WO2017013538A1 - 表示装置、モジュール、及び電子機器 - Google Patents

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WO2017013538A1
WO2017013538A1 PCT/IB2016/054192 IB2016054192W WO2017013538A1 WO 2017013538 A1 WO2017013538 A1 WO 2017013538A1 IB 2016054192 W IB2016054192 W IB 2016054192W WO 2017013538 A1 WO2017013538 A1 WO 2017013538A1
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敏行 伊佐
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株式会社半導体エネルギー研究所
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a display device, a module, and an electronic device.
  • One embodiment of the present invention particularly relates to a display device, a module, and an electronic device using an electroluminescence (hereinafter also referred to as EL) phenomenon.
  • EL electroluminescence
  • one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field.
  • a semiconductor device e.g., a display device, a light-emitting device, a power storage device, a memory device, an electronic device, a lighting device, an input device (eg, a touch sensor), an input / output device (eg, a touch panel) ), A driving method thereof, or a manufacturing method thereof can be given as an example.
  • display devices for portable device applications are required to be thin, lightweight, or difficult to break.
  • Light-emitting elements that use the EL phenomenon have features such as being easy to reduce the thickness and weight, being able to respond to input signals at high speed, and being able to be driven using a DC low-voltage power supply.
  • EL elements Light-emitting elements that use the EL phenomenon
  • features such as being easy to reduce the thickness and weight, being able to respond to input signals at high speed, and being able to be driven using a DC low-voltage power supply.
  • application to display devices is being studied.
  • Patent Document 1 discloses a flexible light-emitting device to which an organic EL element is applied.
  • the display panel When the thickness of the display panel is reduced for weight reduction or flexibility, the display panel is easily affected by noise.
  • One cause of noise is a parasitic capacitance between the display panel and a housing or a human body.
  • the relative position with respect to the housing may change in at least a part of the display panel.
  • the parasitic capacitance between the display panel and the housing changes, the luminance of the pixels changes locally, which may cause display defects.
  • An object of one embodiment of the present invention is to reduce display defects of a display device. Another object of one embodiment of the present invention is to improve display quality of a display device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a display device having a curved surface. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a flexible display device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a lightweight display device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a thin display device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable display device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a novel display device, an electronic device, or the like.
  • the display panel of one embodiment of the present invention includes a flexible substrate, a transistor, a light-emitting element, and a conductive layer.
  • the transistor and the light emitting element are each located on a flexible substrate.
  • the light-emitting element includes a first electrode over a flexible substrate, a layer containing a light-emitting substance over the first electrode (hereinafter referred to as an EL layer), and a second electrode over the EL layer.
  • the first electrode is electrically connected to the source or drain of the transistor.
  • a constant potential is supplied to the second electrode.
  • the transistor and the light emitting element are each electrically insulated from the conductive layer. Each of the transistor and the light-emitting element overlaps with the conductive layer through a flexible substrate.
  • a constant potential is supplied to the conductive layer.
  • a display device of one embodiment of the present invention includes a display panel and a first conductive layer.
  • the display panel has flexibility.
  • the display panel includes a flexible substrate, a transistor, a light emitting element, and a second conductive layer.
  • the transistor and the light emitting element are each located on a flexible substrate.
  • the light-emitting element includes a first electrode over a flexible substrate, an EL layer over the first electrode, and a second electrode over the EL layer.
  • the first electrode is electrically connected to the source or drain of the transistor.
  • the EL layer includes a light emitting substance. A constant potential is supplied to the second electrode.
  • the transistor and the light emitting element are each electrically insulated from the second conductive layer.
  • Each of the transistor and the light-emitting element overlaps with the second conductive layer with the flexible substrate interposed therebetween.
  • the second conductive layer has a portion in contact with the first conductive layer.
  • the second conductive layer has a portion that is not fixed to the first conductive layer.
  • a constant potential is supplied to the first conductive layer.
  • the first conductive layer is preferably in contact with a wiring to which a constant potential is supplied at a portion that does not overlap with the display panel.
  • the area where the second conductive layer and the display region of the display panel overlap each other is preferably 80% or more and 100% or less of the area of the display region.
  • the area of the second conductive layer is preferably larger than the area of the display area of the display panel.
  • the area where the first conductive layer and the display panel overlap each other is preferably 80% or more and 100% or less of the area of the display panel.
  • the area of the first conductive layer is preferably larger than the area of the display panel.
  • the display device preferably includes an insulating layer that overlaps the display panel with the first conductive layer interposed therebetween.
  • the insulating layer preferably includes a resin.
  • the display device may include, for example, a film or a sheet having an insulating layer and a first conductive layer laminated. The thickness of the film or sheet is preferably 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the Rockwell hardness of the insulating layer is preferably M60 or more and M120 or less.
  • the thickness of the display panel is preferably 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • each of the first conductive layer and the second conductive layer has a function of transmitting visible light.
  • the first conductive layer preferably includes a metal or an alloy.
  • One embodiment of the present invention includes a display device having the above structure, a module to which a connector such as a flexible printed circuit board (hereinafter referred to as FPC) or a TCP (Tape Carrier Package) is attached, or a COG A module such as a module in which an integrated circuit (IC) is mounted by a (Chip On Glass) method or a COF (Chip On Film) method.
  • a connector such as a flexible printed circuit board (hereinafter referred to as FPC) or a TCP (Tape Carrier Package) is attached
  • a COG A module such as a module in which an integrated circuit (IC) is mounted by a (Chip On Glass) method or a COF (Chip On Film) method.
  • the above structure may be applied to a light-emitting device or an input / output device (such as a touch panel) instead of the display device.
  • One embodiment of the present invention is an electronic device that includes the above-described module and a sensor, and the sensor overlaps with the display panel with the second conductive layer interposed therebetween.
  • One embodiment of the present invention is an electronic device including the above-described module and at least one of an antenna, a battery, a housing, a camera, a speaker, a microphone, and an operation button.
  • display defects of a display device can be reduced.
  • display quality of a display device can be improved.
  • a display device having a curved surface can be provided.
  • a flexible display device can be provided.
  • a lightweight display device can be provided.
  • a thin display device can be provided.
  • a highly reliable display device can be provided.
  • a novel display device, an electronic device, or the like can be provided.
  • Sectional drawing which shows an example of a display panel Sectional drawing which shows an example of a display apparatus.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a circuit diagram of a pixel and an example of a display panel.
  • Sectional drawing which shows an example of a display panel The top view and bottom view which show an example of a display panel.
  • 4A and 4B are a top view and a cross-sectional view illustrating an example of a display device.
  • Sectional drawing which shows an example of a display panel Sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of a display panel.
  • Sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of a display panel Sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of a display panel.
  • Sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of a display panel Sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of a display panel.
  • Sectional drawing which shows an example of a display panel Sectional drawing which shows an example of a display panel.
  • the perspective view which shows an example of a touch panel Sectional drawing which shows an example of a touch panel.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an example of a touch panel, and a top view and a cross-sectional view of a transistor.
  • Sectional drawing which shows an example of a touch panel Sectional drawing which shows an example of a touch panel.
  • Sectional drawing which shows an example of a touch panel Sectional drawing which shows an example of a touch panel.
  • the perspective view which shows an example of a touch panel Sectional drawing which shows an example of a touch panel.
  • Sectional drawing which shows an example of a touch panel Sectional drawing which shows an example of a touch panel.
  • FIGS. FIG. 6 is a top view illustrating an example of an electronic device.
  • FIG. 14 illustrates an example of an electronic device.
  • FIG. 14 illustrates an example of an electronic device.
  • FIG. 14 illustrates an example of an electronic device.
  • FIG. 14 illustrates an example of an electronic device.
  • the photograph explaining the display apparatus of an Example The display photograph of the display apparatus of an Example.
  • film and “layer” can be interchanged with each other depending on circumstances or circumstances.
  • conductive layer can be changed to the term “conductive film”.
  • insulating film can be changed to the term “insulating layer”.
  • the “substrate” preferably has a function of supporting at least one of a functional circuit, a functional element, a functional film, and the like. Note that the “substrate” may not have a function of supporting these, and for example, at least one of a function for protecting the surface of the device or the panel, a functional circuit, a functional element, a functional film, or the like. It may have a function of sealing.
  • a flexible substrate is referred to as a “flexible substrate”.
  • an organic EL element is mainly used as an example.
  • the organic EL element is preferable because it can be easily flexible.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a display panel of one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a display device of one embodiment of the present invention
  • FIG. 3A is a circuit diagram illustrating an example of a pixel circuit of the display panel.
  • 3B and 4 are cross-sectional views of comparative display panels.
  • the pixel circuit illustrated in FIG. 3A includes a light-emitting element 31, a transistor 32, a transistor 33, and a capacitor 34.
  • the transistor 32 functions as a drive transistor.
  • the transistor 33 functions as a selection transistor.
  • the first electrode of the light emitting element 31 is electrically connected to the first wiring 11.
  • the second electrode of the light emitting element 31 is electrically connected to the first electrode of the transistor 32.
  • a second electrode of the transistor 32 is electrically connected to the second wiring 12.
  • the gate of the transistor 32 is electrically connected to the first electrode of the transistor 33 and the first electrode of the capacitor 34.
  • a second electrode of the transistor 33 is electrically connected to the third wiring 13.
  • a gate of the transistor 33 is electrically connected to the fourth wiring 14.
  • the second electrode of the capacitor 34 is electrically connected to the fifth wiring 15.
  • a comparative display panel 16 illustrated in FIG. 3B includes a flexible substrate 51, a layer 20 including a transistor, a light-emitting element 31, an insulating layer 53, an adhesive layer 55, and a flexible substrate 57.
  • the layer 20 including a transistor includes a plurality of conductive layers such as a gate, a source, a drain, and a wiring of the transistor.
  • FIG. 3B illustrates a conductive layer 21 which is one of conductive layers included in the layer 20 including a transistor.
  • the light emitting element 31 includes an electrode 41, an EL layer 43, and an electrode 45.
  • the light emitting element 31 is sealed with a flexible substrate 51, an adhesive layer 55, and a flexible substrate 57.
  • One of the electrode 41 and the electrode 45 functions as an anode, and the other functions as a cathode.
  • a voltage higher than the threshold voltage of the light emitting element 31 is applied between the electrode 41 and the electrode 45, holes are injected into the EL layer 43 from the anode side and electrons are injected from the cathode side.
  • the injected electrons and holes are recombined in the EL layer 43, and the light-emitting substance contained in the EL layer 43 emits light.
  • the electrode 41 functions as a pixel electrode and is provided for each light emitting element 31. Two adjacent electrodes 41 are electrically insulated by an insulating layer 53.
  • the electrode 45 functions as a common electrode and is provided over the plurality of light emitting elements 31.
  • the electrode 45 corresponds to an electrode electrically connected to the first wiring 11 in FIG. A constant potential is supplied to the electrode 45.
  • the display panel 16 As the display panel 16 is thinner, the display panel 16 can be made lighter and more flexible while the display panel 16 is more susceptible to noise.
  • a capacitor 39 is formed between the finger 99 of the user of the display panel 16 and the conductive layer 21. As the finger 99 moves relative to the conductive layer 21, the distance between the finger 99 and the conductive layer 21 changes, and the size of the capacitor 39 also changes.
  • FIG. 4A shows an example in which the display panel 16 is arranged on a conductive housing 98. A part of the display panel 16 is in contact with the housing 98, and the other part is separated from the housing 98.
  • FIG. 4B is an enlarged view of a region 22C where the display panel 16 in FIG.
  • FIG. 4C is an enlarged view of a region 22D where the display panel 16 in FIG.
  • the size of the capacitor 39 between the housing 98 and the conductive layer 21 is determined when the housing 98 is in contact with the conductive layer 21 (capacitance C3 in FIG. 4B) and when it is not in contact (FIG. 4C). ) And the capacitance C4).
  • the display panel 16 may be partially separated from the housing 98. Further, the display panel 16 may be partially separated from the housing 98 by deforming the display panel 16. Therefore, the size of the capacitor 39 between the housing 98 and the conductive layer 21 may change during use of the display panel 16.
  • the capacitor 39 affects the potential of the node N.
  • the capacity 39 increases as the distance between the housing or the human body and the conductive layer 21 decreases. The thinner the display panel 16 is, the shorter the shortest distance between the housing or the human body and the conductive layer 21 is, and a large capacity is likely to be generated. That is, the change width of the capacitor 39 is increased, and the change width of the potential of the node N is also increased. As a result, the luminance of the pixel greatly changes locally, which may cause a display defect.
  • a conductive layer to which a constant potential is supplied is provided in the display panel.
  • the constant potential include power supply potentials such as a low power supply potential (VSS) and a high power supply potential (VDD), a ground potential (GND potential), a common potential, and a reference potential.
  • the display panel 10 illustrated in FIG. 1A is different from the display panel 16 illustrated in FIG. 3A in that the display panel 10 includes a conductive layer 71 that overlaps the conductive layer 21 with a flexible substrate 51 interposed therebetween. Since other configurations are the same as those of the display panel 16, detailed description thereof is omitted.
  • the conductive layer 71 is electrically connected to the wiring 19 that supplies a constant potential.
  • the conductive layer 71 is electrically insulated from the conductive layer 21 included in the layer 20 including a transistor. Since the conductive layer 71 is located on the surface of the display panel 10, the constant potential applied to the conductive layer 71 is preferably a GND potential from the viewpoint of safety. In this embodiment, an example in which a GND potential is applied to the conductive layer 71 is described.
  • FIG. 1C is an enlarged view of the region 22 in FIG. In the two regions 22 shown in FIG. 1B, the distance between the conductive layer 21 and the conductive layer 71 is equal, and the capacitance C1 generated between the conductive layer 21 and the conductive layer 71 is also equal.
  • a capacitor C2 is formed between the finger 99 and the conductive layer 71.
  • the capacity C2 increases as the distance between the finger 99 and the conductive layer 71 decreases.
  • the potential of the conductive layer 71 changes and the potential of the conductive layer 21 may also change.
  • the potential of the conductive layer 21 does not change even when the size of the capacitor C2 changes.
  • the display panel 10 includes an electrode 45 to which a constant potential is supplied. Therefore, even when the human body or the housing is located on the flexible substrate 57 side, the change in capacitance between the human body or the housing and the electrode 45 does not affect the potential of the conductive layer 21.
  • the conductive layer to which a constant potential is supplied is provided in both the upper layer and the lower layer than the layer including the transistor. Therefore, change in potential of the conductive layer included in the layer including the transistor due to external noise can be suppressed, and display defects of the display panel can be reduced.
  • the thickness of the display panel 10 can be, for example, 30 ⁇ m to 300 ⁇ m, preferably 50 ⁇ m to 200 ⁇ m, more preferably 50 ⁇ m to 150 ⁇ m, and still more preferably 50 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the thickness of the display panel 10 is preferably 50 ⁇ m or more.
  • the thickness of the display panel 10 is preferably 200 ⁇ m or less, and more preferably 100 ⁇ m or less.
  • the thickness is 100 ⁇ m or less
  • the bending operation with a curvature radius of 1 mm, or the bending and stretching with a curvature radius of 5 mm is repeated alternately (for example, 100,000 times or more) in which the display surface is flat and bent.
  • a display panel capable of operation can be realized.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of a display device including the display panel 10 and the conductive layer 73. Since the display panel 10 has a configuration similar to that of the configuration example 1 (FIG. 1A), detailed description thereof is omitted.
  • the conductive layer 71 has a portion in contact with the conductive layer 73.
  • the conductive layer 73 is electrically connected to the wiring 19 that supplies a constant potential.
  • a constant potential is supplied to the conductive layer 71 through the conductive layer 73.
  • the conductive layer 71 may not be fixed to the conductive layer 73. If even part of the conductive layer 71 is in contact with the conductive layer 73, a constant potential is supplied to the conductive layer 71.
  • a capacitance C ⁇ b> 1 is generated between the conductive layer 21 and the conductive layer 71. As shown in FIGS. 2B to 2D, even when the display panel 10 is bent, the relative position of the conductive layer 21 with respect to the conductive layer 71 does not change.
  • FIG. 2B part of the display panel 10 is in contact with the conductive layer 71 and the other part is separated from the conductive layer 71.
  • FIG. 2C shows a region 22 ⁇ / b> A where the display panel 10 in FIG. 2B is in contact with the conductive layer 71.
  • FIG. 2D illustrates a region 22 ⁇ / b> B where the display panel 10 in FIG. 2B is not in contact with the conductive layer 71.
  • the distance between the conductive layer 21 and the conductive layer 71 is equal, and the capacitance C1 generated between the conductive layer 21 and the conductive layer 71 is also equal.
  • a capacitor C ⁇ b> 2 is formed between the finger 99 and the conductive layer 73.
  • the capacity C2 increases as the distance between the finger 99 and the conductive layer 73 decreases.
  • the potentials of the conductive layer 73 and the conductive layer 71 change, and the potential of the conductive layer 21 may also change.
  • the constant potential is applied to the conductive layer 73 and the conductive layer 71, the potential of the conductive layer 21 does not change even when the size of the capacitor C2 changes.
  • the conductive layer 73 to which the constant potential is supplied and the conductive layer 71 located on the surface of the display panel 10 are brought into contact with each other at least at one point, whereby the constant potential can be supplied to the conductive layer 71.
  • 5A and 5B are a top view and a bottom view of the display panel 10 shown in FIG.
  • FIG. 5A is a view of the front surface (display surface) of the display panel 10 (also referred to as a top view of the display panel 10), and FIG. (The surface on the opposite side) is a diagram (also referred to as a bottom view of the display panel 10).
  • the display panel 10 includes a display area 81 and a scanning line driving circuit 82.
  • the display area 81 includes a plurality of pixels, a plurality of signal lines, and a plurality of scanning lines, and has a function of displaying an image.
  • the scan line driver circuit 82 has a function of outputting a scan signal to the scan lines included in the display region 81.
  • the display panel 10 includes a scan line driver circuit
  • one embodiment of the present invention is not limited thereto.
  • the display panel 10 may have one or both of the scan line driver circuit and the signal line driver circuit, or may not have both. Further, when the display panel 10 has a function as a touch sensor, the display panel 10 may have a sensor driving circuit.
  • the IC 84 is mounted on the flexible substrate 51 by a mounting method such as a COF method.
  • the IC 84 includes, for example, one or more of a signal line driving circuit, a scanning line driving circuit, and a sensor driving circuit.
  • a resin such as an epoxy resin
  • the mechanical strength of the connection portion between the display panel 10 and the IC 84 can be increased. Thereby, even if it bends the display panel 10, it becomes difficult to enter a crack and the reliability of the display panel 10 can be improved.
  • the resin for example, resins used as various adhesives can be used.
  • the FPC 83 is electrically connected to the display panel 10.
  • a signal is supplied from the outside to the IC 84 and the scanning line driving circuit via the FPC 83.
  • a signal can be output from the IC 84 to the outside via the FPC 83.
  • An IC may be mounted on the FPC 83.
  • the FPC 83 may be mounted with an IC including any one or more of a signal line driver circuit, a scan line driver circuit, and a sensor driver circuit.
  • the IC can be mounted on the FPC 83 by a mounting method such as a COF method or a TAB (Tape Automated Bonding) method.
  • the conductive layer 71 is provided on the back surface of the display panel 10.
  • the conductive layer 71 overlaps the display area 81.
  • the area where the conductive layer 71 and the display region 81 overlap each other is preferably 80% or more and 100% or less of the area of the display region 81, more preferably 90% or more and 100% or less, and 95% or more and 100% or less. More preferably.
  • the area of the conductive layer 71 is preferably larger than the area of the display region 81. The smaller the area of the display area 81 that does not overlap the conductive layer 71, the less likely the display panel 10 is affected by noise.
  • the conductive layer 71 may overlap with the scan line driver circuit 82.
  • FIG. 5A to 5C show an example in which a conductor 74 is connected to the conductive layer 71.
  • FIG. A constant potential is supplied to the conductor 74.
  • the conductor 74 electrically connects a wiring (also referred to as a GND line) to which a GND potential is supplied and the conductive layer 71.
  • Examples of the conductor 74 include a conductive tape and a conductive wire.
  • a GND line of a power source such as a battery or a power supply circuit and the conductive layer 71 may be electrically connected via a conductor 74.
  • the conductive layer 71 has a back surface of the display panel (a surface opposite to the display surface). Located in.
  • a conductive tape or a conductive wire or the like is directly connected to the conductive layer 71, a step along the shape of the conductive tape or the conductive wire or the like may occur on the display panel 10.
  • the steps along these shapes become more prominent. The smoother the display area is, the better the display looks and the better. Therefore, it is preferable that the connection portion between the conductive layer 71 and the conductor 74 does not overlap the display area 81.
  • FIG. 6A is a top view of the display device illustrated in FIG. 6A is a diagram of the front surface (display surface) of the display device, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line A-B in FIG. Since the display panel 10 has the same configuration as that shown in FIGS. 5A and 5B, detailed description thereof is omitted.
  • the layers that the display panel 10 has between the flexible substrate 51 and the flexible substrate 57 are collectively shown as an element layer 72.
  • the element layer 72 includes the layer 20 including the transistor illustrated in FIG. 1A and the like, the light-emitting element 31, the insulating layer 53, the adhesive layer 55, and the like.
  • FIGS. 6A and 6B show an example in which a conductor 74 is connected to the conductive layer 73.
  • the conductor 74 is an example of a conductor that electrically connects the GND line and the conductive layer 73.
  • a GND potential is supplied to the conductor 74.
  • connection portion between the conductive layer 73 and the conductor 74 is located in a portion that does not overlap the display panel 10.
  • a step along the shape of the connecting portion occurs at a position away from the display area 81. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a step in the display area 81.
  • the conductor connection portion that electrically connects the conductive layer 71 included in the display panel 10 and the wiring for supplying a constant potential does not overlap the display region 81. More preferably not. Thereby, it can suppress that a level
  • the area where the conductive layer 73 and the display panel 10 overlap each other is preferably 80% or more and 100% or less of the area of the display panel 10.
  • the area of the conductive layer 73 is preferably larger than the area of the display panel 10. As the thickness of the display panel 10 is thinner, a step along the shape of another configuration arranged on the back side of the display device is more likely to occur in the display area 81. When the conductive layer 73 overlaps the entire surface of the display region 81, a step generated in the display region 81 can be reduced.
  • FIG. 6C is a top view of a display device different from each of the above structures.
  • 6C is a diagram of the front surface (display surface) of the display device
  • FIG. 6D is a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line CD in FIG. 6C. Since the display panel 10 has the same configuration as that shown in FIGS. 5A and 5B, detailed description thereof is omitted.
  • FIGS. 6A and 6B show an example in which the conductive layer 73 overlaps (and touches) the entire surface of the conductive layer 71.
  • the conductive layer 73 A conductive layer to which a constant potential is supplied may be in contact with part of 71.
  • the display device illustrated in FIGS. 6C and 6D includes the display panel 10, a conductive layer 73a, and a conductive layer 73b.
  • the conductive layer 73 a has a portion in contact with the conductive layer 71.
  • the conductive layer 73 b has a portion in contact with the conductive layer 71.
  • a display device can be provided with a highly flexible region and a low region.
  • the conductive layer 73a so as to overlap with a region that is vulnerable to bending, such as a connection portion between the FPC 83 and the display panel 10, flexibility of the portion that is vulnerable to bending is reduced.
  • the display panel 10 is deformed, it is easy to bend in a highly flexible region where the conductive layers 73a and 73b are not provided. Can increase the sex.
  • a conductor 74a is connected to the conductive layer 73a.
  • the conductor 74a is an example of a conductor that electrically connects the GND line and the conductive layer 73a.
  • a conductor 74b is connected to the conductive layer 73b.
  • the connecting portion between the conductive layer 73a and the conductor 74a and the connecting portion between the conductive layer 73b and the conductor 74b are located in portions that do not overlap the display panel 10, respectively.
  • a step along the shape of the connecting portion occurs at a position away from the display area 81. Accordingly, the occurrence of a step in the display area 81 can be reduced.
  • the display panel 10 may be subjected to compressive stress or tensile stress when the display device is deformed, and the display panel 10 may be damaged.
  • the conductive layer 71 included in the display panel 10 is provided with a portion that is not fixed to the conductive layer 73.
  • the relative position of at least a part of the display panel 10 changes with respect to the conductive layer 73.
  • a neutral surface can be formed in the display panel 10, it can suppress that a force is applied to the display panel 10 and the display panel 10 is damaged.
  • the conductive layer 71 may have a portion fixed to the conductive layer 73 or may not be fixed to the conductive layer 73 at all. Further, even if the conductive layer 73 is thick, a neutral surface can be formed in the display panel 10. Therefore, the allowable width of the thickness of the conductive layer 73 is widened.
  • the neutral surface is a surface that does not generate stress distortion due to compressive stress or tensile stress generated according to deformation such as bending, and is a surface that does not expand or contract.
  • FIG. 7A illustrates a developed display device.
  • the display device includes a conductive layer 73 and a display panel 10 that are stacked.
  • the side to which the FPC 83 is connected is the display surface of the display device.
  • FIG. 7B shows a display device in which the display panel 10 is bent so as to be inward (hereinafter referred to as inward bending).
  • inward bending a display device in which the display panel 10 is bent so as to be inward
  • 7A the end portions of the conductive layer 73 and the display panel 10 are aligned, whereas in the portion surrounded by the dotted line in FIG. 7B, the conductive layer 73 and the display are displayed.
  • the edge part with the panel 10 has shifted
  • FIG. 7C showing a display device in which the display panel 10 is bent so as to be on the outside (hereinafter referred to as outer bending).
  • FIG. 7D illustrates a display device that is tri-folded and has one inner bending portion and one outer bending portion.
  • Each of the conductive layer 71 and the conductive layer 73 has a single layer structure of a metal such as aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, silver, tantalum, or tungsten, or an alloy containing the same as a main component. Or it can be used as a laminated structure.
  • the conductive layer 71 and the conductive layer 73 include indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium oxide containing tungsten, indium zinc oxide containing tungsten, and indium oxide containing titanium, respectively.
  • a light-transmitting conductive material such as indium tin oxide containing titanium, indium zinc oxide, zinc oxide, zinc oxide containing gallium, or indium tin oxide containing silicon may be used.
  • a semiconductor such as polycrystalline silicon or an oxide semiconductor, or a silicide such as nickel silicide, which has been reduced in resistance by containing an impurity element or the like, may be used.
  • a film containing graphene can be used. The film containing graphene can be formed, for example, by reducing a film containing graphene oxide formed in a film shape.
  • a semiconductor such as an oxide semiconductor containing an impurity element may be used.
  • the conductive layer 71 and the conductive layer 73 may be formed using a conductive paste such as silver, carbon, or copper, or a conductive polymer such as polythiophene, respectively.
  • the conductive paste is preferable because it is inexpensive.
  • the conductive polymer is preferable because it is easy to apply.
  • the conductive layer 71 and the conductive layer 73 are located on the display surface side of the display panel 10, conductive layers that transmit visible light are used as the conductive layer 71 and the conductive layer 73, respectively. Note that when the conductive layer 71 and the conductive layer 73 are located on the side opposite to the display surface, the translucency of the conductive layer 71 and the conductive layer 73 is not limited.
  • the thickness of the conductive layer 71 is 1 nm to 1000 nm, preferably 1 nm to 100 nm, more preferably 1 nm to 50 nm, and more preferably 1 nm to 25 nm. The following is more preferable.
  • a thinner conductive layer 71 is preferable because internal stress of the conductive layer 71 can be reduced and the display panel 10 is less likely to warp.
  • the conductive layer 73 As the conductive layer 73, a metal foil, a metal plate, or the like can be used. When the conductive layer 73 overlaps with the bent portion of the display panel 10, the thickness and hardness of the conductive layer 73 are set to be flexible.
  • a film or sheet having a stacked structure of an insulating layer and a layer containing a conductive material may be used.
  • the layer containing the conductive material functions as the conductive layer 71 or the conductive layer 73.
  • Examples of the film or sheet having a laminated structure of an insulating layer and a layer containing a conductive material include a conductive film and a conductive sheet in which a layer containing a conductive material is provided on a resin film or resin sheet.
  • a film or sheet in which copper, ITO, graphene, or carbon nanotubes are formed on a polyethylene terephthalate (PET) film or a polyethylene naphthalate (PEN) film can be given.
  • a sheet formed by hardening graphite may be used. Graphite and graphene are each preferable because they can be formed as thin films and have high conductivity.
  • an electroconductive sheet, etc. As thickness of an electroconductive film, an electroconductive sheet, etc., 20 micrometers or more and 200 micrometers or less are preferable, 20 micrometers or more and 150 micrometers or less are more preferable, and 20 micrometers or more and 100 micrometers or less are still more preferable.
  • the flexibility of a conductive sheet is not ask
  • the display panel 10 may be damaged or further damaged. It is preferable that the member positioned below the display panel 10 is harder because deformation of the display panel 10 is suppressed, pinholes in the display panel 10 are generated, and damage to the display panel 10 is suppressed.
  • a PET film is mentioned as a resin layer whose Rockwell hardness is M60 or more and M120 or less.
  • the housing of the display device may function as the conductive layer 73.
  • the flexible substrate 51 and the flexible substrate 57 a material such as glass, quartz, resin, metal, alloy, or semiconductor having a thickness enough to be flexible can be used.
  • a substrate that extracts light from the light-emitting element is formed using a material that transmits the light.
  • the thickness of the flexible substrate is preferably 1 ⁇ m to 200 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, further preferably 10 ⁇ m to 50 ⁇ m, and further preferably 10 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the thickness and hardness of the flexible substrate are within a range where both mechanical strength and flexibility can be achieved.
  • the flexible substrate may have a single layer structure or a laminated structure.
  • a material having high toughness for the substrate it is possible to realize a display panel that has excellent impact resistance and is not easily damaged. For example, by using a resin substrate, or a thin metal substrate or alloy substrate, a display panel that is lighter and less likely to be damaged than a glass substrate can be realized.
  • Metal materials and alloy materials are preferable because they have high thermal conductivity and can easily conduct heat to the entire substrate, which can suppress a local temperature increase of the display panel.
  • the thickness of the substrate using a metal material or an alloy material is preferably 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and more preferably 20 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • a material which comprises a metal substrate or an alloy substrate For example, aluminum, copper, nickel, metal alloys, such as an aluminum alloy or stainless steel, etc. can be used suitably.
  • the material constituting the semiconductor substrate include silicon.
  • the substrate may have a stacked structure of a metal substrate and a layer having a high thermal emissivity (for example, a metal oxide or a ceramic material can be used).
  • polyester resins such as PET and PEN, polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethyl methacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, and polyethersulfone (PES).
  • Resin polyamide resin (nylon, aramid, etc.), polysiloxane resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE), ABS resin etc.
  • a material having a low linear expansion coefficient is preferably used.
  • polyamideimide resin polyimide resin
  • polyamide resin polyamide resin
  • PET PET
  • a substrate in which an inorganic filler is mixed with a resin, and a linear expansion coefficient is reduced can be used.
  • a layer using the above material is a hard coat layer (for example, a silicon nitride layer) that protects the surface of the device from scratches, etc., and a layer (for example, an aramid resin layer) that can disperse pressure Etc.) or the like.
  • a hard coat layer for example, a silicon nitride layer
  • a layer for example, an aramid resin layer
  • the barrier property against water and oxygen can be improved and a highly reliable display panel can be obtained.
  • a flexible substrate in which a glass layer, an adhesive layer, and a resin layer are stacked from the side close to the light emitting element can be used.
  • the thickness of the glass layer is 20 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, preferably 25 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the glass layer having such a thickness can simultaneously realize a high barrier property and flexibility against water and oxygen.
  • the thickness of the resin layer is 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, preferably 20 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • various curable adhesives such as an ultraviolet curable photocurable adhesive, a reactive curable adhesive, a thermosetting adhesive, and an anaerobic adhesive can be used. Further, an adhesive sheet or the like may be used.
  • the adhesive layer may contain a desiccant.
  • a substance that adsorbs moisture by chemical adsorption such as an alkaline earth metal oxide (calcium oxide, barium oxide, or the like) can be used.
  • a substance that adsorbs moisture by physical adsorption such as zeolite or silica gel, may be used.
  • the inclusion of a desiccant is preferable because impurities such as moisture can be prevented from entering the functional element and the reliability of the display panel is improved.
  • the light extraction efficiency from a light emitting element can be improved by including a high refractive index filler or a light-scattering member in an adhesive layer.
  • a high refractive index filler for example, titanium oxide, barium oxide, zeolite, zirconium, or the like can be used.
  • the light-emitting element an element capable of self-emission can be used, and an element whose luminance is controlled by current or voltage is included in its category.
  • a light emitting diode (LED), an organic EL element, an inorganic EL element, or the like can be used.
  • LED light emitting diode
  • organic EL element organic EL element
  • inorganic EL element or the like
  • various display elements can be used for the display device of one embodiment of the present invention.
  • a liquid crystal element, an electrophoretic element, a display element using a MEMS (micro electro mechanical system), or the like may be applied.
  • the light emitting element may be any of a top emission type, a bottom emission type, and a dual emission type.
  • a conductive film that transmits visible light is used for the electrode from which light is extracted.
  • a conductive film that reflects visible light is preferably used for the electrode from which light is not extracted.
  • the conductive film that transmits visible light can be formed using, for example, indium oxide, ITO, indium zinc oxide, zinc oxide (ZnO), zinc oxide containing gallium, or the like.
  • a metal material such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, or titanium, an alloy including these metal materials, or a nitride of these metal materials (for example, Titanium nitride) can also be used by forming it thin enough to have translucency.
  • a stacked film of the above materials can be used as the conductive film. For example, it is preferable to use a laminated film of silver and magnesium alloy and ITO because the conductivity can be increased. Further, graphene or the like may be used.
  • a metal material such as aluminum, gold, platinum, silver, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, or palladium, or an alloy including these metal materials is used.
  • a metal material such as aluminum, gold, platinum, silver, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, or palladium, or an alloy including these metal materials is used.
  • lanthanum, neodymium, germanium, or the like may be added to the metal material or alloy.
  • Al-Ni-La aluminum, nickel, and lanthanum
  • An alloy containing silver such as an alloy, an alloy of silver, palladium, and copper (also referred to as Ag-Pd-Cu, APC), an alloy of silver and magnesium, or the like may be used.
  • An alloy containing silver and copper is preferable because of its high heat resistance.
  • the oxidation of the aluminum alloy film can be suppressed by stacking the metal film or the metal oxide film in contact with the aluminum alloy film.
  • the material for the metal film and metal oxide film include titanium and titanium oxide.
  • the conductive film that transmits visible light and a film made of a metal material may be stacked.
  • a laminated film of silver and ITO, a laminated film of an alloy of silver and magnesium and ITO, or the like can be used.
  • Each of the electrodes can be formed using a vapor deposition method or a sputtering method. In addition, it can be formed using a discharge method such as an inkjet method, a printing method such as a screen printing method, or a plating method.
  • the EL layer 43 has at least a light emitting layer.
  • the EL layer 43 may include a plurality of light emitting layers.
  • the EL layer 43 is a layer other than the light-emitting layer, and is a substance having a high hole injection property, a substance having a high hole transport property, a hole blocking material, a substance having a high electron transport property, a substance having a high electron injection property, or a bipolar property.
  • a layer containing a substance (a substance having a high electron transporting property and a high hole transporting property) or the like may be further included.
  • Either a low molecular compound or a high molecular compound can be used for the EL layer 43, and an inorganic compound may be included.
  • the layers constituting the EL layer 43 can be formed by a method such as a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an ink jet method, or a coating method.
  • the light emitting element 31 may contain two or more kinds of light emitting substances.
  • a white light emitting element can be realized.
  • white light emission can be obtained by selecting a light emitting material so that light emission of each of two or more types of light emitting materials has a complementary color relationship.
  • a light-emitting substance that emits light such as R (red), G (green), B (blue), Y (yellow), or O (orange), or spectral components of two or more colors of R, G, and B
  • a light-emitting substance that emits light containing can be used.
  • a light-emitting substance that emits blue light and a light-emitting substance that emits yellow light may be used.
  • the emission spectrum of the luminescent material that emits yellow light preferably includes green and red spectral components.
  • the emission spectrum of the light-emitting element 31 preferably has two or more peaks in a visible wavelength range (for example, 350 nm or more and 750 nm or less, or 400 nm or more and 800 nm or less).
  • the light emitting element 31 may be a single element having one EL layer or a tandem element having a plurality of EL layers stacked with a charge generation layer interposed therebetween.
  • a light-emitting element using an inorganic compound such as a quantum dot may be used.
  • the quantum dot material include a colloidal quantum dot material, an alloy type quantum dot material, a core / shell type quantum dot material, and a core type quantum dot material.
  • a colloidal quantum dot material for example, cadmium (Cd), selenium (Se), zinc (Zn), sulfur (S), phosphorus (P), indium (In), tellurium (Te), lead (Pb), gallium (Ga), arsenic (As ), Aluminum (Al) or the like.
  • the structure of the transistor included in the display panel is not particularly limited.
  • a planar transistor, a staggered transistor, or an inverted staggered transistor may be used.
  • a top-gate or bottom-gate transistor structure may be employed.
  • gate electrodes may be provided above and below the channel.
  • crystallinity of a semiconductor material used for the transistor there is no particular limitation on the crystallinity of a semiconductor material used for the transistor, and any of an amorphous semiconductor and a semiconductor having crystallinity (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor partially including a crystal region) is used. May be used. It is preferable to use a crystalline semiconductor because deterioration of transistor characteristics can be suppressed.
  • the semiconductor material used for the transistor there is no particular limitation on the semiconductor material used for the transistor, and for example, a Group 14 element, a compound semiconductor, or an oxide semiconductor can be used for the semiconductor layer.
  • a semiconductor containing silicon, a semiconductor containing gallium arsenide, an oxide semiconductor containing indium, or the like can be used.
  • an oxide semiconductor is preferably used for a semiconductor in which a channel of a transistor is formed.
  • an oxide semiconductor having a larger band gap than silicon is preferably used. It is preferable to use a semiconductor material with a wider band gap and lower carrier density than silicon because current in an off state of the transistor can be reduced.
  • the oxide semiconductor preferably contains at least indium (In) or zinc (Zn). More preferably, an oxide represented by an In-M-Zn oxide (M is a metal such as Al, Ti, Ga, Ge, Y, Zr, Sn, La, Ce, Hf, or Nd) is included.
  • M is a metal such as Al, Ti, Ga, Ge, Y, Zr, Sn, La, Ce, Hf, or Nd
  • CAAC-OS C Axis Crystalline Oxide Semiconductor
  • the CAAC-OS has few defect levels and can improve the reliability of the transistor.
  • the CAAC-OS has a feature that a crystal grain boundary is not confirmed, a stable and uniform film can be formed over a large area, and the stress caused by bending a flexible display device can be Cracks are unlikely to occur in the CAAC-OS film.
  • a CAAC-OS is a crystalline oxide semiconductor in which the c-axis of crystals is approximately perpendicular to the film surface.
  • As the crystal structure of an oxide semiconductor it has been confirmed that there are various other structures different from a single crystal, such as a nanocrystal (nc: nanocrystal) which is a nanoscale microcrystal aggregate.
  • the CAAC-OS has lower crystallinity than a single crystal and higher crystallinity than nc.
  • the CAAC-OS has c-axis alignment and has a crystal structure in which a plurality of pellets (nanocrystals) are connected in the ab plane direction to have distortion. Therefore, the CAAC-OS can also be referred to as an oxide semiconductor having CAA crystal (c-axis-aligned ab-plane-anchored crystal).
  • An organic insulating material or an inorganic insulating material can be used for the insulating layer included in the display panel.
  • the resin include acrylic resin, epoxy resin, polyimide resin, polyamide resin, polyimide amide resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, and phenol resin.
  • inorganic insulating films include silicon oxide films, silicon oxynitride films, silicon nitride oxide films, silicon nitride films, aluminum oxide films, hafnium oxide films, yttrium oxide films, zirconium oxide films, gallium oxide films, tantalum oxide films, magnesium oxide Examples thereof include a film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, and a neodymium oxide film.
  • each conductive layer included in the display panel the above-described various materials that can be used for the conductive layer 71 and the conductive layer 73 can be used.
  • the display device of this embodiment can suppress a change in potential of a conductive layer included in a layer including a transistor due to noise from the outside even when the thickness of the display panel is extremely thin. Display defects of the display panel can be reduced. In addition, a step is hardly generated in the display area, and a reduction in display quality can be suppressed. Further, the display panel can be configured to be flexible and not easily damaged by bending.
  • the display panel has, for example, a configuration in which one color is expressed by three subpixels of R (red), G (green), and B (blue), R, G, B, and W (white).
  • the configuration in which one color is expressed by the sub-pixels of 4 colors) or the configuration in which one color is expressed by the sub-pixels of the four colors R, G, B, and Y (yellow) can be applied.
  • the color element is not particularly limited, and a color other than RGBWY may be used. For example, cyan or magenta may be used.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a display panel 370 having a top emission structure to which a color filter method is applied.
  • the display panel 370 includes a conductive layer 390, a flexible substrate 371, an adhesive layer 377, an insulating layer 378, a plurality of transistors, a capacitor 305, a conductive layer 307, an insulating layer 312, an insulating layer 313, an insulating layer 314, and an insulating layer 315.
  • the conductive layer 390 is provided at least on the display portion 381.
  • the conductive layer 390 may be provided also in the driver circuit portion 382 and the like. Since the conductive layer 390 is located on the surface opposite to the display surface of the display panel 370, visible light transmission is not limited.
  • the driver circuit portion 382 includes a transistor 301.
  • the display portion 381 includes a transistor 302 and a transistor 303.
  • Each transistor includes a gate, a gate insulating layer 311, a semiconductor layer, a source, and a drain.
  • the gate and the semiconductor layer overlap with each other with the gate insulating layer 311 interposed therebetween.
  • Part of the gate insulating layer 311 functions as a dielectric of the capacitor 305.
  • a conductive layer functioning as a source or a drain of the transistor 302 also serves as one electrode of the capacitor 305.
  • FIG. 8 illustrates a bottom-gate transistor.
  • the driver circuit portion 382 and the display portion 381 may have different transistor structures.
  • Each of the driver circuit portion 382 and the display portion 381 may include a plurality of types of transistors.
  • the capacitor 305 includes a pair of electrodes and a dielectric between them.
  • the capacitor 305 includes the same material as the gate of the transistor and a conductive layer formed in the same process, and the same material as the source and drain of the transistor and a conductive layer formed in the same process.
  • the insulating layer 312, the insulating layer 313, and the insulating layer 314 are each provided to cover the transistor and the like.
  • the number of insulating layers covering the transistors and the like is not particularly limited.
  • the insulating layer 314 functions as a planarization layer.
  • At least one of the insulating layer 312, the insulating layer 313, and the insulating layer 314 is preferably formed using a material that does not easily diffuse impurities such as water or hydrogen. It is possible to effectively suppress the diffusion of impurities from the outside into the transistor, and the reliability of the display panel can be improved.
  • the insulating layer 314 When an organic material is used for the insulating layer 314, impurities such as moisture may enter the light-emitting element 304 or the like from the outside of the display panel through the insulating layer 314 exposed at the edge of the display panel. When the light emitting element 304 deteriorates due to the entry of impurities, the display panel deteriorates. Therefore, as shown in FIG. 8, an opening reaching the inorganic film (here, the insulating layer 313) is provided in the insulating layer 314, and even if impurities such as moisture enter from the outside of the display panel, the light-emitting element 304 is hardly reached. A structure is preferable.
  • FIG. 12A is a cross-sectional view in the case where the insulating layer 314 is not provided with the above opening. As in the structure in FIG. 12A, it is preferable that the insulating layer 314 be provided over the entire surface of the display panel because a yield in a peeling step to be described later can be increased.
  • FIG. 12B is a cross-sectional view in the case where the insulating layer 314 is not positioned at an end portion of the display panel.
  • an insulating layer using an organic material is not located at an end portion of the display panel; thus, entry of impurities into the light-emitting element 304 can be suppressed.
  • the light-emitting element 304 includes an electrode 321, an EL layer 322, and an electrode 323.
  • the light emitting element 304 may have an optical adjustment layer 324.
  • the light-emitting element 304 has a top emission structure that emits light toward the colored layer 325 side.
  • the aperture ratio of the display portion 381 can be increased.
  • One of the electrode 321 and the electrode 323 functions as an anode, and the other functions as a cathode.
  • a voltage higher than the threshold voltage of the light-emitting element 304 is applied between the electrode 321 and the electrode 323, holes are injected into the EL layer 322 from the anode side and electrons are injected from the cathode side.
  • the injected electrons and holes are recombined in the EL layer 322, and the light-emitting substance contained in the EL layer 322 emits light.
  • the electrode 321 is electrically connected to the source or drain of the transistor 303. These may be directly connected or may be connected via another conductive layer.
  • the electrode 321 functions as a pixel electrode and is provided for each light emitting element 304. Two adjacent electrodes 321 are electrically insulated by an insulating layer 315.
  • the EL layer 322 is a layer containing a light-emitting substance.
  • the electrode 323 functions as a common electrode and is provided over the plurality of light emitting elements 304. A constant potential is supplied to the electrode 323.
  • the light-emitting element 304 overlaps with the colored layer 325 with the adhesive layer 317 interposed therebetween.
  • the spacer 316 overlaps the light shielding layer 326 with the adhesive layer 317 interposed therebetween.
  • FIG. 8 illustrates a case where there is a gap between the light emitting element 304 and the light shielding layer 326, these may be in contact with each other.
  • FIG. 8 illustrates the structure in which the spacer 316 is provided on the flexible substrate 371 side, the spacer 316 may be provided on the flexible substrate 372 side (for example, on the flexible substrate 371 side with respect to the light shielding layer 326).
  • the color filter colored layer 325) and the microcavity structure (optical adjustment layer 324)
  • light with high color purity can be extracted from the display panel.
  • the film thickness of the optical adjustment layer 324 is changed according to the color of each pixel.
  • the colored layer is a colored layer that transmits light in a specific wavelength band.
  • a color filter that transmits light in a red, green, blue, or yellow wavelength band can be used.
  • materials that can be used for the colored layer include metal materials, resin materials, resin materials containing pigments or dyes, and the like.
  • one embodiment of the present invention is not limited to the color filter method, and a color separation method, a color conversion method, a quantum dot method, or the like may be applied.
  • the light shielding layer is provided between the adjacent colored layers.
  • the light shielding layer shields light from adjacent light emitting elements and suppresses color mixing between adjacent light emitting elements.
  • light leakage can be suppressed by providing the end portion of the colored layer so as to overlap the light shielding layer.
  • a material that blocks light emitted from the light emitting element can be used.
  • a black matrix can be formed using a metal material or a resin material containing a pigment or a dye. Note that it is preferable that the light-blocking layer be provided in a region other than the pixel portion such as a driver circuit because unintended light leakage due to guided light or the like can be suppressed.
  • An overcoat covering the colored layer and the light shielding layer may be provided.
  • the overcoat can prevent diffusion of impurities contained in the colored layer into the light emitting element.
  • the overcoat is made of a material that transmits light emitted from the light emitting element.
  • an inorganic insulating film such as a silicon nitride film or a silicon oxide film, or an organic insulating film such as an acrylic film or a polyimide film can be used.
  • a stacked structure of an insulating film and an inorganic insulating film may be used.
  • the adhesive layer material when the adhesive layer material is applied on the colored layer and the light shielding layer, it is preferable to use a material having high wettability with respect to the adhesive layer material as the overcoat material.
  • a material having high wettability with respect to the adhesive layer material for example, an oxide conductive film such as an ITO film or a metal film such as an Ag film that is thin enough to have a light-transmitting property is preferably used.
  • the material of the adhesive layer can be uniformly applied. Thereby, when a pair of board
  • the insulating layer 378 and the flexible substrate 371 are attached to each other with an adhesive layer 377.
  • the insulating layer 376 and the flexible substrate 372 are attached to each other with an adhesive layer 375. It is preferable to use a highly moisture-proof film for the insulating layers 376 and 378. It is preferable to dispose the light-emitting element 304, a transistor, and the like between the pair of highly moisture-proof insulating layers because impurities such as water can be prevented from entering these elements and the reliability of the display panel is increased.
  • the highly moisture-proof insulating film examples include a film containing nitrogen and silicon such as a silicon nitride film and a silicon nitride oxide film, and a film containing nitrogen and aluminum such as an aluminum nitride film.
  • a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, or the like may be used.
  • the moisture permeation amount of the highly moisture-proof insulating film is 1 ⁇ 10 ⁇ 5 [g / (m 2 ⁇ day)] or less, preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 6 [g / (m 2 ⁇ day)] or less, More preferably, it is 1 ⁇ 10 ⁇ 7 [g / (m 2 ⁇ day)] or less, and further preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 8 [g / (m 2 ⁇ day)] or less.
  • the connection portion 306 includes a conductive layer 307 and a conductive layer 355.
  • the conductive layer 307 and the conductive layer 355 are electrically connected.
  • the conductive layer 307 can be formed using the same material and step as the source and drain of the transistor.
  • the conductive layer 355 is electrically connected to an external input terminal that transmits an external signal or potential to the driver circuit portion 382.
  • an FPC 373 is provided as an external input terminal is shown.
  • the FPC 373 and the conductive layer 355 are electrically connected through the connection body 319.
  • connection body 319 various anisotropic conductive films (ACF: Anisotropic Conductive Film), anisotropic conductive pastes (ACP: Anisotropic Conductive Paste), and the like can be used.
  • ACF Anisotropic Conductive Film
  • ACP Anisotropic Conductive Paste
  • FIGS. 9 to 11 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the display portion 381 of the display panel 370.
  • FIGS. 9 to 11 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the display portion 381 of the display panel 370.
  • a separation layer 403 is formed over a manufacturing substrate 401.
  • a layer to be peeled is formed over the peeling layer 403.
  • the layers to be peeled formed over the peeling layer 403 are layers from the insulating layer 378 to the light-emitting element 304 in FIG.
  • the manufacturing substrate 401 a substrate having heat resistance that can withstand at least a processing temperature in the manufacturing process is used.
  • a glass substrate, a quartz substrate, a sapphire substrate, a semiconductor substrate, a ceramic substrate, a metal substrate, a resin substrate, a plastic substrate, or the like can be used.
  • a large glass substrate is preferably used as the formation substrate 401 in order to improve mass productivity.
  • an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a silicon nitride film, or a silicon nitride oxide film is formed as a base film between the manufacturing substrate 401 and the separation layer 403. Then, contamination from the glass substrate can be prevented, which is preferable.
  • the separation layer 403 is formed using an element selected from tungsten, molybdenum, titanium, tantalum, niobium, nickel, cobalt, zirconium, zinc, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, and silicon, an alloy material containing the element, or the element It can form using the compound material etc. which contain.
  • the crystal structure of the layer containing silicon may be any of amorphous, microcrystalline, and polycrystalline.
  • a metal oxide such as aluminum oxide, gallium oxide, zinc oxide, titanium dioxide, indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, or In—Ga—Zn oxide may be used. It is preferable to use a refractory metal material such as tungsten, titanium, or molybdenum for the separation layer 403 because the degree of freedom in the formation process of the layer to be separated is increased.
  • the peeling layer 403 can be formed by, for example, a sputtering method, a plasma CVD method, a coating method (including a spin coating method, a droplet discharge method, a dispensing method, or the like), a printing method, or the like.
  • the thickness of the release layer 403 is, for example, 1 nm to 200 nm, preferably 10 nm to 100 nm.
  • a tungsten layer, a molybdenum layer, or a layer containing a mixture of tungsten and molybdenum is preferably formed.
  • a layer containing tungsten oxide or oxynitride, a layer containing molybdenum oxide or oxynitride, or a layer containing an oxide or oxynitride of a mixture of tungsten and molybdenum may be formed.
  • the mixture of tungsten and molybdenum corresponds to, for example, an alloy of tungsten and molybdenum.
  • a layer containing tungsten is formed, and an insulating film formed using an oxide is formed thereover.
  • a layer containing an oxide of tungsten is formed at the interface between the tungsten layer and the insulating film.
  • the surface of the layer containing tungsten is subjected to thermal oxidation treatment, oxygen plasma treatment, nitrous oxide (N 2 O) plasma treatment, treatment with a solution having strong oxidizing power such as ozone water, and the like to form tungsten oxide.
  • An included layer may be formed.
  • Plasma treatment or heat treatment may be performed in an atmosphere of oxygen, nitrogen, nitrous oxide alone, or a mixed gas of the gas and other gases.
  • the peeling layer is not necessarily provided.
  • glass is used as a manufacturing substrate, and an organic resin such as polyimide, polyester, polyolefin, polyamide, polycarbonate, or acrylic is formed in contact with the glass.
  • an organic resin such as polyimide, polyester, polyolefin, polyamide, polycarbonate, or acrylic is formed in contact with the glass.
  • the adhesion between the manufacturing substrate and the organic resin is improved by performing laser irradiation or heat treatment.
  • an insulating film, a transistor, or the like is formed over the organic resin.
  • laser irradiation can be performed at an energy density higher than that of the previous laser irradiation, or heat treatment can be performed at a temperature higher than that of the previous heat treatment, so that separation can be performed at the interface between the formation substrate and the organic resin. Further, at the time of peeling, the liquid may penetrate into the interface between the manufacturing substrate and the organic resin to be separated.
  • the organic resin may be used as a substrate included in the device, or the organic resin may be removed and another substrate may be bonded to the exposed surface of the layer to be peeled using an adhesive.
  • a metal layer may be provided between the manufacturing substrate and the organic resin, and current may be supplied to the metal layer to heat the metal layer, and separation may be performed at the interface between the metal layer and the organic resin.
  • the insulating layer 378 is preferably formed as a single layer or a stacked layer using a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, a silicon nitride oxide film, or the like.
  • the insulating layer 378 can be formed by a sputtering method, a plasma CVD method, a coating method, a printing method, or the like.
  • the insulating layer 378 can be formed at a deposition temperature of 250 ° C. to 400 ° C. by a plasma CVD method. It can be made into a dense and very high moisture-proof film.
  • the thickness of the insulating layer 378 is preferably 10 nm to 3000 nm, and more preferably 200 nm to 1500 nm.
  • a separation layer 413 is formed over the manufacturing substrate 411.
  • a layer to be peeled is formed over the peeling layer 413.
  • the layers to be peeled formed over the peeling layer 413 are the insulating layer 376, the light shielding layer 326, and the coloring layer 325 in FIG.
  • the manufacturing substrate 411 For the manufacturing substrate 411, the peeling layer 413, and the insulating layer 376, materials that can be used for the manufacturing substrate 401, the peeling layer 403, and the insulating layer 378 can be used, respectively.
  • the manufacturing substrate 401 and the manufacturing substrate 411 are attached to each other using an adhesive layer 317.
  • the manufacturing substrate 401 and the insulating layer 378 are separated. Note that either the manufacturing substrate 401 or the manufacturing substrate 411 may be separated first.
  • a starting point of separation Before separation of the manufacturing substrate 401 and the insulating layer 378, it is preferable to form a starting point of separation using a laser beam, a sharp blade, or the like.
  • a starting point of peeling By cracking a part of the insulating layer 378 (causing film cracking or cracking), a starting point of peeling can be formed.
  • part of the insulating layer 378 can be dissolved, evaporated, or thermally destroyed by laser light irradiation.
  • the insulating layer 378 and the manufacturing substrate 401 are formed from a starting point of the formed peeling by a physical force (a process of peeling with a human hand or a jig or a process of separating by rotating a roller in close contact with the substrate). And are separated.
  • a separation layer 403 and a manufacturing substrate 401 which are separated from the insulating layer 378 are illustrated in the lower portion of FIG. After that, as illustrated in FIG. 10A, the exposed insulating layer 378 and the flexible substrate 371 are attached using an adhesive layer 377.
  • a release film (also referred to as a separate film or a release film) is often provided on both surfaces of a film that can be suitably used as the flexible substrate 371.
  • a release film also referred to as a separate film or a release film
  • FIG. 10A illustrates an example in which a release film 398 is provided on one surface of a flexible substrate 371.
  • FIG. 10B illustrates an example in which a release film 399 is provided on one surface of a flexible substrate 372.
  • the release film 398 is peeled off, and a conductive layer 390 is formed on the exposed surface of the flexible substrate 371.
  • the release film 399 is peeled off.
  • the release film 399 is preferably peeled after the conductive layer 390 is formed.
  • the display panel can be prevented from warping due to internal stress of the conductive layer 390.
  • the functional elements and the like included in the display panel are all formed over the manufacturing substrate; therefore, even when a high-definition display panel is manufactured, the flexible substrate includes High alignment accuracy is not required. Therefore, a flexible substrate can be easily attached. Further, since a functional element or the like can be manufactured by applying high temperature, a highly reliable display panel can be realized.
  • FIG. 13A is a cross-sectional view of a display panel to which a color filter method is applied.
  • FIG. 13A is a cross-sectional view of a display panel to which a color filter method is applied.
  • a display panel illustrated in FIG. 13A includes a conductive layer 380, a flexible substrate 371, an adhesive layer 377, an insulating layer 378, a plurality of transistors, a conductive layer 307, an insulating layer 312, an insulating layer 313, an insulating layer 314, and an insulating layer.
  • a layer 315, a light-emitting element 304, a conductive layer 355, an adhesive layer 317, a colored layer 325, a flexible substrate 372, and an insulating layer 376 are included.
  • the conductive layer 380 is provided at least on the display portion 381.
  • the conductive layer 380 may be provided also in the driver circuit portion 382 and the like. Since the conductive layer 380 is located on the display surface of the display panel, the conductive layer 380 is formed using a material that transmits visible light.
  • the driver circuit portion 382 includes a transistor 301.
  • the display portion 381 includes a transistor 303.
  • Each transistor includes two gates, a gate insulating layer 311, a semiconductor layer, a source, and a drain. Each of the two gates overlaps with the semiconductor layer with the gate insulating layer 311 interposed therebetween.
  • FIG. 13A illustrates an example in which a structure in which a semiconductor layer is sandwiched between two gates is applied to each transistor. Such a transistor can increase field-effect mobility and increase on-state current as compared to other transistors. As a result, a circuit capable of high speed operation can be manufactured. Furthermore, the area occupied by the circuit can be reduced.
  • FIG. 13A illustrates an example in which one gate is manufactured using the same material and the same process as the electrode 321.
  • the light-emitting element 304 has a bottom emission structure that emits light toward the colored layer 325 side.
  • the light-emitting element 304 overlaps with the colored layer 325 with the insulating layer 314 interposed therebetween.
  • the coloring layer 325 is disposed between the light emitting element 304 and the flexible substrate 371.
  • FIG. 13A illustrates an example in which the coloring layer 325 is provided over the insulating layer 313.
  • FIG. 13A illustrates an example in which the light-blocking layer and the spacer are not provided.
  • FIG. 13B is a cross-sectional view of a display panel to which the separate coating method is applied.
  • a display panel illustrated in FIG. 13B includes a conductive layer 390, a flexible substrate 371, an adhesive layer 377, an insulating layer 378, a plurality of transistors, a conductive layer 307, an insulating layer 312, an insulating layer 313, an insulating layer 314, and an insulating layer.
  • a layer 315, a spacer 316, a light-emitting element 304, an adhesive layer 317, a flexible substrate 372, and an insulating layer 376 are included.
  • FIG. 13B illustrates an example in which the conductive layer 390 is provided over the entire surface of the flexible substrate 371.
  • the driver circuit portion 382 includes a transistor 301.
  • the display portion 381 includes a transistor 302, a transistor 303, and a capacitor 305.
  • Each transistor includes two gates, a gate insulating layer 311, a semiconductor layer, a source, and a drain. Each of the two gates overlaps with the semiconductor layer with the gate insulating layer 311 interposed therebetween.
  • FIG. 13B illustrates an example in which a structure in which a semiconductor layer is sandwiched between two gates is applied to each transistor.
  • FIG. 13B illustrates an example in which one gate is formed between the insulating layer 313 and the insulating layer 314.
  • the light-emitting element 304 has a top emission structure that emits light toward the flexible substrate 372.
  • FIG. 13B illustrates an example in which the light-emitting element 304 does not have an optical adjustment layer.
  • the insulating layer 376 functions as a sealing layer for the light-emitting element 304.
  • connection portion 306 includes a conductive layer 307.
  • the conductive layer 307 is electrically connected to the FPC 373 through the connection body 319.
  • a display device on which a touch sensor is mounted (hereinafter also referred to as a touch panel) can be manufactured.
  • a detection element also referred to as a sensor element
  • various methods such as a capacitance method, a resistance film method, a surface acoustic wave method, an infrared method, an optical method, and a pressure-sensitive method can be used as a sensor method.
  • a touch panel having a capacitive detection element will be described as an example.
  • Examples of the electrostatic capacity method include a surface electrostatic capacity method and a projection electrostatic capacity method.
  • examples of the projected capacitance method include a self-capacitance method and a mutual capacitance method. Use of the mutual capacitance method is preferable because simultaneous multipoint detection is possible.
  • the touch panel of one embodiment of the present invention includes a structure in which a separately manufactured display panel and a detection element are attached, a structure in which an electrode or the like that forms the detection element is provided on one or both of the substrate that supports the display element and the counter substrate, and the like Various configurations can be applied.
  • FIG. 14A is a schematic perspective view of the touch panel 300.
  • FIG. 14B is a schematic perspective view of FIG. 14A developed. For the sake of clarity, only representative components are shown. In FIG. 14B, only some outlines of some components (such as the flexible substrate 330 and the flexible substrate 372) are clearly shown by broken lines.
  • the touch panel 300 includes an input device 310 and a display panel 370, which are provided so as to overlap each other.
  • the input device 310 includes a flexible substrate 330, an electrode 331, an electrode 332, a plurality of wirings 341, and a plurality of wirings 342.
  • the FPC 350 is electrically connected to each of the plurality of wirings 341 and the plurality of wirings 342.
  • the FPC 350 is provided with an IC 351.
  • the display panel 370 includes a flexible substrate 371 and a flexible substrate 372 provided to face each other.
  • the display panel 370 includes a display portion 381 and a drive circuit portion 382.
  • a wiring 383 and the like are provided over the flexible substrate 371.
  • the FPC 373 is electrically connected to the wiring 383.
  • the FPC 373 is provided with an IC 374.
  • the wiring 383 has a function of supplying a signal and power to the display portion 381 and the driver circuit portion 382.
  • the signal and power are input to the wiring 383 from the outside or the IC 374 through the FPC 373.
  • FIG. 15 shows an example of a cross-sectional view of the touch panel 300.
  • FIG. 15 illustrates a cross-sectional structure of a region including the display portion 381, the driver circuit portion 382, the FPC 373, a region including the FPC 350, and the like. Further, in FIG. 15, a wiring formed by processing the same conductive layer as the gate of the transistor and a wiring formed by processing the same conductive layer as the source and drain of the transistor intersect. A cross-sectional structure is shown.
  • the flexible substrate 371 and the flexible substrate 372 are attached to each other with an adhesive layer 317.
  • the flexible substrate 372 and the flexible substrate 330 are attached to each other with an adhesive layer 396.
  • each layer from the flexible substrate 371 to the flexible substrate 372 corresponds to the display panel 370.
  • Each layer from the flexible substrate 330 to the electrode 334 corresponds to the input device 310. That is, it can be said that the adhesive layer 396 bonds the display panel 370 and the input device 310 together.
  • each layer from the flexible substrate 371 to the insulating layer 376 corresponds to the display panel 370.
  • Each layer from the flexible substrate 330 to the flexible substrate 372 corresponds to the input device 310. That is, it can be said that the adhesive layer 375 bonds the display panel 370 and the input device 310 together.
  • the configuration of the display panel 370 shown in FIG. 15 is the same as that of the display panel shown in FIG.
  • Electrode 331 and an electrode 332 are provided on the flexible substrate 372 side of the flexible substrate 330.
  • the electrode 331 includes an electrode 333 and an electrode 334 is shown.
  • the insulating layer 395 is provided so as to cover the electrode 332 and the electrode 333.
  • the electrode 334 is electrically connected to two electrodes 333 provided so as to sandwich the electrode 332 through an opening provided in the insulating layer 395.
  • connection portion 308 is provided in a region near the end portion of the flexible substrate 330.
  • the connection portion 308 includes a wiring 342 and a conductive layer obtained by processing the same conductive layer as the electrode 334.
  • the connection unit 308 is electrically connected to the FPC 350 via a connection body 309.
  • the flexible substrate 330 is bonded to the insulating layer 393 with an adhesive layer 391. Similar to the manufacturing method of Structural Example 1, the input device 310 can also be manufactured by manufacturing an element over a manufacturing substrate, peeling the manufacturing substrate, and then transferring the element to the flexible substrate 330. Alternatively, the insulating layer 393, an element, or the like may be formed directly over the flexible substrate 330 (see FIG. 16A).
  • the touch panel illustrated in FIG. 16A is different from the touch panel illustrated in FIG. 15 in that the adhesive layer 391 is not provided and the structures of the transistors 301, 302, and 303 and the capacitor 305 are different.
  • FIG. 16A illustrates a top-gate transistor
  • Each transistor includes a gate, a gate insulating layer 311, a semiconductor layer, a source, and a drain.
  • the gate and the semiconductor layer overlap with each other with the gate insulating layer 311 interposed therebetween.
  • the semiconductor layer may include a region 348 with reduced resistance.
  • the region 348 with reduced resistance functions as a source and a drain of the transistor.
  • the conductive layer provided over the insulating layer 313 functions as a lead wiring.
  • the conductive layer is electrically connected to the region 348 through an opening provided in the insulating layer 313, the insulating layer 312, and the gate insulating layer 311.
  • the stacked structure of the capacitor 305 includes a layer formed by processing the same semiconductor layer as the semiconductor layer, a gate insulating layer 311, and a layer formed by processing the same conductive layer as the gate.
  • a region 349 having higher conductivity than the region 347 where the channel of the transistor is formed is preferably formed in part of the semiconductor layer of the capacitor 305.
  • the region 348 and the region 349 can each be a region containing more impurities than the region 347 where a channel of the transistor is formed, a region with a high carrier concentration, a region with low crystallinity, or the like.
  • the transistor 848 illustrated in FIGS. 16B to 16D can be used in the display device of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 16C is a cross-sectional view in the channel length direction of the transistor 848 in the display device of one embodiment of the present invention.
  • a transistor 848 illustrated in FIG. 16C corresponds to a cross section along the dashed-dotted line X1-X2 in FIG.
  • FIG. 16D is a cross-sectional view in the channel width direction of the transistor 848 in the display device of one embodiment of the present invention.
  • a transistor 848 illustrated in FIG. 16D corresponds to a cross section taken along dashed-dotted line Y1-Y2 in FIG.
  • the transistor 848 is a kind of top-gate transistor having a back gate.
  • the semiconductor layer 742 is formed over the convex portion provided in the insulating layer 772.
  • the side surface of the semiconductor layer 742 can be covered with the gate 743.
  • the transistor 848 has a structure in which the semiconductor layer 742 can be electrically surrounded by the electric field of the gate 743.
  • the structure of a transistor that electrically surrounds a semiconductor film in which a channel is formed by an electric field of a conductive film is referred to as a surrounded channel (s-channel) structure.
  • a transistor having an s-channel structure is also referred to as an “s-channel transistor” or an “s-channel transistor”.
  • a channel can be formed in the entire semiconductor layer 742 (bulk).
  • the drain current of the transistor can be increased and a larger on-current can be obtained. Further, the entire region of the channel formation region formed in the semiconductor layer 742 can be depleted by the electric field of the gate 743. Therefore, in the s-channel structure, the off-state current of the transistor can be further reduced.
  • the back gate 723 is provided over the insulating layer 378.
  • the conductive layer 744 a provided over the insulating layer 729 is electrically connected to the semiconductor layer 742 through the gate insulating layer 311, the insulating layer 728, and the opening 747 c provided in the insulating layer 729.
  • the conductive layer 744 b provided over the insulating layer 729 is electrically connected to the semiconductor layer 742 in the gate insulating layer 311, the insulating layer 728, and the opening 747 d provided in the insulating layer 729.
  • the gate 743 provided over the gate insulating layer 311 is electrically connected to the back gate 723 through openings 747 a and 747 b provided in the gate insulating layer 311 and the insulating layer 772. Accordingly, the same potential is supplied to the gate 743 and the back gate 723.
  • One of the opening 747a and the opening 747b may not be provided.
  • both the opening 747a and the opening 747b may not be provided. In the case where both the opening 747 a and the opening 747 b are not provided, different potentials can be supplied to the back gate 723 and the gate 743.
  • an oxide semiconductor silicon such as polycrystalline silicon, single crystal silicon transferred from a single crystal silicon substrate, or the like can be given.
  • the touch panel illustrated in FIG. 17 is an example in which a bottom-emission display panel and an input device are attached to each other with an adhesive layer 396.
  • FIG. 17 illustrates an example in which the conductive layer 380 is provided not only on the display portion 381 but also on the driver circuit portion 382 and further on the end portion of the flexible substrate 371 that overlaps with the FPC 373.
  • the display panel in FIG. 17 is different from the structure in FIG. 13A in that an insulating layer 376 is provided.
  • the input device in FIG. 17 is different from the structure in FIG. 16 in that the insulating layer 393 is not provided and the electrode 331, the electrode 332, and the like are provided directly on the flexible substrate 330.
  • the touch panel illustrated in FIG. 18 is an example in which a display panel to which a separate coating method is applied and an input device are attached to each other with an adhesive layer 375.
  • the display panel in FIG. 18 has the same structure as that in FIG.
  • the input device in FIG. 18 includes an insulating layer 376 over a flexible substrate 392, and includes an electrode 334 and a wiring 342 over the insulating layer 376.
  • the electrode 334 and the wiring 342 are covered with an insulating layer 395.
  • An electrode 332 and an electrode 333 are provided over the insulating layer 395.
  • the flexible substrate 330 is attached to the flexible substrate 392 with an adhesive layer 396.
  • FIG. 19 illustrates an example in which a touch sensor and a light-emitting element 304 are provided between a pair of flexible substrates (a flexible substrate 371 and a flexible substrate 372).
  • the touch panel can be made thinner, lighter, and more flexible.
  • the structure in FIG. 19 can be manufactured by changing the structure of the layer to be peeled formed over the manufacturing substrate 411 in the manufacturing method example in Structural Example 1.
  • the insulating layer 376, the coloring layer 325, and the light-blocking layer 326 were formed as layers to be peeled over the manufacturing substrate 411 (FIG. 9B).
  • the electrode 332, the electrode 333, and the wiring 342 are formed over the insulating layer 376.
  • an insulating layer 395 covering these electrodes is formed.
  • the electrode 334 is formed over the insulating layer 395.
  • an insulating layer 327 covering the electrode 334 is formed.
  • a colored layer 325 and a light shielding layer 326 are formed over the insulating layer 327.
  • the touch panel having the structure illustrated in FIG. 19 can be manufactured by bonding to the manufacturing substrate 401, peeling each manufacturing substrate, and bonding a flexible substrate.
  • the input device 318 is provided over a flexible substrate 372 included in the display panel 379.
  • the wiring 341, the wiring 342, and the like of the input device 318 are electrically connected to the FPC 373 provided in the display panel 379.
  • the FPC connected to the touch panel 320 can be disposed only on one substrate side (here, the flexible substrate 371 side).
  • the touch panel 320 is provided with one FPC 373, and the display panel 379 and the input device are provided from the FPC 373.
  • a configuration in which a signal is supplied to both 318 is preferable because the configuration can be further simplified.
  • the IC 374 may have a function of driving the input device 318, or an IC for driving the input device 318 may be further provided. Alternatively, an IC that drives the input device 318 may be mounted on the flexible substrate 371.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of the region including the FPC 373 in FIG. 20, the connection portion 385, the drive circuit portion 382, and the display portion 381.
  • One of the wirings 342 (or the wiring 341) and one of the conductive layers 307 are electrically connected to the connection portion 385 through the connection body 386.
  • connection body 386 for example, conductive particles can be used.
  • conductive particles those obtained by coating the surface of particles such as an organic resin or silica with a metal material can be used. It is preferable to use nickel or gold as the metal material because the contact resistance can be reduced. In addition, it is preferable to use particles in which two or more kinds of metal materials are coated in layers, such as further coating nickel with gold. It is preferable to use a material that can be elastically deformed or plastically deformed as the connection body 386. At this time, the conductive particles may be crushed vertically as shown in FIG. By doing so, the contact area between the connection body 386 and the conductive layer electrically connected to the connection body 386 can be increased, the contact resistance can be reduced, and the occurrence of problems such as poor connection can be suppressed.
  • connection body 386 is preferably disposed so as to be covered with the adhesive layer 317.
  • the connection body 386 may be sprayed on the connection portion 385 after applying a paste or the like to be the adhesive layer 317.
  • the connection portion 385 By disposing the connection portion 385 in the portion where the adhesive layer 317 is provided, not only the configuration in which the adhesive layer 317 is also disposed on the light emitting element 304 (also referred to as a solid sealing structure) as shown in FIG.
  • the present invention can be applied in the same manner as long as the structure uses the adhesive layer 317 in the periphery, such as a light emitting panel having a stationary structure, a liquid crystal display panel, or the like.
  • FIG. 21 illustrates an example in which the optical adjustment layer 324 does not cover the end portion of the electrode 321.
  • FIG. 21 illustrates an example in which the spacer 316 is also provided in the driver circuit portion 382.
  • a light-blocking layer 326 is provided between an electrode or the like included in the touch sensor and a flexible substrate 372. Specifically, a light-blocking layer 326 is provided between the insulating layer 376 and the insulating layer 328. Over the insulating layer 328, conductive layers such as an electrode 332, an electrode 333, and a wiring 342, an insulating layer 395 covering the conductive layer, an electrode 334 over the insulating layer 395, and the like are provided. In addition, an insulating layer 327 is provided over the electrode 334 and the insulating layer 395, and a colored layer 325 is provided over the insulating layer 327.
  • the insulating layer 327 and the insulating layer 328 function as a planarization film. Note that the insulating layer 327 and the insulating layer 328 are not necessarily provided when not needed.
  • the touch panel includes a light-blocking layer 326a between the insulating layer 376 and the insulating layer 328, and includes a light-blocking layer 326b between the insulating layer 327 and the adhesive layer 317. It may be. By providing the light shielding layer 326b, light leakage can be more reliably suppressed.
  • a metal oxide is a metal oxide in a broad expression.
  • Metal oxides are classified into oxide insulators, oxide conductors (including transparent oxide conductors), oxide semiconductors (also referred to as oxide semiconductors or simply OS), and the like.
  • oxide semiconductors also referred to as oxide semiconductors or simply OS
  • the metal oxide may be referred to as an oxide semiconductor. That is, in the case of describing as an OS FET, it can be said to be a transistor including a metal oxide or an oxide semiconductor.
  • CAC Cloud Aligned Complementary
  • OS Oxide Semiconductor
  • CAC-metal oxide in a case where a region in which a metal oxide has a function of a conductor and a region having a function of a dielectric material are mixed and the entire metal oxide functions as a semiconductor, a CAC (Cloud Aligned Complementary) -OS (Oxide Semiconductor) or CAC-metal oxide.
  • the CAC-OS is one structure of a material in which an element included in an oxide semiconductor is unevenly distributed with a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 0.5 nm to 3 nm, or the vicinity thereof.
  • an element included in an oxide semiconductor is unevenly distributed with a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 0.5 nm to 3 nm, or the vicinity thereof.
  • one or more elements are unevenly distributed in an oxide semiconductor, and a region including the element has a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 0.5 nm to 3 nm, or the vicinity thereof.
  • the mixed state is also called a mosaic shape or a patch shape.
  • the physical characteristics of a region where a specific element is unevenly distributed are determined by the properties of the element. For example, a region in which elements that tend to become insulators are relatively uneven among the elements constituting the metal oxide is a dielectric region. On the other hand, a region in which elements that tend to be conductors are relatively uneven among the elements constituting the metal oxide is a conductor region. Further, the conductor region and the dielectric region are mixed in a mosaic shape, so that the material functions as a semiconductor.
  • the metal oxide in one embodiment of the present invention is a kind of a matrix composite material or a metal matrix composite material in which materials having different physical properties are mixed.
  • the oxide semiconductor preferably contains at least indium.
  • element M is gallium, aluminum, silicon, boron, yttrium, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum. , One or more selected from tungsten, magnesium, or the like.
  • a CAC-OS in In-Ga-Zn oxide is an indium oxide (hereinafter referred to as InO).
  • X1 (X1 is greater real than 0) and.), or indium zinc oxide (hereinafter, in X2 Zn Y2 O Z2 ( X2, Y2, and Z2 is larger real than 0) and a.), gallium An oxide (hereinafter referred to as GaO X3 (X3 is a real number greater than 0)) or a gallium zinc oxide (hereinafter referred to as Ga X4 Zn Y4 O Z4 (where X4, Y4, and Z4 are greater than 0)) to.) and the like, the material becomes mosaic by separate into, mosaic InO X1 or in X2 Zn Y2 O Z2, is a configuration in which uniformly distributed in the film (hereinafter, click Also called Udo-like.) A.
  • CAC-OS includes a region GaO X3 is the main component, and In X2 Zn Y2 O Z2, or InO X1 is the main component region is a composite oxide semiconductor having a structure that is mixed.
  • the first region indicates that the atomic ratio of In to the element M in the first region is larger than the atomic ratio of In to the element M in the second region. It is assumed that the concentration of In is higher than that in the second region.
  • IGZO is a common name and sometimes refers to one compound of In, Ga, Zn, and O.
  • ZnO ZnO
  • the crystalline compound has a single crystal structure, a polycrystalline structure, or a CAAC structure.
  • the CAAC structure is a crystal structure in which a plurality of IGZO nanocrystals have c-axis orientation and are connected without being oriented in the ab plane.
  • CAC-OS relates to a material structure of an oxide semiconductor.
  • CAC-OS refers to a nanoparticulate region mainly composed of Ga and partly composed of In, in a material configuration containing In, Ga, Zn, and O. Are observed, each of which is randomly dispersed in a mosaic pattern. Therefore, in the CAC-OS, the crystal structure is a secondary element.
  • the CAC-OS does not include a stacked structure of two or more kinds of films having different compositions.
  • a structure composed of two layers of a film mainly containing In and a film mainly containing Ga is not included.
  • a region GaO X3 is the main component, and In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is the main component region, in some cases clear boundary can not be observed.
  • gallium aluminum, silicon, boron, yttrium, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, or magnesium are selected.
  • a nanoparticulate region mainly containing the element is observed in part, and a nanoparticulate region mainly containing In is partly observed. Are observed, each of which is randomly dispersed in a mosaic pattern.
  • Sample structure and production method >> In the following, nine samples according to one embodiment of the present invention are described. Each sample is manufactured under conditions in which the substrate temperature and the oxygen gas flow rate ratio when the oxide semiconductor film is formed are different. Note that the sample has a structure including a substrate and an oxide semiconductor over the substrate.
  • a glass substrate is used as the substrate.
  • an In—Ga—Zn oxide with a thickness of 100 nm is formed as an oxide semiconductor over the glass substrate with a sputtering apparatus.
  • 2500 W AC power is supplied to the oxide target installed in the sputtering apparatus.
  • the substrate temperature was set to a temperature at which the substrate was not intentionally heated (hereinafter also referred to as room temperature or RT), 130 ° C., or 170 ° C. as a condition for forming the oxide film.
  • RT room temperature
  • nine samples are manufactured by setting the flow rate ratio of oxygen gas to the mixed gas of Ar and oxygen (hereinafter also referred to as oxygen gas flow rate ratio) to 10%, 30%, or 100%.
  • FIG. 34 shows the results of measuring the XRD spectrum using the out-of-plane method.
  • the upper part shows the measurement result for the sample whose substrate temperature condition during film formation is 170 ° C.
  • the middle part shows the measurement result for the sample whose substrate temperature condition during film formation is 130 ° C.
  • the lower part shows the measurement result during film formation.
  • the measurement result in the sample is shown.
  • the left column shows the measurement results for the sample with an oxygen gas flow ratio of 10%
  • the center column shows the measurement results for a sample with an oxygen gas flow ratio of 30%
  • the right column shows the oxygen gas flow rate.
  • the measurement result in the sample whose ratio condition is 100% is shown.
  • the sample having a low substrate temperature during film formation or a small oxygen gas flow ratio does not show orientation in the ab plane direction and c-axis direction of the measurement region.
  • planar TEM image a planar image acquired by HAADF-STEM
  • a cross-sectional image hereinafter also referred to as a sectional TEM image
  • the TEM image was observed using a spherical aberration correction function.
  • the HAADF-STEM image was taken by irradiating an electron beam with an acceleration voltage of 200 kV and a beam diameter of about 0.1 nm ⁇ using an atomic resolution analytical electron microscope JEM-ARM200F manufactured by JEOL Ltd.
  • FIG. 35A shows the substrate temperature R.P. T.A. And a planar TEM image of a sample prepared at an oxygen gas flow rate ratio of 10%.
  • FIG. 35B shows the substrate temperature R.D. T.A. And a cross-sectional TEM image of a sample manufactured at an oxygen gas flow ratio of 10%.
  • FIG. 35A the substrate temperature R.D. T.A.
  • a planar TEM image of a sample manufactured at an oxygen gas flow rate ratio of 10% electron beam diffraction patterns indicated by black spots a1, black spots a2, black spots a3, black spots a4, and black spots a5 are observed.
  • the observation of the electron beam diffraction pattern is performed while moving at a constant speed from the 0 second position to the 35 second position while irradiating the electron beam.
  • FIG. 35C shows the result of the black point a1
  • FIG. 35D shows the result of the black point a2
  • FIG. 35E shows the result of the black point a3
  • FIG. 35F shows the result of the black point a4, and FIG.
  • FIG. 35C shows the result of the black point a1
  • FIG. 35D shows the result of the black point a2
  • FIG. 35E shows the result of the black point a3
  • FIG. 35F shows the result of the black point a4, and FIG.
  • FIG. T.A In the cross-sectional TEM image of the sample prepared at an oxygen gas flow rate ratio of 10%, the electron beam diffraction patterns indicated by black spots b1, black spots b2, black spots b3, black spots b4, and black spots b5 are observed.
  • FIG. 35 (H) shows the result of black point b1
  • FIG. 35 (I) shows the result of black point b2
  • FIG. 35 (J) shows the result of black point b3
  • FIG. 35 (K) shows the result of black point b4, and FIG.
  • FIG. 35 (H) shows the result of black point b1
  • FIG. 35 (I) shows the result of black point b2
  • FIG. 35 (J) shows the result of black point b3
  • FIG. 35 (K) shows the result of black point b4, and FIG.
  • FIG. 35 (H) shows the result of black point b1
  • FIG. 35 (I) shows the result of black point b2
  • FIG. 35 (J) shows the result
  • nc-OS oxide semiconductor having a microcrystal
  • a simple diffraction pattern is observed.
  • nanobeam electron diffraction is performed on the nc-OS using an electron beam with a small probe diameter (for example, less than 50 nm)
  • bright spots are observed.
  • nanobeam electron diffraction is performed on the nc-OS, a region with high luminance may be observed so as to draw a circle (in a ring shape). In addition, a plurality of bright spots may be observed in the ring-shaped region.
  • Substrate temperature R.D. T.A The electron beam diffraction pattern of a sample manufactured at an oxygen gas flow rate ratio of 10% has a ring-like high luminance region and a plurality of bright spots in the ring region. Therefore, the substrate temperature R.D. T.A. And the sample manufactured with an oxygen gas flow rate ratio of 10% has an electron diffraction pattern of nc-OS, and has no orientation in the plane direction and the cross-sectional direction.
  • an oxide semiconductor with a low substrate temperature or a low oxygen gas flow ratio during deposition has properties that are clearly different from those of an amorphous oxide semiconductor film and a single crystal oxide semiconductor film. Can be estimated.
  • each point in the analysis target region of the sample is irradiated with an electron beam, and the characteristic X-ray energy and the number of occurrences of the sample generated thereby are measured to obtain an EDX spectrum corresponding to each point.
  • the peak of the EDX spectrum at each point is represented by the electron transition from the In atom to the L shell, the electron transition from the Ga atom to the K shell, the electron transition from the Zn atom to the K shell, and the K shell from the O atom.
  • the ratio of each atom at each point is calculated.
  • FIG. 36 shows the substrate temperature R.D. T.A.
  • the EDX mapping in the cross section of the sample produced by oxygen gas flow rate ratio 10% is shown.
  • FIG. 36A is an EDX mapping of Ga atoms (the ratio of Ga atoms to all atoms is in the range of 1.18 to 18.64 [atomic%]).
  • FIG. 36B is EDX mapping of In atoms (the ratio of In atoms to all atoms is in the range of 9.28 to 33.74 [atomic%]).
  • FIG. 36C is an EDX mapping of Zn atoms (the ratio of Zn atoms to all atoms is in the range of 6.69 to 24.99 [atomic%]).
  • 36A, 36B, and 36C show the substrate temperature R.D. during film formation.
  • T.A In the cross section of the sample manufactured at an oxygen gas flow rate ratio of 10%, the region in the same range is shown. Note that the EDX mapping shows the ratio of elements in light and dark so that the more measurement elements in the range, the brighter the brightness, and the darker the measurement elements. The magnification of EDX mapping shown in FIG. 36 is 7.2 million times.
  • the range surrounded by the solid line includes many relatively dark regions, and the range surrounded by the broken line includes many relatively bright regions.
  • the range surrounded by a solid line includes many relatively bright areas, and the range surrounded by a broken line includes many relatively dark areas.
  • the range surrounded by the solid line is a region having a relatively large number of In atoms
  • the range surrounded by a broken line is a region having a relatively small number of In atoms.
  • the right side is a relatively bright region and the left side is a relatively dark region. Therefore, the range surrounded by the solid line is a region mainly composed of In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 .
  • a range surrounded by a solid line is a region with relatively few Ga atoms
  • a range surrounded by a broken line is a region with relatively many Ga atoms.
  • the upper left area is a relatively bright area
  • the lower right area is a relatively dark area in a range surrounded by a broken line. Therefore, the range surrounded by the broken line is a region whose main component is GaO X3 , Ga X4 Zn Y4 O Z4 , or the like.
  • the distribution of In atoms is relatively more uniform than Ga atoms, and InO X1 is the main component.
  • the regions appear to be connected to each other through a region mainly composed of In X2 Zn Y2 O Z2 .
  • the region mainly composed of In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is formed so as to spread in a cloud shape.
  • the region which is the main component such as GaO X3, In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 there is a region which is a main component, ubiquitously, an In-Ga-Zn oxide having a mixed to have the structure Things can be referred to as CAC-OS.
  • the crystal structure in the CAC-OS has an nc structure.
  • the nc structure of CAC-OS has several bright spots (spots) in addition to bright spots (spots) caused by IGZO including single crystal, polycrystal, or CAAC structure in the electron diffraction image. Have.
  • a crystal structure is defined as a region having a high brightness in a ring shape.
  • FIG. 36 (A), FIG. 36 (B), and 36 from (C), such as GaO X3 is the main component area
  • In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a region which is the main component
  • the size is observed from 0.5 nm to 10 nm, or from 1 nm to 3 nm.
  • the diameter of a region in which each element is a main component is 1 nm or more and 2 nm or less.
  • the CAC-OS has a structure different from that of the IGZO compound in which the metal elements are uniformly distributed and has properties different from those of the IGZO compound. That is, in the CAC-OS, a region in which GaO X3 or the like is a main component and a region in which In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component are phase-separated from each other, and a region in which each element is a main component. Has a mosaic structure.
  • the region containing In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 as a main component is a region having higher conductivity than a region containing GaO X3 or the like as a main component. That, In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1, is an area which is the main component, by carriers flow, expressed the conductivity of the oxide semiconductor. Accordingly, a region where In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component is distributed in a cloud shape in the oxide semiconductor, whereby high field-effect mobility ( ⁇ ) can be realized.
  • areas such as GaO X3 is the main component, as compared to the In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is the main component area, it is highly regions insulating. That is, a region containing GaO X3 or the like as a main component is distributed in the oxide semiconductor, whereby leakage current can be suppressed and good switching operation can be realized.
  • CAC-OS when CAC-OS is used for a semiconductor element, the insulating property caused by GaO X3 and the like and the conductivity caused by In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 act in a complementary manner, resulting in high An on-current (I on ) and high field effect mobility ( ⁇ ) can be realized.
  • CAC-OS is optimal for various semiconductor devices including a display.
  • an electronic device with reduced display defects can be realized.
  • an electronic device having a curved surface or flexibility can be realized.
  • a lightweight or thin electronic device can be realized.
  • Examples of electronic devices include wearable displays such as television devices, bracelet-type displays, goggle-type displays (head-mounted displays), monitors for computers, cameras such as digital cameras and digital video cameras, digital photo frames, and mobile phones. And large game machines such as portable game machines, portable information terminals, sound reproduction apparatuses, and pachinko machines.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention has flexibility, it can be incorporated along an inner wall or an outer wall of a house or a building, or a curved surface of an interior or exterior of an automobile.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention may include a secondary battery, and it is preferable that the secondary battery can be charged using non-contact power transmission.
  • Secondary batteries include, for example, lithium ion secondary batteries such as lithium polymer batteries (lithium ion polymer batteries) using gel electrolyte, nickel metal hydride batteries, nickel-cadmium batteries, organic radical batteries, lead storage batteries, air secondary batteries, nickel A zinc battery, a silver zinc battery, etc. are mentioned.
  • lithium ion secondary batteries such as lithium polymer batteries (lithium ion polymer batteries) using gel electrolyte, nickel metal hydride batteries, nickel-cadmium batteries, organic radical batteries, lead storage batteries, air secondary batteries, nickel A zinc battery, a silver zinc battery, etc. are mentioned.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention may include an antenna. By receiving a signal with an antenna, video, information, and the like can be displayed on the display unit. Further, when the electronic device has a secondary battery, the antenna may be used for non-contact power transmission.
  • FIGS. 23A to 23E illustrate an example of an electronic device including the display portion 7001 having flexibility.
  • the display portion 7001 is manufactured using the display device of one embodiment of the present invention. For example, a display device that can be bent with a curvature radius of 0.01 mm to 150 mm can be applied.
  • the display portion 7001 may include a touch sensor, and the electronic device can be operated by touching the display portion 7001 with a finger or the like.
  • display defects can be reduced and an electronic device including a flexible display portion can be provided.
  • FIGS. 23A to 23C illustrate an example of a foldable electronic device.
  • the electronic device 7600 is in the expanded state, in FIG. 23B, in the middle of changing from one of the expanded state or the folded state to the other, in FIG. 23C, the electronic device 7600 in the folded state.
  • the electronic device 7600 is excellent in portability in the folded state, and in the expanded state, the electronic device 7600 is excellent in listability due to a seamless display area.
  • the display portion 7001 is supported by three housings 7601 connected by a hinge 7602. By bending between the two housings 7601 through the hinge 7602, the electronic device 7600 can be reversibly deformed from a developed state to a folded state.
  • FIGS. 23D and 23E illustrate an example of a foldable electronic device.
  • FIG. 23D illustrates the electronic device 7650 in an internally bent state
  • FIG. 23E illustrates the electronic device 7650 in an outwardly bent state.
  • the electronic device 7650 includes a display portion 7001 and a non-display portion 7651.
  • the display portion 7001 can be folded so that the display portion 7001 is on the inner side, whereby the display portion 7001 can be prevented from being dirty or damaged.
  • the electronic device 7600 and the electronic device 7650 can each be used as a portable information terminal.
  • the portable information terminal exemplified in this embodiment has one or a plurality of functions selected from, for example, a telephone, a notebook, an information browsing device, or the like. Specifically, each can be used as a smartphone.
  • the portable information terminal can execute various applications such as mobile phone, e-mail, text browsing and creation, music playback, Internet communication, and computer games.
  • FIGS. 24 to 27 show examples in which the touch panel 300 (see FIGS. 14 and 15) is used as the display panel.
  • the electronic devices shown in FIGS. 24 to 27 alternately have strip-like regions with high flexibility and strip-like regions with low flexibility.
  • the electronic device can be folded by being bent in a highly flexible region.
  • the electronic device is excellent in portability in a folded state, and in a developed state, the electronic device is excellent in listability due to a wide seamless display area.
  • the highly flexible region can be folded by either internal bending or external bending.
  • the entire display area may be used by expanding it, or a part of the display area may be used by bending the display panel so that the display surface faces outward. May be.
  • the display area that is folded and invisible to the user is set as a non-display area, so that power consumption of the electronic device can be suppressed.
  • 24A to 24D illustrate an electronic device 90 that can be folded in three, which includes two belt-like regions with high flexibility and three belt-like regions with low flexibility.
  • 24A and 24C are plan views on the display surface side of the electronic device 90
  • FIGS. 24B and 24D are plan views on the surface side facing the display surface of the electronic device 90.
  • FIG. 25A illustrates an electronic device that can be folded in half, which includes one belt-like region with high flexibility and two belt-like regions with low flexibility.
  • FIG. 25B illustrates an electronic device including three belt-like regions with high flexibility and four belt-like regions with low flexibility.
  • FIG. 25C illustrates an electronic device having four belt-like regions with high flexibility and five belt-like regions with low flexibility.
  • An electronic device 90 illustrated in FIGS. 24A to 24D includes a flexible touch panel 300, a protective layer 93, a conductive layer 73, a plurality of support panels 95a, and a plurality of support panels 95b.
  • Each of the support panels 95a and 95b is less flexible than the touch panel 300.
  • the plurality of support panels 95a are separated from each other.
  • the plurality of support panels 95b are separated from each other.
  • the electronic device 90 alternately has high-flexibility regions E1 and low-flexibility regions E2 in one direction.
  • the highly flexible region and the low flexibility region are each formed in a strip shape (striped shape).
  • striped shape an example in which a plurality of high-flexibility regions and a plurality of low-flexibility regions are parallel to each other is described, but the regions may not be arranged in parallel.
  • the highly flexible region E1 in the electronic device 90 includes at least a flexible display panel.
  • a display panel using an organic EL element is preferable because it can be thin and light in addition to high flexibility and impact resistance.
  • the low-flexibility region E2 in the electronic device 90 includes at least a flexible display panel and a support panel that is less flexible than the display panel.
  • FIG. 26A illustrates a state where the electronic device 90 illustrated in FIG.
  • FIG. 26B illustrates the electronic device 90 in a state in which the state is changing from one of the developed state or the folded state to the other.
  • FIG. 26C illustrates the electronic device 90 in a folded state.
  • FIG. 27 is a perspective view illustrating each configuration of the electronic device 90 illustrated in FIG.
  • the touch panel 300 When the electronic device 90 is folded, when the end portion of the touch panel 300 (also referred to as a folded portion, an end portion in a folded state, or the like) is positioned outside the end portions of the support panels 95a and 95b, the touch panel 300 is The touch panel 300 may be damaged or an element included in the touch panel 300 may be destroyed.
  • the end portion of the touch panel 300 and the end portions of the support panels 95 a and 95 b positioned above and below the touch panel 300 are aligned. Thereby, it is possible to suppress damage to the touch panel 300, destruction of elements included in the touch panel 300, and the like.
  • the end portion of the touch panel 300 is positioned on the inner side than the end portions of the support panels 95a and 95b. As a result, the touch panel 300 can be further prevented from being damaged, and the elements included in the touch panel 300 can be prevented from being damaged.
  • the length in the direction in which the high flexibility region and the low flexibility region are arranged in the low flexibility region is indicated by a length W1 to a length W3.
  • the low flexibility region preferably includes an external connection electrode included in the display panel.
  • the external connection electrode corresponds to, for example, the conductive layer 355 shown in FIG.
  • the external connection electrode is included in the low-flexibility region having the length W1.
  • the length W1 of the low-flexibility region A overlapping the external connection electrode is longer than the length W3 of the low-flexibility region B closest to the region A.
  • the length W1 of the low-flexibility region A overlapping the external connection electrode is longer than the length W3 of the low-flexibility region B closest to the region A.
  • the length W1 is the longest and the length W2 is the second. Longer is preferred.
  • the length W1 is the longest
  • the length W2 is the second longest
  • the length W3 and the length W4 are the shortest.
  • the length W3 and the length W4 may be different values.
  • the length W1 is the longest of the lengths W1 to W5
  • the length W2 is the second longest
  • the length W3, the length W4, and the length W5 is the shortest.
  • the length W3, the length W4, and the length W5 may be different values.
  • the support panel is provided on at least one of the display surface side of the display panel or the surface side facing the display surface.
  • the display panel can be sandwiched between the pair of support panels. It is preferable that the mechanical strength of the electronic device 90 is increased and the electronic device 90 is less likely to be damaged.
  • the highly flexible region E1 and the low flexibility region E2 preferably have a display panel and a protective layer that is more flexible than the support panel.
  • region E1 of the electronic device 90 turns into an area
  • each of the display panel, the support panel, and the protective layer preferably has a structure in which the support panel is thickest and the display panel is thinnest.
  • each of the display panel, the support panel, and the protective layer preferably has a configuration in which the support panel has the lowest flexibility and the display panel has the highest flexibility.
  • the display panel can be sandwiched between a pair of protective layers, which increases the mechanical strength of the electronic device and further damages the electronic device. It becomes difficult and preferable.
  • the conductive layer 73 functions as a protective layer.
  • the conductive layer 73 is applied with a constant potential by being connected to the support panel 95b and the battery.
  • the protective layer 93 and the conductive layer 73 are located between the pair of support panels 95a and 95b, and the touch panel 300 is protected. It is preferably located between the layer 93 and the conductive layer 73.
  • the protective layer be provided only on the display surface side of the display panel or on the surface side facing the display surface because the electronic device 90 can be made thinner or lighter.
  • the electronic device 90 having only the conductive layer 73 without using the protective layer 93 may be used.
  • the protective layer 93 on the display surface side of the display panel is a light shielding film, it is possible to suppress the external light from being irradiated to the non-display area of the display panel. This is preferable because light deterioration of a transistor or the like included in the driving circuit included in the non-display area can be suppressed.
  • the relative position of at least a part of the touch panel 300 changes with respect to the conductive layer 73 when the electronic device 90 is bent or unfolded. Moreover, since a neutral surface can be formed in the touch panel 300, it is possible to prevent the touch panel 300 from being damaged by being applied with force.
  • the protective layer and the support panel can be formed using plastic, metal, alloy, rubber or the like. Use of plastic, rubber, or the like is preferable because a protective layer and a support panel that are lightweight and hardly damaged are obtained.
  • plastic, rubber, or the like is preferable because a protective layer and a support panel that are lightweight and hardly damaged are obtained.
  • silicone rubber can be used as the protective layer 93
  • a conductive film can be used as the conductive layer 73
  • stainless steel or aluminum can be used as the support panel.
  • the conductive film for example, a film in which ITO and PET film are laminated can be used.
  • a material having high toughness for the protective layer and the support panel it is preferable to use a material having high toughness for the protective layer and the support panel. Thereby, it is possible to realize an electronic device that is excellent in impact resistance and is not easily damaged. For example, by using a resin, a thin metal material, or an alloy material, an electronic device that is lightweight and hardly damaged can be realized. For the same reason, it is preferable to use a material having high toughness for the substrate constituting the display panel.
  • the protective layer and the support panel positioned on the display surface side may be light-transmitting if they do not overlap with the display area of the display panel. In the case where the protective layer or the support panel positioned on the display surface side overlaps at least a part of the display region, it is preferable to use a material that transmits light emitted from the light-emitting element.
  • the light-transmitting properties of the protective layer and the support panel positioned on the surface facing the display surface are not limited.
  • each component of the electronic device may be fixed using a screw that penetrates any two or more of the protective layer, the support panel, and the display panel, a pin that is sandwiched, a clip, and the like.
  • the touch panel 300 includes a portion that is not fixed to the conductive layer 73.
  • the electronic device 90 can use one display panel (one display area) by dividing it into two or more with the bent portion as a boundary. For example, a region hidden by folding may be hidden, and only an exposed region may be displayed. As a result, it is possible to reduce the power consumed by the area not used by the user.
  • the electronic device 90 may include a sensor for determining whether or not each highly flexible region is bent.
  • a sensor for determining whether or not each highly flexible region is bent.
  • a switch for example, a switch, a MEMS pressure sensor, or a pressure sensor can be used.
  • one display panel can be folded one or more times.
  • a curvature radius can be made into 1 mm or more and 150 mm or less, for example.
  • FIG. 28 shows an example in which a touch panel 300 (see FIGS. 14 and 15) is used as the display panel.
  • a method for using the electronic device of one embodiment of the present invention is not particularly limited. For example, it can be used without wearing anything, parts of the body such as arms, waist and legs, robots (factory robots, humanoid robots, etc.), columnar objects (building pillars, utility poles, It may be attached to a sign pole) or a tool.
  • parts of the body such as arms, waist and legs, robots (factory robots, humanoid robots, etc.), columnar objects (building pillars, utility poles, It may be attached to a sign pole) or a tool.
  • FIG. 28A shows a top view of the arm-mounted electronic device 60
  • FIG. 28B shows a cross-sectional view along the alternate long and short dash line XY in FIG. Note that in FIG. 28B, the direction in which light emitted from the light-emitting element included in the touch panel 300 is extracted is indicated by an arrow.
  • the electronic device 60 includes a housing 61 and a band 65.
  • the housing 61 includes a touch panel 300, a conductive layer 73, a circuit, a power storage device 67, and the like.
  • the casing 61 and the band 65 are connected.
  • the housing 61 and the band 65 may be detachably connected.
  • the touch panel 300 includes a conductive layer 390 illustrated in FIG.
  • the conductive layer 390 is electrically connected to the conductive layer 73 and given a constant potential. A constant potential is applied to the conductive layer 73.
  • the conductive layer 73 may be connected to the power storage device 67 or the housing 61.
  • the conductive layer 73 is electrically connected to the housing 61 or the GND line of the battery, so that the GND potential is applied.
  • the conductive layer 73 may function as a shield for electrostatic shielding of the power storage device 67. In particular, it is suitable as a shield for a secondary battery (such as a solid battery) that does not require an outer package.
  • the conductive layer 73 may function as a shield for electrostatic shielding of various sensors included in the electronic device 60.
  • a belt-like band or a chain-like band can be used as the band.
  • FIG. 28C shows an example having a chain band 68.
  • FIG. 28C illustrates an arm-mounted electronic device having a circular display region 81 in a circular housing 61.
  • the band to be attached to the arm or the like for example, one or more of metals, resins, natural materials, and the like can be used.
  • metal stainless steel, aluminum, titanium alloy, or the like can be used.
  • resin acrylic resin, polyimide resin, or the like can be used.
  • Natural materials that can be used include wood, stone, bone, leather, paper, and cloth.
  • FIG. 28D illustrates an example of a wristwatch-type electronic device.
  • An electronic device 7800 includes a band 7801, a display portion 7001, input / output terminals 7802, operation buttons 7803, and the like.
  • the band 7801 has a function as a housing.
  • the electronic device 7800 can be equipped with a flexible battery 7805.
  • the battery 7805 may be disposed so as to overlap with the display portion 7001 or the band 7801, for example.
  • the band 7801, the display portion 7001, and the battery 7805 are flexible. Therefore, it is easy to curve the electronic device 7800 into a desired shape.
  • the electronic device 7800 can be used as a portable information terminal.
  • the operation button 7803 can have various functions such as time setting, power on / off operation, wireless communication on / off operation, manner mode execution and release, and power saving mode execution and release. .
  • the function of the operation button 7803 can be freely set by an operating system incorporated in the electronic device 7800.
  • an application can be started by touching an icon 7804 displayed on the display portion 7001 with a finger or the like.
  • the electronic device 7800 can perform short-range wireless communication with a communication standard. For example, it is possible to talk hands-free by communicating with a headset capable of wireless communication.
  • the electronic device 7800 may include an input / output terminal 7802.
  • data can be directly exchanged with another information terminal via a connector.
  • Charging can also be performed through the input / output terminal 7802.
  • you may charge by non-contact electric power transmission not via an input / output terminal.
  • FIGS. 29A, 29B, 29C, 21D, and 19E each show an example of an electronic device having a curved display portion 7000.
  • FIG. The display portion 7000 is provided with a curved display surface, and can perform display along the curved display surface. Note that the display portion 7000 may have flexibility.
  • the display portion 7000 is manufactured using the display device of one embodiment of the present invention.
  • display defects can be reduced and an electronic device including a curved display portion can be provided.
  • FIG. 29A illustrates an example of a mobile phone.
  • a cellular phone 7100 includes a housing 7101, a display portion 7000, operation buttons 7103, an external connection port 7104, a speaker 7105, a microphone 7106, and the like.
  • a cellular phone 7100 illustrated in FIG. 29A includes a touch sensor in the display portion 7000. All operations such as making a call or inputting characters can be performed by touching the display portion 7000 with a finger or a stylus.
  • the operation button 7103 by operating the operation button 7103, the power ON / OFF operation and the type of image displayed on the display portion 7000 can be switched.
  • the mail creation screen can be switched to the main menu screen.
  • FIG. 29B illustrates an example of a television device.
  • a display portion 7000 is incorporated in a housing 7201.
  • a structure in which the housing 7201 is supported by a stand 7203 is shown.
  • the television device 7200 illustrated in FIG. 29B can be operated with an operation switch included in the housing 7201 or a separate remote controller 7211.
  • the display unit 7000 may be provided with a touch sensor, and may be operated by touching the display unit 7000 with a finger or the like.
  • the remote controller 7211 may include a display unit that displays information output from the remote controller 7211. Channels and volume can be operated with an operation key or a touch panel included in the remote controller 7211, and an image displayed on the display portion 7000 can be operated.
  • the television device 7200 is provided with a receiver, a modem, and the like.
  • a general television broadcast can be received by the receiver.
  • information communication is performed in one direction (from the sender to the receiver) or in two directions (between the sender and the receiver or between the receivers). It is also possible.
  • FIGS. 29C1, 29C, 29D, and 29E show examples of portable information terminals.
  • Each portable information terminal includes a housing 7301 and a display portion 7000. Furthermore, an operation button, an external connection port, a speaker, a microphone, an antenna, a battery, or the like may be included.
  • the display unit 7000 includes a touch sensor. The portable information terminal can be operated by touching the display portion 7000 with a finger or a stylus.
  • FIG. 29C1 is a perspective view of the portable information terminal 7300
  • FIG. 29C2 is a top view of the portable information terminal 7300
  • FIG. FIG. 29D is a perspective view of the portable information terminal 7310.
  • FIG. 29E is a perspective view of a portable information terminal 7320.
  • the portable information terminal 7300, the portable information terminal 7310, and the portable information terminal 7320 can display characters and image information on a plurality of surfaces.
  • three operation buttons 7302 can be displayed on one surface, and information 7303 indicated by a rectangle can be displayed on the other surface.
  • 29C1 and 29C2 illustrate examples in which information is displayed on the upper side of the portable information terminal
  • FIG. 29D illustrates an example in which information is displayed on the side of the portable information terminal.
  • information may be displayed on three or more surfaces of the portable information terminal.
  • FIG. 29E illustrates an example in which the information 7304, the information 7305, and the information 7306 are displayed on different surfaces.
  • Examples of information include SNS (social networking service) notifications, displays that notify incoming calls such as e-mails and telephone calls, e-mail titles or sender names, date and time, time, battery level, antenna There is the strength of reception.
  • SNS social networking service
  • displays that notify incoming calls such as e-mails and telephone calls, e-mail titles or sender names, date and time, time, battery level, antenna There is the strength of reception.
  • an operation button, an icon, or the like may be displayed instead of the information at a position where the information is displayed.
  • the user of the portable information terminal 7300 can check the display (information 7303 in this case) in a state where the portable information terminal 7300 is stored in the chest pocket of clothes.
  • the telephone number or name of the caller of the incoming call is displayed at a position where the mobile information terminal 7300 can be observed from above.
  • the user can check the display and determine whether to receive a call without taking out the portable information terminal 7300 from the pocket.
  • FIGS. 29F to 29H show an example of a lighting device having a curved light emitting portion.
  • the light-emitting portion included in each lighting device illustrated in FIGS. 29F to 29H is manufactured using the display device of one embodiment of the present invention.
  • a lighting device including a curved light-emitting portion with reduced light emission defects can be provided.
  • a lighting device 7400 illustrated in FIG. 29F includes a light-emitting portion 7402 having a wavy light-emitting surface. Therefore, the lighting device has high design.
  • a light emitting portion 7412 included in the lighting device 7410 illustrated in FIG. 29G has a structure in which two light emitting portions curved in a convex shape are arranged symmetrically. Therefore, all directions can be illuminated around the lighting device 7410.
  • a lighting device 7420 illustrated in FIG. 29H includes a light-emitting portion 7422 curved in a concave shape. Therefore, the light emitted from the light emitting unit 7422 is condensed on the front surface of the lighting device 7420, which is suitable for brightly illuminating a specific range.
  • each light emitting unit included in the lighting device 7400, the lighting device 7410, and the lighting device 7420 may have flexibility.
  • the light emitting portion may be fixed by a member such as a plastic member or a movable frame, and the light emitting surface of the light emitting portion may be freely bent according to the application.
  • Each of the lighting device 7400, the lighting device 7410, and the lighting device 7420 includes a base portion 7401 including an operation switch 7403 and a light emitting portion supported by the base portion 7401.
  • a housing including the light emitting unit can be fixed to the ceiling or can be used to hang from the ceiling. Since the light emitting surface can be curved and used, the light emitting surface can be curved concavely to illuminate a specific area, or the light emitting surface can be curved convexly to illuminate the entire room.
  • Electronic devices other than a structure in which the display portion is folded can be manufactured using the flexible display device of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 30A to 30D illustrate an example of a portable information terminal including a flexible display portion 7001.
  • FIG. 30A to 30D illustrate an example of a portable information terminal including a flexible display portion 7001.
  • FIG. 30A is a perspective view illustrating an example of a portable information terminal
  • FIG. 30B is a side view illustrating an example of a portable information terminal.
  • a portable information terminal 7500 includes a housing 7501, a display portion 7001, a drawer member 7502, operation buttons 7503, and the like.
  • a portable information terminal 7500 includes a flexible display portion 7001 wound in a roll shape in a housing 7501.
  • the portable information terminal 7500 can receive a video signal by a built-in control unit, and can display the received video on the display unit 7001.
  • the portable information terminal 7500 has a built-in battery.
  • a terminal portion for connecting a connector to the housing 7501 may be provided, and a video signal and power may be directly supplied from the outside by wire.
  • operation buttons 7503 can be used to perform power ON / OFF operations, switching of displayed images, and the like.
  • 30A to 30C show an example in which the operation button 7503 is arranged on the side surface of the portable information terminal 7500, but the present invention is not limited to this, and the same surface (front) as the display surface of the portable information terminal 7500 is shown. Surface) or the back surface.
  • FIG. 30C illustrates the portable information terminal 7500 with the display portion 7001 pulled out.
  • an image can be displayed on the display portion 7001.
  • the portable information terminal 7500 displays differently between the state of FIG. 30A in which part of the display portion 7001 is wound in a roll shape and the state of FIG. 30C in which the display portion 7001 is pulled out by the pull-out member 7502. It is good also as composition which performs.
  • power consumption of the portable information terminal 7500 can be reduced by hiding a portion of the display portion 7001 wound in a roll shape.
  • a reinforcing frame may be provided on a side portion of the display portion 7001 in order to fix the display surface of the display portion 7001 so that the display surface becomes flat when the display portion 7001 is pulled out.
  • a speaker may be provided in the housing, and audio may be output by an audio signal received together with the video signal.
  • FIG. 30D illustrates an example of a flexible portable information terminal.
  • a portable information terminal 7700 includes a housing 7701 and a display portion 7001. Further, buttons 7703a and 7703b as input means, speakers 7704a and 7704b as sound output means, an external connection port 7705, a microphone 7706, and the like may be provided.
  • the portable information terminal 7700 can be equipped with a flexible battery 7709. The battery 7709 may be disposed so as to overlap with the display portion 7001, for example.
  • the housing 7701, the display portion 7001, and the battery 7709 have flexibility. Therefore, it is easy to curve the portable information terminal 7700 into a desired shape or to twist the portable information terminal 7700.
  • the portable information terminal 7700 can be used by being folded so that the display portion 7001 is inside or outside.
  • the portable information terminal 7700 can be used in a rolled state. Since the housing 7701 and the display portion 7001 can be freely deformed in this manner, the portable information terminal 7700 is hardly damaged even when it is dropped or an unintended external force is applied. There are advantages.
  • the portable information terminal 7700 is lightweight, it can be used by holding the top of the housing 7701 with a clip or the like and hanging it, or by fixing the housing 7701 to a wall surface with a magnet or the like. Can be used conveniently.
  • FIG. 31A illustrates the appearance of an automobile 9700.
  • FIG. FIG. 31B shows a driver's seat of an automobile 9700.
  • the automobile 9700 includes a vehicle body 9701, wheels 9702, a dashboard 9703, lights 9704, and the like.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be used for a display portion of an automobile 9700 or the like.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be provided in the display portion 9710 to the display portion 9715 illustrated in FIG.
  • a display portion 9710 and a display portion 9711 are display devices provided on the windshield of the automobile.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be in a so-called see-through state in which the opposite side can be seen through by forming electrodes and wirings using a light-transmitting conductive material. If the display portion 9710 and the display portion 9711 are in the see-through state, the visibility is not hindered even when the automobile 9700 is driven. Therefore, the display device of one embodiment of the present invention can be provided on the windshield of the automobile 9700. Note that in the case where a transistor for driving a display device or the like is provided, a light-transmitting transistor such as an organic transistor using an organic semiconductor material or a transistor using an oxide semiconductor is preferably used.
  • a display portion 9712 is a display device provided in the pillar portion.
  • the field of view blocked by the pillar can be complemented by displaying an image from the imaging means provided on the vehicle body on the display portion 9712.
  • a display portion 9713 is a display device provided in the dashboard portion.
  • the view blocked by the dashboard can be complemented. That is, by projecting an image from the imaging means provided outside the automobile, the blind spot can be compensated and safety can be improved. Also, by displaying a video that complements the invisible part, it is possible to confirm the safety more naturally and without a sense of incongruity.
  • FIG. 31C shows the interior of an automobile in which bench seats are used for the driver seat and the passenger seat.
  • the display portion 9721 is a display device provided in the door portion.
  • the field of view blocked by the door can be complemented by displaying an image from an imaging unit provided on the vehicle body on the display portion 9721.
  • the display portion 9722 is a display device provided on the handle.
  • the display unit 9723 is a display device provided at the center of the seat surface of the bench seat. Note that the display device can be installed on a seating surface or a backrest portion, and the display device can be used as a seat heater using heat generated by the display device as a heat source.
  • the display portion 9714, the display portion 9715, or the display portion 9722 can provide various other information such as navigation information, a speedometer and a tachometer, a travel distance, an oil supply amount, a gear state, and an air conditioner setting.
  • display items, layouts, and the like displayed on the display unit can be changed as appropriate according to the user's preference.
  • the above information can also be displayed on the display portion 9710 to the display portion 9713, the display portion 9721, and the display portion 9723.
  • the display portions 9710 to 9715 and the display portions 9721 to 9723 can also be used as lighting devices.
  • the display portions 9710 to 9715 and the display portions 9721 to 9723 can also be used as heating devices.
  • the display portion to which the display device of one embodiment of the present invention is applied may be a flat surface.
  • the display device of one embodiment of the present invention may have a curved surface or a structure that does not have flexibility.
  • the electronic device can be reduced in weight and thickness.
  • a portable game machine shown in FIG. 31D includes a housing 9801, a housing 9802, a display portion 9803, a display portion 9804, a microphone 9805, a speaker 9806, operation keys 9807, a stylus 9808, and the like.
  • a portable game machine shown in FIG. 31D includes two display portions (a display portion 9803 and a display portion 9804). Note that the number of display portions included in the electronic device of one embodiment of the present invention is not limited to two, and may be one or three or more. In the case where the electronic device includes a plurality of display portions, at least one display portion includes the display device of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 31E illustrates a laptop personal computer, which includes a housing 9821, a display portion 9822, a keyboard 9823, a pointing device 9824, and the like.
  • a display device according to one embodiment of the present invention is manufactured and results of display are described.
  • the display device of the present embodiment includes a touch panel having a top emission structure to which a color filter method is applied as the display panel 10.
  • the touch panel includes a light emitting element and a touch sensor between a pair of flexible substrates.
  • the thickness of the display panel 10 is 100 ⁇ m or less.
  • the display panel 10 can be bent by either internal bending or external bending.
  • the display panel 10 similarly to the manufacturing method of Structural Example 1 described in Embodiment Mode 2, after a layer to be peeled is formed over two manufacturing substrates, the two manufacturing substrates are bonded to each other, and each manufacturing substrate is peeled off. Then, the layer to be peeled was manufactured by being transferred between a pair of flexible substrates.
  • a glass substrate was used as a manufacturing substrate. Resin films were used for the flexible substrate 51 and the flexible substrate 57.
  • CAAC-OS was used as a semiconductor material of the transistor.
  • An organic EL element was used as the light emitting element.
  • As the conductive layer 71 a titanium film having a thickness of 50 nm was used.
  • a conductive film was disposed under the display panel 10.
  • the conductive film has an ITO film with a thickness of 100 nm on a PET film with a thickness of 127 ⁇ m.
  • the ITO film corresponds to the conductive layer 73.
  • FIGS. 32A and 32B show conductive films arranged on a housing.
  • a conductor 74 (copper foil tape) is connected on the conductive layer 73 of the conductive film.
  • the connection portion between the conductive layer 73 and the conductor 74 was provided at a position that did not overlap the display panel 10.
  • a conductive wire is soldered to the conductor 74.
  • the conducting wire is routed to the power supply GND.
  • FIG. 32C shows a photograph of the back surface of the display panel 10 (surface opposite to the display surface).
  • a conductive layer 71 is provided on the flexible substrate 51.
  • the conductive layer 71 overlaps with the display area of the display panel 10 and is formed in a wider range than the display area.
  • FIGS. 33A and 33B show display pictures of the display device.
  • the display panel 10 can be folded in three by the housing, and the radius of curvature at that time is about 3 mm.
  • the display panel 10 is disposed on the conductive film so that the conductive layer 71 is in contact with the conductive layer 73.
  • good display could be performed both in the unfolded state and in the bent state. Even when the conductive layer 71 was formed on the back surface of the display panel 10, there was no problem in display. Moreover, even if the display panel 10 was touched or the display panel 10 was bent, the display was not affected.
  • the conductive layer 71 is provided on the back surface of the display panel 10, and a GND potential is applied to the conductive layer 71.
  • a GND potential is applied to the conductive layer 71.

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Abstract

表示装置の表示不良を低減する。表示装置の表示品位を向上する。表示パネルと第1の導電層を有する表示装置である。表示パネルは、一対の電極を有する表示素子を有する。一対の電極のうち、表示パネルの一方の表面に近い方の電極には、定電位が供給される。第1の導電層には定電位が供給される。表示パネルの他方の表面に設けられた第2の導電層が、第1の 導電層と接することで、第2の導電層にも、定電位が供給される。第2の導電層は、第1の導電層と固定されていない部分を有する。

Description

表示装置、モジュール、及び電子機器
本発明の一態様は、表示装置、モジュール、及び電子機器に関する。本発明の一態様は、特に、エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence、以下ELとも記す)現象を利用した表示装置、モジュール、及び電子機器に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置(例えば、タッチセンサなど)、入出力装置(例えば、タッチパネルなど)、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されており、多様化が求められている。
例えば、携帯機器用途等の表示装置では、薄型であること、軽量であること、又は破損しにくいこと等が求められている。
EL現象を利用した発光素子(EL素子とも記す)は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流低電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、表示装置への応用が検討されている。
例えば、特許文献1に、有機EL素子が適用された可撓性を有する発光装置が開示されている。
特開2014−197522号公報
軽量化又はフレキシブル化のために表示パネルの厚さを薄くすると、表示パネルはノイズの影響を受けやすくなる。
ノイズの原因の一つとして、表示パネルと、筐体又は人体等との寄生容量が挙げられる。
例えば、表示パネルを変形させることで、表示パネルの少なくとも一部において、筐体に対する相対的な位置が変わることがある。これにより、表示パネルと、筐体との間の寄生容量の大きさが変化すると、局所的に画素の輝度が変化し、表示不良となる恐れがある。
本発明の一態様は、表示装置の表示不良を低減することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、表示装置の表示品位を向上することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、曲面を有する表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、可撓性を有する表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、軽量な表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、薄型の表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、新規な表示装置もしくは電子機器等を提供することを課題の一つとする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様の表示パネルは、可撓性基板、トランジスタ、発光素子、及び導電層を有する。トランジスタ及び発光素子は、それぞれ、可撓性基板上に位置する。発光素子は、可撓性基板上の第1の電極と、第1の電極上の発光性の物質を含む層(以下、EL層と記す)と、EL層上の第2の電極と、を有する。第1の電極は、トランジスタのソース又はドレインと電気的に接続される。第2の電極には、定電位が供給される。トランジスタ及び発光素子は、それぞれ、導電層と電気的に絶縁される。トランジスタ及び発光素子は、それぞれ、可撓性基板を介して導電層と重なる。導電層には、定電位が供給される。
本発明の一態様の表示装置は、表示パネル及び第1の導電層を有する。表示パネルは、可撓性を有する。表示パネルは、可撓性基板、トランジスタ、発光素子、及び第2の導電層を有する。トランジスタ及び発光素子は、それぞれ、可撓性基板上に位置する。発光素子は、可撓性基板上の第1の電極と、第1の電極上のEL層と、EL層上の第2の電極と、を有する。第1の電極は、トランジスタのソース又はドレインと電気的に接続される。EL層は、発光性の物質を有する。第2の電極には、定電位が供給される。トランジスタ及び発光素子は、それぞれ、第2の導電層と電気的に絶縁される。トランジスタ及び発光素子は、それぞれ、可撓性基板を介して第2の導電層と重なる。第2の導電層は、第1の導電層と接する部分を有する。第2の導電層は、第1の導電層と固定されていない部分を有する。第1の導電層には、定電位が供給される。
第1の導電層は、表示パネルと重ならない部分で、定電位が供給される配線と接することが好ましい。
第2の導電層と表示パネルの表示領域が互いに重なる面積は、表示領域の面積の80%以上100%以下であることが好ましい。
第2の導電層の面積は、表示パネルの表示領域の面積よりも大きいことが好ましい。
第1の導電層と表示パネルが互いに重なる面積は、表示パネルの面積の80%以上100%以下であることが好ましい。
第1の導電層の面積は、表示パネルの面積よりも大きいことが好ましい。
表示装置は、第1の導電層を介して表示パネルと重なる絶縁層を有することが好ましい。例えば、絶縁層は樹脂を有することが好ましい。表示装置は、例えば、絶縁層と第1の導電層とを積層して有するフィルム又はシートを有していてもよい。フィルム又はシートの厚さは、20μm以上100μm以下であることが好ましい。絶縁層に樹脂を有する場合、絶縁層のロックウェル硬さは、M60以上M120以下であることが好ましい。
表示パネルの厚さは、50μm以上100μm以下であることが好ましい。
発光素子が、可撓性基板側に光を射出する場合、第1の導電層及び第2の導電層は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する。発光素子が、可撓性基板側とは反対側に光を射出する場合、第1の導電層は、金属又は合金を有することが好ましい。
本発明の一態様は、上記の構成の表示装置を有し、フレキシブルプリント回路基板(Flexible printed circuit、以下、FPCと記す)もしくはTCP(Tape Carrier Package)等のコネクタが取り付けられたモジュール、又はCOG(Chip On Glass)方式もしくはCOF(Chip On Film)方式等により集積回路(IC)が実装されたモジュール等のモジュールである。
本発明の一態様では、上記の構成が、表示装置でなく、発光装置又は入出力装置(タッチパネルなど)に適用されていてもよい。
本発明の一態様は、上記のモジュールと、センサを有し、センサは、第2の導電層を介して表示パネルと重なる、電子機器である。
本発明の一態様は、上記のモジュールと、アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、又は操作ボタンの少なくともいずれか一と、を有する電子機器である。
本発明の一態様により、表示装置の表示不良を低減することができる。または、本発明の一態様により、表示装置の表示品位を向上することができる。または、本発明の一態様により、曲面を有する表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、可撓性を有する表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、軽量な表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、薄型の表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な表示装置もしくは電子機器等を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
表示パネルの一例を示す断面図。 表示装置の一例を示す断面図。 画素の回路図及び表示パネルの一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す上面図及び下面図。 表示装置の一例を示す上面図及び断面図。 表示装置の一例を示す側面図。 表示パネルの一例を示す断面図。 表示パネルの作製方法の一例を示す断面図。 表示パネルの作製方法の一例を示す断面図。 表示パネルの作製方法の一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す断面図。 タッチパネルの一例を示す斜視図。 タッチパネルの一例を示す断面図。 タッチパネルの一例を示す断面図、並びに、トランジスタの上面図及び断面図。 タッチパネルの一例を示す断面図。 タッチパネルの一例を示す断面図。 タッチパネルの一例を示す断面図。 タッチパネルの一例を示す斜視図。 タッチパネルの一例を示す断面図。 タッチパネルの一例を示す断面図。 電子機器の一例を示す斜視図。 電子機器の一例を示す上面図及び下面図。 電子機器の一例を示す上面図。 電子機器の一例を示す斜視図。 電子機器の一例を示す斜視図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 実施例の表示装置を説明する写真。 実施例の表示装置の表示写真。 試料のXRDスペクトルの測定結果を説明する図。 試料のTEM像、及び電子線回折パターンを説明する図。 試料のEDXマッピングを説明する図。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
本明細書中において、「基板」は、機能回路、機能素子、及び機能膜等のうち少なくとも一つを支持する機能を有することが好ましい。なお、「基板」は、これらを支持する機能を有していなくてもよく、例えば、装置もしくはパネルの表面を保護する機能、又は、機能回路、機能素子、及び機能膜等のうち少なくとも一つを封止する機能等を有していてもよい。また、本明細書中では、可撓性を有する基板を「可撓性基板」と記す。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図1~図7を用いて説明する。
本実施の形態では、主に有機EL素子を用いる場合を例に挙げて説明する。有機EL素子は、フレキシブル化が容易であるため好ましい。
図1は、本発明の一態様の表示パネルの断面図であり、図2は、本発明の一態様の表示装置の断面図である。図3(A)は、表示パネルの画素回路の一例を示す回路図である。図3(B)及び図4は、比較の表示パネルの断面図である。
図3(A)に示す画素回路は、発光素子31、トランジスタ32、トランジスタ33、及び容量素子34を有する。トランジスタ32は、駆動トランジスタとして機能する。トランジスタ33は、選択トランジスタとして機能する。
発光素子31の第1の電極は、第1の配線11と電気的に接続されている。発光素子31の第2の電極は、トランジスタ32の第1の電極と電気的に接続されている。トランジスタ32の第2の電極は、第2の配線12と電気的に接続されている。トランジスタ32のゲートは、トランジスタ33の第1の電極及び容量素子34の第1の電極と電気的に接続されている。トランジスタ33の第2の電極は、第3の配線13と電気的に接続されている。トランジスタ33のゲートは、第4の配線14と電気的に接続されている。容量素子34の第2の電極は、第5の配線15と電気的に接続されている。
図3(B)に示す比較の表示パネル16は、可撓性基板51、トランジスタを含む層20、発光素子31、絶縁層53、接着層55、及び可撓性基板57を有する。
トランジスタを含む層20は、トランジスタのゲート、ソース、及びドレイン、並びに配線等、複数の導電層を有する。図3(B)では、トランジスタを含む層20が有する導電層の一つである、導電層21を示す。
発光素子31は、電極41、EL層43、及び電極45を有する。発光素子31は、可撓性基板51、接着層55、及び可撓性基板57によって封止されている。
電極41及び電極45のうち、一方は、陽極として機能し、他方は、陰極として機能する。電極41及び電極45の間に、発光素子31の閾値電圧より高い電圧を印加すると、EL層43に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はEL層43において再結合し、EL層43に含まれる発光物質が発光する。
電極41は画素電極として機能し、発光素子31ごとに設けられている。隣り合う2つの電極41は、絶縁層53によって電気的に絶縁されている。電極45は、共通電極として機能し、複数の発光素子31にわたって設けられている。電極45は、図3(A)における第1の配線11と電気的に接続される電極に相当する。電極45には、定電位が供給される。
表示パネル16の厚さが薄いほど、表示パネル16の軽量化、フレキシブル化が可能となる一方で、表示パネル16がノイズの影響を受けやすくなる。
図3(B)に示すように、表示パネル16の使用者の指99と、導電層21との間には容量39が形成される。指99が導電層21に対して相対的に移動することで、指99と導電層21との間の距離が変化し、容量39の大きさも変化する。
また、図4(A)では、表示パネル16が導電性を有する筐体98上に配置された例を示す。表示パネル16は、一部が筐体98と接し、他の部分は筐体98から離れている。図4(B)に、図4(A)における表示パネル16が筐体98と接している領域22Cの拡大図を示す。図4(C)に、図4(A)における表示パネル16が筐体98と接していない領域22Dの拡大図を示す。
筐体98と導電層21の間の容量39の大きさは、筐体98と導電層21が接している場合(図4(B)の容量C3)と、接していない場合(図4(C)の容量C4)とで異なる。図4(B)、(C)においては、C3>C4となる。
表示パネル16は、筐体98上に配置しても、部分的に筐体98から離れていることがある。また、表示パネル16を変形させることで、表示パネル16が部分的に筐体98から離れることがある。そのため、表示パネル16の使用中に、筐体98と導電層21の間の容量39の大きさが変化することがある。
図3(A)に示すように、容量39は、ノードNの電位に影響を与える。筐体又は人体と、導電層21との距離が近づくほど容量39は大きくなる。表示パネル16の厚さが薄いほど、筐体又は人体と、導電層21との最短距離は短くなり、大きな容量が生じやすくなる。つまり、容量39の変化の幅が大きくなり、ノードNの電位の変化の幅も大きくなる。これにより、画素の輝度が局所的に大きく変化し、表示不良となる恐れがある。
そこで、本発明の一態様では、表示パネルに、定電位が供給される導電層を設ける。定電位としては、低電源電位(VSS)及び高電源電位(VDD)等の電源電位、接地電位(GND電位)、共通電位、基準電位等が挙げられる。
図1(A)に示す表示パネル10は、可撓性基板51を介して導電層21と重なる導電層71を有する点で、図3(A)に示す表示パネル16と異なる。他の構成は、表示パネル16と同様であるため、詳細な説明は省略する。
導電層71は、定電位を供給する配線19と電気的に接続されている。導電層71は、トランジスタを含む層20が有する導電層21と電気的に絶縁されている。導電層71は、表示パネル10の表面に位置するため、安全性の観点から、導電層71に与えられる定電位はGND電位であることが好ましい。本実施の形態では、導電層71にGND電位が与えられる例を示す。
導電層21と導電層71の間には、容量C1が生じる。図1(B)、(C)に示すように、表示パネル10を曲げても、導電層71に対する導電層21の相対的な位置は変わらない。図1(C)は、図1(B)における領域22の拡大図である。図1(B)に示す2か所の領域22において、導電層21と導電層71の距離は等しく、導電層21と導電層71の間に生じる容量C1の大きさも等しい。
また、指99と導電層71の間には容量C2が形成される。指99と導電層71との距離が近づくほど容量C2は大きくなる。容量C2の大きさが変化すると、導電層71の電位が変化し、導電層21の電位も変化する可能性がある。一方、本発明の一態様では、導電層71に定電位が与えられているため、容量C2の大きさが変化しても、導電層21の電位は変化しない。
また、表示パネル10は、定電位が供給される電極45を有する。そのため、可撓性基板57側に、人体又は筐体が位置する場合においても、人体又は筐体と電極45との間の容量の変化は、導電層21の電位に影響を与えない。
以上のように、本発明の一態様の表示パネルでは、トランジスタを含む層よりも上層及び下層の双方に、定電位が供給される導電層が配置されている。したがって、外部からのノイズによって、トランジスタを含む層が有する導電層の電位が変化することを抑制でき、表示パネルの表示不良を低減することができる。
本発明の一態様が適用された表示パネルは、厚さを薄くしても、ノイズの影響を受けにくい。表示パネル10の厚さは、例えば30μm以上300μm以下とすることができ、50μm以上200μm以下が好ましく、50μm以上150μm以下がより好ましく、50μm以上100μm以下がさらに好ましい。表示パネル10の機械的強度を高めるために、表示パネル10の厚さは50μm以上とすることが好ましい。また、表示パネル10の可撓性を高めるために、表示パネル10の厚さは、200μm以下、さらには100μm以下とすることが好ましい。例えば、厚さが100μm以下であると、曲率半径1mmでの曲げ動作、又は表示面が平坦な状態と曲げられた状態とを交互に繰り返す(例えば10万回以上)曲率半径5mmでの曲げ伸ばし動作が可能な表示パネルを実現できる。
図2(A)は、表示パネル10と導電層73を有する表示装置の断面図である。表示パネル10は、構成例1(図1(A))と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
導電層71は、導電層73と接する部分を有する。導電層73は、定電位を供給する配線19と電気的に接続されている。導電層71には、導電層73を介して、定電位が供給される。導電層71は、導電層73に固定されていなくてもよい。導電層71が一部分でも導電層73と接触していれば、導電層71には定電位が供給される。
導電層21と導電層71の間には、容量C1が生じる。図2(B)~(D)に示すように、表示パネル10を曲げても、導電層71に対する導電層21の相対的な位置は変わらない。
図2(B)において、表示パネル10は、一部が導電層71と接し、他の部分は導電層71から離れている。図2(C)に、図2(B)における表示パネル10が導電層71と接している領域22Aを示す。図2(D)に、図2(B)における表示パネル10が導電層71と接していない領域22Bを示す。領域22A及び領域22Bにおいて、導電層21と導電層71の距離は等しく、導電層21と導電層71の間に生じる容量C1の大きさも等しい。
また、指99と導電層73の間には容量C2が形成される。指99と導電層73との距離が近づくほど容量C2は大きくなる。容量C2の大きさが変化すると、導電層73及び導電層71の電位が変化し、導電層21の電位も変化する可能性がある。一方、本発明の一態様では、導電層73及び導電層71に定電位が与えられているため、容量C2の大きさが変化しても、導電層21の電位は変化しない。
このように、定電位が供給される導電層73と、表示パネル10の表面に位置する導電層71と、を少なくとも一点で接触させることで、導電層71に定電位を供給することができる。
図5(A)、(B)は、図1(A)等に示した表示パネル10の上面図及び下面図である。
図5(A)は、表示パネル10のおもて面(表示面)の図(表示パネル10の上面図ともいえる)であり、図5(B)は、表示パネル10の裏面(表示面とは反対側の面)の図(表示パネル10の下面図ともいえる)である。
表示パネル10は、表示領域81及び走査線駆動回路82を有する。表示領域81は、複数の画素、複数の信号線、及び複数の走査線を有し、画像を表示する機能を有する。走査線駆動回路82は、表示領域81が有する走査線に、走査信号を出力する機能を有する。
本実施の形態では、表示パネル10が、走査線駆動回路を有する例を示すが、本発明の一態様はこれに限られない。表示パネル10は、走査線駆動回路及び信号線駆動回路の一方又は双方を有していてもよいし、双方を有していなくてもよい。また、表示パネル10がタッチセンサとしての機能を有する場合、表示パネル10は、センサ駆動回路を有していてもよい。
表示パネル10では、IC84がCOF方式などの実装方式により、可撓性基板51に実装されている。IC84は、例えば、信号線駆動回路、走査線駆動回路、及びセンサ駆動回路のうち、いずれか一以上を有する。IC84の側面をエポキシ樹脂などの樹脂で覆うことで、表示パネル10とIC84の接続部の機械的強度を高めることができる。これにより、表示パネル10を曲げてもクラックがより入りにくくなり、表示パネル10の信頼性を高めることができる。樹脂としては、例えば、各種接着剤として用いられる樹脂を用いることができる。
また、表示パネル10には、FPC83が電気的に接続されている。FPC83を介して、IC84及び走査線駆動回路には外部から信号が供給される。また、FPC83を介して、IC84から外部に信号を出力することができる。
FPC83には、ICが実装されていてもよい。例えば、FPC83には、信号線駆動回路、走査線駆動回路、及びセンサ駆動回路のうち、いずれか一以上を有するICが実装されていてもよい。例えば、COF方式又はTAB(Tape Automated Bonding)方式などの実装方式により、FPC83にICを実装することができる。
導電層71は、表示パネル10の裏面に設けられている。導電層71は、表示領域81に重なる。導電層71と表示領域81が互いに重なる面積は、表示領域81の面積の80%以上100%以下であることが好ましく、90%以上100%以下であることがより好ましく、95%以上100%以下であることがさらに好ましい。また、導電層71の面積は、表示領域81の面積よりも大きいことが好ましい。表示領域81の導電層71と重ならない面積が小さいほど、表示パネル10はノイズの影響を受けにくくなり好ましい。
図5(C)に示すように、導電層71は、走査線駆動回路82と重なってもよい。
図5(A)~(C)では、導電層71に導体74が接続している例を示す。導体74には、定電位が供給される。導体74は、GND電位が供給される配線(GNDラインとも記す)と導電層71とを電気的に接続する。導体74としては、導電性テープ及び導線等が挙げられる。例えば、バッテリ又は電源回路等の電源のGNDラインと導電層71とが導体74を介して電気的に接続されていてもよい。
図5(A)~(C)に示すように、発光素子31が可撓性基板57側に光を射出する場合、導電層71は、表示パネルの裏面(表示面とは反対側の面)に位置する。導電層71に直接導電性のテープ又は導線等を接続すると、表示パネル10に、導電性のテープ又は導線等の形状に沿った段差が生じることがある。表示パネル10の厚さが薄いほど、これらの形状に沿った段差は顕著となる。表示領域は大きな段差がなく平滑であるほど、表示の見栄えが良く、好ましい。そのため、導電層71と導体74の接続部は、表示領域81と重ならないことが好ましい。
図6(A)は、図2(A)等に示した表示装置の上面図である。図6(A)は、表示装置のおもて面(表示面)の図であり、図6(B)は、図6(A)における一点鎖線A−B間の断面図である。表示パネル10は、図5(A)、(B)と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
図6(B)では表示パネル10が可撓性基板51と可撓性基板57の間に有する層をまとめて素子層72として示す。具体的には、素子層72は、図1(A)等に示したトランジスタを含む層20、発光素子31、絶縁層53、及び接着層55等を含む。
図6(A)、(B)では、導電層73に導体74が接続されている例を示す。導体74は、GNDラインと導電層73を電気的に接続する導体の一例である。導体74には、GND電位が供給される。
図6(A)、(B)に示すように、導電層73と導体74の接続部は、表示パネル10と重ならない部分に位置する。該接続部の形状に沿った段差は、表示領域81と離れた位置に生じる。したがって、表示領域81に段差が生じることを抑制できる。
以上のように、表示パネル10が有する導電層71と、定電位を供給する配線と、を電気的に接続する導体の接続部は、表示領域81と重ならないことが好ましく、表示パネル10と重ならないことがより好ましい。これにより、表示領域81に段差が生じることを抑制でき、表示領域81の表示品位を向上することができる。
また、導電層73と表示パネル10が互いに重なる面積は、表示パネル10の面積の80%以上100%以下であることが好ましい。また、導電層73の面積は、表示パネル10の面積よりも大きいことが好ましい。表示パネル10の厚さが薄いほど、表示装置の裏面側に配置される他の構成の形状に沿った段差が表示領域81に生じやすい。導電層73が表示領域81一面と重なることで、表示領域81に生じる段差を低減することができる。
図6(C)は、上記の各構成とは異なる表示装置の上面図である。図6(C)は、表示装置のおもて面(表示面)の図であり、図6(D)は、図6(C)における一点鎖線C−D間の断面図である。表示パネル10は、図5(A)、(B)と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
図6(A)、(B)では、導電層71の一面全体に導電層73が重なる(さらには接する)例を示したが、図6(C)、(D)に示すように、導電層71の一部に、定電位が供給される導電層が接していてもよい。
図6(C)、(D)に示す表示装置は、表示パネル10と、導電層73a及び導電層73bとを有する。導電層73aは、導電層71と接する部分を有する。導電層73bは、導電層71と接する部分を有する。
このように、導電層71と接する導電層を複数設けることで、表示装置に、可撓性の高い領域と低い領域とを設けることができる。FPC83と表示パネル10の接続部など、曲げに弱い領域と重ねて導電層73aを設けることで、該曲げに弱い部分の可撓性を低くする。表示パネル10を変形する際に、導電層73a、73bが設けられていない可撓性の高い領域で曲がりやすくなるため、曲げに弱い部分が大きな曲率で曲げられることを抑制し、表示装置の信頼性を高めることができる。
導電層73aには、導体74aが接続されている。導体74aは、GNDラインと導電層73aを電気的に接続する導体の一例である。同様に、導電層73bには、導体74bが接続されている。
図6(C)、(D)に示すように、導電層73aと導体74aの接続部及び導電層73bと導体74bの接続部は、それぞれ、表示パネル10と重ならない部分に位置する。該接続部の形状に沿った段差は、表示領域81と離れた位置に生じる。したがって、表示領域81に段差が生じることを低減できる。
なお、導電層73と表示パネル10が完全に固定されていると、表示装置を変形する際に、表示パネル10には圧縮応力又は引張応力がかかり、表示パネル10が破損する恐れがある。
そこで、本発明の一態様では、表示パネル10が有する導電層71に、導電層73と固定されていない部分を設ける。これにより、表示装置を曲げる際又は展開する際に、表示パネル10の少なくとも一部分の相対的な位置が、導電層73に対して変化する。また、中立面を表示パネル10中に形成できるため、表示パネル10に力がかかり、表示パネル10が破損することを抑制できる。なお、導電層71は導電層73と固定されている部分を有していてもよいし、導電層73に全く固定されていなくてもよい。また、導電層73が厚くても、表示パネル10中に中立面を形成することができる。したがって、導電層73の厚さの許容幅が広がる。
なお、中立面とは、曲げなどの変形に応じて生じる圧縮応力又は引張応力などによる応力歪みが発生しない面であり、伸び縮みしない面である。
図7(A)は、展開された表示装置である。表示装置は、導電層73と表示パネル10とを積層して有する。ここでは、FPC83が接続されている側を、表示装置の表示面とする。図7(B)は、表示パネル10が内側になるように曲げられた(以下、内曲げと記す)表示装置である。図7(A)の点線で囲った部分では、導電層73と表示パネル10との端部が揃っているのに対し、図7(B)の点線で囲った部分では、導電層73と表示パネル10との端部がずれている。これは、表示パネル10が外側になるように曲げられた(以下、外曲げと記す)表示装置を示す図7(C)においても同様である。
表示装置を曲げる位置は、単数又は複数とする。図7(D)は、内曲げの部分と、外曲げの部分とを1か所ずつ有する、3つ折りにされた表示装置である。
導電層71及び導電層73には、それぞれ、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、もしくはタングステンなどの金属、又はこれを主成分とする合金を単層構造又は積層構造として用いることができる。また、導電層71及び導電層73には、それぞれ、酸化インジウム、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、タングステンを含むインジウム酸化物、タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、チタンを含むインジウム酸化物、チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛、又はシリコンを含むインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を用いてもよい。また、不純物元素を含有させるなどして低抵抗化させた、多結晶シリコンもしくは酸化物半導体等の半導体、又はニッケルシリサイド等のシリサイドを用いてもよい。また、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。また、不純物元素を含有させた酸化物半導体等の半導体を用いてもよい。また、導電層71及び導電層73は、それぞれ、銀、カーボン、もしくは銅等の導電性ペースト、又はポリチオフェン等の導電性ポリマーを用いて形成してもよい。導電性ペーストは、安価であり、好ましい。導電性ポリマーは、塗布しやすく、好ましい。
表示パネル10の表示面側に、導電層71及び導電層73が位置する場合には、導電層71及び導電層73として、それぞれ、可視光を透過する導電層を用いる。なお、表示面とは反対側に、導電層71及び導電層73が位置する場合には、導電層71及び導電層73の透光性は問わない。
導電層71を、表示パネル10の表面に直接成膜する場合、導電層71の厚さは、1nm以上1000nm以下であり、1nm以上100nm以下が好ましく、1nm以上50nm以下がより好ましく、1nm以上25nm以下がさらに好ましい。導電層71の厚さが薄いほど、導電層71の内部応力を小さくでき、表示パネル10が反りにくくなるため、好ましい。
また、導電層73としては、金属箔、金属板等を用いることができる。導電層73が表示パネル10の曲げる部分と重なる場合、導電層73の厚さ及び硬さは、可撓性を有する程度とする。
また、絶縁層と導電材料を含む層の積層構造のフィルム又はシートを用いてもよい。該導電材料を含む層が、導電層71又は導電層73として機能する。絶縁層と導電材料を含む層の積層構造のフィルム又はシートとしては、樹脂フィルム又は樹脂シート上に導電材料を含む層が設けられた導電性フィルム及び導電性シートが挙げられる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム又はポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム上に銅、ITO、グラフェン又はカーボンナノチューブが成膜されたフィルム又はシート等が挙げられる。また、グラファイトを固めて形成したシートを用いてもよい。グラファイト及びグラフェンは、それぞれ、薄膜で形成することが可能であり、かつ導電性が高いため、好ましい。
導電性フィルム及び導電性シートなどの厚さとしては、20μm以上200μm以下が好ましく、20μm以上150μm以下がより好ましく、20μm以上100μm以下がさらに好ましい。なお、導電性シートの可撓性を問わない場合は、200μmよりも厚くてもよい。
人の爪又はスタイラス等が接触することで、表示パネル10に局所的に圧力がかかると、表示パネル10が傷つく、さらには破損することがある。表示パネル10の下に位置する部材が硬いほど、表示パネル10の変形が抑えられ、表示パネル10でのピンホールの発生、さらには表示パネル10の破損を抑制でき好ましい。例えば、ロックウェル硬度がM60以上M120以下である樹脂層上に、導電材料を含む層(導電層73に相当)が成膜されたフィルムを用いることが好ましい。ロックウェル硬度がM60以上M120以下である樹脂層としては、PETフィルムが挙げられる。
また、表示装置の筐体が、導電層73として機能してもよい。
可撓性基板51及び可撓性基板57としては、それぞれ、可撓性を有する程度の厚さのガラス、石英、樹脂、金属、合金、半導体などの材料を用いることができる。発光素子からの光を取り出す側の基板は、該光を透過する材料を用いる。例えば、可撓性基板の厚さは、1μm以上200μm以下が好ましく、1μm以上100μm以下がより好ましく、10μm以上50μm以下がさらに好ましく、10μm以上25μm以下がさらに好ましい。可撓性基板の厚さ及び硬さは、機械的強度及び可撓性を両立できる範囲とする。可撓性基板は単層構造であっても積層構造であってもよい。
ガラスに比べて樹脂は比重が小さいため、可撓性基板として樹脂を用いると、ガラスを用いる場合に比べて表示パネルを軽量化でき、好ましい。
基板には、靱性が高い材料を用いることが好ましい。これにより、耐衝撃性に優れ、破損しにくい表示パネルを実現できる。例えば、樹脂基板、又は、厚さの薄い金属基板もしくは合金基板を用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて、軽量であり、破損しにくい表示パネルを実現できる。
金属材料及び合金材料は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示パネルの局所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。金属材料又は合金材料を用いた基板の厚さは、10μm以上200μm以下が好ましく、20μm以上50μm以下であることがより好ましい。
金属基板又は合金基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、又は、アルミニウム合金もしくはステンレス等の金属の合金などを好適に用いることができる。半導体基板を構成する材料としては、シリコン等が挙げられる。
また、基板に、熱放射率が高い材料を用いると表示パネルの表面温度が高くなることを抑制でき、表示パネルの破壊、及び信頼性の低下を抑制できる。例えば、基板を金属基板と熱放射率の高い層(例えば、金属酸化物又はセラミック材料を用いることができる)の積層構造としてもよい。
可撓性及び透光性を有する材料としては、例えば、PET、PEN等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂(ナイロン、アラミド等)、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ABS樹脂等が挙げられる。特に、線膨張係数の低い材料を用いることが好ましく、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、PET等を好適に用いることができる。また、繊維体に樹脂を含浸した基板(プリプレグともいう)、及び、無機フィラーを樹脂に混ぜて線膨張係数を下げた基板等を使用することもできる。
可撓性基板としては、上記材料を用いた層が、装置の表面を傷などから保護するハードコート層(例えば、窒化シリコン層など)、押圧を分散可能な材質の層(例えば、アラミド樹脂層など)等の少なくとも一と積層されて構成されていてもよい。
可撓性基板は、ガラス層を有する構成とすると、水及び酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高い表示パネルとすることができる。
例えば、発光素子に近い側からガラス層、接着層、及び樹脂層を積層した可撓性基板を用いることができる。当該ガラス層の厚さとしては20μm以上200μm以下、好ましくは25μm以上100μm以下とする。このような厚さのガラス層は、水及び酸素に対する高いバリア性と可撓性を同時に実現できる。また、樹脂層の厚さとしては、10μm以上200μm以下、好ましくは20μm以上50μm以下とする。このような樹脂層を設けることにより、ガラス層の割れ及びクラックを抑制し、機械的強度を向上させることができる。このようなガラス材料と樹脂の複合材料を基板に適用することにより、極めて信頼性が高いフレキシブルな表示パネルとすることができる。
接着層には、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。また、接着シート等を用いてもよい。
また、接着層には乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物(酸化カルシウム、酸化バリウム等)のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることができる。または、ゼオライト又はシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が機能素子に侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が向上するため好ましい。
また、接着層に屈折率の高いフィラー又は光散乱部材を含ませることで、発光素子からの光取り出し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオライト、ジルコニウム等を用いることができる。
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流又は電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、発光ダイオード(LED)、有機EL素子、無機EL素子等を用いることができる。なお、本発明の一態様の表示装置には、様々な表示素子を用いることができる。例えば、液晶素子、電気泳動素子、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)を用いた表示素子等を適用してもよい。
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型のいずれであってもよい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
可視光を透過する導電膜は、例えば、酸化インジウム、ITO、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛(ZnO)、ガリウムを含む酸化亜鉛などを用いて形成することができる。また、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、又はこれら金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電膜として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とITOの積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。また、グラフェン等を用いてもよい。
可視光を反射する導電膜は、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、又はこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料又は合金に、ランタン、ネオジム、又はゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金(Al−Ni−La)等のアルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金(Ag−Pd−Cu、APCとも記す)、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いてもよい。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜又は金属酸化物膜を積層することで、アルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とITOの積層膜、銀とマグネシウムの合金とITOの積層膜などを用いることができる。
電極は、それぞれ、蒸着法又はスパッタリング法を用いて形成することができる。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、又はメッキ法を用いて形成することができる。
EL層43は少なくとも発光層を有する。EL層43は、複数の発光層を有していてもよい。EL層43は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、又はバイポーラ性の物質(電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質)等を含む層をさらに有していてもよい。
EL層43には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。EL層43を構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
発光素子31は、2種類以上の発光物質を含んでいてもよい。これにより、例えば、白色発光の発光素子を実現することができる。例えば2種類以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるように、発光物質を選択することにより白色発光を得ることができる。例えば、R(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)、又はO(橙)等の発光を示す発光物質、又はR、G、Bのうち2以上の色のスペクトル成分を含む発光を示す発光物質を用いることができる。例えば、青の発光を示す発光物質と、黄の発光を示す発光物質を用いてもよい。このとき、黄の発光を示す発光物質の発光スペクトルは、緑及び赤のスペクトル成分を含むことが好ましい。また、発光素子31の発光スペクトルは、可視領域の波長(例えば350nm以上750nm以下、又は400nm以上800nm以下など)の範囲内に2以上のピークを有することが好ましい。
また、発光素子31は、EL層を1つ有するシングル素子であってもよいし、電荷発生層を介して積層されたEL層を複数有するタンデム素子であってもよい。
また、本発明の一態様では、量子ドットなどの無機化合物を用いた発光素子を適用してもよい。量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料、などが挙げられる。例えば、カドミウム(Cd)、セレン(Se)、亜鉛(Zn)、硫黄(S)、リン(P)、インジウム(In)、テルル(Te)、鉛(Pb)、ガリウム(Ga)、ヒ素(As)、アルミニウム(Al)等の元素を有していてもよい。
表示パネルが有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型又はボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、第14族の元素、化合物半導体又は酸化物半導体を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体、又はインジウムを含む酸化物半導体などを適用できる。
特に、トランジスタのチャネルが形成される半導体に、酸化物半導体を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
例えば、上記酸化物半導体として、少なくともインジウム(In)もしくは亜鉛(Zn)を含むことが好ましい。より好ましくは、In−M−Zn酸化物(MはAl、Ti、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、Ce、Hf又はNd等の金属)で表記される酸化物を含む。
トランジスタに用いる半導体材料として、CAAC−OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor)を用いることが好ましい。CAAC−OSは非晶質とは異なり、欠陥準位が少なく、トランジスタの信頼性を高めることができる。また、CAAC−OSは結晶粒界が確認されないという特徴を有するため、大面積に安定で均一な膜を形成することが可能で、また可撓性を有する表示装置を湾曲させたときの応力によってCAAC−OS膜にクラックが生じにくい。
CAAC−OSは、膜面に対して、結晶のc軸が概略垂直配向した結晶性酸化物半導体のことである。酸化物半導体の結晶構造としては他にナノスケールの微結晶集合体であるナノ結晶(nc:nanocrystal)など、単結晶とは異なる多彩な構造が存在することが確認されている。CAAC−OSは、単結晶よりも結晶性が低く、ncに比べて結晶性が高い。
また、CAAC−OSは、c軸配向性を有し、かつa−b面方向において複数のペレット(ナノ結晶)が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。よって、CAAC−OSを、CAA crystal(c−axis−aligned a−b−plane−anchored crystal)を有する酸化物半導体と称することもできる。
表示パネルが有する絶縁層には、有機絶縁材料又は無機絶縁材料を用いることができる。樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。無機絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等が挙げられる。
表示パネルが有する各導電層には、前述の、導電層71及び導電層73に用いることができる各種材料をそれぞれ用いることができる。
以上のように、本実施の形態の表示装置は、表示パネルの厚さを非常に薄くしても、外部からのノイズによってトランジスタを含む層が有する導電層の電位が変化することを抑制でき、表示パネルの表示不良を低減することができる。また、表示領域に段差が生じにくく、表示品位の低下を抑制できる。また、表示パネルは可撓性を有し、曲げにより破損しにくい構成とすることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネルの構成と作製方法について図8~図22を用いて説明する。本実施の形態では、表示素子としてEL素子が適用された表示パネルを例に説明する。
本実施の形態において、表示パネルは、例えば、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の副画素で1つの色を表現する構成、R、G、B、W(白)の4色の副画素で1つの色を表現する構成、又はR、G、B、Y(黄)の4色の副画素で1つの色を表現する構成等が適用できる。色要素としては特に限定はなく、RGBWY以外の色を用いてもよく、例えば、シアン又はマゼンタ等を用いてもよい。
<構成例1>
図8に、カラーフィルタ方式が適用されたトップエミッション構造の表示パネル370の断面図を示す。
表示パネル370は、導電層390、可撓性基板371、接着層377、絶縁層378、複数のトランジスタ、容量素子305、導電層307、絶縁層312、絶縁層313、絶縁層314、絶縁層315、発光素子304、導電層355、スペーサ316、接着層317、着色層325、遮光層326、可撓性基板372、接着層375、及び絶縁層376を有する。
導電層390は、少なくとも表示部381に設けられる。導電層390は、駆動回路部382等にも設けられていてもよい。導電層390は、表示パネル370の表示面とは反対側の面に位置するため、可視光の透過性は問わない。
駆動回路部382はトランジスタ301を有する。表示部381は、トランジスタ302及びトランジスタ303を有する。
各トランジスタは、ゲート、ゲート絶縁層311、半導体層、ソース、及びドレインを有する。ゲートと半導体層は、ゲート絶縁層311を介して重なる。ゲート絶縁層311の一部は、容量素子305の誘電体としての機能を有する。トランジスタ302のソース又はドレインとして機能する導電層は、容量素子305の一方の電極を兼ねる。
図8では、ボトムゲート構造のトランジスタを示す。駆動回路部382と表示部381とで、トランジスタの構造が異なっていてもよい。駆動回路部382及び表示部381は、それぞれ、複数の種類のトランジスタを有していてもよい。
容量素子305は、一対の電極と、その間の誘電体とを有する。容量素子305は、トランジスタのゲートと同一の材料、及び同一の工程で形成した導電層と、トランジスタのソース及びドレインと同一の材料、及び同一の工程で形成した導電層と、を有する。
絶縁層312、絶縁層313、及び絶縁層314は、それぞれ、トランジスタ等を覆って設けられる。トランジスタ等を覆う絶縁層の数は特に限定されない。絶縁層314は、平坦化層としての機能を有する。絶縁層312、絶縁層313、及び絶縁層314のうち、少なくとも一層には、水又は水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。外部から不純物がトランジスタに拡散することを効果的に抑制することが可能となり、表示パネルの信頼性を高めることができる。
絶縁層314として有機材料を用いる場合、表示パネルの端部に露出した絶縁層314を通って発光素子304等に表示パネルの外部から水分等の不純物が侵入する恐れがある。不純物の侵入により、発光素子304が劣化すると、表示パネルの劣化につながる。そのため、図8に示すように、絶縁層314に無機膜(ここでは絶縁層313)に達する開口を設け、表示パネルの外部から水分等の不純物が侵入しても、発光素子304に到達しにくい構造とすることが好ましい。
図12(A)では、絶縁層314に上記の開口を設けていない場合の断面図を示す。図12(A)の構成のように、絶縁層314が表示パネル全面にわたって設けられていると、後述の剥離工程の歩留まりを高めることができるため、好ましい。
図12(B)では、絶縁層314が、表示パネルの端部に位置しない場合の断面図を示す。図12(B)の構成では、有機材料を用いた絶縁層が表示パネルの端部に位置しないため、発光素子304に不純物が侵入することを抑制できる。
発光素子304は、電極321、EL層322、及び電極323を有する。発光素子304は、光学調整層324を有していてもよい。発光素子304は、着色層325側に光を射出する、トップエミッション構造である。
トランジスタ、容量素子、及び配線等を、発光素子304の発光領域と重ねて配置することで、表示部381の開口率を高めることができる。
電極321及び電極323のうち、一方は、陽極として機能し、他方は、陰極として機能する。電極321及び電極323の間に、発光素子304の閾値電圧より高い電圧を印加すると、EL層322に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はEL層322において再結合し、EL層322に含まれる発光物質が発光する。
電極321は、トランジスタ303のソース又はドレインと電気的に接続される。これらは、直接接続されてもよいし、他の導電層を介して接続されてもよい。電極321は、画素電極として機能し、発光素子304ごとに設けられている。隣り合う2つの電極321は、絶縁層315によって電気的に絶縁されている。
EL層322は、発光性の物質を含む層である。
電極323は、共通電極として機能し、複数の発光素子304にわたって設けられている。電極323には、定電位が供給される。
発光素子304は、接着層317を介して着色層325と重なる。スペーサ316は、接着層317を介して遮光層326と重なる。図8では、発光素子304と遮光層326との間に隙間がある場合を示しているが、これらが接していてもよい。図8では、スペーサ316を可撓性基板371側に設ける構成を示したが、可撓性基板372側(例えば遮光層326よりも可撓性基板371側)に設けてもよい。
カラーフィルタ(着色層325)とマイクロキャビティ構造(光学調整層324)との組み合わせにより、表示パネルからは、色純度の高い光を取り出すことができる。光学調整層324の膜厚は、各画素の色に応じて変化させる。
着色層は特定の波長帯域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、又は黄色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料又は染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
なお、本発明の一態様は、カラーフィルタ方式に限られず、塗り分け方式、色変換方式、又は量子ドット方式等を適用してもよい。
遮光層は、隣接する着色層の間に設けられている。遮光層は隣接する発光素子からの光を遮光し、隣接する発光素子間における混色を抑制する。ここで、着色層の端部を、遮光層と重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。遮光層としては、発光素子からの発光を遮る材料を用いることができ、例えば、金属材料、又は、顔料もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。なお、遮光層は、駆動回路などの画素部以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れを抑制できるため好ましい。
着色層と遮光層を覆うオーバーコートを設けてもよい。オーバーコートは、着色層に含有された不純物等の発光素子への拡散を防止することができる。オーバーコートは、発光素子からの発光を透過する材料から構成され、例えば窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の無機絶縁膜、又は、アクリル膜、ポリイミド膜等の有機絶縁膜を用いることができ、有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層構造としてもよい。
また、接着層の材料を着色層及び遮光層上に塗布する場合、オーバーコートの材料として接着層の材料に対して濡れ性の高い材料を用いることが好ましい。例えば、オーバーコートとして、ITO膜などの酸化物導電膜、又は透光性を有する程度に薄いAg膜等の金属膜を用いることが好ましい。
オーバーコートの材料に、接着層の材料に対して濡れ性の高い材料を用いることで、接着層の材料を均一に塗布することができる。これにより、一対の基板を貼り合わせた際に気泡が混入することを抑制でき、表示不良を抑制できることができる。
絶縁層378と可撓性基板371は接着層377によって貼り合わされている。また、絶縁層376と可撓性基板372は接着層375によって貼り合わされている。絶縁層376及び絶縁層378に防湿性の高い膜を用いることが好ましい。一対の防湿性の高い絶縁層の間に発光素子304及びトランジスタ等を配置することで、これらの素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が高くなるため好ましい。
防湿性の高い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜、及び、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
例えば、防湿性の高い絶縁膜の水蒸気透過量は、1×10−5[g/(m・day)]以下、好ましくは1×10−6[g/(m・day)]以下、より好ましくは1×10−7[g/(m・day)]以下、さらに好ましくは1×10−8[g/(m・day)]以下とする。
接続部306は、導電層307及び導電層355を有する。導電層307と導電層355は、電気的に接続されている。導電層307は、トランジスタのソース及びドレインと同一の材料、及び同一の工程で形成することができる。導電層355は、駆動回路部382に外部からの信号や電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてFPC373を設ける例を示している。接続体319を介してFPC373と導電層355は電気的に接続する。
接続体319としては、様々な異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)及び異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いることができる。
<構成例1の作製方法例>
図9~図11を用いて構成例1の作製方法の一例を説明する。図9~図11は、表示パネル370の表示部381の作製方法を説明する断面図である。
まず、図9(A)に示すように、作製基板401上に剥離層403を形成する。次に、剥離層403上に被剥離層を形成する。ここで、剥離層403上に形成する被剥離層は、図8における絶縁層378から発光素子304までの各層である。
作製基板401には、少なくとも作製工程中の処理温度に耐えうる耐熱性を有する基板を用いる。作製基板401としては、例えばガラス基板、石英基板、サファイア基板、半導体基板、セラミック基板、金属基板、樹脂基板、プラスチック基板などを用いることができる。
なお、量産性を向上させるため、作製基板401として大型のガラス基板を用いることが好ましい。例えば、第3世代(550mm×650mm)以上第10世代(2950mm×3400mm)以下のガラス基板、又はこれよりも大型のガラス基板を用いることが好ましい。
作製基板401にガラス基板を用いる場合、作製基板401と剥離層403との間に、下地膜として、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、又は窒化酸化シリコン膜等の絶縁膜を形成すると、ガラス基板からの汚染を防止でき、好ましい。
剥離層403は、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、シリコンから選択された元素、該元素を含む合金材料、又は該元素を含む化合物材料等を用いて形成できる。シリコンを含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでもよい。また、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、In−Ga−Zn酸化物等の金属酸化物を用いてもよい。剥離層403に、タングステン、チタン、モリブデンなどの高融点金属材料を用いると、被剥離層の形成工程の自由度が高まるため好ましい。
剥離層403は、例えばスパッタリング法、プラズマCVD法、塗布法(スピンコーティング法、液滴吐出法、ディスペンス法等を含む)、印刷法等により形成できる。剥離層403の厚さは例えば1nm以上200nm以下、好ましくは10nm以上100nm以下とする。
剥離層403が単層構造の場合、タングステン層、モリブデン層、又はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成することが好ましい。また、タングステンの酸化物もしくは酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物もしくは酸化窒化物を含む層、又はタングステンとモリブデンの混合物の酸化物もしくは酸化窒化物を含む層を形成してもよい。なお、タングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当する。
また、剥離層403として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上に酸化物で形成される絶縁膜を形成することで、タングステン層と絶縁膜との界面に、タングステンの酸化物を含む層が形成されることを活用してもよい。また、タングステンを含む層の表面を、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、亜酸化窒素(NO)プラズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶液での処理等を行ってタングステンの酸化物を含む層を形成してもよい。プラズマ処理や加熱処理は、酸素、窒素、亜酸化窒素単独、あるいは該ガスとその他のガスとの混合気体雰囲気下で行ってもよい。上記プラズマ処理や加熱処理により、剥離層403の表面状態を変えることで、剥離層403と後に形成される絶縁膜との密着性を制御することが可能である。
なお、作製基板と被剥離層の界面で剥離が可能な場合には、剥離層を設けなくてもよい。例えば、作製基板としてガラスを用い、ガラスに接してポリイミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーボネート、アクリル等の有機樹脂を形成する。次に、レーザ照射や加熱処理を行うことで、作製基板と有機樹脂の密着性を向上させる。そして、有機樹脂上に絶縁膜やトランジスタ等を形成する。その後、先のレーザ照射よりも高いエネルギー密度でレーザ照射を行う、又は、先の加熱処理よりも高い温度で加熱処理を行うことで、作製基板と有機樹脂の界面で剥離することができる。また、剥離の際には、作製基板と有機樹脂の界面に液体を浸透させて分離してもよい。
なお、該有機樹脂を、装置を構成する基板として用いてもよいし、該有機樹脂を除去し、被剥離層の露出した面に接着剤を用いて別の基板を貼り合わせてもよい。
または、作製基板と有機樹脂の間に金属層を設け、該金属層に電流を流すことで該金属層を加熱し、金属層と有機樹脂の界面で剥離を行ってもよい。
絶縁層378は、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、又は窒化酸化シリコン膜等を用いて、単層又は積層で形成することが好ましい。
絶縁層378は、スパッタリング法、プラズマCVD法、塗布法、印刷法等を用いて形成することが可能であり、例えば、プラズマCVD法によって成膜温度を250℃以上400℃以下として形成することで、緻密で非常に防湿性の高い膜とすることができる。なお、絶縁層378の厚さは10nm以上3000nm以下、さらには200nm以上1500nm以下が好ましい。
また、図9(B)に示すように、作製基板411上に剥離層413を形成する。次に、剥離層413上に被剥離層を形成する。ここで、剥離層413上に形成する被剥離層は、図8における絶縁層376、遮光層326、及び着色層325である。
作製基板411、剥離層413、及び絶縁層376には、それぞれ、作製基板401、剥離層403、及び絶縁層378に用いることができる材料を適用することができる。
次に、図9(C)に示すように、作製基板401と作製基板411とを、接着層317を用いて貼り合わせる。
次に、図10(A)に示すように、作製基板401と絶縁層378とを分離する。なお、作製基板401と作製基板411のどちらを先に分離してもよい。
作製基板401と絶縁層378とを分離する前に、レーザ光又は鋭利な刃物等を用いて、剥離の起点を形成することが好ましい。絶縁層378の一部にクラックを入れる(膜割れやひびを生じさせる)ことで、剥離の起点を形成できる。例えば、レーザ光の照射によって、絶縁層378の一部を溶解、蒸発、又は熱的に破壊することができる。
そして、形成した剥離の起点から、物理的な力(人間の手や治具で引き剥がす処理や、基板に密着させたローラーを回転させることで分離する処理等)によって絶縁層378と作製基板401とを分離する。図10(A)の下部に、絶縁層378から分離された剥離層403と作製基板401を示す。その後、図10(A)に示すように、露出した絶縁層378と、可撓性基板371とを、接着層377を用いて貼り合わせる。
なお、可撓性基板371として好適に用いることができるフィルムの両面には、剥離フィルム(セパレートフィルム、離型フィルムともいう)が設けられている場合が多い。可撓性基板371と絶縁層378を貼り合わせる際には、可撓性基板371に設けられた一方の剥離フィルムのみを剥がし、他方の剥離フィルムは残したままにしておくことが好ましい。これにより、後の工程での搬送や加工が容易となる。図10(A)では、可撓性基板371の一方の面に剥離フィルム398が設けられている例を示す。
次に、図10(B)に示すように、作製基板411と絶縁層376とを分離する。図10(B)の上部に、絶縁層376から分離された剥離層413と作製基板411を示す。そして、露出した絶縁層376と、可撓性基板372とを、接着層375を用いて貼り合わせる。図10(B)では、可撓性基板372の一方の面に剥離フィルム399が設けられている例を示す。
次に、図11(A)に示すように、剥離フィルム398を剥離し、露出した可撓性基板371の表面に導電層390を形成する。
その後、図11(B)に示すように、剥離フィルム399を剥離する。剥離フィルム399は、導電層390を形成した後に剥離することが好ましい。剥離フィルム399を有する状態で導電層390を成膜すると、導電層390の内部応力によって表示パネルが反ることを抑制できる。
以上のように、本発明の一態様では、表示パネルを構成する機能素子等は、全て作製基板上で形成するため、精細度の高い表示パネルを作製する場合においても、可撓性基板には、高い位置合わせ精度が要求されない。よって、簡便に可撓性基板を貼り付けることができる。また、高温をかけて機能素子等を作製できるため、信頼性の高い表示パネルを実現できる。
<構成例2>
図13(A)に、カラーフィルタ方式が適用された表示パネルの断面図を示す。なお、以降の構成例では、先の構成例と同様の構成については、詳細な説明を省略する。
図13(A)に示す表示パネルは、導電層380、可撓性基板371、接着層377、絶縁層378、複数のトランジスタ、導電層307、絶縁層312、絶縁層313、絶縁層314、絶縁層315、発光素子304、導電層355、接着層317、着色層325、可撓性基板372、及び絶縁層376を有する。
導電層380は、少なくとも表示部381に設けられる。導電層380は、駆動回路部382等にも設けられていてもよい。導電層380は、表示パネルの表示面に位置するため、可視光を透過する材料を用いて形成される。
駆動回路部382はトランジスタ301を有する。表示部381は、トランジスタ303を有する。
各トランジスタは、2つのゲート、ゲート絶縁層311、半導体層、ソース、及びドレインを有する。2つのゲートは、それぞれ、ゲート絶縁層311を介して半導体層と重なる。図13(A)では、各トランジスタに、半導体層を2つのゲートで挟持する構成を適用した例を示している。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることができ、オン電流を増大させることができる。その結果、高速動作が可能な回路を作製することができる。さらには、回路の占有面積を縮小することができる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示パネルを大型化又は高精細化し配線数が増大しても、各配線における信号遅延を低減することができ、表示の輝度のばらつきを低減することができる。図13(A)では、電極321と同一の材料、及び同一の工程で、一方のゲートを作製する例を示す。
発光素子304は、着色層325側に光を射出する、ボトムエミッション構造である。
発光素子304は、絶縁層314を介して着色層325と重なる。着色層325は、発光素子304と可撓性基板371の間に配置される。図13(A)では、着色層325を絶縁層313上に配置する例を示す。図13(A)では、遮光層及びスペーサを設けない例を示す。
<構成例3>
図13(B)に、塗り分け方式が適用された表示パネルの断面図を示す。
図13(B)に示す表示パネルは、導電層390、可撓性基板371、接着層377、絶縁層378、複数のトランジスタ、導電層307、絶縁層312、絶縁層313、絶縁層314、絶縁層315、スペーサ316、発光素子304、接着層317、可撓性基板372、及び絶縁層376を有する。
図13(B)では、導電層390を可撓性基板371の一面全体に設ける例を示す。
駆動回路部382はトランジスタ301を有する。表示部381は、トランジスタ302、トランジスタ303、及び容量素子305を有する。
各トランジスタは、2つのゲート、ゲート絶縁層311、半導体層、ソース、及びドレインを有する。2つのゲートは、それぞれ、ゲート絶縁層311を介して半導体層と重なる。図13(B)では、各トランジスタに、半導体層を2つのゲートで挟持する構成を適用した例を示している。図13(B)では、絶縁層313と絶縁層314の間に、一方のゲートを作製する例を示す。
発光素子304は、可撓性基板372側に光を射出する、トップエミッション構造である。図13(B)では、発光素子304が光学調整層を有さない例を示す。絶縁層376は、発光素子304の封止層として機能する。
接続部306は、導電層307を有する。導電層307は接続体319を介してFPC373と電気的に接続する。
<応用例>
本発明の一態様では、タッチセンサが搭載された表示装置(以下、タッチパネルとも記す)を作製することができる。
本発明の一態様のタッチパネルが有する検知素子(センサ素子ともいう)に限定は無い。指やスタイラスなどの被検知体の近接又は接触を検知することのできる様々なセンサを、検知素子として適用することができる。
例えばセンサの方式としては、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。
本実施の形態では、静電容量方式の検知素子を有するタッチパネルを例に挙げて説明する。
静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。また、投影型静電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式等がある。相互容量方式を用いると、同時多点検出が可能となるため好ましい。
本発明の一態様のタッチパネルは、別々に作製された表示パネルと検知素子とを貼り合わせる構成、表示素子を支持する基板及び対向基板の一方又は双方に検知素子を構成する電極等を設ける構成等、様々な構成を適用することができる。
<構成例4>
図14(A)は、タッチパネル300の斜視概略図である。図14(B)は、図14(A)を展開した斜視概略図である。なお明瞭化のため、代表的な構成要素のみを示している。図14(B)では、一部の構成要素(可撓性基板330、可撓性基板372等)を破線で輪郭のみ明示している。
タッチパネル300は、入力装置310と、表示パネル370とを有し、これらが重ねて設けられている。
入力装置310は、可撓性基板330、電極331、電極332、複数の配線341、及び複数の配線342を有する。FPC350は、複数の配線341及び複数の配線342の各々と電気的に接続する。FPC350にはIC351が設けられている。
表示パネル370は、対向して設けられた可撓性基板371と可撓性基板372とを有する。表示パネル370は、表示部381及び駆動回路部382を有する。可撓性基板371上には、配線383等が設けられている。FPC373は、配線383と電気的に接続される。FPC373にはIC374が設けられている。
配線383は、表示部381や駆動回路部382に信号や電力を供給する機能を有する。当該信号や電力は、外部又はIC374から、FPC373を介して、配線383に入力される。
図15に、タッチパネル300の断面図の一例を示す。図15では、表示部381、駆動回路部382、FPC373を含む領域、及びFPC350を含む領域等の断面構造を示す。さらに、図15では、トランジスタのゲートと同一の導電層を加工して形成された配線と、トランジスタのソース及びドレインと同一の導電層を加工して形成された配線とが交差する交差部387の断面構造を示している。
可撓性基板371と可撓性基板372とは、接着層317によって貼り合わされている。可撓性基板372と可撓性基板330とは、接着層396によって貼り合わされている。ここで、可撓性基板371から可撓性基板372までの各層が、表示パネル370に相当する。また、可撓性基板330から電極334までの各層が入力装置310に相当する。つまり、接着層396は、表示パネル370と入力装置310を貼り合わせているといえる。または、可撓性基板371から絶縁層376までの各層が、表示パネル370に相当する。そして、可撓性基板330から可撓性基板372までの各層が入力装置310に相当する。つまり、接着層375が、表示パネル370と入力装置310を貼り合わせているともいえる。
図15に示す表示パネル370の構成は、図8に示す表示パネルと同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
<入力装置310>
可撓性基板330の可撓性基板372側には、電極331及び電極332が設けられている。ここでは、電極331が、電極333及び電極334を有する場合の例を示している。図15中の交差部387に示すように、電極332と電極333は同一平面上に形成されている。絶縁層395は、電極332及び電極333を覆うように設けられている。電極334は、絶縁層395に設けられた開口を介して、電極332を挟むように設けられる2つの電極333と電気的に接続している。
可撓性基板330の端部に近い領域には、接続部308が設けられている。接続部308は、配線342と、電極334と同一の導電層を加工して得られた導電層とを積層して有する。接続部308は、接続体309を介してFPC350が電気的に接続されている。
可撓性基板330は、接着層391によって絶縁層393と貼り合わされている。構成例1の作製方法と同様に、入力装置310も、作製基板上で素子を作製し、作製基板を剥離した後、可撓性基板330に素子を転置することで作製することができる。または、可撓性基板330上に直接、絶縁層393や素子等を形成してもよい(図16(A)参照)。
<構成例5>
図16(A)に示すタッチパネルは、接着層391を有していない点、及び、トランジスタ301、302、303、及び容量素子305の構成が異なる点で、図15に示すタッチパネルと異なる。
図16(A)では、トップゲート構造のトランジスタを示す。
各トランジスタは、ゲート、ゲート絶縁層311、半導体層、ソース、及びドレインを有する。ゲートと半導体層は、ゲート絶縁層311を介して重なる。半導体層は、低抵抗化された領域348を有していてもよい。低抵抗化された領域348は、トランジスタのソース及びドレインとして機能する。
絶縁層313上に設けられた導電層は引き回し配線として機能する。該導電層は、絶縁層313、絶縁層312、及びゲート絶縁層311に設けられた開口を介して、領域348と電気的に接続している。
図16(A)では、容量素子305が、半導体層と同一の半導体層を加工して形成した層と、ゲート絶縁層311と、ゲートと同一の導電層を加工して形成した層の積層構造を有する。ここで、容量素子305の半導体層の一部には、トランジスタのチャネルが形成される領域347よりも導電性の高い領域349が形成されていることが好ましい。
領域348及び領域349は、それぞれ、トランジスタのチャネルが形成される領域347よりも不純物を多く含む領域、キャリア濃度の高い領域、又は結晶性が低い領域などとすることができる。
本発明の一態様の表示装置には、図16(B)~(D)に示すトランジスタ848を適用することもできる。
図16(B)に、トランジスタ848の上面図を示す。図16(C)は、本発明の一態様の表示装置の、トランジスタ848のチャネル長方向の断面図である。図16(C)に示すトランジスタ848は、図16(B)における一点鎖線X1−X2間の断面に相当する。図16(D)は、本発明の一態様の表示装置の、トランジスタ848のチャネル幅方向の断面図である。図16(D)に示すトランジスタ848は、図16(B)における一点鎖線Y1−Y2間の断面に相当する。
トランジスタ848はバックゲートを有するトップゲート型のトランジスタの一種である。
トランジスタ848では、絶縁層772に設けた凸部上に半導体層742が形成されている。絶縁層772に設けた凸部上に半導体層742を設けることによって、半導体層742の側面もゲート743で覆うことができる。すなわち、トランジスタ848は、ゲート743の電界によって、半導体層742を電気的に取り囲むことができる構造を有している。このように、導電膜の電界によって、チャネルが形成される半導体膜を電気的に取り囲むトランジスタの構造を、surrounded channel(s−channel)構造とよぶ。また、s−channel構造を有するトランジスタを、「s−channel型トランジスタ」もしくは「s−channelトランジスタ」ともいう。
s−channel構造では、半導体層742の全体(バルク)にチャネルを形成することもできる。s−channel構造では、トランジスタのドレイン電流を大きくすることができ、さらに大きいオン電流を得ることができる。また、ゲート743の電界によって、半導体層742に形成されるチャネル形成領域の全領域を空乏化することができる。したがって、s−channel構造では、トランジスタのオフ電流をさらに小さくすることができる。
バックゲート723は絶縁層378上に設けられている。
絶縁層729上に設けられた導電層744aは、ゲート絶縁層311、絶縁層728、及び絶縁層729に設けられた開口747cにおいて、半導体層742と電気的に接続されている。また、絶縁層729上に設けられた導電層744bは、ゲート絶縁層311、絶縁層728、及び絶縁層729に設けられた開口747dにおいて、半導体層742と電気的に接続されている。
ゲート絶縁層311上に設けられたゲート743は、ゲート絶縁層311及び絶縁層772に設けられた開口747a及び開口747bにおいて、バックゲート723と電気的に接続されている。よって、ゲート743とバックゲート723には、同じ電位が供給される。また、開口747a及び開口747bは、どちらか一方を設けなくてもよい。また、開口747a及び開口747bの両方を設けなくてもよい。開口747a及び開口747bの両方を設けない場合は、バックゲート723とゲート743に異なる電位を供給することができる。
なお、s−channel構造を有するトランジスタに用いる半導体としては、酸化物半導体、又は、多結晶シリコン、もしくは単結晶シリコン基板等から転置された単結晶シリコン等のシリコンなどが挙げられる。
<構成例6>
図17に示すタッチパネルは、ボトムエミッション型の表示パネルと、入力装置と、を接着層396で貼り合わせた例である。
なお、図17では、導電層380を表示部381だけでなく、駆動回路部382、さらには、可撓性基板371のFPC373と重なる端部にまで設けた例を示す。
図17の表示パネルは、絶縁層376を有する点で、図13(A)の構成と異なる。また、図17の入力装置は、絶縁層393を有さず、可撓性基板330上に直接、電極331及び電極332等が設けられている点で図16の構成と異なる。
<構成例7>
図18に示すタッチパネルは、塗り分け方式が適用された表示パネルと、入力装置と、を接着層375で貼り合わせた例である。
図18の表示パネルは、図13(B)の構成と同様である。
図18の入力装置は、可撓性基板392上に絶縁層376を有し、絶縁層376上に電極334及び配線342を有する。電極334及び配線342は、絶縁層395で覆われている。絶縁層395上には、電極332及び電極333を有する。可撓性基板330は接着層396によって可撓性基板392と貼り合わされている。
<構成例8>
図19は、一対の可撓性基板(可撓性基板371及び可撓性基板372)の間に、タッチセンサ及び発光素子304を有する例である。可撓性基板を2枚とすることで、タッチパネルの薄型化、軽量化、さらにはフレキシブル化が可能となる。
図19の構成は、構成例1の作製方法例において、作製基板411上に形成する被剥離層の構成を変えることで、作製することができる。構成例1の作製方法例では、作製基板411上の被剥離層として、絶縁層376、着色層325、及び遮光層326を形成した(図9(B))。
図19に示す構成を作製する場合は、絶縁層376を形成した後、絶縁層376上に電極332、電極333、及び配線342を形成する。次に、これら電極を覆う絶縁層395を形成する。次に、絶縁層395上に電極334を形成する。次に、電極334を覆う絶縁層327を形成する。そして、絶縁層327上に、着色層325及び遮光層326を形成する。そして、作製基板401と貼り合わせ、各作製基板を剥離し、可撓性基板を貼り合わせることで、図19に示す構成のタッチパネルを作製することができる。
<構成例9>
図20(A)、(B)は、タッチパネル320の斜視概略図である。
図20(A)、(B)において、入力装置318は、表示パネル379が有する可撓性基板372に設けられている。また、入力装置318の配線341及び配線342等は、表示パネル379に設けられたFPC373と電気的に接続する。
このような構成とすることで、タッチパネル320に接続するFPCを1つの基板側(ここでは可撓性基板371側)にのみ配置することができる。また、タッチパネル320に2以上のFPCを取り付ける構成としてもよいが、図20(A)、(B)に示すように、タッチパネル320には1つのFPC373を設け、FPC373から、表示パネル379と入力装置318の両方に信号を供給する構成とすると、より構成を簡略化できるため好ましい。
IC374は入力装置318を駆動する機能を有していてもよいし、入力装置318を駆動するICをさらに設けてもよい。または、入力装置318を駆動するICを可撓性基板371上に実装してもよい。
図21は、図20におけるFPC373を含む領域、接続部385、駆動回路部382、及び表示部381の断面図である。
接続部385には、配線342(又は配線341)の1つと、導電層307の1つとが、接続体386を介して電気的に接続している。
接続体386としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂又はシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、2種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体386として弾性変形もしくは塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子は図21に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで接続体386と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗が低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制できる。
接続体386は接着層317に覆われるように配置することが好ましい。例えば接着層317となるペースト等を塗布した後に、接続部385に接続体386を散布すれよい。接着層317が設けられる部分に接続部385を配置することで、図21のように接着層317を発光素子304上にも配置する構成(固体封止構造ともいう)だけでなく、例えば中空封止構造の発光パネルや、液晶表示パネル等、接着層317を周辺に用いる構成であれば同様に適用することができる。
図21では、光学調整層324が電極321の端部を覆わない例を示す。図21では、スペーサ316が駆動回路部382にも設けられている例を示す。
<構成例10>
図22(A)に示すタッチパネルは、タッチセンサを構成する電極等と、可撓性基板372との間に遮光層326が設けられている。具体的には、絶縁層376と絶縁層328の間に遮光層326が設けられている。絶縁層328上には、電極332、電極333、配線342等の導電層と、これらを覆う絶縁層395と、絶縁層395上の電極334等が設けられている。また、電極334及び絶縁層395上に、絶縁層327が設けられ、絶縁層327上に着色層325が設けられている。
絶縁層327及び絶縁層328は、平坦化膜としての機能を有する。なお、絶縁層327及び絶縁層328は、それぞれ不要であれば設けなくてもよい。
このような構成とすることで、タッチセンサを構成する電極等よりも可撓性基板372側に設けられた遮光層326によって、当該電極等が使用者から視認されてしまうことを抑制することができる。したがって、厚さが薄いだけでなく、表示品位が向上したタッチパネルを実現することができる。
また、図22(B)に示すように、タッチパネルは、絶縁層376と絶縁層328の間に遮光層326aを有し、かつ、絶縁層327と接着層317の間に遮光層326bを有していてもよい。遮光層326bを設けることで、光漏れをより確実に抑制することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態3)
<CAC−OSの構成>
以下では、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができるCAC(Cloud Aligned Complementary)−OSの構成について説明する。
本明細書等において、金属酸化物(metal oxide)とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体(透明酸化物導電体を含む)、酸化物半導体(Oxide Semiconductorまたは単にOSともいう)などに分類される。例えば、トランジスタの活性層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、OS FETと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
本明細書において、金属酸化物が、導電体の機能を有する領域と、誘電体の機能を有する領域とが混合し、金属酸化物全体では半導体として機能する場合、CAC(Cloud Aligned Complementary)−OS(Oxide Semiconductor)、またはCAC−metal oxideと定義する。
つまり、CAC−OSとは、例えば、酸化物半導体を構成する元素が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは0.5nm以上3nm以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、酸化物半導体において、一つあるいはそれ以上の元素が偏在し、該元素を有する領域が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは0.5nm以上3nm以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
特定の元素が偏在した領域は、該元素が有する性質により、物理特性が決定する。例えば、金属酸化物を構成する元素の中でも比較的、絶縁体となる傾向がある元素が偏在した領域は、誘電体領域となる。一方、金属酸化物を構成する元素の中でも比較的、導体となる傾向がある元素が偏在した領域は、導電体領域となる。また、導電体領域、及び誘電体領域がモザイク状に混合することで、材料としては、半導体として機能する。
つまり、本発明の一態様における金属酸化物は、物理特性が異なる材料が混合した、マトリックス複合材(matrix composite)、または金属マトリックス複合材(metal matrix composite)の一種である。
なお、酸化物半導体は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、元素M(Mは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種)が含まれていてもよい。
例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OS(CAC−OSの中でもIn−Ga−Zn酸化物を、特にCAC−IGZOと呼称してもよい。)とは、インジウム酸化物(以下、InOX1(X1は0よりも大きい実数)とする。)、またはインジウム亜鉛酸化物(以下、InX2ZnY2Z2(X2、Y2、及びZ2は0よりも大きい実数)とする。)と、ガリウム酸化物(以下、GaOX3(X3は0よりも大きい実数)とする。)、またはガリウム亜鉛酸化物(以下、GaX4ZnY4Z4(X4、Y4、及びZ4は0よりも大きい実数)とする。)などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のInOX1、またはInX2ZnY2Z2が、膜中に均一に分布した構成(以下、クラウド状ともいう。)である。
つまり、CAC−OSは、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合酸化物半導体である。なお、本明細書において、例えば、第1の領域の元素Mに対するInの原子数比が、第2の領域の元素Mに対するInの原子数比よりも大きいことを、第1の領域は、第2の領域と比較して、Inの濃度が高いとする。
なお、IGZOは通称であり、In、Ga、Zn、及びOによる1つの化合物をいう場合がある。代表例として、InGaO(ZnO)m1(m1は自然数)、またはIn(1+x0)Ga(1−x0)(ZnO)m0(−1≦x0≦1、m0は任意数)で表される結晶性の化合物が挙げられる。
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはCAAC構造を有する。なお、CAAC構造とは、複数のIGZOのナノ結晶がc軸配向を有し、かつa−b面においては配向せずに連結した結晶構造である。
一方、CAC−OSは、酸化物半導体の材料構成に関する。CAC−OSとは、In、Ga、Zn、及びOを含む材料構成において、一部にGaを主成分とするナノ粒子状領域が観察され、一部にInを主成分とするナノ粒子状領域が観察され、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、CAC−OSにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
なお、CAC−OSは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Inを主成分とする膜と、Gaを主成分とする膜との2層からなる構造は、含まない。
なお、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、CAC−OSは、一部に該元素を主成分とするナノ粒子状領域が観察され、一部にInを主成分とするナノ粒子状領域が観察され、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。
<CAC−OSの解析>
続いて、各種測定方法を用い、基板上に成膜した酸化物半導体について測定を行った結果について説明する。
≪試料の構成と作製方法≫
以下では、本発明の一態様に係る9個の試料について説明する。各試料は、酸化物半導体を成膜する際の基板温度、及び酸素ガス流量比が異なる条件で作製する。なお、試料は、基板と、基板上の酸化物半導体と、を有する構造である。
各試料の作製方法について、説明する。
まず、基板として、ガラス基板を用いる。続いて、スパッタリング装置を用いて、ガラス基板上に酸化物半導体として、厚さ100nmのIn−Ga−Zn酸化物を形成する。成膜条件は、チャンバー内の圧力を0.6Paとし、ターゲットには、酸化物ターゲット(In:Ga:Zn=4:2:4.1[原子数比])を用いる。また、スパッタリング装置内に設置された酸化物ターゲットに2500WのAC電力を供給する。
なお、酸化物を成膜する際の条件として、基板温度を、意図的に加熱しない温度(以下、室温またはR.T.ともいう。)、130℃、または170℃とした。また、Arと酸素の混合ガスに対する酸素ガスの流量比(以下、酸素ガス流量比ともいう。)を、10%、30%、または100%とすることで、9個の試料を作製する。
≪X線回折による解析≫
本項目では、9個の試料に対し、X線回折(XRD:X−ray diffraction)測定を行った結果について説明する。なお、XRD装置として、Bruker社製D8 ADVANCEを用いた。また、条件は、Out−of−plane法によるθ/2θスキャンにて、走査範囲を15deg.乃至50deg.、ステップ幅を0.02deg.、走査速度を3.0deg./分とした。
図34にOut−of−plane法を用いてXRDスペクトルを測定した結果を示す。なお、図34において、上段には成膜時の基板温度条件が170℃の試料における測定結果、中段には成膜時の基板温度条件が130℃の試料における測定結果、下段には成膜時の基板温度条件がR.T.の試料における測定結果を示す。また、左側の列には酸素ガス流量比の条件が10%の試料における測定結果、中央の列には酸素ガス流量比の条件が30%の試料における測定結果、右側の列には酸素ガス流量比の条件が100%の試料における測定結果を示す。
図34に示すXRDスペクトルは、成膜時の基板温度を高くする、または、成膜時の酸素ガス流量比の割合を大きくすることで、2θ=31°付近のピーク強度が高くなる。なお、2θ=31°付近のピークは、被形成面または上面に略垂直方向に対してc軸に配向した結晶性IGZO化合物(CAAC(c−axis aligned crystalline)−IGZOともいう。)であることに由来することが分かっている。
また、図34に示すXRDスペクトルは、成膜時の基板温度が低い、または、酸素ガス流量比が小さいほど、明確なピークが現れなかった。従って、成膜時の基板温度が低い、または、酸素ガス流量比が小さい試料は、測定領域のa−b面方向、及びc軸方向の配向は見られないことが分かる。
≪電子顕微鏡による解析≫
本項目では、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料を、HAADF(High−Angle Annular Dark Field)−STEM(Scanning Transmission Electron Microscope)によって観察、及び解析した結果について説明する(以下、HAADF−STEMによって取得した像は、TEM像ともいう。)。
HAADF−STEMによって取得した平面像(以下、平面TEM像ともいう。)、及び断面像(以下、断面TEM像ともいう。)の画像解析を行った結果について説明する。なお、TEM像は、球面収差補正機能を用いて観察した。なお、HAADF−STEM像の撮影には、日本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡JEM−ARM200Fを用いて、加速電圧200kV、ビーム径約0.1nmφの電子線を照射して行った。
図35(A)は、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の平面TEM像である。図35(B)は、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の断面TEM像である。
≪電子線回折パターンの解析≫
本項目では、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料に、プローブ径が1nmの電子線(ナノビーム電子線ともいう。)を照射することで、電子線回折パターンを取得した結果について説明する。
図35(A)に示す、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の平面TEM像において、黒点a1、黒点a2、黒点a3、黒点a4、及び黒点a5で示す電子線回折パターンを観察する。なお、電子線回折パターンの観察は、電子線を照射しながら0秒の位置から35秒の位置まで一定の速度で移動させながら行う。黒点a1の結果を図35(C)、黒点a2の結果を図35(D)、黒点a3の結果を図35(E)、黒点a4の結果を図35(F)、及び黒点a5の結果を図35(G)に示す。
図35(C)、図35(D)、図35(E)、図35(F)、及び図35(G)より、円を描くように(リング状に)輝度の高い領域が観測できる。また、リング状の領域に複数のスポットが観測できる。
また、図35(B)に示す、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の断面TEM像において、黒点b1、黒点b2、黒点b3、黒点b4、及び黒点b5で示す電子線回折パターンを観察する。黒点b1の結果を図35(H)、黒点b2の結果を図35(I)、黒点b3の結果を図35(J)、黒点b4の結果を図35(K)、及び黒点b5の結果を図35(L)に示す。
図35(H)、図35(I)、図35(J)、図35(K)、及び図35(L)より、リング状に輝度の高い領域が観測できる。また、リング状の領域に複数のスポットが観測できる。
ここで、例えば、InGaZnOの結晶を有するCAAC−OSに対し、試料面に平行にプローブ径が300nmの電子線を入射させると、InGaZnOの結晶の(009)面に起因するスポットが含まれる回折パターンが見られる。つまり、CAAC−OSは、c軸配向性を有し、c軸が被形成面または上面に略垂直な方向を向いていることがわかる。一方、同じ試料に対し、試料面に垂直にプローブ径が300nmの電子線を入射させると、リング状の回折パターンが確認される。つまり、CAAC−OSは、a軸及びb軸は配向性を有さないことがわかる。
また、微結晶を有する酸化物半導体(nano crystalline oxide semiconductor。以下、nc−OSという。)に対し、大きいプローブ径(例えば50nm以上)の電子線を用いる電子線回折を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。また、nc−OSに対し、小さいプローブ径の電子線(例えば50nm未満)を用いるナノビーム電子線回折を行うと、輝点(スポット)が観測される。また、nc−OSに対しナノビーム電子線回折を行うと、円を描くように(リング状に)輝度の高い領域が観測される場合がある。さらに、リング状の領域に複数の輝点が観測される場合がある。
成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の電子線回折パターンは、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点を有する。従って、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料は、電子線回折パターンが、nc−OSになり、平面方向、及び断面方向において、配向性は有さない。
以上より、成膜時の基板温度が低い、または、酸素ガス流量比が小さい酸化物半導体は、アモルファス構造の酸化物半導体膜とも、単結晶構造の酸化物半導体膜とも明確に異なる性質を有すると推定できる。
≪元素分析≫
本項目では、エネルギー分散型X線分光法(EDX:Energy Dispersive X−ray spectroscopy)を用い、EDXマッピングを取得し、評価することによって、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の元素分析を行った結果について説明する。なお、EDX測定には、元素分析装置として日本電子株式会社製エネルギー分散型X線分析装置JED−2300Tを用いる。なお、試料から放出されたX線の検出にはSiドリフト検出器を用いる。
EDX測定では、試料の分析対象領域の各点に電子線照射を行い、これにより発生する試料の特性X線のエネルギーと発生回数を測定し、各点に対応するEDXスペクトルを得る。本実施の形態では、各点のEDXスペクトルのピークを、In原子のL殻への電子遷移、Ga原子のK殻への電子遷移、Zn原子のK殻への電子遷移及びO原子のK殻への電子遷移に帰属させ、各点におけるそれぞれの原子の比率を算出する。これを試料の分析対象領域について行うことにより、各原子の比率の分布が示されたEDXマッピングを得ることができる。
図36には、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の断面におけるEDXマッピングを示す。図36(A)は、Ga原子のEDXマッピング(全原子に対するGa原子の比率は1.18乃至18.64[atomic%]の範囲とする。)である。図36(B)は、In原子のEDXマッピング(全原子に対するIn原子の比率は9.28乃至33.74[atomic%]の範囲とする。)である。図36(C)は、Zn原子のEDXマッピング(全原子に対するZn原子の比率は6.69乃至24.99[atomic%]の範囲とする。)である。また、図36(A)、図36(B)、及び図36(C)は、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料の断面において、同範囲の領域を示している。なお、EDXマッピングは、範囲における、測定元素が多いほど明るくなり、測定元素が少ないほど暗くなるように、明暗で元素の割合を示している。また、図36に示すEDXマッピングの倍率は720万倍である。
図36(A)、図36(B)、及び図36(C)に示すEDXマッピングでは、画像に相対的な明暗の分布が見られ、成膜時の基板温度R.T.、及び酸素ガス流量比10%で作製した試料において、各原子が分布を持って存在している様子が確認できる。ここで、図36(A)、図36(B)、及び図36(C)に示す実線で囲む範囲と破線で囲む範囲に注目する。
図36(A)では、実線で囲む範囲は、相対的に暗い領域を多く含み、破線で囲む範囲は、相対的に明るい領域を多く含む。また、図36(B)では実線で囲む範囲は、相対的に明るい領域を多く含み、破線で囲む範囲は、相対的に暗い領域を多く含む。
つまり、実線で囲む範囲はIn原子が相対的に多い領域であり、破線で囲む範囲はIn原子が相対的に少ない領域である。ここで、図36(C)では、実線で囲む範囲において、右側は相対的に明るい領域であり、左側は相対的に暗い領域である。従って、実線で囲む範囲は、InX2ZnY2Z2、またはInOX1などが主成分である領域である。
また、実線で囲む範囲はGa原子が相対的に少ない領域であり、破線で囲む範囲はGa原子が相対的に多い領域である。図36(C)では、破線で囲む範囲において、左上の領域は、相対的に明るい領域であり、右下側の領域は、相対的に暗い領域である。従って、破線で囲む範囲は、GaOX3、またはGaX4ZnY4Z4などが主成分である領域である。
また、図36(A)、図36(B)、及び図36(C)より、In原子の分布は、Ga原子よりも、比較的、均一に分布しており、InOX1が主成分である領域は、InX2ZnY2Z2が主成分となる領域を介して、互いに繋がって形成されているように見える。このように、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域は、クラウド状に広がって形成されている。
このように、GaOX3などが主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有するIn−Ga−Zn酸化物を、CAC−OSと呼称することができる。
また、CAC−OSにおける結晶構造は、nc構造を有する。CAC−OSが有するnc構造は、電子線回折像において、単結晶、多結晶、またはCAAC構造を含むIGZOに起因する輝点(スポット)以外にも、数か所以上の輝点(スポット)を有する。または、数か所以上の輝点(スポット)に加え、リング状に輝度の高い領域が現れるとして結晶構造が定義される。
また、図36(A)、図36(B)、及び図36(C)より、GaOX3などが主成分である領域、及びInX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域のサイズは、0.5nm以上10nm以下、または1nm以上3nm以下で観察される。なお、好ましくは、EDXマッピングにおいて、各元素が主成分である領域の径は、1nm以上2nm以下とする。
以上より、CAC−OSは、金属元素が均一に分布したIGZO化合物とは異なる構造であり、IGZO化合物と異なる性質を有する。つまり、CAC−OSは、GaOX3などが主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。
ここで、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域は、GaOX3などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。従って、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度(μ)が実現できる。
一方、GaOX3などが主成分である領域は、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、GaOX3などが主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。
従って、CAC−OSを半導体素子に用いた場合、GaOX3などに起因する絶縁性と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流(Ion)、及び高い電界効果移動度(μ)を実現することができる。
また、CAC−OSを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、CAC−OSは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器及び照明装置について図を用いて説明する。
本発明の一態様の表示装置を用いて、表示不良が低減された電子機器を実現することができる。本発明の一態様の表示装置を用いて、曲面又は可撓性を有する電子機器を実現することができる。本発明の一態様の表示装置を用いて、軽量な又は薄型の電子機器を実現することができる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、腕輪型ディスプレイ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)などのウェアラブルディスプレイ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどのカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
本発明の一態様の電子機器は可撓性を有するため、家屋やビルの内壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
本発明の一態様の電子機器は二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池(リチウムイオンポリマー電池)等のリチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などが挙げられる。
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器が二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
図23(A)~(E)に、可撓性を有する表示部7001を有する電子機器の一例を示す。
表示部7001は、本発明の一態様の表示装置を用いて作製される。例えば、曲率半径0.01mm以上150mm以下で曲げることができる表示装置等を適用できる。また、表示部7001はタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部7001に触れることで電子機器を操作することができる。
本発明の一態様により、表示不良が低減され、可撓性を有する表示部を備えた電子機器を提供できる。
図23(A)~(C)に、折りたたみ可能な電子機器の一例を示す。図23(A)では、展開した状態、図23(B)では、展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態、図23(C)では、折りたたんだ状態の電子機器7600を示す。電子機器7600は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により一覧性に優れる。
表示部7001はヒンジ7602によって連結された3つの筐体7601に支持されている。ヒンジ7602を介して2つの筐体7601間を屈曲させることにより、電子機器7600を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。
図23(D)、(E)に、折りたたみ可能な電子機器の一例を示す。図23(D)では、内曲げにした状態、図23(E)では、外曲げにした状態の電子機器7650を示す。電子機器7650は表示部7001及び非表示部7651を有する。電子機器7650を使用しない際に、表示部7001が内側になるように折りたたむことで、表示部7001の汚れや傷つきを抑制できる。
電子機器7600及び電子機器7650は、それぞれ、携帯情報端末として用いることができる。本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとしてそれぞれ用いることができる。携帯情報端末は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
折りたたみ可能な電子機器について、図24~図27を用いて、より具体的に説明する。図24~図27では、表示パネルとして、タッチパネル300(図14及び図15参照)を用いる例を示す。
図24~図27に示す電子機器は、帯状の可撓性の高い領域と帯状の可撓性の低い領域とを交互に有する。該電子機器は、可撓性の高い領域で曲げることで、折りたたむことができる。該電子機器は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により一覧性に優れる。可撓性の高い領域は内曲げ、外曲げのどちらで折りたたむこともできる。
電子機器を使用する際には、展開することで、継ぎ目のない広い表示領域全体を用いてもよいし、表示パネルの表示面が外側になるように曲げることで、表示領域の一部を用いてもよい。折りたたまれ、使用者にとって見えない表示領域を非表示領域とすることで、電子機器の消費電力を抑制できる。
図24(A)~(D)に、2つの帯状の可撓性の高い領域と3つの帯状の可撓性の低い領域とを有する、3つ折りが可能な電子機器90を示す。図24(A)、(C)は電子機器90の表示面側の平面図であり、図24(B)、(D)は電子機器90の表示面と対向する面側の平面図である。
なお、可撓性の高い領域と可撓性の低い領域の数に、特に限定はない。図25(A)に、1つの帯状の可撓性の高い領域と2つの帯状の可撓性の低い領域とを有する、2つ折りが可能な電子機器を示す。また、図25(B)に、3つの帯状の可撓性の高い領域と4つの帯状の可撓性の低い領域とを有する電子機器を示す。また、図25(C)に、4つの帯状の可撓性の高い領域と5つの帯状の可撓性の低い領域とを有する電子機器を示す。
図24(A)~(D)に示す電子機器90は、可撓性を有するタッチパネル300、保護層93、導電層73、複数の支持パネル95a、及び複数の支持パネル95bを有する。各支持パネル95a、95bは、タッチパネル300に比べて可撓性が低い。複数の支持パネル95aは互いに離間している。複数の支持パネル95bは互いに離間している。
図24(A)に示すように、電子機器90は、一方向に可撓性の高い領域E1及び可撓性の低い領域E2を交互に有する。可撓性の高い領域と可撓性の低い領域はそれぞれ帯状(縞状)に形成される。本実施の形態では、複数の可撓性の高い領域や複数の可撓性の低い領域が互いに平行である例を示すが、各領域は平行に配置されていなくてもよい。
電子機器90における可撓性の高い領域E1は、少なくとも可撓性を有する表示パネルを有する。特に、有機EL素子を用いた表示パネルは、高い可撓性及び耐衝撃性に加え、薄型軽量化が図れるため、好ましい。
電子機器90における可撓性の低い領域E2は、少なくとも可撓性を有する表示パネルと、該表示パネルに比べて可撓性の低い支持パネルとを重ねて有する。
図26(A)に図24(A)に示す電子機器90を展開した状態を示す。図26(B)に展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の電子機器90を示す。図26(C)に折りたたんだ状態の電子機器90を示す。
図27は、図24(A)に示す電子機器90の各構成を示す斜視図である。
電子機器90を折りたたんだ際に、タッチパネル300の端部(折り曲げた部分、折り曲げた状態における端部、等ともいえる)が、支持パネル95a、95bの端部よりも外側に位置すると、タッチパネル300が傷つく場合や、タッチパネル300に含まれる素子が破壊される場合がある。
図26(C)に示す折りたたんだ状態の電子機器90は、タッチパネル300の端部とタッチパネル300の上下に位置する支持パネル95a、95bの端部が揃っている。これにより、タッチパネル300が傷つくこと、タッチパネル300に含まれる素子が破壊されること等を抑制できる。
また、図24(C)に示す電子機器90を折りたたむと、タッチパネル300の端部が、支持パネル95a、95bの端部よりも内側に位置する。これにより、さらにタッチパネル300が傷つくこと、タッチパネル300に含まれる素子が破壊されること等を抑制できる。
図24(C)では、可撓性の低い領域における、可撓性の高い領域及び可撓性の低い領域が並ぶ方向の長さを長さW1~長さW3で示す。
可撓性の低い領域には、表示パネルが有する外部接続電極を含むことが好ましい。ここで、外部接続電極とは、例えば、図15に示す導電層355等に相当する。
図24(C)では、長さW1の可撓性の低い領域に外部接続電極を含む。電子機器90では、外部接続電極と重なる可撓性の低い領域Aの長さW1が、領域Aに最も近い可撓性の低い領域Bの長さW3よりも長い。
電子機器90では、外部接続電極と重なる可撓性の低い領域Aの長さW1が、領域Aに最も近い可撓性の低い領域Bの長さW3よりも長いことが好ましい。特に、領域Aの長さW1、領域Bの長さW3、及び領域Aに最も遠い可撓性の低い領域Cの長さW2のうち、長さW1が最も長く、長さW2が2番目に長いことが好ましい。
同様に、図25(B)に示す電子機器では、長さW1~長さW4のうち、長さW1が最も長く、長さW2が2番目に長く、長さW3及び長さW4が最も短い。長さW3と長さW4は異なる値であってもよい。
また、図25(C)に示す電子機器では、長さW1~長さW5のうち、長さW1が最も長く、長さW2が2番目に長く、長さW3、長さW4、及び長さW5が最も短い。長さW3、長さW4、及び長さW5はそれぞれ異なる値であってもよい。
支持パネルは、表示パネルの表示面側又は表示面と対向する面側の少なくとも一方に設けられる。
支持パネル95a、95bのように、表示パネルの表示面側及び表示面と対向する面側の双方に支持パネルを有すると、一対の支持パネルによって表示パネルを挟持できるため、可撓性の低い領域の機械的強度を高め、電子機器90がより破損しにくくなり好ましい。
可撓性の高い領域E1及び可撓性の低い領域E2は、表示パネルと、支持パネルに比べて可撓性の高い保護層と、を重ねて有することが好ましい。これにより、電子機器90の可撓性の高い領域E1が、可撓性を有し、かつ機械的強度の高い領域となり、電子機器90をより破損しにくくすることができる。したがって、可撓性の低い領域はもちろん、可撓性の高い領域においても、電子機器90が外力等による変形で壊れにくい構成にすることができる。
例えば、表示パネル、支持パネル、保護層のそれぞれの厚さは、支持パネルが最も厚く、表示パネルが最も薄い構成が好ましい。または、例えば、表示パネル、支持パネル、保護層のそれぞれの可撓性は、支持パネルの可撓性が最も低く、表示パネルの可撓性が最も高い構成が好ましい。このような構成とすることで、可撓性の高い領域と可撓性の低い領域の可撓性の差が大きくなる。確実に可撓性の高い領域で折り曲げができる構成とすることで、可撓性の低い領域で曲げが生じることを抑制でき、電子機器の信頼性を高めることができる。また、意図しないところで電子機器が曲がることを抑制できる。
表示パネルの表示面側及び表示面と対向する面側の双方に保護層を有すると、一対の保護層によって表示パネルを挟持できるため、電子機器の機械的強度を高め、電子機器がより破損しにくくなり好ましい。
本実施の形態では、導電層73が、保護層としての機能を有する例を示す。導電層73は、支持パネル95bやバッテリと接続されることで、定電位が与えられる。
例えば、図24(A)及び図27等に示すように、可撓性の低い領域E2では、保護層93及び導電層73が一対の支持パネル95a、95bの間に位置し、タッチパネル300が保護層93及び導電層73の間に位置することが好ましい。
表示パネルの表示面側又は表示面と対向する面側のみに保護層を有すると、電子機器90をより薄型又はより軽量にすることができ好ましい。例えば、保護層93を用いず、導電層73のみを有する電子機器90としてもよい。
また、表示パネルの表示面側の保護層93が遮光膜であると、表示パネルの非表示領域に外光が照射されることを抑制できる。これにより、非表示領域に含まれる駆動回路が有するトランジスタ等の光劣化を抑制できるため好ましい。
タッチパネル300に、導電層73と固定されていない部分を設けることで、電子機器90を曲げる際や展開する際に、タッチパネル300の少なくとも一部分の相対的な位置が、導電層73に対して変化する。また、中立面をタッチパネル300中に形成できるため、タッチパネル300に力がかかり、タッチパネル300が破損することを抑制できる。
保護層や支持パネルは、プラスチック、金属、合金、ゴム等を用いて形成できる。プラスチックやゴム等を用いることで、軽量であり、破損しにくい保護層や支持パネルを得られるため、好ましい。例えば、保護層93としてシリコーンゴム、導電層73として導電性フィルム、支持パネルとしてステンレスやアルミニウムを用いることができる。導電性フィルムとしては、例えば、ITOとPETフィルムが積層されたフィルムを用いることができる。
また、保護層や支持パネルに、靱性が高い材料を用いることが好ましい。これにより、耐衝撃性に優れ、破損しにくい電子機器を実現できる。例えば、樹脂や、厚さの薄い金属材料や合金材料を用いることで、軽量であり、破損しにくい電子機器を実現できる。なお、同様の理由により、表示パネルを構成する基板にも靱性が高い材料を用いることが好ましい。
表示面側に位置する保護層や支持パネルは、表示パネルの表示領域と重ならない場合には、透光性を問わない。表示面側に位置する保護層や支持パネルが、少なくとも一部の表示領域と重なる場合は、発光素子が発する光を透過する材料を用いることが好ましい。表示面と対向する面側に位置する保護層や支持パネルの透光性は問わない。
保護層、支持パネル、表示パネルのいずれか2つを接着する場合には、各種接着剤を用いることができ、例えば、二液混合型の樹脂などの常温で硬化する樹脂、光硬化性の樹脂、熱硬化性の樹脂などの樹脂を用いることができる。また、シート状の接着剤を用いてもよい。また、保護層、支持パネル、表示パネルのいずれか2つ以上を貫通するネジや、挟持するピン、クリップ等を用いて、電子機器の各構成を固定してもよい。なお、タッチパネル300は、導電層73と固定されていない部分を有する。
電子機器90は、1つの表示パネル(1つの表示領域)を、折り曲げられた部分を境に2つ以上に分けて利用できる。例えば、折りたたむことで隠れた領域を非表示とし、露出する領域のみが表示してもよい。これにより使用者が使用しない領域が消費する電力を削減することができる。
電子機器90は、各可撓性の高い領域が折り曲げられているか否かを判断するためのセンサを有していてもよい。例えばスイッチ、MEMS圧力センサまたは圧力センサ等を用いて構成することができる。
電子機器90では、一つの表示パネルを1回以上折りたたむことができる。このとき、曲率半径は、例えば、1mm以上150mm以下とすることができる。
図28(A)~(D)に、腕装着型の電子機器や腕時計型の電子機器の例を示す。図28では、表示パネルとして、タッチパネル300(図14及び図15参照)を用いる例を示す。
本発明の一態様の電子機器の使用方法は特に限定されない。例えば、何にも装着せずに使用してもよいし、腕、腰、足などの身体の一部、ロボット(工場用ロボット、人型ロボットなど)、柱状物体(建築物の柱、電柱、標識ポール)、道具などに取り付けて用いてもよい。
図28(A)に、腕装着型の電子機器60の上面図を示し、図28(A)における一点鎖線X−Y間の断面図を図28(B)に示す。なお、図28(B)では、タッチパネル300が有する発光素子の発光が取り出される方向を矢印で示す。
電子機器60は、筐体61及びバンド65を有する。筐体61の内部には、タッチパネル300、導電層73、回路、蓄電装置67等が含まれている。筐体61とバンド65は接続されている。筐体61とバンド65は着脱自在に接続されていてもよい。
タッチパネル300は、図15に示す導電層390を有する。導電層390は、導電層73と電気的に接続され、定電位が与えられている。導電層73には、定電位が与えられている。導電層73は、蓄電装置67又は筐体61と接続されていてもよい。例えば、導電層73は、筐体61又はバッテリのGNDラインと電気的に接続されることで、GND電位が与えられる。
導電層73は、蓄電装置67の静電遮蔽のためのシールドとして機能してもよい。特に、外装体が不要な二次電池(固体電池など)のシールドとして好適である。また、導電層73は、電子機器60が有する各種センサの静電遮蔽のためのシールドとして機能してもよい。
バンドとしては、ベルト状のバンドや、鎖状のバンドを用いることができる。
図28(C)は、鎖状のバンド68を有する例である。図28(C)では、円形の筐体61に円形の表示領域81を有する腕装着型の電子機器を示す。
腕等に装着するためのバンドには、例えば、金属、樹脂、又は天然素材等の一種以上を用いることができる。金属としては、ステンレス、アルミニウム、チタン合金などを用いることができる。また、樹脂としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などを用いることができる。また、天然素材としては木材、石、骨、皮革、紙、布を加工したものなどを用いることができる。
図28(D)に腕時計型の電子機器の一例を示す。電子機器7800は、バンド7801、表示部7001、入出力端子7802、操作ボタン7803等を有する。バンド7801は、筐体としての機能を有する。また、電子機器7800は、可撓性を有するバッテリ7805を搭載することができる。バッテリ7805は例えば表示部7001やバンド7801と重ねて配置してもよい。
バンド7801、表示部7001、及びバッテリ7805は可撓性を有する。そのため、電子機器7800を所望の形状に湾曲させることが容易である。
電子機器7800は、携帯情報端末として用いることができる。
操作ボタン7803は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、電子機器7800に組み込まれたオペレーティングシステムにより、操作ボタン7803の機能を自由に設定することもできる。
また、表示部7001に表示されたアイコン7804に指等で触れることで、アプリケーションを起動することができる。
また、電子機器7800は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。
また、電子機器7800は入出力端子7802を有していてもよい。入出力端子7802を有する場合、他の情報端末とコネクタを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子7802を介して充電を行うこともできる。なお、入出力端子を介さずに非接触電力伝送により充電を行えてもよい。
図29(A)、(B)、(C1)、(C2)、(D)、(E)に、湾曲した表示部7000を有する電子機器の一例を示す。表示部7000はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。なお、表示部7000は可撓性を有していてもよい。
表示部7000は、本発明の一態様の表示装置を用いて作製される。
本発明の一態様により、表示不良が低減され、湾曲した表示部を備えた電子機器を提供できる。
図29(A)に携帯電話機の一例を示す。携帯電話機7100は、筐体7101、表示部7000、操作ボタン7103、外部接続ポート7104、スピーカ7105、マイク7106等を有する。
図29(A)に示す携帯電話機7100は、表示部7000にタッチセンサを備える。電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指やスタイラスなどで表示部7000に触れることで行うことができる。
また、操作ボタン7103の操作により、電源のON、OFF動作や、表示部7000に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
図29(B)にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置7200は、筐体7201に表示部7000が組み込まれている。ここでは、スタンド7203により筐体7201を支持した構成を示している。
図29(B)に示すテレビジョン装置7200の操作は、筐体7201が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機7211により行うことができる。または、表示部7000にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部7000に触れることで操作してもよい。リモコン操作機7211は、当該リモコン操作機7211から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機7211が備える操作キー又はタッチパネルにより、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部7000に表示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置7200は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)又は双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
図29(C1)、(C2)、(D)、(E)に携帯情報端末の一例を示す。各携帯情報端末は、筐体7301及び表示部7000を有する。さらに、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク、アンテナ、又はバッテリ等を有していてもよい。表示部7000にはタッチセンサを備える。携帯情報端末の操作は、指やスタイラスなどで表示部7000に触れることで行うことができる。
図29(C1)は、携帯情報端末7300の斜視図であり、図29(C2)は携帯情報端末7300の上面図である。図29(D)は、携帯情報端末7310の斜視図である。図29(E)は、携帯情報端末7320の斜視図である。
携帯情報端末7300、携帯情報端末7310及び携帯情報端末7320は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、図29(C1)、(D)に示すように、3つの操作ボタン7302を一の面に表示し、矩形で示す情報7303を他の面に表示することができる。図29(C1)、(C2)では、携帯情報端末の上側に情報が表示される例を示し、図29(D)では、携帯情報端末の横側に情報が表示される例を示す。また、携帯情報端末の3面以上に情報を表示してもよく、図29(E)では、情報7304、情報7305、情報7306がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。
なお、情報の例としては、SNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)の通知、電子メールや電話などの着信を知らせる表示、電子メールなどの題名もしくは送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報が表示されている位置に、情報の代わりに、操作ボタン、アイコンなどを表示してもよい。
例えば、携帯情報端末7300の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末7300を収納した状態で、その表示(ここでは情報7303)を確認することができる。
具体的には、着信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末7300の上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末7300をポケットから取り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
図29(F)~(H)に、湾曲した発光部を有する照明装置の一例を示している。
図29(F)~(H)に示す各照明装置が有する発光部は、本発明の一態様の表示装置を用いて作製される。
本発明の一態様により、発光不良が低減され、湾曲した発光部を備える照明装置を提供できる。
図29(F)に示す照明装置7400は、波状の発光面を有する発光部7402を備える。したがってデザイン性の高い照明装置となっている。
図29(G)に示す照明装置7410の備える発光部7412は、凸状に湾曲した2つの発光部が対称的に配置された構成となっている。したがって照明装置7410を中心に全方位を照らすことができる。
図29(H)に示す照明装置7420は、凹状に湾曲した発光部7422を備える。したがって、発光部7422からの発光を、照明装置7420の前面に集光するため、特定の範囲を明るく照らす場合に適している。
また、照明装置7400、照明装置7410及び照明装置7420の備える各々の発光部は可撓性を有していてもよい。発光部を可塑性の部材や可動なフレームなどの部材で固定し、用途に合わせて発光部の発光面を自在に湾曲可能な構成としてもよい。
照明装置7400、照明装置7410及び照明装置7420は、それぞれ、操作スイッチ7403を備える台部7401と、台部7401に支持される発光部を有する。
なおここでは、台部によって発光部が支持された照明装置について例示したが、発光部を備える筐体を天井に固定する、又は天井からつり下げるように用いることもできる。発光面を湾曲させて用いることができるため、発光面を凹状に湾曲させて特定の領域を明るく照らす、又は発光面を凸状に湾曲させて部屋全体を明るく照らすこともできる。
本発明の一態様の可撓性を有する表示装置を用いて、表示部を折りたたむ構成(図23など)以外の電子機器を作製することもできる。
図30(A)~(D)に、可撓性を有する表示部7001を有する携帯情報端末の一例を示す。
図30(A)は、携帯情報端末の一例を示す斜視図であり、図30(B)は、携帯情報端末の一例を示す側面図である。携帯情報端末7500は、筐体7501、表示部7001、引き出し部材7502、操作ボタン7503等を有する。
携帯情報端末7500は、筐体7501内にロール状に巻かれた可撓性を有する表示部7001を有する。
また、携帯情報端末7500は内蔵された制御部によって映像信号を受信可能で、受信した映像を表示部7001に表示することができる。また、携帯情報端末7500にはバッテリが内蔵されている。また、筐体7501にコネクタを接続する端子部を備え、映像信号や電力を有線により外部から直接供給する構成としてもよい。
また、操作ボタン7503によって、電源のON、OFF動作や表示する映像の切り替え等を行うことができる。なお、図30(A)~(C)では、携帯情報端末7500の側面に操作ボタン7503を配置する例を示すが、これに限られず、携帯情報端末7500の表示面と同じ面(おもて面)や、裏面に配置してもよい。
図30(C)には、表示部7001を引き出した状態の携帯情報端末7500を示す。この状態で表示部7001に映像を表示することができる。また、表示部7001の一部がロール状に巻かれた図30(A)の状態と表示部7001を引き出し部材7502により引き出した図30(C)の状態とで、携帯情報端末7500が異なる表示を行う構成としてもよい。例えば、図30(A)の状態のときに、表示部7001のロール状に巻かれた部分を非表示とすることで、携帯情報端末7500の消費電力を下げることができる。
なお、表示部7001を引き出した際に表示部7001の表示面が平面状となるように固定するため、表示部7001の側部に補強のためのフレームを設けていてもよい。
なお、この構成以外に、筐体にスピーカを設け、映像信号と共に受信した音声信号によって音声を出力する構成としてもよい。
図30(D)に、可撓性を有する携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末7700は、筐体7701及び表示部7001を有する。さらに、入力手段であるボタン7703a、7703b、音声出力手段であるスピーカ7704a、7704b、外部接続ポート7705、マイク7706等を有していてもよい。また、携帯情報端末7700は、可撓性を有するバッテリ7709を搭載することができる。バッテリ7709は例えば表示部7001と重ねて配置してもよい。
筐体7701、表示部7001、及びバッテリ7709は可撓性を有する。そのため、携帯情報端末7700を所望の形状に湾曲させることや、携帯情報端末7700に捻りを加えることが容易である。例えば、携帯情報端末7700は、表示部7001が内側又は外側になるように折り曲げて使用することができる。または、携帯情報端末7700をロール状に巻いた状態で使用することもできる。このように、筐体7701及び表示部7001を自由に変形させることが可能であるため、携帯情報端末7700は、落下した場合、又は意図しない外力が加わった場合であっても、破損しにくいという利点がある。
また、携帯情報端末7700は軽量であるため、筐体7701の上部をクリップ等で把持してぶら下げて使用する、又は、筐体7701を磁石等で壁面に固定して使用するなど、様々な状況において利便性良く使用することができる。
図31(A)に自動車9700の外観を示す。図31(B)に自動車9700の運転席を示す。自動車9700は、車体9701、車輪9702、ダッシュボード9703、ライト9704等を有する。本発明の一態様の表示装置は、自動車9700の表示部などに用いることができる。例えば、図31(B)に示す表示部9710乃至表示部9715に本発明の一態様の表示装置を設けることができる。
表示部9710と表示部9711は、自動車のフロントガラスに設けられた表示装置である。本発明の一態様の表示装置は、電極や配線を、透光性を有する導電性材料で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態とすることができる。表示部9710や表示部9711がシースルー状態であれば、自動車9700の運転時にも視界の妨げになることがない。よって、本発明の一態様の表示装置を自動車9700のフロントガラスに設置することができる。なお、表示装置等を駆動するためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料を用いた有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いるとよい。
表示部9712はピラー部分に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部9712に映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。表示部9713はダッシュボード部分に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部9713に映し出すことによって、ダッシュボードで遮られた視界を補完することができる。すなわち、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。また、見えない部分を補完する映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
また、図31(C)は、運転席と助手席にベンチシートを採用した自動車の室内を示している。表示部9721は、ドア部に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部9721に映し出すことによって、ドアで遮られた視界を補完することができる。また、表示部9722は、ハンドルに設けられた表示装置である。表示部9723は、ベンチシートの座面の中央部に設けられた表示装置である。なお、表示装置を座面や背もたれ部分などに設置して、当該表示装置を、当該表示装置の発熱を熱源としたシートヒーターとして利用することもできる。
表示部9714、表示部9715、または表示部9722はナビゲーション情報、スピードメーターやタコメーター、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定など、その他様々な情報を提供することができる。また、表示部に表示される表示項目やレイアウトなどは、使用者の好みに合わせて適宜変更することができる。なお、上記情報は、表示部9710乃至表示部9713、表示部9721、表示部9723にも表示することができる。また、表示部9710乃至表示部9715、表示部9721乃至表示部9723は照明装置として用いることも可能である。また、表示部9710乃至表示部9715、表示部9721乃至表示部9723は加熱装置として用いることも可能である。
本発明の一態様の表示装置が適用される表示部は平面であってもよい。この場合、本発明の一態様の表示装置は、曲面や可撓性を有さない構成であってもよい。本発明の一態様の表示装置を適用することで、電子機器の軽量化及び薄型化が可能である。
図31(D)に示す携帯型ゲーム機は、筐体9801、筐体9802、表示部9803、表示部9804、マイクロフォン9805、スピーカ9806、操作キー9807、スタイラス9808等を有する。
図31(D)に示す携帯型ゲーム機は、2つの表示部(表示部9803と表示部9804)を有する。なお、本発明の一態様の電子機器が有する表示部の数は、2つに限定されず1つであっても3つ以上であってもよい。電子機器が複数の表示部を有する場合、少なくとも1つの表示部が本発明の一態様の表示装置を有する。
図31(E)はノート型パーソナルコンピュータであり、筐体9821、表示部9822、キーボード9823、ポインティングデバイス9824等を有する。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
本実施例では、本発明の一態様の表示装置を作製し、表示を行った結果について説明する。
図6(B)を用いて、本実施例の表示装置について説明する。本実施例の表示装置は、表示パネル10として、カラーフィルタ方式が適用されたトップエミッション構造のタッチパネルを有する。該タッチパネルは、一対の可撓性基板の間に発光素子及びタッチセンサを有する。表示パネル10の厚さは、100μm以下である。表示パネル10は内曲げ及び外曲げのどちらでも曲げることができる。
表示パネル10は、実施の形態2で示した構成例1の作製方法と同様に、2つの作製基板上にそれぞれ被剥離層を形成した後、2つの作製基板を貼り合わせ、各作製基板を剥離し、被剥離層を一対の可撓性基板の間に転置することで作製した。作製基板にはガラス基板を用いた。可撓性基板51及び可撓性基板57には樹脂フィルムを用いた。トランジスタの半導体材料にはCAAC−OSを用いた。発光素子には有機EL素子を用いた。導電層71には、厚さ50nmのチタン膜を用いた。
表示パネル10の下には、導電性フィルムを配置した。導電性フィルムは、厚さ127μmのPETフィルム上に厚さ100nmのITO膜を有する。ITO膜は、導電層73に相当する。
図32(A)、(B)に、筐体上に配置された導電性フィルムを示す。導電性フィルムが有する導電層73上には、導体74(銅箔テープ)が接続されている。導電層73と導体74の接続部は、表示パネル10とは重ならない位置に設けた。導体74には導線がはんだ付けされている。導線は電源のGNDに引き回されている。導電層73に表示パネル10の導電層71を接触させることで、導電層71にGND電位を与えることができる。
図32(C)に、表示パネル10の裏面(表示面とは反対側の面)の写真を示す。導電層71が可撓性基板51上に設けられている。導電層71は、表示パネル10の表示領域と重なり、かつ、表示領域よりも広い範囲に形成されている。
図33(A)、(B)に、表示装置の表示写真を示す。図33(A)、(B)に示す表示装置では、筐体によって表示パネル10を3つ折りにすることができ、その際の曲率半径は約3mmである。表示パネル10は、導電層73に導電層71が接触するように、導電性フィルムに重ねて配置されている。図33(A)、(B)に示すように、本実施例の表示装置では、展開した状態と曲げた状態との双方において、良好な表示を行うことができた。表示パネル10の裏面に導電層71を形成しても、表示に不具合は生じなかった。また、表示パネル10に触れる、又は表示パネル10を曲げても、表示に影響は見られなかった。
本実施例では、表示パネル10の裏面に導電層71を設け、導電層71にGND電位を与えた。これにより、繰り返しの曲げ伸ばし動作が可能なほど表示パネル10の厚さを薄くしても、外部からのノイズを受けにくくなり、表示パネル10で良好な表示を行うことができた。また、導電層71と導電層73は固定されていないため、表示パネル10の可撓性が低下することを抑制できた。また、導電層73と導体74の接続部を表示パネル10と重ならない位置に設けることで、該接続部による段差が表示領域に生じず、表示品位の低下を抑制できた。
10  表示パネル
11  第1の配線
12  第2の配線
13  第3の配線
14  第4の配線
15  第5の配線
16  表示パネル
19  配線
20  トランジスタを含む層
21  導電層
22  領域
22A  領域
22B  領域
22C  領域
22D  領域
31  発光素子
32  トランジスタ
33  トランジスタ
34  容量素子
39  容量
41  電極
43  EL層
45  電極
51  可撓性基板
53  絶縁層
55  接着層
57  可撓性基板
60  電子機器
61  筐体
65  バンド
67  蓄電装置
68  バンド
71  導電層
72  素子層
73  導電層
73a  導電層
73b  導電層
74  導体
74a  導体
74b  導体
81  表示領域
82  走査線駆動回路
83  FPC
84  IC
90  電子機器
93  保護層
95a  支持パネル
95b  支持パネル
98  筐体
99  指
300  タッチパネル
301  トランジスタ
302  トランジスタ
303  トランジスタ
304  発光素子
305  容量素子
306  接続部
307  導電層
308  接続部
309  接続体
310  入力装置
311  ゲート絶縁層
312  絶縁層
313  絶縁層
314  絶縁層
315  絶縁層
316  スペーサ
317  接着層
318  入力装置
319  接続体
320  タッチパネル
321  電極
322  EL層
323  電極
324  光学調整層
325  着色層
326  遮光層
326a  遮光層
326b  遮光層
327  絶縁層
328  絶縁層
330  可撓性基板
331  電極
332  電極
333  電極
334  電極
341  配線
342  配線
347  領域
348  領域
349  領域
350  FPC
351  IC
355  導電層
370  表示パネル
371  可撓性基板
372  可撓性基板
373  FPC
374  IC
375  接着層
376  絶縁層
377  接着層
378  絶縁層
379  表示パネル
380  導電層
381  表示部
382  駆動回路部
383  配線
385  接続部
386  接続体
387  交差部
390  導電層
391  接着層
392  可撓性基板
393  絶縁層
395  絶縁層
396  接着層
398  剥離フィルム
399  剥離フィルム
401  作製基板
403  剥離層
411  作製基板
413  剥離層
723  バックゲート
728  絶縁層
729  絶縁層
742  半導体層
743  ゲート
744a  導電層
744b  導電層
747a  開口
747b  開口
747c  開口
747d  開口
772  絶縁層
848  トランジスタ
7000  表示部
7001  表示部
7100  携帯電話機
7101  筐体
7103  操作ボタン
7104  外部接続ポート
7105  スピーカ
7106  マイク
7200  テレビジョン装置
7201  筐体
7203  スタンド
7211  リモコン操作機
7300  携帯情報端末
7301  筐体
7302  操作ボタン
7303  情報
7304  情報
7305  情報
7306  情報
7310  携帯情報端末
7320  携帯情報端末
7400  照明装置
7401  台部
7402  発光部
7403  操作スイッチ
7410  照明装置
7412  発光部
7420  照明装置
7422  発光部
7500  携帯情報端末
7501  筐体
7502  部材
7503  操作ボタン
7600  電子機器
7601  筐体
7602  ヒンジ
7650  電子機器
7651  非表示部
7700  携帯情報端末
7701  筐体
7703a  ボタン
7703b  ボタン
7704a  スピーカ
7704b  スピーカ
7705  外部接続ポート
7706  マイク
7709  バッテリ
7800  電子機器
7801  バンド
7802  入出力端子
7803  操作ボタン
7804  アイコン
7805  バッテリ
9700  自動車
9701  車体
9702  車輪
9703  ダッシュボード
9704  ライト
9710  表示部
9711  表示部
9712  表示部
9713  表示部
9714  表示部
9715  表示部
9721  表示部
9722  表示部
9723  表示部
9801  筐体
9802  筐体
9803  表示部
9804  表示部
9805  マイクロフォン
9806  スピーカ
9807  操作キー
9808  スタイラス
9821  筐体
9822  表示部
9823  キーボード
9824  ポインティングデバイス

Claims (14)

  1.  表示パネル及び第1の導電層を有し、
     前記表示パネルは、可撓性を有し、
     前記表示パネルは、可撓性基板、トランジスタ、発光素子、及び第2の導電層を有し、
     前記トランジスタ及び前記発光素子は、それぞれ、前記可撓性基板上に位置し、
     前記発光素子は、前記可撓性基板上の第1の電極と、前記第1の電極上の発光性の物質を含む層と、前記発光性の物質を含む層上の第2の電極と、を有し、
     前記第1の電極は、前記トランジスタのソース又はドレインと電気的に接続され、
     前記第2の電極には、定電位が供給され、
     前記トランジスタ及び前記発光素子は、それぞれ、前記第2の導電層と電気的に絶縁され、かつ、それぞれ、前記可撓性基板を介して前記第2の導電層と重なり、
     前記第2の導電層は、前記第1の導電層と接する部分を有し、かつ、前記第1の導電層と固定されていない部分を有し、
     前記第1の導電層には、定電位が供給される、表示装置。
  2.  請求項1において、
     前記第1の導電層は、前記表示パネルと重ならない部分で、定電位が供給される配線と接する、表示装置。
  3.  請求項1において、
     前記第2の導電層と前記表示パネルの表示領域が互いに重なる面積は、前記表示領域の面積の80%以上100%以下である、表示装置。
  4.  請求項1において、
     前記第2の導電層の面積は、前記表示パネルの表示領域の面積よりも大きい、表示装置。
  5.  請求項1において、
     前記第1の導電層と前記表示パネルが互いに重なる面積は、前記表示パネルの面積の80%以上100%以下である、表示装置。
  6.  請求項1において、
     前記第1の導電層の面積は、前記表示パネルの面積よりも大きい、表示装置。
  7.  請求項1において、
     前記表示装置は、絶縁層を有し、
     前記絶縁層は、前記第1の導電層を介して前記表示パネルと重なり、
     前記絶縁層は、樹脂を有し、
     前記絶縁層と前記第1の導電層の厚さの和は、20μm以上150μm以下である、表示装置。
  8.  請求項7において、
     前記絶縁層のロックウェル硬さは、M60以上M120以下である、表示装置。
  9.  請求項1乃至8のいずれか一項において、
     前記表示パネルの厚さは、50μm以上100μm以下である、表示装置。
  10.  請求項1乃至8のいずれか一項において、
     前記発光素子は、前記可撓性基板側に光を射出し、
     前記第1の導電層及び前記第2の導電層は、それぞれ、可視光を透過する機能を有する、表示装置。
  11.  請求項1乃至8のいずれか一項において、
     前記発光素子は、前記可撓性基板側とは反対側に光を射出し、
     前記第1の導電層は、金属又は合金を有する、表示装置。
  12.  請求項1乃至8のいずれか一項に記載の表示装置と、
     フレキシブルプリント回路基板又は集積回路と、を有する、モジュール。
  13.  請求項12に記載のモジュールと、
     センサと、を有し、
     前記センサは、前記第2の導電層を介して前記表示パネルと重なる、電子機器。
  14.  請求項12に記載のモジュールと、
     センサ、アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、又は操作ボタンの少なくともいずれか一と、を有する、電子機器。
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