KR101952235B1

KR101952235B1 - 표시 장치

Info

Publication number: KR101952235B1
Application number: KR1020110087831A
Authority: KR
Inventors: 준 고야마
Original assignee: 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2019-02-26
Also published as: TWI549474B; KR20120028225A; JP5832205B2; JP2012083724A; US20120062561A1; US9462260B2; TW201228355A

Abstract

본 발명은, 소비 전력을 억제하면서, 밝은 화상을 표시할 수 있는, 3차원 화상의 표시 장치를 제안하는 것을 목적의 하나로 한다.
복수의 화소가 화소부에 형성된 화소 표시부와, 제 1 셔터 및 제 2 셔터를 갖는 차광부와, 공통 전위를 출력하는 신호원과, 화소부에 있어서의 화상 신호의 기록, 오른쪽 눈용 화상의 표시 또는 왼쪽 눈용 화상의 표시에 동기하도록, 상기 제 1 셔터 및 상기 제 2 셔터의 투과율과 신호원으로부터 출력되는 공통 전위의 레벨을 제어하는 제어부를 갖는다. 또한, 복수의 화소는, 화소에 대한 화상 신호의 기록을 제어하는 스위칭용 트랜지스터와, 화소 전극, 공통 전위가 인가되는 공통 전극, 및 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성된 전계 발광층을 갖는 발광 소자와, 화상 신호에 따라 화소 전극의 전위를 제어하는 구동용 트랜지스터를 갖는다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 3차원(3D) 화성을 표시하는 표시 장치에 관한 것이다.

3차원 화성에 대응한 표시 장치의 시장이 확대 경향에 있다. 3차원 화성은, 두 눈으로 입체 대상물을 보았을 때 생기는, 두 눈 사이의 망막상(網膜像)의 차이(양안 시차; binocular parallax)를 표시 장치에서 작위적으로 만들어 냄으로써 표시할 수 있다. 상기 양안 시차를 이용한 3차원 화상용 표시 장치는, 각종의 구동 방식이 개발되고 상품화되어 있다. 현재 시장에서는, 프레임 시퀀셜(frame sequencial) 방식을 사용한 액정 표시 장치가 주류를 이루고 있다.

프레임 시퀀셜 방식이란, 화면에서 왼쪽 눈용 화상과 오른쪽 눈용 화상을 번갈아 표시하고, 그 화상들을 셔터 안경을 통하여 보는 것으로 사용자의 눈에 3차원 화성을 인식시키는 구동 방식이다. 즉, 표시 장치가 왼쪽 눈용 화상을 표시할 때 안경은 왼쪽 눈에 대응하는 셔터의 투과율을 높여 상기 화상을 사용자의 왼쪽 눈에 보낸다. 반대로, 표시 장치가 오른쪽 눈용 화상을 표시할 때 안경은 오른쪽 눈에 대응하는 셔터의 투과율을 높여 상기 화상을 사용자의 오른쪽 눈에 보낸다. 따라서, 사용자는 왼쪽 눈으로 왼쪽 눈용 화상을 보고, 오른쪽 눈으로 오른쪽 눈용 화상을 보게 되므로, 3차원 화성을 인식할 수 있다.

하기 특허 문헌 1에는, 프레임 시퀀셜 방식의 액정 표시 장치에 대하여 개시되어 있다.

일본국 특개2009-031523호 공보

상술한 프레임 시퀀셜 방식의 액정 표시 장치에서는, 화소부에 화상 신호가 기록되는 기간(기록 기간)에 있어서, 화소부에 왼쪽 눈용 화상과 오른쪽 눈용 화상이 혼재하여 표시된다. 상기 기록 기간에 있어서, 안경의 오른쪽 눈용 셔터 및 안경의 왼쪽 눈용 셔터 중 어느 쪽이 광을 투과하면, 왼쪽 눈용 화상이 오른쪽 눈에 보이거나, 또는 오른쪽 눈용 화상이 왼쪽 눈에 보이는 크로스 토크(화면 겹침; Cross talk)라고 불리는 현상이 일어나 3차원 화상을 인식할 수 없게 된다. 크로스 토크를 방지하기 위하여 기록 기간에서는 안경의 오른쪽 눈용 셔터 및 안경의 왼쪽 눈용 셔터 양쪽에 있어서 광을 비투과 상태로 하는 것이 유효적이다.

그러나, 인가되는 전압이 변할 때부터 분자들의 배향의 변화가 수렴될 때까지의 응답 시간은 일반적으로 십 수 msec 정도인 한편, 60 Hz의 프레임 주파수로 액정 표시 장치를 구동시킬 때의 1 프레임 기간은 약 16.6msec이다. 그래서, 1 프레임 기간에 차지하는 기록 기간의 비율이 크다. 따라서, 크로스 토크를 방지하기 위하여 기록 기간에서 오른쪽 눈용 셔터 및 안경의 왼쪽 눈용 셔터 양쪽에 있어서 광을 비투과 상태로 하면 안경이 화소부로부터의 광을 투과하는 시간이 짧아져, 표시되는 화상이 어두워진다. 또는, 백 라이트의 휘도를 높임으로써 표시되는 화상의 밝기를 확보할 수 있더라도 소비 전력이 늘어나 버린다.

상술한 과제를 감안하여 본 발명은, 소비 전력을 억제하면서, 밝은 화상을 표시할 수 있는, 3차원 화상의 표시 장치를 제안하는 것을 목적의 하나로 한다.

본 발명자는, 액정 소자보다 응답 속도가 빠른 OLED(Organic Light Emitting Diode) 등의 발광 소자를 사용함으로써, 기록 기간을 짧게 할 수 있다고 생각하였다. 그러나, 액정 소자를 발광 소자로 단순히 치환하면, 크로스 토크가 일어나기 쉬워진다. 그 이유는 이하와 같다.

안경의 셔터에는 액정 소자 등의, 전류 또는 전압의 공급에 의하여 투과율을 제어할 수 있는 소자가 사용된다. 이들의 셔터로는, 예를 들어 노멀리 블랙(normally black)의 액정 소자의 경우, 전압이 인가되지 않을 때의 투과율이 이상적으로는 0%가 된다. 그러나, 실제로는 광의 파장에 따라서는 투과율이 완전한 0%가 되지 않고, 미세한 광이 셔터를 통과되는 경우가 있다. 그래서, 왼쪽 눈용 화상과 오른쪽 눈용 화상이 화소부에 혼재하여 표시되는 기록 기간에 있어서, 왼쪽 눈용 화상이 오른쪽 눈에 보이거나, 또는 오른쪽 눈용 화상이 왼쪽 눈에 보이는 크로스 토크가 약간 일어나, 3차원 화상의 인식이 방해된다.

액정 소자가 표시 장치의 화소부에 사용되는 경우는, 기록 기간에 있어서 셔터를 투과한 미세한 광이 사람의 눈에 감지되는 것을 방지하기 위해서 백 라이트를 소등(消燈)하면 좋다. 그러나, 발광 소자는, 화상 신호의 기록에 의하여 휘도가 제어되는 소자이므로, 발광 소자가 표시 장치의 화소부에 사용되는 경우, 기록 기간에 있어서 왼쪽 눈용 화상과 오른쪽 눈용 화상이 화소부에 혼재하여 표시된다. 그래서, 액정 소자의 경우보다 크로스 토크가 일어나기 쉽다.

또한, 안경의 셔터에 액정 소자를 사용한 경우, 응답 속도가 느리기 때문에, 인가되는 전압이 변할 때부터 투과율의 변화가 수렴될 때까지 시간이 필요하다. 따라서, 크로스 토크를 방지하기 위해서는 기록 기간에 있어서 안경의 셔터를 비투과의 상태로 하는 것과 함께 왼쪽 눈용 화상과 오른쪽 눈용 화상이 화소부에 혼재하여 표시되지 않도록 하는 것이 중요하다.

발광 소자를 사용하는 경우, 발광 소자를 소등시키는 바와 같은 흑색 표시용의 화상 신호를 화소부에 기록함으로써, 왼쪽 눈용 화상과 오른쪽 눈용 화상이 화소부에 있어서 혼재되는 것을 방지하고, 크로스 토크가 일어나는 것을 억제할 수 있다. 그러나, 이 구동 방법을 사용하는 경우, 화소부의 모든 화소에 있어서의 흑색 표시용의 화상 신호를 모두 기록한 다음에, 왼쪽 눈용 화상 신호 또는 오른쪽 눈용 화상 신호가 기록되기 시작할 때까지의 기간에서, 안경의 셔터의 투과율을 좌우로 전환할 필요가 있다. 또한, 흑색 표시용의 화상 신호의 기록 기간은, 일반적인 화상 신호의 기록 기간과 같은 기간(시간)이 필요하다. 따라서, 상기 구동 방법을 사용하는 경우 임의의 한 화소에 착안하면, 상기 셔터의 전환에 필요한 기간과, 흑색 표시용의 화상 신호의 기록 기간의 양쪽 기간에 있어서 발광 소자가 소등된다. 그래서, 발광 서자의 점등 기간이 1 프레임 기간에 차지하는 비율, 즉 표시 기간의 1 프레임 기간에 차지하는 비율인 듀티비가 낮아져, 본 발명의 과제 중 하나인 소비 전역을 억제하면서 밝은 화상을 표시하는 표시 장치를 실현하는 것이 어렵다.

그래서, 본 발명의 일 형태에서는, 발광 소자가 갖는 공통 전극의 전위를 신호선에 의하여 제어한다. 구체적으로는, 화상 신호를 기록하는 기록 기간과, 화상 을 표시하는 표시 기간으로 공통 전극의 전위를 전환한다. 또한, 발광 소자는 화상 신호에 의하여 그 전위가 제어되는 화소 전극과, 전장을 가함으로써 발생하는 루미네선스(Electroluminescence)가 얻어지는 전계 발광 재료를 포함하는 전계 발광층과, 공통 전극이 겹침으로써 형성되는 소자이다. 따라서, 상술한 바와 같이, 신호원을 사용하여 공통 전극의 전위를 전환함으로써, 기록 기간에 있어서는 모든 화소의 발광 소자를 강제적으로 소등시켜, 표시 기간에 있어서는 모든 화소의 발광 소자를 화상 신호에 따라 점등시킬 수 있다.

상기 구성에 의하여 종래와 같이 발광 소자를 소등시키기 위하여, 흑색 표시용 화상 신호를 화소에 기록할 필요가 없어진다. 즉, 화상 신호와 상이한 계통의 신호를 사용하여 모든 화소의 발광 소자를 일제히 소등시킬 수 있기 때문에, 화상 신호의 기록 기간에 있어서 발광 소자를 소등시켜 둘 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치는, 복수의 화소가 화소부에 형성된 화소 표시부와, 제 1 셔터 및 제 2 셔터를 갖는 차광부와, 공통 전위를 출력하는 신호원과, 화소부에 있어서의 화상 신호의 기록, 오른쪽 눈용 화상의 표시 또는 왼쪽 눈용 화상의 표시에 동기하도록, 제 1 셔터 및 제 2 셔터의 투과율과, 신호원으로부터 출력되는 공통 전위의 레벨을 제어하는 제어부를 갖는다. 그리고, 복수의 화소는 화소에 대한 화상 신호의 기록을 제어하는 스위칭용 트랜지스터와, 화소 전극, 공통 전위가 인가되는 공통 전극, 및 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성된 전계 발광층을 갖는 발광 소자와, 화상 신호에 따라 화소 전극의 전위를 제어하는 구동용 트랜지스터를 갖는다.

본 발명의 일 형태에서는, 발광 소자를 사용함으로써 1 프레임 기간에 차지하는 기록 기간의 비율을 작게 할 수 있다. 그리고, 신호원을 사용하여 발광 소자가 갖는 공통 전극의 전위를 제어함으로써, 오른쪽 눈용 화상 신호 또는 왼쪽 눈용 화상 신호의 기록 기간에 있어서 화소부의 발광 소자를 모두 소등시킬 수 있다. 또한, 상기 기록 기간에 있어서 셔터의 투과율을 좌우로 전환할 수 있다. 따라서, 크로스 토크의 발생을 억제하면서 표시 기간의 1 프레임 기간에 차지하는 비율인 듀티비를 종래의 표시 장치보다 높일 수 있다. 따라서, 소비 전력을 억제하면서, 밝은 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 실현시킬 수 있다.

도 1은 표시 장치의 구성을 도시한 블록도.
도 2(A) 및 도 2(B)는 화소의 회로도.
도 3은 표시 장치의 동작을 도시한 타이밍 차트.
도 4는 액정 표시 장치의 동작을 도시한 타이밍 차트.
도 5는 비교예의 표시 장치의 동작을 도시한 타이밍 차트.
도 6(A) 내지 도 6(C)는 화소와 차광부와 사용자의 왼쪽 눈 및 오른쪽 눈의 위치 관계를 도시한 도면.
도 7은 화소부의 구체적인 회로도의 일례를 도시한 도면.
도 8은 화상 표시부의 블록도.
도 9는 화상 표시부의 블록도.
도 10(A) 내지 도 10(C)는 화소의 단면 구조를 도시한 도면.
도 11(A) 내지 도 11(E)는 트랜지스터의 단면 구조를 도시한 도면.
도 12(A) 내지 도 12(C)는 전자 기기의 도면.

이하에서는, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 사용하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 일탈하지 않고 그 형태 및 상세를 다양하게 변경할 수 있는 것은, 당업자라면 용이하게 이해된다. 따라서, 본 발명은 이하에 개시하는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.

(실시형태 1)

도 1은 본 발명의 일 형태에 따른 반도체 장치의 구성예를 도시한 블록도이다. 표시 장치(100)는, 화상을 표시하는 화상 표시부(101)와, 광의 투과율을 변화시킬 수 있는 복수의 셔터를 갖는 차광부(102)와, 제어부(103)를 갖는다.

화상 표시부(101)는 화소부(104)에 복수의 화소(105)를 갖는다. 화소(105)는 화소(105)에 대한 화상 신호의 입력을 제어하는 스위칭용 트랜지스터(106)와, 화소 전극, 공통 전극, 및 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성된 전계 발광층을 갖는 발광 소자(107)와 화상 신호에 따라 발광 소자(107)에 갖는 화소 전극의 전위를 제어하는 구동용 트랜지스터(108)를 갖는다.

또한, 화상 표시부(101)는 신호원(109)을 갖고, 신호원(109)으로부터 출력되는 펄스를 갖는 신호는, 화소부(104)에 공급된다. 또한, 도 1에서는 화상 표시부(101)가 신호원(109)을 갖는 구성을 도시하였지만, 신호원(109)은 화상 표시부(101)로부터 독립적으로 표시 장치(100)에 형성되어도 좋다.

발광 소자(107)는 전류 또는 전압에 의하여 휘도가 제어되는 소자가 그 범주에 포함된다. 예를 들어, OLED 소자 등을 발광 소자(107)로서 사용할 수 있다. OLED 소자는 전계 발광층과, 양극과, 음극을 적어도 갖는다. 양극과 음극은 어느 하나가 화소 전극으로서 기능하고, 다른 하나가 공통 전극으로서 기능한다. 전계 발광층은 양극과 음극 사이에 형성되고, 단층 또는 복수의 층으로 구성된다. 이들 층 중에 무기 화합물을 포함하는 경우도 있다. 전계 발광층에 있어서의 루미네선스에는 일중항 여기 상태로부터 기저 상태로 되돌아갈 때의 발광(형광)과 삼중항 여기 상태로부터 기저 상태로 되돌아갈 때의 발광(인광)이 포함된다.

발광 소자(107)의 화소 전극은, 화소(105)에 입력되는 화상 신호에 따라 그 전위가 제어된다. 또한, 발광 소자(107)의 휘도는, 화상 전극과 공통 전극 사이의 전위차에 의하여 결정된다. 그리고, 화소부(104)가 갖는 복수의 화소(105) 각각에 있어서 발광 소자(107)의 휘도가 화상 신호에 따라 조정됨으로써, 화소부(104)에 화상이 표시된다. 그리고, 왼쪽 눈용 화상 정보를 포함하는 화상 신호와 오른쪽 눈용 화상 정보를 포함하는 화상 신호를 화소부(104)에 번갈아 기록함으로써, 왼쪽 눈용 화상(L 화상)과 오른쪽 눈용 화상(R 화상)을 화소부(104)에 있어서 번갈아 표시할 수 있다.

또한, 도 1에서는 차광부(102)가 왼쪽 눈용 셔터(110)와 오른쪽 눈용 셔터(111) 2개의 셔터를 갖는 경우를 예시한다. 왼쪽 눈용 셔터(110)는 그 투과율을 변화시킴으로써, 사용자의 왼쪽 눈에 입사되는 광의 양을 제한할 수 있다. 오른쪽 눈용 셔터(111)는 그 투과율을 변화시킴으로써, 사용자의 오른쪽 눈에 입사되는 광의 양을 제한할 수 있다.

셔터는 액정 소자 등의 전류 또는 전압의 공급에 의하여 투과율을 제어할 수 있는 소자를 사용하여 구성할 수 있다. 또한, 왼쪽 눈용 셔터(110)와 오른쪽 눈용 셔터(111)는 서로 독립적인 액정 패널을 각각 가져도 좋지만, 하나의 액정 패널을 공유하여도 좋다. 후자(後者)의 경우, 상기 액정 패널 중, 왼쪽 눈용 셔터(110)로서 사용하는 영역과 오른쪽 눈용 셔터(111)로서 사용하는 영역에서 별도 투과율을 제어하면 좋다.

또한, 본 명세서에 있어서 패널이란, 액정 소자나 발광 소자 등의 표시 소자가 형성된 기판을 가리키고, 상기 기판에 컨트롤러를 포함하는 IC 등을 실장한 상태에 있는 모듈도 그 범주에 포함한다.

제어부(103)는 화소부(104)에 있어서의 화상의 표시와, 차광부(102)가 갖는 복수의 셔터에 있어서의 투과율의 변화와 신호원(109)으로부터 출력되는 신호의 전위의 변화를 동기시킨다.

구체적으로, 제어부(103)는 화소부(104)에 L 화상이 표시되는 표시 기간에서 왼쪽 눈용 셔터(110)의 투과율을 높게 하고, 오른쪽 눈용 셔터(111)의 투과율을 낮게, 이상적으로는 0%가 되도록 하여 화소부(104)의 동작과 차광부(102)의 동작을 동기시킨다. 또한, 화소부(104)에 R 화상이 표시되는 표시 기간에서 왼쪽 눈용 셔터(110)의 투과율을 낮게, 이상적으로는 0%가 되도록 하고, 오른쪽 눈용 셔터(111)의 투과율을 높게 하도록 하여 화소부(104)의 동작과 차광부(102)의 동작을 동기시킨다. 또한, 화소부(104)에 L 화상, 또는 R 화상의 화상 신호가 기록되는 기록 기간에 있어서는, 왼쪽 눈용 셔터(110) 및 오른쪽 눈용 셔터(111)의 투과율을 낮게, 이상적으로는 0%가 되도록 하고, 화소부(104)의 동작과 차광부(102)의의 동작을 동기시킨다.

또한, 구체적으로 제어부(103)는 신호원(109)으로부터 출력되는 신호의 전위가, 상기 표시 기간과 상기 기록 기간으로 전환되도록 화소부(104)의 동작과 신호원(109)의 동작을 동기시킨다. 더 자세히 설명하면, 표시 기간에 있어서 구동용 트랜지스터(108)가 온 상태일 때, 발광 소자(107)가 발광할 정도로 큰 순 방향 바이어스의 전압이 화소 전극과 공통 전극 사이에 인가되도록 신호원(109)은 공통 전극의 전위를 제어한다. 또한, 기록 기간에 있어서 구동용 트랜지스터(108)가 온 상태일 때, 발광 소자(107)가 발광하지 않을 정도로 작은 순 방향 바이어스의 전압, 제로 바이어스, 또는 역 방향 바이어스의 전압이 화소 전극과 공통 전극 사이에 인가되도록 신호원(109)은 공통 전극의 전위를 제어한다.

발광 소자(107)가 발광하지 않을 정도로 작은 순 방향 바이어스의 전압 값은, 발광 소자(107)의 임계 값 전압에 의하여 결정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제어부(103)에 의하여 화소부(104)의 동작과 차광부(102)의 동작이 동기됨으로써, 사용자의 왼쪽 눈에 L 화상이 보이고, 다음에 오른쪽 눈에 R 화상이 보인다는 동작을 번갈아 행할 수 있다. 상기 구성에 의하여, 사용자는 L 화상과 R 화상에 의하여 구성되는 3차원 화상을 인식할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 제어부(103)에 의하여 화소부(104)의 동작과 신호원(109)의 동작이 동기됨으로써, 기록 기간에 있어서 L 화상과 R 화상이 혼재한 화상이 화소부(104)에 표시되지 않도록 하고, 사용자 눈에 상기 화상이 보이는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

다음에, 화소(105)가 갖는 스위칭용 트랜지스터(106), 발광 소자(107), 구동용 트랜지스터(108)의 접속 구성에 대하여 설명한다.

또한, 본 명세서에서 "접속"이란 전기적인 접속을 가리키고, 전류, 전압 또는 전위가 공급이 가능한 상태, 또는 전송이 가능한 상태에 상당한다. 따라서, "접속되어 있는 상태"란, 반드시 직접 접속하는 상태를 가리키는 것이 아니라, 전류, 전압 또는 전위를 공급 가능하거나, 또는 전송 가능하도록 배선, 도전막, 저항, 다이오드, 트랜지스터 등의 소자를 사이에 두고 간접적으로 접속되어 있는 상태도 그 범주에 포함된다.

또한, 회로도에서는 독립된 구성 요소끼리 접속되는 경우에도 실제로는, 예를 들어, 배선의 일부분이 전극으로서도 기능하는 경우 등 하나의 도전막이 복수의 구성 요소의 기능을 겸비하는 경우도 있다. 본 명세서에서 "접속"이란 이와 같은 하나의 도전막이 복수의 구성 요소의 기능을 겸비하는 경우도 그 범주에 포함된다.

또한, 트랜지스터가 갖는 소스 전극과 드레인 전극은 트랜지스터의 극성 및 각 전극에 인가되는 전위의 고저 차이에 따라 그 호칭이 바뀐다. 일반적으로, n채널형 트랜지스터에서는 낮은 전위가 인가되는 전극이 소스 전극이라고 불리고, 높은 전위가 인가되는 전극이 드레인 전극이라고 불린다. 또한, p채널형 트랜지스터에서는 낮은 전위가 인가되는 전극이 드레인 전극이라고 불리고, 높은 전위가 인가되는 전극이 소스 전극이라고 불린다. 이하, 소스 전극과 드레인 전극 중 어느 한 쪽을 제 1 단자, 다른 쪽을 제 2 단자로 하여 설명한다.

스위칭용 트랜지스터(106)는 그 제 1 단자에 화상 신호의 전위가 인가되고, 그 제 2 단자에 구동용 트랜지스터(108)의 게이트 전극이 접속된다. 구동용 트랜지스터(108)는 그 제 1 단자에 전원 전위가 인가되고, 그 제 2 단자가 발광 소자(107)에 접속된다. 발광 소자(107)는 화소 전극과, 공통 전극과, 화소 전극 및 공통 전극 사이의 전계 발광층을 갖고, 구체적으로는 구동용 트랜지스터(108)의 제 2 단자는 발광 소자(107)의 화소 전극에 접속된다. 발광 소자(107)의 공통 전극에는, 신호원(109)에 의하여 공통 전위가 인가된다.

전원 전위와 공통 전위는 기록 기간에 있어서 대략 같은 전위, 또는 전위차를 갖는다. 상기 전위차는, 구동용 트랜지스터(108)가 온 상태일 때, 발광 소자(107)의 화소 전극과 공통 전극 사이에 발광 소자(107)가 발광하지 않을 정도로 작은 순 방향 바이어스의 전압, 또는 역 방향 바이어스의 전압이 인가되도록 전위차이다. 또한, 전원 전위와 공통 전위는 표시 기간에 있어서 전위차를 갖는다. 상기 전위차는, 구동용 트랜지스터(108)가 온 상태일 때, 발광 소자(107)의 화소 전극과 공통 전극 사이에 발광 소자(107)가 발광할 정도로 큰 순 방향 바이어스의 전압이 인가되도록 전위차이다.

또한, 스위칭용 트랜지스터(106), 구동용 트랜지스터(108)는 n채널형과 p채널형 어느 쪽이라도 좋다.

또한, 도 1에서는 화소(105)에 유지 용량이 형성되지 않는 경우를 예시하지만, 화상 신호의 전위를 유지하기 위한 유지 용량을 구동용 트랜지스터(108)의 게이트 전극에 접속하여도 좋다.

또한, 스위칭용 트랜지스터(106), 구동용 트랜지스터(108)는 산화물 반도체 등의 와이드 갭 반도체를 활성층에 가져도 좋고, 비정질, 미결정, 다결정 또는 단결정인 실리콘 또는 게르마늄 등의 반도체가 사용되어도 좋다.

산화물 반도체는, 실리콘보다 밴드 갭이 넓고, 진성 캐리어 밀도가 실리콘보다도 낮기 때문에, 산화물 반도체를 트랜지스터의 활성층에 사용함으로써 일반적인 실리콘이나 게르마늄 등의 반도체를 활성층에 갖는 트랜지스터에 비교하여 오프 전류가 극히 낮은 트랜지스터를 실현할 수 있다.

또한, 전자 공여체(도너)가 되는 수분 또는 수소 등의 불순물이 저감되고, 또 산소 결손이 저감됨으로써 고순도화된 산화물 반도체(purified Oxide Semiconductor)는, i형(진성 반도체) 또는 i형에 매우 가깝다. 따라서, 상기 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터는 오프 전류가 현저히 낮은 특성을 갖는다. 구체적으로, 고순도화된 산화물 반도체는, 2차 이온 질량 분석법(SIMS: Secondary Ion Mass Spectrometry)에 의한 수소 농도의 측정 값이, 5×10¹⁹/cm³ 이하, 바람직하게는 5×10¹⁸/cm³ 이하, 보다 바람직하게는 5×10¹⁷/cm³ 이하, 더욱 바람직하게는 1×10¹⁶/cm³ 이하로 한다. 또한, 홀 효과 측정에 의하여 측정할 수 있는 산화물 반도체막의 캐리어 밀도는, 1×10¹⁴/cm³ 미만, 바람직하게는 1×10¹²/cm³ 미만, 더욱 바람직하게는 1×10¹¹/cm³ 미만으로 한다. 또한, 산화물 반도체의 밴드 갭은 2eV 이상, 바람직하게는 2.5eV 이상, 더 바람직하게는 3eV 이상이다. 수분 또는 수소 등의 불순물 농도가 충분히 저감되고, 또 산소 결손이 저감됨으로써 고순도화된 산화물 반도체막을 사용함으로써, 트랜지스터의 오프 전류를 낮출 수 있다.

여기서, 산화물 반도체막 중의 수소 농도의 분석에 대하여 언급한다. 반도체막 중의 수소 농도 측정은, 2차 이온 질량 분석법(SIMS)으로 행한다. SIMS는 그 원리상 시료 표면 근방이나 재질이 상이한 막과의 적층 계면 근방의 데이터를 정확하게 얻기 어려운 것으로 알려져 있다. 그래서, 막 중에 있어서의 수소 농도의 두께 방향의 분포를 SIMS로 분석하는 경우, 대상이 되는 막이 존재하는 범위에서 값이 극단적으로 변동하는 일이 없고, 거의 일정 값이 얻어지는 영역에서의 평균 값을 수소 농도로서 채용한다. 또한, 측정의 대상이 되는 막의 두께가 작은 경우, 인접하는 막 내의 수소 농도의 영향을 받아 거의 일정 값이 얻어지는 영역을 찾을 수 없는 경우가 있다. 이 경우, 상기 막이 존재하는 영역에서의 수소 농도의 극대 값 또는 극소 값을 상기 막 중의 수소 농도로서 채용한다. 또한, 상기 막이 존재하는 영역에 있어서, 극대 값을 갖는 산형의 피크, 극소 값을 갖는 골짜기형의 피크가 존재하지 않는 경우, 변곡점의 값을 수소 농도로서 채용한다.

구체적으로는, 고순도화된 산화물 반도체막을 활성층으로서 사용한 트랜지스터의 오프 전류가 낮은 것은 다양한 실험에 의하여 증명할 수 있다. 예를 들어, 채널 폭이 1×10⁶μm이고 채널 길이 10μm인 소자인 경우에도, 소스 전극과 드레인 전극간의 전압(드레인 전압)이 1V 내지 10V인 범위에서 오프 전류가 반도체 파라미터 애널라이저의 측정 한계 이하, 즉 1×10^-13A 이하라는 특성을 얻을 수 있다. 이 경우, 오프 전류를 트랜지스터의 채널 폭으로 나눈 값에 상당하는 오프 전류 밀도는 100zA/μm 이하인 것을 알 수 있다. 또한, 용량 소자와 트랜지스터를 접속하고, 용량 소자에 유입 또는 용량 소자로부터 유출되는 전하를 상기 트랜지스터로 제어하는 회로를 사용하여, 오프 전류 밀도를 측정하였다. 상기 측정에서는, 상기 트랜지스터의 채널 형성 영역에 고순도화된 산화물 반도체막을 사용하고, 용량 소자의 단위 시간당 전하량의 추이로부터 상기 트랜지스터의 오프 전류 밀도를 측정하였다. 결과적으로, 트랜지스터의 소스 전극과 드레인 전극간의 전압이 3V인 경우, 수십 yA/μm라는, 더 낮은 오프 전류 밀도가 얻어지는 것을 알 수 있다. 따라서, 고순도화된 산화물 반도체막을 활성층으로서 사용한 트랜지스터는 그 오프 전류 밀도를, 소스 전극과 드레인 전극간의 전압에 따라서는, 100yA/μm 이하, 바람직하게는 10yA/μm 이하, 더욱 바람직하게는 1yA/μm 이하로 할 수 있다. 따라서, 고순도화된 산화물 반도체막을 활성층으로서 사용한 트랜지스터는 오프 전류가 결정성을 갖는 실리콘을 사용한 트랜지스터와 비교하여 현저히 낮다.

또한, 산화물 반도체로서, 산화 인듐, 산화 주석, 산화 아연, 2원계 금속의 산화물인 In-Zn계 산화물, Sn-Zn계 산화물, Al-Zn계 산화물, Zn-Mg계 산화물, Sn-Mg계 산화물, In-Mg계 산화물, In-Ga계 산화물, 3원계 금속의 산화물인 In-Ga-Zn계 산화물(IGZO라고도 표기함), In-Al-Zn계 산화물, In-Sn-Zn계 산화물, Sn-Ga-Zn계 산화물, Al-Ga-Zn계 산화물, Sn-Al-Zn계 산화물, In-Hf-Zn계 산화물, In-La-Zn계 산화물, In-Ce-Zn계 산화물, In-Pr-Zn계 산화물, In-Nd-Zn계 산화물, In-Sm-Zn계 산화물, In-Eu-Zn계 산화물, In-Gd-Zn계 산화물, In-Tb-Zn계 산화물, In-Dy-Zn계 산화물, In-Ho-Zn계 산화물, In-Er-Zn계 산화물, In-Tm-Zn계 산화물, In-Yb-Zn계 산화물, In-Lu-Zn계 산화물, 4원계 금속의 산화물인 In-Sn-Ga-Zn계 산화물, In-Hf-Ga-Zn계 산화물, In-Al-Ga-Zn계 산화물, In-Sn-Al-Zn계 산화물, In-Sn-Hf-Zn계 산화물, In-Hf-Al-Zn계 산화물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 산화물 반도체는 실리콘을 포함하여도 좋다.

또한, 예를 들어, In-Ga-Zn계 산화물이란, In과 Ga와 Zn을 갖는 산화물을 가리키고, In과 Ga와 Zn의 비율은 특별히 제한되지 않는다. 또한, In, Ga, 및 Zn 외의 금속 원소가 포함되어도 좋다. In-Ga-Zn계 산화물은 무전계 상태일 때 저항이 충분히 높고 오프 전류를 충분히 작게 할 수 있으며, 또한 이동도도 높기 때문에 표시 장치에 사용하는 반도체 재료로서는 적합하다.

또는, 산화물 반도체는 화학식 InMO₃(ZnO)_m(m>0)으로 표기되는 재료를 사용하여도 좋다. M은 Ga, Al, Mn 및 Co 중에서 선택된 하나 또는 복수의 금속 원소를 나타낸다. 예를 들어, M으로서는, Ga, Ga 및 Al, Ga 및 Fe, Ga 및 Ni, Ga 및 Mn, Ga 및 Co 등을 적용할 수 있다. 또한, 산화물 반도체로서, In₃SnO₅(ZnO)_n(n>0, 또 n은 정수)으로 표기되는 재료를 사용하여도 좋다. 또한, 상술한 조성은 결정 구조에서 도출되는 것이고, 어디까지나 일례에 불과한 것을 부기한다.

또한, 특별히 언급이 없는 한, 본 명세서에서 오프 전류란 n채널형 트랜지스터에 있어서는 드레인 전극을 소스 전극과 게이트 전극보다 높은 전위로 한 상태로서 소스 전극의 전위를 기준으로 하였을 때 게이트 전극의 전위가 0 이하일 때 소스 전극과 드레인 전극 사이에 흐르는 전류를 가리킨다. 또는, 본 명세서에서 오프 전류란 p채널형 트랜지스터에 있어서는 드레인 전극을 소스 전극과 게이트 전극보다 낮은 전위로 한 상태로 있어서 소스 전극의 전위를 기준으로 하였을 때의 게이트 전극의 전위가 0 이상일 때 소스 전극과 드레인 전극 사이에 흐르는 전류를 가리킨다.

스위칭용 트랜지스터(106)의 활성층에 산화물 반도체를 사용함으로써, 상기 트랜지스터의 오프 전류를 저감시킬 수 있다. 스위칭용 트랜지스터(106)의 오프 전류가 저감되면, 구동용 트랜지스터(108)의 게이트 전극으로부터 누설되는 전하량을 저감시킬 수 있다. 따라서, 화상 신호의 전위를 유지하기 위한 유지 용량을 작게 하도록, 또한 유지 용량을 없애도록 하여도, 화상 신호의 전위를 유지할 수 있기 때문에, 발광 소자(107)의 화소 전극 측으로부터 광을 추출하는 경우에 있어서 개구율을 높이고, 광의 추출 효율을 높일 수 있다.

또한, 실리콘보다 밴드 갭이 넓고, 진성 캐리어 밀도가 실리콘보다 낮은 반도체 재료의 일례로서, 산화물 반도체 외에 탄화 실리콘(SiC), 질화 갈륨(GaN) 등의 화합물 반도체를 들 수 있다. 산화물 반도체는, 탄화 실리콘 또는 질화 갈륨 등의 화합물 반도체와 달리 스퍼터링법이나 습식법에 의하여 제작할 수 있고, 양산성이 뛰어나다는 이점을 갖는다. 또한 탄화 실리콘 또는 질화 갈륨과 달리, 산화물 반도체는 실온에서도 형성할 수 있기 때문에, 유리 기판 위에 형성할 수 있거나, 또는 실리콘을 사용한 집적 회로 위에 형성할 수 있다. 따라서, 산화물 반도체는 상술한 탄화 실리콘이나 질화 갈륨보다 특히 양산성이 높다는 이점을 갖는다. 또한, 트랜지스터의 성능(예를 들어, 전계 효과 이동도)을 향상시키기 위하여, 결정성의 산화물 반도체를 얻고자 하는 경우에도 250℃ 내지 800℃의 가열 처리에 의하여 용이하게 결정성의 산화물 반도체를 얻을 수 있다.

또한, 산화물 반도체는 아모퍼스 실리콘보다 높은 이동도를 갖고, 다결정 실리콘이나 미결정 실리콘과 달리, 제 6 세대 이상의 대형 기판에 대응할 수 있다.

또한, 스위칭용 트랜지스터(106)는 선형 영역에서 동작하기 때문에, 스위칭 소자로서 기능한다. 따라서, 스위칭용 트랜지스터(106)는 단수에 한정되지 않고, 병렬 또는 직렬로 접속된 복수의 스위칭용 트랜지스터(106)를 화소(105)에 사용하여도 좋다.

본 명세서에 있어서, 트랜지스터가 직렬로 접속되어 있는 상태란, 예를 들어, 제 1 트랜지스터의 제 1 단자와 제 2 단자 중 어느 한쪽만이, 제 2 트랜지스터의 제 1 단자와 제 2 단자 중 어느 한쪽에만 접속되어 있는 상태를 가리킨다. 또한, 트랜지스터가 병렬로 접속되어 있는 상태란, 제 1 트랜지스터의 제 1 단자가 제 2 트랜지스터의 제 1 단자에 접속되고, 제 1 트랜지스터의 제 2 단자가 제 2 트랜지스터의 제 2 단자에 접속되어 있는 상태를 가리킨다.

또한, 스위칭용 트랜지스터(106), 구동용 트랜지스터(108)는, 활성층의 한 측에만 존재하는 게이트 전극을 적어도 가지면 좋지만, 활성층을 사이에 끼워 존재하는 한 쌍의 게이트 전극을 가져도 좋다. 또한, 스위칭용 트랜지스터(106), 구동용 트랜지스터(108)는 단수의 게이트 전극과 단수의 채널 형성 영역을 갖는 싱글 게이트 구조라도 좋고, 전기적으로 접속된 복수의 게이트 전극을 가짐으로써 채널 형성 영역을 복수 갖는, 멀티 게이트 구조라도 좋다.

다음에, 상기 화소(105)의 동작에 대하여 도 2(A) 및 도 2(B)를 사용하여 설명한다. 도 2(A) 및 도 2(B)의 회로도는 스위칭 소자로서 기능하는 스위칭용 트랜지스터(106)를 스위치로서 도시한다.

도 2(A)는 기록할 때의 화소(105)의 동작을 모식적으로 도시한다. 화상 신호를 기록할 때, 화소(105)에서는 스위칭용 트랜지스터(106)가 온 상태가 된다. 따라서, 파선의 화살표로 도시한 바와 같이, 화상 신호의 전위는 스위칭용 트랜지스터(106)를 통하여 구동용 트랜지스터(108)의 게이트 전극에 인가된다. 구동용 트랜지스터(108)는 소스 전극의 전위를 기준으로 하였을 때의 소스 전극의 전위와 게이트 전극의 전위의 차이(게이트 전압)에 따라, 그 소스 전극과 드레인 전극 사이의 저항 값이 결정된다.

또한, 화상 신호를 기록할 때, 발광 소자(107)의 공통 전극에는 전원 전위와 대략 같은 전위, 또는 전원 전위와 상이한 레벨의 공통 전위가 신호원(109)으로부터 인가된다. 구체적으로는, 상기 공통 전위를 제 1 공통 전위로 하면, 전원 전위와 제 1 공통 전위의 전위차는 구동용 트랜지스터(108)가 온 상태일 때, 발광 소자(107)의 화소 전극과 공통 전극 사이에 발광 소자(107)가 발광하지 않을 정도로 작은 순 방향 바이어스의 전압, 또는 역 방향 바이어스의 전압이 인가되도록 전위차이다. 따라서, 예를 들어 화소 전극이 양극, 공통 전극이 음극인 경우, 제 1 공통 전위는 전원 전위보다 약간 낮거나, 전원 전위와 같거나, 전원 전위보다 높아진다. 반대로, 예를 들어 화소 전극이 음극, 공통 전극이 양극인 경우, 제 1 공통 전위는 전원 전위보다 약간 높거나, 전원 전위와 같거나, 전원 전위보다 낮아진다.

따라서, 화상 신호를 기록할 때, 화상 신호의 전위에 상관없이 발광 소자(107)는 소등 상태가 되어 있다. 화상 신호의 기록이 종료되면, 스위칭용 트랜지스터(106)는 오프 상태가 된다.

다음에, 기록된 화상 신호에 따라 화상이 표시된다. 도 2(B)는, 표시 기간에 있어서의 화소(105)의 동작을 모식적으로 도시한다. 화상을 표시할 때, 화소(105)에서는 스위칭용 트랜지스터(106)가 오프 상태가 된다. 스위칭용 트랜지스터(106)가 오프 상태가 되면, 구동용 트랜지스터(108)의 게이트 전극에 인가된 화상 신호의 전위는 유지된다.

또한, 화상이 표시될 때, 발광 소자(107)의 공통 전극에는 전원 전위와 상이한 레벨의 공통 전위가 신호원(109)으로부터 인가된다. 구체적으로는, 상기 공통 전위를 제 2 공통 전위로 하면, 전원 전위와 제 2 공통 전위의 전위차는 구동용 트랜지스터(108)가 온 상태일 때, 발광 소자(107)의 화소 전극과 공통 전극 사이에 발광 소자(107)가 발광할 정도로 큰 순 방향 바이어스의 전압이 인가도록 전위차이다. 따라서, 예를 들어 화소 전극이 양극, 공통 전극이 음극인 경우, 제 2 공통 전위는 전원 전위보다 낮아진다. 반대로, 예를 들어 화소 전극이 음극, 공통 전극이 양극인 경우, 제 2 공통 전위는 전원 전위보다 높아진다.

따라서, 파선의 화살표로 도시한 바와 같이, 발광 소자(107)에 전류가 공급된다. 발광 소자(107)에 공급되는 상기 전류는, 구동용 트랜지스터(108)의 소스 전극과 드레인 전극 사이의 저항 값에 따라 그 값이 결정된다. 또한, 발광 소자(107)의 휘도는 상기 전류의 값에 의하여 결정된다. 따라서, 발광 소자(107)는 화상 신호의 전위에 따라 그 휘도가 결정된다.

상기 기록의 동작은, 1라인의 화소마다 행해진다. 1라인의 화소란, 스위칭용 트랜지스터(106)의 게이트 전극이 서로 접속되는 화소군을 가리킨다. 1라인의 화소마다 화상 신호의 기록을 행하고, 화소부(104)의 모든 화소(105)에 화상 신호를 기록하는 데에 필요한 기간이 기록 기간에 상당한다. 그리고, 표시 동작은 모든 화소에 있어서 일제히 행해진다.

다음에, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치의 화상 표시부(101)에 있어서의 화소부(104)의 동작과, 차광부(102)에 있어서의 왼쪽 눈용 셔터(110)와 오른쪽 눈용 셔터(111)의 동작을 동기시키는 방법에 대하여 설명한다.

도 3에 화소부(104)에 있어서의 발광 소자(107)의 동작과, 공통 전위와, 왼쪽 눈용 셔터(110) 및 오른쪽 눈용 셔터(111)의 동작을 일례로서 타이밍 차트로 도시한다. 또한, 도 3에서는 화소 전극이 양극, 공통 전극이 음극인 경우의 공통 전위를 도시한다.

우선, R 화상용의 화상 신호의 기록 기간(R 기록 기간)이 시작되면, 화소부(104)에서는 1라인마다 화상 신호가 화소(105)에 기록된다. 그리고, 상기 R 기록 기간에서는, 공통 전위가 제 1 공통 전위, 즉 하이 레벨이 되어 모든 화소(105)에 있어서 발광 소자(107)는 소등된다.

또한, 상기 R 기록 기간에서는, 왼쪽 눈용 셔터(110) 및 오른쪽 눈용 셔터(111)의 투과율이 저하되어 비투과 상태가 된다.

다음에, R 화상의 표시 기간(R 표시 기간)이 시작된다. R 표시 기간에서는, 공통 전위가 제 2 공통 전위, 즉 로우 레벨이 된다. 따라서, 화소(105)에 기록된 R 화상용의 화상 신호에 따라 발광 소자(107)가 점등되어 R 화상의 표시(R 표시)가 행해진다.

또한, 상기 R 표시 기간에서는, 오른쪽 눈용 셔터(111)의 투과율이 높아져 투과 상태가 된다. 한편, 왼쪽 눈용 셔터(110)의 투과율은 계속해서 저하된 채로 비투과 상태이다. 따라서, 화소부(104)로부터의 광은 오른쪽 눈용 셔터(111)를 통과하므로 화소부(104)에 표시된 R 화상은 사용자의 오른쪽 눈에 선택적으로 보인다.

도 6(A)에 화상 표시부(101)가 갖는 화소부(104)와 차광부(102)와 사용자의 왼쪽 눈(112) 및 오른쪽 눈(113)의 위치 관계를 도시한다. 화소부(104)로부터 사용자의 왼쪽 눈(112)으로의 광의 경로 위에 왼쪽 눈용 셔터(110)가 배치된다. 또한, 화소부(104)로부터 사용자의 오른쪽 눈(113)으로의 광의 경로 위에 오른쪽 눈용 셔터(111)가 배치된다.

또한, 도 6(A)에서는, R 표시 기간에 있어서의 표시 장치의 모양을 도시한다. 도 6(A)에 있어서 오른쪽 눈용 셔터(111)는 투과 상태에 있고, 왼쪽 눈용 셔터(110)는 비투과 상태에 있다. 따라서, 파선으로 나타내는 바와 같이, 화소부(104)로부터 발해진 광은 왼쪽 눈용 셔터(110)를 통과하지 않고, 오른쪽 눈용 셔터(111)를 통하여 오른쪽 눈(113)에 입사된다. 그래서, 사용자는 화소부(104)에 표시되는 R 화상을 오른쪽 눈(113)으로 보게 된다.

다음에, L 화상용의 화상 신호의 기록 기간(L 기록 기간)이 시작되면, 화소부(104)에서는 1 라인마다 화상 신호가 화소(105)에 기록된다. 그리고, 상기 L 기록 기간에서는, 공통 전위가 제 1 공통 전위, 즉, 하이 레벨이 되어 모든 화소(105)에 있어서 발광 소자(107)는 소등된다.

또한, 상기 L 기록 기간에서는, 왼쪽 눈용 셔터(110) 및 오른쪽 눈용 셔터(111)의 투과율이 저하되어 비투과 상태가 된다.

도 6(B)에, L 기록 기간에 있어서의 표시 장치의 모양을 도시한다. 도 6(B)에 있어서 왼쪽 눈용 셔터(110) 및 오른쪽 눈용 셔터(111)는 비투과 상태에 있다. 따라서, 화소부(104)로부터 사용자의 왼쪽 눈(112) 및 오른쪽 눈(113)에 발해진 광의 경로는 왼쪽 눈용 셔터(110) 및 오른쪽 눈용 셔터(111)에 의하여 차단되어 있다. 또한, L 기록 기간에서는, 화소부(104)의 발광 소자가 모두 소등된다. 따라서, 왼쪽 눈용 셔터(110) 및 오른쪽 눈용 셔터(111)의 투과율이 완전히 0%가 아니라도 사용자의 왼쪽 눈(112) 및 오른쪽 눈(113)에 L 화상과 R 화상이 혼합하여 표시된 화상이 보이는 일은 없다.

다음에, L 화상의 표시 기간(L 표시 기간)이 시작된다. L 표시 기간에서는, 공통 전위가 제 2 공통 전위, 즉 로우 레벨이 된다. 따라서, 화소(105)에 기록된 L 화상용의 화상 신호에 따라 발광 소자(107)가 점등되어 L 화상의 표시(L 표시)가 행해진다.

또한, 상기 L 표시 기간에서는, 왼쪽 눈용 셔터(110)의 투과율이 높아져 투과 상태가 된다. 한편, 오른쪽 눈용 셔터(111)의 투과율은 계속해서 저하된 채로 비투과 상태이다. 따라서, 화소부(104)로부터의 광은 왼쪽 눈용 셔터(110)를 통과하므로 화소부(104)에 표시된 L 화상은 사용자의 왼쪽 눈에 선택적으로 보인다.

도 6(C)에, L 표시 기간에 있어서의 표시 장치의 모양을 도시한다. 도 6(C)에 있어서 왼쪽 눈용 셔터(110)는 투과 상태에 있고, 오른쪽 눈용 셔터(111)는 비투과 상태에 있다. 따라서, 파선으로 나타내는 바와 같이, 화소부(104)로부터 발해진 광은 오른쪽 눈용 셔터(111)를 통과하지 않고, 왼쪽 눈용 셔터(110)를 통하여 왼쪽 눈(112)에 입사된다. 그래서, 사용자는 화소부(104)에 표시되는 L 화상을 왼쪽 눈(112)으로 보게 된다.

또한, 표시 기간에 있어서의 발광 소자의 점등은, 화상 신호의 전위에 따라 그 휘도가 제어된다. 따라서, 도 3에서는 R 표시 기간과 L 표시 기간에 있어서 발광 소자가 점등하는 경우를 예로 들지만, 화상 신호에 따라서는, 일부의 발광 소자, 또는 모든 발광 소자가 소등된 경우도 있다.

상기 동작에 의하여, 사용자는 L 화상과 R 화상에 의하여 구성되는 3차원 화상을 인식할 수 있다.

또한, L 화상 및 R 화상의 표시를 행하는 기간, 즉 R 기록 기간, R 표시 기간, L 기록 기간, L 표시 기간을 합친 기간이 1 프레임 기간에 상당한다. 따라서, 예를 들어 60Hz의 프레임 주파수로 화소부를 구동시키면, 1 프레임 기간은 약 16.6msec가 된다. 그리고, R 기록 기간과 R 표시 기간을 합친 기간, 또는 L 기록 기간과 L 표시 기간을 합친 기간을 서브 프레임 기간으로 하면, 상기 서브 프레임 기간은 약 8.3msec가 된다.

다음에, 액정 표시 장치의 동작예를 들어, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치와 대비한다. 도 4에 액정 표시 장치의 화소부에 있어서의 액정 소자의 동작과, 백 라이트의 동작과, 왼쪽 눈용 셔터 및 오른쪽 눈용 셔터의 동작을 일례로서 타이밍 차트로 도시한다.

액정 표시 장치의 경우, 우선 R 화상용의 화상 신호의 기록 기간(R 기록 기간)이 시작되면, 화소부에서는 1라인마다 화상 신호가 화소에 기록된다. 그리고, 화소에 기록된 R 화상용의 화상 신호에 따라, 액정 소자는 그 투과율이 제어된다. 그러나, 상기 R 기록 기간에서는 백 라이트는 소등되기 때문에 R 화상은 표시되지 않는다.

또한, R 기록 기간에서는, 왼쪽 눈용 셔터 및 오른쪽 눈용 셔터의 투과율이 저하되어 비투과의 상태가 된다.

다음에, R 화상의 표시 기간(R 표시 기간)이 시작된다. R 표시 기간에서는, 백 라이트가 점등한다. 액정 소자는, R 화상용의 화상 신호에 따라, 그 투과율이 제어된 상태이다. 따라서, 백 라이트의 점등에 의하여 화소부에 있어서 R 화상이 표시된다.

또한, 상기 R 표시 기간에서는, 오른쪽 눈용 셔터의 투과율이 높아져 투과 상태가 된다. 한편, 왼쪽 눈용 셔터의 투과율은 계속해서 저하된 채로 비투과 상태이다. 따라서, 화소부로부터의 광은 오른쪽 눈용 셔터를 통과하므로 화소부에 표시된 R 화상은 사용자의 오른쪽 눈에 선택적으로 보인다.

다음에, L 화상용의 화상 신호의 기록 기간(L 기록 기간)이 시작되면, 화소부에서는 1라인마다 화상 신호가 화소에 기록된다. 그리고, 화소에 기록된 L 화상용의 화상 신호에 따라, 액정 소자는 그 투과율이 제어된다. 그러나, 상기 L 기록 기간에서는, 백 라이트는 소등되므로, L 화상은 표시되지 않는다.

또한, 상기 L 기록 기간에서는, 왼쪽 눈용 셔터 및 오른쪽 눈용 셔터의 투과율이 저하되어 비투과 상태가 된다.

다음에, L 화상의 표시 기간(L 표시 기간)이 시작된다. L 표시 기간에서는, 백 라이트가 점등한다. 액정 소자는, L 화상용의 화상 신호에 따라, 그 투과율이 제어된 상태이다. 따라서, 백 라이트의 점등에 의하여, 화소부에 있어서 L 화상의 표시가 행해진다.

또한, 상기 L 표시 기간에서는, 왼쪽 눈용 셔터의 투과율이 높아져 투과 상태가 된다. 한편, 오른쪽 눈용 셔터의 투과율은 계속해서 저하된 채로 비투과 상태이다. 따라서, 화소부로부터의 광은 왼쪽 눈용 셔터를 통과하므로 화소부에 표시된 L 화상은 사용자의 왼쪽 눈에 선택적으로 보인다.

상기 액정 표시 장치의 경우에도, L 화상 및 R 화상의 표시를 행하는 기간, 즉 R 기록 기간, R 표시 기간, L 기록 기간, L 표시 기간을 합친 기간이 1 프레임 기간에 상당한다. 따라서, 예를 들어 60Hz의 프레임 주파수로 화소부를 구동시키면, 1 프레임 기간은 약 16.6msec가 된다. 그리고, R 기록 기간과 R 표시 기간을 합친 기간, 또는 L 기록 기간과 L 표시 기간을 합친 기간을 서브 프레임 기간으로 하면, 상기 서브 프레임 기간은 약 8.3msec가 된다.

액정 표시 장치의 경우, 화소가 갖는 액정 소자의 응답 속도가 발광 소자보다 느리기 때문에, R 기록 기간과 L 기록 기간을 도 3에 도시한 표시 장치의 경우보다 길게 확보할 필요가 있다. 따라서, 서브 프레임 기간의 길이가 같으면, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치의 경우, 액정 표시 장치의 경우와 비교하여 R 표시 기간과 L 표시 기간이 길어져 듀티비가 높아지므로 소비 전력을 억제하며 밝은 화상을 표시할 수 있다고 볼 수 있다.

다음에, 발광 소자를 화소에 사용하는 점에서 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치와 마찬가지지만, 공통 전극의 전위가 고정된 점에 있어서 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치와 상이한 대비례의 표시 장치의 동작예를 들어, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치와 대비한다.

도 5에 대비예인 표시 장치의 화소부에 있어서의 발광 소자의 동작과, 왼쪽 눈용 셔터 및 오른쪽 눈용 셔터의 동작을 일례로서 타이밍 차트로 도시한다.

대비예인 표시 장치의 경우, 우선 R 화상용의 화상 신호의 기록 기간(R 기록 기간)이 시작되면, 화소부에서는 1 라인마다 화상 신호가 화소에 기록된다. 그리고, 화소에 기록된 R 화상용의 화상 신호에 따라, 발광 소자는 점등하고, 화소부에 있어서 R 화상의 표시(R 표시)가 행해진다. 즉, 화상 신호가 화소에 기록되는 것과 동시에 화상도 표시되므로, R 기록 기간은 R 표시 기간의 일부라고 할 수 있다. 도 5에서는 R 기록 기간과 R 표시 기간이 일치하는 경우를 예시한다.

다음에, 대비예의 표시 장치의 경우, 발광 소자를 소등시키는 바와 같은 흑색 표시용의 화상 신호의 기록 기간(B 기록 기간)이 시작된다. B 기록 기간이 시작되면, 화소부에서는 1 라인마다 흑색 표시용의 화상 신호가 화소에 기록된다. 그리고, 화소에 기록된 흑색 표시용의 화상 신호에 따라 발광 소자는 소등된다.

그리고, 상기 R 기록 기간 및 B 기록 기간에서는, 오른쪽 눈용 셔터의 투과율이 높아져 투과 상태가 된다. 한편, 왼쪽 눈용 셔터의 투과율은 계속해서 저하된 채로 비투과 상태이다. 따라서, 화소부로부터의 광은 오른쪽 눈용 셔터를 통과하므로 화소부에 표시된 R 화상은 사용자의 오른쪽 눈에 선택적으로 보인다.

다음에, B 기록 기간이 종료된 후, R 화상과 L 화상이 화소부에 혼재하여 표시되는 것을 방지하기 위하여, 화소부의 모든 화소에 있어서 발광 소자가 소등되는 소등 기간을 제공한다. 소등 기간에서는, 왼쪽 눈용 셔터 및 오른쪽 눈용 셔터의 투과율이 저하되어 비투과 상태가 된다.

다음에, L 화상용의 화상 신호의 기록 기간(L 기록 기간)이 시작되면, 화소부에서는 1 라인마다 화상 신호가 화소에 기록된다. 그리고, 화소에 기록된 L 화상용의 화상 신호에 따라, 발광 소자는 점등하고, 화소부에 있어서 L 화상의 표시(L 표시)가 행해진다. 즉, 화소 신호가 화소에 기록되는 것과 동시에 화상도 표시되므로, L 기록 기간은 L 표시 기간의 일부라고 할 수 있다. 도 5에서는 L 기록 기간과 L 표시 기간이 일치하는 경우를 예시한다.

다음에, B 기록 기간이 다시 시작된다. B 기록 기간이 시작되면, 화소부에서는 1 라인마다 흑색 표시용의 화상 신호가 화소에 기록된다. 그리고, 화소에 기록된 흑색 표시용 화상 신호에 따라 발광 소자는 소등된다.

또한, 상기 L 표시 기간 및 B 기록 기간에서는, 왼쪽 눈용 셔터의 투과율이 높아져 투과 상태가 된다. 한편, 오른쪽 눈용 셔터의 투과율은 계속해서 저하된 채로 비투과 상태이다. 따라서, 화소부로부터의 광은 왼쪽 눈용 셔터를 통과하므로 화소부에 표시된 L 화상은 사용자의 왼쪽 눈에 선택적으로 보인다.

다음에, B 기록 기간이 종료된 후, R 화상과 L 화상이 화소부에 혼재하도록 표시되는 것을 방지하기 위하여, 화소부의 모든 화소에 있어서 발광 소자가 소등되는 소등 기간을 제공한다. 소등 기간에서는, 왼쪽 눈용 셔터 및 오른쪽 눈용 셔터의 투과율이 저하되어 비투과 상태가 된다.

또한, 상술한 바와 같이, 표시 기간에 있어서의 발광 소자의 점등은, 화상 신호의 전위에 따라 그 휘도가 제어된다. 따라서, 도 5에서는 R 표시 기간과 L 표시 기간, 즉 R 기록 기간과 L 기록 기간에 있어서 발광 소자가 점등하는 경우를 예로 들지만, 화상 신호에 따라서는, 일부의 발광 소자, 또는 모든 발광 소자가 소등된 경우도 있다.

대비예의 상기 액정 표시 장치의 경우, L 화상과 R 화상의 표시를 행하는 기간, 즉 R 기록 기간, B 기록 기간, 소등 기간, L 기록 기간, B 기록 기간, 소등 기간을 합친 기간이 1 프레임 기간에 상당한다. 따라서, 예를 들어 60Hz의 프레임 주파수로 화소부를 구동시키면, 1 프레임 기간은 약 16.6msec가 된다. 그리고, R 기록 기간과 R 표시 기간을 합친 기간, 또는 L 기록 기간과 L 표시 기간을 합친 기간을 서브 프레임 기간으로 하면, 상기 서브 프레임 기간은 약 8.3msec가 된다.

또한, 대비예의 상기 액정 표시 장치의 경우, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치와 마찬가지로 발광 소자를 표시 소자로서 사용하기 때문에, R 기록 기간, L 기록 기간에 필요한 시간은 같은 정도이다. 그러나, 대비예의 상기 표시 장치의 경우, B 기록 기간이 종료된 다음에, L 기록 기간이 시작될 때까지의 소등 기간에 있어서 오른쪽 눈용 셔터 및 왼쪽 눈용 셔터의 투과율을 전환할 필요가 있다. 셔터에는 액정 소자 등의, 전류 또는 전압의 공급에 의하여 투과율을 제어할 수 있는 소자가 사용되므로, 셔터의 투과율을 전환하기 위한 시간이 필요하다. 따라서, 대비예의 상기 표시 장치의 경우, 임의의 1 화소에 착안하면 상기 셔터의 전환에 필요한 소등 기간과, 흑색 표시용 화상 신호의 기록 기간의 양쪽 기간에 있어서 발광 소자가 소등된다. 그래서, 발광 소자의 점등 기간이 1 프레임 기간에 차지하는 비율, 즉, 표시 기간이 1 프레임 기간에 차지하는 비율인 듀티비가 낮아져, 본 발명의 과제 중의 하나인 소비 전력을 억제하며 밝은 화상을 표시하는 표시 장치를 실현하는 것이 어렵다.

한편, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치에서는, 신호원(109)에 의하여 공통 전위의 레벨을 전환하기 때문에, 발광 소자(107)를 소등시키는 데에 흑색 표시용의 화상 신호를 기록할 필요가 없다. 즉, 화상 신호와 상이한 계통의 신호를 사용하여 모든 화소의 발광 소자를 일제히 소등시킬 수 있다. 그래서, R 기록 기간, L 기록 기간에 있어서 모든 발광 소자(107)를 일제히 소등시킬 수 있다. 상기 기록 기간에서는, 화상 신호가 기록된 후의 화소(105)와, 그 이외의 화소(105)가 화소부(104)에 있어서 혼재한다. 즉, 전류 제어용 트랜지스터(109)가 온 상태라면, 화소부(104)에 있어서 L 화상과 R 화상이 혼재한다. 그러나, 본 발명의 일 형태에서는 상기 기록 기간에 있어서 발광 소자(107)를 소등시킴으로써, L 화상과 R 화상이 혼재하여 화소부(104)에 표시되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 형태에서는 왼쪽 눈용 셔터와 오른쪽 눈용 셔터의 투과율을, 상기 기록 기간에 있어서 전환할 수 있다. 따라서, 크로스 토크의 발생을 억제하면서, 표시 기간이 1 프레임 기간에 차지하는 비율인 듀티비를, 대비예의 표시 장치보다 높일 수 있다. 따라서, 소비 전력을 억제하면서, 밝은 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 실현시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 형태에서는 기록 기간에 있어서 L 화상과 R 화상이 혼재한 화상이 화소부(104)에 표시되지 않으므로, 왼쪽 눈용 화상이 오른 쪽 눈에 보이거나, 또는 오른쪽 눈용 화상이 왼쪽 눈에 보이는 크로스 토크를 방지할 수 있다.

또한, 상기 기록 기간에 있어서, 발광 소자(107)를 소등함으로써, 화상 표시부(101)의 소비 전력의 저감, 나아가서는 표시 장치(100) 전체의 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다.

(실시형태 2)

도 7에, 도 1에 도시한 화소(105)를 복수 갖는 화소부(104)의 구체적인 회로도의 일례를 도시한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 화소부(104)는 신호선 S1 내지 신호선 Sx, 주사선 G1 내지 주사선 Gy, 전원선 V1 내지 전원선 Vx를 갖는다. 그리고, 화소(105)는 신호선 S1 내지 신호선 Sx 중 어느 하나와, 주사선 G1 내지 주사선 Gy 중 어느 하나와, 전원선 V1 내지 전원선 Vx 중 어느 하나를 갖는다.

그리고, 각 화소(105)에 있어서 스위칭용 트랜지스터(106)는, 그 게이트 전극이 주사선 Gj(j는 1 내지 y 중 어느 하나)에 접속된다. 스위칭용 트랜지스터(106)는, 그 제 1 단자가, 화상 신호가 인가된 신호선 Si(i는 1 내지 x 중 어느 하나)에 접속되고, 그 제 2 단자가, 구동용 트랜지스터(108)의 게이트 전극에 접속된다. 구동용 트랜지스터(108)는 그 제 1 단자가, 전원 전위가 인가된 신호선 Vi에 접속되고, 그 제 2 단자가 발광 소자(107)의 화소 전극에 접속된다. 발광 소자(107)의 공통 전극에는 신호원(109)로부터 공통 전위가 인가된다.

또한, 도 7에서는, 화소(105)가 유지 용량(120)을 갖는 경우를 예시한다. 유지 용량(120)은, 구동용 트랜지스터(108)의 게이트 전극에 접속되고, 상기 유지 용량(120)에 의하여 구동용 트랜지스터(108)의 게이트 전극의 전위가 유지된다. 구체적으로, 유지 용량(120)이 갖는 한 쌍의 전극은 한쪽이 구동용 트랜지스터(108)의 게이트 전극에 접속되고, 다른 쪽이 고정 전위가 주어진 노드, 예를 들어 전원선 Vi 등에 접속된다.

또한, 도 7에서는 스위칭용 트랜지스터(106), 구동용 트랜지스터(108)가 n채널형인 경우를 도시하였지만, 이들의 트랜지스터는 n채널형과 p채널형의 어느 쪽이라도 좋다.

다음에, 도 7에 도시한 화소부(104)의 구동 방법에 대하여 설명한다.

우선, 기록 기간에 있어서, 주사선 G1 내지 주사선 Gy가 순차적으로 선택된다. 예를 들어, 주사선 Gj가 선택되면, 주사선 Gj에 게이트 전극이 접속되는 스위칭용 트랜지스터(106)가 온 상태가 된다. 그리고, 신호선 S1 내지 신호선 Sx에 입력된 화상 신호의 전위가 스위칭용 트랜지스터(106)가 온 상태가 됨으로써 구동용 트랜지스터(108)의 게이트 전극에 인가된다. 그리고, 주사선 Gj의 선택이 종료되면, 스위칭용 트랜지스터(106)가 오프 상태가 되어 화상 신호의 전위는 구동용 트랜지스터(108)의 게이트 전극에 있어서 유지된다.

또한, 기록 기간에서는, 발광 소자(107)의 공통 전극에 신호원(109)으로부터 제 1 공통 전위가 인가된다. 따라서, 화상 신호의 전위의 레벨에 상관없이 발광 소자(107)는 소등된다.

다음에, 기록 기간이 종료되고, 표시 기간이 시작되면, 발광 소자(107)의 공통 전극에 신호원(109)으로부터 제 2 공통 전위가 인가된다. 그리고, 화상 신호의 전위에 따라 구동용 트랜지스터(108)가 온 상태가 된 경우, 발광 소자(107)에 전류가 공급됨으로써, 발광 소자(107)가 점등된다. 발광 소자(107)에 흐르는 전류 값은, 구동용 트랜지스터(108)의 드레인 전류에 따라 거의 결정된다. 따라서, 발광 소자(107)는 화상 신호의 전위에 따라 그 휘도가 결정된다. 반대로 화상 신호의 전위에 따라 구동용 트랜지스터(108)가 오프 상태가 된 경우, 발광 소자(107)에 전류가 공급되지 않고, 발광 소자(107)는 소등된다.

상기 동작에 의하여, 화상을 표시할 수 있다.

본 실시형태는 상기 실시형태와 조합하여 실시할 수 있다.

(실시형태 3)

본 실시형태에서, 본 발명의 표시 장치에 갖는 화상 표시부의 구체적인 구성의 일례에 대하여 설명한다. 도 8에 본 실시형태의 화상 표시부의 블록도를 일례로서 도시한다. 또한, 도 8에 도시한 블록도에서는 화상 표시부 내의 회로를 기능별로 분류하고, 서로 독립된 블록으로서 도시하지만, 실제의 회로는 기능별로 완전히 분리하는 것이 어렵고, 하나의 회로가 복수의 기능에 관련될 수도 있다.

도 8에 도시한 화상 표시부는, 화소를 복수 갖는 화소부(500)와, 각 화소를 라인마다 선택하는 주사선 구동 회로(510)와, 선택된 라인의 화소에 대한 화상 신호의 입력을 제어하는 신호선 구동 회로(520)를 갖는다.

신호선 구동 회로(520)는, 시프트 레지스터(521), 제 1 기억 회로(522), 제 2 기억 회로(523), 및 DA 변환 회로(524)를 갖는다. 시프트 레지스터(521)에는, 클록 신호 S-CLK, 스타트 펄스 신호 S-SP가 입력된다. 시프트 레지스터(521)는, 이들 클록 신호 S-CLK 및 스타트 펄스 신호 S-SP에 따라 펄스가 순차적으로 시프트되는 타이밍 신호를 생성하고, 제 1 기억 회로(522)에 출력한다. 타이밍 신호의 펄스가 출현하는 순서는 주사 방향 전환 신호에 따라 전환되도록 하여도 좋다.

제 1 기억 회로(522)에 타이밍 신호가 입력되면, 상기 타이밍 신호의 펄스에 따라 화상 신호가 제 1 기억 회로(522)에 순차적으로 기록되고 유지된다. 또한, 제 1 기억 회로(522)가 갖는 복수의 기억 회로에 순차적으로 화상 신호를 기록하여도 좋지만, 제 1 기억 회로(522)가 갖는 복수의 기억 회로를 여러 그룹으로 분할하고, 상기 그룹마다 병행하여 화상 신호를 입력하는, 이른바 분할 구동을 행하여도 좋다.

제 1 기억 회로(522)의 모든 기억 회로로의 화상 신호의 기록이 한차례 종료될 때까지의 시간을 라인 기간이라고 부른다. 실제로는, 상기 라인 기간에 수평 귀선(歸線) 기간을 더한 기간을 라인 기간에 포함하는 경우가 있다.

1 라인 기간이 종료되면, 제 2 기억 회로(523)에 입력될 래치 신호 S-LS의 펄스에 따라 제 1 기억 회로(522)에 유지되는 화상 신호가 제 2 기억 회로(523)에 일제히 기록 및 유지된다. 화상 신호를 제 2 기억 회로(523)에 모두 송출한 제 1 기억 회로(522)에는, 다시 시프트 레지스터(521)로부터의 타이밍 신호에 따라, 다음 화상 신호의 기록이 순차적으로 행해진다. 이 1 라인 기간의 제 2 차례 동안에는, 제 2 기억 회로(523)에 기록 및 유지된 화상 신호가 DA 변환 회로(524)에 입력된다.

그리고 DA 변환 회로(524)는, 입력된 디지털의 화상 신호를 아날로그의 화상 신호로 변환하고, 신호선을 통하여 화소부(500) 내의 각 화소에 입력한다.

또한, 신호선 구동 회로(520)는, 시프트 레지스터(521) 대신에, 펄스가 순차적으로 시프트하는 신호를 출력할 수 있는 다른 회로를 사용하여도 좋다.

또한, 도 8에서는 DA 변환 회로(524)의 후단에 화소부(500)가 직접 접속되지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 화소부(500)의 전단에, DA 변환 회로(524)로부터 출력된 화상 신호에 신호 처리를 행하는 회로를 형성할 수 있다. 신호 처리를 행하는 회로의 일례로서 예를 들어, 버퍼, 레벨 시프터 등을 들 수 있다.

다음, 주사선 구동 회로(510)의 동작에 대하여 설명한다. 주사선 구동 회로(510)는 펄스가 순차적으로 시프트하는 선택 신호를 생성하고, 상기 선택 신호를 복수의 주사선에 입력함으로써, 화소를 라인마다 선택한다. 선택 신호에 의하여 화소가 선택되면, 주사선의 하나에 게이트 전극이 접속된 스위칭용 트랜지스터가 온 상태가 되고, 화소에 화상 신호가 입력된다.

또한, 화소부(500), 주사선 구동 회로(510), 신호선 구동 회로(520)는 같은 기판에 형성할 수 있지만, 어느 것을 다른 기판에 형성할 수도 있다.

본 실시형태는 상기 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.

(실시형태 4)

본 실시형태에서, 본 발명의 표시 장치가 갖는 화상 표시부의 구체적인 구성의 일례에 대하여 설명한다. 도 9에 본 실시형태의 화상 표시부의 블록도를 일례로서 도시한다. 또한, 도 9에 도시한 블록도에서는 화상 표시부 내의 회로를 기능별로 분류하고, 서로 독립된 블록으로서 도시하지만, 실제의 회로는 기능별로 완전히 분리하는 것이 어렵고, 하나의 회로가 복수의 기능에 관련될 수도 있다.

도 9에 도시한 본 발명의 표시 장치는, 복수의 화소를 갖는 화소부(600)와, 복수의 화소를 라인마다 선택하는 주사선 구동 회로(610)와, 선택된 라인 내의 화소에 대한 화상 신호의 입력을 제어하는 신호선 구동 회로(620)를 갖는다.

신호선 구동 회로(620)는, 시프트 레지스터(621)와, 샘플링 회로(622)와, 아날로그 신호를 기억할 수 있는 기억 회로(623)를 적어도 갖는다. 시프트 레지스터(621)에 클록 신호 S-CLK와 스타트 펄스 신호 S-SP가 입력된다. 시프트 레지스터(621)는 이들의 클록 신호 S-CLK 및 스타트 펄스 신호 S-SP에 따라, 펄스가 순차적으로 시프트하는 타이밍 신호를 생성하여, 샘플링 회로(622)에 입력한다. 샘플링 회로(622)에서는, 입력된 타이밍 신호에 따라, 신호선 구동 회로(620)에 입력된 1 라인 기간분의 화상 신호가 아날로그의 화상을 샘플링한다. 그리고, 1 라인 기간분의 화상 신호가 모두 샘플링되면, 샘플링된 화상 신호는 래치 신호 S-LS에 따라 일제히 기억 회로(623)에 출력되고 유지된다. 기억 회로(623)에 유지되는 화상 신호는, 신호선을 통하여 화소부(600)에 입력된다.

또한, 본 실시형태에서는, 샘플링 회로(622)에 있어서 1 라인 기간 분의 화상 신호를 모두 샘플링한 후에, 일제히 하단(下段)의 기억 회로(623)에 샘플링된 화상 신호를 입력하는 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 샘플링 회로(622)에 있어서 각 화소에 대응하는 화상 신호를 샘플링하면, 1라인 기간을 기다리지 않고, 그 때마다 하단의 기억 회로(623)에 샘플링된 화상 신호를 입력하여도 좋다.

또한, 화상 신호에는 대응하는 화소마다 순차적으로 샘플링하여도 좋고, 1 라인 내의 화소를 여러 그룹으로 분할하고, 각 그룹에 대응하는 화소마다 병렬로 샘플링하여도 좋다.

또한, 도 9에서는 기억 회로(623)의 후단에 직접 화소부(600)가 접속되지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 화소부(600)의 전단에, 기억 회로(623)로부터 출력된 아날로그의 화상 신호에 신호 처리를 실시하는 회로를 형성할 수 있다. 신호 처리를 행하는 회로의 일례로서, 예를 들어 파형을 정형할 수 있는 버퍼 등을 들 수 있다.

그리고, 기억 회로(623)로부터 화소부(600)에 화상 신호가 입력되는 것과 병행하여, 샘플링 회로(622)는 다음 라인 기간에 대응하는 화상 신호를 다시 샘플링할 수 있다

다음, 주사선 구동 회로610)의 동작에 대하여 설명한다. 주사선 구동 회로(610)는 펄스가 순차적으로 시프트하는 선택 신호를 생성하고, 상기 선택 신호를 복수의 주사선에 입력함으로써, 화소를 라인마다 선택한다. 선택 신호에 의하여 화소가 선택되면, 주사선의 하나에 게이트 전극이 접속된 스위칭용 트랜지스터가 온이 되고, 화소에 화상 신호가 입력된다.

또한, 화소부(600), 주사선 구동 회로(610), 신호선 구동 회로(620)는, 같은 기판에 형성할 수 있지만, 어느 것을 다른 기판에 형성할 수도 있다.

(실시형태 5)

본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치의 화소가 갖는 트랜지스터와 발광 소자의 단면 구조에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 발광 소자를 구동시키기 위한 트랜지스터가 n형인 경우에 있어서의 화소의 단면 구조에 대하여, 도 10(A) 내지 도 10(C)를 사용하여 설명한다. 또한, 도 10(A) 내지 도 10(C)에서는, 화소 전극이 음극, 공통 전극이 양극의 경우에 대하여 설명하지만, 화소 전극이 양극, 공통 전극이 음극이라도 좋다.

도 10(A)에, 트랜지스터(6031)가 n형으로, 발광 소자(6033)로부터 발해지는 광을 화소 전극(6034) 측으로 추출할 경우의 화소의 단면도를 도시한다. 트랜지스터(6031)는 절연막(6037)으로 커버되어 있고, 절연막(6037) 위에는 개구부를 갖는 격벽(6038)이 형성된다. 격벽(6038)의 개구부에 있어서 화소 전극(6034)이 일부 노출되고, 상기 개구부에 있어서 화소 전극(6034), 전계 발광층(6035), 공통 전극(6036)이 순차적으로 적층된다.

화소 전극(6034)은 광을 투과하는 재료 또는 막 두께로 형성하고, 또 일 함수가 작은 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등으로 형성할 수 있다. 구체적으로는, Li나 Cs 등의 알칼리 금속, 및 Mg, Ca, Sr 등의 알칼리 토류 금속, 이들을 포함하는 합금(Mg:Ag, Al:Li, Mg:In 등), 및 이들의 화합물(불화 칼슘, 질화 칼슘) 외, Yb나 Er 등의 희 토류 금속을 사용할 수 있다. 또한, 전자 주입층을 형성할 경우, 알루미늄 등의 다른 도전층을 사용할 수도 있다. 그리고, 화소 전극(6034)을, 광이 투과할 정도의 막 두께(바람직하게, 5nm 내지 30nm 정도)로 형성한다. 또한, 광이 투과할 정도의 막 두께를 갖는 상기 도전막 위 또는 아래로 접하도록, 투광성 산화물 도전 재료를 사용하여 투광성을 갖는 도전막을 형성하여, 화소 전극(6034)의 시트 저항을 억제하도록 하여도 좋다. 또한, 인듐 주석 산화물(ITO), 산화 아연(ZnO), 산화 인듐 아연(IZO), 갈륨을 첨가한 산화 아연(GZO) 등 그 외의 투광성 산화물 도전 재료를 사용한 도전막만을 사용할 수도 있다. 또한, ITO 및 산화 실리콘을 포함하는 인듐 주석 산화물(이하, ITSO라고 함), 산화 실리콘을 포함한 산화 인듐에 2% 내지 20%의 산화 아연(ZnO)을 더 혼합시킨 것을 사용하여도 좋다. 또한, 그라핀(graphene) 등을 화서 전극(6034)에 사용하여도 좋다. 투광성 산화물 도전 재료를 사용할 경우, 전계 발광층(6035)에 전자 주입층을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 공통 전극(6036)은 광을 반사 또는 차폐하는 재료 및 막 두께로 형성하고, 또 양극으로서 사용하는 데 접합한 재료로 형성한다. 예를 들어, 질화 티타늄, 질화 지르코늄, 티타늄, 텅스텐, 니켈, 백금, 크롬, 은, 알루미늄 등 중 하나 또는 복수로 이루어지는 단층막 외에, 질화 티타늄과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과의 적층, 질화 티타늄막과, 알루미늄을 주성분으로 하는 막과, 질화 티타늄막의 3층 구조 등을 공통 전극(6036)에 사용할 수 있다.

전계 발광층(6035)은 단수 또는 복수의 층으로 구성된다. 복수의 층으로 구성되어 있는 경우, 이들의 층은, 캐리어 수송 특성의 관점에서 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등으로 분류할 수 있다. 전계 발광층(6035)이 발광층 외에, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 중 어느 하나를 갖는 경우, 화소 전극(6034)에 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층이 순차적으로 적층된다. 또한, 각층의 경계선은 반드시 명확할 필요는 없고, 피차의 층을 구성하는 재료가 일부 혼합하고, 계0면이 불명확해지는 경우도 있다. 각 층에는, 유기계 재료, 무기계 재료를 사용할 수 있다. 유기계 재료로서, 고분자계, 중분자계, 저분자계 중 어느 재료도 사용할 수 있다. 또한, 중분자계 재료는 구조 단위의 반복 수(중합도)가 2 내지 20 정도인 저 중합체에 상당한다. 정공 주입층과 정공 수송층의 구별은 반드시 명확하지 않으며, 이것은 정공 수송성(정공 이동도)이 특히 중요한 특성인 점에서 동일하다. 편의상, 정공 주입층은 양극에 접하는 측의 층이며, 정공 주입층에 접하는 층을 정공 수송층이라고 불러 구별한다. 전자 수송층, 전자 주입층에 대해서도 마찬가지이며, 음극에 접하는 층을 전자 주입층이라고 부르고, 전자 주입층에 접하는 층을 전자 수송층이라고 부른다. 발광층은 전자 수송층을 겸하는 경우도 있어, 발광성 전자 수송층이라고도 불린다.

도 10(A)에 도시한 화소의 경우, 발광 소자(6033)로부터 발생되는 광을, 테두리 화살표로 도시한 바와 같이 화소 전극(6034) 측으로 추출할 수 있다.

다음에, 도 10(B)에, 트랜지스터(6041)가 n형으로, 발광 소자(6043)로부터 발해지는 광을 공통 전극(6046) 측으로 추출할 경우의 화소의 단면도를 도시한다. 트랜지스터(6041)는 절연막(6047)으로 커버되어 있고, 절연막(6047) 위에는 개구부를 가지는 격벽(6048)이 형성되어 있다. 격벽(6048)의 개구부에 있어서 화소 전극(6044)이 일부 노출되고, 상기 개구부에 있어서 화소 전극(6044), 전계 발광층(6045), 공통 전극(6046)이 순차적으로 적층된다.

화소 전극(6044)은 광을 반사 또는 차폐하는 재료 및 막 두께로 형성하고, 또 일 함수가 작은 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등으로 형성할 수 있다. 구체적으로는, Li나 Cs 등의 알칼리 금속, 및 Mg, Ca, Sr 등의 알칼리 토류 금속, 이들을 포함하는 합금(Mg:Ag, Al:Li, Mg:In 등), 및 이들의 화합물(불화 칼슘, 질화 칼슘) 외, Yb나 Er 등의 희 토류 금속을 사용할 수 있다. 또한, 전자 주입층을 형성하는 경우, 알루미늄 등의 다른 도전층을 사용할 수도 있다.

또한, 공통 전극(6046)은 광을 투과하는 재료 또는 막 두께로 형성하고, 또 양극으로서 사용하는 데 적합한 재료로 형성한다. 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO), 산화 아연(ZnO), 산화인듐 아연(IZO), 갈륨을 첨가한 산화아연(GZO) 등 그 외의 투광성 산화물 도전 재료를 공통 전극(6046)에 사용할 수 있다. 또한, ITSO나 산화 실리콘을 포함한 산화 인듐에 2% 내지 20%의 산화 아연(ZnO)을 더 혼합한 것을 공통 전극(6046)에 사용하여도 좋다. 또한, 그라핀 등을 공통 전극(6046)에 사용하여도 좋다. 또한, 상기 투과성 산화물 도전 재료 외에 예를 들어, 질화 티타늄, 질화 지르코늄, 티타늄, 텅스텐, 니켈, 백금, 크롬, 은, 알루미늄 등 중의 하나 또는 복수로 이루어지는 단층막 외, 질화 티타늄과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과의 적층, 질화 티타늄막, 알루미늄을 주성분으로 하는 막, 및 질화 티타늄막의 3층 구조 등을 공통 전극(6046)에 사용할 수도 있다. 다만, 투광성 산화물 도전 재료 외의 재료를 사용하는 경우, 광이 투과하는 정도의 막 두께(바람직하게는, 5nm 내지 30nm 정도)로 공통 전극(6046)을 형성한다.

전계 발광층(6045)은 도 10(A)의 전계 발광층(6035)과 마찬가지로 형성할 수 있다.

도 10(B)에 도시한 화소의 경우, 발광 소자(6043)로부터 발생되는 광을, 테두리 화살표로 도시한 바와 같이 공통 전극(6046) 측으로 추출할 수 있다.

다음에, 도 10(C)에, 트랜지스터(6051)가 n형으로, 발광 소자(6053)로부터 발해지는 광을 화소 전극(6054) 측 및 공통 전극(6056) 측으로부터 추출할 경우의, 화소의 단면도를 도시한다. 트랜지스터(6051)는 절연막(6057)으로 커버되어 있고, 절연막(6057) 위에는 개구부를 갖는 격벽(6058)이 형성된다. 격벽(6058)의 개구부에 있어서 화소 전극(6054)이 일부 노출되고, 상기 개구부에 있어서 화소 전극(6054), 전계 발광층(6055), 공통 전극(6056)이 순차적으로 적층된다.

화소 전극(6054)은 도 10(A)의 화소 전극(6034)과 마찬가지로 형성할 수 있다. 또한, 공통 전극(6056)은 도 10(B)의 공통 전극(6046)과 마찬가지로 형성할 수 있다. 전계 발광층(6055)은 도 10(A)의 전계 발광층(6035)과 마찬가지로 형성할 수 있다.

도 10(C)에 도시한 화소의 경우, 발광 소자(6053)로부터 발생되는 광을, 테두리 화살표로 도시한 바와 같이 화소 전극(6054) 및 공통 전극(6056) 측으로 추출할 수 있다.

본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.

(실시형태 6)

본 실시형태에서는, 산화물 반도체막을 사용한 트랜지스터의 구조에 대하여 설명한다.

도 11(A)에 도시한 트랜지스터(701)는 채널 에치 구조의 보텀 게이트형이다.

트랜지스터(701)는, 절연 표면 위에 형성된 게이트 전극(702)과, 게이트 전극(702) 위의 게이트 절연막(703)과, 게이트 절연막(703) 위에 있어서 게이트 전극(702)과 겹쳐 있는 산화물 반도체막(704)과, 산화물 반도체막(704) 위에 형성된 도전막(705), 도전막(706)을 갖는다. 또한, 트랜지스터(701)는, 산화물 반도체막(704), 도전막(705) 및 도전막(706) 위에 형성된 절연막(707)을 그 구성 요소에 포함시켜도 좋다.

도 11(A)에 도시한 트랜지스터(701)는 산화물 반도체막(704)과 중첩하는 위치에서 절연막(707) 위에 형성된 백 게이트 전극을 더 가져도 좋다.

도 11(B)에 도시한 트랜지스터(711)는 채널 보호 구조의 보텀 게이트형이다.

트랜지스터(711)는 절연 표면 위에 형성된 게이트 전극(712)과, 게이트 전극(712) 위의 게이트 절연막(713)과, 게이트 절연막(713) 위에 있어서 게이트 전극(712)과 겹쳐져 있는 산화물 반도체막(714)과, 산화물 반도체막(714) 위에 형성된 채널 보호막(718)과, 산화물 반도체막(714) 위에 형성된 도전막(715), 도전막(716)을 갖는다. 또한, 트랜지스터(711)는 채널 보호막(718), 도전막(715) 및 도전막(716) 위에 형성된 절연막(717)을 그 구성 요소에 포함시켜도 좋다.

도 11(B)에 도시한 트랜지스터(711)는 산화물 반도체막(714)과 중첩하는 위치에서 절연막(717) 위에 형성된 백 게이트 전극을 더 가져도 좋다.

채널 보호막(718)을 형성함으로써 산화물 반도체막(714)의 채널 형성 영역이 되는 부분에 대한, 후의 공정에 있어서의 에칭시의 플라즈마나 에칭제로 인한 막 감소 등의 대미지를 방지할 수 있다. 따라서, 트랜지스터(711)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 11(C)에 도시한 트랜지스터(721)는 보텀 콘택트 구조의 보텀 게이트형이다.

트랜지스터(721)는 절연 표면 위에 형성된 게이트 전극(722)과, 게이트 전극(722) 위의 게이트 절연막(723)과, 게이트 절연막(723) 위의 도전막(725), 도전막(726)과, 게이트 절연막(723) 위에 있어서 게이트 전극(722)과 겹치고, 또 도전막(725), 도전막(726) 위에 형성된 산화물 반도체막(724)을 갖는다. 또한, 트랜지스터(721)는 도전막(725), 도전막(726) 및 산화물 반도체막(724) 위에 형성된 절연막(727)을 그 구성 요소에 포함시켜도 좋다.

도 11(C)에 도시한 트랜지스터(721)는 산화물 반도체막(724)과 중첩하는 위치에서 절연막(727) 위에 형성된 백 게이트 전극을 더 가져도 좋다.

도 11(D)에 도시한 트랜지스터(731)는 톱 콘택트 구조의 톱 게이트형이다.

트랜지스터(731)는 절연 표면 위에 형성된 산화물 반도체막(734)과, 산화물 반도체막(734) 위에 형성된 도전막(735)과, 도전막(736)과, 산화물 반도체막(734), 도전막(735) 및 도전막(736) 위에 형성된 게이트 절연막(733)과, 게이트 절연막(733) 위에 있어서 산화물 반도체막(734)과 중첩하는 게이트 전극(732)을 갖는다. 또한, 트랜지스터(731)는 게이트 전극(732) 위에 형성된 절연막(737)을 그 구성 요소에 포함하여도 좋다.

도 11(E)에 도시한 트랜지스터(741)는 보텀 콘택트 구조의 톱 게이트형이다.

트랜지스터(741)는 절연 표면 위에 형성된 도전막(745) 및 도전막(746)과, 도전막(745) 및 도전막(746) 위에 형성된 산화물 반도체막(744)과, 산화물 반도체막(744), 도전막(745) 및 도전막(746) 위에 형성된 게이트 절연막(743)과, 게이트 절연막(743) 위에 있어서 산화물 반도체막(744)과 겹치고 있는 게이트 전극(742)을 갖는다. 또한, 트랜지스터(741)는 게이트 전극(742) 위에 형성된 절연막(747)을 그 구성 요소에 포함시켜도 좋다.

상기 도 11(A) 내지 도 11(E)에 있어서, 도전막(705) 및 도전막(706), 도전막(715) 및 도전막(716), 도전막(725) 및 도전막(726), 도전막(735) 및 도전막(736), 도전막(745) 및 도전막(746)이 되는 도전막은, 알루미늄, 크롬, 구리, 탄탈, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐으로부터 선택된 원소, 또는 상술한 원소를 성분으로 하는 합금이나, 상술한 원소를 조합한 합금막 등을 들 수 있다. 또한, 알루미늄, 구리 등의 금속막의 하측 또는 상측에 크롬, 탄탈, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐 등의 고융점 금속막을 적층시킨 구성으로 하여도 좋다. 또한, 알루미늄 또는 구리는, 내열성이나 부식성의 문제를 피하기 위하여, 고융점 금속 재료와 조합하여 사용하면 좋다. 고융점 금속 재료로서는, 몰리브덴, 티타늄, 크롬, 탄탈, 텅스텐, 네오디뮴, 스칸듐, 이트륨 등을 사용할 수 있다.

또한, 스퍼터링 등으로 형성된 산화물 반도체막 중에는, 불순물로서의 수분 또는 수소(수산기를 포함함)가 다량으로 함유되는 경우가 있다. 수분 또는 수소는, 도너 준위를 형성하기 쉬우므로, 산화물 반도체에서는 불순물이다. 그래서, 상기 도 11(A) 내지 도 11(E)에 있어서, 산화물 반도체막(704), 산화물 반도체막(714), 산화물 반도체막(724), 산화물 반도체막(734), 산화물 반도체막(744)(이하, 단순히 산화물 반도체막이라도 함) 중의 수분 또는 수소 등의 불순물을 저감(탈수화 또는 탈수소화)하기 위하여, 산화물 반도체막에 대하여, 감압 분위기하, 질소나 희 가스 등의 불활성 가스 분위기 하, 산소 가스 분위기 하, 또는 초건조 에어(CRDS(캐비티링다운 레이저 분광법) 방식의 노점계를 사용하여 측정한 경우의 수분량이 20ppm(노점 환산으로 -55℃) 이하, 바람직하게는 1ppm 이하, 바람직하게는 10ppb 이하의 공기) 분위기 하에서, 가열 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.

산화물 반도체막에 가열 처리를 실시함으로써, 산화물 반도체막 중의 수분 또는 수소를 탈리시킬 수 있다. 구체적으로는, 250℃ 이상 750℃ 이하, 바람직하게는 400℃ 이상 기판의 변형점 미만의 온도에서 가열 처리를 행하면 된다. 예를 들어, 500℃, 3분간 이상 6분간 이하 정도로 행하면 좋다. 가열 처리에 RTA법을 사용하면, 단시간에 탈수화 또는 탈수소화를 행할 수 있기 때문에, 유리 기판의 변형점을 초과하는 온도에서도 처리할 수 있다.

또한, 가열 처리 장치는, 저항 발열체 등의 발열체로부터의 열 전도 또는 열 복사에 의하여 피처리물을 가열하는 장치를 구비하여도 좋다. 예를 들어, GRTA(Gas Rapid Thermal Anneal) 장치, LRTA(Lamp Rapid Thermal Anneal) 장치 등의 RTA(Rapid Thermal Anneal) 장치를 사용할 수 있다. LRTA 장치는 할로겐 램프, 메탈 할라이드 램프, 크세논 아크 램프, 카본 아크 램프, 고압 나트륨 램프, 고압 수은 램프 등의 램프로부터 방출되는 광(전자파)의 복사에 의하여 피처리물을 가열하는 장치이다. GRTA 장치는, 고온의 가스를 사용하여 가열 처리를 행하는 장치이다. 기체에는, 아르곤 등의 희 가스, 또는 질소와 같이 가열 처리에 의하여 피처리물과 반응하지 않는 불활성 기체가 사용된다.

가열 처리에 있어서는, 질소, 또는 헬륨, 네온, 아르곤 등의 희 가스에, 수분 또는 수소 등이 포함되지 않는 것이 바람직하다. 또는, 가열 처리 장치에 도입하는 질소, 또는 헬륨, 네온, 아르곤 등의 희 가스의 순도를, 6N(99.9999%) 이상, 바람직하게는 7N(99.99999%) 이상, (즉, 불순물 농도를 1ppm 이하, 바람직하게는 0.1ppm 이하)로 하는 것이 바람직하다.

또한, "산화물 반도체는 불순물에 대하여 민감하지 않고, 막 중에는 많은 금속 불순물이 포함되어도 문제가 되지 않고, 나트륨과 같은 알칼리 금속이 다량 포함되는 저렴한 소다 석회 유리(soda-lime glass)도 사용할 수 있다"는 지적이 있다(Kamiya, Nomura, and Hosono, "Carrier Transport Properties and Electronic Structures of Amorphous Oxide Semiconductors: The present status", KOTAI BUTSURI (SOLID STATE PHYSICS), 2009, Vol. 44, pp. 621-633). 그러나, 이와 같은 지적은 적절하지 않다. 알칼리 금속은 산화물 반도체를 구성하는 원소가 아니기 때문에, 불순물이다. 알칼리 토류 금속도 산화물 반도체를 구성하는 원소가 아닌 경우에 있어서 불순물이 된다. 특히, 알칼리 금속 중 Na는, 산화물 반도체막에 접하는 절연막이 산화물인 경우, 상기 절연막 중에 확산되어 Na⁺가 된다. 또한, Na는 산화물 반도체막 내에 있어서, 산화물 반도체를 구성하는 금속과 산소의 결합을 분단하거나, 또는 그 결합 중에 들어간다. 결과적으로, 예를 들어 임계 값 전압이 마이너스 방향으로 시프트하는 것으로 인한 노멀리 온(Normally-On)화, 이동도의 저하 등의 트랜지스터의 특성 열화가 일어나, 게다가 특성의 변동도 일어난다. 이 불순물에 의하여 초래되는 트랜지스터의 특성 열화와 특성의 변동은, 산화물 반도체막 중의 수소 농도가 충분히 낮은 경우에 있어서 현저히 나타난다. 따라서, 산화물 반도체막 중의 수소 농도가 5×10¹⁹/cm^-3 이하, 특히 5×10¹⁸/cm^-3 이하인 경우에는, 상기 불순물의 농도를 저감하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 2차 이온 질량 분석법(SIMS)에 의한 Na 농도의 측정값은 5×10¹⁶/cm³ 이하, 바람직하게는 1×10¹⁶/cm³ 이하, 더 바람직하게는 1×10¹⁵/cm³ 이하로 하면 좋다. 마찬가지로, Li 농도의 측정값은 5×10¹⁵/cm³ 이하, 바람직하게는 1×10¹⁵/cm³ 이하로 하면 좋다. 마찬가지로, K 농도의 측정값은 5×10¹⁵/cm³ 이하, 바람직하게는 1×10¹⁵/cm³ 이하로 하면 좋다.

산화물 반도체막 중의 수소의 농도를 저감시키고 고순도화함으로써, 산화물 반도체막의 안정화를 도모할 수 있다. 또한, 유리 전이 온도 이하의 가열 처리로, 수소 결함에 기인하는 캐리어 밀도가 적고, 밴드 갭이 넓은 산화물 반도체막을 형성할 수 있다. 따라서, 대면적 기판을 사용하여 트랜지스터를 제작할 수 있고, 양산성을 높일 수 있다. 또한, 상기 수소 농도가 저감되어 고순도화된 산화물 반도체막을 사용함으로써, 내압성이 높고, 오프 전류가 현저히 낮은 트랜지스터를 제작할 수 있다. 상기 가열 처리는, 산화물 반도체막의 형성 이후라면, 언제라도 행할 수 있다.

또한, 산화물 반도체막(704)에 접하는 게이트 절연막(703), 절연막(707), 게이트 절연막(713), 게이트 절연막(723), 절연막(727), 게이트 절연막(733), 게이트 절연막(743) 등의 절연막에는 산소를 포함하는 무기 재료(산화 실리콘, 질화산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 산화 알루미늄, 또는 산화질화 알루미늄 등)를 사용할 수 있다. 산소를 포함하는 무기 재료를 상기 절연막에 사용함으로써, 수분 또는 수소를 저감시키기 위한 가열 처리에 의하여 산화물 반도체막 중에 산소 결손이 발생하였다고 하여도, 산화물 반도체막에 상기 절연막으로부터 산소를 공급하고, 도너가 되는 산소 결손을 저감시켜 화학량론적 조성비를 충족시키는 구성으로 할 수 있다. 따라서, 채널 형성 영역을 i형에 가깝게 할 수 있고, 산소 결손에 의한 트랜지스터(701), 트랜지스터(711), 트랜지스터(721), 트랜지스터(731), 트랜지스터(741)의 전기 특성의 변동을 경감시켜 전기 특성의 향상을 실현할 수 있다.

또한, 산화물 반도체막(704)에 접하는 게이트 절연막(703), 절연막(707), 게이트 절연막(713), 게이트 절연막(723), 절연막(727), 게이트 절연막(733), 게이트 절연막(743) 등의 절연막은 제 13 족 원소 및 산소를 포함하는 절연 재료를 사용하여도 좋다. 산화물 반도체에는, 제 13 족 원소를 포함하는 경우가 많고, 제 13 족 원소를 포함하는 절연 재료는 산화물 반도체와의 상성이 좋으며, 이것을 산화물 반도체막에 접하는 절연막에 사용함으로써, 산화물 반도체막과의 계면의 상태를 양호하게 유지할 수 있다.

제 13 족 원소를 함유한 절연 재료란 절연 재료에 하나 또는 복수의 제 13 족 원소를 함유한 것을 가리킨다. 제 13 족 원소를 함유한 절연 재료로서는, 예를 들어, 산화 갈륨, 산화 알루미늄, 산화 알루미늄 갈륨, 산화갈륨 알루미늄 등이 있다. 여기서, 산화 알루미늄 갈륨이란 갈륨의 함유량(at.%)보다 알루미늄의 함유량(at.%)이 많은 것을 가리키고, 산화갈륨 알루미늄이란, 갈륨의 함유량(at.%)이 알루미늄의 함유량(at.%) 이상인 것을 가리킨다.

예를 들어, 갈륨을 함유하는 산화물 반도체막에 접하여 절연막을 형성하는 경우에, 절연막에 산화 갈륨을 포함하는 재료를 사용함으로써 산화물 반도체막과 절연막의 계면 특성을 양호하게 유지할 수 있다. 예를 들어, 산화물 반도체막과 산화 갈륨을 포함하는 절연막을 접하여 형성함으로써, 산화물 반도체막과 절연막의 계면에 있어서의 수소의 파일 업을 저감할 수 있다. 또한, 절연막에 산화물 반도체의 성분 원소와 동일한 족의 원소를 사용하는 경우에는, 같은 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 산화 알루미늄을 포함하는 재료를 사용하여 절연막을 형성하는 것도 유효하다. 또한, 산화 알루미늄은, 물을 투과시키기 어렵다는 특성을 갖고 있기 때문에, 상기 재료를 사용하는 것은, 산화물 반도체막에 물이 침입하는 것을 방지한다는 점에 있어서도 바람직하다.

본 실시형태는 상기 실시형태와 조합하여 실시할 수 있다.

(실시예 1)

본 발명의 일 형태에 의하여, 크로스 토크의 발생을 억제하면서, 저소비 전력이고 밝은 화상을 표시할 수 있는 3차원 화상의 표시 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 상기 표시 장치를 사용한 전자 기기는, 저소비 전력이고 선명한 3차원 화상을 표시할 수 있다.

구체적으로는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치는, 화상 표시 장치, 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치(대표적으로는 DVD: Digital Versatile Disc 등의 기록 매체를 재생하여, 그 화상을 표시할 수 있는 디스플레이를 갖는 장치)에 사용할 수 있다. 그 외에 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 사용할 수 있는 전자 기기로서 휴대 전화, 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 전자 서적 등을 들 수 있다. 이들의 전자 기기의 구체적인 예를 도 12(A) 내지 도 12(C)에 도시한다.

도 12(A)는 화상 표시 장치이며, 화상 표시부용 케이스(5001), 화상 표시부에 상당하는 표시부(5002), 스피커부(5003), 차광부에 상당하는 고글(5004) 등을 포함한다. 고글(5004)은 오른쪽 눈용 셔터(5005)와 왼쪽 눈용 셔터(5006)를 갖는다. 또한, 표시부(5002)에 있어서의 오른쪽 눈용 화상, 또는 왼쪽 눈용 화상의 표시에 동기하도록 오른쪽 눈용 셔터(5005)와 왼쪽 눈용 셔터(5006)의 투과율을 제어하는 제어부는, 고글(5004)에 형성되어도 좋고, 화상 표시부용 케이스(5001) 내에 형성되어도 좋다. 화상 표시 장치에 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 사용함으로써 저소비 전력이고, 선명한 3차원 화상을 표시할 수 있는 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

화상 표시 장치에는 퍼스널 컴퓨터용, TV 방송 수신용, 광고 표시용 등의 모든 정보 표시용 표시 장치가 포함된다.

도 12(B)는 노트북형 퍼스널 컴퓨터이며, 화상 표시부용 케이스(5201), 화상 표시부에 상당하는 표시부(5202), 키 보드(5203), 포인팅 디바이스(5204), 차광부에 상당하는 고글(5206) 등을 포함한다. 고글(5206)은 오른쪽 눈용 셔터(5207)와 왼쪽 눈용 셔터(5208)를 갖는다. 또한, 표시부(5202)에 있어서의 오른쪽 눈용 화상, 또는 왼쪽 눈용 화상의 표시에 동기하도록 오른쪽 눈용 셔터(5207)와 왼쪽 눈용 셔터(5208)의 투과율을 제어하는 제어부는, 고글(5206)에 형성되어도 좋고, 화상 표시부용 케이스(5201) 내에 형성되어도 좋다. 노트북형 퍼스널 컴퓨터에 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 사용함으로써 저소비 전력이고, 선명한 3차원 화상을 표시할 수 있는 노트북형 퍼스널 컴퓨터를 제공할 수 있다.

도 12(C)는 기록 매체를 구비한 휴대형 화상 재생 장치(구체적으로는 DVD 재생 장치)이며, 화상 표시부용 케이스(5401), 화상 표시부에 상당하는 표시부(5402), 기록 매체(DVD 등) 판독부(5403), 조작 키(5404), 스피커부(5405), 차광부에 상당하는 고글(5407) 등을 포함한다. 고글(5407)은 오른쪽 눈용 셔터(5408)와 왼쪽 눈용 셔터(5409)를 갖는다. 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치에는, 가정용 게임 기기 등도 포함된다. 또한, 표시부(5402)에 있어서의 오른쪽 눈용 화상, 또는 왼쪽 눈용 화상의 표시에 동기하도록 오른쪽 눈용 셔터(5408)와 왼쪽 눈용 셔터(5409)의 투과율을 제어하는 제어부는, 고글(5407)에 형성되어도 좋고, 화상 표시부용 케이스(5401) 내에 형성되어도 좋다. 화상 재생 장치에 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 사용함으로써 저소비 전력이고, 선명한 3차원 화상을 표시할 수 있는 화상 재생 장치를 제공할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 적용 범위는 극히 넓고, 다양한 분야의 전자 기기에 사용할 수 있다.

본 실시예는 상기 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.

100: 표시 장치
101: 화상 표시부
102: 차광부
103: 제어부
104: 화소부
105: 화소
106: 스위칭용 트랜지스터
107: 발광 소자
108: 구동용 트랜지스터
109: 신호원
110: 왼쪽 눈용 셔터
111: 오른쪽 눈용 셔터

Claims

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표시 장치로서,
복수의 화소를 포함하는 화소부;
제 1 셔터 및 제 2 셔터를 포함하는 차광부;
공통 전위를 출력하는 신호원; 및
상기 제 1 셔터 및 상기 제 2 셔터의 투과율과 상기 신호원으로부터 출력되는 상기 공통 전위의 레벨을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 복수의 화소의 각각은 화소 전극; 및 상기 공통 전위가 공급되는 공통 전극을 포함하는 발광 소자와, 전원 전위가 공급되는 제 1 단자; 및 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되는 제 2 단자를 포함하는 제 1 트랜지스터를 포함하고,
상기 제 1 셔터 및 상기 제 2 셔터가 차광 상태에 있고, 상기 공통 전위가 상기 화소부에 화상 신호를 공급하는 동안 상기 발광 소자가 광을 방출하는 것을 허용하지 않는 전위가 되도록, 상기 투과율과 상기 레벨은 상기 화소부에서 행해지는 상기 화소부에 대한 상기 화상 신호의 공급, 오른쪽 눈용 화상의 표시, 및 왼쪽 눈용 화상의 표시와 동기화되고,
상기 제 1 트랜지스터는 In-Ga-Zn계 산화물 반도체의 활성층을 갖고,
드레인 전압이 1V 내지 10V인 범위에서 상기 제 1 트랜지스터의 채널 폭의 마이크로미터당 오프 전류의 밀도는 100 zA/μm 이하인, 표시 장치.
표시 장치로서,
화상 표시 영역;
제 1 셔터 및 제 2 셔터를 포함하는 차광부; 및
상기 제 1 셔터 및 상기 제 2 셔터가 차광 상태에 있고, 전위가 화소에 화상 신호를 공급하는 동안 전계 발광층이 광을 방출하는 것을 허용하지 않는 전위가 되도록, 상기 제 1 셔터 및 상기 제 2 셔터의 투과율과 신호원으로부터 출력되는 상기 전위의 레벨을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 화상 표시 영역은,
제 1 트랜지스터, 제 2 트랜지스터, 화소 전극, 공통 전극, 및 상기 전계 발광층을 포함하는 상기 화소; 및
상기 공통 전극에 전기적으로 접속되는 상기 신호원을 포함하고,
상기 제 1 트랜지스터의 제 1 단자는 상기 제 2 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되고,
상기 제 2 트랜지스터의 제 1 단자는 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되고,
상기 전계 발광층은 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 있고,
상기 신호원은 상기 공통 전극에 전위를 공급하고,
상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터 각각은 In-Ga-Zn계 산화물 반도체의 활성층을 갖고,
드레인 전압이 1V 내지 10V인 범위에서 상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터 각각의 채널 폭의 마이크로미터당 오프 전류의 밀도는 100 zA/μm 이하인, 표시 장치.
삭제
제 2 항에 있어서,
상기 화상 신호가 공급되는 제 1 단자; 및
상기 제 1 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되는 제 2 단자를 포함하는 제 2 트랜지스터를 더 포함하는, 표시 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 셔터 및 상기 제 2 셔터는 액정 소자를 사용하는, 표시 장치.
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제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 활성층의 수소 농도는 5×10¹⁹/cm³ 이하인, 표시 장치.
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