JP2018040866A - 表示装置および電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】消費電力が低減された表示装置を提供する。または、搭載される蓄電池の充電間隔の長い表示装置を提供する。または、表示品位の優れた表示装置を提供する。または、目に優しい表示装置を提供する。または、画素に書き込んだ電圧の変化が抑制される表示装置を提供する。または、新規な表示装置を提供する。【解決手段】第1の表示素子を有する第1の表示部と、第2の表示素子を有する第2の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、駆動回路および蓄電池に電気的に接続される第1の回路と、を有し、駆動回路は、第1の表示部および第2の表示部に電気的に接続され、第1の回路は、蓄電池の容量を計測し、蓄電池の残量がP1以下の場合に、第1の表示部を表示させ、第2の表示部の動作を停止させる機能を有し、P1は、15%以上25%以下である表示装置である。【選択図】図1

Description

本発明の一態様は、表示装置、およびその動作方法に関する。本発明の一態様は、半導体装置、およびその動作方法に関する。本発明の一態様は、電子機器、およびその動作方法に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野としては、電子機器、表示装置、表示モジュール、半導体装置、発光装置、蓄電装置、蓄電池、記憶装置、照明装置、入力装置(例えば、タッチセンサなど)、入出力装置(例えば、タッチパネルなど)、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
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、撮像装置、電気光学装置、発電装置(薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む)、及び電子機器は半導体装置を有している場合がある。
近年、リチウムイオン電池をはじめとする二次電池、リチウムイオンキャパシタ、空気電池等、種々の蓄電池は、携帯電話やスマートフォン、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ等の電子機器、あるいは医療機器、ハイブリッド車(HEV)、電気自動車(EV)、又はプラグインハイブリッド車(PHEV)等の次世代クリーンエネルギー自動車などに搭載されている。特に高出力、高エネルギー密度であるリチウムイオン二次電池を搭載することにより機器の使用時間が格段に伸び、これらの機器の普及に大きな役割を果たしたといえる。
特許文献1には、二次電池が搭載された電子機器の一例が示されている。
特開2015−130650号公報
本発明の一態様は、消費電力が低減された表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、搭載される蓄電池の充電間隔の長い表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、表示品位の優れた表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、目に優しい表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、画素に書き込んだ電圧の変化が抑制される表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。
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、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、第1の表示素子を有する第1の表示部と、第2の表示素子を有する第2の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、駆動回路および蓄電池に電気的に接続される第1の回路と、を有し、駆動回路は、第1の表示部および第2の表示部に電気的に接続され、第1の回路は、蓄電池の容量を計測し、蓄電池の残量がP1以下の場合に、第1の表示部を表示させ、第2の表示部の動作を停止させる機能を有し、P1は、15%以上25%以下である表示装置である。
また上記構成において、第1の表示素子は、液晶素子を有し、第1の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、第2の表示素子は、発光型表示素子を有し、蓄電池への充電が停止され、かつ、蓄電池の残量がP1以下の場合に、第1の表示部を表示させ、第2の表示部の動作を停止させる機能を有することが好ましい。
または本発明の一態様は、第1の表示素子を有する第1の表示部と、第2の表示素子を有する第2の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、駆動回路および蓄電池に電気的に接続される第1の回路と、第1の端子と、を有し、第1の端子は、第1の回路に電気的に接続され、駆動回路は、第1の表示部および第2の表示部に電気的に接続され、第1の端子および第1の回路を介して蓄電池に充電が行われ、第1の回路は、蓄電池の容量を計測し、蓄電池の残量がP1以下の場合には、第1の表示部を表示させて第2の表示部の動作を停止させる機能を有し、P1は、15%以上25%以下である表示装置である。
また上記構成において、第1の表示素子は、液晶素子を有し、第1の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、第2の表示素子は、発光型表示素子を有し、蓄電池への充電が停止され、かつ、蓄電池の残量がP1以下の場合に、第1の表示部を表示させ、第2の表示部の動作を停止させる機能を有し、第1の端子には、USBに対応する端子と接続可能な端子が接続されることが好ましい。
または本発明の一態様は、第1の表示素子を有する第1の表示部と、第2の表示素子を有する第2の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、駆動回路および蓄電池に電気的に接続される第1の回路と、入力部と、を有し、第1の表示素子は、液晶素子を有し、第1の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、第2の表示素子は、発光型表示素子を有し、駆動回路は、第1の表示部および第2の表示部に電気的に接続され、第1の回路は、蓄電池の容量を計測し、蓄電池への充電が停止され、かつ、蓄電池の残量がP1%以下の場合に、入力部に第1の信号が与えられる場合には、第2の表示部を1秒以上5秒以下、表示させた後、第2の表示機能を停止させる機能を有し、P1は、15%以上25%以下である表示装置である。
また上記構成において、入力部に第1の信号が与えられない場合には、第1の表示部を表示させて第2の表示部の動作を停止させる機能を有することが好ましい。また上記構成において、表示装置は、前面と、側部と、を有し、前面には第1の表示部および第2の表示部が配置され、入力部は、側部に設けられ、入力部は凸部を有することが好ましい。
また上記構成において、第1の回路は、パワーマネージメントICを有することが好ましい。
または本発明の一態様は、第1の表示素子を有する第1の表示部と、第2の表示素子を有する第2の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、駆動回路および蓄電池に電気的に接続される第1の回路と、第1の回路と、第2の回路と、入力部と、を有し、第1の表示素子は、液晶素子を有し、第1の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、第2の表示素子は、発光型表示素子を有し、駆動回路は、第1の表示部および第2の表示部に電気的に接続され、第1の回路は、蓄電池の容量を計測し、第1の回路はパワーマネージメントICを有し、第2の回路はアプリケーションプロセッサを有し、駆動回路はソースドライバを有し、第2の回路はI2Cインターフェースを介して第1の回路に蓄電池の容量値を与え、第2の回路はMIPIインターフェースを介して第3の回路に信号を与え、第2の回路は第2の表示部に第1の電位および第2の電位を与え、第2の回路には入力部からの第1の信号が与えられ、蓄電池への充電が停止され、かつ、蓄電池の残量がP1以下の場合において、入力部に第2の信号が与えられる場合には、第2の回路が駆動回路に第2の信号を与えることにより、第2の表示部を1秒以上5秒以下、表示させた後に第2の表示部の表示機能を停止させ、入力部に第2の信号が与えられない場合には、第2の回路が駆動回路に第3の信号を与えることにより、第1の表示部を表示させて第2の表示部の動作を停止させる機能を有し、P1は、15%以上25%以下であることが好ましい。
また上記構成において、蓄電池の残量がP2以下となると、蓄電池から第1の回路への給電を停止し、P2は、1%以上10%以下であることが好ましい。また上記構成において、第1の表示部は、蓄電池の残量を表示する機能を有することが好ましい。
または本発明の一態様は、上記のいずれか一に記載の表示装置と、タッチセンサ、カメラ、マイク、アンテナ、およびスピーカのうち、一以上と、を有する電子機器である。
または本発明の一態様は、上記のいずれか一に記載の表示装置を有する電子機器であり、電子機器は、前面と、側部と、を有し、前面には表示装置が有する第1の表示部および第2の表示部が配置され、入力部は、側部に設けられ、入力部は凸部を有する電子機器である。
本発明の一態様により、消費電力が低減された表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、搭載される蓄電池の充電間隔の長い表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、表示品位の優れた表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、目に優しい表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、画素に書き込んだ電圧の変化が抑制される表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、新規な表示装置を提供することができる。
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。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。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
表示装置の構成例を示すブロック図および表示装置が有する画素の一例を示す回路図。 表示装置の動作例を示すフロー。 表示装置の動作例を示すフロー。 表示装置の動作例を示すフロー。 表示装置の動作例を示すタイミングチャート。 表示装置の構成例を示すブロック図および蓄電池と保護回路の一例を示す回路図。 表示装置の構成例を示す図。 表示装置の構成例を示す図。 表示装置の画素の構成例を示す図。 表示装置の画素の構成例を示す図。 表示装置の画素の構成例を示す図。 表示装置の画素の構成例を示す図。 表示装置の外観の一例を示す図。 表示装置の断面構造の一例を示す図。 表示装置の断面構造の一例を示す図。 表示装置の断面構造の一例を示す図。 表示装置の外観の一例を示す図。 表示モジュールの一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器に非接触給電を行う例を示す図。 実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する図。 実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する図。
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は、以下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。
また、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用した装置であり、半導体素子(トランジスタ、ダイオード等)を含む回路、同回路を有する装置等をいう。また、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般をいう。例えば、集積回路、集積回路を備えたチップは、半導体装置の一例である。また、記憶装置、表示装置、発光装置、照明装置、表示装置及び電子機器等は、それ自体が半導体装置である場合があり、又は半導体装置を有している場合がある。
また、本明細書等において、XとYとが接続されている、と明示的に記載されている場合は、XとYとが電気的に接続されている場合と、XとYとが機能的に接続されている場合と、XとYとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に記載されているものとする。X、Yは、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。
トランジスタは、ゲート、ソース、およびドレインと呼ばれる3つの端子を有する。ゲートは、トランジスタの導通状態を制御する制御ノードとして機能するノードである。ソースまたはドレインとして機能する2つの入出力ノードは、トランジスタの型及び各端子に与えられる電位の高低によって、一方がソースとなり他方がドレインとなる。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。また、本明細書等では、ゲート以外の2つの端子を第1端子、第2端子と呼ぶ場合がある。
ノードは、回路構成やデバイス構造等に応じて、端子、配線、電極、導電層、導電体、不純物領域等と言い換えることが可能である。また、端子、配線等をノードと言い換えることが可能である。
電圧は、ある電位と、基準の電位(例えば接地電位(GND)またはソース電位)との電位差のことを示す場合が多い。よって、電圧を電位と言い換えることが可能である。なお、電位とは、相対的なものである。よって、接地電位と記載されていても、必ずしも、0Vを意味しない場合もある。
本明細書等において、「膜」という言葉と「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
本明細書等において、“第1”、“第2”、“第3”という序数詞は構成要素の混同を避けるために付す場合があり、その場合は数的に限定するものではなく、また順序を限定するものでもない。
図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
本明細書において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている場合がある。また、構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、明細書で説明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
図面に記載したブロック図の各回路ブロックの配置は、説明のため位置関係を特定するものであり、異なる回路ブロックで別々の機能を実現するよう示していても、実際の回路ブロックにおいては同じ回路ブロック内で別々の機能を実現しうるように設けられている場合もある。また各回路ブロックの機能は、説明のため機能を特定するものであり、一つの回路ブロックとして示していても、実際の回路ブロックにおいては一つの回路ブロックで行う処理を、複数の回路ブロックで行うよう設けられている場合もある。
本明細書等において、金属酸化物(metal oxide)とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体(透明酸化物導電体を含む)、酸化物半導体(Oxide Semiconductorまたは単にOSともいう)などに分類される。例えば、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも1つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体(metal oxide semiconductor)、略してOSと呼ぶことができる。また、OSーFETと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物(metal oxide)と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物(metal oxynitride)と呼称してもよい。
また、本明細書等において、CAAC(c−axis aligned crystal)、及びCAC(cloud aligned composite)と記載する場合がある。なお、CAACは結晶構造の一例を表し、CACは機能、または材料の構成の一例を表す。
また、本明細書等において、CAC−OSまたはCAC−metal oxideとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、CAC−OSまたはCAC−metal oxideを、トランジスタの半導体層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子(またはホール)を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能(On/Offさせる機能)をCAC−OSまたはCAC−metal oxideに付与することができる。CAC−OSまたはCAC−metal oxideにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
また、本明細書等において、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
また、CAC−OSまたはCAC−metal oxideにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ0.5nm以上10nm以下、好ましくは0.5nm以上3nm以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
また、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記CAC−OSまたはCAC−metal oxideをトランジスタのチャネル領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
すなわち、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、マトリックス複合材(matrix composite)、または金属マトリックス複合材(metal matrix composite)と呼称することもできる。
本発明の一態様の蓄電池の一例として、リチウムイオン電池等の電気化学反応を用いる二次電池、電気二重層キャパシタ、レドックスキャパシタ等の電気化学キャパシタ、空気電池、燃料電池等が挙げられる。
(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について説明する。
<表示装置130>
図1(A)には、本発明の一態様の表示装置を示す。図1(A)に示す表示装置130は、制御回路131と、蓄電池135と、表示部102と、表示部104と、を有する。制御回路131はパワーマネージメントICを有することが好ましい。
表示装置130は、制御回路132と、駆動回路113と、端子136と、を有することが好ましい。駆動回路113は例えば、ドライバICを有する。駆動回路113はソースドライバを有することが好ましい。制御回路132はアプリケーションプロセッサを有することが好ましい。端子136には例えば、USB(Universal Serial Bus)に対応する端子、あるいはUSBに含まれる端子、と接続可能な端子が接続される。
表示装置130は入力部138を有することが好ましい。入力部138は例えば、制御回路132に電気的に接続される。入力部138については後述する。
表示装置130は、ゲートドライバ112を有する。あるいは、ゲートドライバ112は、駆動回路113に含まれてもよい。
表示装置130は、タッチセンサ114を有することが好ましい。表示部102、表示部104およびタッチセンサ114は互いに重なるように配置されることが好ましい。ここで本明細書等では、タッチセンサは例えば、近接センサを指す場合がある。
制御回路131は駆動回路113と電気的に接続される。駆動回路113は、表示部102および表示部104と電気的に接続される。
制御回路131は蓄電池135に電気的に接続される。また、制御回路131は制御回路132に電気的に接続される。また、制御回路131は制御回路132に、I2Cインターフェースを介して信号を与えることが好ましい。図1(A)に示す表示装置130においては、蓄電池135の2つの端子(例えば正極、および負極)が、制御回路131に電気的に接続される。また、制御回路132は駆動回路113に、MIPIインターフェースを介して信号を与えることが好ましい。
端子136に接続される配線は例えば、外部電源と、制御回路131とを電気的に接続する。図1においては外部電源133の一方の一端が端子136に接続する例を示す。外部電源133の他端は例えば外部電源に接続される。蓄電池135は制御回路131を介して外部電源より充電される。また、外部電源から、非接触給電(例えばアンテナを用いた無線給電)により制御回路131に電力を供給してもよい。
蓄電池135の容量がC1、あるいはC1近傍である場合に、蓄電池135が満充電状態である、という場合がある。また、蓄電池135の容量がC1、あるいはC1近傍である場合に、蓄電池135の残量が100%である、という場合がある。また、蓄電池135の容量がC2、あるいはC2近傍である場合に、蓄電池135の残量が0%である、という場合がある。この場合、蓄電池135の容量をCとすると、蓄電池135の残量は、数式(1)で表すことができる。
C1は例えば、制御回路131が蓄電池135への充電を停止する際の容量である。C1は例えば、蓄電池135が充電の上限電圧に達した時の容量である。あるいは、定電圧充電を行う場合には、C1は蓄電池135が充電の最低電流に達した時の容量である。すなわち、制御回路131は、蓄電池135がC1近傍の容量に達した場合に、蓄電池135への充電を停止する。
ここでC2は、蓄電池135の放電を停止する際の容量である。例えば、C2は蓄電池135が放電の下限電圧に達した時の容量である。あるいは例えばC2を、C1の1%以上10%未満の値としてもよい。すなわち、制御回路131は、蓄電池135がC2近傍の容量に達した場合に、蓄電池135への放電を停止する。
あるいは、C1−C2は例えば、蓄電池の定格容量である。
ここである値の近傍とは例えば、ある値の80%より大きく120%より小さい値、あるいは90%より大きく110%より小さい値、あるいは95%より大きく105%より小さい値である。
制御回路131は、蓄電池135の容量を計測する機能を有する。より具体的には例えば、制御回路131は、蓄電池135の充電および放電の際に蓄電池に流れる電荷量を計測し、該電荷量を積算することにより、蓄電池135の容量を計測する。
電荷量の計測には例えばクーロンカウンタを用いることができる。クーロンカウンタでは例えば積分回路を用いて電荷量を計測する。
制御回路132は、制御回路132より蓄電池135の容量値が与えられる。制御回路132は、蓄電池135の容量値に応じて、表示装置130の表示モードを決定する。
充電が行われる際には、蓄電池135に接続される充電回路により、蓄電池135の電流または電圧が制御される。定電流充電の際の電流値、および定電圧充電の際の電圧値の制御には例えば、トランジスタを用いて行うことができる。トランジスタにおいてゲート電圧を制御することにより、定電流と定電圧の切り替えを行うことができる。
表示装置130は保護回路137を有することが好ましい。図6(A)に示すように、制御回路131が保護回路137を有し、保護回路137が蓄電池135に電気的に接続されることが好ましい。あるいは図6(B)に示すように、蓄電池135と保護回路137とを有する蓄電システム139が、制御回路131に電気的に接続されてもよい。保護回路137は、蓄電池135を過充電、過放電、および過電流、等から保護する機能を有することが好ましい。
蓄電池135と、蓄電池135に電気的に接続される保護回路137と、の一例を図6(C)に示す。保護回路137は端子148と、端子149とを有する。端子148は蓄電池135の正極に、端子149は蓄電池135の負極に、それぞれ電気的に接続される。また保護回路137は、集積回路141と、トランジスタ142と、トランジスタ143と、を有する。トランジスタ142およびトランジスタ143は寄生ダイオードを有するMOSFETであることが好ましく、トランジスタ142とトランジスタ143とは寄生ダイオードの向きが逆向きになるように接続される。また寄生ダイオードの代わりに、ダイオード素子を別途、電気的に接続してもよい。トランジスタ143は蓄電池135の負極と電気的に接続される。トランジスタ142およびトランジスタ143は、端子149から蓄電池135を充電あるいは放電する経路上に設けられている。トランジスタ142は充電用のスイッチ、トランジスタ143は放電用のスイッチとして、それぞれ機能する。端子148と端子149との間に、充放電に用いる電圧範囲の外の電圧が与えられる場合、および充放電に用いる電流範囲を超える電流が与えられる場合、トランジスタ142またはトランジスタ143をOFF状態とし、蓄電池135を保護する。
保護回路137は、一方の電極が端子148に電気的に接続される抵抗素子144、および一方オン電極が端子149に電気的に接続される抵抗素子145有することが好ましい。抵抗素子144の他方の電極と、抵抗素子145の他方の電極は、集積回路141に電気的に接続される。
また保護回路137は、蓄電池135と並列に接続される容量素子146を有してもよい。
制御回路132では例えば、ゲートドライバの制御信号として、スタートパルス(GSP)、クロック信号(GCLK)等が生成され、ソースドライバの制御信号として、スタートパルス(SSP)、クロック信号(SCLK)等が生成される。なお、これら制御信号は、1つの信号でなく、信号群である場合がある。
また、制御回路132は、制御回路131からのゲートドライバおよびソースドライバへの電源電圧の供給、およびその停止を制御する機能を備えてもよい。
ゲートドライバでは例えば、GSPが入力されるとGCLKに従ってゲート信号を生成し、各ゲート線に順次出力する。ゲート信号は、データ信号が書き込まれる画素を選択するための信号である。
ソースドライバは例えば、画像信号(Video信号)を処理して、データ信号を生成し、ソース線に出力する機能を有する。ソース線では、SSPが入力されると、SCLKに従ってデータ信号を生成し、各ソース線に順次出力する。
表示部102は複数の画素61を有する。表示部104は複数の画素62を有する。
表示部102は表示素子101を有する(表示素子101については、後述する図1(B)に示す)。表示素子101は液晶素子を有することが好ましい。また、表示素子101は光の反射を利用して階調を表示する機能を有することが好ましい。表示素子101として例えば反射型の液晶素子を用いることができる。液晶素子は、電荷を蓄積するコンデンサ構造を有する。また液晶素子は2つの電極(画素電極とコモン電極)と、これらに挟まれた液晶を有する。
反射型の液晶素子は、外光を光源として表示される。反射型の液晶素子を用いた表示装置は、鮮明で美しい画像が得られる。またバックライトが不要なため消費電力が抑えられる。また電子ペーパー等と比較して応答速度が速い。ここで反射型の液晶素子を用いた表示装置において後述するアイドリング・ストップ(IDS)駆動を用いることにより、表示装置の消費電力を極めて低くすることができる。反射型の液晶素子とIDS駆動を組み合わせた表示装置は、その低い消費電力と、美しい表示画質から、例えば書籍、特に図や画像を含む書籍、例えば教科書、参考書等を表示する携帯型端末として優れている。
表示部104は表示素子103を有する(表示素子103については、後述する図1(B)に示す)。表示素子103は発光型表示素子であることが好ましい。表示素子103として例えば有機EL素子を用いることができる。あるいは、表示素子103として透過型の液晶素子を用いることもできる。透過型の液晶素子は例えば、バックライトと、液晶に印加される電圧を制御するスイッチング素子と、を有する。該スイッチング素子としてトランジスタを用いればよい。また、表示素子101として反射型の液晶素子を用い、表示素子103として透過型の液晶素子を用いる場合には、表示素子101と表示素子103は同じ層の液晶を用いてもよいし、それぞれの液晶層を別々に、例えば積層させて設けてもよい。表示装置130が表示素子103を有することにより、外光が暗い場合においても高画質な画像を表示することができる。つまり、表示装置130を幅広い場面、環境において使用することができる。また表示素子101と表示素子103を組み合わせて表示することにより、画像の表現性が向上するため好ましい。
表示部102および表示部104はそれぞれ、複数の画素を有する。画素は、ゲート信号によりソース線(以降の図1(B)では例えば配線GLおよび配線GE)との接続が制御されるスイッチング素子(以降の図1(B)では例えばトランジスタ63およびトランジスタ66等)を有する。スイッチング素子がオンとなると、ソース線(以降の図1(B)では例えば配線SLおよび配線DL等)から画素にデータ信号が書き込まれる。スイッチング素子がオフになると、画素はデータの保持状態となる。
表示部102が有する画素の一例として、図1(B)に画素61を示す。画素61は表示素子101と、トランジスタ63と、を有する。トランジスタ63のゲートはゲート信号が与えられる配線GLと電気的に接続される。トランジスタ63のソースおよびドレインの一方はデータ信号が与えられる配線SLと電気的に接続され、他方は表示素子101の一方の電極に電気的に接続される。トランジスタ63にはOS−FETを用いることが好ましい。また、トランジスタ63については、後述する実施の形態のトランジスタ303を参照してもよい。
表示部104が有する画素の一例として、図1(B)に画素62を示す。画素62は表示素子103を有する。また、画素62はトランジスタ65、トランジスタ66、等を有することが好ましい。トランジスタ65およびトランジスタ66については、後述する実施の形態のトランジスタ305およびトランジスタ306を参照する。
画素61と画素62は隣り合って配置されることが好ましい。また、画素61と画素62は一部の領域が重なっていてもよい。
表示部102および表示部104に同じ画像を表示する場合には例えば、画素61と画素62には同一の画像信号が表示される。表示部102および表示部104に同じ画像を表示することにより例えば、独特の質感を有する画像が得られる。また、目に優しい画像が得られる場合がある。
表示装置130は、Hybridモード、R‐表示モード、およびE‐表示モード、の3種類の表示モードを有する。Hybridモードにおいては、表示部102と表示部104を表示し、R‐表示モードにおいては、表示部102を表示し、E‐表示モードにおいては、表示部104を表示する。表示モードの切り替えは例えば、外光の強さ、ユーザーの好み、画像の種類、等に応じて行うことができる。あるいは後述するように、蓄電池の残量などに応じてモードが切り替えられる。
表示装置130の表示部102および表示部104は、表示装置130において、いずれの表示モードが選択されているかを示す画像や文字を表示してもよい。
表示装置130は例えば、外光が強い場合にはR‐表示モードとし、外光が弱い場合にはE‐表示モード、あるいはHybridモードとする。Hybridモードとすることにより、独特の質感を有する画像が得られる。また、目に優しい画像が得られる場合がある。R‐表示モードの場合、表示部104の表示機能は停止される。
R‐表示モードとすることにより、バックライトが不要なため、消費電力を抑えることができる。また、表示部102が有する表示素子101として反射型の液晶素子を用い、動作方法としてIDS駆動を用いることにより、消費電力を極めて低くすることができる。表示装置130が有する蓄電池135の残量が少ない場合には、より消費電力の低いR‐表示モードとすることにより、表示装置130の使用時間を長くすることができるため好ましい。
また、表示部104を表示する、すなわちE‐表示モードまたはHybridモードとすることにより例えば、より視野角の広い表示が得られる場合がある。視野角が広い表示が得られることにより例えば、表示装置130を閲覧する角度にこだわらずに用いることができる。また、複数人で同じ表示画面を閲覧しやすい場合がある。E‐表示モードの場合、表示部102の表示機能は停止される。
また、表示部102には例えば、カラー画像が表示されてもよいし、グレー画像が表示されてもよい。表示部104にはカラー画像が表示されることが好ましい。
表示装置130において表示部102にグレー画像、表示部104にカラー画像が表示される場合を考える。この場合には例えば、表示装置130に表示される画像がグレー画像の場合には表示部102を表示し、カラー画像の場合には表示部104を表示する。また例えば、グレー画像あるいは白黒画像で構成される文字情報を表示部102に、図および写真等で構成されるカラー画像を表示部104に、それぞれ表示してもよい。
入力部138は例えば、表示装置130に設けられる電気的なスイッチ(接点)、あるいは機械的なスイッチである。また入力部138は凸部、例えばボタン状の形状を有していてもよい。例えば、後述する実施の形態に示す電子機器が有する操作ボタン、操作キー、およびスイッチ等を用いることができる。
あるいは入力部138は例えば、タッチセンサ114であってもよい。例えば表示部102および表示部104に表示される入力部と重なる領域において、タッチセンサ114に触れることにより信号を入力することができる。
<動作例1>
本発明の一態様の表示装置の動作について、図2に示すフローを用いて説明する。
まずステップS001において端子136へ、外部電源133等が接続される。外部電源133はUSBに対応する端子を有することが好ましい。外部電源133に外部電源が接続されることにより、蓄電池135への充電を行うことができる。あるいは、ステップS001において端子136へ、USBに対応するコネクタが接続されてもよい。
次にステップS101において、外部電源133より端子136への電源が供給されているかを判定する。電源が供給されている場合にはステップS102へ、されていない場合にはステップS103へ進む。
ステップS102に進む場合には、表示装置130の表示モードの制限を行わない。ステップS102の後にはステップS101へ戻る。
制御回路132は例えば、制御回路131から与えられる蓄電池135の残量に基づき、表示モードを決定する。決定された表示モードに基づき、制御回路132より駆動回路113に信号が与えられる。
ステップS103において、蓄電池135の残量がP1[%]以下の場合にはステップS104へ、P1[%]より大きい場合にはステップS105へ進む。
P1は好ましくは5%以上35%以下、より好ましくは10%以上30%以下、さらに好ましくは15%以上25%以下である。
P1はあらかじめ初期設定値を設けてもよいし、表示装置を使用するユーザーがP1を設定してもよい。
ステップS105へ進む場合には、表示装置130の表示モードの制限を行わない。ステップS105の後にはステップS103へ戻る。
ステップS104へ進む場合には、表示装置130の表示モードを、R‐表示モードに制限する。ステップS104の後にはステップS106へ進む。
ここで、ステップS104において、表示装置130の表示モードがR‐表示モードに制限されたことをユーザーに示すために、アラートを表示してもよい。例えば、表示装置130に警報音、あるいはバイブレーション動作を発生させればよい。あるいは例えば、表示装置130の表示部102に、メッセージを表示してもよい。あるいは表示装置130の表示部102に、R‐表示モードに制限された旨を示す画像や文字を表示してもよい。
ステップS106において、蓄電池135の残量がP3[%]より大きい場合には蓄電池135の残量がP3[%]以下となるまでは次のステップには進まない。P3[%]以下となったら、ステップS401へ進む。
P3は好ましくは1%以上15%未満、より好ましくは1%以上10%未満、さらに好ましくは1%以上5%未満である。
ステップS401において例えば、表示装置130がシャットダウンシーケンスに入り、表示装置を停止する。
ここでステップS106において残量がP3[%]以下であるか否かを判断基準としたが、例えば蓄電池135が電圧VL以下であるか否かを判断基準としてもよい。ここで電圧VLは例えば、蓄電池135の放電電圧の下限値近傍の電圧である。電圧VLを判断基準とすることにより、過放電を、より生じにくくすることができる場合がある。
以上のフローにより、表示装置130を動作させる。
<動作例2>
ここで、図3に示すように、ステップS106の前にもう一段階、蓄電池135の残量に基づく動作を加えてもよい。
表示装置130は後の実施の形態に示す通り例えば情報端末、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の通信機能を有する電子機器に適用することができる。これらの電子機器においては通信、撮像、等、使用者の利便性を高めるための機能を有することが好ましい。通信としては例えば、インターネットを介した情報通信、および通話等が挙げられる。
例えば表示装置130が適用される電子機器が複数の機能を有する場合を考える。蓄電池135の残量に基づき、複数の機能のうち優先度の低い機能、あるいは消費電力の高い機能の動作を停止、あるいは制限することにより、表示装置130の動作時間を長くできる場合がある。ここで停止あるいは制限される機能を、機能Aとする。
図3に示すフローにおいて、ステップS104までは図2に示す動作と同じであるため説明を省く。ステップS104の次に、ステップS301へ進む。ステップS301において、蓄電池135の残量がP2[%]より大きい場合には蓄電池135の残量がP2[%]以下となるまでは次のステップには進まない。P2[%]以下となったら、ステップS302へ進む。
P2はP3より大きい値である。P2は好ましくは5%以上35%以下、より好ましくは10%以上30%以下、さらに好ましくは15%以上25%以下である。また、図3に示す動作例は、P2はP1以下の場合の例を示す。P2がP1より大きい場合には、ステップS301およびステップS302をステップS101およびステップS105より後、ステップS103より前に行えばよい。
ステップS302において、機能Aの動作を停止、あるいは制限する。
一例として、表示装置130が適用される電子機器が通話、インターネットを介した情報通信、およびカメラによる撮像、の3つの機能を有する場合を考える。カメラによる撮像は、他の機能、例えば通話に比べて消費電力が大きい場合がある。一方、通話は、他の機能に比べて緊急性が高く、優先度が高い場合がある。よって、ステップS302において機能Aとして、カメラによる撮像が選択される。すなわち、ステップS302において、カメラの起動を禁止、あるいは制限する。あるいは、インターネットを介した情報通信の機能を停止、あるいは速度を制限してもよい。
次に、ステップS106において、蓄電池135の残量がP3[%]より大きい場合には蓄電池135の残量がP3[%]以下となるまでは次のステップには進まない。P3[%]以下となったら、ステップS401へ進む。ステップS401以降は図2の記載を参照すればよい。
<動作例3>
図4に表示装置130の動作例を示す。ステップS106に至るまでは図2と同じ動作であるため、説明を省く。また図4には図示しないが、ステップS104の後、ステップS106の前に図3に示すステップS301およびステップS302を加えてもよい。あるいは、ステップS101およびステップS105の後、ステップS103の前に図3に示すステップS301およびステップS302を加えてもよい。
ステップS106において、蓄電池135の残量がP3[%]以下の場合にはステップS401へ、P3[%]より大きい場合にはステップS201へ進む。
ステップS201において、表示装置130が有する入力部138への入力を検出する。ここで例えば入力部138としてサイドボタンを用いる場合には、サイドボタンのプッシュを検出する。入力部138への入力が検出された場合にはステップS202へ進む。入力が検出されない場合にはステップS106へ戻る。
ステップS202において、t1[s]の間、表示装置130においてHybridモードで表示を行う。例えば、制御回路132より駆動回路113に信号が与えることにより、表示モードを制御する。その後、ステップS104へ戻る。
ここでt1は好ましくは0.5秒以上10秒以下、より好ましくは1秒以上5秒以下、さらに好ましくは2秒以上4秒以下である。
あるいは、入力部138がプッシュされている期間においてHybridモードで表示を行ってもよい。
ステップS401に進む場合には図3のステップS401の記載を参照すればよい。
以上のフローにより、表示装置130を動作させる。
<IDS駆動>
表示部102に静止画のように、時間に対して変化しない、あるいは変化の周波数が遅い画像を表示する場合を考える。OS−FETは、そのオフリークが極めて低い。液晶素子の画素のスイッチングトランジスタであるトランジスタ63にOS−FETを用いることによりリークが極限まで抑制されるためデータの劣化を抑えることができ、データの保持時間を極めて長くすることができる。例えば長期間、画像データの変動がない静止画、あるいは画像データの変化の周波数が遅い画像を表示する際のリフレッシュ頻度を小さくすることができるため、低い周波数で表示を行うことができる。表示の周波数を低くすることにより表示装置の消費電力を低減することができる。
例えば、静止画等を表示した場合に表示の周波数を1Hz以下、より好ましくは0.3Hz以下、さらに好ましくは0.1Hz以下とすることができる。このように周波数が1Hz以下の表示を行う場合の表示装置の駆動を「IDS駆動」と呼ぶ場合がある。「IDS駆動」の詳細については後述する。
このように、OS−FETの優れた特性を用いることにより、書き換え頻度が少なくても画質の劣化の少ない優れた表示を実現することができる。
IDS駆動を行う場合と、1フレーム毎に画像信号を書き込み場合と、の比較を図5を用いて説明する。図5は表示装置130を駆動する場合のGVDD、GSP、GCLKの一例を示すタイミングチャートである。ここでGVDDはゲートドライバ112の高電源電圧である。
図5(A)はフレーム毎に画像信号を書き込む場合、例えば動画を表示する場合等、比較的速い周波数、例えば30Hz以上240Hz以下、より好ましくは50Hz以上130Hz以下で駆動する場合のタイミングチャートを示す。
まず第1のフレーム(Frame 1)において、GSPの入力をトリガーにして、ゲートドライバ112ではGCLKに従いゲート信号を生成し、ゲート線に出力する。駆動回路113が有するソースドライバでは(図示しないが)SSPが与えられると、(図示しないが)SCLKに従い画像信号を処理してVdataを生成し、ソース線に順次出力する。このとき、Vdataの極性は正になるようにする。
次に、第2のフレーム(Frame 2)において、同様の手順でゲート信号およびVdataを生成する。液晶素子に印加される極性に偏りがあると、液晶素子の劣化が大きくなる場合がある。よって、正の極性と負の極性を交互に書き込めばよい。第2のフレームにおいてはVdataの極性は負になるようにする。第3のフレーム(Frame 3)以降は、1フレーム毎に正の極性と負の極性を交互に書込む。
図5(B)は、数フレームに渡って画像信号が同じ場合、例えば静止画を表示する場合のタイミングチャートを示す。図5(B)に示す駆動方法は、データの書き込み処理を実行した後、データの書き換えを停止する駆動方法である。これを「IDS駆動」と呼ぶ。例えば静止画を表示する際には1フレームごとにデータの書き換えを行う必要がない。そこで静止画を表示する際には表示部102をIDS駆動を用いて動作させると、電力消費を削減することができるとともに、画面のちらつきも抑制することができる。書き込みを行う期間、図5(B)においては第1のフレーム(Frame 1)を期間31、第2のフレーム(Frame 2)以降、例えば同じ画像信号が続く場合には、新たに書き込みを行わず、書き込まれた画像を保持すればよい。画像を保持する期間、図5(B)においては第2フレーム以降、次の書き込みが行われるまでの期間を期間32とする。期間31を書き込み期間、期間32を保持期間とそれぞれ呼ぶ場合がある。
まずFrame 1において、GSPの入力をトリガーにして、ゲートドライバ112ではGCLKに従いゲート信号を生成し、ゲート線に出力する。駆動回路113が有するソースドライバでは(図示しないが)SSPが与えられると、(図示しないが)SCLKに従い画像信号を処理してVdataを生成し、ソース線に順次出力する。
次に、Frame 2以降においては画素のスイッチングトランジスタであるトランジスタ63をオフ状態とし、書き込んだ画像を保持する。Frame 2以降は、データの書き換えが停止されるため、GSPおよびGCLKの供給を停止することができる。また、GVDDの供給を停止してもよい。GSP、GCLK、GVDD等の供給を停止することにより消費電力を低減することができる。
なお、図5(B)においては書き込み期間(期間31)をFrame 1としたが、書き込み期間は複数のフレームに渡って行われてもよい。例えば書き込み期間をFrame 1からFrame 3までとし、保持期間(期間32)をFrame 4以降としてもよい。なお、書き込み期間が偶数個のフレームに渡る場合には保持期間の極性に偏りが生じるため、書込み期間は奇数個のフレームであることが好ましい。
なお、IDS駆動を行うためには、後述する液晶層の誘電率の異方性を2以上3.8以下とし、液晶層の抵抗率を1.0×1014(Ω・cm)以上1.0×1015(Ω・cm)以下とすることが好ましい。
液晶層の誘電率の異方性が高いと、電界との相互作用が大きく、液晶層の挙動が速くなるため、表示パネルの高速動作が可能である。なお、液晶層の誘電率の異方性が3.8を超えると、液晶中の不純物の精製が困難となる。この不純物が液晶層に残留することで、液晶層の導電率が増大してしまい、IDS駆動の場合に、画素に書き込んだ電圧を保持することが困難になる。
一方、液晶層の誘電率の異方性が低いと、液晶層中の不純物の量を低減することができるため、液晶層の導電率を低減できる。なお、液晶層の誘電率の異方性が2未満であると、電界との相互作用が小さく、液晶層の挙動が遅いため、高速動作を促すために駆動電圧を高く設定しなければならず、消費電力の低減が困難である。
これらのことから、液晶層の誘電率の異方性を2以上3.8以下とし、液晶層の抵抗率を1.0×1014(Ω・cm)以上1.0×1015(Ω・cm)以下とすることで、IDS駆動化可能であり、表示パネル20の消費電力を低減することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態2)
本実施の形態では、反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置の構成例について説明する。なお、本実施の形態では、反射型表示素子として液晶素子を用い、発光型表示素子としてEL材料を用いた発光素子を用いる場合を例に挙げて、表示装置の構成例について説明する。
図7(A)に、本発明の一態様に係る表示装置130の断面の構造を一例として示す。図7(A)に示す表示装置130は、発光型表示素子である表示素子103と、表示素子101と、表示素子103への電流の供給を制御する機能を有するトランジスタ205と、反射型表示素子である表示素子101への電圧の供給を制御する機能を有するトランジスタ206とを有する。そして、表示素子103と、表示素子101と、トランジスタ205と、トランジスタ206とは、基板201と基板202の間に位置する。ここで表示素子101として、液晶素子を用いる。
また、表示装置130において表示素子101は、画素電極207と、共通電極208と、液晶層209とを有する。画素電極207は、トランジスタ206に電気的に接続されている。そして、画素電極207と共通電極208の間に印加される電圧にしたがって液晶層209の配向が制御される。なお、図7(A)では、画素電極207が可視光を反射する機能を有し、共通電極208が可視光を透過する機能を有する場合を例示しており、基板202側から入射した光が白抜きの矢印で示すように画素電極207において反射し、再び基板202側から放射される。
また、表示素子103は、トランジスタ205に電気的に接続されている。表示素子103から発せられる光は、基板202側に放射される。なお、図7(A)では、画素電極207が可視光を反射する機能を有し、共通電極208が可視光を透過する機能を有する場合を例示しているため、表示素子103から発せられる光は、白抜きの矢印で示すように画素電極207と重ならない領域を通過し、共通電極208が位置する領域を通過して、基板202側から放射される。
そして、図7(A)に示す表示装置130では、トランジスタ205とトランジスタ206とが同一の層210に位置しており、トランジスタ205とトランジスタ206とが含まれる層210は、表示素子101と表示素子103の間の領域を有する。なお、少なくとも、トランジスタ205が有する半導体層と、トランジスタ206が有する半導体層とが同一の絶縁表面上に位置している場合、トランジスタ205とトランジスタ206とが同一の層210に含まれていると言える。
上記構成により、トランジスタ205とトランジスタ206とを共通の作製工程で作製することができる。
次いで、図7(B)に、本発明の一態様に係る表示装置130の別の構成について、断面の構造を一例として示す。図7(B)に示す表示装置130は、トランジスタ205とトランジスタ206とが異なる層に含まれている点において、図7(A)に示す表示装置130と構成が異なる。
具体的に、図7(B)に示す表示装置130では、トランジスタ205が含まれる層210aと、トランジスタ206が含まれる層210bとを有し、層210aと層210bとは、表示素子101と表示素子103の間の領域を有する。そして、図7(B)に示す表示装置130では、層210aが層210bよりも表示素子103側に近い。なお、少なくとも、トランジスタ205が有する半導体層と、トランジスタ206が有する半導体層とが異なる絶縁表面上に位置している場合、トランジスタ205とトランジスタ206とが異なる層に含まれていると言える。
上記構成により、トランジスタ205と、トランジスタ205に電気的に接続される各種配線とを、トランジスタ206と、トランジスタ206に電気的に接続される各種配線とを、部分的に重ねることができるため、画素のサイズを小さく抑え、表示装置130の高精細化を実現することができる。
次いで、図8(A)に、本発明の一態様に係る表示装置130の別の構成について、断面の構造を一例として示す。図8(A)に示す表示装置130は、トランジスタ205とトランジスタ206とが異なる層含まれている点において、図7(A)に示す表示装置130と構成が異なる。そして、図8(A)に示す表示装置130は、トランジスタ205が含まれる層210aが、表示素子103よりも基板201側に近い点において、図7(B)に示す表示装置130と構成が異なる。
具体的に、図8(A)に示す表示装置130では、トランジスタ205が含まれる層210aと、トランジスタ206が含まれる層210bとを有する。そして、層210aは、表示素子103と基板201との間の領域を有する。また、層210bは、表示素子101と表示素子103の間の領域を有する。
上記構成により、トランジスタ205と、トランジスタ205に電気的に接続される各種配線とを、トランジスタ206と、トランジスタ206に電気的に接続される各種配線とを、図7(B)の場合よりもより多く重ねることができるため、画素のサイズを小さく抑え、表示装置130の高精細化を実現することができる。
次いで、図8(B)に、本発明の一態様に係る表示装置130の別の構成について、断面の構造を一例として示す。図8(B)に示す表示装置130は、トランジスタ205とトランジスタ206とが同一の層に含まれている点では、図7(A)に示す表示装置130と構成は同じである。ただし、図8(B)に示す表示装置130は、トランジスタ205とトランジスタ206とが含まれている層が、表示素子103よりも基板201側に近い点において、図7(A)に示す表示装置130と構成が異なる。
具体的に、図8(B)に示す表示装置130では、トランジスタ205とトランジスタ206とが含まれる層210を有する。そして、層210は、表示素子103と基板201との間の領域を有する。また、表示素子101は、表示素子103よりも基板202側に近い。
上記構成により、トランジスタ205とトランジスタ206とを共通の作製工程で作製することができる。また、表示素子101とトランジスタ206の電気的な接続を行う配線と、表示素子103とトランジスタ205の電気的な接続を行う配線とが、層210に対して同一の側に設ければよい。具体的には、上記配線を、表示素子101とトランジスタ206の電気的な接続を行う配線を、トランジスタ206の半導体層上に形成でき、なおかつ、表示素子103とトランジスタ205の電気的な接続を行う配線を、トランジスタ205の半導体層上に形成することができる。よって、図7(A)に示す表示装置130の場合に比べて作成工程を簡素化することができる。
なお、図7及び図8では、2つの表示素子101に対して1つの表示素子103が対応している断面構造を例示しているが、本発明の一態様に係る表示装置は、1つの表示素子101に対して1つの表示素子103が対応している断面構造を有していても良いし、1つの表示素子101に対して複数の表示素子103が対応している断面構造を有していても良い。
また、図7及び図8では、表示素子101が有する画素電極207が、可視光を反射する機能を有する場合を例示しているが、画素電極207は可視光を透過する機能を有していても良い。この場合、バックライトやフロントライトなどの光源を表示装置130に設けても良いし、表示素子101を用いて画像を表示する際に表示素子103を光源として用いても良い。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態3)
本実施の形態では、反射型表示素子と発光型表示素子とを用いた表示装置が有する、画素の構成例について説明する。なお、本実施の形態では、反射型表示素子として液晶素子を用い、発光型表示素子としてEL材料を用いた発光素子を用いる場合を例に挙げて、本発明の一態様に係る画素300の構成例について説明する。
図9(A)に示す画素300は、画素350と画素351とを有する。そして、画素350は液晶素子301を有し、画素351は発光素子302を有する。液晶素子301として、先の実施の形態に述べた表示素子101、発光素子302として先の実施の形態に述べた表示素子103を、それぞれ用いることができる。画素350および画素351は例えばそれぞれ、先の実施の形態で述べた画素61および画素62である。
具体的に、画素350は、液晶素子301と、液晶素子301に印加する電圧を制御する機能を有するトランジスタ303と、容量素子304とを有する。そして、トランジスタ303は、ゲートが配線GLに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線SLに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が液晶素子301の画素電極に電気的に接続されている。また、液晶素子301の共通電極は、所定の電位が供給される配線または電極に電気的に接続されている。また、容量素子304は、一方の電極が、液晶素子301の画素電極に電気的に接続され、他方の電極が、所定の電位が供給される配線または電極に電気的に接続されている。
また、具体的に、画素351は、発光素子302と、発光素子302に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ305と、トランジスタ305のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ306と、容量素子307とを有する。そして、トランジスタ306は、ゲートが配線GEに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線DLに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方がトランジスタ305のゲートに電気的に接続されている。トランジスタ305は、ソース又はドレインの一方が配線ALに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子302に電気的に接続されている。容量素子307は、一方の電極が配線ALに電気的に接続され、他方の電極がトランジスタ305のゲートに電気的に接続されている。
図9(A)に示す画素300では、液晶素子301に対応した画像信号を配線SLに供給し、発光素子302に対応した画像信号を配線DLに供給することで、液晶素子301によって表示される階調と、発光素子302によって表示される階調とを個別に制御することができる。
なお、図9(A)では、液晶素子301を有する画素350と、発光素子302を有する画素351とを一つずつ有する画素300の構成例を示したが、画素300が複数の画素350を有していても良いし、或いは画素300が複数の画素351を有していても良い。
図9(B)に、画素300が一の画素351と、4つの画素351を有している場合の、画素300の構成例を示す。
具体的に図9(B)に示す画素300は、液晶素子301を有する画素351と、発光素子302をそれぞれ有する画素351a乃至画素351bとを有する。
図9(B)に示す画素350の構成については、図9(A)に示す画素350の構成を参照することができる。
また、図9(B)に示す画素351a乃至画素351bは、図9(A)に示す画素351と同様に、発光素子302と、発光素子302に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ305と、トランジスタ305のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ306と、容量素子307とをそれぞれ有する。そして、画素351a乃至画素351bがそれぞれ有する発光素子302から発せられる光が、異なる領域の波長を有することで、表示装置においてカラーの画像を表示することが可能になる。
また、図9(B)に示す画素351a乃至画素351bでは、画素351aの有するトランジスタ306のゲートと、画素351cの有するトランジスタ306のゲートとが、配線GEbに電気的に接続されている。また、画素351bの有するトランジスタ306のゲートと、画素351dの有するトランジスタ306のゲートとが、配線GEaに電気的に接続されている。
また、図9(B)に示す画素351a乃至画素351bでは、画素351aの有するトランジスタ306のソース又はドレインの一方と、画素351bの有するトランジスタ306のソース又はドレインの一方とが、配線DLaに電気的に接続されている。また、画素351cの有するトランジスタ306のソース又はドレインの一方と、画素351dの有するトランジスタ306のソース又はドレインの一方とが、配線DLbに電気的に接続されている。
また、図9(B)に示す画素351a乃至画素351bでは、全てのトランジスタ305のソース又はドレインの一方が、配線ALに電気的に接続されている。
上述したように、図9(B)に示す画素351a乃至画素351bでは、画素351aと画素351cが配線GEbを共有し、画素351bと画素351dが配線GEaを共有しているが、画素351a乃至画素351bの全てが一の配線GEを共有していても良い。この場合、画素351a乃至画素351bは、互いに異なる4つの配線DLに電気的に接続されるようにすることが望ましい。
次いで、図10(A)に、図9(A)とは異なる画素300の構成例を示す。図10(A)に示す画素300は、画素351が有するトランジスタ305がバックゲートを有する点において、図9(A)に示す画素300と構成が異なる。
具体的に、図10(A)に示す画素300では、トランジスタ305のバックゲートがゲート(フロントゲート)に電気的に接続されている。図10(A)に示す画素300は、上記構成を有することにより、トランジスタ305の閾値電圧がシフトするのを抑えることができ、トランジスタ305の信頼性を高めることができる。また、図10(A)に示す画素300は、上記構成を有することにより、トランジスタ305のサイズを小さく抑えつつ、トランジスタ305のオン電流を高めることができる。
なお、本発明の一態様に係る表示装置では、画素300が、図10(A)に示す画素350を複数有していても良いし、或いは図10(A)に示す画素351を複数有していても良い。具体的には、図9(B)に示した画素300と同様に、図10(A)に示す1つの画素350と、4つの画素351とを有していても良い。その場合、各種配線と4つの画素351との接続関係は、図9(B)に示した画素300を参照することができる。
次いで、図10(B)に、図9(A)とは異なる画素300の構成例を示す。図10(B)に示す画素300は、画素351が有するトランジスタ305がバックゲートを有する点において、図9(A)に示す画素300と構成が異なる。そして、図10(B)に示す画素300では、トランジスタ305のバックゲートがゲートではなく発光素子302に電気的に接続されている点において、図10(A)に示す画素300と構成が異なる。
図10(B)に示す画素300は、上記構成を有することにより、トランジスタ305の閾値電圧がシフトするのを抑えることができ、トランジスタ305の信頼性を高めることができる。
なお、本発明の一態様に係る表示装置では、画素300が、図10(B)に示す画素350を複数有していても良いし、或いは図10(B)に示す画素351を複数有していても良い。具体的には、図9(B)に示した画素300と同様に、図10(B)に示す1つの画素350と、4つの画素351とを有していても良い。その場合、各種配線と4つの画素351との接続関係は、図9(B)に示した画素300を参照することができる。
次いで、図11に、図9(A)とは異なる画素300の構成例を示す。図11に示す画素300は、画素350と画素351とを有し、画素351の構成が図9(A)とは異なる。
具体的に、図11に示す画素351は、発光素子302と、発光素子302に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ305と、トランジスタ305のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ306と、発光素子302の画素電極に所定の電位を供給する機能を有するトランジスタ308と、容量素子307とを有する。また、トランジスタ305と、トランジスタ306と、トランジスタ308とは、それぞれバックゲートを有する。
そして、トランジスタ306は、ゲート(フロントゲート)が配線MLに電気的に接続され、バックゲートが配線GEに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線DLに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方がトランジスタ305のゲート及びフロントゲートに電気的に接続されている。トランジスタ305は、ソース又はドレインの一方が配線ALに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子302に電気的に接続されている。
トランジスタ308は、ゲート(フロントゲート)が配線MLに電気的に接続され、バックゲートが配線GEに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方が配線MLに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が発光素子302に電気的に接続されている。容量素子307は、一方の電極が配線ALに電気的に接続され、他方の電極がトランジスタ305のゲートに電気的に接続されている。
なお、図11では、液晶素子301を有する画素350と、発光素子302を有する画素351とを一つずつ有する画素300の構成例を示したが、画素300が複数の画素350を有していても良いし、或いは画素300が複数の画素351を有していても良い。
図12に、画素300が一の画素351と、4つの画素351を有している場合の、画素300の構成例を示す。
具体的に図12に示す画素300は、液晶素子301を有する画素351と、発光素子302をそれぞれ有する画素351a乃至画素351bとを有する。
図12に示す画素350の構成については、図11に示す画素350の構成を参照することができる。
また、図12に示す画素351a乃至画素351bは、図11に示す画素351と同様に、発光素子302と、発光素子302に供給する電流を制御する機能を有するトランジスタ305と、トランジスタ305のゲートへの電位の供給を制御する機能を有するトランジスタ306と、発光素子302の画素電極に所定の電位を供給する機能を有するトランジスタ308と、容量素子307とをそれぞれ有する。そして、画素351a乃至画素351bがそれぞれ有する発光素子302から発せられる光が、異なる領域の波長を有することで、表示装置においてカラーの画像を表示することが可能になる。
また、図12に示す画素351a乃至画素351bでは、画素351aの有するトランジスタ306のゲートと、画素351bの有するトランジスタ306のゲートとが、配線MLaに電気的に接続されている。また、画素351cの有するトランジスタ306のゲートと、画素351dの有するトランジスタ306のゲートとが、配線MLbに電気的に接続されている。
また、図12に示す画素351a乃至画素351bでは、画素351aの有するトランジスタ306のバックゲートと、画素351cの有するトランジスタ306のバックゲートとが、配線GEbに電気的に接続されている。また、画素351bの有するトランジスタ306のバックゲートと、画素351dの有するトランジスタ306のバックゲートとが、配線GEaに電気的に接続されている。
また、図12に示す画素351a乃至画素351bでは、画素351aの有するトランジスタ306のソース又はドレインの一方と、画素351bの有するトランジスタ306のソース又はドレインの一方とが、配線DLaに電気的に接続されている。また、画素351cの有するトランジスタ306のソース又はドレインの一方と、画素351dの有するトランジスタ306のソース又はドレインの一方とが、配線DLbに電気的に接続されている。
また、図12に示す画素351a乃至画素351bでは、画素351aの有するトランジスタ308のバックゲートと、画素351cの有するトランジスタ308のバックゲートとが、配線GEbに電気的に接続されている。また、画素351bの有するトランジスタ308のバックゲートと、画素351dの有するトランジスタ308のバックゲートとが、配線GEaに電気的に接続されている。
また、図12に示す画素351a乃至画素351bでは、画素351aの有するトランジスタ308のゲートとソース又はドレインの一方とが配線MLaに電気的に接続され、画素351bの有するトランジスタ308のゲートとソース又はドレインの一方とが、配線MLaに電気的に接続されている。また、画素351cの有するトランジスタ308のゲートとソース又はドレインの一方とが配線MLbに電気的に接続され、画素351bの有するトランジスタ308のゲートとソース又はドレインの一方とが、配線MLbに電気的に接続されている。
また、図12に示す画素351a乃至画素351bでは、全てのトランジスタ305のソース又はドレインの一方が、配線ALに電気的に接続されている。
上述したように、図12に示す画素351a乃至画素351bでは、画素351aと画素351cが配線GEbを共有し、画素351bと画素351dが配線GEaを共有しているが、画素351a乃至画素351bの全てが一の配線GEを共有していても良い。この場合、画素351a乃至画素351bは、互いに異なる4つの配線DLに電気的に接続されるようにすることが望ましい。
なお、画素350に、オフ電流が低いトランジスタを用いることで、表示画面を書き換える必要がない場合(すなわち静止画を表示する場合)、一時的に駆動回路を停止することができる(以下、「アイドリングストップ」、もしくは「IDS駆動」と呼ぶ。)。IDS駆動によって、表示装置130の消費電力を低減することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置とその作製方法について図面を用いて説明する。
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。
第2の表示素子には、発光素子を用いることが好ましい。このような表示素子が射出する光は、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)、コントラストの高い、鮮やかな表示を行うことができる。
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)などの自発光性の発光素子を用いることができる。
このような構成とすることで、周囲の明るさによらず、視認性が高く利便性の高い表示装置または全天候型の表示装置を実現できる。
本実施の形態の表示装置は、第1の表示素子を有する第1の画素と、第2の表示素子を有する第2の画素とをそれぞれ複数有する。第1の画素と第2の画素は、それぞれ、マトリクス状に配置されることが好ましい。
第1の画素及び第2の画素は、それぞれ、1つ以上の副画素を有する構成とすることができる。例えば、画素には、副画素を1つ有する構成(白色(W)など)、副画素を3つ有する構成(赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)の3色、または、黄色(Y)、シアン(C)、及びマゼンタ(M)の3色など)、または、副画素を4つ有する構成(赤色(R)、緑色(G)、青色(B)、白色(W)の4色、または、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)、黄色(Y)の4色など)を適用できる。
本実施の形態の表示装置は、第1の画素と第2の画素のどちらでも、フルカラー表示を行う構成とすることができる。または、本実施の形態の表示装置は、第1の画素では白黒表示またはグレースケールでの表示を行い、第2の画素ではフルカラー表示を行う構成とすることができる。第1の画素を用いた白黒表示またはグレースケールでの表示は、文書情報など、カラー表示を必要としない情報を表示することに適している。
図13乃至図16を用いて、本実施の形態の表示装置の構成例について説明する。
<構成例1>
図13は、表示装置130の斜視概略図である。表示装置130は、基板451と基板461とが貼り合わされた構成を有する。図13では、基板461を破線で明示している。
表示装置130は、画素領域362、回路364、配線365等を有する。図13では表示装置130にIC(集積回路)373及びFPC372が実装されている例を示している。そのため、図13に示す構成は、表示装置130、IC、及びFPCを有する表示モジュールということもできる。
回路364としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
配線365は、画素領域362及び回路364に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、FPC372を介して外部から、またはIC373から配線365に入力される。
図13では、COG(Chip On Glass)方式またはCOF(Chip on Film)方式等により、基板451にIC373が設けられている例を示す。IC373は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するICを適用できる。なお、表示装置130及び表示モジュールは、ICを設けない構成としてもよい。また、ICを、COF方式等により、FPCに実装してもよい。
図13には、画素領域362の一部の拡大図を示している。画素領域362には、複数の表示素子が有する電極311bがマトリクス状に配置されている。電極311bは、可視光を反射する機能を有し、液晶素子180の反射電極として機能する。
また、図13に示すように、電極311bは開口450を有する。さらに画素領域362は、電極311bよりも基板451側に、発光素子170を有する。発光素子170からの光は、電極311bの開口450を介して基板461側に射出される。発光素子170の発光領域の面積と開口450の面積とは等しくてもよい。発光素子170の発光領域の面積と開口450の面積のうち一方が他方よりも大きいと、位置ずれに対するマージンが大きくなるため好ましい。特に、開口450の面積は、発光素子170の発光領域の面積に比べて大きいことが好ましい。開口450が小さいと、発光素子170からの光の一部が電極311bによって遮られ、外部に取り出せないことがある。開口450を十分に大きくすることで、発光素子170の発光が無駄になることを抑制できる。
図14に示す表示装置130は、基板451と基板452との間に、表示部102と、表示部104とが積層された構成を有する。図14においては、表示部102が有するトランジスタと表示部104が有するトランジスタは、同一の層に形成される。トランジスタ(図14におけるトランジスタ401、トランジスタ403、トランジスタ405およびトランジスタ406)が形成される層は、液晶素子180と発光素子170の間の領域を有する。液晶素子180については先の実施の形態の表示素子101に関する記載を、発光素子170については先の実施の形態の表示素子103に関する記載を、それぞれ参照することができる。
図14に、図13で示した表示装置130の、FPC372を含む領域の一部、回路364を含む領域の一部、及び画素領域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。
図14に示す表示装置130は、基板451と基板461の間に、トランジスタ401、トランジスタ403、トランジスタ405、トランジスタ406、液晶素子180、発光素子170、絶縁層220、着色層431、着色層134等を有する。基板461と絶縁層220は接着層441を介して接着されている。基板451と絶縁層220は接着層442を介して接着されている。
基板461には、着色層431、遮光層432、絶縁層121、及び液晶素子180の共通電極として機能する電極413、配向膜133b、絶縁層117等が設けられている。基板461の外側の面には、偏光板435を有する。絶縁層121は、平坦化層としての機能を有していてもよい。絶縁層121により、電極413の表面を概略平坦にできるため、液晶層412の配向状態を均一にできる。絶縁層117は、液晶素子180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。絶縁層117が可視光を透過する場合は、絶縁層117を液晶素子180の表示領域と重ねて配置してもよい。
液晶素子180は反射型の液晶素子である。液晶素子180は、画素電極として機能する電極311a、液晶層412、電極413が積層された積層構造を有する。電極311aの基板451側に接して、可視光を反射する電極311bが設けられている。電極311bは開口450を有する。電極311a及び電極413は可視光を透過する。液晶層412と電極311aの間に配向膜133aが設けられている。液晶層412と電極413の間に配向膜133bが設けられている。
液晶素子180において、電極311bは可視光を反射する機能を有し、電極413は可視光を透過する機能を有する。基板461側から入射した光は、偏光板435により偏光され、電極413、液晶層412を透過し、電極311bで反射する。そして液晶層412及び電極413を再度透過して、偏光板435に達する。このとき、電極311bと電極413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435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431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。
図14に示すように、開口450には可視光を透過する電極311aが設けられていることが好ましい。これにより、開口450と重なる領域においてもそれ以外の領域と同様に液晶層412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。
接続部407において、電極311bは、導電層221bを介して、トランジスタ406が有する導電層222aと電気的に接続されている。トランジスタ406は、液晶素子180の駆動を制御する機能を有する。
接着層441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、電極311aと同一の導電膜を加工して得られた導電層と、電極413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461側に形成された電極413に、基板451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。
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14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。
接続体243は、接着層441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441となるペースト等を塗布した後に、接続体243を配置すればよい。
発光素子170は、ボトムエミッション型の発光素子である。発光素子170は、絶縁層220側から画素電極として機能する電極191、EL層192、及び共通電極として機能する電極193の順に積層された積層構造を有する。電極191は、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ405が有する導電層222bと接続されている。トランジスタ405は、発光素子170の駆動を制御する機能を有する。絶縁層216が電極191の端部を覆っている。電極193は可視光を反射する材料を含み、電極191は可視光を透過する材料を含む。電極193を覆って絶縁層194が設けられている。発光素子170が発する光は、着色層134、絶縁層220、開口450、電極311a等を介して、基板461側に射出される。
液晶素子180及び発光素子170は、画素によって着色層の色を変えることで、様々な色を呈することができる。表示装置130は、液晶素子180を用いて、カラー表示を行うことができる。表示装置130は、発光素子170を用いて、カラー表示を行うことができる。
トランジスタ401、トランジスタ403、トランジスタ405、及びトランジスタ406は、いずれも絶縁層220の基板451側の面上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の工程を用いて作製することができる。
液晶素子180と電気的に接続される回路は、発光素子170と電気的に接続される回路と同一面上に形成されることが好ましい。これにより、2つの回路を別々の面上に形成する場合に比べて、表示装置の厚さを薄くすることができる。また、2つのトランジスタを同一の工程で作製できるため、2つのトランジスタを別々の面上に形成する場合に比べて、作製工程を簡略化することができる。
液晶素子180の画素電極は、トランジスタが有するゲート絶縁層を挟んで、発光素子170の画素電極とは反対に位置する。
ここで、チャネル形成領域に金属酸化物を有し、オフ電流が極めて低いトランジスタ406を適用した場合や、トランジスタ406と電気的に接続される記憶素子を適用した場合などでは、液晶素子180を用いて静止画を表示する際に画素への書き込み動作を停止しても、階調を維持させることが可能となる。すなわち、フレームレートを極めて小さくしても表示を保つことができる。本発明の一態様では、フレームレートを極めて小さくでき、消費電力の低い駆動を行うことができる。
トランジスタ403は、画素の選択、非選択状態を制御するトランジスタ(スイッチングトランジスタ、または選択トランジスタともいう)である。トランジスタ405は、発光素子170に流れる電流を制御するトランジスタ(駆動トランジスタともいう)である。
絶縁層220の基板451側には、絶縁層211、絶縁層212、絶縁層213、絶縁層214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は、トランジスタ406等を覆って設けられる。絶縁層213は、トランジスタ405等を覆って設けられている。絶縁層214は、平坦化層としての機能を有する。なお、トランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、単層であっても2層以上であってもよい。
各トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、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。これにより、絶縁層を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、信頼性の高い表示装置を実現できる。
トランジスタ401、トランジスタ403、トランジスタ405、及びトランジスタ406は、ゲートとして機能する導電層221a、ゲート絶縁層として機能する絶縁層211、ソース及びドレインとして機能する導電層222a及び導電層222b、並びに、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。
トランジスタ401及びトランジスタ405は、トランジスタ403及びトランジスタ406の構成に加えて、ゲートとして機能する導電層223を有する。
トランジスタ401及びトランジスタ405には、チャネルが形成される半導体層を2つのゲートで挟持する構成が適用されている。このような構成とすることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。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、表示装置を大型化、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。
または、2つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。
表示装置が有するトランジスタの構造に限定はない。回路364が有するトランジスタと、画素領域362が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。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く、2種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。同様に、画素領域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く、2種類以上の構造が組み合わせて用いられていてもよい。
導電層223には、酸化物を含む導電性材料を用いることが好ましい。導電層223を構成する導電膜の成膜時に、酸素を含む雰囲気下で成膜することで、絶縁層212に酸素を供給することができる。成膜ガス中の酸素ガスの割合を90%以上100%以下の範囲とすることが好ましい。絶縁層212に供給された酸素は、後の熱処理により半導体層231に供給され、半導体層231中の酸素欠損の低減を図ることができる。
特に、導電層223には、低抵抗化された金属酸化物を用いることが好ましい。このとき、絶縁層213に水素を放出する絶縁膜、例えば窒化シリコン膜等を用いることが好ましい。絶縁層213の成膜中、またはその後の熱処理によって導電層223中に水素が供給され、導電層223の電気抵抗を効果的に低減することができる。
絶縁層213に接して着色層134が設けられている。着色層134は、絶縁層214に覆われている。
基板451の基板461と重ならない領域には、接続部404が設けられている。接続部404では、配線365が接続層242を介してFPC372と電気的に接続されている。接続部404は接続部407と同様の構成を有している。接続部404の上面は、電極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404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。
基板461の外側の面に配置する偏光板435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180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。
なお、基板461の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層(拡散フィルムなど)、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板461の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜等を配置してもよい。
基板451及び基板461には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などを用いることができる。基板451及び基板461に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。
液晶素子180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。
液晶素子180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。
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。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。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。
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。
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。
反射型の液晶素子を用いる場合には、表示面側に偏光板435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。
偏光板435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。
発光素子、トランジスタ、絶縁層、導電層、接着層、接続層等に用いることができる材料については、それぞれ、実施の形態1の説明を参照できる。
<構成例2>
図15に示す表示装置130は、トランジスタ401、トランジスタ403、トランジスタ405、及びトランジスタ406を有さず、トランジスタ281、トランジスタ284、トランジスタ285、及びトランジスタ286を有する点で、図14に示す表示装置と異なる。
なお、図15では、絶縁層117及び接続部407等の位置も図14と異なる。図15では、画素の端部を図示している。絶縁層117は、着色層431の端部に重ねて配置されている。また、絶縁層117は、遮光層432の端部に重ねて配置されている。このように、絶縁層は、表示領域と重ならない部分(遮光層432と重なる部分)に配置されてもよい。
トランジスタ284及びトランジスタ285のように、表示装置が有する2つのトランジスタは、部分的に積層して設けられていてもよい。これにより、画素回路の占有面積を縮小することが可能なため、精細度を高めることができる。また、発光素子170の発光面積を大きくでき、開口率を向上させることができる。発光素子170は、開口率が高いと、必要な輝度を得るための電流密度を低くできるため、信頼性が向上する。
トランジスタ281、トランジスタ284、及びトランジスタ286は、導電層221a、絶縁層211、半導体層231、導電層222a、及び導電層222bを有する。導電層221aは、絶縁層211を介して半導体層231と重なる。導電層222a及び導電層222bは、半導体層231と電気的に接続される。トランジスタ281は、導電層223を有する。
トランジスタ285は、導電層222b、絶縁層217、半導体層261、導電層223、絶縁層212、絶縁層213、導電層263a、及び導電層263bを有する。導電層222bは、絶縁層217を介して半導体層261と重なる。導電層223は、絶縁層212及び絶縁層213を介して半導体層261と重なる。導電層263a及び導電層263bは、半導体層261と電気的に接続される。
導電層221aは、ゲートとして機能する。絶縁層211は、ゲート絶縁層として機能する。導電層222aはソースまたはドレインの一方として機能する。トランジスタ286が有する導電層222bは、ソースまたはドレインの他方として機能する。
トランジスタ284とトランジスタ285が共有している導電層222bは、トランジスタ284のソースまたはドレインの他方として機能する部分と、トランジスタ285のゲートとして機能する部分を有する。絶縁層217、絶縁層212、及び絶縁層213は、ゲート絶縁層として機能する。導電層263a及び導電層263bのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。導電層223は、ゲートとして機能する。
<構成例3>
図16に、表示装置130の表示部の断面図を示す。
図16に示す表示装置130は、基板451と基板461の間に、表示部102と、表示部104とが積層された構成を有する。具体的に図13では、表示部102と表示部104とが接着層442により接着されている。
図16に示す表示装置130は、基板451と基板461の間に、トランジスタ40、トランジスタ80、液晶素子180、発光素子170、絶縁層220、着色層431、着色層134等を有する。
トランジスタ40及びトランジスタ80の構成及び作製方法については、実施の形態1を参照できる。
液晶素子180では、外光を電極311bが反射し、基板461側に反射光を射出する。発光素子170は、基板461側に光を射出する。液晶素子180及び発光素子170の構成については、構成例1を参照できる。
基板461には、着色層431、絶縁層121、及び液晶素子180の共通電極として機能する電極413、配向膜133bが設けられている。
液晶層412は、配向膜133a及び配向膜133bを介して、電極311a及び電極413の間に挟持されている。
トランジスタ40は、絶縁層212及び絶縁層213で覆われている。絶縁層213と着色層134は、接着層442によって、絶縁層194と貼り合わされている。
表示装置130は、液晶素子180を駆動するトランジスタ40と発光素子170を駆動するトランジスタ80とを、異なる面上に形成するため、それぞれの表示素子を駆動するために適した構造、材料を用いて形成することが容易である。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態5)
本発明の一態様の入出力パネルの構成について、図21および図22を参照しながら説明する。本発明の一態様の入出力パネルは例えば、図1(A)に示す表示部102、表示部104およびタッチセンサ114を兼ね備えることができる。
図21は、本発明の一態様の入出力パネルの構成を説明する図である。図21は入出力パネルが備える画素の断面図である。
図22は、本発明の一態様の入出力パネルの構成を説明する図である。図22(A)は図21に示す入出力パネルの機能膜の構成を説明する断面図であり、図22(B)は入力ユニットの構成を説明する断面図であり、図22(C)は第2のユニットの構成を説明する断面図であり、図22(D)は第1のユニットの構成を説明する断面図である。
なお、本明細書において、1以上の整数を値にとる変数を符号に用いる場合がある。例えば、1以上の整数の値をとる変数pを含む(p)を、最大p個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。また、例えば、1以上の整数の値をとる変数mおよび変数nを含む(m,n)を、最大m×n個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。
本構成例で説明する入出力パネル700TP3は、画素702(i,j)を有する(図21参照)。また、入出力パネル700TP3は、第1のユニット11と、第2のユニット12と、入力ユニット13と、機能膜770Pと、を有する(図22参照)。第1のユニット11は機能層620を含み、第2のユニット12は機能層720を含む。
<画素702(i,j)>
画素702(i,j)は、機能層620の一部と、第1の表示素子750(i,j)と、第2の表示素子650(i,j)と、を有する(図21参照)。第1の表示素子750(i,j)として、先の実施の形態に示す表示素子101を参照することができる。また、第2の表示素子650(i,j)として、先の実施の形態に示す表示素子103を参照することができる。
機能層620は、第1の導電膜、第2の導電膜、絶縁膜601Cおよび画素回路630(i,j)を含む。なお、図示しない画素回路630(i,j)は、例えば、トランジスタMを含む。また、機能層620は、光学素子660、被覆膜665およびレンズ680を含む。また、機能層620は、絶縁膜628および絶縁膜621を備える。絶縁膜621Aおよび絶縁膜621Bを積層した材料を、絶縁膜621に用いることができる。トランジスタMについては、先の実施の形態に示すトランジスタ405を参照することができる。
例えば、屈折率1.55近傍の材料を絶縁膜621Aまたは絶縁膜621Bに用いることができる。または、屈折率1.6近傍の材料を絶縁膜621Aまたは絶縁膜621Bに用いることができる。または、アクリル樹脂またはポリイミドを絶縁膜621Aまたは絶縁膜621Bに用いることができる。
絶縁膜601Cは、第1の導電膜および第2の導電膜の間に挟まれる領域を備え、絶縁膜601Cは開口部691Aを備える。
第1の導電膜は、第1の表示素子750(i,j)と電気的に接続される。具体的には、第1の表示素子750(i,j)の電極751(i,j)と電気的に接続される。なお、電極751(i,j)を、第1の導電膜に用いることができる。
第2の導電膜は、第1の導電膜と重なる領域を備える。第2の導電膜は、開口部691Aにおいて、第1の導電膜と電気的に接続される。例えば、導電膜612Bを第2の導電膜に用いることができる。第2の導電膜は、画素回路630(i,j)と電気的に接続される。例えば、画素回路630(i,j)のスイッチSW1に用いるトランジスタのソース電極またはドレイン電極として機能する導電膜を第2の導電膜に用いることができる。ところで、絶縁膜601Cに設けられた開口部691Aにおいて第2の導電膜と電気的に接続される第1の導電膜を、貫通電極ということができる。スイッチSW1に用いるトランジスタについては、先の実施の形態に示すトランジスタ406を参照することができる。
第2の表示素子650(i,j)は、画素回路630(i,j)と電気的に接続される。第2の表示素子650(i,j)は、機能層620に向けて光を射出する機能を備える。また、第2の表示素子650(i,j)は、例えば、レンズ680または光学素子660に向けて光を射出する機能を備える。
第2の表示素子650(i,j)は、第1の表示素子750(i,j)を視認できる範囲の一部において視認できるように配設される。例えば、第2の表示素子650(i,j)が射出する光を遮らない領域751Hを備える形状を第1の表示素子750(i,j)の電極751(i,j)に用いる。なお、外光を反射する強度を制御して画像情報を表示する第1の表示素子750(i,j)に外光が入射し反射する方向を、破線の矢印を用いて図中に示す。また、第1の表示素子750(i,j)を視認できる範囲の一部に第2の表示素子650(i,j)が光を射出する方向を、実線の矢印を用いて図中に示す。
これにより、第1の表示素子を用いた表示を視認することができる領域の一部において、第2の表示素子を用いた表示を視認することができる。または、入出力パネルの姿勢等を変えることなく使用者は表示を視認することができる。または、第1の表示素子が反射する光が表現する物体色と、第2の表示素子が射出する光が表現する光源色とを掛け合わせることができる。または、物体色および光源色を用いて絵画的な表示をすることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な入出力パネルを提供することができる。
例えば、第1の表示素子750(i,j)は、電極751(i,j)と、電極752と、液晶材料を含む層753と、を備える。また、配向膜AF1と、配向膜AF2とを備える。具体的には、反射型の液晶素子を第1の表示素子750(i,j)に用いることができる。
例えば、屈折率2.0近傍の透明導電膜を電極752または電極751(i,j)に用いることができる。具体的には、インジウムとスズとシリコンを含む酸化物を電極752または電極751(i,j)に用いることができる。または、屈折率1.6近傍の材料を配向膜に用いることができる。
例えば、第2の表示素子650(i,j)は、電極651(i,j)と、電極652と、発光性の材料を含む層653(j)と、を備える。電極652は、電極651(i,j)と重なる領域を備える。発光性の材料を含む層653(j)は、電極651(i,j)および電極652の間に挟まれる領域を備える。電極651(i,j)は、接続部622において、画素回路630(i,j)と電気的に接続される。具体的には、有機EL素子を第2の表示素子650(i,j)に用いることができる。
例えば、屈折率2.0近傍の透明導電膜を電極651(i,j)に用いることができる。具体的には、インジウムとスズとシリコンを含む酸化物を電極651(i,j)に用いることができる。または、屈折率1.8近傍の材料を発光性の材料を含む層653(j)に用いることができる。
光学素子660は透光性を備え、光学素子660は第1の領域、第2の領域および第3の領域を備える。
第1の領域は第2の表示素子650(i,j)から可視光を供給される領域を含み、第2の領域は被覆膜665と接する領域を含み、第3の領域は可視光の一部を射出する機能を備える。また、第3の領域は第1の領域の可視光を供給される領域の面積以下の面積を備える。
被覆膜665は可視光に対する反射性を備え、被覆膜665は可視光の一部を反射して、第3の領域に供給する機能を備える。
例えば、金属を被覆膜665に用いることができる。具体的には、銀を含む材料を被覆膜665に用いることができる。例えば、銀およびパラジウム等を含む材料または銀および銅等を含む材料を被覆膜665に用いることができる。
<レンズ680>
可視光を透過する材料をレンズ680に用いることができる。または、1.3以上2.5以下の屈折率を備える材料をレンズ680に用いることができる。例えば、無機材料または有機材料をレンズ680に用いることができる。
例えば、酸化物または硫化物を含む材料をレンズ680に用いることができる。
具体的には、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、インジウムとスズを含む酸化物またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物などを、レンズ680に用いることができる。または、硫化亜鉛などを、レンズ680に用いることができる。
例えば、樹脂を含む材料をレンズ680に用いることができる。具体的には、塩素、臭素またはヨウ素が導入された樹脂、重金属原子が導入された樹脂、芳香環が導入された樹脂、硫黄が導入された樹脂などをレンズ680に用いることができる。または、樹脂と樹脂より屈折率の高い材料のナノ粒子を含む樹脂をレンズ680に用いることができる。酸化チタンまたは酸化ジルコニウムなどをナノ粒子に用いることができる。
<機能層720>
機能層720は、基板770および絶縁膜601Cの間に挟まれる領域を備える。機能層720は、絶縁膜771と、着色膜CF1と、を有する。
着色膜CF1は、基板770および第1の表示素子750(i,j)の間に挟まれる領域を備える。
絶縁膜771は、着色膜CF1と液晶材料を含む層753の間に挟まれる領域を備える。これにより、着色膜CF1の厚さに基づく凹凸を平坦にすることができる。または、着色膜CF1等から液晶材料を含む層753への不純物の拡散を、抑制することができる。
例えば、屈折率1.55近傍のアクリル樹脂を、絶縁膜771に用いることができる。
<基板670、基板770>
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、基板670と、基板770と、を有する。
基板770は、基板670と重なる領域を備える。基板770は、基板670との間に機能層620を挟む領域を備える。
基板770は、第1の表示素子750(i,j)と重なる領域を備える。例えば、複屈折が抑制された材料を当該領域に用いることができる。
例えば、屈折率1.5近傍の樹脂材料を基板770に用いることができる。
<接合層605>
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、接合層605を有する。
接合層605は、機能層620および基板670の間に挟まれる領域を備え、機能層620および基板670を貼り合せる機能を備える。
<構造体KB1、構造体KB2>
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、構造体KB1と、構造体KB2とを有する。
構造体KB1は、機能層620および基板770の間に所定の間隙を設ける機能を備える。構造体KB1は領域751Hと重なる領域を備え、構造体KB1は透光性を備える。これにより、第2の表示素子650(i,j)によって射出される光を一方の面に供給され、他方の面から射出することができる。
また、構造体KB1は光学素子660と重なる領域を備え、例えば、光学素子660に用いる材料の屈折率との差が0.2以下になるように選択された材料を構造体KB1に用いる。これにより、第2の表示素子が射出する光を効率よく利用することができる。または、第2の表示素子の面積を広くすることができる。または、有機EL素子に流す電流の密度を下げることができる。
構造体KB2は、偏光層770PBの厚さを所定の厚さに制御する機能を備える。構造体KB2は第2の表示素子650(i,j)と重なる領域を備え、構造体KB2は透光性を備える。
または、所定の色の光を透過する材料を構造体KB1または構造体KB2に用いることができる。これにより、構造体KB1または構造体KB2を例えばカラーフィルターに用いることができる。例えば、青色、緑色または赤色の光を透過する材料を構造体KB1または構造体KB2に用いることができる。また、黄色の光または白色の光等を透過する材料を構造体KB1または構造体KB2に用いることができる。
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の複合材料などを構造体KB1または構造体KB2に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。
例えば、屈折率1.5近傍のアクリル樹脂を構造体KB1に用いることができる。また、屈折率1.55近傍のアクリル樹脂を構造体KB2に用いることができる。
<入力ユニット13>
入力ユニット13は検知素子を備える。検知素子は、画素702(i,j)と重なる領域に近接するものを検知する機能を備える。これにより、表示部に近接させる指などをポインタに用いて、位置情報を入力することができる。
例えば、静電容量型の近接センサ、電磁誘導型の近接センサ、光学方式の近接センサ、抵抗膜方式の近接センサまたは表面弾性波方式の近接センサなどを、入力ユニット13に用いることができる。具体的には、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式または赤外線検知型の近接センサを用いることができる。
例えば、静電容量方式の近接センサを備える屈折率1.6近傍のタッチセンサを入力ユニット13に用いることができる。
<機能膜770D、機能膜770P等>
また、本実施の形態で説明する入出力パネル700TP3は、機能膜770Dと、機能膜770Pと、を有する。
機能膜770Dは第1の表示素子750(i,j)と重なる領域を備える。機能膜770Dは機能層620との間に第1の表示素子750(i,j)を挟む領域を備える。
例えば、光拡散フィルムを機能膜770Dに用いることができる。具体的には、基材の表面と交差する方向に沿った軸を備える柱状構造を有する材料を、機能膜770Dに用いることができる。これにより、光を軸に沿った方向に透過し易く、他の方向に散乱し易くすることができる。または、例えば、第1の表示素子750(i,j)が反射する光を拡散することができる。
機能膜770Pは、偏光層770PB、位相差フィルム770PAまたは構造体KB2を備える。偏光層770PBは開口部を備え、位相差フィルム770PAは偏光層770PBと重なる領域を備える。なお、構造体KB2は開口部に設けられる。
例えば、二色性色素、液晶材料および樹脂を偏光層770PBに用いることができる。偏光層770PBは、偏光性を備える。これにより、機能膜770Pを偏光板に用いることができる。
偏光層770PBは第1の表示素子750(i,j)と重なる領域を備え、構造体KB2は第2の表示素子650(i,j)と重なる領域を備える。これにより、液晶素子を第1の表示素子に用いることができる。例えば、反射型の液晶素子を第1の表示素子に用いることができる。または、第2の表示素子が射出する光を効率よく取り出すことができる。または、有機EL素子に流す電流の密度を下げることができる。または、有機EL素子の信頼性を高めることができる。
例えば、反射防止フィルム、偏光フィルムまたは位相差フィルムを機能膜770Pに用いることができる。具体的には、2色性色素を含む膜および位相差フィルムを機能膜770Pに用いることができる。
また、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜などを、機能膜770Pに用いることができる。
例えば、屈折率1.6近傍の材料を拡散フィルムに用いることができる。また、屈折率1.6近傍の材料を位相差フィルム770PAに用いることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について説明する。
図18(A)に示す表示装置8000は、上部カバー8001と下部カバー8002との間に、FPC8005に接続された表示パネル8006、フレーム8009、プリント基板8010、及びバッテリ8011を有する。表示パネル8006は、先の実施の形態に示す表示部102および表示部104を有することが好ましい。またバッテリ8011は先の実施の形態に示す蓄電池135を有することが好ましい。
上部カバー8001及び下部カバー8002は、表示パネル8006のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
また、表示パネル8006に重ねてタッチパネルを設けてもよい。タッチパネルとしては、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル8006に重畳して用いることができる。また、タッチパネルを設けず、表示パネル8006に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。
フレーム8009は、表示パネル8006の保護機能の他、プリント基板8010の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム8009は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板8010は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ8011による電源であってもよい。バッテリ8011は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、表示装置8000は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。
図20(B)は、光学式のタッチセンサを備える表示装置8000の断面概略図である。
表示装置8000は、プリント基板8010に設けられた発光部8015及び受光部8016を有する。また、上部カバー8001と下部カバー8002により囲まれた領域に一対の導光部(導光部8017a、導光部8017b)を有する。
表示パネル8006は、フレーム8009を間に介してプリント基板8010やバッテリ8011と重ねて設けられている。表示パネル8006とフレーム8009は、導光部8017a、導光部8017bに固定されている。
発光部8015から発せられた光8018は、導光部8017aにより表示パネル8006の上部を経由し、導光部8017bを通って受光部8016に達する。例えば指やスタイラスなどの被検知体により、光8018が遮られることにより、タッチ操作を検出することができる。
発光部8015は、例えば表示パネル8006の隣接する2辺に沿って複数設けられる。受光部8016は、発光部8015と表示パネル8006を挟んで対向する位置に複数設けられる。これにより、タッチ操作がなされた位置の情報を取得することができる。
発光部8015は、例えばLED素子などの光源を用いることができる。特に、発光部8015として、使用者に視認されず、且つ使用者にとって無害である赤外線を発する光源を用いることが好ましい。
受光部8016は、発光部8015が発する光を受光し、電気信号に変換する光電素子を用いることができる。好適には、赤外線を受光可能なフォトダイオードを用いることができる。
導光部8017a、導光部8017bとしては、少なくとも光8018を透過する部材を用いることができる。導光部8017a及び導光部8017bを用いることで、発光部8015と受光部8016とを表示パネル8006の下側に配置することができ、外光が受光部8016に到達してタッチセンサが誤動作することを抑制できる。特に、可視光を吸収し、赤外線を透過する樹脂を用いることが好ましい。これにより、タッチセンサの誤動作をより効果的に抑制できる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態7)
次いで、図17(A)に、本発明の一態様に係る表示装置130の、外観の一例を示す。図17(A)に示す表示装置130は、基板500上に画素部501と、反射型表示素子を有する画素用の走査線駆動回路502と、発光型表示素子を有する画素用の走査線駆動回路503と、を有する。また、IC504は反射型表示素子を有する画素用の信号線駆動回路を有し、配線506を介して画素部501に電気的に接続されている。また、IC505は発光型表示素子を有する画素用の信号線駆動回路を有し、配線506を介して画素部501に電気的に接続されている。
また、FPC508はIC504に電気的に接続されており、FPC509はIC505に電気的に接続されている。FPC510は配線511を介して走査線駆動回路502に電気的に接続されている。また、FPC510は配線512を介して走査線駆動回路503に電気的に接続されている。
次いで、反射型表示素子として液晶素子を用い、発光型表示素子として発光素子を用いる場合を例に挙げて、画素部501が有する画素513における、液晶素子の表示領域のレイアウトと、発光素子の表示領域のレイアウトとを、図17(B)に示す。
具体的に図17(B)では、画素513が、液晶素子の表示領域514と、黄色に対応する発光素子の表示領域515と、緑色に対応する発光素子の表示領域516と、赤色に対応する発光素子の表示領域517と、青色に対応する発光素子の表示領域518とを有する。
なお、緑色、青色、赤色、黄色にそれぞれ対応する発光素子を用いて色再現性の良い黒を表示する際、発光素子の面積あたりに流れる電流量は、黄色に対応する発光素子が最も小さいことが求められる。図17(B)では、緑色に対応する発光素子の表示領域516と、赤色に対応する発光素子の表示領域517と、青色に対応する発光素子の表示領域518とが、ほぼ同等の面積を有し、それらに対して黄色に対応する発光素子の表示領域515の面積はやや小さいため、色再現性の良い黒を表示することが可能である。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態8)
本実施の形態では、本発明の一態様に係る表示装置を用いた電子機器の一例について説明する。
図19(A)に、本発明の一態様に係る表示装置を用いた電子機器の一例を示す。図19(A)は、タブレット型の情報端末6200であり、筐体6221、表示装置6222、操作ボタン6223、スピーカ6224を有する。また、本発明の一態様に係る表示装置6222に、位置入力装置としての機能を付加しても良い。
先の実施の形態に示した入力部138として、操作ボタン6223を用いることができる。ここで図19(A)において、情報端末6200は、前面に表示部、ここでは表示装置が有する表示部を有する。また情報端末6200は、側面に操作ボタン6223を有する。
また、位置入力装置としての機能は、表示装置にタッチパネルを設けることで付加することができる。あるいは、位置入力装置としての機能は、フォトセンサとも呼ばれる光電変換素子を表示装置の画素部に設けることでも、付加することができる。また、操作ボタン6223に情報端末6200を起動する電源スイッチ、情報端末6200のアプリケーションを操作するボタン、音量調整ボタン、又は表示装置6222を点灯、あるいは消灯するスイッチなどのいずれかを備えることができる。また、図19(A)に示した情報端末6200では、操作ボタン6223の数を4個示しているが、情報端末6200の有する操作ボタンの数及び配置は、これに限定されない。
また、情報端末6200は、外光の入射角度を測定する光センサ6225X及び光センサ6225Yを有する。光センサ6225X及び光センサ6225Yは、筐体6221のベゼルに配置されている。特に、光センサ6225Xは、筐体6221のベゼルにおいて2つある短辺の一方に配置され、光センサ6225Yは、筐体6221のベゼルにおいて2つある長辺の一方に配置されている。本発明の一態様では、光センサ6225X及び光センサ6225Yによって外光の入射角度、照度を測定して、それらのデータを基づいて、表示装置6222に表示する画像の色の調整と階調の調整を行うことができる。
また、光センサ6225X及び光センサ6225Yの配置箇所は、図19(A)に示した情報端末6200に限定されない。例えば、図19(B)に示す情報端末6201のように、光センサ6225Xは、筐体6221のベゼルにおいて2つある短辺の両方に配置され、光センサ6225Yは、筐体6221のベゼルにおいて2つある長辺の両方に配置されてもよい。
また、図示していないが、図19(A)に示した情報端末6200は、筐体6221の内部にセンサ(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線などを測定する機能を含むもの)を有する構成であってもよい。特に、ジャイロセンサ、加速度センサなどの傾きを測定するセンサを有する測定装置を設けることで、図19(A)に示す情報端末6200の向き(鉛直方向に対して情報端末がどの向きに向いているか)を判断して、表示装置6222の画面表示を、情報端末6200の向きに応じて自動的に切り替えるようにすることができる。
また、該傾きの情報と、先述した光センサ6225X及び光センサ6225Yから得た外光の入射角度、及び照度の情報を組み合わせることによって、より正確に表示装置6222に映す画像データの色の調整と階調の調整を行うことができる。この場合、筐体6221に撮像センサを設けて、情報端末6200に対する使用者の眼の位置(あるいは視線の方向)の情報を取得し、該傾き、外光の入射角度、及び照度の情報を組み合わせることによって、より更に正確に、表示装置6222に表示する画像の色の調整と階調の調整を行うことができる。
また、図示していないが、図19(A)に示した情報端末6200は、マイク及びスピーカを有する構成であってもよい。この構成により、例えば、情報端末6200に携帯電話のような通話機能を付することができる。また、図19(A)に示すように、情報端末6200は、カメラ6226を有する構成であることが好ましい。また、図示していないが、図19(A)に示した情報端末6200は、フラッシュライト、又は照明の用途として発光装置を有する構成であってもよい。
また、図示していないが、図19(A)に示した情報端末6200は、指紋、静脈、虹彩、又は声紋など生体情報を取得する装置を有する構成であってもよい。この構成を適用することによって、生体認証機能を有する情報端末6200を実現することができる。
また、図示していないが、図19(A)に示した情報端末6200は、マイクを有する構成であってもよい。この構成を適用することによって、情報端末6200に通話機能を付することができる。また、情報端末6200に音声解読機能を付することができる場合がある。情報端末6200に音声解読機能を設けることで、音声認識によって情報端末6200を操作する機能、更には、音声や会話を判読して会話録を作成する機能、などを情報端末6200に有することができる。これにより、例えば、会議などの議事録作成として活用することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態9)
図20に、本発明の一態様に係る表示装置を用いた電子機器の具体例を示す。
図20(A)は携帯型ゲーム機であり、筐体5001、筐体5002、本発明の一態様に係る表示装置5003、発明の一態様に係る表示装置5004、マイクロホン5005、スピーカ5006、操作キー5007、スタイラス5008、操作ボタン5009等を有する。なお、図20(A)に示した携帯型ゲーム機は、表示装置5003と表示装置5004とで示す二つの表示装置を有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示装置の数は、これに限定されない。携帯型ゲーム機に本発明の一態様に係る表示装置5003及び表示装置5004を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置5003及び表示装置5004に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。
先の実施の形態に示した入力部138として、操作ボタン5009および操作キー5007を用いることができる。
図20(B)は腕時計型の携帯情報端末5200であり、筐体5201、本発明の一態様に係る表示装置5202、ベルト5203、光センサ5204、スイッチ5205等を有する携帯情報端末5200に本発明の一態様に係る表示装置5202を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置5202に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。
先の実施の形態に示した入力部138として、スイッチ5205を用いることができる。ここで図20において、携帯情報端末5200は、前面に表示部、ここでは表示装置が有する表示部を有する。また側面にスイッチ5205を有する。スイッチ5205をボタンと呼ぶ場合がある。
図20(C)はタブレット型のパーソナルコンピュータであり、筐体5301、筐体5302、本発明の一態様に係る表示装置5303、光センサ5304、光センサ5305、スイッチ5306等を有する。表示装置5303は、筐体5301及び筐体5302によって支持されている。そして、表示装置5303は可撓性を有する基板を用いて形成されているため形状をフレキシブルに曲げることができる機能を有する。筐体5301と筐体5302の間の角度をヒンジ5307及び5308において変更することで、筐体5301と筐体5302が重なるように、表示装置5303を折りたたむことができる。図示してはいないが、開閉センサを内蔵させ、上記角度の変化を表示装置5303において使用条件の情報として用いても良い。また、光センサ5304は筐体5301に付いており、光センサ5305は筐体5302に付いている。上記構成により、筐体5301に支持されている領域における表示装置5303への外光の入射角の情報と、筐体5302に支持されている領域における表示装置5303への外光の入射角の情報とを、共に表示装置5303における使用条件の情報として用いることができる。タブレット型のパーソナルコンピュータに本発明の一態様に係る表示装置5303を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置5303に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。
先の実施の形態に示した入力部138として、スイッチ5306を用いることができる。
図20(D)はビデオカメラであり、筐体5801、筐体5802、本発明の一態様に係る表示装置5803、操作キー5804、レンズ5805、接続部5806等を有する。操作キー5804及びレンズ5805は筐体5801に設けられており、表示装置5803は筐体5802に設けられている。そして、筐体5801と筐体5802とは、接続部5806により接続されており、筐体5801と筐体5802の間の角度は、接続部5806により変更が可能である。表示装置5803における映像を、接続部5806における筐体5801と筐体5802との間の角度に従って切り替える構成としても良い。ビデオカメラに本発明の一態様に係る表示装置5803を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置5803に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。
先の実施の形態に示した入力部138として、操作キー5804を用いることができる。
図20(E)は腕時計型の携帯情報端末5200であり、曲面を有する筐体5701、本発明の一態様に係る表示装置5702等を有する。本発明の一態様に係る表示装置5702に可撓性を有する基板を用いることで、曲面を有する筐体5701に表示装置5702を支持させることができ、フレキシブルかつ軽くて使い勝手の良い腕時計型の携帯情報端末を提供することができる。そして、腕時計型の携帯情報端末に本発明の一態様に係る表示装置5702を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置5702に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。
筐体5701あるいは表示装置5702のある領域を、先の実施の形態で述べた入力部138として機能させてもよい。該領域を押すことにより入力信号を与えてもよい。
図20(F)は携帯電話であり、曲面を有する筐体5901に、本発明の一態様に係る表示装置5902、マイク5907、スピーカ5904、カメラ5903、外部接続部5906、操作用のボタン5905が設けられている。携帯電話に本発明の一態様に係る表示装置5902を用いることで、使用環境における外光の強度に左右されずに、表示装置5902に表示品質の高い画像を表示することができ、消費電力も抑えることができる。
先の実施の形態に示した入力部138として、ボタン5905を用いることができる。
図19および図20に示す電子機器は、非接触給電(例えばアンテナを用いた無線給電)により電力を供給してもよい。図21は、図20(B)に示す携帯情報端末5200を電力送信装置5209を用いて充電する例を示す。図21(A)に示すように、携帯情報端末5200は電力送信装置5209からの電波5208を用いて無線で充電を行うことができる。
また、図21(B)に示すように電力送信装置5209と一部が接するように、携帯情報端末5200を電力送信装置5209の上に載せてもよい。図21(B)に示す例では携帯情報端末5200のベルト5203がアンテナ5207を有し、電力送信装置5209上に載せられる例を示す。携帯情報端末5200と電力送信装置5209との距離を近くすることにより、より大きな電力を送信できる場合がある。また図21(C)には、携帯情報端末5200の表示装置5202が電力送信装置5209上に載せられる例を示す。ここで、図示しないが表示装置5202、あるいは表示装置5202の下側の領域において、アンテナを有することが好ましい。
(実施の形態10)
<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 Composite)−OSの構成について説明する。
CAC−OSとは、例えば、酸化物半導体を構成する元素が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、酸化物半導体において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
なお、酸化物半導体は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OS(CAC−OSの中でもIn−Ga−Zn酸化物を、特にCAC−IGZOと呼称してもよい。)とは、インジウム酸化物(以下、InOX1(X1は0よりも大きい実数)とする。)、またはインジウム亜鉛酸化物(以下、InX2ZnY2Z2(X2、Y2、およびZ2は0よりも大きい実数)とする。)と、ガリウム酸化物(以下、GaOX3(X3は0よりも大きい実数)とする。)、またはガリウム亜鉛酸化物(以下、GaX4ZnY4Z4(X4、Y4、およびZ4は0よりも大きい実数)とする。)などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のInOX1、またはInX2ZnY2Z2が、膜中に均一に分布した構成(以下、クラウド状ともいう。)である。
つまり、CAC−OSは、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合酸化物半導体である。なお、本明細書において、例えば、第1の領域の元素Mに対するInの原子数比が、第2の領域の元素Mに対するInの原子数比よりも大きいことを、第1の領域は、第2の領域と比較して、Inの濃度が高いとする。
なお、IGZOは通称であり、In、Ga、Zn、およびOによる1つの化合物をいう場合がある。代表例として、InGaO(ZnO)m1(m1は自然数)、またはIn(1+x0)Ga(1−x0)(ZnO)m0(−1≦x0≦1、m0は任意数)で表される結晶性の化合物が挙げられる。
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはCAAC構造を有する。なお、CAAC構造とは、複数のIGZOのナノ結晶がc軸配向を有し、かつa−b面においては配向せずに連結した結晶構造である。
一方、CAC−OSは、酸化物半導体の材料構成に関する。CAC−OSとは、In、Ga、Zn、およびOを含む材料構成において、一部にGaを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、CAC−OSにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
なお、CAC−OSは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Inを主成分とする膜と、Gaを主成分とする膜との2層からなる構造は、含まない。
なお、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、CAC−OSは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。
CAC−OSは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、CAC−OSをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス(代表的にはアルゴン)、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を0%以上30%未満、好ましくは0%以上10%以下とすることが好ましい。
CAC−OSは、X線回折(XRD:X−ray diffraction)測定法のひとつであるOut−of−plane法によるθ/2θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、X線回折から、測定領域のa−b面方向、およびc軸方向の配向は見られないことが分かる。
またCAC−OSは、プローブ径が1nmの電子線(ナノビーム電子線ともいう。)を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。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。
また例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSでは、エネルギー分散型X線分光法(EDX:Energy Dispersive X−ray spectroscopy)を用いて取得したEDXマッピングにより、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
CAC−OSは、金属元素が均一に分布したIGZO化合物とは異なる構造であり、IGZO化合物と異なる性質を有する。つまり、CAC−OSは、GaOX3などが主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。
ここで、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域は、GaOX3などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。従って、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度(μ)が実現できる。
一方、GaOX3などが主成分である領域は、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、GaOX3などが主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。
従って、CAC−OSを半導体素子に用いた場合、GaOX3などに起因する絶縁性と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流(Ion)、および高い電界効果移動度(μ)を実現することができる。
また、CAC−OSを用いた半導体素子は、信頼性が高い。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。
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。
AF1 配向膜
AF2 配向膜
AL 配線
DL 配線
DLa 配線
DLb 配線
GE 配線
GEa 配線
GEb 配線
GL 配線
M トランジスタ
ML 配線
MLa 配線
MLb 配線
SL 配線
SW1 スイッチ
11 ユニット
12 ユニット
13 入力ユニット
20 表示パネル
31 期間
32 期間
40 トランジスタ
61 画素
62 画素
63 トランジスタ
65 トランジスタ
66 トランジスタ
80 トランジスタ
101 表示素子
102 表示部
103 表示素子
104 表示部
112 ゲートドライバ
113 駆動回路
114 タッチセンサ
117 絶縁層
121 絶縁層
130 表示装置
131 制御回路
132 制御回路
133 外部電源
133a 配向膜
133b 配向膜
134 着色層
135 蓄電池
136 端子
137 保護回路
138 入力部
139 蓄電システム
141 集積回路
142 トランジスタ
143 トランジスタ
144 抵抗素子
145 抵抗素子
146 容量素子
148 端子
149 端子
170 発光素子
180 液晶素子
191 電極
192 EL層
193 電極
194 絶縁層
201 基板
202 基板
205 トランジスタ
206 トランジスタ
207 画素電極
208 共通電極
209 液晶層
210 層
210a 層
210b 層
211 絶縁層
212 絶縁層
213 絶縁層
214 絶縁層
216 絶縁層
217 絶縁層
220 絶縁層
221a 導電層
221b 導電層
222a 導電層
222b 導電層
223 導電層
231 半導体層
242 接続層
243 接続体
252 接続部
261 半導体層
263a 導電層
263b 導電層
281 トランジスタ
284 トランジスタ
285 トランジスタ
286 トランジスタ
300 画素
301 液晶素子
302 発光素子
303 トランジスタ
304 容量素子
305 トランジスタ
306 トランジスタ
307 容量素子
308 トランジスタ
311a 電極
311b 電極
350 画素
351 画素
351a 画素
351b 画素
351c 画素
351d 画素
362 画素領域
364 回路
365 配線
372 FPC
373 IC
401 トランジスタ
403 トランジスタ
404 接続部
405 トランジスタ
406 トランジスタ
407 接続部
412 液晶層
413 電極
431 着色層
432 遮光層
435 偏光板
441 接着層
442 接着層
450 開口
451 基板
452 基板
461 基板
500 基板
501 画素部
502 走査線駆動回路
503 走査線駆動回路
504 IC
505 IC
506 配線
508 FPC
509 FPC
510 FPC
511 配線
512 配線
513 画素
514 表示領域
515 表示領域
516 表示領域
517 表示領域
518 表示領域
601C 絶縁膜
605 接合層
612B 導電膜
620 機能層
621 絶縁膜
621A 絶縁膜
621B 絶縁膜
622 接続部
628 絶縁膜
630(i,j) 画素回路
650(i,j) 表示素子
651(i,j) 電極
652 電極
653 発光性の材料を含む層
660 光学素子
665 被覆膜
670 基板
680 レンズ
691A 開口部
700TP3 入出力パネル
702(i,j) 画素
720 機能層
750(i,j) 表示素子
751(i,j) 電極
751H 領域
752 電極
753 液晶材料を含む層
770 基板
770D 機能膜
770P 機能膜
770PA 位相差フィルム
770PB 偏光層
771 絶縁膜
5001 筐体
5002 筐体
5003 表示装置
5004 表示装置
5005 マイクロホン
5006 スピーカ
5007 操作キー
5008 スタイラス
5009 操作ボタン
5200 携帯情報端末
5201 筐体
5202 表示装置
5203 ベルト
5204 光センサ
5205 スイッチ
5207 アンテナ
5208 電波
5209 電力送信装置
5301 筐体
5302 筐体
5303 表示装置
5304 光センサ
5305 光センサ
5306 スイッチ
5307 ヒンジ
5701 筐体
5702 表示装置
5801 筐体
5802 筐体
5803 表示装置
5804 操作キー
5805 レンズ
5806 接続部
5901 筐体
5902 表示装置
5903 カメラ
5904 スピーカ
5905 ボタン
5906 外部接続部
5907 マイク
6200 情報端末
6201 情報端末
6221 筐体
6222 表示装置
6223 操作ボタン
6224 スピーカ
6225X 光センサ
6225Y 光センサ
6226 カメラ
8000 表示装置
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8005 FPC
8006 表示パネル
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリ
8015 発光部
8016 受光部
8017a 導光部
8017b 導光部
8018 光

Claims (13)

  1. 第1の表示素子を有する第1の表示部と、第2の表示素子を有する第2の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、前記駆動回路および前記蓄電池に電気的に接続される第1の回路と、を有し、
    前記駆動回路は、前記第1の表示部および前記第2の表示部に電気的に接続され、
    前記第1の回路は、前記蓄電池の容量を計測し、
    前記蓄電池の残量がP1以下の場合に、前記第1の表示部を表示させ、前記第2の表示部の動作を停止させる機能を有し、
    前記P1は、15%以上25%以下である表示装置。
  2. 請求項1において、
    前記第1の表示素子は、液晶素子を有し、
    前記第1の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、
    前記第2の表示素子は、発光型表示素子を有し、
    前記蓄電池への充電が停止され、かつ、前記蓄電池の残量がP1以下の場合に、前記第1の表示部を表示させ、前記第2の表示部の動作を停止させる機能を有する表示装置。
  3. 第1の表示素子を有する第1の表示部と、第2の表示素子を有する第2の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、前記駆動回路および前記蓄電池に電気的に接続される第1の回路と、第1の端子と、を有し、
    前記第1の端子は、前記第1の回路に電気的に接続され、
    前記駆動回路は、前記第1の表示部および前記第2の表示部に電気的に接続され、
    前記第1の端子および前記第1の回路を介して前記蓄電池に充電が行われ、
    前記第1の回路は、前記蓄電池の容量を計測し、
    前記蓄電池の残量がP1以下の場合には、前記第1の表示部を表示させて前記第2の表示部の動作を停止させる機能を有し、
    前記P1は、15%以上25%以下である表示装置。
  4. 請求項3において、
    前記第1の表示素子は、液晶素子を有し、
    前記第1の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、
    前記第2の表示素子は、発光型表示素子を有し、
    前記蓄電池への充電が停止され、かつ、前記蓄電池の残量がP1以下の場合に、前記第1の表示部を表示させ、前記第2の表示部の動作を停止させる機能を有し、
    前記第1の端子には、USBに対応する端子と接続可能な端子が接続される表示装置。
  5. 第1の表示素子を有する第1の表示部と、第2の表示素子を有する第2の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、前記駆動回路および前記蓄電池に電気的に接続される第1の回路と、入力部と、を有し、
    前記第1の表示素子は、液晶素子を有し、
    前記第1の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、
    前記第2の表示素子は、発光型表示素子を有し、
    前記駆動回路は、前記第1の表示部および前記第2の表示部に電気的に接続され、
    前記第1の回路は、前記蓄電池の容量を計測し、
    前記蓄電池への充電が停止され、かつ、前記蓄電池の残量がP1%以下の場合に、
    前記入力部に第1の信号が与えられる場合には、前記第2の表示部を1秒以上5秒以下、表示させた後、前記第2の表示機能を停止させる機能を有し、
    前記P1は、15%以上25%以下である表示装置。
  6. 請求項5において、
    前記入力部に第1の信号が与えられない場合には、前記第1の表示部を表示させて前記第2の表示部の動作を停止させる機能を有する表示装置。
  7. 請求項5または請求項6において、
    表示装置は、前面と、側部と、を有し、
    前記前面には前記第1の表示部および前記第2の表示部が配置され、
    前記入力部は、前記側部に設けられ、
    前記入力部は凸部を有する表示装置。
  8. 請求項1乃至請求項7のいずれか一において、
    前記第1の回路は、パワーマネージメントICを有する表示装置。
  9. 第1の表示素子を有する第1の表示部と、第2の表示素子を有する第2の表示部と、蓄電池と、駆動回路と、前記駆動回路および前記蓄電池に電気的に接続される第1の回路と、第1の回路と、第2の回路と、入力部と、を有し、
    前記第1の表示素子は、液晶素子を有し、
    前記第1の表示素子は、光の反射を利用して階調を表示する機能を有し、
    前記第2の表示素子は、発光型表示素子を有し、
    前記駆動回路は、前記第1の表示部および前記第2の表示部に電気的に接続され、
    前記第1の回路は、前記蓄電池の容量を計測し、
    前記第1の回路はパワーマネージメントICを有し、
    前記第2の回路はアプリケーションプロセッサを有し、
    前記駆動回路はソースドライバを有し、
    前記第2の回路はI2Cインターフェースを介して前記第1の回路に蓄電池の容量値を与え、
    前記第2の回路はMIPIインターフェースを介して前記第3の回路に信号を与え、
    前記第2の回路は前記第2の表示部に第1の電位および第2の電位を与え、
    前記第2の回路には前記入力部からの第1の信号が与えられ、
    前記蓄電池への充電が停止され、かつ、前記蓄電池の残量がP1以下の場合において、
    前記入力部に第2の信号が与えられる場合には、前記第2の回路が前記駆動回路に第2の信号を与えることにより、前記第2の表示部を1秒以上5秒以下、表示させた後に第2の表示部の表示機能を停止させ、
    前記入力部に第2の信号が与えられない場合には、前記第2の回路が前記駆動回路に第3の信号を与えることにより、前記第1の表示部を表示させて前記第2の表示部の動作を停止させる機能を有し、
    前記P1は、15%以上25%以下である表示装置。
  10. 請求項1乃至請求項9のいずれか一において、
    前記蓄電池の残量がP2以下となると、前記蓄電池から前記第1の回路への給電を停止し、
    前記P2は、1%以上10%以下である表示装置。
  11. 請求項1乃至請求項10のいずれか一において、
    前記第1の表示部は、前記蓄電池の残量を表示する機能を有する表示装置。
  12. 請求項1乃至請求項11のいずれか一に記載の表示装置と、
    タッチセンサ、カメラ、マイク、アンテナ、およびスピーカのうち、一以上と、を有する電子機器。
  13. 請求項1乃至請求項11のいずれか一に記載の表示装置を有する電子機器であり、
    前記電子機器は、前面と、側部と、を有し、
    前記前面には前記表示装置が有する前記第1の表示部および前記第2の表示部が配置され、
    前記入力部は、前記側部に設けられ、
    前記入力部は凸部を有する電子機器。
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