KR20210114960A - 표시 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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KR20210114960A
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light
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light emitting
transistor
pixel
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KR1020217024055A
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순페이 야마자키
코지 쿠스노키
다이스케 쿠보타
타이스케 카마다
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

비접촉의 입력 기능을 가지는 표시 장치를 제공한다. 표시를 수행하는 제 1 발광 디바이스와, 검지를 위한 광을 발하는 제 2 발광 디바이스와, 수광 디바이스를 가지고, 수광 디바이스는 제 2 발광 디바이스가 발하고 대상물에서 반사된 광을 검출하는 기능을 가진다. 제 2 발광 디바이스가 발하는 광으로서는 시감도가 없는 근적외광을 사용한다. 따라서, 상기 광을 표시부로부터 높은 휘도로 발한 경우에도 표시를 시인하는 데 영향을 미치지 않는다. 또한 상기 광을 높은 휘도로 발함으로써, 표시 장치에서 떨어진 위치에 있는 대상물을 좋은 감도로 검출할 수 있다.

Description

표시 장치 및 전자 기기
본 발명의 일 형태는 표시 장치에 관한 것이다.
또한 본 발명의 일 형태는 상기 기술분야에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 형태의 기술분야의 일례로서는 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 기억 장치, 전자 기기, 조명 장치, 입력 장치(예를 들어 터치 센서 등), 입출력 장치(예를 들어 터치 패널 등), 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법을 들 수 있다.
또한 본 명세서 등에서 반도체 장치란, 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치 전반을 가리킨다. 트랜지스터, 반도체 회로는 반도체 장치의 일 형태이다. 또한 기억 장치, 표시 장치, 촬상 장치, 전자 기기는 반도체 장치를 가지는 경우가 있다.
근년, 표시 장치는 다양한 용도로 응용되고 있다. 예를 들어 대형 표시 장치의 용도로서는, 가정용 텔레비전 장치, 디지털 사이니지, PID(Public Information Display) 등을 들 수 있다. 또한 중소형 표시 장치의 용도로서는, 스마트폰이나 태블릿 단말기 등의 휴대 정보 단말기를 들 수 있다.
표시 장치로서는, 예를 들어 발광 디바이스를 가지는 발광 장치가 개발되고 있다. 일렉트로루미네선스(이하 EL이라고 기재함) 현상을 이용한 발광 디바이스는 박형 경량화, 고속 응답, 저전압 구동이 가능하다는 등의 특징을 가진다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 가요성을 가지는 발광 장치가 개시(開示)되어 있다.
일본 공개특허공보 특개2014-197522호
상술한 바와 같이 표시 장치는 다양한 기기에 사용되기 때문에 고기능화(高機能化)가 요망된다. 예를 들어, 사용자 인터페이스 기능, 촬상 기능 등을 가짐으로써, 보다 편리성이 높은 전자 기기를 실현할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 형태는 입력 기능을 가지는 표시 장치를 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다. 또는 광 검출 기능을 가지는 표시 장치를 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다. 또는 다기능 표시 장치를 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다. 또는 신규 표시 장치를 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다. 또는 신규 반도체 장치 등을 제공하는 것을 목적 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, 청구항 등의 기재로부터 저절로 명백해질 것이며, 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 이들 외의 과제를 추출할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 표시부에 발광 디바이스 및 수광 디바이스를 가지는 표시 장치이다.
본 발명의 일 형태는 제 1 화소와, 제 2 화소와, 제 3 화소를 가지는 표시 장치이고, 제 1 화소는 제 1 발광 디바이스를 가지고, 제 2 화소는 제 2 발광 디바이스를 가지고, 제 3 화소는 수광 디바이스를 가지고, 제 1 발광 디바이스는 가시광을 발하는 기능을 가지고, 제 2 발광 디바이스는 근적외광을 발하는 기능을 가지고, 수광 디바이스는 근적외광을 검출하는 기능을 가지고, 제 2 화소는 제 1 전위 및 제 2 전위에 기초하여 제 3 전위를 생성하는 기능, 및 제 3 전위에 따라 제 2 발광 디바이스를 발광시키는 기능을 가지는 표시 장치이다.
제 1 발광 디바이스는 적색, 녹색, 청색, 및 백색 중 어느 색의 광을 발하는 기능을 가질 수 있다.
수광 디바이스는 광전 변환층을 가지고, 광전 변환층에 유기 화합물을 가지는 것이 바람직하다.
제 1 발광 디바이스, 제 2 발광 디바이스, 및 수광 디바이스는 다이오드의 구성을 가지고, 제 1 발광 디바이스의 캐소드, 제 2 발광 디바이스의 캐소드, 및 수광 디바이스의 애노드는 전기적으로 접속될 수 있다. 또는 제 1 발광 디바이스의 캐소드, 제 2 발광 디바이스의 캐소드, 및 수광 디바이스의 캐소드는 전기적으로 접속될 수 있다.
수광 디바이스와 중첩되는 위치에 가시광 차단 필터가 제공되는 것이 바람직하다.
제 1 화소 내지 제 3 화소는 트랜지스터를 가지고, 트랜지스터는 채널 형성 영역에 금속 산화물을 가지고, 금속 산화물은 In과, Zn과, M(M은 Al, Ti, Ga, Ge, Sn, Y, Zr, La, Ce, Nd, 또는 Hf)을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 의하여, 입력 기능을 가지는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 광 검출 기능을 가지는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 다기능 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 신규 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 신규 반도체 장치 등을 제공할 수 있다.
또한 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것은 아니다. 본 발명의 일 형태는 반드시 이들 효과 모두를 가질 필요는 없다. 명세서, 도면, 청구항의 기재로부터 이들 외의 효과를 추출할 수 있다.
도 1은 표시 장치를 설명하는 도면이다.
도 2의 (A) 내지 (D) 및 (E1) 내지 (E3)은 화소의 구성을 설명하는 도면이다. 도 2의 (F), (G)는 화소의 배치를 설명하는 도면이다. 도 2의 (H), (I)는 부화소의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3의 (A)는 표시 장치를 설명하는 도면이다. 도 3의 (B), (C)는 화소의 배치를 설명하는 도면이다.
도 4는 표시 장치를 설명하는 단면도이다.
도 5의 (A) 내지 (C)는 표시 장치를 설명하는 단면도이다.
도 6의 (A), (B)는 표시 장치를 설명하는 단면도이다.
도 7의 (A), (B)는 표시 장치를 설명하는 단면도이다.
도 8의 (A), (B)는 표시 장치를 설명하는 단면도이다.
도 9는 표시 장치를 설명하는 사시도이다.
도 10은 표시 장치를 설명하는 단면도이다.
도 11의 (A), (B)는 표시 장치를 설명하는 단면도이다.
도 12의 (A), (B)는 표시 장치를 설명하는 단면도이다.
도 13은 표시 장치를 설명하는 단면도이다.
도 14의 (A) 내지 (D)는 화소의 회로를 설명하는 도면이다.
도 15는 화소의 회로를 설명하는 도면이다.
도 16은 화소의 회로를 설명하는 도면이다.
도 17의 (A), (B)는 전자 기기를 설명하는 도면이다.
도 18의 (A) 내지 (D)는 전자 기기를 설명하는 도면이다.
도 19의 (A) 내지 (F)는 전자 기기를 설명하는 도면이다.
실시형태에 대하여 도면을 사용하여 자세히 설명한다. 다만 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어나지 않고 그 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서 본 발명은 이하의 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한 이하에서 설명하는 발명의 구성에서, 동일 부분 또는 같은 기능을 가지는 부분에는 동일한 부호를 다른 도면 간에서 공통적으로 사용하고, 그 반복되는 설명은 생략하는 경우가 있다. 또한 도면을 구성하는 같은 요소의 해칭을 다른 도면 간에서 적절히 생략하거나 또는 변경하는 경우도 있다.
또한 회로도에서는 단일 요소로서 도시된 경우에도, 기능적으로 문제가 없으면 상기 요소는 복수로 구성되어도 좋다. 예를 들어 스위치로서 동작하는 트랜지스터는 복수가 직렬 또는 병렬로 접속되어도 좋은 경우가 있다. 또한 용량 소자를 분할하여 복수의 위치에 배치하는 경우도 있다.
또한 하나의 도전체가 배선, 전극, 및 단자 등의 복수의 기능을 가지는 경우가 있고, 본 명세서에서는 동일한 요소에 대하여 복수의 호칭을 사용하는 경우가 있다. 또한 회로도에서 요소 간이 직접 접속되어 도시되더라도, 실제로는 상기 요소 간이 하나 이상의 도전체를 통하여 접속되는 경우가 있고, 본 명세서에서는 이러한 구성도 직접 접속의 범주에 포함된다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태는 비접촉으로도 입력 동작이 가능한 표시 장치이다. 표시 장치는 제 1 발광 디바이스와, 제 2 발광 디바이스와, 수광 디바이스를 가진다. 제 1 발광 디바이스는 표시를 수행하는 기능을 가지고, 제 2 발광 디바이스는 대상물에 조사되는 광을 발하는 기능을 가진다. 또한 수광 디바이스는 제 2 발광 디바이스가 발하고 대상물에서 반사된 광을 검출하는 기능을 가진다.
제 2 발광 디바이스가 발하는 광으로서는 실질적으로 시감도가 없는 근적외광을 사용한다. 따라서, 상기 광을 표시부로부터 높은 휘도로 발한 경우에도 표시를 시인하는 데 영향을 미치지 않는다. 또한 상기 광을 높은 휘도로 발함으로써, 표시 장치에서 떨어진 위치에 있는 대상물을 좋은 감도로 검출할 수 있다. 상기 기능에 의하여 근거리 터치 센서(near-touch sensor)를 실현할 수 있다. 근거리 터치 센서는 터치 센서와 같은 기능을 비접촉으로 실현하는 센서이다.
또한 제 2 발광 디바이스를 가지는 화소에는, 제 2 발광 디바이스를 높은 휘도로 발광시키기 위한 승압 회로가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 설명하는 도면이다. 표시 장치는 화소 어레이(14)와, 회로(15)와, 회로(16)와, 회로(17)와, 회로(18)와, 회로(19)를 가진다. 화소 어레이(14)는 열 방향 및 행 방향으로 배치된 화소(10)를 가진다.
화소(10)는 부화소(11, 12, 13)를 가질 수 있다. 예를 들어 부화소(11)는 표시를 위한 광을 발하는 기능을 가진다. 부화소(12)는 대상물에 조사되는 광을 발하는 기능을 가진다. 부화소(13)는 부화소(12)가 발하고 대상물에서 반사된 광을 검출하는 기능을 가진다.
또한 본 명세서에서는, 하나의 "화소" 중에서 독립된 동작이 수행되는 최소 단위를 편의상 "부화소"로 정의하여 설명하지만, "화소"를 "영역"으로 바꾸고, "부화소"를 "화소"로 바꾸어도 좋다.
부화소(11)는 가시광을 발하는 제 1 발광 디바이스를 가진다. 또한 부화소(12)는 근적외광을 발하는 제 2 발광 디바이스를 가진다.
발광 디바이스로서는 OLED(Organic Light Emitting Diode)나 QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode) 등의 EL 소자를 사용하는 것이 바람직하다. EL 소자가 가지는 발광 물질로서는 형광을 발하는 물질(형광 재료), 인광을 발하는 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 디바이스로서 마이크로 LED(Light Emitting Diode) 등의 LED를 사용할 수도 있다.
부화소(13)는 근적외광에 감도를 가지는 수광 디바이스를 가진다. 수광 디바이스로서는, 입사하는 광을 검출하고 전하를 발생시키는 광전 변환 소자를 사용할 수 있다. 수광 디바이스에서는 입사하는 광량에 기초하여, 발생하는 전하량이 정해진다. 수광 디바이스로서는 예를 들어 pn형 포토다이오드 또는 pin형 포토다이오드를 사용할 수 있다.
수광 디바이스로서는 유기 화합물을 광전 변환층에 가지는 유기 포토다이오드를 사용하는 것이 바람직하다. 유기 포토다이오드는 박형화, 경량화, 및 대면적화가 용이하다. 또한 형상 및 디자인의 자유도가 높기 때문에 다양한 표시 장치에 적용할 수 있다. 또는, 결정성 실리콘(단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 미결정 실리콘 등)을 사용한 포토다이오드를 수광 디바이스에 사용할 수도 있다.
본 발명의 일 형태에서는 발광 디바이스로서 유기 EL 소자를 사용하고, 수광 디바이스로서 유기 포토다이오드를 사용한다. 유기 포토다이오드는 유기 EL 소자와 공통된 구성으로 할 수 있는 층이 많다. 그러므로, 제작 공정을 크게 늘리지 않고 표시 장치에 수광 디바이스를 내장시킬 수 있다. 예를 들어, 수광 디바이스의 광전 변환층과 발광 디바이스의 발광층을 따로따로 형성하고, 그 외의 층은 발광 디바이스와 수광 디바이스에서 동일한 구성으로 하여도 좋다.
회로(15) 및 회로(16)는 부화소(11, 12)를 구동하기 위한 드라이버 회로이다. 회로(15)는 소스 드라이버로서의 기능, 회로(16)는 게이트 드라이버로서의 기능을 가질 수 있다. 회로(15) 및 회로(16)에는 예를 들어 시프트 레지스터 회로 등을 사용할 수 있다.
또한 부화소(11, 12)의 구동 회로를 분리하여도 좋다. 부화소(12)의 기능은 대상물에 광을 조사하는 것이 주된 기능이기 때문에, 화소 어레이(14) 내의 모든 부화소(12)에서 같은 휘도의 광을 발하여도 좋다. 따라서, 소스 드라이버 및 게이트 드라이버에 상당하는 회로에 고기능의 순서 회로 등을 사용하지 않고, 간략화된 회로를 사용하여도 좋다.
회로(17) 및 회로(18)는 부화소(13)를 구동하기 위한 드라이버 회로이다. 회로(17)는 열 드라이버로서의 기능, 회로(18)는 행 드라이버로서의 기능을 가질 수 있다. 회로(17) 및 회로(18)로서는 예를 들어 시프트 레지스터 회로 또는 디코더 회로 등을 사용할 수 있다.
회로(19)는 부화소(13)가 출력하는 데이터의 판독 회로이다. 회로(19)는 예를 들어 A/D 변환 회로를 가지고, 부화소(13)로부터 출력된 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 기능을 가진다. 또한 회로(19)에, 출력 데이터에 대하여 상관 이중 샘플링 처리를 수행하는 CDS 회로가 포함되어도 좋다.
부화소(12) 및 부화소(13)는 입력 인터페이스로서의 기능을 가질 수 있다. 부화소(12)로부터 근적외광을 발하고, 표시 장치에 근접하는 대상물로부터의 반사광을 부화소(13)에서 수광할 수 있다. 따라서, 부화소(13)에서 검출한 근적외광의 수광량의 문턱값을 설정함으로써 스위치로서 기능시킬 수 있다. 이로써, 터치 센서와 동등한 기능을 비접촉으로 실현할 수 있다. 또한 포인터 등의 동작을 접촉 또는 비접촉으로 수행할 수 있다.
또한 수광 디바이스를 사용하여 지문, 장문, 또는 홍채 등의 촬상 데이터를 취득할 수 있다. 즉, 표시 장치에 생체 인증 기능을 부가시킬 수 있다. 또한 대상물을 표시 장치에 접촉시켜 촬상 데이터를 취득하여도 좋다.
또한 수광 디바이스를 사용하여 사용자의 표정, 눈의 움직임, 또는 동공 직경의 변화 등의 촬상 데이터를 취득할 수 있다. 상기 화상 데이터를 해석함으로써, 사용자의 신체적 및 정신적 정보를 취득할 수 있다. 상기 정보에 기초하여, 표시 장치가 출력하는 표시 및 음성 중 한쪽 또는 양쪽을 변화시키는 등, 사용자의 신체적 및 정신적 상태에 맞춘 동작을 수행할 수 있다. 이들 동작은 예를 들어 VR(Virtual Reality)용 기기, AR(Augmented Reality)용 기기, 또는 MR(Mixed Reality)용 기기에 유효하다.
도 2의 (A) 내지 (D) 및 (E1) 내지 (E3)은 화소(10) 내에서의 부화소의 레이아웃의 예를 설명하는 도면이다. 도 2의 (A), (B)에 도시된 바와 같이 각 부화소가 수평 방향(게이트선이 연장되는 방향)으로 배열되는 구성으로 할 수 있다. 또는 도 1 및 도 2의 (C), (D)에 도시된 바와 같이 수평 방향 및 수직 방향(소스선이 연장되는 방향)으로 배열되는 구성으로 하여도 좋다.
또는 도 2의 (E1), (E2)에 도시된 바와 같이 하나의 화소(10)가 부화소(13) 또는 부화소(12)를 가지지 않는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우에는, 예를 들어 도 2의 (F)에 도시된 바와 같이, 도 2의 (E1)에 도시된 화소(10)와 도 2의 (E2)에 도시된 화소(10)를 번갈아 배열할 수 있다. 또한 도 2의 (E3)에 도시된 부화소(11)만으로 구성한 화소(10)를 사용하여도 좋다. 이 경우에는, 도 2의 (G)에 도시된 바와 같이, 도 2의 (E1)에 도시된 화소(10)와 도 2의 (E2)에 도시된 화소(10) 사이에 도 2의 (E3)에 도시된 화소(10)를 복수로 가지는 구성으로 하여도 좋다. 도 2의 (F) 또는 (G)에 도시된 배치에서는, 부화소(12) 및 부화소(13)의 총수보다 부화소(11)의 총수를 많게 할 수 있기 때문에 표시 품질을 높일 수 있다.
한편, 도 2의 (E1) 내지 (E3)에 도시된 화소(10)를 사용한 경우에는, 대상물로의 조사를 위한 광원 및 수광 디바이스가 적어지기 때문에, 대상물을 검출하는 감도가 저하된다. 따라서, 부화소의 구성 및 배치는 목적에 따라 고려하면 좋다. 또한 도 2의 (F) 또는 (G)에 도시된 배치에 있어서 도 2의 (E1)의 화소(10)와 도 2의 (E2)의 화소(10)의 개수는 동일하지 않아도 된다.
부화소(11)는 단색광을 발하는 구성에 더하여, 도 2의 (H), (I)에 도시된 바와 같이 상이한 색을 발하는 부화소의 집합이어도 좋다. 도 2의 (H)는 부화소(11)가, 적색을 발하는 발광 디바이스를 가지는 부화소(11R), 녹색을 발하는 발광 디바이스를 가지는 부화소(11G), 및 청색을 발하는 발광 디바이스를 가지는 부화소(11B)로 구성되는 예를 나타낸 도면이다. 상기 구성의 부화소(11)를 사용함으로써 컬러 표시를 수행할 수 있다.
또한 도 2의 (I)에 도시된 바와 같이, 백색을 발하는 발광 디바이스를 가지는 부화소(11W)가 제공되어도 좋다. 부화소(11W)는 단독으로 백색광을 발할 수 있기 때문에, 백색 또는 백색에 가까운 색의 표시에 있어서는 그 외 색의 부화소의 발광 휘도를 억제할 수 있다. 따라서, 낮은 전력으로 표시를 수행할 수 있다.
또한 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이, 부화소(11) 및 부화소(13)를 화소(10)의 기본 구성으로 하여 표시 장치를 구성하여도 좋다. 이 경우에는, 대상물로의 조사를 위한 광원(20)을 화소 어레이(14)(표시부)의 외측에 배치한다. 광원(20)으로서는, 휘도가 높은 근적외광을 발하는 LED 등을 사용할 수 있다. 광원(20)은 화소 어레이(14)의 외측에 제공되기 때문에, 표시 장치와 별도로 제어하여 점등할 수도 있다. 또한 도 3의 (B), (C)에 나타낸 배치예와 같이 부화소(12)가 불필요하고 부화소(13)의 개수를 늘릴 수 있기 때문에 대상물 검출의 감도를 향상시킬 수 있다.
또한 도 3의 (A)에 도시된 광원(20)의 배치 위치 및 개수는 일례이고, 이에 한정되지 않는다. 광원(20)은 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가지는 기기의 한 요소로 할 수 있다. 또는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가지는 기기와는 다른 기기이어도 좋다.
또한 화소 및 부화소의 구성은 상술한 것에 한정되지 않고, 다양한 배치 형태를 채용할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 더 구체적인 예에 대하여 설명한다.
도 4에 본 발명의 일 형태의 표시 장치(50A)의 단면 개략도를 도시하였다. 표시 장치(50A)는 수광 디바이스(110), 발광 디바이스(190), 및 발광 디바이스(180)를 가진다. 수광 디바이스(110)는 부화소(13)가 가지는 유기 포토다이오드에 상당한다. 발광 디바이스(190)는 부화소(12)가 가지는 유기 EL 소자(근적외광을 발광함)에 상당한다. 발광 디바이스(180)는 부화소(11)가 가지는 유기 EL 소자(가시광을 발광함)에 상당한다.
부화소(11) 및 부화소(12)가 가지는 유기 EL 소자 및 그 주변에 있어서, 발광층 외의 구성은 같은 구성으로 할 수 있다. 따라서, 여기서는 발광 디바이스(190)에 대하여 자세히 설명하고 발광 디바이스(180)의 설명은 생략한다.
수광 디바이스(110)는 화소 전극(111), 공통층(112), 광전 변환층(113), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 가진다. 발광 디바이스(190)는 화소 전극(191), 공통층(112), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 가진다. 또한 발광 디바이스(180)는 발광층(193)과는 다른 발광층(183)을 가진다.
화소 전극(111), 화소 전극(191), 공통층(112), 광전 변환층(113), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)은 각각 단층 구조이어도 좋고, 적층 구조이어도 좋다.
화소 전극(111) 및 화소 전극(191)은 절연층(214) 위에 위치한다. 화소 전극(111) 및 화소 전극(191)은 동일한 재료 및 동일한 공정으로 형성할 수 있다.
공통층(112)은 화소 전극(111) 위 및 화소 전극(191) 위에 위치한다. 공통층(112)은 수광 디바이스(110) 및 발광 디바이스(190)에 공통적으로 사용되는 층이다.
광전 변환층(113)은 공통층(112)을 개재(介在)하여 화소 전극(111)과 중첩되는 영역을 가진다. 발광층(193)은 공통층(112)을 개재하여 화소 전극(191)과 중첩되는 영역을 가진다. 광전 변환층(113)은 제 1 유기 화합물을 가진다. 발광층(193)은 제 1 유기 화합물과는 다른 제 2 유기 화합물을 가진다.
공통층(114)은 공통층(112) 위, 광전 변환층(113) 위, 및 발광층(193) 위에 위치한다. 공통층(114)은 수광 디바이스(110) 및 발광 디바이스(190)에 공통적으로 사용되는 층이다.
공통 전극(115)은 공통층(112), 광전 변환층(113), 및 공통층(114)을 개재하여 화소 전극(111)과 중첩되는 영역을 가진다. 또한 공통 전극(115)은 공통층(112), 발광층(193), 및 공통층(114)을 개재하여 화소 전극(191)과 중첩되는 영역을 가진다. 공통 전극(115)은 수광 디바이스(110)와 발광 디바이스(190)에 공통적으로 사용되는 층이다.
본 실시형태의 표시 장치에서는 수광 디바이스(110)의 광전 변환층(113)에 유기 화합물을 사용한다. 수광 디바이스(110)에서는 광전 변환층(113) 외의 층을 발광 디바이스(190)(유기 EL 소자)와 공통된 구성으로 할 수 있다. 그러므로 발광 디바이스(190)의 제작 공정에 광전 변환층(113)을 성막하는 공정을 추가하기만 하면, 발광 디바이스(190)의 형성과 병행하여 수광 디바이스(110)를 형성할 수 있다. 또한 발광 디바이스(190)와 수광 디바이스(110)를 동일 기판 위에 형성할 수 있다. 따라서 제작 공정을 크게 늘리지 않고 표시 장치에 수광 디바이스(110)를 내장시킬 수 있다.
표시 장치(50A)에서는 수광 디바이스(110)의 광전 변환층(113)과 발광 디바이스(190)의 발광층(193)을 따로따로 형성하는 외에는, 수광 디바이스(110)와 발광 디바이스(190)는 공통된 구성으로 할 수 있다. 다만, 수광 디바이스(110)와 발광 디바이스(190)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 수광 디바이스(110)와 발광 디바이스(190)는 광전 변환층(113)과 발광층(193) 외에도 따로따로 형성하는 층을 가져도 좋다(후술하는 표시 장치(50C, 50D, 50E) 참조). 수광 디바이스(110)와 발광 디바이스(190)는 공통적으로 사용되는 층(공통층)을 1층 이상 가지는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 제작 공정을 크게 늘리지 않고 표시 장치에 수광 디바이스(110)를 내장시킬 수 있다.
표시 장치(50A)는 한 쌍의 기판(기판(151) 및 기판(152)) 사이에 수광 디바이스(110), 발광 디바이스(190), 트랜지스터(41), 및 트랜지스터(42) 등을 가진다.
수광 디바이스(110)에서 각각 화소 전극(111)과 공통 전극(115) 사이에 위치하는 공통층(112), 광전 변환층(113), 및 공통층(114)은 유기층(유기 화합물을 포함하는 층)이라고도 할 수 있다. 화소 전극(111)은 근적외광을 반사하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 공통 전극(115)은 가시광 및 근적외광을 투과시키는 기능을 가진다.
수광 디바이스(110)는 광을 검출하는 기능을 가진다. 구체적으로는, 수광 디바이스(110)는 입사되는 광(22)을 전기 신호로 변환하는 광전 변환 소자이다.
기판(152)에서 기판(151) 측의 면에는 차광층(148)이 제공되어 있다. 차광층(148)은 수광 디바이스(110)와 중첩되는 위치 및 발광 디바이스(190)와 중첩되는 위치에 개구부를 가진다. 차광층(148)을 제공함으로써, 수광 디바이스(110)가 광을 검출하는 범위를 제어할 수 있다.
차광층(148)으로서는 발광 디바이스(190)가 발하는 광을 차단하는 재료를 사용할 수 있다. 차광층(148)은 가시광 및 근적외광을 흡수하는 것이 바람직하다. 차광층(148)은 예를 들어 금속 재료, 혹은 안료(카본 블랙 등) 또는 염료를 포함하는 수지 재료 등을 사용하여 형성할 수 있다. 차광층(148)은 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 및 청색 컬러 필터의 적층 구조를 가져도 좋다.
또한 차광층(148)에서 수광 디바이스(110)와 중첩되는 위치에 제공되는 개구부에는, 발광 디바이스(190)가 발하는 광의 파장(근적외광)보다 단파장 측의 광을 차단하는 필터(149)가 제공되는 것이 바람직하다. 필터(149)로서는 예를 들어 근적외광보다 단파장 측의 광을 차단하는 롱 패스 필터, 적어도 가시광 영역의 파장을 차단하는 밴드 패스 필터 등을 사용할 수 있다. 가시광을 차단하는 필터로서는 색소를 포함하는 수지막 등 외에, 비정질 실리콘 박막 등의 반도체막을 사용할 수 있다. 필터(149)를 제공함으로써, 수광 디바이스(110)로의 가시광 입사를 억제할 수 있고, 적은 노이즈로 근적외광을 검출할 수 있다.
또한 필터(149)는 도 5의 (A)에 도시된 바와 같이 수광 디바이스(110)와 적층되어 제공되어도 좋다.
또는 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이 필터(149)는 렌즈 형상으로 하여도 좋다. 렌즈형 필터(149)는 기판(151) 측에 볼록면을 가지는 볼록 렌즈이다. 또한 기판(152) 측이 볼록면이 되도록 배치하여도 좋다.
기판(152)과 동일한 면 상에 차광층(148)과 렌즈형 필터(149)의 양쪽을 형성하는 경우, 형성 순서는 불문한다. 도 5의 (B)에서는 렌즈형 필터(149)를 먼저 형성하는 예를 나타내었지만, 차광층(148)을 먼저 형성하여도 좋다. 도 5의 (B)에서는 렌즈형 필터(149)의 단부가 차광층(148)으로 덮여 있다.
도 5의 (B)에 도시된 구성은 광(22)이 렌즈형 필터(149)를 통하여 수광 디바이스(110)에 입사하는 구성이다. 필터(149)를 렌즈형으로 함으로써, 수광 디바이스(110)의 촬상 범위를 좁게 할 수 있고, 인접한 수광 디바이스(110)와 촬상 범위가 겹치는 것을 억제할 수 있다. 이에 의하여 흐릿함이 적고 선명한 화상을 촬상할 수 있다. 또한 필터(149)를 렌즈형으로 함으로써, 수광 디바이스(110) 위의 차광층(148)의 개구를 크게 할 수 있다. 따라서, 수광 디바이스(110)에 입사하는 광량을 늘릴 수 있어 광의 검출 감도를 높일 수 있다.
렌즈형 필터(149)는 기판(152) 위 또는 수광 디바이스(110) 위에 직접 형성할 수 있다. 또는, 별도로 제작된 마이크로 렌즈 어레이 등을 기판(152)에 접합하여도 좋다.
또한 도 5의 (C)에 도시된 바와 같이 필터(149)를 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 수광 디바이스(110)의 특성에 있어서 가시광에 대한 감도가 없거나, 또는 가시광보다 근적외광의 감도가 충분히 높은 경우에는 필터(149)를 생략할 수 있다. 이 경우, 도 5의 (B)에 도시된 렌즈형 필터(149)와 같은 형상의 렌즈를 수광 디바이스(110)와 중첩하여 제공하여도 좋다. 상기 렌즈는 가시광이 투과하는 재료로 형성되어도 좋다.
여기서, 수광 디바이스(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 발광 디바이스(190)가 발한 광(21) 중, 손가락 등의 대상물(60)에 의하여 반사된 광(22)을 검출할 수 있다. 그러나, 발광 디바이스(190)가 발한 광의 일부가 표시 장치(50A) 내에서 반사되고, 대상물(60)을 통하지 않고 수광 디바이스(110)에 입사되는 경우가 있다.
차광층(148)은 이러한 미광(迷光)의 영향을 억제할 수 있다. 예를 들어 차광층(148)이 제공되지 않는 경우, 발광 디바이스(190)가 발한 광(23a)은 기판(152) 등에서 반사되고, 반사광(23b)이 수광 디바이스(110)에 입사하는 경우가 있다. 차광층(148)을 제공함으로써, 반사광(23b)이 수광 디바이스(110)에 입사하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의하여, 노이즈를 저감할 수 있고, 수광 디바이스(110)의 광 검출 감도를 높일 수 있다.
발광 디바이스(190)에서 화소 전극(191)과 공통 전극(115) 사이에 위치하는 공통층(112), 발광층(193), 및 공통층(114)은 EL층이라고도 할 수 있다. 화소 전극(191)은 적어도 근적외광을 반사하는 기능을 가지는 것이 바람직하다.
발광 디바이스(190)는 근적외광을 발하는 기능을 가진다. 구체적으로 발광 디바이스(190)는 화소 전극(191)과 공통 전극(115) 사이에 전압을 인가함으로써, 기판(152) 측에 광(21)을 사출하는 전계 발광 디바이스이다.
화소 전극(111)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(41)가 가지는 소스 또는 드레인과 전기적으로 접속된다. 화소 전극(111)의 단부는 격벽(216)으로 덮여 있다.
화소 전극(191)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(42)가 가지는 소스 또는 드레인과 전기적으로 접속된다. 화소 전극(191)의 단부는 격벽(216)으로 덮여 있다. 트랜지스터(42)는 발광 디바이스(190)의 구동을 제어하는 기능을 가진다.
트랜지스터(41)와 트랜지스터(42)는 동일한 층(도 4에서는 기판(151)) 위와 접한다.
수광 디바이스(110)에 전기적으로 접속되는 회로의 적어도 일부는 발광 디바이스(190)에 전기적으로 접속되는 회로와 동일한 재료 및 동일한 공정으로 형성되는 것이 바람직하다. 이로써 2개의 회로를 따로따로 형성하는 경우에 비하여, 표시 장치의 두께를 얇게 할 수 있고, 제작 공정을 간략화할 수 있다.
수광 디바이스(110) 및 발광 디바이스(190)는 보호층(195)으로 덮여 있는 것이 바람직하다. 도 4에서는 보호층(195)이 공통 전극(115) 위와 접하여 제공된 예를 나타내었다. 보호층(195)을 제공함으로써, 수광 디바이스(110) 및 발광 디바이스(190)에 물 등의 불순물이 들어가는 것이 억제되어 수광 디바이스(110) 및 발광 디바이스(190)의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 접착층(142)에 의하여 보호층(195)과 기판(152)이 접합되어 있다.
또한 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이, 수광 디바이스(110) 위 및 발광 디바이스(190) 위에 보호층(195)을 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우, 접착층(142)에 의하여 공통 전극(115)과 기판(152)이 접합된다.
또한 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이 차광층(148)을 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 이에 의하여, 발광 디바이스(190)가 외부로 사출하는 광의 양, 및 수광 디바이스(110)의 수광량을 늘릴 수 있기 때문에 검출 감도를 높일 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 도 7의 (A)에 도시된 표시 장치(50B)의 구성을 가져도 좋다. 표시 장치(50B)는 기판(151), 기판(152), 및 격벽(216)을 가지지 않고, 기판(153), 기판(154), 접착층(155), 절연층(212), 및 격벽(217)을 가진다는 점에서 표시 장치(50A)와 상이하다.
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(50B)는 제작 기판 위에 형성된 절연층(212), 트랜지스터(41), 트랜지스터(42), 수광 디바이스(110), 및 발광 디바이스(190) 등을 기판(153) 위로 전치함으로써 제작되는 구성을 가진다. 기판(153) 및 기판(154)은 가요성을 가지는 것이 바람직하다. 이로써 표시 장치(50B)에 가요성을 부여할 수 있다. 예를 들어 기판(153) 및 기판(154)에는 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
기판(153) 및 기판(154)에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에터설폰(PES) 수지, 폴리아마이드 수지(나일론, 아라미드 등), 폴리실록산 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리 염화바이닐 수지, 폴리 염화바이닐리덴 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지, ABS 수지, 셀룰로스 나노섬유 등을 사용할 수 있다. 기판(153) 및 기판(154) 중 한쪽 또는 양쪽에는 가요성을 가질 정도의 두께를 가지는 유리를 사용하여도 좋다.
본 실시형태의 표시 장치가 가지는 기판에는 광학 등방성이 높은 필름을 사용하여도 좋다. 광학 등방성이 높은 필름으로서는 트라이아세틸셀룰로스(TAC, 셀룰로스트라이아세테이트라고도 함) 필름, 사이클로올레핀 폴리머(COP) 필름, 사이클로올레핀 공중합체(COC) 필름, 및 아크릴 필름 등을 들 수 있다.
격벽(217)은 발광 디바이스(190)가 발한 광을 흡수할 수 있는 것이 바람직하다. 격벽(217)은 예를 들어 안료 또는 염료를 포함한 수지 재료 등을 사용하여 형성할 수 있다.
발광 디바이스(190)가 발한 광(23c)의 일부는 기판(152) 및 격벽(217)에서 반사된다. 그 반사광(23d)은 수광 디바이스(110)에 입사하는 경우가 있다. 또한 광(23c)이 격벽(217)을 투과하고 트랜지스터 또는 배선 등에서 반사됨으로써 반사광이 수광 디바이스(110)에 입사하는 경우가 있다. 격벽(217)에 의하여 광(23c)이 흡수됨으로써, 반사광(23d)이 수광 디바이스(110)에 입사하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의하여, 노이즈를 저감할 수 있고, 수광 디바이스(110)의 광 검출 감도를 높일 수 있다.
격벽(217)은 적어도 수광 디바이스(110)가 검출할 수 있는 파장의 광을 흡수하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 발광 디바이스(190)가 발하는 근적외광을 수광 디바이스(110)가 검출하는 경우, 격벽(217)은 적어도 근적외광을 흡수할 수 있고, 가시광도 흡수할 수 있는 것이 더 바람직하다.
위에서는, 발광 디바이스와 수광 디바이스가 2개의 공통층을 가지는 예를 나타내었지만, 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 공통층의 구성이 상이한 예에 대하여 설명한다.
도 7의 (B)에 표시 장치(50C)의 단면 개략도를 도시하였다. 표시 장치(50C)는 공통층(114)을 가지지 않고, 버퍼층(184) 및 버퍼층(194)을 가진다는 점에서 표시 장치(50A)와 상이하다. 버퍼층(184) 및 버퍼층(194)은 단층 구조이어도 좋고, 적층 구조이어도 좋다.
표시 장치(50C)에서 수광 디바이스(110)는 화소 전극(111), 공통층(112), 광전 변환층(113), 버퍼층(184), 및 공통 전극(115)을 가진다. 또한 표시 장치(50C)에서 발광 디바이스(190)는 화소 전극(191), 공통층(112), 발광층(193), 버퍼층(194), 및 공통 전극(115)을 가진다.
표시 장치(50C)는 공통 전극(115)과 광전 변환층(113) 사이의 버퍼층(184)과, 공통 전극(115)과 발광층(193) 사이의 버퍼층(194)을 따로따로 형성하는 예를 나타낸 것이다. 버퍼층(184) 및 버퍼층(194)은 예를 들어 전자 주입층 및 전자 수송층 중 한쪽 또는 양쪽으로 할 수 있다.
도 8의 (A)에 표시 장치(50D)의 단면 개략도를 도시하였다. 표시 장치(50D)는 공통층(112)을 가지지 않고 버퍼층(182) 및 버퍼층(192)을 가진다는 점에서 표시 장치(50A)와 상이하다. 버퍼층(182) 및 버퍼층(192)은 단층 구조이어도 좋고, 적층 구조이어도 좋다.
표시 장치(50D)에서 수광 디바이스(110)는 화소 전극(111), 버퍼층(182), 광전 변환층(113), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 가진다. 또한 표시 장치(50D)에서 발광 디바이스(190)는 화소 전극(191), 버퍼층(192), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 가진다.
표시 장치(50D)는 화소 전극(111)과 광전 변환층(113) 사이의 버퍼층(182)과, 화소 전극(191)과 발광층(193) 사이의 버퍼층(192)을 따로따로 형성하는 예를 나타낸 것이다. 버퍼층(182) 및 버퍼층(192)은 예를 들어 정공 주입층 및 정공 수송층 중 한쪽 또는 양쪽으로 할 수 있다.
도 8의 (B)에 표시 장치(50E)의 단면 개략도를 도시하였다. 표시 장치(50E)는 공통층(112) 및 공통층(114)을 가지지 않고 버퍼층(182), 버퍼층(184), 버퍼층(192), 및 버퍼층(194)을 가진다는 점에서 표시 장치(50A)와 상이하다.
표시 장치(50E)에서 수광 디바이스(110)는 화소 전극(111), 버퍼층(182), 광전 변환층(113), 버퍼층(184), 및 공통 전극(115)을 가진다. 또한 표시 장치(50E)에서 발광 디바이스(190)는 화소 전극(191), 버퍼층(192), 발광층(193), 버퍼층(194), 및 공통 전극(115)을 가진다.
수광 디바이스(110)와 발광 디바이스(190)의 제작 공정에 있어서, 광전 변환층(113)과 발광층(193)을 따로따로 형성할 뿐만 아니라, 다른 층도 따로따로 형성할 수 있다.
표시 장치(50E)는 수광 디바이스(110)와 발광 디바이스(190)가 공통된 층을 한 쌍의 전극(화소 전극(111) 또는 화소 전극(191)과 공통 전극(115)) 사이에 가지지 않는 예를 나타낸 것이다. 표시 장치(50E)가 가지는 수광 디바이스(110) 및 발광 디바이스(190)의 제작 공정에 있어서는 먼저 절연층(214) 위에 화소 전극(111)과 화소 전극(191)을 동일한 재료 및 동일한 공정으로 형성한다. 그리고, 화소 전극(111) 위에 버퍼층(182), 광전 변환층(113), 및 버퍼층(184)을 형성하고, 화소 전극(191) 위에 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)을 형성하고, 버퍼층(184) 및 버퍼층(194) 등을 덮도록 공통 전극(115)을 형성한다.
또한 버퍼층(182), 광전 변환층(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), 광전 변환층(113), 및 버퍼층(184)을 성막한 후에 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)을 제작하여도 좋다. 반대로, 버퍼층(182), 광전 변환층(113), 및 버퍼층(184)을 성막하기 전에 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)을 제작하여도 좋다. 또한 버퍼층(182), 버퍼층(192), 광전 변환층(113), 발광층(193) 등의 순서로 번갈아 성막하여도 좋다.
이하에서는, 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 더 구체적인 구성예에 대하여 설명한다.
도 9에 표시 장치(100A)의 사시도를 도시하였다. 표시 장치(100A)는 기판(151)과 기판(152)이 접합된 구성을 가진다. 도 9에서는 기판(152)을 파선으로 나타내었다.
표시 장치(100A)는 표시부(162), 회로(164a), 회로(164b), 배선(165a), 배선(165b) 등을 가진다. 또한 도 9에서는 표시 장치(100A)에 IC(집적 회로)(173a), FPC(172a), IC(173b), 및 FPC(172b)가 실장된 예를 나타내었다. 따라서, 도 9에 도시된 구성은 표시 장치(100A), IC, 및 FPC를 가지는 표시 모듈이라고 할 수도 있다.
회로(164a)로서는 표시를 수행하기 위한 게이트 드라이버를 사용할 수 있다. 회로(164b)로서는 촬상(광 검출)을 수행하기 위한 행 드라이버를 사용할 수 있다.
배선(165a)은 부화소(11, 12) 및 회로(164a)에 신호 및 전력을 공급하는 기능을 가진다. 상기 신호 및 전력은 FPC(172a)를 통하여 외부로부터 입력되거나, 또는 IC(173a)로부터 배선(165a)에 입력된다.
또한 배선(165b)은 부화소(13) 및 회로(164b)에 신호 및 전력을 공급하는 기능을 가진다. 상기 신호 및 전력은 FPC(172b)를 통하여 외부로부터 입력되거나, 또는 IC(173b)로부터 배선(165b)에 입력된다.
도 9에서는 COG(Chip On Glass) 방식으로 기판(151)에 IC(173a, 173b)가 제공된 예를 나타내었지만, TCP(Tape Carrier Package) 방식 또는 COF(Chip On Film) 방식 등을 사용하여도 좋다. IC(173a)로서는, 예를 들어 부화소(11, 12)와 접속되는 소스 드라이버의 기능을 가지는 IC를 사용할 수 있다. 또한 IC(173b)로서는, 예를 들어 부화소(13)와 접속되는 열 드라이버 및 A/D 컨버터 등의 신호 처리 회로의 기능을 가지는 IC를 사용할 수 있다.
또한 상기 드라이버 회로는 화소의 회로를 구성하는 트랜지스터 등과 마찬가지로 기판(151) 위에 제공하여도 좋다.
도 10에, 도 9에 도시된 표시 장치(100A)에서 FPC(172a)를 포함하는 영역의 일부, 회로(164a)를 포함하는 영역의 일부, 표시부(162)를 포함하는 영역의 일부, 및 단부를 포함하는 영역의 일부의 단면의 일례를 나타내었다.
도 10에 도시된 표시 장치(100A)는 기판(151)과 기판(152) 사이에 트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 트랜지스터(206), 발광 디바이스(190), 및 수광 디바이스(110) 등을 가진다.
기판(152)과 절연층(214)은 접착층(142)에 의하여 접착되어 있다. 발광 디바이스(190) 및 수광 디바이스(110)의 밀봉에는 고체 밀봉 구조 또는 중공 밀봉 구조 등을 적용할 수 있다. 기판(152), 접착층(142), 및 절연층(214)으로 둘러싸인 공간(143)에 불활성 가스(질소나 아르곤 등)가 충전되어 있고, 중공 밀봉 구조가 적용되어 있다. 접착층(142)은 발광 디바이스(190)와 중첩되어 제공되어 있어도 좋다. 또한 기판(152), 접착층(142), 및 절연층(214)으로 둘러싸인 영역을 접착층(142)과는 다른 수지로 충전하여도 좋다.
발광 디바이스(190)는 절연층(214) 측으로부터 화소 전극(191), 공통층(112), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)의 순서로 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 디바이스(190)의 구동을 제어하는 기능을 가진다. 화소 전극(191)의 단부는 격벽(216)으로 덮여 있다.
수광 디바이스(110)는 절연층(214) 측으로부터 화소 전극(111), 공통층(112), 광전 변환층(113), 공통층(114), 및 공통 전극(115)의 순서로 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.
발광 디바이스(190)가 발하는 광은 기판(152) 측으로 사출된다. 또한 수광 디바이스(110)에는 기판(152) 및 공간(143)을 통하여 광이 입사한다. 기판(152)에는 가시광 및 근적외광에 대한 투과성이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
화소 전극(111) 및 화소 전극(191)은 동일한 재료 및 동일한 공정으로 제작할 수 있다. 공통층(112), 공통층(114), 및 공통 전극(115)은 수광 디바이스(110)와 발광 디바이스(190)의 양쪽에 사용된다. 수광 디바이스(110)와 발광 디바이스(190)는 광전 변환층(113)과 발광층(193)의 구성이 다른 것 이외는 모두 공통된 구성으로 할 수 있다. 이로써 제작 공정을 크게 늘리지 않고 표시 장치(100A)에 수광 디바이스(110)를 내장시킬 수 있다.
기판(152)에서 기판(151) 측의 면에는 차광층(148)이 제공되어 있다. 차광층(148)은 수광 디바이스(110)와 중첩되는 위치 및 발광 디바이스(190)와 중첩되는 위치에 개구를 가진다. 또한 수광 디바이스(110)와 중첩되는 위치에는 가시광을 차단하는 필터(149)가 제공되어 있다. 또한 필터(149)를 제공하지 않는 구성으로 할 수도 있다.
트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)는 모두 기판(151) 위에 형성되어 있다. 이들 트랜지스터는 동일한 재료 및 동일한 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 좋고, 2층 이상이어도 좋다.
트랜지스터를 덮는 절연층 중 적어도 하나의 층에 물이나 수소 등의 불순물이 확산되기 어려운 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써 절연층을 배리어층으로서 기능시킬 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써 외부로부터 불순물이 트랜지스터로 확산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있어 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
절연층(211), 절연층(213), 및 절연층(215)으로서는 무기 절연막을 사용하는 것이 바람직하다. 무기 절연막으로서는 예를 들어 질화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 또는 질화 알루미늄막을 사용할 수 있다. 또한 산화 하프늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 갈륨막, 산화 탄탈럼막, 산화 마그네슘막, 산화 란타넘막, 산화 세륨막, 또는 산화 네오디뮴막을 사용하여도 좋다. 또한 상술한 절연막을 2개 이상 적층하여 사용하여도 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.
여기서 유기 절연막은 무기 절연막에 비하여 불순물에 대한 배리어성이 낮은 경우가 많다. 그러므로 유기 절연막은 표시 장치(100A)의 단부 근방에 개구를 가지는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 표시 장치(100A)의 단부로부터 유기 절연막을 통하여 불순물이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 또는 유기 절연막의 단부가 표시 장치(100A)의 단부보다 내측에 위치하도록 유기 절연막을 형성하여, 표시 장치(100A)의 단부에서 유기 절연막이 노출되지 않도록 하여도 좋다.
도 10에 나타낸 영역(228)에서는 절연층(214)에 개구가 형성되어 있다. 이에 의하여, 절연층(214)에 유기 절연막을 사용하는 경우에도 절연층(214)을 통하여 외부로부터 표시부(162)로 불순물이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치(100A)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 트랜지스터 구조로 하여도 좋다. 또는 채널이 형성되는 반도체층의 상하에 게이트가 제공되어도 좋다.
트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)에는 채널이 형성되는 반도체층을 2개의 게이트 사이에 끼우는 구성이 적용되어 있다. 2개의 게이트를 접속시키고 이들에 동일한 신호를 공급함으로써 트랜지스터를 구동하여도 좋다. 또는 2개의 게이트 중 한쪽에 트랜지스터의 문턱 전압을 제어하기 위한 전위를 공급하고, 다른 쪽에 구동시키기 위한 전위를 공급하여도 좋다.
트랜지스터에 사용되는 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 선택된 1종류 또는 복수 종류)과, 아연을 가지는 것이 바람직하다. 특히 M은 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 및 주석 중에서 선택된 1종류 또는 복수 종류인 것이 바람직하다.
특히 반도체층으로서 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함한 산화물(IGZO라고도 표기함)을 사용하는 것이 바람직하다.
In-M-Zn 산화물을 스퍼터링법으로 성막하는 경우, 스퍼터링 타깃에서의 In의 원자수비는 M의 원자수비 이상인 것이 바람직하다. 이러한 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=5:1:6, In:M:Zn=5:1:7, In:M:Zn=5:1:8, 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] 근방인 경우가 있다.
또한 원자수비 In:Ga:Zn=4:2:3 또는 그 근방이라고 기재되는 경우, In의 원자수비를 4로 하면, Ga의 원자수비가 1 이상 3 이하이고 Zn의 원자수비가 2 이상 4 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비 In:Ga:Zn=5:1:6 또는 그 근방이라고 기재되는 경우, In의 원자수비를 5로 하면, Ga의 원자수비가 0.1보다 크고 2 이하이고 Zn의 원자수비가 5 이상 7 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비 In:Ga:Zn=1:1:1 또는 그 근방이라고 기재되는 경우, In의 원자수비를 1로 하면, Ga의 원자수비가 0.1보다 크고 2 이하이고 Zn의 원자수비가 0.1보다 크고 2 이하인 경우를 포함한다.
회로(164a)가 가지는 트랜지스터 및 표시부(162)가 가지는 트랜지스터는 같은 구조이어도 좋고, 상이한 구조이어도 좋다. 회로(164a)가 가지는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상 있어도 좋다. 마찬가지로 표시부(162)가 가지는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상 있어도 좋다.
기판(151) 위에서 기판(152)이 중첩되지 않은 영역에는 접속부(204)가 제공되어 있다. 접속부(204)에서는 배선(165)이 도전층(166) 및 접속층(242)을 통하여 FPC(172a)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(172a)를 전기적으로 접속할 수 있다.
기판(152) 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(152) 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) 및 기판(152)에는 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 수지 등을 사용할 수 있다.
접착층으로서는 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 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 투습성(透濕性)이 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 디바이스(190)에는 톱 이미션형, 보텀 이미션형, 듀얼 이미션형 등이 있다. 본 발명의 일 형태에서는 톱 이미션형으로 하는 것이 바람직하지만, 발광 디바이스(190)의 광의 사출면과 수광 디바이스(110)의 광의 입사면을 같은 방향으로 함으로써, 다른 구성을 적용할 수도 있다.
발광 디바이스(190)는 적어도 발광층(193)을 가진다. 발광 디바이스(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 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법, 인쇄법, 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
발광층(193)은 발광 재료로서 퀀텀닷 등의 무기 화합물을 가져도 좋다.
수광 디바이스(110)의 광전 변환층(113)은 반도체를 포함한다. 상기 반도체로서는 실리콘 등의 무기 반도체, 또는 유기 화합물을 포함하는 유기 반도체를 사용할 수 있다. 본 실시형태에서는 광전 변환층(113)이 가지는 반도체로서 유기 반도체를 사용하는 예를 나타낸다. 유기 반도체를 사용함으로써, 발광 디바이스(190)의 발광층(193)과 수광 디바이스(110)의 광전 변환층(113)을 같은 방법(예를 들어 진공 증착법)으로 형성할 수 있어, 제조 장치를 공통화할 수 있기 때문에 바람직하다.
광전 변환층(113)이 가지는 n형 반도체의 재료로서는, 풀러렌(예를 들어 C60, C70 등) 또는 그 유도체 등의 전자 수용성의 유기 반도체 재료를 들 수 있다. 또한 광전 변환층(113)이 가지는 p형 반도체의 재료로서는, 구리(II) 프탈로사이아닌(Copper(II) phthalocyanine; CuPc)이나 테트라페닐다이벤조페리플란텐(Tetraphenyldibenzoperiflanthene; DBP), 아연 프탈로사이아닌(Zinc Phthalocyanine: ZnPc) 등의 전자 공여성의 유기 반도체 재료를 들 수 있다.
예를 들어 광전 변환층(113)은 n형 반도체와 p형 반도체를 공증착하여 형성할 수 있다.
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 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 재료, 그리고 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 이들의 질화물)를 사용하는 경우에는 투광성을 가질 정도로 얇게 하는 것이 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, 전극 등의 도전층, 및 표시 소자가 가지는 도전층(화소 전극이나 공통 전극으로서 기능하는 도전층)에도 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.
도 11의 (A)에 표시 장치(100B)의 단면도를 도시하였다. 표시 장치(100B)는 보호층(195)을 가진다는 점에서 표시 장치(100A)와 주로 상이하다.
수광 디바이스(110) 및 발광 디바이스(190)를 덮는 보호층(195)을 제공함으로써, 수광 디바이스(110) 및 발광 디바이스(190)로 물 등의 불순물이 확산되는 것을 억제하여 수광 디바이스(110) 및 발광 디바이스(190)의 신뢰성을 높일 수 있다.
표시 장치(100B)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)로 불순물이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치(100B)의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 11의 (B)에 보호층(195)이 3층 구조를 가지는 예를 나타내었다. 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 단부 및 무기 절연층(195c)의 단부는 유기 절연층(195b)의 단부보다 외측으로 연장되고, 이들은 서로 접한다. 그리고 무기 절연층(195a)은 절연층(214)(유기 절연층)의 개구를 통하여 절연층(215)(무기 절연층)과 접한다. 이에 의하여, 절연층(215)과 보호층(195)으로 수광 디바이스(110) 및 발광 디바이스(190)를 둘러쌀 수 있기 때문에, 수광 디바이스(110) 및 발광 디바이스(190)의 신뢰성을 높일 수 있다.
이와 같이, 보호층(195)은 유기 절연막과 무기 절연막의 적층 구를 가져도 좋다. 이때 유기 절연막의 단부보다 무기 절연막의 단부를 외측으로 연장시키는 것이 바람직하다.
또한 표시 장치(100B)에서는 보호층(195)과 기판(152)이 접착층(142)에 의하여 접합되어 있다. 접착층(142)은 수광 디바이스(110) 및 발광 디바이스(190)와 각각 중첩되어 제공되어 있고, 표시 장치(100B)에는 고체 밀봉 구조가 적용되어 있다.
도 12의 (A)에 표시 장치(100C)의 단면도를 도시하였다. 표시 장치(100C)는 트랜지스터의 구조가 다른 점 및 차광층(148)을 가지지 않는다는 점에서 표시 장치(100B)와 주로 상이하다.
표시 장치(100C)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)의 각각은 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 디바이스(190)의 화소 전극(191)은 도전층(222b)을 통하여 트랜지스터(208)의 한 쌍의 저저항 영역(231n)의 한쪽과 전기적으로 접속된다.
수광 디바이스(110)의 화소 전극(111)은 도전층(222b)을 통하여 트랜지스터(209)의 한 쌍의 저저항 영역(231n)의 다른 쪽과 전기적으로 접속된다.
도 12의 (A)에는 절연층(225)이 반도체층의 상면 및 측면을 덮는 예를 나타내었다. 도 12의 (B)에는 절연층(225)이 반도체층(231)의 채널 형성 영역(231i)과 중첩되고, 저저항 영역(231n)과는 중첩되지 않는 예를 나타내었다. 예를 들어 도전층(223)을 마스크로서 사용하여 절연층(225)을 가공함으로써 도 12의 (B)에 나타낸 구조를 제작할 수 있다. 도 12의 (B)에서는 절연층(225) 및 도전층(223)을 덮어 절연층(215)이 제공되고, 절연층(215)의 개구를 통하여 도전층(222a) 및 도전층(222b)이 각각 저저항 영역(231n)과 접속되어 있다. 또한 트랜지스터를 덮는 절연층(218)을 제공하여도 좋다.
도 13에 표시 장치(100D)의 단면도를 도시하였다. 표시 장치(100D)는 기판의 구성이 다르다는 점에서 표시 장치(100C)와 주로 상이하다.
표시 장치(100D)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(100D)는 제작 기판 위에 형성된 절연층(212), 트랜지스터(208), 트랜지스터(209), 수광 디바이스(110), 및 발광 디바이스(190) 등을 기판(153) 위로 전치(轉置)함으로써 제작되는 구성을 가진다. 기판(153) 및 기판(154)은 가요성을 가지는 것이 바람직하다. 이로써 표시 장치(100D)에 가요성을 부여할 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 적층막을 사용하여도 좋다. 이때 트랜지스터(209) 측의 막을 무기 절연막으로 하는 것이 바람직하다.
여기까지 표시 장치의 구성예에 대하여 설명하였다.
본 실시형태의 표시 장치는 표시부에 수광 디바이스와 발광 디바이스를 가지고, 표시부는 화상을 표시하는 기능 및 광을 검출하는 기능의 양쪽을 가진다. 이로써, 표시부의 외부 또는 표시 장치의 외부에 센서를 제공하는 경우에 비하여, 전자 기기의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다. 또한 표시부의 외부 또는 표시 장치의 외부에 제공하는 센서와 조합하여 더 다기능의 전자 기기를 실현할 수도 있다.
수광 디바이스는 광전 변환층 외의 적어도 하나의 층을 발광 디바이스(EL 소자)와 공통된 구성으로 할 수 있다. 또한 수광 디바이스는 광전 변환층 외의 모든 층을 발광 디바이스(EL 소자)와 공통된 구성으로 하여도 좋다. 예를 들어, 발광 디바이스의 제작 공정에 광전 변환층의 성막 공정만 추가하면, 발광 디바이스와 수광 디바이스를 동일 기판 위에 형성할 수 있다. 또한 수광 디바이스와 발광 디바이스는 화소 전극 및 공통 전극을 동일한 재료 및 동일한 공정으로 형성할 수 있다. 또한 수광 디바이스에 전기적으로 접속되는 회로와, 발광 디바이스에 전기적으로 접속되는 회로를 동일한 재료 및 동일한 공정으로 제작함으로써, 표시 장치의 제작 공정을 간략화할 수 있다. 이와 같이, 복잡한 공정을 가지지 않아도 수광 디바이스가 내장되고 편리성이 높은 표시 장치를 제작할 수 있다.
아래에서는 트랜지스터의 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) 등 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(Cloud-Aligned Composite)-OS(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, 각 기능을 분리함으로써 양쪽의 기능을 극대화할 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 재료 내에 각각 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 내로 갭을 가지는 성분에서 주로 캐리어가 흐른다. 또한 내로 갭을 가지는 성분과 와이드 갭을 가지는 성분이 상보적으로 작용함으로써 내로 갭을 가지는 성분과 연동하여 와이드 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, a-b면 방향에서 복수의 나노 결정이 연결되고, 변형을 가지는 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 변형 근방에서도 명확한 결정립계(그레인 바운더리라고도 함)를 확인하는 것은 어렵다. 즉 격자 배열의 변형에 의하여 결정립계의 형성이 억제되어 있다는 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(이하, In층)과, 원소 M, 아연, 및 산소를 가지는 층(이하, (M, Zn)층)이 적층된 층상의 결정 구조(층상 구조라고도 함)를 가지는 경향이 있다. 또한 인듐과 원소 M은 서로 치환될 수 있고, (M, Zn)층의 원소 M이 인듐과 치환된 경우, (In, M, Zn)층이라고 표현할 수도 있다. 또한 In층의 인듐이 원소 M과 치환된 경우, (In, M)층이라고 표현할 수도 있다.
CAAC-OS는 결정성이 높은 금속 산화물이다. 한편 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-OS는 불순물이나 결함(산소 결손(VO: oxygen vacancy라고도 함) 등)이 적은 금속 산화물이라고도 할 수 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 인듐과, 갈륨과, 아연을 가지는 금속 산화물의 한 종류인 인듐-갈륨-아연 산화물(이하, IGZO)은 상술한 나노 결정으로 함으로써 안정적인 구조를 가지는 경우가 있다. 특히 IGZO는 대기 중에서 결정 성장하기 어려운 경향이 있기 때문에, 큰 결정(여기서는 수mm의 결정 또는 수cm의 결정)보다 작은 결정(예를 들어 상술한 나노 결정)으로 하였을 때 구조적으로 더 안정되는 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 사용한 스퍼터링법으로 성막할 수 있다. 또한 금속 산화물막 성막 시의 산소의 유량비(산소 분압)에 특별한 한정은 없다. 다만 전계 효과 이동도가 높은 트랜지스터를 얻는 경우에는 금속 산화물막 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.
상기 금속 산화물을 사용한 트랜지스터는 수yA/μm(채널 폭 1μm당 전류값)로 매우 낮은 오프 전류 특성을 나타낼 수 있다. 또한 금속 산화물을 사용한 트랜지스터는 충격 이온화, 애벌란시(avalanche) 항복, 및 단채널 효과 등이 발생하지 않는다는 등 Si을 사용한 트랜지스터와는 다른 특징을 가지기 때문에, 신뢰성이 높은 회로를 형성할 수 있다. 또한 Si을 사용한 트랜지스터에서 문제가 되는 결정성의 불균일로 인한 전기 특성의 편차도 금속 산화물을 사용한 트랜지스터에서는 일어나기 어렵다.
금속 산화물막 성막 시의 기판 온도는 350℃ 이하가 바람직하고, 실온 이상 200℃ 이하가 더 바람직하고, 실온 이상 130℃ 이하가 더욱 바람직하다. 금속 산화물막 성막 시의 기판 온도가 실온이면 생산성을 높일 수 있어 바람직하다.
금속 산화물막은 스퍼터링법, PLD법, PECVD법, 열 CVD법, MOCVD법, ALD법, 진공 증착법 등에 의하여 형성할 수 있다.
여기까지 금속 산화물에 대하여 설명하였다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재된 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치가 가지는 화소의 회로에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치의 화소는 부화소(11, 12, 13)를 가진다. 부화소(11)의 화소 회로(PIX1)는 가시광을 발하는 발광 디바이스를 가진다. 부화소(12)의 화소 회로(PIX2)는 근적외광을 발하는 발광 디바이스를 가진다. 부화소(13)의 화소 회로(PIX3)는 수광 디바이스를 가진다.
도 14의 (A)에 부화소(11)의 화소 회로(PIX1)의 일례를 나타내었다. 화소 회로(PIX1)는 발광 디바이스(EL1), 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M2), 트랜지스터(M3), 및 용량 소자(C1)를 가진다. 여기서는, 발광 디바이스(EL1)로서 발광 다이오드를 사용한 예를 나타내었다. 발광 디바이스(EL1)에는 가시광을 발하는 유기 EL 소자를 사용하는 것이 바람직하다.
트랜지스터(M1)는 게이트가 배선(G1)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(S1)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 용량 소자(C1)의 한쪽 전극 및 트랜지스터(M2)의 게이트와 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M2)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 배선(V2)과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽은 발광 디바이스(EL1)의 애노드 및 트랜지스터(M3)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M3)는 게이트가 배선(G2)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 배선(V0)과 전기적으로 접속된다. 발광 디바이스(EL1)의 캐소드는 배선(V1)과 전기적으로 접속된다.
배선(V1) 및 배선(V2)에는 각각 정전위가 공급된다. 발광 디바이스(EL1)의 애노드 측을 고전위로 하고 캐소드 측을 저전위로 함으로써 발광을 수행할 수 있다. 트랜지스터(M1)는 배선(G1)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 화소 회로(PIX1)의 선택 상태를 제어하기 위한 선택 트랜지스터로서 기능한다. 또한 트랜지스터(M2)는 게이트에 공급되는 전위에 따라 발광 디바이스(EL1)에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터로서 기능한다.
트랜지스터(M1)가 도통 상태일 때, 배선(S1)에 공급되는 전위가 트랜지스터(M2)의 게이트에 공급되고, 그 전위에 따라 발광 디바이스(EL1)의 발광 휘도를 제어할 수 있다. 트랜지스터(M3)는 배선(G2)에 공급되는 신호에 의하여 제어된다. 이에 의하여, 트랜지스터(M3)와 발광 디바이스(EL1) 사이의 전위를 배선(V0)으로부터 공급되는 일정한 전위로 리셋할 수 있고, 트랜지스터(M2)의 소스 전위를 안정화시킨 상태로 트랜지스터(M2)의 게이트에 전위를 기록할 수 있다.
도 14의 (B)에 부화소(12)의 화소 회로(PIX2)의 일례를 나타내었다. 화소 회로(PIX2)는 승압 기능을 가진다. 화소 회로(PIX2)는 발광 디바이스(EL2), 트랜지스터(M4), 트랜지스터(M5), 트랜지스터(M6), 트랜지스터(M7), 용량 소자(C2), 및 용량 소자(C3)를 가진다. 여기서는, 발광 디바이스(EL2)로서 발광 다이오드를 사용한 예를 나타내었다. 발광 디바이스(EL2)에는 근적외광을 발하는 유기 EL 소자를 사용하는 것이 바람직하다. 화소 회로(PIX2)는 근적외광을 높은 휘도로 발하기 위한 승압 기능을 가진다.
트랜지스터(M4)는 게이트가 배선(G1)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(S4)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 용량 소자(C2)의 한쪽 전극, 용량 소자(C3)의 한쪽 전극, 및 트랜지스터(M6)의 게이트와 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M5)는 게이트가 배선(G3)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(S5)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 용량 소자(C3)의 다른 쪽 전극과 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(M6)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 배선(V2)과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽은 발광 디바이스(EL2)의 애노드 및 트랜지스터(M7)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M7)는 게이트가 배선(G2)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 배선(V0)과 전기적으로 접속된다. 발광 디바이스(EL2)의 캐소드는 배선(V1)과 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(M4)는 배선(G1)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 트랜지스터(M5)는 배선(G3)에 공급되는 신호에 의하여 제어된다. 트랜지스터(M6)는 게이트에 공급되는 전위에 따라 발광 디바이스(EL2)에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터로서 기능한다.
트랜지스터(M6)의 게이트에 공급된 전위에 따라 발광 디바이스(EL2)의 발광 휘도를 제어할 수 있다. 트랜지스터(M7)는 배선(G2)에 공급되는 신호에 의하여 제어된다. 트랜지스터(M6)와 발광 디바이스(EL2) 사이의 전위를 배선(V0)으로부터 공급되는 일정한 전위로 리셋할 수 있고, 트랜지스터(M6)의 소스 전위를 안정화시킨 상태로 트랜지스터(M6)의 게이트에 전위를 기록할 수 있다. 또한 배선(V0)으로부터 공급되는 전위를 배선(V1)과 같은 전위 또는 배선(V1)보다 낮은 전위로 함으로써 발광 디바이스(EL2)의 발광을 억제할 수 있다.
화소 회로(PIX2)에서는 발광 디바이스(EL2)의 발광 강도를 높이기 위하여 트랜지스터(M6)의 게이트에 높은 전압을 공급하는 것이 바람직하다. 이하에서 화소 회로(PIX2)가 가지는 승압 기능에 대하여 설명한다.
우선, 트랜지스터(M6)의 게이트에 트랜지스터(M4)를 통하여 배선(S4)의 전위 "D1"을 공급하고, 이와 겹치는 타이밍으로 용량 소자(C3)의 다른 쪽 전극에 트랜지스터(M5)를 통하여 기준 전위 "Vref"를 공급한다. 이때, 용량 소자(C3)에는 "D1-Vref"가 유지된다. 다음으로, 트랜지스터(M6)의 게이트를 플로팅으로 하고, 트랜지스터(M5)를 통하여 용량 소자(C3)의 다른 쪽 전극에 배선(S5)의 전위 "D2"를 공급한다. 여기서, 전위 "D2"는 가산용 전위이다.
이때, 용량 소자(C3)의 용량값을 C3으로, 용량 소자(C2)의 용량값을 C2로, 트랜지스터(M6)의 게이트의 용량값을 CM6으로 하면, 트랜지스터(M6)의 게이트의 전위는 D1+(C3/(C3+C2+CM6))×(D2-Vref))가 된다. 여기서, C3의 값이 C2+CM6의 값보다 충분히 큰 경우를 상정하면, C3/(C3+C2+CM6)은 1에 근사한다. 따라서, 트랜지스터(M6)의 게이트의 전위는 "D1+(D2-Vref)"에 근사한다고 할 수 있다. 그리고, D1=D2이며 Vref=0이면, "D1+(D2-Vref))"="2D1"이 된다.
즉, 회로를 적절하게 설계하면, 배선(S4 또는 S5)으로부터 입력할 수 있는 전위의 약 2배의 전위를 트랜지스터(M6)의 게이트에 공급할 수 있게 된다.
상기 작용에 의하여, 범용 드라이버 IC를 사용하여도 높은 전압을 생성할 수 있다. 따라서, 발광 디바이스(EL2)를 높은 휘도로 발광시킬 수 있다.
또한 화소 회로(PIX2)는 도 14의 (C)에 도시된 구성을 가져도 좋다. 도 14의 (C)에 도시된 화소 회로(PIX2)는 트랜지스터(M8)를 가지는 점이 도 14의 (B)에 도시된 화소 회로(PIX2)와 상이하다. 트랜지스터(M8)의 게이트는 배선(G1)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽은 트랜지스터(M5)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽 및 용량 소자(C3)의 다른 쪽 전극과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 배선(V0)과 전기적으로 접속된다. 또한 트랜지스터(M5)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 배선(S4)과 접속된다.
도 14의 (B)에 도시된 화소 회로(PIX2)에서는 상술한 바와 같이 트랜지스터(M5)를 통하여 기준 전위 및 가산용 전위를 용량 소자(C3)의 다른 쪽 전극에 공급하는 동작이 수행된다. 이 경우, 배선(S4)과 배선(S5)의 2개의 배선이 필요하고, 배선(S5)에서는 기준 전위와 가산용 전위를 번갈아 재기록할 필요가 있다.
도 14의 (C)에 도시된 화소 회로(PIX2)에서는 트랜지스터(M8)는 많아지지만, 기준 전위를 공급하는 전용 경로가 제공되기 때문에 배선(S5)을 삭감할 수 있다. 또한 트랜지스터(M8)의 게이트는 배선(G1)과 접속될 수 있고, 기준 전위를 공급하는 배선에는 배선(V0)을 사용할 수 있기 때문에, 트랜지스터(M8)와 접속되는 배선은 증가하지 않는다. 또한 하나의 배선으로 기준 전위와 가산용 전위를 번갈아 재기록하지 않기 때문에 낮은 소비 전력으로 고속 동작이 가능하다.
또한 도 14의 (B), (C)에서는 기준 전위 "Vref"로서 "D1"의 반전 전위 "D1B"를 사용하여도 좋다. 이 경우에는, 배선(S4 또는 S5)으로부터 입력할 수 있는 전위의 약 3배의 전위를 트랜지스터(M6)의 게이트에 공급할 수 있게 된다. 또한 반전 전위란, 어떤 기준 전위와의 차이의 절댓값이 같으며(또는 대략 같으며), 원래 전위와는 상이한 전위를 의미한다. 원래 전위를 "D1"로, 반전 전위를 "D1B"로, 기준 전위를 V0으로 하였을 때 V0=(D1+D1B)/2의 관계이면 좋다.
또한 화소 회로(PIX1)의 회로에서 발광 디바이스(EL2)를 발광시키는 구성을 부화소(12)에 사용할 수도 있다.
또한 본 실시형태의 표시 장치에서는 발광 디바이스를 펄스상으로 발광시킴으로써 화상을 표시하여도 좋다. 발광 디바이스의 구동 시간을 단축함으로써 표시 장치의 소비 전력 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.
도 14의 (D)에 부화소(13)의 화소 회로(PIX3)의 일례를 나타내었다. 화소 회로(PIX3), 수광 디바이스(PD), 트랜지스터(M9), 트랜지스터(M10), 트랜지스터(M11), 트랜지스터(M12), 및 용량 소자(C4)를 가진다. 여기서는, 수광 디바이스(PD)로서 포토다이오드를 사용한 예를 나타내었다.
수광 디바이스(PD)는 애노드가 배선(V1)과 전기적으로 접속되고, 캐소드가 트랜지스터(M9)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M9)는 게이트가 배선(G4)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 용량 소자(C4)의 한쪽 전극, 트랜지스터(M10)의 소스 및 드레인 중 한쪽, 및 트랜지스터(M11)의 게이트와 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M10)는 게이트가 배선(G5)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 배선(V2)과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M11)는 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(V3)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 트랜지스터(M12)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M12)는 게이트가 배선(G6)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 배선(OUT)과 전기적으로 접속된다.
배선(V1), 배선(V2), 및 배선(V3) 각각에는 정전위가 공급된다. 수광 디바이스(PD)를 역바이어스로 구동시키는 경우에는, 배선(V2)에 배선(V1)의 전위보다 높은 전위를 공급한다. 트랜지스터(M10)는 배선(G5)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 트랜지스터(M11)의 게이트에 접속되는 노드의 전위를 배선(V2)에 공급되는 전위로 리셋하는 기능을 가진다. 트랜지스터(M9)는 배선(G4)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 수광 디바이스(PD)를 흐르는 전류에 따라 상기 노드의 전위가 변화하는 타이밍을 제어하는 기능을 가진다. 트랜지스터(M11)는 상기 노드의 전위에 따른 출력을 수행하는 증폭 트랜지스터로서 기능한다. 트랜지스터(M12)는 배선(G6)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 상기 노드의 전위에 따른 출력을 배선(OUT)에 접속되는 외부 회로에 의하여 판독하기 위한 선택 트랜지스터로서 기능한다.
여기서, 화소 회로(PIX1 내지 PIX3)가 가지는 트랜지스터(M1 내지 M12)에는 각각, 채널이 형성되는 반도체층에 금속 산화물(산화물 반도체)을 사용한 트랜지스터를 적용하는 것이 바람직하다.
실리콘보다 밴드 갭이 넓고 캐리어 밀도가 작은 금속 산화물을 사용한 트랜지스터는 매우 작은 오프 전류를 실현할 수 있다. 그리고 오프 전류가 작기 때문에, 트랜지스터와 직렬로 접속된 용량 소자에 축적된 전하를 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다.
그러므로, 특히 용량 소자(C1), 용량 소자(C2), 용량 소자(C3), 또는 용량 소자(C4)에 소스 및 드레인 중 한쪽 또는 다른 쪽이 접속되는 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M4), 트랜지스터(M5), 트랜지스터(M8), 트랜지스터(M9) 및 트랜지스터(M10)에는, 산화물 반도체가 적용된 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다. 부화소(13)에 산화물 반도체가 적용된 트랜지스터를 사용함으로써, 회로 구성이나 동작 방법을 복잡하게 하지 않고, 모든 화소에서 동시에 전하의 축적 동작을 수행하는 글로벌 셔터 방식을 적용할 수 있다.
또한 이들 외의 트랜지스터도 마찬가지로, 산화물 반도체를 적용한 트랜지스터를 사용함으로써 제작 비용을 저감할 수 있다.
또한 트랜지스터(M1 내지 M12)로서 채널이 형성되는 반도체에 실리콘을 적용한 트랜지스터를 사용할 수도 있다. 특히 단결정 실리콘이나 다결정 실리콘 등 결정성이 높은 실리콘을 사용함으로써, 높은 전계 효과 이동도를 실현할 수 있고, 더 고속으로 동작할 수 있어 바람직하다.
또한 트랜지스터(M1 내지 M12) 중 하나 이상에 산화물 반도체를 적용한 트랜지스터를 사용하고, 나머지에 실리콘을 적용한 트랜지스터를 사용하는 구성으로 하여도 좋다.
또한 도 14의 (A) 내지 (D)에서는 n채널형 트랜지스터를 사용한 예를 도시하였지만, p채널형 트랜지스터를 사용할 수도 있다.
화소 회로(PIX1)가 가지는 트랜지스터, 화소 회로(PIX2)가 가지는 트랜지스터, 및 화소 회로(PIX3)가 가지는 트랜지스터는 동일 기판 위에 나란히 형성되는 것이 바람직하다. 또한 화소 회로(PIX1 내지 PIX3)에 접속되는 배선 중, 도 14의 (A) 내지 (D)에서 공통된 부호로 나타낸 배선은 공통 배선으로 하여도 좋다.
또한 수광 디바이스(PD), 발광 디바이스(EL1), 또는 발광 디바이스(EL2)와 중첩되는 위치에, 트랜지스터 및 용량 소자 중 한쪽 또는 양쪽을 가지는 층을 하나 또는 복수로 제공하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 각 화소 회로의 실효적인 점유 면적을 작게 할 수 있고, 고정세(高精細)의 수광부 또는 표시부를 실현할 수 있다.
도 15는 화소(10)에 포함되는 부화소(11)(부화소(11R), 부화소(11G), 부화소(11B)), 부화소(12), 부화소(13)의 회로도의 예를 나타낸 것이다. 배선(G1 내지 G3)은 게이트 드라이버(도 1, 회로(16))와 전기적으로 접속될 수 있다. 또한 배선(G4 내지 G6)은 행 드라이버(도 1, 회로(18))와 전기적으로 접속될 수 있다. 배선(S1 내지 S4)은 소스 드라이버(도 1, 회로(15))와 전기적으로 접속될 수 있다. 배선(OUT)은 열 드라이버(도 1, 회로(17)) 및 판독 회로(도 1, 회로(19))와 전기적으로 접속될 수 있다.
배선(V0 내지 V3)에는 정전위를 공급하는 전원 회로를 전기적으로 접속할 수 있고, 배선(V0, V1)에는 저전위를 공급하고 배선(V2, V3)에는 고전위를 공급할 수 있다. 또한 배선(S4)은 소스 드라이버가 아니라, 정전위를 공급하는 회로와 전기적으로 접속되어도 좋다. 또한 배선(V2) 및 배선(V3)은 공통된 배선이어도 좋다.
또한 도 16에 도시된 바와 같이, 부화소(13)의 수광 디바이스(PD)의 캐소드를 배선(V1)에 전기적으로 접속하고, 트랜지스터(M10)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽을 배선(V4)에 전기적으로 접속하는 구성으로 하여도 좋다. 이때, 배선(V4)은 배선(V1)에 공급되는 전위보다 낮은 전위를 공급할 수 있다.
본 발명의 일 형태에서는 부화소(11), 부화소(12), 및 부화소(13)가 전원선 등을 공유할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재된 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 전자 기기에 대하여 설명한다.
본 실시형태의 전자 기기는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가진다. 예를 들어, 전자 기기의 표시부에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 광을 검출하는 기능을 가지기 때문에, 접촉이나 비접촉을 불문하고 입력 동작을 수행할 수 있다. 또한 표시부의 촬상 기능을 이용하여 생체 인증을 수행할 수 있다. 이로써, 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, 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 기록된 프로그램 또는 데이터를 판독하는 기능 등을 가질 수 있다.
도 17의 (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 17의 (B)는 하우징(6501)의 마이크로폰(6506) 측의 단부를 포함한 단면 개략도이다.
하우징(6501)의 표시면 측에는 투광성을 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(미도시)에 의하여 고정되어 있다. 또한 표시 패널(6511)에는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있고, 상기 표시 장치의 센서 기능만을 사용하는 경우에는 터치 센서 패널(6513)을 생략하여도 좋다.
표시부(6502)보다 외측의 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 가요성을 가지는 표시 장치를 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 이면 측에 FPC(6515)와의 접속부를 배치함으로써 내로 베젤의 전자 기기를 실현할 수 있다.
도 18의 (A)는 텔레비전 장치의 일례를 나타낸 것이다. 텔레비전 장치(7100)는 하우징(7101)에 표시부(7000)가 제공되어 있다. 여기서는 스탠드(7103)로 하우징(7101)을 지지한 구성을 나타내었다.
표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
도 18의 (A)에 도시된 텔레비전 장치(7100)의 조작은 하우징(7101)이 가지는 조작 스위치나, 별체의 리모트 컨트롤러(7111)로 수행할 수 있다. 또는 표시부(7000)에 포함된 터치 센서 또는 근거리 터치 센서를 기능시키고, 손가락 등으로 표시부(7000)를 터치하거나 또는 손가락 등을 표시부(7000)에 근접시킴으로써 텔레비전 장치(7100)를 조작하여도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)는 리모트 컨트롤러(7111)로부터 출력되는 정보를 표시하는 표시부를 가져도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)가 가지는 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 방송의 수신을 수행할 수 있다. 또한 모뎀을 통하여 유선 또는 무선에 의하여 통신 네트워크에 접속함으로써, 한 방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자 간, 또는 수신자끼리 등)의 정보 통신을 수행할 수도 있다.
도 18의 (B)는 노트북형 퍼스널 컴퓨터의 일례를 나타낸 것이다. 노트북형 퍼스널 컴퓨터(7200)는 하우징(7211), 키보드(7212), 포인팅 디바이스(7213), 외부 접속 포트(7214) 등을 가진다. 하우징(7211)에 표시부(7000)가 제공되어 있다.
표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
도 18의 (C), (D)는 디지털 사이니지의 일례를 나타낸 것이다.
도 18의 (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 18의 (D)는 원기둥 형상의 기둥(7401)에 제공된 디지털 사이니지(7400)이다. 디지털 사이니지(7400)는 기둥(7401)의 곡면을 따라 제공된 표시부(7000)를 가진다.
도 18의 (C), (D)에서, 표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
표시부(7000)가 넓을수록 한번에 제공할 수 있는 정보량을 증가시킬 수 있다. 또한 표시부(7000)가 넓을수록 사람의 눈에 띄기 쉽고, 예를 들어 광고의 홍보 효과를 높일 수 있다.
표시부(7000)에 포함된 터치 센서, 근거리 터치 센서를 기능시킴으로써, 표시부(7000)에 화상 또는 동영상을 표시할 뿐만 아니라, 사용자의 직관적인 조작이 가능해진다. 또한 노선 정보 또는 교통 정보 등의 정보를 취득하기 위한 용도로 사용하는 경우에는, 직관적인 조작에 의하여 사용성을 높일 수 있다.
또한 도 18의 (C), (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 참여하고 즐길 수 있다.
도 19의 (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 19의 (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 기록된 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.
아래에서, 도 19의 (A) 내지 (F)에 도시된 전자 기기의 자세한 사항에 대하여 설명한다. 도 19의 (A) 내지 (F)에 도시된 전자 기기에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 사용함으로써, 비접촉으로도 입력 동작이 가능해진다.
도 19의 (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 19의 (A)는 3개의 아이콘(9050)을 표시한 예를 나타낸 것이다. 또한 파선의 직사각형으로 나타낸 정보(9051)를 표시부(9001)의 다른 면에 표시할 수도 있다. 정보(9051)의 일례로서는 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 19의 (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 수도 있다. 사용자는 휴대 정보 단말기(9102)를 포켓으로부터 꺼내지 않고 표시를 확인하고, 예를 들어 전화를 받을지 여부를 판단할 수 있다.
도 19의 (C)는 손목시계형 휴대 정보 단말기(9200)를 도시한 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9200)는 예를 들어 스마트 워치로서 사용할 수 있다. 또한 표시부(9001)는 그 표시면이 만곡되어 제공되고, 만곡된 표시면을 따라 표시를 수행할 수 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9200)는, 예를 들어 무선 통신 가능한 헤드세트와 상호 통신함으로써 핸즈프리로 통화할 수도 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9200)는 접속 단자(9006)에 의하여 다른 정보 단말기와 상호로 데이터를 주고받거나 충전할 수도 있다. 또한 충전 동작은 무선 급전에 의하여 수행하여도 좋다.
도 19의 (D), (E), 및 (F)는 접을 수 있는 휴대 정보 단말기(9201)를 도시한 사시도이다. 또한 도 19의 (D)는 휴대 정보 단말기(9201)를 펼친 상태의 사시도이고, 도 19의 (F)는 접은 상태의 사시도이고, 도 19의 (E)는 도 19의 (D) 및 (F) 중 한쪽으로부터 다른 쪽으로 변화되는 도중의 상태의 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9201)는 접은 상태에서는 가반성이 우수하고, 펼친 상태에서는 이음매가 없고 넓은 표시 영역에 의하여 표시의 일람성(一覽性)이 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 명세서에 기재된 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
10: 화소, 11: 부화소, 11B: 부화소, 11G: 부화소, 11R: 부화소, 12: 부화소, 13: 부화소, 14: 화소 어레이, 15: 회로, 16: 회로, 17: 회로, 18: 회로, 19: 회로, 20: 광원, 21: 광, 22: 광, 23a: 광, 23b: 반사광, 23c: 광, 23d: 반사광, 41: 트랜지스터, 42: 트랜지스터, 50A: 표시 장치, 50B: 표시 장치, 50C: 표시 장치, 50D: 표시 장치, 50E: 표시 장치, 60: 대상물, 100A: 표시 장치, 100B: 표시 장치, 100C: 표시 장치, 100D: 표시 장치, 110: 수광 디바이스, 111: 화소 전극, 112: 공통층, 113: 광전 변환층, 114: 공통층, 115: 공통 전극, 142: 접착층, 143: 공간, 148: 차광층, 149: 필터, 151: 기판, 152: 기판, 153: 기판, 154: 기판, 155: 접착층, 162: 표시부, 164a: 회로, 164b: 회로, 165: 배선, 165a: 배선, 165b: 배선, 166: 도전층, 172a: FPC, 172b: FPC, 173a: IC, 173b: IC, 180: 발광 디바이스, 182: 버퍼층, 183: 발광층, 184: 버퍼층, 190: 발광 디바이스, 191: 화소 전극, 192: 버퍼층, 193: 발광층, 194: 버퍼층, 195: 보호층, 195a: 무기 절연층, 195b: 유기 절연층, 195c: 무기 절연층, 201: 트랜지스터, 204: 접속부, 205: 트랜지스터, 206: 트랜지스터, 208: 트랜지스터, 209: 트랜지스터, 210: 트랜지스터, 211: 절연층, 212: 절연층, 213: 절연층, 214: 절연층, 215: 절연층, 216: 격벽, 217: 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, 6500: 전자 기기, 6501: 하우징, 6502: 표시부, 6503: 전원 버튼, 6504: 버튼, 6505: 스피커, 6506: 마이크로폰, 6507: 카메라, 6508: 광원, 6510: 보호 부재, 6511: 표시 패널, 6512: 광학 부재, 6513: 터치 센서 패널, 6515: FPC, 6516: IC, 6517: 프린트 기판, 6518: 배터리, 7000: 표시부, 7100: 텔레비전 장치, 7101: 하우징, 7103: 스탠드, 7111: 리모트 컨트롤러, 7200: 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 7211: 하우징, 7212: 키보드, 7213: 포인팅 디바이스, 7214: 외부 접속 포트, 7300: 디지털 사이니지, 7301: 하우징, 7303: 스피커, 7311: 정보 단말기, 7400: 디지털 사이니지, 7401: 기둥, 7411: 정보 단말기, 9000: 하우징, 9001: 표시부, 9003: 스피커, 9005: 조작 키, 9006: 접속 단자, 9007: 센서, 9008: 마이크로폰, 9050: 아이콘, 9051: 정보, 9052: 정보, 9053: 정보, 9054: 정보, 9055: 힌지, 9101: 휴대 정보 단말기, 9102: 휴대 정보 단말기, 9200: 휴대 정보 단말기, 9201: 휴대 정보 단말기

Claims (8)

  1. 표시 장치로서,
    제 1 화소와, 제 2 화소와, 제 3 화소를 가지고,
    상기 제 1 화소는 제 1 발광 디바이스를 가지고,
    상기 제 2 화소는 제 2 발광 디바이스를 가지고,
    상기 제 3 화소는 수광 디바이스를 가지고,
    상기 제 1 발광 디바이스는 가시광을 발하는 기능을 가지고,
    상기 제 2 발광 디바이스는 근적외광을 발하는 기능을 가지고,
    상기 수광 디바이스는 상기 근적외광을 검출하는 기능을 가지고,
    상기 제 2 화소는 제 1 전위 및 제 2 전위에 기초하여 제 3 전위를 생성하는 기능, 및 상기 제 3 전위에 따라 상기 제 2 발광 디바이스를 발광시키는 기능을 가지는, 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 디바이스는 적색, 녹색, 청색, 및 백색 중 어느 색의 광을 발하는 기능을 가지는, 표시 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수광 디바이스는 광전 변환층을 가지고, 상기 광전 변환층에 유기 화합물을 가지는, 표시 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 디바이스, 상기 제 2 발광 디바이스, 및 상기 수광 디바이스는 다이오드의 구성을 가지고, 상기 제 1 발광 디바이스의 캐소드, 상기 제 2 발광 디바이스의 캐소드, 및 상기 수광 디바이스의 애노드는 전기적으로 접속되는, 표시 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 디바이스, 상기 제 2 발광 디바이스, 및 상기 수광 디바이스는 다이오드의 구성을 가지고, 상기 제 1 발광 디바이스의 캐소드, 상기 제 2 발광 디바이스의 캐소드, 및 상기 수광 디바이스의 캐소드는 전기적으로 접속되는, 표시 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수광 디바이스와 중첩되는 위치에 가시광 차단 필터가 제공되는, 표시 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 화소 내지 상기 제 3 화소는 트랜지스터를 가지고, 상기 트랜지스터는 채널 형성 영역에 금속 산화물을 가지고, 상기 금속 산화물은 In과, Zn과, M(M은 Al, Ti, Ga, Ge, Sn, Y, Zr, La, Ce, Nd, 또는 Hf)을 가지는, 표시 장치.
  8. 전자 기기로서,
    제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 표시 장치와,
    카메라를 가지는, 전자 기기.
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