TW202244884A - 顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
提供一種清晰度高的顯示裝置。提供一種低功耗的顯示裝置。顯示裝置包括第一佈線、第二佈線、第一電晶體以及多個第二電晶體。第一佈線延伸在第一方向上並被供應閘極信號。第二佈線延伸在交叉於第一方向的第二方向上並被供應源極信號。在第一電晶體中,閘極與第一佈線電連接,源極和汲極中的一者與第二佈線電連接,源極和汲極中的另一者與多個第二電晶體的各閘極電連接。多個第二電晶體串聯連接或並聯連接。第一電晶體包括電流向第一方向或第二方向流過的第一半導體層,多個第二電晶體各自包括電流向第一方向或第二方向流過的第二半導體層。
Description
本發明的一個實施方式係關於一種顯示裝置。本發明的一個實施方式係關於一種具備顯示裝置的電子裝置。
注意,本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。作為本說明書等所公開的本發明的一個實施方式的技術領域的例子,可以舉出半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、記憶體裝置、電子裝置、照明設備、輸入裝置、輸入輸出裝置、這些裝置的驅動方法或這些裝置的製造方法。半導體裝置是指能夠藉由利用半導體特性而工作的所有裝置。
近年來,顯示面板的高清晰化得到了推進。作為需求高清晰顯示面板的使用的設備,例如,應用於虛擬實境(VR:Virtual Reality)或擴增實境(AR:Augmented Reality)的設備近年來被積極地研發。
此外,作為可以應用於顯示面板的顯示裝置,典型地可以舉出具備有機EL(Electro Luminescence:電致發光)元件、發光二極體(LED:Light Emitting Diode)等發光元件的發光裝置、液晶顯示裝置或以電泳方式等進行顯示的電子紙等。
有機EL元件的基本結構是在一對電極之間夾有包含發光有機化合物的層的結構。藉由對該元件施加電壓,可以得到來自發光有機化合物的發光。由於應用上述有機EL元件的顯示裝置不需要液晶顯示裝置等所需要的背光源,所以可以實現薄型、輕量、高對比且低功耗的顯示裝置。例如,專利文獻1公開了使用有機EL元件的顯示裝置的一個例子。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2002-324673號公報
上述VR或AR用可穿戴式設備因為人眼與顯示器面板之間的距離較短,所以需要在它們之間設置焦點調整用透鏡。因為該透鏡放大影像的一部分,所以會導致在顯示面板的清晰度低的情況下真實感及沉浸感減少的問題。
此外,在使用電池進行驅動的設備中,為了延長能夠連續使用的時間,被要求顯示器面板的功耗的降低。特別是,在AR用設備中,為了與外光重疊地顯示影像,被要求高亮度。
本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種清晰度高的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種低功耗的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種亮度高的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種開口率高的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種可靠性高的顯示裝置。
本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種新穎的顯示裝置、顯示模組或電子裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種以高良率製造上述顯示裝置的方法。本發明的一個實施方式的目的之一是至少改善習知技術的問題中的至少一個。
注意,這些目的的記載不妨礙其他目的的存在。注意,本發明的一個實施方式並不需要實現所有上述目的。另外,可以從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載衍生上述以外的目的。
本發明的一個實施方式是一種顯示裝置,包括第一佈線、第二佈線、第一電晶體以及多個第二電晶體。第一佈線延伸在第一方向上並被供應閘極信號。第二佈線延伸在交叉於第一方向的第二方向上並被供應源極信號。在第一電晶體中,閘極與第一佈線電連接,源極和汲極中的一者與第二佈線電連接,源極和汲極中的另一者與多個第二電晶體的各閘極電連接。多個第二電晶體串聯連接。第一電晶體包括電流向第一方向或第二方向流過的第一半導體層。多個第二電晶體各自包括電流向第一方向或第二方向流過的第二半導體層。
本發明的另一個實施方式是一種顯示裝置,包括第一佈線、第二佈線、第一電晶體以及多個第二電晶體。第一佈線延伸在第一方向上並被供應閘極信號。第二佈線延伸在交叉於第一方向的第二方向上並被供應源極信號。在第一電晶體中,閘極與第一佈線電連接,源極和汲極中的一者與第二佈線電連接,源極和汲極中的另一者與多個第二電晶體的各閘極電連接。在多個第二電晶體中,各源極和汲極中的一者彼此電連接,且各源極和汲極中的另一者彼此電連接。第一電晶體包括電流向第一方向或第二方向流過的第一半導體層。多個第二電晶體各自包括電流向第一方向或第二方向流過的第二半導體層。
上述任意個結構較佳為還包括具有陽極及陰極的發光元件。另外,較佳的是,多個第二電晶體中的一個的源極和汲極中的一者與陽極或陰極電連接。
在上述任意個結構中,較佳的是,多個第二電晶體的各通道長度大致相等且各通道寬度大致相等。
在上述任意個結構中,較佳的是,第一電晶體與多個第二電晶體的通道長度大致相等且通道寬度大致相等。
在上述任意個結構中,較佳的是,多個第二電晶體中的相鄰的兩個第二電晶體都在一個島狀第二半導體層中具有通道形成區域。
在上述任意個結構中,較佳的是,多個第二電晶體都包括第二半導體層,並且多個第二半導體層在第一方向或第二方向上以相等的間隔排列。
在上述任意個結構中,第二半導體層較佳為包含含有銦和鋅中的一者或兩者的金屬氧化物。並且,第一半導體層較佳為包含與第二半導體層相同的金屬氧化物。
上述任意個結構較佳為還包括第三電晶體。第三電晶體包括第三半導體層。第三半導體層包含與第一半導體層相同的半導體材料並具有其頂面形狀與第一半導體層大致相同的部分。另外,較佳的是,第三電晶體的閘極、源極和汲極中的至少一個處於電浮動狀態。
根據本發明的一個實施方式,可以提供一種清晰度高的顯示裝置。另外,可以提供一種低功耗的顯示裝置。另外,可以提供一種亮度高的顯示裝置。另外,可以提供一種開口率高的顯示裝置。另外,可以提供一種可靠性高的顯示裝置。
此外,根據本發明的一個實施方式,可以提供一種新穎的顯示裝置、顯示模組或電子裝置等。另外,可以提供一種以高良率製造上述顯示裝置的方法。另外,可以至少減輕先行技術的問題中的至少一個。
注意,這些效果的記載不妨礙其他效果的存在。此外,本發明的一個實施方式並不需要具有所有上述效果。另外,可以從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載衍生上述以外的效果。
以下,參照圖式對實施方式進行說明。但是,實施方式可以以多個不同方式來實施,所屬技術領域的通常知識者可以很容易地理解一個事實,就是其方式和詳細內容可以被變換為各種各樣的形式而不脫離本發明的精神及其範圍。因此,本發明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內容中。
注意,在以下說明的發明的結構中,在不同的圖式之間共同使用相同的元件符號來表示相同的部分或具有相同功能的部分,而省略其重複說明。此外,當表示具有相同功能的部分時有時使用相同的陰影線,而不特別附加元件符號。
注意,在本說明書所說明的各個圖式中,有時為了明確起見,誇大表示各組件的大小、層的厚度、區域。因此,本發明並不侷限於圖式中的尺寸。
在本說明書等中使用的“第一”、“第二”等序數詞是為了避免組件的混淆而附記的,而不是為了在數目方面上進行限定的。
在本說明書等中,“頂面形狀大致一致”是指疊層中的每一個層的邊緣的至少一部分重疊。例如,還是指上層及下層的一部分或全部藉由同一的遮罩圖案被加工的情況。但是,嚴密地說有邊緣不重疊的情況,例如,上層位於下層的內側或者上層位於下層的外側,這種情況有時也可以說“頂面形狀大致一致”。
注意,以下,“上”、“下”等方向的表現基本上按照圖式的方向而使用。但是,為了簡化起見,說明書中的“上”或“下”表示的方向有時與圖式不一致。例如,當說明疊層體等的疊層順序(或者形成順序)等時,即使圖式中的設置該疊層體的一側的面(被形成面、支撐面、黏合面、平坦面等)位於該疊層體的上側,有時也將該方向記載為“下”,或者將與此相反的方向記載為“上”等。
注意,在本說明書中,EL層是指設置在發光元件的一對電極之間且至少包括發光物質的層(也稱為發光層)或包括發光層的疊層體。
在本說明書等中,顯示裝置的一個實施方式的顯示面板是指能夠在顯示面顯示(輸出)影像等的面板。因此,顯示面板是輸出裝置的一個實施方式。
在本說明書等中,有時將顯示面板的基板上安裝有例如FPC(Flexible Printed Circuit:軟性印刷電路)或TCP(Tape Carrier Package:捲帶式封裝)等連接器的結構或在基板上以COG(Chip On Glass:晶粒玻璃接合)方式等直接安裝IC的結構稱為顯示面板模組或顯示模組,或者也簡稱為顯示面板等。
實施方式1
在本實施方式中,說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構例子。
本發明的一個實施方式是包括排列為矩陣狀的多個像素的顯示裝置。顯示裝置包括被供應閘極信號(也稱為掃描信號等)的多個閘極線(第一佈線)及被供應源極信號(也稱為視訊信號、資料信號等)的多個閘極線(第二佈線)。閘極線以在第一方向上延伸的方式設置,源極線以在與第一方向交叉的第二方向上延伸的方式設置。
像素以對應於一個源極線與一個閘極線的交叉部的方式設置。像素包括一個以上的顯示元件和兩個以上的電晶體。像素包括被用作顯示元件的電極的像素電極。
像素包括第一電晶體及第二電晶體。此時,第二電晶體較佳為由具有共同的閘極的多個電晶體(也稱為子電晶體)構成。例如,第二電晶體由串聯連接的多個子電晶體構成。或者,第二電晶體由並聯連接的多個子電晶體構成。或者,第二電晶體使並聯連接的多個子電晶體群串聯連接(以下也稱為串並聯連接)來構成。
在此,子電晶體是指具有共同的閘極且串聯或並聯地連接的多個電晶體群中的一個。當多個子電晶體並聯連接時,在各子電晶體之間具有共同的閘極、源極及汲極。當多個子電晶體串聯連接時,在各子電晶體之間具有共同的閘極,並且在相鄰的兩個子電晶體之間以一者的源極與另一者的汲極為共同的方式連接。注意,以下有時將子電晶體簡稱為電晶體。
再者,較佳的是,構成第二電晶體的多個子電晶體各自的通道長度及通道寬度都大致相等。就是說,第二電晶體較佳為藉由串聯、並聯或串並聯地連接設計值上的尺寸為相同的多個子電晶體來構成。由此,與由一個電晶體構成第二電晶體的情況相比,每個像素中的第二電晶體的電特性的不均勻更小。
再者,較佳的是,構成第二電晶體的多個子電晶體的通道長度方向都相等。例如,較佳的是,以所有電晶體的通道長度方向平行於第一方向或第二方向的方式配置各子電晶體。此時,較佳的是,所有子電晶體的通道寬度方向也都相等。
再者,較佳的是,多個子電晶體的通道形成區域以相等的間隔排列。這裡的通道形成區域是指如下區域,亦即是電晶體的半導體層的一部分並在俯視時與閘極重疊的區域。
再者,較佳的是,第一電晶體與子電晶體中的一個的通道長度及通道寬度彼此大致相等。再者,較佳的是,它們的通道長度方向及通道寬度方向相同。尤其較佳的是,構成像素的多個電晶體都由設計為相同尺寸的子電晶體構成。
另外,第一電晶體的通道長度方向較佳為平行於第一方向或第二方向。此時,子電晶體的通道長度方向較佳為平行於第一電晶體的通道長度方向。如此,藉由使構成像素的多個電晶體的電流流過的方向一致,可以容易進行設計,所以是較佳的。
以下,參照圖式說明更具體的例子。
[結構例子]
圖1A、圖1B及圖1C示出本發明的一個實施方式的顯示裝置的像素電路的例子。
圖1A、圖1B及圖1C所示的像素電路包括電晶體M1、電晶體M2、電容器C1及發光元件EL。另外,像素電路與佈線GL、佈線SL、佈線AL及佈線CL電連接。
佈線GL被供應閘極信號。佈線SL被供應源極信號。佈線AL與佈線CL各自被供應恆電位。可以將發光元件EL的陽極一側設定為高電位並將陰極一側設定為低於陽極一側的電位。
電晶體M1也可以被稱為選擇電晶體,其被用作用來控制像素的選擇/非選擇的開關。在電晶體M1中,閘極與佈線GL電連接,源極和汲極中的一者與佈線SL電連接,另一者與電容器C1的一者電極及電晶體M2電連接。
電容器C1被用作儲存電容器。電容器C1的另一者電極與發光元件EL的一者電極電連接。電容器C1若不需要則可以不設置。
電晶體M2也可以被稱為驅動電晶體,其具有控制流過發光元件EL的電流的功能。
電晶體M2由多個電晶體(子電晶體)構成。
在圖1A中,電晶體M2包括串聯連接的p個(p為2以上的整數)的電晶體m
i(i為1以上且p以下的整數)。電晶體m
i的各閘極彼此電連接(也稱為具有共同的閘極)。
在電晶體m
1至電晶體m
p中,電晶體m
1的源極和汲極中的一者與佈線AL電連接,另一者與電晶體m
2的源極和汲極中的一者電連接。電晶體m
p的源極和汲極中的一者與電晶體m
p-1的源極和汲極中的另一者電連接,另一者與發光元件EL的一者電極及電容器C1的另一者電極電連接。除電晶體m
1、電晶體m
p外的電晶體m
i(電晶體m
2至電晶體m
p-1)的源極和汲極中的一者與電晶體m
i-1的源極和汲極中的另一者電連接,另一者與電晶體m
i+1的源極和汲極中的一者電連接。
圖1B示出電晶體M2包括並聯連接的q個(q為2以上的整數)電晶體m
j(j為1以上且q以下的整數)的結構。電晶體m
j都具有共同的閘極、源極及汲極。
電晶體m
1至電晶體m
q的每一個的閘極與電晶體M1的源極和汲極中的另一者電連接。另外,電晶體m
1至電晶體m
q的每一個的源極和汲極中的一者與佈線AL電連接,另一者與發光元件EL的一者電極電連接。
圖1C示出電晶體M2由p×q個電晶體m
ij構成的例子。明確而言,包括串聯連接的p個電晶體的q個單元並聯連接。
在圖1A、圖1B及圖1C所示的結構中,作為構成電晶體M2的電晶體m
i、電晶體m
j或電晶體m
ij(以下在不區別它們時記為電晶體m)較佳為使用具有相同的電晶體結構且通道長度及通道寬度都大致相等的電晶體。
例如,將電晶體m的通道長度設為L,將其通道寬度設為W。此時,可以將圖1A中的電晶體M2看作通道長度為p×L且通道寬度為W的一個電晶體處理。另外,可以將圖1B中的電晶體M2作為通道長度為L且通道寬度為q×W的一個電晶體處理。另外,可以將圖1C中的電晶體M2作為通道長度為p×L且通道寬度為q×W的一個電晶體處理。
接著,說明與上述不同的像素電路的例子。注意,以下圖示作為電晶體M2採用圖1A所例示的多個電晶體串聯連接的結構的情況來進行說明,但也可以採用圖1B及圖1C所例示的電晶體M2。
圖2A所示的像素電路具有對圖1A的結構追加電晶體M3的結構。圖2A的像素電路與佈線V0電連接。
在電晶體M3中,閘極與佈線GL電連接,源極和汲極中的一個與發光元件EL的陽極電連接,其中另一個與佈線V0電連接。
在向像素電路寫入資料時,佈線V0被供應恆電位。由此,可以抑制電晶體M2的閘極-源極間電壓的不均勻。
圖2B所示的像素電路是作為圖1A的像素電路的電晶體M1及電晶體M2所包括的各電晶體m
i使用包括一對閘極的電晶體的情況的例子。
在電晶體M1中,一對閘極電連接。由此,可以增大能夠流過電晶體的電流。另外,在電晶體M2中,電晶體m
1至電晶體m
n的每一個的背閘極與電晶體m
n的源極和汲極中的另一者電連接。例如,在向佈線AL供應比佈線CL高的電位時,成為該電晶體m
n的源極與各電晶體的背閘極電連接的結構。由此,可以實現電晶體M2的電特性的穩定化及高可靠性化。
圖2C示出作為圖2A的像素電路的各電晶體使用包括一對閘極的電晶體的例子。
圖2D及圖2E示出電晶體M2的不同例子。如圖2D所示,在電晶體m
1至電晶體m
n的每一個中,背閘極也可以與源極電連接。另外,如圖2E所示,在電晶體m
1至電晶體m
n的每一個中,背閘極也可以與閘極電連接。
圖3A是對圖2A所示的結構追加電晶體M4的結構。此外,在圖3A中,被用作三個閘極線的佈線(佈線GL1、佈線GL2及佈線GL3)電連接。
在電晶體M4中,閘極與佈線GL3電連接,源極和汲極中的一個與電晶體M2的閘極電連接,其中另一個與佈線V0電連接。此外,電晶體M1的閘極與佈線GL1電連接,電晶體M3的閘極與佈線GL2電連接。
藉由使電晶體M3和電晶體M4在同一期間成為導通狀態,電晶體M2的源極與閘極成為相同電位,由此可以使電晶體M2成為非導通狀態。由此,可以強制性地遮斷流過發光元件EL的電流。這種像素電路適合於交替地設置顯示期間和關燈期間的顯示方法。
圖3B所示的像素電路是對圖3A追加電容器C2的情況的例子。電容器C2被用作儲存電容器。
圖3C及圖3D所示的像素電路是將包括一對閘極的電晶體分別應用於圖3A或圖3B的情況的例子。作為電晶體M1、電晶體M3、電晶體M4使用與一對閘極電連接的電晶體,作為電晶體M2使用一個閘極與源極電連接的電晶體。
〔驅動方法例子〕
以下,說明使用圖3A所例示的像素電路的顯示裝置的驅動方法的一個例子。注意,圖3B、圖3C及圖3D也可以利用同樣的驅動方法。
圖4是根據顯示裝置的驅動方法的時序圖。在此示出第k行閘極線的佈線GL1[k]、佈線GL2[k]及佈線GL3[k]以及第k+1行閘極線的佈線GL1[k+1]、佈線GL2[k+1]及佈線GL3[k+1]的電位的推移。此外,圖4示出向被用作源極線的佈線SL供應信號的時序。
在此示出以將一個水平期間分為點亮期間和關燈期間的方式進行顯示的驅動方法的例子。此外,第k行水平期間從第k+1行水平期間漂移閘極線的選擇期間。
在第k行點亮期間,首先向佈線GL1[k]及佈線GL2[k]供應高位準電位,向佈線SL供應源極信號。由此,電晶體M1和電晶體M3成為導通狀態,從佈線SL向電晶體M2的閘極寫入與源極信號對應的電位。然後,藉由向佈線GL1[k]及佈線GL2[k]供應低位準電位,電晶體M1和電晶體M3成為非導通狀態,保持電晶體M2的閘極電位。
接著,在第k+1行點亮期間,藉由與上述同樣的工作寫入資料。
接著,說明關燈期間。在第k行關燈期間,向佈線GL2[k]和佈線GL3[k]供應高位準電位。由此,電晶體M3和電晶體M4成為導通狀態,所以在向電晶體M2的源極和閘極供應相同電位時,在電晶體M2中電流幾乎沒有流過。由此,發光元件EL關燈。位於第k行的所有子像素關燈。第k行子像素直到下一個點亮期間為止維持關燈狀態。
接著,在第k+1行的關燈期間,與上述同樣地,第k+1行的所有子像素成為關燈狀態。
如此,也可以將如下驅動方法稱為工作驅動,亦即不是在一個水平期間中一直點亮而是在一個水平期間中設定關燈期間的驅動方法。藉由利用工作驅動,可以減少顯示動態影像時的殘像,由此可以實現動態影像的顯示性能高的顯示裝置。尤其是,在VR設備等中,藉由減少殘像,可以減輕所謂的VR暈動症(VR sickness)。
可以將工作驅動中的相對於一個水平期間的點亮期間比率稱為工作比。例如,“工作比為50%”意味著點亮期間和關燈期間的長度相等。注意,可以自由地設定工作比,例如可以在高於0%且為100%以下的範圍內適當地進行調整。
以上是驅動方法例子的說明。
[電晶體的結構例子]
接著,說明可用於本發明的一個實施方式的顯示裝置的像素的電晶體的結構例子。
圖5是電晶體10的俯視示意圖及剖面示意圖。電晶體10包括半導體層31、導電層21、導電層22、絕緣層51及絕緣層52等。
半導體層31包括被用作通道形成區域的區域31i以及夾著該區域31i並被用作低電阻區域的一對區域31n。一對區域31n的一者被用作源極,另一者被用作汲極。絕緣層51覆蓋半導體層31地設置,其一部分被用作閘極絕緣層。導電層22設置在絕緣層51上,其一部分被用作閘極電極。導電層22包括與半導體層31的區域31i重疊的部分。絕緣層52被用作層間絕緣層,覆蓋絕緣層51及導電層22地設置。一對導電層21都設置在絕緣層52上。導電層21在接觸部41中的設置在絕緣層52及絕緣層51中的開口部中與區域31i電連接。導電層21的一部分被用作源極電極或汲極電極。
半導體層31較佳為包括其能帶間隙大於矽的金屬氧化物(氧化物半導體)。由此,可以實現關態電流較低的電晶體。尤其是,半導體層31較佳為包括包含銦和鋅中的一者或兩者的金屬氧化物。
或者,半導體層31也可以包含矽。作為矽,可以舉出非晶矽、結晶矽(低溫多晶矽、單晶矽等)等。
注意,在圖5中,作為電晶體10示出閘極電極位於半導體層31的上方的所謂的頂閘極型電晶體,但電晶體的結構不侷限於此,可以採用各種結構。例如,可以將底閘極型電晶體或雙閘極型電晶體用於顯示裝置。
以下示出以圖5所示的電晶體10為基本結構而藉由組合該結構製造的電晶體及像素電路等的例子。注意,以下,除非特別敘述,對在相同面上以相同製程形成的結構附上相同符號來進行說明。例如,對其一部分被用作閘極電極的導電層和以與該導電層相同的製程形成並被用作佈線的導電層附上相同的符號來進行說明。
圖6A示出下面所示的電晶體10a及電晶體10b的電路圖。電晶體10a及電晶體10b由串聯連接且具有共同的閘極的四個電晶體10構成。電晶體10都在島狀半導體層31中具有通道形成區域。
圖6B示出電晶體10a的俯視示意圖的一個例子。另外,圖6C示出圖6A中的截斷線A1-A2處的剖面示意圖。在電晶體10a中,被用作閘極電極的四個導電層22以相等的間隔隔著絕緣層51設置在島狀半導體層31上。
四個導電層22藉由導電層21電連接。導電層22與導電層21由接觸部42電連接。由此,構成串聯連接的四個電晶體。注意,在此示出由導電層21連接四個導電層22的例子,但也可以使用具有梳齒狀的頂面形狀的一個導電層22。
半導體層31的長邊方向上的兩端部設置有電連接於區域31n的一對導電層21。另外,也可以還在相鄰的兩個導電層22之間的區域中設置導電層21。
圖6D示出電晶體10b的俯視示意圖。另外,圖6E示出圖6D中的截斷線A3-A4處的剖面示意圖。電晶體10b具有以有間隔的方式對稱(在此,上下對稱)地配置的兩個半導體層31由導電層21連接的結構。另外,以有間隔的方式對稱(在此,左右對稱)地配置的兩個導電層22分別以交叉於兩個半導體層31的方式配置。藉由採用這種結構,可以縮小佔有面積。
圖7A示出電晶體10c的電路圖。電晶體10c由包括並聯連接且共同使用相同的閘極、源極及汲極的四個電晶體10構成。
圖7B示出電晶體10c的俯視示意圖的一個例子。另外,圖7C示出圖7B中的截斷線A5-A6處的剖面示意圖。在電晶體10c中,一個導電層22在以相等的間隔配置的四個島狀半導體層31上與其交叉地設置。另外,四個島狀半導體層31的兩端部都與導電層21連接。
圖7D示出電晶體10d的電路圖。電晶體10d包括具有共同的閘極的四個電晶體。另外,四個電晶體中的每兩個分別串聯連接。
圖7E示出電晶體10d的俯視示意圖的一個例子。電晶體10d的導電層21的形狀與圖6D不同,其他結構與圖6D同樣。兩個半導體層31設置有與其兩端部連接的一對導電層21。該一對導電層21都電連接兩個半導體層。
電晶體10a至電晶體10d是包括四個電晶體10的例子,但不侷限於此,也可以採用包括兩個、三個或五個以上的電晶體10的結構。
[佈局方法例子]
以下,說明組合通道長度及通道寬度大致相等的電晶體時的佈局的例子。
圖8A示出基本結構。在圖8A中,其長邊方向平行於X方向的多個半導體層31在Y方向上以相等的間隔排列。並且,其長邊方向平行於Y方向的多個導電層22在X方向上以相等的間隔排列。導電層22與半導體層31的交叉部為電晶體的通道形成區域(區域31i)。
在此,將半導體層31的Y方向上的排列間隔設為Py。另外,將導電層22的X方向上的排列間隔設為Px。
另外,如圖8A所示,半導體層31較佳為以位於兩個導電層22之間的區域的Y方向上的寬度大於與導電層22重疊的區域的寬度的方式被加工。由此,可以增大半導體層31與導電層21的接觸部41的面積,所以可以降低它們之間的電阻(也稱為接觸電阻等)。
以圖8A所示的佈局為基本結構,分割延伸在X方向上的半導體層31,分割延伸在Y方向上的導電層22,或者由導電層21使半導體層31彼此連接,使導電層22彼此連接或者使半導體層31與導電層22連接等。由此,可以組合通道長度及通道寬度大致相等的電晶體10來構成各種尺寸的電晶體或各種電路。
圖8B示出圖8A的佈局的應用例子。圖8B示出電晶體10e、電晶體10f、電晶體10g及電晶體10h等。
電晶體10e是單個電晶體。電晶體10f及電晶體10g都具有串聯連接兩個電晶體的結構。電晶體10h具有與圖7E所示的電晶體10e同樣地使四個電晶體中的每兩個串聯連接且使它們並聯連接的結構。
圖8B示出多個導電層21。如圖8B所示,導電層21也較佳為以相等的間隔配置。由此,可以降低導電層21的加工形狀不均勻。圖8B示出將導電層21的排列間隔設為與導電層22的排列間隔相同的Px的情況的例子。
另外,在沒有設置電晶體的部分也可以配置偽層。例如,也可以將處於電浮動狀態的半導體層31、導電層22或導電層21等配置在未使用的空間中。注意,偽層是為了實現製造程序的穩定化、加工不均勻的減少等而設置在未使用的空間的層,基本上作為電路的組件不考慮。由此,偽層是處於電浮動狀態或被供應恆電壓。注意,半導體層以外的層也較佳為設置偽層。
另外,如圖8B所示,也可以配置多個偽電晶體11。偽電晶體是具有被用作電晶體的疊層結構且閘極、汲極和源極中的一個以上處於電浮動狀態的電晶體。
如此,藉由在沒有設置電晶體的區域中配置偽電晶體11,可以降低半導體層31及導電層22等的加工形狀不均勻,並可以降低電晶體的電特性不均勻。
[像素的結構例子]
以下說明具體的像素的結構例子。
〔結構例子1〕
圖9是示出顯示裝置所包括的像素20的俯視示意圖。像素20包括子像素20R、子像素20G及子像素20B。顯示裝置包括多個像素20,像素20在X方向及Y方向上週期性地配置。
子像素20R包括發射紅色光的發光元件12R。子像素20G包括發射綠色光的發光元件12G。子像素20B包括發射藍色光的發光元件12B。
發光元件12R、發光元件12G及發光元件12B也可以各自具有包含不同發光材料的結構、組合白色發光的發光元件和濾色片的結構或者組合藍色或紫色的發光元件和顏色轉換材料(量子點等)的結構。
圖10A至圖10E各自是抽出圖9所示的像素20所包括的一個子像素20X的俯視示意圖。子像素20X可以被用作子像素20R、子像素20G及子像素20B。注意,在此省略發光元件。
在圖10B中,由虛線僅示出圖10A所示的像素電極24的輪廓,示出導電層23的頂面形狀的一個例子。
由導電層23構成的佈線被用作對發光元件12R等的電源供應線並被供應恆電位。在像素電極24被用作陽極時,該佈線被供應高電源電位,在像素電極24被用作陰極時,該佈線被供應低電源電位。
如圖10B所示,較佳的是,被用作佈線的導電層23不但具有在Y方向上延伸的部分,而且具有在X方向上延伸的部分。由此,可以使導電層23的頂面形狀為格子狀,所以與其頂面形狀為條紋狀的情況相比,可以抑制電壓下降的影響。
在圖10C中,由虛線僅示出圖10B中的導電層23的輪廓。另外,在圖10D中,由虛線僅示出圖10C中的導電層21的輪廓。另外,在圖10E中,由虛線僅示出圖10D中的導電層22的輪廓。
圖10C及圖10D示出電晶體30a、電晶體30b。另外,圖10D示出電晶體30a所包括的半導體層31a及電晶體30b所包括的半導體層31b。電晶體30a被用作控制子像素的選擇/非選擇的選擇電晶體。此外,電晶體30b被用作控制流過發光元件的電流的驅動電晶體。
在電晶體30a中,被用作閘極線的導電層22構成閘極的一部分,源極和汲極中的一個與被用作源極線的導電層21電連接,其中另一個與電晶體30b的閘極電連接。在電晶體30b中,源極和汲極中的一個與導電層23電連接,其中另一個與像素電極24電連接。
在此,電晶體30b由串聯連接且具有共同的閘極的四個電晶體構成。可以將電晶體30b看作通道長度為電晶體30a的四倍且通道寬度為與電晶體30a相等的一個電晶體。電晶體30b在一個島狀半導體層31b中具有四個通道形成區域。
在此示出半導體層31a和半導體層31b的各頂面形狀具有配置有接觸部的一對粗部分及作為通道形成的細部分的例子。
此外,在子像素20X中,電晶體30a所包括的半導體層31a及電晶體30b所包括的半導體層31b各自以電流向Y方向,亦即與被用作源極線的導電層21的延伸方向平行的方向流過的方式配置。換言之,電晶體30a和電晶體30b各自以通道長度方向與Y方向平行且通道寬度方向與X方向平行的方式配置。如此,藉由使構成像素的多個電晶體的電流流過的方向一致,可以容易進行設計,所以是較佳的。
在此,如圖10D等所示,較佳為設置有多個偽層32。偽層32可以為對與半導體層31a及半導體層31b同一膜進行加工來形成且示出與半導體層31a及半導體層31b同一組成的膜。注意,在圖10A至圖10E中,為了區別半導體層31a及半導體層31b與偽層32,對它們附上不同陰影線。
偽層32的頂面形狀較佳為與半導體層31a及半導體層31b的頂面形狀同一或為週期性地組合它們的形狀。在子像素20X中,偽層32中的一個具有包括兩個以上的粗部分及在Y方向上連接兩個粗部分的細部分的頂面形狀。各偽層32以長邊方向與Y方向平行的方式配置。此外,一個偽層32以跨著在Y方向上排列的多個像素的方式配置。
如此,藉由在沒有設置半導體層31a及半導體層31b的區域中配置偽層32,可以減少半導體層31a及半導體層31b的加工形狀的不均勻,而可以減少電晶體30a及電晶體30b的電特性的不均勻。
偽層32較佳為在沒有設置半導體層31a及半導體層31b的區域中儘可能全面配置。在子像素20X中,示出在設置有導電層21的區域之外的區域配置偽層32的例子,但是也可以與導電層21重疊地配置偽層32。
注意,在此示出在一個子像素中配置兩個電晶體的例子,但是不侷限於此,也可以具有配置三個以上的電晶體的結構。此時,在設置於子像素中的所有電晶體中,較佳的是,半導體層具有同一圖案且使流過半導體層的電流的方向一致。
〔結構例子2〕
以下參照圖式對一部分結構與上述不同的結構例子進行說明。注意,以下有時省略與上述重複的部分的說明。此外,在以下所示的圖式中,關於具有同一功能的組件使用同一陰影線及元件符號,有時省略說明。
圖11是以下例示出的顯示裝置的俯視示意圖。在圖11所示的顯示裝置中,由導電層23構成延伸在Y方向上的源極線及電源線等佈線,由導電層21構成延伸在X方向上的閘極線等佈線。
圖12A至圖12E是子像素20X的俯視示意圖。以下例示出的顯示裝置與上述結構例子1所例示的顯示裝置的不同之處在於:半導體層的方向;以及包括四個電晶體;等。圖11及圖12A至圖12E所示的子像素20X例如對應於圖3A所例示的像素電路。
如圖12C及圖12D所示,子像素20X包括電晶體30a、電晶體30b、電晶體30c及電晶體30d。電晶體30a、電晶體30c及電晶體30d由一個電晶體構成。另外,電晶體30b具有六個電晶體串聯連接的結構。電晶體30b在以相等的間隔排列在Y方向上的三個半導體層31b的每一個中具有兩個通道形成區域。
此外,偽層32以長邊方向與X方向平行的方式配置。偽層32以跨著在X方向上排列的多個像素的方式配置。
在圖12D等中,為了與被用作閘極電極或佈線等的導電層22區別,對以與導電層22相同的製程形成並處於電浮動狀態的偽層29附上與導電層22不同的陰影線。
子像素20X包括由偽層32及偽層29構成的多個偽電晶體11。
以上是像素的結構例子的說明。
[剖面結構例子]
接著,說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的剖面結構例子。
〔剖面結構例子1〕
圖13是顯示裝置200A的剖面示意圖。顯示裝置200A在基板201與基板202之間包括發光元件250R、發光元件250G、電晶體210、電晶體220、電容器240等。
電晶體210是通道形成區域形成於基板201的電晶體。作為基板201,例如可以使用如單晶矽基板等半導體基板。電晶體210包括基板201的一部分、導電層211、低電阻區域212、絕緣層213、絕緣層214等。導電層211用作閘極電極。絕緣層213位於基板201與導電層211之間,並用作閘極絕緣層。低電阻區域212是基板201中摻雜有雜質的區域,並用作源極和汲極中的一個。絕緣層214覆蓋導電層211的側面設置。
此外,在相鄰的兩個電晶體210之間,以嵌入基板201的方式設置有元件分離層215。
電晶體210與電晶體220之間設置有佈線層203。佈線層203具有層疊有包括一個以上的佈線的層的結構。各層包括導電層271,兩個層之間設置有層間絕緣層273。此外,不同層的導電層271藉由設置在層間絕緣層273中的插頭272彼此電連接。
佈線層203上設置有電晶體220。電晶體220是在形成通道的半導體層中使用金屬氧化物(也稱為氧化物半導體)的電晶體。
電晶體220包括半導體層221、絕緣層223、導電層224、一對導電層225、絕緣層226、導電層227等。
在佈線層203上設置有絕緣層231。絕緣層231用作障壁層,該障壁層防止水或氫等雜質從佈線層203一側擴散到電晶體220以及氧從半導體層221向佈線層203一側脫離。作為絕緣層231,例如可以使用與氧化矽膜相比氫或氧不容易擴散的膜諸如氧化鋁膜、氧化鉿膜、氮化矽膜等。
在絕緣層231上設置有導電層227,並以覆蓋導電層227的方式設置有絕緣層226。導電層227用作電晶體220的第一閘極電極,絕緣層226的一部分用作第一閘極絕緣層。絕緣層226中的至少接觸半導體層221的部分較佳為使用氧化矽膜等氧化物絕緣膜。
半導體層221設置在絕緣層226上。半導體層221較佳為含有具有半導體特性的金屬氧化物(也稱為氧化物半導體)膜。
當半導體層221為In-M-Zn氧化物時,作為用來形成In-M-Zn氧化物的濺射靶材中的金屬元素的原子個數比,可以舉出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=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等。
此外,作為濺射靶材較佳為使用含有多晶氧化物的靶材,由此易於形成具有結晶性的半導體層221,所以是較佳的。注意,所形成的半導體層221的原子個數比分別包含上述濺射靶材中的金屬元素的原子個數比的±40%的範圍內。例如,在用於半導體層221的濺射靶材的組成為In:Ga:Zn=4:2:4.1[原子個數比]時,所形成的半導體層221的組成有時為In:Ga:Zn=4:2:3[原子個數比]或其附近。
注意,當記載為原子個數比為In:Ga:Zn=4:2:3或其附近時包括如下情況:In為4時,Ga為1以上且3以下,Zn為2以上且4以下。此外,當記載為原子個數比為In:Ga:Zn=5:1:6或其附近時包括如下情況:In為5時,Ga大於0.1且2以下,Zn為5以上且7以下。此外,當記載為原子個數比為In:Ga:Zn=1:1:1或其附近時包括如下情況:In為1時,Ga大於0.1且2以下,Zn大於0.1且2以下。
此外,半導體層221的能隙為2eV以上,較佳為2.5eV以上。如此,藉由使用能隙比矽寬的金屬氧化物,可以減少電晶體的關態電流。
此外,半導體層221較佳為具有非單晶結構。非單晶結構例如包括後述的CAAC結構、多晶結構、微晶結構或非晶結構。在非單晶結構中,非晶結構的缺陷態密度最高,CAAC結構的缺陷態密度最低。
下面對CAAC(c-axis aligned crystal)進行說明。CAAC表示結晶結構的一個例子。
CAAC結構是指包括多個奈米晶(最大直徑小於10nm的結晶區域)的薄膜等的結晶結構之一,具有如下特徵:各奈米晶的c軸在特定方向上配向,其a軸及b軸不具有配向性,奈米晶彼此不形成晶界而連續地連接。尤其是,在具有CAAC結構的薄膜中,各奈米晶的c軸容易在薄膜的厚度方向、被形成面的法線方向或者薄膜表面的法線方向上配向。
CAAC-OS(Oxide Semiconductor)是結晶性高的氧化物半導體。另一方面,在CAAC-OS中觀察不到明確的晶界,因此不容易發生起因於晶界的電子移動率的下降。另外,氧化物半導體的結晶性有時因雜質的混入或缺陷的生成等而降低,因此可以說CAAC-OS是雜質及缺陷(氧空位等)少的氧化物半導體。因此,包含CAAC-OS的氧化物半導體的物理性質穩定。因此,包含CAAC-OS的氧化物半導體具有高耐熱性及高可靠性。
在晶體學的單位晶格中,一般以構成單位晶格的a軸、b軸、c軸這三個軸(晶軸)中較特殊的軸為c軸。尤其是,在具有層狀結構的結晶中,一般來說,與層的面方向平行的兩個軸為a軸及b軸,與層交叉的軸為c軸。作為這種具有層狀結構的結晶的典型例子,有分類為六方晶系的石墨,其單位晶格的a軸及b軸平行於劈開面,c軸正交於劈開面。例如,為層狀結構的具有YbFe
2O
4型結晶結構的InGaZnO
4的結晶可分類為六方晶系,其單位晶格的a軸及b軸平行於層的面方向,c軸正交於層(亦即,a軸及b軸)。
具有微晶結構的氧化物半導體膜(微晶氧化物半導體膜)在利用TEM觀察到的影像中有時不能明確地確認到結晶部。微晶氧化物半導體膜中含有的結晶部的尺寸大多為1nm以上且100nm以下或1nm以上且10nm以下。尤其是,將具有尺寸為1nm以上且10nm以下或1nm以上且3nm以下的微晶的奈米晶體(nc:nanocrystal)的氧化物半導體膜稱為nc-OS(nanocrystalline Oxide Semiconductor)膜。例如,在使用TEM觀察nc-OS膜時,有時不能明確地確認到晶界。
在nc-OS膜中,微小的區域(例如1nm以上且10nm以下的區域,特別是1nm以上且3nm以下的區域)中的原子排列具有週期性。另外,nc-OS膜在不同的結晶部之間觀察不到晶體配向的規律性。因此,在膜整體中觀察不到配向性。所以,有時nc-OS膜在某些分析方法中與非晶氧化物半導體膜沒有差別。例如,在藉由其中利用使用其束徑比結晶部大的X射線的XRD裝置的out-of-plane法對nc-OS膜進行結構分析時,檢測不出表示結晶面的峰值。此外,在使用其束徑比結晶部大(例如,50nm以上)的電子射線獲得的nc-OS膜的電子繞射圖案(也稱為選區電子繞射圖案)中,觀察到光暈圖案。另一方面,在對nc-OS膜進行使用其電子束徑接近結晶部的大小或者比結晶部小(例如,1nm以上且30nm以下)的電子射線的電子繞射(也稱為奈米束電子繞射)時,觀察到呈圈狀(環狀)的亮度高的區域,有時該環狀區域內觀察到多個斑點。
nc-OS膜比非晶氧化物半導體膜的缺陷態密度低。但是,nc-OS膜在不同的結晶部之間觀察不到晶體配向的規律性。所以,nc-OS膜的缺陷態密度比CAAC-OS膜高。因此,nc-OS膜有時具有比CAAC-OS膜高的載子密度及電子移動率。由此,使用nc-OS膜的電晶體有時具有較高的場效移動率。
nc-OS膜可以以比CAAC-OS膜成膜時更小的氧流量比形成。此外,nc-OS膜可以以比CAAC-OS膜成膜時更低的基板溫度形成。例如,nc-OS膜可以在基板溫度為較低的低溫(例如130℃以下的溫度)的狀態或不對基板進行加熱的狀態下形成,因此適用於大型玻璃基板或樹脂基板等,可以提高生產率。
下面,對金屬氧化物的結晶結構的一個例子進行說明。使用In-Ga-Zn氧化物靶材(In:Ga:Zn=4:2:4.1[原子個數比])在基板溫度為100℃以上且130℃以下的條件下利用濺射法形成的金屬氧化物易於具有nc(nano crystal)結構和CAAC結構中的任一者的結晶結構或其混在的結構。在基板溫度為室溫(R.T.)的條件下形成的金屬氧化物易於具有nc結晶結構。注意,這裡的室溫(R.T.)包括對基板不進行意圖性的加熱時的溫度。
一對導電層225以與半導體層221接觸的方式設置在半導體層221上,並被用作源極電極及汲極電極。
此外,以覆蓋一對導電層225的頂面及側面以及半導體層221的側面等的方式設置有絕緣層232,絕緣層232上設置有絕緣層261。絕緣層232被用作障壁層,該障壁層防止水或氫等雜質從層間絕緣層等擴散到半導體層221以及氧從半導體層221脫離。作為絕緣層232,可以使用與上述絕緣層231同樣的絕緣膜。
絕緣層232及絕緣層261中設置有到達半導體層221的開口。該開口的內部嵌入有:與絕緣層261、絕緣層232及導電層225的側面以及半導體層221的頂面接觸的絕緣層223;以及絕緣層223上的導電層224。導電層224被用作第二閘極電極,絕緣層223被用作第二閘極絕緣層。
導電層224的頂面、絕緣層223的頂面及絕緣層261的頂面被進行平坦化處理以使它們的高度大致一致,並以覆蓋它們的方式設置有絕緣層233。另外,絕緣層233與絕緣層231之間的疊層結構中設置有開口部,在該開口部中絕緣層233的一部分以與絕緣層231接觸的方式設置。絕緣層261被用作層間絕緣層。另外,絕緣層233被用作障壁層,該障壁層防止水或氫等雜質從其上方擴散。作為絕緣層233,可以使用與上述絕緣層231等同樣的絕緣膜。
絕緣層233上設置有電容器240。
電容器240包括導電層241、導電層242及位於它們之間的絕緣層243。導電層241用作電容器240中的一個電極,導電層242用作電容器240中的另一個電極,並且絕緣層243用作電容器240的介電質。
以覆蓋電容器240的方式設置有絕緣層234。作為絕緣層234,可以使用與上述絕緣層231同樣的絕緣膜。絕緣層231上隔著層間絕緣層及佈線設置有絕緣層262,絕緣層262上設置有發光元件250R及發光元件250G。
發光元件250R包括導電層251、導電層252R、EL層253W及導電層254等。
導電層251對可見光具有反射性,導電層252R對可見光具有透過性。導電層254對可見光具有反射性及透過性。導電層252R被用作用來調整導電層251與導電層254之間的光學距離的光學調整層。光學調整層可以在發光顏色不同的發光元件間具有不同的厚度。發光元件250R所包括的導電層252R的厚度與發光元件250G所包括的導電層252G的厚度不同。
以覆蓋導電層252R的端部及導電層252G的端部的方式設置有絕緣層256。
EL層253W及導電層254被多個像素共同使用。EL層253W包括呈現白色光的發光層。
覆蓋發光元件250R及發光元件250G等設置有絕緣層235。絕緣層235被用作防止水等雜質擴散到發光元件250R及發光元件250G等的障壁膜。絕緣層235可以使用與絕緣層231同樣的膜。
發光元件250R上及發光元件250G上隔著黏合層263設置有透鏡陣列257。從發光元件250R發射的光被透鏡陣列257集聚,並被彩色層255R著色而發射到外部。如果不需要,則可以不設置透鏡陣列257。
另外,透鏡陣列257上隔著絕緣層264設置有彩色層255R、彩色層255G及彩色層255B。發光元件250R上隔著透鏡陣列257設置有彩色層255R。另外,發光元件250G上設置有彩色層255G。此外,圖13示出彩色層255B的一部分。
例如,彩色層255R使紅色光透過,彩色層255G使綠色光透過,並且彩色層255B使藍色光透過。由此,可以提高來自各發光元件的光的顏色純度,從而可以實現顯示品質更高的顯示裝置。
在顯示裝置200A中,基板202位於觀看一側。基板202與基板201貼合。作為基板202,可以使用玻璃基板、石英基板、藍寶石基板、塑膠基板等具有透光性的基板。
彩色層255R、彩色層255G及彩色層255B形成在基板202的基板201一側的面上。另外,以覆蓋彩色層255R等的方式設置有絕緣層264,絕緣層264的基板201一側的面上設置有透鏡陣列257。另外,設置有彩色層255R、彩色層255G、彩色層255B及透鏡陣列257的基板202與基板201被黏合層263貼合。如此,藉由在基板202一側形成彩色層255R、彩色層255G、彩色層255B及透鏡陣列257,可以提高它們的形成製程中的加熱處理溫度。
在此,在基板202一側形成彩色層255R、彩色層255G、彩色層255B及透鏡陣列257,但也可以在絕緣層235上形成各彩色層及透鏡陣列257。此時,與將彩色層形成在基板202一側之後貼合基板201與基板202的情況相比,可以進一步提高各發光元件與各彩色層的對準精度。
借助於這種結構,可以實現清晰度極高且顯示品質高的顯示裝置。
〔剖面結構例子2〕
圖14是其部分結構與上述顯示裝置200A不同的顯示裝置200B的剖面示意圖。
在顯示裝置200B中,示出EL層253W在位於兩個發光元件之間的絕緣層256上分割的例子。藉由分割EL層253W,可以防止電流經過EL層253W洩漏在發光元件間。由此,可以防止非意圖的發光,對比度及顏色再現性得到提高,所以是較佳的。
EL層253W也可以藉由使用精細金屬遮罩(fine metal mask)的蒸鍍法分割,但是較佳為藉由光微影法進行微型加工。
〔剖面結構例子3〕
圖15是顯示裝置200C的剖面示意圖。
發光元件250R包括發射紅色光的EL層253R。此外,發光元件250G包括發射綠色光的EL層253G。
此外,這裡示出顯示裝置200C不包括彩色層的例子。
此外,在相鄰的兩個發光元件間,以EL層253R與EL層253G不接觸的方式進行加工。換言之,在相鄰的兩個發光元件間,EL層253R的端部與EL層253G的端部相對地設置在絕緣層256上。EL層253R及EL層253G也可以藉由使用精細金屬遮罩的蒸鍍法分別形成,但是它們較佳為藉由光微影法進行微型加工。
再者,發光元件250R與發光元件250G之間以接觸於EL層253R的側面、導電層252R的側面、一對導電層251的側面、絕緣層262的頂面、導電層252G的側面及EL層253G的側面的方式設置有絕緣層258。絕緣層258可以使用水透過性低的材料,可以與上述絕緣層231同樣的絕緣膜。尤其是,較佳為使用藉由ALD法形成的無機絕緣膜。更佳為使用藉由ALD法形成的氧化鋁膜。
另外,絕緣層258上以填充位於相鄰的像素間的凹部的方式設置有樹脂層259。樹脂層259被用作平坦化膜,具有提高形成在其上的膜(例如,導電層254)的覆蓋性的功能。
注意,這裡示出使被用作光學調整層的導電層252R與導電層252G的厚度互不相同的情況,但也可以使各發光元件的光學調整層的厚度相同。此時,較佳的是,將EL層的一部分用作光學調整層而根據其厚度控制光程長。另外,也可以不設置導電層252R及導電層252G等。
〔剖面結構例子4〕
圖16是顯示裝置200D的剖面示意圖。顯示裝置200D的與顯示裝置200C主要不同之處在於:不包括電晶體210。
基板201上設置有絕緣層231,絕緣層231上設置有電晶體220。當沒有從基板201擴散雜質等的擔憂時,也可以不設置絕緣層231。
基板201較佳為使用熱膨脹率低的基板。例如,較佳為使用單晶矽或碳化矽等單晶半導體基板或者藍寶石、石英等高熔點絕緣基板等。
以上是剖面結構例子的說明。
本實施方式所示的結構例子及對應該結構例子的圖式等的至少一部分可以與其他結構例子或圖式等適當地組合。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式2
在本實施方式中,對能用於本發明的一個實施方式的受發光裝置的發光元件(也稱為發光器件)及受光元件(也稱為受光器件)進行說明。
在本說明書等中,有時將使用金屬遮罩或FMM(Fine Metal Mask,精細金屬遮罩)而製造的器件稱為具有MM(Metal Mask)結構的器件。此外,在本說明書等中,有時將不使用金屬遮罩或FMM而製造的器件稱為具有MML(Metal Mask Less)結構的器件。
此外,在本說明書等中,有時將在各顏色的發光器件(這裡為藍色(B)、綠色(G)及紅色(R))中分別形成發光層或分別塗佈發光層的結構稱為SBS(Side By Side)結構。此外,在本說明書等中,有時將可發射白色光的發光器件稱為白色發光器件。白色發光器件藉由與彩色層(例如,濾色片)組合可以實現全彩色的顯示裝置。
[發光器件]
此外,發光器件大致可以分為單結構和串聯結構。單結構的器件較佳為具有如下結構:在一對電極間包括一個發光單元,而且該發光單元包括一個以上的發光層。為了以單結構得到白色發光,以兩個以上的發光層的各發光處於補色關係的方式選擇發光層即可。例如,藉由使第一發光層的發光顏色與第二發光層的發光顏色處於補色關係,可以得到在發光器件整體上以白色發光的結構。此外,包括三個以上的發光層的發光器件也是同樣的。
串聯結構的器件較佳為具有如下結構:在一對電極間包括兩個以上的多個發光單元,而且各發光單元包括一個以上的發光層。藉由在各發光單元中使用發射相同顏色的光的發光層,可以實現每規定電流的亮度得到提高且其可靠性比單結構更高的發光器件。為了以串聯結構得到白色發光,採用組合從多個發光單元的發光層發射的光來得到白色發光的結構即可。注意,得到白色發光的發光顏色的組合與單結構中的結構同樣。此外,在串聯結構的器件中,較佳為在多個發光單元間設置電荷產生層等中間層。
此外,在對上述白色發光器件(單結構或串聯結構)和SBS結構的發光器件進行比較的情況下,可以使SBS結構的發光器件的功耗比白色發光器件低。在想要降低功耗時,較佳為採用SBS結構的發光器件。另一方面,白色發光器件的製程比SBS結構的發光器件簡單,由此可以降低製造成本或者提高製造良率,所以是較佳的。
<發光器件的結構例子>
如圖17A所示,發光器件在一對電極(下部電極791、上部電極792)間包括EL層790。EL層790可以由層720、發光層711、層730等的多個層構成。層720例如可以包括含有電子注入性高的物質的層(電子注入層)及含有電子傳輸性高的物質的層(電子傳輸層)等。發光層711例如包含發光化合物。層730例如可以包括含有電洞注入性高的物質的層(電洞注入層)及含有電洞傳輸性高的物質的層(電洞傳輸層)。
包括設置在一對電極間的層720、發光層711及層730的結構可以被用作單一的發光單元,在本說明書中將圖17A的結構稱為單結構。
圖17B示出圖17A所示的發光器件所包括的EL層790的變形例子。明確而言,圖17B所示的發光器件包括下部電極791上的層730-1、層730-1上的層730-2、層730-2上的發光層711、發光層711上的層720-1、層720-1上的層720-2及層720-2上的上部電極792。例如,在將下部電極791用作陽極且將上部電極792用作陰極時,層730-1被用作電洞注入層,層730-2被用作電洞傳輸層,層720-1被用作電子傳輸層,層720-2被用作電子注入層。或者,在將下部電極791用作陰極且將上部電極792用作陽極時,層730-1被用作電子注入層,層730-2被用作電子傳輸層,層720-1被用作電洞傳輸層,層720-2被用作電洞注入層。藉由採用上述層結構,可以將載子高效地注入到發光層711,由此可以提高發光層711內的載子的再結合的效率。
此外,如圖17C及圖17D所示,層720與層730之間設置有多個發光層(發光層711、712、713)的結構也是單結構的變形例子。
如圖17E及圖17F所示,多個發光單元(EL層790a、EL層790b)隔著中間層(電荷產生層)740串聯連接的結構在本說明書中被稱為串聯結構。在本說明書等中,圖17E及圖17F所示的結構被稱為串聯結構,但是不侷限於此,例如,串聯結構也可以被稱為疊層結構。藉由採用串聯結構,可以實現能夠以高亮度發光的發光器件。
在圖17C中,也可以將發射相同顏色的光的發光層711、發光層712及發光層713。
另外,也可以將互不相同的發光材料用於發光層711、發光層712及發光層713。在發光層711、發光層712及發光層713各自所發射的光處於補色關係時,可以得到白色發光。圖17D示出設置被用作濾色片的彩色層795的例子。藉由白色光透過濾色片,可以得到所希望的顏色的光。
另外,在圖17E中,也可以將相同發光材料用於發光層711及發光層712。或者,也可以將發射互不相同的顏色的光的發光材料用於發光層711及發光層712。在發光層711所發射的光和發光層712所發射的光處於補色關係時,可以得到白色發光。圖17F示出還設置彩色層795的例子。
注意,在圖17C、圖17D、圖17E及圖17F中,如圖17B所示,層720及層730也可以具有由兩層以上的層構成的疊層結構。
另外,在圖17D中也可以將相同發光材料用於發光層711、發光層712及發光層713。同樣地,在圖17F中也可以將相同發光材料用於發光層711及發光層712。此時,藉由使用顏色轉換層代替彩色層795,可以得到其顏色與發光材料不同的所希望的顏色的光。例如,藉由將藍色發光材料用於各發光層且使藍色光透過顏色轉換層,可以得到其波長比藍色長的光(例如,紅色、綠色等的光)。作為顏色轉換層,可以使用螢光材料、磷光材料或量子點等。
發光器件的發光顏色根據構成EL層790的材料而可以為紅色、綠色、藍色、青色、洋紅色、黃色或白色等。此外,當發光器件具有微腔結構時,可以進一步提高顏色純度。
白色發光器件較佳為具有發光層包含兩種以上的發光物質的結構。為了得到白色發光,以兩個以上的發光物質的各發光處於補色關係的方式選擇發光物質即可。例如,藉由使第一發光層的發光顏色與第二發光層的發光顏色處於補色關係,可以得到在發光器件整體上以白色發光的發光器件。此外,包括三個以上的發光層的發光器件也是同樣的。
發光層較佳為包含每個發光呈現R(紅)、G(綠)、B(藍)、Y(黃)、O(橙)等的兩種以上的發光物質。或者,較佳為包含每個發光包含R、G、B中的兩種以上的光譜成分的兩種以上的發光物質。
[發光器件]
在此,說明發光器件的具體結構例子。
發光器件至少包括發光層。另外,作為發光層以外的層,發光器件還可以包括包含電洞注入性高的物質、電洞傳輸性高的物質、電洞阻擋材料、電子傳輸性高的物質、電子阻擋材料、電子注入性高的物質或雙極性的物質(電子傳輸性及電洞傳輸性高的物質)等的層。
發光器件可以使用低分子類化合物或高分子類化合物,還可以包含無機化合物。構成發光器件的層可以藉由蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等的方法形成。
例如,發光器件除了發光層以外還可以包括電洞注入層、電洞傳輸層、電洞障壁層、電子障壁層、電子傳輸層和電子注入層中的一個以上。
電洞注入層是從陽極向電洞傳輸層注入電洞的層且包含電洞注入性高的材料的層。作為電洞注入性高的材料,可以使用芳香胺化合物、包含電洞傳輸性材料及受體材料(電子受體材料)的複合材料等。
電洞傳輸層是將從陽極由電洞注入層注入的電洞傳輸到發光層中的層。電洞傳輸層是包含電洞傳輸性材料的層。作為電洞傳輸性材料,較佳為採用電洞移動率為1×10
-6cm
2/Vs以上的物質。另外,只要是電洞傳輸性高於電子傳輸性的物質,就可以使用上述以外的物質。作為電洞傳輸性材料,較佳為使用富π電子型雜芳族化合物(例如,咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物等)或者芳香胺(包含芳香胺骨架的化合物)等電洞傳輸性高的材料。
電子傳輸層是將從陰極由電子注入層注入的電子傳輸到發光層中的層。電子傳輸層是包含電子傳輸性材料的層。作為電子傳輸性材料,較佳為採用電子移動率為1×10
-6cm
2/Vs以上的物質。另外,只要是電子傳輸性高於電洞傳輸性的物質,就可以使用上述以外的物質。作為電子傳輸性材料,可以使用具有喹啉骨架的金屬錯合物、具有苯并喹啉骨架的金屬錯合物、具有㗁唑骨架的金屬錯合物、具有噻唑骨架的金屬錯合物等,還可以使用㗁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、㗁唑衍生物、噻唑衍生物、啡啉衍生物、具有喹啉配體的喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹㗁啉衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、吡啶衍生物、聯吡啶衍生物、嘧啶衍生物、含氮雜芳族化合物等缺π電子型雜芳族化合物等電子傳輸性高的材料。
電子注入層是將電子從陰極注入到電子傳輸層的包含電子注入性高的材料的層。作為電子注入性高的材料,可以使用鹼金屬、鹼土金屬或者包含上述物質的化合物。作為電子注入性高的材料,也可以使用包含電子傳輸性材料及施體性材料(電子施體性材料)的複合材料。
作為電子注入層,例如可以使用鋰、銫、鐿、氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF
2)、8-(羥基喔啉)鋰(簡稱:Liq)、2-(2-吡啶基)苯酚鋰(簡稱:LiPP)、2-(2-吡啶基)-3-羥基吡啶(pyridinolato)鋰(簡稱:LiPPy)、4-苯基-2-(2-吡啶基)苯酚鋰(簡稱:LiPPP)、鋰氧化物(LiO
x)、碳酸銫等鹼金屬、鹼土金屬或者它們的化合物。另外,電子注入層也可以具有兩層以上的疊層結構。作為該疊層結構,例如可以採用作為第一層使用氟化鋰且作為第二層使用鐿的結構。
另外,作為上述電子注入層,也可以使用具有電子傳輸性的材料。例如,可以將具有非共用電子對且具有缺電子型雜芳環的化合物用於具有電子傳輸性的材料。明確而言,可以使用包含吡啶環、二嗪環(嘧啶環、吡嗪環、嗒𠯤環)和三嗪環中的至少一個的化合物。
具有非共用電子對的有機化合物的最低空分子軌域(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)較佳為-3.6eV以上且-2.3eV以下。另外,一般來說,CV(循環伏安法)、光電子能譜法(photoelectron spectroscopy)、吸收光譜法(optical absorption spectroscopy)、逆光電子能譜法估計有機化合物的最高佔有分子軌域(HOMO:highest occupied Molecular Orbital)能階及LUMO能階。
例如,可以將4,7-二苯基-1,10-啡啉(簡稱:BPhen)、2,9-雙(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-啡啉(簡稱:NBPhen)、二喹㗁啉並[2,3-a:2’,3’-c]吩嗪(簡稱:HATNA)、2,4,6-三[3’-(吡啶-3-基)聯苯-3-基]-1,3,5-三嗪(簡稱:TmPPPyTz)等用於具有非共用電子對的有機化合物。另外,與BPhen相比,NBPhen具有高玻璃轉移溫度(Tg)和良好耐熱性。
發光層是包含發光物質的層。發光層可以包含一種或多種發光物質。另外,作為發光物質,適當地使用呈現藍色、紫色、藍紫色、綠色、黃綠色、黃色、橙色、紅色等的發光顏色的物質。此外,作為發光物質,也可以使用發射近紅外光的物質。
作為發光物質,可以舉出螢光材料、磷光材料、TADF材料、量子點材料等。
作為螢光材料,例如可以舉出芘衍生物、蒽衍生物、聯伸三苯衍生物、茀衍生物、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、喹㗁啉衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、菲衍生物、萘衍生物等。
作為磷光材料,例如可以舉出具有4H-三唑骨架、1H-三唑骨架、咪唑骨架、嘧啶骨架、吡嗪骨架、吡啶骨架的有機金屬錯合物(尤其是銥錯合物)、以具有拉電子基團的苯基吡啶衍生物為配體的有機金屬錯合物(尤其是銥錯合物)、鉑錯合物、稀土金屬錯合物等。
發光層除了發光物質(客體材料)以外還可以包含一種或多種有機化合物(主體材料、輔助材料等)。作為一種或多種有機化合物,可以使用電洞傳輸材料和電子傳輸材料中的一者或兩者。此外,作為一種或多種有機化合物,也可以使用雙極性材料或TADF材料。
例如,發光層較佳為包含磷光材料、容易形成激態錯合物的電洞傳輸材料及電子傳輸材料的組合。藉由採用這樣的結構,可以高效地得到利用從激態錯合物到發光物質(磷光材料)的能量轉移的ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer:激態錯合物-三重態能量轉移)的發光。藉由以形成發射與發光材料的最低能量一側的吸收帶的波長重疊的光的激態錯合物的方式選擇混合材料,可以使能量轉移變得順利,從而高效地得到發光。由於該結構而能夠同時實現發光器件的高效率、低電壓驅動及長壽命。
本實施方式所示的結構例子及對應該結構例子的圖式等的至少一部分可以與其他結構例子或圖式等適當地組合。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式3
在本實施方式中,對使用本發明的一個實施方式的顯示裝置的電子裝置的結構例子進行說明。
本發明的一個實施方式的顯示裝置及顯示模組可以應用於具有顯示功能的電子裝置等的顯示部。作為上述電子裝置,例如除了電視機、膝上型個人電腦、監視裝置、數位看板、彈珠機、遊戲機等具有較大的螢幕的電子裝置以外,還可以舉出數位相機、數位攝影機、數位相框、行動電話機、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、音頻再生裝置等。
特別是,因為本發明的一個實施方式的顯示裝置可以提高清晰度,所以可以適當地用於包括較小的顯示部的電子裝置。作為這種電子裝置可以舉出可戴在頭上的可穿戴裝置等,例如手錶型或手鐲型資訊終端設備(可穿戴裝置)、頭戴顯示器等VR用設備或者眼鏡型AR用設備等。
圖18A示出眼鏡型電子裝置800的立體圖。電子裝置800包括一對顯示面板801、一對外殼802、一對光學構件803、一對安裝部804等。
電子裝置800可以將由顯示面板801顯示的影像投影於光學構件803中的顯示區域806。因為光學構件803具有透光性,所以使用者可以與藉由光學構件803看到的透過影像重疊地看到顯示於顯示區域806的影像。因此,電子裝置800是能夠進行AR顯示的電子裝置。
一個外殼802設置有能夠拍攝前面的攝像頭805。此外,雖然未圖示,但是任一個外殼802設置有無線接收器或能夠與電纜連線的連接器,從而可以對外殼802供應視頻信號等。此外,藉由在外殼802配置陀螺感測器等加速度感測器,可以檢測到使用者頭部的方向而將對應於該方向的影像顯示於顯示區域806。此外,外殼802較佳為設置有電池,能夠以無線或有線對該電池進行充電。
參照圖18B說明相對於電子裝置800的顯示區域806的影像投影方法。外殼802的內部設置有顯示面板801、透鏡811、反射板812。此外,相當於光學構件803的顯示區域806的部分包括被用作半反射鏡的反射面813。
顯示面板801所發射的光815經過透鏡811而被反射板812反射到光學構件803一側。在光學構件803的內部中,光815在光學構件803的端面反復全反射,在到達反射面813時,影像被投影於反射面813。由此,使用者可以看到反射在反射面813上的光815和經過光學構件803(包括反射面813)的透過光816的兩個。
圖18A和圖18B示出反射板812及反射面813都具有曲面的例子。由此,與它們是平面的情況相比,可以提高光學設計的彈性,從而可以減薄光學構件803的厚度。此外,反射板812及反射面813也可以是平面。
作為反射板812,可以使用具有鏡面的構件,並且該反射板較佳為具有高反射率。此外,作為反射面813,也可以使用利用金屬膜的反射的半反射鏡,但是當使用利用全反射的棱鏡等時,可以提高透過光816的穿透率。
在此,外殼802較佳為具有調整透鏡811和顯示面板801之間的距離或角度的機構。由此,可以進行焦點調整、影像的放大、縮小等。例如,採用透鏡811及顯示面板801中的一個或兩個能夠在光軸方向上移動的結構,即可。
外殼802較佳為具有能夠調整反射板812的角度的機構。藉由改變反射板812的角度,可以改變顯示影像的顯示區域806的位置。由此,可以根據使用者的眼睛的位置將顯示區域806配置於最合適的位置上。
顯示面板801可以應用本發明的一個實施方式的顯示裝置。因此,可以實現能夠進行清晰度極高的顯示的電子裝置800。
圖19A、圖19B示出護目鏡型電子裝置850的立體圖。圖19A是示出電子裝置850的正面、平面及左側面的立體圖,圖19B是示出電子裝置850的背面、底面及右側面的立體圖。
電子裝置850包括一對顯示面板851、外殼852、一對安裝部854、緩衝構件855、一對透鏡856等。一對顯示面板851的每一個設置在外殼852內部的能夠藉由透鏡856看到的位置上。
電子裝置850是VR用電子裝置。裝上電子裝置850的使用者可以藉由透鏡856看到顯示於顯示面板851的影像。此外,藉由使一對顯示面板851顯示互不相同的影像,也可以進行利用視差的三維顯示。
外殼852的背面一側設置有輸入端子857和輸出端子858。可以將供應來自視頻輸出設備等的視頻信號或用於對設置在外殼852內的電池進行充電的電力等的電纜連線到輸入端子857。輸出端子858例如被用作聲音輸出端子,可以與耳機或頭戴式耳機等連接。此外,在能夠藉由無線通訊輸出聲音資料的情況或從外部的視頻輸出設備輸出聲音的情況下,也可以不設置該聲音輸出端子。
外殼852較佳為具有一種機構,其中能夠調整透鏡856及顯示面板851的左右位置,以根據使用者的眼睛的位置使透鏡856及顯示面板851位於最合適的位置上。此外,還較佳為具有一種機構,其中藉由改變透鏡856和顯示面板851之間的距離來調整焦點。
顯示面板851可以應用本發明的一個實施方式的顯示裝置。因此,可以實現能夠進行清晰度極高的顯示的電子裝置850。由此,使用者可以感受高沉浸感。
緩衝構件855是與使用者的臉(額頭及臉頰等)接觸的部分。藉由使緩衝構件855與使用者的臉密接,可以防止漏光,從而可以進一步提高沉浸感。緩衝構件855較佳為使用柔軟的材料以在使用者裝上電子裝置850時與使用者的臉密接。例如,可以使用橡膠、矽酮橡膠、聚氨酯、海綿等材料。此外,當作為緩衝構件855使用用布或皮革(天然皮革或合成皮革)等覆蓋海綿等的表面的構件時,在使用者的臉和緩衝構件855之間不容易產生空隙,從而可以適當地防止漏光。在緩衝構件855或安裝部854等接觸於使用者的皮膚的構件採用可拆卸的結構時,容易進行清洗或交換,所以是較佳的。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
實施例
在本實施例中,製造本發明的一個實施方式的顯示裝置。作為所製造的顯示裝置的像素使用實施方式1中的圖3C所示的像素電路。作為電晶體M1至M4使用將氧化物半導體用作形成通道的半導體的電晶體。作為電晶體M1、電晶體M3及電晶體M4使用通道長度為200nm且通道寬度為60nm的電晶體,電晶體M2採用串聯連接八個該電晶體的結構。關於所製造的顯示裝置的剖面結構可以參照圖14。
首先,示出用於顯示裝置的電晶體的電特性。電晶體具有利用LSI製程節點製造的Trench-gate-self-aligned(TGSA:頂閘極自對準)結構,以由頂閘極電極與背閘極電極從上下方向覆蓋氧化物半導體(OS)的通道的方式形成。氧化物半導體使用CAAC-OS膜。被測量的電晶體是通道長度約為200nm且通道寬度約為60nm的電晶體。在此,對與電晶體M2同樣地串聯連接八個該電晶體的結構進行測量。
圖20A示出所測量的Id-Vg特性。圖20A示出兩個Id-Vg特性,亦即汲極電壓分別為0.1V及1.2V時的Id-Vg特性。雖然該電晶體為微型電晶體,但是如圖20A所示那樣示出常關閉特性,關態電流為測量器的檢測下限(1×10
-12A)以下。
圖20B示出Id-Vd特性。圖20B示出四個Id-Vd特性,亦即閘極電壓分別為0.9V、1.7V、2.5V及3.3V時的Id-Vd特性。雖然該電晶體為微型電晶體,但是如圖20B所示那樣示出高飽和性。
所製造的顯示裝置採用層疊由Si電晶體(SiFET)構成的電路(SiLSI)、由OS電晶體(OSFET)構成的電路(OSLSI)和OLED元件的結構。表1示出所製造的顯示裝置的規格。在表1中,從上依次示出顯示區域的尺寸、解析度、像素尺寸、像素密度、開口率、像素排列、彩色化方式、發射方式、圖框頻率、源極驅動器、掃描驅動器(閘極驅動器)及疊層結構。
尤其是,作為彩色化方式採用不使用金屬遮罩而利用光微影法分別形成紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)的發光元件的Side-by-side方式。像素電路使用OS電晶體形成,源極驅動器、掃描驅動器等驅動電路使用Si電晶體形成。
圖21示出所試製的顯示裝置的顯示照片。確認到顯示裝置能夠進行良好的影像顯示,該顯示裝置在Si電晶體上層疊OS電晶體,將該OS電晶體的通道長度微型化至200nm,並且具有2731ppi的極高清晰度。
接著,測量所製造的顯示裝置的R、G、B各自的色度的視角依賴性。圖22A及圖22B示出視角依賴性的測量結果。在圖22A及圖22B中還示出測量方向的示意圖。圖22A示出水平方向上的視角的結果,圖22B示出垂直方向上的視角的結果。在各圖式中,橫軸表示以顯示面的法線方向為0度的情況下的角度(Horizontal viewing angle或Vertical viewing angle),縱軸表示以0度時為0的情況下的色度變化的比例(Δu’v’)。
如圖22A及圖22B所示,可確認到如下:Δu’v’在水平方向及垂直方向上的±60度的視角的範圍內都取0.03以下的極小的值。
接著,圖23是所製造的顯示裝置的驅動電路部的方塊圖。在此,顯示區域的下方配置有八個(2×4個)包括360通道的輸出端子的源極驅動器。八個電路都藉由匯流排線(BUS)連接於控制器(CNTR)。另外,驅動電路部包括掃描驅動器、1輸入2輸出的DeMUX電路、輸入輸出(IO)、LVDS電路、除錯電路(Pixel debug)等。
在此,所製造的顯示裝置能夠進行實施方式1中的圖3及圖4所示的工作驅動。圖24示出對所製造的顯示裝置以不同的工作比驅動時的亮度變化進行測量的結果。在圖24中,橫軸表示工作比(Duty[%]),縱軸表示亮度[cd/m
2]。圖式中的虛線為理想值,標繪為實測值。如圖24所示,可確認了:亮度相對於工作比以線性變化,而與理想值大致一致。並且,還可確認了:當工作比為100%時,進行白色顯示時的亮度達到5000cd/m
2以上。
本發明的一個實施方式的顯示裝置在顯示區域之下除了驅動電路以外還可以配置各種功能電路,並且與習知的顯示裝置相比可以進一步實現高功能化、窄邊框化、晶片尺寸的縮小化及外部端子數的縮減。
10:電晶體
10a-h:電晶體
11:偽電晶體
12B:發光元件
12G:發光元件
12R:發光元件
20:像素
20B:子像素
20G:子像素
20R:子像素
20X:子像素
21:導電層
22:導電層
23:導電層
24:像素電極
29:偽層
30a-d:電晶體
31:半導體層
31a:半導體層
31b:半導體層
31i:區域
31n:區域
32:偽層
41:接觸部
42:接觸部
51:絕緣層
52:絕緣層
[圖1A]至[圖1C]是示出像素電路的結構例子的圖。
[圖2A]至[圖2E]是示出像素電路的結構例子的圖。
[圖3A]至[圖3D]是示出像素電路的結構例子的圖。
[圖4]是示出顯示裝置的驅動方法例子的時序圖。
[圖5]是示出電晶體的結構例子的圖。
[圖6A]至[圖6E]是示出電晶體的結構例子的圖。
[圖7A]至[圖7E]是示出電晶體的結構例子的圖。
[圖8A]及[圖8B]是示出電晶體的結構例子的圖。
[圖9]是示出顯示裝置的結構例子的圖。
[圖10A]至[圖10E]是示出顯示裝置的結構例子的圖。
[圖11]是示出顯示裝置的結構例子的圖。
[圖12A]至[圖12E]是示出顯示裝置的結構例子的圖。
[圖13]是示出顯示裝置的結構例子的圖。
[圖14]是示出顯示裝置的結構例子的圖。
[圖15]是示出顯示裝置的結構例子的圖。
[圖16]是示出顯示裝置的結構例子的圖。
[圖17A]至[圖17F]是示出發光器件的結構例子的圖。
[圖18A]及[圖18B]是示出電子裝置的結構例子的圖。
[圖19A]及[圖19B]是示出電子裝置的結構例子的圖。
[圖20A]及[圖20B]示出根據實施例的電晶體的電特性。
[圖21]是根據實施例的顯示面板的顯示狀態的照片。
[圖22A]及[圖22B]示出根據實施例的顯示面板的視角依賴性的測量結果。
[圖23]是根據實施例的顯示面板的驅動電路的方塊圖。
[圖24]示出根據實施例的顯示面板的進行工作驅動時的亮度的測量結果。
AL:佈線
C1:電容器
CL:佈線
EL:發光元件
GL:佈線
M1:電晶體
M2:電晶體
m1:電晶體
m2:電晶體
mp-1:電晶體
mp:電晶體
SL:佈線
Claims (10)
- 一種顯示裝置,包括: 第一佈線; 第二佈線; 第一電晶體;以及 多個第二電晶體, 其中,該第一佈線延伸在第一方向上並被供應閘極信號, 該第二佈線延伸在交叉於該第一方向的第二方向上並被供應源極信號, 在該第一電晶體中,閘極與該第一佈線電連接,源極和汲極中的一方與該第二佈線電連接,源極和汲極中的另一方與多個該第二電晶體的各閘極電連接, 多個該第二電晶體串聯連接, 該第一電晶體包括電流向該第一方向或該第二方向流過的第一半導體層, 並且,多個該第二電晶體各自包括電流向該第一方向或該第二方向流過的第二半導體層。
- 一種顯示裝置,包括: 第一佈線; 第二佈線; 第一電晶體;以及 多個第二電晶體, 其中,該第一佈線延伸在第一方向上並被供應閘極信號, 該第二佈線延伸在交叉於該第一方向的第二方向上並被供應源極信號, 在該第一電晶體中,閘極與該第一佈線電連接,源極和汲極中的一者與該第二佈線電連接,源極和汲極中的另一者與多個該第二電晶體的各閘極電連接, 在多個該第二電晶體中,各源極和汲極中的一者彼此電連接,且各源極和汲極中的另一者彼此電連接, 該第一電晶體包括電流向該第一方向或該第二方向流過的第一半導體層, 並且,多個該第二電晶體各自包括電流向該第一方向或該第二方向流過的第二半導體層。
- 如請求項1或2之顯示裝置,還包括: 發光元件, 其中該發光元件包括陽極及陰極, 並且多個該第二電晶體中的一個的源極和汲極中的一者與該陽極或該陰極電連接。
- 如請求項1至3中任一項之顯示裝置, 其中多個該第二電晶體的各通道長度大致相等且各通道寬度大致相等。
- 如請求項1至4中任一項之顯示裝置, 其中該第一電晶體與多個該第二電晶體的通道長度大致相等且通道寬度大致相等。
- 如請求項1至5中任一項之顯示裝置, 其中多個該第二電晶體中的相鄰的兩個該第二電晶體都在一個島狀該第二半導體層中具有通道形成區域。
- 如請求項1至5中任一項之顯示裝置, 其中多個該第二電晶體都包括該第二半導體層, 並且多個該第二半導體層在該第一方向或該第二方向上以相等的間隔排列。
- 如請求項1至7中任一項之顯示裝置, 其中該第二半導體層包含含有銦和鋅中的一者或兩者的金屬氧化物。
- 如請求項8之顯示裝置, 其中該第一半導體層包含與該第二半導體層相同的該金屬氧化物。
- 如請求項1至8中任一項之顯示裝置,還包括: 第三電晶體, 其中該第三電晶體包括第三半導體層, 該第三半導體層包含與該第一半導體層相同的半導體材料並具有其頂面形狀與該第一半導體層大致相同的部分, 並且該第三電晶體的閘極、源極和汲極中的至少一個處於電浮動狀態。
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