KR20230044334A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20230044334A
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pixel
transistor
display
layer
electrode
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KR1020237010189A
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히데아키 시시도
히로유키 미야케
코헤이 토요타카
마코토 카네야스
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은 해상도가 높은 표시 장치, 표시 품위가 높은 표시 장치, 또는 개구율이 높은 표시 장치를 제공한다. 화소는 3개의 부화소를 포함하고, 2개의 게이트선에 전기적으로 접속되어 있다. 하나의 게이트선은 2개의 부화소 각각에 포함되는 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속되어 있고, 다른 게이트선은 다른 부화소에 포함되는 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속되어 있다. 3개의 부화소의 표시 소자는 같은 방향으로 배열되어 있다. 3개의 부화소의 3개의 화소 전극은 같은 방향으로 배열되어 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명의 일 형태는 표시 장치에 관한 것이다.
다만, 본 발명의 일 형태는 상기 기술 분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에 개시(開示)된 발명의 일 형태의 기술 분야는 물건, 방법, 또는 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 형태는 공정(process), 기계(machine), 제품(manufacture), 또는 조성물(composition of matter)에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 명세서에 개시된 본 발명의 일 형태의 기술 분야의 예에는 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 조명 장치, 축전 장치, 기억 장치, 이들 중 어느 것의 구동 방법, 및 이들 중 어느 것의 제조 방법이 포함된다.
근년 들어 고화질(high-definition) 표시 장치가 요구되고 있다. 예를 들어, 풀 하이비전(화소수가 1920×1080임)이 가정용 텔레비전 장치(텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 불림)의 주류이지만, 4K(화소수가 3840×2160임) 및 8K(화소수가 7680×4320임)도 고화질 텔레비전 장치가 발전에 따라 확산될 것이다.
휴대 전화, 스마트폰, 및 태블릿 등의 휴대 정보 단말의 표시 패널의 고화질화도 진행되고 있다.
표시 장치의 예에는 대표적으로는 액정 표시 장치, 유기 EL(electroluminescent) 소자 또는 발광 다이오드(LED) 등의 발광 소자를 포함한 발광 장치, 및 전기 영동 방식 등으로 표시하는 전자 종이가 포함된다.
예를 들어, 유기 EL 소자의 기본 구성에서 발광성 유기 화합물을 함유한 층은 한 쌍의 전극 사이에 제공된다. 이 소자에 전압을 인가함으로써, 발광성 유기 화합물은 발광할 수 있다. 이러한 유기 EL 소자를 포함한 표시 장치는 액정 표시 장치 등에 필요한 백 라이트가 불필요하기 때문에, 얇고, 가볍고, 콘트라스트가 높고, 소비전력이 낮은 표시 장치를 얻을 수 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에 유기 EL 소자를 사용한 표시 장치의 일례가 개시되어 있다.
일본 특허공개공보 제2002-324673호
예를 들어 휴대 정보 단말에 탑재된 표시 패널의 표시 영역의 면적은 텔레비전 장치 등의 그것보다 작기 때문에 고화질을 위하여 해상도를 높일 필요가 있다.
본 발명의 일 형태의 목적은 해상도가 매우 높은 표시 장치를 제공하는 것이다. 다른 목적은 표시 품위가 높은 표시 장치를 제공하는 것이다. 다른 목적은 개구율이 높은 표시 장치를 제공하는 것이다. 다른 목적은 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공하는 것이다. 다른 목적은 신규 구성을 갖는 표시 장치를 제공하는 것이다.
이들 목적의 기재는 다른 목적의 존재를 방해하지 않는다. 본 발명의 일 형태에 의하여 모든 목적을 달성할 필요는 없다. 상술한 목적 외의 목적은 명세서 등의 기재로부터 명백해질 것이며 추출될 수 있다.
본 발명의 일 형태는 화소, 제 1 배선, 및 제 2 배선을 포함하는 표시 장치이다. 화소는 제 1 부화소, 제 2 부화소, 및 제 3 부화소를 포함한다. 제 1 부화소는 제 1 트랜지스터 및 제 1 표시 소자를 포함한다. 제 2 부화소는 제 2 트랜지스터 및 제 2 표시 소자를 포함한다. 제 3 부화소는 제 3 트랜지스터 및 제 3 표시 소자를 포함한다. 제 1 배선은 제 1 트랜지스터의 게이트 및 제 2 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 배선은 제 3 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속되어 있다.
상기에서, 제 1 표시 소자는 제 1 전극을 포함하고, 제 2 표시 소자는 제 2 전극을 포함하고, 제 3 표시 소자는 제 3 전극을 포함한다. 제 3 전극은 평면시에서 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 영역을 포함하는 것이 바람직하다.
상기에서, 제 1 전극의 중심(centroid) 및 제 2 전극의 중심을 통과하는 직선은 평면시에서 제 3 전극의 중심과 중첩되지 않는 것이 바람직하다.
상기에서 제 1 전극과 제 2 배선은 서로 중첩되지 않고, 제 2 전극과 제 2 배선은 서로 중첩되지 않고, 제 3 전극과 제 1 배선은 중첩 영역을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 형태는 제 1 화소, 제 2 화소, 제 1 배선, 및 제 2 배선을 포함한 표시 장치이다. 제 1 화소는 제 1 부화소, 제 2 부화소, 및 제 3 부화소를 포함한다. 제 2 화소는 제 4 부화소, 제 5 부화소, 및 제 6 부화소를 포함한다. 제 1 부화소는 제 1 트랜지스터 및 제 1 표시 소자를 포함한다. 제 2 부화소는 제 2 트랜지스터 및 제 2 표시 소자를 포함한다. 제 3 부화소는 제 3 트랜지스터 및 제 3 표시 소자를 포함한다. 제 4 부화소는 제 4 트랜지스터 및 제 4 표시 소자를 포함한다. 제 5 부화소는 제 5 트랜지스터 및 제 5 표시 소자를 포함한다. 제 6 부화소는 제 6 트랜지스터 및 제 6 표시 소자를 포함한다. 제 1 배선은 제 1 트랜지스터의 게이트, 제 2 트랜지스터의 게이트, 및 제 4 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 배선은 제 3 트랜지스터의 게이트, 제 5 트랜지스터의 게이트, 및 제 6 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속되어 있다.
상기에서 제 1 표시 소자는 제 1 전극을 포함하고, 제 2 표시 소자는 제 2 전극을 포함하고, 제 3 표시 소자는 제 3 전극을 포함하고, 제 4 표시 소자는 제 4 전극을 포함하고, 제 5 표시 소자는 제 5 전극을 포함하고, 제 6 표시 소자는 제 6 전극을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 제 3 전극은 평면시에서 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 영역을 포함하고, 제 4 전극은 평면시에서 제 5 전극과 제 6 전극 사이에 영역을 포함하고, 제 2 전극은 평면시에서 제 5 전극과 인접되는 것이 바람직하다.
상기에서, 제 1 전극의 중심, 제 2 전극의 중심, 및 제 4 전극의 중심은 제 1 직선에 있고; 제 3 전극의 중심, 제 5 전극의 중심, 및 제 6 전극의 중심은 제 2 직선에 있고; 및 제 1 직선은 제 2 직선과 평행하며 중첩되지 않는 것이 바람직하다.
상기에서, 제 1 전극과 제 2 배선은 서로 중첩되지 않고, 제 2 전극과 제 2 배선은 서로 중첩되지 않고, 제 3 전극과 제 1 배선은 중첩 영역을 포함하고, 제 4 전극과 제 2 배선은 서로 중첩되지 않고, 제 5 전극과 제 1 배선은 중첩 영역을 포함하고, 제 6 전극과 제 1 배선은 중첩 영역을 포함하는 것이 바람직하다.
상기에서 표시 장치는 제 3 배선, 제 4 배선, 및 제 5 배선을 포함하고; 제 1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제 3 배선에 전기적으로 접속되어 있고; 제 2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제 4 배선에 전기적으로 접속되어 있고; 제 3 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제 3 배선에 전기적으로 접속되어 있고; 제 4 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제 5 배선에 전기적으로 접속되어 있고; 제 5 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제 4 배선에 전기적으로 접속되어 있고; 제 6 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제 5 배선에 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다.
또는, 표시 장치는 제 3 배선, 제 4 배선, 제 5 배선, 및 제 6 배선을 포함하고; 제 1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제 4 배선에 전기적으로 접속되어 있고; 제 2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제 5 배선에 전기적으로 접속되어 있고; 제 3 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제 3 배선에 전기적으로 접속되어 있고; 제 4 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제 6 배선에 전기적으로 접속되어 있고; 제 5 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제 4 배선에 전기적으로 접속되어 있고; 제 6 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제 5 배선에 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다.
상기에서, 평면시에서 제 4 배선은 제 2 전극과 제 3 전극 사이에 있고, 제 5 배선은 제 4 전극과 제 5 전극 사이에 있는 것이 바람직하다.
상기에서 제 1 표시 소자 및 제 5 표시 소자는 제 1 색깔의 빛을 발하는 기능을 갖고, 제 2 표시 소자 및 제 6 표시 소자는 제 2 색깔의 빛을 발하는 기능을 갖고, 제 3 표시 소자 및 제 4 표시 소자는 제 3 색깔의 빛을 발하는 기능을 갖는 것이 바람직하다.
상기에서 표시 장치의 해상도가 400ppi 이상 2000ppi 이하인 것이 바람직하다.
상기에서 표시 장치는 제 1 내지 제 3 표시 소자 각각을 흐르는 전류를 선택적으로 출력하는 기능 및 제 1 내지 제 3 표시 소자에 각 소정의 전위를 공급하는 기능을 갖는 회로를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 의하여 해상도가 매우 높은 표시 장치, 표시 품위가 높은 표시 장치, 개구율이 높은 표시 장치, 신뢰성이 높은 표시 장치, 또는, 신규 구성을 갖는 표시 장치를 제공할 수 있다.
이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하지 않는다. 본 발명의 일 형태는 상술한 모든 목적을 달성할 필요는 없다. 다른 효과는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 명백해질 것이며 추출될 수 있다.
도 1의 (A), 도 1의 (B), 및 도 1의 (C)는 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도시한 것이다.
도 2는 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도시한 것이다.
도 3은 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도시한 것이다.
도 4의 (A) 및 도 4의 (B)는 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도시한 것이다.
도 5의 (A) 및 도 5의 (B)는 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도시한 것이다.
도 6의 (A) 및 도 6의 (B)는 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도시한 것이다.
도 7의 (A), 도 7의 (B), 및 도 7의 (C)는 일 형태의 표시 장치의 회로도이다.
도 8의 (A), 도 8의 (B), 도 8의 (C), 및 도 8의 (D)는 일 형태의 표시 장치의 회로도이다.
도 9의 (A) 및 도 9의 (B)는 일 형태의 표시 장치의 회로도이다.
도 10은 일 형태의 표시 장치의 회로도이다.
도 11의 (A) 및 도 11의 (B)는 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도시한 것이다.
도 12의 (A) 및 도 12의 (B)는 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도시한 것이다.
도 13의 (A) 및 도 13의 (B)는 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도시한 것이다.
도 14의 (A) 및 도 14의 (B)는 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도시한 것이다.
도 15의 (A) 및 도 15의 (B)는 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도시한 것이다.
도 16은 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도시한 것이다.
도 17은 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도시한 것이다.
도 18은 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도시한 것이다.
도 19의 (A) 및 도 19의 (B)는 일 형태의 터치 패널의 구성예를 도시한 것이다.
도 20의 (A) 및 도 20의 (B)는 일 형태의 터치 센서의 블록도 및 타이밍 차트이다.
도 21은 일 형태의 터치 센서의 회로도이다.
도 22의 (A), 도 22의 (B), 도 22의 (C1), 도 22의 (C2), 도 22의 (D), 도 22의 (E), 도 22의 (F), 도 22의 (G), 및 도 22의 (H)는 일 형태의 전자 기기 및 조명 장치의 예를 도시한 것이다.
도 23의 (A1), 도 23의 (A2), 도 23의 (B), 도 23의 (C), 도 23의 (D), 도 23의 (E), 도 23의 (F), 도 23의 (G), 도 23의 (H), 및 도 23의 (I)는 일 형태의 전자 기기의 예를 도시한 것이다.
도 24의 (A), 도 24의 (B), 도 24의 (C), 도 24의 (D), 및 도 24의 (E)는 일 형태의 전자 기기의 예를 도시한 것이다.
도 25의 (A), 도 25의 (B), 및 도 25의 (C)는 일 형태의 전자 기기의 예를 도시한 것이다.
도 26은 실시예 1의 트랜지스터의 전기 특성을 나타낸 것이다.
도 27의 (A) 및 도 27의 (B)는 실시예 1의 표시 패널의 사진이다.
도 28은 실시예 2의 발광 소자의 구성을 나타낸 것이다.
도 29의 (A) 및 도 29의 (B)는 실시예 2의 색도도이다.
도 30은 실시예 2의 NTSC비의 휘도 의존성을 나타낸 것이다.
도 31은 실시예 3의 트랜지스터의 전기 특성을 나타낸 것이다.
도 32의 (A) 및 도 32의 (B)는 실시예 3의 NTSC비의 휘도 의존성 및 색도도를 나타낸 것이다.
도 33의 (A) 및 도 33의 (B)는 실시예 3의 색도의 시야각 의존성을 나타낸 것이다.
도 34의 (A) 및 도 34의 (B)는 실시예 3의 색도의 시야각 의존성을 나타낸 것이다.
실시형태에 대하여 도면을 참조하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 아래의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 다양하게 변경 및 수정될 수 있다는 것은 통상의 기술자는 용이하게 이해할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 아래의 실시형태의 내용에 한정되어 해석되어서는 안 된다.
또한, 아래에 기재된 발명의 구성에서 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분은 다른 도면에서 동일한 부호로 나타내며, 이러한 부분의 설명은 반복하지 않는다. 또한, 같은 기능을 갖는 부분에는 같은 해칭 패턴을 적용하고, 이 부분은 부호로 특별히 나타내지 않는 경우가 있다.
또한, 본 명세서에서 설명하는 각 도면에서 각 구성 요소의 크기, 층 두께, 또는 영역은 명료화를 위하여 과장되어 있는 경우가 있다. 따라서, 본 발명의 실시형태는 이러한 스케일에 한정되지는 않는다.
또한, 본 명세서 등에서 "제 1", "제 2" 등과 같은 서수는 구성 요소들 사이의 혼동을 피하기 위하여 사용되는 것이며, 개수를 한정하는 것이 아니다.
트랜지스터는 반도체 소자의 일종이며, 전류 또는 전압의 증폭, 도통 또는 비도통을 제어하는 스위칭 동작 등을 실현할 수 있다. 본 명세서에서의 트랜지스터는 IGFET(insulated gate field effect transistor) 및 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한다.
"소스" 및 "드레인'의 기능은 예를 들어 다른 극성의 트랜지스터를 사용할 때 또는 회로 동작에서 전류의 방향이 변화될 때, 서로 바뀌는 경우가 있다. 따라서, 본 명세서에서는 "소스" 및 "드레인"의 용어는 각각 드레인 및 소스를 나타내기 위하여 사용할 수 있다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 구성예에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 복수의 화소를 포함한다. 각 화소는 복수의 부화소를 포함한다. 각 부화소는 표시 소자 및 화소 회로를 포함한다. 부화소의 표시 소자는 상이한 색깔을 발한다. 화소 회로는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함한다. 각 표시 소자는 대응하는 화소 회로에 전기적으로 접속되어 있는, 적어도 하나의 전극(화소 전극이라고도 불림)을 포함한다. 각 화소 회로에 포함되는 트랜지스터는 부화소를 선택하기 위한 스위치로서의 기능을 갖고, 선택 트랜지스터라고 부를 수도 있다. 또한, 선택 트랜지스터 외에, 다른 트랜지스터, 커패시터, 다이오드 등의 소자, 또는 이들 소자들을 접속시키기 위한 배선 등이 화소 회로에 포함되어도 좋다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 화소 회로의 선택 트랜지스터의 게이트에 각각 전기적으로 접속되어 있는 복수의 배선(게이트선이라고도 불림)을 포함한다. 이 배선을 통하여 공급되는 전위에 의하여 선택 트랜지스터의 온/오프가 제어되어, 부화소의 선택이 제어된다.
본 발명의 일 형태에서 화소는 2개 이상의 부화소를 포함한다. 화소에 전기적으로 접속되어 있는 게이트선의 개수는 2개 이상이며 각 화소의 부화소의 개수 이하이다. 화소의 적어도 하나의 부화소는 각 게이트선에 전기적으로 접속되어 있다.
여기서는, 3개의 부화소를 갖고, 2개의 게이트선이 화소에 전기적으로 접속되어 있는 화소의 구성예에 대하여 설명한다. 구체적으로는 하나의 게이트선은 2개의 부화소의 선택 트랜지스터의 각 게이트에 전기적으로 접속되어 있고, 다른 게이트선은 다른 부화소의 선택 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속되어 있다.
3개의 부화소의 표시 소자는 일방향으로 배열되고, 즉, 3개의 부화소의 3개의 화소 전극은 일방향으로 배열된다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치를 이러한 화소 구성으로 함으로써, 화소가 차지하는 면적을 축소하기 용이하게 되고, 결과적으로, 표시 장치의 해상도를 높일 수 있다. 이 화소 구성이 화소가 차지하는 면적을 축소할 수 있는 하나의 이유에 대하여 설명한다.
표시 장치의 해상도를 높이기 위하여, 예를 들어 최소 가공 치수 또는 층들 사이의 위치 맞춤 해상도와 같은 디자인 룰을 축소시킴으로써 화소가 차지하는 면적을 축소할 필요가 있다. 그러나, 디자인 룰의 축소는 제조 장치의 성능에 의존하고, 매우 어렵다. 예를 들어 노광 장치의 제조 장치의 기술 개발비는 매우 비싸고, 신규 제조 장치가 개발되더라도 기존의 장치를 신규 장치로 대체하는데 엄청난 설비 투자비가 필요하다.
하나의 게이트선이 3개의 부화소의 각 선택 트랜지스터에 접속되는 비교예를 생각한다. 평면시에서 정방형 또는 실질적으로 정방형인 화소가 바람직하다. 이 경우, 게이트선의 연장 방향으로 3개의 화소 회로가 배열된다. 정방형 화소의 경우, 화소 회로는 게이트선의 연장 방향과 직교되는 방향의 길이에 대한 게이트선의 연장 방향의 길이의 비가 대략 1:3인 장방형 안에 적어도 들어갈 필요가 있다. 또한, 평면시에서 정방형인 화소가 차지하는 면적을 축소하기 위하여 게이트선의 연장 방향의 길이 및 이 연장 방향과 직교되는 방향의 길이 중 하나만이 아니라 양쪽 모두를 같은 정도로 축소할 필요가 있다.
화소 회로의 제작 공정에서, 프로세스상 디자인 룰이 있기 때문에, 화소 회로에 포함되는 소자, 전극, 및 콘택트 홀의 크기, 소자들 사이의 배선의 폭, 소자들 사이의 간격, 및 소자와 배선 사이의 간격 등은 어느 값을 하회하는 것이 허용되지 않는다. 따라서, 상기 장방형 안에 들어가는, 부화소가 차지하는 면적을 축소할 수 있도록, 소자, 배선 등의 배치에 방책을 취함으로써, 상기 장방형의 단변상의 부화소의 길이 즉 게이트선의 연장 방향의 부화소의 길이를 상기 장방형의 장변상의 부화소의 길이와 같은 정도로 축소하기 어렵다. 또한, 각 화소 회로마다 게이트선과 직교되는 하나 이상의 배선을 제공할 필요가 있다. 따라서, 게이트선의 연장 방향과 직교되는 방향과 비교하여, 배선 등의 더 많은 구성 요소가 게이트선의 연장 방향으로 밀접하여 제공되어 있다. 이러한 이유로 게이트선의 연장 방향의 화소 회로의 길이를 축소하는 것은 더 어렵다.
본 발명의 일 형태의 화소에서는 게이트선의 연장 방향으로 배열되는 화소 회로의 개수를 줄일 수 있으므로, 상술한 구성과 비교하여 게이트선의 연장 방향의 화소의 길이를 축소하기 더 용이하게 된다. 또한, 하나의 화소에서 다른 게이트선에 전기적으로 접속된 2개의 화소 회로가 게이트선과 직교되는 배선을 공유할 수 있으므로, 1화소당 게이트선과 직교되는 배선의 개수를 줄일 수 있고, 게이트선의 연장 방향에서 화소의 길이를 축소하기 더 용이하게 된다.
본 발명의 일 형태는 한 쌍의 화소를 갖는 화소 유닛을 포함하는 구성을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 화소 유닛은 제 1 화소 및 제 2 화소를 포함한다. 제 1 화소에서 2개의 화소 회로는 제 1 게이트선에 접속되어 있고, 하나의 화소 회로는 제 2 게이트선에 접속되어 있다. 제 2 화소에서 하나의 화소 회로는 제 1 게이트선에 접속되어 있고, 2개의 화소 회로는 제 2 게이트선에 전기적으로 접속되어 있다. 화소 유닛의 6개의 화소 회로는 예를 들어 게이트선과 직교되는 방향의 길이에 대한 게이트선의 연장 방향의 길이의 비율이 대략 2:1인 장방형 안에 들어가도록 배열되는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 화소 회로를 밀접하고 효율적으로 배열할 수 있기 때문에, 화소가 차지하는 면적을 축소하기 더 용이하게 된다. 또한, 한 쌍의 화소에 접속되는 게이트선과 직교되는 배선의 개수를, 상술한 비교 구성과 비교하여 적어도 2개 줄일 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치에서는 화소가 차지하는 면적을 극히 작게 할 수 있고, 극히 해상도가 높은 화소부를 포함한 표시 장치를 달성할 수 있다. 예를 들어 화소부의 해상도는 400ppi(pixels per inch: 인치당 픽셀 수) 이상 2000ppi 이하, 500ppi 이상 2000ppi 이하, 바람직하게는 600ppi 이상 2000ppi 이하, 더 바람직하게는 800ppi 이상 2000ppi 이하, 더욱더 바람직하게는 1000ppi 이상 2000ppi 이하일 수 있다. 예를 들어 1058ppi의 표시 장치를 제공할 수 있다.
이러한 고해상도의 표시 장치는 비교적 소형의 전자 기기 예를 들어 휴대 전화, 스마트폰, 및 태블릿 단말 등의 휴대 정보 단말 기기, 스마트워치 등의 웨어러블 기기, 카메라 등의 파인더, 및 의료용 디스플레이에 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 구성예에 대하여 아래에서 설명한다.
[구성예]
본 발명의 일 형태의 표시 장치의 구성예에 대하여 설명한다.
[표시 장치의 구성예]
도 1의 (A)는 표시 장치(10)의 상면 개략도이다. 표시 장치(10)는 화소부(11), 회로(12), 회로(13), 회로(14), 단자부(15a), 단자부(15b), 복수의 배선(16a), 복수의 배선(16b), 및 복수의 배선(16c)을 포함한다.
화소부(11)는 복수의 화소를 포함하고, 화상을 표시하는 기능을 갖는다.
회로(12 및 13)는 각각 화소부(11)의 화소를 구동시키기 위한 신호를 출력하는 기능을 갖는다. 예를 들어 회로(12 및 13)는 각각 게이트 구동 회로 및 소스 구동 회로로서 기능할 수 있다.
예를 들어, 화소부(11)에 매우 많은 수의 화소가 제공된 경우에는, 회로(13)를 생략하고, 소스 구동 회로로서 기능하는 IC를 단자부(15a)에 실장하여도 좋고, 또는 IC를 포함한 FPC(Flexible Printed Circuit)를 단자부(15a)에 접속시켜도 좋다. IC를 사용하는 경우에는, IC 및 FPC의 단자수를 더 저감하기 위하여 하나의 신호를 2개 이상의 배선으로 분배하는 회로(예를 들어 디멀티플렉서)를 회로(13)로서 적합하게 사용할 수 있고, 표시 장치(10)의 화질을 높일 수 있다.
회로(14)는 화소의 표시 소자를 흐르는 전류를 선택적으로 출력하는 기능을 갖는 회로(모니터 회로라고도 불림)이다. 회로(14)는 화소의 표시 소자에 소정의 전위를 공급하는 기능을 가져도 좋다. 회로(14)로부터 각 화소에 출력되는 전류에 따라 화소에 공급되는 신호의 전위를 조정하고, 화소부(11)의 화소의 휘도 편차를 보정할 수 있다. 특히, 화소부(11)의 해상도를 상승시키기 위해서는, 화소의 화소 회로를 간략화시켜 화소가 차지하는 면적을 축소하고 표시 장치(10) 외부의 장치 또는 회로에 의하여 편차를 보정하는 것(외부 보정이라고도 불림)이 바람직하다. 또한, 화소 회로가 상기 보정 기능을 갖는 경우(내부 보정이라고도 불림)에는 회로(14)를 생략할 수 있다. 회로(14)가 상기 보정 기능을 가져도 좋다.
단자부(15a 및 15b)는 복수의 단자로 이루어지고, FPC 또는 IC를 접속할 수 있다. 단자부(15a)의 각 단자는 배선(16a)에 의하여 회로(13)에 전기적으로 접속되어 있다. 단자부(15b)의 일부의 단자는 배선(16b)에 의하여 회로(12)에 전기적으로 접속되어 있다. 단자부(15b)의 다른 일부의 단자는 배선(16c)에 의하여 회로(14)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, FPC 또는 IC가 실장된 표시 장치(10) 및 FPC 또는 IC가 실장되지 않은 표시 장치(10)를 각각 표시 모듈 및 표시 패널이라고 부를 수도 있다.
도 1의 (B)는 화소부(11)에서의 화소 전극의 배열 예를 나타낸 상면 개략도이다. 화소부(11)는 복수의 화소 유닛(20)을 포함한다. 도 1의 (B)에는 4개의 화소 유닛(20)이 있다. 각 화소 유닛(20)은 화소(21a 및 21b)를 포함한다. 화소(21a)는 화소 전극(31a, 32a, 및 33a)을 포함한다. 화소(21b)는 화소 전극(31b, 32b, 및 33b)을 포함한다. 각 화소 전극은 후술되는 표시 소자의 전극으로서 기능한다. 각 부화소의 표시 영역(22)은 그것의 화소 전극 내에 있다.
각 화소 유닛(20)에 포함되는 6개의 화소 전극은 등간격으로 배열되어 있다. 표시 소자의 전극인 화소 전극(31a, 32a, 및 33a)은 서로 다른 색깔을 발할 수 있다. 화소 전극(31b, 32b, 및 33b)은 각각 화소 전극(31a, 32a, 및 33a)과 같은 색깔을 발할 수 있다. 도면에서는 다른 색깔을 갖는 3개의 화소 전극은 크기가 같지만, 크기가 달라도 좋고, 화소 전극간에서 표시 영역(22)은 크기가 달라도 좋다.
간략화를 위하여 화소 전극(31a, 32a, 및 33a)에는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)을 발하는 표시 소자의 전극을 나타내기 위한 기호 R, G, 및 B가 붙여져 있다. 또한, 도 1의 (B) 등에 나타낸 화소 배열은 일례이다.
도 1의 (C)는 화소부(11)에서의 화소 회로의 배열 예를 나타낸 회로도이다. 도 1의 (C)에는 4개의 화소 유닛(20)이 있다. 화소(21a)는 화소 회로(41a, 42a, 및 43a)를 포함한다. 화소(21b)는 화소 회로(41b, 42b, 및 43b)를 포함한다. 또한, 화소부(11)는 배선(51a, 51b, 52a, 52b, 52c, 53a, 53b, 및 53c) 등을 포함한다.
배선(51a 및 51b)은 회로(12)에 전기적으로 접속되어 있고, 게이트선으로서의 기능을 갖는다. 배선(52a, 52b, 및 52c)은 회로(13)에 전기적으로 접속되어 있고, 각각이 신호선(데이터선이라고도 불림)으로서의 기능을 갖는다. 배선(53a, 53b, 및 53c)은 각각 표시 소자에 전위를 공급하는 기능을 갖는다. 표시 장치(10)가 회로(14)를 포함하기 때문에, 배선(53a, 53b, 및 53c)은 회로(14)에 전기적으로 접속되어 있다.
화소 회로(41a)는 배선(51a, 52a, 및 53a)에 전기적으로 접속되어 있다. 화소 회로(42a)는 배선(51a, 52b, 및 53b)에 전기적으로 접속되어 있다. 화소 회로(43a)는 배선(51b, 52a, 및 53a)에 전기적으로 접속되어 있다. 화소 회로(41b)는 배선(51a, 52c, 및 53c)에 전기적으로 접속되어 있다. 화소 회로(42b)는 배선(51b, 52b, 및 53b)에 전기적으로 접속되어 있다. 화소 회로(43b)는 배선(51b, 52c, 및 53c)에 전기적으로 접속되어 있다.
화소 회로(41a, 42a, 43a, 41b, 42b, 및 43b)는 각각 화소 전극(31a, 32a, 33a, 31b, 32b, 및 33b)에 전기적으로 접속되어 있다. 도 1의 (C)에서는 도 1의 (B)에 나타낸 화소 회로와 화소 전극의 대응을 간략화시키기 위하여 화소 회로에 기호 R, G, 및 B를 붙였다.
도 1의 (C)에서는 신호선으로서 기능하는 3개의 배선(52a 내지 52c)이 각 화소 유닛(20)에 전기적으로 접속되어 있지만, 도 2에 나타낸 바와 같이, 4개의 배선이 각 화소 유닛(20)에 전기적으로 접속되어 있어도 좋다.
도 2에서 배선(52d)은 화소 회로(43a)에 전기적으로 접속되어 있고, 배선(52a)은 화소 회로(41a 및 42b)에 전기적으로 접속되어 있고, 배선(52b)은 화소 회로(42a) 및 화소 회로(43b)에 전기적으로 접속되어 있고, 배선(52c)은 화소 회로(41b)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 인접된 화소 유닛이 배선(52c)을 공유하기 때문에, 화소 유닛(20)의 배선(52c)은 화소 유닛(20)에 인접된 화소 유닛의 배선(52d)에 상당한다.
신호선으로서 기능하는 하나의 배선이 같은 색깔의 화소 회로에 접속되는 이러한 구성이 바람직하다. 이것은 상술한 바와 같이, 화소들간의 휘도 편차를 보정하기 위하여 전위가 조정된 신호를 상기 배선에 공급하는 경우, 보정값은 색간에서 크게 다를 수 있기 때문이다. 따라서, 화소 회로를 색깔별로 하나의 신호선과 접속시킴으로써 보정을 용이하게 할 수 있다.
도 2에서 행 방향(배선(51a 및 51b)의 연장 방향)으로 배열된 화소 회로의 개수가 n일 때, 신호선으로서 기능하는 배선(예를 들어 배선(52a))의 개수는 n+1이다. 화소부(11)의 신호선으로서 기능하는 배선 중 양단의 2개의 배선(즉 첫 번째 배선 및 n+1 번째 배선)은 같은 색깔의 화소 회로에 접속되어 있다. 이 경우, 화소부(11)의 양단의 2개의 배선(즉 도 2에서는 배선(52d) 및 오른쪽 단부의 배선(52c))은 화소부(11) 외측에 있는 배선(54)에 의하여 서로 전기적으로 접속되어 있다. 신호선 구동 회로로서 기능하는 회로로부터 출력되는 신호의 개수를 늘릴 필요가 없어 바람직하다.
[화소 회로의 구성예]
화소 유닛(20)에 포함되는 화소 회로의 구체적인 예에 대하여 설명한다. 도 3은 화소 유닛(20)의 회로도의 예를 나타낸 것이며, 도 2에 나타낸 바와 같이, 신호선으로서 기능하는 4개의 배선(배선(52a) 등)이 하나의 화소 유닛(20)에 접속되어 있다.
화소(21a)는 부화소(71a, 72a, 및 73a)를 포함한다. 화소(21b)는 부화소(71b, 72b, 및 73b)를 포함한다. 각 부화소는 화소 회로 및 표시 소자(60)를 포함한다. 예를 들어 부화소(71a)는 화소 회로(41a) 및 표시 소자(60)를 포함한다. 여기서는, 표시 소자(60)로서 유기 EL 소자 등의 발광 소자를 사용한다.
또한, 각 화소 회로는 트랜지스터(61), 트랜지스터(62), 및 커패시터(63)를 포함한다. 예를 들어, 화소 회로(41a)에서 트랜지스터(61)의 게이트는 배선(51a)에 전기적으로 접속되어 있고, 트랜지스터(61)의 소스 및 드레인 중 하나는 배선(52a)에 전기적으로 접속되어 있고, 소스 및 드레인 중 다른 하나는 트랜지스터(62)의 게이트 및 커패시터(63)의 전극 중 하나에 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(62)의 소스 및 드레인 중 하나는 표시 소자(60)의 전극 중 하나에 전기적으로 접속되어 있고, 소스 및 드레인 중 다른 하나는 커패시터(63)의 전극 중 다른 하나 및 배선(53a)에 전기적으로 접속되어 있다. 표시 소자(60)의 전극 중 다른 하나는 전위 V1이 인가되는 배선에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 다른 화소 회로에 대해서는 트랜지스터(61)의 소스 및 드레인 중 하나 및 커패시터(63)의 전극 중 다른 하나가 접속되는 점을 제외하고 화소 회로(41a)와 같다(도 3 참조).
도 3에서 트랜지스터(61)는 선택 트랜지스터로서의 기능을 갖는다. 트랜지스터(62)는 표시 소자(60)와 직렬 접속되어 표시 소자(60)를 흐르는 전류를 제어한다. 커패시터(63)는 트랜지스터(62)의 게이트에 접속되는 노드의 전위를 유지하는 기능을 갖는다. 또한, 트랜지스터(61)의 오프 상태의 누설 전류, 트랜지스터(62)의 게이트를 통한 누설 전류 등이 매우 작은 경우에는 커패시터(63)를 생략하여도 좋다.
도 3과 같이, 트랜지스터(62)는 서로 전기적으로 접속된 제 1 게이트 및 제 2 게이트를 포함하는 것이 바람직하다. 2개의 게이트에 의하여 트랜지스터(62)가 공급할 수 있는 전류량을 증가시킬 수 있다. 트랜지스터(62)의 크기, 특히 채널 폭을 증가시키지 않고 전류량을 증가시킬 수 있기 때문에, 고해상도의 표시 장치에 특히 바람직하다.
또한, 도 4의 (A)와 같이, 트랜지스터(62)는 하나의 게이트만을 가져도 좋고, 이 경우, 제 2 게이트를 형성하는 공정을 생략할 수 있고, 상기보다 공정을 간략화시킬 수 있다. 또한, 도 4의 (B)와 같이, 트랜지스터(61)는 2개의 게이트를 가져도 좋고, 이 경우, 양쪽 트랜지스터(61 및 62)는 크기를 축소할 수 있다. 여기에 나타낸 구성에서는 각 트랜지스터의 제 1 게이트 및 제 2 게이트는 서로 전기적으로 접속되어 있지만, 이들 중 하나는 다른 배선에 전기적으로 접속되어도 좋다. 이 경우에는, 이들 배선에 다른 전위를 공급함으로써 트랜지스터의 문턱 전압을 제어할 수 있다.
트랜지스터(62)에 전기적으로 접속되는 표시 소자(60)의 전극은 화소 전극(예를 들어 화소 전극(31a))에 상당한다. 도 3, 도 4의 (A) 및 도 4의 (B)에서는 표시 소자(60)의 트랜지스터(62)에 전기적으로 접속되는 전극 중 하나는 음극으로서 기능하고, 다른 하나는 양극으로서 기능하고, 이러한 구성은 트랜지스터(62)가 n채널 트랜지스터의 경우에 특히 유효적이다. n채널 트랜지스터(62)가 온일 때, 배선(53a)으로부터 인가되는 전위는 소스 전위이고, 표시 소자(60)의 저항의 편차나 변동에 의하지 않고 트랜지스터(62)를 흐르는 전류량을 일정하게 할 수 있다.
트랜지스터(62) 측의 표시 소자(60)의 전극이 양극으로서 기능하고, 다른 하나가 음극으로서 기능하는, 도 5의 (A)에 나타낸 다른 구성예를 사용하여도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 표시 소자(60)의 전극 중 다른 하나에 인가하는 전위 V1로서 배선(53a) 등에 인가되는 전위보다 낮은 고정 전위를 사용할 수 있다. 전위 V1로서 공통 전위 또는 접지 전위를 사용하면 회로 구성을 간략화시킬 수 있어 바람직하다.
신호선으로서 기능하는 4개의 배선에 하나의 화소 유닛이 접속되는, 도 2의 구성 외에, 도 1의 (C)와 같이, 신호선으로서 기능하는 3개의 배선에 하나의 화소 유닛이 접속되어도 좋다. 이 경우, 예를 들어 화소 유닛(20)은 도 5의 (B)의 구성을 갖는다.
또는, 화소 회로의 트랜지스터로서 p채널 트랜지스터를 사용하여도 좋다. 도 6의 (A) 및 도 6의 (B)는 도 5의 (A) 및 도 5의 (B)에 나타낸 트랜지스터(62)가 p채널 트랜지스터인 구성예를 나타낸 것이다.
[모니터 회로]
이어서, 도 1의 (A)에 나타낸 회로(14)의 구성예에 대하여 설명한다. 도 7의 (A)는 회로(14)의 구성예의 회로도이다. 회로(14)는 m개(m은 1 이상의 정수임)의 회로(80)(회로(80_1 내지 80_m))를 포함한다. 배선(83), 배선(84), 및 복수의 배선군(53S)이 회로(14)에 전기적으로 접속되어 있다. 배선군(53S)은 배선(53a), 배선(53b), 및 배선(53c)을 각각 적어도 하나 포함한다. 회로(14)는 m개의 출력 단자(86_1 내지 86_m)에 전기적으로 접속되어 있다. 출력 단자(86)는 회로(14)의 각 회로(80)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 7의 (B)는 회로(80)의 구성예를 도시한 것이다. 각 회로(80)는 복수의 트랜지스터(81) 및 복수의 트랜지스터(82)를 포함한다. 트랜지스터(81)의 게이트는 배선(83)에 전기적으로 접속되어 있고, 트랜지스터(81)의 소스 및 드레인 중 하나는 배선군(53S) 중 하나의 배선에 전기적으로 접속되어 있고, 소스 및 드레인 중 다른 하나는 배선(84)에 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(82)의 게이트는 단자(85)에 전기적으로 접속되어 있고, 트랜지스터(82)의 소스 및 드레인 중 하나는 트랜지스터(81)의 소스 및 드레인 중 하나에 전기적으로 접속되어 있고, 소스 및 드레인 중 다른 하나는 출력 단자(86)에 전기적으로 접속되어 있다.
배선(84)에는 전위 V1보다 높은 전위 또는 전위 V1보다 낮은 전위 등의 고정 전위를 인가할 수 있다. 배선(83)에는 트랜지스터(81)의 온/오프를 제어하기 위한 신호를 인가할 수 있다. 화소부(11)에 화상을 표시하는 기간(표시 기간이라고도 불림)에 트랜지스터(81)를 온으로 하여 배선(84)에 인가된 전위를 트랜지스터(81)를 통하여 배선군(53S)에 공급한다.
단자(85)에는 트랜지스터(82)의 온/오프를 제어하기 위한 신호를 인가할 수 있다. 화소부(11)의 비표시 기간에는 각 부화소를 흐르는 전류를 외부에 출력하는 모니터 기간을 포함할 수 있다. 이 기간에 전류를 출력하기 위하여 복수의 트랜지스터(81)를 모두 오프로 하고, 복수의 트랜지스터(82) 중 하나를 온으로 함으로써, 배선군(53S) 중 어느 하나의 배선을 트랜지스터(82)를 통하여 출력 단자(86)에 전기적으로 접속시킨다. 따라서, 복수의 트랜지스터(82)를 순차적으로 선택하여 배선군(53S)의 각 배선을 흐르는 전류를 출력 단자(86)에 시분할로 출력할 수 있다.
도 7의 (B)에 나타낸 각 트랜지스터(82)는 하나의 배선(예를 들어 배선(53a))에 접속되어 있지만, 도 7의 (C)에 나타낸 바와 같이, 각 트랜지스터(82)는 배선군(53S) 중 인접된 복수의 배선에 접속되어 있는 것이 바람직하고, 이 경우, 복수의 화소로부터 출력되는 전류의 합계가 출력 단자(86)에 출력되므로, 표시 장치의 감도를 향상시킬 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 각 부화소의 표시 소자(60)의 크기가 작고, 표시 소자(60)로부터의 전류값도 작은 고해상도의 표시 장치에서 특히 보정을 더 용이하게 할 수 있다. 또한, 통합된 배선 덕분에 출력 단자(86)의 개수를 줄일 수 있고 회로 구성을 간략화시킬 수 있다.
예를 들어, 도 3, 도 4의 (A) 및 도 4의 (B), 및 도 5의 (A) 및 도 5의 (B)에 도시된 회로 구성에서는 배선(53a, 53b, 및 53c)은 표시 소자(60) 및 트랜지스터(62)를 흐르는 전류를 출력 단자(86)에 출력할 수 있다.
모니터 기간의 동작에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 일례로서 부화소(71a)로부터 출력되는 전류에 대하여 설명한다. 우선, 배선(51a)에 전위를 인가하여 트랜지스터(61)를 온으로 하고, 트랜지스터(61)를 통하여 배선(52a) 및 트랜지스터(62)의 게이트에 소정의 전위를 인가한다. 게이트선으로서 기능하는 다른 배선(예를 들어 배선(51b))에 전위를 인가하여 트랜지스터(61)를 오프로 한다. 신호선으로서 기능하는 다른 배선(예를 들어 배선(52b))에 전위를 인가하여 트랜지스터(62)를 오프 상태로 한다. 이 동작에 의하여, 부화소(71a)의 표시 소자(60) 및 트랜지스터(62)를 흐르는 전류를 배선(53a)에 출력시킬 수 있다.
또한, 도 7의 (C)에 나타낸 바와 같이, 배선군(53S) 중 인접된 복수의 배선을 하나로 통합한 경우에는, 모니터 기간에 전류가 복수의 부화소의 표시 소자(60)를 통하여 동시에 흐른다. 이때, 각 기간에 같은 색깔의 부화소만으로부터 전류가 동시에 출력되는 것이 바람직하다.
도 7의 (C)는 전기적으로 서로 접속된 2개의 게이트를 각각 포함하는 트랜지스터(81 및 82)의 구성을 나타낸 것이다. 특히, 트랜지스터(81 및 82)에 복수의 배선(예를 들어 배선(53a))이 접속된 경우, 큰 전류를 흘릴 필요가 있으므로 이러한 구성은 바람직하다.
모니터 회로로서 기능하는 회로(14)를 포함한 화소의 다른 구성예에 대하여 나타낸다.
도 8의 (A)에 나타낸 부화소는 트랜지스터(61, 62), 커패시터(63), 및 트랜지스터(64)를 포함한다. 부화소는 배선(51, 52, 53, 및 55)에 전기적으로 접속되어 있다. 배선(51 및 52)은 각각 게이트선 및 신호선으로서 기능한다. 배선(53)은 회로(14)에 전기적으로 접속되어 있다. 배선(55)은 소정의 전위 또는 신호를 공급할 수 있다.
도 8의 (A)의 트랜지스터(61)의 게이트는 배선(51)에 전기적으로 접속되어 있다. 그것의 소스 및 드레인 중 하나는 배선(52)에 전기적으로 접속되어 있고, 다른 하나는 커패시터(63)의 전극 중 하나 및 트랜지스터(62)의 게이트에 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(62)의 소스 및 드레인 중 하나는 전위 V2를 공급하는 기능을 갖는 배선에 전기적으로 접속되어 있고, 다른 하나는 표시 소자(60)의 전극 중 하나 및 트랜지스터(64)의 소스 및 드레인 중 하나에 전기적으로 접속되어 있다. 커패시터(63)의 전극 중 다른 하나는 배선(55)에 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(64)의 게이트는 배선(51)에 전기적으로 접속되어 있고, 소스 및 드레인 중 다른 하나는 배선(53)에 전기적으로 접속되어 있다. 표시 소자(60)의 전극 중 다른 하나는 전위 V1을 공급하는 기능을 갖는 배선에 전기적으로 접속되어 있다.
도 8의 (A)의 구성에서 전위 V1은 전위 V2보다 낮다. 또한, 표시 소자(60)의 양극과 음극이 바뀐 경우에는 전위도 바뀐다.
도 8의 (A)의 구성에 의하여, 트랜지스터(62)의 게이트에 소정의 전위가 인가되어 트랜지스터(62)를 흐르는 전류가 트랜지스터(64)를 통하여 배선(53)에 출력된다. 예를 들어 배선(51)의 전위가 트랜지스터(61 및 64)를 온으로 하도록 설정되고, 배선(52)의 전위가 트랜지스터(62)의 게이트에 공급되는 전위로서 사용될 수 있다.
도 8의 (A)에서는 트랜지스터(61 및 64)의 게이트는 같은 배선인 배선(51)에 전기적으로 접속되어 있지만, 다른 배선에 전기적으로 접속되어 있어도 좋다. 예를 들어 도 8의 (B)에서 배선(57)은 트랜지스터(64)의 게이트에 전기적으로 접속되도록 제공되어 있다. 이 경우에는, 표시 기간 동안은 트랜지스터(64)를 계속 오프로 할 수 있어, 배선(53)에서 의도하지 않은 전류의 발생이 회피되므로 바람직하다.
도 8의 (C)는 주로 배선(55)이 제공되지 않은 점에서 도 8의 (A) 및 도 8의 (B)와 다르다. 도 8의 (C)에서 커패시터(63)의 전극 중 다른 하나는 트랜지스터(62)의 소스 및 드레인 중 다른 하나, 표시 소자(60)의 전극 중 하나, 및 트랜지스터(64)의 소스 및 드레인 중 하나에 전기적으로 접속되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 배선의 개수를 줄일 수 있고, 고해상도의 표시 장치로 이어진다.
도 8의 (D)는 도 8의 (B)의 구성과 비슷한, 트랜지스터(61 및 64)의 게이트가 서로 다른 배선에 전기적으로 접속된 구성을 나타낸 것이다.
이미 나타낸 바와 같이, 도 8의 (A) 내지 도 8의 (D)에서는 각 트랜지스터가 하나의 게이트를 갖지만, 트랜지스터 중 적어도 하나 또는 모두가 서로 전기적으로 접속된 2개의 게이트를 가져도 좋다. 2개의 게이트 중 하나를 소정의 전위를 공급하기 위한 배선에 전기적으로 접속시켜 트랜지스터의 문턱 전압을 제어하여도 좋다.
또는, 화소 회로는 트랜지스터의 문턱 전압의 편차를 보정하는 기능을 가질 수 있다. 도 9의 (A)는 부화소가 6개의 트랜지스터(93_1 내지 93_6), 커패시터(94), 및 표시 소자(95)를 포함하는 예이다. 부화소는 배선(91_1 내지 91_5) 및 배선(92_1 및 92_2)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 9의 (B)는 도 9의 (A)에 나타낸 부화소에 트랜지스터(93_7)를 추가한 예이다. 도 9의 (B)에 나타낸 부화소는 배선(91_6 및 91_7)에 전기적으로 접속되어 있다. 배선(91_5)과 배선(91_6)은 서로 전기적으로 접속되어 있어도 좋다.
도 10에 나타낸 부화소는 6개의 트랜지스터(98_1 내지 98_6), 커패시터(94), 및 표시 소자(95)를 포함하고, 배선(96_1 내지 96_3) 및 배선(97_1 내지 97_3)에 전기적으로 접속되어 있다. 배선(96_1)과 배선(96_3)은 서로 전기적으로 접속되어 있어도 좋다.
[화소 전극의 배열 예]
이어서, 화소 전극과 배선의 상대적인 위치 관계에 대하여 설명한다.
도 11의 (A)는 화소부(11)의 화소 전극과 배선의 배열 예를 나타낸 상면 개략도이다. 배선(51a)과 배선(51b)은 교대로 배치된다. 배선(52a, 52b, 및 52c)은 순차적으로 배열되어 배선(51a 및 51b)과 교차된다. 화소 전극은 배선(51a 및 51b)의 연장 방향으로 배열되어 있다.
화소 유닛(20)에서, 화소 전극(31a 및 32a)은 배선(52c 및 52a) 사이에 제공되고; 화소 전극(33a 및 31b)은 배선(52a 및 52b) 사이에 제공되고; 및 화소 전극(32b 및 33b)은 배선(52b 및 52c) 사이에 제공되어 있다. 도 11의 (A)에 나타낸 화소 전극은 그것과 인접된 배선과 중첩되지 않지만, 화소 전극의 일부가 배선과 중첩되어도 좋다.
또한, 화소 유닛(20)의 각 화소 전극은 한 쌍의 게이트선으로서 기능하는 양쪽 배선(51a 및 51b)과 중첩되고, 이 경우, 화소 전극의 면적을 증가할 수 있어, 화소부의 개구율을 높일 수 있다.
도 11의 (B)에 나타낸 배열이 바람직하다; 신호선으로서 기능하는 한 쌍의 배선(예를 들어 배선(52a 및 52b)) 사이의 2개의 화소 전극이 배선의 연장 방향으로 서로 어긋나 있다. 즉, 각 화소 유닛(20)에 포함된 6개의 화소 전극은 게이트선으로서 기능하는 배선의 연장 방향으로 교대로 배열된다.
도 12의 (A)는 각 화소 유닛(20)의 6개의 화소 전극의 위치 관계를 나타낸 것이다. 도 12의 (A)에서 각 화소 전극의 마크는 평면시에서의 중심을 나타내고, 평면시에서의 전극의 윤곽(즉, 전극의 2차원 도형)의 기하학적 중심을 뜻한다.
도 12의 (A)에 나타낸 배열이 바람직하다; 게이트선으로서 기능하는 배선의 연장 방향으로 인접된 3개의 화소 전극 중 양단의 2개의 화소 전극의 중심을 연결하는 선은 2개의 화소 전극 사이의 화소 전극의 중심과 중첩되지 않는다. 예를 들어, 화소 전극(31a)의 중심과 화소 전극(33a)의 중심을 연결하는 직선(30a)은 이들 사이에 제공된 화소 전극(32a)의 중심과 중첩되지 않는다.
각 화소 유닛(20)의 6개의 화소 전극 중 3개의 화소 전극의 각 중심이 제 1 직선 위에 있고, 다른 3개의 화소 전극의 각 중심이 제 2 직선 위에 있고, 제 1 직선과 제 2 직선은 서로 평행하고 중첩되지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어 화소 전극(31a, 33a, 및 32b)의 각 중심을 연결하는 직선(30a)은 화소 전극(32a, 31b, 및 33b)의 각 중심을 연결하는 직선(30b)과 평행하고 중첩되지 않는다.
또한, 실제로는 화소 전극의 형상에 편차가 있는 경우 또는 화소의 발광색에 따라 화소 전극의 형상이 다른 경우에는 3개 이상의 화소 전극의 중심을 연결하는 선은 직선이 아니다. 이러한 경우에는, 게이트선으로서 기능하는 배선의 연장 방법으로 가로로 긴 띠 형상의 장방형 내에 있는 한, 3개 이상의 화소 전극의 중심이 직선 위에 있다고 볼 수 있다. 도 12의 (B)는 화소 전극의 각 중심이 띠 형상의 장방형(30c 또는 30d) 내에 있는 경우를 나타낸 것이다. 이 경우, 띠 형상의 장방형의 단변 폭 W는 화소 간격의 1/10 이하, 바람직하게는 화소 간격의 1/20 이하로 할 수 있다.
여기서, 도 11의 (B)에 나타낸 바와 같이, 하나의 화소 전극은 게이트선으로서 기능하는 3개 이상의 배선과 중첩되지 않도록 제공하는 것이 바람직하다. 게이트선으로서 기능하는 배선의 전위가 변화되었을 때, 이 배선과 중첩된 화소 전극의 전위도 변화되어 표시 소자에 인가되는 전압이 변화되는 경우가 있다. 또한, 하나의 화소 전극은 게이트선으로서 기능하는 어느 배선과도 중첩되지 않으면, 화소의 개구율이 저하될 수 있다. 이들 이유로, 하나의 전극은 게이트선으로서 기능하는 하나의 배선과 중첩되는 구성으로 함으로써, 화소 전극의 전위 변화의 영향을 억제하고, 또한 높은 개구율을 유지할 수 있다.
본 발명의 일 형태에서는 하나의 화소가 게이트선으로서 기능하는 2개의 게이트선을 포함하기 때문에, 도 11의 (B)에 나타낸 바와 같이, 인접된 화소 전극은 서로 어긋나 있고, 하나의 화소 전극은 게이트선으로서 기능하며 화소에 접속되어 있는 배선, 또는 게이트선으로서 기능하며 인접된 화소에 접속되어 있는 배선과 중첩되는 것이 특히 바람직하다. 또한, 하나의 부화소의 화소 전극과 중첩되는 배선은 게이트선의 주사 방향으로 이전(previous) 행의 게이트선인 것이 바람직하다. 이 경우, 이전 행의 게이트선에 인가되는 신호에 의하여 화소 전극의 전위가 변화되어 표시 소자에 인가되는 전압이 변화되면, 변화된 직후에 데이터를 재기록할 수 있기 때문에 표시에 대한 영향을 저감할 수 있다.
또한, 화소 전극이 2개의 게이트선과 중첩되도록 제공될 필요가 있는 경우, 화소 전극과 하나의 게이트선의 중첩 면적은 화소 전극과 다른 게이트선의 중첩 면적보다 작다. 특히, 화소 전극과 각 게이트선의 중첩 면적의 비율이 3% 미만일 때, 게이트선의 전위의 변화가 화소 전극의 전위에 주는 영향은 작아, 서로 중첩되지 않는다고 볼 수 있다.
도 13의 (A)는 도 11의 (A) 및 도 11의 (B)와 다른, 화소 전극의 배열 예를 나타낸 것이다. 화소(21a)에서 화소 전극(32a 및 33a)은 게이트선으로서 기능하는 배선(예를 들어 배선(51a))의 연장 방향으로 교대로 배열된다. 또한, 화소 전극(31a)은 화소 전극(32a 및 33a) 양쪽 옆에 제공되어 있다.
도 13의 (B)는 신호선으로서 기능하는 배선(예를 들어 배선(52a))의 연장 방향으로 하나의 화소의 화소 전극(32a 및 33a)과 이 화소와 인접된 화소의 그것이 반대 위치에 제공된 예를 나타낸 것이다. 즉, 인접된 2개의 화소에서 화소 전극(32a)들 또는 화소 전극(33a)들은 서로 인접된다.
이해를 용이하게 하기 위하여 화소 전극 및 화소 회로에 기호 R, G, 및 B를 붙였지만, 이것은 일례이고, 서로 바꿀 수 있다.
[화소 레이아웃의 예]
화소 유닛(20)의 레이아웃 예에 대하여 설명한다.
도 14의 (A) 및 도 14의 (B)는 각각 도 4의 (A)에 나타낸 화소 유닛(20)의 레이아웃 예를 나타낸 것이다. 도 14의 (A)에는 화소 전극(31a) 등의 아래에 있는 층의 구성을 나타내었다. 도 14의 (B)에는 도 14의 (A)의 구성에 화소 전극(31a) 등을 추가하였다. 또한, 간략화를 위하여 인접된 화소 유닛의 화소 전극 등을 명시하지 않았다.
도 14의 (A)에서 제 1 도전막을 사용하여 배선(51a, 51b) 등을 형성하고, 제 1 도전막 위에 제 2 도전막을 사용하여 배선(52a) 등을 형성한다.
부화소(71a)에서 트랜지스터(61)는 배선(51a), 배선(52a)의 일부 등 위에 반도체층을 포함한다. 트랜지스터(62)는 제 1 도전막으로 형성된 도전층, 이 도전층 위의 반도체층, 배선(53a) 등을 포함한다. 커패시터(63)는 배선(53a)의 일부 및 제 1 도전막으로 형성된 도전층을 포함한다.
도 14의 (B)의 각 화소 전극은 배선(52a) 등의 연장 방향으로 화소 전극과 인접된 부화소의 일부와 중첩되어 있다. 예를 들어 화소 전극(32a)은 부화소(71a)에 포함되는 트랜지스터(61) 및 커패시터(63), 부화소(71a)를 형성하는 배선 및 전극 등의 일부와 중첩되어 있다. 이러한 구성은 특히 톱 이미션 발광 소자에 효과적이다. 화소 전극 아래에 회로를 제공함으로써, 화소가 차지하는 면적이 축소되더라도 높은 개구율을 얻을 수 있다.
또한, 도 14의 (B)에 나타낸 구성은 각 화소 전극이 배선(52a) 등 신호선으로서 기능하는 배선과 중첩되지 않으므로 바람직하고, 이 경우에는, 화소 전극의 전위에 대한 신호선의 전위 변화의 효과를 억제할 수 있다. 또한, 화소 전극이 신호선과 중첩될 필요가 있는 경우에는, 화소 전극의 면적에 대하여 이들이 중첩되는 면적의 비율을 10% 이하, 바람직하게는 5% 이하로 한다.
화소 전극이 화소 전극과 인접된 부화소의 트랜지스터의 반도체층과 중첩되는 경우에는, 화소 전극의 전위 변화에 따라 트랜지스터의 문턱 전압이 변화될 수 있다. 예를 들어 도 14의 (B)에서는 화소 전극(32a)은 부화소(71a)의 선택 트랜지스터로서 기능하는 트랜지스터(61)의 반도체층과 중첩되어 있다. 여기서, 화소 전극은 주사 방향으로 이전 행의 부화소의 선택 트랜지스터와 중첩되는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 부화소가 적절히 선택된 경우에 화소 전극의 전위가 변화되더라도 이 선택된 부화소와 중첩되고 인접된 부화소는 선택되지 않으므로, 이 선택된 부화소와 인접된 부화소의 선택 트랜지스터는 계속 오프이다. 따라서, 이 선택된 부화소와 인접된 부화소의 게이트선에 이 부화소의 선택 트랜지스터를 확실히 오프로 하도록 전위를 인가할 수 있고, 문턱 전압의 약간의 변화에도 불구하고 문제없이 구동 동작을 실시할 수 있다.
도 15의 (A) 및 도 15의 (B)는 화소 유닛의 각 부화소의 표시 영역(22)이 게이트선으로서 기능하는 한 쌍의 배선(즉 배선(51a 및 51b)) 사이에 제공된 배열 예를 나타낸 것이다. 이러한 배열에 의하여, 신호선으로서 기능하는 배선(예를 들어 배선(52a))의 연장 방향으로 서로 인접된 2개의 표시 영역(22)의 위치 어긋남을 저감할 수 있다. 배선(51a 및 52b)은 등간격으로 위치하지만, 이것에 한정되지 않는다.
표시 장치의 구성예에 대하여 설명하였다.
[단면 구성예]
표시 장치(10)의 단면 예에 대하여 나타낸다.
[단면 구성예 1]
도 16은 표시 장치(10)의 단면 모식도이다. 도 16은 도 1의 (A)의 절단선 A1-A2를 따르는 단면을 나타낸 것이다. 화소부(11)의 단면은 도 14의 (B)의 절단선 B1-B2를 따른다.
표시 장치(10)는 접착층(220)으로 접합된 제 1 기판(101) 및 제 2 기판(102)을 포함한다.
제 1 기판(101) 위에는 단자부(15a 및 15b), 배선(16a 및 16b), 회로(13)를 구성하는 트랜지스터(251), 회로(12)를 구성하는 트랜지스터(252), 화소부(11)를 구성하는 트랜지스터(61 및 62), 커패시터(63), 및 표시 소자(60a), 절연층(211, 212, 213, 및 214), 스페이서(215) 등이 제공되어 있다.
제 2 기판(102) 위에는 절연층(221), 차광층(231), 착색층(232a 및 232b), 구조물(230a 및 230b) 등이 제공되어 있다.
절연층(213) 위에 표시 소자(60a)가 제공되어 있다. 표시 소자(60a)는 제 1 전극으로서 기능하는 화소 전극(31), EL층(222), 제 2 전극(223)을 포함한다. 화소 전극(31)과 EL층(222) 사이에 광학 조정층(224a)이 있다. 절연층(214)은 화소 전극(31) 및 광학 조정층(224a)의 단부를 덮는다.
도 16은 표시 소자(60a)를 포함한 부화소 옆의 부화소의 표시 소자(60b)가 트랜지스터(61) 등과 중첩되어 있는 예를 나타낸 것이다. 표시 소자(60b)는 광학 조정층(224b)을 포함한다. 표시 소자(60a 및 60b)로부터 착색층(232a 또는 232b)을 통하여 다른 색깔의 빛을 발하는 경우에는, 도 16에 나타낸 바와 같이, 광학 조정층(224a)의 두께는 광학 조정층(224b)의 두께와 다른 것이 바람직하다. 광학 조정층(224a 및 224b) 중 하나가 제공되지 않는 구성을 사용하여도 좋다.
도 16에 나타낸 회로(12 및 13)는 각각 트랜지스터(252 및 251)를 포함한다.
회로(12), 회로(13) 및 화소부(11)에 포함되는 트랜지스터는 같은 구조를 가져도 좋다. 회로(12)에 포함되는 트랜지스터는 같은 구조 또는 다른 구조를 가질 수 있고, 이것은 회로(13) 및 화소부(11)에도 적용된다.
도 16의 표시 소자(60a 및 60b)는 톱 이미션 발광 소자이다. 표시 소자(60a 및 60b)로부터의 발광은 제 2 기판(102) 측을 통하여 추출된다. 이러한 구성으로 함으로써, 표시 소자(60a 및 60b) 아래(제 1 기판(101) 측)에 트랜지스터, 커패시터, 회로 등을 제공할 수 있으므로, 화소부(11)의 개구율을 높일 수 있다.
제 2 기판(102)의 제 1 기판(101) 측 면에는 표시 소자(60a 및 60b)와 각각 중첩되는 착색층(232a 및 232b)이 제공되어 있다. 착색층(232a 및 232b)이 제공되지 않은 영역에 차광층(231)이 제공되어 있어도 좋다. 차광층(231)은 도 16에 나타낸 바와 같이, 회로(12 및 13)와 중첩되어도 좋다. 착색층(232a 및 232b) 및 차광층(231)을 덮도록 투광성 오버코트층이 제공되어 있어도 좋다.
제 2 기판(102) 위에는, 위에서 보아 접착층(220)으로 둘러싸이는 내측 영역 에 구조물(230a)이 제공되어 있고, 도 16의 단면도에 나타낸 바와 같이, 접착층(220)을 개재(介在)하여 내측 영역과 반대에 있는 외측 영역에 구조물(230b)이 제공되어 있다. 구조물(230a 및 230b)은 제 2 기판(102) 단부에서 절연층(221), 제 2 기판(102) 등의 크랙의 진행을 억제하는 기능을 갖는다. 도 16의 구조물(230a 및 230b)은 차광층(231)과 동일 막으로 형성된 막 및 착색층(232a)과 동일 막으로 형성된 막을 포함한 적층 구조를 갖는다. 이와 같이, 3층 이상의 적층 구조로 함으로써, 크랙의 진행을 억제하는 효과를 높일 수 있다. 구조물(230a 및 230b)은 접착층(220)의 양측에 있지만, 이들 중 한쪽만이어도 가능하다. 크랙이 발생될 우려가 없으면(예를 들어 제 2 기판(102)이 높은 강성을 보유할 때), 구조물(230a 및 230b)은 반드시 제공할 필요는 없다.
스페이서(215)는 절연층(214) 위에 제공되어 있다. 스페이서(215)는 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 사이의 간격이 지나치게 줄어드는 것을 제어하는 갭 스페이서로서 기능한다. 스페이서(215)가 형성되는 면과 스페이서(215)의 측면의 적어도 일부 사이의 각도는 약 90°가 바람직하고, 예를 들어 바람직하게는 45° 이상 120° 이하, 더 바람직하게는 60° 이상 100° 이하, 더욱더 바람직하게는 75° 이상 90° 이하이다. 스페이서(215)가 상기 각도의 영역을 포함하기 때문에, 스페이서(215)의 측면에서 두께가 얇은 EL층(222)의 영역이 용이하게 형성될 수 있다. 이것은 EL층(222)을 통하여 전류가 흐름으로써, 발광하는 표시 소자에 인접된 표시 소자가 불필요하게 발광하는 현상을 억제할 수 있다. 인접된 표시 소자 사이의 간격이 줄어들기 때문에, 표시 소자 사이에서 이러한 형상을 갖는 스페이서(215)는 고해상도의 화소부(11)에서 특히 효과적이다.
스페이서(215)는 게이트선과 교차되는 배선(예를 들어 배선(52 및 53))과 중첩되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치(10)에는 컬러 필터 방식을 채용한다. 예를 들어 착색층(232a 또는 232b)에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색의 화소가 하나의 색깔을 표현하는 구성을 채용할 수 있다. 또한, 백색(W) 또는 황색(Y)의 화소를 사용하면, 소비전력을 저감할 수 있어 바람직하다.
표시 소자(60a)에서 착색층(232a)과, 광학 조정층(224a)을 사용한 마이크로캐비티 구조를 조합함으로써, 본 발명의 일 형태인 표시 장치(10)로부터 색 순도가 높은 빛을 추출할 수 있다. 광학 조정층(224a)의 두께는 부화소의 색깔에 따라 결정되어도 좋다. 일부의 부화소는 반드시 광학 조정층을 가질 필요는 없다.
표시 소자(60a)의 EL층(222)으로서 백색 빛을 발하는 EL층을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 표시 소자(60a)를 사용함으로써, 부화소에서 다른 색깔을 표현하는 EL층(222)을 구분 형성할 필요가 없으므로, 비용 삭감 및 수율의 향상을 도모할 수 있고, 고해상도의 화소부(11)를 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 부화소에서의 두께가 다른 광학 조정층에 의하여 각 부화소에 적합한 파장을 갖는 빛을 추출할 수 있어, 색 순도가 높아진다. 또한, 다른 색깔을 표현하는 EL층(222)을 부화소에서 각각 구분하여 형성하여도 좋고, 이 경우에는, 광학 조정층 및 착색층 중 하나 또는 양쪽 모두를 반드시 제공할 필요는 없다. 부화소에서 적어도 EL층(222)의 발광층만을 구분 형성하고, 다른 층은 각각 구분 형성할 필요는 없다.
도 16은 FPC(241) 및 FPC(242)가 각각 단자부(15a) 및 단자부(15b)에 전기적으로 접속된 예를 나타낸 것이고, 따라서, 도 16에 도시된 표시 장치(10)는 표시 모듈이라고 부를 수 있다. 또한, FPC 등이 제공되지 않은 표시 장치를 표시 패널이라고 부를 수 있다.
단자부(15a)는 접속층(243)을 개재하여 FPC(241)에 전기적으로 접속되어 있다. 마찬가지로, 단자부(15b)는 접속층(243)을 개재하여 FPC(242)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 16에 나타낸 단자부(15a)는 배선(16a)과, 화소 전극(31)과 동일 도전막으로 형성된 도전층의 적층 구조를 갖는다. 마찬가지로, 단자부(15b)는 배선(16b)과 도전층의 적층 구조를 갖는다. 도전층의 적층으로 형성된 단자부(15a 및 15b)는 전기 저항을 저감할 수 있고 기계적 강도를 높일 수 있어 바람직하다.
접속층(243)으로서 다양한 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film), 이방성 도전 페이스트(ACP: Anisotropic Conductive Paste) 등 중 어느 것을 사용할 수 있다.
도 16의 IC(244)는 COF(Chip On Film) 방식에 의하여 FPC(241)에 실장되어 있다. 예를 들어 소스 구동 회로로서 기능하는 IC를 IC(244)로서는 사용할 수 있다.
절연층(211) 및 절연층(221)에는 물 또는 수소 등의 불순물이 용이하게 확산되지 않는 재료가 바람직하게 사용된다. 즉, 절연층(211) 및 절연층(221)은 각각 배리어막으로서 기능할 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 제 1 기판(101) 또는 제 2 기판(102)에 투습성을 갖는 재료를 사용하더라도 발광 소자(60a) 및 트랜지스터에 불순물이 확산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있고, 신뢰성이 높은 표시 장치를 얻을 수 있다.
도 16에서는 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 사이에 공간(250)이 있고, 이것은 중공 밀봉 구조이다. 예를 들어 공간(250)은 질소 또는 아르곤 등의 불활성 가스로 충전되어 있어도 좋다. 밀봉 방법은 이것에 한정되지 않고, 고체 밀봉을 사용하여도 좋다.
[변형예 1]
도 17은 트랜지스터의 구성이 상기와 다른 예이다.
트랜지스터(62, 251, 및 252)는 제 2 게이트 전극으로서 기능하는 도전층(253)을 포함한다. 즉, 채널이 형성되는 반도체층은 2개의 게이트 전극 사이에 제공되어 있다. 이러한 트랜지스터는 다른 트랜지스터보다 높은 전계 효과 이동도를 가질 수 있어, 높은 온 전류를 가질 수 있다. 결과적으로 고속 동작이 가능한 회로를 얻을 수 있다. 또한, 회로부가 차지하는 면적을 축소할 수 있다. 높은 온 전류를 갖는 트랜지스터를 사용함으로써, 표시 장치의 대형화 또는 고해상도화에 따라 배선의 개수가 증가된 표시 장치에서도 배선에서의 신호 지연을 저감할 수 있고 표시 불균일을 억제할 수 있다.
[단면 구성예 2]
도 18은 화소부(11)를 구부리기에 적합한 표시 장치이다.
도 18에 나타낸 표시 장치(10)는 밀봉재(260)에 의하여 접합된 제 1 기판(101) 및 제 2 기판(102)을 포함하고, 이것은 고체 밀봉 구조이다. 밀봉재(260)에는 PVC(폴리바이닐클로라이드) 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 실리콘(silicone) 수지, PVB(폴리바이닐뷰티랄) 수지, EVA(에틸렌바이닐아세테이트) 수지 등의 수지를 사용할 수 있다. 이 수지에 건조제가 함유되어도 좋다.
제 1 기판(101) 위에 접착층(261)이 제공되어 있다. 접착층(261) 위에 절연층(216)이 제공되어 있다. 절연층(216) 위에 트랜지스터, 표시 소자 등이 제공되어 있다. 절연층(216)에는 절연층(211 및 221)과 마찬가지로 물 또는 수소 등의 불순물이 용이하게 확산되지 않는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
제 2 기판(102)과 절연층(221) 사이에 접착층(262)이 제공되어 있다.
또한, 절연층(213)은 화소부(11) 및 회로(12 및 13)보다 제 1 기판(101) 외주에 가까운 부분에 개구를 갖는다. 예를 들어 수지 재료를 사용하여 형성된 절연층(213)에 화소부(11), 회로(12 및 13) 등을 둘러싸도록 개구를 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 표시 장치(10)의 외부와 접촉된 절연층(213)의 측면 근방이 화소부(11), 회로(12 및 13) 등과 중첩되는 영역과 연속된 층을 형성하지 않으므로, 절연층(213)을 통하여 외부로부터 물 및 수소 등의 불순물의 확산을 억제할 수 있다.
도 18에 나타낸 고체 밀봉 구조에 의하여, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102)의 간격을 일정하게 유지하기 용이하게 되고, 제 1 기판(101) 및 제 2 기판(102)으로서 가요성 기판을 바람직하게 사용할 수 있어, 화소부(11)의 일부 또는 전체를 구부릴 수 있다. 예를 들어 표시 장치(10)를 곡면에 접합하거나 표시 장치(10)의 화소부를 접을 수 있어, 다양한 전자 기기가 생성된다.
여기까지 변형예에 대하여 설명하였다.
[구성 요소]
각 구성 요소에 대하여 아래에서 설명한다.
표시 장치에 포함되는 기판으로서 평탄면을 갖는 기판을 사용할 수 있다. 발광 소자로부터의 빛이 추출되는 측의 기판은 상기 빛을 투과시키는 재료를 사용하여 형성된다. 예를 들어, 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 유기 수지 등의 재료를 사용할 수 있다.
얇은 기판을 사용함으로써, 표시 장치의 중량 및 두께를 저감할 수 있다. 또한, 가요성을 가질 정도로 얇은 기판을 사용함으로써, 가요성 표시 장치를 얻을 수 있다.
유리의 예에는 무알칼리 유리, 바륨 붕규산 유리, 알루미노 붕규산 유리가 포함된다.
가요성을 갖고 가시광을 투과시키는 재료의 예에는 가요성 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에터설폰(PES) 수지, 폴리아마이드 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리염화바이닐 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지가 포함된다. 특히, 열팽창 계수가 낮은 재료가 바람직하고, 예를 들어 폴리아마이드 이미드 수지, 폴리이미드 수지, 또는 PET가 적합하게 사용될 수 있다. 유기 수지에 유리 섬유가 함침(含浸)된 기판 또는 유기 수지에 무기 필러(filler)를 섞음으로써 열팽창 계수가 저감된 기판이 사용될 수도 있다. 이와 같은 재료를 사용한 기판은 가볍기 때문에, 이 기판을 사용한 표시 장치도 가볍게 할 수 있다.
발광이 추출되지 않는 기판은, 투광성을 갖지 않아도 되기 때문에, 상술한 기판 외에, 금속 재료 또는 합금 재료를 사용한 금속 기판 등을 사용할 수도 있다. 열 전도성이 높은 금속 재료 및 합금 재료는 열을 기판 전체에 전도할 수 있기 때문에 표시 장치의 국소적인 온도 상승을 억제할 수 있어 바람직하게 사용된다. 가요성이나 굽힘성을 얻기 위해서는, 금속 기판의 두께는 10μm 이상 200μm 이하인 것이 바람직하고, 20μm 이상 50μm 이하인 것이 더 바람직하다.
금속 기판의 재료는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 알루미늄, 구리, 니켈, 또는 알루미늄 합금 또는 스테인리스 등의 금속의 합금을 사용하는 것이 바람직하다.
도전성의 기판 표면을 산화시키거나 또는 그 표면에 절연막을 형성함으로써 절연 처리가 실시된 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 스핀 코트법 또는 침지법 등의 도포법, 전착법, 증착법, 또는 스퍼터링법에 의하여 절연막을 형성하여도 좋다. 산소 분위기에서 노출 또는 가열함으로써 또는 양극 산화법 등에 의하여 기판 표면에 산화막을 형성하여도 좋다.
가요성 기판은 상술한 재료 중 어느 것의 층과, 표시 장치 표면을 흠집 등으로부터 보호하는 하드 코팅층(예를 들어, 질화 실리콘층), 압력을 분산시킬 수 있는 층(예를 들어, 아라미드 수지층) 등의 적층 구조를 가져도 좋다. 또한, 수분 등으로 인하여 발광 소자의 수명이 저하되는 것을 억제하기 위하여, 투수성이 낮은 절연막이 제공되어도 좋다. 예를 들어 질소 및 실리콘을 함유한 막(예를 들어 질화 실리콘막, 산화 질화 실리콘막) 또는 질소 및 알루미늄을 함유한 막(예를 들어 질화 알루미늄막)이 제공되어도 좋다.
기판은 복수의 층을 적층시켜 형성하여도 좋다. 유리층을 사용하면, 물 및 산소에 대한 배리어성이 향상되어, 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
발광 소자에 가까운 측으로부터 유리층, 접착층, 및 유기 수지층이 적층된 기판을 사용할 수 있다. 상기 유리층의 두께는 20μm 이상 200μm 이하, 바람직하게는 25μm 이상 100μm 이하이다. 이와 같은 두께로 함으로써, 유리층은 물 및 산소에 대한 높은 배리어성과 높은 가요성의 양쪽을 가질 수 있다. 유기 수지층의 두께는, 10μm 이상 200μm 이하, 바람직하게는 20μm 이상 50μm 이하이다. 이와 같은 유기 수지층을 유리층 외측에 제공함으로써, 유리층의 깨짐이나 크랙이 억제되어, 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 이와 같은 유리 재료와 유기 수지의 복합 재료를 포함한 기판에 의하여, 신뢰성이 높고 가요성을 갖는 표시 장치를 제공할 수 있다.
표시 장치(10)의 트랜지스터는 게이트 전극으로서 기능하는 도전층, 반도체층, 소스 전극으로서 기능하는 도전층, 드레인 전극으로서 기능하는 도전층, 및 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층을 포함한다. 도 16은 보텀 게이트 트랜지스터를 사용한 경우를 나타낸 것이다.
또한, 본 발명의 일 형태의 표시 장치에 포함되는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 스태거형 트랜지스터 또는 역 스태거형 트랜지스터를 사용할 수 있다. 톱 게이트 트랜지스터 또는 보텀 게이트 트랜지스터를 사용할 수 있다. 트랜지스터에 사용되는 반도체 재료는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 산화물 반도체, 실리콘, 저마늄을 사용할 수 있다.
트랜지스터에 사용되는 반도체 재료의 결정성은 특별히 한정되지 않고, 비정질 반도체 또는 결정성을 갖는 반도체(미결정 반도체, 다결정 반도체, 단결정 반도체, 또는 부분적으로 결정 영역을 포함하는 반도체)를 사용하여도 좋다. 결정성을 갖는 반도체를 사용하면, 트랜지스터 특성의 열화를 억제할 수 있어 바람직하다.
트랜지스터의 반도체층의 반도체 재료로서는, 예를 들어, 14족 원소, 화합물 반도체, 또는 산화물 반도체를 사용할 수 있다. 대표적으로는, 실리콘을 함유한 반도체, 갈륨 비소를 함유한 반도체, 또는 인듐을 함유한 산화물 반도체 등을 사용할 수 있다.
트랜지스터의 채널이 형성되는 반도체로서 산화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 실리콘보다 넓은 밴드 갭을 갖는 산화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘보다 밴드 갭이 넓고 캐리어 밀도가 낮은 반도체 재료는 트랜지스터의 오프 상태에서의 누설 전류를 저감할 수 있어 바람직하게 사용된다.
산화물 반도체는 적어도 인듐(In) 또는 아연(Zn)을 함유하는 것이 바람직하다. 반도체층은 In-M-Zn계 산화물(M은 Al, Ti, Ga, Ge, Y, Zr, Sn, La, Ce 또는 Hf 등의 금속임)을 함유하는 것이 더 바람직하다.
반도체층으로서, 복수의 결정부를 포함하고, 결정부의 c축이 반도체층이 형성되는 표면 또는 반도체층의 상면에 대하여 수직으로 배향되고, 인접한 결정부들이 입계를 갖지 않는 산화물 반도체층을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
이와 같은 산화물 반도체는 결정 입계가 없으므로, 표시 패널을 구부렸을 때의 응력으로 인하여 크랙이 생기는 것이 억제된다. 따라서, 구부러진 상태에서 사용되는 가요성 표시 패널 등에 이와 같은 산화물 반도체를 적합하게 사용할 수 있다.
이러한 산화물 반도체는 에칭에 대한 내성이 있어, 예를 들어 도전막에 대하여 높은 에칭 선택비를 갖는 이점이 있다. 따라서, 이러한 산화물 반도체를 사용함으로써, 채널 에치(channel-etched) 트랜지스터를 형성하는 것이 용이하게 된다. 채널 보호형 트랜지스터보다 제작 공정수 및 점유 면적을 저감할 수 있으므로, 채널 보호형 트랜지스터보다 해상도의 향상에 더 적합하다고 할 수 있다.
또한, 이와 같은 산화물 반도체를 반도체층에 사용함으로써, 전기 특성의 변동이 억제된, 신뢰성이 높은 트랜지스터를 제공할 수 있다.
트랜지스터의 오프 전류는 낮기 때문에 트랜지스터를 통하여 커패시터에 축적한 전하를 오랫동안 유지할 수 있다. 이와 같은 트랜지스터를 화소에 사용함으로써, 각 표시 영역에 표시된 화상의 계조를 유지하면서, 구동 회로의 동작을 정지할 수 있다. 결과적으로, 소비전력이 매우 낮은 표시 장치를 얻을 수 있다.
트랜지스터의 특성 안정화를 위하여, 바탕막을 제공하는 것이 바람직하다. 바탕막은 산화 실리콘막, 질화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 질화산화 실리콘막 등의 무기 절연막을 사용하여, 단층 구조 또는 적층 구조를 갖도록 형성할 수 있다. 바탕막은 스퍼터링법, CVD(예를 들어, Chemical Vapor Deposition)법(플라스마 CVD법, 열 CVD법, MOCVD(Metal Organic CVD)법), ALD(Atomic Layer Deposition)법, 도포법, 인쇄법 등에 의하여 형성할 수 있다. 또한, 바탕막은 필요하지 않으면 제공하지 않아도 된다.
또는, 트랜지스터의 채널이 형성되는 반도체에 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘으로서 비정질 실리콘을 사용하여도 좋지만, 결정성을 갖는 실리콘을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 예를 들어, 미결정 실리콘, 다결정 실리콘, 단결정 실리콘 등을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 다결정 실리콘은 단결정 실리콘에 비하여 낮은 온도로 형성할 수 있으며, 비정질 실리콘에 비하여 높은 전계 효과 이동도 및 높은 신뢰성을 갖는다. 이러한 다결정 반도체를 화소에 사용함으로써 화소의 개구율을 향상시킬 수 있다. 매우 높은 해상도로 화소를 제공하는 경우라도, 게이트 구동 회로 및 소스 구동 회로를 화소가 형성되는 기판 위에 형성할 수 있고, 전자 기기의 구성 요소의 개수를 저감할 수 있다.
트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인, 및 터치 패널의 배선 및 전극 등의 도전층으로서는, 알루미늄, 타이타늄, 크로뮴, 니켈, 구리, 이트륨, 지르코늄, 몰리브데넘, 은, 탄탈럼, 및 텅스텐 등의 금속 중 어느 것, 또는 이들 금속 중 어느 것을 주성분으로 함유한 합금을 사용한 단층 구조 또는 적층 구조를 사용할 수 있다. 예를 들어, 실리콘을 함유한 알루미늄막의 단층 구조, 타이타늄막 위에 알루미늄막이 적층된 2층 구조, 텅스텐막 위에 알루미늄막이 적층된 2층 구조, 구리-마그네슘-알루미늄 합금막 위에 구리막이 적층된 2층 구조, 타이타늄막 위에 구리막이 적층된 2층 구조, 텅스텐막 위에 구리막이 적층된 2층 구조, 타이타늄막 또는 질화 타이타늄막, 알루미늄막 또는 구리막, 및 타이타늄막 또는 질화 타이타늄막이 이 순서대로 적층된 3층 구조, 몰리브데넘막 또는 질화 몰리브데넘막, 알루미늄막 또는 구리막, 및 몰리브데넘막 또는 질화 몰리브데넘막이 이 순서대로 적층된 3층 구조 등을 들 수 있다. 산화 인듐, 산화 주석, 또는 산화 아연을 함유한 투명 도전막을 사용하여도 좋다. 망가니즈를 함유한 구리는 에칭에 의한 형상 제어성이 높아지기 때문에 바람직하게 사용된다.
투광성 도전 재료로서는 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 갈륨이 첨가된 산화 아연 등의 도전성 산화물, 또는 그래핀을 사용할 수 있다. 또는, 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 또는 타이타늄 등의 금속 재료 또는 이들 금속 재료를 함유한 합금 재료를 사용할 수 있다. 또는, 상기 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화 타이타늄) 등을 사용하여도 좋다. 금속 재료 또는 합금 재료(또는 그것의 질화물)를 사용하는 경우에는, 투광성을 가질 정도로 두께를 얇게 한다. 또는, 상기 재료 중 어느 것의 적층을 도전층으로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 은과 마그네슘의 합금, 및 인듐 주석 산화물의 적층은 도전성을 높일 수 있어 바람직하게 사용된다.
절연층, 스페이서(215) 등에 사용할 수 있는 절연 재료의 예에는 아크릴 또는 에폭시 수지 등의 수지, 실록산 결합을 갖는 수지, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 알루미늄 등의 무기 절연 재료가 포함된다.
상술한 바와 같이, 발광 소자는 투수성이 낮은 한 쌍의 절연막 사이에 제공되는 것이 바람직하다. 따라서, 물 등의 불순물이 발광 소자에 들어가는 것을 억제할 수 있어 발광 장치의 신뢰성 저하를 억제할 수 있다.
투수성이 낮은 절연막으로서, 질소 및 실리콘을 함유한 막(예를 들어 질화 실리콘막 또는 질화산화 실리콘막), 질소 및 알루미늄을 함유한 막(예를 들어 질화 알루미늄막) 등을 사용할 수 있다. 또는, 산화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 알루미늄막 등을 사용할 수 있다.
예를 들어, 투수성이 낮은 절연막의 수증기 투과량은 1×10-5[g/(m2·day)] 이하, 바람직하게는 1×10-6[g/(m2·day)] 이하, 더 바람직하게는 1×10-7[g/(m2·day)] 이하, 더욱 바람직하게는 1×10-8[g/(m2·day)] 이하다.
접착층 또는 밀봉층으로서는 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 혐기형 접착제, 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제 등 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들 접착제의 예에는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, 폴리바이닐클로라이드(PVC) 수지, 폴리바이닐뷰티랄(PVB) 수지, 및 에틸렌바이닐아세테이트(EVA) 수지가 포함된다. 특히, 에폭시 수지 등의 투습성이 낮은 재료가 바람직하다. 또는, 2액 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또한, 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
또한, 상기 수지는 건조제를 포함하여도 좋다. 예를 들어, 알칼리 토금속의 산화물(예를 들어 산화 칼슘 또는 산화 바륨) 등, 화학 흡착에 의하여 수분을 흡착하는 물질을 사용할 수 있다. 또는, 제올라이트 또는 실리카 겔 등 물리 흡착에 의하여 수분을 흡착하는 물질을 사용하여도 좋다. 건조제가 함유되어 있으면, 수분 등의 불순물이 기능 소자에 들어가는 것을 방지할 수 있어 발광 장치의 신뢰성이 향상되므로 바람직하다.
또한, 상기 수지에 굴절률이 높은 필러 또는 광 산란 부재를 혼합시키는 것이 바람직하고, 이 경우, 발광 소자로부터의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 산화 타이타늄, 산화 바륨, 제올라이트, 지르코늄 등을 사용할 수 있다.
발광 소자로서는, 자발광(self-luminous) 소자를 사용할 수 있고, 전류 또는 전압에 의하여 휘도가 제어되는 소자가 발광 소자의 범주에 포함된다. 예를 들어, 발광 다이오드(LED), 유기 EL 소자, 무기 EL 소자 등을 사용할 수 있다.
발광 소자는 톱 이미션, 보텀 이미션, 또는 듀얼 이미션 발광 소자일 수 있다. 빛이 추출되는 전극으로서는 가시광을 투과시키는 도전막을 사용한다. 빛이 추출되지 않는 전극으로서는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
EL층(222)은 적어도 발광층을 포함한다. EL층(222)은 발광층 외에 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 블록 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 또는 양극성(bipolar) 물질(전자 및 정공 수송성이 높은 물질) 등 중 어느 것을 함유한 층을 하나 이상 더 포함하여도 좋다.
EL층(222)에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어느 쪽이나 사용할 수 있고, 무기 화합물을 사용하여도 좋다. EL층(222)에 포함되는 각 층은 다음 방법 중 어느 것에 의하여 형성할 수 있다: 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사(transfer)법, 인쇄법, 잉크젯법, 도포법 등.
발광 소자가 톱 이미션 구조를 갖는 경우에는, 가시광을 투과시키는 도전막은 상부 전극에 사용되고, 가시광을 반사하는 도전막은 하부 전극에 사용되는 것이 바람직하다. 또는, 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 또는 타이타늄 등의 금속 재료의 막; 이들 금속 재료의 어느 것을 함유한 합금; 또는 이들 금속 재료의 어느 것의 질화물(예를 들어, 질화 타이타늄)은 투광성을 갖도록 얇게 형성할 수 있다. 또는, 상기 재료의 어느 것의 적층을 도전층으로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 은과 마그네슘의 합금과 ITO의 적층막을 사용하는 것이 바람직하고, 이 경우에는 도전성을 높일 수 있다. 또는, 그래핀 등을 사용하여도 좋다.
가시광을 반사하는 도전막에는 예를 들어 알루미늄, 금, 백금, 은, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 또는 팔라듐 등의 금속 재료, 또는 이들 금속 재료 중 어느 것을 포함한 합금을 사용할 수 있다. 상술한 금속 재료 또는 합금에 란타넘, 네오디뮴, 저마늄 등이 첨가되어도 좋다. 또한, 알루미늄과 타이타늄의 합금, 알루미늄과 니켈의 합금, 알루미늄과 네오디뮴의 합금 등 알루미늄을 함유한 합금(알루미늄 합금); 은과 구리의 합금, 은, 팔라듐, 및 구리의 합금, 은과 마그네슘의 합금 등 은을 함유한 합금을 도전막에 사용할 수 있다. 은과 구리의 합금은 내열성이 높으므로 바람직하다. 또한, 알루미늄 합금막에 금속막 또는 금속 산화물막을 적층시킴으로써 알루미늄 합금막의 산화를 억제할 수 있다. 금속막 또는 금속 산화물막의 재료의 예는 타이타늄 및 산화 타이타늄이다. 또는, 가시광을 투과시키는 도전막과 상술한 금속 재료의 어느 것을 함유한 막을 적층시켜도 좋다. 예를 들어, 은과 ITO의 적층막, 은과 마그네슘의 합금과 ITO의 적층막을 사용할 수 있다.
전극은 증착법 또는 스퍼터링법에 의하여 형성하면 좋다. 또는, 잉크젯법 등의 토출법, 스크린 인쇄법 등의 인쇄법, 또는 도금법을 사용할 수 있다.
양극과 음극 사이에 발광 소자의 문턱 전압보다 높은 전압을 인가하면, 양극 측에서 EL층에 정공이 주입되고, 음극 측에서 EL층에 전자가 주입된다. 주입된 전자와 정공은 EL층에서 재결합되어 EL층에 함유된 발광 물질이 발광한다.
발광 소자로서, 백색 빛을 발하는 발광 소자를 사용하는 경우에는, EL층은 2종류 이상의 발광 물질을 함유하는 것이 바람직하다. 백색 발광을 얻기 위하여, 예를 들어, 2개 이상의 발광 물질이 보색을 발하도록 발광 물질을 선택한다. 구체적으로는, 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 황색(Y), 주황색(O) 등의 빛을 발하는 발광 물질 및 R, G, 및 B의 스펙트럼 성분의 2개 이상을 함유한 빛을 발하는 발광 물질로부터 선택된 2종류 이상을 함유하는 것이 바람직하다. 가시광 영역의 파장 범위(예를 들어, 350nm 내지 750nm) 내에 2개 이상의 피크를 갖는 스펙트럼을 갖고 발광 소자가 빛을 발하는 것이 바람직하다. 황색 빛의 파장 영역에 피크를 갖는 발광 재료의 발광 스펙트럼은 녹색 빛 및 적색 빛의 파장 영역에도 스펙트럼 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
EL층에는 하나의 색깔의 빛을 발광하는 발광 재료를 함유한 발광층과, 다른 색깔의 빛을 발하는 발광 재료를 함유한 발광층이 적층되는 것이 더 바람직하다. 예를 들어, EL의 복수의 발광층은 서로 접촉되어 적층되어도 좋고, 분리층을 개재하여 적층되어도 좋다. 예를 들어, 형광층과 인광층 사이에 분리층이 제공되어도 좋다.
분리층을 덱스터 기구(Dexter mechanism)에 의하여 인광층에서 생성된 여기 상태의 인광 재료 등으로부터 형광층의 형광 재료 등으로 에너지 이동(특히, 3중항 에너지 이동)되는 것을 방지하기 위하여 제공할 수 있다. 분리층의 두께는 약 수nm이면 좋고, 구체적으로는 0.1nm 이상 20nm 이하, 또는 1nm 이상 10nm 이하, 또는 1nm 이상 5nm 이하이다. 분리층은 단일 재료(바람직하게는 양극성 물질) 또는 복수의 재료(바람직하게는 정공 수송 재료 및 전자 수송 재료)를 함유한다.
분리층은 이와 접촉되는 발광층에 함유된 재료를 사용하여 형성되어도 좋다. 이로써 발광 소자의 제작이 용이하게 되고, 구동 전압이 저감된다. 예를 들어, 인광층이 호스트 재료, 어시스트 재료, 및 인광 재료(게스트 재료)를 함유한 경우, 분리층을 상기 호스트 재료 및 어시스트 재료를 함유하여도 좋다. 바꿔 말하면, 분리층이 인광 재료를 함유하지 않은 영역을 포함하고, 인광층은 인광 재료를 함유한 영역을 포함한다. 따라서, 분리층과 인광층을 인광 재료의 유무로 구분하여 증착할 수 있다. 또한, 이러한 구조로 함으로써, 분리층과 인광층을 같은 체임버에서 증착할 수 있어 제조 비용의 저감으로 이어진다.
발광 소자는 하나의 EL층을 포함하는 싱글 소자이어도 좋고, 전하 발생층을 개재하여 복수의 EL층이 적층된 탠덤 소자이어도 좋다.
차광층(231)에 사용할 수 있는 재료의 예로서는, 카본 블랙, 금속 산화물, 복수의 금속 산화물의 고용체가 함유된 복합 산화물을 들 수 있다.
착색층(232a) 등에 사용할 수 있는 재료의 예로서는, 금속 재료, 수지 재료, 안료 또는 염료가 함유된 수지 재료를 들 수 있다.
[제작 방법예]
여기서, 표시 장치를 제작 방법에 대하여 설명한다.
화소 및 회로를 포함하는 구성 또는 컬러 필터 등의 광학 부재를 포함하는 구성을 편의상 소자층이라고 부른다. 소자층은 예를 들어 표시 소자를 포함하고, 표시 소자 외에 표시 소자에 전기적으로 접속되는 배선, 또는 화소 또는 회로에 사용되는 트랜지스터 등의 소자를 포함하여도 좋다.
여기서는 소자층이 형성되는 절연 표면을 갖는 지지체(예를 들어 제 1 기판(101) 또는 제 2 기판(102))을 기판이라고 부른다.
절연 표면을 갖는 가요성 기판 위에 소자층을 형성하는 방법으로서는 기판 위에 직접 소자층을 형성하는 방법, 강성을 갖는 지지 기재(base material) 위에 소자층을 형성한 후, 소자층을 지지 기재로부터 분리시키고 기판으로 전치하는 방법이 있다.
기판의 재료가 소자층의 형성 공정의 가열 온도를 견딜 수 있는 경우에는, 기판 위에 직접 소자층을 형성하는 것이 바람직하고, 이 경우에는 제작 공정이 간략화된다. 이때, 기판을 지지 기재에 고정한 상태에서 소자층을 형성하는 것이 바람직하고, 이 경우에는, 장치 내 및 장치간에서의 반송을 용이하게 할 수 있다.
소자층을 지지 기재 위에 형성한 후에 기판으로 전치하는 방법을 사용하는 경우, 먼저 지지 기재 위에 분리층과 절연층을 적층시키고, 이 절연층 위에 소자층을 형성한다. 이어서, 지지 기재로부터 소자층을 분리하고 기판으로 전치한다. 이때, 지지 기재와 분리층 사이의 계면, 분리층과 절연층 사이의 계면, 또는 분리층 내에서 분리를 야기하는 재료를 선택한다.
예를 들어 텅스텐 등의 고융점 금속 재료를 포함하는 층과 이 금속 재료의 산화물을 포함하는 층의 적층이 분리층 위의 절연층으로서 사용되고, 질화 실리콘층 및 산화 질화 실리콘층 등 복수 층의 적층이 분리층 위에서 사용되는 것이 바람직하다. 고융점 금속 재료를 사용하면 소자층의 형성 공정의 자유도가 높아지므로 바람직하다.
분리는 기계적인 힘을 가하거나, 분리층을 에칭하거나, 분리 계면의 일부에 액체를 적하하여 분리 계면 전체에 침투시킴으로써 실시하여도 좋다. 또는, 열팽창의 계수의 차이를 이용하여 분리 계면을 가열함으로써 분리를 실시하여도 좋다.
지지 기재와 절연층 사이의 계면에서 분리가 가능한 경우에는 반드시 분리층을 제공하지 않아도 된다. 예를 들어, 지지 기재로서 유리를 사용하고, 절연층으로서 폴리이미드 등의 유기 수지를 사용하여, 유기 수지의 일부를 레이저 광 등에 의하여 국소적으로 가열함으로써 분리의 기점을 형성하고, 유리와 절연층 사이의 계면에서 분리를 실시하여도 좋다. 또는, 유기 수지로 형성된 절연층과 지지 기재 사이에 금속층을 제공하고, 금속층에 전류를 흘려 금속층을 가열함으로써 금속층과 절연층 사이의 계면에서 분리를 실시하여도 좋다. 유기 수지로 형성된 절연층과 지지 기재 사이에 광 흡수 재료(예를 들어 금속, 반도체, 또는 절연체)의 층을 제공하고, 레이저 광 등으로 국소적으로 가열함으로써 분리의 기점을 형성하여도 좋다. 이들 방법에서, 유기 수지로 형성된 절연층은 기판으로서 사용할 수 있다.
가요성을 갖는 기판의 예에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에터설폰(PES) 수지, 폴리아마이드 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리염화바이닐 수지가 포함된다. 특히 열팽창 계수가 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 열팽창률이 30×10-6/K 이하인 폴리아마이드이미드 수지, 폴리이미드 수지, PET 등을 적합하게 사용할 수 있다. 섬유체에 수지가 함침된 기판(프리프레그라고도 불림) 또는 무기 필러를 유기 수지에 섞어서 열팽창 계수를 낮춘 기판을 사용할 수도 있다.
상기 재료에 섬유체가 포함되어 있는 경우, 섬유체로서 유기 화합물 또는 무기 화합물의 고강도 섬유를 사용한다. 고강도 섬유는 구체적으로는 인장 탄성률이 높은 섬유 또는 영률(Young's modulus)이 높은 섬유이다. 대표적인 예에는 폴리바이닐알코올계 섬유, 폴리에스터계 섬유, 폴리아마이드계 섬유, 폴리에틸렌계 섬유, 아라미드계 섬유, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸 섬유, 유리 섬유, 또는 탄소 섬유가 포함된다. 유리 섬유로서는 E유리, S유리, D유리, Q유리 등을 사용한 유리 섬유를 사용할 수 있다. 이들 섬유는 직포 또는 부직포 상태에서 사용하고, 이 섬유체에 수지가 함침되고 수지가 경화된 구조체를 가요성 기판으로서 사용하여도 좋다. 가요성 기판으로서 섬유체와 수지를 포함하는 구조체를 사용하는 것이 바람직하고, 이 경우에는, 구부림이나 국소적 가압으로 인한 파손에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또는, 가요성을 가질 정도로 얇은 유리, 금속 등을 기판으로서 사용할 수 있다. 또는, 유리와 수지 재료가 서로 접합된 복합 재료를 사용하여도 좋다.
도 18에 나타낸 구성에서는, 예를 들어, 제 1 지지 기재 위에 제 1 분리층 및 절연층(216)을 이 순서대로 형성하고, 제 1 분리층 및 절연층(216) 위의 층에 구조물을 형성한다. 별도로, 제 2 지지 기재 위에 제 2 분리층 및 절연층(221)을 이 순서대로 형성하고, 그 위의 구조물을 형성한다. 이어서, 제 1 지지 기재와 제 2 지지 기재를 밀봉재(260)를 사용하여 접합한다. 이 후, 제 2 분리층과 절연층(221) 사이의 계면에서 분리함으로써 제 2 지지 기재 및 제 2 분리층을 제거하고, 접착층(262)을 사용하여 제 2 기판(102)을 절연층(221)에 접합한다. 또한, 제 1 분리층과 절연층(216) 사이의 계면에서 분리함으로써 제 1 지지 기재 및 제 1 분리층을 제거하고, 접착층(261)을 사용하여 제 1 기판(101)을 절연층(216)에 접합한다. 또한 분리 및 접합은 어느 쪽을 먼저 실시하여도 좋다.
여기까지 가요성 표시 장치를 제작하는 방법에 대하여 설명하였다.
여기까지 각 구성 요소에 대하여 설명하였다.
또한, 여기서는 표시 소자로서 발광 소자를 사용하는 경우를 설명하였지만, 본 발명의 일 형태는 이것에 한정되지 않는다.
* 본 명세서 등에서는 예를 들어 표시 소자, 표시 소자를 포함하는 장치인 표시 장치 또는 표시 패널, 발광 소자, 및 발광 소자를 포함하는 장치인 발광 장치는 다양한 형태를 채용할 수 있거나 다양한 소자를 포함할 수 있다. 표시 소자, 표시 장치, 표시 패널, 발광 소자, 또는 발광 장치는 EL 소자(예를 들어 유기 재료 및 무기 재료를 함유한 EL 소자, 유기 EL 소자, 또는 무기 EL 소자), LED(예를 들어 백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 또는 청색 LED), 트랜지스터(전류에 따라 빛을 발하는 트랜지스터), 전자 방출 소자, 액정 소자, 전자 잉크, 전기 영동 소자, GLV(grating light valve), PDP(plasma display panel), MEMS(micro electro mechanical system)를 사용한 표시 소자, DMD(digital micromirror device), DMS(digital micro shutter), MIRASOL(등록상표), IMOD(간섭 변조) 소자, MEMS 셔터 표시 소자, 광 간섭 방식의 MEMS 표시 소자, 전기 습윤 소자, 압전 세라믹 디스플레이, 카본 나노튜브를 포함하는 표시 장치 등 중 적어도 하나를 포함한다. 상술한 것 외에, 전기적 또는 자기적 작용에 의하여 콘트라스트, 휘도, 반사율, 투과율 등이 변화되는 표시 매체를 포함하여도 좋다. 또한, EL 소자를 갖는 표시 장치의 예에는 EL 디스플레이가 포함된다. 전자 방출체를 포함하는 표시 장치의 예는 FED(field emission display) 및 SED 방식 평판 디스플레이(SED: surface-conduction electron-emitter display)이다. 액정 소자를 포함한 표시 장치의 예에는 액정 디스플레이(예를 들어 투과형 액정 디스플레이, 반투과형 액정 디스플레이, 반사형 액정 디스플레이, 직시형 액정 디스플레이, 또는 투사형 액정 디스플레이)가 포함된다. 전자 잉크, 전자 분류체(電子粉流體, Electronic Liquid Powder(등록상표)), 또는 전기 영동 소자를 포함하는 표시 장치의 예에는 전자 종이가 포함된다. 반투과형 액정 디스플레이 또는 반사형 액정 디스플레이의 경우, 화소 전극의 일부 또는 전부가 반사 전극으로서 기능한다. 예를 들어, 화소 전극의 일부 또는 전부를 알루미늄, 은 등을 함유하도록 형성한다. 이와 같은 경우에는 반사 전극 아래에 SRAM 등의 메모리 회로를 제공할 수 있어, 소비전력 저감으로 이어진다. 또한, LED를 사용하는 경우, LED의 전극 또는 질화물 반도체 아래에 그래핀 또는 그래파이트를 제공하여도 좋다. 또한, LED를 사용하는 경우, LED의 전극이나 질화물 반도체의 아래에 그래핀이나 그래파이트를 배치하여도 좋다. 그래핀 또는 그래파이트는 복수의 층이 적층된 다층막이어도 좋다. 상술한 바와 같이, 그래핀 또는 그래파이트를 제공함으로써, 그 위에 결정을 포함하는 n형 GaN 반도체층 등의 질화물 반도체막을 용이하게 형성 수 있다. 또한, 그 위에 결정을 포함하는 p형 GaN 반도체층 등을 제공할 수 있어, LED를 형성할 수 있다. 또한, 그래핀 또는 그래파이트와, 결정을 포함하는 n형 GaN 반도체층 사이에 AlN층을 제공하여도 좋다. LED에 포함되는 GaN 반도체층은 MOCVD에 의하여 형성되어도 좋다. 다만, 그래핀을 제공한 경우, LED에 포함되는 GaN 반도체층은 스퍼터링법에 의하여 형성할 수도 있다.
본 발명의 일 형태는 상술한 기술분야에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 형태는 기재된 예에 한정되지 않는다: 화소가 2개 이상의 부화소를 포함하고, 2개 이상의 게이트선에 전기적으로 접속되는 구성; 하나의 화소가 다른 게이트선에 접속된 복수의 부화소를 포함하는 구성 등. 다른 예로서, 화소에 포함되는 복수의 부화소가 같은 게이트선이 접속되어 있어도 좋다.
본 실시형태의 적어도 일부는 본 명세서에 기재된 실시형태 중 어느 것과 적절히 조합하여 실시될 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 터치 패널에 대하여 설명한다.
[구성예]
도 19의 (A) 및 도 19의 (B)는 터치 패널(505)의 사시도이다. 도 19의 (B)는 도 19의 (A)를 전개한 사시 개략도이다. 다만, 간략화를 위하여 주된 구성 요소만을 도시하였다.
터치 패널(505)은 터치 센서(595)를 갖는 기판(590) 및 표시 장치(10)를 포함한다.
표시 장치(10)의 구성은 실시형태 1을 참조할 수 있다. 여기서는, 표시 장치(10)는 예를 들어 FPC(509(1)), 단자부(519), 배선(511), 및 회로(503s)를 포함한다.
기판(590)은 터치 센서(595) 및 터치 센서(595)에 전기적으로 접속되는 복수의 배선(598)을 포함한다. 복수의 배선(598)은 기판(590)의 외주부로 리드되며, 복수의 배선(598)의 일부는 단자를 형성한다. 이 단자는 FPC(509(2))에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도 19의 (B)에서 기판(590)의 뒷면 측(기판(101) 측)에 제공된 터치 센서(595)의 전극, 배선 등은 명료화를 위하여 실선으로 나타내었다.
터치 센서(595)로서 정전 용량 터치 센서를 사용할 수 있다. 정전 용량 터치 센서의 예는 표면 정전 용량 터치 센서 및 투영 정전 용량 터치 센서이다.
투영 정전 용량 터치 센서의 예는 자기 용량 터치 센서 및 상호 용량 터치 센서이고, 주로 구동 방식에 차이가 있다. 상호 용량 터치 센서를 사용하면 다점을 동시에 검출할 수 있으므로 바람직하다.
투영 정전 용량 터치 센서를 사용한 예에 대하여 아래에서 설명한다.
또한, 손가락 등의 검지 대상의 근접 또는 접촉을 검지할 수 있는 다양한 센서를 사용할 수 있다.
투영 정전 용량 터치 센서(595)는 전극(591) 및 전극(592)을 포함한다. 전극(591)은 복수의 배선(598) 중 어느 것에 전기적으로 접속되어 있고, 전극(592)은 다른 배선(598)에 전기적으로 접속된다.
전극(592)은 각각 도 19의 (A) 및 도 19의 (B)에 도시된 바와 같이, 사각형의 하나의 모서리가 다른 사각형의 하나의 모서리에 접속되는, 한 방향으로 배열된 복수의 사각형의 형상을 갖는다.
전극(591)은 각각 사각형을 갖고, 전극(592)이 연장되는 방향과 교차되는 방향으로 배열되어 있다.
배선(594)은 전극(592)을 끼우는 2개의 전극(591)에 전기적으로 접속되어 있다. 전극(592)과 배선(594)의 교차 면적은 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 전극이 제공되지 않은 영역의 면적을 저감할 수 있어, 투과율의 편차를 저감할 수 있다. 결과적으로, 터치 센서(595)로부터의 빛의 휘도의 편차를 저감할 수 있다.
또한, 전극(591) 및 전극(592)의 형상은 상술한 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극(591)을 인접된 2개의 전극 사이의 틈이 가능한 한 저감되도록 배열하고, 복수의 전극(592)을 인접된 전극(592) 사이에 절연층을 개재하여 전극(591)과 교차되도록 배열하여도 좋다. 이 경우, 인접된 2개의 전극은 서로 이격되어 있어도 좋다. 또한, 인접하는 2개의 전극(592) 사이에 이들 전극과 전기적으로 절연된 더미 전극을 제공하는 것이 바람직하고, 이로써, 상이한 투과율을 갖는 영역의 면적을 저감할 수 있다.
터치 센서(595)는 기판(590), 기판(590) 위에 스태거 배열(staggered arrangement)로 제공된 전극(591) 및 전극(592), 전극(591) 및 전극(592)을 덮는 절연층, 및 인접된 전극(591)을 전기적으로 서로 접속시키는 배선(594)을 포함한다.
접착층(597)은 터치 센서(595)가 표시부(501)와 중첩되도록 기판(590)을 기판(570)에 접합한다.
전극(591) 및 전극(592)은 투광성 도전 재료를 사용하여 형성한다. 투광성 도전 재료로서는, 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 갈륨을 첨가한 산화 아연 등의 도전성 산화물을 사용할 수 있다. 또한, 그래핀을 포함하는 막을 사용할 수도 있다. 그래핀을 함유한 막은 예를 들어 산화 그래핀을 함유한 막을 환원하여 형성할 수 있다. 환원하는 방법으로서는, 가열 방법 등을 채용할 수 있다.
전극(591 및 592)은 메시(mesh) 형상을 갖고 메시의 개구와 발광 소자가 서로 중첩되도록 배치되어도 좋다. 이때, 전극(591 및 592)에는 예를 들어 도전성이 낮은 금속 또는 합금을 사용할 수 있다.
또한, 전극(591) 및 전극(592) 등의 도전막, 즉 터치 패널의 배선 및 전극의 재료로서 저항값이 낮은 재료를 바람직하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 은, 구리, 알루미늄, 카본 나노 튜브, 그래핀, 할로젠화 금속(예를 들어 할로젠화 은) 등을 사용하여도 좋다. 또는, 폭이 매우 작은(예를 들어, 수nm의 직경) 복수의 도전체를 포함하는 금속 나노 와이어를 사용하여도 좋다. 또는, 도전체를 갖는 그물 형상 금속 메시를 사용하여도 좋다. 예를 들어, Ag 나노 와이어, Cu 나노 와이어, Al 나노 와이어, Ag 메시, Cu 메시, Al 메시를 사용하여도 좋다. 예를 들어, Ag 나노 와이어를 사용하는 경우, 광 투과율을 89% 이상, 시트 저항 40ohm/square 이상 100ohm/square 이하를 달성할 수 있다. 또한, 높은 투과율을 갖기 때문에, 화소 전극 또는 공통 전극 등 표시 소자의 전극으로서 금속 나노 와이어, 금속 메시, 카본 나노 튜브, 그래핀 등을 사용하여도 좋다.
하나의 전극(592)은 한 방향으로 연장되고, 복수의 전극(592)은 스트라이프 형상으로 제공되어 있다.
배선(594)은 전극(592)과 교차되어 있다.
인접된 전극(591)은 하나의 전극(592)을 개재하여 제공되어 있다. 배선(594)은 인접된 전극(591)에 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 복수의 전극(591)은 하나의 전극(592)과 직교되는 방향으로 반드시 배열될 필요는 없고, 90° 미만의 각도로 전극(592)과 직교되도록 배열되어 있어도 좋다.
하나의 배선(598)은 전극(591) 및 전극(592) 중 어느 것과 전기적으로 접속되어 있다. 배선(598)의 일부는 단자로서 기능한다. 배선(598)으로서는 예를 들어 알루미늄, 금, 백금, 은, 니켈, 타이타늄, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 또는 팔라듐 등의 금속 재료, 또는 이들 금속 재료 중 어느 것을 함유한 합금 재료를 사용할 수 있다.
또한, 접속층(599)은 배선(598)과 FPC(509(2))를 전기적으로 접속시킨다. 접속층(599)으로서는 다양한 종류의 이방성 도전 필름 또는 페이스트 등을 사용할 수 있다.
터치 센서(595)를 갖는 기판(590)이 표시 장치(10)와 중첩되는 예를 기재하였지만, 이것에 한정되지 않고, 제 2 기판(102)의 제 1 기판(101)과 반대 측 면에 터치 센서(595)가 형성되어도 좋다. 터치 센서(595)는 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 사이에 제공되어도 좋고, 이 경우에는, 예를 들어 착색층과 제 2 기판(102) 사이에 터치 센서(595)가 제공되는 것이 바람직하다.
제 1 기판(101), 제 2 기판(102), 및 기판(590)에 가요성 재료를 사용하면, 화소부를 구부릴 수 있는 가요성 터치 패널을 형성할 수 있다.
본 실시형태의 적어도 일부는 본 명세서에 기재된 실시형태 중 어느 것과 적절히 조합하여 실시될 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 터치 패널의 구동 방법의 예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[센서의 검지 방법의 예]
도 20의 (A)는 상호 용량 터치 센서의 구성을 도시한 블록도이다. 도 20의 (A)는 펄스 전압 출력 회로(601) 및 전류 검출 회로(602)를 도시한 것이다. 또한, 도 20의 (A)에서 6개의 배선 X1 내지 X6은 펄스 전압이 인가되는 전극(621)을 나타내고, 6개의 배선 Y1 내지 Y6은 전류의 변화를 검지하는 전극(622)을 나타낸다. 도 20의 (A)는 전극(621 및 622) 사이에 형성된 커패시터(603)를 도시한 것이다. 또한, 전극(621 및 622) 사이에서 기능 치환이 가능하다.
펄스 전압 출력 회로(601)는 배선 X1 내지 X6에 순차적으로 펄스 전압을 인가하기 위한 회로이다. 배선 X1 내지 X6에 펄스 전압을 인가함으로써 커패시터(603)의 전극(621 및 622) 사이에 전계가 발생된다. 예를 들어 이 전극들 사이의 전계가 차폐된 경우, 커패시터(603)(상호 용량)에서 변화가 일어난다. 이 변화를 이용하여 검지 대상의 근접 또는 접촉을 검지할 수 있다.
전류 검출 회로(602)는 커패시터(603)에서의 상호 용량의 변화에 따른 배선 Y1 내지 Y6을 통한 전류의 변화를 검출하기 위한 회로이다. 검지 대상의 근접 또는 접촉이 없으면 배선 Y1 내지 Y6에서 검출되는 전류값의 변화는 없지만, 검지 대상의 근접 또는 접촉에 의하여 상호 용량이 감소되면, 전류값의 감소가 검출된다. 또한, 전류값의 검지에는 적분 회로 등을 사용한다.
도 20의 (B)는 도 20의 (A)에 도시된 상호 용량 터치 센서에서의 입출력 파형을 나타내는 타이밍 차트이다. 도 20의 (B)에서는, 1프레임 기간에 모든 행과 열에서 검지 대상의 검지가 실시된다. 도 20의 (B)는 검지 대상을 검출하지 않은 기간(비(非)터치) 및 검지 대상을 검출한 기간(터치)을 나타낸 것이다. 배선 Y1 내지 Y6의 검지된 전류값을 전압값의 파형으로 나타내었다.
펄스 전압이 배선 X1 내지 X6에 순차적으로 인가되고, 이 펄스 전압에 따라 배선 Y1 내지 Y6의 파형이 변화된다. 검지 대상의 근접 또는 접촉이 없는 경우에는, 배선 X1 내지 X6의 전압의 변화에 따라 배선 Y1 내지 Y6의 배선의 파형이 변화된다. 검지 대상의 근접 또는 접촉 점에서 전류값이 감소되는 것에 따라 전압값의 파형이 변화된다.
이런 식으로 상호 용량에서의 변화를 검출함으로써, 검지 대상의 근접 또는 접촉을 검지할 수 있다.
도 20의 (A)는 터치 센서로서 배선의 교차부에 커패시터(603)만이 제공된 패시브 터치 센서이지만, 트랜지스터 및 커패시터를 포함하는 액티브 터치 센서를 사용하여도 좋다. 도 21은 액티브 매트릭스 터치 센서에 포함되는 센서 회로이다.
센서 회로는 커패시터(603) 및 트랜지스터(611, 612, 및 613)를 포함한다. 트랜지스터(613)의 게이트에는 신호(G2)가 입력된다. 전압 VRES가 트랜지스터(613)의 소스 및 드레인 중 하나에 인가되고, 커패시터(603)의 전극 중 하나 및 트랜지스터(611)의 게이트는 트랜지스터(613)의 소스 및 드레인 중 다른 하나에 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(611)의 소스 및 드레인 중 하나는 트랜지스터(612)의 소스 및 드레인 중 하나에 전기적으로 접속되어 있고, 전압 VSS가 트랜지스터(611)의 소스 및 드레인 중 다른 하나에 인가된다. 트랜지스터(612)의 게이트에는 신호 G1이 입력되고, 배선 ML은 트랜지스터(612)의 소스 및 드레인 중 다른 하나에 전기적으로 접속되어 있다. 커패시터(603)의 전극 중 다른 하나에는 전압 VSS가 인가된다.
이어서, 센서 회로의 동작에 대하여 설명한다. 먼저, 신호 G2로서 트랜지스터(613)를 온으로 하는 전위가 공급되어, 트랜지스터(611)의 게이트에 접속되는 노드 n에 전압 VRES가 인가된다. 다음에, 신호 G2로서 트랜지스터(613)를 오프로 하는 전위가 인가됨으로써, 노드 n의 전위는 유지된다.
다음에, 손가락 등의 검지 대상의 근접 또는 접촉에 의하여 커패시터(603)의 상호 용량이 변화되는 것에 따라 노드 n의 전위가 VRES로부터 변화된다.
판독 동작에서 신호 G1로서 트랜지스터(612)를 온으로 하는 전위를 공급한다. 노드 n의 전위에 따라 트랜지스터(611)를 흐르는 전류, 즉 배선 ML을 흐르는 전류가 변화된다. 이 전류를 검지함으로써, 검지 대상의 근접 또는 접촉을 검지할 수 있다.
트랜지스터(611, 612, 및 613)는 각각 채널이 형성되는 반도체층에 산화물 반도체를 포함하는 것이 바람직하다. 특히 트랜지스터(613)의 채널이 형성되는 반도체층에 산화물 반도체를 사용함으로써, 노드 n의 전위를 오랫동안 유지할 수 있고 노드 n에 VRES를 다시 공급하는 동작(리프레시 동작)의 빈도를 저감할 수 있다.
본 실시형태의 적어도 일부는 본 명세서에 기재된 실시형태 중 어느 것과 적절히 조합하여 실시될 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 전자 기기 및 조명 장치에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치를 사용하여 신뢰성이 높은 전자 기기 및 신뢰성이 높은 조명 장치를 제작할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 사용하여 곡면을 갖는 신뢰성이 높은 전자 기기 및 신뢰성이 높은 조명 장치를 제작할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 사용하여 가요성을 갖는 신뢰성이 높은 전자 기기 및 신뢰성이 높은 조명 장치를 제작할 수 있다.
전자 기기의 예에는 텔레비전 장치(텔레비전 또는 텔레비전 수신기라고도 불림), 컴퓨터 등의 모니터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 액자, 휴대 전화(휴대 전화 장치라고도 불림), 휴대 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파친코기 등의 대형 게임기 등이 포함된다.
본 발명의 일 형태의 전자 기기 또는 조명 장치는 가요성을 가지므로, 집 또는 빌딩의 만곡된 내벽/외벽 표면, 또는 자동차의 만곡된 내장/외장 표면을 따라 내장될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태의 전자 기기는 이차 전지를 포함하여도 좋다. 이차 전지는 비접촉 전력 전송에 의하여 충전될 수 있는 것이 바람직하다.
이차 전지의 예에는 겔상 전해질을 사용한 리튬 폴리머 전지(리튬 이온 폴리머 전지) 등의 리튬 이온 이차 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 카드뮴 전지, 유기 라디칼 전지, 납 축전지, 공기 이차 전지, 니켈 아연 전지, 은 아연 전지가 포함된다.
본 발명의 일 형태의 전자 기기는 안테나를 포함하여도 좋다. 전자 기기는 안테나로 신호를 수신함으로써 표시부에 영상, 정보 등을 표시할 수 있다. 전자 기기가 이차 전지를 포함하는 경우, 안테나를 비접촉 전력 전송에 사용하여도 좋다.
도 22의 (A), 도 22의 (B), 도 22의 (C1), 도 22의 (C2), 도 22의 (D), 및 도 22의 (E)는 곡면을 갖는 표시부(7000)를 포함한 전자 기기의 예를 도시한 것이다. 표시부(7000)의 표시면은 구부러져 있고, 구부러진 표시면에 화상을 표시할 수 있다. 표시부(7000)는 가요성을 가져도 좋다.
표시부(7000)는 본 발명의 일 형태의 표시 장치 등을 사용하여 형성할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 만곡된 표시부를 갖는, 신뢰성이 높은 전자 기기를 제공할 수 있다.
도 22의 (A)는 휴대 전화의 예를 도시한 것이다. 휴대 전화(7100)는 하우징(7101), 표시부(7000), 조작 버튼(7103), 외부 접속 포트(7104), 스피커(7105), 마이크로폰(7106) 등을 포함한다.
도 22의 (A)에 도시된 휴대 전화(7100)는 표시부(7000)에 터치 센서를 포함한다. 전화를 거는 동작 및 문자를 입력하는 동작은 손가락, 스타일러스 등으로 표시부(7000)를 터치함으로써 실시할 수 있다.
조작 버튼(7103)에 의하여, 전원의 ON 또는 OFF를 전환할 수 있다. 또한, 표시부(7000)에 표시되는 화상의 종류를 전환할 수 있다: 예를 들어, 메일 작성 화면으로부터 메인 메뉴 화면으로의 전환.
도 22의 (B)는 텔레비전 장치의 예를 도시한 것이다. 텔레비전 장치(7200)에서 표시부(7000)는 하우징(7201)에 내장되어 있다. 여기서, 하우징(7201)은 스탠드(7203)에 의하여 지지되어 있다.
도 22의 (B)에 도시된 텔레비전 장치(7200)는 하우징(7201)의 조작 스위치 또는 별체의 리모트 컨트롤러(7211)에 의하여 조작할 수 있다. 표시부(7000)는 터치 센서를 포함하여도 좋다. 손가락 등으로 표시부를 터치함으로써 표시부(7000)를 조작하여도 좋다. 리모트 컨트롤러(7211)에는 이 리모트 컨트롤러(7211)로부터 출력하는 정보를 표시하는 표시부가 제공되어 있어도 좋다. 리모트 컨트롤러(7211)의 조작 버튼 또는 터치 패널에 의하여 채널 및 음량의 조작을 제어할 수 있고, 표시부(7000)에 표시되는 영상을 제어할 수 있다.
텔레비전 장치(7200)에는 수신기, 모뎀 등이 제공되어 있어도 좋다. 수신기에 의하여 일반의 텔레비전 방송을 수신할 수 있다. 텔레비전 장치를 모뎀을 통하여 유선 또는 무선에 의하여 통신 네트워크에 접속함으로써, 일방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자 사이 또는 수신자 사이)의 정보 통신을 실시할 수 있다.
도 22의 (C1), 도 22의 (C2), 도 22의 (D), 및 도 22의 (E)는 휴대 정보 단말의 예를 도시한 것이다. 각 휴대 정보 단말은 하우징(7301) 및 표시부(7000)를 포함한다. 각 휴대 정보 단말은 조작 버튼, 외부 접속 포트, 스피커, 마이크로폰, 안테나, 배터리 등도 포함하여도 좋다. 표시부(7000)에는 터치 센서가 제공되어 있다. 휴대 정보 단말은 손가락, 스타일러스 등으로 표시부(7000)를 터치함으로써 조작할 수 있다.
도 22의 (C1)은 휴대 정보 단말(7300)의 사시도이다. 도 22의 (C2)는 휴대 정보 단말(7300)의 상면도이다. 도 22의 (D)는 휴대 정보 단말(7310)의 사시도이다. 도 22의 (E)는 휴대 정보 단말(7320)의 사시도이다.
각 휴대 정보 단말은 예를 들어 전화, 수첩, 및 정보 열람 장치 중 하나 이상으로서 기능한다. 구체적으로는 각 휴대 정보 단말은 스마트폰으로서 사용할 수 있다. 각 휴대 정보 단말은 예를 들어, 이동 전화, 전자 메일, 문장 열람 및 편집, 음악 재생, 인터넷 통신, 및 컴퓨터 게임 등의 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있다.
휴대 정보 단말(7300, 7310, 7320)은 문자 및 화상 정보를 그 복수의 면에 표시할 수 있다. 예를 들어, 도 22의 (C1) 및 도 22의 (D)에 도시된 바와 같이, 3개의 조작 버튼(7302)을 하나의 면에 표시할 수 있고, 직사각형으로 나타내어진 정보(7303)를 다른 면에 표시할 수 있다. 도 22의 (C2)는 휴대 정보 단말의 위쪽 부분에 정보(7303)가 표시된 예를 나타낸 것이다. 도 22의 (D)는 휴대 정보 단말의 측면에 정보(7303)가 표시된 예를 나타낸 것이다. 휴대 정보 단말의 3개 이상의 면에 정보를 표시하여도 좋다. 도 22의 (E)는 정보(7304), 정보(7305), 및 정보(7306)가 상이한 면에 표시된 예를 나타낸 것이다.
정보의 예에는 SNS(social networking service)로부터 받은 통지, 전자 메일의 수신 또는 전화 착신을 알리는 표시, 전자 메일의 제목, 전자 메일의 송신자명, 날짜, 시각, 배터리 잔량, 안테나의 수신 강도 등이 포함된다. 또는, 정보 대신에 조작 버튼, 아이콘 등이 표시되어도 좋다.
예를 들어, 휴대 정보 단말(7300)의 사용자는 옷의 가슴 주머니에 휴대 정보 단말(7300)을 넣은 상태에서 그 표시(여기서는 정보(7303))를 볼 수 있다.
구체적으로는, 착신한 전화의 발신자의 전화 번호, 이름 등을 휴대 정보 단말(7300)의 상방으로부터 볼 수 있는 위치에 표시한다. 따라서, 사용자는 휴대 정보 단말(7300)을 포켓으로부터 꺼내지 않고 표시를 볼 수 있고, 전화를 받을지 여부를 정할 수 있다.
도 22의 (F) 내지 도 22의 (H)는 만곡된 발광부를 갖는 조명 장치의 예를 나타낸 것이다.
도 22의 (F) 내지 도 22의 (H)에 도시된 각 조명 장치에 포함되는 발광부는 본 발명의 일 형태의 표시 장치 등을 사용하여 제작할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여, 만곡된 발광부를 갖는 신뢰성이 높은 조명 장치를 제공할 수 있다.
도 22의 (F)에 도시된 조명 장치(7400)는 물결 형상의 발광면을 갖는 발광부(7402)를 포함하기 때문에, 디자인성이 높은 조명 장치이다.
도 22의 (G)에 도시된 조명 장치(7410)에 포함되는 발광부(7412)는 대칭으로 배치된 2개의 볼록하게 만곡된 발광부를 갖는다. 따라서, 조명 장치(7410)를 중심으로 하여 전방위를 비출 수 있다.
도 22의 (H)에 도시된 조명 장치(7420)는 오목하게 만곡된 발광부(7422)를 포함한다. 오목하게 만곡된 발광부(7422)로부터 발해진 빛이 조명 장치(7420)의 앞쪽에 집광되기 때문에, 특정한 범위를 비추기에 적합하다. 또한, 이 구성에 의하여, 그림자가 생기기 어렵다.
각 조명 장치(7400, 7410, 7420)에 포함되는 발광부는 가요성을 가져도 좋다. 용도에 따라 발광부의 발광면을 자유로이 구부릴 수 있도록 발광부를 가소성 부재, 가동 프레임 등에 고정하여도 좋다.
조명 장치(7400, 7410, 및 7420)는 각각, 조작 스위치(7403)가 제공된 스테이지(7401) 및 스테이지(7401)에 의하여 지지된 발광부를 포함한다.
또한, 여기에서는, 예로서 스테이지에 의하여 발광부가 지지된 조명 장치를 나타내었지만, 발광부가 제공된 하우징을 천장에 고정하거나 또는 천장에 매달 수 있다. 발광면을 만곡시킬 수 있기 때문에, 발광면을 오목 형상을 갖도록 변형함으로써 특정 영역을 밝게 비추거나, 또는 발광면을 볼록 형상을 갖도록 변형함으로써 방 전체를 밝게 비출 수 있다.
도 23의 (A1), 도 23의 (A2), 도 23의 (B), 도 23의 (C), 도 23의 (D), 도 23의 (E), 도 23의 (F), 도 23의 (G), 도 23의 (H), 및 도 23의 (I)는 각각 가요성을 갖는 표시부(7001)를 포함하는 휴대 정보 단말의 예를 나타낸 것이다.
각 휴대 정보 단말에 포함되는 표시부(7001)는 본 발명의 일 형태의 발광 장치, 표시 장치, 입출력 장치 등을 사용하여 제작된다. 예를 들어, 곡률 반경 0.01mm 이상 150mm 이하로 구부릴 수 있는 발광 장치, 표시 장치, 또는 입출력 장치를 사용할 수 있다. 표시부(7001)는 터치 센서를 포함하여도 좋고, 손가락 등으로 표시부(7001)를 터치함으로써 휴대 정보 단말을 조작할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여, 가요성을 갖는 표시부를 포함한 전자 기기를 수율 좋게 제공할 수 있다.
도 23의 (A1) 및 도 23의 (A2)는 휴대 정보 단말의 예를 도시한 사시도 및 측면도이다. 휴대 정보 단말(7500)은 하우징(7501), 표시부(7001), 표시부 손잡이(tab)(7502), 조작 버튼(7503) 등을 포함한다.
휴대 정보 단말(7500)은 하우징(7501) 내에 롤 형태로 말린 가요성 표시부(7001)를 포함한다.
휴대 정보 단말(7500)은 내장된 제어부에 의하여 영상 신호를 수신할 수 있고, 수신한 영상을 표시부(7001)에 표시할 수 있다. 휴대 정보 단말(7500)에는 배터리가 내장되어 있다. 커넥터를 접속시키기 위한 단자부가 하우징(7501)에 포함되어도 좋고, 영상 신호 또는 전력을 배선에 의하여 외부로부터 직접 공급할 수 있다.
조작 버튼(7503)을 누름으로써, 전원의 ON/OFF, 표시되는 영상의 전환 등을 실시할 수 있다. 도 23의 (A1), 도 23의 (A2), 및 도 23의 (B)는 휴대 정보 단말(7500)의 측면에 조작 버튼(7503)이 위치된 예를 도시한 것이지만, 본 발명의 일 형태는 이것에 한정되지 않는다. 조작 버튼(7503)은 휴대 정보 단말(7500)의 표시면(앞면) 또는 뒷면에 배치되어도 좋다.
도 23의 (B)는 표시부(7001)를 표시부 손잡이(7502)로 꺼낸 상태의 휴대 정보 단말(7500)을 도시한 것이다. 이 상태에서 표시부(7001)에 영상을 표시할 수 있다. 또한, 도 23의 (A1)에 나타낸 바와 같이, 표시부(7001)의 일부가 롤 형태로 말린 상태와, 도 23의 (B)에 나타낸 바와 같이, 표시부(7001)를 꺼낸 상태에서, 휴대 정보 단말(7500)이 다른 표시를 실시하여도 좋다. 예를 들어, 도 23의 (A1)에 나타낸 상태에서 표시부(7001)의 롤 형태로 말린 부분을 비(非) 표시 상태로 함으로써, 휴대 정보 단말(7500)의 소비전력을 저감할 수 있다.
표시부(7001)를 꺼냈을 때 표시부(7001)가 평탄한 표시면을 갖도록 표시부(7001)의 측부에 보강 프레임을 제공하여도 좋다.
또한, 이 구성 외에, 영상 신호와 함께 수신한 음성 신호에 의하여 음성을 출력하도록 하우징에 스피커를 제공하여도 좋다.
도 23의 (C) 내지 도 23의 (E)에 폴더블 휴대 정보 단말의 예를 도시한 것이다. 도 23의 (C)는 펼쳐진 휴대 정보 단말(7600)을 도시한 것이다. 도 23의 (D)는 펼쳐지고 있는 또는 접히고 있는 휴대 정보 단말(7600)을 도시한 것이다. 도 23의 (E)는 접힌 휴대 정보 단말(7600)을 도시한 것이다. 휴대 정보 단말(7600)은 접힌 상태에서는 가반성이 높고, 펼쳐진 상태에서는 이음매가 없는 넓은 표시 영역을 자지므로 일람성이 높다.
표시부(7001)는 힌지(7602)에 의하여 서로 연결된 3개의 하우징(7601)에 의하여 지지되어 있다. 힌지(7602)를 사용하여 2개의 하우징(7601) 사이의 연결 부분에서 휴대 정보 단말(7600)을 접합으로써, 휴대 정보 단말(7600)을 펼쳐진 상태로부터 접힌 상태로 가역적으로 변형시킬 수 있다.
도 23의 (F) 및 도 23의 (G)는 폴더블 휴대 정보 단말의 예를 도시한 것이다. 도 23의 (F)는 표시부(7001)가 내측에 있도록 접힌 휴대 정보 단말(7650)을 도시한 것이다. 도 23의 (G)는 표시부(7001)가 외측에 있도록 접힌 휴대 정보 단말(7650)을 도시한 것이다. 휴대 정보 단말(7650)은 표시부(7001) 및 비표시부(7651)를 포함한다. 휴대 정보 단말(7650)을 사용하지 않을 때, 표시부(7001)가 내측이 되도록 휴대 정보 단말(7650)을 접함으로써, 표시부(7001)가 오염되거나 손상되는 것을 억제할 수 있다.
도 23의 (H)는 가요성 휴대 정보 단말의 예를 도시한 것이다. 휴대 정보 단말(7700)은 하우징(7701) 및 표시부(7001)를 포함한다. 휴대 정보 단말(7700)은 입력 수단으로서 기능하는 버튼(7703a 및 7703b), 음성 출력 수단으로서 기능하는 스피커(7704a 및 7704b), 외부 접속 포트(7705), 마이크로폰(7706) 등을 포함하여도 좋다. 휴대 정보 단말(7700)에는 가요성 배터리(7709)가 탑재될 수 있다. 예를 들어 배터리(7709)는 표시부(7001)와 중첩되도록 배열되어도 좋다.
하우징(7701), 표시부(7001), 및 배터리(7709)는 가요성을 갖는다. 따라서, 휴대 정보 단말(7700)을 원하는 형상으로 쉽게 만곡시키거나 휴대 정보 단말(7700)을 쉽게 비틀 수 있다. 예를 들어, 휴대 정보 단말(7700)은 표시부(7001)가 내측 또는 외측에 있도록 만곡시킬 수 있다. 휴대 정보 단말(7700)은 롤 형태로 말린 상태에서 사용할 수 있다. 이와 같이, 하우징(7701) 및 표시부(7001)를 자유로이 변형할 수 있기 때문에, 휴대 정보 단말(7700)이 떨어지거나 또는 휴대 정보 단말(7700)에 외력이 가해진 경우라도 휴대 정보 단말(7700)은 파손되기 어렵다.
휴대 정보 단말(7700)은 경량이기 때문에 다양한 상황에서 효과적으로 사용할 수 있다. 예를 들어 하우징(7701) 상부가 클립 등에 의하여 매달린 상태, 또는 하우징(7701)이 자석 등에 의하여 벽면에 고정된 상태에서 사용할 수 있다.
도 23의 (I)는 손목시계형 휴대 정보 단말의 예를 나타낸 것이다. 휴대 정보 단말(7800)은 밴드(7801), 표시부(7001), 입출력 단자(7802), 조작 버튼(7803) 등을 포함한다. 밴드(7801)는 하우징의 기능을 갖는다. 휴대 정보 단말(7800)에는 가요성 배터리(7805)가 탑재될 수 있다. 예를 들어 배터리(7805)는 표시부(7001) 및 밴드(7801)와 중첩되도록 배열되어도 좋다.
밴드(7801), 표시부(7001), 및 배터리(7805)는 가요성을 갖는다. 따라서, 휴대 정보 단말(7800)을 원하는 형상으로 쉽게 만곡시킬 수 있다.
조작 버튼(7803)에 의하여 시각 설정, 전원의 ON/OFF, 무선 통신의 ON/OFF, 매너모드의 설정 및 해제, 전력 절약 모드의 설정 및 해제 등 다양한 기능을 실시할 수 있다. 예를 들어, 휴대 정보 단말(7800)에 내장된 운영 체계에 의하여, 조작 버튼(7803)의 기능을 자유로이 설정할 수 있다.
표시부(7001)에 표시된 아이콘(7804)을 손가락 등으로 터치함으로써 애플리케이션을 기동할 수 있다.
휴대 정보 단말(7800)은 기존의 통신 규격에 의거한 통신 방법인 근거리 자기장 통신(near field communication)을 채용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 휴대 정보 단말(7800)과 무선 통신 가능한 헤드세트의 상호 통신을 실시할 수 있어, 핸즈프리로 통화할 수 있다.
휴대 정보 단말(7800)에 입출력 단자(7802)가 포함되는 경우, 커넥터를 통하여 다른 정보 단말과 데이터를 직접 주고받을 수 있다. 입출력 단자(7802)를 통하여 충전할 수도 있다. 또한, 본 실시형태의 예로서 나타낸 휴대 정보 단말의 충전은 입출력 단자를 사용하지 않고 비접촉 전력 전송에 의하여 실시할 수 있다.
도 24의 (A)는 자동차(9700)의 외관도이다. 도 24의 (B)는 자동차(9700)의 운전석을 도시한 것이다. 자동차(9700)는 차체(9701), 차륜(9702), 대시보드(9703), 라이트(9704) 등을 포함한다. 본 발명의 일 형태의 반도체 장치는 자동차(9700)의 표시부 등에 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 24의 (B)에 도시된 표시부(9710 내지 9715)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 사용할 수 있다.
표시부(9710) 및 표시부(9711)는 자동차의 앞 유리에 제공된 표시 장치이다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 그 전극에 투광성 도전 재료를 사용함으로써, 반대 측이 비쳐 보이는 소위 시스루 표시 장치로 할 수 있다. 이러한 시스루 표시 장치는 자동차(9700)를 운전하는 동안 운전자의 시야를 가리지 않는다. 그래서, 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 자동차(9700)의 앞 유리에 제공할 수 있다. 또한, 표시 장치를 구동시키기 위한 트랜지스터 등을 표시 장치에 제공하는 경우에는, 유기 반도체 재료를 사용한 유기 트랜지스터 또는 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터 등 투광성을 갖는 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다.
표시부(9712)는 필러 부분에 제공된 표시 장치이다. 예를 들어, 차체에 제공된 촬상 수단에 의하여 촬영한 영상을 표시부(9712)에 표시함으로써, 필러 부분에 가려진 시야를 보완할 수 있다. 표시부(9713)는 대시보드에 제공된 표시 장치이다. 예를 들어, 차체에 제공된 촬상 수단에 의하여 촬영한 영상을 표시부(9713)에 표시함으로써, 대시보드에 가려진 시야를 보완할 수 있다. 즉, 자동차의 외측에 제공된 촬상 수단에 의하여 촬영한 영상을 표시함으로써, 사각 지대를 없애고 안전성을 높일 수 있다. 운전자에게 보이지 않는 부분을 보완하는 영상을 표시함으로써, 운전자는 더 쉽고 편하게 안전을 확인할 수 있다.
도 24의 (C)는 운전석과 조수석에 벤치 시트를 사용한 차내를 도시한 것이다. 표시부(9721)는 도어 부분에 제공된 표시 장치이다. 예를 들어, 차체에 제공된 촬상 수단에 의하여 촬영한 영상을 표시부(9721)에 표시함으로써, 도어에 가려진 시야를 보완할 수 있다. 표시부(9722)는 핸들에 제공된 표시 장치이다. 표시부(9723)는 벤치 시트의 시트면 중앙부에 제공된 표시 장치이다. 또한, 표시 장치를 시트면 또는 등받이에 제공하고, 이 표시 장치의 발열을 열원으로서 사용함으로써, 표시 장치를 시트 히터로서 사용할 수도 있다.
표시부(9714), 표시부(9715), 및 표시부(9722)는 내비게이션 정보, 스피드미터, 태코미터(tachometer), 주행 거리, 급유량, 기어 상태, 및 에어컨디셔너의 설정 등 다양한 종류의 정보를 표시할 수 있다. 표시부의 표시의 항목, 레이아웃 등은 사용자가 적절히 자유로이 변경할 수 있다. 상기 정보는 표시부(9710 내지 9713, 9721, 및 9723)에 표시할 수도 있다. 표시부(9710 내지 9715 및 9721 내지 9723)는 조명 장치로서 사용할 수도 있다. 표시부(9710 내지 9715 및 9721 내지 9723)는 가열 장치로서 사용할 수도 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치를 포함한 표시부는 평면이어도 좋고, 이 경우에는, 상기 표시 장치는 곡면 또는 가요성을 반드시 갖지 않아도 된다.
도 24의 (D)는 하우징(901), 하우징(902), 표시부(903), 표시부(904), 마이크로폰(905), 스피커(906), 조작 키(907), 스타일러스(908) 등을 포함한 휴대 게임기를 도시한 것이다.
도 24의 (D)에 도시된 휴대 게임기는 2개의 표시부(903 및 904)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 형태의 전자 기기의 표시부의 개수는 2개에 한정되지 않고, 적어도 하나의 표시부가 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 포함하기만 하면, 하나 또는 3개 이상일 수 있다.
도 24의 (E)는 하우징(921), 표시부(922), 키보드(923), 포인팅 디바이스(924) 등을 포함한 노트북형 퍼스널 컴퓨터를 도시한 것이다.
표시부(922)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 사용할 수 있다.
도 25의 (A)는 카메라(8000)의 외관도이다. 카메라(8000)는 하우징(8001), 표시부(8002), 조작 버튼(8003), 셔터 버튼(8004), 및 결합부(8005)를 포함한다. 카메라(8000)에는 렌즈(8006)를 장착할 수 있다.
결합부(8005)는 아래에서 설명하는 파인더(8100), 스트로보 장치 등에 접속되는 전극을 포함한다.
여기서는, 카메라(8000)의 렌즈(8006)는 교환을 위하여 하우징(8001)으로부터 떼낼 수 있지만, 렌즈(8006)는 하우징(8001)에 포함되어 있어도 좋다.
셔터 버튼(8004)을 터치하여 촬상할 수 있다. 또한, 터치 패널로서 기능하는 표시부(8002)를 터치하여 촬상할 수 있다.
표시부(8002)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 사용할 수 있다.
도 25의 (B)는 카메라(8000)에 파인더(8100)를 접속시킨 예를 나타낸 것이다.
파인더(8100)는 하우징(8101), 표시부(8102), 및 버튼(8103)을 포함한다.
하우징(8101)은 카메라(8000)를 위한 결합부 및 결합부(8005)를 포함하고, 파인더(8100)는 카메라(8000)에 접속시킬 수 있다. 상기 결합부는 전극을 포함하고, 전극을 통하여 카메라(8000)로부터 수신한 영상 등을 표시부(8102)에 표시시킬 수 있다.
버튼(8103)은 전원 버튼으로서의 기능을 갖고, 버튼(8103)에 의하여 표시부(8102)는 ON/OFF를 전환할 수 있다.
표시부(8102)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 사용할 수 있다.
도 25의 (A) 및 도 25의 (B)에서 카메라(8000)와 파인더(8100)는 분리되어 있고 탈착 가능한 전자 기기이지만, 카메라(8000)의 하우징(8001)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 갖는 파인더가 포함되어 있어도 좋다.
도 25의 (C)는 헤드 마운트 디스플레이(8200)의 외관도를 도시한 것이다.
헤드 마운트 디스플레이(8200)는 장착부(8201), 렌즈(8202), 본체(8203), 표시부(8204), 및 케이블(8205)을 포함한다. 장착부(8201)는 배터리(8206)를 포함한다.
케이블(8205)을 통하여 배터리(8206)로부터 본체(8203)에 전력을 공급한다. 본체(8203)는 무선 수신기 등을 포함하여, 화상 데이터 등의 영상 정보를 수신하고, 그것을 표시부(8204)에 표시한다. 본체(8203)의 카메라에 의하여 사용자의 눈알이나 눈꺼풀의 움직임을 파악하고, 그 파악한 정보를 바탕으로 사용자의 시점의 좌표를 산출함으로써, 사용자의 시점을 입력 수단으로서 이용할 수 있다.
장착부(8201)는 사용자와 접촉되는 위치에 복수의 전극을 포함하여도 좋다. 본체(8203)는 사용자의 눈알의 움직임에 따라 전극을 흐르는 전류를 검지함으로써, 사용자의 시점을 인식하도록 구성되어도 좋다. 상기 전극을 흐르는 전류를 검지함으로써, 사용자의 맥박을 모니터하도록 구성되어도 좋다. 장착부(8201)는 온도 센서, 압력 센서, 가속도 센서 등의 센서를 포함하고, 사용자의 생체 정보를 표시부(8204)에 표시하여도 좋다. 사용자의 헤드부의 움직임을 검지하여, 표시부(8204)에 표시하는 영상을 사용자의 헤드부의 움직임에 맞추어 움직이도록 구성되어도 좋다.
표시부(8204)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 사용할 수 있다.
본 실시형태의 적어도 일부는 본 명세서에 기재된 실시형태 중 어느 것과 적절히 조합하여 실시될 수 있다.
(실시예 1)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태의 표시 패널(표시 장치)을 제작하였다.
본 실시예에서는 트랜지스터 및 발광 소자가 형성된 하나의 유리 기판과, 착색층이 형성된 다른 하나의 유리 기판을 서로 접합함으로써 표시 패널을 제작하였다.
트랜지스터로서 CAAC-OS(C-Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor)를 포함한 트랜지스터를 사용하였다. CAAC-OS는 비정질이 아니므로 결함 준위가 적고, CAAC-OS를 사용함으로써 트랜지스터의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, CAAC-OS는 결정 입계를 갖지 않기 때문에, 안정적이며 균일한 막을 대면적에 형성할 수 있고, 가요성 발광 장치를 휨에 기인한 응력에 의하여 CAAC-OS막에 크랙이 생기기 어렵다.
CAAC-OS는 막 표면에 대하여 실질적으로 수직인 방향으로 결정의 c축 배향을 갖는 결정성 산화물 반도체이다. 산화물 반도체는 단결정 구조 외에 다양한 결정 구조를 갖는 것이 확인되었다. 이러한 구조의 예는 나노 스케일 미결정의 집합체인 nano-crystal(nc) 구조이다. CAAC-OS 구조의 결정성은 단결정 구조의 결정성보다 낮고, nc 구조의 결정성보다 높다.
본 실시예에서는 In-Ga-Zn계 산화물을 포함한 채널 에치 트랜지스터를 사용하였다. 이 트랜지스터는 유리 기판 위에 500℃ 미만의 공정 온도로 제작하였다.
플라스틱 기판 등의 유기 수지 위에 트랜지스터 등의 소자를 직접 제작하는 방법에서는, 소자의 제작 공정의 온도를 유기 수지의 사용 상한 온도보다 낮게 할 필요가 있다. 본 실시예에서는 제작 기판이 유리 기판이고, 무기막인 분리층은 높은 내열성을 갖기 때문에, 유리 기판 위에 트랜지스터를 제작하는 경우와 동등한 온도로 트랜지스터를 제작할 수 있다. 따라서, 트랜지스터의 성능 및 신뢰성을 쉽게 확보할 수 있다.
도 26은 본 실시예에서 제작된 트랜지스터의 Id-Vg 특성을 나타낸 것이다. 트랜지스터는 1.5μm의 디자인 룰이 적용되고, 약 2μm의 채널 폭 및 약 3.25μm의 채널 길이를 갖는다. 측정은 소스-드레인 전압이 0.1V 및 10V인 2가지 조건하에서 실시하였다. 도 26에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서 제작한 트랜지스터는 채널 길이 및 채널 폭이 미세한데도 불구하고 노멀리 오프 특성 및 높은 균일성을 나타낸다. 또한, 게이트 전압이 0V 이하인 범위일 때 드레인 전류가 매우 작은 것도 확인할 수 있었다.
발광 소자로서는 백색 빛을 발하는 탠덤(적층) 유기 EL 소자를 사용하였다. 발광 소자는 톱 이미션 구조를 갖고, 발광 소자에 의하여 생성된 빛은 컬러 필터를 통하여 발광 패널 외부로 추출된다. 도 5의 (A)에 나타낸 화소 구성을 사용한다. 도 14의 (A) 및 도 14의 (B)에 나타낸 화소 레이아웃을 사용한다.
제작된 표시 패널은 표시부의 크기가 대각 2.78inch이고, 화소수는 2560×1440이고, 해상도(화소 밀도)는 1058ppi이고, 화소의 크기는 24μm×24μm(8μm×RGB×24μm)이고, 개구율은 30.4%이다. 이 표시 패널은 60Hz의 프레임 주파수, 내장된 스캔 드라이버, 및 COF 실장된 소스 드라이버를 갖는다.
도 27의 (A)는 1058ppi 표시 패널의 사진이고, 유리 기판 위의 박막 트랜지스터를 사용한 해상도가 매우 높은 디스플레이이다.
도 27의 (B)는 렌즈를 통하여 촬영한 표시 패널의 사진이다. 표시 패널의 해상도는 매우 높으므로, 화상을 확대하더라도 화소가 시인되지 않아, 정밀한 화상을 표시할 수 있다. 예를 들어 이 표시 패널을 뷰파인더에 사용할 수 있다.
여기까지 실시예 1에 대하여 설명하였다.
(실시예 2)
본 실시예에서는 표시 패널의 색 재현성에 대하여 검토하였다.
2개 이상의 발광 유닛이 적층된 탠덤 구조를 갖는 발광 소자에서, 2개의 발광 유닛 사이에 있고 높은 도전성을 갖는 중간층은 구동 전압을 저감할 수 있다. 그러나, 화소 해상도의 상승에 의하여, 인접된 화소 사이에서 중간층을 통하여 전류의 유입이 일어나, 발광하면 안 되는 인접된 화소가 발광하게 되고, 이것은 색 재현성이 떨어지는 문제를 야기한다. 이러한 현상을 크로스토크라고 부를 수도 있다.
도 28은 2개의 발광 유닛이 적층된 탠덤 구조를 갖는 발광 소자의 적층 구조의 개략도이다. 발광 소자는 청색 형광 재료를 함유한 발광층을 포함한 발광 유닛, 및 녹색 인광 재료를 함유한 발광층 및 적색 인광 재료를 함유한 발광층을 포함한 발광 유닛을 포함한다. 발광 소자는 청색 형광 재료를 함유한 발광층과 녹색 인광 재료를 함유한 발광층 사이에 중간층을 포함한다.
본 실시예에서 사용한 발광 소자의 중간층은 높은 도전성을 갖는 산화 리튬을 함유한 층과 전자 수송 재료를 함유한 층(전자 수송층이라고도 불림)의 적층 구조를 갖는다. 전자 수송층은 산화 리튬을 함유한 층과 양극 사이에 있다.
본 실시예에서는 크로스토크의 영향을 억제하기 위하여 2개의 대책을 취하였다.
첫 번째 대책은 인접된 화소 사이에 갭 스페이서(도 16의 스페이서(215)에 상당함)를 제공하는 것이다. 갭 스페이서의 측면에서 중간층의 두께가 얇게 되어 저항이 증대됨으로써, 인접된 화소 사이에서 중간층을 통하여 유입되는 전류를 억제할 수 있는 것이 기대되는 효과이다.
두 번째 대책은 중간층의 구성을 변경하는 것이다. 크로스토크의 영향을 억제하기 위하여, 중간층의 도전성을 저하시키도록 도전성이 높은 산화 리튬을 함유한 층의 두께를 저감시키는 것을 생각하였지만, 두께가 매우 작으므로(약 0.1nm), 도전성이 높은 산화 리튬을 함유한 층의 두께를 더 저감하고 발광 소자를 제작하는 것은 막 두께 제어의 관점에서 어려웠다. 또한, 산화 리튬을 함유한 층의 두께를 더 저감하면, 발광 소자의 구동 전압의 상승을 일으킬 우려가 있다. 검토한 결과, 산화 리튬을 함유한 층에 함유되는 리튬은 전자 수송층으로 확산되는 경향이 있는 것을 확인하였다. 따라서, 도전성이 높은 산화 리튬을 함유한 층의 두께가 아니라, 이 층과 접촉된 전자 수송층의 두께를 약 15nm에서 10nm까지 저감하는 대책을 취하였다.
본 실시예에서는 실시예 1과 같은 방법으로 3종류의 시료(표시 패널)를 제작하였다: 비교 시료 1("Ref.1")은 갭 스페이서를 갖지 않는 표시 패널이고; 시료 1("Sample 1")은 갭 스페이서를 갖는 표시 패널이고; 시료 2("Sample 2")는 갭 스페이서를 갖지 않고 발광 소자의 중간층의 구조를 최적화한 표시 패널이다.
도 29의 (A) 및 도 29의 (B)는 각각 비교 시료 1 및 시료 1의 색도도, 및 시료 2의 색도도이다.
도 29의 (A)에서 알 수 있는 바와 같이, 갭 스페이서를 갖는 시료 1의 색 재현성은 갭 스페이서를 갖지 않는 비교 시료 1의 색 재현성보다 높다. 마찬가지로, 도 29의 (B)에서 알 수 있는 바와 같이, 중간층의 구성을 변경한 시료 2의 색 재현성도 향상되었다.
도 30은 각 시료의 NTSC비의 휘도 의존성을 나타낸 것이다. 도 30의 결과는 크로스토크의 영향이 고휘도 측보다 저휘도 측에서 더 두드러지게 나타난 것을 나타낸다. 또한, 휘도에 대한 NTSC비의 변화량이 시료 1 및 2에서 비교 시료 1보다 더 작고, 이것은 시료 1 및 2가 높은 색 재현성을 갖는 것을 나타낸다.
따라서, 갭 스페이서는 크로스토크의 영향을 억제할 수 있다. 또한, 기판 사이의 갭을 저감시켜 시야각 의존성을 더 낮게 한 표시 패널을 제작하는 경우에는, 시료 2와 같이, 갭 스페이서를 제공하지 않고 중간층의 구성을 변경하는 것이 효과적이다. 갭 스페이서를 갖지 않는 시료 2의 NTSC비는 휘도가 100cd/m2 이상인 경우, 약 88%로 높다.
여기까지 실시예 2에 대하여 설명하였다.
(실시예 3)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태의 표시 패널을 제작하고, 색 재현성 및 시야각 의존성에 대하여 조사하였다.
본 실시예에서는 실시예 1과 같은 방법으로 3종류의 시료(표시 패널)를 제작하였다: 비교 시료 2("Ref.2")는 갭 스페이서를 갖지 않는 표시 패널이고; 시료 3("Sample 3")은 갭 스페이서를 갖는 표시 패널이고; 시료 4("Sample 4")는 갭 스페이서를 갖지 않고 발광 소자의 전자 수송층의 도전성을 저하시키는 대책을 취한 표시 패널이다.
또한, 시료 3, 시료 4, 및 비교 시료 2보다 해상도가 낮은 비교 시료 3("Ref.3")을 제작하였다. 비교 시료 3으로서 사용한 표시 패널의 표시부의 크기는 대각 9.2inch이고, 화소수는 1080×1920이고, 해상도(화소 밀도)는 238ppi이고, 화소의 크기는 106.5μm×106.5μm(35.5μm×RGB×106.5μm)이고, 개구율은 56.0%이이었다. 비교 시료 3은 시료 3과 마찬가지로 갭 스페이서를 갖는 표시 패널이다. 비교 시료 3은 RGB 부화소의 화소 전극이 일직선으로 같은 방향으로 배열되는 스트라이프 배열을 갖는다. 비교 시료 3은 다른 포토마스크를 사용하는 점을 제외하고 실시예 1과 같은 방법으로 제작하였다.
도 31은 제작된 트랜지스터의 Id-Vg 특성의 예를 나타낸 것이다. 도 31은 채널이 형성되는 반도체로서 In-Ga-Zn계 산화물을 사용한 채널 에치 트랜지스터의 특성을 나타낸다. 트랜지스터는 반도체를 개재하여 서로 전기적으로 접속된 제 1 게이트 및 제 2 게이트를 포함한다. 트랜지스터는 약 3μm의 채널 폭 및 약 3μm의 채널 길이를 갖는다. 측정은 소스-드레인 전압이 0.1V 및 20V인 2가지 조건으로 실시하였다. 소스-게이트 전압은 -15V에서 20V까지 소인(sweep)하였다. 또한, 도 31은 소스-드레인 전압이 20V일 때 얻어진 데이터로부터 산출한 전계 효과 이동도를 나타낸 것이다. 도 31에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터는 편차가 매우 작은 노멀리 오프 특성을 나타내었다. 최대의 전계 효과 이동도는 약 30cm2/Vs로 높았다.
도 32의 (A)는 각 시료의 NTSC비의 휘도 의존성을 나타낸 것이다. 도 32의 (A)의 결과는 휘도에 대한 NTSC비의 변동량이 비교 시료 2보다 시료 3 및 4에서 작은 것을 나타낸다.
도 32의 (B)는 각 시료의 색도도이다. 도 32의 (B)에서 알 수 있는 바와 같이, 시료 3 및 4의 색 재현성은 비교 시료 2와 비교하여 향상되었다.
상술한 결과는 갭 스페이서의 제공 및 발광 소자의 전자 수송층의 도전성의 저하 각각이 색 재현성의 향상으로 이어지는 것을 나타낸다.
이어서, 시료 3 및 4의 색도의 시야각 의존성을 측정하였다. 색도의 시야각 의존성의 측정에서, 표시 패널의 표면에 수직인 방향을 0°로 하였을 때, -60°, -30°, 0°, 30°, 및 60°의 5개의 각도에서 휘도 스펙트럼을 측정하였다. 이 후, 스펙트럼을 사용하여 각 각도에서의 색도를 산출하였다. 표시 패널에 적색, 녹색, 청색, 및 백색의 4색의 화상을 표시하면서 휘도 스펙트럼을 측정하였다. 색도의 시야각 의존성은 표시 패널의 같은 색깔의 화소의 배열 방향에 대하여 평행한 방향 및 수직인 방향의 2가지 방향에서 측정하였다.
또한, 비교 시료 3에 대해서는 -60°, -45°, -30°, 0°, 30°, 45°, 및 60°의 7개의 각도에서 색도의 시야각 의존성을 측정하였다.
도 33의 (A) 및 도 33의 (B)는 각각 비교 시료 3의 색도의 시야각 의존성 및 시료 3의 색도의 시야각 의존성을 나타낸 것이다. 도 33의 (A) 및 도 33의 (B)는 같은 색깔의 화소의 배열 방향에 수직인 방향의 측정 결과이다. 가로 축 및 세로 축은 각각 각도 및 0°에서의 데이터를 기준으로 한 색도의 변화량을 나타낸다.
도 33의 (B)에 나타낸 바와 같이, 시료 3에서는 시야각이 증가됨에 따라 색도가 변화되는 현상이 관찰되었다. 한편, 도 33의 (A)에 나타낸 바와 같이, 비교 시료 3에서의 변화는 시료 3에서의 변화보다 작았다. 또한, 다른 색깔의 화소의 배열 방향에 평행한 방향에서의 색도의 시야각 의존성은 특히 명백하다. 이 현상은 갭 스페이서에 의하여 발광 소자와 컬러 필터의 간격을 증가시킴으로써, 발광 소자와 인접된 화소의 컬러 필터를 통한, 발광 소자로부터의 발광이 용이하게 일어나는 것에 기인한다고 생각된다. 또한, 도 33의 (A) 및 도 33의 (B)는 해상도가 매우 높은 표시 패널에서는 시야각 의존성에 대한 갭 스페이서의 영향은 명백하고, 해상도가 비교적 낮은 표시 패널에서는 시야각 의존성에 대한 갭 스페이서의 영향은 적은 것을 나타낸다.
도 34의 (A) 및 도 34의 (B)는 시료 4의 색도의 시야각 의존성의 측정 결과를 나타낸 것이다. 도 34의 (A)는 같은 색깔의 화소의 배열 방향에 평행한 방향에서의 측정 결과를 나타낸 것이고, 도 34의 (B)는 그 배열 방향에 수직인 방향에서의 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 34의 (A) 및 도 34의 (B)에 나타낸 바와 같이, 크로스토크를 저감하기 위하여 갭 스페이서를 포함하지 않고 발광 소자의 전자 수송층의 도전성을 저하시키는 대책을 취한 시료 4의 색도의 시야각 의존성은 시료 3과 비교하여 크게 저감되었다.
발광 소자의 전자 수송층의 도전성을 저하시키는 대책의 결과, 높은 색 재현성 및 낮은 색도의 시야각 의존성의 양쪽을 갖는 해상도가 매우 높은 표시 패널이 제작되었다.
여기까지 실시예 3에 대하여 설명하였다.
10: 표시 장치, 11: 화소부, 12: 회로, 13: 회로, 14: 회로, 15a: 단자부, 15b: 단자부, 16a: 배선, 16b: 배선, 16c: 배선, 20: 화소 유닛, 21a: 화소, 21b: 화소, 22: 표시영역, 30a: 직선, 30b: 직선, 30c: 장방형, 30d: 장방형, 31: 화소 전극, 31a: 화소 전극, 31b: 화소 전극, 32a: 화소 전극, 32b: 화소 전극, 33a: 화소 전극, 33b: 화소 전극, 41a: 화소 회로, 41b: 화소 회로, 42a: 화소 회로, 42b: 화소 회로, 43a: 화소 회로, 43b: 화소 회로, 51: 배선, 51a: 배선, 51b: 배선, 52: 배선, 52a: 배선, 52b: 배선, 52c: 배선, 52d: 배선, 53S: 배선군, 53: 배선, 53a: 배선, 53b: 배선, 53c: 배선, 54: 배선, 55: 배선, 57: 배선, 60: 표시 소자, 60a: 표시 소자, 60b: 표시 소자, 61: 트랜지스터, 62: 트랜지스터, 63: 커패시터, 64: 트랜지스터, 71a: 부화소, 71b: 부화소, 72a: 부화소, 72b: 부화소, 73a: 부화소, 73b: 부화소, 80: 회로, 81: 트랜지스터, 82: 트랜지스터, 83: 배선, 84: 배선, 85: 단자, 86: 출력 단자, 91_1~5: 배선, 92_1~2: 배선, 93_1~6: 트랜지스터, 94: 용량 소자, 95: 표시 소자, 96_1~3: 배선, 97_1~3: 배선, 98_1~6: 트랜지스터, 101: 기판, 102: 기판, 211: 절연층, 212: 절연층, 213: 절연층, 214: 절연층, 215: 스페이서, 216: 절연층, 220: 접착층, 221: 절연층, 223: 전극, 222: EL층, 224a: 광학 조정층, 224b: 광학 조정층, 230a: 구조물, 230b: 구조물, 231: 차광층, 232a: 착색층, 232b: 착색층, 241: FPC, 242: FPC, 243: 접속층, 244: IC, 250: 공간, 251: 트랜지스터, 252: 트랜지스터, 253: 도전층, 260: 밀봉재, 261: 접착층, 262: 접착층, 501: 표시부, 503s: 회로, 505: 터치 패널, 509: FPC, 511: 배선, 519: 단자부, 570: 기판, 590: 기판, 591: 전극, 592: 전극, 594: 배선, 595: 터치 센서, 597: 접착층, 598: 배선, 599: 접속층, 601: 펄스 전압 출력 회로, 602: 전류 검출 회로, 603: 커패시터, 611: 트랜지스터, 612: 트랜지스터, 613: 트랜지스터, 621: 전극, 622: 전극, 901: 하우징, 902: 하우징, 903: 표시부, 904: 표시부, 905: 마이크로폰, 906: 스피커, 907: 조작 키, 908: 스타일러스, 921: 하우징, 922: 표시부, 923: 키보드, 924: 포인팅 디바이스, 7000: 표시부, 7001: 표시부, 7100: 휴대 전화, 7101: 하우징, 7103: 조작 버튼, 7104: 외부 접속 포트, 7105: 스피커, 7106: 마이크로폰, 7200: 텔레비전 장치, 7201: 하우징, 7203: 스탠드, 7211: 리모트 컨트롤러, 7300: 휴대 정보 단말, 7301: 하우징, 7302: 조작 버튼, 7303: 정보, 7304: 정보, 7305: 정보, 7306: 정보, 7310: 휴대 정보 단말, 7320: 휴대 정보 단말, 7400: 조명 장치, 7401: 스테이지, 7402: 발광부, 7403: 조작 스위치, 7410: 조명 장치, 7412: 발광부, 7420: 조명 장치, 7422: 발광부, 7500: 휴대 정보 단말, 7501: 하우징, 7502: 표시부 손잡이, 7503: 조작 버튼, 7600: 휴대 정보 단말, 7601: 하우징, 7602: 힌지, 7650: 휴대 정보 단말, 7651: 비표시부, 7700: 휴대 정보 단말, 7701: 하우징, 7703a: 버튼, 7703b: 버튼, 7704a: 스피커, 7704b: 스피커, 7705: 외부 접속 포트, 7706: 마이크로폰, 7709: 배터리, 7800: 휴대 정보 단말, 7801: 밴드, 7802: 입출력 단자, 7803: 조작 버튼, 7804: 아이콘, 7805: 배터리, 8000: 카메라, 8001: 하우징, 8002: 표시부, 8003: 조작 버튼, 8004: 셔터 버튼, 8005: 결합부, 8006: 렌즈, 8100: 파인더, 8101: 하우징, 8102: 표시부, 8103: 버튼, 8200: 헤드 마운트 디스플레이, 8201: 장착부, 8202: 렌즈, 8203: 본체, 8204: 표시부, 8205: 케이블, 8206: 배터리, 9700: 자동차, 9701: 차체, 9702: 차륜, 9703: 대시보드, 9704: 라이트, 9710: 표시부, 9711: 표시부, 9712: 표시부, 9713: 표시부, 9714: 표시부, 9715: 표시부, 9721: 표시부, 9722: 표시부, 9723: 표시부
본 출원은 2014년 9월 12일에 일본 특허청에 출원된 일련 번호 2014-185978의 일본 특허 출원, 2014년 10월 28일에 일본 특허청에 출원된 일련 번호 2014-218933의 일본 특허 출원, 2014년 12월 1일에 일본 특허청에 출원된 일련 번호 2014-242929의 일본 특허 출원, 및 2015년 3월 29일에 일본 특허청에 출원된 일련 번호 2015-110198의 일본 특허 출원에 기초하고, 본 명세서에 그 전문이 참조로 통합된다.

Claims (5)

  1. 표시 장치에 있어서,
    표시부를 포함하고, 상기 표시부는:
    복수의 화소를 포함하고, 상기 복수의 화소 중 하나의 화소는:
    제1 색을 발하는 제1 부화소;
    상기 제1 색과 다른 제2 색을 발하는 제2 부화소; 및
    상기 제1 색 및 상기 제2 색과 다른 제3 색을 발하는 제3 부화소를 포함하고,
    상기 제1 부화소는:
    제1 트랜지스터;
    제2 트랜지스터;
    제1 표시 소자; 및
    커패시터를 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 상기 제1 표시 소자의 제1 화소 전극에 전기적으로 접속되고,
    상기 제2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제1 도전층에 전기적으로 접속되고,
    상기 제1 도전층은 상기 제1 트랜지스터의 제1 게이트 전극으로 기능하는 제1 영역과 상기 커패시터의 제1 전극으로 기능하는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 도전층은 기판 및 제1 절연층 위에 제공되고,
    상기 제1 도전층 위에 제2 절연층이 제공되고,
    상기 제2 절연층 위에 제2 도전층이 제공되고,
    상기 제2 도전층은 상기 커패시터의 제2 전극으로 기능하는 영역을 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터의 채널이 형성된 반도체층은 상기 제1 화소 전극과 중첩하고,
    상기 제2 트랜지스터는 상기 제2 부화소의 제2 표시 소자의 제2 화소 전극과 중첩하고,
    상면도에서, 상기 커패시터는 상기 제1 화소 전극과 상기 제2 화소 전극 사이에 제공되는 영역을 포함하고,
    상기 상면도에서, 상기 커패시터의 상기 영역은 상기 제1 화소 전극 및 상기 제2 화소 전극과 중첩하지 않는, 표시 장치.
  2. 표시 장치에 있어서,
    표시부를 포함하고, 상기 표시부는:
    복수의 화소를 포함하고, 상기 복수의 화소 중 하나의 화소는:
    제1 색을 발하는 제1 부화소;
    상기 제1 색과 다른 제2 색을 발하는 제2 부화소; 및
    상기 제1 색 및 상기 제2 색과 다른 제3 색을 발하는 제3 부화소를 포함하고,
    상기 제1 부화소는:
    제1 트랜지스터;
    제2 트랜지스터;
    제1 표시 소자; 및
    커패시터를 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 상기 제1 표시 소자의 제1 화소 전극에 전기적으로 접속되고,
    상기 제2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제1 도전층에 전기적으로 접속되고,
    상기 제1 도전층은 상기 제1 트랜지스터의 제1 게이트 전극으로 기능하는 제1 영역과 상기 커패시터의 제1 전극으로 기능하는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 도전층은 기판 및 제1 절연층 위에 제공되고,
    상기 제1 도전층 위에 제2 절연층이 제공되고,
    상기 제2 절연층 위에 제2 도전층이 제공되고,
    상기 제2 도전층은 상기 커패시터의 제2 전극으로 기능하는 영역을 포함하고,
    상기 제2 트랜지스터의 채널은 산화물 반도체를 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터의 채널이 형성된 반도체층은 상기 제1 화소 전극과 중첩하고,
    상기 제2 트랜지스터는 상기 제2 부화소의 제2 표시 소자의 제2 화소 전극과 중첩하고,
    상면도에서, 상기 커패시터는 상기 제1 화소 전극과 상기 제2 화소 전극 사이에 제공되는 영역을 포함하고,
    상기 상면도에서, 상기 커패시터의 상기 영역은 상기 제1 화소 전극 및 상기 제2 화소 전극과 중첩하지 않고,
    상기 표시부는 접히는, 표시 장치.
  3. 표시 장치에 있어서,
    표시부를 포함하고, 상기 표시부는:
    복수의 화소를 포함하고, 상기 복수의 화소 중 하나의 화소는:
    제1 색을 발하는 제1 부화소;
    상기 제1 색과 다른 제2 색을 발하는 제2 부화소; 및
    상기 제1 색 및 상기 제2 색과 다른 제3 색을 발하는 제3 부화소를 포함하고,
    상기 제1 부화소는:
    제1 트랜지스터;
    제2 트랜지스터;
    제1 표시 소자; 및
    커패시터를 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 상기 제1 표시 소자의 제1 화소 전극에 전기적으로 접속되고,
    상기 제2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제1 도전층에 전기적으로 접속되고,
    상기 제1 도전층은 상기 제1 트랜지스터의 제1 게이트 전극으로 기능하는 제1 영역과 상기 커패시터의 제1 전극으로 기능하는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 도전층은 기판 및 제1 절연층 위에 제공되고,
    상기 제1 도전층 위에 제2 절연층이 제공되고,
    상기 제2 절연층 위에 제2 도전층이 제공되고,
    상기 제2 도전층은 상기 커패시터의 제2 전극으로 기능하는 영역을 포함하고,
    제3 도전층이 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층 위에 제공되고 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층과 중첩하고,
    상기 제2 트랜지스터의 채널은 산화물 반도체를 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 화소 전극과 중첩하고,
    상기 제2 트랜지스터는 상기 제2 부화소의 제2 표시 소자의 제2 화소 전극과 중첩하고,
    상면도에서, 상기 커패시터는 상기 제1 화소 전극과 상기 제2 화소 전극 사이에 제공되는 영역을 포함하고,
    상기 상면도에서, 상기 커패시터의 상기 영역은 상기 제1 화소 전극 및 상기 제2 화소 전극과 중첩하지 않고,
    상기 표시부는 접히는, 표시 장치.
  4. 표시 장치에 있어서,
    제1 색을 발하는 제1 부화소;
    상기 제1 색과 다른 제2 색을 발하는 제2 부화소를 포함하고,
    상기 제1 부화소는:
    제1 트랜지스터;
    제2 트랜지스터;
    제1 표시 소자; 및
    커패시터를 포함하고,
    상기 제2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나는 제1 도전층에 전기적으로 접속되고,
    상기 제1 도전층은 상기 제1 트랜지스터의 제1 게이트 전극으로 기능하는 제1 영역과 상기 커패시터의 제1 전극으로 기능하는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 부화소의 상기 제1 표시 소자의 제1 화소 전극과 중첩하고,
    상기 제2 트랜지스터는 상기 제2 부화소의 제2 표시 소자의 제2 화소 전극과 중첩하는, 표시 장치.
  5. 표시 장치에 있어서,
    제1 색을 발하는 제1 부화소;
    상기 제1 색과 다른 제2 색을 발하는 제2 부화소를 포함하고,
    상기 제1 부화소는:
    제1 트랜지스터;
    제2 트랜지스터;
    표시 소자; 및
    커패시터를 포함하는, 표시 장치.
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