JP2019109517A - 半導体装置 - Google Patents
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-
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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Abstract
Description
ことのできる表示装置に関する。また、本発明の一態様は、入出力装置に関する。特に、
可撓性を有し、曲面に沿って信号の入出力を行うことのできる入出力装置に関する。
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、電子機器、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。
バイスの開発が進められている。フレキシブルデバイスの代表的な例としては、照明装置
、画像表示装置の他、トランジスタなどの半導体素子を有する種々の半導体回路などが挙
げられる。
どの支持基板上に薄膜トランジスタ(TFT)などの半導体素子を作製したのち、可撓性
を有する基板に半導体素子を転置する技術が開発されている。この方法では、支持基板か
ら半導体素子を含む層を剥離する工程が必要である。
ている。基板上に非晶質シリコンなどからなる分離層、分離層上に被剥離層を設け、被剥
離層を接着層により転写体に接着させる。レーザ光の照射により分離層をアブレーション
させることで、分離層に剥離を生じさせている。
金属層を形成し、酸化物層と金属層との界面の結合が弱いことを利用して、酸化物層と金
属層との界面で剥離を生じさせることで、被剥離層と基板とを分離している。
いう)との間で剥離を行う場合、剥離層の上層に形成される層は、被剥離層、薄膜トラン
ジスタ、配線、層間膜などを含む薄膜の積層体であり、その厚さは数μm以下と薄く、非
常に脆い場合がある。また剥離層と被剥離層の間で剥離を行う際に、剥離の起点となる基
板の端部では大きな曲げストレスがかかり、被剥離層に膜割れやひび(以下、クラックと
もいう)が生じやすい。
複数の入出力装置を同時に作製した後、基板をスクライバなどにより分断することが望ま
れる。このとき、基板の分断の際にかかるストレスにより、基板の端部における薄膜、特
に被剥離層にクラックが発生することがある。
高温高湿環境下で保持すると、剥離及び分断の工程で被剥離層の端部に発生したクラック
が進行することがある。クラックが進行することによって、入出力装置における発光素子
の信頼性が低下し、またはクラックが発光素子まで達すると発光素子の一部が非発光にな
ることがある。
力装置を提供することを課題の一とする。または、量産性に優れたフレキシブルな入出力
装置を提供することを課題の一とする。または、信頼性が高い入出力装置を提供すること
を課題の一とする。
は、本発明の一態様は、軽量な入出力装置を提供することを目的の一とする。または、本
発明の一態様は、破損しにくい入出力装置を提供することを目的の一とする。または、本
発明の一態様は、厚さが薄い入出力装置を提供することを目的の一とする。
、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、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。
あって、第1のバッファ層と、第1のクラック抑止層と、入力装置と、発光素子と、を有
し、第1の可撓性基板の第1の面は、前記第2の可撓性基板の第2の面と対向するように
設けられ、第1のバッファ層と、第1のクラック抑止層と、入力装置とは、第1の可撓性
基板の第1の面側に設けられ、第1のバッファ層と前記第1のクラック抑止層とは、互い
に重なる領域を有し、入力装置はトランジスタ及び検知素子を有し、検知素子は一対の電
極と誘電体層とを有し、誘電体層は一対の電極の間に設けられ、トランジスタ及び検知素
子は、互いに電気的に接続され、発光素子は、第2の可撓性基板の第2の面側に設けられ
ている入出力装置である。
2の可撓性基板の第2の面側に設けられ、第2のバッファ層と第2のクラック抑止層とは
、互いに重なる領域を有していてもよい。
機材料を含み、発光素子は発光性の有機化合物を含み、第1のクラック抑止層または/及
び第2のクラック抑止層は、導電性材料または樹脂材料のいずれか一方を含み、かつ第1
の面に垂直な方向から見て、検知素子と第1の可撓性基板の端部との間に位置することが
好ましい。
い。
設けられ、一対の電極のいずれか一方は、第1の面に平行な方向から見て、カラーフィル
タと第2の可撓性基板との間に位置することが好ましい。
着し、一対の電極のいずれか一方が、封止層と接することが好ましい。
クまたは操作ボタンとを有する電子機器である。
置を提供できる。または、量産性に優れたフレキシブルな入出力装置を提供できる。また
は、信頼性が高い入出力装置を提供できる。
出力装置を提供できる。または、破損しにくい入出力装置を提供できる。または、厚さが
薄い入出力装置を提供できる。
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。
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。
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場合がある
。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。
明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されな
い。
ために付すものであり、数的に限定するものではない。
本実施の形態では、本発明の一態様の入出力装置の例として、画像表示装置に入力装置
を組み合わせたタッチパネルの構成例とその作製方法例について図面を参照して説明する
。以下では、画像表示装置の一例として、有機EL(Electro Luminesc
ence)素子を備えるタッチパネルについて説明する。
図1に、本発明の一態様であるタッチパネル100の構成を説明する投影図を示す。ま
た図2に、図1に示すタッチパネル100の一点鎖線A1―A2における断面図を示す。
なお、図1及び図2は明瞭化のため、構成要素の一部を省略して示している。
照)。
検知部106、走査線駆動回路107、変換器108、外部接続端子109及びクラック
抑止領域110を有する。クラック抑止領域110は、検知部106を囲うようにして設
けられている。
。
対向している。第1の基板121は接着層125を介して第1のバッファ層(被剥離層と
もいう。以下、単にバッファ層と表記する)120を有し、バッファ層120上に検知部
や変換器などを構成するトランジスタ(116,117及び129)、検知素子118が
設けられる。また、バッファ層120に接して複数のクラック抑止層122を含むクラッ
ク抑止領域110が設けられる。また、第2の基板101は接着層131を介して第2の
バッファ層132を有し、第2のバッファ層132上に表示素子として機能する発光素子
114や、表示部102、走査線駆動回路104などを構成するトランジスタ、外部接続
端子105が設けられる。
基板101)や接着層(接着層125及び接着層131)を透過した不純物がトランジス
タや発光素子114等に拡散することを抑制する機能を有する。
有する。バッファ層120としては、例えば無機材料の単膜やその積層膜を用いることが
できる。このような材料を用いることで、第1の基板121にバリア性能、とくに防湿性
の低い材料を用いた場合でも、タッチパネルの防湿性を高めることができる。
場合に、バッファ層120にクラックが発生することがある。また、透湿性の低い無機膜
は膨潤率が低いため、例えばタッチパネル100が高温高湿環境下に置かれた場合に、バ
ッファ層120と比べてその近傍の層がより大きく膨潤することにより、バッファ層12
0の隣接する層との界面に応力集中が起こり、クラックが発生することがある。
なる材料で形成されるクラック抑止層を設けることで、バッファ層120に発生したクラ
ックの進行を抑制することができる。
を好適に用いることができる。
とで、バッファ層120の表面で起こる応力集中をその界面で緩和することができるため
好ましい。
るように、一のクラック抑止層122は検知部106を囲い、且つ上面から見て閉じた一
の曲線(閉曲線、または端部が一致した曲線ともいう)を形成している。また、クラック
抑止層122は、検知部106及び外部接続端子109を囲い、且つ上面から見て閉じた
一の曲線(閉曲線、または端部が一致した曲線ともいう)を形成していてもよい。
、大型の基板を用いて複数のタッチパネル100を同時に作製した後にそれぞれ分断する
ような場合に、バッファ層120の端部に発生するクラックが、クラック抑止領域110
の内側に進行することを抑制できる。
り作製することができる。このとき、剥離が基板端部から進行する際にバッファ層120
に生じるクラックが、クラック抑止領域110の内側に進行することを抑制できる。
バッファ層120に重なるように検知部106の周囲に設けているが、クラック抑止層を
第2の基板101の面上に設けてもよい。すなわち、クラック抑止層122を第2のバッ
ファ層132に重なるように表示部102の周囲に設けることで、バッファ層132に発
生したクラックの進行を抑制することができる。また、クラック抑止層を第1の基板12
1の面上及び第2の基板101の面上の両側に設けてもよい。
に設ける構成を示しているが(図16(A)参照)、クラック抑止領域110は必ずしも
閉曲線となるように配置しなくてもよく、複数の線分に分断されていてもよい(図16(
B)参照)。なお、図16(A)は図1において破線で囲んだ領域150内のクラック抑
止領域110の拡大上面図である。また図16(B)はクラック抑止領域110を構成す
るクラック抑止層122が、複数の線分に分断されている一例を示す拡大上面図である。
明する。
113、119)または発光素子114を構成する導電層と同一の材料で構成すると、作
製工程を簡略化できるため好ましい。本構成例では、トランジスタのソース電極またはド
レイン電極を構成する電極136及び第1の電極143と同一の材料で構成する例を示し
ている。画像表示装置180には、外部接続端子105に異方性導電フィルム(ACF:
Anisotropic Conductive Film)や、異方性導電ペースト(
ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを介してF
PC(Flexible Printed Circuits)やICを実装することに
より、信号を入力することができる。本構成例では、接続体156を介してFPC155
が設けられている。
接続されている。
ジスタ119を有する例を示している。走査線駆動回路104としては、例えばnチャネ
ル型のトランジスタとpチャネル型のトランジスタとを組み合わせた回路、nチャネル型
のトランジスタで構成された回路、pチャネル型のトランジスタで構成された回路などを
有していてもよい。また、本構成例では、表示部102が形成される第2のバッファ層1
32上に走査線駆動回路104が形成され、信号線駆動回路は駆動回路用ICを用いて第
2の基板101に実装する構成を示しているが、走査線駆動回路と信号線駆動回路の両方
を第2のバッファ層132上に形成するドライバ一体型の構成としてもよい。
、電流制御用のトランジスタ112と、スイッチング用のトランジスタ113と、電流制
御用のトランジスタ112が備える一対の電極136の一方と電気的に接続された第1の
電極143を含む。また第1の電極143の端部を覆う絶縁層144が設けられている。
、ボトムゲート型のトランジスタである例を示している。各トランジスタは、チャネルと
して機能する領域を含む半導体層135と、ゲート電極133と、ゲート絶縁膜として機
能する絶縁層134と、を有する。また半導体層135と接するように一対の電極136
が設けられ、半導体層135及び電極136を覆うように絶縁層141及び絶縁層142
が設けられている。なお、半導体層135において、チャネルとして機能する領域を挟ん
で低抵抗な領域が設けられていてもよい。
52が順に積層された積層構造を有している。本構成例で例示する画像表示装置180は
トップエミッション方式の表示装置であるため、第2の電極152に透光性の材料を用い
る。また第1の電極143には反射性の材料を用いることが好ましい。EL層151は少
なくとも発光性の有機化合物を含む。EL層151を挟持する第1の電極143と第2の
電極152の間に電圧を印加し、EL層151に電流を流すことにより、発光素子114
を発光させることができる。
第1の基板121とが、封止層153により接着されている。
ランジスタ112等と同様にボトムゲート型のトランジスタである例を示している。各ト
ランジスタは、チャネルとして機能する領域を含む半導体層173と、ゲート電極171
と、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層172と、を有する。また半導体層173と接す
るように一対の電極174が設けられ、半導体層173及び電極174を覆うように絶縁
層175が設けられている。なお、半導体層173において、チャネルとして機能する領
域を挟んで低抵抗な領域が設けられていてもよい。なお、入力装置190が備えるトラン
ジスタは、画像表示装置180が備えるトランジスタと異なっていてもよい。
に積層された積層構造を有している。検知素子118は複数の発光素子114と重なる位
置に設けられているため、導電層176及び導電層178には透光性の材料を用いる。導
電層176及び導電層178は検知素子118における一対の電極として機能し、絶縁層
177は誘電体として機能することができる。
と重なる位置にカラーフィルタ127が設けられ、絶縁層144と重なる位置にブラック
マトリクス126が設けられる。
以下では、上述した各要素に用いることのできる材料及び形成方法について説明する。
可撓性基板の材料としては、有機樹脂や可撓性を有する程度に薄いガラス材料などを用
いることができる。
)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、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、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、
ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の低い材料を用いることが好まし
く、例えば、熱膨張係数が30×10−6/K以下であるポリアミドイミド樹脂、ポリイ
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(
プリプレグとも記す)や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使
用することもできる。
度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維のこ
とを言い、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリア
ミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキ
サゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Eガラ
ス、Sガラス、Dガラス、Qガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。これらは、織布
または不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構造物を可撓
性を有する基板として用いてもよい。可撓性を有する基板として、繊維体と樹脂からなる
構造物を用いると、曲げや局所的押圧による破損に対する信頼性が向上するため、好まし
い。
発光に対して透光性を有する材料を用いる。光射出側に設ける材料において、光の取り出
し効率向上のためには、可撓性及び透光性を有する材料の屈折率は高い方が好ましい。例
えば、有機樹脂に屈折率の高い無機フィラーを分散させることで、該有機樹脂のみからな
る基板よりも屈折率の高い基板を実現できる。特に粒子径40nm以下の小さな無機フィ
ラーを使用すると、光学的な透明性を失わないため、好ましい。
に挙げた基板の他に、金属基板または合金基板等を用いることもできる。基板の厚さは、
可撓性や曲げ性を得るために、10μm以上200μm以下、好ましくは20μm以上5
0μm以下であることが好ましい。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、または、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。光を取り出さない側の可撓性を有する基板
に、金属または合金材料を含む導電性の基板を用いると、発光素子114からの発熱に対
する放熱性が高まるため好ましい。
縁膜を形成するなどし、絶縁処理が施された基板を用いることが好ましい。例えば、電着
法、スピンコート法やディップ法などの塗布法、スクリーン印刷法などの印刷法、蒸着法
やスパッタリング法、堆積法などの方法を用いて導電性の基板表面に絶縁膜を形成しても
よいし、酸素雰囲気下で放置または加熱する方法や、陽極酸化法などの方法により、基板
の表面を酸化してもよい。
化した絶縁表面を形成するために平坦化層を設けてもよい。平坦化層としては絶縁性の材
料を用いることができ、有機材料または無機材料で形成することができる。例えば、平坦
化層は、スパッタリング法などの堆積法、スピンコート法やディップ法などの塗布法、イ
ンクジェット法やディスペンス法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法等を用い
て形成することができる。
えば有機樹脂からなる層を2種類以上積層した材料、有機樹脂からなる層と無機材料から
なる層を積層した材料、無機材料からなる層を2種類以上積層した材料などを用いる。無
機材料からなる層を設けることにより、水分等の内部への浸入が抑制されるため、タッチ
パネルの信頼性を向上させることができる。
を用いることができる。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化
アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウムなどを用いればよい。なお、本
明細書中において、窒化酸化とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いもの
であって、酸化窒化とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものを示す。
なお、各元素の含有量は、例えば、ラザフォード後方散乱分光法(RBS)等を用いて測
定することができる。
層の上層または下層に、スパッタリング法、CVD(Chemical Vapor D
eposition)法または塗布法などにより、上記無機材料からなる層を形成するこ
とができる。
い。特に発光素子114に近い側から有機樹脂層、接着層、及びガラス層を積層したシー
トを用いることが好ましい。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以下の厚さとする。このような厚さのガラス層は、水や
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、有機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
うな有機樹脂層をガラス層と接して設けることにより、ガラス層の割れやクラックを抑制
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有機樹脂の複合材料
を、可撓性を有する基板に適用することにより、極めて信頼性が高く、且つフレキシブル
なタッチパネルとすることができる。
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む。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。
極143及び第2の電極152)と、該一対の電極間に設けられたEL層151とを有す
る。該一対の電極の一方は陽極として機能し、他方は陰極として機能する。
透光性を有する材料を用いる。
ウム酸化亜鉛、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いることができる。また
は、グラフェンを用いてもよい。また、上記導電層として、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、また
はチタンなどの金属材料や、これらを含む合金を用いることができる。または、これら金
属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)などを用いてもよい。なお、金属材料(またはそ
の窒化物)を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の
積層膜を導電層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酸化イン
ジウム酸化スズ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。
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、またはメッキ法を用いて形
成することができる。
該導電性酸化物を、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜すると、透光性を向上させる
ことができる。
雰囲気下で成膜した第1の導電性酸化物膜と、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜し
た第2の導電性酸化物膜の積層膜とすると、EL層への成膜ダメージを低減できるため好
ましい。ここで特に第1の導電性酸化物膜を成膜する際に用いるアルゴンガスの純度が高
いことが好ましく、例えば露点が−70℃以下、好ましくは−100℃以下のアルゴンガ
スを用いる。
る材料を用いることが好ましい。
グステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、またはパラジウム等の金属、または
これらを含む合金を用いることができる。またこれら金属材料を含む金属または合金にラ
ンタンやネオジム、ゲルマニウムなどを添加してもよい。そのほか、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などのアルミ
ニウムを含む合金(アルミニウム合金)や、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金、
銀とマグネシウムの合金などの銀を含む合金を用いることもできる。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、または金属酸
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、上記透光
性を有する材料からなる膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀と酸化
インジウム酸化スズの積層膜、銀とマグネシウムの合金と酸化インジウム酸化スズの積層
膜などを用いることができる。
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、またはメッキ法を用いて形
成することができる。
含めばよく、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されていてもよい。複数の層
で構成されている構成としては、陽極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送
層、並びに電子注入層が積層された構成を例に挙げることができる。なお、発光層を除く
これらの層はEL層151中に必ずしも全て設ける必要はない。また、これらの層は重複
して設けることもできる。具体的にはEL層151中に複数の発光層を重ねて設けてもよ
く、電子注入層に重ねて正孔注入層を設けてもよい。また、中間層として電荷発生層の他
、電子リレー層など他の構成を適宜加えることができる。また、例えば、異なる発光色を
呈する発光層を複数積層する構成としてもよい。例えば補色の関係にある2以上の発光層
を積層することにより白色発光を得ることができる。
、スピンコート法などの塗布法を用いて形成できる。
封止層153としては、例えば、二液混合型樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などの
硬化性材料や、ゲルなどを用いることができる。例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂、
シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、ポリビニルクロライド(PVC)、ポリ
ビニルブチラル(PVB)、エチレンビニルアセテート(EVA)などを用いることがで
きる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。
酸化カルシウムや酸化バリウム等)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。その他の乾燥剤として、ゼオライトや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。また、粒状の乾燥剤を設けることにより
、該乾燥剤により発光素子114からの発光が乱反射されるため、信頼性が高く、且つ視
野角依存性が改善した発光装置(特に照明用途等に有用)を実現できる。なお、接着層1
25及び接着層131としては、封止層153と同様の材料を用いることができる。
トランジスタ112、113、119、116、117、129の構造は特に限定され
ない。例えば、トランジスタの構成は、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジ
スタなどを用いてもよい。また、トップゲート型また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、チャネルエッチ型のトランジスタ、または、チャネル保
護型のトランジスタを用いてもよい。チャネル保護型の場合、チャネル領域の上にのみ、
チャネル保護膜を設けてもよい。または、ソースドレイン電極と半導体層とを接触させる
部分のみ開口し、その開口以外の場所にも、チャネル保護膜を設けてもよい。
コンやゲルマニウムなどの半導体材料、化合物半導体材料、有機半導体材料、または酸化
物半導体材料を用いてもよい。
、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、または一部に結
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が抑制されるため好ましい。
ン、多結晶シリコン、または単結晶シリコンなどを用いることができる。
ち少なくともひとつを含む酸化物半導体を用いることが好ましい。代表的にはIn−Ga
−Zn系金属酸化物などが挙げられる。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャ
リア密度の小さい酸化物半導体を用いると、オフ状態におけるリーク電流を抑制できるた
め好ましい。
バッファ層120は、第1の基板121や接着層125を透過した不純物が拡散するこ
とを抑制する機能を有する。第2のバッファ層132は、第2の基板101や接着層13
1を透過した不純物が拡散することを抑制する機能を有する。また、トランジスタの半導
体層に接する絶縁層134、絶縁層172及びトランジスタを覆う絶縁層141、絶縁層
175は、半導体層への不純物の拡散を抑制することが好ましい。これらの層には、例え
ばシリコンなどの半導体の酸化物または窒化物、アルミニウムなどの金属の酸化物または
窒化物を用いることができる。また、このような無機絶縁材料の積層膜、または無機絶縁
材料と有機絶縁材料の積層膜を用いてもよい。
ルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ガリウム、窒化シリコン、
酸化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化ゲルマニウム、酸化ジルコニ
ウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化タンタル等から選ばれた材料を、単層でまたは
積層して形成する。
されたハフニウムシリケート(HfSixOyNz)、窒素が添加されたハフニウムアル
ミネート(HfAlxOyNz)、酸化ハフニウム、酸化イットリウム等のhigh−k
材料を用いてもよい。
平坦化層として機能する。例えばポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等の有機
樹脂や、無機絶縁材料を用いることができる。絶縁層142としては感光性の樹脂(アク
リル、ポリイミドなど)を用いて形成することが好ましい。絶縁層177としては、感光
性の樹脂のほか、上記の絶縁層134等と同様の材料を用いることができる。また、絶縁
層144及び絶縁層179も、絶縁層142と同様の材料を用いて形成することができる
。
クラック抑止層122は、導電性材料を用いて形成することができる。また、クラック
抑止層122をトランジスタ116等のゲート電極171と同一の材料で形成することで
、工程を簡略化できるため好ましい。
抑止するため、外部応力に強い導電性材料が好ましい。
テン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらの元素を含む
合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。また、クラック抑止層1
22は、導電性の金属酸化物を用いて形成しても良い。
いてもよい。樹脂材料として、例えばポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等が
挙げられる。
ある。具体的には、厚さ50nm以上1000nm以下で形成し、好ましくは100nm
以上500nm以下で形成する。
る。しかし、クラック抑止層122の幅を大きくすることで、多面取りによってタッチパ
ネル100を作製する場合などにおいて、一の基板から所望のタッチパネルが取れる個数
(取り数ともいう)が減少する可能性がある。具体的には、幅20μm以上1000μm
以下で形成し、好ましくは50μm以上500μm以下で形成する。
検知素子118において、一対の電極として機能する導電層176及び導電層178に
は、透光性を有する材料を用いる。
ウム酸化亜鉛、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いることができる。また
は、グラフェンを用いてもよい。また、上記導電層として、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、また
はチタンなどの金属材料や、これらを含む合金を用いることができる。または、これら金
属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)などを用いてもよい。なお、金属材料(またはそ
の窒化物)を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の
積層膜を導電層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酸化イン
ジウム酸化スズ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。
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、またはメッ
キ法を用いて形成することができる。
該導電性酸化物を、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜すると、透光性を向上させる
ことができる。
接続体156としては、熱硬化性の樹脂に金属粒子を混ぜ合わせたペースト状又はシー
ト状の材料を用い、熱圧着によって異方性の導電性を示す材料を用いることができる。金
属粒子としては、例えばニッケル粒子を金で被覆したものなど、2種類以上の金属が層状
となった粒子を用いることが好ましい。
カラーフィルタ127は、発光素子114からの発光色を調色し、色純度を高める目的
で設けられている。例えば、白色発光の発光素子を用いてフルカラーの画像表示装置18
0とする場合には、異なる色のカラーフィルタを設けた複数の画素を用いる。その場合、
赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色のカラーフィルタを用いてもよいし、これに
黄色(Y)を加えた4色とすることもできる。また、R、G、B、(及びY)に加えて白
色(W)の画素を用い、4色(または5色)としてもよい。
ている。ブラックマトリクス126は隣接する画素の発光素子114から回り込む光を遮
光し、隣接画素間における混色を抑制する。ここで、カラーフィルタ127の端部を、ブ
ラックマトリクス126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。ブラックマトリクス126は、発光素子114からの発光を遮光する材料を用いるこ
とができ、金属材料や、顔料を含む有機樹脂などを用いて形成することができる。なお、
ブラックマトリクス126は、走査線駆動回路104などの表示部102以外の領域に設
けてもよい。
けてもよい。オーバーコートは、カラーフィルタ127やブラックマトリクス126を保
護するほか、これらに含まれる不純物が拡散することを抑制する。オーバーコートは発光
素子114からの発光を透過する材料から構成され、無機絶縁膜や有機絶縁膜を用いるこ
とができる。
なる色の発光を呈する発光素子のうちいずれか一を画素に配置し、カラーフィルタを設け
ない構成としてもよい。
以下では、上記タッチパネル100の作製方法の一例について、図面を参照して説明す
る。
る断面概略図である。図3乃至図8は、図1、図2で示した箇所の断面構造に対応する。
まず、支持基板161上に剥離層162を形成する。
を用いる。支持基板161としては、例えばガラス基板、樹脂基板の他、半導体基板、金
属基板、セラミック基板などを用いることができる。
が好ましい。例えば、第3世代(550mm×650mm)、第3.5世代(600mm
×720mm、または620mm×750mm)、第4世代(680mm×880mm、
または730mm×920mm)、第5世代(1100mm×1300mm)、第6世代
(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200mm)、第8世代
(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800mm、2450m
m×3050mm)、第10世代(2950mm×3400mm)等のガラス基板、また
はこれよりも大型のガラス基板を用いることができる。
料を用いることができる。好ましくはタングステンを用いる。
続いて、剥離層162の上にバッファ層120を形成する(図3(A)参照)。
化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることができる。またバッファ
層120としては、上記無機絶縁材料を含む層を単層で、もしくは積層で用いることがで
きる。
機能を有する。また、後述するように加熱によって剥離層162に水素を放出する機能を
有する。そのため、特に、バッファ層120として2層以上の積層構造とし、そのうち少
なくとも1層には加熱により水素を放出する層を用い、剥離層162から見て該水素を放
出する層よりも遠い層には水素などの不純物を透過しない層を用いることが好ましい。例
えば、剥離層162から酸化窒化シリコンを含む層と、窒化シリコンを含む層の積層構造
とする。
できる。特に、水素を含む成膜ガスを用いたプラズマCVDにより成膜することが好まし
い。
離層162とバッファ層120の間に酸化物(図示しない)が形成される。該酸化物は、
剥離層162に含まれる金属の酸化物を含む層である。好ましくは、タングステン酸化物
を含む層とする。
、W4O11、WO2といった様々な組成をとりうる不定比性化合物である。またチタン
酸化物(TiO(2−x))、やモリブデン酸化物(MoO(3−x))も不定比性化合
物である。
層162としてタングステンを用いた場合には、酸化物層がWO3を主成分とするタング
ステン酸化物であることが好ましい。
しくは一酸化二窒素ガスを含む雰囲気下でプラズマ処理を施し、剥離層162の表面に予
め酸化物層を形成することもできる。このような方法を用いると、酸化物層の厚さをプラ
ズマ処理の条件を異ならせることで変化させることができ、プラズマ処理を行わない場合
に比べて酸化物層の厚さの制御性を高めることができる。
20nm以下とする。なお、酸化物層が極めて薄い場合には、断面観察像では観察されな
い場合がある。
続いて、加熱処理を行い、酸化物層を変質させる。加熱処理を行うことにより、バッフ
ァ層120から水素が放出され、酸化物層に供給される。
酸素の組成の異なる領域が複数混在した状態となる。例えば、剥離層162としてタング
ステンを用いた場合には、酸化物層中のWO3が還元されてこれよりも酸素の組成の少な
い状態(例えばWO2など)が生成され、これらが混在した状態となる。このような金属
酸化物は酸素の組成に応じて異なる結晶構造を示すため、酸化物層内に酸素の組成が異な
る複数の領域を形成することで酸化物層の機械的強度が脆弱化する。その結果、酸化物層
の内部で崩壊しやすい状態が実現され、後の剥離工程における剥離性を向上させることが
できる。
以下で行えばよい。また酸化物層内の金属酸化物と水素の還元反応が生じる温度以上で行
うことが好ましい。例えば、剥離層162にタングステンを用いる場合には、420℃以
上、450℃以上、600℃以上、または650℃以上の温度で加熱する。
後の剥離性を向上させることができる。しかし、支持基板161の耐熱性や、生産性を考
慮して加熱温度を低くしたい場合には、上述のように予め剥離層162に対してプラズマ
処理を施して酸化物層を形成することにより、加熱処理の温度を低くしても高い剥離性を
実現できる。
続いて、バッファ層120上に導電膜を成膜する。その後、導電膜上にフォトリソグラ
フィ法等を用いてレジストマスクを形成し、導電膜の不要な部分をエッチングにより除去
する。その後レジストマスクを除去することにより、ゲート電極171及び複数のクラッ
ク抑止層122からなるクラック抑止領域110を形成する。
膜する。
電極171と異なる材料を用いてもよい。
続いて、ゲート電極171を覆って絶縁層172を形成する。このとき、外部接続端子
109となる配線、及び該配線の走査線駆動回路用のトランジスタ129の一方の電極1
74と接続する箇所のそれぞれに達する開口部を絶縁層172に形成する(図3(B)参
照)。
る。
単層を形成する構成としたが、これに限られず2層以上の積層構造としてもよい。
続いて、絶縁層172上に半導体層を成膜する。その後、半導体膜上にフォトリソグラ
フィ法等を用いてレジストマスクを形成し、半導体膜の不要な部分をエッチングにより除
去する。その後レジストマスクを除去することにより、トランジスタを構成する半導体層
173を形成する。
リング法、CVD法、MBE法、ALD(Atomic Layer Depositi
on)法、またはPLD(Pulsed Laser Deposition)法等を用
いることができる。
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。
)を含むことが好ましい。より好ましくは、In−M−Zn系酸化物(MはAl、Ti、
Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、CeまたはHf等の金属)で表記される酸化物を含
む。
、または半導体層の上面に対し垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界を有さない
酸化物半導体膜を用いることが好ましい。
応力によって酸化物半導体膜にクラックが生じてしまうことが抑制される。したがって、
可撓性を有し、湾曲させて用いる表示パネルなどに、このような酸化物半導体を好適に用
いることができる。
た後に結晶化(例えばレーザ光の照射や、熱処理など)を行い、多結晶シリコンを有する
半導体膜を形成する。
続いて、絶縁層172及び半導体層173上に導電膜を成膜する。その後導電膜上にフ
ォトリソグラフィ法等を用いてレジストマスクを形成し、導電膜の不要な部分をエッチン
グにより除去する。その後レジストマスクを除去することにより、トランジスタのソース
電極またはドレイン電極として機能する電極174を形成する。
部接続端子となる部分で該導電膜がゲート電極171と同一の導電膜上に形成される。
が形成される。
続いて、絶縁層172、半導体層173及び電極174を覆う絶縁層175を成膜する
。このとき、トランジスタ117の一方の電極174及び外部接続端子となる配線のそれ
ぞれに達する開口部を絶縁層175に形成する(図3(C)参照)。
る。
絶縁層として、絶縁層175の単層を形成する構成としたが、これに限られず2層以上の
積層構造としてもよい。
続いて、絶縁層175上に導電膜を成膜する。その後導電膜上にフォトリソグラフィ法
等を用いてレジストマスクを形成し、導電膜の不要な部分をエッチングにより除去する。
その後レジストマスクを除去することにより、検知素子118の一方の電極として機能す
る導電層176を形成する。
部接続端子となる部分で該導電膜が電極174と同一の導電膜上に形成することにより、
外部接続端子109を形成する。
接続端子109に達する開口部を絶縁層177に形成する。
77に形成してもよい。絶縁層177に有機樹脂を用いる場合は、検知部106となる領
域を囲むように開口部を設けることで、絶縁層177を介して外部から水分が浸入するこ
とを抑制できる。本作製方法例では、支持基板161の端部と、走査線駆動回路107及
び変換器108との間に、検知部106となる領域を囲むように開口部を設けている。
る。また、絶縁層177は、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ法などでそ
れぞれ形成することができる。
層を形成する構成としたが、これに限られず2層以上の積層構造としてもよい。
等を用いてレジストマスクを形成し、導電膜の不要な部分をエッチングにより除去する。
その後レジストマスクを除去することにより、検知素子118の他方の電極として機能す
る導電層178を形成する。
接続端子109に達する開口部を絶縁層179に形成する。
79に形成してもよい。本作製方法例では、支持基板161の端部と、走査線駆動回路1
07及び変換器108の間に、検知部106となる領域を囲むように開口部を設けている
。
る。また、絶縁層179は、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ法などでそ
れぞれ形成することができる。
層を形成する構成としたが、これに限られず2層以上の積層構造としてもよい。
続いて、絶縁層179上にブラックマトリクス126及びカラーフィルタ127を形成
する(図4(B)参照)。ブラックマトリクス126及びカラーフィルタ127は、印刷
法、インクジェット法、フォトリソグラフィ法などでそれぞれ形成する。
次に、剥離層164及び第2のバッファ層132を形成した支持基板163を準備する
。剥離層164及び第2のバッファ層132の形成方法は前述の剥離層162及びバッフ
ァ層120と同様である。
ソグラフィ法等を用いてレジストマスクを形成し、導電膜の不要な部分をエッチングによ
り除去する。その後レジストマスクを除去することにより、ゲート電極133を形成する
。
膜する。
続いて、ゲート電極133を覆って絶縁層134を形成する。
する開口部を形成してもよい。
る。
続いて、絶縁層134上に半導体膜を成膜する。その後、半導体膜上にフォトリソグラ
フィ法等を用いてレジストマスクを形成し、半導体膜の不要な部分をエッチングにより除
去する。その後レジストマスクを除去することにより、トランジスタを構成する半導体層
135を形成する。
リング法、CVD法、MBE法、ALD(Atomic Layer Depositi
on)法、またはPLD(Pulsed Laser Deposition)法等を用
いることができる。
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。
)を含むことが好ましい。より好ましくは、In−M−Zn系酸化物(MはAl、Ti、
Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、CeまたはHf等の金属)で表記される酸化物を含
む。
、または半導体層の上面に対し垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界を有さない
酸化物半導体膜を用いることが好ましい。
応力によって酸化物半導体膜にクラックが生じてしまうことが抑制される。したがって、
可撓性を有し、湾曲させて用いる表示パネルなどに、このような酸化物半導体を好適に用
いることができる。
た後に結晶化(例えばレーザ光の照射や、熱処理など)を行い、多結晶シリコンを有する
半導体膜を形成する。
続いて、絶縁層134及び半導体層135上に導電膜を成膜する。その後導電膜上にフ
ォトリソグラフィ法等を用いてレジストマスクを形成し、導電膜の不要な部分をエッチン
グにより除去する。その後レジストマスクを除去することにより、トランジスタのソース
電極またはドレイン電極として機能する電極136を形成する。
が形成される(図5(A)参照)。
続いて、絶縁層134、半導体層135及び電極136を覆う絶縁層141を成膜する
。このとき、電流制御用のトランジスタ112の一方の電極136及び外部接続端子10
5となる配線のそれぞれに達する開口部を絶縁層141に形成する。
る。
絶縁層として、絶縁層141の単層を積層する構成としたが、これに限られず2層以上の
積層構造としてもよい。
続いて、平坦化層として機能する絶縁層142を形成する。このとき、電流制御用のト
ランジスタ112の一方の電極136及び外部接続端子105となる配線のそれぞれに達
する開口部を絶縁層142に形成する。
42に形成してもよい。絶縁層142に有機樹脂を用いる場合は、表示部102となる領
域を囲むように開口部を設けることで、絶縁層142を介して外部から水分等が浸入する
ことを抑制できる。本作製方法例では、基板101の端部と走査線駆動回路104の間に
、表示部102を囲むように開口部を設けている。
択的に露光、現像を行って形成することが好ましい。このほかの形成方法としては、スパ
ッタリング法、蒸着法、液滴吐出法(インクジェット法)、スクリーン印刷、オフセット
印刷等などを用いればよい。
続いて、絶縁層142上に導電膜を成膜する。その後導電膜上にフォトリソグラフィ法
等を用いてレジストマスクを形成し、導電膜の不要な部分をエッチングにより除去する。
その後レジストマスクを除去することにより、トランジスタ112の一方の電極136と
電気的に接続する第1の電極143を形成する。
部接続端子となる部分で電極136と同一の導電膜上に形成することにより、外部接続端
子105を形成する。
続いて、第1の電極143の端部を覆う絶縁層144を形成する。このとき外部接続端
子105に達する開口部を絶縁層144に形成する。
44に形成してもよい。本作製方法例では、基板101の端部と走査線駆動回路104の
間に、表示部102を囲むように開口部を設けている。
択的に露光、現像を行って形成することが好ましい。このほかの形成方法としては、スパ
ッタリング法、蒸着法、液滴吐出法(インクジェット法)、スクリーン印刷、オフセット
印刷等などを用いればよい。
る絶縁層144上に該絶縁層を設けることで、第1の基板121と第2の基板101の間
隔を調整することができる。該絶縁層は、絶縁層144と同様の材料を用いて形成するこ
とができる。
続いて、第1の電極143上にEL層151、第2の電極152を順次形成することに
より、発光素子114を形成する(図5(B)参照)。
ペンス法などの吐出法、スピンコート法などの塗布法を用いて形成する。第2の電極15
2は蒸着法またはスパッタリング法などにより形成する。
続いて、支持基板161の検知素子118が設けられた面または支持基板163の発光
素子114が設けられた面に、封止層153を形成する。
等を用いて硬化性樹脂を塗布した後、該樹脂に含まれる溶媒を揮発させる。
2を囲うように接着層154を形成してもよい。接着層154は、封止層153の封止性
能を補強するために設けることができる。接着層154は、封止層153と同様の方法に
より形成することができる。
ことにより、支持基板161と支持基板163とを接着する(図6参照)。
続いて、支持基板163を剥離し、露出した第2のバッファ層132と第2の基板10
1を、接着層131を介して貼り合わせる。また、支持基板161を剥離し、露出したバ
ッファ層120と第1の基板121を、接着層125を介して貼り合わせる(図7参照)
。図7では、第2の基板101が外部接続端子109と重なる構成としたが、外部接続端
子109と第2の基板101が重ならない構成としてもよい。また、図7では、第1の基
板121が外部接続端子105と重ならない構成としたが、外部接続端子105と第1の
基板121が重なる構成としてもよい。
第2のバッファ層132との間に剥離の起点を形成する。例えば、これらの間に刃物など
の鋭利な形状の器具を差し込むことで剥離の起点を形成してもよい。また一部の領域に対
してレーザ光を照射し、剥離層164の一部を溶解、蒸発、または熱的に破壊することで
剥離の起点を形成してもよい。また液体(例えばアルコールや水、二酸化炭素を含む水な
ど)を剥離層164の端部に滴下し、毛細管現象を利用して該液体を剥離層164と第2
のバッファ層132の境界に浸透させることにより剥離の起点を形成してもよい。
に物理的な力を加えることにより、バッファ層132及びその上層に設けられる層を破損
することなく剥離することができる。
層(例えば水溶性の接着剤や弱粘性の接着剤)を介して別の支持基板を貼り付ける。そし
て上記と同様に支持基板を固定し、剥離層162とバッファ層120の間に剥離の起点を
形成して剥離してもよい。また、支持基板161を固定し、基板101を吸着パッドなど
で固定した後、剥離層162とバッファ層120の間に剥離の起点を形成して、基板10
1を含む基板がたわまないように吸着パッドを緩やかに引き上げることで剥離してもよい
。
進行させることが好ましい。また剥離の起点の形成時に、支持基板161の端部の近傍に
おいてバッファ層120にクラックが生じる場合がある。またこのとき生成されたクラッ
クは、剥離の進行と共にバッファ層120の外側から内側にかけて進行する場合がある。
しかしながら、クラック抑止領域110が検知部106を囲うように設けられていること
により、このようなクラックが生じた場合であってもクラックの進行をクラック抑止領域
110が設けられた領域で止めることができ、検知部106にまでクラックが到達するこ
とを効果的に抑制することができる。
53を開口することで、外部接続端子105を露出させる。また、第2の基板101、接
着層131、バッファ層132、絶縁層134、絶縁層141、絶縁層142及び封止層
153を開口することで、外部接続端子109を露出させる(図8参照)。開口の手段は
特に限定されず、例えばレーザアブレーション法、エッチング法、イオンビームスパッタ
リング法などを用いればよい。また、外部接続端子105または/及び外部接続端子10
9上の膜に鋭利な刃物等を用いて切り込みを入れ、物理的な力で膜の一部を引き剥がして
もよい。このとき、外部接続端子105の最表面の電極143または/及び外部接続端子
109の最表面の導電層176上に、EL層など導電膜との密着性が低い膜を設けること
で、外部接続端子105を傷つけずに開口することができる。
えば、剥離層として、バッファ層と接する側に金属酸化膜を含む層を形成した場合は、該
金属酸化膜を結晶化により脆弱化して、バッファ層を支持基板から剥離することができる
。また、耐熱性の高い支持基板とバッファ層の間に、剥離層として水素を含む非晶質珪素
膜を形成した場合はレーザ光の照射又はエッチングにより該非晶質珪素膜を除去すること
で、バッファ層を支持基板から剥離することができる。また、剥離層として、バッファ層
と接する側に金属酸化膜を含む層を形成し、該金属酸化膜を結晶化により脆弱化し、さら
に剥離層の一部を溶液やNF3、BrF3、ClF3等のフッ化ガスを用いたエッチング
で除去した後、脆弱化された金属酸化膜において剥離することができる。さらには、剥離
層として窒素、酸素や水素等を含む膜(例えば、水素を含む非晶質珪素膜、水素含有合金
膜、酸素含有合金膜など)を用い、剥離層にレーザ光を照射して剥離層内に含有する窒素
、酸素や水素をガスとして放出させバッファ層と支持基板との剥離を促進する方法を用い
てもよい。また、バッファ層が形成された支持基板を機械的に削除又は溶液やNF3、B
rF3、ClF3等のフッ化ガスによるエッチングで除去する方法等を用いることができ
る。この場合、剥離層を設けなくともよい。
。つまり、レーザ光の照射、ガスや溶液などによる剥離層へのエッチング、鋭いナイフや
メスなどによる機械的な削除を行い、剥離層とバッファ層とを剥離しやすい状態にしてか
ら、物理的な力(機械等による)によって剥離を行うこともできる。
してもよい。また、剥離を行う際に水などの液体をかけながら剥離してもよい。
過酸化水素水の混合溶液により剥離層をエッチングしながら剥離を行うとよい。
い。
し、有機樹脂上に絶縁膜やトランジスタ等を形成する。この場合、有機樹脂を加熱するこ
とにより、支持基板と有機樹脂の界面で剥離することができる。
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。
以下では、タッチパネル100の変形例について説明する。
図9は、本発明の一態様である、検知素子118を構成する一方の電極を、半導体層と
同一の工程で形成した場合のタッチパネル100の断面概略図である。図2とは主に、以
下の2つの層に酸化物半導体を用いている点、絶縁層175aを形成している点において
異なる。2つの層とは、入力装置190の各トランジスタにおいてチャネルとして機能す
る領域を含む酸化物半導体層173a、及び検知素子118を構成する一方の電極として
の機能を有する酸化物導電体層173bである。以下に、図2と異なる点についてのみ説
明する。
導体層、導電性を有する酸化物半導体層、または導電性の高い酸化物半導体層等と言い換
えることもできる。
せる、または/および酸化物半導体層の水素、水等の不純物を増加させることによって、
キャリア密度が高く、低抵抗な酸化物半導体層とすることができる。このような酸化物半
導体層を、タッチパネル100の検知素子118を構成する電極として好適に用いること
ができる。
い工程数でタッチパネル100を作製することができ、好ましい。
エッチング工程を経て、それぞれ島状に加工された層である。酸化物半導体は、膜中の酸
素欠損又は/及び膜中の水素、水等の不純物濃度によって、抵抗を制御することができる
半導体材料である。そのため、それぞれ島状に加工された酸化物半導体層へ酸素欠損又は
/及び不純物濃度が増加する処理、又は酸素欠損又は/及び不純物濃度が低減する処理を
選択することによって、同一工程で形成された酸化物半導体層173a及び酸化物導電体
層173bの有する抵抗率を制御することができる。
物半導体層にプラズマ処理を行い、酸化物半導体層中の酸素欠損を増加させる、又は/及
び酸化物半導体層中の水素、水等の不純物を増加させることによって、キャリア密度が高
く、低抵抗な酸化物半導体層とすることができる。また、酸化物半導体層に水素を含む絶
縁膜を接して形成し、該水素を含む絶縁膜から酸化物半導体層に水素を拡散させることに
よって、キャリア密度が高く、低抵抗な酸化物半導体層とすることができる。
ラズマ処理に曝されないように、絶縁層175aを設ける。また、絶縁層175aを設け
ることによって、酸化物半導体層173aが水素を含む絶縁層175と接しない構成とす
る。絶縁層175aとして、酸素を放出することが可能な絶縁膜を用いることで、酸化物
半導体層173aに酸素を供給することができる。酸素が供給された酸化物半導体層17
3aは、膜中又は界面の酸素欠損が低減され高抵抗な酸化物半導体となる。なお、酸素を
放出することが可能な絶縁膜として、例えば、酸化シリコン膜、又は酸化窒化シリコン膜
を用いることができる。
e、Ne、Ar、Kr、Xe)、リン、ボロン、水素、及び窒素の中から選ばれた一種を
含むガスを用いたプラズマ処理が挙げられる。より具体的には、Ar雰囲気下でのプラズ
マ処理、Arと水素の混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、アンモニア雰囲気下でのプラ
ズマ処理、Arとアンモニアの混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、又は窒素雰囲気下で
のプラズマ処理などが挙げられる。
素が脱離した部分)に酸素欠損が形成される。当該酸素欠損は、キャリアを発生する要因
になる場合がある。また、酸化物導電体層173bの近傍、より具体的には、酸化物導電
体層173bの下側又は上側に接する絶縁膜から水素が供給され、上記酸素欠損に水素が
入ると、キャリアである電子を生成する場合がある。したがって、プラズマ処理によって
酸素欠損が増加された酸化物導電体層173bは、酸化物半導体層173aよりもキャリ
ア密度が高い。
真性化、又は実質的に高純度真性化された酸化物半導体層といえる。ここで、実質的に真
性とは、酸化物半導体のキャリア密度が、1×1017/cm3未満であること、好まし
くは1×1015/cm3未満であること、さらに好ましくは1×1013/cm3未満
であることを指す。または、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い(酸素欠損の少ない
)ことを高純度真性又は実質的に高純度真性とよぶ。高純度真性又は実質的に高純度真性
である酸化物半導体は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることがで
きる。従って、当該酸化物半導体膜にチャネル領域が形成されるトランジスタは、しきい
値電圧がプラスとなる電気特性(ノーマリーオフ特性ともいう。)になりやすい。また、
高純度真性又は実質的に高純度真性である酸化物半導体層173aは、欠陥準位密度が低
いため、トラップ準位密度を低減することができる。
が著しく小さく、チャネル幅が1×106μmでチャネル長Lが10μmの素子であって
も、ソース電極とドレイン電極間の電圧(ドレイン電圧)が1Vから10Vの範囲におい
て、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち1×10−13
A以下という特性を得ることができる。したがって、酸化物半導体層173aにチャネル
領域が形成されるトランジスタ117等は、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトラ
ンジスタとなる。
体層173bと重なる領域が選択的に除去されるように設けられている。また、絶縁層1
75は、酸化物導電体層173bと接して形成した後に、除去されてもよい。絶縁層17
5として、例えば、水素を含む絶縁膜、換言すると水素を放出することが可能な絶縁膜、
代表的には窒化シリコン膜を用いることで、酸化物導電体層173bに水素を供給するこ
とができる。水素を放出することが可能な絶縁膜は、膜中の含有水素濃度が1×1022
atoms/cm3以上であると好ましい。このような絶縁膜を酸化物導電体層173b
に接して形成することで、酸化物導電体層173bに効果的に水素を含有させることがで
きる。このように、上述したプラズマ処理と合わせて、酸化物半導体層(又は酸化物導電
体層)に接する絶縁膜の構成を変えることによって、酸化物半導体層(又は酸化物導電体
層)の抵抗を任意に調整することができる。
ると共に、酸素が脱離した格子(又は酸素が脱離した部分)に酸素欠損を形成する。当該
酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素
の一部が金属原子と結合する酸素と結合することで、キャリアである電子を生成する場合
がある。したがって、水素が含まれている酸化物導電体層173bは、酸化物半導体層1
73aよりもキャリア密度が高い。
きる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体層173aにおいて
、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spec
trometry)により得られる水素濃度を、5×1019atoms/cm3以下、
より好ましくは1×1019atoms/cm3以下、5×1018atoms/cm3
未満、好ましくは1×1018atoms/cm3以下、より好ましくは5×1017a
toms/cm3以下、さらに好ましくは1×1016atoms/cm3以下とする。
3aよりも水素濃度又は/及び酸素欠損量が多く、低抵抗化されている。
物、In−Zn酸化物、In−M−Zn酸化物(Mは、Mg、Al、Ti、Ga、Y、Z
r、La、Ce、Nd、又はHf)等の金属酸化物で形成される。なお、酸化物半導体層
173a及び酸化物導電体層173bは、透光性を有する。
0atomic%としたとき、Inが25atomic%以上、Mが75atomic%
未満、又はInが34atomic%以上、Mが66atomic%未満とする。
又は3eV以上である。
nm以下、又は3nm以上60nm以下とすることができる。
するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、In≧M、Zn≧
Mを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比
として、In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Z
n=2:1:1.5、In:M:Zn=2:1:2.3、In:M:Zn=2:1:3、
In:M:Zn=3:1:2等が好ましい。なお、成膜される酸化物半導体層173aの
原子数比はそれぞれ、誤差として上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の
原子数比のプラスマイナス40%の変動を含む。
図10は、本発明の一態様である、検知素子118を構成する一方の電極を、半導体層
と同一の工程で形成した場合のタッチパネル100の断面概略図である。図9とは主に、
検知素子を構成する他方の電極である導電層178を、カラーフィルタ127よりも発光
素子114に近い側に形成している点において異なる。以下に、図9と異なる点について
のみ説明する。
た、カラーフィルタ127及びブラックマトリクス126上に絶縁層179を介して、導
電層178を設ける。なお、絶縁層179を設けずに、導電層178をカラーフィルタ1
27及びブラックマトリクス126上に直接設けてもよい。また、導電層178上に絶縁
層を設けてもよい。
との間隔を広げて設けることで、検知素子118の容量を小さくすることができる。これ
により、入力装置190の感度を上げることができる。
とができる。これにより、支持基板161の検知素子118が設けられた面に封止層15
3を形成する際(図6参照)、封止層153と導電層178の間に気泡が発生することを
抑制できる。
素子114に近い側に配置する構成も、本発明の一態様である。また、検知素子118を
構成する一対の電極の一方を封止層153と接して配置する構成も、本発明の一態様であ
る。
入出力装置であって、入力装置と、発光素子と、カラーフィルタと、を有し、第1の可撓
性基板の第1の面は、前記第2の可撓性基板の第2の面と対向するように設けられ、入力
装置と、カラーフィルタとは、第1の可撓性基板の第1の面側に設けられ、入力装置はト
ランジスタと、検知素子とを有し、検知素子は一対の電極と誘電体層とを有し、誘電体層
は一対の電極の間に設けられ、一対の電極のいずれか一方は、第1の面に平行な方向から
見てカラーフィルタと第2の可撓性基板の間に位置し、トランジスタ及び検知素子は、互
いに電気的に接続され、発光素子は、第2の可撓性基板の第2の面側に設けられている入
出力装置である。
装置であって、入力装置と、発光素子と、封止層と、を有し、第1の可撓性基板の第1の
面は、前記第2の可撓性基板の第2の面と対向するように設けられ、入力装置は、第1の
可撓性基板の第1の面側に設けられ、入力装置はトランジスタと、検知素子とを有し、検
知素子は一対の電極と誘電体層とを有し、誘電体層は一対の電極の間に設けられ、封止層
は、第1の面と第2の面を接着し、一対の電極のいずれか一方は、封止層と接するように
設けられ、トランジスタ及び検知素子は、互いに電気的に接続され、発光素子は、第2の
可撓性基板の第2の面側に設けられている入出力装置である。
様はこれに限られない。本発明の一態様の特徴である可撓性基板を適用できる装置として
は、各種半導体装置や各種表示装置が挙げられる。例えば、以下に示す素子もしくは装置
の基板として、本発明の一態様の特徴である可撓性基板を適用できる。例えば、EL素子
(有機物及び無機物を含むEL素子、有機EL素子、無機EL素子)、LED(白色LE
D、赤色LED、緑色LED、青色LEDなど)、トランジスタ(電流に応じて発光する
トランジスタ)、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グレーティング
ライトバルブ(GLV)、プラズマディスプレイ(PDP)、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、デジタルマイクロミラーデバイス(
DMD)、DMS(デジタル・マイクロ・シャッター)、IMOD(インターフェアレン
ス・モジュレーション)素子、シャッター方式のMEMS表示素子、光干渉方式のMEM
S表示素子、エレクトロウェッティング素子、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナ
ノチューブ、など、電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過
率などが変化する表示媒体が挙げられる。また、電子放出素子を用いた表示装置の一例で
ある、フィールドエミッションディスプレイ(FED)又はSED方式平面型ディスプレ
イ(SED:Surface−conduction Electron−emitte
r Display)などが挙げられる。また、液晶素子を用いた表示装置の一例である
、液晶ディスプレイ(透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶
ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ)などが挙げられる。
また、電子インク、電子粉流体(登録商標)、又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例
である、電子ペーパーなどが挙げられる。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶
ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての
機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウ
ム、銀、などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、SRAM
などの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減するこ
とができる。
実施することができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の入出力装置の例として、画像表示装置に入力装置
を組み合わせたタッチパネルの構成例と、タッチパネルが備える検知回路の駆動方法につ
いて説明する。
センサと表示素子と、を有する。タッチセンサは、例えば、静電容量方式であってもよい
。なお、本明細書中では、各検知ユニットに能動素子を有するタッチセンサを、アクティ
ブマトリクス方式のタッチセンサと記す。
を構成する配線や電極と、表示部を構成する配線や電極との間には、寄生容量が形成され
る場合がある。表示素子を駆動させたときに生じるノイズが、寄生容量を通してタッチセ
ンサ側に伝わることで、タッチセンサの検出感度が低下する恐れがある。
ンサの検出感度の低下を抑制することができるが、タッチパネル全体の厚さが厚くなる場
合がある。
センサは、トランジスタ及び検知素子を有する。該トランジスタ及び該検知素子は電気的
に接続する。
極と、読み出し配線とを別の層で形成することができる。読み出し配線を細い幅で形成す
ることで、寄生容量を小さくでき、ノイズの影響を抑制することができる。これにより、
タッチセンサの検出感度の低下を抑制できる。また、検出信号を増幅して出力させること
でも、ノイズの影響を抑制することができる。
ことで、センサ部と表示部の距離を狭くし、タッチパネルを薄型化することができる。ま
た、2枚の基板の間にタッチセンサ及び表示素子を配置することができることからも、タ
ッチパネルを薄型化することができる。ここで、本発明の一態様のタッチセンサを用いる
ことで、センサ部と表示部の距離を狭くしても、タッチセンサの検出感度の低下を抑制で
きる。したがって、本発明の一態様では、タッチセンサもしくはタッチパネルの薄型化と
、高い検出感度を両立することができる。また、一対の基板に可撓性を有する材料を用い
ることで、可撓性を有するタッチパネルとすることもできる。また、本発明の一態様では
、繰り返しの曲げに強いタッチパネルを提供することができる。または、大型のタッチパ
ネルを提供することができる。
り、検知素子の電極として酸化物導電体層を用いてもよい。アクティブマトリクス方式の
タッチセンサにおいて、トランジスタを構成する半導体層や導電膜と、検知素子の電極と
を同一工程で成膜することが好ましい。これにより、タッチパネルを作製するための工程
数が少なくなり、製造コストを低減させることができる。
ることで、他の材料を用いる場合に比べて、視野角依存性が小さくなることがある。また
、本発明の一態様のタッチパネルは、検知素子の電極として酸化物導電体層を用いること
で、他の材料を用いる場合に比べて、NTSC比を大きくできることがある。
を有するタッチパネルであり、遮光層は、タッチセンサと表示素子の間に位置し、遮光層
は、タッチセンサが有するトランジスタと重なる部分を有し、表示素子は、タッチセンサ
が有する検知素子と重なる部分を有する、タッチパネルである。
したがって、上記構成において、表示素子は、第1の電極、第2の電極、及び発光性の有
機化合物を含む層を有し、第1の電極の端部を覆う絶縁膜を有し、発光性の有機化合物を
含む層は、第1の電極及び第2の電極の間に位置し、絶縁膜は、タッチセンサが有するト
ランジスタと重なる部分を有していてもよい。
図11は本発明の一態様のタッチパネルの構成を説明する投影図である。図11(A)
は本発明の一態様のタッチパネル500の投影図であり、図11(B)はタッチパネル5
00が備える検知ユニット10Uの構成を説明する投影図である。
つマトリクス状に配設される複数の検知ユニット10Uから構成される検知部10、行方
向(図中に矢印Rで示す)に配置される複数の検知ユニット10Uと電気的に接続する走
査線G1、列方向(図中に矢印Cで示す)に配置される複数の検知ユニット10Uと電気
的に接続する信号線DL、並びに検知部10、走査線G1及び信号線DLを支持する可撓
性の第1の基材16を備える可撓性の入力装置300と、窓部14に重なり且つマトリク
ス状に配設される複数の画素502及び画素502を支持する可撓性の第2の基材510
を備える表示装置501と、を有する(図11(A)乃至図11(C))。
れる検知回路19を備える。
(B)では、検知素子Cを構成する要素のうち、一対の電極である、導電層178及び酸
化物導電体層173bを示す。
DATAを供給する。
給することができ、検知回路19は、複数の窓部14の間隙に重なるように配置される。
ニット10Uの窓部14と重なる画素502の間に、着色層を備える。
検知ユニット10Uを複数備える可撓性の入力装置300と、窓部14に重なる画素50
2を複数備える可撓性の表示装置501と、を有し、窓部14と画素502の間に着色層
を含んで構成される。
ットの位置情報を供給すること、検知ユニットの位置情報と関連付けられた画像情報を表
示すること、並びに曲げることができる。その結果、利便性又は信頼性に優れた新規なタ
ッチパネルを提供することができる。
D及び検知器CONVを囲むようにクラック抑止領域110を備える。これにより、クラ
ックによる不良を低減し、かつ信頼性の高いタッチパネルとすることができる。
ル基板であるFPC1又は/及び画像情報を含む信号を表示装置501に供給するフレキ
シブル基板FPC2を備えていてもよい。
パネル500が反射する外光の強度を弱める反射防止層567pを備えていてもよい。
動回路503g、信号を供給する配線511及びフレキシブル基板FPC2と電気的に接
続される端子519を有する。
構成は明確に分離できず、一つの構成が他の構成を兼ねる場合や他の構成の一部を含む場
合がある。
00であるとともにカラーフィルタでもある。
力装置300であるとともに表示装置501でもある。
))。
トを支持する可撓性の基材16を備える。例えば、40行15列のマトリクス状に複数の
検知ユニット10Uを可撓性の基材16に配設する。
6、検知素子C、及び可撓性の保護基材17を、可視光の透過を妨げないように重ねて配
置して、窓部14を構成すればよい。
どさまざまな形の開口部を1つまたは複数設けて用いてもよい。
透過する着色層CFB、着色層CFG又は着色層CFRを備える(図11(B))。
透過する着色層などさまざまな色の光を透過する着色層を備えることができる。
い。
層BMに用いることができる。
VRES並びに検知回路19を備える。
0に用いることができる。
5μm以上170以下、より好ましくは5μm以上45μm以下、より好ましくは8μm
以上25μm以下の厚さを有する材料を、基材16に用いることができる。
ば、水蒸気の透過率が10−5g/(m2・day)以下、好ましくは10−6g/(m
2・day)以下である材料を好適に用いることができる。
線膨張率が1×10−3/K以下、好ましくは5×10−5/K以下、より好ましくは1
×10−5/K以下である材料を好適に用いることができる。
いることができる。
、基材16に用いることができる。
等に貼り合せて形成された複合材料を、基材16に用いることができる。
分散した複合材料を、基材16に用いることができる。
ートもしくはアクリル樹脂等の樹脂フィルム又は樹脂板を用いることができる。
ラス等を用いることができる。
できる。例えば、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、アルミナ膜等を適用できる。
樹脂を用いることができる。
ファ層120を貼り合わせる接着層125と、が積層された積層体を基材16に好適に用
いることができる(図2参照)。
ファ層132を貼り合わせる接着層131と、が積層された積層体を基材510に好適に
用いることができる(図2参照)。
積層材料を含む膜を、バッファ層120または/及びバッファ層132に用いることがで
きる。
00nmの酸化窒化珪素膜、厚さ140nmの窒化酸化珪素膜及び厚さ100nmの酸化
窒化珪素膜がこの順に積層された積層材料を含む膜を、バッファ層120または/及びバ
ッファ層132に用いることができる。
材17又は保護層17pは傷の発生を防いで入力装置300を保護する。
もしくはアクリル樹脂等の樹脂フィルム、樹脂板又は積層体等を可撓性の保護基材17に
用いることができる。
。具体的には、UV硬化樹脂又は酸化アルミニウムを含む層を第2の電極に重なる位置に
形成してもよい。
))。例えば、画素502は副画素502B、副画素502G及び副画素502Rを含み
、それぞれの副画素 は表示素子と表示素子を駆動する画素回路を備える。
02Gは着色層CFGと重なる位置に配置され、副画素502Rは着色層CFRと重なる
位置に配置される。
に適用する場合について説明するが、表示素子はこれに限られない。
ミネッセンス素子を副画素毎に適用してもよい。
画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式を用いることが出来る。
ランジスタだけでなく、さまざまな能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用いるこ
とが出来る。例えば、MIM(Metal Insulator Metal)、又はT
FD(Thin Film Diode)などを用いることも可能である。これらの素子
は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる
。または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ
、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。
)を用いないパッシブマトリクス方式を用いることも可能である。能動素子(アクティブ
素子、非線形素子)を用いないため、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩
留まりの向上を図ることができる。または、能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を
用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図る
ことが出来る。
防止層567pとして、例えば円偏光板を用いることができる。
511に設けられている。なお、画像信号及び同期信号等の信号を供給することができる
フレキシブル基板FPC2が端子519に電気的に接続されている。
ても良い。
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。
オンポリマー電池)等のリチウムイオン二次電池、リチウムイオン電池、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。
信することで、表示装置で映像や情報等の表示を行うことができる。また、タッチパネル
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。
検知素子Cについて、図9に示す検知素子118を例に挙げて説明する。検知素子11
8は、一対の電極として酸化物導電体層173b及び導電層178を有する。一対の電極
間には、誘電体層として絶縁層175、177を有する。
特に、タッチパネル500の使用者に酸化物導電体層173bが識別されないように、酸
化物導電体層173bと同一の工程で作製することができる層を酸化物導電体層173b
に近接して配置する構成が好ましい。より好ましくは、酸化物導電体層173b及び酸化
物導電体層173bに近接して配置する層の間隙に配置する窓部14の数をできるだけ少
なくするとよい。特に、当該間隙に窓部14を配置しない構成が好ましい。
と導電層178の間に誘電体層(ここでは絶縁層175、177)を備える。
を有するものが近づくと、検知素子Cの容量が変化する。具体的には、指などのものが検
知素子Cに近づくと、検知素子Cの容量が変化する。これにより、検知素子Cは近接検知
器に用いることができる。
い。
なると、検知素子Cの容量は大きくなる。これにより、検知素子Cは接触検知器に用いる
ことができる。
により、検知素子Cの容量は大きくなる。これにより、検知素子Cは屈曲検知器に用いる
ことができる。
電極のそれぞれに用いることができる。
ン、ニッケル、銀又はマンガンから選ばれた金属元素、上述した金属元素を成分とする合
金又は上述した金属元素を組み合わせた合金などを用いることができる。
ウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。
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。還元す
る方法としては、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等を挙げることができる。
層の構成、形成方法を参照できる。
図12は本発明の一態様の検知回路19及び変換器CONVの構成及び駆動方法を説明
する図である。
路図であり、図12(B−1)及び図12(B−2)は駆動方法を説明するタイミングチ
ャートである。また、図12(C)に図12(A)とは異なる構成の変換器CONVを示
し、図13(A)に図12(A)で示した検知回路19をマトリクス状に配置した構成を
示す。
図13(A))。また、検知回路19は電源電位及び信号を供給する配線を含む。例えば
、配線VPI、配線CS、走査線G1、配線RES、配線VRES及び信号線DLなどを
含む。
と重ならない領域に配線を配置することにより、入力装置300の一方の側から他方の側
にあるものを視認し易くできる。
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。具体的には、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。
ンジスタM3に用いることができる。
が好ましい。このとき、該酸化物半導体層は、酸化物導電体層と同一表面上に位置するこ
とが好ましい。酸化物半導体層を有するトランジスタはオフ電流が小さいため、トランジ
スタM1は該酸化物半導体層を有することが特に好ましい。
用いることができる。具体的には、検知素子の一対の電極に用いることができる材料と同
一の材料を適用できる。
、鉄、コバルト、銅、又はパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を走査
線G1、信号線DL、配線VPI、配線RES及び配線VRESに用いることができる。
できるさまざまな回路を、変換器CONVに用いることができる。例えば、図12(A)
に示すように、トランジスタM4を変換器CONVに用いることができる。また図12(
C)に示すように、トランジスタM4、M5を変換器CONVに用いることができる。
導電体層173b)と電気的に接続され、第1の電極が例えば接地電位を供給することが
できる配線VPIと電気的に接続される第1のトランジスタM1を備える(図12(A)
)。
の電極が第1のトランジスタM1の第2の電極と電気的に接続され、第2の電極が例えば
検知信号DATAを供給することができる信号線DLと電気的に接続される第2のトラン
ジスタM2を備える構成であってもよい。
第1の電極が検知素子Cの一方の電極(ここでは酸化物導電体層173b)と電気的に接
続され、第2の電極が例えば接地電位を供給することができる配線VRESと電気的に接
続される第3のトランジスタM3を備える構成であってもよい。
すること、もしくは酸化物導電体層173b又は導電層178の間隔が変化することによ
り変化する。これにより、検知ユニット10Uは検知素子Cの容量の変化に基づく検知信
号DATAを供給することができる。
位を制御することができる制御信号を供給することができる配線CSを備える。
スタM1のゲート及び第3のトランジスタの第1の電極が電気的に接続される結節部をノ
ードAという。
配線BRは例えば高電源電位を供給することができる。また、配線RESはリセット信号
を供給することができ、走査線G1は選択信号を供給することができる。また、信号線D
Lは検知信号DATAを供給することができ、端子OUTは検知信号DATAに基づいて
変換された信号を供給することができる。
を、変換器CONVに用いることができる。例えば、変換器CONVを検知回路19と電
気的に接続することにより、ソースフォロワ回路又はカレントミラー回路などが構成され
るようにしてもよい。
を構成できる(図12(A))。また、図12(C)に示すように、変換器CONVは、
トランジスタM4、M5を有していてもよい。なお、第1のトランジスタM1乃至第3の
トランジスタM3と同一の工程で作製することができるトランジスタをトランジスタM4
、M5に用いてもよい。トランジスタM4のゲートは、配線VPOGに接続され、第1の
電極は配線ML[j]に接続され、第2の電極は配線VPOに接続される。また、トラン
ジスタM5のゲートは、トランジスタM4の第1の電極に接続され、第1の電極は配線S
F_GNDに接続され、第2の電極は端子OUT[j]に接続される。
を構成する電極と、読み出し配線が別の層で形成することができる。図13(B)に示す
ように、検知素子の一方の電極である酸化物導電体層173bと配線MLとを別の層で形
成し、配線MLを細い幅で形成することで、寄生容量を小さくでき、ノイズの影響を抑制
することができる。これにより、タッチセンサの検出感度の低下を抑制できる。なお、酸
化物導電体層173bは図13(C)に拡大図で示す複数の画素502と重なる。
以下では、検知回路19の駆動方法について説明する。
第1のステップにおいて、第3のトランジスタM3を導通状態にした後に非導通状態に
するリセット信号をゲートに供給し、検知素子Cの第1の電極の電位を所定の電位にする
(図12(B−1)期間T1参照)。
のトランジスタM3は、ノードAの電位を例えば接地電位にする(図12(A))。
第2のステップにおいて、第2のトランジスタM2を導通状態にする選択信号をゲート
に供給し、第1のトランジスタM1の第2の電極を信号線DLに電気的に接続する。
ジスタM2は、第1のトランジスタM1の第2の電極を信号線DLに電気的に接続する(
図12(B−1)期間T2参照)。
第3のステップにおいて、制御信号を検知素子Cの第2の電極に供給し、制御信号及び
検知素子Cの容量に基づいて変化する電位を第1のトランジスタM1のゲートに供給する
。
供給された検知素子Cは、検知素子Cの容量に基づいてノードAの電位を上昇する(図1
2(B−1)期間T2の後半を参照)。
子Cの第2の電極に近接して配置された場合、検知素子Cの容量は見かけ上大きくなる。
いものが近接して配置されていない場合に比べて小さくなる(図12(B−2)実線参照
)。
第4のステップにおいて、第1のトランジスタM1のゲートの電位の変化がもたらす信
号を信号線DLに供給する。
DLに供給する。
第5のステップにおいて、第2のトランジスタM2を非導通状態にする選択信号をゲー
トに供給する。
実施することができる。
本実施の形態では、本発明の一態様を適用して作製できる電子機器及び照明装置につい
て、図14及び図15を用いて説明する。
、可撓性を有する電子機器や照明装置に好適に用いることができる。また、本発明の一態
様を適用することで、信頼性が高く、繰り返しの曲げに対して強い電子機器や照明装置を
作製できる。
いう)、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、デジタ
ルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、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。
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。
1に組み込まれた表示部7402のほか、操作ボタン7403、外部接続ポート7404
、スピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯電話機7400は、
本発明の一態様のタッチパネルを表示部7402に用いることにより作製される。本発明
の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯電話機を歩留まりよく提
供できる。
情報を入力することができる。また、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、指などで表示部7402に触れることにより行うことができる。
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。
は、筐体7101、表示部7102、バンド7103、バックル7104、操作ボタン7
105、入出力端子7106などを備える。
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。
ことができる。また、表示部7102はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面
に触れることで操作することができる。例えば、表示部7102に表示されたアイコン7
107に触れることで、アプリケーションを起動することができる。
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、携帯情報端末7100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7105の機能を自由に設定することもできる。
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。
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7106を介して充
電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子7106を介さずに無線給電により
行ってもよい。
まれている。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯情報
端末を歩留まりよく提供できる。
照明装置7210、及び照明装置7220は、それぞれ、操作スイッチ7203を備える
台部7201と、台部7201に支持される発光部を有する。
る。したがってデザイン性の高い照明装置となっている。
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7210を中心に
全方位を照らすことができる。
たがって、発光部7222からの発光を、照明装置7220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。
部はフレキシブル性を有しているため、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。
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。
一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い照明装置を歩留まりよく提供で
きる。
は、筐体7301、表示部7302、操作ボタン7303、引き出し部材7304、制御
部7305を備える。
表示部7102を備える。
た映像を表示部7302に表示することができる。また、制御部7305にはバッテリを
そなえる。また、制御部7305にコネクター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。
え等を行うことができる。
ッチパネル7300を示す。この状態で表示部7302に映像を表示することができる。
また、筐体7301の表面に配置された操作ボタン7303によって、片手で容易に操作
することができる。また、図14(F)のように操作ボタン7303を筐体7301の中
央でなく片側に寄せて配置することで、片手で容易に操作することができる。
固定するため、表示部7302の側部に補強のためのフレームを設けていてもよい。
って音声を出力する構成としてもよい。
態様により、軽量で、且つ信頼性の高いタッチパネルを歩留まりよく提供できる。
5(A)に展開した状態の携帯情報端末310を示す。図15(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携帯情報端末310を示す。図
15(C)に折りたたんだ状態の携帯情報端末310を示す。携帯情報端末310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
表示の一覧性に優れる。
る。ヒンジ313を介して2つの筐体315間を屈曲させることにより、携帯情報端末3
10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。本発明の
一態様のタッチパネルを表示パネル316に用いることができる。例えば、曲率半径1m
m以上150mm以下で曲げることができるタッチパネルを適用できる。
態であることを検知して、検知情報を供給するセンサを備える構成としてもよい。タッチ
パネルの制御装置は、タッチパネルが折りたたまれた状態であることを示す情報を取得し
て、折りたたまれた部分(又は折りたたまれて使用者から視認できなくなった部分)の動
作を停止してもよい。具体的には、表示を停止してもよい。また、タッチセンサによる検
知を停止してもよい。
情報を取得して、表示やタッチセンサによる検知を再開してもよい。
表示部322が外側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末320を示す。図15
(E)に、表示部322が内側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末320を示
す。携帯情報端末320を使用しない際に、非表示部325を外側に折りたたむことで、
表示部322の汚れや傷つきを抑制できる。本発明の一態様のタッチパネルを表示部32
2に用いることができる。
携帯情報端末330の上面図である。図15(H)は携帯情報端末340の外形を説明す
る斜視図である。
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。
る。例えば、3つの操作ボタン339を一の面に表示することができる(図15(F)(
H))。また、破線の矩形で示す情報337を他の面に表示することができる(図15(
G)(H))。なお、情報337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、電子メールなどの送信者名、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337が表示されている位置に、情報337の代わりに、操作ボ
タン339、アイコンなどを表示してもよい。なお、図15(F)(G)では、上側に情
報337が表示される例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、
図15(H)に示す携帯情報端末340のように、横側に表示されていてもよい。
納した状態で、その表示(ここでは情報337)を確認することができる。
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330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。
表示部333には、本発明の一態様のタッチパネルを用いることができる。本発明の一態
様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高いタッチパネルを歩留まりよく提供で
きる。
よい。ここでは、情報355、情報356、情報357がそれぞれ異なる面に表示されて
いる例を示す。
パネルを用いることができる。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼
性の高いタッチパネルを歩留まりよく提供できる。
10U 検知ユニット
14 窓部
16 基材
17 保護基材
17p 保護層
19 検知回路
100 タッチパネル
101 基板
102 表示部
104 走査線駆動回路
105 外部接続端子
106 検知部
107 走査線駆動回路
108 変換器
109 外部接続端子
110 クラック抑止領域
112 トランジスタ
113 トランジスタ
114 発光素子
116 トランジスタ
117 トランジスタ
118 検知素子
119 トランジスタ
120 バッファ層
121 基板
122 クラック抑止層
125 接着層
126 ブラックマトリクス
127 カラーフィルタ
128 FPC
129 トランジスタ
131 接着層
132 バッファ層
133 ゲート電極
134 絶縁層
135 半導体層
136 電極
141 絶縁層
142 絶縁層
143 電極
144 絶縁層
150 領域
151 EL層
152 電極
153 封止層
154 接着層
155 FPC
156 接続体
157 接続体
161 支持基板
162 剥離層
163 支持基板
164 剥離層
171 ゲート電極
172 絶縁層
173 半導体層
173a 酸化物半導体層
173b 酸化物導電体層
174 電極
175 絶縁層
175a 絶縁層
176 導電層
177 絶縁層
178 導電層
179 絶縁層
180 画像表示装置
190 入力装置
300 入力装置
310 携帯情報端末
313 ヒンジ
315 筐体
316 表示パネル
320 携帯情報端末
322 表示部
325 非表示部
330 携帯情報端末
333 表示部
335 筐体
336 筐体
337 情報
339 操作ボタン
340 携帯情報端末
345 携帯情報端末
354 筐体
355 情報
356 情報
357 情報
358 表示部
500 タッチパネル
501 表示装置
502 画素
502B 副画素
502G 副画素
502R 副画素
503g 走査線駆動回路
510 基材
511 配線
519 端子
567p 反射防止層
7100 携帯情報端末
7101 筐体
7102 表示部
7103 バンド
7104 バックル
7105 操作ボタン
7106 入出力端子
7107 アイコン
7200 照明装置
7201 台部
7202 発光部
7203 操作スイッチ
7210 照明装置
7212 発光部
7220 照明装置
7222 発光部
7300 タッチパネル
7301 筐体
7302 表示部
7303 操作ボタン
7304 部材
7305 制御部
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
Claims (2)
- 第1の可撓性基板と第2の可撓性基板との間に、無機材料を含む層と、前記無機材料を含む層上の複数のトランジスタを有する領域と、前記無機材料を含む層上の導電性材料を含む層と、を有し、
平面視において、前記導電性材料を含む層は、前記複数のトランジスタを有する領域を囲む形状を有し、且つ前記複数のトランジスタを有する領域と重ならない、半導体装置。 - 第1の可撓性基板と第2の可撓性基板との間に、無機材料を含む層と、前記無機材料を含む層上の表示部と、前記無機材料を含む層上の導電性材料を含む層と、を有し、
前記表示部は、トランジスタと、前記トランジスタと接続された発光素子とを有し、
前記導電性材料を含む層は、前記表示部を囲む形状を有し、且つ前記表示部と重ならない、半導体装置。
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