CN102810292A - 电光学装置以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电光学装置以及电子设备。其很难受到数据线(114)的电位变动的影响,且防止显示品质的降低。与扫描线(112)以及数据线(114)的交叉对应而设置像素电路(110)。在像素电路(110)设置用于使中继电极(43)与数据线(114)隔离的配线,该中继电极(43)与控制在发光元件(150)流动的电流的晶体管(140)的源极连接。该配线成为如下的构造体,即、通过接触孔(53a、73a)将与数据线(114)同层的中继电极(81a)、与中继电极(43)同层的中继电极(44a)、和处于数据线(114)与中继电极(43a)之间的导电层的电极部分(117a)相互电连接。
Description
技术领域
本发明涉及防止显示品质的降低的电光学装置以及电子设备。
背景技术
近年来,提出有各种使用了有机发光二极管(Organic LightEmitting Diode,以下称为“OLED”)等发光元件的电光学装置。在这样的电光学装置中,与扫描线和数据线的交叉对应而设置像素电路。该像素电路一般为包括上述发光元件、开关晶体管和驱动晶体管的构成(参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开2007-310311号公报
然而,若电光学装置的小型化、显示的高精细化向前发展,则数据线与驱动晶体管相互接近,电容耦合的程度变高。因此,若数据线发生电位变动,则该电位变动经由寄生电容使驱动晶体管的各部,特别是栅极的保持电位发生变动。因此,指出了因为不能够使目标电流流向发光元件,所以使显示品质降低这一问题。
发明内容
本发明是鉴于上述的课题而完成的,其目的之一在于防止起因于数据线的电位变动的显示品质的降低。
为了解决上述课题,本发明所涉及的电光学装置的特征在于,具有相互交叉的扫描线以及数据线、和与上述扫描线和上述数据线的交叉对应而设置的像素电路,上述像素电路具有:驱动晶体管,其使与栅极以及源极间的电压相应的电流从漏极流向上述源极;开关晶体管,其被电连接在上述驱动晶体管的栅极与上述数据线之间;第1电容,其保持上述驱动晶体管的栅极以及源极间的电压;发光元件,其阳极与上述驱动晶体管的源极连接,根据从该阳极朝向阴极流动的电流而发光;第2电容,其一端与上述驱动晶体管的源极连接,另一端与供电线连接,上述供电线包括由构成上述驱动晶体管的栅极的配线层和构成上述数据线的配线层之间的配线层构成、且俯视时位于上述数据线与上述驱动晶体管的栅极之间的电极部分。
在本发明中,俯视观察时从供电线延伸出的电极部分位于数据线与驱动晶体管的栅极之间。供电线及其电极部分由构成驱动晶体管的栅极的配线层和构成数据线的配线层之间的配线层构成,所以驱动晶体管的栅极与数据线隔离。因此,根据本发明,能够防止起因于数据线的电位变动的显示品质的降低。
在本发明中,优选以下的方式,即、具备第1中继电极,第1中继电极俯视时与构成上述驱动晶体管的栅极的栅电极的一部分重叠,并且与上述驱动晶体管的源极电极连接,上述供电线的电极部分俯视时与上述第1中继电极的一部分重叠,上述第1电容是以上述栅电极和上述第1中继电极夹持第1层间绝缘膜而构成的,上述第2电容是以上述第1中继电极和上述供电线的电极部分夹持第2层间绝缘膜而构成的。根据该方式,由数据线的电位变动带来影响不仅是驱动晶体管的栅极,也很难波及到与第1中继电极连接的驱动晶体管的源极。
在该方式中,优选如下构成,即、具备第2中继电极,其由构成上述数据线的配线层构成,并且俯视时设置在上述数据线与上述栅电极之间,上述第2中继电极经由接触孔与上述供电线的电极部分电连接。根据该构成,数据线也通过由与该数据线同一层构成、与供电线几乎同电位的第2中继电极被隔离,所以能够更难以受到数据线的电位变动的影响。
在上述构成中,优选如下的方式,即、具备第3中继电极,其由与上述第1中继电极同一层构成,且俯视时与上述第2中继电极重叠,上述第3中继电极经由接触孔与上述供电线的电极部分电连接。根据该方式,驱动晶体管通过电连接了由与第1中继电极同一层构成的第3中继电极、供电线的电极部分、和由与数据线同一层构成的第2中继电极而成的构造体不仅在平面方向在剖面方向也与数据线隔离。
在本发明中,优选如下的构成,即、在初始化期间,上述驱动晶体管的漏极的电位被设置为第1电源电位,并且经由上述数据线以及开关晶体管向上述驱动晶体管的栅极供给初始化电位,上述驱动晶体管的源极的电位被初始化,在设置期间,上述电源线的电位被设置为第2电源电位,且在上述发光元件不发光的状态下,在上述驱动晶体管的栅极以及源极间保持与该驱动晶体管的阈值电压对应的电压,在写入期间,经由上述数据线以及开关晶体管向上述驱动晶体管的栅极供给与灰度相应的电位,至少从设置期间至写入期间,设置电流在上述第2电容流动。
此外,本发明所涉及的电光学装置能够应用于各种电子设备。典型的是显示装置,作为电子设备,能够例举个人计算机、移动电话机。特别是就本申请发明而言,数据线的电位变动很难影响到像素电路中的驱动晶体管的栅极(源极)电位,由此,能够防止显示品质的降低,因此适合于例如像头戴显示器用、投影仪那样小型的显示装置。不过,本发明的电光学装置的用途并不限于显示装置。也能够应用于例如,用于通过光线的照射在感光鼓等的像载体形成潜像的曝光装置(光头)。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的电光学装置的构成的框图。
图2是表示电光学装置中的像素电路的等价电路的图。
图3是表示电光学装置的显示动作的图。
图4是表示实施方式所涉及的像素电路的构成的主要部分俯视图。
图5是表示以图4中的D-d线剖开的构成的局部剖视图。
图6是表示以图5中E-e线剖开的构成的局部剖视图。
图7是表示应用方式(其1)所涉及的像素电路的构成主要部分俯视图。
图8是表示以图7中的F-f线剖开的构成的局部剖视图。
图9是表示应用方式(其2)所涉及的像素电路的构成的主要部分俯视图。
图10是表示应用方式(其3)所涉及的像素电路的构成的主要部分俯视图。
图11是表示应用了电光学装置的电子设备(其1)的图。
图12是表示应用了电光学装置的电子设备(其2)的图。
图13是表示应用了电光学装置的电子设备(其3)的图。
图14是表示比较例所涉及的像素电路的构成的主要部分俯视图。
图15是表示以图14中的K-k线剖开的构成的局部剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式所涉及的电光学装置进行说明。
图1是表示实施方式所涉及的电光学装置的构成的框图。
如该图所示,电光学装置1构成为包括显示部100、扫描线驱动电路210、电源线驱动电路220以及数据线驱动电路230。
其中,在显示部100中,m行的扫描线112在图中沿着横(X)方向被设置,n列的数据线114沿着纵(Y)方向并且以与各扫描线112相互保持电绝缘的方式被设置。
像素电路110是表现应显示的图像的1个像素的电路,与m行的扫描线112和n列的数据线114的交叉部对应而分别设置。因此,在本实施方式中,像素电路110矩阵状地排列,显示横n个像素×纵m个像素的图像。此外,m、n都是自然数。
在显示部100中按每1行设置单独的电源线116以及供电线117。此外,虽在图1中省略,但如后述那样,共用电极遍及各像素电路110而设置,供给元件电源的低位侧的电位Vct。
另外,存在如下的情况,即、为了便于区别扫描线112、像素电路110等行,图1中按照从上至下的顺序称为第1、第2、第3、…、第(m-1)、第m行。同样地存在如下的情况,即、为了便于区别数据线114以及像素电路110的列,图1中按照从左至右的顺序称为第1、第2、第3、…、第(n-1)、第n列。
在电光学装置1中,在像素电路110呈矩阵状地排列的显示部100的周边设置有控制电路200、扫描线驱动电路210、电源线驱动电路220以及数据线驱动电路230。
控制电路200除了控制扫描线驱动电路210、电源线驱动电路220以及数据线驱动电路230的动作之外,也向数据线驱动电路230供给灰度数据,该灰度数据用于指定在各像素电路110应表现的像素的灰度(亮度)。
扫描线驱动电路210向第1、第2、第3、…、第(m-1)、第m行的扫描线112分别供给扫描信号Gw(1)、Gw(2)、Gw(3)、…、Gw(m-1)、Gw(m),在各帧中依次扫描第1~第m行。此外,在本说明中,所谓帧是指,使电光学装置1显示1镜头(画面)的图像所需要的期间,如果垂直扫描频率为60Hz,则指其1周期量的16.67毫秒的期间。
电源线驱动电路220向第1、第2、第3、…、第(m-1)、第m行的电源线116分别供给信号Vel(1)、Vel(2)、Vel(3)、…、Vel(m-1)、Vel(m),并且使这些信号的电位与扫描线驱动电路210的扫描同步而在低位侧的电位Vel_L与高位侧的电位Vel_H之间切换。另外,电源线驱动电路220以与扫描线驱动电路210的扫描同步的方式分别向第1、第2、第3、…、第(m-1)、第m行的供电线117供给灯信号Vrmp(1)、Vrmp(2)、Vrmp(3)、…、Vrmp(m-1)、Vrmp(m)。
此外,根据像素电路的驱动方法,也可以应用于至少以一定的期间向供电线117供给固定电位的方式。
数据线驱动电路230经由数据线114对位于被扫描线驱动电路210扫描过的行的像素电路110供给初始化电位,或者与该像素电路110的灰度数据相应的电位的数据信号。为了方便起见,将分别向第1、第2、第3、…、第(n-1)、第n列的数据线114供给的数据信号分别记为Vd(1)、Vd(2)、Vd(3)、…、Vd(n-1)、Vd(n)。
参照图2,对像素电路110的等价电路进行说明。此外,图2示出了对应于第i行以及与该第i行相邻的第(i+1)行的扫描线112、和第j列以及与该第j列相邻的第(j+1)列的数据线114的交叉的2×2的共计4个像素的量的像素电路110。此处,i、(i+1)是一般表示像素电路110排列的行的情况下的符号,是1以上m以下的整数。同样地,j、(j+1)是一般表示像素电路110排列的列的情况下的符号,是1以上n以下的整数。
如图2所示,各像素电路110具有N沟道型的晶体管130、140、电容元件135、137和发光元件150。此处,各像素电路110如果从电学的角度来看是相互相同的构成,所以以位于i行j列的像素电路为代表进行说明。
在i行j列的像素电路110中,晶体管130、140例如是通过低温多晶硅工艺形成的薄膜晶体管。其中,晶体管130是作为开关晶体管发挥功能的部件,栅极与第i行的扫描线112电连接,而漏极与第j列的数据线114电连接,并且其源极与电容元件135的一端和晶体管140的栅极分别连接。电容元件135的另一端与晶体管140的源极、电容元件137的一端以及发光元件150的阳极分别电连接。电容元件135是作为对晶体管140的栅极以及源极间的电压进行保持的第1电容发挥功能。
另一方面,晶体管140的漏极与第i行的电源线116连接。另外,电容元件137的另一端与第i行的供电线117连接。电容元件137作为被电插入在晶体管140的源极与供电线117之间的第2电容发挥功能。
为了方便起见,在i行j列的像素电路110中,将晶体管130的漏极记为大写字母D,将晶体管140的栅极(晶体管130的源极以及电容元件135的一端)记为小写字母g。
另外,将晶体管140的漏极(电源线116)记为小写字母d,将晶体管140的源极(电容元件137的一端以及发光元件150的阳极)记为小写字母s。
发光元件150的阴极遍及像素电路110地与被保持为电位Vct的共用电极118共同连接。发光元件150是以相互对置的阳极与阴极夹持由有机EL材料构成的发光层的构造的OLED,以与从阳极朝向阴极流动的电流相应的亮度发光。此外,由于是上述构造,所以发光元件150的阳极与阴极之间产生电容分量152。
在图2中,Gw(i)、Gw(i+1)分别表示供给给第i、第(i+1)行的扫描线112的扫描信号。Vel(i)、Vel(i+1)分别表示供给给第i、第(i+1)行的电源线116的信号,Vrmp(i)、Vrmp(i+1)分别表示供给给第i、第(i+1)行的供电线117的灯信号。另外,Vd(j)、Vd(j+1)分别表示供给给第j、第(j+1)列的数据线114的数据信号。
另外,在本实施方式中,晶体管140的栅极以及源极被相邻的数据线114隔离,后面对该构造的详细进行叙述。
参照图3,对电光学装置1的动作进行说明。图3是用于说明电光学装置1中的各部分的动作的图。
如该图所示,扫描线驱动电路210按照控制电路200的控制,切换扫描信号Gw(1)~Gw(m)的电位,在1帧中按每1水平扫描期间(H)依次扫描第1~第m行的扫描线112。
1水平扫描期间(H)中的动作在各行的像素电路110中是共通的。于是,以下,在扫描了第i行的扫描线112时,主要着眼于该第i行中的第j列的像素电路110进行说明。
在本实施方式中,各扫描线112的扫描期间如果大致区别,按时间的顺序分为初始化期间、设置期间以及写入期间。其中,初始化期间以及设置期间在时间上连续,设置期间以及写入期间在时间上不连续。
此处,扫描线驱动电路210按照控制电路200的控制,输出如下那样的扫描信号Gw(i)。即、扫描线驱动电路210在第i行的扫描线112的扫描期间使扫描信号Gw(i)在初始化期间以及设置期间设为H电平,在从设置期间的结束时至写入期间的开始时为止的期间设为L电平,在写入期间再次设为H电平,在从写入期间的结束时至下一个帧中的第i行的初始化期间之前设为L电平。
电源线驱动电路220按照控制电路200的控制,分别输出如下那样的信号Vel(i)以及灯信号Vrmp(i)。
即、电源线驱动电路220将供给给第i行的电源线116的信号Vel(i)在初始化期间设为第1电源电位亦即电位Vel_L,在设置期间以后,设为第2电源电位亦即电位Vel_H。此外,图3中,电位Vel(i)从电位Vel_H转变为电位Vel_L的时刻作为初始化期间的开始时,但是在使发光元件150的发光期间变短的目的下,也存在使在与初始化期间相比更靠前的时刻转变为电位Vel_L的情况。
另外,电源线驱动电路220使供给给第i行的供电线117的灯信号Vrmp(i)在从第i行的扫描线112的扫描期间的开始时至结束时为止,从电位Vx直线地减少至电位Vref(Vx>Vref)。此外,电位Vx与电位Vref的差实际上很微小,灯信号Vrmp(i)的电位减少对像素电路110的各部分带来的影响是能够忽略的。
数据线驱动电路230按照控制电路200的控制,分别向对应的数据线114供给如下那样的数据信号Vdl(1)~Vd(n)。
即、数据线驱动电路230使数据信号Vdl(1)~Vd(n)在遍及初始化期间、设置期间、和从该设置期间的结束时起至经过了时间T的时刻Ts为止的期间,一齐设为初始化电位Vofs,从时刻Ts至下一第(i+1)行的扫描线112的扫描期间开始为止,设为与被指定给对应于第i行和第1~第n列的交叉的像素的灰度数据相应的电位。
因此,如图3所示,例如供给给第j列的数据线114的数据信号Vd(j)从初始化期间的开始时至时刻Ts为止的期间成为初始化电位Vofs,在从时刻Ts至下一第(i+1)行的扫描线112的扫描期间开始为止的期间,成为与被指定给i行j列的像素电路110的灰度数据相应的电位Vsig。
另外,在第i行的初始化期间,因为扫描信号的电位Gw(i)转变为H电平,晶体管130导通,所以晶体管140的栅极g成为与数据线114电连接的状态。在初始化期间,因为供给给数据线114的数据信号Vd(j)是电位Vofs,所以栅极g也成为电位Vofs。
另一方面,供给给第i行的电源线116的信号Vel(i)是电位Vel_L。在本实施方式中,设定为从电位Vofs减少了电位Vel_L的差量电压(Vofs-Vel_L)远远超过晶体管140的阈值电压Vth_tr。
因此,在初始化期间,晶体管140成为驱动状态,所以该晶体管140的源极s(发光元件150的阳极)被初始化为电位Vel_L。
因此,晶体管140的栅极g以及源极s间的电压,即、通过电容元件135保持的电压被初始化为电位Vofs与电位Vel_L的差量电压。
此外,因为以电位Vel_L与共用电极118的电位Vct的电位差成为低于发光元件150的发光阈值电压Vth_oled那样的值的方式设定该电位Vel_L,所以在初始化期间,发光元件150是截止状态(非发光状态)。
接下来,在第i行的设置期间,扫描信号Gw(i)继续是H电平,所以晶体管130的导通状态继续的结果,晶体管140的栅极g维持初始化电位Vofs。
在设置期间的开始时,因为信号Vel(i)转变为高位侧的电位Vel_H,所以电流从电源线116流向晶体管140的漏极d、源极s的结果为,该源极s的电位开始上升。在晶体管140中,栅极g被维持在初始化电位Vofs,所以栅极、源极间的电压缓缓逐渐减少。
此时,因为灯信号Vrmp(i)的电位随时间推移而变化,所以流过晶体管140的漏极d、源极s间的电流向发光元件150侧与电容元件137侧这两侧分支。
其中,在发光元件150侧流动的电流流向发光元件150的电容分量152,对该电容分量152开始充电。若该充电不久就结束,则在晶体管140的漏极d、源极s间流动的电流不流向发光元件150侧而只流向电容元件137侧。
另一方面,将流向电容元件137侧的电流称为设置电流,在本实施方式中,灯信号Vrmp(i)的电位是直线地减少,且减少率是一定的。因此,电容分量152的充电结束后,按电源线116→漏极d→源极s→电容元件137这样的路径流动的设置电流几乎一定。
在设置期间的结束时,晶体管140的栅极、源极间的电压与该设置电流在晶体管140中流动所需的电压Vgs1几乎相等。因此,晶体管140的源极s被设定为比初始化电位Vofs(栅极g的电位)低电压Vgs1的电位(Vofs-Vgs1)。在本实施方式中,该电位(Vofs-Vgs1)与电位Vct的差,即、发光元件150的两端电压被设定为低于发光元件150的发光阈值电压Vth_oled。因此,即使在设置期间,发光元件150也成为非发光状态。
此外,电压Vgs1由以下的式(1)表示。
Vgs1=Vth_tr+Va …(1)
在式(1)中,Vth_tr为晶体管140的阈值电压,Va为与设置电流相应的电压。因此,在设置期间,晶体管140的栅极、源极间的电压也能够被设置为与该晶体管140的阈值电压对应的电压。
接着,若第i行的设置期间结束,则扫描信号Gw(i)转变为L电平,所以晶体管140成为截止状态,晶体管140的栅极g成为浮置(高阻抗)状态。
另一方面,即使设置期间结束,灯信号Vrmp(i)的电位也直线地减少,所以设置电流在电容元件137中继续流动。
此处,晶体管140的迁移率μ越大,在该晶体管140流动的电流的值越大,源极的电位的上升量也越大。相反,迁移率μ越小,在晶体管140流动的电流的值越小。换言之,迁移率μ越大,晶体管140的栅极、源极间的电压的减少量(负反馈量)越大,另一方面,迁移率μ越小,栅极、源极间的电压的减少量(负反馈量)越小。由此,成为即使晶体管140的迁移率μ按每个像素电路110而不同,其不同也被补偿的构成。
如图3所示,在本实施方式中,从设置期间的结束至经过了时间T的时刻Ts,供给给第j列的数据线114的数据信号Vd(j)从初始化电位Vofs变化为与灰度数据相应的电位Vsig。
在第i行的写入期间,扫描信号的电位Gw(i)再次转变成H电平,晶体管130导通,因此晶体管140的栅极g成为与数据线114电连接的状态的结果为,成为数据信号Vd(j)的电位Vsig。因此,由于与该电位Vsig相应的电流从晶体管140的漏极d朝向源极s流,所以源极s的电位上升。
另一方面,灯信号Vrmp(i)的电位继续减少,所以电流在电容元件137流动。如果是那样,在晶体管140中从漏极d向源极s流的电流向电容元件135与电容元件137分支并流动。
此时,根据电位Vsig,在晶体管140流动的电流越大,流入电容元件135的电流越大,结果,晶体管140的源极s的电位上升量(即栅极、源极间的电压的减少量)也越大。
另外,如上述那样,补偿晶体管140的迁移率μ的动作在该写入期间也继续执行。
在写入期间结束时,晶体管140的栅极、源极间的电压(电容元件135的保持电压)被设定为反映出数据信号Vd(j)的电位Vsig、和晶体管140的特性(迁移率μ)的值。详细地,在写入期间结束时的晶体管140的栅极、源极间的电压Vgs2由以下的式(2)表示。
Vgs2=Vgs1+ΔV=Vth_tr+Va+ΔV …(2)
式(2)的ΔV成为与电位Vsig以及晶体管140的特性(迁移率μ)相应的值。
另外,在写入期间结束时,晶体管140的源极s的电位与电位Vct的差,即、发光元件150的两端电压被设定为低于发光元件150的发光阈值电压Vth_oled。因此,即使在写入期间,发光元件150也成为非发光状态。
若第i行的写入期间结束,则因为扫描信号的电位Gw(i)转变为L电平,所以晶体管140成为截止状态,栅极g成为浮置状态。另外,因为灯信号Vrmp(i)的电位减少也结束,在电容元件137流动的设置电流也变成0。
此处,因为电容元件135的两端电压(晶体管140的栅极、源极间的电压)被维持为写入期间的终点时的电压Vgs2,所以与该电压Vgs2相应的电流在晶体管140流动的结果,源极s的电位随时间推移而上升。因为在晶体管140中,栅极g是浮置状态,所以该栅极g的电位与源极s的电位联动而上升。
结果,晶体管140的栅极、源极间的电压一直被维持为在写入期间的终点时所设置的电压Vgs2,源极s的电位随时间推移而上升。
在源极s的电位与电位Vct的差亦即发光元件150的两端电压超过了发光元件150的发光阈值电压Vth_oled的时刻,电流在发光元件150开始流动,其以与该电流相应的亮度开始发光。
现在,若假定晶体管140在饱和区域动作的情况,则在发光元件150流动的电流Iel由以下的式(3)的形式表现。此外,β是晶体管140晶体管的增益系数。
Iel=(β/2)(Vgs2-Vth_tr)2 …(3)
通过代入式(2),式(3)能够如下那样地变形。
Iel=(β/2)(Vth_tr+Va+ΔV-Vth_tr)2
=(β/2)(Va+ΔV)2
结果,由于在发光元件流动的电流Iel并不取决于晶体管140的阈值电压Vth_tr,所以即使阈值电压Vth_tr按每个像素电路110而不同,其不同也被补偿,亮度的不均会被抑制。
然而,在本实施方式中,在第i行的扫描期间,从设置期间结束时至写入期间开始时为止扫描信号Gw(i)都是L电平,晶体管130截止,所以晶体管140的栅极成为浮置状态。
此处,在时刻Ts,数据线114从初始化电位Vofs变动为电位Vsig,所以该电位变动经由寄生电容(图示省略)分别传播给晶体管140的栅极g以及源极s,在设置期间结束时使晶体管140的栅极、源极间所设置的电压Vgs1发生变动。因此,成为导致显示斑、纵条等的产生、使显示品质较大地降低的重要因素。
于是,在本实施方式中,如下那样地构成像素电路110,很难受到数据线114的电位变动的影响。
参照图4~图6,对该像素电路110的构造进行说明。
图4是表示在纵以及横方向上相互相邻的4个像素电路110的构成的俯视图,图5是以图4中的D-d线剖开的局部剖视图,图6是表示以图4中的E-e线剖开的局部剖视图。
此外,图4是表示从观察侧俯视顶部发光构造的像素电路110的情况下的配线构造,但为了简单化,省略发光元件150中的像素电极(阳极)以后被形成的构造体。图5以及图6表示至发光元件150的像素电极为止,省略以后的构造体。另外,针对以下的各图,为了使各层、各部件、各区域等成为可识别的大小,存在使比例尺不同的情况。
首先,如图5所示,在成基础的基板体2,通过呈岛状地图案成形多晶硅层,从而分别设置半导体130a、140a。半导体130a是构成晶体管130的基体,半导体140a是构成晶体管140的基体。此处,半导体130a形成为俯视时如图4所示,在沿着后面形成的扫描线112的横方向上长边延伸的矩形。另一方面,半导体140a形成为俯视时在沿着后面形成的数据线114的纵向上长边延伸的矩形。
如图5以及图6所示,以几乎覆盖半导体130a、140a的整个面的方式设置栅极绝缘膜10。通过在栅极绝缘膜10的表面,图案成形由钼、多晶硅等构成的栅极配线层,从而分别设置扫描线112以及栅电极21。
图4中,扫描线112沿横方向延伸,并且在每个像素电路110具有朝向图中的下方向分支出的部分,该分支部分与半导体130a的中央部重叠。半导体130a中的与扫描线112的分支部分重叠的区域成为沟道区域130c(参照图5)。此外,在图5中相对于半导体130a中的沟道区域130c,左方向是漏极区域130d,右方向是源极区域130s。
另一方面,俯视时如图4所示,栅电极21成为不具有四角框中的左边而使上边、右边以及下边为一体的形状。其中,下边与半导体140a的中央部重叠。半导体140a中的与栅电极21的下边重叠的区域成为沟道区域140c(参照图5)。在图5中,相对于半导体140a中的沟道区域140c,左方向是源极区域140s,右方向是漏极区域140d。
在图5以及图6中,以覆盖扫描线112、栅电极21或者栅极绝缘膜10的方式形成第1层间绝缘膜11。通过在第1层间绝缘膜11的表面图案成型铝等的导电性的配线层,而分别形成中继电极41、42、43、44a、44b以及电源线116。
其中,中继电极41经由在第1层间绝缘膜11以及栅极绝缘膜10分别开设的接触孔(通孔)31与漏极区域130d连接。
此外,图4中,在不同种类的配线层彼此重叠的部分中,在“□”标记中标注“×”标记的部分是接触孔。
在图5中,中继电极42的一端经由在第1层间绝缘膜11以及栅极绝缘膜1分别开设的接触孔32与源极区域130s连接,另一方面中继电极42的另一端经由在第1层间绝缘膜11开设的接触孔33与栅电极21连接。
中继电极43经由在第1层间绝缘膜11以及栅极绝缘膜10分别开设的接触孔34与源极区域140s连接。此处,俯视时如图4所示,中继电极43是使覆盖栅电极21的三边中的上边那样的长方形部分、和从该长方形部分的左端朝向下侧突出的电极部分43a为一体的形状。因此,中继电极43俯视时与栅电极21的一部分重叠,并且作为与晶体管140的源极连接的第1中继电极发挥功能。另外,如图5所示,电容元件135成为以栅电极21与中继电极43夹持第1层间绝缘膜11的构成。
中继电极44a以第j列来说,俯视时如图4所示,被设置在后面形成的第j列的数据线114与中继电极43之间,且形成为长边沿纵向延伸的矩形。
中继电极44b同样以第j列来说,俯视时如图4所示,被设置在第(j+1)列的数据线114与栅电极21之间,且形成为长边沿纵向延伸的矩形。
电源线116在图4中沿横方向延伸,并且在每个像素电路110具有朝向图中的上方向分支出的部分。该分支出的部分的前端经由在第1层间绝缘膜11以及栅极绝缘膜10分别开设的接触孔35与漏极区域140d连接(参照图5)。
在图5以及图6中,以覆盖中继电极41、42、43、44a、44b、电源线116或者第1层间绝缘膜11的方式形成第2层间绝缘膜12。通过在第2层间绝缘膜12的表面图案成形铝等的导电性的配线层,分别形成中继电极61、62以及供电线117。
其中,中继电极61经由在第2层间绝缘膜12开设的接触孔51与中继电极41连接。中继电极62经由在第2层间绝缘膜12开设的接触孔52与中继电极43连接。
俯视时在图4中,供电线117在晶体管140与电源线116之间沿横方向延伸,并且在每个像素电路110具有朝向图中的上方向分支出的电极部分117a、117b。
其中,电极部分117a以覆盖中继电极44a以及电极部分43a的方式形成,并且,经由在第2层间绝缘膜12开设的多个接触孔53a与中继电极44a连接(参照图6)。
另外,电容元件137虽然未特别图示,但成为以中继电极43的电极部分43a与电极部分117a夹持第2层间绝缘膜12的构成。
另一方面,电极部分117b以覆盖中继电极44b的方式形成,并且经由在第2层间绝缘膜12开设的多个接触孔53b与中继电极44b连接(参照图6)。因此,中继电极44b与供电线117电连接。
在图5以及图6中,以覆盖中继电极61、62、供电线117或者第2层间绝缘膜12的方式形成第3层间绝缘膜13。通过在第3层间绝缘膜13的表面图案成形铝等的导电性的配线层,分别形成数据线114、中继电极81a、81b、82。
其中,数据线114经由在第3层间绝缘膜13开设的接触孔71与中继电极61连接(参照图5)。因此,数据线114沿着中继电极61、中继电极41这样的路径与漏极区域130d连接。此处,俯视时如图4所示,数据线114沿与扫描线112的延伸方向垂直的纵向而形成。
俯视时如图4所示,中继电极81a以第j列来说,在第j列的数据线114与中继电极43、栅电极21之间以与中继电极44a以及电极部分117a重叠的方式形成。如图6所示,中继电极81a经由在第3层间绝缘膜13开设的多个接触孔73a与电极部分117a连接。因此,中继电极81a作为第2中继电极发挥功能。
此处,在剖开与第j列对应的中继电极81a附近观察时,形成如下那样的构造体。即、如图6所示,因为与中继电极43同层的中继电极44a经由接触孔53a与电极部分117a的下侧连接,与数据线114同层的中继电极81a经由接触孔73a与电极部分117a的上侧连接,所以形成使中继电极43、栅电极21与第j列的数据线114电隔离的构造体。
另一方面,俯视时如图4所示,中继电极81b以第j列来说,在第(j+1)列的数据线114与中继电极42、栅电极21之间,以与中继电极44b以及电极部分117b重叠的方式形成。如图6所示中继电极81b经由在第3层间绝缘膜13开设的多个接触孔73b与电极部分117b连接。因此,中继电极81b也作为第2中继电极发挥功能。
此处,在剖开与第j列对应的中继电极81b附近进行观察时,形成如下那样的构造体。即、如图6所示,因为与中继电极42(43)同层的中继电极44b经由接触孔53b与电极部分117b的下侧连接,与数据线114同层的中继电极81b经由接触孔73b与电极部分117b的上侧连接,所以形成使中继电极42(43)、栅电极21与第(j+1)列的数据线114电隔离的构造体。
此外,中继电极44a由与中继电极43相同的配线层构成,因为俯视时与作为第2中继电极的中继电极81a重叠,所以作为第3中继电极发挥功能。中继电极44b也相同。
如图5所示,中继电极82经由在第3层间绝缘膜13开设的接触孔72与中继电极62连接。
以覆盖数据线114、中继电极81a、81b、82或者第3层间绝缘膜13的方式形成第4层间绝缘膜14。通过在第4层间绝缘膜14的表面对具有铝、ITO(Indium Tin Oxide)等的导电性的配线层进行图案成形,而形成发光元件150的阳极。该阳极是每个像素电路110的单独的像素电极,经由在第4层间绝缘膜14开设的接触孔92与中继电极82连接。因此,阳极(像素电极)沿着中继电极82、中继电极62以及兼作电容元件135的另一个电极的中继电极43这样的路径与源极区域140s连接。
图示省略作为电光学装置1的以后的构造,按每个像素电路110在阳极层叠有由有机EL材料构成的发光层,并且遍及各像素电路110设置共用的透明电极,即、作为阴极的共用电极118。由此,发光元件150成为以相互对置的阳极与阴极夹持发光层而成的OLED,以从阳极朝向阴极流动的电流相应的亮度发光,朝与基板体2相反方向观察(顶部发光构造)。除此之外,还设置有使发光层与大气隔离的密封材料等,但省略说明。
此外,图4中,省略发光元件150的阳极亦即像素电极的图示。因此,图4中的接触孔92只图示下层侧,所以与其他的接触孔区别的意思,只以“□”标记表现。
在本实施方式所涉及的电光学装置1中,在说到由设置了包括电极部分117a、117b的构造体带来的效果之前,对不具有这样的构造体的比较例的问题点进行说明。
图14是表示比较例所涉及的像素电路的构成的俯视图,图15是以图14中的K-k线剖开的局部剖视图。
如图14所示,在比较例中,不具有像图4所示的实施方式那样的中继电极81a(81b)、中继电极44a(44b),供电线117也不朝向图中的上方向分支。
因此,若数据线114的电位变动,则如图15所示,该电位变动传播至栅电极21、中继电极42、43。栅电极21是晶体管140的栅极g,中继电极42经由接触孔33与栅电极21连接,另外,中继电极43与晶体管140的源极区域连接。
因此,以某j列的像素电路110来观察时,不仅与自身对应的第j列,相邻的第(j+1)列的数据线114电位变动时,该电位变动都传播至栅电极21、中继电极42、43,使在晶体管140的栅极、源极间设置的电压变动,成为使显示品质较大地降低的重要因素。
与此相对,根据本实施方式,如图4或者图6所示,无论俯视还是剖视,栅电极21、中继电极43通过如下的构造体分别与第j列的数据线114隔离。即、使中继电极81a、从供电线117分支的电极部分117a、和中继电极44a通过接触孔73a、53a电连接,且成为相互同电位的构造体。此外,中继电极81a、电极部分117a、中继电极44a中的任意一个都能得到隔离效果,但通过这些的二者或者三者能够使隔离效果提高。
同样,栅电极21、中继电极42、43通过无论俯视还是剖面观察,都使中继电极81b、从供电线117分支的电极部分117b、和中继电极44b通过接触孔73b,53b电连接,且成为相互同电位的构造体,而分别与分别相邻亦即第(j+1)列的数据线114隔离(shield)。此外,中继电极81b、电极部分117b、中继电极44b中的任意一个都能得到隔离效果,但通过这些的二者或者三者能够使隔离效果提高这一点也相同。
这样,在本实施方式中,即使第j列以及第(j+1)列的数据线114的电位变动,该电位变动也很难传播至栅电极21、中继电极42、43,所以能够防止显示品质的降低。
本发明并不限于上述的实施方式,能够进行如下的应用、变形。
图7是表示应用方式(其1)所涉及的像素电路110的构成的俯视图,图8是以图7中的F-f线剖开的局部剖视图。
如这些图所示,也可以构成为延伸配置从供电线117分支出的电极部分117a直至俯视时与栅电极21重叠。若这样地构成,则以j列的像素电路110观察时,因为使栅电极21、中继电极43与第j列的数据线114隔离的面积扩大,所以能够更可靠地防止显示品质的降低。
此外,该构成中,若设为只单纯地延伸配置电极部分117a的构成,则中继电极43与电极部分117的重叠面积扩大,电容元件137的电容与图4所示的构成比较增加。于是,使电极部分43a中的在图7中的横方向的宽度比图4变狭窄,实现平衡。
然而,中继电极81a、81b由与数据线114相同的导电层构成,所以需要与数据线114电独立而形成。另一方面,因为供电线117、中继电极44a、44b分别由与数据线114不同的导电层构成,所以只要与由相同的导电层构成的其他的中继电极、其他的配线电独立,即使俯视时与数据线114交叉也没有问题。
因此,也可以如图9所示的应用方式(其2)那样,对于供电线117来说在与数据线114的交叉部分不必切开,而图案成形。另外,对于中继电极44a、44b来说,也可以一体化来作为中继电极44。
另外,在实施方式中,接触孔53a、53b、73a、73b分别是多个,例如如图10所示的应用方式(其3)那样,也可以遍及标注了阴影线的区域连续地形成。若这样形成,则能够更可靠地抑制数据线114的电位变动通过接触孔的缝隙传播至中继电极42、43、栅电极21。
在实施方式中,供给供电线117的灯信号的电位直线地减少,但并不局限于此,向供电线117输出的电位的变化的方式是任意的。例如向供电线117输出的电位的波形也可以是曲线状。总之,向供电线117输出的电位只要在晶体管140流动设置电流,且从设置期间至写入期间随时间经过而变化即可。另外,如果不重视迁移率的补偿,则无需流动设置电流,因此可以成为使供电线117为恒定电位的构成,即、成为供给DC的构成也可以。
通过构成像素电极(阳极)的配线层,或者位于与该配线层相比更靠与基板体2相反的方向的上层侧的配线层图案成形扫描线112的情况下,可以成为在该扫描线与晶体管140的栅极、源极之间,不管俯视还是剖面观察都以重叠的方式图案成形供电线117的构成。根据该构成,能够抑制供给给扫描线112的扫描信号的电位变动传播至晶体管140的栅极、源极。
作为发光元件150,除了OLED之外,还可以应用无机EL元件、LED(Light Emitting Diode)元件等以与电流相应的亮度发光的元件。
接下来,举例对使用了实施方式所涉及的电光学装置1的电子设备进行说明。
图11是表示作为将上述的实施方式所涉及的电光学装置1应用在显示装置的电子设备(其1)的个人计算机的外观的图。个人计算机2000具备作为显示装置的电光学装置1和主体部2010。在主体部2010设置有电源开关2001以及键盘2002。
在电光学装置1中,在发光元件150使用了OLED的情况下,能够显示可视角大、容易看到的画面。
图12是表示作为将实施方式所涉及的电光学装置1应用在显示装置的电子设备(其2)的移动电话机的外观的图。移动电话机3000除了多个操作按钮3001与方向键3002等之外,还具备听筒3003、话筒3004、和上述的电光学装置1。通过操作方向键3002,使在电光学装置1所显示的画面滚动。
图13是表示作为将实施方式的电光学装置1应用在显示装置的电子设备(其3)的移动信息终端(PDA:Personal Digital Assistants)的外观的图。移动信息终端4000除了多个操作按钮4001与方向键4002等之外,还具备上述的电光学装置1。在移动信息终端4000通过规定的操作,在电光学装置1显示地址簿、时间表等各种信息,并且显示的信息根据方向键4002的操作而滚动。
此外,作为应用本发明所涉及的电光学装置的电子设备,除了从图11~图13所示的例子之外,还能够列举电视、车辆导航装置、寻呼机、电子笔记本、电子纸张、计算器、文字处理机、工作站、电视电话、POS终端、打印机、扫描仪、影印机、视频播放器、具备了触摸面板的设备等等。特别是作为微显示器,能够列举头戴显示器、数码照相机或者摄像机的电子取景器等。
符号说明
1…电光学装置,21…栅电极,43、44a、44b、81a、81b…中继电极,110…像素电路,112…扫描线,114…数据线,116…电源线,117…供电线,118…共用电极,130…晶体管,135、137…电容元件,140…晶体管,150…发光元件,210…扫描线驱动电路,220…电源线驱动电路,230…数据线驱动电路,2000…个人计算机,3000…移动电话机,4000…移动信息终端。
Claims (7)
1.一种电光学装置,其特征在于,具有:
相互交叉的扫描线以及数据线;
像素电路,其与上述扫描线和上述数据线的交叉对应而设置,
上述像素电路具有:
驱动晶体管,其使与栅极以及源极间的电压相应的电流从漏极流向上述源极;
开关晶体管,其被电连接在上述驱动晶体管的栅极与上述数据线之间;
第1电容,其保持上述驱动晶体管的栅极以及源极间的电压;
发光元件,其阳极与上述驱动晶体管的源极连接,根据从该阳极朝向阴极流的电流发光;
第2电容,其一端与上述驱动晶体管的源极连接,另一端与供电线连接,
上述供电线包括电极部分,该电极部分由构成上述驱动晶体管的栅极的配线层与构成上述数据线的配线层之间的配线层构成,且俯视时位于上述数据线与上述驱动晶体管的栅极之间。
2.一种电光学装置,其特征在于,具有:
相互交叉的扫描线以及数据线;
像素电路,其与上述扫描线和上述数据线的交叉对应而设置,
上述像素电路具有:
发光元件;
驱动晶体管,其向上述发光元件供给电流;
开关晶体管,其被电连接在上述驱动晶体管的栅极与上述数据线之间;
第1电容,其用于保持上述驱动晶体管的栅极电位而设置;
第2电容,其一端与上述驱动晶体管的源极连接,另一端与供电线连接,
上述供电线包括如下的部分,即、由构成上述驱动晶体管的栅极的第1配线层、构成上述数据线的第2配线层以及设置在上述第1配线层与上述第2配线层之间的第3配线层中的至少一个层形成,且俯视时位于上述数据线与上述驱动晶体管的栅极之间。
3.根据权利要求2所述的电光学装置,其特征在于,
该电光学装置具备第1中继电极,该第1中继电极俯视时与构成上述驱动晶体管的栅极的栅电极的一部分重叠,且与上述驱动晶体管的源极电极连接,
上述供电线的电极部分俯视时与上述第1中继电极的一部分重叠,
上述第1电容是以上述栅电极与上述第1中继电极夹持第1层间绝缘膜而构成的,
上述第2电容是以上述第1中继电极与上述供电线的电极部分夹持第2层间绝缘膜而构成的。
4.根据权利要求3所述的电光学装置,其特征在于,
该电光学装置具备第2中继电极,该第2中继电极由构成上述数据线的配线层构成,且俯视时设置在上述数据线与上述栅电极之间,
上述第2中继电极经由接触孔与上述供电线的电极部分电连接。
5.根据权利要求4所述的电光学装置,其特征在于,
该电光学装置具备第3中继电极,该第3中继电极由与上述第1中继电极同一层构成,且俯视时与上述第2中继电极重叠,
上述第3中继电极经由接触孔与上述供电线的电极部分电连接。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的电光学装置,其特征在于,
在初始化期间,上述驱动晶体管的漏极的电位被设置为第1电源电位,并且经由上述数据线以及开关晶体管向上述驱动晶体管的栅极供给初始化电位,上述驱动晶体管的源极的电位被初始化,
在设置期间,上述电源线的电位被设置为第2电源电位,且在上述发光元件不发光的状态下,在上述驱动晶体管的栅极以及源极间保持与该驱动晶体管的阈值电压对应的电压,
在写入期间,经由上述数据线以及开关晶体管向上述驱动晶体管的栅极供给与灰度相应的电位,
至少从设置期间至写入期间设置电流在上述第2电容流动。
7.一种电子设备,其特征在于,
该电子设备具有权利要求1~6中任一项所述的电光学装置。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |