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KR20210027110A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20210027110A
KR20210027110A KR1020200105191A KR20200105191A KR20210027110A KR 20210027110 A KR20210027110 A KR 20210027110A KR 1020200105191 A KR1020200105191 A KR 1020200105191A KR 20200105191 A KR20200105191 A KR 20200105191A KR 20210027110 A KR20210027110 A KR 20210027110A
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KR
South Korea
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light
transistor
wiring
electrode
layer
Prior art date
Application number
KR1020200105191A
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English (en)
Inventor
카즈노리 와타나베
수수무 카와시마
코지 쿠스노키
Original Assignee
가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Publication date
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Abstract

고정세화가 용이한 표시 장치를 제공한다. 촬상 기능을 가지는 표시 장치를 제공한다.
표시 장치는 화소, 제 1 배선, 제 2 배선을 가진다. 화소는 제 1 내지 제 4 트랜지스터, 제 1 용량 소자, 발광 소자를 가진다. 제 1 트랜지스터는 소스 및 드레인 중 한쪽이 제 1 배선과 접속하고, 다른 쪽이 제 2 트랜지스터의 게이트 및 제 1 용량 소자의 한쪽 전극과 접속한다. 발광 소자는 한쪽 전극이 제 2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과 접속한다. 제 1 배선에는 제 1 데이터 전위가 인가된다. 제 2 배선에는 제 2 데이터 전위와 리셋 전위가 다른 기간에 인가된다. 제 3 트랜지스터는 그 자체가 온 상태일 때에 제 2 데이터 전위를 제 1 용량 소자의 다른 쪽 전극에 공급한다. 제 4 트랜지스터는 그 자체가 온 상태일 때에 리셋 전위를 발광 소자의 한쪽 전극에 공급한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명의 일 형태는 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 형태는 촬상 기능을 가지는 표시 장치에 관한 것이다.
또한 본 발명의 일 형태는 상술한 기술분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에 개시(開示)되는 본 발명의 일 형태의 기술분야로서는 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 기억 장치, 전자 기기, 조명 장치, 입력 장치, 입출력 장치, 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법을 일례로 들 수 있다. 반도체 장치는 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치 전반을 가리킨다.
근년, 표시 장치는 고해상도의 화상을 표시하기 위하여 고정세(高精細)화가 요구되고 있다. 또한 스마트폰이나 태블릿형 단말기, 노트북형 PC(퍼스널 컴퓨터) 등의 정보 단말 기기에서는 표시 장치는 고정세화에 더하여 저소비전력화가 요구되고 있다. 또한 터치 패널로서의 기능이나 인증을 위하여 지문을 촬상하는 기능 등, 화상을 표시할 뿐만 아니라, 다양한 기능이 부가된 표시 장치가 요구되고 있다.
표시 장치로서는 예를 들어 발광 소자를 가지는 발광 장치가 개발되고 있다. 일렉트로루미네선스(Electroluminescence, 이하 EL이라고 기재함) 현상을 이용한 발광 소자(EL 소자라고도 기재함)는 박형 경량화가 용이한 점, 입력 신호에 대한 고속 응답이 가능한 점, 직류 저전압 전원을 사용하여 구동이 가능한 점 등의 특징을 가지고, 표시 장치에 응용되고 있다. 예를 들어 특허문헌 1에 유기 EL 소자가 적용된 가요성을 가지는 발광 장치가 기재되고 있다.
일본 공개특허공보 특개2014-197522호
본 발명의 일 형태는 고정세화가 용이한 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 소비전력을 저감할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한 본 발명의 일 형태는 터치 패널로서 기능할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 촬상 기능을 가지는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없다. 또한 이들 외의 과제는 명세서, 도면, 및 청구항 등의 기재에서 추출될 수 있다.
본 발명의 일 형태는 화소와, 제 1 배선과, 제 2 배선을 가지는 표시 장치이다. 화소는 제 1 내지 제 4 트랜지스터와, 제 1 용량 소자와, 발광 소자를 가진다. 제 1 트랜지스터는 소스 및 드레인 중 한쪽이 제 1 배선과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 제 2 트랜지스터의 게이트 및 제 1 용량 소자의 한쪽 전극과 전기적으로 접속된다. 발광 소자는 한쪽 전극이 제 2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 제 1 배선은 제 1 데이터 전위가 인가되는 기능을 가진다. 제 2 배선은 제 2 데이터 전위와 리셋 전위가 다른 기간에 인가되는 기능을 가진다. 제 3 트랜지스터는 그 자체가 온 상태일 때에 제 2 배선에 인가되는 제 2 데이터 전위를 제 1 용량 소자의 다른 쪽 전극에 공급하는 기능을 가진다. 제 4 트랜지스터는 그 자체가 온 상태일 때에 제 2 배선에 인가되는 리셋 전위를 발광 소자의 한쪽 전극에 공급하는 기능을 가진다.
또한 본 발명의 다른 일 형태는 화소와, 제 1 배선과, 제 2 배선을 가지는 표시 장치이다. 화소는 제 1 내지 제 4 트랜지스터와, 제 1 용량 소자와, 발광 소자를 가진다. 제 1 트랜지스터는 소스 및 드레인 중 한쪽이 제 1 배선과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 제 2 트랜지스터의 게이트 및 제 1 용량 소자의 한쪽 전극과 전기적으로 접속된다. 발광 소자는 한쪽 전극이 제 2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 제 1 배선은 제 1 데이터 전위가 인가되는 기능을 가진다. 제 2 배선은 제 2 데이터 전위와 리셋 전위가 다른 기간에 인가되는 기능을 가진다. 제 3 트랜지스터는 소스 및 드레인 중 한쪽이 제 2 배선과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 제 1 용량 소자의 다른 쪽 전극과 전기적으로 접속된다. 제 4 트랜지스터는 소스 및 드레인 중 한쪽이 제 2 배선과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 발광 소자의 한쪽 전극과 전기적으로 접속된다.
또한 본 발명의 다른 일 형태는 화소와, 제 1 배선과, 제 2 배선을 가지는 표시 장치이다. 화소는 제 1 내지 제 4 트랜지스터와, 제 1 용량 소자와, 발광 소자를 가진다. 제 1 트랜지스터는 소스 및 드레인 중 한쪽이 제 1 배선과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 제 2 트랜지스터의 게이트 및 제 1 용량 소자의 한쪽 전극과 전기적으로 접속된다. 발광 소자는 한쪽 전극이 제 2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 제 1 배선은 제 1 데이터 전위가 인가되는 기능을 가진다. 제 2 배선은 제 2 데이터 전위와 리셋 전위가 다른 기간에 인가되는 기능을 가진다. 제 3 트랜지스터는 소스 및 드레인 중 한쪽이 제 2 배선과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 제 1 용량 소자의 다른 쪽 전극 및 제 4 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 제 4 트랜지스터는 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 발광 소자의 한쪽 전극과 전기적으로 접속된다.
또한 상기에 있어서, 제 3 배선 및 제 4 배선을 더 가지는 것이 바람직하다. 제 3 배선은 제 1 트랜지스터의 게이트 및 제 4 트랜지스터의 게이트와 전기적으로 접속된다. 제 4 배선은 제 3 트랜지스터의 게이트와 전기적으로 접속된다.
또한 상기에 있어서, 제 2 용량 소자를 더 가지는 것이 바람직하다. 제 2 용량 소자는 한쪽 전극이 제 2 트랜지스터의 게이트와 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 발광 소자의 한쪽 전극과 전기적으로 접속된다.
또한 상기에 있어서, 화소를 복수로 가지는 것이 바람직하다. 이때 복수의 화소는 행 방향 및 열 방향으로 매트릭스상으로 배치된다. 또한 제 2 배선은 행 방향으로 배열된 2개 이상의 화소의 각각에서의 제 3 트랜지스터 및 제 4 트랜지스터와 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다.
또는 제 2 배선은 행 방향으로 배열된 복수의 화소 중, 인접한 3개의 화소의 각각에서의 제 3 트랜지스터 및 제 4 트랜지스터와 전기적으로 접속되는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이때 상기 인접한 3개의 화소는 각각 다른 색깔의 광을 일으키는 것이 바람직하다.
또한 상기에 있어서, 수광 소자를 더 가지는 것이 바람직하다. 이때 수광 소자는 발광 소자가 방출하는 광을 수광하는 기능을 가진다. 또한 발광 소자와 수광 소자는 동일한 면 위에 제공되는 것이 바람직하다.
또한 상기에 있어서, 발광 소자는 제 1 전극과, 발광층과, 공통 전극이 적층되는 것이 바람직하다. 또한 수광 소자는 제 2 전극과, 활성층과, 공통 전극이 적층되는 것이 바람직하다. 이때 발광층과 활성층은 다른 유기 화합물을 포함하고, 제 1 전극과 제 2 전극은 동일한 면 위에 이격되어 제공되고, 공통 전극은 발광층 및 활성층을 덮어 제공되는 것이 바람직하다.
또는 상기에 있어서, 발광 소자는 제 1 전극과, 공통층과, 발광층과, 공통 전극이 적층되는 것이 바람직하다. 또한 수광 소자는 제 2 전극과, 공통층과, 활성층과, 공통층이 적층되는 것이 바람직하다. 이때 발광층과 활성층은 다른 유기 화합물을 포함하고, 제 1 전극과 제 2 전극은 동일한 면 위에 이격되어 제공되고, 공통 전극은 발광층 및 활성층을 덮어 제공되고, 공통층은 제 1 전극 및 제 2 전극을 덮어 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 따르면 고정세화가 용이한 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 소비전력을 저감할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태에 따르면 터치 패널로서 기능할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 촬상 기능을 가지는 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 효과 모두를 반드시 가질 필요는 없다. 또한 이들 외의 효과는 명세서, 도면, 및 청구항 등의 기재에서 추출될 수 있다.
도 1의 (A)는 표시 장치의 블록도이다. 도 1의 (B)는 화소의 회로도이다.
도 2는 표시 장치의 구동 방법을 설명하는 타이밍 차트이다.
도 3은 화소의 회로도이다.
도 4의 (A) 및 (B)는 화소의 회로도이다.
도 5는 표시 장치의 블록도이다.
도 6은 화소의 회로도이다.
도 7은 화소의 회로도이다.
도 8의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구동 방법을 설명하는 타이밍 차트이다.
도 9의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 블록도이다.
도 10의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 블록도이다.
도 11의 (A)는 화소의 회로도이다. 도 11의 (B)는 표시 장치의 구동 방법을 설명하는 타이밍 차트이다.
도 12는 화소의 회로도이다.
도 13은 표시 장치의 구동 방법을 설명하는 타이밍 차트이다.
도 14의 (A), (B), (D), (F) 내지 (H)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다. 도 14의 (C) 및 (E)는 화상의 예를 나타낸 도면이다.
도 15의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 16의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 17의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 18의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 19는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 20은 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 21의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 22의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 23은 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 24의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 25의 (A) 내지 (D)는 전자 기기의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 26의 (A) 내지 (F)는 전자 기기의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 27의 (A) 내지 (C)는 실시예에 따른 촬상 결과를 나타낸 도면이다.
이하에서, 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 다만 실시형태는 많은 상이한 형태에서 실시하는 것이 가능하고, 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있는 것은 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서 본 발명은 이하의 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
또한 이하에서 설명되는 발명의 구성에서, 동일한 부분 또는 같은 기능을 가지는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면 사이에서 공통적으로 사용하고, 그 반복 설명은 생략한다. 또한 같은 기능을 가지는 부분을 가리키는 경우에는 같은 해치 패턴으로 하고, 특별히 부호를 붙이지 않는 경우가 있다.
또한 본 명세서에서 설명하는 각 도면에서, 각 구성요소의 크기, 층의 두께, 또는 영역은 명료화를 위하여 과장되어 있는 경우가 있다. 따라서 반드시 그 스케일에 한정되지는 않는다.
또한 본 명세서 등에서 사용하는 '제 1', '제 2' 등의 서수사는 구성요소의 혼동을 피하기 위하여 붙이는 것이고, 수적으로 한정하는 것이 아니다.
트랜지스터는 반도체 소자의 일종이며, 전류나 전압의 증폭이나 도통 또는 비도통을 제어하는 스위칭 동작 등을 실현할 수 있다. 본 명세서에서의 트랜지스터는 IGFET(Insulated Gate Field Effect Transistor)나 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)를 포함한다.
또한 "소스"나 "드레인"의 기능은 상이한 극성의 트랜지스터를 사용하는 경우나, 회로 동작에서 전류의 방향이 변화되는 경우 등에는 교체되는 경우가 있다. 따라서 본 명세서에서는 "소스"나 "드레인"이라는 용어는 서로 바꿔서 사용할 수 있는 것으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, EL층이란 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이에 제공되고, 적어도 발광성의 물질을 포함하는 층(발광층이라고도 함), 또는 발광층을 포함하는 적층체를 가리키는 것으로 한다.
본 명세서 등에서 표시 장치의 일 형태인 표시 패널은 표시면에 화상 등을 표시(출력)하는 기능을 가지는 것이다. 따라서 표시 패널은 출력 장치의 일 형태이다.
또한 본 명세서 등에서는 표시 패널의 기판에, 예를 들어 FPC(Flexible Printed Circuit) 또는 TCP(Tape Carrier Package) 등의 커넥터가 장착된 것, 또는 기판에 COG(Chip On Glass) 방식 등에 의하여 IC가 실장된 것을 표시 패널 모듈, 표시 모듈, 또는 단순히 표시 패널 등이라고 부르는 경우가 있다.
또한 본 명세서 등에서 표시 장치의 일 형태인 터치 패널은 표시면에 화상 등을 표시하는 기능과, 표시면에 손가락이나 스타일러스 등 피검지체가 접촉되거나, 가압하거나, 또는 근접되는 것을 검출하는 터치 센서로서의 기능을 가진다. 따라서 터치 패널은 입출력 장치의 일 형태이다.
터치 패널은 예를 들어 터치 센서를 구비한 표시 패널(또는 표시 장치), 터치 센서 기능을 구비한 표시 패널(또는 표시 장치)이라고도 부를 수 있다. 터치 패널은 표시 패널과 터치 센서 패널을 가지는 구성으로 할 수도 있다. 또는 표시 패널 내부 또는 표면에 터치 센서로서의 기능을 가지는 구성으로 할 수도 있다.
또한 본 명세서 등에서는 터치 패널의 기판에 커넥터나 IC가 실장된 것을 터치 패널 모듈, 표시 모듈, 또는 단순히 터치 패널 등이라고 부르는 경우가 있다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 구성예 및 구동 방법예에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태는 매트릭스상으로 배치된 복수의 화소를 가지는 표시 장치이다. 화소는 제 1 내지 제 4 트랜지스터와, 용량 소자와, 발광 소자를 가진다. 또한 표시 장치는 화소와 전기적으로 접속하는 제 1 배선 및 제 2 배선을 가진다.
제 2 트랜지스터는 발광 소자에 흐르는 전류를 제어하는 기능을 가지고 구동 트랜지스터로서 기능한다. 제 1 트랜지스터는 제 1 배선과 제 2 트랜지스터의 게이트의 도통, 비도통을 제어하는 스위치로서 기능한다. 제 1 배선에는 제 1 데이터 전위가 공급되고 제 1 트랜지스터를 온 상태(도통 상태)로 함으로써, 제 1 트랜지스터를 통하여 제 2 트랜지스터의 게이트에 제 1 데이터 전위를 인가할 수 있다.
제 2 배선에는 제 2 데이터 전위와 리셋 전위가 다른 기간에 인가된다.
용량 소자는 한쪽 전극(제 1 전극이라고도 함)이 제 2 트랜지스터의 게이트와 전기적으로 접속된다. 제 3 트랜지스터는 용량 소자의 다른 쪽 전극(제 2 전극이라고도 함)과 제 2 배선의 도통, 비도통을 제어하는 스위치로서 기능한다. 제 3 트랜지스터를 온 상태로 함으로써, 제 3 트랜지스터를 통하여 용량 소자의 제 2 전극에 제 2 데이터 전위를 인가할 수 있다.
제 2 트랜지스터의 게이트에 제 1 데이터 전위를 인가한 후 제 1 트랜지스터를 오프 상태(비도통 상태)로 하여 제 2 트랜지스터의 게이트를 플로팅 상태로 하고, 용량 소자의 제 2 전극에 제 3 트랜지스터를 통하여 제 2 데이터 전위를 인가한다. 이와 같이 함으로써, 용량 소자를 통한 용량 결합에 의하여 제 2 데이터 전위에 따라 제 2 트랜지스터의 게이트의 전위를 제 1 데이터 전위에서 변화시킬 수 있다.
이와 같이, 화소는 2종류의 데이터 전위를 조합하여 발광 소자의 구동 트랜지스터(제 2 트랜지스터)의 게이트에 공급하는 전위를 생성할 수 있다. 예를 들어 제 2 데이터 전위에 의하여 계조 보정을 수행할 수 있다. 또한 표시 장치는 제 1 데이터 전위 및 제 2 데이터 전위를 공급하는 구동 회로(소스 드라이버 회로)가 공급 가능한 최대 전위를 초과하는 전위를 화소 내부에서 생성할 수 있다. 이에 의하여 구동 회로의 전원 전압을 저전압화시키는 것이 가능하게 되기 때문에 구동 회로의 소비전력을 저감할 수 있다.
제 4 트랜지스터는 발광 소자의 한쪽 전극(제 1 전극)에, 제 2 배선에 인가되는 리셋 전위를 공급하기 위한 스위치로서 기능한다. 제 2 배선에 리셋 전위가 인가되었을 때 제 4 트랜지스터를 온 상태로 함으로써, 발광 소자의 제 1 전극에 리셋 전위가 인가된다. 제 1 데이터 전위의 공급과 리셋 전위의 공급을 같은 기간에 수행함으로써 발광 소자의 전기 특성에 상관없이 제 2 트랜지스터의 게이트와 소스 사이의 전압을 확정할 수 있다. 이에 의하여 품질이 높은 표시를 실현할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 제 2 배선이 제 2 데이터 전위를 공급하는 배선과 리셋 전위를 공급하는 배선을 겸할 수 있다. 그러므로 다기능의 표시 장치이어도 배선의 개수를 삭감할 수 있어 고정세화를 도모할 수 있다.
또한 제 2 배선은 2개 이상의 화소에 제 2 데이터 전위와 리셋 전위를 공급하는 배선으로 하여도 좋다. 이에 의하여 표시 장치가 가지는 배선의 개수를 더 삭감할 수 있기 때문에 바람직하다.
여기서 제 2 배선과 제 4 트랜지스터 사이에 제 3 트랜지스터를 제공하고, 제 3 트랜지스터와 제 4 트랜지스터의 양쪽이 온 상태일 때에 제 2 배선으로부터 발광 소자의 제 1 전극에 리셋 전위를 공급하는 구성으로 하여도 좋다. 이에 의하여 화소 내에 제공되는 배선을 줄일 수 있어 고정세화가 더 용이하게 된다.
또는 제 2 배선과 제 4 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽을 전기적으로 접속하고 이들 사이에 제 3 트랜지스터를 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 이에 의하여 2개의 트랜지스터를 통하여 리셋 전위를 공급하는 경우에 비하여 제 2 배선에 인가되는 리셋 전위와 발광 소자의 제 1 전극에 인가되는 전위의 차를 작게 할 수 있기 때문에 바람직하다.
이하에서는 더 구체적인 예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
<구성예 1>
도 1의 (A)에 표시 장치(10)의 블록도를 나타내었다. 표시 장치(10)는 표시부(11), 구동 회로부(12), 구동 회로부(13)를 가진다.
표시부(11)에서는 복수의 화소(21)가 매트릭스상으로 배치되어 있다. 화소(21)는 배선(SL), 배선(VL), 배선(GL1), 및 배선(GL2)과 전기적으로 접속되어 있다. 배선(SL) 및 배선(VL)은 구동 회로부(12)와 전기적으로 접속된다. 배선(GL1) 및 배선(GL2)은 구동 회로부(13)와 전기적으로 접속되어 있다. 구동 회로부(12)는 소스선 구동 회로(소스 드라이버라고도 함)로서 기능한다. 구동 회로부(13)는 게이트선 구동 회로(게이트 드라이버라고도 함)로서 기능한다.
[화소의 구성예 1-1]
도 1의 (B)에 화소(21)의 회로도의 일례를 나타내었다. 화소(21)는 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M2), 트랜지스터(M3), 트랜지스터(M4), 용량 소자(C1), 용량 소자(C2), 및 발광 소자(EL)를 가진다.
트랜지스터(M1)는 게이트가 배선(GL1)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(SL)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 용량 소자(C1)의 한쪽 전극(제 1 전극), 용량 소자(C2)의 한쪽 전극(제 1 전극), 및 트랜지스터(M2)의 게이트와 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(M2)는 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(AL)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 발광 소자(EL)의 한쪽 전극(애노드 전극, 제 1 전극)과 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(M3)는 게이트가 배선(GL2)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(VL)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 용량 소자(C1)의 다른 쪽 전극(제 2 전극)과 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(M4)는 게이트가 배선(GL1)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(VL)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 발광 소자(EL)의 한쪽 전극, 용량 소자(C2)의 다른 쪽 전극(제 2 전극), 및 트랜지스터(M3)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되어 있다. 발광 소자(EL)는 다른 쪽 전극(캐소드 전극, 제 2 전극)이 배선(CL)과 전기적으로 접속되어 있다.
트랜지스터(M1), 트랜지스터(M3), 및 트랜지스터(M4)는 스위치로서 기능한다. 트랜지스터(M2)는 발광 소자(EL)에 흐르는 전류를 제어하기 위한 트랜지스터로서 기능한다.
배선(SL)에는 데이터 전위(D)(제 1 데이터 전위라고도 함)가 인가된다. 배선(VL)에는 데이터 전위(DW)(제 2 데이터 전위라고도 함) 및 리셋 전위(VR)가, 다른 기간에 인가된다. 배선(GL1) 및 배선(GL2)에는 각각 다른 선택 신호가 주어진다. 상기 선택 신호에는 각각 트랜지스터를 도통 상태로 하는 전위와 비도통 상태로 하는 전위가 포함된다.
배선(AL)은 애노드 전위가 인가되는 배선이다. 배선(CL)은 캐소드 전위가 인가되는 배선이다. 화소(21)에 있어서, 애노드 전위는 캐소드 전위보다 높은 전위로 한다.
여기서 도 1의 (B)에 나타내어진 바와 같이, 트랜지스터(M2)의 게이트가 접속되는 노드를 노드(N1)로 한다.
또한 본 명세서 등에서 노드란 회로를 구성하는 소자들의 전기적 접속을 가능하게 하는 소자(예를 들어 배선 등)를 말한다. 따라서 'A가 접속된 노드'란 A와 전기적으로 접속되고, 또한 전위가 A와 같다고 간주할 수 있는 배선을 말한다. 또한 배선의 중간에서의 전기적인 접속을 가능하게 하는 소자(예를 들어 스위치, 트랜지스터, 용량 소자, 인덕터, 저항 소자, 다이오드 등)가 하나 이상 배치되어 있어도, A와 같은 전위로 간주할 수 있다면 그 배선은 A가 접속된 노드로 간주할 수 있다.
여기서 스위치로서 기능하는 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M3), 및 트랜지스터(M4)에는 비도통 상태에서의 누설 전류가 매우 작은 트랜지스터를 적용하는 것이 바람직하다. 특히 채널이 형성되는 반도체층에 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터를 적합하게 사용할 수 있다. 또한 트랜지스터(M2)에도 산화물 반도체를 적용한 트랜지스터를 적용함으로써, 공통의 제작 공정을 거쳐 모든 트랜지스터를 형성할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한 트랜지스터(M2)에는 채널이 형성되는 반도체층에 실리콘(비정질 실리콘, 다결정 실리콘, 단결정 실리콘을 포함함)을 적용하여도 좋다. 또한 모든 트랜지스터에 실리콘을 적용한 트랜지스터를 사용할 수도 있다.
[구동 방법예 1]
도 1의 (B)에 나타낸 화소(21)의 구동 방법의 일례에 대하여 도 2에 나타내어진 타이밍 차트를 사용하여 설명한다. 도 2에는 배선(GL1), 배선(GL2), 배선(SL), 및 배선(VL)에 입력되는 신호와, 노드(N1)의 전위의 추이(推移)의 예를 함께 나타내었다.
또한 이하에서는 설명을 용이하게 하기 위하여 트랜지스터의 문턱 전압, 트랜지스터의 온 상태에서의 저항, 트랜지스터의 게이트 용량, 배선 저항, 기생 용량 등의 영향을 고려하지 않는다.
<시각 T1 이전>
시각 T1 이전에 있어서, 배선(GL1), 배선(GL2)에는 트랜지스터를 비도통 상태로 하는 전위(여기서는 로 레벨 전위)가 인가된다. 배선(SL) 및 배선(VL)에는 각각 1행 앞의 화소에 기록하기 위한 데이터가 주어져 있다. 또한 노드(N1)의 전위는 1프레임 앞에서 기록된 전위(VX)가 인가된 상태이다.
<기간 T1-T2>
시각 T1에 있어서, 배선(GL1) 및 배선(GL2)에 트랜지스터를 도통 상태로 하는 전위(여기서는 하이 레벨 전위)가 인가되고, 배선(SL)에는 데이터 전위(D)가 인가되고, 배선(VL)에는 리셋 전위(VR)가 인가된다.
기간 T1-T2에 있어서, 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M3), 및 트랜지스터(M4)가 각각 도통 상태가 된다. 발광 소자(EL)의 제 1 전극 및 용량 소자(C2)의 제 2 전극에는 트랜지스터(M4)를 통하여 리셋 전위(VR)가 공급된다. 또한 용량 소자(C1)의 제 2 전극에는 트랜지스터(M3)를 통하여 리셋 전위(VR)가 공급된다. 또한 노드(N1)에는 트랜지스터(M1)를 통하여 데이터 전위(D)가 공급된다.
이와 같이, 노드(N1)에 데이터 전위(D)를 기록할 때 발광 소자(EL)의 애노드 전극이 접속되는 노드에 리셋 전위(VR)를 기록함으로써 발광 소자(EL)의 전기적인 상태에 상관없이 상기 노드와 노드(N1)의 전위차, 즉 트랜지스터(M2)의 게이트와 소스 사이의 전압을 확정할 수 있다. 구체적으로는 트랜지스터(M2)의 게이트와 소스 사이의 전압은 리셋 전위(VR)를 기준으로 D-VR가 된다.
또한 용량 소자(C1)는 데이터 전위(D)와 리셋 전위(VR)의 전위차에 따라 충전된 상태가 된다.
또한 이때 발광 소자(EL)의 애노드 전극에는 리셋 전위(VR)가 인가된 상태가 된다. 발광 소자(EL)의 한 쌍의 전극 사이의 전압이 발광 소자(EL)의 문턱 전압을 초과하지 않도록 리셋 전위(VR)를 설정함으로써, 발광 소자(EL)는 발광하지 않는다.
<기간 T2-T3>
이어서 시각 T2에 있어서, 배선(GL1)에 로 레벨 전위가 인가되고, 배선(GL2)에는 하이 레벨 전위가 인가되고, 배선(VL)에는 데이터 전위(DW)가 인가된다.
배선(GL1)이 로 레벨 전위가 됨으로써 트랜지스터(M1)와 트랜지스터(M4)는 비도통 상태가 된다. 이에 의하여 노드(N1)는 플로팅 상태가 된다.
또한 용량 소자(C1)의 제 2 전극에는 트랜지스터(M3)를 통하여 데이터 전위(DW)가 인가된다. 용량 소자(C1)에는 전압(D-VR)이 충전된 상태이기 때문에 제 2 전극의 전위가 리셋 전위(VR)에서 데이터 전위(DW)로 변화됨에 따라 용량 결합에 의하여 노드(N1)의 전위가 데이터 전위(D)에서 전위(VD+W)로 변화된다. 여기서 노드(N1)의 전위의 변화분(즉 전위(VD+W)와 데이터 전위(D)의 차)은 용량 소자(C1)의 용량값과 용량 소자(C2)의 용량값에 따라 대략 결정된다. 용량 소자(C1)의 용량값이 용량 소자(C2)의 용량값보다 충분히 큰 경우, 노드(N1)의 전위의 변화분은 데이터 전위(DW)와 리셋 전위(VR)의 차에 가까운 값이 된다.
이에 의하여 트랜지스터(M2)의 게이트에는 전위(VD+W)가 인가된 상태가 된다. 상기 전위에 따른 전류가 트랜지스터(M2)를 통하여 발광 소자(EL)에 흐름으로써 발광 소자(EL)를 발광시킬 수 있다.
예를 들어 데이터 전위(DW)로서 하이 레벨 전위를 인가함으로써 발광 소자(EL)의 발광 휘도를 높게 할 수 있다. 한편 데이터 전위(DW)로서 로 레벨 전위를 인가함으로써 발광 소자(EL)의 발광 휘도를 낮게 할 수 있다.
이러한 구동 방법에 의하여, 화소(21)마다 발광 휘도를 조정할 수 있기 때문에 소위 픽셀 디밍을 실현할 수 있다. 표시하는 화상에 맞추어 휘도의 최적의 보정을 수행함으로써 표시 품위가 높은 표시를 실현할 수 있다. 또한 종래의 표시 장치에서는 표시를 위한 데이터와 보정을 위한 데이터를 합한 비디오 데이터를 생성하고 화소에 공급할 필요가 있었지만, 본 발명의 일 형태에서는 표시를 위한 데이터와 보정을 위한 데이터를 개별적으로 화소에 공급할 수 있기 때문에 구동 회로 등의 구성을 간략화할 수 있다.
<시각 T3 이후>
시각 T3에 있어서, 배선(GL2)에는 로 레벨 전위가 인가된다. 이상으로 화소(21)로의 데이터의 기록 동작이 완료된다. 시각 T3 이후에는 다음 행의 기록 동작으로 이행한다.
여기까지 화소(21)의 구동 방법의 예에 대하여 설명하였다.
[변형예 1]
도 3에, 도 1의 (B)에 나타낸 화소(21)의 변형예인 화소(21a)의 회로도를 나타내었다.
화소(21a)는 트랜지스터(M1) 내지 트랜지스터(M4)가 백 게이트를 가지는 예이다. 각 트랜지스터는 한 쌍의 게이트가 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의하여 트랜지스터의 온 전류가 높아지고, 또한 포화 특성을 향상시킬 수 있기 때문에 신뢰성이 더 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한 여기서는 모든 트랜지스터에서 한 쌍의 게이트가 전기적으로 접속되는 구성으로 하였지만 이에 한정되지 않는다. 화소(21a)는 한쪽 게이트가 다른 배선에 접속되는 트랜지스터를 가져도 좋다. 예를 들어 한 쌍의 게이트 중, 한쪽 게이트를 정전위가 인가되는 배선에 접속함으로써, 전기 특성의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한 한 쌍의 게이트 중, 한쪽 게이트를 트랜지스터의 문턱 전압을 제어하는 전위가 인가되는 배선에 접속하여도 좋다.
또한 여기서는 4개의 트랜지스터 모두가 백 게이트를 가지는 예를 나타내었지만 이에 한정되지 않고, 백 게이트를 가지는 트랜지스터와 백 게이트를 가지지 않는 트랜지스터를 혼재시켜도 좋다.
[화소의 구성예 1-2]
이하에서는 도 1의 (B)에서 예시한 화소와는 일부 구성이 다른 화소의 구성예에 대하여 설명한다.
도 4의 (A)에 화소(21b)의 회로도를 나타내었다. 화소(21b)는 상기 화소(21)와 비교하여 트랜지스터(M3), 트랜지스터(M4), 및 용량 소자(C1)의 접속이 주로 상이하다.
트랜지스터(M3)는 게이트가 배선(GL2)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(VL)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 용량 소자(C1)의 제 2 전극, 및 트랜지스터(M4)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되어 있다. 이 외의 접속 관계는 도 1의 (B)의 화소(21)를 원용할 수 있다.
화소(21b)는 용량 소자(C1)의 제 2 전극과, 트랜지스터(M3)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과, 트랜지스터(M4)의 소스 및 드레인 중 한쪽이 각각 전기적으로 접속되는 구성이다. 이에 의하여 화소(21b) 내의 배선을 간략화할 수 있기 때문에 고정세화에 적합하다.
화소(21b)는 배선(VL)과 발광 소자(EL)의 애노드 전극 사이에 2개의 트랜지스터(트랜지스터(M3) 및 트랜지스터(M4))가 제공되는 구성이다.
[변형예 2]
도 4의 (B)에, 도 4의 (A)에 나타낸 화소(21b)의 변형예인 화소(21c)의 회로도를 나타내었다.
화소(21c)는 트랜지스터(M1) 내지 트랜지스터(M4)가 백 게이트를 가지는 예이다. 상기 화소(21a)(도 3 참조)와 마찬가지로, 각 트랜지스터는 한 쌍의 게이트가 전기적으로 접속되어 있다.
또한 화소(21a)와 마찬가지로, 반드시 모든 트랜지스터에서 한 쌍의 게이트가 전기적으로 접속되는 구성으로 할 필요는 없고, 다른 배선에 접속되는 트랜지스터를 가져도 좋다. 또한 반드시 모든 트랜지스터가 백 게이트를 가질 필요는 없고, 백 게이트를 가지지 않는 트랜지스터와 백 게이트를 가지는 트랜지스터가 혼재되어 있어도 좋다.
상기 화소(21b) 및 화소(21c)의 구동 방법의 예에 대해서는 상기 구동 방법예 1을 원용할 수 있다.
여기까지 구성예 1에 대하여 설명하였다.
<구성예 2>
이하에서는 상기 구성예 1과는 일부 구성이 다른 표시 장치의 구성예에 대하여 설명한다. 또한 이하에서는 상기와 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 5에 표시 장치(10a)의 블록도를 나타내었다. 표시 장치(10a)는 표시부(11a), 구동 회로부(12), 및 구동 회로부(13)를 가진다. 표시부(11a)는 매트릭스상으로 배치된 복수의 화소(20)를 가진다.
화소(20)는 부화소(21R), 부화소(21G), 및 부화소(21B)를 가진다. 예를 들어 부화소(21R)는 적색을 일으키는 부화소이고, 부화소(21G)는 녹색을 일으키는 부화소이고, 부화소(21B)는 청색을 일으키는 부화소이다. 이에 의하여 표시 장치(10a)는 풀 컬러의 표시를 수행할 수 있다. 또한 여기서는 화소(20)가 3색의 부화소를 가지는 예를 나타내었지만 4색 이상의 부화소를 가져도 좋다.
배선(GL1) 및 배선(GL2)은 행 방향(배선(GL1) 등의 연장 방향)으로 배열된 부화소(21R), 부화소(21G), 및 부화소(21B)와 전기적으로 접속되어 있다. 배선(SLR), 배선(SLG), 및 배선(SLB)은 각각, 열 방향(배선(VL) 등의 연장 방향)으로 배열된 부화소(21R), 부화소(21G), 또는 부화소(21B)와 전기적으로 접속되어 있다. 배선(VL)은 열 방향으로 배열된 화소(20)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한 배선(VL)은 화소(20)가 가지는 부화소(21R), 부화소(21G), 및 부화소(21B)와 전기적으로 접속되어 있다.
[화소의 구성예 2-1]
도 6에 화소(20)의 회로도의 일례를 나타내었다. 화소(20)는 부화소(21R), 부화소(21G), 및 부화소(21B)를 가진다.
도 6에 나타내어진 화소(20)는 부화소(21R), 부화소(21G), 및 부화소(21B)에 각각 도 3에서 예시한 화소(21a)의 구성을 적용한 예이다. 또한 각 부화소가 가지는 각 트랜지스터가 반드시 백 게이트를 가질 필요는 없다. 또한 부화소(21R), 부화소(21G), 및 부화소(21B)에 각각 도 1의 (B)에서 예시한 화소(21)를 적용한 구성으로 하여도 좋다.
부화소(21R)는 적색 광을 일으키는 발광 소자(ELR)를 가진다. 부화소(21G)는 녹색 광을 일으키는 발광 소자(ELG)를 가진다. 부화소(21B)는 청색 광을 일으키는 발광 소자(ELB)를 가진다. 또한 화소(20)는 다른 색깔의 광을 일으키는 발광 소자를 가지는 부화소를 가져도 좋다. 예를 들어 화소(20)는 상기 3개의 부화소에 더하여 백색 광을 일으키는 발광 소자를 가지는 부화소, 또는 황색 광을 일으키는 발광 소자를 가지는 부화소 등을 가져도 좋다.
배선(VL)은 부화소(21R), 부화소(21G), 및 부화소(21B)의 각각의 트랜지스터(M3)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써 구성예 1에서 예시한 구성과 비교하여 배선(VL)의 개수를 3분의 1로 삭감할 수 있기 때문에 더 고정세의 표시 장치를 실현하는 것이 가능하게 된다.
[화소의 구성예 2-2]
도 7에 화소(20a)의 회로도의 일례를 나타내었다. 화소(20a)는 부화소(21aR), 부화소(21aG), 및 부화소(21aB)를 가진다.
도 7에 나타내어진 화소(20a)는 부화소(21aR), 부화소(21aG), 및 부화소(21aB)에 각각 도 4의 (B)에서 예시한 화소(21c)의 구성을 적용한 예이다. 또한 각 부화소가 가지는 각 트랜지스터가 반드시 백 게이트를 가질 필요는 없다. 또한 부화소(21aR), 부화소(21aG), 및 부화소(21aB)에 각각 도 4의 (A)에서 예시한 화소(21b)를 적용한 구성으로 하여도 좋다.
화소(20)와 마찬가지로, 도 7에 나타내어진 화소(20a)도 배선(VL)의 개수를 저감할 수 있기 때문에 고정세화에 적합한 화소라고 할 수 있다.
[구동 방법예 2-1]
이하에서는 도 6에 나타내어진 화소(20)의 구동 방법의 일례에 대하여 도 8의 (A)에 나타낸 타이밍 차트를 사용하여 설명한다. 도 8의 (A)에는 배선(GL1), 배선(GL2), 배선(SLR), 배선(SLG), 배선(SLB), 및 배선(VL)에 입력되는 신호를 나타내었다.
<시각 T11 이전>
시각 T11 이전에 있어서, 배선(GL1), 배선(GL2)에는 트랜지스터를 비도통 상태로 하는 전위(여기서는 로 레벨 전위)가 인가된다. 배선(SLR), 배선(SLG), 배선(SLB), 및 배선(VL)에는 각각 1행 앞의 화소에 기록하기 위한 데이터가 주어져 있다.
<기간 T11-T12>
시각 T11에 있어서, 배선(GL1) 및 배선(GL2)에 트랜지스터를 도통 상태로 하는 전위(여기서는 하이 레벨 전위)가 인가된다. 또한 배선(SLR), 배선(SLG), 배선(SLB)에는 각각 데이터 전위(DR), 데이터 전위(DG), 데이터 전위(DB)가 인가된다. 또한 배선(VL)에는 리셋 전위(VR)가 인가된다.
기간 T11-T12에 있어서, 각 부화소에서의 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M3), 및 트랜지스터(M4)가 도통 상태가 되고, 각 발광 소자의 애노드 전극에 트랜지스터(M4)를 통하여 리셋 전위(VR)가 공급된다. 또한 용량 소자(C1)의 제 2 전극에는 트랜지스터(M3)를 통하여 리셋 전위(VR)가 공급된다. 또한 트랜지스터(M2)의 게이트에는 트랜지스터(M1)를 통하여 데이터 전위(DR), 데이터 전위(DG), 또는 데이터 전위(DB)가 공급된다.
이때 발광 소자(ELR), 발광 소자(ELG), 및 발광 소자(ELB)의 각각의 애노드 전극에는 리셋 전위(VR)가 인가된 상태가 된다. 각 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이의 전압이 문턱 전압을 초과하지 않도록 리셋 전위(VR)를 설정함으로써, 각 발광 소자는 의도치 않게 발광하지 않는다.
<기간 T12-T13>
이어서 시각 T12에 있어서, 배선(GL1)에 로 레벨 전위가 인가되고, 배선(GL2)에는 하이 레벨 전위가 인가되고, 배선(VL)에는 데이터 전위(DW)가 인가된다.
트랜지스터(M1)가 비도통 상태가 됨으로써 트랜지스터(M2)의 게이트가 플로팅 상태가 된다. 이 상태로 용량 소자(C1)의 제 2 전극에 트랜지스터(M3)를 통하여 데이터 전위(DW)가 인가됨으로써, 용량 결합을 이용하여 트랜지스터(M2)의 게이트의 전위를 변화시킬 수 있다.
여기서 부화소(21R), 부화소(21G), 및 부화소(21B)에는 같은 데이터 전위(DW)가 인가된다. 이에 의하여 부화소(21R), 부화소(21G), 및 부화소(21B)의 각 발광 소자의 발광 휘도를 똑같이 보정할 수 있다. 예를 들어 데이터 전위(DW)로서 하이 레벨 전위를 인가함으로써 부화소(21R), 부화소(21G), 및 부화소(21B)의 각 발광 소자의 발광 휘도를 일률적으로 높일 수 있다.
이러한 구동 방법에 의하여, 화소(20)마다 발광 휘도를 조정할 수 있기 때문에 소위 픽셀 디밍을 실현할 수 있다. 표시하는 화상에 맞추어 휘도의 최적의 보정을 수행함으로써 표시 품위가 높은 표시를 실현할 수 있다. 또한 종래의 표시 장치에서는 표시를 위한 데이터와 보정을 위한 데이터를 합한 비디오 데이터를 생성하고 화소에 공급할 필요가 있었지만, 본 발명의 일 형태에서는 표시를 위한 데이터와 보정을 위한 데이터를 개별적으로 화소에 공급할 수 있기 때문에 구동 회로 등의 구성을 간략화할 수 있다.
또한 배선(VL)이 복수의 부화소로 공통화되어 있기 때문에 배선(VL)에 공급하는 보정을 위한 데이터양을 삭감할 수 있다. 이에 의하여 프레임 주파수의 증가 및 소비전력의 삭감이 가능하게 된다.
<시각 T13 이후>
시각 T13에 있어서, 배선(GL2)에는 로 레벨 전위가 인가된다. 이상으로 화소(20)로의 데이터의 기록 동작이 완료된다. 시각 T13 이후에는 다음 행의 기록 동작으로 이행한다.
[구동 방법예 2-2]
이하에서는 상기 구동 방법예 2-1과는 다른 구동 방법의 일례에 대하여 도 8의 (B)에 나타낸 타이밍 차트를 사용하여 설명한다. 여기서는 특히 배선(SLR), 배선(SLG), 배선(SLB)에 데이터 전위를 공급하는 구동 회로부(12)가 디멀티플렉서 회로를 가지는 경우의 예에 대하여 설명한다.
디멀티플렉서 회로는 입력되는 하나의 데이터 신호를 시분할하여 복수의 배선에 출력하는 기능을 가지는 회로이다. 여기서는 하나의 디멀티플렉서 회로에 의하여 배선(SLR), 배선(SLG), 배선(SLB)에 순차적으로 데이터 전위가 공급되는 경우의 예를 설명한다.
<시각 T21 이전>
시각 T21 이전에 있어서, 배선(GL1), 배선(GL2)에는 트랜지스터를 비도통 상태로 하는 전위(여기서는 로 레벨 전위)가 인가된다. 배선(SLR), 배선(SLG), 배선(SLB), 및 배선(VL)에는 각각 1행 앞의 화소에 기록하기 위한 데이터가 주어져 있다.
<기간 T21-T22>
시각 T21에 있어서, 배선(GL1) 및 배선(GL2)에 트랜지스터를 도통 상태로 하는 전위(여기서는 하이 레벨 전위)가 인가된다. 또한 배선(SLR)에는 데이터 전위(DR)가 인가된다. 배선(SLG) 및 배선(SLB)에는 각각 1행 앞의 화소에 기록하기 위한 데이터가 주어져 있다. 또한 배선(VL)에는 리셋 전위(VR)가 인가된다.
이때 부화소(21G)와 부화소(21B)에는 1행 앞의 화소에 기록하기 위한 데이터가 주어지게 되지만, 발광 소자(ELG) 및 발광 소자(ELB)의 애노드 전극에는 리셋 전위(VR)가 인가된 상태이기 때문에 각 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이의 전압이 문턱 전압을 초과하지 않도록 리셋 전위(VR)를 설정함으로써, 각 발광 소자는 의도치 않게 발광하지 않는다. 또한 부화소(21R)에는 데이터 전위(DR)가 기록되지만, 마찬가지로 발광 소자(ELR)는 발광하지 않는다. 이에 의하여 데이터 전위(DW)가 각 부화소에 기록될 때까지 각 발광 소자는 발광하지 않기 때문에 의도치 않은 화상이 표시되어 표시 품위가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
<기간 T22-T23>
시각 T22에 있어서, 배선(GL1) 및 배선(GL2)에는 트랜지스터를 도통 상태로 하는 전위가 계속 인가된 상태로, 배선(SLG)에 데이터 전위(DG)가 인가되고 부화소(21G)에 기록된다. 이때 배선(SLR)에는 데이터 전위(DR)가, 배선(SLB)에는 1행 앞의 화소에 기록하기 위한 데이터가 각각 인가되어 있다. 또한 이때에도 발광 소자(ELR), 발광 소자(ELG), 발광 소자(ELB)는 발광하지 않는다.
<기간 T23-T24>
시각 T23에 있어서, 배선(GL1) 및 배선(GL2)에는 트랜지스터를 도통 상태로 하는 전위가 계속 인가된 상태로, 배선(SLB)에 데이터 전위(DB)가 인가되고 부화소(21B)에 기록된다. 이때 배선(SLR)에는 데이터 전위(DR)가, 배선(SLG)에는 데이터 전위(DG)가 각각 인가되어 있다. 또한 이때에도 발광 소자(ELR), 발광 소자(ELG), 발광 소자(ELB)는 발광하지 않는다.
<기간 T24-T25>
이어서 시각 T24에 있어서, 배선(GL1)에 로 레벨 전위가 인가되고, 배선(GL2)에는 하이 레벨 전위가 인가되고, 배선(VL)에는 데이터 전위(DW)가 인가된다. 이에 의하여 데이터 전위(DW)에 의하여 보정된 휘도로 각 부화소의 발광 소자가 발광할 수 있다.
여기까지 구동 방법예에 대하여 설명하였다.
또한 여기서는 화소(20)의 구동 방법으로서 설명하였지만 화소(20a)에 대해서도 같은 구동 방법을 적용할 수 있다.
[변형예 2-1]
도 5에서 예시한 표시 장치(10a)에서는 1개의 화소(20)당 1개의 배선(VL)을 제공하는 구성으로 하였지만, 1개의 배선(VL)이 복수의 화소(20)와 접속되는 구성으로 하여도 좋다.
도 9의 (A)에 표시 장치(10b)의 블록도를 나타내었다.
표시 장치(10b)는 1개의 배선(VL)이 모든 화소(20)와 전기적으로 접속하는 예를 나타내었다. 행 방향으로 배열된 복수의 화소(20)의 부화소(21R), 부화소(21G), 및 부화소(21B)에는 같은 리셋 전위(VR)와 데이터 전위(DW)가 인가된다. 이에 의하여 행마다 보정 데이터를 기록할 수 있다.
표시 장치(10b)는 리셋 전위(VR) 및 데이터 전위(DW)가 공급되는 배선(VL)의 개수를 대폭으로 삭감할 수 있다. 이에 의하여 초고정세의 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한 표시부(11a)의 면적이 큰 경우나, 행 방향으로 배열된 화소(20)의 개수가 많은 경우에는 배선(VL)의 전기 저항의 영향으로 인하여 배선(VL)에서 가까운 화소(20)에 인가되는 전위와 먼 화소(20)에 인가되는 전위에 차가 생기는 경우가 있다. 이때 도 9의 (B)에 나타낸 표시 장치(10c)의 구성으로 함으로써 이러한 문제를 억제할 수 있다.
표시 장치(10c)는 표시부(11a)의 양단에 배선(VL1)과 배선(VL2)을 가진다. 배선(VL1)과 배선(VL2)에는 같은 신호가 구동 회로부(12)로부터 출력된다. 이와 같이, 표시부(11a)의 양측으로부터 각 화소(20)에 대하여 같은 신호(리셋 전위(VR) 및 데이터 전위(DW))를 입력함으로써 상술한 문제를 적합하게 억제할 수 있다.
또한 여기서는 1개의 배선(VL)(또는 한 쌍의 배선(VL1) 및 배선(VL2))이 모든 화소(20)에 접속되는 구성을 나타내었지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 복수의 화소(20)당 1개의 비율로 배선(VL)을 배치하는 구성으로 하여도 좋다. 이에 의하여 복수의 화소 단위로 발광 휘도를 조정하는, 소위 로컬 디밍을 실현할 수 있다.
여기까지 구성예 2에 대하여 설명하였다.
<구성예 3>
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 화상을 표시하는 기능에 더하여 촬상하는 기능을 가져도 좋다. 더 구체적으로는 표시 장치가 가지는 화소에 발광 소자와 수광 소자를 가지는 구성으로 할 수 있다. 매트릭스상으로 배치된 수광 소자에 의하여 피대상물을 촬상할 수 있다. 또한 발광 소자는 수광 소자로 촬상할 때의 광원으로서 사용할 수도 있으므로, 발광 소자로부터 방출된 광이 대상물에 반사한 반사광을 수광 소자로 촬상할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 제 2 데이터 전위(데이터 전위(DW))에 의하여 각 화소의 계조를 조정할 수 있다. 예를 들어 발광 소자를 촬상 시의 광원으로서 사용할 때는 제 2 데이터 전위로서 화소의 계조를 높이는 전위를 사용함으로써 각 발광 소자의 발광 휘도를 높일 수 있다. 또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 화소 단위 또는 복수의 화소 단위로 계조를 보정할 수도 있기 때문에 광원으로서 사용하고자 하는 범위의 화소만의 휘도를 높일 수도 있다.
예를 들어 표시 장치는 수광 소자에 의하여 지문이나 장문 등의 생체 정보를 촬상함으로써 개인 인증에 응용할 수 있다. 또한 표시 장치는 표시부에 접촉된 대상물의 위치 정보를 검지함으로써 터치 센서에 응용할 수 있다. 또한 표시 장치는 물건이나 인쇄물 등을 촬상함으로써 이미지 스캐너에 응용할 수 있다.
이하에서는 더 구체적인 예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 10의 (A)에 표시 장치(10d)의 블록도를 나타내었다. 표시 장치(10d)는 표시부(11b), 구동 회로부(12), 구동 회로부(13), 구동 회로부(14), 및 회로부(15) 등을 가진다.
표시부(11b)는 매트릭스상으로 배치된 복수의 화소(30)를 가진다. 화소(30)는 부화소(21R), 부화소(21G), 부화소(21B), 및 촬상 화소(22)를 가진다. 촬상 화소(22)는 광전 변환 소자로서 기능하는 수광 소자를 가진다.
촬상 화소(22)는 배선(TX), 배선(SE), 배선(RS), 및 배선(WX)이 전기적으로 접속되어 있다. 배선(TX), 배선(SE), 배선(RS)은 각각 구동 회로부(14)에 전기적으로 접속되고, 배선(WX)은 회로부(15)에 전기적으로 접속된다.
구동 회로부(14)는 촬상 화소(22)를 구동시키기 위한 신호를 생성하고, 배선(SE), 배선(TX), 및 배선(RS)을 통하여 촬상 화소(22)에 출력하는 기능을 가진다. 회로부(15)는 촬상 화소(22)로부터 배선(WX)을 통하여 출력되는 신호를 수신하고, 화상 데이터로서 외부에 출력하는 기능을 가진다. 회로부(15)는 판독 회로로서 기능한다.
표시 장치(10d)에서는 부화소(21R)에 접속하는 배선(VLR), 부화소(21G)에 접속하는 배선(VLG), 부화소(21B)에 접속하는 배선(VLB)을 가지는 예를 나타내었다. 배선(VLR), 배선(VLG), 및 배선(VLB)은 각각 구동 회로부(12)와 전기적으로 접속되고, 구동 회로부(12)로부터 리셋 전위와 데이터 전위가 다른 기간에 공급되는 배선이다.
또한 도 10의 (B)에 나타낸 표시 장치(10e)와 같이, 1개의 화소(30)당 1개의 배선(VL)을 제공하는 구성으로 하여도 좋다. 또한 상기 변형예 2-1(도 9의 (A) 및 (B) 참조)과 마찬가지로, 1개의 배선(VL)이 복수의 화소(30)에 접속되는 구성으로 하여도 좋다.
[화소의 구성예 3-1]
도 11의 (A)에 촬상 화소(22)에 적용할 수 있는 회로의 일례를 나타내었다. 촬상 화소(22)는 트랜지스터(M5), 트랜지스터(M6), 트랜지스터(M7), 트랜지스터(M8), 용량 소자(C3), 및 수광 소자(PD)를 가진다.
트랜지스터(M5)는 게이트가 배선(TX)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 수광 소자(PD)의 애노드 전극과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 트랜지스터(M6)의 소스 및 드레인 중 한쪽, 용량 소자(C3)의 제 1 전극, 및 트랜지스터(M7)의 게이트와 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(M6)는 게이트가 배선(RS)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 배선(V1)과 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(M7)는 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(V3)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 트랜지스터(M8)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(M8)는 게이트가 배선(SE)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 배선(WX)에 전기적으로 접속되어 있다. 수광 소자(PD)는 캐소드 전극이 배선(CL)과 전기적으로 접속되어 있다. 용량 소자(C3)는 제 2 전극이 배선(V2)과 전기적으로 접속되어 있다.
트랜지스터(M5), 트랜지스터(M6), 및 트랜지스터(M8)는 스위치로서 기능한다. 트랜지스터(M7)는 증폭 소자(앰프)로서 기능한다.
배선(TX), 배선(SE), 및 배선(RS)에는 각각이 접속되는 트랜지스터의 도통, 비도통 상태를 제어하는 신호가 주어진다. 배선(WX)에는 촬상 화소(22)로부터 데이터 전위(DS)가 출력된다.
배선(V1) 및 배선(V3)에는 고정 전위가 인가된다. 배선(V1)에 인가하는 전위와 배선(V3)에 인가하는 전위는 회로부(15)가 가지는 판독 회로의 구성에 따라 선택할 수 있다. 배선(V2)에는 고정 전위가 인가되어도 좋고, 2 이상의 다른 전위가 인가되어도 좋다. 배선(CL)은 캐소드 전위가 인가되는 배선이다. 여기서는 수광 소자(PD)에 역방향 바이어스가 인가되도록 배선(CL)에는 배선(V1)보다 높은 전위가 인가된다.
또한 도 12에 나타내어진 바와 같이, 각 트랜지스터가 백 게이트를 가지는 구성으로 하여도 좋다. 도 12에서는, 각 트랜지스터는 한 쌍의 게이트가 전기적으로 접속되어 있다.
또한 도 12에서는 모든 트랜지스터에서 한 쌍의 게이트가 전기적으로 접속되는 구성으로 하였지만 이에 한정되지 않는다. 촬상 화소(22)는 한쪽 게이트가 다른 배선에 접속되는 트랜지스터를 가져도 좋다. 예를 들어 한 쌍의 게이트 중, 한쪽 게이트를 정전위가 인가되는 배선에 접속함으로써, 전기 특성의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한 한 쌍의 게이트 중, 한쪽 게이트를 트랜지스터의 문턱 전압을 제어하는 전위가 인가되는 배선에 접속하여도 좋다.
또한 여기서는 4개의 트랜지스터 모두가 백 게이트를 가지는 예를 나타내었지만 이에 한정되지 않고, 백 게이트를 가지는 트랜지스터와 백 게이트를 가지지 않는 트랜지스터를 혼재시켜도 좋다.
[구동 방법예 3-1]
이하에서는 촬상 화소(22)의 구동 방법의 일례에 대하여 도 11의 (B)에 나타낸 타이밍 차트를 사용하여 설명한다. 도 11의 (B)에는 배선(TX), 배선(SE), 배선(RS), 및 배선(WX)에 입력되는 신호를 나타내었다.
<시각 T31 이전>
시각 T31 이전에 있어서, 배선(TX), 배선(SE), 및 배선(RS)에는 로 레벨 전위가 인가된다. 또한 배선(WX)은 데이터가 출력되지 않은 상태이고, 여기서는 로 레벨 전위로서 나타내었다. 또한 배선(WX)에 소정의 전위가 인가되어 있어도 좋다.
<기간 T31-T32>
시각 T31에 있어서, 배선(TX)과 배선(RS)에 트랜지스터를 도통 상태로 하는 전위(여기서는 하이 레벨 전위)가 인가된다. 또한 배선(SE)에는 트랜지스터를 비도통 상태로 하는 전위(여기서는 로 레벨 전위)가 인가된다.
이때 트랜지스터(M5)와 트랜지스터(M6)가 도통 상태가 됨으로써 배선(V1)으로부터 트랜지스터(M6) 및 트랜지스터(M5)를 통하여 수광 소자(PD)의 애노드 전극에 캐소드 전극의 전위보다 낮은 전위가 인가된다. 즉 수광 소자(PD)에 역방향 바이어스 전압이 인가된 상태가 된다.
또한 용량 소자(C3)의 제 1 전극에도 배선(V1)의 전위가 공급되고 용량 소자(C3)가 충전된 상태가 된다.
기간 T31-T32는 리셋(초기화) 기간이라고도 할 수 있다.
<기간 T32-T33>
시각 T32에 있어서, 배선(TX) 및 배선(RS)에 로 레벨 전위가 인가된다. 이에 의하여 트랜지스터(M5)와 트랜지스터(M6)가 서로 비도통 상태가 된다.
트랜지스터(M5)가 비도통 상태가 되기 때문에 수광 소자(PD)에는 역방향 바이어스 전압이 인가된 상태로 유지된다. 여기서 수광 소자(PD)에 입사되는 광에 의하여 광전 변환이 일어나고 수광 소자(PD)의 애노드 전극에 전하가 축적된다.
기간 T32-T33은 노광 기간이라고도 할 수 있다. 노광 기간은 수광 소자(PD)의 감도, 입사광의 광량 등에 따라 설정하면 되지만, 적어도 리셋 기간과 비교하여 충분히 긴 기간을 설정하는 것이 바람직하다.
또한 기간 T32-T33에 있어서, 트랜지스터(M5) 및 트랜지스터(M6)가 비도통 상태가 되기 때문에 용량 소자(C3)의 제 1 전극의 전위는 배선(V1)으로부터 공급되는 로 레벨 전위로 유지된 상태가 된다.
<기간 T33-T34>
시각 T33에 있어서, 배선(TX)에 하이 레벨 전위가 인가된다. 이에 의하여 트랜지스터(M5)가 도통 상태가 되고, 수광 소자(PD)에 축적된 전하가 트랜지스터(M5)를 통하여 용량 소자(C3)의 제 1 전극에 전송(轉送)된다. 이에 의하여 용량 소자(C3)의 제 1 전극이 접속되는 노드의 전위는 수광 소자(PD)에 축적된 전하량에 따라 상승된다. 결과적으로 트랜지스터(M7)의 게이트에는 수광 소자(PD)의 노광량에 따른 전위가 인가된 상태가 된다.
<기간 T34-T35>
시각 T34에 있어서, 배선(TX)에 로 레벨 전위가 인가된다. 이에 의하여 트랜지스터(M5)가 비도통 상태가 되어 트랜지스터(M7)의 게이트가 접속되는 노드가 플로팅 상태가 된다. 수광 소자(PD)는 상시 노광되고 있기 때문에 기간 T33-T34에서의 전송 동작이 완료된 후에 트랜지스터(M5)를 비도통 상태로 함으로써, 트랜지스터(M7)의 게이트가 접속되는 노드의 전위가 변화되는 것을 방지할 수 있다.
<기간 T35-T36>
시각 T35에 있어서, 배선(SE)에 하이 레벨 전위가 인가된다. 이에 의하여 트랜지스터(M8)가 도통 상태가 된다. 기간 T35-T36은 판독 기간이라고도 할 수 있다.
예를 들어 트랜지스터(M7)와 회로부(15)가 가지는 트랜지스터로 소스 폴로어 회로를 구성하고 데이터를 판독할 수 있다. 이 경우 배선(WX)에 출력되는 데이터 전위(DS)는 트랜지스터(M7)의 게이트 전위에 따라 결정된다. 구체적으로는 트랜지스터(M7)의 게이트 전위에서 트랜지스터(M7)의 문턱 전압을 뺀 전위가 데이터 전위(DS)로서 배선(WX)에 출력되고, 상기 전위를 회로부(15)가 가지는 판독 회로에 의하여 판독한다.
또한 트랜지스터(M7)와 회로부(15)가 가지는 트랜지스터로 소스 접지 회로를 구성하고 회로부(15)가 가지는 판독 회로에 의하여 데이터를 판독할 수도 있다.
<시각 T36 이후>
시각 T36에 있어서, 배선(SE)에 로 레벨 전위가 인가된다. 이에 의하여 트랜지스터(M8)가 비도통 상태가 된다. 이상으로 촬상 화소(22)의 데이터의 판독이 완료된다. 시각 T36 이후에는 다음 행 이후의 데이터의 판독 동작이 순차적으로 수행된다.
여기까지 구동 방법예 3-1에 대하여 설명하였다.
또한 도 13에 나타내어진 바와 같이, 노광 기간인 기간 T32-T33에 있어서, 배선(TX)에 하이 레벨 전위를 인가하여도 좋다. 이때 노광 기간 중에는 트랜지스터(M5)가 도통 상태이기 때문에 노광과 전송을 동시에 실행할 수 있다. 이에 의하여 노광 기간을 길게 설정하는 것, 또는 구동 주파수를 높이는 것이 가능하게 된다.
도 11의 (B) 및 도 13에서 예시한 구동 방법을 사용함으로써, 노광 기간과 판독 기간을 따로 설정할 수 있기 때문에, 표시부(11b)에 제공된 모든 촬상 화소(22)에서 동시에 노광하고, 그 후 데이터를 순차적으로 판독할 수 있다. 이에 의하여 소위 글로벌 셔터 구동을 실현할 수 있다. 글로벌 셔터 구동을 실행하는 경우에는 촬상 화소(22) 내의 스위치로서 기능하는 트랜지스터(특히 트랜지스터(M5) 및 트랜지스터(M6))에 비도통 상태에서의 누설 전류가 매우 낮은, 산화물 반도체가 적용된 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다.
여기까지 구성예 3에 대하여 설명하였다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서 중에 기재하는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 촬상 기능을 가지는 표시 장치에 대하여 설명한다. 이하에서 예시하는 표시 장치는 발광 소자와 수광 소자를 포함한다. 표시 장치는 화상을 표시하는 기능과, 피검출체로부터의 반사광을 사용하여 위치 검출을 수행하는 기능과, 피검출체로부터의 반사광을 사용하여 지문 등의 촬상을 수행하는 기능을 가진다. 이하에서 예시하는 표시 장치는 터치 패널로서의 기능과 지문 센서로서의 기능을 가진다고도 할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 제 1 광을 일으키는 발광 소자(발광 디바이스)와 상기 제 1 광을 수광하는 수광 소자(수광 디바이스)를 가진다. 즉 수광 소자는 그 수광 파장 영역이 발광 소자의 발광 파장을 포함하는 소자로 한다. 수광 소자는 광전 변환 소자인 것이 바람직하다. 제 1 광으로서는 가시광 또는 적외광을 사용할 수 있다. 제 1 광으로서 적외광을 사용하는 경우에는 제 1 광을 일으키는 발광 소자 외에 가시광을 일으키는 발광 소자를 가지는 구성으로 할 수 있다.
또한 표시 장치는 한 쌍의 기판(제 1 기판과 제 2 기판이라고도 함)을 가진다. 발광 소자 및 수광 소자는 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 배치된다. 제 1 기판은 표시면 측에 위치하고, 제 2 기판은 표시면 측과는 반대 측에 위치한다.
발광 소자로부터 방출된 가시광은 제 1 기판을 통하여 외부에 사출된다. 표시 장치가 매트릭스상으로 배열된 복수의 상기 발광 소자를 가짐으로써 화상을 표시할 수 있다.
또한 발광 소자로부터 방출된 제 1 광은 제 1 기판의 표면에 도달한다. 여기서 제 1 기판의 표면에 물체가 접촉되면 제 1 기판과 물체의 계면에서 제 1 광이 산란되고 그 산란광의 일부가 수광 소자에 입사된다. 수광 소자는 제 1 광을 수광하면 그 강도에 따른 전기 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 표시 장치가 매트릭스상으로 배열된 복수의 수광 소자를 가짐으로써 제 1 기판에 접촉된 물체의 위치 정보, 형상 등을 검출할 수 있다. 즉 표시 장치는 이미지 센서 패널, 터치 센서 패널 등으로서 기능시킬 수 있다.
또한 물체가 제 1 기판의 표면에 접촉되지 않은 경우에도, 제 1 기판을 투과한 제 1 광이 물체 표면에서 반사 또는 산란되고 그 반사광 또는 산란광이 제 1 기판을 통하여 수광 소자에 입사한다. 그러므로 표시 장치는 비접촉형 터치 센서 패널(니어 터치(near touch) 패널이라고도 함)로서 사용할 수도 있다.
제 1 광으로서 가시광을 사용하는 경우에는 화상의 표시에 사용한 제 1 광을 터치 센서의 광원으로서 사용할 수 있다. 이때 발광 소자가 표시 소자로서의 기능과 광원으로서의 기능을 겸비하기 때문에 표시 장치의 구성을 간략화할 수 있다. 한편 제 1 광으로서 적외광을 사용하는 경우에는 사용자에게 시인(視認)되지 않기 때문에, 표시 화상에 대한 시인성을 저하시키지 않고 수광 소자에 의한 촬상 또는 센싱을 수행할 수 있다.
제 1 광으로서 적외광을 사용하는 경우에는 적외광, 바람직하게는 근적외광을 포함하는 것이 바람직하다. 특히 파장 700nm 이상 2500nm 이하의 범위에 하나 이상의 피크를 가지는 근적외광을 적합하게 사용할 수 있다. 특히 파장 750nm 이상 1000nm 이하의 범위에 하나 이상의 피크를 가지는 광을 사용함으로써, 수광 소자의 활성층에 사용하는 재료의 선택의 폭이 넓어지기 때문에 바람직하다.
표시 장치의 표면에 손끝이 접촉됨으로써 지문의 형상을 촬상할 수 있다. 지문에는 오목부와 볼록부가 있고, 제 1 기판의 표면에 접촉된 지문의 볼록부에서는 제 1 광이 산란되기 쉽다. 그러므로 지문의 볼록부와 중첩되는 수광 소자에 입사되는 산란광의 강도는 크게 되고, 오목부와 중첩되는 수광 소자에 입사되는 산란광의 강도는 작게 된다. 이에 의하여 지문을 촬상할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가지는 디바이스는 촬상된 지문의 화상을 이용하여 생체 인증의 하나인 지문 인증을 수행할 수 있다.
또한 표시 장치는 손가락이나 손 등의 혈관, 특히 정맥을 촬상할 수도 있다. 예를 들어 파장 760nm 및 그 근방의 광은 정맥 중의 환원 헤모글로빈에 흡수되지 않기 때문에 손바닥이나 손가락 등으로부터의 반사광을 수광 소자로 수광하여 화상화함으로써 정맥의 위치를 검출할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가지는 디바이스는 촬상된 정맥의 화상을 이용하여 생체 인증의 하나인 정맥 인증을 수행할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가지는 디바이스는 터치 센싱과, 지문 인증과, 정맥 인증을 동시에 수행할 수도 있다. 이에 의하여 부품수를 늘리는 일 없이 낮은 비용으로 보안 레벨이 높은 생체 인증을 실행할 수 있다.
수광 소자는 가시광과 적외광의 양쪽의 수광이 가능한 소자인 것이 바람직하다. 이때 발광 소자로서 적외광을 방출하는 발광 소자와, 가시광을 방출하는 발광 소자의 양쪽을 가지는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 가시광을 사용하여 사용자의 손가락에서 반사한 반사광을 수광 소자로 수광함으로써 지문의 형상을 촬상할 수 있다. 또한 적외광을 사용하여 정맥의 형상을 촬상할 수 있다. 이에 의하여 지문 인증과 정맥 인증의 양쪽을 하나의 표시 장치로 실행하는 것이 가능하게 된다. 또한 지문의 촬상과 정맥의 촬상을 각각 다른 타이밍으로 실행하여도 좋고, 동시에 실행하여도 좋다. 지문의 촬상과 정맥의 촬상을 동시에 수행함으로써 지문의 형상의 정보와 정맥의 형상의 정보의 양쪽이 포함된 화상 데이터를 취득할 수 있어 정밀도가 더 높은 생체 인증을 실현할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 사용자의 건강 상태를 검출하는 기능을 가져도 좋다. 예를 들어 혈중의 산소 포화도의 변화에 따라 가시광 및 적외광에 대한 반사율 및 투과율이 변화되는 것을 이용하여 상기 산소 포화도의 시간 변조를 취득함으로써 심박수를 측정하는 것이 가능하게 된다. 또한 진피 중의 글루코스 농도나, 혈액 중의 중성 지방 농도 등도 적외광 또는 가시광에 의하여 측정할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가지는 디바이스는 사용자의 건강 상태의 지표가 되는 정보를 취득할 수 있는 헬스케어 기기로서 사용할 수 있다.
또한 제 1 기판으로서는 발광 소자를 밀봉하기 위한 밀봉 기판, 또는 보호 필름 등을 사용할 수 있다. 또한 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 이들을 접착하는 수지층을 가져도 좋다.
여기서 발광 소자에는 OLED(Organic Light Emitting Diode)나 QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode) 등의 EL 소자를 사용하는 것이 바람직하다. EL 소자가 가지는 발광 물질로서는 형광을 방출하는 물질(형광 재료), 인광을 방출하는 물질(인광 재료), 열 활성화 지연 형광을 나타내는 물질(열 활성화 지연 형광(Thermally activated delayed fluorescence: TADF) 재료), 무기 화합물(퀀텀닷(quantum dot) 재료 등) 등을 들 수 있다. 또한 발광 소자로서 마이크로 LED(Light Emitting Diode) 등의 LED를 사용할 수도 있다.
수광 소자로서는 예를 들어, pn형 또는 pin형 포토다이오드를 사용할 수 있다. 수광 소자는 수광 소자에 입사하는 광을 검출하고 전하를 발생시키는 광전 변환 소자로서 기능한다. 광전 변환 소자는 입사하는 광량에 따라 발생하는 전하량이 결정된다. 특히 수광 소자로서 유기 화합물을 포함하는 층을 가지는 유기 포토다이오드를 사용하는 것이 바람직하다. 유기 포토다이오드는 박형화, 경량화, 및 대면적화가 용이하고, 형상 및 디자인의 자유도가 높으므로 다양한 표시 장치에 적용할 수 있다.
발광 소자는 예를 들어 한 쌍의 전극 사이에 발광층을 포함하는 적층 구조로 할 수 있다. 또한 수광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 활성층을 포함하는 적층 구조로 할 수 있다. 수광 소자의 활성층에는 반도체 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어 실리콘 등의 무기 반도체 재료를 사용할 수 있다.
또한 수광 소자의 활성층에 유기 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이때 발광 소자와 수광 소자의 한쪽 전극(화소 전극이라고도 함)을 동일한 면 위에 제공하는 것이 바람직하다. 또한 발광 소자와 수광 소자의 다른 쪽 전극을 연속한 하나의 도전층으로 형성되는 전극(공통 전극이라고도 함)으로 하는 것이 더 바람직하다. 또한 발광 소자와 수광 소자가 공통층을 가지는 것이 더 바람직하다. 이에 의하여 발광 소자와 수광 소자를 제작할 때의 제작 공정을 간략화할 수 있어, 제조 비용의 저감 및 제조 수율의 향상이 가능하게 된다.
이하에서는 더 구체적인 예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[표시 패널의 구성예 1]
<구성예 1-1>
도 14의 (A)에 표시 패널(50)의 모식도를 나타내었다. 표시 패널(50)은 기판(51), 기판(52), 수광 소자(53), 발광 소자(57R), 발광 소자(57G), 발광 소자(57B), 기능층(55) 등을 가진다.
발광 소자(57R), 발광 소자(57G), 발광 소자(57B), 및 수광 소자(53)는 기판(51)과 기판(52) 사이에 제공되어 있다.
발광 소자(57R), 발광 소자(57G), 발광 소자(57B)는 각각 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B)의 광을 방출한다.
표시 패널(50)은 매트릭스상으로 배치된 복수의 화소를 가진다. 1개의 화소는 1개 이상의 부화소를 가진다. 1개의 부화소는 1개의 발광 소자를 가진다. 예를 들어 화소에는 부화소를 3개 가지는 구성(R, G, B의 3색 또는 황색(Y), 시안(C), 및 마젠타(M)의 3색 등), 또는 부화소를 4개 가지는 구성(R, G, B, 백색(W)의 4색 또는 R, G, B, Y의 4색 등)을 적용할 수 있다. 또한 화소는 수광 소자(53)를 가진다. 수광 소자(53)는 모든 화소에 제공되어 있어도 좋고, 일부의 화소에 제공되어 있어도 좋다. 또한 1개의 화소가 복수의 수광 소자(53)를 가져도 좋다.
도 14의 (A)에는 기판(52)의 표면에 손가락(60)이 접촉되는 상태를 나타내었다. 발광 소자(57G)가 방출하는 광의 일부는 기판(52)과 손가락(60)의 접촉부에서 반사 또는 산란된다. 그리고 반사광 또는 산란광의 일부가 수광 소자(53)에 입사됨으로써 손가락(60)이 기판(52)에 접촉한 것을 검출할 수 있다. 즉 표시 패널(50)은 터치 패널로서 기능할 수 있다.
기능층(55)은 발광 소자(57R), 발광 소자(57G), 발광 소자(57B)를 구동하는 회로, 및 수광 소자(53)를 구동하는 회로를 가진다. 기능층(55)에는 스위치, 트랜지스터, 용량, 배선 등이 제공된다. 또한 발광 소자(57R), 발광 소자(57G), 발광 소자(57B), 및 수광 소자(53)를 패시브 매트릭스 방식으로 구동시키는 경우에는 스위치나 트랜지스터를 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다.
표시 패널(50)은 손가락(60)의 지문을 검출하는 기능을 가져도 좋다. 도 14의 (B)에는 기판(52)에 손가락(60)이 접촉된 상태에서의 접촉부의 확대도를 모식적으로 나타내었다. 또한 도 14의 (B)에는 번갈아 배열된 발광 소자(57)와 수광 소자(53)를 나타내었다.
손가락(60)에는 오목부 및 볼록부에 의하여 지문이 형성되어 있다. 그러므로 도 14의 (B)에 나타내어진 바와 같이, 지문의 볼록부가 기판(52)에 접촉됨으로써 이들의 접촉면에서 산란광(파선 화살표로 나타내었음)이 생긴다.
도 14의 (B)에 나타내어진 바와 같이, 손가락(60)과 기판(52)의 접촉면에서 산란되는 산란광의 강도 분포는 접촉면에 대략 수직인 방향의 강도가 가장 높고, 이것보다 경사 방향으로 각도가 클수록 낮게 되어 있다. 따라서 접촉면 바로 아래에 위치하는(접촉면과 중첩되는) 수광 소자(53)가 수광하는 광의 강도가 가장 높게 된다. 또한 산란광 중, 산란각이 소정의 각도 이상의 광은 기판(52)의 다른 쪽의 면(접촉면과 반대 측의 면)에서 전(全)반사하고, 수광 소자(53) 측에는 투과하지 않는다. 그러므로 명료한 지문 형상을 촬상할 수 있다.
수광 소자(53)의 배열 간격은 지문의 2개의 볼록부 사이의 거리, 바람직하게는 인접한 오목부와 볼록부 사이의 거리보다 짧은 간격으로 함으로써, 선명한 지문의 화상을 취득할 수 있다. 사람의 지문의 오목부와 볼록부의 간격은 대략 200μm임에 의거하여 예를 들어 수광 소자(53)의 배열 간격을 400μm 이하, 바람직하게는 200μm 이하, 더 바람직하게는 150μm 이하, 더욱 바람직하게는 100μm 이하, 더욱더 바람직하게는 50μm 이하이며, 1μm 이상, 바람직하게는 10μm 이상, 더 바람직하게는 20μm 이상으로 한다.
표시 패널(50)로 촬상한 지문의 화상의 예를 도 14의 (C)에 나타내었다. 도 14의 (C)에서는 촬상 범위(63) 내에 손가락(60)의 윤곽을 파선으로, 접촉부(61)의 윤곽을 일점쇄선으로 나타내었다. 접촉부(61) 내에 있어서, 수광 소자(53)에 입사하는 광량의 차이에 의하여 명암비가 높은 지문(62)을 촬상할 수 있다.
표시 패널(50)은 터치 패널이나, 펜 태블릿으로서도 기능시킬 수 있다. 도 14의 (D)에는 스타일러스(65)의 선단을 기판(52)에 접촉시킨 상태로 파선 화살표의 방향으로 밀고 있는 상태를 나타내었다.
도 14의 (D)에 나타내어진 바와 같이, 스타일러스(65)의 선단과 기판(52)의 접촉면에서 산란되는 산란광이 상기 접촉면과 중첩된 부분에 위치하는 수광 소자(53)에 입사함으로써, 스타일러스(65)의 선단의 위치를 높은 정밀도로 검출할 수 있다.
도 14의 (E)에는 표시 패널(50)로 검출한 스타일러스(65)의 궤적(66)의 예를 나타내었다. 표시 패널(50)은 높은 위치 정밀도로 스타일러스(65) 등의 피검출체의 위치 검출이 가능하기 때문에, 묘화 애플리케이션 등에서 고정세의 묘화를 수행하는 것도 가능하다. 또한 정전 용량식 터치 센서나, 전자기 유도형 터치펜 등을 사용한 경우와 달리, 절연성이 높은 피검출체이어도 위치 검출이 가능하기 때문에 스타일러스(65)의 선단부의 재료를 불문하고 다양한 필기구(예를 들어 붓, 유리펜, 깃펜 등)를 사용할 수도 있다.
여기서 도 14의 (F) 내지 (H)에 표시 패널(50)에 적용할 수 있는 화소의 일례를 나타내었다.
도 14의 (F) 및 (G)에 나타낸 화소는 각각 적색(R)의 발광 소자(57R), 녹색(G)의 발광 소자(57G), 청색(B)의 발광 소자(57B)와 수광 소자(53)를 가진다. 화소는 각각 발광 소자(57R), 발광 소자(57G), 발광 소자(57B), 및 수광 소자(53)를 구동하기 위한 화소 회로를 가진다.
도 14의 (F)는 2×2의 매트릭스상으로 3개의 발광 소자와 1개의 수광 소자가 배치되어 있는 예이다. 도 14의 (G)는 3개의 발광 소자가 1열로 배열되고, 그 아래 측에 가로로 긴 1개의 수광 소자(53)가 배치되어 있는 예이다.
도 14의 (H)에 나타낸 화소는 백색(W)의 발광 소자(57W)를 가지는 예이다. 여기서는 4개의 발광 소자가 1열로 배치되고, 그 아래 측에 수광 소자(53)가 배치되어 있다.
또한 화소의 구성은 상기에 한정되지 않고 다양한 배치 방법을 채용할 수 있다.
<구성예 1-2>
이하에서는 가시광을 일으키는 발광 소자와, 적외광을 일으키는 발광 소자와, 수광 소자를 포함하는 구성의 예에 대하여 설명한다.
도 15의 (A)에 나타낸 표시 패널(50A)은 도 14의 (A)에서 예시한 구성에 더하여 발광 소자(57IR)를 가진다. 발광 소자(57IR)는 적외광(IR)을 방출하는 발광 소자이다. 또한 이때 수광 소자(53)에는 적어도 발광 소자(57IR)가 방출하는 적외광(IR)을 수광할 수 있는 소자를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 수광 소자(53)로서 가시광과 적외광의 양쪽을 수광할 수 있는 소자를 사용하는 것이 더 바람직하다.
도 15의 (A)에 나타내어진 바와 같이, 기판(52)에 손가락(60)이 접촉되면 발광 소자(57IR)로부터 방출된 적외광(IR)이 손가락(60)에 의하여 반사 또는 산란되고 상기 반사광 또는 산란광의 일부가 수광 소자(53)에 입사됨으로써 손가락(60)의 위치 정보를 취득할 수 있다.
도 15의 (B) 내지 (D)에 표시 패널(50A)에 적용할 수 있는 화소의 일례를 나타내었다.
도 15의 (B)는 3개의 발광 소자가 1열로 배열되고, 그 아래 측에 발광 소자(57IR)와 수광 소자(53)가 가로로 배열되어 있는 예이다. 또한 도 15의 (C)는 발광 소자(57IR)를 포함하는 4개의 발광 소자가 1열로 배열되고, 그 아래 측에 수광 소자(53)가 배치되어 있는 예이다.
또한 도 15의 (D)는 발광 소자(57IR)를 중심으로 사방(四方)으로 3개의 발광 소자와 수광 소자(53)가 배치되어 있는 예이다.
또한 도 15의 (B) 내지 (D)에 나타낸 화소에 있어서, 발광 소자끼리, 및 발광 소자와 수광 소자는 각각의 위치를 교환하는 것이 가능하다.
여기까지 표시 패널의 구성예 1에 대하여 설명하였다.
[표시 패널의 구성예 2]
<구성예 2-1>
도 16의 (A)에 표시 패널(100A)의 단면 개략도를 나타내었다.
표시 패널(100A)은 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)를 가진다. 수광 소자(110)는 화소 전극(111), 공통층(112), 활성층(113), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 가진다. 발광 소자(190)는 화소 전극(191), 공통층(112), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 가진다.
화소 전극(111), 화소 전극(191), 공통층(112), 활성층(113), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)은 각각, 단층 구조이어도 좋고, 적층 구조이어도 좋다.
화소 전극(111) 및 화소 전극(191)은 절연층(214) 위에 위치한다. 화소 전극(111)과 화소 전극(191)은 동일한 재료 및 동일한 공정으로 형성할 수 있다.
공통층(112)은 화소 전극(111) 위 및 화소 전극(191) 위에 위치한다. 공통층(112)은 수광 소자(110)와 발광 소자(190)에 의하여 공통적으로 사용되는 층이다.
활성층(113)은 공통층(112)을 통하여 화소 전극(111)과 중첩된다. 발광층(193)은 공통층(112)을 통하여 화소 전극(191)과 중첩된다. 활성층(113)은 제 1 유기 화합물을 가지고, 발광층(193)은 제 1 유기 화합물과는 다른 제 2 유기 화합물을 가진다.
공통층(114)은 공통층(112) 위, 활성층(113) 위, 및 발광층(193) 위에 위치한다. 공통층(114)은 수광 소자(110)와 발광 소자(190)에 의하여 공통적으로 사용되는 층이다.
공통 전극(115)은 공통층(112), 활성층(113), 및 공통층(114)을 통하여 화소 전극(111)과 중첩된 부분을 가진다. 또한 공통 전극(115)은 공통층(112), 발광층(193), 및 공통층(114)을 통하여 화소 전극(191)과 중첩된 부분을 가진다. 공통 전극(115)은 수광 소자(110)와 발광 소자(190)에 의하여 공통적으로 사용되는 층이다.
본 실시형태의 표시 패널에서는 수광 소자(110)의 활성층(113)에 유기 화합물을 사용한다. 수광 소자(110)는 활성층(113) 이외의 층을 발광 소자(190)(EL 소자)와 공통된 구성으로 할 수 있다. 그러므로 발광 소자(190)의 제작 공정에 활성층(113)의 성막 공정을 추가하기만 하면, 발광 소자(190) 형성과 병행하여 수광 소자(110)를 형성할 수 있다. 또한 발광 소자(190)와 수광 소자(110)를 동일 기판 위에 형성할 수 있다. 따라서 제작 공정을 크게 늘리지 않고, 표시 패널에 수광 소자(110)를 내장할 수 있다.
표시 패널(100A)은 수광 소자(110)의 활성층(113)과 발광 소자(190)의 발광층(193)을 따로따로 형성하는 것 이외는 수광 소자(110)와 발광 소자(190)가 공통된 구성인 예를 나타낸 것이다. 다만 수광 소자(110)와 발광 소자(190)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 수광 소자(110)와 발광 소자(190)는 활성층(113)과 발광층(193) 이외에도, 따로따로 형성하는 층을 가져도 좋다(후술하는 표시 패널(100D, 100E, 100F) 참조). 수광 소자(110)와 발광 소자(190)는 공통적으로 사용되는 층(공통층)을 1층 이상 가지는 것이 바람직하다. 이로써 제작 공정을 크게 늘리지 않고, 표시 패널에 수광 소자(110)를 내장할 수 있다.
표시 패널(100A)은 한 쌍의 기판(기판(151) 및 기판(152)) 사이에 수광 소자(110), 발광 소자(190), 트랜지스터(131), 및 트랜지스터(132) 등을 가진다.
수광 소자(110)에서 화소 전극(111) 및 공통 전극(115) 사이에 각각 위치하는 공통층(112), 활성층(113), 및 공통층(114)은 유기층(유기 화합물을 포함한 층)이라고도 할 수 있다. 화소 전극(111)은 가시광을 반사하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 화소 전극(111)의 단부는 격벽(216)에 의하여 덮여 있다. 공통 전극(115)은 가시광을 투과시키는 기능을 가진다.
수광 소자(110)는 광을 검출하는 기능을 가진다. 구체적으로는 수광 소자(110)는 기판(152)을 통하여 외부로부터 입사되는 광(122)을 수광하고, 전기 신호로 변환하는 광전 변환 소자이다.
기판(152)의 기판(151) 측의 면에는 차광층(BM)이 제공되어 있다. 차광층(BM)은 수광 소자(110)와 중첩되는 위치 및 발광 소자(190)와 중첩되는 위치에 개구를 가진다. 차광층(BM)을 제공함으로써 수광 소자(110)가 광을 검출하는 범위를 제어할 수 있다.
차광층(BM)으로서는 발광 소자로부터의 발광을 차단하는 재료를 사용할 수 있다. 차광층(BM)은 가시광을 흡수하는 것이 바람직하다. 차광층(BM)으로서, 예를 들어 금속 재료, 혹은 안료(카본 블랙 등) 또는 염료를 포함한 수지 재료 등을 사용하여 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 차광층(BM)은 적색 컬러 필터와 녹색 컬러 필터와 청색 컬러 필터의 적층 구조이어도 좋다.
여기서 발광 소자(190)의 발광의 일부가 표시 패널(100A) 내에서 반사되고, 대상물을 통하지 않고 수광 소자(110)에 입사되는 경우가 있다. 차광층(BM)은 이러한 미광의 영향을 억제할 수 있다. 예를 들어 차광층(BM)이 제공되지 않은 경우, 발광 소자(190)가 방출한 광(123a)은 기판(152)에서 반사되고, 반사광(123b)이 수광 소자(110)에 입사하는 경우가 있다. 차광층(BM)을 제공함으로써, 반사광(123b)이 수광 소자(110)에 입사하는 것을 억제할 수 있다. 이로써 노이즈가 저감되어, 수광 소자(110)를 사용한 센서의 감도를 높일 수 있다.
발광 소자(190)에서 화소 전극(191) 및 공통 전극(115) 사이에 각각 위치하는 공통층(112), 발광층(193), 및 공통층(114)은 EL층이라고도 할 수 있다. 화소 전극(191)은 가시광을 반사하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 화소 전극(191)의 단부는 격벽(216)에 의하여 덮여 있다. 화소 전극(111)과 화소 전극(191)은 격벽(216)에 의하여 서로 전기적으로 절연되어 있다. 공통 전극(115)은 가시광을 투과시키는 기능을 가진다.
발광 소자(190)는 가시광을 방출하는 기능을 가진다. 구체적으로는 발광 소자(190)는 화소 전극(191)과 공통 전극(115) 사이에 전압을 인가함으로써, 기판(152) 측에 광(121)을 사출하는 전계 발광 소자이다.
발광층(193)은 수광 소자(110)의 수광 영역과 중첩되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다. 이로써 발광층(193)이 광(122)을 흡수하는 것을 억제할 수 있어, 수광 소자(110)에 조사되는 광량을 많게 할 수 있다.
화소 전극(111)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(131)가 가지는 소스 또는 드레인과 전기적으로 접속된다. 화소 전극(111)의 단부는 격벽(216)에 의하여 덮여 있다.
화소 전극(191)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(132)가 가지는 소스 또는 드레인과 전기적으로 접속된다. 화소 전극(191)의 단부는 격벽(216)에 의하여 덮여 있다. 트랜지스터(132)는 발광 소자(190)의 구동을 제어하는 기능을 가진다.
트랜지스터(131)와 트랜지스터(132)는 동일한 층(도 16의 (A)에서는 기판(151))의 상면에 접한다.
수광 소자(110)에 전기적으로 접속되는 회로의 적어도 일부는 발광 소자(190)에 전기적으로 접속되는 회로와 동일한 재료 및 동일한 공정으로 형성되는 것이 바람직하다. 이로써 2개의 회로를 따로따로 형성하는 경우에 비하여, 표시 패널의 두께를 얇게 할 수 있고, 제작 공정을 간략화할 수 있다.
수광 소자(110) 및 발광 소자(190)는 각각 보호층(195)으로 덮여 있는 것이 바람직하다. 도 16의 (A)에서는 보호층(195)이 공통 전극(115) 위에 접하여 제공되어 있다. 보호층(195)을 제공함으로써, 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)에 물 등의 불순물이 들어가는 것을 억제하여 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 접착층(142)에 의하여 보호층(195)과 기판(152)이 접합되어 있다.
또한 도 17의 (A)에 나타내어진 바와 같이, 수광 소자(110) 위 및 발광 소자(190) 위에 보호층을 가지지 않아도 된다. 도 17의 (A)에서는 접착층(142)에 의하여 공통 전극(115)과 기판(152)이 접합되어 있다.
또한 도 17의 (B)에 나타내어진 바와 같이, 차광층(BM)을 가지지 않는 구성으로 하여도 좋다. 이에 의하여 수광 소자(110)의 수광 면적을 크게 할 수 있기 때문에 센서의 감도를 더 높일 수 있다.
<구성예 2-2>
도 16의 (B)에 표시 패널(100B)의 단면도를 나타내었다. 또한 표시 패널에 대한 이후의 설명에서, 앞에서 설명한 표시 패널과 같은 구성에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 16의 (B)에 나타낸 표시 패널(100B)은 표시 패널(100A)의 구성에 더하여 렌즈(149)를 가진다.
렌즈(149)는 수광 소자(110)와 중첩되는 위치에 제공되어 있다. 표시 패널(100B)에서는 렌즈(149)가 기판(152)에 접하여 제공되어 있다. 표시 패널(100B)이 가지는 렌즈(149)는 기판(151) 측에 볼록면을 가지는 볼록 렌즈이다. 또한 기판(152) 측에 볼록면을 가지는 볼록 렌즈를 수광 소자(110)와 중첩된 영역에 배치하여도 좋다.
기판(152)과 동일한 면 위에 차광층(BM)과 렌즈(149)의 양쪽을 형성하는 경우, 그 형성 순서는 불문한다. 도 16의 (B)에는 렌즈(149)를 먼저 형성하는 예를 나타내었지만, 차광층(BM)을 먼저 형성하여도 좋다. 도 16의 (B)에서는 렌즈(149)의 단부가 차광층(BM)으로 덮여 있다.
표시 패널(100B)은 광(122)이 렌즈(149)를 통하여 수광 소자(110)에 입사하는 구성이다. 렌즈(149)를 가지면, 렌즈(149)를 가지지 않는 경우에 비하여 수광 소자(110)에 입사되는 광(122)의 광량을 증가시킬 수 있다. 이에 의하여 수광 소자(110)의 감도를 높일 수 있다.
본 실시형태의 표시 패널에 사용하는 렌즈의 형성 방법으로서는 기판 위 또는 수광 소자 위에 마이크로 렌즈 등의 렌즈를 직접 형성하여도 좋고, 별도로 제작된 마이크로 렌즈 어레이 등의 렌즈 어레이를 기판에 접합하여도 좋다.
<구성예 2-3>
도 16의 (C)에 표시 패널(100C)의 단면 개략도를 나타내었다. 표시 패널(100C)은 기판(151), 기판(152), 및 격벽(216)을 가지지 않고, 기판(153), 기판(154), 접착층(155), 절연층(212), 및 격벽(217)을 가지는 점이 표시 패널(100A)과 상이하다.
기판(153)과 절연층(212)은 접착층(155)에 의하여 접합되어 있다. 기판(154)과 보호층(195)은 접착층(142)에 의하여 접합되어 있다.
표시 패널(100C)은 제작 기판 위에 형성된 절연층(212), 트랜지스터(131), 트랜지스터(132), 수광 소자(110), 및 발광 소자(190) 등을 기판(153) 위로 전치함으로써 제작되는 구성을 가진다. 기판(153) 및 기판(154)은 각각 가요성을 가지는 것이 바람직하다. 이로써 표시 패널(100C)의 가요성을 높일 수 있다. 예를 들어 기판(153) 및 기판(154)에는 각각 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
기판(153) 및 기판(154)으로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에터설폰(PES) 수지, 폴리아마이드 수지(나일론, 아라미드 등), 폴리실록산 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리 염화바이닐 수지, 폴리 염화바이닐리덴 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지, ABS 수지, 셀룰로스 나노섬유 등을 각각 사용할 수 있다. 기판(153) 및 기판(154) 중 한쪽 또는 양쪽에는 가요성을 가질 정도의 두께를 가지는 유리를 사용하여도 좋다.
본 실시형태의 표시 패널이 가지는 기판에는 광학 등방성이 높은 필름을 사용하여도 좋다. 광학 등방성이 높은 필름으로서는 트라이아세틸셀룰로스(TAC, 셀룰로스트라이아세테이트라고도 함) 필름, 사이클로올레핀 폴리머(COP) 필름, 사이클로올레핀 공중합체(COC) 필름, 및 아크릴 필름 등을 들 수 있다.
격벽(217)은 발광 소자가 방출한 광을 흡수하는 것이 바람직하다. 격벽(217)으로서 예를 들어 안료 또는 염료를 포함한 수지 재료 등을 사용하여 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 또한 갈색 레지스트 재료를 사용함으로써, 착색된 절연층으로 격벽(217)을 구성할 수 있다.
격벽(217)에 발광 소자(190)가 방출한 광을 투과하는 재료를 사용한 경우, 발광 소자(190)가 방출한 광(123c)은 기판(154) 및 격벽(217)에서 반사되고, 반사광(123d)이 수광 소자(110)에 입사하는 경우가 있다. 또한 광(123c)이 격벽(217)을 투과하여 트랜지스터 또는 배선 등에서 반사됨으로써 반사광이 수광 소자(110)에 입사하는 경우가 있다. 격벽(217)에 의하여 광(123c)이 흡수됨으로써 반사광(123d)이 수광 소자(110)에 입사하는 것을 억제할 수 있다. 이로써 노이즈가 저감되어, 수광 소자(110)를 사용한 센서의 감도를 높일 수 있다.
격벽(217)은 적어도 수광 소자(110)가 검출하는 광의 파장을 흡수하는 것이 바람직하다. 예를 들어 발광 소자(190)가 방출하는 적색 광을 수광 소자(110)가 검출하는 경우, 격벽(217)은 적어도 적색 광을 흡수하는 것이 바람직하다. 예를 들어 격벽(217)이 청색 컬러 필터를 가지면, 적색 광(123c)을 흡수할 수 있어, 반사광(123d)이 수광 소자(110)에 입사하는 것을 억제할 수 있다.
<구성예 2-4>
상기에서는 발광 소자와 수광 소자가 2개의 공통층을 가지는 예를 나타내었지만 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 공통층의 구성이 다른 예에 대하여 설명한다.
도 18의 (A)에 표시 패널(100D)의 단면 개략도를 나타내었다. 표시 패널(100D)은 공통층(114)을 가지지 않고, 버퍼층(184) 및 버퍼층(194)을 가지는 점이 표시 패널(100A)과 상이하다. 버퍼층(184) 및 버퍼층(194)은 각각, 단층 구조이어도 좋고, 적층 구조이어도 좋다.
표시 패널(100D)에 있어서, 수광 소자(110)는 화소 전극(111), 공통층(112), 활성층(113), 버퍼층(184), 및 공통 전극(115)을 가진다. 또한 표시 패널(100D)에 있어서, 발광 소자(190)는 화소 전극(191), 공통층(112), 발광층(193), 버퍼층(194), 및 공통 전극(115)을 가진다.
표시 패널(100D)에서는 공통 전극(115)과 활성층(113) 사이의 버퍼층(184)과, 공통 전극(115)과 발광층(193) 사이의 버퍼층(194)을 따로 제작하는 예를 나타낸다. 버퍼층(184) 및 버퍼층(194)으로서는 예를 들어, 전자 주입층 및 전자 수송층 중 한쪽 또는 양쪽을 형성할 수 있다.
도 18의 (B)에 표시 패널(100E)의 단면 개략도를 나타내었다. 표시 패널(100E)은 공통층(112)을 가지지 않고, 버퍼층(182) 및 버퍼층(192)을 가지는 점이 표시 패널(100A)과 상이하다. 버퍼층(182) 및 버퍼층(192)은 각각, 단층 구조이어도 좋고, 적층 구조이어도 좋다.
표시 패널(100E)에 있어서, 수광 소자(110)는 화소 전극(111), 버퍼층(182), 활성층(113), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 가진다. 또한 표시 패널(100E)에 있어서, 발광 소자(190)는 화소 전극(191), 버퍼층(192), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)을 가진다.
표시 패널(100E)에서는 화소 전극(111)과 활성층(113) 사이의 버퍼층(182)과, 화소 전극(191)과 발광층(193) 사이의 버퍼층(192)을 따로 제작하는 예를 나타낸다. 버퍼층(182) 및 버퍼층(192)으로서는 예를 들어, 정공 주입층 및 정공 수송층 중 한쪽 또는 양쪽을 형성할 수 있다.
도 18의 (C)에 표시 패널(100F)의 단면 개략도를 나타내었다. 표시 패널(100F)은 공통층(112) 및 공통층(114)을 가지지 않고, 버퍼층(182), 버퍼층(184), 버퍼층(192), 및 버퍼층(194)을 가지는 점이 표시 패널(100A)과 상이하다.
표시 패널(100F)에 있어서, 수광 소자(110)는 화소 전극(111), 버퍼층(182), 활성층(113), 버퍼층(184), 및 공통 전극(115)을 가진다. 또한 표시 패널(100F)에 있어서, 발광 소자(190)는 화소 전극(191), 버퍼층(192), 발광층(193), 버퍼층(194), 및 공통 전극(115)을 가진다.
수광 소자(110)와 발광 소자(190)의 제작에 있어서, 활성층(113)과 발광층(193)을 따로 제작할뿐더러, 다른 층도 따로 제작할 수 있다.
표시 패널(100F)에서는 수광 소자(110)와 발광 소자(190)가 한 쌍의 전극(화소 전극(111) 또는 화소 전극(191)과 공통 전극(115)) 사이에 공통의 층을 가지지 않는 예를 나타낸다. 표시 패널(100F)이 가지는 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)는 절연층(214) 위에 화소 전극(111)과 화소 전극(191)을 동일한 재료 및 동일한 공정으로 형성하고, 화소 전극(111) 위에 버퍼층(182), 활성층(113), 및 버퍼층(184)을, 화소 전극(191) 위에 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)을 각각 형성한 후에 버퍼층(184) 및 버퍼층(194) 등을 덮도록 공통 전극(115)을 형성함으로써 제작할 수 있다.
또한 버퍼층(182), 활성층(113), 및 버퍼층(184)의 적층 구조와, 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)의 적층 구조의 제작 순서는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 버퍼층(182), 활성층(113), 및 버퍼층(184)을 성막한 후에 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)을 성막하여도 좋다. 반대로 버퍼층(182), 활성층(113), 및 버퍼층(184)을 성막하기 전에 버퍼층(192), 발광층(193), 및 버퍼층(194)을 성막하여도 좋다. 또한 버퍼층(182), 버퍼층(192), 활성층(113), 발광층(193) 등의 순서로 번갈아 성막하여도 좋다.
[표시 패널의 구성예 3]
이하에서는 표시 패널의 더 구체적인 구성예에 대하여 설명한다.
<구성예 3-1>
도 19에 표시 패널(200A)의 사시도를 나타내었다.
표시 패널(200A)은 기판(151)과 기판(152)이 접합된 구성을 가진다. 도 19에서는 기판(152)을 파선으로 나타내었다.
표시 패널(200A)은 표시부(162), 회로(164), 배선(165) 등을 가진다. 도 19에는 표시 패널(200A)에 IC(집적 회로)(173) 및 FPC(172)가 실장되어 있는 예를 나타내었다. 그러므로 도 19에 나타낸 구성은 표시 패널(200A), IC, 및 FPC를 가지는 표시 모듈이라고도 할 수 있다.
회로(164)로서는 주사선 구동 회로를 사용할 수 있다.
배선(165)은 표시부(162) 및 회로(164)에 신호 및 전력을 공급하는 기능을 가진다. 상기 신호 및 전력은 FPC(172)를 통하여 외부로부터 입력되거나, 또는 IC(173)로부터 배선(165)에 입력된다.
도 19에는 COG(Chip On Glass) 방식 또는 COF(Chip On Film) 방식 등에 의하여 기판(151)에 IC(173)가 제공된 예를 나타낸다. IC(173)는 예를 들어 주사선 구동 회로 및 신호선 구동 회로 등을 가지는 IC를 적용할 수 있다. 또한 표시 패널(200A) 및 표시 모듈은 IC를 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 또한 IC를 COF 방식 등에 의하여 FPC에 실장하여도 좋다.
도 20에, 도 19에 나타낸 표시 패널(200A)의, FPC(172)를 포함하는 영역의 일부, 회로(164)를 포함하는 영역의 일부, 표시부(162)를 포함하는 영역의 일부, 및 단부를 포함하는 영역의 일부를 각각 절단하였을 때의 단면의 일례를 나타내었다.
도 20에 나타낸 표시 패널(200A)은 기판(151)과 기판(152) 사이에 트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 트랜지스터(206), 발광 소자(190), 수광 소자(110) 등을 가진다.
기판(152)과 절연층(214)은 접착층(142)을 개재(介在)하여 접착되어 있다. 발광 소자(190) 및 수광 소자(110)의 밀봉에는 고체 밀봉 구조 또는 중공 밀봉 구조 등을 적용할 수 있다. 도 20에서는 기판(152), 접착층(142), 및 절연층(214)으로 둘러싸인 공간(143)이 불활성 가스(질소나 아르곤 등)로 충전되어 있고, 중공 밀봉 구조가 적용되어 있다. 접착층(142)은 발광 소자(190)와 중첩되어 제공되어 있어도 좋다. 또한 기판(152), 접착층(142), 및 절연층(214)으로 둘러싸인 공간(143)을 접착층(142)과는 다른 수지로 충전하여도 좋다.
발광 소자(190)는 절연층(214) 측으로부터 화소 전극(191), 공통층(112), 발광층(193), 공통층(114), 및 공통 전극(115)의 순차적으로 적층된 적층 구조를 가진다. 화소 전극(191)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(206)가 가지는 도전층(222b)과 접속되어 있다. 트랜지스터(206)는 발광 소자(190)의 구동을 제어하는 기능을 가진다. 화소 전극(191)의 단부는 격벽(216)에 의하여 덮여 있다. 화소 전극(191)은 가시광을 반사하는 재료를 포함하고, 공통 전극(115)은 가시광을 투과시키는 재료를 포함한다.
수광 소자(110)는 절연층(214) 측으로부터 화소 전극(111), 공통층(112), 활성층(113), 공통층(114), 및 공통 전극(115)의 순차적으로 적층된 적층 구조를 가진다. 화소 전극(111)은 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(205)가 가지는 도전층(222b)과 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극(111)의 단부는 격벽(216)에 의하여 덮여 있다. 화소 전극(111)은 가시광을 반사하는 재료를 포함하고, 공통 전극(115)은 가시광을 투과시키는 재료를 포함한다.
발광 소자(190)가 방출하는 광은 기판(152) 측에 사출된다. 또한 수광 소자(110)에는 기판(152) 및 공간(143)을 통하여 광이 입사한다. 기판(152)에는 가시광에 대한 투과성이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
화소 전극(111) 및 화소 전극(191)은 동일한 재료 및 동일한 공정으로 제작할 수 있다. 공통층(112), 공통층(114), 및 공통 전극(115)은 수광 소자(110)와 발광 소자(190)의 양쪽에 사용된다. 수광 소자(110)와 발광 소자(190)는 활성층(113)과 발광층(193)의 구성이 다른 것 이외는 모두 공통된 구성으로 할 수 있다. 이로써 제작 공정을 크게 늘리지 않고, 표시 패널(200A)에 수광 소자(110)를 내장할 수 있다.
기판(152)의 기판(151) 측의 면에는 차광층(BM)이 제공되어 있다. 차광층(BM)은 수광 소자(110)와 중첩되는 위치 및 발광 소자(190)와 중첩되는 위치에 개구를 가진다. 차광층(BM)을 제공함으로써 수광 소자(110)가 광을 검출하는 범위를 제어할 수 있다. 또한 차광층(BM)을 가짐으로써 발광 소자(190)로부터 수광 소자(110)에 광이 직접 입사하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 노이즈가 적으며 감도가 높은 센서를 실현할 수 있다.
트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)는 모두 기판(151) 위에 형성되어 있다. 이들 트랜지스터는 동일한 재료 및 동일한 공정으로 제작할 수 있다.
기판(151) 위에는 절연층(211), 절연층(213), 절연층(215), 및 절연층(214)이 이 순서대로 제공되어 있다. 절연층(211)은 그 일부가 각 트랜지스터의 게이트 절연층으로서 기능한다. 절연층(213)은 그 일부가 각 트랜지스터의 게이트 절연층으로서 기능한다. 절연층(215)은 트랜지스터를 덮어 제공된다. 절연층(214)은 트랜지스터를 덮어 제공되며 평탄화층으로서의 기능을 가진다. 또한 게이트 절연층의 개수 및 트랜지스터를 덮는 절연층의 개수는 한정되지 않고, 각각 단층이어도 2층 이상이어도 좋다.
트랜지스터를 덮는 절연층 중 적어도 하나의 층에 물이나 수소 등의 불순물이 확산되기 어려운 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 절연층을 배리어층으로서 기능시킬 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써 외부로부터 불순물이 트랜지스터로 확산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있어, 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
절연층(211), 절연층(213), 및 절연층(215)으로서는 각각 무기 절연막을 사용하는 것이 바람직하다. 무기 절연막으로서는 예를 들어 질화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 질화 알루미늄막 등을 사용할 수 있다. 또한 산화 하프늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 갈륨막, 산화 탄탈럼막, 산화 마그네슘막, 산화 란타넘막, 산화 세륨막, 및 산화 네오디뮴막 등을 사용하여도 좋다. 또한 상술한 절연막을 2개 이상 적층하여 사용하여도 좋다.
여기서 유기 절연막은 무기 절연막에 비하여 배리어성이 낮은 경우가 많다. 그러므로 유기 절연막은 표시 패널(200A)의 단부 근방에 개구를 가지는 것이 바람직하다. 이에 의하여 표시 패널(200A)의 단부로부터 유기 절연막을 통하여 불순물이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 또는 유기 절연막의 단부가 표시 패널(200A)의 단부보다 내측에 위치하도록 유기 절연막을 형성하여, 표시 패널(200A)의 단부에서 유기 절연막이 노출되지 않도록 하여도 좋다.
평탄화층으로서 기능하는 절연층(214)에는 유기 절연막이 적합하다. 유기 절연막에 사용할 수 있는 재료로서는 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실록산 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 페놀 수지, 및 이들 수지의 전구체 등을 들 수 있다.
도 20에 나타낸 영역(228)에서는 절연층(214)에 개구가 형성되어 있다. 이에 의하여 절연층(214)에 유기 절연막을 사용하는 경우에도 절연층(214)을 통하여 외부로부터 표시부(162)로 불순물이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 표시 패널(200A)의 신뢰성을 높일 수 있다.
트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)는 게이트로서 기능하는 도전층(221), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(211), 소스 및 드레인으로서 기능하는 도전층(222a) 및 도전층(222b), 반도체층(231), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(213), 그리고, 게이트로서 기능하는 도전층(223)을 가진다. 여기서는 동일한 도전막을 가공하여 얻어지는 복수의 층에 같은 해치 패턴을 부여하였다. 절연층(211)은 도전층(221)과 반도체층(231) 사이에 위치한다. 절연층(213)은 도전층(223)과 반도체층(231) 사이에 위치한다.
본 실시형태의 표시 패널이 가지는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 플레이너(planar)형 트랜지스터, 스태거형 트랜지스터, 역스태거형 트랜지스터 등을 사용할 수 있다. 또한 톱 게이트형 및 보텀 게이트형 중 어느 트랜지스터 구조로 하여도 좋다. 또는 채널이 형성되는 반도체층의 상하에 게이트가 제공되어도 좋다.
트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 및 트랜지스터(206)에는 채널이 형성되는 반도체층을 2개의 게이트로 끼우는 구성이 적용되어 있다. 2개의 게이트를 접속시키고 이들에 동일한 신호를 공급함으로써 트랜지스터를 구동시켜도 좋다. 또는 2개의 게이트 중 한쪽에 문턱 전압을 제어하기 위한 전위를 인가하고, 다른 한쪽에 구동시키기 위한 전위를 인가함으로써, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어하여도 좋다.
트랜지스터에 사용되는 반도체 재료의 결정성에 대해서도 특별히 한정되지 않고, 비정질 반도체, 단결정 반도체, 또는 단결정 이외의 결정성을 가지는 반도체(미결정 반도체, 다결정 반도체, 또는 일부에 결정 영역을 가지는 반도체) 중 어느 것을 사용하여도 좋다. 단결정 반도체 또는 결정성을 가지는 반도체를 사용하면 트랜지스터 특성의 열화를 억제할 수 있어 바람직하다.
트랜지스터의 반도체층은 금속 산화물(산화물 반도체라고도 함)을 가지는 것이 바람직하다. 또는 트랜지스터의 반도체층은 실리콘을 가져도 좋다. 실리콘으로서는 비정질 실리콘, 결정성 실리콘(저온 폴리 실리콘, 단결정 실리콘 등) 등을 들 수 있다.
반도체층은 예를 들어 인듐과, M(M은 갈륨, 알루미늄, 실리콘, 붕소, 이트륨, 주석, 구리, 바나듐, 베릴륨, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘 중에서 선택된 1종류 또는 복수 종류)과, 아연을 가지는 것이 바람직하다. 특히 M은 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 및 주석 중에서 선택된 1종류 또는 복수 종류인 것이 바람직하다.
특히 반도체층으로서 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함한 산화물(IGZO라고도 표기함)을 사용하는 것이 바람직하다.
반도체층이 In-M-Zn 산화물인 경우, In-M-Zn 산화물을 성막하기 위하여 사용하는 스퍼터링 타깃은 M에 대한 In의 원자수비가 1 이상인 것이 바람직하다. 이러한 스퍼터링 타깃의 금속 원소의 원자수비로서 In:M:Zn=1:1:1, In:M:Zn=1:1:1.2, In:M:Zn=2:1:3, In:M:Zn=3:1:2, In:M:Zn=4:2:3, In:M:Zn=4:2:4.1, In:M:Zn=5:1:3, In:M:Zn=5:1:6, In:M:Zn=5:1:7, In:M:Zn=5:1:8, In:M:Zn=6:1:6, In:M:Zn=5:2:5 등을 들 수 있다.
스퍼터링 타깃으로서는 다결정 산화물을 포함한 타깃을 사용하면, 결정성을 가지는 반도체층을 형성하기 쉬워지기 때문에 바람직하다. 또한 성막되는 반도체층의 원자수비는 상기 스퍼터링 타깃에 포함되는 금속 원소의 원자수비의 ±40%의 변동을 포함한다. 예를 들어 반도체층에 사용하는 스퍼터링 타깃의 조성이 In:Ga:Zn=4:2:4.1[원자수비]인 경우, 성막되는 반도체층의 조성은 In:Ga:Zn=4:2:3[원자수비] 근방인 경우가 있다.
또한 원자수비 In:Ga:Zn=4:2:3 또는 그 근방이라고 기재하는 경우, In을 4로 하면, Ga가 1 이상 3 이하이고 Zn이 2 이상 4 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비 In:Ga:Zn=5:1:6 또는 그 근방이라고 기재하는 경우, In을 5로 하면, Ga가 0.1보다 크고 2 이하이고 Zn이 5 이상 7 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비 In:Ga:Zn=1:1:1 또는 그 근방이라고 기재하는 경우, In을 1로 하면, Ga가 0.1보다 크고 2 이하이고 Zn이 0.1보다 크고 2 이하인 경우를 포함한다.
회로(164)가 가지는 트랜지스터와 표시부(162)가 가지는 트랜지스터는 같은 구조이어도 좋고, 상이한 구조이어도 좋다. 회로(164)가 가지는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상 있어도 좋다. 마찬가지로 표시부(162)가 가지는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상 있어도 좋다.
기판(151)에서 기판(152)이 중첩되지 않은 영역에는 접속부(204)가 제공되어 있다. 접속부(204)에서는 배선(165)이 도전층(166) 및 접속층(242)을 통하여 FPC(172)와 전기적으로 접속되어 있다. 접속부(204)의 상면에서는 화소 전극(191)과 동일한 도전막을 가공하여 얻어진 도전층(166)이 노출되어 있다. 이에 의하여 접속층(242)을 통하여 접속부(204)와 FPC(172)를 전기적으로 접속할 수 있다.
기판(152)의 외측에는 각종 광학 부재를 배치할 수 있다. 광학 부재로서는 편광판, 위상차판, 광 확산층(확산 필름 등), 반사 방지층, 및 집광 필름 등을 들 수 있다. 또한 기판(152)의 외측에는 먼지의 부착을 억제하는 대전 방지막, 오염이 부착되기 어렵게 하는 발수성의 막, 사용에 따른 손상의 발생을 억제하는 하드코트막, 충격 흡수층 등을 배치하여도 좋다.
기판(151) 및 기판(152)에는 각각 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 수지 등을 사용할 수 있다. 기판(151) 및 기판(152)에 가요성을 가지는 재료를 사용하면, 표시 패널의 가요성을 높일 수 있다.
접착층(142), 접착층(155) 등으로서는 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 및 혐기형 접착제 등 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들 접착제로서는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘(silicone) 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, PVC(폴리바이닐클로라이드) 수지, PVB(폴리바이닐뷰티랄) 수지, 및 EVA(에틸렌바이닐아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 특히 에폭시 수지 등의 투습성(透濕性)이 낮은 재료가 바람직하다. 또한 2액 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또한 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
접속층(242)으로서는 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film), 이방성 도전 페이스트(ACP: Anisotropic Conductive Paste) 등을 사용할 수 있다.
발광 소자(190)는 톱 이미션형, 보텀 이미션형, 듀얼 이미션형 등이 있다. 광을 추출하는 측의 전극에는 가시광을 투과시키는 도전막을 사용한다. 또한 광을 추출하지 않는 측의 전극에는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
발광 소자(190)는 적어도 발광층(193)을 가진다. 발광 소자(190)는 발광층(193) 이외의 층으로서 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 블록 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 또는 바이폴러성의 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등을 포함한 층을 더 가져도 좋다. 예를 들어 공통층(112)은 정공 주입층 및 정공 수송층 중 한쪽 또는 양쪽을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어 공통층(114)은 전자 수송층 및 전자 주입층 중 한쪽 또는 양쪽을 가지는 것이 바람직하다.
공통층(112), 발광층(193), 및 공통층(114)에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어느 쪽이든 사용할 수 있고, 무기 화합물을 포함하여도 좋다. 공통층(112), 발광층(193), 및 공통층(114)을 구성하는 층은 각각, 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법, 인쇄법, 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
발광층(193)은 발광 재료로서 퀀텀닷 등의 무기 화합물을 가져도 좋다.
수광 소자(110)의 활성층(113)은 반도체를 포함한다. 상기 반도체로서는 실리콘 등의 무기 반도체, 및 유기 화합물을 포함하는 유기 반도체를 들 수 있다. 본 실시형태에서는 활성층이 가지는 반도체로서 유기 반도체를 사용하는 예를 기재한다. 유기 반도체를 사용함으로써, 발광 소자(190)의 발광층(193)과 수광 소자(110)의 활성층(113)을 같은 방법(예를 들어 진공 증착법)으로 형성할 수 있고, 제조 장치를 공통화할 수 있어 바람직하다.
활성층(113)이 가지는 n형 반도체의 재료로서는 풀러렌(예를 들어 C60, C70 등), 풀러렌 유도체 등의 전자 수용성의 유기 반도체 재료를 들 수 있다. 풀러렌은 축구공과 같은 형상을 가지고, 상기 형상은 에너지적으로 안정적이다. 풀러렌은 HOMO 준위 및 LUMO 준위의 양쪽이 깊다(낮다). 풀러렌은 LUMO 준위가 깊기 때문에 전자 수용성(억셉터성)이 매우 높다. 보통 벤젠과 같이, 평면으로 π전자 콘쥬게이션(공명)이 퍼지면 전자 공여성(도너성)이 높아지지만, 풀러렌은 구체 형상이기 때문에 π전자가 크게 퍼져 있음에도 불구하고 전자 수용성이 높다. 전자 수용성이 높으면 전하 분리를 고속이면서 효율적으로 일으키기 때문에 수광 디바이스로서 유익하다. C60, C70은 둘 다 가시광 영역에 넓은 흡수대를 가지고, 특히 C70은 C60에 비하여 π전자 콘쥬게이션계가 커, 장파장 영역에도 넓은 흡수대를 가지기 때문에 바람직하다.
또한 활성층(113)이 가지는 n형 반도체의 재료로서는 퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체, 벤조퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체, 옥사졸 골격을 가지는 금속 착체, 싸이아졸 골격을 가지는 금속 착체, 옥사다이아졸 유도체, 트라이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 옥사졸 유도체, 싸이아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 퀴놀린 유도체, 벤조퀴놀린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 피리딘 유도체, 바이피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 쿠마린 유도체, 로다민 유도체, 트라이아진 유도체, 퀴논 유도체 등을 들 수 있다.
활성층(113)이 가지는 p형 반도체의 재료로서는 구리(II)프탈로사이아닌(Copper(II) phthalocyanine; CuPc), 테트라페닐다이벤조페리플란텐(Tetraphenyldibenzoperiflanthene; DBP), 아연프탈로사이아닌(Zinc Phthalocyanine; ZnPc), 주석프탈로사이아닌(SnPc), 퀴나크리돈 등 전자 공여성의 유기 반도체 재료를 들 수 있다.
또한 p형 반도체의 재료로서는 카바졸 유도체, 싸이오펜 유도체, 퓨란 유도체, 방향족 아민 골격을 가지는 화합물 등을 들 수 있다. 또한 p형 반도체의 재료로서는 나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 트라이페닐렌 유도체, 플루오렌 유도체, 피롤 유도체, 벤조퓨란 유도체, 벤조싸이오펜 유도체, 인돌 유도체, 다이벤조퓨란 유도체, 다이벤조싸이오펜 유도체, 인돌로 카바졸 유도체, 포르피린 유도체, 프탈로사이아닌 유도체, 나프탈로사이아닌 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 폴리페닐렌바이닐렌 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리바이닐 카바졸 유도체, 폴리싸이오펜 유도체 등을 들 수 있다.
예를 들어 활성층(113)은 n형 반도체와 p형 반도체를 공증착하여 형성하는 것이 바람직하다. 또는 활성층(113)은 n형 반도체와 p형 반도체를 적층하여 형성하여도 좋다.
트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인 외에, 표시 패널을 구성하는 각종 배선 및 전극 등의 도전층에 사용할 수 있는 재료로서는 알루미늄, 타이타늄, 크로뮴, 니켈, 구리, 이트륨, 지르코늄, 몰리브데넘, 은, 탄탈럼, 및 텅스텐 등의 금속, 그리고 상기 금속을 주성분으로 하는 합금 등을 들 수 있다. 이들 재료를 포함하는 막을 단층 또는 적층 구조로 하여 사용할 수 있다.
또한 투광성을 가지는 도전 재료로서는 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 갈륨을 포함한 산화 아연 등의 도전성 산화물 또는 그래핀을 사용할 수 있다. 또는 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 및 타이타늄 등의 금속 재료나, 상기 금속 재료를 포함하는 합금 재료를 사용할 수 있다. 또는 상기 금속 재료의 질화물(예를 들어 질화 타이타늄) 등을 사용하여도 좋다. 또한 금속 재료, 합금 재료(또는 그들의 질화물)를 사용하는 경우에는 투광성을 가질 정도로 얇게 할 수 있어 바람직하다. 또한 상기 재료의 적층막을 도전층으로서 사용할 수 있다. 예를 들어 은과 마그네슘의 합금과, 인듐 주석 산화물의 적층막 등을 사용하면, 도전성을 높일 수 있으므로 바람직하다. 이들은 표시 패널을 구성하는 각종 배선 및 전극 등의 도전층이나, 표시 소자가 가지는 도전층(화소 전극이나 공통 전극으로서 기능하는 도전층)에도 사용할 수 있다.
각 절연층에 사용할 수 있는 절연 재료로서는 예를 들어 아크릴 수지, 에폭시 수지 등의 수지, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 알루미늄 등의 무기 절연 재료를 들 수 있다.
<구성예 3-2>
도 21의 (A)에 표시 패널(200B)의 단면도를 나타내었다. 표시 패널(200B)은 렌즈(149) 및 보호층(195)을 가지는 점이 표시 패널(200A)과 주로 상이하다.
수광 소자(110) 및 발광 소자(190)를 덮는 보호층(195)을 제공함으로써, 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)로 물 등의 불순물이 확산되는 것을 억제하여 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)의 신뢰성을 높일 수 있다.
표시 패널(200B)의 단부 근방의 영역(228)에서, 절연층(214)의 개구를 개재하여 절연층(215)과 보호층(195)이 서로 접하는 것이 바람직하다. 특히 절연층(215)이 가지는 무기 절연막과 보호층(195)이 가지는 무기 절연막이 서로 접하는 것이 바람직하다. 이로써 유기 절연막을 통하여 외부로부터 표시부(162)로 불순물이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 표시 패널(200B)의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 21의 (B)에 보호층(195)이 3층 구조인 예를 나타내었다. 도 21의 (B)에서, 보호층(195)은 공통 전극(115) 위의 무기 절연층(195a)과, 무기 절연층(195a) 위의 유기 절연층(195b)과, 유기 절연층(195b) 위의 무기 절연층(195c)을 가진다.
무기 절연층(195a)의 단부와 무기 절연층(195c)의 단부는 유기 절연층(195b)의 단부보다 외측으로 연장되고, 이들은 서로 접한다. 그리고 무기 절연층(195a)은 절연층(214)(유기 절연층)의 개구를 개재하여 절연층(215)(무기 절연층)과 접한다. 이로써 절연층(215)과 보호층(195)에 의하여 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)를 둘러쌀 수 있기 때문에, 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)의 신뢰성을 높일 수 있다.
이와 같이, 보호층(195)은 유기 절연막과 무기 절연막의 적층 구조이어도 좋다. 이때 유기 절연막의 단부보다 무기 절연막의 단부를 외측으로 연장시키는 것이 바람직하다.
기판(152)의 기판(151) 측의 면에 렌즈(149)가 제공되어 있다. 렌즈(149)는 기판(151) 측에 볼록면을 가진다. 수광 소자(110)의 수광 영역은 렌즈(149)와 중첩되고, 또한 발광층(193)과 중첩되지 않는 것이 바람직하다. 이에 의하여 수광 소자(110)를 사용한 센서의 감도 및 정밀도를 높일 수 있다.
렌즈(149)는 수광 소자(110)가 수광하는 광의 파장에 대한 굴절률이 1.3 이상 2.5 이하인 것이 바람직하다. 렌즈(149)는 무기 재료 및 유기 재료 중 적어도 한쪽을 사용하여 형성할 수 있다. 예를 들어 수지를 포함한 재료를 렌즈(149)에 사용할 수 있다. 또한 산화물 및 황화물 중 적어도 한쪽을 포함한 재료를 렌즈(149)에 사용할 수 있다.
구체적으로는 염소, 브로민, 또는 아이오딘을 포함한 수지, 중금속 원자를 포함한 수지, 방향족 고리를 포함한 수지, 황을 포함한 수지 등을 렌즈(149)에 사용할 수 있다. 또는 수지와, 상기 수지보다 굴절률이 높은 재료의 나노 입자를 포함한 재료를 렌즈(149)에 사용할 수 있다. 산화 타이타늄 또는 산화 지르코늄 등을 나노 입자에 사용할 수 있다.
또한 산화 세륨, 산화 하프늄, 산화 란타넘, 산화 마그네슘, 산화 나이오븀, 산화 탄탈럼, 산화 타이타늄, 산화 이트륨, 산화 아연, 인듐과 주석을 포함한 산화물, 또는 인듐, 갈륨, 및 아연을 포함한 산화물 등을 렌즈(149)에 사용할 수 있다. 또는 황화 아연 등을 렌즈(149)에 사용할 수 있다.
또한 표시 패널(200B)에서는 보호층(195)과 기판(152)이 접착층(142)에 의하여 접합되어 있다. 접착층(142)은 수광 소자(110) 및 발광 소자(190)와 각각 중첩되어 제공되어 있고, 표시 패널(200B)에는 고체 밀봉 구조가 적용되어 있다.
<구성예 3-3>
도 22의 (A)에 표시 패널(200C)의 단면도를 나타내었다. 표시 패널(200C)은 트랜지스터의 구조가 다른 점, 차광층(BM) 및 렌즈(149)를 가지지 않는 점이 표시 패널(200B)과 주로 상이하다.
표시 패널(200C)은 기판(151) 위에 트랜지스터(208), 트랜지스터(209), 및 트랜지스터(210)를 가진다.
트랜지스터(208), 트랜지스터(209), 및 트랜지스터(210)는 게이트로서 기능하는 도전층(221), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(211), 채널 형성 영역(231i) 및 한 쌍의 저저항 영역(231n)을 가지는 반도체층, 한 쌍의 저저항 영역(231n) 중 한쪽에 접속되는 도전층(222a), 한 쌍의 저저항 영역(231n) 중 다른 쪽에 접속되는 도전층(222b), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(225), 게이트로서 기능하는 도전층(223), 그리고 도전층(223)을 덮는 절연층(215)을 가진다. 절연층(211)은 도전층(221)과 채널 형성 영역(231i) 사이에 위치한다. 절연층(225)은 도전층(223)과 채널 형성 영역(231i) 사이에 위치한다.
도전층(222a) 및 도전층(222b)의 각각은 절연층(225) 및 절연층(215)에 제공된 개구를 통하여 저저항 영역(231n)과 접속된다. 도전층(222a) 및 도전층(222b) 중 한쪽은 소스로서 기능하고, 다른 쪽은 드레인으로서 기능한다.
발광 소자(190)의 화소 전극(191)은 도전층(222b)을 통하여 트랜지스터(208)의 한 쌍의 저저항 영역(231n)의 한쪽과 전기적으로 접속된다.
수광 소자(110)의 화소 전극(111)은 도전층(222b)을 통하여 트랜지스터(209)의 한 쌍의 저저항 영역(231n)의 다른 쪽과 전기적으로 접속된다.
도 22의 (A)에는 절연층(225)이 반도체층의 상면 및 측면을 덮는 예를 나타내었다. 한편 도 22의 (B)에는 절연층(225)이 반도체층(231)의 채널 형성 영역(231i)과 중첩되고, 저저항 영역(231n)과는 중첩되지 않는 예를 나타내었다. 예를 들어 도전층(223)을 마스크로서 사용하여 절연층(225)을 가공함으로써 도 22의 (B)에 나타낸 구조를 제작할 수 있다. 도 22의 (B)에서는 절연층(225) 및 도전층(223)을 덮어 절연층(215)이 제공되고, 절연층(215)의 개구를 통하여 도전층(222a) 및 도전층(222b)이 각각 저저항 영역(231n)과 접속되어 있다. 또한 트랜지스터를 덮는 절연층(218)을 제공하여도 좋다.
<구성예 3-4>
도 23에 표시 패널(200D)의 단면도를 나타내었다. 표시 패널(200D)은 기판의 구성이 다른 점이 표시 패널(200C)과 주로 상이하다.
표시 패널(200D)은 기판(151) 및 기판(152)을 가지지 않고, 기판(153), 기판(154), 접착층(155), 및 절연층(212)을 가진다.
기판(153)과 절연층(212)은 접착층(155)에 의하여 접합되어 있다. 기판(154)과 보호층(195)은 접착층(142)에 의하여 접합되어 있다.
표시 패널(200D)은 제작 기판 위에 형성된 절연층(212), 트랜지스터(208), 트랜지스터(209), 수광 소자(110), 및 발광 소자(190) 등을 기판(153) 위로 전치함으로써 제작되는 구성을 가진다. 기판(153) 및 기판(154)은 각각 가요성을 가지는 것이 바람직하다. 이로써 표시 패널(200D)의 가요성을 높일 수 있다.
절연층(212)에는 절연층(211), 절연층(213), 및 절연층(215)에 사용할 수 있는 무기 절연막을 사용할 수 있다. 또는 절연층(212)으로서 유기 절연막과 무기 절연막의 적층막을 사용하여도 좋다. 이때 트랜지스터(209) 측의 막을 무기 절연막으로 하는 것이 바람직하다.
여기까지 표시 패널의 구성예에 대하여 설명하였다.
[금속 산화물에 대하여]
이하에서는 반도체층에 적용할 수 있는 금속 산화물에 대하여 설명한다.
또한 본 명세서 등에서 질소를 가지는 금속 산화물도 금속 산화물(metal oxide)이라고 총칭하는 경우가 있다. 또한 질소를 가지는 금속 산화물을 금속 산질화물(metal oxynitride)이라고 불러도 좋다. 예를 들어 아연 산질화물(ZnON) 등의 질소를 가지는 금속 산화물을 반도체층에 사용하여도 좋다.
또한 본 명세서 등에서 CAAC(c-axis aligned crystal) 및 CAC(Cloud-Aligned Composite)라고 기재하는 경우가 있다. CAAC는 결정 구조의 일례를 나타내고, CAC는 기능 또는 재료의 구성의 일례를 나타낸다.
예를 들어 반도체층에는 CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS(Oxide Semiconductor)를 사용할 수 있다.
CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 재료의 일부에서는 도전성의 기능을 가지고, 재료의 일부에서는 절연성의 기능을 가지고, 재료 전체에서는 반도체로서의 기능을 가진다. 또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide를 트랜지스터의 반도체층에 사용하는 경우, 도전성 기능은 캐리어가 되는 전자(또는 정공)를 흘리는 기능이고, 절연성 기능은 캐리어가 되는 전자를 흘리지 않는 기능이다. 도전성 기능과 절연성 기능의 상보적인 작용에 의하여, 스위칭 기능(온/오프 기능)을 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide에 부여할 수 있다. CAC-OS 또는 CAC-metal oxide에서, 기능을 분리시킴으로써 각 기능을 최대화할 수 있다.
또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 도전성 영역 및 절연성 영역을 가진다. 도전성 영역은 상술한 도전성 기능을 가지고, 절연성 영역은 상술한 절연성 기능을 가진다. 또한 재료 내에서 도전성 영역과 절연성 영역은 나노 입자 레벨로 분리되어 있는 경우가 있다. 또한 도전성 영역과 절연성 영역은 재료 내에 각각 편재하는 경우가 있다. 또한 도전성 영역은 주변이 흐릿해져 클라우드상으로 연결되어 관찰되는 경우가 있다.
또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide에서 도전성 영역과 절연성 영역의 각각은 0.5nm 이상 10nm 이하, 바람직하게는 0.5nm 이상 3nm 이하의 크기로 재료 내에 분산되어 있는 경우가 있다.
또한 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 상이한 밴드 갭을 가지는 성분으로 구성된다. 예를 들어 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 절연성 영역에 기인하는 와이드 갭(wide gap)을 가지는 성분과, 도전성 영역에 기인하는 내로 갭(narrow gap)을 가지는 성분으로 구성된다. 상기 구성의 경우, 캐리어를 흘릴 때 내로 갭을 가지는 성분에서 주로 캐리어가 흐른다. 또한 내로 갭을 가지는 성분과 와이드 갭을 가지는 성분이 상보적으로 작용함으로써 내로 갭을 가지는 성분과 연동하여 와이드 갭을 가지는 성분에서도 캐리어가 흐른다. 이에 의하여 상기 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide를 트랜지스터의 채널 형성 영역에 사용하는 경우, 트랜지스터의 온 상태에서 높은 전류 구동력, 즉 큰 온 전류 및 높은 전계 효과 이동도를 얻을 수 있다.
즉 CAC-OS 또는 CAC-metal oxide는 매트릭스 복합재(matrix composite) 또는 금속 매트릭스 복합재(metal matrix composite)라고 부를 수도 있다.
산화물 반도체(금속 산화물)는 단결정 산화물 반도체와 이 외의 비단결정 산화물 반도체로 나누어진다. 비 단결정 산화물 반도체로서는 예를 들어, CAAC-OS(c-axis aligned crystalline oxide semiconductor), 다결정 산화물 반도체, nc-OS(nanocrystalline oxide semiconductor), a-like OS(amorphous-like oxide semiconductor), 및 비정질 산화물 반도체 등이 있다.
CAAC-OS는 c축 배향성을 가지고, a-b면 방향에서 복수의 나노 결정이 연결되고, 변형을 가지는 결정 구조를 가진다. 또한 변형이란 복수의 나노 결정이 연결되는 영역에서, 격자 배열이 정렬된 영역과 격자 배열이 정렬된 다른 영역 사이에서 격자 배열의 방향이 변화되는 부분을 가리킨다.
나노 결정은 육각형을 기본으로 하지만 정육각형에 한정되지 않고, 비정육각형인 경우가 있다. 또한 오각형 및 칠각형 등의 격자 배열이 변형에 포함되는 경우가 있다. 또한 CAAC-OS에서 변형 근방에서도 명확한 결정립계(그레인 바운더리라고도 함)를 확인하는 것은 어렵다. 즉 격자 배열의 변형에 의하여 결정립계의 형성이 억제되어 있다는 것을 알 수 있다. 이는 CAAC-OS가 a-b면 방향에서 산소 원자의 배열이 조밀하지 않거나, 금속 원소가 치환됨으로써 원자 사이의 결합 거리가 변화되는 것 등에 의하여 변형을 허용할 수 있기 때문이다.
또한 CAAC-OS는 인듐 및 산소를 가지는 층(이후, In층이라고 함)과, 원소 M, 아연, 및 산소를 가지는 층(이후, (M, Zn)층이라고 함)이 적층된 층상의 결정 구조(층상 구조라고도 함)를 가지는 경향이 있다. 또한 인듐과 원소 M은 서로 치환할 수 있고, (M, Zn)층의 원소 M이 인듐과 치환된 경우, (In, M, Zn)층이라고 나타낼 수도 있다. 또한 In층의 인듐이 원소 M과 치환된 경우, (In, M)층이라고 나타낼 수도 있다.
CAAC-OS는 결정성이 높은 금속 산화물이다. 한편 CAAC-OS에서는 명확한 결정립계를 확인하기 어렵기 때문에, 결정립계에 기인하는 전자 이동도의 저하가 일어나기 어렵다고 할 수 있다. 또한 금속 산화물의 결정성은 불순물의 혼입이나 결함의 생성 등으로 인하여 저하되는 경우가 있기 때문에 CAAC-OS는 불순물이나 결함(산소 결손(VO: oxygen vacancy라고도 함) 등)이 적은 금속 산화물이라고도 할 수 있다. 따라서 CAAC-OS를 가지는 금속 산화물은 물리적 성질이 안정적이다. 그러므로 CAAC-OS를 가지는 금속 산화물은 열에 강하고 신뢰성이 높다.
nc-OS는 미소한 영역(예를 들어 1nm 이상 10nm 이하의 영역, 특히 1nm 이상 3nm 이하의 영역)에서 원자 배열에 주기성을 가진다. 또한 nc-OS에서는 상이한 나노 결정 간에서 결정 방위에 규칙성이 보이지 않는다. 그러므로 막 전체에서 배향성을 찾을 수 없다. 따라서 nc-OS는 분석 방법에 따라서는 a-like OS나 비정질 산화물 반도체와 구별할 수 없는 경우가 있다.
또한 인듐, 갈륨, 및 아연을 가지는 금속 산화물의 한 종류인 인듐-갈륨-아연 산화물(이후 IGZO라고 함)은 상술한 나노 결정으로 형성됨으로써 안정적인 구조를 가지는 경우가 있다. 특히 IGZO는 대기 중에서 결정 성장하기 어려운 경향이 있기 때문에, 큰 결정(여기서는 수mm의 결정 또는 수cm의 결정)보다 작은 결정(예를 들어 상술한 나노 결정)으로 형성되는 경우에 구조적으로 더 안정되는 경우가 있다.
a-like OS는 nc-OS와 비정질 산화물 반도체의 중간의 구조를 가지는 금속 산화물이다. a-like OS는 공동(void) 또는 저밀도 영역을 가진다. 즉 a-like OS는 nc-OS 및 CAAC-OS와 비교하여 결정성이 낮다.
산화물 반도체(금속 산화물)는 다양한 구조를 가지고, 각각이 상이한 특성을 가진다. 본 발명의 일 형태에 따른 산화물 반도체는 비정질 산화물 반도체, 다결정 산화물 반도체, a-like OS, nc-OS, CAAC-OS 중 2종류 이상을 가져도 좋다.
반도체층으로서 기능하는 금속 산화물막은 불활성 가스 및 산소 가스 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 사용하여 성막할 수 있다. 또한 금속 산화물막의 성막 시의 산소의 유량비(산소 분압)에 특별한 한정은 없다. 다만 전계 효과 이동도가 높은 트랜지스터를 얻는 경우에는 금속 산화물막의 성막 시의 산소의 유량비(산소 분압)는 0% 이상 30% 이하가 바람직하고, 5% 이상 30% 이하가 더 바람직하고, 7% 이상 15% 이하가 더욱 바람직하다.
금속 산화물의 에너지 갭은 2eV 이상이 바람직하고, 2.5eV 이상이 더 바람직하고, 3eV 이상이 더욱 바람직하다. 이와 같이, 에너지 갭이 넓은 금속 산화물을 사용함으로써 트랜지스터의 오프 전류를 저감시킬 수 있다.
금속 산화물막의 형성 시의 기판 온도는 350℃ 이하가 바람직하고, 실온 이상 200℃ 이하가 더 바람직하고, 실온 이상 130℃ 이하가 더욱 바람직하다. 금속 산화물막의 성막 시의 기판 온도가 실온이면 생산성을 높일 수 있어 바람직하다.
금속 산화물막은 스퍼터링법에 의하여 형성할 수 있다. 그 외에, 예를 들어 PLD법, PECVD법, 열 CVD법, ALD법, 진공 증착법 등을 사용하여도 좋다.
여기까지 금속 산화물에 대하여 설명하였다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서 중에 기재하는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 복합 디바이스의 일 형태인 전자 기기에 대하여 도 24 내지 도 26을 참조하여 설명한다.
본 실시형태의 전자 기기는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가진다. 표시 장치는 광을 검출하는 기능을 가지기 때문에, 표시부에서 생체 인증을 수행하거나, 터치 또는 니어 터치를 검출할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 전자 기기는 부정 사용되기 어려우며, 보안 레벨의 매우 높은 전자 기기이다. 또한 전자 기기의 기능성이나 편리성 등을 높일 수 있다.
전자 기기로서는 예를 들어 텔레비전 장치, 데스크톱형 또는 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 사이니지, 파칭코기 등의 대형 게임기 등 비교적 큰 화면을 가지는 전자 기기 외에, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 액자, 휴대 전화기, 휴대용 게임기, 휴대 정보 단말기, 음향 재생 장치 등을 들 수 있다.
본 실시형태의 전자 기기는 센서(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도(硬度), 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경사도, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것)를 가져도 좋다.
본 실시형태의 전자 기기는 다양한 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시부에 표시하는 기능, 터치 패널 기능, 달력, 날짜 또는 시각 등을 표시하는 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)를 실행하는 기능, 무선 통신 기능, 기록 매체에 기록되는 프로그램 또는 데이터를 판독하는 기능 등을 가질 수 있다.
도 24의 (A)에 나타내어진 전자 기기(6500)는 스마트폰으로서 사용할 수 있는 휴대 정보 단말기이다.
전자 기기(6500)는 하우징(6501), 표시부(6502), 전원 버튼(6503), 버튼(6504), 스피커(6505), 마이크로폰(6506), 카메라(6507), 및 광원(6508) 등을 가진다. 표시부(6502)는 터치 패널 기능을 가진다.
표시부(6502)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
도 24의 (B)는 하우징(6501)의 마이크로폰(6506) 측의 단부를 포함한 단면 개략도이다.
하우징(6501)의 표시면 측에는 투과성을 가지는 보호 부재(6510)가 제공되고, 하우징(6501)과 보호 부재(6510)로 둘러싸인 공간 내에 표시 패널(6511), 광학 부재(6512), 터치 센서 패널(6513), 프린트 기판(6517), 배터리(6518) 등이 배치된다.
보호 부재(6510)에는 표시 패널(6511), 광학 부재(6512), 및 터치 센서 패널(6513)이 접착층(미도시)에 의하여 고정되어 있다.
표시부(6502)보다 외측 영역에서 표시 패널(6511)의 일부가 접히고, 이 접힌 부분에 FPC(6515)가 접속되어 있다. FPC(6515)에는 IC(6516)가 실장되어 있다. FPC(6515)는 프린트 기판(6517)에 제공된 단자에 접속되어 있다.
표시 패널(6511)에는 본 발명의 일 형태의 플렉시블 디스플레이를 적용할 수 있다. 그래서 매우 가벼운 전자 기기를 실현할 수 있다. 또한 표시 패널(6511)이 매우 얇기 때문에 전자 기기의 두께를 얇게 하면서 대용량 배터리(6518)를 탑재할 수도 있다. 또한 표시 패널(6511)의 일부를 접어 화소부의 이면 측에 FPC(6515)와의 접속부를 배치함으로써 슬림 베젤의 전자 기기를 실현할 수 있다.
도 25의 (A)에 텔레비전 장치의 일례를 나타내었다. 텔레비전 장치(7100)는 하우징(7101)에 표시부(7000)가 포함되어 있다. 여기서는 스탠드(7103)에 의하여 하우징(7101)을 지탱한 구성을 나타내었다.
표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
도 25의 (A)에 나타내어진 텔레비전 장치(7100)는 하우징(7101)이 가지는 조작 스위치나, 별도의 리모트 컨트롤러(7111)에 의하여 조작할 수 있다. 또는 표시부(7000)에 터치 센서를 가져도 좋고, 손가락 등으로 표시부(7000)를 터치함으로써 텔레비전 장치(7100)를 조작하여도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)는 상기 리모트 컨트롤러(7111)로부터 출력되는 정보를 표시하는 표시부를 가져도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)의 조작 키 또는 터치 패널에 의하여 채널 및 음량을 조작할 수 있기 때문에 표시부(7000)에 표시되는 영상을 조작할 수 있다.
또한 텔레비전 장치(7100)는 수신기 및 모뎀 등을 가지는 구성으로 한다. 수신기에 의하여 일반적인 텔레비전 방송을 수신할 수 있다. 또한 모뎀을 통하여 유선 또는 무선에 의하여 통신 네트워크에 접속함으로써, 한 방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자 사이, 또는 수신자끼리 등)의 정보 통신을 수행할 수도 있다.
도 25의 (B)에 노트북형 퍼스널 컴퓨터의 일례를 나타내었다. 노트북형 퍼스널 컴퓨터(7200)는 하우징(7211), 키보드(7212), 포인팅 디바이스(7213), 외부 접속 포트(7214) 등을 가진다. 하우징(7211)에 표시부(7000)가 포함되어 있다.
표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
도 25의 (C) 및 (D)에 디지털 사이니지의 일례를 나타내었다.
도 25의 (C)에 나타내어진 디지털 사이니지(7300)는 하우징(7301), 표시부(7000), 및 스피커(7303) 등을 가진다. 또한 LED 램프, 조작 키(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자, 각종 센서, 마이크로폰 등을 가질 수 있다.
도 25의 (D)는 원주상 기둥(7401)에 제공된 디지털 사이니지(7400)이다. 디지털 사이니지(7400)는 기둥(7401)의 곡면을 따라 제공된 표시부(7000)를 가진다.
도 25의 (C) 및 (D)에서, 표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
표시부(7000)가 넓을수록 한번에 제공할 수 있는 정보량을 늘릴 수 있다. 또한 표시부(7000)가 넓을수록 사람의 눈에 띄기 쉽고, 예를 들어, 광고의 선전(宣傳) 효과를 높일 수 있다.
표시부(7000)에 터치 패널을 적용함으로써, 표시부(7000)에 화상 또는 동영상을 표시할 뿐만 아니라, 사용자가 직관적으로 조작할 수 있어 바람직하다. 또한 노선 정보 또는 교통 정보 등의 정보를 제공하기 위한 용도로 사용하는 경우에는 직관적인 조작에 의하여 사용성을 높일 수 있다.
또한 도 25의 (C) 및 (D)에 나타내어진 바와 같이, 디지털 사이니지(7300) 또는 디지털 사이니지(7400)는 사용자가 가지는 스마트폰 등의 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)와 무선 통신에 의하여 연계 가능한 것이 바람직하다. 예를 들어 표시부(7000)에 표시되는 광고의 정보를 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)의 화면에 표시시킬 수 있다. 또한 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)를 조작함으로써, 표시부(7000)의 표시를 전환할 수 있다.
또한 디지털 사이니지(7300) 또는 디지털 사이니지(7400)에 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)의 화면을 조작 수단(컨트롤러)으로 한 게임을 실행시킬 수도 있다. 이에 의하여 불특정 다수의 사용자가 동시에 게임에 참가하여 즐길 수 있다.
도 26의 (A) 내지 (F)에 나타내어진 전자 기기는 하우징(9000), 표시부(9001), 스피커(9003), 조작 키(9005)(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자(9006), 센서(9007)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도, 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경사도, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것), 마이크로폰(9008) 등을 가진다.
도 26의 (A) 내지 (F)에 나타내어진 전자 기기는 다양한 기능을 가진다. 예를 들어 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시부에 표시하는 기능, 터치 패널 기능, 달력, 날짜, 또는 시각 등을 표시하는 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)에 의하여 처리를 제어하는 기능, 무선 통신 기능, 기록 매체에 기록되는 프로그램 또는 데이터를 판독하여 처리하는 기능 등을 가질 수 있다. 또한 전자 기기의 기능은 이들에 한정되지 않고, 다양한 기능을 가질 수 있다. 전자 기기는 복수의 표시부를 가져도 좋다. 또한 전자 기기는 카메라 등이 제공되고, 정지 화상이나 동영상을 촬영하고 기록 매체(외부 기록 매체 또는 카메라에 내장된 기록 매체)에 저장하는 기능, 촬영한 화상을 표시부에 표시하는 기능 등을 가져도 좋다.
도 26의 (A) 내지 (F)에 나타내어진 전자 기기의 상세한 사항에 대하여 이하에서 설명한다.
도 26의 (A)는 휴대 정보 단말기(9101)를 나타낸 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9101)는 예를 들어 스마트폰으로서 사용할 수 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9101)에는 스피커(9003), 접속 단자(9006), 센서(9007) 등을 제공하여도 좋다. 또한 휴대 정보 단말기(9101)는 문자나 화상 정보를 그 복수의 면에 표시할 수 있다. 도 26의 (A)에는 3개의 아이콘(9050)을 표시한 예를 나타내었다. 또한 파선의 직사각형으로 나타낸 정보(9051)를 표시부(9001)의 다른 면에 표시할 수도 있다. 정보(9051)의 예로서는 전자 메일, SNS, 전화 등의 착신의 알림, 전자 메일이나 SNS 등의 제목, 송신자명, 일시, 시각, 배터리의 잔량, 안테나 수신의 강도 등이 있다. 또는 정보(9051)가 표시된 위치에는 아이콘(9050) 등을 표시하여도 좋다.
도 26의 (B)는 휴대 정보 단말기(9102)를 나타낸 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9102)는 표시부(9001)의 3면 이상에 정보를 표시하는 기능을 가진다. 여기서는 정보(9052), 정보(9053), 정보(9054)가 각각 상이한 면에 표시되어 있는 예를 나타내었다. 예를 들어 사용자는 옷의 가슴 포켓에 휴대 정보 단말기(9102)를 수납한 상태에서, 휴대 정보 단말기(9102) 위쪽에서 볼 수 있는 위치에 표시된 정보(9053)를 확인할 수 있다. 사용자는 휴대 정보 단말기(9102)를 포켓으로부터 꺼내지 않고 표시를 확인하고, 예를 들어 전화를 받을지 여부를 판단할 수 있다.
도 26의 (C)는 손목시계형 휴대 정보 단말기(9200)를 나타낸 사시도이다. 또한 표시부(9001)는 그 표시면이 만곡되어 제공되고, 만곡된 표시면을 따라 표시를 할 수 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9200)는 예를 들어 무선 통신이 가능한 헤드세트와의 상호 통신에 의하여 핸즈프리로 통화를 할 수도 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9200)는 접속 단자(9006)에 의하여, 다른 정보 단말기와 상호로 데이터를 주고받거나 충전하는 것도 가능하다. 또한 무선 급전에 의하여 충전하여도 좋다.
도 26의 (D), (E), 및 (F)는 접을 수 있는 휴대 정보 단말기(9201)를 나타낸 사시도이다. 또한 도 26의 (D)는 휴대 정보 단말기(9201)가 펼쳐진 상태의 사시도이고, 도 26의 (F)는 접힌 상태의 사시도이고, 도 26의 (E)는 도 26의 (D) 및 (F) 중 하나로부터 다른 하나로 변화되는 도중의 상태의 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9201)는 접힌 상태에서는 휴대성이 우수하고, 펼쳐진 상태에서는 이음매가 없는 넓은 표시 영역에 의하여 표시의 일람성이 우수하다. 휴대 정보 단말기(9201)가 가지는 표시부(9001)는 힌지(9055)에 의하여 연결된 3개의 하우징(9000)으로 지지된다. 예를 들어 표시부(9001)는 곡률 반경 0.1mm 이상 150mm 이하로 구부릴 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서 중에 기재하는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시예)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 제작하고 상기 표시 장치를 사용하여 촬상을 수행한 결과에 대하여 설명한다.
[표시 장치]
표시 장치는 유리 기판 위에 트랜지스터와, 트랜지스터 위에 발광 소자 및 수광 소자를 형성함으로써 제작하였다. 또한 발광 소자 및 수광 소자를 보호하는 보호층으로서 발광 소자 및 수광 소자 위에 접착층을 개재하여 유기 수지를 포함하는 필름을 붙였다.
트랜지스터에는 채널이 형성되는 반도체층에 In-Ga-Zn계 산화물을 사용한 톱 게이트형 트랜지스터를 사용하였다. 상기 트랜지스터는 유리 기판 위에서 500℃ 미만의 프로세스로 제작하였다.
발광 소자에는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 유기 EL 소자를 사용하였다. 발광 소자는 톱 이미션형이다. 수광 소자에는 유기 포토다이오드를 사용하였다. 유기 EL 소자와 유기 포토다이오드는 버퍼층 및 공통 전극을 공통적으로 가진다. 각 발광층과 활성층은 메탈 마스크를 사용한 진공 증착법에 의하여 따로 제작하여 형성하였다.
발광 소자를 구동하는 회로로서는 도 4의 (B) 및 도 7에 나타낸 회로를 사용하였다. 수광 소자를 구동하는 회로로서는 도 12에 나타낸 회로를 사용하였다.
제작한 표시 장치는 표시부의 크기가 대각선 7.99인치, 화소수가 1080×2160, 화소 크기가 84μm×84μm, 정세도가 302ppi이다. 표시 장치는 표시용 게이트 드라이버, 디멀티플렉서, 센서용 스캔 드라이버, 판독 회로 등을 내장하고, 표시용 소스 드라이버, AD 변환 회로 등은 외부에 제공하였다.
[촬상]
제작한 표시 장치의 표시면에 손바닥을 댄 상태로 촬상을 수행하였다. 촬상은 녹색의 발광 소자를 광원으로서 사용하고 이것을 발광시킨 상태로 수행하였다. 그 후 얻어진 화상 데이터에 대하여, 노이즈 제거를 위한 평활화 처리 및 보기 쉽게 하기 위한 명암비 조정을 각각 수행하였다.
도 27의 (A)에 촬상한 화상을 나타내었다. 또한 도 27의 (B)에는 도 27의 (A)에 나타낸 영역(P)을 확대한 화상을 나타내고, 도 27의 (C)에는 도 27의 (A)에 나타낸 영역(Q)을 확대한 화상을 나타내었다.
또한 도 27의 (A), (B), 및 (C)에서는 개인 정보 보호를 위하여 일부에 모자이크 처리를 하였다.
본 발명의 일 형태는 촬상 영역의 대면적화가 가능하고, 표시 영역 전역을 촬상 영역으로 하는 것이 가능하기 때문에, 도 27의 (A)에 나타내어진 바와 같이, 한번의 촬상으로 손바닥과 각 손가락의 손끝까지 명료하게 촬상되었다.
또한 본 발명의 일 형태는 촬상 영역(표시 영역) 전역의 화소 밀도를 높일 수 있다. 그러므로 촬상 영역의 중앙부에 가까운 영역(Q)에서도, 단부에 가까운 영역(P)에서도, 도 27의 (C) 및 (B)에 나타낸 바와 같이, 지문이나 장문을 명료하게 촬상할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 화상을 표시할 뿐만 아니라, 표시면에 접하는 대상물을 명료하게 촬상할 수 있다는 것이 확인되었다. 그러므로 표시 장치는 지문 인증, 장문 인증 등의 생체 인증에 적합하게 사용할 수 있다. 또한 표시 장치는 별도의 광원이 불필요한, 매우 얇은 이미지 스캐너로서도 사용할 수 있다.
M1 내지 M8: 트랜지스터, C1 내지 C3: 용량 소자, SL, VL, GL1, GL2, VL1, VL2, TX, SE, RS, WX: 배선, PD: 수광 소자, EL: 발광 소자, N1: 노드, 10, 10a 내지 10e: 표시 장치, 11, 11a, 11b: 표시부, 12 내지 14: 구동 회로부, 15: 회로부, 20, 20a, 21, 21a, 21b, 21c, 30: 화소, 21R, 21G, 21B, 21aR, 21aB, 21aG: 부화소, 22: 촬상 화소

Claims (20)

  1. 표시 장치로서,
    화소와;
    제 1 배선과;
    제 2 배선을 포함하고,
    상기 화소는 제 1 내지 제 4 트랜지스터와, 제 1 용량 소자와, 발광 소자를 포함하고,
    상기 제 1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽이 상기 제 1 배선과 전기적으로 접속되고, 상기 제 1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 상기 제 2 트랜지스터의 게이트 및 상기 제 1 용량 소자의 한쪽 전극과 전기적으로 접속되고,
    상기 발광 소자의 한쪽 전극이 상기 제 2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되고,
    상기 제 1 배선에는 제 1 데이터 전위가 공급되고,
    상기 제 2 배선에는 제 2 데이터 전위와 리셋 전위가 다른 기간에 공급되고,
    상기 제 3 트랜지스터는 상기 제 3 트랜지스터가 온 상태일 때에 상기 제 2 배선에 공급되는 상기 제 2 데이터 전위를 상기 제 1 용량 소자의 다른 쪽 전극에 공급하고,
    상기 제 4 트랜지스터는 상기 제 4 트랜지스터가 온 상태일 때에 상기 제 2 배선에 공급되는 상기 리셋 전위를 상기 발광 소자의 상기 한쪽 전극에 공급하는, 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 3 배선 및 제 4 배선을 더 포함하고,
    상기 제 3 배선은 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 및 상기 제 4 트랜지스터의 게이트와 전기적으로 접속되고,
    상기 제 4 배선은 상기 제 3 트랜지스터의 게이트와 전기적으로 접속되는, 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 2 용량 소자를 더 포함하고,
    상기 제 2 용량 소자의 한쪽 전극은 상기 제 2 트랜지스터의 상기 게이트와 전기적으로 접속되고, 상기 제 2 용량 소자의 다른 쪽 전극은 상기 발광 소자의 상기 한쪽 전극과 전기적으로 접속되는, 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    복수의 화소를 더 포함하고,
    상기 복수의 화소는 행 방향 및 열 방향으로 매트릭스상으로 배치되고,
    상기 제 2 배선은 상기 행 방향으로 배열된 상기 복수의 화소 중, 2개 이상의 화소의 각각에서의 상기 제 3 트랜지스터 및 상기 제 4 트랜지스터와 전기적으로 접속되는, 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    복수의 화소를 더 포함하고,
    상기 복수의 화소는 행 방향 및 열 방향으로 매트릭스상으로 배치되고,
    상기 제 2 배선은 상기 행 방향으로 배열된 상기 복수의 화소 중, 인접한 3개의 화소의 각각에서의 상기 제 3 트랜지스터 및 상기 제 4 트랜지스터와 전기적으로 접속되고,
    상기 인접한 3개의 화소는 다른 색깔의 광을 일으키는, 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    수광 소자를 더 포함하고,
    상기 수광 소자의 수광 파장 영역이 상기 발광 소자의 발광 파장을 포함하고,
    상기 발광 소자와 상기 수광 소자는 동일한 면 위에 제공되는, 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 발광 소자에서 제 1 전극과, 발광층과, 공통 전극이 적층되고,
    상기 수광 소자에서 제 2 전극과, 활성층과, 상기 공통 전극이 적층되고,
    상기 발광층과 상기 활성층은 다른 유기 화합물을 포함하고,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은 동일한 면 위에 서로 이격되어 제공되고,
    상기 공통 전극은 상기 발광층 및 상기 활성층을 덮어 제공되는, 표시 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 발광 소자에서 제 1 전극과, 공통층과, 발광층과, 공통 전극이 적층되고,
    상기 수광 소자에서 제 2 전극과, 상기 공통층과, 활성층과, 상기 공통층이 적층되고,
    상기 발광층과 상기 활성층은 다른 유기 화합물을 포함하고,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은 동일한 면 위에 서로 이격되어 제공되고,
    상기 공통 전극은 상기 발광층 및 상기 활성층을 덮어 제공되고,
    상기 공통층은 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극을 덮어 제공되는, 표시 장치.
  9. 표시 장치로서,
    화소와;
    제 1 배선과;
    제 2 배선을 포함하고,
    상기 화소는 제 1 내지 제 4 트랜지스터와, 제 1 용량 소자와, 발광 소자를 포함하고,
    상기 제 1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽이 상기 제 1 배선과 전기적으로 접속되고, 상기 제 1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 상기 제 2 트랜지스터의 게이트 및 상기 제 1 용량 소자의 한쪽 전극과 전기적으로 접속되고,
    상기 발광 소자의 한쪽 전극이 상기 제 2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되고,
    상기 제 1 배선에는 제 1 데이터 전위가 공급되고,
    상기 제 2 배선에는 제 2 데이터 전위와 리셋 전위가 다른 기간에 공급되고,
    상기 제 3 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽이 상기 제 2 배선과 전기적으로 접속되고, 상기 제 3 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 상기 제 1 용량 소자의 다른 쪽 전극과 전기적으로 접속되고,
    상기 제 4 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽이 상기 제 2 배선과 전기적으로 접속되고, 상기 제 4 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 상기 발광 소자의 상기 한쪽 전극과 전기적으로 접속되는, 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    제 3 배선 및 제 4 배선을 더 포함하고,
    상기 제 3 배선은 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 및 상기 제 4 트랜지스터의 게이트와 전기적으로 접속되고,
    상기 제 4 배선은 상기 제 3 트랜지스터의 게이트와 전기적으로 접속되는, 표시 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    제 2 용량 소자를 더 포함하고,
    상기 제 2 용량 소자의 한쪽 전극은 상기 제 2 트랜지스터의 상기 게이트와 전기적으로 접속되고, 상기 제 2 용량 소자의 다른 쪽 전극은 상기 발광 소자의 상기 한쪽 전극과 전기적으로 접속되는, 표시 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    복수의 화소를 더 포함하고,
    상기 복수의 화소는 행 방향 및 열 방향으로 매트릭스상으로 배치되고,
    상기 제 2 배선은 상기 행 방향으로 배열된 상기 복수의 화소 중, 2개 이상의 화소의 각각에서의 상기 제 3 트랜지스터 및 상기 제 4 트랜지스터와 전기적으로 접속되는, 표시 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    복수의 화소를 더 포함하고,
    상기 복수의 화소는 행 방향 및 열 방향으로 매트릭스상으로 배치되고,
    상기 제 2 배선은 상기 행 방향으로 배열된 상기 복수의 화소 중, 인접한 3개의 화소의 각각에서의 상기 제 3 트랜지스터 및 상기 제 4 트랜지스터와 전기적으로 접속되고,
    상기 인접한 3개의 화소는 다른 색깔의 광을 일으키는, 표시 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    수광 소자를 더 포함하고,
    상기 수광 소자의 수광 파장 영역이 상기 발광 소자의 발광 파장을 포함하고,
    상기 발광 소자와 상기 수광 소자는 동일한 면 위에 제공되는, 표시 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 발광 소자에서 제 1 전극과, 발광층과, 공통 전극이 적층되고,
    상기 수광 소자에서 제 2 전극과, 활성층과, 상기 공통 전극이 적층되고,
    상기 발광층과 상기 활성층은 다른 유기 화합물을 포함하고,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은 동일한 면 위에 서로 이격되어 제공되고,
    상기 공통 전극은 상기 발광층 및 상기 활성층을 덮어 제공되는, 표시 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 발광 소자에서 제 1 전극과, 공통층과, 발광층과, 공통 전극이 적층되고,
    상기 수광 소자에서 제 2 전극과, 상기 공통층과, 활성층과, 상기 공통층이 적층되고,
    상기 발광층과 상기 활성층은 다른 유기 화합물을 포함하고,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은 동일한 면 위에 서로 이격되어 제공되고,
    상기 공통 전극은 상기 발광층 및 상기 활성층을 덮어 제공되고,
    상기 공통층은 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극을 덮어 제공되는, 표시 장치.
  17. 표시 장치로서,
    화소와;
    제 1 배선과;
    제 2 배선을 포함하고,
    상기 화소는 제 1 내지 제 4 트랜지스터와, 제 1 용량 소자와, 발광 소자를 포함하고,
    상기 제 1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽이 상기 제 1 배선과 전기적으로 접속되고, 상기 제 1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 상기 제 2 트랜지스터의 게이트 및 상기 제 1 용량 소자의 한쪽 전극과 전기적으로 접속되고,
    상기 발광 소자의 한쪽 전극이 상기 제 2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되고,
    상기 제 1 배선에는 제 1 데이터 전위가 공급되고,
    상기 제 2 배선에는 제 2 데이터 전위와 리셋 전위가 다른 기간에 공급되고,
    상기 제 3 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽이 상기 제 2 배선과 전기적으로 접속되고, 상기 제 3 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 상기 제 1 용량 소자의 다른 쪽 전극 및 상기 제 4 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속되고,
    상기 제 4 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 상기 발광 소자의 상기 한쪽 전극과 전기적으로 접속되는, 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    제 3 배선 및 제 4 배선을 더 포함하고,
    상기 제 3 배선은 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 및 상기 제 4 트랜지스터의 게이트와 전기적으로 접속되고,
    상기 제 4 배선은 상기 제 3 트랜지스터의 게이트와 전기적으로 접속되는, 표시 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    제 2 용량 소자를 더 포함하고,
    상기 제 2 용량 소자의 한쪽 전극은 상기 제 2 트랜지스터의 상기 게이트와 전기적으로 접속되고, 상기 제 2 용량 소자의 다른 쪽 전극은 상기 발광 소자의 상기 한쪽 전극과 전기적으로 접속되는, 표시 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    복수의 화소를 더 포함하고,
    상기 복수의 화소는 행 방향 및 열 방향으로 매트릭스상으로 배치되고,
    상기 제 2 배선은 상기 행 방향으로 배열된 상기 복수의 화소 중, 인접한 3개의 화소의 각각에서의 상기 제 3 트랜지스터 및 상기 제 4 트랜지스터와 전기적으로 접속되고,
    상기 인접한 3개의 화소는 다른 색깔의 광을 일으키는, 표시 장치.
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