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Abstract
【解決手段】発光素子105に直列に接続された薄膜トランジスタ102のオフを選択したときに、発光素子自体の容量に保持された電荷を放電する。発光素子と直列に接続された薄膜トランジスタにオフ電流が生じても、このオフ電流は発光素子自体の容量が再び所定の電圧を保持するまでこの容量を充電する。よって、薄膜トランジスタのオフ電流は発光に寄与しない。こうして、発光素子の微発光を低減することができる。
【選択図】図1
Description
置及びその駆動方法に関する。特に、発光素子と直列に接続されたスイッチング素子を用
いて、発光素子に流れる電流を制御し発光素子の輝度を制御する表示装置及びその駆動方
法に関する。特に、発光素子としてダイオード特性を有する素子を用いた表示装置及びそ
の駆動方法に関する。
れている。図8(a)にその画素構成の一例を示す。
電源線、104は第2の電源線である。発光素子105は、2つの電極を有し、2つの電
極間に電流が流れると流れた電流値に応じた輝度で発光する素子である。発光素子105
の2つの電極のうち一方を第1の電極105aで示し、他方を第2の電極105bで示す
。図8(a)に示す画素では、薄膜トランジスタ102のゲートに与えられる電位G1に
応じて、薄膜トランジスタ102のソースとドレインの間を流れる電流(以下、ドレイン
電流と表記する)の値が制御される。薄膜トランジスタ102のドレイン電流は、薄膜ト
ランジスタ102に直列に接続された発光素子105の第1の電極105aと第2の電極
105bの間を流れる。発光素子は、流れる電流に応じた輝度で発光する。こうして、薄
膜トランジスタ102のドレイン電流を制御することによって、発光素子105の輝度を
制御し表示を行う。
トロルミネッセンス素子は、一方向のみに電流を流すダイオード特性を有する素子である
。図8(a)の発光素子105をダイオードの表記としたものを図8(b)に示す。図8
(b)では、第1の電極105aが陽極となり、第2の電極105bは陰極となっている
。
電圧を印加する表示装置及びその駆動方法が提案されている(特許文献1参照)。
位G1を適当に定めることによって、薄膜トランジスタ102のソースとゲートの電位差
を薄膜トランジスタ102のしきい値電圧以下にし、薄膜トランジスタ102をオフにす
る。こうして、薄膜トランジスタ102のドレイン電流をゼロにして、発光素子105を
発光させず「黒」を表示する。しかし、ソースとゲートにしきい値電圧以下の電圧を印加
したとき薄膜トランジスタ102が完全にオフすれば良いが、実際には完全にはオフにな
らずわずかながらドレイン電流が流れる。この電流を図中Ioffで示し以下オフ電流と表
記する。オフ電流Ioffによって、本来発光しないはずの発光素子が発光してしまう(以
下、これを黒浮きと表記する)。そのため、表示のコントラストが悪くなるという問題が
ある。
(陽極)の電位が第2の電極105b(陰極)の電位よりも高くなるように動作させ続け
た場合、黒浮きが顕著になるという問題を見出した。
電極105aと第2の電極105bの間に常に発光素子105のしきい値電圧程度の電圧
が保持されていることに原因があることを見出した。
発光素子105において、陽極から陰極に流れる電流Iと第2の電極105b(陰極)の
電位に対する第1の電極105a(陽極)の電位の差VELとの関係を示す。VELがしきい
値電圧Vthより大きくなると電流Iが流れる。即ち、発光素子105は、しきい値電圧V
thより大きな電圧が第1の電極105a(陽極)と第2の電極105b(陰極)の間に印
加されると電流が流れ、発光する。
きい値電圧Vth程度の電圧が保持されるのは、発光素子105自体が有する容量の効果で
ある。図8(d)に、ダイオードの表記とした発光素子を示し、図8(e)に図8(d)
の等価回路図を示す。図中等価回路の容量800が発光素子105自体が有する容量に相
当する。容量800によってしきい値電圧Vthが保持される。
ても第1の電極105a(陽極)が第2の電極105b(陰極)の電位より高い状態が続
き、発光素子105自体の容量800には常にしきい値電圧Vth程度の電圧を保持される
状態となる。そのため、薄膜トランジスタ102にオフ電流Ioffが生じると、オフ電流
Ioffは、図8(e)の等価回路の容量800の側の経路801bではなく、ダイオード
802の側の経路801aに流れて発光に寄与する。こうして、発光素子105を順バイ
アスで動作させ続けた場合、黒浮きの問題が顕著となることを本発明者らは見出した。
示装置及びその駆動方法を提供することを課題とする。
第2の手段を用いる。
発光素子の第1の電極を陽極とし第2の電極を陰極とした場合には、発光素子と直列に
接続された第1の薄膜トランジスタのオフを選択したとき、第1の電極の電位が第2の電
極の電位以上であり、且つ第1の電極と第2の電極間に印加される電圧が発光素子のしき
い値電圧より小さくなるように、第2の電源線の電位を設定する。
接続された第1の薄膜トランジスタのオフを選択したとき、第1の電極の電位が第2の電
極の電位以下であり、且つ第1の電極と第2の電極間に印加される電圧が発光素子のしき
い値電圧より小さくなるように、第2の電源線の電位を設定する。
発光素子の第1の電極を陽極とし第2の電極を陰極とした場合には、発光素子と直列に
接続された第1の薄膜トランジスタとは別の第2の薄膜トランジスタを設ける。第2の薄
膜トランジスタのソース及びドレインの一方は、発光素子の第1の電極に接続され、他方
は、電源線に接続する。第1の薄膜トランジスタのオフを選択したとき、第2の薄膜トラ
ンジスタのオンを選択し、且つ当該電源線の電位を発光素子の第2の電極の電位以上とし
、当該第2の電極の電位に発光素子のしきい値電圧をたした電位よりも低くする。
接続された第1の薄膜トランジスタとは別の第2の薄膜トランジスタを設ける。第2の薄
膜トランジスタのソース及びドレインの一方は、発光素子の第1の電極に接続され、他方
は、電源線に接続する。第1の薄膜トランジスタのオフを選択したとき、第2の薄膜トラ
ンジスタのオンを選択し、且つ当該電源線の電位を発光素子の第2の電極の電位以下、当
該第2の電極の電位から発光素子のしきい値電圧を引いた電位よりも高くする。
れる電源線と共用することもできる。
晶半導体でなる薄膜トランジスタを用いることができる。
る。
[第3の手段]
発光素子と並列に接続された容量素子を設ける。
即ち、一方の電極が発光素子の第1の電極と接続され、他方の電極が発光素子の第2の
電極と接続されるように容量素子を設ける。
のオフを選択し発光素子の非発光を選択するときに、発光素子自体の容量に保持されたし
きい値電圧に相当する電荷を放電することができる。そのため、発光素子と直列に接続さ
れた薄膜トランジスタにオフ電流が生じても、このオフ電流は発光素子自体の容量が再び
しきい値電圧を保持するまで発光素子自体の容量を充電するために流れる。そのため、発
光素子に直列に接続された薄膜トランジスタのオフを選択した後、薄膜トランジスタのオ
フ電流はしばらく発光に寄与しない。こうして、黒浮きを低減することができる。そのた
め、本発明の表示装置及びその駆動方法は、表示のコントラストを上げて明瞭な表示が可
能である。
を選択し発光素子の非発光を選択するときに、発光素子の電極間に印加される電圧を順バ
イアスとし、且つその電圧を発光素子のしきい値電圧より小さくする。第1の手段及び第
2の手段両方において、発光素子に逆バイアス電圧は印加しない。そのため、定期的に発
光素子に逆バイアス電圧を印加する手法と比較して、本発明の表示装置及びその駆動方法
は消費電力を低減することができる。
の第2の電極が接続される電源線と共用することによって、配線数を減らし、画素の開口
率を向上させることができる。
結晶半導体でなる薄膜トランジスタでは結晶粒界等の影響によりオフ電流は大きくなる。
よって本発明は、第1の薄膜トランジスタとして活性層が多結晶半導体でなる薄膜トラン
ジスタを用いる場合に特に有効である。
子に直列に接続された薄膜トランジスタのオフ電流は新たに設けられた容量素子を充電す
るまで当該容量素子に流れる。そのため、発光素子に直列に接続された薄膜トランジスタ
のオフを選択した後、当該薄膜トランジスタのオフ電流が発光に寄与するまでの時間を長
くすることができる。こうして、黒浮きを更に低減することができる。
可能、且つ消費電力が少ない表示装置及びその駆動方法を提供することができる。
第1の手段と第3の手段を組み合わせた例について、図1を用いて説明する。図1にお
いて、105は発光素子、102は薄膜トランジスタ、103は第1の電源線、104は
第2の電源線、101は容量素子、106は電位を設定する手段である。電位を設定する
手段106が第1の手段に対応する。容量素子101が第3の手段に対応する。発光素子
105は、2つの電極を有し、2つの電極間に電流が流れると流れた電流値に応じた輝度
で発光する素子である。発光素子105の2つの電極のうち一方を第1の電極105aで
示し、他方を第2の電極105bで示す。
電位を設定する手段106は、発光素子105の電極間に印加される電圧を順バイアスと
し、且つその電圧を発光素子105のしきい値電圧より小さくするように、第2の電源線
104の電位を変化させる。こうして、発光素子105自体の容量に保持された電荷を放
電し、発光素子105の微発光を低減することができる。
電位を設定する手段106は、発光素子105の電極間に印加される電圧を順バイアスと
し、且つその電圧を発光素子105のしきい値電圧以上とするように、第2の電源線10
4の電位を変化させる。ゲートに与えられる電位G1に応じて流れる薄膜トランジスタ1
02のドレイン電流は、発光素子105に流れる。発光素子105は当該ドレイン電流に
応じた輝度で発光する。こうして、発光素子105の輝度を制御し表示を行う。
子、第2の端子という)とスイッチとを有する構成の回路とすることができる。当該スイ
ッチは、当該第1の端子と第2の電源線104との接続、または当該第2の端子と第2の
電源線104との接続を選択する。薄膜トランジスタ102のオフを選択したときに当該
スイッチは当該第1の端子と第2の電源線104との接続を選択し、薄膜トランジスタ1
02のオンを選択したときに当該スイッチは当該第2の端子と第2の電源線104との接
続を選択する。第1の端子には、第1の電源線103に与えられる電位との関係において
、発光素子105の電極間に印加される電圧を順バイアスとし、且つその電圧を発光素子
105のしきい値電圧より小さくするような電位が与えられている。また、第2の端子に
は、第1の電源線103に与えられる電位との関係において、発光素子105の電極間に
印加される電圧を順バイアスとし、且つその電圧を発光素子105のしきい値電圧以上と
するような電位が与えられている。
ともできる。
電極105bと接続されている。即ち、発光素子105と並列に容量素子101が接続さ
れている。発光素子105に直列に接続された薄膜トランジスタ102のオフ電流は新た
に設けられた容量素子101を充電するまで容量素子101に流れる。そのため、発光素
子105に直列に接続された薄膜トランジスタ102がオフした後、薄膜トランジスタ1
02のオフ電流が発光に寄与するまでの時間を長くすることができる。こうして、黒浮き
を更に低減することができる。
トロルミネッセンス素子は、一方向のみに電流を流すダイオード特性を有する素子である
。図1(a)の発光素子105をダイオードの表記としたものを図1(b)及び図1(c
)に示す。図1(b)では、第1の電極105aが陽極となり、第2の電極105bは陰
極となっている。図1(c)では、第1の電極105aが陰極となり、第2の電極105
bは陽極となっている。
の電極105bの電位より高く、且つ第1の電極105aと第2の電極105b間に印加
される電圧が発光素子105のしきい値電圧より大きくなるように、第2の電源線104
の電位を設定して発光素子105を発光させる。
の電極105bの電位以上であり、且つ第1の電極105aと第2の電極105b間に印
加される電圧が発光素子105のしきい値電圧より小さくなるように、第2の電源線10
4の電位を設定して発光素子105を発光させない。
の電極105bの電位より低く、且つ第1の電極105aと第2の電極105b間に印加
される電圧が発光素子105のしきい値電圧より大きくなるように、第2の電源線104
の電位を設定して発光素子105を発光させる。
の電極105bの電位以下であり、且つ第1の電極105aと第2の電極105b間に印
加される電圧が発光素子105のしきい値電圧より小さくなるように、第2の電源線10
4の電位を設定して発光素子105を発光させない。
第2の手段と第3の手段を組み合わせた例について、図2を用いて説明する。図2にお
いて、図1と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。107は薄膜トランジ
スタである。薄膜トランジスタ107及び第3の電源線204が第2の手段に対応する。
容量素子101が第3の手段に対応する。
ゲートに与えられる電位G2を制御することによって薄膜トランジスタ107のオンを選
択する。こうして、第1の電極105aに第3の電源線204の電位が与えられる。薄膜
トランジスタ107のオンを選択したとき、第2の電源線104と第3の電源線204と
の電位差は、ゼロ以上、発光素子105のしきい値電圧よりも低くなるよう設定されてい
る。こうして、発光素子105自体の容量に保持された電荷を放電し、発光素子105の
微発光を低減することができる。
を減らして画素の開口率を向上させることができる。
、ゲートに与えられる電位G2を制御することによって薄膜トランジスタ107のオフを
選択する。ゲートに与えられる電位G1に応じて流れる薄膜トランジスタ102のドレイ
ン電流は、発光素子105に流れる。発光素子105は当該ドレイン電流に応じた輝度で
発光する。こうして、発光素子105の輝度を制御し表示を行う。
ともできる。
ジスタ102のオフを選択した後、薄膜トランジスタ102のオフ電流が発光に寄与する
までの時間を長くすることができる。こうして、黒浮きを更に低減することができる。
トロルミネッセンス素子は、一方向のみに電流を流すダイオード特性を有する素子である
。図2(a)の発光素子105をダイオードの表記としたものを図2(b)及び図2(c
)に示す。図2(b)では、第1の電極105aが陽極となり、第2の電極105bは陰
極となっている。図2(c)では、第1の電極105aが陰極となり、第2の電極105
bは陽極となっている。
第1の手段と第3の手段を組み合わせた例について、図3を用いて説明する。図3にお
いて、図1と同じ部分は同じ符号を用いて示し説明は省略する。
。容量素子108は、薄膜トランジスタ102のゲートとソース間の電圧を保持するよう
に設けられる。図3(a)は、第1の電源線103と接続された側が薄膜トランジスタ1
02のソースとなっている例である。図3(b)は、発光素子105の第1の電極105
aと接続された側が薄膜トランジスタ102のソースとなっている例である。
対するゲートの電位G1の電位差によって変化する。薄膜トランジスタのゲートの電位G
1を制御してもソースの電位が変動すると、ソースの電位に対するゲートの電位の電位差
が変化しドレイン電流が変化してしまう。そのため、薄膜トランジスタ102のソースを
一定の電位に保つのが好ましい。よって、図3(a)のように、第1の電源線103と接
続された側が薄膜トランジスタ102のソースとなっているのが好ましい。
としたものである。図3(c)では、第1の電極105aが陽極となり、第2の電極10
5bは陰極となっている。図3(d)では、第1の電極105aが陰極となり、第2の電
極105bは陽極となっている。
光素子105は発光する。薄膜トランジスタ102の第1の電源線103に接続された側
の電位は、発光素子105の第1の電極105aに接続された側の電位より大きくなる。
薄膜トランジスタ102のソースを第1の電源線103に接続された側とするために、薄
膜トランジスタ102をPチャネル型とする。
光素子105は発光する。薄膜トランジスタ102において、発光素子105の第1の電
極105aに接続された側の電位は、第1の電源線103に接続された側の電位より大き
くなる。薄膜トランジスタ102のソースを第1の電源線103に接続された側とするた
めに、薄膜トランジスタ102をNチャネル型とする。
第2の手段と第3の手段を組み合わせた例について、図4を用いて説明する。図4にお
いて、図2や図3と同じ部分は同じ符号を用いて示し説明は省略する。
。容量素子108は、薄膜トランジスタ102のゲートとソース間の電圧を保持するよう
に設けられる。図4(a)は、第1の電源線103と接続された側が薄膜トランジスタ1
02のソースとなっている例である。図4(b)は、発光素子105の第1の電極105
aと接続された側が薄膜トランジスタ102のソースとなっている例である。
ジスタ102のソースとなっているので好ましい。
としたものである。図4(c)では、第1の電極105aが陽極となり、第2の電極10
5bは陰極となっている。図4(d)では、第1の電極105aが陰極となり、第2の電
極105bは陽極となっている。
側とするため、薄膜トランジスタ102をPチャネル型とする。図4(d)では、薄膜ト
ランジスタ102のソースを第1の電源線103に接続された側とするため、薄膜トラン
ジスタ102をNチャネル型となる。
用いて説明する。図5において、図1乃至図4と同じ部分は同じ符号を用いて示し説明は
省略する。
1を入力する手段の具体例を示した図である。図5(b)は、図2(a)の構成において
、薄膜トランジスタ102のゲートに電位G1を入力する手段の具体例を示した図である
。図5(c)は、図3(a)の構成において、薄膜トランジスタ102のゲートに電位G
1を入力する手段の具体例を示した図である。図5(d)は、図4(a)の構成において
、薄膜トランジスタ102のゲートに電位G1を入力する手段の具体例を示した図である
。
2は信号線、503は走査線である。薄膜トランジスタ501のソース及びドレインの一
方は信号線502に接続され、他方は薄膜トランジスタ102のゲートに接続されている
。薄膜トランジスタ501のゲートは走査線503に接続されている。
号により薄膜トランジスタ501のオンが選択されると、信号線502に入力された信号
が薄膜トランジスタ102のゲートに入力される。こうして、薄膜トランジスタ102の
オンとオフや、オンとなったときのドレイン電流の値を制御する。
場合それぞれにおける、電位を設定する手段106の動作については、第1の実施の形態
と同様である。図5(b)において、薄膜トランジスタ102のオンを選択した場合とオ
フを選択した場合それぞれにおける、薄膜トランジスタ107の動作については、第2の
実施の形態と同様である。図5(c)において、薄膜トランジスタ102のオンを選択し
た場合とオフを選択した場合それぞれにおける、電位を設定する手段106の動作につい
ては、第3の実施の形態と同様である。図5(d)において、薄膜トランジスタ102の
オンを選択した場合とオフを選択した場合それぞれにおける、薄膜トランジスタ107の
動作については、第4の実施の形態と同様である。
、図1乃至図5と同じ部分は同じ符号を用いて示し説明は省略する。
スタ102のオフを選択する手段を設けたものである。図6(b)は、図5(d)の構成
において、信号線502の信号に因らず薄膜トランジスタ102のオフを選択する手段を
設けたものである。
スタ601のソース及びドレインの一方は容量素子108の一方の電極に接続され、他方
は容量素子108の他方の電極に接続されている。
トランジスタ601のオンを選択し、容量素子108の2つの電極を概略等電位をする。
容量素子108に保持された電荷は放電し、薄膜トランジスタ102のソースとゲート間
の電位差を概略ゼロとなる。こうして、薄膜トランジスタ102のオフを選択する。
のオフを選択したときに、薄膜トランジスタ107のオンを選択する。よって、図6(b
)における薄膜トランジスタ601のオンを選択するタイミングと、薄膜トランジスタ1
07のオンを選択するタイミングとを同じとすることができる。そのため、薄膜トランジ
スタ107と薄膜トランジスタ601の極性を同じとし、薄膜トランジスタ107のゲー
トと薄膜トランジスタ601のゲートを同じ配線に接続し、同時に信号を入力して駆動す
ることができる。薄膜トランジスタ107のゲートに信号を入力する配線と、薄膜トラン
ジスタ601のゲートに信号を入力する配線とを共有することができるので、画素の開口
率を向上させることができる。
きる。
7において、図1乃至図6と同じ部分は同じ符号を用いて示し説明は省略する。
1を入力する手段の具体例を示した図である。図7(b)は、図4(a)の構成において
、薄膜トランジスタ102のゲートに電位G1を入力する手段の具体例を示した図である
。
704は信号線、705は走査線である。薄膜トランジスタ702のソース及びドレイン
の一方は信号線704に接続され、他方は薄膜トランジスタ701のソース及びドレイン
の一方及び薄膜トランジスタ703のソース及びドレインの一方に接続されている。薄膜
トランジスタ702のゲートは走査線705に接続されている。薄膜トランジスタ701
のソース及びドレインの他方は、第1の電源線103に接続されている。薄膜トランジス
タ703のソース及びドレインの他方は、薄膜トランジスタ102のゲートに接続されて
いる。薄膜トランジスタ701のゲートは、薄膜トランジスタ102のゲートと接続され
ている。
ランジスタ701のソース及びドレインの一方とをむすぶ経路上に設けられているが、別
の位置に設けることができる。例えば、薄膜トランジスタ701のゲートと第2の容量素
子108を結ぶ経路上に設けることができる。
トランジスタ702のオンを選択し、更にゲートに入力される電位G4によって薄膜トラ
ンジスタ703のオンを選択すると、信号線704に入力された信号に対応する電圧が容
量素子108に保持される。こうして、薄膜トランジスタ102のオンとオフや、オンと
なったときのドレイン電流の値を制御する。
所定の電流値の電流(以下、信号電流と表記する。)が入力される。薄膜トランジスタ7
02及び薄膜トランジスタ703のオンを選択すると、信号電流は薄膜トランジスタ70
2及び薄膜トランジスタ703を介して流れ、容量素子108を充電する。こうして、薄
膜トランジスタ701が当該信号電流と等しいドレイン電流を流すように、容量素子10
8に電圧(以下、信号電流に対応する電圧と表記する。)が保持される。薄膜トランジス
タ701のゲートとソース間の電位差と薄膜トランジスタ102のゲートとソース間の電
位差とは等しい。薄膜トランジスタ701と薄膜トランジスタ102は、同極性で、チャ
ネル幅とチャネル長との比がほぼ等しく、且つ特性がほぼ等しいとすると、薄膜トランジ
スタ102には信号電流とほぼ等しいドレイン電流が流れる。こうして、発光素子105
に流れる電流を制御し表示を行う。
なった後も、容量素子108には信号電流に対応する電圧が保持されている。よって、信
号線から画素に信号電流が入力されなくなった後も、薄膜トランジスタ102には信号電
流とほぼ等しいドレイン電流が流れる。なお、薄膜トランジスタ702のオフを選択する
前または同時に薄膜トランジスタ703のオフを選択するのが好ましい。それは、薄膜ト
ランジスタ703がオンしたまま薄膜トランジスタ702をオフすると、容量素子108
に保持された電荷が放電され信号電流に対応する電圧を保持できなくなるためである。
ができる。よって、薄膜トランジスタ702と薄膜トランジスタ703を同じ極性とし、
薄膜トランジスタ703のゲートを走査線705に接続することができる。薄膜トランジ
スタ702のゲートに信号を入力する配線と、薄膜トランジスタ703のゲートに信号を
入力する配線とを共有することができるので、画素の開口率を向上させることができる。
場合それぞれにおける、電位を設定する手段106の動作については、第3の実施の形態
と同様である。図7(b)において、薄膜トランジスタ102がオンを選択した場合とオ
フを選択した場合それぞれにおける、薄膜トランジスタ107の動作については、第4の
実施の形態と同様である。
きる。
00は基板、1001は下地膜、1002は半導体層、1003は第1の絶縁膜、100
4はゲート電極、1005は第2の絶縁膜、1006は電極、1007は第1の電極、1
008は第3の絶縁膜、1009は発光層、1010は第2の電極である。1100は薄
膜トランジスタ、1011は発光素子、1012は容量素子である。
スなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステン
レスを含む金属基板または半導体基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。プ
ラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いても良い。基板1000の表
面を、CMP法などの研磨により平坦化しておいても良い。
いることができる。下地膜1001によって、基板1000に含まれるNaなどのアルカ
リ金属やアルカリ土類金属が半導体層1002に拡散し薄膜トランジスタ1100の特性
に悪影響をおよぼすのを防ぐことができる。図10では、下地膜1001を単層の構造と
しているが、2層あるいはそれ以上の複数層で形成してもよい。なお、石英基板など不純
物の拡散がさして問題とならない場合は、下地膜1001を必ずしも設ける必要はない。
結晶性半導体膜は非晶質半導体膜を結晶化して得ることができる。結晶化方法としては、
レーザ結晶化法、RTA又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長す
る金属元素を用いる熱結晶化法等を用いることができる。半導体層1002は、チャネル
形成領域と、導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物領域とを有する。な
お、チャネル形成領域と一対の不純物領域との間に、前記不純物元素が低濃度で添加され
た不純物領域を有していてもよい。
層または複数の膜を積層させて形成することができる。
ばれた一種の元素または該元素を複数含む合金若しくは化合物からなる単層または積層構
造を用いることができる。例えば、ゲート電極1004として、窒化タンタルとWの積層
を用いることができる。導電型を付与する不純物元素を添加した多結晶珪素膜に代表され
る半導体膜を用いてもよい。
1002とゲート電極1004との間の第1の絶縁膜1003とによって構成される。図
10では、画素を構成する薄膜トランジスタとして、発光素子1011の第1の電極10
07に接続された薄膜トランジスタ1100のみを示したが、複数の薄膜トランジスタを
有する構成としてもよい。また、本実施例では、薄膜トランジスタ1100をトップゲー
ト型のトランジスタとして示したが、半導体層の下方にゲート電極を有するボトムゲート
型のトランジスタであっても良いし、半導体層の上下にゲート電極を有するデュアルゲー
ト型のトランジスタであっても良い。
とができる。無機絶縁膜としては、CVD法により形成された酸化シリコン膜や、SOG
(Spin On Glass)法により塗布された酸化シリコン膜などを用いることが
でき、有機絶縁膜としてはポリイミド、ポリアミド、BCB(ベンゾシクロブテン)、ア
クリルまたはポジ型感光性有機樹脂、ネガ型感光性有機樹脂等の膜を用いることができる
。
構成される材料を用いることもできる。この材料の置換基として、少なくとも水素を含む
有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基
を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを
用いてもよい。
Mnから選ばれた一種の元素または該元素を複数含む合金からなる単層または積層構造を
用いることができる。例えば、電極1006としてAlとTiが積層されたTi/Al/
Tiからなる金属膜を用いることができる。また、第2の絶縁膜1005上に形成された
電極1006の端部をテーパー状にしてもよい。電極1006の端部をテーパー状にする
と、その上に形成される膜の段切れを防止しできる。
ができる。透明電極としては、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸
化インジウム亜鉛(IZO)、ガリウムを添加した酸化亜鉛(GZO)などその他の透光
性酸化物導電材料を用いることができる。ITO及び酸化珪素を含む酸化インジウムスズ
(以下、ITSOと記す)や、ITO及び酸化チタン含む酸化インジウムスズ(以下、I
TTOと記す)や、ITO及び酸化モリブデン含む酸化インジウムスズ(以下、ITMO
と記す)や、ITOにチタン、モリブデン又はガリウムを添加したものや、酸化珪素を含
んだ酸化インジウムにさらに2〜20atomic%の酸化亜鉛(ZnO)を添加したものを用
いても良い。
れていてもよい。例えば、LiやCs等のアルカリ金属、およびMg、Ca、Sr等のア
ルカリ土類金属、これらを含む合金(Mg:Ag、Al:Li、Mg:Inなど)、およ
びこれらの化合物(CaF2、窒化カルシウム)の他、YbやEr等の希土類金属を用い
ることができる。
ことができる。第3の絶縁膜1008は、第1の電極1007の端部を覆うように第1の
電極1007の周辺に形成され、隣り合う画素において発光層1009を分離する隔壁と
して機能する。
場合、これらの層は、キャリア輸送特性の観点から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電
子輸送層、電子注入層などに分類することができる。なお各層の境目は必ずしも明確であ
る必要はなく、互いの層を構成している材料が一部混合し、界面が不明瞭になっている場
合もある。各層には、有機系の材料、無機系の材料を用いることが可能である。有機系の
材料として、高分子系、中分子系、低分子系のいずれの材料も用いることが可能である。
なお中分子系の材料とは、構造単位の繰返しの数(重合度)が2から20程度の低重合体
に相当する。
007及び第2の電極1010とによって構成される。第1の電極1007及び第2の電
極1010の一方が陽極に相当し、他方が陰極に相当する。発光素子1011は、陽極と
陰極の間にしきい値電圧より大きい電圧が順バイアスで印加されると、陽極から陰極に電
流が流れて発光する。
第1の電極1007及び第2の電極1010によって構成される。容量素子1012が、
本発明の第3の手段の容量素子、即ち、発明を実施する最良の形態や実施例1乃至実施例
3における容量素子101に相当する。
て実施することができる。
面図である。なお、図10と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。
膜厚を薄くしている。容量素子1112は、第3の絶縁膜1008と、第3の絶縁膜10
08を介して重なる第1の電極1007及び第2の電極1010によって構成される。容
量素子1112が、本発明の第3の手段の容量素子、即ち、発明を実施する最良の形態や
実施例1乃至実施例3における容量素子101に相当する。容量素子1112は、実施例
4の容量素子1012と比較して、同じ容量を得るために必要な電極面積を小さくするこ
とができる。こうして、画素の開口率を向上させることができる。
て実施することができる。
成を示す断面図である。なお、図10と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略す
る。
膜1008を介して重なる電極1006及び第2の電極1010によって構成される。容
量素子1212が、本発明の第3の手段の容量素子、即ち、発明を実施する最良の形態や
実施例1乃至実施例3における容量素子101に相当する。
b)及び図12(c)は、積層構造の電極1006の一例を示した図である。電極100
6は、第1の層1206a、第2の層1206b、第3の層1206cよりなる。例えば
、第1の層1206aとしてTiを用い、第2の層1206bとしてAlを用い、第3の
層1206cとしてTiを用いることができる。
の一部及び第3の層1206cの一部が除去され、第1の層1206aのみ残った部分(
以下、第1の層1206aの延長部分と言う。)が存在する。容量素子1213は、第3
の絶縁膜1008と、第3の絶縁膜1008を介して重なる第1の層1206aの延長部
分及び第2の電極1010によって構成される。容量素子1213が、本発明の第3の手
段の容量素子、即ち、発明を実施する最良の形態や実施例1乃至実施例3における容量素
子101に相当する。
06aの延長部分において、容量素子1213を形成するので、第2の層1206bの平
坦性が悪い場合であっても、電極間のショート等の不良を少なくすることができる。よっ
て、第2の層1206bとして、電気抵抗は比較的低いが平坦性が悪い材料を用い、第1
の層1206a及び第3の層1206cとして、電気抵抗は比較的高いが平坦性の良い材
料を用いた場合、図12(b)や図12(c)に示す構成が特に有効である。例えば、第
2の層1206bとしてAlを用い、第1の層1206a及び第3の層1206cとして
Tiを用いた場合に有効である。
1の電極1007の接続を取っている。電極1006において第1の電極1007と重な
る部分の膜厚が薄いので、第1の電極1007の段切れを防止し、第1の電極1007と
電極1006との接続を確実に取ることができる。
て実施することができる。
構成を示す断面図である。なお、図10、図12と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説
明は省略する。
る部分の第3の絶縁膜1008の一部の膜厚を薄くしている。容量素子1312は、第3
の絶縁膜1008と、第3の絶縁膜1008を介して重なる電極1006及び第2の電極
1010によって構成される。容量素子1312が、本発明の第3の手段の容量素子、即
ち、発明を実施する最良の形態や実施例1乃至実施例3における容量素子101に相当す
る。容量素子1312は、実施例6の容量素子1212と比較して、同じ容量を得るため
に必要な電極面積を小さくすることができる。こうして、画素の開口率を向上させること
ができる。
と、第3の絶縁膜1008を介して重なる第1の層1206aの延長部分及び第2の電極
1010によって構成される。容量素子1313が、本発明の第3の手段の容量素子、即
ち、発明を実施する最良の形態や実施例1乃至実施例3における容量素子101に相当す
る。
1の電極1007の接続を取っている。
効果と同様である。更に、13(b)及び図13(c)の容量素子1313は、図12(
b)及び図12(c)の容量素子1213と比較して、同じ容量を得るために必要な電極
面積を小さくすることができる。こうして、画素の開口率を向上させることができる。
て実施することができる。
方法について説明する。説明には、図14を用いる。図14において図11と同じ部分は
同じ符号を用いて示し、説明は省略する。
。絶縁膜1408として感光性の材料を用いる。フォトマスク1400を用いて、絶縁膜
1408を露光する。フォトマスク1400には、第1の光透過部1401、第2の光透
過部1402、遮光部1403が設けられている。第1の光透過部1401は開口であっ
ても良い。フォトマスク1400を介して透過する光の強度は、第1の光透過部1401
よりも第2の光透過部1402のほうが小さい。遮光部1403はほとんど光を透過しな
い。フォトマスク1400として、このようなハーフトーンマスクを用いる。
縁膜1408はほとんどエッチングされない。第1の光透過部1401を介して露光され
た部分の絶縁膜1408は大きくエッチングされる。こうして、第1の電極1007の表
面が露出した開口部1411が形成される。第2の光透過部1402を介して露光された
部分の絶縁膜1408は多少エッチングされる。こうして、絶縁膜1408において膜厚
の薄い部分1412が形成される。こうして、一部の膜厚が薄くなった絶縁膜1408が
得られる。図14(b)の絶縁膜1408が、実施例5及び実施例7で示した第3の絶縁
膜1008に相当する。
て実施することができる。
方法について、実施例8で示した方法とは別の方法について説明する。説明には、図15
を用いる。図15において図11と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。
る。絶縁膜1508a上に絶縁膜1508bを形成する。絶縁膜1508aや絶縁膜15
08bとしては、無機絶縁膜や有機絶縁膜の単層または積層を用いることができる。また
、珪素(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される材料を用いることもできる
。この材料の置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭
化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として
、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
2を形成する。
ングして、第3の開口部1511bを形成する。こうして、第1の電極1007の表面が
露呈した第3の開口部1511bと、絶縁膜1508aの表面が露呈した第2の開口部1
512が得られる。絶縁膜1508a及び絶縁膜1508bが、実施例5及び実施例7で
示した第3の絶縁膜1008に相当する。こうして、一部の膜厚が薄くなった第3の絶縁
膜1008が得られる。
508aとしては、高誘電率の材料が好ましい。例えば、窒化珪素膜などを用いることが
できる。
て実施することができる。
に適用することができる。
ッドマウントディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、ナビゲーションシステム、カー
ステレオ、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ
、携帯電話機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigi
tal Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表
示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。電子機器の例を図9に示す。
示部913、キーボード914、外部接続ポート915、ポインティングパッド916等
を含む。本発明の表示装置及びその駆動方法は、表示部913に適用される。本発明を用
いることによって、表示部913の表示のコントラストを上げて明瞭な表示が可能、且つ
消費電力を少なくすることができる。ノート型パーソナルコンピュータは消費電力低減が
重要となるので、本発明を用いることは非常に有効である。
体921、筐体922、第1の表示部923、第2の表示部924、記録媒体(DVD等
)読み込み部925、操作キー926、スピーカー部927等を含む。第1の表示部92
3は主として画像情報を表示し、第2の表示部924は主として文字情報を表示する。本
発明の表示装置及びその駆動方法は、第1の表示部923、第2の表示部924に適用さ
れる。本発明を用いることによって、第1の表示部923、第2の表示部924の表示の
コントラストを上げて明瞭な表示が可能、且つ消費電力を少なくすることができる。
表示部934、操作スイッチ935、アンテナ936等を含む。本発明の表示装置及びそ
の駆動方法は、表示部934に適用される。本発明を用いることによって、表示部934
の表示のコントラストを上げて明瞭な表示が可能、且つ消費電力を少なくすることができ
る。携帯電話は消費電力低減が重要となるので、本発明を用いることは非常に有効である
。
944、リモコン受信部945、受像部946、バッテリー947、音声入力部948、
操作キー949等を含む。本発明の表示装置及びその駆動方法は、表示部942に適用さ
れる。本発明を用いることによって、表示部942の表示のコントラストを上げて明瞭な
表示が可能、且つ消費電力を少なくすることができる。
せて実施することができる。
102 薄膜トランジスタ
103 第1の電源線
104 第2の電源線
105 発光素子
105a 第1の電極
105b 第2の電極
106 電位を設定する手段
107 薄膜トランジスタ
108 容量素子
204 第3の電源線
500 画素
501 薄膜トランジスタ
502 信号線
503 走査線
601 薄膜トランジスタ
701 薄膜トランジスタ
702 薄膜トランジスタ
703 薄膜トランジスタ
704 信号線
705 走査線
800 容量
801a 経路
801b 経路
802 ダイオード
911 本体
912 筐体
913 表示部
914 キーボード
915 外部接続ポート
916 ポインティングパッド
921 本体
922 筐体
923 第1の表示部
924 第2の表示部
925 記録媒体(DVD等)読み込み部
926 操作キー
927 スピーカー部
931 本体
932 音声出力部
933 音声入力部
934 表示部
935 操作スイッチ
936 アンテナ
941 本体
942 表示部
943 筐体
944 外部接続ポート
945 リモコン受信部
946 受像部
947 バッテリー
948 音声入力部
949 操作キー
1000 基板
1001 下地膜
1002 半導体層
1003 第1の絶縁膜
1004 ゲート電極
1005 第2の絶縁膜
1006 電極
1007 第1の電極
1008 第3の絶縁膜
1009 発光層
1010 第2の電極
1011 発光素子
1012 容量素子
1100 薄膜トランジスタ
1112 容量素子
1212 容量素子
1213 容量素子
1206a 第1の層
1206b 第2の層
1206c 第3の層
1312 容量素子
1313 容量素子
1400 フォトマスク
1401 第1の光透過部
1402 第2の光透過部
1403 遮光部
1408 絶縁膜
1411 開口部
1412 膜厚の薄い部分
1508a 絶縁膜
1508b 絶縁膜
1511a 第1の開口部
1511b 第3の開口部
1512 第2の開口部
Claims (5)
- トランジスタと、
前記トランジスタの半導体層と電気的に接続されている第1の導電層と、
前記第1の導電層上方の第2の導電層と、
前記第2の導電層上方の第3の導電層と、
前記第3の導電層上方の第1の絶縁層と、
前記第3の導電層上方及び前記第1の絶縁層上方の発光層と、
前記発光層上方の第4の導電層と、を有し、
前記第3の導電層は、前記第2の導電層を介して前記第1の導電層と電気的に接続され、
前記第1の絶縁層は、前記第1の導電層と前記第4の導電層との間の第1の領域を有することを特徴とする表示装置。 - トランジスタと、
前記トランジスタの半導体層と電気的に接続されている第1の導電層と、
前記第1の導電層上方の第3の導電層と、
前記第3の導電層上方の第1の絶縁層と、
前記第3の導電層上方及び前記第1の絶縁層上方の発光層と、
前記発光層上方の第4の導電層と、を有し、
前記第3の導電層は、前記第1の導電層と電気的に接続され、
前記第1の絶縁層は、前記第1の導電層と前記第4の導電層との間の第1の領域を有することを特徴とする表示装置。 - 請求項1又は請求項2において、
前記第1の絶縁層の前記第1の領域は、前記第2の導電層と重なっていないことを特徴とする表示装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記第1の絶縁層の前記第1の領域は、前記第3の導電層と重なっていないことを特徴とする表示装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記第1の絶縁層は、前記第3の導電層の端部と重なる領域を有することを特徴とする表示装置。
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