KR20180037105A - 표시 장치, 표시 모듈, 및 표시 장치의 제작 방법 - Google Patents

표시 장치, 표시 모듈, 및 표시 장치의 제작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180037105A
KR20180037105A KR1020170121809A KR20170121809A KR20180037105A KR 20180037105 A KR20180037105 A KR 20180037105A KR 1020170121809 A KR1020170121809 A KR 1020170121809A KR 20170121809 A KR20170121809 A KR 20170121809A KR 20180037105 A KR20180037105 A KR 20180037105A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
layer
electrode
substrate
light
Prior art date
Application number
KR1020170121809A
Other languages
English (en)
Inventor
다이스케 구보타
마사루 나카노
Original Assignee
가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 filed Critical 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Publication of KR20180037105A publication Critical patent/KR20180037105A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133377—Cells with plural compartments or having plurality of liquid crystal microcells partitioned by walls, e.g. one microcell per pixel
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133345—Insulating layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133524—Light-guides, e.g. fibre-optic bundles, louvered or jalousie light-guides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13471—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/02—Materials and properties organic material
    • G02F2202/022—Materials and properties organic material polymeric

Abstract

본 발명은 외광의 강도에 의존하지 않고, 시인성이 높은 표시 장치를 제공한다. 다양한 표시 방법을 수행할 수 있는 표시 장치를 제공한다. 저소비전력으로 구동할 수 있는 표시 장치를 제공한다.
표시 장치는 제 1 전극, 제 2 전극, 제 1 액정층, 제 2 액정층, 제 1 착색층, 및 제 1 절연층을 갖는다. 제 1 액정층 및 제 2 액정층은 제 1 절연층을 개재하여 서로 중첩되어 제공된다. 제 1 전극은 가시광을 반사하는 기능을 갖는다. 제 2 전극은 제 1 전극과 중첩되지 않는 부분을 갖고, 또한 가시광을 투과시키는 기능을 갖는다. 제 2 액전층은 제 1 착색층 및 제 2 전극과 중첩되는 제 1 부분, 및 제 1 착색층과 중첩되지 않는 제 2 부분을 갖는다. 제 1 부분은 모노머 및 액정을 포함하고, 제 2 부분은 모노머가 중합된 폴리머를 포함한다.

Description

표시 장치, 표시 모듈, 및 표시 장치의 제작 방법{DISPLAY DEVICE, DISPLAY MODULE, AND MANUFACTURING METHOD OF DISPLAY DEVICE}
본 발명의 일 형태는 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 형태는 표시 장치의 제작 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 일 형태는 액정 소자를 갖는 표시 장치 및 그 제작 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 일 형태는 상기 기술 분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에 개시(開示)되는 본 발명의 일 형태의 기술 분야로서는, 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 기억 장치, 전자 기기, 조명 장치, 입력 장치, 입출력 장치, 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법을 일례로서 들 수 있다.
또한, 본 명세서 등에서 반도체 장치란, 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치 전반을 가리킨다. 트랜지스터, 반도체 회로, 연산 장치, 기억 장치 등은 반도체 장치의 일 형태이다. 또한, 촬상 장치, 전기 광학 장치, 발전 장치(박막 태양 전지, 유기 박막 태양 전지 등을 포함함), 및 전자 기기는 반도체 장치를 갖는 경우가 있다.
표시 장치의 하나로서, 액정 소자를 구비하는 액정 표시 장치가 있다. 예를 들어, 화소 전극을 매트릭스 형상으로 배치하고, 화소 전극 각각에 접속하는 스위칭 소자로서 트랜지스터를 사용한 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 주목을 받고 있다.
예를 들어, 화소 전극의 각각에 접속하는 스위칭 소자로서, 금속 산화물을 채널 형성 영역으로 하는 트랜지스터를 사용하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 알려져 있다(특허문헌 1 및 특허문헌 2).
액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에는 크게 나누어 투과형과 반사형의 2종류의 타입이 알려져 있다.
투과형의 액정 표시 장치는, 냉음극 형광 램프나 LED(Light Emitting Diode) 등의 백라이트를 사용하고, 액정의 광학 변조 작용을 이용하여, 백라이트로부터의 광이 액정을 투과하여 액정 표시 장치 외부로 출력되는 상태와, 출력되지 않는 상태를 선택함으로써 명과 암의 표시가 수행되고, 또한 그들을 조합함으로써 화상 표시를 수행하는 것이다.
또한, 반사형의 액정 표시 장치는 액정의 광학 변조 작용을 이용하여, 외광, 즉 입사광이 화소 전극에서 반사되어 장치 외부로 출력되는 상태와, 입사광이 장치 외부로 출력되지 않는 상태를 선택함으로써 명과 암의 표시가 수행되고, 또한 그들을 조합함으로써 화상 표시를 수행하는 것이다. 반사형의 액정 표시 장치는 백라이트를 사용하지 않아 투과형의 액정 표시 장치와 비교하여 소비전력이 적다는 장점을 갖는다.
일본국 특개 2007-123861호 공보 일본국 특개 2007-96055호 공보
휴대 전화, 스마트폰, 태블릿 단말, 스마트 워치 등의 휴대를 목적으로 한 제품에서, 이들에 제공되는 표시 장치로서, 두께의 저감, 경량화, 저소비전력으로 구동할 수 있는 것 등이 요구되고 있다.
본 발명의 일 형태는 외광의 강도에 의존하지 않고, 시인성이 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 다양한 표시 방법을 수행할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 저소비전력으로 구동할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또는, 본 발명의 일 형태는 두께가 얇은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 경량의 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 구부릴 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 강도가 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 신규 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한, 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것은 아니다. 본 발명의 일 형태는 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 또한, 명세서 등의 기재로부터 상기 이외의 과제를 추출할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 제 1 전극, 제 2 전극, 제 1 액정층, 제 2 액정층, 제 1 착색층, 및 제 1 절연층을 갖는 표시 장치이다. 제 1 액정층 및 제 2 액정층은 제 1 절연층을 개재(介在)하여 서로 중첩되어 제공된다. 제 1 전극은 가시광을 반사하는 기능을 갖는다. 제 2 전극은 제 1 전극과 중첩되지 않는 부분을 갖고, 또한 가시광을 투과시키는 기능을 갖는다. 제 2 액전층은 제 1 착색층 및 제 2 전극과 중첩되는 제 1 부분, 및 제 1 착색층과 중첩되지 않는 제 2 부분을 갖는다. 제 1 부분은 모노머 및 액정을 포함하고, 제 2 부분은 모노머가 중합된 폴리머를 포함한다.
또한, 상기에서, 제 1 액정층을 끼워 제 1 전극과 대향하는 제 3 전극, 및 제 2 액정층을 끼워 제 2 전극과 대향하는 제 4 전극을 갖는 것이 바람직하다. 이때, 제 3 전극 및 제 4 전극은 각각 가시광을 투과시키는 기능을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기에서, 착색층과 제 2 전극은 제 2 액정층을 끼워 서로 중첩되는 부분을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기에서, 가시광을 투과시키고, 또한 절연성을 갖는 제 1 구조체를 갖는 것이 바람직하다. 이때, 제 1 구조체는 측면이 제 1 액정층으로 덮이도록 제공되는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 구조체는 제 1 전극과 중첩되지 않고, 또한 제 2 전극과 중첩되는 부분을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기에서, 절연성을 갖는 제 2 구조체를 갖는 것이 바람직하다. 이때, 제 2 구조체는 측면이 상기 제 2 액정층의 상기 제 2 부분과 접촉되어 제공되는 것이 바람직하다.
또한, 상기에서, 한 표면 위에 제공된, 제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터를 갖는 것이 바람직하다. 이때, 제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터는 각각 제 1 절연층과 제 2 액정층 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 트랜지스터는 제 1 절연층에 제공된 개구를 통하여 제 1 전극과 전기적으로 접속되고, 제 2 트랜지스터는 제 2 전극과 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다. 또한, 이때, 제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터는, 각각 채널이 형성되는 반도체층에 금속 산화물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상기 어느 표시 장치, 제 1 편광판, 제 2 편광판, 및 백라이트 유닛을 갖는 표시 모듈이다. 이때, 제 1 편광판은 표시 장치의 제 1 액정층보다 외측에 위치하고, 제 2 편광판은 표시 장치의 제 2 액정층보다 외측에 위치하고, 백라이트 유닛은 제 2 편광판보다 외측에 위치하고, 또한 제 2 액정층 측으로 광을 사출하는 기능을 갖는다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는 제 1 기판 위에 제 1 전극을 형성하는 제 1 공정, 제 2 기판 위에 착색층을 형성하는 제 2 공정, 액정, 모노머, 및 중합 개시제를 포함하는 액정층을 끼우고, 또한 착색층과 제 1 전극이 서로 중첩되지 않는 부분이 형성되도록, 제 1 기판과 제 2 기판을 접합시키는 제 3 공정, 및 제 2 기판 측으로부터 착색층 및 액정층에 광을 조사함으로써, 착색층과 중첩되지 않는 영역에서 액정층에 포함되는 모노머를 중합시키는 제 4 공정을 갖는 표시 장치의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 지지 기판 위에, 제 1 전극, 상기 제 1 전극을 덮는 절연층, 및 상기 절연층 위에 제 1 전극과 중첩되지 않는 부분을 갖는 제 2 전극을 형성하는 제 1 공정, 제 2 기판 위에, 착색층, 및 상기 착색층 위에 제 4 전극을 형성하는 제 2 공정, 액정, 모노머, 및 중합 개시제를 포함하는 제 2 액정층을 끼우고, 또한 착색층과 제 1 전극이 서로 중첩되지 않는 부분이 형성되거나 착색층과 제 2 전극이 서로 중첩되는 부분이 형성되도록, 지지 기판과 제 2 기판을 접합시키는 제 3 공정, 제 2 기판 측으로부터 착색층 및 제 2 액정층에 광을 조사함으로써, 착색층과 중첩되지 않는 영역에서 제 2 액정층에 포함되는 모노머를 중합시키는 제 4 공정, 제 1 전극으로부터 지지 기판을 박리하여 지지 기판을 제거하는 제 5 공정, 및 상기 제 1 기판과 제 1 전극 사이에 액정을 포함하는 제 1 액정층을 끼우도록 제 2 기판과 제 1 기판을 접합시키는 제 6 공정을 갖는 표시 장치의 제작 방법이다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 외광의 강도에 의존하지 않고, 시인성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는, 다양한 표시 방법을 수행할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는, 저소비전력으로 구동할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 두께가 얇은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는, 경량의 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는, 구부릴 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는, 강도가 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는, 저소비전력으로 구동할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는, 신규 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태는 반드시 이들 효과 모두를 가질 필요는 없다. 또한, 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 이들 이외의 효과를 추출할 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예.
도 2는 실시형태에 따른 표시 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 실시형태에 따른 표시 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 실시형태에 따른 표시 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 실시형태에 따른 표시 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예.
도 7은 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예.
도 8은 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예.
도 9는 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예.
도 10은 실시형태에 따른 표시 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 도면.
도 11은 실시형태에 따른 표시 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 도면.
도 12는 실시형태에 따른 표시 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 도면.
도 13은 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예.
도 14는 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예.
도 15는 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예.
도 16은 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예.
도 17은 실시형태에 따른 표시 장치의 모식도 및 상태 천이도.
도 18은 실시형태에 따른 회로도 및 타이밍 차트.
도 19는 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예.
도 20은 실시형태에 따른 표시 장치의 회로도.
도 21은 실시형태에 따른 표시 장치의 회로도.
도 22는 실시형태에 따른 표시 장치의 회로도.
도 23은 실시형태에 따른 표시 모듈의 구성예.
도 24는 실시형태에 따른 전자 기기의 구성예.
도 25는 실시형태에 따른 전자 기기의 구성예.
도 26은 실시형태에 따른 전자 기기의 구성예.
실시형태에 대하여 도면을 사용하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
또한, 이하에서 설명되는 발명의 구성에서, 동일한 부분 또는 마찬가지의 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면 사이에서 공통적으로 사용하고, 그 반복 설명은 생략한다. 또한, 마찬가지의 기능을 갖는 부분을 가리키는 경우에는, 해치 패턴을 동일하게 하고 특별히 부호를 붙이지 않는 경우가 있다.
또한, 본 명세서에서 설명되는 각 도면에서, 각 구성의 크기, 층 두께, 또는 영역은, 명료화를 위하여 과장되어 있는 경우가 있다. 따라서, 본 발명의 실시형태는 반드시 그 스케일에 한정되지 않는다.
또한, 본 명세서 등에서의 "제 1", "제 2" 등의 서수사는 구성 요소의 혼동을 피하기 위하여 붙이는 것이고, 수적으로 한정하는 것은 아니다.
트랜지스터는 반도체 소자의 일종이며, 전류나 전압의 증폭이나 도통 또는 비도통을 제어하는 스위칭 동작 등을 실현할 수 있다. 본 명세서에서의 트랜지스터는, IGFET(Insulated Gate Field Effect Transistor)나 박막 트랜지스터(TFT:Thin Film Transistor)를 포함한다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치의 구성예 및 표시 장치의 제작 방법예에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치는 복수의 액정 소자를 포함한다. 액정 소자는 한 쌍의 전극 및 액정층을 포함한다. 한 쌍의 전극 중 한쪽은 화소 전극으로서 기능하고, 다른 쪽은 공통 전극으로서 기능한다. 한 쌍의 기판 사이에 액정층을 제공할 수 있다.
액정 소자는 반사형의 액정 소자 또는 투과형의 액정 소자로 할 수 있다. 반사형의 액정 소자로 하는 경우, 화소 전극으로서 가시광을 반사하는 도전층을 사용할 수 있다. 또한, 투과형의 액정 소자로 하는 경우, 화소 전극으로서 가시광을 투과시키는 도전층을 사용할 수 있다.
또한, 표시 장치는 화소 전극과 중첩되는 위치에 착색층을 갖는다. 액정 소자의 광로 위에 위치하도록 착색층을 배치할 수 있다.
액정층은 화소 전극 및 착색층과 중첩되는 제 1 부분, 및 착색층과 중첩되지 않는 제 2 부분을 갖는다. 제 2 부분은 인접되는 2개의 화소 전극 사이의 영역과 중첩되는 부분이라고 할 수도 있다.
제 1 부분은 모노머 및 액정을 포함하고, 제 2 부분은 상기 모노머가 중합된 폴리머(고분자 재료)를 포함한다. 제 2 부분에서, 폴리머는 한 쌍의 기판을 접착하는 기둥 형상의 격벽의 주요부를 구성한다. 또한, 제 2 부분에는 액정이 포함되어도 좋고, 기둥 형상의 격벽이 폴리머 및 액정을 포함하여도 좋다.
액정층의 제 2 부분에 제공된, 폴리머를 포함하는 기둥 형상의 격벽은 인접되는 2개의 액정 소자 사이에 배치되고, 인접되는 2개의 액정 소자 사이에서의 액정을 분리하는 기능을 갖는다. 그 때문에, 상기 폴리머를 포함하는 기둥 형상의 격벽은 폴리머 월이라고 부를 수도 있다. 하나의 액정 소자는 제 1 부분에서 상기 격벽 및 한 쌍의 기판으로 돌러싸인 액정을 갖는 구성으로 할 수 있다. 격벽에 의하여, 옆의 액정 소자가 갖는 액정의 배향 상태의 영향을 받기 어려워지기 때문에, 콘트라스트 등이 향상되어, 더 선명한 표시를 수행할 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 하나의 액정 소자의 액정은 인접되는 액정 소자의 액정과 완전히 분리될 필요는 없고, 인접되는 2개의 액정 소자 사이에 적어도 하나의 섬 형상의 격벽이 존재하는 영역을 갖는 구성으로 하면 좋다.
본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 제작할 때, 한 쌍의 기판 중 한쪽에 착색층을 형성하고, 다른 쪽에 화소 전극을 형성한다. 또한, 액정층에는, 액정, 모노머, 및 중합 개시제를 포함하는 재료를 사용한다. 다음에, 액정층을 끼우도록, 착색층이 형성된 기판과, 화소 전극이 형성된 기판을 접합시킨 후, 착색층 측으로부터 광을 조사한다. 이때, 착색층을 차광 마스크로서 사용할 수 있기 때문에, 액정층의 일부에 대하여 광을 조사함으로써, 착색층과 중첩되지 않는 영역에서, 모노머가 중합되어 폴리머로 변화된다. 이로써, 착색층과 중첩되지 않는 위치에 폴리머를 포함하는 격벽을 형성할 수 있다.
여기서, 액정층의 일부에 조사되는 광으로서는, 착색층이 흡수할 수 있는 파장의 광이고, 또한 표시를 수행할 때에 사용되는 가시광의 파장 영역보다 외측의 파장의 광을 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 자외선이나 적외선을 사용할 수 있다. 특히, 자외선의 파장은 100nm 내지 400nm인 것이 바람직하다.
상기 방법에 의하여, 광을 조사할 때에, 차광층으로서 기능하는 착색층과 액정층 사이의 거리가 매우 가까운 상태에서 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 기판 사이에 액정층을 끼운 상태에서, 차광 마스크를 사용하여 기판을 통과시키도록 광을 조사한 경우, 광의 산란이나 회절 등에 의하여 의도하지 않은 영역까지 광이 조사되어, 폴리머가 형성되는 영역이 넓어지는 경우가 있다. 한편, 착색층과 액정층의 거리가 매우 가깝기 때문에, 상기 방법에 의하여, 상술한 광의 산란 등의 영향이 매우 작아, 원하는 위치에 높은 정밀도로 폴리머를 형성할 수 있다.
또한, 컬러 표시를 위한 착색층이 폴리머를 형성할 때의 차광층을 겸하기 때문에, 공정을 증가시키지 않고, 낮은 비용으로 표시 장치를 제작할 수 있다. 또한, 착색층은 임의의 위치에 형성할 수 있기 때문에, 화소 전극이나, 그 이외의 배선 위치 등에 제한되지 않고, 격벽을 형성하는 영역을 자유로이 결정할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치는 한 쌍의 기판을 접착하는 폴리머를 포함하는 격벽을 인접되는 화소 사이에 배치할 수 있기 때문에, 기판 사이의 접착 강도가 매우 높다. 또한, 격벽은 한 쌍의 기판 사이의 거리를 유지하기 위한 갭 스페이서로서 기능시킬 수도 있다. 그 때문에, 표시면을 누르거나, 또는 표시 장치를 구부리는 등의 외력이 가해졌을 때나 표시 장치를 진동시켰을 때 등에 액정 소자의 셀 갭이 변화되기 어렵기 때문에, 셀 갭의 변화에 의한 간섭이나 색의 변화 등이 발생하기 어렵다.
또한, 상술한 방법을 사용함으로써, 임의의 위치에 높은 정밀도로 폴리머를 형성할 수 있다. 또한, 차광 마스크 등을 사용하여 폴리머를 형성하는 경우와 비교하여, 직경이 작은 폴리머를 고밀도로 배치할 수 있다. 그 때문에, 매우 고선명한 표시 장치를 제작할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따른 방법을 사용함으로써, 예를 들어, 표시부의 선명도가 300ppi 이상, 또는 500ppi 이상, 또는 800ppi 이상, 또는 1000ppi 이상이고, 3000ppi 이하, 또는 4000ppi 이하, 또는 5000ppi 이하인, 매우 고선명한 표시 장치를 실현할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 형태는 반사형의 표시 소자 및 투과형의 표시 소자 양쪽을 갖고, 투과 모드, 반사 모드, 및 하이브리드 모드의 표시를 수행할 수 있는 표시 장치(표시 패널)인 것이 바람직하다. 이러한 표시 패널을 TR-Hybrid Display(Transmission and Reflection Hybrid Display 또는 Transmission/Reflection Hybrid Display)라고 부를 수도 있다.
본 명세서 등에서, 하이브리드 표시(하이브리드 모드)란, 하나의 패널에서, 반사광과 투과광을 병용하여 색조 또는 광 강도를 서로 보완함으로써, 문자 또는 화상을 표시하는 방법이다. 또는, 하이브리드 표시란, 동일한 화소 또는 동일한 부화소에서, 각각의 광을 사용하여, 복수의 표시 소자로부터 문자, 화상, 또는 그 양쪽 모두를 표시하는 방법이다. 다만, 하이브리드 표시를 수행하는 하이브리드 디스플레이를 국소적으로 보면, 복수의 표시 소자 중 어느 하나를 사용하여 표시되는 화소 또는 부화소, 및 복수의 표시 소자 중 2개 이상을 사용하여 표시되는 화소 또는 부화소를 갖는 경우가 있다.
또한, 본 명세서 등에서, 상기 표현 중 어느 하나 또는 복수를 만족시키는 것을 하이브리드 표시라고 한다.
또한, 하이브리드 디스플레이는 하나의 화소 또는 하나의 부화소에 복수의 표시 소자를 갖는다. 또한, 복수의 표시 소자로서는, 예를 들어, 광을 반사하는 반사형 소자 및 광을 투과시키는 투과형 소자가 있다. 또한, 반사형 소자 및 투과형 소자는 각각 독립적으로 제어할 수 있다. 하이브리드 디스플레이는 표시부에서, 반사광 및 투과광 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 사용하여 문자, 화상, 또는 그 양쪽 모두를 표시하는 기능을 갖는다.
이러한 표시 장치의 일례로서, 한 쌍의 기판 사이에, 반사형의 액정 소자를 구성하는 제 1 액정층과, 투과형의 액정 소자를 구성하는 제 2 액정층이 적층된 구성을 들 수 있다. 이때, 제 1 액정층 및 제 2 액정층 중 어느 한쪽에 상기 폴리머 월을 형성할 수 있다. 미리 형성된 액정층에 착색층을 차광층으로서 사용하여 폴리머 월을 형성하고, 그 후, 다른 쪽의 액정층을 형성함으로써, 수율 좋게 표시 장치를 제작할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치의 구성예 및 제작 방법예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 이하에서는, "위", "아래" 등의 방향을 나타내는 표현은, 기본적으로는 도면의 방향과 맞추어 사용되는 것으로 한다. 그러나, 설명이 용이해지는 등의 목적으로, 명세서 중의 "위" 또는 "아래"가 의미하는 방향이 도면과 일치하지 않는 경우가 있다. 일례로서는, 적층체 등의 구성을 적층 순서(또는 형성 순서)로 설명하는 경우에, 도면에서 상기 적층체가 제공되는 측의 면(피형성면, 지지면, 접착면, 평탄면 등)이 상기 적층체보다 상방에 위치하여도, 그 방향을 아래, 그 방향과는 반대의 방향을 위 등이라고 표현하는 경우가 있다.
[구성예 1]
도 1의 (A)는 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치(10)의 사시 개략도이다. 표시 장치(10)는 기판(21)과 기판(31)이 접합된 구성을 갖는다. 도 1의 (A)에서는 기판(31)을 파선으로 명시하였다.
표시 장치(10)는 표시부(32), 회로(34), 배선(35) 등을 갖는다. 기판(21)에는, 예를 들어, 회로(34), 배선(35), 및 표시부(32)에 포함되며, 화소 전극으로서 기능하는 도전층(23)이 제공된다. 또한, 도 1의 (A)에는, 기판(21)에 IC(37) 및 FPC(36)가 실장되어 있는 예를 도시하였다. 그 때문에, 도 1의 (A)에 도시된 구성은 표시 모듈이라고 부를 수도 있다.
회로(34)에는, 예를 들어, 주사선 구동 회로로서 기능하는 회로를 사용할 수 있다.
배선(35)은 표시부(32)나 회로(34)에 신호나 전력을 공급하는 기능을 갖는다. 상기 신호나 전력은 FPC(36)를 통하여 외부로부터 배선(35)에 입력되거나, 또는 IC(37)로부터 배선(35)에 입력된다.
또한, 도 1의 (A)에는, COG(Chip On Glass) 방식 등에 의하여, 기판(21)에 IC(37)가 제공되는 예를 도시하였다. IC(37)에는, 예를 들어, 신호선 구동 회로 등으로서의 기능을 갖는 IC를 적용할 수 있다. 또한, 표시 장치(10)가 신호선 구동 회로로서 기능하는 회로를 구비하는 경우나, 신호선 구동 회로로서 기능하는 회로를 외부에 제공하고, FPC(36)를 통하여 표시 장치(10)를 구동하기 위한 신호를 입력하는 경우 등에는, IC(37)를 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 또한, IC(37)를 COF(Chip On Film) 방식 등에 의하여 FPC(36)에 실장하여도 좋다.
도 1의 (A)에는 표시부(32)의 일부의 확대도를 도시하였다. 표시부(32)에는 복수의 표시 소자가 갖는 도전층(23)이 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 도전층(23)은 예를 들어, 화소 전극으로서 기능한다.
〔단면 구성예 1-1〕
도 1의 (B)에, 도 1의 (A) 중의 절단선(A1-A2)에 대응하는 단면의 일례를 도시하였다. 도 1의 (B)에는, 인접되는 2개의 화소(부화소)를 포함하는 영역의 단면을 도시하였다. 또한, 여기에는, 표시 소자로서, 반사형의 액정 소자(40)를 적용한 경우의 예를 도시하였다. 도 1의 (B)에서, 기판(31) 측이 표시면 측이 된다.
표시 장치(10)는 기판(21)과 기판(31) 사이에 액정층(24)이 협지된 구성을 갖는다. 또한, 액정 소자(40)는 기판(21) 측에 제공된 도전층(23), 기판(31) 측에 제공된 도전층(25), 및 이들에 협지된 액정층(24)을 갖는다.
여기서, 도전층(23)은 화소 전극으로서 기능한다. 여기서는 도전층(23)이 가시광을 반사하는 기능을 갖는다. 또한, 도전층(25)은 공통 전극 등으로서 기능한다. 여기서는 도전층(25)이 가시광을 투과시키는 기능을 갖는다. 그 때문에, 액정 소자(40)는 반사형의 액정 소자이다.
또한, 여기에는 도시되지 않았지만, 기판(31)보다 외측에 원 편광판을 제공할 수 있다. 원 편광판으로서는, 예를 들어, 직선 편광판과 1/4파장 위상차판을 적층한 것을 사용할 수 있다. 이로써, 반사광을 이용한 표시를 수행할 수 있음과 동시에, 표시면 측의 외광 반사를 억제할 수 있다. 또한, 이와 별도로 표시면 측에 광 확산판을 배치하면, 시인성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다.
기판(21) 위에는, 도전층(23)과 전기적으로 접속되는 트랜지스터(70)가 제공된다. 한편, 기판(31)의 기판(21) 측에는, 착색층(51a), 착색층(51b), 착색층(51c), 절연층(61), 도전층(25) 등이 제공된다. 또한, 도전층(23)과 액정층(24) 사이에 배향막(53a)이 제공되고, 도전층(25)과 액정층(24) 사이에 배향막(53b)이 제공된다. 또한, 배향막(53a) 및 배향막(53b)은 불필요하면 제공하지 않아도 된다.
트랜지스터(70)는 게이트로서 기능하는 도전층(71), 반도체층(72), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(73), 소스 및 드레인 중 한쪽으로서 기능하는 도전층(74a), 소스 및 드레인 중 다른 쪽으로서 기능하는 도전층(74b) 등을 갖는다.
트랜지스터(70)를 덮어 절연층(81)이 제공된다. 또한, 절연층(81) 위에 도전층(23)이 제공된다. 도전층(23)과 도전층(74b)은 절연층(81)에 제공된 개구를 통하여 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(70) 및 도전층(23)은 화소(부화소)마다 배치되어 있다.
착색층(51a), 착색층(51b), 착색층(51c)은 각각 상이한 도전층(23)과 중첩되어 배치되어 있다.
액정층(24)은 착색층(51a), 착색층(51b), 또는 착색층(51c)과 중첩되는 영역이고, 또한 도전층(23)과 중첩되는 영역에서, 액정(12) 및 모노머(13)를 갖는다. 또한, 액정층(24)은 어느 착색층과도 중첩되지 않는 영역에서, 격벽(11)을 갖는다. 격벽(11)은 인접되는 2개의 도전층(23) 사이와 중첩되는 영역에 위치한다.
모노머(13)는 중합함으로써 폴리머가 되는 재료이다. 또한, 격벽(11)은 모노머(13)의 중합에 의하여 얻어지는 폴리머를 포함하여 구성된다. 격벽(11)의 내부에는, 액정(12)과 동일한 재료가 포함되어도 좋다.
모노머(13)로서는, 중합성 모노머를 사용할 수 있다. 예를 들어, 광에 의하여 중합이 진행되는 광 중합성(광 경화성)이나, 열에 의하여 중합이 진행되는 열 중합성(열 경화성)을 갖는 중합성 모노머를 사용할 수 있다. 특히, 광 중합성을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 액정층(24)은 모노머(13)에 더하여, 예를 들어, 중합수가 2 이상 100 이하의 올리고머를 포함하여도 좋다. 이때, 상기 올리고머는 광 중합성 또는 열 중합성을 갖는 것이 바람직하다.
모노머(13)로서는, 예를 들어, 아크릴레이트, 메타크릴레이트 등의 단관능(單官能) 모노머, 다이아크릴레이트, 트라이아크릴레이트, 다이메타크릴레이트, 트라이메타크릴레이트 등의 다관능 모노머 등을 사용할 수 있다. 또한, 단관능 모노머나 다관능 모노머를 2종류 이상 혼합시킨 것이어도 좋다. 또한, 모노머(13)로서는, 액정성 재료, 비액정성 재료, 또는 이들이 혼합된 재료를 사용할 수 있다.
액정층(24) 중 각 착색층 및 도전층(23)과 중첩되는 영역에서, 중합 개시제가 포함되어도 좋다. 중합 개시제는 예를 들어, 광이나 열 등의 외적 자극에 의하여 모노머의 중합의 계기가 되는 물질로 변화되는 재료이다. 중합 개시제로서는, 예를 들어, 자외선 등의 광 또는 열에 의하여 라디칼이 생성되는 라디칼 중합 개시제 등을 사용할 수 있다. 또한, 중합 개시제는 액정이나 모노머와 비교하여 극미량이면 좋고, 예를 들어, 중합 개시제는 액정, 모노머, 및 중합 개시제 등이 혼합된 조성물의 총 중량에 대한 중량비가 1wt% 이하의 비율로 혼합되면 좋다. 또한, 중합 개시제는 모노머(13)의 재료에 따라 적절히 선택할 수 있다. 모노머(13)의 재료에 따라서는, 라디칼 중합 개시제 대신에, 양이온 중합 개시제, 음이온 중합 개시제 등을 사용하여도 좋다.
모노머(13)는 사용되는 중합 개시제에 의하여 중합이 개시되는 재료를 선택하면 좋다. 특히, 모노머(13) 및 중합 개시제의 조합으로서, 자외선에 의하여 중합이 개시되고, 또한 중합이 진행되는 재료를 각각 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 액정층(24)은 액정(12), 모노머(13), 중합 개시제 등 이외에, 키랄제를 포함하여도 좋다.
격벽(11)은 모노머(13)의 중합에 의하여 얻어지는 폴리머를 포함한다. 예를 들어, 모노머(13)로서 아크릴레이트를 사용한 경우에는, 격벽(11)이 폴리아크릴레이트를 포함한다.
또한, 폴리머의 중합도는 그 형성 조건이나 모노머(13)의 재료에 따라 변화된다. 또한, 격벽(11)의 체적 밀도도 마찬가지로, 폴리머의 형성 조건이나 모노머(13)의 재료 등에 따라 변화되지만, 예를 들어, 70% 이상 100% 이하, 바람직하게는 80% 이상 100% 이하, 더 바람직하게는 90% 이상 100% 이하로 할 수 있다.
격벽(11)은 기판(21)과 기판(31)을 접착하는 것이 바람직하다. 더 구체적으로, 격벽(11)은 기판(21) 측에 제공되고 액정층(24)과 접촉되는 층과, 기판(31) 측에 제공되고 액정층(24)과 접촉되는 층을 접착하는 기능을 갖는다. 도 1의 (B)에서는, 기판(21) 측에 제공되고 액정층(24)과 접촉되는 배향막(53a)의 일부와, 기판(31) 측에 제공되고 액정층(24)과 접촉되는 배향막(53b)의 일부를 격벽(11)이 접착한다. 또한, 배향막(53a)이나 배향막(53b)을 제공하지 않는 경우에는, 기판(21) 측에 제공되고 액정층(24)과 접촉되는 절연층(81)의 일부와, 기판(31) 측에 제공되고 액정층(24)과 접촉되는 도전층(25)의 일부를 격벽(11)이 접착하는 구성이 된다.
착색층(51a), 착색층(51b), 및 착색층(51c)은 각각 상이한 색의 가시광을 투과시킨다. 이로써, 표시 장치(10)에 의하여 컬러 화상을 표시할 수 있다.
또한, 착색층(51a), 착색층(51b), 및 착색층(51c)은 각각 격벽(11)을 형성할 때에 사용되는 광을 차광(흡수)하는 것이 바람직하다. 더 구체적으로는, 중합 개시제가 흡수하는 파장의 광을 차광(흡수)하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 각 착색층은 파장 100nm 이상 400nm 이하의 범위에서, 투과율이 40% 이하, 바람직하게는 30% 이하, 더 바람직하게는 20% 이하, 더욱 바람직하게는 10% 이하이고 0% 이상인 범위를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 각 착색층 중 하나 이상이 상기 광을 투과시키기 쉬운 경우에는, 상기 착색층만 또는 모든 착색층과 중첩되도록, 가시광을 투과시키고, 또한 자외선을 흡수하는 필터층을 제공하여도 좋다. 예를 들어, 무기 절연막, 도전성 산화물막, 투광성을 가질 정도로 얇은 금속막, 또는 안료나 염료를 포함하는 수지 등을 착색층과 중첩시켜 배치할 수 있다.
기판(21) 및 기판(31)으로서는, 예를 들어, 유리 기판을 사용할 수 있다. 또는, 기판(21) 및 기판(31)에 얇고 경량의 재료를 사용하여도 좋다. 예를 들어, 두께 0.5mm의 유리보다 단위 면적당 중량이 작은 재료를 적합하게 사용할 수 있다. 적합하게는, 수지를 포함하는 재료나, 가요성을 가질 정도로 얇은 유리를 사용할 수 있다.
예를 들어, 기판(21) 또는 기판(31)으로서, 두께가 1μm 이상 300μm 이하, 바람직하게는 3μm 이상 200μm 이하, 더 바람직하게는 5μm 이상 150μm 이하, 더욱 바람직하게는 10μm 이상 100μm 이하인 얇은 시트 형상의 재료를 사용할 수 있다. 기판(21) 및 기판(31) 양쪽에 이러한 재료를 사용함으로써, 구부릴 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치(10)는, 표시면 측으로부터 보아 화소 전극으로서 기능하는 2개의 도전층(23) 사이에 위치하는 격벽(11)에 의하여, 기판(21)과 기판(31)의 접착 강도가 높아지기 때문에, 파손되기 어렵고 신뢰성이 높은 표시 장치이다. 또한, 격벽(11)에 의하여 외력에 대한 물리적 강도가 높아진 것에 더하여, 외력에 의한 셀 갭의 변화가 억제된 표시 장치이다.
이상이 단면 구성예 1-1에 대한 설명이다.
〔제작 방법예 1-1〕
다음에, 도 1의 (B)에 도시된 표시 장치(10)의 제작 방법의 일례에 대하여 설명한다. 도 2 내지 도 6에 도시된 각 도면은 표시 장치(10)의 제작 방법에 따른 공정의 각 단계에서의 단면 개략도이다.
또한, 표시 장치를 구성하는 박막(절연막, 반도체막, 도전막 등)은 스퍼터링법, 화학 기상 퇴적(CVD:Chemical Vapor Deposition)법, 진공 증착법, 펄스 레이저 퇴적(PLD:Pulse Laser Deposition)법, 원자층 퇴적(ALD:Atomic Layer Deposition)법 등을 사용하여 형성할 수 있다. CVD법으로서는, 플라스마 화학 기상 퇴적(PECVD)법이나 열 CVD법이어도 좋다. 열 CVD법의 예로서, 유기 금속 화학 기상 퇴적(MOCVD:Metal Organic CVD)법을 사용하여도 좋다.
또한, 표시 장치를 구성하는 박막(절연막, 반도체막, 도전막 등)은, 스핀 코팅, 딥, 스프레이 도포, 잉크젯, 디스펜스, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄 등의 방법, 닥터 나이프, 슬릿 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅 등의 도구(설비)에 의하여 형성할 수 있다.
또한, 표시 장치를 구성하는 박막을 가공할 때에는, 포토리소그래피법 등을 사용하여 가공할 수 있다. 또는, 차폐 마스크를 사용한 성막 방법에 의하여, 섬 형상의 박막을 형성하여도 좋다. 또는, 나노 임프린트법, 샌드 블라스트법(sandblasting method), 리프트 오프법 등에 의하여 박막을 가공하여도 좋다. 포토리소그래피법으로서는, 예를 들어, 이하의 2개의 방법이 있다. 한쪽은 가공하고자 하는 박막 위에 감광성 레지스트 재료를 도포하고 포토마스크를 통하여 노광한 후, 현상함으로써 레지스트 마스크를 형성하고, 에칭 등에 의하여 상기 박막을 가공하고 레지스트 마스크를 제거하는 방법이다. 다른 쪽은 감광성을 갖는 박막을 형성한 후, 노광, 현상을 수행하여, 상기 박막을 원하는 형상으로 가공하는 방법이다.
포토리소그래피법에서, 노광에 사용되는 광에는 예를 들어, i선(파장 365nm), g선(파장 436nm), h선(파장 405nm), 또는 이들을 혼합시킨 광을 사용할 수 있다. 그 이외에, 자외선이나 KrF 레이저 광, 또는 ArF 레이저 광 등을 사용할 수도 있다. 또한, 액침 노광 기술에 의하여 노광을 수행하여도 좋다. 또한, 노광에 사용되는 광으로서, 극단 자외광(EUV:Extreme Ultra-violet)이나 X선을 사용하여도 좋다. 또한, 노광에 사용되는 광 대신에, 전자 빔을 사용할 수도 있다. 극단 자외광, X선, 또는 전자 빔을 사용하면, 매우 미세히 가공할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 전자 빔 등의 빔을 주사함으로써 노광을 수행하는 경우에는, 포토마스크는 불필요하다.
박막의 에칭에는, 드라이 에칭법, 웨트 에칭법, 샌드 블라스트법 등을 사용할 수 있다.
<트랜지스터(70)의 형성>
우선, 기판(21) 위에 도전층(71)을 형성한다. 도전층(71)은 도전막을 형성한 후, 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 도전막을 에칭한 후에 레지스트 마스크를 제거함으로써 형성할 수 있다.
다음에, 기판(21) 및 도전층(71)을 덮어 절연층(73)을 형성한다.
다음에, 반도체층(72)을 형성한다. 반도체층(72)은 반도체막을 형성한 후, 레지스트 마스크를 형성하고, 상기 반도체막을 에칭한 후에 레지스트 마스크를 제거함으로써 형성할 수 있다.
다음에, 도전층(74a) 및 도전층(74b)을 형성한다. 도전층(74a) 및 도전층(74b)은 도전층(71)과 마찬가지의 방법에 의하여 형성할 수 있다.
이상의 공정에 의하여, 트랜지스터(70)를 형성할 수 있다(도 2의 (A) 참조).
<절연층(81)의 형성>
다음에, 절연층(81)을 형성한다. 절연층(81)에 감광성 재료를 사용함으로써, 포토리소그래피법 등에 의하여 개구를 형성할 수 있다. 또한, 절연층(81)으로서 절연막을 형성한 후에, 레지스트 마스크를 사용하여 절연막의 일부를 에칭함으로써 개구를 형성하여도 좋다. 절연층(81)에 유기 절연 재료를 사용하면, 그 상면의 평탄성을 높일 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 절연층(81)으로서 무기 절연막을 사용하여도 좋다. 절연층(81)으로서, 질화 실리콘, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 산화질화 알루미늄, 또는 질화산화 알루미늄 등의 무기 절연 재료의 층을, 단층으로 또는 적층하여 사용할 수 있다. 이로써, 절연층(81)은 트랜지스터(70)의 보호층으로서 기능한다.
또한, 절연층(81)을 무기 절연막과 유기 절연막의 적층 구조로 하여도 좋다.
<도전층(23), 배향막(53a)의 형성>
다음에, 절연층(81) 위에 도전층(23)을 형성한다. 도전층(23)은 도전층(71)과 마찬가지의 방법에 의하여 형성할 수 있다.
다음에, 배향막(53a)을 형성한다(도 2의 (B) 참조). 배향막(53a)이 되는 박막을 형성한 후에, 러빙 처리를 수행함으로써, 배향막(53a)을 형성할 수 있다.
<착색층의 형성>
다음에, 기판(31) 위에 착색층(51a), 착색층(51b), 및 착색층(51c)을 형성한다(도 3의 (A) 참조).
착색층(51a), 착색층(51b), 및 착색층(51c)에는, 예를 들어, 감광성 수지 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 각 착색층은 각각 기판(31)에 재료를 도포하고 나서, 포토마스크를 통하여 상기 재료를 노광하여 현상 처리 후에 가열 처리를 수행함으로써, 형성할 수 있다.
착색층(51a), 착색층(51b), 및 착색층(51c)은 각각 컬러 필터로서의 기능 이외에, 나중에 격벽(11)을 형성하기 위한 광(20)을 조사할 때에, 광(20)을 차광하는 기능을 갖는다. 예를 들어, 광(20)에 사용되는 광에 대한 흡수율이 60% 이상, 바람직하게는 70% 이상, 더 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상이고 100% 이하가 되도록, 착색층(51a), 착색층(51b), 및 착색층(51c)의 재료, 두께, 밀도 등을 각각 결정하는 것이 바람직하다. 또한, 착색층(51a), 착색층(51b), 및 착색층(51c)에 사용되는 재료, 두께, 밀도 등을, 나중의 광(20)의 조사 조건(강도, 조사 시간 등)에 따라 결정할 수 있다.
<절연층(61)의 형성>
다음에, 착색층(51a), 착색층(51b), 및 착색층(51c)을 덮어 절연층(61)을 형성한다(도 3의 (B) 참조). 절연층(61)은 절연층(81)과 마찬가지의 방법에 의하여 형성할 수 있다. 절연층(61)은 각 착색층에 포함되는 재료가 나중의 액정층(24)으로 확산되는 것을 억제하는 오버코트로서의 기능을 갖는다.
<도전층(25), 배향막(53b)의 형성>
다음에, 절연층(61) 위에 도전층(25)을 형성한다. 도전층(25)은 도전층(71) 등과 마찬가지의 방법에 의하여 형성할 수 있다. 또는, 차폐 마스크를 사용한 성막 방법에 의하여 섬 형상의 도전층(25)을 형성하여도 좋다.
다음에, 도전층(25) 위에 배향막(53b)을 형성한다(도 3의 (C) 참조). 배향막(53b)은 배향막(53a)과 마찬가지의 방법에 의하여 형성할 수 있다.
또한, 상술한 기판(21) 측의 공정 및 기판(31) 측의 공정은 각각 독립적으로 진행할 수 있다.
<기판(21)과 기판(31)의 접합>
다음에, 기판(21) 및 기판(31) 중 어느 한쪽 또는 양쪽에, 이들을 접착하는 접착층(도시하지 않았음)을 형성한다. 접착층은 화소가 배치되어 있는 영역을 둘러싸도록 형성된다. 접착층을 예를 들어, 스크린 인쇄법이나 디스펜싱법 등에 의하여 형성할 수 있다. 접착층으로서는, 열 경화성 수지나 자외선 경화 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 자외선에 의하여 임시적으로 경화된 후에, 가열함으로써 경화되는 수지 등을 사용하여도 좋다. 또는, 접착층으로서, 자외선 경화성 및 열 경화성 양쪽을 갖는 수지 등을 사용하여도 좋다.
다음에, 디스펜싱법 등에 의하여 접착층으로 둘러싸인 영역에, 액정층(24)이 되는 조성물을 적하한다. 구체적으로는, 액정(12), 모노머(13), 및 중합 개시제를 포함하는 조성물을 적하한다. 또한, 상기 조성물에 키랄제 등이 포함되어도 좋다.
다음에, 액정층(24)이 되는 조성물을 끼우도록 기판(21)과 기판(31)을 접합시켜 접착층을 경화한다. 접합을 감압 분위기하에서 수행하면, 기판(21)과 기판(31) 사이에 기포 등이 혼입되는 것을 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 기판(21)과 기판(31)을 접합시킨 후에, 감압 분위기하에서, 접착층에 제공된 틈으로부터 액정층(24)이 되는 조성물을 주입하는 방법을 사용하여도 좋다. 또한, 액정층(24)이 되는 조성물의 적하 후에, 화소가 배치되어 있는 영역이나 상기 영역의 외측에, 입상의 갭 스페이서를 살포하여도 좋고, 상기 갭 스페이서를 포함하는 조성물을 적하하여도 좋다.
이 시점에서, 도전층(23), 도전층(25), 및 액정(12)을 포함하는 액정 소자(40)가 형성된다(도 4의 (A) 참조). 또한, 이 시점에서는 격벽(11)이 형성되어 있지 않고, 또한 액정층(24)에 포함되는 모노머(13)의 농도가 높은 상태이다.
<격벽(11)의 형성>
다음에, 기판(31) 측으로부터 광(20)을 조사한다(도 4의 (B) 참조).
광(20)에는 중합 개시제가 반응하는 파장 및 강도의 광을 사용할 수 있다. 예를 들어, 광(20)에는 파장 100nm 내지 400nm의 자외선을 사용할 수 있다. 파장 200nm 내지 400nm의 파장을 사용하면, 대기에 의한 흡수를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다. 대표적으로는, 파장 254nm의 광이나, 파장 365nm의 광, 파장 385nm의 광 등이 있다. 광(20)은 고압 수은 램프, 저압 수은 램프, 메탈 핼라이드 램프, 제논 램프, LED 등의 광원을 사용하여 생성할 수 있다. 또한, 램프나 LED 이외에, 엑시머 레이저 등의 레이저를 광원으로서 사용하여도 좋다.
광(20)은 기판(31)의 표면에 대하여 수직으로 입사되도록, 가능한 한 평행광에 가까운 광을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 기판(31)이 크기 때문에 복수의 광원을 사용하는 경우에는, 광이 비스듬한 방향으로부터 입사될 우려가 있다. 그 경우, 광원과 기판(31) 사이에, 광원으로부터의 광을 평행광에 가깝게 하기 위한 슬릿 등을 제공하는 것이 바람직하다.
여기서, 광(20)의 스펙트럼이 가시광 영역까지 걸치는 경우에는, 예를 들어, 광(20)의 일부가 청색의 착색층을 투과하는 경우가 있다. 그 때문에, 광(20)의 스펙트럼의 피크 폭은 가능한 한 좁은 것이 바람직하다. 예를 들어, 특정한 파장 영역의 광만을 투과시키고, 그 이외의 파장의 광을 차폐(흡수)하는 필터(BPF:Band Pass Filter)를 사용하여 광(20)의 스펙트럼을 협선화(狹線化)할 수도 있다. 이때, 예를 들어, 중합 개시제가 흡수하는 파장의 광(대표적으로는 350nm 근방의 광)만을 투과시키는 BPF를 사용하는 것이 바람직하다.
도 4의 (B)에 도시된 바와 같이, 착색층(51a), 착색층(51b), 및 착색층(51c)이 제공되지 않는 영역에서, 광(20)은 액정층(24)에 조사된다. 한편, 착색층(51a), 착색층(51b), 및 착색층(51c)이 제공되는 영역에서는, 광(20)의 대부분은 착색층(51a), 착색층(51b), 및 착색층(51c)에 의하여 차광(흡수)되어 액정층(24)에 도달되지 않는다.
또한, 조사 장치의 출력 및 조사 시간을 조정하고, 액정층(24)에 도달되는 광의 에너지가 0.1J/cm2 이상 100J/cm2 이하, 바람직하게는 1J/cm2 이상 50J/cm2 이하가 되는 조건에서 광(20)을 조사하는 것이 바람직하다.
또한, 여기에는 트랜지스터(70)가, 게이트로서 기능하는 도전층(71)이 절연층(81) 측에 위치하는 보텀 게이트 구조의 트랜지스터인 예를 도시하였다. 그 때문에, 도 4의 (B)에 도시된 바와 같이, 트랜지스터(70)의 반도체층(72)이 도전층(23)으로 덮인 구성으로 함으로써, 광(20)의 일부가 산란하는 경우이어도, 산란광이 반도체층(72)에 도달되는 것을 억제하여, 트랜지스터(70)의 전기 특성이 변동되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 액정 소자(40)에 투과형의 액정 소자를 적용하는 경우에는, 도전층(23)이 투광성을 갖기 때문에, 반도체층(72)과 도전층(23) 사이에 가시광을 차광하는 층을 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 반도체층(72)과 도전층(23) 사이에, 트랜지스터의 제 2 게이트로서 기능하는 도전층을 제공하는 것이 바람직하다.
도 5에는, 도 4의 (B) 중에 일점쇄선으로 나타낸 영역의 확대도를 도시하였다. 도 5는 광(20)의 조사가 개시되고, 모노머(13)의 중합이 진행되는 과정에서의 개념도이다.
착색층(51a) 및 착색층(51b) 등에 차광되지 않고, 광(20)이 조사되는 영역을 조사 영역(30)으로 한다. 조사 영역(30)에서는, 광(20)에 의하여, 액정층(24) 중의 중합 개시제가 라디칼을 생성함으로써, 모노머(13)가 중합을 개시한다. 중합이 진행됨으로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 폴리머를 포함하는 격벽(11)이 성장한다.
여기서, 모노머(13)의 중합에 따라, 조사 영역(30) 근방의 액정층(24)에 포함되는 모노머(13)의 농도가 저하되고, 조사 영역(30)으로부터 떨어질수록 모노머(13)의 농도가 높아지는 농도 분포가 발생하는 경우가 있다. 모노머(13)는 상기 농도 분포를 균일하게 하도록 농도가 높은 곳으로부터 농도가 낮은 곳으로 확산되는 성질을 갖는 경우가 있다. 이때, 모노머(13)의 일부는 도 5 중의 화살표로 나타낸 바와 같이, 조사 영역(30)을 향하여 확산된다. 이로써, 도전층(23)과 중첩되는 영역의, 광(20)을 조사한 후의 액정층(24) 중의 모노머(13)의 농도는, 광(20)의 조사 전과 비교하여 낮은 상태가 된다. 또한, 액정층(24) 중에 포함되는 모노머(13)의 농도가 충분히 낮은 경우나, 모노머(13)가 액정층(24) 중으로 확산되기 쉬운 경우 등에는, 광(20)을 조사한 후에서의 모노머(13)의 농도가 검출되지 않을 정도로 낮은 상태가 되는 경우도 있다.
광(20)을 조사하기 전에서의 액정층(24) 중의 모노머(13)의 최적의 농도를, 광(20)의 조사 영역(30)의 면적에 따라 결정할 수 있다. 예를 들어, 화소가 배열되는 영역(표시 영역이라고도 함)에 대한, 조사 영역(30)의 면적 비율을 α%(α>0)로 하였을 때, 액정층(24) 중의 모노머(13)의 중합 농도를 (α-x)wt% 이상, (α+x)wt% 이하의 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 또는, 액정층(24) 중의 모노머(13)의 체적 농도를 (α-x)% 이상, (α+x)% 이하의 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 여기서, x=0.5α, 바람직하게는 x=0.3α, 더 바람직하게는 x=0.2α를 만족시킨다. 이로써, 광(20)을 조사한 후에서의, 액정 소자(40)로서 기능하는 부분의 액정층(24) 중의 모노머(13)의 농도를 충분히 저감할 수 있다.
모노머(13)의 중합이 진행됨으로써, 조사 영역(30) 내에서 배향막(53a) 및 배향막(53b) 양쪽과 접촉되는 격벽(11)이 형성된다. 격벽(11)은 배향막(53a) 및 배향막(53b)을 접착하는 기능을 갖는다.
또한, 도 5에는 격벽(11)이 배향막(53b) 측으로부터 성장하는 경우의 예를 도시하였지만, 어디까지나 개념도이고, 격벽(11)의 성장 과정은 다양한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 액정층(24) 중에 형성된 다수의 작은 폴리머가 연결되면서 성장하는 경우도 있다. 또는, 광(20)의 강도가 강하고, 광(20)이 배향막(53a)까지 충분한 강도로 도달되는 경우나, 기판(21) 측에 위치하는 도전층(예를 들어, 도전층(71), 도전층(74a), 또는 도전층(74b) 등)에 의하여 광(20)이 반사되고 액정층(24)에 다시 조사되는 경우 등에는, 배향막(53a) 측으로부터도 폴리머가 성장하고, 배향막(53b) 측으로부터 성장한 폴리머와 연결되어 일체가 됨으로써, 격벽(11)이 형성되는 경우도 있다. 어떤 성장 과정을 거쳐 격벽(11)이 형성되었는지는 격벽(11)의 단면 형상 등으로부터 추정할 수 있다.
이상의 공정에 의하여, 격벽(11)을 형성할 수 있다(도 4의 (C) 참조).
또한, 상술한 제작 방법에서, 광(20)의 조사 조건이나, 광(20)의 산란 등에 의하여 액정층(24) 중의 도전층(23), 착색층(51a), 착색층(51b), 및 착색층(51c)과 중첩되는 영역에도 격벽(11)이 형성되는 경우가 있다.
여기서, 도전층(23)과 중첩되는 영역에서, 모노머(13)는 격벽(11)에 가까울수록 농도가 낮고, 격벽(11)으로부터 멀수록 농도가 높은 농도 분포를 갖는 경우가 있다.
또한, 도전층(23)과 중첩되는 영역에서, 미반응의 중합 개시제가 잔존하는 경우도 있다. 이때, 액정층(24) 중에 모노머(13) 및 중합 개시제 양쪽이 잔존하는 경우에는, 외광에 포함되는 자외선 등에 의하여, 모노머(13)의 중합 반응이 발생할 우려가 있다. 그러나, 표시 장치(10)에서는, 액정층(24)보다 표시면 측에 착색층(51a) 등이 제공됨으로써, 외광에 포함되는 자외선이 액정층(24)에 도달되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 모노머(13)나 중합 개시제가 잔존하더라도 사용 환경하에서 중합 반응은 발생하지 않고, 신뢰성이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
〔단면 구성예 1-2〕
도 6의 (A)에, 이하에 예시되는 표시 장치의 단면 개략도를 도시하였다. 도 6의 (A)에 도시된 구성은 구조체(14)를 갖는 점에서, 주로 도 1의 (B)에 도시된 구성과 상이하다.
구조체(14)는 도전층(25)과 배향막(53b) 사이에 제공된다. 배향막(53b)은 구조체(14)를 덮어 제공된다. 또한, 구조체(14)는 인접되는 2개의 도전층(23) 사이에 위치한다. 또한, 구조체(14)는 인접되는 2개의 착색층 사이에 위치한다. 또한, 격벽(11)은 구조체(14)를 둘러싸도록 제공된다.
구조체(14)는 기판(21)과 기판(31)을 접합시킬 때에, 이들이 필요 이상으로 근접하는 것을 억제하고, 액정 소자(40)의 셀 갭을 조정하기 위한 스페이서로서 기능한다.
또한, 격벽(11)이 구조체(14)를 둘러싸도록 제공됨으로써, 격벽(11)의 접착면의 면적이 증대되기 때문에 앵커 효과가 발생하여, 도 1의 (B)에 도시된 예와 비교하여 접착 강도가 더 높아진다.
구조체(14)는 이하와 같이 형성할 수 있다. 우선, 도전층(25) 위에 구조체(14)가 되는 절연막을 형성한다. 상기 절연막에는 감광성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 절연막은 예를 들어, 스핀 코팅법 등에 의하여 형성할 수 있다. 다음에, 포토마스크를 통하여 절연막을 노광하고, 현상 처리 후에 소성(baking)함으로써 구조체(14)를 형성할 수 있다.　　여기서, 절연막으로서, 광이 조사되지 않는 부분이 현상 후에 잔존하는 포지티브형의 감광성 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
이상이 단면 구성예 1-2에 대한 설명이다.
〔단면 구성예 1-3〕
도 6의 (B)에, 이하에 예시되는 표시 장치의 단면 개략도를 도시하였다. 도 6의 (B)에 도시된 구성은 구조체(14)를 갖는 점, 및 절연층(81)에 오목부가 제공되는 점에서, 주로 도 1의 (B)에 도시된 구성과 상이하다.
절연층(81)은 오목부(50)를 갖는다. 오목부(50)는 도전층(23)과 중첩되지 않는 부분에 제공된다. 바꿔 말하면, 절연층(81)은 도전층(23)과 중첩되지 않고, 또한 도전층(23)과 중첩되는 부분보다 두께가 얇은 부분을 갖는다. 배향막(53a)은 절연층(81)의 오목부(50)를 덮어 제공된다. 배향막(53a)의 상면은 오목부(50)의 형상을 따른 오목 형상을 갖는다.
여기서, 도 6의 (B)에는, 배향막(53a)이 오목부(50)의 측면 및 상면을 덮어 제공되는 예를 도시하였다. 또한, 배향막(53a)의 피복성이 낮은 경우에는, 배향막(53a)의 오목부(50)의 측면과 접촉되는 부분이 다른 부분(예를 들어, 도전층(23)과 중첩되는 부분)보다 얇은 경우나, 오목부(50)의 측면을 완전히 피복할 수 없어 분단되는 경우도 있다.
또한, 격벽(11)은 절연층(81)의 오목부(50)와 중첩되어 제공된다. 더 구체적으로는, 격벽(11)이 오목부(50)의 상면을 덮는 배향막(53a)의 일부, 및 오목부(50)의 측면을 덮는 배향막(53a)의 일부와 접촉되어 제공된다. 이로써, 격벽(11)과 배향막(53a)의 접촉 면적의 증대에 따라 앵커 효과가 발생하여, 이들의 밀착 강도를 높일 수 있다. 격벽(11)이 오목부(50)를 메우도록 제공되면, 더 효과적으로 밀착 강도를 높일 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 배향막(53a)이 절연층(81)의 오목부(50)의 측면을 완전히 피복할 수 없어 분단되는 경우나, 배향막(53a)을 제공하지 않는 경우 등에는, 격벽(11)과 절연층(81)이 접촉되는 부분이 있어도 좋다.
또한, 볼록 형상의 구조체(14)는 오목부(50)에 감합(嵌合)하도록 중첩되어 제공된다. 절연층(81)의 오목부(50) 및 볼록 형상의 구조체(14) 양쪽이 제공된 부분에 격벽(11)이 제공됨으로써, 더 앵커 효과가 높아져, 기판 사이의 접착 강도를 상승적으로 높일 수 있다.
오목부(50)는 예를 들어, 도전층(23)을 형성할 때에 사용되는 레지스트 마스크를 사용하여 절연층(81)의 일부를 에칭함으로써, 또는 도전층(23)을 하드 마스크로서 사용하여 절연층(81)의 일부를 에칭함으로써 형성할 수 있다.
이상이 단면 구성예 1-3에 대한 설명이다.
〔단면 구성예 1-4〕
도 7에, 이하에 예시되는 표시 장치의 단면 개략도를 도시하였다. 도 7에 도시된 표시 장치는 투과형의 액정 소자가 적용된 표시 장치이다.
액정 소자(40a)는 도전층(23a), 액정층(24), 및 도전층(25)을 갖는다. 여기서, 도전층(23a)은 도전층(25)과 마찬가지로 가시광을 투과시키는 기능을 갖는다. 이로써, 도 7 중의 화살표로 나타낸 바와 같이, 기판(21) 측으로부터 입사된 광이 액정 소자(40a)를 투과하고 기판(31) 측으로 사출된다.
또한, 여기에는 도시되지 않았지만, 기판(21)과 기판(31)을 끼우도록, 한 쌍의 직선 편광판을 제공할 수 있다. 또한, 기판(21) 측의 직선 편광판보다 외측에 백라이트(백라이트 유닛)를 제공할 수 있다. 또한, 직선 편광판 대신에, 원 편광판을 사용하면, 표시면 측의 외광 반사를 억제할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 표시에 기여하지 않는 영역에 위치하는 격벽(11)은, 기판(21) 위에 제공되는 도전층과 중첩되어 배치되는 것이 바람직하다. 바꿔 말하면, 기판(21) 측에 제공되는 배선, 전극 등과 중첩되는 위치에 격벽(11)을 배치하는 것이 바람직하다. 이로써, 격벽(11) 근방에서, 액정(12)의 배향 불량이 발생한 경우이어도, 이 부분에서의 광 누설이 발생하기 어려워지기 때문에, 콘트라스트의 저하를 억제할 수 있다.
이상이 단면 구성예 1-4에 대한 설명이다.
[구성예 2]
이하에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치의 예로서, 반사형의 액정 소자 및 투과형의 액정 소자 양쪽을 갖고, 투과 모드, 반사 모드, 및 이들을 동시에 수행하는 하이브리드 모드의 표시를 수행할 수 있는 표시 장치(표시 패널)의 예에 대하여 설명한다. 이러한 표시 패널을 TR-Hybrid Display(Transmission and Reflection Hybrid Display 또는 Transmission/Reflection Hybrid Display)라고 부를 수도 있다.
이러한 표시 패널의 일례로서는, 가시광을 반사하는 전극을 구비하는 반사형의 액정 소자와, 가시광을 투과시키는 전극을 구비하는 투과형의 액정 소자를 적층하여 배치된 구성을 들 수 있다. 이때, 가시광을 반사하는 전극이 개구를 갖고, 상기 개구와 투과형의 소자가 중첩되어 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 투과 모드에서는 상기 개구를 통하여 투과형의 액정 소자로부터의 광이 사출되도록 구동할 수 있다. 또한, 평면에서 보았을 때, 반사형의 액정 소자와 투과형의 액정 소자를 나란히 배치한 경우와 비교하여, 이들을 적층하여 배치함으로써, 투과형의 액정 소자 및 반사형의 액정 소자 양쪽을 갖는 화소의 크기를 작게 할 수 있기 때문에, 더 고선명한 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, 투과형의 액정 소자를 구동하는 트랜지스터와, 반사형의 액정 소자를 구성하는 트랜지스터를 각각 개별적으로 갖는 것이 바람직하다. 이로써, 투과형의 액정 소자와 반사형의 액정 소자를 각각 독립적으로 구동할 수 있다.
여기서, 액정 소자를 구동하는 화소 회로에 산화물 반도체가 적용되고, 오프 전류가 매우 낮은 트랜지스터를 적용하는 것이 바람직하다. 또는, 상기 화소 회로에 기억 소자를 적용하여도 좋다. 이로써, 액정 소자를 사용하여 정지 화상을 표시할 때에 화소로의 기록 동작을 정지하여도, 계조를 유지시킬 수 있다. 즉, 프레임 레이트를 매우 작게 하여도 표시를 유지할 수 있다. 이로써, 소비전력이 매우 낮은 표시를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 제 1 표시 소자로 화상을 표시하는 제 1 모드, 제 2 표시 소자로 화상을 표시하는 제 2 모드, 및 제 1 표시 소자 및 제 2 표시 소자 양쪽으로 화상을 표시하는 제 3 모드를 전환할 수 있다.
제 1 모드는 제 1 표시 소자로부터의 반사광을 사용하여 화상을 표시하는 모드이다. 제 1 모드는 광원이 불필요하기 때문에, 소비전력이 매우 낮은 구동 모드이다. 예를 들어 외광의 조도가 충분히 높고, 또한 외광이 백색광 또는 그 근방의 광인 경우에 유효하다. 제 1 모드는 예를 들어, 책이나 서류 등의 문자 정보를 표시하기에 적합한 표시 모드이다. 또한, 반사광을 사용하기 때문에, 눈에 편한 표시를 수행할 수 있어, 눈이 피로해지기 어려운 효과를 갖는다. 또한, 제 1 모드는 반사한 광을 사용하여 표시를 수행하기 때문에, 제 1 모드를 반사형의 표시 모드(Reflection mode)라고 불러도 좋다.
제 2 모드는 제 2 표시 소자로부터의 투과광을 이용하여 화상을 표시하는 모드이다. 그 때문에, 외광의 조도나 색도에 의존하지 않고, 매우 선명한(콘트라스트가 높고, 또한 색 재현성이 높은) 표시를 수행할 수 있다. 예를 들어, 야간이나 어두운 실내 등, 외광의 조도가 매우 낮은 경우 등에 유효하다. 또한, 외광이 어두운 경우, 밝은 표시를 수행하면 사용자가 눈부시게 느끼는 경우가 있다. 이것을 방지하기 위하여 제 2 모드에서는 휘도를 억제한 표시를 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 이로써, 눈부심을 억제하는 것에 더하여, 소비전력을 저감할 수도 있다. 제 2 모드는 선명한 화상이나 매끄러운 동영상 등을 표시하기에 적합한 모드이다. 또한, 제 2 모드는 투과한 광을 사용하여 표시를 수행하기 때문에, 제 2 모드를 툭과형의 표시 모드(Transmission mode)라고 불러도 좋다.
제 3 모드는 제 1 표시 소자로부터의 반사광 및 제 2 표시 소자로부터의 투과광의 양쪽을 이용하여 표시를 수행하는 모드이다. 구체적으로는, 제 1 화소가 나타내는 광과, 제 1 화소와 인접되는 제 2 화소가 나타내는 광을 혼색시킴으로써, 하나의 색을 표현하도록 구동한다. 제 1 모드보다 선명한 표시를 수행하면서 제 2 모드보다 소비전력을 억제할 수 있다. 예를 들어, 실내 조명하, 아침이나 저녁 시간대 등 외광의 조도가 비교적 낮은 경우나, 외광이 백색 색도를 나타내지 않는 경우 등에 유효하다.
또한, 본 명세서 등에서, 제 1 표시 소자와 제 2 표시 소자를 조합한 표시, 즉, 제 3 모드를 하이브리드 표시 모드(HB 표시 모드)라고 부를 수 있다. 또는, 제 3 모드를 투과형의 표시 모드와 반사형의 표시 모드를 조합한 표시 모드(TR-Hybrid mode)라고 불러도 좋다.
여기서, 표시 장치의 구성으로서, 제 1 표시 소자를 포함하는 제 1 화소 및 제 2 표시 소자를 포함하는 제 2 화소를 갖는 표시 패널, 및 제어부를 갖는 구성으로 할 수 있다. 제어부는 외부로부터 입력되는 화상 정보에 따라, 제 1 화소에 출력하는 제 1 계조값, 및 제 2 화소에 출력하는 제 2 계조값을 생성하여 출력한다. 여기서, 화상 정보는 각 화소에 대응하는 계조값을 포함하는 정보이며, 예를 들어, 비디오 신호 등의 영상 신호를 들 수 있다.
또한, 제어부는 외광의 조도 등에 따라, 상술한 표시 모드를 선택하는 기능을 가져도 좋다.
또한, 표시 장치에서, 제 1 화소는 제 1 표시 소자와 전기적으로 접속되는 제 1 트랜지스터를 갖고, 제 2 화소는 제 2 표시 소자와 전기적으로 접속되는 제 2 트랜지스터를 갖는 것이 바람직하다.
이때, 제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터는, 각각 한 표면 위에 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 제 1 표시 소자 및 제 2 표시 소자 중 어느 한쪽은 절연층에 제공된 개구를 통하여, 제 1 트랜지스터 또는 제 2 트랜지스터와 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다. 이로써, 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터를 동일한 공정에 의하여 제작할 수 있기 때문에, 공정을 간략화할 수 있다.
또한, 한 쌍의 기판 사이에 제 1 표시 소자, 제 2 표시 소자, 및 각 트랜지스터를 끼운 구성으로 함으로써, 두께가 얇고 경량의 표시 장치를 실현할 수 있다.
〔단면 구성예 2-1〕
도 8에, 이하에 예시되는 표시 장치(표시 모듈)의 단면 개략도를 도시하였다. 도 8에 도시된 구성은 절연층(83)을 개재하여 액정 소자(40)와 액정 소자(90)가 중첩되어 배치되어 있다. 도 8에 도시된 구성에서는, 기판(31) 측이 표시면 측에 상당한다.
또한, 도 8에는, 기판(31)보다 외측에 편광판(39a)이 제공되고, 기판(21)보다 외측에 편광판(39b) 및 백라이트 유닛(65)이 제공되는 예를 도시하였다. 예를 들어, 기판(21) 및 기판(31)을 갖는 구성을 표시 장치 또는 표시 패널이라고 부를 수 있다. 또한, 이것에 편광판(39a), 편광판(39b), 및 백라이트 유닛(65)을 더한 구성을 표시 모듈이라고 부를 수 있다.
표시 장치는 절연층(83)의 한쪽의 면 위에 각각 형성된, 트랜지스터(70a) 및 트랜지스터(70b)를 갖는다. 트랜지스터(70a)는 액정 소자(40)와 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(70b)는 액정 소자(90)와 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(70a) 및 트랜지스터(70b)를 덮는 절연층(81)의 기판(21) 측에는 도전층(91)이 제공되고, 도전층(91)을 덮어 배향막(56a)이 제공된다. 도전층(91)과, 트랜지스터(70b)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 절연층(81)에 제공된 개구를 통하여 전기적으로 접속된다. 절연층(81)은 보호층 및 평탄화층으로서 기능한다. 또한, 기판(21) 위에는, 착색층(54), 절연층(63), 도전층(93), 배향막(56b), 및 구조체(14b) 등이 제공된다. 배향막(56a)과 배향막(56b) 사이에는 액정층(24b)이 위치한다. 액정층(24b)에는 격벽(11), 액정(92), 및 모노머(13) 등이 포함된다. 도전층(91), 액정층(24b), 및 도전층(93)에 의하여 액정 소자(90)가 구성되어 있다.
도전층(91) 및 도전층(93)은 각각 가시광을 투과시키는 기능을 갖는다. 따라서, 액정 소자(90)는 투과형의 액정 소자이다.
또한, 절연층(83)의 기판(31) 측에는, 도전층(23a)과 도전층(23b)이 적층되어 제공된다. 또한, 도전층(23a)과 액정층(24a) 사이에 배향막(53a)이 제공된다.
기판(31)의 기판(21) 측에는, 착색층(51a), 착색층(51b), 차광층(52) 등이 제공된다. 또한, 이들을 덮어 절연층(61)이 제공되고, 절연층(61)의 기판(21) 측에 도전층(25), 배향막(53b), 구조체(14a) 등이 제공된다. 배향막(53a)과 배향막(53b) 사이에는 액정(22)을 포함하는 액정층(24a)이 끼워진다. 도전층(23a), 도전층(23b), 도전층(25), 및 액정(22)에 의하여 액정 소자(40)가 구성된다.
또한, 표시 장치는 절연층(83)의 양면에 제공되는 도전층끼리를 전기적으로 접속하는 접속부(80)를 갖는다. 도 8에는, 접속부(80)가 절연층(83)에 제공된 개구, 및 상기 개구에 위치하고 트랜지스터(70a) 등의 게이트와 동일한 도전막을 가공하여 얻어진 도전층을 갖는 구성을 도시하였다. 트랜지스터(70a)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 도전층(23b)은 접속부(80)를 통하여 전기적으로 접속된다.
도전층(23a) 및 도전층(25)은 가시광을 투과시키는 기능을 갖는다. 또한, 도전층(23b)은 가시광을 반사하는 기능을 갖는다. 따라서, 액정 소자(40)는 반사형의 액정 소자로서 기능한다.
또한, 액정 소자(90)와 중첩되는 영역에서, 가시광을 반사하는 도전층(23b)에 개구가 제공된다. 백라이트 유닛(65)으로부터 사출되고 액정 소자(90)를 투과한 광은 상기 개구를 통하여 기판(31) 측으로 사출된다.
또한, 액정층(24a)에서, 도전층(23b)의 개구와 중첩되는 위치에, 투광성을 갖는 구조체(14a)가 제공된다. 구조체(14a)는 액정 소자(90)를 투과하는 광의 광로 위에 위치하고, 백라이트 유닛(65)으로부터 사출되고, 편광판(39b)에 의하여 편광되고, 액정 소자(90)를 투과한 광은 구조체(14a)를 투과하고 편광판(39a)에 도달한다. 이로써, 액정(22)에 의하여 액정 소자(90)를 투과한 광의 편광 상태가 변화되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 액정 소자(40)에 인가되는 전압에 의하여, 액정(22)의 배향 상태가 변화되더라도, 액정 소자(90)는 표시에 영향을 미치지 않는다.
이러한 구성에 의하여, 액정 소자(40)와 액정 소자(90)를 각각 독립적으로 구동시킬 수 있어, 액정 소자(40)만으로 화상을 표시하는 것, 액정 소자(90)만으로 화상을 표시하는 것, 및 액정 소자(40) 및 액정 소자(90) 양쪽을 동시에 구동시킴으로써 화상을 표시하는 것을 각각 실현할 수 있다.
또한, 투과 모드에서, 액정 소자(40)의 상태는 표시에 영향을 미치지 않기 때문에, 액정 소자(40)의 구동을 정지할 수 있어, 표시 장치를 저소비전력으로 구동할 수 있다. 이때, 액정 소자(40)를 구동하는 구동 회로가 출력하는 신호를 정지할 뿐만 아니라, 상기 구동 회로로의 전원의 공급을 정지하면, 소비전력을 더 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.
도 8에 도시된 표시 장치는 액정 소자(40)와 전기적으로 접속되는 트랜지스터(70a), 및 액정 소자(90)와 전기적으로 접속되는 트랜지스터(70b)를 갖기 때문에, 액정 소자(40) 및 액정 소자(90)를 각각 독립적으로 제어할 수 있다. 또한, 트랜지스터(70a)와 트랜지스터(70b)는 한 표면 위에 동일한 공정을 거쳐 형성할 수 있기 때문에, 공정이 간략화되어 높은 수율로 제작할 수 있다.
이상이 단면 구성예 2-1에 대한 설명이다.
〔단면 구성예 2-2〕
도 9에, 이하에 예시되는 표시 장치의 단면 개략도를 도시하였다. 도 9에 도시된 구성은 차광층(52), 착색층(51a), 착색층(51b), 및 절연층(61) 등을 갖지 않는 점에서, 주로 도 8에 예시된 구성과 상이하다.
도 9에서는, 액정 소자(40)에 의한 표시는 무채색의 그레이스케일 표시(흑백 표시라고도 함)가 된다. 착색층을 갖지 않기 때문에, 액정 소자(40)의 반사율의 최대값을 높일 수 있어, 밝은 표시를 수행할 수 있다.
한편, 액정 소자(90)에 의한 표시를 컬러 표시로 할 수 있다. 이로써, 선명한 화상 표시를 수행할 수 있다.
이상이 단면 구성예 2-2에 대한 설명이다.
〔제작 방법예 2〕
이하에서는, 도 8에 도시된 표시 장치의 제작 방법의 예에 대하여 설명한다. 도 10 내지 도 12는 이하에 예시되는 제작 방법예에서의 각 단계의 단면 개략도이다.
우선, 지지 기판(44a)을 준비하고, 지지 기판(44a) 위에 박리층(43a) 및 절연층(45)을 적층하여 형성한다(도 10의 (A) 참조).
지지 기판(44a)으로서는, 장치 내 또는 장치 사이에서 용이하게 반송할 수 있을 정도의 강성을 갖는 기판을 사용할 수 있다. 또한, 제작 공정에 가해지는 열에 대하여 내열성을 갖는 기판을 사용한다. 예를 들어, 두께 0.3mm 이상 1mm 이하의 유리 기판을 사용할 수 있다.
박리층(43a) 및 절연층(45)에 사용되는 재료로서는, 박리층(43a)과 절연층(45)의 계면, 또는 박리층(43a) 중에서 박리가 발생하는 재료를 선택할 수 있다.
예를 들어, 박리층(43a)으로서 텅스텐 등의 고융점 금속 재료를 포함하는 층과, 상기 금속 재료의 산화물을 포함하는 층을 적층하여 사용하고, 절연층(45)으로서, 질화 실리콘, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘 등의 무기 절연 재료의 층을 적층하여 사용할 수 있다. 박리층(43a)에 고융점 금속 재료를 사용하면, 그 후의 공정에서, 높은 온도에서 처리할 수 있어, 재료나 형성 방법의 선택의 자유도가 높아지기 때문에 바람직하다.
박리층(43a)으로서, 텅스텐과 산화 텅스텐의 적층 구조를 사용한 경우에는, 텅스텐과 산화 텅스텐의 계면, 산화 텅스텐 중, 또는 산화 텅스텐과 절연층(45)의 계면에서 박리할 수 있다.
또는, 박리층(43a)으로서 유기 수지를 사용하고, 지지 기판(44a)과 박리층(43a)의 계면, 박리층(43a) 중, 또는 박리층(43a)과 절연층(45)의 계면에서 박리를 수행하는 구성으로 하여도 좋다.
박리층(43a)으로서는, 대표적으로 폴리이미드 수지를 사용할 수 있다. 폴리이미드 수지는 내열성이 우수하기 때문에 바람직하다. 또한, 박리층(43a)으로서는, 이 이외에 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실록산 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 페놀 수지 등을 사용할 수 있다.
유기 수지를 포함하는 박리층(43a)은, 우선, 스핀 코팅, 딥, 스프레이 도포, 잉크젯, 디스펜싱, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄 등의 방법, 닥터 나이프, 슬릿 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅 등의 도구(설비)에 의하여, 수지 전구체와 용매의 혼합 재료를 지지 기판(44a) 위에 형성한다. 그 후, 가열 처리를 수행함으로써, 용매 등을 제거하면서, 재료를 경화시켜 유기 수지를 포함하는 박리층(43a)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 박리층(43a)에 폴리이미드를 사용하는 경우에는, 탈수에 의하여 이미드 결합이 발생하는 수지 전구체를 사용할 수 있다. 또는, 가용성 폴리이미드 수지를 포함하는 재료를 사용하여도 좋다.
박리층(43a)에 유기 수지를 사용하는 경우, 감광성 및 비감광성 중 어느 수지를 사용하여도 좋다. 감광성 폴리이미드는 표시 패널의 평탄화막 등에 적합하게 사용되는 재료이기 때문에, 형성 장치나 재료를 공유할 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 일 형태에 따른 구성을 실현하기 위하여 추가의 장치나 재료를 필요로 하지 않는다. 또한, 감광성 수지 재료를 사용함으로써, 노광 및 현상 처리를 실시함으로써, 박리층(43a)을 가공할 수 있다. 예를 들어, 개구부를 형성하거나 불필요한 부분을 제거할 수 있다. 또한, 노광 방법이나 노광 조건을 최적화함으로써, 표면에 요철 형상을 형성할 수도 있다. 예를 들어, 다중 노광 기술, 또는 하프톤 마스크나 그레이톤 마스크를 사용한 노광 기술 등을 사용하면 좋다.
박리층(43a)에 유기 수지를 사용한 경우, 박리층(43a)을 국소적으로 가열함으로써, 박리성을 향상시킬 수 있는 경우가 있다. 예를 들어, 가열 방법으로서 레이저 광을 조사하는 것을 들 수 있다. 이때, 레이저 광에 선 형상의 레이저를 사용하여, 이들을 주사함으로써, 레이저 광을 조사하는 것이 바람직하다. 이로써, 지지 기판의 면적을 크게 하였을 때의 공정 시간을 단축할 수 있다. 레이저 광으로서는, 파장 308nm의 엑시머 레이저를 적합하게 사용할 수 있다.
레이저 광 등의 광을 조사함으로써 박리성을 향상시키는 경우, 발열층을 박리층(43a)과 중첩시키도록 제공하여도 좋다. 상기 발열층은 광을 흡수함으로써 발열하는 기능을 갖는 층이다. 발열층은 지지 기판(44a)과 박리층(43a) 사이에 제공되는 것이 바람직하지만, 박리층(43a) 위에 배치하여도 좋다. 발열층으로서는, 레이저 광 등에 사용되는 광의 일부를 흡수할 수 있는 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 레이저 광으로서 308nm의 엑시머 레이저를 사용하는 경우, 발열층으로서는, 금속막, 반도체막, 또는 산화물막 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 타이타늄이나 텅스텐 등의 금속 재료, 비정질 실리콘 등의 반도체 재료, 산화 타이타늄, 산화 텅스텐, 산화 인듐, 인듐 주석 산화물 등의 산화물 도전체 재료, 또는 인듐을 포함하는 산화물 반도체 재료 등을 사용할 수 있다.
또한, 박리층(43a)과 접촉되도록 산소, 수소, 또는 물 등을 포함하는 층을 제공하고, 가열 처리에 의하여 박리층(43a) 중, 또는 박리층(43a)과 상기 층의 계면에 산소, 수소, 또는 물 등을 공급함으로써 박리성을 향상시켜도 좋다. 또는, 지지 기판(44a)에 산소, 수소, 또는 물 등을 공급하여도 좋다. 또는, 박리층(43a)에 산소, 수소, 또는 물 등을 공급하여도 좋다. 산소, 수소, 또는 물 등을 포함하는 분위기하에서 가열 처리나 플라스마 처리를 수행함으로써, 이들을 지지 기판(44a)이나 박리층(43a)에 공급할 수 있다. 이로써, 레이저 장치 등을 사용할 필요가 없기 때문에, 더 낮은 비용으로 표시 장치를 제작할 수 있다.
또한, 박리 후에 액정 소자(90)나 액정 소자(40)의 광로 위에 박리층(43a)이 잔존하는 경우가 있다. 박리층(43a)이 가시광의 일부를 흡수하는 경우에는, 박리층(43a)을 투과한 광이 착색되는 경우가 있기 때문에, 박리를 수행한 후에, 이것을 에칭에 의하여 제거하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 박리층(43a)에 유기 수지를 사용한 경우에는, 산소를 포함하는 분위기하에서의 플라스마 처리(애싱 처리라고도 함) 등으로, 잔존한 박리층(43a)을 제거할 수 있다.
다음에, 절연층(45) 위에 도전층(23a)을 형성한다. 도전층(23a)으로서는, 산화물 도전성 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 도전층(23a)으로서 산화물 도전성 재료를 사용함으로써, 액정 소자(90)의 광로 위에 도전층(23a)이 위치하더라도, 광을 투과시킬 수 있다. 도전층(23a)으로서는, 예를 들어, 금속 산화물이나 저저항화된 산화물 반도체 재료를 사용할 수 있다.
도전층(23a)에 산화물 반도체 재료를 사용하는 경우에는, 플라스마 처리나 가열 처리 등에 의하여, 산화물 반도체 재료 중에 산소 결손을 발생시킴으로써, 캐리어 밀도를 높여도 좋다. 또한, 산화물 반도체 재료 중에, 수소나 질소 이외에, 아르곤 등의 희가스 등의 불순물을 도입함으로써 캐리어 밀도를 높여도 좋다. 또한, 도전층(23a) 위에 형성되는 도전층(23b)으로서 산소가 확산되기 쉬운 재료를 사용함으로써, 산화물 반도체 중의 산소를 저감시켜도 좋다. 또한, 상술한 방법을 2개 이상 적용하여도 좋다.
다음에, 도전층(23a) 위에 개구부를 갖는 도전층(23b)을 형성한다. 도전층(23b)으로서는, 금속 또는 합금 재료를 포함하는 단층 구조, 또는 적층 구조를 사용할 수 있다. 도전층(23b)으로서 적층 구조를 사용하는 경우에는, 도전층(23a)과 접촉되는 층에, 그 이외의 층보다 반사율이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
다음에, 절연층(45), 도전층(23a), 및 도전층(23b)을 덮어 절연층(83)을 형성한다. 이때, 절연층(83)의 일부에, 도전층(23b)에 도달되는 개구를 형성한다.
이 단계에서의 단면 개략도가 도 10의 (B)에 상당한다.
다음에, 절연층(83) 위에 트랜지스터(70a) 및 트랜지스터(70b)를 형성한다. 이들은 구성예 1과 마찬가지의 방법에 의하여 형성할 수 있다.
트랜지스터(70a) 및 트랜지스터(70b)의 게이트를 형성하는 공정에서, 도전막을 형성한 후에 가공할 때에, 절연층(83)에 제공된 개구를 통하여 도전층(23b)과 전기적으로 접속되는 도전층을 동시에 형성한다. 이로써, 접속부(80)를 형성할 수 있다.
또한, 트랜지스터(70a)의 소스 및 드레인 중 한쪽이 접속부(80)와 전기적으로 접속되도록, 트랜지스터(70a) 등의 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층의 일부에 개구를 형성한다.
다음에, 트랜지스터(70a) 및 트랜지스터(70b)를 덮는 절연층(81)을 형성한다. 이때, 절연층(81)에는 트랜지스터(70b)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 도달되는 개구를 형성한다. 그 후, 절연층(81) 위에 도전층(91)을 형성한다.
다음에, 절연층(81) 및 도전층(91) 위에 배향막(56a)을 형성한다.
이 단계에서의 단면 개략도가 도 10의 (C)에 상당한다.
다음에, 기판(21)을 준비하고, 기판(21) 위에 착색층(54)을 형성한다. 다음에, 착색층(54)을 덮어 절연층(63)을 형성한다.
다음에, 절연층(63) 위에 도전층(93), 구조체(14b), 및 배향막(56b)을 이 순서대로 형성한다.
이 단계에서의 단면 개략도가 도 10의 (D)에 상당한다.
다음에, 액정층(24b)이 되는 조성물을 끼우도록, 기판(21)과 지지 기판(44a)을 접합시킨다(도 11의 (A) 참조).
다음에, 기판(21) 측으로부터 광(20)을 조사하여, 착색층(54)과 중첩되지 않는 영역에 격벽(11)을 형성한다(도 11의 (B) 참조).
다음에, 박리층(43a)과 절연층(45) 사이에서 박리를 수행하여, 지지 기판(44a) 및 박리층(43a)을 제거한다(도 11의 (C) 참조).
이와 같이, 박리를 수행하기 전에 격벽(11)을 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, 격벽(11)을 인접되는 화소 사이에 복수 배치할 수 있기 때문에, 액정층(24b)을 끼우는 한 쌍의 층(여기서는 배향막(56a) 및 배향막(56b))의 접착 강도가 높아진다. 따라서, 박리를 수행하는 공정에서, 액정층(24b) 내부에서 박리되는 것이 억제되어, 더 높은 수율로 지지 기판(44a)을 박리할 수 있다.
절연층(45)과 지지 기판(44a)을 박리하는 방법으로서는, 기계적인 힘을 가하는 것이나, 박리층을 에칭하는 것, 지지 기판(44a)의 단부에 액체를 적하하는 것, 또는 지지 기판(44a)을 액체에 함침(含浸)시키는 것 등에 의하여, 박리 계면에 액체를 침투시키는 것 등을 일례로서 들 수 있다. 또는, 박리 계면을 형성하는 2층의 열 팽창률의 차이를 이용하여 지지 기판(44a)을 가열 또는 냉각함으로써 박리를 수행하여도 좋다.
또한, 박리를 수행하기 전에 박리 계면의 일부를 노출시키는 처리를 수행하여도 좋다. 예를 들어, 레이저나 예리한 부재 등에 의하여, 박리층(43a) 위의 절연층(45)의 일부를 제거한다. 이로써, 절연층(45)이 제거된 부분을 출발점(기점)으로 하여 박리를 진행시킬 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 박리층(43a) 등에 레이저 광을 조사함으로써, 박리성을 높여도 좋다. 또는, 박리층(43a)의 형성 후에서 박리 공정까지의 공정에서 가열 처리를 수행함으로써, 박리성을 향상시켜도 좋다.
박리를 수행한 후, 절연층(45)의 표면에 박리층(43a)의 일부가 잔존하는 경우가 있다. 그 경우, 잔존한 박리층(43a)에 세척, 에칭, 플라스마 처리, 또는 닦아내기 등을 수행함으로써 제거하여도 좋다. 또한, 잔존한 박리층(43a)이 표시 장치의 동작이나, 표시 품위에 영향을 미치지 않는 경우에는 제거하지 않아도 된다. 그 경우에는, 절연층(45)의 표면과 접촉되고 박리층(43a)에 포함되는 원소를 포함하는 층이 잔존한다.
다음에, 절연층(45)을 제거한다. 절연층(45)을 예를 들어, 드라이 에칭법 또는 웨트 에칭법에 의하여 제거할 수 있다. 절연층(45)을 제거함으로써, 도전층(23b) 및 절연층(83)의 표면이 노출된다.
또한, 절연층(45)이 투광성을 갖는 경우에는, 이것을 제거하지 않아도 된다. 그 경우, 절연층(45)이 지나치게 두꺼우면, 액정 소자(40)의 구동 전압이 상승될 우려가 있기 때문에, 상기 에칭법에 의하여 절연층(45)을 박막화하여도 좋다.
다음에, 도전층(23a) 위에 배향막(53a)을 형성한다(도 12의 (A) 참조). 박막을 형성한 후에 러빙 처리를 수행함으로써, 배향막(26a)을 형성할 수 있다.
또한, 절연층(45)으로서 유기 수지를 사용한 경우에는, 이것을 제거하지 않고 러빙 처리함으로써, 배향막(26a)을 형성하여도 좋다. 또는, 박리층(43a)에 유기 수지를 사용하여 박리층(43a)과 지지 기판(44a) 사이에서 박리를 수행한 경우에는, 박리층(43a)을 제거하지 않고 러빙 처리함으로써, 배향막(26a)을 형성하여도 좋다. 이때, 절연층(45)을 미리 얇게 형성해 두거나 절연층(45)을 제공하지 않는 것이 바람직하다.
다음에, 기판(31)을 준비하고, 기판(31) 위에 차광층(52), 착색층(51a), 착색층(51b) 등을 형성한다. 그 후, 이들을 덮는 절연층(61)을 형성한다.
차광층(52)으로서는, 금속 재료 또는 수지 재료를 사용할 수 있다.
다음에, 절연층(61) 위에 도전층(25), 구조체(14a), 및 배향막(53b)을 이 순서대로 형성한다(도 12의 (B) 참조).
마지막으로, 액정(22)을 끼우도록, 기판(31)과 기판(21)을 접합시킨다(도 12의 (C) 참조).
이상의 공정에 의하여 도 8에 도시된 표시 장치를 제작할 수 있다.
이상이 제작 방법예 2에 대한 설명이다.
[각 구성 요소에 대하여]
이하에서는, 상기에 나타내는 각 구성 요소에 대하여 설명한다.
표시 장치가 갖는 기판에는 평탄면을 갖는 재료를 사용할 수 있다. 표시 소자로부터의 광을 추출하는 측의 기판에는, 상기 광을 투과시키는 재료를 사용한다. 예를 들어, 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 유기 수지 등의 재료를 사용할 수 있다.
두께가 얇은 기판을 사용함으로써, 표시 장치의 경량화, 박형화를 도모할 수 있다. 또한, 가요성을 가질 정도의 두께의 기판을 사용함으로써, 가요성을 갖는 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, 발광을 추출하지 않는 측의 기판은 투광성을 갖지 않아도 되기 때문에, 상기에 든 기판 이외에, 금속 기판 등을 사용할 수도 있다. 금속 기판은 열 전도성이 높고, 기판 전체에 열을 용이하게 전도할 수 있기 때문에, 표시 장치의 국소적인 온도 상승을 억제할 수 있어 바람직하다. 가요성이나 굽힘성을 얻기 위해서는, 금속 기판의 두께는, 10μm 이상 200μm 이하가 바람직하고, 20μm 이상 50μm 이하인 것이 더 바람직하다.
금속 기판을 구성하는 재료로서는 특별한 한정은 없지만 예를 들어, 알루미늄, 구리, 니켈 등의 금속, 또는 알루미늄 합금 또는 스테인리스 등의 합금 등을 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 금속 기판의 표면을 산화시키는 것 또는 표면에 절연막을 형성하는 것 등에 의하여, 절연 처리가 수행된 기판을 사용하여도 좋다. 예를 들어, 스핀 코팅법이나 딥법(dipping method) 등의 도포법, 전착법, 증착법, 또는 스퍼터링법 등을 사용하여 절연막을 형성하여도 좋고, 산소 분위기에서 방치하는 것 또는 가열하는 것에 의하여, 또는 양극 산화법 등에 의하여, 기판의 표면에 산화막을 형성하여도 좋다.
가요성 및 가시광에 대한 투과성을 갖는 재료로서는 예를 들어, 가요성을 가질 정도의 두께의 유리나, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에테르설폰(PES) 수지, 폴리아마이드 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리염화바이닐 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지 등을 들 수 있다. 특히, 열팽창 계수가 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하고 예를 들어, 열팽창 계수가 30×10-6/K 이하인 폴리아마이드이미드 수지, 폴리이미드 수지, PET 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 유리 섬유에 유기 수지를 함침시킨 기판이나 무기 필러(filler)를 유기 수지에 섞음으로써 열팽창 계수를 저감시킨 기판을 사용할 수도 있다. 이러한 재료를 사용한 기판은 중량이 가볍기 때문에, 상기 기판을 사용한 표시 장치도 경량으로 할 수 있다.
상기 재료 중에 섬유체가 포함되는 경우, 섬유체는 유기 화합물 또는 무기 화합물의 고강도 섬유를 사용한다. 고강도 섬유란, 구체적으로는, 인장 탄성률(tensile elastic modulus) 또는 영률(Young's modulus)이 높은 섬유를 말하고, 대표적인 예로서는, 폴리바이닐알코올계 섬유, 폴리에스터계 섬유, 폴리아마이드계 섬유, 폴리에틸렌계 섬유, 아라미드계 섬유, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸 섬유, 유리 섬유, 또는 탄소 섬유를 들 수 있다. 유리 섬유로서는, E유리, S유리, D유리, Q유리 등을 사용한 유리 섬유를 들 수 있다. 이들은 직포(織布) 또는 부직포(不織布)의 상태에서 사용하고, 이 섬유체에 수지를 함침시켜 수지를 경화시킨 구조물을 가요성을 갖는 기판으로서 사용하여도 좋다. 가요성을 갖는 기판으로서, 섬유체 및 수지로 이루어지는 구조물을 사용하면, 굽힘이나 국소적인 압압(押壓)으로 인한 파손에 대한 신뢰성이 향상되기 때문에 바람직하다.
또는, 가요성을 가질 정도로 얇은 유리, 금속 등을 기판에 사용할 수도 있다. 또는, 유리와 수지 재료가 접착층에 의하여 접합된 복합 재료를 사용하여도 좋다.
가요성을 갖는 기판에, 표시 장치의 표면을 손상 등으로부터 보호하는 하드 코트층(예를 들어, 질화 실리콘, 산화 알루미늄 등)이나, 압압을 분산시킬 수 있는 재질의 층(예를 들어, 아라미드 수지 등) 등이 적층되어도 좋다. 또한, 수분 등에 의한 표시 소자의 수명 저하 등을 억제하기 위하여, 가요성을 갖는 기판에 투수성이 낮은 절연막이 적층되어도 좋다. 예를 들어, 질화실리콘, 산화질화실리콘, 질화산화실리콘, 산화알루미늄, 질화알루미늄 등의 무기 절연 재료를 사용할 수 있다.
기판은, 복수의 층을 적층하여 사용할 수도 있다. 특히, 유리층을 갖는 구성으로 하면, 물이나 산소에 대한 배리어성을 향상시켜, 신뢰성이 높은 표시 장치로 할 수 있다.
〔트랜지스터〕
트랜지스터는 게이트 전극으로서 기능하는 도전층, 반도체층, 소스 전극으로서 기능하는 도전층, 드레인 전극으로서 기능하는 도전층, 및 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층을 갖는다. 상기에는, 보텀 게이트 구조의 트랜지스터를 적용한 경우를 도시하였다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치가 갖는 트랜지스터의 구조는 특히 한정되지 않는다. 예를 들어, 플레이너(planar)형의 트랜지스터로 하여도 좋고, 스태거형의 트랜지스터로 하여도 좋고, 역스태거형의 트랜지스터로 하여도 좋다. 또한, 톱 게이트형 또는 보텀 게이트형 중 어느 트랜지스터 구조로 하여도 좋다. 또는, 채널의 상하에 게이트 전극이 제공되어도 좋다.
트랜지스터에 사용되는 반도체 재료의 결정성에 대해서도 특히 한정되지 않고, 비정질 반도체, 결정성을 갖는 반도체(미결정 반도체, 다결정 반도체, 단결정 반도체, 또는 일부에 결정 영역을 갖는 반도체) 중 어느 것을 사용하여도 좋다. 결정성을 갖는 반도체를 사용하면, 트랜지스터 특성의 열화를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 트랜지스터에 사용되는 반도체 재료로서는 예를 들어, 제 14족의 원소(실리콘, 저마늄 등), 화합물 반도체, 또는 산화물 반도체를 반도체층에 사용할 수 있다. 대표적으로는, 실리콘을 포함하는 반도체, 갈륨 비소를 포함하는 반도체, 또는 인듐을 포함하는 산화물 반도체 등을 적용할 수 있다.
특히, 실리콘보다 밴드 갭이 큰 산화물 반도체를 적용하는 것이 바람직하다. 실리콘보다 밴드 갭이 넓고, 또한 캐리어 밀도가 작은 반도체 재료를 사용하면, 트랜지스터의 오프 상태에서의 전류를 저감할 수 있기 때문에 바람직하다.
특히, 반도체층으로서, 복수의 결정부를 갖고, 상기 결정부는 c축이 반도체층의 피형성면 또는 반도체층의 상면에 대하여 대략 수직으로 배향되고, 또한 인접되는 결정부 사이에서 입계를 확인할 수 없는 산화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 산화물 반도체는 결정 입계를 갖지 않기 때문에, 표시 패널을 만곡시켰을 때의 응력에 의하여 산화물 반도체막에 크랙이 발생하는 것이 억제된다. 따라서, 가요성을 갖고 만곡시켜 사용되는 표시 장치 등에 이러한 산화물 반도체를 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 반도체층으로서 이러한 결정성을 갖는 산화물 반도체를 사용함으로써, 전기 특성의 변동이 억제되어 신뢰성이 높은 트랜지스터를 실현할 수 있다.
또한, 실리콘보다 밴드 갭이 큰 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터는, 그 낮은 오프 전류에 의하여, 트랜지스터와 직렬로 접속된 용량 소자에 축적된 전하를 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다. 이러한 트랜지스터를 화소에 적용함으로써, 각 화소의 계조를 유지하면서, 구동 회로를 정지할 수도 있다. 그 결과, 매우 소비전력이 저감된 표시 장치를 실현할 수 있다.
반도체층은 예를 들어, 적어도 인듐, 아연, 및 M(알루미늄, 타이타늄, 갈륨, 저마늄, 이트륨, 지르코늄, 란타넘, 세륨, 주석, 네오디뮴, 또는 하프늄 등의 금속)을 포함하는 In-M-Zn계 산화물로 표기되는 막을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터의 전기 특성의 편차를 저감하기 위하여, 상술한 것에 더하여 스태빌라이저(stabilizer)를 포함하는 것이 바람직하다.
스태빌라이저로서는, 상기 M으로 기재된 금속을 포함하여 예를 들어, 갈륨, 주석, 하프늄, 알루미늄, 또는 지르코늄 등이 있다. 또한, 다른 스태빌라이저로서는, 란타노이드인, 란타넘, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 터븀, 디스프로슘, 홀뮴, 어븀, 툴륨, 이터븀, 루테튬 등이 있다.
반도체층을 구성하는 산화물 반도체로서 예를 들어, In-Ga-Zn계 산화물, In-Al-Zn계 산화물, In-Sn-Zn계 산화물, In-Hf-Zn계 산화물, In-La-Zn계 산화물, In-Ce-Zn계 산화물, In-Pr-Zn계 산화물, In-Nd-Zn계 산화물, In-Sm-Zn계 산화물, In-Eu-Zn계 산화물, In-Gd-Zn계 산화물, In-Tb-Zn계 산화물, In-Dy-Zn계 산화물, In-Ho-Zn계 산화물, In-Er-Zn계 산화물, In-Tm-Zn계 산화물, In-Yb-Zn계 산화물, In-Lu-Zn계 산화물, In-Sn-Ga-Zn계 산화물, In-Hf-Ga-Zn계 산화물, In-Al-Ga-Zn계 산화물, In-Sn-Al-Zn계 산화물, In-Sn-Hf-Zn계 산화물, In-Hf-Al-Zn계 산화물을 사용할 수 있다.
또한, 여기서, In-Ga-Zn계 산화물이란, In, Ga, 및 Zn을 주성분으로서 갖는 산화물을 뜻하며, In, Ga, 및 Zn의 비율은 불문한다. 또한, In, Ga, 및 Zn 이외의 금속 원소가 들어가도 좋다.
또한, 반도체층 및 도전층은, 상기 산화물 중 동일한 금속 원소를 가져도 좋다. 반도체층 및 도전층을 동일한 금속 원소로 함으로써, 제작 비용을 저감시킬 수 있다. 예를 들어, 동일한 금속 조성의 금속 산화물 타깃을 사용함으로써 제작 비용을 저감시킬 수 있다. 또한 반도체층 및 도전층을 가공할 때의 에칭 가스 또는 에칭액을 공통적으로 사용할 수 있다. 다만, 반도체층 및 도전층은 동일한 금속 원소를 가져도 조성이 상이한 경우가 있다. 예를 들어, 트랜지스터 및 용량 소자의 제작 공정 중에, 막 중의 금속 원소가 탈리되어 상이한 금속 조성이 되는 경우가 있다.
반도체층을 구성하는 산화물 반도체는 에너지 갭이 2eV 이상, 바람직하게는 2.5eV 이상, 더 바람직하게는 3eV 이상인 것이 바람직하다. 이와 같이, 에너지 갭이 넓은 산화물 반도체를 사용함으로써, 트랜지스터의 오프 전류를 저감할 수 있다.
반도체층을 구성하는 산화물 반도체가 In-M-Zn 산화물인 경우, In-M-Zn 산화물을 성막하기 위하여 사용되는 스퍼터링 타깃의 금속 원소의 원자수비는 In≥M, Zn≥M을 만족시키는 것이 바람직하다. 이러한 스퍼터링 타깃의 금속 원소의 원자수비로서는, In:M:Zn=1:1:1, In:M:Zn=1:1:1.2, In:M:Zn=3:1:2, In:M:Zn=4:2:4.1 등이 바람직하다. 또한, 성막되는 반도체층의 원자수비는 각각, 오차로서 상기의 스퍼터링 타깃에 포함되는 금속 원소의 원자수비의 ±40％의 변동을 포함한다.
반도체층으로서는, 캐리어 밀도가 낮은 산화물 반도체막을 사용한다. 예를 들어, 반도체층은 캐리어 밀도가 1×1017/cm3 이하, 바람직하게는 1×1015/cm3 이하, 더 바람직하게는 1×1013/cm3 이하, 더 바람직하게는 1×1011/cm3 이하, 더 바람직하게는 1×1010/cm3 미만이고, 1×10-9/cm3 이상인 산화물 반도체를 사용할 수 있다. 그러한 산화물 반도체를 고순도 진성 또는 실질적으로 고순도 진성인 산화물 반도체라고 부른다. 상기 산화물 반도체는 불순물 농도가 낮고, 결함 준위 밀도가 낮기 때문에, 안정적인 특성을 갖는 산화물 반도체라고 할 수 있다.
또한, 이들에 한정되지 않고, 필요로 하는 트랜지스터의 반도체 특성 및 전기 특성(전계 효과 이동도, 문턱 전압 등)에 따라 적절한 조성의 것을 사용하면 좋다. 또한, 필요로 하는 트랜지스터의 반도체 특성을 얻기 위하여, 반도체층의 캐리어 밀도나 불순물 농도, 결함 밀도, 금속 원소와 산소의 원자수비, 원자간 거리, 밀도 등을 적절한 것으로 하는 것이 바람직하다.
반도체층을 구성하는 산화물 반도체에서, 제 14 족 원소의 하나인 실리콘이나 탄소가 포함되면, 반도체층에서 산소 결손이 증가되어 n형화된다. 이 때문에, 반도체층에서의 실리콘이나 탄소의 농도(이차 이온 질량 분석법에 의하여 얻어지는 농도)를 2×1018atoms/cm3 이하, 바람직하게는 2×1017atoms/cm3 이하로 한다.
또한, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속은, 산화물 반도체와 결합하면, 캐리어를 생성하는 경우가 있어, 트랜지스터의 오프 전류가 증대되는 경우가 있다. 이 때문에, 이차 이온 질량 분석법에 의하여 얻어지는 반도체층에서의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 농도를 1×1018atoms/cm3 이하, 바람직하게는 2×1016atoms/cm3 이하로 한다.
또한, 반도체층을 구성하는 산화물 반도체에 질소가 포함되면, 캐리어인 전자가 발생되고, 캐리어 밀도가 증가되어 n형화되기 쉽다. 이 결과, 질소가 포함되는 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터는 노멀리 온 특성이 되기 쉽다. 이 때문에, 이차 이온 질량 분석법에 의하여 얻어지는 반도체층에서의 질소 농도를 5×1018atoms/cm3 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 반도체층은 예를 들어, 비단결정 구조이어도 좋다. 비단결정 구조는 예를 들어, CAAC-OS(C-Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor 또는 C-Axis Aligned and A-B-plane Anchored Crystalline Oxide Semiconductor), 다결정 구조, 미결정 구조, 또는 비정질 구조를 포함한다. 비단결정 구조에서, 비정질 구조는 결함 준위 밀도가 가장 높고, CAAC-OS는 결함 준위 밀도가 가장 낮다.
비정질 구조의 산화물 반도체막은 예를 들어, 원자 배열이 무질서하고, 결정 성분을 갖지 않는다. 또는, 비정질 구조의 산화물막은 예를 들어, 완전한 비정질 구조이며, 결정부를 갖지 않는다.
또한, 반도체층이, 비정질 구조의 영역, 미결정 구조의 영역, 다결정 구조의 영역, CAAC-OS의 영역, 단결정 구조의 영역 중 2종류 이상을 갖는 혼합막이어도 좋다. 혼합막은 예를 들어, 상술한 영역 중 어느 2종류 이상의 영역을 포함하는 단층 구조 또는 적층 구조를 갖는 경우가 있다.
<CAC-OS의 구성>
이하에서는, 본 발명의 일 형태에 개시되는 트랜지스터에 사용할 수 있는 CAC-OS(Cloud-Aligned Composite Oxide Semiconductor)의 구성에 대하여 설명한다.
CAC-OS란 예를 들어, 금속 산화물을 구성하는 원소가 0.5nm 이상 10nm 이하, 바람직하게는 1nm 이상 2nm 이하, 또는 그 근방의 크기로 편재(偏在)한 재료의 하나의 구성을 말한다. 또한, 이하에서는, 금속 산화물에서 하나 또는 그 이상의 금속 원소가 편재하고, 상기 금속 원소를 갖는 영역이 0.5nm 이상 10nm 이하, 바람직하게는 1nm 이상 2nm 이하, 또는 그 근방의 크기로 혼재한 상태를 모자이크 패턴 또는 패치 패턴이라고도 한다.
또한, 금속 산화물은 적어도 인듐을 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 인듐 및 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 그들에 더하여, 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 구리, 바나듐, 베릴륨, 붕소, 실리콘, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘 등으로부터 선택된 1종류 또는 복수의 종류가 포함되어도 좋다.
예를 들어, In-Ga-Zn 산화물에서의 CAC-OS(CAC-OS 중에서도 In-Ga-Zn 산화물을 특히 CAC-IGZO라고 불러도 좋음)란, 인듐 산화물(이하, InOX1(X1은 0보다 큰 실수(實數))로 함) 또는 인듐 아연 산화물(이하, InX2ZnY2OZ2(X2, Y2, 및 Z2는 0보다 큰 실수)로 함), 및 갈륨 산화물(이하, GaOX3(X3은 0보다 큰 실수)으로 함) 또는 갈륨 아연 산화물(이하, GaX4ZnY4OZ4(X4, Y4, 및 Z4는 0보다 큰 실수)로 함) 등으로 재료가 분리함으로써 모자이크 패턴이 되고, 모자이크 패턴의 InOX1 또는 InX2ZnY2OZ2가 막 중에 균일하게 분포된 구성(이하, 클라우드상(cloud-like)이라고도 함)을 말한다.
즉, CAC-OS는 GaOX3이 주성분인 영역과, InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역이 혼재하는 구성을 갖는 복합 금속 산화물이다. 또한, 본 명세서에서 예를 들어, 제 1 영역의 원소 M에 대한 In의 원자수비가, 제 2 영역의 원소 M에 대한 In의 원자수비보다 큰 것을 "제 1 영역은 제 2 영역과 비교하여 In의 농도가 높다"라고 한다.
또한, IGZO는 통칭이며, In, Ga, Zn, 및 O로 이루어지는 하나의 화합물을 말하는 경우가 있다. 대표적인 예로서, InGaO3(ZnO)m1(m1은 자연수) 또는 In(1+x0)Ga(1-x0)O3(ZnO)m0(-1≤x0≤1, m0는 임의의 수)으로 나타내어지는 결정성 화합물을 들 수 있다.
상기 결정성 화합물은, 단결정 구조, 다결정 구조, 또는 CAAC 구조를 갖는다. 또한, CAAC 구조란, 복수의 IGZO의 나노 결정이 c축 배향을 갖고, 또한 a-b면에서는 배향하지 않고 연결된 결정 구조를 말한다.
한편, CAC-OS는 금속 산화물의 재료 구성에 관한 것이다. CAC-OS란, In, Ga, Zn, 및 O를 포함하는 재료 구성에서, 일부에 Ga을 주성분으로 하는 나노 입자상으로 관찰되는 영역 및 일부에 In을 주성분으로 하는 나노 입자상으로 관찰되는 영역이 각각 모자이크 패턴으로 무작위로 분산되는 구성을 말한다. 따라서, CAC-OS에서 결정 구조는 부차적인 요소이다.
또한, CAC-OS는 조성이 상이한 2종류 이상의 막의 적층 구조를 포함하지 않는 것으로 한다. 예를 들어, In을 주성분으로 하는 막 및 Ga을 주성분으로 하는 막의 2층으로 이루어지는 구조를 포함하지 않는다.
또한, GaOX3이 주성분인 영역과, InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역에서는 명확한 경계를 관찰할 수 없는 경우가 있다.
또한, CAC-OS에서 갈륨 대신에, 알루미늄, 이트륨, 구리, 바나듐, 베릴륨, 붕소, 실리콘, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘 등으로부터 선택된 1종류 또는 복수의 종류가 포함되는 경우, CAC-OS는 일부에 상기 금속 원소를 주성분으로 하는 나노 입자상으로 관찰되는 영역 및 일부에 In을 주성분으로 하는 나노 입자상으로 관찰되는 영역이 각각 모자이크 패턴으로 무작위로 분산되는 구성을 말한다.
CAC-OS는 예를 들어, 기판을 의도적으로 가열하지 않는 조건으로, 스퍼터링법에 의하여 형성할 수 있다. 또한, CAC-OS를 스퍼터링법으로 형성하는 경우, 성막 가스로서, 불활성 가스(대표적으로는 아르곤), 산소 가스, 및 질소 가스 중으로부터 선택된 어느 하나 또는 복수를 사용하면 좋다. 또한, 성막할 때의 성막 가스의 총유량에 대한 산소 가스의 유량비는 낮을수록 바람직하고 예를 들어, 산소 가스의 유량비를 0% 이상 30% 미만, 바람직하게는 0% 이상 10% 이하로 하는 것이 바람직하다.
CAC-OS는 X선 회절(XRD: X-ray diffraction) 측정법의 하나인 Out-of-plane법에 의한 θ/2θ 스캔을 사용하여 측정하였을 때에, 명확한 피크가 확인되지 않다는 특징을 갖는다. 즉, X선 회절로부터 측정 영역의 a-b면 방향 및 c축 방향의 배향이 보이지 않는 것을 알 수 있다.
또한, CAC-OS는 프로브 직경이 1nm의 전자선(나노 빔 전자선이라고도 함)을 조사함으로써 얻어지는 전자선 회절 패턴에서, 링 형상으로 휘도가 높은 영역이 관측되어 상기 링 영역에 복수의 휘점이 관측된다. 따라서, 전자선 회절 패턴으로부터 CAC-OS의 결정 구조가 평면 방향 및 단면 방향에서, 배향성을 갖지 않는 nc(nano-crystal) 구조를 갖는 것을 알 수 있다.
또한 예를 들어, In-Ga-Zn 산화물에서의 CAC-OS에서는, 에너지 분산형 X선 분광법(EDX: Energy Dispersive X-ray spectroscopy)을 사용하여 취득한 EDX 매핑에 의하여, GaOX3이 주성분인 영역과, Inx2ZnY2OZ2 또는 InOx1이 주성분인 영역이 편재되고 혼재되는 구조를 갖는 것을 확인할 수 있다.
CAC-OS는 금속 원소가 균일하게 분포된 IGZO 화합물과는 상이한 구조이고, IGZO 화합물과 상이한 성질을 갖는다. 즉, CAC-OS는 GaOX3 등이 주성분인 영역과, InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역으로 서로 상분리(相分離)되어, 각 원소를 주성분으로 하는 영역이 모자이크 패턴인 구조를 갖는다.
여기서, InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역은 GaOX3 등이 주성분인 영역과 비교하여 도전성이 높은 영역이다. 즉, InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역에 캐리어가 흐름으로써, 금속 산화물로서의 도전성이 나타난다. 따라서, InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역이 금속 산화물 중에 클라우드상으로 분포됨으로써, 높은 전계 효과 이동도(μ)를 실현할 수 있다.
한편, GaOX3 등이 주성분인 영역은 InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1이 주성분인 영역과 비교하여 절연성이 높은 영역이다. 즉, GaOX3 등이 주성분인 영역이 금속 산화물 중에 분포됨으로써, 누설 전류를 억제하여, 양호한 스위칭 동작을 실현할 수 있다.
따라서, CAC-OS를 반도체 소자에 사용한 경우, GaOX3 등에 기인하는 절연성 및 InX2ZnY2OZ2 또는 InOX1에 기인하는 도전성이 상보적으로 작용함으로써, 높은 온 전류(Ion) 및 높은 전계 효과 이동도(μ)를 실현할 수 있다.
또한, CAC-OS를 사용한 반도체 소자는 신뢰성이 높다. 따라서, CAC-OS는 디스플레이를 비롯한 다양한 반도체 장치에 최적이다.
또는, 트랜지스터의 채널이 형성되는 반도체에 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘으로서 비정질 실리콘을 사용하여도 좋지만, 특히 결정성을 갖는 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 미결정 실리콘, 다결정 실리콘, 단결정 실리콘 등을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 다결정 실리콘은 단결정 실리콘과 비교하여 저온으로 형성할 수 있고, 또한 비정질 실리콘과 비교하여 높은 전계 효과 이동도 및 높은 신뢰성을 구비한다. 이러한 다결정 반도체를 화소에 적용함으로써, 화소의 개구율을 향상시킬 수 있다. 또한, 매우 고선명한 표시부로 하는 경우에도, 게이트 구동 회로 및 소스 구동 회로를 화소와 동일한 기판 위에 형성할 수 있어, 전자 기기를 구성하는 부품 수를 저감할 수 있다.
본 실시형태에서 예시된 보텀 게이트형의 트랜지스터는, 제작 공정을 삭감할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 이때, 비정질 실리콘을 사용함으로써, 다결정 실리콘보다 저온으로 형성할 수 있어, 반도체층보다 하층의 배선이나 전극의 재료, 기판의 재료로서, 내열성이 낮은 재료를 사용할 수 있기 때문에, 재료의 선택의 폭을 넓힐 수 있다. 예를 들어, 매우 대면적의 유리 기판 등을 적합하게 사용할 수 있다. 한편, 톱 게이트형의 트랜지스터는 자기정합적으로 불순물 영역이 형성되기 쉽기 때문에, 특성의 편차 등을 저감할 수 있기 때문에 바람직하다. 이때, 특히, 다결정 실리콘이나 단결정 실리콘 등을 사용하는 것이 적합하다.
〔도전층〕
트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인, 그리고 표시 장치를 구성하는 각종 배선 및 전극 등의 도전층에 사용할 수 있는 재료로서는 알루미늄, 타이타늄, 크로뮴, 니켈, 구리, 이트륨, 지르코늄, 몰리브데넘, 은, 탄탈럼, 또는 텅스텐 등의 금속, 또는 이를 주성분으로 하는 합금 등을 들 수 있다. 또한, 이들 재료를 포함하는 막을 단층 구조로서 또는 적층 구조로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 실리콘을 포함하는 알루미늄막의 단층 구조, 타이타늄막 위에 알루미늄막을 적층하는 2층 구조, 텅스텐막 위에 알루미늄막을 적층하는 2층 구조, 구리-마그네슘-알루미늄 합금막 위에 구리막을 적층하는 2층 구조, 타이타늄막 위에 구리막을 적층하는 2층 구조, 텅스텐막 위에 구리막을 적층하는 2층 구조, 타이타늄막 또는 질화 타이타늄막과, 그 위에 중첩시켜 알루미늄막 또는 구리막을 적층하고, 또한 그 위에 타이타늄막 또는 질화 타이타늄막을 형성하는 3층 구조, 몰리브데넘막 또는 질화 몰리브데넘막과, 그 위에 중첩시켜 알루미늄막 또는 구리막을 적층하고, 또한 그 위에 몰리브데넘막 또는 질화 몰리브데넘막을 형성하는 3층 구조 등이 있다. 또한, 산화 인듐, 산화 주석, 또는 산화 아연 등의 산화물을 사용하여도 좋다. 또한, 망가니즈를 포함하는 구리를 사용하면, 에칭에 의한 형상의 제어성이 높아지기 때문에 바람직하다.
또한, 투광성을 갖는 도전성 재료로서는, 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 갈륨을 첨가한 산화 아연 등의 도전성 산화물, 또는 그래핀을 사용할 수 있다. 또는, 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 또는 타이타늄 등의 금속 재료나, 상기 금속 재료를 포함하는 합금 재료를 사용할 수 있다. 또는, 상기 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화 타이타늄) 등을 사용하여도 좋다. 또한, 금속 재료, 합금 재료(또는 그들의 질화물)를 사용하는 경우에는, 투광성을 가질 정도로 얇게 하면 좋다. 또한, 상기 재료의 적층막을 도전층으로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 은과 마그네슘의 합금과, 인듐 주석 산화물의 적층막 등을 사용하면, 도전성을 높일 수 있기 때문에 바람직하다. 이들은 표시 장치를 구성하는 각종 배선 및 전극 등의 도전층이나, 표시 소자가 갖는 도전층(화소 전극이나 공통 전극으로서 기능하는 도전층)에도 사용할 수 있다.
〔절연층〕
각 절연층에 사용할 수 있는 절연 재료로서는 예를 들어, 아크릴, 에폭시 등의 수지, 실록산 결합을 갖는 수지, 그리고 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 알루미늄 등의 무기 절연 재료를 사용할 수도 있다.
또한, 발광 소자는 한 쌍의 투수성이 낮은 절연막 사이에 제공되는 것이 바람직하다. 이로써, 발광 소자에 물 등의 불순물이 침입되는 것을 억제할 수 있어, 장치의 신뢰성의 저하를 억제할 수 있다.
투수성이 낮은 절연막으로서는 질화 실리콘막, 질화산화 실리콘막 등의 질소 및 실리콘을 포함하는 막이나 질화 알루미늄막 등의 질소 및 알루미늄을 포함하는 막 등을 들 수 있다. 또한, 산화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 알루미늄막 등을 사용하여도 좋다.
예를 들어, 투수성이 낮은 절연막의 수증기 투과량은 1×10-5[g/(m2·day)] 이하, 바람직하게는 1×10-6[g/(m2·day)] 이하, 더 바람직하게는 1×10-7[g/(m2·day)] 이하, 더욱 바람직하게는 1×10-8[g/(m2·day)] 이하로 한다.
〔액정 소자〕
액정 소자로서는, 예를 들어, 수직 배향(VA: Vertical Alignment) 모드가 적용된 액정 소자를 사용할 수 있다. 수직 배향 모드에서서는, MVA(Multi-Domain Vertical Alignment) 모드, PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드, ASV(Advanced Super View) 모드 등을 사용할 수 있다.
또한, 액정 소자에는 다양한 모드가 적용된 액정 소자를 사용할 수 있다. 예를 들어, VA 모드 이외에, TN(Twisted Nematic) 모드, IPS(In-Plane-Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드, ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell) 모드, OCB(Optically Compensated Birefringence) 모드, FLC(Ferroelectric Liquid Crystal) 모드, AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal) 모드, ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드, 게스트 호스트 모드 등이 적용된 액정 소자를 사용할 수 있다.
또한, 액정 소자는 액정의 광학적 변조 작용에 의하여 광의 투과 또는 비투과를 제어하는 소자이다. 또한, 액정의 광학적 변조 작용은 액정에 가해지는 전계(가로 방향의 전계, 세로 방향의 전계, 또는 경사 방향의 전계를 포함함)에 의하여 제어된다. 또한, 액정 소자에 사용되는 액정으로서는 서모트로픽 액정, 저분자 액정, 고분자 액정, 고분자 분산형 액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal), 고분자 네트워크형 액정(PNLC: Polymer Network Liquid Crystal), 강유전성 액정, 반강유전성 액정 등을 사용할 수 있다. 이들 액정 재료는 조건에 따라 콜레스테릭 상, 스멕틱 상, 큐빅 상, 키랄 네마틱 상, 등방상 등을 나타낸다.
또한, 액정 재료로서는, 포지티브형의 액정 및 네거티브형의 액정 중 어느 것을 사용하여도 좋고, 적용되는 모드나 설계에 따라 최적의 액정 재료를 사용하면 좋다.
또한, 액정의 배향을 제어하기 위하여 배향막을 제공할 수 있다. 또한, 가로 전계 방식을 채용하는 경우, 배향막을 사용하지 않는 블루상을 나타내는 액정을 사용하여도 좋다. 블루상은 액정상의 하나이며, 콜레스테릭 액정을 승온하면, 콜레스테릭 상으로부터 등방상으로 전이(轉移)하기 직전에 발현하는 상이다. 블루상은 좁은 온도 범위에서밖에 발현하지 않기 때문에, 온도 범위를 개선하기 위하여, 수중량% 이상의 키랄제를 혼합시킨 액정 조성물을 액정층에 사용한다. 블루상을 나타내는 액정과 키랄제를 포함하는 액정 조성물은 응답 속도가 짧으며, 광학적 등방성이다. 또한, 블루상을 나타내는 액정과 키랄제를 포함하는 액정 조성물은 배향 처리가 불필요하며, 시야각 의존성이 작다. 또한, 배향막을 제공하지 않아도 되기 때문에, 러빙 처리도 불필요해져, 러빙 처리에 의하여 발생하는 정전 파괴를 방지할 수 있어, 제작 공정 중의 액정 표시 장치의 불량이나 파손을 경감할 수 있다.
또한, 액정 소자로서 투과형의 액정 소자, 반사형의 액정 소자, 또는 반투과형의 액정 소자 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 형태에서는, 특히, 반사형의 액정 소자와 투과형의 액정 소자를 조합하여 사용할 수 있다.
투과형 또는 반투과형의 액정 소자를 사용하는 경우, 한 쌍의 기판을 끼우도록 2개의 편광판을 제공한다. 또한, 편광판보다 외측에 백라이트(백라이트 유닛)를 제공한다. 백라이트로서는, 직하형의 백라이트이어도 좋고, 에지 라이트형의 백라이트이어도 좋다. LED(Light Emitting Diode)를 구비하는 직하형의 백라이트를 사용하면, 로컬 디밍이 용이해지고, 콘트라스트를 높일 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 에지 라이트형의 백라이트를 사용하면, 백라이트를 포함한 모듈의 두께를 저감할 수 있기 때문에 바람직하다.
반사형의 액정 소자를 사용하는 경우에는, 표시면 측에 편광판을 제공한다. 또한, 이와 별도로 표시면 측에 광 확산판을 배치하면, 시인성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다.
〔접착층〕
접착층으로서는, 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 혐기형 접착제 등의 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들 접착제로서는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지(silicone resin), 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, PVC(폴리바이닐클로라이드) 수지, PVB(폴리바이닐뷰티랄) 수지, EVA(에틸렌바이닐아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 특히, 에폭시 수지 등의 투습성이 낮은 재료가 바람직하다. 또한, 2액 혼합형의 수지를 사용하여도 좋다. 또한, 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
또한, 상기 수지는 건조제를 포함하여도 좋다. 예를 들어, 알칼리 토금속의 산화물(산화 칼슘이나 산화 바륨 등)과 같이, 화학 흡착에 의하여 수분을 흡착하는 물질을 사용할 수 있다. 또는, 제올라이트나 실리카 겔 등과 같이, 물리 흡착에 의하여 수분을 흡착하는 물질을 사용하여도 좋다. 건조제가 포함되면, 수분 등의 불순물이 소자에 침입되는 것을 억제할 수 있어, 표시 패널의 신뢰성이 향상되기 때문에 바람직하다.
또한, 상기 수지에 굴절률이 높은 필러나 광 산란 부재를 혼합함으로써, 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 산화 타이타늄, 산화 바륨, 제올라이트, 지르코늄 등을 사용할 수 있다.
〔접속층〕
접속층으로서는, 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film)이나 이방성 도전 페이스트(ACP: Anisotropic Conductive Paste) 등을 사용할 수 있다.
〔착색층〕
착색층에 사용할 수 있는 재료로서는, 금속 재료, 수지 재료, 안료 또는 염료가 포함된 수지 재료 등을 들 수 있다.
〔차광층〕
차광층에 사용할 수 있는 재료로서는, 카본 블랙, 타이타늄 블랙, 금속, 금속 산화물, 복수의 금속 산화물의 고용체를 포함하는 복합 산화물 등을 들 수 있다. 차광층은 수지 재료를 포함하는 막이어도 좋고, 금속 등의 무기 재료의 박막이어도 좋다. 또한, 차광층에, 착색층의 재료를 포함하는 막의 적층막을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 어떤 색의 광을 투과시키는 착색층에 사용되는 재료를 포함하는 막과, 다른 색의 광을 투과시키는 착색층에 사용되는 재료를 포함하는 막과의 적층 구조를 사용할 수 있다. 착색층과 차광층의 재료를 공통화함으로써, 장치를 공통화할 수 있는 것 이외에 공정을 간략화할 수 있기 때문에 바람직하다.
이상이 각 구성 요소에 대한 설명이다.
[구성예 3]
이하에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치의 더 구체적인 구성예에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.
〔단면 구성예 3-1〕
도 13은 이하에 예시되는 표시 장치의 단면 개략도이다. 도 13에는, 도 1의 (A)에서의 FPC(36)를 포함하는 영역, 회로(34)를 포함하는 영역, 표시부(32)를 포함하는 영역 등의 단면의 일례를 도시하였다.
기판(21)과 기판(31)은 접착층(141)에 의하여 접합된다. 또한, 기판(21), 기판(31), 및 접착층(141)에 둘러싸인 영역에 액정(112)이 밀봉되어 있다. 또한, 기판(31)의 외측 면에는 편광판(130)을 갖는다.
도 13에서는, 액정 소자(40)가 도전층(111), 도전층(113)의 일부, 및 이들에 협지된 액정(112)에 의하여 구성되어 있다. 또한, 액정(112)과 도전층(111) 사이에 배향막(133a)이 제공되고, 액정(112)과 도전층(113) 사이에 배향막(133b)이 제공된다.
또한, 기판(21)과 기판(31) 사이에는, 액정(112) 중에 모노머(13)가 분산되어 있다. 또한, 기판(21)과 기판(31) 사이에는 격벽(11)이 제공된다.
또한, 도시되지 않았지만, 편광판(130)보다 외측에 프런트 라이트를 제공할 수 있다. 프런트 라이트로서는, 에지 라이트형의 프런트 라이트를 사용하는 것이 바람직하다. LED(Light Emitting Diode)를 구비하는 프런트 라이트를 사용하면 소비전력을 저감할 수 있기 때문에 바람직하다.
기판(31)에는 착색층(131), 절연층(121), 및 액정 소자(40)의 공통 전극으로서 기능하는 도전층(113), 배향막(133b) 등이 제공된다.
기판(21)에는 액정 소자(40)의 화소 전극으로서 기능하는 도전층(111), 배향막(133a), 트랜지스터(201), 트랜지스터(202), 용량 소자(203), 접속부(204), 배선(35) 등이 제공된다. 트랜지스터(201)는 예를 들어, 상술한 트랜지스터(70)와 대응한다.
기판(21) 위에는, 절연층(211), 절연층(212), 절연층(213), 절연층(214) 등의 절연층이 제공된다. 절연층(211)은 그 일부가 각 트랜지스터의 게이트 절연층으로서 기능하고, 또한 다른 일부가 용량 소자(203)의 유전체로서 기능한다. 절연층(212), 절연층(213), 및 절연층(214)은 각 트랜지스터나 용량 소자(203) 등을 덮어 제공된다. 절연층(214)은 평탄화층으로서의 기능을 갖는다. 또한, 여기서는, 트랜지스터 등을 덮는 절연층으로서, 절연층(212), 절연층(213), 절연층(214)의 3층을 갖는 경우에 대하여 나타내었지만, 이에 한정되지 않고, 4층 이상이어도 좋고, 단층 또는 2층이어도 좋다. 또한, 평탄화층으로서 기능하는 절연층(214)은 불필요하면 제공하지 않아도 된다.
또한, 트랜지스터(201) 및 트랜지스터(202)는 일부가 게이트로서 기능하는 도전층(221), 일부가 소스 또는 드레인으로서 기능하는 도전층(222), 반도체층(231)을 갖는다. 여기서는, 동일한 도전막을 가공하여 얻어지는 복수의 층에, 동일한 해칭 패턴을 붙였다.
여기서, 트랜지스터(202)의 한 쌍의 도전층(222) 중, 도전층(111)과 전기적으로 접속되지 않은 쪽의 도전층(222)은 신호선의 일부로서 기능하여도 좋다. 또한, 트랜지스터(202)의 게이트로서 기능하는 도전층(222)은 주사선의 일부로서 기능하여도 좋다.
도 13에는, 표시부(32)의 예로서, 2개의 화소(부화소)의 단면을 도시하였다. 예를 들어, 하나의 부화소는 트랜지스터(202), 용량 소자(203), 액정 소자(40), 및 착색층(131)을 갖는다. 예를 들어, 착색층(131)을 선택적으로 형성하여 적색을 나타내는 부화소, 녹색을 나타내는 부화소, 청색을 나타내는 부화소를 배열함으로써, 풀 컬러의 표시를 수행할 수 있다.
도 13에는, 회로(34)의 예로서 트랜지스터(201)가 제공되는 예를 도시하였다.
도 13에는, 트랜지스터(201) 및 트랜지스터(202)의 예로서, 하나의 게이트를 제공하는 구성을 도시하였지만, 채널이 형성되는 반도체층(231)을 2개의 게이트로 협지하는 구성을 적용하여도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어할 수 있다. 이때, 2개의 게이트를 접속하고, 이들에 동일한 신호를 공급함으로써 트랜지스터를 구동하여도 좋다. 이러한 트랜지스터는 다른 트랜지스터와 비교하여 전계 효과 이동도를 높일 수 있어, 온 전류를 증대시킬 수 있다. 그 결과, 고속으로 구동할 수 있는 회로를 제작할 수 있다. 또한, 회로부의 점유 면적을 축소할 수 있다. 온 전류가 큰 트랜지스터를 적용함으로써, 표시 장치를 대형화, 또는 고선명화하였을 때에 배선 수가 증대되더라도 각 배선에서의 신호 지연을 저감할 수 있어, 표시 불균일을 억제할 수 있다.
또한, 회로(34)가 갖는 트랜지스터와, 표시부(32)가 갖는 트랜지스터는, 동일한 구조이어도 좋다. 또한, 회로(34)가 갖는 복수의 트랜지스터는 모두 동일한 구조이어도 좋고, 상이한 구조의 트랜지스터를 조합하여 사용하여도 좋다. 또한, 표시부(32)가 갖는 복수의 트랜지스터는 모두 동일한 구조이어도 좋고, 상이한 구조의 트랜지스터를 조합하여 사용하여도 좋다.
각 트랜지스터를 덮는 절연층(212) 및 절연층(213) 중 적어도 한쪽은, 물이나 수소 등의 불순물이 확산되기 어려운 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 절연층(212) 또는 절연층(213)은 배리어막으로서 기능시킬 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 외부로부터 트랜지스터에 불순물이 확산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있어, 신뢰성이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
절연층(214) 위에는 도전층(111)이 제공된다. 도전층(111)은 절연층(214), 절연층(213), 절연층(212) 등에 형성된 개구를 통하여 트랜지스터(202)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 또한, 도전층(111)은 용량 소자(203)의 한쪽의 전극과 전기적으로 접속된다.
기판(31) 측에서, 착색층(131)을 덮어 절연층(121)이 제공된다. 절연층(121)은 평탄화층으로서의 기능을 가져도 좋다. 절연층(121)에 의하여 도전층(113)의 표면을 실질적으로 평탄하게 할 수 있기 때문에, 액정(112)의 배향 상태를 균일하게 할 수 있다.
또한, 도 13에서, 격벽(11)은 2개의 인접되는 도전층(111) 사이와 중첩되는 영역에 위치한다. 또한, 격벽(11)은 배향막(133a), 배향막(133b), 도전층(113) 등과 중첩되어 배치되어 있다.
액정 소자(40)에서, 도전층(111)은 가시광을 반사하는 기능을 갖고, 도전층(113)은 가시광을 투과시키는 기능을 갖는다. 기판(31) 측으로부터 입사된 광은 편광판(130)에 의하여 편광되고, 도전층(113) 및 액정(112)을 투과하고 도전층(111)에서 반사된다. 그리고, 액정(112) 및 도전층(113)을 다시 투과하고 편광판(130)에 도달한다. 이때, 도전층(111)과 도전층(113) 사이에 인가되는 전압에 의하여 액정의 배향을 제어하여, 광의 광학 변조를 제어할 수 있다. 즉, 편광판(130)을 통하여 사출되는 광의 강도를 제어할 수 있다. 또한, 광은 착색층(131)에 의하여, 특정한 파장 영역 이외의 광이 흡수됨으로써, 추출되는 광은 예를 들어, 적색을 나타내는 광이 된다.
여기서, 편광판(130)으로서 직선 편광판을 사용하여도 좋지만, 원 편광판을 사용할 수도 있다. 원 편광판으로서는, 예를 들어, 직선 편광판과 1/4파장 위상차판을 적층한 것을 사용할 수 있다. 이로써, 외광 반사를 억제할 수 있다. 또한, 편광판(130)의 종류에 따라 액정 소자(40)에 사용되는 액정 소자의 셀 갭, 배향, 구동 전압 등을 조정함으로써, 원하는 콘트라스트가 실현되도록 하면 좋다.
도전층(113)은 기판(31)의 단부에 가까운 부분에서, 기판(21) 측에 제공된 도전층과 접속체(243)에 의하여 전기적으로 접속된다. 이로써, 기판(21) 측에 배치되는 FPC나 IC 등으로부터 도전층(113)에 전위나 신호를 공급할 수 있다.
접속체(243)로서는, 예를 들어, 도전성 입자를 사용할 수 있다. 도전성 입자로서는, 유기 수지 또는 실리카 등의 입자의 표면을 금속 재료로 피복한 것을 사용할 수 있다. 금속 재료로서 니켈이나 금을 사용하면, 접촉 저항을 저감할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 니켈을 금으로 더 피복하는 등, 2종류 이상의 금속 재료를 층상으로 피복시킨 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 접속체(243)로서 탄성 변형 또는 소성 변형되는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 도전성 입자인 접속체(243)는 도 13에 도시된 바와 같이 상하 방향으로 찌부러진 형상이 되는 경우가 있다. 이렇게 함으로써, 접속체(243)와, 이것과 전기적으로 접속되는 도전층의 접촉 면적이 증대되어, 접촉 저항을 저감할 수 있는 것 이외에, 접속 불량 등의 문제의 발생을 억제할 수 있다.
접속체(243)는 접착층(141)으로 덮이도록 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 경화 전의 접착층(141)에 접속체(243)를 분산시켜 두면 좋다.
기판(21)의 단부에 가까운 영역에는, 접속부(204)가 제공된다. 접속부(204)는 접속층(242)을 통하여 FPC(36)와 전기적으로 접속된다. 도 13에 도시된 구성에서는, 배선(35)의 일부와, 도전층(111)과 동일한 도전막을 가공하여 얻어진 도전층을 적층함으로써 접속부(204)를 구성하는 예를 도시하였다.
이상이 단면 구성예 3-1에 대한 설명이다.
〔단면 구성예 3-2〕
이하에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치의 예로서, 터치 센서를 구비하는 터치 패널의 구성예에 대하여 설명한다.
도 14는 이하에 예시되는 표시 장치의 단면 개략도이다.
도 14에는, 기판(31)의 기판(21) 측과는 반대 측에 터치 센서를 구성하는 도전층(151), 도전층(152) 등을 형성한 예를 도시하였다. 이러한 구성을 온셀형의 터치 패널이라고 부를 수 있다.
기판(31) 위에는, 도전층(151), 도전층(152) 등이 형성되고, 이들을 덮어 절연층(163)이 제공된다. 또한, 절연층(163) 위에 도전층(153)이 제공된다.
도전층(151) 및 도전층(152)은 각각 정전 용량 방식의 터치 센서를 구성하는 배선으로서 기능한다.
도 14에서는, 도전층(151)과 도전층(152)의 교차부를 명시하였다. 도전층(153)은 절연층(163)에 제공된 개구를 통하여, 도전층(152)을 끼우는 2개의 도전층(151)과 전기적으로 접속된다.
기판(170)은 터치 면으로서 기능하는 기판이며, 예를 들어, 표시 장치를 전자 기기에 제공하였을 때의 하우징의 일부, 또는 보호 유리 등으로서 기능한다. 도 14에서는, 기판(170)과 편광판(130)이 적층되고, 편광판(130)과 기판(31)은 접착층(165)에 의하여 접합된다.
여기서, 도 14에는, 도전층(151)이 액정 소자(40), 착색층(131) 등과 중첩되는 영역에도 배치되어 있는 예를 도시하였다. 이때, 도전층(151)에는 가시광을 투과시키는 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 금속 산화물을 포함하는 막이나, 그래핀을 포함하는 막, 또는 금속이나 합금을 포함하고 가시광을 투과시킬 정도로 얇은 막 등을 도전층(151)에 사용할 수 있다. 또한, 도전층(152)에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 도전층(153)도 마찬가지의 가시광을 투과시키는 재료를 사용하여도 좋지만, 도전층(153)의 면적이 매우 작은 경우에는, 금속이나 합금 등, 가시광을 차광하는 재료를 사용하여도 좋다.
또한, 도전층(151) 및 도전층(152)은, 표시부에서, 액정 소자(40)와 중첩되지 않도록 배치되어도 좋다. 바꿔 말하면, 도전층(151)은 액정 소자(40)와 중첩되는 개구를 갖는 메시 형상을 갖는 구성으로 할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 외부로부터 입사하고, 액정 소자(40)에 의하여 반사되고 다시 외부로 사출되는 광의 경로 위에 도전층(151)이 배치되지 않기 때문에, 도전층(151)을 배치하는 것에 의한 휘도의 저하는 실질적으로 발생하지 않고, 시인성이 높고, 또한 소비전력이 저감된 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 도전층(152)이나 도전층(153)도 마찬가지의 두성으로 할 수 있다. 또한, 도전층(151), 도전층(152), 도전층(153)이 액정 소자(40)와 중첩되지 않기 때문에, 이들에 비교적 저저항의 금속 재료를 사용할 수 있다. 그 때문에, 이들에 투과성 도전 재료를 사용한 경우와 비교하여, 터치 센서의 감도를 향상시킬 수 있다.
이상이 단면 구성예 3-2에 대한 설명이다.
[구성예 4]
이하에서는, 구성예 2에 예시된, 반사형의 액정 소자 및 투과형의 액정 소자 양쪽을 갖고 투과 모드 및 반사 모드 양쪽의 표시를 수행할 수 있는 표시 장치의 더 구체적인 단면 구성예에 대하여 설명한다.
〔단면 구성예 4〕
도 15에, 이하에 예시되는 표시 장치의 단면 개략도를 도시하였다. 도 15에 도시된 표시 장치는 도 8에 예시된 표시 장치에 대응한다.
표시 장치는 기판(21)과 기판(31) 사이에 절연층(220)을 갖는다. 또한, 기판(21)과 절연층(220) 사이에 액정 소자(90), 트랜지스터(205), 트랜지스터(206), 착색층(134), 격벽(11) 등을 갖는다. 또한, 절연층(220)과 기판(31) 사이에 액정 소자(40), 착색층(131) 등을 갖는다.
또한, 기판(31) 외측에는 편광판(130a)이 제공되고, 기판(21) 외측에는 편광판(130b) 및 백라이트 유닛(65)이 제공된다.
기판(21)의 기판(31) 측의 면에는 착색층(134)이 제공되고, 착색층(134)을 덮어 절연층(218)이 제공된다.
액정 소자(40)는 반사형의 액정 소자이다. 액정 소자(40)는 도전층(111a), 액정(112), 도전층(113)이 적층된 적층 구조를 갖는다. 또한, 가시광을 반사하는 도전층(111b)이 도전층(111a)의 기판(21) 측과 접촉되어 제공된다. 도전층(111b)은 개구(251)를 갖는다. 또한, 도전층(111a) 및 도전층(113)은 가시광을 투과시키는 재료를 포함한다.
액정 소자(90)는 투과형의 액정 소자이다. 액정 소자(90)는 절연층(220) 측으로부터 도전층(191), 액정(192), 및 도전층(193)이 이 순서대로 적층된 적층 구조를 갖는다. 또한, 액정(192)은 모노머(13)가 분산되어 있다. 도전층(191) 및 도전층(193)은 각각 가시광을 투과시키는 재료를 포함한다. 백라이트 유닛(65)으로부터 사출된 광은 편광판(130b)에 의하여 편광되고, 착색층(134)에 의하여 착색되고, 액정 소자(90), 절연층(220), 개구(251), 구조체(270) 등을 통하여 편광판(130a)에 도달한다.
트랜지스터(205)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 도전층(191)과 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(206)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 접속부(207)를 통하여 도전층(111b)과 전기적으로 접속된다. 도전층(111b)과 도전층(111a)은 접촉되어 제공되며, 전기적으로 접속된다. 여기서, 접속부(207)는 절연층(220)에 제공된 개구를 통하여 절연층(220) 양면에 제공되는 도전층끼리를 접속하는 부분이다.
기판(31)이 중첩되지 않는 영역에는 접속부(204)가 제공된다. 접속부(204)는 접속부(207)와 마찬가지의 구성을 갖는다. 접속부(204)의 상면은 도전층(111a)과 동일한 도전막을 가공하여 얻어진 도전층이 노출되어 있다. 이로써, 접속부(204)와 FPC(36)를 접속층(242)을 통하여 전기적으로 접속할 수 있다.
접착층(141)이 제공되는 일부의 영역에는 접속부(252)가 제공된다. 접속부(252)에서, 도전층(111a)과 동일한 도전막을 가공하여 얻어진 도전층과, 도전층(113)의 일부가 접속체(243)에 의하여 전기적으로 접속된다. 따라서, 기판(21) 측에 접속된 FPC(36)로부터 입력되는 신호 또는 전위를, 접속부(252)를 통하여, 기판(31) 측에 형성된 도전층(113)에 공급할 수 있다.
또한, 접착층(142)이 제공되는 일부의 영역에는 접속부(253)가 제공된다. 접속부(253)에서, 도전층(191)과 동일한 도전막을 가공하여 얻어진 도전층과, 도전층(193)의 일부가 접속체(244)에 의하여 전기적으로 접속된다.
이상이 단면 구성예 4에 대한 설명이다.
[트랜지스터에 대하여]
이하에서는, 상기 표시 장치에 적용할 수 있는 트랜지스터의 구성예에 대하여 설명한다.
도 16의 (A)에서 예시된 트랜지스터(310)는 보텀 게이트 구조의 트랜지스터의 예이다.
트랜지스터(310)는 게이트 전극으로서 기능하는 도전층(311), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(332)의 일부, 반도체층(312), 소스 전극 및 드레인 전극 중 한쪽으로서 기능하는 도전층(313a), 및 소스 전극 및 드레인 전극 중 다른 쪽으로서 기능하는 도전층(313b)을 갖는다.
도 16의 (A)에서는, 절연층(331) 위에 트랜지스터(310)가 제공된다. 또한, 트랜지스터(310)를 덮어 절연층(334)이 제공되고, 절연층(334) 위에 도전층(321)이 제공된다. 도전층(321)은 절연층(334)에 제공된 개구를 통하여 도전층(313b)과 전기적으로 접속되며, 화소 전극으로서 기능한다. 또한, 도 16의 (A)에는, 도전층(321)의 단부를 덮는 절연층(335)을 갖는 예를 도시하였다.
트랜지스터(310)에서는 게이트 전극으로서 기능하는 도전층(311)이 반도체층(312)보다 피형성면 측(절연층(331) 측)에 위치한다. 또한, 절연층(332)이 도전층(311)을 덮어 제공된다. 또한, 반도체층(312)은 도전층(311)을 덮어 제공된다. 반도체층(312) 중 도전층(311)과 중첩되는 영역이 채널 형성 영역에 상당한다. 또한, 도전층(313a) 및 도전층(313b)은 각각 반도체층(312)의 상면 및 측단부와 접촉되어 제공된다.
또한, 트랜지스터(310)는 도전층(311)보다 반도체층(312)의 폭이 큰 경우의 예를 나타낸다. 이러한 구성에 의하여, 도전층(311)과, 도전층(313a) 또는 도전층(313b) 사이에 반도체층(312)이 배치되기 때문에, 도전층(311)과, 도전층(313a) 또는 도전층(313b) 사이의 기생 용량을 작게 할 수 있다.
트랜지스터(310)는 채널 에치형의 트랜지스터이며, 트랜지스터의 점유 면적을 비교적 용이하게 축소할 수 있기 때문에, 고선명한 표시 장치에 적합하게 사용할 수 있다.
도 16의 (B)에 도시된 트랜지스터(310a)는 도전층(314) 및 절연층(336)을 갖는 점에서 트랜지스터(310)와 상이하다. 도전층(314)은 절연층(333) 위에 제공되며, 반도체층(312)과 중첩되는 영역을 갖는다. 또한, 절연층(336)은 도전층(314) 및 절연층(333)을 덮어 제공된다.
도전층(314)은 반도체층(312)을 끼워 도전층(311)과는 반대 측에 위치한다. 도전층(311)을 제 1 게이트 전극으로 한 경우, 도전층(314)은 제 2 게이트 전극으로서 기능할 수 있다. 도전층(311)과 도전층(314)에 동일한 전위를 공급함으로써, 트랜지스터(310a)의 온 전류를 높일 수 있다. 또한, 도전층(311) 및 도전층(314) 중 한쪽에 문턱 전압을 제어하기 위한 전위를 공급하고, 다른 쪽에 구동을 위한 전위를 공급함으로써, 트랜지스터(310a)의 문턱 전압을 제어할 수 있다.
여기서, 도전층(314)으로서 산화물을 포함하는 도전성 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 도전층(314)을 구성하는 도전막을 형성할 때에, 산소를 포함하는 분위기하에서 형성함으로써 절연층(333)에 산소를 공급할 수 있다. 적합하게는, 성막 가스 중의 산소 가스의 비율을 90% 이상 100% 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 절연층(333)에 공급된 산소는, 나중의 가열 처리에 의하여 반도체층(312)에 공급되어, 반도체층(312) 중의 산소 결손의 저감을 도모할 수 있다.
특히, 도전층(314)에는 저저항화된 산화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 절연층(336)에 수소를 방출하는 절연막, 예를 들어, 질화 실리콘막 등을 사용하는 것이 바람직하다. 절연층(336)의 형성 중, 또는 그 후의 가열 처리에 의하여 도전층(314) 중에 수소가 공급되어, 도전층(314)의 전기 저항을 효과적으로 저감할 수 있다.
도 16의 (C)에 도시된 트랜지스터(310b)는 톱 게이트 구조의 트랜지스터이다.
트랜지스터(310b)에서는 게이트 전극으로서 기능하는 도전층(311)이 반도체층(312)보다 상방(피형성면 측과는 반대 측)에 제공된다. 또한, 절연층(331) 위에 반도체층(312)이 형성된다. 또한, 반도체층(312) 위에는 절연층(332)과 도전층(311)이 적층되어 형성된다. 또한, 절연층(333)은 반도체층(312)의 상면 및 측단부, 절연층(333)의 측면, 및 도전층(311)을 덮어 제공된다. 도전층(313a) 및 도전층(313b)은 절연층(333) 위에 제공된다. 도전층(313a) 및 도전층(313b)은 절연층(333)에 제공된 개구를 통하여 반도체층(312)의 상면과 전기적으로 접속된다.
또한, 여기서는 절연층(332)이 도전층(311)과 중첩되지 않는 부분에 존재하지 않는 경우의 예를 나타내었지만, 절연층(332)이 반도체층(312)의 상면 및 측단부를 덮어 제공되어도 좋다.
트랜지스터(310b)는 도전층(311)과, 도전층(313a) 또는 도전층(313b)의 물리적인 거리를 용이하게 떨어지게 할 수 있기 때문에, 이들 사이의 기생 용량을 저감할 수 있다.
도 16의 (D)에 도시된 트랜지스터(310c)는 도전층(315) 및 절연층(337)을 갖는 점에서 트랜지스터(310b)와 상이하다. 도전층(315)은 절연층(331) 위에 제공되며, 반도체층(312)과 중첩되는 영역을 갖는다. 또한, 절연층(337)은 도전층(315) 및 절연층(331)을 덮어 제공된다.
도전층(315)은 상기 도전층(314)과 마찬가지로 제 2 게이트 전극으로서 기능한다. 그 때문에, 온 전류를 높이는 것이나 문턱 전압을 제어하는 것 등이 가능하다.
이상이 트랜지스터에 대한 설명이다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서 중에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치의 예로서, 반사형의 액정 소자 및 투과형의 액정 소자 양쪽을 갖고, 투과 모드, 반사 모드, 및 이들을 동시에 수행하는 하이브리드 모드의 표시를 수행할 수 있는 표시 장치(표시 패널)의 예에 대하여 설명한다. 이러한 표시 패널을 TR-Hybrid Display(Transmission and Reflection Hybrid Display 또는 Transmission/Reflection Hybrid Display)라고 부를 수도 있다.
이러한 표시 장치의 일례로서는, 가시광을 반사하는 전극을 구비하는 반사형의 액정 소자와, 가시광을 투과시키는 전극을 구비하는 투과형의 액정 소자를 적층하여 배치된 구성을 들 수 있다. 이때, 가시광을 반사하는 전극이 개구를 갖고, 상기 개구와 투과형의 소자가 중첩되어 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 투과 모드에서는 상기 개구를 통하여 투과형의 액정 소자로부터의 광이 사출되도록 구동할 수 있다. 또한, 평면에서 보았을 때, 반사형의 액정 소자와 투과형의 액정 소자를 나란히 배치한 경우와 비교하여, 이들을 적층하여 배치함으로써, 투과형의 액정 소자 및 반사형의 액정 소자 양쪽을 갖는 화소의 크기를 작게 할 수 있기 때문에, 더 고선명한 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, 투과형의 액정 소자를 구동하는 트랜지스터와, 반사형의 액정 소자를 구성하는 트랜지스터를 각각 개별적으로 갖는 것이 바람직하다. 이로써, 투과형의 액정 소자와 반사형의 액정 소자를 각각 독립적으로 구동할 수 있다.
여기서, 액정 소자를 구동하는 화소 회로에 산화물 반도체가 적용되고, 오프 전류가 매우 낮은 트랜지스터를 적용하는 것이 바람직하다. 또는, 상기 화소 회로에 기억 소자를 적용하여도 좋다. 이로써, 액정 소자를 사용하여 정지 화상을 표시할 때에 화소로의 기록 동작을 정지하여도, 계조를 유지시킬 수 있다. 즉, 프레임 레이트를 매우 작게 하여도 표시를 유지할 수 있다. 이로써, 소비전력이 매우 낮은 표시를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 반사형의 소자로 화상을 표시하는 제 1 모드, 투과형의 소자로 화상을 표시하는 제 2 모드, 및 반사형의 소자 및 투과형의 소자로 화상을 표시하는 제 3 모드를 전환할 수 있다. 특히, 제 3 모드를 하이브리드 모드라고 부를 수도 있다.
[제 1 모드 내지 제 3 모드의 구체예]
여기서, 상술한 제 1 모드 내지 제 3 모드를 사용하는 경우의 구체예에 대하여, 도 17 및 도 18을 참조하여 설명한다.
또한, 이하에서는, 제 1 모드 내지 제 3 모드가 조도에 따라 자동적으로 전환되는 경우에 대하여 설명한다. 또한, 조도에 따라 자동적으로 전환되는 경우, 예를 들어, 표시 장치에 조도 센서 등을 제공하고, 상기 조도 센서로부터의 정보에 따라 표시 모드를 전환할 수 있다.
도 17의 (A), 도 17의 (B), 도 17의 (C)는 본 실시형태의 표시 장치가 될 수 있는 표시 모드에 대하여 설명하기 위한 화소의 모식도이다.
도 17의 (A), 도 17의 (B), 도 17의 (C)에서는, 제 1 표시 소자(601), 제 2 표시 소자(602), 개구부(603), 제 1 표시 소자(601)에서 반사되는 반사광(604), 및 제 2 표시 소자(602)로부터 개구부(603)를 통하여 사출되는 투과광(605)을 명시하였다. 또한, 도 17의 (A)는 제 1 모드(mode1)에 대하여 설명하기 위한 도면이고, 도 17의 (B)는 제 2 모드(mode2)에 대하여 설명하기 위한 도면이고, 도 17의 (C)는 제 3 모드(mode3)에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
또한, 도 17의 (A), 도 17의 (B), 도 17의 (C)에서는, 제 1 표시 소자(601)로서 반사형의 액정 소자를 사용하고, 제 2 표시 소자(602)로서 투과형의 액정 소자를 사용하는 경우를 도시하였다.
도 17의 (A)에 도시된 제 1 모드에서는, 제 1 표시 소자(601)인 반사형의 액정 소자를 구동하여 반사광의 강도를 조절하여 계조 표시를 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 17의 (A)에 도시된 바와 같이, 제 1 표시 소자(601)인 반사형의 액정 소자가 갖는 반사 전극에서 반사되는 반사광(604)의 강도를 액정층으로 조절함으로써 계조 표시를 수행할 수 있다.
도 17의 (B)에 도시된 제 2 모드에서는, 제 2 표시 소자(602)인 투과형의 액정 소자를 구동하여 투과광의 강도를 조절하여 계조 표시를 수행할 수 있다. 또한, 제 2 표시 소자(602)를 투과하는 광은 개구부(603)를 통과하여 투과광(605)으로서 외부로 추출된다.
도 17의 (C)에 도시된 제 3 모드는 상술한 제 1 모드와 제 2 모드를 조합한 표시 모드이다. 예를 들어, 제 1 표시 소자(601)인 반사형의 액정 소자가 갖는 반사 전극에 의하여, 반사광(604)의 강도를 액정층으로 조절하여 계조 표시를 수행한다. 또한, 제 1 표시 소자(601)를 구동하는 기간과 동일한 기간 내에, 제 2 표시 소자(602)인 투과형의 액정 소자의 투과광의 강도, 여기서는 투과광(605)의 강도를 조절하여 계조 표시를 수행한다.
[제 1 모드 내지 제 3 모드의 상태 천이]
다음에, 제 1 모드 내지 제 3 모드의 상태 천이에 대하여, 도 17의 (D)를 참조하여 설명을 수행한다. 도 17의 (D)는 제 1 모드, 제 2 모드, 및 제 3 모드의 상태 천이도이다. 도 17의 (D)에 도시된, 상태 C1은 제 1 모드에 상당하고, 상태 C2는 제 2 모드에 상당하고, 상태 C3은 제 3 모드에 상당한다.
도 17의 (D)에 도시된 바와 같이, 상태 C1로부터 상태 C3까지는 조도에 따라 어느 상태의 표시 모드가 될 수 있다. 예를 들어, 옥외와 같이 조도가 큰 경우에는 상태 C1이 될 수 있다. 또한, 옥외로부터 옥내로 이동할 때와 같이 조도가 작아지는 경우에는, 상태 C1로부터 상태 C2로 천이한다. 또한, 옥외이어도 조도가 작고 반사광에 의한 계조 표시가 불충분한 경우에는, 상태 C1로부터 상태 C3으로 천이한다. 물론, 상태 C3으로부터 상태 C1로의 천이, 상태 C2로부터 상태 C3으로의 천이, 상태 C3으로부터 상태 C2로의 천이, 또는 상태 C2로부터 상태 C1로의 천이도 발생한다.
또한, 도 17의 (D)에는 제 1 모드의 이미지로서 태양의 심벌을, 제 2 모드의 이미지로서 달의 심벌을, 제 3 모드의 이미지로서 구름의 심벌을 각각 도시하였다.
또한, 도 17의 (D)에 도시된 바와 같이, 상태 C1 내지 상태 C3에서, 조도의 변화가 없는 경우 또는 조도의 변화가 적은 경우에는, 다른 상태로 천이하지 않고, 원래 상태를 계속 유지하면 좋다.
이상과 같이, 조도에 따라 표시 모드를 전환하는 구성으로 함으로써, 소비전력이 비교적 큰 백라이트 등의 광원을 필요로 하는 투과형의 액정 소자의 계조 표시의 빈도를 저감할 수 있다. 그 때문에, 표시 장치의 소비전력을 저감할 수 있다. 또한, 표시 장치는 배터리의 남은 용량, 표시되는 콘텐츠, 또는 주변 환경의 조도에 따라 동작 모드를 더 세밀하게 전환할 수 있다. 또한, 상기 설명에서는, 조도에 따라 표시 모드가 자동적으로 전환되는 경우에 대하여 예시하였지만, 이에 한정되지 않고, 사용자가 수동으로 표시 모드를 전환하여도 좋다.
[동작 모드]
다음에, 제 1 표시 소자로 수행할 수 있는 동작 모드에 대하여, 도 18을 참조하여 설명한다.
또한, 이하에서는, 통상의 프레임 주파수(대표적으로는 30Hz 이상 240Hz 이하, 또는 60Hz 이상 240Hz 이하)로 동작하는 통상 동작 모드(Normal mode), 및 저속의 프레임 주파수로 동작하는 아이들링 스톱(IDS:idling stop) 구동 모드를 예시하여 설명한다.
또한, 아이들링 스톱(IDS) 구동 모드란, 화상 데이터의 기록 처리를 실행한 후, 화상 데이터의 재기록을 정지하는 구동 방법을 말한다. 일단 화상 데이터의 기록을 수행하고, 그 후, 다음의 화상 데이터의 기록을 수행할 때까지의 간격을 길게 함으로써, 그 사이의 화상 데이터의 기록에 필요한 양의 소비전력을 삭감할 수 있다. 아이들링 스톱(IDS) 구동 모드를, 예를 들어, 통상 동작 모드의 1/100 내지 1/10 정도의 프레임 주파수로 수행할 수 있다.
도 18의 (A), 도 18의 (B), 도 18의 (C)는 통상 구동 모드 및 아이들링 스톱(IDS) 구동 모드를 설명하기 위한 회로도 및 타이밍 차트이다. 또한, 도 18의 (A)에서는 제 1 표시 소자(601)(여기서는 반사형의 액정 소자), 및 제 1 표시 소자(601)와 전기적으로 접속되는 화소 회로(606)를 명시하였다. 또한, 도 18의 (A)에 도시된 화소 회로(606)에는, 신호선(SL), 게이트선(GL), 신호선(SL) 및 게이트선(GL)과 접속된 트랜지스터(M1), 및 트랜지스터(M1)와 접속되는 용량 소자(CsLC)를 도시하였다.
트랜지스터(M1)로서는, 금속 산화물을 갖는 트랜지스터를 반도체층에 사용하는 것이 바람직하다. 반도체 특성을 갖는 금속 산화물을 금속 산화물 반도체(metal oxide semiconductor) 또는 산화물 반도체(oxide semiconductor), 생략하여 "OS"라고 부를 수 있다. 이하, 트랜지스터의 대표적인 예로서, 산화물 반도체를 갖는 트랜지스터(OS 트랜지스터)를 사용하여 설명한다. OS 트랜지스터는 비도통 상태일 때의 누설 전류(오프 전류)가 매우 낮기 때문에, OS 트랜지스터를 비도통 상태로 함으로써, 액정 소자의 화소 전극에 전하를 유지시킬 수 있다.
또한, 도 18의 (A)에 도시된 회로도에서, 액정 소자(LC)는 데이터 D1의 누설 경로가 된다. 따라서, 아이들링 스톱 구동을 적절히 수행하기 위해서는, 액정 소자(LC)의 저항률을 1.0×1014Ω·cm 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 OS 트랜지스터의 채널 영역에는, 예를 들어, In-Ga-Zn 산화물, In-Zn 산화물 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 In-Ga-Zn 산화물로서는, 대표적으로 In:Ga:Zn=1:1:1[원자수비] 근방 또는 In:Ga:Zn=4:2:3[원자수비] 근방의 조성을 사용할 수 있다.
또한, 도 18의 (B)는 통상 구동 모드에서의 신호선(SL) 및 게이트선(GL)에 각각 공급되는 신호의 파형을 나타내는 타이밍 차트이다. 통상 구동 모드는 통상의 프레임 주파수(예를 들어 60Hz)로 동작한다. 1프레임 기간을 기간 T1로부터 T3까지로 나타내면, 각 프레임 기간에서 게이트선(GL)에 주사 신호를 공급하고, 신호선(SL)으로부터 데이터 D1을 기록하는 동작을 수행한다. 이 동작은 기간 T1로부터 T3까지 동일한 데이터 D1을 기록하는 경우, 또는 상이한 데이터를 기록하는 경우이어도 마찬가지로 수행된다.
한편, 도 18의 (C)는 아이들링 스톱(IDS) 구동 모드에서의 신호선(SL) 및 게이트선(GL)에 각각 공급되는 신호의 파형을 나타내는 타이밍 차트이다. 아이들링 스톱(IDS) 구동은 저속의 프레임 주파수(예를 들어 1Hz)로 동작한다. 1프레임 기간을 기간 T1로 나타내고, 그 중에서 데이터 기록 기간을 기간 TW, 데이터의 유지 기간을 기간 TRET로 나타낸다. 아이들링 스톱(IDS) 구동 모드는, 기간 TW에 게이트선(GL)에 주사 신호를 공급하고 신호선(SL)의 데이터 D1을 기록하고, 기간 TRET에 게이트선(GL)을 로 레벨의 전압으로 고정하고 트랜지스터(M1)를 비도통 상태로 하여 일단 기록한 데이터 D1을 유지시키는 동작을 수행한다. 또한, 저속의 프레임 주파수로서는, 예를 들어, 0.1Hz 이상 60Hz 미만, 또는 0.1Hz 이상 30Hz 미만으로 하면 좋다.
아이들링 스톱(IDS) 구동 모드는 상술한 제 1 모드 또는 제 3 모드를 조합함으로써, 저소비전력화를 더 도모할 수 있기 때문에 유효하다.
이상과 같이, 본 실시형태의 표시 장치는 제 1 모드 내지 제 3 모드를 전환하여 표시를 수행할 수 있다. 따라서, 주위의 밝기에 의존하지 않고, 시인성이 높고 편리성이 높은 표시 장치 또는 전천후형의 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 표시 장치는 제 1 표시 소자를 갖는 제 1 화소, 및 제 2 표시 소자를 갖는 제 2 화소를 각각 복수로 가지면 바람직하다. 또한, 제 1 화소 및 제 2 화소는 각각 매트릭스 형상으로 배치되는 것이 바람직하다.
제 1 화소 및 제 2 화소는 각각 하나 이상의 부화소를 갖는 구성으로 할 수 있다. 예를 들어, 제 1 화소에는 부화소를 하나 갖는 구성(백색(W) 등), 부화소를 3개 갖는 구성(시안(C), 마젠타(M), 황색(Y)의 3색 등), 또는 부화소를 4개 갖는 구성(시안(C), 마젠타(M), 황색(Y), 백색(W)의 4색, 또는 시안(C), 마젠타(M), 황색(Y), 녹색(G)의 4색 등)을 적용할 수 있다. 또한, 제 2화소에는 부화소를 하나 갖는 구성(백색(W) 등), 부화소를 3개 갖는 구성(적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 3색 등), 또는 부화소를 4개 갖는 구성(적색(R), 녹색(G), 청색(B), 백색(W)의 4색, 또는 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 황색(Y)의 4색 등)을 적용할 수 있다. 또한, 제 1 화소 및 제 2 화소가 갖는 색 요소는 상기에 한정되지 않고, 필요에 따라 다른 색을 조합하여도 좋다.
본 실시형태의 표시 장치는, 제 1 화소 및 제 2 화소는 양쪽 풀 컬러 표시를 수행하는 구성으로 할 수 있다.
<표시 장치의 사시 개략도>
다음에, 본 실시형태의 표시 장치에 대하여, 도 19를 참조하여 설명을 수행한다. 도 19는 표시 장치(610)의 사시 개략도이다.
표시 장치(610)는 기판(611)과 기판(612)이 접합된 구성을 갖는다. 도 19에서는 기판(612)을 파선으로 명시하였다.
표시 장치(610)는 표시부(614), 회로(616), 배선(618) 등을 갖는다. 도 19에는, 표시 장치(610)에 IC(620) 및 FPC(622)가 실장되어 있는 예를 도시하였다. 그 때문에, 도 19에 도시된 구성은 표시 장치(610), IC(620), 및 FPC(622)를 갖는 표시 모듈이라고 할 수도 있다.
회로(616)로서는, 예를 들어, 주사선 구동 회로를 사용할 수 있다.
배선(618)은 표시부(614) 및 회로(616)에 신호 및 전력을 공급하는 기능을 갖는다. 상기 신호 및 전력은 FPC(622)를 통하여 외부로부터 배선(618)에 입력되거나, 또는 IC(620)로부터 배선(618)에 입력된다.
도 19에는, COG(Chip On Glass) 방식 또는 COF(Chip on Film) 방식 등에 의하여, 기판(611)에 IC(620)가 제공되는 예를 도시하였다. IC(620)에는, 예를 들어, 주사선 구동 회로 또는 신호선 구동 회로 등을 갖는 IC를 적용할 수 있다. 또한, 표시 장치(610)에는 IC(620)를 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 또한, IC(620)를 COF 방식 등에 의하여 FPC에 실장하여도 좋다.
도 19에는 표시부(614)의 일부의 확대도를 도시하였다. 표시부(614)에는 복수의 표시 소자가 갖는 전극(624)이 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 전극(624)은 가시광을 반사하는 기능을 갖고, 액정 소자(650)의 반사 전극으로서 기능한다.
또한, 도 19에 도시된 바와 같이, 전극(624)은 개구부(626)를 갖는다. 또한, 표시부(614)는 전극(624)보다 기판(611) 측에 투과형의 액정 소자(670)를 갖는다. 액정 소자(670)로부터의 광은 전극(624)의 개구부(626)를 통하여 기판(612) 측으로 사출된다. 액정 소자(670)의 투과 영역의 면적과 개구부(626)의 면적은 동일하여도 좋다. 액정 소자(670)의 투과 영역의 면적 및 개구부(626)의 면적 중 한쪽이 다른 쪽보다 크면, 위치 어긋남에 대한 마진이 커지기 때문에 바람직하다.
[구성예]
도 20의 (A)는 표시 장치(700)의 구성의 일례를 도시한 블록도이다. 표시 장치(700)는 표시부(701)에 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소(710)를 갖는다. 또한, 표시 장치(700)는 회로(GD) 및 회로(SD)를 갖는다. 또한, 방향 R로 배열된 복수의 화소(710), 회로(GD)와 전기적으로 접속되는 복수의 배선(G1), 복수의 배선(G2), 복수의 배선(ANO), 및 복수의 배선(CSCOM)을 갖는다. 또한, 방향 C로 배열된 복수의 화소(710), 회로(SD)와 전기적으로 접속되는 복수의 배선(S1), 및 복수의 배선(S2)을 갖는다.
또한, 여기서는 간단화를 위하여 회로(GD) 및 회로(SD)를 1개씩 갖는 구성을 나타내었지만, 반사형의 액정 소자를 구동하는 회로(GD) 및 회로(SD)와, 투과형의 액정 소자를 구동하는 회로(GD) 및 회로(SD)를 따로따로 제공하여도 좋다.
화소(710)는 반사형의 액정 소자 및 투과형의 액정 소자를 갖는다.
도 20의 (B1)은 화소(710)가 갖는 전극(761)의 구성예를 도시한 것이다. 전극(761)은 화소(710)에서의 반사형의 액정 소자의 반사 전극으로서 기능한다. 또한, 전극(761)에는 개구(751)가 제공된다.
도 20의 (B1)에는, 전극(761)과 중첩되는 영역에 위치하는 투과형의 액정 소자(760)를 파선으로 도시하였다. 투과형의 액정 소자(760)는 전극(761)이 갖는 개구(751)와 중첩되어 배치되어 있다. 이로써, 투과형의 액정 소자(760)가 투과하는 광은 개구(751)를 통하여 표시면 측으로 사출된다.
도 20의 (B1)에서는, 방향 R로 인접되는 화소(710)가 상이한 색에 대응하는 부화소이다.
또한, 도 20의 (B2)에 도시된 바와 같은 배열로 하여도 좋다.
비개구부의 총 면적에 대한 개구(751)의 총 면적의 비의 값이 지나치게 크면, 반사형의 액정 소자를 사용한 표시가 어두워진다. 또한, 비개구부의 총 면적에 대한 개구(751)의 총 면적의 비의 값이 지나치게 작으면, 투과형의 액정 소자(760)를 사용한 표시가 어두워진다.
또한, 반사 전극으로서 기능하는 전극(761)에 제공되는 개구(751)의 면적이 지나치게 작으면, 투과형의 액정 소자(760)가 사출하는 광으로부터 추출할 수 있는 광의 효율이 저하된다.
개구(751)의 형상은 다각형, 사각형, 타원형, 원형, 또는 십자 등의 형상으로 할 수 있다. 또한, 가늘고 긴 줄무늬 형상, 슬릿 형상, 체크 무늬의 형상으로 하여도 좋다. 또한, 개구(751)를 인접되는 화소에 가깝게 배치하여도 좋다.
[회로 구성예]
도 21은 화소(710)의 구성예를 도시한 회로도이다. 도 21에는 인접되는 2개의 화소(710)를 도시하였다.
화소(710)는 스위치(SW1), 용량 소자(C1), 액정 소자(740), 스위치(SW2), 용량 소자(C2), 및 액정 소자(760) 등을 갖는다. 또한, 화소(710)에는 배선(G1), 배선(G2), 배선(CSCOM), 배선(S1), 및 배선(S2)이 전기적으로 접속된다. 또한, 도 21에는, 액정 소자(740)와 전기적으로 접속되는 배선(VCOM1), 및 액정 소자(760)와 전기적으로 접속되는 배선(VCOM2)을 도시하였다.
도 21에는 스위치(SW1) 및 스위치(SW2)에 트랜지스터를 사용한 경우의 예를 도시하였다.
스위치(SW1)는 게이트가 배선(G1)과 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(S1)과 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 용량 소자(C1)의 한쪽의 전극, 및 액정 소자(740)의 한쪽의 전극과 접속된다. 용량 소자(C1)는 다른 쪽의 전극이 배선(CSCOM)과 접속된다. 액정 소자(740)는 다른 쪽의 전극이 배선(VCOM1)과 접속된다.
또한, 스위치(SW2)는 게이트가 배선(G2)과 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(S2)과 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 용량 소자(C2)의 한쪽의 전극, 및 액정 소자(760)의 한쪽의 전극과 접속된다. 용량 소자(C2)는 다른 쪽의 전극이 배선(CSCOM)과 접속된다. 액정 소자(760)는 다른 쪽의 전극이 배선(VCOM2)과 접속된다.
배선(G1)에는 스위치(SW1)를 도통 상태 또는 비도통 상태로 제어하는 신호를 공급할 수 있다. 배선(VCOM1)에는 소정의 전위를 공급할 수 있다. 배선(S1)에는 액정 소자(740)가 갖는 액정의 배향 상태를 제어하는 신호를 공급할 수 있다. 배선(CSCOM)에는 소정의 전위를 공급할 수 있다.
배선(G2)에는 스위치(SW2)를 도통 상태 또는 비도통 상태로 제어하는 신호를 공급할 수 있다. 배선(VCOM2)에는, 소정의 전위를 공급할 수 있다. 배선(S2)에는 액정 소자(760)가 갖는 액정의 배향 상태를 제어하는 신호를 공급할 수 있다.
도 21에 도시된 화소(710)는 예를 들어, 반사 모드의 표시를 수행하는 경우에는, 배선(G1) 및 배선(S1)에 공급되는 신호에 의하여 구동하고, 액정 소자(740)에 의한 광학 변조를 이용하여 표시할 수 있다. 또한, 투과 모드에서 표시를 수행하는 경우에는, 배선(G2) 및 배선(S2)에 공급되는 신호에 의하여 구동하고, 액정 소자(760)에 의한 광학 변조를 이용하여 표시할 수 있다. 또한, 양쪽 모드에서 구동하는 경우에는, 배선(G1), 배선(G2), 배선(S1), 및 배선(S2) 각각에 공급되는 신호에 의하여 구동할 수 있다.
또한, 도 21에는, 하나의 화소(710)가 하나의 액정 소자(740) 및 하나의 액정 소자(760)를 갖는 예를 도시하였다. 이때, 화소(710)는 하나의 부화소로서 기능한다. 또는, 액정 소자(760)를 시간 계조법에 의하여 구동함으로써, 투과 모드 또는 양쪽의 모드에서 표시할 때에, 하나의 화소(710)로 풀 컬러 표시를 수행할 수 있다.
도 22는 하나의 화소(710)에 하나의 반사형의 액정 소자(740), 및 3개의 투과형의 액정 소자(액정 소자(760r), 액정 소자(760g), 및 액정 소자(760b))를 갖는 예를 도시하였다. 액정 소자(760r), 액정 소자(760g), 및 액정 소자(760b)는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 광을 투과시키는 투과형의 액정 소자이다. 도 22에 도시된 화소(710)는 투과 모드 또는 양쪽의 모드에서 표시할 때에, 3개의 투과형의 액정 소자에 의하여 풀 컬러 표시를 수행할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서 중에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태를 사용하여 제작할 수 있는 표시 모듈에 대하여 설명한다.
도 23의 (A)에 도시된 표시 모듈(6000)은 상부 커버(6001)와 하부 커버(6002) 사이에, FPC(6005)와 접속된 표시 패널(6006), 프레임(6009), 프린트 기판(6010), 및 배터리(6011)를 갖는다.
예를 들어, 본 발명의 일 형태를 사용하여 제작된 표시 장치를 표시 패널(6006)에 사용할 수 있다. 이로써, 외광의 강도에 의존하지 않고, 시인성이 높은 표시 모듈을 실현할 수 있다.
상부 커버(6001) 및 하부 커버(6002)는 표시 패널(6006)의 크기에 맞추어 형상이나 치수를 적절히 변경할 수 있다.
또한, 표시 패널(6006)과 중첩되어 터치 패널을 제공하여도 좋다. 터치 패널로서는, 저항막 방식 또는 정전 용량 방식의 터치 패널을 표시 패널(6006)에 중첩시켜 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널을 제공하지 않고, 표시 패널(6006)에 터치 패널 기능을 갖게 하도록 할 수도 있다.
프레임(6009)은, 표시 패널(6006)의 보호 기능 이외에, 프린트 기판(6010)의 동작에 의하여 발생하는 전자기파를 차단하기 위한 전자기 실드로서의 기능을 갖는다. 또한 프레임(6009)은 방열판으로서의 기능을 가져도 좋다.
프린트 기판(6010)은 전원 회로, 비디오 신호, 및 클럭 신호를 출력하기 위한 신호 처리 회로를 갖는다. 전원 회로에 전력을 공급하는 전원으로서는, 외부의 상용 전원이어도 좋고, 별도 제공된 배터리(6011)에 의한 전원이어도 좋다. 배터리(6011)는 상용 전원을 사용하는 경우에는 생략할 수 있다.
또한, 표시 모듈(6000)은 편광판, 위상차판, 프리즘 시트 등의 부재를 추가적으로 제공하여도 좋다.
도 23의 (B)는 광학식 터치 센서를 구비하는 표시 모듈(6000)의 단면 개략도이다.
표시 모듈(6000)은 프린트 기판(6010)에 제공된 발광부(6015) 및 수광부(6016)를 갖는다. 또한, 상부 커버(6001) 및 하부 커버(6002)에 의하여 둘러싸인 영역에 한 쌍의 도광부(도광부(6017a), 도광부(6017b))를 갖는다.
상부 커버(6001) 및 하부 커버(6002)는 예를 들어, 플라스틱 등을 사용할 수 있다. 또한, 상부 커버(6001) 및 하부 커버(6002)는 각각 얇게(예를 들어 0.5mm 이상 5mm 이하) 할 수 있다. 그 때문에, 표시 모듈(6000)을 매우 경량으로 할 수 있다. 또한, 적은 재료로 상부 커버(6001) 및 하부 커버(6002)를 제작할 수 있기 때문에, 제작 비용을 저감할 수 있다.
표시 패널(6006)은 프레임(6009)을 사이에 끼워 프린트 기판(6010)이나 배터리(6011)와 중첩되어 제공된다. 표시 패널(6006) 및 프레임(6009)은 도광부(6017a), 도광부(6017b)에 고정되어 있다.
발광부(6015)로부터 발해진 광(6018)은 도광부(6017a)에 의하여 표시 패널(6006)의 상부를 경유하고, 도광부(6017b)를 통하여 수광부(6016)에 도달한다. 예를 들어, 손가락이나 스타일러스 등의 피검지체에 의하여 광(6018)이 차단됨으로써, 터치 조작을 검출할 수 있다.
발광부(6015)는 예를 들어, 표시 패널(6006)의 인접되는 2개의 변을 따라 복수로 제공된다. 수광부(6016)는 발광부(6015)와 대향하는 위치에 복수로 제공된다. 이로써, 터치 조작이 수행된 위치의 정보를 취득할 수 있다.
발광부(6015)는 예를 들어, LED 소자 등의 광원을 사용할 수 있다. 특히, 발광부(6015)로서 사용자에 시인되지 않고, 또한 사용자에게 무해인 적외선을 발하는 광원을 사용하는 것이 바람직하다.
수광부(6016)는 발광부(6015)가 발하는 광을 수광하고 전기 신호로 변환하는 광전 소자를 사용할 수 있다. 적합하게는, 적외선을 수광할 수 있는 포토다이오드를 사용할 수 있다.
도광부(6017a), 도광부(6017b)로서는, 적어도 광(6018)을 투과시키는 부재를 사용할 수 있다. 도광부(6017a) 및 도광부(6017b)를 사용함으로써, 발광부(6015) 및 수광부(6016)를 표시 패널(6006) 하방에 배치할 수 있고, 외광이 수광부(6016)에 도달되고 터치 센서의 오동작이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 특히, 가시광을 흡수하고 적외선을 투과시키는 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 터치 센서의 오동작을 더 효과적으로 억제할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서 중에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있는 전자 기기에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치는 외광의 강도에 의존하지 않고 높은 시인성을 실현할 수 있다. 그 때문에, 휴대형의 전자 기기, 장착형의 전자 기기(웨어러블 기기), 전자 서적 단말, 텔레비전 장치, 및 디지털 사이니지 등에 적합하게 사용할 수 있다.
도 24의 (A), 도 24의 (B)에 휴대 정보 단말(800)의 일례를 도시하였다. 휴대 정보 단말(800)은 하우징(801), 하우징(802), 표시부(803), 표시부(804), 및 힌지부(805) 등을 갖는다.
하우징(801)과 하우징(802)은 힌지부(805)로 연결된다. 휴대 정보 단말(800)은 도 24의 (A)에 도시된 바와 같이 접힌 상태로부터 도 24의 (B)에 도시된 바와 같이 하우징(801) 및 하우징(802)을 펼칠 수 있다.
예를 들어, 표시부(803) 및 표시부(804)에 문서 정보를 표시할 수 있어, 전자 서적 단말로서도 사용할 수 있다. 또한, 표시부(803) 및 표시부(804)에 정지 화상이나 동영상을 표시할 수도 있다.
이와 같이, 휴대 정보 단말(800)은 휴대할 때에는, 접힌 상태로 할 수 있기 때문에, 범용성이 우수하다.
또한, 하우징(801) 및 하우징(802)에는, 전원 버튼, 조작 버튼, 외부 접속 포트, 스피커, 마이크로폰 등을 가져도 좋다.
도 24의 (C)에 휴대 정보 단말의 일례를 도시하였다. 도 24의 (C)에 도시된 휴대 정보 단말(810)은 하우징(811), 표시부(812), 조작 버튼(813), 외부 접속 포트(814), 스피커(815), 마이크로폰(816), 카메라(817) 등을 갖는다.
표시부(812)에 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 구비한다.
휴대 정보 단말(810)은 표시부(812)에 터치 센서를 구비한다. 전화를 거는 조작 또는 문자를 입력하는 조작 등의 모든 조작은, 손가락이나 스타일러스 등으로 표시부(812)를 터치함으로써 수행할 수 있다.
또한, 조작 버튼(813)의 조작에 의하여, 전원의 온/오프 동작이나, 표시부(812)에 표시되는 화상의 종류를 전환할 수 있다. 예를 들어, 메일 작성 화면으로부터 메인 메뉴 화면으로 전환할 수 있다.
또한, 휴대 정보 단말(810) 내부에, 자이로 센서 또는 가속도 센서 등의 검출 장치를 제공함으로써, 휴대 정보 단말(810)의 방향(세로인지 가로인지)을 판단하여, 표시부(812)의 화면 표시의 방향을 자동적으로 전환하도록 할 수 있다. 또한, 화면 표시의 방향의 전환은 표시부(812)로의 접촉, 조작 버튼(813)의 조작, 또는 마이크로폰(816)을 사용한 음성 입력 등에 의하여 수행할 수도 있다.
휴대 정보 단말(810)은 예를 들어, 전화기, 수첩, 또는 정보 열람 장치 등으로부터 선택된 하나 또는 복수의 기능을 갖는다. 구체적으로는, 스마트폰으로서 사용할 수 있다. 휴대 정보 단말(810)은 예를 들어, 이동 전화, 전자 메일, 문장 열람 및 작성, 음악 재생, 동영상 재생, 인터넷 통신, 게임 등의 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있다.
도 24의 (D)에 카메라의 일례를 도시하였다. 카메라(820)는 하우징(821), 표시부(822), 조작 버튼(823), 셔터 버튼(824) 등을 갖는다. 또한, 카메라(820)에는 착탈할 수 있는 렌즈(826)가 장착된다.
표시부(822)에 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 구비한다.
여기서는 카메라(820)로서 렌즈(826)를 하우징(821)으로부터 떼어 교환할 수 있는 구성으로 하였지만, 렌즈(826)와 하우징이 일체가 되어 있어도 좋다.
카메라(820)는 셔터 버튼(824)을 누름으로써, 정지 화상 또는 동영상을 촬상할 수 있다. 또한, 표시부(822)는 터치 패널로서의 기능을 갖고, 표시부(822)를 터치함으로써 촬상할 수도 있다.
또한, 카메라(820)는 스트로브 장치나 뷰파인더 등을 별도 장착할 수 있다. 또는, 이들이 하우징(821)에 내장되어도 좋다.
도 25의 (A)에 텔레비전 장치(830)를 도시하였다. 텔레비전 장치(830)는 표시부(831), 하우징(832), 스피커(833) 등을 갖는다. 또한, LED 램프, 조작 키(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자, 각종 센서, 마이크로폰 등을 가질 수 있다.
또한, 텔레비전 장치(830)를 리모트 컨트롤러(834)에 의하여 조작할 수 있다.
텔레비전 장치(830)가 수신할 수 있는 방송 전파로서는, 지상파, 또는 위성으로부터 송신되는 전파 등을 들 수 있다. 또한, 방송 전파로서, 아날로그 방송, 디지털 방송 등이 있고, 또한, 영상 및 음성, 또는 음성만의 방송 등이 있다. 예를 들어, UHF대(약 300MHz 내지 3GHz) 또는 VHF대(30MHz 내지 300MHz) 중 특정한 주파수 대역에서 송신되는 방송 전파를 수신할 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수의 주파수 대역에서 수신된 복수의 데이터를 사용함으로써, 전송 레이트를 높일 수 있고, 더 많은 정보를 얻을 수 있다. 이로써, 풀 하이비전을 넘는 해상도를 갖는 영상을 표시부(831)에 표시시킬 수 있다. 예를 들어, 4K2K, 8K4K, 16K8K, 또는 그 이상의 해상도를 갖는 영상을 표시시킬 수 있다.
또한, 인터넷이나 LAN(Local Area Network), Wi-Fi(등록 상표) 등의 컴퓨터 네트워크를 통한 데이터 전송 기술에 의하여 송신된 방송의 데이터를 사용하여 표시부(831)에 표시되는 화상을 생성하는 구성으로 하여도 좋다. 이때, 텔레비전 장치(830)에 튜너를 갖지 않아도 된다.
도 25의 (B)는 원주상의 기둥(842)에 장착된 디지털 사이니지(840)를 도시한 것이다. 디지털 사이니지(840)는 표시부(841)를 갖는다.
표시부(841)가 넓을수록 한번에 제공할 수 있는 정보량을 증가할 수 있다. 또한, 표시부(841)가 넓을수록 사람들의 눈에 띄기 쉽고, 예를 들어, 광고의 선전 효과를 높일 수 있다.
표시부(841)에 터치 패널을 적용함으로써, 표시부(841)에 화상 또는 동영상을 표시할 뿐만 아니라, 사용자가 직관적으로 조작할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 노선 정보 또는 교통 정보 등의 정보를 제공하기 위한 용도로 사용하는 경우에는, 직관적인 조작에 의하여 편리성을 높일 수 있다.
도 25의 (C)는 노트북형의 퍼스널 컴퓨터(850)를 도시한 것이다. 퍼스널 컴퓨터(850)는 표시부(851), 하우징(852), 터치 패드(853), 접속 포트(854) 등을 갖는다.
터치 패드(853)는 포인팅 디바이스나 펜 태블릿 등의 입력 수단으로서 기능하고, 손가락이나 스타일러스 등으로 조작할 수 있다.
또한, 터치 패드(853)에는 표시 소자가 내장되어 있다. 도 25의 (C)에 도시된 바와 같이, 터치 패드(853)의 표면에 입력 키(855)를 표시함으로써, 터치 패드(853)를 키보드로서 사용할 수 있다. 이때, 입력 키(855)를 터치하였을 때에, 진동에 의하여 촉감을 실현하기 위하여, 진동 모듈이 터치 패드(853)에 내장되어도 좋다.
도 26의 (A), 도 26의 (B), 도 26의 (C)는 각각 접을 수 있는 전자 기기를 도시한 것이다.
도 26의 (A)에 도시된 전자 기기(900)는 하우징(901a), 하우징(901b), 힌지(903), 표시부(902) 등을 갖는다. 표시부(902)는 하우징(901a) 및 하우징(901b)에 제공된다.
하우징(901a) 및 하우징(901b)은 힌지(903)로 회전 가능하게 연결되어 있다. 하우징(901a) 및 하우징(901b)을 닫은 상태 및 도 26의 (A)에 도시된 바와 같이 펼친 상태로, 전자 기기(900)를 변형할 수 있다. 이로써, 휴대할 때에는 가반성이 우수하고, 사용할 때에는 큰 표시 영역에 의하여 시인성이 우수하다.
또한, 힌지(903)는 하우징(901a) 및 하우징(901b)을 펼쳤을 때에, 이들의 각도가 소정의 각도보다 큰 각도가 되지 않도록, 로크 기구를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 로크가 걸리는 각도(그 이상으로 펼치지 않음)는 90˚ 이상 180˚ 미만인 것이 바람직하고, 대표적으로는 90˚, 120˚, 135˚, 150˚, 또는 175˚ 등으로 할 수 있다. 이로써, 편리성, 안전성, 및 신뢰성을 높일 수 있다.
표시부(902)는 터치 패널로서 기능하며, 손가락이나 스타일러스 등으로 조작할 수 있다.
하우징(901a) 및 하우징(901b) 중 어느 한쪽에는 무선 통신 모듈이 제공되고, 인터넷이나 LAN(Local Area Network), Wi-Fi(등록 상표) 등의 컴퓨터 네트워크를 통하여 데이터를 송수신할 수 있다.
표시부(902)는 하나의 플렉시블 디스플레이로 구성되는 것이 바람직하다. 이로써, 하우징(901a)과 하우징(901b) 사이에서 끊어지지 않고 연속된 표시를 수행할 수 있다. 이때, 하우징(901a) 및 하우징(901b)을 펼친 상태에서, 표시부(902)를 구성하는 플렉시블 디스플레이는 일부가 만곡된 상태에서 유지되는 것이 바람직하다. 또한, 하우징(901a) 및 하우징(901b) 각각에 디스플레이가 제공되는 구성으로 하여도 좋다.
도 26의 (B)에는 휴대형의 게임기로서 기능하는 전자 기기(910)를 도시하였다. 전자 기기(910)는 하우징(911a), 하우징(911b), 표시부(912), 힌지(913), 조작 버튼(914a), 조작 버튼(914b) 등을 갖는다.
또한, 하우징(911b)에는 카트리지(915)를 삽입할 수 있다. 카트리지(915)에는, 예를 들어, 게임 등의 애플리케이션 소프트가 기억되어 있고, 카트리지(915)를 교환함으로써, 전자 기기(910)에서 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있다.
또한, 도 26의 (B)에는, 표시부(912)가 하우징(911a)과 중첩되는 부분의 사이즈와, 표시부(912)가 하우징(911b)과 중첩되는 부분의 사이즈가 각각 상이한 예를 도시하였다. 구체적으로는, 조작 버튼(914a) 및 조작 버튼(914b)이 제공되는 하우징(911b)과 중첩되는 표시부(912)의 일부보다, 하우징(911a)에 제공되는 표시부(912)의 일부가 크다. 예를 들어, 표시부(912)의 하우징(911a) 측에 메인 화면이 되는 표시를 수행하고, 하우징(911b) 측에는 조작 화면이 되는 표시를 수행하는 등, 각각의 표시부를 구별하여 사용할 수 있다.
도 26의 (C)에 도시된 전자 기기(920)에는, 힌지(923)에 의하여 연결된 하우징(921a) 및 하우징(921b)에 걸쳐, 플렉시블한 표시부(922)가 제공된다.
도 26의 (C)에서는, 하우징(921a) 및 하우징(921b)을 펼쳤을 때에, 표시부(922)가 크게 만곡된 상태에서 유지된다. 예를 들어, 곡률 반경을 1mm 이상 50mm 이하, 바람직하게는 5mm 이상 30mm 이하의 상태에서, 표시부(922)가 유지된 상태로 할 수 있다. 표시부(922)의 일부는 하우징(921a)으로부터 하우징(921b)에 걸쳐, 연속적으로 화소가 배치되어 곡면 형상의 표시를 수행할 수 있다.
힌지(923)는 상술한 로크 기구를 갖기 때문에, 표시부(922)에 무리한 힘이 가해지지 않고, 표시부(922)의 파손을 방지할 수 있다. 그 때문에, 신뢰성이 높은 전자 기기를 실현할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서 중에 기재된 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
10: 표시 장치
11: 격벽
12: 액정
13: 모노머
14: 구조체
14a: 구조체
14b: 구조체
20: 광
21: 기판
22: 액정
23: 도전층
23a: 도전층
23b: 도전층
24: 액정층
24a: 액정층
24b: 액정층
25: 도전층
26a: 배향막
30: 조사 영역
31: 기판
32: 표시부
34: 회로
35: 배선
36: FPC
37: IC
39a: 편광판
39b: 편광판
40: 액정 소자
40a: 액정 소자
43a: 박리층
44a: 지지 기판
45: 절연층
50: 오목부
51a: 착색층
51b: 착색층
51c: 착색층
52: 차광층
53a: 배향막
53b: 배향막
54: 착색층
56a: 배향막
56b: 배향막
61: 절연층
63: 절연층
65: 백라이트 유닛
70: 트랜지스터
70a: 트랜지스터
70b: 트랜지스터
71: 도전층
72: 반도체층
73: 절연층
74a: 도전층
74b: 도전층
80: 접속부
81: 절연층
83: 절연층
90: 액정 소자
91: 도전층
92: 액정
93: 도전층
111: 도전층
111a: 도전층
111b: 도전층
112: 액정
113: 도전층
121: 절연층
130: 편광판
130a: 편광판
130b: 편광판
131: 착색층
133a: 배향막
133b: 배향막
134: 착색층
141: 접착층
142: 접착층
151: 도전층
152: 도전층
153: 도전층
163: 절연층
165: 접착층
170: 기판
191: 도전층
192: 액정
193: 도전층
201: 트랜지스터
202: 트랜지스터
203: 용량 소자
204: 접속부
205: 트랜지스터
206: 트랜지스터
207: 접속부
211: 절연층
212: 절연층
213: 절연층
214: 절연층
218: 절연층
220: 절연층
221: 도전층
222: 도전층
231: 반도체층
242: 접속층
243: 접속체
244: 접속체
251: 개구
252: 접속부
253: 접속부
270: 구조체
310: 트랜지스터
310a: 트랜지스터
310b: 트랜지스터
310c: 트랜지스터
311: 도전층
312: 반도체층
313a: 도전층
313b: 도전층
314: 도전층
315: 도전층
321: 도전층
331: 절연층
332: 절연층
333: 절연층
334: 절연층
335: 절연층
336: 절연층
337: 절연층
601: 표시 소자
602: 표시 소자
603: 개구부
604: 반사광
605: 투과광
606: 화소 회로
610: 표시 장치
611: 기판
612: 기판
614: 표시부
616: 회로
618: 배선
620: IC
622: FPC
624: 전극
626: 개구부
650: 액정 소자
670: 액정 소자
700: 표시 장치
701: 표시부
710: 화소
740: 액정 소자
751: 개구
760: 액정 소자
760b: 액정 소자
760g: 액정 소자
760r: 액정 소자
761: 전극
800: 휴대 정보 단말
801: 하우징
802: 하우징
803: 표시부
804: 표시부
805: 힌지부
810: 휴대 정보 단말
811: 하우징
812: 표시부
813: 조작 버튼
814: 외부 접속 포트
815: 스피커
816: 마이크로폰
817: 카메라
820: 카메라
821: 하우징
822: 표시부
823: 조작 버튼
824: 셔터 버튼
826: 렌즈
830: 텔레비전 장치
831: 표시부
832: 하우징
833: 스피커
834: 리모트 컨트롤러
840: 디지털 사이니지
841: 표시부
842: 기둥
850: 퍼스널 컴퓨터
851: 표시부
852: 하우징
853: 터치 패드
854: 접속 포트
855: 입력 키
900: 전자 기기
901: 하우징
901a: 하우징
901b: 하우징
902: 표시부
903: 힌지
910: 전자 기기
911a: 하우징
911b: 하우징
912: 표시부
913: 힌지
914a: 조작 버튼
914b: 조작 버튼
915: 카트리지
920: 전자 기기
921a: 하우징
921b: 하우징
922: 표시부
923: 힌지
6000: 표시 모듈
6001: 상부 커버
6002: 하부 커버
6005: FPC
6006: 표시 패널
6009: 프레임
6010: 프린트 기판
6011: 배터리
6015: 발광부
6016: 수광부
6017a: 도광부
6017b: 도광부
6018: 광

Claims (20)

  1. 표시 장치로서,
    제 1 전극;
    제 2 전극;
    제 1 액정층;
    제 2 액정층;
    제 1 착색층; 및
    제 1 절연층을 포함하고,
    상기 제 1 액정층은 상기 제 1 절연층을 개재하여 상기 제 2 액정층과 중첩하고,
    상기 제 1 전극은 가시광을 반사하고,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극과 중첩하지 않는 부분을 포함하고,
    상기 제 2 전극은 가시광을 투과시키고,
    상기 제 2 액정층은 제 1 부분 및 제 2 부분을 포함하고,
    상기 제 1 부분은 상기 제 1 착색층 및 상기 제 2 전극과 중첩하고,
    상기 제 2 부분은 상기 제 1 착색층과 중첩하지 않고,
    상기 제 1 부분은 모노머 및 액정을 포함하고,
    상기 제 2 부분은 상기 모노머의 중합에 의하여 얻어지는 폴리머를 포함하는, 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 액정층을 끼워 상기 제 1 전극과 대향하는 제 3 전극; 및
    상기 제 2 액정층을 끼워 상기 제 2 전극과 대향하는 제 4 전극을 더 포함하고,
    상기 제 3 전극 및 상기 제 4 전극은 각각 가시광을 투과시키는, 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 착색층 및 상기 제 2 전극은 상기 제 2 액정층을 끼워 서로 중첩하는 부분을 포함하는, 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    가시광을 투과시키고 절연성을 갖는 제 1 구조체를 더 포함하고,
    상기 제 1 구조체의 측면은 상기 제 1 액정층으로 덮이고,
    상기 제 1 구조체는 상기 제 2 전극과 중첩하고 상기 제 1 전극과 중첩하지 않는 부분을 포함하는, 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    절연성을 갖는 제 2 구조체를 더 포함하고,
    상기 제 2 구조체의 측면은 상기 제 2 액정층의 상기 제 2 부분과 접촉되는, 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    한 표면 위의 제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터는 상기 제 1 절연층과 상기 제 2 액정층 사이에 위치하고,
    상기 제 1 트랜지스터는 상기 제 1 절연층에 제공된 개구를 통하여 상기 제 1 전극과 전기적으로 접속되고,
    상기 제 2 트랜지스터는 상기 제 2 전극과 전기적으로 접속되는, 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터는 각각 채널이 형성되는 반도체층에 금속 산화물을 포함하는, 표시 장치.
  8. 표시 모듈로서,
    제 1 항에 따른 표시 장치;
    제 1 편광판;
    제 2 편광판; 및
    백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 제 1 편광판은 상기 표시 장치의 상기 제 1 액정층보다 외측에 위치하고,
    상기 제 2 편광판은 상기 표시 장치의 상기 제 2 액정층보다 외측에 위치하고,
    상기 백라이트 유닛은 상기 제 2 편광판보다 외측에 위치하고 상기 제 2 액정층 측으로 광을 사출하는, 표시 모듈.
  9. 표시 장치의 제작 방법으로서,
    제 1 기판 위에 제 1 전극을 형성하는 단계;
    제 2 기판 위에 착색층을 형성하는 단계;
    액정, 모노머, 및 중합 개시제를 포함하는 액정층을 끼우고, 상기 착색층과 상기 제 1 전극이 서로 중첩되지 않는 부분이 형성되도록, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 접합시키는 단계; 및
    상기 제 2 기판 측으로부터 상기 착색층 및 상기 액정층에 광을 조사함으로써, 상기 착색층과 중첩되지 않는 영역에서 상기 액정층에 포함되는 상기 모노머를 중합시키는 단계를 포함하는, 표시 장치의 제작 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광의 파장 영역은 자외선 또는 적외선인, 표시 장치의 제작 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 자외선의 파장은 100nm 내지 400nm인, 표시 장치의 제작 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 착색층 위에 제 2 전극을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 2 전극은 상기 광을 투과시키는, 표시 장치의 제작 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 위에 트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 트랜지스터는 상기 제 1 전극과 전기적으로 접속되는, 표시 장치의 제작 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 채널이 형성되는 반도체층에 금속 산화물을 포함하는, 표시 장치의 제작 방법.
  15. 표시 장치의 제작 방법으로서,
    지지 기판 위에, 제 1 전극, 상기 제 1 전극을 덮는 절연층, 및 상기 절연층 위에 상기 제 1 전극과 중첩하지 않는 부분을 포함하는 제 2 전극을 형성하는 단계;
    제 2 기판 위에, 착색층, 및 상기 착색층 위의 제 4 전극을 형성하는 단계;
    액정, 모노머, 및 중합 개시제를 포함하는 제 2 액정층을 끼우고, 상기 착색층과 상기 제 1 전극이 서로 중첩되지 않는 부분이 형성되거나 상기 착색층과 상기 제 2 전극이 서로 중첩되는 부분이 형성되도록, 상기 지지 기판과 상기 제 2 기판을 접합시키는 단계; 및
    상기 제 2 기판 측으로부터 상기 착색층 및 상기 제 2 액정층에 광을 조사함으로써, 상기 착색층과 중첩되지 않는 영역에서 상기 제 2 액정층에 포함되는 상기 모노머를 중합시키는 단계;
    상기 제 1 전극으로부터 상기 지지 기판을 박리하여 상기 지지 기판을 제거하는 단계; 및
    액정을 포함하는 제 1 액정층이 제 1 기판과 상기 제 1 전극 사이에 끼워지도록 상기 제 2 기판과 상기 제 1 기판을 접합시키는 단계를 포함하는, 표시 장치의 제작 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 광의 파장 영역은 자외선 또는 적외선인, 표시 장치의 제작 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 자외선의 파장은 100nm 내지 400nm인, 표시 장치의 제작 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 4 전극은 상기 광을 투과시키는, 표시 장치의 제작 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 절연층 위에 트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 트랜지스터는 상기 제 2 전극과 전기적으로 접속되는, 표시 장치의 제작 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 채널이 형성되는 반도체층에 금속 산화물을 포함하는, 표시 장치의 제작 방법.
KR1020170121809A 2016-10-03 2017-09-21 표시 장치, 표시 모듈, 및 표시 장치의 제작 방법 KR20180037105A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016195604 2016-10-03
JPJP-P-2016-195604 2016-10-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180037105A true KR20180037105A (ko) 2018-04-11

Family

ID=61757994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170121809A KR20180037105A (ko) 2016-10-03 2017-09-21 표시 장치, 표시 모듈, 및 표시 장치의 제작 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11067841B2 (ko)
JP (1) JP7086556B2 (ko)
KR (1) KR20180037105A (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108916688B (zh) * 2017-04-24 2020-08-18 京东方科技集团股份有限公司 光源和照明装置
CN110911382B (zh) * 2018-09-14 2021-06-25 群创光电股份有限公司 天线装置
US11139562B2 (en) * 2018-09-14 2021-10-05 Innolux Corporation Antenna device
KR20210067512A (ko) * 2019-11-29 2021-06-08 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치
TWI759198B (zh) * 2021-05-06 2022-03-21 友達光電股份有限公司 處理微型發光二極體的系統

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07152024A (ja) * 1993-05-17 1995-06-16 Sharp Corp 液晶表示素子
JPH1054996A (ja) * 1996-08-09 1998-02-24 Sharp Corp 積層型液晶表示素子およびこれに用いられるアクティブマトリクス基板の製造方法
JP3767264B2 (ja) 1999-08-25 2006-04-19 セイコーエプソン株式会社 液晶表示装置および電子機器
WO2001091098A1 (fr) 2000-05-24 2001-11-29 Hitachi, Ltd. Terminal portable et afficheur commutable entre couleur et noir-et-blanc
JP2002196702A (ja) 2000-12-25 2002-07-12 Sony Corp 画像表示装置
JP4202030B2 (ja) 2001-02-20 2008-12-24 シャープ株式会社 表示装置
JP3898012B2 (ja) 2001-09-06 2007-03-28 シャープ株式会社 表示装置
JP4176400B2 (ja) 2001-09-06 2008-11-05 シャープ株式会社 表示装置
JP4043864B2 (ja) 2001-09-06 2008-02-06 シャープ株式会社 表示装置及びその駆動方法
US7248235B2 (en) 2001-09-14 2007-07-24 Sharp Kabushiki Kaisha Display, method of manufacturing the same, and method of driving the same
JP2003228304A (ja) 2002-01-31 2003-08-15 Toyota Industries Corp 表示装置
TW544944B (en) 2002-04-16 2003-08-01 Ind Tech Res Inst Pixel element structure of sunlight-readable display
JP4122828B2 (ja) 2002-04-30 2008-07-23 日本電気株式会社 表示装置及びその駆動方法
US20060072047A1 (en) 2002-12-06 2006-04-06 Kanetaka Sekiguchi Liquid crystal display
JP3852931B2 (ja) 2003-03-26 2006-12-06 株式会社東芝 発光表示装置
KR101122235B1 (ko) * 2005-04-22 2012-03-19 삼성전자주식회사 반투과형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
JP5078246B2 (ja) 2005-09-29 2012-11-21 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、及び半導体装置の作製方法
EP1770788A3 (en) 2005-09-29 2011-09-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device having oxide semiconductor layer and manufacturing method thereof
JP5064747B2 (ja) 2005-09-29 2012-10-31 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、電気泳動表示装置、表示モジュール、電子機器、及び半導体装置の作製方法
JP2007193307A (ja) * 2005-12-22 2007-08-02 Asahi Glass Co Ltd 液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法
JP2007232882A (ja) 2006-02-28 2007-09-13 Casio Comput Co Ltd 表示装置及び電子機器
JP2007240726A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法
KR100796126B1 (ko) * 2007-02-07 2008-01-21 삼성에스디아이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
KR101374892B1 (ko) * 2007-08-10 2014-03-14 한양대학교 산학협력단 액정표시장치와 액정표시장치의 제조방법
TWI393950B (zh) 2009-01-08 2013-04-21 Au Optronics Corp 半穿反型顯示面板
WO2011052382A1 (en) * 2009-10-30 2011-05-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2012073421A (ja) * 2010-09-29 2012-04-12 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置及びその製造方法
KR101327330B1 (ko) * 2010-11-01 2013-11-11 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법
JP5887107B2 (ja) * 2010-11-24 2016-03-16 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶シャッタ眼鏡
JP5708363B2 (ja) * 2011-08-17 2015-04-30 Jsr株式会社 カラーフィルタ、液晶表示素子およびカラーフィルタの製造方法
JP2013221965A (ja) 2012-04-13 2013-10-28 Seiko Epson Corp 電気光学装置
JP6123187B2 (ja) * 2012-08-21 2017-05-10 住友化学株式会社 感光性樹脂組成物
EP2818534B1 (en) * 2013-06-28 2017-11-15 LG Display Co., Ltd. Liquid crystal polymer composition, liquid crystal display and method for manufacturing the same
KR102112650B1 (ko) * 2013-12-20 2020-05-19 엘지디스플레이 주식회사 플렉서블 액정표시장치 및 이의 제조 방법
JP2016038490A (ja) * 2014-08-08 2016-03-22 株式会社半導体エネルギー研究所 表示パネル、表示モジュール、及び電子機器
US20170082887A1 (en) 2015-09-18 2017-03-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and method for manufacturing the same
US10078243B2 (en) 2016-06-03 2018-09-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
US10678078B2 (en) 2016-08-05 2020-06-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and method for manufacturing the display device

Also Published As

Publication number Publication date
US11067841B2 (en) 2021-07-20
JP2018060196A (ja) 2018-04-12
US20180095312A1 (en) 2018-04-05
JP7086556B2 (ja) 2022-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20220150252A (ko) 표시 장치
KR102556794B1 (ko) 터치 패널
KR102643613B1 (ko) 표시 장치, 표시 모듈, 및 전자 기기
JP6863803B2 (ja) 表示装置
US10345670B2 (en) Display device including light-emitting element and light-condensing means
CN109906405B (zh) 显示装置、显示模块、电子设备以及显示装置的制造方法
KR20180037105A (ko) 표시 장치, 표시 모듈, 및 표시 장치의 제작 방법
US10591783B2 (en) Display device, display module, electronic device, and manufacturing method of display device
TW201721260A (zh) 顯示裝置及其製造方法
US10861733B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
US10693097B2 (en) Display device including two display elements, display module, electronic device, and method for manufacturing display device
KR20180057531A (ko) 표시 장치
KR20190032537A (ko) 박리 방법, 표시 장치, 표시 모듈, 및 전자 기기
TW201816766A (zh) 電子裝置以及其驅動方法
TW201824222A (zh) 顯示裝置的製造方法、顯示裝置、顯示模組及電子裝置
CN114609885B (zh) 电子设备
TW201824216A (zh) 顯示裝置、顯示模組、電子裝置及顯示裝置的製造方法
JP2018049208A (ja) 表示装置
JP2018072462A (ja) 表示装置
WO2017195067A1 (ja) 表示装置
JP2018036583A (ja) 表示装置
JP2018036584A (ja) 表示装置
JP2018010126A (ja) 表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application