KR20120103463A - 전기 광학 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

(과제) 데이터선(114)의 전위 변동에 기인하는 노이즈의 영향을 받기 어렵게 하여, 발광 소자(150)에 흘리는 전류를 제어한다.
(해결 수단) 서로 교차하는 주사선(112) 및 데이터선(114)과, 이들 교차에 대응하여 형성된 화소 회로(110)와, 실드 배선(81a, 81b)을 갖는다. 화소 회로(110)는, 발광 소자(150)와, 발광 소자(150)에 흐르는 전류를 제어하는 트랜지스터(140)와, 트랜지스터(140)의 게이트 노드(g)와 데이터선(114)과의 사이에서, 주사선(112)에 공급되는 주사 신호에 따라 도통 상태가 제어되는 트랜지스터(130)를 구비하고, 실드 배선(81a, 81b)은, 평면에서 보았을 때에 데이터선(114)과 트랜지스터(140)와의 사이에 형성되어 있다.

Description

전기 광학 장치 및 전자 기기{ELECTRO-OPTICAL DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은 전기 광학 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
최근, 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, 이하 「OLED」라고 함) 등의 발광 소자를 이용한 전기 광학 장치가 제안되어 있다. 이러한 전기 광학 장치에서는, 주사선과 데이터선과의 교차에 대응하여 화소 회로가 형성된다. 당해 화소 회로는, 상기 발광 소자와, 스위칭 트랜지스터와, 구동 트랜지스터를 포함하는 구성이 일반적이다(특허문헌 1 참조). 여기에서, 스위칭 트랜지스터는, 데이터선과 구동 트랜지스터의 게이트와의 사이에 있어서 주사선의 선택 기간에 온(on)되고, 이에 따라, 게이트에 데이터선에 공급된 전위가 보지(保持; holding)된다. 그리고, 구동 트랜지스터가, 당해 게이트의 보지 전위(holding potential)에 따른 전류를 발광 소자에 흘리는 구성으로 되어 있다.
일본공개특허공보 2007-310311호
그런데, 표시 사이즈의 소형화, 표시의 고정세화(high definition)가 요구되는 용도에서는, 데이터선과 구동 트랜지스터가 서로 접근하여, 용량 결합하는 정도가 높아진다. 이 때문에, 데이터선이 전위 변동하면, 당해 전위 변동이 기생 용량(parasitic capacitance)을 통하여 구동 트랜지스터의 각부, 특히 게이트에 일종의 노이즈로서 전파되어, 당해 게이트의 보지 전위를 변동시켜 버린다. 따라서, 목적으로 하는 전류를 발광 소자에 흘릴 수 없게 되기 때문에, 표시 품위를 저하시켜 버린다는 문제가 지적되었다.
본 발명은, 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적의 하나는, 데이터선의 전위 변동에 기인하는 노이즈에 의해 표시 품위가 저하되는 것을 방지하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 전기 광학 장치에 있어서는, 서로 교차하는 주사선 및 데이터선과, 상기 주사선과 상기 데이터선과의 교차에 대응하여 형성된 화소 회로와, 실드(shield) 배선을 갖고, 상기 화소 회로는, 발광 소자와, 상기 발광 소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 데이터선과의 사이에 접속되어, 상기 주사선에 공급되는 주사 신호에 따라 도통 상태가 제어되는 스위칭 트랜지스터를 구비하고, 상기 실드 배선은, 평면에서 보았을 때에 상기 데이터선과 상기 구동 트랜지스터와의 사이에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 데이터선을 발생원으로 하는 노이즈는, 화소 회로의 구동 트랜지스터에 도달하기 전에 실드 배선에 의해 흡수된다. 이 때문에, 구동 트랜지스터는, 노이즈 등의 영향을 받기 어려워지기 때문에, 표시 품위의 저하를 방지하는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서, 상기 실드 배선과 상기 데이터선과의 거리는, 상기 실드 배선과 상기 구동 트랜지스터와의 거리보다도 짧게 하는 태양이 바람직하다. 이 태양에 의하면, 노이즈 등의 영향을 보다 확실하게 억제하는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서, 상기 실드 배선에 대해서는, 전기적으로 어느 부분에 접속되어 있지 않은 하이 임피던스(부유; floating) 상태라도, 예를 들면 시간적으로 일정 전위의 급전선에 용량 결합하고 있으면, 노이즈를 흡수할 수 있지만, 시간적으로 일정한 전위로 직접적으로 접속되어 있는 구성이 바람직하다. 이러한 구성에 있어서, 상기 화소 회로는, 고위측의 전원선과 저위측의 전원선과의 사이의 경로에 있어서 상기 발광 소자와 상기 구동 트랜지스터가 직렬로 접속되고, 상기 실드 배선은, 상기 고위측의 전원선 또는 상기 저위측의 전원선에 접속된 태양으로 하면, 이미 존재하는 전원선에 접속하는 것만으로 충분하다.
또한, 이러한 태양에 있어서, 상기 화소 회로는, 상기 실드 배선이 상기 고위측의 전원선 또는 상기 저위측의 전원선에 접속되는 부분을 갖는 구성으로 하면, 실드 배선의 저(低)임피던스화가 도모되기 때문에, 노이즈를 보다 확실하게 흡수하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 있어서, 일단(一端)이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속된 보지 용량(holding capacitor)을 갖는 구성이 바람직하다. 이 구성에 있어서, 상기 실드 배선은, 평면에서 보았을 때에 상기 보지 용량을 덮도록 하면, 보지 용량에 의한 보지 전압이 노이즈에 의해 영향을 받기 어렵게 하는 것도 가능해진다.
또한, 상기 목적은, 서로 교차하는 주사선 및 데이터선과, 상기 주사선과 상기 데이터선과의 교차에 대응하여 형성된 화소 회로와, 실드 배선을 갖고, 상기 화소 회로는, 발광 소자와, 상기 발광 소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터와, 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 데이터선과의 사이에서, 상기 주사선에 공급되는 주사 신호에 따라 도통 상태가 제어되는 스위칭 트랜지스터를 구비하고, 상기 실드 배선은, 단면(斷面)에서 보았을 때에 상기 데이터선과 상기 구동 트랜지스터와의 사이에 형성되어, 평면에서 보았을 때에 상기 데이터선 또는 상기 구동 트랜지스터의 적어도 일부와 겹치는 구성에 의해서도 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기 광학 장치는, 각종의 전자 기기에 적용 가능하다. 전형적으로는, 표시 장치로서, 전자 기기로서는 퍼스널 컴퓨터나 휴대 전화기를 들 수 있다. 특히 본원 발명은, 보지 용량을 충분히 확보할 수 없을 때라도, 데이터선으로부터의 노이즈가, 화소 회로의 구동 트랜지스터에 도달하기 전에 실드 배선에 흡수되어, 이에 따라 표시 품위의 저하를 방지할 수 있기 때문에, 예를 들면 헤드 마운트 디스플레이용이나 프로젝터와 같이 축소 화상을 형성하는 표시 장치에 적합하다. 단, 본 발명에 따른 전기 광학 장치의 용도는, 표시 장치로 한정되지 않는다. 예를 들면, 광선의 조사에 의해 감광체 드럼 등의 상 담지체(image carrier)에 잠상(latent image)을 형성하기 위한 노광 장치(광헤드)에도 적용 가능하다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 전기 광학 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 전기 광학 장치에 있어서의 화소 회로의 등가 회로를 나타내는 도면이다.
도 3은 전기 광학 장치의 표시 동작을 나타내는 도면이다.
도 4는 화소 회로의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4에 있어서의 E-e선에 따른 단면 구성을 나타내는 부분 단면도이다.
도 6은 화소 회로에 있어서의 데이터선으로부터의 노이즈 흡수를 나타내는 도면이다.
도 7은 화소 회로에 있어서의 각종의 기생 용량을 나타내는 도면이다.
도 8은 화소 회로에 있어서의 각종의 기생 용량을 모델화한 도면이다.
도 9는 크로스 토크(crosstalk)의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 제2 실시 형태에 따른 전기 광학 장치의 화소 회로의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 10에 있어서의 F-f선에 따른 단면 구성을 나타내는 부분 단면도이다.
도 12는 제3 실시 형태에 따른 전기 광학 장치의 화소 회로의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 13은 도 12에 있어서의 H-h선에 따른 단면 구성을 나타내는 부분 단면도이다.
도 14는 제4 실시 형태에 따른 전기 광학 장치의 화소 회로의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 15는 제5 실시 형태에 따른 전기 광학 장치의 화소 회로의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 16은 제6 실시 형태에 따른 전기 광학 장치의 화소 회로의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 17은 도 16에 있어서의 J-j선에 따른 단면 구성을 나타내는 부분 단면도이다.
도 18은 제7 실시 형태에 따른 전기 광학 장치의 화소 회로의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 19는 다른 예에 따른 화소 회로의 등가 회로를 나타내는 도면이다.
도 20은 전기 광학 장치를 적용한 전자 기기(전자 기기 1)를 나타내는 도면이다.
도 21은 전기 광학 장치를 적용한 전자 기기(전자 기기 2)를 나타내는 도면이다.
도 22는 전기 광학 장치를 적용한 전자 기기(전자 기기 3)를 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
＜제1 실시 형태＞
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 전기 광학 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 전기 광학 장치(1)는, 복수의 화소 회로(110)에 의해 화상을 표시하는 것이다.
이 도면에 나타나는 바와 같이, 전기 광학 장치(1)는, 소자부(100), 주사선 구동 회로(210) 및 데이터선 구동 회로(220)를 포함한 구성으로 되어 있다.
이 중, 소자부(100)에는, m행의 주사선(112)이 도면에 있어서 행(X) 방향을 따라 형성되고, n열의 데이터선(114)이, 열(Y) 방향을 따르고, 그리고, 각 주사선(112)과 서로 전기적으로 절연을 유지하도록 형성되어 있다. 화소 회로(110)는, m행의 주사선(112)과 n열의 데이터선(114)과의 각 교차에 대응하여, 각각 배열되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 화소 회로(110)가 세로 m행×가로 n열로 매트릭스 형상으로 배열되게 된다. 또한, m, n은 모두 자연수이다.
각 화소 회로(110)에는, 전원선(116)이 각각 공통으로 접속되어, 소자 전원의 고위측의 전위(Vel)를 급전한다. 또한, 도 1에서는 생략되어 있지만, 후술하는 바와 같이 공통 전극이 각 화소 회로(110)에 걸쳐 형성되어, 소자 전원의 저위측의 전위(Vct)를 급전한다. 이들 전위(Vel, Vct)는, 도시 생략한 전원 회로에 의해 생성된다.
또한, 주사선(112) 및 화소 회로(110)의 행을 편의상 구별하기 위해, 도 1에 있어서 위에서부터 순서대로 1행, 2행, 3행, …, (m-1)행, m행이라고 부르는 경우가 있다. 마찬가지로 데이터선(114) 및 화소 회로(110)의 열을 편의상 구별하기 위해, 도 1에 있어서 왼쪽에서부터 순서대로 1열, 2열, 3열, …, (n-1)열, n열이라고 부르는 경우가 있다.
전기 광학 장치(1)에서는, 매트릭스 형상으로 화소 회로(110)가 배열되는 영역의 주변에 주사선 구동 회로(210) 및 데이터선 구동 회로(220)가 배치되어 있다. 주사선 구동 회로(210) 및 데이터선 구동 회로(220)는, 도시 생략한 컨트롤러에 의해 동작이 제어된다. 또한, 데이터선 구동 회로(220)에는, 각 화소 회로(110)에서 표현해야 할 계조(휘도)를 지정하는 계조 데이터가 상기 컨트롤러로부터 공급된다.
주사선 구동 회로(210)는, 각 프레임에 있어서 1?m째행을 순차 선택하는 것이다. 일 예로서, 주사선 구동 회로(210)는, 1, 2, 3, …, (m-1), m째행의 주사선(112)에 각각 주사 신호 Gwr(1), Gwr(2), Gwr(3), …, Gwr(m-1), Gwr(m)을 공급하는 것이며, 프레임에 있어서 각 주사 신호를 순차 배타적으로 H레벨로 한다. 또한, 본 설명에 있어서, 프레임이란, 1컷(화면)분의 화상을 전기 광학 장치(1)에 표시시키는데 요하는 기간을 말하고, 수직 주사 주파수가 60Hz이면, 그 1주기분의 16.67밀리초의 기간을 말한다.
데이터선 구동 회로(220)는, 주사선 구동 회로(210)에 의해 선택된 행에 위치하는 화소 회로(110)에 대하여, 당해 화소 회로(110)의 계조 데이터에 따른 전위의 데이터 신호를, 데이터선(114)을 통하여 공급하는 것이다. 편의상, 1, 2, 3, …, (n-1), n째열의 데이터선(114)에 각각 공급되는 데이터 신호를, Vd(1), Vd(2), Vd(3), …, Vd(n-1), Vd(n)으로 표기하고 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여, 화소 회로(110)의 등가 회로에 대해서 설명한다. 또한, 도 2에는, i째행 및 당해 i째행에 대하여 하측에서 서로 이웃하는 (i＋1)째행의 주사선(112)과, j째열 및 당해 j째열에 대하여 우측에서 서로 이웃하는 (j＋1)째열의 데이터선(114)과의 교차에 대응하는 2×2의 합계 4화소분의 화소 회로(110)가 나타나 있다. 여기에서, i, (i＋1)은, 화소 회로(110)가 배열되는 행을 일반적으로 나타내는 경우의 기호로서, 1 이상 m 이하의 정수이다. 마찬가지로, j, (j＋1)은, 화소 회로(110)가 배열되는 열을 일반적으로 나타내는 경우의 기호로서, 1 이상 n 이하의 정수이다.
도 2에 나타나는 바와 같이, 각 화소 회로(110)는, N채널형의 트랜지스터(130, 140)와, 보지 용량(135)과, 발광 소자(150)를 갖는다. 각 화소 회로(110)에 대해서는 서로 동일 구성이기 때문에, i행 j열에 위치하는 것으로 대표하여 설명한다. i행 j열의 화소 회로(110)에 있어서, 트랜지스터(130)는, 스위칭 트랜지스터로서 기능하는 것으로, 그 게이트 노드는 i째행의 주사선(112)에 접속되는 한편, 그 드레인 노드는 j째열의 데이터선(114)에 접속되고, 그 소스 노드는 보지 용량(135)의 일단과, 트랜지스터(140)의 게이트 노드에 각각 접속되어 있다.
보지 용량(135)의 타단은, 트랜지스터(140)의 소스 노드 및 발광 소자(150)의 양극에 각각 접속되어 있다. 한편, 트랜지스터(140)의 드레인 노드는, 전원선(116)에 접속되어 있다.
편의상, i행 j열의 화소 회로(110)에 있어서, 트랜지스터(130)의 드레인 노드를 대문자의 D로 표기하고, 트랜지스터(140)의 게이트 노드(트랜지스터(130)의 소스 노드 및 보지 용량(135)의 일단)를 소문자의 g로 표기하고 있다. 특히 i행 j열의 트랜지스터(140)의 게이트 노드에 대해서는 g(i, j)로 표기하고 있다.
또한, 트랜지스터(140)의 드레인 노드(전원선(116))를 소문자의 d로 표기하고, 트랜지스터(140)의 소스 노드(발광 소자(150)의 양극)를 소문자의 s로 표기하고 있다.
발광 소자(150)의 음극은, 각 화소 회로(100)에 걸쳐 공통 전극(118)에 접속되어 있다. 이 공통 전극(118)은, 각 화소 회로(110)의 발광 소자(150)에 걸쳐 공통이다. 발광 소자(150)는, 유기 EL 재료로 이루어지는 발광층을, 서로 대향하는 양극과 음극으로 협지한 OLED이며, 양극으로부터 음극을 향하여 흐르는 전류에 따른 휘도로 발광한다.
또한, 도 2에 있어서, Gwr(i), Gwr(i＋1)은, 각각 i, (i＋1)째행의 주사선(112)에 공급되는 주사 신호를 나타내고 있다. 또한, Vd(j), Vd(j+1)은, 각각 j, (j＋1)째열의 데이터선(114)에 공급되는 데이터 신호를 나타내고 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 데이터선(114)의 근방에는, 실드 배선이 형성되지만, 실드 배선의 상세에 대해서는 후술하기로 한다.
다음으로, 전기 광학 장치(1)의 표시 동작에 대해서 도 3을 참조하여 간단히 설명한다. 도 3은, 주사 신호 및 데이터 신호의 파형의 일 예를 나타내는 도면이다.
이 도면에 나타나는 바와 같이, 주사 신호 Gwr(1), Gwr(2), Gwr(3), …, Gwr(m-1), Gwr(m)은, 주사선 구동 회로(210)에 의해 각 프레임에 걸쳐 수평 주사 기간(H)마다 순차로 배타적으로 H레벨이 된다.
여기에서, i째행의 주사선(112)이 선택되어 주사 신호(Gwr(i))가 H레벨이 되었을 때, j째열의 데이터선(114)에는, i행 j열의 화소 회로(110)의 계조 데이터에 따른 전위의 데이터 신호(Vd(j))가 데이터선 구동 회로(220)에 의해 공급된다.
i행 j열의 화소 회로(110)에 있어서 주사 신호(Gwr(i))가 H레벨이 되면, 트랜지스터(130)가 온되기 때문에, 게이트 노드(g(i,j))가 j째열의 데이터선(114)에 전기적으로 접속된 상태가 된다. 이 때문에, 게이트 노드(g(i,j))의 전위는, 도 3에 있어서 위 화살표로 나타나는 바와 같이, 데이터 신호(Vd(j))의 전위가 된다. 이때, 트랜지스터(140)는, 게이트 노드(g(i,j))의 전위에 따른 전류를 발광 소자(150)에 흘려, 보지 용량(135)이, 이때의 트랜지스터(140)에 있어서의 게이트?소스 간의 전압을 보지한다. i째행의 주사선(112)의 선택이 종료되어 주사 신호(Gwr(i))가 L레벨이 되었을 때, 트랜지스터(130)가 오프된다.
트랜지스터(130)가 온에서 오프로 전환되어도, 당해 트랜지스터(130)가 온되어 있었을 때의, 트랜지스터(140)의 게이트?소스 간의 전압은 보지 용량(135)에 의해 보지되어 있다. 이 때문에, 트랜지스터(130)가 오프되어도, 트랜지스터(140)는, 보지 용량(135)에 의한 보지 전압에 따른 전류를, 차회 i째행의 주사선(112)이 재차 선택될 때까지, 발광 소자(150)에 계속 흘린다. 이 때문에, i행 j열의 화소 회로(110)에 있어서의 발광 소자(150)는, i째행이 선택되었을 때의 데이터 신호(Vd(j))의 전위에 따른 휘도로, 즉 i행 j열의 계조 데이터에 따른 휘도로, 1 프레임에 상당하는 기간에 걸쳐 계속 발광하게 된다.
또한, i째행에 있어서는, j째열 이외의 화소 회로(110)에서도, 대응하는 데이터선(114)에 공급된 데이터 신호의 전위에 따른 휘도로 발광한다. 또한, 여기에서는 i째행의 주사선(112)에 대응하는 화소 회로(110)로 설명하고 있지만, 주사선(112)은, 1, 2, 3, …, (m-1), m째행이라는 순서로 선택되는 결과, 화소 회로(110)의 각각은, 각각 계조 데이터에 따른 휘도로 발광하게 된다. 이러한 동작은, 프레임마다 반복된다.
또한, 도 3에 있어서는, 주사 신호의 전위 스케일보다도, 데이터 신호(Vd(j)), 게이트 노드(g(i,j))의 전위 스케일을 편의상 확대하고 있다.
그런데, 데이터 신호는, 선택된 행에 위치하는 화소의 계조 데이터에 따른 전위가 되기 때문에, 데이터선(114)은, 표시 내용에 따라서 시시각각 전위 변동한다. 예를 들면 j째열의 데이터선(114)에는, 도 3에 나타나는 바와 같은 데이터 신호(Vd(j))가 공급되기 때문에, 수평 주사 기간(H)마다 전위 변동하게 된다.
데이터선(114)이, 화소 회로(110)의 각부와 용량 결합하고 있으면, 데이터선(114)의 전위 변동은, 화소 회로(110)의 각부의 전위에 악영향을 미쳐 버린다. 특히 표시 사이즈의 소형화나 표시의 고정세화가 요구되는 용도에서는, 예를 들면 표시 사이즈가 대각으로 1인치 미만에서 1280×720픽셀 이상의 해상도를 갖는 마이크로 디스플레이 등에서는, 보지 용량(135)과 비교하여 각부의 기생 용량이 상대적으로 커지기 때문에, 그 영향이 현저하게 나타난다. 특히, 트랜지스터(140)의 게이트 노드(g) 및 소스 노드(s)의 전위는, 발광 소자(150)에 흘리는 전류를 규정하기 때문에, 이 부분의 전위 변동은, 표시 이상이나 후술하는 크로스 토크 등의 발생을 초래하여, 표시 품위를 크게 저하시키는 요인이 된다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 화소 회로(110)를 다음과 같이 구성하여, 데이터선의 전위 변동에 기인하는 노이즈의 영향을 받기 어렵게 하고 있는 것이다.
이 화소 회로(110)의 구조에 대해서, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4는, 세로 및 가로 방향으로 서로 이웃하는 4개의 화소 회로(110)의 구성을 나타내는 평면도이고, 도 5는, 도 4에 있어서의 E-e선에 따른 부분 단면도이다.
또한, 도 4는, 톱 이미션(top emission)의 화소 회로(110)를 관찰측으로부터 평면에서 본 경우의 배선 구조를 나타내고 있지만, 간략화를 위해, 발광 소자(150)에 있어서의 화소 전극(양극) 이후에 형성되는 구조체를 생략하고 있다. 도 5에 있어서는, 발광 소자(150)의 화소 전극까지를 나타내고, 이후의 구조체를 생략하고 있다. 또한, 이하의 각 도면에 있어서는, 각 층, 각 부재, 각 영역 등을 인식 가능한 크기로 하기 위해, 축척을 상이하게 하고 있다.
우선, 도 5에 나타나는 바와 같이, 기초가 되는 기판(2)에는, 폴리실리콘막을 섬 형상으로 패터닝한 반도체층(130a, 140a)이 각각 형성되어 있다. 반도체층(130a)은, 트랜지스터(130)를 구성하는 것이고, 반도체층(140a)은, 트랜지스터(140)를 구성하는 것이다. 여기에서, 반도체층(130a)은, 평면에서 보았을 때에 도 4에 나타나는 바와 같이, 후에 형성되는 주사선(112)을 따른 가로 방향으로 긴 쪽이 연재(extending)되는 직사각형으로 형성되어 있다. 한편, 반도체층(140a)은, 평면에서 보았을 때에 후에 형성되는 데이터선(114)을 따른 세로 방향으로 긴 쪽이 연재되는 직사각형으로 형성되어 있다.
도 5에 나타나는 바와 같이, 반도체층(130a, 140b)의 거의 전면(全面)을 덮도록 게이트 절연막(10)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(10)의 표면에는, 알루미늄이나 탄탈 등의 게이트 배선층이 형성됨과 함께, 당해 게이트 배선층을 패터닝함으로써, 주사선(112) 및 게이트 전극층(21)이 각각 형성되어 있다.
주사선(112)은, 도 4에 있어서 가로 방향으로 연재됨과 함께, 화소 회로(110)마다 아래 방향을 향하여 분기된 부분을 갖고, 당해 분기 부분이, 반도체층(130a)의 중앙부에서 겹치고 있다. 반도체층(130a) 중, 주사선(112)의 분기 부분과 겹친 영역이 채널 영역(130c)으로 되어 있다(도 5 참조). 또한, 반도체층(130a) 중, 채널 영역(130c)에 대하여 도 5에 있어서 왼쪽 방향이 드레인 영역(130d)이며, 오른쪽 방향이 소스 영역(130s)이다.
한편, 게이트 전극층(21)은, 평면에서 보았을 때에 도 4에 나타나는 바와 같이, 사각틀 중, 좌변을 갖지 않고 상변, 우변 및 하변을 일체로 한 형상이다. 이 중, 하변이, 반도체층(140a)의 중앙부에서 겹치고 있다. 반도체층(140a) 중, 게이트 전극층(21)의 하변과 겹친 영역이 채널 영역(140c)으로 되어 있다(도 5 참조). 반도체층(140a) 중, 채널 영역(140c) 영역에 대하여 도 5에 있어서 왼쪽 방향이 소스 영역(140s)이며, 오른쪽 방향이 드레인 영역(140d)이다.
도 5에 있어서, 주사선(112), 게이트 전극층(21) 또는 게이트 절연막(10)을 덮도록 제1 층간 절연막(11)이 형성되어 있다. 제1 층간 절연막(11)의 표면에는 도전성의 배선층이 성막됨과 함께, 당해 배선층의 패터닝에 의해 중계 전극(41, 42, 43, 44)이 각각 형성되어 있다.
이 중, 중계 전극(41)은, 제1 층간 절연막(11) 및 게이트 절연막(10)을 각각 개공(開孔)하는 콘택트홀(비아)(31)을 통하여 드레인 영역(130d)에 접속되어 있다.
또한, 도 4에 있어서 이종(異種)의 배선층끼리가 겹치는 부분에 있어서 「□」 표시에 「×」 표시를 붙인 부분이 콘택트홀이다.
도 5에 있어서, 중계 전극(42)의 일단은, 제1 층간 절연막(11) 및 게이트 절연막(10)을 각각 개공하는 콘택트홀(32)을 통하여 소스 영역(130s)에 접속되는 한편, 중계 전극(42)의 타단은, 제1 층간 절연막(11)을 개공하는 콘택트홀(33)을 통하여 게이트 전극층(21)에 접속되어 있다.
중계 전극(43)은, 제1 층간 절연막(11) 및 게이트 절연막(10)을 각각 개공하는 콘택트홀(34)을 통하여 소스 영역(140s)에 접속되어 있다. 여기에서, 중계 전극(43)을 평면에서 보았을 때의 형상은, 도 4에 나타나는 바와 같이 게이트 전극층(21)의 상변을 덮는 직사각형이다. 이 때문에, 보지 용량(135)은, 도 5에 나타나는 바와 같이 게이트 전극층(21)과 중계 전극(43)으로 제1 층간 절연막(11)을 협지(interpose)한 구성이 된다.
중계 전극(44)은, 제1 층간 절연막(11) 및 게이트 절연막(10)을 각각 개공하는 콘택트홀(35)을 통하여 드레인 영역(140d)에 접속되어 있다.
중계 전극(41, 42, 43, 44) 또는 제1 층간 절연막(11)을 덮도록 제2 층간 절연막(12)이 형성되어 있다. 제2 층간 절연막(12)의 표면에는 도전성의 배선층이 성막됨과 함께, 당해 배선층의 패터닝에 의해 중계 전극(61, 62) 및 전원선(116)이 각각 형성되어 있다.
이 중, 중계 전극(61)은, 제2 층간 절연막(12)을 개공하는 콘택트홀(51)을 통하여 중계 전극(41)에 접속되어 있다. 중계 전극(62)에 대해서도, 제2 층간 절연막(12)을 개공하는 콘택트홀(52)을 통하여 중계 전극(43)에 접속되어 있다.
전원선(116)은, 제2 층간 절연막(12)을 개공하는 콘택트홀(53)을 통하여 중계 전극(44)에 접속되어 있다. 이 때문에, 전원선(116)은, 중계 전극(44)을 통하여 드레인 영역(140d)에 접속되게 된다. 전원선(116)은, 평면에서 보았을 때에 도 4에 나타나는 바와 같이 주사선(112)이 연재되는 가로 방향을 따라서 형성된다.
또한, 콘택트홀(51, 52, 53)에, 텅스텐 등의 고융점 금속으로 이루어지는 기둥 형상의 접속 플러그를 충전함으로써, 중계 전극(41?61)끼리, 중계 전극(43?62)끼리, 그리고, 중계 전극(44) 및 전원선(116)끼리를, 각각 접속해도 좋다.
중계 전극(61, 62) 또는 제2 층간 절연막(12)을 덮도록 제3 층간 절연막(13)이 형성되어 있다. 제3 층간 절연막(13)의 표면에는 도전성의 배선층이 성막됨과 함께, 당해 배선층의 패터닝에 의해 데이터선(114), 실드 배선(81a, 81b)(도 5에서는 생략) 및 중계 전극(82)이 각각 형성되어 있다.
이 중, 데이터선(114)은, 제3 층간 절연막(13)을 개공하는 콘택트홀(71)을 통하여 중계 전극(61)에 접속되어 있다. 이 때문에, 데이터선(114)은, 중계 전극(61), 중계 전극(41)이라는 경로를 따라 드레인 영역(130d)에 접속되게 된다. 여기에서, 데이터선(114)은, 평면에서 보았을 때에 도 4에 나타나는 바와 같이 주사선(112)의 연재 방향과 직교하는 세로 방향을 따라서 형성된다.
중계 전극(82)은, 제3 층간 절연막(13)을 개공하는 콘택트홀(72)을 통하여 중계 전극(62)에 접속되어 있다.
또한, 콘택트홀(71, 72)에, 고융점 금속으로 이루어지는 기둥 형상의 접속 플러그를 충전하고, 중계 전극(61) 및 데이터선(114)끼리, 그리고, 중계 전극(62?82)끼리를 각각 접속해도 좋다.
실드 배선(81a, 81b)의 각각은, 평면에서 보았을 때에, 각각 도 4에 나타나는 바와 같이 각 열에 대응하여 형성되어 있다.
상세하게는, 어느 열의 실드 배선(81a)은, 당해 열의 데이터선(114)과, 당해 열의 화소 회로(110)에 있어서의 트랜지스터(140)와의 사이에 위치하도록, 데이터선(114)의 우측으로 세로 방향을 따라서 형성된다. 이때, 실드 배선(81a)은, 데이터선(114)과, 당해 트랜지스터(140)를 비교했을 때에, 데이터선(114)쪽에 근접하여 형성된다. 즉, 실드 배선(81a)과 데이터선(114)과의 거리는, 실드 배선(81a)과 트랜지스터(140)와의 거리보다도 짧게 되어 있다. 이 때문에, 실드 배선(81a)은, 트랜지스터(140)보다도 데이터선(114)과 용량 결합하기 쉽게 되어 있다.
한편, 어느 열의 실드 배선(81b)은, 당해 열에 대하여 우측에서 서로 이웃하는 데이터선(114)과, 당해 열의 화소 회로(110)에 있어서의 트랜지스터(140)와의 사이에 위치하도록, 데이터선(114)의 좌측에서 세로 방향을 따라서 형성된다. 이때, 실드 배선(81b)은, 데이터선(114)과, 당해 트랜지스터(140)를 비교했을 때에, 데이터선(114)쪽에 근접하여 형성된다. 즉, 실드 배선(81b)과 데이터선(114)과의 거리는, 실드 배선(81b)과 트랜지스터(140)와의 거리보다도 짧게 되어 있다. 이 때문에, 실드 배선(81b)은, 트랜지스터(140)보다도 데이터선(114)과 용량 결합하기 쉽게 되어 있다.
평면에서 보았을 때에 트랜지스터(140)로부터 보면, 좌측의 데이터선(114)과 우측의 데이터선(114)에 의해 사이에 끼워져 배치되지만, 좌측의 데이터선(114)의 앞에 실드 배선(81a)이 배치되고, 우측의 데이터선(114)의 앞에 실드 배선(81b)이 배치되게 된다.
또한, 실드 배선(81a, 81b)은, 도 4에 있어서 세로 방향으로 형성됨과 함께, 화소 회로(110)가 배열되는 영역의 외측까지 연장 설치되어, 시간적으로 일정한 전위, 예를 들면 전위(Vel)가 인가된다.
또한, 실드 배선(81a, 81b)에 대해서는, 1행 또는 수행마다, 평면에서 보았을 때 전원선(116)과 교차하는 부분에 있어서 콘택트홀을 통하여 접속하도록 해도 좋다.
데이터선(114), 실드 배선(81a, 81b), 중계 전극(82) 또는 제3 층간 절연막(13)을 덮도록 제4 층간 절연막(14)이 형성되어 있다. 제4 층간 절연막(14)의 표면에는 도전성 및 반사성을 갖는 배선층이 성막됨과 함께, 당해 배선층의 패터닝에 의해, 발광 소자(150)의 양극이 형성되어 있다. 이 양극은, 화소 회로(110)마다 개별의 화소 전극이며, 제4 층간 절연막(14)을 개공하는 콘택트홀(92)을 통하여 중계 전극(82)에 접속되어 있다. 이 때문에 양극(화소 전극)은, 중계 전극(82), 중계 전극(62) 및, 보지 용량(135)의 다른 한쪽의 전극을 겸하는 중계 전극(43)이라는 경로를 따라 소스 영역(140s)에 접속되게 된다.
또한, 콘택트홀(92)에, 고융점 금속으로 이루어지는 기둥 형상의 접속 플러그를 충전하고, 중계 전극(82) 및 화소 전극끼리를 접속해도 좋다.
전기 광학 장치(1)로서의 이후의 구조에 대해서는 도시 생략하지만, 양극에 화소 회로(110)마다 유기 EL 재료로 이루어지는 발광층이 적층됨과 함께, 각 화소 회로(110)에 걸쳐 공통의 투명 전극이, 음극을 겸하는 공통 전극(118)으로서 형성된다. 이에 따라, 발광 소자(150)는, 서로 대향하는 양극과 음극으로 발광층을 협지한 OLED가 되어, 양극으로부터 음극을 향하여 흐르는 전류에 따른 휘도로 발광하고, 기판(2)과는 반대 방향을 향하여 관찰되게 된다(톱 이미션 구조). 이 밖에도, 발광층을 대기로부터 차단하기 위한 봉지 유리 등이 형성되지만, 설명은 생략한다.
또한, 도 4에서는, 발광 소자(150)의 양극인 화소 전극의 도시를 생략하고 있기 때문에, 콘택트홀(92)에 대해서는, 위치를 나타내는 「□」 표시만을 붙이고 있다.
다음으로, 실드 배선(81a, 81b)에 의한 실드 기능에 대해서 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은, 도 4에 나타낸 화소 회로(110)의 평면 구조를 전기적인 회로로 치환하여 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이 각 열의 데이터선(114)은 전위 변동하기 때문에, 그 전위 변동에 기인하는 노이즈가 화소 회로(110)의 각부에 전파된다.
제1 실시 형태에서는, 실드 배선(81a)이, j째열의 데이터선(114)에서 보았을 때, i행 j열의 트랜지스터(140)의 게이트 노드(g), 소스 노드(s)보다도 앞측에 위치한다. 이 때문에, j째열의 데이터선(114)으로부터 발생한 노이즈는, 실드 배선(81a)과 j째열의 데이터선(114)과의 사이에 있어서의 결합 용량(Ca)에 의해 흡수된다.
또한, 실드 배선(81b)에 대해서도, (j＋1)째열의 데이터선(114)에서 보아, i행 j열의 트랜지스터(140)의 게이트 노드(g), 소스 노드(s)보다도 앞측에 위치한다. 이 때문에, (j＋1)째열의 데이터선(114)으로부터 발생한 노이즈는, 실드 배선(81b)과 당해 (j＋1)째열의 데이터선(114)과의 사이에 있어서의 결합 용량(Cb)에 의해 흡수된다.
따라서, 이 전기 광학 장치(1)에 의하면, 트랜지스터(140)의 게이트 노드(g), 소스 노드(s)가 데이터선(114)의 전위 변동에 기인하는 노이즈의 영향을 받기 어려워지기 때문에, 안정된 표시가 가능해진다.
또한, 제1 실시 형태에 있어서 실드 배선(81a, 81b)은, 데이터선(114)이나 중계 전극(82)과 동일한 배선층을 패터닝하여 형성하고 있기 때문에, 제조 공정에 있어서 추가 프로세스가 불필요하다.
도 7은, 화소 회로(110)의 등가 회로를 각부의 기생 용량과 함께 나타내는 도면이다.
이 도면에 있어서, CDg는, 트랜지스터(130)의 드레인 노드(D)(데이터선(114))와 트랜지스터(140)의 게이트 노드(g)와의 사이에서 발생하는 기생 용량을 나타내고, CDs는, 트랜지스터(130)의 드레인 노드(D)와 트랜지스터(140)의 소스 노드(s)와의 사이에서 발생하는 기생 용량을 나타내고 있다.
CHOLD는, 보지 용량(135)의 용량을 나타내고 있다.
Cgd는, 트랜지스터(140)의 게이트 노드(g)와 드레인 노드(d)(전원선(116))와의 사이에서 발생하는 기생 용량을 나타내고, Cds는, 트랜지스터(140)의 드레인 노드(d)와 소스 노드(s)와의 사이에서 발생하는 기생 용량을 나타내고, COLED는, 발광 소자(150)에 있어서의 용량 성분을 나타내고 있다.
화소 회로(110)는, 대응하는 주사선이 비(非)선택 기간일 때에 트랜지스터(130)가 오프 상태가 된다. 또한, 전원선(116) 및 공통 전극(118)의 전위는 일정하다.
이 때문에, 비선택 기간에 있어서의 화소 회로(110)는, 도 8에 나타나는 바와 같은 모델로 간략화될 수 있다. 또한, 도면에 있어서, Vamp는, 비선택 기간에 있어서의 데이터선(114)의 전위 진폭이다.
이 모델에 있어서, 보지 용량(135)의 보지 전압(Vgs)에 부여하는 변동분(ΔVgs)은, 도 8의 식 (1)과 같이 나타낼 수 있다. 또한, 식 (1)에 있어서의 계수 K1은, 식 (2)와 같이 나타나고, 또한, 계수 K2는, 식 (3)과 같이 나타난다.
본 실시 형태에서는, 실드 배선(81a, 81b)을 갖기 때문에, 실드 배선(81a, 81b)을 갖지 않는 구성과 비교하여, 기생 용량(CDg, CDs)이 각각 작아진다.
이 때문에, 식 (2) 중 (a)항의 성분이 커져, 분모 성분 전체가 커지기 때문에, 계수 K1은 작아진다. 한편, 식 (3) 중 (b)항의 성분이 커져, 분모 성분 전체가 커지기 때문에, 계수 K2도 작아진다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 전위 진폭(Vamp)에 대한 변동분(ΔVgs)이, 실드 배선(81a, 81b)을 갖지 않는 구성과 비교하여, 작아지기 때문에, 데이터선(114)의 전위 변동이나 노이즈 등의 영향을 받기 어려운 안정된 표시가 가능해지는 것이다.
여기에서, 게이트 노드(g), 소스 노드(s)의 전위가, 데이터선(114)의 전위 변동에 기인하는 노이즈에 의해 변동했을 때, 구체적으로는, 다음과 같은 크로스 토크라는 형태로 나타나게 되어, 표시 품위를 저하시킨다.
도 9는, 본 실시 형태와 같은 실드 배선(81a, 81b)을 갖지 않는 전기 광학 장치에서 발생하는 크로스 토크의 일 예를 나타내는 도면이다.
여기에서 말하는 크로스 토크란, 도 9(A)에 나타나는 바와 같이, 예를 들면 회색을 배경 영역으로 하고 흑색의 직사각형 영역을 윈도우 표시시키는 경우에, 실제로는 도 9(B)에 나타나는 바와 같이, 흑색의 영역(b2)에 대하여 상측의 영역(a2) 및 하측의 영역(c2)이, 다른 회색의 영역(a1, a3, b1, b3, c1, c3)과는 상이한 어두운 계조로 표시되어 버리는 현상이다.
또한, 도 9에 있어서는, 영역의 밝기를 사선의 밀도로 나타내고 있다. 또한, 이 크로스 토크는, 영역(b2)을 백색으로 했을 때에도 발생한다. 결국, 상이한 계조로 표시되어 버리는 영역이, 영역(b2)의 상하 방향으로 나타나는 점에서, 특히 세로 크로스 토크라고도 불리는 경우가 있다.
이 세로 크로스 토크는, 다음과 같은 원인에 의해 발생한다고 생각할 수 있다. 즉, 어느 프레임에 있어서, 영역(a1, b1, c1)에 걸치는 데이터선(114)은, 1째행부터 최종 m째행까지의 선택에 걸쳐 회색의 계조 데이터에 대응하는 전위로 일정하다. 이 때문에, 영역(a1, b1, c1)에 속하는 화소 회로(110)는, 자신에 대응하는 주사선의 선택에 의해 게이트 노드(g)로 보지한 전위를, 각각 데이터선으로부터의 노이즈의 영향을 받는 일 없이 보지하게 된다. 영역(a3, b3, c3)에 걸치는 데이터선(114) 및, 당해 영역(a3, b3, c3)에 속하는 화소 회로(110)에 대해서도 동일하다. 이 때문에, 영역(a1, a3, b1, b3, c1, c3)에 속하는 화소 회로(110)의 각각은, 1프레임에 상당하는 기간의 전역에 걸쳐, 게이트 노드(g)의 보지 전위에 따른 휘도로 발광하게 된다.
이에 대하여, 영역(a2, b2, c2)에 걸치는 데이터선(114)은, 영역(a2)의 선택 중에는, 회색의 계조 데이터에 대응하는 전위가 되고, 영역(b2)의 선택 중에는, 흑색의 계조 데이터에 대응하는 전위로 저하되고, 영역(c2)의 선택 중에는, 재차 회색의 계조 데이터에 대응하는 전위가 된다.
이 때문에, 영역(a2)에 속하는 화소 회로(110)에서는, 자신에 대응하는 주사선의 선택에 의해 게이트 노드(g)가 회색에 상당하는 전위를 보지하더라도, 영역(b2)의 선택시에 있어서의 데이터선(114)의 전위 변동에 기인하는 노이즈에 의해 변화해 버리게 된다.
또한, 영역(c2)의 선택시에 데이터선(114)이, 재차 회색에 상당하는 전위로 되돌아오기 때문에, 이 되돌아옴에 의해 게이트 노드(g)가 회색에 상당하는 전위로 복귀하거나, 또는, 가까워질 가능성은 있다.
그러나, 비록 게이트 노드(g)가 회색에 상당하는 전위로 복귀했다고 해도, 영역(a2)에 속하는 화소 회로(110)의 각각은, 기입 후, 1프레임에 상당하는 기간 중, 적어도 영역(b2)의 선택시에 걸쳐, 회색에 상당하는 전위로부터 저하된 전위에 따른 휘도로 발광해 버리게 된다.
영역(c2)에 대해서도 동일하다. 즉, 영역(c2)에 속하는 화소 회로(110)에서는, 자신에 대응하는 주사선의 선택에 의해 게이트 노드(g)가 회색에 상당하는 전위를 보지해도, 다음의 프레임에 있어서 영역(b2)의 선택시에 데이터선(114)의 전위 변동에 영향을 받아 변화해 버리게 된다.
따라서, 1프레임에 상당하는 기간의 평균값으로 보았을 때에, 영역(a2, c2)에 속하는 화소 회로(110)의 각각은, 다른 영역(a1, a3, b1, b3, c1, c3)에 속하는 화소 회로(110)의 각각과는 상이하여 어두운 계조로 시인되게 된다. 이것이 세로 크로스 토크가 발생하는 메커니즘이라고 생각되고 있다.
제1 실시 형태에 의하면, 게이트 노드(g) 및 소스 노드(s)의 각각이, 실드 배선(81a, 82)에 의해, 데이터선(114)의 전위 변동에 기인하는 노이즈의 영향을 받기 어려운 구조로 되어 있기 때문에, 이러한 세로 크로스 토크를 억제하여, 고품위인 표시가 가능해지는 것이다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 실드 배선(81a, 81b)을 전원선(116)과 동일한 전위(Vel)로 했지만, 다른 전위, 예를 들면 전위(Vct)로 유지하도록 해도 좋다.
＜제2 실시 형태＞
제1 실시 형태에서는, 실드 배선(81a, 81b)을, 데이터선(114)과 동일한 배선층을 패터닝하여 형성했지만, 데이터선(114)과는 상이한 배선층으로 형성해도 좋다. 그래서 다음으로, 제2 실시 형태로서, 실드 배선(81a, 81b)을, 데이터선(114)보다도 하층측인 중계 전극(61, 62) 및 전원선(116)과 동일한 배선층으로 형성한 경우를 예로 들어 설명한다.
도 10은, 제2 실시 형태에 있어서의 전기 광학 장치의 화소 회로(110)의 구성을 나타내는 평면도이고, 도 11은, 도 10에 있어서의 F-f선에 따른 부분 단면도이다.
실드 배선(81a, 81b)을, 중계 전극(61, 62) 및 전원선(116)과 동일한 배선층으로 형성하는 경우, 실드 배선(81a)과 중계 전극(61)과의 간섭(전기적인 접촉)을 피할 필요가 있다. 구체적으로는, 콘택트홀(51)을, 평면에서 보았을 때 실드 배선(81a)보다도 외측(도 10, 도 11에 있어서 좌측)에 형성할 필요가 있다.
이 때문에, 제2 실시 형태에서는, 도 10에 나타나는 바와 같이, 콘택트홀(51, 71)을 평면에서 보았을 때에 동일 지점에서 겹치도록 배치시킴과 함께, 중계 전극(41)을 당해 지점까지 연장 설치시키고 있다. 물론, 예를 들면 중계 전극(61)을 다른 지점까지 연장 설치하는 등 하여, 콘택트홀(51, 71)이 평면에서 보았을 때에 상이한 지점이 되도록 배치시켜도 좋다(도시 생략).
제2 실시 형태에 있어서도, 실드 배선(81a)이, j째열의 데이터선(114)에서 보아, 평면에서 보았을 때 i행 j열의 트랜지스터(140)의 각 노드보다도 앞측에 위치하기 때문에, j째열의 데이터선(114)으로부터 발생한 노이즈는, 실드 배선(81a)과 j째열의 데이터선(114)과의 사이에 있어서의 결합 용량에 의해 흡수된다.
또한, 실드 배선(81b)에 대해서도, (j＋1)째열의 데이터선(114)에서 보아, 평면에서 보았을 때 i행 j열의 트랜지스터(140)의 각 노드보다도 앞측에 위치하기 때문에, (j＋1)째열의 데이터선(114)으로부터 발생한 노이즈는, 실드 배선(81b)과 당해 (j＋1)째열의 데이터선(114)과의 사이에 있어서의 결합 용량에 의해 흡수된다.
이 때문에, 제2 실시 형태에 있어서도, 노이즈 등의 영향을 받기 어렵기 때문에, 안정된 표시가 가능해진다.
또한, 제2 실시 형태에 있어서, 실드 배선(81a, 81b)은, 중계 전극(61, 62) 및 전원선(116)과 동일한 배선층을 패터닝하여 형성하고 있기 때문에, 제1 실시 형태와 동일하게, 제조 공정에 있어서 추가 프로세스가 불필요하다.
또한 제2 실시 형태에서는, 데이터선(114)과는 상이한 배선층을 이용하여 실드 배선(81a, 81b)을 형성하고 있다. 이 때문에, 실드 배선(81a, 81b)과 데이터선(114)과의 접촉을 피할 수 있기 때문에, 화소 회로의 협(狹)피치화가 용이해진다. 즉, 제1 실시 형태에서는, 실드 배선(81a, 81b)을 데이터선(114)과 동일한 배선층으로 형성하고 있기 때문에, 실드 기능을 확보하기 위해서는, 실드 배선(81a, 81b)을 데이터선(114)과 떨어뜨릴 필요가 있다. 이에 대하여, 제2 실시 형태에서는, 그럴 필요가 없기 때문에, 평면에서 보았을 때 실드 배선(81a, 81b)이 데이터선(114)과 겹쳐 있더라도, 중계 전극(61)의 부분에서 떨어져 있으면 전기적인 절연이 확보되기 때문에, 협피치화가 용이해진다.
그런데, 평면에서 보았을 때 실드 배선이 트랜지스터(140)에 있어서의 각 노드와 교차하도록 형성하면, 보다 강력한 실드 기능을 기대할 수 있다. 그래서, 실드 배선을 데이터선과 동일 배선층으로 형성하여, 실드 기능의 강화를 도모한 예에 대해서, 제3 실시 형태, 제5 실시 형태로서 설명하기로 한다. 또한, 실드 배선을 데이터선과 상이한 배선층으로 형성하여, 실드 기능의 강화를 도모한 예에 대해서는, 제6 실시 형태, 제7 실시 형태로서 후술하기로 한다.
＜제3 실시 형태＞
도 12는, 제3 실시 형태에 있어서의 전기 광학 장치의 화소 회로(110)의 구성을 나타내는 평면도이고, 도 13은, 도 12에 있어서의 H-h선에 따른 부분 단면도이다.
도 12에 나타나는 바와 같이, 제3 실시 형태에서는, 실드 배선(81a)의 일부가, 우측을 향하여 연장 설치됨과 함께, 평면에서 보았을 때에 중계 전극(43)을 덮도록 형성되어 있다. 보지 용량(135)은, 평면에서 보았을 때에 중계 전극(43)과 게이트 전극층(21)이 겹치는 영역이고, 중계 전극(43)은, 보지 용량(135)에 있어서의 다른 한쪽의 전극으로서, 트랜지스터(140)의 소스 노드(s)이기도 하다. 이 때문에, 제3 실시 형태에서는, 실드 기능이, 제1 실시 형태와 비교하여 보다 강화되게 된다.
＜제4 실시 형태＞
도 14는, 제4 실시 형태에 있어서의 전기 광학 장치의 화소 회로(110)의 구성을 나타내는 평면도이다.
이 도면에 나타나는 바와 같이, 실드 배선(81a, 81b)이 각각 화소 회로(110)마다, 데이터선(114)을 따라서 단책(strip) 형상으로 형성됨과 함께, 전원선(116)에 각각 접속되어 있다. 또한, 제4 실시 형태에 있어서, 실드 배선(81a, 81b)은, 데이터선(114)과 동일한 배선층으로 형성된다. 이 때문에, 실드 배선(81a)은, 제3 층간 절연막(13)을 개공하는 콘택트홀(73)을 통하여 전원선(116)에 접속되며, 실드 배선(81b)도, 동일하게, 제3 층간 절연막(13)을 개공하는 콘택트홀(74)을 통하여 전원선(116)에 접속되어 있다. 또한, 단면도에 대해서는, 생략한다.
제1 실시 형태와 같이, 실드 배선(81a, 81b)을 데이터선(114)을 따라서 각각 1개가 되도록 형성한 경우, 저항율이 비교적 컸거나, 정전위의 접속점으로부터 떨어져 있거나 하면, 실드 배선(81a, 81b)의 임피던스가 비교적 높아져, 노이즈를 충분히 흡수할 수 없는 경우가 있다. 이에 대하여, 제4 실시 형태에 의하면, 화소 회로(110)마다, 실드 배선(81a, 81b)이 형성됨과 함께 전원선(116)에 접속되어 있기 때문에, 저임피던스화를 도모할 수 있어, 노이즈의 흡수 능력을 높이는 것이 가능해진다.
＜제5 실시 형태＞
도 15는, 제5 실시 형태에 있어서의 전기 광학 장치의 화소 회로(110)의 구성을 나타내는 평면도이다. 이 제5 실시 형태는, 제3 실시 형태와 제4 실시 형태를 조합한 것으로, 도 14에 나타낸 실드 배선(81a)의 형상을 변경하여, 평면에서 보았을 때 중계 전극(43)을 덮도록 형성한 것이다.
이 때문에, 제5 실시 형태에 의하면, 실드 기능을 강화하여, 노이즈의 흡수 능력을 높이는 것이 가능해진다.
＜제6 실시 형태＞
제2 실시 형태와 같이, 실드 배선을, 데이터선(114)과는 상이한 배선층으로 형성하는 경우, 실드 배선을 데이터선(114)의 양 이웃이 아니라, 데이터선(114)과 평면에서 보았을 때 겹치도록, 데이터선(114)의 하층측에 형성해도 좋을 것이다.
한편, 실드 배선을 화소 회로(110)마다 예를 들면 전원선(116)에 접속하면, 노이즈의 흡수 능력을 높이는 것이 가능해지는 점에 대해서는, 이미 제4(제5) 실시 형태의 항에서 서술했다.
그래서 다음으로, 양자를 조합하여, 실드 배선을, 데이터선(114)과는 상이한 배선층으로 형성하고, 데이터선(114)과 평면에서 보았을 때 겹치도록 데이터선(114)의 하층측에 형성함과 함께, 전원선(116)과 일체화한 제6 실시 형태에 대해서 설명한다.
도 16은, 제6 실시 형태에 있어서의 전기 광학 장치의 화소 회로(110)의 구성을 나타내는 평면도이고, 도 17은, 도 16에 있어서의 J-j선에 따른 부분 단면도이다.
제1 실시 형태에서 제5 실시 형태까지는, 1열에 대해, 실드 배선(81a, 81b)이 형성되어 있었지만, 제6 실시 형태에서는, 실드 배선(81)에 통합됨과 함께, 전원선(116)을 겸용하고 있다.
도 17에 나타나는 바와 같이, 전원선(116)을 겸용하는 실드 배선(81)은, 중계 전극(61, 62)과 함께, 제2 층간 절연막(12)에 성막된 배선층을 패터닝한 것이다. 실드 배선(81)을 평면에서 보았을 때의 형상은, 도 16에 나타나는 바와 같이, 세로 방향의 데이터선(114)과 겹치도록 데이터선(114)보다도 대폭으로, 그리고, 가로 방향의 전원선(116)과 일체가 되어 격자 형상으로 되어 있다.
데이터선(114)은, 중계 전극(61, 41)을 순서대로 통하여 드레인 영역(130d)에 접속되지만, 실드 배선(81)은, 중계 전극(61)과 동일한 배선층으로 형성되기 때문에, 간섭을 피할 필요가 있다. 이 때문에, 데이터선(114)은, 도 16에 있어서 오른쪽 방향으로 분기되고, 그리고, 실드 배선(81)이 형성되어 있지 않은 부분까지 연장 설치되어 있다. 당해 연장 설치 부분에 콘택트홀(51)이 형성되어, 데이터선(114)을 중계 전극(61)에 접속하고 있다. 이에 따라 실드 배선(81)과 중계 전극(61)과는 서로 간섭하지 않고 전기적으로 분리되게 된다.
또한, 이 예에서는, 콘택트홀(51, 71)을 평면에서 보았을 때에 동일 지점에서 겹치도록 배치시키고 있지만, 상이한 지점이 되도록 배치시켜도 좋다(도시 생략).
그런데, 제6 실시 형태에서는, 데이터선(114)을 우측으로 분기하여 연장 설치시키고 있는 관계상, 이 연장 설치 부분으로부터, 노이즈가, 트랜지스터(140)의 게이트 노드(g), 소스 노드(s)에 뛰어들 가능성이 있다. 이 때문에, 제6 실시 형태에서는, 평면에서 보았을 때에 데이터선(114)의 분기 부분과, 중계 전극(43)/게이트 전극층(21)과의 사이에, 실드 배선(81)을 우측으로 연장 설치시킨 분기 배선(81d)을 형성하고 있다. 이에 따라, 데이터선(114)의 우측으로 연장 설치시킨 부분, 즉 콘택트홀(71) 근방으로부터의 노이즈는, 트랜지스터(140)의 각 노드에 도달하기 전에, 분기 배선(81d)에 의해 흡수된다.
제6 실시 형태에 의하면, 실드 배선(81)이 평면에서 보았을 때 데이터선(114)과 겹치도록 형성되어 있음과 함께, 전원선(116)과의 겸용에 의해 전위가 고정화되어 있기 때문에, 실드 기능의 강화를 도모할 수 있게 된다.
＜제7 실시 형태＞
도 18은, 제7 실시 형태에 있어서의 전기 광학 장치의 화소 회로(110)의 구성을 나타내는 평면도이다.
이 도면에 나타나는 바와 같이, 제7 실시 형태는, 전원선(116)을 겸용하는 실드 배선(81)을, 평면에서 보았을 때에 보지 용량(135)(게이트 전극층(21)) 및 트랜지스터(140)를 덮도록 한 것이다.
전술한 바와 같이 실드 배선(81)(전원선(116))은, 중계 전극(61, 62)과 동일한 배선층을 패터닝하여 형성되기 때문에, 중계 전극(61, 62)과의 간섭을 피할 필요가 있다. 이 제7 실시 형태에 있어서, 전원선(116)을 겸용하는 실드 배선(81)은, 중계 전극(61, 62)의 근방 영역에 있어서, 개공한 형상으로 되어 있다.
또한, 제7 실시 형태의 화소 회로(110)에 있어서의 주요부 단면도는, 도 17에 있어서, 파선으로 나타낸 부분을 추가한 내용이 된다.
제7 실시 형태에 의하면, 실드 배선(81)이 평면에서 보았을 때 데이터선(114)과 겹치도록, 그리고, 보지 용량(135) 및 트랜지스터(140)를 덮도록 형성됨과 함께, 전원선(116)과의 겸용에 의해 전위가 고정화되어 있기 때문에, 실드 기능의 더 한층의 강화를 도모할 수 있다.
또한, 제7 실시 형태에서는, 중계 전극(61, 62)과 간섭하지 않는 한에 있어서, 실드 배선(81)의 개공 면적을, 보다 좁혀도 좋다. 또한, 제7 실시 형태에서는, 실드 배선(81)에서, 평면에서 보았을 때 보지 용량(135) 및 트랜지스터(140)의 전역을 덮도록 했지만, 일부에 대해서만 덮도록 해도 좋다.
＜응용예?변형예＞
본 발명은, 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 다음과 같은 응용?변형이 가능하다.
예를 들면 보지 용량(135)의 구성에 대해서는, 게이트 전극층(21)과 중계 전극(43)으로 제1 층간 절연막(11)을 협지했지만, 예를 들면 평면에서 보았을 때 게이트 전극층(21)과 겹치도록 반도체층을 형성하여, 당해 반도체층과 게이트 전극층(21)으로 게이트 절연막(10)을 협지해도 좋다. 반도체층으로서는, 소스 영역(140s)을 연장 설치시킨 것을 이용해도 좋고, 별도로 패터닝한 것을 이용해도 좋다. 이 밖에도, 이종 배선층으로 이루어지는 전극, 배선끼리로 층간 절연막이나 게이트 절연막을 협지한 구성으로 해도 좋고, 복수개 병렬 접속한 것을 전체적으로 보지 용량(135)으로서 이용해도 좋다.
또한, 보지 용량(135)을 전기적으로 삽입하는 위치에 대해서는, 트랜지스터(140)의 게이트 노드(g)와 소스 노드(s)와의 사이 이외에도, 예를 들면 도 19에 나타나는 바와 같이 게이트 노드(g)와 공통 전극(118)과의 사이라도 좋고, 특히 도시하지 않지만, 게이트 노드(g)와 다른 전위로 고정된 배선과의 사이라도 좋다.
화소 회로(110)의 구동에 대해서는, 트랜지스터(130)가 온 상태가 되어 있는 선택 기간에, 단순히 계조 데이터에 따른 전위의 데이터 신호를 게이트 노드(g)에 보지시키는 방법으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 트랜지스터(130)가 온 상태가 되어 있는 선택 기간에, 데이터선(114)을 기준 전위로 함과 함께, 전원선(116) 및 공통 전극(118)에 의한 전원을 제1 전위와 제2 전위로 전환하여, 트랜지스터(140)의 문턱값 전압에 상당하는 전압을 보지 용량(135)에 보지시키고, 이 후, 데이터선(114)을 계조 데이터에 따른 전위가 되도록 구동해도 좋다. 또한, 선택 기간에 데이터 신호의 전위를 변화시킴과 함께, 선택 기간 종료시에 있어서의 데이터 신호의 시간적 변화율을 계조 데이터에 따른 값이 되도록 구동해도 좋고, 소스 노드(s)에 용량 소자를 통하여, 행마다 램프 신호를 공급하여 트랜지스터(140)에 세트 전류가 흐르도록 구동해도 좋다.
어느 구동에 있어서도, 각 실시 형태와 같은 실드 배선을 화소 회로(110)에 형성함으로써, 발광 소자(150)에 전류를 흘리는 트랜지스터(140)의 각 노드의 전위가, 데이터선(114)으로부터의 노이즈에 의해 변동되어 버리는 것을 억제하는 것이 가능하다.
실드 배선에 대해서는, 상이한 2층 이상의 배선층을 패터닝한 것을 이용해도 좋다. 예를 들면 제6(제7) 실시 형태에 있어서, 데이터선(114) 및 중계 전극(82)과 동일한 배선층을 패터닝하여, 실드 배선(81)(전원선(116))과, 별도로 형성한 실드 배선과의 이중 구조로 해도 좋다. 또한, 별도의 실드 배선에 대해서는, 데이터선(114) 및 중계 전극(82)과의 간섭을 피하면 좋다.
발광 소자(150)로서는, OLED 외, 무기 EL 소자나 LED(Light Emitting Diode) 소자 등, 전류에 따른 휘도로 발광하는 소자가 적용 가능하다.
＜전자 기기＞
다음으로, 본 발명에 따른 전기 광학 장치를 적용한 전자 기기 중 몇 개에 대해서 설명한다.
도 20은, 전술한 실시 형태에 따른 전기 광학 장치(1)를 표시 장치로서 채용한 퍼스널 컴퓨터의 외관을 나타내는 도면이다. 퍼스널 컴퓨터(2000)는, 표시 장치로서의 전기 광학 장치(1)와 본체부(2010)를 구비한다. 본체부(2010)에는, 전원 스위치(2001) 및 키보드(2002)가 형성되어 있다.
전기 광학 장치(1)에 있어서, 발광 소자(150)에 OLED를 사용한 경우, 시야각이 넓어 보기 쉬운 화면 표시가 가능해진다.
도 21은, 실시 형태에 따른 전기 광학 장치(1)를 표시 장치로서 채용한 휴대 전화기의 외관을 나타내는 도면이다. 휴대 전화기(3000)는, 복수의 조작 버튼(3001)이나 방향 키(3002) 등 외에, 수화구(3003), 송화구(3004)와 함께 전술한 전기 광학 장치(1)를 구비한다. 방향 키(3002)를 조작함으로써, 전기 광학 장치(1)에 표시되는 화면이 스크롤된다.
도 22는, 실시 형태에 따른 전기 광학 장치(1)를 표시 장치로서 채용한 휴대 정보 단말(PDA: Personal Digital Assistants)의 외관을 나타내는 도면이다. 휴대 정보 단말(4000)은, 복수의 조작 버튼(4001)이나 방향 키(4002) 등 외에, 전술한 전기 광학 장치(1)를 구비한다. 휴대 정보 단말(4000)에서는, 소정의 조작에 의해 주소록이나 스케줄장 등의 각종의 정보가 전기 광학 장치(1)에 표시됨과 함께, 표시된 정보가 방향 키(4002)의 조작에 따라서 스크롤된다.
또한, 본 발명에 따른 전기 광학 장치가 적용되는 전자 기기로서는, 도 20에서 도 22까지 나타낸 예의 외에, 텔레비전, 카(car) 내비게이션 장치, 페이저(pager), 전자 수첩, 전자 페이퍼, 계산기, 워드프로세서, 워크스테이션, 화상 전화, POS 단말, 프린터, 스캐너, 복사기, 비디오 플레이어, 터치 패널을 구비한 기기 등등을 들 수 있다. 특히 마이크로 디스플레이로서는, 헤드 마운트 디스플레이나, 디지털 카메라 또는 비디오 카메라의 전자 뷰 파인더 등을 들 수 있다.
1 : 전기 광학 장치
81, 81a, 81b : 실드 배선
110 : 화소 회로
112 : 주사선
114 : 데이터선
116 : 전원선
118 : 공통 전극
130 : 트랜지스터
135 : 보지 용량
140 : 트랜지스터
150 : 발광 소자
210 : 주사선 구동 회로
220 : 데이터선 구동 회로
2000 : 퍼스널 컴퓨터
3000 : 휴대 전화기
4000 : 휴대 정보 단말

Claims (8)

  1. 서로 교차하는 주사선 및 데이터선과,
    상기 주사선과 상기 데이터선과의 교차에 대응하여 형성된 화소 회로와,
    실드(shield) 배선을 갖고,
    상기 화소 회로는,
    발광 소자와,
    상기 발광 소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터와,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 데이터선과의 사이에 접속되어, 상기 주사선에 공급되는 주사 신호에 따라 도통 상태가 제어되는 스위칭 트랜지스터를 구비하고,
    상기 실드 배선은, 평면에서 보았을 때에 상기 데이터선과 상기 구동 트랜지스터와의 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실드 배선과 상기 데이터선과의 거리는, 상기 실드 배선과 상기 구동 트랜지스터와의 거리보다도 짧은 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 화소 회로는,
    고위측의 전원선과 저위측의 전원선과의 사이의 경로에 있어서, 상기 발광 소자와 상기 구동 트랜지스터가 직렬로 접속되고,
    상기 실드 배선은, 상기 고위측의 전원선 또는 상기 저위측의 전원선에 접속된 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 화소 회로는,
    상기 실드 배선이 상기 고위측의 전원선 또는 상기 저위측의 전원선에 접속되는 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    일단(一端)이 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속된 보지 용량(holding capacitor)을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 실드 배선은, 평면에서 보았을 때에 상기 보지 용량을 덮는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  7. 서로 교차하는 주사선 및 데이터선과,
    상기 주사선과 상기 데이터선과의 교차에 대응하여 형성된 화소 회로와,
    실드 배선을 갖고,
    상기 화소 회로는,
    발광 소자와,
    상기 발광 소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터와,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 데이터선과의 사이에 접속되고, 상기 주사선에 공급되는 주사 신호에 따라 도통 상태가 제어되는 스위칭 트랜지스터를 구비하고,
    상기 실드 배선은,
    단면(斷面)에서 보았을 때에 상기 데이터선과 상기 구동 트랜지스터와의 사이에 형성되어,
    평면에서 보았을 때에 상기 데이터선 또는 상기 구동 트랜지스터의 적어도 일부와 겹치는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 전기 광학 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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