JP2005215609A - 単位回路、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドレイン電流の飽和特性を利用して有機ＥＬ素子等の電気光学素子を電流駆動する電気光学装置において、表示品質を改善する。
【解決手段】 有機ＥＬディスプレイ１０における画素部２００において、有機ＥＬ素子２６０を駆動するための電流を供給する電流プログラム用ＴＦＴ２１０は、固定電極２１１を備える。固定電極２１１は、ソース及びドレインに相当する不純物領域とは逆の極性を有する逆導電型不純物領域２１２を介して活性層２１３と接続されており、電流プログラム用ＴＦＴ２１０の動作時には、活性層中に蓄積して飽和特性を劣化させる原因となる電荷を除去する。従って、ドレイン電流の飽和特性が改善され、有機ＥＬ素子の階調品質が向上する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子等の自発光型の電気光学素子を備える単位回路、電気光学装置及び該電気光学装置を備える電子機器の技術分野に関する。

この様な電気光学装置として、例えば、薄膜トランジスタ（Thin-Film-Transistor：以下適宜「ＴＦＴ」と称す）を利用してアクティブマトリクス駆動される有機ＥＬ装置が挙げられる。この有機ＥＬ装置に使用される有機ＥＬ素子は、各画素部の駆動回路内に設けられた電流駆動用の電荷を供給するためのＴＦＴにおける電流飽和特性を利用して、電流駆動されるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の有機ＥＬ装置では、複数の電流経路を有する様に駆動回路を構成し、そのうち少なくとも一つの電流経路は有機ＥＬ素子を含まない様にすることによって、有機ＥＬ装置の電力消費を抑制することが可能であるとされている。

特開２００３−２２０４９号公報

しかしながら、係る電流駆動型の有機ＥＬ装置は、以下に示す問題点を有する。

有機ＥＬ素子を電流駆動により発光させるＴＦＴにおいて、活性層が電位的に不安定な状態にある場合、活性層にチャネルが形成されて電流が流れるに伴い、実効的なキャリアとは逆の極性を有するキャリアが活性層に蓄積し易い。この結果、ＴＦＴにおけるゲート電圧に対するドレイン電流の飽和特性が劣化する。

前述の通り、電流駆動型の有機ＥＬ装置においては、有機ＥＬ素子を電流駆動するＴＦＴは、そのゲート電圧に対してドレイン電流が飽和することを前提として各画素部における駆動回路が構成されている。このため、係る飽和特性の劣化は、最終的に係る有機ＥＬ装置における表示特性、とりわけ階調度の劣化に直結する。即ち、上述した如き従来の有機ＥＬ装置では、高い表示品質を実現することが困難である。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、電流駆動用のトランジスタにおける飽和特性を利用しつつ、電気光学装置において高い表示品質を実現可能な単位回路、該単位回路を有する電気光学装置及びそのような電気光学装置を具備してなる各種電子機器を提供することを課題とする。

本発明の単位回路は、上記問題点を解決するために、第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタを介して供給される電気信号を電気量として保持する保持素子と、前記保持素子に保持された電気量に基づいて導通状態が制御される第２のトランジスタと、前記導通状態に相対した電流量が供給される電気光学素子とを具備しており、前記第２のトランジスタは、該第２のトランジスタの飽和特性に基づいて導通状態が制御され、前記第２のトランジスタにおける活性層の延在部における電位を所定電位に固定する電位固定手段とを含む。

本発明に係る単位回路によれば、その動作時には、第２のトランジスタの活性層の延在部における電位は、「電位固定手段」によって「所定電位」に固定される。ここに、「所定電位」とは、例えば、第２のトランジスタのソース電位などであり、一定でなくてもよい。或いは、固定電位配線における一定電位や、周期的に変動される電位であってもよい。即ち、活性層に蓄積した不要な電荷を逃がし、これら不要な電荷によって生じる飽和特性の劣化を改善しうるもの全てが、ここで述べられる「所定」の範疇に属する。また、ここで述べられる「トランジスタ」とは、ＴＦＴを含む。

このように活性層の延在部における電位が電位固定手段によって所定電位に固定されるので、電位固定手段が活性層の延在部と共に、所謂「ボディコンタクト」として機能する。即ち、チャネルが形成される活性層内に蓄積する、実効的なキャリアとは逆の極性を有する余分なキャリア（即ち、電子又はホール）を、電位固定手段によって延在部を介して抜くことが可能となる。従って、活性層内に蓄積される該余分なキャリアに起因した、第２のトランジスタにおけるアバランシェ降伏等の不都合が発生する事態が低減され、第２のトランジスタの飽和特性が改善される。仮に、このような活性層の延在部及び電位固定手段が存在せねば、例えば、この単位回路がアクティブマトリクス駆動される各画素部を構成している場合などに、活性層内に蓄積する余分なキャリアによって、所謂アバランシェ降伏と呼ばれる雪崩現象を低電界で誘発してしまい、第２のトランジスタの飽和特性が無視し得ない程に劣化してしまうのである。

以上の結果、本発明によれば、第２のトランジスタにおける飽和特性が改善されるので、動作する際に高い安定性を有する。

本発明の電気光学装置は、上記問題点を解決するために、複数の単位回路を備えた電子装置であって、前記複数の単位回路の各々は、第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタを介して供給される電気信号を電気量として保持する保持素子と、前記保持素子に保持された電気量に基づいて導通状態が制御される第２のトランジスタと、前記導通状態に相対した電流量が供給される電気光学素子とを具備しており、前記第２のトランジスタは、該第２のトランジスタの飽和特性に基づいて導通状態が制御され、前記第２のトランジスタにおける活性層の延在部における電位を所定電位に固定する電位固定手段とを含む。

本発明に係る電気光学装置は、例えば、画像表示領域に複数の単位回路をマトリクス状に画素部として配置し、電気光学素子及び該電気光学素子をアクティブ制御により電流駆動する形態を含み、また、第２のトランジスタによって駆動される、例えば、有機ＥＬ素子等の自発光型の電気光学素子を有する単位回路を複数有してなり、この電流駆動が、トランジスタの電流飽和特性に基づいて行なわれる装置を含む。

係る電気光学装置において、その動作時には、例えば、画像表示領域に縦方向に夫々延びるように配列されたデータ線、電源供給配線等の電荷供給配線によって、電流駆動用の電荷が各単位回路に供給される。これと並行して、例えば、画像表示領域内に横方向に夫々延びるように配列された走査線、書込選択配線、表示選択配線等の選択配線等によって、選択信号が各単位回路の駆動回路に供給される。この際、第２のトランジスタでは、そのゲート電極に、例えば電流プログラムされた電圧、選択信号の電圧等の制御電圧が印加されるのに応じて、例えばＰ型又はＮ型の半導体層からなる活性層にチャネルが形成される。更に、第２のトランジスタのソース領域には、例えばそのソース電極を介して電荷供給配線から電流駆動用の電荷が供給され、そして、第２のトランジスタのドレイン領域からは、例えばそのドレイン電極を介して電気光学素子へと電流駆動用の電荷が供給される。これらにより、各画素部毎に発光すべきタイミングに応じて、電流駆動用の電荷が、第２のトランジスタを介して電気光学素子に供給される。

このような電流駆動用の電荷の供給は、各画素部の駆動回路における、例えば電流プログラミング方式、電圧プログラム方式、電圧比較方式、カレントミラー方式、単純なアクティブマトリクス方式等の各種駆動方式に応じて、各単位回路について電荷供給配線を介しての電荷の単位回路を駆動する駆動回路への供給と電気光学素子への供給とが同時に行なわれてもよい。或いは、各単位回路について電荷供給配線を介しての電荷の単位回路を駆動する駆動回路への供給と電気光学素子への供給とが時間を隔てて行なわれてもよい。例えば後者の場合、発光量を規定する電流量を実際の発光前にプログラミングするプログラミングステージと、該プログラミングされた電流量を実際に電気光学素子に供給することで発光させるリプロダクションステージとが時間的に別々に設けられていてもよい。尚、選択配線の種類や各画素部に接続される本数、電荷供給配線の種類や各画素部に接続される本数などは、各単位回路における、例えば電流プログラム方式等の駆動方式に応じて定まる。

ここで特に、画素部として機能する単位回路の駆動中に、第２のトランジスタの活性層の延在部における電位は、「電位固定手段」によって「所定電位」に固定される。即ち、電位固定手段は、前述したボディコンタクトとして機能する。

従って、本発明によれば、各単位回路における電流駆動を行なうための第２のトランジスタにおける飽和特性が改善されるので、当該電気光学装置における、特に階調度等の表示品質が改善される。

本発明に係る電気光学装置の一の態様では、前記延在部は、前記活性層におけるソース領域及びドレイン領域と逆導電型に不純物ドープされた部分からなり、前記電位固定手段は、前記延在部に接続された電極部分を含む。

この態様によれば、活性層、即ち半導体層におけるソース領域及びドレイン領域がＰ型であれば、延在部は、Ｎ型にドープされる。逆に、該ソース領域及びドレイン領域がＮ型であれば、延在部は、Ｐ型にドープされる。そして、延在部には、第２のトランジスタにおけるゲート電極、ソース電極及びドレイン電極という３つの電極の他に設けられた、ボディコンタクト用の言わば「第４の電極」たる電極部分が、例えばコンタクトホールを介して接続されている。そして、この電極部分を介して、延在部は、電位固定手段によって、所定電位に固定される。従って何れの場合にも、電位固定手段が延在部と共に、ボディコンタクトとして良好に機能し得、第２のトランジスタにおける電流駆動という基本的な機能を害することは殆ど無い。

尚、「逆導電型」とは、このトランジスタ中の実効的なキャリアとは逆極性のキャリアに対して親和性を有するものとして広い範囲で定義されるものである。また、ここで述べられる「電極部分」とは、即ち、これら不要な電荷の出口という趣旨であり、換言すれば、活性層中から係る電荷の排出を可能とするものが係る「電極部分」の範疇なのであって、材質及び形態は係る動作を可能とする範囲内において何らの限定を受けるものではない。

本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記電気光学素子は、有機エレクトロルミネセンス素子であり、前記第２のトランジスタは、ガラス基板上に形成されてなる。

電気光学装置の一種である有機ＥＬ装置において、各単位回路を構成するトランジスタは、例えば低温多結晶シリコンで構成されたＴＦＴであり、基板には主としてガラスが使用されることが多い。この様な場合には、ガラス基板の非導電特性の為、活性層に一層キャリアが蓄積し易く、飽和特性が劣化し易い。

本態様によれば、第２のトランジスタの飽和特性が改善されるので、特に有機ＥＬ装置における表示特性改善に効果的である。

本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記所定電位は、前記第２のトランジスタのソース電位である。

この態様によれば、活性層の延在部の電位がソース電位と共通化されるので、単位回路の構成を単純化することが可能である。

本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記第２のトランジスタはＰチャネル型であり、前記単位回路に電流駆動用の電荷を供給するための複数の電荷供給配線を具備しており、前記所定電位は、前記電荷供給配線の少なくとも一部を介して前記単位回路に供給される電源電圧である。

ここで述べる「Ｐチャネル型」とは、トランジスタにおいて活性層にチャネルが形成された場合の実効的なキャリアが正孔であることを意味する。即ち、活性層を挟むソース領域及びドレイン領域に相当する不純物領域が、Ｐ型の不純物領域であることを表す。Ｐチャネル型のＴＦＴは、これとは極性が逆であるＮチャネル型のトランジスタに比較して電流飽和特性が良好であり、係る飽和特性を利用して電流駆動を行う単位回路に好適である。

係る態様によれば、元々比較的良好である飽和特性が一層改善されるので、電気光学装置における表示特性が一層改善される。

但し、本発明に係る電気光学装置において、第２のトランジスタはＰチャネル型に限定されるものではない。本発明によれば、トランジスタの導電型に因らず飽和特性の改善が可能である。従って、従来では飽和特性が不十分であったＮチャネル型のトランジスタを、本発明に係る「第２のトランジスタ」として使用することも可能となり、単位回路を構成するに際し、選択の幅が広がるので効果的である。

本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記単位回路を選択する選択信号を供給するための複数の選択配線を具備しており、前記単位回路を選択する前記選択信号は、前記複数の単位回路に対して（i）画素行別に電荷書込用の期間を規定する書込選択信号及び（ii）前記画素行別に表示用の期間を規定する表示選択信号を含み、前記単位回路における電流経路は、（i）前記書込選択信号に応じて前記単位回路に前記電流駆動用の電荷が書き込まれる際の電流経路及び（ii）前記表示選択信号に応じて前記単位回路が前記電気光学素子を発光させる際の電流経路を含んでなる。

この態様によれば、例えば、電流経路は、（i）単位回路に電流駆動用の電荷が書き込まれる際の、即ち、プログラミング或いはプログラミングステージ用の電流経路及び（ii）単位回路が電気光学素子を発光させる際の、即ち、リプロダクション或いはリプロダクションステージ用の電流経路を含んでなる。電流経路が複数ある場合には、消費電流の低減を図ることが可能であるが、これら複数の電流経路毎に電気光学素子に電流を供給するＴＦＴの負荷が変化すると、第２のトランジスタの動作点（ソース−ドレイン間電位差）が変化する。このとき、飽和特性の乏しい第２のトランジスタを用いた場合、プログラミングステージでの電流とリプロダクションステージでの電流とに電流差が生じる。本発明のトランジスタを用いることにより、このような電流差を低減することができ、この様に複数の電流経路を有する電気光学装置においても、表示特性の劣化を生じさせないので効果的である。

この態様では、前記単位回路は、前記書込選択信号に応じて、前記保持素子に前記電気信号を前記電気量として保持し、前記表示選択信号に応じて、前記電気光学素子に前記導通状態に相対した電流量を供給する第３のトランジスタを含むように構成してもよい。

このように構成すれば、第３のトランジスタが、表示選択信号に応じて電気光学素子に電流を供給するスイッチとして機能する。従って、電気光学素子の発光タイミングを容易に制御可能である。

本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記単位回路は、前記第２のトランジスタと、ゲート電極同士、ソース電極同士及びドレイン電極同士が夫々電気的に接続された第４のトランジスタを更に具備する。

この態様によれば、主として製造工程に起因してトランジスタの駆動特性にバラツキが生じた場合であっても、第４のトランジスタを第２のトランジスタと並列に配置することによって、係るバラツキが平均化されるから、電気光学装置における表示品質のバラツキを抑制することが可能となる。

本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記単位回路は、前記第２のトランジスタを含むカレントミラー回路を具備する。

このように構成すれば、単位回路が第２のトランジスタを含むカレントミラー回路を備えるので、第２のトランジスタの電流を簡便に制御可能である
本発明の電子機器は、上述問題点を解決するために、上述した電気光学装置のうちいずれかを具備する。

本発明の電子機器は、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品質な画像表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置、電子放出装置（Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display）等を実現することも可能である。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬディスプレイ１０の構成について、図１を参照して説明する。ここに、図１は、有機ＥＬディスプレイ１０のブロック図である。尚、本発明に係る「電気光学装置」とは、例えば、この有機ＥＬディスプレイ１０に代表される電気光学パネル、電気光学パネルと同一基板内に内蔵された又は外付けされた走査線駆動回路及びデータ線駆動回路、更に画像信号供給等のための図示略のプロセッサ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等が不図示の筺体に収容されてなる表示装置である。

図１において、有機ＥＬディスプレイ１０は、画像表示領域１００に複数の画素部２００を備え、画像表示領域１００の周辺に、走査線駆動回路１１０及びデータ線駆動回路１２０を備える。画像表示領域１００には、本発明に係る「選択配線」の一例たる複数本の書込み選択信号線１０１と、同じく「選択配線」の他の一例たる表示選択信号線１０４とが、図においてＸ（行）方向に延在して形成され、また、本発明に係る「電荷供給配線」の一例たる複数本のデータ線１０２、及び同じく「電荷供給配線」の他の一例たる複数本の電源線１０３が、Ｙ（列）方向に延在して形成されている。この電源線１０３には、図示略の電源における高位側の電位（Ｖｄｄ）が印加されている。この電位「Ｖｄｄ」は、本発明に係る「単位回路に供給される電源電圧」の一例である。画素部２００は、これら書込み選択信号線１０１、データ線１０２、電源線１０３及び選択信号線１０４によって囲まれた領域に形成されている。

走査線駆動回路１１０は、書込み選択信号線１０１及び表示選択信号線１０４に対し、夫々書込み選択信号ＧＷＲＴ及び表示選択信号ＧＳＥＬを供給する回路である。この書込み選択信号ＧＷＲＴは、後述するスイッチング用ＴＦＴ２２０及び２３０をアクティブ又は非アクティブに制御するための信号であり、表示選択信号ＧＳＥＬは、後述する表示選択用ＴＦＴをアクティブ又は非アクティブに制御するための信号である。

データ線駆動回路１２０は、その内部に、各データ線１０２に対し電流Ｉｄａｔａを供給する不図示の電流源を備え、スイッチング用ＴＦＴ２２０の導通状態に応じて、データ線１０２に画像データに対応する電流を供給する。

走査線駆動回路１１０の動作とデータ線駆動回路１２０の動作とは、同期信号線１４０によって相互に同期が図られている。

次に、画素部２００の構成について、図２を参照して説明する。ここに、図２は画素部２００の回路構成を例示する平面図である。尚、画素部２００は、有機ＥＬディスプレイ１０が有する全ての画素について同等の構成を有するから、ここでは、ある一つの画素部についてのみ説明する。

画素部２００は、電流プログラム用ＴＦＴ２１０、スイッチング用ＴＦＴ２２０、スイッチング用ＴＦＴ２３０、表示選択用ＴＦＴ２４０、蓄積容量２５０及び有機ＥＬ素子２６０を備えて構成される、本発明に係る「単位回路」の一例である。この内、有機ＥＬ素子２６０は、本発明に係る「電気光学素子」の一例である。

電流プログラム用ＴＦＴ２１０は、Ｐチャネル型のＴＦＴであり、本発明に係る「第２のトランジスタ」の一例である。電流プログラム用ＴＦＴ２１０のソース電極２１０ｓは、電源線１０３に電気的に接続されており、他方、ドレイン電極２１０ｄは、表示選択用ＴＦＴ２４０のドレイン電極２４０ｄ、スイッチング用ＴＦＴ２２０のドレイン電極２２０ｄ、及びスイッチング用ＴＦＴ２３０のソース電極２３０ｓに夫々電気的に接続されている。また、電流プログラム用ＴＦＴ２１０の活性層の延在部には、本発明に係る「電位固定手段」の一例たる固定電極２１１が設けられ、電源線１０３に電気的に接続されている。即ち、電流プログラム用ＴＦＴ２１０は、固定電極２１１によりボディコンタクトがとられている。このボディコンタクトに係る構成については、後に詳述する。

尚、電流プログラム用ＴＦＴ２１０の活性層は、例えば、不純物がドープされたポリシリコン層、アモルファスシリコン層、単結晶シリコン層からなる。

スイッチング用ＴＦＴ２２０及びスイッチング用ＴＦＴ２３０は、共にＮチャネル型のＴＦＴであり、本発明に係る「第１のトランジスタ」の夫々一例である。スイッチング用ＴＦＴ２２０のゲート電極２２０ｇ及びスイッチング用ＴＦＴ２３０のゲート電極２３０ｇは、電気的に共通化されており、書込み選択信号線１０１に電気的に接続されている。

スイッチング用ＴＦＴ２２０において、ソース電極２２０ｓはデータ線１０２に電気的に接続されており、ドレイン電極２２０ｄは、スイッチング用ＴＦＴ２３０のソース電極２３０ｓに電気的に接続されている。また、スイッチング用ＴＦＴ２３０において、ドレイン電極２３０ｄは、蓄積容量２５０の一端に電気的に接続されている。このスイッチング用ＴＦＴ２２０及び２３０は、書込み選択信号ＧＷＲＴが高電位、即ちＨレベルとなった際にアクティブとなる。

蓄積容量２５０は、一方端がスイッチング用ＴＦＴ２３０におけるドレイン電極２３０ｄに電気的に接続されると共に、他端が電源線１０３と電気的に接続された、本発明に係る「保持素子」の一例である。

表示選択用ＴＦＴ２４０は、Ｎチャネル型のＴＦＴであり、本発明に係る「第３のトランジスタ」である。表示選択用ＴＦＴ２４０は、ゲート電極２４０ｇに電気的に接続された表示選択信号線１０４に供給される表示選択信号ＧＳＥＬがＨレベルとなった時のみアクティブとなり、有機ＥＬ素子２６０に電流を供給するトランジスタである。表示選択用ＴＦＴ２４０において、ソース電極２４０ｓは、有機ＥＬ素子２６０の陽極２６０ａに電気的に接続されており、ドレイン電極２４０ｄは、電流プログラム用ＴＦＴ２１０のドレイン電極２１０ｄに電気的に接続されている。

有機ＥＬ素子２６０は、陽極２６０ａと陰極２６０ｃとの間に、有機ＥＬ層が挟持されてなり、陽極２６０ａから陰極２６０ｃに向かう順方向電流に応じた輝度で発光する自発光素子である。また、陽極２６０ａは、表示選択用ＴＦＴ２４０のソース電極２４０ｓに接続される。一方、陰極２６０ｃは、全ての画素部２００において共通であり、図示略の電源における低位側の電位（即ち、基準電位）に接続されている。

＜実施形態の動作＞
次に、上記構成を有する有機ＥＬディスプレイ１０の動作について説明する。

走査線駆動回路１１０が、書込み選択信号線１０１に、Ｈレベルの書込み選択信号ＧＷＲＴを供給すると、この書込み選択信号１０１に対応する画素部２００（画素行）におけるスイッチング用ＴＦＴ２２０及び２３０において、ゲート電極２２０ｇ及び２３０ｇに電圧が印加され、これらスイッチング用ＴＦＴがアクティブとなる。、
スイッチング用ＴＦＴ２３０がアクティブとなると、ドレイン電極２３０ｄとソース電極２３０ｓとの間が導通するので、電流プログラム用ＴＦＴ２１０において、ゲート電極２１０ｇとドレイン電極２１０ｄとが導通状態となって、電流プログラム用ＴＦＴ２１０は単なるダイオードとして機能する様になる。

一方、Ｈレベルの書込み選択信号ＧＷＲＴが供給されるに伴い、スイッチング用ＴＦＴ２３０とゲート電圧が共通化されたスイッチング用ＴＦＴ２２０もアクティブとなる。結局、書込み選択信号ＧＷＲＴがＨレベルにある期間では、データ線駆動回路１２０内にある電流源によって供給される電流Ｉｄａｔａは、電源線１０３、電流プログラム用ＴＦＴ２１０、スイッチング用ＴＦＴ２２０、データ線１０２を順次通過する経路で流れることとなる。この期間において、蓄積容量２５０には、電流プログラム用ＴＦＴ２１０のゲート電極２１０ｇの電位と電源線１０３の電位との電位差に対応する電荷が蓄積される。この蓄積された電荷は、電流プログラム用ＴＦＴ２１０によって有機ＥＬ素子２６０に供給される電流を規定する電荷であるから、この期間は、「プログラミングステージ」と称される。

走査線駆動回路１１０が、書込み選択信号ＧＷＲＴを低電位（即ち、Ｌレベル）に制御すると、この画素部２００を含む画素行のプログラミングステージは終了する。プログラミングステージの終了（即ち、Ｌレベルの書込み選択信号ＧＷＲＴの供給）に伴って、スイッチング用ＴＦＴ２２０及び２３０は非アクティブ状態となる。しかしながら、蓄積容量２５０には電荷が蓄積されているので、電流プログラム用ＴＦＴ２１０のゲート電極２１０ｇの電位は従前の値に保持される。

走査線駆動回路１１０は、プログラミングステージが終了した画素部２００の表示選択信号線１０４に対し、所定のタイミングでＨレベルの表示選択信号ＧＳＥＬを供給する。
係る表示選択信号の供給時には、表示選択用ＴＦＴ２４０がアクティブとなる。電流プログラム用ＴＦＴ２１０のソース電極２１０ｓとドレイン電極２１０ｄとの間には、ゲート電極２１０ｇが基準電位との間に有する電圧に基づいた電流が流れることとなる。この電流の経路は、電源線１０３、電流プログラム用ＴＦＴ２１０、表示選択用ＴＦＴ２４０、有機ＥＬ素子２６０を順次通過する経路で流れることとなって、有機ＥＬ素子２６０は発光する。この有機ＥＬ素子２６０の発光は、前段階のプログラミングステージで予めプログラミングされた電流値に基づいて行なわれるため、この有機ＥＬ素子２６０の発光期間は、「リプロダクションステージ」とも称される。

走査線駆動回路１１０は、画像表示領域１００において、画素行単位でプログラミングステージを実行すると共に、順次このプログラミングステージを実行する画素行を切り替えて走査を行なっている。プログラミングステージが終了した画素行は、所定の遅延時間を隔ててリプロダクションステージに移行する。このプログラミングステージとリプロダクションステージとの切り替えタイミングは、走査線駆動回路１１０によって適切に、例えば、ある画素行について、プログラミングステージとリプロダクションステージとが同時に実行されない様に制御されている。

＜固定電極２１１の構成及び動作＞
一方、この様に電流駆動される有機ＥＬディスプレイ１０において、電流プログラム用ＴＦＴ２１０が十分な飽和特性を有さない場合、有機ＥＬディスプレイ１０の階調品質が劣化し、この有機ＥＬディスプレイ１０を備える有機ＥＬ装置において表示品質が劣化することは既に述べた通りである。本実施形態に係る電流プログラム用ＴＦＴ２１０は、固定電極２１１を介してボディコンタクトをとることによって、この問題を解決している。以下に、固定電極２１１の詳細について、図３から図５を参照して説明する。ここに、図３は電流プログラム用ＴＦＴ２１０の上面模式図、図４は図３におけるＡ−Ａ’線視断面図、図５は、図３におけるＢ−Ｂ’線視断面図である。尚、各図において、上述した図１又は図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。

図３において、活性層２１３は、境界面Ｐ、境界面Ｑ、境界面Ｒ及び境界面Ｓを有する略Ｔ字型の平面形状を有する。この活性層２１３において、境界面ＰにはＰ型の不純物領域として形成されたソース領域２１４が、また、境界面Ｒには同じくＰ型の不純物領域として形成されたドレイン領域２１５が、夫々の境界面において活性層２１３と接合する様に形成されている。このソース領域２１４にはソース電極２１０ｓが、ドレイン領域２１５にはドレイン電極２１０ｄが形成されている。ゲート電極２１０ｇは、活性層２１３の全域を覆い、図中境界面Ｓから境界面Ｑの方向に向かって（即ち、図中上方向に向かって）延在している。

一方、境界面Ｓには、ソース領域２１４及びドレイン領域２１５とはキャリアの極性が異なる、即ちＮ型の不純物領域である逆導電型不純物領域２１２が形成されており、その中央付近には、この逆導電型不純物領域２１２の電位を規定する固定電極２１１が形成されている。この逆導電型不純物領域２１２は、本発明に係る「延在部」の一例である。

図４において、活性層２１３、ソース領域２１４及びドレイン領域２１５は、ゲート絶縁膜２１６に覆われており、このゲート絶縁膜２１６を介してゲート電極２１０ｇに覆われている構成となっている。また、ゲート電極２１０ｇの周囲には、ゲート絶縁膜２１６を覆う様に形成された層間絶縁膜２１７が形成されている。ソース電極２１０ｓ及びドレイン電極２１０ｄは、夫々、ゲート絶縁膜２１６及び層間絶縁膜２１７を貫通し、層間絶縁膜２１７の上部に現れており、図示せぬ他の配線パターンや層と電気的に接続されて、所定の電圧を印加可能となっている。例えば、本実施形態においては、ソース電極２１０ｓは電源線１０３と電気的に接続されている。

図５において、逆導電型不純物領域２１２に形成された固定電極２１１は、ゲート絶縁膜２１６及び層間絶縁膜２１７を貫通し、ソース電極２１０ｓ及びドレイン電極２１０ｄと同様に層間絶縁膜２１７の表面に現れている。この固定電極２１１は、電源線１０３に電気的に接続され、従って、この逆導電型不純物領域２１２の電位は、電源線１０３の電位と等しくなっている。

係る構成の下、電流プログラム用ＴＦＴ２１０の動作時（即ち、ゲート電極２１０ｇへの所定の電圧印加時）には、活性層２１３にＰ型のチャネルが形成され、ソース領域２１４とドレイン領域２１５との間でキャリアである正孔が移動し始める。この移動の過程において、活性層２１３における非実効的なキャリアである電子は、活性層２１３に蓄積する。しかしながら、この活性層２１３には、Ｎ型の逆導電型不純物領域２１２が形成され、固定電極２１１によって電位固定されているので、この電子は、逆導電型不純物領域２１２を介して固定電極２１１の方向に逃がされることとなる。

以上説明した様に、本実施形態によれば、活性層２１３中に不要な電荷が蓄積されることがなく、ソースドレイン間電流（即ち、ドレイン電流）Ｉｄｓの、ゲートソース間電圧（即ちゲート電圧）Ｖｇｓに対する飽和特性が改善される。

図６は、係る固定電極２１１の効果を例示するグラフである。図における横軸はＶｇｓ、縦軸はＩｄｓとなっている。固定電極２１１を設けない場合（図における点線）と比較して、固定電極２１１を設けた場合（図における実線）には飽和特性が明確に改善される。尚、図はあくまでも、本実施形態に係る画素部２００において実測された飽和特性に基づき、固定電極２１１の効果を分かり易くするための若干の変更を伴うものであって、実際のドレイン電流特性とは必ずしも一致するものではない。

尚、電流プログラム用ＴＦＴ２１０をＮチャネル型ＴＦＴで構成し、スイッチング用ＴＦＴ２２０、２３０及び表示選択用ＴＦＴ２４０を夫々Ｐチャネル型ＴＦＴで構成することも無論可能である。

＜変形例＞
画素部２００の回路構成は、上述した構成に限定されるものではない。例えば、以下に示す如く画素部を構成することも可能である。

＜第１変形例＞
図７は、本発明の第１の変形例に係る画素部３００の回路構成を例示する平面図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。

画素部３００は、電流プログラム用ＴＦＴ２１０、蓄積容量２５０、有機ＥＬ素子２６０及びＮチャネル型のスイッチング用ＴＦＴ３１０を備える。即ち、図２と比較して、スイッチング用ＴＦＴ２２０、２３０及び表示選択用ＴＦＴ２４０がない代わりに、これらに代替するスイッチング用ＴＦＴ３１０を備えた回路である。

電流プログラム用ＴＦＴ２１０のゲート電極２１０ｇは、蓄積容量２５０の一端に電気的に接続されると共に、スイッチング用ＴＦＴ３１０のドレイン電極３１０ｄと電気的に接続されている。また、ソース電極２１０ｓは電源線１０３に、ドレイン電極２１０ｄは有機ＥＬ素子２６０の陽極に夫々接続されている。また、固定電極２１１が、電源線１０３に電気的に接続されている。そして、スイッチング用ＴＦＴ３１０のゲート電極３１０ｇは、書込み選択信号線１０１に、ソース電極３１０ｓは、データ線１０２に夫々接続されている。

係る回路構成は、画素部２００がＴＦＴを４個備えるのに対し、２個のＴＦＴで画素部を駆動する回路であるから、回路構成を単純にすることが可能であると共に、固定電極２１１によって提供される、本発明に係る飽和特性の改善効果を併せもつものである。

＜第２変形例＞
図８は、図７における回路に変更を加えた、本発明の第２変形例に係る画素部４００の回路構成を示す平面図である。画素部４００においては、電流プログラム用ＴＦＴ２１０と並列に、本発明に係る「第４のトランジスタ」の一例たる補正用ＴＦＴ４１０を備える点で画素部３００と異なっている。

係る画素部４００によれば、製造工程等に起因するＴＦＴ間の駆動特性のばらつきが補正用ＴＦＴ４１０を並列配置することによって平均化され、画素間の表示特性を均一化することができて効果的である。

＜第３変形例＞
図９は、本発明の第３変形例に係る画素部５００の回路構成を示す平面図である。同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。

画素部５００は、電流プログラム用ＴＦＴ２１０、蓄積容量２５０、有機ＥＬ素子２６０、カレントミラーＴＦＴ５１０、スイッチング用ＴＦＴ５２０及び５３０を備える。

カレントミラーＴＦＴ５１０は、ゲート電極５１０ｇが、電流プログラム用ＴＦＴ２１０のゲート電極２１０ｇと電気的に共通化され、蓄積容量２５０における電源線１０３に接続されていない方の端部に電気的に接続されている。また、カレントミラーＴＦＴ５１０のソース電極５１０ｓは電流プログラム用ＴＦＴ２１０のソース電極２１０ｓと同様、電源線１０３に電気的に接続されている。即ち、カレントミラーＴＦＴ５１０は、電流プログラム用ＴＦＴ２１０とペアとなって、カレントミラー回路を構成するＴＦＴである。

画素部５００が、係るカレントミラー構成を有する場合にも、電流プログラム用ＴＦＴ２１０の固定電極２１１による飽和特性の改善効果は発揮され、有機ＥＬディスプレイ１０における表示品質の改善が実現される。尚、カレントミラーＴＦＴ５１０に固定電極２１１が形成されてもいてもよい。

＜電子機器の実施形態＞
次に、本発明に係る電気光学装置が各種電子機器に適用される場合について説明する。

＜Ａ：モバイル型コンピュータ＞
先ず、モバイル型のパーソナルコンピュータに、上述した有機ＥＬディスプレイ１０を有する電気光学装置を適用した例について図１０を参照して説明する。ここに、図１０は、コンピュータ６００の構成を示す斜視図である。尚、図１０において、上述した図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。

図において、コンピュータ６００は、キーボード６１０を備えた本体部６２０と、電気光学装置を用いて構成された表示ユニット６３０とを備えている。

＜Ｂ：携帯型電話機＞
更に、この電気光学装置を、携帯型電話機に適用した例について図１１を参照して説明する。ここに、図１１は、携帯型電話機７００の構成を示す斜視図である。図において、携帯電話機７００は、複数の操作ボタン７１０と共に、有機ＥＬディスプレイ１０を備える電気光学装置を備えるものである。

尚、本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬディスプレイ１０のブロック図である。 有機ＥＬディスプレイ１０における画素部２００の回路構成を例示する平面図である。 電流プログラム用ＴＦＴ２１０の上面模式図である。 図３におけるＡ−Ａ’線視断面図である。 図３におけるＢ−Ｂ’線視断面図である。 電流プログラム用ＴＦＴ２１０に形成された固定電極２１１の効果を説明する図である。 本発明の第１の変形例に係る画素部３００の回路構成を例示する平面図である。 本発明の第２の変形例に係る画素部４００の回路構成を例示する平面図である。 本発明の第３の変形例に係る画素部５００の回路構成を例示する平面図である。 本発明の第２実施形態に係る電子機器の一例たるコンピュータ６００の構成を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る電子機器の一例たる携帯型電話機７００の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１０…有機ＥＬディスプレイ、１００…画像表示領域、１０１…書込み選択信号線、１０２…データ線、１０３…電源線、１０４…表示選択信号線、１１０…走査線駆動回路、１２０…データ線駆動回路、１４０…同期信号線、２００…画素部、２１０…電流プログラム用ＴＦＴ、２１０ｇ…ゲート電極、２１０ｓ…ソース電極、２１０ｄ…ドレイン電極、２１１…固定電極、２１２…逆導電型不純物領域、２２０…スイッチング用ＴＦＴ、２３０…スイッチング用ＴＦＴ、２４０…表示選択用ＴＦＴ、２５０…蓄積容量、２６０…有機ＥＬ素子、３００…画素部（第１変形例）、４００…画素部（第２変形例）、５００…画素部（第３変形例）、６００…コンピュータ（第２実施形態）、７００…携帯型電話機（第２実施形態）。

Claims (11)

1. 第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタを介して供給される電気信号を電気量として保持する保持素子と、前記保持素子に保持された電気量に基づいて導通状態が制御される第２のトランジスタと、前記導通状態に相対した電流量が供給される電気光学素子とを具備しており、
   前記第２のトランジスタは、該第２のトランジスタの飽和特性に基づいて導通状態が制御され、
   前記第２のトランジスタにおける活性層の延在部における電位を所定電位に固定する電位固定手段とを含む
   ことを特徴とする単位回路。
2. 複数の単位回路を備えた電子装置であって、前記複数の単位回路の各々は、第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタを介して供給される電気信号を電気量として保持する保持素子と、前記保持素子に保持された電気量に基づいて導通状態が制御される第２のトランジスタと、前記導通状態に相対した電流量が供給される電気光学素子とを具備しており、
   前記第２のトランジスタは、該第２のトランジスタの飽和特性に基づいて導通状態が制御され、
   前記第２のトランジスタにおける活性層の延在部における電位を所定電位に固定する電位固定手段とを含む
   ことを特徴とする電気光学装置。
3. 前記延在部は、前記活性層におけるソース領域及びドレイン領域と逆導電型に不純物ドープされた部分からなり、
   前記電位固定手段は、前記延在部に接続された電極部分を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記電気光学素子は、有機エレクトロルミネセンス素子であり、前記第２のトランジスタは、ガラス基板上に形成されてなる
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電気光学装置。
5. 前記所定電位は、前記第２のトランジスタのソース電位である
   ことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
6. 前記第２のトランジスタはＰチャネル型であり、
   前記単位回路に電流駆動用の電荷を供給するための複数の電荷供給配線を具備しており、
   前記所定電位は、前記電荷供給配線の少なくとも一部を介して前記単位回路に供給される電源電圧である
   ことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
7. 前記単位回路を選択する選択信号を供給するための複数の選択配線を具備しており、
   前記選択信号は、前記複数の単位回路に対して（i）画素行別に電荷書込用の期間を規定する書込選択信号及び（ii）前記画素行別に表示用の期間を規定する表示選択信号を含み、
   前記単位回路における電流経路は、（i）前記書込選択信号に応じて前記単位回路に前記電流駆動用の電荷が書き込まれる際の電流経路及び（ii）前記表示選択信号に応じて前記単位回路が前記電気光学素子を発光させる際の電流経路を含んでなる
   ことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の電気光学装置。
8. 前記単位回路は、
   前記書込選択信号に応じて、前記保持素子に前記電気信号を前記電気量として保持し、
   前記表示選択信号に応じて、前記電気光学素子に前記導通状態に相対した電流量を供給する第３のトランジスタを含むを特徴とする請求項７に記載の電気光学装置。
9. 前記単位回路は、
   前記第２のトランジスタと、ゲート電極同士、ソース電極同士及びドレイン電極同士が夫々電気的に接続された第４のトランジスタを更に具備する
   ことを特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
10. 前記単位回路は、
    前記第２のトランジスタを含むカレントミラー回路を具備する
    ことを特徴とする請求項８に記載の電気光学装置。
11. 請求項２から１０のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備することを特徴とする電子機器。

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