CN109074765B - 显示装置与电子设备 - Google Patents

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Abstract

[问题]为了提供一种具有改进的屏幕显示性能和高分辨率的显示装置。[解决方案]提供一种显示装置，其中驱动电路设置有：驱动晶体管，其控制发光部分；视频信号写入晶体管，其控制视频信号的写入；以及电容元件。驱动晶体管具有连接至电流源线的一个源极‑漏极区域、连接至发光部分及电容元件的第一节点的另一源极‑漏极区域、以及连接至电容元件的第二节点的栅电极。视频信号写入晶体管具有连接至数据线的一个源极‑漏极区域、连接至驱动晶体管的栅电极及电容元件的第二节点的另一源极‑漏极区域、以及连接至扫描线的栅电极。驱动晶体管与视频信号写入晶体管具有不同的载流子迁移率。

Description

显示装置与电子设备
技术领域
本公开涉及一种显示装置与电子设备。
背景技术
近年来，使用有机电致发光设备(在下文中，有时简单缩写为“有机EL设备”)的有机电致发光显示装置(在下文中，有时简单缩写为“有机EL显示装置”)引起关注。有机EL显示装置属于自发光类型，并且具有低功耗的特性，而且，甚至对于高清高速视频信号具有足够的响应率。因此，真实地促进了对有机EL显示装置的实际应用和产品商业化的发展(例如，参考专利文献1和2等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2013-44890号公报
专利文献2：特开2012-255874号公报
发明内容
本发明要解决的问题
通过促进驱动电路的微型化能实现有机EL显示装置的更高清晰度。因此，在促进驱动电路的微型化时，希望在不劣化屏幕的显示性能的情况下使得驱动电路微型化。
鉴于上述问题，本公开提出了一种新型并且改进的显示装置和电子设备，并且能实现屏幕的显示性能的提高与更高的清晰度。
问题的解决方案
根据本公开，提供一种显示装置，包括：多个发光设备，各自包括发光单元和用于驱动发光单元的驱动电路。驱动电路包括：驱动晶体管，被配置为控制发光单元；视频信号写入晶体管，被配置为控制视频信号的写入；以及电容元件。在驱动晶体管中，一个源极/漏极区域连接至电流源线，另一源极/漏极区域连接至发光单元及电容元件的第一节点，并且栅电极连接至电容元件的第二节点。在视频信号写入晶体管中，一个源极/漏极区域连接至数据线，另一源极/漏极区域连接至驱动晶体管的栅电极，并且栅电极连接至扫描线。驱动晶体管与视频信号写入晶体管的载流子迁移率不同。
此外，根据本公开，提供一种电子设备，包括：显示装置。
本发明的效果
如上所述，根据本公开，可以提供一种新的并且改进的显示装置和电子设备，并且能实现屏幕的显示性能的提高与更高的清晰度。
应注意，前文描述的效果没有必要的限制。利用或替代上述效果，可以实现在本说明书中描述的任意一种效果或从本说明书中掌握的其他效果。
附图说明
[图1]是示出驱动晶体管和视频信号写入晶体管的横截面实施例的说明图。
[图2]是示出根据本公开的实施方式的有机EL显示装置的配置例的说明图。
[图3]是示出像素阵列部分11的每个像素15的配置例的说明图。
[图4]是作为时序图的示出像素15的操作例的说明图。
[图5]是示出形成在像素15中的视频信号写入晶体管Tsig与驱动晶体管Tdrv的横截面的配置例的说明图。
[图6]是示出形成在像素15中的视频信号写入晶体管Tsig与驱动晶体管Tdrv的横截面的另一配置例的说明图。
[图7]是示出像素15的横截面实例的说明图。
[图8]是示出像素15的横截面实例的说明图。
[图9]是示出驱动晶体管Tdrv的电压电流特性的实施例的说明图。
[图10]是示出像素15的另一横截面实例的说明图。
具体实施方式
在下文中，将参考所附附图详细描述本公开的优选实施方式。应注意，在本说明书和所附附图中，以相同的参考标号表示具有大致相同功能和结构的结构元件，并且省去了这些结构元件的重复性说明。
应注意，将按照下列顺序给出描述。
1.本公开的实施方式
1.1.概况
1.2.显示装置与像素的配置例
1.3.像素的操作例
1.4.横截面实例
2.结论
<1.本公开的实施方式>
[1.1.概况]
首先，在详细描述本公开的实施方式之前，将描述本公开的实施方式的概况。
如上所述，近年来，使用有机EL设备的有机电致发光显示装置(在下文中，有时简单缩写为“有机EL显示装置”)引起了关注。有机EL显示装置属于自发光类型，并且具有低功耗的特性，而且，甚至对于高清高速视频信号，具有足够的响应率。因此，真实地促进了有机EL显示装置的实际应用与产品商业化的发展。
作为驱动有机EL显示装置的像素的一个驱动电路，对于一个像素，存在包括两个晶体管(包括用于驱动有机EL设备的驱动晶体管和用于写入视频信号的视频信号写入晶体管)的2Tr驱动电路。
当通过硅半导体过程在硅晶片上形成有机EL显示装置的驱动电路时，微型化变得更容易。当驱动电路能被微型化时，能够实现有机EL显示装置的更高清晰度。另一方面，在使用n沟道型的金属氧化物半导体(MOS)晶体管作为驱动晶体管并且安装p型阱来稳定驱动晶体管的操作的情况下，当有机EL设备发射光时，驱动晶体管的源极电势也上升。当驱动晶体管的源极电势上升时，p型阱与驱动晶体管的电势也上升。当p型阱与驱动晶体管的电势也上升时，驱动晶体管的电流由于所谓的衬底偏置效应而减小。当驱动晶体管的电流减小时，有机EL设备的亮度下降。
鉴于上述内容，上述所述专利文献1公开了一种在位于掩埋的n型阱(形成在p型硅衬底中)内的p型阱中形成驱动晶体管，并且电连接驱动晶体管的源极与p型阱，用于抑制衬底偏置效应的技术。在该技术中，使抑制衬底偏置效应成为可能，因此，必须电隔离邻近的驱动电路之间的驱动晶体管的p型阱。
图1是示出驱动晶体管与视频信号写入晶体管的横截面实例的说明图。图1示出了在位于掩埋的n型阱(形成在p型硅衬底中)内的p型阱中形成驱动晶体管的实例。如图1中示出的，当n型阱形成在驱动晶体管的p型阱之间，用于电隔离邻近的驱动电路之间的驱动电路的p型阱时，驱动电路的微型化则变得困难。
当驱动电路被微型化时，必须减小用于确保形成n型阱区域的空间的驱动晶体管的尺寸。然而，例如，当栅极长度减小时，驱动晶体管的特性变化增加。驱动晶体管的特性变化的增加导致设置在相应的驱动电路中的有机EL设备的亮度变化增加，并且削弱了屏幕的均匀性。相应地，当在位于掩埋的n型阱(形成在p型硅衬底中)内的p型阱中形成驱动晶体管时，则变得难以实现驱动电路的微型化与屏幕的均匀性的增强。
此外，存在一种使用形成在单晶硅晶片(晶圆，wafer)上的MOS晶体管作为驱动晶体管的技术。然而，当使用形成在单晶硅晶片上的MOS晶体管作为驱动晶体管时，过度应用了迁移率校正，并且削弱了屏幕的均匀性。专利文献2公开了一种抑制由过度应用迁移率校正的现象而引起的显示不均匀性的技术。专利文献2公开了一种通过控制驱动晶体管的p型阱(背栅极)的电势而避免过度应用迁移率校正，以使得阈值电压变得更高的技术。然而，当提供控制衬底偏压的电路或端子时，防止了驱动电路的更高集成，即，防止了显示装置的更高清晰度。
因此，鉴于上述所述内容，本申请的公开一方认真地研究了一种能够在使用诸如有机EL设备等自发光设备的显示装置中实现屏幕的显示性能的提高与更高清晰度的技术。因此，本申请的公开一方最终设想了一种能够在使用下述所述自发光设备的显示装置中实现屏幕的显示性能的提高与更高清晰度的技术。
前文已经描述了本公开的实施方式的概况。
[1.2.显示装置与像素的配置例]
随后，将描述根据本公开的实施方式的有机EL显示装置的配置例。图2是示出根据本公开的实施方式的有机EL显示装置的配置例的说明图。下面将使用图2描述根据本公开的实施方式的有机EL显示装置的配置例。
应注意，在电路配置的下列描述中，将“电连接”简单地描述为“连接”，并且“电连接”并不局限于直接连接，并且包括经由另一晶体管(开关晶体管是典型的实施例)或另一电气元件(不局限于有源元件，并且可以是无源元件)建立的连接。
如图2中示出的，根据本公开的实施方式的有机EL显示装置1包括像素阵列部分11、光扫描仪12、驱动扫描仪13、以及水平选择器14。
在像素阵列部分11中，各自包括有机EL设备OLED的多个像素15二维地布置成矩阵。在有机EL显示装置1支持彩色显示器的情况下，用作形成彩色图像的单位的一个像素(单位像素)包括多个子像素，并且每个子像素与图2中的像素15对应。具体地，例如，在支持彩色显示的显示装置中，一个像素包括含发射红(R)光的子像素、发射绿(G)光的子像素、以及发射蓝(B)光的子像素的三个子像素。应注意，一个像素并不局限于RGB三种颜色的子像素的组合，并且一个像素能进一步包括除三种颜色的子像素之外的、另一种颜色的子像素或多种颜色的子像素。具体地，一个像素能额外地包括发射用于增强亮度的白(W)光的子像素，或一个像素能额外地包括发射用于说明颜色再现范围的互补颜色光的至少一个子像素。
在像素阵列部分11中，相对于像素15的m行和n列的阵列，沿着行方向(像素行上的像素的阵列方向)放置每个像素行的扫描线WS和电源线DS。进一步地，相对于像素15的m行和n列的阵列，沿着列方向(像素列上的像素的阵列方向)放置每个像素列的信号线16。
每个扫描线WS连接至光扫描仪12的对应行的末端。每个电源线DS连接至驱动扫描仪13的对应行的末端。
光扫描仪12包括顺次移位(传输)与时钟脉冲同步的起始脉冲的移位寄存器电路等。在将视频信号的信号电压写入像素阵列部分11的每个像素15中的情况下，光扫描仪12通过将写入扫描信号顺次供应至扫描线WS而逐行顺次地扫描像素阵列部分11的像素15(执行线序列扫描)。
驱动扫描仪13包括顺次移位与时钟脉冲同步的起始脉冲的移位寄存器电路等。在与由光扫描仪12执行的线序列扫描同步时，驱动扫描仪13将在第一电源电势Vccp与比第一电源电势Vccp更低的第二电源电势Vini之间切换的电源电势供应至电源线DS。通过切换第一电源电势Vccp与第二电源电势Vini之间的电源电势，执行每个像素15的发光状态与非发光状态的控制。
水平选择器14选择性地输出与从信号电源(未示出)供应的亮度信息对应的视频信号的信号电压Vsig、与参考电压Vofs。此处，参考电压Vofs是用作视频信号的信号电压Vsig的参考的电势(例如，与视频信号的黑色电平对应的电势)并且用于后面描述的阈值校正处理。
以通过光扫描仪12执行的扫描而选择的像素行为单位中，经由信号线16将从水平选择器14输出的信号电压Vsig和参考电压Vofs写入像素阵列部分11的每个像素15中。换言之，水平选择器14采用逐行写入信号电压Vsig的线序列写入的驱动模式。
上面已经使用图2描述了根据本公开的实施方式的有机EL显示装置1的配置例。随后，将描述像素阵列部分11中的每个像素15的具体配置例。
图3是示出根据本公开的实施方式的有机EL显示装置中的像素阵列部分11的每个像素15的配置例的说明图。下面将使用图3描述像素15的配置例。
如图3中示出的，像素15包括有机EL设备OLED、驱动晶体管Tdrv、视频信号写入晶体管Tsig、保持电容Cs、以及辅助电容Cel。
在有机EL设备OLED中，阴极电极连接至共同放置全部像素15的电源线DS。此外，用于驱动有机EL设备OLED的驱动电路包括驱动晶体管Tdrv、视频信号写入晶体管Tsig、保持电容Cs、以及辅助电容Cel。
在驱动晶体管Tdrv中，一个电极(源/漏电极)连接至有机EL设备OLED的阳极电极，并且另一电极(源/漏电极)连接至电源线DS。此外，驱动晶体管Tdrv的背栅极接地。
在视频信号写入晶体管Tsig中，一个电极(源/漏电极)连接至信号线16，并且另一电极(源/漏电极)连接至驱动晶体管Tdrv的栅电极。此外，视频信号写入晶体管Tsig的栅电极连接至扫描线WS。
在驱动晶体管Tdrv与视频信号写入晶体管Tsig中，一个电极是指电连接至源极/漏极区域的金属线，并且另一电极是指电连接至漏极/源极区域的金属线。此外，根据一个电极与另一电极之间的电势关系，一个电极能用作源电极或漏电极，并且另一电极能用作漏电极或源电极。
在本实施方式中，使用载流子迁移率不同的晶体管作为驱动晶体管Tdrv和视频信号写入晶体管Tsig。例如，使用在硅(Si)半导体衬底上形成的MOS晶体管作为视频信号写入晶体管Tsig，并且使用薄膜晶体管(TFT)作为驱动晶体管Tdrv，并且分别使用两个晶体管。在本实施方式中，例如，使用n沟道类型的MOSTFT作为视频信号写入晶体管Tsig。应注意，视频信号写入晶体管Tsig的导电类型可以是p沟道类型。
在Si半导体衬底上形成的MOS晶体管具有这样一种特征，即，与使用多晶或非晶TFT的情况相比较，沟道迁移率更高并且特性变化更小。在根据本实施方式的有机EL显示装置1中，通过使用在Si半导体衬底上形成的MOS晶体管作为视频信号写入晶体管Tsig，由于上述所述特征，能在保持其质量为高质量的同时将来自外面面板的视频信号输入至驱动晶体管Tdrv的栅极端子。
另一方面，因为本体区域处于电浮动状态，所以TFT具有不受衬底偏置效应影响的特征。相应地，在根据本实施方式的有机EL显示装置1中，通过使用TFT作为驱动晶体管，能够抑制因衬底偏置效应而引起的驱动电流的下降，即，能够抑制显示装置的亮度的恶化。进一步地，与单晶Si-MOS晶体管相比较，因为TFT具有更低的沟道迁移率，所以在图3示出的像素15中，不应用上述所述过度的迁移率校正，并且也不削弱屏幕的均匀性。在本实施方式中，驱动晶体管Tdrv形成为具有比视频信号写入晶体管Tsig的载流子迁移率更低的载流子迁移率。在图3示出的像素15中，通过形成为具有比视频信号写入晶体管Tsig的载流子迁移率更低的载流子迁移率的驱动晶体管Tdrv，根据本实施方式的有机EL显示装置1能够实现屏幕的显示性能的提高。
在保持电容Cs中，一个电极(第一节点)连接至驱动晶体管Tdrv的另一源极/漏极区域与有机EL设备OLED的阳极设备，并且另一电极(第二节点)连接至驱动晶体管Tdrv的栅电极与视频信号写入晶体管Tsig的源极/漏极区域。
在辅助电容Cel中，一个电极连接至有机EL设备OLED的阳极电极，并且另一电极连接至电源线DS。通过用作等效电容的辅助设备，辅助电容Cel被设置成用于相对于保持电容Cs增加视频信号的写入增益，以补偿有机EL设备OLED的等效电容的电容短缺量。
应注意，图3示出了辅助电容Cel的另一电极连接至电源线DS的配置，但是，辅助电容Cel的另一电极的连接目的地并不局限于电源线DS，并且仅要求连接目的地是具有固定电视的节点。通过将辅助电容Cel的另一电极连接至具有固定电势的节点，能够补偿有机EL设备OLED的电容短缺量，并且能够增加相对于保持电容Cs的视频信号的写入增益。
前文已经使用图3描述了像素15的具体配置例。随后，将描述有机EL显示装置1的像素15的操作例。
[1.3.像素的操作例]
图4是示出作为时序图的根据本公开的实施方式的有机EL显示装置1的像素15的操作例的说明图。下文将使用图4描述根据本公开的实施方式的有机EL显示装置1的像素15的操作例。
在图4示出的时序图中，示出了电源线DS的电势、扫描线WS的电势、信号线16的电势(Vsig/Vofs)、图3中的像素15的驱动晶体管Tdrv的栅极电势Gate、以及驱动晶体管Tdrv的源极Source的相应变化。
在图4中，时间t0之前的周期是先前显示帧(先前帧(前一帧，previous frame))中的有机EL设备OLED的发光周期。在先前帧的发光周期中，电源线DS的电势处于第一电源电势(在下文中，称之为高电势)Vccp，并且此外，视频信号写入晶体管Tsig处于非导电状态。
此处，驱动晶体管Tdrv被设计成在饱和区域中操作。因此，通过驱动晶体管Tdrv将与驱动晶体管Tdrv的栅极-源极电压Vgs对应的驱动电流(漏极-源极电流)Ids从电源线DS供应至有机EL设备OLED。因此，有机EL设备OLED发射具有与驱动电流Ids的电流值对应的亮度的光。
在时间t0，显示帧移位至线序列扫描的新显示帧(当前帧)。当以Vth表示驱动晶体管Tdrv的阈值电压时，电源线DS的电势从高电势Vccp切换至第二电源电势(在下文中，称之为低电势)Vini(相对于信号线16的参考电压Vofs，充分低于Vofs-Vth)。
此处，以Vthel表示有机EL设备OLED的阈值电压，并且以Vcath表示共同电源线的电势(阴极电势)。此时，当将低电势Vini设置成满足Vini<Vthel+Vcath时，源极的电势变得大致等于低电势Vini。因此，有机EL设备OLED进入反偏置状态并且熄灭。
随后，在时间t1，通过从低电势侧移位至高电势侧的扫描线WS的电势，视频信号写入晶体管Tsig进入导电状态。此时，因为参考电压Vofs从水平选择器14被供应至信号线16，所以栅极的电势变成参考电压Vofs。此外，源极的电势是充分低于参考电压Vofs的电势，即，处于低电势Vini。
此外，此时，驱动晶体管Tdrv的栅极-源极电压Vgs变成Vofs-Vini。此处，因为只有Vofs-Vini大于驱动晶体管Tdrv的阈值电压Vth时，才能执行后面描述的阈值校正处理，所以必须设置满足Vofs-Vini>Vth的关系。
以这种方式，通过将栅极的电势固定至参考电压Vofs而执行初始化并且将源极的电势固定至低电势Vini的处理是执行后面描述的阈值校正处理(Vth校正)之前而执行的准备处理(阈值校正准备)。
随后，在时间t2，当电源线DS的电势从低电势Vini切换至高电势Vccp时，在参考电压Vofs下维持栅极的电势的状态下开始阈值校正处理(Vth校正)。换言之，源极的电势开始朝向通过从栅极的电势减去驱动晶体管Tdrv的阈值电压Vth而获得的电势上升。
当阈值校正处理进行时，驱动晶体管Tdrv的栅极-源极电压Vgs最终收敛至驱动晶体管Tdrv的阈值电压Vth。保持电容Cs中保持了与阈值电压Vth对应的电压。
应注意，在执行阈值校正处理的周期(阈值校正周期)内，为了致使电流专门流至保持电容Cs侧，并且不流至有机EL设备OLED侧，将电势Vcath设置成电源线，以使得有机EL设备OLED进入截止状态。
随后，在时间t3，通过移位至低电势侧的扫描线WS的电势，视频信号写入晶体管Tsig进入非导电状态。此时，驱动晶体管Tdrv的栅电极进入与信号线16电隔离的浮动状态。然而，因为栅极-源极电压Vgs与驱动晶体管Tdrv的阈值电压Vth相等，所以驱动晶体管Tdrv处于截止状态。相应地，驱动电流Ids并不流至驱动晶体管Tdrv。
随后，在时间t4，信号线16的电势从参考电压Vofs切换至视频信号的信号电压Vsig。随后，在时间t5，通过移位至高电势侧的扫描线WS的电势，视频信号写入晶体管Tsig进入导电状态、取样视频信号的信号电压Vsig、并且将视频信号写入像素15中。
通过由视频信号写入晶体管Tsig执行信号电压Vsig的写入，栅极的电势变成信号电压Vsig。因此，在使用视频信号的信号电压Vsig驱动驱动晶体管Tdrv时，通过与保持在保持电容Cs中的阈值电压Vth对应的电压平衡驱动晶体管Tdrv的阈值电压Vth。
此时，有机EL设备OLED处于截止状态(高阻抗状态)。相应地，根据视频信号的信号电压Vsig从电源线DS流至驱动晶体管Tdrv的驱动电流Ids流至有机EL设备OLED的等效电容与辅助电容Cel。由此开始有机EL设备OLED的等效电容与辅助电容Cel的充电。
由于有机EL设备OLED的等效电容与辅助电容Cel被充电，源极的电势随着时间的前进而上升。此时，已经抵消了像素之间的驱动晶体管Tdrv的阈值电压Vth的变化，并且驱动晶体管Tdrv的驱动电流Ids变成与驱动晶体管Tdrv的迁移率μ相关的电流。应注意，驱动晶体管Tdrv的迁移率μ是形成驱动晶体管Tdrv的沟道的半导体薄膜的迁移率。
此处，假设保持电容Cs的保持电压(驱动晶体管Tdrv的栅极-源极电压)Vgs相对于视频信号的信号电压Vsig之比(即，写入增益)是1(理想值)。在这种情况下，由于源极的电势上升至Vofs-Vth+ΔV的电势，驱动晶体管Tdrv的栅极-源极电压Vgs变成Vsig-Vofs+Vth–ΔV。
换言之，源极的电势的上升量ΔV起作用，以从保持在保持电容Cs中的电压(Vsig-Vofs+Vth)中被减去，即，排放保持电容Cs中的充电电量。换言之，源极的电势的上升量ΔV用作应用于保持电容Cs的负反馈。相应地，源极的电势的上升量ΔV变成负反馈的反馈量。
以这种方式，通过使用与流入驱动晶体管Tdrv中的驱动电流Ids对应的反馈量ΔV向栅极-源极电压Vgs应用负反馈，能够抵消驱动晶体管Tdrv的驱动电流Ids的迁移率μ。处理是校正像素之间的驱动晶体管Tdrv的迁移率μ的变化的迁移率校正处理。
随后，在时间t6，通过移位至低电势侧的扫描线WS，视频信号写入晶体管Tsig进入非导电状态。由于与信号线16电隔离，驱动晶体管Tdrv的栅电极由此进入浮动状态。
此处，当驱动晶体管Tdrv的栅电极处于浮动状态时，通过连接在驱动晶体管Tdrv的栅极与源极之间的保持电容Cs，栅极的电势也随着源极的电势的变化而变化。
以这样的方式，驱动晶体管Tdrv的栅极电势随着源极电势的变化而变化的操作，即，在维持保持在保持电容Cs中的栅极-源极电压Vgs的同时，驱动晶体管Tdrv的栅极电势与源极电势上升的操作是所谓的引导程序操作。
由于驱动晶体管Tdrv的栅电极进入浮动状态，并且此时，由于驱动晶体管Tdrv的驱动电流Ids开始流入有机EL设备OLED，有机EL设备OLED的阳极电势上升。
因此，当有机EL设备OLED的阳极电势超过Vthel+Vcath时，驱动电流开始流入有机EL设备OLED，并且有机EL设备OLED开始发射光。此外，有机EL设备OLED的阳极电势的上升不亚于驱动晶体管Tdrv的源极电势的上升，即，源极的电势。因此，当源极的电势上升时，栅极的电势也通过保持电容Cs的引导程序操作而随着上升。
此时，在假设引导程序增益是1(理想值)的情况下，栅极的电势的上升量变得与源极的电势的上升量相等。相应地，在发光周期期间，驱动晶体管Tdrv的栅极-源极电压Vgs维持恒定处于Vsig-Vofs+Vth–ΔV。因此，在时间t7，信号线16的电势从视频信号的信号电压Vsig切换至参考电压Vofs。
在上述所述一系列电路操作中，在一个水平扫描周期(1H)内执行阈值校正准备、阈值校正、信号电压Vsig的写入(信号写入)、以及迁移率校正的相应处理操作。此外，在时间t5至t6的周期内同时执行信号写入和迁移率校正的相应处理操作。
上面已经使用图4描述了根据本公开的实施方式的有机EL显示装置1的像素15的操作例。随后，将描述根据本公开的实施方式的有机EL显示装置1的像素15的横截面的实施例。
[1.4.横截面实例]
如上所述，在根据本公开的实施方式的有机EL显示装置1的像素15中，使用形成在Si半导体衬底上的MOS晶体管作为视频信号写入晶体管Tsig，并且使用TFT作为驱动晶体管Tdrv，并且分别使用两个晶体管。
图5是示出根据本公开的实施方式的形成在有机EL显示装置1的像素15中的视频信号写入晶体管Tsig和驱动晶体管Tdrv的横截面的配置例的说明图。
视频信号写入晶体管Tsig以这样一种形式形成，即，源极/漏极区域111和112形成在Si衬底101中，并且栅电极114形成在栅极绝缘体膜115上，以被侧壁113包围。
另一方面，驱动晶体管Tdrv以这样一种方式形成，即，源极/漏极区域121和122形成在氧化膜102(形成在Si衬底101上)的上侧上，并且栅电极125形成在栅极绝缘体膜124上。
以这样的方式，通过使用形成在Si衬底101上的MOS晶体管作为视频信号写入晶体管Tsig并且使用TFT作为驱动晶体管Tdrv，根据本公开的实施方式的有机EL显示装置1变得可以实现更高的视频质量并且避免均匀性下降。
图6是示出根据本公开的实施方式的形成在有机EL显示装置1的像素15中的视频信号写入晶体管Tsig和驱动晶体管Tdrv的横截面的另一配置例的说明图。图6示出了在使用绝缘体上硅(SOI)衬底的情况下可获得的视频信号写入晶体管Tsig和驱动晶体管Tdrv的横截面实施例。
在使用SOI衬底的情况下，由形成在Si衬底101上的掩埋氧化膜103、形成在掩埋氧化膜103上的源极/漏极区域121和122、以及形成在栅极绝缘体膜124上的栅电极125形成驱动晶体管Tdrv。此外，由形成在掩埋氧化膜103上的源极/漏极区域111和112、以及形成在栅极绝缘体膜115上的被侧壁113包围的栅电极114形成视频信号写入晶体管Tsig。
应注意，在使用SOI衬底的情况下，仅要求视频信号写入晶体管Tsig的本体区域接地，以稳定操作，并且有意使得驱动晶体管Tdrv的本体区域处于浮动状态。为了降低驱动晶体管Tdrv的沟道迁移率，仅要求将不纯衬底(例如，氩(Ar)等)选择性地离子植入至形成驱动晶体管Tdrv的区域，从而制成SOI层非晶体，并且然后，形成如图6的驱动晶体管Tdrv。此外，为了降低驱动晶体管Tdrv的沟道迁移率，可以在选择性地移除形成驱动晶体管Tdrv的区域中的SOI层之后，形成用作驱动晶体管Tdrv的TFT。
以这样的方式，通过使用形成在Si衬底上的MOS晶体管作为视频信号写入晶体管Tsig并且使用TFT作为驱动晶体管Tdrv，在与使用阱隔离来电隔离驱动晶体管Tdrv与驱动晶体管Tdrv的方法相比较更小的空间中能够实现对驱动晶体管Tdrv的衬底偏置效应的抑制。
图7是示出像素15中的横截面实例的说明图，并且是示出视频信号写入晶体管Tsig与驱动晶体管Tdrv在水平方向上并排形成的情况的实施例的说明图。
如图7中示出的，视频信号写入晶体管Tsig与驱动晶体管Tdrv可以在水平方向上并排形成，但是，为了实现像素15的更高清晰度，视频信号写入晶体管Tsig与驱动晶体管Tdrv可以堆叠方式形成。换言之，视频信号写入晶体管Tsig可以形成在Si衬底上，并且驱动晶体管Tdrv可以形成为布线层(堆叠在视频信号写入晶体管Tsig的上侧上)中的TFT。
图8是示出根据本公开的实施方式的有机EL显示装置1的像素15的横截面实例的说明图。在图8示出的像素15中，视频信号写入晶体管Tsig形成在Si衬底101上，布线层间膜131、132、以及133形成在视频信号写入晶体管Tsig的上侧上，并且保持电容Cs和驱动晶体管Tdrv形成在形成有布线层间膜133的区域中。此外，在图8示出的像素15中，布线层间膜134、135、以及136形成在驱动晶体管Tdrv的上侧上，并且阳极电极151、有机材料层152、以及阴极电极153形成在布线层间膜135的上侧上。应注意，由阳极电极151、有机材料层152、以及阴极电极153形成有机EL设备OLED。
视频信号线(Vsig)16经由接触孔和接触过孔140连接至视频信号写入晶体管Tsig的一个源极/漏极区域，并且扫描线WS经由接触孔和接触过孔140连接至栅电极114。此外，电源线DS经由接触孔和接触过孔140连接至驱动晶体管Tdrv的一个源极/漏极区域121，并且保持电容Cs的一个电极161经由接触孔和接触过孔140连接至栅电极125。保持电容Cs的另一电极162连接至有机EL设备OLED的另一电极151。
通过在Si衬底上形成视频信号写入晶体管Tsig、并且在布线层(堆叠在视频信号写入晶体管Tsig的上侧上)中形成作为TFT的驱动晶体管Tdrv，变得即使驱动电路被微型化而获得更高清晰度，也无需减小晶体管的尺寸。相应地，通过按照图8中的堆叠方式形成视频信号写入晶体管Tsig和驱动晶体管Tdrv，根据本公开的实施方式的有机EL显示装置具有这样一种效果，即，能够避免由晶体管特性的变化而引起的均匀性恶化。
此外，通过在Si衬底上形成视频信号写入晶体管Tsig、并且在布线层(堆叠在视频信号写入晶体管Tsig的上侧上)中形成作为TFT的驱动晶体管Tdrv，还能够获得这样一种效果，即，变得不需要缩短驱动晶体管Tdrv的栅极长度。这是因为，如果驱动晶体管Tdrv的栅极长度变得更短，驱动晶体管Tdrv的电流则根据漏极电压而增加。
图9是示出驱动晶体管Tdrv的电压电流特性的实施例的说明图。在图9示出的曲线图中，折线指示理想电压电流特性的实施例，并且实线指示实际电压电流特性的实施例。理想上，即使驱动晶体管Tdrv的漏极-源极电压Vds下降至某一程度，驱动晶体管Tdrv的漏极电流Id也保持不变。然而，实际上，当驱动晶体管Tdrv的栅极长度变短时，因为漏极电流Id还随着驱动晶体管Tdrv的漏极-源极电压Vds下降，所以亮度恶化。
然而，通过拉长驱动晶体管Tdrv的栅极长度，能够将驱动晶体管Tdrv的电压电流特性带至更接近于理想状态。换言之，通过拉长驱动晶体管Tdrv的栅极长度，漏极电流Id并不由于电压Vds的下降而下降，并且能够避免亮度恶化。换言之，在接近恒定电流源的状态下，能够使用驱动晶体管Tdrv。
此外，在一些情况下，当视频信号写入晶体管Tsig与驱动晶体管Tdrv并排形成时，邻近的驱动电路可能由于形成在衬底内的PN结处的寄生电容或寄生漏出物而引起故障操作，并且可以显示与原先旨在输出的信息不同的信息。与此相反，在图8中，通过经由布线层间层131、132、以及133(例如，经由500nm以上的氧化膜)将视频信号布线晶体管Tsig与驱动晶体管Tdrv定位成彼此远离，能够避免该故障操作。
图8示出了使用金属绝缘体金属(MIM)电容器作为保持电容Cs的实施例，但是，可以使用金属绝缘体半导体(MIS)电容器作为保持电容Cs。
图10是示出根据本公开的实施方式的有机EL显示装置1的像素15的另一横截面实施例的说明图。图10中示出的像素15是使用MIS电容器作为保持电容Cs的实施例。与使用形成在布线层中的MIM电容器作为保持电容Cs的情况相比较，MIS电容器能减小电解质膜的膜厚度。例如，MIS电容器能将电解质膜制成具有10nm或更小的膜厚度的氧化膜。因此，视频信号写入晶体管Tsig的栅极氧化膜厚度与通过MIS电容器形成的保持电容Cs的绝缘体膜厚度可以不同。相应地，通过使用MIS电容器作为保持电容Cs，能够确保高电容具有较小的面积。
应注意，如图10中示出的，在并排形成视频信号写入晶体管Tsig与保持电容Cs的情况下，可以使用与视频信号写入晶体管Tsig相同的绝缘膜用于保持电容Cs并且用于保持电容Cs的更高电容，可以分别单独创建视频信号写入晶体管Tsig与保持电容Cs的电解质膜。
<2.结论>
如上所述，根据本公开的实施方式，提供一种使用载流子迁移率不同的晶体管作为驱动晶体管和视频信号写入晶体管的有机EL显示装置1，例如，使用诸如形成在单晶Si衬底上的MOS晶体管作为视频信号写入晶体管并且使用TFT作为驱动晶体管。
通过使用载流子迁移率不同的晶体管作为驱动晶体管和视频信号写入晶体管，根据本公开的实施方式的有机EL显示装置1能维持信号质量为高质量，并且此外，能在不引起亮度恶化的情况下，避免削弱因应用过度迁移率校正而引起的屏幕的不均匀性。
根据本公开的实施方式的有机EL显示装置1能经由布线层间膜通过堆叠方式形成载流子迁移率不同的驱动晶体管和视频信号写入晶体管。通过经由布线层间膜堆叠驱动晶体管和视频信号写入晶体管，能够拉长驱动晶体管的栅极长度，并且能在接近恒定电流源的状态下使用驱动晶体管Tdrv。此外，通过经由布线层间膜堆叠驱动晶体管和视频信号写入晶体管，能够抑制驱动晶体管与视频信号写入晶体管之间的耦合，并且能够避免显示与原先旨在输出的信息不同的信息的故障操作。
根据本公开的实施方式的有机EL显示装置1能安装在各种设备上。例如，根据本公开的实施方式的有机EL显示装置1能安装在诸如电势接收器、个人电脑、移动电话、精密的移动电话(智能电话)、平板类型的移动终端、便携式音乐播放器、游戏机、数字静态摄像机、数字视频摄影机等各种设备上、以及诸如腕表式计算机、头戴式计算机、以及悬垂式计算机等其他可佩带的计算机上。
上面已经参考所附附图描述了本公开的优选实施方式，然而，本公开并不局限于上述实施例。本领域技术人员可以发现落在所附权利要求书的范围内的各种更改与改造，并且应当理解的是，其自然落在本公开的技术范围内。
例如，在上面实施方式中，使用有机EL设备作为发光设备，但是，本技术并不局限于该实施例。例如，与上述实施方式相似，还是在使用诸如无机电致发光发光单元、LED发光单元、以及半导体激光发光单元等自发光类型的发光单元的显示装置中，可以受用载流子迁移率不同的晶体管作为驱动晶体管和视频信号写入晶体管。
进一步地，本说明书中描述的效果仅是示出性或例证的效果，并且并不受限制。即，利用或替代上述效果，根据本公开的技术可以从本说明书的描述中实现对本领域技术人员显而易见的其他效果。
此外，本技术还可以配置如下。
(1)一种显示装置，包括：
多个发光设备，各自包括发光单元和用于驱动发光单元的驱动电路；
其中，驱动电路包括
驱动晶体管，被配置为控制发光单元；
视频信号写入晶体管，被配置为控制视频信号的写入；以及
电容元件；
在驱动晶体管中，一个源极/漏极区域连接至电流源线，另一源极/漏极区域连接至发光单元及电容元件的第一节点，并且栅电极连接至电容元件的第二节点；
在视频信号写入晶体管中，一个源极/漏极区域连接至数据线，另一源极/漏极区域连接至驱动晶体管的栅电极及电容元件的第二节点，并且栅电极连接至扫描线；并且
驱动晶体管与视频信号写入晶体管的载流子迁移率不同。
(2)根据(1)所述的显示装置，其中，驱动晶体管的载流子迁移率低于视频信号写入晶体管的载流子迁移率。
(3)根据(1)所述的显示装置，其中，视频信号写入晶体管形成在硅半导体衬底上，并且使用薄膜晶体管作为驱动晶体管。
(4)根据(2)所述的显示装置，其中，驱动晶体管是n沟道型MOS晶体管。
(5)根据(2)或(3)所述的显示装置，其中，驱动晶体管形成在布线层中。
(6)根据(5)所述的显示装置，其中，驱动晶体管与视频信号写入晶体管形成在在水平方向上至少部分重叠的位置处。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的显示装置，其中，在电容元件中，使用驱动晶体管的源极/漏极区域作为第一节点，并且使用视频信号写入晶体管的源极/漏极区域作为第二节点。
(8)根据(7)所述的显示装置，其中，电容元件是金属绝缘体半导体(MIS)电容器。
(9)根据(8)所述的显示装置，其中，视频信号写入晶体管的栅极氧化膜厚度与MIS电容器的绝缘体膜厚度不同。
(10)一种电子设备，包括：
根据(1)至(9)中任一项所述的显示装置。
附图标记列表
1：有机EL显示装置
11：像素阵列部分
12：光扫描仪
13：驱动扫描仪
14：水平选择器
15：像素
16：信号线
32：电源线
101：Si衬底
102：氧化膜
103：掩埋氧化膜
111：源极/漏极区域
112：源极/漏极区域
113：侧壁
114：栅电极
115：栅极绝缘体膜
121：源极/漏极区域
122：源极/漏极区域
124：栅极绝缘体膜
125：栅电极
131：布线层间膜
132：布线层间膜
133：布线层间膜
134：布线层间膜
135：布线层间膜
136：布线层间膜
140：接触孔与接触过孔
151：阳极电极
152：有机材料层
153：阴极电极
161：电极
162：电极
Cs：保持电容
Cel：辅助电容
DS：电源线
Tdrv：驱动晶体管
Tsig：视频信号写入晶体管
WS：扫描线。

Claims (6)

1.一种显示装置，包括：
多个发光设备，每个所述发光设备包括发光单元和用于驱动所述发光单元的驱动电路；
其中，所述驱动电路包括
驱动晶体管，被配置为控制所述发光单元；
视频信号写入晶体管，被配置为控制视频信号的写入；以及
电容元件；
在所述驱动晶体管中，一个源极/漏极区域连接至电流源线，另一源极/漏极区域连接至所述发光单元及所述电容元件的第一节点，并且栅电极连接至所述电容元件的第二节点；
在所述视频信号写入晶体管中，一个源极/漏极区域连接至数据线，另一源极/漏极区域连接至所述驱动晶体管的所述栅电极及所述电容元件的所述第二节点，并且栅电极连接至扫描线；并且
所述驱动晶体管与所述视频信号写入晶体管的载流子迁移率不同，使用形成在硅衬底上的金属氧化物半导体晶体管作为所述视频信号写入晶体管，并且使用薄膜晶体管作为所述驱动晶体管，所述驱动晶体管形成在布线层中，
其中，所述驱动晶体管的栅电极、所述电容元件的电极和所述视频信号写入晶体管以堆叠的方式形成，所述驱动晶体管的所述栅电极形成在所述电容元件的电极和所述视频信号写入晶体管上方并至少部分与所述电容元件的电极和所述视频信号写入晶体管重叠。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述驱动晶体管的载流子迁移率低于所述视频信号写入晶体管的载流子迁移率。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，在所述电容元件中，将所述驱动晶体管的源极/漏极区域用作第一节点，并且将所述视频信号写入晶体管的源极/漏极区域用作第二节点。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述电容元件是金属绝缘体半导体电容器。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述视频信号写入晶体管的栅极氧化膜厚度与所述金属绝缘体半导体电容器的绝缘体膜厚度不同。
6.一种电子设备，包括：
根据权利要求1所述的显示装置。
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