KR20210037556A - 표시 장치, 인증 방법, 및 프로그램 - Google Patents

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KR20210037556A
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료 하츠미
다이스케 가마다
고지 구스노키
가즈노리 와타나베
스스무 가와시마
겐스케 요시즈미
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은 터치 검출 기능과 지문의 촬상 기능을 겸비한 표시 장치를 제공한다.
표시 장치는 발광 소자, 수광 소자, 제 1 도전층, 제 2 도전층, 및 절연층을 가지는 구성으로 한다. 발광 소자는 제 1 화소 전극, 발광층, 공통 전극을 가지고, 수광 소자는 제 2 화소 전극, 활성층, 공통 전극을 가진다. 제 1 화소 전극과 제 2 화소 전극은 동일면 위에 제공된다. 공통 전극은 발광층을 개재하여 제 1 화소 전극과 중첩되는 부분 및 발광층을 개재하여 제 2 화소 전극과 중첩되는 부분을 가진다. 제 1 도전층, 제 2 도전층, 및 절연층은 공통 전극 위쪽에 제공되고, 절연층은 제 1 도전층 위쪽에 제공되고, 제 2 도전층은 절연층 위쪽에 제공된다. 또한 수광 소자는 발광 소자가 방출하는 광을 수광하는 기능을 가진다.

Description

표시 장치, 인증 방법, 및 프로그램{DISPLAY DEVICE, AUTHENTICATION METHOD, AND PROGRAM}
본 발명의 일 형태는 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 형태는 촬상 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 형태는 터치 패널에 관한 것이다. 본 발명의 일 형태는 전자 기기의 인증 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명의 일 형태는 상기 기술분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에 개시(開示)되는 본 발명의 일 형태의 기술분야로서는 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. 반도체 장치는 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치 전반을 가리킨다.
근년 스마트폰 등의 휴대 전화, 태블릿형 정보 단말기, 노트북형 PC(퍼스널 컴퓨터) 등의 정보단말 기기가 널리 보급되고 있다. 이와 같은 정보 단말 기기는 흔히 개인 정보 등이 포함되고, 부정 이용을 방지하기 위한 다양한 인증 기술이 개발되고 있다.
예를 들어 특허문헌 1에는 푸시 버튼 스위치부에 지문 센서를 구비한 전자 기기가 개시되어 있다.
미국 특허출원공개공보 US2014/0056493호
정보 단말 기기로서 기능하는 전자 기기에 지문 인증 등의 인증 기능을 부가하는 경우, 지문을 촬상하기 위한 모듈을 전자 기기에 실장할 필요가 있다. 그러므로 부품 점수의 증가에 따라 전자 기기의 비용이 증대된다.
본 발명의 일 형태는 인증 기능을 가지는 전자 기기의 비용을 저감하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 전자 기기의 부품 수를 삭감하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 지문 등을 촬상할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 터치 검출 기능과 지문의 촬상 기능을 겸비한 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 지문 인증 기능을 구비하며, 화면 점유율이 높은 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
본 발명의 일 형태는 보안 수준이 높은 인증 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 사용자 친화적인 인증 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 신규 표시 장치, 전자 기기, 인증 방법, 또는 프로그램을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없다. 또한 이들 외의 과제는 명세서, 도면, 및 청구항 등의 기재로부터 추출될 수 있다.
본 발명의 일 형태는 발광 소자와, 수광 소자와, 제 1 도전층과, 제 2 도전층과, 절연층을 가지는 표시 장치이다. 발광 소자는, 제 1 화소 전극과, 발광층과, 공통 전극을 가진다. 수광 소자는 제 2 화소 전극과, 활성층과, 공통 전극을 가진다. 제 1 화소 전극과 제 2 화소 전극은 동일면 위에 제공된다. 공통 전극은 발광층을 개재(介在)하여 제 1 화소 전극과 중첩되는 부분 및 활성층을 개재하여 제 2 화소 전극과 중첩되는 부분을 가진다. 제 1 도전층, 제 2 도전층, 및 절연층은 공통 전극 위쪽에 제공된다. 절연층은 제 1 도전층 위쪽에 제공되고, 제 2 도전층은 절연층 위쪽에 제공된다. 또한 수광 소자는 발광 소자가 방출하는 광을 수광하는 기능을 가진다.
또한 본 발명의 다른 일 형태는 발광 소자와, 수광 소자와, 제 1 도전층과, 제 2 도전층과, 절연층과, 보호층을 가지는 표시 장치이다. 발광 소자는, 제 1 화소 전극과, 발광층과, 공통 전극을 가진다. 수광 소자는 제 2 화소 전극과, 활성층과, 공통 전극을 가진다. 제 1 화소 전극과 제 2 화소 전극은, 동일면 위에 제공된다. 공통 전극은 발광층을 개재하여 제 1 화소 전극과 중첩되는 부분 및 활성층을 개재하여 제 2 화소 전극과 중첩되는 부분을 가진다. 보호층은 공통 전극 위쪽에 제공된다. 제 1 도전층은 보호층의 위쪽에 제공된다. 절연층은 제 1 도전층 및 보호층 위쪽에 제공된다. 제 2 도전층은 절연층 위쪽에 제공된다. 또한 수광 소자는 발광 소자가 방출하는 광을 수광하는 기능을 가진다.
또한 상기에서 제 1 도전층은 복수의 개구를 가지는 것이 바람직하다. 이때 발광 소자는 제 1 도전층의 개구의 하나가 되고, 수광 소자는 제 1 도전층의 개구의 다른 하나와 중첩되는 것이 바람직하다.
또한 상기에서 공통층을 가지는 것이 바람직하다. 이때 공통층은 제 1 화소 전극과 공통 전극 사이에 위치하는 부분 및 제 2 화소 전극과 공통 전극 사이에 위치하는 부분을 가지는 것이 바람직하다. 또한 발광층과 활성층은 서로 상이한 유기 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 일 형태는 표시 소자와 수광 소자가 매트릭스로 배치된 표시부와, 표시부에 대한 터치를 검출하는 터치 센서와, 인증부를 가지는 전자 기기의 인증 방법이고, 이하의 단계를 가진다. 터치 센서에 의하여 표시부에 접촉하는 손가락의 위치 정보를 취득하는 단계. 표시부의, 손가락이 접촉한 위치를 포함하는 제 1 영역에 위치하는 표시 소자를 점등하는 단계. 수광 소자에 의하여 제 1 영역을 촬상하여, 지문 정보를 취득하는 단계. 인증부에 의하여 지문 정보를 사용하여 사용자 인증 처리를 실행하는 단계.
또한 본 발명의 다른 일 형태는 표시 소자와 수광 소자가 매트릭스로 배치된 표시부와 표시부에 대한 터치를 검출하는 터치 센서와, 인증부를 가지는 전자 기기의 인증 방법이고, 이하의 단계를 가진다. 표시부에 사용자에게 터치 위치를 알리는 화상을 표시하는 단계. 터치 센서에 의하여 터치 위치가 터치된 것을 검출하는 단계. 표시부의, 터치 위치를 포함하는 제 1 영역에 위치하는 표시 소자를 점등하는 단계. 수광 소자에 의하여 제 1 영역을 촬상하고 지문 정보를 취득하는 단계. 인증부에 의하여 지문 정보를 사용하여 사용자 인증 처리를 실행하는 단계.
또한 본 발명의 다른 일 형태는 표시 소자와 수광 소자가 매트릭스로 배치된 표시부와, 표시부에 대한 터치를 검출하는 터치 센서와, 인증부를 가지는 전자 기기에 실행시키기 위한 프로그램이고, 이하의 단계를 가진다. 터치 센서에 의하여 표시부에 접촉하는 손가락의 위치 정보를 취득하는 단계. 표시부의, 손가락이 접촉한 위치를 포함하는 제 1 영역에 위치하는 표시 소자를 점등하는 단계. 수광 소자에 의하여 제 1 영역을 촬상하여, 지문 정보를 취득하는 단계. 인증부에 의하여 지문 정보를 사용하여 사용자 인증 처리를 실행하는 단계.
또한 본 발명의 다른 일 형태는 표시 소자와 수광 소자가 매트릭스로 배치된 표시부와 표시부에 대한 터치를 검출하는 터치 센서와, 인증부를 가지는 전자 기기에 실행시키기 위한 프로그램이고, 이하의 단계를 가진다. 표시부에, 사용자에게 터치 위치를 알리는 화상을 표시하는 단계. 터치 센서에 의하여 터치 위치가 터치된 것을 검출하는 단계. 표시부의, 터치 위치를 포함하는 제 1 영역에 위치하는 표시 소자를 점등하는 단계. 수광 소자에 의하여 제 1 영역을 촬상하고 지문 정보를 취득하는 단계. 인증부에 의하여 지문 정보를 사용하여 사용자 인증 처리를 실행하는 단계.
본 발명의 일 형태에 따르면, 인증 기능을 가지는 전자 기기의 비용을 저감할 수 있다. 또는 전자 기기의 부품 점수를 삭감할 수 있다. 또는 지문 등을 촬상할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 터치 검출 기능과 지문의 촬상 기능을 겸비한 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 지문 인증 기능을 구비하며, 화면 점유율이 높은 전자 기기를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태에 따르면 보안 수준이 높은 인증 방법을 제공할 수 있다. 또는 사용자 친화적인 인증 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따르면 신규 표시 장치, 전자 기기, 인증 방법, 또는 프로그램을 제공할 수 있다.
또한 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 효과 모두를 반드시 가질 필요는 없다. 또한 이들 외의 효과는 명세서, 도면, 및 청구항 등의 기재로부터 추출될 수 있다.
도 1의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 도시한 도면이다.
도 2의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 도시한 도면이다.
도 3의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 도시한 도면이다.
도 4의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 도시한 도면이다.
도 5의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 도시한 도면이다.
도 6의 (A) 내지 (C)는 터치 센서의 구성예를 도시한 도면이다.
도 7은 터치 센서 및 화소의 구성예를 도시한 도면이다.
도 8은 터치 센서 및 화소의 구성예를 도시한 도면이다.
도 9의 (A) 및 (B)는 터치 센서 및 화소의 구성예를 도시한 도면이다.
도 10은 터치 센서 및 화소의 구성예를 도시한 도면이다.
도 11은 표시 장치의 구성예를 도시한 도면이다.
도 12는 표시 장치의 구성예를 도시한 도면이다.
도 13의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 도시한 도면이다.
도 14의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 도시한 도면이다.
도 15는 표시 장치의 구성예를 도시한 도면이다.
도 16은 디바이스의 구성예를 도시한 도면이다.
도 17은 인증 방법의 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 18의 (A) 내지 (C)는 전자 기기의 사용예를 도시한 도면이다.
도 19는 인증 방법의 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 20의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 사용예를 도시한 도면이다.
도 21의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 구성예를 도시한 도면이다.
도 22의 (A) 및 (B)는 화소 회로의 구성예를 도시한 도면이다.
도 23의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 구성예를 도시한 도면이다.
도 24의 (A) 내지 (D)는 전자 기기의 구성예를 도시한 도면이다.
도 25의 (A) 내지 (F)는 전자 기기의 구성예를 도시한 도면이다.
이하에서 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 다만 실시형태는 많은 상이한 형태에서 실시하는 것이 가능하고, 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있는 것은 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하의 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
또한 이하에서 설명되는 발명의 구성에서, 동일 부분 또는 같은 기능을 가지는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면 사이에서 공통적으로 사용하고, 그 반복 설명은 생략한다. 또한 같은 기능을 가지는 부분을 가리키는 경우에는, 같은 해치 패턴으로 하고, 특별히 부호를 붙이지 않는 경우가 있다.
또한 본 명세서에서 설명되는 각 도면에서, 각 구성 요소의 크기, 층 두께, 또는 영역은, 명료화를 위하여 과장되어 있는 경우가 있다. 따라서 그는 반드시 그 스케일에 한정되지는 않는다.
또한 본 명세서 등에서의 "제 1", "제 2" 등의 서수사는 구성 요소의 혼동을 피하기 위하여 붙이는 것이고, 수적으로 한정하는 것은 아니다.
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 적층 순서(또는 형성 순서) 등을 설명하는 경우에, 도면에서 상기 적층체가 제공되는 측의 면(피형성면, 지지면, 접착면, 평탄면 등)이 상기 적층체보다 위측에 위치하더라도 그 방향을 아래, 그 반대 방향을 위 등이라고 표현하는 경우가 있다.
본 명세서 등에서 표시 장치의 일 형태인 표시 패널은 표시면에 화상 등을 표시(출력)하는 기능을 가지는 것이다. 따라서 표시 패널은 출력 장치의 일 형태이다.
또한 본 명세서 등에서는, 표시 패널의 기판에 예를 들어, FPC(Flexible Printed Circuit) 또는 TCP(Tape Carrier Package) 등의 커넥터가 장착된 것, 또는 기판에 COG(Chip On Glass) 방식 등에 의하여 IC(집적 회로)가 실장된 것을 표시 패널 모듈, 표시 모듈, 또는 단순히 표시 패널 등이라고 부르는 경우가 있다.
또한 본 명세서 등에서 표시 장치의 일 형태인 터치 패널은 표시면에 화상 등을 표시하는 기능과, 표시면에 손가락이나 스타일러스 등 피검지체가 접촉되거나, 가압하거나, 또는 근접되는 것을 검출하는 터치 센서로서의 기능을 가진다. 따라서 터치 패널은 입출력 장치의 일 형태이다.
터치 패널은 예를 들어, 터치 센서를 구비한 표시 패널(또는 표시 장치), 또는 터치 센서 기능을 구비한 표시 패널(또는 표시 장치)이라고 부를 수도 있다. 터치 패널은 표시 패널과 터치 센서 패널을 가지는 구성으로 할 수도 있다. 또는 표시 패널의 내부 또는 표면에 터치 센서로서의 기능을 가지는 구성으로 할 수도 있다.
또한 본 명세서 등에서는, 터치 패널의 기판에 커넥터나 IC가 실장된 것을 터치 패널 모듈, 표시 모듈, 또는 단순히 터치 패널 등이라고 부르는 경우가 있다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치, 및 표시 장치를 가지는 전자 기기에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 복수의 표시 소자와, 복수의 수광 소자(수광 디바이스라고도 함)와, 터치 센서를 가진다. 표시 소자는 발광 소자(발광 디바이스라고도 함)인 것이 바람직하다. 수광 소자는 광전 변환 소자인 것이 바람직하다. 이하에서는 표시 소자로서 발광 소자를 사용하는 경우에 대하여 설명한다.
표시 장치는 매트릭스로 배열된 표시 소자에 의하여, 표시면 측에 화상을 표시하는 기능을 가진다.
또한 표시 장치는 표시면에 접촉하거나, 또는 접근하는 물체를 촬상할 수 있다. 예를 들어 발광 소자가 방출한 광의 일부는 상기 물체에 의하여 반사되고, 그 반사광이 수광 소자에 입사된다. 또한 수광 소자는 입사되는 광의 강도에 따라 전기 신호를 출력할 수 있다. 그러므로 표시 장치가, 매트릭스로 배열한 복수의 수광 소자를 가짐으로써 물체의 위치 정보나 형상을 데이터로서 취득(촬상이라고도 함)할 수 있다. 즉 표시 장치는 이미지 센서 패널 등으로서 기능시킬 수 있다. 특히 표시 장치는 표시면에 접촉한 손가락 끝의 지문을 촬상할 수 있다.
또한 표시 장치는 표시면에 접촉하거나, 또는 접근하는 물체의 위치 정보를 취득하는 터치 센서를 구비한다. 터치 센서로서는 저항막 방식, 정전 용량 방식, 적외선 방식, 전자(電磁) 유도 방식, 표면 탄성파 방식 등, 다양한 방식을 채용할 수 있다. 특히 터치 센서로서 정전 용량 방식의 터치 센서를 사용하는 것이 바람직하다.
정전 용량 방식으로서는, 표면형 정전 용량 방식, 투영형 정전 용량 방식 등이 있다. 또한 투영형 정전 용량 방식으로서는, 자기 용량 방식, 상호 용량 방식 등이 있다. 상호 용량 방식을 사용하면, 여러 지점을 동시에 검지할 수 있어 바람직하다.
상호 용량 방식의 터치 센서는 펄스 전위가 공급되는 전극과 검지 회로가 접속되는 전극을 각각 복수로 가지는 구성으로 할 수 있다. 터치 센서는 손가락 등이 접근하였을 때, 전극 사이의 용량이 변화되는 것을 이용하여 검지할 수 있다. 터치 센서를 구성하는 전극은 발광 소자 및 수광 소자보다 표시면 측에 배치하는 것이 바람직하다.
표시 소자로서 발광 소자를 사용하는 경우에는 OLED(Organic Light Emitting Diode)나 QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode) 등의 EL 소자를 사용하는 것이 바람직하다. EL 소자가 가지는 발광 물질로서는 형광을 방출하는 물질(형광 재료), 인광을 방출하는 물질(인광 재료), 열 활성화 지연 형광을 나타내는 물질(열 활성화 지연 형광(Thermally activated delayed fluorescence: TADF) 재료), 무기 화합물(퀀텀닷(quantum dot) 재료 등) 등을 들 수 있다. 또한 발광 소자로서 마이크로 LED(Light Emitting Diode) 등의 LED를 사용할 수도 있다.
수광 소자로서는 예를 들어 pn형 또는 pin형의 포토다이오드를 사용할 수 있다. 수광 소자는 수광 소자에 입사되는 광을 검출하고 전하를 발생시키는 광전 변환 소자로서 기능한다. 광전 변환 소자는 입사되는 광량에 따라 발생하는 전하량이 결정된다. 특히 수광 소자로서 유기 화합물을 포함하는 층을 가지는 유기 포토다이오드를 사용하는 것이 바람직하다. 유기 포토다이오드는 박형화, 경량화, 및 대면적화가 용이하고, 형상 및 디자인의 자유도가 높으므로 다양한 표시 장치에 적용할 수 있다.
발광 소자는 예를 들어 한 쌍의 전극 사이에 발광층을 구비하는 적층 구조로 할 수 있다. 또한 수광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 활성층을 구비하는 적층 구조로 할 수 있다. 수광 소자의 활성층에는, 반도체 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어 유기 화합물을 포함하는 유기 반도체 재료, 또는 실리콘 등의 무기 반도체 재료를 사용할 수 있다.
특히 수광 소자의 활성층에 유기 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이때 발광 소자와 수광 소자 각각의 한쪽 전극(화소 전극이라고도 함)을 동일 면 위에 제공하는 것이 바람직하다. 또한 발광 소자와 수광 소자의 다른 쪽 전극을 연속된 하나의 도전층에 의하여 형성되는 전극(공통 전극이라고도 함)으로 하는 것이 더 바람직하다. 또한 발광 소자와 수광 소자가 공통층을 가지는 것이 더욱 바람직하다. 이에 의하여 발광 소자와 수광 소자를 제작할 때의, 제작 공정의 일부를 공통화할 수 있기 때문에, 제작 공정을 간략화할 수 있어, 제조 비용의 저감, 및 제조 수율의 향상을 실현할 수 있다.
또한 터치 센서의 전극으로서 기능하는 도전층으로서 금속 또는 합금 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 도전층은 발광 소자가 방출하는 광을 투과하기 위한 개구, 및 수광 소자가 수광하는 광을 투과시키기 위한 개구를 각각 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어 도전층이 복수의 개구를 가지는 상면 형상, 바람직하게는 격자 형상의 상면 형상을 가지고, 상기 도전층의 개구의 하나가 발광 소자와 중첩되고 다른 하나가 수광 소자와 중첩되는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써 발광 소자의 발광 면적 및 수광 소자의 수광 면적을 감소시키지 않고, 도전층에 금속 또는 합금 재료 등의 저항이 낮은 재료를 적용할 수 있다. 이에 의하여 표시 품위가 높은 표시와, 품질이 높은 화상의 촬상과, 감도가 높은 터치 센싱을 겸비한 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한 터치 센서가 전극으로서, 발광 소자가 방출하는 광을 투과시키는, 투광성의 전극을 사용할 수 있다. 이때 투광성의 전극이 발광 소자 및 수광 소자와 중첩되도록 제공할 수 있다.
발광 소자 및 수광 소자는 한 쌍의 기판 사이에 제공할 수 있다. 기판으로서는 유리 기판 등의 강성을 가지는 기판을 사용하여도 좋고, 가요성의 필름을 사용하여도 좋다. 이때 터치 센서의 전극은 표시면 측에 위치하는 기판에 형성할 수 있다. 또는 터치 센서의 전극을 다른 기판 위에 형성하고, 표시면 측에 접합하는 구성으로 하여도 좋다.
또한 터치 센서의 전극을 상기 한 쌍의 기판 사이에 배치하는 것이 바람직하다. 이때 발광 소자 및 수광 소자를 덮는 보호층을 제공하고, 보호층 위에 터치 센서의 전극이 제공되는 구성으로 할 수 있다. 이로써 부품 점수를 삭감할 수 있고, 제작 공정이 간략화된다. 또한 표시 장치의 두께를 얇게 할 수 있기 때문에, 특히 기판에 가요성의 필름을 사용한 플렉시블 디스플레이로서 표시 장치를 사용하는 경우에 적합하다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 지문 인증 등을 위한 지문의 촬상 기능을 구비하기 때문에 별도로 촬상 모듈을 제공할 필요가 없어 전자 기기의 부품 점수를 삭감할 수 있다. 또한 표시부에 접촉함으로써 지문의 촬상을 수행할 수 있어, 전자 기기의 하우징의 일부에 지문의 촬상부를 별도로 제공할 필요가 없어 전자 기기의 화면 점유율(전자 기기의 표면적에 대한 화면의 면적의 비율)을 높일 수 있다. 그러므로 하우징을 크게 하지 않고 대면화가 용이해진다.
이하에서는 더 구체적인 구성예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[표시 장치의 구성예 1]
도 1의 (A)는 표시 장치(10)의 구성예이다. 표시 장치(10)는 기판(11), 기판(12), 발광 소자(21R), 발광 소자(21B), 발광 소자(21G), 수광 소자(22), 기능층(15), 도전층(31), 도전층(32) 등을 가진다.
발광 소자(21R), 발광 소자(21B), 발광 소자(21G), 및 수광 소자(22)는 기판(11)과 기판(12) 사이에 제공되어 있다. 도전층(31) 및 도전층(32)은 발광 소자(21R), 발광 소자(21B), 발광 소자(21G), 및 수광 소자(22)의 위쪽에 제공되어 있다.
발광 소자(21R), 발광 소자(21B), 발광 소자(21G)는 각각 적색(R), 청색(B), 또는 녹색(G)의 광을 방출한다.
표시 장치(10)는 매트릭스로 배치된 복수의 화소를 가진다. 하나의 화소는 하나 이상의 부화소를 가진다. 하나의 부화소는 하나의 발광 소자를 가진다. 예를 들어 화소에는 부화소를 3개 가지는 구성(R, G, B의 3색 또는 황색(Y), 시안(C), 및 마젠타(M)의 3색 등) 또는 부화소를 4개 가지는 구성(R, G, B, 백색(W)의 4색 또는 R, G, B, Y의 4색 등)을 적용할 수 있다. 또한 화소는 수광 소자(22)를 가진다. 수광 소자(22)는 모든 화소에 제공되어도 좋고, 일부의 화소에 제공되어도 좋다. 또한 하나의 화소가 복수의 수광 소자(22)를 가져도 좋다.
도전층(31)과 도전층(32)은 터치 센서의 전극으로서 기능한다. 터치 센서의 방식으로서 상호 용량 방식을 사용하는 경우에서는 도전층(31)과 도전층(32) 중 한쪽에 펄스 전위가 공급되고, 다른 쪽에 아날로그-디지털(A-D) 변환 회로나, 감지 증폭기 등의 검지 회로 등이 접속된다.
도 1의 (A)에서는 도전층(31)과 도전층(32)이 기판(11)과 기판(12) 사이에 있고, 발광 소자(21R), 발광 소자(21B), 발광 소자(21G), 및 수광 소자(22)보다 기판(12) 측에 제공되어 있다. 또한 도 1의 (A)에서는 발광 소자(21R), 발광 소자(21B), 또는 발광 소자(21G)가 방출하는 광이, 도전층(31) 또는 도전층(32)을 통하여 외부로 사출되는 예를 도시하였다. 이때 도전층(31) 및 도전층(32)에는 도전성 금속 산화물 등의, 투광성을 가지는 도전 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
도 1의 (B)는 기판(12)의 표면에 손가락(60)이 근접하는 모양을 도시한 것이다. 도전층(31)과 도전층(32) 사이에는, 용량(35)이 형성된다. 손가락(60) 등이 가까워지면 용량(35)의 크기가 변화된다(구체적으로는 용량이 작아진다). 이 용량의 변화는 도전층(31) 및 도전층(32) 중 한쪽에 펄스 전위를 공급하였을 때, 다른 쪽에 발생되는 신호의 진폭의 크기의 변화로서 나타난다. 이로써, 손가락(60) 등의 접촉 및 근접을 검지할 수 있다.
도 1의 (C)는 기판(12) 표면에 손가락(60)이 접촉하는 모양을 도시한 것이다. 발광 소자(21G)가 방출하는 광의 일부는 기판(12)과 손가락(60)의 접촉부에서 반사 또는 산란된다. 그러므로 반사광 또는 산란광의 일부인 광(36)이 수광 소자(22)에 입사됨으로써 손가락(60)의 접촉면을 촬상할 수 있다.
손가락(60) 표면은 오목부 및 볼록부로 지문이 형성되어 있다. 그러므로 손가락(60)이 기판(12)에 접촉되면, 지문의 볼록부가 기판(12)에 접촉되고, 이들의 접촉면에서 광이 반사 또는 산란된다. 지문의 오목부에서도 광의 반사 또는 산란이 발생되지만, 기판(12)에 접촉되지 않아, 손가락에 의한 반사광 또는 산란광의 강도는 볼록부보다 낮아진다. 이에 의하여 볼록부와 오목부에서 콘트라스트의 차이가 나기 때문에 선명한 지문을 촬상할 수 있다.
손가락(60)과 기판(12)의 접촉면에서 산란되는 산란광의 강도 분포는 대략 접촉면에 대하여 수직 방향의 강도가 가장 높고, 이보다 비스듬한 방향으로 각도가 커질수록 강도가 낮다. 따라서 접촉면의 직하에 위치하는(접촉면과 중첩되는) 수광 소자(22)가 수광하는 광의 강도가 가장 높아진다. 또한 산란광 중, 산란각이 소정의 각도 이상인 광은 기판(12)의 다른 쪽의 면(접촉면과는 반대 측의 면)에서 전반사되고, 수광 소자(22) 측으로는 투과하지 않는다. 그러므로 명료한 지문 형상을 촬상할 수 있다.
수광 소자(22)의 배열 간격을 작게 할수록 더 고정세(高精細)한 화상을 촬상할 수 있다. 예를 들어 수광 소자(22)의 배열 간격을 지문의 2개의 볼록부 사이의 거리, 바람직하게는 인접되는 오목부와 볼록부 사이의 거리보다 짧은 간격으로 함으로써 선명한 지문의 화상을 취득할 수 있다. 사람의 지문의 오목부와 볼록부의 간격은 대략 200μm이므로, 예를 들어 수광 소자(22)의 배열 간격은 400μm 이하, 바람직하게는 200μm 이하, 더 바람직하게는 150μm 이하, 더욱 바람직하게는 100μm 이하, 더욱더 바람직하게는 50μm 이하이며, 1μm 이상, 바람직하게는 10μm 이상, 더 바람직하게는 20μm 이상으로 한다.
또한 표시 장치(10)는 지문뿐만 아니라 기판(12)의 표면에 접촉하는 다양한 물체를 촬상할 수 있다. 그러므로 표시 장치(10)는 이미지 센서 패널로서도 사용할 수 있다. 예를 들어 발광 소자(21R), 발광 소자(21B), 및 발광 소자(21G)를 순차적으로 발광시켜, 그 때마다 수광 소자(22)로 촬상하고, 얻어지는 3개의 화상을 합성함으로써 컬러 화상을 얻을 수 있다. 즉 표시 장치(10)가 적용되는 전자 기기는 컬러 촬상이 가능한 이미지 스캐너로서 사용할 수도 있다.
또한 표시 장치(10)는 수광 소자(22)를 사용하여 터치 패널이나 펜 태블릿으로서 기능시킬 수도 있다. 수광 소자(22)를 사용함으로써 정전 용량식의 터치 센서나, 전자 유도 방식의 터치 센서 등을 사용한 경우와는 달리, 절연성이 높은 피검지체이어도 위치 검출이 가능하기 때문에 스타일러스 등의 피검지체의 재료는 불문하고, 다양한 필기구(예를 들어 붓, 유리 펜, 깃털 펜 등)를 사용할 수도 있다.
여기서 도 1의 (C)에서는 손가락(60)을 촬상하기 위한 광으로서 발광 소자(21G)로부터 사출된 광을 사용하는 예를 나타내었지만, 이에 한정되지 않고 발광 소자(21R), 발광 소자(21G), 및 발광 소자(21B) 중 하나 이상을 광원으로서 손가락(60) 등을 촬상할 수 있다. 수광 소자(22)는 적어도 발광 소자(21R), 발광 소자(21G), 및 발광 소자(21B)가 방출하는 광 중 하나 이상의 광을 수광하는 광전 변환 소자를 사용할 수 있다. 구체적으로는 발광 소자(21R), 발광 소자(21G), 및 발광 소자(21B) 중 적어도 하나가 방출되는 광의 파장을 포함하는 파장 범위의 광을 수광하는 광전 변환 소자를 수광 소자(22)에 사용할 수 있다.
또한 발광 소자(21R), 발광 소자(21G), 및 발광 소자(21B)에 더하여 적외광을 방출하는 발광 소자를 제공하고, 수광 소자(22)로서 상기 적외광을 수광할 수 있는 광전 변환 소자를 제공하는 구성으로 하여도 좋다. 또는 가시광을 수광할 수 있는 광전 변환 소자와 적외광을 수광할 수 있는 광전 변환 소자의 2개를 제공하는 구성으로 하여도 좋다. 적외광은 사람에게 보이지 않기 때문에 적외광을 광원으로서 지문 등을 촬상함으로써 표시하는 화상에 영향을 받지 않는다. 이에 의하여 표시와 촬상을 동시에 실행하여도 선명한 화상을 취득할 수 있다.
[표시 장치의 구성예 2]
이하에서는 표시 장치의 더 구체적인 예에 대하여 설명한다.
[구성예 2-1]
도 2의 (A)에 표시 장치(100A)의 단면 개략도를 도시하였다.
표시 장치(100A)는 한 쌍의 기판(기판(151) 및 기판(152))사이에 수광 소자(110), 발광 소자(190), 트랜지스터(131), 및 트랜지스터(132) 등을 가진다. 또한 표시 장치(100A)는 다른 한 쌍의 기판(기판(255) 및 기판(258))사이에 도전층(251), 도전층(252), 및 절연층(253)을 가진다. 기판(152)과 기판(255)은 접착층(256)에 의하여 접합된다.
수광 소자(110)는 화소 전극(111), 공통층(112), 활성층(113), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 가진다. 발광 소자(190)는 화소 전극(191), 공통층(112), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 가진다.
화소 전극(111), 화소 전극(191), 공통층(112), 활성층(113), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115) 각각은 단층 구조이어도 좋고, 적층 구조이어도 좋다.
화소 전극(111) 및 화소 전극(191)은 절연층(214) 위에 위치한다. 화소 전극(111)과 화소 전극(191)은 동일 재료 및 동일 공정으로 형성할 수 있다. 공통층(112)으로서는 예를 들어 정공 주입층 및 정공 수송층 중 한쪽 또는 양쪽을 형성할 수 있다.
또한 수광 소자와 발광 소자에 공통으로 사용되는 층은 발광 소자에서의 기능과 수광 소자에서의 기능이 상이한 경우가 있다. 본 명세서 중에서는, 발광 소자에서의 기능을 바탕으로 구성 요소를 호칭한다. 예를 들어, 정공 주입층은 발광 소자에서 정공 주입층으로서 기능하고, 수광 소자에서 정공 수송층으로서 기능한다. 마찬가지로, 전자 주입층은 발광 소자에서 전자 주입층으로서 기능하고, 수광 소자에서 전자 수송층으로서 기능한다. 또한 정공 수송층은 발광 소자와 수광 소자 중 어느 소자에서도 정공 수송층으로서 기능한다. 마찬가지로 전자 수송층은 발광 소자와 수광 소자 중 어느 소자에서도 전자 수송층으로서 기능한다.
공통층(112)은 화소 전극(111) 위, 및 화소 전극(191) 위에 위치한다. 공통층(112)은 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)에 공통적으로 사용되는 층이다.
활성층(113)은 공통층(112)을 개재하여 화소 전극(111)과 중첩된다. 발광층(193)은 공통층(112)을 개재하여 화소 전극(191)과 중첩된다. 활성층(113)은 제 1 유기 화합물을 가지고, 발광층(193)은 제 1 유기 화합물과 상이한 제 2 유기 화합물을 가진다.
공통층(114)은 공통층(112) 위, 활성층(113) 위, 및 발광층(193) 위에 위치한다. 공통층(114)은 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)에 공통적으로 사용되는 층이다. 공통층(114)으로서는 예를 들어 전자 주입층 및 전자 수송층 중 한쪽 또는 양쪽을 형성할 수 있다.
공통 전극(115)은 공통층(112), 활성층(113), 및 공통층(114)을 개재하여 화소 전극(111)과 중첩되는 부분을 가진다. 또한 공통 전극(115)은 공통층(112), 발광층(193), 및 공통층(114)을 개재하여 화소 전극(191)과 중첩되는 부분을 가진다. 공통 전극(115)은 수광 소자(110)와 발광 소자(190)에 공통적으로 사용되는 층이다.
본 실시형태의 표시 장치에서는 수광 소자(110)의 활성층(113)에 유기 화합물을 사용한다. 수광 소자(110)는 활성층(113) 이외의 층을 발광 소자(190)(EL 소자)와 공통된 구성으로 할 수 있다. 그러므로 발광 소자(190)의 제작 공정에 활성층(113)의 성막 공정을 추가하기만 하면, 발광 소자(190)의 형성과 병행하여 수광 소자(110)를 형성할 수 있다. 또한 발광 소자(190)와 수광 소자(110)를 동일 기판 위에 형성할 수 있다. 따라서 제작 공정을 크게 늘리지 않고, 표시 장치에 수광 소자(110)를 내장할 수 있다.
표시 장치(100A)에서는 수광 소자(110)의 활성층(113)과, 발광 소자(190)의 발광층(193)을 따로따로 형성하는 것 이외는 수광 소자(110)와 발광 소자(190)가 공통된 구성인 예를 나타내었다. 다만 수광 소자(110)와 발광 소자(190)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 수광 소자(110)와 발광 소자(190)는 활성층(113)과 발광층(193) 이외에도, 따로따로 형성하는 층을 가져도 좋다(후술하는 표시 장치(100E, 100F, 100G) 참조). 수광 소자(110)와 발광 소자(190)는 공통적으로 사용되는 층(공통층)을 1층 이상 가지는 것이 바람직하다. 이로써 제작 공정을 크게 늘리지 않고, 표시 장치에 수광 소자(110)를 내장할 수 있다.
수광 소자(110)에서 화소 전극(111) 및 공통 전극(115) 사이에 각각 위치하는 공통층(112), 활성층(113), 및 공통층(114)은 유기층(유기 화합물을 포함하는 층)이라고도 할 수 있다. 화소 전극(111)은 가시광을 반사하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 화소 전극(111)의 단부는 격벽(216)으로 덮여 있다. 공통 전극(115)은 가시광을 투과시키는 기능을 가진다.
수광 소자(110)는 광을 검출하는 기능을 가진다. 구체적으로는 수광 소자(110)는 기판(152)을 통하여 외부로부터 입사되는 광(122)을 수광하고, 전기 신호로 변환하는, 광전 변환 소자이다.
기판(152)의 기판(151) 측의 면에는 차광층(BM)이 제공되어 있다. 차광층(BM)은 수광 소자(110)와 중첩되는 위치 및 발광 소자(190)와 중첩되는 위치에 개구를 가진다. 차광층(BM)을 제공함으로써 수광 소자(110)가 광을 검출하는 범위를 제어할 수 있다.
차광층(BM)으로서는 발광 소자로부터의 발광을 차단하는 재료를 사용할 수 있다. 차광층(BM)은 가시광을 흡수하는 것이 바람직하다. 차광층(BM)으로서 예를 들어 금속 재료, 혹은 안료(카본 블랙 등) 또는 염료를 포함하는 수지 재료 등을 사용하여 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 차광층(BM)은 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 및 청색 컬러 필터 중 2개 이상을 적층한 적층 구조를 가져도 좋다.
여기서 발광 소자(190)의 발광 일부가 표시 장치(100A) 내에서 반사되고, 수광 소자(110)에 입사되는 경우가 있다. 차광층(BM)은 이와 같은 미광의 영향을 억제할 수 있다. 예를 들어 차광층(BM)이 제공되지 않은 경우, 발광 소자(190)가 방출한 광은 기판(152)에서 반사되고, 반사광이 수광 소자(110)에 입사되는 경우가 있다. 차광층(BM)을 제공함으로써 반사광이 수광 소자(110)에 입사하는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 노이즈가 저감되어, 수광 소자(110)를 사용한 센서의 감도를 높일 수 있다.
발광 소자(190)에서 화소 전극(191)과 공통 전극(115) 사이에 각각 위치하는 공통층(112), 발광층(193), 및 공통층(114)을 통틀어 EL층이라고도 할 수 있다. 화소 전극(191)은 가시광을 반사하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 화소 전극(191)의 단부는 격벽(216)으로 덮여 있다. 화소 전극(111)과 화소 전극(191)은 격벽(216)에 의하여 서로 전기적으로 절연되어 있다. 공통 전극(115)은 가시광을 투과시키는 기능을 가진다.
발광 소자(190)는 가시광을 방출하는 기능을 가진다. 구체적으로 발광 소자(190)는, 화소 전극(191)과 공통 전극(115) 사이에 전압이 인가됨으로써, 기판(152) 측으로 광(121)을 사출하는 전계 발광 소자이다.
발광층(193)은 수광 소자(110)의 수광 영역과 중첩되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다. 이로써 발광층(193)이 광(122)을 흡수하는 것을 억제할 수 있어, 수광 소자(110)에 조사되는 광량을 많게 할 수 있다.
화소 전극(111)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(131)가 가지는 소스 또는 드레인과 전기적으로 접속된다.
화소 전극(191)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(132)가 가지는 소스 또는 드레인과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(132)는 발광 소자(190)의 구동을 제어하는 기능을 가진다.
트랜지스터(131)와 트랜지스터(132)는 동일한 층(도 2의 (A)에서는 기판(151)) 위에 접한다.
수광 소자(110)와 전기적으로 접속되는 회로의 적어도 일부는 발광 소자(190)와 전기적으로 접속되는 회로와 동일 재료 및 동일 공정으로 형성되는 것이 바람직하다. 이로써 2개의 회로를 따로따로 형성하는 경우에 비하여, 표시 장치의 두께를 얇게 할 수 있고, 또한 제작 공정을 간략화할 수 있다.
여기서 발광 소자(190)와 수광 소자(110)에 공통으로 제공되는 공통 전극(115)은 제 1 전위가 공급되는 배선과 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다. 제 1 전위로서는 공통 전위(코먼 전위), 접지 전위, 기준 전위 등의 고정 전위를 사용할 수 있다. 또한 공통 전극(115)에 공급되는 제 1 전위는 고정 전위에 한정되지 않고 상이한 2개 이상의 전위를 선택하여 공급할 수도 있다.
수광 소자(110)에서 광을 수광하고, 전기 신호로 변환하는 경우, 화소 전극(111)에는 공통 전극(115)에 공급되는 제 1 전위보다 낮은 제 2 전위를 공급하는 것이 바람직하다. 제 2 전위는 수광 소자(110)의 구성, 광학 특성, 및 전기적인 특성 등에 따라 수광 감도 등이 최적화되는 전위를 선택하여 공급할 수 있다. 즉 수광 소자(110)를 포토다이오드로 간주한 경우에 역 바이어스 전압이 인가되도록, 음극으로서 기능하는 공통 전극(115)에 공급되는 제 1 전위와, 양극으로서 기능하는 화소 전극(191)에 공급되는 제 2 전위를 선택할 수 있다. 또한 수광 소자(110)를 구동하지 않는 경우, 화소 전극(111)에는 제 1 전위와 동일한, 또는 같은 정도의 전위, 혹은 제 1 전위보다 높은 전위가 공급된다.
한편으로 발광 소자(190)를 발광시키는 경우, 화소 전극(191)에는 공통 전극(115)에 공급되는 제 1 전위보다 높은 제 3 전위를 공급하는 것이 바람직하다. 제 3 전위는 발광 소자(190)의 구성, 문턱 전압 및 전류-휘도 특성 등에 따라 요구되는 발광 휘도가 되도록 전위를 선택하여 공급할 수 있다. 즉 발광 소자(190)를 발광 다이오드로서 간주한 경우, 순 바이어스 전압이 인가되도록 음극으로서 기능하는 공통 전극(115)에 공급되는 제 1 전위와, 양극으로서 기능하는 화소 전극(191)에 공급되는 제 3 전위를 선택할 수 있다. 또한 발광 소자(190)를 발광시키지 않는 경우, 화소 전극(191)에는 제 1 전위와 동일한, 또는 같은 정도의 전위, 혹은 제 1 전위보다 높은 전위가 공급되어도 좋다.
또한 여기서는 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)로서 공통 전극(115)이 음극으로서 기능하고, 각 화소 전극이 양극으로서 기능하는 경우의 예를 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 공통 전극(115)이 양극으로서 기능하고, 각 화소 전극이 음극으로서 기능히는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우에는 수광 소자(110)를 구동할 때 상기 제 2 전위로서 제 1 전위보다 높은 전위를 공급하고, 발광 소자(190)를 구동할 때 상기 제 3 전위로서 제 1 전위보다 낮은 전위를 공급하면 좋다.
수광 소자(110) 및 발광 소자(190)는 각각 보호층(195)으로 덮여 있는 것이 바람직하다. 도 2의 (A)에서는 보호층(195)이 공통 전극(115) 위에 접하여 제공되어 있다. 보호층(195)을 제공함으로써, 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)에 물 등의 불순물이 들어가는 것을 억제하여 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 접착층(142)에 의하여 보호층(195)과 기판(152)이 접합되어 있다.
도전층(251)은 기판(255) 위에 제공된다. 절연층(253)은 도전층(251) 및 기판(255)을 덮어 제공된다. 도전층(252)은 절연층(253) 위에 제공된다. 기판(255)과 기판(258)은 접착층(257)에 의하여 접합된다.
도전층(251) 및 도전층(252) 중 한쪽 또는 양쪽은 터치 센서의 전극으로서 기능한다. 여기서는 절연층(253)을 개재하여 형성된 도전층(251)과 도전층(252)에 의하여 터치 센서를 구성하는 예를 나타내었다.
또한 도 2의 (A)에서는 도전층(251)과 도전층(252)이 중첩되는 부분을 나타내었다. 예를 들어 도전층(251)과 도전층(252)이 교차되는 부분에 적용할 수 있다. 또한 도전층(251)과 도전층(252)이 전기적으로 접속되는 접속부의 구성을 나타내었다. 상기 접속부에서, 절연층(253)에 제공된 개구를 통하여 도전층(251)과 도전층(252)이 전기적으로 접속되어 있다. 상기 접속부는 예를 들어 섬 형상의 2개의 도전층(251)을 도전층(252)에 의하여 전기적으로 접속되는 부분에 적용할 수 있다.
도 2의 (A)에서는 도전층(251) 및 도전층(252)이 발광 소자(190)의 발광 영역, 및 수광 소자(110)의 수광 영역을 피하여 제공되어 있다. 바꿔 말하면 도전층(251) 및 도전층(252)은 평면에서 보았을 때 인접하는 2개의 발광 소자(190) 사이, 또는 발광 소자(190)와 수광 소자(110) 사이에 위치하도록 제공되어 있다. 또한 도 2의 (A)에서 도전층(251) 및 도전층(252)은 차광층(BM)과 중첩되는 위치에 제공되어 있다. 이에 의하여 도전층(251) 및 도전층(252)에 투광성을 가지는 도전 재료를 사용하지 않고, 금속이나 합금 등의 저저항한/저항이 낮은 도전 재료를 사용할 수 있기 때문에 터치 센서의 감도를 높일 수 있다.
또한 도 2의 (A)에서는 기판(255)의 기판(258) 측의 면에 도전층(251), 절연층(253), 및 도전층(252)을 순차적으로 형성한 예를 나타내었지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 기판(255)의 한쪽 면 측에 도전층(251)을 형성하고, 다른 쪽의 면 측에 도전층(252)을 형성하고, 절연층(253)을 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다.
또한 도전층(251) 및 도전층(252)에 금속 또는 합금 등의 도전 재료를 사용한 경우, 표시면 측(도 2의 (A)에서는 기판(258) 측)으로부터 보았을 때 도전층(251) 및 도전층(252)에 의한 외광 반사가 시인되는 경우가 있다. 그러므로 기판(258) 위에 원편광판(도시 생략)을 제공하고, 외광 반사을 억제하는 것이 바람직하다.
[구성예 2-2]
도 2의 (B)에 표시 장치(100B)의 단면 개략도를 도시하였다. 표시 장치(100B)는 상기 표시 장치(100A)와 비교하여 기판(258)을 가지지 않는 점, 및 기판(255)의 방향이 상이한 점에서 주로 상이하다.
도전층(251), 도전층(252), 및 절연층(253)은 기판(255)의 기판(152) 측의 면에 제공되어 있다. 또한 기판(255)과 기판(152)은 접착층(256)에 의하여 접합된다.
표시 장치(100B)는 표시 장치(100A)와 비교하여 기판(258) 및 접착층(257)을 가지지 않으므로 제조 비용이 삭감할 수 있을 뿐만 아니라 두께를 얇게 할 수 있다.
[구성예 2-3]
도 3의 (A)에 표시 장치(100C)의 단면 개략도를 도시하였다. 표시 장치(100C)는 상기 표시 장치(100B)와 비교하여 기판(152)을 가지지 않는 점에서 주로 상이하다.
기판(255)의 기판(151) 측의 면에 도전층(251), 도전층(252), 및 절연층(253)이 제공되어 있다. 또한 도전층(251), 도전층(252), 및 절연층(253)을 덮어 절연층(254)이 제공되고, 절연층(254)의 기판(151) 측의 면에 차광층(BM)이 제공되어 있다. 기판(255)과 기판(151)은 접착층(142)에 의하여 접합된다.
이와 같은 구성으로 함으로써 한 쌍의 기판(여기서는 기판(151)과 기판(255)) 사이에 수광 소자(110), 발광 소자(190), 트랜지스터(131), 트랜지스터(132), 그리고 터치 센서를 구성하는 도전층(251) 및 도전층(252)을 제공할 수 있다. 이에 의하여 상기 표시 장치(100A)나 표시 장치(100B)와 비교하여, 더 얇은 표시 장치를 실현할 수 있다.
[구성예 2-4]
도 3의 (B)에 표시 장치(100D)의 단면 개략도를 도시하였다. 표시 장치(100D)는 상기 표시 장치(100A) 등과 비교하여 도전층(251) 등이 보호층(195)의 상면에 제공된 점에서 주로 상이하다.
표시 장치(100D)에서 보호층(195)은 무기 절연층(195a), 유기 절연층(195b) 및 무기 절연층(195c)이 기판(151) 측으로부터 이 순서대로 적층된 적층 구조를 가진다.
도전층(251)은 무기 절연층(195c) 위에 제공되어 있다. 절연층(253)은 도전층(251) 및 무기 절연층(195c)을 덮도록 제공되어 있다. 도전층(252)은 절연층(253) 위에 제공되어 있다. 기판(255)과 기판(151)은 접착층(142)에 의하여 접합된다.
무기 절연층(195a)은 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)에 물 등의 불순물이 확산되는 것을 방지하는 보호막으로서 기능한다. 유기 절연층(195b)은 평탄화막으로서 기능한다. 무기 절연층(195c)은 무기 절연층(195a)과 마찬가지로 보호막으로서의 기능을 가지고, 도전층(251)의 피형성면을 이룬다.
무기 절연층(195a)과 무기 절연층(195c)은 각각 무기 절연 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 알루미늄, 산화질화 알루미늄, 산화 하프늄 등의 산화물 또는 질화물을 들 수 있다.
유기 절연층(195b)은 유기 절연 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실록산 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 페놀 수지, 및 이들 수지의 전구체 등을 들 수 있다.
보호층(195)을 이와 같은 적층 구조로 함으로써 예를 들어 무기 절연층(195a)에 핀홀 등의 결함이 있는 경우에도 이 결함을 단차 피복성이 높은 유기 절연층(195b)으로 매립할 수 있다. 또한 평탄한 유기 절연층(195b)의 상면에 무기 절연층(195c)을 형성함으로써 무기 절연층(195c)으로서 결함이 적은 절연막을 형성할 수 있다. 또한 무기 절연층(195c)으로서 무기 절연 재료를 포함하는 막을 사용함으로써 도전층(251)을 가공(에칭)할 때의 에칭 스토퍼로서 기능하고, 유기 절연층(195b)이 감소되는/깎이는 것을 방지할 수 있다.
터치 센서를 구성하는 도전층(251), 도전층(252)을 보호층(195) 위에 직접 형성함으로써, 표시 장치(100D)의 두께를 극히 얇게 할 수 있다. 또한 표시 장치(100D)는 기판(255) 측에 도전층(251)과 도전층(252)이 제공되지 않기 때문에, 기판(255)과 기판(151)의 접합에 높은 정밀도를 필요로 하지 않고 제작 수율을 높일 수 있다. 또한 기판(255)은 투광성을 가지는 기판이면 좋고, 표시 장치(100A) 등과 비교하여 재료의 선택의 자유도가 극히 높다.
또한 도 3의 (B)에서는 차광층(BM)을 가지지 않는 예를 도시하였다. 차광층(BM)을 제공하지 않으므로, 발광 소자(190)의 발광 영역의 면적, 및 수광 소자(110)의 수광 영역의 면적을 크게 할 수 있기 때문에 더 밝은 표시와 감도가 높은 촬상을 실현할 수 있다. 또한 기판(255)과 기판(151)의 위치 맞춤이 극히 용이하게 되므로 제작 수율을 높일 수 있다.
[변형예 1]
상기에서는 발광 소자와 수광 소자가 2개의 공통층을 가지는 예를 나타내었지만 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 공통층의 구성이 상이한 예에 대하여 설명한다.
또한 이하에 나타내는 표시 장치(100E), 표시 장치(100F), 및 표시 장치(100G)는 표시 장치(100D)의 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)의 구성을 상이하게 한 예를 나타낸 것이다. 또한 이하에서 예시하는 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)의 구성을 표시 장치(100A), 표시 장치(100B), 및 표시 장치(100C) 등에 적용할 수 있다는 것은 말할 나위도 없다.
도 4의 (A)에 표시 장치(100E)의 단면 개략도를 도시하였다. 표시 장치(100E)는 표시 장치(100D)와 비교하여 공통층(114)을 가지지 않고 버퍼층(184) 및 버퍼층(194)을 가지는 점에서 주로 상이하다. 버퍼층(184) 및 버퍼층(194)은 각각 단층 구조이어도 좋고, 적층 구조이어도 좋다.
표시 장치(100E)에서 수광 소자(110)는 화소 전극(111), 공통층(112), 활성층(113), 버퍼층(184), 및 공통 전극(115)을 가진다. 또한 발광 소자(190)는 화소 전극(191), 공통층(112), 발광층(193), 버퍼층(194), 및 공통 전극(115)을 가진다.
표시 장치(100E)에서는 공통 전극(115)과 활성층(113) 사이의 버퍼층(184)과, 공통 전극(115)과 발광층(193) 사이의 버퍼층(194)을 따로따로 제공하는 예를 나타내었다. 버퍼층(184) 및 버퍼층(194)으로서는 예를 들어 전자 주입층 및 전자 수송층 중 한쪽 또는 양쪽을 형성할 수 있다.
도 4의 (B)에 표시 장치(100F)의 단면 개략도를 도시하였다. 표시 장치(100F)는 표시 장치(100D)와 비교하여 공통층(112)을 가지지 않고, 버퍼층(182) 및 버퍼층(192)을 가지는 점에서 주로 상이하다. 버퍼층(182) 및 버퍼층(192)은 각각 단층 구조이어도 좋고, 적층 구조이어도 좋다.
표시 장치(100F)에서 수광 소자(110)는 화소 전극(111), 버퍼층(182), 활성층(113), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 가진다. 또한 발광 소자(190)는 화소 전극(191), 버퍼층(192), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 가진다.
표시 장치(100F)에서는 화소 전극(111)과 활성층(113) 사이의 버퍼층(182)과, 화소 전극(191)과 발광층(193) 사이의 버퍼층(192)을 따로따로 제공하는 예를 나타내었다. 버퍼층(182) 및 버퍼층(192)으로서는 예를 들어 정공 주입층 및 정공 수송층 중 한쪽 또는 양쪽을 형성할 수 있다.
도 4의 (C)에 표시 장치(100G)의 단면 개략도를 도시하였다. 표시 장치(100G)는 표시 장치(100D)와 비교하여 공통층(112) 및 공통층(114)을 가지지 않고, 버퍼층(182), 버퍼층(184), 버퍼층(192), 및 버퍼층(194)을 가지는 점에서 주로 상이하다.
표시 장치(100G)에서 수광 소자(110)는 화소 전극(111), 버퍼층(182), 활성층(113), 버퍼층(184), 및 공통 전극(115)을 가진다. 또한 발광 소자(190)는 화소 전극(191), 버퍼층(192), 발광층(193), 버퍼층(194), 및 공통 전극(115)을 가진다.
수광 소자(110)와 발광 소자(190)의 제작 공정에서 활성층(113)과 발광층(193)을 따로따로 제공할 뿐만 아니라, 다른 층도 따로따로 제공할 수 있다.
표시 장치(100G)는 수광 소자(110)와 발광 소자(190)로 한 쌍의 전극(화소 전극(111) 또는 화소 전극(191)과 공통 전극(115))사이에 공통의 층을 가지지 않는 예이다. 표시 장치(100G)가 가지는 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)는 절연층(214) 위에 화소 전극(111)과 화소 전극(191)을 동일 재료 및 동일 공정으로 형성하고, 화소 전극(111) 위에 버퍼층(182), 활성층(113), 및 버퍼층(184)을 화소 전극(191) 위에 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)을 각각 형성한 후에 버퍼층(184) 및 버퍼층(194) 등을 덮도록 공통 전극(115)을 형성함으로써 제작할 수 있다.
또한 버퍼층(182), 활성층(113), 및 버퍼층(184)의 적층 구조와, 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)의 적층 구조의 제작 순서는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 버퍼층(182), 활성층(113), 및 버퍼층(184)을 성막한 후, 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)을 성막하여도 좋다. 반대로 버퍼층(182), 활성층(113), 및 버퍼층(184)을 성막하기 전에 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)을 성막하여도 좋다. 또한 버퍼층(182), 버퍼층(192), 활성층(113), 발광층(193) 등의 순서대로 번갈아 성막하여도 좋다.
[변형예 2]
이하에서는 터치 센서의 전극으로서, 투광성의 도전막을 사용하는 경우의 예에 대하여 설명한다.
도 5의 (A)에 표시 장치(100H)의 단면 개략도를 도시하였다. 표시 장치(100H)는 표시 장치(100A)와 비교하여 터치 센서의 전극의 구성이 상이한 점에서 주로 상이하다.
표시 장치(100H)는 기판(255)과 기판(258) 사이에 도전층(251t), 도전층(252t), 및 절연층(253)을 가진다. 도전층(251t)은 기판(255) 위에 제공되고, 절연층(253)은 도전층(251t) 및 기판(255)의 상면을 덮어 제공되고, 도전층(252t)은 절연층(253) 위에 제공되어 있다. 도 5의 (A)에서는 절연층(253)의 일부에 개구가 제공되고 상기 개구를 통하여 도전층(251t)과 도전층(252t)이 전기적으로 접속되는 접속부를 함께 도시하였다.
도전층(251t) 및 도전층(252t)은 가시광에 대하여 투광성을 가지는 도전 재료를 포함한다. 도전층(251t) 및 도전층(252t)은 적어도 발광 소자(190)가 방출하는 광, 및 수광 소자(110)가 수광하는 광에 대하여 투광성을 가지는 재료를 사용할 수 있다.
도전층(251t) 및 도전층(252t)이 투광성을 가지기 때문에 이들은 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)와 중첩시켜 배치할 수 있다. 이로써 기판(255)과 기판(151)을 접합하는 공정에서 높은 정밀도가 요구되지 않으므로 표시 장치(100H)의 제작 수율을 높일 수 있다.
또한 도 5의 (A)에서는 기판(255)의 기판(258) 측의 면에 도전층(251t), 절연층(253), 및 도전층(252t)을 순차적으로 형성한 예를 나타내었지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 기판(255)의 한쪽 면 측에 도전층(251t)을 형성하고, 다른 쪽 면 측에 도전층(252t)을 형성하고, 절연층(253)을 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다.
도 5의 (B)에 표시 장치(100J)의 단면 개략도를 도시하였다. 표시 장치(100J)는 표시 장치(100B)와 비교하여 터치 센서의 전극의 구성이 상이한 점에서 주로 상이하다.
표시 장치(100J)는 표시 장치(100B)의 도전층(251) 대신에 도전층(251t)을 가지고, 도전층(252) 대신에 도전층(252t)을 가진다. 도전층(251t)과 도전층(252t)은 각각 수광 소자(110)의 수광 영역, 또는 발광 소자(190)의 발광 영역과 중첩되는 부분을 가져도 좋다.
표시 장치(100J)도 표시 장치(100H)와 마찬가지로, 제작 수율을 높일 수 있는 구성이다.
또한 표시 장치(100H) 및 표시 장치(100J)에서 도전층(251t) 및 도전층(252t) 중 어느 한쪽을 금속 또는 합금을 포함하는 도전층으로 치환하여도 좋다. 이때 투광성을 가지는 도전층을, 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)와 중첩시켜 배치하고, 금속 또는 합금을 포함하는 도전층을 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)와는 중첩되지 않는 위치에 배치할 수 있다. 터치 센서를 구성하는 도전층의 일부에 저항이 낮은 도전층을 사용함으로써 전기 저항을 저감할 수 있고, 감도를 향상시킬 수 있다.
[터치 센서의 구성예]
이하에서는 터치 센서의 구성예에 대하여 설명한다. 여기서는 정전용량 방식의 터치 센서에 대하여 설명한다.
정전 용량 방식의 터치 센서로서는 대표적으로는 자기 용량 방식과 상호 용량 방식이 있다.
자기 용량 방식에서는 용량이 접속되는 전극이 세그먼트를 이루고, 사익 세그먼트가 매트릭스로 복수로 배치된 구성을 사용한다. 자기 용량 방식은 상기 전극에 손가락 등의 피검지체가 접근하였을 때 상기 전극의 용량이 증가되는 것을 검출함으로써 위치 정보를 취득하는 방식이다.
상호 용량 방식에서는 복수의 제 1 배선과 복수의 제 2 배선이 서로 교차하는 방향으로 배치된 구성을 사용한다. 상호 용량 방식은 제 1 배선과 제 2 배선의 교차부에 형성되는 용량이, 피검지체가 접근하였을 때 변화되는 것을 검출함으로써 위치 정보를 취득하는 방식이다.
이하에서는 상호 용량 방식에 사용할 수 있는 터치 센서의 구성에 대하여 설명한다.
[터치 센서의 구성예]
도 6의 (A)는 터치 센서를 구성하는 도전층의 예를 설명하는 상면 개략도이다. 도 6의 (A)에 도시된 터치 센서는 도전층(251)과 도전층(252)을 가진다.
터치 센서는 X방향으로 연장되고, Y방향으로 배열되는 복수의 배선(배선(X1) 내지 배선(X4))과, Y방향으로 연장되고, X방향으로 배열되는 복수의 배선(배선(Y1) 내지 배선(Y8))을 가진다. 이하에서는 배선(X1) 내지 배선(X4)에 공통되는 사항을 설명하는 경우에는, 배선(Xn)으로 표기하고, 배선(Y1) 내지 배선(Y8)에 공통되는 사항을 설명하는 경우에는 배선(Ym)으로 표기한다.
배선(Xn)은 도전층(251)에 의하여 형성되어 있다. 배선(Xn)은 X방향으로 길게 가는 부분과, 마름모형의 부분이 번걸아 연결된 형상을 가진다.
배선(Ym)은 도전층(251)과 도전층(252)을 가진다. 배선(Ym)은 마름모형의 복수의 도전층(251)과, 이들 도전층(251)을 연결하고, Y방향으로 길고 가는 도전층(252)에 의하여 구성되어 있다.
배선(Xn)과 배선(Ym)은 배선(Xn)의 도전층(251)으로 구성되는 가는 부분과, 배선(Ym)의 도전층(252)으로 구성되는 가는 부분으로 교차되어 있다.
또한 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이 배선(Xn)을 도전층(251)에 의하여 형성하고, 배선(Ym)을 도전층(252)에 의하여 형성하여도 좋다.
도 6의 (A) 및 (B)에서는 배선(Xn)을 4개, 배선(Ym)을 8개 가지는 예를 도시하였지만, 그 개수는 이에 한정되지 않고, 표시 장치의 표시부의 크기나 요구되는 터치 센서의 배선 밀도에 따라 적절히 설정할 수 있다.
도 6의 (C)에는 터치 센서의 구성을 설명하는 회로도를 도시하였다. 배선(Xn)과 배선(Ym)은 용량 결합이 발생하기 때문에 이들 사이에는 용량(Cp)이 형성된다. 이 용량(Cp)을, 배선(Xn)과 배선(Ym)의 상호 용량이라고 부르는 경우가 있다. 여기서는 배선(Xn)에는 펄스 전위가 공급되는 회로가 접속되고, 배선(Ym)에는 배선(Ym)의 전위를 취득하기 위한 A-D 변환 회로나 감지 증폭기 등의 회로가 접속된다.
배선(Xn)과 배선(Ym) 사이에 용량 결합이 형성되기 때문에 배선(Xn)에 펄스 전위가 공급되면 배선(Ym)에 펄스 전위가 발생한다. 배선(Ym)에 생기는 펄스 전위의 진폭은 배선(Xn)과 배선(Ym)의 용량 결합의 강도(즉 Cp의 크기)에 비례한다. 여기서 배선(Xn)과 배선(Ym)의 교차부 근방에 손가락 등의 피검지체가 가까워지면, 배선(Xn)과 피검지체 사이, 및 배선(Ym)과 피검지체 사이에 용량이 형성되고, 결과적으로 배선(Xn)과 배선(Ym) 사이의 용량 결합의 강도가 상대적으로 작아진다. 그러므로 배선(Xn)에 펄스 전위가 공급되었을 때 배선(Ym)에 발생되는 펄스 전위의 진폭이 작아진다.
배선(X1)에 펄스 전위를 공급하였을 때 배선(Y1) 내지 배선(Y8)에 발생되는 펄스 전위를 취득한다. 마찬가지로 배선(X2), 배선(X3), 배선(X4)의 순서대로 펄스 전위를 공급하고, 이때 발생되는 배선(Y1) 내지 배선(Y8)의 펄스 전위를 취득한다. 이에 의하여 피검지체의 위치 정보를 취득할 수 있다.
[전극 형상의 구성예 1]
이하에서는 상기 배선(Xn) 및 배선(Ym)의 전극의 상면 형상의 더 구체적인 예에 대하여 설명한다.
도 7에는 도 6의 (A) 중의 영역(Q)의 확대도를 도시하였다. 영역(Q)은 배선(Xn)의 마름모형의 부분과, 배선(Ym)의 마름모형의 부분과 이들의 경계를 포함하는 영역이다.
도 7에는 배선(Xn)을 이루는 도전층(251X)과 배선(Ym)을 이루는 도전층(251Y)의 상면 형상을 도시하였다. 도전층(251X)과 도전층(251Y)은 각각 격자 형상의 상면 형상을 가진다. 바꿔 말하면 도전층(251X) 및 도전층(251Y)은 각각 복수의 개구를 가지는 상면 형상을 가진다. 도전층(251X)과 도전층(251Y)이 상이한 면 위에 형성되어 있어도 좋지만, 특히 도전층(251X)과 도전층(251Y)이 동일 면 위에 위치하며, 동일 도전막을 가공하여 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한 도 7에는 화소(20)를 도시하였다. 화소(20)는 발광 소자(21R), 발광 소자(21B), 발광 소자(21G), 및 수광 소자(22)를 가진다. 발광 소자(21R)와 발광 소자(21B)는 X방향으로 번갈아 배열된다. 발광 소자(21G)와 수광 소자(22)는 X방향으로 번갈아 배열된다. 발광 소자(21R)와 발광 소자(21G)는 Y방향으로 번갈아 배열된다. 또한 화소(20)에서 발광 소자(21R), 발광 소자(21B), 발광 소자(21G), 및 수광 소자(22)의 위치는 이에 한정되지 않고 4개 중 임의의 2개를 교환할 수 있다.
도전층(251X) 및 도전층(251Y)은 평면에서 보았을 때 인접되는 발광 소자 간, 및 인접된 발광 소자와 수광 소자(22) 사이에 제공되어 있다. 바꿔 말하면 발광 소자(21R), 발광 소자(21B), 발광 소자(21G), 및 수광 소자(22)는 각각 도전층(251X) 또는 도전층(251Y)이 가지는 개구와 중첩되는 위치에 제공되어 있다. 여기에서는 평면에서 보았을 때 도전층(251X) 또는 도전층(251Y)이 가지는 하나의 개구와 중첩되는 위치에 하나의 발광 소자 또는 수광 소자(22)가 제공되는 예를 나타내었다. 또한 이에 한정되지 않고 하나의 개구와 중첩되는 위치에 복수의 발광 소자 또는 하나 이상의 발광 소자와 하나 이상의 수광 소자(22)가 제공되는 구성으로 하여도 좋다.
도전층(251X)과 도전층(251Y)은 각각 X방향으로 연장된 부분과, Y방향으로 연장된 부분과, 이들의 교차부에 의하여 격자 형상의 상면 형상이 형성되어 있다. 또한 도전층(251X)과 도전층(251Y)은 격자 형상의 도전층의 X방향으로 연장된 부분에 제공된 절결부(Sx)와 Y방향으로 연장된 부분에 제공된 절결부(Sy)에 의하여 서로 분리되어 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써 도전층(251X)과 도전층(251Y) 사이의 거리를 작게 할 수 있고, 이들 사이의 용량값을 크게 할 수 있다.
절결부는 격자의 교차부에 제공할 수도 있지만, 도 7에 도시된 바와 같이 격자의 X방향으로 연장된 부분 및 Y방향으로 연장된 부분에 각각 절결부(Sx)와 절결부(Sy)를 배치함으로써 표시면 측으로부터 보았을 때 도전층(251X) 및 도전층(251Y)의 패턴을 더 시인되기 어렵게 할 수 있어 바람직하다.
또한 도 7에 도시된 바와 같이 발광 소자(21R), 발광 소자(21B), 발광 소자(21G), 및 수광 소자(22)의 주위에는 항상 도전층(251X) 또는 도전층(251Y)의 일부가 인접되어 제공되는 구성을 가진다. 이에 의하여 표시면 측으로부터 보았을 때 도전층(251X) 및 도전층(251Y)의 패턴을 더 시인되기 어렵게 할 수 있다. 특히 수광 소자(22)에서는 그 주위에 도전층(251X) 또는 도전층(251Y)이 제공되는 경우와, 제공되지 않는 경우를 비교하면 수광되는 광의 양에 차이가 날 우려가 있다. 그러므로 도 7에 도시된 바와 같이 수광 소자(22)의 주위에는 항상 도전층(251X) 또는 도전층(251Y)의 일부가 제공되는 구성으로 함으로써 수광 소자(22)에서 수광하는 광의 양의 편차에 기인하여 촬상 화상의 편차가 생기는 것을 적합하게 억제할 수 있다.
또한 도 7에서는 사방이 도전층(251X) 또는 도전층(251Y)으로 둘러싸인 수광 소자(22)와, 절결부(Sx) 또는 절결부(Sy)에 인접되는 수광 소자(22)가 혼재하는 예를 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 사방이 도전층(251X) 또는 도전층(251Y)으로 둘러싸인 수광 소자(22)만을 가지는 구성으로 하여도 좋고, 절결부(Sx) 또는 절결부(Sy)에 인접하는 수광 소자(22)만을 가지는 구성으로 하여도 좋다.
[전극 형상의 구성예 2]
도 8에 도시된 구성은 도 7에 도시된 화소(20)의 배열 방향을 45° 기울인 예이다. 도전층(251X) 및 도전층(251Y)은 예를 들어 표시 장치의 표시부의 윤곽선, 또는 화소에 접속되는 배선의 신장 방향에 대하여 비스듬히 기울어진 격자 형상의 상면 형상을 가진다.
도전층(251X)과 도전층(251Y)은 격자 형상의 도전층의 왼쪽 아래에서 오른쪽 위로 연장된 부분에 제공된 절결부(Sa)와 왼쪽 위에서 오른쪽 아래로 연장된 부분에 제공된 절결부(Sb)에 의하여 서로 분리되어 있다.
여기서 도전층(251X)과 도전층(251Y)을 분리할 때, 절결부(Sa) 및 절결부(Sb) 중 어느 한쪽만을 사용하고 직선적으로 분리할 수도 있다. 그러나 도 8에 도시된 바와 같이 절결부(Sa) 또는 절결부(Sb)를 조합하고, 도전층(251X)과 도전층(251Y)의 경계가 지그재그 형상이 되도록 이들을 분리함으로써 표시면 측으로부터 보았을 때 도전층(251X) 및 도전층(251Y)의 패턴을 더 시인되기 어렵게 할 수 있어 바람직하다. 또한 도전층(251X)과 도전층(251Y)의 경계를 지그재그 형상으로 함으로써 이들의 경계선을 길게 할 수 있어, 도전층(251X)과 도전층(251Y) 사이의 용량을 크게 할 수 있다는 효과도 가진다.
[전극 형상의 구성예 3]
도 9의 (A) 및 (B)에 도시된 구성은 화소(20)가 가지는 발광 소자(21R), 발광 소자(21G), 발광 소자(21B), 및 수광 소자(22)가 X방향으로 배열된 예이다.
도 9의 (A)에서는 도전층(251X) 및 도전층(251Y)이 각각 세로로 긴 개구를 가지는 격자 형상의 상면 형상을 가진다. 발광 소자(21R), 발광 소자(21G), 발광 소자(21B), 및 수광 소자(22)는 각각 하나의 개구와 중첩되도록 배치되어 있다.
도 9의 (B)에서는 도전층(251X) 및 도전층(251Y)이 가지는 하나의 개구에 발광 소자(21R), 발광 소자(21G), 발광 소자(21B), 및 수광 소자(22)가 중첩되어 배치되어 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써 발광 소자(21R), 발광 소자(21G), 발광 소자(21B)를 사용하여 표시하는 화상의 표시 품위를 높일 수 있다.
도 10에 도시된 화소(20)는 발광 소자(21R), 발광 소자(21G), 및 발광 소자(21B)가 X방향으로 배열되며 이들의 하측에 수광 소자(22)가 배치되어 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써 화상의 표시 품위를 더 높일 수 있어 바람직하다.
[표시 장치의 구성예 3]
이하에서는 표시 장치의 더 구체적인 예에 대하여 설명한다.
[구성예 3-1]
도 11에 표시 장치(200A)의 사시도를 도시하였다.
표시 장치(200A)는 기판(151)과 기판(152)이 접합된 구성을 가진다. 또한 기판(152) 위에 기판(255)이 접합되어 있다. 도 11에서는 기판(152) 및 기판(255)을 파선으로 나타내었다. 기판(255)은 상술한 터치 센서를 구비한다.
표시 장치(200A)는 표시부(162), 회로(164), 배선(165) 등을 가진다. 도 11에서는 표시 장치(200A)에 IC(집적 회로)(173) 및 FPC(172)가 실장된 예가 도시되었다. 그러므로 도 11에 도시된 구성은 표시 장치(200A), IC(173), 및 FPC(172)를 가지는 표시 모듈이라고 할 수도 있다.
회로(164)로서는 주사선 구동 회로를 사용할 수 있다.
배선(165)은 표시부(162) 및 회로(164)에 신호 및 전력을 공급하는 기능을 가진다. 상기 신호 및 전력은 FPC(172)를 통하여 외부로부터 입력되거나 또는 IC(173)로부터 배선(165)에 입력된다.
도 11에서는 COG(Chip On Glass) 방식 또는 COF(Chip On Film) 방식 등에 의하여 기판(151)에 IC(173)가 제공된 예를 나타내었다. IC(173)는 예를 들어 주사선 구동 회로 및 신호선 구동 회로 등을 가지는 IC를 적용할 수 있다. 또한 표시 장치(200A) 및 표시 모듈은 IC(173)를 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 또한 IC(173)를 COF 방식 등에 의하여 FPC(172)에 실장하여도 좋다.
도 12에는, 도 11에 도시된 표시 장치(200A)에서 FPC(172)를 포함한 영역의 일부, 회로(164)를 포함하는 영역의 일부, 표시부(162)를 포함하는 영역의 일부, 및 단부를 포함하는 영역의 일부를 각각 절단한 경우의 단면의 일례를 도시하였다.
도 12에 도시된 표시 장치(200A)는 기판(151)과 기판(152) 사이에 트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 트랜지스터(206), 발광 소자(190), 수광 소자(110) 등을 가진다.
기판(152)과 절연층(214)은 접착층(142)을 개재하여 접착되어 있다. 발광 소자(190) 및 수광 소자(110)의 밀봉에는 고체 밀봉 구조 또는 중공 밀봉 구조 등을 적용할 수 있다. 도 12에서는 기판(152), 접착층(142), 및 절연층(214)으로 둘러싸인 공간(143)이 불활성 가스(질소나 아르곤 등)로 충전되어 있고, 중공 밀봉 구조가 적용되어 있다. 접착층(142)은 발광 소자(190)와 중첩되어 제공되어 있어도 좋다. 또한 기판(152), 접착층(142), 및 절연층(214)으로 둘러싸인 공간(143)을 접착층(142)과는 상이한 수지로 충전하여도 좋다.
발광 소자(190)는 절연층(214) 측에서 화소 전극(191), 공통층(112), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 순서대로 적층된 적층 구조를 가진다. 화소 전극(191)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(206)가 가지는 도전층(222b)과 접속되어 있다. 트랜지스터(206)는 발광 소자(190)의 구동을 제어하는 기능을 가진다. 화소 전극(191)의 단부는 격벽(216)으로 덮여 있다. 화소 전극(191)은 가시광을 반사하는 재료를 포함하고, 공통 전극(115)은 가시광을 투과시키는 재료를 포함한다.
수광 소자(110)는 절연층(214) 측에서 화소 전극(111), 공통층(112), 활성층(113), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 순서대로 적층된 적층 구조를 가진다. 화소 전극(111)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(205)가 가지는 도전층(222b)과 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극(111)의 단부는 격벽(216)으로 덮여 있다. 화소 전극(111)은 가시광을 반사하는 재료를 포함하고, 공통 전극(115)은 가시광을 투과시키는 재료를 포함한다.
발광 소자(190)가 방출하는 광은 기판(152) 측으로 사출된다. 또한 수광 소자(110)에는 기판(152) 및 공간(143)을 통하여 광이 입사된다. 기판(152)에는 가시광에 대한 투과성이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
화소 전극(111) 및 화소 전극(191)은 동일 재료 및 동일 공정으로 제작할 수 있다. 공통층(112), 공통층(114), 및 공통 전극(115)은 수광 소자(110)와 발광 소자(190)의 양쪽에 사용된다. 수광 소자(110)와 발광 소자(190)는 활성층(113) 및 발광층(193)의 구성이 상이한 것 이외는 모두 공통된 구성으로 할 수 있다. 이로써, 제작 공정을 크게 늘리지 않고, 표시 장치(200A)에 수광 소자(110)를 내장할 수 있다.
기판(152)의 기판(151) 측의 면에는 차광층(BM)이 제공되어 있다. 차광층(BM)은 수광 소자(110)와 중첩되는 위치 및 발광 소자(190)와 중첩되는 위치에 개구를 가진다. 차광층(BM)을 제공함으로써, 수광 소자(110)가 광을 검출하는 범위를 제어할 수 있다. 또한 차광층(BM)을 가짐으로써 발광 소자(190)로부터 수광 소자(110)에 광이 직접 입사되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 노이즈가 적으며 감도가 높은 센서를 실현할 수 있다.
트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)는 모두 기판(151) 위에 형성되어 있다. 이들 트랜지스터는 동일 재료 및 동일 공정으로 제작할 수 있다.
기판(151) 위에는 절연층(211), 절연층(213), 절연층(215), 및 절연층(214)이 이 순서대로 제공되어 있다. 절연층(211)은 그 일부가 각 트랜지스터의 게이트 절연층으로서 기능한다. 절연층(213)은 그 일부가 각 트랜지스터의 게이트 절연층으로서 기능한다. 절연층(215)은 트랜지스터를 덮어 제공된다. 절연층(214)은 트랜지스터를 덮어 제공되며 평탄화층으로서의 기능을 가진다. 또한 게이트 절연층의 개수 및 트랜지스터를 덮는 절연층의 개수는 한정되지 않고, 각각 단층이어도 2층 이상이어도 좋다.
트랜지스터를 덮는 절연층 중 적어도 하나의 층에는, 물이나 수소 등의 불순물이 확산되기 어려운 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 절연층은 배리어층으로서 기능시킬 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 트랜지스터에 외부로부터 불순물이 확산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있어, 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
절연층(211), 절연층(213), 및 절연층(215)으로서는 각각 무기 절연막을 사용하는 것이 바람직하다. 무기 절연막으로서는 예를 들어, 질화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 질화 알루미늄막 등의 무기 절연막을 사용할 수 있다. 또한 산화 하프늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 갈륨막, 산화 탄탈럼막, 산화 마그네슘막, 산화 란타넘막, 산화 세륨막, 및 산화 네오디뮴막 등을 사용하여도 좋다. 또한 상술한 절연막을 2개 이상 적층하여 사용하여도 좋다.
여기서 유기 절연막은 무기 절연막에 비하여 배리어성이 낮은 경우가 많다. 그러므로 유기 절연막은 표시 장치(200A)의 단부 근방에 개구를 가지는 것이 바람직하다. 이로써, 표시 장치(200A)의 단부로부터 유기 절연막을 통하여 불순물이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 또는 유기 절연막의 단부가 표시 장치(200A)의 단부보다 내측에 위치하도록 유기 절연막을 형성하고, 표시 장치(200A)의 단부에서 유기 절연막이 노출되지 않도록 하여도 좋다.
평탄화층으로서 기능하는 절연층(214)에는 유기 절연막이 적합하다. 유기 절연막에 사용할 수 있는 재료로서는 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실록산 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 페놀 수지, 및 이들 수지의 전구체 등을 들 수 있다.
도 12에 도시된 영역(228)에서는 절연층(214)에 개구가 형성되어 있다. 이로써, 절연층(214)에 유기 절연막을 사용하는 경우에도, 절연층(214)을 통하여 외부로부터 표시부(162)에 불순물이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치(200A)의 신뢰성을 높일 수 있다.
트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)는 게이트로서 기능하는 도전층(221), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(211), 소스 및 드레인으로서 기능하는 도전층(222a) 및 도전층(222b), 반도체층(231), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(213), 그리고 게이트로서 기능하는 도전층(223)을 가진다. 여기서는 동일한 도전막을 가공하여 얻어지는 복수의 층에 같은 해치 패턴을 부여하였다. 절연층(211)은 도전층(221)과 반도체층(231) 사이에 위치한다. 절연층(213)은 도전층(223)과 반도체층(231) 사이에 위치한다.
본 실시형태의 표시 장치가 가지는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 플레이너(planar)형 트랜지스터, 스태거형 트랜지스터, 역스태거형 트랜지스터 등을 사용할 수 있다. 또한 톱 게이트형 및 보텀 게이트형 중 어느 구조를 가지는 트랜지스터로 하여도 좋다. 또는 채널이 형성되는 반도체층 상하에 게이트가 제공되어도 좋다.
트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)에는 채널이 형성되는 반도체층을 2개의 게이트로 끼우는 구성이 적용되어 있다. 2개의 게이트를 접속시키고 이들에 동일한 신호를 공급함으로써, 트랜지스터를 구동시켜도 좋다. 또는 2개의 게이트 중 한쪽에 문턱 전압을 제어하기 위한 전위를 공급하고, 다른 쪽에 구동시키기 위한 전위를 공급함으로써, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어하여도 좋다.
트랜지스터에 사용하는 반도체 재료의 결정성에 대해서도 특별히 한정되지 않고, 비정질 반도체, 단결정 반도체, 및 단결정 이외의 결정성을 가지는 반도체(미결정 반도체, 다결정 반도체, 또는 일부에 결정 영역을 가지는 반도체) 중 어느 것을 사용하여도 좋다. 단결정 반도체 또는 결정성을 가지는 반도체를 사용하면, 트랜지스터 특성의 열화를 억제할 수 있어 바람직하다.
트랜지스터의 반도체층은 금속 산화물(산화물 반도체라고도 함)을 가지는 것이 바람직하다. 또는 트랜지스터의 반도체층은 실리콘을 가져도 좋다. 실리콘으로서는 비정질 실리콘, 결정성 실리콘(저온 폴리 실리콘, 단결정 실리콘 등) 등을 들 수 있다.
반도체층은 예를 들어 인듐과, M(M은 갈륨, 알루미늄, 실리콘, 붕소, 이트륨, 주석, 구리, 바나듐, 베릴륨, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘 중에서 선택되는 1종류 또는 복수 종류)과, 아연을 가지는 것이 바람직하다. 특히 M은 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 및 주석에서 선택되는 1종류 또는 복수 종류인 것이 바람직하다.
특히 반도체층으로서 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함한 산화물(IGZO라고도 표기함)을 사용하는 것이 바람직하다.
반도체층이 In-M-Zn 산화물인 경우, In-M-Zn 산화물을 성막하기 위하여 사용하는 스퍼터링 타깃은 In의 원자수비가 M의 원자수비 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 스퍼터링 타깃의 금속 원소의 원자수비로서 In:M:Zn=1:1:1, In:M:Zn=1:1:1.2, In:M:Zn=2:1:3, In:M:Zn=3:1:2, In:M:Zn=4:2:3, In:M:Zn=4:2:4.1, In:M:Zn=5:1:3, In:M:Zn=5:1:6, In:M:Zn=5:1:7, In:M:Zn=5:1:8, In:M:Zn=10:1:3, In:M:Zn=6:1:6, In:M:Zn=5:2:5 등을 들 수 있다.
스퍼터링 타깃으로서는 다결정 산화물을 포함한 타깃을 사용하면, 결정성을 가지는 반도체층을 형성하기 쉬워지기 때문에 바람직하다. 또한 성막되는 반도체층의 원자수비는 상기 스퍼터링 타깃에 포함되는 금속 원소의 원자수비의 ±40%의 변동을 포함한다. 예를 들어 반도체층에 사용하는 스퍼터링 타깃의 조성이 In:Ga:Zn=4:2:4.1[원자수비]인 경우, 성막되는 반도체층의 조성은 In:Ga:Zn=4:2:3[원자수비] 근방이 되는 경우가 있다.
또한 원자수비가 In:Ga:Zn=4:2:3 또는 그 근방이라고 기재된 경우, In을 4로 하였을 때, Ga이 1 이상 3 이하이고, Zn이 2 이상 4 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비가 In:Ga:Zn=5:1:6 또는 그 근방이라고 기재된 경우, In을 5로 하였을 때, Ga이 0.1보다 크고 2 이하이고, Zn이 5 이상 7 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비가 In:Ga:Zn=1:1:1 또는 그 근방이라고 기재하는 경우, In을 1로 하였을 때, Ga이 0.1보다 크고 2 이하이고, Zn이 0.1보다 크고 2 이하인 경우를 포함한다.
회로(164)가 가지는 트랜지스터와 표시부(162)가 가지는 트랜지스터는 같은 구조이어도 좋고, 상이한 구조이어도 좋다. 회로(164)가 가지는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상이어도 좋다. 마찬가지로, 표시부(162)가 가지는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상이어도 좋다.
기판(151)에서 기판(152)이 중첩되지 않는 영역에는 접속부(204)가 제공되어 있다. 접속부(204)에서는, 배선(165)이 도전층(166) 및 접속층(242)을 통하여 FPC(172)와 전기적으로 접속되어 있다. 접속부(204)의 상면에서는 화소 전극(191)과 동일한 도전막을 가공하여 얻어진 도전층(166)이 노출되어 있다. 이에 의하여 접속층(242)을 통하여 접속부(204)와 FPC(172)를 전기적으로 접속할 수 있다.
기판(152)의 기판(151)과는 반대 측의 면에는 접착층(256)을 개재하여 기판(255)이 접합된다. 기판(255)은 기판(151) 측의 면에 도전층(251), 절연층(253), 및 도전층(252)이 제공되어 있다.
여기서는 도전층(251) 및 도전층(252)으로서 금속 또는 합금을 포함하는 도전막을 사용하는 경우의 예를 나타낸다. 도전층(251) 및 도전층(252)은 수광 소자(110)의 수광 영역, 및 발광 소자(190)의 발광 영역과 중첩되지 않도록 제공되어 있다. 도 12에서는 도전층(251) 및 도전층(252)은 차광층(BM)과 중첩되는 위치에 제공되어 있다.
도전층(251) 및 도전층(252)으로서는 예를 들어 알루미늄, 타이타늄, 크로뮴, 니켈, 구리, 이트륨, 지르코늄, 몰리브데넘, 은, 탄탈럼 및 텅스텐 등의 금속, 그리고 상기 금속을 주성분으로 하는 합금을 포함하는 도전막 등을 들 수 있다. 이들 재료를 포함하는 막을 단층 구조 또는 적층 구조로 하여 사용할 수 있다.
또한 도전층(251) 및 도전층(252) 중 한쪽 또는 양쪽에 투광성을 가지는 도전막을 사용할 수 있다. 예를 들어 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 갈륨을 포함한 산화 아연 등의 도전성 산화물 또는 그래핀을 사용할 수 있다. 또는 상술한 금속 또는 합금을 포함하고, 투광성을 가질 정도로 얇은 도전막을 사용하여도 좋다. 도전층(251) 또는 도전층(252)에 투광성을 가지는 도전막을 사용하는 경우, 상기 도전층을 수광 소자(110)의 수광 영역, 및 발광 소자(190)의 발광 영역과 중첩시켜 배치하여도 좋다.
절연층(253)으로서는 무기 절연막 또는 유기 절연막을 사용할 수 있다. 예를 들어 아크릴 수지, 에폭시 수지 등의 수지, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 알루미늄 등의 무기 절연 재료를 들 수 있다. 절연층(253)은 단층 구조로 하여도 좋고, 적층 구조로 하여도 좋다.
기판(255)의 외측에는 각종 광학 부재를 배치할 수 있다. 광학 부재로서는 편광판, 위상차판, 광 확산층(확산 필름 등), 반사 방지층, 및 집광 필름 등을 들 수 있다. 또한 기판(255)의 외측에는 먼지의 부착을 억제하는 대전 방지막, 오염이 부착되기 어렵게 하는 발수성의 막, 사용에 따른 손상의 발생을 억제하는 하드코트막, 충격 흡수층 등을 배치하여도 좋다.
기판(151), 기판(152), 및 기판(255)에는 각각 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 수지 등을 사용할 수 있다. 기판(151), 기판(152), 및 기판(255)에 가요성을 가지는 재료를 사용하면, 표시 장치의 가요성을 높일 수 있다.
접착층으로서는, 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 및 혐기형 접착제 등 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들 접착제로서는, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘(silicone) 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, PVC(폴리바이닐클로라이드) 수지, PVB(폴리바이닐뷰티랄) 수지, 및 EVA(에틸렌바이닐아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 특히, 에폭시 수지 등의 투습성이 낮은 재료가 바람직하다. 또한 2액 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또한 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
접속층(242)으로서는 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film), 이방성 도전 페이스트(ACP: Anisotropic Conductive Paste) 등을 사용할 수 있다.
발광 소자(190)는 톱 이미션형, 보텀 이미션형, 듀얼 이미션형 등이 있다. 광을 추출하는 측의 전극에는 가시광을 투과시키는 도전막을 사용한다. 또한 광을 추출하지 않는 측의 전극에는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
발광 소자(190)는 적어도 발광층(193)을 가진다. 발광 소자(190)는 발광층(193) 이외의 층으로서 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 블록 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 또는 바이폴러성의 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등을 포함한 층을 더 가져도 좋다. 예를 들어, 공통층(112)은 정공 주입층 및 정공 수송층 중 한쪽 또는 양쪽을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 공통층(114)은 전자 수송층 및 전자 주입층 중 한쪽 또는 양쪽을 가지는 것이 바람직하다.
공통층(112), 발광층(193), 및 공통층(114)에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어느 쪽이든 사용할 수 있고, 무기 화합물을 포함하여도 좋다. 공통층(112), 발광층(193), 및 공통층(114)을 구성하는 층은 각각, 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법, 인쇄법, 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
발광층(193)은 발광 재료로서 퀀텀닷(quantum dot) 등의 무기 화합물을 가져도 좋다.
수광 소자(110)의 활성층(113)은 반도체를 포함한다. 상기 반도체로서는 실리콘 등의 무기 반도체, 및 유기 화합물을 포함하는 유기 반도체를 들 수 있다. 본 실시형태에서는 활성층이 가지는 반도체로서 유기 반도체를 사용하는 예를 기재한다. 유기 반도체를 사용함으로써, 발광 소자(190)의 발광층(193)과 수광 소자(110)의 활성층(113)을 같은 방법(예를 들어 진공 증착법)으로 형성할 수 있고, 제조 장치를 공통화할 수 있어 바람직하다.
활성층(113)이 가지는 n형 반도체의 재료로서는 풀러렌(예를 들어 C60, C70 등) 또는 풀러렌 유도체 등 전자 수용성의 유기 반도체 재료를 들 수 있다. 풀러렌은 축구공 같은 형상을 가지고, 상기 형상은 에너지적으로 안정적이다. 풀러렌은 HOMO 준위 및 LUMO 준위의 양쪽이 깊다(낮다). 풀러렌은 LUMO 준위가 깊으므로 전자 수용성(억셉터성)이 매우 높다. 일반적으로 벤젠과 같이 평면에 ð전자 공액(공명)이 확장되면, 전자 공여성(도너성)이 높아지지만 풀러렌은 구체 형상이기 때문에 ð전자가 크게 확장됨에도 불구하고 전자 수용성이 높아진다. 전자 수용이 높으면 전하 분리를 고속으로 효율적으로 일으키기 때문에 수광 디바이스로서 유익하다. C60, C70은 둘 다 가시광 영역에 넓은 흡수대를 가지고, 특히 C70은 C60에 비하여 ð전자 공액계가 크고, 장파장 영역에도 넓은 흡수대를 가지기 때문에 바람직하다.
또한 활성층(113)이 가지는 n형 반도체의 재료로서는 퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체, 벤조퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체, 옥사졸 골격을 가지는 금속 착체, 싸이아졸 골격을 가지는 금속 착체, 옥사다이아졸 유도체, 트라이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 옥사졸 유도체, 싸이아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 퀴놀린 유도체, 벤조퀴놀린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 피리딘 유도체, 바이피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 쿠마린 유도체, 로다민 유도체, 트라이아진 유도체, 퀴논 유도체 등을 들 수 있다.
활성층(113)이 가지는 p형 반도체의 재료로서는 구리(II)프탈로사이아닌(Copper(II) phthalocyanine: CuPc), 테트라페닐다이벤조페리플란텐(Tetraphenyldibenzoperiflanthene: DBP), 아연프탈로사이아닌(Zinc Phthalocyanine: ZnPc), 주석프탈로사이아닌(SnPc), 퀴나크리돈 등 전자 공여성의 유기 반도체 재료를 들 수 있다.
또한 p형 반도체의 재료로서는 카바졸 유도체, 싸이오펜 유도체, 퓨란 유도체, 방향족 아민 골격을 가지는 화합물 등을 들 수 있다. 또한 p형 반도체의 재료로서는 나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 트라이페닐렌 유도체, 플루오렌 유도체, 피롤 유도체, 벤조퓨란 유도체, 벤조싸이오펜 유도체, 인돌 유도체, 다이벤조퓨란 유도체, 다이벤조싸이오펜 유도체, 인돌로카바졸 유도체, 포르피린 유도체, 프탈로사이아닌 유도체, 나프탈로사이아닌유도체, 퀴나크리돈 유도체, 폴리페닐렌바이닐렌 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리바이닐카바졸 유도체, 폴리싸이오펜 유도체 등을 들 수 있다.
예를 들어 활성층(113)은 n형 반도체와 p형 반도체를 공증착하여 형성하는 것이 바람직하다. 또는 활성층(113)은 n형 반도체와 p형 반도체를 적층하여 형성하여도 좋다.
트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인 외에, 표시 장치를 구성하는 각종 배선 및 전극 등의 도전층에 사용할 수 있는 재료로서는, 알루미늄, 타이타늄, 크로뮴, 니켈, 구리, 이트륨, 지르코늄, 몰리브데넘, 은, 탄탈럼, 및 텅스텐 등의 금속, 그리고 상기 금속을 주성분으로 하는 합금 등을 들 수 있다. 이들 재료를 포함하는 막을 단층 구조 또는 적층 구조로 하여 사용할 수 있다.
또한 투광성을 가지는 도전 재료로서는 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 갈륨을 포함한 산화 아연 등의 도전성 산화물 또는 그래핀을 사용할 수 있다. 또는 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 및 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 할 수 있어 바람직하다. 또한 상기 재료의 적층막을 도전층으로서 사용할 수 있다. 예를 들어 은과 마그네슘의 합금과, 인듐 주석 산화물의 적층막 등을 사용하면, 도전성을 높일 수 있으므로 바람직하다. 이들은 표시 장치를 구성하는 각종 배선 및 전극 등의 도전층이나, 표시 소자가 가지는 도전층(화소 전극이나 공통 전극으로서 기능하는 도전층), 터치 센서를 구성하는 도전층에도 사용할 수 있다.
각 절연층에 사용할 수 있는 절연 재료로서는, 예를 들어 아크릴 수지, 에폭시 수지 등의 수지, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 알루미늄 등의 무기 절연 재료를 들 수 있다.
[구성예 3-2]
도 13의 (A)에 표시 장치(200B)의 단면도를 도시하였다. 표시 장치(200B)는 렌즈(149) 및 보호층(195)을 가지는 점에서 표시 장치(200A)와 주로 상이하다.
수광 소자(110) 및 발광 소자(190)를 덮는 보호층(195)을 제공함으로써, 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)에 물 등의 불순물이 확산되는 것을 억제하고, 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)의 신뢰성을 높일 수 있다.
표시 장치(200B)의 단부 근방의 영역(228)에서, 절연층(214)의 개구를 통하여 절연층(215)과 보호층(195)이 서로 접하는 것이 바람직하다. 특히, 절연층(215)이 가지는 무기 절연막과 보호층(195)이 가지는 무기 절연막이 서로 접하는 것이 바람직하다. 이로써, 유기 절연막을 통하여 외부로부터 표시부(162)에 불순물이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치(200B)의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 13의 (B)에 보호층(195)이 3층 구조인 예를 도시하였다. 도 13의 (B)에서, 보호층(195)은 공통 전극(115) 위의 무기 절연층(195a)과, 무기 절연층(195a) 위의 유기 절연층(195b)과, 유기 절연층(195b) 위의 무기 절연층(195c)을 가진다.
무기 절연층(195a)의 단부와 무기 절연층(195c)의 단부는 유기 절연층(195b)의 단부보다 외측으로 연장되고, 이들은 서로 접한다. 또한 무기 절연층(195a)은 절연층(214)(유기 절연층)의 개구를 통하여 절연층(215)(무기 절연층)과 접한다. 이로써 절연층(215)과 보호층(195)으로 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)를 둘러쌀 수 있기 때문에, 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)의 신뢰성을 높일 수 있다.
이와 같이, 보호층(195)은 유기 절연막과 무기 절연막의 적층 구조이어도 좋다. 이때, 유기 절연막의 단부보다 무기 절연막의 단부를 외측으로 연장시키는 것이 바람직하다.
기판(152)의 기판(151) 측에는 렌즈(149)가 제공되어 있다. 렌즈(149)는 기판(151) 측에 볼록면을 가진다. 수광 소자(110)의 수광 영역은 렌즈(149)와 중첩되며, 발광층(193)과 중첩되지 않는 것이 바람직하다. 이로써 수광 소자(110)를 사용한 센서의 감도 및 정밀도를 높일 수 있다.
렌즈(149)는 수광 소자(110)가 수광하는 광의 파장에 대한 굴절률이 1.3 이상 2.5 이하인 것이 바람직하다. 렌즈(149)는 무기 재료 및 유기 재료의 적어도 한쪽을 사용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 수지를 포함하는 재료를 렌즈(149)에 사용할 수 있다. 또한 산화물 및 황화물 중 적어도 한쪽을 포함하는 재료를 렌즈(149)에 사용할 수 있다.
구체적으로는 염소, 브로민, 또는 아이오딘을 포함하는 수지, 중금속 원자를 포함하는 수지, 방향족 고리를 포함하는 수지, 황을 포함하는 수지 등을 렌즈(149)에 사용할 수 있다. 또는 수지와, 상기 수지보다 굴절률이 높은 재료의 나노 입자를 포함하는 재료를 렌즈(149)에 사용할 수 있다. 산화 타이타늄 또는 산화 지르코늄 등을 나노 입자에 사용할 수 있다.
또한 산화 세륨, 산화 하프늄, 산화 란타넘, 산화 마그네슘, 산화 나이오븀, 산화 탄탈럼, 산화 타이타늄, 산화 이트륨, 산화 아연, 인듐과 주석을 포함한 산화물, 또는 인듐, 갈륨, 및 아연을 포함한 산화물 등을 렌즈(149)에 사용할 수 있다. 또는, 황화 아연 등을 렌즈(149)에 사용할 수 있다.
또한 표시 장치(200B)에서는 보호층(195)과 기판(152)이 접착층(142)에 의하여 접합되어 있다. 접착층(142)은 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)와 각각 중첩되어 제공되어 있고, 표시 장치(200B)에는 고체 밀봉 구조가 적용되어 있다.
[구성예 3-3]
도 14의 (A)에 표시 장치(200C)의 단면도를 도시하였다. 표시 장치(200C)는 트랜지스터의 구조가 상이한 점, 차광층(BM) 및 렌즈(149)를 가지지 않는 점, 터치 센서의 구성이 상이한 점에서 주로 표시 장치(200B)와 상이하다.
표시 장치(200C)는 기판(151)과 기판(152) 사이에, 수광 소자(110), 발광 소자(190), 그리고 터치 센서의 전극으로서 기능하는 도전층(251) 및 도전층(252)을 가진다.
표시 장치(200C)는 기판(151) 위에 트랜지스터(208), 트랜지스터(209), 및 트랜지스터(210)를 가진다.
트랜지스터(208), 트랜지스터(209), 및 트랜지스터(210)는 게이트로서 기능하는 도전층(221), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(211), 채널 형성 영역(231i) 및 한 쌍의 저저항 영역(231n)을 가지는 반도체층, 한 쌍의 저저항 영역(231n) 중 한쪽에 접속되는 도전층(222a), 한 쌍의 저저항 영역(231n) 중 다른 쪽에 접속되는 도전층(222b), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(225), 게이트로서 기능하는 도전층(223), 그리고 도전층(223)을 덮는 절연층(215)을 가진다. 절연층(211)은 도전층(221)과 채널 형성 영역(231i) 사이에 위치한다. 절연층(225)은 도전층(223)과 채널 형성 영역(231i) 사이에 위치한다.
도전층(222a) 및 도전층(222b)은 각각, 절연층(225) 및 절연층(215)에 제공된 개구를 통하여 저저항 영역(231n)과 접속된다. 도전층(222a) 및 도전층(222b) 중 한쪽은 소스로서 기능하고, 다른 쪽은 드레인으로서 기능한다.
발광 소자(190)의 화소 전극(191)은 도전층(222b)을 통하여 트랜지스터(208)의 한 쌍의 저저항 영역(231n)의 한쪽과 전기적으로 접속된다.
수광 소자(110)의 화소 전극(111)은 도전층(222b)을 통하여 트랜지스터(209)의 한 쌍의 저저항 영역(231n)의 다른 쪽과 전기적으로 접속된다.
도 14의 (A)에는, 절연층(225)이 반도체층의 상면 및 측면을 덮는 예를 도시하였다. 한편으로 도 14의 (B)에 도시된 트랜지스터(202)에서는 절연층(225)이 반도체층(231)의 채널 형성 영역(231i)과 중첩되고, 저저항 영역(231n)과는 중첩되지 않는다. 예를 들어, 도전층(223)을 마스크로서 사용하고 절연층(225)을 가공함으로써, 도 14의 (B)에 도시된 구조를 제작할 수 있다. 도 14의 (B)에서는 절연층(225) 및 도전층(223)을 덮어 절연층(215)이 제공되고, 절연층(215)의 개구를 통하여 도전층(222a) 및 도전층(222b)의 각각이 저저항 영역(231n)과 접속되어 있다. 또한 트랜지스터를 덮는 절연층(218)을 제공하여도 좋다.
또한 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)를 덮고 무기 절연층(195a), 유기 절연층(195b), 및 무기 절연층(195c)이 적층되어 제공되어 있다. 또한 무기 절연층(195c) 위에 터치 센서를 구성하는 도전층(251), 절연층(253), 및 도전층(252)이 제공되어 있다. 도전층(251) 및 도전층(252)은 수광 소자(110)의 수광 영역, 및 발광 소자(190)의 발광 영역과 중첩되지 않는 위치에 제공되어 있다.
[구성예 3-4]
도 15에 표시 장치(200D)의 단면도를 도시하였다. 표시 장치(200D)는 기판의 구성이 상이한 점에서 표시 장치(200C)와 주로 상이하다.
표시 장치(200D)는 기판(151) 및 기판(152)을 가지지 않고, 기판(153), 기판(154), 접착층(155), 및 절연층(212)을 가진다.
기판(153)과 절연층(212)은 접착층(155)에 의하여 접합되어 있다. 기판(154)과 보호층(195)은 접착층(142)에 의하여 접합되어 있다.
표시 장치(200D)는 제작 기판 위에 형성된 절연층(212), 트랜지스터(208), 트랜지스터(209), 수광 소자(110), 및 발광 소자(190) 등을 기판(153) 위로 전치함으로써 제작되는 구성을 가진다. 기판(153) 및 기판(154)은 각각 가요성을 가지는 것이 바람직하다. 이로써 표시 장치(200D)의 가요성을 높일 수 있다.
절연층(212)에는 절연층(211), 절연층(213), 및 절연층(215)에 사용할 수 있는 무기 절연막을 사용할 수 있다. 또는 절연층(212)으로서 유기 절연막과 무기 절연막의 적층막으로 하여도 좋다. 이때 트랜지스터(209) 측의 막을 무기 절연막으로 하는 것이 바람직하다.
여기까지가 표시 장치의 구성예에 대한 설명이다.
[금속 산화물에 대하여]
이하에서는 반도체층에 적용할 수 있는 금속 산화물에 대하여 설명한다.
또한 본 명세서 등에서 질소를 가지는 금속 산화물도 금속 산화물(metal oxide)이라고 총칭하는 경우가 있다. 또한 질소를 가지는 금속 산화물을 금속 산질화물(metal oxynitride)이라고 불러도 좋다. 예를 들어 아연 산질화물(ZnON) 등의 질소를 가지는 금속 산화물을 반도체층에 사용하여도 좋다.
또한 본 명세서 등에서 CAAC(c-axis aligned crystal) 및 CAC(Cloud-Aligned Composite)라고 기재하는 경우가 있다. CAAC는 결정 구조의 일례를 나타내고, CAC는 기능 또는 재료의 구성의 일례를 나타낸다.
예를 들어 반도체층에는 CAC-OS(Cloud-Aligned Composite Oxide Semiconductor)를 사용할 수 있다.
CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 재료의 일부에서는 도전성의 기능을 가지고, 재료의 일부에서는 절연성의 기능을 가지고, 재료 전체에서는 반도체로서의 기능을 가진다. 또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide를 트랜지스터의 반도체층에 사용하는 경우, 도전성 기능은 캐리어가 되는 전자(또는 정공)를 흘리는 기능이고, 절연성 기능은 캐리어가 되는 전자를 흘리지 않는 기능이다. 도전성 기능과 절연성 기능의 상보적인 작용에 의하여, 스위칭 기능(온/오프 기능)을 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide에 부여할 수 있다. CAC-OS 또는 CAC-metal oxide에서, 기능을 분리시킴으로써 각 기능을 최대화할 수 있다.
또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 도전성 영역 및 절연성 영역을 가진다. 도전성 영역은 상술한 도전성 기능을 가지고, 절연성 영역은 상술한 절연성 기능을 가진다. 또한 재료 내에서 도전성 영역과 절연성 영역은 나노 입자 레벨로 분리되어 있는 경우가 있다. 또한 도전성 영역과 절연성 영역은 각각 재료 내에 편재하는 경우가 있다. 또한 도전성 영역은 주변이 흐릿해져 클라우드상으로 연결되어 관찰되는 경우가 있다.
또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide에서 도전성 영역과 절연성 영역의 각각은 0.5nm 이상 10nm 이하, 바람직하게는 0.5nm 이상 3nm 이하의 크기로 재료 내에 분산되어 있는 경우가 있다.
또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 상이한 밴드 갭을 가지는 성분으로 구성된다. 예를 들어 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 절연성 영역에 기인하는 와이드 갭(wide gap)을 가지는 성분과, 도전성 영역에 기인하는 내로 갭(narrow gap)을 가지는 성분으로 구성된다. 상기 구성의 경우, 캐리어를 흘릴 때 좁은 갭을 가지는 성분에서 주로 캐리어가 흐른다. 또한 좁은 갭을 가지는 성분과 넓은 갭을 가지는 성분이 상보적으로 작용함으로써 좁은 갭을 가지는 성분과 연동하여 넓은 갭을 가지는 성분에서도 캐리어가 흐른다. 이에 의하여 상기 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide를 트랜지스터의 채널 형성 영역에 사용하는 경우, 트랜지스터의 온 상태에서 높은 전류 구동력, 즉 큰 온 전류 및 높은 전계 효과 이동도를 얻을 수 있다.
즉, CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 매트릭스 복합재(matrix composite) 또는 금속 매트릭스 복합재(metal matrix composite)라고 부를 수도 있다.
산화물 반도체(금속 산화물)는 단결정 산화물 반도체와 이 외의 비단결정 산화물 반도체로 나누어진다. 비단결정 산화물 반도체로서는 예를 들어 CAAC-OS(c-axis aligned crystalline oxide semiconductor), 다결정 산화물 반도체, nc-OS(nanocrystalline oxide semiconductor), a-like OS(amorphous-like oxide semiconductor), 및 비정질 산화물 반도체 등이 있다.
CAAC-OS는 c축 배향성을 가지고, 또한 a-b면 방향에서 복수의 나노 결정이 연결되고, 변형을 가진 결정 구조를 가진다. 또한 변형이란 복수의 나노 결정이 연결되는 영역에서, 격자 배열이 정렬된 영역과 격자 배열이 정렬된 다른 영역 사이에서 격자 배열의 방향이 변화된 부분을 가리킨다.
나노 결정은 육각형을 기본으로 하지만 정육각형에 한정되지 않고, 비정육각형인 경우가 있다. 또한 오각형 및 칠각형 등의 격자 배열이 변형에 포함되는 경우가 있다. 또한 CAAC-OS에서 일그러짐 근방에서도 명확한 결정립계(그레인 바운더리라고도 함)를 확인하는 것은 어렵다. 즉, 격자 배열의 변형에 의하여 결정립계의 형성이 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 이는, CAAC-OS가 a-b면 방향에서 산소 원자의 배열이 조밀하지 않거나, 금속 원소가 치환됨으로써 원자 사이의 결합 거리가 변화되는 것 등에 의하여 변형을 허용할 수 있기 때문이다.
또한 CAAC-OS는 인듐 및 산소를 가지는 층(이후, In층이라고 함)과, 원소 M, 아연, 및 산소를 가지는 층(이후, (M, Zn)층이라고 함)이 적층된 층상의 결정 구조(층상 구조라고도 함)를 가지는 경향이 있다. 또한 인듐과 원소 M은 서로 치환할 수 있고, (M, Zn)층의 원소 M이 인듐으로 치환된 경우, (In, M, Zn)층이라고 나타낼 수도 있다. 또한 In층의 인듐이 원소 M으로 치환된 경우, (In, M)층이라고 나타낼 수도 있다.
CAAC-OS는 결정성이 높은 금속 산화물이다. 한편으로, CAAC-OS에서는 명확한 결정립계를 확인하기 어렵기 때문에, 결정립계에 기인하는 전자 이동도의 저하가 일어나기 어렵다고 할 수 있다. 또한 금속 산화물의 결정성은 불순물의 혼입이나 결함의 생성 등으로 인하여 저하되는 경우가 있기 때문에, CAAC-OS를 불순물이나 결함(산소 결손(VO: oxygen vacancy라고도 함) 등)이 적은 금속 산화물이라고 할 수도 있다. 따라서 CAAC-OS를 가지는 금속 산화물은 물리적 성질이 안정적이다. 그러므로, CAAC-OS를 가지는 금속 산화물은 열에 강하고 신뢰성이 높다.
nc-OS는 미소한 영역(예를 들어, 1nm 이상 10nm 이하의 영역, 특히 1nm 이상 3nm 이하의 영역)에서 원자 배열에 주기성을 가진다. 또한 nc-OS에서는 상이한 나노 결정 간에서 결정 방위에 규칙성이 보이지 않는다. 그러므로 막 전체에서 배향성이 보이지 않는다. 따라서 nc-OS는 분석 방법에 따라서는 a-like OS나 비정질 산화물 반도체와 구별할 수 없는 경우가 있다.
또한 인듐, 갈륨, 및 아연을 가지는 금속 산화물의 한 종류인 인듐-갈륨-아연 산화물(이후 IGZO라고 함)은 상술한 나노 결정으로 형성됨으로써 안정적인 구조를 가지는 경우가 있다. 특히 IGZO는 대기 중에서는 결정이 성장하기 어려운 경향이 있으므로 큰 결정(여기서는 수mm의 결정 또는 수cm의 결정)보다 작은 결정(예를 들어 상술한 나노 결정)으로 하는 것이 구조적으로 안정적인 경우가 있다.
a-like OS는 nc-OS와 비정질 산화물 반도체의 중간의 구조를 가지는 금속 산화물이다. a-like OS는 공동(void) 또는 저밀도 영역을 가진다. 즉 a-like OS는 nc-OS 및 CAAC-OS와 비교하여 결정성이 낮다.
산화물 반도체(금속 산화물)는 다양한 구조를 가지고, 각각이 상이한 특성을 가진다. 본 발명의 일 형태의 산화물 반도체는 비정질 산화물 반도체, 다결정 산화물 반도체, a-like OS, nc-OS, CAAC-OS 중 2종류 이상을 가져도 좋다.
반도체층으로서 기능하는 금속 산화물막은 불활성 가스 및 산소 가스 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 사용하여 성막할 수 있다. 또한 금속 산화물막의 성막 시의 산소의 유량비(산소 분압)에 특별한 한정은 없다. 다만, 전계 효과 이동도가 높은 트랜지스터를 얻는 경우에는, 금속 산화물막의 성막 시의 산소의 유량비(산소 분압)는 0% 이상 30% 이하가 바람직하고, 5% 이상 30% 이하가 더 바람직하고, 7% 이상 15% 이하가 더욱 바람직하다.
금속 산화물의 에너지 갭은 2eV 이상이 바람직하고, 2.5eV 이상이 더 바람직하고, 3eV 이상이 더욱 바람직하다. 이와 같이, 에너지 갭이 넓은 금속 산화물을 사용함으로써 트랜지스터의 오프 전류를 저감시킬 수 있다.
금속 산화물막의 형성 시의 기판 온도는, 350℃ 이하가 바람직하고, 실온 이상 200℃ 이하가 더 바람직하고, 실온 이상 130℃ 이하가 더욱 바람직하다. 금속 산화물막의 성막 시의 기판 온도가 실온이면 생산선을 높일 수 있어 바람직하다.
금속 산화물막은 스퍼터링법에 의하여 형성할 수 있다. 그 외에 예를 들어 PLD법, PECVD법, 열 CVD법, ALD법, 진공 증착법 등을 사용하여도 좋다.
여기까지가 금속 산화물에 대한 설명이다.
본 실시형태에서 예시한 구성예, 및 그들에 대응하는 도면 등은 적어도 그 일부를 다른 구성예, 또는 도면 등과 적절히 조합할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서 중에 기재하는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있는 디바이스, 및 디바이스를 사용한 인증 방법 등에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치가 적용된 디바이스는 표시면에 접촉된 손가락 등의 위치를 검출하는 터치 패널로서의 기능과, 표시면 위의 물체를 촬상하는 이미지 센서로서의 기능을 겸비한다. 예를 들어 표시면에 접촉하는 손가락 등을 촬상함으로써 지문 인증을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 형태는 표시면 내에 매트릭스로 배치된 수광 소자를 가지기 때문에 표시면 위의 어느 위치에서도 지문 인증을 위한 촬상을 실행할 수 있다. 그러므로 사용자가 스트레스를 받지 않는 인증 처리를 실행할 수 있다.
[디바이스의 구성예]
도 16에 본 발명의 일 형태의 디바이스(300)의 블록도를 도시하였다. 디바이스(300)는 제어부(301)와, 표시부(302)와, 기억부(304)를 가진다. 제어부(301)는 인증부(303)를 가진다. 표시부(302)는 표시 소자(305)와, 수광 소자(306)와, 터치 센서(307)를 가진다. 디바이스(300)는 예를 들어 휴대 정보 단말기 등의 전자 기기에 적용할 수 있다.
또한 본 명세서에 첨부의 도면에서는 구성 요소를 기능별로 분류하고, 서로 독립된 블록으로서 블록도를 도시하였지만, 실제의 구성 요소는 기능별로 원전히 분리해내는 것이 어렵고, 하나의 구성 요소가 복수의 기능에 관련될 수 있고, 하나의 기능이 복수의 구성 요소에 의하여 실현될 수도 있다.
제어부(301)는 디바이스(300)의 시스템을 전반적으로 제어하는 기능을 가진다. 또한 제어부(301)는 디바이스(300)가 가지는 각 컴포넌트를 통괄적으로 제어하는 기능을 가진다.
제어부(301)는 예를 들어 중앙 연산 장치(CPU: Central Processing Unit)로서의 기능을 가진다. 제어부(301)는 다양한 프로그램으로부터의 명령을 프로세서에 의하여 해석하고 실행함으로써 각종 데이터 처리나 프로그램 제어를 수행한다. 프로세서에 의하여 실행될 수 있는 프로그램은 프로세서가 가지는 메모리 영역에 저장되어 있어도 좋고, 기억부(304)에 저장되어 있어도 좋다.
또한 제어부(301)는 표시부(302)에 출력하는 화상 데이터를 생성하는 기능, 표시부(302)의 수광 소자(306)로부터 입력되는 촬상 화상(촬상 데이터)을 처리하는 기능, 터치 센서(307)로부터 입력되는 피검지체의 위치 정보를 처리하는 기능, 시스템의 잠금 상태를 제어하는 기능 등을 가진다.
표시부(302)는 화상을 표시하는 기능과, 터치를 검출하는 기능과, 화상을 촬상하는 기능을 가진다. 표시부(302)는 화면에 접촉한 손가락을 촬상함으로써 지문 정보를 취득할 수 있다. 표시부(302)는 지문 정보 취득 기능을 가지는 터치 패널이라고도 할 수 있다.
더 구체적으로 표시부(302)는 제어부(301)로부터 입력되는 화상 데이터에 의거하여 표시 소자(305)를 사용하여 화상을 표시하는 기능을 가진다. 또한 표시부(302)는 수광 소자(306)를 사용하여 지문 등의 촬상을 실행하고, 촬상 데이터를 제어부(301)에 출력하는 기능을 가진다. 또한 표시부(302)는 터치 센서(307)를 사용하여 손가락 등의 피검지체의 위치 정보를 취득하고, 제어부(301)에 출력하는 기능을 가진다.
표시부(302)에 적용할 수 있는 표시 장치의 구성은 실시형태 1을 원용할 수 있다.
표시부(302)는 화면 위의 어느 위치에서도 접촉된 손가락의 지문 정보를 취득할 수 있는 것이 바람직하다. 즉 화면 위에서의 터치 센서가 기능하는 범위와, 지문 정보를 취득할 수 있는 범위가 일치 또는 대략 일치되는 것이 바람직하다.
기억부(304)는 미리 등록된 사용자의 지문 정보를 유지하는 기능을 가진다. 기억부(304)는 제어부(301) 또는 인증부(303)의 요구에 따라 상기 지문 정보를 인증부(303)에 출력할 수 있다.
기억부(304)에는 사용자가 인증에 사용하는 모든 손가락의 지문 정보가 유지되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어 사용자의 오른손 검지와 왼손의 검지의 2개의 지문 정보를 유지할 수 있다. 사용자는 점지뿐만 아니라, 중지, 약지, 소지, 및 엄지 중 하나 이상의 지문 정보를 자유롭게 등록할 수 있고, 기억부(304)는 등록된 모든 지문 정보를 유지할 수 있다.
제어부(301)는 인증부(303)에서 실행되는 사용자 인증에서 인증된 경우에, 잠긴 상태에서, 잠금이 해제되고 사용될 수 있는 상태로 시스템을 이행하는 기능을 가진다.
또한 제어부(301)는 시스템이 잠금 싱태일 때, 표시부(302)가 터치 동작을 검출하고, 위치 정보가 출력되었을 때, 표시부(302)에 대하여 터치된 부분에 위치하는 표시 소자를 점등시키기 위하여, 화상 데이터를 생성하고, 표시부(302)에 출력하는 기능을 가진다. 또한 표시 소자를 점등시킨 상태로 지문의 촬상을 실행하도록 표시부(302)에 요구하는 기능을 가진다.
또한 제어부(301)는 시스템이 잠금 싱태일 때, 표시부(302)에 사용자에게 터치시키는 위치를 나타내는 화상(터치 위치를 알리는 화상이라고도 함)을 포함하는 화상 데이터를 생성하고, 표시부(302)에 출력하는 기능을 가져도 좋다.
인증부(303)는 표시부(302)로부터 입력되는 지문 정보와, 기억부(304)에 유지된 지문 정보를 대조하고, 이들이 일치될지 여부를 판정하는 처리(인증 처리)를 실행하는 기능을 가진다. 인증부(303)에 의하여 실행되는 인증 처리에 사용되는 방법으로서는 예를 들어 2개의 화상을 비교하여, 그 유사도를 사용하는 템플릿 매칭법(Template Matching) 또는 패턴 매칭법(Pattern Matching) 등의 방법을 사용할 수 있다. 또한 기계 학습을 사용한 추론에 의하여 지문 인증 처리를 실행하여도 좋다. 이때 인증 처리는 특히 뉴럴 네트워크를 사용한 추론에 의하여 수행되는 것이 바람직하다.
[인증 방법의 예 1]
이하에서는 디바이스(300)를 사용한 인증 방법의 일례에 대하여 설명한다. 여기서는 지문 인증에 따른 동작에 대하여 설명한다.
도 17은 디바이스(300)를 사용한 인증 방법의 동작에 따른 흐름도이다.
우선 처리가 시작된다. 이때 디바이스(300)의 시스템은 잠근 상태이고 사용자가 실행할 수 있는 기능이 제한된 상태(로그아웃 상태, 로그오프 상태를 포함함)이다.
단계 S11에서 표시부(302)를 터치하였는지 여부를 검출한다. 터치의 검출은 터치 센서(307)에 의하여 실행된다. 터치를 검출한 경우에는 단계 S12로 이행한다. 단계 S11은 터치가 검출될 때까지 반복적으로 실행된다.
단계 S12에 의하여 터치 위치의 위치 정보를 취득한다. 위치 정보는 터치 센서(307)로부터 제어부(301)에 출력된다.
단계 S13에서 위치 정보에 의거하여, 터치 위치 및 그 근방에 위치하는 표시 소자(305)를 점등한다. 이때 제어부(301)는 터치 위치 및 그 근방의 부분이 밝고(계조값이 높고), 그 외의 부분이 어두운(계조값이 낮은) 화상 데이터를 생성하여 표시부(302)에 출력함으로써 표시부(302)에 상기 화상 데이터에 의거한 화상이 표시된다.
표시 소자(305)로부터 방출되는 광은 수광 소자(306)로 촬상할 때 광원으로서 사용할 수 있다. 그러므로 점등되는 표시 소자(305)는 수광 소자(306)가 수광할 수 있는 광을 방출하는 표시 소자로 할 수 있다. 예를 들어 표시부(302)가 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색의 표시 소자(305)를 가지는 경우에는 표시 소자(305) 중 어느 하나, 어느 2개, 또는 3개 모두를 점등할 수 있다.
단계 S13에서 터치 위치 및 그 근방을 밝게 표시(점등)하고, 그 외의 부분을 소등할 수 있다. 이에 의하여 점등되는 표시 소자(305)는 손가락에 의하여 숨겨지기 때문에 사용자에게 밝은 광이 시인되는 것을 방지할 수 있다. 즉 지문 인증을 위한 광원을 사용자에게 직접 시인되는 것을 방지할 수 있게 된다. 예를 들어 어두운 환경하에서는 지문 인증을 위한 광원을 사용자가 직접 시인하면 눈부심을 느끼고, 최악의 경우 눈이 상할 위험성이 있어, 손가락으로 숨겨진 위치만을 점등함으로써 사용자에게 주는 부담을 저감할 수 있다.
또한 터치 위치 이외의 부분은 소등시켜도 좋고, 다른 화상을 표시한 상태이어도 좋다.
여기서 점등시키는 표시 소자(305)의 밝기는 환경광이나 수광 소자(306)의 감도에 따라 적절히 변경할 수 있지만 가능한 한 밝게 점등하는 것이 바람직하다. 예를 들어 표시 소자(305)를 가장 밝게 점등시킬 때의 휘도 또는 계조값을 100%로 하였을 때, 휘도 또는 계조값을 50% 이상 100% 이하, 바람직하게는 70% 이상 100% 이하, 더 바람직하게는 80% 이상 100% 이하로 할 수 있다.
또한 점등하는 범위는 손가락으로 숨겨진 범위로 하는 것이 바람직하다. 손가락으로 화면을 터치하는 경우, 손가락의 접촉면은 사용자가 보았을 때의 손가락의 윤곽보다 내측으로 위치하며, 손가락의 화면에 대한 투영 면적은 손가락의 접촉 면적보다 커진다. 그러므로 점등하는 범위는 접촉 면적을 100%로 하였을 때, 50% 이상 150% 이하, 바람직하게는 70% 이상 130% 이하, 더 바람직하게는 80% 이상 120% 이하로 할 수 있다. 점등 면적이 50%보다 작으면 촬상으로 얻어지는 지문 정보가 부족하고, 인증의 정밀도가 저하될 가능성이 있다. 한편으로 점등 면적이 150%를 넘는 경우에는, 사용자가 광원을 직접 시인할 우려가 있다.
또한 점등하는 범위를 터치 위치를 중심으로 한 반경 r의 원으로서 상기 r의 값을 미리 설정할 수 있는 구성으로 하여도 좋다. 손가락의 크기나 형상은 사용자의 나이, 성별, 체격 등에 따라 다양하기 때문에 점등하는 범위를 규정하는 원의 반경 r는 사용자가 설정할 수 있어도 좋다.
이어서 단계 S14에서 지문 정보를 취득한다. 지문 정보는 수광 소자(306)로 촬상한 화상 데이터로서 표시부(302)로부터 제어부(301)에 출력된다.
단계 S15에서 인증부(303)에 의하여 인증 처리를 실행한다. 구체적으로는 인증부(303)는 표시부(302)로부터 출력된 지문 정보(화상 데이터)와, 미리 등록되고 기억부(304)에 유지된 사용자의 지문 정보를 대조하고, 이들이 일치될지 여부를 판정한다. 인증된(즉 2개의 지문 정보가 일치한다고 판정된) 경우에는 단계 S16으로 이행한다. 인증되지 않은(즉 2개의 지문 정보가 일치하지 않다고 판정된) 경우에는, 처리를 종료한다.
여기서 기억부(304)에 2개 이상의 지문 정보가 저장되는 경우에는 모든 지문 정보에 대하여 상기 인증 처리를 실행한다.
단계 S16에서 제어부(301)는 디바이스(300)의 시스템에서 잠금이 해제된 상태로 이행한다(로그인 상태로 하는 것을 포함함).
여기까지가 도 17에 도시된 흐름도에 대한 설명이다.
이하에서는 상기 인증 방법에 따른 구체적인 사용예에 대하여 설명한다. 도 18(A) 내지 (C)는 상기 인증 방법이 적용된 전자 기기를 사용하는 모양을 도시한 것이다.
도 18의 (A)에는 상기 디바이스(300)가 적용된 전자 기기(320)를 도시하였다. 전자 기기(320)는 하우징(321)과 표시부(322)를 가진다. 하우징(321) 내에는 상기 제어부(301)를 가지고 표시부(322)에는 상기 표시부(302)가 적용되어 있다.
도 18의 (A)는 표시부(322)에 손가락(330)으로 터치시켜 지문의 촬상을 수행하는 모양을 나타낸 것이다.
도 18의 (B)는, 도 18의 (A)에서의 손가락(330)을 투과시켜, 윤곽만을 파선으로 나타낸 도면이다. 도 18의 (B)는 손가락(330)을 터치된 부분을 포함하는 영역(325)에 위치하는 표시 소자가 점등하는 모양을 나타낸 것이다. 도 18의 (A) 및 (B)에 나타낸 바와 같이 밝게 점등하는 영역(325)은 손가락(330)으로 가려지고 사용자가 시인하기 어렵다. 그러므로 사용자가 스트레스를 받지 않고 지문 인증을 실행할 수 있다.
또한 전자 기기(320)는 표시부(322) 내의 어느 위치에서도 지문 인증을 수행할 수 있다. 도 18의 (C)는, 도 18의 (A) 및 (B)와 상이한 위치를 터치하고, 지문의 촬상을 수행하는 모양을 나타낸 것이다.
[인증 방법의 예 2]
이하에서는 인증 방법의 상기 방법과 상이한 예에 대하여 설명한다. 도 19는 디바이스(300)를 사용한 인증 방법의 동작에 따른 흐름도이다.
우선 처리가 시작된다. 이때 디바이스(300)의 시스템은 잠긴 상태이다.
단계 S21에서 디바이스(300)에 대한 사용자의 조작을 검지한다. 예를 들어 전자 기기의 전원이 켜지는 것, 물리 버튼이 눌리는 것, 표시부(302)가 터치되는 것, 사용자의 시인을 검지하는 것, 환경광이 밝아지는 것, 또는 전자 기기의 자세가 크게 변화되는 것 등을 들 수 있다. 조작을 검지한 경우에는 단계 S22로 이행한다. 단계 S21은 조작을 검지할 때까지 반복적으로 실행된다.
이어서 단계 S22에서 표시부(302)에 인증 위치 화상을 표시한다. 인증 위치 화상은 사용자에게 터치시키는 위치를 나타내는 화상, 사용자에게 터치 위치를 알리는 화상, 사용자에게 터치를 촉진하는 문자 정보 등을 포함한다.
구체적으로 제어부(301)는 인증 위치 화상을 포함하는 화상 데이터를 생성하고 표시부(302)에 출력함으로써 표시부(302)에 상기 화상 데이터에 의거한 화상이 표시된다.
여기서 인증 위치 화상이 나타내는 위치는 처리를 실행할 때마다 같은 위치이어도 좋지만, 처리를 실행할 때마다 상이한 위치로 하는 것이 바람직하다. 즉 처리를 실행할 때마다 상이한 위치에 랜덤하게 나타내는 부분을 사용자에게 터치시켜 지문 인증을 실행할 수 있다.
예를 들어 지문의 촬상을 매번 같은 위치에서 수행하면 지문을 촬상하는 광원으로서 점등시키는 표시 소자(305)나 화소를 구성하는 트랜지스터의 열화가 진행하기 쉬워지고, 표시 소자(305)의 발광 휘도의 저하나 화면의 잔상 등의 문제가 발생될 경우가 있다. 그러므로 상술한 바와 같이 처리를 실행할 때마다 상이한 위치에서 지문 인증을 실행함으로써 표시 소자(305)의 휘도의 저하나 화면의 잔상 등을 억제할 수 있다.
또한 처리를 실행할 때마다 상이한 위치에서 지문 인증을 수행함으로써 사용자는 능동적으로 인증을 위한 동작을 수행할 필요가 있기 때문에, 사용자의 보안 의식을 향상시킬 수 있다는 효과를 가진다.
여기서 인증 위치 화상으로서 터치 위치뿐만 아니라 터치하는 손가락을 지정하는 화상 또는 문자 정보를 함께 표시할 수도 있다. 예를 들어 "중지로 터치해 주세요" 등의 문자 정보를 표시하고, 나중의 인증 처리에서 중지의 지문 정보를 사용하여 인증을 실행할 수 있다. 지정하는 손가락에 대해서도 터치 위치와 마찬가지로, 처리할 때마다 랜덤으로 상이하게 할 수 있다.
또한 표시부(302)에 인증 위치 화상을 복수로 표시하고, 2개 이상의 손가락으로 동시에 터치시켜, 2개 이상의 지문 정보에 의거하여 인증 처리를 수행할 수도 있다. 또는 하나의 손가락으로 인증 처리를 실행하고, 인증된 경우에 상이한 손가락으로 지문 인증을 실행한다는 다단계 인증을 더 실행하여도 좋다.
이와 같이 하나의 지문 정보만으로 인증 처리를 실행하는 것이 아니라 복수의 지문 정보를 랜덤하게 지정하고 인증 처리를 실행함으로써 보안을 극히 높은 것을 할 수 있다. 예를 들어 악의를 품은 사용자가 원래 사용자(소유자)의 지문 정보를 부정으로 취득하여 디바이스(300)를 사용하는 경우에서도 복수의 (바람직하게는 모든) 손가락의 지문 정보가 없으면 디바이스(300)를 사용할 수 없기 때문에 부정 이용을 접합하게 방지할 수 있다.
단계 S23에서 인증 위치 화상에 대응하는 위치에 터치되었는지 여부를 검출한다. 터치의 검출은 터치 센서(307)에 의하여 실행된다. 터치를 검출한 경우에는 단계 S24로 이행한다. 일정 기간 터치가 검출되지 않은 경우, 또는 상이한 위치가 터치된 경우에는 처리를 종료한다.
단계 S24에서 터치 위치 및 그 근방에 위치하는 표시 소자(305)를 점등한다. 단계 S24는 상기 인증 방법의 예 1의 단계 S13을 원용할 수 있다.
단계 S25에서 지문 정보를 취득한다. 지문 정보는 수광 소자(306)로 촬상한 화상 데이터로서 표시부(302)로부터 제어부(301)에 출력된다.
단계 S26에서 인증부(303)에 의하여 인증 처리를 실행한다. 인증된 경우에는 단계 S27로 이행한다. 인증되지 않은 경우에는 처리를 종료한다. 인증 처리에 대해서는 상기 인증 방법의 예 1의 단계 S15를 원용할 수 있다.
여기서 단계 S22에서 인증 위치 화상으로서 터치하는 손가락을 지정하는 화상 또는 문자 정보를 터치 위치에 맞춰 표시부(302)에 표시한 경우에는 대응하는 손가락의 지문 정보를 사용하여 인증 처리를 실행한다.
또한 상술한 바와 같이 단계 S22에서 2개 이상의 손가락에 대응한 복수의 인증 위치 화상을 표시부(302)에 표시한 경우에는 대응하는 복수의 손가락의 지문 정보를 사용하여 인증 처리를 실행한다.
단계 S27에서 제어부(301)는 디바이스(300)의 시스템에서 잠금이 해제된 상태로 이행한다(로그인 상태로 하는 것을 포함함).
여기까지가 도 19에 도시된 흐름도에 대한 설명이다.
여기서 단계 S22에서 설명한 다단계 인증을 수행하는 경우에는, 단계 S22에서 단계 S26까지의 처리를 복수회 실행하면 좋다. 예를 들어 2단계 인증을 실행하는 경우에는 첫 번째 처리에서 오른손의 중지의 지문을 사용하여 인증 처리를 수행하고, 인증된 경우에 이어서 두 번째 처리에서 왼손의 약지의 지문을 사용하여 인증 처리를 수행하고, 인증된 경우에 시스템에서 잠금을 해제한다는 처리를 실행할 수 있다. 또한 첫 번째와 두 번째 처리에서 지정하는 손가락은 처리마다 랜덤하게 변경하는 것이 바람직하다.
도 20의 (A)는 전자 기기(320)의 표시부(322)에 인증 위치 화상으로서 화상(326)이 표시되고, 상기 화상(326)에서 나타내어진 부분을 손가락(330)으로 터치하고자 하는 모양을 나타낸 것이다.
화상(326)은 지문을 모방한 일러스트에 더하여 사용자에게 터치를 촉진하기 위한 문자 정보로서 "Touch Here"라는 문자를 가진다. 일러스트뿐만 아니라 문자 정보를 부가함으로써 사용자에세 알기 쉽게 위치를 나타낼 수 있다.
도 20의 (B)는 도 20의 (A)와는 상이한 위치에 화상(326)이 표시되고, 손가락(330)으로 터치하고자 하는 모양을 나타낸 것이다.
[전자 기기의 구성예]
도 21의 (A)에 전자 기기(320)의 개략도를 도시하였다. 전자 기기(320)는 하우징(321)이 표시부(322)를 가진다. 도 21의 (A)에는 표시부(322) 내의 하나의 화소의 확대도를 도시하였다. 표시부(322)에 제공되는 화소는 발광 소자(21R), 발광 소자(21G), 발광 소자(21B), 및 수광 소자(22)를 가진다. 또한 격자 형상의 상면 형상을 가지는 도전층(251)이 제공되고, 도전층(251)의 개구에 중첩되도록 발광 소자(21R), 발광 소자(21G), 발광 소자(21B), 및 수광 소자(22)가 배치되어 있다.
전자 기기(320)는 표시부(322)의 영역 전체가 터치 패널로서 기능한다. 또한 전자 기기(320)는 표시부(322)의 영역 전체에 걸쳐 수광 소자(22)를 가지는 화소가 제공되어 있다. 그러므로 표시부(322) 중 어느 부분을 터치하여도 지문의 촬상을 수행할 수 있다.
도 21의 (B)에 도시된 전자 기기(320A)는 표시부(322)가 2개의 영역(영역(322A), 영역(322B))을 가진다. 도 21의 (B)에서는 영역(322B)이 표시부(322) 내의 하측에 위치하고, 그 외의 영역이 영역(322A)이 되어 있다.
도 21의 (B)에 영역(322A) 및 영역(322B)에 제공되는 하나의 화소의 확대도를 각각 도시하였다. 영역(322B)에 제공되는 화소는 도 21의 (A)에서 도시된 전자 기기(320)의 표시부(322)에 제공되는 화소와 마찬가지로 발광 소자(21R), 발광 소자(21G), 발광 소자(21B), 및 수광 소자(22)를 가진다.
또한 영역(322A)에 제공되는 화소는 수광 소자(22)를 가지지 않고 발광 소자만으로 구성되어 있다. 도 21의 (B)에서는 화소가 하나의 발광 소자(21R)와, 하나의 발광 소자(21G)와, 2개의 발광 소자(21B)를 가지는 예를 도시하였다. 또한 이에 한정되지 않고 다른 발광 소자를 2개 가져도 좋다. 또한 영역(322B)과 화소 배열을 상이하게 하여도 좋고, 예를 들어 스트라이프로 발광 소자(21R), 발광 소자(21G), 발광 소자(21B)를 배열시킬 수도 있다. 영역(322A)과 영역(322B)에서 같은 화소 배열로 하면, 이들의 경계가 시인되기 어려워지기 때문에 바람직하다.
또한 영역(322A)과 영역(322B)에는 둘 다 격자 형상의 도전층(251)이 제공되어 있다. 이로써 표시부(322)의 영역 전체가 터치 패널로서 기능한다.
도 21의 (B)에서는 영역(322B)을 터치함으로써 지문 인증을 실행할 수 있다. 이로써 사용자는 언제나 화면 내의 같은 부분에서 지문 인증을 실행할 수 있기 때문에 사용 편의성이 좋은(사용자 친화적인) 전자 기기로 할 수 있다.
또한 도 21의 (B)에서는 영역(322B)이 표시부(322)의 아래쪽에 위치하고, 또한 영역(322B)의 형상이 대략 원형인 예를 도시하였지만 영역(322B)의 위치 및 형상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 표시부(322)의 윤곽의 일부를 따라 제공되어도 좋다. 또한 영역(322B)의 개수는 하나에 한정되지 않고, 영역(322B)을 표시부(322) 내에 복수로 배치하여도 좋다.
여기까지가 전자 기기의 구성예에 대한 설명이다.
또한 본 발명의 일 형태의 디바이스에 의하여 실행되는 인증 방법, 처리 방법, 조작 방법, 동작 방법, 또는 표시 방법 등은 예를 들어 프로그램으로서 기술될 수 있다. 예를 들어 상기에서 예시한 디바이스(300) 등에 의하여 실행되는 인증 방법, 처리 방법, 조작 방법, 동작 방법, 또는 표시 방법 등이 기술된 프로그램은 비일시적 기억 매체에 저장되고, 디바이스(300)의 제어부(301)가 가지는 연산 장치 등에 의하여 판독되어 실행할 수 있다. 즉 상기에서 예시한 인증 방법, 동작 방법 등을, 하드웨어에 의하여 실행시키기 위한 프로그램, 및 상기 프로그램이 저장된 비일시적 기억 매체는 본 발명의 일 형태이다.
본 실시형태에서 예시한 구성예, 및 이들에 대응하는 도면 등은, 적어도 적어도 그 일부를 다른 구성예, 또는 도면 등과 적절히 조합할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서 중에 기재하는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치에 적용할 수 있는 화소의 구성에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 표시 패널은 수광 소자를 가지는 제 1 화소 회로 및 발광 소자를 가지는 제 2 화소 회로를 가진다. 제 1 화소 회로와 제 2 화소 회로는 각각 매트릭스로 배치된다.
도 22의 (A)에 수광 소자를 가지는 제 1 화소 회로의 일례를 도시하고, 도 22의 (B)에 발광 소자를 가지는 제 2 화소 회로의 일례를 도시하였다.
도 22의 (A)에 도시된 화소 회로(PIX1)는 수광 소자(PD), 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M2), 트랜지스터(M3), 트랜지스터(M4), 및 용량 소자(C1)를 가진다. 여기서는, 수광 소자(PD)로서 포토다이오드를 사용한 예를 기재한다.
수광 소자(PD)는 음극이 배선(V1)과 전기적으로 접속되고, 양극이 트랜지스터(M1)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M1)는 게이트가 배선(TX)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 용량 소자(C1)의 한쪽 전극, 트랜지스터(M2)의 소스 및 드레인 중 한쪽, 및 트랜지스터(M3)의 게이트와 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M2)는 게이트가 배선(RES)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 배선(V2)과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M3)는 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(V3)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 트랜지스터(M4)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M4)는 게이트가 배선(SE)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 배선(OUT1)과 전기적으로 접속된다.
배선(V1), 배선(V2), 및 배선(V3)의 각각에는 정전위가 공급된다. 수광 소자(PD)를 역 바이어스로 구동시키는 경우에는, 배선(V2)에 배선(V1)의 전위보다 낮은 전위를 공급한다. 트랜지스터(M2)는 배선(RES)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 트랜지스터(M3)의 게이트에 접속되는 노드의 전위를, 배선(V2)에 공급되는 전위로 리셋하는 기능을 가진다. 트랜지스터(M1)는 배선(TX)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 수광 소자(PD)에 흐르는 전류에 따라 상기 노드의 전위가 변화하는 타이밍을 제어하는 기능을 가진다. 트랜지스터(M3)는 상기 노드의 전위에 따른 출력을 수행하는 증폭 트랜지스터로서 기능한다. 트랜지스터(M4)는 배선(SE)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 상기 노드의 전위에 따른 출력을 배선(OUT1)에 접속되는 외부 회로로 판독하기 위한 선택 트랜지스터로서 기능한다.
도 22의 (B)에 도시된 화소 회로(PIX2)는 발광 소자(EL), 트랜지스터(M5), 트랜지스터(M6), 트랜지스터(M7), 및 용량 소자(C2)를 가진다. 여기서는, 발광 소자(EL)로서 발광 다이오드를 사용한 예를 기재한다. 특히, 발광 소자(EL)로서 유기 EL 소자를 사용하는 것이 바람직하다.
트랜지스터(M5)는 게이트가 배선(VG)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(VS)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 용량 소자(C2)의 한쪽 전극 및 트랜지스터(M6)의 게이트와 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M6)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 배선(V4)과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽은 발광 소자(EL)의 양극 및 트랜지스터(M7)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M7)는 게이트가 배선(MS)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 배선(OUT2)과 전기적으로 접속된다. 발광 소자(EL)의 음극은 배선(V5)과 전기적으로 접속한다.
배선(V4) 및 배선(V5)의 각각에는 정전위가 공급된다. 발광 소자(EL)의 양극 측을 고전위로, 음극 측을 양극 측보다 저전위로 할 수 있다. 트랜지스터(M5)는 배선(VG)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 화소 회로(PIX2)의 선택 상태를 제어하기 위한 선택 트랜지스터로서 기능한다. 또한 트랜지스터(M6)는 게이트에 공급되는 전위에 따라 발광 소자(EL)에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터로서 기능한다. 트랜지스터(M5)가 도통 상태일 때, 배선(VS)에 공급되는 전위가 트랜지스터(M6)의 게이트에 공급되고, 그 전위에 따라 발광 소자(EL)의 발광 휘도를 제어할 수 있다. 트랜지스터(M7)는 배선(MS)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 트랜지스터(M6)와 발광 소자(EL) 사이의 전위를, 배선(OUT2)을 통하여 외부에 출력하는 기능을 가진다.
또한 본 실시형태의 표시 패널에서는 발광 소자를 펄스상으로 발광시킴으로써 화상을 표시하여도 좋다. 발광 소자의 구동 시간을 단축함으로써 표시 패널의 소비전력의 저감 및 발열의 억제를 도모할 수 있다. 특히 유기 EL 소자는 주파수 특성이 우수하기 때문에 적합하다. 주파수는 예를 들어 1kHz 이상 100MHz 이하로 할 수 있다.
여기서, 화소 회로(PIX1)가 가지는 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M2), 트랜지스터(M3), 및 트랜지스터(M4), 그리고 화소 회로(PIX2)가 가지는 트랜지스터(M5), 트랜지스터(M6), 및 트랜지스터(M7)에는 채널이 형성되는 반도체층에 금속 산화물(산화물 반도체)을 사용한 트랜지스터를 각각 적용하는 것이 바람직하다.
실리콘보다 밴드 갭이 넓고 캐리어 밀도가 작은 금속 산화물을 사용한 트랜지스터는 매우 작은 오프 전류를 실현할 수 있다. 오프 전류가 작기 때문에, 트랜지스터와 직렬로 접속된 용량 소자에 축적된 전하를 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다. 그러므로, 특히 용량 소자(C1) 또는 용량 소자(C2)에 직렬로 접속되는 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M2), 및 트랜지스터(M5)에는 산화물 반도체가 적용된 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다. 마찬가지로 이 외의 트랜지스터에도 산화물 반도체가 적용된 트랜지스터를 사용함으로써 제작 비용을 삭감할 수 있다.
또한 트랜지스터(M1) 내지 트랜지스터(M7)에, 채널이 형성되는 반도체에 실리콘이 적용된 트랜지스터를 사용할 수도 있다. 특히 단결정 실리콘이나 다결정 실리콘 등의 결정성이 높은 실리콘을 사용함으로써, 높은 전계 효과 이동도를 실현할 수 있고, 더 고속으로 동작할 수 있어 바람직하다.
또한 트랜지스터(M1) 내지 트랜지스터(M7) 중 하나 이상에 산화물 반도체가 적용된 트랜지스터를 사용하고, 이 외의 트랜지스터에는 실리콘이 적용된 트랜지스터를 사용하는 구성으로 하여도 좋다.
또한 도 22의 (A) 및 (B)에서, 트랜지스터를 n채널형 트랜지스터로서 표기하였지만, p채널형 트랜지스터를 사용할 수도 있다.
화소 회로(PIX1)가 가지는 트랜지스터와 화소 회로(PIX2)가 가지는 트랜지스터는 동일 기판 위에 나란히 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 화소 회로(PIX1)가 가지는 트랜지스터와 화소 회로(PIX2)가 가지는 트랜지스터를 하나의 영역 내에 혼재시켜 주기적으로 배열하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
또한 수광 소자(PD) 또는 발광 소자(EL)와 중첩되는 위치에 트랜지스터 및 용량 소자 중 한쪽 또는 양쪽을 가지는 층을 하나 또는 복수로 제공하는 것이 바람직하다. 이로써, 각 화소 회로의 실효적인 점유 면적을 작게 할 수 있고, 고정세의 수광부 또는 표시부를 실현할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서 중에 기재하는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있는 전자 기기에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시형태의 전자 기기는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가진다. 표시 장치는 광을 검출하는 기능을 가지기 때문에, 표시부에서 생체 인증을 수행하고, 그리고 터치 또는 니어 터치를 검출할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 전자 기기는 부정 사용이 어렵고, 보안 수준이 극히 높은 전자 기기이다. 또한 전자 기기의 기능성이나 편리성 등을 높일 수 있다.
전자 기기로서는 예를 들어 텔레비전 장치, 데스크톱형 또는 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 사이니지, 파칭코기 등의 대형 게임기 등 비교적 큰 화면을 가지는 전자 기기 외에, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 액자, 휴대 전화기, 휴대용 게임기, 휴대 정보 단말기, 음향 재생 장치 등을 들 수 있다.
본 실시형태의 전자 기기는 센서(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도(硬度), 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경사도, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것)를 가져도 좋다.
본 실시형태의 전자 기기는 다양한 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시부에 표시하는 기능, 터치 패널 기능, 달력, 날짜 또는 시각 등을 표시하는 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)를 실행하는 기능, 무선 통신 기능, 기록 매체에 기록되는 프로그램 또는 데이터를 판독하는 기능 등을 가질 수 있다.
도 23의 (A)에 도시된 전자 기기(6500)는 스마트폰으로서 사용할 수 있는 휴대 정보 단말기이다.
전자 기기(6500)는 하우징(6501), 표시부(6502), 전원 버튼(6503), 버튼(6504), 스피커(6505), 마이크로폰(6506), 카메라(6507), 및 광원(6508) 등을 가진다. 표시부(6502)는 터치 패널 기능을 가진다.
표시부(6502)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
도 23의 (B)는 하우징(6501)의 마이크로폰(6506) 측의 단부를 포함한 단면 개략도이다.
하우징(6501)의 표시면 측에는 투과성을 가지는 보호 부재(6510)가 제공되고, 하우징(6501)과 보호 부재(6510)로 둘러싸인 공간 내에 표시 패널(6511), 광학 부재(6512), 터치 센서 패널(6513), 프린트 기판(6517), 배터리(6518) 등이 배치된다.
보호 부재(6510)에는 표시 패널(6511), 광학 부재(6512), 및 터치 센서 패널(6513)이 접착층(도시 생략)에 의하여 고정되어 있다.
표시부(6502)보다 외측 영역에서 표시 패널(6511)의 일부가 접히고, 이 접힌 부분에 FPC(6515)가 접속되어 있다. FPC(6515)에는 IC(6516)가 실장되어 있다. FPC(6515)는 프린트 기판(6517)에 제공된 단자에 접속되어 있다.
표시 패널(6511)에는 본 발명의 일 형태의 플렉시블 디스플레이를 적용할 수 있다. 그러므로 매우 가벼운 전자 기기를 실현할 수 있다. 또한 표시 패널(6511)이 매우 얇기 때문에 전자 기기의 두께를 얇게 하면서 대용량 배터리(6518)를 탑재할 수도 있다. 또한 표시 패널(6511)의 일부를 접어 화소부의 이면에 FPC(6515)와의 접속부를 배치함으로써 슬림 베젤의 전자 기기를 실현할 수 있다.
도 24의 (A)에 텔레비전 장치의 일례를 도시하였다. 텔레비전 장치(7100)는 하우징(7101)에 표시부(7000)가 포함된다. 여기서는 스탠드(7103)에 의하여 하우징(7101)을 지지한 구성을 도시하였다.
표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
도 24의 (A)에 도시된 텔레비전 장치(7100)는 하우징(7101)이 가지는 조작 스위치나, 별체의 리모트 컨트롤러(7111)에 의하여 조작할 수 있다. 또는 표시부(7000)에 터치 센서를 가져도 좋고, 손가락 등으로 표시부(7000)를 터치함으로써 텔레비전 장치(7100)를 조작하여도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)는 상기 리모트 컨트롤러(7111)로부터 출력되는 정보를 표시하는 표시부를 가져도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)의 조작 키 또는 터치 패널에 의하여 채널 및 음량을 조작할 수 있기 때문에, 표시부(7000)에 표시되는 영상을 조작할 수 있다.
또한 텔레비전 장치(7100)는 수신기 및 모뎀 등을 가지는 구성으로 한다. 수신기에 의하여 일반적인 텔레비전 방송을 수신할 수 있다. 또한 모뎀을 통하여 유선 또는 무선에 의하여 통신 네트워크에 접속함으로써, 한 방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자 사이, 또는 수신자들 사이 등)의 정보 통신을 수행할 수도 있다.
도 24의 (B)에 노트북형 퍼스널 컴퓨터의 일례를 도시하였다. 노트북형 퍼스널 컴퓨터(7200)는 하우징(7211), 키보드(7212), 포인팅 디바이스(7213), 외부 접속 포트(7214) 등을 가진다. 하우징(7211)에 표시부(7000)가 포함된다.
표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
도 24의 (C) 및 (D)에 디지털 사이니지의 일례를 도시하였다.
도 24의 (C)에 도시된 디지털 사이니지(7300)는 하우징(7301), 표시부(7000), 및 스피커(7303) 등을 가진다. 또한 LED 램프, 조작 키(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자, 각종 센서, 마이크로폰 등을 가질 수 있다.
도 24의 (D)는 원주상 기둥(7401)에 제공된 디지털 사이니지(7400)이다. 디지털 사이니지(7400)는 기둥(7401)의 곡면을 따라 제공된 표시부(7000)를 가진다.
도 24의 (C) 및 (D)에서 표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
표시부(7000)가 넓을수록 한번에 제공할 수 있는 정보량을 늘릴 수 있다. 또한 표시부(7000)가 넓을수록 사람의 눈에 띄기 쉽고, 예를 들어 광고의 선전(宣傳) 효과를 높일 수 있다.
표시부(7000)에 터치 패널을 적용함으로써, 표시부(7000)에 화상 또는 동영상을 표시할 뿐만 아니라, 사용자가 직관적으로 조작할 수 있어 바람직하다. 또한 노선 정보 또는 교통 정보 등의 정보를 제공하기 위한 용도로 사용하는 경우에는, 직관적인 조작에 의하여 사용성을 높일 수 있다.
또한 도 24의 (C) 및 (D)에 도시된 바와 같이, 디지털 사이니지(7300) 또는 디지털 사이니지(7400)는 사용자가 가지는 스마트폰 등의 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)와 무선 통신에 의하여 연계 가능한 것이 바람직하다. 예를 들어 표시부(7000)에 표시되는 광고의 정보를, 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)의 화면에 표시시킬 수 있다. 또한 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)를 조작함으로써, 표시부(7000)의 표시를 전환할 수 있다.
또한 디지털 사이니지(7300) 또는 디지털 사이니지(7400)에 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)의 화면을 조작 수단(컨트롤러)으로 한 게임을 실행시킬 수도 있다. 이에 의하여, 불특정 다수의 사용자가 동시에 게임에 참여하여 즐길 수 있다.
도 25의 (A) 내지 (F)에 도시된 전자 기기는 하우징(9000), 표시부(9001), 스피커(9003), 조작 키(9005)(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자(9006), 센서(9007)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도, 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경사도, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것), 마이크로폰(9008) 등을 가진다.
도 25의 (A) 내지 (F)에 도시된 전자 기기는 다양한 기능을 가진다. 예를 들어, 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시부에 표시하는 기능, 터치 패널 기능, 달력, 날짜, 또는 시각 등을 표시하는 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)에 의하여 처리를 제어하는 기능, 무선 통신 기능, 기록 매체에 기록되는 프로그램 또는 데이터를 판독하여 처리하는 기능 등을 가질 수 있다. 또한 전자 기기의 기능은 이들에 한정되지 않고, 다양한 기능을 가질 수 있다. 전자 기기는 복수의 표시부를 가져도 좋다. 또한 전자 기기는 카메라 등이 제공되고, 정지 화상이나 동영상을 촬영하고 기록 매체(외부 기록 매체 또는 카메라에 내장된 기록 매체)에 저장하는 기능, 촬영한 화상을 표시부에 표시하는 기능 등을 가져도 좋다.
도 25의 (A) 내지 (F)에 도시된 전자 기기의 상세한 사항에 대하여 이하에서 설명한다.
도 25의 (A)는 휴대 정보 단말기(9101)를 도시한 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9101)는 예를 들어 스마트폰으로서 사용할 수 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9101)에는 스피커(9003), 접속 단자(9006), 센서(9007) 등을 제공하여도 좋다. 또한 휴대 정보 단말기(9101)는 문자나 화상 정보를 그 복수의 면에 표시할 수 있다. 도 25의 (A)에는 3개의 아이콘(9050)을 표시한 예를 도시하였다. 또한 파선의 직사각형으로 나타낸 정보(9051)를 표시부(9001)의 다른 면에 표시할 수도 있다. 정보(9051)의 예로서는 전자 메일, SNS, 전화 등의 착신의 알림, 전자 메일이나 SNS 등의 제목, 송신자명, 일시, 시각, 배터리의 잔량, 안테나 수신의 강도 등이 있다. 또는 정보(9051)가 표시되는 위치에는 아이콘(9050) 등을 표시하여도 좋다.
도 25의 (B)는 휴대 정보 단말기(9102)를 도시한 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9102)는 표시부(9001)의 3면 이상에 정보를 표시하는 기능을 가진다. 여기서는 정보(9052), 정보(9053), 정보(9054)가 각각 상이한 면에 표시되어 있는 예를 나타내었다. 예를 들어, 사용자는 옷의 가슴 포켓에 휴대 정보 단말기(9102)를 수납한 상태에서, 휴대 정보 단말기(9102) 위쪽에서 볼 수 있는 위치에 표시된 정보(9053)를 확인할 수 있다. 사용자는 휴대 정보 단말기(9102)를 포켓으로부터 꺼내지 않고 표시를 확인하고, 예를 들어 전화를 받을지 여부를 판단할 수 있다.
도 25의 (C)는 손목시계형 휴대 정보 단말기(9200)를 도시한 사시도이다. 또한 표시부(9001)는 그 표시면이 만곡되어 제공되고, 만곡된 표시면을 따라 표시를 할 수 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9200)는 예를 들어 무선 통신이 가능한 헤드세트와의 상호 통신에 의하여 핸즈프리로 통화를 할 수도 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9200)는 접속 단자(9006)에 의하여 다른 정보 단말기와 상호로 데이터를 주고받고 하거나 충전할 수도 있다. 또한 무선 급전에 의하여 충전하여도 좋다.
도 25의 (D) 내지 (F)는 접을 수 있는 휴대 정보 단말기(9201)를 도시한 사시도이다. 또한 도 25의 (D)는 휴대 정보 단말기(9201)가 펼쳐진 상태의 사시도이고, 도 25의 (F)는 접힌 상태의 사시도이고, 도 25의 (E)는 도 25의 (D) 및 (F) 중 하나로부터 다른 하나로 변화되는 도중의 상태의 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9201)는 접힌 상태에서는 휴대성이 우수하고, 펼쳐진 상태에서는 이음매가 없는 넓은 표시 영역에 의하여 표시의 일람성이 우수하다. 휴대 정보 단말기(9201)가 가지는 표시부(9001)는 힌지(9055)에 의하여 연결된 3개의 하우징(9000)으로 지지된다. 예를 들어, 표시부(9001)는 곡률 반경 0.1mm 이상 150mm 이하로 구부릴 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서 중에 기재하는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
X1 내지 X4: 배선, Y1 내지 Y8: 배선, 10: 표시 장치, 11: 기판, 12: 기판, 14: 기억부, 15: 기능층, 20: 화소, 21R: 발광 소자, 21G: 발광 소자, 21B: 발광 소자, 22: 수광 소자, 31:도전층, 32:도전층, 35: 용량, 36: 광, 60: 손가락, 100A 내지 100H: 표시 장치, 100J: 표시 장치, 110: 수광 소자, 111: 화소 전극, 112: 공통층, 113: 활성층, 114: 공통층, 115: 공통 전극, 121: 광, 122: 광, 131: 트랜지스터, 132: 트랜지스터, 142: 접착층, 143: 공간, 149: 렌즈, 151 내지 154: 기판, 155: 접착층, 162: 표시부, 164: 회로, 165: 배선, 166: 도전층, 172: FPC, 173: IC, 182: 버퍼층, 184: 버퍼층, 190:발광 소자, 191:화소 전극, 192, 194:버퍼층, 193:발광층, 195:보호층, 195a: 무기 절연층, 195b: 유기 절연층, 195c: 무기 절연층, 200A 내지 D: 표시 장치, 201: 트랜지스터, 205: 트랜지스터, 208: 트랜지스터, 209: 트랜지스터, 210: 트랜지스터, 204: 접속부, 211 내지 215: 절연층, 216: 격벽, 218: 절연층, 221: 도전층, 222a: 도전층, 222b: 도전층, 223: 도전층, 225: 절연층, 228: 영역, 231: 반도체층, 231i: 채널 형성 영역, 231n: 저저항 영역, 242: 접속층, 251: 도전층, 251t: 도전층, 251X: 도전층, 251Y: 도전층, 252: 도전층, 252t: 도전층, 253: 절연층, 254: 절연층, 255: 기판, 258: 기판, 256: 접착층, 257: 접착층, 300: 디바이스, 301: 제어부, 302: 표시부, 303: 인증부, 304: 기억부, 305: 표시 소자, 306: 수광 소자, 307: 터치 센서, 320: 전자 기기, 320A: 전자 기기, 321: 하우징, 322: 표시부, 322A: 영역, 322B: 영역, 325: 영역, 326: 화상, 330: 손가락

Claims (8)

  1. 표시 장치로서,
    발광 소자;
    수광 소자;
    제 1 도전층;
    제 2 도전층; 및
    절연층을 포함하고,
    상기 발광 소자는 제 1 화소 전극, 발광층, 및 공통 전극을 포함하고,
    상기 수광 소자는 제 2 화소 전극, 활성층, 및 상기 공통 전극을 포함하고,
    상기 제 1 화소 전극 및 상기 제 2 화소 전극은 동일면 위에 있고,
    상기 공통 전극은 상기 발광층을 개재하여 상기 제 1 화소 전극과 중첩되는 부분 및 상기 활성층을 개재하여 상기 제 2 화소 전극과 중첩되는 부분을 포함하고,
    상기 제 1 도전층, 상기 제 2 도전층, 및 상기 절연층은 상기 공통 전극 위쪽에 있고,
    상기 절연층은 상기 제 1 도전층 위쪽에 있고,
    상기 제 2 도전층은 상기 절연층 위쪽에 있고,
    상기 수광 소자는 상기 발광 소자로부터 방출되는 광을 수광하는 기능을 가지는, 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도전층은 복수의 개구를 포함하고,
    상기 발광 소자는 상기 제 1 도전층의 상기 개구 중 하나와 중첩되고,
    상기 수광 소자는 상기 제 1 도전층의 상기 개구 중 다른 하나와 중첩되는, 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    공통층을 더 포함하고,
    상기 공통층은 상기 제 1 화소 전극과 상기 공통 전극 사이의 부분 및 상기 제 2 화소 전극과 상기 공통 전극 사이의 부분을 포함하고,
    상기 발광층과 상기 활성층은 상이한 유기 화합물을 포함하는, 표시 장치.
  4. 표시 장치로서,
    발광 소자;
    수광 소자;
    제 1 도전층;
    제 2 도전층;
    절연층; 및
    보호층을 포함하고,
    상기 발광 소자는 제 1 화소 전극, 발광층, 및 공통 전극을 포함하고,
    상기 수광 소자는 제 2 화소 전극, 활성층, 및 상기 공통 전극을 포함하고,
    상기 제 1 화소 전극 및 상기 제 2 화소 전극은 동일면 위에 있고,
    상기 공통 전극은 상기 발광층을 개재하여 상기 제 1 화소 전극과 중첩되는 부분 및 상기 활성층을 개재하여 상기 제 2 화소 전극과 중첩되는 부분을 포함하고,
    상기 보호층은 상기 공통 전극 위쪽에 있고,
    상기 제 1 도전층은 상기 보호층의 위쪽에 있고,
    상기 절연층은 상기 제 1 도전층 및 상기 보호층 위쪽에 있고,
    상기 제 2 도전층은 상기 절연층 위쪽에 있고,
    상기 수광 소자는 상기 발광 소자로부터 방출되는 광을 수광하는 기능을 가지는, 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 도전층은 복수의 개구를 포함하고,
    상기 발광 소자는 상기 제 1 도전층의 상기 개구 중 하나와 중첩되고,
    상기 수광 소자는 상기 제 1 도전층의 상기 개구 중 다른 하나와 중첩되는, 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    공통층을 더 포함하고,
    상기 공통층은 상기 제 1 화소 전극과 상기 공통 전극 사이의 부분 및 상기 제 2 화소 전극과 상기 공통 전극 사이의 부분을 포함하고,
    상기 발광층과 상기 활성층은 상이한 유기 화합물을 포함하는, 표시 장치.
  7. 표시 소자와 수광 소자가 매트릭스로 배치된 표시부, 상기 표시부에 대한 터치를 검출하는 터치 센서, 및 인증부를 포함하는 전자 기기의 인증 방법으로서,
    상기 터치 센서에 의하여 상기 표시부에 접촉하는 손가락의 위치 정보를 취득하는 단계;
    상기 표시부의, 상기 손가락에 의하여 접촉된 위치를 포함하는 상기 제 1 영역에서 상기 표시 소자를 점등하는 단계;
    상기 수광 소자에 의하여 상기 제 1 영역을 촬상하여, 지문 정보를 취득하는 단계; 및
    상기 인증부에 의하여 상기 지문 정보를 사용하여 사용자 인증 처리를 실행하는 단계를 포함하는, 인증 방법.
  8. 표시 소자와 수광 소자가 매트릭스로 배치된 표시부, 상기 표시부에 대한 터치를 검출하는 터치 센서, 및 인증부를 포함하는 전자 기기의 인증 방법으로서,
    사용자에게 터치 위치를 알리는 화상을 표시하는 단계;
    상기 터치 센서에 의하여 접촉된 상기 터치 위치를 검출하는 단계;
    상기 표시부의, 접촉된 상기 터치 위치를 포함하는 상기 제 1 영역에서 상기 표시 소자를 점등하는 단계;
    상기 수광 소자에 의하여 상기 제 1 영역을 촬상하여, 지문 정보를 취득하는 단계; 및
    상기 인증부에 의하여 상기 지문 정보를 사용하여 사용자 인증 처리를 실행하는 단계를 포함하는, 인증 방법.
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