WO2020039292A1 - 表示パネル、表示装置 - Google Patents

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山崎舜平
石谷哲二
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株式会社半導体エネルギー研究所
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    • G09G3/3611Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3685Details of drivers for data electrodes
    • G09G3/3688Details of drivers for data electrodes suitable for active matrices only

Definitions

  • a light source unit that illuminates the light modulation layer from outside a position facing the display area to be displayed in a normal direction, and a first to a second light emitting elements that are arranged on the first substrate and are respectively different colors of red, green, or blue from each other.
  • a light-modulating layer including three color filters and first to third electrodes facing the first to third color filters, respectively, wherein the light modulating layer is provided in accordance with an electric field generated by each of the first to third electrodes.
  • a display device capable of modulating light scattering properties of a region facing each of the first to third color filters (Patent Document 1).
  • Another embodiment of the present invention is a display device including the above-described display panel and a control unit.
  • the control unit is supplied with image information and control information.
  • the control unit generates information based on the image information, and the control unit generates a control signal based on the control information.
  • the controller supplies information and control signals.
  • a source of a transistor means a source region which is part of a semiconductor film functioning as an active layer or a source electrode connected to the semiconductor film.
  • a drain of a transistor means a drain region which is part of the semiconductor film or a drain electrode connected to the semiconductor film.
  • the gate means a gate electrode.
  • FIGS. 8A and 8B1 to 8B3 are diagrams illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • 9A to 9D are diagrams illustrating the configuration of the information processing apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 10A and FIG. 10B are diagrams illustrating the configuration of the information processing apparatus according to the embodiment.
  • the display panel 700 described in this embodiment includes a display region 231A, a display region 231B, a blank region 239A, and a blank region 239B (see FIGS. 1A and 1B).
  • the margin area 239A is adjacent to the display area 231A (see FIG. 1C).
  • the display element 750 (i, j) is electrically connected to the pixel circuit 530 (i, j), and the display element 750 (i, j) has a function of transmitting or scattering incident light (see FIGS. 4A and 4C). ).
  • a light source SL or the like can be used for a display panel.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal element that can be used for the display panel of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B illustrates a structure of a liquid crystal element that can be used for the display panel of one embodiment of the present invention.
  • the monofunctional monomer has a cyclohexylbenzene skeleton.
  • an acrylate having a cyclohexyl skeleton can be used as the monofunctional monomer.
  • materials represented by the following structural formulas (2) to (4) can be used for the monofunctional monomer.
  • phenyl benzoate has a structure represented by the structural formula (5)
  • cyclohexylbenzene has a structure represented by the structural formula (6). Further, any of them may have a substituent.
  • a semiconductor film used for the transistor in the driver circuit can be formed.
  • a transistor including an oxide semiconductor can be used.
  • an oxide semiconductor containing indium or an oxide semiconductor containing indium, gallium, and zinc can be used for the semiconductor film.
  • a transistor having a smaller leak current in an off state than a transistor including amorphous silicon for a semiconductor film can be used.
  • a transistor including an oxide semiconductor for a semiconductor film can be used.
  • the potential of the node N1 (i, j) can be controlled using the switch SW1.
  • the change in potential of the node N1 (i, j) can be temporarily promoted or emphasized using the switch SW12.
  • an offset voltage can be applied to the node N1 (i, j).
  • a liquid crystal display element is used for the display element 750 (i, j)
  • so-called overdrive can be performed.
  • the operation of the liquid crystal display element can be accelerated.
  • the liquid crystal display element can be driven using the potential of the node N1 (i, j) to which the offset voltage is added.
  • a film formed using a photosensitive material can be used for the insulating film 521A.
  • a film formed using photosensitive polyimide, photosensitive acrylic resin, or the like can be used for the insulating film 521A.
  • a film whose manufacturing method is different from that of the insulating film 518 can be used for the insulating film 516.
  • the insulating film 501D includes a region sandwiched between the insulating film 501C and the insulating film 516.
  • Base 510, Base 770 A material having a light-transmitting property can be used for the base 510 or the base 770.
  • a single crystal semiconductor substrate made of silicon or silicon carbide, a polycrystalline semiconductor substrate, a compound semiconductor substrate such as silicon germanium, an SOI substrate, or the like can be used for the base 510 or the base 770. Accordingly, a semiconductor element can be formed over the base 510 or the base 770.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PES polyether sulfone
  • COP cycloolefin polymer
  • COC cycloolefin copolymer
  • paper, wood, or the like can be used for the base 510 or the base 770.
  • the sealing material 705 has a region sandwiched between the base material 510 and the base material 770 and has a function of bonding the base material 510 and the base material 770 (see FIG. 6A).
  • the display panel 700 has a functional film 770P (see FIG. 5A).
  • the functional film 770P includes a region overlapping with the display element 750 (i, j).
  • an anti-reflection film, a polarizing film, a retardation film, a light diffusion film, a light condensing film, or the like can be used for the functional film 770P.
  • the display element 750 (i, j) has, for example, a function of controlling light scattering or transmission.
  • the liquid crystal element 75 described in Embodiment 2 can be used for the display element 750 (i, j).
  • the display element 750 (i, j) includes an electrode 751 (i, j), an electrode 752, and a layer 753 including a liquid crystal material.
  • the layer 753 containing a liquid crystal material includes a region sandwiched between the alignment films AF1 and AF2.
  • the frequency at which the driving circuit GDA supplies a selection signal can be different from the frequency at which the driving circuit GDB supplies a selection signal.
  • the selection signal can be supplied to another area for displaying a moving image at a higher frequency than the frequency for supplying the selection signal to one area for displaying a still image.
  • a still image in which flicker is suppressed can be displayed in one area, and a moving image can be smoothly displayed in another area.
  • control circuit 233 formed over a rigid substrate can be used for the display panel 700. Further, the control circuit 233 and the control unit 238 formed over the rigid substrate can be electrically connected to each other using a flexible printed circuit board.
  • the drive circuit GD operates based on the control signal SP.
  • An information processing device 5200B described in this embodiment includes an arithmetic device 5210 and an input / output device 5220 (see FIG. 9A).
  • a keyboard a hardware button, a pointing device, a touch sensor, an illuminance sensor, an imaging device, a voice input device, a line-of-sight input device, a posture detection device, and the like can be used for the input unit 5240.
  • the detecting unit 5250 has a function of supplying detection information. For example, it has a function of detecting a surrounding environment in which the information processing apparatus is used and supplying the information as detection information.
  • the information processing apparatus includes, for example, a detection unit 5250 that detects an acceleration or a direction (see FIG. 10A).
  • the detecting unit 5250 can supply information on the position of the user or the direction in which the user is facing.
  • the information processing device can generate right-eye image information and left-eye image information based on the position of the user or the direction in which the user is facing.
  • display portion 5230 includes a display region for the right eye and a display region for the left eye.
  • an image of a virtual reality space where an immersive feeling can be obtained can be displayed on a goggle-type information processing device.
  • connection relation is not limited to the predetermined connection relation, for example, the connection relation shown in the figure or the text, and it is assumed that anything other than the connection relation shown in the figure or the text is disclosed in the figure or the text.
  • X is electrically connected to Y through a source (or a first terminal or the like) and a drain (or a second terminal or the like) of a transistor, and X is a source (or a first terminal or the like) of the transistor. Terminals), the drain of the transistor (or the second terminal), and Y are provided in this connection order. " By specifying the order of connection in the circuit configuration using the same expression method as these examples, the source (or the first terminal or the like) and the drain (or the second terminal or the like) of the transistor are distinguished from each other. Alternatively, the technical scope can be determined.
  • the second electrical path is an electrical path from a source (or a first terminal or the like) of the transistor to a drain (or a second terminal or the like) of the transistor;
  • a drain (or a second terminal or the like) of the transistor is electrically connected to Y via Z2 by at least a third electric path, and the third electric path is connected to a fourth electric path.
  • the fourth electric path is an electric path from the drain (or the second terminal or the like) of the transistor to the source (or the first terminal or the like) of the transistor.
  • AF1 alignment film
  • AF2 alignment film
  • C11 capacitance element
  • C12 capacitance element
  • CI control information
  • G1 scanning line
  • KB1 structure
  • S1 signal line
  • SW12 switch
  • V1 Image information
  • V11 information
  • VCOM1 conductive film
  • 51: electrode, 52: electrode, 53 layer containing a liquid crystal material
  • 75 liquid crystal element
  • 233 control circuit
  • 234 expansion circuit
  • 235 image processing circuit
  • 238 control unit
  • 501C insulating film
  • 501D insulating film
  • 504 conductive film
  • 506 insulating film
  • 508 Semiconductor film
  • 508A region
  • 508B region
  • 508C region
  • 510 base material
  • 512A conductive film
  • 512B conductive film
  • 516 base material

Abstract

利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供する。 第1の表示領域と、第2の表示領域と、第1の余白領域と、第2の余白領域と、を有する表示パネルであって、第2の表示領域は第1の表示領域と連続するように配置され、第1の余白領域は第1の表示領域に隣接し、第2の余白領域は第2の表示領域に隣接し、第2の余白領域は第1の余白領域と対向する。 まあ、第1の表示領域は画素を備え、画素は画素回路および表示素子を備え、表示素子は画素回路と電気的に接続され、表示素子は入射光を透過または散乱する機能を備える。

Description

表示パネル、表示装置
本発明の一態様は、表示パネル、表示装置または半導体装置に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する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、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
光透過性を有する第1基板と、前記第1基板と対向し光透過性を有する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に配置された光変調層と、画像を表示する表示領域と法線方向で対向する位置の外側から前記光変調層を照明する光源ユニットと、前記第1基板に配置され、それぞれレッド、グリーン、またはブルーの互いに異なる色の第1乃至第3カラーフィルタと、前記第1乃至第3カラーフィルタにそれぞれ対向する第1乃至第3電極と、を備え、前記光変調層は、前記第1乃至第3電極のそれぞれによって生じる電場に応じて、前記第1乃至第3カラーフィルタのそれぞれに対向する領域の光散乱性を変調可能である、表示装置が知られている(特許文献1)。
米国特許出願公開第2018/0024403号明細書
本発明の一態様は、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することを課題の一とする。または、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することを課題の一とする。または、新規な表示パネル、新規な表示装置または新規な半導体装置を提供することを課題の一とする。
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、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
(1)本発明の一態様は、第1の表示領域と、第2の表示領域と、第1の余白領域と、第2の余白領域と、を有する表示パネルである。
第2の表示領域は、第1の表示領域と連続するように配置される。
第1の余白領域は第1の表示領域に隣接する。
第2の余白領域は第2の表示領域に隣接し、第2の余白領域は第1の余白領域と対向する。
第1の表示領域は画素を備え、画素は画素回路および表示素子を備える。
表示素子は画素回路と電気的に接続され、表示素子は入射光を透過または散乱する機能を備える。
これにより、第1の表示領域および第2の表示領域に連続する画像を表示することができる。または、入射光を透過する状態と、入射光を散乱する状態を利用して、表示領域に透光性を付与することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
(2)本発明の一態様は、上記表示素子が、第1の電極と、第2の電極と、液晶材料を含む層と、第1の配向膜と、第2の配向膜と、を備える表示素子である。
第1の配向膜は、第1の電極および液晶材料を含む層の間に挟まれる領域を備え、第2の配向膜は、第2の電極および液晶材料を含む層の間に挟まれる領域を備える。
第2の電極は第1の電極との間に、液晶材料を含む層を横切る電界を形成するように配置される。
液晶材料を含む層は電界が第1の状態において、入射光を第1の散乱強度で散乱する。また、液晶材料を含む層は電界が第1の状態より大きい第2の状態において、入射光を第2の散乱強度で散乱する。なお、第2の散乱強度は、第1の散乱強度より大きい。
液晶材料を含む層は液晶材料および高分子材料を含み、液晶材料を含む層は高分子で安定化される。
高分子材料は多官能モノマーおよび単官能モノマーの共重合体であり、多官能モノマーは安息香酸フェニル骨格を備え、単官能モノマーはシクロヘキシルベンゼン骨格を備える。
これにより、第1の電界強度より大きい第2の電界強度において、入射光をより強く散乱することができる。または、入射光を透過しやすい状態において消費する電力を少なくできる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
(3)また、本発明の一態様は、第2の散乱強度が第1の散乱強度の10倍以上である上記の表示パネルである。
これにより、入射光を透過する状態と、入射光を散乱する状態のコントラストを大きくすることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な液晶素子を提供することができる。
(4)また、本発明の一態様は、表示領域を有する表示パネルである。
表示領域は、一群の画素、他の一群の画素、走査線および信号線を備える。
一群の画素は、画素を含み、行方向に配設される。
他の一群の画素は、画素を含み、行方向と交差する列方向に配設される。
走査線は一群の画素と電気的に接続される。また、信号線は、他の一群の画素と電気的に接続される。
これにより、複数の画素に画像情報を供給することができる。または、画像情報を表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
(5)また、本発明の一態様は、上記の表示パネルと、制御部と、を有する表示装置である。
制御部は画像情報および制御情報が供給される。制御部は画像情報に基づいて情報を生成し、制御部は制御情報にもとづいて制御信号を生成する。制御部は情報および制御信号を供給する。
表示パネルは情報および制御信号が供給される。表示パネルは駆動回路を備え、駆動回路は制御信号に基づいて動作する。また、画素は情報に基づいて表示する。
これにより、表示素子を用いて画像情報を表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
本明細書に添付した図面では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとしてブロック図を示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機能に係わることもあり得る。
本明細書においてトランジスタが有するソースとドレインは、トランジスタの極性及び各端子に与えられる電位の高低によって、その呼び方が入れ替わる。一般的に、nチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる端子がソースと呼ばれ、高い電位が与えられる端子がドレインと呼ばれる。また、pチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる端子がドレインと呼ばれ、高い電位が与えられる端子がソースと呼ばれる。本明細書では、便宜上、ソースとドレインとが固定されているものと仮定して、トランジスタの接続関係を説明する場合があるが、実際には上記電位の関係に従ってソースとドレインの呼び方が入れ替わる。
本明細書においてトランジスタのソースとは、活性層として機能する半導体膜の一部であるソース領域、或いは上記半導体膜に接続されたソース電極を意味する。同様に、トランジスタのドレインとは、上記半導体膜の一部であるドレイン領域、或いは上記半導体膜に接続されたドレイン電極を意味する。また、ゲートはゲート電極を意味する。
本明細書においてトランジスタが直列に接続されている状態とは、例えば、第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方のみが、第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方のみに接続されている状態を意味する。また、トランジスタが並列に接続されている状態とは、第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方が第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方に接続され、第1のトランジスタのソースまたはドレインの他方が第2のトランジスタのソースまたはドレインの他方に接続されている状態を意味する。
本明細書において接続とは、電気的な接続を意味しており、電流、電圧または電位が、供給可能、或いは伝送可能な状態に相当する。従って、接続している状態とは、直接接続している状態を必ずしも指すわけではなく、電流、電圧または電位が、供給可能、或いは伝送可能であるように、配線、抵抗、ダイオード、トランジスタなどの回路素子を介して間接的に接続している状態も、その範疇に含む。
本明細書において回路図上は独立している構成要素どうしが接続されている場合であっても、実際には、例えば配線の一部が電極として機能する場合など、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。本明細書において接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
また、本明細書中において、トランジスタの第1の電極または第2の電極の一方がソース電極を、他方がドレイン電極を指す。
本発明の一態様によれば、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。または、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。または、新規な液晶素子、新規な表示パネル、新規な表示装置または、新規な半導体装置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、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図1A乃至図1Dは、実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する図である。
図2Aおよび図2Bは、実施の形態に係る液晶素子の構成を説明する図である。
図3Aおよび図3Bは、実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する図である。
図4A乃至図4Cは、実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する断面図および回路図である。
図5Aおよび図5Bは、実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する断面図である。
図6Aおよび図6Bは、実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する断面図である。
図7は、実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する図である。
図8Aおよび図8B1乃至図8B3は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図9A乃至図9Dは、実施の形態に係る情報処理装置の構成を説明する図である。
図10Aおよび図10Bは、実施の形態に係る情報処理装置の構成を説明する図である。
本発明の一態様は、第1の表示領域と、第2の表示領域と、第1の余白領域と、第2の余白領域と、を有する表示パネルである。第2の表示領域は第1の表示領域と連続するように配置され、第1の余白領域は第1の表示領域に隣接し、第2の余白領域は第2の表示領域に隣接し、第2の余白領域は第1の余白領域と対向する。また、第1の表示領域は画素を備え、画素は画素回路および液晶素子を備え、液晶素子は画素回路と電気的に接続され、液晶素子は入射光を透過または散乱する機能を備える。
これにより、第1の表示領域および第2の表示領域に連続する画像を表示することができる。または、入射光を透過する状態と、入射光を散乱する状態を利用して、表示領域に透光性を付与することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
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。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネルの構成について、図1を参照しながら説明する。
図1Aは本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する上面図であり、図1Bは図1Aの切断線X11−X12における断面図であり、図1Cは図1Bの一部であり、図1Dは図1Bの他の一部である。
なお、本明細書において、1以上の整数を値にとる変数を符号に用いる場合がある。例えば、1以上の整数の値をとる変数pを含む(p)を、最大p個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。また、例えば、1以上の整数の値をとる変数mおよび変数nを含む(m,n)を、最大m×n個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。
<表示パネル700の構成例>
本実施の形態で説明する表示パネル700は、表示領域231Aと、表示領域231Bと、余白領域239Aと、余白領域239Bと、を有する(図1Aおよび図1B参照)。
表示領域231Bは表示領域231Aと連続するように配置される。
余白領域239Aは表示領域231Aに隣接する(図1C参照)。
余白領域239Bは表示領域231Bに隣接し、余白領域239Bは余白領域239Aと対向する(図1Bおよび図1D参照)。
表示領域231Aは画素702(i,j)を備え(図1A参照)、画素702(i,j)は画素回路530(i,j)および表示素子750(i,j)を備える(図4A参照)。
表示素子750(i,j)は画素回路530(i,j)と電気的に接続され、表示素子750(i,j)は入射光を透過または散乱する機能を備える(図4Aおよび図4C参照)。なお、例えば、光源SLなどを表示パネルに用いることができる。
これにより、第1の表示領域および第2の表示領域に連続する画像を表示することができる。または、入射光を透過する状態と、入射光を散乱する状態を利用して、表示領域に透光性を付与することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
《光源SL》
LEDなどを光源SLに用いることができる。例えば、青色のLED、緑色のLEDおよび赤色のLEDを光源SLに用いることができる。具体的には、青色のLED、緑色のLEDおよび赤色のLEDを同時に点灯して白色の光を照射する光源を光源SLに用いることができる。または、青色のLED、緑色のLEDおよび赤色のLEDのそれぞれを順番に点灯して白色の光を照射する光源を光源SLに用いることができる。
なお、画像情報の青色の成分を表示する際に、青色のLEDを点灯し、画像情報の緑色の成分を表示する際に、緑色のLEDを点灯し、画像情報の赤色の成分を表示する際に、赤色のLEDを点灯する光源を、光源SLに用いることができる。言い換えると、フィールド・シーケンシャル方式を用いて画像情報を表示することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す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に用いることができる液晶素子の構成について、図2を参照しながら説明する。
図2Aは本発明の一態様の表示パネルに用いることができる液晶素子の構成を説明する断面図であり、図2Bは本発明の一態様の表示パネルに用いることができる液晶素子の構成を説明する上面図である。
<液晶素子の構成例1.>
本実施の形態で説明する液晶素子75は、電極51と、電極52と、液晶材料を含む層53と、を有する。また、配向膜AF1と、配向膜AF2と、を有する(図2A参照)。
《配向膜AF1および配向膜AF2の構成例》
配向膜AF1は、電極51および液晶材料を含む層53の間に挟まれる領域を備える。また、配向膜AF2は、電極52および液晶材料を含む層53の間に挟まれる領域を備える。
およそ水平方向に液晶を配向する配向膜を配向膜AF1および配向膜AF2に用いることができる。例えば、3°から5°程度の角度を、プレチルト角にすることができる。
なお、配向膜AF2は、配向膜AF1に対してアンチパラレルになるようにラビング処理される。また、配向膜AF1または配向膜AF2の厚さを、例えば、70nmにすることができる。
《電極51および電極52の構成例》
電極52は、電極51との間に、液晶材料を含む層53を横切る電界を形成するように配置される。
《液晶材料を含む層53の構成例1.》
液晶材料を含む層53は、電界が第1の状態において、入射光Iを第1の散乱強度で散乱する。
また、液晶材料を含む層53は、電界が第1の状態より大きい第2の状態において、入射光Iを第2の散乱強度で散乱する。なお、第2の散乱強度は、第1の散乱強度より大きい。
なお、液晶材料を含む層53の厚さを、例えば、4μmにすることができる。
《液晶材料を含む層53の構成例2.》
液晶材料を含む層53は、液晶材料および高分子材料を含み、液晶材料を含む層53は、高分子で安定化される。
《液晶材料の構成例》
例えば、メルク社製液晶材料MDA−00−3506を、液晶材料を含む層53に用いることができる。
《高分子材料の構成例》
高分子材料は、多官能モノマーおよび単官能モノマーの共重合体である。
《多官能モノマーの構成例》
多官能モノマーは、安息香酸フェニル骨格を備える。例えば、安息香酸フェニル骨格を有するジアクリレートを多官能モノマーに用いることができる。具体的には、下記の構造式(1)で表す材料を、多官能モノマーに用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
《単官能モノマーの構成例》
単官能モノマーは、シクロヘキシルベンゼン骨格を備える。例えば、シクロヘキシル骨格を有するアクリレートを単官能モノマーに用いることができる。具体的には、下記の構造式(2)乃至構造式(4)で表す材料を、単官能モノマーに用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
これにより、第1の電界強度より大きい第2の電界強度において、入射光をより強く散乱することができる。または、入射光を透過しやすい状態において消費する電力を少なくできる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な液晶素子を提供することができる。
なお、安息香酸フェニルは構造式(5)で表す構造を有し、シクロヘキシルベンゼンは構造式(6)で表す構造を有する。また、いずれも置換基を有していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
<液晶素子の構成例2.>
また、本実施の形態で説明する液晶素子は、第2の散乱強度が、第1の散乱強度の10倍以上である。
これにより、入射光を透過する状態と、入射光を散乱する状態のコントラストを大きくすることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な液晶素子を提供することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す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)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネルの構成について、図3および図4を参照しながら説明する。
図3は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する図である。図3Aは本発明の一態様の表示パネルの上面図であり、図3Bは図3Aの一部である。
図4は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する図である。図4Aは図3Aの切断線X1−X2、X3−X4、X9−X10における断面図であり、図4Bおよび図4Cは画素回路530(i,j)を説明する回路図である。
図5は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する図である。図5Aは図3Aの画素702(i,j)の断面図であり、図5Bは図5Aの一部を説明する断面図である。
<表示パネル700の構成例1.>
本実施の形態で説明する表示パネル700は、表示領域231と、機能層520と、を有する(図3Aおよび図4A参照)。
《表示領域231の構成例1.》
表示領域231は、画素702(i,j)を有する。画素702(i,j)は、表示素子750(i,j)および画素回路530(i,j)を備える。
《画素702(i,j)の構成例》
例えば、実施の形態2に記載の液晶素子75を表示素子750(i,j)に用いることができる。表示素子750(i,j)は、画素回路530(i,j)と電気的に接続される。
《機能層520の構成例1.》
機能層520は、画素回路530(i,j)を含む。また、機能層520は、開口部591Aを備える。例えば、開口部591Aにおいて、画素回路530(i,j)は表示素子750(i,j)と電気的に接続される(図4A参照)。
《画素回路530(i,j)の構成例1.》
画素回路530(i,j)は、走査線G1(i)と電気的に接続される(図4B参照)。
例えば、スイッチ、トランジスタ、ダイオード、抵抗素子、インダクタまたは容量素子等を画素回路530(i,j)に用いることができる。具体的には、トランジスタをスイッチに用いることができる。
具体的には、画素回路530(i,j)は、容量素子C11およびスイッチSW1を含む。
《容量素子C11の構成例》
容量素子C11は、スイッチSW1と電気的に接続される第1の電極と、配線CSCOMと電気的に接続される第2の電極と、を有する。
《スイッチSW1の構成例》
例えば、トランジスタをスイッチSW1に用いることができる。
例えば、ボトムゲート型のトランジスタまたはトップゲート型のトランジスタなどを、画素回路530(i,j)に用いることができる。
トランジスタは、半導体膜508、導電膜504、導電膜512Aおよび導電膜512Bを備える(図5B参照)。
半導体膜508は、導電膜512Bと電気的に接続される領域508A、導電膜512Aと電気的に接続される領域508Bを備える。半導体膜508は、領域508Aおよび領域508Bの間に領域508Cを備える。
導電膜504は領域508Cと重なる領域を備え、導電膜504はゲート電極の機能を備える。
絶縁膜506は、半導体膜508および導電膜504の間に挟まれる領域を備える。絶縁膜506はゲート絶縁膜の機能を備える。
導電膜512Aはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の一方を備え、導電膜512Bはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の他方を備える。
また、導電膜524をトランジスタに用いることができる。導電膜524は、導電膜504との間に半導体膜508を挟む領域を備える。導電膜524は、ゲート電極の機能を備える。導電膜524を、例えば、導電膜504と電気的に接続することができる。
なお、画素回路のトランジスタに用いる半導体膜を形成する工程において、駆動回路のトランジスタに用いる半導体膜を形成することができる。
《半導体膜508の構成例1.》
例えば、14族の元素を含む半導体を半導体膜508に用いることができる。具体的には、シリコンを含む半導体を半導体膜508に用いることができる。
[水素化アモルファスシリコン]
例えば、水素化アモルファスシリコンを半導体膜508に用いることができる。または、微結晶シリコンなどを半導体膜508に用いることができる。これにより、例えば、ポリシリコンを半導体膜508に用いる表示パネルより、表示ムラが少ない表示パネルを提供することができる。または、表示パネルの大型化が容易である。
[ポリシリコン]
例えば、ポリシリコンを半導体膜508に用いることができる。これにより、例えば、水素化アモルファスシリコンを半導体膜508に用いるトランジスタより、トランジスタの電界効果移動度を高くすることができる。または、例えば、水素化アモルファスシリコンを半導体膜508に用いるトランジスタより、駆動能力を高めることができる。または、例えば、水素化アモルファスシリコンを半導体膜508に用いるトランジスタより、画素の開口率を向上することができる。
または、例えば、水素化アモルファスシリコンを半導体膜508に用いるトランジスタより、トランジスタの信頼性を高めることができる。
または、例えば、単結晶シリコンを半導体膜508に用いるトランジスタより、トランジスタの作製に要する温度を低くすることができる。
または、駆動回路のトランジスタに用いる半導体膜を、画素回路のトランジスタに用いる半導体膜と同一の工程で形成することができる。または、画素回路を形成する基板と同一の基板上に駆動回路を形成することができる。または、電子機器を構成する部品数を低減することができる。
[単結晶シリコン]
例えば、単結晶シリコンを半導体膜508に用いることができる。これにより、例えば、水素化アモルファスシリコンを半導体膜508に用いる表示パネルより、精細度を高めることができる。または、例えば、ポリシリコンを半導体膜508に用いる表示パネルより、表示ムラが少ない表示パネルを提供することができる。または、例えば、スマートグラスまたはヘッドマウントディスプレイを提供することができる。
《半導体膜508の構成例2.》
例えば、金属酸化物を半導体膜508に用いることができる。これにより、アモルファスシリコンを半導体膜に用いたトランジスタを利用する画素回路と比較して、画素回路が画像信号を保持することができる時間を長くすることができる。具体的には、フリッカーの発生を抑制しながら、選択信号を30Hz未満、好ましくは1Hz未満、より好ましくは一分に一回未満の頻度で供給することができる。その結果、情報処理装置の使用者に蓄積する疲労を低減することができる。また、駆動に伴う消費電力を低減することができる。
例えば、酸化物半導体を用いるトランジスタを利用することができる。具体的には、インジウムを含む酸化物半導体またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物半導体を半導体膜に用いることができる。
一例を挙げれば、オフ状態におけるリーク電流が、半導体膜にアモルファスシリコンを用いたトランジスタより小さいトランジスタを用いることができる。具体的には、酸化物半導体を半導体膜に用いたトランジスタを用いることができる。
例えば、インジウム、ガリウムおよび亜鉛を含む厚さ25nmの膜を、半導体膜508に用いることができる。
例えば、タンタルおよび窒素を含む厚さ10nmの膜と、銅を含む厚さ300nmの膜と、を積層した導電膜を導電膜504に用いることができる。なお、銅を含む膜は、絶縁膜506との間に、タンタルおよび窒素を含む膜を挟む領域を備える。
例えば、シリコンおよび窒素を含む厚さ400nmの膜と、シリコン、酸素および窒素を含む厚さ200nmの膜と、を積層した積層膜を、絶縁膜506に用いることができる。なお、シリコンおよび窒素を含む膜は、半導体膜508との間に、シリコン、酸素および窒素を含む膜を挟む領域を備える。
例えば、タングステンを含む厚さ50nmの膜と、アルミニウムを含む厚さ400nmの膜と、チタンを含む厚さ100nmの膜と、をこの順で積層した導電膜を、導電膜512Aまたは導電膜512Bに用いることができる。なお、タングステンを含む膜は、半導体膜508と接する領域を備える。
ところで、例えば、アモルファスシリコンを半導体に用いるボトムゲート型のトランジスタの製造ラインは、酸化物半導体を半導体に用いるボトムゲート型のトランジスタの製造ラインに容易に改造できる。また、例えばポリシリコンを半導体に用いるトップゲート型のトランジスタの製造ラインは、酸化物半導体を半導体に用いるトップゲート型のトランジスタの製造ラインに容易に改造できる。いずれの改造も、既存の製造ラインを有効に活用することができる。
これにより、チラツキを抑制することができる。または、消費電力を低減することができる。または、動きの速い動画を滑らかに表示することができる。または、豊かな階調で写真等を表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
《半導体膜508の構成例3.》
例えば、化合物半導体をトランジスタの半導体膜に用いることができる。具体的には、ガリウムヒ素を含む半導体を半導体膜に用いることができる。
例えば、有機半導体をトランジスタの半導体膜に用いることができる。具体的には、ポリアセン類またはグラフェンを含む有機半導体を半導体膜に用いることができる。
《画素回路530(i,j)の構成例2.》
本発明の一態様の画素回路の別の構成について、図4Cを参照しながら説明する。
図4(C)の画素回路530(i,j)は容量素子C12およびスイッチSW12を備える点が、図4Bを参照しながら説明する構成とは異なる。ここでは構成が異なる部分について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。
《容量素子C12の構成例》
容量素子C12は、ノードN1(i,j)と電気的に接続される第1の端子を備える。また、容量素子C12は、スイッチSW12と電気的に接続される第2の端子を備える。
《スイッチSW12の構成例》
スイッチSW12は、制御信号が供給される第1の端子を備える。また、スイッチSW12は、ノードN1(i,j)と電気的に接続される第2の端子を備える。例えば、トランジスタをスイッチSW12に用いることができる。トランジスタのソース電極およびドレイン電極の一方を第1の端子に用い、他方を第2の端子に用いることができる。
スイッチSW12は、スイッチSW1が導通状態から非導通状態に変化するときに、導通状態である。また、スイッチSW12は、スイッチSW1が非導通状態において、非導通状態から導通状態に変化する機能を備える。また、スイッチSW12は、スイッチSW1が非導通状態において、導通状態から非導通状態に変化する機能を備える。
例えば、トランジスタを用いるスイッチSW1またはスイッチSW12の導通状態は、トランジスタのゲート電極の電位を用いて制御することができる。
これにより、スイッチSW1を用いてノードN1(i,j)の電位を、制御することができる。または、スイッチSW12を用いて、一時的にノードN1(i,j)の電位の変化を促進または強調することができる。または、ノードN1(i,j)にオフセット電圧を加えることができる。または、例えば、表示素子750(i,j)に液晶表示素子を用いる場合、所謂オーバードライブをすることができる。または、液晶表示素子の動作を速めることができる。オフセット電圧を加えたノードN1(i,j)の電位を用いて、液晶表示素子を駆動することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
《機能層520の構成例2.》
また、機能層520は、絶縁膜521A、絶縁膜518、絶縁膜516(絶縁膜516Aおよび絶縁膜516B)、絶縁膜506および絶縁膜501C等を備える(図5Aおよび図5B参照)。
絶縁膜521Aは、画素回路530(i,j)および表示素子750(i,j)の間に挟まれる領域を備える。
絶縁膜518は、絶縁膜521Aおよび絶縁膜501Cの間に挟まれる領域を備える。
絶縁膜516は絶縁膜518および絶縁膜501Cの間に挟まれる領域を備える。
絶縁膜506は絶縁膜516および絶縁膜501Cの間に挟まれる領域を備える。
[絶縁膜521A]
例えば、絶縁性の無機材料、絶縁性の有機材料または無機材料と有機材料を含む絶縁性の複合材料を、絶縁膜521Aに用いることができる。
具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸化窒化物膜等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を、絶縁膜521Aに用いることができる。
例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を含む膜を、絶縁膜521Aに用いることができる。なお、窒化シリコン膜は緻密な膜であり、不純物の拡散を抑制する機能に優れる。
例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の積層材料もしくは複合材料などを絶縁膜521Aに用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成してもよい。これにより、絶縁膜521Aは、例えば、絶縁膜521Aと重なるさまざまな構造に由来する段差を平坦化することができる。
なお、ポリイミドは熱的安定性、絶縁性、靱性、低誘電率、低熱膨張率、耐薬品性などの特性において他の有機材料に比べて優れた特性を備える。これにより、特にポリイミドを絶縁膜521A等に好適に用いることができる。
例えば、感光性を有する材料を用いて形成された膜を絶縁膜521Aに用いることができる。具体的には、感光性のポリイミドまたは感光性のアクリル樹脂等を用いて形成された膜を絶縁膜521Aに用いることができる。
[絶縁膜518]
例えば、絶縁膜521Aに用いることができる材料を絶縁膜518に用いることができる。
例えば、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の拡散を抑制する機能を備える材料を絶縁膜518に用いることができる。具体的には、窒化物絶縁膜を絶縁膜518に用いることができる。例えば、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム等を絶縁膜518に用いることができる。これにより、トランジスタの半導体膜への不純物の拡散を抑制することができる。
[絶縁膜516]
例えば、絶縁膜521Aに用いることができる材料を絶縁膜516に用いることができる。
具体的には、絶縁膜518とは作製方法が異なる膜を絶縁膜516に用いることができる。
[絶縁膜506]
例えば、絶縁膜521Aに用いることができる材料を絶縁膜506に用いることができる。
具体的には、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、酸化セリウム膜または酸化ネオジム膜を含む膜を絶縁膜506に用いることができる。
[絶縁膜501D]
絶縁膜501Dは、絶縁膜501Cおよび絶縁膜516の間に挟まれる領域を備える。
例えば、絶縁膜506に用いることができる材料を絶縁膜501Dに用いることができる。
[絶縁膜501C]
例えば、絶縁膜521Aに用いることができる材料を絶縁膜501Cに用いることができる。具体的には、シリコンおよび酸素を含む材料を絶縁膜501Cに用いることができる。これにより、画素回路または表示素子等への不純物の拡散を抑制することができる。
<表示パネル700の構成例2.>
また、表示パネル700は、基材510、基材770および封止材705を備える(図5Aおよび図6A参照)。
《基材510、基材770》
光透過性を備える材料を、基材510または基材770に用いることができる。
例えば、可撓性を有する材料を基材510または基材770に用いることができる。これにより、可撓性を備える表示パネルを提供することができる。
厚さ0.7mm以下厚さ0.1mm以上の材料を基材510または基材770に用いることができる。具体的には、厚さ0.1mm程度まで研磨した材料を用いることができる。これにより、基材510または基材770の重量を低減することができる。
例えば、第6世代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200mm)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800mm)、第10世代(2950mm×3400mm)等のガラス基板を基材510または基材770に用いることができる。これにより、大型の表示装置を作製することができる。
有機材料、無機材料または有機材料と無機材料等の複合材料等を基材510または基材770に用いることができる。
例えば、ガラス、セラミックス、金属等の無機材料を用いることができる。具体的には、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、アルミノ珪酸ガラス、強化ガラス、化学強化ガラス、石英またはサファイア等を、基材510または基材770に用いることができる。または、アルミノ珪酸ガラス、強化ガラス、化学強化ガラスまたはサファイア等を、表示パネルの使用者に近い側に配置される基材510または基材770に好適に用いることができる。これにより、使用に伴う表示パネルの破損や傷付きを防止することができる。
具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸窒化物膜等を基材510または基材770に用いることができる。例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いることができる。ステンレス・スチールまたはアルミニウム等を基材510または基材770に用いることができる。
例えば、シリコンや炭化シリコンからなる単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、SOI基板等を基材510または基材770に用いることができる。これにより、半導体素子を基材510または基材770に形成することができる。
例えば、樹脂、樹脂フィルムまたはプラスチック等の有機材料を基材510または基材770に用いることができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタンまたはアクリル樹脂、エポキシ樹脂、またはシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を基材510または基材770に用いることができる。例えば、これらの材料を含む樹脂フィルム、樹脂板または積層材料等を用いることができる。これにより、重量を低減することができる。または、例えば、落下に伴う破損等の発生頻度を低減することができる。
具体的には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、シクロオレフィンポリマー(COP)またはシクロオレフィンコポリマー(COC)等を基材510または基材770に用いることができる。
例えば、金属板、薄板状のガラス板または無機材料等の膜と樹脂フィルム等を貼り合わせた複合材料を基材510または基材770に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の金属、ガラスもしくは無機材料等を樹脂に分散した複合材料を基材510または基材770に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の樹脂もしくは有機材料等を無機材料に分散した複合材料を基材510または基材770に用いることができる。
また、単層の材料または複数の層が積層された材料を、基材510または基材770に用いることができる。例えば、絶縁膜等が積層された材料を基材510または基材770に用いることができる。具体的には、酸化シリコン層、窒化シリコン層または酸化窒化シリコン層等から選ばれた一または複数の膜が積層された材料を基材510または基材770に用いることができる。これにより、例えば、基材に含まれる不純物の拡散を防ぐことができる。または、ガラスまたは樹脂に含まれる不純物の拡散を防ぐことができる。または、樹脂を透過する不純物の拡散を防ぐことができる。
また、紙または木材などを基材510または基材770に用いることができる。
例えば、作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を基材510または基材770に用いることができる。具体的には、トランジスタまたは容量素子等を直接形成する作成工程中に加わる熱に耐熱性を有する材料を、基材510または基材770に用いることができる。
例えば、作製工程中に加わる熱に耐熱性を有する工程用基板に絶縁膜、トランジスタまたは容量素子等を形成し、形成された絶縁膜、トランジスタまたは容量素子等を、例えば、基材510または基材770に転置する方法を用いることができる。これにより、例えば、可撓性を有する基板に絶縁膜、トランジスタまたは容量素子等を形成できる。
《封止材705》
封止材705は、基材510および基材770の間に挟まれる領域を備え、基材510および基材770を貼り合わせる機能を備える(図6A参照)。
無機材料、有機材料または無機材料と有機材料の複合材料等を封止材705に用いることができる。
例えば、熱溶融性の樹脂または硬化性の樹脂等の有機材料を、封止材705に用いることができる。
例えば、反応硬化型接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤または/および嫌気型接着剤等の有機材料を封止材705に用いることができる。
具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等を含む接着剤を封止材705に用いることができる。
<表示パネル700の構成例3.>
表示パネル700は、機能膜770Pを有する(図5A参照)。
《機能膜770P等》
機能膜770Pは、表示素子750(i,j)と重なる領域を備える。
例えば、反射防止フィルム、偏光フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルムまたは集光フィルム等を機能膜770Pに用いることができる。
例えば、厚さ1μm以下の反射防止フィルムを、機能膜770Pに用いることができる。具体的には、誘電体を3層以上、好ましくは5層以上、より好ましくは15層以上積層した積層膜を機能膜770Pに用いることができる。これにより、反射率を0.5%以下好ましくは0.08%以下に抑制することができる。
また、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、反射防止フィルム(アンチ・リフレクション膜)、非光沢処理膜(アンチ・グレア膜)、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜などを、機能膜770Pに用いることができる。
<表示パネル700の構成例4.>
また、表示パネル700は、構造体KB1を備える。
《構造体KB1》
構造体KB1は、機能層520および基材770の間に所定の間隙を設ける機能を備える。
《表示素子750(i,j)の構成例》
表示素子750(i,j)は、例えば、光の散乱または透過を制御する機能を備える。具体的には、実施の形態2で説明する液晶素子75を表示素子750(i,j)に用いることができる。
表示素子750(i,j)は液晶材料を含む層753を備える(図5A参照)。
これにより、光の散乱または透過を制御して、画像を表示することができる。または、表示素子750(i,j)を透過して、風景などを観察することができる。または、風景に重ねて画像を表示することができる。または、例えば、サイドライトが射出する光を散乱して、画像を表示することができる。
《表示素子750(i,j)の構成例2.》
表示素子750(i,j)は、電極751(i,j)、電極752および液晶材料を含む層753を備える。
電極751(i,j)は、開口部591Aにおいて画素回路530(i,j)と電気的に接続される。
電極752は、液晶材料の配向を制御する電界を、電極751(i,j)との間に形成するように配設される。
表示素子750(i,j)は、配向膜AF1および配向膜AF2を備える。
《液晶材料を含む層753》
液晶材料を含む層753は、配向膜AF1および配向膜AF2に挟まれる領域を備える。
例えば、1.0×1013Ω・cm以上、好ましくは1.0×1014Ω・cm以上、さらに好ましくは1.0×1015Ω・cm以上の固有抵抗率を備える液晶材料を、液晶材料を含む層753に用いることができる。これにより、表示素子750(i,j)の透過率の変動を抑制することができる。または、表示素子750(i,j)のチラツキを抑制することができる。または、表示素子750(i,j)を書き換える頻度を低減することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す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、本発明の一態様の表示パネルの構成について、図6および図7を参照しながら説明する。
図7は、本発明の一態様の表示パネルの構成を説明するブロック図である。
<表示パネルの構成例4.>
本実施の形態で説明する表示パネル700は、表示領域231を有する(図7参照)。
《表示領域231の構成例1.》
表示領域231は、一群の画素702(i,1)乃至画素702(i,n)と、他の一群の画素702(1,j)乃至画素702(m,j)と、走査線G1(i)と、信号線S1(j)と、を有する(図7参照)。なお、iは1以上m以下の整数であり、jは1以上n以下の整数であり、mおよびnは1以上の整数である。
また、図示しないが、表示領域231は、導電膜VCOM1を有する。
一群の画素702(i,1)乃至画素702(i,n)は行方向(図中に矢印R1で示す方向)に配設され、一群の画素702(i,1)乃至画素702(i,n)は画素702(i,j)を含む。
他の一群の画素702(1,j)乃至画素702(m,j)は行方向と交差する列方向(図中に矢印C1で示す方向)に配設され、他の一群の画素702(1,j)乃至画素702(m,j)は画素702(i,j)を含む。
走査線G1(i)は、行方向に配設される一群の画素702(i,1)乃至画素702(i,n)と電気的に接続される。
信号線S1(j)は、列方向に配設される他の一群の画素702(1,j)乃至画素702(m,j)と電気的に接続される。
これにより、複数の画素に画像情報を供給することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。
<表示パネルの構成例5.>
本実施の形態で説明する表示パネル700は、単数または複数の駆動回路を備える。例えば、駆動回路GDA、駆動回路GDB、および駆動回路SDを備えることができる(図7参照)。
《駆動回路GDA、駆動回路GDB》
駆動回路GDAおよび駆動回路GDBを駆動回路GDに用いることができる。例えば、駆動回路GDAおよび駆動回路GDBは、制御情報に基づいて選択信号を供給する機能を有する。
具体的には、制御情報に基づいて、30Hz以上、好ましくは60Hz以上の頻度で、選択信号を一の走査線に供給する機能を備える。これにより、動画像をなめらかに表示することができる。
または、制御情報に基づいて、30Hz未満、好ましくは1Hz未満、より好ましくは一分に一回未満の頻度で選択信号を一の走査線に供給する機能を備える。これにより、フリッカーが抑制された静止画像を表示することができる。
複数の駆動回路を備える場合、例えば、駆動回路GDAが選択信号を供給する頻度と、駆動回路GDBが選択信号を供給する頻度とを、異ならせることができる。具体的には、静止画像を表示する一の領域に選択信号を供給する頻度より高い頻度で、動画像を表示する他の領域に選択信号を供給することができる。これにより、一の領域にフリッカーが抑制された静止画像を表示し、他の領域に滑らかに動画像を表示することができる。
ところで、フレーム周波数を可変にすることができる。または、例えば、1Hz以上120Hz以下のフレーム周波数で表示をすることができる。または、プログレッシブ方式を用いて、120Hzのフレーム周波数で表示をすることができる。
例えば、ボトムゲート型のトランジスタまたはトップゲート型のトランジスタなどを、駆動回路GDに用いることができる。具体的には、トランジスタMG1を駆動回路GDに用いることができる(図6Aおよび図6B参照)。
なお、例えば、駆動回路GDのトランジスタに用いる半導体膜を、画素回路530(i,j)のトランジスタに用いる半導体膜を形成する工程で形成することができる。
《駆動回路SD》
駆動回路SDは、情報V11に基づいて画像信号を生成する機能と、当該画像信号を一の表示素子と電気的に接続される画素回路に供給する機能を備える(図7参照)。
例えば、シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等を駆動回路SDに用いることができる。
例えば、シリコン基板上に形成された集積回路を駆動回路SDに用いることができる。
例えば、COG(Chip on glass)法またはCOF(Chip on Film)法を用いて、集積回路を端子に接続することができる。具体的には、異方性導電膜を用いて、集積回路を端子に接続することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す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5)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成について、図8を参照しながら説明する。
図8は本発明の一態様の表示装置の構成を説明する図である。図8Aは本発明の一態様の表示装置のブロック図であり、図8B1乃至図8B3は本発明の一態様の表示装置の外観を説明する投影図である。
<表示装置の構成例>
本実施の形態で説明する表示装置は、制御部238と、表示パネル700とを有する(図8A参照)。
《制御部238の構成例》
制御部238は、画像情報V1および制御情報CIが供給される。例えば、クロック信号またはタイミング信号などを制御情報CIに用いることができる。
制御部238は画像情報V1に基づいて情報V11を生成し、制御情報CIにもとづいて制御信号SPを生成する。また、制御部238は情報V11および制御信号SPを供給する。
例えば、情報V11は、8bit以上好ましくは12bit以上の階調を含む。また、例えば、駆動回路に用いるシフトレジスタのクロック信号またはスタートパルスなどを、制御信号SPに用いることができる。
具体的には、制御部238は、伸張回路234および画像処理回路235を備える。
《伸張回路234》
伸張回路234は、圧縮された状態で供給される画像情報V1を伸張する機能を備える。伸張回路234は、記憶部を備える。記憶部は、例えば伸張された画像情報を記憶する機能を備える。
《画像処理回路235》
画像処理回路235は、例えば、記憶領域を備える。記憶領域は、例えば、画像情報V1に含まれる情報を記憶する機能を備える。
画像処理回路235は、例えば、所定の特性曲線に基づいて画像情報V1を補正して情報V11を生成する機能と、情報V11を供給する機能を備える。
《表示パネルの構成例》
表示パネル700は情報V11および制御信号SPが供給される。また、表示パネル700は駆動回路GDを備える。例えば、実施の形態3において説明する表示パネル700を用いることができる。
また、例えば、制御回路233を表示パネル700に用いることができる。駆動回路GDを表示パネル700に用いることができる。
《制御回路233》
制御回路233は制御信号SPを生成し、供給する機能を備える。例えば、クロック信号またはタイミング信号などを制御信号SPに用いることができる。具体的には、タイミングコントローラを制御回路233に用いることができる。
例えば、リジッド基板上に形成された制御回路233を表示パネル700に用いることができる。また、フレキシブルプリント基板を用いて、リジッド基板上に形成された制御回路233と制御部238を、電気的に接続することができる。
《駆動回路GD》
駆動回路GDは制御信号SPに基づいて動作する。
例えば、駆動回路GDA(1)、駆動回路GDA(2)駆動回路GDB(1)、駆動回路GDB(2)は、制御信号SPが供給され、選択信号を供給する機能を備える。
例えば、駆動回路SDA(1)、駆動回路SDA(2)、駆動回路SDB(1)、駆動回路SDB(2)、駆動回路SDC(1)および駆動回路SDC(2)は、制御信号SPおよび情報V11が供給され、画像信号を供給することができる。
制御信号SPを用いることにより、複数の駆動回路の動作を同期することができる。
《画素702(i,j)の構成例》
画素702(i,j)は、情報V11に基づいて表示する。
これにより、表示素子を用いて画像情報を表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。または、例えば、テレビジョン受像システム(図8B1参照)、映像モニター(図8B2参照)またはノートブックコンピュータ(図8B3参照)などを提供することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す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6)
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図9および図10を参照しながら説明する。
図9および図10は、本発明の一態様の情報処理装置の構成を説明する図である。図9Aは情報処理装置のブロック図であり、図9B乃至図9Dは情報処理装置の構成を説明する斜視図である。また、図10Aおよび図10Bは情報処理装置の構成を説明する斜視図である。
<情報処理装置>
本実施の形態で説明する情報処理装置5200Bは、演算装置5210と、入出力装置5220と、を有する(図9A参照)。
演算装置5210は、操作情報を供給される機能を備え、操作情報に基づいて画像情報を供給する機能を備える。
入出力装置5220は、表示部5230、入力部5240、検知部5250、通信部5290、操作情報を供給する機能および画像情報を供給される機能を備える。また、入出力装置5220は、検知情報を供給する機能、通信情報を供給する機能および通信情報を供給される機能を備える。
入力部5240は操作情報を供給する機能を備える。例えば、入力部5240は、情報処理装置5200Bの使用者の操作に基づいて操作情報を供給する。
具体的には、キーボード、ハードウェアボタン、ポインティングデバイス、タッチセンサ、照度センサ、撮像装置、音声入力装置、視線入力装置、姿勢検出装置などを、入力部5240に用いることができる。
表示部5230は表示パネルおよび画像情報を表示する機能を備える。例えば、実施の形態1において説明する表示パネルを表示部5230に用いることができる。
検知部5250は検知情報を供給する機能を備える。例えば、情報処理装置が使用されている周辺の環境を検知して、検知情報として供給する機能を備える。
具体的には、照度センサ、撮像装置、姿勢検出装置、圧力センサ、人感センサなどを検知部5250に用いることができる。
通信部5290は通信情報を供給される機能および供給する機能を備える。例えば、無線通信または有線通信により、他の電子機器または通信網と接続する機能を備える。具体的には、無線構内通信、電話通信、近距離無線通信などの機能を備える。
《情報処理装置の構成例1.》
例えば、円筒状の柱などに沿った外形を表示部5230に適用することができる(図9B参照)。また、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える。また、人の存在を検知して、表示内容を変更する機能を備える。これにより、例えば、建物の柱に設置することができる。または、広告または案内等を表示することができる。または、デジタル・サイネージ等に用いることができる。
《情報処理装置の構成例2.》
例えば、使用者が使用するポインタの軌跡に基づいて画像情報を生成する機能を備える(図9C参照)。具体的には、対角線の長さが20インチ以上、好ましくは40インチ以上、より好ましくは55インチ以上の表示パネルを用いることができる。または、複数の表示パネルを並べて1つの表示領域に用いることができる。または、複数の表示パネルを並べてマルチスクリーンに用いることができる。これにより、例えば、電子黒板、電子掲示板、電子看板等に用いることができる。
《情報処理装置の構成例3.》
他の装置から情報を受信して、表示部5230に表示することができる(図9D参照)。または、いくつかの選択肢を表示できる。または、使用者は選択肢からいくつかを選択し、当該情報の送信元に返信できる。または、例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える。これにより、例えば、スマートウオッチの消費電力を低減することができる。または、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をスマートウオッチに表示することができる。
《情報処理装置の構成例4.》
情報処理装置は、例えば、加速度または方位を検知する検知部5250を備える(図10A参照)。または、検知部5250は、使用者の位置または使用者が向いている方向に係る情報を供給することができる。または、情報処理装置は、使用者の位置または使用者が向いている方向に基づいて、右目用の画像情報および左目用の画像情報を生成することができる。または、表示部5230は、右目用の表示領域および左目用の表示領域を備える。これにより、例えば、没入感を得られる仮想現実空間の映像を、ゴーグル型の情報処理装置に表示することができる。
《情報処理装置の構成例5.》
情報処理装置は、例えば、撮像装置、加速度または方位を検知する検知部5250を備える(図10B参照)。または、検知部5250は、使用者の位置または使用者が向いている方向に係る情報を供給することができる。または、情報処理装置は、使用者の位置または使用者が向いている方向に基づいて、画像情報を生成することができる。これにより、例えば、現実の風景に情報を添付して表示することができる。または、拡張現実空間の映像を、めがね型の情報処理装置に表示することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
例えば、本明細書等において、XとYとが接続されている、と明示的に記載されている場合は、XとYとが電気的に接続されている場合と、XとYとが機能的に接続されている場合と、XとYとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に開示されているものとする。
ここで、X、Yは、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。
XとYとが直接的に接続されている場合の一例としては、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に接続されていない場合であり、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)を介さずに、XとYとが、接続されている場合である。
XとYとが電気的に接続されている場合の一例としては、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、スイッチは、導通状態(オン状態)、または、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有している。または、スイッチは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有している。なお、XとYとが電気的に接続されている場合は、XとYとが直接的に接続されている場合を含むものとする。
XとYとが機能的に接続されている場合の一例としては、XとYとの機能的な接続を可能とする回路(例えば、論理回路(インバータ、NAND回路、NOR回路など)、信号変換回路(DA変換回路、AD変換回路、ガンマ補正回路など)、電位レベル変換回路(電源回路(昇圧回路、降圧回路など)、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など)、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路(信号振幅または電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など)、信号生成回路、記憶回路、制御回路など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが可能である。なお、一例として、XとYとの間に別の回路を挟んでいても、Xから出力された信号がYへ伝達される場合は、XとYとは機能的に接続されているものとする。なお、XとYとが機能的に接続されている場合は、XとYとが直接的に接続されている場合と、XとYとが電気的に接続されている場合とを含むものとする。
なお、XとYとが電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、XとYとが電気的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟んで接続されている場合)と、XとYとが機能的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合)と、XとYとが直接接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合)とが、本明細書等に開示されているものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場合と同様な内容が、本明細書等に開示されているものとする。
なお、例えば、トランジスタのソース(又は第1の端子など)が、Z1を介して(又は介さず)、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2を介して(又は介さず)、Yと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース(又は第1の端子など)が、Z1の一部と直接的に接続され、Z1の別の一部がXと直接的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2の一部と直接的に接続され、Z2の別の一部がYと直接的に接続されている場合では、以下のように表現することが出来る。
例えば、「XとYとトランジスタのソース(又は第1の端子など)とドレイン(又は第2の端子など)とは、互いに電気的に接続されており、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yの順序で電気的に接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)はYと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この順序で電気的に接続されている」と表現することができる。または、「Xは、トランジスタのソース(又は第1の端子など)とドレイン(又は第2の端子など)とを介して、Yと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース(又は第1の端子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
または、別の表現方法として、例えば、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の接続経路を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は、第2の接続経路を有しておらず、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した、トランジスタのソース(又は第1の端子など)とトランジスタのドレイン(又は第2の端子など)との間の経路であり、前記第1の接続経路は、Z1を介した経路であり、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有しておらず、前記第3の接続経路は、Z2を介した経路である。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の接続経路によって、Z1を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は、第2の接続経路を有しておらず、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した接続経路を有し、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路によって、Z2を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有していない。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の電気的パスによって、Z1を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の電気的パスは、第2の電気的パスを有しておらず、前記第2の電気的パスは、トランジスタのソース(又は第1の端子など)からトランジスタのドレイン(又は第2の端子など)への電気的パスであり、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の電気的パスによって、Z2を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の電気的パスは、第4の電気的パスを有しておらず、前記第4の電気的パスは、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)からトランジスタのソース(又は第1の端子など)への電気的パスである。」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続経路について規定することにより、トランジスタのソース(又は第1の端子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されない。ここで、X、Y、Z1、Z2は、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。
なお、回路図上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されている場合であっても、1つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及び電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
AF1:配向膜、AF2:配向膜、C11:容量素子、C12:容量素子、CI:制御情報、G1:走査線、KB1:構造体、S1:信号線、SW1:スイッチ、SW12:スイッチ、V1:画像情報、V11:情報、VCOM1:導電膜、51:電極、52:電極、53:液晶材料を含む層、75:液晶素子、231:表示領域、231A:表示領域、231B:表示領域、239A:余白領域、239B:余白領域、233:制御回路、234:伸張回路、235:画像処理回路、238:制御部、501C:絶縁膜、501D:絶縁膜、504:導電膜、506:絶縁膜、508:半導体膜、508A:領域、508B:領域、508C:領域、510:基材、512A:導電膜、512B:導電膜、516:絶縁膜、518:絶縁膜、520:機能層、521:絶縁膜、524:導電膜、530:画素回路、591A:開口部、700:表示パネル、702:画素、705:封止材、750:表示素子、751:電極、752:電極、753:液晶材料を含む層、770:基材、770P:機能膜、5200B:情報処理装置、5210:演算装置、5220:入出力装置、5230:表示部、5240:入力部、5250:検知部、5290:通信部

Claims (5)

  1.  第1の表示領域と、
     第2の表示領域と、
     第1の余白領域と、
     第2の余白領域と、を有し、
     前記第2の表示領域は、前記第1の表示領域と連続するように配置され、
     前記第1の余白領域は、前記第1の表示領域に隣接し、
     前記第2の余白領域は、前記第2の表示領域に隣接し、
     前記第2の余白領域は、前記第1の余白領域と対向し、
     前記第1の表示領域は、画素を備え、
     前記画素は、画素回路および表示素子を備え、
     前記表示素子は、前記画素回路と電気的に接続され、
     前記表示素子は、入射光を透過または散乱する機能を備える、表示パネル。
  2.  前記表示素子は、第1の電極、第2の電極、液晶材料を含む層、第1の配向膜、および第2の配向膜、を備え、
     前記第1の配向膜は、前記第1の電極および前記液晶材料を含む層の間に挟まれる領域を備え、
     前記第2の配向膜は、前記第2の電極および前記液晶材料を含む層の間に挟まれる領域を備え、
     前記第2の電極は、前記第1の電極との間に、前記液晶材料を含む層を横切る電界を形成するように配置され、
     前記液晶材料を含む層は、前記電界が第1の状態において、前記入射光を第1の散乱強度で散乱し、
     前記液晶材料を含む層は、前記電界が前記第1の状態より大きい第2の状態において、前記入射光を第2の散乱強度で散乱し、
     前記第2の散乱強度は、前記第1の散乱強度より大きく、
     前記液晶材料を含む層は、液晶材料および高分子材料を含み、
     前記液晶材料を含む層は、前記高分子材料で安定化され、
     前記高分子材料は、多官能モノマーおよび単官能モノマーの共重合体であり、
     前記多官能モノマーは、安息香酸フェニル骨格を備え、
     前記単官能モノマーは、シクロヘキシルベンゼン骨格を備える、請求項1に記載の表示パネル。
  3.  前記第2の散乱強度は、前記第1の散乱強度の10倍以上である、請求項1または請求項2に記載の表示パネル。
  4.  前記第1の表示領域は、一群の画素、他の一群の画素、走査線、および信号線を備え、
     前記一群の画素は、前記画素を含み、
     前記一群の画素は、行方向に配設され、
     前記他の一群の画素は、前記画素を含み、
     前記他の一群の画素は、行方向と交差する列方向に配設され、
     前記走査線は、前記一群の画素と電気的に接続され、
     前記信号線は、前記他の一群の画素と電気的に接続される、請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の表示パネル。
  5.  請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の表示パネルと、
     制御部と、を有し、
     前記制御部は、画像情報および制御情報を供給され、
     前記制御部は、前記画像情報に基づいて情報を生成し、
     前記制御部は、前記制御情報にもとづいて制御信号を生成し、
     前記制御部は、前記情報および前記制御信号を供給し、
     前記表示パネルは、前記情報および前記制御信号を供給され、
     前記表示パネルは、駆動回路を備え、
     前記駆動回路は、前記制御信号に基づいて動作し、
     前記画素は、前記情報に基づいて表示する、表示装置。
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