TW201721260A - 顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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TW201721260A
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TW
Taiwan
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layer
electrode
substrate
light
liquid crystal
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TW105129874A
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English (en)
Inventor
久保田大介
中野賢
Original Assignee
半導體能源硏究所股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種適合實現高解析度的顯示裝置及其製造方法。另外,提供一種能夠以低功耗驅動的顯示裝置。另外,提供一種其厚度薄的顯示裝置。該顯示裝置包括反射式液晶元件,液晶層包括第一部分及第二部分,該第一部分與反射可見光且遮住紫外光的反射電極重疊,該第二部分與相鄰的兩個反射電極之間的區域重疊。第一部分包含單體及液晶,第二部分包含使該單體聚合了的聚合體。在第二部分中,聚合物構成用來黏合一對基板的柱狀分隔壁的主要部分。藉由在照射光時將反射電極用作遮光遮罩,可以自對準地形成分隔壁。

Description

顯示裝置及其製造方法
本發明的一個實施方式係關於一種顯示裝置。本發明的一個實施方式係關於一種顯示裝置的製造方法。尤其是,本發明的一個實施方式係關於一種包括液晶元件的顯示裝置及其製造方法。
注意,本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。作為本說明書等所公開的本發明的一個實施方式的技術領域的一個例子,可以舉出半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、記憶體裝置、電子裝置、照明設備、輸入裝置、輸入輸出裝置、其驅動方法或者其製造方法。
注意,在本說明書等中,半導體裝置是指藉由利用半導體特性而能夠工作的所有裝置。電晶體、半導體電路、算術裝置及記憶體裝置等都是半導體裝置的一個實施方式。另外,攝像裝置、電光裝置、發電裝置(包括薄膜太陽能電池或有機薄膜太陽能電池等)及電子裝置有時包括半導體裝置。
作為顯示裝置之一,有具備液晶元件的液晶顯示裝置。例如,將像素電極配置為矩陣狀,並且,將電晶體用作連接到各像素電極的切換元件的主動矩陣型液晶顯示裝置受到注目。
例如,已知如下主動矩陣型液晶顯示裝置,其中,作為連接到各像素電極的切換元件,使用將金屬氧化物用於通道形成區域的電晶體(專利文獻1及專利文獻2)。
作為主動矩陣型液晶顯示裝置,已知大致分為透射式液晶顯示裝置和反射式液晶顯示裝置的兩種類型。
透射式液晶顯示裝置使用冷陰極螢光燈及LED(Light Emitting Diode:發光二極體)等的背光源,利用液晶的光學調變作用,藉由對來自背光源的光透過液晶而輸出到液晶顯示裝置外部的狀態和不輸出到外部的狀態進行選擇,來進行明和暗的顯示,並且藉由組合該明和暗的顯示,來進行影像顯示。
此外,反射式液晶顯示裝置利用液晶的光學調變作用,藉由對外光亦即入射光被像素電極反射而輸出到裝置外部的狀態和入射光不輸出到裝置外部的狀態進行選擇,來進行明和暗的顯示,並且藉由組合該明和暗的顯示,來進行影像顯示。由於與透射式液晶顯示裝置相比,反射式液晶顯示裝置不使用背光源,所以具有功耗低等優點。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2007-123861號公報
[專利文獻2]日本專利申請公開第2007-96055號公報
作為顯示在顯示裝置上的影像,被要求更清晰的影像,對應於該更清晰的影像被要求高解析度顯示裝置。
尤其是,還對組裝於行動電話機、智慧手機、平板終端及智慧手錶等可攜式裝置中的顯示裝置有減少厚度、輕量化以及能夠以低功耗驅動等的需求。
本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種適合實現高解析度的顯示裝置及其製造方法。另外,本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種能夠以低功耗驅動的顯示裝置。另外,本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種其厚度薄的顯示裝置。另外,本發明的一個實施方式的目的 之一是提供一種輕量的顯示裝置。
注意,這些目的的記載並不妨礙其他目的的存在。本發明的一個實施方式並不需要實現所有上述目的。另外,可以從說明書等的記載衍生上述以外的目的。
本發明的一個實施方式是一種顯示裝置,該顯示裝置包括第一電極、第二電極、液晶層及遮光層。第一電極及第二電極都具有反射可見光且遮住紫外光的功能。另外,第一電極及第二電極設於同一面上以相互分開。遮光層包括與第一電極和第二電極之間的區域重疊的部分。液晶層包括與第一電極重疊的第一部分以及與第一電極和第二電極之間的區域及遮光層重疊的第二部分。第一部分包含單體及液晶,第二部分包含單體聚合的聚合物。
另外,上述顯示裝置較佳為包括隔著液晶層與第一電極重疊的第三電極。此時,該第三電極較佳為具有使可見光透過的功能。
另外,上述顯示裝置較佳為包括覆蓋第一電極的第一配向膜以及覆蓋第三電極的第二配向膜。此時,液晶層的第二部分較佳為與第一配向膜及第二配向膜接觸。
另外,上述顯示裝置較佳為在上述第二部分中包括具有絕緣性的結構體。此時,該結構體較佳為包括與遮光層重疊的部分。
另外,上述顯示裝置較佳為包括第一基板及第二基板。此時,第一電極及第二電極較佳為位於第一基板與液晶層之間,遮光層較佳為位於第二基板與液晶層之間。尤其是,第二基板較佳為比第一基板薄。
另外,上述顯示裝置較佳為包括第三基板及第四基板。此時,第一電極及第二電極較佳為位於第三基板與液晶層之間,遮光層較佳為位於第四基板與液晶層之間。尤其是,第三基板及第四基板較佳為都具有撓性。
另外,上述顯示裝置較佳為包括絕緣層及發光元件。此時,發光元件 較佳為包括從該絕緣層一側依次層疊有使可見光透過的第四電極、包含發光性物質的層及第五電極的結構。尤其是,第一電極較佳為包括使可見光透過的開口,第四電極較佳為包括隔著絕緣層與該開口重疊的區域。
另外,第一電極較佳為在與開口重疊的部分中包括使可見光透過的導電膜。
另外,上述顯示裝置較佳為包括與第一電極電連接的第一電晶體及與第四電極電連接的第二電晶體。尤其是,第一電晶體及第二電晶體較佳為設置在同一面上。
另外,第一電晶體及第二電晶體較佳為設置在絕緣層的第一面一側,第一電極較佳為設置在隔著絕緣層與第一電晶體相反的一側。尤其是,第一電極較佳為藉由絕緣層中的開口與第一電晶體電連接。
另外,第一電晶體及第二電晶體較佳為設置在絕緣層的第一面一側,第四電極較佳為設置在隔著絕緣層與第二電晶體相反的一側。尤其是,第四電極較佳為藉由絕緣層中的開口與第二電晶體電連接。
另外,本發明的其他一個實施方式是一種顯示裝置的製造方法,該製造方法包括如下步驟:在第一基板上以相互分開的方式形成都具有反射可見光且遮住紫外光的功能的第一電極及第二電極的第一步驟;在第二基板上形成遮光層的第二步驟;將第一基板與第二基板夾著包含液晶、單體及聚合引發劑的液晶層貼合在一起的第三步驟;以及從第一基板一側照射光來在不由第一電極和第二電極遮住光的區域中使液晶層中的單體聚合的第四步驟。
另外,本發明的其他一個實施方式是一種顯示裝置的製造方法,該製造方法包括如下步驟:在第一基板上以相互分開的方式形成都具有反射可見光且遮住紫外光的功能的第一電極及第二電極的第一步驟;在支撐基板上形成第一絕緣層的第二步驟;在第一絕緣層上形成遮光層的第三步驟;將第一基板與支撐基板夾著包含液晶、單體及聚合引發劑的液晶層貼合在一起的第四步驟;從第一基板一側照射光來在不由第一電極和第二電極遮 住光的區域中使液晶層中的單體聚合的第五步驟:以及在支撐基板與第一絕緣層之間進行剝離且將第一絕緣層與第二基板夾著黏合層貼合在一起的第六步驟。
另外,本發明的其他一個實施方式是一種顯示裝置的製造方法,該製造方法包括如下步驟:在第一支撐基板上形成第二絕緣層的第一步驟;在第二絕緣層上以相互分開的方式形成都具有反射可見光且遮住紫外光的功能的第一電極及第二電極的第二步驟;在第二支撐基板上形成第三絕緣層的第三步驟;在第三絕緣層上形成遮光層的第四步驟;將第一支撐基板和第二支撐基板夾著包含液晶、單體及聚合引發劑的液晶層貼合在一起的第五步驟;從第一支撐基板一側照射光來在不由第一電極和第二電極遮住光的區域中使液晶層中的單體聚合的第六步驟;在第一支撐基板與第二絕緣層之間進行剝離且將第二絕緣層與第三基板夾著第一黏合層貼合在一起的第七步驟;以及在第二支撐基板與第三絕緣層之間進行剝離且將第三絕緣層與第四基板夾著第二黏合層貼合在一起的第八步驟。
另外,本發明的其他一個實施方式是一種顯示裝置的製造方法,該製造方法包括如下步驟:在第三支撐基板上形成都具有反射可見光且遮住紫外光的功能的第一電極及第二電極以及覆蓋該第一電極及該第二電極的第四絕緣層的第一步驟;在第四絕緣層中形成到達第一電極的開口的第二步驟;在第四絕緣層上形成與第一電極電連接的第一導電層及使可見光透過的第四電極的第三步驟;在第四電極上形成包含發光性物質的層及第五電極的疊層的第四步驟;以覆蓋第五電極的方式將第一基板隔著第三黏合層貼合到第五電極的第五步驟;在第三支撐基板與第四絕緣層之間進行剝離且使第一電極的一部分及第二電極的一部分露出的第六步驟;在第二基板上形成遮光層的第七步驟;將第一基板與第二基板夾著包含液晶、單體及聚合引發劑的液晶層貼合在一起的第八步驟;以及從第一基板一側照射光來在不由第一電極和第二電極遮住光的區域中使液晶層中的單體聚合的第九步驟。
另外,本發明的其他一個實施方式是一種顯示裝置的製造方法,該製造方法包括如下步驟:在第四支撐基板上形成使可見光透過的第四電極以及覆蓋第四電極的第五絕緣層的第一步驟;在第五絕緣層中形成到達第四 電極的開口的第二步驟;在第五絕緣層上形成與第四電極電連接的第二導電層及都具有反射可見光且遮住紫外光的功能的第一電極及第二電極的第三步驟;在第二基板上形成遮光層的第四步驟;將第四支撐基板與第二基板夾著包含液晶、單體及聚合引發劑的液晶層貼合在一起的第五步驟;從第四支撐基板一側照射光來在不由第一電極和第二電極遮住光的區域中使液晶層中的單體聚合的第六步驟;在第四支撐基板與第五絕緣層之間進行剝離來使第四電極的一部分露出的第七步驟;以及依次形成包含發光性物質的層及第五電極來覆蓋第四電極的第八步驟。
藉由本發明的一個實施方式,可以提供一種適合實現高解析度的顯示裝置及其製造方法。另外,藉由本發明的一個實施方式,可以提供一種能夠以低功耗驅動的顯示裝置。另外,藉由本發明的一個實施方式,可以提 供一種其厚度薄的顯示裝置。另外,藉由本發明的一個實施方式,可以提供一種輕量的顯示裝置。
注意,本發明的一個實施方式並不需要具有所有上述效果。此外,可以從說明書、圖式以及申請專利範圍等的記載中衍生上述效果以外的效果。
10‧‧‧顯示裝置
11‧‧‧分隔壁
12‧‧‧液晶
13‧‧‧單體
14‧‧‧結構體
20‧‧‧光
21‧‧‧基板
23‧‧‧導電層
23a‧‧‧導電層
23b‧‧‧導電層
24‧‧‧液晶層
25‧‧‧導電層
30‧‧‧照射區域
31‧‧‧基板
32‧‧‧顯示部
34‧‧‧電路
35‧‧‧佈線
40‧‧‧液晶元件
41a‧‧‧基板
41b‧‧‧基板
42‧‧‧FPC
42a‧‧‧黏合層
42b‧‧‧黏合層
43‧‧‧IC
43a‧‧‧剝離層
43b‧‧‧剝離層
43c‧‧‧剝離層
44a‧‧‧支撐基板
44b‧‧‧支撐基板
44c‧‧‧支撐基板
51a‧‧‧彩色層
51b‧‧‧彩色層
52‧‧‧遮光層
53a‧‧‧配向膜
53b‧‧‧配向膜
60‧‧‧發光元件
61‧‧‧絕緣層
62‧‧‧絕緣層
70‧‧‧電晶體
70a‧‧‧電晶體
70b‧‧‧電晶體
71‧‧‧導電層
71a‧‧‧導電層
71b‧‧‧導電層
72‧‧‧半導體層
73‧‧‧絕緣層
74a‧‧‧導電層
74b‧‧‧導電層
75‧‧‧電容器
80‧‧‧連接部
81‧‧‧絕緣層
82‧‧‧絕緣層
83‧‧‧絕緣層
84‧‧‧絕緣層
89‧‧‧黏合層
90‧‧‧發光元件
91‧‧‧導電層
92‧‧‧EL層
93a‧‧‧導電層
93b‧‧‧導電層
100‧‧‧觸控面板
111‧‧‧導電層
111a‧‧‧導電層
111b‧‧‧導電層
112‧‧‧液晶
113‧‧‧導電層
121‧‧‧絕緣層
130‧‧‧偏光片
131‧‧‧彩色層
132‧‧‧遮光層
133a‧‧‧配向膜
133b‧‧‧配向膜
134‧‧‧彩色層
135‧‧‧遮光層
141‧‧‧黏合層
142‧‧‧黏合層
146‧‧‧導電膜
147‧‧‧導電膜
148‧‧‧導電膜
149‧‧‧奈米線
150‧‧‧輸入裝置
151‧‧‧導電層
152‧‧‧導電層
153‧‧‧導電層
155‧‧‧佈線
156‧‧‧佈線
157‧‧‧FPC
158‧‧‧IC
160‧‧‧基板
161‧‧‧絕緣層
162‧‧‧絕緣層
163‧‧‧絕緣層
165‧‧‧黏合層
168‧‧‧IC
169‧‧‧連接部
170‧‧‧基板
191‧‧‧導電層
192‧‧‧EL層
193a‧‧‧導電層
193b‧‧‧導電層
200‧‧‧顯示裝置
201‧‧‧電晶體
202‧‧‧電晶體
203‧‧‧電容器
204‧‧‧連接部
205‧‧‧電晶體
206‧‧‧電晶體
207‧‧‧連接部
210‧‧‧像素
211‧‧‧絕緣層
212‧‧‧絕緣層
213‧‧‧絕緣層
214‧‧‧絕緣層
215‧‧‧絕緣層
216‧‧‧絕緣層
217‧‧‧絕緣層
220‧‧‧絕緣層
221‧‧‧導電層
222‧‧‧導電層
224‧‧‧導電層
231‧‧‧半導體層
242‧‧‧連接層
243‧‧‧連接器
251‧‧‧開口
252‧‧‧連接部
601‧‧‧脈衝電壓輸出電路
602‧‧‧電流檢測電路
603‧‧‧電容器
621‧‧‧電極
622‧‧‧電極
705‧‧‧絕緣層
706‧‧‧電極
707‧‧‧絕緣層
708‧‧‧半導體層
710‧‧‧絕緣層
711‧‧‧絕緣層
714‧‧‧電極
715‧‧‧電極
722‧‧‧絕緣層
723‧‧‧電極
726‧‧‧絕緣層
727‧‧‧絕緣層
728‧‧‧絕緣層
729‧‧‧絕緣層
741‧‧‧絕緣層
742‧‧‧半導體層
744a‧‧‧電極
744b‧‧‧電極
746‧‧‧電極
755‧‧‧雜質
771‧‧‧基板
772‧‧‧絕緣層
810‧‧‧電晶體
811‧‧‧電晶體
820‧‧‧電晶體
821‧‧‧電晶體
825‧‧‧電晶體
830‧‧‧電晶體
831‧‧‧電晶體
840‧‧‧電晶體
841‧‧‧電晶體
842‧‧‧電晶體
843‧‧‧電晶體
844‧‧‧電晶體
845‧‧‧電晶體
846‧‧‧電晶體
847‧‧‧電晶體
7000‧‧‧顯示部
7001‧‧‧顯示部
7100‧‧‧行動電話機
7101‧‧‧外殼
7103‧‧‧操作按鈕
7104‧‧‧外部連接埠
7105‧‧‧揚聲器
7106‧‧‧麥克風
7107‧‧‧相機
7110‧‧‧行動電話機
7200‧‧‧可攜式資訊終端
7201‧‧‧外殼
7202‧‧‧操作按鈕
7203‧‧‧資訊
7210‧‧‧可攜式資訊終端
7300‧‧‧電視機
7301‧‧‧外殼
7303‧‧‧支架
7311‧‧‧遙控器
7400‧‧‧照明設備
7401‧‧‧底座
7403‧‧‧操作開關
7411‧‧‧發光部
7500‧‧‧可攜式資訊終端
7501‧‧‧外殼
7502‧‧‧構件
7503‧‧‧操作按鈕
7600‧‧‧可攜式資訊終端
7601‧‧‧外殼
7602‧‧‧鉸鏈
7650‧‧‧可攜式資訊終端
7651‧‧‧非顯示部
7700‧‧‧可攜式資訊終端
7701‧‧‧外殼
7703a‧‧‧按鈕
7703b‧‧‧按鈕
7704a‧‧‧揚聲器
7704b‧‧‧揚聲器
7705‧‧‧外部連接埠
7706‧‧‧麥克風
7709‧‧‧電池
7800‧‧‧可攜式資訊終端
7801‧‧‧錶帶
7802‧‧‧輸入輸出端子
7803‧‧‧操作按鈕
7804‧‧‧圖示
7805‧‧‧電池
7900‧‧‧汽車
7901‧‧‧車體
7902‧‧‧車輪
7903‧‧‧前擋風玻璃
7904‧‧‧燈
7905‧‧‧霧燈
7910‧‧‧顯示部
7911‧‧‧顯示部
7912‧‧‧顯示部
7913‧‧‧顯示部
7914‧‧‧顯示部
7915‧‧‧顯示部
7916‧‧‧顯示部
7917‧‧‧顯示部
8000‧‧‧外殼
8001‧‧‧顯示部
8003‧‧‧揚聲器
8101‧‧‧外殼
8102‧‧‧外殼
8103‧‧‧顯示部
8104‧‧‧顯示部
8105‧‧‧麥克風
8106‧‧‧揚聲器
8107‧‧‧操作鍵
8108‧‧‧觸控筆
8111‧‧‧外殼
8112‧‧‧顯示部
8113‧‧‧鍵盤
8114‧‧‧指向裝置
在圖式中:圖1A和圖1B是實施方式的顯示裝置的結構實例;圖2A至圖2C是說明實施方式的顯示裝置的製造方法的圖;圖3A至圖3C是說明實施方式的顯示裝置的製造方法的圖;圖4是實施方式的顯示裝置的結構實例;圖5A至圖5C是實施方式的顯示裝置的結構實例;圖6A至圖6C是說明實施方式的顯示裝置的製造方法的圖;圖7A至圖7C是說明實施方式的顯示裝置的製造方法的圖;圖8A至圖8C是說明實施方式的顯示裝置的製造方法的圖;圖9A和圖9B是說明實施方式的顯示裝置的製造方法的圖;圖10A和圖10B是實施方式的顯示裝置的結構實例;圖11A至圖11D是說明實施方式的顯示裝置的製造方法的圖;圖12A和圖12B是說明實施方式的顯示裝置的製造方法的圖; 圖13A和圖13B是實施方式的顯示裝置的結構實例;圖14A至圖14C是說明實施方式的顯示裝置的製造方法的圖;圖15A和圖15B是說明實施方式的顯示裝置的製造方法的圖;圖16是實施方式的顯示裝置的結構實例;圖17是實施方式的顯示裝置的結構實例;圖18是實施方式的顯示裝置的結構實例;圖19是實施方式的顯示裝置的結構實例;圖20是實施方式的顯示裝置的結構實例;圖21是實施方式的顯示裝置的結構實例;圖22A至圖22D是實施方式的輸入裝置的結構實例;圖23A至圖23D是實施方式的輸入裝置的結構實例;圖24A和圖24B是實施方式的顯示裝置的結構實例;圖25A和圖25B是說明實施方式的輸入裝置的驅動方法的例子的圖;圖26A、圖26B1和圖26B2是實施方式的顯示裝置的結構實例;圖27是實施方式的顯示裝置的電路圖;圖28A1、圖28A2、圖28B1、圖28B2、圖28C1及圖28C2是實施方式的電晶體的結構實例;圖29A1、圖29A2、圖29A3、圖29B1及圖29B2是實施方式的電晶體的結構實例;圖30A1、圖30A2、圖30A3、圖30B1、圖30B2、圖30C1及圖30C2是實施方式的電晶體的結構實例;圖31A至圖31F是示出實施方式的電子裝置及照明設備的例子的圖;圖32A至圖32I是示出電子裝置的例子的圖;圖33A至圖33F是示出電子裝置的例子的圖。
參照圖式對實施方式進行詳細說明。注意,本發明不侷限於下面說明,所屬技術領域的通常知識者可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的精神及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此,本發明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內容中。
注意,在下面說明的發明結構中,在不同的圖式中共同使用相同的元件符號來表示相同的部分或具有相同功能的部分,而省略反復說明。此外,當表示具有相同功能的部分時有時使用相同的陰影線,而不特別附加元件符號。
注意,在本說明書所說明的各個圖式中,有時為了明確起見,誇大表示各組件的大小、層的厚度、區域。因此,本發明並不侷限於圖式中的尺寸。
在本說明書等中使用的“第一”、“第二”等序數詞是為了避免組件的混淆而附記的,而不是為了在數目方面上進行限定的。
電晶體是半導體元件的一種,可以進行電流或電壓的放大、控制導通或非導通的切換工作等。本說明書中的電晶體包括IGFET(Insulated Gate Field Effect Transistor:絕緣閘場效電晶體)和薄膜電晶體(TFT:Thin Film Transistor)。
實施方式1
在本實施方式中,對本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構實例及顯示裝置的製造方法進行說明。
本發明的一個實施方式的顯示裝置包括多個反射式液晶元件。液晶元件包括一對電極及液晶層。可以將反射可見光且遮住(反射或吸收)紫外光的材料用於一對電極中的至少一個。可以將液晶層設置在一對電極之間。
液晶層包括第一部分及第二部分,該第一部分與上述反射可見光且遮住紫外光的電極(以下,有時稱為反射電極)重疊,該第二部分與相鄰的兩個反射電極之間的區域重疊。第一部分包含單體及液晶,第二部分包含使該單體聚合了的聚合體。在第二部分中,聚合物構成用來黏合一對基板的柱狀分隔壁的主要部分。另外,第二部分較佳為與為了抑制相鄰像素之間混色而設置的遮光層重疊。另外,第二部分可以包含液晶,柱狀分隔壁可以包含聚合物及液晶。
包含聚合物的柱狀分隔壁設置在液晶層的第二部分。該分隔壁配置在相鄰的兩個液晶元件之間,具有使兩個液晶元件的液晶分離的功能。因此,可以將包含該聚合物的柱狀分隔壁稱為聚合物隔壁。一個液晶元件在第一部分中包括由該分隔壁及一對基板圍繞的液晶。由於該分隔壁而不容易受到相鄰的液晶元件所包括的液晶的配向狀態的影響,由此對比度等得到改善,從而可以實現能夠進行更鮮明的顯示的顯示裝置。另外,一個液晶元件的液晶不需要完全地與相鄰的液晶元件的液晶分開,而在相鄰的兩個液晶元件之間存在至少一個分隔壁即可。
當製造本發明的一個實施方式的顯示裝置時,將包含液晶、聚合物及聚合引發劑的材料用於由一對基板夾持的液晶層。並且,將反射電極用作遮光遮罩並對液晶層的一部分照射光,因此在液晶層的不與反射電極重疊的區域中使單體聚合而變到聚合物。由此,可以在不使用遮光遮罩等的情況下自對準地形成包含聚合物的分隔壁,該分隔壁位於相鄰的反射電極之間。
在本發明的一個實施方式的顯示裝置中可以將用來黏合一對基板的包含聚合物的分隔壁位於相鄰的像素之間,因此基板之間的黏合強度極高。另外,該分隔壁可以被用作用來保持一對基板之間的距離的間隙間隔物(gap spacer)。由此,當例如按著顯示面或使顯示裝置彎曲等施加外力時或者當使顯示裝置振動時,液晶元件的單元間隙不容易變化,因此不容易產生由單元間隙的變化而導致的干涉或顏色變化。
另外,藉由利用上述方法,可以在不被反射電極遮住光的區域,亦即沒有影響到使用反射液晶元件的顯示的區域中自對準地形成聚合物,因此例如與使用遮光遮罩等形成聚合物的情況相比,可以以高密度配置直徑小的分隔壁。由此,可以製造極高解析度顯示裝置。例如,可以將上述方法適用於顯示部的解析度為300ppi以上、500ppi以上、800ppi以上或1000ppi以上且3000ppi以下的高解析度顯示裝置。
下面,參照圖式說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構實例及製造方法的例子。
[結構實例1]
圖1A是本發明的一個實施方式的顯示裝置10的透視示意圖。顯示裝置10包括將基板21與基板31貼合在一起的結構。在圖1A中,以虛線表示基板31。
顯示裝置10包括顯示部32、電路34及佈線35等。基板21例如設置有導電層23,該導電層包含在電路34、佈線35及顯示部32中並被用作像素電極。另外,圖1A示出在基板21上安裝有IC43及FPC42的例子。由此,也可以將圖1A所示的結構稱為顯示模組。
作為電路34,例如可以使用用作掃描線驅動電路的電路。
佈線35具有對顯示部32及電路34供應信號或電力的功能。該信號或電力從外部經由FPC42或者從IC43輸入到佈線35。
圖1A示出利用COG(Chip On Glass:晶粒玻璃接合)方式等對基板21設置IC43的例子。例如,可以對IC43適用用作掃描線驅動電路或信號線驅動電路的IC。另外,當顯示裝置10具備用作掃描線驅動電路或信號線驅動電路的電路,或者將用作掃描線驅動電路或信號線驅動電路的電路設置在外部且藉由FPC42輸入用來驅動顯示裝置10的信號時,也可以不設置IC43。另外,也可以將IC43利用COF(Chip On Film:薄膜覆晶封裝)方式等安裝於FPC42。
圖1A示出顯示部32的一部分的放大圖。在顯示部32中以矩陣狀配置有多個顯示元件所包括的導電層23。導電層23例如被用作像素電極。在此,導電層23具有反射可見光且遮住紫外光的功能。
[剖面結構實例1-1]
圖1B示出對應於圖1A的切斷線A1-A2的剖面的一個例子。圖1B示出包括相鄰的兩個像素(子像素)的區域的剖面。在此示出作為顯示元件適用反射式液晶元件40的情況下的例子。在圖1B中,基板31一側是顯示面一側。
顯示裝置10具有液晶層24夾在基板21與基板31之間的結構。另外,液晶元件40包括設置在基板21一側的導電層23、設置在基板31一側的導電層25以及由導電層25和導電層23夾持的液晶層24。在此,導電層25具有使可見光透過的功能。導電層25被用作共用電極等。
在基板21上設置有與導電層23電連接的電晶體70。另一方面,在基板31的基板21一側設置有彩色層51a、彩色層51b、遮光層52、絕緣層61以及導電層25等。另外,在導電層23與液晶層24之間設置有配向膜53a,在導電層25與液晶層24之間設置有配向膜53b。此外,如果不需要則可以不設置配向膜53a及配向膜53b。
電晶體70包括用作閘極的導電層71、半導體層72、用作閘極絕緣層的絕緣層73、用作源極和汲極中的一個的導電層74a以及用作源極和汲極中的另一個的導電層74b等。
絕緣層81覆蓋電晶體70。另外,在絕緣層81上設置有導電層23。導電層23藉由絕緣層81中的開口與導電層74b電連接。電晶體70及導電層23配置在每個像素(子像素)中。
以與不同導電層23重疊的方式分別設置有彩色層51a及彩色層51b。另外,遮光層52包括與相鄰的兩個導電層23之間的區域重疊的部分。如圖1B所示,遮光層52的一部分較佳為與導電層23的端部重疊。
液晶層24在與導電層23重疊的區域中包含液晶12及單體13。另外,液晶層24在與相鄰的兩個導電層23之間的區域重疊的區域中包括分隔壁11。分隔壁11及遮光層52較佳為具有彼此重疊的區域。
單體13為經過聚合成為聚合物的材料。另外,分隔壁11包含使單體13聚合而獲得的聚合物。分隔壁11的內部可以包含與液晶12相同的材料。
作為單體13,可以使用聚合性單體。例如,可以使用具有利用光進行聚合的光聚合(光固化)性或具有利用熱進行聚合的熱聚合(熱固化)性 的聚合性單體。尤其是,較佳為使用光聚合性材料。另外,液晶層24除了單體13以外還可以包含聚合度為2以上且100以下的低聚物。此時,該低聚物較佳為具有光聚合性或熱聚合性。
作為單體13,例如可以使用:丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等單官能基單體;二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烯酸酯等多官能基單體等。另外,也可以使用混有兩種以上的單官能基單體及多官能基單體的混合物。此外,作為單體13,也可以使用液晶性材料、非液晶性材料或混有它們的材料。
液晶層24的與導電層23重疊的區域可以包含聚合引發劑。聚合引發劑例如因光或熱等外部刺激而變成引起單體的聚合的物質。作為聚合引發劑,例如可以使用因紫外光等光或熱而產生自由基的自由基聚合引發劑等。另外,聚合引發劑的量可以比液晶及單體少得多,例如,在液晶、單體和聚合引發劑的總重量中聚合引發劑所占的比率為1wt%以下即可。另外,根據單體13的材料,可以適當地選擇聚合引發劑。根據單體13的材料,也可以使用陽離子聚合引發劑及陰離子聚合引發劑代替自由基聚合引發劑。
作為單體13,可以選擇因使用的聚合引發劑而開始聚合的材料。尤其是,作為單體13和聚合引發劑的組合,較佳為使用因紫外光開始聚合且進行聚合的材料的組合。
另外,液晶層24除了液晶12、單體13及聚合引發劑等以外,還可以包含手性試劑。
分隔壁11包含使單體13聚合而獲得的聚合物。例如,在使用丙烯酸酯作為單體13的情況下,分隔壁11包含聚丙烯酸酯。
分隔壁11除了聚合物以外,還可以包含液晶層24所包含的成分(液晶12、沒有聚合的單體13、沒有起反應而剩下的聚合引發劑及手性試劑等)。
另外,單體的聚合度根據其形成條件及單體13的材料變化。另外,分 隔壁11的體積密度也根據聚合物的形成條件及單體13的材料等變化,例如該密度可以為70%以上且100%以下,較佳為80%以上且100%以下,更佳為90%以上且100%以下。
分隔壁11較佳為將基板21與基板31黏上。更明確而言,分隔壁11具有將設置在基板21一側且接觸於液晶層24的層與設置在基板31一側且接觸於液晶層24的層黏在一起的功能。在圖1B中,用分隔壁11將設置在基板21一側且接觸於液晶層24的配向膜53a的一部分與設置在基板31一側且接觸於液晶層24的配向膜53b的一部分黏在一起。另外,在沒有設置配向膜53a及配向膜53b的情況下,採用用分隔壁11將設置在基板21一側且接觸於液晶層24的絕緣層81的一部分與設置在基板31一側且接觸於液晶層24的導電層25的一部分黏在一起的結構。
在本發明的一個實施方式的顯示裝置10中,分隔壁11設置在與用作像素電極的兩個導電層23之間的區域重疊的區域中,利用該分隔壁11提高了基板21與基板31之間的黏合強度,因此實現不容易損傷且可靠性高的顯示裝置。另外,在該顯示裝置中,抗外力的物理強度因分隔壁11而得到提高,此外,由外力的施加所導致的單元間隙的變化得到抑制。
以上是對剖面結構實例1-1的說明。
[製造方法例子1-1]
接著,對圖1B所示的顯示裝置10的製造方法的一個例子進行說明。圖2A至圖3C是剖面示意圖,各示意圖示出顯示裝置10的製造方法的製程中的各步驟。
構成顯示裝置的薄膜(絕緣膜、半導體膜、導電膜等)可以利用濺射法、化學氣相沉積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸鍍法、脈衝雷射沉積(PLD:Pulsed Laser Deposition)法、原子層沉積(ALD:Atomic Layer Deposition)法等。作為CVD法,也可以利用電漿增強化學氣相沉積(PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)法、熱CVD法。作為熱CVD法的例子,也可以利用有機金屬化學氣相沉積(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法。
另外,構成顯示裝置的薄膜(絕緣膜、半導體膜、導電膜等)可以利用旋塗法、浸漬法、噴塗法、噴墨法、分配器法、網版印刷法、平板印刷法、刮刀(doctor knife)法、狹縫式塗布法、輥塗法、簾式塗布法、刮刀式塗布法等方法。
另外,當對構成顯示裝置的薄膜進行加工時,可以利用光微影法等進行加工。另外,可以利用使用遮蔽遮罩的成膜方法形成島狀的薄膜。另外,可以利用奈米壓印法、噴砂法、剝離法等對薄膜進行加工。在光微影法中有如下方法:在要進行加工的薄膜上形成光阻遮罩,藉由蝕刻等對該薄膜進行加工,來去除光阻遮罩的方法;在形成感光性薄膜之後,進行曝光及顯影來將該薄膜加工為所希望的形狀的方法。
在光微影法中,作為用於曝光的光,例如可以使用i線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)或將這些光混合了的光。此外,還可以使用紫外光、KrF雷射或ArF雷射等。此外,也可以利用液浸曝光技術進行曝光。作為用於曝光的光,也可以使用極紫外光(EUV:Extreme Ultra-Violet light)或X射線。另外,也可以使用電子束代替用於曝光的光。當使用極紫外光、X射線或電子束時,可以進行極其微細的加工,所以是較佳的。注意,在藉由利用電子束等光束進行掃描而進行曝光時,不需要光罩。
作為薄膜的蝕刻方法,可以利用乾蝕刻法、濕蝕刻法及噴砂法等。
首先,在基板21上形成導電層71。導電層71可以在形成導電膜之後形成光阻遮罩,對該導電膜進行蝕刻,然後去除光阻遮罩而形成。
接著,形成絕緣層73。
接著,形成半導體層72。半導體層72可以在形成半導體膜之後形成光阻遮罩,對該半導體膜進行蝕刻,然後去除光阻遮罩而形成。
接著,形成導電層74a及導電層74b。導電層74a及導電層74b可以利 用與導電層71相同的方法形成。
接著,形成絕緣層81。藉由將感光性材料用於絕緣層81,可以利用光微影法等形成開口。另外,也可以在形成絕緣層81之後利用光微影法等形成開口。
接著,在絕緣層81上形成導電層23。導電層23可以利用與導電層71等相同的方法形成。
接著,形成配向膜53a。藉由在形成成為配向膜53a的薄膜之後進行摩擦處理,可以形成配向膜53a。
這個步驟的剖面相當於圖2A。
接著,在基板31上形成遮光層52。遮光層52既可以對導電膜進行加工利用與導電層71等相同的方法而形成,又可以使用金屬材料或者包含顏料或染料的樹脂材料利用與絕緣層81等相同的方法而形成。
接著,分別形成彩色層51a、彩色層51b等。彩色層51a、彩色層51b可以利用與絕緣層81等相同的方法形成。
另外,也可以在形成遮光層52之前形成彩色層51a及彩色層51b。此時,較佳為以由遮光層52的一部分覆蓋彩色層51a及彩色層51b的端部的方式形成彩色層51a及彩色層51b。
接著,以覆蓋遮光層52、彩色層51a及彩色層51b等的方式形成絕緣層61。絕緣層61具有防止彩色層51a等所包含的雜質等擴散至液晶層24中的保護層的功能。另外,絕緣層61也可以具有覆蓋遮光層52、彩色層51a及彩色層51b等的表面的步階的平坦化層的功能。另外,如果不需要,則可以不設置絕緣層61。
接著,在絕緣層61上形成導電層25。導電層25可以利用與導電層71等相同的方法形成。或者,可以利用使用遮蔽遮罩的成膜方法形成島狀的 導電層25。
接著,在導電層25上形成配向膜53b。配向膜53b可以利用與配向膜53a相同的方法形成。
這個步驟的剖面示意圖相當於圖2B。
另外,可以獨立地進行上述基板21一側的製程及上述基板31一側的製程。
接著,在基板21和基板31中的一者或兩者上形成用來將它們貼合在一起的黏合層(未圖示)。黏合層以圍繞形成有像素的區域的方式形成。黏合層例如可以利用網版印刷法及分配器法等形成。作為黏合層,可以使用熱固性樹脂或紫外線硬化性樹脂等。另外,可以使用在用紫外光一旦進行固化之後施加熱而再進行固化的樹脂等。或者,作為黏合層,可以使用兼有紫外線固化性和熱固性的樹脂等。
接著,將成為液晶層24的組成物利用分配器法等滴下到由黏合層圍繞的區域中。明確而言,滴下包含液晶12、單體13及聚合引發劑的組成物。另外,該組成物可以包含手性試劑等。
接著,以夾著成為液晶層24的組成物的方式將基板21與基板31貼合在一起,使黏合層固化。當在減壓氛圍下進行貼合時,可以防止氣泡等混入基板21與基板31之間,所以是較佳的。
另外,可以採用如下方法:在將基板21與基板31貼合在一起之後,在減壓氛圍下從黏合層中的間隙注入成為液晶層24的組成物的方法。此外,也可以採用如下方法:在滴下成為液晶層24的組成物之後將粒子狀的間隙間隔物設置在配置有像素的區域中或該區域的外側或者滴下包含該間隙間隔物的組成物的方法。
此時,形成有包括導電層23、導電層25及液晶12的液晶元件40。注意,此時沒有形成分隔壁11,並且液晶層24所包含的單體13的濃度高。
這個步驟的剖面相當於圖2C。
接著,從基板21一側照射光20(圖3A)。
作為光20,可以使用聚合引發劑起反應的波長及強度的光。例如,光20可以使用波長為100nm至400nm的紫外光。藉由使用波長為200nm至400nm的光,可以抑制由於空氣導致的吸收,所以是較佳的。典型的是,波長為254nm的光、波長為365nm的光及波長為385nm的光等。光20可以利用高壓汞燈、低壓汞燈、金屬鹵化物燈、氙氣燈、LED等光源生成。另外,除了燈及LED以外,可以使用準分子雷射等雷射作為光源。
光20較佳為儘量近於平行光的光以使光20相對於基板21的表面垂直地入射。尤其是,在基板21較大等使用多個光源的情況下,光可能會從傾斜方向入射。此時,較佳為將用來使來自光源的光近於平行光的狹縫等設置在光源與基板21之間。
如圖3A所示,在沒有設置導電層23的區域中光20照射到液晶層24。另一方面,在設置有導電層23的區域中光20被導電層23遮住而不到達液晶層24。另外,光20不僅被導電層23而且被導電層71、導電層74a及導電層74b等遮住。
在此,作為電晶體70示出採用用作閘極的導電層71位於基板21一側的底閘極結構的電晶體。因此,光20被導電層71遮住而不照射到半導體層72,由此可以防止產生電晶體70的電特性變動。另外,在作為電晶體70採用頂閘極結構的情況下,較佳為將遮住光20的構件配置在半導體層72下,或者將第二閘極配置在半導體層72下。
圖3B示出圖3A中的由點劃線表示的區域的放大圖。圖3B示出開始照射光20並進行單體13的聚合的過程的示意圖。
在圖式中,將不被導電層23等遮住光而光20照射的區域稱為照射區域30。在照射區域30中由於照射光20而液晶層24中的聚合引發劑生成自 由基,因此單體13開始聚合。藉由進行聚合,如圖3B所示那樣包含單體的分隔壁11成長。
在此,隨著單體13的聚合,照射區域30附近的液晶層24所包含的單體13的濃度降低,有時產生越離開照射區域30,單體13的濃度越高的濃度分佈。有時單體13具有從高濃度處向低濃度處擴散以使該濃度分佈均勻的性質。此時,如圖3B中的箭頭所示那樣,單體13的一部分向照射區域30擴散。由此,在液晶層24的與導電層23重疊的區域中,照射光20之後的單體13的濃度比照射光20之前的該濃度低。另外,當液晶層24中的單體13的濃度充分低時或者當單體13容易在液晶層24中擴散時,照射光20之後的單體13的濃度有時降低到檢測不到單體13的濃度的程度。
照射光20之前的液晶層24中的單體13的最適合濃度可以根據光20的照射區域30的面積決定。例如,當將相對於像素排列的區域(也稱為顯示區域)的照射區域30的面積比率設定為α%(α>0)時,較佳為將液晶層24中的單體13的重量濃度設定在(α-x)wt%以上且(α+x)wt%以下的範圍內。另外,較佳為將液晶層24中的單體13的體積濃度設定在(α-x)%以上且(α+x)%以下的範圍內。在此,滿足x=0.5α,較佳為滿足x=0.3α,更佳為滿足x=0.2α。由此,可以降低照射光20之後的用作液晶元件40的部分的液晶層24中的單體13的濃度。
由於進行單體13的聚合,所以在照射區域30內形成與配向膜53a及配向膜53b接觸的分隔壁11。分隔壁11具有將配向膜53a與配向膜53b黏合在一起的功能。
另外,圖3B例示出分隔壁11從配向膜53a一側向配向膜53b一側成長的情況,但是圖3B只是一個示意圖,因此分隔壁11的成長過程有各種方式。例如,有時形成在液晶層24中的無數的小單體一邊連接一邊生長。或者,在光20的強度強而光20以充分的強度到達配向膜53b的情況下或光20被遮光層52反射而再度照射到液晶層24的情況下,有時單體也從配向膜53b一側向配向膜53a一側成長,該單體從配向膜53a一側成長的單體成為一體,因此形成分隔壁11。可以根據分隔壁11的剖面形狀等推測出經過如何成長過程形成分隔壁11。
藉由上述製程,可以製造顯示裝置10(圖3C)。圖3C是與圖1B相同的圖。
另外,在上述製造方法中,有時由於光20的照射條件的不同及光20的散射而也在重疊於導電層23的輪廓的內側的區域的區域中形成有分隔壁11。與此同樣,也可以在與導電層74a、導電層74b及導電層71等遮住光20的構件重疊的區域中重疊地設置有分隔壁11的一部分。
另外,有時在與導電層23重疊的區域中,有時示出如下濃度分佈:越 靠近分隔壁11單體13的濃度越低,越遠離分隔壁11單體13的濃度越高。
另外,有時在重疊於導電層23的區域中有時殘留未起反應的聚合引發劑。此時,在液晶層24中殘留單體13和聚合引發劑的情況下,可能會由於外光所包含的紫外光等而產生單體13的聚合反應。但是,在顯示裝置10中設置有與液晶層24相比更靠近顯示面一側的彩色層51a等,因此可以防止外光所包含的紫外光到達液晶層24。由此,即使殘留單體13及聚合引發劑也在使用環境下不產生聚合反應,從而可以實現高可靠性的顯示裝置。
以上是對顯示裝置的製造方法例子1-1的說明。
[像素佈置的例子]
圖4示出從顯示面一側看時的像素佈置的一個例子。在此,只示出設置在基板21一側的導電層等及分隔壁11。另外,未圖示絕緣層等的部分組件。
圖4所示的像素包括電晶體70及電容器75。電晶體70包括導電層71a、半導體層72、絕緣層73(未圖示)、導電層74a及導電層74b等。另外,電容器75具有中間夾著絕緣層73(未圖示)層疊有導電層74b及導電層71b的結構。另外,像素包括導電層23,該導電層23與導電層74b電連接並反射可見光且遮住紫外光。
在此,將導電層71a的一部分用作信號線,將導電層71b的一部分用 作電容線,將導電層74a的一部分用作掃描線。
在圖4中,對設置有分隔壁11的區域附加陰影圖案。分隔壁11形成在沒有設置上述各導電層的區域中。
如圖4所示,在相鄰的兩個導電層23之間設置有佈線等,因此分隔壁11沒有形成在與該佈線重疊的部分中。由此,分隔壁11不完全圍繞導電層23而沿著導電層23的輪廓的一部分形成為島狀。另外,在上述製造方法中,有時由於光20的照射條件的不同及光20的散射而也與上述導電層23的一部分或上述佈線的一部分重疊地形成有分隔壁11。
另外,圖4所示的像素的結構是一個例子,可以對具有各種結構的像素適用本發明的一個實施方式的顯示裝置的製造方法。在此例示出像素包括一個電晶體及一個電容器的簡單的結構,但是像素結構不侷限於此,也可以包括兩個以上的電晶體及電容器。
以上是對像素佈置的例子的說明。
下面,說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的其他結構實例及製造方法的例子。注意,省略與上述重複的內容,而對不同的內容進行說明。
[剖面結構實例1-2]
圖5A示出下面例示出的顯示裝置的剖面示意圖。圖5A所示的結構與圖1B所示的結構的主要不同點在於:具有結構體14。
結構體14設置在導電層25與配向膜53b之間。配向膜53b以覆蓋結構體14的方式設置。另外,結構體14位於相鄰的兩個導電層23之間。結構體14包括與遮光層52重疊的部分。另外,分隔壁11以圍繞結構體14的方式設置。
當將基板21與基板31貼合在一起時,結構體14具有間隙物的功能,該功能為如下:抑制基板21與基板31之間的距離過近並調整液晶元件40的單元間隙。
[製造方法例子1-2]
下面,說明剖面結構實例1-2中例示出的顯示裝置的製造方法的例子。
首先,與製造方法例子1-1同樣地在基板21上依次形成導電層71至配向膜53a。
另外,在基板31上依次形成遮光層52至導電層25。
接著,在導電層25上形成結構體14。結構體14可以藉由與絕緣層81等相同的方法形成。然後,以覆蓋結構體14及導電層25的方式形成配向膜53b(圖6A)。
接著,與製造方法例子1-1同樣地將基板21與基板31貼合在一起。
接著,從基板21一側照射光20(圖6B)。
光20照射到不被導電層23等遮住的區域。在此,結構體14設置在不與導電層23重疊的區域中,因此,光20照射到包括結構體14的側面的區域。由此,以圍繞結構體14的方式形成分隔壁11。
當單體13聚合產生聚合物時,有時聚合物在與分散有單體13的液晶層24接觸的表面開始成長。在此,由於結構體14設置在配向膜53b與導電層25之間,所以與不包括結構體14的情況相比,光20被照射的區域中的配向膜53b與液晶層24接觸的面積較大。其結果是,與不包括結構體14的情況相比,在上述情況下容易產生聚合物,因此形成的分隔壁11容易成為具有更高密度及更高強度的聚合物。
藉由上述製程,可以製造顯示裝置(圖6C)。圖6C是與圖5A相同的圖。
在圖6C等所示的結構中,藉由利用分隔壁11及位於分隔壁11的內側的結構體14,可以保持基板21與基板31之間的距離。由此,在該顯示裝置中,抗外力的物理強度因分隔壁11而得到提高,此外,由外力的施加所 導致的單元間隙的變化得到抑制。
以上是對製造方法例子1-2的說明。
[剖面結構實例1-3]
圖5B示出下面例示出的顯示裝置的剖面示意圖。圖5B所示的結構與圖1B所示的結構之間的不同點在於:使用基板41b、黏合層42b及絕緣層62代替基板31。
絕緣層62是構成遮光層52、彩色層51a及彩色層51b等的被形成面的絕緣層。基板41b隔著黏合層42b與絕緣層62的一個表面貼合。在絕緣層62的另一個表面一側設置有彩色層51a、彩色層51b、遮光層52、絕緣層61、導電層25及配向膜53b等。
作為基板41b,可以使用比基板21薄且輕的材料。另外,較佳的是,使用具有撓性的材料。
例如,作為基板41b,可以使用厚度為1μm以上且300μm以下,較佳為3μm以上且200μm以下,更佳為5μm以上且150μm以下,進一步較佳為10μm以上且100μm以下的薄片狀材料。
[製造方法例子1-3]
下面,說明剖面結構實例1-3中例示出的顯示裝置的製造方法的例子。
首先,與製造方法例子1-1同樣地在基板21上依次形成導電層71至配向膜53a。
接著,在支撐基板44b上依次形成剝離層43b及絕緣層62。
作為支撐基板44b,可以使用具有足以在裝置內或在裝置之間容易傳送的程度的剛性的基板。另外,使用具有對製程中被施加的熱的耐熱性的基板。例如,可以使用厚度為0.3mm以上且1mm以下的玻璃基板。
作為用於剝離層43b及絕緣層62的材料,可以選擇在剝離層43b與絕緣層62的介面或者剝離層43b中產生剝離的材料。
例如,作為剝離層43b,可以使用包含鎢等高熔點金屬材料的層與包含該金屬材料的氧化物的層的疊層,作為絕緣層62,可以使用氮化矽、氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽等無機絕緣材料的層的疊層。注意,在本說明書中,“氧氮化物”是指在其組成中氧含量多於氮含量的材料,而“氮氧化物”是指在其組成中氮含量多於氧含量的材料。當將高熔點金屬材料用於剝離層43b時,在後面製程中可以以高溫度進行處理,因此材料或形成方法的選擇彈性高,所以是較佳的。
在作為剝離層43b採用鎢和氧化鎢的疊層結構的情況下,可以在鎢與氧化鎢之間的介面、氧化鎢中或者氧化鎢與絕緣層62之間的介面進行剝離。
另外,剝離層43b及其上的被剝離層的結構不侷限於此,可以選擇各種材料。
接著,以與上述方法同樣地在絕緣層62上形成遮光層52、彩色層51a、彩色層51b、絕緣層61、導電層25以及配向膜53b。
這個步驟的剖面相當於圖7A。
接著,將基板21與支撐基板44b貼合在一起。藉由利用與上述相同的方法可以進行貼合。
接著,從基板21一側照射光20(未圖示),形成分隔壁11(圖7B)。
接著,藉由在絕緣層62與剝離層43b之間進行剝離,去除支撐基板44b及剝離層43b(圖7C)。
如上所述,較佳為在進行剝離之前形成分隔壁11。在此,將基板21與絕緣層62黏合在一起的多個分隔壁11設置在相鄰的像素之間,因此提高了基板21與絕緣層62之間的黏合強度。由此,在進行剝離的製程中,可 以抑制剝離產生在液晶層24的內部,從而可以以高生產率剝離支撐基板44b。
作為絕緣層62與支撐基板44b之間進行剝離的方法,例如可以舉出如下方法:施加機械力量的方法;對剝離層進行蝕刻的方法;或者對支撐基板44b滴下液體或將支撐基板44b浸滲在液體中等使液體滲透到剝離介面;等。或者,可以藉由利用形成剝離介面的兩層的熱膨脹率的差異,進行加熱或冷卻而進行剝離。
另外,在進行剝離之前,也可以進行使剝離介面的一部分露出的處理。例如,利用雷射或鋒利的構件等去除剝離層43b上的絕緣層62的一部分。由此,可以以去除了絕緣層62的部分為出發點(起點)而進行剝離。
在結束剝離之後,有時在絕緣層62的表面上殘留剝離層43b的一部分。此時,可以藉由進行洗滌、蝕刻或擦拭等去除殘留的剝離層43b。另外,當殘留的剝離層43b具有對可見光的高透過性而沒有影響到可見度時,不需要去除該剝離層。此時,在絕緣層62與後面說明的黏合層42b之間殘留包含剝離層43b所包含的元素的層。
接著,使用黏合層42b將絕緣層62與基板41b貼合在一起。作為黏合層42b,可以使用熱固性樹脂或紫外線固化性樹脂等。
經過以上製程,可以製造圖5B所示的顯示裝置。
在本發明的一個實施方式的顯示裝置的製造方法中,當形成彩色層51a及遮光層52等時使用較厚的支撐基板44b,因此可以提供容易傳送且以高生產率製造的顯示裝置。另外,藉由使用支撐基板44b,可以以高溫度形成彩色層51a及遮光層52等,因此可以製造雜質濃度得到降低且可靠性高的顯示裝置。另外,與在薄的基板41b上直接形成彩色層51a及遮光層52等的方法相比,可以抑制由熱所導致的支撐基板44b的膨脹、收縮等的影響。另外,當將基板21與支撐基板44b貼合在一起時,支撐基板44b具有剛性,因此可以以高位置對準進行貼合。由此,可以防止液晶元件40與彩色層51a等的錯位,從而可以實現具有極高解析度的顯示裝置。
另外,藉由剝離支撐基板44b而使具有至少比支撐基板44b的厚度薄的基板41b貼上,可以實現其厚度薄且輕量的顯示裝置。另外,在形成彩色層51a及遮光層52等之後可以將薄的基板41b貼上,因此可以使用耐熱性低的材料作為基板41b,由此可以提高材料的選擇彈性而將各種材料用於基板41b。另外,由於顯示面一側的基板41b的厚度薄,所以與例如使用較厚(例如,其厚度大於0.3mm)的玻璃基板等的情況相比,可以實現顯示的對比度、顏色再現性及視角依賴性等光學特性優異的顯示裝置。
以上是對製造方法例子1-3的說明。
[剖面結構實例1-4]
圖5C示出下面例示出的顯示裝置的剖面示意圖。圖5C所示的結構與圖5B所示的結構之間的不同點在於:使用基板41a、黏合層42a及絕緣層82代替基板21。
絕緣層82是構成電晶體70等的被形成面的絕緣層。基板41a隔著黏合層42a與絕緣層82的一個表面貼合。在絕緣層82的另一個表面一側設置有電晶體70及導電層23等。
在圖5C所示的結構中,藉由將上述薄片狀的材料用於基板41a及基板41b,可以實現其厚度及其重量比圖5B所示的結構薄且輕的顯示裝置。並且,藉由將具有撓性的材料用於基板41a及基板41b,可以實現能夠彎曲的顯示裝置。
作為基板41a,可以使用與上述基板41b相同的材料。另外,作為黏合層42a,可以使用與上述黏合層42b相同的材料。
[製造方法例子1-4]
下面,說明圖5C例示出的顯示裝置的製造方法的例子。
首先,在支撐基板44a上依次形成剝離層43a及絕緣層82。剝離層43a可以利用與上述剝離層43b相同的方法形成。另外,絕緣層82可以利用與 上述絕緣層62相同的方法形成。
接著,在絕緣層82上與製造方法1-1同樣地依次形成導電層71至配向膜53a。
這個步驟的剖面示意圖相當於圖8A。
接著,以與製造方法1-3同樣地在支撐基板44b上依次形成剝離層43b及絕緣層62。然後,以與上述方法同樣地在絕緣層62上形成遮光層52、彩色層51a、彩色層51b、絕緣層61、導電層25以及配向膜53b。
接著,將支撐基板44a與支撐基板44b貼合在一起。藉由利用與上述相同的方法可以進行貼合。
接著,從支撐基板44a一側照射光20(未圖示),形成分隔壁11(圖8B)。
在此,需要以經過剝離層43a到達液晶層24的方式照射光20。例如,當使用包含金屬的材料作為剝離層43a時,有時光20被遮住而充分不到達液晶層24。由此,當使用包含金屬的材料作為剝離層43a時,重要的是如下兩個點:使用足以使光20透過的程度的薄膜作為剝離層43a;考慮剝離層43a的反射及吸收而決定光20的適當的照射條件。
例如,當使用鎢膜和氧化鎢膜的疊層結構作為剝離層43a時,藉由將鎢膜的厚度設定為1nm以上且50nm以下,較佳為1nm以上且30nm以下,更佳為1nm以上且20nm以下,可以不使用特別的照射裝置而形成分隔壁11。
另外,較佳的是,調整照射裝置的輸出及照射時間,在到達液晶層24的光的能量為0.1J/cm2以上且100J/cm2以下,較佳為1J/cm2以上且50J/cm2以下的條件下照射光20。
接著,藉由在絕緣層62與剝離層43b之間進行剝離,去除支撐基板44b及剝離層43b(圖8C)。然後,使用黏合層42b將絕緣層62與基板41b貼 合在一起。
接著,藉由在絕緣層82與剝離層43a之間進行剝離,去除支撐基板44a及剝離層43a(圖9A)。然後,使用黏合層42a將絕緣層82與基板41a貼合在一起。
藉由上述製程,可以製造顯示裝置(圖9B)。圖9B是與圖5C相同的圖。
另外,在此首先進行去除支撐基板44b及剝離層43b並使基板41b貼合的製程,但是與此相反,也可以首先進行去除支撐基板44a及剝離層43a並使基板41a貼合的製程。另外,也可以同時進行上述兩個製程。
在本發明的一個實施方式的顯示裝置的製造方法中,除了製造方法例子1-3中說明的效果以外,還具有下述效果。當形成電晶體70及導電層23時使用較厚的支撐基板44a,因此容易傳送,由此可以以高生產率製造顯示裝置。另外,與在薄的基板41a上直接形成電晶體70等的方法相比,在形成電晶體70及其周圍的絕緣層時可以進行高溫的處理,因此在電晶體70內及其附近的雜質得到降低,從而可以實現具有極高的可靠性的電晶體70。
以上是對製造方法例子1-4的說明。
[結構實例2]
下面,作為本發明的一個實施方式的顯示裝置的例子,說明包括反射式液晶元件及發光元件的兩種元件且能夠以透射模式和反射模式的兩種模式進行顯示的顯示裝置(顯示面板)的例子。另外,也可以將上述顯示面板稱為TR-混合型顯示器(Transmissive OLED and Reflective LC Hybrid display)。
作為上述顯示面板的一個例子,可以舉出層疊包括反射可見光的電極的液晶元件和發光元件的結構。此時,較佳為反射可見光的電極具有開口,該開口與發光元件重疊。由此,可以以在透射模式中經過該開口來自發光元件的光射出的方式驅動顯示面板。另外,與當俯視顯示裝置時液晶元件和發光元件並排的情況相比,在層疊液晶元件和發光元件的情況下可以使 包括液晶元件和發光元件的兩個元件的像素的尺寸小,由此可以實現更高解析度顯示裝置。
並且,驅動液晶元件的電晶體及構成發光元件的電晶體較佳為配置在同一平面上。另外,中間夾著絕緣層層疊液晶元件與發光元件。
上述顯示面板藉由在室外等光線明亮處以反射模式進行顯示,可以以極低功耗驅動。另外,藉由在夜間或室內等光線暗弱處以透射模式進行顯示,可以以最合適的亮度顯示影像。並且,藉由以反射模式和透射模式的兩個模式進行顯示,即使在光線極明亮處,與習知的面板相比,也可以以更低的功耗進行對比度更高的顯示。
[剖面結構實例2-1]
圖10A示出下面例示出的顯示裝置的剖面示意圖。在圖10A所示的結構中,發光元件90隔著絕緣層83與液晶元件40重疊。在圖10A所示的結構中,基板31一側相當於顯示面一側。
顯示裝置包括形成在絕緣層83的一個面上的電晶體70a及電晶體70b。電晶體70a與液晶元件40電連接,電晶體70b與發光元件90電連接。
在覆蓋電晶體70a及電晶體70b的絕緣層81的基板21一側設置有導電層91,以覆蓋導電層91的端部的方式設置有絕緣層84。導電層91經過形成在絕緣層81中的開口與電晶體70b的源極和汲極中的一個電連接。絕緣層84被用作平坦化層。在絕緣層84的基板21一側設置有EL層92、導電層93a及導電層93b。由導電層91、EL層92、導電層93a及導電層93b構成發光元件90。
導電層91及導電層93a具有使可見光透過的功能。導電層93b具有反射可見光的功能。因此,發光元件90是向導電層91一側射出光的底部發射型發光元件。
另外,在絕緣層83的基板31一側設置有導電層23a和導電層23b的疊層。另外,在導電層23a與液晶層24之間設置有配向膜53a。液晶層24 以及液晶層24與基板31之間的結構可以援用結構實例1,所以在此省略說明。
另外,顯示裝置包括使設置在絕緣層83的雙面的導電層彼此電連接的連接部80。在圖10A中,示出端子部包括設置在絕緣層83中的開口以及位於該開口中且對與電晶體70a等的閘極同一的導電膜進行加工而獲得的導電層的結構。電晶體70a的源極和汲極中的一個藉由連接部80與導電層23b電連接。
導電層23a具有使可見光透過的功能。導電層23b具有反射可見光的功能。因此,液晶元件40被用作反射式液晶元件。
反射可見光的導電層23b在與發光元件90重疊的區域中包括開口。從發光元件90射出的光經過該開口射出到基板31一側。
圖10A所示的顯示裝置包括與液晶元件40電連接的電晶體70a以及與發光元件90電連接的電晶體70b,因此可以獨立地控制液晶元件40及發光元件90。另外,在同一面上經過同一製程形成電晶體70a及電晶體70b,因此可以簡化製程並以高生產率製造顯示裝置。
另外,如圖10A所示,在反射可見光的導電層93b中形成有與分隔壁11重疊的開口。導電層93a具有使紫外光透過的功能。當進行用來形成分隔壁11的光的照射時,可以將光經過該開口照射到液晶層24。
[製造方法例子2-1]
接著,對圖10A所示的顯示裝置的製造方法的例子進行說明。
首先,在支撐基板44c上形成剝離層43c。支撐基板44c可以使用與上述支撐基板44a及支撐基板44b相同的基板。另外,剝離層43c可以利用與上述剝離層43a及剝離層43b相同的方法形成。
接著,在剝離層43c上形成導電層23a。導電層23a較佳為使用氧化物導電性材料。藉由使用氧化物導電性材料作為導電層23a,可以在導電層 23a與剝離層43c之間的介面良好地進行剝離。作為導電層23a,例如可以使用金屬氧化物、低電阻化了的氧化物半導體材料。
在將氧化物半導體材料用於導電層23a的情況下,藉由利用電漿處理及熱處理等,可以使氧缺陷產生在氧化物半導體材料中,由此可以提高載子密度。另外,藉由對氧化物半導體材料導入氫、氮、氬等稀有氣體等的雜質,可以提高載子密度。另外,藉由使用氧容易擴散的材料作為形成在導電層23a上的導電層23b,可以降低氧化物半導體中的氧。另外,也可以適用上述方法中的兩個以上。
接著,在導電層23a上形成導電層23b。作為導電層23b,可以採用包含金屬或合金材料的單層結構或疊層結構。當作為導電層23b採用疊層結構時,較佳為將高反射率的材料用於與導電層23a接觸的層。
此時,較佳為以不與剝離層43c接觸的方式對導電層23b進行加工而配置在導電層23a的圖案的內側。當導電層23b與剝離層43c接觸時,其接觸部分可能會產生剝離不良。
接著,形成覆蓋剝離層43c、導電層23a及導電層23b的絕緣層83。此時,在絕緣層83的一部分中形成到達導電層23b的開口。
這個步驟的剖面示意圖相當於圖11A。
接著,在絕緣層83上形成電晶體70a及電晶體70b。這些電晶體可以利用與結構實例1相同的方法形成。
此時,在形成電晶體70a及電晶體70b的閘極的製程中,在形成導電膜之後對該導電膜進行加工時,一次性地形成藉由形成在絕緣層83中的開口與導電層23b電連接的導電層。由此,可以形成連接部80。
另外,以電晶體70a的源極和汲極中的一個與連接部80電連接的方式在用作電晶體70a等的閘極絕緣層的絕緣層中形成開口。
接著,形成覆蓋電晶體70a及電晶體70b的絕緣層81。此時,在絕緣層81中形成到達電晶體70b的源極和汲極中的一個的開口。然後,在絕緣層81上形成導電層91。
這個步驟的剖面示意圖相當於圖11B。
接著,形成絕緣層84,該絕緣層84在覆蓋導電層91的端部且在與導電層91重疊的區域中具有開口。絕緣層84覆蓋導電層91的端部且能夠被用作平坦化層。作為絕緣層84,較佳為使用有機樹脂。另外,絕緣層84的端部較佳為具有錐形狀。
接著,在導電層91及絕緣層84上依次形成EL層92、導電層93a。然後,在導電層93a上形成導電層93b。
導電層93b較佳為以具有用來使光20透過的開口的方式形成。例如,藉由使用金屬遮罩等陰影遮罩並利用蒸鍍法及濺射法等成膜方法可以形成具有開口的導電層93b。
在此,說明先形成導電層93a再形成導電層93b的例子,但是也可以先形成導電層93b再形成導電層93a。
另外,在此未圖示,但是也可以形成覆蓋導電層93a及導電層93b且用作障壁膜的絕緣層。該絕緣層較佳為利用濺射法及ALD法等即使形成溫度低也可以形成緻密的膜的成膜方法。另外,也可以採用包含無機絕緣材料的膜及包含有機絕緣材料的膜的疊層結構。
接著,將導電層93a及導電層93b與基板21隔著黏合層89貼合在一起。
這個步驟的剖面示意圖相當於圖11C。
接著,在剝離層43c與絕緣層83及導電層23a之間進行剝離,去除支撐基板44c及剝離層43c(圖11D)。
在此,有時在結束剝離之後,在導電層23a的表面上及在絕緣層83的表面上殘留剝離層43c的一部分,形成薄膜。例如,當該殘留的膜具有導電性時,在相鄰的像素之間的兩個導電層23a或對與導電層23a同一的導 電膜進行加工而形成的端子等可能會產生電短路。另外,當該薄膜具有絕緣性時,有時沒有露出導電層23a及上述端子等的表面而失去這些電極及端子的功能。由此,較佳為在結束剝離之後進行洗滌、蝕刻及擦拭等。作為蝕刻,可以採用濕蝕刻或乾蝕刻。
然後,在導電層23a及絕緣層83上形成配向膜53a。
接著,準備形成有彩色層51a、彩色層51b、遮光層52、絕緣層61、導電層25及配向膜53b的基板31。然後,將基板31與基板21隔著液晶層24貼合在一起(圖12A)。
此時,導電層93b所具有的開口與相鄰的兩個導電層23b之間的區域可以重疊。另外,導電層93b所具有的開口較佳為與遮光層52重疊。
然後,從基板21一側照射光20(圖12B)。此時,光20可以自對準地照射到液晶層24的與導電層93b的開口重疊的部分。另外,在發光元件90中,由於在基板21一側設置有導電層93b,所以即使從基板21一側照射光20,也可以防止光20照射到發光元件90中的EL層92等而使發光元件90劣化。
另外,在此未圖示,但是當導電層23b及佈線等設置在與導電層93b的開口重疊的區域時,光20的一部分被該導電層23b及佈線遮住。就是說,分隔壁11形成在不與導電層23b、導電層93b及佈線等重疊的區域中。
經過以上製程,可以製造圖10A所示的顯示裝置。
[變形例1]
圖10B示出其一部分與圖10A不同的例子。明確而言,使用絕緣層62、黏合層42b及基板41b代替基板31,並且使用基板41a代替基板21。
藉由採用上述結構,可以實現能夠彎曲的顯示裝置。
對製造圖10B所示的顯示裝置的方法的例子進行說明。例如,在上述製造方法2-1中的使用黏合層89貼合基板21的製程中,可以貼合基板41a代替基板21。另外,可以使用層疊有剝離層及絕緣層62的支撐基板代替基板31,在形成分隔壁11之後去除該支撐基板及剝離層,使用黏合層42b將絕緣層62與基板41b貼合在一起。
另外,在圖10A中也可以採用同樣地使用基板21且使用絕緣層62、黏合層42b及基板41b的疊層結構代替基板31的結構。
以上是對變形例1的說明。
[剖面結構實例2-2]
圖13A示出下面例示出的顯示裝置的剖面示意圖。圖13A所示的結構與圖10A所示的結構之間的主要不同點在於:電晶體70a及電晶體70b比絕緣層83設置得更靠近基板31一側。
電晶體70a的源極和汲極中的一個經過形成在絕緣層81中的開口與設置在絕緣層81上的導電層23電連接。另外,在導電層23上設置有配向膜53a。
電晶體70b經過連接部80與導電層91電連接。以覆蓋導電層91的方式層疊有EL層92、導電層93b及導電層93a。
在此,導電層91的基板21一側的表面與絕緣層83的基板21一側的表面大致一致,因此這些邊界的步階極小。由此,可以採用沒有設置圖10A等所例示的覆蓋導電層91的端部的絕緣層(絕緣層84)的結構。另外,也可以設置絕緣層84。
另外,在此示出透過可見光的導電層93a設置得比反射可見光的導電層93b更靠近基板21一側的例子。例如,藉由使用包含金屬氧化物的導電 層93a覆蓋包含金屬或合金的導電層93b的表面,可以抑制導電層93b的氧化,從而可以實現可靠性高的顯示裝置。
另外,如圖13A所示,分隔壁11既可以設置在與遮光層52等重疊的區域中,又可以設置在與發光元件90重疊的區域中。此時,來自發光元件90的光從基板31一側經過形成在導電層23中的開口、分隔壁11及彩色層51a等射出到外部。
[剖面結構實例2-2]
下面,說明圖13A所示的顯示裝置的製造方法的例子。
首先,在支撐基板44c上形成剝離層43c,在剝離層43c上形成導電層91。導電層91可以使用與上述導電層23a相同的材料及方法形成。
接著,形成覆蓋導電層91及剝離層43c的絕緣層83。然後,在絕緣層83中形成到達導電層91的開口。
接著,在絕緣層83上形成電晶體70a及電晶體70b。此時,在形成電晶體70a及電晶體70b的閘極的製程中一次性地形成該閘極和電連接於導電層91的導電層,而形成連接部80。
接著,在形成絕緣層81之後,在絕緣層81上形成導電層23。然後,形成覆蓋導電層23及絕緣層81的配向膜53a。
這個步驟的剖面相當於圖14A。
接著,利用上述相同的方法,將支撐基板44c與基板31隔著液晶層24貼合在一起(圖14B)。
然後,從支撐基板44c一側照射光20,在液晶層24中形成分隔壁11(圖14C)。
此時,在與導電層23的開口重疊的區域中,在支撐基板44c與液晶層 24之間沒有設置遮住光20的構件,因此如圖14C所示,光20也照射到液晶層24的與該區域重疊的部分。其結果是,形成與導電層23的開口重疊的分隔壁11。
接著,在剝離層43c與絕緣層83及導電層91之間進行剝離,去除支撐基板44c及剝離層43c(圖15A)。剛去除之後,也可以對剝離的表面進行洗滌等處理。
接著,形成覆蓋導電層91及絕緣層83的EL層92、導電層93b及導電層93a(圖15B)。
此時,先形成導電層93a再形成導電層93b。另外,也可以在形成導電層93a及導電層93b之後形成用作障壁膜的絕緣層。
接著,使用黏合層89將導電層93a與基板21貼合在一起。
經過以上製程,可以製造圖13A所示的顯示裝置。
[變形例2]
圖13B示出其一部分與圖13A不同的例子。明確而言,使用絕緣層62、黏合層42b及基板41b代替基板31,並且使用基板41a代替基板21。
藉由採用上述結構,可以實現能夠彎曲的顯示裝置。
對製造圖13B所示的顯示裝置的方法的例子進行說明。例如,在上述製造方法2-2中的使用黏合層89貼合基板21的製程中,可以貼合基板41a代替基板21。另外,可以使用層疊有剝離層及絕緣層62的支撐基板代替基板31,在形成分隔壁11之後去除該支撐基板及剝離層,使用黏合層42b將絕緣層62與基板41b貼合在一起。
另外,在圖13A中也可以採用同樣地使用基板21且使用絕緣層62、黏合層42b及基板41b的疊層結構代替基板31的結構。
以上是對變形例2的說明。
[各組件]
下面,說明上述各組件。
顯示裝置所包括的基板可以使用具有平坦面的材料。作為提取來自顯示元件的光的一側的基板,使用使該光透過的材料。例如,可以使用玻璃、石英、陶瓷、藍寶石以及有機樹脂等的材料。
藉由使用厚度薄的基板,可以實現顯示裝置的輕量化及薄型化。再者,藉由使用其厚度允許其具有撓性的基板,可以實現具有撓性的顯示裝置。
作為不提取發光的一側的基板,也可以不具有透光性,所以除了上面例舉的基板之外還可以使用金屬基板等。由於金屬基板的導熱性高,並且容易將熱傳導到基板整體,因此能夠抑制顯示裝置的局部溫度上升,所以是較佳的。為了獲得撓性或彎曲性,較佳為將金屬基板的厚度設定為10μm以上且200μm以下,更佳為20μm以上且50μm以下。
對於構成金屬基板的材料沒有特別的限制,例如,較佳為使用鋁、銅、鎳等金屬、鋁合金或不鏽鋼等的合金等。
此外,也可以使用使金屬基板的表面氧化或在其表面上形成絕緣膜等進行過絕緣處理的基板。例如,既可以採用旋塗法或浸漬法等塗佈法、電沉積法、蒸鍍法或濺射法等的方法形成絕緣膜,又可以藉由在氧氛圍下放置或加熱或者採用陽極氧化法等的方法,在基板的表面形成氧化膜。
作為具有撓性以及對可見光具有透過性的材料,例如可以舉出如下材料:其厚度允許其具有撓性的玻璃、聚酯樹脂諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等、聚丙烯腈樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚醚碸(PES)樹脂、聚醯胺樹脂、環烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚氯乙烯樹脂或聚四氟乙烯(PTFE)樹脂等。尤其較佳為使用熱膨脹係數低的材料,例如較佳為使用熱膨脹係數為30×10-6/K以下的聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚醯亞 胺樹脂以及PET等。另外,也可以使用將有機樹脂浸滲於玻璃纖維中的基板或將無機填料混合到有機樹脂中來降低熱膨脹係數的基板。由於使用這種材料的基板的重量輕,所以使用該基板的顯示裝置也可以實現輕量化。
當上述材料中含有纖維體時,作為纖維體使用有機化合物或無機化合物的高強度纖維。明確而言,高強度纖維是指拉伸彈性模量或楊氏模量高的纖維。其典型例子為聚乙烯醇類纖維、聚酯類纖維、聚醯胺類纖維、聚乙烯類纖維、芳族聚醯胺類纖維、聚對苯撐苯并雙唑纖維、玻璃纖維或碳纖維。作為玻璃纖維可以舉出使用E玻璃、S玻璃、D玻璃、Q玻璃等的玻璃纖維。將上述纖維體以織布或不織布的狀態使用,並且,也可以使用在該纖維體中浸滲樹脂並使該樹脂固化而成的結構體作為撓性基板。藉由作為具有撓性的基板使用由纖維體和樹脂構成的結構體,可以提高耐彎曲或局部擠壓所引起的破損的可靠性,所以是較佳的。
或者,可以將薄得足以具有撓性的玻璃、金屬等用於基板。或者,可以使用利用黏合層貼合玻璃與樹脂材料的複合材料。
還可以在具有撓性的基板上層疊保護顯示裝置的表面免受損傷等的硬塗層(例如,氮化矽、氧化鋁等)、能夠分散按壓力的材質的層(例如,芳族聚醯胺樹脂層等)等。另外,為了抑制水分等導致顯示元件使用壽命降低等,也可以在具有撓性的基板上層疊低透水性的絕緣膜。例如,可以使用氮化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、氮化鋁等無機絕緣材料。
作為基板也可以使用層疊多個層的基板。特別是,藉由採用具有玻璃層的結構,可以提高對水或氧的阻擋性而提供可靠性高的顯示裝置。
[電晶體]
電晶體包括:用作閘極電極的導電層;半導體層;用作源極電極的導電層;用作汲極電極的導電層;以及用作閘極絕緣層的絕緣層。上面示出採用底閘極結構電晶體的情況。
注意,對本發明的一個實施方式的顯示裝置所包括的電晶體的結構沒有特別的限制。例如,可以採用平面型電晶體、交錯型電晶體或反交錯型 電晶體。此外,還可以採用頂閘極型或底閘極型的電晶體結構。或者,也可以在通道的上下設置有閘極電極。
對用於電晶體的半導體材料的結晶性也沒有特別的限制,可以使用非晶半導體或具有結晶性的半導體(微晶半導體、多晶半導體、單晶半導體或其一部分具有結晶區域的半導體)。當使用具有結晶性的半導體時可以抑制電晶體的特性劣化,所以是較佳的。
另外,作為用於電晶體的半導體材料,例如可以將第14族元素(矽、鍺等)、化合物半導體或氧化物半導體用於半導體層。典型的是,可以使用包含矽的半導體、包含砷化鎵的半導體或包含銦的氧化物半導體等。
尤其較佳為使用其能帶間隙比矽寬的氧化物半導體。藉由使用能帶間隙比矽寬且載子密度比矽小的半導體材料,可以降低電晶體的關態電流(off-state current),所以是較佳的。
作為半導體層,尤其較佳為使用如下氧化物半導體:具有多個結晶部,該結晶部的c軸配向於大致垂直於形成有半導體層的表面或半導體層的頂面的方向,並且在相鄰的結晶部間確認不到晶界。
這種氧化物半導體因為不具有晶界,所以可以抑制因使顯示面板彎曲時的應力導致在氧化物半導體膜中產生縫裂的情況。因此,可以將這種氧化物半導體適用於將其彎曲而使用的撓性顯示裝置等。
另外,藉由作為半導體層使用這種具有結晶性的氧化物半導體,可以實現一種電特性變動得到抑制且可靠性高的電晶體。
另外,使用其能帶間隙比矽寬的氧化物半導體的電晶體由於其關態電流低,因此能夠長期間保持儲存於與電晶體串聯連接的電容器中的電荷。藉由將這種電晶體用於像素,能夠在保持各像素的灰階的同時,停止驅動電路。其結果是,可以實現功耗極小的顯示裝置。
例如,半導體層較佳為包括至少包含銦、鋅及M(鋁、鈦、鎵、鍺、釔、 鋯、鑭、鈰、錫、釹或鉿等金屬)的表示為In-M-Zn類氧化物的膜。另外,為了減少使用該氧化物半導體的電晶體的電特性不均勻,除了上述元素以外,較佳為還包含穩定劑(stabilizer)。
作為穩定劑,可以舉出上述表示為M的金屬,例如有鎵、錫、鉿、鋁或鋯等。另外,作為其他穩定劑,可以舉出鑭系元素的鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦等。
作為構成半導體層的氧化物半導體,例如可以使用In-Ga-Zn類氧化物、In-Al-Zn類氧化物、In-Sn-Zn類氧化物、In-Hf-Zn類氧化物、In-La-Zn類氧化物、In-Ce-Zn類氧化物、In-Pr-Zn類氧化物、In-Nd-Zn類氧化物、In-Sm-Zn類氧化物、In-Eu-Zn類氧化物、In-Gd-Zn類氧化物、In-Tb-Zn類氧化物、In-Dy-Zn類氧化物、In-Ho-Zn類氧化物、In-Er-Zn類氧化物、In-Tm-Zn類氧化物、In-Yb-Zn類氧化物、In-Lu-Zn類氧化物、In-Sn-Ga-Zn類氧化物、In-Hf-Ga-Zn類氧化物、In-Al-Ga-Zn類氧化物、In-Sn-Al-Zn類氧化物、In-Sn-Hf-Zn類氧化物、In-Hf-Al-Zn類氧化物。
注意,在此,In-Ga-Zn類氧化物是指作為主要成分具有In、Ga和Zn的氧化物,對In、Ga、Zn的比例沒有限制。此外,也可以包含In、Ga、Zn以外的金屬元素。
另外,半導體層和導電層也可以具有上述氧化物中的相同的金屬元素。藉由使半導體層和導電層具有相同的金屬元素,可以降低製造成本。例如,藉由使用由相同的金屬組成的金屬氧化物靶材,可以降低製造成本。另外,也可以共同使用對半導體層和導電層進行加工時的蝕刻氣體或蝕刻劑。然而,即使半導體層和導電層具有相同的金屬元素,有時其組成也互不相同。例如,在電晶體及電容器的製程中,有時膜中的金屬元素脫離而成為不同的金屬組成。
構成半導體層的氧化物半導體的能隙較佳為2eV以上,較佳為2.5eV以上,更佳為3eV以上。如此,藉由使用能隙寬的氧化物半導體,可以減少電晶體的關態電流。
當構成半導體層的氧化物半導體為In-M-Zn氧化物時,較佳為用來形成In-M-Zn氧化物膜的濺射靶材的金屬元素的原子數比滿足InM及ZnM。這種濺射靶材的金屬元素的原子數比較佳為In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=3:1:2、4:2:4.1等。注意,所形成的半導體層的原子數比分別包含上述濺射靶材中的金屬元素的原子數比的±40%的範圍內的誤差。
作為半導體層,可以使用載子密度低的氧化物半導體膜。例如,作為半導體層可以使用載子密度為1×1017/cm3以下,較佳為1×1015/cm3以下,更佳為1×1013/cm3以下,進一步較佳為1×1011/cm3以下,更進一步較佳為小於1×1010/cm3,1×10-9/cm3以上的氧化物半導體。將這樣的氧化物半導體稱為高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體。由此,因為雜質濃度及缺陷能階密度低,可以說是具有穩定的特性的氧化物半導體。
注意,本發明不侷限於上述記載,可以根據所需的電晶體的半導體特性及電特性(場效移動率、臨界電壓等)來使用具有適當的組成的材料。另外,較佳為適當地設定半導體層的載子密度、雜質濃度、缺陷密度、金屬元素與氧的原子數比、原子間距離、密度等,以得到所需的電晶體的半導體特性。
另外,當構成半導體層的氧化物半導體包含第14族元素之一的矽或碳時,半導體層中的氧缺陷增加,會使該半導體層變為n型。因此,將半導體層中的矽或碳的濃度(藉由二次離子質譜分析法測得的濃度)設定為2×1018atoms/cm3以下,較佳為2×1017atoms/cm3以下。
另外,有時當鹼金屬及鹼土金屬與氧化物半導體鍵合時生成載子,而使電晶體的關態電流增大。因此,將藉由二次離子質譜分析法測得的半導體層的鹼金屬或鹼土金屬的濃度設定為1×1018atoms/cm3以下,較佳為2×1016atoms/cm3以下。
另外,當構成半導體層的氧化物半導體含有氮時生成作為載子的電子,載子密度增加而容易n型化。其結果,使用具有含有氮的氧化物半導體的電晶體容易變為常開特性。因此,利用二次離子質譜分析法測得的半 導體層的氮濃度較佳為5×1018atoms/cm3以下。
另外,半導體層例如也可以具有非單晶結構。非單晶結構例如包括CAAC-OS(C-Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor或者C-Axis Aligned and A-B-plane Anchored Crystalline Oxide Semiconductor)、多晶結構、微晶結構或非晶結構。在非單晶結構中,非晶結構的缺陷態密度最高,而CAAC-OS的缺陷態密度最低。
非晶結構的氧化物半導體膜例如具有無秩序的原子排列且不具有結晶成分。或者,非晶結構的氧化物膜例如是完全的非晶結構且不具有結晶部。
此外,半導體層也可以為具有非晶結構的區域、微晶結構的區域、多晶結構的區域、CAAC-OS的區域和單晶結構的區域中的兩種以上的混合膜。混合膜有時例如具有包括上述區域中的兩種以上的區域的單層結構或疊層結構。
或者,較佳為將矽用於形成有電晶體的通道的半導體。作為矽可以使用非晶矽,尤其較佳為使用具有結晶性的矽。例如,較佳為使用微晶矽、多晶矽、單晶矽等。尤其是,多晶矽與單晶矽相比能夠在低溫下形成,並且其場效移動率比非晶矽高,所以多晶矽的可靠性高。藉由將這樣的多晶半導體用於像素可以提高像素的開口率。另外,即使在實現具有極高解析度的顯示部的情況下,也能夠將閘極驅動電路及源極驅動電路與像素形成在同一基板上,從而能夠減少構成電子裝置的構件數量。
本實施方式所例示的底閘極結構的電晶體由於能夠減少製程,所以是較佳的。此外,此時藉由使用非晶矽,與多晶矽相比可以在更低的溫度下形成,因此作為半導體層下方的佈線或電極的材料及基板材料,可以使用耐熱性低的材料,由此可以擴大材料的選擇範圍。例如,可以適當地使用極大面積的玻璃基板等。另一方面,頂閘極型電晶體容易自對準地形成雜質區域,從而可以減少特性的不均勻等,所以是較佳的。此時,尤其較佳為使用多晶矽或單晶矽等。
[導電層]
作為可用於電晶體的閘極、源極及汲極和構成顯示裝置的各種佈線及電極等導電層的材料,可以舉出鋁、鈦、鉻、鎳、銅、釔、鋯、鉬、銀、鉭或鎢等金屬或者以上述金屬為主要成分的合金等。另外,可以以單層或疊層結構使用包含這些材料的膜。例如,可以舉出包含矽的鋁膜的單層結構、在鈦膜上層疊鋁膜的兩層結構、在鎢膜上層疊鋁膜的兩層結構、在銅-鎂-鋁合金膜上層疊銅膜的兩層結構、在鈦膜上層疊銅膜的兩層結構、在鎢膜上層疊銅膜的兩層結構、依次層疊鈦膜或氮化鈦膜、鋁膜或銅膜以及鈦膜或氮化鈦膜的三層結構、以及依次層疊鉬膜或氮化鉬膜、鋁膜或銅膜以及鉬膜或氮化鉬膜的三層結構等。另外,可以使用氧化銦、氧化錫或氧化鋅等氧化物。另外,藉由使用包含錳的銅,可以提高蝕刻時的形狀的控制性,所以是較佳的。
另外,作為透光性導電材料,可以使用氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加鎵的氧化鋅等導電氧化物或石墨烯。或者,可以使用金、銀、鉑、鎂、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀或鈦等金屬材料、包含該金屬材料的合金材料。或者,還可以使用該金屬材料的氮化物(例如,氮化鈦)等。另外,當使用金屬材料、合金材料(或者它們的氮化物)時,將其形成得薄到具有透光性,即可。此外,可以將上述材料的疊層膜用作導電層。例如,藉由使用銀和鎂的合金與銦錫氧化物的疊層膜等,可以提高導電性,所以是較佳的。上述材料也可以用於構成顯示裝置的各種佈線及電極等的導電層、顯示元件所包括的導電層(被用作像素電極及共用電極的導電層)。
[絕緣層]
作為可用於各絕緣層的絕緣材料,例如可以使用丙烯酸樹脂或環氧樹脂等樹脂、具有矽氧烷鍵的樹脂、無機絕緣材料如氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化矽或氧化鋁等。
另外,發光元件較佳為設置於一對透水性低的絕緣膜之間。由此,能夠抑制水等雜質進入發光元件,從而能夠抑制裝置的可靠性下降。
作為透水性低的絕緣膜,可以舉出氮化矽膜、氮氧化矽膜等含有氮及矽的膜以及氮化鋁膜等含有氮及鋁的膜等。另外,也可以使用氧化矽膜、 氧氮化矽膜以及氧化鋁膜等。
例如,將透水性低的絕緣膜的水蒸氣透過量設定為1×10-5[g/(m2.day)]以下,較佳為1×10-6[g/(m2.day)]以下,更佳為1×10-7[g/(m2.day)]以下,進一步較佳為1×10-8[g/(m2.day)]以下。
[液晶元件]
作為液晶元件,可以採用使用VA(Vertical Alignment:垂直配向)模式的元件。作為垂直配向模式,可以使用MVA(Multi-Domain Vertical Alignment:多象限垂直配向)模式、PVA(Patterned Vertical Alignment:垂直配向構型)模式、ASV(Advanced Super View:高級超視覺)模式等。
另外,作為液晶元件,可以採用使用各種模式的液晶元件。例如,除了VA(Vertical Alignment:垂直配向)模式以外,可以使用TN(Twisted Nematic:扭曲向列)模式、IPS(In-Plane-Switching:平面切換)模式、FFS(Fringe Field Switching:邊緣電場切換)模式;ASM(Axially Symmetric Aligned Micro-cell:軸對稱排列微單元)模式、OCB(Optically Compensated Birefringence:光學補償彎曲)模式、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal:鐵電性液晶)模式、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal:反鐵電液晶)模式等的液晶元件。
另外,液晶元件是利用液晶的光學調變作用來控制光的透過或非透過的元件。液晶的光學調變作用由施加到液晶的電場(包括橫向電場、縱向電場或傾斜方向電場)控制。作為用於液晶元件的液晶可以使用熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶(PDLC:Polymer Dispersed Liquid Crystal:聚合物分散液晶)、鐵電性液晶、反鐵電液晶等。這些液晶材料根據條件呈現出膽固醇相、層列相、立方相、手向列相、各向同性相等。
另外,作為液晶材料,可以使用正型液晶和負型液晶中的任一種,根據所適用的模式或設計採用適當的液晶材料即可。
另外,為了控制液晶的配向,可以設置配向膜。在採用橫向電場方式 的情況下,也可以使用不使用配向膜的呈現藍相的液晶。藍相是液晶相的一種,是指當使膽固醇液晶的溫度上升時即將從膽固醇相轉變到各向同性相之前出現的相。因為藍相只在窄的溫度範圍內出現,所以將其中混合了幾wt%以上的手性試劑的液晶組合物用於液晶層,以擴大溫度範圍。包含呈現藍相的液晶和手性試劑的液晶組成物的回應速度快,並且其具有光學各向同性。此外,包含呈現藍相的液晶和手性試劑的液晶組成物不需要配向處理,並且視角依賴性小。另外,由於不需要設置配向膜而不需要摩擦處理,因此可以防止由於摩擦處理而引起的靜電破壞,並可以降低製程中的液晶顯示裝置的不良、破損。
另外,作為液晶元件,可以採用透射式液晶元件、反射式液晶元件或半透射式液晶元件。
在本發明的一個實施方式中,尤其可以採用反射式液晶元件。
當採用透射式液晶元件或半透射式液晶元件時,以夾著一對基板的方式設置兩個偏光板。另外,在一個偏光板的外側設置背光源。背光源可以是直下型背光源,也可以是邊緣照明型背光源。當使用具備LED的直下型背光源時,容易進行局部調光(local dimming)處理,由此可以提高對比,所以是較佳的。另外,當使用邊緣照明型背光源時,可以將包括背光源的模組形成得較薄,所以是較佳的。
當採用反射式液晶元件時,將偏光板設置在顯示面一側。此外,當在顯示面一側另外設置光擴散板時,可以提高可見度,所以是較佳的。
[發光元件]
作為發光元件,可以使用能夠進行自發光的元件,並且在其範疇內包括由電流或電壓控制亮度的元件。例如,可以使用發光二極體(LED)、有機EL元件以及無機EL元件等。
發光元件有頂部發射結構、底部發射結構或雙面發射結構等。作為提取光一側的電極使用使可見光透過的導電膜。另外,作為不提取光一側的電極較佳為使用反射可見光的導電膜。
在本發明的一個實施方式中,尤其可以採用具有底部發射結構的發光元件。
EL層至少包括發光層。作為發光層以外的層,EL層可以還包括包含電洞注入性高的物質、電洞傳輸性高的物質、電洞阻擋材料、電子傳輸性高的物質、電子注入性高的物質或雙極性物質(電子傳輸性及電洞傳輸性高的物質)等的層。
EL層可以使用低分子化合物或高分子化合物,還可以包含無機化合物。構成EL層的層分別可以藉由蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等方法形成。
當在陰極與陽極之間施加高於發光元件的臨界電壓的電壓時,電洞從陽極一側注入到EL層中,而電子從陰極一側注入到EL層中。被注入的電子和電洞在EL層中複合,由此,包含在EL層中的發光物質發射光。
當作為發光元件使用白色發光的發光元件時,較佳為使EL層包含兩種以上的發光物質。例如藉由以使兩個以上的發光物質的各發光成為互補色關係的方式選擇發光物質,可以獲得白色發光。例如,較佳為包含如下發光物質中的兩個以上:各呈現R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)、Y(黃色)、O(橙色)等發光的發光物質及呈現包含R、G、B中的兩種以上的顏色的光譜成分的發光的發光物質。另外,較佳為使用來自發光元件的發光的光譜在可見光區域的波長(例如350nm至750nm)的範圍內具有兩個以上的峰值的發光元件。另外,在黃色的波長範圍中具有峰值的材料的發射光譜較佳為在綠色及紅色的波長範圍具有光譜成分的材料。
EL層較佳為採用疊層結構,該疊層包括包含發射一種顏色的光的發光材料的發光層與包含發射其他顏色的光的發光材料的發光層。例如,EL層中的多個發光層既可以互相接觸而層疊,也可以隔著不包含任何發光材料的區域層疊。例如,可以在螢光發光層與磷光發光層之間設置如下區域:包含與該螢光發光層或磷光發光層相同的材料(例如主體材料、輔助材料),並且不包含任何發光材料的區域。由此,發光元件的製造變得容易, 另外,驅動電壓得到降低。
另外,發光元件既可以是包括一個EL層的單元件,又可以是隔著電荷產生層層疊有多個EL層的串聯元件。
作為使可見光透過的導電膜,例如可以使用氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加有鎵的氧化鋅等形成。另外,也可以藉由將金、銀、鉑、鎂、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀或鈦等金屬材料、包含這些金屬材料的合金或這些金屬材料的氮化物(例如,氮化鈦)等形成得薄到具有透光性來使用。此外,可以使用上述材料的疊層膜作為導電層。例如,當使用銀和鎂的合金與銦錫氧化物的疊層膜等時,可以提高導電性,所以是較佳的。另外,也可以使用石墨烯等。
作為反射可見光的導電膜,例如可以使用鋁、金、鉑、銀、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅或鈀等金屬材料或包含這些金屬材料的合金。另外,也可以在上述金屬材料或合金中添加有鑭、釹或鍺等。此外,也可以使用包含鈦、鎳或釹及鋁的合金(鋁合金)。另外,也可以使用包含銅、鈀、鎂與銀的合金。包含銀和銅的合金具有高耐熱性,所以是較佳的。並且,藉由以與鋁膜或鋁合金膜接觸的方式層疊金屬膜或金屬氧化物膜,可以抑制氧化。作為這種金屬膜、金屬氧化物膜的材料,可以舉出鈦、氧化鈦等。另外,也可以層疊上述使可見光透過的導電膜與由金屬材料構成的膜。例如,可以使用銀與銦錫氧化物的疊層膜、銀和鎂的合金與銦錫氧化物的疊層膜等。
各電極可以藉由利用蒸鍍法或濺射法形成。除此之外,也可以藉由利用噴墨法等噴出法、網版印刷法等印刷法、或者鍍法形成。
另外,上述發光層以及包含電洞注入性高的物質、電洞傳輸性高的物質、電子傳輸性高的物質、電子注入性高的物質、雙極性物質等的層可以分別包含量子點等的無機化合物或高分子化合物(低聚物、枝狀聚合物或聚合物等)。例如,藉由將量子點用於發光層,也可以將其用作發光材料。
作為量子點材料,可以使用膠狀量子點材料、合金型量子點材料、核 殼(Core Shell)型量子點材料、核型量子點材料等。另外,也可以使用包含第12族和第16族、第13族和第15族、第14族和第16族的元素組的材料。或者,可以使用包含鎘、硒、鋅、硫、磷、銦、碲、鉛、鎵、砷、鋁等元素的量子點材料。
[黏合層]
作為各黏合層,可以使用紫外線固化黏合劑等光固化黏合劑、反應固化黏合劑、熱固性黏合劑、厭氧黏合劑等各種固化黏合劑。作為這些黏合劑,可以舉出環氧樹脂、丙烯酸樹脂、矽酮樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺樹脂、醯亞胺樹脂、PVC(聚氯乙烯)樹脂、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)樹脂、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)樹脂等。尤其較佳為使用環氧樹脂等透濕性低的材料。另外,也可以使用兩液混合型樹脂。此外,也可以使用黏合薄片等。
另外,在上述樹脂中也可以包含乾燥劑。例如,可以使用鹼土金屬的氧化物(氧化鈣或氧化鋇等)那樣的藉由化學吸附來吸附水分的物質。或者,也可以使用沸石或矽膠等藉由物理吸附來吸附水分的物質。當在樹脂中包含乾燥劑時,能夠抑制水分等雜質進入元件,從而提高顯示面板的可靠性,所以是較佳的。
此外,藉由在上述樹脂中混合折射率高的填料或光散射構件,可以提高光提取效率。例如,可以使用氧化鈦、氧化鋇、沸石、鋯等。
[連接層]
作為連接層,可以使用異方性導電膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)、異方性導電膏(ACP:Anisotropic Conductive Paste)等。
[彩色層]
作為能夠用於彩色層的材料,可以舉出金屬材料、樹脂材料、包含顏料或染料的樹脂材料等。
[遮光層]
作為能夠用於遮光層的材料,可以舉出碳黑、鈦黑、金屬、金屬氧化物或包含多個金屬氧化物的固溶體的複合氧化物等。遮光層也可以為包含 樹脂材料的膜或包含金屬等無機材料的薄膜。另外,也可以對遮光層使用包含彩色層的材料的膜的疊層膜。例如,可以採用包含用於使某個顏色的光透過的彩色層的材料的膜與包含用於使其他顏色的光透過的彩色層的材料的膜的疊層結構。藉由使彩色層與遮光層的材料相同,除了可以使用相同的裝置以外,還可以簡化製程,因此是較佳的。
以上是關於各組件的說明。
[製造方法的例子]
在此,對使用具有撓性的基板的顯示裝置的製造方法的例子進行說明。
在此,將包括顯示元件、電路、佈線、電極、彩色層及遮光層等光學構件以及絕緣層等的層總稱為元件層。例如,元件層包括顯示元件,除此以外還可以包括與顯示元件電連接的佈線、用於像素或電路的電晶體等元件。
另外,在此,將在顯示元件完成(製程結束)的階段中支撐元件層且具有撓性的構件稱為基板。例如,基板在其範圍中也包括其厚度為10nm以上且300μm以下的極薄的薄膜等。
作為在具有撓性且具備絕緣表面的基板上形成元件層的方法,典型地有如下兩種方法。一個方法是在基板上直接形成元件層的方法。另一個方法是在與基板不同的支撐基板上形成元件層之後分離元件層與支撐基板而將元件層轉置於基板的方法。另外,在此沒有詳細的說明,但是除了上述兩個方法以外,還有如下方法:在沒有撓性的基板上形成元件層,藉由拋光等使該基板變薄而使該基板具有撓性的方法。
當構成基板的材料對元件層的形成製程中的加熱具有耐熱性時,若在基板上直接形成元件層,則可使製程簡化,所以是較佳的。此時,若在將基板固定於支撐基板的狀態下形成元件層,則可使裝置內及裝置之間的傳送變得容易,所以是較佳的。
另外,當採用在將元件層形成在支撐基板上後將其轉置於基板的方法 時,首先在支撐基板上層疊剝離層和絕緣層,在該絕緣層上形成元件層。接著,將元件層與支撐基板之間進行剝離並將元件層轉置於基板。此時,選擇在支撐基板與剝離層的介面、剝離層與絕緣層的介面或剝離層中發生剝離的材料即可。在上述方法中,藉由將高耐熱性材料用於支撐基板及剝離層,可以提高形成元件層時所施加的溫度的上限,從而可以形成包括更高可靠性的元件的元件層,所以是較佳的。
例如,較佳的是,作為剝離層使用包含鎢等高熔點金屬材料的層與包含該金屬材料的氧化物的層的疊層,作為剝離層上的絕緣層使用層疊多個氧化矽層、氮化矽層、氧氮化矽層、氮氧化矽層等的層。注意,在本說明書中,“氧氮化物”是指在其組成中氧含量多於氮含量的材料,而“氮氧化物”是指在其組成中氮含量多於氧含量的材料。
作為元件層與支撐基板之間進行剝離的方法,例如可以舉出如下方法:施加機械力量的方法;對剝離層進行蝕刻的方法;使液體滲透到剝離介面的方法;等。另外,可以藉由利用形成剝離介面的兩層的熱膨脹率的差異,進行加熱或冷卻而進行剝離。
另外,當能夠在支撐基板與絕緣層的介面進行剝離時,可以不設置剝離層。
例如,也可以作為支撐基板使用玻璃,作為絕緣層使用聚醯亞胺等有機樹脂。此時,也可以藉由使用雷射等對有機樹脂的一部分局部性地進行加熱,或者藉由使用銳利的構件物理性地切斷或打穿有機樹脂的一部分等來形成剝離的起點,由此在玻璃與有機樹脂的介面進行剝離。
另外,也可以在支撐基板與由有機樹脂構成的絕緣層之間設置發熱層,藉由對該發熱層進行加熱,由此在該發熱層與絕緣層的介面進行剝離。作為發熱層,可以使用藉由電流流過發熱的材料、藉由吸收光發熱的材料、藉由施加磁場發熱的材料等各種材料。例如,作為發熱層的材料,可以選自半導體、金屬及絕緣體中。
在上述方法中,可以在進行剝離之後將由有機樹脂構成的絕緣層用作 基板。
以上是對撓性顯示裝置的製造方法的說明。
[結構實例3]
下面,參照圖式說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的具體結構實例。
[剖面結構實例3-1]
圖16是下面例示出的顯示裝置的剖面示意圖。在圖16中示出圖1A中的包括FPC42的區域、包括電路34的區域、包括顯示部32的區域等的剖面的一個例子。
使用黏合層141將基板21與基板31貼合。在由基板21、基板31以及黏合層141包圍的區域中密封有液晶112。在基板31的外側的面上具有偏光板130。
在圖16中,液晶元件40由導電層111、導電層113的一部分以及夾在它們間的液晶112構成。另外,在液晶112與導電層111之間設置有配向膜133a,在液晶112與導電層113之間設置有配向膜133b。
另外,在基板21與基板31之間的液晶112中分散有單體13。另外,在基板21與基板31之間設置有分隔壁11。
另外,雖然未圖示,但是可以在偏光板130的外側設置前光源。作為前光源,較佳為使用邊緣照明型前光源。當使用具備LED的前光源時,可以降低功耗,所以是較佳的。
對基板31設置有彩色層131、遮光層132、絕緣層121及用作液晶元件40的共用電極的導電層113、配向膜133b等。
在基板21上設置有用作液晶元件40的像素電極的導電層111、配向膜133a、電晶體201、電晶體202、電容器203、連接部204及佈線35等。電 晶體201例如對應於上述電晶體70。
在基板21上設置有絕緣層211、絕緣層212、絕緣層213、絕緣層214等絕緣層。絕緣層211的一部分被用作各電晶體的閘極絕緣層,其他的一部分被用作電容器203的電介質。絕緣層212、絕緣層213及絕緣層214以覆蓋各電晶體及電容器203等的方式設置。絕緣層214具有平坦化層的功能。此外,這裡示出作為覆蓋電晶體等的絕緣層包括絕緣層212、絕緣層213及絕緣層214的三層的情況,但是絕緣層不侷限於此,也可以為四層以上、單層或兩層。如果不需要,則可以不設置用作平坦化層的絕緣層214。
另外,電晶體201及電晶體202包括其一部分用作閘極的導電層221、其一部分用作源極或汲極的導電層222、半導體層231。在此,對經過同一導電膜的加工而得到的多個層附有相同的陰影圖案。
在此,在電晶體202的一對導電層222中,不與導電層111電連接的導電層222也可以被用作信號線的一部分。用作電晶體202的閘極的導電層221也可以被用作掃描線的一部分。
在圖16中,作為顯示部32的例子,示出包括兩個像素(子像素)的剖面。例如,一個子像素包括電晶體202、電容器203、液晶元件40及彩色層131。例如,藉由選擇性地形成彩色層131,並且排列呈現紅色的子像素、呈現綠色的子像素、呈現藍色的子像素,可以進行全彩色顯示。
在圖16中,作為電路34的例子,示出設置有電晶體201的例子。
在圖16中,雖然示出在電晶體201及電晶體202中設置一個閘極電極的例子,但是也可以採用由兩個閘極電極夾著形成有通道的半導體層231的結構。藉由採用這種結構,可以控制電晶體的臨界電壓。此時,也可以連接兩個閘極,並藉由對該兩個閘極供應同一信號來驅動電晶體。與其他電晶體相比,這種電晶體能夠提高場效移動率,而可以增大通態電流(on-state current)。其結果是,可以製造能夠高速驅動的電路。再者能夠縮小電路部的佔有面積。藉由使用通態電流大的電晶體,即使在使顯示裝置大型化或高清晰化時佈線數增多,也可以降低各佈線的信號延遲,並 且可以抑制顯示的不均勻。
電路34所包括的電晶體與顯示部32所包括的電晶體也可以具有相同的結構。此外,電路34所包括的多個電晶體可以都具有相同的結構或不同的結構。另外,顯示部32所包括的多個電晶體可以都具有相同的結構或不同的結構。
覆蓋各電晶體的絕緣層212和絕緣層213中的至少一個較佳為使用水或氫等雜質不容易擴散的材料。亦即,可以將絕緣層212或絕緣層213用作障壁膜。藉由採用這種結構,可以有效地抑制雜質從外部擴散到電晶體中,從而能夠實現可靠性高的顯示裝置。
在絕緣層214上設置有導電層111。導電層111藉由形成在絕緣層214、絕緣層213、絕緣層212等中的開口與電晶體202的源極和汲極中的一個電連接。另外,導電層111與電容器203的一個電極電連接。
在基板31一側設置有覆蓋彩色層131、遮光層132的絕緣層121。絕緣層121可以具有平坦化層的功能。藉由使用絕緣層121可以使導電層113的表面大致平坦,可以使液晶112的配向狀態成為均勻。
另外,在圖16中,分隔壁11與相鄰的兩個導電層111之間的區域重疊。另外,分隔壁11與配向膜133a、配向膜133b、導電層113等重疊。另外,分隔壁11不與導電層221及導電層222重疊。
在液晶元件40中,導電層111具有反射可見光的功能,導電層113具有使可見光透過的功能。來自基板31一側的光由偏光板130產生偏振,經過導電層113及液晶112而被導電層111反射。然後再度經過液晶112及導電層113而到達偏光板130。此時,可以由施加到導電層111與導電層113之間的電壓控制液晶112的配向,由此控制光的光學調變。就是說,可以控制經過偏光板130射出的光的強度。另外,因為入射的光的指定波長區域以外的光被彩色層131吸收,因此所提取的光成為例如呈現紅色的光。
在此,作為偏光板130可以使用直線偏光板,也可以使用圓偏光板。 作為圓偏光板,例如可以使用將直線偏光板和四分之一波相位差板層疊而成的偏光板。由此,能夠抑制外光的反射。另外,藉由根據偏光板130的種類調整用於液晶元件40的液晶元件的單元間隙、配向及驅動電壓等,來實現所希望的對比度即可。
導電層113在基板31的端部附近藉由連接器243與設置在基板21一側的導電層電連接。由此,可以從配置在基板21一側的FPC或IC等向導電層113供應電位或信號。
例如,連接器243可以使用導電粒子。作為導電粒子,可以採用表面覆蓋有金屬材料的有機樹脂或二氧化矽等的粒子。作為金屬材料,較佳為使用鎳或金,因為其可以降低接觸電阻。另外,較佳為使用如在鎳上還覆蓋有金等以層狀覆蓋有兩種以上的金屬材料的粒子。另外,連接器243較佳為採用能夠彈性變形或塑性變形的材料。此時,有時導電粒子的連接器243成為圖16所示那樣的在縱向上被壓扁的形狀。藉由具有該形狀,可以增大連接器243與電連接於該連接器的導電層的接觸面積,從而可以降低接觸電阻並抑制接觸不良等問題發生。
連接器243較佳為以由黏合層141覆蓋的方式配置。例如,在塗佈成為黏合層141的膏料等之後,在黏合層141上配置連接器243即可。
在離基板21的端部近的區域設置有連接部204。連接部204藉由連接層242與FPC42電連接。在圖16所示的結構中,示出藉由層疊佈線35的一部分及對與導電層111同一導電膜進行加工而得到的導電層來構成連接部204的例子。
以上是對剖面結構實例3-1的說明。
[剖面結構實例3-2]
下面,說明使用與上述剖面結構實例3-1不同模式的液晶元件的顯示裝置的剖面結構實例。在此,對適用能夠採用橫向電場方式驅動的液晶元件的例子進行說明。例如,可以利用以初期配向為垂直配向而藉由施加橫向電場其配向變化的液晶元件。
圖17示出使用採用FFS模式的液晶元件作為液晶元件40的例子。液晶元件40包括形成在基板21一側的導電層111及導電層113。
以覆蓋導電層111及絕緣層214的方式設置有絕緣層215,在絕緣層215上設置有導電層113。
導電層113具有梳齒形的頂面形狀或設有狹縫的頂面形狀。導電層113與導電層111重疊。另外,在重疊於彩色層131的區域中存在在導電層111上沒有配置導電層113的部分。
圖17示出如下例子:具有梳齒形的頂面形狀或設有狹縫的頂面形狀的導電層113設置在絕緣層215的上面,並且導電層111設置在絕緣層215的下面。另外,也可以將導電層111設置在絕緣層215的上面,將導電層113設置在絕緣層215的下面。此時,設置在絕緣層215的上面的導電層111較佳為具有梳齒形的頂面形狀或設有狹縫的頂面形狀。另外,此時,導電層111可以藉由形成在絕緣層215及絕緣層214等中的開口與電晶體202的源極和汲極中的一個電連接。
另外,如圖17所示,導電層111隔著絕緣層215與導電層113層疊,由這些層形成有電容器。由此,可以採用沒有設置圖16所示的電容器203的結構。
在圖17中,作為導電層111使用反射可見光的導電材料。另外,設置得比導電層111更靠近顯示面一側的導電層113可以使用反射可見光或使可見光透過的導電材料。另外,當調換導電層111的位置和導電層113的位置時,藉由將反射可見光的導電層材料用於下方的導電層,可以提高開口率。
以上是對剖面結構實例3-2的說明。
[剖面結構實例3-3]
下面,作為本發明的一個實施方式的顯示裝置的例子說明包括觸控感 測器的顯示面板的結構實例。
圖18是以下例示出的顯示裝置的剖面示意圖。
在基板31的基板21一側依次層疊有絕緣層161、絕緣層162及絕緣層163。在絕緣層161與絕緣層162之間設置有導電層151及導電層152,在絕緣層162與絕緣層163之間設置有導電層153。另外,在絕緣層163的基板21一側設置有遮光層132、彩色層131等。
導電層151及導電層152都被用作構成靜電電容式觸控感測器的佈線。
圖18示出導電層151與導電層152的交叉部。導電層153藉由形成在絕緣層162中的開口與夾著導電層152的兩個導電層151電連接。
導電層151與導電層152在顯示部中設置於與遮光層132重疊的位置。另外,圖18示出以不與液晶元件40重疊的方式設置有導電層151的例子。換句話說,導電層151為包括與液晶元件40重疊的開口的網格狀。藉由採用上述結構,從外部入射由液晶元件40反射而再度射出到外部的光的通路上沒有配置導電層151,因此實質上不產生由導電層151的配置所導致的亮度的降低,從而可以實現高可見度及低功耗的顯示裝置。此外,導電層152及導電層153也可以具有與此相同的結構。
另外,導電層151、導電層152及導電層153不與液晶元件40重疊,因此它們可以使用較低電阻的金屬材料。由此,與導電層151、導電層152及導電層153使用透光性導電材料的情況相比,可以提高觸控感測器的敏感度。
另外,圖18示出將遮光層135設置得比導電層151、導電層152(及導電層153)更靠近基板31一側的例子,其中該遮光層135與它們重疊。即使導電層151等使用金屬材料,也可以使用遮光層135抑制由導電層151、導電層152的外光的反射,因此可以實現更高可見度的觸控感測器另外,在此示出設置有遮光層132及遮光層135的兩個遮光層的例子,也可以採用配置兩個遮光層中的任一個的結構。
另外,也可以在基板31上沒有設置偏光板130,並使用基板31作為指頭或觸控筆等被檢測體直接接觸的基板。此時,較佳為在基板31上設置保護層(陶瓷塗層等)。作為保護層,例如可以使用氧化矽、氧化鋁、氧化釔、釔安定氧化鋯(YSZ)等無機絕緣材料。此外,基板31也可以使用強化玻璃。可以使用藉由離子交換法或風冷強化法等被施加物理或化學處理,並且其表面被施加壓應力的強化玻璃。藉由在強化玻璃的一個面設置觸控感測器,將與此相反的面例如設置在電子裝置的最外表面來用作觸摸面,可以將設備整體形成得較薄。
如圖18所示,藉由將液晶元件40、多個電晶體及構成觸控感測器的導電層等配置在基板21與基板31之間,可以實現構件數量得到減少的觸控面板。可以將這些結構稱為In-cell型觸控面板。
另外,被用作觸控面板的顯示裝置的結構不侷限於此,例如也可以將設置有構成觸控感測器的導電層等的基板與圖16等所示的顯示裝置重疊而構成觸控面板。
以上是對剖面結構實例3-3的說明。
[剖面結構實例3-4]
圖19示出將構成觸控感測器的導電層151、導電層152等形成在基板31的與基板21相反的一側的例子。可以將這些結構稱為On-cell型觸控面板。
在基板31上形成有導電層151、導電層152等,以覆蓋它們的方式設置有絕緣層163。導電層153配置在絕緣層163上。
基板170是被用作觸摸面的基板,例如具有將顯示裝置組裝於電子裝置時的外殼的一部分或保護玻璃等的功能。使用黏合層165將基板170與基板31貼合在一起。
在此,圖19示出導電層151設置在與遮光層132重疊的區域以及與液 晶元件40、彩色層131等重疊的區域中的例子。此時,導電層151可以使用使可見光透過的材料。例如,導電層151可以使用包含金屬氧化物的膜、包含石墨烯的膜或包含金屬或合金且薄到使可見光透過的程度的膜等。導電層152也是同樣的。另外,導電層153也可以使用同樣的使可見光透過的材料,但是在導電層153與遮光層132重疊而配置的情況或者導電層153的面積極小的情況下,可以使用金屬或合金等遮住可見光的材料。
以上是對剖面結構實例3-4的說明。
[結構實例4]
下面,對結構實例2中例示出的顯示裝置的更具體的剖面結構實例進行說明,該顯示裝置包括反射式液晶元件及發光元件的兩種元件且能夠以透射模式和反射模式的兩種模式進行顯示。
[剖面結構實例4-1]
圖20示出下面例示出的顯示裝置的剖面示意圖。圖20所示的顯示裝置對應於圖10A中例示出的顯示裝置。
顯示裝置在基板21與基板31之間包括絕緣層220。另外,在基板21與絕緣層220之間包括發光元件60、電晶體205、電晶體206及彩色層134等。另外,在絕緣層220與基板31之間包括液晶元件40、彩色層131、分隔壁11等。另外,基板31隔著黏合層141與絕緣層220黏合,基板21隔著黏合層142與絕緣層220黏合。
液晶元件40是反射式液晶元件。液晶元件40包括層疊有導電層111a、液晶112及導電層113的疊層結構。另外,設置有與導電層111a的基板21一側接觸的反射可見光的導電層111b。導電層111b包括開口251。另外,導電層111a及導電層113包含使可見光透過的材料。
發光元件60是底部發射型發光元件。發光元件60具有從絕緣層220一側依次層疊有導電層191、EL層192及導電層193b的結構。另外,設置有覆蓋導電層193b的導電層193a。導電層193b包含反射可見光的材料,導電層191及導電層193a包含使可見光透過的材料。發光元件60所發射 的光經過彩色層134、絕緣層220、開口251及導電層113等射出到基板31一側。
在覆蓋導電層191的端部的絕緣層216上設置有絕緣層217。絕緣層217具有抑制絕緣層220與基板21之間的距離過近的間隙物的功能。另外,當使用遮蔽遮罩(金屬遮罩)形成EL層192及導電層193a時,絕緣層217可以具有抑制該遮蔽遮罩接觸於被形成面的功能。另外,如果不需要則可以不設置絕緣層217。
電晶體205的源極和汲極中的一個藉由導電層224與發光元件60的導電層191電連接。
電晶體206的源極和汲極中的另一個藉由連接部207與導電層111b電連接。導電層111a與導電層111b接觸,它們彼此電連接。在此,連接部207是使設置在絕緣層220的雙面上的導電層藉由形成在絕緣層220中的開口彼此電連接的部分。
在基板21的不與基板31重疊的區域中設置有連接部204。連接部204具有與連接部207相同的結構。在連接部204的頂面上露出對與導電層111a同一的導電膜進行加工來獲得的導電層。因此,藉由連接層242可以使連接部204與FPC42電連接。
在設置有黏合層141的一部分的區域中設置有連接部252。在連接部252中,藉由連接器243使對與導電層111a同一的導電膜進行加工來獲得的導電層和導電層113的一部分電連接。由此,可以將從連接於基板21一側的FPC42輸入的信號或電位藉由連接部252供應到形成在基板31一側的導電層113。
以上是對剖面結構實例4-1的說明。
[剖面結構實例4-2]
圖21示出下面例示出的顯示裝置的剖面示意圖。圖21所示的顯示裝置對應於圖13A中例示出的顯示裝置。
顯示裝置在基板21與基板31之間包括絕緣層220。另外,在基板21與絕緣層220之間包括發光元件60。另外,在絕緣層220與基板31之間包括液晶元件40、電晶體205、電晶體206、彩色層134、彩色層131、遮光層132及分隔壁11等。
圖21示出液晶元件40包括藉由導電層224與電晶體206電連接的導電層111b以及覆蓋該導電層111b的導電層111a的例子。
另外,在此示出分隔壁11與發光元件60重疊的例子。分隔壁11與彩色層134、彩色層131及導電層191等重疊。發光元件60所發射的光經過彩色層134、絕緣層220、開口251、分隔壁11及導電層113等射出到基板31一側。
以上是對剖面結構實例4-2的說明。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式2
下面,對可適用於本發明的一個實施方式的顯示裝置的輸入裝置(觸控感測器)及作為本發明的一個實施方式的顯示裝置的例子的輸入輸出裝置(觸控面板)等的結構實例進行說明。
在此,在本說明書等中,顯示裝置的一個實施方式的顯示面板是指能夠在顯示面顯示(輸出)影像等的面板。因此,顯示面板是輸出裝置的一個實施方式。
另外,在本說明書等中,有時將在顯示面板的基板上安裝有例如FPC(Flexible printed circuit:軟性印刷電路板)或TCP(Tape Carrier Package:捲帶式封裝)等連接器的結構或在基板上以COG(Chip On Glass:晶粒玻璃接合)方式等直接安裝IC(集成電路)的結構稱為顯示面板模組 或顯示模組,或者也簡單地稱為顯示面板等。
另外,在本說明書等中,觸控感測器是指能夠檢測出手指或觸控筆等被檢測體的接觸、被壓或靠近等的感測器。另外,也可以具有檢測其位置資訊的功能。因此,觸控感測器是輸入裝置的一個實施方式。
另外,在本說明書等中,有時將包括觸控感測器的基板稱為觸控感測器面板,或者簡單地稱為觸控感測器等。另外,在本說明書等中,有時將在觸控感測器面板的基板上安裝有例如FPC或TCP等連接器的結構或者在基板上以COG方式等安裝有IC的結構稱為觸控感測器面板模組、觸控感測器模組、感測器模組,或者簡單地稱為觸控感測器等。
注意,在本說明書等中,顯示裝置的一個實施方式的觸控面板具有如下功能:在顯示面顯示(輸出)影像等的功能;以及檢測出手指或觸控筆等被檢測體接觸、被壓或靠近顯示面的作為觸控感測器的功能。因此,觸控面板是輸入輸出裝置的一個實施方式。
觸控面板例如也可以稱為具有觸控感測器的顯示面板(或顯示裝置)、具有觸控感測器功能的顯示面板(或顯示裝置)。
觸控面板也可以包括顯示面板及觸控感測器面板。或者,也可以具有在顯示面板內部具有觸控感測器的功能的結構。
另外,在本說明書等中,有時將在觸控面板的基板上安裝有例如FPC或TCP等連接器的結構或者在基板上以COG方式等安裝有IC的結構稱為觸控面板模組、顯示模組,或者簡單地稱為觸控面板等。
[觸控感測器的結構實例]
下面,參照圖式對輸入裝置(觸控感測器)的結構實例進行說明。
圖22A示出輸入裝置150的俯視示意圖。輸入裝置150在基板160上包括多個導電層151、多個導電層152、多個佈線155以及多個佈線156。此外,在基板160上設置有電連接於多個導電層151及多個導電層152中 的每一個的FPC(Flexible Printed Circuit:軟性印刷電路板)157。此外,圖22A示出在FPC157上設置有IC158的例子。
圖22B示出圖22A中的以點劃線圍繞的區域的放大圖。導電層151具有多個菱形的電極圖案在紙面橫向方向上排列的形狀。排成一列的菱形的電極圖案彼此電連接。導電層152也同樣地具有多個菱形的電極圖案在紙面縱向方向上排列的形狀,且排成一列的菱形的電極圖案彼此電連接。導電層151與導電層152部分地重疊,相互交叉。該交叉部分夾有絕緣體以免導電層151與導電層152電短路。
如圖22C所示,具有菱形形狀的多個導電層152也可以藉由導電層153連接而構成。島狀導電層152在縱向方向上排列地配置,藉由導電層153相鄰的兩個導電層152電連接。藉由採用上述結構,可以對同一導電膜進行加工來一次性地形成導電層151及導電層152。由此,可以抑制這些導電層的膜厚度的偏差,而可以抑制各個電極的電阻值及光穿透率因所在位置的不同有偏差。這裡,導電層152具有導電層153,導電層151也可以具有導電層153。
如圖22D所示,也可以具有將圖22B所示的導電層151及導電層152的菱形的電極圖案的內側挖出,只殘留輪廓部的形狀。此時,在導電層151及導電層152的寬度窄到使用者看不到時,如後面所述導電層151及導電層152也可以使用金屬或合金等遮光材料形成。此外,圖22D所示的導電層151或導電層152也可以具有上述導電層153。
一個導電層151與一個佈線155電連接。此外,一個導電層152與一個佈線156電連接。這裡,導電層151和導電層152中的一個相當於上述行佈線,另一個相當於上述列佈線。
IC158是具有驅動觸控感測器的功能。因此,從IC158輸出的信號藉由佈線155或佈線156供應給導電層151或導電層152。此外,流過導電層151或導電層152的電流(或電位)藉由佈線155或佈線156輸入到IC158。
這裡,當以輸入裝置150與顯示面板的顯示面重疊的方式構成觸控面 板時,較佳為作為導電層151及導電層152使用透光性導電材料。此外,當作為導電層151及導電層152使用透光性導電材料且穿過導電層151或導電層152提取來自顯示面板的光時,較佳為在導電層151與導電層152之間配置包含同一導電材料的導電膜作為假圖案。像這樣,藉由使用假圖案填滿導電層151與導電層152之間的間隙的一部分,可以減少光穿透率的偏差。其結果是,可以減少透過輸入裝置150的光的亮度偏差。
作為透光性導電材料,可以使用氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加有鎵的氧化鋅等導電氧化物。另外,也可以使用包含石墨烯的膜。包含石墨烯的膜例如可以藉由使形成為膜狀的包含氧化石墨烯的膜還原而形成。作為還原方法,可以採用加熱等方法。
另外,可以使用減薄到可透光的厚度的金屬或合金。例如,可以使用金、銀、鉑、鎂、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀或鈦等金屬、包含該金屬的合金。或者,還可以使用該金屬或合金的氮化物(例如,氮化鈦)等。此外,也可以使用層疊包含上述材料的導電膜中的兩個以上的疊層膜。
此外,作為導電層151及導電層152也可以使用加工成細到使用者看不到程度的導電膜。例如,藉由將這種導電膜加工成格子狀(網孔狀),可以兼得高導電性及顯示裝置的高可見度。此時,較佳為導電膜具有寬度為30nm以上且100μm以下,較佳為50nm以上且50μm以下,更佳為50nm以上且20μm以下的部分。尤其是,具有10μm以下的圖案寬度的導電膜很難被使用者看見,所以是較佳的。
在圖23A至圖23D中作為一個例子示出放大導電層151的一部分或導電層152的一部分的情況的示意圖。圖23A示出使用格子狀的導電膜146時的例子。此時,藉由以顯示裝置所包括的顯示元件不與導電膜146重疊的方式配置導電膜146,不會遮斷來自該顯示元件的光,所以是較佳的。在此情況下,較佳的是,格子的方向與顯示元件的排列的方向一致,且格子的週期為顯示元件的排列的週期的整數倍。
圖23B示出以形成三角形的開口部的方式加工的格子狀的導電膜147的例子。藉由採用上述結構,與圖23A相比,可以進一步降低電阻。
如圖23C所示,也可以採用具有沒有週期性的圖案形狀的導電膜148。藉由採用上述結構,可以抑制在與顯示裝置的顯示部重疊時產生的莫列波紋(moiré)。
作為導電層151及導電層152也可以使用導電奈米線。圖23D示出使用奈米線149時的例子。藉由以適當的密度分散奈米線149以使相鄰的奈米線149彼此接觸,形成二維網狀,可以被用作透光性極高的導電膜。例如,可以使用直徑平均值為1nm以上且100nm以下,較佳為5nm以上且50nm以下,更佳為5nm以上且25nm以下的奈米線。作為奈米線149可以使用Ag奈米線、Cu奈米線、Al奈米線等金屬奈米線或碳奈米管等。例如,當使用Ag奈米線時,可以實現89%以上的光穿透率及40Ω/□以上且100Ω/□以下的片電阻值。
以上是對觸控感測器的結構實例的說明。
[觸控面板的結構實例]
下面,作為本發明的一個實施方式的顯示裝置的例子,參照圖式對觸控面板的結構實例進行說明。
圖24A是觸控面板100的透視示意圖。圖24B是將圖24A展開時的透視示意圖。注意,為了明確起見,圖24A及圖24B只示出典型組件。此外,在圖24B中,用虛線只示出基板31的輪廓。
觸控面板100包括設置有輸入裝置150的基板31及基板21,其中重疊地設置有基板31及基板21。基板21一側的結構可以援用上述實施方式1等。
輸入裝置150的結構可以援用上述觸控感測器的結構實例。在圖24A及圖24B中示出輸入裝置150包括多個導電層151、多個導電層152、多個佈線155、多個佈線156的情況。
作為輸入裝置150例如可以應用靜電電容式觸控感測器。作為靜電電 容式,可以舉出表面型靜電電容式、投影型靜電電容式等。作為投影型靜電電容式,有自電容式、互電容式等。較佳為使用互電容式,因為可以同時進行多點檢出。下面,說明應用投影型靜電電容式觸控感測器的情況。
此外,不侷限於此,也可以將能夠檢出手指或觸控筆等被檢測體的靠近、接觸或被壓等的各種感測器應用於輸入裝置150。
在圖24A和圖24B所示的觸控面板100中,對基板31設置有輸入裝置150。另外,輸入裝置150的佈線155及佈線156等藉由連接部169與連接於基板21一側的FPC42電連接。
藉由採用上述結構,可以將與觸控面板100連接的FPC僅配置於一個基板一側(這裡,基板21一側)。另外,也可以採用對觸控面板100設置兩個以上的FPC的結構,但是如圖24A和圖24B所示,在採用對觸控面板100設置一個FPC42,該FPC42能夠對基板21一側及基板31一側供應信號的結構時,可以減少構件數量並簡化結構,所以是較佳的。
連接部169例如可以具有設置有各向異性連接器的結構。
在圖24A和圖24B中,與圖1A不同地例示出將IC168安裝於FPC42時的情況的例子。此時,既可以使IC168具有驅動輸入裝置150的功能,又可以將驅動輸入裝置150的IC另外設置在基板21、基板31或FPC42等上。
[觸控感測器的驅動方法的例子]
下面,對可用於本發明的一個實施方式的顯示裝置的輸入裝置(觸控感測器)的驅動方法的例子進行說明。
圖25A是示出互電容式的觸控感測器的結構的方塊圖。在圖25A中,示出脈衝電壓輸出電路601、電流檢測電路602。另外,在圖25A中,以佈線X1至X6的六個佈線表示被施加有脈衝電壓的電極621,並以佈線Y1至Y6的六個佈線表示感測電流的變化的電極622。注意,電極的個數並不侷限於此。此外,在圖25A中圖示藉由使電極621與電極622重疊或藉由使電極621與電極622靠近地配置而形成的電容器603。注意,電極621與電 極622的功能可以互相調換。
例如,上述導電層151對應於電極621和電極622中的一個,導電層152對應於電極621和電極622中的另一個。
脈衝電壓輸出電路601例如是用來依次將脈衝電壓輸入到佈線X1至X6中的一個電路。電流檢測電路602例如是用來檢測流過佈線Y1至Y6的每一個的電流的電路。
藉由對佈線X1至X6中的一個施加脈衝電壓,在形成電容器603的電極621與電極622之間產生電場,由此電流流過電極622。在該電極之間產生的電場的一部分藉由手指或筆等被檢測體的靠近或接觸而被遮蔽,由此在電極之間產生的電場的強度發生變化。其結果,流過電極622的電流的大小發生變化。
例如,在沒有被檢測體的靠近或接觸的情況下,流過佈線Y1-Y6的電流的大小成為對應於電容器603的大小的值。另一方面,在因被檢測體的靠近或接觸而電場的一部分被遮蔽的情況下,檢測流過佈線Y1至Y6的電流的大小減少的變化。利用這種現象可以檢測被檢測體的靠近或接觸。
另外,電流檢測電路602也可以檢測流過一個佈線的電流的(時間的)積分值。此時,例如使用積分電路等進行檢測即可。或者,也可以檢測電流的峰值。此時,例如可以將電流轉換為電壓,並檢測電壓值的峰值。
圖25B示出圖25A所示的互電容式觸控感測器中的輸入輸出波形的時序圖例子。在圖25B中,在一個感測期間中進行各行列的檢測。另外,在圖25B中,列示出沒有檢測出被檢測體的接觸或靠近的情況(未觸摸時)以及檢測出被檢測體的接觸或靠近的情況(觸摸時)這兩個情況。在此,關於佈線Y1-Y6,示出對應於檢測出的電流的大小的電壓波形。
如圖25B所示,對佈線X1-X6依次施加脈衝電壓。與此相應地,電流流過佈線Y1-Y6。在未觸摸時,根據佈線X1-X6的電壓的變化,同樣的電流流過佈線Y1-Y6,因此佈線Y1-Y6的每一個的輸出波形是同樣的。另一方面, 在觸摸時,流過佈線Y1-Y6中的位於被檢測體所接觸或靠近的部分的佈線的電流減少,因此如圖25B所示,輸出波形發生變化。
在圖25B中,例示出被檢測體接觸或靠近佈線X3與佈線Y3交叉的部分或其附近的情況。
如此,在互電容式中,藉由檢測因在一對電極之間產生的電場被遮蔽而發生的電流變化,可以取得被檢測體的位置資訊。另外,當檢測靈敏度高時,即使被檢測體遠離感測面(例如,觸控面板的表面),也可以檢測其座標。
另外,在觸控面板中,藉由使用錯開顯示部的顯示期間與觸控感測器的感測期間的驅動方法,可以提高觸控感測器的檢測靈敏度。例如,在顯示的一個圖框期間中分別設置顯示期間和感測期間即可。此時,較佳為在一個圖框期間中設置兩個以上的感測期間。藉由增加感測頻率,可以進一步提高檢測靈敏度。
脈衝電壓輸出電路601及電流檢測電路602例如較佳為形成在一個IC晶片中。該IC晶片例如較佳為安裝在觸控面板中或電子裝置的外殼內的基板中。在使用具有撓性的觸控面板時,由於在其彎曲部分的寄生電容增大,有雜訊的影響變大的擔憂,所以較佳為使用應用了不容易受雜訊的影響的驅動方法的IC。例如較佳為使用應用了提高信噪比(S/N比)的驅動方法的IC。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式3
下面,作為本發明的一個實施方式的顯示裝置的例子,說明包括反射式液晶元件及發光元件的兩種元件且能夠以透射模式和反射模式的兩種模式進行顯示的顯示裝置(顯示面板)的例子。
[結構實例]
圖26A是示出顯示裝置200的結構的一個例子的方塊圖。顯示裝置200包括在顯示部32中排列為矩陣狀的多個像素210。另外,顯示裝置200包括電路GD及電路SD。此外,包括與在方向R上排列的多個像素210及與電路GD電連接的多個佈線G1、多個佈線G2、多個佈線ANO及多個佈線CSCOM。此外,包括與在方向C上排列的多個像素210及與電路SD電連接的多個佈線S1及多個佈線S2。
像素210包括反射式液晶元件及發光元件。在像素210中,液晶元件及發光元件具有彼此重疊的部分。
圖26B1示出像素210所包括的導電層111b的結構實例。導電層111b被用作像素210中的液晶元件的反射電極。另外,在導電層111b中設置有開口251。
在圖26B1中,以虛線示出位於與導電層111b重疊的區域中的發光元件60。發光元件60與導電層111b所包括的開口251重疊。由此,發光元件60所發射出的光藉由開口251射出到顯示面一側。
在圖26B1中在方向R上相鄰的像素210是對應於不同的顏色的像素。此時,如圖26B1所示,在方向R上排列的多個像素中較佳為多個開口251以不設置在一條線上的方式都設置於導電層111b的不同位置上。由此,可以使相鄰的兩個發光元件60分開地配置,從而可以抑制發光元件60所發射出的光入射到相鄰的像素210所包括的彩色層的現象(也稱為串擾)。另外,可以使相鄰的兩個發光元件60分開地配置,因此即使利用陰影遮罩等分別製造發光元件60的EL層,也可以實現高解析度顯示裝置。
另外,也可以採用圖26B2所示的排列。
當開口251的總面積相對於非開口部的總面積的比例過大時,使用液晶元件時的亮度變暗。另外,當開口251的總面積相對於非開口部的總面積的比例過小時,使用發光元件60時的亮度變暗。
另外,當設置於被用作反射電極的導電層111b中的開口251的面積過小時,發光元件60所發射出的光的提取效率變低。
開口251的形狀例如可以為多角形、四角形、橢圓形、圓形或十字狀等的形狀。另外,也可以為細長的條狀、狹縫狀、方格狀的形狀。另外,也可以以靠近相鄰的像素的方式配置開口251。較佳的是,將開口251配置以靠近顯示相同的顏色的其他像素。由此,可以抑制產生串擾。
[電路結構實例]
圖27是示出像素210的結構實例的電路圖。圖27示出相鄰的兩個像素210。
像素210包括開關SW1、電容器C1、液晶元件40、開關SW2、電晶體M、電容器C2以及發光元件60等。另外,佈線G1、佈線G2、佈線ANO、佈線CSCOM、佈線S1及佈線S2與像素210電連接。另外,圖27還示出與液晶元件40電連接的佈線VCOM1以及與發光元件60電連接的佈線VCOM2。
圖27示出將電晶體用於開關SW1及開關SW2的情況的例子。
在開關SW1中,閘極與佈線G1連接,源極和汲極中的一個與佈線S1連接,源極和汲極中的另一個與電容器C1的一個電極及液晶元件40的一個電極連接。在電容器C1中,另一個電極與佈線CSCOM連接。在液晶元件40中,另一個電極與佈線VCOM1連接。
在開關SW2中,閘極與佈線G2連接,源極和汲極中的一個與佈線S2連接,源極和汲極中的另一個與電容器C2的一個電極及電晶體M的閘極連接。在電容器C2中,另一個電極與電晶體M的源極和汲極中的一個及佈線ANO連接。在電晶體M中,源極和汲極中的另一個與發光元件60的一個電極連接。在發光元件60中,另一個電極與佈線VCOM2連接。
圖27示出電晶體M包括夾著半導體的兩個閘極且它們連接著的例子。由此,可以提高電晶體M能夠流過的電流量。
此外,可以對佈線G1供應使開關SW1控制為導通狀態或非導通狀態的信號。可以對佈線VCOM1供應規定的電位。可以對佈線S1供應控制液晶元件40所具有的液晶的配向狀態的信號。可以對佈線CSCOM供應規定的電位。
此外,可以對佈線G2供應使開關SW2控制為導通狀態或非導通狀態的信號。可以分別對佈線VCOM2及佈線ANO供應產生用來使發光元件60發射光的電位差的電位。可以對佈線S2供應控制電晶體M的導通狀態的信號。
圖27所示的像素210例如在以反射模式進行顯示時,可以利用供應給佈線G1及佈線S1的信號驅動,並利用液晶元件40的光學調變而進行顯示。另外,在以透射模式進行顯示時,可以利用供應給佈線G2及佈線S2的信號驅動,並使發光元件60發射光而進行顯示。另外,在以兩個模式驅動時,可以利用分別供應給佈線G1、佈線G2、佈線S1及佈線S2的信號而驅動。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式4
在本實施方式中,參照圖式說明可以置換為上述實施方式所示的各電晶體而使用的電晶體的一個例子。
本發明的一個實施方式的顯示裝置可以使用底閘極型電晶體或頂閘極型電晶體等各種形態的電晶體來製造。因此,可以很容易地對應於習知的生產線更換所使用的半導體層材料或電晶體結構。
[底閘極型電晶體]
圖28A1是底閘極型電晶體的一種的通道保護型電晶體810的剖面圖。在圖28A1中,電晶體810形成在基板771上。另外,電晶體810在基板771上隔著絕緣層772包括電極746。另外,在電極746上隔著絕緣層726包括半導體層742。電極746可以被用作閘極電極。絕緣層726可以被用作閘極絕緣層。
另外,在半導體層742的通道形成區域上包括絕緣層741。此外,在絕緣層726上以與半導體層742的一部分接觸的方式包括電極744a及電極744b。電極744a可以被用作源極電極和汲極電極中的一個。電極744b可以被用作源極電極和汲極電極中的另一個。電極744a的一部分及電極744b的一部分形成在絕緣層741上。
絕緣層741可以被用作通道保護層。藉由在通道形成區域上設置絕緣層741,可以防止在形成電極744a及電極744b時半導體層742露出。由此,可以防止在形成電極744a及電極744b時半導體層742的通道形成區域被蝕刻。藉由本發明的一個實施方式,可以實現電特性良好的電晶體。
另外,電晶體810在電極744a、電極744b及絕緣層741上包括絕緣層728,在絕緣層728上包括絕緣層729。
例如,絕緣層772可以使用與絕緣層722或絕緣層705同樣的材料及方法形成。此外,絕緣層772也可以是多個絕緣層的疊層。另外,例如,半導體層742可以使用與半導體層708同樣的材料及方法形成。此外,半導體層742也可以是多個半導體層的疊層。另外,例如,電極746可以使用與電極706同樣的材料及方法形成。此外,電極746也可以是多個導電層的疊層。另外,例如,絕緣層726可以使用與絕緣層707同樣的材料及方法形成。此外,絕緣層726也可以是多個絕緣層的疊層。另外,例如,電極744a及電極744b可以使用與電極714或電極715同樣的材料及方法形成。此外,電極744a及電極744b也可以是多個導電層的疊層。另外,例如,絕緣層741可以使用與絕緣層726同樣的材料及方法形成。此外,絕緣層741也可以是多個絕緣層的疊層。另外,例如,絕緣層728可以使用與絕緣層710同樣的材料及方法形成。此外,絕緣層728也可以是多個絕緣層的疊層。另外,例如,絕緣層729可以使用與絕緣層711同樣的材料及方法形成。此外,絕緣層729也可以是多個絕緣層的疊層。
本實施方式所公開的構成電晶體的電極、半導體層、絕緣層等可以使用其他實施方式所公開的材料及方法形成。
另外,當將氧化物半導體用於半導體層742時,較佳為將能夠從半導 體層742的一部分中奪取氧而產生氧缺陷的材料用於電極744a及電極744b的至少與半導體層742接觸的部分。半導體層742中的產生氧缺陷的區域的載子濃度增加,該區域n型化而成為n型區域(n+層)。因此,該區域能夠被用作源極區域或汲極區域。當將氧化物半導體用於半導體層742時,作為能夠從半導體層742中奪取氧而產生氧缺陷的材料的一個例子,可以舉出鎢、鈦等。
藉由在半導體層742中形成源極區域及汲極區域,可以降低電極744a及電極744b與半導體層742的接觸電阻。因此,可以使場效移動率及臨界電壓等電晶體的電特性良好。
當將矽等半導體用於半導體層742時,較佳為在半導體層742與電極744a之間及半導體層742與電極744b之間設置被用作n型半導體或p型半導體的層。用作n型半導體或p型半導體的層可以被用作電晶體的源極區域或汲極區域。
另外,絕緣層729較佳為使用具有防止雜質從外部擴散到電晶體中或者降低雜質的擴散的功能的材料。此外,根據需要也可以省略絕緣層729。
另外,當將氧化物半導體用於半導體層742時,也可以在形成絕緣層729之前、之後或者在形成絕緣層729之前及之後進行加熱處理。藉由進行加熱處理,可以使絕緣層729或其他絕緣層所包含的氧擴散到半導體層742中,來填補半導體層742中的氧缺陷。或者,藉由在對絕緣層729進行加熱的同時形成絕緣層729,可以填補半導體層742中的氧缺陷。
一般來說,可以將CVD法分類為利用電漿的電漿CVD(PECVD:Plasma Enhanced CVD)法及利用熱的熱CVD(TCVD:Thermal CVD)法等。再者,根據所使用的源氣體,可以分類為金屬CVD(MCVD:Metal CVD)法、有機金屬CVD(MOCVD:Metal Organic CVD)法等。
另外,一般來說,可以將蒸鍍法分類為電阻加熱蒸鍍法、電子束蒸鍍法、MBE(Molecular Beam Epitaxy:分子束磊晶)法、脈衝雷射沉積(PLD:Pulsed Laser Deposition)法、離子束輔助沉積(IBAD:Ion Beam Assisted Deposition)法及原子層沉積(ALD:Atomic Layer Deposition)法等。
電漿CVD法可以以較低的溫度得到高品質的膜。另外,在當成膜時利用不使用電漿的諸如MOCVD法及蒸鍍法等的成膜方法的情況下,在被形成面不容易產生損傷,由此可以獲得缺陷少的膜。
另外,一般來說,可以將濺射法分類為DC濺射法、磁控濺射法、RF濺射法、離子束濺射法、電子迴旋共振(ECR:Electron Cyclotron Resonance)濺射法及對向靶材式濺射法等。
在對向靶材式濺射法中,電漿封閉在靶材之間,所以可以減輕對基板造成的電漿損傷。此外,根據靶材的傾斜可以使濺射粒子的相對於基板的入射角度小,所以可以提高步階覆蓋性。
圖28A2所示的電晶體811與電晶體810的不同之處在於:電晶體811在絕緣層729上包括可用作背閘極電極的電極723。電極723可以使用與電極746同樣的材料及方法形成。
一般而言,背閘極電極使用導電層來形成,並以半導體層的通道形成區域被閘極電極與背閘極電極夾住的方式設置。因此,背閘極電極可以具有與閘極電極同樣的功能。背閘極電極的電位可以與閘極電極相等,也可以為接地電位(GND電位)或任意電位。另外,藉由不跟閘極電極聯動而獨立地改變背閘極電極的電位,可以改變電晶體的臨界電壓。
電極746及電極723都可以被用作閘極電極。因此,絕緣層726、絕緣層728及絕緣層729都可以被用作閘極絕緣層。另外,也可以將電極723設置在絕緣層728與絕緣層729之間。
注意,當將電極746和電極723中的一個稱為“閘極電極”時,將另一個稱為“背閘極電極”。例如,在電晶體811中,當將電極723稱為“閘極電極”時,有時將電極746稱為“背閘極電極”。另外,當將電極723用作“閘極電極”時,電晶體811是頂閘極型電晶體之一種。此外,有時將電極746和電極723中的一個稱為“第一閘極電極”,有時將另一個稱 為“第二閘極電極”。
藉由夾著半導體層742設置電極746以及電極723並將電極746及電極723的電位設定為相同,半導體層742中的載子流過的區域在膜厚度方向上更加擴大,所以載子的移動量增加。其結果,電晶體811的通態電流增大,並且場效移動率也增高。
因此,電晶體811是相對於佔有面積具有較大的通態電流的電晶體。也就是說,可以相對於所要求的通態電流縮小電晶體811的佔有面積。根據本發明的一個實施方式,可以縮小電晶體的佔有面積。因此,根據本發明的一個實施方式,可以實現集成度高的半導體裝置。
另外,由於閘極電極及背閘極電極使用導電層形成,因此具有防止在電晶體的外部產生的電場影響到形成有通道的半導體層的功能(尤其是對靜電等的電場遮蔽功能)。注意,當將背閘極電極形成得比半導體層大以使用背閘極電極覆蓋半導體層時,能夠提高電場遮蔽功能。
另外,因為電極746及電極723都具有屏蔽來自外部的電場的功能,所以產生在絕緣層772一側或電極723上方的帶電粒子等電荷不會影響到半導體層742的通道形成區域。其結果,可以抑制應力測試(例如,對閘極施加負的電荷的-GBT(Gate Bias-Temperature:閘極偏壓-溫度)應力測試)所導致的劣化。另外,可以減輕其中通態電流根據汲極電壓開始流動的閘極電壓(上升電壓)變動的現象。注意,在電極746及電極723具有相同的電位時或不同的電位時有該效果。
注意,BT應力測試是一種加速試驗,可以在短時間內評估因長時間使用而產生的電晶體的特性變化(隨時間變化)。尤其是,BT應力測試前後的電晶體的臨界電壓的變動量是用來檢查可靠性的重要指標。可以說,臨界電壓的變動量越少,電晶體的可靠性則越高。
另外,藉由具有電極746及電極723且將電極746及電極723的電位設定為相同,臨界電壓的變動量得到降低。因此,多個電晶體中的電特性的不均勻也同時得到降低。
另外,具有背閘極電極的電晶體的對閘極施加正電荷的+GBT應力測試前後的臨界電壓的變動也比不具有背閘極電極的電晶體小。
另外,藉由使用具有遮光性的導電膜形成背閘極電極,能夠防止光從背閘極電極一側入射到半導體層。由此,能夠防止半導體層的光劣化,並防止電晶體的臨界電壓漂移等電特性劣化。
藉由本發明的一個實施方式,可以實現可靠性良好的電晶體。另外,可以實現可靠性良好的半導體裝置。
圖28B1示出作為底閘極型的電晶體之一的通道保護型電晶體820的剖面圖。電晶體820具有與電晶體810大致相同的結構,而不同之處在於:在電晶體820中,絕緣層741覆蓋半導體層742的端部。在選擇性地去除重疊於半導體層742的絕緣層741的一部分而形成的開口部中,半導體層742與電極744a電連接。另外,在選擇性地去除重疊於半導體層742的絕緣層741的一部分而形成的其他開口部中,半導體層742與電極744b電連接。絕緣層741的與通道形成區域重疊的區域可以被用作通道保護層。
圖28B2所示的電晶體821與電晶體820的不同之處在於:電晶體821在絕緣層729上包括可以被用作背閘極電極的電極723。
藉由設置絕緣層741,可以防止在形成電極744a及電極744b時產生的半導體層742的露出。因此,可以防止在形成電極744a及電極744b時半導體層742被薄膜化。
另外,與電晶體810及電晶體811相比,電晶體820及電晶體821的電極744a與電極746之間的距離及電極744b與電極746之間的距離更長。因此,可以減小產生在電極744a與電極746之間的寄生電容。此外,可以減小產生在電極744b與電極746之間的寄生電容。根據本發明的一個實施方式,可以提供一種電特性良好的電晶體。
圖28C1所示的電晶體825是底閘極型電晶體之一的通道蝕刻型電晶 體。在電晶體825中,不使用絕緣層741形成電極744a及電極744b。因此,在形成電極744a及電極744b時露出的半導體層742的一部分有時被蝕刻。另一方面,由於不設置絕緣層741,可以提高電晶體的生產率。
圖28C2所示的電晶體826與電晶體825的不同之處在於:電晶體826在絕緣層729上具有可以用作背閘極電極的電極723。
[頂閘極型電晶體]
圖29A1示出頂閘極型電晶體之一的電晶體830的剖面圖。電晶體830在絕緣層772上具有半導體層742,在半導體層742及絕緣層772上具有與半導體層742的一部分相接的電極744a以及與半導體層742的一部分相接 的電極744b,在半導體層742、電極744a及電極744b上具有絕緣層726,在絕緣層726上具有電極746。
因為在電晶體830中,電極746和電極744a以及電極746和電極744b不重疊,所以可以減小產生在電極746與電極744a之間的寄生電容以及產生在電極746與電極744b之間的寄生電容。另外,在形成電極746之後,將電極746用作遮罩並將雜質755引入到半導體層742,由此可以在半導體層742中以自對準(Self-alignment)的方式形成雜質區域(參照圖29A3)。根據本發明的一個實施方式,可以實現電特性良好的電晶體。
另外,可以使用離子植入裝置、離子摻雜裝置或電漿處理裝置進行雜質755的引入。
作為雜質755,例如可以使用第13族元素和第15族元素中的至少一種元素。另外,在作為半導體層742使用氧化物半導體的情況下,作為雜質755,也可以使用稀有氣體、氫和氮中的至少一種元素。
圖29A2所示的電晶體831與電晶體830的不同之處在於:電晶體831具有電極723及絕緣層727。電晶體831具有形成在絕緣層772上的電極723、形成在電極723上的絕緣層727。如上所述,電極723可以被用作背閘極電極。因此,絕緣層727可以被用作閘極絕緣層。絕緣層727可以使用與絕緣層726同樣的材料及方法來形成。
與電晶體811同樣,電晶體831是相對於佔有面積具有較大的通態電流的電晶體。亦即,可以相對於所要求的通態電流縮小電晶體831的佔有面積。根據本發明的一個實施方式,可以縮小電晶體的佔有面積。因此,根據本發明的一個實施方式,可以實現集成度高的半導體裝置。
圖29B1所例示的電晶體840是頂閘極型電晶體之一。電晶體840與電晶體830的不同之處在於:在電晶體840中,在形成電極744a及電極744b之後形成半導體層742。另外,圖29B2所例示的電晶體841與電晶體840的不同之處在於:電晶體841具有電極723及絕緣層727。在電晶體840及電晶體841中,半導體層742的一部分形成在電極744a上,半導體層742的另一部分形成在電極744b上。
與電晶體811同樣,電晶體841是相對於佔有面積具有較大的通態電流的電晶體。亦即,可以相對於所要求的通態電流縮小電晶體841的佔有面積。根據本發明的一個實施方式,可以縮小電晶體的佔有面積。因此,根據本發明的一個實施方式,可以實現集成度高的半導體裝置。
圖30A1所例示的電晶體842是頂閘極型電晶體之一。電晶體842與電晶體830或電晶體840的不同之處在於:在形成絕緣層729後形成電極744a及電極744b。電極744a及電極744b在形成在絕緣層728及絕緣層729中的開口與半導體層742電連接。
另外,去除不與電極746重疊的絕緣層726的一部分,以電極746及剩餘的絕緣層726為遮罩將雜質755引入到半導體層742,由此可以在半導體層742中以自對準(Self-alignment)的方式形成雜質區域(參照圖30A3)。電晶體842包括絕緣層726超過電極746的端部延伸的區域。在對半導體層742引入雜質755時,半導體層742的藉由絕緣層726被引入雜質755的區域的雜質濃度低於不藉由絕緣層726被引入雜質755的區域。因此,在半導體層742中的與電極746鄰接的區域中形成LDD(Lightly Doped Drain,輕摻雜汲極)區域。
圖30A2所示的電晶體843與電晶體842的不同之處在於電晶體843包 括電極723。電晶體843包括形成在基板771上的電極723,該電極723隔著絕緣層772與半導體層742重疊。電極723可以被用作背閘極電極。
另外,如圖30B1所示的電晶體844及圖30B2所示的電晶體845那樣,也可以將不與電極746重疊的區域的絕緣層726全部去除。另外,如圖30C1所示的電晶體846及圖30C2所示的電晶體847那樣,也可以留下絕緣層726。
在電晶體842至電晶體847中,也可以在形成電極746之後以電極746為遮罩而將雜質755引入到半導體層742,由此在半導體層742中自對準地形成雜質區域。根據本發明的一個實施方式,可以實現電特性良好的電晶體。另外,根據本發明的一個實施方式,可以實現集成度高的半導體裝置。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式5
在本實施方式中,參照圖式說明本發明的一個實施方式的電子裝置及照明設備。
藉由使用本發明的一個實施方式的顯示裝置,可以製造電子裝置或照明設備。藉由使用本發明的一個實施方式的顯示裝置,可以製造具有曲面且可靠性高的電子裝置或照明設備。另外,藉由使用本發明的一個實施方式的顯示裝置,可以製造具有撓性且可靠性高的電子裝置或照明設備。
作為電子裝置,例如可以舉出:電視機;桌上型或膝上型個人電腦;用於電腦等的顯示器;數位相機;數位攝影機;數位相框;行動電話機;可攜式遊戲機;可攜式資訊終端;音頻再生裝置;彈珠機等大型遊戲機等。
此外,可以將本發明的一個實施方式的電子裝置或照明設備沿著房屋或高樓的內壁或外壁、汽車的內部裝飾或外部裝飾的曲面組裝。
此外,本發明的一個實施方式的電子裝置也可以包括二次電池,較佳 為藉由非接觸電力傳送對該二次電池充電。
作為二次電池,例如,可以舉出利用凝膠狀電解質的鋰聚合物電池(鋰離子聚合物電池)等鋰離子二次電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、有機自由基電池、鉛蓄電池、空氣二次電池、鎳鋅電池、銀鋅電池等。
本發明的一個實施方式的電子裝置也可以包括天線。藉由由天線接收信號,可以在顯示部上顯示影像或資料等。另外,在電子裝置包括天線及二次電池時,可以將天線用於非接觸電力傳送。
本發明的一個實施方式的電子裝置也可以包括感測器(該感測器具有測量如下因素的功能:力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)。
本發明的一個實施方式的電子裝置可以具有各種功能。例如,可以具有如下功能:將各種資訊(靜態影像、動態圖片、文字影像等)顯示在顯示部上的功能;觸控面板的功能;顯示日曆、日期或時間等的功能;執行各種軟體(程式)的功能;進行無線通訊的功能;讀出儲存在存儲介質中的程式或資料的功能;等。
此外,包括多個顯示部的電子裝置可以具有在一個顯示部主要顯示影像資訊而在另一個顯示部主要顯示文本資訊的功能,或者具有藉由將考慮了視差的影像顯示於多個顯示部上來顯示三維影像的功能等。並且,具有影像接收部的電子裝置可以具有如下功能:拍攝靜態影像;拍攝動態圖片;對所拍攝的影像進行自動或手工校正;將所拍攝的影像存儲在記錄介質(外 部或內置於電子裝置中)中;將所拍攝的影像顯示在顯示部上;等等。另外,本發明的一個實施方式的電子裝置所具有的功能不侷限於此,該電子裝置可以具有各種功能。
圖31A至圖31E示出具有彎曲的顯示部7000的電子裝置的一個例子。顯示部7000的顯示面是彎曲的,能夠沿著彎曲的顯示面進行顯示。顯示部7000也可以具有撓性。
藉由使用本發明的一個實施方式的顯示裝置等,可以製造顯示部7000。藉由本發明的一個實施方式,可以提供一種具備彎曲的顯示部且可靠性高的電子裝置。
圖31A和圖31B示出行動電話機的一個例子。圖31A所示的行動電話機7100及圖31B所示的行動電話機7110都包括外殼7101、顯示部7000、操作按鈕7103、外部連接埠7104、揚聲器7105、麥克風7106等。圖31B所示的行動電話機7110還包括相機7107。
上述各行動電話機在顯示部7000中具備觸控感測器。藉由用手指或觸控筆等觸摸顯示部7000可以進行打電話或輸入文字等各種操作。
此外,藉由操作按鈕7103的操作,可以進行電源的ON、OFF工作或切換顯示在顯示部7000的影像的種類。例如,可以將電子郵件的編寫畫面切換為主功能表畫面。
另外,藉由在行動電話機內部設置陀螺儀感測器或加速度感測器等檢測裝置,可以判斷行動電話機的方向(縱向或橫向),而對顯示部7000的螢幕顯示進行自動切換。此外,螢幕顯示的切換也可以藉由觸摸顯示部7000、操作操作按鈕7103或者使用麥克風7106輸入聲音來進行。
圖31C和圖31D示出可攜式資訊終端的一個例子。圖31C所示的可攜式資訊終端7200及圖31D所示的可攜式資訊終端7210都包括外殼7201及顯示部7000。各可攜式資訊終端還可以包括操作按鈕、外部連接埠、揚聲器、麥克風、天線、相機或電池等。顯示部7000具備觸控感測器。藉由用手指或觸控筆等接觸顯示部7000可以進行可攜式資訊終端的操作。
本實施方式中例示出的可攜式資訊終端例如具有選自電話機、電子筆記本或資訊閱讀裝置等中的一種或多種的功能。明確而言,可以將該可攜式資訊終端用作智慧手機。本實施方式中例示出的可攜式資訊終端例如可以執行行動電話、電子郵件、文章的閱讀及編寫、音樂播放、網路通訊、電腦遊戲等各種應用程式。
可攜式資訊終端7200及7210可以將文字及影像資訊顯示在其多個面上。例如,如圖31C、圖31D所示,可以將三個操作按鈕7202顯示在一個面上,而將由矩形表示的資訊7203顯示在另一個面上。圖31C示出在可攜式資訊終端的上表面顯示資訊的例子,而圖31D示出在可攜式資訊終端的側面顯示資訊的例子。另外,也可以在可攜式資訊終端的三個面以上顯示資訊。
此外,作為資訊的例子,可以舉出提示收到SNS(Social Networking Services:社交網路服務)的通知、電子郵件或電話等的顯示;電子郵件等的標題或發送者姓名;日期;時間;電量;以及天線接收強度等。或者,也可以在顯示資訊的位置顯示操作按鈕或圖示等代替資訊。
例如,可攜式資訊終端7200的使用者能夠在將可攜式資訊終端7200放在上衣口袋裡的狀態下確認其顯示(這裡是資訊7203)。
明確而言,將打來電話的人的電話號碼或姓名等顯示在能夠從可攜式資訊終端7200的上方看到這些資訊的位置。使用者可以確認到該顯示而無需從口袋裡拿出可攜式資訊終端7200,由此能夠判斷是否接電話。
圖31E示出電視機的一個例子。在電視機7300中,在外殼7301中組裝有顯示部7000。在此示出利用支架7303支撐外殼7301的結構。
可以藉由利用外殼7301所具備的操作開關、另外提供的遙控器7311進行圖31E所示的電視機7300的操作。另外,也可以在顯示部7000中具備觸控感測器,藉由用手指等觸摸顯示部7000可以進行顯示部7000的操作。另外,也可以在遙控器7311中具備顯示從該遙控器7311輸出的資料的顯示部。藉由利用遙控器7311所具備的操作鍵或觸控面板,可以進行頻道及音量的操作,並可以對顯示在顯示部7000上的影像進行操作。
另外,電視機7300採用具備接收機及數據機等的結構。可以藉由利用接收機接收一般的電視廣播。再者,藉由數據機將電視機7300連接到有線或無線方式的通訊網路,從而進行單向(從發送者到接收者)或雙向(發 送者和接收者之間或接收者之間等)的資訊通訊。
圖31F示出具有彎曲發光部的照明設備的一個例子。
使用本發明的一個實施方式的顯示裝置等製造圖31F所示的照明設備所具有的發光部。藉由本發明的一個實施方式,可以提供一種具備彎曲的發光部且可靠性高的照明設備。
圖31F所示的照明設備7400所具備的發光部7411採用對稱地配置彎曲為凸狀的兩個發光部的結構。因此,可以以照明設備7400為中心全方位地進行照射。
此外,照明設備7400所具備的各發光部也可以具有撓性。另外,也可以採用使用可塑性構件或可動框架等構件固定發光部並按照用途能夠隨意使發光部的發光面彎曲的結構。
照明設備7400包括具備操作開關7403的底座7401以及由底座7401支撐的發光部7411。
雖然在此例示了由底座支撐發光部的照明設備,但是也可以以將具備發光部的外殼固定或吊在天花板上的方式使用照明設備。由於能夠在使發光面彎曲的狀態下使用照明設備,因此能夠使發光面以凹狀彎曲而照亮特定區域或者使發光面以凸狀彎曲而照亮整個房間。
圖32A至圖32I示出具有撓性且能夠彎曲的顯示部7001的可攜式資訊終端的例子。
藉由使用本發明的一個實施方式的顯示裝置等,可以製造顯示部7001。例如,可以使用能夠以0.01mm以上且150mm以下的曲率半徑彎曲的顯示裝置等。另外,顯示部7001可以具備觸控感測器,藉由用手指等觸摸顯示部7001可以進行可攜式資訊終端的操作。藉由本發明的一個實施方式,可以提供一種具備撓性顯示部且可靠性高的電子裝置。
圖32A和圖32B是示出可攜式資訊終端的一個例子的透視圖。可攜式資訊終端7500包括外殼7501、顯示部7001、取出構件7502及操作按鈕7503等。
可攜式資訊終端7500在外殼7501內包括捲成捲筒狀的撓性顯示部7001。可以利用取出構件7502取出顯示部7001。
此外,可攜式資訊終端7500能夠由內置的控制部接收影像信號,且能夠將所接收的影像顯示於顯示部7001。另外,電池內置於可攜式資訊終端7500。此外,也可以採用外殼7501具備連接連接器的端子部而以有線的方式從外部直接供應影像信號或電力的結構。
此外,可以由操作按鈕7503進行電源的ON、OFF工作或顯示的影像的切換等。圖32A及圖32B示出在可攜式資訊終端7500的側面配置操作按鈕7503的例子,但是不侷限於此,也可以在與可攜式資訊終端7500的顯示面(正面)相同的面或背面配置操作按鈕7503。
圖32B示出處於取出顯示部7001的狀態下的可攜式資訊終端7500。在此狀態下,可以在顯示部7001上顯示影像。另外,可攜式資訊終端7500也可以以使顯示部7001的一部分捲成捲筒狀的圖32A所示的狀態以及取出顯示部7001的圖32B所示的狀態進行不同的顯示。例如,藉由在圖32A的狀態下使顯示部7001的捲成捲筒狀的部分成為非顯示狀態,可以降低可攜式資訊終端7500的功耗。
另外,可以在顯示部7001的側部設置用來加固的框,以便在取出顯示部7001時該顯示部7001的顯示面被固定為平面狀。
此外,除了該結構以外,也可以採用在外殼中設置揚聲器並使用與影像信號同時接收的音訊信號輸出聲音的結構。
圖32C至圖32E示出能夠折疊的可攜式資訊終端的一個例子。圖32C示出展開狀態的可攜式資訊終端7600,圖32D示出從展開狀態和折疊狀態中的一個狀態變為另一個狀態的中途狀態的可攜式資訊終端7600,圖32E 示出折疊狀態的可攜式資訊終端7600。可攜式資訊終端7600在折疊狀態下可攜性好,在展開狀態下因為具有無縫拼接的較大的顯示區域所以顯示一覽性強。
由鉸鏈7602連接的三個外殼7601支撐顯示部7001。藉由利用鉸鏈7602在兩個外殼7601之間折疊,可以將可攜式資訊終端7600從展開狀態可逆性地變為折疊狀態。
圖32F及圖32G示出能夠折疊的可攜式資訊終端的一個例子。圖32F示出可攜式資訊終端7650的以使顯示部7001位於內側的方式折疊的狀態,圖32G示出可攜式資訊終端7650的以使顯示部7001位於外側的方式折疊的狀態。可攜式資訊終端7650包括顯示部7001及非顯示部7651。在不使用可攜式資訊終端7650時,藉由以使顯示部7001位於內側的方式折疊,能夠抑制顯示部7001被弄髒並且受損傷。
圖32H示出具有撓性的可攜式資訊終端的一個例子。可攜式資訊終端7700包括外殼7701及顯示部7001。此外,還可以包括被用作輸入單元的按鈕7703a及7703b、被用作音訊輸出單元的揚聲器7704a及7704b、外部連接埠7705及麥克風7706等。另外,可攜式資訊終端7700可以組裝有具有撓性的電池7709。電池7709也可以例如與顯示部7001重疊。
外殼7701、顯示部7001及電池7709具有撓性。因此,可以容易使可攜式資訊終端7700彎曲為所希望的形狀,並且使可攜式資訊終端7700扭曲。例如,可攜式資訊終端7700也可以以使顯示部7001位於內側或外側的方式折疊而使用。或者,也可以在將可攜式資訊終端7700捲成捲筒狀的狀態下使用。如此,由於能夠將外殼7701及顯示部7001自由變形,所以可攜式資訊終端7700具有即使掉落或被施加非意圖的外力也不容易破損的 優點。
另外,由於可攜式資訊終端7700重量輕,所以可以在各種情況下方便地使用可攜式資訊終端7700,比如用夾子等夾住外殼7701的上部而懸吊著使用或者將外殼7701用磁鐵等固定於牆壁上等使用。
圖32I示出手錶型可攜式資訊終端的一個例子。可攜式資訊終端7800包括錶帶7801、顯示部7001、輸入輸出端子7802及操作按鈕7803等。錶帶7801具有外殼的功能。另外,可攜式資訊終端7800可以組裝有具有撓性的電池7805。電池7805也可以例如與顯示部7001或錶帶7801等重疊。
錶帶7801、顯示部7001及電池7805具有撓性。因此,可以容易使可攜式資訊終端7800彎曲為所希望的形狀。
操作按鈕7803除了時間設定之外還可以具有電源開關、無線通訊的開關、靜音模式的開啟及關閉、省電模式的開啟及關閉等各種功能。例如,藉由利用組裝在可攜式資訊終端7800中的作業系統,還可以自由設定操作按鈕7803的功能。
另外,藉由用手指等觸摸顯示於顯示部7001的圖示7804,可以啟動應用程式。
另外,可攜式資訊終端7800可以進行被通訊標準化的近距離無線通訊。例如,藉由與可進行無線通訊的耳麥相互通訊,可以進行免提通話。
此外,可攜式資訊終端7800也可以包括輸入輸出端子7802。當包括輸入輸出端子7802時,可攜式資訊終端7800可以藉由連接器直接與其他資訊終端進行資料的交換。另外,也可以藉由輸入輸出端子7802進行充電。另外,在本實施方式中例示出的可攜式資訊終端的充電工作也可以利用非接觸電力傳送進行,而不藉由輸入輸出端子7802。
圖33A示出汽車7900的外觀。圖33B示出汽車7900的駕駛座位。汽車7900包括車體7901、車輪7902、前擋風玻璃7903、燈7904、霧燈7905等。
本發明的一個實施方式的顯示裝置可用於汽車7900的顯示部等。例如,本發明的一個實施方式的顯示裝置可設置於圖33B所示的顯示部7910至顯示部7917。
顯示部7910和顯示部7911設置在汽車的前擋風玻璃上。在本發明的一個實施方式中,藉由使用具有透光性的導電材料來製造顯示裝置中的電極,可以使本發明的一個實施方式的顯示裝置成為能看到對面的所謂的透明式顯示裝置。透明式顯示裝置即使在駕駛汽車7900時也不會成為視野的障礙。因此,可以將本發明的一個實施方式的顯示裝置設置在汽車7900的前擋風玻璃上。另外,當在顯示裝置中設置電晶體等時,較佳為採用諸如使用有機半導體材料的有機電晶體或使用氧化物半導體的電晶體等具有透光性的電晶體。
顯示部7912設置在支柱部分。顯示部7913設置在儀表板部分。例如,藉由將來自設置在車體的成像單元的影像顯示在顯示部7912,可以補充被支柱遮擋的視野。與此同樣,顯示部7913可以補充被儀表板遮擋的視野,顯示部7914可以補充被車門遮擋的視野。也就是說,藉由顯示來自設置在汽車外側的成像單元的影像,可以補充死角,從而可以提高安全性。另外,藉由顯示補充看不到的部分的影像,可以更自然、更舒適地確認安全。
另外,顯示部7917設置在方向盤。顯示部7915、顯示部7916或顯示部7917可以提供導航資訊、速度表、轉速計、行駛距離、加油量、排檔狀態、空調的設定以及其他各種資訊。另外,使用者可以適當地改變顯示部所顯示的顯示內容及佈局等。另外,顯示部7910至顯示部7914也可以顯示上述資訊。
另外,還可以將顯示部7910至顯示部7917用作照明設備。
使用本發明的一個實施方式的顯示裝置的顯示部可以為平面。在此情況下,本發明的一個實施方式的顯示裝置也可以不具有曲面及撓性。
圖33C和圖33D示出數位看板(Digital Signage)的一個例子。數位看板包括外殼8000、顯示部8001及揚聲器8003等。另外,還可以包括LED燈、操作鍵(包括電源開關或操作開關)、連接端子、各種感測器以及麥克風等。
圖33D示出設置於圓柱狀柱子上的數位看板。
顯示部8001越大,顯示裝置每一次能夠提供的資訊越多。另外,顯示部8001越大,越容易吸引人的注意,例如可以提高廣告宣傳效果。
藉由將觸控面板用於顯示部8001,不僅可以在顯示部8001上顯示靜態影像或動態圖片,使用者還能夠直覺性地進行操作,所以是較佳的。另外,在用於提供線路資訊或交通資訊等資訊的用途時,可以藉由直覺性的操作提高易用性。
圖33E所示的可攜式遊戲機包括外殼8101、外殼8102、顯示部8103、顯示部8104、麥克風8105、揚聲器8106、操作鍵8107以及觸控筆8108等。
圖33E所示的可攜式遊戲機包括兩個顯示部(顯示部8103及顯示部8104)。另外,本發明的一個實施方式的電子裝置所包括的顯示部的數量不侷限於兩個,也可以為一個或三個以上。當電子裝置包括多個顯示部時,至少一個顯示部包括本發明的一個實施方式的顯示裝置,即可。
圖33F是膝上型個人電腦,其中包括外殼8111、顯示部8112、鍵盤8113以及指向裝置8114等。
可以對顯示部8112適用本發明的一個實施方式的顯示裝置。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
11‧‧‧分隔壁
12‧‧‧液晶
13‧‧‧單體
21‧‧‧基板
23‧‧‧導電層
24‧‧‧液晶層
25‧‧‧導電層
31‧‧‧基板
40‧‧‧液晶元件
51a‧‧‧彩色層
51b‧‧‧彩色層
52‧‧‧遮光層
53a‧‧‧配向膜
53b‧‧‧配向膜
61‧‧‧絕緣層
70‧‧‧電晶體
71‧‧‧導電層
72‧‧‧半導體層
73‧‧‧絕緣層
74a‧‧‧導電層
74b‧‧‧導電層
81‧‧‧絕緣層

Claims (16)

  1. 一種顯示裝置,包括:第一電極;第二電極;液晶層;以及遮光層,其中,該第一電極及該第二電極各自反射可見光且遮住紫外光,該第一電極及該第二電極設於同一面上以相互分開,該遮光層包括與該第一電極和該第二電極之間的區域重疊的部分,該液晶層包括與該第一電極重疊的第一部分以及與該第一電極和該第二電極之間的區域及該遮光層重疊的第二部分,該第一部分包含單體及液晶,並且,該第二部分包含該單體聚合的聚合物。
  2. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置,還包括:隔著該液晶層與該第一電極重疊的第三電極,其中該第三電極使可見光透過。
  3. 根據申請專利範圍第2項之顯示裝置,還包括:覆蓋該第一電極的第一配向膜;以及覆蓋該第三電極的第二配向膜,其中該液晶層的該第二部分以與該第一配向膜及該第二配向膜接觸的方式設置。
  4. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置,還包括:該第二部分中的具有絕緣性的結構體,其中該結構體包括與該遮光層重疊的部分。
  5. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置,還包括:第一基板;以及第二基板,其中該第一電極及該第二電極位於該第一基板與該液晶層之間,該遮光層位於該第二基板與該液晶層之間,並且該第二基板比該第一基板薄。
  6. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置,還包括:第三基板;以及第四基板, 其中該第一電極及該第二電極位於該第三基板與該液晶層之間,該遮光層位於該第四基板與該液晶層之間,並且該第三基板及該第四基板都具有撓性。
  7. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置,還包括:絕緣層;以及發光元件,其中該發光元件包括從該絕緣層一側依次層疊有使可見光透過的第四電極、包含發光性物質的層及第五電極的結構,該第一電極包括使可見光透過的開口,並且該第四電極包括隔著該絕緣層與該開口重疊的區域。
  8. 根據申請專利範圍第7項之顯示裝置,其中該第一電極在與該開口重疊的部分中包括使可見光透過的導電膜。
  9. 根據申請專利範圍第7項之顯示裝置,還包括:與該第一電極電連接的第一電晶體;以及與該第四電極電連接的第二電晶體,其中該第一電晶體及該第二電晶體設置在同一面上。
  10. 根據申請專利範圍第9項之顯示裝置,其中該第一電晶體及該第二電晶體設置在該絕緣層的第一面一側,該第一電極設置在隔著該絕緣層與該第一電晶體相反的一側,並且該第一電極藉由該絕緣層中的開口與該第一電晶體電連接。
  11. 根據申請專利範圍第9項之顯示裝置,其中該第一電晶體及該第二電晶體設置在該絕緣層的第一面一側,該第四電極設置在隔著該絕緣層與該第二電晶體相反的一側,並且該第四電極藉由該絕緣層中的開口與該第二電晶體電連接。
  12. 一種顯示裝置的製造方法,包括如下步驟:在第一基板上以相互分開的方式形成各自反射可見光且遮住紫外光的第一電極及第二電極的第一步驟;在第二基板上形成遮光層的第二步驟;將該第一基板與該第二基板夾著包含液晶、單體及聚合引發劑的液晶層貼合在一起的第三步驟;以及從該第一基板一側照射光來在不由該第一電極和該第二電極遮住該光的區域中使該液晶層中的該單體聚合的第四步驟。
  13. 一種顯示裝置的製造方法,包括如下步驟:在第一基板上以相互分開的方式形成各自反射可見光且遮住紫外光的第一電極及第二電極的第一步驟;在支撐基板上形成第一絕緣層的第二步驟;在該第一絕緣層上形成遮光層的第三步驟;將該第一基板與該支撐基板夾著包含液晶、單體及聚合引發劑的液晶層貼合在一起的第四步驟;從該第一基板一側照射光來在不由該第一電極和該第二電極遮住該光的區域中使液晶層中的單體聚合的第五步驟:以及在該支撐基板與該第一絕緣層之間進行剝離且將該第一絕緣層與該第二基板夾著黏合層貼合在一起的第六步驟。
  14. 一種顯示裝置的製造方法,包括如下步驟:在第一支撐基板上形成第二絕緣層的第一步驟;在該第二絕緣層上以相互分開的方式形成各自反射可見光且遮住紫外光的第一電極及第二電極的第二步驟;在第二支撐基板上形成第三絕緣層的第三步驟;在該第三絕緣層上形成遮光層的第四步驟;將該第一支撐基板和該第二支撐基板夾著包含液晶、單體及聚合引發劑的液晶層貼合在一起的第五步驟;從該第一支撐基板一側照射光來在不由該第一電極和該第二電極遮住該光的區域中使該液晶層中的該單體聚合的第六步驟;在該第一支撐基板與該第二絕緣層之間進行剝離且將該第二絕緣層與第三基板夾著第一黏合層貼合在一起的第七步驟;以及在該第二支撐基板與該第三絕緣層之間進行剝離且將該第三絕緣層與第四基板夾著第二黏合層貼合在一起的第八步驟。
  15. 一種顯示裝置的製造方法,包括如下步驟:在第三支撐基板上形成各自反射可見光且遮住紫外光的第一電極及第二電極以及覆蓋該第一電極及該第二電極的第四絕緣層的第一步驟;在該第四絕緣層中形成到達該第一電極的開口的第二步驟;在該第四絕緣層上形成與該第一電極電連接的第一導電層及使可見光透過的第四電極的第三步驟;在該第四電極上形成包含發光性物質的層及第五電極的疊層的第四步驟; 以覆蓋該第五電極的方式將該第一基板隔著第三黏合層貼合到該第五電極的第五步驟;在該第三支撐基板與該第四絕緣層之間進行剝離且使該第一電極的一部分及該第二電極的一部分露出的第六步驟;在第二基板上形成遮光層的第七步驟;將該第一基板與該第二基板夾著包含液晶、單體及聚合引發劑的液晶層貼合在一起的第八步驟;以及從該第一基板一側照射光來在不由該第一電極和該第二電極遮住該光的區域中使該液晶層中的該單體聚合的第九步驟。
  16. 一種顯示裝置的製造方法,包括如下步驟:在第四支撐基板上形成使可見光透過的第四電極以及覆蓋該第四電極的第五絕緣層的第一步驟;在該第五絕緣層中形成到達該第四電極的開口的第二步驟;在該第五絕緣層上形成與該第四電極電連接的第二導電層及各自反射可見光且遮住紫外光的第一電極及第二電極的第三步驟;在第二基板上形成遮光層的第四步驟;將該第四支撐基板與該第二基板夾著包含液晶、單體及聚合引發劑的液晶層貼合在一起的第五步驟;從該第四支撐基板一側照射光來在不由該第一電極和該第二電極遮住該光的區域中使該液晶層中的該單體聚合的第六步驟;在該第四支撐基板與該第五絕緣層之間進行剝離來使該第四電極的一部分露出的第七步驟;以及依次形成包含發光性物質的層及第五電極來覆蓋該第四電極的第八步驟。
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