JP6815122B2 - 表示パネル - Google Patents

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Description

本発明の一態様は、表示パネルおよびその作製方法に関する。
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。
バックライトとして面発光を行う光源を用い、透過型の液晶表示装置を組み合わせることで消費電力の低減と表示品質の低下の抑制を両立する液晶表示装置が、知られている(特許文献1)。
特開2011−248351号公報
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。
表示パネルは、機能ブロック毎に画像表示を行う画素回路や、CMOS回路を基本としたシフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、バッファ回路、サンプリング回路などの駆動回路を有する。画素回路と駆動回路は、部品点数の削減や、作製コストの低減のため、一枚の基板上に形成されることが好ましい。
表示パネルの駆動回路の幅を狭くして、さらなる狭額縁化を図れる構成を提供することも課題の一とする。
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。
本発明の一態様は、反射表示モードと、発光表示モードの2種類の表示手段を有する表示装置であり、発光表示モードにおいては、反射型の表示素子の画素電極は第2の開口部を有し、第2の開口部と重なる発光素子からの発光が第2の開口部を通過して表示がなされる構成を有している。反射型の表示素子のスイッチング素子と、発光素子に電気的に接続されたスイッチング素子は、同一基板上に形成され、シリコンを含む膜、具体的にはポリシリコン膜をチャネル形成領域とするトランジスタである。
本発明の一態様は、駆動回路と、駆動回路と電気的に接続される信号線と、画素と、を有し、画素は、信号線と電気的に接続され、画素は、第1の表示素子と、第1の導電膜と、第2の導電膜と、絶縁膜と、画素回路と、第2の表示素子と、を有し、第1の導電膜は、第1の表示素子と電気的に接続され、第2の導電膜は、第1の導電膜と重なる領域を備え、絶縁膜は、第2の導電膜と第1の導電膜の間に挟まれる領域を備え、絶縁膜は、第1の開口部を備え、第2の導電膜は、第1の開口部において第1の導電膜と電気的に接続され、画素回路は、第2の導電膜と電気的に接続され、画素回路は、信号線と電気的に接続され、画素回路は、トランジスタを含み、トランジスタは、シリコンを含む表示パネルである。
トランジスタは、絶縁表面上に設けられた結晶質半導体膜(代表的には、ポリシリコン膜、微結晶シリコン膜など)を活性層に用いたトランジスタを用いる。駆動回路においてトランジスタの活性層の上下にゲート電極を設けることでオン電流を増大させることができる。ポリシリコン膜を用いるトランジスタは電界効果移動度が高く、トランジスタの信頼性も高い。ポリシリコン膜を用いる場合、ドーパントを選択的にドープすることでpチャネル型トランジスタとnチャネル型トランジスタを同一基板上に形成することができ、それらを相補的に組み合わせたCMOS回路を作製できるため、駆動回路の占有面積を縮小することができる。
表示パネルのスイッチ素子として機能する画素トランジスタと保持容量を有する画素部は、液晶に電圧を印加して駆動させている。液晶は交流で駆動させる必要があり、フレーム反転駆動と呼ばれる方式が多く採用されている。したがって、要求されるトランジスタの特性はオフ電流(Ioff:トランジスタがオフ動作時に流れるドレイン電流値)が十分低いというものである。しかし、ポリシリコン膜を用いたトランジスタは、ドレイン接合耐圧が低く、オフ電流が大きくなるという欠点が指摘されている。
そこで、この問題を解決するための手段として低濃度不純物領域(LDD:Light Doped Drain)を設けるLDD構造(チャネル形成領域と高濃度に不純物元素が添加されたソース領域またはドレイン領域との間に低濃度の不純物領域を設けた構造)を設ける。また、チャネル形成領域に接してオフセット領域を設けてもよい。オフセット領域とは、チャネル形成領域に含まれる不純物濃度と同じであり、ゲート電極に重なっていない領域を指すこととする。
本発明の一態様の駆動回路のトランジスタは、第1の導電膜上に第1の絶縁層を有し、第1の絶縁層上にチャネル形成領域を有する半導体層を有し、半導体層上に第2の絶縁層を有し、第2の絶縁層上に第2の導電膜を有し、第2の導電膜は、第2の絶縁層を介して半導体層の側面を覆い、半導体層は、チャネル幅方向の断面において、第1の導電膜と第2の導電膜とで囲まれた構造を有する。
第1の導電膜と第2の導電膜は電気的に接続し、同電位としてもよく、その場合には、チャネル幅方向の断面において、同電位の複数の導電膜によって半導体層の上下左右を電気的(電界的)に包みこんだ構造となる。また、トランジスタの活性層の上下にゲート電極を設けることで外部からの電圧の影響をチャネル形成領域へ与えられることを防ぐ電界シールドの機能を有している。トランジスタの上下に異なる表示素子を設ける場合には特に有用である。また、複数の導電膜は遮光膜としても機能する。
本発明の一態様の駆動回路のトランジスタにおいて、ゲート電極として機能する第2の導電膜は、チャネル幅方向の断面において、半導体膜の側面側も取り囲み、電気的(電界的)に包みこむ機能を有すると言える。この構造により、トランジスタのオン電流を増大させることができる。このようなトランジスタの構造を、Surrounded Channel(S−Channel)構造とよぶ。なお、S−Channel構造では、電流は半導体膜の全体(バルク)を流れる。具体的には、n型である場合、即ち蓄積型でチャネル形成領域における不純物密度がNd=1E15cm−3以下ではバルク電流が流れる。また、p型である場合、即ち反転型であっても不純物密度がNd=1E15cm−3以下ではバルク電流が流れる。半導体膜の内部を電流が流れることで、界面散乱の影響を受けにくいため、高いオン電流を得ることができる。なお、半導体膜を厚くすると、オン電流を向上させることができる。また、S−Channel構造とすることにより、優れたS値を得ることができる。Vth近傍またはそれ以下におけるドレイン電流とゲート電圧の関係はサブスレッショルド特性とも呼ばれ、スイッチング素子としてトランジスタの性能を決める重要な特性である。このサブスレッショルド特性の良さを表す定数としてサブスレッショルド係数(以下、S値と省略して記す)が用いられている。S値が小さければ小さいほど、トランジスタは高速で低消費電力の動作が可能となる。
非晶質シリコン膜にレーザー光を照射して多結晶シリコン膜とし、多結晶シリコン膜をトランジスタのチャネル形成領域として用いる場合、レーザー光を照射して形成されるグレインバンダリは、多結晶シリコン膜の下方まで到達しているため、半導体膜界面よりも半導体膜のバルクを流れる。従ってS−Channel構造とすることで、レーザー光の照射エネルギーのバラツキによる影響が低減できる。
本発明の一態様の駆動回路のトランジスタにおいては、半導体膜に垂直方向からのゲート電界に加えて、側面方向からのゲート電界が印加される。すなわち、半導体膜の全体的にゲート電界が印加されることとなり、電流は半導体膜のバルクを流れる。これによって、トランジスタの電界効果移動度の向上を図ることが可能となる。また、S−Channel構造とすることで、不純物のバラツキもバルク全体に効くため、電気特性の変動の抑制を図ることができる。
また、駆動回路に用いるトランジスタの構造をS−Channel構造とすることでチャネル幅Wを狭くすることができるため、駆動回路の面積を縮小でき、例えば、0.5mm、好ましくは0.3mmといった幅にまで駆動回路の幅を狭くして、さらなる狭額縁化を実現できる。駆動回路部分は遮光している構成とするが、狭額縁化をより進めると、画素と駆動回路の間隔が小さくなることにより、外光がわずかに駆動回路にも照射される恐れがある。
また、本明細書で開示する新規な表示パネルは屋外でも使用可能であり、S−Channel構造は、チャネル形成領域が金属膜で囲まれた構成であるため、外光からの遮光に優れており、屋外での使用が多くとも新規な表示パネルの駆動回路における光劣化を低減できる。
アクティブマトリクス型表示装置の画素回路のトランジスタをS−Channel構造としてもよい。例えば、有機EL素子において、定電流源として用いるトランジスタの構造をS−Channel構造とすると、劣化を抑制できるため、特に有効である。
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。
実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する上面図。 実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する断面図。 実施の形態に係る画素回路を説明する回路図。 実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する上面図。 本発明の一態様を示す上面図、及び断面図である。 本発明の一態様を示す上面図、及び断面図である。 本発明の一態様を示す上面図、及び断面図である。 本発明の一態様を示す上面図、及び断面図である。 本発明の一態様を示す上面図、及び断面図である。 本発明の一態様を示す断面図である。 実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明するフロー図。 実施の形態に係る情報処理装置の構成を説明するブロック図および投影図。 実施の形態に係る電子機器の構成を説明する図。 本発明の一態様を示す断面図である。 本発明の一態様を示す断面図である。 実施の形態に係る電子機器の構成を説明する斜視図。 実施の形態に係る電子機器の構成を説明する斜視図及び断面図。
本発明の一態様の表示パネルは、第1の表示素子と、第1の表示素子と電気的に接続される第1の導電膜と、第1の導電膜と重なる領域を備える第2の導電膜と、第2の導電膜と第1の導電膜の間に挟まれる領域を備える絶縁膜と、第2の導電膜と電気的に接続される画素回路と、画素回路と電気的に接続される第2の表示素子と、を含み、絶縁膜は第1の開口部を備え、第2の導電膜は第1の導電膜と第1の開口部で電気的に接続される。
これにより、例えば同一の工程を用いて形成することができる画素回路を用いて、第1の表示素子と、第1の表示素子とは異なる方法を用いて表示をする第2の表示素子と、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。
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、その形態およ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。また、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。
(実施の形態1)図1は本発明の一態様の表示パネル700の構成を説明する図である。図1(A)は本発明の一態様の表示パネル700の下面図である。図1(B−1)は図1(A)の一部を説明する下面図であり、図1(B−2)は図1(B−1)に図示する一部の構成を省略して説明する下面図である。また、図1(C)は円形の表示部とする場合の上面図の一例である。
図2は本発明の一態様の表示パネル700の構成を説明する図である。図2(A)は図1(A)の切断線X1−X2、X3−X4、X9−X10、X11−X12における断面図、図1(B)の切断線X5−X6、X7−X8における断面図である。図2(B)は表示パネルの一部の構成を説明する断面図である。
図3は本発明の一態様の表示パネル700の構成を説明する図である。図3は本発明の一態様の表示パネル700が備える画素回路に用いることができる画素回路530(i,j)および画素回路530(i,j+1)の回路図である。
図4は本発明の一態様の表示パネル700の構成を説明する図である。図4は本発明の一態様の表示パネル700に用いることができる画素および配線等の配置を説明するブロック図である。図4(B−1)および図4(B−2)は本発明の一態様の表示パネル700に用いることができる開口部751Hの配置を説明する模式図である。
<表示パネルの構成例1.>本実施の形態で説明する表示パネル700は、信号線S1(j)と、画素702(i,j)と、を有する(図1(B−1)および図1(B−2)参照)。
画素702(i,j)は、信号線S1(j)と電気的に接続される。
画素702(i,j)は、第1の表示素子750(i,j)と、第1の導電膜と、第2の導電膜と、第2の絶縁膜501Cと、画素回路530(i,j)と、第2の表示素子550(i,j)と、を有する(図2(A)および図3参照)。本実施の形態ではトップゲート型のトランジスタを図示したが、特に限定されず、例えば、ボトムゲート型のトランジスタを用いることもできる。
第1の導電膜は、第1の表示素子750(i,j)と電気的に接続される(図2(A)参照)。例えば、第1の導電膜を、第1の表示素子750(i,j)の第1の電極751(i,j)に用いることができる。
第2の導電膜は、第1の導電膜と重なる領域を備える。例えば、第2の導電膜を、スイッチSW1に用いることができる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導電膜512Bに用いることができる。なお、導電膜504、導電膜512A、導電膜512Bは絶縁膜516、518で覆われる。
第2の絶縁膜501Cは、第2の導電膜と第1の導電膜の間に挟まれる領域を備える。
画素回路530(i,j)は、第2の導電膜と電気的に接続される。例えば、第2の導電膜をソース電極またはドレイン電極として機能する導電膜512Bに用いたトランジスタを、画素回路530(i,j)のスイッチSW1に用いることができる(図2(A)および図3参照)。
第2の表示素子550(i,j)は、画素回路530(i,j)と電気的に接続される。
第2の絶縁膜501Cは、開口部591Aを備える(図2(A)参照)。
第2の導電膜は、開口部591Aにおいて第1の導電膜と電気的に接続される。例えば、導電膜512Bは、第1の導電膜を兼ねる第1の電極751(i,j)と電気的に接続される。
画素回路530(i,j)は、信号線S1(j)と電気的に接続される(図3参照)。なお、導電膜512Aは、信号線S1(j)と電気的に接続される(図2(A)および図3参照)。
第1の電極751(i,j)は、第2の絶縁膜501Cに埋め込まれた側端部を備える。
また、本実施の形態で説明する表示パネルの画素回路530(i,j)は、スイッチSW1を備える。スイッチSW1はトランジスタを含み、トランジスタは、シリコンを含む。
また、本実施の形態で説明する表示パネルの第2の表示素子550(i,j)は、第1の表示素子750(i,j)が表示をする方向と同一の方向に表示をする機能を備える。例えば、外光を反射する強度を制御して第1の表示素子750(i,j)が表示をする方向を、破線の矢印で図中に示す。また、第2の表示素子550(i,j)が表示をする方向を、実線の矢印で図中に示す(図2(A)参照)。
また、本実施の形態で説明する表示パネルの第2の表示素子550(i,j)は、第1の表示素子750(i,j)が表示をする領域に囲まれた領域に表示をする機能を備える(図4(B−1)または図4(B−2)参照)。なお、第1の表示素子750(i,j)は、第1の電極751(i,j)と重なる領域に表示をし、第2の表示素子550(i,j)は、開口部751Hと重なる領域に表示をする。
また、本実施の形態で説明する表示パネルの第1の表示素子750(i,j)は、入射する光を反射する機能を備える反射膜と、反射する光の強さを制御する機能と、を有する。そして、反射膜は、開口部751Hを備える。なお、例えば、第1の表示素子750(i,j)の反射膜に、第1の導電膜または第1の電極751(i,j)等を用いることができる。
また、第2の表示素子550(i,j)は、開口部751Hに向けて光を射出する機能を有する。
また、本実施の形態で説明する表示パネルは、画素702(i,j)と、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、を有する(図4(A)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、本実施の形態で説明する表示パネルは、走査線G2(i)と、配線CSCOMと、配線ANOと、を有する。
一群の画素702(i,1)乃至画素702(i,n)は、画素702(i,j)を含み、行方向(図中に矢印Rで示す方向)に配設される。
また、他の一群の画素702(1,j)乃至画素702(m,j)は、画素702(i,j)を含み、行方向と交差する列方向(図中に矢印Cで示す方向)に配設される。
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。
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)は、信号線S1(j)と電気的に接続される。
例えば、画素702(i,j)の行方向に隣接する画素702(i,j+1)は、画素702(i,j)に対する開口部751Hの配置と異なるように画素702(i,j+1)に配置される開口部を備える(図4(B−1)参照)。
例えば、画素702(i,j)の列方向に隣接する画素702(i+1,j)は、画素702(i,j)に対する開口部751Hの配置と異なるように画素702(i+1,j)に配置される開口部を備える(図4(B−2)参照)。なお、例えば、第1の電極751(i,j)を反射膜に用いることができる。
また、本実施の形態で説明する表示パネルは、端子519Bと、導電膜511Bと、を有する(図2(A)参照)。
第2の絶縁膜501Cは、端子519Bおよび導電膜511Bの間に挟まれる領域を備える。また、第2の絶縁膜501Cは、開口部591Bを備える。
端子519Bは、開口部591Bにおいて導電膜511Bと電気的に接続される。また、導電膜511Bは、画素回路530(i,j)と電気的に接続される。なお、例えば、第1の電極751(i,j)または第1の導電膜を反射膜に用いる場合、端子519Bの接点として機能する面は、第1の電極751(i,j)の、第1の表示素子750(i,j)に入射する光に向いている面と同じ方向を向いている。
これにより、各端子を介して電力または信号を、画素回路に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。
また、本実施の形態で説明する表示パネルの第1の表示素子750(i,j)は、液晶材料を含む層753と、第1の電極751(i,j)および第2の電極752と、を備える。なお、第2の電極752は、第1の電極751(i,j)との間に液晶材料の配向を制御する電界が形成されるように配置される。
また、本実施の形態で説明する表示パネルは、配向膜AF1および配向膜AF2を備える。配向膜AF2は、配向膜AF1との間に液晶材料を含む層753を挟むように配設される。
また、本実施の形態で説明する表示パネルの第2の表示素子550(i,j)は、第3の電極551(i,j)と、第4の電極552と、発光性の有機化合物を含む層553(j)と、を備える。
第4の電極552は、第3の電極551(i,j)と重なる領域を備える。発光性の有機化合物を含む層553(j)は、第3の電極551および第4の電極552の間に配設される。そして、第3の電極551(i,j)は、接続部522において、画素回路530(i,j)と電気的に接続される。
また、本実施の形態で説明する表示パネルの画素702(i,j)は、着色膜CF1と、遮光膜BMと、絶縁膜771と、機能膜770Pと、を有する。
着色膜CF1は、第1の表示素子750(i,j)と重なる領域を備える。遮光膜BMは、第1の表示素子750(i,j)と重なる領域に開口部を備える。
絶縁膜771は、着色膜CF1と液晶材料を含む層753の間または遮光膜BMと液晶材料を含む層753の間に配設される。これにより、着色膜CF1の厚さに基づく凹凸を平坦にすることができる。または、遮光膜BMまたは着色膜CF1等から液晶材料を含む層753への不純物の拡散を、抑制することができる。
機能膜770Pは、第1の表示素子750(i,j)と重なる領域を備える。機能膜770Pは、第1の表示素子750(i,j)との間に基板770を挟むように配設される。
また、本実施の形態で説明する表示パネルは、基板570と、基板770と、機能層520と、を有する。
基板770は、基板570と重なる領域を備える。機能層520は、基板570および基板770の間に配設される。
機能層520は、画素回路530(i,j)と、第2の表示素子550(i,j)と、絶縁膜521と、絶縁膜528と、を含む。
絶縁膜521は、画素回路530(i,j)および第2の表示素子550(i,j)の間に配設される。
絶縁膜528は、絶縁膜521および基板570の間に配設され、第2の表示素子550(i,j)と重なる領域に開口部を備える。第3の電極551の周縁に沿って形成される絶縁膜528は、第3の電極551および第4の電極の短絡を防止することができる。
また、本実施の形態で説明する表示パネルは、接合層505と、封止材705と、構造体KB1と、を有する。
接合層505は、機能層520および基板570の間に配設され、機能層520および基板570を貼り合せる機能を備える。
封止材705は、機能層520および基板770の間に配設され、機能層520および基板570を貼り合わせる機能を備える。
構造体KB1は、機能層520および基板570の間に所定の間隙を設ける機能を備える。
また、本実施の形態で説明する表示パネルは、端子519Cと、導電膜511Cと、導電体CPと、を有する。
第2の絶縁膜501Cは、端子519Cおよび導電膜511Cの間に挟まれる領域を備える。また、第2の絶縁膜501Cは、開口部591Cを備える。
端子519Cは、開口部591Cにおいて導電膜511Cと電気的に接続される。また、導電膜511Cは、画素回路530(i,j)と電気的に接続される。
導電体CPは、端子519Cと第2の電極752の間に挟まれ、端子519Cと第2の電極752を電気的に接続する。例えば、導電性の粒子を導電体CPに用いることができる。
また、本実施の形態で説明する表示パネルは、駆動回路GDと、駆動回路SDと、を有する(図1(A)および図4(A)参照)。
駆動回路GDは、走査線G1(i)と電気的に接続される。駆動回路GDは、例えばトランジスタMDを備える。具体的には、画素回路530(i,j)に含まれるトランジスタと同じ工程で形成することができるトランジスタをトランジスタMDに用いることができる(図2(A)参照)。なお、トランジスタMDは、チャネル形成領域の上下にゲート電極を有している。即ち、導電膜519Dと、導電膜517との間にチャネル形成領域が挟まれている。また、駆動回路SDの少なくとも一つのトランジスタをチャネル形成領域の上下にゲート電極を有している構造、具体的にはS−Channel構造とすることが好ましい。
駆動回路SDは、信号線S1(j)と電気的に接続される。駆動回路SDは、例えば端子519Bまたは端子519Cと同一の工程で形成することができる端子に導電材料を用いて電気的に接続される。なお、導電膜519Dは、同じ材料で形成され、端子519Bと同一の工程で形成することができるが、必要がなければ電気的に接続しなくてもよい。
以下に、表示パネルを構成する個々の要素について説明する。なお、これらの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。
例えば第1の導電膜を、第1の電極751(i,j)に用いることができる。また、第1の導電膜を、反射膜に用いることができる。
また、第2の導電膜を、トランジスタのソース電極またはドレイン電極の機能を備える導電膜512Bに用いることができる。
《構成例1.》本発明の一態様の表示パネルは、基板570、基板770、構造体KB1封止材705または接合層505、を有する。
また、本発明の一態様の表示パネルは、機能層520、絶縁膜521、絶縁膜528、を有する。
また、本発明の一態様の表示パネルは、信号線S1(j)、信号線S2(j)、走査線G1(i)、走査線G2(i)、配線CSCOM、配線ANOを有する。
また、本発明の一態様の表示パネルは、第1の導電膜または第2の導電膜を有する。
また、本発明の一態様の表示パネルは、端子519B、端子519C、導電膜511Bまたは導電膜511Cを有する。
また、本発明の一態様の表示パネルは、画素回路530(i,j)、スイッチSW1、を有する。
また、本発明の一態様の表示パネルは、第1の表示素子750(i,j)、第1の電極751(i,j)、反射膜、開口部751H、液晶材料を含む層753、第2の電極752、を有する。
また、本発明の一態様の表示パネルは、配向膜AF1、配向膜AF2、着色膜CF1、遮光膜BM、絶縁膜771、機能膜770Pを有する。
また、本発明の一態様の表示パネルは、第2の表示素子550(i,j)、第3の電極551(i,j)、第4の電極552または発光性の有機化合物を含む層553(j)を有する。
また、本発明の一態様の表示パネルは、第2の絶縁膜501Cを有する。
また、本発明の一態様の表示パネルは、駆動回路GDまたは駆動回路SDを有する。
《基板570》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板570等に用いることができる。具体的には厚さ0.7mmの無アルカリガラスを用いることができる。
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)等の面積が大きなガラス基板を基板570等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板570等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基板570等に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、石英またはサファイア等を、基板570等に用いることができる。具体的には、無機酸化物膜、または無機窒化物膜等を、基板570等に用いることができる。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム膜等を、基板570等に用いることができる。ステンレス(SUSとも呼ぶ)またはアルミニウム等を、基板570等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基板等を基板570等に用いることもできる。これにより、単結晶シリコンを用いた半導体素子を基板570等に形成することができる。
例えば、可撓性を有する基板となる樹脂フィルムまたはプラスチック等の有機材料を基板570等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、ポリウレタン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シロキサン結合を有する樹脂等の樹脂フィルムまたは樹脂板または積層体等を、基板570等に用いることができる。
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)またはアクリル等を基板570等に用いることができる。また、基板570としてシリコーン樹脂を用いる場合、エラストマーの一種であり、伸縮性を有し、ヤング率が0.1MPa以上10MPa以下である。伸縮性を有する材料としては、シリコーン樹脂の他にアクリルゴム、熱可塑性エラストマーなどを用いることができる。
また、紙または木材などを基板570等に用いることができる。
例えば、可撓性を有する基板を基板570等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を樹脂フィルム等に貼り合わせた複合材料を基板570等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フィルムに分散した複合材料を、基板570等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、基板570等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、基板570等に用いることができる。例えば、基材と基材に含まれる不純物の拡散を防ぐ絶縁膜等が積層された材料を、基板570等に用いることができる。具体的には、ガラスとガラスに含まれる不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン層、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、基板570等に用いることができる。または、樹脂と樹脂を透過する不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜等が積層された材料を、基板570等に用いることができる。
なお、トランジスタまたは容量素子等を基板に直接形成する方法を用いることができる。また、例えば作製工程中に加わる熱に耐熱性を有する工程用の基板にトランジスタまたは容量素子等を形成し、形成されたトランジスタまたは容量素子等を基板570等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トランジスタまたは容量素子等を形成できる。
《基板770》例えば、透光性を備える材料を基板770に用いることができる。具体的には、基板570に用いることができる材料から選択された材料を基板770に用いることができる。具体的には厚さ0.7mmまたは厚さ0.1mm程度まで研磨した無アルカリガラスを用いることができる。基板770と基板570の両方を可撓性を有する基板とする場合、可撓性を有する表示装置とすることもできる。
《構造体KB1》例えば、有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材料を構造体KB1等に用いることができる。これにより、構造体KB1等を挟む構成の間に所定の間隔を設けることができる。
具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、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複合材料などを構造体KB1等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。
《封止材705》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等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等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等に用いることができる。
封止材705として、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用いることができる。
《接合層505》例えば、封止材705に用いることができる材料を接合層505に用いることができる。
《絶縁膜521》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521等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521等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521等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、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521等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、例えば絶縁膜521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。
《絶縁膜528》例えば、絶縁膜521に用いることができる材料を絶縁膜528等に用いることができる。具体的には、厚さ1μmのポリイミドを含む膜を絶縁膜528に用いることができる。
《第2の絶縁膜501C》例えば、絶縁膜521に用いることができる材料を第2の絶縁膜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第2の絶縁膜501Cに用いることができる。これにより、画素回路または第2の表示素子等への不純物の拡散を抑制することができる。
例えば、シリコン、酸素および窒素を含む厚さ200nmの膜を第2の絶縁膜501Cに用いることができる。
なお、第2の絶縁膜501Cは、開口部591A、開口部591Bまたは開口部591Cを有する。
《配線、端子、導電膜》導電性を備える材料を配線等に用いることができる。具体的には、導電性を備える材料を、信号線S1(j)、信号線S2(j)、走査線G1(i)、走査線G2(i)、配線CSCOM、配線ANO、端子519B、端子519C、導電膜511Bまたは導電膜511C等に用いることができる。
例えば、無機導電性材料、有機導電性材料、金属または導電性セラミックスなどを配線等に用いることができる。
具体的には、アルミニウム、金、白金、銀、銅、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、パラジウムまたはマンガンから選ばれた金属元素などを、配線等に用いることができる。または、上述した金属元素を含む合金などを、配線等に用いることができる。特に、銅とマンガンの合金がウェットエッチング法を用いた微細加工に好適である。
具体的には、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等を配線等に用いることができる。
具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を、配線等に用いることができる。
具体的には、グラフェンまたはグラファイトを含む膜を配線等に用いることができる。
例えば、酸化グラフェンを含む膜を形成し、酸化グラフェンを含む膜を還元することにより、グラフェンを含む膜を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。
具体的には、導電性高分子を配線等に用いることができる。
《第1の導電膜、第2の導電膜》例えば、配線等に用いることができる材料を第1の導電膜または第2の導電膜に用いることができる。
また、第1の電極571(i,j)または配線等を第1の導電膜に用いることができる。
また、スイッチSW1に用いることができるトランジスタの導電膜512Bまたは配線等を第2の導電膜に用いることができる。
《画素回路530(i,j)》画素回路530(i,j)は、信号線S1(j)、信号線S2(j)、走査線G1(i)、走査線G2(i)、配線CSCOMおよび配線ANOと電気的に接続される(図3参照)。
画素回路530(i,j+1)は、信号線S1(j+1)、信号線S2(j+1)、走査線G1(i)、走査線G2(i)、配線CSCOMおよび配線ANOと電気的に接続される。
なお、信号線S2(j)に供給する信号に用いる電圧が、信号線S1(j+1)に供給する信号に用いる電圧と異なる場合、信号線S1(j+1)を信号線S2(j)から離して配置する。具体的には、信号線S2(j+1)を信号線S2(j)に隣接するように配置する。
画素回路530(i,j)は、スイッチSW1、容量素子C1、スイッチSW2、トランジスタMおよび容量素子C2を含む。
例えば、走査線G1(i)と電気的に接続されるゲート電極と、信号線S1(j)と電気的に接続される第1の電極と、を有するトランジスタを、スイッチSW1に用いることができる。
容量素子C1は、スイッチSW1に用いるトランジスタの第2の電極に電気的に接続される第1の電極と、配線CSCOMに電気的に接続される第2の電極と、を有する。
例えば、走査線G2(i)と電気的に接続されるゲート電極と、信号線S2(j)と電気的に接続される第1の電極と、を有するトランジスタを、スイッチSW2に用いることができる。
トランジスタMは、スイッチSW2に用いるトランジスタの第2の電極に電気的に接続されるゲート電極と、配線ANOと電気的に接続される第1の電極と、を有する。
なお、半導体膜をゲート電極との間に挟むように設けられた導電膜を備えるトランジスタを、トランジスタMに用いることができる。例えば、トランジスタMの第1の電極と同じ電位を供給することができる配線と電気的に接続された導電膜を用いることができる。
容量素子C2は、スイッチSW2に用いるトランジスタの第2の電極に電気的に接続される第1の電極と、トランジスタMの第1の電極に電気的に接続される第2の電極と、を有する。
なお、第1の表示素子750の第1の電極をスイッチSW1に用いるトランジスタの第2の電極と電気的に接続し、第1の表示素子750の第2の電極を配線VCOM1と電気的に接続する。これにより、第1の表示素子750を駆動することができる。第1の表示素子750は反射表示モードで駆動する表示素子であり、外光を利用して低消費電力を実現できる。反射表示モードは外光の光強度が強いほど良好な表示が得られる。
また、第2の表示素子550の第1の電極をトランジスタMの第2の電極と電気的に接続し、第2の表示素子550の第2の電極を配線VCOM2と電気的に接続する。これにより、第2の表示素子550を駆動することができる。第2の表示素子550は、発光表示モードで駆動する表示素子であり、外光の少ない屋内などで表示する場合に有効である。
反射表示モードと、発光表示モードは、表示装置の使用者が適宜選択すればよい。また、表示装置に光センサを設けて、表示装置の周囲の光環境に応じて反射表示モードと、発光表示モードを自動で切り替えるようにしてもよい。
《スイッチSW1、スイッチSW2、トランジスタM、トランジスタMD》例えば、トップゲート型またはボトムゲート型等のトランジスタをスイッチSW1、スイッチSW2、トランジスタM、トランジスタMD等に用いることができる。
スイッチSW1に用いることができるトランジスタは、半導体膜508および半導体膜508と重なる領域を備える導電膜504を備える(図2(B)参照)。また、スイッチSW1に用いることができるトランジスタは、導電膜512Aおよび導電膜512Bを備える。
なお、導電膜504はゲート電極の機能を備え、絶縁膜506はゲート絶縁膜の機能を備える。また、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。
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、をこの順で積層した導電膜を導電膜504に用いることができる。
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、を積層した材料を絶縁膜506に用いることができる。
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。
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。
《第1の表示素子750(i,j)》例えば、光の反射または透過を制御する機能を備える表示素子を、第1の表示素子750(i,j)等に用いることができる。例えば、液晶素子と偏光板を組み合わせた構成、シャッター方式のMEMS表示素子、或いは電子ペーパー表示装置等を用いることができる。シャッター方式のMEMS表示素子は、例えば、マイクロメカニカルミラーを用いる。マイクロメカニカルミラーは、ミラー面と、このミラー面がトーションバーを介して固定された第1の基板と、第1の基板と対向して配置された第2の基板と、第2の基板の第1の基板側の面に形成された磁性体よりなるコアとを有する。コアに生じる電磁力によってミラー面が回転共振状態となる。ミラー面を回転共振状態とする手段として、静電アクチュエータや電磁アクチュエータを用いることができる。このような反射型の表示素子を用いることにより、外光を利用して表示パネルの消費電力を抑制することができる。具体的には、反射型の液晶表示素子を第1の表示素子750に用いることができる。
IPS(In−Plane−Switching)モード、TN(Twisted Nematic)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、ASM(Axially Symmetric aligned Micro−cell)モード、OCB(Optically Compensated Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal)モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。
また、例えば垂直配向(VA)モード、具体的には、MVA(Multi−Domain Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)モード、ECB(Electrically Controlled Birefringence)モード、CPA(Continuous Pinwheel Alignment)モード、ASV(Advanced Super−View)モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。
例えば、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。または、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す液晶材料を用いることができる。または、ブルー相を示す液晶材料を用いることができる。
また、反射型の液晶素子を用いる例を示したが、電子泳動素子やツイストボールを用いた電子ペーパー表示装置としてもよい。
《第1の電極751(i,j)》例えば、配線等に用いる材料を第1の電極751(i,j)に用いることができる。具体的には、反射膜を第1の電極751(i,j)に用いることができる。
《反射膜》例えば、可視光を反射する材料を反射膜に用いることができる。具体的には、銀を含む材料を反射膜に用いることができる。例えば、銀およびパラジウム等を含む材料または銀および銅等を含む材料を反射膜に用いることができる。
反射膜は、例えば、液晶材料を含む層753を透過してくる光を反射する。これにより、第1の表示素子750を反射型の液晶素子にすることができる。また、例えば、表面に凹凸を備える材料を、反射膜に用いることができる。これにより、入射する光をさまざまな方向に反射して、白色の表示をすることができる。
なお、第1の電極751(i,j)を反射膜に用いる構成に限られない。例えば、液晶材料を含む層753と第1の電極751(i,j)の間に反射膜を配設する構成を用いることができる。または、反射膜と液晶材料を含む層753の間に透光性を有する第1の電極751(i,j)を配置する構成を用いることができる。
《開口部751H》非開口部の総面積に対する開口部751Hの総面積の比の値が大きすぎると、第1の表示素子750(i,j)を用いた表示が暗くなってしまう。また、非開口部の総面積に対する開口部751Hの総面積の比の値が小さすぎると、第2の表示素子550(i,j)を用いた表示が暗くなってしまう。
また、反射膜に設ける開口部751Hの面積が小さすぎると、第2の表示素子550が射出する光から取り出せる光の効率が低下してしまう。
多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状を開口部751Hの形状に用いることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状を開口部751Hの形状に用いることができる。また、開口部751Hを隣接する画素に寄せて配置してもよい。好ましくは、開口部751Hを同じ色を表示する機能を備える他の画素に寄せて配置する。これにより、第2の表示素子550が射出する光が隣接する画素に配置された着色膜に入射してしまう現象(クロストークともいう)を抑制できる。
《第2の電極752》例えば、可視光について透光性を有し且つ導電性を備える材料を、第2の電極752に用いることができる。
例えば、導電性酸化物、光が透過する程度に薄い金属膜または金属ナノワイヤーを第2の電極752に用いることができる。
具体的には、インジウムを含む導電性酸化物を第2の電極752に用いることができる。または、厚さ1nm以上10nm以下の金属薄膜を第2の電極752に用いることができる。または、銀を含む金属ナノワイヤーを第2の電極752に用いることができる。
具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、アルミニウムを添加した酸化亜鉛などを、第2の電極752に用いることができる。
《配向膜AF1、配向膜AF2》例えば、ポリイミド等を含む材料を配向膜AF1または配向膜AF2に用いることができる。具体的には、所定の方向に配向するようにラビング処理または光配向技術を用いて形成された材料を用いることができる。
例えば、可溶性のポリイミドを含む膜を配向膜AF1または配向膜AF2に用いることができる。
《着色膜CF1》所定の色の光を透過する材料を着色膜CF1に用いることができる。これにより、着色膜CF1を例えばカラーフィルターに用いることができる。
例えば、青色の光を透過する材料、緑色の光を透過する材料、赤色の光を透過する材料、黄色の光を透過する材料または白色の光を透過する材料などを着色膜CF1に用いることができる。
《遮光膜BM》光の透過を妨げる材料を遮光膜BMに用いることができる。これにより、遮光膜BMを例えばブラックマトリクスに用いることができる。
《絶縁膜771》例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を絶縁膜771に用いることができる。
《機能膜770P》例えば、偏光板、位相差板、拡散フィルム、反射防止膜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。液晶素子を用いる場合、偏光板は必要とされる場合が多い。または、2色性色素を含む偏光板を機能膜770Pに用いることができる。
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、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。
《第2の表示素子550(i,j)》例えば、発光素子を第2の表示素子550(i,j)に用いることができる。具体的には、有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子、無機エレクトロルミネッセンス素子または発光ダイオードなどを、第2の表示素子550(i,j)に用いることができる。
例えば、青色の光を射出するように積層された積層体、緑色の光を射出するように積層された積層体または赤色の光を射出するように積層された積層体等を、発光性の有機化合物を含む層553(j)に用いることができる。
例えば、信号線S1(j)に沿って列方向に長い帯状の積層体を、発光性の有機化合物を含む層553(j)に用いることができる。また、発光性の有機化合物を含む層553(j)とは異なる色の光を射出する信号線S1(j+1)に沿って列方向に長い帯状の積層体を、発光性の有機化合物を含む層553(j+1)に用いることができる。
また、例えば、白色の光を射出するように積層された積層体を、発光性の有機化合物を含む層553(j)および発光性の有機化合物を含む層553(j+1)に用いることができる。具体的には、青色の光を射出する蛍光材料を含む発光性の有機化合物を含む層と、緑色および赤色の光を射出する蛍光材料以外の材料を含む層または黄色の光を射出する蛍光材料以外の材料を含む層と、を積層した積層体を、発光性の有機化合物を含む層553(j)および発光性の有機化合物を含む層553(j+1)に用いることができる。
例えば、配線等に用いることができる材料を第3の電極551(i,j)または第4の電極552に用いることができる。
例えば、配線等に用いることができる材料から選択された、可視光について透光性を有する材料を、第3の電極551(i,j)に用いることができる。
具体的には、導電性酸化物またはインジウムを含む導電性酸化物、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを、第3の電極551(i,j)に用いることができる。または、光が透過する程度に薄い金属膜を第3の電極551(i,j)に用いることができる。
例えば、配線等に用いることができる材料から選択された可視光について反射性を有する材料を、第4の電極552に用いることができる。
《駆動回路GD》シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等を駆動回路GDに用いることができる。例えば、トランジスタMD、容量素子等を駆動回路GDに用いることができる。具体的には、トランジスタMと同一基板上に形成することができるトランジスタを用いることができる。
または、スイッチSW1に用いることができるトランジスタと異なる構成をトランジスタMDに用いることができる。具体的には、チャネル形成領域と重なる導電膜524を有するトランジスタをトランジスタMDに用いることができる。
導電膜504との間に半導体膜508を挟むように、導電膜524を配設し、導電膜524および半導体膜508の間に絶縁膜501Cを配設し、半導体膜508および導電膜504の間に絶縁膜506を配設する。例えば、導電膜504と同じ電位を供給する配線に導電膜524を電気的に接続する。
《駆動回路SD》例えば、集積回路を駆動回路SDに用いることができる。具体的には、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)法を用いて、画素回路530(i,j)と電気的に接続されるパッドに駆動回路SDを実装することができる。具体的には、異方性導電膜を用いて、パッドに集積回路を実装できる。
なお、パッドは、端子519Bまたは端子519Cと同一の工程で形成することができる。
(実施の形態2)図5(B)に本発明の一態様にかかる薄膜のポリシリコン膜を用いたnチャネル型のトランジスタの断面図(チャネル長方向)を例示する。図5(A)はトランジスタ70Aの上面図、図5(C)では、チャネル幅W方向のトランジスタの断面図を示す。
トランジスタ70Aは、絶縁表面を有する基板72上に、ゲートとして機能する導電膜73と、導電膜73上の絶縁膜74と、絶縁膜74を間に介して導電膜73と重畳する半導体膜75と、半導体膜75上の絶縁膜76と、絶縁膜76を間に介して半導体膜75と重畳し、なおかつゲートとして機能する導電膜77と、導電膜77上の絶縁膜78と、絶縁膜78上の絶縁膜79と、絶縁膜78および絶縁膜79に設けられた開口において半導体膜75に電気的に接続され、なおかつソースまたはドレインとして機能する導電膜80および導電膜81とを有する。
また、半導体膜75は、導電膜77と重畳する位置にチャネル形成領域82と、チャネル形成領域82を間に挟むように位置する一対のLDD(Light Doped Drain)領域83と、チャネル形成領域82、LDD領域83を間に挟むように位置する一対の不純物領域84とを有する。一対の不純物領域84はソース領域またはドレイン領域として機能する。また、LDD領域83、および不純物領域84は、n型の導電型を半導体膜75に付与する不純物元素、例えば、リン(P)、ヒ素(As)等が添加されている。
トランジスタ70Aは、第1の導電層(導電膜73)上に第1の絶縁層(絶縁膜74)を有し、第1の絶縁層(絶縁膜74)上にチャネル形成領域82を有する半導体膜75を有し、半導体膜75上に第2の絶縁層(絶縁膜76)を有し、第2の絶縁層(絶縁膜76)上に第2の導電層(導電膜77)を有し、第2の導電層(導電膜77)は、第2の絶縁層(絶縁膜76)を介して半導体膜75の側面を覆い、半導体膜75は、チャネル幅方向の断面において、第1の導電層(導電膜73)と第2の導電層(導電膜77)とで囲まれた構造、即ちS−Channel構造を有する。
図5(C)に示す構造とすることで、電流は半導体膜75の全体(バルク)を流れる。半導体膜75の内部を電流が流れることで、界面散乱の影響を受けにくいため、高いオン電流を得ることができる。なお、半導体膜75を厚くすると、オン電流を向上させることができる。
また、トランジスタ70Aにおいては、半導体膜75に垂直方向からのゲート電界に加えて、側面方向からのゲート電界が印加される。すなわち、半導体膜75の全体的にゲート電界が印加されることとなり、電流は半導体膜75のバルクを流れる。これによって、トランジスタ70Aの電界効果移動度の向上を図ることが可能となる。また、不純物のバラツキもバルク全体に効くため、電気特性の変動の抑制を図ることができる。
また、トランジスタをS−Channel構造とすることで、上下からの半導体膜75への不純物混入の影響を排除できる効果などを併せて有する。また、第1の導電層(導電膜73)と第2の導電層(導電膜77)は、上下からの光が半導体膜に照射されることを遮光でき、光励起を抑えるため、オフ電流の増加を防止できる。
ここではnチャネル型のトランジスタの例を示しているが、n型の導電型を半導体膜75に付与する不純物元素に代えてp型の導電型を付与する不純物元素、例えば、ボロン(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)等を添加すれば、pチャネル型のトランジスタを作製することができる。また、nチャネル型のトランジスタ70Aのチャネル形成領域82にp型の導電型を付与する不純物元素を微量に添加してもよい。
なお、半導体膜75は、様々な技術により結晶化しても良い。様々な結晶化方法として、レーザ光を用いたレーザ結晶化法、触媒元素を用いる結晶化法がある。或いは、触媒元素を用いる結晶化法とレーザ結晶化法とを組み合わせて用いることもできる。また、基板72として石英のような耐熱性に優れている基板を用いる場合、電熱炉を使用した熱結晶化方法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法、触媒元素を用いる結晶化法、950℃程度の高温アニールを組み合わせた結晶化法を用いても良い。
非晶質シリコン膜にレーザー光を照射して多結晶シリコン膜とし、多結晶シリコン膜をトランジスタ70Aのチャネル形成領域82として用いる場合、レーザー光を照射して形成されるグレインバンダリは、多結晶シリコン膜の下方まで到達しているため、半導体膜界面よりも半導体膜のバルクを流れる。従ってレーザー光の照射エネルギーのバラツキによる影響が低減できる。
従来は、チャネル領域に低濃度の不純物元素を添加してしきい値制御を行っていたが、一対のゲート電極で半導体層を挟む構造の場合、半導体層と絶縁膜の界面にキャリアが発生する確率が高く、キャリアが絶縁膜や絶縁膜と半導体層との界面に注入され、しきい値が上昇してしまうという問題があった。また、このチャネル領域のエネルギーバンド構造によると、キャリアの通り道は、半導体層と絶縁膜との界面付近だけである。このため、ドレインに印加された電圧によって加速されたホットキャリアが絶縁膜と半導体層との界面や絶縁膜に注入されることによる移動度やドレイン電流の低下が大きな問題となっていた。
本発明の一態様のトランジスタ70Aにおいては、半導体膜に垂直方向からのゲート電界に加えて、側面方向からのゲート電界が印加される。すなわち、半導体膜の全体的にゲート電界が印加させることとなり、電流は半導体膜のバルクを流れる。これによって、トランジスタの電界効果移動度の向上を図ることが可能となる。また、不純物のバラツキもバルク全体に効くため、電気特性の変動の抑制を図ることができる。
なお、図5(A)では、ゲートとして機能する導電膜77と、バックゲート電極として機能する導電膜73を有する構成を示しているが、他の構成でもよい。例えば、用いる回路によっては、バックゲート電極として機能する導電膜73を省略したトランジスタを部分的に設けてもよい。
また、図5(A)では、ゲートとして機能する導電膜77は、テーパー部を有する構成としている。テーパー部を有するゲート電極を用い、半導体層に不純物元素をドーピングして自己整合的に不純物領域を形成すると、ホットキャリア劣化の少ない半導体装置を実現できる。
また、図5(A)では、ゲートとして機能する導電膜77と、バックゲート電極として機能する導電膜73を電気的に接続する例を示したが、図6(A)に独立にそれぞれ電位を制御できる構成を示す。
また、図6(A)には、トランジスタ70Bの上面図を示す。図6(B)は、トランジスタ70Bのチャネル長方向を表すL1−L2線による断面図である。図6(C)は、トランジスタ70Bのチャネル幅方向を表すW1−W2線による断面図である。
また、図6(B)に示すトランジスタ70Bは、図5(B)とは絶縁膜74の種類が異なる。図6(B)では、絶縁膜74としてプラズマCVD法などで得られる絶縁膜を用いる例であり、バックゲート電極として機能する導電膜73の存在により絶縁膜表面に凸部が形成され、その上に半導体膜が形成されるため、半導体膜表面にも下地の表面形状が反映されている。
図6(C)において、図5(C)と同様に、チャネル形成領域が、ゲートとして機能する導電膜77とバックゲート電極として機能する導電膜73で囲まれたS−channel構造となっている。
また、図7(A)には、トランジスタ70Cの上面図を示す。図7(B)は、トランジスタ70Cのチャネル長方向を表すL1−L2線による断面図である。図7(C)は、トランジスタ70Cのチャネル幅方向を表すW1−W2線による断面図である。
図7(A)では、導電膜77、導電膜73、半導体膜75、導電膜80、導電膜81、開口93、開口94、開口95および開口96を示している。導電膜77は、ゲートとして機能する。導電膜73はバックゲートとして機能する。図7(A)での説明において、同じ符号を付した構成の詳細については、図5(A)での説明と同様であるため、ここでは省略する。開口93、94は、半導体膜75と、導電膜80、導電膜81とを接続するための開口である。開口95、96は、導電膜77と、導電膜73と電気的に接続するための開口である。
図7(B)では、基板72上に、導電膜73と、絶縁膜74と、絶縁膜74を間に介して導電膜73と重畳する半導体膜75と、半導体膜75上の絶縁膜76と、絶縁膜76を間に介して半導体膜75と重畳し、なおかつゲートとして機能する導電膜77aおよび導電膜77bと、導電膜77aおよび導電膜77b上の絶縁膜78と、絶縁膜78上の絶縁膜79と、絶縁膜78および絶縁膜79に設けられた開口93、94において半導体膜75に電気的に接続され、なおかつソースまたはドレインとして機能する導電膜80および導電膜81とを有する。図7(B)での説明において、同じ符号を付した構成の詳細については、図5(B)での説明と同様であるため、ここでは省略する。
図7(C)では、基板72上に、導電膜73と、絶縁膜74と、チャネル形成領域82と、絶縁膜76と、開口95、96において導電膜73に電気的に接続された導電膜77aおよび導電膜77bと、導電膜77aおよび導電膜77b上の絶縁膜78と、絶縁膜78上の絶縁膜79と、を有する。半導体膜75は、チャネル形成領域82と、LDD領域83と、不純物領域84とを有する。導電膜77aおよび導電膜77bの構成により、導電膜77bと重なっていない導電膜77aの領域を介してドーピングすることで自己整合的に不純物領域を形成することができる。導電膜77aとオーバーラップするLDD領域の長さ(チャネル長方向における)は、そのイオンドーピング時のマスクとなる導電膜77bによって制御される。導電膜77aおよび導電膜77bをイオンドーピング時のマスクとして用い、導電膜77aとオーバーラップするLDDを自己整合的に形成し、且つ、その長さ(Lov)を必要とする長さに調整することができる。また、導電膜77aとオーバーラップするLDD領域の長さを正確に制御することができるようになり、ホットキャリア劣化に対する寿命時間を延長し、信頼性の高い半導体装置を歩留まり良く作製できる。
図7(C)での説明において、同じ符号を付した構成の詳細については、図5(A)での説明と同様であるため、ここでは省略する。
図7(A)乃至(C)に示す上面図及び断面図の構成では、ゲートである導電膜77、導電膜77と電気的に接続されたバックゲートである導電膜73によって、半導体膜75のチャネル形成領域82のチャネル幅方向を電気的に取り囲む構造としている。つまり当該構造は、チャネル形成領域の上面、下面及び側面から、チャネル形成領域を包み込む構造とすることができる。そのため、オン電流を高めることができ、チャネル幅方向のサイズ縮小を図ることができる。また、チャネル形成領域を導電膜で取り囲む構成とするため、チャネル形成領域の遮光を容易に行うことができ、チャネル形成領域に意図しない光が照射されることによる光励起を抑制することができる。
また図7(A)乃至(C)に示す上面図及び断面図の構成では、半導体膜75におけるW1−W2方向での側端部における意図しない導電性の上昇による導通状態を抑制することができる。またLDD領域83、及び不純物領域84に添加した不純物元素の分布ばらつきの影響を小さくすることができる。
また図7(A)乃至(C)に示す上面図及び断面図の構成では、半導体膜75におけるW1−W2方向での側端部における意図しない導電性の上昇による導通状態を抑制することができる。また半導体膜75内に添加した不純物元素の分布ばらつきの影響を小さくすることができる。
また図7(A)乃至(C)に示す上面図及び断面図の構成では、ゲートとバックゲートとを電気的に接続する構成としたが、図6に一例を示したように、別々の電位とする構成も有効である。当該構成は、特に回路内の全てのトランジスタがnチャネル型のみで構成されている場合に有効である。つまり、バックゲートに電圧を印加することでトランジスタの閾値電圧を制御できるため、閾値電圧の異なるトランジスタでED−MOSでインバータ回路などのロジック回路を構成することができる。このようなロジック回路を、画素を駆動するための駆動回路に適用することで駆動回路が占める面積を縮小することができるため、表示装置の狭額縁化を実現することができる。また、バックゲートの電圧をトランジスタがオフ状態になるような電圧にすることで、トランジスタをオフ状態にした際のオフ電流をより小さくすることができる。そのため、表示装置のリフレッシュレートを大きくしても、書き込んだ電圧を保持し続けさせることができる。そのため、書き込み回数を少なくすることによる表示装置の低消費電力化を見込むことができる。
なお図7(A)乃至(C)に示す上面図及び断面図は、一例であり他の構成とすることもできる。例えば、図8(A)乃至(C)に図7(A)乃至(C)とは異なる上面図及び断面図を示す。
図8(A)乃至(C)に示す構成が、図7(A)乃至(C)に示す構成と異なる点は、ゲートとなる導電膜77を単層で形成している点にある。また開口95,96の位置を、よりチャネル形成領域82側に近づけた点にある。このようにすることで、トランジスタ70Dのチャネル形成領域の上面、下面及び側面から、チャネル形成領域に向けて電界をかけやすくすることができる。また、当該構成としても、図7(A)乃至(C)と同様にS−channel構造であるため、その効果を奏することができる。
また別の構成として、図9(A)乃至図9(C)に図7(A)乃至図7(C)、及び図8(A)乃至(C)とは異なる上面図及び断面図を示す。
図9(A)乃至(C)に示す構成が、図7(A)乃至(C)、及び図8(A)乃至(C)に示す構成と異なる点は、トランジスタ70Eのバックゲートとなる導電膜73を導電膜73aおよび導電膜73bで構成し、導電膜73bを導電膜73aで取り囲む構造としている点にある。当該構成としても、図7(A)乃至(C)と同様にS−channel構造であるため、その効果を奏することができる。
加えて図9(A)乃至(C)の構成では、導電膜73bに可動性の元素(例えば、銅(Cu))を用いた場合においても、可動性の元素が半導体膜に進入し半導体膜が劣化することを防止できる。
なお配線の被形成面にある、バリア膜として機能する導電膜73aの材料としては、高融点材料であるタングステン(W)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)のいずれか、あるいはその合金(例えば、W‐Mo、Mo‐Cr、Ta‐Mo)、あるいはその窒化物(例えば、窒化タングステン、窒化チタン、窒化タンタル、TiSiNx)等を用いることができる。形成方法としてはスパッタ法、CVD法等を用いることができる。また導電膜73bの材料としては、銅(Cu)が好ましいが、低抵抗材料であれば特に限られない。例えば、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、金(Au)、及びそれらの合金等を用いることもできる。導電膜73bを形成する方法としてはスパッタ法が好ましいが、レジストマスクにダメージを与えない条件を選択することで、CVD法を用いることもできる。
(実施の形態3)本実施の形態では、同一基板上にnチャネル型のトランジスタ70と、pチャネル型のトランジスタ71と構成する一例を示す。nチャネル型のトランジスタ70と、pチャネル型のトランジスタ71を組みわせることでCMOS回路などを作製することができる。
図10(A)、(B)に、本発明の一態様にかかる表示装置に用いることができる、薄膜のシリコン膜を用いたトランジスタの断面図を例示する。図10(A)、(B)では、nチャネル型のトランジスタ70と、pチャネル型のトランジスタ71とを示す。
トランジスタ70は、絶縁表面を有する基板72上に、ゲートとして機能する導電膜73と、導電膜73上の絶縁膜74と、絶縁膜74を間に介して導電膜73と重畳する半導体膜75と、半導体膜75上の絶縁膜76と、絶縁膜76を間に介して半導体膜75と重畳し、なおかつゲートとして機能する導電膜77aおよび導電膜77bと、導電膜77aおよび導電膜77b上の絶縁膜78と、絶縁膜78上の絶縁膜79と、絶縁膜78および絶縁膜79に設けられた開口において半導体膜75に電気的に接続され、なおかつソースまたはドレインとして機能する導電膜80および導電膜81とを有する。
導電膜77bは、チャネル長方向における幅が導電膜77aよりも短く、導電膜77aおよび導電膜77bは、絶縁膜76側から順に積層されている。また、半導体膜75は、導電膜77bと重畳する位置にチャネル形成領域82と、チャネル形成領域82を間に挟むように位置する一対のLDD(Light Doped Drain)領域83と、チャネル形成領域82、LDD領域83を間に挟むように位置する一対の不純物領域84とを有する。一対の不純物領域84はソース領域またはドレイン領域として機能する。また、LDD領域83、および不純物領域84は、n型の導電型を半導体膜75に付与する不純物元素、例えば、リン(P)、ヒ素(As)等が添加されている。
また、トランジスタ71は、絶縁表面を有する基板72上に、ゲートとして機能する導電膜85と、導電膜85上の絶縁膜74と、絶縁膜74を間に介して導電膜85と重畳する半導体膜86と、半導体膜86上の絶縁膜76と、絶縁膜76を間に介して半導体膜86と重畳し、なおかつゲートとして機能する導電膜87aおよび導電膜87bと、導電膜87aおよび導電膜87b上の絶縁膜78と、絶縁膜78上の絶縁膜79と、絶縁膜78および絶縁膜79に設けられた開口において半導体膜86に電気的に接続され、なおかつソースまたはドレインとして機能する導電膜88および導電膜89とを有する。
導電膜87bは、チャネル長方向における幅が導電膜87aよりも短く、導電膜87aおよび導電膜87bは、絶縁膜76側から順に積層されている。また、半導体膜75は、導電膜87bと重畳する位置にチャネル形成領域90と、チャネル形成領域90を間に挟むように位置する一対の不純物領域91とを有する。一対の不純物領域91はソース領域またはドレイン領域として機能する。また、不純物領域91は、p型の導電型を半導体膜86に付与する不純物元素、例えば、ボロン(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)等が添加されている。
なお図10(A)では、ゲートとして機能する導電膜77a、77bと、バックゲート電極として機能する導電膜73を有する構成を示しているが、他の構成でもよい。例えば、図10(B)に図示するように、バックゲート電極として機能する導電膜73を省略してもよい。また、図10(A)では、ゲートとして機能する導電膜87a、87bと、バックゲート電極として機能する導電膜73を有する構成を示しているが、他の構成でもよい。例えば、図10(B)に図示するように、バックゲート電極として機能する導電膜85を省略してもよい。
図10(A)に示すnチャネル型のトランジスタ70は、実施の形態2と同様にS−channel構造であり、図7(B)のトランジスタ70Cには対応する。また、図10(A)に示すnチャネル型のトランジスタ70の上面図は、図7(B)のトランジスタ70Cの上面図に対応する。また、図10(A)に示すnチャネル型のトランジスタ70のチャネル幅方向の断面図は、図7(C)のトランジスタ70Cの断面図に対応する。
本実施の形態は、実施の形態2と自由に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、実施の形態1に示した表示パネル700の作製方法の一例を示す。
図11は本発明の一態様の表示パネルの作製方法を説明するフロー図である。
<表示パネルの作製方法>本実施の形態で説明する表示パネルの作製方法は、以下の12のステップを有する。
《第1のステップ》第1のステップにおいて、工程用基板と重なる領域を有する剥離膜を形成する(図11(U1)参照)。
例えば、剥離膜が積層された基板を工程用基板に用いることができる。
例えば、単膜の材料または複数の膜が積層された材料を剥離膜に用いることができる。
具体的には、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を含む金属、該元素を含む合金または該元素を含む化合物等の無機材料を剥離膜に用いることができる。
タングステンを含む膜にタングステンの酸化物を含む膜を形成する方法に、タングステンを含む膜に他の膜を積層する方法を用いることができる。具体的には、タングステンを含む膜にシリコンおよび酸素を含む膜を積層する。例えば、亜酸化窒素(NO)を含むガスを用いて、シリコンおよび酸素を含む膜を積層する。
また、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、亜酸化窒素(NO)プラズマ処理または酸化力の強い溶液(例えば、オゾン水等)を用いる処理等を、タングステンを含む膜の表面に施してタングステンの酸化物を含む膜を形成してもよい。
具体的には、亜酸化窒素(NO)を含む雰囲気でプラズマ処理した表面を備える厚さ30nmタングステンを含む膜を、剥離膜に用いることができる。
《第2のステップ》第2のステップにおいて、第1の絶縁膜を成膜する(図11(U2)参照)。なお、後のステップで基板から分離することができる材料を第1の絶縁膜に用いることができる。
第1の絶縁膜は、後のステップにおいて加熱されて水素を供給する。また、絶縁膜は水素の透過を抑制する。その結果、水素は、第1の絶縁膜と剥離膜の界面に向かって拡散する。
《第3のステップ》第3のステップにおいて、第1の絶縁膜を加熱する(図11(U3)参照)。
《第4のステップ》第4のステップにおいて、第1の絶縁膜を所定の形状に形成する(図11(U4)参照)。
例えば、フォトリソグラフィー法およびエッチング法を用いて所定の形状にする。
《第5のステップ》第5のステップにおいて、第1の導電膜を形成する(図11(U5)参照)。なお、第1の電極751(i,j)を第1の導電膜に用いることができる。
例えば、フォトリソグラフィー法およびエッチング法を用いて所定の形状にする。具体的には、開口部751Hを透過して入射する外光を反射することができる領域を形成する。
具体的には、銀を含む厚さ100nmの導電膜751Aと、インジウム、スズおよび酸素を含む厚さ100nmの導電膜と、をこの順で積層した積層材料を第1の導電膜に用いることができる。または、銀を含む厚さ100nmの導電膜751Aと、インジウム、スズ、シリコンおよび酸素を含む厚さ100nmの導電膜と、をこの順で積層した積層材料を第1の導電膜に用いることができる。これにより、後のステップにおいて第2の絶縁膜501Cを所定の形状に形成する際に第1の導電膜の厚さが減少してしまう現象を、抑制することができる。
《第6のステップ》第6のステップにおいて、第1の導電膜と重なる領域に開口部591Aを備える第2の絶縁膜501Cを形成する(図11(U6)参照)。
例えば、フォトリソグラフィー法およびエッチング法を用いて所定の形状にする。
具体的には、厚さ200nm程度の第2の絶縁膜501Cを用いることができる。例えば、シリコンおよび酸素を含む材料またはシリコン、酸素および窒素を含む材料を第2の絶縁膜501Cに用いることができる。
なお、第2の絶縁膜501Cは、開口部591Bおよび開口部591Cを備える。また、開口部591Bと重なる領域を備える導電膜は端子519Bに用いることができる。また、開口部591Cと重なる導電膜は端子519Cに用いることができる。
《第7のステップ》第7のステップにおいて、開口部591Aと重なる第2の導電膜および画素回路530(i,j)を形成する(図11(U7)参照)。
例えば、スイッチSW1に用いることができるトランジスタの導電膜512Bを第2の導電膜に用いることができる。
また、開口部591Aに重なる領域を備える他の導電膜を用いて、第1の導電膜および第2の導電膜を電気的に接続することができる。例えば、導電膜504と同一の工程で形成することができる導電膜を、他の導電膜に用いることができる。
《第8のステップ》第8のステップにおいて、画素回路530(i,j)と電気的に接続される第2の表示素子550(i,j)を形成する(図11(U8)参照)。
《第9のステップ》第9のステップにおいて、工程用基板との間に第2の表示素子550(i,j)を挟む第2の基板570を積層する(図11(U9)参照)。
例えば、印刷法またはコーティング法等を用いて接合層505を形成し、接合層505を用いて第2の基板570を貼り合わせる。
《第10のステップ》第10のステップにおいて、工程用基板を分離する(図11(U10)参照)。
例えば、剥離膜と第1の絶縁膜を分離する。具体的には、工程用基板から第1の絶縁膜の一部が分離した構造を備える剥離の起点を形成する。次いで、工程用基板から第1の絶縁膜が分離した構造を備える領域を、剥離の起点から徐々に広げ、第1の絶縁膜を工程用基板から分離する。
分離した後、不要となる第1の絶縁膜を除去または選択的に除去する。本実施の形態では第1の絶縁膜を除去して、開口部591Cと重なる導電膜や開口部591Aと重なる第2の導電膜を露出させる。
《第11のステップ》第11のステップにおいて、液晶材料を含む層753と第1の導電膜との間に配向膜AF1を形成する(図11(U11)参照)。
例えば、印刷法を用いて、配向膜AF1に用いる可溶性のポリイミドを含む膜を形成する。可溶性のポリイミドを含む膜を用いることにより、配向膜AF1を形成する際に第2の表示素子550(i,j)に加わる温度を、ポリアミック酸等のポリイミド前駆体を用いる方法に比べて低温化することができる。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の作製方法を提供することができる。
《第12のステップ》第12のステップにおいて、第1の表示素子750(i,j)を形成する(図11(U12)参照)。封止材705を用いて機能層520を間に挟むように基板770と基板570を貼り合わせる。基板770は、第2の電極752及び配向膜AF2を備える。また、基板570は、着色膜CF1と、遮光膜BMと、絶縁膜771と、機能膜770Pと、を有し、第1の表示素子750(i,j)と位置合わせされて貼り合わされている。第1の表示素子750(i,j)は、液晶材料を含む層753と、第1の電極751(i,j)および第2の電極752と、を備える。なお、第2の電極752は、第1の電極751(i,j)との間に液晶材料の配向を制御する電界が形成されるように配置される。
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、実施の形態4に示した作製方法と一部異なる例について説明を以下に行う。図14において、図2と同一の箇所には同じ符号を用いる。図14は作製途中の断面図を示しており、具体的には剥離膜が形成された基板500上に機能層520及び第2の表示素子550(i,j)を形成し、接合層505を用いて第2の基板570を貼り合わせた段階の断面図を示している。
実施の形態4では、タングステンからなる剥離膜が積層された基板を工程用基板に用いる例を示したが、本実施の形態では剥離膜510及び水素含有膜540が積層された基板500を工程用基板に用いる例を示す。
水素含有膜としては非晶質シリコン、窒化シリコンを用いればよい。また、水素含有膜として水素を多く含む酸化物半導体膜や、窒素及び水素を多く含む酸化物半導体膜を用いる。
剥離膜510としては有機物質のポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂若しくはアクリル樹脂等を用いる。中でもポリイミド樹脂は耐熱性(耐熱温度500℃程度)を有しており、後のトランジスタ工程での処理温度に耐えうる。
本実施の形態では、透光性を有する基板500上に非晶質シリコンからなる水素含有膜540を形成し、その上にポリイミド樹脂からなる剥離膜510を形成する。非晶質シリコン膜は選択的にエッチングして島状に配置してもよい。また、本実施の形態では、透光性を有する基板の剥離後に第1の電極751(i,j)を露出させる構成とすることが好ましいため、水素含有膜上に第1の電極751(i,j)を形成した後、ポリイミド樹脂からなる剥離膜を形成する。
水素含有膜は、第2の表示素子550(i,j)を形成し、接合層505を用いて第2の基板570を貼り合わせた後にレーザ照射工程で剥離膜と水素含有膜の界面で分離させる役割を果たす。分離は剥離膜と水素含有膜の界面に限定されず、水素含有膜の層内または水素含有膜と第1の電極751(i,j)の界面で起こり得る。
レーザ照射工程により、水素含有膜中の水素が気化して接触面積が小さくなることにより分離が発生する。
剥離膜及び水素含有膜が積層された基板500を工程用基板に用いた後の工程は、実施の形態4に従って、機能層520などを形成すればよい。
そして、基板500側から、水素含有膜にレーザ照射を行い、水素含有膜中の水素が気化させて分離を生じさせる。レーザ照射工程で用いるレーザ光の波長が効率よく水素含有膜に吸収されるようにレーザ条件や、水素含有膜の成膜条件などを調節することが好ましい。特に水素含有膜に酸化物半導体膜を用いる場合には膜が有色を呈するように成膜条件を適宜選択する。また、ポリイミド樹脂はエキシマレーザ光源からの光を吸収するため、射出されたレーザ光はほとんど吸収され、機能層520に含まれるトランジスタに対してレーザ光が照射されることを防いでいる。
その後、第1の電極751(i,j)表面の一部に水素含有膜が存在する場合には、ウェットエッチングまたはドライエッチングによって水素含有膜540を除去すればよい。水素含有膜として非晶質シリコンを用いる場合にはフッ素ガスを含むエッチングガスでドライエッチングすればよい。
そして、その後の工程も実施の形態4に従えば、表示パネルを得ることができる。
剥離膜510及び水素含有膜540が積層された基板500を工程用基板に用いる以外は、実施の形態4と同じであり、基板500は分離されるため、得られるデバイスはほぼ同じである。
また、本実施の形態では、基板500上に非晶質シリコンからなる水素含有膜540を形成し、その上にポリイミド樹脂からなる剥離膜510を形成する例を示したが、特に限定されない。また、基板500上に非晶質シリコンからなる水素含有膜540を形成し、その上に透光性を有する導電膜を形成して水素含有膜のみを剥離膜としてもよい。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
(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12を参照しながら説明する。
図12(A)は、情報処理装置200の構成を説明するブロック図である。図12(B)および図12(C)は、情報処理装置200の外観の一例を説明する投影図である。
<情報処理装置の構成例>本実施の形態で説明する情報処理装置200は、演算装置210と入出力装置220と、を有する(図12(A)参照)。
そして、演算装置210は、位置情報P1を供給され、画像情報Vおよび制御情報を供給する機能を備える。
入出力装置220は、位置情報P1を供給する機能を備え、画像情報Vおよび制御情報を供給される。
入出力装置220は、画像情報Vを表示する表示部230および位置情報P1を供給する入力部240を備える。
また、表示部230は、実施の形態1に示したように、第1の表示素子および第1の表示素子と重なる第2の表示素子を備える。また、第1の表示素子を駆動する第1の画素回路および第2の表示素子を駆動する第2の画素回路を備える。表示部230は、反射表示モードと、発光表示モードの2種類の表示手段を有する。
入力部240は、ポインタの位置を検知して、位置に基づいて決定された位置情報P1を供給する機能を備える。
演算装置210は、位置情報P1に基づいてポインタの移動速度を決定する機能を備える。
演算装置210は、画像情報Vのコントラストまたは明るさを移動速度に基づいて決定する機能を備える。
本実施の形態で説明する情報処理装置200は、位置情報P1を供給し、画像情報を供給される入出力装置220と、位置情報P1を供給され画像情報Vを供給する演算装置210と、を含んで構成され、演算装置210は、位置情報P1の移動速度に基づいて画像情報Vのコントラストまたは明るさを決定する機能を備える。
これにより、画像情報の表示位置を移動する際に、使用者の目に与える負担を軽減することができ、使用者の目にやさしい表示をすることができる。また、消費電力を低減し、直射日光等の明るい場所においても優れた視認性を提供できる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
<構成>本発明の一態様は、演算装置210または入出力装置220を備える。
《演算装置210》演算装置210は、演算部211および記憶部212を備える。また、伝送路214および入出力インターフェース215を備える(図12(A)参照)。
《演算部211》演算部211は、例えばプログラムを実行する機能を備える。例えば、CPUを用いることができる。
《記憶部212》記憶部212は、例えば演算部211が実行するプログラム、初期情報、設定情報または画像等を記憶する機能を有する。
具体的には、ハードディスク、フラッシュメモリ等を用いることができる。
《入出力インターフェース215、伝送路214》入出力インターフェース215は端子または配線を備え、情報を供給し、情報を供給される機能を備える。例えば、伝送路214と電気的に接続することができる。また、入出力装置220と電気的に接続することができる。
伝送路214は配線を備え、情報を供給し、情報を供給される機能を備える。例えば、入出力インターフェース215と電気的に接続することができる。また、演算部211、記憶部212または入出力インターフェース215と電気的に接続することができる。
《入出力装置220》入出力装置220は、表示部230、入力部240、検知部250または通信部290を備える。
《表示部230》表示部230は、表示領域231と、駆動回路GDと、駆動回路SDと、を有する。例えば、実施の形態1で説明する表示パネルを用いることができる。実施の形態1の表示パネルは、反射表示モードと、発光表示モードの2種類の表示手段を有し、適宜切り替えることができる。
表示領域231は、単数または複数の画素232(i,j)と、行方向に配設される画素232(i,j)と電気的に接続される走査線G1(i)および走査線G2(i)と、行方向と交差する列方向に配設される画素232(i,j)と電気的に接続される信号線S1(j)および信号線S2(j)と、を備える。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。
《駆動回路GD》駆動回路GD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。
一例を挙げれば、制御情報に基づいて、30Hz以上、好ましくは60Hz以上の頻度で一の走査線に選択信号を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。動画像をなめらかに表示する場合には、発光表示モードが適している。
例えば、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一の走査線に選択信号を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状態で静止画像を表示することができる。静止画像を表示する場合には、反射表示モードを用いて低消費電力での表示ができる。特に反射表示モードで用いる反射型表示素子として電子ペーパー装置を用いる場合、一度表示を行った後、ほとんど電力を消費することなく、静止画像を維持することができる。
また、例えば、複数の駆動回路を備える場合、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を、異ならせることができる。具体的には、動画像を滑らかに表示する領域に、静止画像をフリッカーが抑制された状態で表示する領域より高い頻度で選択信号を供給することができる。
《駆動回路SD》駆動回路SDは、画像情報Vに基づいて画像信号を供給する機能を有する。
《画素回路》第1の表示素子または第2の表示素子を駆動する機能を備える回路を画素回路に用いることができる。
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に用いることができる。
例えば、単数または複数のトランジスタをスイッチに用いることができる。または、並列に接続された複数のトランジスタ、直列に接続された複数のトランジスタ、直列と並列が組み合わされて接続された複数のトランジスタを、一のスイッチに用いることができる。
《入力部240》さまざまなヒューマンインターフェイス等を入力部240に用いることができる(図12(A)参照)。
例えば、キーボード、マウス、タッチセンサ、マイクまたはカメラ等を入力部240に用いることができる。なお、表示部230に重なる領域を備えるタッチセンサを用いることができる。表示部230と、該表示部230に重なるタッチセンサを備える入出力装置を合わせてタッチパネルということができる。
例えば、使用者は、タッチパネルに触れた指をポインタに用いて様々なジェスチャー(タップ、ドラッグ、スワイプまたはピンチイン等)をすることができる。
例えば、演算装置210は、タッチパネルに接触する指の位置または軌跡等の情報を解析し、解析結果が所定の条件を満たすとき、特定のジェスチャーが供給されたとすることができる。これにより、使用者は、所定のジェスチャーにあらかじめ関連付けられた所定の操作命令を、当該ジェスチャーを用いて供給できる。
一例を挙げれば、使用者は、画像情報の表示位置を変更する「スクロール命令」を、タッチパネルに沿ってタッチパネルに接触する指を移動するジェスチャーを用いて供給できる。
《検知部250》検知部250は、周囲の状態を検知して情報P2を取得する機能を備える。
例えば、カメラ、加速度センサ、方位センサ、圧力センサ、温度センサ、湿度センサ、照度センサまたはGPS(Global positioning System)信号受信回路等を、検知部250に用いることができる。
例えば、検知部250の照度センサが検知した周囲の明るさを、演算装置210が、所定の照度と比較して十分に明るいと判断した場合、画像情報を第1の表示素子750を使用して表示する。または、薄暗いと判断した場合、画像情報を第1の表示素子750および第2の表示素子550を使用して表示する。または、暗いと判断した場合、画像情報を第2の表示素子550を使用して表示する。
具体的には、反射型の液晶素子または/および有機EL素子を用いて、周囲の明るさに基づいて画像を表示する。
これにより、例えば、外光の強い環境において反射型の表示素子を用い、薄暗い環境において自発光型の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、消費電力が低減された、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
例えば、環境光の色度を検出する機能を備えるセンサを検知部250に用いることができる。具体的には、CCDカメラ等を用いることができる。これにより、例えば、検知部250が検出した環境光の色度に基づいて、ホワイトバランスの偏りを補うことができる。
具体的には、第1のステップにおいて、環境光のホワイトバランスの偏りを検知する。
第2のステップにおいて、第1の表示素子を用いて環境光を反射して表示する画像に不足する色の光の強さを予測する。
第3のステップにおいて、第1の表示素子を用いて環境光を反射し、第2の表示素子を用いて不足する色の光を補うように光を射出して、画像を表示する。
これにより、ホワイトバランスが偏った環境光を第1の表示素子が反射する光と、第2の表示素子が射出する光を用いて、ホワイトバランスの偏りが補正された表示をすることができる。その結果、消費電力が低減された、またはホワイトバランスが整えられた画像を表示することができる、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。
《通信部290》通信部290は、ネットワークに情報を供給し、ネットワークから情報を取得する機能を備える。
《所定のイベント》様々な命令に様々なイベントを関連付けることができる。
例えば、表示されている一の画像情報から他の画像情報に表示を切り替える「ページめくり命令」、一の画像情報の表示されている一部分の表示位置を移動して、一部分に連続する他の部分を表示する「スクロール命令」などがある。
例えば、マウス等のポインティング装置を用いて供給する、「クリック」や「ドラッグ」等のイベント、指等をポインタに用いてタッチパネルに供給する、「タップ」、「ドラッグ」または「スワイプ」等のイベントを用いることができる。
例えば、ポインタを用いて指し示すスライドバーの位置、スワイプの速度、ドラッグの速度等を用いて、さまざまな命令に引数を与えることができる。
具体的には、「ページめくり命令」を実行する際に用いるページをめくる速度などを決定する引数や、「スクロール命令」を実行する際に用いる表示位置を移動する速度などを決定する引数を与えることができる。
また、例えば、ページをめくる速度または/およびスクロール速度に応じて、表示の明るさ、コントラストまたは色味を変化してもよい。
具体的には、ページをめくる速度または/およびスクロール速度が所定の速度より速い場合に、速度と同期して表示の明るさが暗くなるように表示してもよい。
または、ページをめくる速度または/およびスクロール速度が所定の速度より速い場合に、速度と同期してコントラストが低下するように表示してもよい。
例えば、表示されている画像を目で追いかけ難い速度を、所定の速度に用いることができる。
また、画像情報に含まれる明るい階調の領域を暗い階調に近づけてコントラストを低下する方法を用いることができる。
また、画像情報に含まれる暗い階調の領域を明るい階調に近づけてコントラストを低下する方法を用いることができる。
具体的には、ページをめくる速度または/およびスクロール速度が所定の速度より速い場合に、速度と同期して黄色味が強くなるように表示してもよい。または、青みが弱くなるように表示してもよい。
ところで、検知部250を用いて情報処理装置の使用環境を検知して、検知された情報に基づいて、画像情報を生成してもよい。例えば、環境の明るさ等を検知して、画像情報の背景に使用者の嗜好に合わせた色を用いることができる(図12(B)参照)。
ところで、通信部290を用いて特定の空間に配信された情報を受信して、受信した情報に基づいて、画像情報を生成してもよい。例えば、学校または大学等の教室で配信される教材を受信して表示して、教科書に用いることができる。または、企業等の会議室で配信される資料を受信して表示することができる(図12(C)参照)。
これにより、情報処理装置200を使用する使用者に好適な環境を提供することができる。
《応用》表示部230は、飼い犬などの愛玩動物の首輪などに設置することができる(図12(D)参照)。表示部230に実施の形態1に示す表示パネルを用いることで、屋内、屋外問わず、明瞭な表示が可能である。日中の屋外において表示部230は反射表示モードで確認でき、夜間の屋内において表示部230は発光表示モードとすることが好ましい。
例えば、タッチセンサ、マイクまたはカメラ等を入力部240に用いることができる。なお、表示部230に重なる領域を備えるタッチセンサを用いることができる。
例えば、使用者は、表示部230に表示されるペットの体調管理や、認識番号などを確認することができる。昼夜を問わずペットに装着させておくことができ、主に反射型の表示モードとしておけば、バッテリーの持続時間を延ばすことができるため、長時間の使用を可能とする。また、GPSなどを搭載することにより、表示部230での位置確認も可能である。
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7)
電子ペーパー表示装置は反射型のディスプレイであるため、外光がないと表示を認識することが困難であるという欠点がある。
実施の形態1に示したデバイスは反射型液晶素子の反射電極に設けられた開口からEL素子の発光を取り出す構造となっている。本実施の形態ではツイストボールや電子インクに印加する電極に設けられた開口からEL素子の発光を取り出す構造とする。本構造においては開口部分と重なる領域とツイストボールや電子インクが重なるとEL素子からの光を遮断する恐れがあるため、開口部分と重なる領域には透光性を有する構造体754を設ける。構造体754は透光性を有する有機絶縁材料または無機絶縁材料を用いて形成すればよい。なお、構造体754は基板間隔保持材としても機能させることができる。
なお、ツイストボールとは、異なる色相を有する上下半球で構成された粒子である。また、電子インクは、有色帯電粒子とオイルをマイクロカプセルに充填させた粒子である。具体的には透明な液体と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径10μm以上200μm以下のマイクロカプセルを用いる。第1の電極と第2の電極との間に設けられるマイクロカプセルは、第1の電極と第2の電極によって、電場が与えられると、白い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。
ツイストボールや、マイクロカプセルなどを用いて、このような原理を応用した表示素子が電気泳動表示素子であり、一般的に電子ペーパー表示装置とよばれている。
本実施の形態では、カラーフィルタと白黒を表現するツイストボールとを組み合わせてフルカラー表示する方法を一例とする。なお、図15の構成に特に限定されず、シアン、マゼンダ、白色で着色された粒子を黄色で着色されたオイルに配置し、電圧を印加することで所望の色表示となるようにフルカラー表示する構成としてもよい。
図15の電子ペーパー表示装置は、ツイストボール表示方式を用いた表示装置の例である。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を第1の電極751(i,j)と第2の電極752の間に配置し、第1の電極及び第2の電極に電位差を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。
薄膜トランジスタSW1はトップゲート構造の薄膜トランジスタであり、薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極として機能する導電膜512Bは第1の電極751(i,j)と、開口部591Aを介して電気的に接続している。第1の電極751(i,j)と第2の電極752との間には黒色領域590a及び白色領域590bを有する球形粒子589が設けられている(図15参照。)。本実施の形態においては、第1の電極751(i,j)が画素電極に相当し、第2の電極752が共通電極に相当する。第2の電極752は、薄膜トランジスタSW1と同一基板上に設けられる共通電位線と電気的に接続される。開口部591Cを介して端子519Cと導電膜511Cが接続される接続部を用いて、一対の基板間に配置される導電体CPを介して第2の電極752と共通電位線とを電気的に接続することができる。
また、ツイストボールの代わりに、マイクロカプセルを用いた電気泳動素子や電子粉粒体(登録商標)を用いることも可能である。
電気泳動表示素子は、液晶表示素子に比べて反射率が高いため、補助ライトは不要であり、偏光板も不要であり、また消費電力が小さく、薄暗い場所でも表示部を認識することが可能である。また、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示した像を保持することが可能であるため、電波発信源から表示機能付き半導体装置(単に表示装置、又は表示装置を具備する半導体装置ともいう)を遠ざけた場合であっても、表示された像を保存しておくことが可能となる。
また、図15の電子ペーパー表示装置は、外光がほとんどなく暗い場所においては、有機EL素子を用いての表示をすることができる。有機EL素子の発光は、構造体754を通過して外に取り出される。電気泳動表示素子と有機EL素子は、それぞれ駆動回路を有しており、独立して表示を行うことができる。また、同時に駆動させることもでき、例えば、電気泳動表示素子に電圧を印加して全面黒とした状態で有機EL素子の表示を行うと、明瞭な表示画像が得やすい。
本実施の形態に例示された電子ペーパー表示装置は本発明の一態様の薄膜トランジスタを搭載しているため、オン電流が大きく、高速な動作が可能である。
また、電子ペーパー表示装置において、電気泳動表示素子を駆動させる場合には高い電圧を加えるため、薄膜トランジスタの耐圧が高いことが好ましい。従って、チャネル形成領域に接するLDD領域またはオフセット領域などを設けて薄膜トランジスタの耐圧を高くする構成とする。
また、本実施の形態は他の実施の形態と組み合わせることができる。
(実施の形態8)本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネルを有する表示モジュール及び電子機器について、図13を用いて説明を行う。
図13(A)乃至図13(G)は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体5000、表示部5001、スピーカ5003、LEDランプ5004、操作キー5005(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続端子5006、センサ5007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン5008、等を有することができる。
図13(A)はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ5009、赤外線ポート5010、等を有することができる。図13(B)は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置(たとえば、DVD再生装置)であり、上述したものの他に、第2表示部5002、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図13(C)はスマートウオッチである。
図13(C)は、筐体7302、表示パネル7304、操作ボタン7311、7312、接続端子7313、バンド7321、留め金7322、等を有する。
ベゼル部分を兼ねる筐体7302に搭載された表示パネル7304は、非矩形状の表示領域を有している。表示パネル7304は、図13(C)に示したように円形に限定されず、例えば、楕円形、五角形以上の多角形など様々な上面形状をとることができる。なお、表示パネル7304としては、矩形状の表示領域としてもよい。表示パネル7304は、時刻を表すアイコン7305、その他のアイコン7306等を表示することができる。
筐体7302の材料としては、合金、プラスチック、セラミックス、炭素繊維を含む材料を用いることができる。炭素繊維を含む材料としては、炭素繊維強化樹脂複合材(Carbon Fiber Reinforced Plastics:CFRP)が軽量であり、且つ、腐食しない利点があるが黒色であり、外観やデザインが限られる。また、CFRPは強化プラスチックの一種とも言え、強化プラスチックはガラス繊維を用いてもよいし、ケブラーを用いたKFRPを用いてもよい。強い衝撃を受けた場合、合金と比較して繊維は樹脂から剥離する恐れがあるため、合金が好ましい。合金としては、アルミニウム合金やマグネシウム合金が挙げられるが、中でもジルコニウムと銅とニッケルとチタンを含む非晶質合金(金属ガラスとも呼ばれる)が弾性強度の点で優れている。この非晶質合金は、室温においてガラス遷移領域を有する非晶質合金であり、バルク凝固非晶質合金とも呼ばれ、実質的に非晶質原子構造を有する合金である。凝固鋳造法により、少なくとも一つの筐体の鋳型内に合金材料が鋳込まれ、凝固させて一部の筐体をバルク凝固非晶質合金で形成する。非晶質合金は、ジルコニウム、銅、ニッケル、チタン以外にもベリリウム、シリコン、ニオブ、ボロン、ガリウム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、コバルト、イットリウム、バナジウム、リン、炭素などを含んでもよい。なお、合金とは、単一の固体相構造を有する完全固溶体合金と、2つ以上の相を有する部分溶体の両方を含むこととする。筐体7302に非晶質合金を用いることで高い弾性を有する筐体を実現できる。
なお、図13(C)に示すスマートウオッチは、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。
また、筐体7302の内部に、スピーカ、センサ(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン等を有することができる。なお、スマートウオッチは、発光素子をその表示パネル7304に用いることにより作製することができる。
図13(D)は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図13(E)はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ5014、シャッターボタン5015、受像部5016、等を有することができる。図13(F)は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、第2表示部5002、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図13(G)は持ち運び型テレビ受像器であり、上述したものの他に、信号の送受信が可能な充電器5017、等を有することができる。
図13(A)乃至図13(G)に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体(外部又はカメラに内蔵)に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図13(A)乃至図13(G)に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。
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9)本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネルを有する電子機器について、図16及び図17を用いて説明を行う。
図16(A)は携帯情報端末の一例を示す斜視図である。携帯情報端末においては広い面積の表示が求められる一方、持ち運びや収納するために小型であることが望まれる。表示部602においては、可撓性を有する表示部となっており、折りたたむことができる。図16(B)に折りたたむ途中の斜視図を示す。
携帯情報端末の筐体600には表示部601を有しており、表示部602との間隔が広いと画像が一部切れてしまうため、表示部601は狭額縁化が望ましい。本実施の形態では、表示装置の駆動回路に用いるトランジスタの構造をS−Channel構造とすることでチャネル幅Wを狭くすることができるため、駆動回路の面積を縮小でき、例えば、0.5mm、好ましくは0.3mmといった幅にまで駆動回路の幅を狭くして、さらなる狭額縁化を実現できる。
携帯情報端末の筐体600の材料としては、合金、プラスチック、セラミックス、炭素繊維を含む材料を用いることができる。合金としては、アルミニウム合金やマグネシウム合金が挙げられるが、中でもジルコニウムと銅とニッケルとチタンを含む非晶質合金が弾性強度の点で優れている。携帯情報端末は、強い衝撃に耐えうることが望まれているため、携帯情報端末の筐体600の材料として合金を用い、表示部601、602に用いる全ての基板をプラスチックフィルムとすると、割れる部材がほとんどないため、落下などの衝撃に耐える携帯情報端末とすることができる。
また、表示部602には折り曲げの補助材として背面板603、604が設けられている。筐体600と背面板603は接続部材で繋げられている構成とする。また、背面板604は一部に磁石などによって筐体600と固定または脱着できるようにする箇所を設けることが好ましい。
また、図17(A)は携帯情報端末を折り畳んだ状態の斜視図を示している。また、図17(B)は背面板604を見た場合の斜視図を示している。
また、図17(C)は携帯情報端末の断面図の一例を示している。
なお、表示部601と表示部602は異なる構成の表示装置を用いてもよく、例えば、実施の形態1に示した表示装置を表示部601に用い、実施の形態7に示した電子ペーパー表示装置を表示部602に用いてもよい。特に実施の形態1においては液晶表示素子を用いるため、表示部602のように折り曲げるとセルギャップが変化して表示が困難となる場合がある。また、表示部602をタッチ入力パネルとする場合においても、実施の形態1に示す表示装置は、指などで画面を押した時、液晶表示素子のセルギャップが変化して表示に乱れが生じる恐れがある。従って、セルギャップの影響を受けにくい電子ペーパー表示装置を表示部602に用いることは有用である。また、表示部601はメインディスプレイとして利用するため、外光の有無にかかわらず、良好な表示が得られる実施の形態1に示したEL素子と液晶素子の両方を有する表示装置とすることが好ましく、外光を利用する場合には反射型液晶素子を利用するため、低消費電力とすることができ、携帯情報端末として有用である。
本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
AF1 配向膜
AF2 配向膜
C1 容量素子
C2 容量素子
CF1 着色膜
G1 走査線
G2 走査線
KB1 構造体
S1 信号線
S2 信号線
SW1 スイッチ
SW2 スイッチ
ANO 配線
CSCOM 配線
VCOM1 配線
VCOM2 配線
70 トランジスタ
71 トランジスタ
72 基板
73 導電膜
73a 導電膜
73b 導電膜
74 絶縁膜
75 半導体膜
76 絶縁膜
77 導電膜
77a 導電膜
77b 導電膜
78 絶縁膜
79 絶縁膜
80 導電膜
81 導電膜
82 チャネル形成領域
83 LDD領域
84 不純物領域
85 導電膜
86 半導体膜
87a 導電膜
87b 導電膜
88 導電膜
89 導電膜
90 チャネル形成領域
91 不純物領域
93 開口
94 開口
95 開口
96 開口
200 情報処理装置
210 演算装置
211 演算部
212 記憶部
214 伝送路
215 入出力インターフェース
220 入出力装置
230 表示部
231 表示領域
232 画素
240 入力部
250 検知部
290 通信部
500 基板
501C 第2の絶縁膜
504 導電膜
505 接合層
506 絶縁膜
508 半導体膜
510 剥離膜
511B 導電膜
511C 導電膜
512A 導電膜
512B 導電膜
516 絶縁膜
517 導電膜
518 絶縁膜
519B 端子
519C 端子
519D 導電膜
520 機能層
521 絶縁膜
522 接続部
524 導電膜
528 絶縁膜
530 画素回路
540 水素含有膜
550 表示素子
551 電極
552 電極
553 発光性の有機化合物を含む層
570 基板
571 電極
589 球形粒子
590a 黒色領域
590b 白色領域
591A 開口部
591B 開口部
591C 開口部
600 筐体
601 表示部
602 表示部
603 背面板
604 背面板
700 表示パネル
702 画素
705 封止材
750 表示素子
751 電極
751H 開口部
752 電極
753 液晶材料を含む層
754 構造体
770 基板
770P 機能膜
771 絶縁膜

Claims (3)

  1. 第1の基板と、
    前記第1の基板の下方に位置する第1の表示素子と、
    前記第1の表示素子の下方に位置する絶縁膜と、
    前記絶縁膜の下方に位置する駆動回路と、
    前記絶縁膜の下方に位置し、信号線を介して前記駆動回路と電気的に接続された画素回路と、
    前記画素回路の下方に位置する第2の表示素子と、
    前記第2の表示素子の下方に位置する第2の基板と、を有し、
    記画素回路は、前記第1の表示素子と電気的に接続され、チャネル形成領域にシリコンを含む第1のトランジスタと、前記第2の表示素子と電気的に接続され、チャネル形成領域にシリコンを含む第2のトランジスタとを有し、
    前記絶縁膜は、前記第1の表示素子の第1の電極と、前記第1のトランジスタのソース電極又はドレイン電極とを電気的に接続するための開口部を有し、
    前記第2の表示素子と、前記第2の基板と、の間に有機材料を含む層を有する表示パネル。
  2. 請求項1において、
    前記有機材料を含む層は、前記第2の表示素子及び前記画素回路と、前記第2の基板と、を貼り合わせる機能を有する表示パネル。
  3. 請求項1又は2において、
    前記第1の表示素子の第1の電極と、前記第1のトランジスタのソース電極又はドレイン電極と、は、前記第1のトランジスタのゲート電極と同層の導電層を介して電気的に接続される表示パネル。
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