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Description
技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様
は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マ
ター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様
の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、撮像装置、記憶装置
、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
まざまな電子機器に表示装置が用いられており、表示装置は、高精細化、および、低消費
電力化など様々な面で高性能化が図られている。
ランジスタを用いて各画素を制御するアクティブマトリクス型の表示装置がよく用いられ
る。アクティブマトリクス型の表示装置では、各画素をトランジスタで制御するため、画
素間のトランジスタ特性のばらつき、または、トランジスタ特性の劣化が各画素の表示の
ばらつきとなって現れてしまう。そのため、表示にムラが生じることや、焼き付きが生じ
ることがある。
従って発光素子に供給する電流を制御する駆動用トランジスタが設けられている。この駆
動用トランジスタのしきい値電圧、移動度、チャネル長、または、チャネル幅などの少な
くとも一つが各画素でばらつくと、各画素の発光素子の輝度がばらつくことになってしま
う。
タのしきい値のばらつきを補正する方式(以下、内部補正とも呼ぶ)が提案されている(
特許文献1)。
を補正した信号を入力する方式(以下、外部補正とも呼ぶ)が提案されている(特許文献
2)。
。または、画素の外部に、トランジスタのある端子の電位を出力する場合がある。それに
伴い、表示動作をしながら外部補正を行うと、発光素子に供給される電流が変化してしま
うことが多い。このため、表示動作をしながら外部補正を行うと、表示が変化してしまう
。このように、表示装置の表示動作に並行して外部補正を行うのは困難である。または、
表示装置の表示動作を行わない期間において、外部補正を行う場合には、非常に多くの画
素に対して補正動作を行う必要があるため、補正を行う期間が長くなってしまうという課
題があった。
または、新規な半導体装置の駆動方法等を提供することを課題の一とする。
等を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、表示動作に並行して外
部補正を行うことができる表示装置等の駆動方法を提供することを課題の一とする。また
は、本発明の一態様は、表示ムラの少ない表示装置、および、その駆動方法を提供するこ
とを課題の一とする。または、本発明の一態様は、精細な表示を行うことができる表示装
置、および、その駆動方法を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は
、トランジスタの特性ばらつきの影響を低減することができる半導体装置、および、その
駆動方法を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、トランジスタの
しきい値電圧のばらつきの影響を低減することができる半導体装置、および、その駆動方
法を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、トランジスタの移動度
のばらつきの影響を低減することができる半導体装置、および、その駆動方法を提供する
ことを課題の一とする。
、他の課題の存在を妨げるものではない。なお他の課題は、以下の記載で述べる、本項目
で言及していない課題である。本項目で言及していない課題は、当業者であれば明細書又
は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる
。なお、本発明の一態様は、上記列挙した記載、及び/又は他の課題のうち、少なくとも
一つの課題を解決するものである。
子と、を有し、1フレーム期間は、アドレス期間と、ブランキング期間と、を有し、アド
レス期間において、画素に映像信号が入力され、ブランキング期間において、トランジス
タから電流が出力されることを特徴とする表示装置である。
、表示素子と、を有し、1フレーム期間は、アドレス期間と、ブランキング期間と、を有
し、アドレス期間において、画素に映像信号が入力され、ブランキング期間において、画
素から、トランジスタの端子の電位が出力されることを特徴とする表示装置である。
なるための信号であることを特徴とする表示装置である。
、表示素子と、を有し、1フレーム期間は、アドレス期間と、ブランキング期間と、を有
し、アドレス期間において、画素に第1の信号が入力され、ブランキング期間において、
画素に第2の信号が入力され、ブランキング期間において、トランジスタから電流が出力
され、第1の信号は、表示素子が非表示状態となるための信号であり、電流は、第2の信
号に応じた大きさを有することを特徴とする表示装置である。
画素は、第1のトランジスタと、第1の表示素子と、を有し、第2の画素は、第2のトラ
ンジスタと、第2の表示素子と、を有し、第1の画素は、第1の配線と電気的に接続され
、第2の画素は、第1の配線と電気的に接続され、第1の期間において、第1の表示素子
は、表示状態であり、第2の表示素子は、非表示状態であり、第2のトランジスタから第
1の配線へ電流が出力されることを特徴とする表示装置である。
1の信号が入力され、第2の画素に第2の信号が入力され、第1の信号は、第1の表示素
子が表示状態となるための信号であり、第2の信号は、第2の表示素子が非表示状態とな
るための信号であり、第2の画素に第3の信号が入力され、電流は、第3の信号に応じた
大きさを有することを特徴とする表示装置である。
素と、読み出し回路と、を有する表示装置であって、複数の画素のそれぞれは、発光素子
と、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、を有し、複
数の第1の配線のそれぞれは、行方向に延びるように設けられ、複数の第2の配線のそれ
ぞれは、列方向に延びるように設けられ、複数の第4の配線のそれぞれは、行方向に延び
るように設けられ、複数の第5の配線のそれぞれは、列方向に延びるように設けられ、第
1のトランジスタのゲートは、第1の配線と電気的に接続され、第1のトランジスタのソ
ースまたはドレインの一方は、第2の配線と電気的に接続され、第1のトランジスタのソ
ースまたはドレインの他方は、第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、第2の
トランジスタのソースまたはドレインの一方は、第3の配線と電気的に接続され、第2の
トランジスタのソースまたはドレインの他方は、第3のトランジスタのソースまたはドレ
インの一方と電気的に接続され、第3のトランジスタのゲートは、第4の配線と電気的に
接続され、第3のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、第5の配線と電気的に
接続され、発光素子は、第2のトランジスタのソースまたはドレインの他方と電気的に接
続され、読み出し回路は、第5の配線と電気的に接続され、当該表示装置のブランキング
期間の間に、すべての画素が黒表示の行について、第1の配線によって第1のトランジス
タをオン状態とし、第4の配線によって第3のトランジスタをオン状態とし、第2の配線
によって第2のトランジスタをオン状態とし、第2のトランジスタの電流特性の情報を読
み出し回路で読み出し、第2の配線を介して行の画素の表示を黒表示にすることを特徴と
する表示装置である。
の画素と、読み出し回路と、を有する表示装置であって、複数の画素のそれぞれは、発光
素子と、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、を有し
、複数の第1の配線のそれぞれは、行方向に延びるように設けられ、複数の第2の配線の
それぞれは、列方向に延びるように設けられ、複数の第4の配線のそれぞれは、行方向に
延びるように設けられ、第1のトランジスタのゲートは、第1の配線と電気的に接続され
、第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、第2の配線と電気的に接続され
、第1のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、発光素子と電気的に接続され、
第2のトランジスタのゲートは、第3のトランジスタのソースまたはドレインの一方と電
気的に接続され、第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、第3の配線と電
気的に接続され、第2のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、発光素子と電気
的に接続され、第3のトランジスタのゲートは、第4の配線と電気的に接続され、第3の
トランジスタのソースまたはドレインの他方は、第5の配線と電気的に接続され、読み出
し回路は、第2の配線と電気的に接続され、当該表示装置のブランキング期間の間に、す
べての画素が黒表示の行について、第1の配線によって第1のトランジスタをオン状態と
し、第4の配線によって第3のトランジスタをオン状態とし、第2の配線によって第2の
トランジスタをオン状態とし、第2のトランジスタの電流特性の情報を読み出し回路で読
み出し、第2の配線を介して行の画素の表示を黒表示にすることを特徴とする表示装置で
ある。
の画素と、読み出し回路と、を有する表示装置であって、複数の画素のそれぞれは、発光
素子と、第1のトランジスタと、pチャネル型の第2のトランジスタと、第3のトランジ
スタと、を有し、複数の第1の配線のそれぞれは、行方向に延びるように設けられ、複数
の第2の配線のそれぞれは、列方向に延びるように設けられ、複数の第4の配線のそれぞ
れは、行方向に延びるように設けられ、複数の第5の配線のそれぞれは、列方向に延びる
ように設けられ、第1のトランジスタのゲートは、第1の配線と電気的に接続され、第1
のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、第2の配線と電気的に接続され、第1
のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、第2のトランジスタのゲートと電気的
に接続され、第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、第3のトランジスタ
のソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、第2のトランジスタのソースまたは
ドレインの他方が、第3の配線と電気的に接続され、第3のトランジスタのゲートは、第
4の配線と電気的に接続され、第3のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、第
5の配線と電気的に接続され、発光素子は、第2のトランジスタのソースまたはドレイン
の一方と電気的に接続され、読み出し回路は、第5の配線と電気的に接続され、当該表示
装置のブランキング期間の間に、すべての画素が黒表示の行について、第1の配線によっ
て第1のトランジスタをオン状態とし、第4の配線によって第3のトランジスタをオン状
態とし、第2の配線によって第2のトランジスタをオン状態とし、第2のトランジスタの
電流特性の情報を読み出し回路で読み出し、第2の配線を介して行の画素の表示を黒表示
にすることを特徴とする表示装置である。
表示の行の発光素子に順方向のバイアスがかからないことが好ましい。上記において、第
2のトランジスタのゲートと、ソースまたはドレインの他方との間に容量素子が設けられ
ることが好ましい。第2のトランジスタの電流特性の情報として、第2のトランジスタの
電流値を読み出してもよい。
けられた読み出し回路と、を有し、当該画素は発光素子、および当該発光素子に電流を供
給するトランジスタを有する表示装置において、当該表示装置のブランキング期間の間に
、すべての画素が黒表示の行を選択して読み出し用の信号を入力し、選択された行の画素
が有するトランジスタの電流特性の情報を読み出し回路で読み出し、且つ同時に選択され
た行以外の行の画素では表示を行い、選択された行に、黒表示用の信号を入力し、当該行
の画素の表示を黒表示にすることを特徴とする表示装置の駆動方法である。
回路で読み出す間、選択された行の発光素子に順方向のバイアスがかからないことが好ま
しい。上記において、トランジスタの電流特性の情報として、トランジスタの電流値を読
み出してもよい。
図面に記載されている。
または、新規な半導体装置の駆動方法等を提供することができる。
等を提供することができる。または、本発明の一態様は、表示動作に並行して外部補正を
行うことができる表示装置等の駆動方法を提供することができる。または、本発明の一態
様によれば、表示ムラの少ない表示装置、および、その駆動方法を提供することができる
。または、本発明の一態様によれば、精細な表示を行うことができる表示装置、および、
その駆動方法を提供することができる。または、本発明の一態様によれば、トランジスタ
の特性ばらつきの影響を低減することができる半導体装置、および、その駆動方法を提供
することができる。または、本発明の一態様によれば、トランジスタのしきい値電圧のば
らつきの影響を低減することができる半導体装置、および、その駆動方法を提供すること
ができる。または、本発明の一態様によれば、トランジスタの移動度のばらつきの影響を
低減することができる半導体装置、および、その駆動方法を提供することができる。
、他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目
で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書又
は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる
。なお、本発明の一態様は、上記列挙した効果、及び/又は他の効果のうち、少なくとも
一つの効果を有するものである。従って本発明の一態様は、場合によっては、上記列挙し
た効果を有さない場合もある。
なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態
及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は
、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
混同を避けるために付したものである。従って、構成要素の数を限定するものではない。
また、構成要素の順序を限定するものではない。また例えば、本明細書等の実施の形態の
一において「第1」に言及された構成要素が、他の実施の形態、あるいは特許請求の範囲
において「第2」に言及された構成要素とすることもありうる。また例えば、本明細書等
の実施の形態の一において「第1」に言及された構成要素を、他の実施の形態、あるいは
特許請求の範囲において省略して言及することもありうる。
るいは同時に形成される要素等には同一の符号を付す場合があり、その繰り返しの説明は
省略する場合がある。
本実施の形態では、開示する発明の一態様に係る表示装置の構成および駆動方法につい
て、図1乃至図11を用いて説明する。
開示する発明の一態様に係る表示装置の駆動方法について示すタイミングチャートを図
1(A)に示す。図1(A)に示すタイミングチャートは、図の横方向に経過時間を、縦
方向に走査する行をとっている。
クス状に設けられた複数の画素を有する。また、当該画素は、発光素子および当該発光素
子に電流を供給するトランジスタ(以下、駆動用トランジスタと呼ぶ場合がある。)を有
する。また、画素が設けられた画素部の外部に駆動用トランジスタの電流特性の情報を読
み出すことができる機能を有する回路(以下、読み出し回路と呼ぶ場合がある。)を有す
る。電流特性の例としては、所定の電圧が駆動用トランジスタに供給された場合の電流値
、または、駆動用トランジスタのしきい値電圧、もしくは、しきい値電圧に応じた電圧、
などがあげられる。なお、読み出し回路は、表示装置、表示装置と接続されたFPC(F
lexible Printed Circuit)、または、表示モジュールに設けら
れている場合がある。
とに順番に画素を走査し、この走査を繰り返すことによって画像を表示する。1行目の走
査を開始してからm行目まで走査を行って、再度1行目の走査を行うまでの時間を1フレ
ーム期間と呼ぶ。1フレーム期間には、m行目の走査を行ってから再度1行目の走査を行
うまで、ブランキング期間と呼ばれる画像を表示するための走査が行われない期間がある
。なお、1行目の走査を開始してからm行目まで走査を行う期間を、アドレス期間、また
は、信号書き込み期間などと呼ぶことがある。つまり、1フレーム期間は、アドレス期間
とブランキング期間とから構成される。ただし、1フレーム期間が、複数のサブフレーム
期間を有する場合もある。その場合、各サブフレーム期間は、それぞれ、アドレス期間を
有する場合がある。また、ある行において選択されて映像信号が入力され、次のフレーム
期間において、再度行が選択されて新たな信号が入力されるまでの期間を、表示期間と呼
ぶことがある。つまり、ある画素について、実質的に1つの階調の表示を行っている期間
を表示期間と呼ぶことがある。なお、表示期間の長さは、全ての行で同じであるが、表示
期間が始まるタイミングと終わるタイミングは、行によって変わってくることが多い。
そうとすると、読み出しのための信号の入力によって画像の表示が乱れてしまう場合があ
る。しかしながら、ブランキング期間に画素が黒表示の行を選択して電流特性の読み出し
を行うことで、当該行の黒表示を乱すことなく、電流特性の読み出しを行うことができる
。特に、例えば、1行すべての画素が黒表示の場合には、電流特性の読み出しを容易に行
うことが出来る。なお、黒表示の状態のことを、非表示の状態、と呼ぶ場合もある。また
は、黒表示の状態のことを、階調数がゼロの状態、と呼ぶ場合もある。また、黒以外の階
調の表示を行っている状態のことを、表示の状態、と呼ぶ場合もある。または、黒以外の
階調の表示を行っている状態のことを、階調数がゼロより大きい状態、と呼ぶ場合もある
。最も明るい階調の表示を行っている状態のことを、白表示の状態、と呼ぶ場合もある。
または、最も明るい階調の表示を行っている状態のことを、最高階調数での表示の状態、
と呼ぶ場合もある。
示の行の駆動用トランジスタの電流特性の情報を読み出すことによって、駆動用トランジ
スタの電流特性のばらつきを補正する表示装置の駆動方法について説明する。
B)に示すように、表示装置の駆動方法をSTEP1乃至STEP3に分けて説明する。
ると、全ての画素が黒表示の行を選択して、選択した行に電流特性の情報を読み出すため
の信号(以下、読み出し用の信号と呼ぶ場合がある。)を入力する(STEP1)。図1
(A)に示すように、ブランキング期間のSTEP1においても、例えば、ゲート線駆動
回路がシフトレジスタ回路を有する場合には、1行目からm行目まで行ごとに順番に走査
する。そして、黒表示の行のみの選択を行う。つまり、黒表示の行以外の行は、選択はし
ない。つまり、1行目からm行目まで行ごとに順番に走査するのは、あくまでもゲート線
駆動回路の中のみであり、ゲート線駆動回路から、全ての画素に、選択信号が供給される
わけではない。あくまでも、黒表示の行のみ、選択信号が供給される。これにより、黒表
示の行以外の行の画素に保存された信号が保持され続けることとなる。なお、ゲート線駆
動回路として、デコーダ回路などが使用されている場合には、任意の順序で、任意の行を
選択できる。したがって、その場合には、ブランキング期間において、ゲート線駆動回路
が1行目からm行目まで行ごとに順番に走査する必要はない。走査せずに、所定の行(黒
表示の行)のみをすぐに選択して、読み出し用の信号を画素に入力すればよい。なお、選
択する行は、1行のみであることが望ましい。これにより、信号が混じってしまうことを
防ぐことが出来る。
に、当該発光素子に逆方向のバイアスが印加されることが好ましい。また、少なくともS
TEP3まで黒表示の状態を維持できるように、順方向のバイアスが印加されるとしても
微弱な電位差に抑えるものとする。微弱な電位差としては、数ボルト程度以下が好ましく
、例えば、2ボルト以下、より好ましくは1ボルト以下とする。
選択信号が供給されている。そのため、画素内では、アドレス期間中に入力された映像信
号が維持される。
情報を読み出し回路で読み出す(STEP2)。その場合、例えば、選択された画素では
、トランジスタの電流特性を読み出すためのスイッチまたはトランジスタが、オン状態と
なっている。
性のばらつきに関する情報ならばどのような情報でもよい。例えば、駆動用トランジスタ
の電流値でもよいし、駆動用トランジスタのしきい値電圧でもよい。なお、電流値を読み
出せば、その大きさから、しきい値電圧、移動度、チャネル長、または、チャネル幅など
の少なくとも一つが、どのようにばらついているのか、または、劣化しているのか、を知
ることが出来る。例えば、読み出す情報が電流値である場合、その電流は、STEP1に
おいて入力された読み出し用の信号に応じた大きさを有する。
の信号が入力され続けていてもよい。または、画素に読み出し用の信号が保持されていれ
ば、STEP2において、所定の行に、読み出し用の信号が入力され続けていなくてもよ
い。
行の画素を黒表示にする(STEP3)。STEP1で入力された読み出し用の信号は駆
動用トランジスタをオン状態にする信号であり、この信号が入力された状態のままにして
おくと本来黒表示を行う行が発光してしまう。これを防ぐためSTEP3で再度選択した
行に黒表示用の信号の入力を行う。
路がシフトレジスタ回路を有する場合には、1行目からm行目まで行ごとに順番に走査す
る。そして、黒表示の行のみの選択を行う。つまり、黒表示の行以外の行は、選択はしな
い。つまり、1行目からm行目まで行ごとに順番に走査するのは、あくまでもゲート線駆
動回路の中のみであり、ゲート線駆動回路から、全ての画素に、選択信号が供給されるわ
けではない。あくまでも、黒表示の行のみ、選択信号が供給される。これにより、黒表示
の行以外の行の画素に保存された信号が保持され続けることとなる。なお、ゲート線駆動
回路として、デコーダ回路などが使用されている場合には、任意の順序で、任意の行を選
択できる。したがって、その場合には、ゲート線駆動回路が1行目からm行目まで行ごと
に順番に走査する必要はない。走査せずに、所定の行(黒表示の行)のみをすぐに選択し
て、黒表示用の信号を画素に入力すればよい。
おいても、所定の行を選択しつづけてもよい。そして、選択した行に黒表示用の信号を入
力した後で、所定の行を非選択状態にしてもよい。
を行っていることになる。
レーム期間を終わらせ、次のフレームの表示を開始する。ここで、STEP2で読み出さ
れた電流特性の情報に従って、電流特性のばらつきを補正した信号を作成し、画素に入力
することができる。
を読み出すためのスイッチまたはトランジスタが、オフ状態となっている。
れにより、表示ムラの少ない表示装置を実現できる。または、これにより、精細な表示を
行うことができる表示装置を実現できる。または、これにより、トランジスタの特性ばら
つきの影響を低減することができる半導体装置を実現できる。または、これにより、トラ
ンジスタのしきい値電圧のばらつきの影響を低減することができる半導体装置を実現でき
る。または、これにより、トランジスタの移動度のばらつきの影響を低減することができ
る半導体装置を実現できる。
P2を繰り返してからSTEP3を行うようにしてもよい。例えば、ブランキング期間中
に1行すべての画素が黒表示の行が複数個ある場合、複数回STEP1およびSTEP2
を繰り返すことができる。または、1つのフレーム期間内においては、何れか一つの行の
みを対象にして、STEP1からSTEP3を実行してもよい。他の行は、次以降のフレ
ーム期間において、STEP1からSTEP3を実行してもよい。
いては、例えば、表示装置の電源が切られる際、表示装置の電源が入力された直後、所定
の期間中に表示装置が使用されていないとき、深夜、または、早朝などの少なくとも一つ
に当該行の駆動用トランジスタの電流特性の情報を読み出しておくことが好ましい。
を補正することができる。この駆動方法においては、表示装置の表示動作と並行して駆動
用トランジスタの電流特性のばらつきを補正することができる。
検査を行うとき、製品の表示検査をしながら、製品の画素の発光輝度のばらつきの補正を
行うことができる。よって、製品の出荷前の検査期間を短縮することができるので、製品
のコストダウンを図ることができる。
を表示するたびに行われる。よって、製品出荷後の経時的な劣化などによる発光輝度のば
らつきについても、自動的に補正を行うことができる。これにより、製品寿命の延長を図
ることができる。
み出していたが、本実施の形態に示す表示装置の駆動方法は必ずしもこれに限られるもの
ではない。例えば、表示画面が暗転して全画素が黒表示となっているとき、または、動画
特性を向上させるために、黒画面挿入を行っているとき、などに電流特性の情報の読み出
しを行ってもよい。
次に、開示する発明の一態様に係る表示装置の具体的な構成の一例について、図2のブ
ロック図および図3の回路図を用いて説明する。図2は、(m×n)個の画素20を有す
る画素部15と周辺回路のブロック図の一例である。
縦m個(行)×横n個(列)のマトリクス状に設けられた画素部15と、行方向に延設し
て設けられた配線SL_1乃至SL_m(mは2以上の整数)と、行方向に延設して設け
られた配線GL_1乃至GL_mと、列方向に延設して設けられた配線DL_1乃至DL
_n(nは2以上の整数)と、配線IL_1乃至IL_nと、を有する。
続されている。駆動回路11は、画素または行を選択する機能を有している。または、駆
動回路11は、画素または行を、1行ずつ順次選択する機能を有している。または、駆動
回路11は、特定の画素または行を選択する機能を有している。または、駆動回路11は
、画素に、選択信号または非選択信号を出力する機能を有している。したがって、駆動回
路11は、ゲート線駆動回路、または、スキャン線駆動回路としての機能を有している。
回路12は、画素または列に、映像信号を供給する機能を有している。または、駆動回路
12は、画素または列に、読み出し用の信号を供給する機能を有している。したがって、
駆動回路12は、ソース線駆動回路、データ線駆動回路、または、ビデオ信号線駆動回路
としての機能を有している。
と電気的に接続されている。または、回路部13は、配線DL_1乃至DL_nと、電気
的に接続されている。回路部13は、画素から出力される情報を読み取る機能を有してい
る。または、回路部13は、画素の中の端子の電位を読み取る機能を有している。
場合には、図4に示すように、スイッチ18a_1乃至18a_n、およびスイッチ18
b_1乃至18b_nが設けられている。そして、それぞれのスイッチを切り替えて、配
線DL_1乃至DL_nと、いずれか一つの回路との間が導通している場合がある。
。
(i,j)の構成を示す。画素20_(i,j)は、トランジスタ21、トランジスタ2
2、トランジスタ23、発光素子24および容量素子25を有している。なお、それぞれ
のトランジスタは、マルチゲート構造、つまり、複数のトランジスタが直列に接続された
ような構造を取っていてもよい。なお、それぞれのトランジスタは、チャネルの上下にゲ
ート電極が設けられているような構造を取っていてもよい。画素20_(i,j)が有す
るこれらの素子は、配線GL_i、配線SL_i、配線DL_j、配線CL_jおよび配
線IL_jとそれぞれ電気的に接続されている。なお、配線CL_1乃至配線CL_nに
ついては、図2には示していないが、列方向に延設して設けられているものとする。また
、配線CLは図3では列方向に延設して設けられているが、これに限られることなく、延
設する方向を適宜変えてもよい。例えば、列方向に設けた配線と、行方向に設けた配線と
を用いて、相互に接続して構成してもよい。
、ゲート電極が、配線GL_iと電気的に接続され、ソース電極またはドレイン電極の一
方が、配線DL_jと電気的に接続され、ソース電極またはドレイン電極の他方が、トラ
ンジスタ22のゲート電極と電気的に接続される。トランジスタ22は、ソース電極また
はドレイン電極の一方が、配線CL_jと電気的に接続され、ソース電極またはドレイン
電極の他方が、トランジスタ23のソース電極またはドレイン電極の一方、および発光素
子24の電極の一方(以下、画素電極と呼ぶ場合がある。)と電気的に接続される。トラ
ンジスタ23は、ゲート電極が、配線SL_iと電気的に接続され、ソース電極またはド
レイン電極の他方が、配線IL_jと電気的に接続される。発光素子24は、電極の他方
(以下、共通電極と呼ぶ場合がある。)に共通電位が与えられる。
。なお、配線IL_jは、読み出し動作を行わない場合、または、アドレス期間中には、
別の回路、例えば、一定の電位を供給する機能を有する回路に接続されていてもよい。例
えば、配線IL_jは、一定の電位を供給する配線に接続されていてもよい。なお、配線
IL_jが、読み出し回路16および別の回路17と接続されている場合には、図5に示
すように、配線IL_jと読み出し回路16の間にスイッチ19aが、配線IL_jと回
路17の間にスイッチ19bが、設けられている。そして、それぞれのスイッチを切り替
えて、配線IL_jと、いずれか一つの回路との間が導通している場合がある。
電極の他方、およびトランジスタ22のゲート電極と電気的に接続され、電極の他方が、
トランジスタ22のソース電極またはドレイン電極の他方、トランジスタ23のソース電
極またはドレイン電極の一方、および発光素子24の画素電極と電気的に接続される。こ
のように容量素子25を設けることで、トランジスタ22のゲート電極に多くの電荷を保
持することができ、映像情報の保持期間をより長くすることができる。
量が大きい場合は、当該寄生容量で容量素子25の代替とすることができる。
ことができ、配線SLによってトランジスタ23のオン状態とオフ状態を制御することが
できる。
2のゲート電極に与えることができる。
読み出し回路16は、各画素20のトランジスタ22から電流特性の情報を読み出すこと
ができる。
ではなく、駆動回路11、駆動回路12および回路部13を設ける位置を変えても良いし
、これらのうち複数の駆動回路の機能を一つの駆動回路にまとめる構成としても良い。例
えば、図2では駆動回路11が画素部15の片側だけに設けられているが、駆動回路11
を分割し、画素部15の両側に設けるような構成としてもよい。また、図2では、駆動回
路12と回路部13を分割して設けているが、これを一つの駆動回路部としてまとめる構
成としてもよい。
伴い、配線GL、配線SL、配線DL、配線ILおよび配線CLの延設する方向、本数な
どを適宜変更することができる。例えば、配線ILを行方向に延設して設ける構成として
もよい。また、例えば、配線GLと配線SLを一種類の配線にまとめる構成としてもよい
。その場合の回路図を図6に示す。一種類の配線にまとめる場合には、配線GLと配線S
Lとを同時にオンオフする場合と同等となる。したがって、配線GLと配線SLとを同時
にオンオフするような駆動方法を採用する場合には、配線GLと配線SLを一種類の配線
にまとめることが出来る。
て制御されたトランジスタ22にしたがって制御される。また、発光素子24の輝度は、
画素電極と共通電極の間に流れる電流量によって定まる。例えば、OLED(有機発光ダ
イオード)を発光素子24として用いる場合、アノードとカソードのいずれか一方が画素
電極として機能し、他方が共通電極として機能する。図3では、発光素子24のアノード
を画素電極として用い、発光素子24のカソードを共通電極として用いた画素20の構成
を例示している。
変更した回路構成で動作することもできる。一例として、図3を変形した場合の例を図7
に示す。図7では、トランジスタ21乃至トランジスタ23をPチャネル型とし、発光素
子24の向きを図12とは逆にしている。なお、図3に示す画素回路以外にも、同様に回
路を構成することができる。
スタの少なくとも一つには、酸化物半導体を用いることが出来る。または、非晶質、微結
晶、多結晶、又は単結晶の、シリコン、又はゲルマニウムなどの半導体を用いることがで
きる。特に、トランジスタ21が酸化物半導体をチャネル形成領域に含むことで、トラン
ジスタ21のオフ電流を極めて小さくすることができる。そして、このようなトランジス
タ21を画素20に用いることで、通常のシリコンやゲルマニウムなどの半導体で形成さ
れたトランジスタをトランジスタ21に用いる場合に比べて、トランジスタ22のゲート
または容量素子25に蓄積された電荷のリークを防ぐことができる。
像情報を有する映像信号が書き込まれる場合などは、駆動周波数を低くする、言い換える
と一定期間内における画素部15への映像信号の書き込み回数を少なくしても、画像の表
示を維持することができる。例えば、電子供与体(ドナー)となる水分または水素などの
不純物が低減され、なおかつ酸素欠損が低減されることにより高純度化された酸化物半導
体(purified Oxide Semiconductor)をトランジスタ21
の半導体膜に用いることで、映像信号の書き込みの間隔を10秒以上、好ましくは30秒
以上、さらに好ましくは1分以上にすることができる。そして、映像信号が書き込まれる
間隔を長くすればするほど、消費電力をより低減することができる。
タ22のゲートの電位を保持するための容量素子25を画素20に設けなくとも、表示さ
れる画質が低下するのを防ぐことができる。
いが、半導体膜を間に挟んで存在する一対のゲートを有していても良い。
20内のトランジスタがすべて同じチャネル型である場合、トランジスタの作製工程にお
いて、半導体膜に一導電性を付与する不純物元素の添加などの工程を、一部省略すること
ができる。ただし、表示装置では、必ずしも画素20内のトランジスタがすべてnチャネ
ル型である必要はない。例えば、トランジスタ21およびトランジスタ23をPチャネル
型にしてもよい。
スイッチ、または、MEMS素子などを用いてもよい。
次に、図1を用いて図2および図3に示す表示装置の駆動方法の一例について説明する
。特に、図3に示すi行j列の画素20_(i,j)に注目して説明を行う。なお、以下
においては、i行目の画素20がすべて黒表示になる場合について説明する。
からm行目まで行ごとに順番に画素を走査していく。i行目の画素が選択されると、配線
SL_iに選択信号が入力され、トランジスタ23がオン状態となる。トランジスタ23
がオン状態となると、配線IL_jとトランジスタ22のソース電極またはドレイン電極
の他方(以下、トランジスタ22のソース電極と呼ぶ場合がある)が導通し、トランジス
タ22のソース電極に配線IL_jの電位が与えられる。なお、配線IL_jの電位は、
発光素子24が発光状態とならないような電位である。例えば、配線IL_jの電位は、
発光素子24の共通電極の電位と同じ電位である。
ン状態となる。トランジスタ21がオン状態となると、配線DL_jとトランジスタ22
のゲート電極が導通する。ここで、配線DL_jは画素20_(i,j)の映像信号が与
えられているため、トランジスタ22のゲート電極に画素20_(i,j)の映像信号に
対応する電位が与えられる。つまり、トランジスタ22のゲート―ソース間に、配線DL
_jの電位と配線IL_jの電位との間の電圧が供給される。
2のゲート電極または容量素子25に保持された映像信号に応じた電流を、配線CL_j
から発光素子24に供給することが可能となる。
と配線CL_jとが、同時に選択される場合と同様の動作を行うこととなる。
選択信号が供給されなくなり、配線GL_iおよび配線SL_iには、非選択信号が供給
される。その結果、トランジスタ21およびトランジスタ23がオフ状態となる。これに
より、トランジスタ22のゲート−ソース間の電位差が保持されて、次のフレームで画素
20_(i,j)が選択されるまで発光素子24の発光状態または非発光状態が維持され
る。そして、トランジスタ22のゲート―ソース間の電圧に応じた電流が、トランジスタ
22から発光素子24に供給される。そのため、映像信号に応じた画像を表示することが
可能となる。仮に、配線DL_jから供給された映像信号が黒表示の信号の場合には、ト
ランジスタ22には電流が流れず、発光素子24にも電流が流れない。その結果、発光素
子24は、黒表示、または、非表示状態となる。
ランキング期間が開始すると、図1(A)に示すように、1行目からm行目まで行ごとに
順番に走査していく。ただし、画素には、対象の行以外は、選択されない。つまり、対象
の行以外は、選択信号は供給されず、非選択信号が供給される。
ついて説明する。i行目の画素が選択されると、配線SL_iに選択信号が入力され、ト
ランジスタ23がオン状態となる。トランジスタ23がオン状態となると、配線IL_j
とトランジスタ22のソース電極が導通し、トランジスタ22のソース電極に配線IL_
jの電位が与えられる。なお、配線IL_jの電位は読み出し回路16で設定することが
できる。
ことが好ましい。このように配線IL_jの電位を設定することにより、発光素子24に
逆方向のバイアスが印加されるか、バイアスが印加されない状態とすることができ、i行
目の画素の黒表示の状態を維持することができる。また、少なくともSTEP3まで黒表
示の状態を維持できるように、発光素子24に順方向のバイアスが印加されるとしても、
配線IL_jと共通電位の電位差は、微弱な電位差に抑えるものとする。微弱な電位差と
しては、数ボルト程度以下が好ましく、例えば、2ボルト以下、より好ましくは1ボルト
以下とする。そして、トランジスタ22を流れる電流は、発光素子24には流れず、配線
IL_jの方へ流れるための準備が整う。
ン状態となる。トランジスタ21がオン状態となると、配線DL_jとトランジスタ22
のゲート電極が導通する。ここで、配線DL_jは読み出し用の信号が与えられているた
め、トランジスタ22をオン状態とすることができる。
スタ21をオフ状態のままにしておける信号を配線GLに入力しておく。
P2について説明する。STEP1が終わると、走査がi行目からi+1行目に移るので
、配線GL_iに入力されていた選択信号がなくなり、トランジスタ21がオフ状態にな
る。これにより、STEP1でトランジスタ22のゲート電極に入力した読み出し用の信
号が維持される。
このため、配線SL_iには、STEP2においても引き続きSTEP1と同様にトラン
ジスタ23がオン状態となる信号が入力され続ける必要がある。例えば、配線SLにラッ
チ回路を接続し、STEP1の時の入力信号をSTEP2においても保持できるようにし
てやればよい。
SLにラッチ回路などを接続しなくても、デコーダ回路に入力される信号を制御すること
によって、配線SL_iに、選択信号を供給し続けることは可能である。
をオン状態にしてやることにより、配線CL_jがトランジスタ22およびトランジスタ
23を介して読み出し回路16と導通状態となる。そして、トランジスタ22に供給され
た読み出し用の信号の大きさに応じて、トランジスタ22から、配線IL_j、および読
み出し回路16へ、電流が出力される。これにより、画素20_(i,j)のトランジス
タ22の電流特性の情報を読み出し回路16で読み出すことができる。
読み出し用の信号が与えられ続けておいてもよい。その場合、例えば、配線IL_jに、
一旦、トランジスタ22がオンするような電位を供給する。その後、配線IL_jをフロ
ーティング状態としてもよい。その結果、配線IL_jの電位が徐々に上がっていく。そ
して、トランジスタ22がオフするような電位、つまり、トランジスタ22のゲートソー
ス間電圧が、トランジスタ22のしきい値電圧に近くなると、トランジスタ22がオフす
る。その結果、配線IL_jの電位の上昇が止まる。このときの電位、つまり、トランジ
スタ22のソース端子の電位を、読み出し回路16で読み出してもよい。その結果、トラ
ンジスタ22のしきい値電圧を読み出すことが出来る。なお、トランジスタ22のソース
端子の電位を読み出す場合、トランジスタ22がオフ状態となる前の電位を読み出しても
よい。
2の電流特性のばらつきに関する情報ならばどのような情報でもよい。例えば、トランジ
スタ22の電流値でもよいし、トランジスタ22のしきい値電圧でもよい。
明する。STEP1で入力された読み出し用の信号はトランジスタ22をオン状態にする
信号であり、この信号が入力された状態でトランジスタ23をオフ状態とすると、発光素
子24に順方向のバイアスが印加されて発光状態となってしまう。
画素には、対象の行以外は、選択されない。つまり、対象の行以外は、選択信号は供給さ
れず、非選択信号が供給される。そして、対象の行である配線GL_iには、選択信号を
入力してトランジスタ21をオン状態とする。配線DL_jには、トランジスタ22がオ
フ状態となる、黒表示用の信号が入力されているので、当該信号がトランジスタ22のゲ
ート電極に与えられ、トランジスタ22はオフ状態となる。
給されている。その結果、トランジスタ22のゲートソース間に、トランジスタ22がオ
フ状態となるような電圧を供給することが出来る。
ンジスタ23をオフ状態にする。同様に、配線GL_iにトランジスタ21がオフ状態と
なる非選択信号を与えて、トランジスタ21をオフ状態にする。このようにしてSTEP
3から次のフレームの画素の走査までi行目の画素20の非発光状態を維持することがで
きる。
間を終わらせ、次のフレームの表示を開始する。ここで、STEP2で読み出されたトラ
ンジスタ22の電流特性の情報に従って、トランジスタ22の電流特性のばらつきを補正
した映像信号を作成し、対応する画素に入力することができる。その結果、トランジスタ
のばらつき、または、劣化の影響を低減することができる。
すように、ブランキング期間中に複数回STEP1およびSTEP2を繰り返してもよい
。または、1つのフレーム期間内においては、何れか一つの行のみを対象にして、STE
P1からSTEP3を実行してもよい。他の行は、次以降のフレーム期間において、ST
EP1からSTEP3を実行してもよい。
いては、例えば、表示装置の電源が切られる際などに当該行のトランジスタ22の電流特
性の情報を読み取っておくことが好ましい。
電流特性のばらつきを補正することができる。この駆動方法においては、表示装置の表示
動作と並行して駆動用トランジスタの電流特性のばらつきを補正することができる。
うとき、製品の表示検査をしながら、製品の画素の発光輝度のばらつきの補正を行うこと
ができる。よって、製品の出荷前の検査期間を短縮することができるので、製品のコスト
ダウンを図ることができる。
を表示するたびに行われる。よって、製品出荷後の経時的な劣化などによる発光輝度のば
らつきについても、自動的に補正を行うことができる。これにより、製品寿命の延長を図
ることができる。
えば、図3に示す画素20_(i,j)において、発光素子24とトランジスタ22の間
にスイッチ26を設ける構造としてもよい。その場合の回路図を、図8(A)および図8
(B)に示す。図8(A)は図3においてスイッチ26を設けた場合を示し、図8(B)
は図6においてスイッチ26を設けた場合を示している。STEP1およびSTEP2に
おいてスイッチ26を非導通状態としておくことにより、STEP1およびSTEP2の
間、より確実に発光素子24を非発光状態のまま維持しておくことができる。
次に、読み出し回路16の具体的な構成の一例について図9(A)乃至図9(C)に示
す回路図を用いて説明する。
ッチ31を有する。オペアンプ30aは、+入力端子に参照電位が入力され、−入力端子
が、配線IL_jと、スイッチ31の一方の端子と、容量素子32の一方の電極と電気的
に接続され、出力端子が、スイッチ31の他方の端子と、容量素子32の他方の電極と電
気的に接続される。オペアンプ30aは、+入力端子の電位と、−入力端子の電位とが、
等しくなるように動作する。したがって、配線IL_jの電位は、+入力端子の電位によ
って制御することが出来る。したがって、読み出し回路16aは、配線IL_jの電位を
制御することができる機能を有しているとも言える。そのため、アドレス期間中において
も、読み出し回路16aによって、配線IL_jの電位を制御してもよい。
値を読み出すことができる。
る。オペアンプ30bは、+入力端子に参照電位が入力され、−入力端子が、配線IL_
jと、抵抗素子33の一方の電極と電気的に接続され、出力端子が、抵抗素子33の他方
の電極と電気的に接続される。オペアンプ30bは、+入力端子の電位と、−入力端子の
電位とが、等しくなるように動作する。したがって、配線IL_jの電位は、+入力端子
の電位によって制御することが出来る。したがって、読み出し回路16bは、配線IL_
jの電位を制御することができる機能を有しているとも言える。そのため、アドレス期間
中においても、読み出し回路16bによって、配線IL_jの電位を制御してもよい。
圧値に変換して、読み出すことができる。
cは、+入力端子が、配線IL_jと電気的に接続され、−入力端子がオペアンプ30c
の出力端子と電気的に接続される。オペアンプ30cは、+入力端子の電位と、−入力端
子の電位とが、等しくなるように動作する。したがって、配線IL_jの電位を、−入力
端子の電位、つまり、出力端子の電位として、オペアンプ30cから出力することが出来
る。なお、読み出し回路16cは、配線IL_jの電位を制御する機能を有していない。
そのため、図5に示すように、別の回路を用いて、配線IL_jの電位を制御してもよい
。
続されたトランジスタ22のしきい値電圧を読み出すことができる。
図2および図3に示す表示装置の駆動方法においては、選択した行のすべての画素の電
流特性の情報の読み出しを一括で行ったが、本実施の形態に示す表示装置の駆動方法はこ
れに限られるものではなく、選択した行の特定の画素から電流特性の情報の読み出しを行
ってもよい。例えば、同じ行の特定の列の画素、または、同じ行の特定の色相を表示する
画素から電流特性の情報の読み出しを行ってもよい。
、駆動回路12、回路部13および画素部15の構成の一例について図10を用いて説明
する。なお、図10では、配線DLと配線ILを3つの列に分けた場合の例を示したが、
本発明の一態様は、これに限定されない。さらに多くの列ごとに分けてもよい。
色を発色する画素および青色を発色する画素が1ユニットになって一つの色を発色する構
造となっている。また、駆動回路12ではこの1ユニットに対して一種類の映像信号また
は読み出し用の信号が与えられ、赤、緑、青の画素に対応した信号に分割される。また、
回路部13ではこの1ユニットに対して一つ読み出し回路16が設けられる。
駆動回路12から信号が入力され、配線IL_1Rおよびスイッチ42_1Rを介して読
み出し回路16_1と電気的に接続される。同様に、緑色を発色する画素20_1Gは、
配線DL_1Gおよびスイッチ41_1Gを介して駆動回路12から信号が入力され、配
線IL_1Gおよびスイッチ42_1Gを介して読み出し回路16_1と電気的に接続さ
れる。同様に、青色を発色する画素20_1Bは、配線DL_1Bおよびスイッチ41_
1Bを介して駆動回路12から信号が入力され、配線IL_1Bおよびスイッチ42_1
Bを介して読み出し回路16_1と電気的に接続される。
至画素20_2Bも同様の構成を有する。
1_Rによって制御される。また、スイッチ41_1Gおよびスイッチ41_2Gは行方
向に延設して設けられた配線SW1_Gによって制御される。また、スイッチ41_1B
およびスイッチ41_2Bは行方向に延設して設けられた配線SW1_Bによって制御さ
れる。また、スイッチ42_1Rおよびスイッチ42_2Rは行方向に延設して設けられ
た配線SW2_Rによって制御される。また、スイッチ42_1Gおよびスイッチ42_
2Gは行方向に延設して設けられた配線SW2_Gによって制御される。また、スイッチ
42_1Bおよびスイッチ42_2Bは行方向に延設して設けられた配線SW2_Bによ
って制御される。
から電流特性の情報の読み出しを行うことができる。例えば、同じ行の赤色を発色する画
素(図10中では画素20_1Rおよび画素20_2R)のみに読み出し用の信号を入力
し、同じ行の赤色を発色する画素のみから電流特性の情報を読み出すことができる。
回路など)を3個の画素の1ユニットに対して1個だけ設ければよくなるので、当該回路
の占有面積を低減することができる。なお、図10では、3個の画素で1ユニットとなっ
ていたが、本発明の一態様は、これに限定されない。さらに多くの画素で1ユニットとな
るようにしてもよい。
を設けて特定の色相の画素ごとに処理を分割できるようにしたが、本実施の形態に示す表
示装置はこれに限られるものではない。駆動回路12または回路部13のいずれか一方の
みにスイッチを設ける構成としてもよい。また、配線SW1_Rと配線SW2_Rなど同
じ画素に電気的に接続されたスイッチを制御する配線を、電気的に接続させる、または配
線信号を同期させる構造としてもよい。
図2および図3に示す表示装置の駆動方法において、1行目から順番に走査して1行す
べてが黒表示の行を選択して電流特性の情報を読み出した。このような駆動方法を用いる
場合、駆動回路11から出力された信号を制御する出力制御回路を設けるのが好ましい。
出力制御回路の構成の一例について図11(A)および図11(B)を用いて説明する。
図11(A)は表示装置の駆動回路11、出力制御回路14および画素部15を示してお
り、図11(B)は、図11(A)中に示されるラッチ回路43の構成の一例を示してい
る。
設ける構成となっている。駆動回路11と電気的に接続された配線SL_iは、出力制御
回路14において二股に分かれており、一方はラッチ回路43およびスイッチ44を介し
て行方向に延設され、他方はスイッチ45を介して行方向に延設されている。配線SL_
iはスイッチ44およびスイッチ45を介して合流し、画素部15に向かって行方向に延
設して設けられている。
ータ48およびインバータ49を有している。スイッチ46は、一方の端子が配線SL_
iと電気的に接続され、他方の端子がインバータ47の入力端子、およびインバータ48
の出力端子と電気的に接続されている。インバータ47は、出力端子がインバータ48の
入力端子、およびインバータ49の入力端子と電気的に接続されている。インバータ49
の出力端子はスイッチ44の一方の端子と電気的に接続される。スイッチ46は列方向に
延設して設けられた配線SW3によって制御される。
動回路11から信号を出力する。ブランキング期間において黒表示の行を選択するときに
は、スイッチ44を導通状態、スイッチ45を非導通状態として駆動回路11から信号を
出力する。
スイッチ46を導通状態にする。これによりSTEP1において、配線SL_iに入力さ
れた信号をラッチ回路43に保持することができる。よって、i+1行目が選択されて駆
動回路11から配線SL_iに入力される信号が途切れても、ラッチ回路43に保持され
た信号が配線SL_iを介することによってトランジスタ23をオン状態にしておくこと
ができる。
出力する例を示したが、本実施の形態に示す表示装置はこれに限られるものではない。例
えば、配線SLに加えて配線GLも出力制御回路14を介して出力できるようにしてもよ
い。
用いて信号を保持しなくても上記の駆動方法を用いることができるので、ラッチ回路43
を用いない構成としてもよい。
例えば、デコーダなどを用いて駆動回路11の信号を好きな行に選択的に出力できる場合
、出力制御回路14を用いない構成とすることができる。
施の形態の一部または全部について、他の実施の形態の一部また全部と、自由に組み合わ
せたり、適用させたり、置き換えて実施することができる。
〈表示装置の変形例1〉
本実施の形態では、実施の形態1とは異なる態様の表示装置の構成および駆動方法につ
いて、図12および図13を用いて説明する。
示す表示装置は、図2で示す表示装置と同様に、(m×n)個の画素50を有する画素部
15、各種周辺回路、および各種配線を有しており、周辺回路および配線などの符号は共
通のものを用いる。
成も一部図2で示したものとは異なっている。具体的には、配線ILが行方向に延設して
設けられている点、および回路部13が配線DLと電気的に接続されている点である。そ
の場合、図4に示したように、スイッチを設けて、回路部13と駆動回路12とが、切り
替えて、配線DLと導通されるようにしてもよい。
_(i,j)の構成を示す。画素50_(i,j)は、トランジスタ51、トランジスタ
52、トランジスタ53、発光素子54および容量素子55を有している。画素50_(
i,j)が有するこれらの素子は、配線GL_i、配線SL_i、配線DL_j、配線C
L_jおよび配線IL_iとそれぞれ電気的に接続されている。なお、図12では、配線
CLは列方向に延設して設けられ、配線ILは行方向に延設して設けられているが、これ
に限られることなく、延設する方向を適宜変えてもよい。
、ゲート電極が、配線GL_iと電気的に接続され、ソース電極またはドレイン電極の一
方が、配線DL_jと電気的に接続され、ソース電極またはドレイン電極の他方が、発光
素子54の電極の一方(以下、画素電極と呼ぶ場合がある。)と電気的に接続される。ト
ランジスタ52は、ゲート電極が、トランジスタ53のソース電極またはドレイン電極の
一方と電気的に接続され、ソース電極またはドレイン電極の一方が、配線CL_jと電気
的に接続され、ソース電極またはドレイン電極の他方(以下、トランジスタ52のソース
電極と呼ぶ場合がある)が、発光素子54の電極の一方と電気的に接続される。トランジ
スタ53は、ゲート電極が、配線SL_iと電気的に接続され、ソース電極またはドレイ
ン電極の他方が、配線IL_iと電気的に接続される。発光素子54は、電極の他方(以
下、共通電極と呼ぶ場合がある。)に共通電位が与えられる。
。
電極の一方、およびトランジスタ52のゲート電極と電気的に接続され、電極の他方が、
トランジスタ52のソース電極またはドレイン電極の他方、トランジスタ51のソース電
極またはドレイン電極の他方、および発光素子54の画素電極と電気的に接続される。こ
のように容量素子55を設けることで、トランジスタ52のゲート電極に多くの電荷を保
持することができ、映像情報の保持期間をより長くすることができる。
量が大きい場合は、当該寄生容量で容量素子55の代替とすることができる。
ILは、アナログ的に電位を変更できるようにしてもよい。
路図を図14に示す。一種類の配線にまとめる場合には、配線GLと配線SLとを同時に
オンオフする場合と同等となる。したがって、配線GLと配線SLとを同時にオンオフす
るような駆動方法を採用する場合には、配線GLと配線SLを一種類の配線にまとめるこ
とが出来る。
至トランジスタ23についての記載を参酌することができる。また、発光素子54につい
ては、発光素子24の記載を参酌することができる。
れる。図13(A)を用いて配線DL_jと読み出し回路16および駆動回路12との接
続関係について説明する。
の端子Aと電気的に接続され、スイッチ68を介して駆動回路12と電気的に接続される
。さらに、読み出し回路16の端子Bは、スイッチ67を介して駆動回路12と電気的に
接続される。
チ67を非導通状態として、駆動回路12から配線DL_jに映像信号を出力する。
ッチ68を非導通状態として、駆動回路12から読み出し回路16を介して配線DL_j
に読み出し用の信号を出力する。
)に示す回路図を用いて説明する。
子62および容量素子64を有する。オペアンプ60aは、+入力端子が容量素子64の
一方の電極と電気的に接続され、−入力端子が、スイッチ61の一方の端子と、容量素子
62の一方の電極と電気的に接続され、出力端子が、スイッチ61の他方の端子と、容量
素子62の他方の電極と電気的に接続される。オペアンプ60aの−入力端子は読み出し
回路16dの端子Aとして機能し、オペアンプ60aの+入力端子は読み出し回路16d
の端子Bとして機能する。容量素子64の他方の電極には、接地電位、低電圧電源電位な
どの定電位を与える。オペアンプ60aは、+入力端子の電位と、−入力端子の電位とが
、等しくなるように動作する。したがって、−入力端子の電位、つまり、配線DL_jの
電位は、+入力端子の電位によって制御することが出来る。
ンプ60aを介して配線DL_jに出力される。容量素子64が設けられているので、ス
イッチ67を非導通状態として読み出し用の信号を保持することができる。なお、スイッ
チ67および容量素子64は必ずしも設ける必要はない。例えば、読み出し用の信号を駆
動回路12から出力したままにしておくならば、スイッチ67および容量素子64を設け
ない構成とすることができる。
値を読み出すことができる。
量素子65を有する。オペアンプ60bは、+入力端子が容量素子65の一方の電極と電
気的に接続され、−入力端子が、抵抗素子63の一方の電極と電気的に接続され、出力端
子が、抵抗素子63の他方の電極と電気的に接続される。オペアンプ60bの−入力端子
は読み出し回路16eの端子Aとして機能し、オペアンプ60bの+入力端子は読み出し
回路16eの端子Bとして機能する。容量素子65の他方の電極には、接地電位、低電圧
電源電位などの定電位を与える。オペアンプ60bは、+入力端子の電位と、−入力端子
の電位とが、等しくなるように動作する。したがって、−入力端子の電位、つまり、配線
DL_jの電位は、+入力端子の電位によって制御することが出来る。
ンプ60bを介して配線DL_jに出力される。容量素子65が設けられているので、ス
イッチ67を非導通状態として読み出し用の信号を保持することができる。なお、スイッ
チ67および容量素子65は必ずしも設ける必要はない。例えば、読み出し用の信号を駆
動回路12から出力したままにしておくならば、スイッチ67および容量素子65を設け
ない構成とすることができる。
圧値に変換して読み出すことができる。
例として、アドレス期間における動作を述べる。
L_jとの間の電圧が、容量素子55、すなわち、トランジスタ52のゲート−ソース間
に入力される。このとき、配線DL_jの電位が映像信号に応じて変化する。
いような電位となっている。例えば、配線DL_jの電位は、最も高い場合であっても、
発光素子54のカソードの電位と同等となっている。
IL_iの電位は、配線CL_jの電位よりも低い。
のゲート―ソース間電圧に応じた電流が、トランジスタ52から発光素子54に供給され
て、表示動作が行われる。
間の動作が終了する。
例として、ブランキング期間における電流特性のばらつきの補正方法について説明する。
なお、以下においては、i行目の画素50がすべて黒表示になる場合について説明する。
とに順番に走査していく。ただし、画素には、対象の行以外は、選択されない。つまり、
対象の行以外は、選択信号は供給されず、非選択信号が供給される。
ついて説明する。i行目の画素が選択されると、配線SL_iに選択信号が入力され、ト
ランジスタ53がオン状態となる。トランジスタ53がオン状態となると、配線IL_i
とトランジスタ52のゲート電極が導通し、トランジスタ52のゲート電極に配線IL_
iの電位が与えられる。
ン状態となる。トランジスタ51がオン状態となると、配線DL_jとトランジスタ52
のソース電極が導通する。ここで、配線DL_jは読み出し用の信号が与えられているた
め、トランジスタ52のゲート−ソース間の電位差がトランジスタ52のしきい値電圧よ
りも大きくなり、トランジスタ52をオン状態とすることができる。
ことが好ましい。このように配線DL_jの電位を設定することにより、発光素子54に
逆方向のバイアスが印加されるか、バイアスが印加されない状態とすることができ、i行
目の画素の黒表示の状態を維持することができる。また、少なくともSTEP3まで黒表
示の状態を維持できるように、発光素子54に順方向のバイアスが印加されるとしても、
配線DL_jと共通電位の電位差は、微弱な電位差に抑えるものとする。微弱な電位差と
しては、数ボルト程度以下が好ましく、例えば、2ボルト以下、より好ましくは1ボルト
以下とする。そして、トランジスタ52を流れる電流は、発光素子54には流れず、配線
DL_jの方へ流れるための準備が整う。
スタ51をオフ状態のままにしておける信号を配線GLに入力しておく。
P2について説明する。STEP1が終わると、走査がi行目からi+1行目に移るので
、配線SL_iに入力されていた選択信号がなくなり、トランジスタ53がオフ状態にな
る。これにより、STEP1でトランジスタ52のゲート電極に入力された配線IL_i
の電位が維持される。
このため、配線GL_iには、STEP2においても引き続きSTEP1と同様にトラン
ジスタ51がオン状態となる信号が入力され続ける必要がある。例えば、配線GLにラッ
チ回路を接続し、STEP1の時の入力信号をSTEP2においても保持できるようにし
てやればよい。
GLにラッチ回路などを接続しなくても、デコーダ回路に入力される信号を制御すること
によって、配線GL_iに、選択信号を供給し続けることは可能である。
をオン状態にしてやることにより、配線CL_jがトランジスタ52およびトランジスタ
51を介して読み出し回路16と導通状態となる。そして、トランジスタ52に供給され
た読み出し用の信号の大きさに応じて、トランジスタ52から、配線DL_j、および読
み出し回路16へ、電流が出力される。これにより、画素50_(i,j)のトランジス
タ52の電流特性の情報を読み出し回路16で読み出すことができる。
例えば、配線DL_jに、一旦、トランジスタ52がオンするような電位を供給する。そ
の後、配線DL_jをフローティング状態としてもよい。その結果、配線DL_jの電位
が徐々に上がっていく。そして、トランジスタ52がオフするような電位、つまり、トラ
ンジスタ52のゲートソース間電圧が、トランジスタ52のしきい値電圧に近くなると、
トランジスタ52がオフする。その結果、配線DL_jの電位の上昇が止まる。このとき
の電位、つまり、トランジスタ52のソース端子の電位を、読み出し回路16で読み出し
てもよい。その結果、トランジスタ52のしきい値電圧を読み出すことが出来る。なお、
トランジスタ52のソース端子の電位を読み出す場合、トランジスタ52がオフ状態とな
る前の電位を読み出してもよい。
2の電流特性のばらつきに関する情報ならばどのような情報でもよい。例えば、トランジ
スタ52の電流値でもよいし、トランジスタ52のしきい値電圧でもよい。
明する。STEP1で入力された読み出し用の信号はトランジスタ52をオン状態にする
信号であり、この信号が入力された状態でトランジスタ51をオフ状態とすると、発光素
子54に順方向のバイアスが印加されて発光状態となってしまう。
画素には、対象の行以外は、選択されない。つまり、対象の行以外は、選択信号は供給さ
れず、非選択信号が供給される。そして、対象の行である配線GL_iが選択された時、
配線DL_jに、トランジスタ52がオフ状態となる、黒表示用の信号を入力する。当該
信号がトランジスタ52のソース電極に与えられ、トランジスタ52のゲート−ソース間
の電位差がトランジスタ52のしきい値電圧よりも小さくなり、トランジスタ52をオフ
状態とすることができる。
給されている。その結果、トランジスタ52のゲートソース間に、トランジスタ52がオ
フ状態となるような電圧を供給することが出来る。
光状態を維持することができる。
間を終わらせ、次のフレームの表示を開始する。ここで、STEP2で読み出されたトラ
ンジスタ52の電流特性の情報に従って、トランジスタ52の電流特性のばらつきを補正
した映像信号を作成し、対応する画素に入力することができる。その結果、トランジスタ
のばらつき、または、劣化の影響を低減することができる。
すように、ブランキング期間中にSTEP1およびSTEP2を繰り返し行ってもよい。
または、1つのフレーム期間内においては、何れか一つの行のみを対象にして、STEP
1からSTEP3を実行してもよい。他の行は、次以降のフレーム期間において、STE
P1からSTEP3を実行してもよい。
いては、例えば、表示装置の電源が切られる際などに当該行のトランジスタ52の電流特
性の情報を読み取っておくことが好ましい。
電流特性のばらつきを補正することができる。この駆動方法においては、表示装置の表示
動作と並行して駆動用トランジスタの電流特性のばらつきを補正することができる。
例えば、図12に示す画素50_(i,j)において、発光素子54とトランジスタ52
の間にスイッチ56を設ける構造としてもよい。その場合の回路図を、図15(A)およ
び図15(B)に示す。図15(A)は図12においてスイッチ56を設けた場合を示し
、図15(B)は図14においてスイッチ56を設けた場合を示している。STEP1お
よびSTEP2においてスイッチ56を非導通状態としておくことにより、STEP1お
よびSTEP2の間、より確実に発光素子54を非発光状態のまま維持しておくことがで
きる。
、応用、上位概念化、又は、下位概念化したものに相当する。したがって、本実施の形態
の一部または全部について、他の実施の形態の一部または全部と自由に組み合わせたり、
適用させたり、置き換えて実施することができる。
〈表示装置の変形例2〉
本実施の形態では、実施の形態1とは異なる態様の表示装置の構成および駆動方法につ
いて、図16および図17を用いて説明する。
示す表示装置は、図2で示す表示装置と同様に、(m×n)個の画素70を有する画素部
15、各種周辺回路、および各種配線を有しており、周辺回路および配線などの符号は共
通のものを用いる。
_(i,j)の構成を示す。画素70_(i,j)は、トランジスタ71、pチャネル型
のトランジスタ72、トランジスタ73、発光素子74および容量素子75を有している
。画素70_(i,j)が有するこれらの素子は、配線GL_i、配線SL_i、配線D
L_j、配線CL_jおよび配線IL_jとそれぞれ電気的に接続されている。
、ゲート電極が、配線GL_iと電気的に接続され、ソース電極またはドレイン電極の一
方が、配線DL_jと電気的に接続され、ソース電極またはドレイン電極の他方が、トラ
ンジスタ72のゲート電極と電気的に接続される。トランジスタ72は、ソース電極また
はドレイン電極の一方が、トランジスタ73のソース電極またはドレイン電極の一方、お
よび発光素子74の電極の一方(以下、画素電極と呼ぶ場合がある。)と電気的に接続さ
れ、ソース電極またはドレイン電極の他方(以下、トランジスタ72のソース電極と呼ぶ
場合がある)が、配線CL_jと電気的に接続される。トランジスタ73は、ゲート電極
が、配線SL_iと電気的に接続され、ソース電極またはドレイン電極の他方が、配線I
L_jと電気的に接続される。発光素子74は、電極の他方(以下、共通電極と呼ぶ場合
がある。)に共通電位が与えられる。
。
電極の他方、およびトランジスタ72のゲート電極と電気的に接続され、電極の他方が、
トランジスタ72のソース電極またはドレイン電極の他方と電気的に接続される。このよ
うに容量素子75を設けることで、トランジスタ72のゲート電極に多くの電荷を保持す
ることができ、映像情報の保持期間をより長くすることができる。
量が大きい場合は、当該寄生容量で容量素子75の代替とすることができる。
およびトランジスタ23についての記載を参酌することができる。また、発光素子74に
ついては、発光素子24の記載を参酌することができる。
い容量素子75の接続関係が異なっている点において、図3に示す画素構造と異なってい
る。図16に示す表示装置の駆動方法については、トランジスタ72のスイッチングの電
位がトランジスタ22と逆になっている点を考慮して、実施の形態1に記載の表示装置の
駆動方法を参酌することができる。
配線CLが行方向に延設して設けられている点において、図16に示す画素構造とは異な
り、他の構成については同様である。
線GLおよび配線SLの電位の変化に合わせて配線CLの電位を調節することができる。
例えば、図1(B)のSTEP1およびSTEP2において、配線CL_jの電位を、共
通電位より低く、または共通電位と同程度にすることができる。このように配線CL_j
の電位を設定することにより、発光素子74に逆方向のバイアスが印加されるか、バイア
スが印加されない状態とすることができ、i行目の画素の黒表示の状態を維持することが
できる。また、少なくともSTEP3まで黒表示の状態を維持できるように、発光素子7
4に順方向のバイアスが印加されるとしても、配線CL_jと共通電位の電位差を、微弱
な電位差に抑えることができる。微弱な電位差としては、数ボルト程度以下が好ましく、
例えば、2ボルト以下、より好ましくは1ボルト以下とする。
電流特性のばらつきを補正することができる。この駆動方法においては、表示装置の表示
動作と並行して駆動用トランジスタの電流特性のばらつきを補正することができる。
のではない。例えば、図16および図17に示す画素70_(i,j)において、発光素
子74とトランジスタ72の間にスイッチ76を設ける構造としてもよい。その場合の回
路図を、図18および図19に示す。図18は図16においてスイッチ76を設けた場合
を示し、図19は図17においてスイッチ76を設けた場合を示している。STEP1お
よびSTEP2において当該スイッチ76を非導通状態としておくことにより、STEP
1およびSTEP2の間、より確実に発光素子74を非発光状態のまま維持しておくこと
ができる。
、応用、上位概念化、又は、下位概念化したものに相当する。したがって、本実施の形態
の一部または全部について、他の実施の形態の一部または全部と自由に組み合わせたり、
適用させたり、置き換えて実施することができる。
〈表示装置の具体的な構成例〉
表示装置の構成の一例について説明する。図20に、表示装置80の構成を、ブロック
図で示す。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。
トローラ86と、CPU83と、画像処理回路82と、画像メモリ87と、メモリ88と
、補正回路81とを有する。また、パネル85は、駆動回路11、駆動回路12および回
路部13を有する。なお、駆動回路11、駆動回路12、回路部13、画素部15および
画素20については先の実施の形態の記載を参酌することができる。
憶されている命令をデコードし、表示装置80が有する各種回路の動作を統括的に制御す
ることで、当該命令を実行する機能を有する。
駆動用トランジスタの電流特性の情報をもとに電流特性を補正するデータを生成する。メ
モリ88は、電流特性を補正するデータを記憶する機能を有する。
。なお、図20では、画像メモリ87を1つだけ表示装置80に設ける場合を例示してい
るが、複数の画像メモリ87が表示装置80に設けられていても良い。例えば、赤、青、
緑などの色相にそれぞれ対応する3つの画像データ89により、画素部15にフルカラー
の画像が表示される場合、各画像データ89に対応した画像メモリ87を、それぞれ設け
るようにしても良い。
Memory)、SRAM(Static Random Access Memor
y)等の記憶回路を用いることができる。或いは、画像メモリ87に、VRAM(Vid
eo RAM)を用いても良い。
87への書き込みと、画像データ89の画像メモリ87からの読み出しをおこない、画像
データ89から映像信号を生成する機能を有する。また、画像処理回路82は、CPU8
3からの命令にしたがい、メモリ88に記憶されているデータを読み出し、当該データを
用いて、映像信号の補正をおこなう機能を有する。
に信号処理を施した後、パネル85に供給する機能を有する。
の駆動信号を、パネル85に供給する機能を有する。駆動信号には、駆動回路12の動作
を制御するスタートパルス信号SSP、クロック信号SCK、ラッチ信号LP、駆動回路
11の動作を制御するスタートパルス信号GSP、クロック信号GCKなどが含まれる。
能を有する入力装置を、有していても良い。入力装置として、キーボード、ポインティン
グデバイス、タッチパネル、センサなどを用いることができる。
図21、図26に、表示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。
ンジスタ100Aの上面図を示し、図21にトランジスタ100B及びトランジスタ10
0Aの断面図を示す。図26(A)はトランジスタ100Bの上面図であり、図26(B
)はトランジスタ100Aの上面図である。図21(A)は、図26(A)の一点鎖線X
1−X2間の断面図、及び図26(B)の一点鎖線X3−X4間の断面図である。図21
(B)は、図26(A)の一点鎖線Y1−Y2間の断面図、及び図26(B)の一点鎖線
Y3−Y4間の断面図である。また、図21(A)は、トランジスタ100Aおよびトラ
ンジスタ100Bのチャネル長方向の断面図である。また、図21(B)は、トランジス
タ100Aおよびトランジスタ100Bのチャネル幅方向の断面図である。
及びトランジスタ100Bと同様に、構成要素の一部を省略して図示する場合がある。ま
た、一点鎖線X1−X2方向及び一点鎖線X3−X4方向をチャネル長方向、一点鎖線Y
1−Y2方向及び一点鎖線Y3−Y4方向をチャネル幅方向と呼称する場合がある。
化物半導体膜112と、酸化物半導体膜112に接する導電膜114、導電膜116及び
絶縁膜117と、絶縁膜117を介して酸化物半導体膜112と重なる導電膜118とを
有する。なお、トランジスタ100A上に絶縁膜120が設けられている。
化物半導体膜103と、酸化物半導体膜103に接する導電膜104、導電膜105及び
絶縁膜106と、絶縁膜106を介して酸化物半導体膜103と重なる導電膜107とを
有する。なお、トランジスタ100B上に絶縁膜120が設けられている。
102を有する。すなわち、導電膜102は、ゲート電極として機能する。また、トラン
ジスタ100Bは、デュアルゲート構造のトランジスタである。その他の構成は、トラン
ジスタ100Aと同様であり、同様の効果を奏する。
100Bのしきい値を制御することができる。又は、図21(B)に示すように、導電膜
102及び導電膜107に同じ電位を印加することで、オン電流の増加、初期特性バラつ
きの低減、−GBTストレス試験の劣化の抑制、及び異なるドレイン電圧におけるオン電
流の立ち上がり電圧の変動の抑制が可能である。
いて、トランジスタの構造が異なる。駆動回路部に含まれるトランジスタは、デュアルゲ
ート構造である。即ち、画素部15と比較して、オン電流の高いトランジスタを駆動回路
部に有する。
。
満、又は1.45μm以上2.2μm以下とすることができる。一方、画素部15に含ま
れるトランジスタ100Aのチャネル長を2.5μm以上、又は2.5μm以上20μm
以下とすることができる。
くは1.45μm以上2.2μm以下とすることで、画素部15に含まれるトランジスタ
100Aと比較して、オン電流を増大させることができる。この結果、高速動作が可能な
駆動回路部を作製することができる。
らない領域には、酸素欠損を形成する元素を有する。また、酸化物半導体膜103におい
て、導電膜104、導電膜105及び導電膜107と重ならない領域には、酸素欠損を形
成する元素を有する。以下、酸素欠損を形成する元素を、不純物元素として説明する。不
純物元素の代表例としては、水素、希ガス元素等がある。希ガス元素の代表例としては、
ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンがある。さらに、不純物元素とし
ホウ素、炭素、窒素、フッ素、アルミニウム、シリコン、リン、塩素等が酸化物半導体膜
112及び酸化物半導体膜103に含まれてもよい。
20が酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103に接することで、絶縁膜120に
含まれる水素が酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103に拡散する。この結果、
酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103が絶縁膜120と接する領域において、
水素が多く含まれる。
金属元素及び酸素の結合が切断され、酸素欠損が形成される。酸化物半導体膜に含まれる
酸素欠損と水素の相互作用により、酸化物半導体膜は導電率が高くなる。具体的には、酸
化物半導体膜に含まれる酸素欠損に水素が入ることで、キャリア(電子)が生成される。
この結果、導電率が高くなる。
ランジスタ100Aに含まれる酸化物半導体膜112の部分拡大図を用いて説明する。図
22に示すように、酸化物半導体膜112は、導電膜114又は導電膜116と接する領
域112aと、絶縁膜120と接する領域112bと、絶縁膜117と接する領域112
dとを有する。なお、導電膜118の側面がテーパ形状を有する場合、導電膜118のテ
ーパ部と重なる領域112cを有してもよい。
膜116がタングステン、チタン、アルミニウム、銅、モリブデン、クロム、又はタンタ
ル単体若しくは合金等の酸素と結合しやすい導電材料を用いて形成される場合、酸化物半
導体膜に含まれる酸素と導電膜114及び導電膜116に含まれる導電材料とが結合し、
酸化物半導体膜において、酸素欠損が形成される。また、酸化物半導体膜に導電膜114
及び導電膜116を形成する導電材料の構成元素の一部が混入する場合もある。これらの
結果、導電膜114又は導電膜116と接する領域112aは、導電性が高まり、ソース
領域及びドレイン領域として機能する。
くとも希ガス及び水素が含まれる。なお、導電膜118の側面がテーパ形状を有する場合
、不純物元素は導電膜118のテーパ部を通過して領域112cに添加されるため、領域
112cは、領域112bと比較して不純物元素の一例である希ガス元素の濃度が低いが
、不純物元素が含まれる。領域112cを有することで、トランジスタのソース−ドレイ
ン耐圧を高めることができる。
12dはそれぞれ希ガス元素を含み、且つ領域112a及び領域112dと比較して、領
域112b及び領域112cの方が希ガス元素の濃度が高い。これは、酸化物半導体膜1
12がスパッタリング法で形成される場合、スパッタリングガスとして希ガスを用いるた
め、酸化物半導体膜112に希ガスが含まれること、並びに領域112b及び領域112
cにおいて、酸素欠損を形成するために、意図的に希ガスが添加されることが原因である
。なお、領域112b及び領域112cにおいて、領域112a及び領域112dと異な
る希ガス元素が添加されていてもよい。
較して、領域112bの方が水素の濃度が高い。また、領域112bから領域112cに
水素が拡散する場合、領域112cは、領域112a及び領域112dと比較して水素濃
度が高い。但し、領域112cより領域112bの方が、水素濃度が高い。
ndary Ion Mass Spectrometry)により得られる水素の濃度
は、8×1019atoms/cm3以上、又は1×1020atoms/cm3以上、
又は5×1020atoms/cm3以上とすることができる。なお、領域112a及び
領域112dの二次イオン質量分析法により得られる水素濃度は、5×1019atom
s/cm3以下、又は1×1019atoms/cm3以下、又は5×1018atom
s/cm3以下、又は1×1018atoms/cm3以下、又は5×1017atom
s/cm3以下、又は1×1016atoms/cm3以下とすることができる。
ン、又は塩素が酸化物半導体膜112に添加される場合、領域112b及び領域112c
にのみ不純物元素を有する。このため、領域112a及び領域112dと比較して、領域
112b及び領域112cの方が不純物元素の濃度が高い。なお、領域112b及び領域
112cにおいて、二次イオン質量分析法により得られる不純物元素の濃度は、1×10
18atoms/cm3以上1×1022atoms/cm3以下、又は1×1019a
toms/cm3以上1×1021atoms/cm3以下、又は5×1019atom
s/cm3以上5×1020atoms/cm3以下とすることができる。
ガス元素の添加による酸素欠損量が多い。このため、導電性が高くなり、低抵抗領域とし
て機能する。代表的には、領域112b及び領域112cの抵抗率として、1×10−3
Ωcm以上1×104Ωcm未満、又は1×10−3Ωcm以上1×10−1Ωcm未満
とすることができる。
ないと、水素が酸素欠損に捕獲されやすく、チャネルである領域112dに拡散しにくい
。この結果、ノーマリーオフ特性のトランジスタを作製することができる。
12に不純物元素を添加した後、導電膜118の上面形状における面積を縮小してもよい
。これは、導電膜118の形成工程において、導電膜118上のマスクに対してスリミン
グ処理をおこない、より微細な構造のマスクを形成することによって行うことができる。
次に、該マスクを用いて導電膜118および絶縁膜117をエッチングすることで、図2
2(B)に示す導電膜118aおよび絶縁膜117aを形成することができる。スリミン
グ処理としては、例えば、酸素ラジカルなどを用いるアッシング処理を適用することがで
きる。
2dの間に、オフセット領域112eが形成される。なお、チャネル長方向におけるオフ
セット領域112eの長さは、0.1μm未満とすることで、トランジスタのオン電流の
低下を低減することが可能である。
及びドレイン電極として機能する。
て機能する領域112dと、ソース領域及びドレイン領域として機能する領域112aと
の間に、低抵抗領域として機能する領域112b及び/又は領域112cを有する。チャ
ネルとソース領域及びドレイン領域との間の抵抗を低減することが可能であり、トランジ
スタ100A及びトランジスタ100Bは、オン電流が大きく、電界効果移動度が高い。
電膜114及び導電膜116とが重ならないことで、導電膜118と、導電膜114及び
導電膜116との間の寄生容量を低減することが可能である。また、導電膜107と、導
電膜104及び導電膜105とが重ならないことで、導電膜107と、導電膜104及び
導電膜105との間の寄生容量を低減することが可能である。この結果、基板101とし
て大面積基板を用いた場合、導電膜114、導電膜116及び導電膜118、並びに導電
膜104及び導電膜105及び導電膜107における信号遅延を低減することが可能であ
る。
をマスクとして、希ガス元素を酸化物半導体膜112に添加することで、酸素欠損を有す
る領域が形成される。また、トランジスタ100Bにおいて、導電膜104、導電膜10
5及び導電膜107をマスクとして、不純物元素が酸化物半導体膜103に添加すること
で、酸素欠損を有する領域が形成される。さらに、酸素欠損を有する領域が、水素を含む
絶縁膜120と接するため、絶縁膜120に含まれる水素が酸素欠損を有する領域に拡散
することで、低抵抗領域が形成される。すなわち、セルフアラインで低抵抗領域を形成す
ることができる。
12bに、希ガスを添加することで、酸素欠損を形成するとともに、水素を添加している
。このため、領域112bにおける導電率を高めることが可能であるとともに、トランジ
スタごとの領域112bの導電率のばらつきを低減することが可能である。すなわち、領
域112bに希ガス及び水素を添加することで、領域112bの導電率の制御が可能であ
る。
ない。基板の一例としては、半導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI
基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、
ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを
有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィル
ムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケ
イ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基
材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。例えば、ポリエチレンテレフ
タレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(
PES)に代表されるプラスチックがある。又は、一例としては、アクリル等の合成樹脂
などがある。又は、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、
又はポリ塩化ビニルなどがある。又は、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミ
ド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板
、又はSOI基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又
は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造す
ることができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力
化、又は回路の高集積化を図ることができる。
成してもよい。又は、基板101とトランジスタの間に剥離層を設けてもよい。剥離層は
、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板101より分離し、他の基
板に転載するのに用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓
性の基板にも転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリ
コン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成された
構成等を用いることができる。
が可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィ
ルム基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナイロン
、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レーヨン、
再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を
用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形
成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
きる。なお、酸化物半導体膜103及び酸化物半導体膜112との界面特性を向上させる
ため、絶縁膜111において少なくとも酸化物半導体膜103及び酸化物半導体膜112
と接する領域は酸化物絶縁膜で形成することが好ましい。また、絶縁膜111として加熱
により酸素を放出する酸化物絶縁膜を用いることで、加熱処理により絶縁膜111に含ま
れる酸素を、酸化物半導体膜103及び酸化物半導体膜112に移動させることが可能で
ある。
00nm以上1000nm以下とすることができる。絶縁膜111を厚くすることで、絶
縁膜111の酸素放出量を増加させることができると共に、絶縁膜111と酸化物半導体
膜103及び酸化物半導体膜112との界面における界面準位、並びに酸化物半導体膜1
03及び酸化物半導体膜112の領域112dに含まれる酸素欠損を低減することが可能
である。
化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウム又はGa−Zn酸化物な
どを用いればよく、単層又は積層で設けることができる。
In−Zn酸化物、In−M−Zn酸化物(Mは、Mg、Al、Ti、Ga、Y、Zr、
La、Ce、Nd、又はHf)等の金属酸化物で形成される。なお、酸化物半導体膜11
2及び酸化物半導体膜103は、透光性を有する。
、InとMの原子数比率は、In及びMの和を100atomic%としたときInが2
5atomic%以上、Mが75atomic%未満、又はInが34atomic%以
上、Mが66atomic%未満とする。
、又は2.5eV以上、又は3eV以上である。
、又は3nm以上100nm以下、又は3nm以上50nm以下とすることができる。
Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd、又はHf)の場合、In−M−Zn酸
化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、In≧
M、Zn≧Mを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素
の原子数比として、In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、I
n:M:Zn=2:1:1.5、In:M:Zn=2:1:2.3、In:M:Zn=2
:1:3、In:M:Zn=3:1:2等が好ましい。なお、成膜される酸化物半導体膜
112及び酸化物半導体膜103の原子数比はそれぞれ、誤差として上記のスパッタリン
グターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス40%の変動を含む。
であるシリコンや炭素が含まれると、酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103に
おいて、酸素欠損が増加し、n型化してしまう。このため、酸化物半導体膜112及び酸
化物半導体膜103であって、特に領域112dにおいて、シリコンや炭素の濃度(二次
イオン質量分析法により得られる濃度)を、2×1018atoms/cm3以下、又は
2×1017atoms/cm3以下とすることができる。この結果、トランジスタは、
しきい値がプラスとなる電気特性(ノーマリーオフ特性ともいう。)を有する。
おいて、二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属又はアルカリ土類金属の濃度
を、1×1018atoms/cm3以下、又は2×1016atoms/cm3以下と
することができる。アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキ
ャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。こ
のため、領域112dのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の濃度を低減することが好ま
しい。この結果、トランジスタは、しきい値がプラスとなる電気特性(ノーマリーオフ特
性ともいう。)を有する。
窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、n型化とな
る場合がある。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体膜を用いたトランジスタはノ
ーマリーオン特性となりやすい。したがって、当該酸化物半導体膜であって、特に領域1
12dにおいて、窒素はできる限り低減されていることが好ましい。例えば、二次イオン
質量分析法により得られる窒素濃度を、5×1018atoms/cm3以下にすること
ができる。
、不純物元素を低減することで、酸化物半導体膜のキャリア密度を低減することができる
。このため、酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103であって、特に領域112
dにおいては、キャリア密度を1×1017個/cm3以下、又は1×1015個/cm
3以下、又は1×1013個/cm3以下、又は1×1011個/cm3以下とすること
ができる。
密度の低い酸化物半導体膜を用いることで、さらに優れた電気特性を有するトランジスタ
を作製することができる。ここでは、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い(酸素欠損
の少ない)ことを高純度真性又は実質的に高純度真性とよぶ。高純度真性又は実質的に高
純度真性である酸化物半導体は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くする
ことができる場合がある。したがって、当該酸化物半導体膜にチャネル領域が形成される
トランジスタは、しきい値がプラスとなる電気特性(ノーマリーオフ特性ともいう。)に
なりやすい。また、高純度真性又は実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準
位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。また、高純度真性又は実質
的に高純度真性である酸化物半導体膜は、オフ電流が著しく小さく、ソース電極とドレイ
ン電極間の電圧(ドレイン電圧)が1Vから10Vの範囲において、オフ電流が、半導体
パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち1×10−13A以下という特性を得る
ことができる。したがって、当該酸化物半導体膜にチャネル領域が形成されるトランジス
タは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる場合がある。
い。非単結晶構造は、例えば、後述するCAAC−OS(C Axis Aligned
Crystalline Oxide Semiconductor)、多結晶構造、
後述する微結晶構造、又は非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も
欠陥準位密度が高く、CAAC−OSは最も欠陥準位密度が低い。
構造の領域、多結晶構造の領域、CAAC−OSの領域、単結晶構造の領域の二種以上を
有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域
、多結晶構造の領域、CAAC−OSの領域、単結晶構造の領域のいずれか二種以上の領
域を有する単層構造の場合がある。また、混合膜は、例えば、非晶質構造の領域、微結晶
構造の領域、多結晶構造の領域、CAAC−OSの領域、単結晶構造の領域のいずれか二
種以上が積層された構造の場合がある。
域112dとの結晶性が異なる場合がある。また、酸化物半導体膜112及び酸化物半導
体膜103において、領域112cと、領域112dとの結晶性が異なる場合がある。こ
れは、領域112b又は領域112cに不純物元素が添加された際に、領域112b又は
領域112cにダメージが入ってしまい、結晶性が低減するためである。
形成することができる。なお、酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103との界面
特性を向上させるため、絶縁膜106及び絶縁膜117において少なくとも酸化物半導体
膜112及び酸化物半導体膜103と接する領域は酸化物絶縁膜を用いて形成することが
好ましい。絶縁膜106及び絶縁膜117として、例えば酸化シリコン、酸化窒化シリコ
ン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウ
ム又はGa−Zn酸化物などを用いればよく、単層又は積層で設けることができる。
有する絶縁膜を設けることで、酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103からの酸
素の外部への拡散と、外部から酸化物半導体膜112及び酸化物半導体膜103への水素
、水等の侵入を防ぐことができる。酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する絶縁膜
としては、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化窒化ガリウム
、酸化イットリウム、酸化窒化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム等が
ある。
、窒素が添加されたハフニウムシリケート(HfSixOyNz)、窒素が添加されたハ
フニウムアルミネート(HfAlxOyNz)、酸化ハフニウム、酸化イットリウムなど
のhigh−k材料を用いることでトランジスタのゲートリークを低減できる。
を用いることで、加熱処理により絶縁膜106及び絶縁膜117に含まれる酸素を、酸化
物半導体膜112及び酸化物半導体膜103に移動させることが可能である。
ることができる。欠陥の少ない酸化窒化シリコン膜は、加熱処理後において、100K以
下のESRで測定して得られたスペクトルにおいてg値が2.037以上2.039以下
の第1のシグナル、g値が2.001以上2.003以下の第2のシグナル、及びg値が
1.964以上1.966以下の第3のシグナルが観測される。なお、第1のシグナル及
び第2のシグナルのスプリット幅、並びに第2のシグナル及び第3のシグナルのスプリッ
ト幅は、XバンドのESR測定において約5mTである。また、g値が2.037以上2
.039以下の第1のシグナル、g値が2.001以上2.003以下の第2のシグナル
、及びg値1.964以上1.966以下である第3のシグナルのスピンの密度の合計が
1×1018spins/cm3未満であり、代表的には1×1017spins/cm
3以上1×1018spins/cm3未満である。
の第1シグナル、g値が2.001以上2.003以下の第2のシグナル、及びg値が1
.964以上1.966以下の第3のシグナルは、窒素酸化物(NOx、xは0以上2以
下、又は1以上2以下)起因のシグナルに相当する。即ち、g値が2.037以上2.0
39以下の第1のシグナル、g値が2.001以上2.003以下の第2のシグナル、及
びg値1.964以上1.966以下である第3のシグナルのスピンの密度の合計が低い
ほど、酸化窒化シリコン膜に含まれる窒素酸化物の含有量が少ないといえる。
度が、6×1020atoms/cm3以下である。絶縁膜117として欠陥の少ない酸
化窒化シリコン膜を用いることで、窒素酸化物が生成されにくくなり、酸化物半導体膜1
12及び酸化物半導体膜103及び絶縁膜の界面におけるキャリアのトラップを低減する
ことが可能である。また、表示装置に含まれるトランジスタのしきい値のシフトを低減す
ることが可能であり、トランジスタの電気特性の変動を低減することができる。
300nm以下、又は10nm以上250nm以下とすることができる。
導電膜102及び導電膜107としては、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン
、モリブデン、ニッケル、鉄、コバルト、タングステンから選ばれた金属元素、又は上述
した金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いて形成
することができる。また、マンガン、ジルコニウムのいずれか一又は複数から選択された
金属元素を用いてもよい。また、導電膜114、導電膜116及び導電膜118、並びに
導電膜104、導電膜105、導電膜102及び導電膜107は、単層構造でも、二層以
上の積層構造としてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、マンガ
ンを含む銅膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン
膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構
造、窒化タンタル膜又は窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、マ
ンガンを含む銅膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニ
ウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造、マンガンを含む銅膜上に
銅膜を積層し、さらにその上にマンガンを含む銅膜を形成する三層構造等がある。また、
アルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、ス
カンジウムから選ばれた元素の一又は複数組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を用いて
もよい。
05、導電膜102及び導電膜107は、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含む
インジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むイ
ンジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シ
リコンを含むインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を適用することもできる
。また、上記透光性を有する導電性材料と、上記金属元素を含む導電性材料の積層構造と
することもできる。
導電膜102及び導電膜107の厚さは、30nm以上500nm以下、又は100nm
以上400nm以下とすることができる。
絶縁膜としては、窒化シリコン、窒化アルミニウム等を用いて形成することができる。
次に、表示装置に含まれるトランジスタの別の構成について、図23を用いて説明する
。ここでは、画素部15に設けられたトランジスタ100Aの変形例としてトランジスタ
100Cを用いて説明するが、駆動回路部のトランジスタ100Bにトランジスタ100
Cの絶縁膜111の構成、又は導電膜114、導電膜116及び導電膜118の構造を適
宜適用することができる。
び断面図を示す。図23(A)はトランジスタ100Cの上面図であり、図23(B)は
、図23(A)の一点鎖線Y3−Y4間の断面図であり、図23(C)は、図23(A)
の一点鎖線X3−X4間の断面図である。
が、2層又は3層構造で構成されている。また、絶縁膜111が、窒化物絶縁膜111a
及び酸化物絶縁膜111bの積層構造で構成されている。その他の構成は、トランジスタ
100Aと同様であり、同様の効果を奏する。
しており、且つ導電膜114a及び導電膜114cは導電膜114bの表面を覆っている
。すなわち、導電膜114a及び導電膜114cは、導電膜114bの保護膜として機能
する。
膜116cとが順に積層しており、且つ導電膜116a及び導電膜116cは導電膜11
6bの表面を覆っている。すなわち、導電膜116a及び導電膜116cは、導電膜11
6bの保護膜として機能する。
膜116b、導電膜118bに含まれる金属元素が酸化物半導体膜112に拡散するのを
防ぐ材料を用いて形成する。導電膜114a、導電膜116a及び導電膜118aとして
、チタン、タンタル、モリブデン、タングステンの単体若しくは合金、又は窒化チタン、
窒化タンタル、窒化モリブデン、窒化タングステン等を用いて形成することができる。又
は、導電膜114a、導電膜116a及び導電膜118aは、Cu−X合金(Xは、Mn
、Ni、Cr、Fe、Co、Mo、Ta、又はTi)等を用いて形成することができる。
成する。導電膜114b、導電膜116b及び導電膜118bとして、銅、アルミニウム
、金、銀等の単体若しくは合金、又はこれを主成分とする化合物等を用いて形成すること
ができる。
れる金属元素が不動態化された膜を用いて形成することで、導電膜114b、導電膜11
6bに含まれる金属元素が、絶縁膜128の形成工程において酸化物半導体膜112に移
動することを防ぐことができる。導電膜114cおよび導電膜116cとして、金属珪素
物、金属珪素窒化物等を用いて形成することが可能であり、代表的には、CuSix(x
>0)、CuSixNy(x>0、y>0)等がある。
膜114b及び導電膜116bは、銅を用いて形成される。また、導電膜114c及び導
電膜116cは、CuSixNy(x>0、y>0)を用いて形成される。
気で発生させたプラズマに曝し、導電膜114b及び導電膜116bの表面の酸化物を還
元する。
をシランに曝す。この結果、導電膜114b及び導電膜116bに含まれる銅が触媒とし
て作用し、シランがSiとH2に分解されるとともに、導電膜114b及び導電膜116
bの表面にCuSix(x>0)が形成される。
気で発生させたプラズマに曝すことで、導電膜114b及び導電膜116bの表面に形成
されたCuSix(x>0)がプラズマに含まれる窒素と反応し、導電膜114c及び導
電膜116cとして、CuSixNy(x>0、y>0)が形成される。
の窒素を含む雰囲気で発生させたプラズマに曝した後、200℃以上400℃以下で加熱
しながら、導電膜114b及び導電膜116bをシランに曝すことで、導電膜114c及
び導電膜116cとして、CuSixNy(x>0、y>0)を形成してもよい。
いて説明する。
ウム、窒化酸化アルミニウム等を用いて形成することができる。また、酸化物絶縁膜11
1bとして、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム等を用いて形成するこ
とができる。基板101側に窒化物絶縁膜111aを設けることで、外部からの水素、水
等が酸化物半導体膜112に拡散することを防ぐことが可能である。
次に、表示装置に含まれるトランジスタの別の構成について図24及び図25を用いて
説明する。ここでは、画素部15に設けられたトランジスタ100Aの変形例としてトラ
ンジスタ100D及びトランジスタ100Eを用いて説明するが、駆動回路部のトランジ
スタ100Bに、トランジスタ100Dに含まれる酸化物半導体膜112の構成、又はト
ランジスタ100Eに含まれる酸化物半導体膜112の構成を適宜適用することができる
。
び断面図を示す。図24(A)はトランジスタ100Dの上面図であり、図24(B)は
、図24(A)の一点鎖線Y3−Y4間の断面図であり、図24(C)は、図24(A)
の一点鎖線X3−X4間の断面図である。
いる。具体的には、酸化物半導体膜112は、絶縁膜111と接する酸化物半導体膜11
3aと、酸化物半導体膜113aに接する酸化物半導体膜113bと、酸化物半導体膜1
13b、導電膜114、導電膜116、絶縁膜117及び絶縁膜120と接する酸化物半
導体膜113cとを有する。その他の構成は、トランジスタ100Aと同様であり、同様
の効果を奏する。
表的には、In−Ga酸化物、In−Zn酸化物、In−M−Zn酸化物(Mは、Mg、
Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd、又はHf)等の金属酸化物で形成され
る。
a酸化物、In−Zn酸化物、In−Mg酸化物、Zn−Mg酸化物、In−M−Zn酸
化物(Mは、Mg、Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd、又はHf)であり
、且つ酸化物半導体膜113bよりも伝導帯下端のエネルギーが真空準位に近く、代表的
には、酸化物半導体膜113a及び酸化物半導体膜113cの伝導帯下端のエネルギーと
、酸化物半導体膜113bの伝導帯下端のエネルギーとの差が、0.05eV以上、0.
07eV以上、0.1eV以上、又は0.2eV以上、且つ2eV以下、1eV以下、0
.5eV以下、又は0.4eV以下である。なお、真空準位と伝導帯下端のエネルギー差
を電子親和力ともいう。
、Zr、La、Ce、Nd、又はHf)の場合、酸化物半導体膜113bを成膜するため
に用いるターゲットにおいて、金属元素の原子数比をIn:M:Zn=x1:y1:z1
とすると、x1/y1は、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であって、z1/y
1は、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であることが好ましい。なお、z1/y
1を1以上6以下とすることで、酸化物半導体膜113bとしてCAAC−OS膜が形成
されやすくなる。ターゲットの金属元素の原子数比の代表例としては、In:M:Zn=
1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=2:1:1.5、In
:M:Zn=2:1:2.3、In:M:Zn=2:1:3、In:M:Zn=3:1:
2等がある。
Mg、Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd、又はHf)の場合、酸化物半導
体膜113a及び酸化物半導体膜113cを成膜するために用いるターゲットにおいて、
金属元素の原子数比をIn:M:Zn=x2:y2:z2とすると、x2/y2<x1/
y1であって、z2/y2は、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であることが好
ましい。なお、z2/y2を1以上6以下とすることで、酸化物半導体膜113a及び酸
化物半導体膜113cとしてCAAC−OS膜が形成されやすくなる。ターゲットの金属
元素の原子数比の代表例としては、In:M:Zn=1:3:2、In:M:Zn=1:
3:4、In:M:Zn=1:3:6、In:M:Zn=1:3:8、In:M:Zn=
1:4:3、In:M:Zn=1:4:4、In:M:Zn=1:4:5、In:M:Z
n=1:4:6、In:M:Zn=1:6:3、In:M:Zn=1:6:4、In:M
:Zn=1:6:5、In:M:Zn=1:6:6、In:M:Zn=1:6:7、In
:M:Zn=1:6:8、In:M:Zn=1:6:9等がある。
の原子数比はそれぞれ、誤差として上記の原子数比のプラスマイナス40%の変動を含む
。
ものを用いればよい。
ば、酸化物半導体膜113a及び酸化物半導体膜113cとしてIn:Ga:Zn=1:
3:2、1:3:4、1:4:5、1:4:6、1:4:7、又は1:4:8の原子数比
のIn−Ga−Zn酸化物を用いてもよい。
例えば、酸化物半導体膜113aとしてIn:Ga:Zn=1:3:2の原子数比のIn
−Ga−Zn酸化物を用い、酸化物半導体膜113cとしてIn:Ga:Zn=1:3:
4又は1:4:5の原子数比のIn−Ga−Zn酸化物を用いてもよい。
以下、又は3nm以上50nm以下とする。酸化物半導体膜113bの厚さは、3nm以
上200nm以下、又は3nm以上100nm以下、又は3nm以上50nm以下とする
。なお、酸化物半導体膜113a及び酸化物半導体膜113cはそれぞれ酸化物半導体膜
113bより厚さを薄くすることで、トランジスタのしきい値の変動量を低減することが
可能である。
れの界面は、STEM(Scanning Transmission Electro
n Microscopy)を用いて観察することができる場合がある。
酸化物半導体膜113cをそれぞれ酸化物半導体膜113bの上面及び下面に接して設け
ることで、酸化物半導体膜113bにおける酸素欠損を低減することができる。また、酸
化物半導体膜113bは、酸化物半導体膜113bを構成する金属元素の一以上を有する
酸化物半導体膜113a及び酸化物半導体膜113cと接するため、酸化物半導体膜11
3aと酸化物半導体膜113bとの界面、酸化物半導体膜113bと酸化物半導体膜11
3cとの界面における界面準位密度が極めて低い。このため、酸化物半導体膜113bに
含まれる酸素欠損を低減することが可能である。
気特性のばらつきを低減することができる。
3cが酸化物半導体膜113bに接して設けられるため、酸化物半導体膜113bと酸化
物半導体膜113cとの界面ではキャリアの散乱が起こりにくく、トランジスタの電界効
果移動度を高くすることができる。
膜117の構成元素が酸化物半導体膜113bへ混入して、不純物による準位が形成され
ることを抑制するためのバリア膜としても機能する。
つきが低減されたトランジスタである。このようにしきい値のばらつきが低減されたトラ
ンジスタを用いて先の実施の形態に示す表示装置を構成することにより、より容易かつ効
果的にしきい値のばらつきを補正することができる。
び断面図を示す。図25(A)はトランジスタ100Eの上面図であり、図25(B)は
、図25(A)の一点鎖線Y3−Y4間の断面図であり、図25(C)は、図25(A)
の一点鎖線X3−X4間の断面図である。なお、図25(A)では、明瞭化のため、基板
101、絶縁膜111、絶縁膜117、絶縁膜120などを省略している。また、図25
(B)は、トランジスタ100Eのチャネル幅方向の断面図である。また、図25(C)
は、トランジスタ100Eのチャネル長方向の断面図である。
と接する酸化物半導体膜113bと、酸化物半導体膜113b及び絶縁膜117と接する
酸化物半導体膜113cの積層構造であってもよい。
ここで、図24及び図25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30(A)は、図24に示すトランジスタ100Dのバンド構造であり、理解を容易に
するため、絶縁膜111、酸化物半導体膜113a、酸化物半導体膜113b、酸化物半
導体膜113c及び絶縁膜117の伝導帯下端のエネルギー(Ec)を示す。また、図3
0(B)は、図25に示すトランジスタ100Eのバンド構造であり、理解を容易にする
ため、絶縁膜111、酸化物半導体膜113b、酸化物半導体膜113c及び絶縁膜11
7の伝導帯下端のエネルギー(Ec)を示す。
化物半導体膜113cにおいて、伝導帯下端のエネルギーが連続的に変化する。これは、
酸化物半導体膜113a、酸化物半導体膜113b及び酸化物半導体膜113cを構成す
る元素が共通することにより、酸素が相互に拡散しやすい点からも理解される。したがっ
て、酸化物半導体膜113a、酸化物半導体膜113b及び酸化物半導体膜113cは組
成が異なる膜の積層体ではあるが、物性的に連続であるということもできる。
接合(ここでは特に伝導帯下端のエネルギーが各層の間で連続的に変化するU字型の井戸
(U Shape Well)構造)が形成されるように作製する。すなわち、各層の界
面に酸化物半導体にとってトラップ中心や再結合中心のような欠陥準位、あるいはキャリ
アの流れを阻害する不純物が存在しないように積層構造を形成する。仮に、積層された酸
化物半導体膜の層間に不純物が混在していると、エネルギーバンドの連続性が失われ、界
面でキャリアがトラップあるいは再結合により消滅してしまう。
同様である場合について示したが、それぞれが異なっていてもよい。
00Dにおいて、チャネルが酸化物半導体膜113bに形成されることがわかる。なお、
酸化物半導体膜113a、酸化物半導体膜113b及び酸化物半導体膜113cは伝導帯
下端のエネルギーが連続的に変化するため、U字型の井戸構造のチャネルを埋め込みチャ
ネルということもできる。
cにおいて、伝導帯下端のエネルギーが連続的に変化してもよい。
00Eにおいて、チャネルが酸化物半導体膜113bに形成されることがわかる。
一種以上含んでいる酸化物半導体膜113a及び酸化物半導体膜113cを有しているた
め、酸化物半導体膜113aと酸化物半導体膜113bとの界面、及び酸化物半導体膜1
13cと酸化物半導体膜113bとの界面に界面準位を形成しにくくなる。よって、酸化
物半導体膜113a及び酸化物半導体膜113cを設けることにより、トランジスタのし
きい値などの電気特性のばらつきや変動を低減することができる。
一種以上含んでいる酸化物半導体膜113cを有しているため、酸化物半導体膜113c
と酸化物半導体膜113bとの界面に界面準位を形成しにくくなる。よって、酸化物半導
体膜113cを設けることにより、トランジスタのしきい値などの電気特性のばらつきや
変動を低減することができる。このようにしきい値のばらつきが低減されたトランジスタ
を用いて先の実施の形態に示す表示装置を構成することにより、より容易かつ効果的にし
きい値のばらつきを補正することができる。
次に、表示装置に含まれるトランジスタの別の構成について、図27を用いて説明する
。
び断面図を示す。図27(A)はトランジスタ100Fの上面図であり、図27(B)は
、図27(A)の一点鎖線Y3−Y4間の断面図であり、図27(C)は、図27(A)
の一点鎖線X3−X4間の断面図である。
化物半導体膜123と、酸化物半導体膜123に接する絶縁膜124と、絶縁膜124の
開口部130aの一部において酸化物半導体膜123と接する導電膜125と、絶縁膜1
24の開口部130bの一部において酸化物半導体膜123と接する導電膜126と、絶
縁膜124を介して酸化物半導体膜123と重なる導電膜127とを有する。なお、トラ
ンジスタ100F上に絶縁膜128及び絶縁膜129が設けられてもよい。
らない領域には、酸素欠損を形成する元素を有する。以下、酸素欠損を形成する元素を、
不純物元素として説明する。不純物元素の代表例としては、水素、ホウ素、炭素、窒素、
フッ素、アルミニウム、シリコン、リン、塩素、希ガス元素等がある。希ガス元素の代表
例としては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンがある。
結合が切断され、酸素欠損が形成される。又は、不純物元素が酸化物半導体膜に添加され
ると、酸化物半導体膜中の金属元素と結合していた酸素が不純物元素と結合し、金属元素
から酸素が脱離され、酸素欠損が形成される。これらの結果、酸化物半導体膜においてキ
ャリア密度が増加し、導電性が高くなる。
すように、酸化物半導体膜123は、導電膜125及び導電膜126と接する領域123
aと、絶縁膜128と接する領域123bと、絶縁膜124と重なる領域123c及び領
域123dとを有する。
びドレイン領域として機能する。
123cには不純物元素が含まれる。なお、領域123bの方が領域123cより不純物
元素濃度が高い。また、導電膜127の側面がテーパ形状を有する場合、領域123cの
一部が、導電膜127と重なってもよい。
れる場合、領域123a乃至領域123dはそれぞれ希ガス元素を含み、且つ領域123
a及び領域123dと比較して、領域123b及び領域123cの方が希ガス元素の濃度
が高い。これは、酸化物半導体膜123がスパッタリング法で形成される場合、スパッタ
リングガスとして希ガスを用いるため、酸化物半導体膜123に希ガスが含まれること、
並びに領域123b及び領域123cにおいて、酸素欠損を形成するために、意図的に希
ガスが添加されることが原因である。なお、領域123b及び領域123cにおいて、領
域123a及び領域123dと異なる希ガス元素が添加されていてもよい。
塩素の場合、領域123b及び領域123cにのみ不純物元素を有する。このため、領域
123a及び領域123dと比較して、領域123b及び領域123cの方が不純物元素
の濃度が高い。なお、領域123b及び領域123cにおいて、SIMSにより得られる
不純物元素の濃度は、1×1018atoms/cm3以上1×1022atoms/c
m3以下、又は1×1019atoms/cm3以上1×1021atoms/cm3以
下、又は5×1019atoms/cm3以上5×1020atoms/cm3以下とす
ることができる。
及び領域123cの方が不純物元素の濃度が高い。なお、領域123b及び領域123c
において、SIMSにより得られる水素の濃度は、8×1019atoms/cm3以上
、又は1×1020atoms/cm3以上、又は5×1020atoms/cm3以上
とすることができる。
ア密度が増加する。この結果、領域123b及び領域123cは、導電性が高くなり、低
抵抗領域として機能する。このように低抵抗領域を設けることにより、チャネルとソース
領域及びドレイン領域との間の抵抗を低減することが可能であり、トランジスタ100F
は、オン電流が大きく、電界効果移動度が高い。このため、トランジスタ100Fは、例
えば先の実施の形態に示す駆動用トランジスタ(トランジスタ22など)に好適に用いる
ことができる。
リン、又は塩素の一以上と、希ガスの一以上の場合であってもよい。この場合、領域12
3b及び領域123cにおいて、希ガスにより形成された酸素欠損と、且つ該領域に添加
された水素、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、アルミニウム、シリコン、リン、又は塩素の
一以上との相互作用により、領域123b及び領域123cは、導電性がさらに高まる場
合がある。
ト絶縁膜として機能する。また、絶縁膜124において、酸化物半導体膜123と導電膜
125及び導電膜126とが重なる領域は、層間絶縁膜として機能する。
、導電膜127は、ゲート電極として機能する。
て機能する導電膜127と、ソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜125及
び導電膜126が同時に形成される。このため、トランジスタ100Fにおいて、導電膜
127と、導電膜125及び導電膜126とが重ならず、導電膜127と、導電膜125
及び導電膜126との間の寄生容量を低減することが可能である。この結果、基板121
として大面積基板を用いた場合、導電膜125、導電膜126及び導電膜127における
信号遅延を低減することが可能である。
をマスクとして、不純物元素が酸化物半導体膜123に添加される。すなわち、セルフア
ラインで低抵抗領域を形成することができる。
2を適宜用いることができる。
る。
同じ積層構造を有する。
膜116及び導電膜118、並びに導電膜104、導電膜105、導電膜102及び導電
膜107を適宜用いることができる。
きる。なお、酸化物半導体膜123との界面特性を向上させるため、絶縁膜128におい
て少なくとも酸化物半導体膜123と接する領域は酸化物絶縁膜で形成することが好まし
い。また、絶縁膜128として加熱により酸素を放出する酸化物絶縁膜を用いることで、
加熱処理により絶縁膜128に含まれる酸素を、酸化物半導体膜123に移動させること
が可能である。
化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウム又はGa−Zn酸化物な
どを用いればよく、単層又は積層で設けることができる。
しい。絶縁膜129として、例えば窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム
などを用いればよく、単層又は積層で設けることができる。
100nm以上400nm以下とすることができる。
122の下に、酸化物半導体膜123と重なるように導電膜を設けて、デュアルゲート構
造にすることができる。
次に、表示装置に含まれるトランジスタの別の構成について、図28及び図29を用い
て説明する。
び断面図を示す。図28(A)はトランジスタ100Gの上面図であり、図28(B)は
、図28(A)の一点鎖線Y3−Y4間の断面図であり、図28(C)は、図28(A)
の一点鎖線X3−X4間の断面図である。
化物半導体膜133と、酸化物半導体膜133と接する絶縁膜134と、絶縁膜134を
介して酸化物半導体膜133と重なる導電膜137と、酸化物半導体膜133に接する絶
縁膜139と、絶縁膜139上に形成された絶縁膜138と、絶縁膜138及び絶縁膜1
39の開口部140aにおいて酸化物半導体膜133と接する導電膜135と、絶縁膜1
38及び絶縁膜139の開口部140bにおいて酸化物半導体膜133と接する導電膜1
36を有する。
電膜135及び導電膜136は、ソース電極及びドレイン電極として機能する。
らない領域には、酸素欠損を形成する元素を有する。以下、酸素欠損を形成する元素を、
不純物元素として説明する。不純物元素の代表例としては、水素、ホウ素、炭素、窒素、
フッ素、アルミニウム、シリコン、リン、塩素、希ガス元素等がある。希ガス元素の代表
例としては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンがある。
結合が切断され、酸素欠損が形成される。又は、不純物元素が酸化物半導体膜に添加され
ると、酸化物半導体膜中の金属元素と結合していた酸素が不純物元素と結合し、金属元素
から酸素が脱離され、酸素欠損が形成される。これらの結果、酸化物半導体膜においてキ
ャリア密度が増加し、導電性が高くなる。
すように、酸化物半導体膜133は、導電膜135、導電膜136または絶縁膜138と
接する領域133bと、絶縁膜134と接する領域133dとを有する。なお、導電膜1
37の側面がテーパ形状を有する場合、導電膜137のテーパ部と重なる領域133cを
有してもよい。
くとも希ガス及び水素が含まれる。なお、導電膜137の側面がテーパ形状を有する場合
、不純物元素は導電膜137のテーパ部を通過して領域133cに添加されるため、領域
133cは、領域133bと比較して不純物元素の一例である希ガス元素の濃度が低いが
、不純物元素が含まれる。領域133cを有することで、トランジスタのソース−ドレイ
ン耐圧を高めることができる。
33dはそれぞれ希ガス元素を含み、且つ領域133dと比較して、領域133b及び領
域133cの方が希ガス元素の濃度が高い。これは、酸化物半導体膜133がスパッタリ
ング法で形成される場合、スパッタリングガスとして希ガスを用いるため、酸化物半導体
膜133に希ガスが含まれること、並びに領域133b及び領域133cにおいて、酸素
欠損を形成するために、意図的に希ガスが添加されることが原因である。なお、領域13
3b及び領域133cにおいて、領域133dと異なる希ガス元素が添加されていてもよ
い。
3bの方が水素の濃度が高い。また、領域133bから領域133cに水素が拡散する場
合、領域133cは、領域133dと比較して水素濃度が高い。但し、領域133cより
領域133bの方が、水素濃度が高い。
ndary Ion Mass Spectrometry)により得られる水素の濃度
は、8×1019atoms/cm3以上、又は1×1020atoms/cm3以上、
又は5×1020atoms/cm3以上とすることができる。なお、領域133dの二
次イオン質量分析法により得られる水素濃度は、5×1019atoms/cm3以下、
又は1×1019atoms/cm3以下、又は5×1018atoms/cm3以下、
又は1×1018atoms/cm3以下、又は5×1017atoms/cm3以下、
又は1×1016atoms/cm3以下とすることができる。
ン、又は塩素が酸化物半導体膜133に添加される場合、領域133b及び領域133c
にのみ不純物元素を有する。このため、領域133dと比較して、領域133b及び領域
133cの方が不純物元素の濃度が高い。なお、領域133b及び領域133cにおいて
、二次イオン質量分析法により得られる不純物元素の濃度は、1×1018atoms/
cm3以上1×1022atoms/cm3以下、又は1×1019atoms/cm3
以上1×1021atoms/cm3以下、又は5×1019atoms/cm3以上5
×1020atoms/cm3以下とすることができる。
ガス元素の添加による酸素欠損量が多い。このため、導電性が高くなり、低抵抗領域とし
て機能する。代表的には、領域133b及び領域133cの抵抗率として、1×10−3
Ωcm以上1×104Ωcm未満、又は1×10−3Ωcm以上1×10−1Ωcm未満
とすることができる。
ないと、水素が酸素欠損に捕獲されやすく、チャネルである領域133dに拡散しにくい
。この結果、ノーマリーオフ特性のトランジスタを作製することができる。
導電膜137それぞれの上面形状における面積を縮小してもよい。これは、導電膜137
の形成工程において、導電膜137上のマスクに対してスリミング処理をおこない、より
微細な構造のマスクを形成することによって行うことができる。次に、該マスクを用いて
導電膜137および絶縁膜134をエッチングすることで、図29(B)に示す導電膜1
37aおよび絶縁膜134aを形成することができる。スリミング処理としては、例えば
、酸素ラジカルなどを用いるアッシング処理を適用することができる。
3dの間に、オフセット領域133eが形成される。なお、チャネル長方向におけるオフ
セット領域133eの長さは、0.1μm未満とすることで、トランジスタのオン電流の
低下を低減することが可能である。
。
きる。
半導体膜112を適宜用いることができる。
ることができる。
114、導電膜116及び導電膜118、並びに導電膜104、導電膜105、導電膜1
02及び導電膜107を適宜用いることができる。
100nm以上400nm以下とすることができる。
ず、導電膜137と、導電膜135及び導電膜136との間の寄生容量を低減することが
可能である。この結果、基板131として大面積基板を用いた場合、導電膜135、導電
膜136及び導電膜137における信号遅延を低減することが可能である。
化物半導体膜133に添加される。すなわち、セルフアラインで低抵抗領域を形成するこ
とができる。
132の下に、酸化物半導体膜133と重なるように導電膜を設けて、デュアルゲート構
造にすることができる。
ることができる。
本実施の形態では、表示装置の表示画素の断面図の一例について説明する。図31では
、画素20が有する、トランジスタ21、容量素子25、及び発光素子24の、断面構造
を例示している。
にトランジスタ21と、容量素子25とを有する。トランジスタ21は、半導体膜204
と、半導体膜204上の絶縁膜215と、絶縁膜215を間に挟んで半導体膜204と重
なり、ゲートとして機能する導電膜203と、半導体膜204と接し、絶縁膜217およ
び絶縁膜218の開口部に設けられた導電膜205と、同じく半導体膜204と接し、絶
縁膜217および絶縁膜218の開口部に設けられた導電膜206とを有する。なお、導
電膜205および導電膜206は、トランジスタ21のソースおよびドレインとして機能
する。
15と、絶縁膜215を間に挟んで半導体膜207と重なり、なおかつ電極として機能す
る導電膜210とを有する。
、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化珪素、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム
、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウム
及び酸化タンタルを一種以上含む絶縁膜を、単層で、または積層させて用いればよい。な
お、本明細書中において、酸化窒化物は、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多
い材料を指し、窒化酸化物は、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を指
す。
酸素を供給させることが可能な材料を用いることが望ましい。上記材料を絶縁膜216に
用いることで、絶縁膜216に含まれる酸素を半導体膜204に移動させることが可能で
あり、半導体膜204の酸素欠損量を低減することができる。絶縁膜216に含まれる酸
素の半導体膜204への移動は、半導体膜204を形成した後に、加熱処理をおこなうこ
とで効率的におこなうことができる。
絶縁膜217上には絶縁膜218が設けられ、絶縁膜218上には、導電膜205、導電
膜206、導電膜209および絶縁膜219が設けられている。絶縁膜219上には導電
膜201および導電膜212が設けられ、導電膜201は絶縁膜219の開口部において
、導電膜205と接続され、導電膜212は。絶縁膜219の開口部において、導電膜2
09と接続されている。
アルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキングできる機能を有することが好ましい。
絶縁膜217を設けることで、半導体膜204からの酸素の外部への拡散と、外部から半
導体膜204への水素、水等の入り込みを防ぐことができる。絶縁膜217としては、例
えば、窒化物絶縁膜を用いることができる。該窒化物絶縁膜としては、窒化シリコン、窒
化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム等がある。なお、酸素、水素
、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等のブロッキング効果を有する窒化物絶縁膜の代
わりに、酸素、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶縁膜を設けてもよい。酸
素、水素、水等のブロッキング効果を有する酸化物絶縁膜としては、酸化アルミニウム、
酸化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化窒化ガリウム、酸化イットリウム、酸化窒化
イットリウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム等がある。
13が設けられ、導電膜213は絶縁膜220の開口部において、導電膜212と接続さ
れている。
、導電膜213と重なる位置に開口部を有する。また、絶縁膜225上において、絶縁膜
225の開口部とは異なる位置に、絶縁膜226が設けられている。そして、絶縁膜22
5及び絶縁膜226上には、EL層227及び導電膜228が、順に積層するように設け
られている。導電膜213及び導電膜228が、EL層227を間に挟んで重なり合う部
分が、発光素子24として機能する。そして、導電膜213及び導電膜228は、一方が
アノード、他方がカソードとして機能する。
する。基板230の下、すなわち、基板230の発光素子24に近い側の面上には、光を
遮蔽する機能を有する遮蔽膜231が設けられている。そして、遮蔽膜231は、発光素
子24と重なる領域に開口部を有している。発光素子24に重なる開口部において、基板
230の下には特定の波長範囲の可視光を透過する着色層232が設けられている。
合によっては省略してもよい。
プエミッション構造を示したが、発光素子24の光を素子基板側から取り出すボトムエミ
ッション構造、または、発光素子24の光を素子基板側からと、素子基板とは反対の側か
らと、取り出すデュアルエミッション構造も一態様となりうる。
ることができる。
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置、及び該表示装
置に入力装置を取り付けた電子機器について、図32乃至図34を用いて説明を行う。
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示装置と、入力装置とを合わ
せたタッチパネル500について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセンサ
を用いる場合について説明する。
)において、明瞭化のため、タッチパネル500の代表的な構成要素を示す。
)参照)。また、タッチパネル500は、基板510、基板570、及び基板590を有
する。なお、基板510、基板570、及び基板590はいずれも可撓性を有する。ただ
し、基板510、基板570、及び基板590のいずれか一つまたは全てが可撓性を有さ
ない構成としてもよい。
る複数の配線511を有する。複数の配線511は、基板510の外周部にまで引き回さ
れ、その一部が端子519を構成している。端子519はFPC509(1)と電気的に
接続する。
配線598とを有する。複数の配線598は、基板590の外周部に引き回され、その一
部は端子を構成する。そして、該端子はFPC509(2)と電気的に接続される。なお
、図32(B)では明瞭化のため、基板590の裏面側(基板510と対向する面側)に
設けられるタッチセンサ595の電極や配線等を実線で示している。
量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
どがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
を適用した構成である。
きる、様々なセンサを適用することができる。
極591は、複数の配線598のいずれかと電気的に接続し、電極592は複数の配線5
98の他のいずれかと電気的に接続する。
四辺形が角部で接続される形状を有する。
されている。
極592と配線594の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい。これによ
り、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減できる。そ
の結果、タッチセンサ595を透過する光の輝度のバラツキを低減することができる。
例えば、複数の電極591をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介して電
極592を、電極591と重ならない領域ができるように離間して複数設ける構成として
もよい。このとき、隣接する2つの電極592の間に、これらとは電気的に絶縁されたダ
ミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
次に、図33(A)を用いて、表示装置501の詳細について説明する。図33(A)
は、図32(B)に示す一点鎖線X1−X2間の断面図に相当する。
と、該表示素子を駆動する画素回路とを有する。
て説明するが、表示素子はこれに限定されない。例えば、隣接する画素毎に射出する光の
色が異なるように、発光色が異なる発光素子を適用してもよい。
2・day)以下、好ましくは1×10−6g/(m2・day)以下である可撓性を有
する材料を好適に用いることができる。または、基板510の熱膨張率と、基板570の
熱膨張率とが、およそ等しい材料を用いると好適である。例えば、線膨張率が1×10−
3/K以下、好ましくは5×10−5/K以下、より好ましくは1×10−5/K以下で
ある材料を好適に用いることができる。
510bと、絶縁層510a及び可撓性基板510bを貼り合わせる接着層510cと、
を有する積層体である。また、基板570は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層5
70aと、可撓性基板570bと、絶縁層570a及び可撓性基板570bを貼り合わせ
る接着層570cと、を有する積層体である。
、ポリアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン
、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、もしくはシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用い
ることができる。
より大きい屈折率を有すると好ましい。また、図33(A)に示すように、封止層560
側に光を取り出す場合は、封止層560は封止層560を挟む2つの部材(ここでは基板
570と基板510)を光学的に接合する層(以下、光学接合層ともいう)としても機能
する。
により、基板510、基板570、封止層560、及びシール材で囲まれた領域に発光素
子550Rを有する構成とすることができる。なお、封止層560として、不活性気体(
窒素やアルゴン等)を充填してもよい。また、当該不活性気体内に、乾燥材を設けて、水
分等を吸着させる構成としてもよい。また、上述のシール材としては、例えば、エポキシ
系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、シール材に用いる材料としては、
水分や酸素を透過しない材料を用いると好適である。
ル580Rを有する。
るトランジスタ502tとを有する。なお、トランジスタ502tは、画素回路の一部と
して機能する。また、発光モジュール580Rは、発光素子550Rと、着色層567R
とを有する。
有する。発光素子550Rとして、例えば、先の実施の形態に示す発光素子を適用するこ
とができる。
ける光強度を増加させてもよい。
子550Rと着色層567Rに接する。
0Rが発する光の一部は着色層567Rを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュ
ール580Rの外部に射出される。
層567BMは、着色層567Rを囲むように設けられている。
えば、赤色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過するカ
ラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長帯域の光を透
過するカラーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、様々な材料を用
いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法など
で形成することができる。
502tを覆う。なお、絶縁層521は、画素回路に起因する凹凸を平坦化するための機
能を有する。また、絶縁層521に不純物の拡散を抑制できる機能を付与してもよい。こ
れにより、不純物の拡散によるトランジスタ502t等の信頼性の低下を抑制できる。
Rが有する下部電極には、該下部電極の端部に重なる隔壁528が設けられる。なお、基
板510と、基板570との間隔を制御するスペーサを、隔壁528上に形成してもよい
。
有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる。
、配線511上には、端子519が設けられる。また、端子519には、FPC509(
1)が電気的に接続される。また、FPC509(1)は、ビデオ信号、クロック信号、
スタート信号、リセット信号等を供給する機能を有する。なお、FPC509(1)には
プリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。
3(A)においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について、例示して
いるが、これに限定されず、例えば、図33(B)に示す、トップゲート型のトランジス
タを表示装置501に適用する構成としてもよい。
形態の記載を参酌することができる。
次に、図33(C)を用いて、タッチセンサ595の詳細について説明する。図33(
C)は、図32(B)に示す一点鎖線X3−X4間の断面図に相当する。
と、電極591及び電極592を覆う絶縁層593と、隣り合う電極591を電気的に接
続する配線594とを有する。
する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物
、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。な
お、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形
成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法として
は、熱を加える方法等を挙げることができる。
後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターニング技術により、不要な部分を除去して、
電極591及び電極592を形成することができる。
シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム
などの無機絶縁材料を用いることもできる。
591と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高めること
ができるため、配線594に好適に用いることができる。また、電極591及び電極59
2より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線594に好適に用いることが
できる。
また、配線594は電極592と交差して設けられている。
電極591を電気的に接続している。
要はなく、0度を超えて90度未満の角度をなすように配置されてもよい。
598の一部は、端子として機能する。配線598としては、例えば、アルミニウム、金
、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅
、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。
してもよい。
nductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropi
c Conductive Paste)などを用いることができる。
次に、図34(A)を用いて、タッチパネル500の詳細について説明する。図34(
A)は、図32(A)に示す一点鎖線X5−X6間の断面図に相当する。
、図33(C)で説明したタッチセンサ595と、を貼り合わせた構成である。
明した構成の他、接着層597と、反射防止層567pと、を有する。
サ595が表示装置501に重なるように、基板590を基板570に貼り合わせている
。また、接着層597は、透光性を有すると好ましい。また、接着層597としては、熱
硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、アクリル系樹脂、ウ
レタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いることができる。
例えば円偏光板を用いることができる。
用いて説明する。
ル600は、図34(A)に示すタッチパネル500と、表示装置501に対するタッチ
センサ595の位置が異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を
用いることができる部分は、タッチパネル500の説明を援用する。
発光素子550Rは、トランジスタ502tが設けられている側に光を射出する。これに
より、発光素子550Rが発する光の一部は、着色層567Rを透過して、図中に示す矢
印の方向の発光モジュール580Rの外部に射出される。
595を貼り合わせる。
のいずれか一方または双方に射出されればよい。
とで、表示動作に並行して外部補正を行うことができる。これにより、発光輝度のばらつ
きや表示ムラの少ない表示装置および電子機器を実現できる。または、これにより、精細
な表示を行うことができる表示装置および電子機器を実現できる。
ができる。
本実施の形態では、上記の実施の形態で例示した表示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説明する。
図35は、表示装置の外観の一例を示す、斜視図である。図35に示す表示装置は、パ
ネル251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252と、接続部253とを有している。パネル251は、画素が複数設
けられた画素部254と、複数の画素を行ごとに選択する駆動回路255と、選択された
行内の画素への映像信号の入力を制御する駆動回路256とを有する。
51に入力される。接続部253には、FPC(Flexible Printed C
ircuit)などを用いることができる。また、接続部253にCOFテープを用いる
場合、回路基板252内の一部の回路、或いはパネル251が有する駆動回路255や駆
動回路256の一部などを別途用意したチップに形成しておき、COF(Chip On
Film)法を用いて当該チップをCOFテープに電気的に接続しておいても良い。
上記の実施の形態で示した表示装置は、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 Versatil
e 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、上記の実施の形態で示した表示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36に示す。
。上記の実施の形態で示した表示装置は、表示部302に用いることができる。なお、表
示装置には、パーソナルコンピュータ用、TV放送受信用、広告表示用などのすべての情
報表示用表示装置が含まれる。
有する。上記の実施の形態で示した表示装置は、表示部312に用いることができる。
上記の実施の形態で示した表示装置に可撓性を有する基板を用いることで、曲面を有する
筐体341に支持された表示部342に、当該表示装置を用いることができ、フレキシブ
ルかつ軽くて使い勝手の良い表示装置を提供することができる。
部324、マイクロホン325、スピーカー326、操作キー327、スタイラス328
等を有する。上記の実施の形態で示した表示装置は、表示部323または表示部324に
用いることができる。表示部323または表示部324に上記の実施の形態で示した表示
装置を用いることで、ユーザーの使用感に優れ、品質の低下が起こりにくい携帯型ゲーム
機を提供することができる。なお、図36(D)に示した携帯型ゲーム機は、2つの表示
部323と表示部324とを有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示部の数は、これ
に限定されない。
施の形態で示した表示装置は、表示部332に用いることができる。そして、可撓性を有
する基板を用いることで、表示装置に可撓性を持たせることができるので、フレキシブル
かつ軽くて使い勝手の良い電子書籍端末を提供することができる。
カー354、カメラ353、外部接続部356、操作用のボタン355が設けられている
。表示部352に、上記の実施の形態で示した表示装置を用いることできる。また、上記
の実施の形態で示した表示装置を、可撓性を有する基板に形成した場合、図36(F)に
示すような曲面を有する表示部352に当該表示装置を適用することが可能である。
動作に並行して外部補正を行うことができる。これにより、発光輝度のばらつきや表示ム
ラの少ない電子機器を実現できる。または、これにより、精細な表示を行うことができる
電子機器を実現できる。
ることができる。
以上の実施の形態、及び実施の形態における各構成の説明について、以下に付記する。
<実施の形態で述べた本発明の一態様に関する付記>
一態様とすることができる。また、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場
合は、互い構成例を適宜組み合わせることが可能である。
形態で述べる別の内容(一部の内容でもよい)、及び/又は、一つ若しくは複数の別の実
施の形態で述べる内容(一部の内容でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換
えなどを行うことが出来る。
て述べる内容、又は明細書に記載される文章を用いて述べる内容のことである。
、その実施の形態において述べる別の図(一部でもよい)、及び/又は、一つ若しくは複
数の別の実施の形態において述べる図(一部でもよい)に対して、組み合わせることによ
り、さらに多くの図を構成させることが出来る。
限定されない。例えば、本発明の一態様として、先の実施の形態では表示素子の一例とし
て発光素子を用いる構成について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。状
況に応じて、他の表示素子、例えば液晶素子などを用いる構成としてもよい。また、先の
実施の形態ではブランキング期間中にしきい値の情報を読み出す構成について説明したが
、本発明の一態様はこれに限定されない。状況に応じて、例えばブランキング期間以外に
おいてトランジスタの情報を読み出す構成としてもよい。また、先の実施の形態では主に
画素の駆動用トランジスタの電流特性の情報を読み出す構成について説明したが、本発明
の一態様はこれに限定されない。状況に応じて、例えば駆動用トランジスタ以外のトラン
ジスタの電流特性の情報を読み出す構成としてもよい。または、場合によっては、または
、状況に応じて、トランジスタの電流特性の情報を読み出さなくてもよい。または、場合
によっては、または、状況に応じて、外部補正を行わなくてもよい。
係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。構成同士の位置関係は、各構
成を描写する方向に応じて適宜変化する。そのため、配置を示す語句は、明細書で説明し
た記載に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
接していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層A上の電極B」の表現であれ
ば、絶縁層Aの上に電極Bが直接接して形成されている必要はなく、絶縁層Aと電極Bと
の間に他の構成要素を含むものを除外しない。
たブロックとして示している。しかしながら実際の回路等においては、構成要素を機能毎
に切り分けることが難しく、一つの回路に複数の機能が係わる場合や、複数の回路にわた
って一つの機能が関わる場合があり得る。そのため、ブロック図のブロックは、明細書で
説明した構成要素に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
したものである。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は明確性を期
すために模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば
、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信
号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
、図面の明確性を期すために、一部の構成要素の記載を省略している場合がある。
方を、「ソース又はドレインの一方」(又は第1電極、又は第1端子)と表記し、ソース
とドレインとの他方を「ソース又はドレインの他方」(又は第2電極、又は第2端子)と
表記している。これは、トランジスタのソースとドレインは、トランジスタの構造又は動
作条件等によって変わるためである。なおトランジスタのソースとドレインの呼称につい
ては、ソース(ドレイン)端子や、ソース(ドレイン)電極等、状況に応じて適切に言い
換えることができる。
限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり
、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「
配線」が一体となって形成されている場合なども含む。
準となる電位からの電位差のことであり、例えば基準となる電位をグラウンド電位(接地
電位)とすると、電圧を電位に言い換えることができる。グラウンド電位は必ずしも0V
を意味するとは限らない。なお電位は相対的なものであり、基準となる電位によっては、
配線等に与える電位を変化させる場合がある。
況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「
導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」と
いう用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
以下では、上記実施の形態中で言及した語句の定義について説明する。
<<スイッチについて>>
本明細書等において、スイッチとは、導通状態(オン状態)、または、非導通状態(オ
フ状態)になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有するものをいう。または、
スイッチとは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有するものをいう。
り、スイッチは、電流を制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。
MOSトランジスタなど)、ダイオード(例えば、PNダイオード、PINダイオード、
ショットキーダイオード、MIM(Metal Insulator Metal)ダイ
オード、MIS(Metal Insulator Semiconductor)ダイ
オード、ダイオード接続のトランジスタなど)、又はこれらを組み合わせた論理回路など
がある。
トランジスタのソースとドレインが電気的に短絡されているとみなせる状態をいう。また
、トランジスタの「非導通状態」とは、トランジスタのソースとドレインが電気的に遮断
されているとみなせる状態をいう。なおトランジスタを単なるスイッチとして動作させる
場合には、トランジスタの極性(導電型)は特に限定されない。
に、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)技術を用いたスイッチが
ある。そのスイッチは、機械的に動かすことが可能な電極を有し、その電極が動くことに
よって、導通と非導通とを制御して動作する。
本明細書等において、チャネル長とは、例えば、トランジスタの上面図において、半導
体(またはトランジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分)とゲートと
が重なる領域、またはチャネルが形成される領域における、ソースとドレインとの間の距
離をいう。
ない。即ち、一つのトランジスタのチャネル長は、一つの値に定まらない場合がある。そ
のため、本明細書では、チャネル長は、チャネルの形成される領域における、いずれか一
の値、最大値、最小値または平均値とする。
本明細書等において、チャネル幅とは、例えば、半導体(またはトランジスタがオン状
態のときに半導体の中で電流の流れる部分)とゲート電極とが重なる領域、またはチャネ
ルが形成される領域における、ソースとドレインとが向かい合っている部分の長さをいう
。
らない。即ち、一つのトランジスタのチャネル幅は、一つの値に定まらない場合がある。
そのため、本明細書では、チャネル幅は、チャネルの形成される領域における、いずれか
一の値、最大値、最小値または平均値とする。
本明細書等において、画素とは、例えば、明るさを制御できる要素一つ分を示すものと
する。よって、一例としては、一画素とは、一つの色要素を示すものとし、その色要素一
つで明るさを表現する。従って、そのときは、R(赤)G(緑)B(青)の色要素からな
るカラー表示装置の場合には、画像の最小単位は、Rの画素とGの画素とBの画素との三
画素から構成されるものとする。
や、RGBに、イエロー、シアン、マゼンタを追加したものなどがある。
本明細書等において、AとBとが接続されている、とは、AとBとが直接接続されてい
るものの他、電気的に接続されているものを含むものとする。ここで、AとBとが電気的
に接続されているとは、AとBとの間で、何らかの電気的作用を有する対象物が存在する
とき、AとBとの電気信号の授受を可能とするものをいう。
介さず)、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、
Z2を介して(又は介さず)、Yと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソー
ス(又は第1の端子など)が、Z1の一部と直接的に接続され、Z1の別の一部がXと直
接的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2の一部と直接
的に接続され、Z2の別の一部がYと直接的に接続されている場合では、以下のように表
現することが出来る。
2の端子など)とは、互いに電気的に接続されており、X、トランジスタのソース(又は
第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yの順序で電気的
に接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース(又は
第1の端子など)は、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子
など)はYと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、ト
ランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この順序で電気的に接続されてい
る」と表現することができる。または、「Xは、トランジスタのソース(又は第1の端子
など)とドレイン(又は第2の端子など)とを介して、Yと電気的に接続され、X、トラ
ンジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子な
ど)、Yは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同
様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トラ
ンジスタのソース(又は第1の端子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区
別して、技術的範囲を決定することができる。
)は、少なくとも第1の接続経路を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路
は、第2の接続経路を有しておらず、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した、ト
ランジスタのソース(又は第1の端子など)とトランジスタのドレイン(又は第2の端子
など)との間の経路であり、前記第1の接続経路は、Z1を介した経路であり、トランジ
スタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路を介して、Yと電
気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有しておらず、前記第3
の接続経路は、Z2を介した経路である。」と表現することができる。または、「トラン
ジスタのソース(又は第1の端子など)は、少なくとも第1の接続経路によって、Z1を
介して、Xと電気的に接続され、前記第1の接続経路は、第2の接続経路を有しておらず
、前記第2の接続経路は、トランジスタを介した接続経路を有し、トランジスタのドレイ
ン(又は第2の端子など)は、少なくとも第3の接続経路によって、Z2を介して、Yと
電気的に接続され、前記第3の接続経路は、前記第2の接続経路を有していない。」と表
現することができる。または、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、少な
くとも第1の電気的パスによって、Z1を介して、Xと電気的に接続され、前記第1の電
気的パスは、第2の電気的パスを有しておらず、前記第2の電気的パスは、トランジスタ
のソース(又は第1の端子など)からトランジスタのドレイン(又は第2の端子など)へ
の電気的パスであり、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)は、少なくとも第
3の電気的パスによって、Z2を介して、Yと電気的に接続され、前記第3の電気的パス
は、第4の電気的パスを有しておらず、前記第4の電気的パスは、トランジスタのドレイ
ン(又は第2の端子など)からトランジスタのソース(又は第1の端子など)への電気的
パスである。」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構
成における接続経路について規定することにより、トランジスタのソース(又は第1の端
子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定するこ
とができる。
X、Y、Z1、Z2は、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜
、層、など)であるとする。
12 駆動回路
13 回路部
14 出力制御回路
15 画素部
16 読み出し回路
16a 読み出し回路
16b 読み出し回路
16c 読み出し回路
16d 読み出し回路
16e 読み出し回路
17 回路
19a スイッチ
19b スイッチ
20 画素
20_1B 画素
20_1G 画素
20_1R 画素
20_2B 画素
20_2R 画素
21 トランジスタ
22 トランジスタ
23 トランジスタ
24 発光素子
25 容量素子
26 スイッチ
30a オペアンプ
30b オペアンプ
30c オペアンプ
31 スイッチ
32 容量素子
33 抵抗素子
41_1B スイッチ
41_1G スイッチ
41_1R スイッチ
41_2B スイッチ
41_2G スイッチ
41_2R スイッチ
42_1B スイッチ
42_1G スイッチ
42_1R スイッチ
42_2B スイッチ
42_2G スイッチ
42_2R スイッチ
43 ラッチ回路
44 スイッチ
45 スイッチ
46 スイッチ
47 インバータ
48 インバータ
49 インバータ
50 画素
51 トランジスタ
52 トランジスタ
53 トランジスタ
54 発光素子
55 容量素子
56 スイッチ
60a オペアンプ
60b オペアンプ
61 スイッチ
62 容量素子
63 抵抗素子
64 容量素子
65 容量素子
66 スイッチ
67 スイッチ
68 スイッチ
70 画素
71 トランジスタ
72 トランジスタ
73 トランジスタ
74 発光素子
75 容量素子
76 スイッチ
80 表示装置
81 補正回路
82 画像処理回路
83 CPU
85 パネル
86 コントローラ
87 画像メモリ
88 メモリ
89 画像データ
100A トランジスタ
100C トランジスタ
100D トランジスタ
100E トランジスタ
100B トランジスタ
100F トランジスタ
100G トランジスタ
101 基板
102 導電膜
103 酸化物半導体膜
104 導電膜
105 導電膜
106 絶縁膜
107 導電膜
111 絶縁膜
111a 窒化物絶縁膜
111b 酸化物絶縁膜
112 酸化物半導体膜
112a 領域
112b 領域
112c 領域
112d 領域
112e オフセット領域
113a 酸化物半導体膜
113b 酸化物半導体膜
113c 酸化物半導体膜
114 導電膜
114a 導電膜
114b 導電膜
114c 導電膜
116 導電膜
116a 導電膜
116b 導電膜
116c 導電膜
117 絶縁膜
117a 絶縁膜
118 導電膜
118a 導電膜
118b 導電膜
120 絶縁膜
121 基板
122 絶縁膜
123 酸化物半導体膜
123a 領域
123b 領域
123c 領域
123d 領域
124 絶縁膜
125 導電膜
126 導電膜
127 導電膜
128 絶縁膜
129 絶縁膜
130a 開口部
130b 開口部
131 基板
132 絶縁膜
133 酸化物半導体膜
133b 領域
133c 領域
133d 領域
133e オフセット領域
134 絶縁膜
134a 絶縁膜
135 導電膜
136 導電膜
137 導電膜
137a 導電膜
138 絶縁膜
139 絶縁膜
140a 開口部
140b 開口部
200 基板
201 導電膜
203 導電膜
204 半導体膜
205 導電膜
206 導電膜
207 半導体膜
209 導電膜
210 導電膜
212 導電膜
213 導電膜
215 絶縁膜
216 絶縁膜
217 絶縁膜
218 絶縁膜
219 絶縁膜
220 絶縁膜
225 絶縁膜
226 絶縁膜
227 EL層
228 導電膜
230 基板
231 遮蔽膜
232 着色層
251 パネル
252 回路基板
253 接続部
254 画素部
255 駆動回路
256 駆動回路
301 筐体
302 表示部
303 支持台
311 筐体
312 表示部
313 操作キー
321 筐体
322 筐体
323 表示部
324 表示部
325 マイクロホン
326 スピーカー
327 操作キー
328 スタイラス
331 筐体
332 表示部
341 筐体
342 表示部
351 筐体
352 表示部
353 カメラ
354 スピーカー
355 ボタン
356 外部接続部
357 マイク
500 タッチパネル
501 表示装置
502R 画素
502t トランジスタ
503c 容量素子
503g ゲート線駆動回路
503t トランジスタ
509 FPC
510 基板
510a 絶縁層
510b 可撓性基板
510c 接着層
511 配線
519 端子
521 絶縁層
528 隔壁
550R 発光素子
560 封止層
567BM 遮光層
567p 反射防止層
567R 着色層
570 基板
570a 絶縁層
570b 可撓性基板
570c 接着層
580R 発光モジュール
590 基板
591 電極
592 電極
593 絶縁層
594 配線
595 タッチセンサ
597 接着層
598 配線
599 接続層
600 タッチパネル
Claims (7)
- 複数の第1乃至第5の配線と、マトリクス状に設けられた複数の画素と、読み出し回路と、を有する表示装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、発光素子と、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、を有し、
前記複数の第1の配線のそれぞれは、行方向に延びるように設けられ、
前記複数の第2の配線のそれぞれは、列方向に延びるように設けられ、
前記複数の第4の配線のそれぞれは、行方向に延びるように設けられ、
前記複数の第5の配線のそれぞれは、列方向に延びるように設けられ、
前記第1のトランジスタのゲートは、前記第1の配線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第2の配線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第3の配線と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第3のトランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲートは、前記第4の配線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第5の配線と電気的に接続され、
前記発光素子は、前記第2のトランジスタのソースまたはドレインの他方と電気的に接続され、
前記読み出し回路は、前記第5の配線と電気的に接続され、
第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタとは、チャネル形成領域に酸化物半導体を含み、
当該表示装置のブランキング期間に、
全ての画素が黒表示の行について、前記第1の配線によって前記第1のトランジスタをオン状態とし、前記第4の配線によって前記第3のトランジスタをオン状態とし、
前記第2の配線によって前記第2のトランジスタをオン状態とし、
前記第2のトランジスタの電流特性の情報を前記読み出し回路で読み出し、
前記第2の配線を介して前記行の画素の表示を黒表示にする、表示装置。 - 複数の第1乃至第5の配線と、マトリクス状に設けられた複数の画素と、読み出し回路と、を有する表示装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、発光素子と、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、を有し、
前記複数の第1の配線のそれぞれは、行方向に延びるように設けられ、
前記複数の第2の配線のそれぞれは、列方向に延びるように設けられ、
前記複数の第4の配線のそれぞれは、行方向に延びるように設けられ、
前記第1のトランジスタのゲートは、前記第1の配線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第2の配線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記発光素子と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲートは、前記第3のトランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第3の配線と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記発光素子と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲートは、前記第4の配線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第5の配線と電気的に接続され、
前記読み出し回路は、前記第2の配線と電気的に接続され、
第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタとは、チャネル形成領域に酸化物半導体を含み、
当該表示装置のブランキング期間に、
全ての画素が黒表示の行について、前記第1の配線によって前記第1のトランジスタをオン状態とし、前記第4の配線によって前記第3のトランジスタをオン状態とし、
前記第2の配線によって前記第2のトランジスタをオン状態とし、
前記第2のトランジスタの電流特性の情報を前記読み出し回路で読み出し、
前記第2の配線を介して前記行の画素の表示を黒表示にする、表示装置。 - 複数の第1乃至第5の配線と、マトリクス状に設けられた複数の画素と、読み出し回路と、を有する表示装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、発光素子と、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、を有し、
前記第1のトランジスタのゲートは、前記第1の配線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第2の配線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第3の配線と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第3のトランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲートは、前記第4の配線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第5の配線と電気的に接続され、
前記発光素子は、前記第2のトランジスタのソースまたはドレインの他方と電気的に接続され、
前記読み出し回路は、前記第5の配線と電気的に接続され、
第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタとは、チャネル形成領域に酸化物半導体を含み、
当該表示装置のブランキング期間に、
全ての画素が黒表示の行について、前記第1の配線によって前記第1のトランジスタをオン状態とし、前記第4の配線によって前記第3のトランジスタをオン状態とし、
前記第2の配線によって前記第2のトランジスタをオン状態とし、
前記第2のトランジスタの電流特性の情報を前記読み出し回路で読み出し、
前記第2の配線を介して前記行の画素の表示を黒表示にする、表示装置。 - 複数の第1乃至第5の配線と、マトリクス状に設けられた複数の画素と、読み出し回路と、を有する表示装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、発光素子と、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、を有し、
前記第1のトランジスタのゲートは、前記第1の配線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第2の配線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記発光素子と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲートは、前記第3のトランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第3の配線と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記発光素子と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲートは、前記第4の配線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソースまたはドレインの他方は、前記第5の配線と電気的に接続され、
前記読み出し回路は、前記第2の配線と電気的に接続され、
第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタとは、チャネル形成領域に酸化物半導体を含み、
当該表示装置のブランキング期間に、
全ての画素が黒表示の行について、前記第1の配線によって前記第1のトランジスタをオン状態とし、前記第4の配線によって前記第3のトランジスタをオン状態とし、
前記第2の配線によって前記第2のトランジスタをオン状態とし、
前記第2のトランジスタの電流特性の情報を前記読み出し回路で読み出し、
前記第2の配線を介して前記行の画素の表示を黒表示にする、表示装置。 - 前記第2のトランジスタの電流特性の情報を前記読み出し回路で読み出す間、前記黒表示の行の発光素子に順方向のバイアスがかからない、請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の表示装置。
- 前記第2のトランジスタのゲートと、前記第2のトランジスタのソースまたはドレインの他方と、の間に容量素子が設けられた、請求項1乃至請求項5のいずれか一に記載の表示装置。
- 前記第2のトランジスタの電流特性の情報として、前記第2のトランジスタの電流値を読み出す、請求項1乃至請求項6のいずれか一に記載の表示装置。
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