KR20220038496A - 표시 장치 및 전자 기기 - Google Patents
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Abstract
터치 센서 기능과 지문 인증 기능의 양쪽을 갖는 표시 장치를 제공한다. 표시 장치는 제 1 표시 영역과 제 2 표시 영역을 포함한다. 제 1 표시 영역과 제 2 표시 영역은 접하여 제공된다. 제 1 표시 영역은 복수의 제 1 발광 소자와 복수의 제 1 수광 소자를 포함한다. 제 2 표시 영역은 복수의 제 2 발광 소자와 복수의 제 2 수광 소자를 포함한다. 제 1 수광 소자는 제 1 발광 소자로부터 방출되는 제 1 광을 수광하는 기능을 갖는다. 제 2 수광 소자는 제 2 발광 소자로부터 방출되는 제 2 광을 수광하는 기능을 갖는다. 제 1 발광 소자와 제 1 수광 소자는 제 1 표시 영역에 각각 매트릭스상으로 배열된다. 제 2 발광 소자와 제 2 수광 소자는 제 2 표시 영역에 각각 매트릭스상으로 배열된다. 제 2 수광 소자는 제 1 수광 소자보다 높은 밀도로 배열된다.
Description
본 발명의 일 형태는 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 형태는 전자 기기에 관한 것이다.
또한 본 발명의 일 형태는 상기 기술분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에서 개시(開示)하는 본 발명의 일 형태의 기술분야로서는, 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 기억 장치, 전자 기기, 조명 장치, 입력 장치, 입출력 장치, 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법을 일례로서 들 수 있다. 반도체 장치란 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치 전반을 가리킨다.
근년, 스마트폰 등의 휴대 전화, 태블릿형 정보 단말기, 노트북형 PC(퍼스널 컴퓨터) 등의 정보 단말기가 널리 보급되고 있다. 이와 같은 정보 단말기는 개인 정보 등을 포함하는 경우가 많기 때문에, 부정 이용을 방지하기 위한 다양한 인증 기술이 개발되고 있다.
예를 들어 특허문헌 1에는, 푸시 버튼 스위치부에 지문 센서를 포함하는 전자 기기가 개시되어 있다.
본 발명의 일 형태는 광 검출 기능을 갖는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 지문 인증으로 대표되는 생체 인증이 가능한 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 터치 센서 기능과 지문 인증 기능의 양쪽을 갖는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한 본 발명의 일 형태는 편의성이 높은 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 다기능 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 전자 기기의 부품 점수를 삭감하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 표시 면적의 비율이 높은 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 사용하기 쉬운 전자 기기의 지문 인증 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 지문 인증을 실행하는 경우에 사용자가 번거롭다고 느끼기 어려운 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것이 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 또한 이들 외의 과제는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재에서 추출될 수 있다.
본 발명의 일 형태는 제 1 표시 영역과 제 2 표시 영역을 포함하는 표시 장치이다. 제 1 표시 영역과 제 2 표시 영역은 접하여 제공된다. 제 1 표시 영역은 복수의 제 1 발광 소자와 복수의 제 1 수광 소자를 포함한다. 제 2 표시 영역은 복수의 제 2 발광 소자와 복수의 제 2 수광 소자를 포함한다. 제 1 수광 소자는 제 1 발광 소자로부터 방출되는 제 1 광을 수광하는 기능을 갖는다. 제 2 수광 소자는 제 2 발광 소자로부터 방출되는 제 2 광을 수광하는 기능을 갖는다. 제 1 발광 소자와 제 1 수광 소자는 제 1 표시 영역에 각각 매트릭스상으로 배열된다. 제 2 발광 소자와 제 2 수광 소자는 제 2 표시 영역에 각각 매트릭스상으로 배열된다. 제 2 수광 소자는 제 1 수광 소자보다 높은 밀도로 배열된다.
또한 상기에서, 제 1 발광 소자는 제 2 발광 소자보다 높은 밀도로 배열되는 것이 바람직하다.
또한 상기에서, 제 1 수광 소자와 제 2 수광 소자는 각각 동일한 유기 화합물을 포함한 활성층을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 제 1 발광 소자와 제 2 발광 소자는 각각 동일한 유기 화합물을 포함한 발광층을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기에서, 제 1 수광 소자 및 제 2 수광 소자는 각각 제 1 화소 전극과, 활성층과, 공통 전극이 적층된 적층 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또한 제 1 발광 소자 및 제 2 발광 소자는 각각 제 2 화소 전극과, 발광층과, 공통 전극이 적층된 적층 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이때, 제 1 화소 전극과 제 2 화소 전극은 동일한 면 위에 제공되고, 활성층과 발광층은 각각 다른 유기 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기에서, 공통 전극은 제 1 전위가 공급되는 기능을 갖고, 제 1 화소 전극은 제 1 전위보다 낮은 제 2 전위가 공급되는 기능을 갖고, 제 2 화소 전극은 제 1 전위보다 높은 제 3 전위가 공급되는 기능을 갖는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 일 형태는 상기 중 어느 것의 표시 장치와 하우징을 포함하는 전자 기기이다. 하우징은 제 1 면과 제 2 면을 포함한다. 제 1 면과 제 2 면은 연속하여 제공되고, 또한 법선 방향이 다르다. 또한 제 1 표시 영역은 제 1 면을 따라 제공되고, 제 2 표시 영역은 제 2 면을 따라 제공된다.
또한 상기에서, 제 2 면은 곡면을 갖는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 일 형태는 상기 중 어느 것의 표시 장치와 하우징을 포함하는 전자 기기이다. 하우징은 제 1 표시 영역 및 제 2 표시 영역을 둘러싸는 베젤을 포함한다. 이때, 제 2 표시 영역은 베젤의 내부 윤곽의 일부를 따라 제공되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 일 형태는 상기 중 어느 것의 표시 장치와 하우징을 포함하는 전자 기기이다. 하우징은 제 1 표시 영역 및 제 2 표시 영역을 둘러싸는 베젤을 포함한다. 베젤은 내부 윤곽이 사각형 또는 모서리가 둥근 사각형을 갖는다. 이때, 제 2 표시 영역은 내부 윤곽의 인접한 2변과 접하여 제공되는 것이 바람직하다.
또한 상기에서, 제 1 표시 영역은 지문을 촬상하는 기능을 갖고, 제 2 표시 영역은 터치 센서 기능을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 의하여 광 검출 기능을 갖는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 지문 인증으로 대표되는 생체 인증이 가능한 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 터치 센서 기능과 지문 인증 기능의 양쪽을 갖는 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태는 편의성이 높은 전자 기기를 제공할 수 있다. 또는 다기능 전자 기기를 제공할 수 있다. 또는 전자 기기의 부품 점수를 삭감할 수 있다. 또는 표시 면적의 비율이 높은 전자 기기를 제공할 수 있다. 또는 사용하기 쉬운 전자 기기의 지문 인증 방법을 제공할 수 있다. 또는 지문 인증을 실행하는 경우에 사용자가 번거롭다고 느끼기 어려운 전자 기기를 제공할 수 있다.
또한 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것이 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 효과 모두를 반드시 가질 필요는 없다. 또한 이들 외의 효과는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재에서 추출될 수 있다.
도 1의 (A)는 전자 기기의 구성예를 나타낸 도면이다. 도 1의 (B) 내지 (E)는 화소의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 2의 (A) 내지 (D)는 화소의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 3의 (A) 내지 (C)는 화소의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 4의 (A) 및 (B)는 화소의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 5의 (A) 및 (B)는 화소의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 6의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 7의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 8의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 9의 (A), (B), (D)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다. 도 9의 (C) 및 (E)는 화상의 예를 나타낸 도면이다.
도 10의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 11의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 12의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 13의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 14의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 15의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 16은 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 17은 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 18의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 19의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 20은 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 21의 (A) 및 (B)는 화소 회로의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 2의 (A) 내지 (D)는 화소의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 3의 (A) 내지 (C)는 화소의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 4의 (A) 및 (B)는 화소의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 5의 (A) 및 (B)는 화소의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 6의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 7의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 8의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 9의 (A), (B), (D)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다. 도 9의 (C) 및 (E)는 화상의 예를 나타낸 도면이다.
도 10의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 11의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 12의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 13의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 14의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 15의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 16은 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 17은 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 18의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 19의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 20은 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 21의 (A) 및 (B)는 화소 회로의 구성예를 나타낸 도면이다.
이하에서 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 다만 실시형태는 많은 상이한 형태로 실시할 수 있고, 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서 본 발명은 이하의 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
또한 이하에서 설명하는 발명의 구성에서, 동일한 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면 사이에서 공통적으로 사용하고, 그 반복적인 설명은 생략한다. 또한 같은 기능을 갖는 부분을 가리키는 경우에는, 해치 패턴을 동일하게 하고, 특별히 부호를 붙이지 않는 경우가 있다.
또한 본 명세서에서 설명하는 각 도면에서, 각 구성 요소의 크기, 층의 두께, 또는 영역은 명료화를 위하여 과장되어 있는 경우가 있다. 따라서 그 스케일에 반드시 한정되는 것은 아니다.
또한 본 명세서 등에서 "제 1", "제 2" 등의 서수사는 구성 요소의 혼동을 피하기 위하여 붙인 것이며, 수적으로 한정하는 것이 아니다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 표시 장치 및 표시 장치를 포함하는 전자 기기에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 복수의 표시 소자와 복수의 수광 소자(수광 디바이스라고도 함)를 포함한다. 표시 소자는 발광 소자(발광 디바이스라고도 함)인 것이 바람직하다. 수광 소자는 광전 변환 소자인 것이 바람직하다.
표시 장치는 매트릭스상으로 배열된 표시 소자에 의하여, 표시면 측에 화상을 표시하는 기능을 갖는다.
또한 표시 장치는 표시면에 접촉되거나 접근하는 물체를 촬상할 수 있다. 예를 들어 표시 소자로부터 방출된 광의 일부는 상기 물체에 의하여 반사되고, 그 반사광이 수광 소자에 입사한다. 또한 수광 소자는 입사하는 광의 강도에 따른 전기 신호를 출력할 수 있다. 그러므로 표시 장치가 매트릭스상으로 배열된 복수의 수광 소자를 포함함으로써, 물체의 위치 정보나 형상을 데이터로서 취득(촬상이라고도 함)할 수 있다. 즉 표시 장치는 이미지 센서 패널, 터치 센서 패널 등으로서 기능할 수 있다.
또한 표시 장치는 제 1 표시 영역(제 1 표시부라고도 함)과 제 2 표시 영역(제 2 표시부라고도 함)이 인접하여(접하여) 제공되는 구성을 갖는다. 제 1 표시 영역에는 제 1 표시 소자와 제 1 수광 소자가 각각 매트릭스상으로 배열된다. 또한 제 2 표시 영역에는 제 2 표시 소자와 제 2 수광 소자가 각각 매트릭스상으로 배열된다. 제 1 표시 소자와 제 2 표시 소자는 동일한 공정으로 형성될 수 있다.
여기서, 제 2 표시 영역에 제공되는 제 2 수광 소자는, 제 1 표시 영역에 제공되는 제 1 수광 소자보다 높은 밀도로 배열되는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 제 2 표시 영역에서는 제 1 표시 영역보다 정세도가 높은 화상을 촬상할 수 있다. 한편, 제 1 표시 영역은 제 2 표시 영역보다 정세도는 낮지만, 촬상에 걸리는 시간을 단축할 수 있고, 고속 동작을 실현할 수 있다.
예를 들어 제 2 표시 영역에서는 정세도가 높은 화상을 촬상할 수 있기 때문에, 제 2 표시 영역을 지문 인증이나 장문 인증 등의 생체 인증을 위한 촬상에 적합하게 사용할 수 있다. 한편, 제 1 표시 영역에서는 고속 동작이 가능하기 때문에, 제 1 표시 영역을 터치 센서 패널(근접 센서 패널, 니어 터치(near touch) 센서 패널을 포함함)로서 적합하게 사용할 수 있다. 또한 제 2 표시 영역도 터치 센서 패널의 기능을 가질 수 있다.
이와 같은 제 1 표시 영역과 제 2 표시 영역을 포함하는 표시 장치를 전자 기기에 적용할 수 있다. 이때, 전자 기기의 표시부 중, 제 2 표시 영역이 할당된 일부에 지문 인증 기능을 부여하고, 제 1 표시 영역이 할당된 다른 부분에 터치 패널 기능을 부여할 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 2개의 기능을 하나의 표시 장치로 실현할 수 있기 때문에, 부품 점수를 삭감할 수 있고, 다기능화가 용이해진다는 등의 효과를 갖는다.
전자 기기의 표시부에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용하는 경우, 지문 인증 기능을 갖는 제 2 영역을 표시부의 윤곽의 일부와 접하여 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어 사용자가 전자 기기를 들었을 때 사용자의 손가락이 자연스럽게 접촉되기 쉬운 위치에 제 2 영역을 배치함으로써, 사용자가 전자 기기를 듦과 동시에 사용자에게 의식시키는 일 없이 인증 동작을 실행할 수 있다. 그러므로 안전성을 저하시키지 않고 편의성이 높은 전자 기기를 실현할 수 있다. 사용자의 손가락이 자연스럽게 접촉되기 쉬운 위치로서는, 표시부를 둘러싸는 베젤의 내부 윤곽의 일부를 따르는 영역을 들 수 있다. 또한 전자 기기를 하우징의 상면으로부터 측면에 걸쳐 표시부를 포함하는 구성으로 하고, 그 측면 부분에 제 2 영역을 배치하는 것이 바람직하다.
여기서, 본 명세서 등에서, 테두리 형상의 물체를 평면에서 보았을 때, 바깥쪽 윤곽을 외부 윤곽이라고 부르고, 안쪽 윤곽을 내부 윤곽이라고 부르는 것으로 한다. 또한 테두리 형상의 물체란, 평면에서 보았을 때, 물체의 윤곽(외부 윤곽)의 내측에 적어도 하나의 개구를 갖는 물체를 가리킨다. 즉 내부 윤곽이란, 평면에서 보았을 때, 테두리 형상의 물체가 갖는 개구의 가장자리를 따르는 폐곡선을 가리킨다고도 할 수 있다.
표시 소자로서 발광 소자를 사용하는 경우에는, OLED(Organic Light Emitting Diode)나 QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode) 등의 EL 소자를 사용하는 것이 바람직하다. EL 소자에 포함되는 발광 물질로서는, 형광을 발하는 물질(형광 재료), 인광을 발하는 물질(인광 재료), 열 활성화 지연 형광을 나타내는 물질(열 활성화 지연 형광(Thermally activated delayed fluorescence: TADF) 재료), 무기 화합물(퀀텀닷(quantum dot) 재료 등) 등을 들 수 있다. 또한 발광 소자로서 마이크로 LED(Light Emitting Diode) 등의 LED를 사용할 수도 있다.
수광 소자로서는, 예를 들어 pn형 또는 pin형 포토다이오드를 사용할 수 있다. 수광 소자는 수광 소자에 입사하는 광을 검출하고 전하를 발생시키는 광전 변환 소자로서 기능한다. 광전 변환 소자는 입사하는 광의 양에 따라 발생하는 전하량이 결정된다. 특히 수광 소자로서, 유기 화합물을 포함한 층을 포함하는 유기 포토다이오드를 사용하는 것이 바람직하다. 유기 포토다이오드는 박형화, 경량화, 및 대면적화가 용이하고, 또한 형상 및 디자인의 자유도가 높기 때문에, 다양한 표시 장치에 적용할 수 있다.
발광 소자는 예를 들어 한 쌍의 전극 사이에 발광층을 포함하는 적층 구조를 가질 수 있다. 또한 수광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 활성층을 포함하는 적층 구조를 가질 수 있다. 수광 소자의 활성층에는 반도체 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어 실리콘 등의 무기 반도체 재료를 사용할 수 있다.
또한 수광 소자의 활성층에 유기 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 발광 소자와 수광 소자의 한쪽 전극(화소 전극이라고도 함)을 동일한 면 위에 제공하는 것이 바람직하다. 또한 발광 소자와 수광 소자의 다른 쪽 전극을 연속한 하나의 도전층으로 형성되는 전극(공통 전극이라고도 함)으로 하는 것이 더 바람직하다. 또한 발광 소자와 수광 소자가 공통층을 포함하는 것이 더 바람직하다. 이에 의하여, 발광 소자와 수광 소자를 제작하는 경우에 제작 공정의 일부를 공통화할 수 있기 때문에, 제작 공정을 간략화할 수 있고, 제조 비용을 절감하고 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 더 구체적인 예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[전자 기기의 구성예 1]
도 1의 (A)는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 포함하는 전자 기기(10)의 개략도이다.
전자 기기(10)는 표시부(11a), 표시부(11b), 하우징(12), 스피커(13), 및 마이크로폰(14) 등을 포함한다. 전자 기기(10)는 휴대 정보 단말기로서 사용할 수 있다. 전자 기기(10)는 예를 들어 스마트폰으로서 사용할 수 있다.
하우징(12)은 판 형상을 갖는다. 하우징(12)의 상면인 제 1 면을 따라 표시부(11a)가 제공되어 있다. 또한 하우징(12)의 하나의 측면인 제 2 면을 따라 표시부(11b)가 제공되어 있다. 여기서, 하우징(12)에서 표시부(11b)가 제공되는 제 2 면은 표시부(11a)가 제공되는 제 1 면과 연속하고, 곡면을 갖는 것이 바람직하다. 하우징(12)의 제 1 면에 제공되는 표시부(11a)의 법선 방향과, 하우징(12)의 제 2 면에 제공되는 표시부(11b)의 법선 방향은 다르다고도 할 수 있다. 표시부(11a)와 표시부(11b)는 연속하여 제공되어 있다.
표시부(11a)는 터치 패널로서 기능하고, 화상을 표시하는 기능과, 터치 조작(니어 터치 조작을 포함함)을 검출하는 기능을 갖는다. 표시부(11a)는 주화면(메인 화면)이라고 부를 수도 있다.
표시부(11b)는 화상을 표시하는 기능과, 지문 등의 촬상을 수행하는 기능을 갖는다. 표시부(11b)는 표시부(11a)와 마찬가지로 터치 패널 기능을 가져도 좋다. 표시부(11b)는 부화면(서브 화면)이라고 부를 수도 있다.
도 1의 (A)에는, 사용자가 전자 기기(10)를 든 상태로, 표시부(11a)를 손가락(30b)으로 조작하는 경우의 예를 나타내었다.
표시부(11b)는, 사용자가 하우징(12)을 들었을 때 손가락(30a)이 자연스럽게 접촉되는 위치에 제공되어 있다. 이때, 전자 기기(10)는 표시부(11b)에 접촉되는 손가락(30a)의 지문을 취득(촬상)하고, 지문 인증 처리를 실행할 수 있다. 이에 의하여, 사용자가 전자 기기(10)를 듦과 동시에 사용자에게 의식시키는 일 없이 인증 동작을 실행할 수 있다. 따라서 사용자가 전자 기기(10)를 들고 화면을 봤을 때는 인증이 이미 완료되고 잠금 상태가 해제되어 있어, 바로 사용할 수 있는 상태에 있기 때문에, 높은 안전성과 높은 편의성을 모두 갖는 전자 기기로 할 수 있다.
또한 도 1의 (A)에 나타낸 구성에서, 표시부(11b)는 왼손의 손가락(30a)이 접촉되는 위치에 제공되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 오른손의 손가락이 접촉되는 위치에 제공되어도 좋다. 전자 기기의 다른 구성에 대해서는 나중에 설명한다.
[화소의 구성예]
[구성예 1]
도 1의 (B)에 표시부(11a)에 포함되는 화소의 구성예를 나타내었다. 표시부(11a)는 복수의 화소(21a)와 복수의 화소(21b)를 포함한다. 또한 도 1의 (C)에 표시부(11b)에 포함되는 화소의 구성예를 나타내었다. 표시부(11b)는 복수의 화소(21b)를 포함한다. 화소(21b)는 수광 소자(23)를 포함하는 화소이다.
표시부(11a)에서는 화소(21a)와 화소(21b)가 매트릭스상으로 배열되어 있다. 도 1의 (B)에서는 2×2개의 화소 중 3개가 화소(21a)이고, 하나가 화소(21b)이다. 표시부(11a)는 이 2×2개의 화소를 하나의 유닛으로 하고, 상기 유닛이 매트릭스상으로 배열된 구성을 갖는다.
또한 하나의 유닛에 포함되는 화소의 개수는 2×2개에 한정되지 않는다. 예를 들어 a×b(a, b는 각각 독립적으로 2 이상의 정수(整數))개의 화소로 하나의 유닛을 구성하여도 좋다. 또한 하나의 유닛에서 세로 방향으로 배열되는 화소의 개수와 가로 방향으로 배열되는 화소의 개수가 달라도 좋다.
표시부(11a)를 터치 패널로서 사용하는 경우에는, 표시부(11a)에서의 화소(21b)의 세로 방향 및 가로 방향의 배열 간격(즉 하나의 유닛의 세로 방향과 가로 방향의 폭)을 각각 20mm 이하, 10mm 이하, 8mm 이하, 또는 6mm 이하로 하며, 화소(21a) 또는 화소(21b)의 폭의 2배 이상으로 함으로써, 감도가 높은 터치 패널을 실현할 수 있어 바람직하다. 또한 터치 센서의 구동 회로의 구성에 따라서는, 화소(21b)의 배열 간격을 20mm보다 크고 25mm 이하 또는 30mm 이하로 하여도 좋다. 화소(21b)의 배열 간격을 화소(21a)의 배열 간격보다 크게 함으로써, 판독에 걸리는 시간을 단축할 수 있기 때문에, 터치 패널의 고속 구동이 용이해지고, 매끄러운 터치 조작이 가능해진다.
도 1의 (D)에는 표시부(11a)에 포함되는 2×2개의 화소를 나타내었다. 화소(21a)는 표시 소자(22R), 표시 소자(22G), 및 표시 소자(22B)를 포함한다. 도 1의 (D)에서는 표시 소자(22R), 표시 소자(22G), 및 표시 소자(22B)가 1열로 배열(스트라이프 형상으로 배열된다고도 함)되어 있다. 화소(21b)는 표시 소자(22R), 표시 소자(22G), 표시 소자(22B), 및 수광 소자(23)를 포함한다. 도 1의 (D)에서는, 표시 소자(22R), 표시 소자(22G), 및 표시 소자(22B)가 1열로 배열되고, 수광 소자(23)가 그 아래쪽에 배치되어 있다.
또한 이하에서는 표시 소자(22R), 표시 소자(22G), 및 표시 소자(22B)를 통틀어 표시 소자(22)라고 부르는 경우가 있다.
도 1의 (E)에는 표시부(11b)에 포함되는 2×2개의 화소를 나타내었다. 여기서는, 표시부(11b)에 포함되는 화소(21b)가 표시부(11a)에 포함되는 화소(21b)와 같은 구성을 갖는 경우에 대하여 나타내었다.
도 1의 (B) 내지 (E)의 구성은 표시 소자(22)가 표시부(11a)와 표시부(11b)에서 같은 정세도로 배열된 예이다. 따라서 표시부(11a)와 표시부(11b)에서 같은 정세도로 화상을 표시할 수 있다. 표시부(11a)는 주된 표시면으로서 사용될 수 있기 때문에, 표시부(11a)는 표시부(11b)와 정세도가 같거나 표시부(11b)보다 정세도가 높은 것이 바람직하다.
한편, 수광 소자(23)에 주목하면, 표시부(11b)에서는 표시부(11a)보다 높은 밀도로 수광 소자(23)가 배열되어 있다. 따라서 표시부(11b)에서는 표시부(11a)보다 정세도가 높은 화상을 촬상할 수 있다.
예를 들어 표시부(11b)에서의 수광 소자(23)의 정세도(배열 밀도 등이라고도 함)는, 표시부(11b)에서의 표시 소자(22)의 정세도와 같거나 이보다 높은 것이 바람직하다. 이에 의하여, 정세도가 매우 높은 화상을 촬상할 수 있기 때문에, 지문 인증 등을 위한 촬상에 적합하다.
표시부(11b)에서의 수광 소자(23)의 정세도는 100ppi 이상, 바람직하게는 200ppi 이상, 더 바람직하게는 300ppi 이상, 더욱 바람직하게는 400ppi 이상이고, 2000ppi 이하 또는 1000ppi 이하 등으로 할 수 있다. 특히 200ppi 이상 500ppi 이하, 바람직하게는 300ppi 이상 500ppi 이하의 정세도로 수광 소자(23)를 배치함으로써, 지문의 촬상에 적합하게 사용할 수 있다. 수광 소자(23)의 정세도를 2000ppi보다 높게 하여도 좋지만, 정세도가 지나치게 높으면 촬상 처리나 인증 처리에 걸리는 시간이 길어지기 때문에, 편의성이 떨어지는 경우가 있다.
또한 화소의 구성은 이에 한정되지 않고, 다양한 배치 방법을 채용할 수 있다. 이하에서는, 상기와 다른 화소의 구성예에 대하여 설명한다.
[구성예 2]
도 2의 (A) 및 (B)에 각각 표시부(11a) 및 표시부(11b)에 포함되는 화소의 구성예를 나타내었다. 표시부(11a)는 화소(21a)와 화소(21b)를 포함한다. 표시부(11b)는 화소(21b)를 포함한다.
화소(21a)에서는, 표시 소자(22R)와 표시 소자(22G)가 세로 방향으로 교대로 배열되어 있다. 또한 표시 소자(22B)는 가로 방향으로 표시 소자(22R) 및 표시 소자(22G)와 나란히 제공되어 있다. 도 2의 (A)에는 표시 소자(22B)의 면적이 다른 표시 소자의 면적보다 큰 예를 나타내었지만, 표시 소자(22R) 또는 표시 소자(22G)의 면적을 다른 표시 소자의 면적보다 크게 할 수도 있다.
화소(21b)는 표시 소자(22R), 표시 소자(22G), 표시 소자(22B), 및 수광 소자(23)를 포함한다. 표시 소자(22R)와 표시 소자(22B)가 가로 방향으로 배열되고, 그 아래쪽에서 표시 소자(22G)와 수광 소자(23)가 가로 방향으로 배열되어 있다. 또한 표시 소자(22R), 표시 소자(22G), 표시 소자(22B), 및 수광 소자(23)의 위치는 적절히 서로 바꿀 수 있다.
[구성예 3]
도 2의 (C) 및 (D)에 각각 표시부(11a) 및 표시부(11b)에 포함되는 화소의 구성예를 나타내었다. 표시부(11a)는 화소(21a1), 화소(21a2), 및 화소(21b1)를 포함한다. 표시부(11b)는 화소(21b1) 및 화소(21b2)를 포함한다.
화소(21a1)는 가로 방향으로 나란히 배치된 표시 소자(22G)와 표시 소자(22R)를 포함한다. 화소(21a2)는 가로 방향으로 나란히 배치된 표시 소자(22G)와 표시 소자(22B)를 포함한다. 여기서, 표시 소자(22R)와 표시 소자(22B)는 각각 표시 소자(22G)보다 면적이 크다.
화소(21b1)는 표시 소자(22G)와, 표시 소자(22R)와, 수광 소자(23)를 포함한다. 표시 소자(22R)와 수광 소자(23)는 세로 방향으로 나란히 배치되어 있다. 또한 화소(21b2)는 표시 소자(22G)와, 표시 소자(22B)와, 수광 소자(23)를 포함한다. 표시 소자(22G)와 수광 소자(23)는 세로 방향으로 나란히 배치되어 있다.
도 2의 (C)에는 표시부(11a)가 화소(21b1)를 포함하는 예를 나타내었지만, 화소(21b2)를 포함하여도 좋고, 화소(21b1)와 화소(21b2)가 혼재된 구성을 가져도 좋다.
[구성예 4]
앞에서는, 수광 소자(23)를 포함하는 화소(화소(21b) 등)가 3개의 표시 소자에 더하여 수광 소자(23)를 포함하는 예를 나타내었지만, 3개의 표시 소자 중 어느 하나를 수광 소자(23)로 치환하는 구성으로 하여도 좋다.
도 3의 (A) 내지 (C)에는 각각 표시부(11a)에 제공할 수 있는 화소의 예를 나타내었다.
도 3의 (A)에 나타낸 화소(21a)는, 도 1의 (D)에서 예시한 화소(21a)와 같은 구성을 갖는다. 도 3의 (A)에 나타낸 화소(21b)에서는, 화소(21a)의 3개의 표시 소자 중 표시 소자(22B) 대신에 수광 소자(23)가 제공되어 있다.
도 3의 (B)에 나타낸 화소(21a)는, 도 2의 (A)에서 예시한 화소(21a)와 같은 구성을 갖는다. 도 3의 (B)에 나타낸 화소(21b)에서는, 화소(21a)의 3개의 표시 소자 중 표시 소자(22B) 대신에 수광 소자(23)가 제공되어 있다.
도 3의 (C)에 나타낸 화소(21a1) 및 화소(21a2)는 각각, 도 2의 (C)에서 예시한 화소(21a1) 및 화소(21a2)와 같은 구성을 갖는다. 도 3의 (C)에 나타낸 화소(21b)에서는, 화소(21a1)의 2개의 표시 소자 중 표시 소자(22B) 대신에 수광 소자(23)가 제공되어 있다.
도 3의 (A) 내지 (C)에 나타낸 구성으로 함으로써, 화소(21b)에 포함되는 수광 소자(23)의 면적을 크게 할 수 있기 때문에, 수광 감도를 향상시킬 수 있다.
또한 여기서 예시한 구성에서는, 수광 소자(23)를 포함하는 화소(21b)는 표시 소자(22B)를 포함하지 않기 때문에, 화상을 표시한 경우에 휘도의 정보가 부분적으로 부족할 우려가 있다. 이때, 화소(21b)의 주위의 화소에 포함되는 표시 소자(22B)가, 화소(21b)가 표시하여야 하는 휘도를 보완하도록 구동하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 위화감이 없는 화상을 표시할 수 있다.
[구성예 5]
표시부(11a)가 주화면으로서 기능하는 반면, 표시부(11b)는 부화면으로서 기능하기 때문에, 표시부(11b)는 풀 컬러 표시를 하지 않아도 되는 경우가 있다. 또한 표시부(11b)는 지문 등을 촬상하는 기능에 특화하고, 화상은 표시하지 않는 것도 가능하다. 이 경우, 표시부(11b)에 포함되는 화소는, 수광 소자와, 광원으로서 기능하는 하나 이상의 표시 소자를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
도 4의 (A)는 표시부(11b)에 적용할 수 있는 화소의 구성을 나타낸 것이다.
도 4의 (A)에는 4×4개의 화소(24)를 나타내었다. 화소(24)는 하나의 표시 소자(22G)와 하나의 수광 소자(23)를 포함한다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 수광 소자(23)의 면적을 크게 할 수 있기 때문에, 감도를 높일 수 있다.
도 4의 (B)는 도 4의 (A)와는 다른 화소의 구성예를 나타낸 것이다. 도 4의 (B)에는 2×2개의 유닛(25)을 나타내었다. 하나의 유닛(25)은 하나의 표시 소자(22G)와 4개의 수광 소자(23)를 포함한다. 표시 소자(22G)는 유닛(25)의 중심에 제공되고, 수광 소자(23)는 유닛(25)의 4개의 모서리에 하나씩 제공되어 있다. 여기서, 하나의 수광 소자(23)와 1/4개의 표시 소자(22G)로 하나의 화소(24)가 구성된다고도 할 수 있다.
도 4의 (B)에 나타낸 구성에서는, 수광 소자(23)의 정세도(배열 밀도)가 표시 소자(22G)의 배열 밀도의 2배이다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 정세도가 매우 높은 화상을 촬상할 수 있다.
또한 도 4의 (B)에서는, 4개의 수광 소자(23)가 인접하여 제공되고, 또한 수광 소자(23)와 표시 소자(22G)가 떨어져 제공되어 있다. 이와 같은 구성은 특히 표시 소자(22G)로서 유기 EL 소자를 사용하고, 수광 소자(23)로서 유기 포토다이오드를 사용한 경우에 적합하다. 예를 들어 수광 소자(23)를 구성하는 층을 증착법이나 잉크젯법 등으로 형성하는 경우에, 인접한 4개의 수광 소자(23)의 영역을 덮도록 형성할 수 있다. 또한 표시 소자(22G)를 구성하는 층과 수광 소자(23)를 구성하는 층을 메탈 마스크를 사용한 증착법이나 잉크젯법 등으로 따로따로 형성하는 경우에는, 표시 소자(22G)와 수광 소자(23)가 멀리 떨어져 있을수록 제작 수율을 높일 수 있다.
도 5의 (A) 및 (B)에는, 도 4의 (B)의 구성보다 제작 수율을 더 높일 수 있는 구성을 나타내었다.
도 5의 (A)에 나타낸 구성은, 도 4의 (B)에서의 표시 소자(22G) 및 수광 소자(23)를 각각 45° 회전시킨 것이다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 표시 소자(22G)와 수광 소자(23) 사이의 거리를 더 크게 할 수 있다.
도 5의 (B)에 나타낸 구성은, 도 4의 (B)에 나타낸 표시 소자(22G)를 45° 회전시키고, 또한 인접한 4개의 수광 소자(23)를 상대적인 위치는 변경하지 않고 45° 회전시킨 것이다. 도 5의 (B)에 나타낸 구성은, 8개의 수광 소자(23)가 하나의 표시 소자(22G)와 등간격으로 배치된 것이다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 도 4의 (B) 및 도 5의 (A)보다 표시 소자(22G)와 수광 소자(23) 사이의 거리를 크게 할 수 있다.
[전자 기기의 구성예 2]
이하에서는, 상기와 다른 전자 기기의 구성예에 대하여 설명한다.
[구성예 2-1]
도 6의 (A)에 전자 기기(10a)의 구성예를 나타내었다. 전자 기기(10a)는 한 쌍의 표시부(11b)를 포함한다는 점 및 하우징(12)의 형상이 도 1의 (A)에서 예시한 전자 기기(10)와 주로 다르다.
하우징(12)은 긴쪽 방향을 따르는 2개의 측면이 곡면 형상을 갖는다. 한 쌍의 표시부(11b)는 하우징(12)의 측면의 곡면을 따라 제공되어 있다. 또한 한 쌍의 표시부(11b)는 표시부(11a)를 사이에 두고 좌우 대칭으로 제공되어 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 전자 기기(10b)를 든 손이 오른손인 경우와 왼손인 경우의 어느 쪽에도 대응할 수 있다.
[구성예 2-2]
도 6의 (B)에 전자 기기(10b)의 구성예를 나타내었다. 전자 기기(10b)는 하우징(12)의 상면 측에 화면이 제공된 구성을 갖는다.
또한 도 6의 (B)에는, 전자 기기(10b)가 카메라(15), 광원(16), 물리 버튼(17), 및 물리 버튼(18)을 포함하는 예를 나타내었다.
표시부(11a)와 표시부(11b)는 이들을 둘러싸는 하우징(12)의 베젤의 내측에 제공되어 있다. 또한 표시부(11b)는 하우징(12)의 베젤의 내부 윤곽 중 아래쪽의 일부와 접하여 제공되어 있다. 또한 표시부(11b)는 표시부(11a)보다 면적이 작다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 주된 표시면으로서 기능하는 표시부(11a)의 면적을 크게 할 수 있어, 시인성, 일람성(一覽性), 및 편의성을 높일 수 있다. 또한 지문을 촬상할 수 있는 표시부(11b)를 화면의 아래쪽에 배치함으로써, 표시부(11b)의 표시 소자의 정세도를 낮게 한 경우에도, 위화감이 없는 표시를 수행할 수 있다.
[구성예 2-3]
도 7의 (A) 및 (B)에 태블릿형 전자 기기(10c)의 구성예를 나타내었다.
전자 기기(10c)의 하우징(12)은 표시부(11a) 및 표시부(11b)를 둘러싸는 베젤을 포함한다. 베젤은 내부 윤곽이 모서리가 둥근 사각형을 갖는다. 전자 기기(10c)에서는, 상기 베젤의 내부 윤곽을 따라 4개의 표시부(11b)가 제공되어 있다. 각 표시부(11b)는 베젤의 내부 윤곽의 모서리 부분에 제공되어 있다. 바꿔 말하면, 각 표시부(11b)는 베젤의 내부 윤곽의 인접한 2변과 접하여 제공되어 있다.
도 7의 (A)에는 전자 기기(10c)를 하우징(12)의 장변이 대략 수평이 되도록(가로 방향이라고도 함) 들고 사용하는 경우의 예를 나타내었다. 또한 도 7의 (B)에는 전자 기기(10c)를 하우징(12)의 단변이 대략 수평이 되도록(세로 방향이라고도 함) 들고 사용하는 경우의 예를 나타내었다. 이때, 전자 기기(10c)를 든 손(여기서는 왼손)의 손가락(30a)이 4개의 표시부(11b) 중 어느 것을 터치함으로써 지문이 촬상될 수 있다. 이와 같이, 하우징(12)의 베젤 내의 4개의 모서리에 표시부(11b)를 배치함으로써, 전자 기기(10c)를 회전시킨 경우, 그리고 좌우 어느 쪽의 손으로 전자 기기(10c)를 든 경우에도, 지문의 촬상을 확실하게 수행할 수 있다.
도 8의 (A)에는 전자 기기(10d)의 구성예를 나타내었다. 도 8의 (A)에 나타낸 바와 같이, 하우징(12)의 베젤 내에 표시부(11b)를 2개 배치하는 구성으로 하여도 좋다. 이때, 하우징(12)의 베젤의 내부 윤곽 중 한쪽 단변의 양쪽 단부에 위치하는 2개의 모서리 부분에 각각 표시부(11b)를 배치하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 전자 기기(10d)를 가로 방향으로 들고 사용하는 경우와 세로 방향으로 들고 사용하는 경우의 어느 쪽에서도, 표시부(11b)에서 지문의 촬상을 실행할 수 있다.
또한 도 8의 (A)에는 왼손으로 전자 기기(10d)를 든 예를 나타내었지만, 오른손으로 든 경우에는, 전자 기기(10d)를 180° 회전시키면 좋다.
도 8의 (B)에는 전자 기기(10e)의 구성예를 나타내었다. 전자 기기(10e)에서는, 하우징(12)의 베젤의 내부 윤곽 중 단변을 따르는 일부 영역에 하나의 표시부(11b)가 제공되어 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 상기 전자 기기(10d)와 마찬가지로, 전자 기기(10e)를 가로 방향으로 들고 사용하는 경우와 세로 방향으로 들고 사용하는 경우의 어느 쪽에서도, 표시부(11b)에서 지문의 촬상을 실행할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 구성예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 이하에서 예시하는 표시 장치는, 실시형태 1에서 예시한 전자 기기의 제 1 표시부 및 제 2 표시부에 적용할 수 있다.
이하에서 예시하는 표시 장치는 발광 소자와 수광 소자를 포함한다. 표시 장치는 화상을 표시하는 기능과, 피검출체로부터의 반사광을 사용하여 위치 검출을 수행하는 기능과, 피검출체로부터의 반사광을 사용하여 지문 등의 촬상을 수행하는 기능을 갖는다. 이하에서 예시하는 표시 장치는 터치 패널 기능과 지문 센서 기능을 갖는다고도 할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 제 1 광을 방출하는 발광 소자(발광 디바이스)와 상기 제 1 광을 수광하는 수광 소자(수광 디바이스)를 포함한다. 수광 소자는 광전 변환 소자인 것이 바람직하다. 제 1 광으로서는 가시광 또는 적외광을 사용할 수 있다. 제 1 광으로서 적외광을 사용하는 경우에는, 제 1 광을 방출하는 발광 소자 외에 가시광을 방출하는 발광 소자를 포함하는 구성으로 할 수 있다.
또한 표시 장치는 한 쌍의 기판(제 1 기판과 제 2 기판이라고도 함)을 포함한다. 발광 소자 및 수광 소자는 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 배치된다. 제 1 기판은 표시면 측에 위치하고, 제 2 기판은 표시면 측과는 반대 측에 위치한다.
발광 소자로부터 방출된 가시광은 제 1 기판을 통하여 외부에 방출된다. 표시 장치가 매트릭스상으로 배열된 복수의 상기 발광 소자를 포함함으로써, 화상을 표시할 수 있다.
또한 발광 소자로부터 방출된 제 1 광은 제 1 기판의 표면에 도달한다. 여기서, 제 1 기판의 표면에 물체가 접촉되면, 제 1 기판과 물체의 계면에서 제 1 광이 산란되고, 그 산란광의 일부가 수광 소자에 입사한다. 수광 소자는 제 1 광을 수광하면, 제 1 광을 그 강도에 따른 전기 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 표시 장치가 매트릭스상으로 배열된 복수의 수광 소자를 포함함으로써, 제 1 기판에 접촉된 물체의 위치 정보, 형상 등을 검출할 수 있다. 즉 표시 장치는 이미지 센서 패널, 터치 센서 패널 등으로서 기능할 수 있다.
또한 물체가 제 1 기판의 표면에 접촉되지 않는 경우에도, 제 1 기판을 투과한 제 1 광이 물체의 표면에서 반사 또는 산란되고, 그 반사광 또는 산란광이 제 1 기판을 통하여 수광 소자에 입사한다. 그러므로 표시 장치는 비접촉형 터치 센서 패널(니어 터치 패널이라고도 함)로서 사용될 수도 있다.
제 1 광으로서 가시광을 사용하는 경우에는, 화상의 표시에 사용한 제 1 광을 터치 센서의 광원으로서 사용할 수 있다. 이때, 발광 소자는 표시 소자로서의 기능과 광원으로서의 기능을 겸비하기 때문에, 표시 장치의 구성을 간략화할 수 있다. 한편, 제 1 광으로서 적외광을 사용하는 경우에는, 사용자에게 시인되지 않기 때문에, 표시 화상의 시인성을 저하시키지 않고, 수광 소자에 의한 촬상 또는 센싱을 수행할 수 있다.
제 1 광으로서 적외광을 사용하는 경우에는, 적외광, 바람직하게는 근적외광을 포함하는 것이 바람직하다. 특히 파장 700nm 이상 2500nm 이하의 범위에 하나 이상의 피크를 갖는 근적외광을 적합하게 사용할 수 있다. 특히 파장 750nm 이상 1000nm 이하의 범위에 하나 이상의 피크를 갖는 광을 사용함으로써, 수광 소자의 활성층에 사용하는 재료의 선택의 폭이 넓어지기 때문에 바람직하다.
표시 장치의 표면에 손끝이 접촉됨으로써, 지문의 형상을 촬상할 수 있다. 지문에는 골과 융선이 있고, 손가락이 제 1 기판에 접촉되면, 제 1 기판의 표면에 접촉된 지문의 융선에서는 제 1 광이 산란되기 쉽다. 그러므로 지문의 융선과 중첩되는 수광 소자에 입사하는 산란광의 강도는 커지고, 골과 중첩되는 수광 소자에 입사하는 산란광의 강도는 작아진다. 이에 의하여, 지문을 촬상할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 포함하는 디바이스는, 촬상된 지문의 화상을 이용함으로써, 생체 인증의 하나인 지문 인증을 수행할 수 있다.
또한 표시 장치는 손가락이나 손 등의 혈관, 특히 정맥을 촬상할 수도 있다. 예를 들어 파장 760nm 및 그 근방의 광은 정맥 중의 환원 헤모글로빈에 흡수되지 않기 때문에, 손바닥이나 손가락 등으로부터의 반사광을 수광 소자로 수광하여 화상으로 변환함으로써, 정맥의 위치를 검출할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 포함하는 디바이스는, 촬상된 정맥의 화상을 이용함으로써, 생체 인증의 하나인 정맥 인증을 수행할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 포함하는 디바이스는 터치 센싱과, 지문 인증과, 정맥 인증을 동시에 수행할 수도 있다. 이에 의하여, 부품 점수를 늘리지 않고, 보안 수준이 높은 생체 인증을 저비용으로 실행할 수 있다.
수광 소자는 가시광과 적외광의 양쪽을 수광할 수 있는 소자인 것이 바람직하다. 이때, 발광 소자는 적외광을 방출하는 발광 소자와 가시광을 방출하는 발광 소자의 양쪽을 포함하는 구성을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 가시광이 사용자의 손가락에서 반사되고, 반사광이 수광 소자로 수광되기 때문에, 지문의 형상을 촬상할 수 있다. 또한 적외광을 사용하여 정맥의 형상을 촬상할 수 있다. 이에 의하여, 지문 인증과 정맥 인증의 양쪽을 하나의 표시 장치로 실행할 수 있다. 또한 지문의 촬상과 정맥의 촬상은 각각 다른 타이밍에 실행하여도 좋고, 동시에 실행하여도 좋다. 지문의 촬상과 정맥의 촬상을 동시에 수행함으로써, 지문의 형상의 정보와 정맥의 형상의 정보의 양쪽이 포함되는 화상 데이터를 취득할 수 있기 때문에, 정밀도가 더 높은 생체 인증을 실현할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 사용자의 건강 상태를 검출하는 기능을 가져도 좋다. 예를 들어 혈중의 산소 포화도의 변화에 따라 가시광 및 적외광에 대한 반사율 및 투과율이 변화되는 것을 이용하여 상기 산소 포화도의 시간 변조를 취득함으로써, 심박수를 측정할 수 있다. 또한 진피 중의 글루코스 농도나, 혈중의 중성 지방 농도 등도 적외광 또는 가시광에 의하여 측정할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 포함하는 디바이스는, 사용자의 건강 상태의 지표가 되는 정보를 취득할 수 있는 헬스케어 기기로서 사용될 수 있다.
또한 제 1 기판으로서는, 발광 소자를 밀봉하기 위한 밀봉 기판 또는 보호 필름 등을 사용할 수 있다. 또한 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 이들을 접착하는 수지층을 포함하여도 좋다.
여기서 발광 소자로서는, OLED(Organic Light Emitting Diode)나 QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode) 등의 EL 소자를 사용하는 것이 바람직하다. EL 소자에 포함되는 발광 물질로서는, 형광을 발하는 물질(형광 재료), 인광을 발하는 물질(인광 재료), 무기 화합물(퀀텀닷 재료 등), 열 활성화 지연 형광을 나타내는 물질(열 활성화 지연 형광(Thermally activated delayed fluorescence: TADF) 재료) 등을 들 수 있다. 또한 발광 소자로서 마이크로 LED(Light Emitting Diode) 등의 LED를 사용할 수도 있다.
수광 소자로서는, 예를 들어 pn형 또는 pin형 포토다이오드를 사용할 수 있다. 수광 소자는 수광 소자에 입사하는 광을 검출하고 전하를 발생시키는 광전 변환 소자로서 기능한다. 광전 변환 소자는 입사하는 광의 양에 따라 발생하는 전하량이 결정된다. 특히 수광 소자로서, 유기 화합물을 포함한 층을 포함하는 유기 포토다이오드를 사용하는 것이 바람직하다. 유기 포토다이오드는 박형화, 경량화, 및 대면적화가 용이하고, 또한 형상 및 디자인의 자유도가 높기 때문에, 다양한 표시 장치에 적용할 수 있다.
발광 소자는 예를 들어 한 쌍의 전극 사이에 발광층을 포함하는 적층 구조를 가질 수 있다. 또한 수광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 활성층을 포함하는 적층 구조를 가질 수 있다. 수광 소자의 활성층에는 반도체 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어 실리콘 등의 무기 반도체 재료를 사용할 수 있다.
또한 수광 소자의 활성층에 유기 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 발광 소자와 수광 소자의 한쪽 전극(화소 전극이라고도 함)을 동일한 면 위에 제공하는 것이 바람직하다. 또한 발광 소자와 수광 소자의 다른 쪽 전극을 연속한 하나의 도전층으로 형성되는 전극(공통 전극이라고도 함)으로 하는 것이 더 바람직하다. 또한 발광 소자와 수광 소자가 공통층을 포함하는 것이 더 바람직하다. 이에 의하여, 발광 소자와 수광 소자의 제작 공정을 간략화할 수 있고, 제조 비용을 절감하고 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 더 구체적인 예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[표시 장치의 구성예 1]
[구성예 1-1]
도 9의 (A)는 표시 장치(50)의 모식도이다. 표시 장치(50)는 기판(51), 기판(52), 수광 소자(53), 발광 소자(57R), 발광 소자(57G), 발광 소자(57B), 기능층(55) 등을 포함한다.
발광 소자(57R), 발광 소자(57G), 발광 소자(57B), 및 수광 소자(53)는 기판(51)과 기판(52) 사이에 제공되어 있다.
발광 소자(57R), 발광 소자(57G), 발광 소자(57B)는 각각 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B)의 광을 방출한다.
표시 장치(50)는 매트릭스상으로 배열된 복수의 화소를 포함한다. 하나의 화소는 하나 이상의 부화소를 포함한다. 하나의 부화소는 하나의 발광 소자를 포함한다. 예를 들어 화소에는 부화소를 3개 포함하는 구성(R, G, B의 3색 또는 황색(Y), 시안(C), 및 마젠타(M)의 3색 등) 또는 부화소를 4개 포함하는 구성(R, G, B, 백색(W)의 4색 또는 R, G, B, Y의 4색 등)을 적용할 수 있다. 또한 화소는 수광 소자(53)를 포함한다. 수광 소자(53)는 모든 화소에 제공되어도 좋고, 일부의 화소에 제공되어도 좋다. 또한 하나의 화소가 복수의 수광 소자(53)를 포함하여도 좋다.
도 9의 (A)에는 기판(52)의 표면에 손가락(60)이 접촉된 상태를 나타내었다. 발광 소자(57G)로부터 방출되는 광의 일부는 기판(52)과 손가락(60)의 접촉부에서 반사 또는 산란된다. 그리고 반사광 또는 산란광의 일부가 수광 소자(53)에 입사함으로써, 손가락(60)이 기판(52)에 접촉된 것을 검출할 수 있다. 즉 표시 장치(50)는 터치 패널로서 기능할 수 있다.
기능층(55)은 발광 소자(57R), 발광 소자(57G), 발광 소자(57B)를 구동하는 회로 및 수광 소자(53)를 구동하는 회로를 포함한다. 기능층(55)에는 스위치, 트랜지스터, 용량 소자, 배선 등이 제공된다. 또한 발광 소자(57R), 발광 소자(57G), 발광 소자(57B), 및 수광 소자(53)를 패시브 매트릭스 방식으로 구동시키는 경우에는, 스위치나 트랜지스터를 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다.
표시 장치(50)는 손가락(60)의 지문을 검출하는 기능을 가져도 좋다. 도 9의 (B)에는, 기판(52)에 손가락(60)이 접촉된 상태에서의 접촉부의 확대도를 모식적으로 나타내었다. 또한 도 9의 (B)에는 교대로 배열된 발광 소자(57)와 수광 소자(53)를 나타내었다.
손가락(60)은 골 및 융선으로 지문이 형성되어 있다. 그러므로 도 9의 (B)에 나타낸 바와 같이, 지문의 융선이 기판(52)에 접촉되고, 이들의 접촉면에서 산란광(파선의 화살표로 나타냄)이 발생한다.
도 9의 (B)에 나타낸 바와 같이, 손가락(60)과 기판(52)의 접촉면에서 산란되는 산란광의 강도 분포에서는, 접촉면에 대략 수직인 방향의 강도가 가장 높고, 이보다 비스듬한 방향으로 각도가 커질수록 강도는 낮아진다. 따라서 접촉면의 바로 아래에 위치하는(접촉면과 중첩되는) 수광 소자(53)가 수광하는 광의 강도가 가장 높다. 또한 산란광 중 산란각이 소정의 각도 이상인 광은 기판(52)의 다른 쪽 면(접촉면과는 반대 측의 면)에서 전반사되고, 수광 소자(53) 측에는 투과하지 않는다. 그러므로 명료한 지문 형상을 촬상할 수 있다.
수광 소자(53)의 배열 간격을 지문의 2개의 융선 사이의 거리, 바람직하게는 인접한 골과 융선 사이의 거리보다 작은 간격으로 함으로써, 선명한 지문의 화상을 취득할 수 있다. 사람의 지문의 골과 융선 사이의 간격은 대략 200μm이기 때문에, 예를 들어 수광 소자(53)의 배열 간격을 400μm 이하, 바람직하게는 200μm 이하, 더 바람직하게는 150μm 이하, 더욱 바람직하게는 100μm 이하, 더욱더 바람직하게는 50μm 이하이며, 1μm 이상, 바람직하게는 10μm 이상, 더 바람직하게는 20μm 이상으로 한다.
표시 장치(50)로 촬상한 지문의 화상의 예를 도 9의 (C)에 나타내었다. 도 9의 (C)에서는, 촬상 범위(63) 내에 손가락(60)의 윤곽을 파선으로, 접촉부(61)의 윤곽을 일점쇄선으로 나타내었다. 접촉부(61)에서는, 수광 소자(53)에 입사하는 광의 양의 차이에 의하여, 콘트라스트가 높은 지문(62)을 촬상할 수 있다.
표시 장치(50)는 터치 패널이나 펜 태블릿으로서도 기능할 수 있다. 도 9의 (D)에는 스타일러스(65)를 그 펜촉이 기판(52)에 접촉된 상태로 파선의 화살표의 방향으로 움직이는 상태를 나타내었다.
도 9의 (D)에 나타낸 바와 같이, 스타일러스(65)의 펜촉과 기판(52)의 접촉면에서 산란되는 산란광이 상기 접촉면과 중첩된 부분에 위치하는 수광 소자(53)에 입사함으로써, 스타일러스(65)의 펜촉의 위치를 높은 정밀도로 검출할 수 있다.
도 9의 (E)에는 표시 장치(50)로 검출한 스타일러스(65)의 궤적(66)의 예를 나타내었다. 표시 장치(50)는 스타일러스(65) 등의 피검출체의 위치 검출을 높은 위치 정밀도로 수행할 수 있기 때문에, 묘화 애플리케이션 등을 사용하여 고정세(高精細)의 묘화를 수행할 수도 있다. 또한 정전 용량 방식의 터치 센서나 전자기 유도형 터치 펜 등을 사용하는 경우와는 달리, 절연성이 높은 피검출체이어도 위치 검출을 수행할 수 있기 때문에, 스타일러스(65)의 펜촉의 재료는 한정되지 않고, 다양한 필기 용품(예를 들어 붓, 유리 펜, 깃펜 등)을 사용할 수도 있다.
[구성예 1-2]
이하에서는, 가시광을 방출하는 발광 소자와, 적외광을 방출하는 발광 소자와, 수광 소자를 포함하는 구성의 예에 대하여 설명한다.
도 10의 (A)에 나타낸 표시 장치(50a)는, 도 9의 (A)에서 예시한 표시 장치(50)에 도광판(59) 및 발광 소자(54)가 추가된 것이다.
도광판(59)은 기판(52) 위에 제공되어 있다. 도광판(59)에는, 가시광 및 적외광에 대하여 높은 투과성을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 파장 600nm의 광 및 파장 800nm의 광에 대한 투과율이 모두 80% 이상, 바람직하게는 85% 이상, 더 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 95% 이상이며, 100% 이하인 재료를 사용할 수 있다.
또한 도광판(59)에는 발광 소자(54)로부터 방출되는 광에 대하여 굴절률이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 파장 800nm의 광에 대한 굴절률이 1.2 이상 2.5 이하, 바람직하게는 1.3 이상 2.0 이하, 더 바람직하게는 1.4 이상 1.8 이하인 재료를 사용할 수 있다.
또한 도광판(59)과 기판(52)이 접하여 제공되거나 이들이 수지층 등에 의하여 접착되는 것이 바람직하다. 이때, 기판(52) 또는 수지층은 적어도 도광판(59)과 접하는 부분의 파장 800nm 내지 1000nm의 광에 대한 굴절률이 도광판(59)보다 낮은 것이 바람직하다.
발광 소자(54)는 도광판(59)의 측면 근방에 제공된다. 발광 소자(54)는 도광판(59)의 측면에 적외광(IR)을 방출할 수 있다. 발광 소자(54)로서는, 상술한 파장의 광을 포함한 적외광을 방출할 수 있는 발광 소자를 사용할 수 있다. 발광 소자(54)로서는, OLED, QLED 등의 EL 소자, 또는 LED를 사용할 수 있다. 발광 소자(54)는 도광판(59)의 측면을 따라 복수로 제공되어도 좋다.
이하에서는, 표시 장치(50a)를 사용하여 사용자의 지문과 혈관의 양쪽을 촬상하는 경우의 예에 대하여 설명한다. 표시 장치(50a)는 가시광을 사용하여 지문의 촬상을 수행하는 모드와, 적외광을 사용하여 혈관의 촬상을 수행하는 모드와, 가시광 및 적외광의 양쪽을 사용하여 지문과 혈관의 양쪽을 하나의 화상으로서 촬상하는 모드를 실행할 수 있다.
도 10의 (A)는 가시광을 사용하여 지문의 촬상을 수행하는 상태를 나타낸 것이다. 여기서는, 발광 소자(54)로부터 광이 방출되지 않고, 발광 소자(57G)로부터 광이 방출된다. 발광 소자(57G)로부터 방출되는 녹색의 광(G)은 손가락(60)의 표면에 조사되고, 그 일부가 반사 또는 산란된다. 그리고 산란광(G(r))의 일부가 수광 소자(53)에 입사한다. 수광 소자(53)는 매트릭스상으로 배열되어 있기 때문에, 각 수광 소자(53)가 검출한 산란광(G(r))의 강도를 매핑함으로써, 손가락(60)의 지문의 화상을 취득할 수 있다.
도 10의 (B)는 적외광을 사용하여 혈관의 촬상을 수행하는 상태를 나타낸 것이다. 여기서는, 발광 소자(57R), 발광 소자(57G), 및 발광 소자(57B)로부터 광이 방출되지 않고, 발광 소자(54)로부터 광이 방출된다. 도광판(59)의 내부에서 확산되는 적외광(IR)의 일부는 도광판(59)과 손가락(60)의 접촉부를 통과하고 손가락(60)의 내부까지 도달한다. 그리고 적외광(IR)의 일부는 손가락(60)의 내부에 위치하는 혈관(67)에서 반사 또는 산란되고, 산란광(IR(r))이 수광 소자(53)에 입사한다. 수광 소자(53)가 검출한 산란광(IR(r))의 강도를 상기와 같은 식으로 매핑함으로써, 혈관(67)의 화상을 취득할 수 있다.
도 10의 (C)는 가시광을 사용한 촬상과 적외광을 사용한 촬상을 동시에 수행하는 상태를 나타낸 것이다. 산란광(G(r))과 산란광(IR(r))이 수광 소자(53)에 입사한다. 수광 소자(53)가 취득한 2개의 산란광의 강도를 구별하지 않고 상기와 같은 식으로 매핑함으로써, 지문의 형상과 혈관(67)의 형상이 반영된 화상을 취득할 수 있다.
여기서, 혈관(67)에는 정맥과 동맥이 있다. 손가락(60)의 내부의 정맥의 화상을 취득함으로써, 상기 화상을 정맥 인증에 사용할 수 있다.
또한 손가락(60)의 내부에 있는 동맥(세동맥)은 혈중의 산소 포화도의 변화에 따라 적외광 또는 가시광에 대한 반사율이 변화된다. 시간의 흐름에 따른 이 변화를 취득함으로써, 즉 혈중의 산소 포화도의 시간 변조를 취득함으로써, 맥파의 정보를 취득할 수 있다. 이에 의하여, 사용자의 심박수를 측정할 수 있다. 또한 여기서는 적외광(IR)을 사용하여 맥파의 정보를 취득하는 예를 제시하였지만, 가시광을 사용하여 측정할 수도 있다.
또한 손가락(60)의 내부 및 혈관(67)을 촬상함으로써 얻을 수 있는 정보로서는, 혈중의 산소 포화도 외에, 혈중의 중성 지방 농도나, 혈중 또는 진피 중의 글루코스 농도 등이 있다. 글루코스 농도로부터 혈당치를 추정할 수 있다. 이와 같은 정보는 사용자의 건강 상태의 지표가 되기 때문에, 하루에 한 번 이상의 빈도로 측정함으로써, 일상 생활에서의 건강 상태의 변화를 모니터링할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 포함하는 전자 기기는 지문 인증이나 정맥 인증을 실행하는 경우에 생체 정보를 동시에 취득할 수 있기 때문에, 사용자는 번거로움 없이 건강 관리를 무의식적으로 수행할 수 있다.
또한 상기에서는 가시광의 광원으로서 녹색의 광을 방출하는 발광 소자(57G)를 사용하였지만, 이에 한정되지 않고, 발광 소자(57R) 또는 발광 소자(57B)를 사용하여도 좋고, 3개의 발광 소자 중 2개 이상을 사용하여도 좋다. 특히 시감도가 낮은 청색 발광 소자를 광원으로서 사용함으로써, 터치 센싱이나 지문의 촬상을 실행하는 경우에 화상의 시인성이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
또한 발광 소자(54)로서는, 1종류의 발광 소자에 한정되지 않고, 각각이 다른 파장의 적외광을 방출하는 복수의 발광 소자를 사용하여도 좋고, 연속된 파장의 적외광을 방출하는 발광 소자를 사용하여도 좋다. 지문 인증, 정맥 인증, 또는 생체 정보의 취득에 사용하는 광원으로서는, 그 용도에 따라 적절한 파장의 광을 방출하는 광원을 선택하여 사용할 수 있다.
[구성예 1-3]
본 발명의 일 형태의 표시 장치에 포함되는 기판에 가요성을 갖는 재료를 사용함으로써, 만곡될 수 있는 표시 장치로 할 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 표시 장치의 일부를 곡면을 따라 제공할 수 있다.
도 11의 (A)에 표시 장치(50b)의 구성예를 나타내었다. 도 11의 (A)에서는, 도면이 복잡해지는 것을 피하기 위하여, 표시 장치(50b)로서 기판(51), 기판(52), 수광 소자(53), 및 발광 소자(57)를 나타내었다.
표시 장치(50b)는 만곡부(40)를 포함한다. 만곡부(40)에서는, 표시 장치(50b)의 단부가 180° 만곡되어 있다.
또한 도 11의 (A)에는 기판(51)이 지지체(56a)로 지지되는 예를 나타내었다. 지지체(56a)로서는, 표시 장치(50b)가 내장되는 전자 기기의 하우징의 일부를 적용할 수 있다. 기판(51)을 지지체(56a)로 지지함으로써, 기계적인 강도를 높일 수 있다. 특히 기판(51)으로서 가요성 기판을 사용한 경우에는, 이와 같이 기판(51)을 지지체(56a)로 지지하는 것이 적합하다.
기판(51) 및 기판(52)에는, 가요성을 갖는 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어 기판(51) 및 기판(52)에는, 유기 수지 등을 포함하는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 기판(51) 및 기판(52)으로서는, 가요성을 가질 정도로 얇은 유리 기판 등의 무기 절연 기판을 사용하는 것이 바람직하다.
표시 장치(50b) 중 만곡부(40) 이외의 부분은 주된 표시면으로서 기능하는 제 1 표시부라고 부를 수 있다. 또한 만곡부(40)는 부표시면으로서 기능하는 제 2 표시부라고 부를 수 있다.
여기서, 만곡부(40)(즉 제 2 표시부)에 제공되는 수광 소자(53)는 제 1 표시부보다 높은 밀도로 제공되는 것이 바람직하다. 또한 제 2 표시부는 제 1 표시부보다 면적이 작은 것이 바람직하다.
만곡부(40)에서는, 발광 소자(57)에 의하여 곡면을 따라 화상을 표시할 수 있다. 또한 만곡부(40)에 제공된 수광 소자(53)에 의하여, 만곡부(40)에 접촉되는 피검출체로 반사된 광 등을 수광할 수 있다.
또한 도 11의 (A)에는, 만곡부(40)에서 표시 장치(50b)가 180° 만곡된 예를 나타내었지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 30° 이상 180° 이하, 바람직하게는 60° 이상 180° 이하, 더 바람직하게는 90° 이상 180° 이하의 각도로 만곡되는 구성으로 할 수 있다.
도 11의 (B)에 나타낸 표시 장치(50c)는, 표시면 측에 위치하는 지지체(56b)로 지지된다는 점에서 상기 표시 장치(50b)와 주로 다르다.
지지체(56b)는 표시 장치(50c)의 표시면을 보호하는 보호 부재로서 기능한다. 지지체(56b)는 표시 장치(50c)의 표시면 측에 위치하기 때문에, 가시광 또는 가시광 및 적외광에 대하여 투과성을 갖는 것이 바람직하다. 또한 지지체(56b)는 터치 센서로서의 기능을 가져도 좋다. 또한 지지체(56b)는 편광판(직선 편광판, 원편광판 등을 포함함), 산란판, 확산판, 반사 방지 부재 등으로서의 기능을 가져도 좋다.
표시 장치(50c)는 기판(52) 대신에 접착층(71)을 포함한다. 접착층(71)에 의하여 기판(51)과 지지체(56b)가 접합되어 있다. 접착층(71)에는, 가시광 또는 가시광 및 적외광에 대하여 투과성을 갖는 유기 수지 등을 적합하게 사용할 수 있다.
도 11의 (C)에 나타낸 표시 장치(50d)는 한 쌍의 만곡부(40a 및 40b)를 포함한다. 표시 장치(50d)는 제 1 표시부에 위치하는 부분을 사이에 두고 제 2 표시부에 위치하는 한 쌍의 만곡부를 포함한다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 표시 장치(50d)의 양쪽 단부를 주된 표시면과는 반대 측으로 접을 수 있기 때문에, 표시 장치(50d)를 적용한 전자 기기의 베젤을 실질적으로 없앨 수 있다. 이에 의하여, 디자인 및 편의성이 우수한 전자 기기를 실현할 수 있다.
표시 장치(50d)에서는, 표시면 측과는 반대 측에 지지체(56a)가 제공되어 있다. 또한 도 11의 (D)에 나타낸 표시 장치(50e)와 같이, 표시면 측에 지지체(56b)가 제공된 구성으로 하여도 좋다. 표시 장치(50e)는 접착층(71)에 의하여 지지체(56b)에 접합되어 있다.
도 12의 (A)에 나타낸 표시 장치(50f)는 제 2 표시부로서 기능하는 만곡부(40c)가 평탄면을 갖는 경우의 예이다. 표시 장치(50f)는 제 1 표시부에 위치하는 부분과, 제 2 표시부로서 기능하는 만곡부(40c)에 위치하는 부분을 갖는다. 만곡부(40c)에 위치하는 표시 장치(50f)의 평탄부는 한 쌍의 만곡부 사이에 끼워지도록 제공되어 있다. 즉 표시 장치(50f)의 제 1 표시부에 위치하는 부분과, 만곡부(40c)에 위치하는 평탄부 사이에는 만곡부가 제공되어 있다.
도 12의 (A)에 나타낸 표시 장치(50f)는 주된 표시면으로서 기능하는 제 1 표시부와, 제 1 표시부에 대하여 경사진 제 2 표시부를 포함한다고도 할 수 있다. 그리고 제 1 표시부와 제 2 표시부는 각각 법선 방향이 다르다고도 할 수 있다. 이와 같이 만곡부(40c)의 일부에 평탄부를 갖는 구성으로 함으로써, 만곡부(40c)에 손가락이 접촉된 경우의 접촉 면적을 크게 할 수 있기 때문에, 정밀도가 더 높은 인증을 수행할 수 있다.
여기서, 표시 장치(50f)에서 제 1 표시부에 위치하는 표면과 만곡부(40c)에 위치하는 평탄부의 표면이 이루는 각(각도 θ1)은 0°보다 크고 90° 이하인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 15° 이상 90° 이하, 바람직하게는 20° 이상 90° 미만, 더 바람직하게는 25° 이상 90° 이하로 할 수 있다. 대표적으로는, 각도 θ1을 30°, 45°, 60°, 또는 75° 등으로 할 수 있다.
또한 표시 장치(50f)에서 만곡부(40c)에 위치하는 평탄부의 표면과 단부 근방의 평탄부의 표면이 이루는 각(각도 θ2)은 180°에서 상기 각도 θ1을 뺀 각도인 것이 바람직하다.
여기서, 제 2 표시부는 제 1 표시부보다 면적이 작은 것이 바람직하다.
도 12의 (A)에는, 표시 장치(50f)의 표시면 측과는 반대 측에 지지체(56a)를 제공하는 예를 나타내었지만, 도 12의 (B)에 나타낸 표시 장치(50g)와 같이, 표시면 측에 지지체(56b)가 제공된 구성으로 하여도 좋다. 표시 장치(50g)는 접착층(71)에 의하여 지지체(56b)에 접합되어 있다.
또한 도 12의 (C)에 나타낸 표시 장치(50h) 및 도 12의 (D)에 나타낸 표시 장치(50k)와 같이, 한 쌍의 만곡부(40c 및 40d)를 포함하는 구성으로 하여도 좋다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 표시 장치(50h) 또는 표시 장치(50k)의 양쪽 단부를 주된 표시면과는 반대 측으로 접을 수 있기 때문에, 표시 장치(50h) 또는 표시 장치(50k)를 적용한 전자 기기의 베젤을 실질적으로 없앨 수 있다. 이에 의하여, 디자인 및 편의성이 우수한 전자 기기를 실현할 수 있다.
여기까지가 표시 장치의 구성예 1에 대한 설명이다.
[표시 장치의 구성예 2]
[구성예 2-1]
도 13의 (A)는 표시 장치(100A)의 단면 개략도이다.
표시 장치(100A)는 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)를 포함한다. 수광 소자(110)는 화소 전극(111), 공통층(112), 활성층(113), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 포함한다. 발광 소자(190)는 화소 전극(191), 공통층(112), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 포함한다.
화소 전극(111), 화소 전극(191), 공통층(112), 활성층(113), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)은 각각 단층 구조이어도 좋고 적층 구조이어도 좋다.
화소 전극(111) 및 화소 전극(191)은 절연층(214) 위에 위치한다. 화소 전극(111)과 화소 전극(191)은 동일한 재료 및 동일한 공정으로 형성할 수 있다.
공통층(112)은 화소 전극(111) 위 및 화소 전극(191) 위에 위치한다. 공통층(112)은 수광 소자(110)와 발광 소자(190)에 공통적으로 사용되는 층이다.
활성층(113)은 공통층(112)을 개재(介在)하여 화소 전극(111)과 중첩된다. 발광층(193)은 공통층(112)을 개재하여 화소 전극(191)과 중첩된다. 활성층(113)은 제 1 유기 화합물을 포함하고, 발광층(193)은 제 1 유기 화합물과는 다른 제 2 유기 화합물을 포함한다.
공통층(114)은 공통층(112) 위, 활성층(113) 위, 및 발광층(193) 위에 위치한다. 공통층(114)은 수광 소자(110)와 발광 소자(190)에 공통적으로 사용되는 층이다.
공통 전극(115)은 공통층(112), 활성층(113), 및 공통층(114)을 개재하여 화소 전극(111)과 중첩된 부분을 갖는다. 또한 공통 전극(115)은 공통층(112), 발광층(193), 및 공통층(114)을 개재하여 화소 전극(191)과 중첩된 부분을 갖는다. 공통 전극(115)은 수광 소자(110)와 발광 소자(190)에 공통적으로 사용되는 층이다.
본 실시형태의 표시 장치에서는 수광 소자(110)의 활성층(113)에 유기 화합물을 사용한다. 수광 소자(110)에서는 활성층(113) 이외의 층을 발광 소자(190)(EL 소자)와 공통된 구성으로 할 수 있다. 그러므로 발광 소자(190)의 제작 공정에 활성층(113)의 성막 공정을 추가하는 것만으로 발광 소자(190)의 형성과 병행하여 수광 소자(110)를 형성할 수 있다. 또한 발광 소자(190)와 수광 소자(110)를 동일한 기판 위에 형성할 수 있다. 따라서 제작 공정을 크게 늘리지 않고, 표시 장치에 수광 소자(110)를 내장시킬 수 있다.
표시 장치(100A)는, 수광 소자(110)의 활성층(113)과 발광 소자(190)의 발광층(193)을 따로따로 형성하는 것을 제외하고는, 수광 소자(110)와 발광 소자(190)가 공통된 구성을 갖는 예를 나타낸 것이다. 다만 수광 소자(110)와 발광 소자(190)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 수광 소자(110)와 발광 소자(190)는 활성층(113)과 발광층(193) 이외에도 따로따로 형성하는 층을 포함하여도 좋다(후술하는 표시 장치(100D, 100E, 100F) 참조). 수광 소자(110)와 발광 소자(190)는 공통적으로 사용되는 층(공통층)을 1층 이상 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 제작 공정을 크게 늘리지 않고, 표시 장치에 수광 소자(110)를 내장시킬 수 있다.
표시 장치(100A)는 한 쌍의 기판(기판(151) 및 기판(152)) 사이에 수광 소자(110), 발광 소자(190), 트랜지스터(131), 및 트랜지스터(132) 등을 포함한다.
수광 소자(110)에서, 화소 전극(111)과 공통 전극(115) 사이에 각각 위치하는 공통층(112), 활성층(113), 및 공통층(114)은 유기층(유기 화합물을 포함하는 층)이라고도 할 수 있다. 화소 전극(111)은 가시광을 반사하는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 화소 전극(111)의 단부는 격벽(216)으로 덮여 있다. 공통 전극(115)은 가시광을 투과시키는 기능을 갖는다.
수광 소자(110)는 광을 검출하는 기능을 갖는다. 구체적으로는, 수광 소자(110)는 기판(152)을 통하여 외부로부터 입사하는 광(122)을 수광하고 전기 신호로 변환하는 광전 변환 소자이다.
기판(152)에서 기판(151) 측의 면에는 차광층(BM)이 제공되어 있다. 차광층(BM)은 수광 소자(110)와 중첩되는 위치 및 발광 소자(190)와 중첩되는 위치에 개구를 갖는다. 차광층(BM)을 제공함으로써, 수광 소자(110)가 광을 검출하는 범위를 제어할 수 있다.
차광층(BM)에는, 발광 소자로부터 방출되는 광을 차단하는 재료를 사용할 수 있다. 차광층(BM)은 가시광을 흡수하는 것이 바람직하다. 차광층(BM)으로서는, 예를 들어 금속 재료, 혹은 안료(카본 블랙 등) 또는 염료를 포함하는 수지 재료 등을 사용하여 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 차광층(BM)은 적색의 컬러 필터, 녹색의 컬러 필터, 및 청색의 컬러 필터의 적층 구조를 가져도 좋다.
여기서, 발광 소자(190)로부터 방출된 광의 일부가 표시 장치(100A) 내에서 반사되고, 수광 소자(110)에 입사하는 경우가 있다. 차광층(BM)은 이러한 미광(迷光)의 영향을 억제할 수 있다. 예를 들어 차광층(BM)이 제공되지 않은 경우, 발광 소자(190)로부터 방출된 광(123a)은 기판(152)에서 반사되고, 반사광(123b)이 수광 소자(110)에 입사하는 경우가 있다. 차광층(BM)을 제공함으로써, 반사광(123b)이 수광 소자(110)에 입사하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의하여, 노이즈를 저감하고, 수광 소자(110)를 사용한 센서의 감도를 높일 수 있다.
발광 소자(190)에서, 화소 전극(191)과 공통 전극(115) 사이에 각각 위치하는 공통층(112), 발광층(193), 및 공통층(114)은 EL층이라고도 할 수 있다. 화소 전극(191)은 가시광을 반사하는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 화소 전극(191)의 단부는 격벽(216)으로 덮여 있다. 화소 전극(111)과 화소 전극(191)은 격벽(216)에 의하여 서로 전기적으로 절연되어 있다. 공통 전극(115)은 가시광을 투과시키는 기능을 갖는다.
발광 소자(190)는 가시광을 방출하는 기능을 갖는다. 구체적으로는, 발광 소자(190)는 화소 전극(191)과 공통 전극(115) 사이에 전압을 인가함으로써 기판(152) 측에 광(121)을 방출하는 전계 발광 소자이다.
발광층(193)은 수광 소자(110)의 수광 영역과 중첩되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 발광층(193)이 광(122)을 흡수하는 것을 억제할 수 있어, 수광 소자(110)에 조사되는 광의 양을 증가시킬 수 있다.
화소 전극(111)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(131)의 소스 또는 드레인에 전기적으로 접속된다. 화소 전극(111)의 단부는 격벽(216)으로 덮여 있다.
화소 전극(191)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(132)의 소스 또는 드레인에 전기적으로 접속된다. 화소 전극(191)의 단부는 격벽(216)으로 덮여 있다. 트랜지스터(132)는 발광 소자(190)의 구동을 제어하는 기능을 갖는다.
트랜지스터(131)와 트랜지스터(132)는 동일한 층(도 13의 (A)에서는 기판(151)) 위에 접한다.
수광 소자(110)에 전기적으로 접속되는 회로의 적어도 일부는, 발광 소자(190)에 전기적으로 접속되는 회로와 동일한 재료 및 동일한 공정으로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 2개의 회로를 따로따로 형성하는 경우에 비하여 표시 장치의 두께를 얇게 할 수 있고, 또한 제작 공정을 간략화할 수 있다.
여기서, 발광 소자(190)와 수광 소자(110)에 공통적으로 제공되는 공통 전극(115)은 제 1 전위가 공급되는 배선에 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다. 제 1 전위로서는, 공통 전위(코먼 전위), 접지 전위, 기준 전위 등의 고정 전위를 사용할 수 있다. 또한 공통 전극(115)에 공급하는 제 1 전위는 고정 전위에 한정되지 않고, 서로 다른 2개 이상의 전위를 선택하여 공급할 수도 있다.
수광 소자(110)가 광을 수광하고 전기 신호로 변환하는 경우에는, 화소 전극(111)에는 공통 전극(115)에 공급되는 제 1 전위보다 낮은 제 2 전위를 공급하는 것이 바람직하다. 제 2 전위로서는, 수광 소자(110)의 구성, 광학 특성, 및 전기 특성 등에 따라 수광 감도 등이 최적화되는 전위를 선택하여 공급할 수 있다. 즉 수광 소자(110)를 포토다이오드로 간주한 경우에, 역바이어스 전압이 인가되도록, 캐소드로서 기능하는 공통 전극(115)에 공급되는 제 1 전위와, 애노드로서 기능하는 화소 전극(191)에 공급되는 제 2 전위를 선택할 수 있다. 또한 수광 소자(110)를 구동시키지 않는 경우에는, 화소 전극(111)에는 제 1 전위와 같거나 같은 정도의 전위, 또는 제 1 전위보다 높은 전위가 공급되어도 좋다.
한편, 발광 소자(190)로부터 광이 방출되는 경우, 화소 전극(191)에는 공통 전극(115)에 공급되는 제 1 전위보다 높은 제 3 전위를 공급하는 것이 바람직하다. 제 3 전위로서는, 발광 소자(190)의 구성, 문턱 전압, 및 전류-휘도 특성 등에 따라, 요구되는 발광 휘도가 되도록 전위를 선택하여 공급할 수 있다. 즉 발광 소자(190)를 발광 다이오드로 간주한 경우에, 순 바이어스 전압이 인가되도록, 캐소드로서 기능하는 공통 전극(115)에 공급되는 제 1 전위와, 애노드로서 기능하는 화소 전극(191)에 공급되는 제 3 전위를 선택할 수 있다. 또한 발광 소자(190)로부터 광이 방출되지 않는 경우에는, 화소 전극(191)에는 제 1 전위와 같거나 같은 정도의 전위, 또는 제 1 전위보다 낮은 전위가 공급되어도 좋다.
또한 여기서는, 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)에서 공통 전극(115)이 캐소드로서 기능하고, 각 화소 전극이 애노드로서 기능하는 경우의 예를 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 공통 전극(115)이 애노드로서 기능하고, 각 화소 전극이 캐소드로서 기능하는 구성으로 하여도 좋다. 그 경우에는, 수광 소자(110)를 구동시킬 때 상기 제 2 전위로서 제 1 전위보다 높은 전위를 공급하고, 발광 소자(190)를 구동시킬 때 상기 제 3 전위로서 제 1 전위보다 낮은 전위를 공급하면 좋다.
수광 소자(110) 및 발광 소자(190)는 각각 보호층(195)으로 덮여 있는 것이 바람직하다. 도 13의 (A)에서는 보호층(195)이 공통 전극(115) 위에 접하여 제공되어 있다. 보호층(195)을 제공함으로써, 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)에 물 등의 불순물이 들어가는 것을 억제하여, 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 접착층(142)에 의하여 보호층(195)과 기판(152)이 접합되어 있다.
또한 도 14의 (A)에 나타낸 바와 같이, 수광 소자(110) 위 및 발광 소자(190) 위에 보호층을 포함하지 않아도 된다. 도 14의 (A)에서는 접착층(142)에 의하여 공통 전극(115)과 기판(152)이 접합되어 있다.
또한 도 14의 (B)에 나타낸 바와 같이, 차광층(BM)을 포함하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 이에 의하여, 수광 소자(110)의 수광 면적을 크게 할 수 있기 때문에, 센서의 감도를 더 높일 수 있다.
[구성예 2-2]
도 13의 (B)는 표시 장치(100B)의 단면도이다. 또한 표시 장치에 대한 이하의 설명에서, 앞에서 설명한 표시 장치와 같은 구성에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 13의 (B)에 나타낸 표시 장치(100B)는, 표시 장치(100A)의 구성에 렌즈(149)가 추가된 것이다.
렌즈(149)는 수광 소자(110)와 중첩되는 위치에 제공되어 있다. 표시 장치(100B)에서는 렌즈(149)가 기판(152)과 접하여 제공되어 있다. 표시 장치(100B)에 포함되는 렌즈(149)는 기판(151) 측에 볼록면을 갖는 볼록 렌즈이다. 또한 기판(152) 측에 볼록면을 갖는 볼록 렌즈를 수광 소자(110)와 중첩되는 영역에 배치하여도 좋다.
기판(152)과 동일한 면 위에 차광층(BM)과 렌즈(149)의 양쪽을 형성하는 경우, 그 형성 순서는 한정되지 않는다. 도 13의 (B)에는 렌즈(149)를 먼저 형성하는 예를 나타내었지만, 차광층(BM)을 먼저 형성하여도 좋다. 도 13의 (B)에서는 렌즈(149)의 단부가 차광층(BM)으로 덮여 있다.
표시 장치(100B)는 광(122)이 렌즈(149)를 통하여 수광 소자(110)에 입사하는 구성을 갖는다. 렌즈(149)가 있으면, 렌즈(149)가 없는 경우에 비하여 수광 소자(110)에 입사하는 광(122)의 양을 증가시킬 수 있다. 이에 의하여, 수광 소자(110)의 감도를 높일 수 있다.
본 실시형태의 표시 장치에 사용하는 렌즈의 형성 방법으로서는, 기판 위 또는 수광 소자 위에 마이크로렌즈 등의 렌즈를 직접 형성하여도 좋고, 별도로 제작된 마이크로렌즈 어레이 등의 렌즈 어레이를 기판에 접합하여도 좋다.
[구성예 2-3]
도 13의 (C)는 표시 장치(100C)의 단면 개략도이다. 표시 장치(100C)는 기판(151), 기판(152), 및 격벽(216)을 포함하지 않고, 기판(153), 기판(154), 접착층(155), 절연층(212), 및 격벽(217)을 포함한다는 점에서 표시 장치(100A)와 다르다.
기판(153)과 절연층(212)은 접착층(155)에 의하여 접합되어 있다. 기판(154)과 보호층(195)은 접착층(142)에 의하여 접합되어 있다.
표시 장치(100C)는 제작 기판 위에 형성된 절연층(212), 트랜지스터(131), 트랜지스터(132), 수광 소자(110), 및 발광 소자(190) 등을 기판(153) 위로 전치함으로써 제작되는 구성을 갖는다. 기판(153) 및 기판(154)은 각각 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 표시 장치(100C)의 가요성을 높일 수 있다. 예를 들어 기판(153) 및 기판(154)에는 각각 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
기판(153) 및 기판(154)의 각각에는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에터설폰(PES) 수지, 폴리아마이드 수지(나일론, 아라미드 등), 폴리실록산 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리 염화바이닐 수지, 폴리 염화바이닐리덴 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지, ABS 수지, 셀룰로스 나노섬유 등을 사용할 수 있다. 기판(153) 및 기판(154) 중 한쪽 또는 양쪽에는 가요성을 가질 정도의 두께를 갖는 유리를 사용하여도 좋다.
본 실시형태의 표시 장치에 포함되는 기판으로서는, 광학 등방성이 높은 필름을 사용하여도 좋다. 광학 등방성이 높은 필름으로서는, 트라이아세틸셀룰로스(TAC, 셀룰로스트라이아세테이트라고도 함) 필름, 사이클로올레핀 폴리머(COP) 필름, 사이클로올레핀 공중합체(COC) 필름, 및 아크릴 필름 등을 들 수 있다.
격벽(217)은 발광 소자로부터 방출된 광을 흡수하는 것이 바람직하다. 격벽(217)으로서는, 예를 들어 안료 또는 염료를 포함하는 수지 재료 등을 사용하여 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 또한 갈색 레지스트 재료를 사용함으로써, 착색된 절연층으로 격벽(217)을 구성할 수 있다.
발광 소자(190)로부터 방출된 광(123c)은 기판(152) 및 격벽(217)에서 반사되고, 반사광(123d)이 수광 소자(110)에 입사하는 경우가 있다. 또한 광(123c)이 격벽(217)을 투과하고 트랜지스터 또는 배선 등에서 반사됨으로써, 반사광이 수광 소자(110)에 입사하는 경우가 있다. 격벽(217)에 의하여 광(123c)이 흡수됨으로써, 반사광(123d)이 수광 소자(110)에 입사하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의하여, 노이즈를 저감하고, 수광 소자(110)를 사용한 센서의 감도를 높일 수 있다.
격벽(217)은 적어도 수광 소자(110)가 검출하는 광의 파장을 흡수하는 것이 바람직하다. 예를 들어 발광 소자(190)로부터 방출되는 적색의 광을 수광 소자(110)가 검출하는 경우, 격벽(217)은 적어도 적색의 광을 흡수하는 것이 바람직하다. 예를 들어 격벽(217)이 청색의 컬러 필터를 포함하는 경우, 적색의 광(123c)을 흡수할 수 있기 때문에, 반사광(123d)이 수광 소자(110)에 입사하는 것을 억제할 수 있다.
[구성예 2-4]
앞에서는 발광 소자와 수광 소자가 2개의 공통층을 포함하는 예를 제시하였지만, 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 공통층의 구성이 다른 예에 대하여 설명한다.
도 15의 (A)는 표시 장치(100D)의 단면 개략도이다. 표시 장치(100D)는 공통층(114)을 포함하지 않고, 버퍼층(184) 및 버퍼층(194)을 포함한다는 점에서 표시 장치(100A)와 다르다. 버퍼층(184) 및 버퍼층(194)은 각각 단층 구조이어도 좋고 적층 구조이어도 좋다.
표시 장치(100D)에서, 수광 소자(110)는 화소 전극(111), 공통층(112), 활성층(113), 버퍼층(184), 및 공통 전극(115)을 포함한다. 또한 표시 장치(100D)에서, 발광 소자(190)는 화소 전극(191), 공통층(112), 발광층(193), 버퍼층(194), 및 공통 전극(115)을 포함한다.
표시 장치(100D)는, 공통 전극(115)과 활성층(113) 사이의 버퍼층(184)과, 공통 전극(115)과 발광층(193) 사이의 버퍼층(194)을 따로따로 형성하는 예를 나타낸 것이다. 버퍼층(184) 및 버퍼층(194)으로서는 예를 들어 전자 주입층 및 전자 수송층 중 한쪽 또는 양쪽을 형성할 수 있다.
도 15의 (B)는 표시 장치(100E)의 단면 개략도이다. 표시 장치(100E)는 공통층(112)을 포함하지 않고, 버퍼층(182) 및 버퍼층(192)을 포함한다는 점에서 표시 장치(100A)와 다르다. 버퍼층(182) 및 버퍼층(192)은 각각 단층 구조이어도 좋고 적층 구조이어도 좋다.
표시 장치(100E)에서, 수광 소자(110)는 화소 전극(111), 버퍼층(182), 활성층(113), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 포함한다. 또한 표시 장치(100E)에서, 발광 소자(190)는 화소 전극(191), 버퍼층(192), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 포함한다.
표시 장치(100E)는, 화소 전극(111)과 활성층(113) 사이의 버퍼층(182)과, 화소 전극(191)과 발광층(193) 사이의 버퍼층(192)을 따로따로 형성하는 예를 나타낸 것이다. 버퍼층(182) 및 버퍼층(192)으로서는 예를 들어 정공 주입층 및 정공 수송층 중 한쪽 또는 양쪽을 형성할 수 있다.
도 15의 (C)는 표시 장치(100F)의 단면 개략도이다. 표시 장치(100F)는 공통층(112) 및 공통층(114)을 포함하지 않고, 버퍼층(182), 버퍼층(184), 버퍼층(192), 및 버퍼층(194)을 포함한다는 점에서 표시 장치(100A)와 다르다.
표시 장치(100F)에서, 수광 소자(110)는 화소 전극(111), 버퍼층(182), 활성층(113), 버퍼층(184), 및 공통 전극(115)을 포함한다. 또한 표시 장치(100F)에서, 발광 소자(190)는 화소 전극(191), 버퍼층(192), 발광층(193), 버퍼층(194), 및 공통 전극(115)을 포함한다.
수광 소자(110)와 발광 소자(190)의 제작에서는, 활성층(113)과 발광층(193)을 따로따로 형성할 뿐만 아니라, 다른 층들도 따로따로 형성할 수 있다.
표시 장치(100F)는, 수광 소자(110)와 발광 소자(190)가 한 쌍의 전극(화소 전극(111) 또는 화소 전극(191)과 공통 전극(115)) 사이에 공통의 층을 포함하지 않는 예를 나타낸 것이다. 표시 장치(100F)에 포함되는 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)는 절연층(214) 위에 화소 전극(111)과 화소 전극(191)을 동일한 재료 및 동일한 공정으로 형성하고, 화소 전극(111) 위에 버퍼층(182), 활성층(113), 및 버퍼층(184)을 형성하고, 화소 전극(191) 위에 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)을 형성한 후에, 버퍼층(184) 및 버퍼층(194) 등을 덮도록 공통 전극(115)을 형성함으로써 제작할 수 있다.
또한 버퍼층(182), 활성층(113), 및 버퍼층(184)의 적층 구조와, 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)의 적층 구조의 제작 순서는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 버퍼층(182), 활성층(113), 및 버퍼층(184)을 성막한 후에 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)을 성막하여도 좋다. 반대로 버퍼층(182), 활성층(113), 및 버퍼층(184)을 성막하기 전에 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)을 성막하여도 좋다. 또한 버퍼층(182), 버퍼층(192), 활성층(113), 발광층(193) 등의 순서로 교대로 성막하여도 좋다.
[표시 장치의 구성예 3]
이하에서는 표시 장치의 더 구체적인 구성예에 대하여 설명한다.
[구성예 3-1]
도 16은 표시 장치(200A)의 사시도이다.
표시 장치(200A)는 기판(151)과 기판(152)이 접합된 구성을 갖는다. 도 16에서는 기판(152)을 파선으로 나타내었다.
표시 장치(200A)는 표시부(162), 회로(164), 배선(165) 등을 포함한다. 도 16에는 표시 장치(200A)에 IC(집적 회로)(173) 및 FPC(172)가 실장된 예를 나타내었다. 그러므로 도 16에 나타낸 구성은 표시 장치(200A), IC, 및 FPC를 포함하는 표시 모듈이라고도 할 수 있다.
회로(164)로서는 주사선 구동 회로를 사용할 수 있다.
배선(165)은 표시부(162) 및 회로(164)에 신호 및 전력을 공급하는 기능을 갖는다. 상기 신호 및 전력은 FPC(172)를 통하여 외부로부터 입력되거나 IC(173)로부터 배선(165)에 입력된다.
도 16에는 COG(Chip On Glass) 방식 또는 COF(Chip On Film) 방식 등에 의하여 기판(151)에 IC(173)가 제공된 예를 나타내었다. IC(173)로서는 예를 들어 주사선 구동 회로 및 신호선 구동 회로 등을 포함하는 IC를 적용할 수 있다. 또한 표시 장치(200A) 및 표시 모듈은 IC가 제공되지 않는 구성을 가져도 좋다. 또한 IC를 COF 방식 등에 의하여 FPC에 실장하여도 좋다.
도 17에, 도 16에 나타낸 표시 장치(200A)에서 FPC(172)를 포함하는 영역의 일부, 회로(164)를 포함하는 영역의 일부, 표시부(162)를 포함하는 영역의 일부, 및 단부를 포함하는 영역의 일부를 각각 절단한 경우의 단면의 일례를 나타내었다.
도 17에 나타낸 표시 장치(200A)는 기판(151)과 기판(152) 사이에 트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 트랜지스터(206), 발광 소자(190), 수광 소자(110) 등을 포함한다.
기판(152)과 절연층(214)은 접착층(142)에 의하여 접착되어 있다. 발광 소자(190) 및 수광 소자(110)의 밀봉에는 고체 밀봉 구조 또는 중공 밀봉 구조 등을 적용할 수 있다. 도 17에서는 기판(152), 접착층(142), 및 절연층(214)으로 둘러싸인 공간(143)이 불활성 가스(질소나 아르곤 등)로 충전되어 있고, 중공 밀봉 구조가 적용되어 있다. 접착층(142)은 발광 소자(190)와 중첩하여 제공되어도 좋다. 또한 기판(152), 접착층(142), 및 절연층(214)으로 둘러싸인 공간(143)을 접착층(142)과는 다른 수지로 충전하여도 좋다.
발광 소자(190)는 절연층(214) 측으로부터 화소 전극(191), 공통층(112), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)의 순서로 적층된 적층 구조를 갖는다. 화소 전극(191)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(206)에 포함되는 도전층(222b)에 접속되어 있다. 트랜지스터(206)는 발광 소자(190)의 구동을 제어하는 기능을 갖는다. 화소 전극(191)의 단부는 격벽(216)으로 덮여 있다. 화소 전극(191)은 가시광을 반사하는 재료를 포함하고, 공통 전극(115)은 가시광을 투과시키는 재료를 포함한다.
수광 소자(110)는 절연층(214) 측으로부터 화소 전극(111), 공통층(112), 활성층(113), 공통층(114), 및 공통 전극(115)의 순서로 적층된 적층 구조를 갖는다. 화소 전극(111)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(205)에 포함되는 도전층(222b)에 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극(111)의 단부는 격벽(216)으로 덮여 있다. 화소 전극(111)은 가시광을 반사하는 재료를 포함하고, 공통 전극(115)은 가시광을 투과시키는 재료를 포함한다.
발광 소자(190)로부터 방출되는 광은 기판(152) 측으로 방출된다. 또한 수광 소자(110)에는 기판(152) 및 공간(143)을 통하여 광이 입사한다. 기판(152)에는 가시광에 대한 투과성이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
화소 전극(111) 및 화소 전극(191)은 동일한 재료 및 동일한 공정으로 제작할 수 있다. 공통층(112), 공통층(114), 및 공통 전극(115)은 수광 소자(110)와 발광 소자(190)의 양쪽에 사용된다. 수광 소자(110)와 발광 소자(190)는 활성층(113)과 발광층(193)을 제외하고는 모두 공통된 구성을 가질 수 있다. 이에 의하여, 제작 공정을 크게 늘리지 않고, 표시 장치(100A)에 수광 소자(110)를 내장시킬 수 있다.
기판(152)에서 기판(151) 측의 면에는 차광층(BM)이 제공되어 있다. 차광층(BM)은 수광 소자(110)와 중첩되는 위치 및 발광 소자(190)와 중첩되는 위치에 개구를 갖는다. 차광층(BM)을 제공함으로써, 수광 소자(110)가 광을 검출하는 범위를 제어할 수 있다. 또한 차광층(BM)을 포함함으로써, 발광 소자(190)로부터 수광 소자(110)에 광이 직접 입사하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 노이즈가 적고 감도가 높은 센서를 실현할 수 있다.
트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)는 모두 기판(151) 위에 형성되어 있다. 이들 트랜지스터는 동일한 재료 및 동일한 공정으로 제작할 수 있다.
기판(151) 위에는 절연층(211), 절연층(213), 절연층(215), 및 절연층(214)이 이 순서대로 제공되어 있다. 절연층(211)은 그 일부가 각 트랜지스터의 게이트 절연층으로서 기능한다. 절연층(213)은 그 일부가 각 트랜지스터의 게이트 절연층으로서 기능한다. 절연층(215)은 트랜지스터를 덮어 제공된다. 절연층(214)은 트랜지스터를 덮어 제공되고, 평탄화층으로서의 기능을 갖는다. 또한 게이트 절연층의 개수 및 트랜지스터를 덮는 절연층의 개수는 한정되지 않고, 각각 단층이어도 좋고 2층 이상이어도 좋다.
트랜지스터를 덮는 절연층 중 적어도 하나에 물이나 수소 등의 불순물이 확산되기 어려운 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 절연층을 배리어층으로서 기능시킬 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 외부로부터 트랜지스터로 불순물이 확산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있어, 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
절연층(211), 절연층(213), 및 절연층(215)으로서는 각각 무기 절연막을 사용하는 것이 바람직하다. 무기 절연막으로서는 예를 들어 질화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 질화 알루미늄막 등의 무기 절연막을 사용할 수 있다. 또한 산화 하프늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 갈륨막, 산화 탄탈럼막, 산화 마그네슘막, 산화 란타넘막, 산화 세륨막, 및 산화 네오디뮴막 등을 사용하여도 좋다. 또한 상술한 절연막을 2개 이상 적층하여 사용하여도 좋다.
여기서, 유기 절연막은 무기 절연막보다 배리어성이 낮은 경우가 많다. 그러므로 유기 절연막은 표시 장치(200A)의 단부 근방에 개구를 갖는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 표시 장치(200A)의 단부로부터 유기 절연막을 통하여 불순물이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 또는 유기 절연막의 단부가 표시 장치(200A)의 단부보다 내측에 위치하도록 유기 절연막을 형성하여, 표시 장치(200A)의 단부에서 유기 절연막이 노출되지 않도록 하여도 좋다.
평탄화층으로서 기능하는 절연층(214)에는 유기 절연막이 적합하다. 유기 절연막에 사용할 수 있는 재료로서는, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실록산 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 페놀 수지, 및 이들 수지의 전구체 등을 들 수 있다.
도 17에 나타낸 영역(228)에서는 절연층(214)에 개구가 형성되어 있다. 이에 의하여, 절연층(214)으로서 유기 절연막을 사용하는 경우에도 절연층(214)을 통하여 외부로부터 표시부(162)로 불순물이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치(200A)의 신뢰성을 높일 수 있다.
트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)는 게이트로서 기능하는 도전층(221), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(211), 소스 및 드레인으로서 기능하는 도전층(222a) 및 도전층(222b), 반도체층(231), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(213), 그리고 게이트로서 기능하는 도전층(223)을 포함한다. 여기서는, 동일한 도전막을 가공하여 얻어지는 복수의 층에 같은 해치 패턴을 부여하였다. 절연층(211)은 도전층(221)과 반도체층(231) 사이에 위치한다. 절연층(213)은 도전층(223)과 반도체층(231) 사이에 위치한다.
본 실시형태의 표시 장치에 포함되는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 플레이너(planar)형 트랜지스터, 스태거형 트랜지스터, 역 스태거형 트랜지스터 등을 사용할 수 있다. 또한 톱 게이트형 및 보텀 게이트형 중 어느 트랜지스터 구조로 하여도 좋다. 또는 채널이 형성되는 반도체층의 상하에 게이트가 제공되어도 좋다.
트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)에는 채널이 형성되는 반도체층을 2개의 게이트로 끼우는 구성이 적용되어 있다. 2개의 게이트를 접속하고, 이들에 동일한 신호를 공급함으로써 트랜지스터를 구동하여도 좋다. 또는 2개의 게이트 중 한쪽에 문턱 전압을 제어하기 위한 전위를 공급하고, 다른 쪽에 구동을 위한 전위를 공급함으로써, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어하여도 좋다.
트랜지스터에 사용하는 반도체 재료의 결정성에 대해서도 특별히 한정되지 않고, 비정질 반도체, 단결정 반도체, 및 단결정 이외의 결정성을 갖는 반도체(미결정 반도체, 다결정 반도체, 또는 일부에 결정 영역을 포함하는 반도체) 중 어느 것을 사용하여도 좋다. 단결정 반도체 또는 결정성을 갖는 반도체를 사용하면, 트랜지스터 특성의 열화를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.
트랜지스터의 반도체층은 금속 산화물(산화물 반도체라고도 함)을 포함하는 것이 바람직하다. 또는 트랜지스터의 반도체층은 실리콘을 포함하여도 좋다. 실리콘으로서는 비정질 실리콘, 결정성 실리콘(저온 폴리실리콘, 단결정 실리콘 등) 등을 들 수 있다.
반도체층은 예를 들어 인듐과, M(M은 갈륨, 알루미늄, 실리콘, 붕소, 이트륨, 주석, 구리, 바나듐, 베릴륨, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘 중에서 선택된 1종류 또는 복수 종류)과, 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 특히 M은 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 및 주석 중에서 선택된 1종류 또는 복수 종류인 것이 바람직하다.
특히 반도체층에는 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함하는 산화물(IGZO라고도 표기함)을 사용하는 것이 바람직하다.
반도체층이 In-M-Zn 산화물인 경우, In-M-Zn 산화물을 성막하기 위하여 사용하는 스퍼터링 타깃은 In의 원자수비가 M의 원자수비 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 스퍼터링 타깃의 금속 원소의 원자수비로서는 In:M:Zn=1:1:1, In:M:Zn=1:1:1.2, In:M:Zn=2:1:3, In:M:Zn=3:1:2, In:M:Zn=4:2:3, In:M:Zn=4:2:4.1, In:M:Zn=5:1:3, In:M:Zn=5:1:6, In:M:Zn=5:1:7, In:M:Zn=5:1:8, In:M:Zn=6:1:6, In:M:Zn=5:2:5 등을 들 수 있다.
스퍼터링 타깃으로서는 다결정 산화물을 포함하는 타깃을 사용하면, 결정성을 갖는 반도체층을 형성하기 쉬워지기 때문에 바람직하다. 또한 성막되는 반도체층의 원자수비는 상기 스퍼터링 타깃에 포함되는 금속 원소의 원자수비의 ±40%의 변동을 포함한다. 예를 들어 반도체층에 사용하는 스퍼터링 타깃의 조성이 In:Ga:Zn=4:2:4.1[원자수비]인 경우, 성막되는 반도체층의 조성은 In:Ga:Zn=4:2:3[원자수비] 근방인 경우가 있다.
또한 원자수비가 In:Ga:Zn=4:2:3 또는 그 근방이라고 기재된 경우, In을 4로 하였을 때 Ga이 1 이상 3 이하이고 Zn이 2 이상 4 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비가 In:Ga:Zn=5:1:6 또는 그 근방이라고 기재된 경우, In을 5로 하였을 때 Ga이 0.1보다 크고 2 이하이고 Zn이 5 이상 7 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비가 In:Ga:Zn=1:1:1 또는 그 근방이라고 기재된 경우, In을 1로 하였을 때 Ga이 0.1보다 크고 2 이하이고 Zn이 0.1보다 크고 2 이하인 경우를 포함한다.
회로(164)에 포함되는 트랜지스터와 표시부(162)에 포함되는 트랜지스터는 같은 구조이어도 좋고 다른 구조이어도 좋다. 회로(164)에 포함되는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상 있어도 좋다. 마찬가지로, 표시부(162)에 포함되는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상 있어도 좋다.
기판(151)에서 기판(152)이 중첩되지 않은 영역에는 접속부(204)가 제공되어 있다. 접속부(204)에서는 배선(165)이 도전층(166) 및 접속층(242)을 통하여 FPC(172)에 전기적으로 접속되어 있다. 접속부(204)의 상면에서는, 화소 전극(191)과 동일한 도전막을 가공하여 얻어진 도전층(166)이 노출되어 있다. 이에 의하여, 접속층(242)을 통하여 접속부(204)와 FPC(172)를 전기적으로 접속할 수 있다.
기판(152)의 외측에는 각종 광학 부재를 배치할 수 있다. 광학 부재로서는 편광판, 위상차판, 광 확산층(확산 필름 등), 반사 방지층, 및 집광 필름 등을 들 수 있다. 또한 기판(152)의 외측에는 먼지의 부착을 억제하는 대전 방지막, 오염이 부착되기 어렵게 하는 발수성의 막, 사용에 따른 손상의 발생을 억제하는 하드 코트막, 충격 흡수층 등을 배치하여도 좋다.
기판(151) 및 기판(152)에는 각각 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 수지 등을 사용할 수 있다. 기판(151) 및 기판(152)에 가요성을 갖는 재료를 사용하면, 표시 장치의 가요성을 높일 수 있다.
접착층으로서는, 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 혐기형 접착제 등 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들 접착제로서는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘(silicone) 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, PVC(폴리바이닐클로라이드) 수지, PVB(폴리바이닐뷰티랄) 수지, EVA(에틸렌바이닐아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 특히 에폭시 수지 등의 투습성이 낮은 재료가 바람직하다. 또한 2액 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또한 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
접속층(242)으로서는 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film), 이방성 도전 페이스트(ACP: Anisotropic Conductive Paste) 등을 사용할 수 있다.
발광 소자(190)로서는 톱 이미션형, 보텀 이미션형, 듀얼 이미션형 등이 있다. 광을 추출하는 측의 전극으로서는, 가시광을 투과시키는 도전막을 사용한다. 또한 광을 추출하지 않는 측의 전극으로서는, 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
발광 소자(190)는 적어도 발광층(193)을 포함한다. 발광 소자(190)는 발광층(193) 이외의 층으로서, 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 차단 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 또는 양극성 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등을 포함한 층을 더 포함하여도 좋다. 예를 들어 공통층(112)은 정공 주입층 및 정공 수송층 중 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어 공통층(114)은 전자 수송층 및 전자 주입층 중 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 것이 바람직하다.
공통층(112), 발광층(193), 및 공통층(114)에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어느 쪽을 사용할 수도 있고, 무기 화합물을 포함하여도 좋다. 공통층(112), 발광층(193), 및 공통층(114)을 구성하는 층은 각각 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법, 인쇄법, 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
발광층(193)은 발광 재료로서 퀀텀닷 등의 무기 화합물을 포함하여도 좋다.
수광 소자(110)의 활성층(113)은 반도체를 포함한다. 상기 반도체로서는, 실리콘 등의 무기 반도체 및 유기 화합물을 포함하는 유기 반도체를 들 수 있다. 본 실시형태에서는, 활성층에 포함되는 반도체로서 유기 반도체를 사용하는 예를 제시한다. 유기 반도체를 사용함으로써, 발광 소자(190)의 발광층(193)과 수광 소자(110)의 활성층(113)을 같은 방법(예를 들어 진공 증착법)으로 형성할 수 있기 때문에, 제조 장치를 공통화할 수 있어 바람직하다.
활성층(113)에 포함되는 n형 반도체 재료로서는, 풀러렌(예를 들어 C60, C70 등) 또는 그 유도체 등의 전자 수용성의 유기 반도체 재료를 들 수 있다. 또한 활성층(113)에 포함되는 p형 반도체 재료로서는, 구리(II) 프탈로사이아닌(Copper(II) phthalocyanine; CuPc)이나, 테트라페닐다이벤조페리플란텐(Tetraphenyldibenzoperiflanthene; DBP), 아연 프탈로사이아닌(Zinc Phthalocyanine; ZnPc) 등의 전자 공여성의 유기 반도체 재료를 들 수 있다.
예를 들어 활성층(113)은 n형 반도체와 p형 반도체를 공증착하여 형성하는 것이 바람직하다.
트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인과, 표시 장치를 구성하는 각종 배선 및 전극 등의 도전층에 사용할 수 있는 재료로서는, 알루미늄, 타이타늄, 크로뮴, 니켈, 구리, 이트륨, 지르코늄, 몰리브데넘, 은, 탄탈럼, 및 텅스텐 등의 금속, 그리고 상기 금속을 주성분으로 하는 합금 등을 들 수 있다. 이들 재료를 포함하는 막을 단층으로 또는 적층 구조로 하여 사용할 수 있다.
또한 광 투과성을 갖는 도전 재료로서는 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 갈륨을 포함하는 산화 아연 등의 도전성 산화물 또는 그래핀을 사용할 수 있다. 또는 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 및 타이타늄 등의 금속 재료나, 상기 금속 재료를 포함하는 합금 재료를 사용할 수 있다. 또는 상기 금속 재료의 질화물(예를 들어 질화 타이타늄) 등을 사용하여도 좋다. 또한 금속 재료, 합금 재료(또는 이들의 질화물)를 사용하는 경우에는, 광 투과성을 가질 정도로 얇게 하는 것이 바람직하다. 또한 상기 재료의 적층막을 도전층으로서 사용할 수 있다. 예를 들어 은과 마그네슘의 합금과, 인듐 주석 산화물의 적층막 등을 사용하면, 도전성을 높일 수 있기 때문에 바람직하다. 이들은 표시 장치를 구성하는 각종 배선 및 전극 등의 도전층이나, 표시 소자에 포함되는 도전층(화소 전극이나 공통 전극으로서 기능하는 도전층)에도 사용할 수 있다.
각 절연층에 사용할 수 있는 절연 재료로서는 예를 들어 아크릴 수지, 에폭시 수지 등의 수지, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 알루미늄 등의 무기 절연 재료가 있다.
[구성예 3-2]
도 18의 (A)는 표시 장치(200B)의 단면도이다. 표시 장치(200B)는 렌즈(149) 및 보호층(195)을 포함한다는 점에서 표시 장치(200A)와 주로 다르다.
수광 소자(110) 및 발광 소자(190)를 덮는 보호층(195)을 제공함으로써, 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)로 물 등의 불순물이 확산되는 것을 억제하여, 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)의 신뢰성을 높일 수 있다.
표시 장치(200B)의 단부 근방의 영역(228)에서, 절연층(214)의 개구를 통하여 절연층(215)과 보호층(195)이 서로 접하는 것이 바람직하다. 특히 절연층(215)에 포함되는 무기 절연막과 보호층(195)에 포함되는 무기 절연막이 서로 접하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 유기 절연막을 통하여 외부로부터 표시부(162)로 불순물이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치(200B)의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 18의 (B)에 보호층(195)이 3층 구조인 예를 나타내었다. 도 18의 (B)에서, 보호층(195)은 공통 전극(115) 위의 무기 절연층(195a)과, 무기 절연층(195a) 위의 유기 절연층(195b)과, 유기 절연층(195b) 위의 무기 절연층(195c)을 포함한다.
무기 절연층(195a)의 단부와 무기 절연층(195c)의 단부는 유기 절연층(195b)의 단부보다 외측으로 연장되고 서로 접한다. 그리고 무기 절연층(195a)은 절연층(214)(유기 절연층)의 개구를 통하여 절연층(215)(무기 절연층)과 접한다. 이에 의하여, 절연층(215)과 보호층(195)으로 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)를 둘러쌀 수 있기 때문에, 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)의 신뢰성을 높일 수 있다.
이와 같이, 보호층(195)은 유기 절연막과 무기 절연막의 적층 구조를 가져도 좋다. 이때, 무기 절연막의 단부를 유기 절연막의 단부보다 외측으로 연장시키는 것이 바람직하다.
기판(152)에서 기판(151) 측의 면에는 렌즈(149)가 제공되어 있다. 렌즈(149)는 기판(151) 측에 볼록면을 갖는다. 수광 소자(110)의 수광 영역은 렌즈(149)와 중첩되고, 또한 발광층(193)과 중첩되지 않는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 수광 소자(110)를 사용한 센서의 감도 및 정밀도를 높일 수 있다.
렌즈(149)는 수광 소자(110)가 수광하는 광의 파장에 대한 굴절률이 1.3 이상 2.5 이하인 것이 바람직하다. 렌즈(149)는 무기 재료 및 유기 재료 중 적어도 한쪽을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어 수지를 포함하는 재료를 렌즈(149)에 사용할 수 있다. 또한 산화물 및 황화물 중 적어도 한쪽을 포함하는 재료를 렌즈(149)에 사용할 수 있다.
구체적으로는, 염소, 브로민, 또는 아이오딘을 포함하는 수지, 중금속 원자를 포함하는 수지, 방향족 고리를 포함하는 수지, 황을 포함하는 수지 등을 렌즈(149)에 사용할 수 있다. 또는 수지와, 상기 수지보다 굴절률이 높은 재료의 나노 입자를 포함하는 재료를 렌즈(149)에 사용할 수 있다. 산화 타이타늄 또는 산화 지르코늄 등을 나노 입자에 사용할 수 있다.
또한 산화 세륨, 산화 하프늄, 산화 란타넘, 산화 마그네슘, 산화 나이오븀, 산화 탄탈럼, 산화 타이타늄, 산화 이트륨, 산화 아연, 인듐과 주석을 포함하는 산화물, 또는 인듐과 갈륨과 아연을 포함하는 산화물 등을 렌즈(149)에 사용할 수 있다. 또는 황화 아연 등을 렌즈(149)에 사용할 수 있다.
또한 표시 장치(200B)에서는 보호층(195)과 기판(152)이 접착층(142)에 의하여 접합되어 있다. 접착층(142)은 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)와 각각 중첩되어 제공되어 있고, 표시 장치(200B)에는 고체 밀봉 구조가 적용되어 있다.
[구성예 3-3]
도 19의 (A)는 표시 장치(200C)의 단면도이다. 표시 장치(200C)는 차광층(BM) 및 렌즈(149)를 포함하지 않는다는 점, 그리고 트랜지스터의 구조가 표시 장치(200B)와 주로 다르다.
표시 장치(200C)는 기판(151) 위에 트랜지스터(208), 트랜지스터(209), 및 트랜지스터(210)를 포함한다.
트랜지스터(208), 트랜지스터(209), 및 트랜지스터(210)는 게이트로서 기능하는 도전층(221), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(211), 채널 형성 영역(231i) 및 한 쌍의 저저항 영역(231n)을 포함하는 반도체층, 한 쌍의 저저항 영역(231n) 중 한쪽에 접속되는 도전층(222a), 한 쌍의 저저항 영역(231n) 중 다른 쪽에 접속되는 도전층(222b), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(225), 게이트로서 기능하는 도전층(223), 그리고 도전층(223)을 덮는 절연층(215)을 포함한다. 절연층(211)은 도전층(221)과 채널 형성 영역(231i) 사이에 위치한다. 절연층(225)은 도전층(223)과 채널 형성 영역(231i) 사이에 위치한다.
도전층(222a) 및 도전층(222b)은 각각 절연층(225) 및 절연층(215)에 제공된 개구를 통하여 저저항 영역(231n)에 접속된다. 도전층(222a) 및 도전층(222b) 중 한쪽은 소스로서 기능하고, 다른 쪽은 드레인으로서 기능한다.
발광 소자(190)의 화소 전극(191)은 도전층(222b)을 통하여 트랜지스터(208)의 한 쌍의 저저항 영역(231n) 중 한쪽에 전기적으로 접속된다.
수광 소자(110)의 화소 전극(111)은 도전층(222b)을 통하여 트랜지스터(209)의 한 쌍의 저저항 영역(231n) 중 다른 쪽에 전기적으로 접속된다.
도 19의 (A)에는 절연층(225)이 반도체층의 상면 및 측면을 덮는 예를 나타내었다. 한편, 도 19의 (B)에는 절연층(225)이 반도체층(231)의 채널 형성 영역(231i)과 중첩되고, 저저항 영역(231n)과는 중첩되지 않는 예를 나타내었다. 예를 들어 도전층(223)을 마스크로서 사용하여 절연층(225)을 가공함으로써, 도 19의 (B)에 나타낸 구조를 제작할 수 있다. 도 19의 (B)에서는 절연층(225) 및 도전층(223)을 덮어 절연층(215)이 제공되고, 절연층(215)의 개구를 통하여 도전층(222a) 및 도전층(222b)이 각각 저저항 영역(231n)에 접속되어 있다. 또한 트랜지스터를 덮는 절연층(218)을 제공하여도 좋다.
[구성예 3-4]
도 20은 표시 장치(200D)의 단면도이다. 표시 장치(200D)는 기판의 구성이 표시 장치(200C)와 주로 다르다.
표시 장치(200D)는 기판(151) 및 기판(152)을 포함하지 않고, 기판(153), 기판(154), 접착층(155), 및 절연층(212)을 포함한다.
기판(153)과 절연층(212)은 접착층(155)에 의하여 접합되어 있다. 기판(154)과 보호층(195)은 접착층(142)에 의하여 접합되어 있다.
표시 장치(200D)는 제작 기판 위에 형성된 절연층(212), 트랜지스터(208), 트랜지스터(209), 수광 소자(110), 및 발광 소자(190) 등을 기판(153) 위로 전치함으로써 제작되는 구성을 갖는다. 기판(153) 및 기판(154)은 각각 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 표시 장치(200D)의 가요성을 높일 수 있다.
절연층(212)으로서는, 절연층(211), 절연층(213), 및 절연층(215)으로서 사용할 수 있는 무기 절연막을 사용할 수 있다. 또는 절연층(212)으로서 유기 절연막과 무기 절연막의 적층막을 사용하여도 좋다. 이때, 트랜지스터(209) 측의 막을 무기 절연막으로 하는 것이 바람직하다.
여기까지가 표시 장치의 구성예에 대한 설명이다.
[금속 산화물에 대하여]
이하에서는 반도체층에 적용할 수 있는 금속 산화물에 대하여 설명한다.
또한 본 명세서 등에서는, 질소를 포함하는 금속 산화물도 금속 산화물(metal oxide)이라고 총칭하는 경우가 있다. 또한 질소를 포함하는 금속 산화물을 금속 산질화물(metal oxynitride)이라고 불러도 좋다. 예를 들어 아연 산질화물(ZnON) 등 질소를 포함하는 금속 산화물을 반도체층에 사용하여도 좋다.
또한 본 명세서 등에서, CAAC(c-axis aligned crystal) 및 CAC(Cloud-Aligned Composite)라고 기재하는 경우가 있다. CAAC는 결정 구조의 일례를 나타내고, CAC는 기능 또는 재료의 구성의 일례를 나타낸다.
예를 들어 반도체층에는 CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS(Oxide Semiconductor)를 사용할 수 있다.
CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 재료의 일부에서는 도전성의 기능을 갖고, 재료의 일부에서는 절연성의 기능을 갖고, 재료의 전체에서는 반도체로서의 기능을 갖는다. 또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide를 트랜지스터의 반도체층에 사용하는 경우, 도전성의 기능은 캐리어가 되는 전자(또는 홀)를 흘리는 기능이고, 절연성의 기능은 캐리어가 되는 전자를 흘리지 않는 기능이다. 도전성의 기능과 절연성의 기능을 각각 상보적으로 작용시킴으로써, 스위칭 기능(온/오프 기능)을 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide에 부여할 수 있다. CAC-OS 또는 CAC-metal oxide에서 각각의 기능을 분리시킴으로써, 양쪽의 기능을 최대한 높일 수 있다.
또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 도전성 영역 및 절연성 영역을 포함한다. 도전성 영역은 상술한 도전성의 기능을 갖고, 절연성 영역은 상술한 절연성의 기능을 갖는다. 또한 재료 내에서 도전성 영역과 절연성 영역은 나노 입자 레벨로 분리되어 있는 경우가 있다. 또한 도전성 영역과 절연성 영역은 각각 재료 내에 편재하는 경우가 있다. 또한 도전성 영역은 주변이 흐릿해져 클라우드상으로 연결되어 관찰되는 경우가 있다.
또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide에서 도전성 영역과 절연성 영역은 각각 0.5nm 이상 10nm 이하, 바람직하게는 0.5nm 이상 3nm 이하의 크기로 재료 내에 분산되어 있는 경우가 있다.
또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 상이한 밴드 갭을 갖는 성분으로 구성된다. 예를 들어 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 절연성 영역에 기인하는 와이드 갭을 갖는 성분과 도전성 영역에 기인하는 내로 갭을 갖는 성분으로 구성된다. 상기 구성의 경우, 캐리어를 흘릴 때 내로 갭을 갖는 성분에서 주로 캐리어가 흐른다. 또한 내로 갭을 갖는 성분이 와이드 갭을 갖는 성분에 상보적으로 작용하고, 내로 갭을 갖는 성분과 연동하여 와이드 갭을 갖는 성분에도 캐리어가 흐른다. 그러므로 상기 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide를 트랜지스터의 채널 형성 영역에 사용하는 경우, 트랜지스터의 온 상태에서 높은 전류 구동력, 즉 큰 온 전류 및 높은 전계 효과 이동도를 얻을 수 있다.
즉 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 매트릭스 복합재(matrix composite) 또는 금속 매트릭스 복합재(metal matrix composite)라고 부를 수도 있다.
산화물 반도체(금속 산화물)는 단결정 산화물 반도체와, 이 외의 비단결정 산화물 반도체로 나누어진다. 비단결정 산화물 반도체로서는 예를 들어 CAAC-OS(c-axis aligned crystalline oxide semiconductor), 다결정 산화물 반도체, nc-OS(nanocrystalline oxide semiconductor), a-like OS(amorphous-like oxide semiconductor), 및 비정질 산화물 반도체 등이 있다.
CAAC-OS는 c축 배향성을 갖고, 또한 a-b면 방향에서 복수의 나노 결정이 연결되고, 변형을 갖는 결정 구조이다. 또한 변형이란, 복수의 나노 결정이 연결되는 영역에서, 격자 배열이 정렬된 영역과 격자 배열이 정렬된 다른 영역 사이에서 격자 배열의 방향이 변화되는 부분을 가리킨다.
나노 결정은 기본적으로 육각형이지만, 정육각형에 한정되지 않고 비정육각형인 경우가 있다. 또한 변형에서 오각형 및 칠각형 등의 격자 배열을 갖는 경우가 있다. 또한 CAAC-OS의 변형 근방에서도 명확한 결정립계(그레인 바운더리라고도 함)를 확인하는 것은 어렵다. 즉 격자 배열의 변형에 의하여 결정립계의 형성이 억제된다는 것을 알 수 있다. 이는, CAAC-OS가, a-b면 방향에서 산소 원자의 배열이 조밀하지 않거나, 금속 원소가 치환됨으로써 원자 사이의 결합 거리가 변화되는 것 등에 의하여, 변형을 허용할 수 있기 때문이다.
또한 CAAC-OS는 인듐 및 산소를 포함하는 층(이하 In층)과 원소 M, 아연, 및 산소를 포함하는 층(이하 (M, Zn)층)이 적층된 층상의 결정 구조(층상 구조라고도 함)를 갖는 경향이 있다. 또한 인듐과 원소 M은 서로 치환될 수 있고, (M, Zn)층의 원소 M이 인듐과 치환된 경우, (In, M, Zn)층이라고 나타낼 수도 있다. 또한 In층의 인듐이 원소 M과 치환된 경우, (In, M)층이라고 나타낼 수도 있다.
CAAC-OS는 결정성이 높은 금속 산화물이다. 한편, CAAC-OS에서는 명확한 결정립계를 확인하기 어렵기 때문에, 결정립계에 기인하는 전자 이동도의 저하가 일어나기 어렵다고 할 수 있다. 또한 금속 산화물의 결정성은 불순물의 혼입이나 결함의 생성 등으로 인하여 저하하는 경우가 있기 때문에, CAAC-OS는 불순물이나 결함(산소 결손(VO: oxygen vacancy라고도 함) 등)이 적은 금속 산화물이라고 할 수도 있다. 따라서 CAAC-OS를 포함하는 금속 산화물은 물리적 성질이 안정된다. 그러므로 CAAC-OS를 포함하는 금속 산화물은 열에 강하고 신뢰성이 높다.
nc-OS는 미소한 영역(예를 들어 1nm 이상 10nm 이하의 영역, 특히 1nm 이상 3nm 이하의 영역)에서 원자 배열에 주기성을 갖는다. 또한 nc-OS는 상이한 나노 결정 사이에서 결정 방위에 규칙성이 보이지 않는다. 따라서 막 전체에서 배향성이 보이지 않는다. 그러므로 nc-OS는 분석 방법에 따라서는 a-like OS나 비정질 산화물 반도체와 구별할 수 없는 경우가 있다.
또한 인듐과 갈륨과 아연을 포함하는 금속 산화물의 1종류인 인듐-갈륨-아연 산화물(이하 IGZO)은 상술한 나노 결정으로 함으로써 안정적인 구조를 갖는 경우가 있다. 특히 IGZO는 대기 중에서 결정 성장하기 어려운 경향이 있기 때문에, 큰 결정(여기서는 수mm의 결정 또는 수cm의 결정)보다 작은 결정(예를 들어 상술한 나노 결정)으로 하였을 때 구조적으로 더 안정되는 경우가 있다.
a-like OS는 nc-OS와 비정질 산화물 반도체의 중간의 구조를 갖는 금속 산화물이다. a-like OS는 공동(void) 또는 저밀도 영역을 포함한다. 즉 a-like OS는 nc-OS 및 CAAC-OS보다 결정성이 낮다.
산화물 반도체(금속 산화물)는 다양한 구조를 취하고, 각각이 상이한 특성을 갖는다. 본 발명의 일 형태의 산화물 반도체에는 비정질 산화물 반도체, 다결정 산화물 반도체, a-like OS, nc-OS, CAAC-OS 중 2종류 이상이 포함되어도 좋다.
반도체층으로서 기능하는 금속 산화물막은 불활성 가스 및 산소 가스 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 사용하여 성막할 수 있다. 또한 금속 산화물막의 성막 시의 산소의 유량비(산소 분압)에 특별한 한정은 없다. 다만 전계 효과 이동도가 높은 트랜지스터를 얻는 경우에는 금속 산화물막의 성막 시의 산소의 유량비(산소 분압)는 0% 이상 30% 이하가 바람직하고, 5% 이상 30% 이하가 더 바람직하고, 7% 이상 15% 이하가 더욱 바람직하다.
금속 산화물은 에너지 갭이 2eV 이상인 것이 바람직하고, 2.5eV 이상인 것이 더 바람직하고, 3eV 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이, 에너지 갭이 넓은 금속 산화물을 사용함으로써 트랜지스터의 오프 전류를 저감할 수 있다.
금속 산화물막의 성막 시의 기판 온도는 350℃ 이하가 바람직하고, 실온 이상 200℃ 이하가 더 바람직하고, 실온 이상 130℃ 이하가 더욱 바람직하다. 금속 산화물막의 성막 시의 기판 온도가 실온이면, 생산성을 높일 수 있기 때문에 바람직하다.
금속 산화물막은 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 그 외에는, 예를 들어 PLD법, PECVD법, 열 CVD법, ALD법, 진공 증착법 등을 사용하여도 좋다.
여기까지가 금속 산화물에 대한 설명이다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 전자 기기에 적용할 수 있는 표시 장치에 대하여 도 21의 (A), (B)를 사용하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 수광 소자를 포함한 제 1 화소 회로와 발광 소자를 포함한 제 2 화소 회로를 포함한다. 제 1 화소 회로와 제 2 화소 회로는 각각 매트릭스상으로 배열된다.
도 21의 (A)는 수광 소자를 포함하는 제 1 화소 회로의 일례를 나타낸 것이고, 도 21의 (B)는 발광 소자를 포함하는 제 2 화소 회로의 일례를 나타낸 것이다.
도 21의 (A)에 나타낸 화소 회로(PIX1)는 수광 소자(PD), 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M2), 트랜지스터(M3), 트랜지스터(M4), 및 용량 소자(C1)를 포함한다. 여기서는 수광 소자(PD)로서 포토다이오드를 사용한 예를 나타내었다.
수광 소자(PD)는 캐소드가 배선(V1)에 전기적으로 접속되고, 애노드가 트랜지스터(M1)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M1)는 게이트가 배선(TX)에 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 용량 소자(C1)의 한쪽 전극, 트랜지스터(M2)의 소스 및 드레인 중 한쪽, 그리고 트랜지스터(M3)의 게이트에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M2)는 게이트가 배선(RES)에 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 배선(V2)에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M3)는 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(V3)에 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 트랜지스터(M4)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M4)는 게이트가 배선(SE)에 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 배선(OUT1)에 전기적으로 접속된다.
배선(V1), 배선(V2), 및 배선(V3)에는 각각 정전위가 공급된다. 수광 소자(PD)를 역바이어스로 구동시키는 경우에는, 배선(V2)에 배선(V1)의 전위보다 낮은 전위를 공급한다. 트랜지스터(M2)는 배선(RES)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 트랜지스터(M3)의 게이트에 접속되는 노드의 전위를 배선(V2)에 공급되는 전위로 리셋하는 기능을 갖는다. 트랜지스터(M1)는 배선(TX)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 수광 소자(PD)에 흐르는 전류에 따라 상기 노드의 전위가 변화되는 타이밍, 또는 수광 소자(PD)에서 발생하는 전하를 상기 노드에 전송(轉送)하는 타이밍을 제어하는 기능을 갖는다. 트랜지스터(M3)는 상기 노드의 전위에 따른 출력을 수행하는 증폭 트랜지스터로서 기능한다. 트랜지스터(M4)는 배선(SE)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 상기 노드의 전위에 따른 출력을 배선(OUT1)에 접속되는 외부 회로에 의하여 판독하기 위한 선택 트랜지스터로서 기능한다.
도 21의 (B)에 나타낸 화소 회로(PIX2)는 발광 소자(EL), 트랜지스터(M5), 트랜지스터(M6), 트랜지스터(M7), 및 용량 소자(C2)를 포함한다. 여기서는 발광 소자(EL)로서 발광 다이오드를 사용한 예를 나타내었다. 특히 발광 소자(EL)로서 유기 EL 소자를 사용하는 것이 바람직하다.
트랜지스터(M5)는 게이트가 배선(VG)에 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(VS)에 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 용량 소자(C2)의 한쪽 전극, 그리고 트랜지스터(M6)의 게이트에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M6)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 배선(V4)에 전기적으로 접속되고, 다른 쪽은 발광 소자(EL)의 애노드, 그리고 트랜지스터(M7)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M7)는 게이트가 배선(MS)에 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 배선(OUT2)에 전기적으로 접속된다. 발광 소자(EL)의 캐소드는 배선(V5)에 전기적으로 접속된다.
배선(V4) 및 배선(V5)에는 각각 정전위가 공급된다. 발광 소자(EL)의 애노드 측을 고전위로 하고, 캐소드 측을 애노드 측보다 저전위로 할 수 있다. 트랜지스터(M5)는 배선(VG)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 화소 회로(PIX2)의 선택 상태를 제어하기 위한 선택 트랜지스터로서 기능한다. 또한 트랜지스터(M6)는 게이트에 공급되는 전위에 따라 발광 소자(EL)에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터로서 기능한다. 트랜지스터(M5)가 도통 상태일 때, 배선(VS)에 공급되는 전위가 트랜지스터(M6)의 게이트에 공급되고, 그 전위에 따라 발광 소자(EL)의 발광 휘도를 제어할 수 있다. 트랜지스터(M7)는 배선(MS)에 공급되는 신호에 의하여 제어되고, 트랜지스터(M6)와 발광 소자(EL) 사이의 전위를, 배선(OUT2)을 통하여 외부에 출력하는 기능을 갖는다.
또한 본 실시형태의 표시 장치에서는 발광 소자를 펄스상으로 발광시켜 화상을 표시하여도 좋다. 발광 소자의 구동 시간을 단축함으로써, 표시 장치의 소비 전력을 저감하고, 발열을 억제할 수 있다. 특히 유기 EL 소자는 주파수 특성이 우수하기 때문에 적합하다. 주파수는 예를 들어 1kHz 이상 100MHz 이하로 할 수 있다.
여기서, 화소 회로(PIX1)에 포함되는 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M2), 트랜지스터(M3), 및 트랜지스터(M4), 그리고 화소 회로(PIX2)에 포함되는 트랜지스터(M5), 트랜지스터(M6), 및 트랜지스터(M7)로서는 각각 채널이 형성되는 반도체층에 금속 산화물(산화물 반도체)을 사용한 트랜지스터를 적용하는 것이 바람직하다.
실리콘보다 밴드 갭이 넓고 캐리어 밀도가 낮은 금속 산화물을 사용한 트랜지스터는 매우 낮은 오프 전류를 실현할 수 있다. 오프 전류가 낮은 경우, 트랜지스터에 직렬로 접속된 용량 소자에 축적된 전하가 장기간에 걸쳐 유지될 수 있다. 따라서 특히 용량 소자(C1) 또는 용량 소자(C2)에 직렬로 접속되는 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M2), 및 트랜지스터(M5)로서는 산화물 반도체가 적용된 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 이들 이외의 트랜지스터로서도 산화물 반도체를 적용한 트랜지스터를 사용함으로써, 제작 비용을 절감할 수 있다.
또한 트랜지스터(M1) 내지 트랜지스터(M7)로서 채널이 형성되는 반도체에 실리콘을 적용한 트랜지스터를 사용할 수도 있다. 특히 단결정 실리콘이나 다결정 실리콘 등의 결정성이 높은 실리콘을 사용함으로써, 높은 전계 효과 이동도를 실현할 수 있고, 더 고속으로 동작할 수 있어 바람직하다.
또한 트랜지스터(M1) 내지 트랜지스터(M7) 중 하나 이상으로서 산화물 반도체를 적용한 트랜지스터를 사용하고, 그 이외의 트랜지스터로서 실리콘을 적용한 트랜지스터를 사용하는 구성으로 하여도 좋다.
또한 도 21의 (A), (B)에서는 트랜지스터를 n채널형 트랜지스터로서 표기하였지만, p채널형 트랜지스터를 사용할 수도 있다.
화소 회로(PIX1)에 포함되는 트랜지스터와 화소 회로(PIX2)에 포함되는 트랜지스터는 동일한 기판 위에 나란히 형성되는 것이 바람직하다. 특히 화소 회로(PIX1)에 포함되는 트랜지스터와 화소 회로(PIX2)에 포함되는 트랜지스터를 하나의 영역 내에 혼재시켜 주기적으로 배열하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
또한 수광 소자(PD) 또는 발광 소자(EL)와 중첩되는 위치에 트랜지스터 및 용량 소자 중 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 층을 하나 또는 복수로 제공하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 각 화소 회로의 실효적인 점유 면적을 작게 할 수 있고, 고정세의 수광부 또는 표시부를 실현할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
10, 10a 내지 10e: 전자 기기, 11a, 11b: 표시부, 12: 하우징, 13: 스피커, 14: 마이크로폰, 21a, 21a1, 21a2, 21b, 21b1, 21b2: 화소, 22, 22B, 22G, 22R: 표시 소자, 23: 수광 소자, 24: 화소, 25: 유닛, 30a, 30b: 손가락, 40, 40a 내지 40d: 만곡부, 50, 50a 내지 50h, 50k: 표시 장치, 51, 52: 기판, 53: 수광 소자, 54: 발광 소자, 55: 기능층, 56a, 56b: 지지체, 57, 57B, 57G, 57R: 발광 소자, 59: 도광판, 60: 손가락, 61: 접촉부, 62: 지문, 63: 촬상 범위, 65: 스타일러스, 66: 궤적, 67: 혈관, 71: 접착층
Claims (10)
- 표시 장치로서,
제 1 표시 영역과 제 2 표시 영역을 포함하고,
상기 제 1 표시 영역과 상기 제 2 표시 영역은 접하여 제공되고,
상기 제 1 표시 영역은 복수의 제 1 발광 소자와 복수의 제 1 수광 소자를 포함하고,
상기 제 2 표시 영역은 복수의 제 2 발광 소자와 복수의 제 2 수광 소자를 포함하고,
상기 제 1 수광 소자는 상기 제 1 발광 소자로부터 방출되는 제 1 광을 수광하는 기능을 갖고,
상기 제 2 수광 소자는 상기 제 2 발광 소자로부터 방출되는 제 2 광을 수광하는 기능을 갖고,
상기 제 1 발광 소자와 상기 제 1 수광 소자는 상기 제 1 표시 영역에 각각 매트릭스상으로 배열되고,
상기 제 2 발광 소자와 상기 제 2 수광 소자는 상기 제 2 표시 영역에 각각 매트릭스상으로 배열되고,
상기 제 2 수광 소자는 상기 제 1 수광 소자보다 높은 밀도로 배열되는, 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 발광 소자는 상기 제 2 발광 소자보다 높은 밀도로 배열되는, 표시 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 수광 소자와 상기 제 2 수광 소자는 각각 동일한 유기 화합물을 포함한 활성층을 포함하고,
상기 제 1 발광 소자와 상기 제 2 발광 소자는 각각 동일한 유기 화합물을 포함한 발광층을 포함하는, 표시 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 수광 소자 및 상기 제 2 수광 소자는 각각 제 1 화소 전극과, 활성층과, 공통 전극이 적층된 적층 구조를 갖고,
상기 제 1 발광 소자 및 상기 제 2 발광 소자는 각각 제 2 화소 전극과, 발광층과, 상기 공통 전극이 적층된 적층 구조를 갖고,
상기 제 1 화소 전극과 상기 제 2 화소 전극은 동일한 면 위에 제공되고,
상기 활성층과 상기 발광층은 각각 다른 유기 화합물을 포함하는, 표시 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 공통 전극은 제 1 전위가 공급되는 기능을 갖고,
상기 제 1 화소 전극은 상기 제 1 전위보다 낮은 제 2 전위가 공급되는 기능을 갖고,
상기 제 2 화소 전극은 상기 제 1 전위보다 높은 제 3 전위가 공급되는 기능을 갖는, 표시 장치. - 전자 기기로서,
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 표시 장치와 하우징을 포함하고,
상기 하우징은 제 1 면과 제 2 면을 포함하고,
상기 제 1 면과 상기 제 2 면은 연속하여 제공되고, 또한 법선 방향이 다르고,
상기 제 1 표시 영역은 상기 제 1 면을 따라 제공되고,
상기 제 2 표시 영역은 상기 제 2 면을 따라 제공되는, 전자 기기. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 면은 곡면을 갖는, 전자 기기. - 전자 기기로서,
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 표시 장치와 하우징을 포함하고,
상기 하우징은 상기 제 1 표시 영역 및 상기 제 2 표시 영역을 둘러싸는 베젤을 포함하고,
상기 제 2 표시 영역은 상기 베젤의 내부 윤곽의 일부를 따라 제공되는, 전자 기기. - 전자 기기로서,
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 표시 장치와 하우징을 포함하고,
상기 하우징은 상기 제 1 표시 영역 및 상기 제 2 표시 영역을 둘러싸는 베젤을 포함하고,
상기 베젤은 내부 윤곽이 사각형 또는 모서리가 둥근 사각형을 갖고,
상기 제 2 표시 영역은 상기 내부 윤곽의 인접한 2변과 접하여 제공되는, 전자 기기. - 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 표시 영역은 지문을 촬상하는 기능을 갖고,
상기 제 2 표시 영역은 터치 센서 기능을 갖는, 전자 기기.
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