JP2017223881A - 表示装置、表示モジュール、および電子機器 - Google Patents

表示装置、表示モジュール、および電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】2値表示により、視認性の向上と、消費電力を低減する。【解決手段】制御回路と、表示回路とを有する表示装置であって、制御回路は、ガンマ制御回路と、デジタルアナログ変換回路と、バッファ回路と、電圧制御回路とを有し、表示回路は、表示部と、ゲートドライバとを有する表示装置であって、表示部は第1の表示領域と、第2の表示領域とを有し、第1の表示領域は、表示の階調を最大階調と最小階調の2値で表示する機能を有し、2値のデータの一方は、最大階調と最少階調とに対応する出力電圧の範囲より大きな電圧で制御される機能を有し、2値のデータの他方は、最大階調と最少階調とに対応する出力電圧の範囲より小さな電圧で制御される機能を有し、出力電圧は、電圧制御回路から、デジタルアナログ変換回路と、バッファ回路に電圧を与える機能により制御されることを特徴とする表示装置。【選択図】図1

Description

本発明の一態様は、表示装置、表示モジュール、および電子機器に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、またはそれらの製造方法に関する。
電子ブック、タブレット、スマートフォン等のモバイル機器が普及している。モバイル機器は、屋外環境や室内環境など利用する環境の明るさに適した表示をすることが求められている。
自然光や室内照明光など、十分な明るさの外光がある環境では反射光を利用した表示を行い、十分な明るさを得られない環境では発光素子を利用した表示を行う表示装置が提案されている。
電子ブック、タブレットなどで、電子書籍を読む場合、長時間使用できることが求められている。
例えば特許文献1では、1つの画素に、液晶素子を制御する画素回路と、発光素子を制御する画素回路とが設けられている、ハイブリッド(複合型)表示装置が開示されている。
例えば特許文献2では、液晶ディスプレイの電圧透過特性を制御し、デジタルデータを適切に表示に反映させる方法としてガンマ補正による階調の線形性を確保する方法が開示されている。
例えば特許文献3では、白黒もしくはカラーの表示において、中間調や半透過の画像表示をするために白と黒の2値で表現する方法が開示されている。
また、酸化物半導体トランジスタ(Oxide Semiconductorトランジスタ、以下、OSトランジスタと呼称する)を、液晶ディスプレイや有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイなどの表示装置に用いる技術が注目されている。
OSトランジスタはオフ電流が非常に小さい。そのことを利用して、静止画像を表示する際のリフレッシュ頻度を少なくし、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイの消費電力を低減する技術が開示されている(特許文献4)。なお、本明細書において、上述の表示装置の消費電力を減らす技術を、アイドリングストップと呼称する。
国際公開第2007/041150号 特開2000−020037号公報 特開2009−110427号公報 特開2011−141522号公報
外光を利用して表示を行う方法として、反射型液晶表示装置がある。反射型液晶表示装置ではバックライトを必要としないため低消費電力であるが、明るい外光が得られる場所でないと良好な表示を行えない。EL(Electroluminescence)素子は自発光素子であるため、発光表示装置は暗い場所で良好な表示ができる一方、明るい場所では、外光に対して輝度が固定されるため、視認性が低下してしまう。特許文献1で開示されるハイブリッド表示装置は、反射型液晶表示装置と発光表示装置の特長が生かされており、使用場所の明るさによらず使用することができる。
教科書や書籍などの電子化が進み、電子ブックや、タブレットが使用されることが多くなってきた。そのため、電子ブックや、タブレットなど、電子化された書籍を読むために使用されるモバイル機器は、長時間の使用に耐えられるようにバッテリの容量を大きくする必要がある。ただしバッテリの容量を大きくすると、モバイル機器が重くなる。しかし消費電力を低減することで、バッテリを大きくしなくても長時間使用することができるようになる。
電子ブックや、タブレットで長時間の使用をするとき、消費電力を小さくする必要がある。消費電力を制御する代表的な方法としてパワーゲーティングやクロックゲーティングなどの制御方法がある。表示装置の場合は、表示の更新回数を減らすなどの方法が提案されている。しかしながら表示の更新間隔が長くなると、データを保持するスイッチトランジスタで電荷のリークが発生する。電荷のリークによって保持されているデータが劣化しちらつきが発生することで、視認性が低下する。
上記問題に鑑み、本発明の一態様は、新規な構成の表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、表示の視認性を向上させる表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、消費電力を低減させる表示装置を提供することを課題の一とする。
なお本発明の一態様の課題は、上記列挙した課題に限定されない。上記列挙した課題は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお他の課題は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない課題である。本項目で言及していない課題は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した記載、及び/又は他の課題のうち、少なくとも一つの課題を解決するものである。
本発明の一態様は、表示回路と、制御回路とを有し、表示回路は、画素と、ゲートドライバとを有し、制御回路は、ガンマ制御回路と、タイミング制御回路と、デジタルアナログ変換回路と、バッファ回路と、電圧制御回路と、選択切り替え回路と、CPUとを有し、画素は、第1の表示領域と、第2の表示領域とを有し、第1の表示領域または前記第2の表示領域は、液晶素子を有し、ガンマ制御回路は、第1のデジタル映像信号をガンマ補正して第2のデジタル映像信号を出力する機能を有し、デジタルアナログ変換回路は、第2のデジタル映像信号をアナログ映像信号に変換する機能を有し、バッファ回路は、アナログ映像信号を増幅する機能を有し、電圧制御回路は、アナログ映像信号の出力電圧の範囲をデジタルアナログ変換回路に与える機能を有し、CPUは、ガンマ制御回路に与えられた第1のデジタル映像信号を用いて、出力座標と出力電圧とを再計算する機能を有し、タイミング制御回路は、ゲートドライバを制御する機能を有し、ゲートドライバは、選択切り替え回路により、第1の表示領域と、第2の表示領域の更新を選択する機能を有する表示装置である。
上記各構成において、第1の表示領域は、液晶素子に交流の電圧を与えることで表示する機能を有し、第2の表示領域は、有機化合物を有する発光素子に直流電流を与えることで表示する機能を特徴とする表示装置が好ましい。
上記各構成において、第1の表示領域は、表示の階調を最大階調と最小階調の2値で表示する機能を有し、2値のデータの一方は、電圧制御回路により最大階調と最少階調とに対応する出力電圧の範囲より大きな電圧で制御される機能を有し、2値のデータの他方は、電圧制御回路により最大階調と最少階調とに対応する出力電圧の範囲より小さな電圧で制御される機能を特徴とする表示装置が好ましい。
上記各構成において、第1の表示領域は、表示の階調を最大階調と最小階調の2値で表示する機能を有し、2値のデータに対応する出力電圧は、電圧制御回路から、デジタルアナログ変換回路と、バッファ回路に電圧を与えることで制御されることを特徴とする表示装置が好ましい。
上記各構成のいずれか一に記載の表示回路の表示部およびゲートドライバはトランジスタを有し、トランジスタはチャネル形成領域に酸化物半導体を有する表示装置が好ましい。
本発明の一態様は、新規な構成の表示装置を提供するこができる。または、本発明の一態様は、表示の視認性を向上させる表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様は、消費電力を低減させる表示装置を抑制することができる。
なお本発明の一態様の効果は、上記列挙した効果に限定されない。上記列挙した効果は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書または図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した効果、および/または他の効果のうち、少なくとも一つの効果を有するものである。したがって本発明の一態様は、場合によっては、上記列挙した効果を有さない場合もある。
表示装置の構成を説明する図。 (A):液晶素子の電気特性の一例を示す図。(B):動作点を説明する図。 液晶素子の電気特性の一例を示す図。 表示例を説明する図。 画素の構成を説明するための図。 表示装置の構成を説明するための図。 (A):選択回路のブロック図。(B):(A)のタイミングチャートタイミングチャート。 (A):図2のタイミングチャート。(B):動作を説明するための図。 (A):画素の構成を説明するための図。(B):(A)のタイミングチャート。(C):(A)信号の電圧関係を説明する図 画素の構成を説明するための図。 表示パネルの構成を説明する図。 画素の構成を説明する図。 表示パネルの構成を説明する図。 画素の開口部を説明する図。 表示パネルの構成を説明する図。 表示モジュールの例を示す図。 タッチパネルの構成例を示す模式図。 電子機器および照明装置の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。
また、本明細書にて用いる「第1」、「第2」、「第3」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
また、本明細書において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。また、構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。したがって、明細書で説明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
また、本明細書等において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン(ドレイン端子、ドレイン領域またはドレイン電極)とソース(ソース端子、ソース領域またはソース電極)の間にチャネル領域を有しており、ドレインとチャネル領域とソースとを介して電流を流すことができるものである。なお、本明細書等において、チャネル領域とは、電流が主として流れる領域をいう。
また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
また、本明細書等において、「平行」とは、二つの直線が−10°以上10°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−5°以上5°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が80°以上100°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、85°以上95°以下の場合も含まれる。
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
また、本明細書等において、特に断りがない場合、オフ電流とは、トランジスタがオフ状態(非導通状態、遮断状態、ともいう)にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態とは、特に断りがない場合、nチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも低い状態、pチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも高い状態をいう。例えば、nチャネル型のトランジスタのオフ電流とは、ゲートとソースの間の電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも低いときのドレイン電流を言う場合がある。
トランジスタのオフ電流は、Vgsに依存する場合がある。したがって、トランジスタのオフ電流がI以下である、とは、トランジスタのオフ電流がI以下となるVgsの値が存在することを言う場合がある。トランジスタのオフ電流は、所定のVgsにおけるオフ状態、所定の範囲内のVgsにおけるオフ状態、または、十分に低減されたオフ電流が得られるVgsにおけるオフ状態、等におけるオフ電流を指す場合がある。
一例として、しきい値電圧Vthが0.5Vであり、Vgsが0.5Vにおけるドレイン電流が1×10−9Aであり、Vgsが0.1Vにおけるドレイン電流が1×10−13Aであり、Vgsが‐0.5Vにおけるドレイン電流が1×10−19Aであり、Vgsがー0.8Vにおけるドレイン電流が1×10−22Aであるようなnチャネル型トランジスタを想定する。当該トランジスタのドレイン電流は、Vgsが−0.5Vにおいて、または、Vgsが−0.5V以上−0.8V以下の範囲において、1×10−19A以下であるから、当該トランジスタのオフ電流は1×10−19A以下である、と言う場合がある。当該トランジスタのドレイン電流が1×10−22A以下となるVgsが存在するため、当該トランジスタのオフ電流は1×10−22A以下である、と言う場合がある。
また、本明細書等では、チャネル幅Wを有するトランジスタのオフ電流を、チャネル幅Wあたりを流れる電流値で表す場合がある。また、所定のチャネル幅(例えば1μm)あたりを流れる電流値で表す場合がある。後者の場合、オフ電流の単位は、電流/長さの次元を持つ単位(例えば、A/μm)で表される場合がある。
トランジスタのオフ電流は、温度に依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、室温、60℃、85℃、95℃、または125℃におけるオフ電流を表す場合がある。または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証される温度、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度(例えば、5℃以上35℃以下の温度)におけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がI以下である、とは、室温、60℃、85℃、95℃、125℃、当該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保証される温度、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度(例えば、5℃以上35℃以下の温度)、におけるトランジスタのオフ電流がI以下となるVgsの値が存在することを指す場合がある。
トランジスタのオフ電流は、ドレインとソースの間の電圧Vdsに依存する場合がある。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、Vdsが0.1V、0.8V、1V、1.2V、1.8V,2.5V,3V、3.3V、10V、12V、16V、または20Vにおけるオフ電流を表す場合がある。または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保証されるVds、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるVdsにおけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ電流がI以下である、とは、Vdsが0.1V、0.8V、1V、1.2V、1.8V,2.5V,3V、3.3V、10V、12V、16V、20V、当該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保証されるVds、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等において使用されるVds、におけるトランジスタのオフ電流がI以下となるVgsの値が存在することを指す場合がある。
上記オフ電流の説明において、ドレインをソースと読み替えてもよい。つまり、オフ電流は、トランジスタがオフ状態にあるときのソースを流れる電流を言う場合もある。
また、本明細書等では、オフ電流と同じ意味で、リーク電流と記載する場合がある。また、本明細書等において、オフ電流とは、例えば、トランジスタがオフ状態にあるときに、ソースとドレインとの間に流れる電流を指す場合がある。
なお、電圧とは2点間における電位差のことをいい、電位とはある一点における静電場の中にある単位電荷が持つ静電エネルギー(電気的な位置エネルギー)のことをいう。ただし、一般的に、ある一点における電位と基準となる電位(例えば接地電位)との電位差のことを、単に電位もしくは電圧と呼び、電位と電圧が同義語として用いられることが多い。このため、本明細書では特に指定する場合を除き、電位を電圧と読み替えてもよいし、電圧を電位と読み替えてもよいこととする。
(実施の形態1)
本実施の形態では、2値の階調により中間調画像を表示することで視認性を向上させることができる液晶素子を有する表示装置について、図1乃至図4を用いて説明する。
図1に、表示装置10のブロック図を示す。表示装置10は制御回路100と表示回路700とを有する。制御回路100は、ガンマ制御回路110と、デジタルアナログ変換回路120と、バッファ回路130と、電圧制御回路140と、タイミング制御回路150と、CPU160と、選択切り替え回路170とを有する。表示回路700は、表示部220と、ゲートドライバ210とを有する。表示部220は、第1の表示領域221と、第2の表示領域222とを有する。ガンマ制御回路110は、ガンマ補正回路111と、メモリ112とを有する。
ガンマ制御回路110は、デジタルアナログ変換回路120と電気的に接続され、デジタルアナログ変換回路120は、バッファ回路130と電気的に接続され、バッファ回路130は、表示部220と電気的に接続され、電圧制御回路140は、デジタルアナログ変換回路120と、バッファ回路130と電気的に接続される。
タイミング制御回路150は、ガンマ制御回路110と、選択切り替え回路170と、ゲートドライバ210と電気的に接続され、選択切り替え回路170は、ゲートドライバ210と電気的に接続される。ゲートドライバ210は、表示部220と電気的に接続される。CPU160は、ガンマ制御回路110と、電圧制御回路140と電気的に接続される。
表示部220は二つの表示領域を有し、第1の表示領域221は液晶素子により表示を行う複数の画素を有し、第2の表示領域222はEL素子により表示を行う複数の画素を有している。第1の表示領域221の画素は、画素電極に反射率の高い金属膜を有し、画素電極で外光を反射させることで階調を制御して表示する。画素が有する液晶素子が反射光を用いて表示される構造を反射型液晶構造とする。また画素が有する液晶素子が透過光を用いて表示される構造を透過型液晶構造とする。
第1のデジタル映像信号は、ガンマ制御回路110に与えられる。与えられた第1のデジタル映像信号は、ガンマ補正回路111にて、メモリ112に保存されているガンマ補正用のルックアップテーブルを参照し、ガンマ補正することで第2のデジタル映像信号に変換される。第2のデジタル映像信号は、デジタルアナログ変換回路120によって、アナログ映像信号の階調信号に変換される。アナログ映像信号の階調信号は電圧で表される。表示部220は、デジタルアナログ変換回路120から、バッファ回路130を介して、階調信号が与えられることで表示が更新される。
クロック信号はタイミング制御回路150に与えられる。タイミング制御回路150は制御回路100および表示回路700を制御するタイミングを生成する。タイミング制御回路150によって、表示部のゲートドライバは制御され、かつ選択切り替え回路170によって第1の表示領域221を表示する画素回路、または第2の表示領域222を表示する画素回路のいずれかを選択し、ガンマ制御回路110によって表示部220にアナログ映像信号の書き込みをする。
なお、ガンマ制御回路110が有するガンマ補正の機能とは、第1のデジタル映像信号の入力に応じて、0%の黒から100%の白までリニアに明るさが変化するように行う補正のことである。
第2のデジタル信号は、デジタルアナログ変換回路120に与えられる基準電圧によって、それぞれの階調に応じた階調信号に変換される。デジタルアナログ変換回路120に与えられる基準電圧は、電圧制御回路140によって与えられる。バッファ回路130の電源電圧も、電圧制御回路140によって与えられる。ただし、バッファ回路130の電源電圧は、階調信号として出力することが可能な最少電圧より小さな電圧で、かつ最大電圧より大きな電圧で固定されていてもよい。電圧制御回路140は、CPU160によって制御される。
図2(A)は反射型液晶構造において、液晶素子への印加電圧と光の反射率の関係(特性VR)を示す。図2(A)の特性VRは三つの領域に分けることができる。第1の範囲Aは電圧に対して急峻な変化を伴う。第2の範囲B1もしくは第3の範囲B2は電圧の変化に対して変化量がとても小さい。液晶素子を用いた表示装置では、第1の範囲Aに対してガンマ補正を行い、理想特性Ideal1になるように補正をする。
ガンマ補正を行う範囲を、第1の範囲Aに加えて、第2の範囲B1と、第3の範囲B2とを含めると、第2の範囲B1と、第3の範囲B2とは電圧に対して反射率の変化が少ないため、ガンマ補正の分解能を高くしなければならない。ガンマ補正による反射率の分解能は、電圧の分解能と置き換えられることができる。したがって素子のばらつきや、ノイズの影響を受けやすくなるため、ガンマ補正は、第1の範囲Aに対して行うことが望ましい。
階調信号は画素回路が有する容量素子C1に書き込まれる。容量素子C1には階調信号が電荷として保持されることで電圧を生成する。生成された電圧が液晶素子に与えられることで階調が制御されている。画素回路の詳細な説明は図5にて行うが、第1の表示領域221を表示する画素回路は、トランジスタSW1、容量素子C1、および第1の表示素子750(i,j)を有する。
しかしながら、容量素子C1に保持された電荷は、トランジスタSW1のオフ電流や、液晶素子の抵抗性によるリーク(以降、リークと記す)などにより、液晶素子に与える電圧が変動することで階調も変動する。表示が更新される間隔内で容量素子C1の電圧が変動すると階調も変動し、フリッカと呼ばれるちらつきが発生する。
なお、リークを小さくする方法として、オフ電流が著しく小さいトランジスタを用いることができる。オフ電流が著しく小さいトランジスタとして、シリコンよりも広いバンドギャップを有する半導体でなるトランジスタを用いることができる。シリコンよりも広いバンドギャップを有する半導体としては化合物半導体があり、例えば、酸化物半導体、窒化物半導体などがある。
例えば、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタを用いることで、トランジスタSW1のオフ電流を小さくすることができ、先述のアイドリングストップが可能になる。トランジスタSW1のオフリークを小さく抑えることができる。
例えば、チャネルが形成される半導体層に結晶性シリコンを用いたトランジスタ(「結晶性Siトランジスタ」ともいう。)は、OSトランジスタよりも比較的高い移動度を得やすい。一方で、結晶性Siトランジスタは、OSトランジスタのように極めて少ないオフ電流の実現が困難である。よって、半導体層に用いる半導体材料は、目的や用途に応じて適宜使い分けることが肝要である。
容量素子C1に保持される電荷のリークなどによる電圧の変動が小さければ、階調の変動量も小さいため、視認性の影響を小さく抑えられる。したがって、表示が更新される間隔が短い場合は、リークなどによる電圧の変動は小さく抑えられるので表示の品質は保たれる。しかし、消費電力を小さくするために表示の更新間隔を長くしたときは、リークによる電圧の変動量が大きくなり、フリッカなどが発生する。
フリッカの発生は、容量素子C1に保持される電荷のリークに起因する電圧の変動を抑えることで改善することができる。トランジスタのオフ電流は、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタを用いることで低減することができる。しかしながら、液晶素子の抵抗性によるリークなど、その他のリークに対しては改善が必要になる。
図2(B)は、第2の範囲B1と、第3の範囲B2とを用いて表示を行うことでフリッカの発生を低減させる方法について示す。
電圧dから電圧gの範囲が、図2(A)で示した範囲に相当する。第1の範囲Aは、電圧eから電圧fの範囲に相当し、ガンマ補正を用いて理想特性Ideal1に変換し、リニアな階調を表示する。第2の範囲B1は、電圧dから電圧eの範囲に相当し、最大階調で飽和している領域を示す。第3の範囲B2は、電圧fから電圧gの範囲に相当し、最小階調で飽和している領域を示す。電圧aから電圧dの範囲には、電圧dを中心に電圧dから電圧gの範囲を、反転した電圧が与えることで、液晶素子の焼き付き等が低減させられている。
第2の範囲B1と、第3の範囲B2とは、電圧の変動に対し、特性VRの変動が少ないため、リークにより容量素子C1の電圧が変動しても、表示階調が影響を受けにくい。したがって、第1の表示領域221の表示は第2の範囲B1と、第3の範囲B2とによって、2値データ(2値とは最小階調と最大階調を示す)で表示することが望ましい。図2(B)の縦軸には、表示階調を8bitの分解能で表したときと、12bitの分解能で表したときを示した。12bitの表示階調の場合、8bitの表示階調に比べ16倍の階調の変化が生じるため、よりフリッカが発生しやすい。
第1の表示領域221は、動画を表示するときは、常に異なるデータで表示が更新されるため、第1の範囲Aの電圧範囲で、ガンマ補正を用いて理想特性Ideal1に変換した階調信号で表示することが好ましい。
静止画を表示するときは、第2の範囲B1と、第3の範囲B2との電圧を用いることで、リークが発生してもフリッカを低減できる表示装置を提供することができる。
第2の範囲B1の電圧dから電圧eの範囲においては、電圧dの電圧を用いることで、リークによる電圧の変動量に対して広いマージンを確保することができる。第3の範囲B2の電圧fから電圧gの範囲においては、電圧gの電圧を用いることで、リークによる電圧の変動量に対して広いマージンを確保することができる。2値データで使用する電圧は、第2の範囲B1、または第3の範囲B2の、それぞれの範囲内で、適宜選択することができる。
動画もしくは静止画を表示するとき、表示の内容に応じてデジタルアナログ変換回路120の基準電圧を変えることで、出力信号の電圧範囲を切り替えることができる。基準電圧は、電圧制御回路140を用いて制御することができる。
第2の範囲B1と、第3の範囲B2とを用いて2値データのみで表示すると、中間調を表示することが難しい。そこで2値データを用いて中間階調を表示する方法として、ディザ法に代表される方法がある。ディザ法には誤差拡散法や、組織的ディザ法などがある。
ディザ法は一定の面積を一つの単位として、この面積の中を2値データで表示する画素数の割合を変えることで、階調を表現することができる。ガンマ制御回路110に入力される表示データは表示アドレスの情報も含んでいるため、ディザ法を用いると表示アドレスを再計算する必要がある。CPUは、ガンマ補正回路111から表示データを受け取り、ディザ法を用いて中間階調の表示データを再計算したのち、ガンマ補正回路にデータを戻すことで、2値データによる中間階調を含む静止画を表示することができる。
図3で示した特性VTは、第1の表示領域221の画素に透過型液晶構造を用いたときの、液晶素子の印加電圧と透過率の関係である。液晶素子は、図2(A)と同じ材料(メルク製 MLC3019)を使用している。図2で示した特性VRまたは図3で示した特性VTにおいても、第2の範囲B1と第2の範囲B2を有するため、2値データを用いることでフリッカを低減し視認性を向上させることができる。さらに表示の更新頻度を少なくすることにより消費電力を小さくすることができる。図1の表示部220が、第1の表示領域221のみで構成されてもよい。
図4は、表示部220に表示した一例を示す。文字列223の表示には、第1の表示領域221を用い、2値データで表示している。中間調の画像224はディザ法を用いて第1の表示領域221を用いて2値データで表示している。カラーの表示(カラーの動画を含む)225については、第2の表示領域222を用いて表示している。第1の表示領域は2値データで表示され、さらに表示の更新間隔は、第2の表示領域222の更新間隔よりも長くすることができる。第1の表示領域221と第2の表示領域222は異なる駆動で制御できる。
文字列223の場合は2値データを用いることでフリッカを抑制することができ、視認性を向上させることができる。さらに、更新間隔を長くすることで表示の更新に係る消費電力を小さくすることができる。中間調の画像224の領域は、ディザ法を用いることで2値データを用いて表示することができ、リークの影響を受けても視認性の高い中間調の画像を表示することができる。
以上、本実施の形態で示す構成、方法は、他の実施の形態で示す構成、方法と適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、表示部の有する第1の領域と、第2の領域について、図5乃至図10を用いて説明する。
図5に、画素回路710Cの構成例を示す。図6の表示回路700の表示部220の、画素の一つを、画素回路710C(i,j)として説明する。表示部220は、行方向にm個(mは1以上の整数)、列方向にn個(nは1以上の整数)、合計m×n個の画素がマトリクス状に配置されている。なおiは1以上m以下の整数であり、jは1以上n以下の整数である。
画素回路710C(i,j)は、画素回路750C(i,j)を有し、画素回路750C(i,j)は、第1の表示素子750(i,j)を有する。第1の表示素子750(i,j)は、一例として焼き付きを防止するために電圧により交流駆動される液晶素子が好ましい。
画素回路710C(i,j)は、画素回路650C(i,j)を有し、画素回路650C(i,j)は、第2の表示素子650(i,j)を有する。第2の表示素子650(i,j)は、一例として直流駆動される発光素子が好ましい。
画素回路750C(i,j)の第1の表示素子750(i,j)および画素回路650C(i,j)の第2の表示素子650(i,j)の階調は、電圧または電流に応じた階調信号によって制御される。
表示部220の第1の表示領域221は、画素回路750C(i,j)によって表示が制御される。また第2の表示領域222は、画素回路650C(i,j)によって表示さ制御される。
画素回路750C(i,j)は、トランジスタSW1、容量素子C1、および第1の表示素子750(i,j)を有する。第1の表示素子750(i,j)は、第1の画素電極と、有機化合物層と、第1の対向電極を有する。第1の画素電極は、陽極または陰極のいずれか一方であり、第1の対向電極は、陽極または陰極のいずれか他方である。液晶素子は有機化合物層として用いられる一つの例である。
画素回路750C(i,j)のトランジスタSW1のゲートは、第1の走査線G1(i)と電気的に接続される。トランジスタSW1のソースまたはドレインの一方は、信号線S1(j)と電気的に接続される。
トランジスタSW1のソースまたはドレインの他方は、容量素子C1の一方の電極および第1の画素電極に電気的に接続される。第1の画素電極は、第1の表示素子750(i,j)を介して、第1の対向電極に電気的に接続される。
容量素子C1の他方の電極には、容量素子C1の基準電圧がCSCOM端子を介して与えられる。第1の対向電極には、コモン電圧がVCOM端子を介して与えられる。
信号線S1(j)から与えられる第1の階調信号により、第1の画素電極と、第1の対向電極との間に生成された電圧により、第1の表示素子750(i,j)の階調が制御される機能を有している。
画素回路650C(i,j)は、トランジスタSW2、トランジスタM、容量素子C2、および第2の表示素子650(i,j)を有する。第2の表示素子650(i,j)は、第2の画素電極と、有機化合物層と、第2の対向電極を有する。第2の画素電極は、陽極または陰極のいずれか一方であり、第2の対向電極は、陽極または陰極のいずれか他方である。
画素回路650C(i,j)のトランジスタSW2のゲートは、第2の走査線G2(i)と電気的に接続される。トランジスタSW2のソースまたはドレインの一方が信号線S1(j)と電気的に接続される。
トランジスタSW2のソースまたはドレインの他方は、容量素子C2の一方の電極およびトランジスタMのゲートと電気的に接続される。トランジスタMのドレインには、ANO端子および容量素子C2の他方の電極が電気的に接続される。トランジスタMのソースは、第2の画素電極が電気的に接続される。第2の画素電極は、第2の表示素子650(i,j)を介して第2の対向電極に接続される。
トランジスタMのドレインには、ANO端子を介してアノード電圧が与えられる。第2の対向電極には、VCath端子を介してカソード電圧が与えられる。
容量素子C2の電極の他方がトランジスタMのドレインと電気的に接続された例を示したが、ソースと電気的に接続してもよいし、他の電圧が与えられる配線または電極と電気的に接続してもよい。
信号線S1(j)から与えられる第2の階調信号によって制御されるトランジスタMにより、駆動電流は制御される。第2の表示素子650(i,j)に流れる駆動電流により、第2の表示素子650(i,j)の階調が制御される機能を有している。
図6は、表示回路700の構成を示すブロック図である。表示回路700はゲートドライバ210と、表示部220とを有する。ゲートドライバ210は、シフトレジスタ回路211および選択回路180を有する。選択回路180は、判定回路181および判定回路182を有する。表示部220は、画素回路710C(1,1)乃至画素回路710C(m,n)を有する。画素回路710C(i,j)は、画素回路750C(i,j)および画素回路650C(i,j)を有する。選択切り替え回路170は、制御回路100に含まれるが、表示回路700の動作と合わせて説明する。
本実施の形態で説明する表示部220は、画素回路710C(1,1)乃至画素回路710C(m,n)と、第1の走査線G1(1)乃至G1(m)と、第2の走査線G2(1)乃至G2(m)と、信号線S1(1)乃至S1(n)とを有する。
図7(A)に選択回路180の構成を示す。選択回路180は、判定回路181および判定回路182を有する。判定回路181は、入力信号の条件を判定する論理回路185およびバッファ回路186Aを有する。判定回路182は、入力信号の条件を判定する論理回路185およびバッファ回路186Bを有する。
論理回路185の入力端子の一方には、選択回路180を選択するためのシフトレジスタ回路211の出力信号SRが入力される。判定回路181の論理回路185の入力端子の他方には、選択信号出力回路30の選択信号MD_Lが入力される。判定回路182の論理回路185の入力端子の他方には、選択信号出力回路30の選択信号MD_Eが入力される。
図7(B)に選択回路180が有する判定回路181の動作をタイミングチャートF21で示す。シフトレジスタ回路211の出力信号SRおよび選択信号MD_LがHighのとき、第1の走査線G1にHighの信号を出力する。それ以外の入力条件の時は、第1の走査線G1にLowの信号が出力する。
図7(B)に選択回路180が有する判定回路182の動作をタイミングチャートF22で示す。シフトレジスタ回路211の出力信号SRおよび選択信号MD_EがHighのとき、第2の走査線G2にHighの信号を出力する。それ以外の入力条件の時は、第2の走査線G2にLowの信号を出力する。
判定回路181のバッファ回路186Aの出力がHighのときは、第1の表示素子750の階調信号により生成された電圧より大きな電圧の信号を、第1の走査線G1に出力する。バッファ回路186Aの出力がLowのときは、第1の表示素子750の階調信号により生成された電圧より小さな電圧の信号を、第1の走査線G1に出力する。
判定回路182のバッファ回路186Bの出力がHighのときは、第2の表示素子650の駆動電流を制御するトランジスタMのゲートに与える階調信号により生成された電圧より大きな電圧の信号を、第2の走査線G2に出力する。バッファ回路186Bの出力がLowのときは、第2の表示素子650の駆動電流を制御するトランジスタMのゲートに与える階調信号により生成された電圧より小さな電圧の信号を、第2の走査線G2に出力する。
第1の階調信号により生成された最大電圧は、第2の階調信号により生成された最大電圧よりも大きい電圧であり、第1の階調信号により生成された最小電圧は、第2の階調信号により生成された最小電圧よりも小さい電圧である。
第1の表示素子750の階調信号の電圧と、第2の表示素子650の駆動電流を制御するトランジスタMのゲートに与える階調信号の電圧は異なるため、第1の走査線G1と、第2の走査線G2とは、異なる電圧を出力してもよいし、同じ電圧を出力してもよい。
なお、図7(B)の動作条件を満足する場合であれば、本発明の一様態は、図7(A)の選択回路180の回路構成に限らない。
図8(A)は、図6の表示回路700の動作についてタイミングチャートを示す。図6のゲートドライバ210は、シフトレジスタ回路211から出力信号SR(1)乃至SR(m)が順次出力される。
画素回路750C(i,j)と電気的に接続される第1の走査線G1(i)に出力する走査信号は、シフトレジスタ回路211の出力信号SR(i)および選択信号出力回路30の選択信号MD_Lから、選択回路180の判定回路181により生成される。
画素回路650C(i,j)と電気的に接続される第2の走査線G2(i)に出力する走査信号は、シフトレジスタ回路211の出力信号SR(i)および選択信号出力回路30の選択信号MD_Eから、選択回路180の判定回路182により生成される。
一例として、図8(A)に示すタイミングチャートを用いて、出力信号SR(1)がHighの期間における、ゲートドライバ210の動作について説明する。
シフトレジスタ回路211の出力信号SR(1)がHighの期間において、選択信号MD_LがHighの期間に、第1の走査線G1(1)の走査信号がHighになり、画素回路750C(1,j)と電気的に接続された信号線S1(1)乃至S1(n)により、画素回路750C(1,j)へ階調信号を書き込むことができる。
シフトレジスタ回路211の出力信号SR(1)がHighの期間において、選択信号MD_EがHighの期間に、第2の走査線G2(1)の走査信号がHighになり、画素回路650C(1,j)と電気的に接続された信号線S1(1)乃至S1(n)により、画素回路650C(1,j)へ階調信号を書き込みができる。
図8(B)は、表示部220の駆動状態を模式的に示す。画素回路750C(i,j)により表示された領域を液晶表示領域121とし、画素回路650C(i,j)により表示された領域を発光表示領域122とする。
シフトレジスタ回路211の出力信号SR(1)乃至SR(m)、選択信号MD_L、選択信号MD_E、および選択回路180によって、第1の走査線G1(i)に走査信号を出力することで、液晶表示領域121の表示内容が更新され、さらに第2の走査線G2(i)に走査信号を出力することで発光表示領域122の表示内容が更新された順番は、図8(A)のタイミングチャートと対応している。
図8(B)は、図6のシフトレジスタ回路211の出力信号SR(1)がHighの期間について説明する。選択信号MD_LがHighの期間に、選択回路180によって第1の走査線G1(1)の走査信号がHighになる。したがって、画素回路750C(1,1)乃至画素回路750C(1,n)の表示内容は、階調信号によって更新される。
シフトレジスタ回路211の出力信号SR(1)がHighの期間、かつ選択信号MD_EがHighの期間に、選択回路180によって第1の走査線G2(1)の走査信号がHighになる。したがって、画素回路650C(1,1)乃至画素回路650C(1,n)の表示内容は、階調信号によって更新される。
図8(A)では、シフトレジスタ回路211の出力信号SR(1)がHighの期間に、先に選択信号MD_LがHighになり、続いて選択信号MD_EがHighになる。図8(B)では、選択信号MD_LがHighの期間に、液晶表示領域121の表示が先に更新されたことを示す。続いて、選択信号MD_EがHighの期間に発光表示領域122の表示が更新されたことを示す。
図6に示す回路では、第1の走査線G1と、第2の走査線G2とは異なるタイミングで走査信号がHighになることで、信号線に与えられる第1の階調信号と、第2の階調信号とは、お互いに影響を及ぼさない。
画素回路750C(1,j)のトランジスタSW1のゲートと電気的に接続する第1の走査線G1(1)、および画素回路650C(1,j)のトランジスタSW2のゲートと電気的に接続する第2の走査線G2(1)は、シフトレジスタ回路211、選択信号MD_L、選択信号MD_E、および選択回路180を有するゲートドライバ210で、走査線の選択を制御することができる。
信号線S1(j)には、画素回路750C(1,j)の階調信号と、画素回路650C(1,j)の階調信号を与えることができる。
図6の例では、選択信号MD_Lおよび選択信号MD_Eの信号を用いるために、判定回路181および判定回路182はnチャンネル型トランジスタを有している。判定回路181および判定回路182は、相補型MOSスイッチ(CMOSスイッチ、アナログスイッチ)で構成することも可能である。相補型MOSスイッチで構成することで、選択条件を正論理および負論理で判定できるようになり、選択信号の数を減らすことができる。
図5に示す画素回路710C(i,j)では、画素回路650C(i,j)の有する第2の表示素子650(i,j)の抵抗成分がばらつくと、トランジスタMのドレインとソース間の電圧が追従してばらつく。トランジスタMのドレインはアノード電圧で固定され、第2の表示素子650(i,j)の対向電極はカソード電圧で固定されているため、トランジスタMのソース電圧にばらつきが生じる。トランジスタMのソース電圧にばらつきが生じると、トランジスタMのソースとゲート間にかかる電圧がばらつくため、駆動電流がばらつき、階調は正しく制御されない。
表示素子650(i,j)を正しい階調で制御するためには、トランジスタMのソース電圧を基準として、トランジスタMのゲートに第2の階調信号によって生成された電圧を与える必要がある。
図9(A)乃至図9(C)を用いて、画素回路650C(i,j)の有する第2の表示素子650(i,j)の抵抗成分のばらつきに影響を受けずに、駆動電流を制御する動作について説明する。図9(A)が図5と異なる点を示す。図9(A)では画素回路650C(i,j)が、トランジスタSW3を有している。
トランジスタSW3のソースまたはドレインの一方は、トランジスタMのソースと電気的に接続されている。トランジスタSW3のソースまたはドレインの他方はCSCOM端子に電気的に接続されている。トランジスタSW3のゲートには、第3の走査線G3(i)が電気的に接続されている。
第3の走査線は、シフトレジスタ回路211の出力信号SRが第3の走査信号として与えられている。
図9(B)を用いて、画素回路650C(i,j)が有する第2の表示素子650(i,j)の抵抗成分のばらつきに影響を受けずに、駆動電流を制御する動作についてタイミングチャートを用いて説明する。第1の走査信号がHighの期間、第3の走査線G3にはシフトレジスタ回路211の出力信号SR(i)が第3の走査信号として与えられる。トランジスタSW3のゲートがHighとなり、トランジスタMのソースはCSCOM端子を介してコモン電圧が与えられる。
トランジスタMのソースと、第2の画素電極とは電気的に接続されているため、第2の画素電極と、第2の対向電極との間には第2の表示素子650(i,j)を介して電流が流れる。第2の表示素子650(i,j)の発光に寄与しない大きさの電流になるように、第2の表示素子650(i,j)の電気的特性からコモン電圧を決めることが望ましい。
シフトレジスタ回路211の出力信号SR(i)がHighの期間、トランジスタMのソースにコモン電圧が与えられる。画素回路750C(i,j)の有する第1の表示素子750(i,j)が、第1の階調信号により階調が変化する期間、画素回路650C(i,j)の第2の表示素子650(i,j)は発光に必要な電流が与えられないため、消灯している。
第2の走査信号がHighになり、画素回路650C(i,j)に階調信号を書き込む期間も、トランジスタMのソースはコモン電圧で固定されている。そのため画素回路650C(i,j)にはコモン電圧を基準とした階調信号が正しく与えられる。
図9(C)に、図9(A)の信号の電圧関係を示す。まず、走査信号について説明をする。第1の走査信号のHighの期間に与えられる高い電圧をG1_Hとし、Lowの期間に与えられる低い電圧をG1_Lとする。第2の走査信号のHighの期間に与えられる高い電圧をG2_Hとし、Lowの期間に与えられる低い電圧をG2_Lとする。一例としてG1_HとG2_H、およびG1_LとG2_Lが異なる電圧の例を示したが、それぞれを同じ電圧にすると電源の数を減らすことができるので回路規模を小さくできる。
階調信号について説明をする。一例として第1の表示素子750(i,j)が反転駆動を行う液晶素子について示す。第1の画素電極と、第1の対向電極が、ともにコモン電圧の時に表示が黒の階調を示すとき、第1の階調信号から生成されるもっとも大きな電圧を750_H1とし、反転駆動時の第1の階調信号から生成されるもっとも小さな電圧を750_H2とする。750_Lは、コモン電圧とする。第2の階調信号から生成されるもっとも大きな電圧を650_Hとし、第2の階調信号から生成されるもっとも小さな電圧を650_Lとする。750_H1と750_Lとの間もしくは、750_H2と750_Lとの間には、第1の範囲A、第2の範囲B1、第3の範囲B2を含む。
図9(C)では、650_Lには、750_Lと同じコモン電圧を与えたが、650_Lはカソード端子に流れる電流が、第2の表示素子650(i,j)の発光に寄与しない大きさの電圧が与えられることが好ましい。第2の表示素子650(i,j)の電気的特性から650_Lに与えるコモン電圧が求められることが好ましい。
図9(C)に示していない信号の電圧について示す。ANO端子に与えられるアノード電圧は、650_Hよりも大きな電圧が与えられ、VCath端子に与えられるカソード電圧は、650_Lよりも小さな電圧が与えられる。
図9(A)で示した回路では、画素回路650C(i,j)の有する第2の表示素子650(i,j)の抵抗成分のばらつきに影響を受けずに、駆動電流を制御する回路を追加しても、画素回路750C(i,j)が有する容量素子C1の基準電圧であるコモン電圧を利用することで、新規な配線を追加せずに、表示品質を改善することができる。
図9(A)で示した回路では、画素回路650C(i,j)が有する第2の表示素子650(i,j)の抵抗成分のばらつきに影響を受けずに、駆動電流を制御する回路を追加しても、第1の走査線G1と、第2の走査線G2とは異なるタイミングで走査信号がHighになることで、信号線に与えられる第1の階調信号と、第2の階調信号とは、お互いに影響を及ぼさない。
なお本発明の一様態は図5の画素回路710C(i,j)の回路構成に限らない。図5とは異なる画素回路710C(i,j)の回路構成の一例について図10(A)乃至(D)に図示する。
図10(A)乃至(D)は、トランジスタがバックゲートを有する画素を図示している。トランジスタ以外の構成については図5に示す回路と同様である。
図10(A)が、図5と異なる点を示す。図10(A)では画素回路710C(i,j)が有するトランジスタは、バックゲートを有するトランジスタを図示している。トランジスタSW1_1のゲートはトランジスタSW1_1のバックゲートと電気的に接続されている。トランジスタSW2_1のゲートはトランジスタSW2_1のバックゲートと電気的に接続されている。トランジスタM1のバックゲートのゲートも同様にバックゲートと電気的に接続されている。上記一対のゲートは、チャネル形成領域を間に介して、互いに重なる領域を有することが好ましい。
トランジスタSW1_1のゲート電圧と同じ電圧が、トランジスタSW1_1のバックゲートに与えられている。トランジスタSW2_1およびトランジスタM1もそれぞれのゲート電圧と同じ電圧が、それぞれのバックゲートに与えられている。
図10(B)が、図10(A)と異なる点を示す。図10(B)のトランジスタM2は、バックゲートがトランジスタM2のソースと接続されている。M2のソース電圧と同じ電圧が、M2のバックゲートに与えられる。
図10(C)が、図10(A)と異なる点を示す。図10(C)のトランジスタM3のバックゲートは、BGL端子と接続されている。バックゲートの電圧をBGL端子から与えることができる。
図10(D)が、図10(C)と異なる点を示す。図10(D)のトランジスタSW1_2のバックゲートと、トランジスタSW2_2のバックゲートは、BGL1端子と接続されている。バックゲートの電圧をBGL1端子から与えることができる。BGL1端子に与える電圧は、BGL端子に与える電圧と同じでもよいし、異なる電圧でもよい。
なお本発明の一様態は図10の画素回路710C(i,j)の回路構成に限らない。他の信号をバックゲートと電気的に接続もできるし、接続の方法を組み合わせることもできる。
なお本発明の一様態は、ゲートドライバ210に用いるトランジスタのバックゲートにも組み合わせることができる。
トランジスタは、ゲート電極(第1のゲート電極)およびバックゲート電極(第2のゲート電極)の電界により、チャネル領域が形成される酸化物半導体膜を電気的に取り囲むトランジスタのデバイス構造とすることができる。このようなデバイス構造を、surrounded channel(s−channel)構造と呼ぶ。
以上、本実施の形態で示す構成、方法は、他の実施の形態で示す構成、方法と適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示回路700の構成について、図11乃至図15を参照しながら説明する。
図11は本発明の一態様の表示回路700の構成を説明する図である。図11(A)は本発明の一態様の表示回路700の上面図である。図12(A−1)は図11(A)の表示回路700の一部を説明する下面図であり、図12(A−2)は図12(A−1)に図示する一部の構成を省略して説明する下面図である。図12(B−1)は、図12(A−1)と異なる開口位置について示した下面図である。
図13は本発明の一態様の表示回路700の構成を説明する図である。図13(A)は図11(A)の切断線X1−X2、X3−X4、X5−X6、X7−X8、X9−X10、X11−X12における断面図である。図13(B)は表示回路700の一部の構成を説明する断面図であり、図13(C)は表示回路700の他の一部の構成を説明する断面図である。
図14(A−1)および図14(A−2)は本発明の一態様の表示回路700に用いることができる開口部751Hの配置を説明する模式図である。
<表示装置の構成例1.>
本実施の形態で説明する表示回路700は、信号線S1(j)と、画素回路710C(i,j)と、を有する(図12(A−1)および図12(A−2)参照)。
画素回路710C(i,j)は、信号線S1(j)と電気的に接続される。
画素回路710C(i,j)は、画素回路750C(i,j)と、画素回路650C(i,j)有し、画素回路750C(i,j)が有する表示素子750(i,j)と、第1の導電膜と、第2の導電膜と、第2の絶縁膜601Cと、画素回路650C(i,j)が有する表示素子650(i,j)と、を有する(図13(A)参照)。
第1の導電膜は、表示素子750(i,j)と電気的に接続される(図13(A)参照)。例えば、第1の導電膜を、表示素子750(i,j)の第1の電極751(i,j)に用いることができる。
第2の導電膜は、第1の導電膜と重なる領域を備える。例えば、第2の導電膜を、トランジスタSW1に用いることができるトランジスタのソースまたはドレインとして機能する導電膜612Bに用いることができる。
第2の絶縁膜601Cは、第2の導電膜と第1の導電膜の間に挟まれる領域を備える。
画素回路710C(i,j)は、第2の導電膜と電気的に接続される。例えば、第2の導電膜をソースまたはドレインとして機能する導電膜612Bに用いたトランジスタを、画素回路710C(i,j)のトランジスタSW1に用いることができる(図13(A)および図2参照)。
第2の絶縁膜601Cは、開口部691Aを備える(図13(A)参照)。
第2の導電膜は、開口部691Aにおいて第1の導電膜と電気的に接続される。例えば、導電膜612Bは、第1の電極751(i,j)と電気的に接続される。
画素回路710C(i,j)は、信号線S1(j)と電気的に接続される(図2参照)。なお、導電膜612Aは、信号線S1(j)と電気的に接続される(図13(A)および図2参照)。
第1の電極751(i,j)は、第2の絶縁膜601Cに埋め込まれた側端部を備える。
また、本実施の形態で説明する表示回路700の画素回路710C(i,j)は、トランジスタSW1を備える。トランジスタSW1は、酸化物半導体を含む。
また、本実施の形態で説明する表示回路700の表示素子650(i,j)は、表示素子750(i,j)が表示をする方向と同一の方向に表示をする機能を備える。例えば、外光を反射する強度を制御して表示素子750(i,j)が表示をする方向を、破線の矢印で図中に示す。また、表示素子650(i,j)が表示をする方向を、実線の矢印で図中に示す(図13(A)参照)。
また、本実施の形態で説明する表示回路700の表示素子650(i,j)は、表示素子750(i,j)が表示をする領域に囲まれた領域に表示をする機能を備える(図14(A−1)または図14(A−2)参照)。なお、表示素子750(i,j)は、第1の電極751(i,j)と重なる領域に表示をし、表示素子650(i,j)は、開口部751Hと重なる領域に表示をする。
また、本実施の形態で説明する表示回路700の表示素子750(i,j)は、入射する光を反射する機能を備える反射膜と、反射する光の強さを制御する機能と、を有する。そして、反射膜は、開口部751Hを備える。なお、例えば、表示素子750(i,j)の反射膜に、第1の導電膜または第1の電極751(i,j)等を用いることができる。
また、表示素子650(i,j)は、開口部751Hに向けて光を射出する機能を有する。
また、本実施の形態で説明する表示回路700は、画素回路710C(i,j)と、一群の画素回路710C(i,1)乃至画素回路710C(i,n)と、他の一群の画素回路710C(1,j)乃至画素回路710C(m,j)と、第1の走査線G1(i)と、を有する(図1参照)。なお、iは1以上m以下の整数であり、jは1以上n以下の整数であり、mおよびnは1以上の整数である。
また、本実施の形態で説明する表示回路700は、第2の走査線G2(i)と、配線CSCOMと、配線ANOと、を有する。
一群の画素回路710C(i,1)乃至画素回路710C(i,n)は、画素回路710C(i,j)を含み、行方向(図中に矢印Rで示す方向)に配設される。
また、他の一群の画素回路710C(1,j)乃至画素回路710C(m,j)は、画素回路710C(i,j)を含み、行方向と交差する列方向(図中に矢印Cで示す方向)に配設される。
第1の走査線G1(i)は、行方向に配設される一群の画素回路710C(i,1)乃至画素回路710C(i,n)と電気的に接続される。
列方向に配設される他の一群の画素回路710C(1,j)乃至画素回路710C(m,j)は、信号線S1(j)と電気的に接続される。
例えば、図14(A−1)および図14(A−2)に示すように、画素内に設けられる開口部の位置は、隣接する画素において異なることが好ましい。ここでいう隣接する画素とは、行方向および列方向のいずれか、または行方向および列方向の双方を含むものとする。なお、例えば、第1の電極751(i,j)を反射膜に用いることができる。
図14(B−1)乃至図14(B−3)は本発明の一態様の表示回路700に用いることができる開口部751Hの配置例を示した模式図である。
図14(B−1)は図12(B−1)で下面図を示したが、図12(A−1)と比べるとCSCOMの配線を減らすことができ、高精細化に対応した表示装置を提供することができる。
図14(B−2)および図14(B−3)では第2の表示素子の開口位置が形成する面積が、図14(A−1)または図14(B−1)で示す配置よりおおきくなることで、第2の表示素子のように小さな開口でも、表示の品質を改善することができる。
上記本発明の一態様の表示回路700は、表示素子750と、表示素子750と電気的に接続される第1の導電膜と、第1の導電膜と重なる領域を備える第2の導電膜と、第2の導電膜と第1の導電膜の間に挟まれる領域を備える絶縁膜と、第2の導電膜と電気的に接続される画素回路と、画素回路と電気的に接続される表示素子650と、を含み、第2の絶縁膜は開口部を備え、第2の導電膜は第1の導電膜と開口部で電気的に接続される。
これにより、例えば同一の工程を用いて形成することができる画素回路を用いて、表示素子750と、表示素子750とは異なる方法を用いて表示をする表示素子650と、を駆動することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
また、本実施の形態で説明する表示回路700は、端子619Bと、導電膜611Bと、を有する(図13(A)参照)。
第2の絶縁膜601Cは、端子619Bおよび導電膜611Bの間に挟まれる領域を備える。また、第2の絶縁膜601Cは、開口部691Bを備える。
端子619Bは、開口部691Bにおいて導電膜611Bと電気的に接続される。また、導電膜611Bは、画素回路710C(i,j)と電気的に接続される。なお、例えば、第1の電極751(i,j)または第1の導電膜を反射膜に用いる場合、端子619Bの接点として機能する面は、第1の電極751(i,j)の、表示素子750(i,j)に入射する光に向いている面と同じ方向を向いている。
これにより、端子を介して電力または信号を、画素回路に供給することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
また、本実施の形態で説明する表示回路700の表示素子750(i,j)は、液晶材料を含む層753と、第1の電極751(i,j)および第2の電極752と、を備える。なお、第2の電極752は、第1の電極751(i,j)との間に液晶材料の配向を制御する電界が形成されるように配置される。
また、本実施の形態で説明する表示回路700は、配向膜AF1および配向膜AF2を備える。配向膜AF2は、配向膜AF1との間に液晶材料を含む層753を挟むように配設される。
また、本実施の形態で説明する表示回路700の表示素子650(i,j)は、第3の電極651(i,j)と、第4の電極652と、発光性の有機化合物を含む層653(j)と、を備える。
第4の電極652は、第3の電極651(i,j)と重なる領域を備える。発光性の有機化合物を含む層653(j)は、第3の電極651および第4の電極652の間に配設される。そして、第3の電極651(i,j)は、接続部622において、画素回路710C(i,j)と電気的に接続される。
また、本実施の形態で説明する表示回路700の画素回路710C(i,j)は、着色膜CF1と、遮光膜BMと、絶縁膜771と、機能膜770Pと、を有する。
着色膜CF1は、表示素子750(i,j)と重なる領域を備える。遮光膜BMは、表示素子750(i,j)と重なる領域に開口部を備える。
絶縁膜771は、着色膜CF1と液晶材料を含む層753の間または遮光膜BMと液晶材料を含む層753の間に配設される。これにより、着色膜CF1の厚さに基づく凹凸を平坦にすることができる。または、遮光膜BMまたは着色膜CF1等から液晶材料を含む層753への不純物の拡散を、抑制することができる。
機能膜770Pは、表示素子750(i,j)と重なる領域を備える。機能膜770Pは、表示素子750(i,j)との間に基板770を挟むように配設される。
また、本実施の形態で説明する表示回路700は、基板670と、基板770と、機能層620と、を有する。
基板770は、基板670と重なる領域を備える。機能層620は、基板670および基板770の間に配設される。
機能層620は、画素回路710C(i,j)と、表示素子650(i,j)と、絶縁膜621と、絶縁膜628と、を含む。また、機能層620は、絶縁膜618および絶縁膜616を含む。
絶縁膜621は、表示素子750(i,j)および表示素子650(i,j)の間に配設される。
絶縁膜628は、絶縁膜621および基板670の間に配設され、表示素子650(i,j)と重なる領域に開口部を備える。第3の電極651の周縁に沿って形成される絶縁膜628は、第3の電極651および第4の電極の短絡を防止することができる。
絶縁膜618は、絶縁膜621および表示素子750(i,j)の間に配設される領域を備え、絶縁膜616は、絶縁膜618および表示素子750(i,j)の間に配設される領域を備える。
また、本実施の形態で説明する表示回路700は、接合層605と、封止材705と、構造体KB1と、を有する。
接合層605は、機能層620および基板670の間に配設され、機能層620および基板670を貼り合せる機能を備える。
封止材705は、機能層620および基板770の間に配設され、機能層620および基板770を貼り合わせる機能を備える。
構造体KB1は、機能層620および基板770の間に所定の間隙を設ける機能を備える。
また、本実施の形態で説明する表示回路700は、端子619Cと、導電膜611Cと、導電体CPと、を有する。
第2の絶縁膜601Cは、端子619Cおよび導電膜611Cの間に挟まれる領域を備える。また、第2の絶縁膜601Cは、開口部691Cを備える。
端子619Cは、開口部691Cにおいて導電膜611Cと電気的に接続される。また、導電膜611Cは、画素回路710C(i,j)と電気的に接続される。
導電体CPは、端子619Cと第2の電極752の間に挟まれ、端子619Cと第2の電極752を電気的に接続する。例えば、導電性の粒子を導電体CPに用いることができる。
また、本実施の形態で説明する表示回路700は、駆動回路GDと、駆動回路SDと、を有する(図11(A)参照)。
駆動回路GDは、第1の走査線G1(i)と電気的に接続される。駆動回路GDは、例えばトランジスタMDを備える。具体的には、画素回路710C(i,j)に含まれるトランジスタと同じ工程で形成することができる半導体膜を含むトランジスタをトランジスタMDに用いることができる(図13(A)および図13(C)参照)。
駆動回路SDは、信号線S1(j)と電気的に接続される。駆動回路SDは、例えば端子619Bまたは端子619Cと同一の工程で形成することができる端子に導電材料を用いて電気的に接続される。
以下に、表示装置を構成する個々の要素について説明する。なお、これらの構成は明確に分離できず、一つの構成が他の構成を兼ねる場合や他の構成の一部を含む場合がある。
例えば第1の導電膜を、第1の電極751(i,j)に用いることができる。また、第1の導電膜を、反射膜に用いることができる。
また、第2の導電膜を、トランジスタのソースまたはドレインの機能を備える導電膜612Bに用いることができる。
《構成例1.》
本発明の一態様の表示回路700は、基板670、基板770、構造体KB1封止材705または接合層605、を有する。
また、本発明の一態様の表示回路700は、機能層620、絶縁膜621、絶縁膜628、を有する。
また、本発明の一態様の表示回路700は、信号線S1(j)、第1の走査線G1(i)、第2の走査線G2(i)、配線CSCOM、配線ANOを有する。
また、本発明の一態様の表示回路700は、第1の導電膜または第2の導電膜を有する。
また、本発明の一態様の表示回路700は、端子619B、端子619C、導電膜611Bまたは導電膜611Cを有する。
また、本発明の一態様の表示回路700は、画素回路710C(i,j)、トランジスタSW1、を有する。
また、本発明の一態様の表示回路700は、表示素子750(i,j)、第1の電極751(i,j)、反射膜、開口部751H、液晶材料を含む層753、第2の電極752、を有する。
また、本発明の一態様の表示回路700は、配向膜AF1、配向膜AF2、着色膜CF1、遮光膜BM、絶縁膜771、機能膜770Pを有する。
表示回路700では、着色膜CF1は絶縁膜621と、表示素子750(i,j)との間に、表示素子650(i,j)の光が通過する開口部751Hと重なる位置に配置されてもよい。
また、本発明の一態様の表示回路700は、表示素子650(i,j)、3の電極651(i,j)、第4の電極652または発光性の有機化合物を含む層653(j)を有する。
また、本発明の一態様の表示回路700は、第2の絶縁膜601Cを有する。
また、本発明の一態様の表示回路700は、駆動回路GDまたは駆動回路SDを有する。
《基板670》
作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を基板670等に用いることができる。具体的には厚さ0.7mmの無アルカリガラスを用いることができる。
例えば、第6世代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200mm)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800mm)、第10世代(2950mm×3400mm)等の面積が大きなガラス基板を基板670等に用いることができる。これにより、大型の表示装置を作製することができる。
有機材料、無機材料または有機材料と無機材料等の複合材料等を基板670等に用いることができる。例えば、ガラス、セラミックス、金属等の無機材料を基板670等に用いることができる。
具体的には、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、石英またはサファイア等を、基板670等に用いることができる。具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸窒化物膜等を、基板670等に用いることができる。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ膜等を、基板670等に用いることができる。SUSまたはアルミニウム等を、基板670等に用いることができる。
例えば、シリコンや炭化シリコンからなる単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、SOI基板等を基板670等に用いることができる。これにより、半導体素子を基板670等に形成することができる。
例えば、樹脂、樹脂フィルムまたはプラスチック等の有機材料を基板670等に用いることができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂等の樹脂フィルムまたは樹脂板を、基板670等に用いることができる。
例えば、金属板、薄板状のガラス板または無機材料等の膜を樹脂フィルム等に貼り合わせた複合材料を基板670等に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の金属、ガラスもしくは無機材料等を樹脂フィルムに分散した複合材料を、基板670等に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の樹脂もしくは有機材料等を無機材料に分散した複合材料を、基板670等に用いることができる。
また、単層の材料または複数の層が積層された材料を、基板670等に用いることができる。例えば、基材と基材に含まれる不純物の拡散を防ぐ絶縁膜等が積層された材料を、基板670等に用いることができる。具体的には、ガラスとガラスに含まれる不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン層、窒化シリコン層または酸化窒化シリコン層等から選ばれた一または複数の膜が積層された材料を、基板670等に用いることができる。または、樹脂と樹脂を透過する不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜等が積層された材料を、基板670等に用いることができる。
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート若しくはアクリル樹脂等の樹脂フィルム、樹脂板または積層体等を基板670等に用いることができる。
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂もしくはシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を基板670等に用いることができる。
具体的には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)またはアクリル等を基板670等に用いることができる。
また、紙または木材などを基板670等に用いることができる。
例えば、可撓性を有する基板を基板670等に用いることができる。
なお、トランジスタまたは容量素子等を基板に直接形成する方法を用いることができる。また、例えば作製工程中に加わる熱に耐熱性を有する工程用の基板にトランジスタまたは容量素子等を形成し、形成されたトランジスタまたは容量素子等を基板670等に転置する方法を用いることができる。これにより、例えば可撓性を有する基板にトランジスタまたは容量素子等を形成できる。
《基板770》
例えば、透光性を備える材料を基板770に用いることができる。具体的には、基板670に用いることができる材料から選択された材料を基板770に用いることができる。具体的には厚さ0.7mmまたは厚さ0.1mm程度まで研磨した無アルカリガラスを用いることができる。
《構造体KB1》
例えば、有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材料を構造体KB1等に用いることができる。これにより、構造体KB1等を挟む構成の間に所定の間隔を設けることができる。
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の複合材料などを構造体KB1等に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。
《封止材705》
無機材料、有機材料または無機材料と有機材料の複合材料等を封止材705等に用いることができる。
例えば、熱溶融性の樹脂または硬化性の樹脂等の有機材料を、封止材705等に用いることができる。
例えば、反応硬化型接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤または/および嫌気型接着剤等の有機材料を封止材705等に用いることができる。
具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等を含む接着剤を封止材705等に用いることができる。
《接合層605》
例えば、封止材705に用いることができる材料を接合層605に用いることができる。
《絶縁膜621》
例えば、絶縁性の無機材料、絶縁性の有機材料または無機材料と有機材料を含む絶縁性の複合材料を、絶縁膜621等に用いることができる。
具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸化窒化物膜等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を、絶縁膜621等に用いることができる。例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を含む膜を、絶縁膜621等に用いることができる。
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の積層材料もしくは複合材料などを絶縁膜621等に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。
これにより、例えば絶縁膜621と重なるさまざまな構造に由来する段差を平坦化することができる。
《絶縁膜628》
例えば、絶縁膜621に用いることができる材料を絶縁膜628等に用いることができる。具体的には、厚さ1μmのポリイミドを含む膜を絶縁膜628に用いることができる。
《第2の絶縁膜601C》
例えば、絶縁膜621に用いることができる材料を第2の絶縁膜601Cに用いることができる。具体的には、シリコンおよび酸素を含む材料を第2の絶縁膜601Cに用いることができる。これにより、画素回路または表示素子等への不純物の拡散を抑制することができる。
例えば、シリコン、酸素および窒素を含む厚さ200nmの膜を第2の絶縁膜601Cに用いることができる。
なお、第2の絶縁膜601Cは、開口部691A、開口部691Bまたは開口部691Cを有する。
《配線、端子、導電膜》
導電性を備える材料を配線等に用いることができる。具体的には、導電性を備ええる材料を、信号線S1(j)、第1の走査線G1(i)、第2の走査線G2(i)、配線CSCOM、配線ANO、端子619B、端子619C、導電膜611Bまたは導電膜611C等に用いることができる。
例えば、無機導電性材料、有機導電性材料、金属または導電性セラミックスなどを配線等に用いることができる。
具体的には、アルミニウム、金、白金、銀、銅、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、パラジウムまたはマンガンから選ばれた金属元素などを、配線等に用いることができる。または、上述した金属元素を含む合金などを、配線等に用いることができる。特に、銅とマンガンの合金がウエットエッチング法を用いた微細加工に好適である。
具体的には、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等を配線等に用いることができる。
具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を、配線等に用いることができる。
具体的には、グラフェンまたはグラファイトを含む膜を配線等に用いることができる。
例えば、酸化グラフェンを含む膜を形成し、酸化グラフェンを含む膜を還元することにより、グラフェンを含む膜を形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等を挙げることができる。
具体的には、導電性高分子を配線等に用いることができる。
《第1の導電膜、第2の導電膜》
例えば、配線等に用いることができる材料を第1の導電膜または第2の導電膜に用いることができる。
また、第1の電極671(i,j)または配線等を第1の導電膜に用いることができる。
また、トランジスタSW1に用いることができるトランジスタの導電膜612Bまたは配線等を第2の導電膜に用いることができる。
《トランジスタSW1、トランジスタSW2、トランジスタM》
例えば、ボトムゲート型またはトップゲート型等のトランジスタをトランジスタSW1、トランジスタSW2、トランジスタM等に用いることができる。
例えば、14族の元素を含む半導体を半導体膜に用いるトランジスタを利用することができる。具体的には、シリコンを含む半導体を半導体膜に用いることができる。例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン、微結晶シリコンまたはアモルファスシリコンなどを半導体膜に用いたトランジスタを用いることができる。
例えば、酸化物半導体を半導体膜に用いるトランジスタを利用することができる。具体的には、インジウムを含む酸化物半導体またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物半導体を半導体膜に用いることができる。なお、酸化物半導体の一例については、実施の形態4にて詳細に説明する。
一例を挙げれば、アモルファスシリコンを半導体膜に用いたトランジスタと比較して、オフ状態におけるリーク電流が小さいトランジスタをトランジスタSW1、トランジスタSW2、トランジスタM等に用いることができる。具体的には、酸化物半導体を半導体膜608に用いたトランジスタをトランジスタSW1、トランジスタSW2、トランジスタM等に用いることができる。
これにより、アモルファスシリコンを半導体膜に用いたトランジスタを利用する画素回路と比較して、画素回路が画像信号を保持することができる時間を長くすることができる。具体的には、フリッカの発生を抑制しながら、選択信号を30Hz未満、好ましくは1Hz未満より好ましくは一分に一回未満の頻度で供給することができる。その結果、情報処理装置の使用者に蓄積する疲労を低減することができる。また、駆動に伴う消費電力を低減することができる。
トランジスタSW1に用いることができるトランジスタは、半導体膜608および半導体膜608と重なる領域を備える導電膜604を備える(図13(B)参照)。また、トランジスタSW1に用いることができるトランジスタは、導電膜612Aおよび導電膜612Bを備える。
なお、導電膜604はゲートの機能を備え、絶縁膜606はゲート絶縁膜の機能を備える。また、導電膜612Aはソースの機能またはドレインの機能の一方を備え、導電膜612Bはソースの機能またはドレインの機能の他方を備える。
また、導電膜604との間に半導体膜608を挟むように設けられた導電膜624を備えるトランジスタを、トランジスタMに用いることができる(図13(C)参照)。
タンタルおよび窒素を含む厚さ10nmの膜と、銅を含む厚さ300nmの膜と、をこの順で積層した導電膜を導電膜604に用いることができる。
シリコンおよび窒素を含む厚さ400nmの膜と、シリコン、酸素および窒素を含む厚さ200nmの膜と、を積層した材料を絶縁膜606に用いることができる。
インジウム、ガリウムおよび亜鉛を含む厚さ25nmの膜を、半導体膜608に用いることができる。
タングステンを含む厚さ50nmの膜と、アルミニウムを含む厚さ400nmの膜と、チタンを含む厚さ100nmの膜と、をこの順で積層した導電膜を、導電膜612Aまたは導電膜612Bに用いることができる。
《表示素子750(i,j)》
例えば、光の反射または透過を制御する機能を備える表示素子を、表示素子750(i,j)等に用いることができる。例えば、液晶素子と偏光板を組み合わせた構成またはシャッター方式のMEMS表示素子等を用いることができる。反射型の表示素子を用いることにより、表示装置の消費電力を抑制することができる。具体的には、反射型の液晶表示素子を表示素子750に用いることができる。
IPS(In−Plane−Switching)モード、TN(Twisted Nematic)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、ASM(Axially Symmetric aligned Micro−cell)モード、OCB(Optically Compensated Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal)モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。実施の形態1で用いたメルク製 MLC3019は、TNモードの液晶素子である。
また、例えば垂直配向(VA)モード、具体的には、MVA(Multi−Domain Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)モード、ECB(Electrically Controlled Birefringence)モード、CPA(Continuous Pinwheel Alignment)モード、ASV(Advanced Super−View)モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。
例えば、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。または、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す液晶材料を用いることができる。または、ブルー相を示す液晶材料を用いることができる。
《第1の電極751(i,j)》
例えば、配線等に用いる材料を第1の電極751(i,j)に用いることができる。具体的には、反射膜を第1の電極751(i,j)に用いることができる。
《反射膜》
例えば、可視光を反射する材料を反射膜に用いることができる。具体的には、銀を含む材料を反射膜に用いることができる。例えば、銀およびパラジウム等を含む材料または銀および銅等を含む材料を反射膜に用いることができる。
反射膜は、例えば、液晶材料を含む層753を透過してくる光を反射する。これにより、表示素子750を反射型の液晶素子にすることができる。また、例えば、表面に凹凸を備える材料を、反射膜に用いることができる。これにより、入射する光をさまざまな方向に反射して、白色の表示をすることができる。
なお、第1の電極751(i,j)を反射膜に用いる構成に限られない。例えば、液晶材料を含む層753と第1の電極751(i,j)の間に反射膜を配設する構成を用いることができる。または、反射膜と液晶材料を含む層753の間に透光性を有する第1の電極751(i,j)を配置する構成を用いることができる。
《開口部751H》
非開口部の総面積に対する開口部751Hの総面積の比の値が大きすぎると、表示素子750(i,j)を用いた表示が暗くなってしまう。また、非開口部の総面積に対する開口部751Hの総面積の比の値が小さすぎると、表示素子650(i,j)を用いた表示が暗くなってしまう。
また、反射膜に設ける開口部751Hの面積が小さすぎると、表示素子650が射出する光から取り出せる光の効率が低下してしまう。
多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状を開口部751Hの形状に用いることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状を開口部751Hの形状に用いることができる。また、開口部751Hを隣接する画素に寄せて配置してもよい。好ましくは、開口部751Hを同じ色を表示する機能を備える他の画素に寄せて配置する。これにより、表示素子650が射出する光が隣接する画素に配置された着色膜に入射してしまう現象(クロストークともいう)を抑制できる。
《第2の電極752》
例えば、可視光について透光性を有し且つ導電性を備える材料を、第2の電極752に用いることができる。
例えば、導電性酸化物、光が透過する程度に薄い金属膜または金属ナノワイヤーを第2の電極752に用いることができる。
具体的には、インジウムを含む導電性酸化物を第2の電極752に用いることができる。または、厚さ1nm以上10nm以下の金属薄膜を第2の電極752に用いることができる。または、銀を含む金属ナノワイヤーを第2の電極752に用いることができる。
具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、アルミニウムを添加した酸化亜鉛などを、第2の電極752に用いることができる。
《配向膜AF1、配向膜AF2》
例えば、ポリイミド等を含む材料を配向膜AF1または配向膜AF2に用いることができる。具体的には、所定の方向に配向するようにラビンング処理または光配向技術を用いて形成された材料を用いることができる。
例えば、可溶性のポリイミドを含む膜を配向膜AF1または配向膜AF2に用いることができる。
《着色膜CF1》
所定の色の光を透過する材料を着色膜CF1に用いることができる。これにより、着色膜CF1を例えばカラーフィルターに用いることができる。
例えば、青色の光を透過する材料、緑色の光を透過する材料、赤色の光を透過する材料、黄色の光を透過する材料または白色の光を透過する材料などを着色膜CF1に用いることができる。
《遮光膜BM》
光の透過を妨げる材料を遮光膜BMに用いることができる。これにより、遮光膜BMを例えばブラックマトリクスに用いることができる。
《絶縁膜771》
例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を絶縁膜771に用いることができる。
《機能膜770P》
例えば、偏光板、位相差板、拡散フィルム、反射防止膜または集光フィルム等を機能膜770Pに用いることができる。または、2色性色素を含む偏光板を機能膜770Pに用いることができる。
また、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜などを、機能膜770Pに用いることができる。
《表示素子650(i,j)》
例えば、発光素子を第2の表示素子650(i,j)に用いることができる。具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子、無機エレクトロルミネッセンス素子または発光ダイオードなどを、表示素子650(i,j)に用いることができる。
例えば、青色の光を射出するように積層された積層体、緑色の光を射出するように積層された積層体または赤色の光を射出するように積層された積層体等を、発光性の有機化合物を含む層653(j)に用いることができる。
例えば、信号線S1(j)に沿って列方向に長い帯状の積層体を、発光性の有機化合物を含む層653(j)に用いることができる。また、発光性の有機化合物を含む層653(j)とは異なる色の光を射出する信号線S1(j+1)に沿って列方向に長い帯状の積層体を、発光性の有機化合物を含む層653(j+1)に用いることができる。
また、例えば、白色の光を射出するように積層された積層体を、発光性の有機化合物を含む層653(j)および発光性の有機化合物を含む層653(j+1)に用いることができる。具体的には、青色の光を射出する蛍光材料を含む発光性の有機化合物を含む層と、緑色および赤色の光を射出する蛍光材料以外の材料を含む層または黄色の光を射出する蛍光材料以外の材料を含む層と、を積層した積層体を、発光性の有機化合物を含む層653(j)および発光性の有機化合物を含む層653(j+1)に用いることができる。
例えば、配線等に用いることができる材料を第3の電極651(i,j)または第4の電極652に用いることができる。
例えば、配線等に用いることができる材料から選択された、可視光について透光性を有する材料を、第3の電極651(i,j)に用いることができる。
具体的には、導電性酸化物またはインジウムを含む導電性酸化物、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを、第3の電極651(i,j)に用いることができる。または、光が透過する程度に薄い金属膜を第3の電極651(i,j)に用いることができる。
例えば、配線等に用いることができる材料から選択された可視光について反射性を有する材料を、第4の電極652に用いることができる。
《駆動回路GD》
シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等を駆動回路GDに用いることができる。例えば、トランジスタMD、容量素子等を駆動回路GDに用いることができる。具体的には、トランジスタMと同一の工程で形成することができる半導体膜を備えるトランジスタを用いることができる。
または、トランジスタSW1に用いることができるトランジスタと異なる構成をトランジスタMDに用いることができる。具体的には、導電膜624を有するトランジスタをトランジスタMDに用いることができる(図13(C)参照)。
導電膜604との間に半導体膜608を挟むように、導電膜624を配設し、導電膜624および半導体膜608の間に絶縁膜616を配設し、半導体膜608および導電膜604の間に絶縁膜606を配設する。例えば、導電膜604と同じ電圧を供給する配線に導電膜624を電気的に接続する。
なお、トランジスタMと同一の構成を、トランジスタMDに用いることができる。
《駆動回路SD》
例えば、集積回路を駆動回路SDに用いることができる。具体的には、シリコン基板上に形成された集積回路を駆動回路SDに用いることができる。
例えば、COG(Chip on glass)法を用いて、画素回路710C(i,j)と電気的に接続されるパッドに駆動回路SDを実装することができる。具体的には、異方性導電膜を用いて、パッドに集積回路を実装できる。
なお、パッドは、端子619Bまたは端子619Cと同一の工程で形成することができる。
<表示装置の構成例2.>
図15は本発明の一態様の表示回路700Bの構成を説明する図である。図15(A)は図11(A)の切断線X1−X2、X3−X4、X5−X6、X7−X8、X9−X10、X11−X12における断面図である。図15(B)は表示装置の一部の構成を説明する断面図である。
なお、表示回路700Bは、ボトムゲート型のトランジスタに換えてトップゲート型のトランジスタを有する点が、図13を参照しながら説明する表示回路700とは異なる。ここでは、上記の説明と同様の構成を用いることができる部分について上記の説明を援用し、異なる部分について詳細に説明する。
《トランジスタSW1B、トランジスタMB、トランジスタMDB》
トランジスタSW1Bに用いることができるトランジスタ、トランジスタMBおよびトランジスタMDBは、絶縁膜601Cと重なる領域を備える導電膜604と、絶縁膜601Cおよび導電膜604の間に配設される領域を備える半導体膜608と、を備える。なお、導電膜604はゲート電極の機能を備える図15(B)。
半導体膜608は、導電膜604と重ならない第1の領域608Aおよび第2の領域608Bと、第1の領域608Aおよび第2の領域608Bの間に導電膜604と重なる第3の領域608Cと、を備える。
トランジスタMDBは絶縁膜606を、第3の領域608Cおよび導電膜604の間に備える。なお、絶縁膜606はゲート絶縁膜の機能を備える。
第1の領域608Aおよび第2の領域608Bは、第3の領域608Cに比べて抵抗率が低く、ソース領域の機能またはドレイン領域の機能を備える。
なお、例えば本実施の形態の最後において詳細に説明する酸化物半導体の抵抗率を制御する方法を用いて、第1の領域608Aおよび第2の領域608Bを半導体膜608に形成することができる。具体的には、希ガスを含むガスを用いるプラズマ処理を適用することができる。
また、例えば、導電膜604をマスクに用いることができる。これにより、第3の領域608Cの一部の形状を、導電膜604の端部の形状に自己整合させることができる。
トランジスタMDBは、第1の領域608Aと接する導電膜612Aと、第2の領域608Bと接する導電膜612Bと、を備える。導電膜612Aおよび導電膜612Bは、ソースまたはドレインの機能を備える。
トランジスタMDBと同一の工程で形成することができるトランジスタをトランジスタMBに用いることができる。
<酸化物半導体の抵抗率の制御方法>
酸化物半導体膜の抵抗率を制御する方法について説明する。
所定の抵抗率を備える酸化物半導体膜を、半導体膜608または導電膜624等に用いることができる。
例えば、酸化物半導体膜に含まれる水素、水等の不純物の濃度および/または膜中の酸素欠損を制御する方法を、酸化物半導体の抵抗率を制御する方法に用いることができる。
具体的には、プラズマ処理を水素、水等の不純物濃度および/または膜中の酸素欠損を増加または低減する方法に用いることができる。
具体的には、希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xe)、水素、ボロン、リンおよび窒素の中から選ばれた一種以上を含むガスを用いて行うプラズマ処理を適用できる。例えば、Ar雰囲気下でのプラズマ処理、Arと水素の混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、アンモニア雰囲気下でのプラズマ処理、Arとアンモニアの混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、または窒素雰囲気下でのプラズマ処理などを適用できる。これにより、キャリア密度が高く、抵抗率が低い酸化物半導体膜にすることができる。
または、イオン注入法、イオンドーピング法またはプラズマイマージョンイオンインプランテーション法などを用いて、水素、ボロン、リンまたは窒素を酸化物半導体膜に注入して、抵抗率が低い酸化物半導体膜にすることができる。
または、水素を含む絶縁膜を酸化物半導体膜に接して形成し、絶縁膜から酸化物半導体膜に水素を拡散させる方法を用いることができる。これにより、酸化物半導体膜のキャリア密度を高め、抵抗率を低くすることができる。
例えば、膜中の含有水素濃度が1×1022atoms/cm以上の絶縁膜を酸化物半導体膜に接して形成することで、効果的に水素を酸化物半導体膜に含有させることができる。具体的には、窒化シリコン膜を酸化物半導体膜に接して形成する絶縁膜に用いることができる。
酸化物半導体膜に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になると共に、酸素が脱離した格子(または酸素が脱離した部分)に酸素欠損を形成する。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合することで、キャリアである電子を生成する場合がある。これにより、キャリア密度が高く、抵抗率が低い酸化物半導体膜にすることができる。
具体的には、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)により得られる水素濃度が、8×1019atoms/cm以上、好ましくは1×1020atoms/cm以上、より好ましくは5×1020atoms/cm以上である酸化物半導体を導電膜624に好適に用いることができる。
一方、抵抗率の高い酸化物半導体をトランジスタのチャネルが形成される半導体膜に用いることができる。具体的には半導体膜608に好適に用いることができる。
例えば、酸素を含む絶縁膜、別言すると、酸素を放出することが可能な絶縁膜を酸化物半導体に接して形成し、絶縁膜から酸化物半導体膜に酸素を供給させて、膜中または界面の酸素欠損を補填することができる。これにより、抵抗率が高い酸化物半導体膜にすることができる。
例えば、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を、酸素を放出することが可能な絶縁膜に用いることができる。
酸素欠損が補填され、水素濃度が低減された酸化物半導体膜は、高純度真性化、または実質的に高純度真性化された酸化物半導体膜といえる。ここで、実質的に真性とは、酸化物半導体膜のキャリア密度が、8×1011個/cm未満、好ましくは1×1011/cm未満、さらに好ましくは1×1010個/cm未満であることを指す。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度を低減することができる。
また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜を備えるトランジスタは、オフ電流が著しく小さく、チャネル幅が1×10μmでチャネル長Lが10μmの素子であっても、ソースとドレイン間の電圧(ドレイン電圧)が1Vから10Vの範囲において、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち1×10−13A以下という特性を備えることができる。
上述した高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜をチャネル領域に用いるトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。
具体的には、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)により得られる水素濃度が、2×1020atoms/cm以下、好ましくは5×1019atoms/cm以下、より好ましくは1×1019atoms/cm以下、5×1018atoms/cm未満、好ましくは1×1018atoms/cm以下、より好ましくは5×1017atoms/cm以下、さらに好ましくは1×1016atoms/cm以下である酸化物半導体を、トランジスタのチャネルが形成される半導体に好適に用いることができる。
なお、半導体膜608よりも水素濃度および/または酸素欠損量が多く、抵抗率が低い酸化物半導体膜を、導電膜624に用いる。
また、半導体膜608に含まれる水素濃度の2倍以上、好ましくは10倍以上の濃度の水素を含む膜を、導電膜624に用いることができる。
また、半導体膜608の抵抗率の1×10−8倍以上1×10−1倍未満の抵抗率を備える膜を、導電膜624に用いることができる。
具体的には、1×10−3Ωcm以上1×10Ωcm未満、好ましくは、1×10−3Ωcm以上1×10−1Ωcm未満である膜を、導電膜624に用いることができる。
(実施の形態4)
<CAC−OSの構成>
以下では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができるCAC(Cloud Aligned Complementary)−OSの構成について説明する。
CAC−OSとは、例えば、酸化物半導体を構成する元素が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、酸化物半導体において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
なお、酸化物半導体は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OS(CAC−OSの中でもIn−Ga−Zn酸化物を、特にCAC−IGZOと呼称してもよい。)とは、インジウム酸化物(以下、InOX1(X1は0よりも大きい実数)とする。)、またはインジウム亜鉛酸化物(以下、InX2ZnY2Z2(X2、Y2、およびZ2は0よりも大きい実数)とする。)と、ガリウム酸化物(以下、GaOX3(X3は0よりも大きい実数)とする。)、またはガリウム亜鉛酸化物(以下、GaX4ZnY4Z4(X4、Y4、およびZ4は0よりも大きい実数)とする。)などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のInOX1、またはInX2ZnY2Z2が、膜中に均一に分布した構成(以下、クラウド状ともいう。)である。
つまり、CAC−OSは、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合酸化物半導体である。なお、本明細書において、例えば、第1の領域の元素Mに対するInの原子数比が、第2の領域の元素Mに対するInの原子数比よりも大きいことを、第1の領域は、第2の領域と比較して、Inの濃度が高いとする。
なお、IGZOは通称であり、In、Ga、Zn、およびOによる1つの化合物をいう場合がある。代表例として、InGaO(ZnO)m1(m1は自然数)、またはIn(1+x0)Ga(1−x0)(ZnO)m0(−1≦x0≦1、m0は任意数)で表される結晶性の化合物が挙げられる。
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはCAAC構造を有する。なお、CAAC構造とは、複数のIGZOのナノ結晶がc軸配向を有し、かつa−b面においては配向せずに連結した結晶構造である。
一方、CAC−OSは、酸化物半導体の材料構成に関する。CAC−OSとは、In、Ga、Zn、およびOを含む材料構成において、一部にGaを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。したがって、CAC−OSにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
なお、CAC−OSは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Inを主成分とする膜と、Gaを主成分とする膜との2層からなる構造は、含まない。
なお、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、CAC−OSは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。
CAC−OSは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、CAC−OSをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス(代表的にはアルゴン)、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を0%以上30%未満、好ましくは0%以上10%以下とすることが好ましい。
CAC−OSは、X線回折(XRD:X−ray diffraction)測定法のひとつであるOut−of−plane法によるθ/2θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、X線回折から、測定領域のa−b面方向、およびc軸方向の配向は見られないことが分かる。
またCAC−OSは、プローブ径が1nmの電子線(ナノビーム電子線ともいう。)を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。したがって、電子線回折パターンから、CAC−OSの結晶構造が、平面方向、および断面方向において、配向性を有さないnc(nano−crystal)構造を有することがわかる。
また例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSでは、エネルギー分散型X線分光法(EDX:Energy Dispersive X−ray spectroscopy)を用いて取得したEDXマッピングにより、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
CAC−OSは、金属元素が均一に分布したIGZO化合物とは異なる構造であり、IGZO化合物と異なる性質を有する。つまり、CAC−OSは、GaOX3などが主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。
ここで、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域は、GaOX3などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。したがって、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度(μ)が実現できる。
一方、GaOX3などが主成分である領域は、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、GaOX3などが主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。
したがって、CAC−OSを半導体素子に用いた場合、GaOX3などに起因する絶縁性と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流(Ion)、および高い電界効果移動度(μ)を実現することができる。
また、CAC−OSを用いた半導体素子は、信頼性が高い。したがって、CAC−OSは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
(実施の形態5)
次いで上記実施の形態に示す表示パネルを用いた表示モジュールの応用例について、図16を用いて説明を行う。
図16に示す表示モジュール800は、上部カバー801と下部カバー802との間に、FPC803に接続されたタッチパネル804、FPC805に接続された表示パネル806、フレーム809、プリント基板810、バッテリ811を有する。なお、バッテリ811、タッチパネル804などは、設けられない場合もある。
上記実施の形態で説明した表示パネルは、図16における表示パネル806に用いることができる。
上部カバー801および下部カバー802は、タッチパネル804および表示パネル806のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
タッチパネル804は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル806に重畳して用いることができる。また、表示パネル806の対向基板(封止基板)に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。または、表示パネル806の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。または、表示パネル806の各画素内にタッチセンサ用電極を設け、静電容量方式のタッチパネルとすることも可能である。この場合、タッチパネル804を省略することも可能である。
上部カバー801は光路を有してもよい。プリント基板810に実装された光源から照射された光が、上部カバー801の光路を通り、上部カバーの1辺より照射され、光を照射する1辺とは異なる他の一辺の光路に入射される光の有無をプリント基板810に実装された光センサによって判断することで、指やペンなどのタッチなどにより、画面タッチの有無を検出することも可能である。この場合、表示パネル806または表示パネル806の対向基板にタッチパネル機能を持たせなくてもよく、さらにタッチパネル804を省略することも可能である。
図17(A)は、タッチパネル804の一例として相互容量方式のタッチセンサを用いた場合の構成例を示す模式図である。なお図17(A)では、一例として、パルス電圧が与えられる配線CLxをX1−X6の6本の配線、電流の変化を検知する配線CLyをY1−Y6の6本の配線として示している。なお、配線の数は、これに限定されない。また図17(A)は、配線CLxおよび配線CLyが重畳すること、または、配線CLxおよび配線CLyが近接して配置されることで形成される容量素子854を図示している。
配線CLxおよび配線CLyはIC850に電気的に接続されている。IC850は、駆動回路851および検出回路852を含む。
駆動回路851は、一例としては、X1−X6の配線に順にパルスを印加するための回路である。X1−X6の配線にパルス電圧が印加されることで、容量素子854を形成する配線CLxおよび配線CLyの間に電界が生じる。そしてパルス電圧によって容量素子854に電流が流れる。この電極間に生じる電界が、指やペンなどのタッチによる遮蔽等により変化する。つまり、指やペンなどのタッチなどにより、容量素子854の容量値が変化する。このように、指やペンなどのタッチなどにより、容量値に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または接触を検出することができる。
検出回路852は、容量素子854での容量値の変化による、Y1−Y6の配線での電流の変化を検出するための回路である。Y1−Y6の配線では、被検知体の近接または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接または接触により容量値が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出は、電流量の総和を検出してもよい。その場合には、積分回路等を用いて検出を行えばよい。または、電流のピーク値を検出してもよい。その場合には、電流を電圧に変換して、電圧値のピーク値を検出してもよい。
図17(A)において、駆動回路851と検出回路852は同一のICで形成されているが、それぞれの回路を異なるICに形成してもよい。検出回路852は、ノイズの影響を受けて誤動作し易い。一方で、駆動回路851はノイズの発生源になり得る。駆動回路851と検出回路852を異なるICで形成することで、検出回路852の誤動作を防ぐことができる。
また、駆動回路851、検出回路852および表示パネル806の駆動回路を1つのICで形成してもよい。その場合、表示モジュール全体に占めるICのコストを低減させることができる。
図17(A)においてIC850はタッチパネル804に配置されているが、IC850はFPC803に配置されてもよい。その場合の模式図を図17(B)に示す。
再び、図16に戻る。
フレーム809は、表示パネル806の保護機能の他、プリント基板810の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム809は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板810は、電源回路、ビデオ信号およびクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。さらに、タッチ検出のための光源および光センサを有してもよい。光源の波長域は、780nmより大きい波長域が望ましく、1.6umより大きな波長域がより望ましい。光センサは、特定の範囲の波長域の光を検出する機能を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ811による電源であってもよい。バッテリ811は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、表示モジュール800には、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器および表示装置について、図面を用いて説明する。
本発明の一態様のサブ画素をもつ高精細な表示部を用いて、薄型である、軽量である、曲面を有する、もしくは可撓性を有する、発光装置、表示装置、または半導体装置等を作製できる。これら本発明の一態様が適用された発光装置、表示装置、または半導体装置等を用いて、薄型である、軽量である、曲面を有する、もしくは可撓性を有する、電子機器または表示装置を作製できる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置(テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
本発明の一態様の電子機器または表示装置は可撓性を有するため、家屋もしくはビルの内壁もしくは外壁、または、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池(リチウムイオンポリマー電池)等のリチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などが挙げられる。
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像または情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナおよび二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
図18(A)、(B)、(C1)、(C2)、(D)、(E)に、湾曲した表示部7000を有する電子機器の一例を示す。表示部7000はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。表示部7000は可撓性を有していてもよい。図1の表示装置10を用いることで、視認性に優れ、消費電力を小さくした電子機器を提供することができる。
表示部7000は、本発明の一態様のサブ画素をもつ高精細な表示部を用いて作製された発光装置、表示装置、または入出力装置を有する。
本発明の一態様により、湾曲した表示部を備える電子機器を提供できる。
図18(A)に携帯電話機の一例を示す。携帯電話機7100は、筐体7101、表示部7000、操作ボタン7103、外部接続ポート7104、スピーカ7105、マイク7106等を有する。
図18(A)に示す携帯電話機7100は、表示部7000にタッチセンサを備える。電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指またはスタイラスなどで表示部7000に触れることで行うことができる。
また、操作ボタン7103の操作により、電源のON、OFF動作、または表示部7000に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
図18(B)にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置7200は、筐体7201に表示部7000が組み込まれている。ここでは、スタンド7203により筐体7201を支持した構成を示している。
図18(B)に示すテレビジョン装置7200の操作は、筐体7201が備える操作トランジスタ、または別体のリモコン操作機7211により行うことができる。または、表示部7000にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部7000に触れることで操作してもよい。リモコン操作機7211は、当該リモコン操作機7211から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機7211が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネルまたは音量の操作を行うことができ、表示部7000に表示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置7200は、受信機およびモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
図18(C1)、(C2)、(D)、(E)に携帯情報端末の一例を示す。各携帯情報端末は、筐体7301および表示部7000を有する。さらに、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク、アンテナ、またはバッテリ等を有していてもよい。表示部7000にはタッチセンサを備える。携帯情報端末の操作は、指またはスタイラスなどで表示部7000に触れることで行うことができる。
図18(C1)は、携帯情報端末7300の斜視図であり、図18(C2)は携帯情報端末7300の上面図である。図18(D)は、携帯情報端末7310の斜視図である。図18(E)は、携帯情報端末7320の斜視図である。
本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つまたは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとしてそれぞれ用いることができる。本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧および作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
携帯情報端末7300、携帯情報端末7310および携帯情報端末7320は、文字および画像情報等をその複数の面に表示することができる。例えば、図18(C1)、(D)に示すように、3つの操作ボタン7302を一の面に表示し、矩形で示す情報7303を他の面に表示することができる。図18(C1)、(C2)では、携帯情報端末の上側に情報が表示される例を示し、図18(D)では、携帯情報端末の横側に情報が表示される例を示す。また、携帯情報端末の3面以上に情報を表示してもよく、図18(E)では、情報7304、情報7305、情報7306がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。
なお、情報の例としては、SNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)の通知、電子メールまたは電話などの着信を知らせる表示、電子メールなどの題名もしくは送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報が表示されている位置に、情報の代わりに、操作ボタン、アイコンなどを表示してもよい。
例えば、携帯情報端末7300の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末7300を収納した状態で、その表示(ここでは情報7303)を確認することができる。
具体的には、着信した電話の発信者の電話番号または氏名等を、携帯情報端末7300の上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末7300をポケットから取り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
図19(A1)、(A2)、(B)〜(I)に、可撓性を有する表示部7001を有する携帯情報端末の一例を示す。
表示部7001は、本発明の一態様のサブ画素をもつ高精細な表示部を用いて作製された発光装置、表示装置、または入出力装置を有する。例えば、曲率半径0.01mm以上150mm以下で曲げることができる発光装置、表示装置、または入出力装置等を適用できる。また、表示部7001はタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部7001に触れることで携帯情報端末を操作することができる。
本発明の一態様により、可撓性を有する表示部を備える電子機器を提供できる。図1の表示装置10を用いることで、視認性に優れ、消費電力を小さくした電子機器を提供することができる。さらに静止画を表示することが多い電子機器では好ましい。
図19(A1)は、携帯情報端末の一例を示す斜視図であり、図19(A2)は、携帯情報端末の一例を示す側面図である。携帯情報端末7500は、筐体7501、表示部7001、引き出し部材7502、操作ボタン7503等を有する。
携帯情報端末7500は、筐体7501内にロール状に巻かれた可撓性を有する表示部7001を有する。引き出し部材7502を用いて表示部7001を引き出すことができる。
また、携帯情報端末7500は内蔵された制御部によって映像信号を受信可能で、受信した映像を表示部7001に表示することができる。また、携帯情報端末7500にはバッテリが内蔵されている。また、筐体7501にコネクタを接続する端子部を備え、映像信号および電力を有線により外部から直接供給する構成としてもよい。
また、操作ボタン7503によって、電源のON、OFF動作、または表示する映像の切り替え等を行うことができる。なお、図19(A1)、(A2)、(B)では、携帯情報端末7500の側面に操作ボタン7503を配置する例を示すが、これに限られず、携帯情報端末7500の表示面と同じ面(おもて面)または裏面に配置してもよい。
図19(B)には、表示部7001を引き出した状態の携帯情報端末7500を示す。この状態で表示部7001に映像を表示することができる。また、表示部7001の一部がロール状に巻かれた図19(A1)の状態と表示部7001を引き出した図19(B)の状態とで、携帯情報端末7500が異なる表示を行う構成としてもよい。例えば、図19(A1)の状態のときに、表示部7001のロール状に巻かれた部分を非表示とすることで、携帯情報端末7500の消費電力を下げることができる。
なお、表示部7001を引き出した際に表示部7001の表示面が平面状となるように固定するため、表示部7001の側部に補強のためのフレームを設けていてもよい。
なお、この構成以外に、筐体にスピーカを設け、映像信号と共に受信した音声信号によって音声を出力する構成としてもよい。
図19(C)〜(E)に、折りたたみ可能な携帯情報端末の一例を示す。図19(C)では、展開した状態、図19(D)では、展開した状態または折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態、図19(E)では、折りたたんだ状態の携帯情報端末7600を示す。携帯情報端末7600は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により一覧性に優れる。
表示部7001はヒンジ7602によって連結された3つの筐体7601に支持されている。ヒンジ7602を介して2つの筐体7601間を屈曲させることにより、携帯情報端末7600を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。
図19(F)、(G)に、折りたたみ可能な携帯情報端末の一例を示す。図19(F)では、表示部7001が内側になるように折りたたんだ状態、図19(G)では、表示部7001が外側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末7650を示す。携帯情報端末7650は表示部7001および非表示部7651を有する。携帯情報端末7650を使用しない際に、表示部7001が内側になるように折りたたむことで、表示部7001の汚れおよび傷つきを抑制できる。
図19(H)に、可撓性を有する携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末7700は、筐体7701および表示部7001を有する。さらに、入力手段であるボタン7703a、7703b、音声出力手段であるスピーカ7704a、7704b、外部接続ポート7705、マイク7706等を有していてもよい。また、携帯情報端末7700は、可撓性を有するバッテリ7709を搭載することができる。バッテリ7709は例えば表示部7001と重ねて配置してもよい。
筐体7701、表示部7001、およびバッテリ7709は可撓性を有する。そのため、携帯情報端末7700を所望の形状に湾曲させること、および携帯情報端末7700に捻りを加えることが容易である。例えば、携帯情報端末7700は、表示部7001が内側または外側になるように折り曲げて使用することができる。または、携帯情報端末7700をロール状に巻いた状態で使用することもできる。このように、筐体7701および表示部7001を自由に変形することが可能であるため、携帯情報端末7700は、落下した場合、または意図しない外力が加わった場合であっても、破損しにくいという利点がある。
また、携帯情報端末7700は軽量であるため、筐体7701の上部をクリップ等で把持してぶら下げて使用する、または、筐体7701を磁石等で壁面に固定して使用するなど、様々な状況において利便性良く使用することができる。
図19(I)に腕時計型の携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末7800は、バンド7801、表示部7001、入出力端子7802、操作ボタン7803等を有する。バンド7801は、筐体としての機能を有する。また、携帯情報端末7800は、可撓性を有するバッテリ7805を搭載することができる。バッテリ7805は例えば表示部7001またはバンド7801と重ねて配置してもよい。
バンド7801、表示部7001、およびバッテリ7805は可撓性を有する。そのため、携帯情報端末7800を所望の形状に湾曲させることが容易である。
操作ボタン7803は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ動作、マナーモードの実行および解除、省電力モードの実行および解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、携帯情報端末7800に組み込まれたオペレーティングシステムにより、操作ボタン7803の機能を自由に設定することもできる。
また、表示部7001に表示されたアイコン7804に指等で触れることで、アプリケーションを起動することができる。
また、携帯情報端末7800は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。
また、携帯情報端末7800は入出力端子7802を有していてもよい。入出力端子7802を有する場合、他の情報端末とコネクタを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子7802を介して充電を行うこともできる。なお、本実施の形態で例示する携帯情報端末の充電動作は、入出力端子を介さずに非接触電力伝送により行ってもよい。
図20(A)に自動車9700の外観を示す。図20(B)に自動車9700の運転席を示す。自動車9700は、車体9701、車輪9702、フロントガラス9703等を有する。本発明の一態様が適用された発光装置、表示装置、または入出力装置等は、自動車9700の表示部などに用いることができる。例えば、図20(B)に示す表示部9710乃至表示部9715に本発明の一態様が適用された発光装置等を設けることができる。
表示部9712はピラー部分に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部9712に映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。表示部9713はダッシュボード部分に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部9713に映し出すことによって、ダッシュボードで遮られた視界を補完することができる。すなわち、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。また、見えない部分を補完する映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。さらに図1の表示装置10を用いることで、ちらつきを抑えることで視認性に優れた表示装置は好ましい。
また、図20(C)は、運転席と助手席にベンチシートを採用した自動車の室内を示している。表示部9721は、ドア部に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部9721に映し出すことによって、ドアで遮られた視界を補完することができる。また、表示部9722は、ハンドルに設けられた表示装置である。表示部9723は、ベンチシートの座面の中央部に設けられた表示装置である。なお、表示装置を座面または背もたれ部分などに設置して、当該表示装置を、当該表示装置の発熱を熱源としたシートヒーターとして利用することもできる。
表示部9714、表示部9715、または表示部9722はナビゲーション情報、スピードメーター、タコメーター、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定など、その他様々な情報を提供することができる。また、表示部に表示される表示項目およびレイアウトなどは、使用者の好みに合わせて適宜変更することができる。なお、上記情報は、表示部9712または表示部9713、表示部9721、表示部9723にも表示することができる。また、表示部9713乃至表示部9715、表示部9721乃至表示部9723は照明装置として用いることも可能である。
平面な表示部が、本発明の一態様の剥離方法を用いて作製された発光装置、表示装置、または入出力装置を有していてもよい。
図20(D)に示す携帯型ゲーム機は、筐体9801、筐体9802、表示部9803、表示部9804、マイクロフォン9805、スピーカ9806、操作キー9807、スタイラス9808等を有する。
図20(D)に示す携帯型ゲーム機は、2つの表示部(表示部9803と表示部9804)を有する。なお、本発明の一態様の電子機器が有する表示部の数は、2つに限定されず1つであっても3つ以上であってもよい。電子機器が複数の表示部を有する場合、少なくとも1つの表示部が本発明の一態様が適用された発光装置、表示装置、または入出力装置等を有する。
図20(E)はノート型パーソナルコンピュータであり、筐体9821、表示部9822、キーボード9823、ポインティングデバイス9824等を有する。
以上、本実施の形態で示す構成、方法、駆動タイミングは、他の実施の形態で示す構成、方法、駆動タイミングと適宜組み合わせて用いることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
例えば、本明細書等において、XとYとが接続されている、と明示的に記載されている場合は、XとYとが電気的に接続されている場合と、XとYとが機能的に接続されている場合と、XとYとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に記載されているものとする。
ここで、X、Yは、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。
XとYとが直接的に接続されている場合の一例としては、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、トランジスタ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に接続されていない場合であり、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、トランジスタ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)を介さずに、XとYとが、接続されている場合である。
XとYとが電気的に接続されている場合の一例としては、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、トランジスタ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが可能である。なお、トランジスタは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、トランジスタは、導通状態(オン状態)、または、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有している。または、トランジスタは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有している。なお、XとYとが電気的に接続されている場合は、XとYとが直接的に接続されている場合を含むものとする。
XとYとが機能的に接続されている場合の一例としては、XとYとの機能的な接続を可能とする回路(例えば、論理回路(インバータ、NAND回路、NOR回路など)、信号変換回路(DA変換回路、AD変換回路、ガンマ補正回路など)、電圧レベル変換回路(電源回路(昇圧回路、降圧回路など)、信号の電圧レベルを変えるレベルシフタ回路など)、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路(信号振幅または電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など)、信号生成回路、記憶回路、制御回路など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが可能である。なお、一例として、XとYとの間に別の回路を挟んでいても、Xから出力された信号がYへ伝達される場合は、XとYとは機能的に接続されているものとする。なお、XとYとが機能的に接続されている場合は、XとYとが直接的に接続されている場合と、XとYとが電気的に接続されている場合とを含むものとする。
なお、XとYとが電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、XとYとが電気的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子または別の回路を挟んで接続されている場合)と、XとYとが機能的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合)と、XとYとが直接接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子または別の回路を挟まずに接続されている場合)とが、本明細書等に開示されているものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場合と同様な内容が、本明細書等に開示されているものとする。
なお、例えば、トランジスタのソース(または第1の端子など)が、Z1を介して(または介さず)、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(または第2の端子など)が、Z2を介して(または介さず)、Yと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース(または第1の端子など)が、Z1の一部と直接的に接続され、Z1の別の一部がXと直接的に接続され、トランジスタのドレイン(または第2の端子など)が、Z2の一部と直接的に接続され、Z2の別の一部がYと直接的に接続されている場合では、以下のように表現することが出来る。
例えば、「XとYとトランジスタのソース(または第1の端子など)とドレイン(または第2の端子など)とは、互いに電気的に接続されており、X、トランジスタのソース(または第1の端子など)、トランジスタのドレイン(または第2の端子など)、Yの順序で電気的に接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(または第1の端子など)は、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(または第2の端子など)はYと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(または第1の端子など)、トランジスタのドレイン(または第2の端子など)、Yは、この順序で電気的に接続されている」と表現することができる。または、「Xは、トランジスタのソース(または第1の端子など)とドレイン(または第2の端子など)とを介して、Yと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(または第1の端子など)、トランジスタのドレイン(または第2の端子など)、Yは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース(または第1の端子など)と、ドレイン(または第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
または、別の表現方法として、例えば、「トランジスタのソース(または第1の端子など)は、少なくとも第1の接続経路を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は、第2の接続経路を有しておらず、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した、トランジスタのソース(または第1の端子など)とトランジスタのドレイン(または第2の端子など)との間の経路であり、前記第1の接続経路は、Z1を介した経路であり、トランジスタのドレイン(または第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有しておらず、前記第3の接続経路は、Z2を介した経路である。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(または第1の端子など)は、少なくとも第1の接続経路によって、Z1を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は、第2の接続経路を有しておらず、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した接続経路を有し、トランジスタのドレイン(または第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路によって、Z2を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有していない。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(または第1の端子など)は、少なくとも第1の電気的パスによって、Z1を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の電気的パスは、第2の電気的パスを有しておらず、前記第2の電気的パスは、トランジスタのソース(または第1の端子など)からトランジスタのドレイン(または第2の端子など)への電気的パスであり、トランジスタのドレイン(または第2の端子など)は、少なくとも第3の電気的パスによって、Z2を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の電気的パスは、第4の電気的パスを有しておらず、前記第4の電気的パスは、トランジスタのドレイン(または第2の端子など)からトランジスタのソース(または第1の端子など)への電気的パスである。」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続経路について規定することにより、トランジスタのソース(または第1の端子など)と、ドレイン(または第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されない。ここで、X、Y、Z1、Z2は、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。
なお、回路図上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されている場合であっても、1つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、および電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
AF1 配向膜
AF2 配向膜
C1 容量素子
C2 容量素子
CF1 着色膜
G1 走査線
G2 走査線
G3 走査線
KB1 構造体
M1 トランジスタ
M2 トランジスタ
M3 トランジスタ
S1 信号線
SW1 トランジスタ
SW1_1 トランジスタ
SW1_2 トランジスタ
SW1B トランジスタ
SW2 トランジスタ
SW2_1 トランジスタ
SW2_2 トランジスタ
SW3 トランジスタ
10 表示装置
30 選択信号出力回路
100 制御回路
110 ガンマ制御回路
111 ガンマ補正回路
112 メモリ
120 デジタルアナログ変換回路
121 液晶表示領域
122 発光表示領域
130 バッファ回路
140 電圧制御回路
150 タイミング制御回路
160 CPU
170 回路
180 選択回路
181 判定回路
182 判定回路
185 論理回路
186A バッファ回路
186B バッファ回路
210 ゲートドライバ
211 シフトレジスタ回路
220 表示部
221 表示領域
222 表示領域
223 文字列
224 画像
601C 絶縁膜
604 導電膜
605 接合層
606 絶縁膜
608 半導体膜
608A 領域
608B 領域
608C 領域
611B 導電膜
611C 導電膜
612A 導電膜
612B 導電膜
616 絶縁膜
618 絶縁膜
619B 端子
619C 端子
620 機能層
621 絶縁膜
622 接続部
624 導電膜
628 絶縁膜
650 表示素子
650C 画素回路
651 電極
652 電極
653 層
670 基板
671 電極
691A 開口部
691B 開口部
691C 開口部
700 表示回路
700B 表示回路
705 封止材
710C 画素回路
750 表示素子
750C 画素回路
751 電極
751H 開口部
752 電極
753 層
770 基板
770P 機能膜
771 絶縁膜
800 表示モジュール
801 上部カバー
802 下部カバー
803 FPC
804 タッチパネル
805 FPC
806 表示パネル
809 フレーム
810 プリント基板
811 バッテリ
850 IC
851 駆動回路
852 検出回路
854 容量素子
3019 MLC
7000 表示部
7001 表示部
7100 携帯電話機
7101 筐体
7103 操作ボタン
7104 外部接続ポート
7105 スピーカ
7106 マイク
7200 テレビジョン装置
7201 筐体
7203 スタンド
7211 リモコン操作機
7300 携帯情報端末
7301 筐体
7302 操作ボタン
7303 情報
7304 情報
7305 情報
7306 情報
7310 携帯情報端末
7320 携帯情報端末
7500 携帯情報端末
7501 筐体
7502 部材
7503 操作ボタン
7600 携帯情報端末
7601 筐体
7602 ヒンジ
7650 携帯情報端末
7651 非表示部
7700 携帯情報端末
7701 筐体
7703a ボタン
7703b ボタン
7704a スピーカ
7704b スピーカ
7705 外部接続ポート
7706 マイク
7709 バッテリ
7800 携帯情報端末
7801 バンド
7802 入出力端子
7803 操作ボタン
7804 アイコン
7805 バッテリ
9700 自動車
9701 車体
9702 車輪
9703 フロントガラス
9710 表示部
9712 表示部
9713 表示部
9714 表示部
9715 表示部
9721 表示部
9722 表示部
9723 表示部
9801 筐体
9802 筐体
9803 表示部
9804 表示部
9805 マイクロフォン
9806 スピーカ
9807 操作キー
9808 スタイラス
9821 筐体
9822 表示部
9823 キーボード
9824 ポインティングデバイス

Claims (7)

  1. 表示回路と、制御回路と、を有し、
    前記表示回路は、画素と、ゲートドライバと、を有し、
    前記制御回路は、ガンマ制御回路と、タイミング制御回路と、デジタルアナログ変換回路と、バッファ回路と、電圧制御回路と、選択切り替え回路と、CPUと、を有し、
    前記画素は、第1の表示領域と、第2の表示領域と、を有し、
    前記第1の表示領域または前記第2の表示領域は、液晶素子を有し、
    前記ガンマ制御回路は、第1のデジタル映像信号をガンマ補正して第2のデジタル映像信号を出力する機能を有し、
    前記デジタルアナログ変換回路は、前記第2のデジタル映像信号をアナログ映像信号に変換する機能を有し、
    前記バッファ回路は、前記アナログ映像信号を増幅する機能を有し、
    前記電圧制御回路は、前記アナログ映像信号の出力電圧の範囲を前記デジタルアナログ変換回路に与える機能を有し、
    前記CPUは、前記ガンマ制御回路に与えられた前記第1のデジタル映像信号を用いて、出力座標と、出力電圧と、を再計算する機能を有し、
    前記タイミング制御回路は、前記ゲートドライバを制御する機能を有し、
    前記ゲートドライバは、前記選択切り替え回路により、前記第1の表示領域と、前記第2の表示領域の更新を選択する機能を有する表示装置。
  2. 請求項1において、
    前記第1の表示領域は、前記液晶素子に交流の電圧を与えることで表示する機能を有し、
    前記第2の表示領域は、有機化合物を有する発光素子に直流電流を与えることで表示する機能を特徴とする表示装置。
  3. 請求項1または2のいずれか一項において、
    前記第1の表示領域は、表示の階調を最大階調と最小階調の2値で表示する機能を有し、
    前記2値のデータの一方は、前記電圧制御回路により前記最大階調と前記最少階調とに対応する出力電圧の範囲より大きな電圧で制御される機能を有し、
    前記2値のデータの他方は、前記電圧制御回路により前記最大階調と前記最少階調とに対応する出力電圧の範囲より小さな電圧で制御される機能を特徴とする表示装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一項において、
    前記第1の表示領域は、表示の階調を前記最大階調と前記最小階調の2値で表示する機能を有し、
    前記2値のデータに対応する前記出力電圧は、前記電圧制御回路から、前記デジタルアナログ変換回路と、前記バッファ回路に電圧を与えることで制御されることを特徴とする表示装置。
  5. 請求項1乃至4のいずれか一に記載の表示回路の表示部および、ゲートドライバはトランジスタを有し、前記トランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体を有する表示装置。
  6. 請求項1乃至5のいずれか一に記載の表示装置と、
    タッチセンサと、
    を有することを特徴とする表示モジュール。
  7. 請求項1乃至5のいずれか一に記載の表示装置、または請求項6に記載の表示モジュールと、
    操作キーまたはバッテリと、
    を有することを特徴とする電子機器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2017010551A1 (ja) * 2015-07-15 2018-02-22 日立化成株式会社 エアロゲル複合材料
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