KR20240000533A - 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
정세도가 높은 표시 장치를 제공한다. 소비 전력이 낮은 표시 장치를 제공한다. 표시 장치는 제 1 배선과, 제 2 배선과, 제 1 트랜지스터와, 복수의 제 2 트랜지스터를 포함한다. 제 1 배선은 제 1 방향으로 연장되고, 또한 게이트 신호가 공급된다. 제 2 배선은 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되고, 또한 소스 신호가 공급된다. 제 1 트랜지스터는 게이트가 제 1 배선과, 소스 및 드레인 중 한쪽이 제 2 배선과, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 복수의 제 2 트랜지스터 각각의 게이트와 전기적으로 접속된다. 복수의 제 2 트랜지스터는 직렬 또는 병렬로 접속된다. 제 1 트랜지스터는 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 전류가 흐르는 제 1 반도체층을 포함하고, 복수의 제 2 트랜지스터는 각각 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 전류가 흐르는 제 2 반도체층을 포함한다.
Description
본 발명의 일 형태는 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 형태는 표시 장치를 포함하는 전자 기기에 관한 것이다.
또한 본 발명의 일 형태는 상기 기술분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에서 개시(開示)하는 본 발명의 일 형태의 기술분야로서는 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 기억 장치, 전자 기기, 조명 장치, 입력 장치, 입출력 장치, 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법을 일례로서 들 수 있다. 반도체 장치란 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치 전반을 가리킨다.
근년, 디스플레이 패널의 고정세화(高精細化)가 진행되고 있다. 고정세 디스플레이 패널이 요구되는 기기로서, 예를 들어 가상 현실(VR: Virtual Reality) 또는 증강 현실(AR: Augmented Reality)용 기기가 근년 활발히 개발되고 있다.
또한 디스플레이 패널에 적용할 수 있는 표시 장치로서는 대표적으로 액정 표시 장치, 유기 EL(Electro Luminescence) 소자, 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 등의 발광 소자를 포함하는 발광 장치, 액정 표시 장치, 또는 전기 영동 방식 등으로 표시하는 전자 종이 등을 들 수 있다.
유기 EL 소자는 기본적으로 한 쌍의 전극 사이에 발광성 유기 화합물을 포함한 층을 끼운 구성을 가진다. 이 소자에 전압을 인가함으로써, 발광성 유기 화합물로부터 발광을 얻을 수 있다. 이와 같은 유기 EL 소자가 적용된 표시 장치는 액정 표시 장치 등에서 필요한 백라이트가 불필요하기 때문에 얇고, 가볍고, 콘트라스트가 높으며, 소비 전력이 낮은 표시 장치를 실현할 수 있다. 예를 들어 특허문헌 1에는 유기 EL 소자를 사용한 표시 장치의 일례에 대하여 기재되어 있다.
상술한 VR용 또는 AR용 장착형 기기에서는 눈과 디스플레이 패널 사이의 거리가 짧기 때문에 이들 사이에 초점 조정용 렌즈를 제공할 필요가 있다. 이 렌즈에 의하여 화면의 일부가 확대되기 때문에, 디스플레이 패널의 정세도가 낮으면, 현실감 및 몰입감이 저하되는 문제가 있다.
또한 배터리에 의하여 구동하는 기기의 경우에는 연속적으로 사용할 수 있는 시간을 길게 하기 위하여, 디스플레이 패널의 소비 전력을 저감하는 것이 요구된다. 또한 특히 AR용 기기에서는 외광에 겹쳐 화상을 표시하기 때문에 높은 휘도가 요구된다.
본 발명의 일 형태는 정세도가 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 소비 전력이 낮은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 휘도가 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 개구율이 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
본 발명의 일 형태는 신규 표시 장치, 표시 모듈, 또는 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 상술한 표시 장치를 높은 수율로 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 선행 기술의 문제점들 중 적어도 하나를 적어도 경감하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것이 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 또한 이들 이외의 과제는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재에서 추출할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 제 1 배선과, 제 2 배선과, 제 1 트랜지스터와, 복수의 제 2 트랜지스터를 포함하는 표시 장치이다. 제 1 배선은 제 1 방향으로 연장되고, 또한 게이트 신호가 공급된다. 제 2 배선은 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되고, 또한 소스 신호가 공급된다. 제 1 트랜지스터는 게이트가 제 1 배선과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 제 2 배선과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 복수의 제 2 트랜지스터 각각의 게이트와 전기적으로 접속된다. 복수의 제 2 트랜지스터는 직렬로 접속된다. 제 1 트랜지스터는 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 전류가 흐르는 제 1 반도체층을 포함한다. 복수의 제 2 트랜지스터는 각각 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 전류가 흐르는 제 2 반도체층을 포함한다.
또한 본 발명의 다른 일 형태는 제 1 배선과, 제 2 배선과, 제 1 트랜지스터와, 복수의 제 2 트랜지스터를 포함하는 표시 장치이다. 제 1 배선은 제 1 방향으로 연장되고, 또한 게이트 신호가 공급된다. 제 2 배선은 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되고, 또한 소스 신호가 공급된다. 제 1 트랜지스터는 게이트가 제 1 배선과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 제 2 배선과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 복수의 제 2 트랜지스터 각각의 게이트와 전기적으로 접속된다. 복수의 제 2 트랜지스터는 각각의 소스 및 드레인 중 한쪽이 전기적으로 접속되고, 또한 각각의 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 전기적으로 접속된다. 제 1 트랜지스터는 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 전류가 흐르는 제 1 반도체층을 포함한다. 복수의 제 2 트랜지스터는 각각 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 전류가 흐르는 제 2 반도체층을 포함한다.
또한 상기 어느 형태에 있어서, 양극 및 음극을 포함하는 발광 소자를 포함하는 것이 바람직하다. 또한 복수의 제 2 트랜지스터 중 하나는 소스 및 드레인 중 한쪽이 양극 또는 음극과 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다.
또한 상기 어느 형태에 있어서, 복수의 제 2 트랜지스터는 각각의 채널 길이가 실질적으로 동일하고, 또한 각각의 채널 폭이 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.
또한 상기 어느 형태에 있어서, 제 1 트랜지스터와 복수의 제 2 트랜지스터는 채널 길이가 실질적으로 동일하고, 또한 채널 폭이 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.
또한 상기 어느 형태에 있어서, 복수의 제 2 트랜지스터 중 인접한 2개의 제 2 트랜지스터가 하나의 섬 형상의 제 2 반도체층에 각각 채널 형성 영역을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 어느 형태에 있어서, 복수의 제 2 트랜지스터는 각각 제 2 반도체층을 포함하고, 복수의 제 2 반도체층은 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 등간격으로 배열되는 것이 바람직하다.
또한 상기 어느 형태에 있어서, 제 2 반도체층은 인듐 및 아연 중 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 제 1 반도체층은 제 2 반도체층과 동일한 금속 산화물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 어느 형태에 있어서, 제 3 트랜지스터를 포함하는 것이 바람직하다. 제 3 트랜지스터는 제 3 반도체층을 포함한다. 제 3 반도체층은 제 1 반도체층과 동일한 반도체 재료를 포함하고, 또한 제 1 반도체층과 상면 형상이 실질적으로 동일한 부분을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 제 3 트랜지스터는 게이트, 소스, 및 드레인 중 적어도 하나가 전기적으로 플로팅인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 의하여 정세도가 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 소비 전력이 낮은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 휘도가 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 개구율이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태에 의하여 신규 표시 장치, 표시 모듈, 또는 전자 기기 등을 제공할 수 있다. 또는 상술한 표시 장치를 높은 수율로 제조하는 방법을 제공할 수 있다. 또는 선행 기술의 문제점들 중 적어도 하나를 적어도 경감시킬 수 있다.
또한 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것이 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 효과 모두를 반드시 가질 필요는 없다. 또한 이들 이외의 효과는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재에서 추출할 수 있다.
도 1의 (A) 내지 (C)는 화소 회로의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 2의 (A) 내지 (E)는 화소 회로의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 3의 (A) 내지 (D)는 화소 회로의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 4는 표시 장치의 구동 방법의 예를 나타낸 타이밍 차트이다.
도 5는 트랜지스터의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 6의 (A) 내지 (E)는 트랜지스터의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 7의 (A) 내지 (E)는 트랜지스터의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 8의 (A) 및 (B)는 트랜지스터의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 9는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 10의 (A) 내지 (E)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 11은 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 12의 (A) 내지 (E)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 13은 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 14는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 15는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 16은 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 17의 (A) 내지 (F)는 발광 디바이스의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 18의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 19의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 20의 (A) 및 (B)는 실시예에 따른 트랜지스터의 전기 특성을 나타낸 도면이다.
도 21은 실시예에 따른 표시 패널의 표시 상태의 사진이다.
도 22의 (A) 및 (B)는 실시예에 따른 표시 패널의 시야각 의존성의 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 23은 실시예에 따른 표시 패널의 구동 회로의 블록도이다.
도 24는 실시예에 따른 표시 패널의 듀티 구동(duty driving) 시의 휘도의 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 2의 (A) 내지 (E)는 화소 회로의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 3의 (A) 내지 (D)는 화소 회로의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 4는 표시 장치의 구동 방법의 예를 나타낸 타이밍 차트이다.
도 5는 트랜지스터의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 6의 (A) 내지 (E)는 트랜지스터의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 7의 (A) 내지 (E)는 트랜지스터의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 8의 (A) 및 (B)는 트랜지스터의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 9는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 10의 (A) 내지 (E)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 11은 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 12의 (A) 내지 (E)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 13은 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 14는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 15는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 16은 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 17의 (A) 내지 (F)는 발광 디바이스의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 18의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 19의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 20의 (A) 및 (B)는 실시예에 따른 트랜지스터의 전기 특성을 나타낸 도면이다.
도 21은 실시예에 따른 표시 패널의 표시 상태의 사진이다.
도 22의 (A) 및 (B)는 실시예에 따른 표시 패널의 시야각 의존성의 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 23은 실시예에 따른 표시 패널의 구동 회로의 블록도이다.
도 24는 실시예에 따른 표시 패널의 듀티 구동(duty driving) 시의 휘도의 측정 결과를 나타낸 도면이다.
이하에서 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 다만 실시형태는 많은 상이한 형태로 실시할 수 있고, 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서 본 발명은 이하의 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
또한 이하에서 설명하는 발명의 구성에서, 동일한 부분 또는 같은 기능을 가지는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면 사이에서 공통적으로 사용하고, 그 반복적인 설명은 생략한다. 또한 같은 기능을 가지는 부분을 가리키는 경우에는 해치 패턴을 동일하게 하고, 특별히 부호를 붙이지 않는 경우가 있다.
또한 본 명세서에서 설명하는 각 도면에서, 각 구성 요소의 크기, 층의 두께, 또는 영역은 명료화를 위하여 과장되어 있는 경우가 있다. 따라서 그 스케일에 반드시 한정되는 것은 아니다.
또한 본 명세서 등에서의 "제 1", "제 2" 등의 서수사는 구성 요소의 혼동을 피하기 위하여 붙이는 것이며, 수적으로 한정하는 것이 아니다.
또한 본 명세서 등에서 "상면 형상이 실질적으로 일치"란, 적층한 층과 층 사이에서 적어도 윤곽의 일부가 중첩되는 것을 말한다. 예를 들어, 위층과 아래층이 동일한 마스크 패턴, 또는 일부가 동일한 마스크 패턴에 의하여 가공된 경우를 포함한다. 다만 엄밀하게 말하면 윤곽이 중첩되지 않고 위층이 아래층의 내측에 위치하거나 위층이 아래층의 외측에 위치하는 경우도 있고, 이 경우도 "상면 형상이 실질적으로 일치"라고 한다.
또한 이하에서 "위", "아래" 등의 방향을 나타내는 표현은 기본적으로 도면의 방향에 맞추어 사용하는 것으로 한다. 그러나 설명을 용이하게 하는 등의 목적으로 명세서 중의 "위" 또는 "아래"가 의미하는 방향이 도면과 일치하지 않는 경우가 있다. 일례로서는 적층체 등의 적층 순서(또는 형성 순서) 등을 설명하는 경우에, 도면에서 상기 적층체가 제공되는 측의 면(피형성면, 지지면, 접착면, 평탄면 등)이 상기 적층체보다 위쪽에 위치하여도, 그 방향을 아래, 이와 반대의 방향을 위 등이라고 표현하는 경우가 있다.
또한 본 명세서에서, EL층이란 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이에 제공되고, 적어도 발광성 물질을 포함하는 층(발광층이라고도 함) 또는 발광층을 포함하는 적층체를 의미하는 것으로 한다.
본 명세서 등에서, 표시 장치의 일 형태인 표시 패널은 표시면에 화상 등을 표시(출력)하는 기능을 가지는 것이다. 따라서 표시 패널은 출력 장치의 일 형태이다.
또한 본 명세서 등에서는 표시 패널의 기판에 예를 들어 FPC(Flexible Printed Circuit) 또는 TCP(Tape Carrier Package) 등의 커넥터가 장착된 것, 혹은 기판에 COG(Chip On Glass) 방식 등에 의하여 IC가 실장된 것을 표시 패널 모듈, 표시 모듈, 또는 단순히 표시 패널 등이라고 부르는 경우가 있다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 구성예에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소를 포함하는 표시 장치이다. 표시 장치는 게이트 신호(스캔 신호, 주사 신호 등이라고도 함)가 공급되는 복수의 게이트선(제 1 배선)과, 소스 신호(비디오 신호, 데이터 신호 등이라고도 함)가 공급되는 복수의 소스선(제 2 배선)을 포함한다. 게이트선은 제 1 방향으로 연장되도록 제공되고, 소스선은 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되도록 제공된다.
화소는 하나의 소스선과 하나의 게이트선의 교차부에 대응하여 제공된다. 화소는 하나 이상의 표시 소자와, 2개 이상의 트랜지스터를 포함한다. 화소는 표시 소자의 전극으로서 기능하는 화소 전극을 포함한다.
화소는 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터를 포함한다. 이때, 제 2 트랜지스터는 게이트가 공통되는 복수의 트랜지스터(서브 트랜지스터라고도 함)로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제 2 트랜지스터는 직렬 접속된 복수의 서브 트랜지스터로 구성된다. 또는 제 2 트랜지스터는 병렬 접속된 복수의 서브 트랜지스터로 구성된다. 또는 제 2 트랜지스터는 병렬 접속된 복수의 서브 트랜지스터의 군이 직렬로 접속(이하, 직병렬 접속이라고도 함)됨으로써 구성된다.
여기서 서브 트랜지스터란 게이트가 공통되고, 또한 직렬 또는 병렬로 접속되는 복수의 트랜지스터군 중 하나를 가리킨다. 복수의 서브 트랜지스터가 병렬로 접속되는 경우에는 각 서브 트랜지스터 사이에서 게이트, 소스, 및 드레인이 공통된다. 복수의 서브 트랜지스터가 직렬로 접속되는 경우에는 각 서브 트랜지스터 사이에서 게이트가 공통되고, 또한 인접한 2개의 서브 트랜지스터 사이에서 한쪽의 소스와 다른 쪽의 드레인이 공통되도록 접속된다. 또한 이하에서는 서브 트랜지스터를, 단순히 트랜지스터라고 부르는 경우도 있다.
또한 제 2 트랜지스터를 구성하는 복수의 서브 트랜지스터는 각각 채널 길이와 채널 폭이 서로 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 즉, 제 2 트랜지스터는 설곗값이 같은 크기인 복수의 서브 트랜지스터가 직렬, 병렬, 또는 직병렬로 접속됨으로써 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이로써 제 2 트랜지스터를 하나의 트랜지스터로 구성하는 경우와 비교하여, 화소 사이에서의 제 2 트랜지스터의 전기 특성의 편차(variation)변동이 작아진다.
또한 제 2 트랜지스터를 구성하는 복수의 서브 트랜지스터는 모두 채널 길이 방향이 같은 것이 바람직하다. 예를 들어, 모든 트랜지스터의 채널 길이 방향이 제 1 방향 또는 제 2 방향과 평행하게 되도록, 각 서브 트랜지스터를 배치하는 것이 바람직하다. 이때, 모든 서브 트랜지스터의 채널 폭 방향도 같은 것이 바람직하다.
또한 복수의 서브 트랜지스터에서는 채널 형성 영역이 등간격으로 배열되는 것이 바람직하다. 또한 여기서 말하는 채널 형성 영역이란 트랜지스터의 반도체층의 일부이고, 평면에서 보았을 때 게이트와 중첩되는 영역을 가리킨다.
또한 제 1 트랜지스터와, 서브 트랜지스터 중 하나는 채널 길이와 채널 폭이 서로 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 또한 이들은 채널 길이 방향 및 채널 폭 방향이 같은 것이 바람직하다. 특히, 화소를 구성하는 복수의 트랜지스터는 모두 크기가 동일하게 되도록 설계된 서브 트랜지스터로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또한 제 1 트랜지스터의 채널 길이 방향은 제 1 방향 또는 제 2 방향과 평행한 것이 바람직하다. 이때, 서브 트랜지스터의 채널 길이 방향은 제 1 트랜지스터의 채널 길이 방향과 평행한 것이 바람직하다. 이와 같이 화소를 구성하는 복수의 트랜지스터에서 전류가 흐르는 방향을 일치시킴으로써 설계를 용이하게 할 수 있기 때문에 바람직하다.
이하에서는 더 구체적인 예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[구성예]
도 1의 (A), (B), 및 (C)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 화소 회로의 예를 나타내었다.
도 1의 (A), (B), 및 (C)에 나타낸 화소 회로는 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M2), 용량 소자(C1), 및 발광 소자(EL)를 포함한다. 또한 화소 회로는 배선(GL), 배선(SL), 배선(AL), 및 배선(CL)이 전기적으로 접속되어 있다.
배선(GL)에는 게이트 신호가 공급된다. 배선(SL)에는 소스 신호가 공급된다. 배선(AL)과 배선(CL)에는 각각 정전위가 공급된다. 발광 소자(EL)에서는 양극 측을 고전위로 하고, 음극 측을 양극 측보다 저전위로 할 수 있다.
트랜지스터(M1)는 선택 트랜지스터라고 부를 수도 있고, 화소의 선택·비선택을 제어하기 위한 스위치로서 기능한다. 트랜지스터(M1)는 게이트가 배선(GL)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(SL)과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 용량 소자(C1)의 한쪽 전극, 및 트랜지스터(M2)와 전기적으로 접속된다.
용량 소자(C1)는 유지 용량으로서 기능한다. 용량 소자(C1)는 다른 쪽 전극이 발광 소자(EL)의 한쪽 전극과 전기적으로 접속되어 있다. 또한 용량 소자(C1)는 불필요하면 제공하지 않아도 된다.
트랜지스터(M2)는 구동 트랜지스터라고 부를 수도 있고, 발광 소자(EL)에 흐르는 전류를 제어하는 기능을 가진다.
트랜지스터(M2)는 복수의 트랜지스터(서브 트랜지스터)로 구성된다.
도 1의 (A)에서 트랜지스터(M2)는 직렬로 접속된 p개(p는 2 이상의 정수)의 트랜지스터(mi)(i는 1 이상 p 이하의 정수)를 포함한다. 트랜지스터(mi)는 각각의 게이트가 전기적으로 접속되어 있다(게이트가 공통된다고도 함).
트랜지스터(m1) 내지 트랜지스터(mp) 중, 트랜지스터(m1)는 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(AL)과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 트랜지스터(m2)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(mp)는 소스 및 드레인 중 한쪽이 트랜지스터(mp-1)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 발광 소자(EL)의 한쪽 전극 및 용량 소자(C1)의 다른 쪽 전극과 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(m1), 트랜지스터(mp) 이외의 트랜지스터(mi)(트랜지스터(m2) 내지 트랜지스터(mp-1))는 소스 및 드레인 중 한쪽이 트랜지스터(mi-1)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 트랜지스터(mi+1)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다.
도 1의 (B)는 트랜지스터(M2)가 병렬로 접속된 q개(q는 2 이상의 정수)의 트랜지스터(mj)(j는 1 이상 q 이하의 정수)를 포함하는 구성을 나타낸 것이다. 트랜지스터(mj)는 게이트, 소스, 및 드레인이 각각 공통된다.
트랜지스터(m1) 내지 트랜지스터(mq)는 각각 게이트가 트랜지스터(M1)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과 전기적으로 접속되어 있다. 또한 트랜지스터(m1) 내지 트랜지스터(mq)는 각각 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(AL)과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 발광 소자(EL)의 한쪽 전극과 전기적으로 접속되어 있다.
도 1의 (C)는 트랜지스터(M2)가 p×q개의 트랜지스터(mij)로 구성된 예를 나타낸 것이다. 구체적으로는 직렬로 접속된 p개의 트랜지스터를 포함하는 q개의 유닛이 병렬로 접속되어 있다.
도 1의 (A), (B), 및 (C)에 나타낸 구성에서 트랜지스터(M2)를 구성하는 트랜지스터(mi), 트랜지스터(mj), 또는 트랜지스터(mij)(이하, 이들을 구별하지 않는 경우, 트랜지스터(m)로 표기함)는 트랜지스터 구조가 같고, 또한 이들에는 채널 길이와 채널 폭이 실질적으로 동일한 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 트랜지스터(m)의 채널 길이를 L로 하고, 채널 폭을 W로 한다. 이때 도 1의 (A)에서의 트랜지스터(M2)는 채널 길이가 p×L이고, 채널 폭이 W인 하나의 트랜지스터로서 취급할 수 있다. 또한 도 1의 (B)에서의 트랜지스터(M2)는 채널 길이가 L이고, 채널 폭이 q×W인 하나의 트랜지스터로서 취급할 수 있다. 또한 도 1의 (C)에서의 트랜지스터(M2)는 채널 길이가 p×L이고, 채널 폭이 q×W인 하나의 트랜지스터로서 취급할 수 있다.
다음으로 상기와는 다른 화소 회로의 예에 대하여 설명한다. 또한 이하에서는 트랜지스터(M2)로서 도 1의 (A)에서 예시한 복수의 트랜지스터가 직렬로 접속된 구성을 사용한 경우를 나타내어 설명하지만, 도 1의 (B) 및 (C)에서 예시한 트랜지스터(M2)를 적용할 수도 있다.
도 2의 (A)에 나타낸 화소 회로는 도 1의 (A)에 나타낸 구성에 트랜지스터(M3)를 추가한 구성을 가진다. 또한 도 2의 (A)에 나타낸 화소 회로에는 배선(V0)이 전기적으로 접속되어 있다.
트랜지스터(M3)는 게이트가 배선(GL)에 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 발광 소자(EL)의 양극에 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 배선(V0)에 전기적으로 접속되어 있다.
배선(V0)에는 화소 회로에 데이터를 기록할 때 정전위가 공급된다. 따라서 트랜지스터(M2)의 게이트-소스 사이의 전압의 편차를 억제할 수 있다.
도 2의 (B)에 나타낸 화소 회로는 도 1의 (A)에 나타낸 화소 회로의 트랜지스터(M1) 및 트랜지스터(M2)에 포함되는 각 트랜지스터(mi)에 한 쌍의 게이트를 포함하는 트랜지스터를 적용한 경우의 예이다.
트랜지스터(M1)는 한 쌍의 게이트가 전기적으로 접속되어 있다. 이로써 트랜지스터에 흐르는 전류를 증대시킬 수 있다. 또한 트랜지스터(M2)에서 트랜지스터(m1) 내지 트랜지스터(mn)는 각각의 백 게이트가 트랜지스터(mn)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽과 전기적으로 접속되어 있다. 예를 들어 배선(AL)에, 배선(CL)보다 높은 전위를 공급한 경우에는 상기 트랜지스터(mn)의 소스와 각 트랜지스터의 백 게이트가 전기적으로 접속되는 구성이 된다. 따라서 트랜지스터(M2)의 전기 특성의 안정화 및 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.
도 2의 (C)는 도 2의 (A)에 나타낸 화소 회로의 각 트랜지스터에 한 쌍의 게이트를 포함하는 트랜지스터를 적용한 경우의 예를 나타낸 것이다.
도 2의 (D), (E)는 트랜지스터(M2)의 다른 예를 나타낸 것이다. 도 2의 (D)에 나타낸 바와 같이, 트랜지스터(m1) 내지 트랜지스터(mn) 각각의 백 게이트가, 자체의 소스와 전기적으로 접속되어 있어도 좋다. 또한 도 2의 (E)에 나타낸 바와 같이 트랜지스터(m1) 내지 트랜지스터(mn) 각각의 백 게이트와 게이트가 전기적으로 접속되어 있어도 좋다.
도 3의 (A)는 도 2의 (A)에 나타낸 구성에 트랜지스터(M4)를 추가한 구성을 나타낸 것이다. 또한 도 3의 (A)에서는 3개의 게이트선으로서 기능하는 배선(배선(GL1), 배선(GL2), 및 배선(GL3))이 전기적으로 접속되어 있다.
트랜지스터(M4)는 게이트가 배선(GL3)에 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 트랜지스터(M2)의 게이트에 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 배선(V0)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한 트랜지스터(M1)의 게이트가 배선(GL1)에 전기적으로 접속되고, 트랜지스터(M3)의 게이트가 배선(GL2)에 전기적으로 접속되어 있다.
트랜지스터(M3)와 트랜지스터(M4)를 동일 기간에 도통 상태로 함으로써 트랜지스터(M2)의 소스와 게이트가 같은 전위가 되고, 트랜지스터(M2)를 비도통 상태로 할 수 있다. 이에 의하여, 발광 소자(EL)에 흐르는 전류를 강제적으로 차단할 수 있다. 이러한 화소 회로는 표시 기간과 소등 기간을 번갈아 제공하는 표시 방법을 사용하는 경우에 적합하다.
도 3의 (B)에 나타낸 화소 회로는 도 3의 (A)에 용량 소자(C2)를 추가한 경우의 예이다. 용량 소자(C2)는 축적 용량 소자로서 기능한다.
도 3의 (C) 및 (D)에 나타낸 화소 회로는 각각 도 3의 (A) 또는 (B)에 한 쌍의 게이트를 포함하는 트랜지스터를 적용한 경우의 예이다. 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M3), 트랜지스터(M4)로서는 한 쌍의 게이트가 전기적으로 접속된 트랜지스터가 적용되고, 트랜지스터(M2)로서는 한쪽 게이트가 소스에 전기적으로 접속된 트랜지스터가 적용되어 있다.
[구동 방법의 예]
이하에서는 도 3의 (A)에서 예시한 화소 회로가 적용된 표시 장치의 구동 방법의 일례에 대하여 설명한다. 또한 도 3의 (B), (C), 및 (D)에 대해서도 같은 구동 방법을 적용할 수 있다.
도 4에 표시 장치의 구동 방법에 따른 타이밍 차트를 나타내었다. 여기서는 k번째 행의 게이트선인 배선(GL1[k]), 배선(GL2[k]), 및 배선(GL3[k]), 그리고 k+1번째 행의 게이트선인 배선(GL1[k+1]), 배선(GL2[k+1]), 및 배선(GL3[k+1])의 전위의 추이를 나타내었다. 또한 도 4에는 소스선으로서 기능하는 배선(SL)에 공급되는 신호의 타이밍을 나타내었다.
여기서는 하나의 수평 기간을 점등 기간과 소등 기간으로 나누어 표시하는 구동 방법의 예를 나타내었다. 또한 k번째 행의 수평 기간과 k+1번째 행의 수평 기간은 게이트선의 선택 기간만큼 차이가 있다.
k번째 행의 점등 기간에는, 먼저 배선(GL1[k]) 및 배선(GL2[k])에 하이 레벨 전위가 인가되고, 배선(SL)에 소스 신호가 공급된다. 이에 의하여, 트랜지스터(M1)와 트랜지스터(M3)가 도통 상태가 되고, 배선(SL)으로부터 트랜지스터(M2)의 게이트에 소스 신호에 대응하는 전위가 기록된다. 그 후, 배선(GL1[k]) 및 배선(GL2[k])에 로 레벨 전위가 공급됨으로써, 트랜지스터(M1)와 트랜지스터(M3)가 비도통 상태가 되고, 트랜지스터(M2)의 게이트 전위가 유지된다.
이어서, k+1번째 행의 점등 기간으로 전이하고, 상기와 같은 동작에 의하여 데이터가 기록된다.
다음으로 소등 기간에 대하여 설명한다. k번째 행의 소등 기간에 배선(GL2[k])과 배선(GL3[k])에 하이 레벨 전위가 공급된다. 이에 의하여, 트랜지스터(M3)와 트랜지스터(M4)가 도통 상태가 되기 때문에, 트랜지스터(M2)의 소스와 게이트에 같은 전위가 공급됨으로써, 트랜지스터(M2)에는 거의 전류가 흐르지 않게 된다. 이에 의하여, 발광 소자(EL)가 소등한다. k번째 행에 위치하는 모든 부화소가 소등한다. k번째 행의 부화소는 다음 점등 기간까지 소등 상태가 유지된다.
이어서, k+1번째 행의 소등 기간으로 전이하고, 상기와 마찬가지로 k+1번째 행의 부화소 모두가 소등 상태가 된다.
이와 같이 하나의 수평 기간 내내 점등하는 것이 아니라, 하나의 수평 기간에 소등 기간을 제공하는 구동 방법을 듀티 구동이라고 부를 수도 있다. 듀티 구동을 사용함으로써, 동영상을 표시하는 경우의 잔상(殘像) 현상을 저감할 수 있기 때문에, 동영상 표시 성능이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다. 특히 VR 기기 등에서는 잔상을 저감함으로써, 소위 VR 멀미를 경감시킬 수 있다.
듀티 구동에서, 하나의 수평 기간에 대한 점등 기간의 비율을 듀티 비율이라고 부를 수 있다. 예를 들어 "듀티 비율이 50%"란, 점등 기간과 소등 기간이 같은 길이임을 의미한다. 또한 듀티 비율은 자유롭게 설정할 수 있고, 예를 들어 0%보다 높고 100% 이하의 범위에서 적절히 조정할 수 있다.
여기까지가 구동 방법의 예에 대한 설명이다.
[트랜지스터의 구성예]
이어서 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 화소에 적용할 수 있는 트랜지스터의 구성예에 대하여 설명한다.
도 5는 트랜지스터(10)의 상면 개략도 및 단면 개략도를 나타낸 것이다. 트랜지스터(10)는 반도체층(31), 도전층(21), 도전층(22), 절연층(51), 절연층(52) 등을 포함한다.
반도체층(31)은 채널 형성 영역으로서 기능하는 영역(31i)과, 상기 영역(31i)을 사이에 두고 저저항 영역으로서 기능하는 한 쌍의 영역(31n)을 포함한다. 한 쌍의 영역(31n)은 한쪽이 소스로서 기능하고, 다른 쪽이 드레인으로서 기능한다. 절연층(51)은 반도체층(31)을 덮어 제공되고, 그 일부가 게이트 절연층으로서 기능한다. 도전층(22)은 절연층(51) 위에 제공되고, 그 일부가 게이트 전극으로서 기능한다. 도전층(22)은 반도체층(31)의 영역(31i)과 중첩되는 부분을 포함한다. 절연층(52)은 층간 절연층으로서 기능하고, 절연층(51) 및 도전층(22)을 덮어 제공된다. 한 쌍의 도전층(21)은 각각 절연층(52) 위에 제공된다. 도전층(21)은 콘택트부(41)에서 절연층(52) 및 절연층(51)에 제공된 개구부에서 영역(31i)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(21)의 일부는 소스 전극 또는 드레인 전극으로서 기능한다.
반도체층(31)은 실리콘보다 밴드 갭이 큰 금속 산화물(산화물 반도체)를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 오프 전류가 낮은 트랜지스터를 실현할 수 있다. 특히, 반도체층(31)은 인듐 및 아연 중 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 것이 바람직하다.
또는 반도체층(31)은 실리콘을 포함하여도 좋다. 실리콘으로서는 비정질 실리콘, 결정성 실리콘(저온 폴리실리콘, 단결정 실리콘 등) 등을 들 수 있다.
또한 도 5에는 트랜지스터(10)로서 반도체층(31) 위쪽에 게이트 전극이 위치하는, 소위 톱 게이트형 트랜지스터를 나타내었지만, 트랜지스터의 구조는 이에 한정되지 않고, 다양한 구성을 사용할 수 있다. 예를 들어 보텀 게이트형 트랜지스터 또는 듀얼 게이트형 트랜지스터를 표시 장치에 적용할 수 있다.
이하에서는 도 5에 나타낸 트랜지스터(10)를 기본 구성으로 하고, 이를 조합함으로써 제작되는 트랜지스터 및 화소 회로 등의 예를 나타내었다. 또한 이하에서는 특별한 언급이 없는 한, 동일면 위에 동일한 공정으로 형성되는 구성에 대하여 같은 부호를 부여하여 설명한다. 예를 들어 일부가 게이트 전극으로서 기능하는 도전층과, 상기 도전층과 동일 공정으로 형성되고, 배선으로서 기능하는 도전층에 대하여 같은 부호를 부여하여 설명한다.
도 6의 (A)는 이하에서 나타내는 트랜지스터(10a) 및 트랜지스터(10b)의 회로도를 나타낸 것이다. 트랜지스터(10a) 및 트랜지스터(10b)는 직렬로 접속되고, 게이트가 공통되는 4개의 트랜지스터(10)로 구성된다. 트랜지스터(10)는 각각 섬 형상의 반도체층(31)에 채널 형성 영역을 포함한다.
도 6의 (B)는 트랜지스터(10a)의 상면 개략도의 일례를 나타낸 것이다. 또한 도 6의 (C)는, 도 6의 (A)에서의 절단선 A1-A2를 따라 자른 단면 개략도를 나타낸 것이다. 트랜지스터(10a)는 섬 형상의 반도체층(31) 위에 게이트 전극으로서 기능하는 4개의 도전층(22)이 절연층(51)을 개재(介在)하여 등간격으로 제공되어 있다.
4개의 도전층(22)은 도전층(21)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(22)과 도전층(21)은 콘택트부(42)에서 전기적으로 접속되어 있다. 이로써 직렬로 접속되는 4개의 트랜지스터가 구성된다. 또한 여기서는 4개의 도전층(22)이 도전층(21)에 의하여 접속되는 예를 나타내었지만, 빗살 형상의 상면 형상을 가지는 하나의 도전층(22)을 사용하여도 좋다.
반도체층(31)의 장변 방향의 양쪽 단부에서 영역(31n)과 전기적으로 접속되는 한 쌍의 도전층(21)이 제공되어 있다. 또한 인접한 2개의 도전층(22) 사이의 영역에도 도전층(21)을 제공하여도 좋다.
도 6의 (D)는 트랜지스터(10b)의 상면 개략도를 나타낸 것이다. 또한 도 6의 (E)는, 도 6의 (D)에서의 절단선 A3-A4를 따라 자른 단면 개략도를 나타낸 것이다. 트랜지스터(10b)는 간격을 두고 대칭(여기서는 상하 대칭)으로 배치된 2개의 반도체층(31)이 도전층(21)에 의하여 접속된 구성을 가진다. 또한 간격을 두고 대칭(여기서는 좌우 대칭)으로 배치된 2개의 도전층(22)이 각각 2개의 반도체층(31)과 교차되도록 배치되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써 점유 면적을 축소할 수 있다.
도 7의 (A)는 트랜지스터(10c)의 회로도를 나타낸 것이다. 트랜지스터(10c)는 병렬로 접속되고, 게이트, 소스, 및 드레인을 각각 공유하는 4개의 트랜지스터(10)로 구성된다.
도 7의 (B)는 트랜지스터(10c)의 상면 개략도의 일례를 나타낸 것이다. 또한 도 7의 (C)는 도 7의 (B)에서의 절단선 A5-A6을 따라 자른 단면 개략도를 나타낸 것이다. 트랜지스터(10c)에서는 등간격으로 배치되는 4개의 섬 형상의 반도체층(31) 위에, 하나의 도전층(22)이 교차하도록 제공되어 있다. 또한 4개의 섬 형상의 반도체층(31)의 양쪽 단부에서 각각 도전층(21)이 접속되어 있다.
도 7의 (D)는 트랜지스터(10d)의 회로도를 나타낸 것이다. 트랜지스터(10d)는 게이트가 공통되는 4개의 트랜지스터를 포함한다. 또한 4개의 트랜지스터 중 2개씩이 각각 직렬로 접속되어 있다.
도 7의 (E)는 트랜지스터(10d)의 상면 개략도의 일례를 나타낸 것이다. 트랜지스터(10d)는 도전층(21)의 형상이 다른 점 이외는 도 6의 (D)와 같은 구성을 가진다. 2개의 반도체층(31)에서는 그 양쪽 단부에 접속되는 한 쌍의 도전층(21)이 제공되어 있다. 상기 한 쌍의 도전층(21)은 각각 2개의 반도체층을 전기적으로 접속되어 있다.
또한 트랜지스터(10a) 내지 트랜지스터(10d)에는 트랜지스터(10)가 4개 포함되는 예에 대하여 나타내었지만, 이에 한정되지 않고, 트랜지스터(10)가 2개, 3개, 또는 5개 이상 포함되는 구성으로 할 수 있다.
[레이아웃 방법의 예]
이하에서는 채널 길이 및 채널 폭이 실질적으로 동일한 트랜지스터를 조합하는 경우의 레이아웃의 예에 대하여 설명한다.
도 8의 (A)는 기본적인 구성을 나타낸 것이다. 도 8의 (A)에서는 장변 방향이 X 방향으로 평행한 반도체층(31)이 Y 방향으로 등간격으로 복수로 배열되어 있다. 또한 장변 방향이 Y 방향으로 평행한 도전층(22)이 X 방향으로 등간격으로 복수로 배열되어 있다. 도전층(22)과 반도체층(31)의 교차부가 트랜지스터의 채널 형성 영역(영역(31i))이다.
여기서 반도체층(31)의 Y 방향에서의 배열 간격을 Py로 한다. 또한 도전층(22)의 X 방향에서의 배열 간격을 Px로 한다.
또한 도 8의 (A)에 나타낸 바와 같이, 반도체층(31)은 2개의 도전층(22) 사이에 위치하는 영역의 Y 방향의 폭이 도전층(22)과 중첩되는 영역의 폭보다 크게 가공되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 반도체층(31)과 도전층(21)의 콘택트부(41)의 면적을 크게 할 수 있어, 이들 사이의 저항(콘택트 저항, 접촉 저항 등이라고도 함)을 저감할 수 있다.
도 8의 (A)에 나타낸 레이아웃을 기본적인 구성으로 하고, X 방향으로 연장되는 반도체층(31)을 분단하는 것, Y 방향으로 연장되는 도전층(22)을 분단하는 것, 및 도전층(21)에 의하여 반도체층(31)끼리, 도전층(22)끼리, 또는 반도체층(31)과 도전층(22)을 접속하는 것 등에 의하여 채널 길이 및 채널 폭이 실질적으로 동일한 트랜지스터(10)를 조합함으로써 다양한 크기의 트랜지스터 또는 다양한 회로를 구성할 수 있다.
도 8의 (B)는 도 8의 (A)에 나타낸 레이아웃의 응용예를 나타낸 것이다. 도 8의 (B)에는 트랜지스터(10e), 트랜지스터(10f), 트랜지스터(10g), 및 트랜지스터(10h) 등을 나타내었다.
트랜지스터(10e)는 단체(單體)의 트랜지스터이다. 트랜지스터(10f) 및 트랜지스터(10g)는 각각 2개의 트랜지스터를 직렬로 접속한 구성을 가진다. 트랜지스터(10h)는 도 7의 (E)에 나타낸 트랜지스터(10e)와 마찬가지로, 4개의 트랜지스터를 2병렬, 2직렬로 접속한 구성을 가진다.
도 8의 (B)는 복수의 도전층(21)을 나타낸 것이다. 도 8의 (B)에 나타낸 바와 같이, 도전층(21)도 최대한 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 이에 의하여 도전층(21)의 가공 형상의 편차를 저감할 수 있다. 도 8의 (B)에서는, 도전층(21)의 배열 간격을 도전층(22)의 배열 간격과 같은 Px로 한 경우의 예를 나타내었다.
또한 트랜지스터를 배치하지 않는 부분에는 더미층을 배치하여도 좋다. 예를 들어 전기적으로 플로팅인 반도체층(31), 도전층(22), 또는 도전층(21) 등을 빈 공간에 배치하여도 좋다. 또한 더미층은 제조 공정의 안정화, 가공 편차의 저감 등을 목적으로 하여 빈 공간에 제공되는 층이고, 기본적으로는 회로를 구성하는 구성 요소로서 고려되지 않는다. 그러므로 더미층은 전기적으로 플로팅되거나 정전압이 공급된다. 또한 반도체층 이외의 층에도 더미층을 제공하는 것이 바람직하다.
또한 도 8의 (B)에 나타낸 바와 같이, 더미 트랜지스터(11)를 복수로 배치하여도 좋다. 더미 트랜지스터는 트랜지스터로서 기능하는 적층 구조를 가지고, 또한 게이트, 드레인, 및 소스 중 하나 이상이 전기적으로 플로팅인 트랜지스터이다.
이와 같이 트랜지스터가 제공되지 않은 영역에 더미 트랜지스터(11)를 배치함으로써, 반도체층(31) 및 도전층(22) 등의 가공 형상의 편차를 저감할 수 있고, 트랜지스터의 전기 특성의 편차를 저감할 수 있다.
[화소의 구성예]
이하에서는 구체적인 화소의 구성예에 대하여 설명한다.
[구성예 1]
도 9는 표시 장치에 포함되는 화소(20)의 상면 개략도를 나타낸 것이다. 화소(20)는 부화소(20R), 부화소(20G), 및 부화소(20B)를 포함한다. 표시 장치는 화소(20)를 복수로 포함하고, 화소(20)는 X 방향 및 Y 방향으로 주기적으로 배치된다.
부화소(20R)는 적색광을 방출하는 발광 소자(12R)를 포함한다. 부화소(20G)는 녹색광을 방출하는 발광 소자(12G)를 포함한다. 부화소(20B)는 청색광을 방출하는 발광 소자(12B)를 포함한다.
발광 소자(12R), 발광 소자(12G), 및 발광 소자(12B)는 각각 다른 발광 재료를 포함하는 구성으로 하여도 좋고, 각각 백색 발광의 발광 소자와 컬러 필터를 조합한 구성으로 하여도 좋고, 청색 또는 자주색의 발광 소자와 색 변환 재료(퀀텀닷(quantum dot) 등)를 조합한 구성으로 하여도 좋다.
도 10의 (A) 내지 (E)는 각각 도 9에 나타낸 화소(20)에 포함되는 하나의 부화소(20X)를 발췌한 상면 개략도를 나타낸 것이다. 부화소(20X)는 부화소(20R), 부화소(20G), 및 부화소(20B)에 대응할 수 있다. 또한 여기서는 발광 소자를 생략하였다.
도 10의 (B)에서는 도 10의 (A)에 나타낸 화소 전극(24)의 윤곽만을 파선으로 명시하고, 도전층(23)의 상면 형상의 일례를 나타내었다.
도전층(23)으로 구성되는 배선은 발광 소자(12R) 등에 대한 전원 공급선으로서 기능하고 정전위가 공급된다. 화소 전극(24)이 양극으로서 기능하는 경우에는 상기 배선에 고전원 전위가 공급되고, 음극으로서 기능하는 경우에는 저전원 전위가 공급된다.
도 10의 (B)에 나타낸 바와 같이, 배선으로서 기능하는 도전층(23)은 Y 방향으로 연장되는 부분뿐만 아니라, X 방향으로 연장되는 부분도 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 도전층(23)의 상면 형상을 격자형으로 할 수 있기 때문에, 상면 형상이 스트라이프형인 경우와 비교하여 전압 강하의 영향을 억제할 수 있다.
도 10의 (C)에서는 도 10의 (B)에 나타낸 도전층(23)의 윤곽만을 파선으로 명시하였다. 또한 도 10의 (D)에서는 도 10의 (C)에 나타낸 도전층(21)의 윤곽만을 파선으로 명시하였다. 또한 도 10의 (E)에서는 도 10의 (D)에 나타낸 도전층(22)의 윤곽만을 파선으로 명시하였다.
도 10의 (C) 및 (D)는 트랜지스터(30a) 및 트랜지스터(30b)를 나타낸 것이다. 또한 도 10의 (D)에는 트랜지스터(30a)에 포함되는 반도체층(31a)과, 트랜지스터(30b)에 포함되는 반도체층(31b)을 나타내었다. 트랜지스터(30a)는 부화소의 선택·비선택을 제어하는 선택 트랜지스터로서 기능한다. 또한 트랜지스터(30b)는 발광 소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터로서 기능한다.
트랜지스터(30a)는 게이트선으로서 기능하는 도전층(22)으로 게이트의 일부가 구성되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 소스선으로서 기능하는 도전층(21)과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 트랜지스터(30b)의 게이트와 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(30b)는 소스 및 드레인 중 한쪽이 도전층(23)과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 화소 전극(24)과 전기적으로 접속되어 있다.
여기서, 트랜지스터(30b)는 직렬로 접속되고, 또한 게이트가 공통되는 4개의 트랜지스터로 구성되어 있다. 트랜지스터(30b)는 채널 길이가 트랜지스터(30a)의 4배이고, 채널 폭이 트랜지스터(30a)와 같은 하나의 트랜지스터로서 취급할 수 있다. 트랜지스터(30b)는 하나의 섬 형상의 반도체층(31b)에 4개의 채널 형성 영역을 포함한다.
여기서는 반도체층(31a)과 반도체층(31b) 각각의 상면 형상이, 콘택트부가 배치되는 한 쌍의 넓은 부분과, 채널로서 형성되는 좁은 부분을 포함하는 예를 나타내었다.
또한 부화소(20X)에서는 트랜지스터(30a)에 포함되는 반도체층(31a) 및 트랜지스터(30b)에 포함되는 반도체층(31b)은 각각 Y 방향, 즉 소스선으로서 기능하는 도전층(21)의 연장 방향에 평행한 방향으로 전류가 흐르도록 배치되어 있다. 바꿔 말하면, 트랜지스터(30a)와 트랜지스터(30b)는 각각 채널 길이 방향이 Y방향에 평행하고, 채널 폭 방향이 X방향에 평행하게 되도록 배치되어 있다. 이와 같이 화소를 구성하는 복수의 트랜지스터에서 전류가 흐르는 방향을 일치시킴으로써, 설계를 용이하게 할 수 있기 때문에 바람직하다.
여기서 도 10의 (D) 등에 나타낸 바와 같이, 복수의 더미층(32)이 제공되어 있는 것이 바람직하다. 더미층(32)은 반도체층(31a) 및 반도체층(31b)과 동일한 막을 가공하여 형성되고, 이들과 동일한 조성을 가지는 막으로 할 수 있다. 또한 도 10의 (A) 내지 (E)에서는 반도체층(31a) 및 반도체층(31b)과 더미층(32)을 구별하기 위하여, 이들에 서로 다른 해칭 패턴을 부여하여 나타내었다.
더미층(32)의 상면 형상은 반도체층(31a) 및 반도체층(31b)의 상면 형상과 동일하거나 이를 주기적으로 조합한 형상인 것이 바람직하다. 부화소(20X)에서는 각 더미층(32)이 2개 이상의 넓은 부분과, 이 2개의 넓은 부분을 Y방향으로 연결시키는 좁은 부분을 포함하는 상면 형상을 가진다. 각 더미층(32)은 긴쪽 방향이 Y방향에 평행하게 되도록 배치되어 있다. 또한 각 더미층(32)은 Y방향으로 배열되는 복수의 화소에 걸쳐 배치되어 있다.
이와 같이 반도체층(31a) 및 반도체층(31b)이 제공되지 않은 영역에 더미층(32)을 배치함으로써, 반도체층(31a) 및 반도체층(31b)의 가공 형상의 편차를 저감할 수 있고, 트랜지스터(30a) 및 트랜지스터(30b)의 전기 특성의 편차를 저감할 수 있다.
더미층(32)은 반도체층(31a) 및 반도체층(31b)이 제공되지 않은 영역에 가능한 한 전체적으로 배치되는 것이 바람직하다. 부화소(20X)에서는 도전층(21)이 제공되는 영역을 피하여 더미층(32)을 배치한 예를 나타내었지만, 도전층(21)과 중첩시켜 더미층(32)을 배치하여도 좋다.
또한 여기서는 하나의 부화소에 2개의 트랜지스터를 배치하는 예를 나타내었지만, 이에 한정되지 않고, 3개 이상의 트랜지스터를 배치하는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우, 부화소에 제공되는 모든 트랜지스터에서, 반도체층을 동일한 패턴으로 하고, 또한 반도체층에 흐르는 전류의 방향을 일치시키는 것이 바람직하다.
[구성예 2]
이하에서는 상기와는 일부 구성이 다른 구성예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한 이하에서는 상기와 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한 이하에서 제시하는 도면에서, 동일한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 해치 패턴 및 부호를 사용하고, 설명을 생략하는 경우도 있다.
도 11은 이하에서 예시하는 표시 장치의 상면 개략도를 나타낸 것이다. 도 11에 나타낸 표시 장치는 Y 방향으로 연장되는 소스선 및 전원선 등의 배선을 도전층(23)으로 구성하고, X 방향으로 연장되는 게이트선 등의 배선을 도전층(21)으로 구성한다.
도 12의 (A) 내지 (E)는 부화소(20X)의 상면 개략도를 나타낸 것이다. 이하에서 예시하는 표시 장치는 상기 구성예 1에서 예시한 표시 장치와 비교하여 반도체층의 방향, 트랜지스터를 4개 포함하는 점 등에서 다르다. 도 11 및 도 12의 (A) 내지 (E)에 나타낸 부화소(20X)는 예를 들어 도 3의 (A)에서 예시한 화소 회로와 대응한다.
도 12의 (C), (D)에 나타낸 바와 같이 부화소(20X)는 트랜지스터(30a), 트랜지스터(30b), 트랜지스터(30c), 및 트랜지스터(30d)를 포함한다. 트랜지스터(30a), 트랜지스터(30c), 및 트랜지스터(30d)는 하나의 트랜지스터로 구성된다. 또한 트랜지스터(30b)는 6개의 트랜지스터가 직렬로 접속된 구성을 가진다. 트랜지스터(30b)는 Y 방향으로 등간격으로 배열되는 3개의 반도체층(31b)에 각각 2개씩 채널 형성 영역을 포함한다.
또한 더미층(32)은 긴쪽 방향이 X방향에 평행하게 되도록 배치되어 있다. 더미층(32)은 X방향으로 배열되는 복수의 화소에 걸쳐 배치되어 있다.
또한 도 12의 (D) 등에서는 도전층(22)과 동일 공정으로 형성되고, 전기적으로 플로팅인 더미층(29)과, 게이트 전극 또는 배선 등으로서 기능하는 도전층(22)을 구별하기 위하여, 이들에 서로 다른 해칭 패턴을 부여하여 나타내었다.
부화소(20X)는 더미층(32) 및 더미층(29)으로 구성되는 복수의 더미 트랜지스터(11)를 포함한다.
여기까지가 화소의 구성예에 대한 설명이다.
[단면 구성예]
이어서 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 단면 구성예에 대하여 설명한다.
[단면 구성예 1]
도 13은 표시 장치(200A)의 단면 개략도이다. 표시 장치(200A)는 기판(201)과 기판(202) 사이에 발광 소자(250R), 발광 소자(250G), 트랜지스터(210), 트랜지스터(220), 용량 소자(240) 등을 포함한다.
트랜지스터(210)는 기판(201)에 채널 형성 영역이 형성되는 트랜지스터이다. 기판(201)으로서는 예를 들어 단결정 실리콘 기판 등의 반도체 기판을 사용할 수 있다. 트랜지스터(210)는 기판(201)의 일부, 도전층(211), 저저항 영역(212), 절연층(213), 절연층(214) 등을 포함한다. 도전층(211)은 게이트 전극으로서 기능한다. 절연층(213)은 기판(201)과 도전층(211) 사이에 위치하고, 게이트 절연층으로서 기능한다. 저저항 영역(212)은 기판(201)에 불순물이 도핑된 영역이고, 소스 및 드레인 중 한쪽으로서 기능한다. 절연층(214)은 도전층(211)의 측면을 덮어 제공된다.
또한 기판(201)에 매립되도록, 인접한 2개의 트랜지스터들(210) 사이에 소자 분리층(215)이 제공되어 있다.
트랜지스터(210)와 트랜지스터(220) 사이에는 배선층(203)이 제공되어 있다. 배선층(203)은 하나 이상의 배선을 가지는 층이 적층된 구성을 가진다. 각 층은 도전층(271)을 포함하고, 2개의 층 사이에는 층간 절연층(273)이 제공되어 있다. 또한 층간 절연층(273)에 제공된 플러그(272)에 의하여, 상이한 층의 도전층들(271)을 전기적으로 접속한다.
배선층(203) 위에 트랜지스터(220)가 제공되어 있다. 트랜지스터(220)는 채널이 형성되는 반도체층에 금속 산화물(산화물 반도체라고도 함)이 적용된 트랜지스터이다.
트랜지스터(220)는 반도체층(221), 절연층(223), 도전층(224), 한 쌍의 도전층(225), 절연층(226), 도전층(227) 등을 포함한다.
배선층(203) 위에 절연층(231)이 제공되어 있다. 절연층(231)은 물 또는 수소 등의 불순물이 배선층(203) 측으로부터 트랜지스터(220)로 확산되는 것, 그리고 산소가 반도체층(221)으로부터 배선층(203) 측으로 이탈되는 것을 방지하는 배리어층으로서 기능한다. 절연층(231)으로서는 예를 들어 산화 알루미늄막, 산화 하프늄막, 질화 실리콘막 등, 산화 실리콘막보다 수소 또는 산소가 확산되기 어려운 막을 사용할 수 있다.
절연층(231) 위에 도전층(227)이 제공되고, 도전층(227)을 덮어 절연층(226)이 제공되어 있다. 도전층(227)은 트랜지스터(220)의 제 1 게이트 전극으로서 기능하고, 절연층(226)의 일부는 제 1 게이트 절연층으로서 기능한다. 절연층(226)에서 적어도 반도체층(221)과 접하는 부분에는 산화 실리콘막 등의 산화물 절연막을 사용하는 것이 바람직하다.
반도체층(221)은 절연층(226) 위에 제공된다. 반도체층(221)은 반도체 특성을 가지는 금속 산화물(산화물 반도체라고도 함)막을 포함하는 것이 바람직하다.
반도체층(221)이 In-M-Zn 산화물인 경우, In-M-Zn 산화물을 성막하기 위하여 사용하는 스퍼터링 타깃의 금속 원소의 원자수비로서 In:M:Zn=1:1:1, In:M:Zn=1:1:1.2, In:M:Zn=1:3:2, In:M:Zn=1:3:4, In:M:Zn=1:3:6, In:M:Zn=2:2:1, In:M:Zn=2:1:3, In:M:Zn=3:1:2, In:M:Zn=4:2:3, In:M:Zn=4:2:4.1, In:M:Zn=5:1:3, In:M:Zn=10:1:3, In:M:Zn=5:1:6, In:M:Zn=5:1:7, In:M:Zn=5:1:8, In:M:Zn=6:1:6, In:M:Zn=5:2:5 등을 들 수 있다.
또한 스퍼터링 타깃으로서는 다결정 산화물을 포함한 타깃을 사용하면, 결정성을 가지는 반도체층(221)을 형성하기 쉬워지기 때문에 바람직하다. 또한 형성되는 반도체층(221)의 원자수비는 상기 스퍼터링 타깃에 포함되는 금속 원소의 원자수비의 ±40%의 변동을 포함한다. 예를 들어, 반도체층(221)에 사용하는 스퍼터링 타깃의 조성이 In:Ga:Zn=4:2:4.1[원자수비]인 경우, 성막되는 반도체층(221)의 조성은 In:Ga:Zn=4:2:3[원자수비] 근방인 경우가 있다.
또한 원자수비가 In:Ga:Zn=4:2:3 또는 그 근방이라고 기재된 경우, In을 4로 하였을 때, Ga이 1 이상 3 이하이고, Zn이 2 이상 4 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비가 In:Ga:Zn=5:1:6 또는 그 근방이라고 기재된 경우, In을 5로 하였을 때, Ga이 0.1보다 크고 2 이하이고, Zn이 5 이상 7 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비가 In:Ga:Zn=1:1:1 또는 그 근방이라고 기재된 경우, In을 1로 하였을 때, Ga이 0.1보다 크고 2 이하이고, Zn이 0.1보다 크고 2 이하인 경우를 포함한다.
또한 반도체층(221)은 에너지 갭이 2eV 이상, 바람직하게는 2.5eV 이상이다. 이와 같이, 실리콘보다 에너지 갭이 넓은 금속 산화물을 사용함으로써, 트랜지스터의 오프 전류를 저감할 수 있다.
또한 반도체층(221)은 비단결정 구조를 가지는 것이 바람직하다. 비단결정 구조에는 예를 들어 후술하는 CAAC 구조, 다결정 구조, 미결정(microcrystalline) 구조, 또는 비정질 구조가 포함된다. 비단결정 구조 중, 비정질 구조는 결함 준위 밀도가 가장 높고, CAAC 구조는 결함 준위 밀도가 가장 낮다.
이하에서는 CAAC(c-axis aligned crystal)에 대하여 설명한다. CAAC는 결정 구조의 일례를 나타낸다.
CAAC 구조는 복수의 나노 결정(최대 직경이 10nm 미만인 결정 영역)을 포함하는 박막 등의 결정 구조의 하나이고, 각 나노 결정은 c축이 특정의 방향으로 배향하고, 또한 a축 및 b축은 배향성을 가지지 않고, 나노 결정들이 입계를 형성하지 않고 연속적으로 연결된다는 특징을 가지는 결정 구조이다. 특히 CAAC 구조를 가지는 박막은 각 나노 결정의 c축이 박막의 두께 방향, 피형성면의 법선 방향, 또는 박막의 표면의 법선 방향으로 배향하기 쉽다는 특징을 가진다.
CAAC-OS(Oxide Semiconductor)는 결정성이 높은 산화물 반도체이다. 한편, CAAC-OS에서는 명확한 결정립계를 확인할 수 없기 때문에, 결정립계에 기인하는 전자 이동도의 저하가 일어나기 어렵다고 할 수 있다. 또한 산화물 반도체의 결정성은 불순물의 혼입, 결함의 생성 등으로 인하여 저하하는 경우가 있기 때문에, CAAC-OS는 불순물 및 결함(산소 결손 등)이 적은 산화물 반도체라고도 할 수 있다. 따라서 CAAC-OS를 가지는 산화물 반도체는 물리적 성질이 안정적이다. 그러므로 CAAC-OS를 가지는 산화물 반도체는 열에 강하고 신뢰성이 높다.
여기서, 결정학에서 단위 격자를 구성하는 a축, b축, 및 c축의 3개의 축(결정축)에 대하여 특이적인 축을 c축으로 한 단위 격자를 선택하는 것이 일반적이다. 특히 층상 구조를 가지는 결정에서는 층의 면 방향에 평행한 2개의 축을 a축 및 b축으로 하고, 층과 교차하는 축을 c축으로 하는 것이 일반적이다. 이러한 층상 구조를 가지는 결정의 대표적인 예로서 육방정계로 분류되는 그래파이트가 있고, 그 단위 격자의 a축 및 b축은 벽개(劈開)면에 평행하고, c축은 벽개면과 직교한다. 예를 들어 층상 구조인 YbFe2O4형의 결정 구조를 가지는 InGaZnO4의 결정은 육방정계로 분류될 수 있고, 그 단위 격자의 a축 및 b축은 층의 면 방향에 평행하고, c축은 층(즉 a축 및 b축)과 직교한다.
미결정 구조를 가지는 산화물 반도체막(미결정 산화물 반도체막)은 TEM에 의한 관찰 이미지에서는 결정부를 명확하게 확인할 수 없는 경우가 있다. 미결정 산화물 반도체막에 포함되는 결정부는 1nm 이상 100nm 이하, 또는 1nm 이상 10nm 이하의 크기인 경우가 많다. 특히 1nm 이상 10nm 이하, 또는 1nm 이상 3nm 이하의 미결정인 나노 결정(nc: nanocrystal)을 포함하는 산화물 반도체막을 nc-OS(nanocrystalline Oxide Semiconductor)막이라고 부른다. 또한 nc-OS막은 예를 들어 TEM에 의한 관찰 이미지에서는 결정립계를 명확하게 확인할 수 없는 경우가 있다.
nc-OS막은 미소한 영역(예를 들어 1nm 이상 10nm 이하의 영역, 특히 1nm 이상 3nm 이하의 영역)에서 원자 배열에 주기성을 가진다. 또한 nc-OS막은 상이한 결정부들 사이에서 결정 방위에 규칙성이 보이지 않는다. 그러므로 막 전체에서 배향성이 보이지 않는다. 따라서 nc-OS막은 분석 방법에 따라서는 비정질 산화물 반도체막과 구별할 수 없는 경우가 있다. 예를 들어 결정부보다 큰 직경의 X선을 사용하는 XRD 장치를 사용하여 nc-OS막의 구조를 out-of-plane법에 의하여 해석하면 결정면을 나타내는 피크가 검출되지 않는다. 또한 결정부보다 큰 프로브 직경(예를 들어 50nm 이상)의 전자선을 사용하는 전자선 회절(제한 시야 전자선 회절이라고도 함)을 nc-OS막에 대하여 수행하면 헤일로(halo) 패턴과 같은 회절 패턴이 관측된다. 한편, 결정부의 크기에 가깝거나 결정부보다 작은 프로브 직경(예를 들어 1nm 이상 30nm 이하)의 전자선을 사용하는 전자선 회절(나노 빔 전자 회절이라고도 함)을 nc-OS막에 대하여 수행하면, 원을 그리듯이(링 형상으로) 휘도가 높은 영역이 관측되고, 상기 링 형상의 영역 내에 복수의 스폿이 관측되는 경우가 있다.
nc-OS막은 비정질 산화물 반도체막보다 결함 준위 밀도가 낮다. 다만 nc-OS막은 상이한 결정부들 사이에서 결정 방위에 규칙성이 보이지 않는다. 그러므로 nc-OS막은 CAAC-OS막에 비하여 결함 준위 밀도가 높다. 따라서 nc-OS막은 CAAC-OS막에 비하여 캐리어 밀도가 높고 전자 이동도가 높은 경우가 있다. 따라서 nc-OS막을 사용한 트랜지스터는 높은 전계 효과 이동도를 나타내는 경우가 있다.
nc-OS막은 형성 시의 산소 유량비를 CAAC-OS막보다 낮게 함으로써 형성할 수 있다. 또한 nc-OS막은 형성 시의 기판 온도를 CAAC-OS막보다 낮게 하는 것에 의해서도 형성할 수 있다. 예를 들어 nc-OS막은 기판 온도를 비교적 낮게(예를 들어 130℃ 이하의 온도) 한 상태 또는 기판을 가열하지 않는 상태에서도 형성할 수 있기 때문에, 대형의 유리 기판 또는 수지 기판 등을 사용하는 경우에 적합하고, 생산성을 높일 수 있다.
금속 산화물의 결정 구조의 일례에 대하여 설명한다. 기판 온도를 100℃ 이상 130℃ 이하로 하고, In-Ga-Zn 산화물 타깃(In:Ga:Zn=4:2:4.1[원자수비])을 사용하여 스퍼터링법으로 형성한 금속 산화물은 nc(nano crystal) 구조 및 CAAC 구조 중 어느 한쪽의 결정 구조, 또는 이들이 혼재된 구조를 가지기 쉽다. 한편, 기판 온도를 실온(R.T.)으로 하여 형성한 금속 산화물은 nc의 결정 구조를 가지기 쉽다. 또한 여기서 실온(R.T.)은 기판을 의도적으로 가열하지 않는 경우의 온도를 포함한다.
한 쌍의 도전층(225)은 반도체층(221) 위에 접하여 제공되고, 소스 전극 및 드레인 전극으로서 기능한다.
또한 한 쌍의 도전층(225)의 상면 및 측면, 그리고 반도체층(221)의 측면 등을 덮어 절연층(232)이 제공되고, 절연층(232) 위에 절연층(261)이 제공되어 있다. 절연층(232)은 물 또는 수소 등의 불순물이 층간 절연층 등으로부터 반도체층(221)으로 확산되는 것, 그리고 산소가 반도체층(221)으로부터 이탈되는 것을 방지하는 배리어층으로서 기능한다. 절연층(232)으로서는 상기 절연층(231)과 같은 절연막을 사용할 수 있다.
절연층(232) 및 절연층(261)에는 반도체층(221)에 도달하는 개구가 제공되어 있다. 상기 개구의 내부에는 절연층(261), 절연층(232), 및 도전층(225)의 측면, 그리고 반도체층(221)의 상면과 접하는 절연층(223)과, 절연층(223) 위의 도전층(224)이 매립되어 있다. 도전층(224)은 제 2 게이트 전극으로서 기능하고, 절연층(223)은 제 2 게이트 절연층으로서 기능한다.
도전층(224)의 상면, 절연층(223)의 상면, 및 절연층(261)의 상면은 각각 높이가 실질적으로 일치하도록 평탄화 처리가 실시되고, 이들을 덮어 절연층(233)이 제공되어 있다. 또한 절연층(233)과 절연층(231) 사이의 적층 구조에 개구부가 제공되고, 상기 개구부에서 절연층(233)의 일부가 절연층(231)과 접하여 제공되어 있다. 절연층(261)은 층간 절연층으로서 기능한다. 또한 절연층(233)은 그 위쪽으로부터 물 또는 수소 등의 불순물이 확산되는 것을 방지하는 배리어층으로서 기능한다. 절연층(233)으로서는 상기 절연층(231) 등과 같은 절연막을 사용할 수 있다.
절연층(233) 위에 용량 소자(240)가 제공되어 있다.
용량 소자(240)는 도전층(241)과, 도전층(242)과, 이들 사이에 위치하는 절연층(243)을 가진다. 도전층(241)은 용량 소자(240)의 한쪽 전극으로서 기능하고, 도전층(242)은 용량 소자(240)의 다른 쪽 전극으로서 기능하고, 절연층(243)은 용량 소자(240)의 유전체로서 기능한다.
용량 소자(240)를 덮어 절연층(234)이 제공된다. 절연층(234)으로서는 상기 절연층(231)과 같은 절연막을 사용할 수 있다. 절연층(231) 위에 층간 절연층 및 배선을 사이에 두고 절연층(262)이 제공되고, 절연층(262) 위에 발광 소자(250R) 및 발광 소자(250G)가 제공되어 있다.
발광 소자(250R)는 도전층(251), 도전층(252R), EL층(253W), 및 도전층(254) 등을 포함한다.
도전층(251)은 가시광에 대하여 반사성을 가지고, 도전층(252R)은 가시광에 대하여 투과성을 가진다. 도전층(254)은 가시광에 대하여 반사성 및 투과성을 가진다. 도전층(252R)은 도전층(251)과 도전층(254) 사이의 광학 거리를 조정하기 위한 광학 조정층으로서 기능한다. 광학 조정층은 발광색이 서로 다른 발광 소자 사이에서는 두께를 다르게 할 수 있다. 발광 소자(250R)에 포함되는 도전층(252R)과 발광 소자(250G)에 포함되는 도전층(252G)은 두께가 서로 다르다.
도전층(252R)의 단부 및 도전층(252G)의 단부를 덮어 절연층(256)이 제공되어 있다.
EL층(253W) 및 도전층(254)은 복수의 화소에 걸쳐 공통적으로 제공되어 있다. EL층(253W)은 백색광을 나타내는 발광층을 포함한다.
발광 소자(250R) 및 발광 소자(250G) 등을 덮어 절연층(235)이 제공되어 있다. 절연층(235)은 물 등의 불순물이 발광 소자(250R) 및 발광 소자(250G) 등으로 확산되는 것을 방지하는 배리어막으로서 기능한다. 절연층(235)에는 절연층(231)과 같은 막을 사용할 수 있다.
발광 소자(250R) 위 및 발광 소자(250G) 위에는 접착층(263)을 개재하여 렌즈 어레이(257)가 제공되어 있다. 발광 소자(250R)로부터 방출된 광은 렌즈 어레이(257)에 의하여 집광되고, 착색층(255R)에 의하여 착색되고 외부로 사출된다. 렌즈 어레이(257)는 불필요하면 제공하지 않아도 된다.
또한 렌즈 어레이(257) 위에는 절연층(264)을 개재하여 착색층(255R), 착색층(255G), 및 착색층(255B)이 제공되어 있다. 발광 소자(250R) 위에는 렌즈 어레이(257)를 개재하여 착색층(255R)이 제공되어 있다. 또한 발광 소자(250G) 위에는 착색층(255G)이 제공되어 있다. 또한 도 13에는 착색층(255B)의 일부를 나타내었다.
예를 들어 착색층(255R)은 적색광을 투과하고, 착색층(255G)은 녹색광을 투과하고, 착색층(255B)은 청색광을 투과한다. 따라서 각 발광 소자로부터의 광의 색 순도를 높일 수 있어, 표시 품위가 더 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
표시 장치(200A)는 시인 측에 기판(202)을 포함한다. 기판(202)과 기판(201)은 접합되어 있다. 기판(202)으로서는 유리 기판, 석영 기판, 사파이어 기판, 플라스틱 기판 등 광 투과성을 가지는 기판을 사용할 수 있다.
착색층(255R), 착색층(255G), 및 착색층(255B)은 기판(202)의 기판(201) 측의 면에 형성되어 있다. 또한 착색층(255R) 등을 덮어 절연층(264)이 제공되고, 절연층(264)의 기판(201) 측의 면에 렌즈 어레이(257)가 제공되어 있다. 또한 착색층(255R), 착색층(255G), 착색층(255B), 및 렌즈 어레이(257)가 제공된 기판(202)과 기판(201)이 접착층(263)에 의하여 접합되어 있다. 이와 같이 착색층(255R), 착색층(255G), 착색층(255B), 및 렌즈 어레이(257)를 기판(202) 측에 형성함으로써, 이들의 형성 공정에서의 가열 처리의 온도를 높일 수 있다.
또한 여기서는 착색층(255R), 착색층(255G), 착색층(255B), 및 렌즈 어레이(257)를 기판(202) 측에 형성하였지만, 절연층(235) 위에 각 착색층 및 렌즈 어레이(257)를 형성하여도 좋다. 이 경우, 기판(202) 측에 착색층을 형성한 후에, 기판(201)과 기판(202)을 접합하는 경우에 비하여, 각 발광 소자와 각 착색층의 위치 맞춤 정밀도를 높일 수 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 정세도가 매우 높고, 표시 품위가 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
[단면 구성예 2]
도 14는 일부의 구성이 상기 표시 장치(200A)와 다른 표시 장치(200B)의 단면 개략도를 나타낸 것이다.
표시 장치(200B)에서는 2개의 발광 소자 사이에 위치하는 절연층(256) 위에서 EL층(253W)이 분단되어 있는 예를 나타내었다. EL층(253W)을 분단함으로써 EL층(253W)을 통하여 발광 소자 사이에서 누설 전류가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이로써 의도하지 않는 발광을 방지할 수 있고, 콘트라스트 및 색 재현성이 향상되기 때문에 바람직하다.
EL층(253W)은 파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask)를 사용한 증착법에 의하여 분단되어도 좋지만, 포토리소그래피법에 의하여 미세하게 가공되어 있는 것이 바람직하다.
[단면 구성예 3]
도 15는 표시 장치(200C)의 단면 개략도를 나타낸 것이다.
발광 소자(250R)는 적색광을 나타내는 EL층(253R)을 포함한다. 또한 발광 소자(250G)는 녹색광을 나타내는 EL층(253G)을 포함한다.
또한 여기서는 표시 장치(200C)가 착색층을 포함하지 않는 예를 나타낸다.
또한 인접한 2개의 발광 소자 사이에서, EL층(253R)과 EL층(253G)은 접하지 않도록 가공되어 있다. 바꿔 말하면, 인접한 2개의 발광 소자 사이에서, EL층(253R)의 단부와 EL층(253G)의 단부가 마주 보고 절연층(256) 위에 제공되어 있다. EL층(253R) 및 EL층(253G)은 파인 메탈 마스크를 사용한 증착법으로 따로따로 형성되어도 좋지만, 각각 포토리소그래피법으로 미세하게 가공되는 것이 바람직하다.
또한 발광 소자(250R)와 발광 소자(250G) 사이에서 EL층(253R)의 측면, 도전층(252R)의 측면, 한 쌍의 도전층(251)의 측면, 절연층(262)의 상면, 도전층(252G)의 측면, 및 EL층(253G)의 측면과 접하여 절연층(258)이 제공되어 있다. 절연층(258)에는 물의 투과성이 낮은 재료를 사용할 수 있고, 상기 절연층(231)과 같은 절연막을 사용할 수 있다. 특히, ALD법에 의하여 형성한 무기 절연막을 사용하는 것이 바람직하다. ALD법에 의하여 형성한 산화 알루미늄막을 사용하는 것이 더 바람직하다.
또한 인접 화소 사이에 위치하는 오목부를 매립하도록, 절연층(258) 위에 수지층(259)이 제공되어 있다. 수지층(259)은 평탄화막으로서 기능하고, 그 위에 형성되는 막(예를 들어 도전층(254))의 피복성을 향상시키는 기능을 가진다.
또한 여기서는 광학 조정층으로서 기능하는 도전층(252R)과 도전층(252G)의 두께를 서로 다르게 한 경우를 나타내지만, 각 발광 소자의 광학 조정층의 두께를 같게 하여도 좋다. 이때, EL층의 일부를 광학 조정층으로 사용하여, 그 두께에 의하여 광로 길이를 제어하는 것이 바람직하다. 또한 도전층(252R) 및 도전층(252G) 등을 제공하지 않아도 된다.
[단면 구성예 4]
도 16은 표시 장치(200D)의 단면 개략도를 나타낸 것이다. 표시 장치(200D)는 표시 장치(200C)와 비교하여, 트랜지스터(210)를 포함하지 않는 점에서 주로 다르다.
기판(201) 위에는 절연층(231)이 제공되고, 절연층(231) 위에 트랜지스터(220)가 제공되어 있다. 또한 불순물 등이 기판(201)으로부터 확산될 우려가 없는 경우에는 절연층(231)을 제공하지 않아도 된다.
기판(201)으로서는 열 팽창률이 낮은 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 단결정 실리콘 또는 탄소화 실리콘 등의 단결정 반도체 기판 또는 사파이어, 석영 등의 고융점 절연성 기판 등을 사용하는 것이 바람직하다.
여기까지가 단면 구성예에 대한 설명이다.
본 실시형태에서 예시한 구성예 및 이들에 대응하는 도면 등은 적어도 그 일부를 다른 구성예 또는 도면 등과 적절히 조합할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재된 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태인 수발광 장치에 사용할 수 있는 발광 소자(발광 디바이스라고도 함) 및 수광 소자(수광 디바이스라고도 함)에 대하여 설명한다.
본 명세서 등에서, 메탈 마스크 또는 FMM(파인 메탈 마스크, 고정세 메탈 마스크)을 사용하여 제작되는 디바이스를 MM(메탈 마스크) 구조를 가지는 디바이스라고 부르는 경우가 있다. 또한 본 명세서 등에서, 메탈 마스크 또는 FMM을 사용하지 않고 제작되는 디바이스를 MML(메탈 마스크리스) 구조를 가지는 디바이스라고 부르는 경우가 있다.
또한 본 명세서 등에서, 각 색의 발광 디바이스(여기서는 청색(B), 녹색(G), 및 적색(R))의 발광층을 따로따로 형성하거나 개별 도포하는 구조를 SBS(Side By Side) 구조라고 부르는 경우가 있다. 또한 본 명세서 등에서, 백색광을 방출할 수 있는 발광 디바이스를 백색 발광 디바이스라고 부르는 경우가 있다. 또한 백색 발광 디바이스와 착색층(예를 들어 컬러 필터)을 조합함으로써, 풀 컬러의 표시 장치로 할 수 있다.
[발광 디바이스]
또한 발광 디바이스는 싱글 구조를 가지는 발광 디바이스와 탠덤 구조를 가지는 발광 디바이스로 크게 나눌 수 있다. 싱글 구조를 가지는 발광 디바이스는 한 쌍의 전극 사이에 하나의 발광 유닛을 포함하고, 상기 발광 유닛은 하나 이상의 발광층을 포함하는 것이 바람직하다. 싱글 구조로 백색 발광을 얻기 위해서는 2개 이상의 발광층 각각의 발광이 보색 관계가 되는 발광층을 선택하면 좋다. 예를 들어 제 1 발광층의 발광색과 제 2 발광층의 발광색을 보색 관계가 되도록 함으로써, 발광 디바이스 전체로서 백색 발광하는 구성을 얻을 수 있다. 또한 발광층을 3개 이상 포함하는 발광 디바이스의 경우도 마찬가지이다.
탠덤 구조를 가지는 발광 디바이스는 한 쌍의 전극 사이에 2개 이상의 복수의 발광 유닛을 포함하고, 각 발광 유닛은 하나 이상의 발광층을 포함하는 것이 바람직하다. 각 발광 유닛에서 같은 색의 광을 방출하는 발광층을 사용함으로써, 소정의 전류당 휘도를 높일 수 있고, 싱글 구조보다 신뢰성이 높은 발광 디바이스로 할 수 있다. 탠덤 구조로 백색 발광을 얻기 위해서는 복수의 발광 유닛의 발광층으로부터의 광을 조합하여 백색 발광이 얻어지는 구성으로 하면 좋다. 또한 백색 발광이 얻어지는 발광색의 조합은 싱글 구조의 구성과 같다. 또한 탠덤 구조를 가지는 발광 디바이스에서, 복수의 발광 유닛들 사이에는 전하 발생층 등의 중간층을 제공하는 것이 바람직하다.
또한 상술한 백색 발광 디바이스(싱글 구조 또는 탠덤 구조)와 SBS 구조를 가지는 발광 디바이스를 비교한 경우, SBS 구조를 가지는 발광 디바이스는 백색 발광 디바이스보다 소비 전력을 낮게 할 수 있다. 소비 전력을 낮게 억제하고자 하는 경우에는 SBS 구조를 가지는 발광 디바이스를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 백색 발광 디바이스는 제조 공정이 SBS 구조를 가지는 발광 디바이스보다 간단하기 때문에, 제조 비용을 낮게 하거나 제조 수율을 높일 수 있기 때문에 바람직하다.
<발광 디바이스의 구성예>
도 17의 (A)에 나타낸 바와 같이, 발광 디바이스는 한 쌍의 전극(하부 전극(791), 상부 전극(792)) 사이에 EL층(790)을 포함한다. EL층(790)은 층(720), 발광층(711), 층(730) 등의 복수의 층으로 구성할 수 있다. 층(720)은 예를 들어 전자 주입성이 높은 물질을 포함한 층(전자 주입층) 및 전자 수송성이 높은 물질을 포함한 층(전자 수송층) 등을 포함할 수 있다. 발광층(711)은 예를 들어 발광성 화합물을 포함한다. 층(730)은 예를 들어 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층(정공 주입층) 및 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층(정공 수송층)을 포함할 수 있다.
한 쌍의 전극 사이에 제공된 층(720), 발광층(711), 및 층(730)을 포함하는 구성은 단일의 발광 유닛으로서 기능할 수 있고, 본 명세서에서는 도 17의 (A)에 나타낸 구성을 싱글 구조라고 부른다.
또한 도 17의 (B)는 도 17의 (A)에 나타낸 발광 디바이스에 포함되는 EL층(790)의 변형예를 나타낸 것이다. 구체적으로는 도 17의 (B)에 나타낸 발광 디바이스는 하부 전극(791) 위의 층(730-1)과, 층(730-1) 위의 층(730-2)과, 층(730-2) 위의 발광층(711)과, 발광층(711) 위의 층(720-1)과, 층(720-1) 위의 층(720-2)과, 층(720-2) 위의 상부 전극(792)을 포함한다. 예를 들어, 하부 전극(791)을 양극으로 하고, 상부 전극(792)을 음극으로 한 경우, 층(730-1)이 정공 주입층으로서 기능하고, 층(730-2)이 정공 수송층으로서 기능하고, 층(720-1)이 전자 수송층으로서 기능하고, 층(720-2)이 전자 주입층으로서 기능한다. 또는 하부 전극(791)을 음극으로 하고, 상부 전극(792)을 양극으로 한 경우, 층(730-1)이 전자 주입층으로서 기능하고, 층(730-2)이 전자 수송층으로서 기능하고, 층(720-1)이 정공 수송층으로서 기능하고, 층(720-2)이 정공 주입층으로서 기능한다. 이와 같은 층 구조로 함으로써 캐리어를 발광층(711)에 효율적으로 주입하고, 발광층(711) 내에서의 캐리어 재결합의 효율을 높일 수 있다.
또한 도 17의 (C), (D)에 나타낸 바와 같이 층(720)과 층(730) 사이에 복수의 발광층(발광층(711), 발광층(712), 발광층(713))이 제공된 구성도 싱글 구조의 베리에이션이다.
또한 도 17의 (E), (F)에 나타낸 바와 같이, 복수의 발광 유닛(EL층(790a), EL층(790b))이 중간층(전하 발생층(740))을 사이에 두고 직렬로 접속된 구성을 본 명세서에서는 탠덤 구조라고 부른다. 또한 본 명세서 등에서는 도 17의 (E), (F)에 나타낸 구성을 탠덤 구조라고 부르지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 탠덤 구조를 스택 구조라고 불러도 좋다. 또한 탠덤 구조로 함으로써, 고휘도 발광이 가능한 발광 디바이스로 할 수 있다.
도 17의 (C)에서 발광층(711), 발광층(712), 및 발광층(713)에 같은 색의 광을 방출하는 발광 재료를 사용하여도 좋다.
또한 발광층(711), 발광층(712), 및 발광층(713)에 상이한 발광 재료를 사용하여도 좋다. 발광층(711), 발광층(712), 및 발광층(713)이 각각 방출하는 광이 보색 관계인 경우에 백색 발광이 얻어진다. 도 17의 (D)에는 컬러 필터로서 기능하는 착색층(795)이 제공된 예를 나타내었다. 백색의 광이 컬러 필터를 투과함으로써, 원하는 색의 광을 얻을 수 있다.
또한 도 17의 (E)에서 발광층(711)과 발광층(712)에 같은 발광 재료를 사용하여도 좋다. 또는 발광층(711)과 발광층(712)에 상이한 광을 방출하는 발광 재료를 사용하여도 좋다. 발광층(711)이 방출하는 광과 발광층(712)이 방출하는 광이 보색 관계인 경우에 백색 발광이 얻어진다. 도 17의 (F)에는 또한 착색층(795)이 더 제공된 예를 나타내었다.
또한 도 17의 (C), (D), (E), (F)에서도, 도 17의 (B)에 나타낸 바와 같이 층(720)과 층(730)은 2층 이상의 층으로 이루어지는 적층 구조를 가져도 좋다.
또한 도 17의 (D)에서 발광층(711), 발광층(712), 및 발광층(713)에 같은 발광 재료를 사용하여도 좋다. 이와 마찬가지로 도 17의 (F)에서 발광층(711)과 발광층(712)에 같은 발광 재료를 사용하여도 좋다. 이때, 착색층(795) 대신에 색 변환층을 적용함으로써, 발광 재료와 다른 원하는 색의 광을 얻을 수 있다. 예를 들어 각 발광층에 청색 발광 재료를 사용하고, 청색광이 색 변환층을 투과함으로써 청색보다 파장이 긴 광(예를 들어 적색, 녹색 등의 광)을 얻을 수 있다. 색 변환층으로서는 형광 재료, 인광 재료, 또는 퀀텀닷 등을 사용할 수 있다.
발광 디바이스의 발광색은 EL층(790)을 구성하는 재료에 따라 적색, 녹색, 청색, 시안, 마젠타, 황색, 또는 백색 등으로 할 수 있다. 또한 발광 디바이스가 마이크로캐비티 구조를 가짐으로써, 색 순도를 더 높일 수 있다.
백색의 광을 방출하는 발광 디바이스는 발광층에 2종류 이상의 발광 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 백색 발광을 얻기 위해서는 2개 이상의 발광 물질 각각의 발광이 보색 관계가 되는 발광 물질을 선택하면 좋다. 예를 들어 제 1 발광층의 발광색과 제 2 발광층의 발광색을 보색 관계로 함으로써, 발광 디바이스 전체로서 백색의 광을 방출하는 발광 디바이스를 얻을 수 있다. 또한 발광층을 3개 이상 포함하는 발광 디바이스의 경우도 마찬가지이다.
발광층은 R(적색), G(녹색), B(청색), Y(황색), O(주황색) 등의 광을 방출하는 발광 물질을 2개 이상 포함하는 것이 바람직하다. 또는 발광층은 2개 이상의 발광 물질을 포함하고, 각각의 발광 물질의 발광은 R, G, B 중 2개 이상의 색의 스펙트럼 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
[발광 디바이스]
여기서, 발광 디바이스의 구체적인 구성예에 대하여 설명한다.
발광 디바이스는 적어도 발광층을 포함한다. 또한 발광 디바이스는 발광층 이외의 층으로서, 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 차단 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 차단 재료, 전자 주입성이 높은 물질, 또는 양극성 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등을 포함하는 층을 더 포함하여도 좋다.
발광 디바이스에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어느 쪽이든 사용할 수 있고, 무기 화합물이 포함되어도 좋다. 발광 디바이스를 구성하는 층은 각각 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법, 인쇄법, 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
예를 들어 발광 디바이스는 발광층 이외에 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 차단층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 중 1층 이상을 포함하는 구성으로 할 수 있다.
정공 주입층은 양극으로부터 정공 수송층에 정공을 주입하는 층이고, 정공 주입성이 높은 재료를 포함한다. 정공 주입성이 높은 재료로서는 방향족 아민 화합물 및 정공 수송성 재료와 억셉터성 재료(전자 수용성 재료)를 포함하는 복합 재료 등을 들 수 있다.
정공 수송층은 정공 주입층에 의하여 양극으로부터 주입된 정공을 발광층으로 수송하는 층이다. 정공 수송층은 정공 수송성 재료를 포함한다. 정공 수송성 재료는 정공 이동도가 1×10-6cm2/Vs 이상인 것이 바람직하다. 또한 전자 수송성보다 정공 수송성이 높은 물질이면, 이들 이외의 물질을 사용할 수도 있다. 정공 수송성 재료로서는 π전자 과잉형 헤테로 방향족 화합물(예를 들어 카바졸 유도체, 싸이오펜 유도체, 퓨란 유도체 등), 방향족 아민(방향족 아민 골격을 가지는 화합물) 등의 정공 수송성이 높은 재료가 바람직하다.
전자 수송층은 전자 주입층에 의하여 음극으로부터 주입된 전자를 발광층으로 수송하는 층이다. 전자 수송층은 전자 수송성 재료를 포함한다. 전자 수송성 재료는 전자 이동도가 1×10-6cm2/Vs 이상인 것이 바람직하다. 또한 정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 물질이면, 이들 이외의 물질을 사용할 수도 있다. 전자 수송성 재료로서는 퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체, 벤조퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체, 옥사졸 골격을 가지는 금속 착체, 싸이아졸 골격을 가지는 금속 착체 등 외에, 옥사다이아졸 유도체, 트라이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 옥사졸 유도체, 싸이아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 퀴놀린 리간드를 가지는 퀴놀린 유도체, 벤조퀴놀린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 피리딘 유도체, 바이피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 그 외에 질소 함유 헤테로 방향족 화합물을 포함하는 π전자 부족형 헤테로 방향족 화합물 등 전자 수송성이 높은 재료를 사용할 수 있다.
전자 주입층은 음극으로부터 전자 수송층에 전자를 주입하는 층이고, 전자 주입성이 높은 재료를 포함한다. 전자 주입성이 높은 재료로서는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이들의 화합물을 사용할 수 있다. 전자 주입성이 높은 재료로서는 전자 수송성 재료와 도너성 재료(전자 공여성 재료)를 포함한 복합 재료를 사용할 수도 있다.
전자 주입층으로서는 예를 들어 리튬, 세슘, 이터븀, 플루오린화 리튬(LiF), 플루오린화 세슘(CsF), 플루오린화 칼슘(CaF2), 8-(퀴놀리놀레이토)리튬(약칭: Liq), 2-(2-피리딜)페놀레이토리튬(약칭: LiPP), 2-(2-피리딜)-3-피리디놀레이토리튬(약칭: LiPPy), 4-페닐-2-(2-피리딜)페놀레이토리튬(약칭: LiPPP), 리튬 산화물(LiOx), 탄산 세슘 등과 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이들의 화합물을 사용할 수 있다. 또한 전자 주입층은 2층 이상의 적층 구조로 하여도 좋다. 상기 적층 구조로서는 예를 들어 제 1 층에 플루오린화 리튬을 사용하고, 제 2 층에 이터븀을 사용하는 구성으로 할 수 있다.
또는 상술한 전자 주입층에는 전자 수송성 재료를 사용하여도 좋다. 예를 들어 비공유 전자쌍을 포함하고 전자 부족형 헤테로 방향족 고리를 포함하는 화합물을 전자 수송성 재료로서 사용할 수 있다. 구체적으로는 피리딘 고리, 다이아진 고리(피리미딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리), 트라이아진 고리 중 적어도 하나를 포함하는 화합물을 사용할 수 있다.
또한 비공유 전자쌍을 포함하는 유기 화합물의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)가 -3.6eV 이상 -2.3eV 이하인 것이 바람직하다. 또한 일반적으로 CV(사이클릭 볼타메트리), 광전자 분광법, 광 흡수 분광법, 역광전자 분광법 등에 의하여 유기 화합물의 HOMO(highest occupied Molecular Orbital) 준위 및 LUMO 준위를 추정할 수 있다.
예를 들어 4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(약칭: BPhen), 2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(약칭: NBPhen), 다이퀴녹살리노[2,3-a:2',3'-c]페나진(약칭: HATNA), 2,4,6-트리스[3'-(피리딘-3-일)바이페닐-3-일]-1,3,5-트라이아진(약칭: TmPPPyTz) 등을 비공유 전자쌍을 포함하는 유기 화합물로서 사용할 수 있다. 또한 NBPhen은 BPhen에 비하여 유리 전이점(Tg)이 높으므로 내열성이 우수하다.
발광층은 발광 물질을 포함하는 층이다. 발광층은 1종류 또는 복수 종류의 발광 물질을 포함할 수 있다. 발광 물질로서는 청색, 자색, 청자색, 녹색, 황록색, 황색, 주황색, 적색 등의 발광색을 나타내는 물질을 적절히 사용한다. 또한 발광 물질로서는 근적외광을 방출하는 물질을 사용할 수도 있다.
발광 물질로서는 형광 재료, 인광 재료, TADF 재료, 퀀텀닷 재료 등을 들 수 있다.
형광 재료로서는 예를 들어 피렌 유도체, 안트라센 유도체, 트라이페닐렌 유도체, 플루오렌 유도체, 카바졸 유도체, 다이벤조싸이오펜 유도체, 다이벤조퓨란 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 페난트렌 유도체, 나프탈렌 유도체 등이 있다.
인광 재료로서는 예를 들어 4H-트라이아졸 골격, 1H-트라이아졸 골격, 이미다졸 골격, 피리미딘 골격, 피라진 골격, 또는 피리딘 골격을 가지는 유기 금속 착체(특히 이리듐 착체), 전자 흡인기를 가지는 페닐피리딘 유도체를 리간드로서 포함하는 유기 금속 착체(특히 이리듐 착체), 백금 착체, 희토류 금속 착체 등이 있다.
발광층은 발광 물질(게스트 재료)에 더하여 1종류 또는 복수 종류의 유기 화합물(호스트 재료, 어시스트 재료 등)을 포함하여도 좋다. 1종류 또는 복수 종류의 유기 화합물로서는 정공 수송성 재료 및 전자 수송성 재료 중 한쪽 또는 양쪽을 사용할 수 있다. 또한 1종류 또는 복수 종류의 유기 화합물로서 양극성 재료 또는 TADF 재료를 사용하여도 좋다.
발광층은 예를 들어 인광 재료와, 들뜬 복합체를 형성하기 쉬운 정공 수송성 재료와 전자 수송성 재료의 조합을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 들뜬 복합체로부터 발광 물질(인광 재료)로의 에너지 이동인 ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer)를 사용한 발광을 효율적으로 얻을 수 있다. 발광 물질의 가장 낮은 에너지 측의 흡수대의 파장과 중첩되는 발광을 나타내는 들뜬 복합체를 형성하는 조합을 선택함으로써, 에너지 이동이 원활해져 발광을 효율적으로 얻을 수 있다. 이 구성에 의하여, 발광 디바이스의 고효율, 저전압 구동, 장수명을 동시에 실현할 수 있다.
본 실시형태에서 예시한 구성예 및 이들에 대응하는 도면 등은 적어도 그 일부를 다른 구성예 또는 도면 등과 적절히 조합할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재된 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치가 적용된 전자 기기의 구성예에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치 및 표시 모듈은 표시 기능을 가지는 전자 기기 등의 표시부에 적용될 수 있다. 이와 같은 전자 기기로서는 예를 들어 텔레비전 장치, 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 모니터 장치, 디지털 사이니지, 파친코기, 게임기 등 비교적 큰 화면을 갖춘 전자 기기 외에, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 액자, 휴대 전화기, 휴대용 게임기, 휴대 정보 단말기, 음향 재생 장치 등이 있다.
특히, 본 발명의 일 형태의 표시 장치 및 표시 모듈은 정세도를 높일 수 있기 때문에, 비교적 작은 표시부를 포함하는 전자 기기에 적합하게 사용할 수 있다. 이와 같은 전자 기기로서는 예를 들어 손목시계형, 팔찌형의 정보 단말기(웨어러블 기기), 헤드 마운트 디스플레이 등의 VR용 기기 또는 안경형 AR용 기기 등, 머리에 장착할 수 있는 웨어러블 기기 등이 있다.
도 18의 (A)는 안경형 전자 기기(800)의 사시도를 나타낸 것이다. 전자 기기(800)는 한 쌍의 표시 패널(801), 한 쌍의 하우징(802), 한 쌍의 광학 부재(803), 한 쌍의 장착부(804) 등을 포함한다.
전자 기기(800)에서는 표시 패널(801)에서 표시한 화상을 광학 부재(803)의 표시 영역(806)에 투영할 수 있다. 또한 광학 부재(803)는 투광성을 가지기 때문에, 사용자는 광학 부재(803)를 통하여 시인되는 투과 이미지에 겹쳐, 표시 영역(806)에 표시된 화상을 볼 수 있다. 따라서 전자 기기(800)는 AR 표시가 가능한 전자 기기이다.
또한 한쪽의 하우징(802)에는 앞쪽을 촬상할 수 있는 카메라(805)가 제공되어 있다. 또한 도시하지 않았지만, 어느 한쪽의 하우징(802)에는 무선 수신기 또는 케이블을 접속할 수 있는 커넥터가 제공되고, 하우징(802)에 영상 신호 등을 공급할 수 있다. 또한 하우징(802)에 자이로 센서 등의 가속도 센서를 제공함으로써, 사용자의 머리의 방향을 검지하고, 그 방향에 대응하는 화상을 표시 영역(806)에 표시할 수도 있다. 또한 하우징(802)은 배터리가 제공되어 있는 것이 바람직하고, 무선 또는 유선으로 충전할 수 있다.
이어서, 도 18의 (B)를 사용하여 전자 기기(800)의 표시 영역(806)에 대한 화상의 투영 방법에 대하여 설명한다. 하우징(802)의 내부에는 표시 패널(801), 렌즈(811), 반사판(812)이 제공되어 있다. 또한 광학 부재(803)의 표시 영역(806)에 상당하는 부분에는, 하프 미러로서 기능하는 반사면(813)이 제공되어 있다.
표시 패널(801)로부터 방출된 광(815)은 렌즈(811)를 통과하고, 반사판(812)에 의하여 광학 부재(803) 측으로 반사된다. 광학 부재(803)의 내부에서는 광(815)은 광학 부재(803)의 단부면에서 전반사를 반복하고, 반사면(813)에 도달됨으로써 반사면(813)에 화상이 투영된다. 따라서 사용자는 반사면(813)에 반사된 광(815)과, 광학 부재(803)(반사면(813)을 포함함)를 투과한 투과광(816)의 양쪽을 시인할 수 있다.
도 18은 반사판(812) 및 반사면(813)이 각각 곡면을 가지는 예를 나타낸 것이다. 이에 의하여 이들이 평면인 경우에 비하여, 광학 설계의 자유도를 높일 수 있고, 광학 부재(803)의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한 반사판(812) 및 반사면(813)을 평면으로 하여도 좋다.
반사판(812)으로서는 경면을 포함하는 부재를 사용할 수 있고, 반사율이 높은 것이 바람직하다. 또한 반사면(813)으로서는 금속막의 반사를 이용한 하프 미러를 사용하여도 좋지만, 전반사를 이용한 프리즘 등을 사용하면, 투과광(816)의 투과율을 높일 수 있다.
여기서, 하우징(802)은 렌즈(811)와 표시 패널(801) 사이의 거리 또는 이들의 각도를 조정하는 기구를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 초점 조정, 화상의 확대, 축소 등을 수행할 수 있다. 예를 들어, 렌즈(811) 및 표시 패널(801) 중 한쪽 또는 양쪽이 광축 방향으로 이동할 수 있는 구성으로 하면 좋다.
또한 하우징(802)은 반사판(812)의 각도를 조정할 수 있는 기구를 포함하는 것이 바람직하다. 반사판(812)의 각도를 변경함으로써, 화상이 표시되는 표시 영역(806)의 위치를 변경할 수 있다. 따라서 사용자의 눈의 위치에 따라 최적의 위치에 표시 영역(806)을 배치할 수 있다.
표시 패널(801)에는 본 발명의 일 형태의 표시 장치 또는 표시 모듈을 적용할 수 있다. 따라서 정세도가 매우 높은 표시가 가능한 전자 기기(800)로 할 수 있다.
도 19의 (A), (B)는 고글형 전자 기기(850)의 사시도를 나타낸 것이다. 도 19의 (A)는 전자 기기(850)의 정면, 평면, 및 왼쪽 면을 나타낸 사시도이고, 도 19의 (B)는 전자 기기(850)의 배면, 밑면, 및 오른쪽 면을 나타낸 사시도이다.
전자 기기(850)는 한 쌍의 표시 패널(851), 하우징(852), 한 쌍의 장착부(854), 완충 부재(855), 한 쌍의 렌즈(856) 등을 포함한다. 한 쌍의 표시 패널(851)은 하우징(852)의 내부에서 렌즈(856)를 통하여 시인될 수 있는 위치에 각각 제공되어 있다.
전자 기기(850)는 VR용 전자 기기이다. 전자 기기(850)를 장착한 사용자는 렌즈(856)를 통하여 표시 패널(851)에 표시되는 화상을 시인할 수 있다. 또한 한 쌍의 표시 패널(851)에 서로 다른 화상을 표시함으로써, 시차를 사용한 3차원 표시를 수행할 수도 있다.
또한 하우징(852)의 배면 측에는 입력 단자(857)와, 출력 단자(858)가 제공되어 있다. 입력 단자(857)에는 영상 출력 기기 등으로부터의 영상 신호, 또는 하우징(852) 내에 제공되는 배터리를 충전하기 위한 전력 등을 공급하는 케이블을 접속할 수 있다. 출력 단자(858)로서는 예를 들어 음성 출력 단자로서 기능하고, 이어폰, 헤드폰 등이 접속될 수 있다. 또한 무선 통신에 의하여 음성 데이터를 출력할 수 있는 구성으로 하는 경우 또는 외부의 영상 출력 기기로부터 음성을 출력하는 경우에는 상기 음성 출력 단자를 제공하지 않아도 된다.
또한 하우징(852)은 렌즈(856) 및 표시 패널(851)이 사용자의 눈의 위치에 따라 최적의 위치에 배치되도록, 이들의 좌우의 위치를 조정할 수 있는 기구를 가지는 것이 바람직하다. 또한 렌즈(856)와 표시 패널(851) 사이의 거리를 변경함으로써 초점을 조정하는 기구를 가지는 것이 바람직하다.
표시 패널(851)에는 본 발명의 일 형태의 표시 장치 또는 표시 모듈을 적용할 수 있다. 따라서 정세도가 매우 높은 표시가 가능한 전자 기기(850)로 할 수 있다. 이로써, 사용자는 높은 몰입감을 느낄 수 있다.
완충 부재(855)는 사용자의 얼굴(이마, 뺨 등)에 접촉되는 부분이다. 완충 부재(855)가 사용자의 얼굴과 밀착되면, 광 누설을 방지할 수 있기 때문에, 몰입감을 더 높일 수 있다. 사용자가 전자 기기(850)를 장착한 경우에 완충 부재(855)가 사용자의 얼굴에 밀착되도록, 완충 부재(855)로서는 부드러운 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 고무, 실리콘(silicone) 고무, 우레탄, 스펀지 등의 소재를 사용할 수 있다. 또한 스펀지 등의 표면을 천, 피혁(천연 피혁 또는 합성 피혁) 등으로 덮은 것을 사용하면, 사용자의 얼굴과 완충 부재(855) 사이에 틈이 생기기 어렵기 때문에, 광 누설을 적합하게 방지할 수 있다. 또한 이와 같은 소재를 사용하면, 촉감이 좋고, 추운 계절 등에 장착한 경우에 사용자가 차갑다고 느끼지 않기 때문에 바람직하다. 완충 부재(855) 또는 장착부(854) 등, 사용자의 피부에 접촉되는 부재를 탈착 가능한 구성으로 하면, 클리닝 또는 교환이 용이해지기 때문에 바람직하다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재된 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시예)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 제작하였다. 제작한 표시 장치의 화소에 대해서는 도 3의 (C)에 나타낸, 실시형태 1에서의 화소 회로를 적용하였다. 트랜지스터(M1) 내지 트랜지스터(M4)에는 채널이 형성되는 반도체에 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터를 적용하였다. 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M3), 및 트랜지스터(M4)에 대해서는 채널 길이 200nm, 채널 폭 60nm의 트랜지스터를 적용하고, 트랜지스터(M2)에는 상기 트랜지스터를 8개 직렬로 접속한 구성으로 하였다. 제작한 표시 장치의 단면 구성에 대해서는 도 14를 참조할 수 있다.
먼저, 표시 장치에 적용한 트랜지스터의 전기 특성에 대하여 설명한다. 트랜지스터는 LSI 프로세스 노드를 사용하여 제작한 Trench-gate-self-aligned 구조(TGSA 구조)를 가지고, 톱 게이트 전극과 백 게이트 전극으로 산화물 반도체(OS)의 채널을 위아래로 덮도록 형성되어 있다. 산화물 반도체에는 CAAC-OS막을 사용하였다. 측정한 트랜지스터는 채널 길이가 약 200nm이고, 채널 폭이 약 60nm인 트랜지스터이다. 여기서는 트랜지스터(M2)에 사용한 것과 마찬가지로, 상기 트랜지스터를 8개 직렬 접속한 것에 대하여 측정하였다.
도 20의 (A)는 측정한 Id-Vg 특성을 나타낸 것이다. 도 20의 (A)에는 드레인 전압이 0.1V일 때와 1.2V일 때의 2개의 Id-Vg 특성을 함께 나타내었다. 트랜지스터는 미세함에도 불구하고, 도 20의 (A)에 나타낸 바와 같이 노멀리 오프 특성을 나타내고, 오프 전류는 측정기의 검출 하한(1×10-12A) 이하이었다.
도 20의 (B)는 Id-Vd 특성을 나타낸 것이다. 도 20의 (B)에는 게이트 전압이 0.9V, 1.7V, 2.5V, 및 3.3V일 때의 4개의 Id-Vd 특성을 함께 나타내었다. 트랜지스터는 미세함에도 불구하고, 도 20의 (B)에 나타낸 바와 같이 높은 포화성을 나타내었다.
제작한 표시 장치는 Si 트랜지스터(SiFET)로 구성된 회로(SiLSI)와, OS 트랜지스터(OSFET)로 구성된 회로(OSLSI)와, OLED 소자를 적층한 구조로 하였다. 제작한 표시 장치의 사양을 표 1에 나타낸다. 표 1에는 위에서 표시 영역의 크기, 해상도, 화소 크기, 화소 밀도, 개구율, 화소 배열, 컬러화 방식, 이미션 방식, 프레임 주파수, 소스 드라이버, 스캔 드라이버(게이트 드라이버), 및 적층 구조에 대하여 나타내었다.
[표 1]
특히, 컬러화 방식으로서는 메탈 마스크를 사용하지 않고, 포토리소그래피법을 사용하여 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 발광 소자를 따로따로 형성하는 Side by side 방식을 적용하였다. 화소 회로는 OS 트랜지스터를 사용하여 형성하고, 소스 드라이버, 스캔 드라이버 등의 구동 회로는 Si 트랜지스터를 사용하여 형성하였다.
시제(試製)한 표시 장치의 표시 사진을 도 21에 나타내었다. Si 트랜지스터 위에 OS 트랜지스터를 적층하고, 채널 길이를 200nm까지 미세화한 OS 트랜지스터를 적용하고, 또한 2731ppi로 정세도가 매우 높은 표시 장치에 대하여, 양호한 화상 표시가 가능한 것이 확인되었다.
이어서 제작한 표시 장치에서의 R, G, B 각각의 색도에 대하여 시야각 의존성을 측정하였다. 도 22의 (A), (B)에 시야각 의존성의 측정 결과를 나타내었다. 도 22의 (A), (B)에서는 측정 방향의 모식도를 함께 나타내었다. 도 22의 (A)는 수평 방향의 시야각을 나타낸 것이고, 도 22의 (B)는 수직 방향의 시야각에 대한 결과를 나타낸 것이다. 각 도면에서 가로축은 표시면의 법선 방향을 0°로 한 경우의 각도(Horizontal viewing angle 또는 Vertical viewing angle)이고, 세로축은 0°일 때를 0로 한 경우의 색도 변화의 비율(Δu'v')이다.
도 22의 (A), (B)에 나타낸 바와 같이 수평 방향, 수직 방향 모두, ±60°의 시야각의 범위에서 Δu'v'가 0.03 이하로 작은 값을 취하는 것이 확인되었다.
이어서 제작한 표시 장치의 구동 회로부의 블록도를 도 23에 나타내었다. 여기서는 360채널의 출력 단자를 포함하는 소스 드라이버를, 표시 영역 아래쪽에 8개(2개×4개) 배치한 구성이 되어 있다. 8개의 회로는 각각 버스 배선(BUS)을 통하여 컨트롤러(CNTR)에 접속되어 있다. 그 외에, 구동 회로부는 스캔 드라이버(Scan driver), 1입력 2출력의 DeMUX 회로, 입출력(IO), LVDS 회로, 디버그 회로(Pixel debug) 등을 포함한다.
여기서, 제작한 표시 장치는 실시형태 1, 도 3, 및 도 4에서 나타낸 듀티 구동이 가능하다. 제작한 표시 장치에서 듀티 비율을 변경하여 구동한 경우의 휘도의 변화를 측정한 결과를, 도 24에 나타내었다. 도 24에서 가로축은 듀티 비율(Duty[%])이고, 세로축은 휘도(Luminance[cd/m2])이다. 도면에서의 파선은 이상값(ideal value)이고, 플롯이 실측값(measured value)이다. 도 24에 나타낸 바와 같이 듀티 비율에 대하여 휘도가 선형적으로 변화하고, 이상값과 거의 일치하는 것이 확인되었다. 또한 듀티 비율을 100%로 한 경우, 백색 표시로 5000cd/m2 이상의 휘도를 달성한 것이 확인되었다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 구동 회로 이외에도 다양한 기능 회로를 표시 영역 아래에 배치할 수 있을 뿐만 아니라, 종래보다 고기능화, 슬림 베젤화, 칩 크기의 축소화, 및 외부 단자수의 삭감을 실현할 수 있다.
10: 트랜지스터, 10a 내지 10h: 트랜지스터, 11: 더미 트랜지스터, 12B: 발광 소자, 12G: 발광 소자, 12R: 발광 소자, 20: 화소, 20B: 부화소, 20G: 부화소, 20R: 부화소, 20X: 부화소, 21: 도전층, 22: 도전층, 23: 도전층, 24: 화소 전극, 29: 더미층, 30a 내지 30d: 트랜지스터, 31: 반도체층, 31a: 반도체층, 31b: 반도체층, 31i: 영역, 31n: 영역, 32: 더미층, 41: 콘택트부, 42: 콘택트부, 51: 절연층, 52: 절연층
Claims (10)
- 표시 장치로서,
제 1 배선과, 제 2 배선과, 제 1 트랜지스터와, 복수의 제 2 트랜지스터를 포함하고,
상기 제 1 배선은 제 1 방향으로 연장되고, 또한 게이트 신호가 공급되고,
상기 제 2 배선은 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되고, 또한 소스 신호가 공급되고,
상기 제 1 트랜지스터는 게이트가 상기 제 1 배선과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 상기 제 2 배선과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 복수의 상기 제 2 트랜지스터 각각의 게이트와 전기적으로 접속되고,
복수의 상기 제 2 트랜지스터는 직렬로 접속되고,
상기 제 1 트랜지스터는 상기 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향으로 전류가 흐르는 제 1 반도체층을 포함하고,
복수의 상기 제 2 트랜지스터는 각각 상기 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향으로 전류가 흐르는 제 2 반도체층을 포함하는, 표시 장치. - 표시 장치로서,
제 1 배선과, 제 2 배선과, 제 1 트랜지스터와, 복수의 제 2 트랜지스터를 포함하고,
상기 제 1 배선은 제 1 방향으로 연장되고, 또한 게이트 신호가 공급되고,
상기 제 2 배선은 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되고, 또한 소스 신호가 공급되고,
상기 제 1 트랜지스터는 게이트가 상기 제 1 배선과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 상기 제 2 배선과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 복수의 상기 제 2 트랜지스터 각각의 게이트와 전기적으로 접속되고,
복수의 상기 제 2 트랜지스터는 각각의 소스 및 드레인 중 한쪽이 전기적으로 접속되고, 또한 각각의 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 전기적으로 접속되고,
상기 제 1 트랜지스터는 상기 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향으로 전류가 흐르는 제 1 반도체층을 포함하고,
복수의 상기 제 2 트랜지스터는 각각 상기 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향으로 전류가 흐르는 제 2 반도체층을 포함하는, 표시 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
발광 소자를 포함하고,
상기 발광 소자는 양극 및 음극을 포함하고,
복수의 상기 제 2 트랜지스터 중 하나는 소스 및 드레인 중 한쪽이 상기 양극 또는 상기 음극과 전기적으로 접속되는, 표시 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 제 2 트랜지스터는 각각의 채널 길이가 실질적으로 동일하고, 또한 각각의 채널 폭이 실질적으로 동일한, 표시 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 트랜지스터와 복수의 상기 제 2 트랜지스터는 채널 길이가 실질적으로 동일하고, 또한 채널 폭이 실질적으로 동일한, 표시 장치. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 제 2 트랜지스터 중 인접한 2개의 상기 제 2 트랜지스터가 하나의 섬 형상의 상기 제 2 반도체층에 각각 채널 형성 영역을 포함하는, 표시 장치. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 제 2 트랜지스터는 각각 상기 제 2 반도체층을 포함하고,
복수의 상기 제 2 반도체층은 상기 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향으로 등간격으로 배열되는, 표시 장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 반도체층은 인듐 및 아연 중 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 금속 산화물을 포함하는, 표시 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 반도체층은 상기 제 2 반도체층과 동일한 상기 금속 산화물을 포함하는, 표시 장치. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 3 트랜지스터를 포함하고,
상기 제 3 트랜지스터는 제 3 반도체층을 포함하고,
상기 제 3 반도체층은 상기 제 1 반도체층과 동일한 반도체 재료를 포함하고, 또한 상기 제 1 반도체층과 상면 형상이 실질적으로 동일한 부분을 포함하고,
상기 제 3 트랜지스터는 게이트, 소스, 및 드레인 중 적어도 하나가 전기적으로 플로팅인, 표시 장치.
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2002324673A (ja) | 2001-02-22 | 2002-11-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 有機発光素子および前記素子を用いた表示装置 |
Family Cites Families (10)
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|---|---|---|---|---|
| JP2000221903A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-11 | Sanyo Electric Co Ltd | エレクトロルミネッセンス表示装置 |
| JP2004117820A (ja) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Seiko Epson Corp | 電子回路、電子装置及び電子機器 |
| JP2004126106A (ja) * | 2002-10-01 | 2004-04-22 | Sanyo Electric Co Ltd | エレクトロルミネッセンス表示装置 |
| JP5448257B2 (ja) * | 2005-12-02 | 2014-03-19 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置、表示装置、表示モジュール及び電子機器 |
| JP2009294508A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Sony Corp | 表示装置、表示装置の駆動方法および電子機器 |
| JP2010266490A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Sony Corp | 表示装置 |
| WO2016043873A1 (en) * | 2014-09-19 | 2016-03-24 | Kopin Corporation | Active matrix led pixel driving circuit and layout method |
| KR20170020571A (ko) * | 2015-08-12 | 2017-02-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 |
| US10446116B2 (en) * | 2016-09-23 | 2019-10-15 | Apple Inc. | Temperature sensor on display active area |
| CN109426041B (zh) * | 2017-08-21 | 2020-11-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种阵列基板及显示装置 |
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002324673A (ja) | 2001-02-22 | 2002-11-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 有機発光素子および前記素子を用いた表示装置 |
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