Paar von Elektroden (einer unteren Elektrode 772 und einer oberen Elektrode 788). Die EL-Schicht 786 kann eine Vielzahl von Schichten, wie z. B. eine Schicht 4420, eine Licht emittierende Schicht 4411 und eine Schicht 4430, umfassen. Die Schicht 4420 kann beispielsweise eine Schicht, die eine Substanz mit hoher Elektroneninjektionseigenschaft enthält (eine Elektroneninjektionsschicht), eine Schicht, die eine Substanz mit hoher Elektronentransporteigenschaft enthält (eine Elektronentransportschicht), und dergleichen umfassen. Die Licht emittierende Schicht 4411 kann beispielsweise eine Licht emittierende Verbindung enthalten. Die Schicht 4430 kann beispielsweise eine Schicht, die eine Substanz mit hoher Lochinjektionseigenschaft enthält (eine Lochinjektionsschicht), und eine Schicht, die eine Substanz mit hoher Lochtransporteigenschaft enthält (eine Lochtransportschicht), umfassen.
Die Struktur umfassend die Schicht 4420, die Licht emittierende Schicht 4411 und die Schicht 4430 zwischen dem Paar von Elektroden kann als einzelne Licht emittierende Einheit dienen, und die Struktur in 15A wird in dieser Beschreibung als Single-Struktur bezeichnet.
15B stellt ein Modifikationsbeispiel der EL-Schicht 786 dar, die in der Licht emittierenden Einrichtung in 15A enthalten ist. Insbesondere umfasst die in 15B dargestellte Licht emittierende Einrichtung eine Schicht 4431 über der unteren Elektrode 772, eine Schicht 4432 über der Schicht 4431, eine Licht emittierende Schicht 4411 über der Schicht 4432, eine Schicht 4421 über der Licht emittierenden Schicht 4411, eine Schicht 4422 über der Schicht 4421, die obere Elektrode 788 über der Schicht 4422. Beispielsweise dient dann, wenn die untere Elektrode 772 als Anode dient und die obere Elektrode 788 als Kathode dient, die Schicht 4431 als Lochinjektionsschicht, die Schicht 4432 dient als Lochtransportschicht, die Schicht 4421 dient als Elektronentransportschicht, und die Schicht 4422 dient als Elektroneninjektionsschicht. Alternativ dient dann, wenn die untere Elektrode 772 als Kathode dient und die obere Elektrode 788 als Anode dient, die Schicht 4431 als Elektroneninjektionsschicht, die Schicht 4432 dient als Elektronentransportschicht, die Schicht 4421 dient als Lochtransportschicht, und die Schicht 4422 dient als Lochinjektionsschicht. Mit einer derartigen mehrschichtigen Struktur können Ladungsträger effizient in die Licht emittierende Schicht 4411 injiziert werden, und die Rekombinationseffizienz der Ladungsträger in der Licht emittierenden Schicht 4411 kann erhöht werden.
Es sei angemerkt, dass eine Struktur, bei der wie in 15C und 15D eine Vielzahl von Licht emittierenden Schichten (Licht emittierenden Schichten 4411, 4412 und 4413) zwischen der Schicht 4420 und der Schicht 4430 bereitgestellt wird, eine Variation der Single-Struktur ist.
Eine Struktur, bei der wie in 15E und 15F eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten (eine EL-Schicht 786a und eine EL-Schicht 786b) in Serie geschaltet ist, wobei eine Zwischenschicht (eine Ladungserzeugungsschicht) 4440 dazwischen liegt, wird in dieser Beschreibung als Tandem-Struktur bezeichnet. In dieser Beschreibung und dergleichen wird die in 15E und 15F dargestellte Struktur als Tandem-Struktur bezeichnet; jedoch kann, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Tandem-Struktur beispielsweise als Stapel-Struktur bezeichnet werden. Die Tandem-Struktur ermöglicht eine Licht emittierende Einrichtung, die Licht mit hoher Leuchtdichte emittieren kann.
Für die Licht emittierende Schicht 4411, die Licht emittierende Schicht 4412 und die Licht emittierende Schicht 4413 in 15C kann ein Licht emittierendes Material, das dieselbe Farbe emittiert, verwendet werden.
Des Weiteren können für die Licht emittierende Schicht 4411, die Licht emittierende Schicht 4412 und die Licht emittierende Schicht 4413 unterschiedliche Licht emittierende Materialien verwendet werden. Wenn die Licht emittierenden Schichten 4411, 4412 und 4413 Licht von komplementären Farben emittieren, kann weiße Lichtemission erhalten werden. 15D zeigt ein Beispiel, in dem eine Farbschicht 785, die als Farbfilter dient, bereitgestellt wird. Wenn weißes Licht einen Farbfilter passiert, kann Licht einer gewünschten Farbe erhalten werden.
Für die Licht emittierende Schicht 4411 und die Licht emittierende Schicht 4412 in 15E kann dasselbe Licht emittierende Material verwendet werden. Alternativ kann für die Licht emittierende Schicht 4411 und die Licht emittierende Schicht 4412 ein Licht emittierendes Material, das eine unterschiedliche Farbe emittiert, verwendet werden. Wenn die Licht emittierenden Schichten 4411 und 4412 Licht von komplementären Farben emittieren, kann weiße Lichtemission erhalten werden. 15F zeigt ein Beispiel, in dem ferner eine Farbschicht 785 bereitgestellt wird.
Die Schicht 4420 und die Schicht 4430 in 15C, 15D, 15E und 15F können jeweils wie in 15B eine mehrschichtige Struktur aus zwei oder mehr Schichten aufweisen.
Eine Struktur, bei der für jede Licht emittierende Einrichtung unterschiedliche Farben der Lichtemission (hier Blau (B), Grün (G) und Rot (R)) bereitgestellt werden, wird in einigen Fällen als SBS- (Side-by-Side-) Struktur bezeichnet.
Die Emissionsfarbe der Licht emittierenden Einrichtung kann abhängig von dem Material, das in der EL-Schicht 786 enthalten ist, Rot, Grün, Blau, Zyan, Magenta, Gelb, Weiß oder dergleichen sein. Wenn außerdem die Licht emittierende Einrichtung eine Mikrokavitätsstruktur aufweist, kann die Farbreinheit ferner erhöht werden.
Die Licht emittierende Einrichtung, die weißes Licht emittiert, enthält vorzugsweise zwei oder mehr Licht emittierende Substanzen in der Licht emittierenden Schicht. Um eine weiße Lichtemission zu erhalten, können zwei oder mehr Licht emittierende Substanzen, die Licht von Komplementärfarben emittieren, ausgewählt werden. Beispielsweise kann dann, wenn Emissionsfarben einer ersten Licht emittierenden Schicht und einer zweiten Licht emittierenden Schicht Komplementärfarben sind, eine Licht emittierende Einrichtung erhalten werden, die weißes Licht als Ganzes emittiert. Das Gleiche gilt für eine Licht emittierende Einrichtung mit drei oder mehr Licht emittierenden Schichten.
Die Licht emittierende Schicht enthält vorzugsweise zwei oder mehr von Licht emittierende Substanzen, die Licht von R (Rot), G (Grün), B (Blau), Y (Gelb), O (Orange) und dergleichen emittieren. Alternativ enthält die Licht emittierende Schicht vorzugsweise zwei oder mehr Licht emittierende Substanzen, die Licht emittieren, das zwei oder mehr Spektralkomponenten von R, G und B enthält.
Hier wird ein spezifisches Strukturbeispiel der Licht emittierenden Einrichtung beschrieben.
Die Licht emittierende Einrichtung beinhaltet mindestens eine Licht emittierende Schicht. Des Weiteren kann die Licht emittierende Einrichtung zusätzlich zu der Licht emittierenden Schicht 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, ein elektronenblockierendes Material, eine Substanz mit hoher Elektroneninjektionseigenschaft, eine Substanz mit einer bipolaren Eigenschaft (eine Substanz mit hoher Elektronen- und Lochtransporteigenschaft) und dergleichen.
Für die Licht emittierende Einrichtung kann entweder eine niedermolekulare Verbindung oder eine hochmolekulare Verbindung verwendet werden, und eine anorganische Verbindung kann auch verwendet werden. Jede der in der Licht emittierenden Einrichtung enthaltenen Schichten 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.
Beispielsweise kann die Licht emittierende Einrichtung eine oder mehrere von einer Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer Loch blockierenden Schicht, einer Elektronen blockierenden Schicht, einer Elektronentransportschicht und einer Elektroneninjektionsschicht aufweisen.
Die Lochinjektionsschicht injiziert Löcher von der Anode in die Lochtransportschicht und enthält eine Substanz mit hoher Lochinjektionseigenschaft. Als Substanz mit einer hohen Lochinjektionseigenschaft können eine aromatische Amin-Verbindung, ein ein Lochtransportmaterial und ein Akzeptormaterial (Elektronenakzeptormaterial) enthaltendes Verbundmaterial und dergleichen angegeben werden.
Die Lochtransportschicht transportiert von der Anode durch die Lochinjektionsschicht injizierte Löcher zu der Licht emittierenden Schicht. Die Lochtransportschicht enthält ein Lochtransportmaterial. Das Lochtransportmaterial weist vorzugsweise eine Löcherbeweglichkeit von größer als oder gleich 1 × 10^-6 cm²/Vs auf. Es sei angemerkt, dass auch andere Substanzen verwendet werden können, solange ihre Lochtransporteigenschaften höher sind als ihre Elektronentransporteigenschaften. Als Lochtransportmaterial sind Substanzen mit hoher Lochtransporteigenschaft, 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), bevorzugt.
Die Elektronentransportschicht transportiert durch die Elektroneninjektionsschicht von der Kathode injizierte Elektronen zu der Licht emittierenden Schicht. Die Elektronentransportschicht enthält ein Elektronentransportmaterial. Das Elektronentransportmaterial weist vorzugsweise eine Elektronenbeweglichkeit von größer als oder gleich 1 × 10^-6 cm²/Vs auf. Es sei angemerkt, dass auch andere Substanzen verwendet werden können, solange ihre Elektronentransporteigenschaften höher sind als ihre Lochtransporteigenschaften. Als Elektronentransportmaterial kann beispielsweise ein beliebiges der folgenden Substanzen mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft verwendet werden: ein Metallkomplex mit einem Chinolin-Gerüst, ein Metallkomplex mit einem Benzochinolin-Gerüst, ein Metallkomplex mit einem Oxazol-Gerüst, ein Metallkomplex mit einem Thiazol-Gerüst, ein Oxadiazol-Derivat, ein Triazol-Derivat, ein Imidazol-Derivat, ein Oxazol-Derivat, ein Thiazol-Derivat, ein Phenanthrolin-Derivat, ein Chinolin-Derivat mit einem Chinolin-Liganden, ein Benzochinolin-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat und eine π-elektronenarme heteroaromatische Verbindung, wie z. B. eine stickstoffhaltige heteroaromatische Verbindung.
Die Elektroneninjektionsschicht injiziert Elektronen von der Kathode in die Elektronentransportschicht und enthält eine Substanz mit hoher Elektroneninjektionseigenschaft. Als Substanz mit einer hohen Elektroneninjektionseigenschaft kann ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder eine Verbindung davon verwendet werden. Als Substanz mit einer hohen Elektroneninjektionseigenschaft kann ein ein Elektronentransportmaterial und ein Donatormaterial (Elektronendonatormaterial) enthaltendes Verbundmaterial verwendet werden.
Für die Elektroneninjektionsschicht kann beispielsweise ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder eine Verbindung davon, wie z. B. Lithium, Cäsium, Ytterbium, Lithiumfluorid (LiF), Cäsiumfluorid (CsF), Calciumfluorid (CaF₂), 8-(Chinolinolato)lithium (Abkürzung: Liq), 2-(2-Pyridyl)phenolatolithium (Abkürzung: LiPP), 2-(2-Pyridyl)-3-pyridinolatolithium (Abkürzung: LiPPy), 4-Phenyl-2-(2-pyridyl)phenolatolithium (Abkürzung: LiPPP), Lithiumoxid (LiO_x) oder Cäsiumcarbonat, verwendet werden.
Alternativ kann für die vorstehende Elektroneninjektionsschicht ein Material mit einer Elektronentransporteigenschaft verwendet werden. Als Material mit einer Elektronentransporteigenschaft kann beispielsweise eine Verbindung mit einem ungeteilten Elektronenpaar und einem elektronenarmen heteroaromatischen Ring verwendet werden. Insbesondere kann eine Verbindung mit mindestens einem von einem Pyridin-Ring, einem Diazin-Ring (einem Pyrimidin-Ring, einem Pyrazin-Ring und einem Pyridazin-Ring) und einem Triazin-Ring verwendet werden.
Die organische Verbindung mit einem ungeteilten Elektronenpaar weist vorzugsweise ein niedrigstes unbesetztes Molekülorbital- (lowest unoccupied molecular orbital, LUMO-) Niveau von höher als oder gleich -3,6 eV und niedriger als oder gleich -2,3 eV auf. Im Allgemeinen können ein höchstes besetztes Molekülorbital- (highest occupied molecular orbital, HOMO-) Niveau und das LUMO-Niveau einer organischen Verbindung durch Cyclovoltammetrie (CV), Photoelektronenspektroskopie, optische Absorptionsspektroskopie, inverse Photoelektronenspektroskopie oder dergleichen geschätzt werden.
Als organische Verbindung mit einem ungeteilten Elektronenpaar kann beispielsweise 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthrolin (Abkürzung: BPhen), 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (Abkürzung: NBPhen), Dichinoxalino[2,3-a:2',3'-c]phenazin (Abkürzung: HATNA), 2,4,6-Tris[3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl]-1,3,5-triazin (Abkürzung: TmPPPyTz) oder dergleichen verwendet werden. Es sei angemerkt, dass NBPhen eine höhere Glasübergangstemperatur (Tg) als BPhen aufweist und daher eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist.
Die Licht emittierende Schicht enthält eine Licht emittierende Substanz. Die Licht emittierende Schicht kann eine oder mehrere Arten von Licht emittierenden Substanzen enthalten. Als Licht emittierende Substanz wird eine Substanz mit einer Emissionsfarbe von Blau, Violett, Blauviolett, Grün, Gelbgrün, Gelb, Orange, Rot oder dergleichen in geeigneter Weise verwendet. Als Licht emittierende Substanz kann alternativ eine Nah-Infrarotlicht emittierende Substanz verwendet werden.
Als Licht emittierende Substanz können ein fluoreszierendes Material, ein phosphoreszierendes Material, ein TADF-Material, ein Quantenpunktmaterial und dergleichen angegeben.
Beispiele für das phosphoreszierende Material umfassen ein Pyren-Derivat, ein Anthracen-Derivat, ein Triphenylen-Derivat, ein Fluoren-Derivat, ein Carbazol-Derivat, ein Dibenzothiophen-Derivat, ein Dibenzofuran-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat, ein Phenanthren-Derivat und ein Naphthalin-Derivat.
Beispiele für das phosphoreszierende Material umfassen einen metallorganischen Komplex (insbesondere einen Iridiumkomplex), der ein 4H-Triazol-Gerüst, ein 1H-Triazol-Gerüst, ein Imidazol-Gerüst, ein Pyrimidin-Gerüst, ein Pyrazin-Gerüst oder ein Pyridin-Gerüst aufweist, einen metallorganischen Komplex (insbesondere einen Iridiumkomplex), bei dem ein Phenylpyridin-Derivat mit einer elektronenziehenden Gruppe ein Ligand ist, einen Platinkomplex und einen Seltenerdmetallkomplex.
Die Licht emittierende Schicht 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 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 enthält z. B. vorzugsweise ein phosphoreszierendes Material und eine einen Exciplex leicht bildende Kombination von einem Lochtransportmaterial und einem Elektronentransportmaterial. Mit einer derartigen Struktur kann eine Lichtemission durch die Exciplex-Triplett-Energieübertragung (exciplex-triplet energy transfer, ExTET) effizient erhalten werden, die eine Energieübertragung von einem Exciplex auf eine Licht emittierende Substanz (ein phosphoreszierendes Material) ist. 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. Mit der vorstehenden Struktur können gleichzeitig eine hohe Effizienz, ein Niederspannungsbetrieb und eine lange Lebensdauer einer Licht emittierenden Einrichtung erzielt werden.
Mindestens ein Teil dieser Ausführungsform kann in geeigneter Kombination mit beliebigen der anderen Ausführungsformen implementiert werden, die in dieser Beschreibung beschrieben werden.
(Ausführungsform 6)
In dieser Ausführungsform wird ein für den in der vorstehenden Ausführungsform beschriebenen OS-Transistor verwendbares Metalloxid (auch als Oxidhalbleiter bezeichnet) beschrieben.
Das 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 ausgewählt aus Bor, Silizium, Titan, Eisen, Nickel, Germanium, Zirconium, Molybdän, Lanthan, Cer, Neodym, Hafnium, Tantal, Wolfram, Magnesium, Kobalt und dergleichen 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>
Als Kristallstruktur eines Oxidhalbleiters können amorphe (darunter auch eine vollständige amorphe Struktur), CAAC- (c-axis aligned crystalline bzw. Kristall mit Ausrichtung bezüglich der c-Achse), nc- (nanokristalline), CAC- (cloud-aligned composite bzw. wolkenartig ausgerichteter Verbund-), einkristalline, polykristalline Strukturen und dergleichen angegeben werden.
Es sei angemerkt, dass eine Kristallstruktur eines Films oder eines Substrats mittels eines Röntgenbeugungs- (X-ray diffraction, XRD-) Spektrums ausgewertet werden kann. Die Auswertung kann beispielsweise mittels eines durch eine GIXD-(Grazing-Incidence XRD, Röntgenbeugung unter streifendem Einfall) Messung erhaltenen XRD-Spektrums erfolgen. 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 symmetrische Form aufweist. Im Gegensatz dazu weist das XRD-Spektrum eines eine kristalline Struktur aufweisenden IGZO-Films einen Peak auf, der eine asymmetrische Form aufweist. Die asymmetrische Form des Peaks des XRD-Spektrums zeigt die Existenz eines Kristalls in dem Film oder dem Substrat. Mit anderen Worten: Die Kristallstruktur des Films oder des Substrats kann nicht als „amorph“ angesehen werden, wenn der Peak des XRD-Spektrums keine symmetrische Form aufweist.
Eine Kristallstruktur eines Films oder eines Substrats kann mit einem durch ein Nanostrahlelektronenbeugungs- (nano beam electron diffraction, NBED-) Verfahren erhaltenen Beugungsmuster (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 bei Raumtemperatur abgeschiedenen IGZO-Films wird nicht ein Halo-Muster, sondern ein punktförmiges Muster beobachtet. Daher wird es angenommen, dass sich der bei Raumtemperatur abgeschiedene IGZO-Film 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»
Es sei angemerkt, dass Oxidhalbleiter im Hinblick auf die Struktur auf andere Weise als die vorstehende klassifiziert werden könnten. Oxidhalbleiter werden beispielsweise in einen einkristallinen Oxidhalbleiter und einen nicht-einkristallinen Oxidhalbleiter klassifiziert. Als nicht-einkristalliner Oxidhalbleiter können der CAAC-OS und der nc-OS angegeben werden, welche vorstehend beschrieben worden sind. Als nicht-einkristalliner Oxidhalbleiter können weiter ein polykristalliner Oxidhalbleiter, ein amorphähnlicher Oxidhalbleiter (a-ähnlichen OS), ein amorpher Oxidhalbleiter und dergleichen.
Hier werden der CAAC-OS, der nc-OS und der α-ähnliche OS ausführlich beschrieben, welche vorstehend beschrieben worden sind.
[CAAC-OS]
Der CAAC-OS ist ein Oxidhalbleiter, der mehrere Kristallbereiche aufweist, die jeweils eine Ausrichtung bezüglich der c-Achse in einer bestimmten Richtung aufweisen. Es sei angemerkt, dass es sich bei der bestimmten Richtung um 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 handelt. Der Kristallbereich bezeichnet einen eine periodische Atomanordnung aufweisenden Bereich. Im Fall, dass eine Atomanordnung als Gitteranordnung betrachtet wird, wird der Kristallbereich auch als Bereich mit einer regelmäßigen Gitteranordnung bezeichnet. Der CAAC-OS umfasst einen Bereich, in dem mehrere Kristallbereiche in Richtung der a-b-Ebene miteinander verbunden sind, und der Bereich weist in einigen Fällen eine Verzerrung auf. Es sei angemerkt, dass eine Verzerrung einen Abschnitt bezeichnet, in dem sich die Richtung einer Gitteranordnung zwischen einem Bereich mit einer gleichmäßigen Gitteranordnung und einem anderen Bereich mit einer gleichmäßigen Gitteranordnung in einem Bereich verändert, in dem mehrere Kristallbereiche miteinander verbunden sind. 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 mehreren Kristallbereiche aus einem oder mehreren feinen Kristallen (Kristallen, die jeweils einen maximalen Durchmesser von kleiner als 10 nm aufweisen) gebildet wird. Im Fall, dass der Kristallbereich aus einem feinen Kristall gebildet ist, ist der maximale Durchmesser des Kristallbereichs kleiner als 10 nm. Im Fall, dass der Kristallbereich aus einer großen Anzahl von feinen Kristallen gebildet ist, könnte die Größe des Kristallbereichs ungefähr mehrere zehn Nanometer betragen.
Im Fall eines In-M-Zn-Oxids (das Element M ist eine oder mehrere Arten ausgewählt aus Aluminium, Gallium, Yttrium, Zinn, Titan und dergleichen) gibt es die Tendenz, dass der CAAC-OS eine mehrschichtige Kristallstruktur (auch als mehrschichtige Struktur bezeichnet) aufweist, bei der eine Indium (In) und Sauerstoff enthaltende Schicht (nachstehend als In-Schicht bezeichnet), und eine das Element M, Zink (Zn) und Sauerstoff enthaltende Schicht (nachstehend als (M,Zn)-Schicht bezeichnet) übereinander angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass Indium und das Element M durcheinander ersetzt werden können. Deshalb kann in einigen Fällen Indium in der (M,Zn)-Schicht enthalten sein. Außerdem kann in einigen Fällen das Element M in der In-Schicht enthalten sein. Es sei angemerkt, dass in einigen Fällen Zn in der In-Schicht 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 mittels eines θ/2θ-Scans ein eine Ausrichtung bezüglich der c-Achse zeigender Peak bei 2θ von 31° oder in der Nähe davon erfasst. Es sei angemerkt, dass die Position des eine Ausrichtung bezüglich der c-Achse zeigenden Peaks (der Wert von 2θ) abhängig von der Art, der Zusammensetzung oder dergleichen des in dem CAAC-OS enthaltenen Metallelements variieren könnte.
Beispielsweise werden mehrere helle Punkte (Punkte) in dem Elektronenbeugungsmuster des CAAC-OS-Films beobachtet. Es sei angemerkt, dass ein Punkt und ein anderer Punkt punktsymmetrisch beobachtet werden, wobei ein Punkt des durch eine Probe hindurchgehenden einfallenden Elektronenstrahls (auch als direkter Punkt bezeichnet) als Symmetriezentrum verwendet wird.
Wenn der Kristallbereich aus der 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 die Bildung einer Kristallkorngrenze durch die Verzerrung einer Gitteranordnung gehemmt wird. Das liegt wahrscheinlich daran, dass der CAAC-OS eine Verzerrung wegen 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 für eine Halbleiterschicht eines Transistors geeigneten Kristallstruktur. Es sei angemerkt, dass Zn vorzugsweise enthalten ist, um den CAAC-OS zu bilden. Beispielsweise sind ein In-Zn-Oxid und ein In-Ga-Zn-Oxid bevorzugt, da diese Oxide im Vergleich mit einem In-Oxid die Erzeugung einer Kristallkorngrenze hemmen 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 und dergleichen könnten die Kristallinität eines Oxidhalbleiters verringern, so dass dies bedeutet, dass der CAAC-OS ein Oxidhalbleiter ist, der geringe Mengen an Verunreinigungen und Defekten (z. B. Sauerstofffehlstellen) aufweist. Daher ist ein den CAAC-OS enthaltender Oxidhalbleiter physikalisch stabil. Deshalb ist der den CAAC-OS enthaltende Oxidhalbleiter wärmebeständig und weist eine hohe Zuverlässigkeit auf. Der CAAC-OS ist auch bei einer hohen Temperatur im Herstellungsprozess (sogenannter Wärmeumsatz bzw. thermal budget) 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 voneinander unterschiedlichen Nanokristallen in dem nc-OS. Daher wird keine Ausrichtung des gesamten Films beobachtet. Deshalb kann sich der nc-OS in einigen Fällen nicht von einem a-ähnlichen OS oder 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 mittels eines θ/2θ-Scans kein eine Kristallinität anzeigender Peak erfasst. Ferner wird ein Beugungsmuster wie ein Halo-Muster beobachtet, wenn der nc-OS-Film einer Elektronenbeugung (auch als Feinbereichselektronenbeugung bezeichnet) mittels eines Elektronenstrahls mit einem Probendurchmesser unterzogen wird, der größer ist als derjenige eines Nanokristalls (z. B. größer als oder gleich 50 nm). Im Gegensatz dazu wird in einigen Fällen ein Elektronenbeugungsmuster erhalten, in dem mehrere Punkte in einem ringförmigen Bereich rund um einen direkten Punkt beobachtet werden, wenn der nc-OS-Film einer Elektronenbeugung (auch als Nanostrahl-Elektronenbeugung bezeichnet) mittels eines Elektronenstrahls mit einem Probendurchmesser unterzogen wird, 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).
[a-ähnlicher OS]
Der α-ähnliche OS ist ein Oxidhalbleiter, der eine Struktur aufweist, die zwischen derjenigen des nc-OS und derjenigen des amorphen Oxidhalbleiters liegt. Der α-ähnliche OS enthält einen Hohlraum oder einen Bereich mit niedriger Dichte. Das heißt, dass der α-ähnliche OS im Vergleich mit dem nc-OS und dem CAAC-OS eine niedrigere Kristallinität aufweist. Ferner weist der α-ähnliche OS im Vergleich mit dem nc-OS und dem CAAC-OS eine höhere Wasserstoffkonzentration in dem Film auf.
«Zusammensetzung des Oxidhalbleiters»
Als Nächstes wird der vorstehende 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 in einem Metalloxid enthaltene Elemente 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, in der sich Materialien in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich trennen, um ein Mosaikmuster zu bilden, und sich der erste Bereich in dem Film verteilt (nachstehend auch als wolkenartige Zusammensetzung bezeichnet). Das heißt, dass der CAC-OS ein Verbundmetalloxid mit einer Zusammensetzung ist, in der der erste Bereich und der zweite Bereich gemischt sind.
Hier werden die Atomverhältnisse von In, Ga und Zn zu den in dem CAC-OS in einem In-Ga-Zn-Oxid enthaltenen Metallelementen 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. Außerdem weist der zweite Bereich [Ga] auf, welches größer ist als dasjenige in der Zusammensetzung des CAC-OS. 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 Indiumoxid, Indiumzinkoxid oder dergleichen als Hauptkomponente enthaltenden Bereich. Außerdem handelt es sich bei dem zweiten Bereich um einen Galliumoxid, Galliumzinkoxid oder dergleichen als Hauptkomponente enthaltenden Bereich. Das heißt, dass der erste Bereich auch als In als Hauptkomponente enthaltender Bereich bezeichnet werden kann. Außerdem kann der zweite Bereich auch als Ga als Hauptkomponente enthaltender Bereich 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 In, Ga, Zn und O enthaltenden CAC-OS in einem In-Ga-Zn-Oxid werden Ga als Hauptkomponente enthaltene Bereiche in einem Teil des CAC-OS beobachtet und In als Hauptkomponente enthaltene Bereiche in einem Teil davon beobachtet, wobei diese Bereiche unregelmäßig vorhanden sind, um ein Mosaikmuster zu bilden. Daher wird es angenommen, dass der CAC-OS eine Struktur aufweist, bei der Metallelemente ungleichmäßig verteilt sind.
Der CAC-OS kann beispielsweise durch ein Sputterverfahren unter Bedingungen ausgebildet werden, bei denen ein Substrat nicht erwärmt wird. Im Fall, dass der CAC-OS durch ein Sputterverfahren ausgebildet wird, können ein oder mehrere Gase ausgewählt aus einem Inertgas (typischerweise Argon), einem Sauerstoffgas und einem Stickstoffgas 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 beträgt 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 auch ein energiedispersives Röntgenspektroskopie-(EDX: energy dispersive X-ray spectroscopy) Verteilungsbild, dass ein CAC-OS in einem In-Ga-Zn-Oxid eine Struktur aufweist, bei der In als Hauptkomponente enthaltende Bereiche (die ersten Bereiche) und Ga als Hauptkomponente enthaltende Bereiche (die zweiten Bereiche) ungleichmäßig verteilt und vermischt sind.
Hier ist die Leitfähigkeit des ersten Bereichs höher als diejenige des zweiten Bereichs. Mit anderen Worten: Wenn Ladungsträger durch den ersten Bereich fließen, wird die Leitfähigkeit eines 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 verhindert werden.
Im Fall, dass der CAC-OS für einen Transistor verwendet wird, komplementieren daher die von dem ersten Bereich stammende Leitfähigkeit und die von dem zweiten Bereich stammende isolierende Eigenschaft miteinander, wodurch der CAC-OS eine Schaltfunktion (Ein-/Ausschaltfunktion) aufweisen kann. Mit anderen Worten: Ein CAC-OS weist eine leitfähige Funktion in einem Teil des Materials auf und weist eine isolierende Funktion in einem anderen Teil des Materials auf; als gesamtes Material weist der CAC-OS eine Funktion eines Halbleiters auf. Eine Trennung der leitfähigen Funktion und der isolierenden Funktion kann jede Funktion maximieren. Daher können, indem der CAC-OS für einen Transistor verwendet wird, ein hoher Durchlassstrom (I_on), eine hohe Feldeffektbeweglichkeit (µ) und ein vorteilhafter Schaltbetrieb erhalten 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 voneinander 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>
Anschließend wird der Fall beschrieben, dass der vorstehende Oxidhalbleiter für einen Transistor verwendet wird.
Wenn der vorstehende Oxidhalbleiter für einen Transistor verwendet wird, kann ein Transistor mit hoher Feldeffektbeweglichkeit erhalten werden. Außerdem kann ein Transistor mit hoher Zuverlässigkeit erhalten werden.
Für den Transistor wird vorzugsweise ein Oxidhalbleiter mit einer niedrigen Ladungsträgerkonzentration verwendet. Die Ladungsträgerkonzentration des Oxidhalbleiters beträgt 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, weit bevorzugter niedriger als 1 × 10¹⁰ cm^-3 und höher als oder gleich 1 × 10^-9 cm^-3. Im Fall, dass die Ladungsträgerkonzentration eines Oxidhalbleiterfilms verringert werden soll, wird die Konzentration der Verunreinigungen 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.
Ferner weist ein hochreiner intrinsischer oder im Wesentlichen hochreiner intrinsischer Oxidhalbleiterfilm in einigen Fällen eine niedrige Dichte der Defektzustände und demzufolge eine niedrige Dichte der Einfangzustände auf.
Eine von den Einfangzuständen in dem Oxidhalbleiter eingefangene elektrische Ladung 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 Konzentration der Verunreinigungen in dem Oxidhalbleiter zu verringern. Um die Konzentration der Verunreinigungen in dem Oxidhalbleiter zu verringern, wird vorzugsweise auch die Konzentration der Verunreinigungen in einem dem Oxidhalbleiter benachbarten Film verringert. Beispiele für die Verunreinigungen umfassen Wasserstoff, Stickstoff, ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, Eisen, Nickel und Silizium.
<Verunreinigungen>
Hier wird der Einfluss von Verunreinigungen in dem Oxidhalbleiter beschrieben.
Wenn Silizium oder Kohlenstoff, welche Elemente der Gruppe 14 sind, in dem Oxidhalbleiter enthalten ist, werden Defektzustände in dem Oxidhalbleiter gebildet. Deshalb werden die Silizium- 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.
Des Weiteren werden dann, wenn der Oxidhalbleiter ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall enthält, in einigen Fällen Defektzustände gebildet und Ladungsträger erzeugt. Daher weist ein Transistor, bei dem ein Alkalimetall oder Erdalkalimetall enthaltender Oxidhalbleiter verwendet wird, leicht selbstleitende Eigenschaften auf. 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 als Ladungsträger dienenden Elektronen und eines Anstiegs der Ladungsträgerkonzentration leicht zum n-Typ. Folglich weist ein Transistor, bei dem ein stickstoffhaltiger Oxidhalbleiter als Halbleiter verwendet wird, leicht selbstleitende Eigenschaften auf. Wenn Stickstoff in dem Oxidhalbleiter enthalten ist, wird in einigen Fällen ein Einfangzustand 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.
In dem Oxidhalbleiter enthaltener Wasserstoff reagiert mit an ein Metallatom gebundenem Sauerstoff zu Wasser und erzeugt daher in einigen Fällen eine Sauerstofffehlstelle. Infolge des Eindringens von Wasserstoff in die Sauerstofffehlstelle wird in einigen Fällen ein als Ladungsträger dienendes Elektron erzeugt. In einigen Fällen verursacht ferner eine Bindung eines Teils von Wasserstoff an an ein Metallatom gebundenen Sauerstoff die Erzeugung eines als Ladungsträger dienenden Elektrons. Folglich weist ein Transistor, bei dem ein wasserstoffhaltiger Oxidhalbleiter verwendet wird, leicht selbstleitende Eigenschaften auf. Demzufolge 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, in dem Verunreinigungen ausreichend verringert sind, für einen Kanalbildungsbereich eines Transistors verwendet wird, kann der Transistor stabile elektrische Eigenschaften aufweisen.
Mindestens ein Teil dieser Ausführungsform kann in geeigneter Kombination mit beliebigen der anderen Ausführungsformen implementiert werden, die in dieser Beschreibung beschrieben werden.
(Ausführungsform 7)
Bei dieser Ausführungsform wird ein Beispiel für ein elektronisches Gerät beschrieben, bei dem die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Elektronische Geräte dieser Ausführungsform umfassen in dem Anzeigeabschnitt jeweils die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Definition und die Auflösung leicht erhöht. Daher kann sie für Anzeigeabschnitte von verschiedenen elektronischen Geräten verwendet werden.
Insbesondere kann die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine erhöhte Definition aufweisen und kann daher vorteilhaft für ein elektronisches Gerät mit einem relativ kleinen Anzeigeabschnitt verwendet werden. Als derartiges elektronisches Gerät können beispielsweise ein Informationsendgerät in Form einer Armbanduhr und eines Armreifs (ein tragbares Gerät) und ein am Kopf anbringbares tragbares Gerät, wie z. B. ein VR-Gerät, wie z. B. ein Head-Mounted Display, ein brillenartiges AR-Gerät und ein MR-Gerät, angegeben werden.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine so äußerst hohe Auflösung wie HD (Pixelanzahl: 1280 × 720), FHD (Pixelanzahl: 1920 × 1080), WQHD (Pixelanzahl: 2560 × 1440), WQXGA (Pixelanzahl: 2560 × 1600), 4K (Pixelanzahl: 3840 × 2160) oder 8K (Pixelanzahl: 7680 × 4320) auf. Insbesondere ist eine Auflösung von 4K, 8K oder höher bevorzugt. Des Weiteren beträgt die Pixeldichte (Definition) der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorzugsweise höher als oder gleich 100 ppi, bevorzugt höher als oder gleich 300 ppi, bevorzugter höher als oder gleich 500 ppi, noch bevorzugter höher als oder gleich 1000 ppi, noch bevorzugter höher als oder gleich 2000 ppi, noch bevorzugter höher als oder gleich 3000 ppi, noch bevorzugter höher als oder gleich 5000 ppi und weit bevorzugter höher als oder gleich 7000 ppi. Mit einer derartigen Anzeigevorrichtung mit hoher Definition und/oder hoher Auflösung kann ein elektronisches Gerät zur privaten Nutzung, wie z. B. ein tragbares Gerät oder ein zu Hause gebrauchtes Gerät, höheren realistischen Eindruck, eine Tiefenwahrnehmung und dergleichen aufweisen. Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich des Bildschirmverhältnisses (Seitenverhältnisses) einer Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung für verschiedene Bildschirmverhältnisse, 1: 1 (Quadratform), 4: 3, 16: 9, 16: 10 oder dergleichen, geeignet verwendet werden. Insbesondere ist zu einem Bildschirm für eine AR-Anwendung eine horizontal lange Form mit dem Seitenverhältnis von 16: 9 oder dergleichen geeigneter als eine Quadratform.
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 Energie, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahlen) umfassen.
Das elektronische Gerät dieser Ausführungsform kann verschiedene Funktionen aufweisen. Beispielsweise kann das elektronische Gerät eine Funktion zum Anzeigen verschiedener Informationen (eines Standbildes, eines bewegten Bildes, eines Textbildes und dergleichen) auf dem Anzeigeabschnitt, eine Touchscreen-Funktion, eine Funktion zum Anzeigen eines Kalenders, des Datums, der Zeit und dergleichen, eine Funktion zum Ausführen diverser Arten von Softwares (Programmen), eine drahtlose Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Lesen von in einem Speichermedium gespeicherten Programmen oder Daten und dergleichen aufweisen.
Anhand von 16A wird ein Beispiel für am Kopf anbringbare tragbare Geräte beschrieben. Ein tragbares Gerät bei dieser Ausführungsform weist eine Funktion auf, je nach der Applikation verschiedene Informationen anzuzeigen, wie z. B. eine Funktion, ein abgebildetes bewegtes Bild in Echtzeit anzuzeigen, und eine Funktion, einen Bedienungsbildschirm anzuzeigen, oder dergleichen. Ferner kann das tragbare Gerät eine Funktion zum Anzeigen der Inhalte für AR und/oder eine Funktion zum Anzeigen der Inhalte für VR aufweisen. Es sei angemerkt, dass das tragbare Gerät eine Funktion aufweist, die Inhalte für SR oder MR zusätzlich zu denjenigen für AR und VR anzuzeigen. Indem ein tragbares Gerät eine Funktion aufweist, die Inhalte für AR, VR, SR, MR oder dergleichen anzuzeigen, kann das Immersionsgefühl des Benutzers erhöht werden.
Ein elektronisches Gerät 700 in 16A weist ein Paar von Anzeigefeldern 751, ein Paar von Gehäusen 721, einen Kommunikationsabschnitt (nicht dargestellt), ein Paar von zu tragenden Abschnitten 723, einen Steuerabschnitt (nicht dargestellt), einen Abbildungsabschnitt (nicht dargestellt), ein Paar von optischen Teilen 753, einen Rahmen 757 und ein Paar von Nasenpads 758 auf.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für das Anzeigefeld 751 verwendet werden. Daher kann bei dem elektronischen Gerät eine Anzeige mit einer sehr hohen Definition ermöglicht werden.
Das elektronische Gerät 700 kann auf den Anzeigefeldern 751 angezeigte Bilder auf Anzeigebereiche 756 der optischen Teilen 753 projizieren. Da die optischen Teilen 753 eine Lichtdurchlässigkeitseigenschaft aufweisen, kann der Benutzer auf den Anzeigebereichen angezeigte Bilder derart sehen, dass die Bilder durch die optischen Teilen 753 betrachtete Transmissionsbilder überlagern. Daher ermöglicht das elektronische Gerät 700 eine AR-Anzeige.
In dem elektronischen Gerät 700 kann eine zur Abbildung nach vorne geeignete Kamera als Abbildungsabschnitt bereitgestellt werden. Des Weiteren kann dann, wenn das elektronische Gerät 700 mit einem Beschleunigungssensor, wie z. B. einem Gyroskopsensor, versehen sind, die Orientierung des Kopfs des Benutzers erkannt werden, und ein Bild entsprechend der Orientierung kann auf den Anzeigebereichen 756 angezeigt werden.
An dem Paar von zu tragenden Abschnitten 723 ist jeweils als Tonausgabemittel ein Vibrationsmodul 725 bereitgestellt. Mit dem Vibrationsmodul 725 kann ein Teil der zu tragenden Abschnitte 723 als Lautsprecher dienen, der die Knochenleitung nutzt. Indem die Knochenleitung genutzt wird, kann der Benutzer Töne hören, ohne um Nachaußendringen der Töne zu sorgen. Es sei angemerkt, dass als Tonausgabemittel Ohrhörer verwendet werden können.
Der Kommunikationsabschnitt weist ein drahtloses Kommunikationsgerät auf, und beispielsweise kann ein Videosignal oder dergleichen von dem drahtlosen Kommunikationsgerät zugeführt werden. Es sei angemerkt, dass anstelle des drahtlosen Kommunikationsgeräts oder zusätzlich zu dem drahtlosen Kommunikationsgerät ein Anschluss bereitgestellt werden kann, der mit einem Kabel verbunden sein kann, durch das ein Videosignal und ein Stromversorgungspotential zugeführt werden.
Das elektronische Gerät 700 ist ferner mit einer Batterie versehen, so dass es drahtlos und/oder mit Leitung geladen werden kann.
Ein Berührungssensormodul kann in dem Gehäuse 721 bereitgestellt werden. Das Berührungssensormodul weist eine Funktion zum Erfassen einer Berührung einer Außenfläche des Gehäuses 721 auf. Mit dem Berührungssensormodul wird eine Tippen-Bedienung, eine Gleiten-Bedienung oder dergleichen von dem Benutzer erfasst und damit können verschiedene Verarbeitungen durchgeführt werden. Beispielsweise ermöglicht die Tippen-Bedienung die Durchführung einer Verarbeitung, wie z. B. einer Pausierung oder eines Wiederbeginns eines Videos, und die Gleiten-Bedienung ermöglicht die Durchführung einer Verarbeitung, wie z. B. eines Schnellvorlaufs oder eines Schnellrücklaufs. Wenn die zwei Gehäusen 721 jeweils das Berührungssensormodul aufweisen, können die Bedienungsmöglichkeiten vergrößert werden.
Verschiedene Berührungssensoren können auf das Berührungssensormodul angewendet werden. Beispielsweise kann einer von Berührungssensoren der folgenden Typen verwendet werden: ein kapazitiver Typ, ein resistiver Typ, ein Infrarot-Typ, ein elektromagnetischer Induktions-Typ, ein oberflächenakkustischer Wellen-Typ und ein optischer Typ. Insbesondere wird ein kapazitiver Sensor oder ein optischer Sensor vorzugsweise für das Berührungssensormodul verwendet.
Im Fall der Verwendung eines optischen Berührungssensors kann als Licht empfangende Einrichtung eine photoelektrische Umwandlungseinrichtung (auch als photoelektrisches Umwandlungselement bezeichnet) verwendet werden. Für eine Aktivschicht der photoelektrischen Umwandlungseinrichtung kann ein anorganischer Halbleiter und/oder ein organischer Halbleiter verwendet werden.
16A stellt eine Konfiguration dar, bei der das Gehäuse 721 mit dem Anzeigefeld 751 bereitgestellt wird und ein Bild von Seiten an das optische Teil 753 projiziert wird. Es sei angemerkt, dass, ohne darauf beschränkt zu sein, das Anzeigefeld 751 eine Konfiguration aufweisen kann, bei der ein Bild von oben oder unten an das optische Teil 753 projiziert wird.
16B stellt ein Beispiel dar, in dem ein Bild von oben an das optische Teil 753 projiziert wird. Das Anzeigefeld 751 wird an dem Rahmen 757 derart angeordnet, dass ein Bild beispielsweise nach unten ausgegeben wird. Ein Teil von Licht, das von dem Anzeigefeld 751 ausgegeben wird, wird von einem optischen Teil 752 zur Seite des optischen Teils 753 reflektiert und an das optische Teil 753 projiziert. Ein Teil des Lichts, das von dem optischen Teil 753 reflektiert wird (Licht 763), passiert das optische Teil 752 und erreicht das Auge 765 des Benutzers. Im Gegensatz dazu passiert Außenlicht 761 das optische Teil 753 und das optische Teil 752 und erreicht das Auge 765 des Benutzers. Dementsprechend kann ein Bild auf dem Anzeigefeld 751 mit dem realen Hintergrund überlagert werden.
Des Weiteren kann auf einer der Anzeigefläche des Anzeigefelds 751 zugewandten Seite eine Linse 754 bereitgestellt werden. Ferner kann zwischen dem Anzeigefeld 751 und der Linse 754 ein Mikrolinsenarray bereitgestellt werden.
Das optische Teil 752 und das optische Teil 753 können eine Konfiguration aufweisen, die eine polarisierende Platte, eine zirkular polarisierende Platte, eine Linse, einen Halbspiegel oder dergleichen beinhaltet. Beispielsweise dient das optische Teil 752 als Strahlteiler und weist eine Funktion auf, Licht mit einer bestimmten Polarisation durchzulassen und Licht mit anderer Polarisation zu reflektieren. Das optische Teil 753 bündelt und reflektiert Licht, das von der Richtung des optischen Teils 752 einfällt, und polarisiert es derart, dass es das optische Teil 752 passiert.
Anhand von 16C wird ein Beispiel beschrieben, in dem das elektronische Gerät 700 auf dem medizinischen Gebiet verwendet wird. 16C stellt einen Zustand dar, in dem eine ärztliche Behandlung mittels einer Endoskopvorrichtung 710 durchgeführt wird.
Ein Arzt 712 bedient die Endoskopvorrichtung 710, um den Körper eines Patienten 715 von innen zu beobachten und eine angemessene Behandlung durchzuführen. Der Arzt 712 trägt das elektronische Gerät 700. Auf dem Anzeigeabschnitt des elektronischen Geräts 700 wird ein Bild, das durch die Endoskopvorrichtung 710 abgebildet wird, in Echtzeit angezeigt, und der Arzt 712 kann die Behandlung durchführen, während er das Bild beobachtet.
Des Weiteren kann das Bild, das durch die Endoskopvorrichtung 710 abgebildet wird, auch durch einen zusätzlich bereitgestellten Monitor 711 angezeigt werden. Dementsprechend können andere Ärzte 713 und 714 oder dergleichen den Zustand der Behandlung des Arztes 712 in Echtzeit beobachten, ohne den Arzt 712 zu stören. Obwohl hier ein Beispiel gezeigt wird, in dem der Monitor 711 in einem Operationssaal bereitgestellt wird, kann der Zustand in einem anderen Raum beobachtet werden. Beispielsweise kann ein Arzt im Praktikum oder dergleichen einen realistischen Eindruck von der Atmosphäre des Ortes der Behandlung erhalten, indem sie durch einen Monitor, der in dem Operationssaal bereitgestellt ist, den Zustand der Behandlung des Arztes 712 beobachten.
Nicht nur für den Anzeigeabschnitt des elektronischen Gerätes 700, sondern auch für den Anzeigeabschnitt des Monitors 711 kann eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Deshalb können die Ärzte 713 und 714 oder dergleichen anhand von sehr hochauflösenden Bildern eine medizinische Beurteilung mit hoher Genauigkeit vornehmen und die Beurteilung mit dem Arzt 712 während der Behandlung teilen.
17A ist eine Außenansicht eines Head-Mounted Displays 8200.
Das Head-Mounted Display 8200 beinhaltet einen Befestigungsabschnitt 8201, eine Linse 8202, einen Hauptkörper 8203, einen Anzeigeabschnitt 8204, ein Kabel 8205 und dergleichen. Eine Batterie 8206 ist in dem Befestigungsabschnitt 8201 eingebaut.
Strom wird dem Hauptkörper 8203 von der Batterie 8206 über das Kabel 8205 zugeführt. Der Hauptkörper 8203 umfasst einen drahtlosen Empfänger oder dergleichen, so dass ein Bild, das empfangenen Bilddaten oder dergleichen entspricht, auf dem Anzeigeabschnitt 8204 angezeigt werden kann. Die Bewegung des Augapfels und des Augenlids eines Benutzers wird mit einer Kamera, die in dem Hauptkörper 8203 bereitgestellt ist, aufgenommen, und dann werden die Koordinaten der Blickrichtung des Benutzers unter Verwendung dieser Informationen berechnet, um die Blickrichtung des Benutzers als Eingabemittel zu verwenden.
Der zu tragende Abschnitt 8201 kann mit einer Vielzahl von Elektroden an Positionen versehen, die für den Benutzer berührbar sind. Der Hauptkörper 8203 kann eine Funktion zum Erfassen der Blickrichtung des Benutzers aufweisen, indem ein Strom, der entsprechend der Bewegung des Augapfels des Benutzers durch die Elektroden fließt, detektiert wird. Der Hauptkörper 7203 kann auch eine Funktion zum Überwachen des Pulses des Benutzers aufweisen, indem ein Strom, der durch die Elektroden fließt, detektiert wird. Der Befestigungsabschnitt 8201 kann verschiedene Sensoren, wie z. B. einen Temperatursensor, einen Drucksensor und einen Beschleunigungssensor, umfassen, und somit kann eine Funktion zum Anzeigen von biologischen Informationen des Benutzers auf dem Anzeigeabschnitt 8204 bereitgestellt werden. Die Bewegung des Kopfes des Benutzers oder dergleichen kann erfasst werden, um ein Bild, das auf dem Anzeigeabschnitt 8204 angezeigt wird, entsprechend dieser Bewegung zu verändern.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für den Anzeigeabschnitt 8204 verwendet werden. Dementsprechend kann der Stromverbrauch des Head-Mounted-Displays 8200 verringert werden, so dass das Head-Mounted-Display 8200 kontinuierlich für lange Zeit verwendet werden kann. Des Weiteren kann durch Verringerung des Stromverbrauchs des Head-Mounted-Displays 8200 die Batterie 8206 miniaturisiert werden und ihr Gewicht kann verringert werden, wodurch das Head-Mounted-Display 8200 miniaturisiert werden kann und sein Gewicht verringert werden kann. Dementsprechend kann die Belastung auf den Benutzer des Head-Mounted-Displays 8200 erleichtert werden, so dass sich der Benutzer weniger wahrscheinlich die Ermüdung fühlt.
17B, 17C und 17D sind Außenansichten eines Head-Mounted Displays 8300. Das Head-Mounted Display 8300 umfasst ein Gehäuse 8301, einen Anzeigeabschnitt 8302, eine bandförmige Befestigung 8304 und ein Paar von Linsen 8305. Des Weiteren ist in dem Gehäuse 8301 eine Batterie 8306 eingebaut, und von der Batterie 8306 kann dem Anzeigeabschnitt 8302 oder dergleichen Strom zugeführt werden.
Ein Benutzer kann eine Anzeige auf dem Anzeigeabschnitt 8302 durch die Linsen 8305 sehen. Es sei angemerkt, dass es vorteilhaft ist, dass der Anzeigeabschnitt 8302 gekrümmt ist. Wenn der Anzeigeabschnitt 8302 gekrümmt ist, kann der Benutzer einen hochrealistischen Eindruck haben. Es sei angemerkt, dass, obwohl die Struktur mit einem Anzeigeabschnitt 8302 bei dieser Ausführungsform als Beispiel beschrieben wird, die Anzahl von Anzeigeabschnitten 8302 nicht darauf beschränkt ist und zwei sein kann. Es sei angemerkt, dass, obwohl die Struktur mit einem Anzeigeabschnitt 8302 bei dieser Ausführungsform als Beispiel beschrieben wird, die Anzahl von Anzeigeabschnitten 8302 nicht darauf beschränkt ist und zwei sein kann.
Es sei angemerkt, dass die vorstehende Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den Anzeigeabschnitt 8302 verwendet werden kann. Dementsprechend kann der Stromverbrauch des Head-Mounted-Displays 8300 verringert werden, so dass das Head-Mounted-Display 8300 kontinuierlich für lange Zeit verwendet werden kann. Des Weiteren kann durch Verringerung des Stromverbrauchs des Head-Mounted-Displays 8300 die Batterie 8306 miniaturisiert werden und ihr Gewicht kann verringert werden, wodurch das Head-Mounted-Display 8300 miniaturisiert werden kann und sein Gewicht verringert werden kann. Dementsprechend kann die Belastung auf den Benutzer des Head-Mounted-Displays 8300 erleichtert werden, so dass sich der Benutzer weniger wahrscheinlich die Ermüdung fühlt.
Als Nächstes zeigen 18A und 18B ein Beispiel für ein elektronisches Gerät, das sich von den in 17A bis 17D dargestellten elektronischen Geräten unterscheidet.
Elektronische Geräte, die in 18A und 18B dargestellt werden, beinhalten jeweils ein Gehäuse 9000, einen Anzeigeabschnitt 9001, einen Lautsprecher 9003, eine Bedientaste 9005 (darunter auch einen Netzschalter oder einen Bedienschalter), einen Verbindungsanschluss 9006, einen Sensor 9007 (einen Sensor mit einer Funktion zum Messen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, chemischer Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, elektrischem Strom, elektrischer Spannung, elektrischer Leistung, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahlen), eine Batterie 9009 und dergleichen.
Beispielsweise können sie die folgenden Funktionen aufweisen: eine Funktion zum Anzeigen verschiedener Informationen (z. B. eines Standbildes, eines bewegten Bildes und eines Textbildes) auf dem Anzeigeabschnitt, eine Touchscreen-Funktion, eine Funktion zum Anzeigen eines Kalenders, des Datums, der Zeit oder dergleichen, eine Funktion zum Steuern einer Verarbeitung mit diversen Arten von Software (Programmen), eine drahtlose Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Verbinden mit verschiedenen Computernetzwerken mittels einer drahtlosen Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Übertragen und Empfangen verschiedener Daten mittels einer drahtlosen Kommunikationsfunktion und eine Funktion zum Auslesen der in einem Speichermedium gespeicherten Programme oder Daten, um sie auf dem Anzeigeabschnitt anzuzeigen. Es sei angemerkt, dass Funktionen, die für die in 18A und 18B dargestellten elektronischen Geräte bereitgestellt werden können, nicht darauf beschränkt sind und die elektronischen Geräte verschiedene Funktionen aufweisen können. Obwohl in 18A und 18B nicht dargestellt, können die elektronischen Geräte eine Vielzahl von Anzeigeabschnitten umfassen. Außerdem können die elektronischen Geräte jeweils mit einer Kamera oder dergleichen versehen sein, um eine Funktion zum Aufnehmen eines Standbildes, eine Funktion zum Aufnehmen eines bewegten Bildes, eine Funktion zum Speichern des aufgenommenen Bildes in einem (extern bereitgestellten oder in der Kamera eingebauten) Speichermedium, eine Funktion zum Anzeigen des aufgenommenen Bildes auf dem Anzeigeabschnitt oder dergleichen aufzuweisen.
Die in 18A und 18B dargestellten elektronischen Geräte werden nachstehend ausführlich beschrieben.
18A ist eine perspektivische Ansicht eines tragbaren Informationsendgeräts 9101. Das tragbare Informationsendgerät 9101 weist beispielsweise eine oder mehrere Funktionen als Telefon, Notizbuch, Informationssuchsystem und dergleichen auf. Insbesondere kann das tragbare Informationsendgerät als Smartphone verwendet werden. Das tragbare Informationsendgerät 9101 kann Schriftzeichen oder ein Bild auf seiner Vielzahl von Oberflächen anzeigen. Beispielsweise können drei Bedienknöpfe 9050 (auch als Bedienicons oder einfach als Icons bezeichnet) auf einer Oberfläche des Anzeigeabschnitts 9001 angezeigt werden. Außerdem können Informationen 9051, die durch gestrichelte Rechtecke dargestellt sind, auf einer anderen Seite des Anzeigeabschnitts 9001 angezeigt werden. Es sei angemerkt, dass Beispiele für die Informationen 9051 eine Anzeige, die den Empfang einer E-Mail, einer Social-Networking-Dienst- (social networking service, SNS-) Benachrichtigung oder eines Anrufs hinweist, den Betreff einer E-Mail oder einer SNS-Benachrichtigung, den Absender einer E-Mail oder einer SNS-Benachrichtigung, das Datum, die Zeit, die verbleibende Batteriekapazität und die Intensität einer Radiowelle umfassen. Anstelle der Informationen 9051 können die Bedienknöpfe 9050 oder dergleichen an Positionen, an denen die Informationen 9051 angezeigt werden, angezeigt werden.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für das Informationsendgerät 9101 verwendet werden. Dementsprechend kann der Stromverbrauch des Informationsendgeräts 9101 verringert werden, so dass das Informationsendgerät 9101 kontinuierlich für lange Zeit verwendet werden kann. Des Weiteren kann durch Verringerung des Stromverbrauchs des Informationsendgeräts 9101 die Batterie 9009 miniaturisiert werden und ihr Gewicht kann verringert werden, wodurch das Informationsendgerät 9101 miniaturisiert werden kann und sein Gewicht verringert werden kann. Dementsprechend kann die Tragbarkeit des Informationsendgeräts 9101 erhöht werden
18B ist eine perspektivische Ansicht, die ein armbanduhrartiges tragbares Informationsendgerät 9200 darstellt. Das tragbare Informationsendgerät 9200 kann verschiedene Applikationen, wie z. B. Mobiltelefongespräche, das E-Mailen, das Lesen und Bearbeiten von Texten, das Wiedergeben von Musik, Internet-Kommunikation sowie ein Computerspiel, ausführen. Des Weiteren ist die Anzeigeoberfläche des Anzeigeabschnitts 9001 gekrümmt, und eine Anzeige kann entlang der gekrümmten Anzeigeoberfläche durchgeführt werden. 18B zeigt ein Beispiel, in dem die Zeit 9251, ein Bedienungsknopf 9252 (auch als Bedienungs-Icon oder einfach als Icon bezeichnet) und Inhalte 9253 auf dem Anzeigeabschnitt 9001 angezeigt werden. Die Inhalte 9253 können beispielsweise ein bewegtes Bild sein.
Mit dem tragbaren Informationsendgerät 9200 kann ferner eine Nahfeldkommunikation entsprechend einem Kommunikationsstandard durchgeführt werden. Mit dem tragbaren Informationsendgerät 9200 kann ferner eine Nahfeldkommunikation entsprechend einem Kommunikationsstandard durchgeführt werden. Das tragbare Informationsendgerät 9200 umfasst ferner den Verbindungsanschluss 9006 und kann über einen Verbinder direkte Datenkommunikation mit einem anderen Informationsendgerät ausführen. Ein Aufladen über den Verbindungsanschluss 9006 ist auch möglich. Es sei angemerkt, dass der Ladevorgang ohne den Verbindungsanschluss 9006 durch drahtlose Stromzufuhr durchgeführt werden kann.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für das Informationsendgerät 9200 verwendet werden. Dementsprechend kann der Stromverbrauch des Informationsendgeräts 9200 verringert werden, so dass das Informationsendgerät 9200 kontinuierlich für lange Zeit verwendet werden kann. Des Weiteren kann durch Verringerung des Stromverbrauchs des Informationsendgeräts 9200 die Batterie 9009 miniaturisiert werden und ihr Gewicht kann verringert werden, wodurch das Informationsendgerät 9200 miniaturisiert werden kann und sein Gewicht verringert werden kann. Dementsprechend kann die Tragbarkeit des Informationsendgeräts 9200 erhöht werden
Mindestens ein Teil dieser Ausführungsform kann in geeigneter Kombination mit beliebigen der anderen Ausführungsformen implementiert werden, die in dieser Beschreibung beschrieben werden.
Bezugszeichen
ANO: Leitung, BSL: Busleitung, GL: Leitung, SL: Leitung, SNCL: Leitung, VCOM: Leitung, 10: Anzeigevorrichtung, 11: Schicht, 12: Schicht, 13: Schicht, 14: Anschlussabschnitt, 15: Anzeigeabschnitt, 21: Transistor, 22: Kanalbildungsbereich, 30: Treiberschaltung, 31: Source-Treiberschaltung, 32: Digital-Analog-Wandlerschaltung, 33: Gate-Treiberschaltung, 34: Pegelverschieber, 40: Funktionsschaltung, 41: Speichervorrichtung, 42a: Farbungleichmäßigkeitskorrektur, 42b: Abwärtswandlung, 42: GPU, 43: EL-Korrekturschaltung, 44: Zeitsteuerung, 45: CPU, 46: Sensorsteuerung, 47: Stromversorgungsschaltung, 51A: Pixelschaltung, 51B: Pixelschaltung, 51C: Pixelschaltung, 51D: Pixelschaltung, 51E: Pixelschaltung, 51F: Pixelschaltung, 51G: Pixelschaltung, 51H: Pixelschaltung, 51: Pixelschaltung, 52A: Transistor, 52B: Transistor, 52C: Transistor, 52D: Transistor, 52: Transistor, 53A: Kondensator, 53: Kondensator, 54: Kanalbildungsbereich, 61B: Anzeigeelement, 61G: Anzeigeelement, 61R: Anzeigeelement, 61: Anzeigeelement, 62X_1: Element, 62X_2: Element, 62X_3: Element, 62: Element, 63: Pixel, 100A: Anzeigevorrichtung, 100B: Anzeigevorrichtung, 100C: Anzeigevorrichtung, 100D: Anzeigevorrichtung, 100E: Anzeigevorrichtung, 111a: Pixelelektrode, 111b: Pixelelektrode, 111c: Pixelelektrode, 113a: erste Schicht, 113b: zweite Schicht, 113c: dritte Schicht, 114: vierte Schicht, 115: gemeinsame Elektrode, 120: Substrat, 122: Harzschicht, 123: leitfähige Schicht, 125: Isolierschicht, 127: Isolierschicht, 130a: Licht emittierende Einrichtung, 130b: Licht emittierende Einrichtung, 130c: Licht emittierende Einrichtung, 130d: Element, 130e: Element, 130f: Element, 131: Schutzschicht, 132: Schutzschicht, 140: Verbindungsabschnitt, 240: Kondensator, 241: leitfähige Schicht, 243: Isolierschicht, 245: leitfähige Schicht, 251: leitfähige Schicht, 252: leitfähige Schicht, 254: Isolierschicht, 255a: Isolierschicht, 255b: Isolierschicht, 256: Anschlusspfropfen, 261: Isolierschicht, 262: Isolierschicht, 263: Isolierschicht, 264: Isolierschicht, 265: Isolierschicht, 271: Anschlusspfropfen, 274a: leitfähige Schicht, 274b: leitfähige Schicht, 274: Anschlusspfropfen, 280: Anzeigemodul, 281: Anzeigeabschnitt, 282: Schaltungsabschnitt, 283a: Pixelschaltung, 283: Pixelschaltungsabschnitt, 284a: Pixel, 284: Pixelabschnitt, 285: Anschlussabschnitt, 286: Leitungsabschnitt, 290: FPC, 291: Substrat, 292: Substrat, 301A: Substrat, 301B: Substrat, 301: Substrat, 310A: Transistor, 310B: Transistor, 310: Transistor, 311: leitfähige Schicht, 312: niederohmiger Bereich, 313: Isolierschicht, 314: Isolierschicht, 315: Elementisolierschicht, 320A: Transistor, 320B: Transistor, 320: Transistor, 321: Halbleiterschicht, 323: Isolierschicht, 324: leitfähige Schicht, 325: leitfähige Schicht, 326: Isolierschicht, 327: leitfähige Schicht, 328: Isolierschicht, 329: Isolierschicht, 331: Substrat, 332: Isolierschicht, 341: leitfähige Schicht, 342: leitfähige Schicht, 343: Anschlusspfropfen, 700: elektronisches Gerät, 710: Endoskopvorrichtung, 711: Monitor, 712: Arzt, 713: Arzt, 714: Arzt, 715: Patient, 721: Gehäuse, 723: zu tragender Abschnitt, 725: Vibrationsmodul, 751: Anzeigefeld, 752: optisches Teil, 753: optisches Teil, 754: Linse, 756: Anzeigebereich, 757: Rahmen, 758: Nasenpad, 761: Außenlicht, 763: Licht, 765: Auge, 772: untere Elektrode, 785: Farbschicht, 786a: EL-Schicht, 786b: EL-Schicht, 786: EL-Schicht, 788: obere Elektrode, 941: Netzhaut, 942: Augenlinse, 943: Sehnerv, 944: Sehnervenpapille, 945: Vene, 946: Arterie, 947: Glaskörper, 948: Aderhaut, 950: optisches System, 951: Licht, 960: Brauen, 961: Wimpern, 962: Pupille, 963: Hornhaut, 965: Lederhaut, 966: Oberlid, 967: Unterlid, 980: Anzeigevorrichtung, 4411: Licht emittierende Schicht, 4412: Licht emittierende Schicht, 4413: Licht emittierende Schicht, 4420: Schicht, 4421: Schicht, 4422: Schicht, 4430: Schicht, 4431: Schicht, 4432: Schicht, 8200: Head-Mounted-Display, 8201: zu tragender Abschnitt, 8202: Linse, 8203: Hauptteil, 8204: Anzeigeabschnitt, 8205: Kabel, 8206: Batterie, 8300: Head-Mounted-Display, 8301: Gehäuse, 8302: Anzeigeabschnitt, 8304: Befestigung, 8305: Linse, 8306: Batterie, 9000: Gehäuse, 9001: Anzeigeabschnitt, 9003: Lautsprecher, 9005: Bedientaste, 9006: Verbindungsanschluss, 9007: Sensor, 9009: Batterie, 9050: Bedienungsknopf, 9051: Informationen, 9101: Informationsendgerät, 9200: Informationsendgerät, 9251: Zeit, 9252: Bedienungsknopf, 9253: Inhalt

Claims

Anzeigevorrichtung, die eine Vielzahl von Pixeln umfasst, wobei die Vielzahl von Pixeln jeweils eine Licht emittierende Einrichtung, eine Sensoreinrichtung und eine Schaltungseinrichtung umfasst, wobei die Licht emittierende Einrichtung und die Sensoreinrichtung in einer ersten Schicht bereitgestellt sind, wobei die Schaltungseinrichtung in einer zweiten Schicht bereitgestellt ist, wobei die Licht emittierende Einrichtung eine untere Elektrode, eine obere Elektrode und eine Licht emittierende Schicht, die zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode bereitgestellt ist, umfasst, wobei die Sensoreinrichtung eine Funktion aufweist, Licht zu erfassen, das von der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, und wobei die erste Schicht über der zweiten Schicht bereitgestellt ist.
Anzeigevorrichtung, die eine Vielzahl von Pixeln umfasst, wobei die Vielzahl von Pixeln jeweils eine Licht emittierende Einrichtung, eine Sensoreinrichtung, eine erste Schaltungseinrichtung und eine zweite Schaltungseinrichtung umfasst, wobei die Licht emittierende Einrichtung und die Sensoreinrichtung in einer ersten Schicht bereitgestellt sind, wobei die erste Schaltungseinrichtung in einer zweiten Schicht bereitgestellt ist, wobei die zweite Schaltungseinrichtung in einer dritten Schicht bereitgestellt ist, wobei die Licht emittierende Einrichtung eine untere Elektrode, eine obere Elektrode und eine Licht emittierende Schicht, die zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode bereitgestellt ist, umfasst, wobei die Sensoreinrichtung eine Funktion aufweist, Licht zu erfassen, das von der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, wobei die erste Schaltungseinrichtung eine Funktion aufweist, die Licht emittierende Einrichtung oder die Sensoreinrichtung zu betreiben, wobei die zweite Schaltungseinrichtung eine Funktion aufweist, aufgrund von Informationen, die von der ersten Schaltungseinrichtung ausgegeben werden, eine Rechnung durchzuführen, wobei die erste Schicht über der zweiten Schicht bereitgestellt ist, und wobei die zweite Schicht über der dritten Schicht bereitgestellt ist.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei dann, wenn ein Querschnitt der Licht emittierenden Einrichtung beobachtet wird, eine Seitenfläche der unteren Elektrode und eine Seitenfläche der Licht emittierenden Schicht einen Bereich umfassen, in dem sie übereinstimmen oder im Wesentlichen übereinstimmen.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Isolator zwischen der Licht emittierenden Einrichtung und einer benachbarten Licht emittierenden Einrichtung enthalten ist, und wobei der Isolator ein anorganisches Material und/oder ein organisches Material umfasst.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Isolator ein lichtempfindliches organisches Harz umfasst.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Schaltungseinrichtung einen ersten Transistor umfasst, und wobei der erste Transistor in dem Kanalbildungsbereich ein Metalloxid umfasst.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die zweite Schaltungseinrichtung einen zweiten Transistor umfasst, und wobei der zweite Transistor in dem Kanalbildungsbereich Silizium umfasst.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die zweite Schaltungseinrichtung eine Funktion aufweist, unter Verwendung der Licht emittierenden Einrichtung und/oder der Sensoreinrichtung eines oder mehrere ausgewählt aus dem Lidschlag, der Bewegung einer Iris eines Auges und der Bewegung eines Augenlides eines Benutzers zu erfassen.
Anzeigevorrichtung, die eine Vielzahl von Pixeln umfasst, wobei die Vielzahl von Pixeln jeweils ein erstes bis sechstes Subpixel umfasst, wobei das erste Subpixel eine erste Licht emittierende Einrichtung umfasst, die eine Funktion aufweist, rotes Licht zu emittieren, wobei das zweite Subpixel eine zweite Licht emittierende Einrichtung umfasst, die eine Funktion aufweist, grünes Licht zu emittieren, wobei das dritte Subpixel eine dritte Licht emittierende Einrichtung umfasst, die eine Funktion aufweist, blaues Licht zu emittieren, wobei mindestens eines der vierten bis sechsten Subpixel eine erste Sensoreinrichtung umfasst, wobei das erste bis sechste Subpixel jeweils eine Schaltungseinrichtung umfassen, wobei die erste bis dritte Licht emittierende Einrichtung und die erste Sensoreinrichtung in einer ersten Schicht bereitgestellt sind, wobei die Schaltungseinrichtung in der zweiten Schicht bereitgestellt ist, wobei die erste bis dritte Licht emittierende Einrichtung jeweils eine untere Elektrode, eine obere Elektrode und eine Licht emittierende Schicht umfassen, die zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode bereitgestellt ist, wobei die erste Sensoreinrichtung eine Funktion aufweist, Licht zu erfassen, das von den Pixeln emittiert wird, und wobei die erste Schicht über der zweiten Schicht bereitgestellt ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, wobei das vierte Subpixel eine vierte Licht emittierende Einrichtung umfasst, die eine Funktion aufweist, Infrarotlicht zu emittieren, wobei das fünfte Subpixel die erste Sensoreinrichtung umfasst, wobei das sechste Subpixel eine zweite Sensoreinrichtung umfasst, wobei das fünfte Subpixel eine Funktion aufweist, sichtbares Licht zu erfassen, und wobei das sechste Subpixel eine Funktion aufweist, Infrarotlicht zu erfassen.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, wobei das erste bis sechste Subpixel jeweils einen Licht emittierenden Bereich oder einen Licht empfangenden Bereich, welcher eine Seitenlänge von größer als oder gleich 1 µm und kleiner als oder gleich 10 µm aufweist, und einen Bereich umfassen, in dem ein Abstand zwischen den einander benachbarten Subpixeln kleiner als 1 µm ist.
Elektronisches Gerät, das umfasst: die Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ein Gehäuse, das mit der Anzeigevorrichtung bereitgestellt ist, einen Sensor, der in dem Gehäuse bereitgestellt ist, und eine Batterie, die in dem Gehäuse bereitgestellt ist und der Anzeigevorrichtung Strom zuführt.
Elektronisches Gerät, das umfasst: mindestens zwei Anzeigevorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ein Gehäuse, das mit der Anzeigevorrichtung bereitgestellt ist, einen Sensor, der in dem Gehäuse bereitgestellt ist, und eine Batterie, die in dem Gehäuse bereitgestellt ist und der Anzeigevorrichtung Strom zuführt, wobei das Gehäuse einen zu tragenden Abschnitt und ein Paar von Linsen umfasst, wobei ein Bild von einer der zwei Anzeigevorrichtungen an eine des Paars von Linsen projiziert wird, und wobei ein Bild von der anderen der zwei Anzeigevorrichtungen an die andere des Paars von Linsen projiziert wird.