JP2015188059A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置の回路構成について説明する。
本発明の一態様にかかる発光装置の、構成の一例について説明する。図1に、本発明の一態様に係る発光装置10の構成を、ブロック図で一例として示す。なお、ブロック図では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとして示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機能に係わることもあり得る。
図2に、画素11の回路図の一例を示す。画素11は、トランジスタ55乃至トランジスタ57と、容量素子58と、発光素子54とを有する。
次いで、図2に示す画素11の動作例について説明する。
次いで、図1に示す画素部24と、駆動回路30の一部に相当するサンプリング回路の接続構成の一例を、図4に示す。
図5に示す画素11は、トランジスタ70乃至トランジスタ75と、容量素子76、容量素子77、及び発光素子78とを有する。トランジスタ70は、通常のゲート(第1のゲート)に加えて、半導体膜を間に介して上記第1のゲートと重畳する第2のゲートを有する。
次いで、図5に示す画素11を例に挙げて、本発明の一態様にかかる発光装置の画素の動作について説明する。
次いで、画素11の他の具体的な構成例について説明する。
次いで、図7に示した画素11の動作の一例について説明する。図8(A)に、図7に示す画素11に電気的に接続される配線GLA、配線GLB、配線GLCの電位と、配線SLに供給される画像信号Sigの電位のタイミングチャートを例示する。なお、図8(A)に示すタイミングチャートは、図7に示す画素11に含まれるトランジスタが全てnチャネル型である場合を例示するものである。
次いで、画素11の、図7とは異なる具体的な構成例について説明する。
図10に、図9に示す画素11に電気的に接続される配線GLA乃至配線GLDの電位と、配線SLに供給される画像信号Sigの電位のタイミングチャートを例示する。なお、図10に示すタイミングチャートは、図9に示す画素11に含まれるトランジスタが全てnチャネル型である場合を例示するものである。
次いで、モニター回路12の構成例を図11に示す。図11に示すモニター回路12は、オペアンプ60と、容量素子61と、スイッチ62とを有する。
図1に示す発光装置10は、外部補正を行わず、内部補正のみで画像の補正を行ってもよい。その場合の画素の構成例を図12乃至図14に示す。
図14(A)に、本発明の一態様に係る発光装置が有する、画素11の構成を一例として示す。
次いで、図14(A)に示す画素11の動作の一例について説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置の画素部および駆動回路に用いることが可能な酸化物半導体トランジスタについて説明を行う。
図16及び図17に、発光装置に含まれるトランジスタの一例として、トップゲート構造のトランジスタを示す。
次に、発光装置に含まれるトランジスタの別の構成について、図19を用いて説明する。ここでは、画素部に設けられたトランジスタ390の変形例としてトランジスタ391を用いて説明するが、駆動回路のトランジスタ394にトランジスタ391の絶縁膜364の構成、又は導電膜368、導電膜370及び導電膜374の構造を適宜適用することができる。
次に、発光装置に含まれるトランジスタの別の構成について図20及び図21を用いて説明する。ここでは、画素部に設けられたトランジスタ390の変形例としてトランジスタ392及びトランジスタ393を用いて説明するが、駆動回路のトランジスタ394に、トランジスタ392に含まれる酸化物半導体膜366の構成、又はトランジスタ393に含まれる酸化物半導体膜366の構成を適宜適用することができる。
ここで、図20及び図21に示すトランジスタのバンド構造について説明する。なお、図22(A)は、図20に示すトランジスタ392のバンド構造であり、理解を容易にするため、絶縁膜364、酸化物半導体膜367a、酸化物半導体膜367b、酸化物半導体膜367c及び絶縁膜372の伝導帯下端のエネルギー(Ec)を示す。また、図22(B)は、図21に示すトランジスタ393のバンド構造であり、理解を容易にするため、絶縁膜364、酸化物半導体膜367b、酸化物半導体膜367c及び絶縁膜372の伝導帯下端のエネルギー(Ec)を示す。
次に、発光装置に含まれるトランジスタの別の構成について、図23及び図24を用いて説明する。
次に、発光装置に含まれるトランジスタの別の構成について、図25及び図26を用いて説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置の画素部および駆動回路に用いられるトランジスタの変形例について、図27乃至図29を用いて説明する。図27に示すトランジスタは、基板821上の絶縁膜824上に形成された酸化物半導体膜828と、酸化物半導体膜828に接する絶縁膜837と、絶縁膜837と接し且つ酸化物半導体膜828と重畳する導電膜840と、を有する。なお、絶縁膜837は、ゲート絶縁膜としての機能を有する。また、導電膜840は、ゲート電極としての機能を有する
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置の画素の上面図および断面図の一例について説明する。
図30に、図1に示した画素11の上面図を、一例として示す。なお、図30では、画素11のレイアウトを明確にするために、各種の絶縁膜と、画素電極と、発光素子54とを省略している。
図31に、本発明の一態様に係る発光装置の、画素部の断面構造を一例として示す。なお、図31では、図2及び図30に示す画素11が有する、トランジスタ56、容量素子58、及び発光素子54の、断面構造を例示している。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置を用いることができる表示モジュール及び電子機器について、図を用いて説明を行う。
図32は、本発明の一態様に係る発光装置の外観の一例を示す、斜視図である。図32に示す発光装置は、パネル1601と、コントローラ、電源回路、画像処理回路、画像メモリ、CPUなどが設けられた回路基板1602と、接続部1603とを有している。パネル1601は、画素が複数設けられた画素部1604と、複数の画素を行ごとに選択する駆動回路1605と、選択された行内の画素への画像信号Sigの入力を制御する駆動回路1606とを有する。
本発明の一態様に係る発光装置は、表示装置、ノート型パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置(代表的にはDVD:Digital Versatile Disc等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置)に用いることができる。その他に、本発明の一態様に係る発光装置を用いることができる電子機器として、携帯電話、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、電子書籍端末、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等)、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、現金自動預け入れ払い機(ATM)、自動販売機などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図33に示す。
本実施の形態では、本発明の一態様に用いることができる酸化物半導体の構造及びその成膜モデルについて説明を行う。
以下では、酸化物半導体の構造について説明する。
まずは、CAAC−OSについて説明する。なお、CAAC−OSを、CANC(C−Axis Aligned nanocrystals)を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。
次に、微結晶酸化物半導体について説明する。
次に、非晶質酸化物半導体について説明する。
なお、酸化物半導体は、nc−OSと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する場合がある。そのような構造を有する酸化物半導体を、特に非晶質ライク酸化物半導体(a−like OS:amorphous−like Oxide Semiconductor)と呼ぶ。
以下では、CAAC−OSおよびnc−OSの成膜モデルの一例について説明する。
11 画素
12 モニター回路
13 画像処理回路
21 回路
22 トランジスタ
24 画素部
25 パネル
26 コントローラ
27 CPU
28 画像メモリ
29 メモリ
30 駆動回路
31 駆動回路
32 画像データ
33 配線
34 トランジスタ
40 トランジスタ
41 トランジスタ
42 トランジスタ
43 トランジスタ
44 トランジスタ
45 トランジスタ
46 発光素子
47 容量素子
48 容量素子
49 配線
54 発光素子
55 トランジスタ
56 トランジスタ
57 トランジスタ
58 容量素子
60 オペアンプ
61 容量素子
62 スイッチ
68 配線
70 トランジスタ
71 トランジスタ
72 トランジスタ
73 トランジスタ
74 トランジスタ
75 トランジスタ
76 容量素子
77 容量素子
78 発光素子
80 トランジスタ
81 トランジスタ
82 トランジスタ
83 トランジスタ
84 トランジスタ
85 トランジスタ
86 発光素子
87 容量素子
88 配線
90 トランジスタ
91 トランジスタ
92 トランジスタ
93 トランジスタ
94 トランジスタ
95 容量素子
96 発光素子
102 基板
104 絶縁膜
106 酸化物半導体膜
106a 領域
106b 領域
106c 領域
106d 領域
108 絶縁膜
110 導電膜
112 導電膜
114 導電膜
116 絶縁膜
118 絶縁膜
140a 開口部
140b 開口部
150 トランジスタ
261 導電膜
266 酸化物半導体膜
268 導電膜
270 導電膜
272 絶縁膜
274 導電膜
362 基板
364 絶縁膜
364a 窒化物絶縁膜
364b 酸化物絶縁膜
366 酸化物半導体膜
366a 領域
366b 領域
366c 領域
366d 領域
366e オフセット領域
367a 酸化物半導体膜
367b 酸化物半導体膜
367c 酸化物半導体膜
368 導電膜
368a 導電膜
368b 導電膜
368c 導電膜
370 導電膜
370a 導電膜
370b 導電膜
370c 導電膜
372 絶縁膜
372a 絶縁膜
374 導電膜
374a 導電膜
374b 導電膜
376 絶縁膜
390 トランジスタ
391 トランジスタ
392 トランジスタ
393 トランジスタ
394 トランジスタ
402 基板
404 絶縁膜
406 酸化物半導体膜
406b 領域
406c 領域
406d 領域
406e オフセット領域
408 絶縁膜
408a 絶縁膜
410 導電膜
412 導電膜
414 導電膜
414a 導電膜
416 絶縁膜
418 絶縁膜
440a 開口部
440b 開口部
450 トランジスタ
821 基板
824 絶縁膜
828 酸化物半導体膜
828a 領域
828b 領域
828c 領域
828d 領域
828e 領域
828f 領域
828g 領域
837 絶縁膜
840 導電膜
840a 導電膜
840b 導電膜
846 絶縁膜
847 絶縁膜
856 導電膜
857 導電膜
862 絶縁膜
1000 基板
1001 導電膜
1002 導電膜
1003 導電膜
1004 半導体膜
1005 導電膜
1006 導電膜
1007 半導体膜
1008 導電膜
1009 導電膜
1010 導電膜
1011 導電膜
1012 導電膜
1013 導電膜
1015 絶縁膜
1016 絶縁膜
1017 絶縁膜
1018 絶縁膜
1019 絶縁膜
1020 絶縁膜
1025 絶縁膜
1026 絶縁膜
1027 EL層
1028 導電膜
1030 基板
1031 遮蔽膜
1032 着色層
1601 パネル
1602 回路基板
1603 接続部
1604 画素部
1605 駆動回路
1606 駆動回路
3001 筐体
3002 表示部
3003 支持台
3101 筐体
3102 表示部
3103 操作キー
3301 筐体
3302 筐体
3303 表示部
3304 表示部
3305 マイクロホン
3306 スピーカー
3307 操作キー
3308 スタイラス
3601 筐体
3602 表示部
3701 筐体
3702 表示部
3901 筐体
3902 表示部
3903 カメラ
3904 スピーカー
3905 ボタン
3906 外部接続部
3907 マイク
5100 ペレット
5100a ペレット
5100b ペレット
5101 イオン
5102 酸化亜鉛層
5103 粒子
5105a ペレット
5105a1 領域
5105a2 ペレット
5105b ペレット
5105c ペレット
5105d ペレット
5105d1 領域
5105e ペレット
5120 基板
5130 ターゲット
5161 領域
Claims (8)
- 画素と、
第1及び第2の回路と、を有し、
前記第1の回路は、前記画素から取り出された電流の値を含む信号を生成する機能を有し、
前記第2の回路は、前記信号に従って、画像信号を補正する機能を有し、
前記画素は、
発光素子と、
第1及び第2のトランジスタと、を少なくとも有し、
前記第1のトランジスタは、前記画像信号に従って、前記発光素子への前記電流の供給を制御する機能を有し、
前記第2のトランジスタは、前記電流の前記画素からの取り出しを制御する機能を有し、
前記第1及び前記第2のトランジスタの半導体膜は、
ゲートと重なる第1の半導体領域と、
ソース電極又はドレイン電極と接する第2の半導体領域と、
前記第1の半導体領域と前記第2の半導体領域の間に設けられた第3の半導体領域と、を有し、
前記第3の半導体領域の水素濃度は、前記第1及び前記第2の半導体領域の水素濃度よりも、高いことを特徴とする発光装置。 - 配線と、
第1のトランジスタと、
第2のトランジスタと、
第1の容量素子と、
第2の容量素子と、
発光素子と、を少なくとも有し、
前記第1のトランジスタは、第1の半導体膜と、前記第1の半導体膜を介して互いに重畳する第1のゲート及び第2のゲートと、を有し、
前記第2のトランジスタは、第2の半導体膜を有し、
前記第1の容量素子は、前記第1のトランジスタのソース及びドレインの一方と、前記第1のゲートとの間の電位差を保持する機能を有し、
前記第2の容量素子は、前記第1のトランジスタのソース及びドレインの一方と、前記第2のゲートとの間の電位差を保持する機能を有し、
前記第2のトランジスタは、前記第2のゲートと、前記配線との間の導通状態を制御する機能を有し、
前記第1のトランジスタのドレイン電流は、前記発光素子に供給され、
前記第1の半導体膜は、
前記第1のゲートと重なる第1の半導体領域と、
前記第1のトランジスタのソース電極又はドレイン電極と接する第2の半導体領域と、
前記第1の半導体領域と前記第2の半導体領域の間に設けられた第3の半導体領域と、を有し、
前記第2の半導体膜は、
前記第2のトランジスタのゲートと重なる第4の半導体領域と、
前記第2のトランジスタのソース電極又はドレイン電極と接する第5の半導体領域と、
前記第4の半導体領域と前記第5の半導体領域の間に設けられた第6の半導体領域と、を有し、
前記第3の半導体領域の水素濃度は、前記第1及び前記第2の半導体領域の水素濃度よりも、高く、
前記第6の半導体領域の水素濃度は、前記第4及び前記第5の半導体領域の水素濃度よりも、高いことを特徴とする発光装置。 - 第1及び第2の配線と、
第1乃至第5のトランジスタと、
容量素子と、
発光素子と、を少なくとも有し、
前記第1のトランジスタは、前記第1の配線と前記容量素子の第1電極との間の導通状態を制御する機能を有し、
前記容量素子の第2電極は、前記第5のトランジスタのソース及びドレインの一方に電気的に接続され、
前記第2のトランジスタは、前記第2の配線と、前記第5のトランジスタのゲートとの間の導通状態を制御する機能を有し、
前記第3のトランジスタは、前記容量素子の第1電極と、前記第5のトランジスタのゲートとの間の導通状態を制御する機能を有し、
前記第4のトランジスタは、前記第5のトランジスタのソース及びドレインの一方と、前記発光素子の陽極との間の導通状態を制御する機能を有し、
前記第1乃至前記第5のトランジスタの半導体膜は、
ゲートと重なる第1の半導体領域と、
ソース電極又はドレイン電極と接する第2の半導体領域と、
前記第1の半導体領域と前記第2の半導体領域の間に設けられた第3の半導体領域と、を有し、
前記第3の半導体領域の水素濃度は、前記第1及び前記第2の半導体領域の水素濃度よりも、高いことを特徴とする発光装置。 - 第1乃至第3の配線と、
第1乃至第5のトランジスタと、
容量素子と、
発光素子と、を少なくとも有し、
前記第1のトランジスタは、前記第1の配線と前記容量素子の第1電極との間の導通状態を制御する機能を有し、
前記容量素子の第2電極は、前記第5のトランジスタのソース及びドレインの一方及び前記発光素子の陽極に電気的に接続され、
前記第2のトランジスタは、前記第2の配線と、前記第5のトランジスタのゲートとの間の導通状態を制御する機能を有し、
前記第3のトランジスタは、前記容量素子の第1電極と、前記第5のトランジスタのゲートとの間の導通状態を制御する機能を有し、
前記第4のトランジスタは、前記第5のトランジスタのソース及びドレインの一方と、前記第3の配線との間の導通状態を制御する機能を有し、
前記第1乃至前記第5のトランジスタの半導体膜は、
ゲートと重なる第1の半導体領域と、
ソース電極又はドレイン電極と接する第2の半導体領域と、
前記第1の半導体領域と前記第2の半導体領域の間に設けられた第3の半導体領域と、を有し、
前記第3の半導体領域の水素濃度は、前記第1及び前記第2の半導体領域の水素濃度よりも、高いことを特徴とする発光装置。 - 請求項1、請求項3又は請求項4において、前記半導体膜は、酸化物半導体である発光装置。
- 請求項2において、前記第1及び前記第2の半導体膜は、酸化物半導体である発光装置。
- 請求項5又は請求項6において、
前記酸化物半導体は、インジウム、亜鉛、M(Mは、Mg、Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd、又はHf)を含む発光装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の発光装置と、マイクロホンと、操作キーと、を有する電子機器。
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