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Abstract
Description
の一態様は、入出力装置に関する。本発明の一態様は、タッチパネルに関する。
の一態様は、物、方法、又は、製造方法に関する。本発明の一態様は、プロセス、マシン
、マニュファクチャ、又は、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関する。そのた
め、より具体的に本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置
、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装
置、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。
装置全般を指す。トランジスタなどの半導体素子をはじめ、半導体回路、演算装置、記憶
装置は、半導体装置の一態様である。撮像装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、入
力装置、入出力装置、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。
が実用化されている。タッチセンサを搭載した表示装置(または表示モジュール)は、タ
ッチパネル、またはタッチスクリーンなどと呼ばれている(以下、これを単に「タッチパ
ネル」とも呼ぶ)。なお、表示装置を有しておらず、タッチセンサのみで構成されている
部材に対して、そのような部材のことをタッチパネルと呼ぶ場合もある。または、タッチ
センサを搭載した表示装置は、タッチセンサ付表示装置、表示装置付タッチパネル、また
は、表示モジュール、などとも呼ばれる場合がある。また、表示装置の内部にタッチセン
サが組み込まれている場合には、インセル型タッチセンサ(またはインセル型タッチセン
サ付表示装置)、または、オンセル型タッチセンサ(またはオンセル型タッチセンサ付表
示装置)などとも呼ばれる場合がある。インセル型タッチセンサは、例えば、液晶素子で
用いられる電極をタッチセンサ用の電極としても用いているものである。一方、オンセル
型タッチセンサは、例えば、対向基板の上側(表示素子が設けられていない面側)に、タ
ッチセンサ用の電極が形成されているものである。例えば、これらのタッチパネルなどを
備える携帯情報端末としては、スマートフォン、タブレット端末などがある。
トリクス状に配置し、画素電極の各々に接続するスイッチング素子としてトランジスタを
用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置が注目を集めている。
成領域とするトランジスタを用いるアクティブマトリクス型液晶表示装置が知られている
(特許文献1及び特許文献2)。
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、画像表示を行うものである。
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
うものである。
て画面に指やスタイラス等で触れることで入力する機能を付加したタッチパネルが望まれ
ている。
め、タッチパネル自体の薄型化、軽量化が求められている。
触る側にタッチセンサを設ける構成とすることができる。
タッチセンサを有する基板を貼り付ける構成とすることができる。つまり、タッチパネル
(または表示モジュール)の構成として、表示パネルとタッチセンサとが別々の部品とし
て構成されており、表示パネルとタッチセンサと貼り合わせるような構成とすることがで
きる。しかしながら、このような構成の場合、表示パネル用の基板とは別に、タッチセン
サ用の基板が必要であるため、タッチパネル(または表示モジュール)の厚さを薄くでき
ない、部品点数が多くなる、などの問題があった。
提供することを課題の一とする。または、構成が簡素化したタッチパネル(またはタッチ
センサ付表示装置)などを提供することを課題の一とする。または、電子機器に組み込み
やすいタッチパネル(またはタッチセンサ付表示装置)などを提供することを課題の一と
する。または、部品点数の少ないタッチパネル(またはタッチセンサ付表示装置)などを
提供することを課題の一とする。または、軽量なタッチパネル(またはタッチセンサ付表
示装置)などを提供することを課題の一とする。
を提供することを課題の一とする。または、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。なお、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。なお、これら以外
の課題は、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、これら以外の課題を抽出することが可能である。
第3の導電層と、第4の導電層と、液晶と、FPCと、を備えるタッチパネルである。第
1の導電層は、画素電極としての機能を有する。第2の導電層は、共通電極としての機能
を有する。第3の導電層及び第4の導電層は、タッチセンサの電極としての機能を有する
。FPCは第4の導電層と電気的に接続する。第1の導電層、第2の導電層、第3の導電
層、第4の導電層、及び液晶は、第1の基板と第2の基板の間に位置し、第1の導電層、
第2の導電層、及び第3の導電層は、第1の基板に設けられ、FPCが第1の基板に設け
られている。
に設けられ、第4の導電層は、第2の基板に設けられ、第5の導電層と第4の導電層とは
、接続体を介して電気的に接続する構成とすることが好ましい。
に設けられていることが好ましい。
4の導電層は、第1の導電層または第2の導電層と同一面上に設けられていることが好ま
しい。
けられていることが好ましい。
けられていることが好ましい。
などを提供できる。または、構成が簡素化したタッチパネル(またはタッチセンサ付表示
装置)などを提供できる。または、電子機器に組み込みやすいタッチパネル(またはタッ
チセンサ付表示装置)などを提供できる。または、部品点数の少ないタッチパネル(また
はタッチセンサ付表示装置)などを提供できる。または、軽量なタッチパネル(またはタ
ッチセンサ付表示装置)などを提供できる。または、新規な入力装置を提供できる。また
は、新規な入出力装置を提供できる。または、新規な表示装置を提供できる。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。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。
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。従って、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。
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。
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。
ために付すものであり、数的に限定するものではない。
る場合がある。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
や、「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
。
本実施の形態では、本発明の一態様の入力装置または入出力装置の駆動方法、モード、
及び構成例について図面を参照して説明する。
図1(A)は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図1(A
)では、パルス電圧出力回路601、電流検知回路602を示している。なお図1(A)
では、一例として、パルス電圧が与えられる電極621、電流の変化を検知する電極62
2をそれぞれ、X1-X6、Y1-Y6のそれぞれ6本の配線として示している。なお、
電極の数は、これに限定されない。また図1(A)は、電極621および電極622が重
畳すること、または、電極621および電極622が近接して配置されることで形成され
る容量603を図示している。なお、電極621と電極622とはその機能を互いに置き
換えてもよい。
加するための回路である。X1-X6の配線にパルス電圧が印加されることで、容量60
3を形成する電極621および電極622の間では、電界が生じる。そして、パルス電圧
により、容量603に電流が流れる。この電極間に生じる電界が、指やペンなどのタッチ
による遮蔽等により変化する。つまり、指やペンなどのタッチなどにより、容量603の
容量値が変化する。このように、指やペンなどのタッチなどにより、容量値に変化を生じ
させることを利用して、被検知体の接近、または接触を検出することができる。
の変化を検知するための回路である。Y1-Y6の配線では、被検知体の接近、または接
触がないと検知される電流値に変化はないが、検出する被検知体の接近、または接触によ
り容量値が減少する場合には電流値が減少する変化を検知する。なお電流の検知は、電流
量の総和を検知してもよい。その場合には、積分回路等を用いて検知を行えばよい。また
は、電流のピーク値を検知してもよい。その場合には、電流を電圧に変換して、電圧値の
ピーク値を検知してもよい。
波形のタイミングチャートを示す。図1(B)では、1フレーム期間で各行列での被検知
体の検出を行うものとする。また図1(B)では、被検知体を検出しない場合(非タッチ
)と被検知体を検出する場合(タッチ)との2つの場合について示している。なおY1-
Y6の配線については、検知される電流値に対応する電圧値とした波形を示している。な
お、表示パネルにおいても、表示動作が行われている。この表示動作のタイミングと、タ
ッチセンサのタイミングとは、同期させて動作することが望ましい。なお、図1(B)で
は、表示動作とは同期させていない場合の例を示す。
Y6の配線での波形が変化する。被検知体の接近または接触がない場合には、X1-X6
の配線の電圧の変化に応じてY1-Y6の波形が一様に変化する。一方、被検知体が接近
または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化す
る。
ることができる。なお、指やペンなどの被検知体は、タッチセンサやタッチパネルに接触
せず、接近した場合でも、信号が検知される場合がある。
チップの中に、形成されていることが望ましい。そして、そのICチップは、例えば、タ
ッチパネルに実装されること、若しくは電子機器の筐体内の基板に実装されることが好ま
しい。また可撓性を有するタッチパネルとする場合には、曲げた部分では寄生容量が増大
し、ノイズの影響が大きくなってしまう恐れがあるため、ノイズの影響を受けにくい駆動
方法が適用されたICチップを用いることが好ましい。例えばシグナル-ノイズ比(S/
N比)を高める駆動方法が適用されたICチップを用いることが好ましい。
シブマトリクス型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを備えたアク
ティブマトリクス型のタッチセンサとしてもよい。
ここでは、表示素子やトランジスタ等が設けられる基板上に、タッチセンサを構成する
電極の少なくとも一方を配置する例について説明する。
ゆるインセル型)の構成例について説明する。ここでは、画素に設けられる表示素子とし
て、液晶素子を適用した例を示す。ただし、本発明の一態様は、これに限定されず、様々
な表示素子を適用することができる。
における等価回路図である。
らに、保持容量を有する場合もある。またトランジスタ63のゲートに配線61が、ソー
スまたはドレインの一方には配線62が、それぞれ電気的に接続されている。
、Y方向に延在する複数の配線(例えば、配線71_1、配線71_2)を有し、これら
は互いに交差して設けられている。そして、配線の間に容量が形成される。
、それぞれに設けられる液晶素子の一方の電極が電気的に接続され、一つのブロックを形
成する。ここで、例えば、Y方向に延在するライン状の複数のブロック(例えば、ブロッ
ク65_1、65_2)が形成される。なお、図2(A)では、画素回路の一部のみを示
しているが、実際にはこれらのブロックがX方向に繰り返し配置される。ここで、液晶素
子の一方の電極としては、一例としては、コモン電極、または、対向電極などがあげられ
る。一方、液晶素子の他方の電極としては、一例としては、画素電極などがあげられる。
素子の一方の電極とを兼ねることができる。図2(A)では、配線71_1、配線71_
2は、液晶素子の一方の電極と、タッチセンサを構成する電極とを兼ねている。一方、配
線72_1、配線72_2は、タッチセンサを構成する電極として機能している。そのた
めタッチパネルの構成を簡略化できる。なお、図2(A)では、Y方向に延在する複数の
配線(例えば、配線71_1、配線71_2)が、液晶素子の一方の電極と、タッチセン
サを構成する電極とを兼ねていたが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、
X方向に延在する複数の配線(例えば、配線72_1、配線72_2)が、液晶素子の一
方の電極と、タッチセンサを構成する電極とを兼ねていてもよい。その場合の回路図の例
を、図3に示す。
構成する電極とを兼ねている場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されな
い。液晶素子の一方の電極と、タッチセンサを構成する電極とは、それぞれ、別の配線で
構成してもよい。例えば、図2(B)に示すように、液晶素子64の一方の電極と電気的
に接続する配線66を有する構成としてもよい。このとき配線66、液晶素子64を構成
する一方の電極、または、液晶素子64を構成する他方の電極の少なくとも一つと、X方
向に延在する配線またはY方向に延在する配線の少なくとも一つと、を同一の導電膜を加
工して同時に形成することで、タッチパネルの作製工程を簡略化できる。例えば、配線6
6と配線71_1及び配線71_2を同時に形成してもよいし、または配線66と配線7
2_1及び配線72_2などを同時に形成してもよい。
例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。表示素子として、発光素子を適
用した場合の例を、図4および図5に示す。
の接続構成を示した等価回路図である。なお、タッチセンサが、投影型であり、相互容量
方式である場合を示している。Y方向に延在する配線71の各々には、入力電圧(または
、選択電圧)または共通電位(または、接地電位、もしくは、基準となる電位)を入力す
ることができる。また、X方向に延在する配線72の各々には接地電位(または、基準と
なる電位)を入力する、または配線72と検知回路と電気的に接続することができる。な
お、配線71と配線72とは入れ替えることが可能である。つまり、配線71と検知回路
とを接続してもよい。
込み期間は画素への画像データの書き込みを行う期間であり、図2等で示す配線61(ゲ
ート線、または走査線ともいう)が順次選択される。一方、検知期間は、タッチセンサに
よるセンシングを行う期間であり、Y方向に延在する配線71が順次選択され、入力電圧
が入力される。
延在する配線72と、Y方向に延在する配線71の両方に、共通電位が入力される。
に延在する配線72の各々は、検知回路と導通する。また、Y方向に延在する配線71の
うち、選択されたものには入力電圧が入力され、それ以外のものには共通電位が入力され
る。
ルにも適用することができる。
立して設けることが好ましい。例えば、表示の帰線期間にセンシングを行うことが好まし
い。これにより、画素の書き込み時のノイズに起因するタッチセンサの感度の低下を抑制
することができる。
以下では、本発明の一態様のタッチパネルに適用可能ないくつかの方式について説明す
る。
、表示面に指やスタイラスなどの被検知体が触れる、または接近することを検出するタッ
チセンサとしての機能と、を有する。したがってタッチパネルは入出力装置の一態様であ
る。
rint Circuit)もしくはTCP(Tape Carrier Packag
e)などのコネクターが取り付けられたもの、または基板にCOG(Chip On G
lass)方式によりIC(集積回路)が実装されたものを、タッチパネルモジュール、
表示モジュール、または単にタッチパネルと呼ぶ場合がある。
一対の導電層間には容量が形成されている。一対の導電層に被検知体が触れる、または接
近することにより一対の導電層間の容量の大きさが変化することを利用して、検出を行う
ことができる。
電容量方式としては、主に駆動方式の違いから、自己容量方式、相互容量方式などがある
。相互容量方式を用いると、同時多点検出が可能となるため好ましい。ただし、自己容量
方式を用いることも可能である。
式、または、横電界方式)、MEMS(Micro Electro Mechanic
al System)を利用した光学素子、有機EL(Electro Lumines
cence)素子や発光ダイオード(LED:Light Emitting Diod
e)等の発光素子、電気泳動素子など、様々な表示素子を用いることができる。
を用いた透過型の液晶表示装置を適用することが好ましい。
極(導電層または配線ともいう)を挟持することにより、表示パネルとタッチセンサとが
一体となった構成を有する。つまり、別の基板などにタッチセンサを形成するのではなく
、表示素子やトランジスタが設けられている一対の基板に、タッチセンサを形成する。そ
のため、タッチパネルの厚さが低減され、軽量なタッチパネルを実現できる。
exible Print Circuit)と、タッチセンサを駆動するFPCの両方
を、一方の基板側に配置する。これにより、電子機器に組み込みやすく、また部品点数を
削減することが可能となる。
。
着色層31、導電層41等を有する。
晶素子20にFFS(Fringe Field Switching)モードが適用さ
れた液晶素子を用いた場合の例を示している。導電層21上には絶縁層を介して導電層2
2が配置されている。導電層22は、一例としては、櫛歯状の上面形状、またはスリット
が設けられた上面形状(平面形状ともいう)を有する。導電層21および導電層22は、
一方が共通電極として機能し、他方が画素電極として機能する。なお、表示素子として、
発光素子などを用いる場合には、一例としては、導電層22は、櫛歯状の上面形状、また
は、スリットが設けられた上面形状を、有していない。
一方として機能する導電層21との間に形成される容量を利用して検出することができる
。ここで、一例としては、導電層41は基板12の基板11側の面(つまり、基板12の
下側の面)に設けられていることが好ましい。
層14と電気的に接続する。導電層14は基板11側に取り付けられたFPC13と電気
的に接続する。このような構成とすることで、1つの基板にタッチセンサを駆動するため
のFPCと、液晶素子20を駆動するためのFPCの両方を配置することができる。
まり、基板12の上側の面)にタッチセンサの電極として機能する導電層を配置した場合
、これと電気的に接続するFPCを基板12に取り付ける必要がある。また図7(A)で
示した接続層15を用いない場合であっても、導電層41と電気的に接続するFPCは、
基板12に取り付ける必要がある。また、基板11及び基板12とは異なる基板に、タッ
チセンサの電極として機能する導電層を配置する場合も、当該基板にFPCを取り付ける
必要がある。したがってこのような構成では部品点数が増加する、また電子機器に組み込
む際にFPCの位置により制限が生じてしまう場合がある。一方、本発明の一態様では、
一対の基板の一方にのみFPCを配置することが可能であるため、部品点数を低減し、電
子機器に組み込みやすい構成とすることができる。
とも一方と兼ねることにより、工程を簡略化することができるため歩留りの向上できまた
製造コストを低減することができる。
した例を示している。導電層41は、導電層14と電気的に接続する。タッチセンサは、
導電層41と、液晶素子20の一対の電極の一方(例えば、共通電極)として機能する導
電層21との間に形成される容量を利用して検出することができる。このような構成とす
ることでも、FPC13を基板11側に配置することができる。またこのとき、基板11
側の面をタッチ面とすると、より検出感度を高めることができるため好ましい。
いる。また導電層41は図示しない領域で導電層14と電気的に接続している。ここで、
導電層41と導電層22とを同一の導電膜を加工して同時に形成されていることが好まし
い。タッチセンサは、導電層41と導電層21の間に形成される容量を利用して検出する
ことができる。導電層21は、例えば、液晶素子20の共通電極としての機能と、タッチ
センサの電極としての機能とを有している。
ng)モードを適用した場合の例を示している。
層21と導電層22とは、それぞれ櫛歯状の形状を有しており、これらが噛み合うように
配置されている。タッチセンサは、導電層41と導電層21の間に形成される容量を利用
して検出することができる。導電層21は、例えば、液晶素子20の共通電極としての機
能と、タッチセンサの電極として機能とを有している。
2と同一面上に配置されている。また導電層41は図示しない領域で導電層14と電気的
に接続している。ここで導電層41、導電層21及び導電層22は、これらが同一の導電
膜を加工して同時に形成されていることが好ましい。
を示している。タッチセンサは、導電層41aと導電層41bとの間に形成される容量を
利用して検出することができる。導電層21及び導電層22は、一方が液晶素子20の共
通電極としての機能を有し、他方が液晶素子20の画素電極としての機能を有している。
1と同一面上に設けられている。ここで導電層41aと導電層22とを同一の導電膜を加
工して同時に形成することが好ましい。同様に導電層41bと導電層21とを同一の導電
膜を加工して同時に形成することが好ましい。このような構成とすることで、液晶素子2
0の一対の電極を形成する工程で、同時にタッチセンサを構成する一対の電極を形成する
ことができるため、製造工程を増やすことなくタッチセンサとしての機能を有するタッチ
パネル10を作製することができる。
を示している。タッチセンサは、導電層41aと導電層41bとの間に形成される容量を
利用して検出することができる。導電層21は、例えば、液晶素子20の共通電極として
の機能を有している。
電層41aと導電層41bと導電層22とを同一の導電膜を加工して同時に形成すること
が好ましい。このような構成とすることで、液晶素子20の一方の電極を形成する工程で
、同時にタッチセンサを構成する一対の電極を形成することができるため、製造工程を増
やすことなくタッチセンサとしての機能を有するタッチパネル10を作製することができ
る。
は、これに限定されない。導電層21は、導電層41aと重ならないように設けてもよい
。その結果、導電層41aの寄生容量を低減することができる。なお、導電層41bの場
合も同様に、導電層21は、導電層41bと重ならないように設けてもよい。
を示している。タッチセンサは、導電層41aと導電層41bとの間に形成される容量を
利用して検出することができる。導電層21及び導電層22は、一方が液晶素子20の共
通電極としての機能を有し、他方が液晶素子20の画素電極としての機能を有している。
電層41aと導電層41bと導電層21とを同一の導電膜を加工して同時に形成すること
が好ましい。このような構成とすることで、液晶素子20の一方の電極を形成する工程で
、同時にタッチセンサを構成する一対の電極を形成することができるため、製造工程を増
やすことなくタッチセンサとしての機能を有するタッチパネル10を作製することができ
る。
を示している。タッチセンサは、導電層41と、液晶素子20の一対の電極の一方として
機能する導電層21との間に形成される容量を利用して検出することができる。導電層2
1は、例えば、液晶素子20の共通電極としての機能と、タッチセンサの電極としての機
能とを有している。
1とを同一の導電膜を加工して同時に形成することが好ましい。このような構成とするこ
とで、液晶素子20の一方の電極を形成する工程で、同時にタッチセンサを構成する一対
の電極を形成することができるため、製造工程を増やすことなくタッチセンサとしての機
能を有するタッチパネル10を作製することができる。
層21と導電層22とは、それぞれ櫛歯状の形状を有しており、これらが噛み合うように
配置されている。導電層21及び導電層22は、一方が液晶素子20の共通電極としての
機能を有し、他方が液晶素子20の画素電極としての機能を有している。
び導電層22と同一面上に配置されている。ここで導電層41aと導電層41bと導電層
21と導電層22とは、同一の導電膜を加工して同時に形成されていることが好ましい。
タッチセンサは、導電層41aと導電層41bの間に形成される容量を利用して検出する
ことができる。
リットが設けられた上面形状とすることにより、IPSモードに変更することが出来る。
1は、例えば、液晶素子20の共通電極としての機能と、タッチセンサの電極としての機
能とを有している。
1及び導電層22は、一方が液晶素子20の共通電極としての機能を有し、他方が液晶素
子20の画素電極としての機能を有している。
(A)、図11(B)に示す。導電層21及び導電層22は、一方が液晶素子20の共通
電極としての機能を有し、他方が液晶素子20の画素電極としての機能を有している。
1は、例えば、液晶素子20の共通電極としての機能と、タッチセンサの電極としての機
能とを有している。
電極である場合の例を多く示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。上側の電
極が液晶素子20の共通電極であり、下側の電極が液晶素子20の画素電極となる構成と
してもよい。
例を、図12に示す。導電層21は、例えば、液晶素子20の共通電極としての機能と、
タッチセンサの電極としての機能とを有している。
例を、図13(A)に示す。導電層21は、例えば、液晶素子20の共通電極としての機
能を有している。
例を、図13(B)に示す。導電層21は、例えば、液晶素子20の共通電極としての機
能と、タッチセンサの電極としての機能とを有している。
た例を、図14に示す。導電層21は、例えば、液晶素子20の共通電極としての機能と
、タッチセンサの電極としての機能とを有している。
ある。したがって、タッチセンサ以外の部分については、大幅に省略して示している。ま
た、画素電極51において、櫛歯状の上面形状、またはスリットが設けられた上面形状を
有している場合があるが、ここでは、省略している。
する。ここで、センサ電極55及びセンサ電極56は、画素電極51と同一の導電膜によ
り形成されている。または、センサ電極55及びセンサ電極56は、画素電極51と同一
面上に設けられている。X方向に配列する複数のセンサ電極55は電気的に接続された構
成を有する。このとき、センサ電極55は、配線57により、接続されている。また、セ
ンサ電極56は、Y方向に延在して設けられている。つまり、図15(A)は、図8(A
)の平面図を示しているとも言える。なお、センサ電極55及びセンサ電極56は、画素
電極ではなく、コモン電極と同一の導電膜により形成されてもよい。
成されている例を示している。または、共通電極52とセンサ電極55は、同一面上に設
けられている。ここで共通電極52及びセンサ電極55はX方向に伸びた帯状の形状を有
し、各センサ電極56と交差する構成を有する。つまり、図15(B)は、図8(C)の
平面図を示しているとも言える。
成の例を示している。つまり、図15(C)は、図7(C)の平面図を示しているとも言
える。
向に延在して設けられてもよい。図15(A)、図15(B)、図15(C)において、
X方向に延在した場合の例を、図16(A)、図16(B)、図16(C)にそれぞれ示
す。
まり、指やペンなどの被検知体に近い側の電極)が画素電極であり、下側の電極(液晶層
から遠い側の電極、つまり、指やペンなどの被検知体から遠い側の電極)が共通電極であ
る場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。上側の電極(液晶層に
近い側の電極、つまり、指やペンなどの被検知体に近い側の電極)が共通電極であり、下
側の電極(液晶層から遠い側の電極、つまり、指やペンなどの被検知体から遠い側の電極
)が画素電極となるような構成としてもよい。このような構成を図15(B)および図1
5(C)に適用した場合の例を、それぞれ、図17(A)および図17(B)に示す。な
お、共通電極52において、櫛歯状の上面形状、またはスリットが設けられた上面形状を
有している場合があるが、ここでは、省略している。
以下では、タッチパネルのより具体的な構成例について説明する。
8(B)は、図18(A)を展開した斜視概略図である。なお明瞭化のため、代表的な構
成要素のみを示している。また図18(B)では、一部の構成要素(基板372)を破線
で輪郭のみ明示している。
設けられている。また表示部381には、導電層332が形成されている。基板371に
は、配線383と電気的に接続されるFPC373が設けられている。また図18(A)
(B)では、FPC373上にIC374が設けられている例を示している。
335、複数の導電層341等が形成されている。導電層341は複数の導電層331の
いずれかと電気的に接続する。また複数の導電層341は接続部385を介して基板37
1に設けられたFPC373と電気的に接続する。
導電層331が設けられている領域と設けられていない領域の間で透過率に差が生じるこ
とを抑制する機能を有する。また導電層335は電気的にフローティングであることが好
ましい。こうすることで、導電層335を介して、導電層331及び導電層332の一方
の電位の変化を他方に効率よく伝達することができ、検出感度を高めることができる。な
お導電層335は不要である場合には設けなくてもよい。
を有する。また、画素は、トランジスタ及び表示素子を備えることが好ましい。表示素子
としては、代表的には有機EL素子などの発光素子や液晶素子などを用いることができる
。
いることができる。
当該信号や電力は、FPC373を介して外部、またはIC374から配線383に入力
される。
ではなく導電層331を順次選択することによりタッチセンサを駆動する場合には、駆動
回路384は、固定電位とセンシングに用いる信号とを切り替えて導電層332に供給す
る機能を有する。なお、IC374や外部によりタッチセンサを駆動する信号が供給され
る場合には、駆動回路384を設けなくてもよい。
)方式により実装されたIC374が設けられている例を示している。IC374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
。なおタッチパネル310が走査線駆動回路及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、FPC
373を介して表示部381を駆動するための信号を入力する場合などでは、IC374
を設けない構成としてもよい。また、IC374を、COG(Chip On Glas
s)方式等により、基板371に直接実装してもよい。
電層332と、により構成される。導電層331と導電層332の間に形成される容量を
利用して、タッチセンサは検出することができる。
ここでは基板371側)にのみ配置することができる。また、図18(A)、(B)に示
すように、タッチパネル310には1つのFPC373を設け、当該FPC373が、表
示パネルとタッチセンサの両方に信号を供給する機能を有する構成とすると、より構成を
簡略化できるため好ましい。
チセンサを駆動するICをさらに設けてもよい。または、タッチセンサを駆動するICを
基板371上に実装してもよい。
る。
とを有している場合の例を示している。FPC373aは表示部381を駆動するための
信号を供給する機能を有する。またFPC373bは基板372側に配置された導電層3
31に信号等を供給する機能を有する。
を配置することで、多くの信号をタッチパネル310に供給できる。例えば表示部381
が高解像度である場合には、このように表示部381の2以上の辺から信号を供給する構
成とすることで、配線の密度が高まることによる配線間の寄生容量を低減できる。また大
型の表示装置とする場合には、このような構成とすることで配線の長さを短くできるため
、配線抵抗を削減し、信号の遅延などの影響を抑制することができる。
以下では、本発明の一態様のタッチパネルの断面構成の例について、図面を参照して説
明する。
図20はタッチパネル310の断面概略図である。図20では、図18(A)における
FPC373を含む領域、駆動回路382を含む領域、表示部381を含む領域のそれぞ
れの断面を示している。
371、基板372、及び接着層151に囲まれた領域に、液晶253が封止されている
。
207、液晶素子208を構成する導電層251及び導電層252等が設けられている。
層254、スペーサ216等が設けられている。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
、各トランジスタ等を覆って設けられている。絶縁層214は、一例としては、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21
2、絶縁層213、及び絶縁層214の3層を有する場合を示しているが、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。
画素は赤色を呈する副画素、緑色を呈する副画素、青色を呈する副画素のいずれかとする
ことで、フルカラーの表示を行うことができる。例えば図20に示す副画素は、トランジ
スタ203と、液晶素子208と、着色層231と、を有する。
示している。
される半導体層をゲート電極283及びゲート電極284、または、ゲート電極281及
びゲート電極282で挟持する構成を適用した例を示している。このようなトランジスタ
は、ゲート電極281とゲート電極282とが接続されている場合や、ゲート電極283
とゲート電極284とが接続されている場合には、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
動作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、表示パネルまたはタッチ
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可能である。
、同じ構造であってもよい。また駆動回路382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381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せて用いてもよい。
ては、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、信頼性の高いタッチパネルを実現できる。
g)モードが適用された液晶素子を用いた場合の例を示している。液晶素子208は、導
電層251、液晶253、及び導電層252を有する。導電層251と導電層252との
間に生じる電界により、液晶253の配向を制御することができる。
54が設けられ、絶縁層254上に導電層251が設けられている。導電層251は絶縁
層254、絶縁層214、絶縁層213、絶縁層212に設けられた開口を介してトラン
ジスタ203のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。導電層251と導
電層252として透光性を有する導電性材料を用いると、タッチパネル310を透過型の
液晶表示装置とすることができる。
ともいう)を有する。また、導電層252は導電層251と重ねて配置されている。また
着色層231等と重なる領域において、導電層252上に導電層251が配置されていな
い部分を有する。
能する。なお、上層に設けられ、櫛歯状またはスリット状の上面形状を有する導電層25
1を共通電極とし、下層に設けられる導電層252を画素電極として用いることもできる
。その場合には、導電層252をトランジスタ203のソース又はドレインの一方と電気
的に接続すればよい。
接続層209を介してFPC373と電気的に接続されている。図20では、導電層20
7の一部と、導電層251と同一の導電膜を加工して形成した導電層とを積層することで
接続部206を構成している例を示している。
光層232、絶縁層255等が設けられている。
いる。ここで、導電層331と導電層341とは同一の導電膜を加工して同時に形成され
ていることが好ましい。また、導電層331と導電層341とが一体であってもよい。こ
のとき、少なくとも表示部381と重なる部分が、タッチセンサの一方の電極として機能
する導電層331に相当し、それ以外の部分を導電層341と呼ぶこともできる。つまり
、図20は、図7(A)の場合の断面図の一例を示していると言える。
層341は接続体386を介して、基板371側に設けられた導電層207と電気的に接
続している。これにより、FPC373と導電層331とが電気的に接続する。図20で
は、接続体386が導電層341に接する部分と、導電層251と同一面上に形成され、
導電層207と電気的に接続する導電層と接する部分と、を有する場合の例を示している
。
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386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は図20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386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、接触抵抗が低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制でき
る。
151となるペースト等を塗布した後に、接続部385に接続体386を配置すればよい
。例えば固体封止構造の表示装置や中空封止構造の表示装置等のような、接着層151を
周辺に用いる構成に、接着層151が設けられる部分に接続部385を配置する構成を適
用することができる。
1や遮光層232を覆って絶縁層255が設けられている。
することを防ぐオーバーコートとしての機能を有する。
定以上近づくことを防ぐ機能を有する。図20ではスペーサ216と基板372側の構造
物(例えば絶縁層255等)とが接触している例を示すが、これらが接していなくてもよ
い。またここではスペーサ216が基板371側に設けられている例を示したが、基板3
72側に設けてもよい。例えば、隣接する2つの副画素の間に配置すればよい。または、
スペーサ216として粒状のスペーサを用いてもよい。粒状のスペーサとしては、シリカ
などの材料を用いることもできるが、有機樹脂やゴムなどの弾性を有する材料を用いるこ
とが好ましい。このとき、粒状のスペーサは上下方向に潰れた形状となる場合がある。
には液晶253の配向を制御するための配向膜が設けられていてもよい。
ることが好ましい。
に2つ配置する。偏光板よりも外側に配置されたバックライトからの光は偏光板を介して
入射される。このとき、導電層251と導電層252の間に与える電圧によって液晶25
3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。またバックライトから入射される光は着色層
231によって特定の波長領域以外の光が吸収され、射出される光は例えば赤色、青色、
または緑色を呈する光となる。
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。円偏光板によ
り、視野角依存を低減することができる。
限られず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(Ver
tical Alignment)モード、TN(Twisted Nematic)モ
ード、IPS(In-Plane-Switching)モード、FFS(Fringe
Field Switching)モード、ASM(Axially Symmetr
ic aligned Micro-cell)モード、OCB(Optically
Compensated Birefringence)モード、FLC(Ferroe
lectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerr
oelectric 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。
VA)モードを採用した透過型の液晶表示装置を適用してもよい。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、A
SV(Advanced Super View)モードなどを用いることができる。
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
界又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:P
olymer 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。
、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。
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。
タッチ動作等を検出することができる。すなわち導電層252は、液晶素子208の一対
の電極の一方と、タッチセンサの一対の電極の一方と、の両方を兼ねる。
導電性材料を用いることが好ましい。例えば金属酸化物を含む導電性材料を含んで構成さ
れる。例えば、後述する透光性を有する導電性材料のうち、金属酸化物を用いることがで
きる。
半導体層と同一の金属元素を含む金属酸化物を用いることが好ましい。特に、タッチパネ
ル310が有するトランジスタの半導体層に酸化物半導体を用いた場合、これに含まれる
金属元素を含む導電性酸化物を適用することが好ましい。特に、絶縁層254において、
水素を含む窒化珪素膜を用いてもよい。その場合には、導電層252として、酸化物半導
体を用いる場合、絶縁層254から供給される水素によって、導電率を向上させることが
できる。つまり、酸化物半導体がN+化された状態とすることができる。
は、外部から電磁的なノイズを遮蔽することができる。例えばセンシングを行っていない
とき、導電層331には液晶253のスイッチングに影響しない定電位を供給すればよい
。例えば接地電位、共通電位、または任意の定電位を用いることができる。また例えば、
導電層331と導電層252とを同電位としてもよい。
の間に生じる電界の向き(電気力線の向き)のうち、厚さ方向の成分を低減し、より効果
的に厚さに対して概略垂直な方向(横方向)に電界が向くようにすることができる。こう
することで、液晶253の配向欠陥を抑制し、光漏れなどの不具合が生じることを防ぐこ
とができる。
を設けてもよい。またこのとき、基板372と当該基板との間に偏光板または円偏光板を
設けることが好ましい。その場合、当該基板上に保護層(セラミックコート等)を設ける
ことが好ましい。保護層は、例えば酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化イットリウム
、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)などの無機絶縁材料を用いることができる。ま
た、当該基板に強化ガラスを用いてもよい。強化ガラスは、イオン交換法や風冷強化法等
により物理的、または化学的な処理が施され、その表面に圧縮応力を加えたものを用いる
ことができる。
以下では、上記に示す各構成要素について説明する。
タッチ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。また、シリコン
や炭化シリコンからなる単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等
の化合物半導体基板、SOI基板等を適用することも可能であり、これらの基板上に半導
体素子が設けられたものを、基板として用いてもよい。
)、第7世代(1870mm×2200mm)、第8世代(2200mm×2400mm
)、第9世代(2400mm×2800mm)、第10世代(2950mm×3400m
m)等の大面積基板を用いることで、大型の表示装置を作製することができる。また、基
板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタや容量素子等を形成し
てもよい。
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、可撓性を有するタッチパネル
を実現できる。
ウケイ酸ガラス等を用いることができる。
の厚さのガラスや、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(PE
S)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、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、該基板を用いたタ
ッチパネルも軽量にすることができる。
げた基板の他に、金属材料や合金材料を用いた金属基板、セラミック基板、または半導体
基板等を用いることもできる。金属材料や合金材料は熱伝導性が高く、封止基板全体に熱
を容易に伝導できるため、タッチ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。
ッケル、又はアルミニウム合金もしくはステンレス等の金属の合金などを好適に用いるこ
とができる。
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、又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
雰囲気で放置する又は加熱するほか、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。
ら保護するハードコート層(例えば、窒化シリコン層など)や、押圧を分散可能な材質の
層(例えば、アラミド樹脂層など)等と積層されて構成されていてもよい。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、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜
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の透
水性の低い絶縁膜を有していてもよい。
と、水や酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高いタッチパネルとすることができ
る。
いることができる。当該ガラス層の厚さとしては20μm以上200μm以下、好ましく
は25μm以上100μm以下とする。このような厚さのガラス層は、水や酸素に対する
高いバリア性と可撓性を同時に実現できる。また、有機樹脂層の厚さとしては、10μm
以上200μm以下、好ましくは20μm以上50μm以下とする。このような有機樹脂
層を設けることにより、ガラス層の割れやクラックを抑制し、機械的強度を向上させるこ
とができる。このようなガラス材料と有機樹脂の複合材料を基板に適用することにより、
極めて信頼性が高いフレキシブルなタッチパネルとすることができる。
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。
。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、トップゲート型又はボトムゲー
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。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、酸
化物半導体、シリコン、ゲルマニウム等が挙げられる。
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、又は一部に結晶領
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。
導体又は酸化物半導体を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む半
導体、ガリウムヒ素を含む半導体又はインジウムを含む酸化物半導体などを適用できる。
好ましい。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できるため好ましい。
)を含むことが好ましい。より好ましくは、In-M-Zn酸化物(MはAl、Ti、G
a、Ge、Y、Zr、Sn、La、Ce、HfまたはNd等の金属)で表記される酸化物
を含む。
、または半導体層の上面に対し概略垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界が確認
できない酸化物半導体膜を用いることが好ましい。
応力によって酸化物半導体膜にクラックが生じてしまうことが抑制される。したがって、
可撓性を有し、湾曲させて用いるタッチパネルなどに、このような酸化物半導体を好適に
用いることができる。
の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
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表示装置を実現できる。
、Ga、Y、Zr、La、Ce、SnまたはHf等の金属)を含むIn-M-Zn酸化物
で表記される膜を含むことが好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電
気特性のばらつきを減らすため、それらと共に、スタビライザーを含むことが好ましい。
ズ(Sn)、ハフニウム(Hf)、アルミニウム(Al)、またはジルコニウム(Zr)
等がある。また、他のスタビライザーとしては、ランタノイドである、ランタン(La)
、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、
ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(
Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム
(Yb)、ルテチウム(Lu)等がある。
Al-Zn系酸化物、In-Sn-Zn系酸化物、In-Hf-Zn系酸化物、In-L
a-Zn系酸化物、In-Ce-Zn系酸化物、In-Pr-Zn系酸化物、In-Nd
-Zn系酸化物、In-Sm-Zn系酸化物、In-Eu-Zn系酸化物、In-Gd-
Zn系酸化物、In-Tb-Zn系酸化物、In-Dy-Zn系酸化物、In-Ho-Z
n系酸化物、In-Er-Zn系酸化物、In-Tm-Zn系酸化物、In-Yb-Zn
系酸化物、In-Lu-Zn系酸化物、In-Sn-Ga-Zn系酸化物、In-Hf-
Ga-Zn系酸化物、In-Al-Ga-Zn系酸化物、In-Sn-Al-Zn系酸化
物、In-Sn-Hf-Zn系酸化物、In-Hf-Al-Zn系酸化物を用いることが
できる。
る酸化物という意味であり、InとGaとZnの比率は問わない。また、InとGaとZ
n以外の金属元素が入っていてもよい。
。半導体層と、導電層を同一の金属元素とすることで、製造コストを低減させることがで
きる。例えば、同一の金属組成の金属酸化物ターゲットを用いることで製造コストを低減
させることができる。また同一の金属組成の金属酸化物ターゲットを用いることによって
、半導体層と、導電層を加工する際のエッチングガスまたはエッチング液を共通して用い
ることができる。ただし、半導体層と、導電層は、同一の金属元素を有していても、組成
が異なる場合がある。例えば、トランジスタ及び容量素子の作製工程中に、膜中の金属元
素が脱離し、異なる金属組成となる場合がある。
の原子数比率は、InおよびMの和を100atomic%としたとき、好ましくはIn
が25atomic%より高く、Mが75atomic%未満、さらに好ましくはInが
34atomic%より高く、Mが66atomic%未満とする。
しくは3eV以上である。このように、エネルギーギャップの広い酸化物半導体を用いる
ことで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
、さらに好ましくは3nm以上50nm以下とする。
a、Ce、HfまたはNd)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:Z
n=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=3:1:2、4:
2:3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、誤差として上記の
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。
、キャリア密度が1×1017個/cm3以下、好ましくは1×1015個/cm3以下
、さらに好ましくは1×1013個/cm3以下、より好ましくは1×1011個/cm
3以下の酸化物半導体膜を用いる。
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。
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。
ルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm3以下、好ましくは2×101
6atoms/cm3以下にする。アルカリ金属及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、半導体層のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を低減す
ることが好ましい。
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。従って、当該酸化物半導体膜において、窒素は
できる限り低減されていることが好ましい、例えば、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。
CAAC-OS(C Axis Aligned-Crystalline Oxide
Semiconductor)、多結晶構造、後述する微結晶構造、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。
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。
C-OSの領域、単結晶構造の領域の二種以上を有する混合膜であってもよい。また、混
合膜は、例えば、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いずれか二種以上の領域の積層構造を有する場合がある
。
しい。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。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。また極めて高精細に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。
トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、タッチパネルを構成する各種配
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を単層構造または積層構造と
して用いる。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、そのチタン膜または窒化チタン膜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、そのモリブデン膜または窒化モリブデン膜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を含む透明導電材料
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。
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。
とき導電層が、半導体層のチャネルが形成される領域よりも低い電気抵抗を呈するように
、形成されていることが好ましい。
適用することができる。または、透光性を有する他の導電層にも適用することができる。
半導体層及び導電層に用いることのできる酸化物半導体膜は、膜中の酸素欠損及び/又
は膜中の水素、水等の不純物濃度によって、抵抗率を制御することができる半導体材料で
ある。そのため、半導体層及び導電層へ酸素欠損及び/又は不純物濃度が増加する処理、
または酸素欠損及び/又は不純物濃度が低減する処理を選択することによって、それぞれ
の酸化物半導体膜の抵抗率を制御することができる。
膜中の酸素欠損を増加させる、および/または酸化物半導体の膜中の水素、水等の不純物
を増加させることによって、キャリア密度が高く、抵抗率が低い酸化物半導体膜とするこ
とができる。また、酸化物半導体膜に水素を含む絶縁膜を接して形成し、該水素を含む絶
縁膜から酸化物半導体膜に水素を拡散させることによって、キャリア密度が高く、抵抗率
が低い酸化物半導体膜とすることができる。
しない構成とする。半導体層と接する絶縁膜の少なくとも一つに酸素を含む絶縁膜、別言
すると、酸素を放出することが可能な絶縁膜を適用することで、半導体層に酸素を供給す
ることができる。酸素が供給された半導体層は、膜中または界面の酸素欠損が補填され抵
抗率が高い酸化物半導体膜となる。なお、酸素を放出することが可能な絶縁膜としては、
例えば、酸化シリコン膜、または酸化窒化シリコン膜を用いることができる。
、プラズマイマージョンイオンインプランテーション法などを用いて、水素、ボロン、リ
ン、または窒素を酸化物半導体膜に注入してもよい。
行ってもよい。例えば、該プラズマ処理としては、代表的には、希ガス(He、Ne、A
r、Kr、Xe)、水素、及び窒素の中から選ばれた一種以上を含むガスを用いたプラズ
マ処理が挙げられる。より具体的には、Ar雰囲気下でのプラズマ処理、Arと水素の混
合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、アンモニア雰囲気下でのプラズマ処理、Arとアンモ
ニアの混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、または窒素雰囲気下でのプラズマ処理などが
挙げられる。
離した部分)に酸素欠損を形成する。該酸素欠損は、キャリアを発生する要因になる場合
がある。また、酸化物半導体膜の近傍、より具体的には、酸化物半導体膜の下側または上
側に接する絶縁膜から水素が供給されると、上記酸素欠損と水素が結合することで、キャ
リアである電子を生成する場合がある。
又は実質的に高純度真性化された酸化物半導体膜といえる。ここで、実質的に真性とは、
酸化物半導体膜のキャリア密度が、8×1011個/cm3未満、好ましくは1×101
1/cm3未満、さらに好ましくは1×1010個/cm3未満であることを指す。高純
度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、キャリア発生源が少ないため
、キャリア密度を低くすることができる。また、高純度真性または実質的に高純度真性で
ある酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度を低減することがで
きる。
く小さく、チャネル幅が1×106μmでチャネル長が10μmの素子であっても、ソー
ス電極とドレイン電極間の電圧(ドレイン電圧)が1Vから10Vの範囲において、オフ
電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち1×10-13A以下と
いう特性を得ることができる。したがって、上述した高純度真性または実質的に高純度真
性である酸化物半導体膜を用いる半導体層をチャネル領域に用いるトランジスタは、電気
特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。
、別言すると水素を放出することが可能な絶縁膜、代表的には窒化シリコン膜を用いるこ
とで、導電層に水素を供給することができる。水素を放出することが可能な絶縁膜として
は、膜中の含有水素濃度が1×1022atoms/cm3以上であると好ましい。この
ような絶縁膜を導電層に接して形成することで、導電層に効果的に水素を含有させること
ができる。このように、半導体層及び導電層に接する絶縁膜の構成を変えることによって
、酸化物半導体膜の抵抗率を制御することができる。
、酸素が脱離した格子(または酸素が脱離した部分)に酸素欠損を形成する。該酸素欠損
に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が
金属原子と結合する酸素と結合することで、キャリアである電子を生成する場合がある。
したがって、水素が含まれている絶縁膜と接して設けられた導電層は、半導体層よりもキ
ャリア密度の高い酸化物半導体膜となる。
ることが好ましい。具体的には、半導体層において、二次イオン質量分析法(SIMS:
Secondary Ion Mass Spectrometry)により得られる水
素濃度を、2×1020atoms/cm3以下、好ましくは5×1019atoms/
cm3以下、より好ましくは1×1019atoms/cm3以下、5×1018ato
ms/cm3未満、好ましくは1×1018atoms/cm3以下、より好ましくは5
×1017atoms/cm3以下、さらに好ましくは1×1016atoms/cm3
以下とする。
酸化物半導体膜である。導電層に含まれる水素濃度は、8×1019atoms/cm3
以上、好ましくは1×1020atoms/cm3以上、より好ましくは5×1020a
toms/cm3以上である。また、半導体層と比較して、導電層に含まれる水素濃度は
2倍以上、好ましくは10倍以上である。また、導電層の抵抗率が、半導体層の抵抗率の
1×10-8倍以上1×10-1倍未満であることが好ましく、代表的には1×10-3
Ωcm以上1×104Ωcm未満、さらに好ましくは、抵抗率が1×10-3Ωcm以上
1×10-1Ωcm未満であるとよい。
各絶縁層、オーバーコート、スペーサ等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。
接着層としては、熱硬化樹脂や光硬化樹脂、2液混合型の硬化性樹脂などの硬化性樹脂
を用いることができる。例えば、アクリル、ウレタン、エポキシなどの樹脂、またはシリ
コーンなどのシロキサン結合を有する樹脂などの樹脂を用いることができる。
接続層としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Condu
ctive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic C
onductive Paste)などを用いることができる。
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。
図21には、上記とは一部の構成の異なるタッチパネルの断面構成例について示してい
る。なお、上記と重複する部分については説明を省略し、相違点について説明する。
は、着色層231が絶縁層213の上面に接して設けられている。また着色層231を覆
って平坦化層として機能する絶縁層214が設けられている。
ば図21では、基板372上には導電層331及び導電層341のみが形成されている例
を示している。なお、基板372上には必要であれば配向膜等が設けられていてもよい。
図22では、図20におけるトランジスタ201及びトランジスタ203に、トップゲ
ート型のトランジスタを適用した場合の例を示している。
けられている。また半導体層は低抵抗化された領域を有していていもよい。当該領域は、
ソースまたはドレインとして機能する。
13、絶縁層212、絶縁層211に設けられた開口を介して、半導体層の低抵抗化され
た領域と電気的に接続している。
りも不純物を多く含む領域、キャリア濃度の高い領域、または結晶性が低い領域、などと
することができる。導電性を高める効果を奏する不純物は、半導体層に適用される半導体
によって異なるが、代表的にはリンなどのn型の導電性を付与しうる元素、ホウ素などの
p型の導電性を付与しうる元素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの希ガスの他、水素、
リチウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、窒素、フッ素、カリウム、カルシ
ウムなどが挙げられる。そのほかチタン、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、銀、インジウム、ス
ズなども、半導体の導電性に影響する不純物として機能する。例えば領域262や領域2
63は、トランジスタのチャネルが形成される領域よりも上記不純物を多く含む。
図23では、図20等と比較して導電層252の位置が異なる場合の例を示している。
具体的には導電層252が絶縁層212と絶縁層213の間に位置する構成の例を示して
いる。
。
いることが好ましい。特に、タッチパネル310が有するトランジスタの半導体層に酸化
物半導体を用いた場合、これよりも抵抗率の低い酸化物半導体を適用することが好ましい
。
せることができる。
縁層を用いることが好ましい。特に、窒化シリコンを含む絶縁膜を含むことが好ましい。
以下では、上記断面構成例とは一部の構成が異なるタッチパネルの断面構成例について
説明する。
図24は、導電層331及び導電層341を基板371側に配置している点で、上記断
面構成例と相違している。
及び導電層341を覆って絶縁層217が設けられている。また絶縁層217上に、トラ
ンジスタ201やトランジスタ203等が設けられている。
導電層207とが電気的に接続している。
出することができる。
とが好ましい。また、導電層331として、金属などの遮光性を有する材料を用いる場合
には、図24に示すように着色層231と重なる部分に開口を設けることが好ましい。
置することが好ましい。または、導電層331のトランジスタ203等と重なる部分に開
口を有する構成とすることが好ましい。こうすることで、導電層331の電位の変化に起
因してトランジスタ203等が誤動作してしまうことを抑制できる。
図25は、図24で示した構成に、図21と同様に着色層231を基板371側に配置
した例を示している。
ことで、基板372上になにも形成しない構成とすることができる。なお、基板372及
び基板371の液晶層と接する領域には、配向膜を設けてもよい。
以下では、上記構成例1とは一部の構成が異なるタッチパネルの構成例について図面を
参照して説明する。
層の少なくとも一つを、液晶素子が有する一対の導電層の少なくとも一つと同一の導電膜
で形成される。タッチセンサを構成する一対の導電層の少なくとも一つと、液晶素子が有
する一対の導電層の少なくとも一つとは、同一面上に配置される。または、タッチセンサ
を構成する一対の導電層の少なくとも一つは、液晶素子が有する一対の導電層の少なくと
も一つを兼ねて設けられる。つまり、一つの導電膜が、タッチセンサを構成する一対の導
電層の少なくとも一つとしての機能と、液晶素子が有する一対の導電層の少なくとも一つ
としての機能とを、両方を併せ持つ。これにより、タッチパネルの作製工程が簡略化され
、より作製コストを低減することができる。
図26は、液晶素子の電極として機能する一対の導電層と、タッチセンサを構成する一
対の導電層のレイアウトの例を示す上面概略図である。ここでは、FFSモードが適用さ
れた液晶素子を例に挙げて説明する。
ネルの断面概略図を示す。図26および図27は、図8(A)に対応している。
そして、導電層401にスリットが設けられている。導電層402は各導電層401と重
なるように配置されている。ここで導電層401が画素電極として機能し、導電層402
が共通電極として機能する。なお、ここでは上側の導電層401が画素電極であり、下側
の導電層402が共通電極である場合について説明するが、これらの関係を逆転させても
よい。
層401の間に位置するように配置されている。
る。導電層404は長辺方向がX方向と平行な帯状の形状を有し、例えば、導電層411
aと導電層411bとの間に設けられている。また導電層405は、導電層411aまた
は導電層411bと重なる部分を有し、導電層411aまたは導電層411bを挟む2つ
の導電層404を、コンタクトホールを介して、電気的に接続する。導電層405と導電
層411aまたは導電層411bとは、図示しない絶縁層を介して重なっている。なお、
導電層405は、図28に示すように、X方向に延在して配置されていてもよい。このよ
うにすることにより、導電層404の配線抵抗を実質的に低減することができる。
延在するように配置し、導電層412a及び導電層412bは、Y方向に延在するように
配置してもよい。
ぞれ同一の導電膜を加工することにより形成されている。したがって、導電層411a、
導電層411b、導電層404、及び導電層401は、同一面上に配置されていることと
なる。
と同一の導電膜を加工して形成した構成とした。この場合には、導電層405の下に、ゲ
ート電極などが配置されていても、問題なくレイアウトすることができる。よって、導電
層405は、ゲート電極や、ゲート電極と同一の導電膜を加工して形成された膜と、重ね
て配置することができる。ただし、本発明の一態様は、これに限られず、トランジスタの
ゲート電極281、半導体層、またはそのほかの導電層と同一の導電膜を加工して導電層
405を形成することができる。
29に示す。この場合には、導電層405の上に、ソース電極及びドレイン電極285な
どが配置されていても、問題なくレイアウトすることができる。よって、導電層405は
、ソース電極及びドレイン電極285や、ソース電極及びドレイン電極285と同一の導
電膜を加工して形成された膜と、重ねたり、交差させて配置することができる。つまり、
ソース信号線(映像信号を各画素に伝達する機能を有する配線)と、導電層411aまた
は導電層411bとを、重ねて配置することができる。そのため、導電層401のレイア
ウト面積を大きくすることができる。つまり、開口率を高くすることができる。
0に示す。この場合には、導電層405の下に、ソース電極及びドレイン電極285やゲ
ート電極などが配置されていても、問題なくレイアウトすることができる。よって、導電
層405は、ゲート電極や、ソース電極及びドレイン電極285や、ゲート電極と同一の
導電膜を加工して形成された膜や、ソース電極及びドレイン電極285と同一の導電膜を
加工して形成された膜と、重ねたり、交差させて配置することができる。つまり、ソース
信号線(映像信号を各画素に伝達する機能を有する配線)と、導電層411aまたは導電
層411bとを、重ねて配置することができる。そのため、導電層401のレイアウト面
積を大きくすることができる。つまり、開口率を高くすることができる。または、ゲート
信号線(各画素を選択する信号を伝達する機能を有する配線)と導電層404または導電
層405と、重ねて配置することができる。そのため、導電層401のレイアウト面積を
大きくすることができる。つまり、開口率を高くすることができる。
延在するように配置し、導電層412a及び導電層412bは、Y方向に延在するように
配置する場合には、配置される方向が異なるため、導電層412a及び導電層412bを
ゲート信号線と重ねて配置するのではなくソース信号線と重ねて配置し、導電層411a
及び導電層411bをソース信号線と重ねて配置するのではなくゲート信号線と重ねて配
置することとなる。
には、導電層411a、導電層411bおよび導電層404の上または下に、抵抗の低い
導電層411a_1、411b_1、404_1を設けてもよい。例えば、アルミニウム
、銅、チタン、モリブデン、タングステン、または、それらの積層を、導電層411a、
導電層411bおよび導電層404の上または下に設けてもよい。または、導電層411
a_1、411b_1、404_1の少なくとも一つは、メッシュ状に加工された金属膜
で構成されていてもよい。または、導電層411a_1、411b_1、404_1の少
なくとも一つは、金属ナノワイヤ、またはカーボンナノチューブなどで構成されていても
よい。ただし、導電層401は、透光性を有することが望ましい。したがって、導電層4
01の上または下には、抵抗の低い導電層を設けないことが望ましい。その場合の例を、
図31と、図32に示す。
411aa、導電層411bbを配置してもよい。導電層411a(導電層411b)と
、導電層411aa(導電層411bb)とは、コンタクトホールを介して、接続されて
いる。その場合の例を、図33と、図34に示す。
ましい。
図35は、導電層411a、導電層411b及び導電層404を、導電層402と同一
の導電膜を加工して形成した場合の例を示している。したがって、導電層411a、導電
層411b、導電層404、及び導電層402は、同一面上に配置されていることとなる
。また図36に、図35中の切断線X3-X4に対応する部分の断面を含む、タッチパネ
ルの断面概略図を示す。図35および図36は、図8(B)に対応している。
導電層411bを挟んで隣接する2つの導電層402は、導電層412aと同様に導電層
405によって電気的に接続されている。なお、ここではY方向に隣接する2つの導電層
402が電気的に接続されていない場合の例を示したが、複数の導電層402がY方向に
導電層405を介して電気的に接続してもよいし、X方向とY方向のいずれも導電層40
5を介して電気的に接続してもよい。なお、ここでは上側の導電層401が画素電極であ
り、下側の導電層402が共通電極である場合について説明するが、これらの関係を逆転
させてもよい。
。このようにすることにより、導電層404の配線抵抗を実質的に低減することができる
。
延在するように配置し、導電層412a及び導電層412bは、Y方向に延在するように
配置してもよい。
5と同一の導電膜を加工して形成した構成とした。この場合には、導電層405の下に、
ゲート電極などが配置されていても、問題なくレイアウトすることができる。よって、導
電層405は、ゲート電極や、ゲート電極と同一の導電膜を加工して形成された膜と、重
ねて配置することができる。ただし、本発明の一態様は、これに限られず、トランジスタ
のゲート電極281、半導体層、またはそのほかの導電層と同一の導電膜を加工して導電
層405を形成することができる。
合を図38に示す。この場合には、導電層405の上に、ソース電極及びドレイン電極2
85などが配置されていても、問題なくレイアウトすることができる。よって、導電層4
05は、ソース電極及びドレイン電極285や、ソース電極及びドレイン電極285と同
一の導電膜を加工して形成された膜と、重ねたり、交差させて配置することができる。つ
まり、ソース信号線と、導電層411aまたは導電層411bとを、重ねて配置すること
ができる。そのため、導電層401のレイアウト面積を大きくすることができる。つまり
、開口率を高くすることができる。
9に示す。この場合には、導電層405の下に、ソース電極及びドレイン電極285やゲ
ート電極などが配置されていても、問題なくレイアウトすることができる。よって、導電
層405は、ゲート電極や、ソース電極及びドレイン電極285や、ゲート電極と同一の
導電膜を加工して形成された膜や、ソース電極及びドレイン電極285と同一の導電膜を
加工して形成された膜と、重ねたり、交差させて配置することができる。つまり、ソース
信号線と、導電層411aまたは導電層411bとを、重ねて配置することができる。そ
のため、導電層401のレイアウト面積を大きくすることができる。つまり、開口率を高
くすることができる。または、ゲート信号線と導電層404または導電層405と、重ね
て配置することができる。そのため、導電層401のレイアウト面積を大きくすることが
できる。つまり、開口率を高くすることができる。
延在するように配置し、導電層412a及び導電層412bは、Y方向に延在するように
配置する場合には、配置される方向が異なるため、導電層412a及び導電層412bを
ゲート信号線と重ねて配置するのではなくソース信号線と重ねて配置し、導電層411a
及び導電層411bをソース信号線と重ねて配置するのではなくゲート信号線と重ねて配
置することとなる。
の導電層402が共通電極である場合の例を示した。ただし、本発明の一態様は、これに
限定されない。上側の導電層401を共通電極とし、下側の導電層402を画素電極とし
てもよい。その場合の例を、図40、図41、図42に示す。
404を、導電層402と同一の導電膜を加工して形成した場合の例を示している。ただ
し、本発明の一態様は、これに限定されない。導電層411a、導電層411b及び導電
層404を、導電層401と同一の導電膜を加工して形成してもよい。したがって、導電
層411a、導電層411b、導電層404、及び導電層401は、同一面上に配置され
ていてもよい。その場合の例を、図43、図44、図45に示す。
には、導電層411a、導電層411bおよび導電層404の上または下に、抵抗の低い
導電層411a_1、411b_1、404_1を設けてもよい。例えば、アルミニウム
、銅、チタン、モリブデン、タングステン、または、それらの積層を、導電層411a、
導電層411bおよび導電層404の上または下に設けてもよい。または、導電層411
a_1、411b_1、404_1の少なくとも一つは、メッシュ状に加工された金属膜
で構成されていてもよい。または、導電層411a_1、411b_1、404_1の少
なくとも一つは、金属ナノワイヤ、またはカーボンナノチューブなどで構成されていても
よい。ただし、導電層402は、透光性を有することが望ましい。したがって、導電層4
02の上または下には、抵抗の低い導電層を設けないことが望ましい。その場合の例を、
図46と、図47に示す。
411aa、導電層411bbを配置してもよい。導電層411a(導電層411b)と
、導電層411aa(導電層411bb)とは、コンタクトホールを介して、接続されて
いる。その場合の例を、図48と、図49に示す。
図50は、導電層411a及び導電層411bを導電層401と同一の導電膜を加工し
て形成し、導電層412a及び導電層412bを導電層402と同一の導電膜を加工して
形成した場合の例を示している。したがって、導電層411a、導電層411b、導電層
401は、同一面上に配置されていることとなる。同様に、導電層412a、導電層41
2b、導電層402は、同一面上に配置されていることとなる。また図51に、図50中
の切断線X5-X6に対応する部分の断面を含む、タッチパネルの断面概略図を示す。図
50および図51は、図7(E)に対応している。
411aと導電層412a、または、導電層411bと導電層412bなど)を、それぞ
れ異なる層で形成することで、これらを交差させることができる。したがって、構成例1
や構成例2と比較して、導電層405を用いたブリッジ部を形成する必要がないため、よ
り構成を簡略化できる。そのため、製造歩留りを向上させることができる。また、導電層
411a、導電層412a、導電層411b、または、導電層412bなどの下に、ソー
ス電極及びドレイン電極285やゲート電極281などが配置されていても、問題なくレ
イアウトすることができる。よって、導電層411a、導電層412a、導電層411b
、または、導電層412bは、ゲート電極281や、ソース電極及びドレイン電極285
や、ゲート電極281と同一の導電膜を加工して形成された膜や、ソース電極及びドレイ
ン電極285と同一の導電膜を加工して形成された膜と、重ねたり、交差させて配置する
ことができる。つまり、ソース信号線と、導電層411a、導電層412a、導電層41
1b、または、導電層412bとを、重ねて配置することができる。そのため、導電層4
01のレイアウト面積を大きくすることができる。つまり、開口率を高くすることができ
る。または、ゲート信号線と、導電層411a、導電層412a、導電層411b、また
は、導電層412bとを、重ねて配置することができる。そのため、導電層401のレイ
アウト面積を大きくすることができる。つまり、開口率を高くすることができる。
極である場合について説明するが、これらの関係を逆転させてもよい。
に配置し、導電層412a及び導電層412bは、Y方向に延在するように配置してもよ
い。
402が共通電極である場合の例を示した。ただし、本発明の一態様は、これに限定され
ない。上側の導電層401を共通電極とし、下側の導電層402を画素電極としてもよい
。その場合の例を、図52、図53に示す。
抵抗を下げたい場合には、導電層411a、導電層411b、導電層412a、および、
導電層412bの上または下に、抵抗の低い導電層411a_1、411b_1、412
a_1、412b_1を設けてもよい。例えば、アルミニウム、銅、チタン、モリブデン
、タングステン、または、それらの積層を、導電層411a、導電層411b、導電層4
12a、および、導電層412bの上または下に設けてもよい。または、導電層411a
_1、411b_1、412a_1、412b_1の少なくとも一つは、メッシュ状に加
工された金属膜で構成されていてもよい。または、導電層411a_1、411b_1、
412a_1、412b_1の少なくとも一つは、金属ナノワイヤ、またはカーボンナノ
チューブなどで構成されていてもよい。ただし、導電層401および導電層402は、透
光性を有することが望ましい。したがって、開口部においては、導電層401および導電
層402の上または下には、抵抗の低い導電層を設けないことが望ましい。その場合の例
を、図54と、図55に示す。
抵抗値を実質的に下げたい場合には、導電層411aa、導電層411bb、導電層41
2aa、または、導電層412bbを配置してもよい。導電層411a(導電層411b
、導電層412a、または、導電層412b)と、導電層411aa(導電層411bb
、導電層412aa、または、導電層412bb)とは、コンタクトホールを介して、接
続されている。その場合の例を、図56と、図57に示す。なお、例えば、導電層411
aと導電層411aaとを接続する場合には、導電層402に設けられた穴を介して、接
続される。つまり、間に導電層402があって、導電層402などの上側の導電層と下側
の導電層とを接続する場合には、導電層402に穴などが設けられている。
とにおいて、交差部において、容量が形成される。しかしながら、この容量の大きさは、
小さいことが望ましい場合がある。そこで、この交差容量を減らすようにするため、別の
導電層とコンタクトホールを介して、導電層同士が接続されるようにしてもよい。その場
合の例を、図58と図59に示す。図58と図59では、導電層412a同士(導電層4
12b同士)は、コンタクトホールと導電層405とを介して、接続されている。導電層
405は、例えば、ゲート電極281と同一の導電膜を加工して形成された膜や、ソース
電極及びドレイン電極285と同一の導電膜を加工して形成された膜を用いて、構成され
る。これにより、タッチセンサ電極の寄生容量を低減することができる。その結果、タッ
チセンサの感度を向上させることが出来る。
上記では、液晶素子を構成する一対の導電層と、タッチセンサを構成する一対の導電層
とをそれぞれ設ける構成としたが、液晶素子の一方の導電層が、タッチセンサの一方の導
電層を兼ねる構成とすることもできる。
いる例を示している。このとき、導電層402の一つは、タッチセンサの電極として機能
する導電層412a、導電層412b、または導電層412cとして機能し、液晶素子の
一方の導電層、例えば、共通電極としても機能する。また図61に、図60中の切断線X
5-X6に対応する部分の断面を含む、タッチパネルの断面概略図を示す。図60および
図61は、図7(C)に対応している。
12bなど)と、導電層402を、それぞれ異なる層で形成することで、これらを交差さ
せることができる。したがって、構成例1や構成例2と比較して、導電層405を用いた
ブリッジ部を形成する必要がないため、より構成を簡略化できる。そのため、製造歩留り
を向上させることができる。また、導電層411a、導電層412a、導電層411b、
または、導電層412bなどの下に、ソース電極及びドレイン電極285やゲート電極2
81などが配置されていても、問題なくレイアウトすることができる。よって、導電層4
11a、導電層412a、導電層411b、または、導電層412bは、ゲート電極28
1や、ソース電極及びドレイン電極285や、ゲート電極281と同一の導電膜を加工し
て形成された膜や、ソース電極及びドレイン電極285と同一の導電膜を加工して形成さ
れた膜と、重ねたり、交差させて配置することができる。つまり、ソース信号線と、導電
層411a、導電層412a、導電層411b、または、導電層412bとを、重ねて配
置することができる。そのため、導電層401のレイアウト面積を大きくすることができ
る。つまり、開口率を高くすることができる。または、ゲート信号線と、導電層411a
、導電層412a、導電層411b、または、導電層412bとを、重ねて配置すること
ができる。そのため、導電層401のレイアウト面積を大きくすることができる。つまり
、開口率を高くすることができる。
402が共通電極である場合の例を示した。ただし、本発明の一態様は、これに限定され
ない。上側の導電層401を共通電極とし、下側の導電層402を画素電極としてもよい
。その場合の例を、図62、図63に示す。
抵抗を下げたい場合には、導電層411a、導電層411b、導電層412a、および、
導電層412bの上または下に、抵抗の低い導電層411a_1、411b_1、412
a_1、412b_1を設けてもよい。例えば、アルミニウム、銅、チタン、モリブデン
、タングステン、または、それらの積層を、導電層411a、導電層411b、導電層4
12a、および、導電層412bの上または下に設けてもよい。または、導電層411a
_1、411b_1、412a_1、412b_1の少なくとも一つは、メッシュ状に加
工された金属膜で構成されていてもよい。または、導電層411a_1、411b_1、
412a_1、412b_1の少なくとも一つは、金属ナノワイヤ、またはカーボンナノ
チューブなどで構成されていてもよい。ただし、導電層401および導電層402は、透
光性を有することが望ましい。したがって、開口部においては、導電層401および導電
層402の上または下には、抵抗の低い導電層を設けないことが望ましい。その場合の例
を、図64と、図65に示す。
抵抗値を実質的に下げたい場合には、導電層411aa、導電層411bb、導電層41
2aa、または、導電層412bbを配置してもよい。導電層411a(導電層411b
、導電層412a、または、導電層412b)と、導電層411aa(導電層411bb
、導電層412aa、または、導電層412bb)とは、コンタクトホールを介して、接
続されている。その場合の例を、図66と、図67に示す。なお、例えば、導電層411
aと導電層411aaとを接続する場合には、導電層402に設けられた穴を介して、接
続される。つまり、間に導電層402があって、導電層402などの上側の導電層と下側
の導電層とを接続する場合には、導電層402に穴などが設けられている。
とにおいて、交差部において、容量が形成される。しかしながら、この容量の大きさは、
小さいことが望ましい場合がある。そこで、この交差容量を減らすようにするため、別の
導電層とコンタクトホールを介して、導電層同士が接続されるようにしてもよい。その場
合の例を、図68と図69とに示す。図68と図69では、導電層402同士は、コンタ
クトホールと導電層405とを介して、接続されている。導電層405は、例えば、ゲー
ト電極281と同一の導電膜を加工して形成された膜や、ソース電極及びドレイン電極2
85と同一の導電膜を加工して形成された膜を用いて、構成される。これにより、タッチ
センサ電極の寄生容量を低減することができる。その結果、タッチセンサの感度を向上さ
せることが出来る。
に配置し、導電層412a及び導電層412bは、Y方向に延在するように配置してもよ
い。
されている例を示している。このとき、導電層402の一つは、タッチセンサの電極とし
て機能する導電層411a、導電層411b、または導電層411cとして機能し、液晶
素子の一方の導電層、例えば、共通電極としても機能する。
が、例えばIPSモードが適用された液晶素子を用いる構成としてもよい。その場合には
、導電層401と導電層402とを同一の導電膜を加工することにより形成すればよい。
または、導電層401と導電層402の両方を、櫛歯状の上面形状にすればよい。また、
このとき共通電極として機能する導電層402を、X方向及びY方向のいずれか一方に伸
びた帯状の形状とし、タッチセンサの一方の電極として機能させることが好ましい。
以下では、上記構成例1及び構成例2とは一部の構成が異なるタッチパネルの構成例に
ついて図面を参照して説明する。
たタッチパネルである。
図71には、2つの副画素を含む領域の断面構成例を示している。図71で例示するタ
ッチパネルは、トランジスタ201等が形成された基板側に光を射出するボトムエミッシ
ョン型の発光装置を含む。
層322と、導電層323とが積層された構成を有する。また導電層321と導電層32
3の間に、光学調整層324が設けられていてもよい。発光素子202からの光は基板3
71側に射出される。また導電層321及び光学調整層324の端部を覆って絶縁層21
5が設けられている。
ていることが好ましい。
に示す構成では、着色層231が絶縁層213上に設けられている。
がタッチセンサの他方の電極として機能する。導電層351は、導電層321と同一面上
に形成されている。また導電層352は、トランジスタ201が有する2つのゲート電極
のうちの一方と同一面上に形成されている。したがって、作製工程を増やすことなくタッ
チパネルを作製することができる。
る容量を利用して検出することができる。
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、電流又は電圧によって輝
度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、発光ダイオード(LED)、有機
EL素子、無機EL素子等を用いることができる。
のいずれであってもよい。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。
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、又はバイポーラ性の物質(電子輸送性及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。
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。
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。
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~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
、緑色及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。
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、分離層を介して積層され
ていてもよい。例えば、蛍光発光層と燐光発光層との間に分離層を設ける構成としてもよ
い。
光材料等へのデクスター機構によるエネルギー移動(特に三重項エネルギー移動)を防ぐ
ために設けることができる。分離層は数nm程度の厚さがあればよい。具体的には、0.
1nm以上20nm以下、あるいは1nm以上10nm以下、あるいは1nm以上5nm
以下である。分離層は、単一の材料(好ましくはバイポーラ性の物質)、又は複数の材料
(好ましくは正孔輸送性材料及び電子輸送性材料)を含む。
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。例えば、燐光発光層が
、ホスト材料、アシスト材料、及び燐光材料(ゲスト材料)からなる場合、分離層を、該
ホスト材料及びアシスト材料で形成してもよい。上記構成を別言すると、分離層は、燐光
材料を含まない領域を有し、燐光発光層は、燐光材料を含む領域を有する。これにより、
分離層と燐光発光層とを燐光材料の有無で蒸着し分けることが可能となる。また、このよ
うな構成とすることで、分離層と燐光発光層を同じチャンバーで成膜することが可能とな
る。これにより、製造コストを削減することができる。
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。
図72は、図71における導電層352の位置が異なる点で相違している。図72にお
いて、導電層352及びトランジスタ201のゲート電極の一方は、絶縁層212と絶縁
層213の間に設けられている。
た酸化物半導体を含んで構成されていることが好ましい。
2、導電層323、着色層231の少なくとも一つと重なるように配置してもよい。また
図74に示すように導電層352が導電層321、光学調整層324、EL層322、導
電層323、着色層231のいずれとも重ならないように配置してもよい。
図75は、タッチセンサを構成する導電層351と導電層352の両方が、導電層32
1と同一面上に形成されている場合の例を示している。
層352との間に生じる容量を利用して検出することができる。
図76は、基板372側に光を射出するトップエミッション型の発光装置を含むタッチ
パネルの断面構成例である。
性を有する。
た、導電層323は、スリットまたは開口を有していてもよいし、櫛歯状の形状を有して
いてもよい。
された導電層352との間に生じる容量を利用して検出する例を示している。
きる。すなわち、導電層351と導電層323の間に生じる容量を利用して検出する構成
としてもよい。
このとき、図77に示すようにEL層322の端部を導電層323で覆うことにより、E
L層322への不純物の拡散が抑制され、信頼性を高めることができる。また図77では
、着色層231等が設けられていない場合の例を示している。
なお本発明の一態様は上記で例示した構成に限られず、様々な構成をとることができる
。
例えば、画素が有するソース線(信号線)は、偶数列目と奇数列目とで、ソース線の配
置を右か左かに変えることができる。その結果、ソース線が2本隣接する形となる。また
、その上に、タッチセンサ用の導電層(電極)を置くことができる。また、画素が有する
ゲート線も同様に、上下の画素でゲート線を近接しておき、その上に、タッチセンサ用電
極を置くことができる。その場合の例を、図78に示す。ソース線81、82、83、8
4は、2本ずつ隣接されている。また、ゲート線85、86、87、88も、2本ずつ隣
接されている。
周辺回路は、一体形成しない構成とすることができる。すなわち、タッチセンサを駆動
する回路と、画素を駆動する回路とを、それぞれ別に形成することができる。なお、これ
らの機能を一つの回路で実現してもよい。
電層の選択を行うドライバ回路をTFTで一体形成することもできる。
ドライバ側のいずれに配置してもよい。
る2つの回路のうち、検知する機能を有する回路としてはICを用いることが好ましい。
このとき、当該導電層はFPCを介して当該ICで制御することが好ましい。
タッチセンサを構成する一対の導電層の少なくとも一つは、液晶素子を構成する共通電
極や画素電極などと同じ材料を用いることが好ましい。
された金属膜(メタルメッシュともいう)で構成してもよい。
は、その直下か直上に金属膜を付けることで、抵抗を下げることができる。このとき、金
属酸化物を含む導電膜と、金属を含む導電膜の積層構造とする場合には、ハーフトーンマ
スクを用いたパターニング技術により形成すると、工程を簡略化できるため好ましい。
タッチセンサのX方向の導電層とY方向の導電層が交差する部分において、他の導電層
を用いてブリッジ構造を実現する場合、例えば、当該導電層をトランジスタのゲート電極
と同一面上の導電層とし、X方向の導電層をゲート線と平行に横方向に画素全体で引き回
す。または、当該導電層をトランジスタのソース電極及びドレイン電極と同一面上の導電
層とし、Y方向の導電層をソース線と平行に、縦方向に画素全体で引き回す。このとき、
画素内にコンタクト部を形成することができる。または、当該導電層を共通電極として機
能する導電層と同一の導電層、または画素電極として機能する導電層と同一面上の導電層
を用いてもよい。
上部に配置されるスリットを有する導電層(電極)を画素電極として用い、下部に配置
され、複数の画素にわたって設けられる導電層(電極)を共通電極(コモン電極ともいう
)として用いることができる。
電極)を共通電極として用い、下部に配置され、複数の画素のそれぞれに設けられる導電
層(電極)を画素電極として用いることができる。
して機能する導電層と兼ねる構成とすることができる。または、タッチセンサのY方向の
導電層を、画素電極として機能する導電層、または共通電極として機能する導電層と兼ね
る構成とすることができる。
知を行う導電層のいずれとしてもよい。またこのとき、タッチセンサのY方向の導電層は
他方にすればよい。
いずれか一方の導電層の形状を、他の部分とは異なる形状とすることができる。例えば、
画素電極として機能する導電層と同一面上の導電層のみでタッチセンサの一対の導電層を
形成する場合、下部に配置される共通電極として機能する導電層をタッチセンサの導電層
の下部には配置しないようにすることができる。ただし、タッチセンサの導電層の下部に
位置する共通電極として機能する導電層を全て設けない構成とすると、当該共通電極とし
て機能する導電層が島状となってしまうため、隣接する2つの共通電極として機能する導
電層の一部がつながるように、スリットを有するような形状とすることが好ましい。
もよいし、例えばトランジスタのゲート電極と同一面上の導電層により形成された共通配
線と電気的に接続されていてもよい。このとき、1つの共通電極として機能する導電層は
島状の形状を有していてもよい。
トランジスタ等が設けられる基板と対向して設けられる基板(対向基板ともいう)にタ
ッチセンサのX方向の導電層またはY方向の導電層を設ける場合、当該導電層よりも視認
側に遮光層を配置することが好ましい。
の場合)、対向基板に設けられるタッチセンサの導電層と重なる部分には、当該電極にス
リットを設けることが好ましい。
れる基板上に形成する場合であっても、対向基板に液晶の配向を制御する導電層を設けて
もよい。このときも同様に、当該導電層には、タッチセンサの導電層と重なる部分にスリ
ットを設けることが好ましい。
タッチセンサの駆動方法としては、例えば画素の駆動における1水平期間(1ゲート選
択期間)の隙間で、対応する行のセンシング(走査)をする方法を用いることができる。
または、1フレーム期間を2つに分け、前半で全画素の書き込みを行い、後半でセンシン
グしてもよい。
例えば、本明細書等において、トランジスタとして、様々な構造のトランジスタを用い
ることが出来る。よって、用いるトランジスタの種類に限定はない。トランジスタの一例
としては、単結晶シリコンを有するトランジスタ、または、非晶質シリコン、多結晶シリ
コン、微結晶(マイクロクリスタル、ナノクリスタル、セミアモルファスとも言う)シリ
コンなどに代表される非単結晶半導体膜を有するトランジスタなどを用いることが出来る
。または、それらの半導体を薄膜化した薄膜トランジスタ(TFT)などを用いることが
出来る。TFTを用いる場合、様々なメリットがある。例えば、単結晶シリコンの場合よ
りも低い温度で製造できるため、製造コストの削減、又は製造装置の大型化を図ることが
できる。製造装置を大きくできるため、大型基板上に製造できる。そのため、同時に多く
の個数の表示装置を製造できるため、低コストで製造できる。または、製造温度が低いた
め、耐熱性の弱い基板を用いることができる。そのため、透光性を有する基板上にトラン
ジスタを製造できる。または、透光性を有する基板上のトランジスタを用いて表示素子で
の光の透過を制御することが出来る。または、トランジスタの膜厚が薄いため、トランジ
スタを形成する膜の一部は、光を透過させることが出来る。そのため、開口率が向上させ
ることができる。
結晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。そ
の結果、ゲートドライバ回路(走査線駆動回路)、ソースドライバ回路(信号線駆動回路
)、及び信号処理回路(信号生成回路、ガンマ補正回路、DA変換回路など)を基板上に
一体形成することが出来る。
結晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。こ
のとき、レーザー照射を行うことなく、熱処理を加えるだけで、結晶性を向上させること
も可能である。その結果、ソースドライバ回路の一部(アナログスイッチなど)及びゲー
トドライバ回路(走査線駆動回路)を基板上に一体形成することが出来る。なお、結晶化
のためにレーザー照射を行わない場合は、シリコンの結晶性のムラを抑えることができる
。そのため、画質の向上した画像を表示することが出来る。ただし、触媒(ニッケルなど
)を用いずに、多結晶シリコン又は微結晶シリコンを製造することは可能である。
で行うことが望ましいが、それに限定されない。パネルの一部の領域のみにおいて、シリ
コンの結晶性を向上させてもよい。選択的に結晶性を向上させることは、レーザー光を選
択的に照射することなどにより可能である。例えば、画素以外の領域である周辺回路領域
にのみ、ゲートドライバ回路及びソースドライバ回路などの領域にのみ、又はソースドラ
イバ回路の一部(例えば、アナログスイッチ)の領域にのみ、にレーザー光を照射しても
よい。その結果、回路を高速に動作させる必要がある領域にのみ、シリコンの結晶化を向
上させることができる。画素領域は、高速に動作させる必要性が低いため、結晶性が向上
されなくても、問題なく画素回路を動作させることが出来る。こうすることによって、結
晶性を向上させる領域が少なくて済むため、製造工程も短くすることが出来る。そのため
、スループットが向上し、製造コストを低減させることが出来る。または、必要とされる
製造装置の数も少ない数で製造できるため、製造コストを低減させることが出来る。
)、又は酸化物半導体(例えば、Zn-O、In-Ga-Zn-O、In-Zn-O、I
n-Sn-O(ITO)、Sn-O、Ti-O、Al-Zn-Sn-O(AZTO)、I
n-Sn-Zn-Oなど)などを有するトランジスタを用いることが出来る。または、こ
れらの化合物半導体、又は、これらの酸化物半導体を薄膜化した薄膜トランジスタなどを
用いることが出来る。これらにより、製造温度を低くできるので、例えば、室温でトラン
ジスタを製造することが可能となる。その結果、耐熱性の低い基板、例えばプラスチック
基板又はフィルム基板などに直接トランジスタを形成することが出来る。なお、これらの
化合物半導体又は酸化物半導体を、トランジスタのチャネル部分に用いるだけでなく、そ
れ以外の用途で用いることも出来る。例えば、これらの化合物半導体又は酸化物半導体を
配線、抵抗素子、画素電極、又は透光性を有する電極などとして用いることができる。そ
れらをトランジスタと同時に成膜又は形成することが可能なため、コストを低減できる。
ランジスタなどを用いることが出来る。これらにより、室温で製造、低真空度で製造、又
は大型基板上に製造することができる。よって、マスク(レチクル)を用いなくても製造
することが可能となるため、トランジスタのレイアウトを容易に変更することが出来る。
または、レジストを用いらずに製造することが可能なので、材料費が安くなり、工程数を
削減できる。または、必要な部分にのみ膜を付けることが可能なので、全面に成膜した後
でエッチングする、という製法よりも、材料が無駄にならず、低コストにできる。
ンジスタ等を用いることができる。これらにより、曲げることが可能な基板上にトランジ
スタを形成することが出来る。有機半導体やカーボンナノチューブを有するトランジスタ
を用いた装置は、衝撃に強くすることができる。
。例えば、トランジスタとして、MOS型トランジスタ、接合型トランジスタ、バイポー
ラトランジスタなどを用いることが出来る。トランジスタとしてMOS型トランジスタを
用いることにより、トランジスタのサイズを小さくすることが出来る。よって、多数のト
ランジスタを搭載することができる。トランジスタとしてバイポーラトランジスタを用い
ることにより、大きな電流を流すことが出来る。よって、高速に回路を動作させることが
できる。なお、MOS型トランジスタとバイポーラトランジスタとを1つの基板に混在さ
せて形成してもよい。これにより、低消費電力、小型化、高速動作などを実現することが
出来る。
マルチゲート構造のトランジスタを用いることができる。マルチゲート構造にすると、チ
ャネル領域が直列に接続されるため、複数のトランジスタが直列に接続された構造となる
。よって、マルチゲート構造により、オフ電流の低減、トランジスタの耐圧向上(信頼性
の向上)を図ることができる。または、マルチゲート構造により、飽和領域で動作する時
に、ドレインとソースとの間の電圧が変化しても、ドレインとソースとの間の電流があま
り変化せず、傾きがフラットである電圧・電流特性を得ることができる。傾きがフラット
である電圧・電流特性を利用すると、理想的な電流源回路、又は非常に高い抵抗値をもつ
能動負荷を実現することが出来る。その結果、特性のよい差動回路又はカレントミラー回
路などを実現することが出来る。
造のトランジスタを適用することができる。チャネルの上下にゲート電極が配置される構
造にすることにより、複数のトランジスタが並列に接続されたような回路構成となる。よ
って、チャネル領域が増えるため、電流値の増加を図ることができる。または、チャネル
の上下にゲート電極が配置されている構造にすることにより、空乏層ができやすくなるた
め、S値の改善を図ることができる。
構造、チャネル領域の下にゲート電極が配置されている構造、正スタガ構造、逆スタガ構
造、チャネル領域を複数の領域に分けた構造、チャネル領域を並列に接続した構造、又は
チャネル領域が直列に接続する構造などのトランジスタを用いることができる。または、
トランジスタとして、プレーナ型、FIN型(フィン型)、TRI-GATE型(トライ
ゲート型)、トップゲート型、ボトムゲート型、ダブルゲート型(チャネルの上下にゲー
トが配置されている)、など、様々な構成をとることが出来る。
やドレイン電極が重なっている構造のトランジスタを用いることができる。チャネル領域
(もしくはその一部)にソース電極やドレイン電極が重なる構造にすることによって、チ
ャネル領域の一部に電荷が溜まることにより動作が不安定になることを防ぐことができる
。
域を設けることにより、オフ電流の低減、又はトランジスタの耐圧向上(信頼性の向上)
を図ることができる。または、LDD領域を設けることにより、飽和領域で動作する時に
、ドレインとソースとの間の電圧が変化しても、ドレイン電流があまり変化せず、傾きが
フラットな電圧・電流特性を得ることができる。
。
例えば、本明細書等において、XとYとが接続されている、と明示的に記載されている
場合は、XとYとが電気的に接続されている場合と、XとYとが機能的に接続されている
場合と、XとYとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとす
る。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定され
ず、図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に記載されているもの
とする。
層、など)であるとする。
能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダ
イオード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に接続されていない場合で
あり、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容
量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)を介さず
に、XとYとが、接続されている場合である。
能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダ
イオード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に1個以上接続されること
が可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、ス
イッチは、導通状態(オン状態)、または、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流す
か流さないかを制御する機能を有している。または、スイッチは、電流を流す経路を選択
して切り替える機能を有している。なお、XとYとが電気的に接続されている場合は、X
とYとが直接的に接続されている場合を含むものとする。
能とする回路(例えば、論理回路(インバータ、NAND回路、NOR回路など)、信号
変換回路(DA変換回路、AD変換回路、ガンマ補正回路など)、電位レベル変換回路(
電源回路(昇圧回路、降圧回路など)、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など
)、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路(信号振幅または電流量などを大きく出来
る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など)、信号生
成回路、記憶回路、制御回路など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが可能で
ある。なお、一例として、XとYとの間に別の回路を挟んでいても、Xから出力された信
号がYへ伝達される場合は、XとYとは機能的に接続されているものとする。なお、Xと
Yとが機能的に接続されている場合は、XとYとが直接的に接続されている場合と、Xと
Yとが電気的に接続されている場合とを含むものとする。
とが電気的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟ん
で接続されている場合)と、XとYとが機能的に接続されている場合(つまり、XとYと
の間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合)と、XとYとが直接接続されてい
る場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合)
とが、本明細書等に開示されているものとする。つまり、電気的に接続されている、と明
示的に記載されている場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場
合と同様な内容が、本明細書等に開示されているものとする。
介さず)、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、
Z2を介して(又は介さず)、Yと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソー
ス(又は第1の端子など)が、Z1の一部と直接的に接続され、Z1の別の一部がXと直
接的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2の一部と直接
的に接続され、Z2の別の一部がYと直接的に接続されている場合では、以下のように表
現することが出来る。
2の端子など)とは、互いに電気的に接続されており、X、トランジスタのソース(又は
第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yの順序で電気的
に接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は
第1の端子など)は、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子
など)はYと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、ト
ランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この順序で電気的に接続されてい
る」と表現することができる。または、「Xは、トランジスタのソース(又は第1の端子
など)とドレイン(又は第2の端子など)とを介して、Yと電気的に接続され、X、トラ
ンジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子な
ど)、Yは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同
様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トラ
ンジスタのソース(又は第1の端子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区
別して、技術的範囲を決定することができる。
)は、少なくとも第1の接続経路を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路
は、第2の接続経路を有しておらず、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した、ト
ランジスタのソース(又は第1の端子など)とトランジスタのドレイン(又は第2の端子
など)との間の経路であり、前記第1の接続経路は、Z1を介した経路であり、トランジ
スタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路を介して、Yと電
気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有しておらず、前記第3
の接続経路は、Z2を介した経路である。」と表現することができる。または、「トラン
ジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の接続経路によって、Z1を
介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は、第2の接続経路を有しておらず
、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した接続経路を有し、トランジスタのドレイ
ン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路によって、Z2を介して、Yと
電気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有していない。」と表
現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少な
くとも第1の電気的パスによって、Z1を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の電
気的パスは、第2の電気的パスを有しておらず、前記第2の電気的パスは、トランジスタ
のソース(又は第1の端子など)からトランジスタのドレイン(又は第2の端子など)へ
の電気的パスであり、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第
3の電気的パスによって、Z2を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の電気的パス
は、第4の電気的パスを有しておらず、前記第4の電気的パスは、トランジスタのドレイ
ン(又は第2の端子など)からトランジスタのソース(又は第1の端子など)への電気的
パスである。」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構
成における接続経路について規定することにより、トランジスタのソース(又は第1の端
子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定するこ
とができる。
X、Y、Z1、Z2は、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜
、層、など)であるとする。
いる場合であっても、1つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も
ある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及
び電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における
電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている
場合も、その範疇に含める。
例えば、本明細書等において、様々な基板を用いて、トランジスタを形成することが出
来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半
導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、
プラスチック基板、サファイアガラス基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステン
レス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する
基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなど
がある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガ
ラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィ
ルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。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)、ポリエーテルサルフォン(PES
)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に代表されるプラスチックがある。または
、一例としては、アクリル等の合成樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピ
レン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例
としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類
などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又はSOI基板などを用いてトランジスタ
を製造することによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が
高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタに
よって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる
。
もよい。または、基板とトランジスタの間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に
半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するため
に用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転
載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機
膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成された構成等を用いる
ことができる。
転置し、別の基板上にトランジスタを配置してもよい。トランジスタが転置される基板の
一例としては、上述したトランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロ
ファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、石材基板、木材基板、布
基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル)若
しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル)などを含む)、
皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、特性のよいトラ
ンジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性
の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
、本実施の形態の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
本実施の形態では、上述の実施の形態で説明した表示装置にドライバーICを適用した
際の実装例について、図80(A)、(B)を用いて説明する。
ートドライバー520_2、ソースドライバー530を有する。画素部510は、ゲート
線GL、ソース線SLに接続される画素511を有する。ソースドライバー530は、複
数のTAB(Tape Automated Bonding)テープ531、ソースド
ライバーIC532_1乃至532_k(kは2以上の自然数)を有する。
方向)と、短辺側(図80(A)に図示するY方向)とに、マトリクス状に設けられる。
従って本実施の形態の構成では、同じゲート線GLに接続して短辺側に設けられる画素5
11の数よりも、同じソース線SLに接続して長辺側に設けられる画素511の数の方が
多くなる。
れる。ゲートドライバー520_1は、奇数行のゲート線(GL1,GL3)を駆動し、
ゲートドライバー520_2は、偶数行のゲート線(GL2,GL4)を駆動する。長辺
側に並んで設けられるゲート線GLは、画素の数に応じて多くなる。ゲートドライバー5
20_1、ゲートドライバー520_2を設けることで、ゲート線GL一本あたりの選択
期間を長くとることができる。
530に比べて高速での動作が不要である。そのためまたゲートドライバー520_1、
ゲートドライバー520_2は、画素511が有するトランジスタと同様に作製したトラ
ンジスタで構成することが好ましい。表示装置500Aに、ゲートドライバー520_1
、ゲートドライバー520_2を内蔵することで、低コスト化を図ることができる。また
表示装置500Aの狭額縁化ができる。
プ531上に異方性導電接着剤等によって実装される。表示装置500Aは、ソースドラ
イバーIC532_1乃至532_kが実装された複数のTABテープ531を貼り付け
ることで、複数のソース線(SL1、SL2)の駆動を行う。
ートドライバー520_2より高速で動作させる。そのため、ソースドライバーIC53
2_1乃至532_kは、ゲートドライバー520_1、ゲートドライバー520_2の
ように表示装置500Aに内蔵させることが難しい。本実施の形態のように、ソースドラ
イバー530を短辺側に配置することで、ソースドライバーICの数を削減でき、低コス
ト化を図ることができる。
×4kといった表示装置に適用することが極めて有効である。画素数の多い表示装置を低
コストで作製できることで画素の精細度を高めることができ、より臨場感のある表示装置
を低コストで作製することができる。
B)の表示装置500Bは、図80(A)とは異なり、画素1行あたりのゲート線GLの
数を増やし、画素一列あたりのソース線SLの数を削減する構成である。
(A)と同様に、長辺側の二辺に設けられる。ゲートドライバー520_1は、奇数行の
ゲート線(GL1,GL3、GL5、GL7)を駆動し、ゲートドライバー520_2は
、偶数行のゲート線(GL2,GL4、GL6、GL8)を駆動する。
と比べて半分の数のソース線(SL1)を駆動するだけでよい。そのため、ソースドライ
バーICの数をさらに削減でき、より低コスト化を図ることができる。
実現するために、各画素に設けられるトランジスタとしては、移動度の比較的高いものを
用いることが好ましい。例えばトランジスタの半導体層に多結晶シリコンなどを用いるこ
ともできるが、酸化物半導体を用いると大型基板に容易に形成できるため好ましい。また
このとき、酸化物半導体としてIn-M-Zn酸化物を用いる場合、MよりもInが多く
含有する酸化物を用いることが好ましい。例えば、In:Ga:Zn=4:2:3の酸化
物膜と、In:Ga:Zn=1:1:1の酸化物膜を積層した酸化物半導体膜を、半導体
層に用いたトランジスタを適用することで、高い移動度を実現できる。
み合わせて実施することができる。
本実施の形態では、上記実施の形態に示したトランジスタに置き換えて用いることがで
きるトランジスタの一例について、図面を用いて説明する。
トランジスタなどの様々な形態のトランジスタを用いて作製することができる。よって、
既存の製造ラインに合わせて、使用する半導体層の材料やトランジスタ構造を容易に置き
換えることができる。
図81(A1)は、ボトムゲート型のトランジスタの一種であるチャネル保護型のトラ
ンジスタ810の断面図である。図81(A1)において、トランジスタ810は基板7
71上に形成されている。また、トランジスタ810は、基板771上に絶縁層772を
介して電極746を有する。また、電極746上に絶縁層726を介して半導体層742
を有する。電極746はゲート電極として機能できる。絶縁層726はゲート絶縁層とし
て機能できる。
742の一部と接して、絶縁層726上に電極744aおよび電極744bを有する。電
極744aは、ソース電極またはドレイン電極の一方として機能できる。電極744bは
、ソース電極またはドレイン電極の他方として機能できる。電極744aの一部、および
電極744bの一部は、絶縁層741上に形成される。
1を設けることで、電極744aおよび電極744bの形成時に生じる半導体層742の
露出を防ぐことができる。よって、電極744aおよび電極744bの形成時に、半導体
層742のチャネル形成領域がエッチングされることを防ぐことができる。本発明の一態
様によれば、電気特性の良好なトランジスタを実現することができる。
縁層728を有し、絶縁層728の上に絶縁層729を有する。
実施の形態に開示した材料および方法を用いて形成することができる。
なくとも半導体層742と接する部分に、半導体層742の一部から酸素を奪い、酸素欠
損を生じさせることが可能な材料を用いることが好ましい。半導体層742中の酸素欠損
が生じた領域はキャリア濃度が増加し、当該領域はn型化し、n型領域(n+層)となる
。したがって、当該領域はソース領域またはドレイン領域として機能することができる。
半導体層742に酸化物半導体を用いる場合、半導体層742から酸素を奪い、酸素欠損
を生じさせることが可能な材料の一例として、タングステン、チタン等を挙げることがで
きる。
aおよび電極744bと半導体層742の接触抵抗を低減することができる。よって、電
界効果移動度や、しきい値電圧などの、トランジスタの電気特性を良好なものとすること
ができる。
aの間、および半導体層742と電極744bの間に、n型半導体またはp型半導体とし
て機能する層を設けることが好ましい。n型半導体またはp型半導体として機能する層は
、トランジスタのソース領域またはドレイン領域として機能することができる。
能を有する材料を用いて形成することが好ましい。なお、必要に応じて絶縁層729を省
略することもできる。
後、もしくは絶縁層729の形成前後に加熱処理を行ってもよい。加熱処理を行うことで
、絶縁層729や他の絶縁層中に含まれる酸素を半導体層742中に拡散させ、半導体層
742中の酸素欠損を補填することができる。または、絶縁層729を加熱しながら成膜
することで、半導体層742中の酸素欠損を補填することができる。
sma Enhanced CVD)法、熱を利用する熱CVD(TCVD:Therm
al CVD)法などに分類できる。さらに用いる原料ガスによって金属CVD(MCV
D:Metal CVD)法、有機金属CVD(MOCVD:Metal Organi
c CVD)法などに分類できる。
r Beam Epitaxy)法、PLD(Pulsed Laser Deposi
tion)法、IAD(Ion beam Assisted Deposition)
法、ALD(Atomic Layer Deposition)法などに分類できる。
法などの、成膜時にプラズマを用いない成膜方法を用いると、被形成面にダメージが生じ
にくく、また、欠陥の少ない膜が得られる。
ング法、RFスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、ECR(Electr
on Cyclotron Resonance)スパッタリング法、対向ターゲットス
パッタリング法などに分類できる。
、基板へのプラズマダメージを低減することができる。また、ターゲットの傾きによって
は、スパッタリング粒子の基板への入射角度を浅くすることができるため、段差被覆性を
高めることができる。
て機能できる電極723を有する点が、トランジスタ810と異なる。電極723は、電
極746と同様の材料および方法で形成することができる。
体層のチャネル形成領域を挟むように配置される。よって、バックゲート電極は、ゲート
電極と同様に機能させることができる。バックゲート電極の電位は、ゲート電極と同電位
としてもよいし、接地電位(GND電位)や、任意の電位としてもよい。また、バックゲ
ート電極の電位をゲート電極と連動させず独立して変化させることで、トランジスタのし
きい値電圧を変化させることができる。
って、絶縁層726、絶縁層728、および絶縁層729は、それぞれがゲート絶縁層と
して機能することができる。なお、電極723は、絶縁層728と絶縁層729の間に設
けてもよい。
ックゲート電極」という。例えば、トランジスタ811において、電極723を「ゲート
電極」と言う場合、電極746を「バックゲート電極」と言う。また、電極723を「ゲ
ート電極」として用いる場合は、トランジスタ811をトップゲート型のトランジスタの
一種と考えることができる。また、電極746および電極723のどちらか一方を、「第
1のゲート電極」といい、他方を「第2のゲート電極」という場合がある。
46および電極723を同電位とすることで、半導体層742においてキャリアの流れる
領域が膜厚方向においてより大きくなるため、キャリアの移動量が増加する。この結果、
トランジスタ811のオン電流が大きくなる共に、電界効果移動度が高くなる。
ジスタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ811の占有面積
を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの占有面積を小さく
することができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半導体装置を実現す
ることができる。
で生じる電界が、チャネルが形成される半導体層に作用しないようにする機能(特に静電
気などに対する電界遮蔽機能)を有する。なお、バックゲート電極を半導体層よりも大き
く形成し、バックゲート電極で半導体層を覆うことで、電界遮蔽機能を高めることができ
る。
するため、絶縁層772側もしくは電極723上方に生じる荷電粒子等の電荷が半導体層
742のチャネル形成領域に影響しない。この結果、ストレス試験(例えば、ゲートに負
の電荷を印加する-GBT(Gate Bias-Temperature)ストレス試
験)による劣化が抑制される。また、ドレイン電圧の大きさにより、オン電流が流れ始め
るゲート電圧(立ち上がり電圧)が変化する現象を軽減することができる。なお、この効
果は、電極746および電極723が、同電位、または異なる電位の場合において生じる
。
ジスタの特性変化(経年変化)を短時間で評価することができる。特に、BTストレス試
験前後におけるトランジスタのしきい値電圧の変動量は、信頼性を調べるための重要な指
標となる。しきい値電圧の変動量が少ないほど、信頼性が高いトランジスタであるといえ
る。
とすることで、しきい値電圧の変動量が低減される。このため、複数のトランジスタにお
ける電気特性のばらつきも同時に低減される。
Tストレス試験前後におけるしきい値電圧の変動も、バックゲート電極を有さないトラン
ジスタより小さい。
極側から半導体層に光が入射することを防ぐことができる。よって、半導体層の光劣化を
防ぎ、トランジスタのしきい値電圧がシフトするなどの電気特性の劣化を防ぐことができ
る。
、信頼性の良好な半導体装置を実現することができる。
ンジスタ820の断面図を示す。トランジスタ820は、トランジスタ810とほぼ同様
の構造を有しているが、絶縁層741が半導体層742を覆っている点が異なる。また、
半導体層742と重なる絶縁層741の一部を選択的に除去して形成した開口部において
、半導体層742と電極744aが電気的に接続している。また、半導体層742と重な
る絶縁層741の一部を選択的に除去して形成した他の開口部において、半導体層742
と電極744bが電気的に接続している。絶縁層741の、チャネル形成領域と重なる領
域は、チャネル保護層として機能できる。
て機能できる電極723を有する点が、トランジスタ820と異なる。
体層742の露出を防ぐことができる。よって、電極744aおよび電極744bの形成
時に半導体層742の薄膜化を防ぐことができる。
ランジスタ811よりも、電極744aと電極746の間の距離と、電極744bと電極
746の間の距離が長くなる。よって、電極744aと電極746の間に生じる寄生容量
を小さくすることができる。また、電極744bと電極746の間に生じる寄生容量を小
さくすることができる。本発明の一態様によれば、電気特性の良好なトランジスタを実現
できる。
あるチャネルエッチング型のトランジスタである。トランジスタ825は、絶縁層741
を用いずに電極744aおよび電極744bを形成する。このため、電極744aおよび
電極744bの形成時に露出する半導体層742の一部がエッチングされる場合がある。
一方、絶縁層741を設けないため、トランジスタの生産性を高めることができる。
て機能できる電極723を有する点が、トランジスタ825と異なる。
図82(A1)に、トップゲート型のトランジスタの一種であるトランジスタ830の
断面図を示す。トランジスタ830は、絶縁層772の上に半導体層742を有し、半導
体層742および絶縁層772上に、半導体層742の一部に接する電極744a、およ
び半導体層742の一部に接する電極744bを有し、半導体層742、電極744a、
および電極744b上に絶縁層726を有し、絶縁層726上に電極746を有する。
極744bが重ならないため、電極746および電極744aの間に生じる寄生容量、並
びに、電極746および電極744bの間に生じる寄生容量を小さくすることができる。
また、電極746を形成した後に、電極746をマスクとして用いて不純物755を半導
体層742に導入することで、半導体層742中に自己整合(セルフアライメント)的に
不純物領域を形成することができる(図82(A3)参照)。本発明の一態様によれば、
電気特性の良好なトランジスタを実現することができる。
処理装置を用いて行うことができる。
一種類の元素を用いることができる。また、半導体層742に酸化物半導体を用いる場合
は、不純物755として、希ガス、水素、および窒素のうち、少なくとも一種類の元素を
用いることも可能である。
点がトランジスタ830と異なる。トランジスタ831は、絶縁層772の上に形成され
た電極723を有し、電極723上に形成された絶縁層727を有する。電極723は、
バックゲート電極として機能することができる。よって、絶縁層727は、ゲート絶縁層
として機能することができる。絶縁層727は、絶縁層726と同様の材料および方法に
より形成することができる。
流を有するトランジスタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ
831の占有面積を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの
占有面積を小さくすることができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半
導体装置を実現することができる。
つである。トランジスタ840は、電極744aおよび電極744bを形成した後に半導
体層742を形成する点が、トランジスタ830と異なる。また、図82(B2)に例示
するトランジスタ841は、電極723および絶縁層727を有する点が、トランジスタ
840と異なる。トランジスタ840およびトランジスタ841において、半導体層74
2の一部は電極744a上に形成され、半導体層742の他の一部は電極744b上に形
成される。
流を有するトランジスタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ
841の占有面積を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの
占有面積を小さくすることができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半
導体装置を実現することができる。
つである。トランジスタ842は、絶縁層729を形成した後に電極744aおよび電極
744bを形成する点がトランジスタ830やトランジスタ840と異なる。電極744
aおよび電極744bは、絶縁層728および絶縁層729に形成した開口部において半
導体層742と電気的に接続する。
層726をマスクとして用いて不純物755を半導体層742に導入することで、半導体
層742中に自己整合(セルフアライメント)的に不純物領域を形成することができる(
図83(A3)参照)。トランジスタ842は、絶縁層726が電極746の端部を越え
て延伸する領域を有する。不純物755を半導体層742に導入する際に、半導体層74
2の絶縁層726を介して不純物755が導入された領域の不純物濃度は、絶縁層726
を介さずに不純物755が導入された領域よりも小さくなる。よって、半導体層742の
電極746と重なる部分に隣接する領域にLDD(Lightly Doped Dra
in)領域が形成される。
42と異なる。トランジスタ843は、基板771の上に形成された電極723を有し、
絶縁層772を介して半導体層742と重なる。電極723は、バックゲート電極として
機能することができる。
スタ845のように、電極746と重ならない領域の絶縁層726を全て除去してもよい
。また、図83(C1)に示すトランジスタ846および図83(C2)に示すトランジ
スタ847のように、電極746と重ならない領域に絶縁層726を残してもよい。
6をマスクとして用いて不純物755を半導体層742に導入することで、半導体層74
2中に自己整合的に不純物領域を形成することができる。本発明の一態様によれば、電気
特性の良好なトランジスタを実現することができる。また、本発明の一態様によれば、集
積度の高い半導体装置を実現することができる。
図84に、半導体層742として酸化物半導体を用いたトランジスタ構造の一例を示す
。図84に例示するトランジスタ850は、半導体層742aの上に半導体層742bが
形成され、半導体層742bの上面並びに半導体層742b及び半導体層742aの側面
が半導体層742cに覆われた構造を有する。図84(A)はトランジスタ850の上面
図である。図84(B)は、図84(A)中のX1-X2の一点鎖線で示した部位の断面
図(チャネル長方向の断面図)である。図84(C)は、図84(A)中のY1-Y2の
一点鎖線で示した部位の断面図(チャネル幅方向の断面図)である。
43は、電極746と同様の材料および方法で形成することができる。本実施の形態では
、電極743を2層の導電層の積層としている。
の一方、または両方を含む材料で形成する。代表的には、In-Ga酸化物(InとGa
を含む酸化物)、In-Zn酸化物(InとZnを含む酸化物)、In-M-Zn酸化物
(Inと、元素Mと、Znを含む酸化物。元素Mは、Al、Ti、Ga、Y、Zr、La
、Ce、NdまたはHfから選ばれた1種類以上の元素で、Inよりも酸素との結合力が
強い金属元素である。)がある。
うち、1種類以上の同じ金属元素を含む材料により形成されることが好ましい。このよう
な材料を用いると、半導体層742aおよび半導体層742bとの界面、ならびに半導体
層742cおよび半導体層742bとの界面に界面準位を生じにくくすることができる。
よって、界面におけるキャリアの散乱や捕獲が生じにくく、トランジスタの電界効果移動
度を向上させることが可能となる。また、トランジスタのしきい値電圧のばらつきを低減
することが可能となる。よって、良好な電気特性を有する半導体装置を実現することが可
能となる。
しくは3nm以上50nm以下とする。また、半導体層742bの厚さは、3nm以上7
00nm以下、好ましくは3nm以上100nm以下、さらに好ましくは3nm以上50
nm以下とする。
体層742cもIn-M-Zn酸化物であるとき、半導体層742aおよび半導体層74
2cをIn:M:Zn=x1:y1:z1[原子数比]、半導体層742bをIn:M:
Zn=x2:y2:z2[原子数比]とすると、y1/x1がy2/x2よりも大きくな
るように半導体層742a、半導体層742c、および半導体層742bを選択すること
ができる。好ましくは、y1/x1がy2/x2よりも1.5倍以上大きくなるように半
導体層742a、半導体層742c、および半導体層742bを選択する。さらに好まし
くは、y1/x1がy2/x2よりも2倍以上大きくなるように半導体層742a、半導
体層742c、および半導体層742bを選択する。より好ましくは、y1/x1がy2
/x2よりも3倍以上大きくなるように半導体層742a、半導体層742cおよび半導
体層742bを選択する。y1がx1以上であるとトランジスタに安定した電気特性を付
与できるため好ましい。ただし、y1がx1の3倍以上になると、トランジスタの電界効
果移動度が低下してしまうため、y1はx1の3倍未満であると好ましい。半導体層74
2aおよび半導体層742cを上記構成とすることにより、半導体層742aおよび半導
体層742cを、半導体層742bよりも酸素欠損が生じにくい層とすることができる。
ZnおよびOを除いてのInと元素Mの含有率は、好ましくはInが50atomic%
未満、元素Mが50atomic%以上、さらに好ましくはInが25atomic%未
満、元素Mが75atomic%以上とする。また、半導体層742bがIn-M-Zn
酸化物であるとき、ZnおよびOを除いてのInと元素Mの含有率は好ましくはInが2
5atomic%以上、元素Mが75atomic%未満、さらに好ましくはInが34
atomic%以上、元素Mが66atomic%未満とする。
層742cとしてIn:Ga:Zn=1:3:2、1:3:4、1:3:6、1:6:4
、または1:9:6などの原子数比のターゲットを用いて形成したIn-Ga-Zn酸化
物や、In:Ga=1:9などの原子数比のターゲットを用いて形成したIn-Ga酸化
物や、酸化ガリウムなどを用いることができる。また、半導体層742bとしてIn:G
a:Zn=3:1:2、1:1:1、5:5:6、または4:2:4.1などの原子数比
のターゲットを用いて形成したIn-Ga-Zn酸化物を用いることができる。なお、半
導体層742a、半導体層742b、および半導体層742cの原子数比はそれぞれ、誤
差として上記の原子数比のプラスマイナス20%の変動を含む。
体層742b中の不純物および酸素欠損を低減して高純度真性化し、半導体層742bを
真性または実質的に真性と見なせる酸化物半導体層とすることが好ましい。また、少なく
とも半導体層742b中のチャネル形成領域が真性または実質的に真性と見なせる酸化物
半導体層とすることが好ましい。
が、8×1011個/cm3未満、好ましくは1×1011/cm3未満、さらに好まし
くは1×1010個/cm3未満であり、1×10-9個/cm3以上である酸化物半導
体層をいう。
。図85に例示するトランジスタ822は、半導体層742aの上に半導体層742bが
形成されている。トランジスタ822は、バックゲート電極を有するボトムゲート型のト
ランジスタの一種である。図85(A)はトランジスタ822の上面図である。図85(
B)は、図85(A)中のX1-X2の一点鎖線で示した部位の断面図(チャネル長方向
の断面図)である。図85(C)は、図85(A)中のY1-Y2の一点鎖線で示した部
位の断面図(チャネル幅方向の断面図)である。
層729に設けられた開口747aおよび開口747bにおいて、電極746と電気的に
接続されている。よって、電極723と電極746には、同じ電位が供給される。また、
開口747aおよび開口747bは、どちらか一方を設けなくてもよい。また、開口74
7aおよび開口747bの両方を設けなくてもよい。開口747aおよび開口747bの
両方を設けない場合は、電極723と電極746に異なる電位を供給することができる。
ここで、半導体層742a、半導体層742b、および半導体層742cの積層により
構成される半導体層742の機能およびその効果について、図89(A)および図89(
B)に示すエネルギーバンド構造図を用いて説明する。図89(A)は、図84(B)に
D1-D2の一点鎖線で示す部位のエネルギーバンド構造図である。図89(A)は、ト
ランジスタ850のチャネル形成領域のエネルギーバンド構造を示している。
6は、それぞれ、絶縁層772、半導体層742a、半導体層742b、半導体層742
c、絶縁層726の伝導帯下端のエネルギーを示している。
真空準位と価電子帯上端のエネルギーとの差(イオン化ポテンシャルともいう。)からエ
ネルギーギャップを引いた値となる。なお、エネルギーギャップは、分光エリプソメータ
(例えば、HORIBA JOBIN YVON社 UT-300)を用いて測定できる
。また、真空準位と価電子帯上端のエネルギー差は、紫外線光電子分光分析(UPS:U
ltraviolet Photoelectron Spectroscopy)装置
(例えば、PHI社 VersaProbe)を用いて測定できる。
Ga-Zn酸化物のエネルギーギャップは約3.5eV、電子親和力は約4.5eVであ
る。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:3:4のターゲットを用いて形成したIn
-Ga-Zn酸化物のエネルギーギャップは約3.4eV、電子親和力は約4.5eVで
ある。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:3:6のターゲットを用いて形成したI
n-Ga-Zn酸化物のエネルギーギャップは約3.3eV、電子親和力は約4.5eV
である。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:6:2のターゲットを用いて形成した
In-Ga-Zn酸化物のエネルギーギャップは約3.9eV、電子親和力は約4.3e
Vである。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:6:8のターゲットを用いて形成し
たIn-Ga-Zn酸化物のエネルギーギャップは約3.5eV、電子親和力は約4.4
eVである。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:6:10のターゲットを用いて形
成したIn-Ga-Zn酸化物のエネルギーギャップは約3.5eV、電子親和力は約4
.5eVである。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:1:1のターゲットを用いて
形成したIn-Ga-Zn酸化物のエネルギーギャップは約3.2eV、電子親和力は約
4.7eVである。また、原子数比がIn:Ga:Zn=3:1:2のターゲットを用い
て形成したIn-Ga-Zn酸化物のエネルギーギャップは約2.8eV、電子親和力は
約5.0eVである。
83a、Ec883b、およびEc883cよりも真空準位に近い(電子親和力が小さい
)。
aは、Ec883bよりも0.05eV以上、0.07eV以上、0.1eV以上または
0.15eV以上、かつ2eV以下、1eV以下、0.5eV以下または0.4eV以下
真空準位に近いことが好ましい。
cは、Ec883bよりも0.05eV以上、0.07eV以上、0.1eV以上または
0.15eV以上、かつ2eV以下、1eV以下、0.5eV以下または0.4eV以下
真空準位に近いことが好ましい。
と半導体層742cとの界面近傍では、混合領域が形成されるため、伝導帯下端のエネル
ギーは連続的に変化する。即ち、これらの界面において、準位は存在しないか、ほとんど
ない。
bを主として移動することになる。そのため、半導体層742aと絶縁層772との界面
、または、半導体層742cと絶縁層726との界面に準位が存在したとしても、当該準
位は電子の移動にほとんど影響しない。また、半導体層742aと半導体層742bとの
界面、および半導体層742cと半導体層742bとの界面に準位が存在しないか、ほと
んどないため、当該領域において電子の移動を阻害することもない。従って、上記酸化物
半導体の積層構造を有するトランジスタは、高い電界効果移動度を実現することができる
。
導体層742cと絶縁層726の界面近傍には、不純物や欠陥に起因したトラップ準位8
90が形成され得るものの、半導体層742a、および半導体層742cがあることによ
り、半導体層742bと当該トラップ準位とを遠ざけることができる。
体層742cと接し、半導体層742bの下面が半導体層742aと接して形成されてい
る。このように、半導体層742bを半導体層742aと半導体層742cで覆う構成と
することで、上記トラップ準位の影響をさらに低減することができる。
場合、半導体層742bの電子が該エネルギー差を越えてトラップ準位に達することがあ
る。トラップ準位に電子が捕獲されることで、絶縁層の界面にマイナスの固定電荷が生じ
、トランジスタのしきい値電圧はプラス方向にシフトしてしまう。
れぞれ0.1eV以上、好ましくは0.15eV以上とすると、トランジスタのしきい値
電圧の変動が低減され、トランジスタの電気特性を良好なものとすることができるため、
好ましい。
2bのバンドギャップよりも広いほうが好ましい。
構造図である。図89(B)は、トランジスタ822のチャネル形成領域のエネルギーバ
ンド構造を示している。
。半導体層742を半導体層742aと半導体層742bの2層とすることで、トランジ
スタの生産性を高めることができる。なお、半導体層742cを設けない分、トラップ準
位890の影響を受けやすくなるが、半導体層742を単層構造とした場合よりも高い電
界効果移動度を実現することができる。
できる。よって、電気特性のばらつきが少ない半導体装置を実現することができる。本発
明の一態様によれば、信頼性の良好なトランジスタを実現することができる。よって、信
頼性の良好な半導体装置を実現することができる。
る透過率が大きい。また、酸化物半導体を適切な条件で加工して得られたトランジスタに
おいては、オフ電流を使用時の温度条件下(例えば、25℃)において、100zA(1
×10-19A)以下、もしくは10zA(1×10-20A)以下、さらには1zA(
1×10-21A)以下とすることができる。このため、消費電力の少ない半導体装置を
提供することができる。
って、消費電力が少ない表示素子や表示装置などの半導体装置を実現することができる。
または、信頼性の良好な表示素子や表示装置などの半導体装置を実現することができる。
体層742bを設けることによって、半導体層742bの側面も電極743で覆うことが
できる。すなわち、トランジスタ850は、電極743の電界によって、半導体層742
bを電気的に取り囲むことができる構造を有している。このように、導電膜の電界によっ
て、チャネルが形成される半導体層を電気的に取り囲むトランジスタの構造を、surr
ounded channel(s-channel)構造とよぶ。また、s-chan
nel構造を有するトランジスタを、「s-channel型トランジスタ」もしくは「
s-channelトランジスタ」ともいう。
ることもできる。s-channel構造では、トランジスタのドレイン電流を大きくす
ることができ、さらに大きいオン電流を得ることができる。また、電極743の電界によ
って、半導体層742bに形成されるチャネル形成領域の全領域を空乏化することができ
る。したがって、s-channel構造では、トランジスタのオフ電流をさらに小さく
することができる。
annel構造によるオン電流の増大効果、オフ電流の低減効果などをより高めることが
できる。また、半導体層742bの形成時に、露出する半導体層742aを除去してもよ
い。この場合、半導体層742aと半導体層742bの側面が揃う場合がある。
介して電極723を設けてもよい。図86(A)はトランジスタ851の上面図である。
図86(B)は、図86(A)中のX1-X2の一点鎖線で示した部位の断面図である。
図86(C)は、図86(A)中のY1-Y2の一点鎖線で示した部位の断面図である。
設け、絶縁層775上に層725を設けてもよい。図87(A)はトランジスタ852の
上面図である。図87(B)は、図87(A)中のX1-X2の一点鎖線で示した部位の
断面図である。図87(C)は、図87(A)中のY1-Y2の一点鎖線で示した部位の
断面図である。
は絶縁層729上に設けてもよい。層725を、遮光性を有する材料で形成することで、
光照射によるトランジスタの特性変動や、信頼性の低下などを防ぐことができる。なお、
層725を少なくとも半導体層742bよりも大きく形成し、層725で半導体層742
bを覆うことで、上記の効果を高めることができる。層725は、有機物材料、無機物材
料、又は金属材料を用いて作製することができる。また、層725を導電性材料で作製し
た場合、層725に電圧を供給してもよいし、電気的に浮遊した(フローティング)状態
としてもよい。
するトランジスタ848は、前述したトランジスタ847とほぼ同様の構成を有する。ト
ランジスタ848は、絶縁層772に設けた凸部上に半導体層742が形成されている。
トランジスタ848はバックゲート電極を有するトップゲート型のトランジスタの一種で
ある。図88(A)はトランジスタ848の上面図である。図88(B)は、図88(A
)中のX1-X2の一点鎖線で示した部位の断面図である。図88(C)は、図88(A
)中のY1-Y2の一点鎖線で示した部位の断面図である。
縁層729に設けられた開口747cにおいて、半導体層742と電気的に接続されてい
る。また、絶縁層729上に設けられた電極744bは、絶縁層726、絶縁層728、
および絶縁層729に設けられた開口747dにおいて、半導体層742と電気的に接続
されている。
られた開口747aおよび開口747bにおいて、電極723と電気的に接続されている
。よって、電極746と電極723には、同じ電位が供給される。また、開口747aお
よび開口747bは、どちらか一方を設けなくてもよい。また、開口747aおよび開口
747bの両方を設けなくてもよい。開口747aおよび開口747bの両方を設けない
場合は、電極723と電極746に異なる電位を供給することができる。
体に限定されるものではない。
能である。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置、またはタッチパネルを有する表示モジ
ュール及び電子機器について、図90乃至図92を用いて説明を行う。
の間に、FPC8003に接続されたタッチパネル8004、フレーム8009、プリン
ト基板8010、バッテリ8011を有する。
る。
せて、形状や寸法を適宜変更することができる。
に重畳して用いることができる。また、タッチパネル8004の対向基板(封止基板)に
、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。また、タッチパネル800
4の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。
を設けてもよい。バックライト8007は、光源8008を有する。なお、図90におい
て、バックライト8007上に光源8008を配置する構成について例示したが、これに
限定さない。例えば、バックライト8007の端部に光源8008を配置し、さらに光拡
散板を用いる構成としてもよい。なお、有機EL素子等の自発光型の発光素子を用いる場
合、または反射型パネル等の場合においては、バックライト8007を設けない構成とし
てもよい。
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。
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。
して設けてもよい。
筐体5000、表示部5001、スピーカ5003、LEDランプ5004、操作キー5
005(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続端子5006、センサ5007
(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
おい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン5008、等を有すること
ができる。
、赤外線ポート5010、等を有することができる。図91(B)は記録媒体を備えた携
帯型の画像再生装置(たとえば、DVD再生装置)であり、上述したものの他に、第2表
示部5002、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図91(C)はテレ
ビジョン装置であり、上述したものの他に、スタンド5012等を有することができる。
また、テレビジョン装置の操作は、筐体5000が備える操作スイッチや、別体のリモコ
ン操作機5013により行うことができる。リモコン操作機5013が備える操作キーに
より、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部5001に表示される映像を操
作することができる。また、リモコン操作機5013に、当該リモコン操作機5013か
ら出力する情報を表示する表示部を設ける構成としてもよい。図91(D)は携帯型遊技
機であり、上述したものの他に、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図
91(E)はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ
5014、シャッターボタン5015、受像部5016、等を有することができる。図9
1(F)は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、第2表示部5002、記録媒体読
込部5011、等を有することができる。図91(G)は持ち運び型テレビ受像器であり
、上述したものの他に、信号の送受信が可能な充電器5017、等を有することができる
。図91(H)は腕時計型情報端末であり、上述したもののほかに、バンド5018、留
め金5019、等を有することができる。ベゼル部分を兼ねる筐体5000に搭載された
表示部5001は、非矩形状の表示領域を有している。表示部5001は、時刻を表すア
イコン5020、その他のアイコン5021等を表示することができる。図92(A)は
デジタルサイネージ(Digital Signage:電子看板)である。図92(B
)は円柱状の柱に取り付けられたデジタルサイネージである。
。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タ
ッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(
プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々な
コンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又
は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部
に表示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器にお
いては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情
報を表示する機能、又は、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な
画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器におい
ては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動又は手動で補正
する機能、撮影した画像を記録媒体(外部又はカメラに内蔵)に保存する機能、撮影した
画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図91(A)~(H)及
び図92に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を
有することができる。
とする。該表示部に、本発明の一態様のタッチパネルを適用することができる。
み合わせて実施することができる。
11 基板
12 基板
13 FPC
14 導電層
15 接続層
20 液晶素子
21 導電層
22 導電層
23 液晶
31 着色層
41 導電層
41a 導電層
41b 導電層
51 画素電極
52 共通電極
55 センサ電極
56 センサ電極
57 配線
61 配線
62 配線
63 トランジスタ
64 液晶素子
65_1 ブロック
65_2 ブロック
66 配線
71 配線
71_1 配線
71_2 配線
72 配線
72_1 配線
72_2 配線
81 ソース線
82 ソース線
83 ソース線
84 ソース線
85 ゲート線
86 ゲート線
87 ゲート線
88 ゲート線
151 接着層
201 トランジスタ
202 発光素子
203 トランジスタ
206 接続部
207 導電層
208 液晶素子
209 接続層
211 絶縁層
212 絶縁層
213 絶縁層
214 絶縁層
215 絶縁層
216 スペーサ
217 絶縁層
231 着色層
232 遮光層
251 導電層
252 導電層
253 液晶
254 絶縁層
255 絶縁層
262 領域
263 領域
281 ゲート電極
282 ゲート電極
283 ゲート電極
284 ゲート電極
285 ドレイン電極
310 タッチパネル
321 導電層
322 EL層
323 導電層
324 光学調整層
331 導電層
332 導電層
335 導電層
341 導電層
351 導電層
352 導電層
371 基板
372 基板
373 FPC
373a FPC
373b FPC
374 IC
381 表示部
382 駆動回路
383 配線
384 駆動回路
385 接続部
386 接続体
401 導電層
402 導電層
404 導電層
405 導電層
411a 導電層
411a_1 導電層
411aa 導電層
411b 導電層
411b_1 導電層
411bb 導電層
411c 導電層
412a 導電層
412aa 導電層
412b 導電層
412bb 導電層
412c 導電層
500A 表示装置
500B 表示装置
510 画素部
511 画素
520_1 ゲートドライバー
520_2 ゲートドライバー
530 ソースドライバー
531 TABテープ
532_k ソースドライバーIC
532_1 ソースドライバーIC
601 パルス電圧出力回路
602 電流検知回路
603 容量
621 電極
622 電極
723 電極
725 層
726 絶縁層
727 絶縁層
728 絶縁層
729 絶縁層
741 絶縁層
742 半導体層
742a 半導体層
742b 半導体層
742c 半導体層
743 電極
744a 電極
744b 電極
746 電極
747a 開口
747b 開口
747c 開口
747d 開口
755 不純物
771 基板
772 絶縁層
775 絶縁層
810 トランジスタ
811 トランジスタ
820 トランジスタ
821 トランジスタ
822 トランジスタ
825 トランジスタ
826 トランジスタ
830 トランジスタ
831 トランジスタ
840 トランジスタ
841 トランジスタ
842 トランジスタ
843 トランジスタ
844 トランジスタ
845 トランジスタ
846 トランジスタ
847 トランジスタ
848 トランジスタ
850 トランジスタ
851 トランジスタ
852 トランジスタ
882 Ec
883a Ec
883b Ec
883c Ec
886 Ec
887 Ec
890 トラップ準位
5000 筐体
5001 表示部
5002 表示部
5003 スピーカ
5004 LEDランプ
5005 操作キー
5006 接続端子
5007 センサ
5008 マイクロフォン
5009 スイッチ
5010 赤外線ポート
5011 記録媒体読込部
5012 スタンド
5013 リモコン操作機
5014 アンテナ
5015 シャッターボタン
5016 受像部
5017 充電器
5018 バンド
5019 留め金
5020 アイコン
5021 アイコン
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチパネル
8007 バックライト
8008 光源
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリ
Claims (2)
- 第1の基板と、
トランジスタと、
絶縁層と、
第1の導電層と、
第2の導電層と、
第3の導電層と、
ソース信号線と、を有し、
前記トランジスタは、前記第1の基板の上方の領域を有し、
前記絶縁層は、前記トランジスタの上方の領域を有し、
前記第1の導電層は、前記絶縁層の上方の領域を有し、
前記第2の導電層は、前記トランジスタの上方の領域を有し、
前記第3の導電層は、前記トランジスタの上方の領域を有し、
前記第1の導電層は、画素電極として機能する領域を有し、
前記第1の導電層は、スリットを有し、
前記第2の導電層は、タッチセンサの一方の電極として機能する領域を有し、
前記第1の導電層は、前記絶縁層の上面と接する領域を有し、
前記第1の導電層は、前記絶縁層が有する第1のコンタクト部を介して前記トランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、
前記第2の導電層は、前記絶縁層が有する第2のコンタクト部を介して前記第3の導電層と電気的に接続され、
前記第3の導電層は、前記ソース信号線と重なる領域を有する表示装置。 - 請求項1において、
前記第1の導電層と前記第2の導電層と前記第3の導電層とは、前記第1の基板上に設けられている表示装置。
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