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技術 表示パネル、情報処理装置、表示パネルの作製方法

出願人 株式会社半導体エネルギー研究所
発明者 山崎舜平楠紘慈平形吉晴
出願日 2016年4月13日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2016-079989
公開日 2017年2月16日 (4年0ヶ月経過) 公開番号 2017-037288
状態 特許登録済
技術分野 デジタル計算機のユーザインターフェイス 要素組合せによる可変情報用表示装置2 液晶4(光学部材との組合せ) 液晶2(構造一般、スペーサ、注入口及びシール材) エレクトロルミネッセンス光源 要素組合せによる可変情報用表示装置1
主要キーワード 内部演算回路 高速バルブ キャリア供給源 導電体化 非矩形状 スプリット幅 持ち運び型 電気的パス
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

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表示パネルの作製方法を提供する。

解決手段

第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜の第1の開口部に配設される第1の接続部と、第1の接続部と電気的に接続される画素回路と、画素回路と電気的に接続される第2の接続部と、第1の接続部と電気的に接続される第1の表示素子と、第2の接続部と電気的に接続される第2の表示素子と、を備える画素と、画素回路と電気的に接続される端子と、を含み、第1の絶縁膜は、第1の表示素子および第2の表示素子の間に挟まれる領域を備え、端子は、接点として機能することができる面を備える構成に想到した。

概要

背景

基板の同一面側に集光手段と画素電極を設け、集光手段の光軸上に画素電極の可視光を透過する領域を重ねて設ける構成を有する液晶表示装置や、集光方向Xと非集光方向Yを有する異方性の集光手段を用い、非集光方向Yと画素電極の可視光を透過する領域の長軸方向を一致して設ける構成を有する液晶表示装置が、知られている(特許文献1)。

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表示パネルの作製方法を提供する。第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜の第1の開口部に配設される第1の接続部と、第1の接続部と電気的に接続される画素回路と、画素回路と電気的に接続される第2の接続部と、第1の接続部と電気的に接続される第1の表示素子と、第2の接続部と電気的に接続される第2の表示素子と、を備える画素と、画素回路と電気的に接続される端子と、を含み、第1の絶縁膜は、第1の表示素子および第2の表示素子の間に挟まれる領域を備え、端子は、接点として機能することができる面を備える構成に想到した。

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
0件
牽制数
0件

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(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

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請求項1

画素と、端子と、を有し、前記画素は、第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜の第1の開口部に配設される第1の接続部と、前記第1の接続部と電気的に接続される画素回路と、前記画素回路と電気的に接続される第2の接続部と、前記第1の接続部と電気的に接続される第1の表示素子と、前記第2の接続部と電気的に接続される第2の表示素子と、を備え、前記第1の絶縁膜は、前記第1の表示素子および前記第2の表示素子の間に挟まれる領域を備え、前記第1の表示素子は、入射する光を反射する機能および第2の開口部を備える反射膜と、反射する光の強さを制御する機能と、を備え、前記第2の表示素子は、前記第2の開口部と重なる領域を備え、前記第2の開口部と重なる領域は、前記第2の開口部に向けて光を射出する機能を備え前記端子は、前記画素回路と電気的に接続され、前記端子は、接点として機能することができる面を備える、表示パネル

請求項2

前記画素回路が、スイッチング素子を含む請求項1に記載の表示パネル。

請求項3

前記画素回路が、トランジスタを含み、前記トランジスタは、アモルファスシリコン半導体に用いるトランジスタよりオフ状態において流れる電流を抑制することができる機能を備える、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の表示素子は、液晶材料を含む層と、前記液晶材料の配向を制御できるように配設された第1の導電膜および第2の導電膜と、を備え、前記第1の導電膜は、前記第1の接続部と電気的に接続される、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

前記第2の表示素子は、第3の導電膜と、前記第3の導電膜と重なる領域を備える第4の導電膜と、前記第3の導電膜および前記第4の導電膜の間に発光性有機化合物を含む層と、を備え、前記第3の導電膜は、前記第2の接続部と電気的に接続され、前記第3の導電膜は、透光性を備える、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

前記第1の表示素子は、外光を反射する機能を備え前記反射膜の非第2の開口部の総面積に対する前記第2の開口部の総面積の比の値は0.052以上0.6以下であり、一の前記第2の開口部の面積は、3μm2以上25μm2以下である、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。

請求項7

前記反射膜は、前記第1の絶縁膜に埋め込まれた領域および前記第1の絶縁膜から露出した領域を備える、請求項1乃至請求項6のいずれか一に記載の表示パネル。

請求項8

前記接点として機能することができる面は、前記反射膜の前記入射する光に向いている面と同じ方向を向き、前記端子は、前記第1の絶縁膜に埋め込まれた領域および前記第1の絶縁膜から露出した領域を備える、請求項1乃至請求項7のいずれか一に記載の表示パネル。

請求項9

前記画素は、第2の絶縁膜を備え、前記第2の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜との間に前記反射膜を挟む領域を備え、前記第2の絶縁膜は、反射膜を覆う領域を備える、請求項1乃至請求項7のいずれか一に記載の表示パネル。

請求項10

演算装置と、入出力装置と、を有し、前記演算装置は、位置情報を供給され、画像情報および制御情報を供給する機能を備え、前記入出力装置は、前記位置情報を供給する機能を備え、前記画像情報および前記制御情報を供給される機能を備え、前記入出力装置は、前記画像情報を表示する表示部および前記位置情報を供給する入力部を備え、前記表示部は、請求項1乃至請求項9のいずれか一に記載の表示パネルを備え、前記入力部は、ポインタの位置を検知して、位置に基づいて決定された位置情報を供給する機能を備え、前記演算装置は、前記位置情報に基づいてポインタの移動速度を決定する機能を備え、前記演算装置は、前記画像情報のコントラストまたは明るさをポインタの移動速度に基づいて決定する機能を備える、情報処理装置

請求項11

入力部が、キーボードハードウェアボタンポインティングデバイスタッチセンサ照度センサ撮像装置音声入力装置視点入力装置姿勢検出装置、のうち一以上を含む、請求項10に記載の情報処理装置。

請求項12

第1のステップにおいて、第1の絶縁膜を工程用の基板に形成し、第2のステップにおいて、反射膜および端子を形成し、第3のステップにおいて、前記反射膜および前記端子を覆う第2の絶縁膜を形成し、第4のステップにおいて、前記反射膜と電気的に接続される第1の接続部および前記端子と電気的に接続される第3の接続部を形成し、第5のステップにおいて、前記第1の接続部および前記第3の接続部と電気的に接続される画素回路を形成し、第6のステップにおいて、前記画素回路と接続する第2の接続部を形成し、第7のステップにおいて、前記第2の接続部と電気的に接続される第2の表示素子を形成し、第8のステップにおいて、基板を積層し、第9のステップにおいて、前記工程用の基板を分離し、第10のステップにおいて、前記第1の絶縁膜を除去して前記反射膜および前記端子を露出させ、第11のステップにおいて、第1の表示素子を形成する、請求項1乃至請求項8のいずれか一に記載の表示パネルの作製方法

技術分野

0001

本発明の一態様は、表示パネル情報処理装置、表示パネルの作製方法または半導体装置に関する。

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

基板の同一面側に集光手段と画素電極を設け、集光手段の光軸上に画素電極の可視光を透過する領域を重ねて設ける構成を有する液晶表示装置や、集光方向Xと非集光方向Yを有する異方性の集光手段を用い、非集光方向Yと画素電極の可視光を透過する領域の長軸方向を一致して設ける構成を有する液晶表示装置が、知られている(特許文献1)。

先行技術

0004

特開2011−191750号公報

発明が解決しようとする課題

0005

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表示パネルの作製方法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、新規な表示パネルの作製方法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。

0006

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

0007

(1)本発明の一態様は、画素と、端子と、を有する表示パネルである。

0008

そして、画素は、第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜の第1の開口部に配設される第1の接続部と、第1の接続部と電気的に接続される画素回路と、画素回路と電気的に接続される第2の接続部と、第1の接続部と電気的に接続される第1の表示素子と、第2の接続部と電気的に接続される第2の表示素子と、を備える。

0009

また、第1の絶縁膜は、第1の表示素子および第2の表示素子の間に挟まれる領域を備え、第1の表示素子は、入射する光を反射する機能および第2の開口部を備える反射膜と、反射する光の強さを制御する機能と、を備える。

0010

また、第2の表示素子は、第2の開口部と重なる領域を備え、第2の開口部と重なる領域は、第2の開口部に向けて光を射出する機能を備える。

0011

また、端子は、画素回路と電気的に接続され、端子は、接点として機能することができる面を備える。

0012

(2)また、本発明の一態様は、画素回路が、スイッチング素子を含む上記の表示パネルである。

0013

上記本発明の一態様の表示パネルは、第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜の第1の開口部に配設される第1の接続部と、第1の接続部と電気的に接続される画素回路と、画素回路と電気的に接続される第2の接続部と、第1の接続部と電気的に接続される第1の表示素子と、第2の接続部と電気的に接続される第2の表示素子と、を備える画素と、画素回路と電気的に接続される端子と、を含んで構成される。また、第1の絶縁膜は、第1の表示素子および第2の表示素子の間に挟まれる領域を備え、端子は、接点として機能することができる面を備える。

0014

これにより、例えば端子に接続された画素回路を用いて、第1の絶縁膜を挟むように配置された第1の表示素子および第2の表示素子を駆動することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。

0015

(3)また、本発明の一態様は、画素回路が、トランジスタを含み、トランジスタは、アモルファスシリコン半導体に用いるトランジスタよりオフ状態において流れる電流を抑制することができる機能を備える、上記の表示パネルである。

0016

上記本発明の一態様の表示パネルは、画素回路に、オフ状態において流れる電流を抑制できるトランジスタを含んで構成される。これにより、表示に伴うちらつきを抑制しながら、画素回路に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、消費電力が低減された、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。

0017

(4)また、本発明の一態様は、第1の表示素子が、液晶材料を含む層と、液晶材料の配向を制御できるように配設された第1の導電膜および第2の導電膜と、を備える。また、第1の導電膜は、第1の接続部と電気的に接続される、上記の表示パネルである。

0018

(5)また、本発明の一態様は、第2の表示素子が、第3の導電膜と、第3の導電膜と重なる領域を備える第4の導電膜と、第3の導電膜および第4の導電膜の間に発光性有機化合物を含む層と、を備える。また、第3の導電膜が、第2の接続部と電気的に接続され、第3の導電膜は、透光性を備える、上記の表示パネルである。

0019

上記本発明の一態様の表示パネルは、反射型液晶素子を第1の表示素子に用い、有機EL素子を第2の表示素子に用いて、構成される。

0020

これにより、例えば明るい環境下では外光および反射型の液晶素子を利用し、暗い環境下では有機EL素子が射出する光を利用して、表示をすることができる。また、薄暗い環境下では、外光および有機EL素子が発する光を利用して表示をすることができる。その結果、視認性に優れた表示をすることができる新規な表示パネルを提供することができる。消費電力を低減することができる新規な表示パネルを提供することができる。または、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ができる。

0021

(6)また、本発明の一態様は、第1の表示素子が、外光を反射する機能を備え、反射膜の非第2の開口部の総面積に対する第2の開口部の総面積の比の値は0.052以上0.6以下であり、一の第2の開口部の面積は、3μm2以上25μm2以下である上記の表示パネルである。

0022

上記本発明の一態様の表示パネルは、外光を反射する機能を備える第2の素子と、面積が3μm2以上25μm2以下の開口部を単数または複数個含み、反射膜の非開口部の総面積に対する開口部の総面積の比の値が0.052以上0.6以下である。

0023

これにより、例えば液晶材料の配向の乱れを防ぐことができる。また、明るい環境下では、外光を利用して表示をすることができる。また、暗い環境下では有機EL素子が射出する光を利用して表示をすることができる。その結果、視認性に優れた表示をすることができる新規な表示パネルを提供することができる。消費電力を低減することができる新規な表示パネルを提供することができる。または、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ができる。

0024

(7)また、本発明の一態様は、反射膜が、第1の絶縁膜に埋め込まれた領域および第1の絶縁膜から露出した領域を備える上記の表示パネルである。

0025

上記本発明の一態様の表示パネルは、第1の絶縁膜に埋め込まれた領域と露出した領域を備える反射膜を含んで構成される。これにより、反射膜の端部に生じる段差を小さくし、段差に基づく配向欠陥等を生じ難くすることができる。また、端子の接点として機能する面を露出させることができる。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。

0026

(8)また、本発明の一態様は、接点として機能することができる面が、表示に用いる外光を反射する反射膜の面と同じ方向を向いている上記の表示パネルである。また、端子が、第1の絶縁膜に埋め込まれた領域および第2の絶縁膜から露出した領域を備える。

0027

上記本発明の一態様の表示パネルは、第1の絶縁膜に埋め込まれた領域と露出した領域を備える端子を含んで構成される。これにより、端子の接点として機能する面を露出させることができる。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。

0028

(9)また、本発明の一態様は、画素が、第2の絶縁膜を備える上記の表示パネルである。また、第1の絶縁膜は第2の絶縁膜との間に反射膜を挟む領域を備え、第2の絶縁膜は反射膜を覆う領域を備える。

0029

(10)また、本発明の一態様は、演算装置と、入出力装置と、を有する情報処理装置である。

0030

そして、演算装置は、位置情報を供給され、画像情報および制御情報を供給する機能を備える。

0031

また、入出力装置は、位置情報を供給する機能を備え、画像情報および制御情報を供給される機能を備える。また、画像情報を表示する表示部および位置情報を供給する入力部を備える。

0032

表示部は上記の表示パネルを備える。また、入力部は、ポインタの位置を検知して、位置に基づいて決定された位置情報を供給する機能を備える。

0033

演算装置は、位置情報に基づいてポインタの移動速度を決定する機能を備え、画像情報のコントラストまたは明るさをポインタの移動速度に基づいて決定する機能を備える。

0034

上記本発明の一態様の情報処理装置は、位置情報を供給し、画像情報を供給される入出力装置と、位置情報を供給され、画像情報を供給する演算装置と、を含んで構成され、演算装置はポインタの移動速度に基づいて画像情報のコントラストまたは明るさを決定する。これにより、画像情報の表示位置を移動する際に、使用者の目に与える負担を軽減することができ、使用者の目にやさしい表示をすることができる。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。

0035

(11)また、本発明の一態様は、入力部が、キーボードハードウェアボタンポインティングデバイスタッチセンサ照度センサ撮像装置音声入力装置視点入力装置姿勢検出装置、のうち一以上を含む、上記の情報処理装置である。

0036

これにより、消費電力を低減し、明るい場所でも優れた視認性を確保することができる。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。

0037

(12)また、本発明の一態様は、以下の11のステップを有する上記の表示パネルの作製方法である。

0038

第1のステップにおいて、第1の絶縁膜を工程用の基板に形成する。

0039

次いで、第2のステップにおいて、反射膜および端子を形成する。

0040

次いで、第3のステップにおいて、反射膜および端子を覆う第2の絶縁膜を形成する。

0041

次いで、第4のステップにおいて、反射膜と電気的に接続される第1の接続部および端子と電気的に接続される第3の接続部を形成する。

0042

次いで、第5のステップにおいて、第1の接続部および第3の接続部と電気的に接続される画素回路を形成する。

0043

次いで、第6のステップにおいて、画素回路と接続する第2の接続部を形成する。

0044

次いで、第7のステップにおいて、第2の接続部と電気的に接続される第2の表示素子を形成する。

0045

次いで、第8のステップにおいて、基板を積層する。

0046

次いで、第9のステップにおいて、工程用の基板を分離する。

0047

次いで、第10のステップにおいて、第1の絶縁膜を除去して反射膜および端子を露出させる。

0048

次いで、第11のステップにおいて、第1の表示素子を形成する。

0049

上記本発明の一態様の表示パネルの作製方法は、工程用の基板を分離するステップと、第1の絶縁膜を除去して反射膜および端子を露出させるステップと、を含んで構成される。これにより、反射膜の端部に生じる段差を小さくし、段差に基づく配向欠陥等を生じ難くすることができる。また、端子の接点として機能する面を露出させることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルの作製方法を提供することができる。

0050

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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

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。

0055

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。

0056

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

0057

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表示パネルの作製方法を提供できる。または、新規な表示パネル、新規な情報処理装置、表示パネルの作製方法または新規な半導体装置を提供できる。

0058

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

0059

実施の形態に係る表示パネルの構成を説明する上面図および回路図。
実施の形態に係る表示パネルの断面の構成を説明する断面図。
実施の形態に係る表示パネルの断面の構成を説明する断面図。
実施の形態に係る表示パネルの端子の断面の構成を説明する断面図。
実施の形態に係る表示パネルの端子の断面の構成を説明する断面図。
実施の形態に係る画素の構成を説明する上面図。
実施の形態に係る表示パネルの断面の構成を説明する断面図。
実施の形態に係る表示パネルの断面の構成を説明する断面図。
実施の形態に係る表示部の構成を説明する回路図。
実施の形態に係る表示パネルの断面の構成を説明する断面図。
実施の形態に係る表示パネルの断面の構成を説明する断面図。
実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明するフロー図。
実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明する図。
実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明する図。
実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明する図。
実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明する図。
実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明する図。
実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明する図。
実施の形態に係る表示パネルの作製方法を説明する図。
実施の形態に係るトランジスタの構成を説明する図。
実施の形態に係るトランジスタの構成を説明する図。
実施の形態に係る入出力装置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ブロック図および投影図。
実施の形態に係る表示部の構成を説明するブロック図および回路図。
実施の形態に係るプログラムを説明するフローチャート
実施の形態に係る画像情報を説明する模式図。
実施の形態に係る半導体装置の構成を説明する断面図および回路図。
実施の形態に係るCPUの構成を説明するブロック図。
実施の形態に係る記憶素子の構成を説明する回路図。
実施の形態に係る電子機器の構成を説明する図。
実施例に係る表示パネルの表示品位を説明する写真

0060

本発明の一態様の表示パネルは、第2の絶縁膜と、第2の絶縁膜の開口部に配設される第1の接続部と、第1の接続部と電気的に接続される画素回路と、画素回路と電気的に接続される第2の接続部と、第1の接続部と電気的に接続される第1の表示素子と、第2の接続部と電気的に接続される第2の表示素子と、を備える画素と、画素回路と電気的に接続される端子と、を含んで構成される。また、第2の絶縁膜は、第1の表示素子および第2の表示素子の間に挟まれる領域を備え、端子は、接点として機能することができる面を備える。

0061

これにより、例えば端子に接続された画素回路を用いて、第2の絶縁膜を挟むように配置された第1の表示素子および第2の表示素子を駆動することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。

0062

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。

0063

(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および図2を参照しながら説明する。

0064

図1は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する図である。図1(A)は本発明の一態様の表示パネル700、700Bまたは700Cの上面図または下面図であり、図1(B)は図1(A)に示す画素702(i,j)の上面図である。なお、本明細書において、1以上の整数を値にとる変数を符号に用いる場合がある。例えば、1以上の整数の値をとる変数pを含む(p)を、最大p個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。また、例えば、1以上の整数の値をとる変数mおよび変数nを含む(m,n)を、最大m×n個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。

0065

図2は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する図である。図2(A)は図1(A)に示す切断線X1−X2、切断線X3−X4、切断線X5−X6における表示パネル700の断面図であり、図2(B)は図2(A)に示すトランジスタMの断面図であり、図2(C)は図2(A)に示すトランジスタMDの断面図である。

0066

<表示パネルの構成例1.>
本実施の形態で説明する表示パネル700は、画素702(i,j)と、基板770と、を有する表示パネルである(図1(A)参照)。

0067

基板770は、画素702(i,j)と重なる領域を備える(図2参照)。

0068

画素702(i,j)は、第1の表示素子750と、第1の表示素子750と重なる領域を備える第2の表示素子550と、第1の表示素子750および第2の表示素子550の間に、機能層520と、を備える。

0069

機能層520は、第1の表示素子750と電気的に接続する第1の接続部704Cと、第2の表示素子550と電気的に接続する第2の接続部504Cと、第1の接続部704Cおよび第2の接続部504Cと電気的に接続する画素回路730(i,j)と、を備える(図1(C)および図2(A)参照)。

0070

第1の表示素子750は、入射する光を反射する反射膜と、入射する光に対して反射する光の割合を制御する機能と、を備える。なお、例えば、第1の導電膜751を反射膜に用いることができる(図2(A)参照)。

0071

反射膜は、開口部751Hを備え、第2の表示素子550は開口部751Hと重なる領域を備える。なお、例えば、第1の導電膜751を反射膜に用いる場合、第1の導電膜751は、開口部751Hを備える。

0072

第2の表示素子550の開口部751Hと重なる領域は、開口部751Hに向けて光を射出する機能を備える。なお、第2の表示素子550が射出する光は、開口部751Hを通過して、表示パネル700の表示面から取り出される。

0073

また、表示パネル700の画素回路730(i,j)は、スイッチング素子(例えば、スイッチSW1またはスイッチSW2)を含む(図1(C)参照)。

0074

表示パネル700は、第1の表示素子750と、第1の表示素子750と重なる領域を備える第2の表示素子550と、第1の表示素子750と電気的に接続する第1の接続部704Cと、第2の表示素子550と電気的に接続する第2の接続部504Cと、第1の接続部704Cおよび第2の接続部504Cと電気的に接続する画素回路730(i,j)と、を含んで構成される。

0075

これにより、例えば、同一の工程で形成することができる画素回路を一の機能層に用いて、第1の表示素子と第2の表示素子を駆動することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。

0076

また、表示パネル700の画素回路730(i,j)は、スイッチに用いることができるトランジスタを含み、トランジスタは、アモルファスシリコンを半導体に用いるトランジスタよりオフ状態において流れる電流を抑制することができる機能を備える(図1(C)参照)。

0077

表示パネル700は、画素回路730(i,j)に、オフ状態において流れる電流を抑制できるトランジスタを含んで構成される。これにより、表示に伴うちらつきを抑制しながら、画素回路に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、消費電力が低減された、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。

0078

また、表示パネル700の第1の表示素子750は、液晶材料を含む層753と、液晶材料の配向を制御するように配設された第1の導電膜751および第2の導電膜752と、を備える。そして、第1の導電膜751は、第1の接続部704Cと電気的に接続される。

0079

また、表示パネル700の第2の表示素子550は、第3の導電膜551と、第3の導電膜551と重なる領域を備える第4の導電膜552と、第3の導電膜551および第4の導電膜552の間に発光性の有機化合物を含む層553と、を備える。そして、第3の導電膜551は、第2の接続部504Cと電気的に接続され、第3の導電膜551は、透光性を備える。

0080

表示パネル700は、反射型の液晶素子を第1の表示素子750に用い、有機EL素子を第2の表示素子550に用いて、構成される。

0081

これにより、例えば明るい環境下では外光および反射型の液晶素子を利用し、暗い環境下では有機EL素子が射出する光を利用して、表示をすることができる。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。

0082

また、好ましくは、第2の表示素子550は、外光を反射する機能を備える。例えば、可視光を反射する材料を第4の導電膜552に用いることができる。

0083

そして、反射膜の非開口部の総面積に対する開口部751Hを含む開口部の総面積の比の値は0.052以上0.6以下であり、一の開口部751Hの面積は3μm2以上25μm2以下である。なお、第1の導電膜751を反射膜に用いる場合、第1の導電膜751の非開口部の総面積に対する開口部751Hを含む開口部の総面積の比の値は0.052以上0.6以下である(図1(B)参照)。

0084

また、画素の面積を1とした場合、画素の面積に占める反射膜の面積を0.5以上0.95以下にすることができる。また、画素の面積に占める開口部751Hの面積を0.052以上0.3以下にすることができる。

0085

これにより、例えば明るい環境下では外光を利用して表示をすることができる。また、暗い環境下では有機EL素子が射出する光を利用して表示をすることができる。また、薄暗い環境下では、外光および有機EL素子が発する光を利用して表示をすることができる。また、開口部の大きさが十分に小さいため、例えば液晶素子の配向の乱れを防いで表示をすることができる。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。

0086

表示パネル700の画素702(i,j)は、第1の導電膜751を覆う絶縁膜501Aと、第1の導電膜751と画素回路730(i,j)の間に絶縁膜501Bと、を備える。

0087

第1の導電膜751は、絶縁膜501Aおよび絶縁膜501Bの間に配設され、第1の導電膜751は、絶縁膜501Bに埋め込まれている。

0088

表示パネル700は、絶縁膜501Bに埋め込まれた第1の導電膜751を含んで構成される。これにより、第1の導電膜の端部に生じる段差を小さくし、段差に基づく配向欠陥を生じ難くすることができる。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。

0089

なお、表示パネル700は、単数または複数の画素を有することができる。例えば、行方向にn個、行方向と交差する列方向にm個行列状に、画素702(i,j)を有することができる。なお、iは1以上m以下の整数であり、jは1以上n以下の整数であり、mおよびnは1以上の整数である。

0090

また、行方向に配設された画素702(i,1)乃至画素702(i,n)と電気的に接続する走査線G1(i)および走査線G2(i)を有することができる(図1(C)参照)。

0091

また、列方向に配設された画素702(1,j)乃至画素702(m,j)と電気的に接続する信号線S(j)を有することができる。

0092

また、表示パネル700の画素702(i,j)は、第1の表示素子750と重なる領域を備える着色膜CF1と、第1の表示素子750と重なる領域に開口部を備える遮光膜BMと、着色膜CF1または遮光膜BMと液晶材料を含む層753の間に絶縁膜771と、を有する(図2(A)参照)。これにより、絶縁膜771は、着色膜CF1の厚さに基づく凹凸平坦にすることができる。または、遮光膜BMまたは着色膜CF1等から液晶材料を含む層753への不純物拡散を、抑制することができる。

0093

また、表示パネル700は、基板770および液晶材料を含む層753の間に配向膜AF2を有し、液晶材料を含む層753および絶縁膜501Aの間に配向膜AF1を有する。

0094

また、表示パネル700は、基板770、絶縁膜501Aおよび封止材705に囲まれた領域に液晶材料を含む層753を備える。封止材705は、基板770および絶縁膜501Aを貼り合わせる機能を備える。

0095

また、表示パネル700は、基板770および絶縁膜501Aの間に、基板770および絶縁膜501Aの間隙を制御する構造体KB1を備える。

0096

また、表示パネル700は、画素702(i,j)と重なる領域を備える光学フィルム770Pを有する。表示パネル700は、光学フィルム770Pおよび液晶材料を含む層753の間に基板770を備える。

0097

また、表示パネル700は機能層520を有する。機能層520は、絶縁膜501A、絶縁膜501B、絶縁膜501C、絶縁膜521B、絶縁膜521Aおよび絶縁膜528を有する。

0098

絶縁膜501Bおよび絶縁膜501Cは、第1の接続部704Cが配設される開口部を備える。なお、絶縁膜501Bに絶縁膜501Cを積層した構成を例示して説明するが、絶縁膜501Cを用いず、絶縁膜501Bのみを用いてもよい。

0099

絶縁膜521Bは、絶縁膜501Cと重なる領域を備える。

0100

絶縁膜521Aは、絶縁膜501Cおよび絶縁膜521Bの間に配設される。

0101

また、絶縁膜521Aは、第2の接続部504Cが配設される開口部を備える。

0102

絶縁膜528は、第2の表示素子550が配設される開口部を備える。

0103

また、表示パネル700は、着色膜CF2を反射膜に設けられた開口部751Hと第2の表示素子550の間に有する。

0104

また、表示パネル700は、機能層520と重なる領域を備える基板570と、機能層520および基板570を貼り合わせる接合層505と、を有する。

0105

また、表示パネル700の第2の表示素子550は、機能層520および基板570の間に配設される。

0106

また、表示パネル700は、機能層520および基板570の間に構造体KB2を備える。これにより、所定の間隙を機能層520および基板570の間に設けることができる。

0107

また、表示パネル700は、駆動回路GDを有する。駆動回路GDは、例えばトランジスタMDを含む(図1(A)および図2(A)参照)。駆動回路GDは、例えば選択信号を走査線G1(i)または走査線G2(i)に供給する機能を備える。

0108

また、表示パネル700は、画素回路730(i,j)と電気的に接続する配線511を有する。また、表示パネル700は、画素回路730(i,j)と電気的に接続する端子519を有する。また、表示パネル700は、配線ANO、配線VCOM1および配線VCOM2を有することができる(図1(C)および図2参照)。

0109

なお、例えば、導電材料ACF1を用いて、フレキシブルプリント基板FPC1と端子519を電気的に接続できる。また、例えば、導電材料を用いて、表示パネル700と駆動回路SDを電気的に接続できる。

0110

また、表示パネル700は、端子719を有することができる(図4(A)参照)。例えば、端子719は、第2の導電膜752と電気的に接続する。なお、導電材料ACF2を用いて、フレキシブルプリント基板FPC2と端子719を電気的に接続できる。なお、端子519に用いることができる材料を端子719に用いることができ、導電材料ACF1に用いることができる材料を導電材料ACF2に用いることができる。

0111

また、表示パネル700は、第2の導電膜752と端子519を電気的に接続する導電部材を有することができる(図4(B)または図5参照)。例えば、導電性粒子を導電部材に用いることができる。

0112

なお、駆動回路SDは、画像情報に基づいて画像信号を供給する機能を有する。

0113

以下に、表示パネル700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。

0114

例えば、可視光を反射する導電膜を第1の導電膜751に用いる場合、第1の導電膜751を反射膜に用いることができ、第1の導電膜751は反射膜であり、反射膜は第1の導電膜751でもある。

0115

<構成>
表示パネル700は基板570または基板770を有し、表示パネル700は配線511または端子519を有する。

0116

表示パネル700は封止材705または接合層505を有し、表示パネル700は構造体KB1または構造体KB2を有する。

0117

表示パネル700は画素702(i,j)を有し、表示パネル700は第1の表示素子750または第2の表示素子550を有する。

0118

表示パネル700は第1の導電膜751、第2の導電膜752、液晶材料を含む層753、開口部751Hまたは反射膜を有する。

0119

表示パネル700は第3の導電膜551、第4の導電膜552、発光性の有機化合物を含む層553を有する。

0120

表示パネル700は機能層520を有する。表示パネル700は画素回路730(i,j)、第1の接続部704Cまたは第2の接続部504Cを有する。

0121

表示パネル700はスイッチング素子、トランジスタMまたはトランジスタMDを有し、表示パネル700は絶縁膜501A、絶縁膜501B、絶縁膜501C、絶縁膜521A、絶縁膜521Bまたは絶縁膜528を有する。

0122

表示パネル700は着色膜CF1、着色膜CF2、遮光膜BM、絶縁膜771、配向膜AF1、配向膜AF2または光学フィルム770Pを有する。

0123

表示パネル700は、駆動回路GDまたは駆動回路SDを有する。

0124

《基板570》
作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を基板570に用いることができる。

0125

例えば、第6世代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200mm)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800mm)、第10世代(2950mm×3400mm)等の面積が大きなガラス基板を基板570に用いることができる。これにより、大型の表示装置を作製することができる。

0126

有機材料無機材料または有機材料と無機材料等の複合材料等を基板570に用いることができる。例えば、ガラスセラミックス、金属等の無機材料を基板570に用いることができる。

0127

具体的には、無アルカリガラスソーダ石灰ガラスカリガラスクリスタルガラス石英またはサファイア等を、基板570に用いることができる。具体的には、無機酸化物無機窒化物または無機酸化窒化物等を含む材料を、基板570に用いることができる。例えば、酸化シリコン窒化シリコン酸化窒化シリコン酸化アルミニウム等を含む材料を、基板570に用いることができる。ステンレススチールまたはアルミニウム等を、基板570に用いることができる。

0128

例えば、シリコン炭化シリコンからなる単結晶半導体基板多結晶半導体基板シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板SOI基板等を基板570に用いることができる。これにより、半導体素子を基板570に形成することができる。

0129

例えば、金属板薄板状のガラス板または無機材料等の膜を樹脂フィルム等に貼り合わせた複合材料を基板570に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の金属、ガラスもしくは無機材料等を樹脂フィルムに分散した複合材料を、基板570に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の樹脂もしくは有機材料等を無機材料に分散した複合材料を、基板570に用いることができる。

0130

また、単層の材料または複数の層が積層された材料を、基板570に用いることができる。例えば、基材と基材に含まれる不純物の拡散を防ぐ絶縁膜等が積層された材料を、基板570に用いることができる。具体的には、ガラスとガラスに含まれる不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン層窒化シリコン層または酸化窒化シリコン層等から選ばれた一または複数の膜が積層された材料を、基板570に用いることができる。または、樹脂と樹脂を透過する不純物の拡散を防ぐ酸化シリコン膜窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜等が積層された材料を、基板570に用いることができる。

0131

具体的には、ポリエステルポリオレフィンポリアミドナイロンアラミド等)、ポリイミドポリカーボネートまたはアクリル樹脂ウレタン樹脂エポキシ樹脂もしくはシリコーンなどシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を基板570に用いることができる。または、これらから選ばれた単数または複数の樹脂を含むフィルム、板または積層体等を基板570に用いることができる。

0132

具体的には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)またはアクリル等を基板570に用いることができる。

0133

また、紙または木材などを基板570に用いることができる。

0134

例えば、可撓性を有する基板を基板570に用いることができる。

0135

なお、基板にトランジスタまたは容量素子等を直接形成する方法を作製方法に用いることができる。また、耐熱性を備える工程用の基板にトランジスタまたは容量素子等を形成し、形成されたトランジスタまたは容量素子等を基板に転置する方法を作製方法に用いることができる。これにより、例えば本発明の一態様の表示パネルが有する基板570に係る作業工程中の熱処理温度を、抑制することができる。その結果、可撓性を有する基板にトランジスタまたは容量素子等を形成できる。

0136

《基板770》
透光性を備える材料を基板770に用いることができる。例えば、基板570に用いることができる材料から選択された材料を基板770に用いることができる。

0137

《配線511、端子519》
導電性を備える材料を配線511および端子519に用いることができる。

0138

例えば、無機導電性材料有機導電性材料などを配線511または端子519に用いることができる。

0139

具体的には、金属または導電性セラミックス等を配線511または端子519に用いることができる。例えば、アルミニウム、金、白金、銀、銅、クロムタンタルチタンモリブデンタングステンニッケル、鉄、コバルトパラジウムまたはマンガンから選ばれた金属元素などを、配線511または端子519に用いることができる。または、上述した金属元素を含む合金などを、配線511または端子519に用いることができる。特に、銅とマンガンの合金がウエットエッチング法を用いた微細加工に好適である。

0140

具体的には、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等を配線511または端子519に用いることができる。

0141

例えば、酸化インジウムインジウム錫酸化物インジウム亜鉛酸化物酸化亜鉛ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を、配線511または端子519に用いることができる。

0142

具体的には、グラフェンまたはグラファイトを含む膜を配線511または端子519に用いることができる。

0143

例えば、酸化グラフェンを含む膜を形成し、酸化グラフェンを含む膜を還元することにより形成されたグラフェンを含む膜を用いることができる。具体的には、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等を還元する方法に用いることができる。

0144

例えば、導電性高分子を配線511または端子519に用いることができる。

0145

《第1の接続部704C、第2の接続部504C》
導電性を備える材料を第1の接続部704Cおよび第2の接続部504Cに用いることができる。例えば、配線511または端子519に用いることができる材料を用いることができる。

0146

《接合層505、封止材705》
無機材料、有機材料または無機材料と有機材料の複合材料等を接合層505または封止材705に用いることができる。

0147

例えば、熱溶融性の樹脂または硬化性の樹脂等の有機材料を、接合層505または封止材705に用いることができる。

0148

例えば、反応硬化型接着剤光硬化型接着剤熱硬化型接着剤または/および嫌気型接着剤等の有機材料を接合層505または封止材705に用いることができる。

0149

具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂フェノール樹脂ポリイミド樹脂イミド樹脂PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等を含む接着剤を接合層505または封止材705に用いることができる。

0150

《構造体KB1、構造体KB2》
例えば、有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材料を構造体KB1または構造体KB2に用いることができる。これにより、所定の間隔を構造体KB1または構造体KB2を挟む構成の間に設けることができる。

0151

具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の複合材料などを構造体KB1または構造体KB2に用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成された材料を用いることができる。

0152

《画素702(i,j)》
画素702(i,j)は、第1の表示素子750、第2の表示素子550または機能層520を備える。

0153

また、画素702(i,j)は、着色膜CF1、遮光膜BM、絶縁膜771、配向膜AF1、配向膜AF2または着色膜CF2を有することができる。

0154

《第1の表示素子750》
例えば、光の反射または透過を制御する機能を備える表示素子を、第1の表示素子750に用いることができる。例えば、液晶素子と偏光板を組み合わせた構成またはシャッター方式MEMS表示素子等を用いることができる。反射型の表示素子を用いることにより、表示パネルの消費電力を抑制することができる。具体的には、反射型の液晶表示素子を第1の表示素子750に用いることができる。

0155

具体的には、IPS(In−Plane−Switching)モード、TN(Twisted Nematic)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、ASM(Axially Symmetric aligned Micro−cell)モード、OCB(Optically Compensated Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal)モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。

0156

また、例えば垂直配向(VA)モード、具体的には、MVA(Multi−Domain Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)モード、ECB(Electrically Controlled Birefringence)モード、CPA(Continuous Pinwheel Alignment)モード、ASV(Advanced Super−View)モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いることができる。

0157

例えば、サーモトロピック液晶低分子液晶高分子液晶高分子分散型液晶強誘電性液晶反強誘電性液晶等を用いることができる。コレステリック相スメクチック相キュービック相カイラルネマチック相等方相等を示す液晶材料を用いることができる。または、ブルー相を示す液晶材料を用いることができる。

0158

例えば、液晶材料を含む層753、液晶材料の配向を制御する電界印加できるように配置された第1の導電膜751および第2の導電膜752を第1の表示素子750に用いることができる。

0159

導電性を備える材料を第1の導電膜751および第2の導電膜752に用いることができる。

0160

例えば、配線511に用いる材料を第1の導電膜751または第2の導電膜752に用いることができる。

0161

《反射膜》
例えば、液晶材料を含む層753を透過してくる光を反射する材料を反射膜に用いることができる。これにより、第1の表示素子750を反射型の液晶素子にすることができる。

0162

また、例えば、表面に凹凸を備える材料を、反射膜に用いることができる。これにより、入射する光をさまざまな方向に反射して、白色の表示をすることができる。

0163

なお、可視光を反射する材料を用いた第1の導電膜751を反射膜に用いることができる。

0164

また、第1の導電膜751を反射膜に用いる構成に限られない。例えば、液晶材料を含む層753と第1の導電膜751の間に、可視光を反射する材料を備える反射膜を用いることができる。または、可視光を反射する材料を用いた反射膜と液晶材料を含む層753の間に、透光性を有し且つ導電性を備える材料を用いた第1の導電膜751を用いることができる。

0165

なお、可視光について透光性を有し且つ導電性を備える材料を、第2の導電膜752に用いることができる。

0166

例えば、導電性酸化物またはインジウムを含む導電性酸化物を第2の導電膜752に用いることができる。または、光が透過する程度に薄い金属膜を第2の導電膜752に用いることができる。

0167

具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを、第2の導電膜752に用いることができる。

0168

《開口部751H》
1つの画素に設ける反射膜の非開口部の総面積に対する、1つの画素に設ける開口部751Hの総面積の比の値は、好ましくは0.052以上0.6以下である。開口部751Hの総面積の比の値が大きすぎると、第1の表示素子750を用いた表示が暗くなってしまう。また、開口部751Hの総面積の比の値が小さすぎると、第2の表示素子550を用いた表示が暗くなってしまう。

0169

また、第1の導電膜751を反射膜に用いる場合、1つの開口部751Hの面積は、3μm2以上25μm2以下である。第1の導電膜751に設ける開口部751Hの面積が大きすぎると、例えば液晶材料を含む層753に加わる電界が不均一になり、第1の表示素子750の表示品位が低下してしまう。また、第1の導電膜に設ける開口部751Hの面積が小さすぎると、第2の表示素子550が射出する光から表示に用いる光を取り出す効率が低下してしまう。

0170

多角形四角形楕円形円形または十字等の形状を開口部751Hの形状に用いることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状を開口部751Hの形状に用いることができる(図1(B)および図6(A)参照)。また、隣接する画素に開口部751Hを寄せて配置してもよい(図6(B)参照)。好ましくは、開口部751Hを同じ色を表示する機能を備える他の画素に寄せて配置する。これにより、第2の表示素子550が射出する光が隣接する画素に配置された着色膜に入射してしまう現象クロストークともいう)を抑制できる。

0171

ところで、好ましくは、開口部751Hは、異なる色の光を透過する着色膜CF1との継ぎ目に重なる領域に有さない。これにより、第2の表示素子550が射出する光は、隣接する画素の着色膜に到達しにくい。その結果、色の再現性に優れた表示パネルを提供できる。

0172

《第2の表示素子550》
例えば、発光素子を第2の表示素子550に用いることができる。具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子無機エレクトロルミネッセンス素子または発光ダイオードなどを、第2の表示素子550に用いることができる。

0173

例えば、白色の光を射出するように積層された積層体を、発光性の有機化合物を含む層553に用いることができる。具体的には、青色の光を射出する蛍光材料を含む発光性の有機化合物を含む層と、緑色および赤色の光を射出する蛍光材料以外の材料を含む層または黄色の光を射出する蛍光材料以外の材料を含む層と、を積層した積層体を、発光性の有機化合物を含む層553に用いることができる。

0174

例えば、配線511に用いる材料を第3の導電膜551または第4の導電膜552に用いることができる。

0175

例えば、可視光について透光性を有し且つ導電性を備える材料を、第3の導電膜551に用いることができる。

0176

例えば、可視光について反射性を有し且つ導電性を備える材料を、第4の導電膜552に用いることができる。

0177

具体的には、導電性酸化物またはインジウムを含む導電性酸化物、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを、第3の導電膜551に用いることができる。

0178

または、光が透過する程度に薄い金属膜を第3の導電膜551に用いることができる。

0179

《機能層520》
機能層520は、画素回路730(i,j)、第1の接続部704Cまたは第2の接続部504Cを備える。また、機能層520は、絶縁膜501A、絶縁膜501B、絶縁膜501C、絶縁膜521A、絶縁膜521Bおよび絶縁膜528を有する。

0180

《画素回路730(i,j)》
例えば、走査線G1(i)、走査線G2(i)、信号線S(j)、配線ANO、配線VCOM1および配線VCOM2と電気的に接続される回路を画素回路730(i,j)に用いることができる(図1(C)参照)。

0181

具体的には、スイッチSW1、容量素子C1、スイッチSW2、容量素子C2またはトランジスタMを、画素回路730(i,j)に用いることができる。

0182

スイッチSW1は、走査線G1(i)と電気的に接続される制御電極および信号線S(j)と電気的に接続される第1の電極を備える。なお、トランジスタをスイッチSW1に用いることができる。

0183

容量素子C1は、スイッチSW1の第2の電極と電気的に接続される第1の電極および配線VCOM1と電気的に接続される第2の電極を備える。

0184

なお、第1の表示素子750の第1の導電膜751をスイッチSW1の第2の電極と電気的に接続し、第1の表示素子750の第2の導電膜752を配線VCOM1と電気的に接続することができる。

0185

スイッチSW2は、走査線G2(i)と電気的に接続される制御電極および信号線S(j)と電気的に接続される第1の電極を備える。なお、トランジスタをスイッチSW2に用いることができる。

0186

トランジスタMは、スイッチSW2の第2の電極と電気的に接続されるゲート電極および配線ANOと電気的に接続される第1の電極を備える。

0187

容量素子C2は、スイッチSW2の第2の電極と電気的に接続される第1の電極およびトランジスタMの第2の電極と電気的に接続される第2の電極を備える。

0188

なお、第2の表示素子550の第3の導電膜551をトランジスタMの第2の電極と電気的に接続し、第2の表示素子550の第4の導電膜552を配線VCOM2と電気的に接続することができる。

0189

《トランジスタM》
トランジスタMは、半導体膜508および半導体膜508と重なる領域を備える導電膜504を備える(図2(B)参照)。また、トランジスタMは、導電膜512Aおよび導電膜512Bを備える。トランジスタMは半導体膜508および導電膜504の間に絶縁膜506を備える。

0190

なお、導電膜504はゲート電極として機能し、絶縁膜506はゲート絶縁膜として機能する。また、導電膜512Aはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の一方を備え、導電膜512Bはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の他方を備える。

0191

なお、機能層520は、トランジスタMを覆う絶縁膜516または絶縁膜518を有することができる。これにより、トランジスタMへの不純物の拡散を抑制することができる。

0192

例えば、ボトムゲート型またはトップゲート型等のトランジスタをトランジスタMに用いることができる。

0193

例えば、4族の元素を含む半導体を用いるトランジスタを利用することができる。具体的には、シリコンを含む半導体を半導体膜に用いることができる。例えば、単結晶シリコンポリシリコン微結晶シリコンまたはアモルファスシリコンなどを半導体膜に用いたトランジスタを用いることができる。

0194

例えば、酸化物半導体を用いるトランジスタを利用することができる。具体的には、インジウムを含む酸化物半導体またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物半導体を半導体膜に用いることができる。

0195

一例を挙げれば、オフ状態におけるリーク電流が、半導体膜にアモルファスシリコンを用いたトランジスタより小さいトランジスタを用いることができる。具体的には、半導体膜に酸化物半導体を用いたトランジスタを用いることができる。

0196

これにより、画素回路が画像信号を保持することができる時間を、アモルファスシリコンを半導体膜に用いたトランジスタを利用する画素回路が保持することができる時間より長くすることができる。具体的には、フリッカーの発生を抑制しながら、選択信号を30Hz未満、好ましくは1Hz未満より好ましくは一分に一回未満の頻度で供給することができる。その結果、情報処理装置の使用者に蓄積する疲労を低減することができる。また、駆動に伴う消費電力を低減することができる。

0197

例えば、化合物半導体を用いるトランジスタを利用することができる。具体的には、ガリウムヒ素を含む半導体を半導体膜に用いることができる。

0198

例えば、有機半導体を用いるトランジスタを利用することができる。具体的には、ポリアセン類またはグラフェンを含む有機半導体を半導体膜に用いることができる。

0199

《スイッチSW1、スイッチSW2》
トランジスタをスイッチSW1またはスイッチSW2に用いることができる。

0200

例えば、トランジスタMと同一の工程で形成することができるトランジスタをスイッチSW1またはスイッチSW2に用いることができる。

0201

《絶縁膜501A》
無機酸化物膜、無機窒化物膜もしくは無機酸化窒化物膜等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を絶縁膜501Aに用いることができる。具体的には、酸化珪素窒化珪素酸化窒化珪素または酸化アルミニウム等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を、絶縁膜501Aに用いることができる。

0202

具体的には、600nmの酸化窒化珪素膜および厚さ200nmの窒化珪素膜が積層された積層材料を含む膜を、絶縁膜501Aに用いることができる。

0203

具体的には、厚さ600nmの酸化窒化珪素膜、厚さ200nmの窒化珪素膜、厚さ200nmの酸化窒化珪素膜、厚さ140nmの窒化酸化珪素膜および厚さ100nmの酸化窒化珪素膜がこの順に積層された積層材料を含む膜を、絶縁膜501Aに用いることができる。

0204

また、ポリイミド等の樹脂を含む材料を絶縁膜501Aに用いることができる。

0205

絶縁性の膜を工程用の基板に形成した後に、工程用の基板から分離して、絶縁膜501Aに用いることができる。これにより、絶縁膜501Aの厚さを5μm以下好ましくは1.5μm以下より好ましくは1μm以下にすることができる。

0206

《絶縁膜501B、絶縁膜501C》
例えば、絶縁性の無機材料、絶縁性の有機材料または無機材料と有機材料を含む絶縁性の複合材料を、絶縁膜501Bまたは絶縁膜501Cに用いることができる。

0207

具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜もしくは無機酸化窒化物膜またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を、絶縁膜501Bまたは絶縁膜501Cに用いることができる。例えば、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化アルミニウム膜もしくは酸化窒化珪素膜またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を含む膜を、絶縁膜501Bまたは絶縁膜501Cに用いることができる。

0208

例えば、絶縁膜501Aに用いることができる材料を絶縁膜501Cに用いることができる。

0209

具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の積層材料もしくは複合材料などを絶縁膜501Bまたは絶縁膜501Cに用いることができる。また、感光性を有する材料を用いて形成された材料を用いることができる。

0210

《絶縁膜521A、絶縁膜521B、絶縁膜528》
絶縁膜501Bまたは絶縁膜501Cに用いることができる材料を、絶縁膜521A、絶縁膜521Bまたは絶縁膜528に用いることができる。

0211

これにより、例えば絶縁膜521Aと重なるさまざまな構造に由来する段差を平坦化することができる。または、複数の配線の間に配設された絶縁膜521Bを用いて、複数の配線の短絡を防止することができる。または、第3の導電膜551と重なる開口部を備える絶縁膜528を用いて、第3の導電膜551および第4の導電膜の短絡を第3の導電膜551の端部において防止することができる。

0212

《着色膜CF1、着色膜CF2》
所定の色の光を透過する材料を着色膜CF1に用いることができる。これにより、着色膜CF1を例えばカラーフィルターに用いることができる。

0213

例えば、青色の光を透過する材料、緑色の光を透過する材料、赤色の光を透過する材料、黄色の光を透過する材料または白色の光を透過する材料などを着色膜CF1に用いることができる。

0214

例えば、着色膜CF1に用いることができる材料を着色膜CF2に用いることができる。具体的には、着色膜CF1を透過する光を透過する材料を着色膜CF2に用いることができる。これにより、第2の表示素子550が射出する光の一部を、着色膜CF2、開口部751Hおよび着色膜CF1を透過して、表示パネルの外側に取り出すことができる。なお、照射された光を所定の色の光に変換する機能を備える材料を着色膜CF2に用いることができる。具体的には、量子ドットを着色膜CF2に用いることができる。これにより、色純度の高い表示をすることができる。

0215

《遮光膜BM》
光の透過を妨げる材料を遮光膜BMに用いることができる。これにより、遮光膜BMを例えばブラックマトリクスに用いることができる。

0216

《絶縁膜771》
例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を絶縁膜771に用いることができる。

0217

《配向膜AF1、配向膜AF2》
例えば、ポリイミド等を含む材料を配向膜AF1または配向膜AF2に用いることができる。具体的には、所定の方向に配向するようにラビング処理または光配向技術を用いて形成された材料を用いることができる。

0218

《光学フィルム770P》
例えば、偏光板、位相差板拡散フィルム反射防止膜または集光フィルム等を光学フィルム770Pに用いることができる。または、2色性色素を含む偏光板を光学フィルム770Pに用いることができる。

0219

また、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜汚れの付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜などを、光学フィルム770Pに用いることができる。

0220

《駆動回路GD》
シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等を駆動回路GDに用いることができる。例えば、トランジスタMD、容量素子等を駆動回路GDに用いることができる。具体的には、トランジスタMと同一の工程で形成することができる半導体膜を備えるトランジスタを用いることができる。

0221

または、トランジスタMと異なる構成を備えるトランジスタをトランジスタMDに用いることができる。具体的には、導電膜524を有するトランジスタをトランジスタMDに用いることができる。導電膜524および導電膜504の間に半導体膜508を配設し、導電膜524および半導体膜508の間に絶縁膜516を、半導体膜508および導電膜504の間に絶縁膜506を配設する。例えば、導電膜504と同じ電位を供給する配線に導電膜524を電気的に接続する。

0222

なお、トランジスタMと同一の構成を、トランジスタMDに用いることができる。

0223

《駆動回路SD》
例えば、集積回路を駆動回路SDに用いることができる。具体的には、シリコン基板上に形成された集積回路を用いることができる。

0224

例えば、駆動回路SDを、絶縁膜501C上に形成されたパッドに、COG(Chip on glass)法を用いて実装できる。具体的には、異方性導電膜を用いて、パッドに、集積回路を実装できる。なお、パッドは画素回路730(i,j)と電気的に接続される。

0225

<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3を参照しながら説明する。

0226

図3は、図1に示す切断線X1−X2、切断線X3−X4、切断線X5−X6における本発明の一態様の表示パネル700Bの断面の構成を説明する断面図であり、図3(B)は図3(A)に示すトランジスタMBまたはトランジスタMDBの断面図である。

0227

ここでは、表示パネルの構成例1で説明した表示パネルと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。

0228

具体的には、着色膜CF2を備えない点および青色、緑色または赤色等の光を射出する第2の表示素子550Bを備える点、トップゲート型のトランジスタMBおよびトランジスタMDBを備える点、配線511と貫通電極を用いて電気的に接続される端子519Bを備える点、基板570に換えて絶縁膜570Bを備える点が、図2を参照しながら説明する表示パネル700と異なる。

0229

《第2の表示素子550B》
他の画素(副画素ともいう)に配置された第2の表示素子とは異なる色を射出する第2の表示素子550Bを、一の画素に用いる。例えば、青色の光を射出する第2の表示素子550Bを一の画素に用い、他の画素に緑色または赤色の光を射出する第2の表示素子を用いる。

0230

具体的には、青色の光を射出する発光性の有機化合物を含む層553Bを備える有機EL素子を、第2の表示素子550Bに用いる。また、緑色の光を射出する発光性の有機化合物を含む層または赤色の光を射出する発光性の有機化合物を含む層を備える有機EL素子を、他の画素に用いる。

0231

なお、発光性の有機化合物を含む層を形成する方法にシャドーマスクを用いる蒸着法、インクジェット法または印刷法を用いることができる。これにより、他の画素に配置された第2の表示素子とは異なる色の光を射出する発光性の有機化合物を含む層を形成することができる。

0232

なお、第2の表示素子550Bの形状を凹面鏡状にして、射出する光を開口部751Hに集光してもよい。これにより、第2の表示素子550Bの光を射出する機能を有する領域を、開口部751Hと重ならない領域に広げることができる。例えば、開口部751Hと重ならない領域の面積を、重なる領域の面積に対して20%より大きくすることができる。これにより、第2の表示素子550Bを流れる電流密度を低減し、例えば発熱を抑制することができる。または、信頼性を向上することができる。または、開口部751Hの面積を小さくできる。

0233

《トランジスタMB》
トランジスタMBは、絶縁膜501Cと重なる領域を備える導電膜504と、絶縁膜501Cおよび導電膜504の間に配設される領域を備える半導体膜508と、を備える。なお、導電膜504はゲート電極の機能を備える(図3(B))。

0234

半導体膜508は、導電膜504と重ならない第1の領域508Aおよび第2の領域508Bと、第1の領域508Aおよび第2の領域508Bの間に導電膜504と重なる第3の領域508Cを備える。

0235

トランジスタMBは、第3の領域508Cおよび導電膜504の間に絶縁膜506を備える。なお、絶縁膜506はゲート絶縁膜の機能を備える。

0236

第1の領域508Aおよび第2の領域508Bは、第3の領域508Cに比べて低抵抗化され、ソース領域の機能またはドレイン領域の機能を備える。

0237

なお、例えば後述する酸化物半導体膜抵抗率制御方法を用いて、半導体膜508に第1の領域508Aおよび第2の領域508Bを形成することができる。具体的には、希ガスを含むガスを用いるプラズマ処理を適用することができる。例えば、導電膜504をマスクに用いると、第3の領域508Cの形状の一部を導電膜704の端部の形状に自己整合することができる。

0238

トランジスタMBは、第1の領域508Aと接する導電膜512Aと、第2の領域508Bと接する導電膜512Bと、を備える。導電膜512Aはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の一方を備え、導電膜512Bはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の他方を備える。

0239

トランジスタMBと同一の工程で形成できるトランジスタをトランジスタMDBに用いることができる。または、スイッチSW1に用いることができる。

0240

《端子519B》
例えば、絶縁膜501A、絶縁膜501Bおよび絶縁膜501Cに形成された開口部に形成された導電膜を貫通電極に用いることができる。これにより、絶縁膜501A、絶縁膜501Bまたは絶縁膜501Cの画素回路が形成される面とは異なる側に端子519Bを形成できる。言い換えると、画素回路と端子519Bの間に絶縁膜501A、絶縁膜501Bまたは絶縁膜501Cを配設できる。

0241

《絶縁膜570B》
例えば、厚さが50nm以上10μm未満、好ましくは100nm以上5μm未満の絶縁膜を絶縁膜570Bに用いることができる。具体的には、他の工程用基板に形成された絶縁膜を転置して絶縁膜570Bに用いることができる。これにより、表示パネル700Bの厚さを薄くできる。

0242

具体的には、600nmの酸化窒化珪素膜および厚さ200nmの窒化珪素膜が積層された積層材料を含む膜を、絶縁膜570Bに用いることができる。

0243

具体的には、厚さ600nmの酸化窒化珪素膜、厚さ200nmの窒化珪素膜、厚さ200nmの酸化窒化珪素膜、厚さ140nmの窒化酸化珪素膜および厚さ100nmの酸化窒化珪素膜がこの順に積層された積層材料を含む膜を、絶縁膜570Bに用いることができる。

0244

<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7を参照しながら説明する。

0245

図7は、図1に示す切断線X1−X2、切断線X3−X4、切断線X5−X6における本発明の一態様の表示パネル700Cの断面の構成を説明する断面図である。

0246

ここでは、表示パネルの構成例1で説明した表示パネルと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。

0247

具体的には、着色膜CF1およびCF2を備えない点および青色、緑色または赤色等の光を射出する第2の表示素子550Bを備える点、絶縁膜501Aおよび絶縁膜501Bの間に第4の絶縁膜501Dを備える点、第2の導電膜752に換えて第2の導電膜752Cを絶縁膜501Aおよび第4の絶縁膜501Dの間に備える点、第2の導電膜752Cが櫛歯状の形状を有している点が、図2を参照しながら説明する表示パネル700と異なる。

0248

これにより、第1の導電膜751および第2の導電膜752Cを用いて、液晶材料を含む層753の液晶材料に、液晶材料を含む層753の厚さ方向に対して横方向の電界を加えることができる。その結果、FFSモードを用いて第1の表示素子750を駆動することができる。

0249

《第4の絶縁膜501D》
絶縁膜501Aまたは絶縁膜501Bに用いることができる材料を、第4の絶縁膜501Dに用いることができる。

0250

<酸化物半導体の抵抗率の制御方法>
酸化物半導体膜の抵抗率を制御する方法について説明する。

0251

所定の抵抗率を備える酸化物半導体膜を、半導体膜508、導電膜524、第1の領域508Aまたは第2の領域508Bに用いることができる。

0252

例えば、酸化物半導体膜に含まれる水素、水等の不純物の濃度及び/又は膜中の酸素欠損を制御する方法を、酸化物半導体の抵抗率を制御する方法に用いることができる。

0253

具体的には、プラズマ処理を水素、水等の不純物濃度及び/又は膜中の酸素欠損を増加または低減する方法に用いることができる。

0254

具体的には、希ガス(He、Ne、Ar、Kr、Xe)、水素、ボロンリン及び窒素の中から選ばれた一種以上を含むガスを用いて行うプラズマ処理を適用できる。例えば、Ar雰囲気下でのプラズマ処理、Arと水素の混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、アンモニア雰囲気下でのプラズマ処理、Arとアンモニアの混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、または窒素雰囲気下でのプラズマ処理などを適用できる。これにより、キャリア密度が高く、抵抗率が低い酸化物半導体膜にすることができる。

0255

または、イオン注入法イオンドーピング法またはプラズママージョンイオンインプランテーション法などを用いて、水素、ボロン、リンまたは窒素を酸化物半導体膜に注入して、抵抗率が低い酸化物半導体膜にすることができる。

0256

または、水素を含む絶縁膜を酸化物半導体膜に接して形成し、絶縁膜から酸化物半導体膜に水素を拡散させる方法を用いることができる。これにより、酸化物半導体膜のキャリア密度を高め、抵抗率を低くすることができる。

0257

例えば、膜中の含有水素濃度が1×1022atoms/cm3以上の絶縁膜を酸化物半導体膜に接して形成することで、効果的に水素を酸化物半導体膜に含有させることができる。具体的には、窒化シリコン膜を酸化物半導体膜に接して形成する絶縁膜に用いることができる。

0258

酸化物半導体膜に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になると共に、酸素が脱離した格子(または酸素が脱離した部分)に酸素欠損を形成する。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合することで、キャリアである電子を生成する場合がある。これにより、キャリア密度が高く、抵抗率が低い酸化物半導体膜にすることができる。

0259

具体的には、二次イオン質量分析法SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)により得られる水素濃度が、8×1019atoms/cm3以上、好ましくは1×1020atoms/cm3以上、より好ましくは5×1020atoms/cm3以上である酸化物半導体を導電膜524、第1の領域508Aまたは第2の領域508Bに好適に用いることができる。

0260

一方、抵抗率の高い酸化物半導体をトランジスタのチャネルが形成される半導体膜に用いることができる。

0261

例えば、酸素を含む絶縁膜、別言すると、酸素を放出することが可能な絶縁膜を酸化物半導体に接して形成し、絶縁膜から酸化物半導体膜に酸素を供給させて、膜中または界面の酸素欠損を補填することができる。これにより、抵抗率が高い酸化物半導体膜にすることができる。

0262

例えば、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を、酸素を放出することが可能な絶縁膜に用いることができる。

0263

酸素欠損が補填され、水素濃度が低減された酸化物半導体膜は、高純度真性化、又は実質的に高純度真性化された酸化物半導体膜といえる。ここで、実質的に真性とは、酸化物半導体膜のキャリア密度が、8×1011個/cm3未満、好ましくは1×1011/cm3未満、さらに好ましくは1×1010個/cm3未満であることを指す。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度を低減することができる。

0264

また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜を備えるトランジスタは、オフ電流が著しく小さく、チャネル幅が1×106μmでチャネル長Lが10μmの素子であっても、ソース電極とドレイン電極間の電圧(ドレイン電圧)が1Vから10Vの範囲において、オフ電流が、半導体パラメータアナライザ測定限界以下、すなわち1×10−13A以下という特性を備えることができる。

0265

上述した高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜をチャネル領域に用いるトランジスタは、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。

0266

具体的には、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)により得られる水素濃度が、2×1020atoms/cm3以下、好ましくは5×1019atoms/cm3以下、より好ましくは1×1019atoms/cm3以下、5×1018atoms/cm3未満、好ましくは1×1018atoms/cm3以下、より好ましくは5×1017atoms/cm3以下、さらに好ましくは1×1016atoms/cm3以下である酸化物半導体を、トランジスタのチャネルが形成される半導体に好適に用いることができる。

0267

なお、半導体膜508よりも水素濃度及び/又は酸素欠損量が多く、抵抗率が低い酸化物半導体膜を、導電膜524に用いる。

0268

また、導電膜524に含まれる水素濃度は、半導体膜508に含まれる水素濃度の2倍以上、好ましくは10倍以上である。

0269

また、導電膜524の抵抗率は、半導体膜508の抵抗率の1×10−8倍以上1×10−1倍未満である。

0270

具体的には、導電膜524の抵抗率は、1×10−3Ωcm以上1×104Ωcm未満、好ましくは、1×10−3Ωcm以上1×10−1Ωcm未満である。

0271

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。

0272

(実施の形態2)
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および図8を参照しながら説明する。

0273

図1は本発明の一態様の表示パネル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700Dの上面図であり、図1(B)は図1(A)に示す画素702(i,j)の上面図である。

0274

図8は本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する図である。図8(A)は図1(A)に示す切断線X1−X2、切断線X3−X4、切断線X5−X6における表示パネル700Dの断面図である。図8(B)は図8(A)に示すトランジスタMの断面図であり、図8(C)は図8(A)に示すトランジスタMDの断面図である。

0275

<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700Dは、画素702(i,j)と、端子519D(1)と、を有する(図1(A)参照)。

0276

画素702(i,j)は、絶縁膜501Bと、絶縁膜501Bの開口部に配設される第1の接続部591と、第1の接続部591と電気的に接続される画素回路730(i,j)と、画素回路730(i,j)と電気的に接続される第2の接続部592と、第1の接続部591と電気的に接続される第1の表示素子750と、第2の接続部592と電気的に接続される第2の表示素子550と、を備える(図1(C)および図8(A)参照)。

0277

絶縁膜501Bは、第1の表示素子750および第2の表示素子550の間に挟まれる領域を備える。

0278

第1の表示素子750は、入射する光を反射する機能および開口部751Hを備える反射膜と、反射する光の強さを制御する機能と、を備える。なお、例えば、第1の導電膜751を反射膜に用いることができる。

0279

第2の表示素子550は、開口部751Hと重なる領域を備え、開口部751Hと重なる領域は、開口部751Hに向けて光を射出する機能を備える。

0280

端子519D(1)は、画素回路730(i,j)と電気的に接続される。端子519D(1)は、接点として機能することができる面を備え、接点として機能することができる面は、表示に用いる外光を反射する反射膜の面と同じ方向を向いている。

0281

また、表示パネル700Dの画素回路730(i,j)は、スイッチング素子(例えば、スイッチSW1またはスイッチSW2)を含む(図1(C)参照)。

0282

上記本発明の一態様の表示パネル700Dは、絶縁膜501Bと、絶縁膜501Bの開口部に配設される第1の接続部591と、第1の接続部591と電気的に接続される画素回路730(i.j)と、画素回路730(i,j)と電気的に接続される第2の接続部592と、第1の接続部591と電気的に接続される第1の表示素子750と、第2の接続部592と電気的に接続される第2の表示素子550と、を備える画素702(i,j)と、画素回路730(i,j)と電気的に接続される端子519D(i,j)と、を含んで構成される。また、絶縁膜501Bは、第1の表示素子750および第2の表示素子550の間に挟まれる領域を備え、端子519D(1)は、接点として機能することができる面を備え、接点として機能することができる面は、表示に用いる外光を反射する反射膜の面と同じ方向を向いている。

0283

これにより、例えば端子に接続された画素回路を用いて、第2の絶縁膜を挟むように配置された第1の表示素子および第2の表示素子を駆動することができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルを提供することができる。

0284

また、表示パネル700Dの画素回路730(i,j)は、スイッチに用いることができるトランジスタを含み、トランジスタは、アモルファスシリコンを半導体に用いるトランジスタよりオフ状態において流れる電流を抑制することができる機能を備える(図1(C)参照)。

0285

表示パネル700Dは、画素回路730(i,j)に、オフ状態において流れる電流を抑制できるトランジスタを含んで構成される。これにより、表示に伴うちらつきを抑制しながら、画素回路に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、消費電力が低減された、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。

0286

また、表示パネル700Dの第1の表示素子750は、液晶材料を含む層753と、液晶材料の配向を制御するように配設された第1の導電膜751および第2の導電膜752と、を備える。そして、第1の導電膜751は、第1の接続部591と電気的に接続される(図8(A)参照)。

0287

また、表示パネル700Dの第2の表示素子550は、第3の導電膜551と、第3の導電膜551と重なる領域を備える第4の導電膜552と、第3の導電膜551および第4の導電膜552の間に発光性の有機化合物を含む層553と、を備える。そして、第3の導電膜551は、第2の接続部592と電気的に接続され、第3の導電膜551は、透光性を備える。

0288

表示パネル700Dは、反射型の液晶素子を第1の表示素子750に用い、有機EL素子を第2の表示素子550に用いて、構成される。

0289

これにより、例えば明るい環境下では外光および反射型の液晶素子を利用し、暗い環境下では有機EL素子が射出する光を利用して、表示をすることができる。また、薄暗い環境下では、外光および有機EL素子が発する光を利用して表示をすることができる。その結果、視認性に優れた表示をすることができる新規な表示パネルを提供することができる。消費電力を低減することができる新規な表示パネルを提供することができる。または、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ができる。

0290

また、好ましくは第2の表示素子550は、外光を反射する機能を備える。例えば、可視光を反射する材料を第4の導電膜552に用いることができる。

0291

そして、反射膜の非開口部の総面積に対する開口部751Hを含む単数または複数の開口部の総面積の比の値は0.052以上0.6以下であり、一の開口部751Hの面積は3μm2以上25μm2以下である。なお、第1の導電膜751を反射膜に用いる場合、第1の導電膜751の非開口部の総面積に対する開口部751Hを含む開口部の総面積の比は0.052以上0.6以下である(図1(B)参照)。

0292

また、画素の面積を1とした場合、画素の面積に占める反射膜の面積を0.5以上0.95以下にすることができる。また、画素の面積に占める開口部751Hの面積を0.052以上0.3以下にすることができる。

0293

これにより、例えば液晶材料の配向の乱れを防ぐことができる。また、明るい環境下では、外光を利用して表示をすることができる。また、暗い環境下では有機EL素子が射出する光を利用して表示をすることができる。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。

0294

表示パネル700Dの反射膜は、絶縁膜501Bに埋め込まれた領域および絶縁膜501Bから露出した領域を備える。例えば、第1の導電膜751を反射膜に用いる場合、第1の導電膜751は絶縁膜501Bに埋め込まれた領域を側面および第1の接続部591が接する面に備える。

0295

また、端子519D(1)は、絶縁膜501Bに埋め込まれた領域および絶縁膜501Bから露出した領域を備える。

0296

これにより、第1の導電膜の端部に生じる段差を小さくし、段差に基づく配向欠陥を生じ難くすることができる。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。

0297

なお、表示パネル700Dは、単数または複数の画素を有することができる。例えば、行方向にn個、行方向と交差する列方向にm個の行列状に、画素702(i,j)を有することができる。なお、iは1以上m以下の整数であり、jは1以上n以下の整数であり、mおよびnは1以上の整数である。

0298

また、行方向に配設された画素702(i,1)乃至画素702(i,n)と電気的に接続する走査線G1(i)および走査線G2(i)を有することができる(図1(C)参照)。

0299

また、列方向に配設された画素702(1,j)乃至画素702(m,j)と電気的に接続する信号線S(j)を有することができる。

0300

また、表示パネル700Dの画素702(i,j)は、第1の表示素子750と重なる領域を備える着色膜CF1と、第1の表示素子750と重なる領域に開口部を備える遮光膜BMと、着色膜CF1または遮光膜BMと液晶材料を含む層753の間に絶縁膜771と、を有する(図8(A)参照)。これにより、絶縁膜771は、着色膜CF1の厚さに基づく凹凸を平坦にすることができる。または、遮光膜BMまたは着色膜CF1等から液晶材料を含む層753への不純物の拡散を、抑制することができる。

0301

また、表示パネル700Dは、基板770および液晶材料を含む層753の間に配向膜AF2を有し、液晶材料を含む層753および絶縁膜501Bの間に配向膜AF1を有する。

0302

また、表示パネル700Dは、基板770、絶縁膜501Bおよび封止材705に囲まれた領域に液晶材料を含む層753を備える。封止材705は、基板770および絶縁膜501Bを貼り合わせる機能を備える。

0303

また、表示パネル700Dは、基板770および絶縁膜501Bの間に、基板770および絶縁膜501Bの間隙を制御する構造体KB1を備える。

0304

また、表示パネル700Dは、画素702(i,j)と重なる領域を備える光学フィルム770Pを有する。表示パネル700Dは、光学フィルム770Pおよび液晶材料を含む層753の間に基板770を備える。

0305

また、表示パネル700Dは機能層520Dを有する。機能層520Dは、絶縁膜501B、絶縁膜501C、絶縁膜521A、絶縁膜521Bおよび絶縁膜528を有する。

0306

絶縁膜501Bおよび絶縁膜501Cは、第1の接続部591が配設される開口部と、第3の接続部593が配設される開口部と、を備える。なお、絶縁膜501Bに絶縁膜501Cを積層した構成を例示して説明するが、絶縁膜501Cを用いず、絶縁膜501Bのみを用いてもよい。

0307

絶縁膜521Bは、絶縁膜501Bと重なる領域を備える。

0308

絶縁膜521Aは、絶縁膜501Bおよび絶縁膜521Bの間に配設される。

0309

また、絶縁膜521Aは、第2の接続部592が配設される開口部を備える。

0310

絶縁膜528は、第2の表示素子550が配設される開口部を備える。

0311

また、表示パネル700Dは、着色膜CF2を反射膜に設けられた開口部751Hと第2の表示素子550の間に有する。

0312

また、表示パネル700Dは、機能層520Dと重なる領域を備える基板570と、機能層520Dおよび基板570を貼り合わせる接合層505と、を有する。

0313

また、表示パネル700Dの第2の表示素子550は、機能層520Dおよび基板570の間に配設される。

0314

また、表示パネル700Dは、機能層520Dおよび基板570の間に構造体KB2を備える。これにより、所定の間隙を機能層520Dおよび基板570の間に設けることができる。

0315

また、表示パネル700Dは、駆動回路GDを有する。駆動回路GDは、例えばトランジスタMDを含む(図1(A)および図8(A)参照)。駆動回路GDは、例えば選択信号を走査線G1(i)または走査線G2(i)に供給する機能を備える。

0316

また、表示パネル700Dは、画素回路730(i,j)と電気的に接続する配線511を有する。また、表示パネル700Dは、画素回路730(i,j)と電気的に接続する端子519D(1)を有する。また、表示パネル700Dは、配線ANO、配線VCOM1および配線VCOM2を有することができる(図1(C)および図8参照)。

0317

なお、例えば、導電材料ACF1を用いて、フレキシブルプリント基板FPC1と端子519D(1)を電気的に接続できる。また、例えば、導電材料を用いて、表示パネル700Dと駆動回路SDを電気的に接続できる。

0318

また、表示パネル700Dは、端子519D(2)を有することができる。端子519D(2)は、例えば画素回路730(i,j)または端子519D(1)と同一の工程で形成することができる他の端子と電気的に接続される。端子519D(2)は、接点として機能することができる面を備え、接点として機能することができる面は、表示に用いる外光を反射する反射膜の面と同じ方向を向いている。なお、例えば導電部材CPを用いて、端子519D(2)と第2の導電膜752を電気的に接続できる。

0319

なお、駆動回路SDは、画像情報に基づいて画像信号を供給する機能を有する。

0320

以下に、表示パネル700D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。

0321

例えば、可視光を反射する導電膜を第1の導電膜751に用いる場合、第1の導電膜751を反射膜に用いることができ、第1の導電膜751は反射膜であり、反射膜は第1の導電膜751でもある。

0322

<構成>
表示パネル700Dは基板570または基板770を有し、表示パネル700Dは配線511、端子519D(1)または端子519D(2)を有する(図8(A)参照)。

0323

表示パネル700Dは封止材705または接合層505を有し、表示パネル700Dは構造体KB1または構造体KB2を有する。

0324

表示パネル700Dは画素702(i,j)を有し、表示パネル700Dは第1の表示素子750または第2の表示素子550を有する。

0325

表示パネル700Dは第1の導電膜751、第2の導電膜752、液晶材料を含む層753、開口部751Hまたは反射膜を有する。

0326

表示パネル700Dは第3の導電膜551、第4の導電膜552、発光性の有機化合物を含む層553を有する。

0327

表示パネル700Dは機能層520Dを有する。表示パネル700Dは画素回路730(i,j)、第1の接続部591、第2の接続部592または第3の接続部593を有する(図8(A)および図1(C)参照)。

0328

表示パネル700DはスイッチSW1、スイッチSW2、トランジスタMまたはトランジスタMDを有する。表示パネル700Dは、絶縁膜501B、絶縁膜501C、絶縁膜521A、絶縁膜521Bまたは絶縁膜528を有する。

0329

表示パネル700Dは着色膜CF1、着色膜CF2、遮光膜BM、絶縁膜771、配向膜AF1、配向膜AF2または光学フィルム770Pを有する。

0330

表示パネル700Dは、駆動回路GDまたは駆動回路SDを有する。

0331

《基板570》
作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を基板570に用いることができる。例えば、実施の形態1で説明する基板570に用いることができる材料と同様の材料を用いることができる。

0332

《基板770》
透光性を備える材料を基板770に用いることができる。例えば、基板570に用いることができる材料から選択された材料を基板770に用いることができる。

0333

《配線511、端子519D(1)、端子519D(2)》
導電性を備える材料を配線511、端子519D(1)および端子519D(2)に用いることができる。例えば、実施の形態1で説明する配線511または端子519等に用いることができる材料と同様の材料を用いることができる。

0334

《第1の接続部591、第2の接続部592、第3の接続部593》
導電性を備える材料を第1の接続部591および第2の接続部592に用いることができる。例えば、配線511、端子519D(1)または端子519D(2)に用いることができる材料を用いることができる。

0335

《接合層505、封止材705》
無機材料、有機材料または無機材料と有機材料の複合材料等を接合層505または封止材705に用いることができる。例えば、実施の形態1で説明する接合層505または封止材705等に用いることができる材料と同様の材料を用いることができる。

0336

《構造体KB1、構造体KB2》
例えば、有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材料を構造体KB1または構造体KB2に用いることができる。これにより、所定の間隔を構造体KB1または構造体KB2を挟む構成の間に設けることができる。例えば、実施の形態1で説明する構造体KB1または構造体KB2に用いることができる材料と同様の材料を用いることができる。

0337

《画素702(i,j)》
画素702(i,j)は、第1の表示素子750、第2の表示素子550または機能層520Dを備える。

0338

また、画素702(i,j)は、着色膜CF1、遮光膜BM、絶縁膜771、配向膜AF1、配向膜AF2または着色膜CF2を有することができる。

0339

《第1の表示素子750》
例えば、光の反射または透過を制御する機能を備える表示素子を、第1の表示素子750に用いることができる。例えば、液晶素子と偏光板を組み合わせた構成またはシャッター方式のMEMS表示素子等を用いることができる。反射型の表示素子を用いることにより、表示パネルの消費電力を抑制することができる。具体的には、反射型の液晶表示素子を第1の表示素子750に用いることができる。例えば、実施の形態1で説明する第1の表示素子750に用いることができる材料と同様の材料を用いることができる。

0340

《反射膜》
例えば、液晶材料を含む層753を透過してくる光を反射する材料を反射膜に用いることができる。これにより、第1の表示素子750を反射型の液晶素子にすることができる。例えば、実施の形態1で説明する反射膜に用いることができる材料と同様の材料を用いることができる。

0341

《開口部751H》
例えば、実施の形態1で説明する開口部に用いることができる構成と同様の構成を用いることができる。

0342

《第2の表示素子550》
例えば、発光素子を第2の表示素子550に用いることができる。具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子、無機エレクトロルミネッセンス素子または発光ダイオードなどを、第2の表示素子550に用いることができる。

0343

例えば、白色の光を射出するように積層された積層体を、発光性の有機化合物を含む層553に用いることができる。具体的には、青色の光を射出する蛍光材料を含む発光性の有機化合物を含む層と、緑色および赤色の光を射出する蛍光材料以外の材料を含む層または黄色の光を射出する蛍光材料以外の材料を含む層と、を積層した積層体を、発光性の有機化合物を含む層553に用いることができる。

0344

例えば、配線511に用いる材料を第3の導電膜551または第4の導電膜552に用いることができる。

0345

例えば、可視光について透光性を有し且つ導電性を備える材料を、第3の導電膜551に用いることができる。

0346

例えば、可視光について反射性を有し且つ導電性を備える材料を、第4の導電膜552に用いることができる。

0347

具体的には、導電性酸化物またはインジウムを含む導電性酸化物、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを、第3の導電膜551に用いることができる。

0348

または、光が透過する程度に薄い金属膜を第3の導電膜551に用いることができる。

0349

《機能層520D》
機能層520Dは、画素回路730(i,j)、第1の接続部591、第2の接続部592または第3の接続部593を備える。また、機能層520Dは、絶縁膜501B、絶縁膜501C、絶縁膜521A、絶縁膜521Bおよび絶縁膜528を有する。

0350

《画素回路730(i,j)》
例えば、実施の形態1で説明する画素回路730(i,j)に用いることができる構成と同様の構成を用いることができる。

0351

《トランジスタM》
トランジスタMは、半導体膜508および半導体膜508と重なる領域を備える導電膜504を備える(図8(B)参照)。また、トランジスタMは、導電膜512Aおよび導電膜512Bを備える。トランジスタMは半導体膜508および導電膜504の間に絶縁膜506を備える。例えば、実施の形態1で説明するトランジスタMに用いることができる構成と同様の構成を用いることができる。

0352

《スイッチSW1、スイッチSW2》
トランジスタをスイッチSW1またはスイッチSW2に用いることができる。

0353

例えば、トランジスタMと同一の工程で形成することができるトランジスタをスイッチSW1またはスイッチSW2に用いることができる。

0354

《絶縁膜501B、絶縁膜501C》
本実施の形態では、絶縁膜501Bに絶縁膜501Cが積層された構成を例示して説明するが、絶縁膜501Cを用いず、絶縁膜501Bのみを用いてもよい。例えば、実施の形態1で説明する絶縁膜501Bまたは絶縁膜501Cに用いることができる材料と同様の材料を用いることができる。

0355

《絶縁膜521A、絶縁膜521B、絶縁膜528》
例えば、実施の形態1で説明する絶縁膜521A、絶縁膜521Bまたは絶縁膜528に用いることができる材料と同様の材料を用いることができる。

0356

《着色膜CF1、着色膜CF2》
例えば、実施の形態1で説明する着色膜CF1または着色膜CF2に用いることができる材料と同様の材料を用いることができる。

0357

《遮光膜BM》
光の透過を妨げる材料を遮光膜BMに用いることができる。これにより、遮光膜BMを例えばブラックマトリクスに用いることができる。

0358

《絶縁膜771》
例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を絶縁膜771に用いることができる。

0359

《配向膜AF1、配向膜AF2》
例えば、ポリイミド等を含む材料を配向膜AF1または配向膜AF2に用いることができる。具体的には、所定の方向に配向するようにラビンング処理または光配向技術を用いて形成された材料を用いることができる。

0360

《光学フィルム770P》
例えば、実施の形態1で説明する光学フィルム770Pに用いることができる材料と同様の材料を用いることができる。

0361

《駆動回路GD》
例えば、実施の形態1で説明する駆動回路GDに用いることができる構成と同様の構成を用いることができる。

0362

《駆動回路SD》
例えば、集積回路を駆動回路SDに用いることができる。具体的には、シリコン基板上に形成された集積回路を用いることができる。

0363

例えば、駆動回路SDを、絶縁膜501B上に形成されたパッドに、COG(Chip on glass)法を用いて実装できる。具体的には、異方性導電膜を用いて、集積回路をパッドに実装できる。なお、パッドは画素回路730(i,j)と電気的に接続される。

0364

<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9を参照しながら説明する。

0365

図9は、本発明の一態様の表示パネルに用いることができる画素回路の構成を説明する回路図である。図9(A)乃至図9(D)に示す画素回路は、図1(C)に示す画素回路730(i,j)に替えて用いることができる。

0366

なお、図9(A)に示す画素回路730(i,j)は、信号線S1(j)および信号線S2(j)と電気的に接続される点が、図1(C)を参照しながら説明する画素回路730(i,j)とは異なる。

0367

また、図9(B)に示す画素回路730(i,j)は、信号線S1(j)および信号線S2(j)と電気的に接続される点と、スイッチSW1およびスイッチSW2の制御電極が走査線G1(i)と電気的に接続される点とが、図1(C)を参照しながら説明する画素回路730(i,j)とは異なる。

0368

また、図9(C)に示す画素回路730(i,j)は、容量素子C1の第2の電極が配線CSと電気的に接続されている点が、図1(C)を参照しながら説明する画素回路730(i,j)とは異なる。なお、配線VCOM1と異なる配線を配線CSに用いることができる。

0369

また、図9(D)に示す画素回路730(i,j)は、容量素子C2の第2の電極が配線ANOと電気的に接続されている点と、配線ANOと電気的に接続される第2のゲート電極をトランジスタMが備える点とが、図9(A)を参照しながら説明する画素回路730(i,j)とは異なる。なお、例えば、導電膜524を有するトランジスタMDと同様の構成をトランジスタMに用いることができる。

0370

<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10を参照しながら説明する。

0371

図10は、本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する図である。図10図1(A)に示す切断線X1−X2、切断線X3−X4、切断線X5−X6における本発明の一態様の表示パネル700Eの断面図である。

0372

なお、図10に示す表示パネル700Eは、第1の導電膜751および第2の導電膜752が、絶縁膜501Bに埋め込まれた領域および絶縁膜501Bから露出した領域を備える点と、第2の接続部592が第3の導電膜551と同一の導電材料を含む点とが、図8(A)を参照しながら説明する表示パネル700Dとは異なる。

0373

具体的には、表示パネル700Eの第1の表示素子750は、IPSモード等で動作することができる液晶表示素子を備える。

0374

<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11を参照しながら説明する。

0375

図11は、本発明の一態様の表示パネルの構成を説明する図である。図11図1(A)に示す切断線X1−X2、切断線X3−X4、切断線X5−X6における本発明の一態様の表示パネル700Fの断面図である。

0376

なお、図11に示す表示パネル700Fは、液晶材料を含む層753に替えて電子インクを含む層753Tを有する点、開口部751Hを備える第1の導電膜751に替えて、透光性を有する第1の導電膜751Tを有する点、透光性を備える構造体KB3を第2の表示素子550と重なる領域に有する点が、図8(A)を参照しながら説明する表示パネル700Dとは異なる。

0377

具体的には、表示パネル700Fの電子インクを含む層753Tは、電気泳動方式等の書き換え可能な電子インクを含む。電子インクは、電気的な制御により書換えまたは消去をすることができる機能を備える。

0378

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。

0379

(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の作製方法について、図12乃至図19を参照しながら説明する。

0380

図12は本発明の一態様の表示パネル700Dの作製方法を説明するフロー図である。図13乃至図19は、図1(A)に示す切断線X1−X2、切断線X3−X4、切断線X5−X6における作製工程中の表示パネル700Dの断面図である。

0381

<表示パネルの作製方法>
本実施の形態で説明する表示パネル700Dの作製方法は、以下の11のステップを有する。

0382

《第1のステップ》
第1のステップにおいて、絶縁膜501Aを工程用の基板に形成する(図12(U1)参照)。例えば、絶縁膜501Aを、基板510との間に剥離膜510Wを挟むように形成する。

0383

例えば、基板510と、基板510と重なる領域を備える剥離膜510Wと、を有する基板を工程用の基板に用いることができる。

0384

作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を基板510に用いることができる。

0385

例えば、第6世代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200mm)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800mm)、第10世代(2950mm×3400mm)等の面積が大きなガラス基板を基板510に用いることができる。これにより、大型の表示装置を作製することができる。

0386

有機材料、無機材料または有機材料と無機材料等の複合材料等を基板510に用いることができる。例えば、ガラス、セラミックス、金属等の無機材料を基板510に用いることができる。

0387

具体的には、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、石英またはサファイア等を、基板510に用いることができる。具体的には、無機酸化物、無機窒化物または無機酸化窒化物を含む材料等を、基板510に用いることができる。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム等を含む材料を、基板510に用いることができる。ステンレス・スチールまたはアルミニウム等を、基板510に用いることができる。

0388

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基板510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の樹脂フィルムまたは樹脂板を、基板510に用いることができる。

0389

例えば、金属板、薄板状のガラス板または無機材料等の膜を樹脂フィルム等に貼り合わせた複合材料を基板510に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の金属、ガラスもしくは無機材料等を樹脂フィルムに分散した複合材料を、基板510に用いることができる。例えば、繊維状または粒子状の樹脂もしくは有機材料等を無機材料に分散した複合材料を、基板510に用いることができる。

0390

また、単層の材料または複数の層が積層された材料を、基板510に用いることができる。例えば、基材と基材に含まれる不純物の拡散を防ぐ絶縁膜等が積層された材料を、基板510に用いることができる。

0391

例えば、第9のステップにおいて、絶縁膜501Aを基板510から分離することができる機能を備える材料を、剥離膜510Wに用いることができる。

0392

なお、基板510側に剥離膜510Wを残して、絶縁膜501Aを基板510から分離することができる。または、絶縁膜501Aと共に剥離膜510Wを基板510から分離することができる。

0393

具体的には、無アルカリガラス基板を基板510に用い、タングステン等を含む膜を剥離膜510Wに用い、無機酸化物または無機酸化窒化物を含む膜を絶縁膜501Aに用いる場合、基板510側に剥離膜510Wを残して、絶縁膜501Aを基板510から分離することができる。

0394

また、無アルカリガラス基板を基板510に用い、ポリイミドを含む膜を剥離膜510Wに用い、さまざまな材料を含む膜を絶縁膜501Aに用いる場合、絶縁膜501Aと共に剥離膜510Wを基板510から分離することができる。

0395

例えば、剥離膜510Wに接するように絶縁膜501Aを形成する。具体的には、化学気相成長法スパッタリング法またはコーティング法等を用いることができる。次いで、フォトリソグラフィー法等を用いて不要な部分を除去して、絶縁膜501Aを形成する。

0396

なお、絶縁膜501Aの外周部において絶縁膜501Aが基板510と接するように、剥離膜510Wより大きな形状に絶縁膜501Aの形状をするとよい。これにより、絶縁膜501Aが意図せず工程用の基板から分離してしまう不具合の発生を抑制することができる。

0397

具体的には、厚さ0.7mmのガラス板を基板510に用い、基板510側から順に厚さ200nmの酸化窒化珪素膜および30nmのタングステン膜が積層された積層材料を剥離膜510Wに用いる。そして、剥離膜510W側から順に厚さ600nmの酸化窒化珪素膜および厚さ200nmの窒化珪素が積層された積層材料を含む膜を絶縁膜501Aに用いることができる。なお、酸化窒化珪素膜は、酸素の組成が窒素の組成より多く、窒化酸化珪素膜は窒素の組成が酸素の組成より多い。

0398

具体的には、上記の絶縁膜501Aに換えて、剥離膜510W側から順に厚さ600nmの酸化窒化珪素膜、厚さ200nmの窒化珪素、厚さ200nmの酸化窒化珪素膜、厚さ140nmの窒化酸化珪素膜および厚さ100nmの酸化窒化珪素膜が積層された積層材料を含む膜を絶縁膜501Aに用いることができる。

0399

《第2のステップ》
第2のステップにおいて、反射膜および端子を形成する(図12(U2)参照)。なお、本実施の形態では、反射膜に第1の導電膜751を用いる例を説明する。

0400

例えば、反射膜は開口部751Hを備え、端子は端子519D(1)および端子519D(2)を含む。

0401

例えば、導電性の材料を含む膜を絶縁膜501Aに接して成膜する。具体的には、化学気相成長法、スパッタリング法またはコーティング法等を用いることができる。次いで、フォトリソグラフィー法等を用いて不要な部分を除去して、反射膜として用いる第1の導電膜751、端子519D(1)および端子519D(2)を形成する。

0402

《第3のステップ》
第3のステップにおいて、反射膜および端子を覆う絶縁膜501Bを形成する(図12(U3)参照)。なお、絶縁膜501Bに続けて、絶縁膜501Bと重なる領域を備える絶縁膜501Cを形成してもよい。

0403

絶縁膜501Bおよび絶縁膜501Cは開口部を備える。

0404

例えば、不純物の拡散を抑制する機能を有する膜を反射膜および端子を覆うように成膜する。具体的には、化学気相成長法、スパッタリング法またはコーティング法等を用いることができる。

0405

次いで、フォトリソグラフィー法等を用いて第1の導電膜751に到達する開口部および端子519D(1)に到達する開口部を形成して、絶縁膜501Bおよび絶縁膜501Cを形成する。

0406

《第4のステップ》
第4のステップにおいて、反射膜と電気的に接続される第1の接続部591および端子519D(1)と電気的に接続される第3の接続部593を形成する(図12(U4)および図13参照)。なお、第1の接続部591および端子519D(1)と共に、トランジスタM、トランジスタMDまたはスイッチSW1として用いることができるトランジスタのゲート電極として機能する導電膜504を形成してもよい。

0407

例えば、導電性の材料を含む膜を絶縁膜501C、第1の導電膜751に到達する開口部および端子519D(1)に到達する開口部に接して成膜する。具体的には、化学気相成長法、スパッタリング法またはコーティング法等を用いることができる。

0408

次いで、フォトリソグラフィー法等を用いて不要な部分を除去して、第1の接続部591、第3の接続部593および導電膜504を形成する。

0409

《第5のステップ》
第5のステップにおいて、第1の接続部591および第3の接続部593と電気的に接続される画素回路を形成する(図12(U5)参照)。

0410

例えば、導電性の材料を含む膜、絶縁性の材料を含む膜、半導体材料を含む膜等を、化学気相成長法またはスパッタリング法等を用いて成膜する。また、膜の不要な部分を、フォトリソグラフィー法等を用いて除去する。成膜法とフォトリソグラフィー法等を組み合わせて、トランジスタM、トランジスタMDおよびスイッチSW1として機能するトランジスタ等を含む画素回路を形成する。

0411

次いで、画素回路に含まれるトランジスタ等の素子を保護する絶縁膜516または絶縁膜518等を形成する。また、絶縁膜516および絶縁膜518の間に第2のゲート電極として機能する導電膜524を形成する。

0412

次いで、着色膜CF2を形成する。

0413

次いで、絶縁膜521Aを成膜し、画素回路に到達する開口部を絶縁膜516、絶縁膜518および絶縁膜521Aに形成する。

0414

《第6のステップ》
第6のステップにおいて、画素回路と接続する第2の接続部592を形成する(図12(U6)および図14参照)。なお、第2の接続部592と共に配線を形成してもよい。

0415

例えば、導電性の材料を含む膜を成膜する。具体的には、化学気相成長法、スパッタリング法またはコーティング法等を用いることができる。

0416

次いで、フォトリソグラフィー法等を用いて不要な部分を除去して、第2の接続部592を形成する。

0417

《第7のステップ》
第7のステップにおいて、第2の接続部592と電気的に接続される第2の表示素子550を形成する(図12(U7)および図15参照)。

0418

例えば、第2の接続部592と第2の表示素子550の間に絶縁膜521Bを形成する。

0419

次いで、第3の導電膜551を第2の接続部592と電気的に接続されるように形成する。例えば、導電性の材料を含む膜を成膜する。具体的には、化学気相成長法またはスパッタリング法等を用いることができる。次いで、フォトリソグラフィー法等を用いて不要な部分を除去して、第3の導電膜551を形成する。

0420

次いで、第3の導電膜551と重なる領域に開口部を備える絶縁膜528を形成する。なお、第3の導電膜551の端部を絶縁膜528で覆うようにする。例えば、感光性の高分子を成膜する。具体的には、コーティング法等を用いることができる。次いで、フォトリソグラフィー法等を用いて不要な部分を除去して、絶縁膜528を形成する。

0421

次いで、絶縁膜528に接する構造体KB2を形成する。例えば、絶縁膜528を形成する方法と同様の方法を用いて形成する。

0422

次いで、絶縁膜528の開口部に露出する第3の導電膜551を覆うように発光性の有機化合物を含む層553を形成する。具体的にはシャドーマスク法を用いた蒸着法、印刷法またはインクジェット法等を用いることができる。

0423

次いで、発光性の有機化合物を含む層553を、第3の導電膜551との間に挟むように第4の導電膜552を成膜する。具体的には、シャドーマスク法を用いた蒸着法、スパッタリング法等を用いることができる。なお、配線511と電気的に接続されるように第4の導電膜552を形成する。

0424

《第8のステップ》
第8のステップにおいて、基板570を積層する(図12(U8)および図16参照)。

0425

例えば、流動性を備える樹脂等を塗布して接合層505を形成する。具体的には、コーティング法、印刷法、インクジェット法等を用いることができる。または、あらかじめシート状に形成された流動性を備える樹脂等を貼付して接合層505を形成する。

0426

次いで、接合層505を用いて機能層520Dおよび基板570を貼り合わせる。

0427

《第9のステップ》
第9のステップにおいて、工程用の基板510を分離する(図12(U9)および図17参照)。

0428

例えば、鋭利な先端を用いて工程用の基板510の側から剥離膜510Wを刺突する方法またはレーザ等を用いる方法(例えばレーザアブレーション法)等を用いて、剥離膜510Wの一部を絶縁膜501Aから分離する。これにより、剥離の起点を形成することができる。

0429

次いで、工程用の基板510を剥離の起点から徐々に分離する。

0430

なお、剥離膜510Wと絶縁膜501Aの界面近傍イオンを照射して、静電気を取り除きながら剥離してもよい。具体的には、イオナイザーを用いて生成されたイオンを照射してもよい。また、剥離膜510Wと絶縁膜501Aの界面に、液体浸透またはノズルから噴出させた液体を吹き付けてもよい。例えば、水、極性溶媒等または剥離膜510Wを溶かす液体を、浸透させる液体または吹き付ける液体に用いることができる。液体を浸透させることにより、剥離に伴って発生する静電気等の影響を抑制することができる。

0431

特に、酸化タングステンを含む膜を剥離膜510Wに用いる場合、水を含む液体を浸透させながらまたは吹き付けながら、基板510を分離する。これにより、剥離に伴う応力を低減することができる。

0432

《第10のステップ》
第10のステップにおいて、絶縁膜501Aを除去して反射膜および端子を露出させる(図12(U10)および図18参照)。

0433

例えば、エッチング法または化学機械研磨を用いて絶縁膜501Aを除去することができる。具体的には、ウエットエッチング法またはドライエッチング法等を用いることができる。

0434

《第11のステップ》
第11のステップにおいて、第1の表示素子を形成する(図12(U11)および図19参照)。

0435

例えば、対向基板を準備する。具体的には、遮光膜BM、着色膜CF1、絶縁膜771、第2の導電膜752、構造体KB1および配向膜AF2が基板770に形成された対向基板を準備する。

0436

次いで、絶縁膜501Bおよび第1の導電膜751と重なる領域を備える配向膜AF1を形成する。具体的には印刷法等およびラビング法等を用いて形成する。

0437

次いで、封止材705を形成する。具体的には、ディスペンサまたは印刷法等を用いて枠状に流動性を備える樹脂を塗布する。なお、端子519D(2)と重なる領域には、導電部材CPを含む材料を塗布する。

0438

次いで、枠状の封止材705が囲む領域に液晶材料を滴下する。具体的にはディスペンサ等を用いる。

0439

次いで、封止材705を用いて絶縁膜501Bに基板770を貼り合わせる。なお、絶縁膜501Bとの間に構造体KB1を挟み、導電部材CPを用いて端子519D(2)と第2の導電膜752を電気的に接続する。

0440

本実施の形態で説明する表示パネル700Dの作製方法は、工程用の基板510を分離するステップと、絶縁膜501Aを除去して反射膜および端子を露出させるステップと、を含んで構成される。これにより、反射膜の端部に生じる段差を小さくし、段差に基づく配向欠陥等を生じ難くすることができる。また、端子の接点として機能する面を露出させることができる。その結果、利便性または信頼性に優れた新規な表示パネルの作製方法を提供することができる。

0441

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。

0442

(実施の形態4)
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トランジスタの構成について、図20を参照しながら説明する。

0443

<半導体装置の構成例>
図20(A)は、トランジスタ100の上面図であり、図20(C)は、図20(A)に示す切断線X1−X2間における切断面の断面図に相当し、図20(D)は、図20(A)に示す切断線Y1−Y2間における切断面の断面図に相当する。なお、図20(A)において、煩雑になることを避けるため、トランジスタ100の構成要素の一部(ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜等)を省略して図示している。また、切断線X1−X2方向をチャネル長方向、切断線Y1−Y2方向をチャネル幅方向呼称する場合がある。なお、トランジスタの上面図においては、以降の図面においても図20(A)と同様に、構成要素の一部を省略して図示する場合がある。

0444

なお、トランジスタ100を実施の形態1または実施の形態2で説明する表示パネルに用いることができる。

0445

例えば、トランジスタ100をトランジスタMに用いる場合は、基板102を絶縁膜501Cに、導電膜104を導電膜504に、絶縁膜106および絶縁膜107が積層された積層膜を絶縁膜506に、酸化物半導体膜108を半導体膜508に、導電膜112aを導電膜512Aに、導電膜112bを導電膜512Bに、絶縁膜114および絶縁膜116が積層された積層膜を絶縁膜516に、絶縁膜118を絶縁膜518に、それぞれ読み替えることができる。

0446

トランジスタ100は、基板102上のゲート電極として機能する導電膜104と、基板102及び導電膜104上の絶縁膜106と、絶縁膜106上の絶縁膜107と、絶縁膜107上の酸化物半導体膜108と、酸化物半導体膜108と電気的に接続されるソース電極として機能する導電膜112aと、酸化物半導体膜108と電気的に接続されるドレイン電極として機能する導電膜112bと、を有する。また、トランジスタ100上、より詳しくは、導電膜112a、112b及び酸化物半導体膜108上には絶縁膜114、116、及び絶縁膜118が設けられる。絶縁膜114、116、118は、トランジスタ100の保護絶縁膜としての機能を有する。

0447

また、酸化物半導体膜108は、ゲート電極として機能する導電膜104側の第1の酸化物半導体膜108aと、第1の酸化物半導体膜108a上の第2の酸化物半導体膜108bと、を有する。また、絶縁膜106及び絶縁膜107は、トランジスタ100のゲート絶縁膜としての機能を有する。

0448

酸化物半導体膜108としては、In−M(Mは、Ti、Ga、Sn、Y、Zr、La、Ce、Nd、またはHfを表す)酸化物、In−M−Zn酸化物を用いることができる。とくに、酸化物半導体膜108としては、In−M−Zn酸化物を用いると好ましい。

0449

また、第1の酸化物半導体膜108aは、Inの原子数比がMの原子数比より多い第1の領域を有する。また、第2の酸化物半導体膜108bは、第1の酸化物半導体膜108aよりもInの原子数比が少ない第2の領域を有する。また、第2の領域は、第1の領域よりも薄い部分を有する。

0450

第1の酸化物半導体膜108aにInの原子数比がMの原子数比より多い第1の領域を有することで、トランジスタ100の電界効果移動度(単に移動度、またはμFEという場合がある)を高くすることができる。具体的には、トランジスタ100の電界効果移動度が10cm2/Vsを超えることが可能となる。

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