JP2010019950A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】画素回路の保持容量の電圧を初期化するための初期化線の電位の変動を抑制する。
【解決手段】画素回路Pは、複数の走査線31と複数の信号線40との各交差に対応して配置される。給電線50は、複数の画素回路Pに電位VELを供給する。初期化線60は、複数の画素回路Pに初期化電位VRSを供給する。複数の画素回路Pの各々は、給電線50から供給される駆動電流IDRの電流量に応じた階調となる電気光学素子Eと、信号線40の階調電位VD[j]に応じて両端間の電圧が設定される保持容量C0と、初期化線60を保持容量C0に導通させることで両端間の電圧を初期化するトランジスタTR1〜TR3と、保持容量C0の電圧に応じて駆動電流IDRの電流量を制御する駆動トランジスタTDRとを含む。初期化線60は、絶縁層L1を挟んで給電線50に重なる部分を各画素回路P内に含む。
【選択図】図4
【解決手段】画素回路Pは、複数の走査線31と複数の信号線40との各交差に対応して配置される。給電線50は、複数の画素回路Pに電位VELを供給する。初期化線60は、複数の画素回路Pに初期化電位VRSを供給する。複数の画素回路Pの各々は、給電線50から供給される駆動電流IDRの電流量に応じた階調となる電気光学素子Eと、信号線40の階調電位VD[j]に応じて両端間の電圧が設定される保持容量C0と、初期化線60を保持容量C0に導通させることで両端間の電圧を初期化するトランジスタTR1〜TR3と、保持容量C0の電圧に応じて駆動電流IDRの電流量を制御する駆動トランジスタTDRとを含む。初期化線60は、絶縁層L1を挟んで給電線50に重なる部分を各画素回路P内に含む。
【選択図】図4
Description
本発明は、電気光学素子を駆動するための構造に関する。
有機EL(Electroluminescence)素子などの電気光学素子を利用した電気光学装置が従来から提案されている。例えば特許文献1に開示された画素回路は、外部から指定された階調に応じた電圧を保持する保持容量と、保持容量の電圧に応じた駆動電流を生成する駆動トランジスタと、駆動電流の電流量に応じた階調となる電気光学素子とを含んで構成される。保持容量の両端間の電圧は、初期化電位が供給される初期化線を電極に導通させることで初期化される。
特開2006−30635号公報
しかし、特許文献1の技術においては、初期化時(保持容量の放電時)に初期化線に電流が流れることで初期化線の電位が変動する場合がある。初期化後の保持容量の電圧が初期化線の電位の変動に起因して画素回路毎に相違すると、階調のムラや変動(ちらつき)などの画質の低下の原因となる。以上の事情に鑑みて、本発明は、画素回路の保持容量の電圧を初期化するための初期化線の電位の変動を抑制することを目的とする。
以上の課題を解決するために、本発明の電気光学装置は、複数の走査線と複数の信号線との各交差に対応して配置された複数の画素回路と、複数の画素回路に所定の電位を供給する給電線と、複数の画素回路に初期化電位を供給する初期化線とを具備し、複数の画素回路の各々は、給電線から供給される駆動電流の電流量に応じた階調となる電気光学素子と、信号線の電位に応じて両端間の電圧が設定される保持容量(例えば図2の保持容量C0〜C2や図11の保持容量C2)と、初期化線を保持容量に導通させることで両端間の電圧を初期化する初期化手段(例えば図2のトランジスタTR1〜TR3や図11のトランジスタTR4)と、保持容量の電圧に応じて駆動電流の電流量を制御する駆動トランジスタとを含み、初期化線は、絶縁層を挟んで給電線に重なる部分を各画素回路内に含む。以上の構成においては、初期化線と給電線とが絶縁層を挟んで重なる部分に容量が形成されるから、初期化線の電位の変動(さらには給電線の電位の変動)を抑制することが可能である。
本発明の好適な態様において、初期化線は、給電線に重なる第1部分(例えば図7の部分62Aや図13の部分64B)と、給電線を挟んで第1部分とは反対側に形成されて第1部分に導通する第2部分(例えば図7の部分62Bや図13の部分64C)とを各画素回路内に含む。以上の態様においては、第1部分が給電線に重なる部分(例えば図8や図14の容量CP1)と、第2部分が給電線に重なる部分(例えば図8や図14の容量CP2)とが形成されるから、初期化線の電位の変動(さらには給電線の電位の変動)を効果的に抑制することが可能である。
さらに好適な態様において、駆動トランジスタは、ゲート絶縁層を挟んで相対向する半導体層およびゲート電極と、ゲート電極を覆う絶縁層の面上に形成されて半導体層に導通する配線層とを含み、給電線は、ゲート電極と同層から形成された部分を含み、第1部分は、配線層と同層から形成され、第2部分は、半導体層と同層から形成される。以上の態様においては、給電線や初期化線が駆動トランジスタの各要素と同層から形成されるから、給電線や初期化線を駆動トランジスタとは別個の工程で形成する場合と比較して画素回路の製造が簡素化される。また、絶縁層と比較してゲート絶縁層が薄い構成では、第2部分と給電線とで形成される容量(例えば図8や図14の容量CP2)に充分な容量が確保できるという利点がある。
本発明の好適な態様において、給電線は、初期化線に重なる第3部分(例えば図9の部分53B)と、初期化線を挟んで第3部分とは反対側に形成されて第3部分に導通する第4部分(例えば図9の部分53C)とを各画素回路内に含む。以上の態様においては、第3部分が初期化線に重なる部分(例えば図10の容量CP1)と、第4部分が初期化線に重なる部分(例えば図10の容量CP2)とが形成されるから、初期化線の電位の変動(さらには給電線の電位の変動)を効果的に抑制することが可能である。
さらに好適な態様において、駆動トランジスタは、ゲート絶縁層を挟んで相対向する半導体層およびゲート電極と、ゲート電極を覆う絶縁層の面上に形成されて半導体層に導通する配線層とを含み、初期化線は、ゲート電極と同層から形成された部分を含み、第3部分は、配線層と同層から形成され、第4部分は、半導体層と同層から形成される。以上の態様においては、給電線や初期化線が駆動トランジスタの各要素と同層から形成されるから、給電線や初期化線を駆動トランジスタとは別個の工程で形成する場合と比較して画素回路の製造が簡素化される。また、絶縁層と比較してゲート絶縁層が薄い構成では、第4部分と初期化線とで形成される容量(例えば図10の容量CP2)に充分な容量が確保できるという利点がある。
給電線と初期化線とが交差する方向に延在する態様の好適例において、給電線および初期化線の一方は、給電線と初期化線とが交差する位置から分岐して給電線および初期化線の他方に重なる部分を各画素回路内に含む。例えば、給電線が第1方向に延在し、初期化線が、第1方向に交差する第2方向に延在する構成において、給電線は、第2方向に分岐して初期化線に重なる部分(例えば図4や図7や図9における分岐部51)を含む。以上の態様によれば、画素回路内で給電線と初期化線とが重なる面積(給電線と初期化線との間の容量)を充分に確保することが可能である。
給電線と初期化線とが平行な方向に延在する態様の好適例において、給電線および初期化線の一方は、給電線および初期化線の他方に重なるように分岐した部分を各画素回路内に含む。例えば、給電線および初期化線が第1方向に延在する構成において、初期化線は、第1方向に交差する第2方向に分岐して給電線に重なる部分(例えば図13の部分64B)を含む。以上の態様によれば、画素回路内で給電線と初期化線とが重なる面積(給電線と初期化線との間の容量)を充分に確保することが可能である。
本発明に係る電気光学装置は各種の電子機器に利用される。電子機器の典型例は、電気光学装置を表示装置として利用した機器である。本発明に係る電子機器としてはパーソナルコンピュータや携帯電話機が例示される。もっとも、本発明に係る電気光学装置の用途は画像の表示に限定されない。例えば、光線の照射によって感光体ドラムなどの像担持体に潜像を形成するための露光装置(露光ヘッド)としても本発明の電気光学装置が適用される。
<A:第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る電気光学装置のブロック図である。電気光学装置100は、電子機器に搭載されて画像を表示する表示体として機能する。図1に示すように、電気光学装置100は、複数の画素回路Pが面状に配列された素子部10と、各画素回路Pを駆動する走査線駆動回路22および信号線駆動回路24と、電気光学装置100にて使用される電位を生成する電位生成回路26とを具備する。なお、走査線駆動回路22と信号線駆動回路24と電位生成回路26との一部または全部を単一の回路とした構成や、走査線駆動回路22や信号線駆動回路24を複数の集積回路に分散して実装した構成も採用される。
図1は、本発明の第1実施形態に係る電気光学装置のブロック図である。電気光学装置100は、電子機器に搭載されて画像を表示する表示体として機能する。図1に示すように、電気光学装置100は、複数の画素回路Pが面状に配列された素子部10と、各画素回路Pを駆動する走査線駆動回路22および信号線駆動回路24と、電気光学装置100にて使用される電位を生成する電位生成回路26とを具備する。なお、走査線駆動回路22と信号線駆動回路24と電位生成回路26との一部または全部を単一の回路とした構成や、走査線駆動回路22や信号線駆動回路24を複数の集積回路に分散して実装した構成も採用される。
図1の素子部10は基板12の面上に配置される。素子部10には、X方向に延在するm組の制御線群30と、X方向に交差(直交)するY方向に延在するn本の信号線40とが形成される(m,n:自然数)。複数の画素回路Pは、各制御線群30と各信号線40との交差に配置されて縦m行×横n列の行列状に配列する。また、素子部10には、各制御線群30とともにX方向に延在するm本の給電線50と、各信号線40とともにY方向に延在するn本の初期化線60とが形成される。
走査線駆動回路22は、複数の画素回路Pを行単位で順次に選択する。信号線駆動回路24は、走査線駆動回路22による選択に同期してn系統の階調電位VD(VD[1]〜VD[n])を各信号線40に並列に出力する。第i行(i=1〜m)の選択時に第j列目(j=1〜n)の信号線40に出力される階調電位VD[j]は、第i行に属する第j列の画素回路Pに指定された階調値に対応した電位に設定される。
電位生成回路26は、電源の高位側の電位VELおよび低位側の電位GNDと、所定値に設定された初期化電位VRSとを生成する。電位VELは、m本の給電線50に出力されて各画素回路Pに共通に供給される。また、初期化電位VRSは、n本の初期化線60に出力されて各画素回路Pに共通に供給される。なお、電位VELや電位GNDを生成する回路と初期化電位VRSを生成する回路とは別個の回路として実装され得る。
図2は、画素回路Pの回路図である。図2においては、第i行に属する第j列の1個の画素回路Pのみが代表的に図示されている。図2に示すように、画素回路Pは、電位VELが供給される給電線50と電位GNDが供給される接地線とを連結する経路上に配置された電気光学素子Eを含む。電気光学素子Eは、給電線50から接地線に流れる駆動電流IDRの電流量に応じた階調となる電流駆動型の発光素子である。例えば、相対向する陽極と陰極との間に有機EL材料の発光層を介在させた有機EL素子が電気光学素子Eとして好適である。
図2に示すように、図1における1組の制御線群30は4本の配線(走査線31,第1制御線32,第2制御線33,発光制御線34)で構成される。走査線駆動回路22は制御線群30の各配線に信号を供給する。例えば、走査線31には、第i行を選択するための走査信号GW[i]が供給される。また、第1制御線32には第1制御信号Ga[i]が供給され、第2制御線33には第2制御信号Gb[i]が供給される。発光制御線34には、発光制御信号GEL[i]が供給される。
駆動電流IDRの経路上にはPチャネル型の駆動トランジスタTDRとNチャネル型の発光制御トランジスタTELとが配置される。駆動トランジスタTDRは、給電線50にソースが接続されるとともにドレインが発光制御トランジスタTELのドレインに接続され、自身のゲートの電位に応じて駆動電流IDRの電流量を制御する。発光制御トランジスタTELは、発光制御線34にゲートが接続されるとともにソースが電気光学素子E(陽極)に接続され、電気光学素子Eに対する駆動電流IDRの供給の可否を制御する。なお、駆動トランジスタTDRや発光制御トランジスタTELを電気光学素子Eと接地線との間に配置した構成も採用される。
図2の保持容量C0は、電極e1と電極e2との間の電圧を保持する。電極e2は駆動トランジスタTDRのゲートに接続される。保持容量C0の電極e1と信号線40との間には、両者の電気的な接続(導通/非導通)を制御するNチャネル型の選択トランジスタTSLが介在する。選択トランジスタTSLのゲートは走査線31に接続される。また、電極e1と給電線50との間には、電極e1の電位を保持する保持容量C1が介在し、電極e2と給電線50との間には、電極e2(駆動トランジスタTDRのゲート)の電位を保持する保持容量C2が介在する。
駆動トランジスタTDRのゲートとドレインとの間にはNチャネル型のトランジスタTR1が介在する。保持容量C0の電極e1と初期化線60との間にはNチャネル型のトランジスタTR2が介在する。トランジスタTR1およびトランジスタTR2の各々のゲートは第1制御線32に接続される。また、トランジスタTR1とトランジスタTR2との間にはNチャネル型のトランジスタTR3が介在する。トランジスタTR3のゲートは第2制御線33に接続される。
図3は、電気光学装置100の動作のタイミングチャートである。図3に示すように、走査信号GW[1]〜GW[m]は、書込期間(水平走査期間)PW毎に順番にハイレベル(第i行の選択を意味するレベル)に設定される。第1制御信号Ga[i]は、走査信号GW[i]がハイレベルとなる書込期間PWの開始前の初期化期間PRSにてハイレベルとなり、初期化期間PRS以外の期間でローレベルを維持する。初期化期間PRSは、期間P1と期間P2とに区分される。期間P1は、保持容量C0の両端間の電圧を所定値に初期化する期間であり、期間P1の経過後の期間P2は、駆動トランジスタTDRのゲートの電位を自身の閾値電圧VTHに応じた電位に設定する期間である。
第2制御信号Gb[i]は、期間P1にてハイレベルに設定されるとともに期間P1以外の期間でローレベルに維持される。発光制御信号GEL[i]は、走査信号GW[i]がハイレベルとなる書込期間PWの経過後から第1制御信号Ga[i]が次にハイレベルとなる初期化期間PRSの開始前までの発光期間PELにてハイレベルとなり、発光期間PEL以外の期間にてローレベルを維持する。初期化期間PRSと書込期間PWと発光期間PELとに区分して画素回路Pの動作を以下に説明する。
初期化期間PRSの期間P1では第1制御信号Ga[i]および第2制御信号Gb[i]がハイレベルに設定されるから、トランジスタTR1とトランジスタTR2とトランジスタTR3とがオン状態に変化する。したがって、保持容量C0の電極e1と電極e2とが導通するとともに電極e1および電極e2の双方に初期化線60から初期化電位VRSが供給される。電極e1と電極e2とが導通することで、初期化期間PRSの開始時に保持容量C0に蓄積されていた電荷は放電される。
初期化期間PRSの期間P2では第1制御信号Ga[i]のみがハイレベルに設定されるから、トランジスタTR1とトランジスタTR2とがオン状態を維持する(トランジスタTR3はオフ状態に変化する)。したがって、期間P1から引続き、保持容量C0の電極e1には、初期化線60からトランジスタTR2を介して初期化電位VRSが供給される。また、駆動トランジスタTDRのゲートとドレインとがトランジスタTR1を介してダイオード接続されるから、駆動トランジスタTDRのゲート(保持容量C0の電極e2)の電位は、給電線50の電位VELよりも閾値電圧VTHだけ低い電位に上昇する。以上のように、保持容量C0の両端間の電圧は、初期化期間PRSにて所定値(|VEL−VTH−VRS|)に初期化される。同様に、保持容量C1および保持容量C2の電圧は所定値に初期化される。
書込期間PWでは、走査信号GW[i]がハイレベルに設定されることで選択トランジスタTSLがオン状態に変化するから、保持容量C0の電極e1の電位は、初期化期間PRSにて設定された初期化電位VRSから信号線40の階調電位VD[j]に変化する。書込期間PWにおいてはトランジスタTR1がオフ状態に遷移することで駆動トランジスタTDRのゲートは電気的なフローティング状態にあるから、駆動トランジスタTDRのゲート(電極e2)の電位は、初期化期間PRSにて設定された電位(VEL−VTH)から電極e1の電位の変動量(VRS→VD[j])に応じて変化する。すなわち、駆動トランジスタTDRのゲートの電位は、階調電位VD[j]と自身の閾値電圧VTHとに応じた電位に設定される。
発光期間PELでは、発光制御信号GEL[i]がハイレベルに遷移することで発光制御トランジスタTELがオン状態に変化する。したがって、駆動トランジスタTDRのゲートの電位に応じた電流量の駆動電流IDRが給電線50から駆動トランジスタTDRと発光制御トランジスタTELとを経由して電気光学素子Eに供給される。電気光学素子Eは駆動電流IDRの電流量に応じた階調(階調電位VD[j]に応じた階調)に制御される。発光期間PELにおける駆動トランジスタTDRのゲートの電位には自身の閾値電圧VTHが反映されるから、各駆動トランジスタTDRの閾値電圧VTHの相違に起因した電気光学素子Eの階調のムラは補償される。
次に、以上に説明した画素回路Pの構造を説明する。図4は、1個の画素回路Pの平面図である。図4に示すように、画素回路Pは、基板12の表面に画定された矩形状の単位領域A内に形成される。単位領域A内には、給電線50および走査線31がX方向に延在するとともに信号線40および初期化線60がY方向に延在する。給電線50と走査線31と信号線40と初期化線60とに包囲された領域内に駆動トランジスタTDRが配置される。
駆動トランジスタTDRと走査線31との間に選択トランジスタTSLが配置される。給電線50を挟んで駆動トランジスタTDRとは反対側の領域においては発光制御線34がX方向に延在する。給電線50と発光制御線34との間に発光制御トランジスタTELが配置される。また、走査線31を挟んで駆動トランジスタTDRとは反対側の領域に第1制御線32が形成され、第1制御線32を挟んで走査線31とは反対側の領域に第2制御線33が形成される。トランジスタTR1およびトランジスタTR2は走査線31と第1制御線32との間に配置され、トランジスタTR3は第1制御線32と第2制御線33との間に配置される。
図5は、図4におけるV−V線の断面図である。駆動トランジスタTDRは、基板12の面上に半導体材料(例えばポリシリコン)で形成された半導体層122と、半導体層122のチャネル領域に対向するゲート電極124とを含む。半導体層122とゲート電極124との間には、基板12の全域にわたって連続するゲート絶縁層L0が介在する。ゲート電極124が形成されたゲート絶縁層L0の面上には絶縁層L1が基板12の全域にわたって連続に形成される。絶縁層L1の面上に形成された配線層126(ソース電極およびドレイン電極)が導通孔を介して半導体層122に導通する。
画素回路Pを構成する各トランジスタT(TR1,TR2,TR3,TEL,TSL)は駆動トランジスタTDRと共通の工程で形成される。すなわち、トランジスタTの各要素と駆動トランジスタTDRの各要素とは、単一の膜体を選択的に除去することで共通の工程で一括的に形成(以下では単に「同層から形成」という)される。例えば、各トランジスタTの半導体層は駆動トランジスタTDRの半導体層122と同層から形成され、各トランジスタTのゲート電極は駆動トランジスタTDRのゲート電極124と同層から形成される。図4においては、同層から形成された各導電体(電極や配線)に対して共通の態様のハッチングが付されている。なお、画素回路Pを構成する各トランジスタはボトムゲート構造でもよい。
保持容量C0の電極e1は駆動トランジスタTDRの半導体層122と同層から形成され、電極e2は駆動トランジスタTDRのゲート電極124と同層から形成される。保持容量C1および保持容量C2も同様に、半導体層122と同層から形成された電極とゲート電極124と同層から形成された電極とで構成される。
制御線群30(走査線31,第1制御線32,第2制御線33,発光制御線34)と給電線50とは駆動トランジスタTDRのゲート電極124と同層から形成される。また、初期化線60と信号線40とは駆動トランジスタTDRの配線層126(ソース電極およびドレイン電極)と同層から形成される。画素回路Pの各要素の接続の関係は図2を参照して説明した通りである。電気光学素子Eの陽極(画素電極)は、絶縁層L1を被覆する絶縁層の導通孔H1(図4)を介して発光制御トランジスタTELのソース電極に導通する。
図6は、図4におけるVI−VI線の断面図である。図4および図6に示すように、初期化線60は、基板12に垂直な方向からみて給電線50の分岐部51に重なる。分岐部51は、給電線50のX方向に延在する線状の部分のうち初期化線60とが交差する位置からY方向に分岐するとともに初期化線60の直下をY方向に延在する部分である。図6に示すように、給電線50と初期化線60との間には絶縁層L1が介在する。したがって、給電線50(分岐部51)および初期化線60と両者間の絶縁層L1(誘電体)とで容量CPが形成される。
以上のように初期化線60には容量CPが付随するから、初期化期間PRSにおいて保持容量C0に初期化線60を接続する(初期化線60に電流が流れる)ことで発生する初期化電位VRSの変動は抑制される。同様に、給電線50に容量CPが付随するから、給電線50から電気光学素子Eに駆動電流IDRが流れることで発生する電位VELの変動は抑制される。すなわち、容量CPは、初期化線60および給電線50における電位の変動を平滑化する手段として機能する。
ところで、初期化線60や給電線50における電位の変動を抑制するための構成としては、例えば、電位生成回路26における電位VELや初期化電位VRSの出力端に容量(平滑化容量)を配置した構成(以下「対比例」という)も考えられる。しかし、対比例においては、平滑化容量が形成される領域を素子部10と電位生成回路26との間に確保する必要があるから、平滑化容量を基板12上に形成する構成においては基板12の額縁領域(素子部10の外側の領域)が増大し、基板12に固定された配線基板上に平滑化容量を形成する構成においては配線基板が大型化するという問題がある。本形態の容量CPは、素子部10内に画素回路P毎に形成されるから、額縁領域の増大や配線基板の大型化といった問題は発生しないという利点がある。
<B:第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下の各形態において第1実施形態と共通する要素については、以上と同じ符号を付して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下の各形態において第1実施形態と共通する要素については、以上と同じ符号を付して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
図7は、本形態に係る画素回路Pの平面図であり、図8は、図7におけるVIII−VIII線の断面図である。図7に示すように、初期化線60は部分62Aと部分62Bとを含んで構成される。部分62Aは、第1実施形態の初期化線60と同形状の部分であり、駆動トランジスタTDRの配線層126と同層から形成されてY方向に延在する。部分62Bは、各単位領域A内に駆動トランジスタTDRの半導体層122と同層から形成される。図7および8に示すように、部分62Bは、給電線50を挟んで部分62Aに重なるようにY方向に延在する。すなわち、給電線50の分岐部51は、初期化線60の部分62Aと部分62Bとの間に介在する。部分62Aは、絶縁層L1とゲート絶縁層L0とを貫通する導通孔H2を介して部分62Bに導通する。
図8に示すように、給電線50(分岐部51)と初期化線60の部分62Aとは、両者間の絶縁層L1を誘電体として容量CP1を形成する。また、給電線50(分岐部51)と初期化線60の部分62Bとは、両者間のゲート絶縁層L0を誘電体として容量CP2を形成する。容量CP1と容量CP2とは、初期化線60と給電線50との間に並列に配置される。したがって、給電線50と初期化線60との間に容量CPのみが介在する第1実施形態と比較して、初期化線60および給電線50における電位の変動を効果的に抑制することが可能である。特に、ゲート絶縁層L0は絶縁層L1と比較して膜厚が小さい(給電線50と部分62Bとの間隔が小さい)から、容量CP2には、初期化線60や給電線50の電位の変動を抑制するために充分な容量値を容量CP1よりも容易に確保できる。したがって、初期化線60および給電線50の電位の変動を抑制できるという効果は格別に顕著となる。
<C:第3実施形態>
図9は、本発明の第3実施形態に係る画素回路Pの平面図であり、図10は、図9におけるX−X線の断面図である。図9に示すように、初期化線60は、Y方向に交互に配列する部分63Aと部分63Bとを含んで構成される。部分63Aは、駆動トランジスタTDRのゲート電極124と同層から形成され、部分63Bは、駆動トランジスタTDRの配線層126と同層から形成される。部分63Aは、各単位領域Aのうち走査線31と発光制御線34との間隙内にてY方向に延在する。部分63Bは、Y方向に相隣接する各部分63Aの間隙を跨ぐようにY方向に延在する。図9および図10に示すように、部分63Bは、絶縁層L1を貫通する導通孔H3を介して部分63Aに導通する。
図9は、本発明の第3実施形態に係る画素回路Pの平面図であり、図10は、図9におけるX−X線の断面図である。図9に示すように、初期化線60は、Y方向に交互に配列する部分63Aと部分63Bとを含んで構成される。部分63Aは、駆動トランジスタTDRのゲート電極124と同層から形成され、部分63Bは、駆動トランジスタTDRの配線層126と同層から形成される。部分63Aは、各単位領域Aのうち走査線31と発光制御線34との間隙内にてY方向に延在する。部分63Bは、Y方向に相隣接する各部分63Aの間隙を跨ぐようにY方向に延在する。図9および図10に示すように、部分63Bは、絶縁層L1を貫通する導通孔H3を介して部分63Aに導通する。
給電線50は、部分53Aと部分53Bと部分53Cとを含んで構成される。部分53Aは、駆動トランジスタTDRのゲート電極124と同層から形成され、部分53Bは、駆動トランジスタTDRの配線層126と同層から形成され、部分53Cは、駆動トランジスタTDRの半導体層122と同層から形成される。部分53Aは、X方向に相隣接する各初期化線60の部分63Aの間隙内にてX方向に延在する。部分53Bは、X方向に相隣接する各部分53Aの間隙を跨ぐ形状に形成され、絶縁層L1を貫通する導通孔H4を介して各部分53Aに導通する。図9に示すように、部分53Bは、基板12に垂直な方向からみて初期化線60の部分63Aと重なるようにY方向に延在する。
図9および図10に示すように、部分53Cは、初期化線60の部分63Aを挟んで部分53Bに重なるようにY方向に延在する。すなわち、初期化線60の部分63Aは、給電線50の部分53Bと部分53Cとの間に介在する。図9に示すように、部分53Bは、絶縁層L1とゲート絶縁層L0とを貫通する導通孔H5を介して部分53Cに導通する。
図10に示すように、初期化線60の部分63Aと給電線50の部分53Bとは、両者間の絶縁層L1を誘電体として容量CP1を形成する。また、初期化線60の部分63Aと給電線50の部分53Cとは、両者間のゲート絶縁層L0を誘電体として容量CP2を形成する。容量CP1と容量CP2とは、初期化線60と給電線50との間に並列に配置される。したがって、給電線50と初期化線60との間に容量CPのみが介在する第1実施形態と比較すると、第2実施形態と同様に、初期化線60および給電線50における電位の変動を効果的に抑制することが可能である。また、絶縁層L1よりも薄いゲート絶縁層L0を容量CP2の誘電体として利用することで容量CP2に充分な容量値を確保できるという効果も第2実施形態と同様である。
<D:第4実施形態>
図11は、本発明の第4実施形態に係る電気光学装置100における画素回路Pの回路図である。第1実施形態と同様に、給電線50から電気光学素子Eに供給される駆動電流IDRの経路上に駆動トランジスタTDRが配置される。駆動トランジスタTDRのゲートと給電線50との間には保持容量C2が介在する。
図11は、本発明の第4実施形態に係る電気光学装置100における画素回路Pの回路図である。第1実施形態と同様に、給電線50から電気光学素子Eに供給される駆動電流IDRの経路上に駆動トランジスタTDRが配置される。駆動トランジスタTDRのゲートと給電線50との間には保持容量C2が介在する。
選択トランジスタTSLは、駆動トランジスタTDRのゲートと信号線40との間に介在する。トランジスタTR4は、駆動トランジスタTDRのゲートと初期化線60との間に介在する。図11に示すように、本形態の1組の制御線群30は、走査信号GW[i]が供給される走査線31と制御信号Gc[i]が供給される制御線36とで構成される。選択トランジスタTSLのゲートは走査線31に接続され、トランジスタTR4のゲートは制御線36に接続される。
図12は、画素回路Pの動作を示すタイミングチャートである。図12に示すように、制御線36に供給される制御信号Gc[i]は、走査線31の走査信号GW[i]がハイレベルとなる書込期間PWの開始前の初期化期間PRSにてハイレベルに設定され、初期化期間PRS以外の期間にてローレベルを維持する。
初期化期間PRSでは、制御信号Gc[i]がハイレベルに設定されることでトランジスタTR4がオン状態に遷移するから、駆動トランジスタTDRのゲートには初期化線60からトランジスタTR4を介して初期化電位VRSが供給される。したがって、保持容量C2の両端間の電圧は、初期化期間PRSにて所定値(電位VELと初期化電位VRSとの差分)に初期化される。一方、書込期間PWでは、走査信号GW[i]がハイレベルに設定されることで選択トランジスタTSLがオン状態に変化するから、階調電位VD[j]が信号線40から駆動トランジスタTDRのゲートに供給される。駆動トランジスタTDRのゲートの電位は、書込期間PWの経過後も保持容量C2によって保持される。したがって、階調電位VD[j]に応じた電流量の駆動電流IDRが電気光学素子Eに供給される。
図13は、画素回路Pの平面図であり、図14は、図13におけるXIV−XIV線の断面図である。図13に示すように、単位領域A内には給電線50がX方向に延在するとともに駆動トランジスタTDRが配置される。給電線50は、駆動トランジスタTDRのゲート電極124と同層から形成される。走査線31は、駆動トランジスタTDRを挟んで給電線50とは反対側の領域でX方向に延在する。選択トランジスタTSLは、駆動トランジスタTDRと走査線31との間に配置される。また、駆動トランジスタTDRと給電線50との間には、トランジスタTR4と制御線36とが形成される。保持容量C2は、駆動トランジスタTDRの半導体層122と同層から形成された電極と給電線50とで形成される。画素回路Pの各要素の接続の関係は図11を参照して説明した通りである。
初期化線60は、部分64Aと部分64Bと部分64Cとを含んで構成される。部分64Aは、駆動トランジスタTDRのゲート電極124と同層(給電線50と同層)から形成され、部分64Bは、駆動トランジスタTDRの配線層126と同層から形成される。部分64Aは、給電線50を挟んで駆動トランジスタTDRとは反対側の領域でX方向(給電線50と平行な方向)に延在する。部分64Cは、トランジスタTR4の半導体層から連続する部分である。したがって、部分64Cは、駆動トランジスタTDRの半導体層122と同層から形成される。図13および図14に示すように、部分64Bは、絶縁層L1を貫通する導通孔H6を介して部分64Aに導通するとともに、絶縁層L1とゲート絶縁層L0とを貫通する導通孔H7を介して部分64Cに導通する。
部分64Bは、X方向に延在する部分64AからY方向に分岐してトランジスタTR4(ソース)まで連続する。したがって、図13および図14に示すように、部分64Bは、絶縁層L1を挟んで給電線50に重なる。また、部分64Cは、ゲート絶縁層L0を挟んで給電線50に重なる。すなわち、給電線50は、初期化線60の部分64Bと部分64Cとの間に介在する。したがって、図14に示すように、給電線50と初期化線60の部分64Bとは、両者間の絶縁層L1を誘電体として容量CP1を形成し、給電線50と初期化線60の部分64Cとは、両者間のゲート絶縁層L0を誘電体として容量CP2を形成する。容量CP1と容量CP2とは、初期化線60と給電線50との間に並列に配置される。
以上のように初期化線60と給電線50との間には容量CP1と容量CP2とが付随するから、第2実施形態や第3実施形態と同様に、初期化線60における初期化電位VRSの変動や給電線50における電位VELの変動を有効に抑制することが可能である。また、第2実施形態や第3実施形態と同様に、絶縁層L1よりも薄いゲート絶縁層L0を容量CP2の誘電体として利用することで容量CP2に充分な容量値が確保されるという利点もある。
<E:変形例>
以上の各形態は様々に変形される。各形態に対する変形の具体的な態様を以下に例示する。なお、以下の例示から2以上の態様を任意に選択して組合わせてもよい。
以上の各形態は様々に変形される。各形態に対する変形の具体的な態様を以下に例示する。なお、以下の例示から2以上の態様を任意に選択して組合わせてもよい。
(1)変形例1
初期化線60や給電線50の形状は、各々に付随する容量を充分に確保するという観点から適宜に変更される。例えば、図15に示すように、給電線50(保持容量C1および保持容量C2)に重なる部分65を初期化線60が含む構成や、分岐部51とは反対側に分岐してY方向に延在する部分55を給電線50が含む構成も採用される。すなわち、画素回路P(単位領域A)内にて絶縁層を挟んで初期化線60と給電線50とが重なる構成が本発明では好適であり、初期化線60および給電線50の具体的な形状や各々が延在する方向は任意である。
初期化線60や給電線50の形状は、各々に付随する容量を充分に確保するという観点から適宜に変更される。例えば、図15に示すように、給電線50(保持容量C1および保持容量C2)に重なる部分65を初期化線60が含む構成や、分岐部51とは反対側に分岐してY方向に延在する部分55を給電線50が含む構成も採用される。すなわち、画素回路P(単位領域A)内にて絶縁層を挟んで初期化線60と給電線50とが重なる構成が本発明では好適であり、初期化線60および給電線50の具体的な形状や各々が延在する方向は任意である。
また、第1実施形態(図4)においては、給電線50と初期化線60とが交差する位置から分岐する分岐部51を給電線50に形成したが、給電線50と交差する位置からX方向に延在する部分を初期化線60に形成した構成でも、初期化線60と給電線50との間の容量を増加させることが可能である。同様に、第4実施形態(図13)においては、初期化線60の部分64Aから分岐した部分64Bを給電線50に重ねたが、Y方向に分岐して初期化線60に重なる部分を給電線50に形成した構成でも、初期化線60と給電線50との間の容量を増加させることが可能である。
(2)変形例2
第4実施形態においては、初期化線60の部分64Bと部分64Cとが給電線50に重なる構成を例示したが、初期化線60が部分64Bおよび部分64Cの一方のみを含む構成(すなわち、第1実施形態と同様に初期化線60が給電線50の一方の表面のみに対向する構成)も採用される。
第4実施形態においては、初期化線60の部分64Bと部分64Cとが給電線50に重なる構成を例示したが、初期化線60が部分64Bおよび部分64Cの一方のみを含む構成(すなわち、第1実施形態と同様に初期化線60が給電線50の一方の表面のみに対向する構成)も採用される。
(3)変形例3
画素回路Pの構成は以上の例示に限定されない。保持容量(図2の保持容量C0〜C2や図11の保持容量C2)の電圧に応じて電気光学素子Eの階調を制御する駆動トランジスタTDRと、初期化線60を保持容量に導通させることで両端間の電圧を初期化する手段(例えばトランジスタTR1〜TR4)とを具備する画素回路Pが本発明では好適に採用され、他の要素の具体的な構成は本発明において不問である。
画素回路Pの構成は以上の例示に限定されない。保持容量(図2の保持容量C0〜C2や図11の保持容量C2)の電圧に応じて電気光学素子Eの階調を制御する駆動トランジスタTDRと、初期化線60を保持容量に導通させることで両端間の電圧を初期化する手段(例えばトランジスタTR1〜TR4)とを具備する画素回路Pが本発明では好適に採用され、他の要素の具体的な構成は本発明において不問である。
(4)変形例4
以上の各形態においては初期化線60や給電線50を画素回路P内のトランジスタ(例えば駆動トランジスタTDR)の要素と同層から形成したが、初期化線60や給電線50はトランジスタとは別個の工程で形成され得る。ただし、初期化線60や給電線50を画素回路P内のトランジスタの要素と同層から形成した構成によれば、画素回路Pを形成する工程が簡素化されるという利点がある。
以上の各形態においては初期化線60や給電線50を画素回路P内のトランジスタ(例えば駆動トランジスタTDR)の要素と同層から形成したが、初期化線60や給電線50はトランジスタとは別個の工程で形成され得る。ただし、初期化線60や給電線50を画素回路P内のトランジスタの要素と同層から形成した構成によれば、画素回路Pを形成する工程が簡素化されるという利点がある。
(5)変形例5
初期化線60に重なる給電線50に供給される電位は電源電位の高位側の電位VELに限定されない。例えば、電源電位の低位側の電位GNDが供給される給電線50に重なるように初期化線60を形成した構成も採用される。すなわち、本発明の給電線50は、画素回路Pに所定の電位(固定値であるか可変値であるかは不問)を供給する配線として特定される。また、初期化電位VRSが固定の電位である構成は本発明において必須ではない。すなわち、初期化線60は、画素回路Pにおける保持容量の電圧(電荷)を初期化する初期化電位VRSが供給される配線として特定される。
初期化線60に重なる給電線50に供給される電位は電源電位の高位側の電位VELに限定されない。例えば、電源電位の低位側の電位GNDが供給される給電線50に重なるように初期化線60を形成した構成も採用される。すなわち、本発明の給電線50は、画素回路Pに所定の電位(固定値であるか可変値であるかは不問)を供給する配線として特定される。また、初期化電位VRSが固定の電位である構成は本発明において必須ではない。すなわち、初期化線60は、画素回路Pにおける保持容量の電圧(電荷)を初期化する初期化電位VRSが供給される配線として特定される。
(6)変形例6
有機EL素子は電気光学素子Eの例示に過ぎない。例えば、無機EL素子やLED(Light Emitting Diode)素子などの発光素子を配列した電気光学装置にも以上の各態様と同様に本発明が適用される。本発明における電気光学素子は、電流電流IDRの電流量に応じて階調(輝度)が変化する要素である。
有機EL素子は電気光学素子Eの例示に過ぎない。例えば、無機EL素子やLED(Light Emitting Diode)素子などの発光素子を配列した電気光学装置にも以上の各態様と同様に本発明が適用される。本発明における電気光学素子は、電流電流IDRの電流量に応じて階調(輝度)が変化する要素である。
<F:応用例>
次に、以上の各態様に係る電気光学装置100を利用した電子機器について説明する。図16ないし図18には、電気光学装置100を表示装置として採用した電子機器の形態が図示されている。
次に、以上の各態様に係る電気光学装置100を利用した電子機器について説明する。図16ないし図18には、電気光学装置100を表示装置として採用した電子機器の形態が図示されている。
図16は、電気光学装置100を採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ2000は、各種の画像を表示する電気光学装置100と、電源スイッチ2001やキーボード2002が設置された本体部2010とを具備する。電気光学装置100は有機EL素子を電気光学素子Eとして使用しているので、視野角が広く見易い画面を表示できる。
図17は、電気光学装置100を適用した携帯電話機の構成を示す斜視図である。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002と、各種の画像を表示する電気光学装置100とを備える。スクロールボタン3002を操作することによって、電気光学装置100に表示される画面がスクロールされる。
図18は、電気光学装置100を適用した携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)の構成を示す斜視図である。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001および電源スイッチ4002と、各種の画像を表示する電気光学装置100とを備える。電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった様々な情報が電気光学装置100に表示される。
なお、本発明に係る電気光学装置が適用される電子機器としては、図16から図18に例示した機器のほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、プリンタ、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。また、本発明に係る電気光学装置の用途は画像の表示に限定されない。例えば、電子写真方式の画像形成装置において露光により感光体ドラムに潜像を形成する露光装置としても本発明の電気光学装置は利用される。
100……電気光学装置、10……素子部、12……基板、22……走査線駆動回路、24……信号線駆動回路、26……電位生成回路、30……制御線群、31……走査線、32……第1制御線、33……第2制御線、34……発光制御線、36……制御線、40……信号線、50……給電線、60……初期化線、51……分岐部、122……半導体層、124……ゲート電極、126……配線層、E……電気光学素子、A……単位領域、TDR……駆動トランジスタ、TEL……発光制御トランジスタ、TSL……選択トランジスタ、TR1〜TR4……トランジスタ。
。
。
Claims (8)
- 複数の走査線と複数の信号線との各交差に対応して配置された複数の画素回路と、
前記複数の画素回路に所定の電位を供給する給電線と、
前記複数の画素回路に初期化電位を供給する初期化線とを具備し、
前記複数の画素回路の各々は、
前記給電線から供給される駆動電流の電流量に応じた階調となる電気光学素子と、
前記信号線の電位に応じて両端間の電圧が設定される保持容量と、
前記初期化線を前記保持容量に導通させることで前記両端間の電圧を初期化する初期化手段と、
前記保持容量の電圧に応じて前記駆動電流の電流量を制御する駆動トランジスタとを含み、
前記初期化線は、絶縁層を挟んで前記給電線に重なる部分を前記各画素回路内に含む
電気光学装置。 - 前記初期化線は、
前記給電線に重なる第1部分と、
前記給電線を挟んで前記第1部分とは反対側に形成されて前記第1部分に導通する第2部分と
を前記各画素回路内に含む
請求項1の電気光学装置。 - 前記駆動トランジスタは、ゲート絶縁層を挟んで相対向する半導体層およびゲート電極と、前記ゲート電極を覆う絶縁層の面上に形成されて前記半導体層に導通する配線層とを含み、
前記給電線は、前記ゲート電極と同層から形成された部分を含み、
前記第1部分は、前記配線層と同層から形成され、
前記第2部分は、前記半導体層と同層から形成される
請求項2の電気光学装置。 - 前記給電線は、
前記初期化線に重なる第3部分と、
前記初期化線を挟んで前記第3部分とは反対側に形成されて前記第3部分に導通する第4部分と
を前記各画素回路内に含む
請求項1の電気光学装置。 - 前記駆動トランジスタは、ゲート絶縁層を挟んで相対向する半導体層およびゲート電極と、前記ゲート電極を覆う絶縁層の面上に形成されて前記半導体層に導通する配線層とを含み、
前記初期化線は、前記ゲート電極と同層から形成された部分を含み、
前記第3部分は、前記配線層と同層から形成され、
前記第4部分は、前記半導体層と同層から形成される
請求項4の電気光学装置。 - 前記給電線と前記初期化線とは交差する方向に延在し、
前記給電線および前記初期化線の一方は、前記給電線と前記初期化線とが交差する位置から分岐して前記給電線および前記初期化線の他方に重なる部分を前記各画素回路内に含む
請求項1から請求項5の何れかの電気光学装置。 - 前記給電線と前記初期化線とは平行な方向に延在し、
前記給電線および前記初期化線の一方は、前記給電線および前記初期化線の他方に重なるように分岐した部分を前記各画素回路内に含む
請求項1から請求項5の何れかの電気光学装置。 - 請求項1から請求項7の何れかの電気光学装置を具備する電子機器。
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