JP2009181015A - アクティブマトリクス型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位に優れたアクティブマトリクス型表示装置を提供する。
【解決手段】基板と、複数の映像信号線ＶＬと、各映像信号線に接続された複数の画素ＰＸと、を備えている。各画素ＰＸは、第１電源端子と、第２電源端子と、表示素子と、駆動トランジスタＤＲと、駆動トランジスタのゲートに接続された第１電極及び第１電極に隙間を置いて重ねられた第２電極を含んだ保持容量Ｃと、を有している。基板の平面に平行な方向において、第２電極は、第１電極の端部から外れた突出部Ｃ２ｐを具備している。
【選択図】 図４

Description

この発明は、アクティブマトリクス型表示装置に関する。

近年、アクティブマトリクス型表示装置として、アクティブマトリクス型の有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置が開発されている。アクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置は、基板上に形成された複数の映像信号線及び複数の画素を備えている。各映像信号線に複数の画素が接続されている（例えば、特許文献１参照）。

有機ＥＬ表示装置の画素は、例えば、ｐチャネル電界効果トランジスタである駆動トランジスタと、有機ＥＬ素子と、キャパシタと、スイッチングトランジスタとを含んでいる。駆動トランジスタと有機ＥＬ素子とは、高電位電源線と低電位電源線との間で、この順に直列に接続されている。キャパシタは、駆動トランジスタのゲートに接続されている。スイッチングトランジスタは、映像信号線並びにキャパシタ及び駆動トランジスタのゲート間に接続されている。
キャパシタのサイズを大きくし、キャパシタの容量を大きくすることにより、表示画像に生じる輝度傾斜や、黒浮きなどの画質不良を抑制することができる。
特開２００７−１０９９３号公報

上記したように、キャパシタのサイズを大きくした場合、保持容量は映像信号線に近づくことになる。キャパシタを形成する一対の電極の内、駆動トランジスタのゲートに接続された電極が映像信号線に近づくと、駆動トランジスタのゲートと映像信号線との間に生じる寄生容量が大きくなってしまう。この寄生容量は、映像信号線の電位の変動をひき起こすため、映像信号線に接続された複数の画素の駆動トランジスタのゲートの電位に悪影響を及ぼしてしまう。

そして、寄生容量が増加すると、縦方向に延びた映像信号線に接続された複数の画素の表示品位が低下し、表示画面に、縦方向に延びた筋状の表示不良が発生してしまう。上記表示不良は、縦クロストークと呼ばれる。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、表示品位に優れたアクティブマトリクス型表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の態様に係るアクティブマトリクス型表示装置は、
基板と、
前記基板上に形成された複数の映像信号線と、
前記基板上に形成され、各映像信号線に接続された複数の画素と、を備え、
各画素は、
第１電源端子と、
第２電源端子と、
前記第１電源端子及び第２電源端子間に接続された表示素子と、
前記第１電源端子及び表示素子間に接続された駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタのゲートに接続された第１電極及び前記第１電極に隙間を置いて重ねられた第２電極を含んだ保持容量と、を有し、
前記基板の平面に平行な方向において、前記第２電極は、前記第１電極の端部から外れた突出部を具備している。

この発明によれば、表示品位に優れたアクティブマトリクス型表示装置を提供することができる。

以下、図面を参照しながらこの発明に係るアクティブマトリクス型表示装置を有機ＥＬ表示装置に適用した実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一態様に係る表示装置を概略的に示す平面図である。図２は、図１の表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す部分断面図である。なお、図２では、表示装置を、その表示面，すなわち前面又は光出射面，が下方を向き、背面が上方を向くように描いている。図３は、図１の表示装置が含む画素の等価回路図である。図４は、上記画素を概略的に示す平面図である。図５は、図４の線Ａ−Ａに沿った表示装置を示す断面図である。

図１乃至図５に示すように、この表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した下面発光型の有機ＥＬ表示装置である。この有機ＥＬ表示装置は、図１に示すように、表示パネルＤＰと、映像信号線ドライバＸＤＲと、走査信号線ドライバＹＤＲとを含んでいる。映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲは駆動部１０を形成している。

表示パネルＤＰは、例えば、ガラス基板などの絶縁性の基板ＳＵＢを含んでいる。基板ＳＵＢ上には、アンダーコート層ＵＣが形成されている。アンダーコート層ＵＣは、例えば、基板ＳＵＢ上にＳｉＮ_Ｘ層とＳｉＯ_Ｘ層とをこの順に積層してなる。

アンダーコート層ＵＣ上では、チャネル層ＳＣが配列している。各チャネル層ＳＣは、例えば、ｐ型領域とｎ型領域とを含んだポリシリコン層である。アンダーコート層ＵＣ上では、下部電極Ｃ２がさらに配列している。これら下部電極Ｃ２は、例えば、ｎ^＋型ポリシリコン層である。

チャネル層ＳＣ及び下部電極Ｃ２は、ゲート絶縁膜ＧＩで被覆されている。ゲート絶縁膜ＧＩは、例えばＴＥＯＳ（tetraethyl orthosilicate）などを用いて形成することができる。

ゲート絶縁膜ＧＩ上には、走査信号線ＳＬ及び保持容量線ＣＬが形成されている。走査信号線ＳＬ及び保持容量線ＣＬは、各々が後述する画素ＰＸの行方向（Ｘ方向）に延びており、画素ＰＸの列方向（Ｙ方向）に配列している。走査信号線ＳＬ及び保持容量線ＣＬは、例えばＭｏＷなどからなる。

ゲート絶縁膜ＧＩ上では、上部電極Ｃ１がさらに配列している。これら上部電極Ｃ１は、例えばＭｏＷなどからなる。上部電極Ｃ１は、走査信号線ＳＬ及び保持容量線ＣＬと同一の工程で形成することができる。

上部電極Ｃ１の延出部であるゲートＧはチャネル層ＳＣと交差するように形成され、駆動トランジスタＤＲを構成している。走査信号線ＳＬの延出部はチャネル層ＳＣと交差するように形成され、この延出部は画素スイッチＳＷを構成している。なお、この例では、駆動トランジスタＤＲ及び画素スイッチＳＷは、トップゲート型のｐチャネル薄膜トランジスタである。

上部電極Ｃ１は、下部電極Ｃ２に隙間を置いて重ねられている。第１電極としての上部電極Ｃ１と第２電極としての下部電極Ｃ２とそれらの間に介在している絶縁膜ＧＩとは、保持容量Ｃを構成している。ここでは、保持容量Ｃはキャパシタである。基板ＳＵＢの平面に平行な方向において、下部電極Ｃ２は、上部電極Ｃ１の端部から外れた突出部Ｃ２ｐを有している。下部電極Ｃ２の突出部Ｃ２ｐは、上部電極Ｃ１の端部より後述する映像信号線ＶＬ側に位置している。

ゲート絶縁膜ＧＩ、走査信号線ＳＬ、保持容量線ＣＬ、及び上部電極Ｃ１は、層間絶縁膜ＩＩで被覆されている。層間絶縁膜ＩＩは、例えばプラズマＣＶＤ法などにより成膜されたＳｉＯ_Ｘなどからなる。

層間絶縁膜ＩＩ上には、映像信号線ＶＬと、第１電源配線としての電圧電源線ＰＬと、第２電源配線としての基準電圧電源線ＲＬとが形成されている。映像信号線ＶＬ、電圧電源線ＰＬ及び基準電圧電源線ＲＬは、互いに絶縁されている。層間絶縁膜ＩＩ上には、ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥがさらに形成されている。

映像信号線ＶＬは、各々がＹ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。映像信号線ＶＬは、画素スイッチＳＷのソースに接続されている。電圧電源線ＰＬは、複数のストライプ部ＰＬａを有している。ストライプ部ＰＬａは、各々がＹ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。ストライプ部ＰＬａは、駆動トランジスタＤＲのソースに接続されている。

ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、層間絶縁膜ＩＩ及びゲート絶縁膜ＧＩに設けられたコンタクトホールを介してチャネル層ＳＣのソース領域及びドレイン領域にそれぞれ接続されている。ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、画素ＰＸが含む素子間の接続に利用されている。

映像信号線ＶＬと電圧電源線ＰＬと基準電圧電源線ＲＬとソース電極ＳＥとドレイン電極ＤＥとは、例えば、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの三層構造を有している。これらは、同一工程で形成可能である。

映像信号線ＶＬと電圧電源線ＰＬと基準電圧電源線ＲＬとソース電極ＳＥとドレイン電極ＤＥとは、パッシベーション膜ＰＳで被覆されている。パッシベーション膜ＰＳは、例えばＳｉＮ_Ｘなどからなる。

パッシベーション膜ＰＳ上では、画素電極ＰＥが配列している。各画素電極ＰＥは、パッシベーション膜ＰＳに設けたコンタクトホールを介して、駆動トランジスタＤＲのドレイン電極ＤＥに接続されている。

画素電極ＰＥは、この例では光透過性の前面電極である。また、画素電極ＰＥは、この例では陽極である。画素電極ＰＥの材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明な導電材料を使用することができる。

パッシベーション膜ＰＳ上には、さらに、隔壁絶縁層ＰＩが形成されている。隔壁絶縁層ＰＩには、画素電極ＰＥに対応した位置に貫通孔が設けられているか、或いは、画素電極ＰＥが形成する列又は行に対応した位置にスリットが設けられている。ここでは、一例として、隔壁絶縁層ＰＩは、画素電極ＰＥに対応した位置に貫通孔を有している。隔壁絶縁層ＰＩは、例えば、有機絶縁層である。隔壁絶縁層ＰＩは、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて形成されている。

画素電極ＰＥ上には、活性層として、発光層を含んだ有機物層ＯＲＧが形成されている。発光層は、例えば、発光色が赤色、緑色、又は青色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。この有機物層ＯＲＧは、発光層に加え、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層などもさらに含むことができる。

隔壁絶縁層ＰＩ及び有機物層ＯＲＧは、対向電極ＣＥで被覆されている。この例では、対向電極ＣＥは、画素ＰＸ間で互いに接続された電極，すなわち共通電極，である。また、この例では、対向電極ＣＥは、陰極であり且つ光反射性の背面電極である。対向電極ＣＥは、例えば、パッシベーション膜ＰＳと隔壁絶縁層ＰＩとに設けられたコンタクトホールを介して、基準電圧電源線ＲＬに電気的に接続されている。各々の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、画素電極ＰＥと、有機物層ＯＲＧと、対向電極ＣＥとを含んでいる。

電圧電源線ＰＬ及び基準電圧電源線ＲＬ（対向電極ＣＥ）には、それぞれ定電圧が印加されている。電圧電源線ＰＬの電位及び基準電圧電源線ＲＬの電位を比べた場合、電圧電源線ＰＬの電位は相対的にハイレベルであり、基準電圧電源線ＲＬの電位は相対的にローレベルである。

電圧電源線ＰＬは、電圧電源線ＰＬの節点ＮＤ１をハイレベルの一定の電位に設定するものである。基準電圧電源線ＲＬは、対向電極ＣＥの節点ＮＤ２をローレベルの一定の電位に設定するものである。このため、節点ＮＤ１は第１電源端子として高電位電源端子であり、節点ＮＤ２は第２電源端子として低電位電源端子である。

各画素ＰＸは、駆動トランジスタＤＲと、画素スイッチＳＷと、表示素子としての有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと、保持容量Ｃとを含んでいる。上記した通り、この例では、駆動トランジスタＤＲ及び画素スイッチＳＷはｐチャネル薄膜トランジスタである。

駆動トランジスタＤＲと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとは、節点ＮＤ１と節点ＮＤ２との間で、この順に直列に接続されている。具体的には、駆動トランジスタＤＲのソースは節点ＮＤ１に接続されており、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの対向電極ＣＥは節点ＮＤ２を形成している。

画素スイッチＳＷは、映像信号線ＶＬ並びに駆動トランジスタＤＲのゲート及び上部電極Ｃ１間に接続されており、そのゲートは走査信号線ＳＬに接続されている。画素スイッチＳＷは、走査信号線ＳＬから供給される制御信号ＳＧに応答してオン（導通状態）、オフ（非導通状態）される。画素スイッチＳＷは、映像信号線ＶＬを介して伝送される映像信号電圧Ｖｓｉｇを出力させるかどうか切換えるものである。

保持容量Ｃは、駆動トランジスタＤＲのゲート及び画素スイッチＳＷのドレイン並びに保持容量線ＣＬ間に接続されている。より詳しくは、保持容量Ｃの上部電極Ｃ１が駆動トランジスタＤＲのゲート及び画素スイッチＳＷのドレインに接続されている。保持容量Ｃの下部電極Ｃ２が保持容量線ＣＬに接続されている。保持容量Ｃは、映像信号電圧Ｖｓｉｇを保持（記憶）するものである。

映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲは、この例では、表示パネルＤＰにＣＯＧ（chip on glass）実装されている。映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲは、ＣＯＧ実装する代わりに、ＴＣＰ（tape carrier package）実装してもよい。

映像信号線ドライバＸＤＲには、映像信号線ＶＬが接続されている。映像信号線ドライバＸＤＲは、映像信号線ＶＬに映像信号として映像信号電圧Ｖｓｉｇを出力する。なお、映像信号線ドライバＸＤＲに電圧電源線ＰＬ及び基準電圧電源線ＲＬが接続されていても良く、この場合、映像信号線ドライバＸＤＲは、電圧電源線ＰＬにハイレベルの電源電圧を供給し、基準電圧電源線ＲＬにローレベルの電源電圧を供給すれば良い。

走査信号線ドライバＹＤＲには、走査信号線ＳＬ及び保持容量線ＣＬが接続されている。走査信号線ドライバＹＤＲは、走査信号線ＳＬに走査信号として電圧信号を出力する。加えて、走査信号線ドライバＹＤＲは、保持容量線ＣＬを一定の電位に設定するために保持容量線ＣＬに定電圧を供給する。

次に、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに発光（画像を表示）させる場合の画素ＰＸの動作について説明する。
上記のように構成された有機ＥＬ表示装置において、まず、走査信号線ドライバＹＤＲから、画素スイッチＳＷをオン状態とするレベル（オフ電位）、ここでは、ローレベルの制御信号ＳＧが出力される。

このため、画素スイッチＳＷがオンに切換えられる。これにより、駆動トランジスタＤＲのゲート電位がオン電位に設定されるとともに保持容量Ｃの上部電極Ｃ１が、映像信号線ドライバＸＤＲから、映像信号線ＶＬを介して供給される映像信号電圧Ｖｓｉｇにより、映像信号電位 (Ｖｓｉｇ)に設定される。

これにより、画像の階調を得るための電位だけ駆動トランジスタＤＲのゲート電位を変位させることができる。言い換えると、駆動トランジスタＤＲのゲート電位は、所望の発光電流を流すことができる状態に設定される。そして、駆動トランジスタＤＲから駆動信号を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに出力させる。言い換えると、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに、画像の階調に応じた駆動電流が与えられる。

以上のように構成された有機ＥＬ表示装置によれば、下部電極Ｃ２は、上部電極Ｃ１の端部から外れた突出部Ｃ２ｐを有している。下部電極Ｃ２の突出部Ｃ２ｐは、上部電極Ｃ１の端部より映像信号線ＶＬ側に位置している。下部電極Ｃ２が突出部Ｃ２ｐを有していることにより、有機ＥＬ表示装置は、高い静電シールド効果を得ることができる。

このため、下部電極Ｃ２が突出部Ｃ２ｐを有していない場合に比べ、駆動トランジスタＤＲのゲートと映像信号線ＶＬとの間に生じる寄生容量を低減させることができる。寄生容量に伴う映像信号線ＶＬの不所望な電位変動を抑制できるため、表示画面に生じる縦クロストークの発生を抑制することができる。

また、保持容量Ｃ（上部電極Ｃ１）を映像信号線ＶＬに近づけても表示品位の低下を抑制できるため、保持容量（キャパシタ）Ｃのサイズを大きくし、保持容量Ｃの容量を大きくすることができる。これにより、表示画像に生じる輝度傾斜や、黒浮きなどの画質不良を抑制することができる。
上記したことから、表示品位に優れたアクティブマトリクス型表示装置を得ることができる。

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、突出部Ｃ２ｐは、映像信号線ＶＬから外れて形成されていたが、これに限らず、例えば図６及び図７に示すように、映像信号線ＶＬに重ねて形成されていても良い。上部電極Ｃ１は映像信号線ＶＬから外れて形成されている。これにより、有機ＥＬ表示装置は、より高い静電シールド効果を得ることができる。

また、下部電極Ｃ２は、電圧電源線ＰＬのストライプ部ＰＬａ（節点ＮＤ１）に接続されていても良い。この場合、上述した有機ＥＬ表示装置と同等の機能を保持容量線ＣＬ無しに得ることができる。

駆動トランジスタＤＲ及び画素スイッチＳＷは、ｐチャネル型のトランジスタに限らず、ｎチャネル型のトランジスタにより構成してもよい。
この発明は、有機ＥＬ表示装置に限定されるものではなく、アクティブマトリクス型表示装置であれば適用可能である。

本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す平面図。 上記有機ＥＬ表示装置の駆動トランジスタ及び有機ＥＬ素子を示す断面図。 上記有機ＥＬ表示装置における画素の等価回路を示す図。 図３に示した画素を示す概略平面図。 図４の線Ａ−Ａに沿った表示パネルの断面図であり、特に、保持容量及び映像信号線を示す図。 図４と同様、画素を示す概略平面図であり、画素の変形例を示す図。 図６の線Ｂ−Ｂに沿った表示パネルの断面図であり、特に、保持容量及び映像信号線を示す図。 図４と同様、画素を示す概略平面図であり、画素の他の変形例を示す図。

符号の説明

ＳＵＢ…基板、ＤＰ…表示パネル、ＰＸ…画素、ＢＬ…基準信号線、ＶＬ…映像信号線、ＰＬ…電圧電源線、ＰＬａ…ストライプ部、ＲＬ…基準電圧電源線、ＳＬ…走査信号線、ＤＲ…駆動トランジスタ、ＯＬＥＤ…ＥＬ素子、ＳＷ…画素スイッチ、Ｃ…保持容量、Ｃ１…上部電極、Ｃ２…下部電極、Ｃ２ｐ…突出部、ＳＧ…制御信号、Ｖｓｉｇ…映像信号電圧、ＮＤ１，ＮＤ２…節点。

Claims (4)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された複数の映像信号線と、
   前記基板上に形成され、各映像信号線に接続された複数の画素と、を備え、
   各画素は、
   第１電源端子と、
   第２電源端子と、
   前記第１電源端子及び第２電源端子間に接続された表示素子と、
   前記第１電源端子及び表示素子間に接続された駆動トランジスタと、
   前記駆動トランジスタのゲートに接続された第１電極及び前記第１電極に隙間を置いて重ねられた第２電極を含んだ保持容量と、を有し、
   前記基板の平面に平行な方向において、前記第２電極は、前記第１電極の端部から外れた突出部を具備しているアクティブマトリクス型表示装置。
2. 前記第２電極の突出部は、前記第１電極の端部より前記映像信号線側に位置している請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
3. 前記第２電極の突出部は、前記映像信号線に重なって形成されている請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
4. 前記第２電極は、前記第１電源端子に接続されている請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。

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