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Description
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図1乃至図30を用いて以下説明する。
図1(A)に示すように、本発明の一態様の表示装置300は、画素302を有する。
ここで、開口部351Hと重なる領域における絶縁膜の構成による透過率の変化について、光学計算を行った例を示す。
また、表示装置300は、駆動回路GDと、駆動回路SDと、を有する(図1(A)参照)。
第1の表示素子350は、光の反射または透過を制御する機能を有する表示素子を用いることができる。例えば、液晶素子と偏光板とを組み合わせた構成、またはシャッター方式のMEMS表示素子等を用いることができる。また、反射型の表示素子を用いることにより、表示装置の消費電力を低減することができる。具体的には、反射型の液晶素子を第1の表示素子350に用いることが好ましい。
第1の表示素子350には、液晶素子に用いることができる液晶材料等を用いればよい。例えば、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。または、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す液晶材料を用いることができる。または、ブルー相を示す液晶材料を用いることができる。
第2の表示素子550には、発光素子を用いることが好ましい。
第2の表示素子550に好適な発光素子に用いることができる材料について、以下説明する。
発光層に用いることができる材料としては、例えば以下のような材料を挙げることができる。
また、燐光材料としては、イリジウム、ロジウム、または白金系の有機金属錯体、あるいは金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジウム系オルトメタル錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては4H−トリアゾール配位子、1H−トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン配位子、ピラジン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体としては、ポルフィリン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。
なお、発光層に蛍光材料を用いてもよい。蛍光材料としては、特に限定はないが、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、スチルベン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、フェノキサジン誘導体、フェノチアジン誘導体などが好ましく、例えば以下の材料を用いることができる。
発光層では、発光材料をホスト材料に分散して用いると好ましい。この場合、ホスト材料は発光材料より重量比で多く存在する。ホスト材料としては、様々な材料を用いることができる。例えば、正孔を輸送する機能を有する材料(正孔輸送性材料)や電子を輸送する機能を有する材料(電子輸送性材料)などを用いることができる。また、正孔輸送性および電子輸送性を有するバイポーラ性材料も用いることができる。
量子ドットは、数nmから数十nmサイズの半導体ナノ結晶であり、1×103個から1×106個程度の原子から構成されている。量子ドットはサイズに依存してエネルギーシフトするため、同じ物質から構成される量子ドットであっても、サイズによって発光波長が異なる。そのため、用いる量子ドットのサイズを変更することによって、容易に発光波長を変更することができる。
正孔注入層は、陽極または電荷発生層からのホール注入障壁を低減することでホール注入を促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化物、フタロシアニン誘導体、あるいは芳香族アミンなどによって形成される。遷移金属酸化物としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物などが挙げられる。フタロシアニン誘導体としては、フタロシアニンや金属フタロシアニンなどが挙げられる。芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体やフェニレンジアミン誘導体などが挙げられる。ポリチオフェンやポリアニリンなどの高分子化合物を用いることもでき、例えば自己ドープされたポリチオフェンであるポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)などがその代表例である。
正孔輸送層は正孔輸送性材料を含む層であり、正孔注入層の材料として例示した正孔輸送性材料を使用することができる。正孔輸送層は正孔注入層に注入された正孔を発光層へ輸送する機能を有するため、正孔注入層の最高被占軌道(Highest Occupied Molecular Orbital、HOMOともいう)準位と同じ、あるいは近いHOMO準位を有することが好ましい。
電子輸送層は、電子注入層を経て陰極または電荷発生層から注入された電子を発光層へ輸送する機能を有する。電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、1×10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電子を受け取りやすい化合物(電子輸送性を有する材料)としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族や金属錯体などを用いることができる。具体的には、発光層に用いることができる電子輸送性材料として挙げたキノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体などが挙げられる。また、1×10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層は、単層だけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層してもよい。
電子注入層は陰極または電荷発生層からの電子注入障壁を低減することで電子注入を促進する機能を有し、例えば第1族金属、第2族金属、あるいはこれらの酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩などを用いることができる。また、先に示す電子輸送性材料と、これに対して電子供与性を示す材料の複合材料を用いることもできる。電子供与性を示す材料としては、第1族金属、第2族金属、あるいはこれらの酸化物などを挙げることができる。具体的には、フッ化リチウム(LiF)、フッ化ナトリウム(NaF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム(ErF3)のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。また、電子注入層に、電子輸送層で用いることが出来る物質を用いても良い。
電荷発生層に、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料が含まれる場合、該複合材料には正孔注入層に用いることができる複合材料を用いればよい。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール化合物、芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度が1×10−6cm2/Vs以上であるものを適用することが好ましい。ただし、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物とアクセプター性物質の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
電極551及び電極552は、発光素子の陽極または陰極としての機能を有する。電極551及び電極552は、金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物や積層体などを用いて形成することができる。
次に、本発明の一態様の表示装置を構成するその他の要素について説明する。なお、これらの構成は明確に分離できず、一つの構成が他の構成を兼ねる場合や他の構成の一部を含む場合がある。
作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を基板570及び基板370等に用いることができる。具体的には厚さ0.7mmの無アルカリガラスを用いることができる。
構造体335等には、例えば、有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材料を用いることができる。これにより、構造体335等を挟む構成の間に所定の間隔を設けることができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の複合材料などを用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。
封止材305等には、無機材料、有機材料または無機材料と有機材料の複合材料等を用いることができる。また、熱溶融性の樹脂または硬化性の樹脂等の有機材料を用いることができる。また、反応硬化型接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤または/および嫌気型接着剤等の有機材料を用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等を含む接着剤を用いることができる。
接合層505には、例えば、封止材305に用いることができる材料を用いることができる。
絶縁膜521、絶縁膜528、絶縁膜501C、絶縁膜506、絶縁膜516、絶縁膜518、絶縁膜371等には、例えば、絶縁性の無機材料、絶縁性の有機材料または無機材料と有機材料を含む絶縁性の複合材料を用いることができる。具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜、もしくは無機酸化窒化物膜等、またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を用いることができる。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム等、またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を含む膜を用いることができる。また、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、もしくはアクリル等、またはこれらから選択された複数の樹脂の積層材料もしくは複合材料などを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、水素を透過または供給する機能を備える材料を中間膜354に用いることができる。また、導電性を有する材料を中間膜354に用いることができる。また、透光性を有する材料を中間膜354に用いることができる。
配線、端子、導電膜等には、導電性を有する材料を用いることができる。具体的には、導電性を有する材料を、信号線SL1(j)、信号線SL2(j)、走査線GL1(i)、走査線GL2(i)、配線CSCOM、配線ANO、端子519B、端子519C、第1の導電膜、第2の導電膜、導電膜511B、導電膜511C、導電膜512B等に用いることができる。
電極351には、例えば、配線等に用いる材料を用いることができる。具体的には、反射膜を電極351に用いることができる。
例えば、可視光を反射する材料を反射膜に用いることができる。具体的には、銀を含む材料を反射膜に用いることが好ましい。例えば、銀およびパラジウム等を含む材料または銀および銅等を含む材料を反射膜に用いることができる。
電極352には、可視光について透光性を有し且つ導電性を有する材料を用いることができる。例えば、導電性酸化物、光が透過する程度に薄い金属膜または金属ナノワイヤを電極352に用いることができる。具体的には、インジウムを含む導電性酸化物を電極352に用いることができる。または、厚さ1nm以上10nm以下の金属薄膜を電極352に用いることができる。または、銀を含む金属ナノワイヤを電極352に用いることができる。
画素302(i,j)が有する画素回路530は、信号線SL1(j)、信号線SL2(j)、走査線GL1(i)、走査線GL2(i)、配線CSCOMおよび配線ANOと電気的に接続される(図3参照)。
スイッチ581、スイッチ582、トランジスタ585、トランジスタ586等には、例えば、ボトムゲート型またはトップゲート型等のトランジスタを用いることができる。
第1の表示素子350が有する反射膜の非開口部の総面積に対する開口部351Hの総面積の比の値が大きすぎると、第1の表示素子350を用いた表示が暗くなってしまう。また、非開口部の総面積に対する開口部351Hの総面積の比の値が小さすぎると、第2の表示素子550を用いた表示が暗くなってしまう。また、反射膜に設ける開口部351Hの面積が小さすぎると、第2の表示素子550が射出する光から取り出せる光の効率が低下してしまう。そのため、画素302に対する開口部351Hの面積比は、1%以上10%以下が好ましい。
配向膜331または配向膜332には、有機材料を用いることができ、例えば、ポリイミド等を含む材料を用いることができる。具体的には、所定の方向に配向するようにラビング処理または光配向技術を用いて形成された材料を用いることができる。
所定の色の光を透過する材料を着色層375及び着色層575に用いることができる。これにより、着色層375及び着色層575を例えばカラーフィルタに用いることができる。
光の透過を妨げる材料を遮光膜373に用いることができる。これにより、遮光膜373を例えばブラックマトリクスに用いることができる。
機能膜370D及び機能膜370Pには、例えば、偏光板、位相差板、拡散フィルム、反射防止膜または集光フィルム等を用いることができる。または、2色性色素を含む偏光板を用いることができる。
シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等を駆動回路GDに用いることができる。例えば、トランジスタ586、容量素子等を駆動回路GDに用いることができる。具体的には、トランジスタ585と同一の工程で形成することができるトランジスタを用いることができる。
例えば、集積回路を駆動回路SDに用いることができる。具体的には、シリコン基板上に形成された集積回路を駆動回路SDに用いることができる。
図12(A)(B)は、本発明の一態様の表示装置300Bの構成を説明する断面図である。図12(A)は、図1(A)の切断線X1−X2、X3−X4、X5−X6、X7−X8、X9−X10、X11−X12における断面図である。図12(B)は、表示装置300Bの一部の構成を説明する断面図である。
トランジスタ586Bは、絶縁膜501Cと重なる領域を備える導電膜504と、絶縁膜501Cおよび導電膜504の間に配設される領域を備える半導体膜508と、を有する。なお、導電膜504はゲート電極の機能を有する(図12(B)参照)。
酸化物半導体膜の抵抗率を制御する方法について説明する。
また、図2に示す表示装置300に、タッチパネルを設ける構成としてもよい。当該タッチパネルとしては、静電容量方式(表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等)を好適に用いることができる。
また、図2に示す表示装置300を、横電界方式、ここではFFSモードの液晶素子とする構成の一例を図20に示す。
また、図2に示す表示装置300は、図21に示す表示装置300Dように、基板370を有さない構成であってもよい。その場合、機能膜370Dおよび機能膜370Pが着色層375、遮光膜373、絶縁膜371、電極352、配向膜332等を有する構成とすればよい。基板370を有さないことで、表示装置300Dの厚さを薄くすることができる。また、表示装置300Dの表示を鮮明にすることができる。なお、着色層375、遮光膜373、絶縁膜371、電極352、配向膜332等は、直接、機能膜370Dに形成してもよい。あるいは、後に説明するような工程用基板に着色層375、遮光膜373、絶縁膜371、電極352、配向膜332等を形成し、これらの膜を工程用基板から分離し、機能膜370Dに貼ってもよい。
次に、本発明の一態様の表示装置の作製方法について、図22乃至図30を参照しながら説明する。図22乃至図30は、本発明の一態様の表示装置300の作製方法を説明する図である。図22乃至図30は図1(A)の切断線X1−X2、X3−X4、X5−X6、X7−X8、X9−X10、X11−X12における断面図である。
第1のステップにおいては、まず、基板510上に剥離膜501Wを形成する。本実施の形態で説明する作製方法においては、剥離膜501Wが積層された基板510を工程用基板として用いる(図22(A)参照)。
第2のステップにおいて、中間膜354と重なる領域を備える絶縁膜501A及び第1の導電膜を形成する(図22(B)参照)。
第3のステップにおいて、絶縁膜501A、中間膜354、及び第1の導電膜を覆い、第1の導電膜と重なる領域に開口部591Aを備え、中間膜354と重なる領域に開口部592B及び開口部592Cを備える、絶縁膜501Cを形成する(図23(A)参照)。
第4のステップにおいて、画素回路530を形成する。また、開口部591Aと重なる第2の導電膜を形成する(図23(B)、図24(A)、及び図24(B)参照)。
第5のステップにおいて、開口部351Hと重なる領域における絶縁膜501C、絶縁膜506、絶縁膜516、及び絶縁膜518に開口部を形成する。例えば、フォトリソグラフィー法およびエッチング法を用いて所定の形状に加工する(図25(A)参照)。
第6のステップにおいて、画素回路530と電気的に接続される第2の表示素子550を形成する(図25(B)、図26(A)、及び図26(B)参照)。
第7のステップにおいて、工程用基板との間に第2の表示素子550を挟む基板570を積層する(図27参照)。
第8のステップにおいて、工程用基板を分離する。また、第1の導電膜との間に中間膜354を挟む配向膜331を形成する(図28参照)。
第9のステップにおいて、基板370上に、第1の表示素子350の作製に必要な、着色層375、構造体335、配向膜332等を形成する(図29(A)(B)参照)。
第10のステップにおいて、基板570と、基板370とを貼り合せ、封止材305を用いて封止する。その後、配向膜331及び配向膜332との間に液晶層353を配設し、第1の表示素子350を形成する(図30参照)。
本実施の形態においては、本発明の一態様の表示装置に用いることができるトランジスタについて、図31乃至図45を参照して説明する。
図31(A)は、本発明の一態様の表示装置に用いることができるトランジスタ200の上面図であり、図31(B)は、図31(A)に示す一点鎖線X1−X2間における切断面の断面図に相当し、図31(C)は、図31(A)に示す一点鎖線Y1−Y2間における切断面の断面図に相当する。なお、図31(A)において、煩雑になることを避けるため、トランジスタ200の構成要素の一部(ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜等)を省略して図示している。また、一点鎖線X1−X2方向をチャネル長方向、一点鎖線Y1−Y2方向をチャネル幅方向と呼称する場合がある。なお、トランジスタの上面図においては、以降の図面においても図31(A)と同様に、構成要素の一部を省略して図示する場合がある。
基板202の材質などに大きな制限はないが、少なくとも、後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有している必要がある。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイア基板等を、基板202として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンを材料とした単結晶半導体基板、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202として用いてもよい。なお、基板202として、ガラス基板を用いる場合、第6世代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200mm)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800mm)、第10世代(2950mm×3400mm)など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。このような大面積基板を用いることで製造コストを低減させることができるため好ましい。
ゲート電極として機能する導電膜204、及びソース電極として機能する導電膜212a、及びドレイン電極として機能する導電膜212bとしては、クロム(Cr)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、タングステン(W)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、コバルト(Co)から選ばれた金属元素、または上述した金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いてそれぞれ形成することができる。
トランジスタ200のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜206、207としては、プラズマ化学気相堆積(PECVD:(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition))法、スパッタリング法等により、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜および酸化ネオジム膜を一種以上含む絶縁層を、それぞれ用いることができる。なお、絶縁膜206、207の積層構造とせずに、上述の材料から選択された単層の絶縁膜、または3層以上の絶縁膜を用いてもよい。
酸化物半導体膜208には、酸化物半導体を用いることができる。以下に、酸化物半導体について説明する。
絶縁膜214、216は、酸化物半導体膜208に酸素を供給する機能を有する。また、絶縁膜218は、トランジスタ200の保護絶縁膜としての機能を有する。また、絶縁膜214、216は、酸素を有する。また、絶縁膜214は、酸素を透過することのできる絶縁膜である。なお、絶縁膜214は、後に形成する絶縁膜216を形成する際の、酸化物半導体膜208へのダメージ緩和膜としても機能する。
次に、図31(A)(B)(C)に示すトランジスタ200と異なる構成例について、図32(A)(B)(C)を用いて説明する。
次に、図32(A)(B)(C)に示すトランジスタ250と異なる構成例について、図33(A)(B)(C)(D)を用いて説明する。
次に、図31(A)(B)(C)に示すトランジスタ200と異なる構成例について、図35(A)(B)(C)を用いて説明する。
次に、図35(A)(B)(C)に示すトランジスタ260と異なる構成例について、図36(A)(B)(C)を用いて説明する。
次に、図31(A)(B)(C)に示すトランジスタ200と異なる構成例について、図37(A)(B)(C)を用いて説明する。
次に、図37(A)(B)(C)に示すトランジスタ280と異なる構成例について、図38(A)(B)(C)を用いて説明する。
次に、本発明の一態様に係るトランジスタの作製方法について、図面を用いて説明する。
まず、本発明の一態様の表示装置に用いることができるトランジスタである図33(C)(D)に示す、トランジスタ250Bの作製方法について、図39乃至図41を用いて説明する。なお、図39(A)乃至図39(F)、図40(A)乃至図40(F)、及び図41(A)乃至図41(F)は、トランジスタの作製方法を説明する断面図である。また、図39(A)(C)(E)、図40(A)(C)(E)、及び図41(A)(C)(E)は、チャネル長方向の断面図であり、図39(B)(D)(F)、図40(B)(D)(F)、及び図41(B)(D)(F)は、チャネル幅方向の断面図である。
次に、先に示す≪トランジスタの作製方法1≫と異なる作製方法について、以下説明する。
本実施の形態においては、酸化物半導体の構造等について、図46乃至図50を参照して説明する。
酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、CAAC−OS(c−axis−aligned crystalline oxide semiconductor)、多結晶酸化物半導体、nc−OS(nanocrystalline oxide semiconductor)、擬似非晶質酸化物半導体(a−like OS:amorphous−like oxide semiconductor)および非晶質酸化物半導体などがある。
まずは、CAAC−OSについて説明する。
次に、nc−OSについて説明する。
a−like OSは、nc−OSと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。
次に、酸化物半導体のキャリア密度について、以下に説明を行う。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する入出力装置の構成について、図51を参照しながら説明する。
図51は、入出力装置800の構成を説明する分解図である。
タッチセンサ804は、表示装置806と重なる領域を備える。なお、FPC803はタッチセンサ804に電気的に接続される。
例えば、実施の形態1で説明する表示装置を表示装置806に用いることができる。なお、FPC805等は、表示装置806に電気的に接続される。
例えば、電源回路または信号処理回路等を駆動回路810に用いることができる。なお、バッテリまたは外部の商用電源が供給する電力を利用してもよい。
例えば、上部カバー801と、上部カバー801と嵌めあわせられる下部カバー802と、上部カバー801および下部カバー802で囲まれる領域に収納されるフレーム809と、を筐体部に用いることができる。
バッテリ811は、電力を供給する機能を備える。
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図52乃至図55を参照しながら説明する。
本実施の形態で説明する情報処理装置1200は、演算装置1210と入出力装置1220と、を有する(図52(A)参照)。
本発明の一態様は、演算装置1210または入出力装置1220を備える。
演算装置1210は、演算部1211および記憶部1212を備える。また、伝送路1214および入出力インターフェース1215を備える(図52(A)参照)。
演算部1211は、例えばプログラムを実行する機能を備える。例えば、実施の形態6で説明するCPUを用いることができる。これにより、消費電力を十分に低減することができる。
記憶部1212は、例えば演算部1211が実行するプログラム、初期情報、設定情報または画像等を記憶する機能を有する。
入出力インターフェース1215は端子または配線を備え、情報を供給し、情報を供給される機能を備える。例えば、伝送路1214と電気的に接続することができる。また、入出力装置1220と電気的に接続することができる。
入出力装置1220は、表示部1230、入力部1240、検知部1250または通信部1290を備える。
表示部1230は、表示領域1231と、駆動回路GDと、駆動回路SDと、を有する(図53(A)参照)。例えば、実施の形態1で説明する表示装置を用いることができる。これにより、消費電力を低減することができる。
駆動回路GDは、制御情報に基づいて選択信号を供給する機能を有する。
駆動回路SDは、画像情報V1に基づいて画像信号を供給する機能を有する。
画素1232(i,j)は、第1の表示素子1235LCおよび第1の表示素子1235LCと重なる第2の表示素子1235ELを備える。また、第1の表示素子1235LCおよび第2の表示素子1235ELを駆動する画素回路を備える(図53(C)参照)。
例えば、光の反射または透過を制御する機能を備える表示素子を、第1の表示素子1235LCに用いることができる。例えば、液晶素子と偏光板を組み合わせた構成またはシャッター方式のMEMS表示素子等を用いることができる。反射型の表示素子を用いることにより、表示装置の消費電力を抑制することができる。具体的には、反射型の液晶表示素子を表示素子1235LCに用いることができる。
例えば、光を射出する機能を備える表示素子を第2の表示素子1235ELに用いることができる。具体的には、有機EL素子または無機EL素子を用いることができる。
第1の表示素子または第2の表示素子を駆動する機能を備える回路を画素回路に用いることができる。
例えば、同一の工程で形成することができる半導体膜を駆動回路および画素回路のトランジスタに用いることができる。
さまざまなヒューマンインターフェイス等を入力部1240に用いることができる(図52(A)参照)。
検知部1250は、周囲の状態を検知して情報P2を取得する機能を備える。
通信部1290は、ネットワークに情報を供給し、ネットワークから情報を取得する機能を備える。
図54および図55を参照しながら、本発明の一態様を、本発明の一態様のプログラムを用いて説明する。
様々な命令に様々なイベントを関連付けることができる。
本実施の形態では、電力が供給されない状況でも記憶内容の保持が可能で、かつ、書き込み回数にも制限が無い半導体装置(記憶装置)、およびそれを含むCPUについて図56乃至図58を用いて説明する。本実施の形態で説明するCPUは、例えば、実施の形態5で説明する情報処理装置に用いる事が出来る。
電力が供給されない状況でも記憶内容の保持が可能で、かつ、書き込み回数にも制限が無い半導体装置(記憶装置)の一例を図56に示す。なお、図56(B)は図56(A)を回路図で表した図である。
以下で、上記の記憶装置を含むCPUについて説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する表示モジュール及び電子機器について、図59を用いて説明を行う。
基板510上の剥離膜501Wとしては、厚さが30nmのタングステンを成膜した。また、中間膜354としては、インジウム、ガリウムおよび亜鉛を含む材料をターゲットに用いるスパッタリング法を用いて厚さが50nmになるよう成膜し、所定の形状に形成した。また、絶縁膜501Aとしては、プラズマ化学気相堆積(PECVD:(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition))法を用いて厚さが200nmの窒素を含む酸化シリコンと、厚さが200nmの窒化シリコンとを成膜し、所定の形状に形成した。
以上の工程(先の実施の形態1で示した第1ステップ乃至第5ステップ)を経た、工程基板上の表示装置1及び表示装置2を、STEMにより断面形状を観察した。図60(A)は表示装置1における画素領域の顕微鏡写真であり、図60(B)は、図60(A)で示すA−A’における断面のSTEM写真である。また、図61(A)は表示装置2における画素領域の顕微鏡写真であり、図61(B)は、図61(A)で示すA−A’における断面のSTEM写真である。
≪発光素子1の作製≫
ガラス基板上に電極551として、ITSO膜を厚さが70nmになるように形成した。なお、電極551の電極面積は、4mm2(2mm×2mm)とした。
発光素子2は、先に示す発光素子1と、発光層553の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子1と同様の作製方法とした。
発光素子3は、先に示す発光素子1及び発光素子2で形成した発光層553を形成せず、電子輸送層として形成したcgDBCzPAと1,6mMemFLPAPrnとの共蒸着膜を発光層とした。なお、発光素子3において、1,6mMemFLPAPrnが発光材料である。
次に、上記作製した発光素子1乃至3の特性を測定した。輝度およびCIE色度の測定には色彩輝度計(トプコン社製、BM−5A)を用い、電界発光スペクトルの測定にはマルチチャンネル分光器(浜松ホトニクス社製、PMA−11)を用いた。なお、各発光素子の測定は室温(23℃に保たれた雰囲気)で行った。
上記作製した表示装置1、表示装置2、及び表示装置3の表示状態における消費電力を測定した。
C1 容量素子
C2 容量素子
CSCOM 配線
GD 駆動回路
GDA 駆動回路
GDB 駆動回路
GL1 走査線
GL2 走査線
M1 ノード
M2 ノード
P1 位置情報
P2 情報
PIC1 画像情報
PIC2 画像情報
PIC3 画像情報
PIC4 画像情報
S1 酸化物半導体
S2 酸化物半導体
S3 酸化物半導体
SL1 信号線
SL2 信号線
SD 駆動回路
VCOM1 配線
VCOM2 配線
200 トランジスタ
202 基板
204 導電膜
206 絶縁膜
207 絶縁膜
208 酸化物半導体膜
208a 酸化物半導体膜
208b 酸化物半導体膜
208c 酸化物半導体膜
208d ドレイン領域
208i チャネル領域
208s ソース領域
212 導電膜
212a 導電膜
212b 導電膜
214 絶縁膜
216 絶縁膜
218 絶縁膜
220 導電膜
220a 導電膜
220b 導電膜
230 バリア膜
240 酸素
250 トランジスタ
250A トランジスタ
250B トランジスタ
251a 開口部
251b 開口部
252 開口部
252a 開口部
252b 開口部
252c 開口部
260 トランジスタ
270 トランジスタ
280 トランジスタ
290 トランジスタ
300 表示装置
300B 表示装置
300C 表示装置
300D 表示装置
302 画素
305 封止材
331 配向膜
332 配向膜
335 構造体
337 導電体
339 導電性材料
350 表示素子
351 電極
351A 導電膜
351B 導電膜
351C 導電膜
351H 開口部
352 電極
353 液晶層
354 中間膜
370 基板
370D 機能膜
370P 機能膜
371 絶縁膜
373 遮光膜
375 着色層
377 フレキシブルプリント基板
381 絶縁膜
382 導電膜
501A 絶縁膜
501C 絶縁膜
504 導電膜
505 接合層
506 絶縁膜
508 半導体膜
508A 領域
508B 領域
508C 領域
510 基板
511B 導電膜
511C 導電膜
512A 導電膜
512B 導電膜
516 絶縁膜
518 絶縁膜
519B 端子
519C 端子
520 機能層
521 絶縁膜
522 接続部
524 導電膜
528 絶縁膜
530 画素回路
550 表示素子
551 電極
552 電極
553 発光層
570 基板
575 着色層
581 スイッチ
581B スイッチ
582 スイッチ
585 トランジスタ
585B トランジスタ
586 トランジスタ
586B トランジスタ
591A 開口部
591B 開口部
591C 開口部
592A 開口部
592B 開口部
592C 開口部
662 遮光膜
663 絶縁膜
664 導電膜
665 導電膜
666 絶縁膜
667 導電膜
668 絶縁膜
670 基板
672 基板
674 接着剤
691 タッチパネル
692 タッチパネル
693 タッチパネル
800 入出力装置
801 上部カバー
802 下部カバー
803 FPC
804 タッチセンサ
805 FPC
806 表示装置
809 フレーム
810 駆動回路
811 バッテリ
1200 情報処理装置
1210 演算装置
1211 演算部
1212 記憶部
1214 伝送路
1215 入出力インターフェース
1220 入出力装置
1230 表示部
1230B 表示部
1231 表示領域
1232 画素
1235EL 表示素子
1235LC 表示素子
1240 入力部
1250 検知部
1290 通信部
2189 ROMインターフェース
2190 基板
2191 ALU
2192 ALUコントローラ
2193 インストラクションデコーダ
2194 インタラプトコントローラ
2195 タイミングコントローラ
2196 レジスタ
2197 レジスタコントローラ
2198 バスインターフェース
2199 ROM
2200 記憶素子
2201 回路
2202 回路
2203 スイッチ
2204 スイッチ
2206 論理素子
2207 容量素子
2208 容量素子
2209 トランジスタ
2210 トランジスタ
2213 トランジスタ
2214 トランジスタ
2220 回路
3001 配線
3002 配線
3003 配線
3004 配線
3005 配線
3200 トランジスタ
3300 トランジスタ
3400 容量素子
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 支持部
5013 イヤホン
5014 アンテナ
5015 シャッターボタン
5016 受像部
5017 充電器
7302 筐体
7304 表示装置
7305 アイコン
7306 アイコン
7311 操作ボタン
7312 操作ボタン
7313 接続端子
7321 バンド
7322 留め金
Claims (6)
- 第1の表示素子と、第2の表示素子と、画素回路と、第1の絶縁膜と、
を有する表示装置であって、
前記第1の表示素子は、第1の電極と、液晶層と、を有し、
前記第2の表示素子は、第2の電極と、発光層と、を有し、
前記第1の電極は、前記画素回路と電気的に接続され、
前記第2の電極は、前記画素回路と電気的に接続され、
前記第1の電極は、反射膜を有し、
前記反射膜は、第1の開口部を有し、
前記画素回路は、トランジスタを有し、
前記トランジスタは、半導体膜と、第2の絶縁膜と、を有し、
前記第2の絶縁膜は、第2の開口部を有し、
前記第1の開口部は、前記第1の絶縁膜と重なり、且つ前記第2の絶縁膜と重ならない領域を有し、
前記第2の開口部は、前記第1の開口部と重なり、
前記第2の開口部内に前記第1の絶縁膜を有し、
前記半導体膜は、前記第1の絶縁膜、及び前記第2の絶縁膜と重なる領域を有する、
ことを特徴とする表示装置。 - 第1の表示素子と、第2の表示素子と、画素回路と、第1の絶縁膜と、
を有する表示装置であって、
前記第1の表示素子は、第1の電極と、液晶層と、を有し、
前記第2の表示素子は、第2の電極と、発光層と、を有し、
前記第1の電極は、前記画素回路と電気的に接続され、
前記第2の電極は、前記画素回路と電気的に接続され、
前記第1の電極は、反射膜を有し、
前記反射膜は、第1の開口部を有し、
前記画素回路は、トランジスタを有し、
前記トランジスタは、半導体膜と、第2の絶縁膜と、第3の絶縁膜と、を有し、
前記第3の絶縁膜は、第2の開口部を有し、
前記第1の開口部は、前記第1の絶縁膜、及び前記第2の絶縁膜と重なり、且つ前記第3の絶縁膜と重ならない領域を有し、
前記第2の開口部は、前記第1の開口部と重なり、
前記第2の開口部内に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を有し、
前記半導体膜は、前記第1の絶縁膜、前記第2の絶縁膜、及び前記第3の絶縁膜と重なる領域を有する、
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項2において、
前記第2の絶縁膜の屈折率は、前記第3の絶縁膜の屈折率と異なる、
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記第1の開口部と重なる絶縁膜の層数は、前記半導体膜と重なる絶縁膜の層数よりも少ない、
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記第2の表示素子は、前記第1の開口部に向けて光を射出する機能を有し、
前記第2の表示素子は、前記第1の表示素子が表示をする方向と、同一方向に表示をする機能を有する、
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記半導体膜は、酸化物半導体を有する、
ことを特徴とする表示装置。
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