JP2014191027A - 表示装置及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】画素ごとの輝度のばらつきを改善することができるようにする。
【解決手段】第1のトランジスタは映像信号をサンプリングし、保持容量は第1のトランジスタによるサンプリングに応じた所定の電位を保持し、第2のトランジスタは保持容量に保持された所定の電位に応じて、駆動電流を発光素子に供給し、発光素子は駆動電流に応じて発光し、補償容量は画素回路内で発生する寄生容量の変化を補償する。本技術は、例えば有機ELパネルに適用することができる。
【選択図】図5

Description

本技術は、表示装置及び電子機器に関し、特に、画素ごとの輝度のばらつきを改善することができるようにした表示装置及び電子機器に関する。
近年、発光素子として有機EL(Electro Luminescent)素子を画素に用いた平面自発光型のパネル(以下、「有機ELパネル」という)の開発が行われている。有機EL素子は、ダイオード特性を有し、有機薄膜に電界をかけると発光する現象を利用した素子である。
また、有機ELパネルの中でも、とりわけ駆動素子として薄膜トランジスタを各画素に集積形成したアクティブマトリクス型の有機ELパネルの開発が盛んに行われている。
この種の有機ELパネルにおいて、各画素は、通常、有機EL素子と、保持容量と、映像信号をサンプリングするためのサンプリング用トランジスタと、有機EL素子を駆動させるための駆動用トランジスタとを含んで構成される。つまり、駆動用トランジスタによって、有機EL素子に供給する駆動電流を制御することで、画素の発光輝度を調整している。
しかしながら、一般に、a-Si,p-Si,酸化物半導体で製造された薄膜トランジスタは、ばらつきが大きく、その影響で駆動用トランジスタの能力にもばらつきが生じることになる。そして、駆動用トランジスタの駆動能力が画素間でばらついた場合には、各画素の輝度差となって現われるため、有機ELパネルとしてはムラのように見えてしまう。
そのため、このような事象を回避するための技術が各種提案されている。例えば、特許文献1には、駆動用トランジスタの能力差を補償するための技術が開示されている。
特開2003−271095号公報
特許文献1には、駆動用トランジスタの閾電圧に相当する電位をゲート電位にためて、閾電圧の補正を行う技術が開示されている。
しかしながら、この技術では、閾電圧に相当する電位をためた後に、サンプリング用トランジスタのゲート電位を変化させた場合、サンプリング用トランジスタのゲートとソースの寄生容量により、駆動用トランジスタのゲート電位が変化してしまう。その結果、寄生容量のばらつきにより、駆動用トランジスタの閾電圧の補正値が変化してしまい、画素ごとに輝度のばらつきが生じてしまうことになる。
以上のように、有機ELパネルにおいては、画素ごとの輝度のばらつきを改善することが求められるが、そのためには、サンプリング用トランジスタの寄生容量のばらつきを抑える必要がある。
本技術はこのような状況に鑑みてなされたものであり、サンプリング用トランジスタの寄生容量のばらつきを適切に抑えることで、画素ごとの輝度のばらつきを改善することができるようにするものである。
本技術の第1の側面の表示装置は、駆動電流に応じて発光する発光素子と、映像信号をサンプリングする第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタによるサンプリングに応じた所定の電位を保持する保持容量と、前記保持容量に保持された所定の電位に応じて、前記駆動電流を前記発光素子に供給する第2のトランジスタと、回路内で発生する寄生容量の変化を補償する補償容量とを有する画素回路を備える。
前記第1のトランジスタは、薄膜トランジスタであり、前記補償容量は、前記薄膜トランジスタを形成する第1の金属層と第2の金属層を含むように形成され、前記第1の金属層と前記第2の金属層とのずれによって前記薄膜トランジスタの寄生容量が増加した場合、前記寄生容量の増加分に応じた容量を減少させる。
前記補償容量は、前記第1の金属層と前記第2の金属層を含むように形成される薄膜トランジスタとして設けられる。
前記補償容量は、前記第1の金属層と前記第2の金属層を含むように形成されるキャパシタとして設けられる。
前記画素回路は、行状の走査線及び電源線と、列状の映像信号線とが配された画素アレイ部において、前記走査線と前記映像信号線とが交差する部分に複数配置され、前記画素アレイ部では、各画素回路が隣接する他の画素回路に対し、行方向及び列方向の少なくとも一方について点対称に配置されている。
表示装置は、独立した装置であってもよいし、1つの装置を構成している内部ブロックであってもよい。
本技術の第2の側面の電子機器は、前述した本技術の第1の側面の表示装置に対応する電子機器である。
本技術の第1の側面及び第2の側面においては、画素回路に配置された素子の寄生容量が変化した場合に、画素回路内で発生する寄生容量の変化を補償するための補償容量によって容量変化が抑えられる。
本技術の第1の側面及び第2の側面によれば、画素ごとの輝度のばらつきを改善することができる。
有機ELパネルの構成例を示す図である。 一般的な画素の構成を示す回路図である。 一般的な画素の配線パターンのレイアウトを示す図である。 一般的な画素における金属層のずれによる容量の増加を説明するための図である。 本技術を適用した画素の構成を示す回路図である。 本技術を適用した画素の配線パターンのレイアウトを示す図である。 本技術を適用した画素における金属層のずれによる容量の補償を説明するための図である。 本技術を適用した画素の配置の例を示す図である。 本技術を適用した画素の配線パターンの他のレイアウトを示す図である。 本技術を適用した画素の配線パターンの他のレイアウトを示す図である。 薄膜トランジスタの構造の例を示す図である。 本技術を適用した表示モジュールの構成を示す図である。 本技術を適用したテレビジョン受像機の外観を示す斜視図である。 本技術を適用したデジタルスチルカメラの外観を示す斜視図である。 本技術を適用したノート型パーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。 本技術を適用した携帯電話機の外観を示す斜視図である。 本技術を適用したデジタルビデオカメラの外観を示す斜視図である。
以下、図面を参照しながら本技術の実施の形態について説明する。
<有機ELパネルの構成>
図1は、有機ELパネルの構成例を示す図である。ただし、図1の有機ELパネル10は、本技術を適用した表示装置の主要部となるパネルの構成を示したものとなる。
図1の有機ELパネル10は、M×N個(M=1,2,・・・,m;N=1,2,・・・,n)の画素(画素回路)21が行列状に配置されている画素アレイ部11と、これを駆動するための駆動部から構成される。この駆動部には、水平セレクタ12、ライトスキャナ13、及び、電源スキャナ14が設けられる。
また、有機ELパネル10は、M本の走査線WSL、M本の電源線DSL、及びN本の映像信号線DTLを有している。各画素21は、行状の走査線WSLと列状の映像信号線DTLとが交差する部分にそれぞれ配置され、走査線WSLによりライトスキャナ13と、電源線DSLにより電源スキャナ14と、映像信号線DTLにより水平セレクタ12とそれぞれ接続されている。
ライトスキャナ13は、走査線WSLに水平周期(1H)で順次制御信号を供給して画素21を行単位で線順次走査する。電源スキャナ14は、線順次走査に合わせて行状の電源線DSLに電源電圧を供給する。水平セレクタ12は、線順次走査に合わせて列状の映像信号線DTLに映像信号となる信号電位と基準電位を供給する。
図1のように構成される有機ELパネル10に、ソースドライバ及びゲートドライバとからなるドライバIC(Integrated Circuit)が付加されることによりパネルモジュールが構成される。さらに、パネルモジュールに、電源回路、画像LSI(Large Scale Integration)などを付加したものが表示装置となる。
なお、図1においては説明の簡略化のため、画素アレイ部11に配置されるM×N個の画素21のうち、2×3個の画素21のみを図示している。
<画素の構成>
次に、図1に示した有機ELパネル10の画素アレイ部11に行列状に配置される画素21の詳細について説明する。ただし、ここでは、本技術の理解を容易にし、かつその背景を明らかにするために、図2乃至図4を参照して一般的な画素の構成とその問題点を説明してから、本技術を適用した画素について説明する。
(一般的な画素の構成)
図2の画素21は、サンプリング用トランジスタ31、駆動用トランジスタ32、保持容量33、及び、発光素子34を有する。サンプリング用トランジスタ31において、そのゲートgは走査線WSLと接続され、ドレインdは映像信号線DTLと接続され、ソースsは駆動用トランジスタ32のゲートgと接続される。
駆動用トランジスタ32のソースsとドレインdのうち、一方は発光素子34のアノードに接続され、他方が電源線DSLに接続される。保持容量33は、駆動用トランジスタ32のゲートgと発光素子34のアノードに接続されている。また、発光素子34のカソードは接地されている。
以上のように構成される画素21において、サンプリング用トランジスタ31が走査線WSLから供給された制御信号に応じてオンすると、保持容量33は、映像信号線DTLを介して水平セレクタ12から供給された電荷を蓄積して保持する。駆動用トランジスタ32は、電源線DSLから電流の供給を受け、保持容量33に保持された信号電位に応じて駆動電流を発光素子34に流す。そして、発光素子34に所定の駆動電流が流れることで、画素21が発光する。
(一般的な画素の配線パターンのレイアウト)
図3は、図2の画素21の配線パターンのレイアウトを示す図である。なお、図3においては、説明の簡略化のため、サンプリング用トランジスタ31の構造を中心に説明する。
図3に示すように、映像信号線DTLは第1の金属層で形成され、走査線WSL及び電源線DSLは第2の金属層で形成される。
サンプリング用トランジスタ31は、その点線内の第1の金属層、第2の金属層、及び、チャネル層の部分に相当し、薄膜トランジスタとして形成される。サンプリング用トランジスタ31において、そのゲートgは第1の金属層で形成され、コンタクト部を介して走査線WSLに接続される。
また、サンプリング用トランジスタ31において、ソースsとドレインdは、第2の金属層で形成される。ソースsは、駆動用トランジスタ32のゲートgと保持容量33に接続される。また、ドレインdは、コンタクト部を介して映像信号線DTLに接続される。
なお、図3には詳細を示していないが、駆動用トランジスタ32は、第1の金属層、第2の金属層、及び、チャネル層を含むように形成される薄膜トランジスタとして設けられる。また、保持容量33は、第1の金属層及び第2の金属層からなる導電体とその間にある絶縁体を含むように形成されるキャパシタとして設けられる。
ところで、製造プロセスにおける第1の金属層と第2の金属層の線幅の誤差(製造誤差)が生じると、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量が増加することになる。具体的には、後述する第1の金属層及び第2の金属層を形成するプロセスにおける、サンプリング用トランジスタ31のゲートgとして第1の金属層を形成するときのパターニング誤差と、サンプリング用トランジスタ31のソースsとして第2の金属層を形成するときのパターニング誤差により、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量がばらつくことになる。
換言すれば、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量のばらつきは、サンプリング用トランジスタ31のゲートgとしての第1の金属層の線幅のばらつきと、サンプリング用トランジスタ31のソースsとしての第2の金属層の線幅のばらつきに起因している。
図4は、図3のサンプリング用トランジスタ31周辺を拡大した図である。
図4Aに示すように、第1の金属層と第2の金属層の製造誤差が生じておらず、それらの金属層にずれが生じていない場合には、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量が変化することはない。
一方、図4Bに示すように、サンプリング用トランジスタ31において、第1の金属層と第2の金属層とが、図中の点線で示す製造誤差がない状態からずれてしまった場合、ずれの影響によりサンプリング用トランジスタ31の寄生容量が増加することになる。この寄生容量が発生する部分は、図中の矢印で示されている、ゲートgとしての第1の金属層と、ソースsとしての第2の金属層との重複部分となる。
サンプリング用トランジスタ31の寄生容量が増加すると、駆動用トランジスタ32のゲート電位が一瞬降下する現象が発生することになり、この降下量が画素21ごとに異なると、そのばらつきが画素ごとの輝度のばらつきとなる。その結果、有機ELパネル10全体の画質の低下につながり、問題となる。しかしながら、パターニング誤差を完全になくすことは困難である。
そこで、本技術では、金属層のずれが生じた場合に、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量の増加を抑制するための画素の構成を提案する。以下、本技術を適用した画素の構成について説明する。
(本技術を適用した画素の構成)
まず、図5を参照して、本技術を適用した画素の構成を説明する。ただし、図5において、図2と対応する部分については同一の符号が付してあり、その説明は適宜省略する。
図5の画素21は、サンプリング用トランジスタ31のゲートgとソースsとの間に、補償容量35が新たに設けられている点が、図2の画素21と異なる。図5において、補償容量35は、トランジスタと類似する構造を有する素子として構成されている。
すなわち、図5の画素21においては、補償容量35を設けて、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量と補償関係を有するようにすることで、第1の金属層と第2の金属層にずれが生じて、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量が増加した場合に、その増加分だけ補償容量35の容量が減少するようにする。
これにより、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量が増加した場合に、補償容量35の容量がその増加分だけ低下するので、トータルの容量変化を抑えることになる。その結果として、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量のばらつきが抑えられることになる。
(本技術を適用した画素の配線パターンのレイアウト)
図6は、図5の画素21の配線パターンのレイアウトを示す図である。なお、図6においては、説明の簡略化のため、サンプリング用トランジスタ31と補償容量35の構造を中心に説明する。また、図6において、図3と対応する部分については同一の符号が付してあり、その説明は適宜省略する。
図6に示すように、補償容量35は、その点線内の第1の金属層、第2の金属層、及び、チャネル層の部分に相当する。補償容量35において、サンプリング用トランジスタ31のソースsと接続される部分は、サンプリング用トランジスタ31のソースsと同様に第2の金属層で形成される。また、補償容量35において、コンタクト部を介して走査線WSLと接続される部分は、サンプリング用トランジスタ31のゲートgと同様に第1の金属層で形成される。
このように、補償容量35は、サンプリング用トランジスタ31と同様に、第1の金属層と第2の金属層から形成される。そのため、第1の金属層と第2の金属層にずれが生じた場合には、補償容量35によって、サンプリング用トランジスタ31の第1の金属層と第2の金属層との重複部分に発生する寄生容量が増加した分だけ容量を低下させることが可能となる。
図7は、図6のサンプリング用トランジスタ31と補償容量35周辺を拡大した図である。
図7Aに示すように、第1の金属層と第2の金属層の製造誤差が生じておらず、それらの金属層にずれが生じていない場合には、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量が変化することはない。
一方、図7Bに示すように、サンプリング用トランジスタ31において、第1の金属層と第2の金属層とが、図中の点線で示す製造誤差がない状態からずれてしまった場合、ずれの影響により寄生容量が増加することになる。その場合において、補償容量35がサンプリング用トランジスタ31の寄生容量と補償関係にあるため、補償容量35では寄生容量の増加に応じてその容量が低下することになる。そして、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量の変化が、補償容量35の容量によって補償されることになり、トータルの容量変化を抑えることができる。
このように容量変化を抑えることで、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量のばらつきが抑えられ、結果として、画素ごとの輝度のばらつきを改善することができる。
(本技術を適用した画素の配置の例)
図8は、本技術を適用した画素の配置の例を示す図である。
図8では、有機ELパネル10の画素アレイ部11において、行列状に配置されるM×N個の画素21のうち、行方向及び列方向で互いに隣り合う4つの画素21を図示している。また、4つの画素21のうち、列方向に隣り合う画素21は、電源線DSL上の対称点を中心にして点対称の関係になっている。
ここで、製造誤差により、第1の金属層と第2の金属層にずれが生じた場合について考える。比較のため、補償容量35を設けていない画素21(図2)が図8と同様に配置された場合について考えると、上側の2つの画素21と、下側の2つの画素21では寄生容量の変化する方向が変化してしまい、画素配置によって明るさが変化してしまうことになる。一方、図8に示すように、補償容量35を設けた画素21(図5)では、補償容量35によってサンプリング用トランジスタ31の寄生容量の変化の影響が抑えられるので、画素ごとの輝度のばらつきが抑制され、画素配置によって明るさが変化することを防止できる。
なお、図8では、列方向に隣接する画素の配線パターンが点対称で配置される場合を例に説明したが、画素配置はこれに限らず、M×N個の各画素が隣接する他の画素に対し、行方向及び列方向の少なくとも一方について点対称に配置されていればよい。
(補償容量としてトランジスタを設けた場合)
前述の説明では、補償容量35として、トランジスタと類似する構造(金属層やチャネル層等から形成される構造)を有する素子を設けた場合について説明したが、その代わりにトランジスタを設けることもできる。
図9は、補償容量35としてトランジスタ35Aを設けた場合の画素の配線パターンのレイアウトを示す図である。なお、図9においては、説明の簡略化のため、トランジスタ35Aの構造を中心に説明する。
図9に示すように、トランジスタ35Aは、その点線内の第1の金属層、第2の金属層、及び、チャネル層の部分に相当し、薄膜トランジスタとして形成される。トランジスタ35Aにおいて、そのゲートgは第1の金属層で形成され、コンタクト部を介して走査線WSLに接続される。
また、トランジスタ35Aにおいて、ソースsとドレインdは、第2の金属層で形成される。ソースsは、サンプリング用トランジスタ31のソースsと接続される。また、ドレインdは、コンタクト部を介して映像信号線DTLに接続される。
すなわち、トランジスタ35Aにおいて、サンプリング用トランジスタ31のソースsと接続される部分は、サンプリング用トランジスタ31のソースsと同様に第2の金属層で形成される。また、トランジスタ35Aにおいて、コンタクト部を介して走査線WSLと接続される部分は、サンプリング用トランジスタ31のゲートgと同様に第1の金属層で形成される。
このように、トランジスタ35Aは、サンプリング用トランジスタ31と同様に第1の金属層と第2の金属層から形成されるので、それらの金属層にずれが生じた場合に、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量が増加した分だけ容量を低下させることが可能となる。
なお、図9の説明では、説明の都合上、サンプリング用トランジスタ31をサンプリング用のトランジスタとし、トランジスタ35Aを補償容量35として説明したが、これらのトランジスタは同様の構成を有するため、トランジスタ35Aをサンプリング用のトランジスタとし、サンプリング用トランジスタ31を補償容量35とすることもできる。
(補償容量としてキャパシタを設けた場合)
また、補償容量35としてはキャパシタを設けることもできる。
図10は、補償容量35としてキャパシタ35Bを設けた場合の画素の配線パターンのレイアウトを示す図である。なお、図10においては、説明の簡略化のため、キャパシタ35Bの構造を中心に説明する。
図10に示すように、キャパシタ35Bは、その点線内の第1の金属層と第2の金属層との対向する部分に相当し、それらの導電体とその間にある絶縁体により形成される。キャパシタ35Bにおいて、サンプリング用トランジスタ31のソースsと接続される部分は、サンプリング用トランジスタ31のソースsと同様に第2の金属層で形成される。また、キャパシタ35Bにおいて、コンタクト部を介して走査線WSLと接続される部分は、サンプリング用トランジスタ31のゲートgと同様に第1の金属層で形成される。
このように、キャパシタ35Bは、サンプリング用トランジスタ31と同様に第1の金属層と第2の金属層から形成されるので、それらの金属層にずれが生じた場合に、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量が増加した分だけ容量を低下させることが可能となる。
なお、以上の説明では、補償容量35として、トランジスタと類似する構造を有する素子(図5乃至図8)、トランジスタ(図9)、及び、キャパシタ(図10)を説明したが、それらの素子は一例であって、サンプリング用トランジスタ31と同様に第1の金属層と第2の金属層から形成される素子であれば、他の素子を用いることもできる。
以上のように、本技術によれば、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量と補償関係を有する補償容量35を設けることで、第1の金属層と第2の金属層にずれが生じて、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量が増加した場合であっても、補償容量35の容量がその増加分だけ低下するので、トータルの容量変化を抑えることができる。そして、容量が安定することによって、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量のばらつきがなくなり、結果として、画素ごとの輝度のばらつきを改善することができる。
また、補償容量35は、サンプリング用トランジスタ31の寄生容量を補償するためのものであるため、駆動用トランジスタ32のゲート電位に影響を及ぼすことなく、少ない回路面積で配置することができる。これにより、画素ごとの輝度のばらつきを改善するとともに、回路面積の増大を抑制することができる。そして、このような観点からすれば、前述した補償容量35として設けられる素子のうち、トランジスタと類似する構造を有する素子が最も少ない回路面積で配置できることになる。
さらに、補償容量35は、サンプリング用トランジスタ31と同様の金属層(第1の金属層と第2の金属層)を含むので、画素21内に容易に形成することができる。
<薄膜トランジスタの詳細>
次に、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)として構成される、サンプリング用トランジスタ31及び駆動用トランジスタ32の詳細について説明する。
(薄膜トランジスタの構造)
図11は、薄膜トランジスタの構造の例を示す図である。
薄膜トランジスタは、ガラス基板101、ゲート電極102、ゲート絶縁膜103、酸化物半導体膜104、エッチングストッパー層105、及び、ソース・ドレイン電極106を有し、ボトムゲート型薄膜トランジスタとして形成される。また、ここでは、薄膜トランジスタの信頼性を向上させる目的でパッシベーション層107と、デバイス上を平坦化する目的で平坦化層108が形成されている。
ガラス基板101上には、ゲート電極102が積層されている。ゲート電極102はスパッタリング法により形成され、ここではモリブデン、タングステン、アルミニウム、チタン等の金属配線が用いられる。ただし、ITO等の導電酸化膜を用いてもよい。
ゲート電極102は薄膜トランジスタに印加するゲート電圧により、酸化物半導体膜104の中の電子密度を制御する役割を果たすものである。ゲート電極102上にはゲート絶縁膜103が形成される。ゲート絶縁膜103は例えばプラズマ化学気相成長(CVD)法により形成され、主としてシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、スパッタリング等による酸化アルミニウム等が使用される。
ゲート絶縁膜103上には酸化物半導体膜104が形成され、島状にパターニングされる。酸化物半導体としては、例えばスパッタリング法により形成された、インジウム、ガリウム、亜鉛、アルミニウム、スズ等の元素から形成された酸化物が使用される。
酸化物半導体膜104上には、エッチングストッパー層105が形成される。エッチングストッパー層105としては、例えばCVD法やスパッタ法により形成されたシリコン酸化膜や、原子層成膜(ALD)法やスパッタ法により形成された酸化アルミニウムが使用される。
続いてエッチングストッパー層105をパターニングした後、又はエッチングストッパー層105と同時に、ゲート酸化膜のエッチングを行う。その後、ソース・ドレイン電極106を形成する。ソース・ドレイン電極106には、モリブデン、タングステン、アルミニウム、チタン、ITO等の導電酸化膜が用いられる。
パッシベーション層107は、例えばCVD法によるシリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜、スパッタ法によるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、あるいは原子層成膜(ALD)法による酸化アルミニウム膜と、CVD法によるシリコン窒化膜、スパッタ法によるシリコン窒化膜、あるいはALD法による酸化アルミニウム膜等が用いられる。
次に、デバイスを平坦化する目的で、平坦化層108を形成する。平坦化層108は、アクリル、ポリイミド、ノボラック等の有機材料をスピンコート法又はスリットコート法により塗布、ベークを行い、形成する。なお、チャネル形成後、ソース・ドレイン電極106形成後、パッシベーション層107形成後、平坦化層108形成後のいずれか、又は複数の後に、酸素雰囲気中でアニール、一酸化二窒素プラズマ、酸素プラズマなどにより、チャネル層に酸素供給を行い、チャネル層中の酸素欠陥を軽減させてもよい。
(薄膜トランジスタの製造方法)
次に、薄膜トランジスタの製造方法について説明する。
まず、ガラス基板101上の全面に、180nmのモリブデンをスパッタリング法により形成した後、この薄膜にフォトリソグラフィーとエッチングを施すことにより、ゲート電極102を形成する。
次いで、ガラス基板101及びゲート電極102上の全面に300nmのシリコン酸化膜をCVD法により形成し、ゲート絶縁膜103とする。その後、酸化物半導体膜104として、50nmの酸化インジウムガリウム亜鉛をスパッタリング法で形成し、フォトリソグラフィーとエッチングを施すことにより酸化物半導体膜104を形成する。
その後、酸化物半導体膜104上にエッチングストッパー層105として200nmのシリコン酸化膜をCVD法により形成する。なお、この膜の形成前に、例えば、一酸化二窒素プラズマ、酸素プラズマのような酸化物半導体膜104に酸素を供給するプロセスを導入してもよい。
続いて、この薄膜にフォトリソグラフィーとエッチングを施すことにより、チャネル領域上にエッチングストッパー層105を島状に形成する。続いて、フォトリソグラフィーとエッチングを施すことにより、ゲート酸化膜を島状に形成する。その後、チャネル保護膜又は酸化物半導体膜104上に50nmのチタン、200nmのアルミニウム、50nmのチタンからなる積層膜をスパッタリング法により形成し、この薄膜にフォトリソグラフィーとエッチングを施すことにより、ソース・ドレイン電極106を形成する。
その後、スパッタ法により酸化アルミニウムを形成し、この薄膜にフォトリソグラフィーとエッチングを施すことにより、パッシベーション層107を形成する。そして、酸化物半導体膜104のチャネル領域に酸素を供給する目的で、酸素:窒素=40:60、300℃の雰囲気下で2時間処理を行う。その後、ポリイミド膜をスピンコート法で2μm塗布し、ベークを行い、平坦化層108を形成する。このようにして、薄膜トランジスタが製造される。
以上、薄膜トランジスタの詳細について説明した。
<本技術の適用例>
ところで、有機ELパネル10を主要部として構成される、本技術を適用した表示装置は、図12に示すように、フラット型のモジュール形状からなるものを含む。この種の表示モジュールは、例えば絶縁性の基板上に、薄膜トランジスタやキャパシタ、発光素子などからなる画素を行列状に配置した画素アレイ部を設けて、この画素アレイ部を囲むように接着剤を配し、さらにガラス等の対向基板を貼り付けることで製造される。
ただし、この透明な対向基板には必要に応じて、カラーフィルタ、保護膜、遮光膜などを設けてもよい。また、表示モジュールには、外部から画素アレイ部への信号等を入出力するためのコネクタとして、例えばフレキシブルプリント基板(FPC:Flexible Printed Circuits)を設けることができる。
また、以上説明した本技術を適用した表示装置は、フラット型のパネル形状を有し、様々な電子機器に適用可能である。例えば、テレビジョン受像機、デジタルスチルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機やスマートフォン、デジタルビデオカメラ、タブレット型コンピュータなどの電子機器に適用可能である。つまり、本技術を適用した表示装置は、電子機器に入力された、又は電子機器内で生成した駆動信号を画像又は映像として表示するあらゆる分野の電子機器のディスプレイに適用することができる。
以下、この様な表示装置が適用された電子機器を例示する。電子機器は基本的に情報を処理する本体部と、本体部に入力する情報又は本体部から出力された情報を表示する表示部とを含む。
図13は、本技術が適用されたテレビジョン受像機の外観を示す斜視図である。このテレビジョン受像機は、フロントパネルやフィルタガラス等から構成される表示部201として、本技術を適用した表示装置を用いることにより製造される。
図14は、本技術が適用されたデジタルスチルカメラの外観を示す斜視図である。ただし、図14の上側には正面図、下側には背面図をそれぞれ示している。このデジタルスチルカメラは、撮像画像やメニュー画面などを表示するための表示部211として、本技術を適用した表示装置を用いることにより製造される。なお、デジタルスチルカメラが電子ビューファインダを有する場合には、その電子ビューファインダに本技術を適用した表示装置を用いることもできる。
図15は、本技術が適用されたノート型パーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。このノート型パーソナルコンピュータは、画像や映像などを表示する表示部221として、本技術を適用した表示装置を用いることにより製造される。
図16は、本技術が適用された携帯電話機の外観を示す斜視図である。この携帯電話機は折り畳み式であって、図中の左側には開いた状態、図中の右側には閉じた状態をそれぞれ示している。携帯電話機は、開いた状態で視認可能となる主表示部231と、閉じた状態で視認可能となる副表示部232として、本技術を適用した表示装置を用いることにより製造される。
図17は、本技術が適用されたデジタルビデオカメラの外観を示す斜視図である。このデジタルビデオカメラは、映像やメニュー画面などを表示するための表示部241として、本技術を適用した表示装置を用いることにより製造される。
以上、本技術の適用例について説明した。
なお、前述した画素21の画素回路は一例であって、2つのトランジスタ(サンプリング用トランジスタ、駆動用トランジスタ)と、保持容量と、発光素子とを含んで構成される画素回路であれば、他の画素回路を採用した場合でも同様に、本技術を適用することができる。例えば、特開2005−31630号公報(図1)に開示されている画素回路に本技術を適用した補償容量を設けて、各トランジスタの寄生容量の変化を補償することができる。
また、前述の説明では、薄膜トランジスタとして、ゲート電極が半導体膜より基板側に設けられるボトムゲート型で説明したが、半導体膜がゲート電極よりも基板側に設けられるトップゲート型を採用することもできる。
また、本技術の実施の形態は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
なお、本技術は、以下のような構成をとることができる。
(1)
駆動電流に応じて発光する発光素子と、
映像信号をサンプリングする第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタによるサンプリングに応じた所定の電位を保持する保持容量と、
前記保持容量に保持された所定の電位に応じて、前記駆動電流を前記発光素子に供給する第2のトランジスタと、
回路内で発生する寄生容量の変化を補償する補償容量と
を有する画素回路
を備える表示装置。
(2)
前記第1のトランジスタは、薄膜トランジスタであり、
前記補償容量は、前記薄膜トランジスタを形成する第1の金属層と第2の金属層を含むように形成され、前記第1の金属層と前記第2の金属層とのずれによって前記薄膜トランジスタの寄生容量が増加した場合、前記寄生容量の増加分に応じた容量を減少させる
(1)に記載の表示装置。
(3)
前記補償容量は、前記第1の金属層と前記第2の金属層を含むように形成される薄膜トランジスタとして設けられる
(2)に記載の表示装置。
(4)
前記補償容量は、前記第1の金属層と前記第2の金属層を含むように形成されるキャパシタとして設けられる
(2)に記載の表示装置。
(5)
前記画素回路は、行状の走査線及び電源線と、列状の映像信号線とが配された画素アレイ部において、前記走査線と前記映像信号線とが交差する部分に複数配置され、
前記画素アレイ部では、各画素回路が隣接する他の画素回路に対し、行方向及び列方向の少なくとも一方について点対称に配置されている
(1)乃至(4)の何れか一項に記載の表示装置。
(6)
駆動電流に応じて発光する発光素子と、
映像信号をサンプリングする第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタによるサンプリングに応じた所定の電位を保持する保持容量と、
前記保持容量に保持された所定の電位に応じて、前記駆動電流を前記発光素子に供給する第2のトランジスタと、
回路内で発生する寄生容量の変化を補償する補償容量と
を有する画素回路
を備える表示装置を搭載した電子機器。
10 有機ELパネル, 11 画素アレイ部, 12 水平セレクタ, 13 ライトスキャナ, 14 電源スキャナ, 21 画素, 31 サンプリング用トランジスタ, 32 駆動用トランジスタ, 33 保持容量, 34 発光素子, 35 補償容量, 35A トランジスタ, 35B キャパシタ, 201,211,221,241 表示部, 231 主表示部, 232 副表示部

Claims (6)

  1. 駆動電流に応じて発光する発光素子と、
    映像信号をサンプリングする第1のトランジスタと、
    前記第1のトランジスタによるサンプリングに応じた所定の電位を保持する保持容量と、
    前記保持容量に保持された所定の電位に応じて、前記駆動電流を前記発光素子に供給する第2のトランジスタと、
    回路内で発生する寄生容量の変化を補償する補償容量と
    を有する画素回路
    を備える表示装置。
  2. 前記第1のトランジスタは、薄膜トランジスタであり、
    前記補償容量は、前記薄膜トランジスタを形成する第1の金属層と第2の金属層を含むように形成され、前記第1の金属層と前記第2の金属層とのずれによって前記薄膜トランジスタの寄生容量が増加した場合、前記寄生容量の増加分に応じた容量を減少させる
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記補償容量は、前記第1の金属層と前記第2の金属層を含むように形成される薄膜トランジスタとして設けられる
    請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記補償容量は、前記第1の金属層と前記第2の金属層を含むように形成されるキャパシタとして設けられる
    請求項2に記載の表示装置。
  5. 前記画素回路は、行状の走査線及び電源線と、列状の映像信号線とが配された画素アレイ部において、前記走査線と前記映像信号線とが交差する部分に複数配置され、
    前記画素アレイ部では、各画素回路が隣接する他の画素回路に対し、行方向及び列方向の少なくとも一方について点対称に配置されている
    請求項1に記載の表示装置。
  6. 駆動電流に応じて発光する発光素子と、
    映像信号をサンプリングする第1のトランジスタと、
    前記第1のトランジスタによるサンプリングに応じた所定の電位を保持する保持容量と、
    前記保持容量に保持された所定の電位に応じて、前記駆動電流を前記発光素子に供給する第2のトランジスタと、
    回路内で発生する寄生容量の変化を補償する補償容量と
    を有する画素回路
    を備える表示装置を搭載した電子機器。
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