TWI816217B - 顯示面板、資料處理裝置及顯示面板的製造方法 - Google Patents
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1345—Conductors connecting electrodes to cell terminals
- G02F1/13452—Conductors connecting driver circuitry and terminals of panels
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- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136227—Through-hole connection of the pixel electrode to the active element through an insulation layer
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- G—PHYSICS
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- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
- G06F3/03547—Touch pads, in which fingers can move on a surface
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
- G06F3/04164—Connections between sensors and controllers, e.g. routing lines between electrodes and connection pads
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- G—PHYSICS
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- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/2003—Display of colours
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- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/2007—Display of intermediate tones
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- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
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- H—ELECTRICITY
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
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- H10K59/121—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
- H10K59/1213—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements the pixel elements being TFTs
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- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
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- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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Abstract
提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板、一種方便性或可靠性優異的新穎的資料處理裝置或一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板的製造方法。該顯示面板包括圖元及與圖元電路電連接的端子,該圖元包括:第二絕緣膜;設置在第二絕緣膜的開口部中的第一接觸部;與第一接觸部電連接的圖元電路;與圖元電路電連接的第二接觸部;與第一接觸部電連接的第一顯示元件;以及與第二接觸部電連接的第二顯示元件。第二絕緣膜具有夾在第一顯示元件與第二顯示元件之間的區域,端子具有能夠被用作切點的面。
Description
本發明的一個實施方式係關於一種顯示面板、資料處理裝置、顯示面板的製造方法或半導體裝置。
本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。本說明書等所公開的發明的一個實施方式的技術領域係關於一種物體、方法或製造方法。另外,本發明的一個實施方式係關於一種製程(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或者組合物(composition of matter)。由此,更明確而言,作為本說明書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、這些裝置的驅動方法或者這些裝置的製造方法。
已知有具有如下結構的液晶顯示裝置:在基板的同一側設置聚光單元及圖元電極,在聚光單元的光軸上重疊地設置圖元電極的使可見光透過的區域。還已知有具有如下結構的液晶顯示裝置:使用具有聚光方向X及非聚光方向Y的各向異性的聚光單元,使非聚光方向Y對應於圖元電極的使可見光透過的區域的長軸方向(專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2011-191750號公報
本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種方便性或可靠性優異的新穎的資料處理裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板的製造方法。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種新穎的顯示面板、新穎的資料處理裝置、新穎的顯示面板的製造方法或新穎的半導體裝置。
注意,上述目的的記載不妨礙其他目的的存在。此外,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、圖式、申請專利範圍等的記載得知並衍生上述以外的目的。
(1)本發明的一個實施方式是一種包括圖元及端子的顯示面板。
並且,圖元包括:第一絕緣膜;設置在第一絕緣膜的第一開口部中的第一接觸部;與第一接觸部電連接的圖元電路;與圖元電路電連接的第二接觸部;與第一接觸部電連接的第一顯示元件;以及與第二接觸部電連接的第二顯示元件。
另外,第一絕緣膜包括夾在第一顯示元件與第二顯示元件之間的區域,第一顯示元件包括反射入射光且具有第二開口部的反射膜,並具有控制反射光的強度的功能。
另外,第二顯示元件具有與第二開口部重疊的區域,與第二開口部重疊的區域具有向第二開口部發射光的功能。
另外,端子與圖元電路電連接,端子具有能夠被用作切點的面。
(2)另外,本發明的一個實施方式是上述顯示面板,其中圖元電路包括切換元件。
上述本發明的一個實施方式的顯示面板包括圖元及與圖元電路電連接的端子,其中,該圖元包括:第一絕緣膜;設置在第一絕緣膜的第一開口部中的第一接觸部;與第一接觸部電連接的圖元電路;與圖元電路電連接的第二接觸部;與第一接觸部電連接的第一顯示元件;以及與第二接觸部電連接的第二顯示元件。另外,第一絕緣膜具有夾在第一顯示元件與第二顯示元件之間的區域,端子具有能夠被用作切點的面。
由此,例如可以使用連接於端子的圖元電路驅動以夾著第一絕緣膜的方式配置的第一顯示元件及第二顯示元件。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
(3)另外,本發明的一個實施方式是上述顯示面板,其中圖元電路包括電晶體,該電晶體比將非晶矽用於半導體的電晶體更能夠抑制關態電流(off-state current)。
上述本發明的一個實施方式的顯示面板的圖元電路包括能夠降低關態電流的電晶體。由此,可以在抑制伴隨顯示的閃爍的同時降低對圖元電路供應選擇信號的頻率。其結果是,可以提供一種功耗被降低且方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
(4)另外,本發明的一個實施方式是上述顯示面板,其中第一顯示元件包括包含液晶材料的層及以可以控制液晶材料的配向的方式設置的第一導電膜及第二導電膜。另外,第一導電膜與第一接觸部電連接。
(5)另外,本發明的一個實施方式是上述顯示面板,其中第二顯示元件包括第三導電膜、具有與第三導電膜重疊的區域的第四導電膜以及第三導電膜與第四導電膜之間的包含發光性有機化合物的層。另外,第三導電膜與第二接觸部電連接,並且第三導電膜具有透光性。
在上述本發明的一個實施方式的顯示面板中,反射型液晶元件被用於第一顯示元件,有機EL元件被用於第二顯示元件。
由此,例如可以在亮環境下利用外光及反射型液晶元件而在暗環境下利用有機EL元件所發射的光進行顯示。另外,在微暗環境下可以利用外光及有機EL元件所發射的光進行顯示。其結果是,可以提供一種能夠進行可見度優異的顯示的新穎的顯示面板。可以提供一種能夠降低功耗的新穎的顯示面板。另外,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
(6)另外,本發明的一個實施方式是上述顯示面板,其中第一顯示元件具有反射外光的功能,反射膜的第二開口部的總面積與第二開口部以外的總面積的比值為0.052以上且0.6以下,第二開口部的面積為3µm2
以上且25µm2
以下。
上述本發明的一個實施方式的顯示面板包括具有反射外光的功能的第二元件及一個或多個面積為3µm2
以上且25µm2
以下的開口部,反射膜的開口部的總面積與非開口部的總面積的比值為0.052以上且0.6以下。
由此,例如可以防止液晶材料的無序配向。另外,在亮環境下可以利用外光進行顯示。另外,在暗環境下可以利用有機EL元件所發射的光進行顯示。其結果是,可以提供一種能夠進行可見度優異的顯示的新穎的顯示面板。可以提供一種能夠降低功耗的新穎的顯示面板。另外,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
(7)另外,本發明的一個實施方式是上述顯示面板,其中反射膜具有埋入在第一絕緣膜中的區域及從第一絕緣膜露出的區域。
上述本發明的一個實施方式的顯示面板包括具有埋入在第一絕緣膜中的區域及從第一絕緣膜露出的區域的反射膜。由此,可以減小產生在反射膜的端部的步階,而使起因於步階的配向缺陷等不容易產生。另外,可以使用作端子的切點的面露出。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
(8)另外,本發明的一個實施方式是上述顯示面板,其中能夠被用作切點的面朝向與用於顯示的反射外光的反射膜的面相同的方向。另外,端子具有埋入在第一絕緣膜中的區域及從第一絕緣膜露出的區域。
上述本發明的一個實施方式的顯示面板包括具有埋入在第一絕緣膜中的區域及從第一絕緣膜露出的區域的端子。由此,可以使用作端子的切點的面露出。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
(9)另外,本發明的一個實施方式是上述顯示面板,其中圖元包括第二絕緣膜。另外,第二絕緣膜具有其與第一絕緣膜之間夾著反射膜的區域及覆蓋反射膜的區域。
(10)另外,本發明的一個實施方式是一種資料處理裝置,包括算術裝置及輸入/輸出裝置。
並且,算術裝置具有被供應位置資訊且供應影像資訊及控制資訊的功能。
另外,輸入/輸出裝置具有供應位置資訊的功能及被供應影像資訊及控制資訊的功能。另外,包括顯示影像資訊的顯示部及供應位置資訊的輸入部。
顯示部包括上述顯示面板。另外,輸入部具有檢測指示器的位置並供應根據位置決定的位置資訊的功能。
算術裝置具有根據位置資訊決定指示器的移動速度的功能,並且具有根據指示器的移動速度決定影像資訊的對比度或亮度的功能。
上述本發明的一個實施方式的資料處理裝置包括:供應位置資訊且被供應影像資訊的輸入/輸出裝置;以及被供應位置資訊且供應影像資訊的算術裝置,其中,算術裝置根據指示器的移動速度決定影像資訊的對比度或亮度。由此,在移動影像資訊的顯示位置時,可以減輕對使用者的眼睛產生的負擔,而可以實現護眼顯示。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的資料處理裝置。
(11)另外,本發明的一個實施方式是上述資料處理裝置,其中輸入部包括鍵盤、硬體按鈕、指向裝置、觸控感測器、照度感測器、攝像裝置、聲音輸入裝置、視點輸入裝置、姿態檢測裝置中的一個以上。
由此,可以降低功耗,而即使在亮環境也能夠確保優異的可見度。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的資料處理裝置。
(12)另外,本發明的一個實施方式是上述顯示面板的製造方法,包括如下十一個步驟。
在第一步驟中,在製程用基板上形成第一絕緣膜。
接著,在第二步驟中,形成反射膜及端子。
接著,在第三步驟中,形成覆蓋反射膜及端子的第二絕緣膜。
接著,在第四步驟中,形成與反射膜電連接的第一接觸部及與端子電連接的第三接觸部。
接著,在第五步驟中,形成與第一接觸部及第三接觸部電連接的圖元電路。
接著,在第六步驟中,形成與圖元電路連接的第二接觸部。
接著,在第七步驟中,形成與第二接觸部電連接的第二顯示元件。
接著,在第八步驟中,層疊基板。
接著,在第九步驟中,使製程用基板分離。
接著,在第十步驟中,去除第一絕緣膜使反射膜及端子露出。
接著,在第十一步驟中,形成第一顯示元件。
上述本發明的一個實施方式的顯示面板的製造方法具有使製程用基板分離的步驟及去除第一絕緣膜而使反射膜及端子露出的步驟。由此,可以減小產生在反射膜的端部的步階,而使起因於步階的配向缺陷等不容易產生。另外,可以使用作端子的切點的面露出。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板的製造方法。
本說明書的圖式中的方塊圖示出在獨立的方塊中根據其功能進行分類的組件,但是,實際上的組件難以根據其功能清楚地劃分,而一個組件有時具有多個功能。
在本說明書中,電晶體所具有的源極和汲極的名稱根據電晶體的極性及施加到各端子的電位的高低互相調換。一般而言,在n通道型電晶體中,將被施加低電位的端子稱為源極,而將被施加高電位的端子稱為汲極。另外,在p通道型電晶體中,將被供應低電位的端子稱為汲極,而將被供應高電位的端子稱為源極。在本說明書中,儘管為方便起見在一些情況下假設源極和汲極是固定的來描述電晶體的連接關係,但是實際上源極和汲極的名稱根據上述電位關係而互換。
在本說明書中,電晶體的源極是指用作活性層的半導體膜的一部分的源極區域或與上述半導體膜連接的源極電極。同樣地,電晶體的汲極是指上述半導體膜的一部分的汲極區域或與上述半導體膜連接的汲極電極。另外,閘極是指閘極電極。
在本說明書中,電晶體串聯連接的狀態是指例如第一電晶體的源極和汲極中的僅一個與第二電晶體的源極和汲極中的僅一個連接的狀態。另外,電晶體並聯連接的狀態是指第一電晶體的源極和汲極中的一個與第二電晶體的源極和汲極中的一個連接且第一電晶體的源極和汲極中的另一個與第二電晶體的源極和汲極中的另一個連接的狀態。
在本說明書中,連接是指電連接,並相當於能夠供應或傳送電流、電壓或電位的狀態。因此,連接狀態不一定必須是指直接連接的狀態,而在其範疇內還包括以能夠供應或傳送電流、電壓或電位元的方式藉由佈線、電阻器、二極體、電晶體等電路元件間接地連接的狀態。
即使當在本說明中在電路圖上獨立的組件彼此連接時,實際上也有一個導電膜兼具有多個組件的功能的情況,例如佈線的一部分用作電極的情況等。本說明書中的連接的範疇內包括這種一個導電膜兼具有多個組件的功能的情況。
在本說明書中,電晶體的第一電極和第二電極中的一個是源極電極,而另一個是汲極電極。
根據本發明的一個實施方式,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。另外,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的資料處理裝置。另外,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板的製造方法。另外,可以提供一種新穎的顯示面板、新穎的資料處理裝置、顯示面板的製造方法或新穎的半導體裝置。
注意,上述效果的記載不妨礙其他效果的存在。此外,本發明的一個實施方式並不需要具有所有上述效果。另外,可以從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載得知並衍生上述以外的效果。
本發明的一個實施方式的顯示面板包括圖元及與圖元電路電連接的端子,其中,該圖元包括:第二絕緣膜;設置在第二絕緣膜的開口部中的第一接觸部;與第一接觸部電連接的圖元電路;與圖元電路電連接的第二接觸部;與第一接觸部電連接的第一顯示元件;以及與第二接觸部電連接的第二顯示元件。另外,第二絕緣膜具有夾在第一顯示元件與第二顯示元件之間的區域,端子具有能夠被用作切點的面。
由此,例如可以使用連接於端子的圖元電路驅動以夾著第二絕緣膜的方式配置的第一顯示元件及第二顯示元件。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
參照圖式對實施方式進行詳細說明。注意,本發明不侷限於以下說明,而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侷限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。
實施方式1
在本實施方式中,參照圖1A至圖2C對本發明的一個實施方式的顯示面板的結構進行說明。
圖1A至圖1C是說明本發明的一個實施方式的顯示面板的結構的圖。圖1A是本發明的一個實施方式的顯示面板700、700B或700C的俯視圖或底面圖,圖1B是圖1A所示的圖元702(i,j)的俯視圖。注意,在本說明書中,有時將取1以上的整數的值的變數用於符號。例如,有時將包含取1以上的整數的值的變數p的(p)用於指定最大為p個組件中的任一個的符號的一部分。另外,例如,有時將包含取1以上的整數的值的變數m及變數n的(m,n)用於指定最大為m×n個組件中的任一個的符號的一部分。
圖2A至圖2C是說明本發明的一個實施方式的顯示面板的結構的圖。圖2A是沿圖1A所示的切斷線X1-X2、切斷線X3-X4、切斷線X5-X6的顯示面板700的剖面圖,圖2B是圖2A所示的電晶體M的剖面圖,圖2C是圖2A所示的電晶體MD的剖面圖。
〈顯示面板的結構例子1〉
在本實施方式中說明的顯示面板700包括圖元702(i,j)及基板770(參照圖1A)。
基板770具有與圖元702(i,j)重疊的區域(參照圖2A至圖2C)。
圖元702(i,j)包括:第一顯示元件750;具有與第一顯示元件750重疊的區域的第二顯示元件550;以及第一顯示元件750與第二顯示元件550之間的功能層520。
功能層520包括:與第一顯示元件750電連接的第一接觸部704C;與第二顯示元件550電連接的第二接觸部504C;以及與第一接觸部704C及第二接觸部504C電連接的圖元電路730(i,j)(參照圖1C及圖2A)。
第一顯示元件750包括反射入射光的反射膜,並具有控制相對於入射光的反射光的比例的功能。例如,可以將第一導電膜751用於反射膜(參照圖2A)。
反射膜包括開口部751H,第二顯示元件550具有與開口部751H重疊的區域。例如,當將第一導電膜751用於反射膜時,第一導電膜751包括開口部751H。
與第二顯示元件550的開口部751H重疊的區域具有向開口部751H發射光的功能。注意,第二顯示元件550所發射的光經由開口部751H從顯示面板700的顯示面被提取。
另外,顯示面板700的圖元電路730(i,j)包括切換元件(例如,開關SW1或開關SW2)(參照圖1C)。
顯示面板700包括:第一顯示元件750;具有與第一顯示元件750重疊的區域的第二顯示元件550;與第一顯示元件750電連接的第一接觸部704C;與第二顯示元件550電連接的第二接觸部504C;以及與第一接觸部704C及第二接觸部504C電連接的圖元電路730(i,j)。
由此,例如,將能夠在同一製程形成的圖元電路用於一功能層,來驅動第一顯示元件及第二顯示元件。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
另外,顯示面板700的圖元電路730(i,j)包括能夠用於開關的電晶體,該電晶體比將非晶矽用於半導體的電晶體更能夠抑制關態電流(參照圖1C)。
顯示面板700的圖元電路730(i,j)包括能夠抑制關態電流的電晶體。由此,可以在抑制伴隨顯示的閃爍的同時降低對圖元電路供應選擇信號的頻率。其結果是,可以提供一種功耗被降低且方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
另外,顯示面板700的第一顯示元件750包括包含液晶材料的層753及用來控制液晶材料的配向的第一導電膜751及第二導電膜752。並且,第一導電膜751與第一接觸部704C電連接。
另外,顯示面板700的第二顯示元件550包括:第三導電膜551;具有與第三導電膜551重疊的區域的第四導電膜552;以及第三導電膜551與第四導電膜552之間的包括發光性有機化合物的層553。並且,第三導電膜551與第二接觸部504C電連接,第三導電膜551具有透光性。
在顯示面板700中,將反射型液晶元件用於第一顯示元件750,將有機EL元件用於第二顯示元件550。
由此,例如可以在亮環境下利用外光及反射型液晶元件而在暗環境下利用有機EL元件所發射的光進行顯示。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
另外,較佳為,第二顯示元件550具有反射外光的功能。例如,可以將反射可見光的材料用於第四導電膜552。
並且,反射膜的包括開口部751H的開口部的總面積與非開口部的總面積的比值為0.052以上且0.6以下,一開口部751H的面積為3µm2
以上且25µm2
以下。注意,當將第一導電膜751用於反射膜時,第一導電膜751的包括開口部751H的開口部的總面積與非開口部的總面積的比值為0.052以上且0.6以下(參照圖1B)。
另外,當以圖元的面積為1時,可以使圖元的面積中的反射膜所占的面積為0.5以上且0.95以下。另外,可以使圖元的面積中的開口部751H所占的面積為0.052以上且0.3以下。
由此,例如在亮環境下可以利用外光進行顯示。另外,在暗環境下可以利用有機EL元件所發射的光進行顯示。另外,在微暗環境下可以利用外光及有機EL元件所發射的光進行顯示。另外,由於開口部的尺寸充分小,因此例如可以防止液晶元件的無序配向而進行顯示。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
顯示面板700的圖元702(i,j)包括覆蓋第一導電膜751的絕緣膜501A及第一導電膜751與圖元730(i,j)之間的絕緣膜501B。
第一導電膜751被配置在絕緣膜501A與絕緣膜501B之間並埋入在絕緣膜501B中。
顯示面板700包括埋入在絕緣膜501B中的第一導電膜751。由此,可以減少產生在第一導電膜的端部的步階,而起因於步階的配向缺陷不容易產生。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
顯示面板700可以包括一個或多個圖元。例如,可以包括配置為行方向為n個且與行方向交差的列方向為m個的行列狀的圖元702(i,j)。注意,i是1以上且m以下的整數,j是1以上且n以下的整數,m及n是1以上的整數。
另外,可以包括與配置為行方向的圖元702(i,1)至圖元702(i,n)電連接的掃描線G1(i)及掃描線G2(i)(參照圖1C)。
另外,可以包括與配置為列方向的圖元702(1,j)至圖元702(m,j)電連接的信號線S(j)。
另外,顯示面板700的圖元702(i,j)包括:具有與第一顯示元件750重疊的區域的彩色膜CF1;在與第一顯示元件750重疊的區域包括開口部的遮光膜BM;以及彩色膜CF1或遮光膜BM與包含液晶材料的層753之間的絕緣膜771(參照圖2A)。由此,絕緣膜771可以使起因於彩色膜CF1的厚度的凹凸平坦。或者,可以抑制雜質從遮光膜BM或彩色膜CF1等擴散到包含液晶材料的層753。
另外,顯示面板700在基板770與包含液晶材料的層753之間包括配向膜AF2,在包含液晶材料的層753與絕緣膜501A之間包括配向膜AF1。
另外,顯示面板700在由基板770、絕緣膜501A及密封材料705圍繞的區域包括包含液晶材料的層753。密封材料705具有貼合基板770與絕緣膜501A的功能。
另外,顯示面板700在基板770與絕緣膜501A之間包括控制基板770與絕緣膜501A的間隙的結構體KB1。
另外,顯示面板700包括具有與圖元702(i,j)重疊的區域的光學薄膜770P。顯示面板700在光學薄膜770P與包含液晶材料的層753之間包括基板770。
另外,顯示面板700包括功能層520。功能層520包括絕緣膜501A、絕緣膜501B、絕緣膜501C、絕緣膜521B、絕緣膜521A及絕緣膜528。
絕緣膜501B及絕緣膜501C包括設置有第一接觸部704C的開口部。注意,雖然在此例示說明將絕緣膜501C層疊於絕緣膜501B上的結構,但是也可以不使用絕緣膜501C只使用絕緣膜501B。
絕緣膜521B具有與絕緣膜501C重疊的區域。
絕緣膜521A被配置在絕緣膜501C與絕緣膜521B之間。
另外,絕緣膜521A包括設置有第二接觸部504C的開口部。
絕緣膜528包括設置有第二顯示元件550的開口部。
另外,顯示面板700在設置於反射膜中的開口部751H與第二顯示元件550之間包括彩色膜CF2。
另外,顯示面板700包括:具有與功能層520重疊的區域的基板570;以及貼合功能層520與基板570的接合層505。
另外,顯示面板700的第二顯示元件550被設置在功能層520與基板570之間。
另外,顯示面板700在功能層520與基板570之間包括結構體KB2以在功能層520與基板570之間設置預定的間隙。
另外,顯示面板700包括驅動電路GD。驅動電路GD例如包括電晶體MD(參照圖1A及圖2A)。驅動電路GD例如具有將選擇信號供應到掃描線G1(i)或掃描線G2(i)的功能。
另外,顯示面板700包括與圖元電路730(i,j)電連接的佈線511。另外,顯示面板700包括與圖元電路730(i,j)電連接的端子519。另外,顯示面板700包括佈線ANO、佈線VCOM1及佈線VCOM2(參照圖1C及圖2A至圖2C)。
例如,使用導電材料ACF1,可以使撓性印刷基板FPC1與端子519電連接。另外,例如,可以使用導電材料使顯示面板700與驅動電路SD電連接。
另外,顯示面板700可以包括端子719(參照圖4A)。例如,端子719與第二導電膜752電連接。可以使用導電材料ACF2使撓性印刷基板FPC2與端子719電連接。可以將可用於端子519的材料用於端子719,並將可用於導電材料ACF1的材料用於導電材料ACF2。
另外,顯示面板700可以包括使第二導電膜752與端子519電連接的導電構件(參照圖4B或圖5)。例如,可以將導電性粒子用於導電構件。
驅動電路SD具有根據影像資訊供應影像信號的功能。
下麵說明顯示面板700的各組件。注意,有時無法明確區分上述組件,一個結構可能兼作其他結構或包含其他結構的一部分。
例如,當將反射可見光的導電膜用於第一導電膜751時,可以將第一導電膜751用於反射膜,第一導電膜751是反射膜,反射膜是第一導電膜751。
〈結構〉
顯示面板700包括基板570、基板770、佈線511及端子519。
顯示面板700包括密封材料705及接合層505、結構體KB1及結構體KB2。
顯示面板700包括圖元702(i,j)、第一顯示元件750及第二顯示元件550。
顯示面板700包括第一導電膜751、第二導電膜752、包含液晶材料的層753、開口部751H及反射膜。
顯示面板700包括第三導電膜551、第四導電膜552以及包含發光性有機化合物的層553。
顯示面板700包括功能層520、圖元電路730(i,j)、第一接觸部704C及第二接觸部504C。
顯示面板700包括切換元件、電晶體M或電晶體MD、絕緣膜501A、絕緣膜501B、絕緣膜501C、絕緣膜521A、絕緣膜521B及絕緣膜528。
顯示面板700包括彩色膜CF1、彩色膜CF2、遮光膜BM、絕緣膜771、配向膜AF1以及配向膜AF2及光學薄膜770P。
顯示面板700包括驅動電路GD及驅動電路SD。
《基板570》
可以將具有能夠承受製程中的熱處理的程度的耐熱性的材料用於基板570。
例如,可以將第6代(1500mm×1850mm)、第7代(1870mm×2200mm)、第8代(2200mm×2400mm)、第9代(2400mm×2800mm)、第10代(2950mm×3400mm)等大面積的玻璃基板用於基板570。由此,可以製造大型顯示裝置。
可以將有機材料、無機材料或混合有機材料和無機材料等的複合材料等用於基板570。例如,可以將玻璃、陶瓷、金屬等無機材料用於基板570。
明確而言,可以將無鹼玻璃、鈉鈣玻璃、鉀鈣玻璃、水晶玻璃、石英或藍寶石等用於基板570。明確而言,可以將包含無機氧化物、無機氮化物或無機氧氮化物等的材料用於基板570。例如,可以將包含氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氧化鋁等的材料用於基板570。可以將不鏽鋼或鋁等用於基板570。
例如,可以將以矽或碳化矽為材料的單晶半導體基板或多晶半導體基板、以矽鍺為材料的化合物半導體基板、SOI(Silicon on Insulator:絕緣層上覆矽)基板等用於基板570。由此,可以將半導體元件形成於基板570。
例如,基板570可以使用將金屬板、薄板狀的玻璃板或無機材料等的膜貼合於樹脂薄膜等的複合材料。例如,基板570可以使用將纖維狀或粒子狀的金屬、玻璃或無機材料等分散到樹脂薄膜而得到的複合材料。例如,基板570可以使用將纖維狀或粒子狀的樹脂或有機材料等分散到無機材料而得到的複合材料。
另外,可以將單層的材料或層疊有多個層的材料用於基板570。例如,也可以將層疊有基材與防止包含在基材中的雜質擴散的絕緣膜等的材料用於基板570。明確而言,可以將層疊有玻璃與防止包含在玻璃中的雜質擴散的選自氧化矽層、氮化矽層或氧氮化矽層等中的一種或多種的膜的材料用於基板570。或者,可以將層疊有樹脂與防止透過樹脂的雜質的擴散的氧化矽膜、氮化矽膜或氧氮化矽膜等的材料用於基板570。
明確而言,可以將包含聚酯、聚烯烴、聚醯胺(尼龍、芳族聚醯胺等)、聚醯亞胺、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂、氨酯樹脂、環氧樹脂或矽酮樹脂等具有矽氧烷鍵合的樹脂的材料用於基板570。或者,可以將包含選自這些樹脂中的一個或多個樹脂的薄膜、板或疊層體等用於基板570。
明確而言,可以將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)或丙烯酸等用於基板570。
另外,可以將紙或木材等用於基板570。
例如,可以將具有撓性的基板用於基板570。
製造方法可以使用在基板上直接形成電晶體或電容元件等的方法。另外,可以使用如下製造方法:在具有耐熱性的製程用基板上形成電晶體或電容元件等,並將形成的電晶體或電容元件等轉置到基板。由此,例如可以抑制本發明的一個實施方式的製造顯示面板所包括的基板570的製程中的熱處理溫度。其結果是,可以在具有撓性的基板上形成電晶體或電容元件等。
《基板770》
可以將具有透光性的材料用於基板770。例如,基板770可以使用選自可用於基板570的材料。
《佈線511、端子519》
可以將具有導電性的材料用於佈線511及端子519。
例如,可以將無機導電性材料、有機導電性材料等用於佈線511或端子519。
明確而言,例如,可以將金屬或導電性陶瓷等用於佈線511或端子519。例如,可以將選自鋁、金、鉑、銀、銅、鉻、鉭、鈦、鉬、鎢、鎳、鐵、鈷、鈀或錳的金屬元素等用於佈線511或端子519。或者,可以將含有上述金屬元素的合金等用於佈線511或端子519。尤其是,銅和錳的合金適用於利用濕蝕刻的微細加工。
明確而言,佈線511或端子519可以使用如下結構:在鋁膜上層疊鈦膜的雙層結構;在氮化鈦膜上層疊鈦膜的雙層結構;在氮化鈦膜上層疊鎢膜的雙層結構;在氮化鉭膜或氮化鎢膜上層疊鎢膜的雙層結構;鈦膜、在該鈦膜上層疊鋁膜、再在該鋁膜上形成鈦膜的三層結構等。
例如,可以將氧化銦、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用於佈線511或端子519。
具體地,可以將含有石墨烯或石墨的膜用於佈線511或端子519。
例如,可以使用藉由使含有氧化石墨烯的膜還原而形成的含有石墨烯的膜。明確而言,作為還原方法,可以利用加熱的方法或使用還原劑的方法等。
例如,可以將導電性高分子用於佈線511或端子519。
《第一接觸部704C、第二接觸部504C》
可以將具有導電性的材料用於第一接觸部704C及第二接觸部504C。例如,可以使用能夠用於佈線511或端子519的材料。
《接合層505、密封材料705》
可以將無機材料、有機材料或無機材料和有機材料的複合材料等用於接合層505或密封材料705。
例如,可以將熱熔性樹脂或固化樹脂等有機材料用於接合層505或密封材料705。
例如,可以將反應固化型黏合劑、光固化型黏合劑、熱固性黏合劑或/及厭氧型黏合劑等有機材料用於接合層505或密封材料705。
明確而言,以將包含環氧樹脂、丙烯酸樹脂、矽酮樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺樹脂、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)樹脂等的黏合劑用於接合層505或密封材料705。
《結構體KB1、結構體KB2》
例如,可以將有機材料、無機材料或有機材料和無機材料的複合材料用於結構體KB1及結構體KB2。由此,可以將結構體KB1與結構體KB2之間設定成預定的間隔。
明確而言,可以將聚酯、聚烯烴、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯、矽氧烷或丙烯酸樹脂等或選自上述樹脂中的多種樹脂的複合材料等用於結構體KB1及結構體KB2。另外,可以使用利用具有感光性的材料形成的材料。
《圖元702(i,j)》
圖元702(i,j)包括第一顯示元件750、第二顯示元件550及功能層520。
另外,圖元702(i,j)可以包括彩色膜CF1、遮光膜BM、絕緣膜771、配向膜AF1、配向膜AF2及彩色膜CF2。
《第一顯示元件750》
例如,可以將具有控制反射光或透光的功能的顯示元件用於第一顯示元件750。例如,可以使用組合有液晶元件與偏光板的結構或快門方式的MEMS顯示元件等。藉由使用反射型顯示元件,可以抑制顯示面板的功耗。明確而言,可以將反射型液晶顯示元件用於第一顯示元件750。
具體而言,可以使用可藉由IPS(In-Plane-Switching)模式、TN(Twisted Nematic)模式、FFS(Fringe Field Switching)模式、ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell)模式、OCB(Optically Compensated Birefringence)模式、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)模式、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal)模式等驅動方法驅動的液晶元件。
另外,可以使用可藉由例如如下模式驅動的液晶元件:垂直配向(VA)模式諸如MVA(Multi-Domain Vertical Alignment)模式、PVA(Patterned Vertical Alignment)模式、ECB(Electrically Controlled Birefringence)模式、CPA(Continuous Pinwheel Alignment)模式、ASV(Advanced Super-View)模式等。
例如,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、鐵電液晶、反鐵電液晶等。可以使用呈現膽固醇相、層列相、立方相、手性向列相、各向同性相等的液晶材料。或者,可以使用呈現藍相的液晶材料。
例如,可以將包含液晶材料的層753、以能夠施加控制液晶材料的配向的電場的方式配置的第一導電膜751及第二導電膜752用於第一顯示元件750。
可以將具有導電性的材料用於第一導電膜751及第二導電膜752。
例如,可以將用於佈線511的材料用於第一導電膜751或第二導電膜752。
《反射膜》
例如,作為反射膜可以使用將透過包含液晶材料的層753的光反射的材料。由此,可以將第一顯示元件750用作反射型液晶元件。
另外,例如,可以將其表面不平坦的材料用於反射膜。由此,使入射的光向各種方向反射,而可以進行白色顯示。
可以將使用反射可見光的材料的第一導電膜751用於反射膜。
另外,不侷限於將第一導電膜751用於反射膜的結構。例如,可以在包含液晶材料的層753與第一導電膜751之間設置包含反射可見光的材料的反射膜。或者,可以在使用反射可見光的材料的反射膜與包含液晶材料的層753之間設置使用具有透光性及導電性的材料的第一導電膜751。
可以將對可見光具有透光性及導電性的材料用於第二導電膜752。
例如,可以將導電性氧化物或包含銦的導電性氧化物用於第二導電膜752。或者,可以將薄得可以透光的金屬膜用於第二導電膜752。
明確而言,可以將氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加有鎵的氧化鋅等用於第二導電膜752。
《開口部751H》
設置於一圖元的開口部751H的總面積與設置於一圖元的反射膜的非開口部的總面積的比值較佳為0.052以上且0.6以下。當開口部751H的總面積的比過大時,使用第一顯示元件750的顯示變暗。另外,當開口部751H的總面積的比過小時,使用第二顯示元件550的顯示變暗。
另外,當將第一導電膜751用於反射膜時,一開口部751H的面積為3µm2
以上且25µm2
以下。當設置於第一導電膜751中的開口部751H的面積過大時,例如施加於包含液晶材料的層753的電場不均勻,而第一顯示元件750的顯示品質降低。另外,當設置在第一導電膜中的開口部751H的面積過小時,從第二顯示元件550所發射的光提取用於顯示的光的效率降低。
可以將多角形、四角形、橢圓形、圓形或十字等形狀用作開口部751H的形狀。另外,可以將細條狀、狹縫狀、方格狀的形狀用作開口部751H的形狀(參照圖1B及圖6A)。另外,也可以以靠近鄰接的圖元的方式配置開口部751H(參照圖6B)。較佳為,以靠近具有顯示相同顏色的功能的其他圖元的方式配置開口部751H。由此,可以抑制第二顯示元件550所發射的光射入到配置在鄰接的圖元的彩色膜中的現象(也稱為串擾)。
較佳為,開口部751H不被設置在與使不同顏色的光透過的彩色膜CF1之間的接縫重疊的區域。由此,第二顯示元件550所發射的光不容易到達鄰接的圖元的彩色膜。其結果是,可以提供一種顏色再現性優異的顯示面板。
《第二顯示元件550》
例如,可以將發光元件用於第二顯示元件550。明確而言,可以將有機電致發光元件、無機電致發光元件或發光二極體等用於第二顯示元件550。
例如,可以將以發射白色光的方式形成的疊層體用於包含發光性有機化合物的層553。明確而言,可以將如下疊層體用於包含發光性有機化合物的層553:層疊有包括包含發射藍色光的螢光材料的發光性有機化合物的層及包含發射綠色光及紅色光的螢光材料以外的材料的層或包含發射黃色光的螢光材料以外的材料的層。
例如,可以將用於佈線511的材料用於第三導電膜551或第四導電膜552。
例如,可以將對可見光具有透光性及導電性的材料用於第三導電膜551。
例如,可以將對可見光具有反射性及導電性的材料用於第四導電膜552。
明確而言,作為第三導電膜551可以使用導電性氧化物或包含銦的導電性氧化物、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。
或者,可以將薄得可以透光的金屬膜用於第三導電膜551。
《功能層520》
功能層520包括圖元電路730(i,j)、第一接觸部704C及第二接觸部504C。另外,功能層520包括絕緣膜501A、絕緣膜501B、絕緣膜501C、絕緣膜521A、絕緣膜521B及絕緣膜528。
《圖元電路730(i,j)》
例如,可以將與掃描線G1(i)、掃描線G2(i)、信號線S(j)、佈線ANO、佈線VCOM1及佈線VCOM2電連接的電路用於圖元電路730(i,j)(參照圖1C)。
明確而言,可以將開關SW1、電容元件C1、開關SW2、電容元件C2或電晶體M用於圖元電路730(i,j)。
開關SW1包括與掃描線G1(i)電連接的控制電極及與信號線S(j)電連接的第一電極。可以將電晶體用於開關SW1。
電容元件C1包括與開關SW1的第二電極電連接的第一電極及與佈線VCOM1電連接的第二電極。
可以使第一顯示元件750的第一導電膜751與開關SW1的第二電極電連接,並使第一顯示元件750的第二導電膜752與佈線VCOM1電連接。
開關SW2包括與掃描線G2(i)電連接的控制電極及與信號線S(j)電連接的第一電極。可以將電晶體用於開關SW2。
電晶體M包括與開關SW2的第二電極電連接的閘極電極及與佈線ANO電連接的第一電極。
電容元件C2包括與開關SW2的第二電極電連接的第一電極及與電晶體M的第二電極電連接的第二電極。
可以使第二顯示元件550的第三導電膜551與電晶體M的第二電極電連接,並使第二顯示元件550的第四導電膜552與佈線VCOM2電連接。
《電晶體M》
電晶體M包括具有與半導體膜508及半導體膜508重疊的區域的導電膜504(參照圖2B)。另外,電晶體M包括導電膜512A及導電膜512B。電晶體M在半導體膜508與導電膜504之間包括絕緣膜506。
導電膜504被用作閘極電極,絕緣膜506被用作閘極絕緣膜。另外,導電膜512A具有源極電極的功能和汲極電極的功能中的一個,導電膜512B具有源極電極的功能和汲極電極的功能中的另一個。
功能層520可以包括覆蓋電晶體M的絕緣膜516或絕緣膜518。由此,可以抑制雜質向電晶體M的擴散。
例如,可以將底閘極型或頂閘極型等電晶體用於電晶體M。
例如,可以利用使用包含第4族元素的半導體的電晶體。明確而言,可以將包含矽的半導體用於半導體膜。例如,可以使用將單晶矽、多晶矽、微晶矽或非晶矽等用於半導體膜的電晶體。
例如,可以利用使用氧化物半導體的電晶體。明確而言,可以將包含銦的氧化物半導體或包含銦、鎵及鋅的氧化物半導體用於半導體膜。
例如,可以使用關閉狀態(off-state)時的洩漏電流比將非晶矽用於半導體膜的電晶體小的電晶體。明確而言,可以使用將氧化物半導體用於半導體膜的電晶體。
由此,可以使圖元電路能夠保持影像信號的時間比使用將非晶矽用於半導體膜的電晶體的圖元電路能夠保持影像信號的時間長。明確而言,可以抑制閃爍的發生,並以低於30Hz、較佳為低於1Hz、更佳為低於1次/分的頻率供應選擇信號。其結果是,可以降低資料處理裝置的使用者的眼疲勞。另外,可以降低伴隨驅動的功耗。
例如,可以利用使用化合物半導體的電晶體。明確而言,可以將包含砷化鎵的半導體用於半導體膜。
例如,可以利用使用有機半導體的電晶體。明確而言,可以將包含聚並苯類或石墨烯的有機半導體用於半導體膜。
《開關SW1、開關SW2》
可以將電晶體用於開關SW1或開關SW2。
例如,可以將能夠與電晶體M在同一製程中形成的電晶體用於開關SW1及開關SW2。
《絕緣膜501A》
可以將無機氧化物膜、無機氮化物膜、無機氧氮化物膜等或層疊有選自這些材料中的多個材料的疊層材料用於絕緣膜501A。明確而言,可以將氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氧化鋁等或層疊有選自這些材料中的多個材料的疊層材料用於絕緣膜501A。
明確而言,可以將包括層疊有厚度為600nm的氧氮化矽膜及厚度為200nm的氮化矽膜的疊層材料的膜用於絕緣膜501A。
明確而言,可以將包含依次層疊有厚度為600nm的氧氮化矽膜、厚度為200nm的氮化矽膜、厚度為200nm的氧氮化矽膜、厚度為140nm的氮氧化矽膜及厚度為100nm的氧氮化矽膜的疊層材料的膜用於絕緣膜501A。
另外,可以將包含聚醯亞胺等的樹脂的材料用於絕緣膜501A。
可以在將絕緣性膜形成在製程用基板上之後,將其從製程用基板分離,而用於絕緣膜501A。由此,可以使絕緣膜501A的厚度為5µm以下,較佳為1.5µm以下,更佳為1µm以下。
《絕緣膜501B、絕緣膜501C》
例如,可以將絕緣性無機材料、絕緣性有機材料或包含無機材料和有機材料的絕緣性複合材料用於絕緣膜501B或絕緣膜501C。
明確而言,可以將無機氧化物膜、無機氮化物膜、無機氧氮化物膜或層疊有選自這些材料中的多個材料的疊層材料用於絕緣膜501B或絕緣膜501C。例如,可以將氧化矽膜、氮化矽膜、氧化鋁膜、氧氮化矽膜或層疊有選自這些材料中的多個材料的疊層材料的膜用於絕緣膜501B或絕緣膜501C。
例如,可以將能夠用於絕緣膜501A的材料用於絕緣膜501C。
明確而言,可以將聚酯、聚烯烴、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯、矽氧烷或丙烯酸樹脂等或選自上述樹脂中的多個樹脂的疊層材料或複合材料等用於絕緣膜501B或絕緣膜501C。另外,可以使用利用具有感光性的材料形成的材料。
《絕緣膜521A、絕緣膜521B、絕緣膜528》
可以將能夠用於絕緣膜501B或絕緣膜501C的材料用於絕緣膜521A、絕緣膜521B或絕緣膜528。
由此,例如可以使起因於與絕緣膜521A重疊的各種結構的步階平坦化。或者,可以使用設置在多個佈線之間的絕緣膜521B來防止多個佈線的短路。或者,使用具有與第三導電膜551重疊的開口部的絕緣膜528來防止在第三導電膜551的端部發生的第三導電膜551與第四導電膜之間的短路。
《彩色膜CF1、彩色膜CF2》
可以將使預定的顏色的光透過的材料用於彩色膜CF1。由此,例如可以將彩色膜CF1用於濾色片。
例如,可以將使藍色光透過的材料、使綠色光透過的材料、使紅色光透過的材料、使黃色光透過的材料或使白色光透過的材料等用於彩色膜CF1。
例如,可以將能夠用於彩色膜CF1的材料用於彩色膜CF2。明確而言,可以將使透過彩色膜CF1的光透過的材料用於彩色膜CF2。由此,第二顯示元件550所發射出的光的一部分透過彩色膜CF2、開口部751H及彩色膜CF1,而可以被提取到顯示面板的外側。作為彩色膜CF2可以使用具有將照射的光變換為預定的顏色的光的功能的材料。明確而言,可以將量子點用於彩色膜CF2。由此,可以進行色純度高的顯示。
《遮光膜BM》
可以將防止透光的材料用於遮光膜BM。由此,例如可以將遮光膜BM用於黑矩陣。
《絕緣膜771》
例如,可以將聚醯亞胺、環氧樹脂、丙烯酸樹脂等用於絕緣膜771。
《配向膜AF1、配向膜AF2》
例如,可以將包含聚醯亞胺等的材料用於配向膜AF1或配向膜AF2。明確而言,可以使用藉由摩擦處理或光配向技術在預定的方向上配向而形成的材料。
《光學薄膜770P》
例如,可以將偏光板、圓偏光板、擴散薄膜、防反射膜或聚光薄膜等用於光學薄膜770P。或者,可以將包含二向色性染料的偏光板用於光學薄膜770P。
另外,可以將抑制外來物質的附著的抗靜電膜、不容易沾汙的拒水性的膜、抑制使用時發生損傷的硬塗膜等用於光學薄膜770P。
《驅動電路GD》
可以將移位暫存器等各種時序電路等用於驅動電路GD。例如,可以將電晶體MD、電容元件等用於驅動電路GD。明確而言,可以使用包括能夠與電晶體M在同一製程中形成的半導體膜的電晶體。
或者,可以將具有與電晶體M不同的結構的電晶體用於電晶體MD。明確而言,可以將包括導電膜524的電晶體用於電晶體MD。在導電膜524與導電膜504之間設置半導體膜508,在導電膜524與半導體膜508之間設置絕緣膜516,並在半導體膜508與導電膜504之間設置絕緣膜506。例如,使供應與導電膜504相同電位的佈線與導電膜524電連接。
可以將與電晶體M相同的結構用於電晶體MD。
《驅動電路SD》
例如,可以將積體電路用於驅動電路SD。明確而言,可以使用在矽基板上形成的積體電路。
例如,可以利用COG(Chip on glass:晶粒玻璃接合)法將驅動電路SD安裝於形成在絕緣膜501C上的焊盤上。明確而言,使用異方性導電膜將積體電路安裝於焊盤上。焊盤與圖元電路730(i,j)電連接。
〈顯示面板的結構例子2〉
參照圖3A和圖3B對本發明的一個實施方式的顯示面板的其他結構進行說明。
圖3A和圖3B是說明沿圖1A至圖1C所示的切斷線X1-X2、切斷線X3-X4、切斷線X5-X6的本發明的一個實施方式的顯示面板700B的剖面結構的剖面圖,圖3B是圖3A所示的電晶體MB或電晶體MDB的剖面圖。
在此,對與顯示面板的結構例子1所說明的顯示面板的結構不同的結構進行詳細說明,而關於可使用相同結構的部分,援用上述說明。
明確而言,本發明的一個實施方式的顯示面板在如下地方與參照圖2A和圖2B說明的顯示面板700不同:不包括彩色膜CF2;包括發射藍色、綠色或紅色等的光的第二顯示元件550B;包括頂閘極型的電晶體MB及電晶體MDB;包括使用佈線511及貫通電極電連接的端子519B;以及包括絕緣膜570B代替基板570。
《第二顯示元件550B》
將配置在其他圖元(也稱為子圖元)的發射與第二顯示元件的顏色不同的顏色的光的第二顯示元件550B用於一圖元。例如,將發射藍色光的第二顯示元件550B用於一圖元,並將發射綠色或紅色光的第二顯示元件用於其他圖元。
明確而言,將包括包含發射藍色光的發光性有機化合物的層553B的有機EL元件用於第二顯示元件550B。另外,將包括包含發射綠色光的發光性有機化合物的層或發射紅色光的發光性有機化合物的層的有機EL元件用於其他圖元。
作為形成包含發光性有機化合物的層的方法,可以利用使用陰影遮罩的蒸鍍法、噴墨法或印刷法。由此,可以形成包含發射與配置在其他圖元中的第二顯示元件的顏色不同的顏色的光的發光性的有機化合物的層。
第二顯示元件550B的形狀可以採用凹面鏡狀,以將發射出的光聚集於開口部751H。由此,可以使具有發射第二顯示元件550B的光的功能的區域擴大到不與開口部751H重疊的區域。例如,可以使不與開口部751H重疊的區域的面積大於與其重疊的區域的面積的20%。由此,可以降低流過第二顯示元件550B的電流的密度,例如可以抑制發熱。或者,可以提高可靠性。或者,可以減小開口部751H的面積。
《電晶體MB》
電晶體MB包括具有與絕緣膜501C重疊的區域的導電膜504以及具有設置在絕緣膜501C與導電膜504之間的區域的半導體膜508。注意,導電膜504具有作為閘極電極的功能(參照圖3B)。
半導體膜508具有:不與導電膜504重疊的第一區域508A及第二區域508B;以及第一區域508A與第二區域508B之間的重疊於導電膜504的第三區域508C。
電晶體MB在第三區域508C與導電膜504之間包括絕緣膜506。絕緣膜506具有作為閘極絕緣膜的功能。
第一區域508A及第二區域508B具有比第三區域508C低的電阻,並具有源極區域的功能或汲極區域的功能。
例如可以利用將在後面說明的氧化物半導體膜的電阻率的控制方法在半導體膜508中形成第一區域508A及第二區域508B。明確而言,可以適用使用包含稀有氣體的氣體的電漿處理。例如,當將導電膜504用於遮罩時,第三區域508C的形狀的一部分可以與導電膜704的端部的形狀相同。
電晶體MB包括與第一區域508A接觸的導電膜512A以及與第二區域508B接觸的導電膜512B。導電膜512A具有源極電極的功能和汲極電極的功能中的一個,導電膜512B具有源極電極的功能和汲極電極的功能中的另一個。
可以將能夠與電晶體MB在同一製程中形成的電晶體用於電晶體MDB或開關SW1。
《端子519B》
例如,可以將形成在絕緣膜501A、絕緣膜501B及絕緣膜501C中的開口部中的導電膜用於貫通電極。由此,可以在絕緣膜501A、絕緣膜501B或絕緣膜501C的設置有圖元電路的面的相反一側形成端子519B。換言之,可以在圖元電路與端子519B之間設置絕緣膜501A、絕緣膜501B或絕緣膜501C。
《絕緣膜570B》
例如,可以將厚度為50nm以上且低於10µm,較佳為100nm以上且低於5µm的絕緣膜用於絕緣膜570B。明確而言,可以將形成在製程用基板上的絕緣膜轉置到其他基板而用於絕緣膜570B。由此,可以減薄顯示面板700B的厚度。
明確而言,可以將包含層疊有厚度為600nm的氧氮化矽膜及厚度為200nm的氮化矽膜的疊層材料的膜用於絕緣膜570B。
明確而言,可以將包含依次層疊有厚度為600nm的氧氮化矽膜、厚度為200nm的氮化矽膜、厚度為200nm的氧氮化矽膜、厚度為140nm的氮氧化矽膜以及厚度為100nm的氧氮化矽膜的疊層材料的膜用於絕緣膜570B。
〈顯示面板的結構例子3〉
參照圖7對本發明的一個實施方式的顯示面板的其他結構進行說明。
圖7是說明沿圖1A至圖1C所示的切斷線X1-X2、切斷線X3-X4、切斷線X5-X6的本發明的一個實施方式的顯示面板700C的剖面結構的剖面圖。
在此,對與顯示面板的結構例子1所說明的顯示面板的結構不同的結構進行詳細說明,而關於可使用相同結構的部分,援用上述說明。
明確而言,本發明的一個實施方式的顯示面板在如下地方與參照圖2A至圖2C說明的顯示面板700不同:不包括彩色膜CF1及CF2;包括發射出藍色、綠色或紅色等的光的第二顯示元件550B;在絕緣膜501A與絕緣膜501B之間包括第四絕緣膜501D;在絕緣膜501A與第四絕緣膜501D之間包括第二導電膜752C代替第二導電膜752;以及第二導電膜752C為梳齒形。
由此,可以使用第一導電膜751及第二導電膜752C對包含液晶材料的層753施加相對於包含液晶材料的層753的厚度方向成橫方向的電場。其結果是,可以利用FFS模式驅動第一顯示元件750。
《第四絕緣膜501D》
可以將能夠用於絕緣膜501A或絕緣膜501B的材料用於第四絕緣膜501D。
〈氧化物半導體的電阻率的控制方法〉
對控制氧化物半導體膜的電阻率的方法進行說明。
可以將具有指定的電阻率的氧化物半導體膜用於半導體膜508、導電膜524、第一區域508A或第二區域508B。
例如,可以將控制氧化物半導體膜所包含的氫、水等雜質的濃度及/或膜中的氧缺陷的方法用於控制氧化物半導體的電阻率的方法。
明確而言,可以將電漿處理用於增加或減少氫、水等雜質濃度及/或膜中的氧缺陷的方法。
明確而言,可以使用包含選自稀有氣體(He、Ne、Ar、Kr、Xe)、氫、硼、磷及氮中的一種以上的氣體的電漿處理。例如,可以使用Ar氛圍下的電漿處理、Ar和氫的混合氣體氛圍下的電漿處理、氨氛圍下的電漿處理、Ar和氨的混合氣體氛圍下的電漿處理或氮氛圍下的電漿處理等。由此,氧化物半導體膜可以具有高載體密度及低電阻率。
或者,可以利用離子植入法、離子摻雜法或電漿浸沒離子佈植技術等,將氫、硼、磷或氮注入到氧化物半導體膜,由此使氧化物半導體膜具有低電阻率。
或者,可以以接觸氧化物半導體膜的方式形成包含氫的絕緣膜,並且使氫從絕緣膜擴散到氧化物半導體膜。由此,可以提高氧化物半導體膜的載體密度,並降低電阻率。
例如,藉由以接觸氧化物半導體膜的方式形成膜中的含氫濃度為1×1022
atoms/cm3
以上的絕緣膜,可以有效地使氧化物半導體膜含氫。明確而言,可以將氮化矽膜用於以接觸氧化物半導體膜的方式形成的絕緣膜。
包含在氧化物半導體膜中的氫與鍵合於金屬原子的氧起反應生成水,與此同時在發生氧脫離的晶格(或氧脫離的部分)中形成氧缺陷。當氫進入該氧缺陷時,有時產生作為載子的電子。另外,有時由於氫的一部分與鍵合於金屬原子的氧鍵合,產生作為載子的電子。由此,氧化物半導體膜可以具有高載體密度及低電阻率。
具體而言,可以適當地將通過二次離子質譜分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)得到的氫濃度為8×1019
atoms/cm3
以上、較佳為1×1020
atoms/cm3
以上、更佳為5×1020
atoms/cm3
以上的氧化物半導體用於導電膜524、第一區域508A或第二區域508B。
另一方面,可以將電阻率高的氧化物半導體用於形成有電晶體的通道的半導體膜。
例如,以接觸氧化物半導體的方式形成包含氧的絕緣膜(換言之,能夠釋放氧的絕緣膜),將氧從絕緣膜供應到氧化物半導體膜中,而可以填充膜中或介面的氧缺陷。由此,氧化物半導體膜可以具有高電阻率。
例如,可以將氧化矽膜或氧氮化矽膜用於能釋放氧的絕緣膜。
氧缺陷被填補且氫濃度被降低的氧化物半導體膜可以說是高純度本質化或實質上高純度本質化的氧化物半導體膜。在此,“實質上本質”是指氧化物半導體層的載體密度低於8×1011
/cm3
,較佳為低於1×1011
/cm3
,更佳為低於1×1010
/cm3
。高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜具有較少的載體發生源,因此可以具有較低的載體密度。此外,高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜的缺陷能階密度低,因此可以降低陷阱態密度。
包括高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜的電晶體的關態電流顯著低,即便是通道寬度為1×106
µm、通道長度L為10µm的元件,當源極電極與汲極電極間的電壓(汲極電壓)在1V至10V的範圍時,關態電流也可以為半導體參數分析儀的測定極限以下,亦即1×10-13
A以下。
將上述高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜用於通道區域的電晶體的電特性的變動小且可靠性高。
具體而言,可以適當地將通過二次離子質譜分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)得到的氫濃度為2×1020
atoms/cm3
以下、優選為5×1019
atoms/cm3
以下、更優選為1×1019
atoms/cm3
以下、更優選為低於5×1018
atoms/cm3
、更優選為1×1018
atoms/cm3
以下、更優選為5×1017
atoms/cm3
以下、更優選為1×1016
atoms/cm3
以下的氧化物半導體用於形成有電晶體的溝道的半導體。
將氫濃度及/或氧缺陷量比半導體膜508多且電阻率比半導體膜508低的氧化物半導體膜用於導電膜524。
另外,導電膜524所包含的氫濃度是半導體膜508所包含的氫濃度的2倍以上,較佳為10倍以上。
另外,導電膜524的電阻率是半導體膜508的電阻率的1×10-8
倍以上且低於1×10-1
倍。
明確而言,導電膜524的電阻率為1×10-3
Ωcm以上且低於1×104
Ωcm,較佳為1×10-3
Ωcm以上且低於1×10-1
Ωcm。
注意,本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式2
在本實施方式中,參照圖1A至圖1C以及圖8A至圖8C對本發明的一個實施方式的顯示面板的結構進行說明。
圖1A至圖1C是說明本發明的一個實施方式的顯示面板的結構的圖。圖1A是本發明的一個實施方式的顯示面板700D的俯視圖,圖1B是圖1A所示的圖元702(i,j)的俯視圖。
圖8A至圖8C是說明本發明的一個實施方式的顯示面板的結構的圖。圖8A是沿圖1A所示的切斷線X1-X2、切斷線X3-X4、切斷線X5-X6的顯示面板700D的剖面圖。圖8B是圖8A所示的電晶體M的剖面圖,圖8C是圖8A所示的電晶體MD的剖面圖。
〈顯示面板的結構例子1〉
在本實施方式中說明的顯示面板700D包括圖元702(i,j)及端子519D(1)(參照圖1A)。
圖元702(i,j)包括:絕緣膜501B、設置在絕緣膜501B的開口部的第一接觸部591;與第一接觸部591電連接的圖元電路730(i,j);與圖元電路730(i,j)電連接的第二接觸部592;與第一接觸部591電連接的第一顯示元件750;以及與第二接觸部592電連接的第二顯示元件550(參照圖1C及圖8A)。
絕緣膜501B具有夾在第一顯示元件750與第二顯示元件550之間的區域。
第一顯示元件750包括反射入射光且具有開口部751H的反射膜,並具有控制反射光的強度的功能。例如,可以將第一導電膜751用於反射膜。
第二顯示元件550具有與開口部751H重疊的區域,與開口部751H重疊的區域具有向開口部751H發射光的功能。
端子519D(1)與圖元電路730(i,j)電連接。端子519D(1)具有能夠用作切點的面,能夠用作切點的面朝向與用於顯示的反射外光的反射膜的面相同的方向。
另外,顯示面板700D的圖元電路730(i,j)包括切換元件(例如,開關SW1或開關SW2)(參照圖1C)。
上述本發明的一個實施方式的顯示面板700D包括圖元702(i,j)及與圖元電路730(i,j)電連接的端子519D(i,j),該圖元702(i,j)包括:絕緣膜501B;設置在絕緣膜501B的開口部的第一接觸部591;與第一接觸部591電連接的圖元電路730(i,j);與圖元電路730(i,j)電連接的第二接觸部592;與第一接觸部591電連接的第一顯示元件750;以及與第二接觸部592電連接的第二顯示元件550。另外,絕緣膜501B具有夾在第一顯示元件750與第二顯示元件550之間的區域,端子519D(1)具有能夠用作切點的面,能夠用作切點的面朝向與用於顯示的反射外光的反射膜的面相同的方向。
由此,例如,可以使用連接於端子的圖元電路驅動以夾著第二絕緣膜的方式配置的第一顯示元件及第二顯示元件。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
另外,顯示面板700D的圖元電路730(i,j)包括能夠用於開關的電晶體,該電晶體比將非晶矽用於半導體的電晶體更能夠抑制關態電流(參照圖1C)。
顯示面板700D的圖元電路730(i,j)包括能夠抑制關態電流的電晶體。由此,可以在抑制伴隨顯示的閃爍的同時降低對圖元電路供應選擇信號的頻率。其結果是,可以提供一種功耗被降低且方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
另外,顯示面板700D的第一顯示元件750包括包含液晶材料的層753及用來控制液晶材料的配向的第一導電膜751及第二導電膜752。並且,第一導電膜751與第一接觸部591電連接(參照圖8A)。
另外,顯示面板700D的第二顯示元件550包括:第三導電膜551;具有與第三導電膜551重疊的區域的第四導電膜552;以及在第三導電膜551與第四導電膜552之間包括發光性有機化合物的層553。並且,第三導電膜551與第二接觸部592電連接,第三導電膜551具有透光性。
在顯示面板700D中,將反射型液晶元件用於第一顯示元件750,將有機EL元件用於第二顯示元件550。
由此,例如可以在亮環境下利用外光及反射型液晶元件而在暗環境下利用有機EL元件所發射的光進行顯示。另外,在微暗環境下可以利用外光及有機EL元件所發射的光進行顯示。其結果是,可以提供一種能夠進行可見度優異的顯示的新穎的顯示面板。可以提供一種能夠降低功耗的新穎的顯示面板。另外,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
另外,較佳為,第二顯示元件550具有反射外光的功能。例如,可以將反射可見光的材料用於第四導電膜552。
並且,反射膜的包括開口部751H的一個或多個開口部的總面積與非開口部的總面積的比值為0.052以上且0.6以下,一開口部751H的面積為3µm2
以上且25µm2
以下。注意,當將第一導電膜751用於反射膜時,第一導電膜751的包括開口部751H的開口部的總面積與非開口部的總面積的比值為0.05以上且0.6以下(參照圖1B)。
另外,當以圖元的面積為1時,可以使圖元的面積中的反射膜所占的面積為0.5以上且0.95以下。另外,可以使圖元的面積中的開口部751H所占的面積為0.05以上且0.3以下。
由此,例如可以防止液晶元件的無序配向。另外,在亮環境下可以利用外光進行顯示。另外,在暗環境下可以利用有機EL元件所發射的光進行顯示。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
顯示面板700D的反射膜具有埋入在絕緣膜501B中的區域及從絕緣膜501B露出的區域。例如,當將第一導電膜751用於反射膜時,第一導電膜751在其側面及第一接觸部591所接觸的面中具有埋入在絕緣膜501B中的區域。
另外,端子519D(1)具有埋入在絕緣膜501B中的區域及從絕緣膜501B露出的區域。
由此,可以減少產生在第一導電膜的端部的步階,而使起因於步階的配向缺陷不容易產生。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
D可以包括一個或多個圖元。例如,可以包括配置為行方向為n個且與行方向交差的列方向為m個的行列狀的圖元702(i,j)。注意,i是1以上且m以下的整數,j是1以上且n以下的整數,m及n是1以上的整數。
另外,可以包括與配置為行方向的圖元702(i,1)至圖元702(i,n)電連接的掃描線G1(i)及掃描線G2(i)(參照圖1C)。
另外,可以包括與配置為列方向的圖元702(1,j)至圖元702(m,j)電連接的信號線S(j)。
另外,顯示面板700D的圖元702(i,j)包括:具有與第一顯示元件750重疊的區域的彩色膜CF1;在與第一顯示元件750重疊的區域包括開口部的遮光膜BM;以及彩色膜CF1或遮光膜BM與包含液晶材料的層753之間的絕緣膜771(參照圖8A)。由此,絕緣膜771可以使起因於彩色膜CF1的厚度的凹凸平坦。或者,可以抑制雜質從遮光膜BM或彩色膜CF1等擴散到包含液晶材料的層753。
另外,顯示面板700D在基板770與包含液晶材料的層753之間包括配向膜AF2,包含液晶材料的層753與絕緣膜501B之間包括配向膜AF1。
另外,顯示面板700D在由基板770、絕緣膜501B及密封材料705圍繞的區域包括包含液晶材料的層753。密封材料705具有貼合基板770與絕緣膜501B的功能。
另外,顯示面板700D在基板770與絕緣膜501B之間包括控制基板770與絕緣膜501B的間隙的結構體KB1。
另外,顯示面板700D包括具有與圖元702(i,j)重疊的區域的光學薄膜770P。顯示面板700D在光學薄膜770P與包含液晶材料的層753之間包括基板770。
另外,顯示面板700D包括功能層520D。功能層520D包括絕緣膜501B、絕緣膜501C、絕緣膜521A、絕緣膜521B及絕緣膜528。
絕緣膜501B及絕緣膜501C包括設置有第一接觸部591的開口部及設置有第三接觸部593的開口部。注意,雖然在此例示說明將絕緣膜501C層疊於絕緣膜501B上的結構,但是也可以不使用絕緣膜501C只使用絕緣膜501B。
絕緣膜521B具有與絕緣膜501B重疊的區域。
絕緣膜521A被配置在絕緣膜501B與絕緣膜521B之間。
另外,絕緣膜521A包括配置有第二接觸部592的開口部。
絕緣膜528包括配置有第二顯示元件550的開口部。
另外,顯示面板700D在設置於反射膜中的開口部751H與第二顯示元件550之間包括彩色膜CF2。
另外,顯示面板700D包括:具有與功能層520D重疊的區域的基板570;以及貼合功能層520D與基板570的接合層505。
另外,顯示面板700D的第二顯示元件550被配置在功能層520D與基板570之間。
另外,顯示面板700D在功能層520D與基板570之間包括結構體KB2以在功能層520D與基板570之間設置預定的間隙。
另外,顯示面板700D包括驅動電路GD。驅動電路GD例如包括電晶體MD(參照圖1A及圖8A)。驅動電路GD例如具有將選擇信號供應到掃描線G1(i)或掃描線G2(i)的功能。
另外,顯示面板700D包括與圖元電路730(i,j)電連接的佈線511。另外,顯示面板700D包括與圖元電路730(i,j)電連接的端子519D(1)。另外,顯示面板700D包括佈線ANO、佈線VCOM1及佈線VCOM2(參照圖1C及圖8A至圖8C)。
例如,使用導電材料ACF1,可以使撓性印刷基板FPC1與端子519D(1)電連接。另外,例如,可以使用導電材料使顯示面板700D與驅動電路SD電連接。
另外,顯示面板700D可以包括端子519D(2)。端子519D(2)例如與能夠與圖元電路730(i,j)或端子519D(1)在同一製程中形成的其他端子電連接。端子519D(2)具有能夠被用作切點的面,能夠被用作切點的面朝向與用於顯示的反射外光的反射膜的面相同的方向。例如可以使用導電構件CP使端子519D(2)與第二導電膜752電連接。
驅動電路SD具有根據影像資訊供應影像信號的功能。
下麵說明顯示面板700D的各組件。注意,有時無法明確區分上述組件,一個結構可能兼作其他結構或包含其他結構的一部分。
例如,當將反射可見光的導電膜用於第一導電膜751時,可以將第一導電膜751用於反射膜,第一導電膜751是反射膜,反射膜是第一導電膜751。
〈結構〉
顯示面板700D包括基板570或基板770,顯示面板700D包括佈線511、端子519D(1)及端子519D(2)(參照圖8A)。
顯示面板700D包括密封材料705或接合層505,顯示面板700D包括結構體KB1及結構體KB2。
顯示面板700D包括圖元702(i,j),顯示面板700D包括第一顯示元件750及第二顯示元件550。
顯示面板700D包括第一導電膜751、第二導電膜752、包含液晶材料的層753、開口部751H及反射膜。
顯示面板700D包括第三導電膜551、第四導電膜552及包含發光性有機化合物的層553。
顯示面板700D包括功能層520D。顯示面板700D包括圖元電路730(i,j)、第一接觸部591、第二接觸部592及第三接觸部593(參照圖8A及圖1C)。
顯示面板700D包括開關SW1、開關SW2、電晶體M或電晶體MD。顯示面板700D包括絕緣膜501B、絕緣膜501C、絕緣膜521A、絕緣膜521B及絕緣膜528。
顯示面板700D包括彩色膜CF1、彩色膜CF2、遮光膜BM、絕緣膜771、配向膜AF1、配向膜AF2及光學薄膜770P。
顯示面板700D包括驅動電路GD及驅動電路SD。
《基板570》
可以將具有能夠承受製程中的熱處理的程度的耐熱性的材料用於基板570。例如,可以使用與能夠用於實施方式1所說明的基板570的材料同樣的材料。
《基板770》
可以將具有透光性的材料用於基板770。例如,基板770可以使用選自可用於基板570的材料的材料。
《佈線511、端子519D(1)、端子519D(2)》
可以將具有導電性的材料用於佈線511、端子519D(1)及端子519D(2)。例如,可以使用與能夠用於實施方式1所說明的佈線511或端子519等的材料同樣的材料。
《第一接觸部591、第二接觸部592、第三接觸部593》
可以將具有導電性的材料用於第一接觸部591及第二接觸部592。例如,可以使用能夠用於佈線511、端子519D(1)或端子519D(2)的材料。
《接合層505、密封材料705》
可以將無機材料、有機材料或無機材料和有機材料的複合材料等用於接合層505或密封材料705。例如,可以使用與能夠用於實施方式1所說明的接合層505或密封材料705等的材料同樣的材料。
《結構體KB1、結構體KB2》
例如,可以將有機材料、無機材料或有機材料和無機材料的複合材料用於結構體KB1及結構體KB2。由此,可以將結構體KB1與結構體KB2之間設定成預定的間隔。例如,可以使用與能夠用於實施方式1所說明的結構體KB1或結構體KB2的材料同樣的材料。
《圖元702(i,j)》
圖元702(i,j)包括第一顯示元件750、第二顯示元件550及功能層520D。
另外,圖元702(i,j)可以包括彩色膜CF1、遮光膜BM、絕緣膜771、配向膜AF1、配向膜AF2及彩色膜CF2。
《第一顯示元件750》
例如,可以將具有控制反射光或透光的功能的顯示元件用於第一顯示元件750。例如,可以使用組合有液晶元件與偏光板的結構或快門方式的MEMS顯示元件等。藉由使用反射型顯示元件,可以抑制顯示面板的功耗。明確而言,可以將反射型液晶顯示元件用於第一顯示元件750。例如,可以使用與能夠用於實施方式1所說明的第一顯示元件750的材料同樣的材料。
《反射膜》
例如,作為反射膜可以使用將透過包含液晶材料的層753的光反射的材料。由此,可以將第一顯示元件750用作反射型液晶元件。例如,可以使用與能夠用於實施方式1所說明的反射膜的材料同樣的材料。
《開口部751H》
例如,可以使用與能夠用於實施方式1所說明的開口部的結構同樣的結構。
《第二顯示元件550》
例如,可以將發光元件用於第二顯示元件550。明確而言,可以將有機電致發光元件、無機電致發光元件或發光二極體等用於第二顯示元件550。
例如,可以將以發射白色光的方式形成的疊層體用於包含發光性有機化合物的層553。明確而言,可以將層疊有使用包含發射藍色光的螢光材料的發光性有機化合物的層及包含發射綠色光及紅色光的螢光材料以外的材料的層或包含發射黃色光的螢光材料以外的材料的層的疊層體用於包含發光性有機化合物的層553。
例如,可以將用於佈線511的材料用於第三導電膜551或第四導電膜552。
例如,可以將對可見光具有透光性及導電性的材料用於第三導電膜551。
例如,可以將對可見光具有反射性及導電性的材料用於第四導電膜552。
明確而言,作為第三導電膜551可以使用導電性氧化物或包含銦的導電性氧化物、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。
或者,可以將薄得可以透光的金屬膜用於第三導電膜551。
《功能層520D》
功能層520D包括圖元電路730(i,j)、第一接觸部591、第二接觸部592或第三接觸部593。另外,功能層520D包括絕緣膜501B、絕緣膜501C、絕緣膜521A、絕緣膜521B及絕緣膜528。
《圖元電路730(i,j)》
例如,可以使用與能夠用於實施方式1所說明的圖元電路730(i,j)的結構同樣的結構。
《電晶體M》
電晶體M包括具有與半導體膜508及半導體膜508重疊的區域的導電膜504(參照圖8B)。另外,電晶體M包括導電膜512A及導電膜512B。電晶體M在半導體膜508與導電膜504之間包括絕緣膜506。例如,可以使用與能夠用於實施方式1所說明的電晶體M的結構同樣的結構。
《開關SW1、開關SW2》
可以將電晶體用於開關SW1或開關SW2。
例如,可以將能夠與電晶體M在同一製程中形成的電晶體用於開關SW1或開關SW2。
《絕緣膜501B、絕緣膜501C》
雖然在本實施方式中例示說明將絕緣膜501C層疊於絕緣膜501B上的結構,但是也可以不使用絕緣膜501C只使用絕緣膜501B。例如,可以使用與能夠用於實施方式1所說明的絕緣膜501B或絕緣膜501C的材料同樣的材料。
《絕緣膜521A、絕緣膜521B、絕緣膜528》
例如,可以使用與能夠用於實施方式1所說明的絕緣膜521A、絕緣膜521B或絕緣膜528的材料同樣的材料。
《彩色膜CF1、彩色膜CF2》
例如,可以使用與能夠用於實施方式1所說明的彩色膜CF1或彩色膜CF2的材料同樣的材料。
《遮光膜BM》
可以將防止透光的材料用於遮光膜BM。由此,例如可以將遮光膜BM用於黑矩陣。
《絕緣膜771》
例如,可以將聚醯亞胺、環氧樹脂、丙烯酸樹脂等用於絕緣膜771。
《配向膜AF1、配向膜AF2》
例如,可以將包含聚醯亞胺等的材料用於配向膜AF1或配向膜AF2。明確而言,可以使用利用摩擦處理或光配向技術在預定的方向上配向而形成的材料。
《光學薄膜770P》
例如,可以使用與能夠用於實施方式1所說明的光學薄膜770P的材料同樣的材料。
《驅動電路GD》
例如,可以使用與能夠用於實施方式1所說明的驅動電路GD的結構同樣的結構。
《驅動電路SD》
例如,可以將積體電路用於驅動電路SD。明確而言,可以使用在矽基板上形成的積體電路。
例如,可以利用COG(Chip on glass)法將驅動電路SD安裝於形成在絕緣膜501B上的焊盤上。明確而言,使用異方性導電膜將積體電路安裝於焊盤上。焊盤與圖元電路730(i,j)電連接。
〈顯示面板的結構例子2〉
參照圖9A和圖9D對本發明的一個實施方式的顯示面板的其他結構進行說明。
圖9A至圖9D是說明能夠用於本發明的一個實施方式的顯示面板的圖元電路的結構的電路圖。圖9A至圖9D所示的圖元電路可以使用圖1C所示的圖元電路730(i,j)代替。
圖9A所示的圖元電路730(i,j)在與信號線S1(j)及信號線S2(j)電連接這一點上與參照圖1C說明的圖元電路730(i,j)不同。
另外,圖9B所示的圖元電路730(i,j)在如下地方與參照圖1C說明的圖元電路730(i,j)不同:與信號線S1(j)及信號線S2(j)電連接;以及其開關SW1及開關SW2的控制電極與掃描線G1(i)電連接。
另外,圖9C所示的圖元電路730(i,j)在其電容元件C1的第二電極與佈線CS電連接這一點上與參照圖1C說明的圖元電路730(i,j)不同。可以將佈線VCOM1以外的佈線用於佈線CS。
另外,圖9D所示的圖元電路730(i,j)在如下地方與參照圖9A說明的圖元電路730(i,j)不同:其電容元件C2的第二電極與佈線ANO電連接;在電晶體M中包括與佈線ANO電連接的第二閘極電極。例如,可以將與導電膜524所包括的電晶體MD同樣的結構用於電晶體M。
〈顯示面板的結構例子3〉
參照圖10說明本發明的一個實施方式的顯示面板的其他結構。
圖10是說明本發明的一個實施方式的顯示面板的結構的圖。圖10是沿圖1A所示的切斷線X1-X2、切斷線X3-X4、切斷線X5-X6的本發明的一個實施方式的顯示面板700E的剖面圖。
圖10所示的顯示面板700E在如下地方與參照圖8A說明的顯示面板700D不同:第一導電膜751及第二導電膜752具有埋入在絕緣膜501B中的區域及從絕緣膜501B露出的區域;以及第二接觸部592包括與第三導電膜551相同的導電材料。
明確而言,顯示面板700E的第一顯示元件750包括能夠以IPS模式等工作的液晶顯示元件。
〈顯示面板的結構例子4〉
參照圖11說明本發明的一個實施方式的顯示面板的其他結構。
圖11是說明本發明的一個實施方式的顯示面板的結構的圖。圖11是沿圖1A所示的切斷線X1-X2、切斷線X3-X4、切斷線X5-X6的本發明的一個實施方式的顯示面板700F的剖面圖。
圖11所示的顯示面板700F在如下地方與參照圖8A說明的顯示面板700D不同:包括含電子墨水的層753T代替包含液晶材料的層753;包括具有透光性的第一導電膜751T代替具有開口部751H的第一導電膜751;在與第二顯示元件550重疊的區域包括具有透光性的結構體KB3。
明確而言,顯示面板700F的包含電子墨水的層753T包含能夠進行改寫的電泳方式等的電子墨水。電子墨水具有能夠藉由電控制進行改寫或刪除的功能。
注意,本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式3
在本實施方式中,參照圖12至圖19說明本發明的一個實施方式的顯示面板的製造方法。
圖12是說明本發明的一個實施方式的顯示面板700D的製造方法的流程圖。圖13至圖19是沿圖1A所示的切斷線X1-X2、切斷線X3-X4、切斷線X5-X6的製程中的顯示面板700D的剖面圖。
〈顯示面板的製造方法〉
在本實施方式中說明的顯示面板700D的製造方法包括如下十一個步驟。
《第一步驟》
在第一步驟中,在製程用基板上形成絕緣膜501A(參照圖12(U1))。例如,以與基板510之間夾著剝離膜510W的方式形成絕緣膜501A。
例如,作為製程用基板,可以使用如下基板:包括基板510及具有與基板510重疊的區域的剝離膜510W。
可以將具有能夠承受製程中的熱處理的程度的耐熱性的材料用於基板510。
例如,可將第6代(1500mm×1850mm)、第7代(1870mm×2200mm)、第8代(2200mm×2400mm)、第9代(2400mm×2800mm)、第10代(2950mm×3400mm)等大面積的玻璃基板用於基板510。由此,可以製造大型顯示裝置。
可以將有機材料、無機材料或混合有機材料和無機材料等的複合材料等用於基板510。例如,可以將玻璃、陶瓷、金屬等無機材料用於基板510。
明確而言,可以將無鹼玻璃、鈉鈣玻璃、鉀鈣玻璃、水晶玻璃、石英或藍寶石等用於基板510。明確而言,可以將包含無機氧化物、無機氮化物或無機氧氮化物等的材料用於基板510。例如,可以將包含氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氧化鋁等的材料用於基板510。可以將不鏽鋼或鋁等用於基板510。
例如,可以將樹脂、樹脂薄膜或塑膠等有機材料用於基板510。明確而言,可以將聚酯、聚烯烴、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯或丙烯酸樹脂等的樹脂薄膜或樹脂板用於基板510。
例如,基板510可以使用將金屬板、薄板狀的玻璃板或無機材料等的膜貼合於樹脂薄膜等的複合材料。例如,基板510可以使用將纖維狀或粒子狀的金屬、玻璃或無機材料等分散到樹脂薄膜而得到的複合材料。例如,基板510可以使用將纖維狀或粒子狀的樹脂、有機材料等分散到無機材料而得到的複合材料。
另外,可以將單層的材料或層疊有多個層的材料用於基板510。例如,也可以將層疊有基材與防止包含在基材中的雜質擴散的絕緣膜等的材料用於基板510。
例如,在第九步驟中,可以將具有能夠將絕緣膜501A從基板510分離的功能的材料用於剝離膜510W。
可以在基板510一側留下剝離膜510W而將絕緣膜501A從基板510分離。或者,可以將剝離膜510W與絕緣膜501A一起從基板510分離。
明確而言,當將無鹼玻璃基板用於基板510,將包含鎢等的膜用於剝離膜510W,並將包含無機氧化物或無機氧氮化物的膜用於絕緣膜501A時,可以在基板510一側留下剝離膜510W而將絕緣膜501A從基板510分離。
另外,當將無鹼玻璃基板用於基板510,將包含聚醯亞胺的膜用於剝離膜510W,並將包含各種材料的膜用於絕緣膜501A時,可以將剝離膜510W與絕緣膜501A一起從基板510分離。
例如,以接觸剝離膜510W的方式形成絕緣膜501A。明確而言,可以利用化學氣相沉積法、濺射法或塗布法等。接著,利用光微影法等去除不需要的部分來形成絕緣膜501A。
為了使絕緣膜501A在其週邊部與基板510接觸,較佳為,絕緣膜501A大於剝離膜510W。由此,可以抑制絕緣膜501A意外地從製程用基板分離的不良的發生。
明確而言,將厚度為0.7mm的玻璃板用於基板510,並將從基板510一側依次層疊有厚度為200nm的氧氮化矽膜及30nm的鎢膜的疊層材料用於剝離膜510W。並且,可以將包含從剝離膜510W一側依次層疊有厚度為600nm的氧氮化矽膜及厚度為200nm的氮化矽膜的疊層材料的膜用於絕緣膜501A。注意,氧氮化矽膜中的氧的組成比氮的組成多,而氮氧化矽膜中的氮的組成比氧的組成多。
明確而言,代替上述絕緣膜501A,可以將包含從剝離膜510W一側依次層疊有厚度為600nm的氧氮化矽膜、厚度為200nm的氮化矽膜、厚度為200nm的氧氮化矽膜、厚度為140nm的氮氧化矽膜以及厚度為100nm的氧氮化矽膜的疊層材料的膜用於絕緣膜501A。
《第二步驟》
在第二步驟中,形成反射膜及端子(參照圖12(U2))。在本實施方式中,說明將第一導電膜751用於反射膜的例子。
例如,反射膜具有開口部751H,端子包括端子519D(1)及端子519D(2)。
例如,以接觸絕緣膜501A的方式形成包含導電性材料的膜。明確而言,可以利用化學氣相沉積法、濺射法或塗布法等。接著,利用光微影法等去除不需要的部分,形成用作反射膜的第一導電膜751、端子519D(1)及端子519D(2)。
《第三步驟》
在第三步驟中,形成覆蓋反射膜及端子的絕緣膜501B(參照圖12(U3))。也可以在形成絕緣膜501B之後形成具有與絕緣膜501B重疊的區域的絕緣膜501C。
絕緣膜501B及絕緣膜501C具有開口部。
例如,以覆蓋反射膜及端子的方式形成具有抑制雜質的擴散的功能的膜。明確而言,可以利用化學氣相沉積法、濺射法或塗布法等。
接著,利用光微影法等形成到達第一導電膜751的開口部及到達端子519D(1)的開口部,由此形成絕緣膜501B及絕緣膜501C。
《第四步驟》
在第四步驟中,形成與反射膜電連接的第一接觸部591及與端子519D(1)電連接的第三接觸部593(參照圖12(U4)及圖13)。也可以與第一接觸部591及端子519D(1)一起形成能夠被用作電晶體M、電晶體MD或能夠被用作開關SW1的電晶體的閘極電極的導電膜504。
例如,以接觸絕緣膜501C、到達第一導電膜751的開口部及到達端子519D(1)的開口部的方式形成包含導電性材料的膜。明確而言,可以利用化學氣相沉積法、濺射法或塗布法等。
接著,利用光微影法等去除不需要的部分,來形成第一接觸部591、第三接觸部593及導電膜504。
《第五步驟》
在第五步驟中,形成與第一接觸部591及第三接觸部593電連接的圖元電路(參照圖12(U5))。
例如,利用化學氣相沉積法或濺射法等形成包含導電性材料的膜、包含絕緣性材料的膜、包含半導體材料的膜等。另外,利用光微影法等去除膜的不需要的部分。組合成膜法與光微影法等,形成包括電晶體M、電晶體MD及用作開關SW1的電晶體等的圖元電路。
接著,形成保護圖元電路所包括的電晶體等元件的絕緣膜516或絕緣膜518等。另外,在絕緣膜516與絕緣膜518之間形成用作第二閘極電極的導電膜524。
接著,形成彩色膜CF2。
接著,形成絕緣膜521A,並將到達圖元電路的開口部形成在絕緣膜516、絕緣膜518及絕緣膜521A中。
《第六步驟》
在第六步驟中,形成與圖元電路連接的第二接觸部592(參照圖12(U6)及圖14)。也可以在形成第二接觸部592的同時形成佈線。
例如,形成包含導電性材料的膜。明確而言,可以利用化學氣相沉積法、濺射法或塗布法等。
接著,利用光微影法等去除不需要的部分,由此形成第二接觸部592。
《第七步驟》
在第七步驟中,形成與第二接觸部592電連接的第二顯示元件550(參照圖12(U7)及圖15)。
例如,在第二接觸部592與第二顯示元件550之間形成絕緣膜521B。
接著,以與第二接觸部592電連接的方式形成第三導電膜551。例如,形成包含導電性材料的膜。明確而言,可以利用化學氣相沉積法或濺射法等。接著,利用光微影法等去除不需要的部分,來形成第三導電膜551。
接著,形成在與第三導電膜551重疊的區域中具有開口部的絕緣膜528。使絕緣膜528覆蓋第三導電膜551的端部。例如,形成感光性高分子。明確而言,可以利用塗布法等。接著,利用光微影法等去除不需要的部分,來形成絕緣膜528。
接著,形成接觸於絕緣膜528的結構體KB2。例如,使用與形成絕緣膜528的方法同樣的方法形成。
接著,以覆蓋在絕緣膜528的開口部露出的第三導電膜551的方式形成包含發光性有機化合物的層553。明確而言,可以利用使用陰影遮罩的蒸鍍法、印刷法或噴墨法等。
接著,以在與第三導電膜551之間夾著包含發光性有機化合物的層553的方式形成第四導電膜552。明確而言,可以利用使用陰影遮罩法的蒸鍍法、濺射法等。另外,以與佈線511電連接的方式形成第四導電膜552。
《第八步驟》
在第八步驟中,層疊基板570(參照圖12(U8)及圖16)。
例如,塗佈具有流動性的樹脂等以形成接合層505。明確而言,可以利用塗布法、印刷法、噴墨法等。或者,將預先形成為薄片狀的具有流動性的樹脂等貼合以形成接合層505。
接著,使用接合層505貼合功能層520D與基板570。
《第九步驟》
在第九步驟中,使製程用基板510分離(參照圖12(U9)及圖17)。
例如,利用使用尖銳的頂端從製程用基板510一側刺入剝離膜510W的方法或使用雷射等的方法(例如雷射燒蝕法)等,將剝離膜510W的一部分從絕緣膜501A分離。由此,可以形成剝離起點。
接著,將製程用基板510從剝離起點逐漸地分離。
另外,也可以對剝離膜510W與絕緣膜501A的介面附近照射離子,一邊去除靜電一邊進行剝離。明確而言,也可以照射使用離子發生器生成的離子。另外,也可以使液體滲透到剝離膜510W與絕緣膜501A的介面或對該介面噴射從噴嘴噴出的液體。例如,可以將水、極性溶劑等或使剝離膜510W溶解的液體用於滲透的液體或噴射的液體。藉由使液體滲透,可以抑制隨著剝離而發生的靜電等的影響。
尤其是,當將包含氧化鎢的膜用於剝離膜510W時,一邊使包含水的液體滲透或噴射包含水的液體,一邊使基板510分離。由此,可以減少伴隨剝離的應力。
《第十步驟》
在第十步驟中,將絕緣膜501A去除而使反射膜及端子露出(參照圖12(U10)及圖18)。
例如,可以利用蝕刻法或化學機械拋光去除絕緣膜501A。明確而言,可以利用濕蝕刻法或乾蝕刻法等。
《第十一步驟》
在第十一步驟中,形成第一顯示元件(參照圖12(U11)及圖19)。
例如,準備相對基板。明確而言,準備如下相對基板:在基板770上形成有遮光膜BM、彩色膜CF1、絕緣膜771、第二導電膜752、結構體KB1及配向膜AF2。
接著,形成具有與絕緣膜501B及第一導電膜751重疊的區域的配向膜AF1。明確而言,使用印刷法等及摩擦法等形成。
接著,形成密封材料705。明確而言,使用分配器或印刷法等塗佈具有流動性的樹脂以形成框狀。對與端子519D(2)重疊的區域塗佈包含導電構件CP的材料。
接著,對框狀的密封材料705所圍繞的區域滴下液晶材料。明確而言,可以使用分配器等。
接著,使用密封材料705將基板770貼合於絕緣膜501B。在與絕緣膜501B之間夾著結構體KB1,使用導電構件CP使端子519D(2)與第二導電膜752電連接。
在本實施方式中說明的顯示面板700D的製造方法具有使製程用基板510分離的步驟及去除絕緣膜501A而使反射膜及端子露出的步驟。由此,可以減小產生在反射膜的端部的步階,而使起因於步階的配向缺陷等不容易產生。另外,可以使用作端子的切點的面露出。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的顯示面板。
注意,本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式4
在本實施方式中,參照圖20A至圖20D對可用於本發明的一個實施方式的顯示面板的電晶體的結構進行說明。
〈半導體裝置的結構例子〉
圖20A是電晶體100的俯視圖,圖20C相當於沿著圖20A所示的切斷線X1-X2的切斷面的剖面圖,圖20D相當於沿著圖20A所示的切斷線Y1-Y2的切斷面的剖面圖。注意,在圖20A中,為了方便起見,省略電晶體100的組件的一部分(用作閘極絕緣膜的絕緣膜等)而進行圖示。此外,有時將切斷線X1-X2方向稱為通道長度方向,將切斷線Y1-Y2方向稱為通道寬度方向。注意,有時在後面的電晶體的俯視圖中也與圖20A同樣地省略組件的一部分。
注意,可以將電晶體100用於實施方式1或實施方式2所說明的顯示面板。
例如,當將電晶體100用於電晶體M時,將基板102換稱為絕緣膜501C、將導電膜104換稱為導電膜504、將層疊有絕緣膜106及絕緣膜107的疊層膜換稱為絕緣膜506、將氧化物半導體膜108換稱為半導體膜508、將導電膜112a換稱為導電膜512A、將導電膜112b換稱為導電膜512B、將層疊有絕緣膜114及絕緣膜116的疊層膜換稱為絕緣膜516、並將絕緣膜118換稱為絕緣膜518。
電晶體100包括:基板102上的用作閘極電極的導電膜104;基板102及導電膜104上的絕緣膜106;絕緣膜106上的絕緣膜107;絕緣膜107上的氧化物半導體膜108;與氧化物半導體膜108電連接的用作源極電極的導電膜112a;以及與氧化物半導體膜108電連接的用作汲極電極的導電膜112b。另外,在電晶體100上,詳細地說,在導電膜112a、112b及氧化物半導體膜108上設置有絕緣膜114、116及118。在絕緣膜114、116及118具有電晶體100的保護絕緣膜的功能。
此外,氧化物半導體膜108包括用作閘極電極的導電膜104一側的第一氧化物半導體膜108a以及第一氧化物半導體膜108a上的第二氧化物半導體膜108b。另外,絕緣膜106及絕緣膜107具有電晶體100的閘極絕緣膜的功能。
作為氧化物半導體膜108可以使用In-M(M表示Ti、Ga、Sn、Y、Zr、La、Ce、Nd或Hf)氧化物及In-M-Zn氧化物。尤其是,作為氧化物半導體膜108較佳為使用In-M-Zn氧化物。
此外,第一氧化物半導體膜108a包括其In的原子個數比大於M的原子個數比的第一區域。第二氧化物半導體膜108b包括其In的原子個數比少於第一氧化物半導體膜108a的第二區域。第二區域包括薄於第一區域的部分。
藉由使第一氧化物半導體膜108a包括其In的原子個數比大於M的原子個數比的第一區域,可以提高電晶體100的場效移動率(有時簡單地稱為移動率或µFE)。明確而言,電晶體100的場效移動率可以超過10cm2
/Vs。
例如,藉由將上述場效移動率高的電晶體用於生成閘極信號的閘極驅動器(特別是,連接到閘極驅動器所包括的移位暫存器的輸出端子的解多工器),可以提供邊框寬度窄(也稱為窄邊框)的半導體裝置或顯示裝置。
另一方面,當採用包括其In的原子個數比大於M的原子個數比的第一區域的第一氧化物半導體膜108a時,光照射時的電晶體100的電特性容易變動。然而,在本發明的一個實施方式的半導體裝置中,在第一氧化物半導體膜108a上形成有第二氧化物半導體膜108b。另外,第二氧化物半導體膜108b的通道區域的厚度小於第一氧化物半導體膜108a的厚度。
此外,因為第二氧化物半導體膜108b包括其In的原子個數比小於第一氧化物半導體膜108a的第二區域,所以其Eg大於第一氧化物半導體膜108a。因此,具有第一氧化物半導體膜108a和第二氧化物半導體膜108b的疊層結構的氧化物半導體膜108的對光負偏壓應力測試的耐性變高。
藉由採用上述結構的氧化物半導體膜,可以減少光照射時的氧化物半導體膜108的光吸收量。因此,能夠抑制光照射時的電晶體100的電特性變動。此外,因為在本發明的一個實施方式的半導體裝置中,絕緣膜114或絕緣膜116包含過量氧,所以可以進一步抑制光照射時的電晶體100的電特性變動。
在此,參照圖20B詳細地說明氧化物半導體膜108。
圖20B是將圖20C所示的電晶體100的剖面中的氧化物半導體膜108附近放大的剖面圖。
在圖20B中,將第一氧化物半導體膜108a的厚度表示為t1,將第二氧化物半導體膜108b的厚度表示為t2-1及t2-2。因為在第一氧化物半導體膜108a上設置有第二氧化物半導體膜108b,所以在形成導電膜112a、112b時不會使第一氧化物半導體膜108a暴露於蝕刻氣體或蝕刻溶液等。因此,第一氧化物半導體膜108a不會變薄或幾乎不會變薄。另一方面,在第二氧化物半導體膜108b中,在形成導電膜112a、112b時不與第二氧化物半導體膜108b的導電膜112a、112b重疊的部分被蝕刻而形成凹部。也就是說,第二氧化物半導體膜108b的與導電膜112a、112b重疊的區域的厚度為t2-1,第二氧化物半導體膜108b的不與導電膜112a、112b重疊的區域的厚度為t2-2。
第一氧化物半導體膜108a和第二氧化物半導體膜108b的厚度的關係較佳為t2-1>t1>t2-2。藉由採用這種厚度的關係,可以提供具有高場效移動率且光照射時的臨界電壓的變動量少的電晶體。
此外,當在電晶體100所具有的氧化物半導體膜108中形成有氧缺陷時,產生作為載子的電子,由此容易成為常開啟特性。由此,為了獲得穩定的電晶體特性,減少氧化物半導體膜108中的氧缺陷,特別減少第一氧化物半導體膜108a中的氧缺陷是重要的。於是,本發明的一個實施方式的電晶體的結構特徵在於:藉由對氧化物半導體膜108上的絕緣膜,在此,氧化物半導體膜108上的絕緣膜114及/或絕緣膜116引入過量氧,使氧從絕緣膜114及/或絕緣膜116移動到氧化物半導體膜108中,來填補氧化物半導體膜108中的氧缺陷,特別填補第一氧化物半導體膜108a中的氧缺陷。
另外,絕緣膜114、116更佳為具有含有超過化學計量組成的氧的區域(氧過剩區域)。換句話說,絕緣膜114、116是一種能夠釋放氧的絕緣膜。此外,為了在絕緣膜114、116中設置氧過剩區域,例如,藉由對成膜後的絕緣膜114、116引入氧形成氧過剩區域。作為氧的引入方法,可以使用離子植入法、離子摻雜法、電漿浸沒離子佈植技術、電漿處理等。
此外,為了填補第一氧化物半導體膜108a中的氧缺陷,較佳為使第二氧化物半導體膜108b的通道區域附近的厚度減薄。因此,滿足t2-2<t1的關係,即可。例如,第二氧化物半導體膜108b的通道區域附近的厚度較佳為1nm以上且20nm以下,更佳為3nm以上且10nm以下。
下面,對本實施方式的半導體裝置所包括的其他組件進行詳細說明。
《基板》
雖然對基板102的材料等沒有特別的限制,但是至少需要具有能夠承受後續的加熱處理的耐熱性。例如,作為基板102,可以使用玻璃基板、陶瓷基板、石英基板、藍寶石基板等。
另外,還可以使用以矽或碳化矽為材料的單晶半導體基板或多晶半導體基板、以矽鍺等為材料的化合物半導體基板、SOI(Silicon On Insulator:絕緣層上覆矽)基板等。
並且也可以將在這些基板上設置有半導體元件的基板用作基板102。
當作為基板102使用玻璃基板時,藉由使用第6代(1500mm×1850mm)、第7代(1870mm×2200mm)、第8代(2200mm×2400mm)、第9代(2400mm×2800mm)、第10代(2950mm×3400mm)等的大面積基板,可以製造大型顯示裝置。
作為基板102,也可以使用撓性基板,並且在撓性基板上直接形成電晶體100。或者,也可以在基板102與電晶體100之間設置剝離層。剝離層可以在如下情況下使用,亦即在剝離層上製造半導體裝置的一部分或全部,然後將其從基板102分離並轉置到其他基板上的情況。此時,也可以將電晶體100轉置到耐熱性低的基板或撓性基板上。
《用作閘極電極、源極電極及汲極電極的導電膜》
用作閘極電極的導電膜104、用作源極電極的導電膜112a及用作汲極電極的導電膜112b都可以使用選自鉻(Cr)、銅(Cu)、鋁(Al)、金(Au)、銀(Ag)、鋅(Zn)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鎢(W)、錳(Mn)、鎳(Ni)、鐵(Fe)、鈷(Co)中的金屬元素、以上述金屬元素為成分的合金或者組合上述金屬元素的合金等形成。
此外,導電膜104及導電膜112a、112b也可以具有單層結構或者兩層以上的疊層結構。例如,可以舉出包含矽的鋁膜的單層結構、在鋁膜上層疊鈦膜的兩層結構、在氮化鈦膜上層疊鈦膜的兩層結構、在氮化鈦膜上層疊鎢膜的兩層結構、在氮化鉭膜或氮化鎢膜上層疊鎢膜的兩層結構以及依次層疊鈦膜、鋁膜和鈦膜的三層結構等。另外,還可以使用組合鋁與選自鈦、鉭、鎢、鉬、鉻、釹、鈧中的一種或多種而形成的合金膜或氮化膜。
導電膜104及導電膜112a、112b也可以使用銦錫氧化物、包含氧化鎢的銦氧化物、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物、銦鋅氧化物、添加有氧化矽的銦錫氧化物等透光導電材料。
另外,作為導電膜104及導電膜112a、112b,也可以應用Cu-X合金膜(X為Mn、Ni、Cr、Fe、Co、Mo、Ta或Ti)。藉由使用Cu-X合金膜,可以藉由濕蝕刻製程進行加工,從而可以抑制製造成本。
《用作閘極絕緣膜的絕緣膜》
作為用作電晶體100的閘極絕緣膜的絕緣膜106、107,可以分別使用藉由電漿化學氣相沉積(PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)法、濺射法等形成的包括氧化矽膜、氧氮化矽膜、氮氧化矽膜、氮化矽膜、氧化鋁膜、氧化鉿膜、氧化釔膜、氧化鋯膜、氧化鎵膜、氧化鉭膜、氧化鎂膜、氧化鑭膜、氧化鈰膜和氧化釹膜中的一種以上的絕緣膜。注意,也可以使用選自上述材料中的單層或三層以上的絕緣膜,而不採用絕緣膜106和絕緣膜107的疊層結構。
絕緣膜106具有抑制氧透過的障壁膜的功能。例如,當對絕緣膜107、114、116及/或氧化物半導體膜108供應過量氧時,絕緣膜106能夠抑制氧透過。
接觸於用作電晶體100的通道區域的氧化物半導體膜108的絕緣膜107較佳為氧化物絕緣膜,更佳為包括包含超過化學計量組成的氧的區域(氧過剩區域)。換言之,絕緣膜107是能夠釋放氧的絕緣膜。為了在絕緣膜107中設置氧過剩區域,例如在氧氛圍下形成絕緣膜107即可。或者,也可以對成膜後的絕緣膜107引入氧形成氧過剩區域。作為氧的引入方法,可以使用離子植入法、離子摻雜法、電漿浸沒離子佈植技術、電漿處理等。
此外,當作為絕緣膜107使用氧化鉿時發揮如下效果。氧化鉿的相對介電常數比氧化矽或氧氮化矽高。因此,可以使絕緣膜107的厚度比使用氧化矽的情況大,由此,可以減少穿隧電流引起的洩漏電流。也就是說,可以實現關態電流(off-state current)小的電晶體。再者,與具有非晶結構的氧化鉿相比,具有結晶結構的氧化鉿的相對介電常數較高。因此,為了形成關態電流小的電晶體,較佳為使用包括結晶結構的氧化鉿。作為結晶結構的一個例子,可以舉出單斜晶系或立方晶系等。注意,本發明的一個實施方式不侷限於此。
注意,在本實施方式中,作為絕緣膜106形成氮化矽膜,作為絕緣膜107形成氧化矽膜。與氧化矽膜相比,氮化矽膜的相對介電常數較高且為了得到與氧化矽膜相等的靜電容量需要的厚度較大,因此,藉由使電晶體100的閘極絕緣膜包括氮化矽膜,可以增加絕緣膜的物理厚度。因此,可以藉由抑制電晶體100的絕緣耐壓的下降並提高絕緣耐壓來抑制電晶體100的靜電破壞。
《氧化物半導體膜》
作為氧化物半導體膜108可以使用上述材料。
當氧化物半導體膜108為In-M-Zn氧化物時,用來形成In-M-Zn氧化物的濺射靶材的金屬元素的原子個數比較佳為滿足In≥M及Zn≥M。這種濺射靶材的金屬元素的原子個數比較佳為In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=2:1:3、In:M:Zn=3:1:2、In:M:Zn=4:2:4.1。
另外,當氧化物半導體膜108為In-M-Zn氧化物時,作為濺射靶材較佳為使用包含多晶的In-M-Zn氧化物的靶材。藉由使用包含多晶的In-M-Zn氧化物的靶材,容易形成具有結晶性的氧化物半導體膜108。注意,所形成的氧化物半導體膜108的原子個數比分別包含上述濺射靶材中的金屬元素的原子個數比的±40%的範圍內的誤差。例如,在作為濺射靶材使用原子個數比為In:Ga:Zn=4:2:4.1時,有時所形成的氧化物半導體膜108的原子個數比為In:Ga:Zn=4:2:3附近。
例如,第一氧化物半導體膜108a可以使用上述In:M:Zn=2:1:3、In:M:Zn=3:1:2、In:M:Zn=4:2:4.1等濺射靶材形成。此外,第二氧化物半導體膜108b可以使用上述In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2等濺射靶材形成。另外,作為用於第二氧化物半導體膜108b的濺射靶材的金屬元素的原子個數比,不一定需要滿足In≥M、Zn≥M,也可以滿足In≥M、Zn<M。明確而言,可以舉出In:M:Zn=1:3:2等。
氧化物半導體膜108的能隙為2eV以上,較佳為2.5eV以上,更佳為3eV以上。如此,藉由使用能隙較寬的氧化物半導體,可以降低電晶體100的關態電流。特別是,作為第一氧化物半導體膜108a使用能隙為2eV以上,較佳為2eV以上且3.0eV以下的氧化物半導體膜,作為第二氧化物半導體膜108b使用能隙為2.5eV以上且3.5eV以下的氧化物半導體膜。此外,較佳為第二氧化物半導體膜108b的能隙大於第一氧化物半導體膜108a的能隙。
此外,第一氧化物半導體膜108a及第二氧化物半導體膜108b的厚度分別為3nm以上且200nm以下,較佳為分別為3nm以上且100nm以下,更佳為分別為3nm以上且50nm以下。注意,較佳為滿足上述厚度的關係。
此外,作為第二氧化物半導體膜108b使用載體密度較低的氧化物半導體膜。例如,第二氧化物半導體膜108b的載體密度為1×1017
個/cm3
以下,較佳為1×1015
個/cm3
以下,更佳為1×1013
個/cm3
以下,進一步較佳為1×1011
個/cm3
以下。
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,較佳為適當地設定第一氧化物半導體膜108a及第二氧化物半導體膜108b的載體密度、雜質濃度、缺陷密度、金屬元素與氧的原子個數比、原子間距離、密度等,以得到所需的電晶體的半導體特性。
藉由作為第一氧化物半導體膜108a及第二氧化物半導體膜108b分別使用雜質濃度低且缺陷能階密度低的氧化物半導體膜,可以製造具有更優良的電特性的電晶體,所以是較佳的。這裡,將雜質濃度低且缺陷能階密度低(氧缺陷少)的狀態稱為“高純度本質”或“實質上高純度本質”。因為高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜的載子發生源較少,所以可以降低載體密度。因此,在該氧化物半導體膜中形成有通道區域的電晶體很少具有負臨界電壓的電特性(也稱為常開啟特性)。因為高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜具有較低的缺陷能階密度,所以有可能具有較低的陷阱態密度。高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜的關態電流顯著低,即便是通道寬度為1×106
µm、通道長度L為10µm的元件,當源極電極與汲極電極間的電壓(汲極電壓)在1V至10V的範圍時,關態電流也可以為半導體參數分析儀的測定極限以下,亦即1×10-13
A以下。
因此,在上述高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜中形成有通道區域的電晶體可以是電特性變動小且可靠性高的電晶體。此外,被氧化物半導體膜的陷阱能階俘獲的電荷到消失需要較長的時間,有時像固定電荷那樣動。因此,有時在陷阱態密度高的氧化物半導體膜中形成有通道區域的電晶體的電特性不穩定。作為雜質有氫、氮、鹼金屬或鹼土金屬等。
包含在氧化物半導體膜中的氫與鍵合於金屬原子的氧起反應生成水,與此同時在發生氧脫離的晶格(或氧脫離的部分)中形成氧缺陷。當氫進入該氧缺陷時,有時生成作為載子的電子。另外,有時由於氫的一部分與鍵合於金屬原子的氧鍵合,產生作為載子的電子。因此,使用包含氫的氧化物半導體膜的電晶體容易具有常開啟特性。由此,較佳為儘可能減少氧化物半導體膜108中的氫。明確而言,在氧化物半導體膜108中,利用SIMS(二次離子質譜分析法:Secondary Ion Mass Spectrometry)測得的氫濃度為2×1020
atoms/cm3
以下,較佳為5×1019
atoms/cm3
以下,更佳為1×1019
atoms/cm3
以下,更佳為5×1018
atoms/cm3
以下,更佳為1×1018
atoms/cm3
以下,更佳為5×1017
atoms/cm3
以下,更佳為1×1016
atoms/cm3
以下。
此外,當第一氧化物半導體膜108a包含第14族元素之一的矽或碳時,在第一氧化物半導體膜108a中氧缺陷增加而導致第一氧化物半導體膜108a的n型化。因此,第一氧化物半導體膜108a中的矽或碳的濃度以及與第一氧化物半導體膜108a之間的介面附近的矽或碳的濃度(利用SIMS分析測得的濃度)為2×1018
atoms/cm3
以下,較佳為2×1017
atoms/cm3
以下。
另外,在第一氧化物半導體膜108a中,利用SIMS分析測得的鹼金屬或鹼土金屬的濃度為1×1018
atoms/cm3
以下,較佳為2×1016
atoms/cm3
以下。當鹼金屬及鹼土金屬與氧化物半導體鍵合時有時生成載子而使電晶體的關態電流增大。由此,較佳為降低第一氧化物半導體膜108a的鹼金屬或鹼土金屬的濃度。
當在第一氧化物半導體膜108a中含有氮時,生成作為載子的電子,載體密度增加而導致第一氧化物半導體膜108a的n型化。其結果是,使用含有氮的氧化物半導體膜的電晶體容易具有常開啟特性。因此,較佳為儘可能地減少氧化物半導體膜中的氮,例如,利用SIMS分析測得的氮濃度較佳為5×1018
atoms/cm3
以下。
第一氧化物半導體膜108a及第二氧化物半導體膜108b可以分別具有非單晶結構。非單晶結構例如包括下述CAAC-OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor:c軸配向結晶氧化物半導體)、多晶結構、微晶結構或非晶結構。在非單晶結構中,非晶結構的缺陷能階密度最高,而CAAC-OS的缺陷能階密度最低。
《用作電晶體的保護絕緣膜的絕緣膜》
絕緣膜114、116具有對氧化物半導體膜108供應氧的功能。絕緣膜118具有電晶體100的保護絕緣膜的功能。絕緣膜114、116包含氧。絕緣膜114是能夠使氧透過的絕緣膜。注意,絕緣膜114還用作在後面形成絕緣膜116時緩解對氧化物半導體膜108造成的損傷的膜。
作為絕緣膜114,可以使用厚度為5nm以上且150nm以下,較佳為5nm以上且50nm以下的氧化矽、氧氮化矽等。
此外,較佳為使絕緣膜114中的缺陷量較少,典型的是,藉由ESR(Electron Spin Resonance:電子自旋共振)測量的起因於矽的懸空鍵的g=2.001處呈現的信號的自旋密度較佳為3×1017
spins/cm3
以下。這是因為若絕緣膜114的缺陷密度高,氧則與該缺陷鍵合,而使絕緣膜114中的氧透過量減少。
在絕緣膜114中,有時從外部進入絕緣膜114的氧不是全部移動到絕緣膜114的外部,而是其一部分殘留在絕緣膜114的內部。另外,有時在氧進入絕緣膜114的同時,絕緣膜114中含有的氧移動到絕緣膜114的外部,而在絕緣膜114中發生氧的移動。在形成能夠使氧透過的氧化物絕緣膜作為絕緣膜114時,可以使從設置在絕緣膜114上的絕緣膜116脫離的氧經由絕緣膜114移動到氧化物半導體膜108中。
此外,絕緣膜114可以使用起因於氮氧化物的態密度低的氧化物絕緣膜形成。注意,該起因於氮氧化物的態密度有時會形成在氧化物半導體膜的價帶頂的能量(Ev
_os
)與氧化物半導體膜的導帶底的能量(Ec
_os
)之間。作為上述氧化物絕緣膜,可以使用氮氧化物的釋放量少的氧氮化矽膜或氮氧化物的釋放量少的氧氮化鋁膜等。
此外,在熱脫附譜分析中,氮氧化物的釋放量少的氧氮化矽膜是氨釋放量比氮氧化物的釋放量多的膜,典型的是氨釋放量為1×1018
個/cm3
以上且5×1019
個/cm3
以下。注意,該氨釋放量為在進行膜表面溫度為50℃以上且650℃以下,較佳為50℃以上且550℃以下的加熱處理時的釋放量。
氮氧化物(NOx
,x大於0以上且為2以下,較佳為1以上且2以下),典型的是NO2
或NO,在絕緣膜114等中形成能階。該能階位於氧化物半導體膜108的能隙中。由此,當氮氧化物擴散到絕緣膜114與氧化物半導體膜108的介面時,有時該能階在絕緣膜114一側俘獲電子。其結果是,被俘獲的電子留在絕緣膜114與氧化物半導體膜108的介面附近,由此使電晶體的臨界電壓向正方向漂移。
另外,當進行加熱處理時,氮氧化物與氨及氧起反應。當進行加熱處理時,絕緣膜114所包含的氮氧化物與絕緣膜116所包含的氨起反應,由此絕緣膜114所包含的氮氧化物減少。因此,在絕緣膜114與氧化物半導體膜108的介面中不容易俘獲電子。
藉由作為絕緣膜114使用上述氧化物絕緣膜,可以降低電晶體的臨界電壓的漂移,從而可以降低電晶體的電特性的變動。
藉由進行電晶體的製程的加熱處理,典型的是300℃以上且低於350℃的加熱處理,在對絕緣膜114利用100K以下的ESR測得的光譜中,觀察到g值為2.037以上且2.039以下的第一信號、g值為2.001以上且2.003以下的第二信號以及g值為1.964以上且1.966以下的第三信號。在X帶的ESR測定中,第一信號與第二信號之間的分割寬度(split width)及第二信號與第三信號之間的分割寬度大約為5mT。另外,g值為2.037以上且2.039以下的第一信號、g值為2.001以上且2.003以下的第二信號以及g值為1.964以上且1.966以下的第三信號的自旋密度的總和低於1×1018
spins/cm3
,典型為1×1017
spins/cm3
以上且低於1×1018
spins/cm3
。
在100K以下的ESR譜中,g值為2.037以上且2.039以下的第一信號、g值為2.001以上且2.003以下的第二信號以及g值為1.964以上且1.966以下的第三信號相當於起因於氮氧化物(NOx
,x大於0以上且為2以下,較佳為1以上且2以下)的信號。作為氮氧化物的典型例子,有一氧氮、二氧氮等。就是說,g值為2.037以上且2.039以下的第一信號、g值為2.001以上且2.003以下的第二信號以及g值為1.964以上且1.966以下的第三信號的自旋密度的總數越少,氧化物絕緣膜中的氮氧化物含量越少。
另外,對上述氧化物絕緣膜利用SIMS測得的氮濃度為6×1020
atoms/cm3
以下。
藉由在基板溫度為220℃以上且350℃以下的情況下利用使用矽烷及一氧化二氮的PECVD法形成上述氧化物絕緣膜,可以形成緻密且硬度高的膜。
絕緣膜116使用其氧含量超過化學計量組成的氧化物絕緣膜形成。其氧含量超過化學計量組成的氧化物絕緣膜由於被加熱而其一部分的氧脫離。藉由TDS分析,其氧含量超過化學計量組成的氧化物絕緣膜換算為氧原子的氧的脫離量為1.0×1019
atoms/cm3
以上,較佳為3.0×1020
atoms/cm3
以上。注意,上述TDS分析時的膜的表面溫度較佳為100℃以上且700℃以下或100℃以上且500℃以下。
作為絕緣膜116可以使用厚度為30nm以上且500nm以下,較佳為50nm以上且400nm以下的氧化矽膜、氧氮化矽膜等。
此外,較佳為使絕緣膜116中的缺陷量較少,典型的是,藉由ESR測量的起因於矽的懸空鍵的g=2.001處呈現的信號的自旋密度低於1.5×1018
spins/cm3
,更佳為1×1018
spins/cm3
以下。由於絕緣膜116與絕緣膜114相比離氧化物半導體膜108更遠,所以絕緣膜116的缺陷密度也可以高於絕緣膜114。
另外,因為絕緣膜114、116可以使用相同種類材料形成,所以有時無法明確地確認到絕緣膜114與絕緣膜116之間的介面。因此,在本實施方式中,以虛線圖示出絕緣膜114與絕緣膜116之間的介面。注意,在本實施方式中,雖然說明絕緣膜114與絕緣膜116的兩層結構,但是不侷限於此,例如,也可以採用絕緣膜114的單層結構。
絕緣膜118包含氮。另外,絕緣膜118包含氮及矽。此外,絕緣膜118具有能夠阻擋氧、氫、水、鹼金屬、鹼土金屬等的功能。藉由設置絕緣膜118,能夠防止氧從氧化物半導體膜108擴散到外部,並且能夠防止絕緣膜114、116所包含的氧擴散到外部,還能夠防止氫、水等從外部侵入氧化物半導體膜108中。作為絕緣膜118,例如可以使用氮化物絕緣膜。作為該氮化物絕緣膜,有氮化矽、氮氧化矽、氮化鋁、氮氧化鋁等。另外,也可以設置對氧、氫、水等具有阻擋效果的氧化物絕緣膜代替對氧、氫、水、鹼金屬、鹼土金屬等具有阻擋效果的氮化物絕緣膜。作為對氧、氫、水等具有阻擋效果的氧化物絕緣膜,有氧化鋁膜、氧氮化鋁膜、氧化鎵膜、氧氮化鎵膜、氧化釔膜、氧氮化釔膜、氧化鉿膜、氧氮化鉿膜等。
雖然上述所記載的導電膜、絕緣膜及氧化物半導體膜等各種膜可以利用濺射法或PECVD法形成,但是也可以利用例如熱CVD(Chemical Vapor Deposition:有機金屬化學氣相沉積)法形成。作為熱CVD法的例子,可以使用MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:有機金屬化學氣相沉積)法或ALD(Atomic Layer Deposition:原子層沉積)法。
由於熱CVD法是不使用電漿的成膜方法,因此具有不產生因電漿損傷所引起的缺陷的優點。
可以以如下方法進行利用熱CVD法的成膜:將源氣體及氧化劑同時供應到腔室內,將腔室內的壓力設定為大氣壓或減壓,使其在基板附近或在基板上發生反應而沉積在基板上。
另外,也可以以如下方法進行利用ALD法的成膜:將腔室內的壓力設定為大氣壓或減壓,將用於反應的源氣體依次引入腔室,並且按該順序反復地引入氣體。例如,藉由切換各開關閥(也稱為高速閥)來將兩種以上的源氣體依次供應到腔室內,為了防止多種源氣體混合,在引入第一源氣體的同時或之後引入惰性氣體(氬或氮等)等,然後引入第二源氣體。注意,當同時引入第一源氣體及惰性氣體時,惰性氣體被用作載子氣體,另外,可以在引入第二源氣體的同時引入惰性氣體。另外,也可以不引入惰性氣體而藉由真空抽氣將第一源氣體排出,然後引入第二源氣體。第一源氣體附著到基板表面形成第一層,之後引入的第二源氣體與該第一層起反應,由此第二層層疊在第一層上而形成薄膜。藉由按該順序反復多次地引入氣體直到獲得所希望的厚度為止,可以形成步階覆蓋性良好的薄膜。由於薄膜的厚度可以根據按順序反復引入氣體的次數來進行調節,因此,ALD法可以準確地調節厚度而適用於製造微型FET。
藉由MOCVD法或ALD法等熱CVD法可以形成上述實施方式所述的導電膜、絕緣膜、氧化物半導體膜及金屬氧化膜等各種膜,例如,當形成In-Ga-ZnO膜時,使用三甲基銦、三甲基鎵及二甲基鋅。三甲基銦的化學式為In(CH3
)3
。三甲基鎵的化學式為Ga(CH3
)3
。另外,二甲基鋅的化學式為Zn(CH3
)2
。另外,不侷限於上述組合,也可以使用三乙基鎵(化學式為Ga(C2
H5
)3
)代替三甲基鎵,並使用二乙基鋅(化學式為Zn(C2
H5
)2
)代替二甲基鋅。
例如,在使用利用ALD法的沉積裝置形成氧化鉿膜時,使用如下兩種氣體:藉由使包含溶劑和鉿前體化合物的液體(鉿醇鹽、四二甲基醯胺鉿(TDMAH)等鉿醯胺)氣化而得到的源氣體;以及用作氧化劑的臭氧(O3
)。此外,四二甲基醯胺鉿的化學式為Hf[N(CH3
)2
]4
。另外,作為其他材料液有四(乙基甲基醯胺)鉿等。
例如,在使用利用ALD法的沉積裝置形成氧化鋁膜時,使用如下兩種氣體:藉由使包含溶劑和鋁前體化合物的液體(三甲基鋁(TMA)等)氣化而得到的源氣體;以及用作氧化劑的H2
O。此外,三甲基鋁的化學式為Al(CH3
)3
。另外,作為其他材料液有三(二甲基醯胺)鋁、三異丁基鋁、鋁三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)等。
例如,在使用利用ALD法的沉積裝置形成氧化矽膜時,使六氯乙矽烷附著在被成膜面上,去除附著物所包含的氯,供應氧化性氣體(O2
、一氧化二氮)的自由基使其與附著物起反應。
例如,在使用利用ALD法的沉積裝置形成鎢膜時,依次反復引入WF6
氣體和B2
H6
氣體形成初始鎢膜,然後使用WF6
氣體和H2
氣體形成鎢膜。注意,也可以使用SiH4
氣體代替B2
H6
氣體。
例如,在使用利用ALD法的沉積裝置形成氧化物半導體膜如In-Ga-ZnO膜時,依次反復引入In(CH3
)3
氣體和O3
氣體形成In-O層,然後使用Ga(CH3
)3
氣體和O3
氣體形成GaO層,之後使用Zn(CH3
)2
氣體和O3
氣體形成ZnO層。注意,這些層的順序不侷限於上述例子。此外,也可以混合這些氣體來形成混合化合物層如In-Ga-O層、In-Zn-O層、Ga-Zn-O層等。注意,雖然也可以使用利用Ar等惰性氣體使水起泡而得到的H2
O氣體代替O3
氣體,但是較佳為使用不包含H的O3
氣體。另外,也可以使用In(C2
H5
)3
氣體代替In(CH3
)3
氣體。也可以使用Ga(C2
H5
)3
氣體代替Ga(CH3
)3
氣體。也可以使用Zn(CH3
)2
氣體。
注意,本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式5
在本實施方式中,參照圖21A至圖21C對可用於本發明的一個實施方式的顯示面板的電晶體的結構進行說明。
〈半導體裝置的結構例子〉
圖21A是電晶體100的俯視圖,圖21B相當於沿著圖21A所示的切斷線X1-X2的切斷面的剖面圖,圖21C相當於沿著圖21A所示的切斷線Y1-Y2的切斷面的剖面圖。注意,在圖21A中,為了方便起見,省略電晶體100的組件的一部分(用作閘極絕緣膜的絕緣膜等)而進行圖示。此外,有時將切斷線X1-X2方向稱為通道長度方向,將切斷線Y1-Y2方向稱為通道寬度方向。注意,有時在後面的電晶體的俯視圖中也與圖21A同樣地省略組件的一部分。
注意,可以將電晶體100用於實施方式1或實施方式2所說明的顯示面板等。
例如,當將電晶體100用於電晶體MD時,將基板102換稱為絕緣膜501C、將導電膜104換稱為導電膜504、將層疊有絕緣膜106及絕緣膜107的疊層膜換稱為絕緣膜506、將氧化物半導體膜108換稱為半導體膜508、將導電膜112a換稱為導電膜512A、將導電膜112b換稱為導電膜512B、將層疊有絕緣膜114及絕緣膜116的疊層膜換稱為絕緣膜516、將絕緣膜118換稱為絕緣膜518、並將導電膜120b換稱為導電膜524。
電晶體100包括:基板102上的用作第一閘極電極的導電膜104;基板102及導電膜104上的絕緣膜106;絕緣膜106上的絕緣膜107;絕緣膜107上的氧化物半導體膜108;與氧化物半導體膜108電連接的用作源極電極的導電膜112a;與氧化物半導體膜108電連接的用作汲極電極的導電膜112b;氧化物半導體膜108、導電膜112a及112b上的絕緣膜114、116;設置在絕緣膜116上且與導電膜112b電連接的導電膜120a;絕緣膜116上的導電膜120b;以及絕緣膜116及導電膜120a、120b上的絕緣膜118。
另外,在電晶體100中,絕緣膜106、107具有作為電晶體100的第一閘極絕緣膜的功能,絕緣膜114、116具有作為電晶體100的第二閘極絕緣膜的功能,絕緣膜118具有作為電晶體100的保護絕緣膜的功能。注意,在本說明書等中,有時分別將絕緣膜106、107稱為第一絕緣膜,將絕緣膜114、116稱為第二絕緣膜,將絕緣膜118稱為第三絕緣膜。
可以將導電膜120b用於電晶體100的第二閘極電極。
晶體100用於顯示面板時,可以將導電膜120a用於顯示元件的電極等。
另外,氧化物半導體膜108包括用作第一閘極電極的導電膜104一側的氧化物半導體膜108b以及氧化物半導體膜108b上的氧化物半導體膜108c。另外,氧化物半導體膜108b及氧化物半導體膜108c包括In、M(M是Al、Ga、Y或Sn)及Zn。
例如,作為氧化物半導體膜108b,較佳為包括In的原子個數比大於M的原子個數比的區域。另外,作為氧化物半導體膜108c,較佳為包括In的原子個數比小於氧化物半導體膜108b的區域。
藉由使氧化物半導體膜108b包括其In的原子個數比大於M的原子個數比的區域,可以提高電晶體100的場效移動率(有時簡單地稱為移動率或µFE)。明確而言,電晶體100的場效移動率可以超過10cm2
/Vs,較佳為,電晶體100的場效移動率可以超過30cm2
/Vs。
例如,藉由將上述場效移動率高的電晶體用於生成閘極信號的閘極驅動器(特別是,連接到閘極驅動器所包括的移位暫存器的輸出端子的解多工器),可以提供邊框寬度窄(也稱為窄邊框)的半導體裝置或顯示裝置。
另一方面,當氧化物半導體膜108b包括In的原子個數比大於M的原子個數比的區域時,當光照射時電晶體100的電特性容易變動。然而,在本發明的一個實施方式的半導體裝置中,氧化物半導體膜108b上形成有氧化物半導體膜108c。另外,氧化物半導體膜108c包括In的原子個數比小於氧化物半導體膜108b的區域,所以氧化物半導體膜108c的Eg大於氧化物半導體膜108b。因此,採用氧化物半導體膜108b與氧化物半導體膜108c的疊層結構的氧化物半導體膜108能夠提高對光負偏壓應力測試的耐性。
另外,在氧化物半導體膜108中,尤其是混入到氧化物半導體膜108b的通道區域的氫或水分等雜質對電晶體特性造成影響而引起問題。因此,在氧化物半導體膜108b中的通道區域中,氫或水分等雜質越少越好。另外,形成在氧化物半導體膜108b中的通道區域中的氧缺陷對電晶體特性造成影響而引起問題。例如,當在氧化物半導體膜108b的通道區域中形成有氧缺陷時,該氧缺陷與氫鍵合,而成為載子供應源。當在氧化物半導體膜108b的通道區域中產生載子供應源時,包括氧化物半導體膜108b的電晶體100的電特性發生變動,典型為臨界電壓的漂移。因此,在氧化物半導體膜108b的通道區域中,氧缺陷越少越好。
於是,在本發明的一個實施方式中,接觸於氧化物半導體膜108的絕緣膜,明確而言,形成在氧化物半導體膜108下方的絕緣膜107及形成在氧化物半導體膜108上方的絕緣膜114、116包含過量氧。藉由使氧或過量氧從絕緣膜107及絕緣膜114、116移動到氧化物半導體膜108,能夠減少氧化物半導體膜中的氧缺陷。因此,能夠抑制電晶體100的電特性,尤其是因光照射產生的電晶體100的變動。
另外,在本發明的一個實施方式中,為了使絕緣膜107及絕緣膜114、116包含過量氧,使用不增加製程或製程的增加極少的製造方法。因此,能夠提高電晶體100的良率。
明確而言,在形成氧化物半導體膜108b的製程中,藉由利用濺射法在包含氧氣體的氛圍下形成氧化物半導體膜108b,對其上形成有氧化物半導體膜108b的絕緣膜107添加氧或過量氧。
另外,在形成導電膜120a、120b的製程中,藉由利用濺射法在包含氧氣體的氛圍下形成導電膜120a、120b,對其上形成有導電膜120a、120b的絕緣膜116添加氧或過量氧。注意,當對絕緣膜116添加氧或過量氧時,有時還對位於絕緣膜116的下方的絕緣膜114及氧化物半導體膜108添加氧或過量氧。
〈氧化物導電體〉
接著,對氧化物導電體進行說明。在形成導電膜120a、120b的製程中,導電膜120a、120b被用作抑制氧從絕緣膜114、116釋放的保護膜。另外,導電膜120a、120b在形成絕緣膜118的製程之前具有作為半導體的功能,而導電膜120a、120b在形成絕緣膜118的製程之後具有作為導電體的功能。
為了將導電膜120a、120b用作導電體,在導電膜120a、120b中形成氧缺陷,對該氧缺陷從絕緣膜118添加氫,由此在傳導帶附近形成施體能階。其結果是,導電膜120a、120b的導電性變高而成為導電體。可以將成為導電體的導電膜120a、120b分別稱為氧化物導電體。一般而言,氧化物半導體的能隙較大,所以對可見光具有透光性。另一方面,氧化物導電體是在傳導帶附近具有施體能階的氧化物半導體。因此,氧化物導電體的起因於該施體能階的吸收的影響較小,而對可見光具有與氧化物半導體相同程度的透光性。
〈半導體裝置的組件〉
下面將對本實施方式的半導體裝置所包括的組件進行詳細說明。
注意,下面的材料可以使用與在實施方式4中說明的材料同樣的材料。
可以將可用於實施方式4所說明的基板102的材料用於基板102。另外,可以將可用於實施方式4所說明的絕緣膜106、107的材料用於絕緣膜106、107。
另外,可以將可用於實施方式4所說明的用作閘極電極、源極電極及汲極電極的導電膜的材料用於用作第一閘極電極、源極電極及汲極電極的導電膜。
《氧化物半導體膜》
作為氧化物半導體膜108可以使用上述材料。
當氧化物半導體膜108b為In-M-Zn氧化物時,用來形成In-M-Zn氧化物的濺射靶材的金屬元素的原子個數比較佳為滿足In>M。作為這種濺射靶材的金屬元素的原子個數比,可以舉出In:M:Zn=2:1:3、In:M:Zn=3:1:2、In:M:Zn=4:2:4.1等。
另外,當氧化物半導體膜108c為In-M-Zn氧化物時,用來形成In-M-Zn氧化物的濺射靶材的金屬元素的原子個數比較佳為滿足In≤M。作為這種濺射靶材的金屬元素的原子個數比,可以舉出In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=1:3:2、In:M:Zn=1:3:4、In:M:Zn=1:3:6、In:M:Zn=1:4:5等。
另外,當氧化物半導體膜108b及氧化物半導體膜108c為In-M-Zn氧化物時,作為濺射靶材較佳為使用包含多晶的In-M-Zn氧化物的靶材。藉由使用包含多晶的In-M-Zn氧化物的靶材,容易形成具有結晶性的氧化物半導體膜108b及氧化物半導體膜108c。注意,所形成的氧化物半導體膜108b及氧化物半導體膜108c的原子個數比分別包含上述濺射靶材中的金屬元素的原子個數比的±40%的範圍內的誤差。例如,在作為氧化物半導體膜108b的濺射靶材使用原子個數比為In:Ga:Zn=4:2:4.1時,有時所形成的氧化物半導體膜108b的原子個數比為In:Ga:Zn=4:2:3附近。
氧化物半導體膜108的能隙為2eV以上,較佳為2.5eV以上,更佳為3eV以上。如此,藉由使用能隙較寬的氧化物半導體,可以降低電晶體100的關態電流。尤其是,作為氧化物半導體膜108b使用能隙為2eV以上,較佳為2eV以上且3.0eV以下的氧化物半導體膜,作為氧化物半導體膜108c使用能隙為2.5eV以上且3.5eV以下的氧化物半導體膜。此外,較佳為氧化物半導體膜108c的能隙大於氧化物半導體膜108b的能隙。
此外,氧化物半導體膜108b及氧化物半導體膜108c的厚度分別為3nm以上且200nm以下,較佳為分別為3nm以上且100nm以下,更佳為分別為3nm以上且50nm以下。
此外,作為氧化物半導體膜108c使用載體密度較低的氧化物半導體膜。例如,氧化物半導體膜108c的載體密度為1×1017
個/cm3
以下,較佳為1×1015
個/cm3
以下,更佳為1×1013
個/cm3
以下,進一步較佳為1×1011
個/cm3
以下。
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,較佳為適當地設定氧化物半導體膜108b及氧化物半導體膜108c的載體密度、雜質濃度、缺陷密度、金屬元素與氧的原子個數比、原子間距離、密度等,以得到所需的電晶體的半導體特性。
藉由作為氧化物半導體膜108b及氧化物半導體膜108c分別使用雜質濃度低且缺陷能階密度低的氧化物半導體膜,可以製造具有更優良的電特性的電晶體,所以是較佳的。這裡,將雜質濃度低且缺陷能階密度低(氧缺陷少)的狀態稱為“高純度本質”或“實質上高純度本質”。因為高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜的載子發生源較少,所以可以降低載體密度。因此,在該氧化物半導體膜中形成有通道區域的電晶體很少具有負臨界電壓的電特性(也稱為常開啟特性)。因為高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜具有較低的缺陷能階密度,所以有可能具有較低的陷阱態密度。高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜的關態電流顯著低,即便是通道寬度為1×106
µm、通道長度L為10µm的元件,當源極電極與汲極電極間的電壓(汲極電壓)在1V至10V的範圍時,關態電流也可以為半導體參數分析儀的測定極限以下,亦即1×10-13
A以下。
因此,在上述高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜中形成有通道區域的電晶體可以是電特性變動小且可靠性高的電晶體。此外,被氧化物半導體膜的陷阱能階俘獲的電荷到消失需要較長的時間,有時像固定電荷那樣動。因此,有時在陷阱態密度高的氧化物半導體膜中形成有通道區域的電晶體的電特性不穩定。作為雜質有氫、氮、鹼金屬或鹼土金屬等。
包含在氧化物半導體膜中的氫與鍵合於金屬原子的氧起反應生成水,與此同時在發生氧脫離的晶格(或氧脫離的部分)中形成氧缺陷。當氫進入該氧缺陷時,有時生成作為載子的電子。另外,有時由於氫的一部分與鍵合於金屬原子的氧鍵合,產生作為載子的電子。因此,使用包含氫的氧化物半導體膜的電晶體容易具有常開啟特性。由此,較佳為儘可能減少氧化物半導體膜108中的氫。明確而言,在氧化物半導體膜108中,利用SIMS(二次離子質譜分析法:Secondary Ion Mass Spectrometry)測得的氫濃度為2×1020
atoms/cm3
以下,較佳為5×1019
atoms/cm3
以下,更佳為1×1019
atoms/cm3
以下,更佳為5×1018
atoms/cm3
以下,更佳為1×1018
atoms/cm3
以下,更佳為5×1017
atoms/cm3
以下,更佳為1×1016
atoms/cm3
以下。
另外,氧化物半導體膜108b較佳為包括氫濃度小於氧化物半導體膜108c的區域。藉由使氧化物半導體膜108b包括氫濃度小於氧化物半導體膜108c的區域,可以提供可靠性高的半導體裝置。
此外,當氧化物半導體膜108b包含第14族元素之一的矽或碳時,在氧化物半導體膜108b中氧缺陷增加而導致氧化物半導體膜108b的n型化。因此,氧化物半導體膜108b中的矽或碳的濃度以及與氧化物半導體膜108b之間的介面附近的矽或碳的濃度(利用SIMS分析測得的濃度)為2×1018
atoms/cm3
以下,較佳為2×1017
atoms/cm3
以下。
另外,在氧化物半導體膜108b中,利用SIMS分析測得的鹼金屬或鹼土金屬的濃度為1×1018
atoms/cm3
以下,較佳為2×1016
atoms/cm3
以下。當鹼金屬及鹼土金屬與氧化物半導體鍵合時有時生成載子而使電晶體的關態電流增大。由此,較佳為降低氧化物半導體膜108b的鹼金屬或鹼土金屬的濃度。
當在氧化物半導體膜108b中含有氮時,生成作為載子的電子,載體密度增加而導致氧化物半導體膜108b的n型化。其結果是,使用含有氮的氧化物半導體膜的電晶體容易具有常開啟特性。因此,較佳為儘可能地減少氧化物半導體膜中的氮,例如,利用SIMS分析測得的氮濃度較佳為5×1018
atoms/cm3
以下。
氧化物半導體膜108b及氧化物半導體膜108c可以分別具有非單晶結構。非單晶結構例如包括下述CAAC-OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor:c軸配向結晶氧化物半導體)、多晶結構、微晶結構或非晶結構。在非單晶結構中,非晶結構的缺陷能階密度最高,而CAAC-OS的缺陷能階密度最低。
《用作第二閘極絕緣膜的絕緣膜》
絕緣膜114、116被用作電晶體100的第二閘極絕緣膜。另外,絕緣膜114、116具有對氧化物半導體膜108供應氧的功能。亦即,絕緣膜114、116包含氧。另外,絕緣膜114是能夠使氧透過的絕緣膜。注意,絕緣膜114還被用作在後面形成絕緣膜116時緩解對氧化物半導體膜108造成的損傷的膜。
例如,可以將實施方式4所說明的絕緣膜114、116用於絕緣膜114、116。
《用作導電膜的氧化物半導體膜及用作第二閘極電極的氧化物半導體膜》
可以將與上述氧化物半導體膜108同樣的材料用於用作導電膜的導電膜120a及用作第二閘極電極的導電膜120b。
也就是說,用作導電膜的導電膜120a及用作第二閘極電極的導電膜120b含有包含於氧化物半導體膜108(氧化物半導體膜108b及氧化物半導體膜108c)中的金屬元素。例如,藉由使用作第二閘極電極的導電膜120b與用作氧化物半導體膜108(氧化物半導體膜108b及氧化物半導體膜108c)包含同一金屬元素,能夠抑制製造成本。
例如,當用作導電膜的導電膜120a及用作第二閘極電極的導電膜120b是In-M-Zn氧化物時,用來形成In-M-Zn氧化物的濺射靶材的金屬元素的原子個數比較佳為滿足In≥M。作為這種濺射靶材的金屬元素的原子個數比,可以舉出In:M:Zn=2:1:3、In:M:Zn=3:1:2、In:M:Zn=4:2:4.1等。
另外,作為用作導電膜的導電膜120a及用作第二閘極電極的導電膜120b的結構,可以採用單層結構或兩層以上的疊層結構。注意,當導電膜120a、120b是疊層結構時,不限於上述濺射靶材的組成。
《用作電晶體的保護絕緣膜的絕緣膜》
絕緣膜118被用作電晶體100的保護絕緣膜。
絕緣膜118包含氮。另外,絕緣膜118包含氮及矽。此外,絕緣膜118具有能夠阻擋氧、氫、水、鹼金屬、鹼土金屬等的功能。藉由設置絕緣膜118,能夠防止氧從氧化物半導體膜108擴散到外部,並且能夠防止絕緣膜114、116所包含的氧擴散到外部,還能夠防止氫、水等從外部侵入氧化物半導體膜108中。
另外,絕緣膜118具有對用作導電膜的導電膜120a及用作第二閘極電極的導電膜120b供應氫及氮中的任一者或兩者的功能。尤其是,作為絕緣膜118,較佳為具有包含氫且將該氫供應到導電膜120a、120b的功能。藉由將氫從絕緣膜118供應到導電膜120a、120b,導電膜120a、120b具有作為導電體的功能。
作為絕緣膜118,例如可以使用氮化物絕緣膜。作為該氮化物絕緣膜,有氮化矽、氮氧化矽、氮化鋁、氮氧化鋁等。
雖然上述所記載的導電膜、絕緣膜及氧化物半導體膜等各種膜可以利用濺射法或PECVD法形成,但是也可以利用例如熱CVD(Chemical Vapor Deposition:有機金屬化學氣相沉積)法形成。作為熱CVD法的例子,可以使用MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:有機金屬化學氣相沉積)法或ALD(Atomic Layer Deposition:原子層沉積)法。明確而言,可以藉由實施方式4所說明的方法形成。
注意,本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式6
在本實施方式中,參照圖22說明本發明的一個實施方式的輸入/輸出裝置的結構。
圖22是說明輸入/輸出裝置800的結構的分解圖。
輸入/輸出裝置800包括具有與顯示面板806及顯示面板806重疊的區域的觸控感測器804。輸入/輸出裝置800可以被稱為觸控面板。
輸入/輸出裝置800包括:驅動觸控感測器804及顯示面板806的驅動電路810;對驅動電路810供應電力的電池811;以及容納觸控感測器804、顯示面板806、驅動電路810及電池811的外殼部。
《觸控感測器804》
觸控感測器804具有與顯示面板806重疊的區域。FPC803與觸控感測器804電連接。
例如,可以將電阻膜方式、靜電電容式或使用光電轉換元件的方式等用於觸控感測器804。
另外,也可以將觸控感測器804用於顯示面板806的一部分。
《顯示面板806》
例如,可以將在實施方式1或實施方式2中說明的顯示面板用於顯示面板806。FPC805與顯示面板806電連接。
《驅動電路810》
例如,可以將電源電路或信號處理電路等用於驅動電路810。另外,也可以利用電池或外部的商用電源所供應的電力。
信號處理電路具有輸出視訊信號及時脈信號等的功能。
電源電路具有供應預定的電力的功能。
《外殼部》
例如,作為外殼部可以使用:上蓋801、與上蓋801嵌在一起的下蓋802;以及容納於被上蓋801及下蓋802圍繞的區域的框架809。
框架809具有保護顯示面板806的功能、遮斷隨著驅動電路810的工作而發生的電磁波的功能或作為散熱板的功能。
可以將金屬、樹脂或人造橡膠等用於上蓋801、下蓋802或框架809。
《電池811》
電池811具有供應電力的功能。
可以將偏光板、相位差板、稜鏡片等構件用於輸入/輸出裝置800。
注意,本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式7
在本實施方式中,參照圖23A至圖26說明本發明的一個實施方式的資料處理裝置的結構。
圖23A是說明資料處理裝置200的結構的方塊圖。圖23B是說明資料處理裝置200的外觀的一個例子的投影圖。
圖24A是說明顯示部230的結構的方塊圖。圖24B是說明顯示部230B的結構的方塊圖。圖24C是說明圖元232(i,j)的結構的電路圖。
〈資料處理裝置的結構例子〉
在本實施方式中說明的資料處理裝置200包括算術裝置210及輸入/輸出裝置220(參照圖23A)。
並且,算術裝置210具有被供應位置資訊P1且供應影像資訊V及控制資訊的功能。
輸入/輸出裝置220具有供應位置資訊P1的功能,且被供應影像資訊V及控制資訊。
輸入/輸出裝置220包括顯示影像資訊V的顯示部230及供應位置資訊P1的輸入部240。
另外,顯示部230包括與第一顯示元件及第一顯示元件的反射膜所包括的開口部重疊的第二顯示元件。另外,包括驅動第一顯示元件的第一圖元電路及驅動第二顯示元件的第二圖元電路。
輸入部240具有檢測指示器的位置並供應根據位置決定的位置資訊P1的功能。
算術裝置210具有根據位置資訊P1決定指示器的移動速度的功能。
算術裝置210具有根據影像資訊V的對比度或亮度決定移動速度的功能。
在本實施方式中說明的資料處理裝置200包括:供應位置資訊P1且被供應影像資訊的輸入/輸出裝置220;以及被供應位置資訊P1且供應影像資訊V的算術裝置210,算術裝置210具有根據位置資訊P1的移動速度決定影像資訊V的對比度或亮度的功能。
由此,在移動影像資訊的顯示位置時,可以減輕對使用者的眼睛產生的負擔,而可以實現護眼顯示。另外,可以降低功耗,並且即使在直射陽光等亮環境也可以提供優異的可見度。其結果是,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的資料處理裝置。
〈結構〉
本發明的一個實施方式包括算術裝置210或輸入/輸出裝置220。
《算術裝置210》
算術裝置210包括運算部211及記憶部212。另外,包括傳輸路徑214及輸入/輸出介面215(參照圖23A)。
《運算部211》
運算部211例如具有執行程式的功能。例如,可以使用在實施方式8中說明的CPU。由此,可以充分地降低功耗。
《記憶部212》
記憶部212具有儲存例如運算部211所執行的程式、初期資訊、設定資訊或影像等的功能。
明確而言,記憶部212可以使用硬碟、快閃記憶體或包括包含氧化物半導體的電晶體的記憶體等。
《輸入/輸出介面215、傳輸路徑214》
輸入/輸出介面215包括端子或佈線,具有供應且被供應資訊的功能。例如,可以與傳輸路徑214電連接。另外,可以與輸入/輸出裝置220電連接。
傳輸路徑214包括佈線,具有供應且被供應資訊的功能。例如,可以與輸入/輸出介面215電連接。另外,可以與運算部211、記憶部212或輸入/輸出介面215電連接。
《輸入/輸出裝置220》
輸入/輸出裝置220包括顯示部230、輸入部240、檢測部250或通信部290。
《顯示部230》
顯示部230包括顯示區域231、驅動電路GD以及驅動電路SD(參照圖24A)。例如,可以使用在實施方式1或實施方式2中說明的顯示面板。由此,可以降低功耗。
顯示區域231包括:一個或多個圖元232(i,j);與配置在行方向上的圖元232(i,j)電連接的掃描線G(i);以及與配置在與行方向交叉的列方向上的圖元232(i,j)電連接的信號線S(j)。注意,i是1以上且m以下的整數,j是1以上且n以下的整數,m及n是1以上的整數。
圖元232(i,j)與掃描線G1(i)、掃描線G2(i)、信號線S(j)、佈線ANO、佈線VCOM1及佈線VCOM2電連接(參照圖24C)。
掃描線G(i)包括掃描線G1(i)及掃描線G2(i)(參照圖24A及圖24B)。
另外,顯示部可以包括多個驅動電路。例如,顯示部230B可以包括驅動電路GDA及驅動電路GDB(參照圖24B)。
《驅動電路GD》
驅動電路GD具有根據控制資訊供應選擇信號的功能。
例如,驅動電路GD具有根據控制資訊以30Hz以上、較佳為60Hz以上的頻率對一掃描線供應選擇信號的功能。由此,可以流暢地顯示動態影像。
例如,驅動電路GD具有根據控制資訊以低於30Hz、較佳為低於1Hz、更佳為低於1次/分的頻率對一掃描線供應選擇信號的功能。由此,可以在閃爍被抑制的狀態下顯示靜態影像。
另外,例如,當包括多個驅動電路時,可以使驅動電路GDA供應選擇信號的頻率與驅動電路GDB供應選擇信號的頻率不同。明確而言,可以在流暢地顯示動態影像的區域中以比在閃爍被抑制的狀態下顯示靜態影像的區域更高的頻率供應選擇信號。
《驅動電路SD》
驅動電路SD具有根據影像資訊V供應影像信號的功能。
《圖元232(i,j)》
圖元232(i,j)包括與第一顯示元件235LC及第一顯示元件235LC的反射膜所包括的開口部重疊的第二顯示元件235EL。另外,包括驅動第一顯示元件235LC及第二顯示元件235EL的圖元電路(參照圖24C)。
《第一顯示元件235LC》
例如,可以將具有控制透光的功能的顯示元件用於顯示元件235LC。明確而言,可以使用偏光板及液晶元件或快門方式的MEMS顯示元件等。
具體而言,可以使用可通過IPS(In-Plane-Switching)模式、TN(Twisted Nematic)模式、FFS(Fringe Field Switching)模式、ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell)模式、OCB(Optically Compensated Birefringence)模式、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)模式、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal)模式等驅動方法驅動的液晶元件。
另外,可以使用可通過例如如下模式驅動的液晶元件:垂直取向(VA)模式諸如MVA(Multi-Domain Vertical Alignment)模式、PVA(Patterned Vertical Alignment)模式、ECB(Electrically Controlled Birefringence)模式、CPA(Continuous Pinwheel Alignment)模式、ASV(Advanced Super-View)模式等。
第一顯示元件235LC包括第一電極、第二電極及液晶層。液晶層包含能夠利用第一電極及第二電極間的電壓控制配向的液晶材料。例如,可以將液晶層的厚度方向(也被稱為縱向方向)、橫向方向或斜方向的電場用於控制液晶材料的配向的電場。
例如,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、鐵電液晶、反鐵電液晶等。可以使用呈現膽固醇相、層列相、立方相、手性向列相、各向同性相等的液晶材料。或者,可以使用呈現藍相的液晶材料。
《第二顯示元件235EL》
例如,可以將具有發射光的功能的顯示元件用於第二顯示元件235EL。明確而言,可以使用有機EL元件。
明確而言,可以將發射白色光的有機EL元件用於第二顯示元件235EL。或者,可以將發射藍色光、綠色光或紅色光的有機EL元件用於第二顯示元件235EL。
《圖元電路》
可以將具有驅動第一顯示元件235LC或/及第二顯示元件235EL的功能的電路用於圖元電路。
例如,說明圖元電路,該圖元電路與掃描線G1(i)、掃描線G2(i)、信號線S(j)、佈線ANO、佈線VCOM1及佈線VCOM2電連接,並驅動液晶元件或有機EL元件(參照圖24C)。
另外,例如,可以將開關、電晶體、二極體、電阻元件、電容元件或電感器等用於圖元電路。
例如,可以將一個或多個電晶體用於開關。或者,可以將並聯連接的多個電晶體、串聯連接的多個電晶體、組合串聯與並聯連接的多個電晶體用於一開關。
例如,可以使用第一顯示元件235LC的第一電極及具有與第一電極重疊的區域的導電膜形成電容元件。
例如,圖元電路包括閘極電極與掃描線G1(i)電連接、第一電極與信號線S(j)電連接、並被用作開關SW1的電晶體。另外,包括第一電極與電晶體的第二電極電連接且第二電極與佈線VCOM1電連接的第一顯示元件235LC。另外,包括第一電極與電晶體的第二電極電連接且第二電極與佈線VCOM1電連接的電容元件C1。
另外,圖元電路包括閘極電極與掃描線G2(i)電連接、第一電極與信號線S(j)電連接、並被用作開關SW2的電晶體。另外,包括閘極電極與用作開關SW2的電晶體的第二電極電連接、第一電極與佈線ANO電連接的電晶體M。另外,包括第一電極與用作開關SW2的電晶體的第二電極電連接、第二電極與電晶體M的第二電極電連接的電容元件C2。另外,包括第一電極與電晶體M的第二電極電連接,第二電極與佈線VCOM2電連接的第二顯示元件235EL。
《電晶體》
例如,可以將能夠在同一製程中形成的半導體膜用於驅動電路及圖元電路的電晶體。
例如,可以使用底閘極型電晶體或頂閘極型電晶體等。
例如,可以容易地將作為半導體包含非晶矽的底閘極型電晶體的生產線改造成作為半導體包含氧化物半導體的底閘極型電晶體的生產線。另外,例如,可以容易地將作為半導體包含多晶矽的頂閘極型的生產線改造成作為半導體包含氧化物半導體的頂閘極型的電晶體的生產線。
例如,可以利用使用包含第4族元素的半導體的電晶體。明確而言,可以將包含矽的半導體用於半導體膜。例如,可以使用將單晶矽、多晶矽、微晶矽或非晶矽等用於半導體膜的電晶體。
將多晶矽用於半導體的電晶體的製造所需的溫度低於將單晶矽用於半導體的電晶體的製造所需的溫度。
另外,將多晶矽用於半導體的電晶體的場效移動率高於將非晶矽用於半導體的電晶體的場效移動率。由此,可以提高圖元的開口率。另外,可以將以極高的密度設置的圖元與閘極驅動電路及源極驅動電路形成在同一基板上。其結果是,可以減少構成電子裝置的構件數。
另外,將多晶矽用於半導體的電晶體的可靠性比將非晶矽用於半導體的電晶體高。
例如,可以利用使用氧化物半導體的電晶體。明確而言,可以將包含銦的氧化物半導體或包含銦、鎵及鋅的氧化物半導體用於半導體膜。
例如,可以使用關閉狀態時的洩漏電流比將非晶矽用於半導體膜的電晶體小的電晶體。明確而言,可以使用將氧化物半導體用於半導體膜的電晶體。
由此,可以使圖元電路能夠保持影像信號的時間比使用將非晶矽用於半導體膜的電晶體的圖元電路能夠保持的時間長。明確而言,可以抑制閃爍的發生,並以低於30Hz、較佳為低於1Hz、更佳為低於1次/分的頻率供應選擇信號。其結果是,可以降低資料處理裝置的使用者的眼疲勞。另外,可以降低伴隨驅動的功耗。
另外,例如,可以利用使用化合物半導體的電晶體。明確而言,可以將包含砷化鎵的半導體用於半導體膜。
例如,可以利用使用有機半導體的電晶體。明確而言,可以將包含聚並苯類或石墨烯的有機半導體用於半導體膜。
《輸入部240》
可以將各種人機介面等用於輸入部240(參照圖23A)。
例如,可以將鍵盤、滑鼠、觸控感測器、麥克風或照相機等用於輸入部240。另外,可以使用具有重疊於顯示部230的區域的觸控感測器。可以將包括顯示部230及具有重疊於顯示部230的區域的觸控感測器的輸入/輸出裝置稱為觸控面板。
例如,使用者可以將接觸到觸控面板的手指用作指示器來作各種手勢(點按、拖曳、滑動或捏合等)。
例如,算術裝置210分析接觸觸控面板的手指的位置或軌跡等資訊,當分析結果滿足預定的條件時,可以說其被供應了指定的手勢。由此,使用者可以使用該手勢供應預先設定成與指定的手勢相關聯的指定的操作指令。
例如,使用者可以利用順著觸控面板移動接觸觸控面板的手指的手勢提供改變影像資訊的顯示位置的“滾動指令”。
《檢測部250》
檢測部250具有檢測周圍的狀態而獲取資訊P2的功能。
例如,可以將照相機、加速度感測器、方位感測器、壓力感測器、溫度感測器、濕度感測器、照度感測器或GPS(Global positioning System:全球定位系統)信號接收電路等用於檢測部250。
例如,當算術裝置210判斷檢測部250的照度感測器所檢測的周圍的亮度與預定的照度相比充分亮時,使用第一顯示元件235LC顯示影像資訊。當算術裝置210判斷為微暗時,使用第一顯示元件235LC及第二顯示元件235EL顯示影像資訊。或者,當判斷為暗時,使用第二顯示元件235EL顯示影像資訊。
明確而言,使用反射型顯示元件或/及自發光型顯示元件,根據周圍的亮度顯示影像。例如,可以將液晶元件用於反射型顯示元件,將有機EL元件用於自發光型顯示元件。
由此,例如,可以在外光較強的環境下使用反射型顯示元件,在微暗環境下使用反射型顯示元件及自發光型顯示元件,並在暗環境下使用自發光型顯示元件顯示影像資訊。其結果是,可以提供一種能夠進行可見度優異的顯示的新穎的顯示面板。可以提供一種能夠降低功耗的新穎的顯示面板。另外,可以提供一種方便性或可靠性優異的新穎的資料處理裝置。
例如,可以將具有檢測環境光的色度的功能的感測器用於檢測部250。明確而言,可以使用CCD照相機等。由此,例如,可以根據檢測部250所檢測出的環境光的色度調整白平衡。
明確而言,在第一步驟中,檢測環境光的白平衡的偏差。
在第二步驟中,預測使用第一顯示元件反射環境光而顯示的影像所缺的顏色的光的強度。
在第三步驟中,使用第一顯示元件反射環境光,從第二顯示元件以彌補所缺的顏色的光的方式發射光,由此顯示影像。
由此,藉由使用第一顯示元件反射的光及第二顯示元件發射的光,可以進行白平衡被調整的顯示。其結果是,可以提供一種能夠顯示功耗被降低或白平衡被調整的影像且方便性或可靠性優異的新穎的資料處理裝置。
《通信部290》
通信部290具有對網路供應資訊且從網路獲取資訊的功能。
《程式》
參照圖25A和圖25B及圖26,利用本發明的一個實施方式的程式說明本發明的一個實施方式。
圖25A是說明本發明的一個實施方式的程式的主處理的流程圖,圖25B是說明中斷處理的流程圖。
圖26是說明在顯示部230顯示影像資訊的方法的示意圖。
本發明的一個實施方式的程式包括如下的步驟(參照圖25A)。
在第一步驟中,使設定初始化(參照圖25A(S1))。
例如,可以將預定的影像資訊及第二模式用於初始設定。
例如,可以將靜態影像用於預定的影像資訊。或者,可以將以低於30Hz、較佳為低於1Hz、更佳為低於1次/分的頻率供應選擇信號的模式用於第二模式。例如,當在資料處理裝置中以秒為單位顯示時刻時,可以將以1Hz的頻率供應選擇信號的模式用於第二模式。或者,當在資料處理裝置中以分為單位顯示時刻時,可以將以1次/分的頻率供應的模式用於第二模式。
在第二步驟中,允許中斷處理(參照圖25A(S2))。中斷處理被允許的算術裝置可以在進行主處理的同時進行中斷處理。從中斷處理恢復到主處理的算術裝置可以將藉由中斷處理獲得的結果反映到主處理。
當計數器為初始值時,使算術裝置進行中斷處理,在從中斷處理恢復時,也可以將計數器設定為初始值以外的值。由此,在啟動程式之後隨時可以執行中斷處理。
在第三步驟中,以在第一步驟或中斷處理中選擇的預定的模式顯示影像資訊(參照圖25A(S3))。
例如,根據初始設定以第二模式顯示預定的影像資訊。
明確而言,利用以低於30Hz、較佳為低於1Hz、更佳為低於1次/分的頻率對一掃描線供應選擇信號的模式顯示預定的影像資訊。
例如,在時刻T1供應選擇信號,在顯示部230顯示第一影像資訊PIC1(參照圖26)。另外,例如在時刻T1的1秒後的時刻T2供應選擇信號來顯示預定的影像資訊。
或者,當在中斷處理中沒有被供應預定的事件時,以第二模式顯示一影像資訊。
例如,在時刻T5供應選擇信號,在顯示部230中顯示第四影像資訊PIC4。另外,例如在時刻T5的1秒後的時刻T6供應選擇信號以顯示同一影像資訊。注意,時刻T5至時刻T6的期間可以與時刻T1至時刻T2的期間相等。
例如,當在中斷處理中被供應預定的事件時,以第一模式顯示預定的影像資訊。
明確而言,在中斷處理中,當被供應與“翻頁指令”相關聯的事件時,使用以30Hz以上、較佳為60Hz以上的頻率對一掃描線供應選擇信號的模式,從顯示的一影像資訊切換成其他影像資訊。
或者,在中斷處理中,當被供應與“滾動指令”相關聯的事件時,在以30Hz以上、較佳為60Hz以上的頻率對一掃描線供應選擇信號的模式中顯示包括所顯示的第一影像資訊PIC1的一部分及隨後的部分的第二影像資訊PIC2。
由此,例如可以流暢地顯示隨著“翻頁指令”逐漸切換影像的動態影像。或者,可以流暢地顯示隨著“滾動指令”逐漸移動影像的動態影像。
明確而言,在與“滾動指令”相關聯的事件被供應後的時刻T3供應選擇信號,顯示顯示位置等改變了的第二影像資訊PIC2(參照圖26)。另外,在時刻T4供應選擇信號,並顯示顯示位置等改變了的第三影像資訊PIC3。注意,時刻T2至時刻T3的期間、時刻T3至時刻T4的期間及時刻T4至時刻T5的期間比時刻T1至時刻T2的期間短。
在第四步驟中,當被供應結束指令時移動到第五步驟,而當沒有被供應結束指令時移動到第三步驟(參照圖25A(S4))。
例如,在中斷處理中,可以供應結束指令。
在第五步驟中,結束程式(參照圖25A(S5))。
中斷處理包括如下第六步驟至第九步驟(參照圖25B)。
在第六步驟中,當被供應預定的事件時,選擇第七步驟,而當沒有被供應預定的事件時,選擇第八步驟(參照圖25B(S6))。
例如,可以將在預定的期間是否被供應預定的事件作為條件轉移。明確而言,預定的期間可以是比0秒長且為5秒以下、較佳為1秒以下、更佳為0.5秒以下、進一步較佳為0.1秒以下的期間。
另外,例如與結束指令相關聯的事件也可以包括在預定的事件中。
在第七步驟中,改變模式(參照圖25B(S7))。明確而言,當之前選擇第一模式時,選擇第二模式,當之前選擇第二模式時,選擇第一模式。
在第八步驟中,結束中斷處理(參照圖25B(S8))。
<<指定事件>>
可以使各種指令和各種事件相關聯。
例如,有從所顯示的一個影像資訊切換為顯示其他影像資訊的“翻頁指令”、移動一個影像資訊的顯示的一部分的顯示位置且顯示連著該一部分的其他部分的“滾動指令”等。
例如,可以使用利用滑鼠等指向裝置提供的“點選”或“拖曳”等的事件、將手指等用於指示器對觸控面板提供的“點按”、“拖曳”或“滑動”等事件。
例如,可以利用指示器所指示的滑動條的位置、滑動速度、拖曳速度等供應與預定的事件相關聯的指令的參數。
明確而言,可以賦予在執行“翻頁指令”時使用的決定翻頁速度等的參數、在執行“滾動指令”時使用的決定移動顯示位置的速度等的參數。
此外,例如,也可以根據翻頁速度及/或滾動速度改變顯示的亮度、對比度或色調。
明確而言,當翻頁速度及/或滾動速度比預定的速度快時,可以以與速度同步地使顯示亮度變暗的方式顯示。
或者,當翻頁速度及/或滾動速度比預定的速度快時,可以以與速度同步地降低對比度的方式顯示。
例如,預定的速度可以是難以用眼睛追蹤所顯示的影像的速度。
另外,可以以促使影像資訊所含的亮灰階的區域接近暗灰階的區域的方式降低對比度。
可以以促使影像資訊所含的暗灰階的區域接近亮灰階的區域的方式降低對比度的方法。
明確而言,當翻頁速度及/或滾動速度比預定的速度快時,可以以與速度同步地增大黃色色調的方式顯示。或者,可以以與速度同步地減弱藍色色調的方式顯示。
可以使用檢測部250檢測資料處理裝置的使用環境,並根據檢測出的資訊生成影像資訊。例如,可以從使用者所選擇的一群的顏色中根據所檢測的環境的亮度等選擇顏色,並將該顏色用於影像資訊的背景(參照圖23B)。由此,可以為使用資料處理裝置200的使用者提供合適的環境。
另外,可以使用通信部290接收傳送到特定空間的資訊,並根據接收的資訊生成影像資訊。例如,可以接收並顯示傳送到學校或大學等的教室的教材,並將該教材用於教科書。或者,可以接收並顯示傳送到企業等的會議室的資料。
注意,本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式8
在本實施方式中,對半導體裝置(記憶體裝置)及包括該半導體裝置(記憶體裝置)的CPU進行說明,該半導體裝置(記憶體裝置)即使在沒有電力供應的情況下也能夠保持存儲內容,並且對寫入次數也沒有限制。在本實施方式中說明的CPU例如可以被用於在實施方式7中說明的資料處理裝置。
〈記憶體裝置〉
圖27A至27C示出半導體裝置(記憶體裝置)的一個例子,該半導體裝置(記憶體裝置)使用本發明的一個實施方式的電晶體,即使在沒有電力供應的情況下也能夠保持存儲內容,並且,對寫入次數也沒有限制。另外,圖27B是由電路圖表示圖27A的圖。
在圖27A及27B所示的半導體裝置包括:使用第一半導體材料的電晶體3200;使用第二半導體材料的電晶體3300;以及電容元件3400。
第一半導體材料及第二半導體材料較佳為具有不同的能隙的材料。例如,第一半導體材料可以是氧化物半導體以外的半導體材料(矽(包括應變矽)、鍺、矽鍺、碳化矽、砷化鎵、砷化鋁鎵、磷化銦、氮化鎵、有機半導體等),第二半導體材料可以是氧化物半導體。使用用作氧化物半導體以外的材料的單晶矽等的電晶體易於進行高速工作。另一方面,使用氧化物半導體的電晶體的關態電流低。
電晶體3300是其通道形成在包括氧化物半導體的半導體層中的電晶體。因為電晶體3300的關態電流小,所以藉由使用該電晶體,可以長期保持存儲內容。換言之,因為可以形成不需要更新工作或更新工作的頻率極低的半導體記憶體裝置,所以可以充分降低功耗。
在圖27B中,第一佈線3001與電晶體3200的源極電極電連接,第二佈線3002與電晶體3200的汲極電極電連接。此外,第三佈線3003與電晶體3300的源極電極和汲極電極中的一個電連接,第四佈線3004與電晶體3300的閘極電極電連接。再者,電晶體3200的閘極電極及電晶體3300的源極電極和汲極電極中的另一個與電容元件3400的電極的一個電連接,第五佈線3005與電容元件3400的電極的另一個電連接。
在圖27A所示的半導體裝置中,藉由有效地利用能夠保持電晶體3200的閘極電極的電位的特徵,可以如下所示那樣進行資料的寫入、保持以及讀出。
對資料的寫入及保持進行說明。首先,將第四佈線3004的電位設定為使電晶體3300成為導通狀態的電位,使電晶體3300成為導通狀態。由此,第三佈線3003的電位施加到電晶體3200的閘極電極及電容元件3400。換言之,對電晶體3200的閘極電極施加規定的電荷(寫入)。這裡,施加賦予兩種不同電位位準的電荷(以下,稱為低位元準電荷、高位準電荷)中的任一種。然後,藉由將第四佈線3004的電位設定為使電晶體3300成為關閉狀態(off-state)的電位,來使電晶體3300成為關閉狀態,而保持施加到電晶體3200的閘極電極的電荷(保持)。
因為電晶體3300的關態電流極小,所以電晶體3200的閘極電極的電荷被長時間地保持。
接著,對資料的讀出進行說明。當在對第一佈線3001施加規定的電位(恆電位)的狀態下對第五佈線3005施加適當的電位(讀出電位)時,根據保持在電晶體3200的閘極電極中的電荷量,第二佈線3002具有不同的電位。這是因為如下緣故:一般而言,在電晶體3200為n通道電晶體的情況下,對電晶體3200的閘極電極施加高位準電荷時的外觀上的臨界電壓Vth_H
低於對電晶體3200的閘極電極施加低位準電荷時的外觀上的臨界電壓Vth_L
。在此,外觀上的臨界電壓是指為了使電晶體3200成為“導通狀態”所需要的第五佈線3005的電位。因此,藉由將第五佈線3005的電位設定為Vth_L
與Vth_H
之間的電位V0
,可以辨別施加到電晶體3200的閘極電極的電荷。例如,在寫入時被供應高位準電荷的情況下,如果第五佈線3005的電位為V0
(>Vth_H
),電晶體3200則成為“導通狀態”。當被供應低位準電荷時,即使第五佈線3005的電位為V0
(<Vth_L
),電晶體3200還保持“關閉狀態”。因此,藉由辨別第二佈線3002的電位,可以讀出所保持的資料。
注意,當將記憶單元配置為陣列狀時,需要僅讀出所希望的記憶單元的資料。例如,不讀出資料的記憶單元可以採用如下結構:對第五佈線3005施加不管供應到閘極電極的電位如何都使電晶體3200成為“關閉狀態”的電位,亦即小於Vth_H
的電位,可以僅讀出所希望的記憶單元的資料的結構。或者,不讀出資料的記憶單元可以採用如下結構:對第五佈線3005施加不管供應到閘極電極的電位如何都使電晶體3200成為“導通狀態”的電位,亦即大於Vth_L
的電位,可以僅讀出所希望的記憶單元的資料的結構。
圖27C所示的半導體裝置與圖27A之間的不同之處在於沒有設置電晶體3200。在此情況下也可以藉由與上述相同的工作進行資料的寫入及保持工作。
接著,對圖27C所示的半導體裝置的資料的讀出進行說明。在電晶體3300成為導通狀態時,處於浮動狀態的第三佈線3003和電容元件3400導通,且在第三佈線3003和電容元件3400之間再次分配電荷。其結果是,第三佈線3003的電位產生變化。第三佈線3003的電位的變化量根據電容元件3400的電極中的一個的電位(或積累在電容元件3400中的電荷)而具有不同的值。
例如,在電容元件3400的電極中的一個的電位為V,電容元件3400的電容為C,第三佈線3003所具有的電容成分為CB,再次分配電荷之前的第三佈線3003的電位為VB0時,再次分配電荷之後的第三佈線3003的電位為(CB×VB0+C×V)/(CB+C)。因此,在假定作為記憶單元的狀態,電容元件3400的電極中的一個的電位成為兩種狀態,亦即V1和V0(V1>V0)時,可以知道保持電位V1時的第三佈線3003的電位(=(CB×VB0+C×V1)/(CB+C))高於保持電位V0時的第三佈線3003的電位(=(CB×VB0+C×V0)/(CB+C))。
藉由對第三佈線3003的電位和規定的電位進行比較,可以讀出資料。
在此情況下,可以將使用上述第一半導體材料的電晶體用於用來驅動記憶單元的驅動電路,並在該驅動電路上作為電晶體3300層疊使用第二半導體材料的電晶體。
在本實施方式所示的半導體裝置中,藉由使用其通道形成區域包括氧化物半導體的關態電流極小的電晶體,可以極長期地保持存儲內容。換言之,因為不需要進行更新工作,或者,可以使更新工作的頻率變得極低,所以可以充分降低功耗。另外,即使在沒有電力供給的情況下(注意,較佳為固定電位),也可以長期保持存儲內容。
另外,在本實施方式所示的半導體裝置中,資料的寫入不需要高電壓,而且也沒有元件劣化的問題。由於例如不需要如習知的非揮發性記憶體那樣地對浮動閘極注入電子或從浮動閘極抽出電子,因此不會發生如閘極絕緣膜的劣化等的問題。換言之,在根據本實施方式所示的半導體裝置中,對重寫的次數沒有限制,這限制是習知的非揮發性記憶體所具有的問題,所以可靠性得到極大提高。再者,根據電晶體的導通狀態或關閉狀態而進行資料寫入,而可以容易實現高速工作。
可以將上述記憶體裝置應用於例如CPU(Central Processing Unit:中央處理器)、LSI諸如DSP(Digital Signal Processor:數位信號處理器)、定製LSI、PLD(Programmable Logic Device:可程式邏輯裝置)等、RF-ID(Radio Frequency Identification:射頻識別)。
<CPU>
下面說明包括上述記憶體裝置的CPU。
圖28是示出包括上述記憶體裝置的CPU的結構的一個例子的方塊圖。
圖28所示的CPU在基板1190上具有:ALU1191(ALU:Arithmetic logic unit:算術邏輯單元)、ALU控制器1192、指令解碼器1193、中斷控制器1194、時序控制器1195、暫存器1196、暫存器控制器1197、匯流排介面1198(Bus I/F)、能夠重寫的ROM1199以及ROM介面1189(ROM I/F)。作為基板1190使用半導體基板、SOI基板、玻璃基板等。ROM1199及ROM介面1189也可以設置在不同的晶片上。當然,圖28所示的CPU只不過是簡化其結構而表示的一個例子,所以實際上的CPU根據其用途具有各種結構。例如,也可以以包括圖28所示的CPU或算術電路的結構為核心,設置多個該核心並使其同時工作。另外,在CPU的內部算術電路或資料匯流排中能夠處理的位元數例如可以為8位、16位、32位、64位等。
藉由匯流排介面1198輸入到CPU的指令在輸入到指令解碼器1193並被解碼之後,輸入到ALU控制器1192、中斷控制器1194、暫存器控制器1197、時序控制器1195。
ALU控制器1192、中斷控制器1194、暫存器控制器1197、時序控制器1195根據被解碼的指令進行各種控制。明確而言,ALU控制器1192生成用來控制ALU1191的工作的信號。另外,中斷控制器1194在執行CPU的程式時,根據其優先度或遮罩的狀態來判斷來自外部的輸入/輸出裝置或週邊電路的中斷要求而對該要求進行處理。暫存器控制器1197生成暫存器1196的地址,並根據CPU的狀態來進行暫存器1196的讀出或寫入。
另外,時序控制器1195生成用來控制ALU1191、ALU控制器1192、指令解碼器1193、中斷控制器1194以及暫存器控制器1197的工作時序的信號。例如,時序控制器1195具有根據參考時脈信號生成內部時脈信號的內部時脈發生器,並將內部時脈信號供應到上述各種電路。
在圖28所示的CPU中,在暫存器1196中設置有記憶單元。
在圖28所示的CPU中,暫存器控制器1197根據來自ALU1191的指令進行暫存器1196中的保持工作的選擇。換言之,暫存器控制器1197在暫存器1196所具有的記憶單元中選擇由正反器保持資料還是由電容元件保持資料。在選擇由正反器保持資料的情況下,對暫存器1196中的記憶單元供應電源電壓。在選擇由電容元件保持資料的情況下,對電容元件進行資料的重寫,而可以停止對暫存器1196中的記憶單元供應電源電壓。
圖29是可以用作暫存器1196的記憶元件的電路圖的一個例子。記憶元件1200包括當關閉電源時丟失存儲資料的電路1201、當關閉電源時不丟失存儲資料的電路1202、開關1203、開關1204、邏輯元件1206、電容元件1207以及具有選擇功能的電路1220。電路1202包括電容元件1208、電晶體1209及電晶體1210。另外,記憶元件1200根據需要還可以包括其他元件諸如二極體、電阻元件或電感器等。
在此,電路1202可以使用上述記憶體裝置。在停止對記憶元件1200供應電源電壓時,接地電位(0V)或使電晶體1209關閉的電位繼續輸入到電路1202中的電晶體1209的閘極。例如,電晶體1209的閘極藉由電阻器等負載接地。
在此示出開關1203為具有一導電型(例如,n通道型)的電晶體1213,而開關1204為具有與此相反的導電型(例如,p通道型)的電晶體1214的例子。這裡,開關1203的第一端子對應於電晶體1213的源極和汲極中的一個,開關1203的第二端子對應於電晶體1213的源極和汲極中的另一個,並且開關1203的第一端子與第二端子之間的導通或非導通(亦即,電晶體1213的開啟狀態或關閉狀態)由輸入到電晶體1213的閘極的控制信號RD選擇。開關1204的第一端子對應於電晶體1214的源極和汲極中的一個,開關1204的第二端子對應於電晶體1214的源極和汲極中的另一個,並且開關1204的第一端子與第二端子之間的導通或非導通(亦即,電晶體1214的開啟狀態或關閉狀態)由輸入到電晶體1214的閘極的控制信號RD選擇。
電晶體1209的源極電極和汲極電極中的一個電連接到電容元件1208的一對電極中的一個及電晶體1210的閘極。在此,將連接部分稱為節點M2。電晶體1210的源極和汲極中的一個電連接到能夠供應低電源電位的佈線(例如,GND線),而另一個電連接到開關1203的第一端子(電晶體1213的源極和汲極中的一個)。開關1203的第二端子(電晶體1213的源極和汲極中的另一個)電連接到開關1204的第一端子(電晶體1214的源極和汲極中的一個)。開關1204的第二端子(電晶體1214的源極和汲極中的另一個)電連接到能夠供應電源電位VDD的佈線。開關1203的第二端子(電晶體1213的源極和汲極中的另一個)、開關1204的第一端子(電晶體1214的源極和汲極中的一個)、邏輯元件1206的輸入端子和電容元件1207的一對電極中的一個彼此電連接。在此,將連接部分稱為節點M1。可以對電容元件1207的一對電極中的另一個輸入固定電位。例如,可以輸入低電源電位(GND等)或高電源電位(VDD等)。電容元件1207的一對電極中的另一個電連接到能夠供應低電源電位的佈線(例如,GND線)。可以對電容元件1208的一對電極中的另一個輸入固定電位。例如,可以輸入低電源電位(GND等)或高電源電位(VDD等)。電容元件1208的一對電極中的另一個電連接到能夠供應低電源電位的佈線(例如,GND線)。
當積極地利用電晶體或佈線的寄生電容等時,可以不設置電容元件1207及電容元件1208。
控制信號WE輸入到電晶體1209的第一閘極(第一閘極電極)。開關1203及開關1204的第一端子與第二端子之間的導通狀態或非導通狀態由與控制信號WE不同的控制信號RD選擇,當一個開關的第一端子與第二端子之間處於導通狀態時,另一個開關的第一端子與第二端子之間處於非導通狀態。
對應於保持在電路1201中的資料的信號被輸入到電晶體1209的源極和汲極中的另一個。圖29示出從電路1201輸出的信號輸入到電晶體1209的源極和汲極中的另一個的例子。由邏輯元件1206使從開關1203的第二端子(電晶體1213的源極和汲極中的另一個)輸出的信號的邏輯值反轉而成為反轉信號,將其經由電路1220輸入到電路1201。
另外,雖然圖29示出從開關1203的第二端子(電晶體1213的源極和汲極中的另一個)輸出的信號經由邏輯元件1206及電路1220輸入到電路1201的例子,但是不侷限於此。也可以不使從開關1203的第二端子(電晶體1213的源極和汲極中的另一個)輸出的信號的邏輯值反轉而輸入到電路1201。例如,當在電路1201內存在其中保持使從輸入端子輸入的信號的邏輯值反轉的信號的節點時,可以將從開關1203的第二端子(電晶體1213的源極和汲極中的另一個)輸出的信號輸入到該節點。
在圖29所示的用於記憶元件1200的電晶體中,電晶體1209以外的電晶體可以使用其通道形成在由氧化物半導體以外的半導體構成的層中或基板1190中的電晶體。例如,可以使用其通道形成在矽層或矽基板中的電晶體。此外,也可以作為用於記憶元件1200的所有的電晶體使用其通道形成在氧化物半導體膜中的電晶體。或者,記憶元件1200還可以包括電晶體1209以外的其通道形成在氧化物半導體膜中的電晶體,並且作為剩下的電晶體可以使用其通道形成在由氧化物半導體以外的半導體構成的層中或基板1190中的電晶體。
圖29所示的電路1201例如可以使用正反器電路。另外,作為邏輯元件1206例如可以使用反相器或時脈反相器等。
在本發明方式所示的半導體裝置中,在不向記憶元件1200供應電源電壓的期間,可以由設置在電路1202中的電容元件1208保持儲存在電路1201中的資料。
另外,其通道形成在氧化物半導體膜中的電晶體的關態電流極小。例如,其通道形成在氧化物半導體膜中的電晶體的關態電流比其通道形成在具有結晶性的矽中的電晶體的關態電流低得多。因此,藉由將其通道形成在氧化物半導體膜中的電晶體用作電晶體1209,即使在不向記憶元件1200供應電源電壓的期間也可以長期間地儲存電容元件1208所保持的信號。因此,記憶元件1200在停止供應電源電壓的期間也可以保持存儲內容(資料)。
另外,由於該記憶元件是以藉由設置開關1203及開關1204進行預充電工作為特徵的記憶元件,因此它可以縮短在再次開始供應電源電壓之後直到電路1201再次保持原來的資料為止的時間。
另外,在電路1202中,由電容元件1208保持的信號被輸入到電晶體1210的閘極。因此,在再次開始向記憶元件1200供應電源電壓之後,可以將由電容元件1208保持的信號轉換為電晶體1210的狀態(開啟狀態或關閉狀態),並從電路1202讀出。因此,即使對應於保持在電容元件1208中的信號的電位有些變動,也可以準確地讀出原來的信號。
藉由將這種記憶元件1200用於處理器所具有的暫存器或快取記憶體等記憶體裝置,可以防止記憶體裝置內的資料因停止電源電壓的供應而消失。另外,在再次開始供應電源電壓之後記憶體裝置可以在短時間內恢復到停止供應電源之前的狀態。因此,在整個處理器或構成處理器的一個或多個邏輯電路中在短時間內也可以停止電源,從而可以抑制功耗。
注意,在本實施方式中,雖然對將記憶元件1200用於CPU的例子進行說明,但是也可以將記憶元件1200應用於LSI諸如DSP(Digital Signal Processor:數位信號處理器)、定製LSI、PLD(Programmable Logic Device:可程式邏輯裝置)等、RF-ID(Radio Frequency Identification:射頻識別)。
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9
在本實施方式中,參照圖30A至圖30H對包括本發明的一個實施方式的顯示面板的顯示模組及電子裝置進行說明。
圖30A至圖30G是示出電子裝置的圖。這些電子裝置可以包括外殼5000、顯示部5001、揚聲器5003、LED燈5004、操作鍵5005(包括電源開關或操作開關)、連接端子5006、感測器5007(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)、麥克風5008等。
圖30A示出移動電腦,該移動電腦除了上述以外還可以包括開關5009、紅外線埠5010等。圖30B示出具備記錄介質的可攜式影像再現裝置(例如DVD再現裝置),該可攜式影像再現裝置除了上述以外還可以包括第二顯示部5002、記錄介質讀取部5011等。圖30C示出護目鏡型顯示器,該護目鏡型顯示器除了上述以外還可以包括第二顯示部5002、支撐部5012、耳機5013等。圖30D示出可攜式遊戲機,該可攜式遊戲機除了上述以外還可以包括記錄介質讀取部5011等。圖30E示出具有電視接收功能的數位相機,該數位相機除了上述以外還可以包括天線5014、快門按鈕5015、影像接收部5016等。圖30F示出可攜式遊戲機,該可攜式遊戲機除了上述以外還可以包括第二顯示部5002、記錄介質讀取部5011等。圖30G示出可攜式電視接收機,該可攜式電視接收機除了上述以外還可以包括能夠收發信號的充電器5017等。
圖30A至圖30G所示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、動態影像、文字影像等)顯示在顯示部上;觸控面板;顯示日曆、日期或時刻等;藉由利用各種軟體(程式)控制處理;進行無線通訊;藉由利用無線通訊功能來連接到各種電腦網路;藉由利用無線通訊功能,進行各種資料的發送或接收;讀出儲存在記錄介質中的程式或資料來將其顯示在顯示部上等。再者,在具有多個顯示部的電子裝置中,可以具有如下功能:一個顯示部主要顯示影像資訊,而另一個顯示部主要顯示文字資訊;或者,在多個顯示部上顯示考慮到視差的影像來顯示立體影像等。再者,在具有影像接收部的電子裝置中,可以具有如下功能:拍攝靜態影像;拍攝動態影像;對所拍攝的影像進行自動或手動校正;將所拍攝的影像儲存在記錄介質(外部或內置於相機)中;將所拍攝的影像顯示在顯示部等。注意,圖30A至圖30G所示的電子裝置可具有的功能不侷限於上述功能,而可以具有各種功能。
圖30H示出一種智慧手錶,包括外殼7302、顯示面板7304、操作按鈕7311、7312、連接端子7313、腕帶7321、錶帶扣7322等。
安裝在兼作框架(bezel)部分的外殼7302中的顯示面板7304具有非矩形狀的顯示區域。另外,顯示面板7304也可以具有矩形狀的顯示區域。顯示面板7304可以顯示表示時間的圖示7305以及其他圖示7306等。
圖30H所示的智慧手錶可以具有各種功能。例如,可以具有如下功能:將各種資訊(靜態影像、動態影像、文字影像等)顯示在顯示部上;觸控面板;顯示日曆、日期或時刻等;藉由利用各種軟體(程式)控制處理;進行無線通訊;藉由利用無線通訊功能來連接到各種電腦網路;藉由利用無線通訊功能,進行各種資料的發送或接收;讀出儲存在記錄介質中的程式或資料來將其顯示在顯示部上等。
外殼7302的內部可具有揚聲器、感測器(具有測定如下因素的功能: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)、麥克風等。另外,智慧手錶可以藉由將發光元件用於其顯示面板7304來製造。
注意,本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
[實施例1]
在本實施例中,參照圖31A1至圖31A3、圖31B1至圖31B3及圖31C說明所製造的本發明的一個實施方式的顯示面板。
圖31A1至圖31A3、圖31B1至圖31B3及圖31C是說明所製造的顯示面板的顯示狀態的照片。圖31A1至圖31A3及圖31C是說明使用第一顯示元件時的顯示品質的照片。另外,圖31B1至圖31B3是說明使用第二顯示元件時的顯示品質的照片。
表1示出所製造的顯示面板的特徵。
[表1]
面板尺寸 | 1.55inch | |
有效圖元數 | 320×RGB(H)×320(V) | |
圖元尺寸 | 29µm(H)×87µm(V) | |
解析度 | 292ppi | |
第一顯示元件 | 反射型液晶元件(ECB mode) | |
第二顯示元件 | 有機EL元件(Bottom Emission) | |
圖元電路 | LCD:1Tr+1C | |
EL:2Tr+1C | ||
開口率 | LCD:69% | |
EL:3.9% | ||
掃描線驅動電路 | 內置 | |
信號線驅動電路 | COF |
在所製造的本發明的一個方式的顯示面板中,將利用電控雙折射(ECB:Electrically Controlled Birefringence)模式的反射型液晶元件用於第一顯示元件。另外,將發射白色光的有機EL元件用於第二顯示元件。
另外,所製造的顯示面板包括具有重疊於第一顯示元件及第二顯示元件的區域的彩色層,利用透過彩色層的光進行全彩色顯示。
《評價》
在將螢光燈用於照明的較亮的室內使用第一顯示元件進行顯示(參照圖31A1、圖31A2及圖31A3)。使用反射型液晶元件實現了良好的全彩色影像的顯示。
另外,在晴天的晝日的室外使用第一顯示元件進行顯示(參照圖31C)。並且,即使在較強的外光下也使用反射型液晶元件實現了良好的全彩色影像的顯示。
在暗處使用第二顯示元件進行顯示(參照圖31B1、圖31B2及圖31B3)。使用有機EL元件實現了良好的全彩色影像的顯示。
例如,在本說明書等中,當明確地記載為“X與Y連接”時,在本說明書等中公開了如下情況:X與Y電連接的情況;X與Y在功能上連接的情況;以及X與Y直接連接的情況。因此,不侷限於圖式或文中所示的連接關係等規定的連接關係,圖式或文中所示的連接關係以外的連接關係也記載於圖式或文中。
在此,X和Y為物件(例如,裝置、元件、電路、佈線、電極、端子、導電膜、層等)。
作為X與Y直接連接的情況的一個例子,可以舉出在X與Y之間沒有連接能夠電連接X與Y的元件(例如開關、電晶體、電容器、電感器、電阻器、二極體、顯示元件、發光元件和負載等),並且X與Y沒有藉由能夠電連接X與Y的元件(例如開關、電晶體、電容器、電感器、電阻器、二極體、顯示元件、發光元件和負載等)連接的情況。
作為X和Y電連接的情況的一個例子,可以在X和Y之間連接一個以上的能夠電連接X和Y的元件(例如開關、電晶體、電容器、電感器、電阻器、二極體、顯示元件、發光元件、負載等)。此外,開關具有控制導通或關閉的功能。換言之,開關具有其成為導通狀態(開啟狀態)或非導通狀態(關閉狀態)而控制是否使電流流過的功能。或者,開關具有選擇並切換電流路徑的功能。另外,X和Y電連接的情況包括X與Y直接連接的情況。
作為X和Y在功能上連接的情況的一個例子,可以在X和Y之間連接一個以上的能夠在功能上連接X和Y的電路(例如,邏輯電路(反相器、NAND電路、NOR電路等)、信號轉換電路(DA轉換電路、AD轉換電路、γ(伽瑪)校正電路等)、電位位準轉換電路(電源電路(升壓電路、降壓電路等)、改變信號的電位位準的位準轉移器電路等)、電壓源、電流源、切換電路、放大電路(能夠增大信號振幅或電流量等的電路、運算放大器、差動放大電路、源極隨耦電路、緩衝器電路等)、信號產生電路、記憶體電路、控制電路等)。注意,例如,即使在X與Y之間夾有其他電路,當從X輸出的信號傳送到Y時,也可以說X與Y在功能上是連接著的。另外,X與Y在功能上連接的情況包括X與Y直接連接的情況及X與Y電連接的情況。
此外,當明確地記載為“X與Y電連接”時,在本說明書等中公開了如下情況:X與Y電連接的情況(換言之,以中間夾有其他元件或其他電路的方式連接X與Y的情況);X與Y在功能上連接的情況(換言之,以中間夾有其他電路的方式在功能上連接X與Y的情況);以及X與Y直接連接的情況(換言之,以中間不夾有其他元件或其他電路的方式連接X與Y的情況)。換言之,當明確記載為“電連接”時,在本說明書等中公開了與只明確記載為“連接”的情況相同的內容。
注意,例如,在電晶體的源極(或第一端子等)藉由Z1(或沒有藉由Z1)與X電連接,電晶體的汲極(或第二端子等)藉由Z2(或沒有藉由Z2)與Y電連接的情況下以及在電晶體的源極(或第一端子等)與Z1的一部分直接連接,Z1的另一部分與X直接連接,電晶體的汲極(或第二端子等)與Z2的一部分直接連接,Z2的另一部分與Y直接連接的情況下,可以表示為如下。
例如,可以表示為“X、Y、電晶體的源極(或第一端子等)及電晶體的汲極(或第二端子等)互相電連接,並按X、電晶體的源極(或第一端子等)、電晶體的汲極(或第二端子等)及Y的順序電連接”。或者,可以表示為“電晶體的源極(或第一端子等)與X電連接,電晶體的汲極(或第二端子等)與Y電連接,X、電晶體的源極(或第一端子等)、電晶體的汲極(或第二端子等)與Y依次電連接”。或者,可以表示為“X藉由電晶體的源極(或第一端子等)及汲極(或第二端子等)與Y電連接,X、電晶體的源極(或第一端子等)、電晶體的汲極(或第二端子等)、Y依次設置為相互連接”。藉由使用與這種例子相同的表示方法規定電路結構中的連接順序,可以區別電晶體的源極(或第一端子等)與汲極(或第二端子等)而決定技術範圍。
另外,作為其他表示方法,例如可以表示為“電晶體的源極(或第一端子等)至少藉由第一連接路徑與X電連接,上述第一連接路徑不具有第二連接路徑,上述第二連接路徑是電晶體的源極(或第一端子等)與電晶體的汲極(或第二端子等)之間的路徑,上述第一連接路徑是藉由Z1的路徑,電晶體的汲極(或第二端子等)至少藉由第三連接路徑與Y電連接,上述第三連接路徑不具有上述第二連接路徑,上述第三連接路徑是藉由Z2的路徑”。或者,也可以表示為“電晶體的源極(或第一端子等)至少在第一連接路徑上藉由Z1與X電連接,上述第一連接路徑不具有第二連接路徑,上述第二連接路徑具有藉由電晶體的連接路徑,電晶體的汲極(或第二端子等)至少在第三連接路徑上藉由Z2與Y電連接,上述第三連接路徑不具有上述第二連接路徑”。或者,也可以表示為“電晶體的源極(或第一端子等)至少經過第一電路徑,藉由Z1與X電連接,上述第一電路徑不具有第二電路徑,上述第二電路徑是從電晶體的源極(或第一端子等)到電晶體的汲極(或第二端子等)的電路徑,電晶體的汲極(或第二端子等)至少經過第三電路徑,藉由Z2與Y電連接,上述第三電路徑不具有第四電路徑,上述第四電路徑是從電晶體的汲極(或第二端子等)到電晶體的源極(或第一端子等)的電路徑”。藉由使用與這些例子同樣的表述方法規定電路結構中的連接路徑,可以區別電晶體的源極(或第一端子等)和汲極(或第二端子等)來確定技術範圍。
注意,這種表示方法是一個例子,不侷限於上述表示方法。在此,X、Y、Z1及Z2為物件(例如,裝置、元件、電路、佈線、電極、端子、導電膜及層等)。
另外,即使在電路圖上獨立的組件彼此電連接,也有時一個組件兼有多個組件的功能。例如,在佈線的一部分用作電極時,一個導電膜兼有佈線和電極的兩個組件的功能。因此,本說明書中的“電連接”的範疇內還包括這種一個導電膜兼有多個組件的功能的情況。
ACF1:導電材料
ACF2:導電材料
AF1:配向膜
AF2:配向膜
ANO:佈線
C1:電容元件
C2:電容元件
CF1:彩色膜
CF2:彩色膜
CP:導電構件
CS:佈線
G:掃描線
G1:掃描線
G2:掃描線
GD:驅動電路
SD:驅動電路
GDA:驅動電路
GDB:驅動電路
KB1:結構體
KB2:結構體
KB3:結構體
M:電晶體
MB:電晶體
MD:電晶體
MDB:電晶體
M1:節點
M2:節點
P1:位置資訊
P2:資訊
SW1:開關
SW2:開關
T1:時刻
T2:時刻
T3:時刻
T4:時刻
T5:時刻
T6:時刻
V:影像資訊
V0:電位
V1:電位
VCOM1:佈線
VCOM2:佈線
VDD:電源電位
FPC1:撓性印刷基板
FPC2:撓性印刷基板
PIC1:影像資訊
PIC2:影像資訊
PIC3:影像資訊
PIC4:影像資訊
100:電晶體
102:基板
104:導電膜
106:絕緣膜
107:絕緣膜
108:氧化物半導體膜
108a:氧化物半導體膜
108b:氧化物半導體膜
108c:氧化物半導體膜
112a:導電膜
112b:導電膜
114:絕緣膜
116:絕緣膜
118:絕緣膜
120a:導電膜
120b:導電膜
200:資料處理裝置
210:算術裝置
211:運算部
212:記憶部
214:傳輸路徑
215:輸入/輸出介面
220:輸入/輸出裝置
230:顯示部
230B:顯示部
231:顯示區域
232:圖元
235EL:顯示元件
235LC:顯示元件
240:輸入部
250:檢測部
290:通信部
501A:絕緣膜
501B:絕緣膜
501C:絕緣膜
501D:絕緣膜
504:導電膜
504C:接觸部
505:接合層
506:絕緣膜
508:半導體膜
510:基板
510W:剝離膜
511:佈線
512A:導電膜
512B:導電膜
516:絕緣膜
518:絕緣膜
520:功能層
519:端子
519B:端子
519D:端子
520D:功能層
521A:絕緣膜
521B:絕緣膜
524:導電膜
528:絕緣膜
550:顯示元件
550B:顯示元件
551:導電膜
552:導電膜
553:包含發光性有機化合物的層
553B:包含發光性有機化合物的層
570:基板
570B:絕緣膜
591:接觸部
592:接觸部
593:接觸部
700:顯示面板
700B:顯示面板
700C:顯示面板
700D:顯示面板
700E:顯示面板
700F:顯示面板
702:圖元
704:導電膜
704C:接觸部
705:密封材料
719:端子
730:圖元電路
750:顯示元件
751:導電膜
751T:導電膜
751H:開口部
752:導電膜
752C:導電膜
753:包含液晶材料的層
753T:包含電子墨水的層
770:基板
770P:光學薄膜
771:絕緣膜
800:輸入/輸出裝置
801:上蓋
802:下蓋
803:FPC
804:觸控感測器
805:FPC
806:顯示面板
809:框架
810:驅動電路
811:電池
1189:ROM介面
1190:基板
1191:ALU
1192:ALU控制器
1193:指令解碼器
1194:中斷控制器
1195:時序控制器
1196:暫存器
1197:暫存器控制器
1198:匯流排介面
1199:ROM
1200:記憶元件
1201:電路
1202:電路
1203:開關
1204:開關
1206:邏輯元件
1207:電容元件
1208:電容元件
1209:電晶體
1210:電晶體
1213:電晶體
1214:電晶體
1220:電路
3001:佈線
3002:佈線
3003:佈線
3004:佈線
3005:佈線
3200:電晶體
3300:電晶體
3400:電容元件
5000:外殼
5001:顯示部
5002:顯示部
5003:揚聲器
5004:LED燈
5005:操作鍵
5006:連接端子
5007:感測器
5008:麥克風
5009:開關
5010:紅外線埠
5011:記錄介質讀取部
5012:支撐部
5013:耳機
5014:天線
5015:快門按鈕
5016:影像接收部
5017:充電器
7302:外殼
7304:顯示面板
7305:圖示
7306:圖示
7311:操作按鈕
7312:操作按鈕
7313:連接端子
7321:腕帶
7322:錶帶扣
在圖式中:
圖1A至圖1C是說明實施方式的顯示面板的結構的俯視圖及電路圖;
圖2A至圖2C是說明實施方式的顯示面板的剖面結構的剖面圖;
圖3A和圖3B是說明實施方式的顯示面板的剖面結構的剖面圖;
圖4A和圖4B是說明實施方式的顯示面板的端子的剖面結構的剖面圖;
圖5是說明實施方式的顯示面板的端子的剖面結構的剖面圖;
圖6A和圖6B是說明實施方式的圖元的結構的俯視圖;
圖7是說明實施方式的顯示面板的剖面結構的剖面圖;
圖8A至圖8C是說明實施方式的顯示面板的剖面結構的剖面圖;
圖9A至圖9D是說明實施方式的顯示部的結構的電路圖;
圖10是說明實施方式的顯示面板的剖面結構的剖面圖;
圖11是說明實施方式的顯示面板的剖面結構的剖面圖;
圖12是說明實施方式的顯示面板的製造方法的流程圖;
圖13是說明實施方式的顯示面板的製造方法的圖;
圖14是說明實施方式的顯示面板的製造方法的圖;
圖15是說明實施方式的顯示面板的製造方法的圖;
圖16是說明實施方式的顯示面板的製造方法的圖;
圖17是說明實施方式的顯示面板的製造方法的圖;
圖18是說明實施方式的顯示面板的製造方法的圖;
圖19是說明實施方式的顯示面板的製造方法的圖;
圖20A至圖20D是說明實施方式的電晶體的結構的圖;
圖21A至圖21C是說明實施方式的電晶體的結構的圖;
圖22是說明實施方式的輸入/輸出裝置的結構的圖;
圖23A和圖23B是說明實施方式的資料處理裝置的結構的方塊圖及投影圖;
圖24A至圖24C是說明實施方式的顯示部的結構的方塊圖及電路圖;
圖25A和圖25B是說明實施方式的程式的流程圖;
圖26是說明實施方式的影像資訊的示意圖;
圖27A至圖27C是說明實施方式的半導體裝置的結構的剖面圖及電路圖;
圖28是說明實施方式的CPU的結構的方塊圖;
圖29是說明實施方式的記憶元件的結構的電路圖;
圖30A至圖30H是說明實施方式的電子裝置的結構的圖;
圖31A1至圖31A3、圖31B1至圖31B3及圖31C是說明實施例的顯示面板的顯示品質的照片。
無
501A:絕緣膜
501B:絕緣膜
501C:絕緣膜
504C:接觸部
505:接合層
511:佈線
519:端子
520:功能層
521A:絕緣膜
521B:絕緣膜
528:絕緣膜
550:第二顯示元件
551:導電膜
552:導電膜
553:包含發光性有機化合物的層
553B:包含發光性有機化合物的層
570:基板
700:顯示面板
702(ij):像素
704C:第一接觸部
705:密封材料
750:第一顯示元件
751:第一導電膜
752:第二導電膜
753:層
751H:開口部
770:基板
770P:光學薄膜
771:絕緣膜
AF1:配向膜
AF2:配向膜
ACF1:導電材料
BM:遮光膜
CF1:彩色膜
CF2:彩色膜
CP:導電構
FPC1:撓性印刷基板
GD:驅動電路
KB1:結構體
KB2:結構體
M:電晶體
MD:晶體管
SW1:開關
Claims (15)
- 一種半導體裝置,包括:第一電晶體;第二電晶體;第三電晶體;第一電容元件;第二電容元件;第一顯示元件;第二顯示元件;第一佈線;第二佈線;第三佈線;第四佈線;以及第五佈線;其中,該第一電晶體的源極和汲極中的一個與該第一佈線電連接,該第一電晶體的閘極與該第二佈線電連接,該第一電晶體的該源極和該汲極中的另一個與該第一顯示元件及該第一電容元件的一個電極電連接,該第一電容元件的另一個電極與該第四佈線及該第一顯示元件電連接,該第二電晶體的源極和汲極中的一個與該第三電晶體的閘極及該第二電容元件的一個電極電連接,該第三電晶體的源極和汲極中的一個與該第三佈線電連接, 該第三電晶體的該源極和該汲極中的另一個與該第二電容元件的另一個電極及該第二顯示元件電連接,並且,該第五佈線與該第二顯示元件電連接。
- 一種半導體裝置,包括:第一電晶體;第二電晶體;第三電晶體;第一電容元件;第二電容元件;第一顯示元件;第二顯示元件;第一佈線;第二佈線;第三佈線;第四佈線;第五佈線;第六佈線;以及第七佈線,其中,該第一電晶體的源極和汲極中的一個與該第一佈線電連接,該第一電晶體的閘極與該第二佈線電連接,該第一電晶體的該源極和該汲極中的另一個與該第一顯示元件及該第一電容元件的一個電極電連接, 該第一電容元件的另一個電極與該第七佈線電連接,該第五佈線與該第一顯示元件電連接,該第二電晶體的源極和汲極中的一個與該第一佈線電連接,該第二電晶體的閘極與該第三佈線電連接,該第二電晶體的該源極和該汲極中的另一個與該第三電晶體的閘極及該第二電容元件的一個電極電連接,該第三電晶體的源極和汲極中的一個與該第四佈線電連接,該第三電晶體的該源極和該汲極中的另一個與該第二電容元件的另一個電極及該第二顯示元件電連接,並且,該第六佈線與該第二顯示元件電連接。
- 一種半導體裝置,包括:第一電晶體;第二電晶體;第三電晶體;第一電容元件;第二電容元件;第一顯示元件;第二顯示元件;第一佈線;第二佈線;第三佈線;第四佈線; 第五佈線;第六佈線;第七佈線;以及第八佈線,其中,該第一電晶體的源極和汲極中的一個與該第一佈線電連接,該第一電晶體的閘極與該第二佈線電連接,該第一電晶體的該源極和該汲極中的另一個與該第一顯示元件及該第一電容元件的一個電極電連接,該第一電容元件的另一個電極與該第八佈線電連接,該第五佈線與該第一顯示元件電連接,該第二電晶體的源極和汲極中的一個與該第七佈線電連接,該第二電晶體的閘極與該第三佈線電連接,該第二電晶體的該源極和該汲極中的另一個與該第三電晶體的第一閘極、該第三電晶體的第二閘極及該第二電容元件的一個電極電連接,該第三電晶體的源極和汲極中的一個與該第四佈線及該第二電容元件的另一個電極電連接,該第三電晶體的該源極和該汲極中的另一個與該第二顯示元件電連接,並且,該第六佈線與該第二顯示元件電連接。
- 如請求項1所述之半導體裝置,還包括第六佈線,其中,該第二電晶體的閘極與該第六佈線電連接,並且,該第二電晶體的該源極和該汲極中的另一個與該第一佈線電連接。
- 如請求項1所述之半導體裝置,還包括: 第六佈線;以及第七佈線,該第二電晶體的閘極與該第六佈線電連接,並且,該第二電晶體的該源極和該汲極中的另一個與該第七佈線電連接。
- 如請求項1所述之半導體裝置,還包括第六佈線,其中,該第二電晶體的該源極和該汲極中的另一個與該第六佈線電連接,並且,該第二電晶體的閘極與該第二佈線電連接。
- 如請求項1所述之半導體裝置,還包括驅動電路,其中,該驅動電路與該第二佈線電連接。
- 如請求項2或3所述之半導體裝置,還包括驅動電路,其中,該驅動電路與該第二佈線及該第三佈線電連接。
- 一種資料處理裝置,包括:包括儲存程式的記憶部的算術裝置;以及輸入/輸出裝置,其中,該算術裝置係配置為接收位置資訊且供應影像資訊及控制資訊,該輸入/輸出裝置係配置為供應該位置資訊且接收該影像資訊及該控制資訊,該輸入/輸出裝置包括顯示該影像資訊的顯示部及供應該位置資訊的輸入部,該顯示部包括如請求項1至3中任一項所述之半導體裝置,該輸入部係配置為檢測指示器的位置並供應根據該位置決定的位置資訊,該算術裝置係配置為根據該位置資訊決定該指示器的移動速度, 並且,該算術裝置係配置為根據該移動速度決定該影像資訊的對比度或亮度。
- 如請求項9所述之資料處理裝置,其中,以促使該影像資訊所含的亮區域的灰階接近暗區域的灰階的方式降低對比度。
- 如請求項9所述之資料處理裝置,其中該程式包括:使設定初始化的第一步驟;允許中斷處理的第二步驟;以在該第一步驟或該中斷處理中選擇的第一模式或第二模式顯示影像資訊的第三步驟;決定當被供應結束指令時移動到第五步驟,而當沒有被供應該結束指令時移動到該第三步驟的第四步驟;以及結束該程式的第五步驟,其中該中斷處理包括第六至第八步驟:決定當被供應預定的事件時移動到該第七步驟,而當沒有被供應該預定的事件時移動到該第八步驟的該第六步驟;改變模式的該第七步驟;以及結束該中斷處理的第八步驟,並且,在該第三步驟中的該第一模式,當該指示器的該移動速度比預定的速度快時的影像資訊的對比度比當該指示器的該移動速度比該預定的速度慢時的影像資訊的對比度低。
- 如請求項1至3中任一項所述之半導體裝置,還包括: 顯示面板;以及與該顯示面板重疊的觸控感測器。
- 如請求項1至3中任一項所述之半導體裝置,其中,該第一顯示元件為反射型液晶元件,該半導體裝置以第一模式或第二模式供應選擇信號,並且,該第二模式的頻率低於該第一模式的頻率。
- 如請求項13所述之半導體裝置,其中該第一電晶體包括氧化物半導體。
- 一種電子裝置,包括:如請求項1至3中任一項所述之半導體裝置;以及開關、紅外線埠、天線、快門按鈕、影像接收部的至少其中之一。
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015081519 | 2015-04-13 | ||
JP2015-081519 | 2015-04-13 | ||
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