JP2005128410A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 多数の画素がマトリクス状に配置された電気光学装置、およびそれを備えた電子機器において、各画素にオフリーク電流を低減したＴＦＴを適材適所に用いることにより、表示品位の向上を図ることのできる構成を提供すること。
【解決手段】 ＥＬ表示装置１において、各画素１１には、ＥＬ素子２０に印加する電流を供給するＴＦＴからなる駆動用トランジスタ３０と、駆動用トランジスタ３０のゲートに接続された蓄積容量４０と、蓄積容量４０に直列に接続されて、蓄積容量４０にデータ信号を書き込むタイミングを制御する第１のＴＦＴ５０とが構成され、ＴＦＴ５０については、ソース領域側のチャネル幅寸法の小さな非対称構造のＴＦＴを用いて、駆動用トランジスタ３０のゲートバイアスを安定化する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、多数の画素がマトリクス状に配置された電気光学装置、およびそれを備えた電子機器に関するものである。

各種の電気光学装置のうち、エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬという）表示装置は、マトリクス状に配置された多数の画素の各々にＥＬ素子を備えるとともに、各画素には、ＥＬ素子に印加する電流を供給する駆動用トランジスタ、この駆動用トランジスタのゲートに接続された蓄積容量に直列に接続されて蓄積容量にデータ信号を書き込むタイミングを制御する薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）などの複数のスイッチング素子を備えている。そして、ＴＦＴをオン・オフさせて所定の電圧を蓄積容量に記憶させることにより、電源線の電圧を駆動用トランジスタのゲート電圧を制御し、ＥＬ素子に流れる電流を制御している（例えば、特許文献１、２参照）。

なお、ＥＬ素子は従来は無機の材料が検討されていたが、最近ではより低電圧で発光効率の高い有機材料の有機ＥＬ素子を使った表示装置が実用化され始めている。
特開２００３−１５０１１８号公報 特開２００３−６６８６８号公報第９頁

上記ＥＬ表示装置において、駆動用トランジスタについては飽和領域で動作させるため、ゲート電圧の変化に対する電流変化が急峻である。従って、ゲートバイアスを正確に印加させる必要があり、そのためには、蓄積容量に電荷を正確に保持させる必要がある。

しかしながら、従来は、蓄積容量に直列に接続されたスイッチング素子において、オフ時に流れる電流（オフリーク電流）を小さく抑えるための対策が採られていないので、蓄積容量に電荷を正確に保持させることができない。その結果、駆動用トランジスタのゲートバイアスが変化して、ＥＬ素子に流れる電流も変化する。そのゲートバイアスの変化は素子の製造ばらつきをよく反映するために均一で品位の高い階調表示を行えないという問題点がある。

とりわけ、ＥＬ表示装置では、ＥＬ素子に比較的大きな電流を流す必要があることから、ＴＦＴについては低温ポリシリコン膜で能動層を形成している。低温ポリシリコン膜を用いたＴＦＴでは、その多結晶の粒界に多くの欠陥が存在する。このため、このような欠陥により形成されたエネルギー準位を介したトンネリングに起因したオフリーク電流がかなり大きく、かつ、かかるオフリーク電流を単結晶シリコン膜を用いたトランジスタ並みに小さくすることは困難である。

以上の問題点に鑑みて、本発明では、多数の画素がマトリクス状に配置された電気光学装置、およびそれを備えた電子機器において、各画素にオフリーク電流を低減したＴＦＴを適材適所に用いることにより、表示品位の向上を図ることのできる構成を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、マトリクス状に配置された多数の画素の各々に、少なくとも、電気光学素子、および該電気光学素子を駆動するための１ないし複数のトランジスタを備えた電気光学装置において、前記多数の画素には、前記トランジスタのうちの少なくとも１つに、ソース領域側のチャネル幅寸法とドレイン領域側のチャネル幅寸法が相違する非対称構造のＴＦＴが用いられた複数の画素が含まれていることを特徴とする。

本願明細書におけるチャネル幅寸法とは、チャネルを平面的にみたときに、チャネル長方向と直交する方向の寸法を意味する。また、チャネル領域とソース・ドレイン領域との境界部分が円弧状の場合には、その周方向における寸法を意味する。

本発明において、前記非対称構造のＴＦＴがnチャネル型の場合には、ソース・ドレイン領域のうち、オフ時に高電位側となる方にチャネル幅寸法の小さい方を配置する。また、前記非対称構造のＴＦＴがpチャネル型である場合には、ソース・ドレイン領域のうち、オフ時に低電位側となる方にチャネル幅寸法の小さい方を配置する。

本発明において、前記電気光学素子がＥＬ素子であり、前記多数の画素の各々には、前記トランジスタとして、少なくとも、前記ＥＬ素子に印加する電流を供給する駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタのゲートに接続された蓄積容量と、前記蓄積容量に直列に接続されて、当該蓄積容量にデータ信号を書き込むタイミングを制御する第１のスイッチング素子とが設けられている場合には、前記多数の画素には、前記第１のスイッチング素子として前記非対称構造のＴＦＴが用いられている複数の画素が含まれている。

本発明において、前記非対称構造のＴＦＴを備えた複数の画素のいずれにおいても、ソース・ドレイン領域のうち、チャネル幅寸法の小さい方が前記蓄積容量の側に接続されているか、チャネル幅寸法の大きい方が前記蓄積容量の側に接続されているかが同一である場合、前記非対称構造のＴＦＴを備えた複数の画素には、ソース・ドレイン領域のうち、チャネル幅寸法の小さい方を前記蓄積容量の側に接続された画素と、チャネル幅寸法の大きな方を前記蓄積容量の側に接続された画素とが含まれている場合がある。

本発明において、前記電気光学素子は、ＥＬ素子などといった電流駆動型発光素子である。

また、前記電流駆動型発光素子が、例えば、ＥＬ素子である場合には、前記多数の画素は各々、前記トランジスタとして、少なくとも、前記ＥＬ素子に印加する電流を制御する駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタのゲートに接続された蓄積容量と、前記蓄積容量に直列に接続されて、当該蓄積容量にデータ信号を書き込むタイミングを制御する第１のスイッチング素子とを備えており、前記多数の画素には、前記第１のスイッチング素子として前記非対称構造のＴＦＴが用いられている複数の画素が含まれている。

ここで、前記多数の画素の各々には、前記トランジスタとして、前記駆動用トランジスタ、および前記第１のスイッチング素子に加えて、前記駆動用トランジスタに直列に接続されて前記ＥＬ素子に流す電流をオンオフする第２のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子に対して前記蓄積容量とは反対側に直列接続された第３のスイッチング素子とを備える場合があり、このような場合、前記第１のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子との電気的な接続点と、前記駆動用トランジスタと前記第２のスイッチング素子との電気的な接続点とが短絡されている。

本発明において、前記ＥＬ素子として、各色に対応する複数種類のＥＬ素子が形成されている場合があり、この場合、いずれの色に対応する画素においても、ソース・ドレイン領域のうち、チャネル幅寸法の小さい方が前記蓄積容量の側に接続されているか、チャネル幅寸法の大きい方が前記蓄積容量の側に接続されているかが同一である構成を採用することがある。

また、前記ＥＬ素子として、各色に対応する複数種類のＥＬ素子が形成されている場合があり、この場合、ソース・ドレイン領域のうち、チャネル幅寸法の小さい方が前記蓄積容量の側に接続されているか、チャネル幅寸法の大きい方が前記蓄積容量の側に接続されているかが、画素が対応する色によって相違している構成を採用することもある。ＥＬ素子の場合、色によってダイオード特性が相違する場合があり、この場合、前記非対称構造のＴＦＴのオフ時、このＴＦＴに加わる電圧の向きが変わることがある。従って、ＥＬ素子の特性に非対称構造のＴＦＴの向きを合わせることが好ましい。

本発明は、前記非対称構造のＴＦＴの能動層が低温ポリシリコン膜から構成されている場合に適用すると、オフリーク電流を低減するのに効果的である。低温ポリシリコン膜で能動層を形成した場合、基板としてガラス基板を使えるという利点があるが、オフリーク電流が大きいという欠点がある。従って、この欠点を非対象構造で解消すれば、低温ポリシリコン膜を用いたＴＦＴの利点を最大限、活かすことができる。

本発明において、前記非対称構造のＴＦＴでは、ソース領域、チャネル領域、およびドレイン領域がこの順に同心円状に配置されている構成、ソース領域、チャネル領域、およびドレイン領域がこの順に円弧状に配置されている構成、および半導体膜が三角あるいは台形の平面形状をもって形成され、その高さ方向において、ソース領域、チャネル領域、およびドレイン領域がこの順に配置されている構成などを採用することができ、このような構造を採用すれば、ソース領域側のチャネル幅寸法とドレイン領域側のチャネル幅寸法とを相違させることができる。

本発明においては、前記非対称構造のＴＦＴがダブルゲート構造を備えている構成であってもよい。

本発明においては、前記非対称構造のＴＦＴがＬＤＤ構造あるいはオフセットゲート構造を備えていることが好ましい。このように構成すると、オフリーク電流をさらに低減できるという利点がある。

本発明を適用した電気光学装置は、例えば、モバイルコンピュータや携帯電話機などといった電子機器の表示部として用いられる。

本発明では、マトリクス状に配置された多数の画素では、ソース領域側のチャネル幅寸法とドレイン領域側のチャネル幅寸法が相違する非対称構造のＴＦＴが用いられており、非対称構造のＴＦＴがｎチャネル型の場合には、ソース・ドレイン領域のうち、オフ時に高電位側となる方にチャネル幅寸法の小さい方が配置され、非対称構造のＴＦＴがｐチャネル型である場合には、ソース・ドレイン領域のうち、オフ時に低電位側となる方にチャネル幅寸法の小さい方が配置されている。このような非対称構造のＴＦＴではオフリーク電流が極めて小さいため、電気光学素子を安定した条件下で駆動することができる。それ故、階調表示を良好に行えるなど、表示の品位を向上することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２は、本発明を適用したアクティブマトリクス型のＥＬ表示装置のブロック図、およびその画素の構成を示す説明図である。図３は、本発明を適用したＥＬ表示装置の電流プログラムの様子を示す説明図である。

図１および図２に示すように、ＥＬ表示装置１では、基板１０上の画像表示領域１３に多数の画素１１がマトリクス状に配置されており、その周辺領域には、データ線駆動回路１２と走査線駆動回路１４とが構成されている。ＥＬ表示装置１において、多数の画素１１の各々には、電流駆動型発光素子（電気光学素子）としてのＥＬ素子２０と、ＥＬ素子２０に印加する電流を制御するｐチャネル型のＴＦＴからなる駆動用トランジスタ３０と、駆動用トランジスタ３０のゲートに接続された蓄積容量４０と、蓄積容量４０に直列に接続されて、蓄積容量４０にデータ信号を書き込むタイミングを制御するｎチャネル型の第１のＴＦＴ５０（第１のスイッチング素子）とが構成されている。また、多数の画素１１の各々には、駆動用トランジスタ３０、および第１のＴＦＴ５０に加えて、駆動用トランジスタ５０に直列に接続されてＥＬ素子２０に流す電流をオンオフするためのｎチャネル型の第２のＴＦＴ６０（第２のスイッチング素子）と、第１のＴＦＴ５０に対して蓄積容量４０と反対側に直列に接続されたｎチャネル型の第３のＴＦＴ７０（第３のスイッチング素子）とが構成されており、第１のＴＦＴ５０と第３のＴＦＴ７０との電気的な接続点５５と、駆動用トランジスタ３０と第２のＴＦＴ６０との電気的な接続点３５とは短絡されている。

ＥＬ素子２０は、図示を省略するが、画素電極上に電子輸送層、発光層、正孔輸送層などからなる少なくとも１層の有機機能層（ＥＬ層）、および金属電極（反射膜）が積層されたものであり、画素電極と金属電極との間に電圧を加えることにより、有機機能層（ＥＬ層）が発光する。

データ線駆動回路１２は、水平同期信号に合わせて階調データに変換された１ライン分の映像信号をデータ線１６に供給する一方、走査線駆動回路１４は、第１のＴＦＴ５０と第３のＴＦＴ７０のオン・オフ動作を制御する信号を第１の走査線１７を供給するとともに、第２のＴＦＴ６０のオン・オフ動作を制御するための信号を第２の走査線１８に供給する。

このようなＥＬ表示装置１においては、選択行では第１の走査線１７を介して第１のＴＦＴ５０、および第３のＴＦＴ７０をオン状態とするための信号が供給され、第２の走査線１８には第２のＴＦＴ６０をオフ状態とするための信号を供給される。これに対して、非選択行では第１の走査線１７を介して第１のＴＦＴ５０、および第３のＴＦＴ７０をオフ状態とするための信号が供給され、第２の走査線１８には第２のＴＦＴ６０をオン状態とするための信号を供給される。

従って、選択行においては、第１のＴＦＴ５０および第３のＴＦＴ７０がオン状態になることにより、データ線１６より所定の電流が流れる。これにより、駆動用トランジスタ３０は、ゲートとドレインが短絡されて概ね同電位の状態となり、駆動用トランジスタ３０と第３のＴＦＴ７０を通じて所定の電流（ＥＬ素子２０に流すべき電流値）が流れる。このとき、駆動用トランジスタ７０のゲート−ドレインの電圧は、駆動用トランジスタ７０に所定の電流が流れるような電圧値となり、蓄積容量４０にはその時のゲート電圧分の電荷が蓄積される。すなわち、第１の走査線１７にオン電圧を印加することにより、第３のＴＦＴ７０を介して、駆動用トランジスタ３０にＥＬ素子２０に流すべき所定の電流を流し、蓄積容量４０は、この電流を流すのに見合った駆動用トランジスタ３０のゲート電圧値を記憶することになる（電流プログラム）。

このような電流プログラムを行う際、駆動用トランジスタ３０はゲートとドレインが短絡されて概ね同電位の状態となるから、駆動用トランジスタ３０は常に飽和領域で動作する。つまり、図３のｐチャネル型トランジスタの特性曲線（ドレイン−ソース電圧Ｖds対ドレイン−ソース電流Ｉ）において、実線Ｌ１０で示すＶds＝Ｖgsを満たすバイアス曲線上に限り駆動用トランジスタ３０の動作が許容される。

一方、非選択期間になると、第２のＴＦＴ６０がオン状態となり、第１のＴＦＴ５０および第３のＴＦＴ７０はオフ状態になる。そして、選択期間で蓄積容量４０に保持されたゲート電圧Ｖgsで、電源線１９から駆動用トランジスタ３０に流れる電流が規定される。この電流値は上述の電流プログラムされた所定の電流値に一致するはずである。その結果、本来、ＥＬ素子２０にはその所定の電流が流れ、ＥＬ素子２０が所望の輝度で発光するはずである。

しかしながら、第２のＴＦＴ６０がオン状態になって、ＥＬ素子１６に電流が流れる動作に移行するときにバイアスの変動が発生する。駆動用トランジスタのゲート電圧Ｖgsは一定のまま保持されているから、駆動用トランジスタはゲート電圧Ｖgsを一定とした場合の電流曲線である実線L１上に限り変化が可能である。他方、EL素子１６はダイオード型の特性を有しているので実線L２１の電流曲線に従って動作する。動作のバイアス点は駆動用トランジスタの動作曲線である実線L１とＥＬ素子の電流曲線である実線Ｌ２１との交点で決定される。

つまり電流プログラム時からＥＬ発光動作へ移行するときに、いわば駆動用トランジスタ２０のドレイン−ソース電圧ＶdsがポイントＰ１１からポイントＰ１２に示す位置にシフトする。オフ状態にある第１のＴＦＴ５０では、電流プログラム時にはほぼ等しかったソース電位とドレイン電位は、この電圧変化を受けてソース電位がドレイン電位よりも高くなる。そのために、第１のＴＦＴ５０のオフリーク電流が大きいと蓄積容量４０に保持されていた電荷が変化するために、駆動用トランジスタＴＦＴ３０に対するゲートバイアスが上昇することになる。それは結果的には発光素子の輝度を変化させることになる。

そこで、本形態では、第１のＴＦＴ５０として、以下の非対称構造のＴＦＴを用いる。

［非対称構造のＴＦＴの構成］
図４（Ａ）、（Ｂ）は、本発明に係る非対称構造のＴＦＴの平面図、および断面図である。図５は、非対称構造のＴＦＴ、従来のセルフアライン構造のＴＦＴ、および従来のＬＤＤ構造のＴＦＴのゲート−ソース電圧と、ドレイン−ソース電流の関係を示すグラフである。

本形態において、第１のＴＦＴ５０として用いた非対称構造のＴＦＴは、図４に示すように、円形の低温多結晶シリコン膜１００に対して、その中心側から外周側に向けて、高濃度ソース領域１２１および低濃度ソース領域１２２を備えたソース領域１２０と、チャネル領域１１０と、低濃度ドレイン領域１３２および高濃度ドレイン領域１３１を備えたドレイン領域１３０とがこの順に同心円状に形成されている。高濃度ソース領域１２１および高濃度ドレイン領域１３１には、ソース電極１２５、およびドレイン電極１３５が各々、電気的に接続し、チャネル領域１１０に対しては、ゲート絶縁膜１４０を介してゲート電極１１５が対峙している。

ここで、ソース領域１２０は中心側にある一方、ドレイン領域１３０は外周側にあるため、低濃度ソース領域１２２とチャネル領域１１０との界面の周方向における長さ寸法（チャネル幅寸法）は、低濃度ドレイン領域１２２とチャネル領域１１０との界面の周方向における長さ寸法（チャネル幅寸法）より短い。従って、図４に示すＴＦＴは、ソース領域１２０側のチャネル幅寸法とドレイン領域１３０側のチャネル幅寸法が相違する非対称構造のＴＦＴである。しかも、ここに示すＴＦＴは、低濃度ソース領域１２２および低濃度ドレイン領域１３２を備えたＬＤＤ構造を有している。なお、低濃度ソース領域１２２および低濃度ドレイン領域１３２に相当する領域に不純物を導入せず、チャネル領域１１０と同様なシリコン膜にしておけば、オフセットゲート構造をもつ非対称構造のＴＦＴを構成することができる。

このように構成した非非対称構造のＴＦＴのゲート−ソース電圧とドレイン−ソース電流の関係は、図５に実線Ｌ３１で示すように、実線Ｌ３２で示す従来のセルフアライン構造のＴＦＴと比較してオフリーク電流がかなり小さく、実線Ｌ３３で示す従来の一般的な平行電極型のＬＤＤ構造のＴＦＴと比較してもオフリーク電流が小さい。

それ故、図５に示す非対称のＴＦＴを第１のＴＦＴ５０として用いた際、第１のＴＦＴ５０がオフ状態にあるとき、チャネル幅寸法の小さいソース領域１２０側が高電位側であり、チャネル幅寸法の大きなドレイン領域１３０側が低電位側になるので、第１のＴＦＴ５０では、オフリーク電流が小さい。それ故、蓄積容量４０の電荷を正確が保持されるので、駆動用トランジスタ３０のゲートバイアスが変動しない。よって、ＥＬ素子２０には、所定の電流が流れ続けるので、品位の高い階調表示を行うことができる。

［非対称構造のＴＦＴのその他の構成］
図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明に係る別の非対称構造のＴＦＴの平面図である。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すＴＦＴは、基本的な構成が図４（Ａ）、（Ｂ）に示すＴＦＴと共通しているので、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。

本発明において、第１のＴＦＴ５０として使用可能な非対称構造のＴＦＴとしては、図６（Ａ）に示すように、半円形の低温多結晶シリコン膜１００に対して、その内周側から外周側に向けて、高濃度ソース領域１２１および低濃度ソース領域１２２を備えたソース領域１２０と、チャネル領域１１０と、低濃度ドレイン領域１３２および高濃度ドレイン領域１３１を備えたドレイン領域１３０がこの順に円弧状に配列されたものであってもよい。

また、図６（Ｂ）に示すように、図６（Ａ）に示すＴＦＴを２つ、同一方向に並べ、一方のＴＦＴの高濃度ソース領域と、他方のＴＦＴのドレイン電極とを中継電極１６０で電気的に接続すれば、ダブルゲートを備えた非対称構造のＴＦＴを構成することができる。

また、図６（Ｃ）に示すように、図６（Ａ）に示すＴＦＴを２つ、直線部分同士が向き合うように並べ、一方のＴＦＴの高濃度ソース領域１２１と、他方のＴＦＴのドレイン電極１３５とを中継電極１７０で電気的に接続すれば、１つのゲート電極１１５で、ダブルゲートを備えた非対称構造のＴＦＴを構成することができる。この場合、図６（Ｂ）に示すダブルゲート構造のＴＦＴよりも狭い面積内にダブルゲート構造のＴＦＴを構成することができる。

さらに、図６（Ｄ）に示すように、三角形あるいは台形の平面形状の低温多結晶シリコン膜１００に対して、その底辺側から高さ方向に、高濃度ドレイン領域１３１および低濃度ドレイン領域１３２を備えたドレイン領域１３０と、チャネル領域１１０と、低濃度ソース領域１２２および高濃度ソース領域１２１を備えたソース領域１２０とをこの順に配置してもよい。このように構成した場合も、低濃度ソース領域１２２とチャネル領域１１０との界面の長さ寸法（チャネル幅寸法）は、低濃度ドレイン領域１２２とチャネル領域１１０との界面の長さ寸法（チャネル幅寸法）より短い非対称構造のＴＦＴとなる。

［その他の実施の形態］
上記形態に係るＥＬ表示装置１をカラー表示用に構成する場合には、ＥＬ素子２０としては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のＥＬ素子２０が形成される。赤（Ｒ）用のＥＬ素子、緑（Ｇ）用のＥＬ素子、青（Ｂ）用のＥＬ素子のいずれも、図３に実線Ｌ２１で示すダイオード特性を有している場合には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれの画素１１においても、第２のＴＦＴ６０がオン状態になった際、ドレイン−ソース電圧ＶdsがポイントＰ１１からポイントＰ１２に示す位置にシフトする。従って、オフ状態にある第１のＴＦＴ５０では、ソース電位がドレイン電位よりも高くなる。それ故、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれの画素１１においても、第１のＴＦＴ５０として、図４および図６を参照して説明した非対称構造のＴＦＴを用いればよい。

但し、赤（Ｒ）用のＥＬ素子２０が、図３に実線Ｌ２１で示すダイオード特性を有し、緑（Ｇ）用のＥＬ素子２０が、図３に実線Ｌ２２で示すダイオード特性を有し、青（Ｂ）用のＥＬ素子２０が、図３に実線Ｌ２３で示すダイオード特性を有している場合、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の画素１１では、第２のＴＦＴ６０がオン状態になった際、ドレイン−ソース電圧Ｖdsが、例えば、ポイントＰ２１からポイントＰ２２に示す位置にシフトする。従って、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の画素１１では、赤（Ｒ）の画素１１とは反対に、オフ状態にある第１のＴＦＴ５０では、ドレイン電位がソース電位よりも高くなる。それ故、第１のＴＦＴ５０のオフリーク電流が大きいと、駆動用トランジスタＴＦＴ３０に対するゲートバイアスが低下してしまう。

このような場合には、赤（Ｒ）の画素１１については、図４および図６を参照して説明した非対称構造のＴＦＴを用いる一方、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の画素１１では、第１のＴＦＴ５０として、図４および図６を参照して説明した非対称構造のＴＦＴにおいて、ソース領域とドレイン領域とをそのまま入れ替えた構造のＴＦＴを用いる。すなわち、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の画素１１では、第１のＴＦＴ５０がオフ状態にあるとき、チャネル幅寸法の小さいドレイン領域側を高電位側となり、チャネル幅寸法の大きなソース領域側が低電位側となるように第１のＴＦＴ５０を構成すればよい。

このように構成すれば、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の画素１１でも、第１のＴＦＴ５０のオフリーク電流が小さいので、駆動用トランジスタ３０のゲートバイアスが変動しない。それ故、ＥＬ素子２０には、所定の電流が流れ続けるので、品位の高い階調表示を行うことができる。

なお、上記形態では、駆動用トランジスタ３０をｐチャネル型のＴＦＴとし、第１ないし第３のＴＦＴ５０、６０、７０をｎチャネル型としたが、全てをｐチャネル型、あるいはｎチャネル型としてもよい。この場合、第１のＴＦＴ５０がオフ時に流れようとするオフリーク電流の方向が反対になる場合がある。その場合、非対称構造のＴＦＴがＮチャネル型であれば、ソース・ドレイン領域のうち、ＴＦＴのオフ時に高電位側となる方にチャネル幅寸法の小さい方を配置すればよく、非対称構造のＴＦＴがＰチャネル型である場合、ソース・ドレイン領域のうち、ＴＦＴのオフ時に低電位側となる方にチャネル幅寸法の小さい方を配置すればよい。

また、上記形態では、全ての画素１１の第１のＴＦＴ５０を非対称構造のＴＦＴとしたが、ＥＬ素子２０のダイオード特性などによっては、一部の画素１１については非対称構造のＴＦＴを用い、他の画素１１については従来のＬＤＤ構造、オフセットゲート構造、あるいはセルフアライン構造のＴＦＴを用いてもよい。

また、非対称構造のＴＦＴのソース・ドレインの向きは、蓄積容量等に接続されるトランジスタ接続やバイアスによって適宜選ぶべきものであり、ここに示した実施の形態に限定されるものではない。

［電子機器への適用］
図７（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明に係るＥＬ表示装置１（電気光学装置）を用いた電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピュータの説明図、および携帯電話機の説明図である。

本発明を適用したＥＬ表示装置１を搭載した電子機器としては、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、およびエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャあるいは携帯電話機、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、家庭電器機器の表示モニター、ポケットゲーム機器などがある。

より具体的には、図７（Ａ）に示すように、パーソナルコンピュータ１８０は、キーボード１８１を備えた本体部１８２と、表示ユニット１８３とを有する。表示ユニット１８３は、前述したＥＬ表示装置１を含んで構成される。また、図７（Ｂ）に示すように、携帯電話機１９０は、複数の操作ボタン１９１と、前述したＥＬ表示装置１からなる表示部とを有している。

本発明において、マトリクス状に配置された多数の画素では、ソース領域側のチャネル幅寸法とドレイン領域側のチャネル幅寸法が相違する非対称構造のＴＦＴが用いられており、非対称構造のＴＦＴがＮチャネル型の場合には、ソース・ドレイン領域のうち、オフ時に高電位側となる方にチャネル幅寸法の小さい方が配置され、非対称構造のＴＦＴがＰチャネル型である場合には、ソース・ドレイン領域のうち、オフ時に低電位側となる方にチャネル幅寸法の小さい方が配置されている。このような非対称構造のＴＦＴではオフリーク電流が極めて小さいため、電気光学素子を安定した条件下で駆動することができる。それ故、階調表示を良好に行えるなど、表示の品位を向上することができる。

本発明を適用したアクティブマトリクス型のＥＬ表示装置のブロック図である。 本発明を適用したアクティブマトリクス型のＥＬ表示装置の画素の構成を示す説明図である。 本発明を適用したＥＬ表示装置の電流プログラムの様子を示す説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明に係る非対称構造のＴＦＴの平面図、および断面図である。 本発明を適用した非対称構造のＴＦＴ、従来のセルフアライン構造のＴＦＴ、および従来のＬＤＤ構造のＴＦＴのゲート−ソース電圧とドレイン−ソース電流の関係を示すグラフである。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本発明に係る別の非対称構造のＴＦＴの平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明に係るＥＬ表示装置１（電気光学装置）を用いた電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピュータの説明図、および携帯電話機の説明図である。

符号の説明

１ ＥＬ表示装置（電気光学装置）、１０ 基板、１１ 画素、１３ 画像表示領域、１２ データ線駆動回路、１４ 走査線駆動回路、２０ ＥＬ素子（電流駆動型発光素子／電気光学素子）、３０ 駆動用トランジスタ、４０ 蓄積容量、５０ 第１のＴＦＴ（第１のスイッチング素子）、６０ 第２のＴＦＴ（第２のスイッチング素子）、７０ 第３のＴＦＴ（第３のスイッチング素子）、１００ 低温多結晶シリコン膜、１１０ チャネル領域、１２０ ソース領域、１３０ ドレイン領域

Claims (16)

1. マトリクス状に配置された多数の画素の各々に、少なくとも、電気光学素子、および該電気光学素子を駆動するための１ないし複数のトランジスタを備えた電気光学装置において、
   前記多数の画素には、前記トランジスタのうちの少なくとも１つに、ソース領域側のチャネル幅寸法とドレイン領域側のチャネル幅寸法が相違する非対称構造の薄膜トランジスタが用いられた複数の画素が含まれていることを特徴とする電気光学装置。
2. 請求項１において、前記多数の画素の全てにおいて、前記非対称構造の薄膜トランジスタが用いられていることを特徴とする電気光学装置。
3. 請求項１または２において、前記非対称構造の薄膜トランジスタはｎチャネル型であり、ソース・ドレイン領域のうち、当該薄膜トランジスタのオフ時に高電位側となる方にチャネル幅寸法の小さい方が配置されていることを特徴とする電気光学装置。
4. 請求項１または２において、前記非対称構造の薄膜トランジスタはｐチャネル型であり、ソース・ドレイン領域のうち、当該薄膜トランジスタのオフ時に低電位側となる方にチャネル幅寸法の小さい方が配置されていることを特徴とする電気光学装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記電気光学素子は、電流駆動型発光素子であることを特徴とする電気光学装置。
6. 請求項５において、前記電流駆動型発光素子は、エレクトロルミネッセンス素子であり、
   前記多数の画素は各々、前記トランジスタとして、少なくとも、前記エレクトロルミネッセンス素子に印加する電流を制御する駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタのゲートに接続された蓄積容量と、前記蓄積容量に直列に接続されて、当該蓄積容量にデータ信号を書き込むタイミングを制御する第１のスイッチング素子とを備え、
   前記多数の画素には、前記第１のスイッチング素子として前記非対称構造の薄膜トランジスタが用いられている複数の画素が含まれていることを特徴とする電気光学装置。
7. 請求項６において、前記多数の画素の各々には、前記トランジスタとして、前記駆動用トランジスタ、および前記第１のスイッチング素子に加えて、前記駆動用トランジスタに直列に接続されて前記ＥＬ素子に流す電流をオンオフする第２のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子に対して前記蓄積容量とは反対側に直列接続された第３のスイッチング素子とを備え、
   前記第１のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子との電気的な接続点と、前記駆動用トランジスタと前記第２のスイッチング素子との電気的な接続点とが短絡されていることを特徴とする電気光学装置。
8. 請求項６または７において、前記エレクトロルミネッセンス素子として、各色に対応する複数種類のエレクトロルミネッセンス素子が形成され、
   いずれの色に対応する画素においても、ソース・ドレイン領域のうち、チャネル幅寸法の小さい方が前記蓄積容量の側に接続されているか、チャネル幅寸法の大きい方が前記蓄積容量の側に接続されているかが同一であることを特徴とする電気光学装置。
9. 請求項６または７において、前記エレクトロルミネッセンス素子として、各色に対応する複数種類のエレクトロルミネッセンス素子が形成され、
   ソース・ドレイン領域のうち、チャネル幅寸法の小さい方が前記蓄積容量の側に接続されているか、チャネル幅寸法の大きい方が前記蓄積容量の側に接続されているかが、画素が対応する色によって相違していることを特徴とする電気光学装置。
10. 請求項１ないし９のいずれかにおいて、前記非対称構造の薄膜トランジスタは、能動層が低温ポリシリコン膜から構成されていることを特徴とする電気光学装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれかにおいて、前記非対称構造の薄膜トランジスタは、ソース領域、チャネル領域、およびドレイン領域がこの順に同心円状に配置されていることにより、ソース領域側のチャネル幅とドレイン領域側のチャネル幅が相違していることを特徴とする電気光学装置。
12. 請求項１ないし１０のいずれかにおいて、前記非対称構造の薄膜トランジスタは、ソース領域、チャネル領域、およびドレイン領域がこの順に円弧状に配置されていることにより、ソース領域側のチャネル幅寸法とドレイン領域側のチャネル幅寸法が相違していることを特徴とする電気光学装置。
13. 請求項１ないし１０のいずれかにおいて、前記非対称構造の薄膜トランジスタは、半導体膜が三角あるいは台形の平面形状をもって形成され、その高さ方向において、ソース領域、チャネル領域、およびドレイン領域がこの順に配置されていることにより、ソース領域側のチャネル幅寸法とドレイン領域側のチャネル幅寸法が相違していることを特徴とする電気光学装置。
14. 請求項１ないし１３のいずれかにおいて、前記非対称構造の薄膜トランジスタは、ダブルゲート構造を備えていることを特徴とする電気光学装置。
15. 請求項１ないし１４のいずれかにおいて、前記非対称構造の薄膜トランジスタは、ＬＤＤ構造あるいはオフセットゲート構造を備えていることを特徴とする電気光学装置。
16. 請求項１ないし１５のいずれかに規定する電気光学装置を用いたことを特徴とする電子機器。

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