顯示裝置、顯示模塊及電子設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明的一個方式涉及一種顯示裝置、顯示模塊及電子設備。
[0002]注意，本發明的一個方式不局限于上述技術領域。本說明書等所公開的發明的技術領域涉及一種物體、方法或制造方法。或者，本發明的一個方式涉及一種工序(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或組合物(composit1n of matter)。由此，更具體而言，作為本說明書所公開的本發明的一個方式的技術領域的一個例子可以舉出半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、存儲裝置、它們的驅動方法或它們的制造方法。
【背景技術】
[0003]具有觸摸傳感器功能的顯示裝置已被廣泛使用(參照專利文獻I)。
[0004][專利文獻I]日本專利申請公開號公報
[0005]在具有觸摸傳感器功能的的顯示裝置中，因為對顯示裝置賦予觸摸傳感器功能，所以有框體厚度增加的問題。此外，當使框體變薄時，有由于供應到電極的信號而施加到顯示元件的電位變動致使顯示質量下降的問題。

【發明內容】

[0006]本發明的一個方式的目的之一是提供一種新穎的顯示裝置等。
[0007]或者，本發明的一個方式的目的之一是提供一種能夠實現薄型化的新穎結構的顯示裝置等。或者，本發明的一個方式的目的之一是提供一種能夠消除施加到顯示元件的電位的變動的新穎結構的顯示裝置等。
[0008]注意，本發明的一個方式的目的不局限于上述列舉的目的。上述列舉的目的并不妨礙其他目的的存在。另外，其他目的是上面沒有提到而將在下面的記載中進行說明的目的。所屬技術領域的普通技術人員可以從說明書或附圖等的記載中導出并適當抽出該上面沒有提到的目的。此外，本發明的一個方式是實現上述列舉的記載及/或其他目的中的至少一個目的的。
[0009]本發明的一個方式是一種顯示裝置，包括:第一襯底；第二襯底；以及液晶層，還包括:第一晶體管；第一電容器；第一布線；第一電極；第二晶體管；第二電極；第二電容器；以及第三電極，其中，液晶層設置于第一電極與第三電極之間，第一晶體管、第一電容器、第一布線以及第一電極設置于第一襯底，第一晶體管電連接于第一電極，第一電極具有作為液晶層的像素電極的功能，第一電容器的一個電極電連接于第一電極，第一電容器的另一個電極電連接于第一布線，第一布線具有被供應第一信號的功能，第二晶體管、第二電極、第二電容器及第三電極設置于第二襯底，第二晶體管的源極和漏極中的一個電連接于第二電極，第二電極具有作為第二電容器的一個電極的功能，第三電極具有作為第二電容器的另一個電極的功能，第三電極具有作為液晶層的對置電極的功能，第三電極具有被供應第二信號的功能，并且，第二信號是以與第一信號相同的周期變動的信號。
[0010]在本發明的一個方式的顯示裝置中，優選的是，第二襯底包括第三晶體管以及第四晶體管，其中第三晶體管的柵極電連接于第二電極，第二晶體管的源極和漏極中的另一個電連接于第二布線，第二布線具有被供應恒電位的功能，第三晶體管的源極和漏極中的一個電連接于第四晶體管的源極和漏極中的一個，第四晶體管的源極和漏極中的另一個電連接于第三布線，并且第三布線具有根據第二電極的電位而改變其電位的功能。
[0011]在本發明的一個方式的顯示裝置中，優選的是，第二晶體管的半導體層包括氧化物半導體，第三晶體管的半導體層包括氧化物半導體。
[0012]在本發明的一個方式的顯示裝置中，優選的是，第二電極與第二晶體管所包括的半導體層及第三晶體管所包括的半導體層設置在同一層中。
[0013]在本發明的一個方式的顯示裝置中，優選的是，第一晶體管包括第一半導體層，第一半導體層包括氧化物半導體，第一半導體層包括第一金屬元素，第一電極包括第一金屬元素和氧，第一半導體層包括第一氫濃度的區域，第一電極包括第二氫濃度的區域，第一氫濃度與第二氫濃度互不相同。
[0014]注意，其他本發明的一個方式記載于下面所述的實施方式中的說明及附圖中。
[0015]本發明的一個方式能夠提供一種新穎結構的顯示裝置等。
[0016]或者，本發明的一個方式能夠提供一種可以實現薄型化的新穎結構的顯示裝置等。或者，本發明的一個方式能夠提供一種能夠消除施加到顯示元件的電位變動的新穎結構的顯示裝置等。因此，能夠提供一種顯示質量得到提高的顯示裝置。
【附圖說明】
[0017]圖1A和圖1B是說明本發明的一個方式的截面示意圖及波形圖。
[0018]圖2是說明本發明的一個方式的截面示意圖。
[0019]圖3是說明本發明的一個方式的截面示意圖。
[0020]圖4是說明本發明的一個方式的截面示意圖。
[0021]圖5是說明本發明的一個方式的截面示意圖。
[0022]圖6是說明本發明的一個方式的電路圖。
[0023]圖7是說明本發明的一個方式的時序圖。
[0024]圖8是說明本發明的一個方式的電路圖。
[0025]圖9是說明本發明的一個方式的俯視圖。
[0026]圖10是說明本發明的一個方式的截面示意圖。
[0027]圖1lA至圖1lC是說明本發明的一個方式的截面示意圖。
[0028]圖12A至圖12C是說明本發明的一個方式的俯視示意圖及截面示意圖。
[0029]圖13是說明本發明的一個方式的截面示意圖。
[0030]圖14A和圖14B是說明本發明的一個方式的截面示意圖。
[0031]圖15是示出本發明的一個方式的顯示模塊的圖。
[0032]圖16A至圖16C是示出本發明的一個方式的電子設備的圖。
[0033]圖17是說明本發明的一個方式的截面示意圖。
[0034]圖18是說明本發明的一個方式的截面示意圖。
[0035]圖19A至圖19C是說明樣品結構的圖。
[0036]圖20是說明導電率的圖。
[0037]圖21是說明導電率的圖。
[0038]符號說明
[0039]Gl:選擇線；M1:晶體管；M2:晶體管；M3:晶體管；M4:晶體管；10:襯底；11:晶體管；12:電容器；13:電極；14:導電層；15:導電層；16:絕緣層；17:半導體層；18:導電層；19:導電層；20:液晶層；21:導電層；22:導電層；23:電極；24:濾色片；30:襯底；31:晶體管；32:電容器；33:電極；34:導電層；35:絕緣層；36:半導體層；37:電極；38:導電層；39:導電層；41:液晶面板；42:觸摸傳感器；43:電極；44:濾色片；200a:襯底；200b:襯底；20Ig:液晶元件；201r:液晶元件；202g:晶體管；202r:晶體管；202t:晶體管；204a:晶體管；204b:晶體管；206g:電容器；206r:電容器；206t:電容器；208g:電極；208r:電極；209a:絕緣層；210a:絕緣層；210b:絕緣層-,211:絕緣層；212a:絕緣層；212b:絕緣層；214:電極；216:間隔物；220a:連接電極；220b:連接電極；222a:各向異性導電膜；222b:各向異性導電膜;224a:FPC ；224b:FPC ；226a:絕緣層；226b:絕緣層；228:液晶層；233:導電層；234:導電層；235:絕緣層；237:氧化物半導體層；238:電極；239:導電層；240:導電層；242:導電層；244:開口部；248:氧化物半導體層；249:氧化物半導體層；250a:端子部；250b:端子部；250d:驅動電路部；250p:像素部；308b:氧化物導電體層；1400:便攜式信息終端；1401:框體；1402:顯示部；1403:操作按鈕；1410:移動電話機；1411:框體；1412:顯示部；1413:操作按鈕；1414:揚聲器；1415:麥克風；1420:音樂再現裝置；1421:框體；1422:顯示部；1423:操作按鈕；1424:天線；8000:顯示模塊；8001:上蓋；8002:下蓋；8005A:FPC ；8006:顯示裝置；8007:背光單元；8008:光源；8009:框架；8010:印刷板；8011:電池；
【具體實施方式】
[0040]下面，參照附圖對實施方式進行說明。注意，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實，就是實施方式可以以多個不同形式來實施，其方式和詳細內容可以在不脫離本發明的宗旨及其范圍的條件下被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定于下面的實施方式所記載的內容中。
[0041]另外，在附圖中，為便于清楚地說明，有時夸大表示大小、層的厚度或區域。因此，本發明并不一定限定于上述尺寸。此外，在附圖中，示意性地示出理想的例子，而不局限于附圖所示的形狀或數值等。例如，可以包括因噪聲或定時偏差等所引起的信號、電壓或電流的不均勾等。
[0042]此外，在本說明書等中，晶體管是指至少包括柵極、漏極以及源極這三個端子的元件。晶體管在漏極(漏極端子、漏區或漏電極)與源極(源極端子、源區或源電極)之間具有溝道區域，并且電流能夠流過漏極、溝道區域以及源極。
[0043]在此，因為源極和漏極根據晶體管的結構或工作條件等而更換，因此很難限定哪個是源極哪個是漏極。因此，有時不將用作源極的部分或用作漏極的部分稱為源極或漏極，而將源極和漏極中的一個記為第一電極并將源極和漏極中的另一個記為第二電極。
[0044]注意，本說明書所使用的“第一”、“第二”、“第三”等序數詞是為了避免構成要素的混淆而附記的，而不是用于在數目方面上進行限制的。
[0045]注意，在本說明書中，“使A與B連接”的描述除了包括使A與B直接連接的情況以夕卜，還包括使A與B電連接的情況。在此，“使A與B電連接”的描述是指當在A與B之間存在具有某種電作用的對象物時，能夠進行A和B的電信號的授受。
[0046]注意，例如，可以以下面的表達方式來表示如下情況:晶體管的源極(或第一端子等)通過Zl (或沒有通過Zl)與X電連接，晶體管的漏極(或第二端子等)通過Z2 (或沒有通過Z2)與Y電連接的情況以及晶體管的源極(或第一端子等)與Zl的一部分直接連接，Zl的另一部分與X直接連接，晶體管的漏極(或第二端子等)與Z2的一部分直接連接，并且，Z2的另一部分與Y直接連接的情況。
[0047]例如，可以將上述情況表示為“X、Y、晶體管的源極(或第一端子等)與漏極(或第二端子等)相互電連接，X、晶體管的源極(或第一端子等)、晶體管的漏極(或第二端子等)與Y依次電連接”。或者，可以表示為“晶體管的源極(或第一端子等)與X電連接，晶體管的漏極(或第二端子等)與Y電連接，X、晶體管的源極(或第一端子等)、晶體管的漏極(或第二端子等)與Y依次電連接”。或者，可以表示為“X通過晶體管的源極(或第一端子等)及漏極(或第二端子等)與Y電連接，X、晶體管的源極(或第一端子等)、晶體管的漏極(或第二端子等)、Y以該連接順序設置”。通過使用與這些例子相同的表達方法規定電路結構中的連接順序，可以區別晶體管的源極(或第一端子等)與漏極(或第二端子等)而決定技術范圍。注意，上述表達方法只是一個例子，不局限于上述表達方法。在此，X、Y、Zl及Z2為對象物(例如，裝置、元件、電路、布線、電極、端子、導電膜及層等)。
[0048]注意，在本說明書中，為了方便起見，使用“上” “下”等表示配置的詞句以參照【附圖說明】構成要素的位置關系。另外，構成要素的位置關系根據描述各構成要素的方向適當地改變。因此，不局限于本說明書中所說明的詞句，根據情況可以適當地更換表達方式。
[0049]注意，附圖中的方框圖的各電路方框的配置是因說明關系而特定位置關系的，雖然示出不同的電路方框具有不同的功能，但是有時在實際的電路方框中可以設置為在相同的電路方框中實現不同的功能。此外，附圖中的各電路方框的功能是因說明關系而特定功能的，即便示出的是一個電路方框，但是有時在實際的電路方框中也可以設置為通過多個電路方框進行一個電路方框所進行的處理。
[0050]在本說明書中，“平行”是指兩條直線形成的角度為-10°以上且10°以下的狀態。因此，也包括角度為-5°以上且5°以下的情況。另外，“垂直”是指兩條直線形成的角度為80°以上且100°以下的狀態。因此，也包括85°以上且95°以下的角度的情況。
[0051]另外，在本說明書中，在結晶為二方晶系和菱方晶系的情況下，表述為六方晶系。
[0052]實施方式I
[0053]在本實施方式中，說明顯示裝置的結構實例及工作的一個例子。
[0054]在本說明書等中，顯示裝置是指包括液晶元件等顯示元件的裝置。注意，顯示裝置包括使多個像素驅動的驅動電路等。另外，顯示裝置包括配置于其他襯底上的控制電路、電源電路、信號生成電路及背光燈模塊等，有時還被稱為顯示模塊。
[0055]〈顯示裝置的截面示意圖〉
[0056]圖1A是本發明的一個方式的顯示裝置的截面示意圖。顯示裝置可以大致分為液晶面板41和觸摸傳感器42。
[0057]液晶面板41和觸摸傳感器42分別包括設置于襯底10與襯底30之間的各構件。在襯底10與襯底30之間包括液晶層20。
[0058]首先，說明液晶面板41 一側的結構ο
[0059]在襯底10上設置晶體管11、電容器12以及電極13。注意，電極使用導電層形成。為了便于說明，分別使用下面所說明的電極和導電層，但有時將電極稱為導電層或將導電層稱為電極。
[0060]晶體管11具有開關的功能。晶體管11能夠切換源極線(導電層18)與電極13之間的電連接。
[0061]晶體管11包括導電層14、絕緣層16、半導體層17、導電層18以及導電層19。導電層14具有柵電極的功能。絕緣層16具有柵極絕緣膜的功能。半導體層17具有包括溝道形成區域的半導體層的功能。導電層18具有源電極或漏電極的功能。導電層19具有源電極或漏電極的功能。導電層19是電容器12的一部分，并且導電層19與電極13連接。
[0062]在圖1A中，將導電層14、絕緣層16、半導體層17、導電層18或導電層19表示為單層，但也可以是2層以上的疊層。2層以上的疊層既可為不同材料的疊層，又可為相同材料的疊層。
[0063]圖1A所示出的晶體管11是底柵結構的晶體管，但不局限于此。也可以是頂柵結構的晶體管。另外，圖1A示出溝道蝕刻型晶體管，但也可以采用溝道保護型。
[0064]注意，晶體管11優選為將氧化物半導體用于半導體層的晶體管(以下稱為OS晶體管)。通過將OS晶體管用作晶體管11，能夠降低在非導通狀態時流過源極與漏極之間的關態電流(off-state current)。因此，可以更容易地使電極13處于電浮動狀態。另外，電極13能夠持續保持對應于圖像數據的電位。
[0065]電容器12包括導電層15、絕緣層16及導電層19。在附圖中以Cpix表示電容器
12。導電層15具有Cpix的一個電極的功能。CL表示施加到導電層15的信號。導電層19具有Cpix的另一個電極的功能。在導電層15與導電層19之間設置絕緣層16。導電層19與晶體管11及電極13連接。
[0066]電容器12可以包括具有透光性的導電層。通過具有該結構，能夠提高像素的開口率。由于開口率得到提高，即便減弱背光燈的光也能夠以相同亮度進行顯示，所以可以實現低功耗化。
[0067]電極13具有液晶層20的像素電極的功能。電極13既可以