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KR102887409B1 - 표시 장치, 표시 모듈, 및 전자 기기 - Google Patents

표시 장치, 표시 모듈, 및 전자 기기

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KR102887409B1
KR102887409B1 KR1020217014997A KR20217014997A KR102887409B1 KR 102887409 B1 KR102887409 B1 KR 102887409B1 KR 1020217014997 A KR1020217014997 A KR 1020217014997A KR 20217014997 A KR20217014997 A KR 20217014997A KR 102887409 B1 KR102887409 B1 KR 102887409B1
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KR
South Korea
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layer
transistor
conductive layer
display device
electrode
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KR1020217014997A
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KR20210083284A (ko
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슌페이 야마자키
??페이 야마자키
고지 구스노키
스스무 가와시마
다이스케 구보타
데쓰지 이시타니
아키오 야마시타
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 filed Critical 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

개구율이 높은 표시 장치를 제공한다. 화소에 제 1 트랜지스터, 제 2 트랜지스터, 제 1 절연층, 제 2 절연층, 도전층, 화소 전극, 액정 재료를 포함한 층, 및 공통 전극을 가지는 표시 장치이다. 제 1 절연층은 제 1 트랜지스터의 채널 형성 영역 위에 위치한다. 도전층은 제 1 절연층 위에 위치한다. 제 2 절연층은 제 1 트랜지스터, 제 2 트랜지스터, 제 1 절연층, 및 도전층 위에 위치한다. 화소 전극은 제 2 절연층 위에 위치하고, 액정 재료를 포함한 층은 화소 전극 위에 위치하고, 공통 전극은 액정 재료를 포함한 층 위에 위치한다. 공통 전극은 액정 재료를 포함한 층 및 화소 전극을 개재(介在)하여 도전층과 중첩된다. 화소는 도전층이 제 1 트랜지스터와 전기적으로 접속되는 제 1 접속부와, 화소 전극이 제 2 트랜지스터와 전기적으로 접속되는 제 2 접속부를 가진다. 도전층, 화소 전극, 및 공통 전극은 각각 가시광을 투과시키는 기능을 가진다.

Description

표시 장치, 표시 모듈, 및 전자 기기
본 발명의 일 형태는 표시 장치, 표시 모듈, 및 전자 기기에 관한 것이다.
또한 본 발명의 일 형태는 상기 기술분야에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 형태의 기술분야의 일례로서는, 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 기억 장치, 전자 기기, 조명 장치, 입력 장치(예를 들어 터치 센서 등), 입출력 장치(예를 들어 터치 패널 등), 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법을 들 수 있다.
표시 장치로서는 액정 표시 장치나 발광 표시 장치로 대표되는 평판 디스플레이가 널리 사용되고 있다. 이들 표시 장치를 구성하는 트랜지스터의 반도체 재료에는 주로 실리콘이 사용되고 있지만, 근년, 금속 산화물을 사용한 트랜지스터를 표시 장치의 화소에 사용하는 기술도 개발되고 있다.
특허문헌 1 및 특허문헌 2에는, 반도체 재료에 금속 산화물을 사용한 트랜지스터를 표시 장치의 화소의 스위칭 소자 등에 사용하는 기술이 개시(開示)되어 있다.
또한 오프 전류가 매우 낮은 트랜지스터를 메모리 셀에 사용하는 구성의 기억 장치가 특허문헌 3에 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 특개2007-123861호 일본 공개특허공보 특개2007-96055호 일본 공개특허공보 특개2011-119674호
본 발명의 일 형태는 가시광 투과성이 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 본 발명의 일 형태는 개구율이 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 본 발명의 일 형태는 소비 전력이 낮은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 본 발명의 일 형태는 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 넓은 온도 범위에서 안정적인 동작이 가능한 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 본 발명의 일 형태는 편리성이 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것이 아니다. 본 발명의 일 형태는 반드시 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 명세서, 도면, 청구항의 기재로부터 이들 이외의 과제를 추출할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 화소에 제 1 트랜지스터, 제 2 트랜지스터, 제 1 절연층, 제 2 절연층, 제 1 도전층, 화소 전극, 액정 재료를 포함한 층, 및 공통 전극을 가지는 표시 장치이다. 제 1 절연층은 제 1 트랜지스터의 채널 형성 영역 위에 위치한다. 제 1 도전층은 제 1 절연층 위에 위치한다. 제 2 절연층은 제 1 트랜지스터, 제 2 트랜지스터, 제 1 절연층, 및 제 1 도전층 위에 위치한다. 화소 전극은 제 2 절연층 위에 위치한다. 액정 재료를 포함한 층은 화소 전극 위에 위치한다. 공통 전극은 액정 재료를 포함한 층 위에 위치한다. 공통 전극은 액정 재료를 포함한 층 및 화소 전극을 개재(介在)하여 제 1 도전층과 중첩된 영역을 가진다. 화소는 제 1 접속부와 제 2 접속부를 더 가진다. 제 1 접속부에서는 제 1 도전층이 제 1 트랜지스터와 전기적으로 접속된다. 제 2 접속부에서는 화소 전극이 제 2 트랜지스터와 전기적으로 접속된다. 제 1 도전층, 화소 전극, 및 공통 전극은 각각 가시광을 투과시키는 기능을 가진다.
화소는 제 2 도전층을 더 가지는 것이 바람직하다. 제 1 도전층과 제 2 도전층은 동일 표면 위에 위치하는 것이 바람직하다. 제 1 도전층과 제 2 도전층은 서로 전기적으로 절연되어 있는 것이 바람직하다. 공통 전극은 액정 재료를 포함한 층 및 화소 전극을 개재하여 제 2 도전층과 중첩된 영역을 가지는 것이 바람직하다.
화소 전극과 공통 전극 간에 전압을 인가한 상태와 비교하여, 화소 전극과 공통 전극 간에 전압을 인가하지 않은 상태는 액정 재료를 포함한 층에서의 가시광 투과율이 더 높은 것이 바람직하다.
액정 재료를 포함한 층은 고분자 재료를 가지는 것이 바람직하다. 고분자 재료는 다관능 모노머와 단관능 모노머의 공중합체인 것이 바람직하다. 다관능 모노머는 페닐벤조에이트 골격을 가지는 것이 바람직하다. 단관능 모노머는 사이클로헥실벤젠 골격을 가지는 것이 바람직하다.
제 1 접속부에서, 제 1 트랜지스터는 가시광을 투과시키는 기능을 가지는 것이 바람직하다.
제 2 접속부에서, 제 2 트랜지스터는 가시광을 투과시키는 기능을 가지는 것이 바람직하다.
화소는 제 3 도전층을 더 가지는 것이 바람직하다. 제 1 도전층과 제 3 도전층은 동일 표면 위에 위치하는 것이 바람직하다. 제 1 도전층과 제 3 도전층은 서로 전기적으로 절연되어 있는 것이 바람직하다. 제 2 접속부에서는, 화소 전극이 제 3 도전층과 접촉하는 영역을 가지고, 제 3 도전층이 제 2 트랜지스터의 소스 또는 드레인과 접촉하는 영역을 가지는 것이 바람직하다.
제 2 트랜지스터의 소스 또는 드레인은 가시광을 투과시키는 기능을 가지는 것이 바람직하다.
제 1 절연층은 제 1 트랜지스터 위에 위치하는 것이 바람직하다. 또한 제 1 절연층은 평탄화 기능을 가지는 것이 바람직하다.
제 1 트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인, 그리고 제 2 트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인 중 적어도 하나는 제 1 층과, 제 1 층 위의 제 2 층을 가지는 것이 바람직하다. 제 2 층은 제 1 층보다 저항값이 작은 것이 바람직하다.
또는 제 1 트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인, 그리고 제 2 트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인 중 적어도 하나는 제 1 층과, 제 1 층 위의 제 2 층과, 제 2 층 위의 제 3 층을 가지는 것이 바람직하다. 제 2 층은 제 1 층보다 저항값이 작은 것이 바람직하고, 제 3 층은 제 2 층보다 가시광 반사율이 낮은 것이 바람직하다. 제 2 층과 제 3 층은 같은 금속 원소를 적어도 하나 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 필드 시??셜 구동 방식에 의하여 표시하는 기능을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태는 상술한 구성 중 어느 것을 가지는 표시 장치와, 발광 소자를 가지는 발광 장치의 적층을 가지는 표시 모듈이다. 발광 장치는 화상을 표시하는 기능을 가진다. 발광 소자가 발하는 광은 표시 장치를 통하여 추출된다.
본 발명의 일 형태는 상술한 구성 중 어느 것을 가지는 표시 장치를 가지고, 플렉시블 프린트 회로(Flexible printed circuit, 이하 FPC라고 기재함) 또는 TCP(Tape Carrier Package) 등의 커넥터가 제공된 모듈, 또는 COG(Chip On Glass) 방식 또는 COF(Chip On Film) 방식 등에 의하여 집적 회로(IC)가 실장된 모듈 등의 모듈이다.
본 발명의 일 형태는 상기 모듈과, 안테나, 배터리, 하우징, 카메라, 스피커, 마이크로폰, 및 조작 버튼 중 적어도 하나를 가지는 전자 기기이다.
본 발명의 일 형태에 의하여 가시광 투과성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 본 발명의 일 형태에 의하여 개구율이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 본 발명의 일 형태에 의하여 소비 전력이 낮은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 본 발명의 일 형태에 의하여 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 본 발명의 일 형태에 의하여 넓은 온도 범위에서 안정적인 동작이 가능한 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 본 발명의 일 형태에 의하여 편리성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것이 아니다. 본 발명의 일 형태는 반드시 이들 효과 모두를 가질 필요는 없다. 명세서, 도면, 청구항의 기재로부터 이들 이외의 효과를 추출할 수 있다.
도 1의 (A), (B)는 표시 장치의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 2는 화소의 일례를 나타낸 회로도이다.
도 3의 (A)는 표시 모듈의 일례를 나타낸 상면도이다. 도 3의 (B)는 표시 모듈의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 4는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 5의 (A), (B), (C), (D)는 표시 모듈의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 6은 표시 모듈의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 7은 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 8은 표시 모듈의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 9는 표시 모듈의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 10은 표시 모듈의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 11은 표시 모듈의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 12의 (A), (B), (C), (D)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 13의 (A), (B), (C), (D)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 14의 (A), (B), (C)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
실시형태에 대하여 도면을 사용하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 아래의 설명에 한정되지 않고 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있는 것은 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서 본 발명은 아래에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정되어 해석되는 것은 아니다.
또한 아래에서 설명하는 발명의 구성에서, 동일한 부분 또는 같은 기능을 가지는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면 간에서 공통적으로 사용하고, 그 반복적인 설명은 생략한다. 또한 같은 기능을 가지는 부분을 가리키는 경우에는, 해치 패턴을 동일하게 하고, 특별히 부호를 붙이지 않는 경우가 있다.
또한 도면에 나타낸 각 구성의 위치, 크기, 범위 등은 이해를 쉽게 하기 위하여, 실제의 위치, 크기, 범위 등을 나타내지 않는 경우가 있다. 그러므로, 개시된 발명은 반드시 도면에 개시된 위치, 크기, 범위 등에 한정되지 않는다.
또한 "막"이라는 용어와 "층"이라는 용어는 경우 또는 상황에 따라 서로 바꿀 수 있다. 예를 들어 "도전층"이라는 용어를 "도전막"이라는 용어로 변경할 수 있다. 또는 예를 들어 "절연막"이라는 용어를 "절연층"이라는 용어로 변경할 수 있다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치 및 표시 모듈에 대하여 도 1 내지 도 11을 사용하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 하나의 화소에 적어도 액정 소자와 2개의 트랜지스터를 가진다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 화상 신호에 보정 신호를 부가하기 위한 기능을 가진다. 상기 보정 신호는 용량 결합에 의하여 화상 신호에 부가되고, 액정 소자에 공급된다. 따라서, 액정 소자에서는 보정된 화상을 표시할 수 있다.
화상 신호에 보정 신호를 부가함으로써, 화상 신호만을 사용하는 경우와 비교하여 높은 전압을 인가하여 액정 소자를 구동시킬 수 있다. 이에 의하여, 구동 전압이 비교적 높은 구성을 가지는 액정 소자를 구동시키기 용이하게 된다.
또한 상기 보정에 의하여, 예를 들어 액정 소자는 화상 신호만을 사용하여 표현할 수 있는 계조보다 많은 계조를 표현할 수 있다.
또한 상기 보정에 의하여, 소스 드라이버의 출력 전압보다 높은 전압으로 액정 소자를 구동시킬 수 있다. 화소 내에서, 액정 소자에 공급하는 전압을 원하는 값으로 변경할 수 있기 때문에 기존의 소스 드라이버를 전용(轉用)할 수 있고, 소스 드라이버를 신규로 설계하는 비용 등을 삭감할 수 있다. 또한 소스 드라이버의 출력 전압이 높아지는 것을 억제할 수 있어, 소스 드라이버의 소비 전력을 저감할 수 있다.
높은 전압을 인가하여 액정 소자를 구동시킴으로써, 표시 장치를 넓은 온도 범위에서 사용할 수 있어, 저온 환경 및 고온 환경 중 어느 환경에서도 높은 신뢰성으로 표시를 수행할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 차량용 또는 카메라용 표시 장치로서 이용할 수 있다.
또한 높은 전압을 인가하여 액정 소자를 구동시킬 수 있기 때문에, 액정 소자에 인가하는 전압을 일시적으로 높여 액정의 배향을 빠르게 변화시키는 오버드라이브 구동에 의하여 액정의 응답 속도를 향상시킬 수도 있다.
보정 신호는 예를 들어 외부 기기에서 생성되고 각 화소에 기록된다. 보정 신호의 생성은 외부 기기를 사용하여 실시간으로 수행하여도 좋고, 기록 매체에 저장되어 있는 보정 신호를 판독하고 화상 신호와 동기시켜도 좋다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치에서는, 공급하는 화상 신호는 변화시키지 않고, 보정 신호를 공급한 화소에서 새로운 화상 신호를 생성할 수 있다. 외부 기기를 사용하여 새로운 화상 신호를 생성하는 경우에 비하여, 외부 기기에 가해지는 부하를 저감할 수 있다. 또한 새로운 화상 신호를 화소에서 생성하기 위한 동작을 적은 단계 수로 수행할 수 있고, 화소 수가 많고 수평 기간이 짧은 표시 장치이어도 대응할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치에서, 액정 소자는 한 쌍의 전극과, 액정 재료를 포함한 층을 가진다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치에서는, 대표적으로, 한 쌍의 전극 간에 전압이 인가되지 않을 때(오프 상태), 액정 재료를 포함한 층이 가시광을 투과시키는 상태를 나타내고, 한 쌍의 전극 간에 전압이 인가될 때(온 상태), 액정 재료를 포함한 층이 가시광을 산란시키는 상태를 나타내는 모드(리버스 모드라고도 함)를 사용한다. 이에 의하여, 표시 장치가 화상을 표시하지 않는 상태에서의 표시 장치의 가시광 투과성을 높일 수 있다. 따라서 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 예를 들어 투명 디스플레이(시스루 디스플레이라고도 함)로서 사용할 수 있다.
리버스 모드를 적용하는 경우, 액정 재료를 포함한 층은 액정 재료 및 고분자 재료를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 액정 재료를 포함한 층에는 고분자 액정, 고분자 분산형 액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal), 고분자 네트워크형 액정(PNLC: Polymer Network Liquid Crystal), 고분자 안정화 액정 등을 사용할 수 있다.
리버스 모드를 적용하는 경우, 액정 소자의 구동 전압은 비교적 높아지기 쉽다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 높은 전압을 인가하여 액정 소자를 구동시킬 수 있으므로 리버스 모드를 적용할 때 적합한 구성이다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 하나의 화소에 적어도 2개의 용량 소자를 가지는 것이 바람직하다. 2개의 용량 소자는 모두 가시광을 투과시키는 재료로 형성된다. 이에 의하여, 화소는 높은 개구율과 큰 저장 용량을 양립할 수 있다.
표시 장치의 개구율(화소의 개구율이라고도 할 수 있음)을 높임으로써 표시 장치에서의 가시광 투과성을 높일 수 있으므로 시스루 디스플레이로서 적합하게 사용할 수 있다. 또한 개구율을 높임으로써 광 추출 효율(또는 화소의 투과율)을 높일 수 있다. 이에 의하여, 표시 장치의 소비 전력을 저감할 수 있다.
화소의 저장 용량을 크게 함으로써, 액정 소자 등의 누설 전류가 커도 안정적인 표시를 수행할 수 있다. 또한 용량이 큰 액정 재료를 구동시킬 수 있다. 그러므로, 액정 재료의 선택의 폭을 넓힐 수 있다.
화소의 저장 용량을 크게 함으로써, 화소의 계조를 장시간에 걸쳐 유지할 수 있다. 구체적으로는, 화소의 저장 용량을 크게 함으로써, 1프레임 기간마다 화상 신호의 재기록을 하지 않고 그 전의 기간에 기록한 화상 신호를 유지할 수 있고, 예를 들어 수 프레임 또는 수십 프레임 기간에 걸쳐 화소의 계조를 유지할 수 있다.
또한 트랜지스터가 가지는 전극과, 용량 소자 또는 액정 소자가 가지는 전극의 접속 부분은 가시광을 투과시키는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 화소의 개구율을 높일 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치에는 편광판을 제공하지 않아도 된다. 이에 의하여, 표시 장치에서의 가시광 투과율을 높일 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치에는 블랙 매트릭스 등의 차광층을 제공하지 않아도 된다. 이에 의하여, 화소의 투과율을 향상시킬 수 있다.
<표시 장치의 단면 구성예>
도 1의 (A)에 표시 장치(10)의 단면도를 나타내었다. 도 1의 (A)에 나타낸 표시 장치(10)는 기판(131), 트랜지스터(SW11), 트랜지스터(SW12), 절연층(215), 도전층(115a), 도전층(115b), 절연층(121), 화소 전극(111a), 액정 재료를 포함한 층(112), 공통 전극(113), 및 기판(132)을 가진다.
표시 장치(10)는 화소에 액정 소자(110)와, 2개의 트랜지스터(트랜지스터(SW11) 및 트랜지스터(SW12))와, 2개의 용량 소자(용량 소자(Cw) 및 용량 소자(Cs))를 가진다.
트랜지스터(SW11) 및 트랜지스터(SW12)는 각각 기판(131) 위에 위치한다. 절연층(215)은 트랜지스터(SW11) 위 및 트랜지스터(SW12) 위에 위치한다. 도전층(115a) 및 도전층(115b)은 각각 절연층(215) 위에 위치한다. 절연층(121)은 트랜지스터(SW11), 트랜지스터(SW12), 절연층(215), 도전층(115a), 및 도전층(115b) 위에 위치한다. 화소 전극(111a)은 절연층(121) 위에 위치한다. 액정 재료를 포함한 층(112)은 화소 전극(111a) 위에 위치한다. 공통 전극(113)은 액정 재료를 포함한 층(112) 위에 위치한다. 기판(132)은 공통 전극(113) 위에 위치한다.
공통 전극(113)은 액정 재료를 포함한 층(112) 및 화소 전극(111a)을 개재하여 도전층(115a)과 중첩된 영역을 가진다. 도전층(115a)은 트랜지스터(SW11)의 소스 또는 드레인과 전기적으로 접속된다. 화소 전극(111a)은 트랜지스터(SW12)의 소스 또는 드레인과 전기적으로 접속된다. 도전층(115a), 도전층(115b), 화소 전극(111a), 및 공통 전극(113)은 각각 가시광을 투과시키는 기능을 가진다.
화소 전극(111a), 액정 재료를 포함한 층(112), 공통 전극(113)은 액정 소자(110)로서 기능할 수 있다. 화소 전극(111a)과 공통 전극(113)은 액정 재료를 포함한 층(112)을 개재하여 서로 적층되어 있다.
도전층(115a), 절연층(121), 및 화소 전극(111a)은 하나의 용량 소자(Cw)로서 기능할 수 있다. 또한 도전층(115b), 절연층(121), 및 화소 전극(111a)은 하나의 용량 소자(Cs)로서 기능할 수 있다.
용량 소자(Cw)의 용량은 용량 소자(Cs)의 용량보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 화소 전극(111a)과 도전층(115a)이 중첩된 영역의 면적은 화소 전극(111a)과 도전층(115b)이 중첩된 영역의 면적보다 큰 것이 바람직하다.
표시 장치(10)의 구성은 터치 패널에 적용할 수도 있다. 도 1의 (B)에 나타낸 터치 패널(11)은 도 1의 (A)에 나타낸 표시 장치(10)에 터치 센서(TC)를 탑재한 예이다. 터치 센서(TC)를 표시 장치(10)의 표시면과 가까운 위치에 제공함으로써, 터치 센서(TC)의 감도를 높일 수 있다.
본 발명의 일 형태의 터치 패널이 가지는 검지 소자(센서 소자라고도 함)에 한정은 없다. 손가락이나 스타일러스 등의 피검지체의 근접 또는 접촉을 검지할 수 있는 다양한 센서를 검지 소자로서 적용할 수 있다.
센서의 방식으로서는 예를 들어, 정전 용량 방식, 저항막 방식, 표면 탄성파 방식, 적외선 방식, 광학 방식, 감압 방식 등 다양한 방식을 사용할 수 있다.
정전 용량 방식으로서는, 표면형 정전 용량 방식, 투영형 정전 용량 방식 등이 있다. 또한 투영형 정전 용량 방식으로서는, 자기 용량 방식, 상호 용량 방식 등이 있다. 상호 용량 방식을 사용하면, 여러 지점을 동시에 검지할 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 일 형태의 터치 패널에는 따로 제작된 표시 장치와 검지 소자를 접합하는 구성, 표시 소자를 지지하는 기판 및 대향 기판 중 한쪽 또는 양쪽에 검지 소자를 구성하는 전극 등을 제공하는 구성 등, 다양한 구성을 적용할 수 있다.
<화소의 회로 구성예>
표시 장치(10)는 m행 n열(m, n은 각각 1 이상의 정수임)의 매트릭스상으로 배치된 복수의 화소(15)를 가진다. 도 2에 화소(15(i, j))(i는 1 이상 m 이하의 정수이고, j는 1 이상 n 이하의 정수임)의 회로도를 나타내었다.
화소(15(i, j))는 트랜지스터(SW11), 트랜지스터(SW12), 용량 소자(Cw), 용량 소자(Cs), 및 액정 소자(110(i, j))를 가진다. 또한 본 명세서 등에서는, 트랜지스터(SW11), 트랜지스터(SW12), 용량 소자(Cw), 및 용량 소자(Cs)를 통틀어 화소 회로(120(i, j))라고 기재한다.
트랜지스터(SW11)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 용량 소자(Cw)의 한쪽 전극과 전기적으로 접속된다. 용량 소자(Cw)의 다른 쪽 전극은 트랜지스터(SW12)의 소스 및 드레인 중 한쪽, 용량 소자(Cs)의 한쪽 전극, 및 액정 소자(110)의 한쪽 전극과 전기적으로 접속된다.
여기서, 트랜지스터(SW11)의 소스 및 드레인 중 한쪽, 그리고 용량 소자(Cw)의 한쪽 전극이 접속되는 노드를 노드(NS)로 한다. 용량 소자(Cw)의 다른 쪽 전극, 트랜지스터(SW12)의 소스 및 드레인 중 한쪽, 용량 소자(Cs)의 한쪽 전극, 그리고 액정 소자(110)의 한쪽 전극이 접속되는 노드를 노드(NA)로 한다.
트랜지스터(SW11)의 게이트는 배선(GL1(i))과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(SW12)의 게이트는 배선(GL2(i))과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(SW11)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 배선(SL1(j))과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(SW12)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 배선(SL2(j))과 전기적으로 접속된다.
용량 소자(Cs)의 다른 쪽 전극은 배선(CSCOM)과 전기적으로 접속된다. 액정 소자(110)의 다른 쪽 전극은 배선(VCOM)과 전기적으로 접속된다. 배선(CSCOM) 및 배선(VCOM)에는 각각 임의의 전위를 공급할 수 있다.
배선(GL1(i)) 및 배선(GL2(i))은 각각 주사선이라고 부를 수 있고, 트랜지스터의 동작을 제어하는 기능을 가진다. 배선(SL1(j))은 화상 신호를 공급하는 신호선으로서의 기능을 가진다. 배선(SL2(j))은 노드(NA)에 데이터를 기록하기 위한 신호선으로서의 기능을 가진다.
도 2에 나타낸 각 트랜지스터는 게이트와 전기적으로 접속된 백 게이트를 가지지만, 백 게이트의 접속은 이에 한정되지 않는다. 또한 트랜지스터에 백 게이트를 제공하지 않아도 된다.
트랜지스터(SW11)를 비도통으로 함으로써 노드(NS)의 전위를 유지할 수 있다. 또한 트랜지스터(SW12)를 비도통으로 함으로써 노드(NA)의 전위를 유지할 수 있다. 또한 트랜지스터(SW12)를 비도통으로 한 상태에서 트랜지스터(SW11)를 통하여 노드(NS)에 소정의 전위를 공급함으로써, 용량 소자(Cw)를 통한 용량 결합에 의하여, 노드(NS)의 전위의 변화에 따라 노드(NA)의 전위를 변화시킬 수 있다.
화소(15(i, j))에서 배선(SL2(j))으로부터 노드(NA)에 기록된 보정 신호는 배선(SL1(j))으로부터 공급되는 화상 신호와 용량 결합되고, 액정 소자(110)에 공급된다. 따라서, 액정 소자(110)에서는 보정된 화상을 표시할 수 있다.
트랜지스터(SW11)에 오프 전류가 매우 낮은 트랜지스터를 사용함으로써, 노드(NS)의 전위를 장시간 유지할 수 있다. 마찬가지로 트랜지스터(SW12)에 오프 전류가 매우 낮은 트랜지스터를 사용함으로써, 노드(NA)의 전위를 장시간 유지할 수 있다. 오프 전류가 매우 낮은 트랜지스터의 예로서 금속 산화물을 채널 형성 영역에 사용한 트랜지스터(이하, OS 트랜지스터)를 들 수 있다. 또한 화소가 가지는 트랜지스터에 실리콘을 채널 형성 영역에 가지는 트랜지스터(이하, Si 트랜지스터)를 적용하여도 좋다. Si 트랜지스터로서는, 비정질 실리콘을 가지는 트랜지스터, 결정성 실리콘(대표적으로는, 저온 폴리실리콘이나 단결정 실리콘)을 가지는 트랜지스터 등을 들 수 있다. 또는 OS 트랜지스터와 Si 트랜지스터의 양쪽을 사용하여도 좋다.
예를 들어, 1프레임 기간마다 보정 신호 및 화상 신호를 재기록하는 경우, 트랜지스터(SW11) 및 트랜지스터(SW12)에는 OS 트랜지스터를 사용하여도 좋고, Si 트랜지스터를 사용하여도 좋다. 노드(NS) 또는 노드(NA)의 전위를 장시간 유지할 필요가 있는 경우, 트랜지스터(SW11) 및 트랜지스터(SW12)에는 Si 트랜지스터보다 OS 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다.
<표시 모듈의 구성예 1>
도 3의 (A)에 표시 모듈(50)의 상면도를 나타내고, 도 3의 (B)에 표시 모듈(50)의 단면도를 나타내었다.
도 3의 (A), (B)에 나타낸 표시 모듈(50)은 표시 장치와, 표시 장치에 접속된 플렉시블 프린트 회로 기판(FPC)과, 라이트 유닛(30)(도 3의 (A)에서는 생략하였음)을 가진다.
표시 장치는 표시 영역(100), 게이트 드라이버(GD_L), 및 게이트 드라이버(GD_R)를 가진다.
표시 영역(100)은 복수의 화소(15)를 가지고, 화상을 표시하는 기능을 가진다.
도 3의 (A)에 나타낸 바와 같이, 화소(15(i, j))는 배선(GL1(i)), 배선(GL2(i)), 배선(SL1(j)), 및 배선(SL2(j))과 전기적으로 접속되어 있다.
도 3의 (B)에 나타낸 바와 같이, 화소(15(i, j))는 도 2에 나타낸 화소 회로(120(i, j))와, 액정 소자(110(i, j))가 적층된 구성을 가진다. 화소 회로(120(i, j))는 게이트 드라이버(GD(도 3의 (A)에 나타낸 게이트 드라이버(GD_L) 및 게이트 드라이버(GD_R)에 대응함))와 전기적으로 접속되어 있다.
액정 소자(110(i, j))에서의 광의 산란 또는 투과를 제어함으로써 표시 모듈(50)은 화상을 표시할 수 있다. 구체적으로는, 액정 소자(110(i, j))가 라이트 유닛(30)으로부터 사출된 광(32)을 산란하고 산란광(34)을 외부로 사출함으로써, 표시 모듈(50)은 화상을 표시할 수 있다.
라이트 유닛(30)은 적어도 광원을 가진다. 광원에는 LED(Light Emitting Diode), 유기 EL(Electroluminescence) 소자 등을 사용할 수 있다. 광원으로서, 예를 들어 적색, 녹색, 청색의 3색의 LED를 사용할 수 있다.
라이트 유닛(30)은 도광 기능을 가지는 구조체 및 광 확산 기능을 가지는 구조체의 한쪽 또는 양쪽을 가져도 좋다. 예를 들어 라이트 유닛(30)은 도광판(라이트 가이드라고도 함), 휘도 상승 필름, 광 확산 필름, 및 광 확산판 중 적어도 하나를 가져도 좋다. 예를 들어 광원이 발한 광은 도광판 및 광 확산 필름을 통하여 표시 장치에 입사하는 것이 바람직하다.
표시 모듈(50)은 광원으로서 에지 라이트형 라이트를 사용하기 때문에, 직하형 백라이트를 사용하는 경우와 비교하여, 표시 장치에서 가시광을 투과시키는 영역을 넓힐 수 있고, 또한 표시 장치의 가시광 투과성을 높일 수 있다. 이에 의하여, 표시 모듈(50)을 통하여 표시 모듈(50)의 뒷배경을 볼 수 있다. 예를 들어 도 3의 (B)에 나타낸 바와 같이, 화소(15(i, j))에 입사한 외광(35) 중 적어도 일부는 표시 모듈(50)을 통과하고 표시 모듈(50)의 외부로 사출된다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 필드 시??셜 구동 방식에 의하여 표시하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 필드 시??셜 구동 방식은 시분할로 컬러 표시를 수행하는 구동 방식이다. 구체적으로는, 적색, 녹색, 청색 등의 각 색의 발광 소자를 상이한 타이밍에 순차적으로 점등시키고, 이와 동기하여 화소를 구동시켜, 계시(繼時) 가법 혼색법에 기초하여 컬러 표시를 수행한다.
필드 시??셜 구동 방식을 적용하는 경우, 하나의 화소를 복수의 상이한 색의 부화소로 구성할 필요가 없기 때문에, 화소의 개구율을 크게 할 수 있다. 또한 표시 장치의 고정세(高精細)화도 가능하다. 또한 컬러 필터 등의 착색층을 제공할 필요가 없기 때문에, 착색층에 의한 광의 흡수가 없고, 화소의 투과율을 향상시킬 수 있다. 이에 의하여, 필요한 휘도를 적은 전력으로 얻을 수 있기 때문에 저소비 전력화를 실현할 수 있다. 또한 표시 장치의 제작 공정을 간략화하여, 제작 비용을 저감할 수 있다.
필드 시??셜 구동 방식을 적용하는 경우, 높은 프레임 주파수가 요구된다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 하나의 화소에 2개의 용량 소자를 가지기 때문에 화소의 저장 용량이 크고, 액정 소자에 높은 전압을 공급할 수 있으므로, 액정 소자의 응답 속도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 액정 소자에 인가하는 전압을 일시적으로 높여 액정의 배향을 빠르게 변화시키는 오버드라이브 구동에 의하여, 액정 소자의 응답 속도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 높은 프레임 주파수가 요구되는 필드 시??셜 구동 방식을 적용하는 경우에 적합한 구성이라고 할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 단색 표시이어도 좋다. 단색 표시의 표시 장치에서도 하나의 화소를 복수의 상이한 색의 부화소로 구성할 필요가 없기 때문에, 화소의 개구율을 크게 할 수 있다. 또한 표시 장치의 고정세화도 가능하다. 또한 컬러 필터 등의 착색층을 제공할 필요가 없기 때문에, 착색층에 의한 광의 흡수가 없어, 화소의 투과율을 향상시킬 수 있다. 이에 의하여, 필요한 휘도를 적은 전력으로 얻을 수 있기 때문에 저소비 전력화를 실현할 수 있다. 또한 표시 장치의 제작 공정을 간략화하여, 제작 비용을 저감할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 하나의 화소가 복수의 상이한 색의 부화소로 구성되어도 좋다. 예를 들어, 적색을 나타내는 부화소, 녹색을 나타내는 부화소, 및 청색을 나타내는 부화소로 하나의 화소 유닛이 구성됨으로써, 표시 영역(100)에서 풀 컬러 표시를 수행할 수 있다. 또한 부화소가 나타내는 색은 적색, 녹색, 및 청색에 한정되지 않는다. 화소 유닛에는 예를 들어 백색, 황색, 마젠타색, 또는 시안색 등을 나타내는 부화소를 사용하여도 좋다.
표시 장치는 주사선 구동 회로(게이트 드라이버), 신호선 구동 회로(소스 드라이버), 및 터치 센서용 구동 회로 중 하나 또는 복수를 내장하여도 좋다. 또한 이들 중 하나 또는 복수가 외장되어 있어도 좋다. 도 3의 (A), (B)에 나타낸 표시 모듈(50)은 게이트 드라이버를 내장하고, 소스 드라이버를 가지는 집적 회로(IC)가 외장되는 구성을 가진다.
게이트 드라이버(GD_L) 및 게이트 드라이버(GD_R)는 표시 영역(100)을 사이에 두고 대향하는 위치에 제공되어 있다. 배선(GL1(i))에는 게이트 드라이버(GD_L) 및 게이트 드라이버(GD_R)의 양쪽으로부터 동시에 선택 신호가 공급된다. 마찬가지로 배선(GL2(i))에는 게이트 드라이버(GD_L) 및 게이트 드라이버(GD_R)의 양쪽으로부터 동시에 선택 신호가 공급된다. 하나의 배선에 게이트 드라이버(GD_L) 및 게이트 드라이버(GD_R)의 양쪽으로부터 동시에 선택 신호를 공급함으로써, 상기 배선으로의 선택 신호의 공급 능력을 높일 수 있다. 또한 목적 등에 따라 게이트 드라이버(GD_L) 및 게이트 드라이버(GD_R) 중 한쪽을 생략하여도 좋다.
게이트 드라이버(GD_L) 및 게이트 드라이버(GD_R)에는 FPC를 통하여 외부로부터 신호 및 전력이 공급된다.
소스 드라이버(SD)는 COG(Chip on glass)법 또는 COF(Chip on Film)법 등을 사용하여 표시 장치가 가지는 단자에 전기적으로 접속된다. 배선(SL1(j)) 및 배선(SL2(j))에는 각각 소스 드라이버(SD)로부터 화상 신호 또는 보정 신호 등의 신호가 공급된다.
<<화소의 상면 레이아웃 예 1>>
도 4에 화소(15(i, j))의 상면도를 나타내었다. 도 4는 배선(GL1(i))부터 화소 전극(111a) 까지의 적층 구조를 화소 전극(111a) 측에서 본 상면도이다.
화소는 접속부(71)와 접속부(72)를 가진다. 접속부(71)에서는, 도전층(115a)이 트랜지스터(SW11)와 전기적으로 접속되어 있다. 구체적으로는, 도전층(115a)과 도전층(222p)이 전기적으로 접속되어 있다. 접속부(72)에서는, 화소 전극(111a)이 트랜지스터(SW12)와 전기적으로 접속되어 있다. 구체적으로는, 화소 전극(111a)과 도전층(222f)이 전기적으로 접속되어 있다.
접속부(71) 및 접속부(72)는 각각 가시광을 투과시키는 영역을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어 트랜지스터(SW11) 및 트랜지스터(SW12)에서, 소스 또는 드레인으로서 기능하는 도전층(도 4에서는 도전층(222p) 및 도전층(222f))에 가시광을 투과시키는 도전성 재료를 사용함으로써 접속부(71) 및 접속부(72)에 가시광을 투과시키는 영역을 제공할 수 있으므로, 화소(15(i, j))의 개구율을 높일 수 있다. 이에 의하여, 표시 장치(10)에서의 가시광 투과성을 높일 수 있다. 또한 화소(15(i, j))의 가시광을 투과시키는 영역을 넓힐 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 신호선으로서 기능하는 배선(SL1(j))은 도전층(222q)을 통하여 반도체층(231b)과 전기적으로 접속된다. 또한 도전층(222q)을 제공하지 않고, 배선(SL1(j))과 반도체층(231b)이 접촉하여도 좋다.
마찬가지로 신호선으로서 기능하는 배선(SL2(j))은 도전층(222g)을 통하여 반도체층(231a)과 전기적으로 접속된다. 또한 도전층(222g)을 제공하지 않고, 배선(SL2(j))과 반도체층(231a)이 접촉하여도 좋다.
가시광을 투과시키는 도전성 재료는 구리나 알루미늄 등 가시광을 차단하는 도전성 재료에 비하여 저항률이 큰 경우가 있다. 주사선 및 신호선 등의 버스 라인은 신호 지연을 방지하기 위하여 구리나 알루미늄 등의 저항률이 작은 도전성 재료(금속 재료)를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 버스 라인의 폭의 축소 또는 버스 라인의 박막화가 가능하다. 다만, 화소의 크기나 버스 라인의 폭, 버스 라인의 두께 등에 따라서는, 버스 라인에 가시광을 투과시키는 도전성 재료를 사용할 수 있다.
구체적으로는, 신호선으로서 기능하는 배선(SL1(j)) 및 배선(SL2(j))은, 저항률이 작은 도전성 재료를 사용하여 형성되는 것이 바람직하다. 또한 게이트 및 주사선으로서 기능하는 배선(GL1(i)) 및 배선(GL2(i))은 저항률이 작은 도전성 재료를 사용하여 형성되는 것이 바람직하다. 저항률이 작은 도전성 재료로서는, 금속, 합금 등을 들 수 있다. 백 게이트로서 기능하는 게이트(223a) 및 게이트(223b)는 가시광을 차단하는 도전성 재료를 사용하여 형성되어도 좋다.
게이트(223a) 및 게이트(223b)에 가시광을 차단하는 도전층을 사용하면, 광원의 광 및 외광이 반도체층(231a) 및 반도체층(231b)의 채널 형성 영역에 조사되는 것을 억제할 수 있다. 이와 같이, 반도체층의 채널 형성 영역을, 가시광을 차단하는 도전층과 중첩시키면, 광으로 인한 트랜지스터의 특성 변동을 억제할 수 있다. 이에 의하여, 트랜지스터의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 게이트(223a) 및 게이트(223b)에 금속 산화물을 사용하여도 좋다. 게이트(223a) 및 게이트(223b)에 금속 산화물을 사용하면, 반도체층(231a) 및 반도체층(231b)의 채널 형성 영역으로부터 산소가 추출되는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 트랜지스터의 신뢰성을 높일 수 있다.
<<표시 모듈의 단면 구성예 1>>
도 5의 (A)에 표시 모듈(50)의 단면도를 나타내었다. 또한 화소의 부분은 도 4에 나타낸 일점쇄선 G1-G2 간 및 G3-G4 간의 단면도에 상당한다.
도 5의 (A)에 나타낸 표시 모듈(50)은 표시 장치에 FPC가 접속된 구성이다.
본 발명의 일 형태의 표시 모듈은 편광판을 가지지 않으므로 가시광 투과율이 높다. 또한 도 5의 (A) 이후의 단면도에서는, 광원의 도시를 생략하였지만, 본 발명의 일 형태의 표시 모듈은 에지 라이트형 라이트를 사용하기 때문에, 직하형 백라이트를 사용하는 경우와 비교하여, 표시 모듈에서 가시광을 투과시키는 영역을 넓힐 수 있다. 따라서 본 발명의 일 형태의 표시 모듈은 가시광 투과성이 높고, 상기 표시 모듈을 통하여 이 표시 모듈의 뒷배경을 볼 수 있다.
도 5의 (A)에 나타낸 표시 모듈(50)은 기판(131), 기판(132), 트랜지스터(SW11), 트랜지스터(SW12), 절연층(215), 도전층(115a), 도전층(115b), 도전층(115c), 절연층(121), 화소 전극(111a), 액정 재료를 포함한 층(112), 공통 전극(113), 배향막(114a), 배향막(114b), 접착층(141), 스페이서(KB) 등을 가진다.
표시 모듈(50)은 필드 시??셜 구동 방식을 사용하여 컬러 화상을 표시할 수 있다. 그러므로, 도 5의 (A)에 나타낸 표시 모듈(50)은 컬러 필터 등의 착색층을 가지지 않는다. 또한 표시 모듈(50)은 블랙 매트릭스 등의 차광층도 가지지 않는다. 따라서, 화소의 투과율을 향상시킬 수 있다.
기판(131) 위에 트랜지스터(SW11) 및 트랜지스터(SW12)가 위치한다.
트랜지스터(SW11)는 게이트(221b), 게이트 절연층(211), 반도체층(231b), 도전층(222p), 도전층(222q), 절연층(213), 절연층(214), 및 게이트(223b)를 가진다. 도전층(222p) 및 도전층(222q) 중 한쪽은 소스로서 기능하고, 다른 쪽은 드레인으로서 기능한다. 절연층(213) 및 절연층(214)은 게이트 절연층으로서 기능한다. 또한 도전층(222b)을 트랜지스터(SW11)의 구성 요소로 하여도 좋다. 도전층(222b)은 도전층(222q)과 접속되어 있다.
여기서 게이트(221b)와 배선(GL1(i))은 동일한 도전층으로 구성되어 있다. 하나의 도전층이 게이트(221b)로서 기능하는 부분과, 배선(GL1(i))으로서 기능하는 부분을 가진다고 할 수 있다. 도전층(222b)은 배선(SL1(j))의 일부에 상당한다.
트랜지스터(SW12)는 게이트(221a), 게이트 절연층(211), 반도체층(231a), 도전층(222f), 도전층(222g), 절연층(213), 절연층(214), 및 게이트(223a)를 가진다. 도전층(222f) 및 도전층(222g) 중 한쪽은 소스로서 기능하고, 다른 쪽은 드레인으로서 기능한다. 절연층(213) 및 절연층(214)은 게이트 절연층으로서 기능한다. 또한 도전층(222a)을 트랜지스터(SW12)의 구성 요소로 하여도 좋다. 도전층(222a)은 도전층(222g)과 접속되어 있다.
여기서 게이트(221a)와 배선(GL2(i))은 동일한 도전층으로 구성되어 있다. 하나의 도전층이 게이트(221a)로서 기능하는 부분과, 배선(GL2(i))으로서 기능하는 부분을 가진다고 할 수 있다. 도전층(222a)은 배선(SL2(j))의 일부에 상당한다.
도전층(222f, 222g, 222p, 222q)은 가시광을 투과시키는 재료로 형성된다. 따라서 도 5의 (A)에 나타낸 외광(35)의 적어도 일부는 도전층(222f)과 도전층(115c)의 접속부(도 4의 접속부(72)에 상당함)를 투과하고 표시 모듈의 외부로 사출된다. 마찬가지로, 도전층(222p)과 도전층(115a)의 접속부(도 4의 접속부(71)에 상당함)도 가시광을 투과시킬 수 있다. 이에 의하여, 화소의 개구율을 높일 수 있으므로, 표시 모듈에서의 가시광 투과성을 높일 수 있다.
도 5의 (B)에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터의 소스 및 드레인은 가시광을 차단하는 재료로 형성되어도 좋다. 도전층(222e)은 도전층(222a)과 동일한 재료, 동일한 공정으로 형성할 수 있다.
도 5의 (B)에 나타낸 바와 같이, 화소 전극(111a)은 도전층(115c)을 통하지 않고 트랜지스터의 소스 또는 드레인(여기서는 도전층(222e))과 직접 접속되어도 좋다.
도 5의 (C), (D)에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터의 게이트는 적층 구조이어도 좋다. 또한 트랜지스터의 소스, 드레인, 그리고 주사선, 신호선 등의 배선도 각각 적층 구조로 할 수 있다. 이들 트랜지스터의 전극, 및 트랜지스터와 전기적으로 접속되는 배선은 각각 저항값이 작은 것이 바람직하다. 예를 들어 이들 전극 및 배선에는 각각 구리나 알루미늄 등의 저항률이 작은 금속 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 구리를 사용하는 경우, 하지(기판이나 절연층 등)의 재료에 따라서는 밀착성이 떨어지기 때문에, 하지와의 밀착성이 높은 막 위에 구리막을 적층시키는 것이 바람직하다. 또한 구리가 다른 층으로 확산되는 것을 억제하기 위하여 배리어성이 높은 막과, 구리막을 적층시키는 것이 바람직하다.
도 5의 (C)에 나타낸 게이트(221m), 도전층(222m), 및 게이트(223m)는 각각 타이타늄, 몰리브데넘, 망가니즈, 및 알루미늄 중 적어도 하나를 가지는 것이 바람직하다. 또한 게이트(221n), 도전층(222n), 및 게이트(223n)는 각각 구리 및 알루미늄 중 한쪽 또는 양쪽을 가지는 것이 바람직하다.
또한 게이트(221m, 221n), 도전층(222m, 222n), 게이트(223m, 223n)의 재료는 상술한 것에 한정되지 않는다. 예를 들어 게이트(221n)는 게이트(221m)보다 저항값이 작은 것이 바람직하다. 예를 들어 도전층(222n)은 도전층(222m)보다 저항값이 작은 것이 바람직하다. 예를 들어 게이트(223n)는 게이트(223m)보다 저항값이 작은 것이 바람직하다.
또한 금속 재료는 반사율이 높은 경우가 있다. 따라서 금속막의 표면에 산화 처리 등을 수행하여 반사율을 억제하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 표시면 측으로부터 시인한 경우에도, 외광의 반사로 인한 시인성의 저하를 억제할 수 있다.
도 5의 (D)에 나타낸 게이트(221s), 도전층(222s), 및 게이트(223s)는 각각 타이타늄, 몰리브데넘, 망가니즈, 및 알루미늄 중 적어도 하나를 가지는 것이 바람직하다. 또한 게이트(221t), 도전층(222t), 및 게이트(223t)는 각각 구리를 가지는 것이 바람직하다. 또한 게이트(221u), 도전층(222u), 및 게이트(223u)는 각각 산화 구리를 가지는 것이 바람직하다.
또한 게이트(221s, 221t, 221u), 도전층(222s, 222t, 222u), 게이트(223s, 223t, 223u)의 재료는 상술한 것에 한정되지 않는다. 예를 들어 게이트(221t)는 게이트(221s)보다 저항값이 작은 것이 바람직하다. 도전층(222t)은 도전층(222s)보다 저항값이 작은 것이 바람직하다. 게이트(223t)는 게이트(223s)보다 저항값이 작은 것이 바람직하다. 게이트(221u)는 게이트(221t)보다 가시광 반사율이 낮은 것이 바람직하다. 도전층(222u)은 도전층(222t)보다 가시광 반사율이 낮은 것이 바람직하다. 게이트(223u)는 게이트(223t)보다 가시광 반사율이 낮은 것이 바람직하다. 게이트(221t)와 게이트(221u)는 같은 금속 원소를 적어도 하나 포함하는 것이 바람직하다. 도전층(222t)과 도전층(222u)은 같은 금속 원소를 적어도 하나 포함하는 것이 바람직하다. 게이트(223t)와 게이트(223u)는 같은 금속 원소를 적어도 하나 포함하는 것이 바람직하다.
도 5의 (A)에서는, 트랜지스터(SW11, SW12)가 백 게이트(도 5의 (A)에서는 게이트(223a, 223b))를 가지는 예를 나타내었지만, 백 게이트를 가지지 않아도 된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터가 가지는 2개의 게이트는 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다. 2개의 게이트가 전기적으로 접속되어 있는 구성의 트랜지스터는 다른 트랜지스터와 비교하여 전계 효과 이동도를 높일 수 있어, 온 전류를 증대시킬 수 있다. 이 결과, 고속 동작이 가능한 회로를 제작할 수 있다. 또한 회로부의 점유 면적을 축소할 수 있다. 온 전류가 큰 트랜지스터를 적용함으로써, 표시 장치를 대형화 또는 고정세화하여 배선 수가 증대하더라도, 각 배선에서의 신호 지연을 저감할 수 있고, 표시 불균일을 억제할 수 있다. 또한 회로부의 점유 면적을 축소할 수 있기 때문에, 표시 장치의 슬림베젤화가 가능하다. 또한 이와 같은 구성을 적용함으로써, 신뢰성이 높은 트랜지스터를 실현할 수 있다.
본 실시형태에서는, 반도체층(231a) 및 반도체층(231b)에 금속 산화물을 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다.
반도체층(231a, 231b)과 접촉하는 게이트 절연층(211) 및 절연층(213)은 산화물 절연층인 것이 바람직하다. 또한 게이트 절연층(211) 또는 절연층(213)이 적층 구조인 경우, 적어도 반도체층(231a, 231b)과 접촉하는 층이 산화물 절연층인 것이 바람직하다. 이에 의하여, 반도체층(231a, 231b)에 산소 결손이 생기는 것을 억제할 수 있어, 트랜지스터의 신뢰성을 높일 수 있다.
절연층(214)은 질화물 절연층인 것이 바람직하다. 이에 의하여, 반도체층(231a, 231b)에 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있어, 트랜지스터의 신뢰성을 높일 수 있다.
절연층(215)은 평탄화 기능을 가지는 것이 바람직하고, 예를 들어 유기 절연층인 것이 바람직하다. 또한 절연층(215)은 형성하지 않아도 되고, 절연층(214) 위에 접촉하여 도전층(115a) 등을 형성하여도 좋다.
절연층(215) 위에 도전층(115c)이 위치하고, 도전층(115c) 위에 절연층(121)이 위치하고, 절연층(121) 위에 화소 전극(111a)이 위치한다. 화소 전극(111a)은 도전층(222f)과 전기적으로 접속된다. 구체적으로는, 도전층(222f)은 도전층(115c)과 접촉하고, 도전층(115c)은 화소 전극(111a)과 접촉한다.
절연층(215) 위에 도전층(115a)이 위치한다. 도전층(115a)은 도전층(222p)과 접촉하고 전기적으로 접속되어 있다.
도전층(115a)과 화소 전극(111a)은 절연층(121)을 개재하여 중첩된 부분을 가진다. 도전층(115a), 절연층(121), 및 화소 전극(111a)은 하나의 용량 소자(Cw)로서 기능할 수 있다.
절연층(215) 위에 도전층(115b)이 위치한다. 도전층(115b)과 화소 전극(111a)은 절연층(121)을 개재하여 중첩된 부분을 가진다. 도전층(115b), 절연층(121), 및 화소 전극(111a)은 하나의 용량 소자(Cs)로서 기능할 수 있다.
이와 같이, 표시 모듈(50)은 하나의 화소에 2개의 용량 소자를 가진다. 따라서, 화소의 저장 용량을 크게 할 수 있다.
또한 2개의 용량 소자는 모두 가시광을 투과시키는 재료로 형성되고, 또한 서로 중첩된 영역을 가진다. 이에 의하여, 화소는 높은 개구율과 큰 저장 용량을 양립할 수 있다.
용량 소자(Cw)의 용량은 용량 소자(Cs)의 용량보다 큰 것이 바람직하다. 그러므로 화소 전극(111a)과 도전층(115a)이 중첩된 영역의 면적은 화소 전극(111a)과 도전층(115b)이 중첩된 영역의 면적보다 큰 것이 바람직하다.
절연층(121) 위에는 화소 전극(111a)이 제공되어 있다. 화소 전극(111a) 위에는 배향막(114a)이 제공되어 있다. 기판(132)에는 공통 전극(113)이 제공되어 있고, 공통 전극(113)과 접촉하여 스페이서(KB)가 제공되어 있다. 그리고 스페이서(KB) 및 공통 전극(113)을 덮도록 배향막(114b)이 제공되어 있다. 액정 재료를 포함한 층(112)은 배향막(114a)과 배향막(114b) 사이에 제공되어 있다.
액정 재료에는, 유전율의 이방성(Δε)이 양인 포지티브형 액정 재료와, 음인 네거티브형 액정 재료가 있다. 본 발명의 일 형태에서는 어느 쪽 재료든 사용할 수 있고, 적용하는 모드 및 설계에 따라 최적의 액정 재료를 사용할 수 있다.
액정 소자(110)의 구동 전압을 낮추기 위해서는 액정 재료의 유전율의 이방성(Δε)의 절댓값이 큰 것이 바람직하다. 포지티브형은 네거티브형과 비교하여 유전율의 이방성(Δε)의 절댓값을 크게 하기 쉽기 때문에 포지티브형 액정 재료를 사용하면, 액정 재료의 선택폭이 넓어져 바람직하다.
액정 재료의 굴절률의 이방성이 크면, 광 산란 효과가 높아져 액정 재료를 포함한 층(112)을 얇게 할 수 있다. 이에 의하여, 구동 전압을 저감할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치에서는, 한 쌍의 전극(화소 전극(111a) 및 공통 전극(113)) 간에 전압이 인가되지 않을 때(오프 상태), 액정 재료를 포함한 층(112)이 가시광을 투과시키는 상태를 나타내고, 한 쌍의 전극 간에 전압이 인가될 때(온 상태), 액정 재료를 포함한 층(112)이 가시광을 산란시키는 상태를 나타내는 모드(리버스 모드)를 적용하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 표시 모듈(50)이 화상을 표시하지 않는 상태에서의 표시 모듈(50)의 가시광 투과성을 높일 수 있다. 그러므로 표시 모듈(50)을 시스루 디스플레이로서 사용할 수 있다.
이와 같은 모드를 적용하는 경우에는, 액정 재료를 포함한 층(112)은 액정 재료 및 고분자 재료를 가지는 것이 바람직하다.
액정 재료로서는, 네마틱 액정을 사용하는 것이 바람직하다.
고분자 재료는 다관능 모노머와 단관능 모노머의 공중합체인 것이 바람직하다.
단관능 모노머로서는, 아크릴레이트, 메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 다관능 모노머로서는, 다이아크릴레이트, 트라이아크릴레이트, 다이메타크릴레이트, 트라이메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
다관능 모노머는 페닐벤조에이트 골격을 가지는 것이 바람직하다. 다관능 모노머로서는, 예를 들어, 페닐벤조에이트 골격을 가지는 다이아크릴레이트를 들 수 있다.
다관능 모노머로서 사용할 수 있는 재료로서는, 예를 들어, 구조식(1) 내지 구조식(3)으로 나타내어지는 재료를 들 수 있다.
[화학식 1]
단관능 모노머는 사이클로헥실벤젠 골격을 가지는 것이 바람직하다. 단관능 모노머로서는, 예를 들어 사이클로헥실벤젠 골격을 가지는 아크릴레이트를 들 수 있다.
단관능 모노머로서 사용할 수 있는 재료로서는, 예를 들어, 구조식(4) 내지 구조식(6)으로 나타내어지는 재료를 들 수 있다.
[화학식 2]
예를 들어, 액정 재료를 포함한 층(112)은 액정 재료, 모노머, 및 광중합 개시제를 포함한 재료층을 광 조사에 의하여 경화시킴으로써 형성할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치에서 사용하는 액정 소자에는, 리버스 모드에 한정되지 않고 다양한 모드를 적용할 수 있다.
본 실시형태의 표시 장치는 투과형 액정 표시 장치이기 때문에, 한 쌍의 전극(화소 전극(111a) 및 공통 전극(113))의 양쪽에 가시광을 투과시키는 도전성 재료를 사용한다. 또한 도전층(115a, 115b, 115c)도 가시광을 투과시키는 도전성 재료를 사용하여 형성함으로써, 용량 소자(Cw) 및 용량 소자(Cs)를 제공하여도 화소의 개구율이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또한 용량 소자의 유전체로서 기능하는 절연층(121)에는 질화 실리콘막이 적합하다.
가시광을 투과시키는 도전성 재료로서는, 예를 들어, 인듐(In), 아연(Zn), 주석(Sn) 중에서 선택된 1종류 이상을 포함한 재료를 사용하면 좋다. 구체적으로는 산화 인듐, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물, 산화 텅스텐을 포함한 인듐 산화물, 산화 텅스텐을 포함한 인듐 아연 산화물, 산화 타이타늄을 포함한 인듐 산화물, 산화 타이타늄을 포함한 인듐 주석 산화물, 산화 실리콘을 포함한 인듐 주석 산화물(ITSO), 산화 아연, 갈륨을 포함한 산화 아연 등을 들 수 있다. 또한 그래핀을 포함한 막을 사용할 수도 있다. 그래핀을 포함한 막은, 예를 들어 산화 그래핀을 포함한 막을 환원하여 형성할 수 있다.
또한 가시광을 투과시키는 도전막은 산화물 반도체를 사용하여 형성할 수 있다(이하, 산화물 도전층이라고도 함). 산화물 도전층은 예를 들어 인듐을 포함하는 것이 바람직하고, In-M-Zn 산화물(M은 Al, Ti, Ga, Y, Zr, La, Ce, Nd, Sn, 또는 Hf)을 포함하는 것이 더 바람직하다.
산화물 반도체는, 막 내의 산소 결손, 및 막 내의 수소, 물 등의 불순물 농도 중 적어도 하나에 의하여 저항을 제어할 수 있는 반도체 재료이다. 그러므로, 산화물 반도체층에 대하여 산소 결손 및 불순물 농도 중 적어도 하나가 증가하는 처리, 또는 산소 결손 및 불순물 농도 중 적어도 하나가 저감되는 처리를 선택함으로써, 산화물 도전층이 가지는 저항률을 제어할 수 있다.
또한 이와 같이 산화물 반도체를 사용하여 형성된 산화물 도전층은, 캐리어 밀도가 높고 저항이 낮은 산화물 반도체층, 도전성을 가지는 산화물 반도체층, 또는 도전성이 높은 산화물 반도체층이라고도 할 수 있다.
기판(131)과 기판(132)은 접착층(141)에 의하여 접합되어 있다.
FPC는 도전층(221c)과 전기적으로 접속되어 있다. 구체적으로는, FPC는 접속체(139)와 접촉하고, 접속체(139)는 도전층(222c)과 접촉하고, 도전층(222c)은 도전층(221c)과 접촉한다. 도전층(221c)은 기판(131) 위에 형성되고, 도전층(222c)은 게이트 절연층(211) 위에 형성되어 있다. 도전층(221c)은 게이트(221a, 221b)와 동일한 공정, 동일한 재료로 형성할 수 있다. 도전층(222c)은 도전층(222a, 222b)과 동일한 공정, 동일한 재료로 형성할 수 있다.
<<터치 패널>>
본 발명의 일 형태에서는, 터치 센서가 탑재된 표시 장치 또는 표시 모듈(이하, 터치 패널이라고도 기재함)을 제작할 수 있다.
도 6에 표시 모듈(51)의 단면도를 나타내었다. 표시 모듈(51)은 표시 모듈(50)의 구성에 터치 센서를 추가한 구성을 가진다.
기판(180)과 기판(132)은 접착층(186)에 의하여 접합되어 있다. 기판(180)의 기판(132) 측에는 전극(181) 및 전극(182)이 제공되어 있다. 전극(181)과 전극(182)은 절연층(185)에 의하여 서로 전기적으로 절연되어 있다. 기판(180)의 단부에 가까운 영역에는, 접속부가 제공되어 있다. 접속부에서는, 배선(187)이 도전층(188) 및 접속체(189)를 통하여 FPC2와 전기적으로 접속되어 있다.
터치 센서가 가지는 전극 및 배선이 화소의 개구부(표시에 사용되는 부분)와 중첩된 위치에 제공되는 경우, 상기 전극 및 배선에는 가시광을 투과시키는 재료를 사용한다. 또한 화소의 개구부와 중첩되지 않은 위치에 제공되는 경우에는, 상기 전극 및 배선에는 가시광을 차단하는 재료를 사용할 수 있다. 따라서, 전극(181, 182)에 금속 등의 저항률이 낮은 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 터치 센서의 배선 및 전극으로서, 메탈 메시를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 터치 센서의 배선 및 전극의 저항을 낮출 수 있다. 또한 대형 표시 장치의 터치 센서로서 적합하다. 또한 일반적으로 금속은 반사율이 큰 재료이지만, 산화 처리 등을 실시함으로써 암색으로 할 수 있다. 따라서, 표시면 측으로부터 시인한 경우에도, 외광의 반사로 인한 시인성의 저하를 억제할 수 있다.
또한 상기 배선 및 상기 전극을 금속층과 반사율이 작은 층(이하, '암색층'이라고 기재함)의 적층으로 형성하여도 좋다. 암색층의 일례로서는, 산화 구리를 포함한 층, 염화 구리 또는 염화 텔루륨을 포함한 층 등이 있다. 또한 암색층을 Ag 입자, Ag 섬유, Cu 입자 등의 금속 미립자, 카본 나노튜브(CNT), 그래핀 등의 나노 탄소 입자, 그리고 폴리에틸렌다이옥시싸이오펜(PEDOT), 폴리아닐린, 폴리피롤 등의 도전성 고분자 등을 사용하여 형성하여도 좋다.
<<구성 요소의 재료>>
다음으로, 본 실시형태의 표시 장치 및 표시 모듈의 각 구성 요소에 사용할 수 있는 재료 등의 자세한 사항에 대하여 설명한다.
표시 장치가 가지는 기판의 재질 등에 큰 제한은 없고, 다양한 기판을 사용할 수 있다. 예를 들어 유리 기판, 석영 기판, 사파이어 기판, 반도체 기판, 세라믹 기판, 금속 기판, 또는 플라스틱 기판 등을 사용할 수 있다.
두께가 얇은 기판을 사용함으로써, 표시 장치의 경량화 및 박형화를 도모할 수 있다. 또한 가요성을 가질 정도의 두께의 기판을 사용함으로써, 가요성을 가지는 표시 장치를 실현할 수 있다.
본 실시형태의 표시 장치가 가지는 트랜지스터는 톱 게이트형 또는 보텀 게이트형 중 어느 구조로 하여도 좋다. 또는 채널의 상하에 게이트 전극이 제공되어 있어도 좋다.
트랜지스터에 사용하는 반도체 재료는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 반도체 특성을 가지는 금속 산화물(산화물 반도체라고도 함), 실리콘, 저마늄 등을 들 수 있다. 실리콘으로서는 비정질 실리콘, 결정성 실리콘(저온 폴리실리콘, 단결정 실리콘 등) 등을 들 수 있다.
트랜지스터에 사용하는 반도체 재료의 결정성에 대해서도 특별히 한정되지 않고, 비정질 반도체, 결정성을 가지는 반도체(미결정 반도체, 다결정 반도체, 단결정 반도체, 또는 일부에 결정 영역을 가지는 반도체) 중 어느 것을 사용하여도 좋다. 결정성을 가지는 반도체를 사용하면, 트랜지스터 특성의 열화를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.
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 선택되는 1종류 또는 복수 종류)과, 아연을 가지는 것이 바람직하다. 특히 M은 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 및 주석 중에서 선택된 1종류 또는 복수 종류인 것이 바람직하다.
특히 반도체층으로서 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함한 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=5:1:6, 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 포함한 타깃을 사용하면, 결정성을 가지는 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] 근방이 되는 경우가 있다.
또한 원자수비가 In:Ga:Zn=4:2:3 또는 그 근방이라고 기재된 경우, In의 원자수비를 4로 하였을 때, Ga의 원자수비가 1 이상 3 이하이고, Zn의 원자수비가 2 이상 4 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비가 In:Ga:Zn=5:1:6 또는 그 근방이라고 기재된 경우, In의 원자수비를 5로 하였을 때, Ga의 원자수비가 0.1보다 크고 2 이하이고, Zn의 원자수비가 5 이상 7 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비가 In:Ga:Zn=1:1:1 또는 그 근방이라고 기재된 경우, In의 원자수비를 1로 하였을 때, Ga의 원자수비가 0.1보다 크고 2 이하이고, Zn의 원자수비가 0.1보다 크고 2 이하인 경우를 포함한다.
게이트 드라이버(GD_L, GD_R)가 가지는 트랜지스터와 표시 영역(100)이 가지는 트랜지스터는 같은 구조이어도 좋고, 상이한 구조이어도 좋다. 게이트 드라이버가 가지는 트랜지스터는 모두 같은 구조이어도 좋고, 2종류 이상의 구조가 조합되어 사용되어도 좋다. 마찬가지로 표시 영역(100)이 가지는 트랜지스터는 모두 같은 구조이어도 좋고, 2종류 이상의 구조가 조합되어 사용되어도 좋다.
표시 장치가 가지는 절연층에 사용할 수 있는 절연 재료로서는, 유기 절연 재료 및 무기 절연 재료를 들 수 있다. 유기 절연 재료로서는, 예를 들어, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실록산 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 및 페놀 수지 등을 들 수 있다. 무기 절연층으로서는, 산화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 질화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 산화 하프늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 갈륨막, 산화 탄탈럼막, 산화 마그네슘막, 산화 란타넘막, 산화 세륨막, 및 산화 네오디뮴막 등을 들 수 있다.
트랜지스터의 게이트, 소스, 드레인 외에, 표시 장치가 가지는 각종 배선 및 전극 등의 도전층에는, 알루미늄, 타이타늄, 크로뮴, 니켈, 구리, 이트륨, 지르코늄, 몰리브데넘, 은, 탄탈럼, 및 텅스텐 등의 금속, 그리고 상기 금속 중 적어도 하나를 주성분으로 하는 합금 중 하나 또는 복수를 사용하여 단층 구조 또는 적층 구조로 구성할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄막 위에 타이타늄막을 적층시킨 2층 구조, 텅스텐막 위에 타이타늄막을 적층시킨 2층 구조, 몰리브데넘막 위에 구리막을 적층시킨 2층 구조, 몰리브데넘과 텅스텐을 포함한 합금막 위에 구리막을 적층시킨 2층 구조, 구리-마그네슘-알루미늄 합금막 위에 구리막을 적층시킨 2층 구조, 타이타늄막 또는 질화 타이타늄막과, 그 타이타늄막 또는 질화 타이타늄막 위에 중첩하여 알루미늄막 또는 구리막을 적층시키고, 그 위에 타이타늄막 또는 질화 타이타늄막을 더 형성하는 3층 구조, 몰리브데넘막 또는 질화 몰리브데넘막과, 그 몰리브데넘막 또는 질화 몰리브데넘막 위에 중첩하여 알루미늄막 또는 구리막을 적층시키고, 그 위에 몰리브데넘막 또는 질화 몰리브데넘막을 더 형성하는 3층 구조 등이 있다. 예를 들어, 도전층을 3층 구조로 하는 경우, 첫 번째 층 및 세 번째 층으로서는 타이타늄, 질화 타이타늄, 몰리브데넘, 텅스텐, 몰리브데넘과 텅스텐을 포함한 합금, 몰리브데넘과 지르코늄을 포함한 합금, 또는 질화 몰리브데넘으로 이루어지는 막을 형성하고, 두 번째 층으로서는 구리, 알루미늄, 금, 은, 또는 구리와 망가니즈의 합금 등의 저저항 재료로 이루어지는 막을 형성하는 것이 바람직하다. 또한 ITO, 산화 텅스텐을 포함한 인듐 산화물, 산화 텅스텐을 포함한 인듐 아연 산화물, 산화 타이타늄을 포함한 인듐 산화물, 산화 타이타늄을 포함한 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, ITSO 등 투광성을 가지는 도전성 재료를 사용하여도 좋다. 또한 산화물 반도체의 저항률을 제어함으로써, 산화물 도전층을 형성하여도 좋다.
접착층(141)으로서는, 열 경화 수지, 광 경화 수지, 또는 2액 혼합형 경화성 수지 등의 경화성 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 또는 실록산 수지 등을 사용할 수 있다.
접속체(139)로서는, 예를 들어, 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film) 또는 이방성 도전 페이스트(ACP: Anisotropic Conductive Paste) 등을 사용할 수 있다.
표시 장치를 구성하는 박막(절연막, 반도체막, 도전막 등)은 각각 스퍼터링법, 화학 기상 퇴적(CVD: Chemical Vapor Deposition)법, 진공 증착법, 펄스 레이저 퇴적(PLD: Pulsed Laser Deposition)법, 원자층 성막(ALD: Atomic Layer Deposition)법 등을 사용하여 형성할 수 있다. CVD법의 예로서, 플라스마 화학 기상 퇴적(PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법 및 열 CVD법 등을 들 수 있다. 열 CVD법의 예로서, 유기 금속 화학 기상 퇴적(MOCVD: Metal Organic CVD)법을 들 수 있다.
표시 장치를 구성하는 박막(절연막, 반도체막, 도전막 등)은 각각 스핀 코팅, 딥 코팅, 스프레이 도포, 잉크젯 인쇄, 디스펜싱, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 닥터 나이프, 슬릿 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅 등의 방법에 의하여 형성할 수 있다.
표시 장치를 구성하는 박막은 포토리소그래피법 등을 사용하여 가공할 수 있다. 또는 차폐 마스크를 사용한 성막 방법에 의하여, 섬 형상의 박막을 형성하여도 좋다. 또는 나노 임프린트법, 샌드블라스트법, 또는 리프트 오프법 등에 의하여 박막을 가공하여도 좋다. 포토리소그래피법으로서는, 가공하고자 하는 박막 위에 레지스트 마스크를 형성하고, 에칭 등에 의하여 상기 박막을 가공하고, 레지스트 마스크를 제거하는 방법과, 감광성을 가지는 박막을 성막한 후에 노광, 현상을 수행하여 상기 박막을 원하는 형상으로 가공하는 방법이 있다.
포토리소그래피법에서, 노광에 사용하는 광으로서는 예를 들어 i선(파장 365nm), g선(파장 436nm), h선(파장 405nm), 및 이들을 혼합시킨 광을 들 수 있다. 그 외에, 자외선, KrF 레이저 광, 또는 ArF 레이저 광 등을 사용할 수도 있다. 또한 액침 노광 기술에 의하여 노광을 수행하여도 좋다. 노광에 사용하는 광으로서는, 극단 자외광(EUV: Extreme Ultra-violet) 및 X선 등을 들 수 있다. 또한 노광에 사용하는 광 대신에, 전자 빔을 사용할 수도 있다. 극단 자외광, X선, 또는 전자 빔을 사용하면, 매우 미세한 가공이 가능하기 때문에 바람직하다. 또한 전자 빔 등의 빔을 주사함으로써 노광을 수행하는 경우에는 포토 마스크는 불필요하다.
박막의 에칭에는 드라이 에칭법, 웨트 에칭법, 샌드블라스트법 등을 사용할 수 있다.
<<금속 산화물>>
아래에서는 반도체층에 적용할 수 있는 금속 산화물에 대하여 설명한다.
또한 본 명세서 등에서, 질소를 가지는 금속 산화물도 금속 산화물(metal oxide)이라고 총칭하는 경우가 있다. 또한 질소를 가지는 금속 산화물을 금속 산질화물(metal oxynitride)이라고 불러도 좋다. 예를 들어 아연 산질화물(ZnON) 등의 질소를 가지는 금속 산화물을 반도체층에 사용하여도 좋다.
또한 본 명세서 등에서, CAAC(c-axis aligned crystal) 및 CAC(Cloud-Aligned Composite)라고 기재하는 경우가 있다. 또한 CAAC는 결정 구조의 일례를 나타내고, CAC는 기능 또는 재료의 구성의 일례를 나타낸다.
예를 들어 반도체층에는 CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS를 사용할 수 있다.
CAC-OS 또는 CAC-metal oxide란, 재료의 일부에서는 도전성의 기능을 가지고, 재료의 일부에서는 절연성의 기능을 가지고, 재료 전체에서는 반도체로서의 기능을 가진다. 또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide를 트랜지스터의 활성층에 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, 스위칭시키는 기능(On/Off시키는 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 가진다. 도전성 영역은 상술한 도전성의 기능을 가지고, 절연성 영역은 상술한 절연성의 기능을 가진다. 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 가지는 성분으로 구성된다. 예를 들어, CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 절연성 영역에 기인하는 와이드 갭을 가지는 성분과 도전성 영역에 기인하는 내로 갭을 가지는 성분으로 구성된다. 상기 구성의 경우, 캐리어를 흘릴 때 내로 갭을 가지는 성분에서 주로 캐리어가 흐른다. 또한 내로 갭을 가지는 성분이 와이드 갭을 가지는 성분에 상보적으로 작용하고, 내로 갭을 가지는 성분에 연동하여 와이드 갭을 가지는 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 가지며 a-b면 방향에서 복수의 나노 결정이 연결되어 변형을 가지는 결정 구조를 가진다. 또한 변형이란, 복수의 나노 결정이 연결되는 영역에서, 격자 배열이 정렬된 영역과 격자 배열이 정렬된 다른 영역 사이에서 격자 배열의 방향이 변화되어 있는 부분을 가리킨다.
나노 결정은 기본적으로 육각형이지만, 정육각형에 한정되지 않고, 비정육각형인 경우가 있다. 또한 변형에서 오각형 및 칠각형 등의 격자 배열을 가지는 경우가 있다. 또한 CAAC-OS에서, 변형 근방에서도 명확한 결정립계(그레인 바운더리라고도 함)를 확인하는 것은 어렵다. 즉, 격자 배열의 변형에 의하여 결정립계의 형성이 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 이는, CAAC-OS가 a-b면 방향에서 산소 원자의 배열이 조밀하지 않거나, 금속 원소가 치환됨으로써 원자 간의 결합 거리가 변화되는 것 등에 의하여, 변형을 허용할 수 있기 때문이다.
또한 CAAC-OS는 인듐 및 산소를 가지는 층(이하, In층)과 원소 M, 아연, 및 산소를 가지는 층(이하, (M, Zn)층)이 적층된 층상의 결정 구조(층상 구조라고도 함)를 가지는 경향이 있다. 또한 인듐과 원소 M은 서로 치환할 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-OS는 명확한 결정립계를 확인하기 어렵기 때문에, 결정립계에 기인하는 전자 이동도의 저하가 일어나기 어렵다고 할 수 있다. 또한 금속 산화물의 결정성은 불순물의 혼입이나 결함의 생성 등에 의하여 저하하는 경우가 있기 때문에, CAAC-OS는 불순물이나 결함(산소 결손(VO: oxygen vacancy라고도 함) 등)이 적은 금속 산화물이라고도 할 수 있다. 따라서, CAAC-OS를 가지는 금속 산화물은 물리적 성질이 안정된다. 그러므로, CAAC-OS를 가지는 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 가진다. 또한 nc-OS는 상이한 나노 결정 사이에서 결정 방위에 규칙성이 보이지 않는다. 그러므로 막 전체에서 배향성이 보이지 않는다. 따라서, nc-OS는 분석 방법에 따라서는 a-like OS나 비정질 산화물 반도체와 구별할 수 없는 경우가 있다.
또한 인듐과 갈륨과 아연을 가지는 금속 산화물의 1종인 인듐-갈륨-아연 산화물(이하, IGZO)은 상술한 나노 결정으로 함으로써 안정적인 구조를 가지는 경우가 있다. 특히, IGZO는 대기 중에서는 결정 성장이 어려운 경향이 있기 때문에, 큰 결정(여기서는 수mm의 결정 또는 수cm의 결정)보다 작은 결정(예를 들어, 상술한 나노 결정)으로 하는 것이 구조적으로 안정되는 경우가 있다.
a-like OS는, nc-OS와 비정질 산화물 반도체의 중간의 구조를 가지는 금속 산화물이다. a-like OS는, 공동(void) 또는 저밀도 영역을 가진다. 즉, a-like OS는 nc-OS 및 CAAC-OS에 비하여 결정성이 낮다.
산화물 반도체(금속 산화물)는 다양한 구조를 가지며, 각각이 상이한 특성을 가진다. 본 발명의 일 형태의 산화물 반도체는 비정질 산화물 반도체, 다결정 산화물 반도체, a-like OS, nc-OS, CAAC-OS 중 2종류 이상을 가져도 좋다.
반도체층으로서 기능하는 금속 산화물막은 불활성 가스 및 산소 가스 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 사용하여 성막할 수 있다. 또한 금속 산화물막의 성막 시에서의 산소 유량비(산소 분압)에 특별히 한정은 없다. 다만, 전계 효과 이동도가 높은 트랜지스터를 얻는 경우에는 금속 산화물막의 성막 시에서의 산소 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 산화물막은 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 그 외에, PLD법, PECVD법, 열 CVD법, ALD법, 진공 증착법 등을 사용하여도 좋다.
<표시 모듈의 구성예 2>
도 7에 화소(16(i, j))의 상면도를 나타내었다. 도 7은 배선(GL1(i))부터 화소 전극(111a) 까지의 적층 구조를 화소 전극(111a) 측에서 본 상면도이다.
도 8에 표시 모듈(52)의 단면도를 나타내었다. 또한 화소의 부분은 도 7에 나타낸 일점쇄선 G1-G2 간 및 G3-G4 간의 단면도에 상당한다.
도 7 및 도 8에 나타낸 구성은 트랜지스터의 구조가 도 4 및 도 5의 (A)에 나타낸 구성과 다르다. 아래에서, 위에 기재된 구성예과 공통된 부분에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 7 및 도 8에 나타낸 트랜지스터(SW11)는 게이트(221b), 게이트 절연층(211), 반도체층(231b), 도전층(222p), 도전층(222q), 게이트 절연층(225), 및 게이트(223b)를 가진다. 도전층(222p) 및 도전층(222q) 중 한쪽은 소스로서 기능하고, 다른 쪽은 드레인으로서 기능한다.
도 7 및 도 8에 나타낸 트랜지스터(SW12)는 게이트(221a), 게이트 절연층(211), 반도체층(231a), 도전층(222f), 도전층(222g), 게이트 절연층(225), 및 게이트(223a)를 가진다. 도전층(222f) 및 도전층(222g) 중 한쪽은 소스로서 기능하고, 다른 쪽은 드레인으로서 기능한다.
반도체층(231a, 231b)은 각각 한 쌍의 저저항 영역(231n)과, 한 쌍의 저저항 영역(231n) 사이에 끼워진 채널 형성 영역(231i)을 가진다.
채널 형성 영역(231i)은, 게이트 절연층(211)을 개재하여 게이트(221a) 또는 게이트(221b)와 중첩되고, 게이트 절연층(225)을 개재하여 게이트(223a) 또는 게이트(223b)와 중첩된다.
도전층(222f, 222g, 222p, 222q)은 가시광을 투과시키는 재료로 형성된다. 따라서 도 8에 나타낸 외광(35)의 적어도 일부는 도전층(222f)과 도전층(115c)의 접속부(도 7의 접속부(72)에 상당함)를 투과하고 표시 모듈의 외부로 사출된다. 마찬가지로, 도전층(222p)과 도전층(115a)의 접속부(도 7의 접속부(71)에 상당함)도 가시광을 투과시킬 수 있다. 이에 의하여, 화소의 개구율을 높일 수 있으므로, 표시 모듈에서의 가시광 투과성을 높일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 반도체층(231a) 및 반도체층(231b)에 금속 산화물을 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다.
채널 형성 영역(231i)과 접촉하는 게이트 절연층(211) 및 게이트 절연층(225)은 산화물 절연층인 것이 바람직하다. 또한 게이트 절연층(211) 또는 게이트 절연층(225)이 적층 구조인 경우, 적어도 채널 형성 영역(231i)과 접촉하는 층이 산화물 절연층인 것이 바람직하다. 이에 의하여, 채널 형성 영역(231i)에 산소 결손이 생기는 것을 억제할 수 있어, 트랜지스터의 신뢰성을 높일 수 있다.
절연층(214)은 질화물 절연층인 것이 바람직하다. 이에 의하여, 반도체층(231a, 231b)에 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있어, 트랜지스터의 신뢰성을 높일 수 있다.
절연층(215)은 평탄화 기능을 가지는 것이 바람직하고, 예를 들어 유기 절연층인 것이 바람직하다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 게이트 절연층(225)은 저저항 영역(231n) 및 채널 형성 영역(231i)의 양쪽과 중첩되어도 좋다. 도 8에 나타낸 게이트 절연층(225)은 게이트(223a, 223b)를 마스크로서 사용하여 게이트 절연층(225)을 가공하는 공정을 삭감할 수 있거나, 절연층(214)의 피형성면의 단차를 낮게 할 수 있는 등의 이점을 가진다. 또한 도 9에 나타낸 바와 같이, 게이트 절연층(225)은 채널 형성 영역(231i) 위에만 형성되고, 저저항 영역(231n)과 중첩되지 않아도 된다.
저저항 영역(231n)은 채널 형성 영역(231i)보다 저항률이 낮다. 게이트(223a, 223b)를 마스크로서 사용하여 불순물을 첨가함으로써 저저항 영역(231n)을 형성하여도 좋다. 상기 불순물로서는 예를 들어, 수소, 헬륨, 네온, 아르곤, 플루오린, 질소, 인, 비소, 안티모니, 붕소, 알루미늄, 마그네슘, 실리콘 등을 들 수 있고, 상기 불순물은 이온 주입법 또는 이온 도핑법을 사용하여 첨가할 수 있다. 또한 상기 불순물 이외에도, 반도체층(231a, 231b)의 구성 원소 중 하나인 인듐 등을 첨가함으로써, 저저항 영역(231n)을 형성하여도 좋다. 인듐을 첨가함으로써, 채널 형성 영역(231i)보다 저저항 영역(231n)에서, 인듐 농도가 높아지는 경우가 있다.
게이트 절연층(225)이 가열에 의하여 산소를 방출하는 기능을 가지는 산화물막인 경우, 가열에 의하여 저저항 영역(231n)에 산소가 공급되어, 캐리어 밀도의 저감, 전기 저항의 상승이 일어날 우려가 있다. 그러므로, 게이트 절연층(225)을 통하여 반도체층의 일부에 불순물을 첨가함으로써 저저항 영역(231n)을 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 게이트 절연층(225) 내에도 불순물이 첨가된다. 가열에 의하여 산소를 방출하는 기능을 가지는 산화물막에 불순물을 첨가함으로써, 방출되는 산소의 양을 저감할 수 있다. 따라서 가열에 의하여 게이트 절연층(225)으로부터 저저항 영역(231n)으로 산소가 공급되는 것을 억제할 수 있어, 저저항 영역(231n)의 전기 저항이 낮은 상태를 유지할 수 있다.
또한 게이트 절연층(225) 및 게이트(223a, 223b)를 형성한 후에, 반도체층(231a, 231b)의 일부의 영역과 접촉하도록 제 1 층을 형성하고, 가열 처리를 실시함으로써, 상기 영역을 저저항화시켜 저저항 영역(231n)을 형성할 수 있다.
제 1 층으로서는, 알루미늄, 타이타늄, 탄탈럼, 텅스텐, 크로뮴, 및 루테늄 등의 금속 원소 중 적어도 하나를 포함한 막을 사용할 수 있다. 특히, 알루미늄, 타이타늄, 탄탈럼, 및 텅스텐 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 또는 이들 금속 원소 중 적어도 하나를 포함한 질화물, 또는 이들 금속 원소 중 적어도 하나를 포함한 산화물을 적합하게 사용할 수 있다. 특히, 텅스텐막, 타이타늄막 등의 금속막, 질화 알루미늄 타이타늄막, 질화 타이타늄막, 질화 알루미늄막 등의 질화물막, 산화 알루미늄 타이타늄막 등의 산화물막 등을 적합하게 사용할 수 있다.
제 1 층의 두께는 예를 들어 0.5nm 이상 20nm 이하, 바람직하게는 0.5nm 이상 15nm 이하, 더 바람직하게는 0.5nm 이상 10nm 이하, 더욱 바람직하게는 1nm 이상 6nm 이하로 할 수 있다. 대표적으로는, 5nm 정도 또는 약 2nm 정도로 할 수 있다. 제 1 층이 이와 같이 얇은 경우에도 충분히 반도체층(231a, 231b)을 저저항화시킬 수 있다.
저저항 영역(231n)은 채널 형성 영역(231i)보다 캐리어 밀도가 높은 영역으로 하는 것이 중요하다. 예를 들어 저저항 영역(231n)은 채널 형성 영역(231i)보다 수소를 많이 포함한 영역, 또는 채널 형성 영역(231i)보다 산소 결손을 많이 포함한 영역으로 할 수 있다. 산화물 반도체 내의 산소 결손과 수소 원자가 결합하면 캐리어의 발생원이 된다.
반도체층(231a, 231b)의 일부의 영역과 제 1 층이 접촉하여 제공된 상태로 가열 처리를 수행함으로써, 상기 영역 내의 산소가 제 1 층에 흡인되어, 상기 영역 내에 산소 결손을 많이 형성할 수 있다. 이에 의하여, 저저항 영역(231n)을 저항이 매우 낮은 영역으로 할 수 있다.
이와 같이 형성된 저저항 영역(231n)은 나중의 처리에서 고저항화되기 어렵다는 특징을 가진다. 예를 들어, 산소를 포함한 분위기하에서의 가열 처리나 산소를 포함한 분위기하에서의 성막 처리 등을 수행하여도, 저저항 영역(231n)의 도전성이 저하될 우려가 없기 때문에 전기 특성이 양호하고 신뢰성이 높은 트랜지스터를 실현할 수 있다.
가열 처리를 거친 후의 제 1 층이 도전성을 가지는 경우에는, 가열 처리 후에 제 1 층을 제거하는 것이 바람직하다. 한편, 제 1 층이 절연성을 가지는 경우에는, 이를 잔존시킴으로써 제 1 층을 보호 절연막으로서 기능시킬 수 있다.
FPC는 도전층(222c)과 전기적으로 접속되어 있다. 구체적으로는, FPC는 접속체(139)와 접촉하고, 접속체(139)는 도전층(111b)과 접촉하고, 도전층(111b)은 도전층(222c)과 접촉한다. 도전층(222c)은 절연층(214) 위에 형성되고, 도전층(111b)은 절연층(121) 위에 형성되어 있다. 도전층(222c)은 도전층(222a) 및 도전층(222b)과 동일한 공정, 동일한 재료로 형성할 수 있다. 도전층(111b)은 화소 전극(111a)과 동일한 공정, 동일한 재료로 형성할 수 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 표시 장치는 가시광을 투과시키는 도전층(222f, 222g, 222p, 222q)(도 7 및 도 8 참조)을 가지지 않아도 된다. 이에 의하여, 표시 장치의 제작 공정을 간략화할 수 있다.
도 9에서는, 도전층(115c)과 반도체층(231a)(의 저저항 영역(231n))이 서로 접촉하고, 도전층(115a)과 반도체층(231b)(의 저저항 영역(231n))이 서로 접촉한다. 예를 들어, 반도체층(231a) 및 반도체층(231b)에 가시광을 투과시키는 재료(금속 산화물 등)를 사용하면, 용량 소자(Cw)와 트랜지스터(SW11)의 접촉 부분 및 액정 소자(110)와 트랜지스터(SW12)의 접촉 부분에 가시광을 투과시키는 영역을 제공할 수 있다.
도 9에서는, 반도체층(231a)(의 저저항 영역(231n))과 가시광을 차단하는 도전층(222a)이 서로 접촉하고, 반도체층(231b)(의 저저항 영역(231n))과 가시광을 차단하는 도전층(222b)이 서로 접촉한다.
도 9에서, 저저항 영역(231n)은 반도체층(231a, 231b)에서 절연층(214)과 접촉하는 영역이다. 절연층(214)은 질소 또는 수소를 가지는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 절연층(214) 내의 질소 또는 수소가 저저항 영역(231n)에 들어가, 저저항 영역(231n)의 캐리어 농도를 높일 수 있다.
<표시 모듈의 구성예 3>
도 10에 나타낸 표시 모듈(55) 및 도 11에 나타낸 표시 모듈(57)은 각각 액정 표시 장치와 발광 장치의 적층을 가진다. 표시 모듈(55, 57)은 각각 발광 장치가 발하는 광(33)을 액정 표시 장치를 통하여 외부로 사출하는 구성이다. 또한 액정 표시 장치는 에지 라이트형 라이트로부터 광이 입사하고, 상기 광을 액정 재료를 포함한 층에서 산란시키고, 산란광(34)을 외부로 사출하는 구성이다.
도 10 및 도 11에 나타낸 액정 표시 장치의 구성은 도 5의 (A)와 같기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
도 10에 나타낸 표시 모듈(55)은 발광 장치(54)를 가진다. 발광 장치(54)는 접착층(169)에 의하여 액정 표시 장치에 접합된다. 발광 장치(54)는 컬러 필터 방식이 적용된 톱 이미션 구조의 발광 장치이다. 발광 소자(150)는 착색층을 통하여 액정 표시 장치 측으로 광을 사출한다(광(33) 참조).
발광 장치(54)는 기판(161), 접착층(163), 절연층(165), 트랜지스터(SW13), 발광 소자(150), 접착층(167), 절연층(168), 착색층(CF1), 및 착색층(CF2) 등을 가진다.
트랜지스터(SW13)로서는, 액정 표시 장치에 사용할 수 있는 트랜지스터를 적용할 수 있다. 액정 표시 장치가 가지는 트랜지스터와 발광 장치(54)가 가지는 트랜지스터는 동일하여도 좋고, 상이하여도 좋다.
발광 소자(150)로서는 OLED(Organic Light Emitting Diode)나 QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode) 등의 EL 소자를 사용하는 것이 바람직하다. EL 소자가 가지는 발광 물질로서는 형광을 방출하는 물질(형광 재료), 인광을 방출하는 물질(인광 재료), 무기 화합물(퀀텀닷(quantum dot) 재료 등), 열 활성화 지연 형광을 나타내는 물질(열 활성화 지연 형광(Thermally activated delayed fluorescence: TADF) 재료) 등을 들 수 있다. 또한 발광 소자(150)로서 마이크로 LED(Light Emitting Diode) 등의 LED를 사용할 수도 있다.
발광 소자(150)는 화소 전극(151), EL층(152), 및 공통 전극(153)을 가진다. 화소 전극(151)은 트랜지스터(SW13)의 소스 또는 드레인과 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극(151)은 가시광을 반사하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 화소 전극(151)의 단부는 절연층(155)으로 덮여 있다. EL층(152)은 복수의 부화소에서 공통적으로 사용된다. EL층(152)은 적어도 발광 물질을 포함한다. 공통 전극(153)은 가시광을 투과시킨다.
발광 장치(54)는 매트릭스로 배치된 복수의 화소를 가진다. 하나의 화소는 하나 이상의 부화소를 가진다. 하나의 부화소는 하나의 발광 소자(150)를 가진다. 예를 들어 화소에는 3개의 부화소를 가지는 구성(R, G, B의 3색 또는 황색(Y), 시안색(C), 및 마젠타색(M)의 3색 등) 또는 4개의 부화소를 가지는 구성(R, G, B, 백색(W)의 4색 또는 R, G, B, Y의 4색 등)을 적용할 수 있다.
발광 장치의 정세도는 액정 표시 장치의 정세도와 같아도 좋고, 상이하여도 좋다. 발광 장치(54)와 액정 표시 장치의 정세도가 같은 경우, 액정 표시 장치의 하나의 화소와 발광 장치(54)의 하나의 화소(복수의 부화소)가 중첩된다.
발광 소자(150)가 발한 광은 착색층을 통하여 발광 장치(54)로부터 사출된다. 예를 들어 착색층(CF1)을 통하여 제 1 색의 광이 추출되고, 착색층(CF2)을 통하여 제 2 색의 광이 추출된다.
FPC3은 접속체(139)를 통하여 도전층(222d)과 전기적으로 접속되어 있다.
절연층(165) 및 절연층(168)으로서는, 방수성이 높은 절연층을 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 발광 소자(150)에 물 등의 불순물이 들어가는 것을 억제하여 발광 소자(150)의 신뢰성을 높일 수 있다. 절연층(165) 및 절연층(168)은 각각 무기 절연막을 가지는 것이 바람직하다.
접착층(163, 167, 169)으로서는, 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, 및 EVA(에틸렌바이닐아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 특히, 에폭시 수지 등의 투습성(透濕性)이 낮은 재료가 바람직하다. 또한 2액 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또한 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
기판(161)의 재질 등에 큰 제한은 없고, 다양한 기판을 사용할 수 있다. 예를 들어 유리 기판, 석영 기판, 사파이어 기판, 반도체 기판, 세라믹 기판, 금속 기판, 또는 플라스틱 기판 등을 사용할 수 있다.
기판(161)으로서는 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(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, 폴리염화바이닐 수지, 폴리염화바이닐리덴 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지, ABS 수지, 셀룰로스 나노 섬유 등의 수지 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 발광 장치(54)의 박형화 및 경량화를 도모할 수 있다.
도 11에 나타낸 표시 모듈(57)은 발광 장치(56)를 가진다.
발광 장치(56)는 주로 착색층(CF1), 착색층(CF2), 절연층(168), 접착층(169)을 가지지 않고, 보호층(154)을 가지고, EL층(152)이 부화소마다 따로 형성된다는 점에서 발광 장치(54)와 다르다. 발광 장치(54)와 공통된 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
EL층(152)이 부화소마다 따로 형성되기 때문에 발광 장치(56)는 착색층이 불필요하다. 또한 공통 전극(153) 위에 보호층(154)을 가짐으로써 발광 소자(150)의 신뢰성을 높일 수 있다. 보호층(154)은 방수성이 높은 무기막을 가지는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 화상 신호에 보정 신호를 부가하기 위한 기능을 가지기 때문에, 높은 전압으로 액정 소자를 구동시킬 수 있다. 따라서 구동 전압이 높은 액정 소자를 표시 장치에 사용할 수 있다. 예를 들어 리버스 모드로 구동하는 액정 소자, 액정 재료와 고분자 재료를 포함한 액정 소자 등을 사용한 표시 장치이어도 화상을 양호하게 표시할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 트랜지스터와 화소 전극이 전기적으로 접속되는 접속부가 가시광을 투과시키는 기능을 가지기 때문에, 화소의 개구율을 더 높일 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 필드 시??셜 구동 방식에 의하여 표시하는 기능을 가지기 때문에, 화소의 개구율을 더 높일 수 있고, 또한 컬러 필터 등의 착색층을 불필요하게 할 수 있기 때문에, 화소의 투과율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 시스루 디스플레이로서 적합한 구성이다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다. 또한 본 명세서에서, 하나의 실시형태 중에 복수의 구성예가 나타내어지는 경우에는, 구성예를 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 전자 기기에 대하여 도 12 내지 도 14를 사용하여 설명한다.
본 실시형태의 전자 기기는 표시부에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가진다. 이에 의하여, 전자 기기의 표시부는 품질이 높은 영상을 표시할 수 있다. 또한 넓은 온도 범위에서 높은 신뢰성으로 표시를 수행할 수 있다.
본 실시형태의 전자 기기의 표시부는 예를 들어 풀 하이비전, 2K, 4K, 8K, 16K, 또는 그 이상의 해상도를 가지는 영상을 표시할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치를 사용할 수 있는 전자 기기로서는, 예를 들어 텔레비전 장치, 데스크톱형 또는 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 사이니지(Digital Signage: 전자 간판), 파친코기 등의 대형 게임기 등의 비교적 큰 화면을 가지는 전자 기기 외에, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화기, 휴대용 게임기, 휴대 정보 단말기, 음향 재생 장치 등을 들 수 있다. 또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 휴대용 전자 기기, 장착형 전자 기기(웨어러블 기기), VR(Virtual Reality) 기기, AR(Augmented Reality) 기기 등에도 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 전자 기기는 이차 전지를 가져도 좋고, 비접촉 전력 전송(傳送)을 사용하여 이차 전지를 충전할 수 있는 것이 바람직하다.
이차 전지로서는, 예를 들어, 겔상 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지(리튬 이온 폴리머 전지) 등의 리튬 이온 이차 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 카드뮴 전지, 유기 라디칼 전지, 납 축전지, 공기 이차 전지, 니켈 아연 전지, 은 아연 전지 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 형태의 전자 기기는 안테나를 가져도 좋다. 안테나로 신호를 수신함으로써, 표시부에서 영상이나 정보 등의 표시를 수행할 수 있다. 또한 전자 기기가 안테나 및 이차 전지를 가지는 경우, 안테나를 비접촉 전력 전송에 사용하여도 좋다.
본 발명의 일 형태의 전자 기기는 센서(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도(硬度), 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경사도, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함한 것)를 가져도 좋다.
본 발명의 일 형태의 전자 기기는 다양한 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상)를 표시부에 표시하는 기능, 터치 패널 기능, 달력, 날짜 또는 시각 등을 표시하는 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)를 실행하는 기능, 무선 통신 기능, 기록 매체에 기록되어 있는 프로그램 또는 데이터를 판독하는 기능 등을 가질 수 있다.
또한 복수의 표시부를 가지는 전자 기기에서는, 하나의 표시부에 화상 정보를 주로 표시하고, 다른 하나의 표시부에 문자 정보를 주로 표시하는 기능, 또는 복수의 표시부에 시차(視差)를 고려한 화상을 표시함으로써, 입체적인 화상을 표시하는 기능 등을 가질 수 있다. 또한 수상부(受像部)를 가지는 전자 기기에서는, 정지 화상 또는 동영상을 촬영하는 기능, 촬영한 화상을 자동 또는 수동으로 보정하는 기능, 촬영한 화상을 기록 매체(외부 또는 전자 기기에 내장됨)에 저장하는 기능, 촬영한 화상을 표시부에 표시하는 기능 등을 가질 수 있다. 또한 본 발명의 일 형태의 전자 기기가 가지는 기능은 이들에 한정되지 않고, 다양한 기능을 가질 수 있다.
도 12의 (A)에 텔레비전 장치(1810)를 나타내었다. 텔레비전 장치(1810)는 표시부(1811), 하우징(1812), 스피커(1813) 등을 가진다. 또한 LED 램프, 조작 키(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자, 각종 센서, 마이크로폰 등을 가질 수 있다.
텔레비전 장치(1810)는 리모트 컨트롤러(1814)에 의하여 조작할 수 있다.
텔레비전 장치(1810)가 수신할 수 있는 방송 전파로서는, 지상파, 또는 위성으로부터 송신되는 전파 등을 들 수 있다. 또한 방송 전파로서, 아날로그 방송, 디지털 방송 등이 있고, 또한 영상 및 음성, 또는 음성만의 방송 등이 있다. 예를 들어, UHF대(약 300MHz 내지 3GHz) 또는 VHF대(30MHz 내지 300MHz) 중 특정 주파수 대역에서 송신되는 방송 전파를 수신할 수 있다. 또한 예를 들어, 복수의 주파수 대역에서 수신된 복수의 데이터를 사용함으로써, 전송 레이트를 높일 수 있고, 더 많은 정보를 얻을 수 있다. 이로써, 풀 하이비전을 넘는 해상도를 가지는 영상을 표시부(1811)에 표시시킬 수 있다. 예를 들어, 4K, 8K, 16K, 또는 그 이상의 해상도를 가지는 영상을 표시시킬 수 있다.
또한 인터넷이나 LAN(Local Area Network), Wi-Fi(등록 상표) 등의 컴퓨터 네트워크를 통한 데이터 전송 기술에 의하여 송신된 방송의 데이터를 사용하여 표시부(1811)에 표시되는 화상을 생성하는 구성으로 하여도 좋다. 이때, 텔레비전 장치(1810)에 튜너를 가지지 않아도 된다.
도 12의 (B)는 원기둥 형상의 기둥(1822)에 장착된 디지털 사이니지(1820)를 나타낸 것이다. 디지털 사이니지(1820)는 표시부(1821)를 가진다.
표시부(1821)가 넓을수록 한번에 제공할 수 있는 정보량을 증가시킬 수 있다. 또한 표시부(1821)가 넓을수록 사람의 눈에 띄기 쉽고, 예를 들어, 광고의 홍보 효과를 높일 수 있다.
표시부(1821)에 터치 패널을 적용함으로써, 표시부(1821)에 정지 화상 또는 동영상을 표시할 뿐만 아니라, 사용자가 직관적으로 조작할 수 있어 바람직하다. 또한 노선 정보 또는 교통 정보 등의 정보를 제공하기 위한 용도로 사용하는 경우에는, 직관적인 조작에 의하여 사용성을 높일 수 있다.
도 12의 (C)는 노트북형 퍼스널 컴퓨터(1830)를 나타낸 것이다. 퍼스널 컴퓨터(1830)는 표시부(1831), 하우징(1832), 터치 패드(1833), 접속 포트(1834) 등을 가진다.
터치 패드(1833)는 포인팅 디바이스나 펜 태블릿 등의 입력 수단으로서 기능하고, 손가락이나 스타일러스 등으로 조작할 수 있다.
또한 터치 패드(1833)에는 표시 소자가 제공되어 있다. 도 12의 (C)에 나타낸 바와 같이, 터치 패드(1833)의 표면에 입력 키(1835)를 표시함으로써, 터치 패드(1833)를 키보드로서 사용할 수 있다. 이때, 입력 키(1835)를 터치하였을 때 진동에 의하여 촉감을 실현하기 위하여 진동 모듈이 터치 패드(1833)에 제공되어 있어도 좋다.
도 12의 (D)에 나타낸 정보 단말기(1840)는 표시부(1841), 하우징(1842), 검지부(1843) 등을 가진다.
표시부(1841)에 터치 패널을 적용함으로써 손가락이나 스타일러스 등을 사용하여 정보 단말기(1840)를 조작할 수 있다.
검지부(1843)에는 조도 센서, 촬상 장치, 자세 검출 장치, 압력 센서, 인체 감지 센서 등 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
도 13의 (A), (B)에 휴대 정보 단말기(800)를 나타내었다. 휴대 정보 단말기(800)는 하우징(801), 하우징(802), 표시부(803), 표시부(804), 및 힌지부(805) 등을 가진다.
하우징(801)과 하우징(802)은 힌지부(805)로 연결된다. 휴대 정보 단말기(800)는 도 13의 (A)에 나타낸 바와 같이 접힌 상태로부터 도 13의 (B)에 나타낸 바와 같이 하우징(801)과 하우징(802)을 펼칠 수 있다.
예를 들어, 표시부(803) 및 표시부(804)에 문서 정보를 표시할 수 있어, 전자책 단말기로서도 사용할 수 있다. 또한 표시부(803) 및 표시부(804)에 정지 화상이나 동영상을 표시할 수도 있다.
이와 같이, 휴대 정보 단말기(800)는, 휴대할 때에는 접힌 상태로 할 수 있기 때문에, 범용성이 우수하다.
또한 하우징(801) 및 하우징(802)에, 전원 버튼, 조작 버튼, 외부 접속 포트, 스피커, 마이크로폰 등을 가져도 좋다.
도 13의 (C)에 휴대 정보 단말기의 일례를 나타내었다. 도 13의 (C)에 나타낸 휴대 정보 단말기(810)는 하우징(811), 표시부(812), 조작 버튼(813), 외부 접속 포트(814), 스피커(815), 마이크로폰(816), 카메라(817) 등을 가진다.
휴대 정보 단말기(810)는 표시부(812)에 터치 센서를 가진다. 전화를 걸거나, 또는 문자를 입력하는 등의 다양한 조작은, 손가락이나 스타일러스 등으로 표시부(812)를 터치함으로써 수행할 수 있다.
또한 조작 버튼(813)의 조작에 의하여, 전원의 온/오프 동작이나, 표시부(812)에 표시되는 화상의 종류를 전환할 수 있다. 예를 들어, 메일 작성 화면으로부터 메인 메뉴 화면으로 전환할 수 있다.
또한 휴대 정보 단말기(810) 내부에, 자이로 센서 또는 가속도 센서 등의 검출 장치를 제공함으로써, 휴대 정보 단말기(810)의 방향(세로인지 가로인지)을 판단하여, 표시부(812)의 화면 표시의 방향을 자동적으로 전환하도록 할 수 있다. 또한 화면 표시의 방향의 전환은 표시부(812)의 터치, 조작 버튼(813)의 조작, 또는 마이크로폰(816)을 사용한 음성 입력 등에 의하여 수행할 수도 있다.
휴대 정보 단말기(810)는, 예를 들어, 전화기, 수첩, 또는 정보 열람 장치 등 중에서 선택된 하나 또는 복수의 기능을 가진다. 구체적으로는, 스마트폰으로서 사용할 수 있다. 휴대 정보 단말기(810)는, 예를 들어, 이동 전화, 전자 메일, 문장 열람 및 작성, 음악 재생, 동영상 재생, 인터넷 통신, 게임 등의 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있다.
도 13의 (D)에 카메라의 일례를 나타내었다. 카메라(820)는 하우징(821), 표시부(822), 조작 버튼(823), 셔터 버튼(824) 등을 가진다. 또한 카메라(820)에는 탈착 가능한 렌즈(826)가 장착되어 있다.
여기서는 카메라(820)로서 렌즈(826)를 하우징(821)으로부터 떼어 내어 교환할 수 있는 구성으로 하였지만, 렌즈(826)와 하우징이 일체가 되어 있어도 좋다.
카메라(820)는 셔터 버튼(824)을 누름으로써 정지 화상 또는 동영상을 촬상할 수 있다. 또한 표시부(822)는 터치 패널로서의 기능을 가지고, 표시부(822)를 터치함으로써 촬상할 수도 있다.
또한 카메라(820)는 스트로보 장치나 뷰파인더 등을 별도로 장착할 수 있다. 또는 이들이 하우징(821)에 제공되어 있어도 좋다.
도 14의 (A)에, 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 차량용 디스플레이로서 탑재한 일례를 나타내었다. 표시부(1100) 및 표시부(1110)는 내비게이션 정보, 속도계나 태코미터, 주행 거리, 연료계, 기어 상태, 에어컨디셔너의 설정 등을 표시함으로써, 다양한 정보를 제공할 수 있다. 표시는 사용자의 취향에 맞추어 적절히 그 표시 항목이나 레이아웃을 변경할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치는, 넓은 온도 범위에서 사용할 수 있고, 저온 환경 및 고온 환경 중 어느 환경에서도 높은 신뢰성으로 표시를 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 차량용 디스플레이로서 이용함으로써 주행의 안전성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 화소의 개구율이 높고, 광을 차단하는 영역이 적기 때문에 상기 표시 장치를 통하여 상기 표시 장치의 뒷배경을 볼 수 있다. 그러므로 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 자동차의 앞유리, 건조물의 창문, 가게의 진열창, AR(Augmented Reality)용 기기 등에 사용할 수 있다.
도 14의 (B)에, 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 건조물의 창문에 사용한 일례를 나타내었다. 창문 전체에 표시 장치(1200)를 제공하여도 좋고, 창문의 일부에 표시 장치(1200)를 제공하고 다른 부분에 유리를 사용하여도 좋다. 표시 장치(1200)는 실내 또는 옥외를 향하여 화상(1210)을 표시할 수 있다. 또한 표시 장치(1200)에 화상(1210)을 표시하지 않는 경우에는, 표시 장치(1200)가 광을 투과시키기 때문에 표시 장치(1200)를 통하여 실내 및 옥외의 한쪽으로부터 다른 쪽을 볼 수 있다. 즉 표시 장치(1200)를 종래의 유리창처럼 취급할 수 있다.
도 14의 (C)에, 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가게의 진열창의 케이스에 사용한 일례를 나타내었다. 케이스의 하나의 면 전체에 표시 장치(1300)를 제공하여도 좋고, 일부에 표시 장치(1300)를 제공하고 다른 부분에 유리를 사용하여도 좋다. 표시 장치(1300)는 케이스 외측을 향하여 화상(1310)을 표시할 수 있다. 화상(1310)으로서는 예를 들어 케이스 내측의 피장식체(1320)(상품 등, 도 14의 (C)에서는 가방)를 꾸미는 화상(도 14의 (C)에서는 리본)을 들 수 있다. 또한 화상(1310)에는 상품을 설명하거나 홍보하는 문장이 포함되어도 좋다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용하여 전자 기기를 얻을 수 있다. 표시 장치의 적용 범위는 매우 넓고 다양한 분야의 전자 기기에 적용할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
CF1: 착색층, CF2: 착색층, CSCOM: 배선, GL1: 배선, GL2: 배선, SL1: 배선, SL2: 배선, SW11: 트랜지스터, SW12: 트랜지스터, SW13: 트랜지스터, VCOM: 배선, 10: 표시 장치, 11: 터치 패널, 15: 화소, 16: 화소, 30: 라이트 유닛, 32: 광, 33: 광, 34: 산란광, 35: 외광, 50: 표시 모듈, 51: 표시 모듈, 52: 표시 모듈, 54: 발광 장치, 55: 표시 모듈, 56: 발광 장치, 57: 표시 모듈, 71: 접속부, 72: 접속부, 100: 표시 영역, 110: 액정 소자, 111a: 화소 전극, 111b: 도전층, 112: 액정 재료를 포함한 층, 113: 공통 전극, 114a: 배향막, 114b: 배향막, 115a: 도전층, 115b: 도전층, 115c: 도전층, 120: 화소 회로, 121: 절연층, 131: 기판, 132: 기판, 139: 접속체, 141: 접착층, 150: 발광 소자, 151: 화소 전극, 152: EL층, 153: 공통 전극, 154: 보호층, 155: 절연층, 161: 기판, 163: 접착층, 165: 절연층, 167: 접착층, 168: 절연층, 169: 접착층, 180: 기판, 181: 전극, 182: 전극, 185: 절연층, 186: 접착층, 187: 배선, 188: 도전층, 189: 접속체, 211: 게이트 절연층, 213: 절연층, 214: 절연층, 215: 절연층, 221a: 게이트, 221b: 게이트, 221c: 도전층, 221m: 게이트, 221n: 게이트, 221s: 게이트, 221t: 게이트, 221u: 게이트, 222a: 도전층, 222b: 도전층, 222c: 도전층, 222d: 도전층, 222e: 도전층, 222f: 도전층, 222g: 도전층, 222m: 도전층, 222n: 도전층, 222p: 도전층, 222q: 도전층, 222s: 도전층, 222t: 도전층, 222u: 도전층, 223a: 게이트, 223b: 게이트, 223m: 게이트, 223n: 게이트, 223s: 게이트, 223t: 게이트, 223u: 게이트, 225: 게이트 절연층, 231a: 반도체층, 231b: 반도체층, 231i: 채널 형성 영역, 231n: 저저항 영역, 800: 휴대 정보 단말기, 801: 하우징, 802: 하우징, 803: 표시부, 804: 표시부, 805: 힌지부, 810: 휴대 정보 단말기, 811: 하우징, 812: 표시부, 813: 조작 버튼, 814: 외부 접속 포트, 815: 스피커, 816: 마이크로폰, 817: 카메라, 820: 카메라, 821: 하우징, 822: 표시부, 823: 조작 버튼, 824: 셔터 버튼, 826: 렌즈, 1100: 표시부, 1110: 표시부, 1200: 표시 장치, 1210: 화상, 1300: 표시 장치, 1310: 화상, 1320: 피장식체, 1810: 텔레비전 장치, 1811: 표시부, 1812: 하우징, 1813: 스피커, 1814: 리모트 컨트롤러, 1820: 디지털 사이니지, 1821: 표시부, 1822: 기둥, 1830: 퍼스널 컴퓨터, 1831: 표시부, 1832: 하우징, 1833: 터치 패드, 1834: 접속 포트, 1835: 입력 키, 1840: 정보 단말기, 1841: 표시부, 1842: 하우징, 1843: 검지부

Claims (16)

  1. 표시 장치로서,
    화소를 포함하고,
    상기 화소는
    제 1 트랜지스터;
    제 2 트랜지스터;
    제 1 절연층;
    상기 제 1 절연층 위의 제 1 도전층;
    상기 제 1 절연층 위의 제 2 도전층;
    상기 제 1 트랜지스터, 상기 제 2 트랜지스터, 상기 제 1 도전층 및 상기 제 2 도전층 위의 제 2 절연층;
    상기 제 2 절연층 위의 화소 전극;
    상기 화소 전극 위의 액정 재료를 포함하는 층;
    상기 액정 재료를 포함하는 층 위의 공통 전극;
    상기 제 1 트랜지스터의 게이트와 전기적으로 접속되는 제 1 주사선;
    상기 제 2 트랜지스터의 게이트와 전기적으로 접속되는 제 2 주사선;
    상기 제 1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되는 제 1 신호선;
    상기 제 2 트랜지스터의 소소 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되는 제 2 신호선;
    제 1 용량 소자; 및
    제 2 용량 소자를 포함하고,
    상기 제 1 트랜지스터의 상기 소스 및 상기 드레인 중 다른쪽은 상기 제 1 용량 소자의 한쪽 전극과 전기적으로 접속되고,
    상기 제 2 트랜지스터의 상기 소스 및 상기 드레인 중 다른쪽은 상기 제 1 용량 소자의 다른쪽 전극, 상기 제 2 용량 소자의 한쪽 전극, 및 상기 화소 전극과 전기적으로 접속되고,
    상기 화소 전극은 상기 제 1 도전층 및 상기 제 2 도전층과 중첩되고,
    상기 제 1 절연층은 상기 제 1 트랜지스터의 채널 형성 영역 위에 위치하고,
    상기 공통 전극은 상기 액정 재료를 포함하는 층 및 상기 화소 전극을 개재(介在)하여 상기 제 1 도전층과 중첩된 영역을 포함하고,
    상기 제 1 도전층은 상기 제 1 트랜지스터와 전기적으로 접속되고,
    상기 제 1 도전층, 상기 제 2 도전층, 상기 화소 전극, 및 상기 공통 전극은 각각 가시광을 투과시키는 특성을 가지는, 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도전층과 상기 제 2 도전층은 동일 표면 위에 위치하고,
    상기 제 1 도전층과 상기 제 2 도전층은 서로 전기적으로 절연되어 있고,
    상기 공통 전극은 상기 액정 재료를 포함하는 층 및 상기 화소 전극을 개재하여 상기 제 2 도전층과 중첩된 영역을 포함하는, 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 전극과 상기 공통 전극 간에 전압을 인가한 상태와 비교하여, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 간에 전압을 인가하지 않은 상태는 상기 액정 재료를 포함하는 층에서의 가시광 투과율이 더 높은, 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 재료를 포함하는 층은 고분자 재료를 포함하고,
    상기 고분자 재료는 다관능 모노머와 단관능 모노머의 공중합체이고,
    상기 다관능 모노머는 페닐벤조에이트 골격을 포함하고,
    상기 단관능 모노머는 사이클로헥실벤젠 골격을 포함하는, 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터는 가시광을 투과시키는 특성을 가지는, 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 트랜지스터는 가시광을 투과시키는 특성을 가지는, 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소는 제 3 도전층을 더 포함하고,
    상기 제 1 도전층과 상기 제 3 도전층은 동일 표면 위에 위치하고,
    상기 제 1 도전층과 상기 제 3 도전층은 서로 전기적으로 절연되어 있고,
    상기 화소 전극은 상기 제 3 도전층과 접촉하는 영역을 포함하고, 상기 제 3 도전층은 상기 제 2 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극 중 다른쪽과 접촉하는 영역을 포함하는, 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 트랜지스터의 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 중 상기 다른쪽은 가시광을 투과시키는 특성을 가지는, 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 절연층은 상기 제 1 트랜지스터 위에 위치하는, 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 절연층은 평탄화 기능을 가지는, 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터의 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극, 그리고 상기 제 2 트랜지스터의 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극 중 적어도 하나는 제 1 층과, 상기 제 1 층 위의 제 2 층을 포함하고,
    상기 제 2 층은 상기 제 1 층보다 저항값이 작은, 표시 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터의 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극, 그리고 상기 제 2 트랜지스터의 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극 중 적어도 하나는 제 1 층과, 상기 제 1 층 위의 제 2 층과, 상기 제 2 층 위의 제 3 층을 포함하고,
    상기 제 2 층은 상기 제 1 층보다 저항값이 작고,
    상기 제 3 층은 상기 제 2 층보다 가시광 반사율이 낮고,
    상기 제 2 층과 상기 제 3 층은 같은 금속 원소를 적어도 하나 포함하는, 표시 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 장치가 필드 시??셜 디스플레이인, 표시 장치.
  14. 표시 모듈로서,
    제 1 항에 기재된 표시 장치와,
    커넥터 및 집적 회로 중 적어도 하나를 포함하는, 표시 모듈.
  15. 표시 모듈로서,
    제 1 항에 기재된 표시 장치와,
    적층된 발광 소자를 포함하는 발광 장치를 포함하고,
    상기 발광 장치는 화상을 표시하는 기능을 가지고,
    상기 적층된 발광 소자가 발하는 광은 상기 표시 장치를 통하여 추출되는, 표시 모듈.
  16. 전자 기기로서,
    제 14 항에 기재된 표시 모듈과,
    안테나, 배터리, 하우징, 카메라, 스피커, 마이크로폰 및 조작 버튼 중 적어도 하나를 포함하는, 전자 기기.
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