TWI803287B - 觸控面板 - Google Patents
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Abstract
提供一種厚度薄、具有簡單結構或易於組裝到電子裝置中的觸控面板。觸控面板,包括:第一基板、第二基板、第一導電層、第二導電層、第三導電層、第四導電層、液晶以及FPC。第一導電層具有作為像素電極的功能。第二導電層具有作為共用電極的功能。第三導電層及第四導電層各具有作為觸控感測器的電極的功能。FPC與第四導電層電連接。第一導電層、第二導電層、第三導電層、第四導電層及液晶位於第一基板與第二基板之間,第一導電層、第二導電層及第三導電層設置在第一基板上。FPC設置在第一基板上。
Description
本發明的一個實施例係關於一種輸入裝置。本發明的一個實施例係關於一種顯示裝置。本發明的一個實施例係關於一種輸入/輸出裝置。本發明的一個實施例係關於一種觸控面板。
注意,本發明的一個實施例不侷限於上述技術領域。本說明書等所公開的發明的一個實施例係關於一種物體、方法或製造方法。本發明的一個實施例係關於一種製程(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或組成物(composition of matter)。因此,明確而言作為本說明書等所公開的本發明的一個實施例的技術領域的一個例子,可以舉出半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、記憶體裝置、電子裝置、照明設備、輸入裝置、輸入/輸出裝置、其驅動方法或者其製造方法。
在本說明書等中,半導體裝置一般是指藉由利用半導體特性而能夠工作的所有裝置。除了電晶體等的
半導體元件,半導體電路、算術裝置或記憶體裝置也是半導體裝置的一個實施例。攝像裝置、顯示裝置、液晶顯示裝置、發光裝置、輸入裝置、輸入/輸出裝置、電光裝置、發電裝置(包括薄膜太陽能電池或有機薄膜太陽能電池等)及電子裝置有時包括半導體裝置。
近幾年,提供有觸控感測器作為位置輸入手段之顯示裝置(或顯示模組)已經投入實際使用。提供有觸控感測器之顯示裝置(或顯示模組)被稱為觸控面板、觸控螢幕等等(此處之後,這類型的顯示裝置可簡稱為觸控面板)。在一些實施例中,不包括顯示裝置以及僅包括觸控感測器之裝置也稱為觸控面板。安裝有觸控感測器的顯示裝置稱為具有觸控感測器的顯示裝置、具有顯示裝置的觸控面板或者顯示模組等。另外,當顯示裝置的內部組裝有觸控感測器時,有時也將其稱為In-Cell型觸控感測器(或In-Cell型具有觸控感測器的顯示裝置)或者On-Cell型觸控感測器(或On-Cell型具有觸控感測器的顯示裝置)等。在In-Cell型觸控感測器中,例如,用於液晶元件的電極也作為觸控感測器用電極。在On-Cell型觸控感測器中,例如,在相對基板的上側(沒有設置顯示元件一側)形成觸控感測器用電極。例如,作為具有上述觸控面板等的可攜式資訊終端之實例,有智慧手機、平板終端等。
作為顯示裝置之一,有具備液晶元件的液晶顯示裝置。例如,將像素電極配置為矩陣狀,並且,將電晶體作為連接到各像素電極的切換元件的主動矩陣型液晶顯示裝置受到注目。
例如,已知如下主動矩陣型液晶顯示裝置,其中,作為連接到各像素電極的切換元件,使用將金屬氧化物用於通道形成區所形成的電晶體(專利文獻1及專利文獻2)。
另外,專利文獻3至6中記載了使用了液晶元件的觸控面板。
作為液晶顯示裝置,已知大致分為透射型液晶顯示裝置和反射型液晶顯示裝置的兩種類型。
在透射型液晶顯示裝置中,其使用冷陰極螢光燈或LED等的背光,且利用液晶的光學調變作用以選擇以下兩者狀態中的一者:其一為對來自背光的光透過液晶而輸出到液晶顯示裝置外部的狀態和其二為其中光不輸出到液晶顯示裝置外部的狀態,來進行明或暗影像的顯示。另外,藉由組合該明和暗的圖像,來進行影像顯示。
在反射型液晶顯示裝置中,其利用液晶的光學調變作用以選擇以下兩者狀態中的一者:其一為藉由對外光,亦即,入射光反射在像素電極上而輸出到裝置外部的狀態和其二入射光不輸出到裝置外部的狀態,來進行明或暗圖像的顯示。另外,藉由組合該明和暗的圖像,來進行影像顯示。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2007-123861號公報
[專利文獻2]日本專利申請公開第2007-96055號公報
[專利文獻3]日本專利申請公開第2011-197685號公報
[專利文獻4]日本專利申請公開第2014-44537號公報
[專利文獻5]日本專利申請公開第2014-178847號公報
[專利文獻6]美國專利第7920129號說明書
作為顯示面板(顯示裝置或顯示模組),具有作為使用者介面用手指或觸控筆等觸摸螢幕來進行輸入資料的功能的觸控面板備受期待。
另外,要求應用觸控面板的電子裝置實現薄型化、輕量化。因此,要求觸控面板自身實現薄型化及輕量化。
例如,觸控面板可以採用在顯示面板的觀看側(顯示面一側,亦即,人的手指或筆(觸控筆)接觸一側)設置觸控感測器的結構。
例如,作為觸控面板(或顯示模組),可以採用對顯示面板的顯示面一側貼合具有觸控感測器的基板的結構。換句話說,在觸控面板(或顯示模組)中,顯示
面板與觸控感測器可以是分立元件也可以是彼此貼合。然而,當採用上述結構時,除了用於顯示面板的基板之外還需要觸控感測器用基板,因此存在無法減薄觸控面板(或顯示模組)的厚度以及組件數多等問題。
本發明的一個實施例的目的之一是提供一種厚度薄的觸控面板(或具有觸控感測器的顯示裝置)等。或者,本發明的一個實施例的目的之一是提供一種簡單結構的觸控面板(或具有觸控感測器的顯示裝置)等。或者,本發明的一個實施例的目的之一是提供一種易於組裝到電子裝置中的觸控面板(或具有觸控感測器的顯示裝置)等。或者,本發明的一個實施例的目的之一是提供一種組件數少的觸控面板(或具有觸控感測器的顯示裝置)等。或者,本發明的一個實施例的目的之一是提供一種輕量的觸控面板(或具有輕量觸控感測器的顯示裝置)等。
或者,本發明的一個實施例的目的之一是提供一種新穎的輸入裝置。或者,本發明的一個實施例的目的之一是提供一種新穎的輸入/輸出裝置。或者,本發明的一個實施例的目的之一是提供一種新穎的顯示裝置。另外,這些目的的記載不妨礙其他目的的存在。此外,本發明的一個實施例並不需要實現所有上述目的。另外,從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載中可明顯看出這些目的以外的目的,而可以從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載中衍生這些目的以外的目的。
本發明的一個實施例是一種觸控面板,該觸
控面板包括:第一基板;第二基板;第一導電層;第二導電層;第三導電層;第四導電層;液晶;以及FPC。第一導電層具有作為像素電極的功能。第二導電層具有作為共用電極的功能。第三導電層及第四導電層具有作為觸控感測器的電極的功能。FPC與第四導電層電連接。第一導電層、第二導電層、第三導電層、第四導電層及液晶位於第一基板與第二基板之間。第一導電層、第二導電層及第三導電層設置在第一基板上,FPC設置在第一基板上。
另外,較佳為在上述觸控面板還包括第五導電層及連接器,第五導電層設置在第一基板上,第四導電層設置在第二基板上,第五導電層與第四導電層藉由連接器彼此電連接。
或者,較佳為第四導電層設置於第一基板上。
或者,較佳為第三導電層和第四導電層中的一個與第二導電層設置在同一面上。
或者,較佳為第三導電層與第一導電層或第二導電層設置在同一面上並且第四導電層與第一導電層或第二導電層設置在同一面上。
或者,較佳為第二導電層與第三導電層和第四導電層中的一個一體化地設置。
或者,較佳為第一導電層與第三導電層和第四導電層中的一個一體化地設置。
根據本發明的一個實施例可以提供一種厚度
薄的觸控面板(或具有觸控感測器的顯示裝置)等。或者,根據本發明的一個實施例可以提供一種簡單結構的觸控面板(或具有觸控感測器的顯示裝置)等。或者,根據本發明的一個實施例可以提供一種易於組裝到電子裝置中的觸控面板(或具有觸控感測器的顯示裝置)等。或者,根據本發明的一個實施例可以提供一種組件數少的觸控面板(或具有觸控感測器的顯示裝置)等。或者,根據本發明的一個實施例可以提供一種輕量的觸控面板(或具有輕量觸控感測器的顯示裝置)等。或者,根據本發明的一個實施例可以提供一種新穎的輸入裝置。或者,根據本發明的一個實施例可以提供一種新穎的輸入/輸出裝置。或者,根據本發明的一個實施例可以提供一種新穎的顯示裝置。注意,這些效果的記載不妨礙其他效果的存在。此外,本發明的一個實施例並不需要具有所有上述效果。另外,從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載中可明顯看出這些效果以外的效果,而可以從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載中衍生這些效果以外的效果。
10:觸控面板
11:基板
12:基板
13:FPC
14:導電層
15:連接層
20:液晶元件
21:導電層
22:導電層
23:液晶
31:彩色層
41:導電層
41a:導電層
41b:導電層
51:像素電極
52:共用電極
55:感測器電極
56:感測器電極
57:佈線
61:佈線
62:佈線
63:電晶體
64:液晶元件
65_1:區塊
65_2:區塊
66:佈線
71:佈線
71_1:佈線
71_2:佈線
72:佈線
72_1:佈線
72_2:佈線
81:源極線
82:源極線
83:源極線
84:源極線
85:閘極線
86:閘極線
87:閘極線
88:閘極線
100:顯示裝置
151:黏合層
201:電晶體
202:發光元件
203:電晶體
206:連接部
207:導電層
208:液晶元件
209:連接層
211:絕緣層
212:絕緣層
213:絕緣層
214:絕緣層
215:絕緣層
216:間隔物
217:絕緣層
231:彩色層
232:遮光層
251:導電層
252:導電層
253:液晶
254:絕緣層
255:絕緣層
262:區域
263:區域
271:彩色層
281:閘極電極
282:閘極電極
283:閘極電極
284:閘極電極
285:汲極電極
286:閘極電極
310:觸控面板
311:導電層
321:導電層
322:EL層
323:導電層
324:光學調整層
331:導電層
332:導電層
335:導電層
341:導電層
351:導電層
352:導電層
371:基板
372:基板
373:FPC
373a:FPC
373b:FPC
374:IC
381:顯示部
382:驅動電路
383:佈線
384:驅動電路
385:連接部
386:連接器
401:導電層
402:導電層
404:導電層
405:導電層
411a:導電層
411a_1:導電層
411aa:導電層
411b:導電層
411b_1:導電層
411bb:導電層
411c:導電層
412a:導電層
412aa:導電層
412b:導電層
412bb:導電層
412c:導電層
500A:顯示裝置
500B:顯示裝置
510:像素部
511:像素
520_1:閘極驅動器
520_2:閘極驅動器
530:源極驅動器
531:TAB
531_k:源極驅動器IC
531_1:源極驅動器IC
601:脈衝電壓輸出電路
602:電流檢測電路
603:電容
621:電極
622:電極
705:絕緣層
706:電極
707:絕緣層
708:半導體層
710:絕緣層
711:絕緣層
714:電極
715:電極
722:絕緣層
723:電極
724:絕緣層
724a:電極
724b:電極
725:層
726:絕緣層
727:絕緣層
728:絕緣層
729:絕緣層
732:電晶體
741:絕緣層
742:半導體層
742a:半導體層
742b:半導體層
742c:半導體層
743:電極
744a:電極
744b:電極
746:電極
747a:開口
747b:開口
747c:開口
747d:開口
755:雜質
771:基板
772:絕緣層
775:絕緣層
810:電晶體
811:電晶體
820:電晶體
821:電晶體
822:電晶體
825:電晶體
830:電晶體
831:電晶體
834:電晶體
840:電晶體
841:電晶體
842:電晶體
843:電晶體
844:電晶體
845:電晶體
846:電晶體
847:電晶體
848:電晶體
850:電晶體
851:電晶體
852:電晶體
882:Ec
883a:Ec
883b:Ec
883c:Ec
886:Ec
887:Ec
890:陷阱能階
5000:外殼
5001:顯示部
5002:顯示部
5003:揚聲器
5004:LED燈
5005:操作鍵
5006:連接端子
5007:感測器
5008:麥克風
5009:開關
5010:紅外線埠
5011:儲存媒體讀取部
5012:支架
5013:遙控器
5014:天線
5015:快門按鈕
5016:影像接收部
5017:充電器
5018:腕帶
5019:錶帶扣
5020:圖示
5021:圖示
8000:顯示模組
8001:上蓋
8002:下蓋
8003:FPC
8004:觸控面板
8006:顯示面板
8007:背光
8008:光源
8009:框架
8010:印刷電路板
8011:電池
在圖式中:
圖1A和圖1B是根據實施例的觸控感測器的方塊圖及時序圖;
圖2A和圖2B是說明各具有根據實施例的觸控感測
器的像素的圖;
圖3是說明各具有根據實施例的觸控感測器的像素的圖;
圖4是說明各具有根據實施例的觸控感測器的像素的圖;
圖5是說明各具有根據實施例的觸控感測器的像素的圖;
圖6A至圖6C是說明根據實施例的觸控感測器及像素的工作的圖;
圖7A至圖7E是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖8A至圖8C是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖9是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖10A和圖10B是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖11A至圖11C是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖12是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖13A和圖13B是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖14是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖15A至圖15C是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖16A至圖16C是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖17A和圖17B是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖18A和圖18B是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖19是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖20是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖21是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖22是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖23是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖24是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖25是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖26是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖27是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖28是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖29是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖30是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖31是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖32是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖33是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖34是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖35是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖36是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖37是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖38是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖39是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖40是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖41是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖42是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖43是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖44是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖45是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖46是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖47是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖48是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖49是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖50是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖51是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖52是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖53是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖54是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖55是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖56是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖57是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖58是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖59是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖60是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖61是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖62是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖63是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖64是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖65是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖66是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖67是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖68是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖69是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖70是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖71是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖72是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖73是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖74是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖75是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖76是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖77是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖78是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖79是根據實施例的觸控面板的結構範例;
圖80A和圖80B是用來說明顯示裝置的一個例子的示意圖;
圖81A1、圖81A2、圖81B1、圖81B2、圖81C1和圖81C2是說明電晶體的一個實施例的剖面圖;
圖82A1、圖82A2、圖82A3、圖82B1和圖82B2是
說明電晶體的一個實施例的剖面圖;
圖83A1、圖83A2、圖83A3、圖83B1、圖83B2、圖83C1和圖83C2是說明電晶體的一個實施例的剖面圖;
圖84A至圖84C是說明電晶體的一個實施例的平面圖及剖面圖;
圖85A至圖85C是說明電晶體的一個實施例的平面圖及剖面圖;
圖86A至圖86C是說明電晶體的一個實施例的平面圖及剖面圖;
圖87A至圖87C是說明電晶體的一個實施例的平面圖及剖面圖;
圖88A至圖88C是說明電晶體的一個實施例的平面圖及剖面圖;
圖89A和圖89B是各說明能帶結構的圖;
圖90是說明根據實施例的顯示模組的圖;
圖91A至圖91H是各說明根據實施例的電子裝置的圖;
圖92A和圖92B是各說明根據實施例的電子裝置的圖。
參照圖式對實施例進行詳細說明。注意,本發明不侷限於下面說明,所屬技術領域的通常知識者可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本
發明的精神及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此,本發明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施例所記載的內容中。
注意,在下面說明的發明結構中,在不同的圖式中共同使用相同的元件符號來表示相同的部分或具有相同功能的部分,而省略反復說明。此外,當表示具有相同功能的部分時有時使用相同的陰影線,而不特別附加元件符號。
注意,在本說明書所說明的各個圖式中,有時為了明確起見,誇大表示各組件的大小、層的厚度、區域。因此,本發明並不侷限於圖式中的尺寸。
在本說明書等中使用的“第一”、“第二”等序數詞是為了避免組件的混淆而附記的,而不是為了在數目方面上進行限定的。
另外,有時可以互相調換“膜”和“層”。例如,有時可以將“導電層”調換為“導電膜”,並且有時可以將“絕緣膜”調換為“絕緣層”。
實施例1
在本實施例中,參照圖式說明本發明的一個實施例的輸入裝置或輸入/輸出裝置的驅動方法、模式及結構範例。
感測器之感測方法的範例
圖1A是示出互電容式的觸控感測器的結構的方塊圖。在圖1A中,示出脈衝電壓輸出電路601以及電流檢測電路602。在圖1A中,作為一個例子,以X1至X6的6個佈線表示被施加有脈衝電壓的電極621,並以Y1至Y6的6個佈線表示檢測電流的變化的電極622。注意,電極的個數不侷限於此。另外,圖1A還示出藉由使電極621和電極622彼此重疊或者以電極621及電極622彼此接近的方式配置而形成的電容603。注意,電極621與電極622的功能可以互相調換。
作為一個例子,脈衝電壓輸出電路601是用來依次將脈衝電壓施加到X1至X6的佈線的電路。藉由對X1至X6的佈線施加脈衝電壓,在電容603的電極621與電極622之間產生電場。並且,由於脈衝電壓,電流流過電容603。由於手指或觸控筆等接觸觸控感測器時的遮蔽,產生於電極621和電極622之間的電場發生變化。亦即,因手指或筆的觸摸等電容603的電容值發生變化。如此,由於手指或觸控筆等的接觸等使電容值產生變化,可以利用該變化檢測被檢測體的接近或接觸。
電流檢測電路602是用來檢測電容603的電容值變化所引起的Y1至Y6的佈線的電流變化的電路。在Y1至Y6的佈線中,如果沒有被檢測體的接近或接觸,則所檢測的電流值沒有變化,另一方面,在由於所檢測的被檢測體的接近或接觸而電容值減少的情況下,檢測到電流值減少的變化。另外,作為電流變化的檢測,可以
對電流量的總和進行檢測。此時,可以利用積分電路等進行檢測電流量總和。或者,可以檢測電流的峰值。此時,可以將電流轉換成電壓,檢測電壓值的峰值。
接著,圖1B示出圖1A所示的互電容式觸控感測器中的輸入/輸出波形的時序圖。在圖1B中,在一個圖框期間中進行各行列中的被檢測體的檢測。另外,在圖1B中,示出沒有檢測出被檢測體(未觸摸)和檢測出被檢測體(觸摸)的兩種期間。此外,關於Y1至Y6的佈線,示出對應於所檢測出的電流值的電壓值的波形。另外,顯示面板進行顯示工作。較佳為使顯示面板的該顯示工作的時序與觸控感測器的感測工作的時序同步。另外,圖1B示出不與顯示工作同步時的例子。
依次對X1至X6的佈線施加脈衝電壓,Y1至Y6的佈線的波形根據該脈衝電壓變化。當沒有被檢測體的接近或接觸時,Y1至Y6的波形根據X1至X6的佈線的電壓變化產生變化。另一方面,在有被檢測體接近或接觸的部位電流值減少,因而與其相應的電壓值的波形也產生變化。
如此,藉由檢測電容值的變化,可以檢測被檢測體的接近或接觸。注意,有時即使手指或筆等檢測物件沒有接觸到觸控感測器或觸控面板而僅僅只是接近觸控感測器或觸控面板,也可能檢測出訊號。
另外,作為一個例子,較佳為脈衝電壓輸出電路601及電流檢測電路602形成在一個IC晶片中。另
外,較佳為將該IC晶片安裝於觸控面板或電子裝置的外殼內的基板。在具有撓性的觸控面板中,彎曲部分的寄生電容增大,而有雜訊影響變大的擔憂,所以較佳為使用應用了不容易受雜訊影響的驅動方法的IC晶片。例如較佳為使用應用了提高訊噪比(S/N比)的驅動方法的IC晶片。
另外,作為觸控感測器,圖1A雖然示出在佈線的交叉部只設置電容603的被動矩陣方式觸控感測器的結構,但是也可以採用具備電晶體和電容器的主動矩陣方式觸控感測器。
[In-Cell型觸控面板的結構範例]
在此,對構成觸控感測器的電極中的至少一個配置在設置有顯示元件及電晶體等的基板上的例子進行說明。
下面,對在具有多個像素的顯示部中安裝了觸控感測器的觸控面板(所謂的In-Cell型)的結構範例進行說明。這裡,示出作為設置於像素中的顯示元件使用液晶元件的例子。但是,本發明的一個實施例不侷限於此,而可以採用各種各樣的顯示元件。
圖2A是設置於本結構範例所示出的觸控面板的顯示部中的像素電路的一部分中的等效電路圖。
一個像素至少包括電晶體63和液晶元件64。另外,有時各像素還包括儲存電容器。另外,電晶體63的閘極與佈線61電連接,電晶體63的源極和汲極中的一
個與佈線62電連接。
像素電路包括在X方向上延伸的多個佈線(例如,佈線72_1、佈線72_2)以及在Y方向上延伸的多個佈線(例如,佈線71_1、佈線71_2),上述多個佈線以彼此交叉的方式設置,並且在其間形成有電容。
另外,作為一個例子,在設置於像素電路中的像素中,設置於一部分相鄰的多個像素中的液晶元件的一側上的電極彼此電連接而形成一個區塊。在此,例如,形成有在Y方向上延伸的線狀的多個區塊(例如,區塊65_1、65_2)。另外,雖然在圖2A中僅示出像素電路的一部分,但實際上,這些區塊在X方向上反復配置。例如,液晶元件的一側上的電極可以為共用電極或相對電極等。另外,液晶元件的另一側電極例如可以為像素電極等。
藉由採用上述結構,可以將構成觸控感測器的電極兼作為像素電路中的液晶元件的一側上的電極。在圖2A中,佈線71_1、佈線71_2兼作為液晶元件的一側上的電極及構成觸控感測器的電極。另一方面,佈線72_1、佈線72_2作為構成觸控感測器的電極。由此可以簡化觸控面板的結構。另外,雖然在圖2A中,在Y方向上延伸的多個佈線(例如,佈線71_1、佈線71_2)兼作為液晶元件的一側上的電極及構成觸控感測器的電極,但是本發明的一個實施例不侷限於此。例如,在X方向上延伸的多個佈線(例如,佈線72_1、佈線72_2)可以兼作
為液晶元件的一側上的電極及構成觸控感測器的電極。圖3示出該情況的電路圖的例子。
另外,雖然在圖2A及圖3中示出佈線兼作為液晶元件的一側上的電極及構成觸控感測器的電極時的例子,但是本發明的一個實施例不侷限於此。液晶元件的一側上的電極及構成觸控感測器的電極也可以分別使用不同的佈線構成。例如,如圖2B所示,液晶元件64的一側上的電極也可以與佈線66電連接。此時,藉由對同一導電膜進行加工來同時形成佈線66、構成液晶元件64的一側上的電極和構成液晶元件64的另一側上的電極中的至少一個以及在X方向上延伸的佈線或在Y方向上延伸的佈線中的至少一個,可以簡化觸控面板的製程。例如,可以同時形成佈線66、佈線71_1及佈線71_2,或者可以同時形成佈線66、佈線72_1及佈線72_2等。
另外,雖然在圖2A、圖2B及圖3中各示出作為顯示元件使用液晶元件的例子,但是本發明的一個實施例不侷限於此。圖4及圖5各示出作為顯示元件使用發光元件時的例子。
圖6A是示出在X方向上延伸的多個佈線72與在Y方向上延伸的多個佈線71的連接結構的等效電路圖。注意,圖6A示出觸控感測器為投影型互電容式時的情況。可以對在Y方向上延伸的各佈線71輸入輸入電壓(或選擇電壓)或者共用電位(地電位或成為基準的電位)。另外,可以對在X方向上延伸的各佈線72輸入地
電位(或者成為基準的電位),或者可以使佈線72與檢測電路電連接。另外,可以將佈線71與佈線72調換。亦即,可以使佈線71與檢測電路連接。
下面,參照圖6B和6C對上述觸控面板的工作進行說明。
這裡,作為一個例子,將一個圖框期間分為寫入期間和檢測期間。寫入期間是對像素進行影像資料寫入的期間,圖2A和圖2B等所示的佈線61(也稱為閘極線或掃描線)被依次選擇。另一方面,檢測期間是利用觸控感測器進行感測的期間,在Y方向上延伸的佈線71被依次選擇並被輸入輸入電壓。
圖6B是寫入期間中的等效電路圖。在寫入期間中,在X方向上延伸的佈線72與在Y方向上延伸的佈線71都被輸入共用電位。
圖6C是檢測期間的某個時間的等效電路圖。在檢測期間中,在X方向上延伸的各佈線72與檢測電路導通。另外,在Y方向上延伸的佈線71中的被選擇的佈線被輸入輸入電壓,其他的佈線被輸入共用電位。
這裡所示的驅動方法除了可以應用於In-Cell方式以外還可以應用於上述所示的觸控面板。
像這樣,較佳為分別設置影像寫入期間以及利用觸控感測器進行感測的期間。例如,較佳為在顯示的遮沒期(blanking period)進行感測。由此可以抑制因圖案寫入像素時的雜訊引起的觸控感測器的靈敏度降低。
[觸控面板的方式]
下面,對能夠用於本發明的一個實施例的觸控面板的幾種方式進行說明。
注意,在本說明書等中,觸控面板具有如下功能:在顯示面顯示或輸出影像等的功能;以及檢測手指或觸控筆等被檢測體接觸或接近顯示面的作為觸控感測器的功能。因此觸控面板是輸入/輸出裝置的一個實施例。
另外,在本說明書等中,有時將在觸控面板的基板上安裝有例如FPC(Flexible print circuit:軟性印刷電路板)或TCP(Tape Carrier Package:載帶封裝)等連接器的結構或在基板上以COG(Chip On Glass:玻璃上晶片)方式安裝IC(積體電路)的結構稱為觸控面板模組、顯示模組或觸控面板。
可用於本發明的一個實施例的電容式觸控感測器具備一對導電層。由一對導電層形成有電容元件。藉由由於被檢測體接觸或接近於一對導電層而使一對導電層之間的電容的大小變化,來可以進行檢測。
作為電容式觸控感測器之範例包括有表面電容式觸控感測器和投影電容式觸控感測器。根據驅動方式不同,投影電容式觸控感測器分為自電容式觸控感測器、互電容式觸控感測器等。當使用互電容式感測器時,可以進行同時多點檢測,所以是較佳的。注意,自電容式感測器也可以被使用。
另外,作為本發明的一個實施例的觸控面板所包括的顯示元件,可以使用例如液晶元件(使用垂直電場方式或橫向電場方式)、利用MEMS(Micro Electro Mechanical System:微機電系統)的光學元件、有機EL(Electro Luminescence:電致發光)元件或發光二極體(LED:Light Emitting Diode)等的發光元件、電泳元件等各種顯示元件。
在此,作為一個例子,較佳為將包括作為顯示元件使用橫向電場方式的液晶元件的透射型液晶顯示裝置用於觸控面板。
本發明的一個實施例的觸控面板藉由在一對基板間夾持構成觸控感測器的一對電極(也稱為導電層或佈線),而使顯示面板和觸控感測器一體化。亦即,不在其他基板等上形成觸控感測器,而在設置有顯示元件及電晶體的一對基板上形成觸控感測器。由此,觸控面板的厚度被減薄,從而可以實現輕量的觸控面板。
另外,在本發明的一個實施例的觸控面板中,將提供驅動像素的訊號的FPC(Flexible Print Circuit:軟性印刷電路板)和驅動觸控感測器的FPC都設置在一對基板一側。由此,易於將觸控面板組裝到電子裝置中,而且可以減少組件數。
圖7A是說明本發明的一個實施例的觸控面板10的方式的剖面示意圖。
觸控面板10包括基板11、基板12、FPC13、
導電層14、液晶元件20、彩色層31及導電層41等。
液晶元件20包括導電層21、導電層22及液晶23。在此示出作為液晶元件20使用採用了FFS(Fringe Field Switching:邊緣場切換)模式的液晶元件時的例子。在導電層21上隔著絕緣層設置有導電層22。作為一個例子,導電層22的頂面形狀(也稱為平面形狀)是梳齒狀或設置有狹縫的形狀。導電層21和導電層22中的一個作為共用電極,另一個作為像素電極。另外,當作為顯示元件使用發光元件等時,作為一個例子,導電層22的頂面形狀不是梳齒狀或設置有狹縫的形狀。
觸控感測器可以利用形成在設置在基板12一側的導電層41和作為液晶元件20的一對電極中的一個的導電層21之間的電容來進行檢出。在此,作為一個例子,導電層41較佳為設置在基板12的基板11一側的面(亦即,基板12的下側的面)上。
設置在基板12一側的導電層41藉由連接層15與設置在基板11一側的導電層14電連接。導電層14與安裝於基板11一側的FPC13電連接。藉由採用這種結構,可以在一個基板上設置用來驅動觸控感測器的FPC和用來驅動液晶元件20的FPC的兩者。
在此,例如,當作為觸控面板的結構採用在基板12的與基板11一側相反的面(亦即,基板12的上側的面)上設置作為觸控感測器的電極的導電層時,需要將與該導電層電連接的FPC安裝於基板12。此外,即使
不使用圖7A所示的連接層15,也需要對基板12安裝與導電層41電連接的FPC。另外,當在與基板11及基板12不同的基板設置作為觸控感測器的電極的導電層時,需要對該基板安裝FPC。因此,當採用上述結構時,會增加組件數。此外,當對電子裝置組裝觸控面板時,有時由於FPC的位置會受到限制。但是,在本發明的一個實施例中,可以僅對一對基板中的一個設置FPC,由此可以減少組件數,從而易於將觸控面板組裝到電子裝置中。
另外,藉由將液晶元件20的一個電極兼作作為觸控感測器的一對電極中的至少一個,可以使製程簡化,從而可以提高良率並降低製造成本。
圖7B示出將作為觸控感測器的電極的導電層41設置在基板11一側的例子。導電層41與導電層14電連接。觸控感測器可以利用形成在導電層41和作為液晶元件20的一對電極的一個(例如,共用電極)的導電層21之間的電容來進行檢出。藉由採用這種結構,也可以將FPC13設置在基板11一側。此時,藉由將基板11一側的面作為觸摸面,可以進一步提高檢出靈敏度,所以是較佳的。
圖7C示出將導電層41與導電層22設置在同一面上的例子。此外,導電層41在未圖示的區域中與導電層14電連接。在此,較佳為對同一導電膜進行加工來同時形成導電層41及導電層22。觸控感測器可以利用形成在導電層41和導電層21之間的電容來進行檢出。例
如,導電層21具有作為液晶元件20的共用電極的功能和觸控感測器的電極的功能。
圖7D示出液晶元件20採用IPS(In-Plane-Switching:平面內切換)模式時的例子。
構成液晶元件20的導電層21和導電層22設置在同一面上。導電層21和導電層22都具有梳齒狀並以彼此嚙合的方式配置。觸控感測器可以利用形成在導電層41和導電層21之間的電容來進行檢出。例如,導電層21具有作為液晶元件20的共用電極的功能和觸控感測器的電極的功能。
此外,作為觸控感測器的一個電極的導電層41與導電層21及導電層22配置在同一面上。此外,導電層41在未圖示的區域中與導電層14電連接。在此,較佳為對同一導電膜進行加工來同時形成導電層41、導電層21及導電層22。
圖7E示出使用採用FFS模式的液晶元件20的其他例子。觸控感測器可以利用形成在導電層41a和導電層41b之間的電容來進行檢出。導電層21和導電層22中的一個具有作為液晶元件20的共用電極的功能,而另一個具有作為液晶元件20的像素電極的功能。
導電層41a與導電層22設置在同一面上。此外,導電層41b與導電層21設置在同一面上。在此,較佳為對同一導電膜進行加工來同時形成導電層41a及導電層22。同樣地,較佳為對同一導電膜進行加工來同時形
成導電層41b及導電層21。藉由採用這種結構,可以在形成液晶元件20的一對電極的製程中同時形成構成觸控感測器的一對電極,由此可以在不增加製程的情況下製造作為觸控感測器的觸控面板10。
圖8A示出使用採用FFS模式的液晶元件20的其他例子。觸控感測器可以利用形成在導電層41a和導電層41b之間的電容來進行檢出。導電層21例如具有作為液晶元件20的共用電極的功能。
導電層41a及導電層41b與導電層22設置在同一面上。在此,較佳為對同一導電膜進行加工來同時形成導電層41a、導電層41b及導電層22。藉由採用這種結構,可以在形成液晶元件20的一個電極的製程中同時形成構成觸控感測器的一對電極,從而可以在不增加製程的情況下製造作為觸控感測器的觸控面板10。
另外,雖然導電層41a以與導電層21重疊的方式設置,但是本發明的一個實施例不侷限於此。導電層21也可以以不與導電層41a重疊的方式設置。由此,可以降低因導電層41a形成的寄生電容。此外,同樣地,導電層21也可以以不與導電層41b重疊的方式設置。
圖8B示出使用採用FFS模式的液晶元件20的其他例子。觸控感測器可以利用形成在導電層41a和導電層41b之間的電容來進行檢出。導電層21和導電層22中的一個具有作為液晶元件20的共用電極的功能,而另一個具有作為液晶元件20的像素電極的功能。
導電層41a及導電層41b與導電層21設置在同一面上。在此,較佳為對同一導電膜進行加工來同時形成導電層41a、導電層41b及導電層21。藉由採用這種結構,可以在形成液晶元件20的一個電極的製程中同時形成構成觸控感測器的一對電極,由此可以在不增加製程的情況下製造作為觸控感測器的觸控面板10。
圖8C示出使用採用FFS模式的液晶元件20的其他例子。觸控感測器可以利用形成在導電層41和作為液晶元件20的一對電極中的一個的導電層21之間的電容來進行檢出。例如,導電層21具有作為液晶元件20的共用電極的功能及觸控感測器的電極的功能。
導電層41與導電層21設置在同一面上。在此,較佳為對同一導電膜進行加工來同時形成導電層41及導電層21。藉由採用這種結構,可以在形成液晶元件20的一個電極的製程中同時形成構成觸控感測器的一對電極,由此可以在不增加製程的情況下製造作為觸控感測器的觸控面板10。
圖9示出液晶元件20採用IPS模式時的例子。
構成液晶元件20的導電層21和導電層22設置在同一面上。導電層21和導電層22都具有梳齒狀並以彼此嚙合的方式配置。導電層21及導電層22中的一個具有作為液晶元件20的共用電極的功能,另一個具有作為液晶元件20的像素電極的功能。
此外,作為觸控感測器的一個電極的導電層41a和導電層41b與導電層21及導電層22配置在同一面上。在此,較佳為對同一導電膜進行加工來同時形成導電層41a、導電層41b、導電層21及導電層22。觸控感測器可以利用形成在導電層41a和導電層41b之間的電容來進行檢出。
另外,當採用FFS模式時,藉由將液晶元件之導電層21的頂面形狀形成為梳齒狀或設置有狹縫的形狀,可以獲得使用IPS模式的液晶元件。
例如,圖10A示出將圖7C所示的液晶元件換為IPS模式的液晶元件的例子。例如,導電層21具有作為液晶元件20的共用電極的功能和觸控感測器的電極的功能。
同樣地,圖10B示出將圖7E所示的液晶元件換為IPS模式的液晶元件的例子。導電層21和導電層22中的一個具有作為液晶元件20的共用電極的功能,而另一個具有作為液晶元件20的像素電極的功能。
圖11A和圖11B分別示出將圖8A和圖8B所示的液晶元件換為IPS模式的液晶元件的例子。導電層21和導電層22中的一個具有作為液晶元件20的共用電極的功能,而另一個具有作為液晶元件20的像素電極的功能。
同樣地,圖11C示出將圖8C所示的液晶元件換為IPS模式的液晶元件的例子。例如,導電層21具有
作為液晶元件20的共用電極的功能和觸控感測器的電極的功能。
另外,雖然示出多個上側電極是液晶元件20的像素電極且下側電極是液晶元件20的共用電極的例子,但是本發明的一個實施例不侷限於此,也可以採用上側電極為液晶元件20的共用電極而下側電極為液晶元件20的像素電極的結構。
例如,圖12示出將圖7C中的上側電極作為液晶元件20的共用電極的例子。例如,導電層21具有作為液晶元件20的共用電極的功能和觸控感測器的電極的功能。
同樣地,圖13A示出將圖8A中的上側電極作為液晶元件20的共用電極的例子。例如,導電層21具有作為液晶元件20的共用電極的功能。
同樣地,圖13B示出將圖8C中的上側電極作為液晶元件20的共用電極的例子。例如,導電層21具有作為液晶元件20的共用電極的功能和觸控感測器的電極的功能。
同樣地,圖14示出將圖11C中的上側電極作為液晶元件20的共用電極的例子。例如,導電層21具有作為液晶元件20的共用電極的功能和觸控感測器的電極的功能。
圖15A、圖15B和圖15C是本發明的一個實施例的觸控面板的俯視示意圖。因此,對觸控感測器以外
的部分進行了大幅省略。注意,雖未圖示,有時像素電極51的頂面形狀為梳齒狀或設置有狹縫的形狀。
在圖15A所示的結構中,觸控感測器具有感測器電極55和感測器電極56。這裡,感測器電極55及感測器電極56與像素電極51由同一導電膜形成。或者,感測器電極55及感測器電極56與像素電極51設置在同一面上。在X方向上排列的多個感測器電極55藉由佈線57彼此電連接。另外,感測器電極56在Y方向上延伸地設置。亦即,圖15A相當於圖8A的平面圖。另外,感測器電極55及感測器電極56也可以不與像素電極由同一導電膜形成,而與共用電極由同一導電膜形成。
圖15B示出共用電極52與感測器電極55由同一導電膜形成的例子。或者,共用電極52與感測器電極55設置在同一面上。這裡,共用電極52及感測器電極55具有在X方向上延伸的帶狀形狀並與各感測器電極56交叉。亦即,圖15B相當於圖8C的平面圖。
圖15C示出圖15B中的共用電極52兼作為感測器電極55時的例子。亦即,圖15C相當於圖7C的平面圖。
另外,雖然示出感測器電極56在Y方向上延伸地設置時的例子,但是感測器電極56也可以在X方向上延伸地設置。圖16A、圖16B、圖16C分別示出圖15A、圖15B、圖15C中的感測器電極56在X方向上延伸時的例子。
另外,在圖15B及圖15C中,雖然示出上側電極(離液晶層近的一側的電極,亦即,離手指或筆等的檢測物件近的一側的電極)為像素電極而下側的電極(離液晶層遠的一側的電極,亦即,離手指或筆等的檢測物件遠的一側的電極)為共用電極時的例子,但是本發明的一個實施例不侷限於此,也可以採用上側電極(離液晶層近的一側的電極,亦即,離手指或筆等的檢測物件近的一側的電極)為共用電極而下側電極(離液晶層遠的一側的電極,亦即,離手指或筆等的檢測物件遠的一側的電極)為像素電極的結構。圖17A及圖17B分別示出將上述結構用於圖15B及圖15C時的例子。注意,雖未圖示,有時共用電極52的頂面形狀為梳齒狀或設置有狹縫的形狀。
以上是對觸控面板的方式的說明。
[結構範例1]
下面,對觸控面板的更具體的結構範例進行說明。
圖18A是本發明的一個實施例的觸控面板310的透視示意圖。圖18B是將圖18A展開時的透視示意圖。注意,為了明確起見,圖18A及圖18B只示出典型組件。此外,在圖18B中,用虛線只示出一部分的組件(基板372)的輪廓。
觸控面板310具有對置地設置的基板371及基板372。
此外,在基板371上設置有顯示部381、驅動
電路382、佈線383及驅動電路384等。另外,顯示部381中形成有導電層332。在基板371上設置有電連接於佈線383的FPC 373。此外,圖18A及圖18B示出在FPC 373上設置有IC 374的例子。
另外,基板372與基板371相對的面一側形成有多個導電層331、多個導電層335、多個導電層341等。導電層341與多個導電層331中的一個電連接。另外,多個導電層341藉由連接部385與設置在基板371上的FPC 373電連接。
導電層335配置在兩個導電層331之間。藉由設置導電層335可以抑制設置有導電層331的區域的穿透率與沒有設置導電層331的區域的穿透率產生差異。另外,較佳為導電層335處於電浮動狀態。由此,可以藉由導電層335將導電層331和導電層332中的一方的電位變化高效地傳達給另一方,從而可以提高檢出靈敏度。另外,當不需要時也可以不設置導電層335。
顯示部381至少包括多個像素。每個像素至少包括一個顯示元件。此外,每個像素較佳為具備電晶體及顯示元件。作為顯示元件,典型地可以使用有機EL元件等發光元件或液晶元件等。
作為驅動電路382,例如可以使用具有掃描線驅動電路、訊號線驅動電路等的功能的電路。
佈線383具有對顯示部381及驅動電路382供應訊號及電力的功能。該訊號或電力藉由FPC 373從外
部或IC 374輸入到佈線383。
驅動電路384具有依次選擇導電層332的功能。或者,當不藉由導電層332而藉由依次選擇導電層331來驅動觸控感測器時,驅動電路384具有對導電層332交替地提供固定電位或用於感測的訊號的功能。另外,當由IC 374或從外部提供驅動觸控感測器的訊號時,也可以不設置驅動電路384。
圖18A及圖18B示出利用COF(薄膜覆晶封裝:Chip On Film)方式在FPC 373上安裝有IC 374的例子。作為IC 374,例如可以應用具有掃描線驅動電路或訊號線驅動電路等的功能的IC。另外,在觸控面板310具備作為掃描線驅動電路及訊號線驅動電路的電路時,或者在外部設置作為掃描線驅動電路或訊號線驅動電路的電路且藉由FPC 373輸入用來驅動顯示部381的訊號等時,也可以不設置IC 374。此外,也可以利用COG(Chip On Glass:玻璃上晶片)方式等在基板371上直接安裝有IC 374。
觸控感測器由設置於基板372上的導電層331與設置於基板371上的導電層332構成。觸控感測器可以利用形成在導電層331與導電層332之間的電容來進行檢出。
藉由採用該結構,可以將與觸控面板310連接的FPC僅配置於一個基板一側(這裡,基板371一側)。另外,如圖18A和圖18B所示,觸控面板310上
設置有一個FPC 373,藉由使該FPC 373具有對顯示面板及觸控感測器的兩者供應訊號的功能,可以進一步簡化結構,因此是較佳的。
另外,此時,IC 374也可以具有作為驅動觸控感測器的功能,或者也可以設置驅動觸控感測器的IC。或者,可以將驅動觸控感測器的IC安裝到基板371上。
圖19示出具有與圖18A和圖18B不同的結構的觸控面板310的俯視示意圖。
圖19中的觸控面板示出基板371上具有多個FPC 373a及FPC 373b時的例子。每個FPC 373a具有提供用來驅動顯示部381的訊號的功能。另外,FPC 373b具有對配置於基板372一側的導電層331提供訊號等的功能。
如此,藉由沿著觸控面板310的顯示部381的兩個以上的邊配置FPC 373a,可以對觸控面板310提供較多訊號。例如,當顯示部381具有高解析度時,藉由像這樣採用從顯示部381的兩個以上的邊提供訊號的結構,可以降低因佈線密度高而產生的佈線間的寄生電容。另外,當採用大型顯示裝置時,藉由採用這種結構可以縮短佈線的長度,由此可以降低佈線電阻並抑制訊號延遲等的影響。
[剖面結構範例1]
下面,參照圖式說明本發明的一個實施例的觸控面板的剖面結構的例子。
[剖面結構範例1-1]
圖20是觸控面板310的剖面示意圖。圖20分別示出圖18A中的包括FPC 373的區域、包括驅動電路382的區域及包括顯示部381的區域的剖面。
使用黏合層151將基板371與基板372彼此貼合。另外,在由基板371、基板372以及黏合層151包圍的區域中密封有液晶253。
基板371上設置有電晶體201、電晶體203、連接部206、導電層207以及構成液晶元件208的導電層251及導電層252等。
基板371上設置有絕緣層211、絕緣層212、絕緣層213、絕緣層214、絕緣層254及間隔物216等。絕緣層211的一部分作為各電晶體的閘極絕緣層。絕緣層212、絕緣層213及絕緣層214以覆蓋各電晶體的方式設置。作為一個例子,絕緣層214作為平坦化層。此外,這裡示出覆蓋電晶體等的絕緣層包括絕緣層212、絕緣層213及絕緣層214的三層的情況,但是絕緣層不侷限於此,也可以為四層以上、單層或兩層。如果不需要,則可以不設置作為平坦化層的絕緣層214。
在圖20中,作為顯示部381的例子,示出一個子像素的剖面。例如,藉由將子像素作為呈現紅色的子
像素、呈現綠色的子像素、以及呈現藍色的子像素中的一個,能夠實現全彩色顯示。例如,圖20所示的子像素包括電晶體203、液晶元件208及彩色層231。
另外,在圖20中,作為驅動電路382的例子示出設置有電晶體201的例子。
在圖20中,作為電晶體201及電晶體203的例子示出具有如下結構的例子:形成有通道的半導體層由閘極電極283及閘極電極284或者由閘極電極281及閘極電極282夾持。這種電晶體在閘極電極281與閘極電極282連接或閘極電極283與閘極電極284連接時與其他電晶體相比能夠提高場效移動率,而可以增大通路狀態電流(on-state current)。其結果是,可以製造能夠高速工作的電路。再者能夠縮小電路部的佔有面積。藉由使用通路狀態電流大的電晶體,即使在使顯示面板或觸控面板大型化或高清晰化時佈線數增多,也可以降低各佈線的訊號延遲,而可以抑制顯示不均勻。
驅動電路382所包括的電晶體與顯示部381所包括的電晶體也可以具有相同的結構。此外,驅動電路382所包括的多個電晶體可以都具有相同的結構或不同的結構。另外,顯示部381所包括的多個電晶體可以都具有相同的結構或不同的結構。
例如,覆蓋各電晶體的絕緣層212和絕緣層213中的至少一個較佳為使用水或氫等雜質不容易擴散的材料。亦即,可以將絕緣層212或絕緣層213作為障壁
膜。藉由採用這種結構,可以有效地抑制雜質從外部擴散到電晶體中,從而能夠實現可靠性高的觸控面板。
圖20示出對液晶元件208採用FFS(Fringe Field Switching:邊緣場切換)模式的液晶元件的例子。液晶元件208包括導電層251、液晶253、以及導電層252。可以由產生於導電層251與導電層252之間的電場控制液晶253的配向。
在絕緣層214上配置有導電層252。另外,覆蓋導電層252地設置有絕緣層254,並且在絕緣層254上設置有導電層251。導電層251藉由設置在絕緣層254、絕緣層214、絕緣層213、絕緣層212中的開口與電晶體203的源極和汲極中的一個電連接。當作為導電層251和導電層252使用具有透光性的導電材料時,可以使顯示面板310成為透射型液晶顯示裝置。
導電層251具有梳齒形的頂面形狀或設有狹縫的頂面形狀(頂面形狀也稱為平面形狀)。另外,導電層252與導電層251重疊地配置。另外,在重疊於彩色層231等的區域中包括在導電層252上沒有配置導電層251的部分。
在圖20中,將導電層251作為像素電極,且將導電層252作為共用電極。另外,將設置在上層並具有梳齒形或狹縫狀的頂面形狀的導電層251作為共用電極,並且將設置在下層的導電層252作為像素電極。在此情況下,使導電層252與電晶體203的源極和汲極中的一個電
連接即可。
離基板371的端部近的區域設置有連接部206。連接部206藉由連接層209與FPC 373電連接。圖20示出了藉由如下方法構成的連接部206的例子:層疊導電層207的一部分及藉由對與導電層251為同一導電膜的膜進行加工而形成的導電層。
面對基板371的基板372的一側的面上設置有導電層331、導電層341、彩色層231、遮光層232、絕緣層255等。
在圖20中,示出導電層331與導電層341形成在同一面上的情況。這裡,較佳為對同一導電膜進行加工來同時形成導電層331和導電層341。另外,導電層331與導電層341也可以一體化。此時,至少與顯示部381重疊的部分相當於作為觸控感測器的一個電極的導電層331,其他部分相當於導電層341。亦即,圖20示出圖7A的情況的剖面圖的一個例子。
在連接部385中,導電層341包括不被絕緣層255覆蓋的區域。導電層341藉由連接器386與設置在基板371一側的導電層207電連接。由此,FPC 373與導電層331電連接。在圖20中,示出連接器386包括如下部分的情況:與導電層341接觸的部分;以及接觸於與導電層251形成在同一面上並與導電層207電連接的導電層的部分。
例如,連接器386可以使用導電粒子。作為
導電粒子,可以採用表面覆蓋有金屬材料的有機樹脂或二氧化矽等粒子。作為金屬材料,較佳為使用鎳或金,因為其可以降低接觸電阻。另外,較佳為使用如在鎳上還覆蓋金等以層狀覆蓋有兩種以上的金屬材料的粒子。另外,連接器386較佳為採用能夠彈性變形或塑性變形的材料。此時,有時導電粒子成為圖20所示的那樣的在縱向上被壓扁的形狀。藉由具有該形狀,可以增大連接器386與與其電連接的導電層的接觸面積,從而可以降低接觸電阻並抑制接觸不良等問題發生。
連接器386較佳為以由黏合層151覆蓋的方式配置。例如,可以在塗佈成為黏合層151的膏料等之後,在連接部385中配置連接器386。例如,可以將在設置有黏合層151的部分中配置連接部385的結構用於如下結構中:如固體封止結構的顯示裝置或中空封止結構的顯示裝置等那樣的將黏合層151用於外周部的結構。
彩色層231及遮光層232設置於導電層331上。另外,覆蓋彩色層231及遮光層232設置有絕緣層255。
絕緣層255具有防止包含於彩色層231及遮光層232等中的雜質擴散到液晶253中的防止保護層的作用。
間隔物216設置在絕緣層254上,其具有使基板371與基板372之間保持一定距離的作用。雖然圖20中示出間隔物216與基板372一側的組件(例如絕緣
層255等)接觸的例子,但是也可以不互相接觸。另外,雖然在這裡示出間隔物216設置在基板371一側的例子,間隔物216也可以設置在基板372一側。例如,可以將其設置在彼此相鄰的兩個子像素之間。或者,作為間隔物216也可以使用粒狀的間隔物。作為粒狀的間隔物,可以使用二氧化矽等材料,較佳為使用有機樹脂或橡膠等具有彈性的材料。此時,粒狀的間隔物有時成為在縱向上被壓扁的形狀。
另外,在導電層251、絕緣層254、絕緣層255等中,在與液晶253接觸的面上也可以設置用來控制液晶253的配向的對準膜。
較佳的是導電層331的至少與彩色層231重疊的部分採用具有透光性的材料。
另外,當液晶元件208為透射型液晶元件時,例如以夾有顯示部的方式配置未圖示的兩個偏光板。來自位於偏光板的外側的背光的光經過偏光板進入。此時,可以由施加到導電層251和導電層252之間的電壓控制液晶253的配向,來控制光的光學調變。就是說,可以控制經過偏光板射出的光的強度。另外,因為從背光入射的光的指定波長區域以外的光被彩色層231吸收,因此從液晶元件208所射出的光成為例如呈現紅色、藍色或綠色的光。
另外,除了偏光板之外,還可以利用例如圓偏光板。作為圓偏光板,例如可以使用將直線偏光板和四
分之一波相位差板層疊而成的偏光板。藉由圓偏光板可以減少視角依賴性。
注意,雖然這裡作為液晶元件20使用了採用FFS模式的元件,但是不侷限於此,也可以使用採用各種模式的液晶元件。例如,可以採用VA(Vertical Alignment:垂直對準)模式、TN(Twisted Nematic:扭曲向列)模式、IPS(In-Plane-Switching:平面內切換)模式、FFS(Fringe Field Switching:邊緣電場切換)模式;ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell:軸對稱排列微單元)模式、OCB(Optically Compensated Birefringence:光學補償雙折射)模式、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal:鐵電性液晶)模式、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal:反鐵電性液晶)模式等的液晶元件。
另外,也可以對觸控面板310使用常黑型液晶顯示裝置,例如採用垂直對準(VA)模式的透射型液晶顯示裝置。作為垂直對準模式,可以使用MVA(Multi-Domain Vertical Alignment:多象限垂直對準)模式、PVA(Patterned Vertical Alignment:垂直對準構型)模式、ASV(Advanced Super View:高級超視覺)模式等。
另外,液晶元件是利用液晶的光學調變作用來控制光的透過或非透過的元件。液晶的光學調變作用由施加到液晶的電場(包括橫向電場、縱向電場或傾斜方向電場)控制。作為用於液晶元件的液晶可以使用熱致液
晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶(PDLC:Polymer Dispersed Liquid Crystal:聚合物分散液晶)、鐵電液晶、反鐵電性液晶等。這些液晶材料根據條件呈現出膽固醇相、層列相、立方相、手向列相、各向同性相等。
另外,作為液晶材料,可以使用正型液晶和負型液晶中的任一種,根據所採用的模式或設計採用適當的液晶材料即可。
此外,在採用橫向電場方式的情況下,也可以使用不使用對準膜的呈現藍相的液晶。藍相是液晶相的一種,是指當使膽固醇相(cholesteric)液晶的溫度上升時即將從膽固醇相轉變到各向同性相之前出現的相。因為藍相只在窄的溫度範圍內出現,所以將其中混合了幾wt%以上的手性試劑(chiral)的液晶組合物用於液晶層,以擴大溫度範圍。由於包含呈現藍相的液晶和手性試劑的液晶組成物的回應速度快,並且其具有光學各向同性。此外,包含呈現藍相的液晶和手性試劑的液晶組成物不需要對準處理,並且視角依賴性小。另外,由於不需要設置對準膜而不需要摩擦處理,因此可以防止由於摩擦處理而引起的靜電破壞,並可以降低製程中的液晶顯示裝置的不良、破損。
在本結構範例中,可以利用形成在導電層331和導電層252之間的電容檢出觸摸工作等。亦即,導電層252兼作為液晶元件208的一對電極中的一個和觸控感測
器的一對電極中的一個。
在此,作為導電層251、導電層252或導電層331較佳為使用使可見光透過的導電材料。例如,由包含金屬氧化物的導電材料構成。例如,可以使用後面說明的透光性導電材料中的金屬氧化物。
另外,作為導電層251、導電層252或導電層331較佳為使用包含與其他導電層或半導體層相同的金屬元素的金屬氧化物而形成。尤其是,在對觸控面板310所包括的電晶體的半導體層使用氧化物半導體的情況下,較佳為使用包含該氧化物半導體含有的金屬元素的導電氧化物。尤其是,絕緣層254可以使用含有氫的氮化矽膜。此時,當作為導電層252使用氧化物半導體時,由於從絕緣層254供給的氫,可以提高導電率。亦即,可以使氧化物半導體為n+型。
另外,根據情況也可以對導電層331提供固定電位。在這種情況下,可以遮斷來自外部的電磁雜訊。例如,當不進行感測時,對導電層331供應不對液晶253的開關造成影響的固定電位即可。例如可以使用接地電位、共用電位或任意的固定電位。此外,例如可以使導電層331和導電層252成為相同電位。
另外,藉由對導電層331供應適當的電位,可以減少產生在導電層251與導電層252之間的電場的方向(電力線的方向)中的厚度方向上的成分,而可以進一步有效地使電場朝向大致垂直於厚度的方向(橫方向)。
由此,可以抑制液晶253的配向缺陷,而防止發生漏光等不良現象。
在此,也可以在基板372上方設置手指或觸控筆等被檢測體直接接觸的基板。此時較佳為在基板372和該基板之間設置偏光板或圓偏光板。在此情況下,較佳為在該基板上設置保護層(陶瓷塗層等)。作為保護層,例如可以使用氧化矽、氧化鋁、氧化釔、釔安定氧化鋯(yttria-stabilized zirconia,YSZ)等無機絕緣材料。此外,該基板也可以使用強化玻璃(tempered glass)。較佳為使用藉由離子交換法或風冷強化法等被施加物理或化學處理,並且其表面被施加壓應力的強化玻璃。
[各組件]
下面,說明上述各組件。
[基板]
觸控面板所包括的基板可以使用具有平坦面的材料。作為提取來自顯示元件的光的一側的基板,使用使該光透過的材料。例如,可以使用玻璃、石英、陶瓷、藍寶石以及有機樹脂等的材料。另外,還可以使用以矽或碳化矽等為材料的單晶半導體基板或多晶半導體基板、以矽鍺等為材料的化合物半導體基板、SOI(Silicon On Insulator:絕緣層上覆矽)基板等,並且也可以將在這些基板上設置有半導體元件的基板作為基板。
當作為基板使用玻璃基板時,藉由使用第6代(1500mm×1850mm)、第7代(1870mm×2200mm)、第8代(2200mm×2400mm)、第9代(2400mm×2800mm)、第10代(2950mm×3400mm)等的大面積基板,可以製造大型顯示裝置。作為基板也可以使用撓性基板,並且在撓性基板上直接形成電晶體或電容元件等。
藉由使用厚度薄的基板,可以實現觸控面板的輕量化及薄型化。再者,藉由使用其厚度允許其具有撓性的基板,可以實現具有撓性的觸控面板。
作為玻璃,例如可以使用無鹼玻璃、鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃等。
作為具有撓性以及對可見光具有透過性的材料,例如可以舉出如下材料:其厚度允許其具有撓性的玻璃、聚酯樹脂諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等、聚丙烯腈樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚醚碸(PES)樹脂、聚醯胺樹脂、環烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚氯乙烯樹脂或聚四氟乙烯(PTFE)樹脂等。尤其較佳為使用熱膨脹係數低的材料,例如較佳為使用聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚醯亞胺樹脂以及PET等。另外,也可以使用將有機樹脂浸滲於玻璃纖維中的基板或將無機填料混合到有機樹脂中來降低熱膨脹係數的基板。由於使用這種材料的基板的重量輕,所以
使用該基板的觸控面板也可以實現輕量化。
作為不提取發光的一側的基板,也可以不具有透光性,所以除了上面例舉的基板之外還可以採用使用了金屬材料或合金材料的金屬基板、陶瓷基板或半導體基板等。由於金屬材料以及合金材料的熱導電性高,並且容易將熱傳導到密封基板整體,因此能夠抑制觸控面板的局部溫度上升,所以是較佳的。為了獲得撓性或彎曲性,較佳為將金屬基板的厚度設定為10μm以上且200μm以下,更佳為20μm以上且50μm以下。
對於構成金屬基板的材料沒有特別的限制,例如,較佳為使用鋁、銅、鎳、鋁合金或不鏽鋼等金屬的合金等。
此外,也可以使用使導電性的基板的表面氧化或在其表面上形成絕緣膜等進行過絕緣處理的基板。例如,既可以採用旋塗法或浸漬法等塗佈法、電沉積法、蒸鍍法或濺射法等的方法形成絕緣膜,又可以藉由暴露在氧氛圍下或在氧氛圍下加熱,或者採用陽極氧化法等的方法,在基板的表面形成氧化膜。
作為具有撓性的基板也可以採用如下疊層結構:層疊使用上述材料的層、保護觸控面板的表面免受損傷等的硬塗層(例如,氮化矽層等)及能夠分散按壓力的材質的層(例如,芳族聚醯胺樹脂層等)等。另外,為了抑制水分等導致顯示元件使用壽命降低等,也可以具有如下低透水性的絕緣膜:氮化矽膜、氧氮化矽膜等的含有氮
和矽的膜;氮化鋁膜等含有氮和鋁的膜。
作為基板也可以使用層疊多個層的基板。特別是,藉由採用具有玻璃層的結構,可以提高對水或氧的阻擋性而可以提供可靠性高的觸控面板。
例如,可以使用從離顯示元件近的一側層疊有玻璃層、黏合層及有機樹脂層的基板。將該玻璃層的厚度設定為20μm以上且200μm以下,較佳為25μm以上且100μm以下。這種厚度的玻璃層可以同時實現對水或氧的高阻擋性和撓性。此外,將有機樹脂層的厚度設定為10μm以上且200μm以下,較佳為20μm以上且50μm以下。藉由設置這種有機樹脂層,可以抑制玻璃層的破裂或縫裂來提高機械強度。藉由將這種玻璃材料和有機樹脂的複合材料應用於基板,可以實現可靠性極高的撓性觸控面板。
[電晶體]
電晶體包括:作為閘極電極的導電層;半導體層;作為源極電極的導電層;作為汲極電極的導電層;以及作為閘極絕緣層的絕緣層。上面示出採用底閘極結構電晶體的情況。
注意,對本發明的一個實施例的觸控面板所包括的電晶體的結構沒有特別的限制。例如,可以採用平面型電晶體、交錯型電晶體或反交錯型電晶體。此外,還可以採用頂閘極型或底閘極型的電晶體結構。另外,也可
以在通道的上下設置閘極電極。對用於電晶體的半導體材料沒有特別的限制,例如可以舉出氧化物半導體、矽、鍺等。
對用於電晶體的半導體材料的結晶性也沒有特別的限制,可以使用非晶半導體或具有結晶性的半導體(微晶半導體、多晶半導體、單晶半導體或其一部分具有結晶區域的半導體)。當使用具有結晶性的半導體時可以抑制電晶體的特性劣化,所以是較佳的。
另外,作為用於電晶體的半導體材料,例如可以將第14族元素、化合物半導體或氧化物半導體用於半導體層。典型的是,可以使用包含矽的半導體、包含砷化鎵的半導體或包含銦的氧化物半導體等。
尤其較佳為將氧化物半導體用於電晶體的形成有通道的半導體。尤其較佳為使用其能帶間隙比矽寬的氧化物半導體。藉由使用能帶間隙比矽寬且載子密度比矽小的半導體材料,可以降低電晶體的關態電流(off-state current),所以是較佳的。
例如,上述氧化物半導體較佳為至少包含銦(In)或鋅(Zn)。更佳的是,包含表示為In-M-Zn類氧化物(M是Al、Ti、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、Ce、Hf或Nd等金屬)的氧化物。
作為半導體層,尤其較佳為使用如下氧化物半導體膜:具有多個結晶部,該結晶部的c軸對準於大致垂直於形成有半導體層的表面或半導體層的頂面的方向,
並且在相鄰的結晶部間確認不到晶界。
這種氧化物半導體因為不具有晶界,所以可以抑制因使顯示面板彎曲時的應力導致在氧化物半導體膜中產生縫裂的情況。因此,可以將這種氧化物半導體用於將其彎曲而使用的撓性觸控面板等。
另外,藉由作為半導體層使用這種具有晶性的氧化物半導體,可以實現一種電特性變動得到抑制且可靠性高的電晶體。
另外,使用其能帶間隙比矽寬的氧化物半導體的電晶體由於其關態電流低,因此能夠長期間保持儲存於與電晶體串聯連接的電容元件中的電荷。藉由將這種電晶體用於像素,能夠在保持各顯示區域所顯示的影像的灰階的狀態下,停止驅動電路。其結果是,可以實現功耗極小的顯示裝置。
半導體層較佳為包括至少包含銦(In)、鋅(Zn)及M(M為Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Sn或Hf等金屬)的表示為In-M-Zn氧化物的膜。另外,為了減少使用該氧化物半導體的電晶體的電特性變異,除了上述元素以外,較佳的是還包含穩定劑(stabilizer)。
作為穩定劑,可以舉出在上述表示為M的金屬,此外還有例如鎵(Ga)、錫(Sn)、鉿(Hf)、鋁(Al)或鋯(Zr)等。另外,作為其他穩定劑,可以舉出鑭系元素的鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、
鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)以及鎦(Lu)等。
作為構成半導體層的氧化物半導體,例如可以使用In-Ga-Zn類氧化物、In-Al-Zn類氧化物、In-Sn-Zn類氧化物、In-Hf-Zn類氧化物、In-La-Zn類氧化物、In-Ce-Zn類氧化物、In-Pr-Zn類氧化物、In-Nd-Zn類氧化物、In-Sm-Zn類氧化物、In-Eu-Zn類氧化物、In-Gd-Zn類氧化物、In-Tb-Zn類氧化物、In-Dy-Zn類氧化物、In-Ho-Zn類氧化物、In-Er-Zn類氧化物、In-Tm-Zn類氧化物、In-Yb-Zn類氧化物、In-Lu-Zn類氧化物、In-Sn-Ga-Zn類氧化物、In-Hf-Ga-Zn類氧化物、In-Al-Ga-Zn類氧化物、In-Sn-Al-Zn類氧化物、In-Sn-Hf-Zn類氧化物、In-Hf-Al-Zn類氧化物。
注意,在此,In-Ga-Zn類氧化物是指作為主要成分具有In、Ga和Zn的氧化物,對In、Ga、Zn的比例沒有限制。此外,也可以包含In、Ga、Zn以外的金屬元素。
另外,半導體層和導電層也可以具有上述氧化物中的同一金屬元素。藉由使半導體層和導電層具有同一金屬元素,可以降低製造成本。例如,藉由使用由同一金屬組成的金屬氧化物靶材,可以降低製造成本。另外,藉由使用同一金屬組成的金屬氧化物靶材,可以共同使用對半導體層和導電層進行加工時的蝕刻氣體或蝕刻劑。然而,即使半導體層和導電層具有同一金屬元素,有時其組
成也互不相同。例如,在電晶體及電容元件的製程中,有時膜中的金屬元素脫離而成為不同的金屬組成。
此外,當半導體層是In-M-Zn氧化物時,作為除了Zn和O以外的In和M的原子個數百分比,在將In和M的總和設定為100atomic%的情況下,較佳為In高於25atomic%且M低於75atomic%,更佳為In高於34atomic%且M低於66atomic%。
半導體層的能隙為2eV以上,較佳為2.5eV以上,更佳為3eV以上。如此,藉由使用能隙寬的氧化物半導體,可以減少電晶體的關態電流。
半導體層的厚度為3nm以上且200nm以下,較佳為3nm以上且100nm以下,更佳為3nm以上且50nm以下。
當半導體層為In-M-Zn氧化物(M為Al、Ti、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、Ce、Hf或Nd)時,較佳為用來形成In-M-Zn氧化物膜的濺射靶材的金屬元素的原子數比滿足InM及ZnM。這種濺射靶材的金屬元素的原子數比較佳為In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=3:1:2、4:2:3。注意,所形成的半導體層的原子數比分別包含上述濺射靶材中的金屬元素的原子數比的±40%的範圍內的誤差。
作為半導體層,可以使用載子密度低的氧化物半導體膜。例如,作為半導體層的載子可以使用密度為1×1017個/cm3以下,較佳為1×1015個/cm3以下,更佳為
1×1013個/cm3以下,進一步較佳為1×1011個/cm3以下的氧化物半導體膜。
本發明不侷限於上述記載,可以根據所需的電晶體的半導體特性及電特性(場效移動率、臨界電壓等)來使用具有適當的組成的材料。另外,較佳為適當地設定半導體層的載子密度、雜質濃度、缺陷密度、金屬元素與氧的原子數比、原子間距離、密度等,以得到所需的電晶體的半導體特性。
另外,當半導體層包含第14族元素之一的矽或碳時,半導體層中的氧空缺增加,會使得該半導體層變為n型。因此,將半導體層中的矽或碳的濃度(藉由二次離子質譜分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)得到的濃度)設定為2×1018atoms/cm3以下,較佳為2×1017atoms/cm3以下。
另外,將藉由二次離子質譜分析法得到的半導體層的鹼金屬或鹼土金屬的濃度設定為1×1018atoms/cm3以下,較佳為2×1016atoms/cm3以下。鹼金屬和鹼土金屬有時會與氧化物半導體結合而生成載子,導致電晶體的關態電流增大。因此,較佳為降低半導體層的鹼金屬或鹼土金屬的濃度。
另外,當半導體層含有氮時生成作為載子的電子,載子密度增加而容易n型化。其結果,使用具有含有氮的氧化物半導體的電晶體容易變為常開啟特性。因此,較佳為儘量減少該氧化物半導體膜中的氮,例如,利
用二次離子質譜分析法測得的氮濃度較佳為設定為5×1018atoms/cm3以下。
另外,半導體層例如也可以具有非單晶結構。非單晶結構例如包括CAAC-OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor:c軸對準結晶氧化物半導體)、多晶結構、微晶結構或非晶結構。在非單晶結構中,非晶結構的缺陷能階密度最高,而CAAC-OS的缺陷能階密度最低。
半導體層例如也可以具有非晶結構。非晶結構的氧化物半導體膜例如具有無秩序的原子排列且不具有結晶成分。或者,非晶結構的氧化物膜例如是完全的非晶結構且不具有結晶部。
此外,半導體層也可以為具有非晶結構的區域、微晶結構的區域、多晶結構的區域、CAAC-OS的區域和單晶結構的區域中的兩種以上的混合膜。另外,混合膜有時例如具有非晶結構的區域、微晶結構的區域、多晶結構的區域、CAAC-OS的區域和單晶結構的區域中的兩種以上的區域的疊層結構。
或者,較佳為將矽用於電晶體的形成有通道的半導體。作為矽可以使用非晶矽,尤其較佳為使用具有結晶性的矽。例如,較佳為使用微晶矽、多晶矽、單晶矽等。尤其是,與單晶矽相比,多晶矽能夠在低溫下形成,並且其場效移動率比非晶矽高,所以多晶矽的可靠性高。藉由將這樣的多晶半導體用於像素可以提高像素的孔徑
率。另外,即使在像素以極高的解析度設置的情況下,也能夠將閘極驅動電路及源極驅動電路與像素形成在同一基板上,從而能夠減少構成電子裝置的組件數量。
[導電層]
作為電晶體的閘極、源極及汲極、構成觸控面板的各種佈線及電極等導電層的材料,可以舉出鋁、鈦、鉻、鎳、銅、釔、鋯、鉬、銀、鉭或鎢等金屬或者以上述金屬為主要成分的合金的單層或疊層。例如,可以舉出:包含矽的鋁膜的單層結構;在鈦膜上層疊鋁膜的兩層結構;在鎢膜上層疊鋁膜的兩層結構;在銅-鎂-鋁合金膜上層疊銅膜的兩層結構;在鈦膜上層疊銅膜的兩層結構;在鎢膜上層疊銅膜的兩層結構;依次層疊鈦膜或氮化鈦膜、鋁膜或銅膜以及鈦膜或氮化鈦膜的三層結構;以及依次層疊鉬膜或氮化鉬膜、鋁膜或銅膜以及鉬膜或氮化鉬膜的三層結構等。另外,也可以使用包含氧化銦、氧化錫或氧化鋅的透明導電材料。另外,藉由使用包含錳的銅,可以提高蝕刻時的形狀的控制性,所以是較佳的。
另外,作為透光性導電材料,可以使用氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加鎵的氧化鋅等導電性氧化物或石墨烯。或者,可以使用金、銀、鉑、鎂、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀或鈦等金屬材料、包含該金屬材料的合金材料。或者,還可以使用該金屬材料的氮化物(例如,氮化鈦)等。另外,當使用金屬材
料、合金材料(或者它們的氮化物)時,將其形成得薄到具有透光性,即可。此外,可以將上述材料的疊層膜作為導電層。例如,藉由使用銀和鎂的合金與銦錫氧化物的疊層膜等,可以提高導電性,所以是較佳的。
另外,作為導電層,較佳為使用與半導體層相同的氧化物半導體。此時,較佳為以呈現比半導體層的形成有通道的區域低的電阻的方式形成導電層。
例如,可以將這種導電層用於作為電晶體的第二閘極電極的導電層。另外,也可以用於具有透光性的其他導電層。
[氧化物半導體的電阻率的控制方法]
可用於半導體層及導電層的氧化物半導體膜是可以根據膜中的氧空缺及/或膜中的氫、水等雜質的濃度來控制電阻率的半導體材料。因此,藉由選擇對半導體層及導電層進行增加氧空缺及/或雜質濃度的處理或者降低氧空缺及/或雜質濃度的處理,可以控制各氧化物半導體膜電阻率。
明確而言,藉由對用於導電層的氧化物半導體膜進行電漿處理,且增加該氧化物半導體的膜中的氧空缺及/或氫、水等雜質,可以實現載子密度高且電阻率低的氧化物半導體膜。此外,藉由以與氧化物半導體膜接觸的方式形成含有氫的絕緣膜,且使氫從該含有氫的絕緣膜擴散到氧化物半導體膜中,可以實現載子密度高且電阻率
低的氧化物半導體膜。
另一方面,作為電晶體的通道區域的半導體層不與含有氫的絕緣膜接觸。藉由對作為與半導體層接觸的絕緣膜中的至少一個使用含有氧的絕緣膜,換言之能夠釋放氧的絕緣膜,可以對半導體層供應氧。被供應氧的半導體層由於膜中或介面的氧空缺被填補而成為電阻率高的氧化物半導體膜。此外,作為能夠釋放氧的絕緣膜例如可以使用氧化矽膜或氧氮化矽膜。
另外,為了得到電阻率低的氧化物半導體膜,可以採用離子植入法、離子摻雜法、電漿浸沒離子佈植技術等來將氫、硼、磷或氮注入氧化物半導體膜內。
另外,為了得到電阻率低的氧化物半導體膜,可以對該氧化物半導體膜進行電漿處理。作為該電漿處理,典型地可以舉出使用包含選自稀有氣體(He、Ne、Ar、Kr、Xe)、氫和氮中的一種以上的氣體的電漿處理。更明確而言,可以舉出Ar氛圍下的電漿處理、Ar和氫的混合氛圍下的電漿處理、氨氛圍下的電漿處理、Ar和氨的混合氛圍下的電漿處理或氮氛圍下的電漿處理等。
藉由上述電漿處理,在氧化物半導體膜中的發生氧脫離的晶格(或氧脫離的部分)中形成氧空缺。該氧空缺有可能成為產生載子的原因。此外,有時從氧化物半導體膜附近,更明確而言,氫從與氧化物半導體膜的下側或上側接觸的絕緣膜被供應,上述氧空缺與氫鍵合而產生作為載子的電子。
另一方面,氧空缺被填補且氫濃度被降低的氧化物半導體膜可以說是高純度本質化或實質上高純度本質化的氧化物半導體膜。在此,“實質上本質”是指氧化物半導體膜的載子密度低於8×1011個/cm3,較佳低於1×1011個/cm3,更佳低於1×1010個/cm3以上。因為高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜的載子發生源少,所以可以降低載子密度。此外,高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜的缺陷能階密度低,因此可以降低陷阱態密度。
高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜的關態電流顯著低,即便是通道寬度為1×106μm、通道長度為10μm的元件,在源極電極與汲極電極之間的電壓(汲極電壓)在1V至10V的範圍時,關態電流也可以為半導體參數分析儀的測定極限以下,亦即,1×10-13A以下。因此,將使用上面所述的高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜的半導體層用於通道區域的電晶體成為電特性變動小且可靠性高的電晶體。
作為與用作導電層的氧化物半導體膜接觸的絕緣膜,例如使用含有氫的絕緣膜,換言之能夠釋放氫的絕緣膜,典型為氮化矽膜,由此可以對導電層供應氫。作為能夠釋放氫的絕緣膜,氫濃度較佳為1×1022atoms/cm3以上。藉由以與導電層接觸的方式形成上述絕緣膜,可以有效地使導電層含有氫。如此,藉由改變與半導體層及導電層接觸的絕緣膜的結構,能夠控制氧化物半導體膜的電
阻率。
包含在氧化物半導體膜中的氫與鍵合於金屬原子的氧發生反應生成水,與此同時在發生氧脫離的晶格(或氧脫離的部分)中形成氧空缺。當氫進入該氧空缺時,有時生成作為載子的電子。另外,有時由於氫的一部分與鍵合於金屬原子的氧鍵合,產生作為載子的電子。因此,與含有氫的絕緣膜接觸地設置的導電層成為其載子密度比半導體層高的氧化物半導體膜。
在形成有電晶體的通道區域的半導體層中,較佳為儘可能地減少氫。明確而言,在半導體層中,藉由二次離子質譜分析法得到的氫濃度為2×1020atoms/cm3以下,較佳為5×1019atoms/cm3以下,更佳為1×1019atoms/cm3以下,更佳低於5×1018atoms/cm3,更佳為1×1018atoms/cm3以下,進一步較佳為5×1017atoms/cm3以下,更進一步較佳為1×1016atoms/cm3以下。
另一方面,導電層是其氫濃度及/或氧空缺量比半導體層多且其電阻率比半導體層低的氧化物半導體膜。導電層所包含的氫濃度為8×1019atoms/cm3以上、較佳為1×1020atoms/cm3以上、更佳為5×1020atoms/cm3以上。另外,與半導體層相比,導電層所包含的氫濃度為2倍以上、較佳為10倍以上。另外,導電層的電阻率較佳為半導體層的電阻率的1×10-8倍以上且低於1×10-1倍,典型的為1×10-3Ωcm以上且低於1×104Ωcm,更佳為1×10-3Ωcm以上且低於1×10-1Ωcm。
[絕緣層]
作為可用於各絕緣層、保護層、隔離體等的絕緣材料,例如可以使用丙烯酸樹脂或環氧樹脂等樹脂、具有矽氧烷鍵的樹脂、無機絕緣材料如氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化矽或氧化鋁等。
[黏合層]
作為黏合層可以使用熱固性樹脂、光硬化性樹脂、雙組分型固化樹脂等固化樹脂。例如可以使用丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂以及環氧樹脂或者矽酮等具有矽氧烷鍵的樹脂等。
[連接層]
作為連接層,可以使用異方性導電膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)、異方性導電膏(ACP:Anisotropic Conductive Paste)等。
[彩色層]
作為能夠用於彩色層的材料之範例可以包括金屬材料、樹脂材料、包含顏料或染料的樹脂材料等。
以上是各組件的說明。
[剖面結構範例1-2]
圖21示出與上述例子部分結構不同的觸控面板的剖面結構範例。注意,省略與上述例子重疊的部分的說明,僅對其不同點進行說明。
圖21示出彩色層231配置於基板371一側的例子。明確而言,彩色層231以接觸於絕緣層213的上表面的方式設置。另外,設置有覆蓋彩色層231的作為平坦化層的絕緣層214。
藉由採用上述結構,可以簡化基板372的結構。例如,在圖21中示出在基板372上僅形成導電層331及導電層341的例子。另外,需要時也可以在基板372上設置對準膜等。
[剖面結構範例1-3]
圖22示出對圖20中的電晶體201及電晶體203應用頂閘極型電晶體時的例子。
各電晶體具有半導體層,在半導體層上隔著絕緣層211設置有閘極電極。另外,半導體層也可以包括被低電阻化的區域。該區域作為源極或汲極。
電晶體的源極電極及汲極電極設置在絕緣層213上,並藉由設置於絕緣層213、絕緣層212、絕緣層211中的開口與半導體層的被低電阻化的區域電連接。
例如,半導體層的被低電阻化的區域可以為如下區域:與形成有電晶體的通道的區域相比含有更多雜質的區域;載子濃度高的區域;或結晶性低的區域等。作
為能夠提高導電性的雜質,根據用於半導體層的半導體而不同,典型地有磷等賦予n型導電性的元素、硼等賦予p型導電性的元素、氦、氖、氬等稀有氣體,除此以外還可以舉出氫、鋰、鈉、鎂、鋁、氮、氟、鉀、鈣等。另外,鈦、鐵、鎳、銅、鋅、銀、銦、錫等也能夠作為影響半導體的導電性的雜質。例如,區域262及區域263與形成有電晶體的通道的區域相比含有更多上述雜質。
[剖面結構範例1-4]
圖23示出與圖20等相比導電層252的位置不同的例子。明確而言,示出導電層252位於絕緣層212與絕緣層213之間的結構的例子。
作為導電層252,例如可以使用上述透光導電材料。
另外,例如,導電層252較佳為含有被低電阻化的氧化物半導體。尤其是,當作為觸控面板310所具有的電晶體的半導體層使用氧化物半導體時,較佳為使用電阻率更低的氧化物半導體。
例如,可以藉由上述氧化物半導體的電阻率的控制方法使導電層252低電阻化。
另外,此時作為覆蓋導電層252的絕緣層213,較佳為使用上述含有大量氫的絕緣層,尤其較佳的是包括含有氮化矽的絕緣膜。
[剖面結構範例2]
下面,對與上述剖面結構範例相比部分結構不同的觸控面板的結構範例進行說明。
[剖面結構範例2-1]
圖24與上述剖面結構範例的不同之處在於導電層331及導電層341配置在基板371一側。
導電層331及導電層341設置在基板371上。覆蓋導電層331及導電層341地設置有絕緣層217。在絕緣層217上設置有電晶體201及電晶體203等。
此外,在連接部385中,導電層341藉由設置在絕緣層217的開口與導電層207電連接。
在此,可以利用產生在導電層331和導電層252之間的電容來檢出觸摸工作。
藉由採用上述結構,可以使基板372的結構簡化。
此時,作為導電層331及導電層341,較佳為使用具有高耐熱性的導電材料。此外,當作為導電層331使用金屬等遮光材料時,較佳為如圖24所示那樣地在與彩色層231重疊的部分設置開口。
如圖24所示,較佳為以不與電晶體203等重疊的方式設置導電層331。或者,較佳為在導電層331的與電晶體203等重疊的部分包括開口。由此,可以抑制因導電層331的電位變化而產生的電晶體203等的故障。
[剖面結構範例2-2]
圖25示出一種例子,其中在圖24所示的結構中,與圖21所示的結構相同地將彩色層231設置於基板371一側。
像這樣,藉由將導電層331、導電層341及彩色層231設置於基板371一側,可以實現在基板372上沒有設置組件的結構。另外,也可以在基板372及基板371中的與液晶層接觸的區域設置對準膜。
[結構範例2]
下面,參照圖式對與上述結構範例1相比部分結構不同的觸控面板的結構範例進行說明。
在下面說明的本發明的一個實施例的觸控面板中,構成觸控感測器的一對導電層中的至少一個由與液晶元件所包括的一對導電層中的至少一個同一導電膜形成。構成觸控感測器的一對導電層中的至少一個和液晶元件所包括的一對導電層中的至少一個設置在同一面上。或者,構成觸控感測器的一對導電層中的至少一個兼作液晶元件所包括的一對導電層中的至少一個。也就是說,一個導電膜具有構成觸控感測器的一對導電層中的至少一個的功能和液晶元件所包括的一對導電層中的至少一個的功能。由此,可以使觸控面板的製程簡化來進一步減少製造成本。
[結構範例2-1]
圖26是示出作為液晶元件的電極的一對導電層及構成觸控感測器的一對導電層的佈局的例子的俯視示意圖。在此,以適用FFS模式的液晶元件為例而進行說明。
此外,圖27示出觸控面板的剖面示意圖,其包括沿著圖26中的切割線X1-X2的部分的剖面。圖26及圖27對應於圖8A。
導電層401具有島狀,且在X方向及Y方向上排列為矩陣狀。而且,在導電層401中設置有狹縫。以與各導電層401重疊的方式設置有導電層402。在此,導電層401作為像素電極,而導電層402作為共用電極。注意,雖然在此對上側的導電層401是像素電極,而下側的導電層402是共用電極的情況進行說明,但是,它們的功能可以互相調換。
延伸在Y方向上的導電層411a和導電層411b都位置於相鄰的兩個導電層401之間。
延伸在X方向上的導電層412a由導電層404及導電層405構成。導電層404具有其長邊方向與X方向平行的帶狀,例如,設置在導電層411a和導電層411b之間。此外,導電層405包括與導電層411a或導電層411b重疊的部分,且使夾著導電層411a或導電層411b的兩個導電層404藉由接觸孔電連接。導電層405與導電層411a或導電層411b隔著未圖示的絕緣層重疊。另外,如
圖28所示,也可以以在X方向上延伸的方式設置導電層405。由此,可以實際上減少導電層404的佈線電阻。
在圖26或圖28中,也可以以在X方向上延伸的方式設置導電層411a及導電層411b,而以在Y方向上延伸的方式設置導電層412a及導電層412b。
在此,導電層411a、導電層411b、導電層404及導電層401是藉由對同一導電膜進行加工來形成的。因此,導電層411a、導電層411b、導電層404及導電層401設置在同一面上。
另外,在此對與電晶體的源極電極及汲極電極285同一導電膜進行加工來形成導電層405。在此情況下,即使在導電層405下設置有閘極電極等也可以進行導電層405的佈局而不發生問題。因此,可以將導電層405層疊於閘極電極或對與閘極電極同一導電膜進行加工來形成的膜。注意,本發明的一個實施例不侷限於此而可以對電晶體的閘極電極281、半導體層或與其他導電層同一導電膜進行加工來形成導電層405。
作為一個例子,圖29示出對與閘極電極同一導電膜進行加工來形成導電層405的情況。在此情況下,即使在導電層405上設置有源極電極及汲極電極285等,也可以進行佈局而不發生問題。因此,可以將導電層405層疊於源極電極及汲極電極285或對與源極電極及汲極電極285同一導電膜進行加工來形成的膜,或者將導電層405與它們交叉。也就是說,可以層疊地設置源極訊號線
(具有將影像訊號傳達到各像素的功能的佈線)和導電層411a或導電層411b。因此,可以擴大導電層401的佈局面積。亦即,可以提高孔徑率。
或者,圖30示出對與導電層402同一導電膜進行加工來形成導電層405的情況。在此情況下,即使在導電層405下設置有源極電極及汲極電極285和閘極電極等,也可以進行佈局而不發生問題。因此,可以將導電層405層疊於閘極電極、源極電極及汲極電極285、對與閘極電極同一導電膜進行加工來形成的膜或對與源極電極及汲極電極285同一導電膜進行加工來形成的膜,或者將導電層405與它們交叉。也就是說,可以層疊地設置源極訊號線(具有將影像訊號傳達到各像素的功能的佈線)和導電層411a或導電層411b。因此,可以擴大導電層401的佈局面積。亦即,可以提高孔徑率。或者,可以層疊地設置閘極訊號線(具有供應選擇各像素的訊號的功能的佈線)和導電層404或導電層405。因此,可以擴大導電層401的佈局面積。亦即,可以提高孔徑率。
在圖26或圖28中,當以在X方向上延伸的方式設置導電層411a及導電層411b,而以在Y方向上延伸的方式設置導電層412a及導電層412b時,設置方向不同,因此將導電層412a及導電層412b與源極訊號線重疊地設置,而不與閘極訊號線重疊地設置,且將導電層411a及導電層411b與閘極訊號線重疊地設置,而不與源極訊號線重疊地設置。
當需要降低導電層411a、導電層411b及導電層404的電阻時,也可以在導電層411a、導電層411b及導電層404上或下設置低電阻的導電層411a_1、導電層411b_1、導電層404_1。例如,也可以將鋁、銅、鈦、鉬、鎢或它們的疊層設置在導電層411a、導電層411b及導電層404上或下。或者,導電層411a_1、導電層411b_1和導電層404_1中的至少一個也可以由加工為網孔狀的金屬膜構成。或者,導電層411a_1、導電層411b_1和導電層404_1中的至少一個也可以由金屬奈米線或碳奈米管等構成。注意,導電層401較佳為具有透光性。因此,較佳為在導電層401上或下不設置低電阻的導電層。圖31及圖32示出其情況的例子。
當實質上降低導電層411a、導電層411b的電阻值時,也可以設置導電層411aa、導電層411bb。導電層411a(導電層411b)和導電層411aa(導電層411bb)藉由接觸孔連接。圖33及圖34示出其情況的例子。
此外,也可以僅另行形成導電層405,但是較佳為與其他導電層同時形成導電層405。
[結構範例2-2]
圖35示出對與導電層402同一導電膜進行加工來形成導電層411a、導電層411b及導電層404的情況的例子。因此,導電層411a、導電層411b、導電層404及導電層402設置在同一面上。此外,圖36示出觸控面板的
剖面示意圖,其包括沿著圖35中的切割線X3-X4的部分的剖面。圖35及圖36對應於圖8B。
如圖35所示,導電層402具有島狀。此外,夾著導電層411a或導電層411b相鄰的兩個導電層402與導電層412a同樣地藉由導電層405電連接。雖然在此示出了在Y方向上相鄰的兩個導電層402不電連接的例子,但是多個導電層402既可以在Y方向上藉由導電層405電連接,又可以在X方向和Y方向上藉由導電層405電連接。另外,在此對上側的導電層401為像素電極,而下側的導電層402為共用電極的情況進行說明,但是,它們的功能可以互相調換。
如圖37所示,也可以在X方向上延伸地設置導電層405。由此,可以實質上減少導電層404的佈線電阻。
在圖35或圖37中,也可以以在X方向上延伸的方式設置導電層411a及導電層411b,而在Y方向上延伸的方式設置導電層412a及導電層412b。
另外,圖36採用對與電晶體的源極電極及汲極電極285同一導電膜進行加工來形成導電層405的結構。在此情況下,即使在導電層405下設置有閘極電極等也可以進行導電層405的佈局而不發生問題。因此,可以將導電層405層疊於閘極電極或對與閘極電極同一導電膜進行加工來形成的膜。注意,本發明的一個實施例不侷限於此而可以對電晶體的閘極電極281、半導體層或與其他
導電層同一導電膜進行加工來形成導電層405。
作為一個例子,圖38示出對與閘極電極281同一導電膜進行加工來形成導電層405的情況。在此情況下,即使在導電層405上設置有源極電極及汲極電極285等,也可以進行佈局而不發生問題。因此,可以將導電層405層疊於源極電極及汲極電極285或對與源極電極及汲極電極285同一導電膜進行加工來形成的膜,或者將導電層405與它們交叉。也就是說,可以層疊地設置源極訊號線和導電層411a或導電層411b。因此,可以擴大導電層401的佈局面積。亦即,可以提高孔徑率。
或者,圖39示出對與導電層401同一導電膜進行加工來形成導電層405的情況。在此情況下,即使在導電層405下設置有源極電極及汲極電極285和閘極電極等,也可以進行佈局而不發生問題。因此,可以將導電層405層疊於閘極電極、源極電極及汲極電極285、對與閘極電極同一導電膜進行加工來形成的膜或對與源極電極及汲極電極285同一導電膜進行加工來形成的膜,或者將導電層405與它們交叉。也就是說,可以層疊地設置源極訊號線和導電層411a或導電層411b。因此,可以擴大導電層401的佈局面積。亦即,可以提高孔徑率。或者,可以層疊地設置閘極訊號線和導電層404或導電層405。因此,可以擴大導電層401的佈局面積。亦即,可以提高孔徑率。
在圖35或圖37中,當以在X方向上延伸的
方式設置導電層411a及導電層411b,而以在Y方向上延伸的方式設置導電層412a及導電層412b時,設置方向不同,因此將導電層412a及導電層412b與源極訊號線重疊地設置,而不與閘極訊號線重疊地設置,且將導電層411a及導電層411b與閘極訊號線重疊地設置,而不與源極訊號線重疊地設置。
圖36、圖38及圖39示出上側的導電層401為像素電極,下側的導電層402為共用電極的情況的例子。但是,本發明的一個實施例不侷限於此。上側的導電層401可以為共通電極且下側的導電層402可以為像素電極。圖40、圖41及圖42示出其情況的例子。
圖40、圖41及圖42等示出對與導電層402同一導電膜進行加工來形成導電層411a、導電層411b及導電層404的情況的例子。但是,本發明的一個實施例不侷限於此。也可以對與導電層401同一導電膜進行加工來形成導電層411a、導電層411b及導電層404。因此,導電層411a、導電層411b、導電層404及導電層401也可以設置在同一面上。圖43、圖44及圖45示出其情況的例子。
當需要降低導電層411a、導電層411b及導電層404的電阻時,也可以在導電層411a、導電層411b及導電層404上或下設置低電阻的導電層411a_1、導電層411b_1、導電層404_1。例如,也可以將鋁、銅、鈦、鉬、鎢或它們的疊層設置在導電層411a、導電層411b及
導電層404上或下。或者,導電層411a_1、導電層411b_1和導電層404_1中的至少一個也可以由加工為網孔狀的金屬膜構成。或者,導電層411a_1、導電層411b_1和導電層404_1中的至少一個也可以由金屬奈米線或碳奈米管等構成。注意,導電層402較佳為具有透光性。因此,較佳為在導電層402上或下不設置低電阻的導電層。圖46及圖47示出其情況的例子。
另外,當實質上降低導電層411a、導電層411b的電阻值時,也可以設置導電層411aa、導電層411bb。導電層411a(導電層411b)和導電層411aa(導電層411bb)藉由接觸孔連接。圖48及圖49示出其情況的例子。
[結構範例2-3]
圖50示出對與導電層401同一導電膜進行加工來形成導電層411a、導電層411b並對與導電層402同一導電膜進行加工來形成導電層412a、導電層412b的情況的例子。因此,導電層411a、導電層411b、導電層401設置在同一面上。同樣地,導電層412a、導電層412b、導電層402設置在同一面上。此外,圖51示出觸控面板的剖面示意圖,其包括沿著圖50中的切割線X5-X6的部分的剖面。圖50及圖51對應於圖7E。
像這樣,藉由由不同的層形成作為觸控感測器的一對電極的兩個導電層(例如,導電層411a和導電
層412a或導電層411b和導電層412b等),可以使它們交叉。因此,不需要形成使用導電層405的橋接部,從而與結構範例1及結構範例2相比可以進一步使製程簡化。由此,可以提高製造良率。此外,即使在導電層411a、導電層412a、導電層411b或導電層412b等下設置有源極電極及汲極電極285、閘極電極281等,也可以進行佈局而不發生問題。因此,可以將導電層411a、導電層412a、導電層411b或導電層412b層疊於閘極電極281、源極電極及汲極電極285、對與閘極電極281同一導電膜進行加工來形成的膜或對與源極電極及汲極電極285同一導電膜進行加工來形成的膜,或者將導電層411a、導電層412a、導電層411b或導電層412b與它們交叉。也就是說,可以層疊地設置源極訊號線、導電層411a、導電層412a、導電層411b或導電層412b。因此,可以擴大導電層401的佈局面積。也就是說,可以提高孔徑率。或者,可以層疊地設置閘極訊號線、導電層411a、導電層412a、導電層411b或導電層412b。因此,可以擴大導電層401的佈局面積。亦即,可以提高孔徑率。
注意,雖然在圖51中,對上側的導電層401是像素電極,而下側的導電層402是共用電極的情況進行說明,但是,它們的功能可以互相調換。
在圖50中,也可以以在X方向上延伸的方式設置導電層411a及導電層411b,而在Y方向上延伸的方式設置導電層412a及導電層412b。
圖50及圖51示出上側的導電層401為像素電極,下側的導電層402為共用電極的情況的例子。但是,本發明的一個實施例不侷限於此。上側的導電層401及下側的導電層402分別可以為共通電極及像素電極。圖52及圖53示出其情況的例子。
當需要降低導電層411a、導電層411b、導電層412a及導電層412b的電阻時,也可以在導電層411a、導電層411b、導電層412a及導電層412b上或下設置低電阻的導電層411a_1、導電層411b_1、導電層412a_1、導電層412b_1。例如,也可以將鋁、銅、鈦、鉬、鎢或它們的疊層設置在導電層411a、導電層411b、導電層412a及導電層412b上或下。或者,導電層411a_1、導電層411b_1、導電層412a_1和導電層412b_1中的至少一個也可以由加工為網孔狀的金屬膜構成。或者,導電層411a_1、導電層411b_1、導電層412a_1和導電層412b_1中的至少一個也可以由金屬奈米線或碳奈米管等構成。注意,導電層401及導電層402較佳為具有透光性。因此,在開口部中,較佳為在導電層401及導電層402上或下不設置低電阻的導電層。圖54及圖55示出其情況的例子。
在實質上要降低導電層411a、導電層411b、導電層412a和導電層412b的電阻值時,也可以設置導電層411aa、導電層411bb、導電層412aa或導電層412bb。導電層411a(導電層411b、導電層412a或導電層412b)和導電層411aa(導電層411bb、導電層412aa或導電層
412bb)藉由接觸孔連接。圖56及圖57示出其情況的例子。另外,例如,當使導電層411a和導電層411aa連接時,藉由設置在導電層402中的孔連接。也就是說,當使隔著導電層402層疊的導電層互相連接時,在導電層402中設置有孔等。
在導電層411a及導電層411b和導電層412a及導電層412b的交叉部分形成電容。然而,有時該電容小是較佳的。於是,為了減少該交叉電容,也可以使各導電層藉由接觸孔及其他導電層互相連接。圖58及圖59示出其情況的例子。在圖58及圖59中,各導電層412a(各導電層412b)藉由接觸孔及導電層405互相連接。
例如,導電層405由對與閘極電極281同一導電膜進行加工來形成的膜或對與源極電極及汲極電極285同一導電膜進行加工來形成的膜構成。由此,可以減少觸控感測器中的電極所帶來的寄生電容。其結果是,可以提高觸控感測器的靈敏度。
[結構範例2-4]
在上述結構中設置構成液晶元件的一對導電層及構成觸控感測器的一對導電層,但是液晶元件的一個導電層也可以兼作觸控感測器的一個導電層。
圖60示出一個例子,其中導電層402具有在X方向上延伸的帶狀,並在Y方向上被分開。此時,導電層402中的一個具有作為觸控感測器的電極的導電層
412a、導電層412b或導電層412c的功能,且還具有液晶元件的一對導電層中的一個,例如,共用電極的功能。此外,圖61示出觸控面板的剖面示意圖,其包括沿著圖60中的切割線X5-X6的部分的剖面。圖60及圖61對應於圖7C。
藉由將作為觸控感測器的一對電極的導電層(例如,導電層412a、導電層412b等)和導電層402形成在不同層中,可以使它們交叉。因此,不需要形成使用導電層405的橋接部,從而與結構範例1及結構範例2相比可以進一步使製程簡化。由此,可以提高製造良率。此外,即使在導電層411a、導電層412a、導電層411b或導電層412b等下設置有源極電極及汲極電極285或閘極電極281等,也可以進行佈局而不發生問題。因此,可以將導電層411a、導電層412a、導電層411b或導電層412b層疊於閘極電極281、源極電極及汲極電極285、對與閘極電極281同一導電膜進行加工來形成的膜或對與源極電極及汲極電極285同一導電膜進行加工來形成的膜,或者將導電層411a、導電層412a、導電層411b或導電層412b與它們交叉。也就是說,可以層疊地設置源極訊號線、導電層411a、導電層412a、導電層411b或導電層412b。因此,可以擴大導電層401的佈局面積。也就是說,可以提高孔徑率。或者,可以層疊地設置閘極訊號線、導電層411a、導電層412a、導電層411b或導電層412b。因此,可以擴大導電層401的佈局面積。亦即,可以提高孔徑
率。
圖60及圖61示出上側的導電層401為像素電極,下側的導電層402為共用電極的情況的例子。但是,本發明的一個實施例不侷限於此。上側的導電層401及下側的導電層402分別可以為共通電極及像素電極。圖62及圖63示出其情況的例子。
當需要降低導電層411a、導電層411b、導電層412a及導電層412b的電阻時,也可以在導電層411a、導電層411b、導電層412a及導電層412b上或下設置低電阻的導電層411a_1、導電層411b_1、導電層導電層412a_1、導電層412b_1。例如,也可以將鋁、銅、鈦、鉬、鎢或它們的疊層設置在導電層411a、導電層411b、導電層412a及導電層412b上或下。或者,導電層411a_1、導電層411b_1、導電層412a_1和導電層412b_1中的至少一個也可以由加工為網孔狀的金屬膜構成。或者,導電層411a_1、導電層411b_1、導電層412a_1和導電層412b_1中的至少一個也可以由金屬奈米線或碳奈米管等構成。注意,導電層401及導電層402較佳為具有透光性。因此,在開口部中,較佳為在導電層401及導電層402上或下不設置低電阻的導電層。圖64及圖65示出其情況的例子。
在實質上降低導電層411a、導電層411b、導電層412a和導電層412b的電阻值時,也可以設置導電層411aa、導電層411bb、導電層412aa或導電層412bb。導
電層411a(導電層411b、導電層412a或導電層412b)和導電層411aa(導電層411bb、導電層412aa或導電層412bb)藉由接觸孔連接。圖66及圖67示出其情況的例子。另外,例如,當使導電層411a和導電層411aa連接時,藉由設置在導電層402的孔連接。也就是說,當使導電層402等的上側的導電層和下側的導電層隔著導電層402連接時,在導電層402中設置有孔等。
在導電層411a及導電層411b和導電層412a及導電層412b的交叉部分形成電容。然而,有時該電容小是較佳的。於是,為了減少該交叉電容,也可以使各導電層藉由接觸孔及其他導電層連接。圖68及圖69示出其情況的例子。在圖68及圖69中,各導電層402藉由接觸孔及導電層405互相連接。例如,導電層405由對與閘極電極281同一導電膜進行加工來形成的膜或對與源極電極及汲極電極285同一導電膜進行加工來形成的膜構成。由此,可以減少觸控感測器中的電極所帶來的寄生電容。其結果是,可以提高觸控感測器的靈敏度。
另外,在圖60中,以在X方向上延伸的方式設置導電層411a及導電層411b,而以在Y方向上延伸的方式設置導電層412a及導電層412b。
此外,圖70示出一個例子,其中導電層402具有在Y方向上延伸的帶狀,並在X方向上被分開。此時,導電層402中的一個具有作為觸控感測器的電極的導電層411a、導電層411b或導電層411c的功能,且還具有
液晶元件的一對導電層中的一個,例如,共用電極的功能。
藉由採用這種結構,可以進一步使結構簡化,所以是較佳的。
另外,雖然在此說明了使用適用FFS模式的液晶元件的情況的例子,但是例如也可以使用適用IPS模式的液晶元件。在此情況下,藉由對同一導電膜進行加工來形成導電層401及導電層402,即可。或者,使導電層401和導電層402的頂面形狀都成為梳齒狀,即可。此時,較佳為使作為共用電極的導電層402成為在X方向和Y方向中的任一個上延伸的帶狀,並將其作為觸控感測器的一個電極。
[結構範例3]
下面,參照圖式說明其一部分的結構與上述結構範例1及結構範例2不同的觸控面板的結構範例。
下面說明的本發明的一個實施例的觸控面板作為顯示元件適用有機EL元件。
[結構範例3-1]
圖71示出包括兩個子像素的區域的剖面結構範例。圖71所例示的觸控面板包括將光發射到形成有電晶體201等的基板一側的底部發射型發光裝置。
觸控面板包括發光元件202。發光元件202層
疊有導電層321、EL層322及導電層323。此外,也可以在導電層321和導電層323之間設置有光學調整層324。來自發光元件202的光發射到基板371一側。此外,覆蓋導電層321及光電調整層324的端部地設置有絕緣層215。
導電層321較佳為具有透光性。此外,導電層323較佳為具有反射性。
此外,在比發光元件202更靠近基板371一側的位置上設置有彩色層231。在圖71所示的結構中,彩色層231設置在絕緣層213上。
導電層351和導電層352中的一個作為觸控感測器的一個電極,而另一個作為觸控感測器的另一個電極。導電層351形成在與導電層321同一面上。此外,導電層352形成在與電晶體201所包括的兩個閘極電極中的一個同一面上。由此,可以不增加製程地製造觸控面板。
如圖71所示,在基板371一側可以利用產生在導電層351和導電層352之間的電容進行檢出。
[發光元件]
作為發光元件,可以使用能夠進行自發光的元件,並且在其範疇內包括由電流或電壓控制亮度的元件。例如,可以使用發光二極體(LED)、有機EL元件以及無機EL元件等。
發光元件可以採用頂部發射型、底部發射型
或雙面發射型。作為提取光一側的電極使用使可見光透過的導電膜。另外,作為不提取光一側的電極較佳為使用反射可見光的導電膜。
EL層至少包括發光層。作為發光層以外的層,EL層也可以還包括包含電洞注入性高的物質、電洞傳輸性高的物質、電洞阻擋材料、電子傳輸性高的物質、電子注入性高的物質或雙極性物質(電子傳輸性及電洞傳輸性高的物質)等的層。
EL層可以使用低分子化合物或高分子化合物,還可以包含無機化合物。構成EL層的層分別可以藉由蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等方法形成。
當在陰極與陽極之間施加高於發光元件的臨界電壓的電壓時,電洞從陽極一側注入到EL層中,而電子從陰極一側注入到EL層中。被注入的電子和電洞在EL層中再結合,由此,包含在EL層中的發光物質發光。
當作為發光元件使用白色發光的發光元件時,較佳為使EL層包含兩種以上的發光物質。例如藉由以使兩個以上的發光物質的各發光成為互補色關係的方式選擇發光物質,可以獲得白色發光。例如,較佳為包含如下發光物質中的兩個以上:各呈現R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)、Y(黃色)、O(橙色)等發光的發光物質及呈現包含R、G、B中的兩種以上的顏色的光譜成分的發光的發光物質。另外,較佳為使用來自發光元件的
發光的光譜在可見光區域的波長(例如350nm至750nm)的範圍內具有兩個以上的峰值的發光元件。另外,在黃色的波長範圍中具有峰值的材料的發射光譜較佳為在綠色及紅色的波長範圍中也具有光譜成分。
更佳的是,EL層較佳為採用疊層結構,該疊層結構包括包含發射一種顏色的光的發光材料的發光層與包含發射其他顏色的光的發光材料的發光層。例如,EL層中的多個發光層既可以互相接觸而層疊,又可以隔著分離層層疊。例如,可以在螢光發光層與磷光發光層之間設置分離層。
分離層例如可以用來防止能量從在磷光發光層中生成的磷光材料等的激發態到螢光發光層中的螢光材料等的藉由Dexter機制的移動(尤其是三重態能量移動)。分離層具有幾nm左右的厚度即可。明確而言,為0.1nm以上且20nm以下、1nm以上且10nm以下或1nm以上且5nm以下。分離層包含單個材料(較佳為雙極性物質)或多個材料(較佳為電洞傳輸性材料及電子傳輸性材料)。
分離層也可以使用與該分離層接觸的發光層所包含的材料來形成。由此,發光元件的製造變得容易。另外,驅動電壓被降低。例如,當磷光發光層由主體材料、輔助材料及磷光材料(客體材料)構成時,分離層也可以由該主體材料及輔助材料形成。換言之,在上述結構中,分離層具有不包含磷光材料的區域,磷光發光層具有
包含磷光材料的區域。由此,可以根據磷光材料的有無分別蒸鍍分離層及磷光發光層。另外,藉由採用這種結構,可以在同一處理室中形成分離層及磷光發光層。由此,可以降低製造成本。
另外,發光元件既可以是包括一個EL層的單元件,又可以是隔著電荷產生層層疊有多個EL層的串聯元件。
[結構範例3-2]
圖72與圖71不同之處是導電層352的位置。在圖72中,導電層352及電晶體201的閘極電極中的一個設置在絕緣層212和絕緣層213之間。
導電層352及電晶體201的閘極電極中的一個較佳為包括上述低電阻化了的氧化物半導體。
此外,如圖73那樣,也可以以導電層321、光學調整層324、EL層322、導電層323和彩色層231中的至少一個重疊的方式設置導電層352。另外,如圖74所示,也可以以不與導電層321、光學調整層324、EL層322、導電層323和彩色層231重疊的方式設置導電層352。
[剖面結構範例3-2]
圖75示出構成觸控感測器的導電層351和導電層352都形成在與導電層321同一面上的情況的例子。
此時,可以利用在設置在一個子像素中的導電層351和設置在另一個子像素中的導電層352之間產生的電容來進行檢出。
[剖面結構範例3-3]
圖76是包括對基板372一側發射光的頂面發射型發光裝置的觸控面板的剖面結構範例。
在此,在發光元件202中,導電層321具有反射性,而導電層323具有透光性。
此外,導電層323在至少與導電層351的一部分重疊的部分包括開口。另外,導電層323既可以包括狹縫或開口,又可以具有梳齒形狀。
導電層351及導電層352形成在與導電層321同一面上。
在圖76所示的例子中,可以利用在設置在一個子像素中的導電層351和設置在另一個子像素中的導電層352之間產生的電容來進行檢測的例子。
此外,如圖77所示,也可以將導電層323作為觸控感測器的電極。也就是說,也可以利用在導電層351和導電層323之間產生的電容來進行檢測。
圖77示出藉由採用分別著色方式形成EL層322的例子。此時,如圖77所示,藉由由導電層323覆蓋EL層322的端部,抑制擴散到EL層322的雜質,從而可以提高可靠性。此外,圖77示出沒有設置彩色層
231等的情況的例子。
[其他結構範例]
另外,本發明的一個實施例不侷限於上述所例示的結構,而可以採用各種結構。
[感測器電極和像素用佈線的位置關係]
例如,可以根據將像素設置在偶數行或奇數行,將源極線(訊號線)設置在像素的右邊或左邊。其結果是,兩個源極線相鄰。此外,可以在其上設置觸控感測器用導電層(電極)。同樣地,使垂直方向上的像素的閘極線互相接近,且在其上設置觸控感測器用電極。圖78示出其情況下的例子。兩個源極線81、82彼此鄰接,且兩個源極線83、84彼此鄰接。此外,兩個閘極線85、86彼此鄰接,且兩個閘極線87、88彼此鄰接。
[週邊電路]
週邊電路可以形成在形成有像素的基板的外部。也就是說,可以分別形成驅動觸控感測器的電路和驅動像素的電路。另外,也可以利用一個電路實現這些功能。
此外,也可以使用TFT在其上有像素形成的基板上一起形成選擇觸控感測器的X方向上的導電層和Y方向上的導電層(電極)中的一個導電層的驅動電路。
另外,可以將驅動觸控感測器的電路設置於
驅動像素的閘極驅動器一側或源極驅動器一側。
此外,作為與觸控感測器的X方向上的導電層或Y方向上的導電層(電極)電連接的兩個電路中之一的具有檢測功能的電路,較佳為使用IC。此時,較佳為利用該IC藉由FPC控制該導電層。
[觸控感測器的導電層(電極)的材料]
構成觸控感測器的一對導電層中的至少一個較佳為使用與構成液晶元件的共用電極或像素電極等相同的材料。
或者,構成觸控感測器的一對導電層中的至少一個可以由加工為網孔狀的金屬膜(也稱為金屬網格)構成。
此外,藉由在觸控感測器的X方向上的導電層和Y方向上的導電層(電極)中的至少一個的正下或正上形成金屬膜,可以降低其電阻。此時,在形成包括金屬氧化物的導電膜和包括金屬的導電膜的疊層結構時,藉由採用使用半色調遮罩的圖案化技術形成該導電膜,可以實現製程的簡化,所以是較佳的。
[連接觸控感測器的導電層(電極)的佈線]
當在觸控感測器的X方向上的導電層和Y方向上的導電層交叉的部分中,使用其他導電層實現用來連接導電層的橋接結構時,例如,將該導電層作為與電晶體的閘極電極同一面的導電層,且在像素整體中使X方向上的導電
層在平行於閘極線的橫方向上連接。或者,將該導電層作為與電晶體的源極電極及汲極電極同一面上的導電層,且在像素整體中使Y方向上的導電層在平行於源極線的縱方向上連接。此時,可以在像素中形成接觸部分。或者,作為該導電層,也可以使用與作為共用電極的導電層相同的導電層或與作為像素電極的導電層同一面上的導電層。
[觸控感測器的導電層(電極)及液晶元件的導電層(電極)]
可以將包括狹縫並位於上部的導電層(電極)作為像素電極,而將設置在多個像素中並位於下部的導電層(電極)作為共用電極。
或者,可以將設置在多個像素中且包括狹縫並位於上部的導電層(電極)作為共用電極,而將設置在各多個像素的中並位於下部的導電層(電極)作為像素電極。
可以將觸控感測器的X方向上的導電層兼作作為像素電極的導電層或作為共用電極的導電層。或者,可以將觸控感測器的Y方向上的導電層兼作作為像素電極的導電層或作為共用電極的導電層。
此外,可以將觸控感測器的X方向上的導電層作為受到脈衝電壓的導電層或檢測電流的導電層。此時,可以將觸控感測器的Y方向上的導電層作為受到脈衝電壓的導電層和檢測電流的導電層中的另一個。
此外,在觸控感測器的X方向上的導電層和Y方向上的導電層的交叉部分中,可以將任一個導電層形成為與其他部分不同的形狀。例如,在僅使用與作為像素電極的導電層以及在同一面上的作為像素電極的導電層形成觸控感測器的一對導電層時,可以將設置在下部的作為共用電極的導電層不設置在觸控感測器的導電層下。注意,因為在將作為共通電極的所有導電層不設置於觸控感測器的導電層下的結構中,該作為共通電極的導電層成為島狀,所以較佳為採用具有狹縫的形狀,以連接相鄰的兩個作為共通電極的導電層的一部分。
此外,作為共通電極的導電層可以設置在多個像素中。例如,作為共通電極的導電層可以電連接到由與電晶體的閘極電極同一面上的導電層形成的公共佈線。此時,一個作為共用電極的導電層可以具有島狀。
[相對基板]
當在與設置有電晶體等的基板對置設置的基板(也稱為相對基板)設置觸控感測器的X方向上的導電層或Y方向上的導電層時,較佳為在該導電層的可見一側設置遮光層。
此外,在相對基板形成液晶元件的一個電極的情況(TN模式、MVA模式等的液晶元件的情況)下,該液晶元件的電極較佳為在與設置在相對基板的觸控感測器的導電層重疊的部分中包括狹縫。
此外,即使如液晶元件採用FFS模式及IPS模式等的情況那樣,將液晶元件的一對電極形成在其上設置有電晶體等的基板上,也可以在相對基板設置控制液晶的配向的導電層。也與上述同樣地,較佳為在控制液晶配向的該導電層與觸控感測器的導電層重疊的部分中設置狹縫。
[驅動方法]
作為觸控感測器的驅動方法,例如可以採用一種方法,其中在像素的驅動中的水平期間(閘極選擇期間)之間的期間中對所對應的列進行感測(掃描)。或者,也可以將一個圖框期間分為兩個,且在前半進行所有像素的寫入,而在後半進行感測。
[電晶體]
例如在本說明書等中,作為電晶體可以使用各種結構的電晶體。因此,不限制所使用的電晶體的種類。作為電晶體的一個例子,可以使用具有單晶矽的電晶體或者具有以非晶矽、多晶矽或微晶(也稱為奈米晶、半非晶(semi-amorphous))矽等為代表的非單晶半導體膜的電晶體等。或者,可以使用使這些半導體薄膜化的薄膜電晶體(TFT)等。當使用TFT時,具有各種優點。例如,因為可以在比使用單晶矽時低的溫度下進行製造,所以可以實現製造成本的降低或製造裝置的大型化。由於可以使製
造裝置變大,所以可以在大型基板上製造。因此,可以同時製造多個顯示裝置,所以可以以低成本製造。或者,由於製造溫度低,所以可以使用耐熱性低的基板。由此,可以在具有透光性的基板上製造電晶體。或者,可以使用形成在具有透光性的基板上的電晶體來控制顯示元件的透光。或者,因為電晶體的厚度較薄,所以形成電晶體的膜的一部分能夠使光透過。因此,能夠提高孔徑率。
另外,當製造多晶矽時,藉由使用催化劑(鎳等)進一步提高結晶性,從而可以製造電特性良好的電晶體。其結果是,可以在基板上一體地形成閘極驅動電路(掃描線驅動電路)、源極驅動電路(訊號線驅動電路)以及訊號處理電路(訊號產生電路、伽瑪校正電路、DA轉換電路等)。
另外,在製造微晶矽的情況下,當使用催化劑(鎳等)時,結晶性進一步提高,從而可以製造電特性良好的電晶體。此時,無需進行雷射照射僅藉由進行加熱處理就可以提高結晶性。其結果是,可以在其上形成有像素的基板上一體地形成源極驅動電路的一部分(類比開關等)以及閘極驅動電路(掃描線驅動電路)。當不進行用來實現結晶化的雷射照射時,可以抑制矽結晶性的不均勻。因此,可以顯示影像品質得到了提高的影像。但是,也可以不使用催化劑(鎳等)地製造多晶矽或微晶矽。
另外,雖然較佳為在整個面板上使矽的結晶性提高到多晶或微晶等,但不侷限於此。也可以只在面板
的一部分區域中提高矽的結晶性。藉由選擇性地照射雷射,可以選擇性地提高結晶性。例如,也可以僅對如下區域照射雷射:作為像素以外的區域的週邊電路區域;閘極驅動電路及源極驅動電路等區域;或者源極驅動電路的一部分(例如,類比開關)。其結果是,可以只在需要使電路高速地工作的區域中提高矽的結晶性。在像素區域中,由於使其高速地工作的必要性低,所以即使不提高結晶性,也可以使像素電路工作而不發生問題。由此,因為需提高結晶性的區域較少,所以可以縮短製程。因此,可以提高生產量並降低製造成本。或者,因為可以以較少的製造裝置的數量來進行製造,所以可以降低製造成本。
作為電晶體的一個例子,可以使用包括化合物半導體(例如,SiGe、GaAs等)或氧化物半導體(例如,Zn-O、In-Ga-Zn-O、In-Zn-O、In-Sn-O(ITO)、Sn-O、Ti-O、Al-Zn-Sn-O(AZTO)、In-Sn-Zn-O等)等的電晶體。或者,可以使用使上述化合物半導體或上述氧化物半導體薄膜化的薄膜電晶體等。由此,可以降低製造溫度,所以例如可以在室溫下製造電晶體。其結果是,可以在塑膠基板或薄膜基板等耐熱性低的基板上直接形成電晶體。此外,不僅可以將這些化合物半導體或氧化物半導體用於電晶體的通道部分,而且還可以作為其它用途。例如,可以將這些化合物半導體或氧化物半導體作為佈線、電阻元件、像素電極或具有透光性的電極等。因為可以與電晶體同時形成上述元件,所以可以降低成本。
作為電晶體的一個例子,可以使用藉由噴墨法或印刷法形成的電晶體等。由此,可以在室溫下、在低真空下或在大型基板上進行製造。因此,即使不使用遮罩(遮罩版(reticle))也可以進行製造,所以可以容易地改變電晶體的佈局。或者,因為可以以不使用光阻劑的方式進行製造,所以可以減少材料費,並減少製程數。或者,因為可以只在需要的部分上形成膜,所以與在整個面上形成膜之後進行蝕刻的製造方法相比成本較低且不浪費材料。
作為電晶體的一個例子,可以使用具有有機半導體或碳奈米管的電晶體等。由此,可以在能夠彎曲的基板上形成電晶體。使用具有有機半導體或碳奈米管的電晶體的裝置能抗衝擊。
作為電晶體還可以使用其他各種結構的電晶體。例如,作為電晶體,可以使用MOS型電晶體、接合型電晶體、雙極電晶體等。藉由作為電晶體使用MOS型電晶體,可以減小電晶體尺寸。因此,可以安裝多個電晶體。藉由作為電晶體使用雙極電晶體,可以使較大的電流流過。因此,可以使電路高速地工作。注意,也可以將MOS型電晶體、雙極電晶體等形成在一個基板上。由此,可以實現低功耗、小型化、高速工作等。
例如在本說明書等中,作為電晶體的一個例子可以採用具有兩個以上的閘極電極的多閘極結構電晶體。當採用多閘極結構時,由於將通道區域串聯連接,所
以成為多個電晶體串聯連接的結構。因此,藉由採用多閘極結構,可以降低關態電流,且提高電晶體的耐壓性(提高可靠性)。或者,藉由利用多閘極結構,當電晶體在飽和區域工作時,即便汲極-源極間的電壓發生變化,汲極-源極間電流的變化也不太大,從而可以得到傾斜角平坦的電壓-電流特性。當利用傾斜角平坦的電壓-電流特性時,可以實現理想的電流源電路或電阻值極高的主動負載。其結果是,可以實現特性良好的差動電路或電流鏡電路等。
另外,作為電晶體的一個例子,可以採用在通道上下配置有閘極電極的結構的電晶體。藉由採用在通道上下配置有閘極電極的結構,多個電晶體並聯連接。因此,通道區域增加,所以可以增大電流值。或者,藉由採用在通道上下配置有閘極電極的結構,容易產生空乏層,因此可以改善次臨限擺動(subthreshold swing)。
另外,作為電晶體的一個例子,也可以採用將閘極電極配置在通道區域上的結構、將閘極電極配置在通道區域下的結構、交錯結構、反交錯結構、將通道區域分割成多個區域的結構、並聯連接通道區域的結構或者串聯連接通道區域的結構等。或者,作為電晶體,可以使用平面型、FIN(鰭)型、TRI-GATE(三閘極)型、頂閘極型、底閘極型、雙閘極型(在通道上下配置有閘極)等各種結構的電晶體。
另外,作為電晶體的一個例子,還可以採用通道區域(或其一部分)與源極電極或汲極電極重疊的結
構。藉由採用通道區域(或其一部分)與源極電極或汲極電極重疊的結構,可以防止因電荷積累於通道區域的一部分而導致的工作不穩定。
另外,作為電晶體的一個例子,可以採用設置有LDD區域的結構。藉由設置LDD區域,可以降低關態電流或者提高電晶體的耐壓性(提高可靠性)。或者,藉由設置LDD區域,當電晶體在飽和區域工作時,即便汲極和源極之間的電壓發生變化,汲極電流的變化也不太大,從而可以得到傾斜角平坦的電壓-電流特性。
例如,圖79示出在圖61中使用頂閘極型電晶體的情況。
[連接]
例如,在本說明書等中,當明確地記載為“X與Y連接”時,意味著如下情況:X與Y電連接;X與Y在功能上連接;X與Y直接連接。因此,不侷限於規定的連接關係(例如,圖式或文中所示的連接關係等),圖式或文中所示的連接關係以外的連接關係也包含於圖式或文中所記載的內容中。
這裡,X和Y為物件(例如,裝置、元件、電路、佈線、電極、端子、導電膜及層等)。
作為X與Y直接連接的情況的一個例子,可以舉出在X與Y之間沒有連接能夠電連接X與Y的元件(例如開關、電晶體、電容元件、電感器、電阻元件、二
極體、顯示元件、發光元件及負載等),並且X與Y沒有藉由能夠電連接X與Y的元件(例如開關、電晶體、電容元件、電感器、電阻元件、二極體、顯示元件、發光元件及負載等)連接的情況。
作為X與Y電連接的情況的一個例子,例如可以在X與Y之間連接一個以上的能夠電連接X與Y的元件(例如開關、電晶體、電容元件、電感器、電阻元件、二極體、顯示元件、發光元件及負載等)。另外,開關具有控制開啟和關閉的功能。換言之,藉由使開關處於導通狀態(開啟狀態)或非導通狀態(關閉狀態)來控制是否使電流流過。或者,開關具有選擇並切換電流路徑的功能。另外,X與Y電連接的情況包括X與Y直接連接的情況。
作為X與Y在功能上連接的情況的一個例子,例如可以在X與Y之間連接一個以上的能夠在功能上連接X與Y的電路(例如,邏輯電路(反相器、NAND電路、NOR電路等)、訊號轉換電路(DA轉換電路、AD轉換電路、伽瑪校正電路等)、電位位準轉換電路(電源電路(升壓電路、降壓電路等)、改變訊號的電位位準的位準轉移電路等)、電壓源、電流源、切換電路、放大電路(能夠增大訊號振幅或電流量等的電路、運算放大器、差動放大電路、源極隨耦電路、緩衝電路等)、訊號產生電路、記憶體電路、控制電路等)。注意,例如,即使在X與Y之間夾有其他電路,當從X輸出的訊號傳送到Y
時,也可以說X與Y在功能上是連接著的。另外,X與Y在功能上連接的情況包括X與Y直接連接的情況及X與Y電連接的情況。
此外,當明確地記載為“X與Y電連接”時,在本說明書等中意味著如下情況:X與Y電連接(亦即,以中間夾有其他元件或其他電路的方式連接X與Y);X與Y在功能上連接(亦即,以中間夾有其他電路的方式在功能上連接X與Y);X與Y直接連接(亦即,以中間不夾有其他元件或其他電路的方式連接X與Y)。亦即,在本說明書等中,當明確地記載為“X與Y電連接”時與只明確地記載為“X與Y連接”時的情況相同。
注意,例如,在電晶體的源極(或第一端子等)藉由Z1(或沒有藉由Z1)與X電連接,電晶體的汲極(或第二端子等)藉由Z2(或沒有藉由Z2)與Y電連接的情況下以及在電晶體的源極(或第一端子等)與Z1的一部分直接連接,Z1的另一部分與X直接連接,電晶體的汲極(或第二端子等)與Z2的一部分直接連接,Z2的另一部分與Y直接連接的情況下,可以表示為如下。
例如,可以表示為“X、Y、電晶體的源極(或第一端子等)與電晶體的汲極(或第二端子等)互相電連接,X、電晶體的源極(或第一端子等)、電晶體的汲極(或第二端子等)、Y依次電連接”。或者,可以表示為“電晶體的源極(或第一端子等)與X電連接,電晶體的汲極(或第二端子等)與Y電連接,X、電晶體的源
極(或第一端子等)、電晶體的汲極(或第二端子等)、Y依次電連接”。或者,可以表示為“X藉由電晶體的源極(或第一端子等)及汲極(或第二端子等)與Y電連接,X、電晶體的源極(或第一端子等)、電晶體的汲極(或第二端子等)、Y依次設置為相互連接”。藉由使用與這種例子相同的表示方法規定電路結構中的連接順序,可以區別電晶體的源極(或第一端子等)與汲極(或第二端子等)而決定技術範圍。
另外,作為其他表示方法,例如可以表示為“電晶體的源極(或第一端子等)至少經過第一連接路徑與X電連接,所述第一連接路徑不具有第二連接路徑,所述第二連接路徑是藉由電晶體的電晶體的源極(或第一端子等)與電晶體的汲極(或第二端子等)之間的路徑,所述第一連接路徑是經過Z1的路徑,電晶體的汲極(或第二端子等)至少經過第三連接路徑與Y電連接,所述第三連接路徑不具有所述第二連接路徑,所述第三連接路徑是經過Z2的路徑”。或者,也可以表示為“電晶體的源極(或第一端子等)至少經過第一連接路徑,藉由Z1與X電連接,所述第一連接路徑不具有第二連接路徑,所述第二連接路徑具有藉由電晶體的連接路徑,電晶體的汲極(或第二端子等)至少經過第三連接路徑,藉由Z2與Y電連接,所述第三連接路徑不具有所述第二連接路徑”。或者,也可以表示為“電晶體的源極(或第一端子等)至少經過第一電路徑,藉由Z1與X電連接,所述第一電路
徑不具有第二電路徑,所述第二電路徑是從電晶體的源極(或第一端子等)到電晶體的汲極(或第二端子等)的電路徑,電晶體的汲極(或第二端子等)至少經過第三電路徑,藉由Z2與Y電連接,所述第三電路徑不具有第四電路徑,所述第四電路徑是從電晶體的汲極(或第二端子等)到電晶體的源極(或第一端子等)的電路徑”。藉由使用與這種例子同樣的表示方法規定電路結構中的連接路徑,可以區別電晶體的源極(或第一端子等)和汲極(或第二端子等)來決定技術範圍。
注意,這種表示方法只是一個例子而已,不侷限於上述表示方法。在此,X、Y、Z1及Z2為物件(例如,裝置、元件、電路、佈線、電極、端子、導電膜及層等)。
另外,即使圖式示出在電路圖上獨立的組件彼此電連接,也有一個組件兼有多個組件的功能的情況。例如,在佈線的一部分被作為電極時,一個導電膜兼有佈線和電極的兩個組件的功能。因此,本說明書中的“電連接”的範疇內還包括這種一個導電膜兼有多個組件的功能的情況。
[基板]
例如在本說明書等中,可以使用各種基板形成電晶體。對基板的種類沒有特別的限制。作為該基板的一個例子,可以舉出半導體基板(例如,單晶基板或矽基板)、
SOI基板、玻璃基板、石英基板、塑膠基板、藍寶石玻璃基板、金屬基板、不鏽鋼基板、包含不鏽鋼箔的基板、鎢基板、包含鎢箔的基板、撓性基板、貼合薄膜、包含纖維狀材料的紙或基材薄膜等。作為玻璃基板的一個例子,可以舉出鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃或鈉鈣玻璃等。作為撓性基板、貼合薄膜、基材薄膜等,可以舉出如下例子。例如可以舉出以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)為代表的塑膠。或者,作為一個例子,可以舉出丙烯酸樹脂等合成樹脂等。或者,可以舉出聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯、聚氯乙烯等。或者,作為一個例子,可以舉出聚醯胺、聚醯亞胺、芳族聚醯胺、環氧樹脂、無機蒸鍍薄膜、紙類等。尤其是,藉由使用半導體基板、單晶基板或SOI基板等製造電晶體,可以製造特性、尺寸或形狀等的不均勻性小、電流能力高且尺寸小的電晶體。當利用上述電晶體構成電路時,可以實現電路的低功耗化或電路的高集成化。
另外,作為基板也可以使用撓性基板,在該撓性基板上直接形成電晶體。或者,也可以在基板與電晶體之間設置剝離層。剝離層可以在如下情況下使用,亦即:在剝離層上製造半導體裝置的一部分或全部,然後將其從基板分離並轉置到其他基板上的情況。此時,也可以將電晶體轉置到耐熱性低的基板或撓性基板上。另外,作為上述剝離層,例如可以使用鎢膜與氧化矽膜的無機膜的
疊層結構或基板上形成有聚醯亞胺等有機樹脂膜的結構等。
就是說,也可以使用某個基板形成電晶體,然後將電晶體轉移並配置到其他基板上。作為被轉移電晶體的基板,除了上述可以形成電晶體的基板之外,還可以使用紙基板、玻璃紙基板、芳族聚醯胺薄膜基板、聚醯亞胺薄膜基板、石材基板、木材基板、布基板(包括天然纖維(絲、棉、麻)、合成纖維(尼龍、聚氨酯、聚酯)或再生纖維(醋酯纖維、銅氨纖維、人造纖維、再生聚酯)等)、皮革基板、或橡膠基板等。藉由使用上述基板,可以形成特性良好的電晶體或功耗低的電晶體,可以製造不容易發生故障的裝置或具有耐熱性的裝置,並且可以實現輕量化或薄型化。
本實施例中的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施例或本實施例中的至少一部分適當地組合而實施。
實施例2
在本實施例中,參照圖80A、圖80B說明將驅動IC適用於上述實施例所說明的顯示裝置時的安裝例子。
圖80A所示的顯示裝置500A包括像素部510、閘極驅動器520_1、閘極驅動器520_2以及源極驅動器530。像素部510包括與閘極線GL、及源極線SL連接的像素511。源極驅動器530包括多個TAB(Tape
Automated Bonding)帶531以及源極驅動器IC532_1至532_k(k為2以上的自然數)。
在像素部510中,作為一個例子,在長邊一側(圖80A所圖示的X方向)和短邊一側(圖80A所圖示的Y方向)矩陣狀地設置像素511。因此,在本實施例的結構中,與相同的源極線SL連接且設置在長邊一側的像素511的數量多於與相同的閘極線GL連接且設置在短邊一側的像素511的數量。
閘極驅動器520_1、閘極驅動器520_2設置在長邊一側的兩個邊。閘極驅動器520_1驅動奇數列的閘極線(GL1,GL3),閘極驅動器520_2驅動偶數列的閘極線(GL2,GL4)。在長邊一側排列地設置的閘極線GL根據像素的數量變多。藉由設置閘極驅動器520_1及閘極驅動器520_2,可以延長一個閘極線GL的選擇期間。
此外,與源極驅動器530相比,閘極驅動器520_1、閘極驅動器520_2不需要高速工作。因此,閘極驅動器520_1、閘極驅動器520_2較佳為由與像素511所包括的電晶體同樣地製造的電晶體構成。藉由在顯示裝置500A中內置閘極驅動器520_1、閘極驅動器520_2,可以實現低成本化。此外,可以實現顯示裝置500A的窄邊框化。
使用各向異性導電黏合劑等將源極驅動器IC532_1至532_k(k為2以上的自然數)安裝於TAB帶531上。在顯示裝置500A中,貼附安裝有源極驅動器
IC532_1至532_k的多個TAB帶531來驅動多個源極線(SL1、SL2)。
使源極驅動器IC532_1至532_k比閘極驅動器520_1、閘極驅動器520_2高速地進行工作。因此,不容易將源極驅動器IC532_1至532_k與閘極驅動器520_1、閘極驅動器520_2那樣地內置於顯示裝置500A中。如本實施例那樣,藉由將源極驅動器530設置在短邊一側,可以縮減源極驅動器IC的數量來實現低成本化。
尤其是,像素數多的顯示裝置,例如像素數為8k×4k等的顯示裝置適用源極驅動器IC的數量的縮減是非常有效的。可以以低成本製造像素數多的顯示裝置來提高像素的清晰度,從而可以以低成本製造更有真實感的顯示裝置。
另外,作為與圖80A不同的結構,也可以採用圖80B的結構。圖80B的顯示裝置500B與圖80A不同,其中增加一個列的像素的閘極線GL的數量,而減少一個行的像素的源極線SL的數量。
圖80B所示的閘極驅動器520_1、閘極驅動器520_2與圖80A同樣地設置在長邊一側的兩個邊。閘極驅動器520_1驅動奇數列的閘極線(GL1、GL3、GL5、GL7),閘極驅動器520_2驅動偶數列的閘極線(GL2、GL4、GL6、GL8)。
圖80B所示的源極驅動器IC532_1至532_k/2只需要驅動圖80A的一半的數量的源極線(SL1)。因
此,可以進一步縮減源極驅動器IC的數量,從而可以實現更低成本化。
在此,特別是,為了實現50英寸以上或60英寸以上的大螢幕的顯示裝置,較佳為將移動率較高的電晶體設置在各像素中。例如,電晶體的半導體層可以使用多晶矽等,但是在使用氧化物半導體時容易在大型基板上形成,所以是較佳的。此外,在作為氧化物半導體使用In-M-Zn氧化物時,較佳為使用包含多於M的In的氧化物。例如,藉由適用將層疊有In:Ga:Zn=4:2:3的氧化物膜和In:Ga:Zn=1:1:1的氧化物膜的氧化物半導體膜用於半導體層的電晶體,可以實現高移動率。
本實施例中的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施例適當地組合而實施。
實施例3
在本實施例中,參照圖式說明可以置換為上述實施例所示的電晶體而使用的電晶體的一個例子。
可以使用底閘極型電晶體或頂閘極型電晶體等的各種方式的電晶體來製造本發明的一個實施例的觸控面板。因此,可以根據習知的生產線容易置換所使用的半導體層的材料或電晶體結構。
[底閘極型電晶體]
圖81A1是底閘極型電晶體的一種的通道保護型電晶
體810的剖面圖。在圖81A1中,電晶體810形成在基板771上。此外,電晶體810在基板771上隔著絕緣層772包括電極746。另外,電晶體810在電極746上隔著絕緣層726包括半導體層742。電極746可以被作為閘極電極。絕緣層726可以被作為閘極絕緣層。
另外,電晶體810在半導體層742的通道形成區域上包括絕緣層741。此外,電晶體810在絕緣層726上以與半導體層742的一部分接觸的方式包括電極744a及電極744b。電極744a可以作為源極電極和汲極電極中的一個。電極744b作為源極電極和汲極電極中的另一個。電極744a的一部分及電極744b的一部分形成在絕緣層741上。
絕緣層741可以被作為通道保護層。藉由在通道形成區域上設置絕緣層741,可以防止在形成電極744a及電極744b時半導體層742被露出。由此,可以防止在形成電極744a及電極744b時半導體層742的通道形成區域被蝕刻。根據本發明的一個實施例,可以實現電特性良好的電晶體。
另外,電晶體810在電極744a、電極744b及絕緣層741上包括絕緣層728,在絕緣層728上包括絕緣層729。
可以使用其他實施例所公開的材料及方法來形成構成本實施例所公開的電晶體的電極、半導體層、絕緣層等。
當將氧化物半導體用於半導體層742時,較佳為將能夠從半導體層742的一部分中奪取氧而產生氧空缺的材料用於電極744a及電極744b的至少與半導體層742接觸的部分。半導體層742中的產生氧空缺的區域的載子濃度增加,該區域n型化而成為n型區域(n+層)。因此,該區域能夠被作為源極區域或汲極區域。當將氧化物半導體用於半導體層742時,作為能夠從半導體層742中奪取氧而產生氧空缺的材料的一個例子,可以舉出鎢、鈦等。
藉由在半導體層742中形成源極區域及汲極區域,可以降低電極744a及電極744b與半導體層742的接觸電阻。因此,可以使場效移動率及臨界電壓等電晶體的電特性良好。
當將矽等半導體用於半導體層742時,較佳為在半導體層742與電極744a之間及半導體層742與電極744b之間設置被作為n型半導體或p型半導體的層。作為n型半導體或p型半導體的層可以被作為電晶體的源極區域或汲極區域。
絕緣層729較佳為使用具有防止雜質從外部擴散到電晶體中或者降低雜質的擴散的功能的材料形成。此外,根據需要也可以省略絕緣層729。
另外,當將氧化物半導體用於半導體層742時,也可以在形成絕緣層729之前、在形成絕緣層729之後或者在形成絕緣層729之前及之後進行加熱處理。藉由
進行加熱處理,可以使絕緣層729及其他絕緣層所包含的氧擴散到半導體層742中,並且可以填補半導體層742的氧空缺。或者,藉由在對絕緣層729進行加熱的同時形成絕緣層729,可以填補半導體層742的氧空缺。
一般來說,可以將CVD法分類為利用電漿的電漿增強CVD(PECVD:Plasma Enhanced CVD)法及利用熱的熱CVD(TCVD:Thermal CVD)法等。再者,根據所使用的源氣體,可以分類為金屬CVD(MCVD:Metal CVD)法、有機金屬CVD(MOCVD:Metal Organic CVD)法等。
另外,一般來說,可以將蒸鍍法分類為電阻加熱法、電子束蒸鍍法、MBE(Molecular Beam Epitaxy:分子束磊晶)法、脈衝雷射沉積(PLD:Pulsed Laser Deposition)法、離子束輔助沉積(IAD:Ion beam Assisted Deposition)法及原子層沉積(ALD:Atomic Layer Deposition)法等。
PECVD法可以以較低的溫度得到高品質的膜。另外,在當成膜時利用不使用電漿的諸如MOCVD法及蒸鍍法等的成膜方法的情況下,在被形成面不容易產生損傷,由此可以獲得缺陷少的膜。
另外,一般來說,可以將濺射法分類為DC濺射法、磁控濺射法、RF濺射法、離子束濺射法、電子迴旋共振(ECR:Electron Cyclotron Resonance)濺射法及對向靶材式濺射法等。
在對向靶材式濺射法中,電漿封閉在靶材之間,所以可以減輕基板的電漿損傷。此外,根據靶材的傾斜可以使濺射粒子對基板的入射角度小,所以可以提高步階覆蓋性。
圖81A2所示的電晶體811與電晶體810之間的不同之處在於:電晶體811在絕緣層729上包括可作為背閘極電極的電極723。電極723可以使用與閘極電極746同樣的材料及方法形成。
一般而言,背閘極電極使用導電層來形成,並以半導體層的通道形成區域被閘極電極與背閘極電極夾住的方式設置。因此,背閘極電極可以具有與閘極電極同樣的功能。背閘極電極的電位可以與閘極電極相等,也可以為接地電位(GND電位)或任意電位。另外,藉由不跟閘極電極聯動而獨立地改變背閘極電極的電位,可以改變電晶體的臨界電壓。
電極746及電極723都可以被作為閘極電極。因此,絕緣層726、絕緣層728及絕緣層729都可以被作為閘極絕緣層。另外,也可以將電極723設置在絕緣層728與絕緣層729之間。
注意,當將電極746和電極723中的一個稱為“閘極電極”時,將另一個稱為“背閘極電極”。例如,在電晶體811中,當將電極723稱為“閘極電極”時,將電極746稱為“背閘極電極”。另外,當將電極723作為“閘極電極”時,電晶體811是頂閘極型電晶體
之一種。此外,有時將電極746和電極723中的一個稱為“第一閘極電極”,有時將另一個稱為“第二閘極電極”。
藉由隔著半導體層742設置電極746以及電極723並將電極746及電極723的電位設定為相同,半導體層742中的載子流過的區域在厚度方向上更加擴大,所以載子的移動量增加。其結果是,電晶體811的通路狀態電流增大,並且場效移動率也增高。
因此,電晶體811是相對於佔有面積具有較大的通路狀態電流的電晶體。亦即,可以相對於所要求的通路狀態電流縮小電晶體811的佔有面積。根據本發明的一個實施例,可以縮小電晶體的佔有面積。因此,根據本發明的一個實施例,可以實現集成度高的半導體裝置。
另外,由於閘極電極及背閘極電極使用導電層形成,因此具有防止在電晶體的外部產生的電場影響到形成有通道的半導體層的功能(尤其是對靜電等的電場遮蔽功能)。注意,當將背閘極電極形成得比半導體層大以使背閘極電極被半導體層覆蓋時,能夠提高電場遮蔽功能。
另外,因為電極746和電極723都具有屏蔽來自外部的電場的功能,所以產生在絕緣層772一側或電極723上方的帶電粒子等電荷不會影響到半導體層742的通道形成區域。其結果是,可以抑制應力測試(例如,對閘極施加負的電荷的-GBT(Gate Bias-Temperature:閘極
偏壓-溫度)應力測試)所導致的劣化。另外,根據汲極電壓,可以減輕通路狀態電流開始流過的閘極電壓(上升電壓)變動的現象。注意,在電極746及電極723具有相同的電位時或不同的電位時得到這效果。
注意,BT應力測試是一種加速試驗,可以在短時間內評估因長時間使用而產生的電晶體的特性變化(隨時間變化)。尤其是,BT應力測試前後的電晶體的臨界電壓的變動量是用於檢查可靠性的重要指標。可以說,臨界電壓的變動量越少,電晶體的可靠性則越高。
藉由具有電極746及電極723且將電極746及電極723的電位設定為相同,臨界電壓的變動量得到降低。因此,多個電晶體中的電特性的變異也同時得到降低。
具有背閘極電極的電晶體的對閘極施加正電荷的+GBT應力測試前後的臨界電壓的變動也比不具有背閘極電極的電晶體小。
另外,藉由使用具有遮光性的導電膜形成背閘極電極,能夠防止光從背閘極電極一側入射到半導體層。由此,能夠防止半導體層的光劣化,並防止電晶體的臨界電壓漂移等電特性劣化。
根據本發明的一個實施例,可以實現可靠性良好的電晶體。另外,可以實現可靠性良好的半導體裝置。
圖81B1示出作為底閘極型電晶體之一的通道
保護型電晶體820的剖面圖。雖然電晶體820具有與電晶體810大致同樣的結構,而不同之處在於:絕緣層741覆蓋半導體層742。此外,在選擇性地去除重疊於半導體層742的絕緣層741的一部分而形成的開口部中,半導體層742與電極744a電連接。此外,在選擇性地去除重疊於半導體層742的絕緣層741的一部分而形成的其他開口部中,半導體層742與電極744b電連接。絕緣層741的與通道形成區域重疊的區域可以被作為通道保護層。
圖81B2所示的電晶體821與電晶體820之間的不同之處在於:電晶體821在絕緣層729上具有能夠作為背閘極電極的電極723。
藉由設置絕緣層741,可以防止在形成電極744a及電極744b時產生的半導體層742的露出。因此,可以防止在形成電極744a及電極744b時半導體層742被薄膜化。
另外,與電晶體810及電晶體811相比,電晶體820及電晶體821的電極744a與電極746之間的距離及電極744b與電極746之間的距離更長。因此,可以減少產生在電極744a與電極746之間的寄生電容。此外,可以減少產生在電極744b與電極746之間的寄生電容。根據本發明的一個實施例,可以提供一種電特性良好的電晶體。
圖81C1所示的電晶體825是底閘極型電晶體之一的通道蝕刻型電晶體。在電晶體825中,不使用絕緣
層741地形成電極744a及電極744b。因此,在形成電極744a及電極744b時露出的半導體層742的一部分有時被蝕刻。另一方面,由於不設置絕緣層741,可以提高電晶體的生產率。
圖81C2所示的電晶體826與電晶體825之間的不同之處在於:電晶體825在絕緣層729上具有能夠作為背閘極電極的電極723。
[頂閘極型電晶體]
圖82A1示出頂閘極型電晶體之一種的電晶體830的剖面圖。電晶體830在絕緣層772上具有半導體層742,在半導體層742及絕緣層772上具有與半導體層742的一部分接觸的電極744a以及與半導體層742的一部分接觸的電極744b,在半導體層742、電極744a及電極744b上具有絕緣層726,在絕緣層726上具有電極746。
因為在電晶體830中,電極746和電極744a以及電極746和電極744b不重疊,所以可以減少產生在電極746與電極744a之間的寄生電容以及產生在電極746與電極744b之間的寄生電容。另外,在形成電極746之後,以電極746為遮罩將雜質755引入到半導體層742中,由此可以在半導體層742中以自對準(Self-alignment)的方式形成雜質區(參照圖82A3)。根據本發明的一個實施例,可以實現電特性良好的電晶體。
另外,可以使用離子植入裝置、離子摻雜裝
置或電漿處理裝置進行雜質755的引入。
作為雜質755,例如可以使用第13族元素和第15族元素中的至少一種元素。另外,在作為半導體層742使用氧化物半導體的情況下,作為雜質755,也可以使用稀有氣體、氫和氮中的至少一種元素。
圖82A2所示的電晶體831與電晶體830之間的不同之處在於:電晶體831具有電極723及絕緣層727。電晶體831具有形成在絕緣層772上的電極723、形成在電極723上的絕緣層727。電極723可以被作為背閘極電極。因此,絕緣層727可以被作為閘極絕緣層。絕緣層727可以使用與絕緣層726同樣的材料及方法來形成。
與電晶體811同樣,電晶體831是相對於佔有面積具有較大的通路狀態電流的電晶體。亦即,可以相對於所要求的通路狀態電流縮小電晶體831的佔有面積。根據本發明的一個實施例,可以縮小電晶體的佔有面積。因此,根據本發明的一個實施例,可以實現集成度高的半導體裝置。
圖82B1所例示的電晶體840是頂閘極型電晶體之一。電晶體840與電晶體830之間的不同之處在於:在電晶體840中,在形成電極744a及電極744b之後形成半導體層742。另外,圖82B2所例示的電晶體841與電晶體840之間的不同之處在於:電晶體841具有電極723及絕緣層727。在電晶體840及電晶體841中,半導體層
742的一部分形成在電極744a上,半導體層742的其他一部分形成在電極744b上。
與電晶體811同樣,電晶體841是相對於佔有面積具有較大的通路狀態電流的電晶體。亦即,可以相對於所要求的通路狀態電流縮小電晶體841的佔有面積。根據本發明的一個實施例,可以縮小電晶體的佔有面積。因此,根據本發明的一個實施例,可以實現集成度高的半導體裝置。
圖83A1所例示的電晶體842是一種頂閘極型電晶體。電晶體842與電晶體830及電晶體840不同之處在於:在形成絕緣層729之後形成電極744a及電極744b。電極744a及電極744b在形成在絕緣層728及絕緣層729的開口部中與半導體層742電連接。
此外,藉由去除不與電極746重疊的絕緣層726的一部分,並以電極746和殘留的絕緣層726為遮罩將雜質755引入到半導體層742中,可以在半導體層742中自對準地形成雜質區域(參照圖83A3)。電晶體842包括絕緣層726超過電極746的端部而延伸的區域。當將雜質755引入到半導體層742中時,半導體層742中的藉由絕緣層726引入有雜質755的區域的雜質濃度小於不藉由絕緣層726引入有雜質755的區域的雜質濃度。由此,在半導體層742中的與重疊於電極746的部分相鄰區域形成LDD(Lightly Doped Drain:輕摻雜汲極)區域。
圖83A2所示的電晶體843與電晶體842不同
之處在於:電晶體843包括電極723。電晶體843包括形成在基板771上的電極723,並隔著絕緣層772與半導體層742重疊。電極723可以作為背閘極電極。
此外,如圖83B1所示的電晶體844及圖83B2所示的電晶體845那樣,也可以完全去除不與電極746重疊的區域的絕緣層726。另外,如圖83C1所示的電晶體846及圖83C2所示的電晶體847那樣,也可以在不與電極746重疊的區域中使絕緣層726殘留。
在電晶體842至電晶體847中,也在形成電極746之後以電極746為遮罩將雜質755引入到半導體層742中,由此可以在半導體層742中以自對準的方式形成雜質區。根據本發明的一個實施例,可以實現電特性良好的電晶體。另外,根據本發明的一個實施例,可以實現集成度高的半導體裝置。
[s-channel型電晶體]
圖84A至圖84C示出作為半導體層742使用氧化物半導體的電晶體結構的一個例子。在圖84A至圖84C所例示的電晶體850中,在半導體層742a上形成有半導體層742b且在半導體層742b的頂面、半導體層742b的側面及半導體層742a的側面被半導體層742c覆蓋。圖84A是電晶體850的俯視圖。圖84B是沿圖84A中的點折線X1-X2所示的部分的剖面圖(通道長度方向的剖面圖)。圖84C是沿圖84A中的點折線Y1-Y2所示的部分的剖面
圖(通道寬度方向的剖面圖)。
另外,電晶體850具有作為閘極電極的電極743。電極743可以使用與閘極電極746同樣的材料及方法形成。在本實施例中,層疊兩層的導電層形成電極743。
半導體層742a、半導體層742b及半導體層742c使用包含In和Ga中的一個或者兩個的材料形成。典型地,有In-Ga氧化物(包含In和Ga的氧化物)、In-Zn氧化物(包含In和Zn的氧化物)、In-M-Zn氧化物(包含In、元素M和Zn的氧化物,其中元素M是選自Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd和Hf中的一種以上的元素,且是與氧的鍵合力比In與氧的鍵合力強的金屬元素)。
半導體層742a及半導體層742c較佳為使用包含構成半導體層742b的金屬元素中的一種以上的材料形成。藉由使用這種材料,可以使半導體層742a與半導體層742b的介面以及半導體層742c與半導體層742b的介面不容易產生介面能階。由此,不容易發生介面中的載子的散射及俘獲,而可以提高電晶體的場效移動率。另外,還可以減少電晶體的臨界電壓的不均勻。因此,可以實現具有良好的電特性的半導體裝置。
半導體層742a及半導體層742c的厚度為3nm以上且100nm以下,較佳為3nm以上且50nm以下。另外,半導體層742b的厚度為3nm以上且700
nm以下,較佳為3nm以上且100nm以下,更佳為3nm以上且50nm以下。
另外,在半導體層742b是In-M-Zn氧化物,並且半導體層742a及半導體層742c也是In-M-Zn氧化物的情況下,當將半導體層742a及半導體層742c設定為In:M:Zn=x1:y1:z1[原子數比],並且將半導體層742b設定為In:M:Zn=x2:y2:z2[原子數比]時,以y1/x1大於y2/x2的方式可以選擇半導體層742a、半導體層742c及半導體層742b。較佳的是,以y1/x1為y2/x2的1.5倍以上的方式選擇半導體層742a、半導體層742c及半導體層742b。更佳的是,以y1/x1為y2/x2的2倍以上的方式選擇半導體層742a、半導體層742c及半導體層742b。進一步較佳的是,以y1/x1為y2/x2的3倍以上的方式選擇半導體層742a、半導體層742c及半導體層742b。此時,在半導體層742b中,如果y1為x1以上就可以使電晶體具有穩定的電特性,所以是較佳的。但是,當y1為x1的3倍以上時,電晶體的場效移動率會下降,因此y1較佳小於x1的3倍。藉由作為半導體層742a及半導體層742c採用上述結構,可以使半導體層742a及半導體層742c成為與半導體層742b相比不容易產生氧空缺的層。
另外,當半導體層742a及半導體層742c是In-M-Zn氧化物時,除了Zn及O之外的In和元素M的含有率較佳為:In低於50atomic%,元素M為50atomic%以上,更佳為:In低於25atomic%,元素M為
75atomic%以上。此外,當半導體層742b是In-M-Zn氧化物時,除了Zn及O之外的In和元素M的含有率較佳為:In為25atomic%以上,元素M低於75atomic%,更佳為:In為34atomic%以上,元素M低於66atomic%。
例如,作為包含In或Ga的半導體層742a及包含In或Ga的半導體層742c,可以採用使用其原子數比為In:Ga:Zn=1:3:2、1:3:4、1:3:6、1:6:4或1:9:6等的靶材形成的In-Ga-Zn氧化物、使用其原子數比為In:Ga=1:9等的靶材形成的In-Ga氧化物、氧化鎵等。另外,作為半導體層742b,可以採用使用其原子數比為In:Ga:Zn=3:1:2、1:1:1、5:5:6或4:2:4.1等的靶材形成的In-Ga-Zn氧化物。此外,半導體層742a、半導體層742b及半導體層742c的原子數比都作為誤差包括上述原子數比的±20%的變動。
為了對使用半導體層742b的電晶體賦予穩定的電特性,較佳為降低半導體層742b中的雜質及氧空缺而實現高純度氧化物半導體層,使半導體層742b成為本質或實質上本質的氧化物半導體層。另外,較佳為至少使半導體層742b中的通道形成區域成為本質或實質上本質的氧化物半導體層。
注意,實質上本質的氧化物半導體層是指氧化物半導體層中的載子密度低於8×1011個/cm3,較佳為低於1×1011個/cm3,更佳為低於1×1010個/cm3且1×10-9個/cm3以上的氧化物半導體層。
圖85A至圖85C示出作為半導體層742使用氧化物半導體的電晶體結構的一個例子。在圖85A至圖85C所例示的電晶體822中,在半導體層742a上形成有半導體層742b。電晶體822是具有背閘極電極的底閘極型電晶體之一。圖85A是電晶體822的俯視圖。圖85B是沿圖85A中的點折線X1-X2所示的部分的剖面圖(通道長度方向上的剖面圖)。圖85C是沿圖85A中的點折線Y1-Y2所示的部分的剖面圖(通道寬度方向上的剖面圖)。
設置在絕緣層729上的電極723在設置在絕緣層726、絕緣層728及絕緣層729中的開口747a及開口747b中與電極746電連接。由此,對電極723及電極746供應相同的電位。另外,既可以不設置開口747a和開口747b中的一個,又可以不設置開口747a及開口747b。當不設置開口747a及開口747b時,可以對電極723及電極746供應不同的電位。
[氧化物半導體的能帶結構]
在此,參照圖89A和89B所示的能帶結構圖對由半導體層742a、半導體層742b及半導體層742c的疊層構成的半導體層742的功能及其效果進行說明。圖89A示出由圖84B中的點折線D1-D2表示的部分的能帶結構。圖89A示出電晶體850的通道形成區域的能帶結構。
在圖89A中,Ec882、Ec883a、Ec883b、
Ec883c、Ec886分別示出絕緣層772、半導體層742a、半導體層742b、半導體層742c、絕緣層726的導帶底的能量。
這裡,真空能階與導帶底的能量之間的能量差(也稱為“電子親和力”)是真空能階與價帶頂之間的能量差(也稱為游離電位)減去能隙的值。另外,能隙可以利用光譜橢圓偏光計(例如,HORIBA JOBIN YVON公司製造的UT-300)來測量。此外,真空能階與價帶頂之間的能量差可以利用紫外線光電子能譜(UPS:Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy)裝置(例如,PHI公司製造的VersaProbe)來測量。
使用其原子數比為In:Ga:Zn=1:3:2的靶材形成的In-Ga-Zn氧化物的能隙大約為3.5eV,電子親和力大約為4.5eV。使用其原子數比為In:Ga:Zn=1:3:4的靶材形成的In-Ga-Zn氧化物的能隙大約為3.4eV,電子親和力大約為4.5eV。使用其原子數比為In:Ga:Zn=1:3:6的靶材形成的In-Ga-Zn氧化物的能隙大約為3.3eV,電子親和力大約為4.5eV。使用其原子數比為In:Ga:Zn=1:6:2的靶材形成的In-Ga-Zn氧化物的能隙大約為3.9eV,電子親和力大約為4.3eV。使用其原子數比為In:Ga:Zn=1:6:8的靶材形成的In-Ga-Zn氧化物的能隙大約為3.5eV,電子親和力大約為4.4eV。使用其原子數比為In:Ga:Zn=1:6:10的靶材形成的In-Ga-Zn氧化物的能隙大約為3.5eV,電子親和力大約為4.5eV。使用其原子數比為
In:Ga:Zn=1:1:1的靶材形成的In-Ga-Zn氧化物的能隙大約為3.2eV,電子親和力大約為4.7eV。使用其原子數比為In:Ga:Zn=3:1:2的靶材形成的In-Ga-Zn氧化物的能隙大約為2.8eV,電子親和力大約為5.0eV。
因為絕緣層772和絕緣層726是絕緣物,所以Ec882和Ec886比Ec883a、Ec883b及Ec883c更接近於真空能階(電子親和力小)。
Ec883a比Ec883b更接近於真空能階。明確而言,Ec883a較佳為比Ec883b更接近於真空能階0.05eV以上、0.07eV以上、0.1eV以上或0.15eV以上且2eV以下、1eV以下、0.5eV以下或0.4eV以下。
Ec883c比Ec883b更接近於真空能階。明確而言,Ec883c較佳為比Ec883b更接近於真空能階0.05eV以上、0.07eV以上、0.1eV以上或0.15eV以上且2eV以下、1eV以下、0.5eV以下或0.4eV以下。
另外,因為在半導體層742a與半導體層742b的介面附近以及半導體層742b與半導體層742c的介面附近形成混合區域,所以導帶底的能量連續地變化。亦即,在這些介面處不存在能階或者幾乎不存在能階。
因此,在具有該能帶結構的疊層結構中,電子主要在半導體層742b中移動。由此,即使在半導體層742a與絕緣層724的介面或者半導體層742c與絕緣層726的介面存在有能階,該能階也幾乎不會影響到電子的移動。另外,因為在半導體層742a與半導體層742b的介
面以及半導體層742c與半導體層742b的介面不存在能階或者幾乎不存在能階,所以在該區域中不會阻礙電子的移動。因此,具有上述氧化物半導體的疊層結構的電晶體可以實現高場效移動率。
此外,如圖89A所示,雖然在半導體層742a與絕緣層772的介面附近以及半導體層742c與絕緣層726的介面附近有可能形成起因於雜質或缺陷的陷阱能階890,但是由於半導體層742a及半導體層742c的存在,可以使半導體層742b遠離該陷阱能階。
尤其是,在本實施例所例示的電晶體中,半導體層742b的頂面及側面接觸於半導體層742c,半導體層742b的底面接觸於半導體層742a。如此,藉由採用由半導體層742a和半導體層742c覆蓋半導體層742b的結構,可以進一步減少上述陷阱能階的影響。
注意,當Ec883a或Ec883c與Ec883b的能量差小時,有時半導體層742b的電子越過該能量差到達陷阱能階。在電子被陷阱能階俘獲時,在絕緣層的介面產生固定負電荷,導致電晶體的臨界電壓漂移到正方向。
因此,藉由將Ec883a與Ec883b的能量差以及Ec883c與Ec883b的能量差都設定為0.1eV以上,較佳為0.15eV以上,電晶體的臨界電壓的變動得到抑制,從而可以使電晶體的電特性良好,所以是較佳的。
另外,半導體層742a及半導體層742c的能帶間隙較佳為寬於半導體層742b的能帶間隙。
圖89B示出由圖85B中的點折線D3-D4表示的部分的能帶結構。圖89B示出電晶體822的通道形成區域的能帶結構。
在圖89B中,Ec887示出絕緣層728的導帶底的能量。藉由以半導體層742a及半導體層742b的兩層形成半導體層742,可以提高電晶體的生產率。雖然由於不設置半導體層742c,所以包括該兩個半導體層的電晶體容易受到陷阱能階890的影響,但是與半導體層742為單層結構的情況相比,可以實現更高的場效移動率。
根據本發明的一個實施例,可以實現電特性的微變異的電晶體。因此,可以實現電特性的微變異的半導體裝置。根據本發明的一個實施例,可以提供一種可靠性高的電晶體。因此,可以實現可靠性高的半導體裝置。
此外,氧化物半導體的能隙大,為3.0eV以上,可見光透射率較大。此外,在以適當的條件對氧化物半導體進行加工而得到的電晶體中,可以在使用時的溫度條件下(例如為25℃)使關態電流為100zA(1×10-19A)以下、10zA(1×10-20A)以下或1zA(1×10-21A)以下。由此,可以提供低功耗的半導體裝置。
根據本發明的一個實施例,可以實現低功耗的電晶體。因此,可以實現低功耗的顯示元件及顯示裝置等的半導體裝置。或者,可以提供可靠性良好的顯示元件及顯示裝置等的半導體裝置。
再次對圖84A至圖84C所示的電晶體850進
行說明。藉由在形成於絕緣層772的凸部上設置半導體層742b,半導體層742b的側面也可以被電極743覆蓋。亦即,電晶體850具有由電極743的電場能夠電圍繞半導體層742b的結構。如此,將由導電膜的電場電圍繞形成有通道的半導體層的電晶體結構稱為surrounded channel(s-channel)結構。另外,將具有s-channel結構的電晶體也稱為s-channel型電晶體。
在s-channel結構中,也可以在半導體層742b的整體(塊體)形成通道。在s-channel結構中可以使電晶體的汲極電流增大,來可以得到更高的通路狀態電流。此外,也可以由電極743的電場使形成在半導體層742b中的通道形成區域的整個區域空乏化。因此,s-channel結構可以進一步降低電晶體的關態電流。
另外,藉由增大絕緣層772的凸部的高度且縮短通道寬度,可以進一步提高增大通路狀態電流且降低關態電流的s-channel結構的效果等。此外,也可以去除半導體層742a的在形成半導體層742b時露出的部分。此時,半導體層742a的側面與半導體層742b的側面有時一致。
另外,如圖86A至圖86C所示的電晶體851,也可以在半導體層742的下方隔著絕緣層設置電極723。圖86A是電晶體851的俯視圖。圖86B是沿圖86A中的點折線X1-X2所示的部分的剖面圖。圖86C是沿圖86A中的點折線Y1-Y2所示的部分的剖面圖。
另外,如圖87A至圖87C所示的電晶體852,也可以在電極743的上方設置絕緣層775,在絕緣層775上設置有層725。圖87A是電晶體852的俯視圖。圖87B是沿圖87A中的點折線X1-X2所示的部分的剖面圖。圖87C是沿圖87A中的點折線Y1-Y2所示的部分的剖面圖。
在圖87A至圖87C中,雖然將層725設置於絕緣層775上,但也可以設置於絕緣層728或絕緣層729上。藉由使用具有遮光性的材料形成層725,能夠防止因光照射的電晶體的特性變動或可靠性的下降等。另外,藉由將層725形成得至少比半導體層742b大以使半導體層742b被層725覆蓋,能夠提高上述效果。層725可以使用有機材料、無機材料或金屬材料製造。另外,當使用導電材料製造層725時,既可以對層725供應電壓,又可以使層725處於電浮動(floating)狀態。
圖88A至圖88C示出具有s-channel結構的電晶體的一個例子。圖88A至圖88C所例示的電晶體848具有與上述電晶體847大致相同的結構。在電晶體848中,在設置在絕緣層772的凸部上形成有半導體層742。電晶體848是一種包括背閘極電極的頂閘極型電晶體。圖88A是電晶體848的俯視圖。圖88B示出由圖88A中的X1-X2的點折線表示的部分的剖面圖。圖88C示出由圖88A中的Y1-Y2的點折線表示的部分的剖面圖。
設置在絕緣層729上的電極744a在設置在絕
緣層726、絕緣層728及絕緣層729的開口747c中與半導體層742電連接。此外,設置在絕緣層729上的電極744b在設置在絕緣層726、絕緣層728及絕緣層729的開口747d中與半導體層742電連接。
設置在絕緣層726上的電極743在設置在絕緣層726及絕緣層772的開口747a及開口747b中與電極723電連接。因此,電極746及電極723被供應相同的電位。此外,也可以不設置開口747a和開口747b中的一個或兩個。在不設置開口747a及開口747b時,可以對電極723及電極746供應不同的電位。
注意,用於具有s-channel結構的電晶體的半導體層不侷限於氧化物半導體。
本實施例可以與其他實施例所記載的結構適當地組合而實施。
實施例4
在本實施例中,參照圖90至圖92B對本發明的一個實施例的顯示裝置或包括觸控面板的顯示模組及電子裝置進行說明。
圖90所示的顯示模組8000在上蓋8001與下蓋8002之間包括連接於FPC8003的觸控面板8004、框架8009、印刷電路板8010、電池8011。
例如,可以將本發明的一個實施例的觸控面板用於觸控面板8004。
上蓋8001及下蓋8002可以根據觸控面板8004的尺寸可以適當地改變形狀或尺寸。
觸控面板8004能夠是電阻膜式觸控面板或電容式觸控面板,並且能夠被形成為與顯示面板重疊。此外,也可以使觸控面板8004的相對基板(密封基板)具有觸控面板的功能。另外,也可以在觸控面板8004的各像素內設置光感測器,而形成光學觸控面板。
此外,在使用透過型液晶元件時,也可以如圖90所示那樣地設置背光8007。背光8007具有光源8008。注意,雖然在圖90中例示出在背光8007上配置光源8008的結構,但是不侷限於此。例如,可以在背光8007的端部設置光源8008,並使用光擴散板。當使用有機EL元件等自發光型發光元件時,或者當使用反射式面板等時,可以採用不設置背光8007的結構。
框架8009除了具有保護觸控面板8004的功能以外還具有用來遮斷因印刷電路板8010的工作而產生的電磁波的電磁屏蔽的功能。此外,框架8009也可以具有散熱板的功能。
印刷電路板8010具有電源電路以及用來輸出視訊訊號及時脈訊號的訊號處理電路。作為對電源電路供應電力的電源,既可以採用外部的商業電源,又可以採用另行設置的電池8011的電源。當使用商業電源時,可以省略電池8011。
此外,在觸控面板8004中還可以設置偏光
板、相位差板、稜鏡片等構件。
圖91A至圖91H及圖92A和圖92B是示出電子裝置的圖。這些電子裝置可以包括外殼5000、顯示部5001、揚聲器5003、LED燈5004、操作鍵5005(包括電源開關或操作開關)、連接端子5006、感測器5007(該感測器具有測量如下因素的功能:力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流率、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)、麥克風5008等。
圖91A示出移動電腦,該移動電腦除了上述以外還可以包括開關5009、紅外線埠5010等。圖91B示出具備儲存媒體的可攜式影像再現裝置(例如DVD再現裝置),該可攜式影像再現裝置除了上述以外還可以包括第二顯示部5002、儲存媒體讀取部5011等。圖91C示出電視機,該電視機除了上述以外還可以包括支架5012等。此外,可以藉由利用外殼5000所具備的操作開關、另外提供的遙控器5013進行電視機的操作。藉由利用遙控器5013所具備的操作鍵,可以進行頻道及音量的操作,並可以對顯示在顯示部5001上的影像進行操作。另外,也可以採用在遙控器5013中設置顯示從該遙控器5013輸出的資料的顯示部的結構。圖91D示出可攜式遊戲機,該可攜式遊戲機除了上述以外還可以包括儲存媒體讀取部5011等。圖91E示出具有電視接收功能的數位相
機,該數位相機除了上述以外還可以包括天線5014、快門按鈕5015、影像接收部5016等。圖91F示出可攜式遊戲機,該可攜式遊戲機除了上述以外還可以包括第二顯示部5002、儲存媒體讀取部5011等。圖91G示出可攜式電視接收機,該可攜式電視接收機除了上述以外還可以包括能夠收發訊號的充電器5017等。圖91H示出手錶型資訊終端,除上述之外還可以包括腕帶5018、錶帶扣5019等。安裝在兼作為框架(bezel)的外殼5000中的顯示部5001具有非矩形狀的顯示區域。顯示部5001可以顯示表示時間的圖示5020以及其他圖示5021等。圖92A示出數位看板(Digital Signage)。圖92B示出設置於圓筒狀的柱子上的數位看板。
圖91A至圖91H以及圖92A和圖92B所示的電子裝置可以具有各種功能。例如,可以具有如下功能:將各種資訊(靜態影像、動態影像、文字影像等)顯示在顯示部上的功能;觸控面板的功能;顯示日曆、日期或時間等的功能;藉由利用各種軟體(程式)控制處理的功能;進行無線通訊的功能;藉由利用無線通訊功能來連接到各種電腦網路的功能;藉由利用無線通訊功能,進行各種資料的發送或接收的功能;讀出儲存在存儲介質中的程式或資料並將其顯示在顯示部上的功能;等。此外,包括多個顯示部的電子裝置可以具有在一個顯示部主要顯示影像資訊而在另一個顯示部主要顯示文本資訊的功能,或者具有藉由將考慮了視差的影像顯示於多個顯示部上來顯示
三維影像的功能等。再者,在具有影像接收部的電子裝置中,可以具有如下功能:拍攝靜態影像;拍攝動態影像;對所拍攝的影像進行自動或手工校正;將所拍攝的影像存儲在記錄介質(外部或內置於影像拍攝裝置中)中;將所拍攝的影像顯示在顯示部上;等等。注意,圖91A至圖91H以及圖92A和圖92B所示的電子裝置可具有的功能不侷限於上述功能,而可以具有各種功能。
本實施例的電子裝置的特徵在於具有用於顯示某種資訊的顯示部。可以將本發明的一個實施例的觸控面板適用於該顯示部。
本實施例的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施例適當地組合而實施。
10:觸控面板
11:基板
12:基板
13:FPC
14:導電層
15:連接層
20:液晶元件
21:導電層
22:導電層
23:液晶
31:彩色層
41:導電層
Claims (8)
- 一種顯示裝置,其包含:第一基板;第二基板;液晶元件,其使用邊緣場切換模式,該液晶元件包含像素電極,該像素電極包含狹縫;電晶體,其包含在通道形成區域中的多晶半導體;第一導電層;第二導電層;第三導電層;觸控感測器;源極訊號線,其電連接至該電晶體;以及FPC(軟性印刷電路板),其中該第一導電層包含用作該觸控感測器之一個電極的區域,其中該像素電極係設置在絕緣層上並與該絕緣層接觸,其中該第一導電層透過在該絕緣層中的第一接觸孔電連接至該第二導電層,其中該像素電極透過在該絕緣層中的第二接觸孔電連接該電晶體之源極和汲極中的一者,其中該第二導電層與該源極訊號線重疊,其中該FPC電連接至該第三導電層,以及其中該第一導電層、該第二導電層、該第三導電層、 及該液晶元件係設置在該第一基板和該第二基板之間。
- 一種顯示裝置,其包含:第一基板;第二基板;液晶元件,其使用邊緣場切換模式,該液晶元件包含像素電極,該像素電極包含狹縫;電晶體,其包含在通道形成區域中的矽;第一導電層;第二導電層;第三導電層;觸控感測器;源極訊號線,其電連接至該電晶體;以及FPC(軟性印刷電路板),其中該第一導電層包含用作該觸控感測器之一個電極的區域,其中該像素電極係設置在絕緣層上並與該絕緣層接觸,其中該第一導電層透過在該絕緣層中的第一接觸孔電連接至該第二導電層,其中該像素電極透過在該絕緣層中的第二接觸孔電連接該電晶體之源極和汲極中的一者,其中該第二導電層與該源極訊號線重疊,其中該FPC電連接至該第三導電層,以及其中該第一導電層、該第二導電層、該第三導電層、 及該液晶元件係設置在該第一基板和該第二基板之間。
- 一種顯示裝置,其包含:第一基板;第二基板;液晶元件,其使用邊緣場切換模式,該液晶元件包含像素電極,該像素電極包含狹縫;電晶體,其電連接至該液晶元件;第一導電層;第二導電層;第三導電層;觸控感測器;源極訊號線,其電連接至該電晶體;以及FPC(軟性印刷電路板),其中該第一導電層包含用作該觸控感測器之一個電極的區域,其中該像素電極係設置在絕緣層上並與該絕緣層接觸,其中該第一導電層透過在該絕緣層中的第一接觸孔電連接至該第二導電層,其中該像素電極透過在該絕緣層中的第二接觸孔電連接該電晶體之源極和汲極中的一者,其中該第二導電層與該源極訊號線重疊,其中該FPC電連接至該第三導電層,以及其中該第一導電層、該第二導電層、該第三導電層、 及該液晶元件係設置在該第一基板和該第二基板之間。
- 如請求項1、2、和3中任一項之顯示裝置,其中該第一導電層、該第二導電層、和該第三導電層係設置在該第一基板上。
- 如請求項1、2、和3中任一項之顯示裝置,更包含在該第二導電層上的第四導電層,其中該第四導電層係設置在該絕緣層上並與該絕緣層接觸。
- 如請求項1、2、和3中任一項之顯示裝置,更包含在該像素電極上的彩色層。
- 如請求項1、2、和3中任一項之顯示裝置,其中該第一導電層係與該絕緣層接觸。
- 如請求項1、2、和3中任一項之顯示裝置,其中該源極訊號線係配置以向該顯示裝置中的像素提供視訊訊號。
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