JP2018022038A - Display device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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、発光装置、表示装置、電子機器、照明装置、それらの駆動方法、またはそれらの作製方法に関する。特に、曲面に表示が可能な表示装置(表示パネル)に関する。または、曲面に表示が可能な表示装置を備える電子機器、発光装置、照明装置、またはそれらの作製方法に関する。 The present invention relates to an object, a method, or a manufacturing method. Or this invention relates to a process, a machine, a manufacture, or a composition (composition of matter). In particular, one embodiment of the present invention relates to a semiconductor device, a light-emitting device, a display device, an electronic device, a lighting device, a driving method thereof, or a manufacturing method thereof. In particular, the present invention relates to a display device (display panel) capable of displaying on a curved surface. Alternatively, the present invention relates to an electronic device, a light-emitting device, a lighting device, or a manufacturing method thereof including a display device capable of displaying on a curved surface.
なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、演算装置、記憶装置等は半導体装置の一態様である。また、撮発光装置、表示装置、電子機器、照明装置および電子機器は半導体装置を有している場合がある。 Note that in this specification and the like, a semiconductor device refers to any device that can function by utilizing semiconductor characteristics. A transistor, a semiconductor circuit, an arithmetic device, a memory device, or the like is one embodiment of a semiconductor device. In addition, the imaging light emitting device, the display device, the electronic device, the lighting device, and the electronic device may include a semiconductor device.
アクティブマトリクス型液晶表示装置は、大きく分けて透過型と反射型の二種類のタイプが知られている。 Active matrix liquid crystal display devices are roughly classified into two types, a transmission type and a reflection type.
透過型の液晶表示装置は、冷陰極蛍光ランプやLED(Light Emitting Diode)などのバックライトを用い、液晶の光学変調作用を利用して、バックライトからの光が液晶を透過して液晶表示装置外部に出力される状態と、出力されない状態とを選択し、明と暗の表示を行わせ、さらにそれらを組み合わせることで、画像表示を行う。 The transmissive liquid crystal display device uses a backlight such as a cold cathode fluorescent lamp or an LED (Light Emitting Diode), and the light from the backlight transmits the liquid crystal by utilizing the optical modulation action of the liquid crystal. A state that is output to the outside and a state that is not output are selected, bright and dark display is performed, and further, they are combined to perform image display.
また、反射型の液晶表示装置は、液晶の光学変調作用を利用して、外光、すなわち入射光が画素電極で反射して装置外部に出力される状態と、入射光が装置外部に出力されない状態とを選択し、明と暗の表示を行わせ、さらにそれらを組み合わせることで、画像表示を行う。反射型の液晶表示装置は、透過型の液晶表示装置と比較して、バックライトを使用しないため、消費電力が少ないといった長所を有する。 In addition, the reflective liquid crystal display device utilizes the optical modulation action of the liquid crystal, and the external light, that is, the incident light is reflected by the pixel electrode and output to the outside of the device, and the incident light is not output to the outside of the device. An image is displayed by selecting a state, displaying bright and dark, and combining them. The reflective liquid crystal display device has an advantage of low power consumption because it does not use a backlight as compared with the transmissive liquid crystal display device.
また、特許文献1には、フィルム基板上にトランジスタおよび有機EL素子を備えた、可撓性を有するアクティブマトリクス型の発光装置が開示されている。
表示装置を有する電子機器では、電子機器全体の消費電力における表示装置の消費電力が大きな割合を占めるため、表示装置の低消費電力化が求められている。 In an electronic device having a display device, the power consumption of the display device accounts for a large proportion of the power consumption of the entire electronic device.
また、携帯型の電子機器は、屋内外を問わず、認識性の高い表示が行える表示装置を有することが望まれている。 In addition, portable electronic devices are desired to have a display device capable of highly recognizable display both indoors and outdoors.
本発明の一態様は、低消費電力の表示装置を提供することを目的の一つとする。または、認識性の高い表示装置を提供することを目的の一つとする。または、新規な表示装置を提供することを目的の一つとする。または上記表示装置を備えた電子機器を提供することを目的の一つとする。または、新規な電子機器を提供することを目的の一つとする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide a display device with low power consumption. Another object is to provide a highly recognizable display device. Another object is to provide a novel display device. Another object is to provide an electronic device including the display device. Another object is to provide a new electronic device.
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。また、上記以外の課題は、明細書等の記載から自ずと明らかになるものであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である。 Note that the description of these problems does not disturb the existence of other problems. In one embodiment of the present invention, it is not necessary to solve all of these problems. Problems other than those described above are naturally clarified from the description of the specification and the like, and problems other than the above can be extracted from the description of the specification and the like.
本発明の一態様は、可視光を発する機能を有する表示装置、可視光を反射する機能を有する表示装置、可視光を発する機能および可視光を反射する機能を有する表示装置、ならびに当該いずれかの表示装置を有する電子機器に関する。 One embodiment of the present invention includes a display device having a function of emitting visible light, a display device having a function of reflecting visible light, a display device having a function of emitting visible light, and a function of reflecting visible light, and any of the above The present invention relates to an electronic device having a display device.
本発明の一態様は、第1の筐体と、第2の筐体と、第1の表示領域と、第2の表示領域と、を有する表示装置であって、第1の表示領域は第1の筐体と重なる領域を有し、第2の表示領域は第2の筐体と重なる領域を有し、第1の筐体はヒンジ部を介して第2の筐体と接続されており、第1の表示領域および第2の表示領域は、それぞれ第1の表示素子を有し、第2の表示領域は、さらに第2の表示素子を有し、第1の表示素子は可視光を反射する機能を有し、第2の表示素子は可視光を発する機能を有する表示装置である。 One embodiment of the present invention is a display device including a first housing, a second housing, a first display region, and a second display region, and the first display region is the first display region. The second display area has an area overlapping with the second casing, and the first casing is connected to the second casing through the hinge portion. The first display area and the second display area each have a first display element, the second display area further has a second display element, and the first display element emits visible light. The second display element has a function of reflecting, and the second display element is a display device having a function of emitting visible light.
また、本発明の他の一態様は、第1の筐体と、第2の筐体と、第1の表示領域と、第2の表示領域と、センサを有する表示装置であって、第1の表示領域は第1の筐体と重なる領域を有し、第2の表示領域は第2の筐体と重なる領域を有し、第1の筐体はヒンジ部を介して第2の筐体と接続されており、センサは、第1の信号を出力する機能を有し、第1の表示領域および第2の表示領域は、それぞれ第1の表示素子および第2の表示素子を有し、第1の表示素子は可視光を反射する機能を有し、第2の表示素子は可視光を発する機能を有し、センサが第1の信号を出力したとき、第1の表示領域または第2の表示領域の一方が第1の表示素子で表示を行う表示装置である。 Another embodiment of the present invention is a display device including a first housing, a second housing, a first display region, a second display region, and a sensor. The display area has an area overlapping with the first casing, the second display area has an area overlapping with the second casing, and the first casing is connected to the second casing via the hinge portion. The sensor has a function of outputting the first signal, the first display area and the second display area each have a first display element and a second display element, The first display element has a function of reflecting visible light, the second display element has a function of emitting visible light, and when the sensor outputs a first signal, the first display area or the second display element One of the display areas is a display device that performs display on the first display element.
上記センサは、第1の筐体と、第2の筐体とが成す角度が第1の角度乃至第2の角度であるときに第1の信号を出力することができる。 The sensor can output a first signal when an angle formed between the first housing and the second housing is a first angle or a second angle.
第1の筐体に第1の表示パネルを設け、第2の筐体に第2の表示パネルを設け、第1の表示パネルを第1の表示領域とし、第2の表示パネルを第2の表示領域とすることができる。 The first display panel is provided in the first housing, the second display panel is provided in the second housing, the first display panel is used as the first display area, and the second display panel is used as the second display panel. It can be a display area.
または、第1の筐体および第2の筐体に第1の領域および第2の領域を有し、かつ可撓性を有する表示パネルを設け、可撓性を有する表示パネルの第1の領域を第1の表示領域とし、可撓性を有する表示パネルの第2の領域を第2の表示領域としてもよい。 Alternatively, the first housing and the second housing have the first region and the second region, and a flexible display panel is provided, and the first region of the flexible display panel is provided. May be the first display area, and the second area of the flexible display panel may be the second display area.
また、本発明の他の一態様は、筐体と、第1の表示領域と、第2の表示領域と、センサを有する表示装置であって、筐体は可撓性を有し、第1の表示領域および第2の表示領域は筐体に設けられ、センサは、第1の信号を出力する機能を有し、第1の表示領域および第2の表示領域は、それぞれ第1の表示素子および第2の表示素子を有し、第1の表示素子は可視光を反射する機能を有し、第2の表示素子は可視光を発する機能を有し、センサが第1の信号を出力したとき、第1の表示領域または第2の表示領域の一方が第1の表示素子で表示を行う表示装置である。 Another embodiment of the present invention is a display device including a housing, a first display region, a second display region, and a sensor, the housing having flexibility, The display area and the second display area are provided in the housing, the sensor has a function of outputting a first signal, and each of the first display area and the second display area is a first display element. And the second display element, the first display element has a function of reflecting visible light, the second display element has a function of emitting visible light, and the sensor outputs the first signal. In some cases, one of the first display area and the second display area is a display device that performs display on the first display element.
上記センサは、筐体の第1の辺が成す角度が第1の角度乃至第2の角度であるときに第1の信号を出力することができる。 The sensor can output the first signal when the angle formed by the first side of the housing is the first angle or the second angle.
筐体に第1の表示パネルおよび第2の表示パネルを設け、第1の表示パネルを第1の表示領域とし、第2の表示パネルを第2の表示領域とすることができる。 The housing can be provided with a first display panel and a second display panel, the first display panel can be a first display area, and the second display panel can be a second display area.
または、筐体に第1の領域および第2の領域を有し、かつ可撓性を有する表示パネルを設け、可撓性を有する表示パネルの第1の領域を第1の表示領域とし、可撓性を有する表示パネルの第2の領域を第2の表示領域とすることができる。 Alternatively, a flexible display panel having a first region and a second region is provided in the housing, and the first region of the flexible display panel is used as the first display region. The second area of the display panel having flexibility can be used as the second display area.
第1の表示素子は反射型の液晶素子とすることが好ましい。また、第2の表示素子は発光素子とすることが好ましい。 The first display element is preferably a reflective liquid crystal element. The second display element is preferably a light emitting element.
第1の表示領域および第2の表示領域は、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタを有することが好ましい。 The first display region and the second display region preferably include a transistor including a metal oxide in a semiconductor layer in which a channel is formed.
また、本発明の他の一態様は、上記表示装置を有し、少なくとも第1の表示領域または第2の表示領域の一方にと重なる位置にタッチセンサを備えた電子機器である。 Another embodiment of the present invention is an electronic device that includes the above display device and includes a touch sensor at a position overlapping with at least one of the first display region and the second display region.
なお、本明細書中において、表示装置(表示パネル)にコネクター、例えばFPC(Flexible printed circuit)もしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子が形成された基板にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールは、表示装置を含む場合がある。 In this specification, a module in which a connector, for example, an FPC (Flexible Printed Circuit) or TCP (Tape Carrier Package) is attached to a display device (display panel), a module in which a printed wiring board is provided at the end of TCP, Alternatively, a module in which an IC (Integrated Circuit) is directly mounted on a substrate over which a display element is formed by a COG (Chip On Glass) method may include a display device.
本発明の一態様を用いることで、低消費電力の表示装置を提供することができる。または、認識性の高い表示装置を提供することができる。または、新規な表示装置を提供することができる。または上記表示装置を備えた電子機器を提供することができる。または、新規な電子機器を提供することができる。 By using one embodiment of the present invention, a display device with low power consumption can be provided. Alternatively, a highly recognizable display device can be provided. Alternatively, a novel display device can be provided. Alternatively, an electronic device including the display device can be provided. Alternatively, a novel electronic device can be provided.
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。 Note that the description of these effects does not disturb the existence of other effects. Note that one embodiment of the present invention does not necessarily have all of these effects. It should be noted that the effects other than these are naturally obvious from the description of the specification, drawings, claims, etc., and it is possible to extract the other effects from the descriptions of the specification, drawings, claims, etc. It is.
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態およ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、本発明は以下に示す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。 Embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below.
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。 Note that in structures of the invention described below, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and description thereof is not repeated. In addition, in the case where the same function is indicated, the hatch pattern is the same, and there is a case where no reference numeral is given.
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、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。 Note that in each drawing described in this specification, the size, the layer thickness, or the region of each component is exaggerated for simplicity in some cases. Therefore, it is not necessarily limited to the scale.
なお、本明細書等における「第1」、「第2」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。 In the present specification and the like, ordinal numbers such as “first” and “second” are used for avoiding confusion between components, and are not limited numerically.
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置および電子機器について、図面を参照して説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a display device and an electronic device of one embodiment of the present invention will be described with reference to drawings.
本発明の一態様の表示装置は、第1の表示領域と、第2の表示領域と、を有する。第1の表示領域および第2の表示領域は、それぞれ第1の表示素子を有し、第2の表示領域は、さらに第2の表示素子を有し、第1の表示素子は可視光を反射する機能を有し、第2の表示素子は可視光を発する機能を有する。 The display device of one embodiment of the present invention includes a first display region and a second display region. Each of the first display area and the second display area has a first display element, the second display area further has a second display element, and the first display element reflects visible light. The second display element has a function of emitting visible light.
第1の表示素子は低消費電力で動作することができ、第2の表示素子は視認性の高い表示を行うことができる。すなわち、用途に合わせて第1の表示領域と第2の表示領域とで、異なる表示素子を用いて表示を行うことができ、視認性が高く消費電力の低い表示装置を提供することができる。 The first display element can operate with low power consumption, and the second display element can perform display with high visibility. That is, display can be performed using different display elements in the first display region and the second display region in accordance with the application, and a display device with high visibility and low power consumption can be provided.
[電子機器の例]
図1は、本発明の一態様の表示装置を有する電子機器を説明する図である。
[Example of electronic equipment]
FIG. 1 illustrates an electronic device including the display device of one embodiment of the present invention.
図1に示す電子機器10は、携帯型端末またはノート型コンピュータなどとして用いることができ、筐体11aと、筐体11bと、表示領域12aと、表示領域12bを備える。また、表示領域12aおよび表示領域12bの一方または両方はタッチセンサを入力手段として備える。
The
表示領域12aは筐体11aに設けられ、表示領域12bは筐体11bに設けられる。また、筐体11aはヒンジ部13を介して筐体11bと接続されており、ヒンジ部13を支点として、筐体11aおよび筐体11bが成す角度を変えることができる。
The
表示領域12aおよび表示領域12bは、それぞれ第1の表示素子を有する。また、表示領域12aおよび表示領域12bの一方は、さらに第2の表示素子を有する。
The
すなわち、表示領域12aおよび表示領域12bの一方は、第1の表示素子、第2の表示素子、または第1の表示素子および第2の表示素子で表示を行うことができる。表示領域12aおよび表示領域12bの他方は、第1の表示素子で表示を行うことができる。
That is, one of the
具体的には、表示領域12aは筐体11aに備えた第1の表示パネルの表示領域であり、表示領域12bは筐体11bに備えた第2の表示パネルの表示領域である。
Specifically, the
なお、本実施の形態では、表示領域12aには第1の表示素子が設けられ、表示領域12bには第1の表示素子および第2の表示素子が設けられる構成について説明するが、その逆の構成や表示領域12a、12bの両方に第1の表示素子および第2の表示素子が設けられる構成であってもよい。また、少なくとも表示領域12aにはタッチセンサが設けられている構成とするが、表示領域12a、12bの両方にタッチセンサが設けられていてもよい。
Note that in this embodiment, a structure in which the first display element is provided in the
詳細は後述するが、第1の表示素子としては、例えば反射型の液晶素子を用いることができる。また、第2の表示素子としては、例えば発光素子を用いることができる。反射型の液晶素子は低消費電力で動作することができ、発光素子は視認性の高い表示を行うことができる。 Although details will be described later, for example, a reflective liquid crystal element can be used as the first display element. As the second display element, for example, a light emitting element can be used. A reflective liquid crystal element can operate with low power consumption, and a light-emitting element can perform display with high visibility.
表示領域を二つ有する電子機器では、実使用上においてそれぞれの表示領域の役割が異なることが多い。例えば、一方の表示領域を主の画面とし、他方の表示領域を副の画面として使用する場合、必ずしも両者に高い視認性は要求されない。したがって、視認性が高い表示が行える表示領域を主の画面として用い、比較的視認性が劣る表示であっても低い消費電力で表示が行える表示領域を副の画面として用いることが好ましい。このような表示を行うことで、実使用上問題なく消費電力を低減させることができる。 In an electronic device having two display areas, the role of each display area is often different in actual use. For example, when one display area is used as a main screen and the other display area is used as a secondary screen, high visibility is not necessarily required for both. Therefore, it is preferable to use a display area capable of displaying with high visibility as the main screen, and use a display area capable of displaying with low power consumption even as a display with relatively poor visibility as the secondary screen. By performing such display, power consumption can be reduced without any problem in actual use.
図2(A)は、筐体11aの第1面と筐体11bの第1面とが成す角度を鈍角とし、表示領域12a、12bが縦長となる向きで使用する例を図示している。図2(A)の使用例としては、電子書籍を読むための端末、教科書としての利用などが挙げられる。
FIG. 2A illustrates an example in which the angle formed by the first surface of the
書籍では構造上見開きで2ページ分が視野に入るが、実際に文字を読むときや図や写真を眺めるときは、一方のページを集中的に視認する。したがって、図2(A)の使用例では、視認性の高い表示が行える表示領域12bを主の画面として使用すればよい。
In a book, two pages are in the field of view due to the structure spread, but when actually reading a character or looking at a figure or photograph, one page is intensively viewed. Therefore, in the usage example of FIG. 2A, the
このとき、副の画面となる表示領域12aの表示は、次のページである場合や、一時的に参照する画像などである場合が多いため、比較的視認性が劣っていても問題は生じにくい。また、表示領域12aで表示されている文字や画像の視認性を高くして確認したい場合は、それらを表示領域12bで表示させる動作を行えばよい。
At this time, since the display of the
図2(B)は、筐体11aの第1面と筐体11bの第1面とが成す角度を鈍角とし、表示領域12a、12bが横長となる向きで使用する例を図示している。図2(B)の使用例としては、ノート型コンピュータとしての利用などが挙げられる。
FIG. 2B illustrates an example in which the angle formed by the first surface of the
コンピュータへ入力機器としてはキーボードやマウス等が知られ、広く活用されている。マウス等による入力操作機能は、表示領域12bがタッチセンサを有していれば省くことができる。また、表示領域12aがタッチセンサを有していれば表示領域12aに表示させたキー画像をタッチすることで文字入力等を行うことができる。
Keyboards and mice are known and widely used as input devices to computers. The input operation function using a mouse or the like can be omitted if the
例えば、図2(B)に示すように表示領域12aにキーボードの画像を表示させ、キー画像のタッチによりコンピュータへの入力操作を行うことができる。このとき、表示領域12bを主の画面として用い、表示領域12aを副の画面として用いる。キーボード入力はブラインドタッチで行うこともあり、表示領域12aの視認性は低くても問題は生じにくい。
For example, as shown in FIG. 2B, a keyboard image can be displayed in the
また、ヒンジ部13を支点として、筐体11aおよび筐体11bが成す角度を変えることができるため、その他にも様々な形態で使用することができる。図3(A)にヒンジ部13の一例の拡大図を示す。ヒンジ部13は、軸13a、軸13b、軸受13cおよび治具13dを有する。軸13aの両端部は筐体11aに固定され、軸13bの両端部は筐体11bに固定される。また、軸13aおよび軸13bは治具13dに固定された軸受13cに固定されるため、軸13aおよび軸13bは回転することができる。したがって、ヒンジ部13を支点として筐体11aおよび筐体11bが成す角度を変えることができる。
Moreover, since the angle which the housing | casing 11a and the housing | casing 11b comprise can be changed by using the
図3(A)は、表示領域12bのみで表示を行う場合の使用例である。このとき、表示領域12aの表示をオフとして省電力化することができる。なお、表示領域12aのみで表示を行ってもよい。筐体11aの第1面とは逆の面と、筐体11bの第1面とは逆の面が向かい合わせるような形態とすることで、タブレット端末のような操作を行うことができる。
FIG. 3A shows an example of use when display is performed only in the
図3(B)は、筐体11aの第1面とは逆の面と、筐体11bの第1面とは逆の面が成す角度を鋭角とし、表示領域12a、12bが外向きかつ横長となる形態で使用する例を図示している。この場合、表示領域12a、12bの一方で表示を行ってもよいし、両方で表示を行ってもよい。両方で表示を行う場合は、第1の視認者の電子機器10を介した対向側でも第2の視認者により画像を視認することができる。
In FIG. 3B, an angle formed by a surface opposite to the first surface of the
図3(C)は、携帯時および保管時などの使用例である。筐体11aの第1面と、筐体11bの第1面とを向い合せて閉じる形態とすることで、表示領域12a、12bの損傷を防止することができる。
FIG. 3C shows an example of use such as when carrying and storing. By adopting a form in which the first surface of the
なお、電子機器10にはセンサ14を設けることが好ましい。例えば、センサ14としては、角度センサや照度センサなどを用いることができる。
The
角度センサは、電子機器10の空間的な向きを検知するセンサであって、表示領域12a、12bに表示する画像の向きを判定することができる。また、照度センサを用いることで、外光強度を検知し、使用環境に適した表示モードに切り替えることができる。なお、電子機器10は、角度センサと照度センサの両方を備えていてもよい。
The angle sensor is a sensor that detects the spatial orientation of the
なお、上記において、副の画面として用いる表示領域12aは視認性が劣ってもよいと説明したが、表示領域12aに用いことのできる第1の表示素子(反射型の液晶素子)は、外光強度が強い場合には表示領域12bに用いことのできる第2の表示素子(発光素子)よりも視認性が優れる。そのため、表示領域12bは外光強度によって表示モードを切り替えることが好ましい。
In the above description, the
例えば、暗い室内や夜間の屋外などでは、第2の表示素子で表示を行うモードを選択し、明るい屋内などでは、第1の表示素子および第2の表示素子を併用するモードまたは第2の表示素子で表示を行うモードを選択し、外光の強い屋外では、第1の表示素子で表示を行うモードを選択することが好ましい。したがって、選択された表示モードによっては、表示領域12aと表示領域12bとの視認性は同等となる場合もある。
For example, a mode in which display is performed with the second display element is selected in a dark room or outdoors at night, and a mode in which the first display element and the second display element are used together or the second display is selected in a bright room. It is preferable to select a mode in which display is performed by the element and to select a mode in which display is performed by the first display element when outdoors with strong external light. Therefore, depending on the selected display mode, the visibility of the
また、本発明の一態様の電子機器は、図4(A)、(B)に示すように電子機器10とは異なる表示装置を有していてもよい。
In addition, the electronic device of one embodiment of the present invention may include a display device different from the
図4(A)、(B)に示す電子機器20は、電子機器10と同様の用途に用いることができ、筐体21aと、筐体21bと、表示領域22aと、表示領域22bを備える。また、表示領域22aおよび表示領域22bの一方または両方はタッチセンサを入力手段として備える。
The
表示領域22aは筐体21aと重なる領域を有し、表示領域22bは筐体21bと重なる領域を有する。また、筐体21aはヒンジ部23を介して筐体21bと接続されており、ヒンジ部23を支点として、筐体21aおよび筐体21bが成す角度を変えることができる。
The
表示領域22aおよび表示領域22bは、それぞれ第1の表示素子を有する。また、表示領域22aおよび表示領域22bの一方または両方は、さらに第2の表示素子を有する。
Each of the
すなわち、表示領域22aおよび表示領域22bの一方は、第1の表示素子、第2の表示素子、または第1の表示素子および第2の表示素子で表示を行うことができる。
That is, one of the
また、表示領域22aおよび表示領域22bの他方は、少なくとも第1の表示素子で表示を行うことができる。さらに、第2の表示素子を備えていれば、第2の表示素子、または第1の表示素子および第2の表示素子で表示を行うことができる。
In addition, the other of the
具体的には、表示領域22aは筐体21aおよび筐体21bに備えた表示パネル22の第1の表示領域であり、表示領域22bは表示パネル22の第2の表示領域である。なお、表示パネル22は可撓性を有する。つまり、表示パネル22の第1の表示領域および第2の表示領域には第1の表示素子が設けられ、さらに第2の表示領域には第2の表示素子が設けられる構成とすることができる。または、表示パネル22の第1の表示領域および第2の表示領域には、それぞれ第1の表示素子および第2の表示素子が設けられる構成とすることができる。
Specifically, the
例えば、表示領域22aには第1の表示素子が設けられ、表示領域22bには第1の表示素子および第2の表示素子が設けられる場合、表示領域22aは前述した副の画面として利用でき、表示領域22bは主の画面として利用できる。また、表示領域22aが第1の表示素子および第2の表示素子を有する場合、表示領域22a、22bは画面の主および副を適宜切り替えて使用することができる。
For example, when the
なお、電子機器20にはセンサ24を設けることが好ましい。例えば、センサ24としては、センサ14と同様に角度センサや照度センサなどを用いることができる。また、センサ24は、筐体21aと筐体21bとが成す角度を認識する機能を有していてもよい。例えば、当該角度が90°乃至120℃のとき、すなわち図4(B)に示すような形態であるとき、センサ24が信号を出力し、表示領域22aの表示を第1の表示素子で行う設定とすることができる。図4(B)に示すような形態は図2(B)と同様に表示領域22aに表示したキーでの入力が想定される形態であるため、表示領域22aの表示を第1の表示素子で行い消費電力を低減させることが好ましい。
The
筐体21aと筐体21bとが成す角度を認識させるには、ある角度においてオン状態またはオフ状態となるスイッチを設けてもよい。当該スイッチがオン状態またはオフ状態のときの信号を検出して表示領域22aの表示を切り替えればよい。
In order to recognize the angle formed by the
また、図5(A)、(B)に示す電子機器30は、図4(A)、(B)の変形例であり、可撓性を有する筐体31に表示領域32aおよび表示領域32bを有する表示パネル32が設けられた例である。表示パネル32が有する表示領域32aおよび表示領域32bは、表示パネル22が有する表示領域22aおよび表示領域22bと同様の構成とすることができる。なお、図5(A)、(B)では、副の画面として用いる表示領域32aのサイズは小さく、主の画面として用いる表示領域32bは大きい例を図示している、両者は同一のサイズであってもよい。
5A and 5B is a modified example of FIGS. 4A and 4B, and a
なお、表示領域32aおよび表示領域32bは図1に示す電子機器10のように、表示パネル32が有する表示領域32aが筐体31に備えた第1の表示パネルの表示領域であり、表示領域32bが筐体31に備えた第2の表示パネルの表示領域であってもよい。
In addition, the
筐体31は、例えば、主に樹脂、ゴム系樹脂などで形成され、弾性限度の範囲内で使用すれば金属などを含んでいてもよい。
For example, the
図5(A)は、筐体31を曲げずに表示パネル32が縦長となる向きで使用する例を図示している。例えば、表示パネル32の下部を表示領域32a、上部を表示領域32bとしてタブレット端末のように使用することができる。
FIG. 5A illustrates an example in which the
少なくとも表示領域32aにはタッチセンサが設けられており、スタイラス35などを用いて文字などの入力操作を行うことができる。
At least the
また、可撓性を有する筐体31を曲げると図5(B)のようにノート型コンピュータのような形態で使用することができる。なお、ヒンジ部は筐体31の内部に設けられていてもよいが、筐体31がヒンジ部の役割を兼ねてもよい。
Further, when the
なお、電子機器30は、センサ24と同様のセンサ34を有しており、筐体31の曲げ角度を検知して、表示領域32aで使用する表示素子を変更することができる。
The
また、表示領域32aが第1の表示素子(反射型液晶素子)を用いて表示が行われるとき、照度が低い環境下では表示領域32aが極めて視認しにくいことがある。このような場合は、図5(C)に示すように表示領域32bの一部である領域36の第2の表示素子を白色等で発光させ、表示領域32aの視認性を向上させてもよい。なお、図5(C)では領域36を表示領域32bの下端に位置するように図示しているが、表示領域32bの下端に位置していてもよい。また、表示領域32bの一部を発光させる機能は先に示した電子機器10、20も有することができる。
Further, when the
上述した各表示領域が備える画素や、当該画素を駆動する回路に用いられるトランジスタなどの半導体装置には、半導体層に金属酸化物を適用することが好ましい。当該金属酸化物としては、例えば、後述するCAC−OS(Cloud Aligned Complementary−Oxide Semiconductor)などを用いることができる。 A metal oxide is preferably used for a semiconductor layer in a semiconductor device such as a pixel included in each display region described above or a transistor used in a circuit for driving the pixel. As the metal oxide, for example, a CAC-OS (Cloud Aligned Complementary-Oxide Semiconductor) described later can be used.
特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減することができる。 In particular, an oxide semiconductor having a larger band gap than silicon is preferably used. When a semiconductor material having a wider band gap and lower carrier density than silicon is used, current in an off state of the transistor can be reduced.
また、その低いオフ電流により、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各表示領域に表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された電子機器を実現できる。 In addition, due to the low off-state current, the charge accumulated in the capacitor through the transistor can be held for a long time. By applying such a transistor to a pixel, the driving circuit can be stopped while maintaining the gradation of an image displayed in each display region. As a result, an electronic device with extremely low power consumption can be realized.
また、上述した各表示領域が備える画素や、当該画素を駆動する回路に用いられるトランジスタなどの半導体装置には、多結晶半導体を用いてもよい。例えば、多結晶シリコンなどを用いることが好ましい。多結晶シリコンは単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、かつアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。このような多結晶半導体を画素に適用することで画素の開口率を向上させることができる。また極めて多くの画素を有する場合であっても、ゲート駆動回路とソース駆動回路を画素と同一基板上に形成することが可能となり、電子機器を構成する部品数を低減することができる。 A polycrystalline semiconductor may be used for a semiconductor device such as a pixel included in each display region described above or a transistor used in a circuit for driving the pixel. For example, it is preferable to use polycrystalline silicon. Polycrystalline silicon can be formed at a lower temperature than single crystal silicon, and has higher field effect mobility and higher reliability than amorphous silicon. By applying such a polycrystalline semiconductor to a pixel, the aperture ratio of the pixel can be improved. In addition, even when a large number of pixels are included, the gate driver circuit and the source driver circuit can be formed over the same substrate as the pixel, and the number of components included in the electronic device can be reduced.
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。 This embodiment can be implemented in appropriate combination with at least part of the other embodiments described in this specification.
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様に用いることのできる表示装置、および表示装置の駆動方法について説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a display device that can be used for one embodiment of the present invention and a method for driving the display device will be described.
本発明の一態様の表示装置は、可視光を反射する第1の表示素子が設けられた画素を有することができる。または、可視光を発する第2の表示素子が設けられた画素を有することができる。または、可視光を透過する第3の表示素子が設けられた画素を有することができる。または、第1の表示素子と、第2の表示素子または第3の表示素子と、が設けられた画素を有することができる。 The display device of one embodiment of the present invention can include a pixel provided with a first display element that reflects visible light. Alternatively, a pixel provided with a second display element that emits visible light can be provided. Alternatively, the pixel can include a third display element that transmits visible light. Alternatively, the pixel can include a first display element and a second display element or a third display element.
本実施の形態では、可視光を反射する第1の表示素子と、可視光を発する第2の表示素子とを有する表示装置について説明する。 In this embodiment mode, a display device including a first display element that reflects visible light and a second display element that emits visible light will be described.
表示装置は、第1の表示素子が反射する第1の光と、第2の表示素子が発する第2の光のうち、いずれか一方、または両方により、画像を表示する機能を有する。または、表示装置は、第1の表示素子が反射する第1の光の光量と、第2の表示素子が発する第2の光の光量と、をそれぞれ制御することにより、階調を表現する機能を有する。 The display device has a function of displaying an image with one or both of first light reflected by the first display element and second light emitted by the second display element. Alternatively, the display device functions to express gradation by controlling the amount of first light reflected by the first display element and the amount of second light emitted by the second display element, respectively. Have
また、表示装置は、第1の表示素子の反射光の光量を制御することにより階調を表現する第1の画素と、第2の表示素子からの発光の光量を制御することにより階調を表現する第2の画素を有する構成とすることが好ましい。第1の画素および第2の画素は、例えばそれぞれマトリクス状に複数配置され、表示部を構成する。 In addition, the display device controls the first pixel that expresses gradation by controlling the amount of reflected light from the first display element, and the gradation by controlling the amount of light emitted from the second display element. A structure including the second pixel to be expressed is preferable. A plurality of first pixels and second pixels are arranged in a matrix, for example, and constitute a display unit.
また、第1の画素と第2の画素は、同数且つ同ピッチで、表示領域内に配置されていることが好ましい。このとき、隣接する第1の画素と第2の画素を合わせて、画素ユニットと呼ぶことができる。これにより、後述するように複数の第1の画素のみで表示された画像と、複数の第2の画素のみで表示された画像、ならびに複数の第1の画素および複数の第2の画素の両方で表示された画像のそれぞれは、同じ表示領域に表示することができる。 In addition, it is preferable that the first pixels and the second pixels are arranged in the display area with the same number and the same pitch. At this time, the adjacent first pixel and second pixel can be collectively referred to as a pixel unit. Thereby, as will be described later, an image displayed with only the plurality of first pixels, an image displayed with only the plurality of second pixels, and both the plurality of first pixels and the plurality of second pixels. Each of the images displayed in can be displayed in the same display area.
第1の画素が有する第1の表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素子は、光源を持たないため、表示の際の消費電力を極めて小さくすることが可能となる。 As the first display element included in the first pixel, an element that reflects external light for display can be used. Since such an element does not have a light source, power consumption during display can be extremely reduced.
第1の表示素子には、代表的には反射型の液晶素子を用いることができる。または、第1の表示素子として、シャッター方式のMEMS(Micro Electro Mechanical System)素子、光干渉方式のMEMS素子の他、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体(登録商標)方式等を適用した素子などを用いることができる。 As the first display element, a reflective liquid crystal element can be typically used. Alternatively, as a first display element, in addition to a shutter-type MEMS (Micro Electro Mechanical System) element, an optical interference-type MEMS element, a microcapsule type, an electrophoretic method, an electrowetting method, and an electronic powder fluid (registered trademark) An element to which a method or the like is applied can be used.
第2の画素が有する第2の表示素子は光源を有し、その光源からの光を利用して表示する素子を用いることができる。特に、電界を印加することにより発光性の物質から発光を取り出すことのできる、電界発光素子を用いることが好ましい。このような画素が射出する光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く(色域が広く)、且つコントラストの高い、つまり鮮やかな表示を行うことができる。 The second display element included in the second pixel includes a light source, and an element that performs display using light from the light source can be used. In particular, an electroluminescent element that can extract light emitted from a light-emitting substance by applying an electric field is preferably used. The light emitted from such a pixel is not affected by the brightness or chromaticity of the light, and therefore has high color reproducibility (wide color gamut) and high contrast, that is, vivid display. be able to.
第2の表示素子には、例えばOLED(Organic Light Emitting Diode)、LED(Light Emitting Diode)、QLED(Quantum−dot Light Emitting Diode)、半導体レーザなどの自発光性の発光素子を用いることができる。または、第2の画素が有する表示素子として、光源であるバックライトと、バックライトからの光の透過光の光量を制御する透過型の液晶素子とを組み合わせたものを用いてもよい。 As the second display element, for example, a self-luminous light emitting element such as an OLED (Organic Light Emitting Diode), an LED (Light Emitting Diode), a QLED (Quantum-Dot Light Emitting Diode), or a semiconductor laser can be used. Alternatively, as the display element included in the second pixel, a combination of a backlight that is a light source and a transmissive liquid crystal element that controls the amount of light transmitted through the backlight may be used.
第1の画素は、例えば白色(W)を呈する副画素、または例えば赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の光をそれぞれ呈する副画素を有する構成とすることができる。また、第2の画素も同様に、例えば白色(W)を呈する副画素、または例えば赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の光をそれぞれ呈する副画素を有する構成とすることができる。なお、第1の画素および第2の画素がそれぞれ有する副画素は、4色以上であってもよい。副画素の種類が多いほど、消費電力を低減することが可能で、また色再現性を高めることができる。 The first pixel can include a sub-pixel that exhibits, for example, white (W), or a sub-pixel that exhibits three colors of light, for example, red (R), green (G), and blue (B). . Similarly, the second pixel has a sub-pixel that exhibits, for example, white (W), or a sub-pixel that exhibits light of three colors, for example, red (R), green (G), and blue (B). can do. Note that the subpixels included in each of the first pixel and the second pixel may have four or more colors. As the number of subpixels increases, power consumption can be reduced and color reproducibility can be improved.
本発明の一態様は、第1の画素で画像を表示する第1のモード、第2の画素で画像を表示する第2のモード、および第1の画素および第2の画素で画像を表示する第3のモードを切り替えることができる。 According to one embodiment of the present invention, a first mode in which an image is displayed with a first pixel, a second mode in which an image is displayed with a second pixel, and an image is displayed with the first pixel and the second pixel. The third mode can be switched.
第1のモードは、第1の表示素子による反射光を用いて画像を表示するモードである。第1のモードは光源が不要であるため、極めて低消費電力な駆動モードである。例えば、外光の照度が十分高く、且つ外光が白色光またはその近傍の光である場合に有効である。第1のモードは、例えば本や書類などの文字情報を表示することに適した表示モードである。また、反射光を用いるため、目に優しい表示を行うことができ、目が疲れにくいという効果を奏する。 The first mode is a mode in which an image is displayed using reflected light from the first display element. The first mode is a driving mode with extremely low power consumption because no light source is required. For example, it is effective when the illuminance of outside light is sufficiently high and the outside light is white light or light in the vicinity thereof. The first mode is a display mode suitable for displaying character information such as books and documents. In addition, since the reflected light is used, it is possible to perform display that is kind to the eyes, and the effect that the eyes are less tired is achieved.
第2のモードでは、第2の表示素子による発光を利用して画像を表示するモードである。そのため、外光の照度や色度によらず、極めて鮮やかな(コントラストが高く、且つ色再現性の高い)表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、外光の照度が極めて小さい場合などに有効である。また外光が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第2のモードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。またこれにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第2のモードは、鮮やかな画像や滑らかな動画などを表示することに適したモードである。 In the second mode, an image is displayed using light emitted from the second display element. Therefore, an extremely vivid display (high contrast and high color reproducibility) can be performed regardless of the illuminance and chromaticity of external light. For example, it is effective when the illuminance of outside light is extremely small, such as at night or in a dark room. Further, when the outside light is dark, the user may feel dazzled when performing bright display. In order to prevent this, it is preferable to perform display with reduced luminance in the second mode. Thereby, in addition to suppressing glare, power consumption can also be reduced. The second mode is a mode suitable for displaying a vivid image or a smooth moving image.
第3のモードでは、第1の表示素子による反射光と、第2の表示素子による発光の両方を利用して表示を行うモードである。具体的には、第1の画素が呈する光と、第1の画素と隣接する第2の画素が呈する光を混色させることにより、1つの色を表現するように駆動する。第1のモードよりも鮮やかな表示をしつつ、第2のモードよりも消費電力を抑えることができる。例えば、室内照明下や、朝方や夕方の時間帯など、外光の照度が比較的低い場合や、外光の色度が白色ではない場合などに有効である。また、反射光と発光とを混色させた光を用いることで、まるで絵画を見ているかのように感じさせる画像を表示することが可能となる。 In the third mode, display is performed using both reflected light from the first display element and light emission from the second display element. Specifically, driving is performed so as to express one color by mixing light emitted by the first pixel and light emitted by the second pixel adjacent to the first pixel. While displaying more vividly than in the first mode, it is possible to suppress power consumption as compared with the second mode. For example, it is effective when the illuminance of outside light is relatively low, such as under room lighting or in the morning or evening hours, or when the chromaticity of outside light is not white. Further, by using light in which reflected light and light emission are mixed, it is possible to display an image that makes it feel as if the user is looking at a painting.
以下では、本発明の一態様のより具体的な例について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, more specific examples of one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[表示装置の構成例]
図6(A)は、図5(A)乃至(C)に示した表示パネル32を説明する図である。表示パネル32は、表示領域32aおよび表示領域32bを有する。
[Configuration example of display device]
6A illustrates the
表示領域32aは、マトリクス状に配置された複数の画素ユニット45aを有する。画素ユニット45aは、第1の画素46と、第2の画素47を有する。
The
表示領域32bは、マトリクス状に配置された複数の画素ユニット45bを有する。画素ユニット45bは、第2の画素47を有する。
The
図6(A)では、第1の画素46および第2の画素47が、それぞれ赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色に対応する表示素子を有する場合の例を示している。
FIG. 6A illustrates an example in which the
第1の画素46は、赤色(R)に対応する表示素子46R、緑色(G)に対応する表示素子46G、青色(B)に対応する表示素子46Bを有する。表示素子46R、46G、46Bはそれぞれ、外光の反射を利用した第1の表示素子である。
The
第2の画素47は、赤色(R)に対応する表示素子47R、緑色(G)に対応する表示素子47G、青色(B)に対応する表示素子47Bを有する。表示素子47R、47G、47Bはそれぞれ、光源の光を利用した第2の表示素子である。
The
なお、図6(B)に示すように、表示領域32bも画素ユニット45aを有する構成とすることができる。
Note that as shown in FIG. 6B, the
以上が表示装置の構成例についての説明である。 The above is the description of the configuration example of the display device.
[画素ユニットの構成例]
続いて、図7(A)、(B)、(C)を用いて画素ユニット45aについて説明する。図7(A)、(B)、(C)は、画素ユニット45aの構成例を示す模式図である。
[Configuration example of pixel unit]
Subsequently, the
第1の画素46は、表示素子46R、表示素子46G、表示素子46Bを有する。表示素子46Rは、外光を反射し、第1の画素46に入力される第1の階調値に含まれる赤色に対応する階調値に応じた輝度の赤色の光R1を、表示面側に射出する。表示素子46G、表示素子46Bも同様に、それぞれ緑色の光G1または青色の光B1を、表示面側に射出する。
The
第2の画素47は、表示素子47R、表示素子47G、表示素子47Bを有する。表示素子47Rは、光源を有し、第2の画素47に入力される第2の階調値に含まれる赤色に対応する階調値に応じた輝度の赤色の光R2を、表示面側に射出する。表示素子47G、表示素子47Bも同様に、それぞれ緑色の光G2または青色の光B2を、表示面側に射出する。
The
〔第3のモード〕
図7(A)は、外光を反射する表示素子46R、表示素子46G、表示素子46Bと、光を発する表示素子47R、表示素子47G、表示素子47Bの両方を駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図7(A)に示すように、画素ユニット45aは、光R1、光G1、光B1、光R2、光G2、および光B2の6つの光を混色させることにより、所定の色の光55を表示面側に射出することができる。
[Third mode]
FIG. 7A illustrates an operation in which an image is displayed by driving both the
このとき、表示素子47R、表示素子47Gおよび表示素子47Bのそれぞれの輝度を低く抑えることが好ましい。例えば、表示素子47R、表示素子47Gおよび表示素子47Bのそれぞれが発することのできる光の輝度の最大値(最大輝度ともいう)を100%としたときに、第3のモードで表示素子47R、表示素子47Gおよび表示素子47Bのそれぞれが発する光の輝度の最大値を、最大輝度の5%以上50%以下、好ましくは1%以上60%以下とすることが好ましい。これにより、低い消費電力で表示できるとともに、表示される画像がより絵画的になり、また目に優しい表示を行うことが可能となる。
At this time, it is preferable to suppress the luminance of each of the
〔第1のモード〕
図7(B)は、外光を反射する表示素子46R、表示素子46G、表示素子46Bを駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図7(B)に示すように、画素ユニット45aは、例えば外光の照度が十分に高い場合などでは、第2の画素47を駆動させずに、第1の画素46からの光(光R1、光G1、および光B1)のみを混色させることにより、所定の色の光55を表示面側に射出することもできる。これにより、極めて低消費電力な駆動を行うことができる。
[First mode]
FIG. 7B illustrates an example of an operation mode in which an image is displayed by driving the
〔第2のモード〕
図7(C)は、表示素子47R、表示素子47G、表示素子47Bを駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図7(C)に示すように、画素ユニット45aは、例えば外光の照度が極めて小さい場合などでは、第1の画素46を駆動させずに、第2の画素47からの光(光R2、光G2、および光B2)のみを混色させることにより、所定の色の光55を表示面側に射出することもできる。これにより鮮やかな表示を行うことができる。また外光の照度が小さい場合に輝度を低くすることで、使用者が感じる眩しさを抑えると共に消費電力を低減できる。
[Second mode]
FIG. 7C illustrates an example of an operation mode in which the
このとき、第3のモードよりも、可視光を発光する表示素子の輝度を高めることが好ましい。例えば、第2のモードで表示素子47R、表示素子47G、表示素子47Bのそれぞれが発する光の輝度の最大値を、最大輝度の100%とする、または、50%以上100%以下、好ましくは60%以上100%以下とすることができる。これにより、外光の明るい場所であっても鮮やかな画像を表示することができる。
At this time, it is preferable to increase the luminance of the display element that emits visible light, as compared with the third mode. For example, the maximum value of the luminance of light emitted from each of the
ここで、表示素子47R、表示素子47G、表示素子47Bのそれぞれが発する光の輝度の最大値は、ダイナミックレンジに置き換えることができる。すなわち、第3のモードでは、第2のモードよりも表示素子47R、表示素子47G、表示素子47Bのそれぞれのダイナミックレンジを狭く設定することができる。例えば、表示素子47R、表示素子47Gまたは表示素子47Bにおける第3のモードのダイナミックレンジを、第2のモードのダイナミックレンジの5%以上50%以下、好ましくは1%以上60%以下に設定することができる。
Here, the maximum value of the luminance of light emitted from each of the
以上が画素ユニット45aの構成例についての説明である。なお、図6(A)に示す構成では、画素ユニット45bは第1の画素47を有さないため、低消費電力の第1のモードでの表示のみを行うことができる。
The above is the description of the configuration example of the
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。 This embodiment can be implemented in appropriate combination with at least part of the other embodiments described in this specification.
(実施の形態3)
以下では、本発明の一態様の表示装置に用いることのできる表示パネルの例について説明する。以下で例示する表示パネルは、反射型の液晶素子と、発光素子の両方を有し、透過モードと反射モードの両方の表示を行うことのできる、表示パネルである。
(Embodiment 3)
Examples of display panels that can be used for the display device of one embodiment of the present invention are described below. The display panel exemplified below is a display panel that includes both a reflective liquid crystal element and a light-emitting element and can perform both transmission mode and reflection mode displays.
[構成例]
図8(A)は、表示装置400の構成の一例を示すブロック図である。表示装置400は、表示部362にマトリクス状に配列した複数の画素410を有する。また表示装置400は、回路GDと、回路SDを有する。また、方向Rに配列した複数の画素410、回路GDと電気的に接続する複数の配線G1、複数の配線G2、複数の配線ANO、および複数の配線CSCOMを有する。また、方向Cに配列した複数の画素410、回路SDと電気的に接続する複数の配線S1、および複数の配線S2を有する。
[Configuration example]
FIG. 8A is a block diagram illustrating an example of a structure of the
なお、ここでは簡単のために回路GDと回路SDを1つずつ有する構成を示したが、液晶素子を駆動する回路GDおよび回路SDと、発光素子を駆動する回路GDおよび回路SDとを、別々に設けてもよい。 Here, for the sake of simplicity, a configuration having one circuit GD and one circuit SD is shown, but the circuit GD and the circuit SD that drive the liquid crystal element and the circuit GD and the circuit SD that drive the light emitting element are separately provided. May be provided.
画素410は、反射型の液晶素子と、発光素子を有する。画素410において、液晶素子と発光素子とは、互いに重なる部分を有する。
The
図8(B1)は、画素410が有する導電層311bの構成例を示す。導電層311bは、画素410における液晶素子の反射電極として機能する。また導電層311bには、開口451が設けられている。
FIG. 8B1 illustrates a configuration example of the
図8(B1)には、導電層311bと重なる領域に位置する発光素子360を破線で示している。発光素子360は、導電層311bが有する開口451と重ねて配置されている。これにより、発光素子360が発する光は、開口451を介して表示面側に射出される。
In FIG. 8B1, the light-emitting
図8(B1)では、方向Rに隣接する画素410が異なる色に対応する画素である。このとき、図8(B1)に示すように、方向Rに隣接する2つの画素において、開口451が一列に配列されないように、導電層311bの異なる位置に設けられていることが好ましい。これにより、2つの発光素子360を離すことが可能で、発光素子360が発する光が隣接する画素410が有する着色層に入射してしまう現象(クロストークともいう)を抑制することができる。また、隣接する2つの発光素子360を離して配置することができるため、発光素子360のEL層をシャドウマスク等により作り分ける場合であっても、高い精細度の表示装置を実現できる。
In FIG. 8B1, the
また、図8(B2)に示すような配列としてもよい。 Alternatively, an arrangement as shown in FIG.
非開口部の総面積に対する開口451の総面積の比の値が大きすぎると、液晶素子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451の総面積の比の値が小さすぎると、発光素子360を用いた表示が暗くなってしまう。
If the ratio of the total area of the
また、反射電極として機能する導電層311bに設ける開口451の面積が小さすぎると、発光素子360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。
In addition, when the area of the
開口451の形状は、例えば多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状とすることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状としてもよい。また、開口451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451を同じ色を表示する他の画素に寄せて配置する。これにより、クロストークを抑制できる。
The shape of the
[回路構成例]
図9は、画素410の構成例を示す回路図である。図9では、隣接する2つの画素410を示している。
[Circuit configuration example]
FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the
画素410は、スイッチSW1、容量素子C1、液晶素子340、スイッチSW2、トランジスタM、容量素子C2、および発光素子360等を有する。また、画素410には、配線G1、配線G2、配線ANO、配線CSCOM、配線S1、および配線S2が電気的に接続されている。また、図9では、液晶素子340と電気的に接続する配線VCOM1、および発光素子360と電気的に接続する配線VCOM2を示している。
The
図9では、スイッチSW1およびスイッチSW2に、トランジスタを用いた場合の例を示している。 FIG. 9 shows an example in which transistors are used for the switch SW1 and the switch SW2.
スイッチSW1は、ゲートが配線G1と接続され、ソースまたはドレインの一方が配線S1と接続され、ソースまたはドレインの他方が容量素子C1の一方の電極、および液晶素子340の一方の電極と接続されている。容量素子C1は、他方の電極が配線CSCOMと接続されている。液晶素子340は、他方の電極が配線VCOM1と接続されている。
The switch SW1 has a gate connected to the wiring G1, one source or drain connected to the wiring S1, and the other source or drain connected to one electrode of the capacitor C1 and one electrode of the
また、スイッチSW2は、ゲートが配線G2と接続され、ソースまたはドレインの一方が配線S2と接続され、ソースまたはドレインの他方が、容量素子C2の一方の電極、トランジスタMのゲートと接続されている。容量素子C2は、他方の電極がトランジスタMのソースまたはドレインの一方、および配線ANOと接続されている。トランジスタMは、ソースまたはドレインの他方が発光素子360の一方の電極と接続されている。発光素子360は、他方の電極が配線VCOM2と接続されている。
The switch SW2 has a gate connected to the wiring G2, one of the source and the drain connected to the wiring S2, and the other of the source and the drain connected to one electrode of the capacitor C2 and the gate of the transistor M. . The other electrode of the capacitor C2 is connected to one of the source and the drain of the transistor M and the wiring ANO. In the transistor M, the other of the source and the drain is connected to one electrode of the
図9では、トランジスタMが半導体を挟む2つのゲートを有し、これらが接続されている例を示している。これにより、トランジスタMが流すことのできる電流を増大させることができる。 FIG. 9 shows an example in which the transistor M has two gates sandwiching a semiconductor and these are connected. As a result, the current that can be passed by the transistor M can be increased.
配線G1には、スイッチSW1を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線VCOM1には、所定の電位を与えることができる。配線S1には、液晶素子340が有する液晶の配向状態を制御する信号を与えることができる。配線CSCOMには、所定の電位を与えることができる。
A signal for controlling the switch SW1 to be in a conductive state or a non-conductive state can be supplied to the wiring G1. A predetermined potential can be applied to the wiring VCOM1. A signal for controlling the alignment state of the liquid crystal included in the
配線G2には、スイッチSW2を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線VCOM2および配線ANOには、発光素子360が発光する電位差が生じる電位をそれぞれ与えることができる。配線S2には、トランジスタMの導通状態を制御する信号を与えることができる。
A signal for controlling the switch SW2 to be in a conductive state or a non-conductive state can be supplied to the wiring G2. The wiring VCOM2 and the wiring ANO can each be supplied with a potential at which a potential difference generated by the
図9に示す画素410は、例えば、反射モードの表示を行う場合には、配線G1および配線S1に与える信号により駆動し、液晶素子340による光学変調を利用して表示することができる。また、透過モードで表示を行う場合には、配線G2および配線S2に与える信号により駆動し、発光素子360を発光させて表示することができる。また、両方のモードで駆動する場合には、配線G1、配線G2、配線S1および配線S2のそれぞれに与える信号により駆動することができる。
For example, in the case of performing reflection mode display, the
なお、図10では一つの画素410に、一つの液晶素子340と一つの発光素子360とを有する例を示したが、これに限られない。図10(A)は、一つの画素410に一つの液晶素子340と4つの発光素子360(発光素子360r、360g、360b、360w)を有する例を示している。
Note that although FIG. 10 illustrates an example in which one
図10(A)では図9の例に加えて、画素410に配線G3および配線S3が接続されている。
In FIG. 10A, in addition to the example of FIG. 9, a wiring G3 and a wiring S3 are connected to the
図10(A)に示す例では、例えば4つの発光素子360を、それぞれ赤色(R)、緑色(G)、青色(B)、および白色(W)を呈する発光素子を用いることができる。また液晶素子340として、白色を呈する反射型の液晶素子を用いることができる。これにより、反射モードの表示を行う場合には、反射率の高い白色の表示を行うことができる。また透過モードで表示を行う場合には、演色性の高い表示を低い電力で行うことができる。
In the example illustrated in FIG. 10A, for example, as the four light-emitting
また、図10(B)には、画素410の構成例を示している。画素410は、電極311が有する開口部と重なる発光素子360wと、電極311の周囲に配置された発光素子360r、発光素子360g、および発光素子360bとを有する。発光素子360r、発光素子360g、および発光素子360bは、発光面積がほぼ同等であることが好ましい。
FIG. 10B illustrates a configuration example of the
[表示パネルの構成例]
図11は、本発明の一態様の表示パネル300の斜視概略図である。表示パネル300は、基板351と基板361とが貼り合わされた構成を有する。図11では、基板361を破線で明示している。
[Display panel configuration example]
FIG. 11 is a schematic perspective view of a
表示パネル300は、表示部362、回路364、配線365等を有する。基板351には、例えば回路364、配線365、および画素電極として機能する導電層311b等が設けられる。また図11では基板351上にIC373とFPC372が実装されている例を示している。そのため、図11に示す構成は、表示パネル300とFPC372およびIC373を有する表示モジュールと言うこともできる。
The
回路364は、例えば走査線駆動回路として機能する回路を用いることができる。
As the
配線365は、表示部や回路364に信号や電力を供給する機能を有する。当該信号や電力は、FPC372を介して外部、またはIC373から配線365に入力される。
The
また、図11では、COG(Chip On Glass)方式等により、基板351にIC373が設けられている例を示している。IC373は、例えば走査線駆動回路、または信号線駆動回路などとしての機能を有するICを適用できる。なお表示パネル300が走査線駆動回路および信号線駆動回路として機能する回路を備える場合や、走査線駆動回路や信号線駆動回路として機能する回路を外部に設け、FPC372を介して表示パネル300を駆動するための信号を入力する場合などでは、IC373を設けない構成としてもよい。また、IC373を、COF(Chip On Film)方式等により、FPC372に実装してもよい。
FIG. 11 illustrates an example in which the
図11には、表示部362の一部の拡大図を示している。表示部362には、複数の表示素子が有する導電層311bがマトリクス状に配置されている。導電層311bは、可視光を反射する機能を有し、後述する液晶素子340の反射電極として機能する。
FIG. 11 shows an enlarged view of a part of the
また、図11に示すように、導電層311bは開口を有する。さらに導電層311bよりも基板351側に、発光素子360を有する。発光素子360からの光は、導電層311bの開口を介して基板361側に射出される。
In addition, as illustrated in FIG. 11, the
また、基板361上にはタッチセンサを設けることができる。例えば、シート状の静電容量方式のタッチセンサ366を表示部362に重ねて設ける構成とすればよい。または、基板361と基板351との間にタッチセンサを設けてもよい。基板361と基板351との間にタッチセンサを設ける場合は、静電容量方式のタッチセンサのほか、光電変換素子を用いた光学式のタッチセンサを適用してもよい。
[断面構成例]
図12に、図11で例示した表示パネルの、FPC372を含む領域の一部、回路364を含む領域の一部、及び表示部362を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。なお、タッチセンサ366は含まない。
Further, a touch sensor can be provided over the
[Section configuration example]
FIG. 12 illustrates an example of a cross section of the display panel illustrated in FIG. 11 when a part of the region including the
表示パネルは、基板351と基板361の間に、絶縁層220を有する。また基板351と絶縁層220の間に、発光素子360、トランジスタ201、トランジスタ205、トランジスタ206、着色層134等を有する。また絶縁層220と基板361の間に、液晶素子340、着色層131等を有する。また基板361と絶縁層220は接着層141を介して接着され、基板351と絶縁層220は接着層142を介して接着されている。
The display panel includes an insulating
トランジスタ206は、液晶素子340と電気的に接続し、トランジスタ205は、発光素子360と電気的に接続する。トランジスタ205とトランジスタ206は、いずれも絶縁層220の基板351側の面上に形成されているため、これらを同一の工程を用いて作製することができる。
The
基板361には、着色層131、遮光層132、絶縁層121、及び液晶素子340の共通電極として機能する導電層113、配向膜133b、絶縁層117等が設けられている。絶縁層117は、液晶素子340のセルギャップを保持するためのスペーサとして機能する。
The
絶縁層220の基板351側には、絶縁層211、絶縁層212、絶縁層213、絶縁層214、絶縁層215等の絶縁層が設けられている。絶縁層211は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層212、絶縁層213、及び絶縁層214は、各トランジスタを覆って設けられている。また絶縁層214を覆って絶縁層215が設けられている。絶縁層214及び絶縁層215は、平坦化層としての機能を有する。なお、ここではトランジスタ等を覆う絶縁層として、絶縁層212、絶縁層213、絶縁層214の3層を有する場合について示しているが、これに限られず4層以上であってもよいし、単層、または2層であってもよい。また平坦化層として機能する絶縁層214は、不要であれば設けなくてもよい。
On the
また、トランジスタ201、トランジスタ205、及びトランジスタ206は、一部がゲートとして機能する導電層221、一部がソース又はドレインとして機能する導電層222、半導体層231を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。
The
液晶素子340は反射型の液晶素子である。液晶素子340は、導電層311a、液晶112、導電層113が積層された積層構造を有する。また導電層311aの基板351側に接して、可視光を反射性する導電層311bが設けられている。導電層311bは開口251を有する。また導電層311a及び導電層113は可視光を透過する材料を含む。また液晶112と導電層311aの間に配向膜133aが設けられ、液晶112と導電層113の間に配向膜133bが設けられている。また、基板361の外側の面には、偏光板130を有する。
The
液晶素子340において、導電層311bは可視光を反射する機能を有し、導電層113は可視光を透過する機能を有する。基板361側から入射した光は、偏光板130により偏光され、導電層113、液晶112を透過し、導電層311bで反射する。そして液晶112及び導電層113を再度透過して、偏光板130に達する。このとき、導電層311bと導電層113の間に与える電圧によって液晶の配向を制御し、光の光学変調を制御することができる。すなわち、偏光板130を介して射出される光の強度を制御することができる。また光は着色層131によって特定の波長領域以外の光が吸収されることにより、取り出される光は、例えば赤色を呈する光となる。
In the
発光素子360は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子360は、絶縁層220側から導電層191、EL層192、及び導電層193bの順に積層された積層構造を有する。また導電層193bを覆って導電層193aが設けられている。導電層193bは可視光を反射する材料を含み、導電層191及び導電層193aは可視光を透過する材料を含む。発光素子360が発する光は、着色層134、絶縁層220、開口251、導電層113等を介して、基板361側に射出される。
The
ここで、図12に示すように、開口251には可視光を透過する導電層311aが設けられていることが好ましい。これにより、開口251と重なる領域においてもそれ以外の領域と同様に液晶112が配向するため、これらの領域の境界部で液晶の配向不良が生じ、意図しない光が漏れてしまうことを抑制できる。
Here, as illustrated in FIG. 12, the
ここで、基板361の外側の面に配置する偏光板130として直線偏光板を用いてもよいが、円偏光板を用いることもできる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と1/4波長位相差板を積層したものを用いることができる。これにより、外光反射を抑制することができる。また、偏光板の種類に応じて、液晶素子340に用いる液晶素子のセルギャップ、配向、駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにすればよい。
Here, a linear polarizing plate may be used as the
また導電層191の端部を覆う絶縁層216上には、絶縁層217が設けられている。絶縁層217は、絶縁層220と基板351が必要以上に接近することを抑制するスペーサとしての機能を有する。またEL層192や導電層193aを遮蔽マスク(メタルマスク)を用いて形成する場合には、当該遮蔽マスクが被形成面に接触することを抑制するためのマスクギャッパとしての機能を有していてもよい。なお、絶縁層217は不要であれば設けなくてもよい。
An insulating
トランジスタ205のソース又はドレインの一方は、導電層224を介して発光素子360の導電層191と電気的に接続されている。
One of a source and a drain of the
トランジスタ206のソース又はドレインの一方は、接続部207を介して導電層311bと電気的に接続されている。導電層311bと導電層311aは接して設けられ、これらは電気的に接続されている。ここで、接続部207は、絶縁層220に設けられた開口を介して、絶縁層220の両面に設けられる導電層同士を接続する部分である。
One of a source and a drain of the
基板351の基板361と重ならない領域には、接続部204が設けられている。接続部204は、接続層242を介してFPC372と電気的に接続されている。接続部204は接続部207と同様の構成を有している。接続部204の上面は、導電層311aと同一の導電膜を加工して得られた導電層が露出している。これにより、接続部204とFPC372とを接続層242を介して電気的に接続することができる。
A
接着層141が設けられる一部の領域には、接続部252が設けられている。接続部252において、導電層311aと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層113の一部が、接続体243により電気的に接続されている。したがって、基板361側に形成された導電層113に、基板351側に接続されたFPC372から入力される信号または電位を、接続部252を介して供給することができる。
A
接続体243としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、2種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体243として、弾性変形、または塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体243は、図12に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体243と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制することができる。
As the
接続体243は、接着層141に覆われるように配置することが好ましい。例えば接着層141となるペースト等を塗布した後に、接続体243を散布すればよい。
The
図12では、回路364の例としてトランジスタ201が設けられている例を示している。
FIG. 12 illustrates an example in which the
図12では、トランジスタ201及びトランジスタ205の例として、チャネルが形成される半導体層231を2つのゲートで挟持する構成が適用されている。一方のゲートは導電層221により、他方のゲートは絶縁層212を介して半導体層231と重なる導電層223により構成されている。このような構成とすることで、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。このとき、2つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させることができる。その結果、高速駆動が可能な回路を作製することができる。さらには、回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示パネルを大型化、または高精細化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能であり、表示ムラを抑制することができる。
In FIG. 12, as an example of the
なお、回路364が有するトランジスタと、表示部362が有するトランジスタは、同じ構造であってもよい。また回路364が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。また、表示部362が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。
Note that the transistor included in the
各トランジスタを覆う絶縁層212、絶縁層213のうち少なくとも一方は、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。すなわち、絶縁層212または絶縁層213はバリア膜として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに対して外部から不純物が拡散することを効果的に抑制することが可能となり、信頼性の高い表示パネルを実現できる。
At least one of the insulating
基板361側において、着色層131、遮光層132を覆って絶縁層121が設けられている。絶縁層121は、平坦化層としての機能を有していていもよい。絶縁層121により、導電層113の表面を概略平坦にできるため、液晶112の配向状態を均一にできる。
On the
[各構成要素について]
以下では、上記に示す各構成要素について説明する。
[About each component]
Below, each component shown above is demonstrated.
〔基板〕
表示パネルが有する基板には、平坦面を有する材料を用いることができる。表示素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などの材料を用いることができる。
〔substrate〕
A substrate having a flat surface can be used for the substrate included in the display panel. For the substrate from which light from the display element is extracted, a material that transmits the light is used. For example, materials such as glass, quartz, ceramic, sapphire, and organic resin can be used.
厚さの薄い基板を用いることで、表示パネルの軽量化、薄型化を図ることができる。さらに、可撓性を有する程度の厚さの基板を用いることで、可撓性を有する表示パネルを実現できる。 By using a thin substrate, the display panel can be reduced in weight and thickness. Furthermore, a flexible display panel can be realized by using a flexible substrate.
また、発光を取り出さない側の基板は、透光性を有していなくてもよいため、上記に挙げた基板の他に、金属基板等を用いることもできる。金属基板は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示パネルの局所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。可撓性や曲げ性を得るためには、金属基板の厚さは、10μm以上200μm以下が好ましく、20μm以上50μm以下であることがより好ましい。 Further, since the substrate on the side from which light emission is not extracted does not have to be translucent, a metal substrate or the like can be used in addition to the above-described substrates. A metal substrate is preferable because it has high thermal conductivity and can easily conduct heat to the entire substrate, which can suppress a local temperature increase of the display panel. In order to obtain flexibility and bendability, the thickness of the metal substrate is preferably 10 μm to 200 μm, and more preferably 20 μm to 50 μm.
金属基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属、もしくはアルミニウム合金またはステンレス等の合金などを好適に用いることができる。 Although there is no limitation in particular as a material which comprises a metal substrate, For example, metals, such as aluminum, copper, nickel, or alloys, such as aluminum alloy or stainless steel, can be used suitably.
また、金属基板の表面を酸化する、または表面に絶縁膜を形成するなどにより、絶縁処理が施された基板を用いてもよい。例えば、スピンコート法やディップ法などの塗布法、電着法、蒸着法、またはスパッタリング法などを用いて絶縁膜を形成してもよいし、酸素雰囲気で放置するまたは加熱するほか、陽極酸化法などによって、基板の表面に酸化膜を形成してもよい。 Alternatively, a substrate that has been subjected to an insulating process by oxidizing the surface of the metal substrate or forming an insulating film on the surface may be used. For example, the insulating film may be formed by using a coating method such as a spin coating method or a dip method, an electrodeposition method, a vapor deposition method, or a sputtering method, or it is left in an oxygen atmosphere or heated, or an anodic oxidation method. For example, an oxide film may be formed on the surface of the substrate.
可撓性を有し、可視光に対する透過性を有する材料としては、例えば、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)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の低い材料を用いることが好ましく、例えば、熱膨張係数が30×10−6/K以下であるポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、PET等を好適に用いることができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。このような材料を用いた基板は、重量が軽いため、該基板を用いた表示パネルも軽量にすることができる。 Examples of materials having flexibility and transparency to visible light include polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, polyimide resins, polymethyl methacrylate resins, and polycarbonates. (PC) resin, polyethersulfone (PES) resin, polyamide resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyvinyl chloride resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, and the like. In particular, a material having a low thermal expansion coefficient is preferably used. For example, a polyamideimide resin, a polyimide resin, PET, or the like having a thermal expansion coefficient of 30 × 10 −6 / K or less can be suitably used. Further, a substrate in which glass fiber is impregnated with an organic resin, or a substrate in which an inorganic filler is mixed with an organic resin to reduce the thermal expansion coefficient can be used. Since a substrate using such a material is light in weight, a display panel using the substrate can be lightweight.
上記材料中に繊維体が含まれている場合、繊維体は有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維のことを言い、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Eガラス、Sガラス、Dガラス、Qガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。これらは、織布または不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構造物を、可撓性を有する基板として用いてもよい。可撓性を有する基板として、繊維体と樹脂からなる構造物を用いると、曲げや局所的押圧による破損に対する信頼性が向上するため、好ましい。 When a fibrous body is included in the material, a high-strength fiber of an organic compound or an inorganic compound is used for the fibrous body. The high-strength fiber specifically refers to a fiber having a high tensile modulus or Young's modulus, and representative examples include polyvinyl alcohol fiber, polyester fiber, polyamide fiber, polyethylene fiber, aramid fiber, Examples include polyparaphenylene benzobisoxazole fibers, glass fibers, and carbon fibers. Examples of the glass fiber include glass fibers using E glass, S glass, D glass, Q glass, and the like. These may be used in the form of a woven fabric or a non-woven fabric, and a structure obtained by impregnating the fiber body with a resin and curing the resin may be used as a flexible substrate. When a structure made of a fibrous body and a resin is used as the flexible substrate, it is preferable because reliability against breakage due to bending or local pressing is improved.
または、可撓性を有する程度に薄いガラス、金属などを基板に用いることもできる。または、ガラスと樹脂材料とが接着層により貼り合わされた複合材料を用いてもよい。 Alternatively, glass, metal, or the like thin enough to have flexibility can be used for the substrate. Alternatively, a composite material in which glass and a resin material are bonded to each other with an adhesive layer may be used.
可撓性を有する基板に、表示パネルの表面を傷などから保護するハードコート層(例えば、窒化シリコン、酸化アルミニウムなど)や、押圧を分散可能な材質の層(例えば、アラミド樹脂など)等が積層されていてもよい。また、水分等による表示素子の寿命の低下等を抑制するために、可撓性を有する基板に透水性の低い絶縁膜が積層されていてもよい。例えば、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の無機絶縁材料を用いることができる。 A hard coat layer (for example, silicon nitride, aluminum oxide) that protects the surface of the display panel from scratches, a layer of a material that can disperse the pressure (for example, aramid resin), etc. on a flexible substrate It may be laminated. In order to suppress a decrease in the lifetime of the display element due to moisture or the like, an insulating film with low water permeability may be stacked over a flexible substrate. For example, an inorganic insulating material such as silicon nitride, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, aluminum oxide, or aluminum nitride can be used.
基板は、複数の層を積層して用いることもできる。特に、ガラス層を有する構成とすると、水や酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高い表示パネルとすることができる。 The substrate can be used by stacking a plurality of layers. In particular, when the glass layer is used, the barrier property against water and oxygen can be improved and a highly reliable display panel can be obtained.
〔トランジスタ〕
トランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層と、を有する。上記では、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合を示している。
[Transistor]
The transistor includes a conductive layer that functions as a gate electrode, a semiconductor layer, a conductive layer that functions as a source electrode, a conductive layer that functions as a drain electrode, and an insulating layer that functions as a gate insulating layer. The above shows the case where a bottom-gate transistor is applied.
なお、本発明の一態様の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。 Note that there is no particular limitation on the structure of the transistor included in the display device of one embodiment of the present invention. For example, a planar transistor, a staggered transistor, or an inverted staggered transistor may be used. Further, a top-gate or bottom-gate transistor structure may be employed. Alternatively, gate electrodes may be provided above and below the channel.
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。 There is no particular limitation on the crystallinity of the semiconductor material used for the transistor, and either an amorphous semiconductor or a semiconductor having crystallinity (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor partially including a crystal region) is used. May be used. It is preferable to use a crystalline semiconductor because deterioration of transistor characteristics can be suppressed.
また、トランジスタに用いる半導体材料としては、エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、より好ましくは3eV以上である金属酸化物を用いることができる。代表的には、インジウムを含む酸化物半導体などであり、例えば、後述するCAC−OSなどを用いることができる。 As a semiconductor material used for the transistor, a metal oxide having an energy gap of 2 eV or more, preferably 2.5 eV or more, more preferably 3 eV or more can be used. A typical example is an oxide semiconductor containing indium. For example, a CAC-OS described later can be used.
シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい酸化物半導体を用いたトランジスタは、その低いオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。 A transistor using an oxide semiconductor with a wider band gap and lower carrier density than silicon can hold charge accumulated in a capacitor connected in series with the transistor for a long time due to its low off-state current. Is possible.
半導体層は、例えばインジウム、亜鉛およびM(アルミニウム、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジムまたはハフニウム等の金属)を含むIn−M−Zn系酸化物で表記される膜とすることができる。 The semiconductor layer is represented by an In-M-Zn-based oxide containing indium, zinc, and M (metal such as aluminum, titanium, gallium, germanium, yttrium, zirconium, lanthanum, cerium, tin, neodymium, or hafnium). It can be a membrane.
半導体層を構成する酸化物半導体がIn−M−Zn系酸化物の場合、In−M−Zn酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、In≧M、Zn≧Mを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=3:1:2、In:M:Zn=4:2:3、In:M:Zn=4:2:4.1、In:M:Zn=5:1:6、In:M:Zn=5:1:7、In:M:Zn=5:1:8等が好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比はそれぞれ、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス40%の変動を含む。 In the case where the oxide semiconductor included in the semiconductor layer is an In-M-Zn-based oxide, the atomic ratio of the metal elements of the sputtering target used for forming the In-M-Zn oxide is In ≧ M, Zn It is preferable to satisfy ≧ M. As the atomic ratio of the metal elements of such a sputtering target, In: M: Zn = 1: 1: 1, In: M: Zn = 1: 1: 1.2, In: M: Zn = 3: 1: 2, In: M: Zn = 4: 2: 3, In: M: Zn = 4: 2: 4.1, In: M: Zn = 5: 1: 6, In: M: Zn = 5: 1: 7, In: M: Zn = 5: 1: 8 etc. are preferable. Note that the atomic ratio of the semiconductor layer to be formed includes a variation of plus or minus 40% of the atomic ratio of the metal element contained in the sputtering target.
本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのとき酸化物半導体を用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できる、半導体層よりも下層の配線は電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。 The bottom-gate transistor described in this embodiment is preferable because the number of manufacturing steps can be reduced. In addition, by using an oxide semiconductor at this time, the wiring under the semiconductor layer can be formed at a temperature lower than that of polycrystalline silicon, and a material having low heat resistance can be used as an electrode material and a substrate material. Can widen the choice of materials. For example, a glass substrate having an extremely large area can be suitably used.
半導体層としては、キャリア密度の低い酸化物半導体膜を用いる。例えば、半導体層は、キャリア密度が1×1017/cm3以下、好ましくは1×1015/cm3以下、さらに好ましくは1×1013/cm3以下、より好ましくは1×1011/cm3以下、さらに好ましくは1×1010/cm3未満であり、1×10−9/cm3以上のキャリア密度の酸化物半導体を用いることができる。そのような酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。これにより不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低いため、安定な特性を有する酸化物半導体であるといえる。 As the semiconductor layer, an oxide semiconductor film with low carrier density is used. For example, the semiconductor layer has a carrier density of 1 × 10 17 / cm 3 or less, preferably 1 × 10 15 / cm 3 or less, more preferably 1 × 10 13 / cm 3 or less, more preferably 1 × 10 11 / cm 3. 3 or less, more preferably less than 1 × 10 10 / cm 3 , and an oxide semiconductor having a carrier density of 1 × 10 −9 / cm 3 or more can be used. Such an oxide semiconductor is referred to as a highly purified intrinsic or substantially highly purified intrinsic oxide semiconductor. Accordingly, it can be said that the oxide semiconductor has stable characteristics because the impurity concentration is low and the density of defect states is low.
なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性および電気特性(電界効果移動度、しきい値電圧等)に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、半導体層のキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。 Note that the composition is not limited thereto, and a transistor having an appropriate composition may be used depending on required semiconductor characteristics and electrical characteristics (such as field-effect mobility and threshold voltage) of the transistor. In addition, in order to obtain the required semiconductor characteristics of the transistor, it is preferable that the semiconductor layer have appropriate carrier density, impurity concentration, defect density, atomic ratio of metal element to oxygen, interatomic distance, density, and the like. .
半導体層を構成する酸化物半導体において、第14族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、半導体層において酸素欠損が増加し、n型化してしまう。このため、半導体層におけるシリコンや炭素の濃度(二次イオン質量分析法により得られる濃度)を、2×1018atoms/cm3以下、好ましくは2×1017atoms/cm3以下とする。
If an oxide semiconductor included in the semiconductor layer contains silicon or carbon which is one of
また、アルカリ金属およびアルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm3以下、好ましくは2×1016atoms/cm3以下にする。 Further, when alkali metal and alkaline earth metal are combined with an oxide semiconductor, carriers may be generated, which may increase off-state current of the transistor. Therefore, the concentration of alkali metal or alkaline earth metal obtained by secondary ion mass spectrometry in the semiconductor layer is set to 1 × 10 18 atoms / cm 3 or less, preferably 2 × 10 16 atoms / cm 3 or less.
また、半導体層を構成する酸化物半導体に窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、n型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られる窒素濃度は、5×1018atoms/cm3以下にすることが好ましい。 In addition, when nitrogen is contained in the oxide semiconductor included in the semiconductor layer, electrons serving as carriers are generated, the carrier density is increased, and the oxide semiconductor is likely to be n-type. As a result, a transistor including an oxide semiconductor containing nitrogen is likely to be normally on. For this reason, it is preferable that the nitrogen concentration obtained by secondary ion mass spectrometry in the semiconductor layer is 5 × 10 18 atoms / cm 3 or less.
また、半導体層は、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、c軸に配向した結晶を有するCAAC−OS(C−Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor、または、C−Axis Aligned and A−B−plane Anchored Crystalline Oxide Semiconductor)、多結晶構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、CAAC−OSは最も欠陥準位密度が低い。 The semiconductor layer may have a non-single crystal structure, for example. The non-single-crystal structure includes, for example, a CAAC-OS (C-Axis Crystalline Oxide Semiconductor Semiconductor having a crystal oriented in the c-axis, or a C-Axis Aligned and A-B-Plane Annealed Crystal Oxide Crystal Structure, Includes a microcrystalline structure or an amorphous structure. In the non-single-crystal structure, the amorphous structure has the highest density of defect states, and the CAAC-OS has the lowest density of defect states.
非晶質構造の酸化物半導体膜は、例えば、原子配列が無秩序であり、結晶成分を有さない。または、非晶質構造の酸化物膜は、例えば、完全な非晶質構造であり、結晶部を有さない。 An oxide semiconductor film having an amorphous structure has, for example, disordered atomic arrangement and no crystal component. Alternatively, an amorphous oxide film has, for example, a completely amorphous structure and does not have a crystal part.
なお、半導体層が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、CAAC−OSの領域、単結晶構造の領域のうち、二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば上述した領域のうち、いずれか二種以上の領域を含む単層構造、または積層構造を有する場合がある。
<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。
Note that the semiconductor layer may be a mixed film including two or more of an amorphous structure region, a microcrystalline structure region, a polycrystalline structure region, a CAAC-OS region, and a single crystal structure region. Good. For example, the mixed film may have a single-layer structure or a stacked structure including any two or more of the above-described regions.
<Configuration of CAC-OS>
A structure of a CAC (Cloud Aligned Complementary) -OS that can be used for the transistor disclosed in one embodiment of the present invention is described below.
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。 The CAC-OS is one structure of a material in which an element included in an oxide semiconductor is unevenly distributed with a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 1 nm to 2 nm, or the vicinity thereof. Note that in the following, in an oxide semiconductor, one or more metal elements are unevenly distributed, and a region including the metal element has a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 1 nm to 2 nm, or the vicinity thereof. The state mixed with is also referred to as a mosaic or patch.
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。 Note that the oxide semiconductor preferably contains at least indium. In particular, it is preferable to contain indium and zinc. In addition, aluminum, gallium, yttrium, copper, vanadium, beryllium, boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, etc. One kind selected from the above or a plurality of kinds may be included.
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、InX2ZnY2OZ2(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、GaX4ZnY4OZ4(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InX2ZnY2OZ2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。 For example, a CAC-OS in In-Ga-Zn oxide (In-Ga-Zn oxide among CAC-OSs may be referred to as CAC-IGZO in particular) is an indium oxide (hereinafter referred to as InO). X1 (X1 is greater real than 0) and.), or indium zinc oxide (hereinafter, in X2 Zn Y2 O Z2 ( X2, Y2, and Z2 is larger real than 0) and a.), gallium An oxide (hereinafter referred to as GaO X3 (X3 is a real number greater than 0)) or a gallium zinc oxide (hereinafter referred to as Ga X4 Zn Y4 O Z4 (where X4, Y4, and Z4 are greater than 0)) to.) and the like, the material becomes mosaic by separate into, mosaic InO X1 or in X2 Zn Y2 O Z2, is a configuration in which uniformly distributed in the film (hereinafter Also referred to as a cloud-like.) A.
つまり、CAC−OSは、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2OZ2、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。 That, CAC-OS includes a region GaO X3 is the main component, and In X2 Zn Y2 O Z2, or InO X1 is the main component region is a composite oxide semiconductor having a structure that is mixed. Note that in this specification, for example, the first region indicates that the atomic ratio of In to the element M in the first region is larger than the atomic ratio of In to the element M in the second region. It is assumed that the concentration of In is higher than that in the second region.
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、InGaO3(ZnO)m1(m1は自然数)、またはIn(1+x0)Ga(1−x0)O3(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。 Note that IGZO is a common name and may refer to one compound of In, Ga, Zn, and O. As a typical example, InGaO 3 (ZnO) m1 (m1 is a natural number) or In (1 + x0) Ga (1-x0) O 3 (ZnO) m0 (−1 ≦ x0 ≦ 1, m0 is an arbitrary number) A crystalline compound may be mentioned.
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。 The crystalline compound has a single crystal structure, a polycrystalline structure, or a CAAC structure. The CAAC structure is a crystal structure in which a plurality of IGZO nanocrystals have c-axis orientation and are connected without being oriented in the ab plane.
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。従って、CAC−OSにおいて、結晶構造は副次的な要素である。 On the other hand, CAC-OS relates to a material structure of an oxide semiconductor. CAC-OS refers to a region observed in the form of nanoparticles mainly composed of Ga in a material structure including In, Ga, Zn and O, and nanoparticles mainly composed of In. The region observed in a shape is a configuration in which the regions are randomly dispersed in a mosaic shape. Therefore, in the CAC-OS, the crystal structure is a secondary element.
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。 Note that the CAC-OS does not include a stacked structure of two or more kinds of films having different compositions. For example, a structure composed of two layers of a film mainly containing In and a film mainly containing Ga is not included.
なお、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2OZ2、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。 Incidentally, a region GaO X3 is the main component, and In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is the main component region, in some cases clear boundary can not be observed.
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。 In place of gallium, aluminum, yttrium, copper, vanadium, beryllium, boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, or magnesium are selected. In the case where one or a plurality of types are included, the CAC-OS includes a region that is observed in a part of a nanoparticle mainly including the metal element and a nanoparticle mainly including In. The region observed in the form of particles refers to a configuration in which each region is randomly dispersed in a mosaic shape.
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、およ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。 The CAC-OS can be formed by a sputtering method under a condition where the substrate is not intentionally heated, for example. In the case where a CAC-OS is formed by a sputtering method, any one or more selected from an inert gas (typically argon), an oxygen gas, and a nitrogen gas may be used as a deposition gas. Good. Further, the flow rate ratio of the oxygen gas to the total flow rate of the deposition gas during film formation is preferably as low as possible. .
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。 The CAC-OS is characterized in that no clear peak is observed when it is measured using a θ / 2θ scan by the out-of-plane method, which is one of the X-ray diffraction (XRD) measurement methods. Have. That is, it can be seen from X-ray diffraction that no orientation in the ab plane direction and c-axis direction of the measurement region is observed.
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。従って、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。 In addition, in the CAC-OS, in an electron beam diffraction pattern obtained by irradiating an electron beam with a probe diameter of 1 nm (also referred to as a nanobeam electron beam), a ring-shaped high luminance region and a plurality of regions in the ring region are provided. A bright spot is observed. Therefore, it can be seen from the electron beam diffraction pattern that the crystal structure of the CAC-OS has an nc (nano-crystal) structure having no orientation in the planar direction and the cross-sectional direction.
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、InX2ZnY2OZ2、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。 In addition, for example, in a CAC-OS in an In—Ga—Zn oxide, GaO X3 is a main component by EDX mapping obtained by using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX: Energy Dispersive X-ray spectroscopy). It can be confirmed that the region and the region mainly composed of In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 are unevenly distributed and mixed.
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、InX2ZnY2OZ2、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。 The CAC-OS has a structure different from that of the IGZO compound in which the metal element is uniformly distributed, and has a property different from that of the IGZO compound. That is, in the CAC-OS, a region in which GaO X3 or the like is a main component and a region in which In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component are phase-separated from each other, and each region is mainly composed of each element. Has a mosaic structure.
ここで、InX2ZnY2OZ2、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、InX2ZnY2OZ2、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。従って、InX2ZnY2OZ2、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。 Here, the region containing In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 as a main component is a region having higher conductivity than a region containing GaO X3 or the like as a main component. That, In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1, is an area which is the main component, by carriers flow, expressed the conductivity of the oxide semiconductor. Accordingly, a region where In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component is distributed in a cloud shape in the oxide semiconductor, whereby high field-effect mobility (μ) can be realized.
一方、GaOX3などが主成分である領域は、InX2ZnY2OZ2、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。 On the other hand, areas such as GaO X3 is the main component, as compared to the In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is the main component area, it is highly regions insulating. That is, a region containing GaO X3 or the like as a main component is distributed in the oxide semiconductor, whereby leakage current can be suppressed and good switching operation can be realized.
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、InX2ZnY2OZ2、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。 Therefore, when CAC-OS is used for a semiconductor element, the insulating property caused by GaO X3 and the like and the conductivity caused by In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 act complementarily, thereby increasing the An on-current (I on ) and high field effect mobility (μ) can be realized.
また、CAC−OSを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、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。 In addition, a semiconductor element using a CAC-OS has high reliability. Therefore, the CAC-OS is optimal for various semiconductor devices including a display.
または、トランジスタのチャネルが形成される半導体にシリコンを用いてもよい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリコンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備える。 Alternatively, silicon may be used for the semiconductor in which the channel of the transistor is formed. Although amorphous silicon may be used as silicon, it is particularly preferable to use silicon having crystallinity. For example, microcrystalline silicon, polycrystalline silicon, single crystal silicon, or the like is preferably used. In particular, polycrystalline silicon can be formed at a lower temperature than single crystal silicon, and has higher field effect mobility and higher reliability than amorphous silicon.
本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるため好ましい。またこのときアモルファスシリコンを用いることで、多結晶シリコンよりも低温で形成できるため、半導体層よりも下層の配線は電極の材料、基板の材料として、耐熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例えば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。一方、トップゲート型のトランジスタは、自己整合的に不純物領域を形成しやすいため、特性のばらつきなどを低減することできるため好ましい。このとき特に、多結晶シリコンや単結晶シリコンなどを用いる場合に適している。 The bottom-gate transistor described in this embodiment is preferable because the number of manufacturing steps can be reduced. At this time, since amorphous silicon can be used at a lower temperature than polycrystalline silicon, it is possible to use a material having low heat resistance as the electrode material and substrate material for the wiring below the semiconductor layer. Can widen the choice of materials. For example, a glass substrate having an extremely large area can be suitably used. On the other hand, a top-gate transistor is preferable because an impurity region can be easily formed in a self-aligning manner and variation in characteristics can be reduced. At this time, it is particularly suitable when polycrystalline silicon, single crystal silicon or the like is used.
〔導電層〕
トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金などが挙げられる。またこれらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。
[Conductive layer]
In addition to the gate, source, and drain of a transistor, materials that can be used for conductive layers such as various wirings and electrodes that constitute a display device include aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, silver, A metal such as tantalum or tungsten, or an alloy containing the same as a main component can be given. A film containing any of these materials can be used as a single layer or a stacked structure. For example, a single layer structure of an aluminum film containing silicon, a two layer structure in which an aluminum film is stacked on a titanium film, a two layer structure in which an aluminum film is stacked on a tungsten film, and a copper film on a copper-magnesium-aluminum alloy film Two-layer structure to stack, two-layer structure to stack copper film on titanium film, two-layer structure to stack copper film on tungsten film, titanium film or titanium nitride film, and aluminum film or copper film on top of it A three-layer structure for forming a titanium film or a titanium nitride film thereon, a molybdenum film or a molybdenum nitride film, and an aluminum film or a copper film stacked thereon, and a molybdenum film or a There is a three-layer structure for forming a molybdenum nitride film. Note that an oxide such as indium oxide, tin oxide, or zinc oxide may be used. Further, it is preferable to use copper containing manganese because the controllability of the shape by etching is increased.
また、透光性を有する導電性材料としては、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またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料(またはそれらの窒化物)を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電層や、表示素子が有する導電層(画素電極や共通電極として機能する導電層)にも用いることができる。 As the light-transmitting conductive material, conductive oxide such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, or zinc oxide to which gallium is added, or graphene can be used. Alternatively, a metal material such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, or titanium, or an alloy material containing the metal material can be used. Alternatively, a nitride (eg, titanium nitride) of the metal material may be used. Note that in the case where a metal material or an alloy material (or a nitride thereof) is used, it may be thin enough to have a light-transmitting property. In addition, a stacked film of the above materials can be used as a conductive layer. For example, it is preferable to use a laminated film of an alloy of silver and magnesium and indium tin oxide because the conductivity can be increased. These can also be used for conductive layers such as various wirings and electrodes constituting the display device and conductive layers (conductive layers functioning as pixel electrodes and common electrodes) included in the display element.
〔絶縁層〕
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
[Insulation layer]
Insulating materials that can be used for each insulating layer include, for example, resins such as acrylic and epoxy, resins having a siloxane bond, and inorganic insulation such as silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, and aluminum oxide. Materials can also be used.
また、発光素子は、一対の透水性の低い絶縁膜の間に設けられていることが好ましい。これにより、発光素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、装置の信頼性の低下を抑制できる。 In addition, the light-emitting element is preferably provided between a pair of insulating films with low water permeability. Thereby, impurities such as water can be prevented from entering the light emitting element, and a decrease in reliability of the apparatus can be suppressed.
透水性の低い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜や、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。 Examples of the low water-permeable insulating film include a film containing nitrogen and silicon such as a silicon nitride film and a silicon nitride oxide film, and a film containing nitrogen and aluminum such as an aluminum nitride film. Alternatively, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, or the like may be used.
例えば、透水性の低い絶縁膜の水蒸気透過量は、1×10−5[g/(m2・day)]以下、好ましくは1×10−6[g/(m2・day)]以下、より好ましくは1×10−7[g/(m2・day)]以下、さらに好ましくは1×10−8[g/(m2・day)]以下とする。 For example, the water vapor transmission rate of an insulating film with low water permeability is 1 × 10 −5 [g / (m 2 · day)] or less, preferably 1 × 10 −6 [g / (m 2 · day)] or less, More preferably, it is 1 × 10 −7 [g / (m 2 · day)] or less, and further preferably 1 × 10 −8 [g / (m 2 · day)] or less.
〔液晶素子〕
液晶素子としては、例えば垂直配向(VA:Vertical Alignment)モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、MVA(Multi−Domain Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)モード、ASV(Advanced Super View)モードなどを用いることができる。
[Liquid crystal element]
As the liquid crystal element, for example, a liquid crystal element to which a vertical alignment (VA: Vertical Alignment) mode is applied can be used. As the vertical alignment mode, an MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) mode, a PVA (Patterned Vertical Alignment) mode, an ASV (Advanced Super View) mode, or the like can be used.
また、液晶素子には、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例えばVAモードのほかに、TN(Twisted Nematic)モード、IPS(In−Plane−Switching)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)モード等が適用された液晶素子を用いることができる。 As the liquid crystal element, liquid crystal elements to which various modes are applied can be used. For example, in addition to the VA mode, a TN (Twisted Nematic) mode, an IPS (In-Plane-Switching) mode, an FFS (Fringe Field Switching) mode, an ASM (Axially Symmetrical Aligned Micro-cell) mode Further, a liquid crystal element to which an FLC (Ferroelectric Liquid Crystal) mode, an AFLC (Antiferroelectric Liquid Crystal) mode, or the like is applied can be used.
なお、液晶素子は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界(横方向の電界、縦方向の電界または斜め方向の電界を含む)によって制御される。なお、液晶素子に用いる液晶としては、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(PDLC:Polymer Dispersed Liquid Crystal)、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、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。 Note that a liquid crystal element is an element that controls transmission or non-transmission of light by an optical modulation action of liquid crystal. Note that the optical modulation action of the liquid crystal is controlled by an electric field applied to the liquid crystal (including a horizontal electric field, a vertical electric field, or an oblique electric field). As the liquid crystal used in the liquid crystal element, a thermotropic liquid crystal, a low molecular liquid crystal, a polymer liquid crystal, a polymer dispersed liquid crystal (PDLC), a ferroelectric liquid crystal, an antiferroelectric liquid crystal, or the like is used. Can do. These liquid crystal materials exhibit a cholesteric phase, a smectic phase, a cubic phase, a chiral nematic phase, an isotropic phase, and the like depending on conditions.
また、液晶材料としては、ポジ型の液晶、またはネガ型の液晶のいずれを用いてもよく、適用するモードや設計に応じて最適な液晶材料を用いればよい。 Further, as the liquid crystal material, either a positive type liquid crystal or a negative type liquid crystal may be used, and an optimal liquid crystal material may be used according to an applied mode or design.
また、液晶の配向を制御するため、配向膜を設けることができる。なお、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量%以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性である。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。 An alignment film can be provided to control the alignment of the liquid crystal. Note that in the case of employing a horizontal electric field mode, liquid crystal exhibiting a blue phase for which an alignment film is unnecessary may be used. The blue phase is one of the liquid crystal phases. When the temperature of the cholesteric liquid crystal is increased, the blue phase appears immediately before the transition from the cholesteric phase to the isotropic phase. Since the blue phase appears only in a narrow temperature range, a liquid crystal composition mixed with several percent by weight or more of a chiral agent is used for the liquid crystal layer in order to improve the temperature range. A liquid crystal composition containing a liquid crystal exhibiting a blue phase and a chiral agent has a short response speed and is optically isotropic. In addition, a liquid crystal composition including a liquid crystal exhibiting a blue phase and a chiral agent does not require alignment treatment and has a small viewing angle dependency. Further, since it is not necessary to provide an alignment film, a rubbing process is not required, so that electrostatic breakdown caused by the rubbing process can be prevented, and defects or breakage of the liquid crystal display device during the manufacturing process can be reduced. .
また、液晶素子として、透過型の液晶素子、反射型の液晶素子、または半透過型の液晶素子などを用いることができる。 As the liquid crystal element, a transmissive liquid crystal element, a reflective liquid crystal element, a transflective liquid crystal element, or the like can be used.
本発明の一態様では、特に反射型の液晶素子を用いることができる。 In one embodiment of the present invention, a reflective liquid crystal element can be used.
透過型または半透過型の液晶素子を用いる場合、一対の基板を挟むように、2つの偏光板を設ける。また偏光板よりも外側に、バックライトを設ける。バックライトとしては、直下型のバックライトであってもよいし、エッジライト型のバックライトであってもよい。LED(Light Emitting Diode)を備える直下型のバックライトを用いると、ローカルディミングが容易となり、コントラストを高めることができるため好ましい。また、エッジライト型のバックライトを用いると、バックライトを含めたモジュールの厚さを低減できるため好ましい。
め好ましい。
In the case of using a transmissive or transflective liquid crystal element, two polarizing plates are provided so as to sandwich a pair of substrates. A backlight is provided outside the polarizing plate. The backlight may be a direct type backlight or an edge light type backlight. It is preferable to use a direct-type backlight including an LED (Light Emitting Diode) because local dimming is facilitated and contrast can be increased. An edge light type backlight is preferably used because the thickness of the module including the backlight can be reduced.
Therefore, it is preferable.
反射型の液晶素子を用いる場合には、表示面側に偏光板を設ける。またこれとは別に、表示面側に光拡散板を配置すると、視認性を向上させられるため好ましい。 In the case of using a reflective liquid crystal element, a polarizing plate is provided on the display surface side. Separately from this, it is preferable to arrange a light diffusing plate on the display surface side because the visibility can be improved.
また、反射型、または半透過型の液晶素子を用いる場合、偏光板よりも外側に、フロントライトを設けてもよい。フロントライトとしては、エッジライト型のフロントライトを用いることが好ましい。LED(Light Emitting Diode)を備えるフロントライトを用いると、消費電力を低減できるため好ましい。 In the case of using a reflective or transflective liquid crystal element, a front light may be provided outside the polarizing plate. As the front light, an edge light type front light is preferably used. It is preferable to use a front light including an LED (Light Emitting Diode) because power consumption can be reduced.
〔発光素子〕
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流または電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、LED、有機EL素子、無機EL素子等を用いることができる。
[Light emitting element]
As the light-emitting element, an element capable of self-emission can be used, and an element whose luminance is controlled by current or voltage is included in its category. For example, an LED, an organic EL element, an inorganic EL element, or the like can be used.
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型などがある。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。 Light emitting elements include a top emission type, a bottom emission type, and a dual emission type. A conductive film that transmits visible light is used for the electrode from which light is extracted. In addition, a conductive film that reflects visible light is preferably used for the electrode from which light is not extracted.
EL層は少なくとも発光層を有する。EL層は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質(電子輸送性および正孔輸送性が高い物質)等を含む層をさらに有していてもよい。 The EL layer has at least a light emitting layer. The EL layer is a layer other than the light-emitting layer, such as a substance having a high hole-injecting property, a substance having a high hole-transporting property, a hole blocking material, a substance having a high electron-transporting property, a substance having a high electron-injecting property, A layer including a substance (a substance having a high electron transporting property and a high hole transporting property) or the like may be further included.
EL層には低分子系化合物および高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。EL層を構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。 In the EL layer, either a low molecular compound or a high molecular compound can be used, and an inorganic compound may be included. The layers constituting the EL layer can be formed by a method such as a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an ink jet method, or a coating method.
陰極と陽極の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、EL層に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はEL層において再結合し、EL層に含まれる発光物質が発光する。 When a voltage higher than the threshold voltage of the light emitting element is applied between the cathode and the anode, holes are injected into the EL layer from the anode side and electrons are injected from the cathode side. The injected electrons and holes are recombined in the EL layer, and the light-emitting substance contained in the EL layer emits light.
発光素子として、白色発光の発光素子を適用する場合には、EL層に2種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。例えば2以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるように、発光物質を選択することにより白色発光を得ることができる。例えば、それぞれR(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)、O(橙)等の発光を示す発光物質、またはR、G、Bのうち2以上の色のスペクトル成分を含む発光を示す発光物質のうち、2以上を含むことが好ましい。また、発光素子からの発光のスペクトルが、可視光領域の波長(例えば350nm乃至750nm)の範囲内に2以上のピークを有する発光素子を適用することが好ましい。また、黄色の波長領域にピークを有する材料の発光スペクトルは、緑色および赤色の波長領域にもスペクトル成分を有する材料であることが好ましい。 In the case where a white light-emitting element is used as the light-emitting element, the EL layer preferably includes two or more light-emitting substances. For example, white light emission can be obtained by selecting the light emitting material so that the light emission of each of the two or more light emitting materials has a complementary color relationship. For example, a light emitting material that emits light such as R (red), G (green), B (blue), Y (yellow), and O (orange), or spectral components of two or more colors of R, G, and B It is preferable that 2 or more are included among the luminescent substances which show light emission containing. In addition, it is preferable to apply a light-emitting element whose emission spectrum from the light-emitting element has two or more peaks in a wavelength range of visible light (for example, 350 nm to 750 nm). The emission spectrum of the material having a peak in the yellow wavelength region is preferably a material having spectral components in the green and red wavelength regions.
EL層は、一の色を発光する発光材料を含む発光層と、他の色を発光する発光材料を含む発光層とが積層された構成とすることが好ましい。例えば、EL層における複数の発光層は、互いに接して積層されていてもよいし、いずれの発光材料も含まない領域を介して積層されていてもよい。例えば、蛍光発光層と燐光発光層との間に、当該蛍光発光層または燐光発光層と同一の材料(例えばホスト材料、アシスト材料)を含み、且ついずれの発光材料も含まない領域を設ける構成としてもよい。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。 The EL layer preferably has a structure in which a light-emitting layer including a light-emitting material that emits one color and a light-emitting layer including a light-emitting material that emits another color are stacked. For example, the plurality of light emitting layers in the EL layer may be stacked in contact with each other, or may be stacked through a region not including any light emitting material. For example, a region including the same material (for example, a host material or an assist material) as the fluorescent light emitting layer or the phosphorescent light emitting layer and not including any light emitting material is provided between the fluorescent light emitting layer and the phosphorescent light emitting layer. Also good. This facilitates the production of the light emitting element and reduces the driving voltage.
また、発光素子は、EL層を1つ有するシングル素子であってもよいし、複数のEL層が電荷発生層を介して積層されたタンデム素子であってもよい。 The light-emitting element may be a single element having one EL layer or a tandem element in which a plurality of EL layers are stacked with a charge generation layer interposed therebetween.
可視光を透過する導電膜は、例えば、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用いて形成することができる。また、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、またはこれら金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。また、グラフェン等を用いてもよい。 The conductive film that transmits visible light can be formed using, for example, indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, zinc oxide to which gallium is added, or the like. In addition, a metal material such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, or titanium, an alloy containing these metal materials, or a nitride of these metal materials (for example, Titanium nitride) can also be used by forming it thin enough to have translucency. In addition, a stacked film of the above materials can be used as a conductive layer. For example, it is preferable to use a stacked film of an alloy of silver and magnesium and indium tin oxide because the conductivity can be increased. Further, graphene or the like may be used.
可視光を反射する導電膜は、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料や合金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、チタン、ニッケル、またはネオジムと、アルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)を用いてもよい。また銅、パラジウム、マグネシウムと、銀を含む合金を用いてもよい。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜に接して金属膜または金属酸化物膜を積層することで、酸化を抑制することができる。このような金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタンや酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とインジウム錫酸化物の積層膜、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用いることができる。 For the conductive film that reflects visible light, for example, a metal material such as aluminum, gold, platinum, silver, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, or palladium, or an alloy including these metal materials is used. Can do. In addition, lanthanum, neodymium, germanium, or the like may be added to the metal material or alloy. Alternatively, titanium, nickel, or neodymium and an alloy containing aluminum (aluminum alloy) may be used. Alternatively, an alloy containing copper, palladium, magnesium, and silver may be used. An alloy containing silver and copper is preferable because of its high heat resistance. Furthermore, oxidation can be suppressed by stacking a metal film or a metal oxide film in contact with the aluminum film or the aluminum alloy film. Examples of materials for such metal films and metal oxide films include titanium and titanium oxide. Alternatively, the conductive film that transmits visible light and a film made of a metal material may be stacked. For example, a laminated film of silver and indium tin oxide, a laminated film of an alloy of silver and magnesium and indium tin oxide, or the like can be used.
電極は、それぞれ、蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すればよい。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形成することができる。 The electrodes may be formed using a vapor deposition method or a sputtering method, respectively. In addition, it can be formed using a discharge method such as an inkjet method, a printing method such as a screen printing method, or a plating method.
なお、上述した、発光層、ならびに正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、および電子注入性の高い物質、バイポーラ性の物質等を含む層は、それぞれ量子ドットなどの無機化合物や、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)を有していてもよい。例えば、量子ドットを発光層に用いることで、発光材料として機能させることもできる。 Note that the above-described light-emitting layer and a layer containing a substance having a high hole-injecting property, a substance having a high hole-transporting property, a substance having a high electron-transporting property, a substance having a high electron-injecting property, a bipolar substance, Each may have an inorganic compound such as a quantum dot or a polymer compound (oligomer, dendrimer, polymer, etc.). For example, a quantum dot can be used for a light emitting layer to function as a light emitting material.
なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。また、12族と16族、13族と15族、または14族と16族の元素グループを含む材料を用いてもよい。または、カドミウム、セレン、亜鉛、硫黄、リン、インジウム、テルル、鉛、ガリウム、ヒ素、アルミニウム等の元素を含む量子ドット材料を用いてもよい。
As the quantum dot material, a colloidal quantum dot material, an alloy type quantum dot material, a core / shell type quantum dot material, a core type quantum dot material, or the like can be used. Alternatively, a material including an element group of Group 12 and Group 16,
〔接着層〕
接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、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)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
[Adhesive layer]
As the adhesive layer, various curable adhesives such as an ultraviolet curable photocurable adhesive, a reactive curable adhesive, a thermosetting adhesive, and an anaerobic adhesive can be used. Examples of these adhesives include epoxy resins, acrylic resins, silicone resins, phenol resins, polyimide resins, imide resins, PVC (polyvinyl chloride) resins, PVB (polyvinyl butyral) resins, EVA (ethylene vinyl acetate) resins, and the like. In particular, a material with low moisture permeability such as an epoxy resin is preferable. Alternatively, a two-component mixed resin may be used. Further, an adhesive sheet or the like may be used.
また、上記樹脂に乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物(酸化カルシウムや酸化バリウム等)のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることができる。または、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が素子に侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が向上するため好ましい。 Further, the resin may contain a desiccant. For example, a substance that adsorbs moisture by chemical adsorption, such as an alkaline earth metal oxide (such as calcium oxide or barium oxide), can be used. Alternatively, a substance that adsorbs moisture by physical adsorption, such as zeolite or silica gel, may be used. The inclusion of a desiccant is preferable because impurities such as moisture can be prevented from entering the element and the reliability of the display panel is improved.
また、上記樹脂に屈折率の高いフィラーや光散乱部材を混合することにより、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオライト、ジルコニウム等を用いることができる。 In addition, light extraction efficiency can be improved by mixing a filler having a high refractive index or a light scattering member with the resin. For example, titanium oxide, barium oxide, zeolite, zirconium, or the like can be used.
〔接続層〕
接続層としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いることができる。
(Connection layer)
As the connection layer, an anisotropic conductive film (ACF: Anisotropic Conductive Film), an anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Conductive Paste), or the like can be used.
〔着色層〕
着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料または染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
(Colored layer)
Examples of materials that can be used for the colored layer include metal materials, resin materials, resin materials containing pigments or dyes, and the like.
〔遮光層〕
遮光層として用いることのできる材料としては、カーボンブラック、チタンブラック、金属、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等が挙げられる。遮光層は、樹脂材料を含む膜であってもよいし、金属などの無機材料の薄膜であってもよい。また、遮光層に、着色層の材料を含む膜の積層膜を用いることもできる。例えば、ある色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜と、他の色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜との積層構造を用いることができる。着色層と遮光層の材料を共通化することで、装置を共通化できるほか工程を簡略化できるため好ましい。
[Light shielding layer]
Examples of the material that can be used for the light-shielding layer include carbon black, titanium black, metal, metal oxide, and composite oxide containing a solid solution of a plurality of metal oxides. The light shielding layer may be a film containing a resin material or a thin film of an inorganic material such as a metal. Alternatively, a stacked film of a film containing a material for the colored layer can be used for the light shielding layer. For example, a stacked structure of a film including a material used for a colored layer that transmits light of a certain color and a film including a material used for a colored layer that transmits light of another color can be used. It is preferable to use a common material for the coloring layer and the light-shielding layer because the apparatus can be shared and the process can be simplified.
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。 This embodiment can be implemented in appropriate combination with at least part of the other embodiments described in this specification.
10 電子機器
11a 筐体
11b 筐体
12a 表示領域
12b 表示領域
13 ヒンジ部
13a 軸
13b 軸
13c 軸受
13d 治具
14 センサ
20 電子機器
21a 筐体
21b 筐体
22 表示パネル
22a 表示領域
22b 表示領域
23 ヒンジ部
24 センサ
30 電子機器
31 筐体
32 表示パネル
32a 表示領域
32b 表示領域
34 センサ
35 スタイラス
36 領域
45a 画素ユニット
45b 画素ユニット
46 画素
46B 表示素子
46G 表示素子
46R 表示素子
47 画素
47B 表示素子
47G 表示素子
47R 表示素子
55 光
112 液晶
113 導電層
117 絶縁層
121 絶縁層
130 偏光板
131 着色層
132 遮光層
133a 配向膜
133b 配向膜
134 着色層
141 接着層
142 接着層
191 導電層
192 EL層
193a 導電層
193b 導電層
201 トランジスタ
204 接続部
205 トランジスタ
206 トランジスタ
207 接続部
211 絶縁層
212 絶縁層
213 絶縁層
214 絶縁層
215 絶縁層
216 絶縁層
217 絶縁層
220 絶縁層
221 導電層
222 導電層
223 導電層
224 導電層
231 半導体層
242 接続層
243 接続体
251 開口
252 接続部
300 表示パネル
311 電極
311a 導電層
311b 導電層
340 液晶素子
351 基板
360 発光素子
360b 発光素子
360g 発光素子
360r 発光素子
360w 発光素子
361 基板
362 表示部
364 回路
365 配線
366 タッチセンサ
372 FPC
373 IC
400 表示装置
410 画素
451 開口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electronic device 11a Case 11b Case 12a Display area 12b Display area 13 Hinge part 13a Shaft 13b Shaft 13c Bearing 13d Jig 14 Sensor 20 Electronic equipment 21a Case 21b Case 22 Display panel 22a Display area 22b Display area 23 Hinge part 24 sensor 30 electronic device 31 housing 32 display panel 32a display area 32b display area 34 sensor 35 stylus 36 area 45a pixel unit 45b pixel unit 46 pixel 46B display element 46G display element 46R display element 47 pixel 47B display element 47G display element 47R display Element 55 Light 112 Liquid crystal 113 Conductive layer 117 Insulating layer 121 Insulating layer 130 Polarizing plate 131 Colored layer 132 Light shielding layer 133a Oriented film 133b Oriented film 134 Colored layer 141 Adhesive layer 142 Adhesive layer 191 Conductive layer 192 EL layer 193a Conductive Layer 193b conductive layer 201 transistor 204 connection portion 205 transistor 206 transistor 207 connection portion 211 insulating layer 212 insulating layer 213 insulating layer 214 insulating layer 215 insulating layer 216 insulating layer 217 insulating layer 220 insulating layer 221 conductive layer 222 conductive layer 223 conductive layer 224 Conductive layer 231 Semiconductor layer 242 Connection layer 243 Connection body 251 Opening 252 Connection portion 300 Display panel 311 Electrode 311a Conductive layer 311b Conductive layer 340 Liquid crystal element 351 Substrate 360 Light emitting element 360b Light emitting element 360g Light emitting element 360r Light emitting element 360w Light emitting element 361 Substrate 362 Display unit 364 Circuit 365 Wiring 366 Touch sensor 372 FPC
373 IC
400
Claims (13)
前記第1の表示領域は前記第1の筐体と重なる領域を有し、
前記第2の表示領域は前記第2の筐体と重なる領域を有し、
前記第1の筐体はヒンジ部を介して前記第2の筐体と接続されており、
前記第1の表示領域および前記第2の表示領域は、それぞれ第1の表示素子を有し、
前記第2の表示領域は、さらに第2の表示素子を有し、
前記第1の表示素子は可視光を反射する機能を有し、
前記第2の表示素子は可視光を発する機能を有する表示装置。 A display device having a first housing, a second housing, a first display area, and a second display area,
The first display area has an area overlapping the first housing;
The second display area has an area overlapping the second housing;
The first casing is connected to the second casing via a hinge portion,
Each of the first display area and the second display area has a first display element,
The second display area further includes a second display element,
The first display element has a function of reflecting visible light;
The second display element is a display device having a function of emitting visible light.
前記第1の表示領域は前記第1の筐体と重なる領域を有し、
前記第2の表示領域は前記第2の筐体と重なる領域を有し、
前記第1の筐体はヒンジ部を介して前記第2の筐体と接続されており、
前記センサは、第1の信号を出力する機能を有し、
前記第1の表示領域および前記第2の表示領域は、それぞれ第1の表示素子および第2の表示素子を有し、
前記第1の表示素子は可視光を反射する機能を有し、
前記第2の表示素子は可視光を発する機能を有し、
前記センサが前記第1の信号を出力したとき、前記第1の表示領域または前記第2の表示領域の一方が第1の表示素子で表示を行う表示装置。 A display device having a first housing, a second housing, a first display area, a second display area, and a sensor,
The first display area has an area overlapping the first housing;
The second display area has an area overlapping the second housing;
The first casing is connected to the second casing via a hinge portion,
The sensor has a function of outputting a first signal;
The first display area and the second display area have a first display element and a second display element, respectively.
The first display element has a function of reflecting visible light;
The second display element has a function of emitting visible light;
A display device in which one of the first display area and the second display area displays on a first display element when the sensor outputs the first signal.
前記第1の筐体には第1の表示パネルが設けられ、
前記第2の筐体には第2の表示パネルが設けられ、
前記第1の表示パネルは前記第1の表示領域であり、
前記第2の表示パネルは前記第2の表示領域である表示装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The first casing is provided with a first display panel,
The second housing is provided with a second display panel,
The first display panel is the first display area;
The display device in which the second display panel is the second display area.
前記第1の筐体および前記第2の筐体には、可撓性を有する表示パネルが設けられ、
前記可撓性を有する表示パネルは第1の領域および第2の領域を有し、
前記可撓性を有する表示パネルの第1の領域は前記第1の表示領域であり、
前記可撓性を有する表示パネルの第2の領域は前記第2の表示領域である表示装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The first housing and the second housing are provided with flexible display panels,
The flexible display panel has a first region and a second region;
The first area of the flexible display panel is the first display area,
A display device in which a second region of the flexible display panel is the second display region.
前記筐体は可撓性を有し、
前記第1の表示領域および前記第2の表示領域は前記筐体に設けられ、
前記センサは、第1の信号を出力する機能を有し、
前記第1の表示領域および前記第2の表示領域は、それぞれ第1の表示素子および第2の表示素子を有し、
前記第1の表示素子は可視光を反射する機能を有し、
前記第2の表示素子は可視光を発する機能を有し、
前記センサが前記第1の信号を出力したとき、前記第1の表示領域または前記第2の表示領域の一方が第1の表示素子で表示を行う表示装置。 A display device having a housing, a first display area, a second display area, and a sensor,
The housing has flexibility,
The first display area and the second display area are provided in the housing,
The sensor has a function of outputting a first signal;
The first display area and the second display area have a first display element and a second display element, respectively.
The first display element has a function of reflecting visible light;
The second display element has a function of emitting visible light;
A display device in which one of the first display area and the second display area displays on a first display element when the sensor outputs the first signal.
前記筐体には第1の表示パネルおよび第2の表示パネルが設けられ、
前記第1の表示パネルは前記第1の表示領域であり、
前記第2の表示パネルは前記第2の表示領域である表示装置。 In claim 6 or 7,
The housing is provided with a first display panel and a second display panel,
The first display panel is the first display area;
The display device in which the second display panel is the second display area.
前記筐体には可撓性を有する表示パネルが設けられ、
前記可撓性を有する表示パネルは第1の領域および第2の領域を有し、
前記可撓性を有する表示パネルの第1の領域は前記第1の表示領域であり、
前記可撓性を有する表示パネルの第2の領域は前記第2の表示領域である表示装置。 In any one of Claims 6 thru | or 8,
The housing is provided with a flexible display panel,
The flexible display panel has a first region and a second region;
The first area of the flexible display panel is the first display area,
A display device in which a second region of the flexible display panel is the second display region.
前記第1の表示素子は、反射型の液晶素子である表示装置。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
The display device in which the first display element is a reflective liquid crystal element.
前記第2の表示素子は、発光素子である表示装置。 In any one of Claims 1 thru | or 10,
The display device, wherein the second display element is a light emitting element.
前記第1の表示領域および前記第2の表示領域は、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタを有する表示装置。 In any one of Claims 1 thru | or 11,
The display device in which the first display region and the second display region include a transistor including a metal oxide in a semiconductor layer in which a channel is formed.
少なくとも前記第1の表示領域または前記第2の表示領域の一方にと重なる位置にタッチセンサを備えた電子機器。 A display device according to any one of claims 1 to 12, comprising:
An electronic device including a touch sensor at a position overlapping at least one of the first display area and the second display area.
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