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図面 (19)

課題

便性または信頼性に優れた新規表示パネルを提供する。また、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供する。また、利便性または信頼性に優れた新規なプログラムを提供する。また、外光下で使用する際に消費する電力が低減された新規な表示パネルを提供する。

解決手段

第1の電極、第1の電極と重なる共通電極および第1の電極と共通電極の間に発光性有機化合物を含む層を備える第1の表示素子と、共通電極、共通電極と重なる第2の電極および共通電極と第2の電極の間に液晶を含む層を備える第2の表示素子と、共通電極と液晶を含む層の間に絶縁層と、複数の第1の表示素子が配置される第1の表示領域と、複数の第2の表示素子が配置され且つ少なくとも一部が第1の表示領域と重なる第2の表示領域と、を含む構成に想到した。

概要

背景

静止画を表示部に表示する際に、リフレッシュレートを小さくすることにより、消費電力を低減する技術が知られている(特許文献1)。

発光素子と、発光素子に重なる液晶素子と、を有する表示装置が知られている(特許文献2)。

概要

便性または信頼性に優れた新規表示パネルを提供する。また、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供する。また、利便性または信頼性に優れた新規なプログラムを提供する。また、外光下で使用する際に消費する電力が低減された新規な表示パネルを提供する。第1の電極、第1の電極と重なる共通電極および第1の電極と共通電極の間に発光性有機化合物を含む層を備える第1の表示素子と、共通電極、共通電極と重なる第2の電極および共通電極と第2の電極の間に液晶を含む層を備える第2の表示素子と、共通電極と液晶を含む層の間に絶縁層と、複数の第1の表示素子が配置される第1の表示領域と、複数の第2の表示素子が配置され且つ少なくとも一部が第1の表示領域と重なる第2の表示領域と、を含む構成に想到した。

目的

本発明の一態様は、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
4件

この技術が所属する分野

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請求項1

第1の基材と、第2の基材と、光を射出することができる機能を備える第1の表示素子と、前記光の透過率を制御することができる機能を備える第2の表示素子と、絶縁層と、前記第1の表示素子が配置される第1の表示領域と、前記第2の表示素子が配置される第2の表示領域と、を有し、前記第2の基材は、前記第1の基材と重なる領域を備え、前記第1の表示素子は、第1の電極共通電極およびEL層を備え、前記EL層は、発光性有機化合物を含み、前記共通電極は、前記第1の電極と重なる領域を備え、前記EL層は、前記第1の電極と前記共通電極の間に設けられ、前記第2の表示素子は、第2の電極およびLC層を備え、前記LC層は、液晶を含み、前記第2の電極は、前記共通電極と重なる領域を備え、前記LC層は、前記共通電極と前記第2の電極の間に設けられ、前記絶縁層は、前記共通電極と前記LC層の間に設けられ、前記第2の表示領域は、前記第1の表示領域と少なくとも一部が重なる領域を備える、表示パネル

請求項2

前記第1の基材は可撓性を備え、前記第2の基材は可撓性を備える、請求項1に記載の表示パネル。

請求項3

前記LC層は、高分子を含み、前記液晶は、前記高分子に分散されている、請求項1または請求項2に記載の表示パネル。

請求項4

前記第1の表示領域は、前記第2の表示領域が配置される側に射出する光を制御して、表示する機能を備え、前記第2の表示領域は、前記第1の表示領域が配置される側とは逆側から入射する光の透過率を制御して、表示する機能を備える、請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の表示パネル。

請求項5

着色層を有し、前記着色層と、前記LC層の間に前記第2の電極を備える、請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の表示パネル。

請求項6

入出力装置と、演算装置と、を有し、前記入出力装置は、表示装置および検知部を備え、前記表示装置は、請求項1乃至請求項5のいずれか一に記載の表示パネルを備え、前記検知部は、前記表示装置が使用される環境の照度を検知して、前記照度の情報を含む前記検知情報を供給することができる機能を備え、前記演算装置は、演算部、記憶部、前記検知情報を供給される機能および画像情報を供給する機能を備え、前記記憶部は、前記演算部に実行させるプログラムを記憶する機能を備え、前記プログラムは、前記検知情報が所定の照度未満の情報を含む場合に、前記第1の表示領域に前記画像情報を表示することができ且つ前記第2の表示領域の透過率を高い状態にするステップと、前記検知情報が所定の照度以上の情報を含む場合に、前記第2の表示領域に前記画像情報を表示するステップと、を含む、情報処理装置

請求項7

第1のステップにおいて、初期化し、第2のステップにおいて、割り込み処理許可し、第3のステップにおいて、画像情報を生成し、第4のステップにおいて、検知情報を取得し、第5のステップにおいて、前記検知情報が所定の照度未満である情報を含む場合は第6のステップに進み、所定の照度以上である情報を含む場合は第10のステップに進み、第6のステップにおいて、第2の表示領域の透過率を高い状態にし、第7のステップにおいて、第1の表示領域に前記画像情報を表示し、第8のステップにおいて、終了命令が供給された場合は第9のステップに進み、供給されない場合は第3のステップに戻り、第9のステップにおいて、処理を終了し、第10のステップにおいて、第2の表示領域に画像情報を表示し、第8のステップに戻る、請求項6記載の情報処理装置の演算部に実行させるプログラム。

請求項8

請求項1乃至請求項5のいずれか一に記載の表示パネルと、アンテナバッテリー、釦または筐体と、を有する情報処理装置。

技術分野

0001

本発明の一態様は、表示パネル情報処理装置またはプログラムに関する。

0002

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物コンポジションオブマター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置表示装置発光装置蓄電装置記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。

背景技術

0003

静止画を表示部に表示する際に、リフレッシュレートを小さくすることにより、消費電力を低減する技術が知られている(特許文献1)。

0004

発光素子と、発光素子に重なる液晶素子と、を有する表示装置が知られている(特許文献2)。

先行技術

0005

特開2011−186449号公報
特開2007−304578号公報

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の一態様は、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することを課題の一とする。または、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することを課題の一とする。または、利便性または信頼性に優れた新規なプログラムを提供することを課題の一とする。または、新規な表示パネル、新規な情報処理装置、新規なプログラムまたは新規な半導体装置を提供することを課題の一とする。

0007

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

課題を解決するための手段

0008

本発明の一態様は、第1の基材と、第1の基材と重なる領域を備える第2の基材と、第1の電極、第1の電極に重なる領域を備える共通電極および第1の電極と共通電極の間に発光性有機化合物を含む層(EL層ともいう)を備える第1の表示素子と、共通電極と重なる領域を備える第2の電極および共通電極と第2の電極の間に液晶を含む層(LC層ともいう)を備える第2の表示素子と、共通電極と液晶を含む層の間に絶縁層と、第1の表示素子が複数配置される第1の表示領域と、第2の表示素子が複数配置され且つ第1の表示領域と少なくとも一部が重なる第2の表示領域と、を有する表示パネルである。

0009

そして、第1の表示素子は、光を射出することができる機能を備え、第2の表示素子は、光の透過率を制御することができる機能を備える。

0010

また、本発明の一態様は、第1の基材が可撓性を備え、第2の基材が可撓性を備える、上記の表示パネルである。

0011

また、本発明の一態様は、液晶を含む層が、高分子と高分子に分散された液晶を含む上記の表示パネルである。

0012

また、本発明の一態様は、第1の表示領域は、第2の表示領域が配置される側に表示する機能を備え、第2の表示領域は、第1の表示領域が配置される側とは逆側から入射する光の透過率を制御して、表示する機能を備える、上記の表示パネルである。

0013

また、本発明の一態様は、着色層を有する表示パネルである。そして、第2の電極を着色層と液晶を含む層の間に備える、上記の表示パネルである。

0014

本発明の一態様の表示パネルは、第1の電極、第1の電極と重なる共通電極および第1の電極と共通電極の間に発光性の有機化合物を含む層を具備し且つ光を射出することができる機能を備える第1の表示素子と、共通電極、共通電極と重なる第2の電極および共通電極と第2の電極の間に液晶を含む層を具備し且つ光の透過率を制御することができる機能を備える第2の表示素子と、共通電極と液晶を含む層の間に絶縁層と、複数の第1の表示素子が配置される第1の表示領域と、複数の第2の表示素子が配置され且つ少なくとも一部が第1の表示領域と重なる第2の表示領域と、を含んで構成される。

0015

これにより、第1の表示領域を用いることなく外光および第2の表示素子を用いて表示することができ且つ光を透過する状態にした第2の表示領域および第1の表示素子を用いて表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。また、外光下で使用する際に消費する電力が低減された新規な表示パネルを提供することができる。

0016

また、本発明の一態様は、検知情報を供給する機能および画像情報を供給される機能を備える入出力装置と、検知情報を供給される機能および画像情報を供給する機能を備える演算装置と、を有する情報処理装置である。

0017

そして、入出力装置は、表示装置および表示装置が使用される環境の照度を検知して、照度の情報を含む検知情報を供給することができる機能を有する検知部を備え、表示装置は、上記の表示パネルを備える。

0018

また、演算装置は、演算部および演算部に実行させるプログラムを記憶する記憶部を備え、プログラムは、検知情報が所定の照度未満の情報を含む場合に、第1の表示領域に画像情報を表示することができ且つ第2の表示領域の透過率を高い状態にするステップと、検知情報が所定の照度以上の情報を含む場合に、第2の表示領域に画像情報を表示するステップと、を含む。

0019

上記本発明の一態様の情報処理装置は、上記の表示パネルを具備し且つ画像情報が供給される表示装置と、表示装置が使用される環境の照度を検知して検知情報を供給する検知部と、検知情報が所定の照度未満の情報を含む場合に第1の表示領域に画像情報を表示することができ且つ第2の表示領域に透過率を高い状態にし、検知情報が所定の照度以上の情報を含む場合に第2の表示領域に画像情報を表示する演算装置と、を含んで構成される。これにより、表示装置が使用される環境の照度に基づいて、画像情報を第1の表示領域または第2の表示領域に表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。

0020

また、本発明の一態様は、初期化する第1のステップと、割り込み処理許可する第2のステップと、画像情報を生成する第3のステップと、検知情報を取得する第4のステップと、検知情報が所定の照度未満である情報を含む場合は第6のステップに進み、所定の照度以上である情報を含む場合は第10のステップに進む、第5のステップと、第2の表示領域の透過率を高い状態にする第6のステップと、第1の表示領域に画像情報を表示する第7のステップと、終了命令が供給された場合は第9のステップに進み、供給されない場合は第3のステップに戻る第8のステップ、処理を終了する第9のステップと、第2の表示領域に画像情報を表示し、第8のステップに進む第10のステップと、を有する上記の情報処理装置の演算部に実行させるプログラムである。

0021

上記本発明の一態様の情報処理装置は、上記のプログラムは、検知情報が所定の照度未満である情報を含む場合は、第2の表示領域の透過率を高い状態にして且つ第1の表示領域に画像情報を表示するステップを含み、検知情報が所定の照度以上である情報を含む場合は、第2の表示領域に画像情報を表示するステップを含んで構成される。これにより、表示装置が使用される環境の照度に基づいて、画像情報を第1の表示領域または第2の表示領域に表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規なプログラムを提供することができる。

0022

上記のいずれか一に記載の表示パネルと、アンテナバッテリー、釦または筐体と、を有する情報処理装置である。

0023

なお、本明細書において、表示パネルにコネクター、例えばFPC(Flexible printed circuit)もしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子が形成された基板COG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも、表示パネルに含まれるものとする。

0024

本明細書に添付した図面では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとしてブロック図を示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機能に係わることもあり得る。

0025

本明細書においてトランジスタが有するソースドレインは、トランジスタの極性及び各端子に与えられる電位高低によって、その呼び方が入れ替わる。一般的に、nチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる端子がソースと呼ばれ、高い電位が与えられる端子がドレインと呼ばれる。また、pチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる端子がドレインと呼ばれ、高い電位が与えられる端子がソースと呼ばれる。本明細書では、便宜上、ソースとドレインとが固定されているものと仮定して、トランジスタの接続関係を説明する場合があるが、実際には上記電位の関係に従ってソースとドレインの呼び方が入れ替わる。

0026

本明細書においてトランジスタのソースとは、活性層として機能する半導体膜の一部であるソース領域、或いは上記半導体膜に接続されたソース電極を意味する。同様に、トランジスタのドレインとは、上記半導体膜の一部であるドレイン領域、或いは上記半導体膜に接続されたドレイン電極を意味する。また、ゲートゲート電極を意味する。

0027

本明細書においてトランジスタが直列に接続されている状態とは、例えば、第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方のみが、第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方のみに接続されている状態を意味する。また、トランジスタが並列に接続されている状態とは、第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方が第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方に接続され、第1のトランジスタのソースまたはドレインの他方が第2のトランジスタのソースまたはドレインの他方に接続されている状態を意味する。

0028

本明細書において接続とは、電気的な接続を意味しており、電流電圧または電位が、供給可能、或いは伝送可能な状態に相当する。従って、接続している状態とは、直接接続している状態を必ずしも指すわけではなく、電流、電圧または電位が、供給可能、或いは伝送可能であるように、配線抵抗ダイオード、トランジスタなどの回路素子を介して間接的に接続している状態も、その範疇に含む。

0029

本明細書において回路図上は独立している構成要素どうしが接続されている場合であっても、実際には、例えば配線の一部が電極として機能する場合など、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。本明細書において接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。

0030

また、本明細書中において、トランジスタの第1の電極または第2の電極の一方がソース電極を、他方がドレイン電極を指す。

発明の効果

0031

本発明の一態様によれば、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供できる。または、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供できる。または、利便性または信頼性に優れた新規なプログラムを提供できる。または、新規な表示パネル、新規な情報処理装置または、新規なプログラムまたは、新規な半導体装置を提供できる。

0032

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

図面の簡単な説明

0033

実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する図。
実施の形態に係る表示パネルの構成および駆動方法を説明する図。
実施の形態に係る情報処理装置を説明するブロック図。
実施の形態に係るプログラムを説明するフロー図。
実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する図。
実施の形態に係る情報処理装置の構成を説明する投影図。
実施の形態に係る情報処理装置の構成を説明する投影図。
CAAC−OSの断面におけるCs補正高分解能TEM像、およびCAAC−OSの断面模式図
CAAC−OSの平面におけるCs補正高分解能TEM像。
CAAC−OSおよび単結晶酸化物半導体のXRDによる構造解析を説明する図。
CAAC−OSの電子回折パターンを示す図。
In−Ga−Zn酸化物電子照射による結晶部の変化を示す図。
CAAC−OSおよびnc−OSの成膜モデルを説明する模式図。
InGaZnO4の結晶、およびペレットを説明する図。
CAAC−OSの成膜モデルを説明する模式図。
実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する図。
実施の形態に係る情報処理装置の構成を説明する投影図。
実施の形態に係る情報処理装置の構成を説明する投影図。

実施例

0034

本発明の一態様の表示パネルは、第1の基材と、第1の基材と重なる領域を備える第2の基材と、第1の電極、第1の電極と重なる共通電極および第1の電極と共通電極の間に発光性の有機化合物を含む層を具備し且つ光を射出することができる機能を備える第1の表示素子と、共通電極、共通電極と重なる第2の電極および共通電極と第2の電極の間に液晶を含む層を具備し且つ光の透過率を制御することができる機能を備える第2の表示素子と、共通電極と液晶を含む層の間に絶縁層と、複数の第1の表示素子が配置される第1の表示領域と、複数の第2の表示素子が配置され且つ少なくとも一部が第1の表示領域と重なる第2の表示領域と、を含んで構成される。

0035

これにより、第1の表示領域を用いることなく外光および第2の表示素子を用いて表示することができ且つ光を透過する状態にした第2の表示領域および第1の表示素子を用いて表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。また、外光下で使用する際に消費する電力が低減された新規な表示パネルを提供することができる。

0036

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。

0037

なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。

0038

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネルの構成について、図1を参照しながら説明する。

0039

図1は本発明の一態様の表示パネル100の構成を説明する図である。図1(A)は本発明の一態様の表示パネル100の上面図であり、図1(B)は図1(A)の切断線X1−X2における表示パネル100の断面図である。図1(C−1)は、表示パネル100に用いることができる画素回路102Cの構成を説明する回路図であり、図1(C−2)は、表示パネル100に用いることができる画素回路202Cの構成を説明する回路図である。

0040

図2(A)は図1に示す表示パネル100の一部の構成および駆動方法を説明する断面図であり、図2(B)および図2(C)は図1に示す表示パネル100の変形例の一部の構成および駆動方法を説明する断面図である。

0041

<表示パネルの構成例1.>
本実施の形態で説明する表示パネル100は、第1の基材110と、第1の基材110と重なる領域を備える第2の基材170と、第1の表示素子150と、第2の表示素子250と、絶縁層228と、第1の表示領域101と、第2の表示領域201と、を有する(図1(A)および図1(B)参照)。

0042

第1の表示素子150は、第1の電極151、第1の電極151に重なる領域を備える共通電極152および第1の電極151と共通電極152の間に発光性の有機化合物を含む層153(EL層ともいう)を備える(図1(B)参照)。

0043

第2の表示素子250は、共通電極152と重なる領域を備える第2の電極251および共通電極152と第2の電極251の間に液晶を含む層253(LC層ともいう)を備える。

0044

絶縁層228は、共通電極152と液晶を含む層253の間に設けられる。

0045

第1の表示領域101は、第1の表示素子150が複数配置される。

0046

第2の表示領域201は、第2の表示素子250が複数配置され且つ第1の表示領域101と少なくとも一部が重なる。

0047

そして、第1の表示素子150は、光を射出することができる機能を備える。また、第2の表示素子250は、光の透過率を制御することができる機能を備える。

0048

また、第1の基材110が可撓性を備え、第2の基材170が可撓性を備える。

0049

また、液晶を含む層253は、高分子と高分子に分散された液晶を含む。

0050

また、第1の表示領域101は、第2の表示領域201が配置される側に向けて表示する機能を備える。第2の表示領域201は、第1の表示領域101が配置される側とは逆側から入射する光の透過率を制御して、表示する機能を備える。

0051

また、着色層CFを有し、着色層CFと液晶を含む層253の間に第2の電極251を備える。

0052

本実施の形態で例示する表示パネルは、第1の基材110と、第1の基材110と重なる領域を備える第2の基材170と、第1の電極151、第1の電極151と重なる共通電極152および第1の電極151と共通電極152の間に発光性の有機化合物を含む層153を具備し且つ光を射出することができる機能を備える第1の表示素子150と、共通電極152、共通電極152と重なる第2の電極251および共通電極152と第2の電極251の間に液晶を含む層253を具備し且つ光の透過率を制御することができる機能を備える第2の表示素子250と、共通電極152と液晶を含む層253の間に絶縁層228と、複数の第1の表示素子150が配置される第1の表示領域101と、複数の第2の表示素子250が配置され且つ少なくとも一部が第1の表示領域101と重なる第2の表示領域201と、を含んで構成される。

0053

これにより、第1の表示領域を用いることなく外光および第2の表示素子を用いて表示することができ且つ光を透過する状態にした第2の表示領域および第1の表示素子を用いて表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。また、外光下で使用する際に消費する電力が低減された新規な表示パネルを提供することができる。

0054

また、表示パネル100は、第1の表示素子150を駆動する画素回路102Cを備え、画素回路102Cと電気的に接続される配線111を備える。また、表示パネル100は、第2の表示素子250を駆動する画素回路202Cを備え、画素回路202Cと電気的に接続される配線211を備える。なお、図1(B)には、画素回路102Cおよび画素回路202Cが模式的に図示されている。

0055

また、表示パネル100は、端子部119および端子部219を備える。端子部119は配線111と電気的に接続する端子を含み、端子部219は配線211と電気的に接続する端子を含む。端子部119はフレキシブルプリント基板FPC109と電気的に接続され、端子部219はフレキシブルプリント基板FPC209と電気的に接続される。

0056

また、表示パネル100は、画素102を備える。

0057

画素102は一対の第1の表示素子150と画素回路102Cおよび一対の第2の表示素子250と画素回路202Cを少なくとも備える。なお、画素102が、一対の第1の表示素子150と画素回路102Cおよび複数の対になる第2の表示素子250と画素回路202Cを備えてもよいし、画素102が、複数の対になる第1の表示素子150と画素回路102Cおよび一対の第2の表示素子250と画素回路202Cを備えてもよい。

0058

また、表示パネル100は、開口部を備える遮光層BMを有し、開口部は第2の電極251と少なくとも一部が重なる。

0059

また、表示パネル100は、開口部を備える隔壁128を有し、開口部は第1の電極151と少なくとも一部が重なる。隔壁128は絶縁性を備え、第1の電極151の端部を覆う。

0060

また、表示パネル100は、スペーサKBを備える。スペーサKBは、共通電極152と第2の電極251の間に所定の間隔を形成する大きさを備える。これにより、共通電極152と第2の電極251の間に所定の厚さを備える液晶を含む層253を配設することができる。

0061

具体的には、スペーサKBは共通電極152と第2の電極251の間に3μm以上10μm以下好ましくは3.5μm以上6μm以下の間隔を形成する大きさを備える。間隔が3μm未満であると、第2の表示領域201を用いて明暗コントラストに優れた鮮明な表示をすることが困難になる。また、間隔が10μmより大きいと、第1の表示領域101を用いて視野角の広い表示をすることが困難になる。また、第2の表示素子250が消費する電力が大きくなる。

0062

また、表示パネル100は、絶縁層228を共通電極152と第2の電極251の間に有する。絶縁層228はスペーサKBに重なる位置に形成された共通電極が第2の電極251と短絡してしまう不具合の発生を防止する機能を備える。

0063

また、表示パネル100は第1の基材110と第2の基材170を備える。第1の表示領域101と第2の表示領域201は、第1の基材110と第2の基材170の間にある。第1の基材110は、絶縁層110aおよび支持体110bを備え、第2の基材170は、絶縁層170aおよび支持体170bを備える。

0064

以下に、表示パネル100を構成する個々の要素について説明する。なお、これらの構成は明確に分離できず、一つの構成が他の構成を兼ねる場合や他の構成の一部を含む場合がある。

0065

例えば、発光性の有機化合物を含む層153と液晶を含む層253の間にある共通電極152は、第1の表示素子150を構成する要素であるとともに、第2の表示素子250を構成する要素でもある。

0066

《全体の構成》
表示パネル100は、第1の表示素子150、第2の表示素子250、第1の表示領域101または第2の表示領域201を有する。

0067

また、表示パネル100は、着色層CFまたは遮光層BMを備える。

0068

また、表示パネル100は、画素回路102C、画素回路202C、配線111、配線211または端子部119を備える。

0069

《第1の基材110》
第1の基材110は、製造工程に耐えられる程度の耐熱性および製造装置に適用可能な厚さならびに大きさを備える。

0070

例えば、有機材料無機材料を第1の基材110に用いることができる。

0071

例えば、樹脂樹脂フィルムまたはプラスチック等の有機材料を第1の基材110に用いることができる。具体的には、ポリエステルポリオレフィンポリアミドポリイミドポリカーボネートまたはアクリル樹脂等を含む薄膜または板を用いることができる。具体的には、これらの材料を支持体110bに用いることができる。

0072

例えば、ガラスセラミックス、金属等の無機材料を第1の基材110に用いることができる。具体的には、無アルカリガラスソーダ石灰ガラスカリガラスまたはクリスタルガラス等を含む板を用いることができる。具体的には、SUS、アルミニウムまたはマグネシウム等を含む金属箔または金属板を用いることができる。具体的には、これらの材料を支持体110bに用いることができる。

0073

例えば、無機酸化物無機窒化物または無機酸窒化物等を第1の基材110に用いることができる。具体的には、酸化珪素窒化珪素酸窒化珪素アルミナ等を含む薄膜を用いることができる。具体的には、これらの材料を絶縁層110aに用いることができる。

0074

例えば、一の材料または複数の材料の複合材料を第1の基材110に用いることができる。具体的には、複数の材料が積層された複合材料または繊維状または粒子状の材料が他の材料に分散された複合材料を用いることができる。

0075

例えば、基材と基材に含まれる不純物拡散を防ぐ絶縁層が積層された材料を、第1の基材110に用いることができる。具体的には、ガラスとガラスに含まれる不純物の拡散を防ぐ酸化珪素、窒化珪素または酸化窒化珪素等から選ばれた一または複数の材料が積層された材料を用いることができる。または、樹脂と樹脂を透過する不純物の拡散を防ぐ酸化珪素、窒化珪素または酸化窒化珪素等から選ばれた一または複数の材料が積層された材料を用いることができる。

0076

例えば、金属板、薄板状のガラスまたは無機材料等の膜と樹脂フィルム等を貼り合わせた複合材料を第1の基材110に用いることができる。

0077

例えば、10μm以下の厚さの無機材料の膜と十数μmから数百μmの厚さの樹脂フィルムを貼り合せた複合材料を用いると、5mm以下、好ましくは4mm以下、より好ましくは3mm以下、特に好ましくは1mm以下の曲率半径で折り曲げられる材料を用いることができる。

0078

《第2の基材170》
第1の基材110に用いることができる材料を第2の基材170に用いることができる。なお、第2の基材170に第1の基材と同一の材料を用いると、カール等を抑制することができる。

0079

例えば、10μm以下の厚さの無機材料の膜と十数μmから数百μmの厚さの樹脂フィルムを貼り合せた複合材料を用いると、5mm以下、好ましくは4mm以下、より好ましくは3mm以下、特に好ましくは1mm以下の曲率半径で折り曲げられる材料を用いることができる。

0080

《第1の表示素子150》
第1の表示素子150は、第1の電極151、共通電極152および発光性の有機化合物を含む層153を備え、共通電極152から光を射出する(図1(B)参照)。

0081

例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子などを第1の表示素子150に用いることができる。

0082

例えば、厚さが100nm以上2μm以下の第1の表示素子150を用いることができる。これにより、可撓性を有する第1の基材110および第2の基材170の変形に追従させて、第1の表示素子150を折り曲げることができる。その結果、可撓性を有する表示パネルを提供することができる。

0083

《第1の電極151》
導電性を有する材料を第1の電極151に用いることができる。特に、発光性の有機化合物を含む層153から射出する光を効率よく反射する材料が好ましい。

0084

例えば、無機導電性材料有機導電性材料、金属または導電性セラミックスなどを用いることができる。なお、材料を単一の層でまたは積層された複数の層で用いることができる。

0085

具体的には、アルミニウム、金、白金、銀、クロムタンタルチタンモリブデンタングステンニッケル、鉄、コバルトパラジウムまたはマンガンから選ばれた金属元素、上述した金属元素を含む合金または上述した金属元素を組み合わせた合金などを用いることができる。

0086

特に、銀、アルミニウムまたはこれらを含む合金は、可視光について高い反射率を備えるため好ましい。

0087

または、酸化インジウムインジウム錫酸化物インジウム亜鉛酸化物酸化亜鉛ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。

0088

または、グラフェンまたはグラファイトを用いることができる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等を挙げることができる。

0089

または、導電性高分子を用いることができる。

0090

《共通電極152》
導電性および透光性を有する材料を共通電極152に用いることができる。

0091

例えば、第1の電極151に用いることができる材料を、透光性を有する程度に薄くして共通電極152に用いることができる。具体的には、5nm以上30nm以下の厚さの金属薄膜を用いることができる。

0092

なお、材料を単一の層でまたは積層された複数の層で用いることができる。具体的には、インジウムとスズを含む金属酸化物層と厚さ5nm以上30nm以下の銀を積層して用いることができる。

0093

《発光性の有機化合物を含む層153》
発光性の有機化合物を含む層153は、蛍光または燐光を発する有機化合物を含む。また、発光性の有機化合物を含む層153は、EL層ともいう。

0094

単一の層または複数の層が積層された構造を、発光性の有機化合物を含む層153に用いることができる。

0095

例えば、電子に比べて正孔移動度が優れる材料を含む層、正孔に比べて電子の移動度が優れる材料を含む層などを用いることができる。

0096

構成が異なる複数の発光性の有機化合物を含む層153を、一の発光パネルに用いることができる。例えば、赤色の光を発する発光性の有機化合物を含む層153と、緑色の光を発する発光性の有機化合物を含む層153と、青色の光を発する発光性の有機化合物を含む層153と、を表示パネル100に用いることができる。

0097

《第2の表示素子250》
第2の表示素子250は、第2の電極251、共通電極152および液晶を含む層253を備え、共通電極152から入射する光または第2の電極251から入射する光を透過する程度を制御することができる機能を備える。例えば、光を透過する程度または散乱する程度を制御することができる機能を備える(図1(B)参照)。例えば、高分子分散型液晶素子を表示素子250に用いることができる。

0098

例えば、第2の表示素子250は、第1の表示素子150が射出する光を透過する程度を制御することができる機能を備える。具体的には、共通電極152から入射された光を透過して、第2の電極251から射出する。

0099

または、第2の表示素子250は、第2の電極251から入射された光を、透過または散乱することができる機能を備える。具体的には、第2の電極から入射された光を透過して、共通電極152または第1の表示素子150の第1の電極151まで到達させる。入射された光は共通電極152または第1の電極151に反射され、再び第2の表示素子250を透過して、第2の電極251から射出される。

0100

例えば、3μm以上30μm以下の厚さを備える第2の表示素子250を用いることができる。これにより、可撓性を有する第1の基材110および第2の基材170の変形に第2の表示素子250を追従させて折り曲げることができる。その結果、可撓性を有する表示パネル100を提供することができる。

0101

《液晶を含む層253》
液晶を含む層253は、網目状の構造を備える高分子と網目状の構造を有する高分子から相分離した液晶を含む。例えば、網目状の構造の大きさが550nm以上750nm以下であると、入射する可視光を効率よく散乱できるため好ましい。

0102

例えば、屈折率の異方性Δnが0.15以上、好ましくは0.2以上の液晶材料を用いることができる。また、配向した状態の液晶材料とおよそ等しい屈折率を備える高分子を用いることができる。

0103

液晶材料の屈折率の異方性が大きいと、光を散乱する効果が高められ、液晶を含む層253を薄くすることができる。これにより、駆動電圧を低減することができる。

0104

また、材料の比誘電率Δεが大きいと、駆動電圧を低減することができる。

0105

例えば、液晶材料を含むモノマー重合して、液晶を含む層253を形成することができる。具体的には、液晶材料と、重量百分率でおよそ20%以上30%未満のモノマーと、を含む組成物に紫外線照射する。紫外線が照射されたモノマーは、液晶材料と相分離しながら重合し、液晶を含む層253を形成することができる。例えば、アクリル系の材料をモノマーに用いることができる。

0106

《第2の電極251》
第2の電極251は、導電性および透光性を備える。導電性および透光性を備える材料を第2の電極251に用いることができる。例えば、共通電極152と同様の材料を用いることができる。

0107

《第1の表示領域101》
第1の表示領域101は、複数の第1の表示素子150を備える。例えば、マトリクス状に配置された複数の第1の表示素子150を備える。

0108

《第2の表示領域201》
第2の表示領域201は、少なくとも一部が第1の表示領域101と重なる。また、第2の表示領域201は、複数の第2の表示素子250を備える。

0109

例えば、第2の表示領域201は、マトリクス状に配置された複数の第2の表示素子250を備え、第1の表示素子150毎に重なるように第2の表示素子250を配置することができる(図1(B)参照)。

0110

《着色層》
着色層CFは、所定の色の光を透過する機能を有する。

0111

例えば、赤色の光を透過する層、緑色の光を透過する層もしくは青色の光を透過する層を着色層CFに用いることができる。または、黄色の光を透過する層、シアンの光を透過する層もしくはマゼンタの光を透過する層を着色層CFに用いることができる。

0112

例えば、顔料または染料を含む層を着色層CFに用いることができる。具体的には、顔料または染料を含む高分子を、着色層CFに用いることができる。

0113

また、透過する光の色が異なる複数の着色層CFを用いることができる。

0114

例えば、透過する光の色が異なる着色層CFを、状に配置して用いることができる。または、市松模様になるように配置して用いることができる。

0115

具体的には、赤色の光を透過する着色層CFと緑色の光を透過する着色層CFと青色の光を透過する着色層CFを縞状に配置して用いることができる。または、上記の3種類の着色層CFと黄色の光を透過する着色層CFを2行2列の行列状に配置して用いることができる。

0116

《遮光層BM》
遮光層BMは、可視光の透過を抑制する機能を有する。例えば、帯状または格子状の形状を備える。

0117

例えば、遮光性を有する材料を遮光層BMに用いることができる。顔料を分散した樹脂、染料を含む樹脂の他、黒色クロム膜等の無機膜を遮光層BMに用いることができる。具体的には、カーボンブラック、無機酸化物、複数の無機酸化物の固溶体を含む複合酸化物等を用いることができる。

0118

《隔壁128》
隔壁128は、開口部および絶縁性を有する。例えば、縞状または行列状に配置された開口部を備える。また、さまざまな形状の開口部を用いることができる。

0119

例えば、絶縁性の有機材料または絶縁性の無機材料を隔壁128に用いることができる。

0120

例えば、一の材料または複数の材料の複合材料を隔壁128に用いることができる。具体的には、複数の材料が積層された複合材料または繊維状または粒子状の材料が他の材料に分散された複合材料を用いることができる。

0121

例えば、樹脂等の有機材料を隔壁128に用いることができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂または感光性高分子から形成された材料等を含む薄膜を用いることができる。

0122

例えば、無機酸化物、無機窒化物または無機酸窒化物等を隔壁128に用いることができる。具体的には、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、アルミナ等を含む薄膜を用いることができる。

0123

具体的には、厚さ0.8μmのポリイミドを隔壁128に用いることができる。

0124

《スペーサKB》
スペーサKBは、共通電極152と第2の電極251の間隔を所定の長さにする大きさを有する。なお、スペーサKB、遮光層BMおよび隔壁128が重なる領域がある。

0125

例えば、有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材料をスペーサKBに用いることができる。

0126

具体的には、樹脂、プラスチック等の有機材料をスペーサKBに用いることができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂、感光性高分子から形成された材料等を、スペーサKBに用いることができる。

0127

具体的には、無機酸化物、無機窒化物または無機酸窒化物等を、スペーサKBに用いることができる。例えば、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、アルミナ等を、スペーサKBに用いることができる。

0128

《絶縁層228》
絶縁層228は、共通電極152と第2の電極251の間に設けられ、絶縁性を備える。具体的には、共通電極152と液晶を含む層253の間に設けられる。

0129

例えば、有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材料を絶縁層228に用いることができる。

0130

具体的には、樹脂、プラスチック等の有機材料を絶縁層228に用いることができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂、感光性高分子から形成された材料等を、絶縁層228に用いることができる。

0131

例えば、第1の表示領域101が形成された加工部材と、第2の電極および液晶を含む層253が形成された加工部材と、を貼り合わせる接着剤を絶縁層228に用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を用いることができる。

0132

《画素回路102C》
画素回路102Cは、第1の表示素子150に電力を供給し、第1の表示素子150を駆動する機能を備える。

0133

例えば、画素回路102Cは、駆動用トランジスタM10、スイッチング素子M11および容量C11を備え、選択信号を供給することができる配線G11、画像信号を供給することができる配線S11、高電源電位を供給することができる配線VPおよび低電源電位を供給することができる配線COMと、電気的に接続される(図1(C−1)参照)。なお、配線G11は走査線ということができ、配線S11は信号線ということができる。

0134

なお、配線COMは共通電極152と電気的に接続され、例えば配線G11は配線111と電気的に接続される。

0135

《画素回路202C》
画素回路202Cは、第2の表示素子250に電力を供給し、第2の表示素子250を駆動する機能を備える。

0136

例えば、スイッチング素子M21および容量Cを備え、選択信号を供給することができる配線G21、画像信号を供給することができる配線S21および低電源電位を供給することができる配線COMと、電気的に接続される(図1(C−2)参照)。

0137

なお、配線COMは共通電極152と電気的に接続され、例えば配線G21は配線211と電気的に接続される。

0138

《配線111、配線211、端子部119および端子部219》
配線111、配線211、端子部119および端子部219は導電性を有する材料を含む。

0139

例えば、無機導電性材料、有機導電性材料、金属または導電性セラミックスなどを用いることができる。

0140

具体的には、アルミニウム、金、白金、銀、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、パラジウムまたはマンガンから選ばれた金属元素、上述した金属元素を含む合金または上述した金属元素を組み合わせた合金などを用いることができる。

0141

または、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。

0142

または、グラフェンまたはグラファイトを用いることができる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等を挙げることができる。

0143

または、導電性高分子を用いることができる。

0144

<表示パネルの駆動方法例1.>
本発明の一態様の表示パネルの構成例1において説明された表示パネルの駆動方法について、図2(A)を参照しながら説明する。

0145

図2(A)は、図1(B)から抜き出された表示パネル100の一部の構成を図示する断面図である。

0146

具体的には、図1(B)の符号Aが付された部分および着色層CFが、図2(A)に図示されている。

0147

3つの画素のうち、画素102Rは、赤色の表示をすることができる機能を有し、赤色の光を含む光を射出する第1の表示素子150および赤色の光を透過する着色層CFを備える。また、画素102Gは、緑色の表示をすることができる機能を有し、緑色の光を含む光を射出する第1の表示素子150および緑色の光を透過する着色層CFを備える。また、画素102Bは、青色の表示をすることができる機能を有し、青色の光を含む光を射出する第1の表示素子150および青色の光を透過する着色層CFを備える。

0148

具体的には、画素102Rの第1の表示素子150は、赤色の光を生成する発光性の有機化合物を含む層153を備える。また、画素102Gの第1の表示素子150は、緑色の光を生成する発光性の有機化合物を含む層153を備える。また、画素102Bの第1の表示素子150は、青色の光を生成する発光性の有機化合物を含む層153を備える。

0149

また、図2(A)に図示する画素102Rは暗い階調を表示し、画素102Gは外光を用いて明るい階調を表示し、画素102Bは表示素子150が射出する光を用いて明るい階調を表示している。

0150

《暗い階調を表示する方法》
例えば、画素102Rの第2の表示素子250を、光を散乱する状態にする。具体的には、液晶を含む層253に与える電界を、図示されていない第2の電極と共通電極152に加える電圧を用いて制御して、光を散乱する状態にする。

0151

これにより、表示パネル100の使用者がいる側から表示パネル100に入射する外光が、画素102Rの着色層CFを透過する際に弱められ、さらに液晶を含む層253においてさまざまな方向に散乱される。その結果、使用者に向かう光が減少し、暗い階調が表示される。

0152

《外光を用いて明るい階調を表示する方法》
例えば、画素102Gの第2の表示素子250を、光を透過する状態にする。具体的には、液晶を含む層253に与える電界を、図示されていない第2の電極と共通電極152に加える電圧を用いて制御して、光を透過する状態にする。

0153

これにより、外光が、画素102Gの着色層CFを透過して、第1の電極151で反射され、再び着色層CFを透過して、表示パネル100の外部に射出される。その結果、使用者は、着色層CFを2回透過した光を視認することができる。例えば、着色層CFが緑色の光を透過する場合は、緑色の光を視認することができる。

0154

《表示素子150を用いて明るい階調を表示する方法》
例えば、画素102Bの第2の表示素子250を、光を透過する状態にする。具体的には、液晶を含む層253に与える電界を、図示されていない第2の電極および共通電極152に加える電圧を用いて制御して、光を透過する状態にする。また、第1の表示素子150を、光を射出する状態にする。具体的には、第1の電極151および共通電極152を用いて発光性の有機化合物を含む層153に電流を流す。

0155

これにより、第1の表示素子150が射出する光が、第2の表示素子および着色層CFを透過して、表示パネル100の外部に射出される。その結果、使用者は、着色層CFを透過した光を視認することができる。例えば、第1の表示素子150が青色の光を射出し、着色層CFが青色の光を透過する場合は、青色の光を視認することができる。

0156

<表示パネルの構成例2.>
本発明の一態様の表示パネルの別の構成について、図16を参照しながら説明する。

0157

図16図1に示す表示パネル100の一部を置き換えることができる構成を説明する断面図である。

0158

具体的には、図16に図示する構成で図1(B)に図示する第1の基材110および第2の基材170を置き換えることができる。

0159

《第1の基材110》
第1の基材110は可撓性を備える。具体的には、10μm以下の厚さの無機材料の絶縁層110aと、絶縁層110aと重なる領域を有し可撓性を備える支持体110bと、絶縁層110aおよび支持体110bを貼り合わせる機能を有する樹脂層110cを第1の基材110に用いることができる。

0160

《第2の基材170》
第2の基材170は可撓性を備える。具体的には、10μm以下の厚さの無機材料の絶縁層170aと、絶縁層170aと重なる領域を有し可撓性を備える支持体170bと、絶縁層170aおよび支持体170bを貼り合わせる機能を有する樹脂層170cを第2の基材170に用いることができる。

0161

<表示パネルの構成例3.>
本発明の一態様の表示パネルの別の構成について、図2(B)を参照しながら説明する。

0162

図2(B)は図1に示す表示パネル100の一部を置き換えることができる構成およびその駆動方法を説明する断面図である。

0163

具体的には、図1(B)の符号Aが付された部分および着色層CFを、図2(B)に図示する構成で置き換えることができる。

0164

3つの画素102のうち、画素102Rは、赤色の表示をすることができる機能を有し、赤色の光を透過する着色層CFを備える。また、画素102Gは、緑色の表示をすることができる機能を有し、緑色の光を透過する着色層CFを備える。また、画素102Bは、青色の表示をすることができる機能を有し、青色の光を透過する着色層CFを備える。そして、画素102R、画素102Gおよび画素102Bは、いずれも赤色、緑色および青色の光を含む白色の光を射出することができる機能を有する第1の表示素子150Wを備える。

0165

なお、表示パネルの構成例3において説明する表示パネルは、表示パネルの構成例1において説明する表示パネル100と同様の方法で駆動することができる。

0166

画素102R、画素102Gおよび画素102Bが、いずれも赤色、緑色および青色の光を含む白色の光を射出することができる機能を有する第1の表示素子150Wを有する点が、図1(B)を参照しながら説明する構成とは異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。

0167

《第1の表示素子150W》
第1の表示素子150Wは、第1の電極151、共通電極152および発光性の有機化合物を含む層153W(EL層ともいう)を備え、共通電極152から赤色、緑色および青色の光を含む白色の光を射出する。

0168

なお、第1の表示素子150の第1の電極151に用いることができる材料と同様の材料を、表示素子150Wの第1の電極151に用いることができ、第1の表示素子150の共通電極152に用いることができる材料と同様の材料を、表示素子150Wの共通電極152に用いることができる。

0169

《発光性の有機化合物を含む層153W》
発光性の有機化合物を含む層153Wは、蛍光または燐光を発する有機化合物を含み、赤色、緑色および青色の光を含む白色の光を生成する。また、発光性の有機化合物を含む層153Wは、EL層ともいう。

0170

例えば、青色の光を生成する層、緑色の光を生成する層および赤色の光を生成する層が積層された構成を、発光性の有機化合物を含む層153Wに用いることができる。または、青色の光を生成する層および黄色の光を生成する層が積層された構成を、発光性の有機化合物を含む層153Wに用いることができる。または、青色の蛍光を生成する層および黄色の燐光を生成する層が積層された構成を、発光性の有機化合物を含む層153Wに用いることができる。

0171

<表示パネルの構成例4.>
本発明の一態様の表示パネルの別の構成について、図2(C)を参照しながら説明する。

0172

図2(C)は図1に示す表示パネル100の一部を置き換えることができる構成およびその駆動方法を説明する断面図である。

0173

具体的には、図1(B)の符号Aが付された部分および着色層CFを、図2(C)に図示する構成で置き換えることができる。

0174

3つの画素102のうち、画素102Rは、赤色の表示をすることができる機能を有し、赤色の光を含む光を効率よく射出する第1の表示素子150WRおよび赤色の光を透過する着色層CFを備える。また、画素102Gは、緑色の表示をすることができる機能を有し、緑色の光を含む光を効率よく射出する第1の表示素子150WGおよび緑色の光を透過する着色層CFを備える。また、画素102Bは、青色の表示をすることができる機能を有し、青色の光を含む光を効率よく射出する第1の表示素子150WBおよび青色の光を透過する着色層CFを備える。

0175

また、図2(C)に図示する画素102Rは外光を用いて明るい階調を表示し、画素102Gは暗い階調を表示し、画素102Bは表示素子150WBが射出する光を用いて明るい階調を表示している。

0176

図2(C)に示す構成は、画素102R、画素102Gおよび画素102Bが、いずれも赤色、緑色および青色の光を含む白色の光を生成する機能を有する発光性の有機化合物を含む層153Wを有する点、共通電極152Mが、発光性の有機化合物を含む層153Wが生成する光の一部を透過し且つ一部を反射する機能を有する点および所定の色の光が効率よく射出されるように、共通電極152Mと第1の電極の間に異なる間隔が設けられている点が、図1(B)を参照しながら説明する構成とは異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。

0177

《第1の表示素子150WB》
例えば、青色の光を射出する第1の表示素子150WBは、第1の電極151B、共通電極152Mおよび発光性の有機化合物を含む層153Wを備え、共通電極152Mから青色の光の成分を多く含む白色の光を射出する。なお、緑色の光を射出する第1の表示素子150WGは、第1の電極151Gを備え、赤色の光を射出する第1の表示素子150WRは、第1の電極151Rを備える。

0178

発光性の有機化合物を含む層153Wは、蛍光または燐光を発する有機化合物を含み、赤色、緑色および青色の光を含む白色の光を生成する。表示パネルの構成例3で説明する材料を、発光性の有機化合物を含む層153Wに用いることができる。

0179

共通電極152Mは、発光性の有機化合物を含む層153Wが生成する光の一部を反射し、一部を透過する。例えば、表示パネルの構成例1で説明する材料を、透光性を有する程度に薄くして共通電極152Mに用いることができる。具体的には、5nm以上30nm以下の厚さの金属薄膜を用いることができる。

0180

第1の電極151Bは、発光性の有機化合物を含む層153Wが生成する光を反射する機能を有する。また、光学距離を調整する機能を有することができる。

0181

例えば、表示パネルの構成例1で説明する材料を、第1の電極151Bに用いることができる。特に、可視光に対し90%以上の反射率を備える金属等が好ましい。

0182

また、可視光を反射する材料に透光性を備える導電性の材料を積層した材料を、第1の電極151に用いることができる。例えば、青色の光を射出する第1の表示素子150WBは、青色の光が効率よく取り出されるように、共通電極152Mと第1の電極151Bの間の光学距離を調整する。具体的には、共通電極152と第1の電極151とで、微小共振器が構成されるように、共通電極152と第1の電極151の間に間隔を設ける。

0183

光学距離は、透光性を備える導電性の材料の厚さおよび屈折率を用いて調整することができる。これにより、所定の色の光を効率よく射出することができる。

0184

また、微小共振器が構成されるように配置された共通電極152と第1の電極151Bとを備える第1の表示素子150は、外光を反射しにくくなる。これにより、暗い階調を表示することができる。

0185

<表示パネルの駆動方法例2.>
本発明の一態様の表示パネルの構成例3において説明する表示パネルの駆動方法について、図2(C)を参照しながら説明する。

0186

《外光を用いて明るい階調を表示する方法》
例えば、画素102Rの第2の表示素子を、光を散乱する状態にする。具体的には、液晶を含む層253に与える電界を、図示されていない第2の電極と共通電極152に加える電圧を用いて制御して、光を散乱する状態にする。

0187

これにより、表示パネルの使用者がいる側から表示パネルに入射する外光が着色層CFを透過し、さらに液晶を含む層253においてさまざまな方向に散乱される。そして、再び着色層CFを透過して、表示パネルの外部に射出される。その結果、使用者は、着色層CFを2回透過した光を視認することができる。例えば、着色層CFが赤色の光を透過する場合は、赤色の光を視認することができる。

0188

《暗い階調を表示する方法》
例えば、画素102Gの第2の表示素子250を、光を透過する状態にする。具体的には、液晶を含む層253に与える電界を、図示されていない第2の電極と共通電極152に加える電圧を用いて制御して、光を透過する状態にする。

0189

着色層CFを透過した光は、緑色の光が効率よく射出されるように調整された第1の表示素子150WGに到達する。共通電極152Mと第1の電極151Bとで微小共振器が構成された第1の表示素子150WGにおいて、外光の反射が抑制される。その結果、表示パネル100の使用者に向かう光が減少し、暗い階調が表示される。

0190

《表示素子150を用いて明るい階調を表示する方法》
例えば、画素102Bの第2の表示素子250を、光を透過する状態にする。具体的には、液晶を含む層253に与える電界を、図示されていない第2の電極および共通電極152に加える電圧を用いて制御して、光を透過する状態にする。また、第1の表示素子150WBを、光を射出する状態にする。具体的には、第1の電極151Bおよび共通電極152Mを用いて発光性の有機化合物を含む層153Wに電流を流す。

0191

これにより、第1の表示素子150WBが射出する光が、第2の表示素子および着色層CFを透過して、表示パネルの外部に射出される。その結果、使用者は、着色層CFを透過した光を視認することができる。例えば、第1の表示素子150WBが青色の光を射出し、着色層CFが青色の光を透過する場合は、青色の光を視認することができる。

0192

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

0193

(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図3を参照しながら説明する。

0194

図3は本発明の一態様の情報処理装置300の構成を説明するブロック図である。

0195

<情報処理装置の構成例>
本実施の形態で説明する情報処理装置300は、入出力装置20と、演算装置10と、を有する。

0196

入出力装置20は、検知情報を供給する機能および画像情報を供給される機能を備える。

0197

演算装置10は、検知情報を供給される機能および画像情報を供給する機能を備える。

0198

入出力装置20は、表示装置30および表示装置30が使用される環境の照度を検知して、照度の情報を含む検知情報を供給することができる機能を有する検知部50を備える。

0199

表示装置30は、例えば実施の形態1に記載の表示パネル100を備える。

0200

演算装置10は、演算部11および演算部11に実行させるプログラムを記憶する記憶部12を備える。

0201

プログラムは、検知情報が所定の照度未満の情報を含む場合に、第1の表示領域101に画像情報を表示することができ且つ第2の表示領域201の透過率を高い状態にするステップと、検知情報が所定の照度以上の情報を含む場合に、第2の表示領域201に画像情報を表示するステップと、を含む。

0202

本実施の形態で例示する情報処理装置300は、実施の形態1で説明する表示パネル100を具備し且つ画像情報が供給される表示装置30と、表示装置30が使用される環境の照度を検知して検知情報を供給する検知部50と、検知情報が所定の照度未満の情報を含む場合に第1の表示領域101に画像情報を表示することができ且つ第2の表示領域201に透過率を高い状態にし、検知情報が所定の照度以上の情報を含む場合に第2の表示領域201に画像情報を表示する演算装置10と、を含んで構成される。これにより、表示装置が使用される環境の照度に基づいて、画像情報を第1の表示領域または第2の表示領域に表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な情報処理装置を提供することができる。また、外光下で使用する際に消費する電力が低減された新規な表示パネルを提供することができる。

0203

また、入出力装置20は、操作命令を供給する操作部22、様々な入出力情報を供給し供給される入出力部45およびさまざまな通信情報を供給し供給される通信部60を備える。

0204

また、表示装置30は、1次制御信号および1次画像情報を供給され、2次制御信号および2次画像情報を供給する制御部31を備える。

0205

また、表示パネル100は、2次制御信号を供給され選択信号を供給する駆動回路103G、2次画像情報を供給され行ごとに画像信号を供給する駆動回路103S、2次制御信号を供給され選択信号を供給する駆動回路203G、および2次画像情報を供給され行ごとに画像信号を供給する駆動回路203Sを備える。

0206

また、表示パネル100は、複数の画素102Pを備える第1の表示領域101および複数の画素202Pを備える第2の表示領域201を備える。なお、画素202Pの少なくとも一部は、画素102Pに重なる領域を備える。

0207

また、画素102Pは、第1の表示素子150および第1の表示素子150を駆動するための画素回路102Cを備える。

0208

画素202Pは、第2の表示素子250および第2の表示素子250を駆動するための画素回路202Cを備える。

0209

また、演算装置10は、情報を供給し供給される伝送路14および入出力インターフェース15を備える。

0210

以下に、情報処理装置300を構成する個々の要素について説明する。なお、これらの構成は明確に分離できず、一つの構成が他の構成を兼ねる場合や他の構成の一部を含む場合がある。

0211

《全体の構成》
情報処理装置300は、入出力装置20または演算装置10を備える。

0212

《入出力装置20》
入出力装置20は、表示装置30、検知部50、操作部22、入出力部45または通信部60を備える。

0213

《表示装置30》
表示装置30は、制御部31または表示パネル100を備える。

0214

《制御部31》
制御部31は1次制御信号および1次画像情報を供給され、2次制御信号および2次画像情報を生成し供給する機能を備える。

0215

例えば、クロック信号またはタイミング信号を1次制御信号に用いることができる。

0216

2次制御信号は、例えば、駆動回路103G、駆動回路103S、駆動回路203Gまたは駆動回路203Sの動作を制御するための信号を含む。具体的には、スタートパルス信号ラッチ信号パルス幅制御信号またはクロック信号などを含む。

0217

例えば、動画像情報または静止画像情報を1次画像情報に用いることができる。

0218

例えば、1次画像情報から基準電位を差し引いた値を振幅とし、且つ極性がフレーム毎に反転する信号を、2次画像情報に用いることができる。

0219

具体的には、極性がフレーム毎に反転する信号を第2の表示領域201に供給し、極性を反転させない信号を第1の表示領域101に供給する。

0220

さまざまな半導体素子電子素子を、制御部31に用いることができる。

0221

《表示パネル100》
表示パネル100は、第1の表示領域101、第2の表示領域201、駆動回路103G、駆動回路203G、駆動回路103Sまたは駆動回路203Sを備える。

0222

《第1の表示領域101》
第1の表示領域101は、行方向に延在する複数の走査線と、列方向に延在する複数の信号線と、一の走査線および一の信号線と電気的に接続される画素102Pを備える。

0223

画素102Pは、第1の表示素子150と第1の表示素子150を駆動する画素回路102Cを備える。

0224

画素回路102Cは、一の走査線から選択信号を供給され、一の信号線から画像信号を供給される。

0225

《第2の表示領域201》
第2の表示領域201は、行方向に延在する複数の走査線と、列方向に延在する複数の信号線と、一の走査線および一の信号線と電気的に接続される画素202Pを備える。

0226

画素202Pは、第2の表示素子250と第2の表示素子250を駆動する画素回路202Cを備える。

0227

画素回路202Cは、一の走査線から選択信号を供給され、一の信号線から画像信号を供給される。

0228

《駆動回路103G、駆動回路203G》
駆動回路103Gは、複数の走査線から一の走査線を順番に選択し、選択した走査線に選択信号を供給する。

0229

駆動回路203Gは、複数の走査線から一の走査線を順番に選択し、選択した走査線に選択信号を供給する。

0230

駆動回路103Gは、一の走査線を選択し且つ選択信号を供給する頻度切り替えて動作することができる。例えば、駆動回路103Gは、選択信号を所定の頻度で供給する第1のモードと、第1のモードより低い頻度で供給する第2のモードとで動作することができる機能を備える。

0231

駆動回路203Gは、一の走査線を選択し且つ選択信号を供給する頻度を切り替えて動作することができる。例えば、駆動回路203Gは、選択信号を所定の頻度で供給する第1のモードと、第1のモードより低い頻度で供給する第2のモードとで動作することができる機能を備える。

0232

具体的には、30Hz(1秒間に30回)以上、好ましくは60Hz(1秒間に60回)以上960Hz(1秒間に960回)未満の頻度で一の走査線を選択し選択信号を供給することができる第1のモードを備える。また、11.6μHz(1日に1回)以上0.1Hz(1秒間に0.1回)未満の頻度、好ましくは0.28mHz(1時間に1回)以上1Hz(1秒間に1回)未満の頻度で一の走査線を選択し選択信号を供給することができる第2のモードを備える。

0233

例えば、制御部31が供給する2次制御信号に含まれるモード切り替え信号に基づいて第1のモードと第2のモードとを切り替えて動作することができる機能を備える。

0234

または、制御部31が異なる頻度で供給するスタートパルスに基づいて第1のモードで動作または第2のモードで動作することができる機能を備える。

0235

なお、選択信号を供給することができる駆動回路を複数用いることができる。例えば、第1の表示領域101を複数の部分に分割し、一の部分を一の駆動回路を用いて駆動してもよい。また、それぞれの部分を異なるモードで駆動してもよい。

0236

例えば、第1のモードで動作する一の駆動回路を用いて、一の部分に動画像を表示して、第2のモードで動作する他の駆動回路を用いて他の部分に静止画像を表示してもよい。または、一の駆動回路を動作して、他の駆動回路を停止してもよい。これにより、消費電力を低減することができる。

0237

なお、駆動回路103Gおよび駆動回路203Gは、例えばシフトレジスタ等の様々な順序回路等を用いて構成することができる。

0238

なお、画素回路102Cが備えるトランジスタ等と同一の工程で形成される電子素子を駆動回路103Gに用いることができる。また、画素回路202Cが備えるトランジスタ等と同一の工程で形成される電子素子を駆動回路203Gに用いることができる。

0239

《駆動回路103S、駆動回路203S》
駆動回路103Sは、2次画像情報が供給され、選択信号が供給された走査線に電気的に接続される複数の画素に画像信号を供給する。

0240

なお、駆動回路103Sおよび駆動回路203Sは、例えばシフトレジスタ等の様々な順序回路等を用いて構成することができる。

0241

なお、画素回路102Cが備えるトランジスタ等と同一の工程で形成される電子素子を駆動回路103Sに用いることができる。また、画素回路202Cが備えるトランジスタ等と同一の工程で形成される電子素子を駆動回路203Sに用いることができる。

0242

また、画素回路が備えるトランジスタとは異なる工程で形成されるトランジスタを駆動回路103Sに用いることができる。また、画素回路202Cが備えるトランジスタとは異なる工程で形成されるトランジスタを駆動回路203Sに用いることができる。

0243

《トランジスタ》
さまざまなトランジスタを画素回路102C、画素回路202C、駆動回路103G、駆動回路203G、駆動回路103Sまたは駆動回路203Sに用いることができる。

0244

例えば、半導体層に14族の元素化合物半導体または酸化物半導体などを用いるトランジスタを適用できる。具体的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体またはインジウムを含む酸化物半導体などを半導体層に用いたトランジスタを適用することができる。

0245

例えば、単結晶シリコンポリシリコンまたはアモルファスシリコンなどを半導体層に用いたトランジスタを適用できる。

0246

例えば、ボトムゲート型のトランジスタ、トップゲート型のトランジスタ等を適用できる。

0247

特に、画素回路102Cまたは画素回路202Cに、オフ状態においてリークする電流が極めて小さいトランジスタを用いると、画素回路102Cまたは画素回路202Cが画像信号を保持することができる時間を長くすることができる。これにより、第2のモードにおける選択信号を供給する頻度を低減することができる。その結果、消費電力を削減された情報処理装置を提供できる。

0248

例えば、酸化物半導体を半導体層に用いたトランジスタを画素回路102Cまたは画素回路202Cに用いることができる。具体的には、少なくともインジウム(In)、亜鉛(Zn)及びM(Al、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、CeまたはHf等の金属)を含むIn−M−Zn酸化物で表記される材料を含む酸化物半導体を、好適に半導体層に用いることができる。または、InとZnの双方を含むことが好ましい。

0249

酸化物半導体層を構成する酸化物半導体として、例えば、In−Ga−Zn系酸化物、In−Al−Zn系酸化物、In−Sn−Zn系酸化物、In−Hf−Zn系酸化物、In−La−Zn系酸化物、In−Ce−Zn系酸化物、In−Pr−Zn系酸化物、In−Nd−Zn系酸化物、In−Sm−Zn系酸化物、In−Eu−Zn系酸化物、In−Gd−Zn系酸化物、In−Tb−Zn系酸化物、In−Dy−Zn系酸化物、In−Ho−Zn系酸化物、In−Er−Zn系酸化物、In−Tm−Zn系酸化物、In−Yb−Zn系酸化物、In−Lu−Zn系酸化物、In−Sn−Ga−Zn系酸化物、In−Hf−Ga−Zn系酸化物、In−Al−Ga−Zn系酸化物、In−Sn−Al−Zn系
酸化物、In−Sn−Hf−Zn系酸化物、In−Hf−Al−Zn系酸化物、In−Ga系酸化物を用いることができる。

0250

なお、ここで、In−Ga−Zn系酸化物とは、InとGaとZnを主成分として有する酸化物という意味であり、InとGaとZnの比率は問わない。また、InとGaとZn以外の金属元素が入っていてもよい。

0251

例えば、実施の形態3で詳細に説明する構造を備える酸化物半導体を、本発明の一態様の表示パネルに用いることができる。

0252

《検知部50》
検知部50は、表示装置30が使用される環境の照度を検知して、照度の情報を含む検知情報を供給することができる機能を備える。

0253

例えば、光電変換素子と光電変換素子が供給する信号に基づいて、環境の照度の情報を供給する検知回路を検知部50に用いることができる。

0254

具体的には、フォトダイオード、CCDまたはCMOSイメージセンサなどを検知部50に用いることができる。

0255

《操作部22》
操作部は22、使用者がするさまざまな操作を受けつけて、操作命令を供給する。例えば、キーボードタッチセンサまたはポインティングデバイス等を操作部22に用いることができる。

0256

具体的には、使用者はタッチセンサに近接させた指やを用いて、位置情報を演算装置10に供給する。演算装置10は供給された位置情報に基づいて、関連付けられた操作命令を供給することができる。例えば、プログラムを終了する命令を含む操作命令を供給することができる。

0257

《入出力部45》
入出力部45は、さまざまな情報を供給され供給できる。

0258

例えばカメラマイク、読み取り専用外部記憶部、外部記憶部、スキャナースピーカプリンタ等を入出力部45に用いることができる。

0259

具体的には、デジタルカメラおよびデジタルビデオカメラ等を入出力部45に用いることができる。

0260

また、ハードディスクまたはリムーバブルメモリなどの外部記憶部を入出力部45に用いることができる。また、CDROM、DVDROM等の読み取り専用の外部記憶部を入出力部に用いることができる。なお、外部記憶部は電子書籍等の情報を格納することができる。

0261

《通信部60》
通信部60は、演算装置10が供給する情報を情報処理装置300の外部の機器または通信網に供給することができる機能を備える。また、情報を外部の機器または通信網から取得して演算装置10に供給することができる機能を備える。例えば、情報をインターネットに供給してもよいし、インターネットが供給する情報を取得してもよい。

0262

なお、音声情報、画像情報、さまざまな操作命令などを情報に用いることができる。

0263

例えば、外部の機器または通信網に接続するための通信手段を用いることができる。具体的には、ハブ、ルータまたはモデム等を通信部60に適用できる。なお、外部の機器または通信網に接続する方法は、有線による方法または無線による方法を用いることができる。具体的には、電波または赤外線等を用いることができる。

0264

《演算装置10》
演算装置10は、演算部11、記憶部12、伝送路14または入出力インターフェース15を備える。

0265

例えば、演算装置10は情報処理装置300の操作の用に供する画像を含む情報を供給することができる機能を備える。

0266

《演算部》
演算部11は、記憶部12が記憶するプログラムを実行する。例えば、操作の用に供する画像が表示された領域に含まれる位置情報が供給された場合、演算部11は当該画像にあらかじめ関連付けられた操作命令を供給することができる機能を備える。

0267

《記憶部》
記憶部12は、演算部11に実行させるプログラムを記憶することができる機能を備える。

0268

《入出力インターフェース・伝送路》
入出力インターフェース15は、情報を供給し供給されることができる機能を備える。例えば、入出力インターフェース15は、伝送路14または入出力装置20が供給する情報を供給される。また、伝送路14または入出力装置20は、入出力インターフェース15が供給する情報を供給される。

0269

伝送路14は、情報を供給し供給されることができる機能を備える。例えば、伝送路14は、演算部11、記憶部12および入出力インターフェース15が供給する情報を供給される。また、演算部11、記憶部12および入出力インターフェース15は、伝送路14が供給する情報を供給される。

0270

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

0271

(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネルに用いることができる酸化物半導体の構造について、図8乃至図15を参照しながら説明する。

0272

図8は、CAAC−OSの断面におけるCs補正高分解能TEM像、およびCAAC−OSの断面模式図である。

0273

図9は、CAAC−OSの平面におけるCs補正高分解能TEM像である。

0274

図10は、CAAC−OSおよび単結晶酸化物半導体のXRDによる構造解析を説明する図である。

0275

図11は、CAAC−OSの電子回折パターンを示す図である。

0276

図12は、In−Ga−Zn酸化物の電子照射による結晶部の変化を示す図である。

0277

図13は、CAAC−OSおよびnc−OSの成膜モデルを説明する模式図である。

0278

図14は、InGaZnO4の結晶、およびペレットを説明する図である。

0279

図15は、CAAC−OSの成膜モデルを説明する模式図である。

0280

なお、本明細書において、「平行」とは、二つの直線が−10°以上10°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−5°以上5°以下の場合も含まれる。また、「略平行」とは、二つの直線が−30°以上30°以下の角度で配置されている状態をいう。また、「垂直」とは、二つの直線が80°以上100°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、85°以上95°以下の場合も含まれる。また、「略垂直」とは、二つの直線が60°以上120°以下の角度で配置されている状態をいう。

0281

また、本明細書において、結晶が三方晶または菱面体晶である場合、六方晶系として表す。

0282

<酸化物半導体の構造について>
以下では、酸化物半導体の構造について説明する。

0283

酸化物半導体は、例えば、非単結晶酸化物半導体と単結晶酸化物半導体とに分けられる。または、酸化物半導体は、例えば、結晶性酸化物半導体非晶質酸化物半導体とに分けられる。

0284

なお、非単結晶酸化物半導体としては、CAAC−OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor)、多結晶酸化物半導体微結晶酸化物半導体、非晶質酸化物半導体などがある。また、結晶性酸化物半導体としては、単結晶酸化物半導体、CAAC−OS、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体などがある。

0285

まずは、CAAC−OSについて説明する。

0286

CAAC−OSは、c軸配向した複数の結晶部(ペレットともいう。)を有する酸化物半導体の一つである。

0287

透過型電子顕微鏡TEM:Transmission Electron Microscope)によって、CAAC−OSの明視野像および回折パターン複合解析像(高分解能TEM像ともいう。)を観察することで複数のペレットを確認することができる。一方、高分解能TEM像によっても明確なペレット同士の境界、即ち結晶粒界グレインバウンダリーともいう。)を確認することができない。そのため、CAAC−OSは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。

0288

例えば、図8(A)に示すように、試料面と略平行な方向から、CAAC−OSの断面の高分解能TEM像を観察する。ここでは、球面収差補正(Spherical Aberration Corrector)機能を用いてTEM像を観察する。なお、球面収差補正機能を用いた高分解能TEM像を、以下では、特にCs補正高分解能TEM像と呼ぶ。なお、Cs補正高分解能TEM像の取得は、例えば、日本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡EM−ARM200Fなどによって行うことができる。

0289

図8(A)の領域(1)を拡大したCs補正高分解能TEM像を図8(B)に示す。図8(B)より、ペレットにおいて、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層は、CAAC−OSの膜を形成する面(被形成面ともいう。)または上面の凹凸を反映した形状であり、CAAC−OSの被形成面または上面と平行に配列する。

0290

図8(B)において、CAAC−OSは特徴的な原子配列を有する。図8(C)は、特徴的な原子配列を、補助線で示したものである。図8(B)および図8(C)より、ペレット一つの大きさは1nm以上3nm以下程度であり、ペレットとペレットとの傾きにより生じる隙間の大きさは0.8nm程度であることがわかる。したがって、ペレットを、ナノ結晶(nc:nanocrystal)と呼ぶこともできる。

0291

ここで、Cs補正高分解能TEM像から、基板5120上のCAAC−OSのペレット5100の配置を模式的に示すと、レンガまたはブロックが積み重なったような構造となる(図8(D)参照。)。図8(C)で観察されたペレットとペレットとの間で傾きが生じている箇所は、図8(D)に示す領域5161に相当する。

0292

また、例えば、図9(A)に示すように、試料面と略垂直な方向から、CAAC−OSの平面のCs補正高分解能TEM像を観察する。図9(A)の領域(1)、領域(2)および領域(3)を拡大したCs補正高分解能TEM像を、それぞれ図9(B)、図9(C)および図9(D)に示す。図9(B)、図9(C)および図9(D)より、ペレットは、金属原子が三角形状、四角形状または六角形状に配列していることを確認できる。しかしながら、異なるペレット間で、金属原子の配列に規則性は見られない。

0293

例えば、InGaZnO4の結晶を有するCAAC−OSに対し、X線回折(XRD:X−Ray Diffraction)装置を用いてout−of−plane法による構造解析を行うと、図10(A)に示すように回折角(2θ)が31°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、InGaZnO4の結晶の(009)面に帰属されることから、CAAC−OSの結晶がc軸配向性を有し、c軸が被形成面または上面に略垂直な方向を向いていることが確認できる。

0294

なお、InGaZnO4の結晶を有するCAAC−OSのout−of−plane法による構造解析では、2θが31°近傍のピークの他に、2θが36°近傍にもピークが現れる場合がある。2θが36°近傍のピークは、CAAC−OS中の一部に、c軸配向性を有さない結晶が含まれることを示している。CAAC−OSは、2θが31°近傍にピークを示し、2θが36°近傍にピークを示さないことが好ましい。

0295

一方、CAAC−OSに対し、c軸に略垂直な方向からX線を入射させるin−plane法による構造解析を行うと、2θが56°近傍にピークが現れる。このピークは、InGaZnO4の結晶の(110)面に帰属される。CAAC−OSの場合は、2θを56°近傍に固定し、試料面の法線ベクトルを軸(φ軸)として試料を回転させながら分析(φスキャン)を行っても、図10(B)に示すように明瞭なピークは現れない。これに対し、InGaZnO4の単結晶酸化物半導体であれば、2θを56°近傍に固定してφスキャンした場合、図10(C)に示すように(110)面と等価な結晶面に帰属されるピークが6本観察される。したがって、XRDを用いた構造解析から、CAAC−OSは、a軸およびb軸の配向が不規則であることが確認できる。

0296

次に、CAAC−OSであるIn−Ga−Zn酸化物に対し、試料面に平行な方向からプローブ径が300nmの電子線を入射させたときの回折パターン(制限視野透過電子回折パターンともいう。)を図11(A)に示す。図11(A)より、例えば、InGaZnO4の結晶の(009)面に起因するスポットが確認される。したがって、電子回折によっても、CAAC−OSに含まれるペレットがc軸配向性を有し、c軸が被形成面または上面に略垂直な方向を向いていることがわかる。一方、同じ試料に対し、試料面に垂直な方向からプローブ径が300nmの電子線を入射させたときの回折パターンを図11(B)に示す。図11(B)より、リング状の回折パターンが確認される。したがって、電子回折によっても、CAAC−OSに含まれるペレットのa軸およびb軸は配向性を有さないことがわかる。なお、図11(B)における第1リングは、InGaZnO4の結晶の(010)面および(100)面などに起因すると考えられる。また、図11(B)における第2リングは(110)面などに起因すると考えられる。

0297

このように、それぞれのペレット(ナノ結晶)のc軸が、被形成面または上面に略垂直な方向を向いていることから、CAAC−OSをCANC(C−Axis Aligned nanocrystals)を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。

0298

CAAC−OSは、不純物濃度の低い酸化物半導体である。不純物は、水素炭素、シリコン、遷移金属元素などの酸化物半導体の主成分以外の元素である。特に、シリコンなどの、酸化物半導体を構成する金属元素よりも酸素との結合力の強い元素は、酸化物半導体から酸素を奪うことで酸化物半導体の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属アルゴン二酸化炭素などは、原子半径(または分子半径)が大きいため、酸化物半導体内部に含まれると、酸化物半導体の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。なお、酸化物半導体に含まれる不純物は、キャリアトラップキャリア発生源となる場合がある。

0299

また、CAAC−OSは、欠陥準位密度の低い酸化物半導体である。例えば、酸化物半導体中酸素欠損は、キャリアトラップとなることや、水素を捕獲することによってキャリア発生源となることがある。

0300

また、CAAC−OSを用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。

0301

次に、微結晶酸化物半導体について説明する。

0302

微結晶酸化物半導体は、高分解能TEM像において、結晶部を確認することのできる領域と、明確な結晶部を確認することのできない領域と、を有する。微結晶酸化物半導体に含まれる結晶部は、1nm以上100nm以下、または1nm以上10nm以下の大きさであることが多い。特に、1nm以上10nm以下、または1nm以上3nm以下の微結晶であるナノ結晶を有する酸化物半導体を、nc−OS(nanocrystalline Oxide Semiconductor)と呼ぶ。また、nc−OSは、例えば、高分解能TEM像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。なお、ナノ結晶は、CAAC−OSにおけるペレットと同じ起源を有する可能性がある。そのため、以下ではnc−OSの結晶部をペレットと呼ぶ場合がある。

0303

nc−OSは、微小な領域(例えば、1nm以上10nm以下の領域、特に1nm以上3nm以下の領域)において原子配列に周期性を有する。また、nc−OSは、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、nc−OSは、分析方法によっては、非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、nc−OSに対し、ペレットよりも大きい径のX線を用いるXRD装置を用いて構造解析を行うと、out−of−plane法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、nc−OSに対し、ペレットよりも大きいプローブ径(例えば50nm以上)の電子線を用いる電子回折(制限視野電子回折ともいう。)を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、nc−OSに対し、ペレットの大きさと近いかペレットより小さいプローブ径の電子線を用いるナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測される。また、nc−OSに対しナノビーム電子回折を行うと、円を描くように(リング状に)輝度の高い領域が観測される場合がある。また、nc−OSに対しナノビーム電子回折を行うと、リング状の領域内に複数のスポットが観測される場合がある。

0304

このように、それぞれのペレット(ナノ結晶)の結晶方位が規則性を有さないことから、nc−OSをNANC(Non−Aligned nanocrystals)を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。

0305

nc−OSは、非晶質酸化物半導体よりも規則性の高い酸化物半導体である。そのため、nc−OSは、非晶質酸化物半導体よりも欠陥準位密度が低くなる。ただし、nc−OSは、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、nc−OSは、CAAC−OSと比べて欠陥準位密度が高くなる。

0306

次に、非晶質酸化物半導体について説明する。

0307

非晶質酸化物半導体は、膜中における原子配列が不規則であり、結晶部を有さない酸化物半導体である。石英のような無定形状態を有する酸化物半導体が一例である。

0308

非晶質酸化物半導体は、高分解能TEM像において結晶部を確認することができない。

0309

非晶質酸化物半導体に対し、XRD装置を用いた構造解析を行うと、out−of−plane法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、非晶質酸化物半導体に対し、電子回折を行うと、ハローパターンが観測される。また、非晶質酸化物半導体に対し、ナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測されず、ハローパターンが観測される。

0310

非晶質構造については、様々な見解が示されている。例えば、原子配列に全く秩序性を有さない構造を完全な非晶質構造(completely amorphous structure)と呼ぶ場合がある。また、最近接原子間距離または第2近接原子間距離まで秩序性を有し、かつ長距離秩序性を有さない構造を非晶質構造と呼ぶ場合もある。したがって、最も厳格な定義によれば、僅かでも原子配列に秩序性を有する酸化物半導体を非晶質酸化物半導体と呼ぶことはできない。また、少なくとも、長距離秩序性を有する酸化物半導体を非晶質酸化物半導体と呼ぶことはできない。よって、結晶部を有することから、例えば、CAAC−OSおよびnc−OSを、非晶質酸化物半導体または完全な非晶質酸化物半導体と呼ぶことはできない。

0311

なお、酸化物半導体は、nc−OSと非晶質酸化物半導体との間の物性を示す構造を有する場合がある。そのような構造を有する酸化物半導体を、特に非晶質ライク酸化物半導体(a−like OS:amorphous−like Oxide Semiconductor)と呼ぶ。

0312

a−like OSは、高分解能TEM像において鬆(ボイドともいう。)が観察される場合がある。また、高分解能TEM像において、明確に結晶部を確認することのできる領域と、結晶部を確認することのできない領域と、を有する。

0313

以下では、酸化物半導体の構造による電子照射の影響の違いについて説明する。

0314

a−like OS、nc−OSおよびCAAC−OSを準備する。いずれの試料もIn−Ga−Zn酸化物である。

0315

まず、各試料の高分解能断面TEM像を取得する。高分解能断面TEM像により、各試料は、いずれも結晶部を有することがわかる。

0316

さらに、各試料の結晶部の大きさを計測する。図12は、各試料の結晶部(22箇所から45箇所)の平均の大きさの変化を調査した例である。図12より、a−like OSは、電子の累積照射量に応じて結晶部が大きくなっていくことがわかる。具体的には、図12中に(1)で示すように、TEMによる観察初期においては1.2nm程度の大きさだった結晶部(初期核ともいう。)が、累積照射量が4.2×108e−/nm2においては2.6nm程度の大きさまで成長していることがわかる。一方、nc−OSおよびCAAC−OSは、電子照射開始時から電子の累積照射量が4.2×108e−/nm2になるまでの範囲で、電子の累積照射量によらず結晶部の大きさに変化が見られないことがわかる。具体的には、図12中の(2)で示すように、TEMによる観察の経過によらず、結晶部の大きさは1.4nm程度であることがわかる。また、図12中の(3)で示すように、TEMによる観察の経過によらず、結晶部の大きさは2.1nm程度であることがわかる。

0317

このように、a−like OSは、TEMによる観察程度の微量な電子照射によって、結晶化が起こり、結晶部の成長が見られる場合がある。一方、良質なnc−OS、およびCAAC−OSであれば、TEMによる観察程度の微量な電子照射による結晶化はほとんど見られないことがわかる。

0318

なお、a−like OSおよびnc−OSの結晶部の大きさの計測は、高分解能TEM像を用いて行うことができる。例えば、InGaZnO4の結晶は層状構造を有し、In−O層の間に、Ga−Zn−O層を2層有する。InGaZnO4の結晶の単位格子は、In−O層を3層有し、またGa−Zn−O層を6層有する、計9層がc軸方向に層状に重なった構造を有する。よって、これらの近接する層同士の間隔は、(009)面の格子面間隔(d値ともいう。)と同程度であり、結晶構造解析からその値は0.29nmと求められている。そのため、高分解能TEM像における格子縞に着目し、格子縞の間隔が0.28nm以上0.30nm以下である箇所においては、それぞれの格子縞がInGaZnO4の結晶のa−b面に対応する。

0319

また、酸化物半導体は、構造ごとに密度が異なる場合がある。例えば、ある酸化物半導体の組成がわかれば、該組成と同じ組成における単結晶の密度と比較することにより、その酸化物半導体の構造を推定することができる。例えば、単結晶の密度に対し、a−like OSの密度は78.6%以上92.3%未満となる。また、例えば、単結晶の密度に対し、nc−OSの密度およびCAAC−OSの密度は92.3%以上100%未満となる。なお、単結晶の密度に対し密度が78%未満となる酸化物半導体は、成膜すること自体が困難である。

0320

上記について、具体例を用いて説明する。例えば、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比]を満たす酸化物半導体において、菱面体晶構造を有する単結晶InGaZnO4の密度は6.357g/cm3となる。よって、例えば、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比]を満たす酸化物半導体において、a−like OSの密度は5.0g/cm3以上5.9g/cm3未満となる。また、例えば、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比]を満たす酸化物半導体において、nc−OSの密度およびCAAC−OSの密度は5.9g/cm3以上6.3g/cm3未満となる。

0321

なお、同じ組成の単結晶が存在しない場合がある。その場合、任意の割合で組成の異なる単結晶を組み合わせることにより、所望の組成の単結晶に相当する密度を算出することができる。所望の組成の単結晶の密度は、組成の異なる単結晶を組み合わせる割合に対して、加重平均を用いて算出すればよい。ただし、密度は、可能な限り少ない種類の単結晶を組み合わせて算出することが好ましい。

0322

なお、酸化物半導体は、例えば、非晶質酸化物半導体、a−like OS、微結晶酸化物半導体、CAAC−OSのうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。

0323

不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い(酸素欠損が少ない)酸化物半導体は、キャリア密度を低くすることができる。したがって、そのような酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。CAAC−OSおよびnc−OSは、a−like OSおよび非晶質酸化物半導体よりも不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い。即ち、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体となりやすい。したがって、CAAC−OSまたはnc−OSを用いたトランジスタは、しきい値電圧マイナスとなる電気特性(ノーマリーオンともいう。)になることが少ない。また、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体は、キャリアトラップが少ない。そのため、CAAC−OSまたはnc−OSを用いたトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。なお、酸化物半導体のキャリアトラップに捕獲された電荷は、放出するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、不純物濃度が高く、欠陥準位密度が高い酸化物半導体を用いたトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。

0324

<成膜モデル>
以下では、CAAC−OSおよびnc−OSの成膜モデルの一例について説明する。

0325

図13(A)は、スパッタリング法によりCAAC−OSが成膜される様子を示した成膜室内の模式図である。

0326

ターゲット5130は、バッキングプレート接着されている。バッキングプレートを介してターゲット5130と向かい合う位置には、複数のマグネットが配置される。該複数のマグネットによって磁場が生じている。マグネットの磁場を利用して成膜速度を高めるスパッタリング法は、マグネトロンスパッタリング法と呼ばれる。

0327

ターゲット5130は、多結晶構造を有し、いずれかの結晶粒には劈開面が含まれる。

0328

一例として、In−Ga−Zn酸化物を有するターゲット5130の劈開面について説明する。図14(A)に、ターゲット5130に含まれるInGaZnO4の結晶の構造を示す。なお、図14(A)は、c軸を上向きとし、b軸に平行な方向からInGaZnO4の結晶を観察した場合の構造である。

0329

図14(A)より、近接する二つのGa−Zn−O層において、それぞれの層における酸素原子同士が近距離に配置されていることがわかる。そして、酸素原子が負の電荷を有することにより、近接する二つのGa−Zn−O層は互いに反発する。その結果、InGaZnO4の結晶は、近接する二つのGa−Zn−O層の間に劈開面を有する。

0330

基板5120は、ターゲット5130と向かい合うように配置しており、その距離d(ターゲット−基板間距離(T−S間距離)ともいう。)は0.01m以上1m以下、好ましくは0.02m以上0.5m以下とする。成膜室内は、ほとんどが成膜ガス(例えば、酸素、アルゴン、または酸素を5体積%以上の割合で含む混合ガス)で満たされ、0.01Pa以上100Pa以下、好ましくは0.1Pa以上10Pa以下に制御される。ここで、ターゲット5130に一定以上の電圧を印加することで、放電が始まり、プラズマが確認される。なお、ターゲット5130の近傍には磁場によって、高密度プラズマ領域が形成される。高密度プラズマ領域では、成膜ガスがイオン化することで、イオン5101が生じる。イオン5101は、例えば、酸素の陽イオン(O+)やアルゴンの陽イオン(Ar+)などである。

0331

イオン5101は、電界によってターゲット5130側に加速され、やがてターゲット5130と衝突する。このとき、劈開面から平板状またはペレット状のスパッタ粒子であるペレット5100aおよびペレット5100bが剥離し、叩き出される。なお、ペレット5100aおよびペレット5100bは、イオン5101の衝突の衝撃によって、構造に歪みが生じる場合がある。

0332

ペレット5100aは、三角形、例えば正三角形の平面を有する平板状またはペレット状のスパッタ粒子である。また、ペレット5100bは、六角形、例えば正六角形の平面を有する平板状またはペレット状のスパッタ粒子である。なお、ペレット5100aおよびペレット5100bなどの平板状またはペレット状のスパッタ粒子を総称してペレット5100と呼ぶ。ペレット5100の平面の形状は、三角形、六角形に限定されない、例えば、三角形が複数個合わさった形状となる場合がある。例えば、三角形(例えば、正三角形)が2個合わさった四角形(例えば、ひし形)となる場合もある。

0333

ペレット5100は、成膜ガスの種類などに応じて厚さが決定する。理由は後述するが、ペレット5100の厚さは、均一にすることが好ましい。また、スパッタ粒子は厚みのないペレット状である方が、厚みのあるサイコロ状であるよりも好ましい。例えば、ペレット5100は、厚さを0.4nm以上1nm以下、好ましくは0.6nm以上0.8nm以下とする。また、例えば、ペレット5100は、幅を1nm以上3nm以下、好ましくは1.2nm以上2.5nm以下とする。ペレット5100は、上述の図12中の(1)で説明した初期核に相当する。例えば、In−Ga−Zn酸化物を有するターゲット5130にイオン5101を衝突させる場合、図14(B)に示すように、Ga−Zn−O層、In−O層およびGa−Zn−O層の3層を有するペレット5100が飛び出してくる。なお、図14(C)は、ペレット5100をc軸に平行な方向から観察した場合の構造である。したがって、ペレット5100は、二つのGa−Zn−O層(パン)と、In−O層(具)と、を有するナノサイズのサンドイッチ構造と呼ぶこともできる。

0334

ペレット5100は、プラズマを通過する際に電荷を受け取ることで、側面が負または正に帯電する場合がある。ペレット5100は、側面に酸素原子を有し、当該酸素原子が負に帯電する可能性がある。このように、側面が同じ極性の電荷を帯びることにより、電荷同士の反発が起こり、平板状の形状を維持することが可能となる。なお、CAAC−OSが、In−Ga−Zn酸化物である場合、インジウム原子と結合した酸素原子が負に帯電する可能性がある。または、インジウム原子、ガリウム原子または亜鉛原子と結合した酸素原子が負に帯電する可能性がある。また、ペレット5100は、プラズマを通過する際にインジウム原子、ガリウム原子、亜鉛原子および酸素原子などと結合することで成長する場合がある。上述の図12中の(2)と(1)の大きさの違いが、プラズマ中での成長分に相当する。ここで、基板5120が室温程度である場合、ペレット5100がこれ以上成長しないためnc−OSとなる(図13(B)参照。)。成膜可能な温度が室温程度であることから、基板5120が大面積である場合でもnc−OSの成膜は可能である。なお、ペレット5100をプラズマ中で成長させるためには、スパッタリング法における成膜電力を高くすることが有効である。成膜電力を高くすることで、ペレット5100の構造を安定にすることができる。

0335

図13(A)および図13(B)に示すように、例えば、ペレット5100は、プラズマ中を凧のように飛翔し、ひらひらと基板5120上まで舞い上がっていく。ペレット5100は電荷を帯びているため、ほかのペレット5100が既に堆積している領域が近づくと、斥力が生じる。ここで、基板5120の上面では、基板5120の上面に平行な向きの磁場(水平磁場ともいう。)が生じている。また、基板5120およびターゲット5130間には、電位差が与えられているため、基板5120からターゲット5130に向けて電流が流れている。したがって、ペレット5100は、基板5120の上面において、磁場および電流の作用によって、力(ローレンツ力)を受ける。このことは、フレミングの左手の法則によって理解できる。

0336

ペレット5100は、原子一つと比べると質量が大きい。そのため、基板5120の上面を移動するためには何らかの力を外部から印加することが重要となる。その力の一つが磁場および電流の作用で生じる力である可能性がある。なお、ペレット5100に与える力を大きくするためには、基板5120の上面において、基板5120の上面に平行な向きの磁場が10G以上、好ましくは20G以上、さらに好ましくは30G以上、より好ましくは50G以上となる領域を設けるとよい。または、基板5120の上面において、基板5120の上面に平行な向きの磁場が、基板5120の上面に垂直な向きの磁場の1.5倍以上、好ましくは2倍以上、さらに好ましくは3倍以上、より好ましくは5倍以上となる領域を設けるとよい。

0337

このとき、マグネットと基板5120とが相対的に移動すること、または回転することによって、基板5120の上面における水平磁場の向きは変化し続ける。したがって、基板5120の上面において、ペレット5100は、様々な方向への力を受け、様々な方向へ移動することができる。

0338

また、図13(A)に示すように基板5120が加熱されている場合、ペレット5100と基板5120との間で摩擦などによる抵抗が小さい状態となっている。その結果、ペレット5100は、基板5120の上面を滑空するように移動する。ペレット5100の移動は、平板面を基板5120に向けた状態で起こる。その後、既に堆積しているほかのペレット5100の側面まで到達すると、側面同士が結合する。このとき、ペレット5100の側面にある酸素原子が脱離する。脱離した酸素原子によって、CAAC−OS中の酸素欠損が埋まる場合があるため、欠陥準位密度の低いCAAC−OSとなる。なお、基板5120の上面の温度は、例えば、100℃以上500℃未満、150℃以上450℃未満、または170℃以上400℃未満とすればよい。即ち、基板5120が大面積である場合でもCAAC−OSの成膜は可能である。

0339

また、ペレット5100が基板5120上で加熱されることにより、原子が再配列し、イオン5101の衝突で生じた構造の歪みが緩和される。歪みの緩和されたペレット5100は、ほぼ単結晶となる。ペレット5100がほぼ単結晶となることにより、ペレット5100同士が結合した後に加熱されたとしても、ペレット5100自体の伸縮はほとんど起こり得ない。したがって、ペレット5100間の隙間が広がることで結晶粒界などの欠陥を形成し、クレバス化することがない。

0340

また、CAAC−OSは、単結晶酸化物半導体が一枚板のようになっているのではなく、ペレット5100(ナノ結晶)の集合体がレンガまたはブロックが積み重なったような配列をしている。また、その間には結晶粒界を有さない。そのため、成膜時の加熱、成膜後の加熱または曲げなどで、CAAC−OSに縮みなどの変形が生じた場合でも、局部応力を緩和する、または歪みを逃がすことが可能である。したがって、可とう性を有する半導体装置に適した構造である。なお、nc−OSは、ペレット5100(ナノ結晶)が無秩序に積み重なったような配列となる。

0341

ターゲットをイオンでスパッタした際に、ペレットだけでなく、酸化亜鉛などが飛び出す場合がある。酸化亜鉛はペレットよりも軽量であるため、先に基板5120の上面に到達する。そして、0.1nm以上10nm以下、0.2nm以上5nm以下、または0.5nm以上2nm以下の酸化亜鉛層5102を形成する。図15に断面模式図を示す。

0342

図15(A)に示すように、酸化亜鉛層5102上にはペレット5105aと、ペレット5105bと、が堆積する。ここで、ペレット5105aとペレット5105bとは、互いに側面が接するように配置している。また、ペレット5105cは、ペレット5105b上に堆積した後、ペレット5105b上を滑るように移動する。また、ペレット5105aの別の側面において、酸化亜鉛とともにターゲットから飛び出した複数の粒子5103が基板5120の加熱により結晶化し、領域5105a1を形成する。なお、複数の粒子5103は、酸素、亜鉛、インジウムおよびガリウムなどを含む可能性がある。

0343

そして、図15(B)に示すように、領域5105a1は、ペレット5105aと同化し、ペレット5105a2となる。また、ペレット5105cは、その側面がペレット5105bの別の側面と接するように配置する。

0344

次に、図15(C)に示すように、さらにペレット5105dがペレット5105a2上およびペレット5105b上に堆積した後、ペレット5105a2上およびペレット5105b上を滑るように移動する。また、ペレット5105cの別の側面に向けて、さらにペレット5105eが酸化亜鉛層5102上を滑るように移動する。

0345

そして、図15(D)に示すように、ペレット5105dは、その側面がペレット5105a2の側面と接するように配置する。また、ペレット5105eは、その側面がペレット5105cの別の側面と接するように配置する。また、ペレット5105dの別の側面において、酸化亜鉛とともにターゲットから飛び出した複数の粒子5103が基板5120の加熱により結晶化し、領域5105d1を形成する。

0346

以上のように、堆積したペレット同士が接するように配置し、ペレットの側面において成長が起こることで、基板5120上にCAAC−OSが形成される。したがって、CAAC−OSは、nc−OSよりも一つ一つのペレットが大きくなる。上述の図12中の(3)と(2)の大きさの違いが、堆積後の成長分に相当する。

0347

また、ペレット5100の隙間が極めて小さくなることで、一つの大きなペレットが形成される場合がある。大きなペレットは、単結晶構造を有する。例えば、大きなペレットの大きさが、上面から見て10nm以上200nm以下、15nm以上100nm以下、または20nm以上50nm以下となる場合がある。したがって、トランジスタのチャネル形成領域が、大きなペレットよりも小さい場合、チャネル形成領域として単結晶構造を有する領域を用いることができる。また、ペレットが大きくなることで、トランジスタのチャネル形成領域、ソース領域およびドレイン領域として単結晶構造を有する領域を用いることができる場合がある。

0348

このように、トランジスタのチャネル形成領域などが、単結晶構造を有する領域に形成されることによって、トランジスタの周波数特性を高くすることができる場合がある。

0349

以上のようなモデルにより、ペレット5100が基板5120上に堆積していくと考えられる。したがって、エピタキシャル成長とは異なり、被形成面が結晶構造を有さない場合においても、CAAC−OSの成膜が可能であることがわかる。例えば、基板5120の上面(被形成面)の構造が非晶質構造(例えば非晶質酸化シリコン)であっても、CAAC−OSを成膜することは可能である。

0350

また、CAAC−OSは、被形成面である基板5120の上面に凹凸がある場合でも、その形状に沿ってペレット5100が配列することがわかる。例えば、基板5120の上面が原子レベル平坦な場合、ペレット5100はab面と平行な平面である平板面を下に向けて並置する。ペレット5100の厚さが均一である場合、厚さが均一で平坦、かつ高い結晶性を有する層が形成される。そして、当該層がn段(nは自然数。)積み重なることで、CAAC−OSを得ることができる。

0351

一方、基板5120の上面が凹凸を有する場合でも、CAAC−OSは、ペレット5100が凹凸に沿って並置した層がn段(nは自然数。)積み重なった構造となる。基板5120が凹凸を有するため、CAAC−OSは、ペレット5100間に隙間が生じやすい場合がある。ただし、ペレット5100間で分子間力が働き、凹凸があってもペレット間の隙間はなるべく小さくなるように配列する。したがって、凹凸があっても高い結晶性を有するCAAC−OSとすることができる。

0352

したがって、CAAC−OSは、レーザ結晶化が不要であり、大面積のガラス基板などであっても均一な成膜が可能である。

0353

このようなモデルによってCAAC−OSが成膜されるため、スパッタ粒子が厚みのないペレット状である方が好ましい。なお、スパッタ粒子が厚みのあるサイコロ状である場合、基板5120上に向ける面が一定とならず、厚さや結晶の配向を均一にできない場合がある。

0354

以上に示した成膜モデルにより、非晶質構造を有する被形成面上であっても、高い結晶性を有するCAAC−OSを得ることができる。

0355

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

0356

(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様のプログラムの構成について、図4を参照しながら説明する。

0357

図4は本発明の一態様のプログラムの構成を説明するフロー図である。

0358

<プログラムの構成例>
本実施の形態で説明するプログラムは、以下の10個のステップを備える。

0359

《第1のステップ》
第1のステップにおいて、演算装置10を初期化する。例えば、プログラムの初期状態再現することができるパラメータの値を取得して、記憶部12に格納する(図4(S1)参照)。

0360

《第2のステップ》
第2のステップにおいて、割り込み処理を許可する(図4(S2)参照)。

0361

なお、割り込み処理が許可された演算部11は、割り込み処理についての実行命令を受けつけることができる。そして、割り込み処理についての実行命令を受けつけた演算部11は、主の処理を中断し、割り込み処理を実行する。例えば、割り込み処理についての実行命令に関連付けられたイベントを供給された演算部11は、割り込み処理を実行し、実行結果を記憶部12に格納する。その後、割り込み処理から主の処理に復帰した演算部11は、主の処理を、割り込み処理の実行結果に基づいて再開することができる。

0362

具体的には、割り込み処理において終了命令を受けつけることができ、割り込み処理から主の処理に復帰した演算部11は、割り込み処理において供給された終了命令に基づいてプログラムを終了できる。

0363

《第3のステップ》
第3のステップにおいて、表示装置30に表示する画像情報を生成する(図4(S3)参照)。

0364

《第4のステップ》
第4のステップにおいて、表示装置30が使用される環境の検知情報を取得する(図4(S4)参照)。

0365

《第5のステップ》
第5のステップにおいて、検知情報が所定の照度未満である情報を含む場合は第6のステップに進み、所定の照度以上である情報を含む場合は第10のステップに進む(図4(S5)参照)。

0366

《第6のステップ》
第6のステップにおいて、第2の表示領域201の透過率を高い状態にする(図4(S6)参照)。

0367

《第7のステップ》
第7のステップにおいて、第1の表示領域101に画像情報を表示する(図4(S7)参照)。

0368

《第8のステップ》
第8のステップにおいて、割り込み処理において終了命令が供給されている場合は第9のステップに進み、供給されていない場合は第3のステップに戻る(図4(S8)参照)。

0369

《第9のステップ》
第9のステップにおいて、演算処理を終了する(図4(S9)参照)。

0370

《第10のステップ》
第10のステップにおいて、第2の表示領域201に画像情報を表示し、第8のステップに進む(図4(S10)参照)。

0371

本実施の形態で例示する情報処理装置300に用いることができるプログラムは、検知情報が所定の照度未満である情報を含む場合は、第2の表示領域201の透過率を高い状態にして且つ第1の表示領域101に画像情報を表示するステップを含み、検知情報が所定の照度以上である情報を含む場合は、第2の表示領域に画像情報を表示するステップを含んで構成される。これにより、表示装置が使用される環境の照度に基づいて、画像情報を第1の表示領域または第2の表示領域に表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規なプログラムを提供することができる。

0372

なお、プログラムの変形例として、第10のステップを以下のステップに置き換えることができる。

0373

《第10のステップの変形例》
所定の命令を割り込み処理において供給された場合の第10のステップにおいて、第2の表示領域201だけでなく、第1の表示領域101に画像を表示し、第8のステップに進む。

0374

これにより、使用者は、使用者の好みの表示領域を、所定の命令を用いて選択することができる。。

0375

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

0376

(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示パネルの構成について、図5を参照しながら説明する。

0377

図5は本発明の一態様の表示パネル500Pの構成を説明する図である。図5(A)は本発明の一態様の表示パネル500Pの上面図であり、図5(B)は図5(A)の切断線Z1−Z2および切断線Z3−Z4−Z5−Z6における断面図である。

0378

<表示パネルの構成例>
本実施の形態で説明する表示パネル500Pは、第1の基材510と、第1の基材と重なる領域を備える第2の基材610と、第1の表示素子550と、第2の表示素子650と、絶縁層628と、第1の表示領域501と、第2の表示領域601と、を有する(図5(A)および図5(B)参照)。

0379

第1の表示素子550は、第1の電極551、第1の電極551に重なる領域を備える共通電極552および第1の電極551と共通電極552の間に発光性の有機化合物を含む層553(EL層ともいう)を備える。

0380

第2の表示素子650は、共通電極552と重なる領域を備える第2の電極651および共通電極552と第2の電極651の間に液晶を含む層653(LC層ともいう)を備える。

0381

絶縁層628は、共通電極552と液晶を含む層653の間に設けられる。

0382

第1の表示領域501は、第1の表示素子550が複数配置される。

0383

第2の表示領域601は、第2の表示素子650が複数配置され且つ第1の表示領域501と少なくとも一部が重なる。

0384

そして、第1の表示素子550は、光を射出することができる機能を備える。また、第2の表示素子650は、光の透過率を制御することができる機能を備える。

0385

また、液晶を含む層653は、高分子と高分子に分散された液晶を含む。

0386

また、第1の表示領域501は、第2の表示領域601が配置される側に向けて表示する機能を備える。第2の表示領域601は、第1の表示領域501が配置される側とは逆側から入射する光の透過率を制御して、表示する機能を備える。

0387

また、着色層CFを有し、着色層CFと液晶を含む層653の間に第2の電極651を備える。

0388

本実施の形態で例示する表示パネル500Pは、第1の基材510と、第1の基材510と重なる領域を備える第2の基材610と、第1の電極551、第1の電極551と重なる共通電極552および第1の電極551と共通電極552の間に発光性の有機化合物を含む層553を具備し且つ光を射出することができる機能を備える第1の表示素子550と、共通電極552、共通電極552と重なる第2の電極651および共通電極552と第2の電極651の間に液晶を含む層653を具備し且つ光の透過率を制御することができる機能を備える第2の表示素子650と、共通電極552と液晶を含む層653の間に絶縁層628と、複数の第1の表示素子550が配置される第1の表示領域501と、複数の第2の表示素子650が配置され且つ少なくとも一部が第1の表示領域501と重なる第2の表示領域601と、を含んで構成される。

0389

これにより、第1の表示領域を用いることなく外光および第2の表示素子を用いて表示することができ且つ光を透過する状態にした第2の表示領域および第1の表示素子を用いて表示することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。また、外光下で使用する際に消費する電力が低減された新規な表示パネルを提供することができる。

0390

また、表示パネル500Pは、第1の表示素子550を駆動する画素回路を備え、画素回路と電気的に接続される配線511を備える。また、表示パネル500Pは、第2の表示素子650を駆動する画素回路を備え、画素回路と電気的に接続される配線を備える。

0391

また、表示パネル500Pは、画素回路に含まれるトランジスタ502tを覆う絶縁層521を備える。

0392

また、表示パネル500Pは、端子部519および端子部619を備える。端子部519は配線511と電気的に接続する端子を含み、端子部619は配線と電気的に接続する端子を含む。端子部519はフレキシブルプリント基板FPC1と電気的に接続され、端子部619はフレキシブルプリント基板FPC2と電気的に接続される。

0393

また、表示パネル500Pは、画素502を備える。

0394

画素502は対になる第1の表示素子550と画素回路および対になる第2の表示素子650と画素回路を少なくとも備える。なお、画素502が、対になる第1の表示素子550と画素回路および複数の対になる第2の表示素子650と画素回路を備えてもよいし、画素502が、複数の対になる第1の表示素子550と画素回路および対になる第2の表示素子650と画素回路を備えてもよい。

0395

また、表示パネル500Pは、開口部667を備える遮光層BMを有し、開口部667は第2の電極651と少なくとも一部が重なる。

0396

また、表示パネル500Pは、開口部を備える隔壁528を有し、開口部は第1の電極551と少なくとも一部が重なる。隔壁528は絶縁性を備え、第1の電極551の端部を覆う。

0397

また、表示パネル500Pは、スペーサKBを備える。スペーサKBは、共通電極552と第2の電極651の間に所定の間隔を形成する大きさを備える。

0398

具体的には、スペーサKBは共通電極552と第2の電極651の間に3μm以上10μm以下好ましくは3.5μm以上6μm以下の間隔を形成する大きさを備える。間隔が3μm未満であると、第2の表示領域601を用いて明暗のコントラストに優れた鮮明な表示をすることが困難になる。また、間隔が10μmより大きいと、第1の表示領域501を用いて視野角の広い表示をすることが困難になる。また、第2の表示素子650が消費する電力が大きくなる。

0399

また、表示パネル500Pは第1の基材510と第2の基材610を備える。第1の表示領域501と第2の表示領域601は、第1の基材510と第2の基材610の間にある。

0400

第1の基材510は絶縁層510aおよび支持体510bを備える。なお、絶縁層510aと、絶縁層510aと重なる領域を備える可撓性の支持体と、絶縁層510aおよび可撓性の支持体を貼り合わせる機能を備える樹脂層と、が積層された複合材料を第1の基材510に用いることができる。

0401

第2の基材610は絶縁層610aおよび支持体610bを備える。なお、絶縁層610aと、絶縁層610aと重なる領域を備える可撓性の支持体と、絶縁層610aおよび可撓性の支持体を貼り合わせる機能を備える樹脂層と、が積層された複合材料を第2の基材610に用いることができる。

0402

また、表示パネル500Pは第1の表示領域501または第2の表示領域601と重なる領域に、保護層670を備える。

0403

また、表示パネル500Pは、駆動回路503Gまたは駆動回路603Gを備える。駆動回路503Gは、第1の表示領域501に配設される画素を駆動し、駆動回路603Gは、第2の表示領域601に配設される画素を駆動する。

0404

以下に、表示パネル500Pを構成する個々の要素について説明する。なお、これらの構成は明確に分離できず、一つの構成が他の構成を兼ねる場合や他の構成の一部を含む場合がある。

0405

例えば、発光性の有機化合物を含む層553と液晶を含む層653の間にある共通電極552は、第1の表示素子550を構成する要素であるとともに、第2の表示素子650を構成する要素でもある。

0406

《画素502》
トランジスタ502tなどの電子素子を、第1の表示素子550を駆動する画素回路に用いることができる。

0407

なお、トランジスタなどの能動素子を用いないようにしてもよい。例えば、アクティブマトリクス型ではなく、パッシブマトリクス型にしてもよい。

0408

《画素602》
トランジスタM12などの電子素子を、第2の表示素子650を駆動する画素回路に用いることができる。

0409

なお、トランジスタなどの能動素子を用いないようにしてもよい。例えば、アクティブマトリクス型ではなく、パッシブマトリクス型にしてもよい。

0410

《絶縁層521》
絶縁層521は画素回路に起因する凹凸を平坦化するための層として用いることができる。また、不純物の拡散を抑制できる層を含む積層膜を絶縁層521に適用することができる。これにより、トランジスタ502t等の信頼性が不純物の拡散により低下してしまう不具合の発生を抑制できる。

0411

《隔壁528》
隔壁528は、絶縁性を備える。例えば、絶縁性の有機材料または絶縁性の無機材料を隔壁528に用いることができる。

0412

例えば、一の材料または複数の材料の複合材料を隔壁528に用いることができる。具体的には、複数の材料が積層された複合材料または繊維状または粒子状の材料が他の材料に分散された複合材料を用いることができる。

0413

例えば、樹脂等の有機材料を隔壁528に用いることができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂または感光性高分子から形成された材料等を含む薄膜を用いることができる。

0414

例えば、無機酸化物、無機窒化物または無機酸窒化物等を隔壁528に用いることができる。具体的には、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、アルミナ等を含む薄膜を用いることができる。

0415

具体的には、厚さ0.8μmのポリイミドを隔壁528に用いることができる。

0416

《駆動回路》
駆動回路503Gは、例えば選択信号を第1の表示素子550を駆動する画素回路に供給する。例えば、トランジスタ503tまたは容量503cなどを駆動回路503Gに用いることができる。

0417

駆動回路603Gは、例えば選択信号を第2の表示素子650を駆動する画素回路に供給する。トランジスタM4などを駆動回路603Gに用いることができる。

0418

《配線、端子》
配線511、端子部519および端子部619は導電性を有する材料を含む。

0419

例えば、無機導電性材料、有機導電性材料、金属または導電性セラミックスなどを用いることができる。

0420

具体的には、アルミニウム、金、白金、銀、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、パラジウムまたはマンガンから選ばれた金属元素、上述した金属元素を含む合金または上述した金属元素を組み合わせた合金などを用いることができる。

0421

または、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。

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