WO2021240574A1 - 表示装置 - Google Patents

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成継 山中
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シャープ株式会社
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    • H10K59/1213Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements the pixel elements being TFTs

Definitions

  • the following disclosure relates to a display device equipped with a proximity sensor.
  • the organic EL element is also called an OLED (Organic Light-Emitting Diode), and is a self-luminous display element that emits light with brightness corresponding to the current flowing through the organic EL element. Since the organic EL element is a self-luminous display element in this way, the organic EL display device is easily thinner, lower in power consumption, and higher in brightness than a liquid crystal display device that requires a backlight and a color filter. It can be changed.
  • OLED Organic Light-Emitting Diode
  • a proximity sensor mounted on an organic EL display device typically includes an emitting unit that emits IR light (infrared light) from the back surface of the display unit and a light receiving unit that receives the reflected light of the IR light. There is. The presence or absence of an object at a close position is determined based on the magnitude of the current generated according to the amount of reflected light received by the light receiving unit.
  • the invention of the display device provided with the proximity sensor as described above is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-223896.
  • the display device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-223896 adopts a structure in which an infrared sensor as a proximity sensor is included in a display panel.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-38441 describes the radiation detection device, but in order to prevent the light from the light source from being incident on the channel region of the thin film transistor. It is described that a light-shielding layer is provided in the.
  • a pixel circuit as shown in FIG. 17 one organic EL element 61 and seven transistors T1 to T7 (first initialization transistor T1, threshold voltage compensation transistor T2, write control transistor T3, drive transistor T4, A pixel circuit (60) including a power supply control transistor T5, a light emission control transistor T6, a second initialization transistor T7) and one holding capacitor Ca) 60 will be described below.
  • a state in which a data signal (display data) is written in the pixel circuit 60 (a state in which the threshold voltage compensation transistor T2 and the write control transistor T3 are turned on). Is called “scan-on”, and the state in which the data signal is not written into the pixel circuit 60 (the state in which the threshold voltage compensation transistor T2 and the write control transistor T3 are off) is called “scan-off”. That is.
  • the state in which the drive current is supplied to the organic EL element 61 the state in which the power supply control transistor T5 and the light emission control transistor T6 are on
  • emission on the organic EL element 61.
  • the state in which the drive current is not supplied to the power supply (the state in which the power supply control transistor T5 and the light emission control transistor T6 are turned off) is referred to as “emission off”. Further, a region of the entire display unit to which the IR light emitted from the emission portion of the proximity sensor is irradiated is referred to as an "IR light irradiation region (infrared light irradiation region)".
  • the pixel circuit 60 in the IR light irradiation region When the IR light is irradiated, the on-current and the off-current of all the transistors T1 to T7 are increased as compared with the time when the IR light is not irradiated. Regarding this, the influence on the display and the like differs depending on the irradiation timing of IR light.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining an example of a change in current-voltage characteristics when the thin film transistor is irradiated with IR light.
  • the solid line 901 shows the characteristics of the case where the thin film transistor is not irradiated with IR light
  • the thick dotted line 902 shows the characteristics of the case where the thin film transistor is irradiated with IR light. From the dotted line portion with reference numeral 90, it can be seen that the off-current is greatly increased by the irradiation of IR light.
  • the on-current and off-current increase for all the transistors the increase in the off-current of the first initialization transistor T1 and the threshold voltage compensation transistor T2 has a great influence on the display luminance.
  • IR light is emitted from the back surface of the display unit to irradiate the channel region of the thin film transistor with IR light. This excites the holes and electrons, resulting in a significant increase in off-current.
  • FIG. 19 is a schematic diagram for explaining the increase in brightness of the pixels.
  • a cover glass 91 is provided on the front surface of the organic EL module 92, and a protective sheet 93 is provided on the back surface thereof.
  • a proximity sensor 94 is provided so as to be in contact with the protective sheet 93.
  • the proximity sensor 94 includes an emission unit 941 that emits infrared light and a light receiving unit 942 that receives the reflected light of the infrared light.
  • the lighting light is emitted from the display surface by emitting light from the organic EL element in the organic EL module 92.
  • the driving current increases with the increase in the off current of the first initialization transistor T1 and the threshold voltage compensation transistor T2, so that the lighting light becomes brighter.
  • the thick dotted line 903 in FIG. 20 and the thick dotted line 905 in FIG. 21 show the optical response of the display luminance in the case where the IR light is not irradiated, and the solid line 904 in FIG. 20 and the solid line 906 in FIG. 21 are irradiated with IR light. It shows the optical response of the display brightness of the case made.
  • the display brightness increases to about 1,400 cd / m 2 at the irradiation timing of the IR light, and the display brightness increases. It is maintained until the start of the next frame. As described above, even after the IR light is turned off, the luminance display is significantly different from the desired luminance display.
  • burn-in can be visually recognized as white spots or black spots when the IR light is not irradiated, depending on the ambient brightness and the intensity of the IR light. That is, burn-in causes deterioration of display quality.
  • the influence on the display etc. when the irradiation of IR light is performed at the time of scan-on will be described.
  • the on-currents of the write control transistor T3, the drive transistor T4, and the threshold voltage compensation transistor T2 are relatively increased during the period in which the data signal is being written. Therefore, the data signal is not written correctly, and the desired gradation display is not performed until the next data signal is written (until the next frame period). For example, when a solid image is to be displayed, the display of the corresponding portion is different from the display of the surrounding area.
  • the drive transistor T4 is a P-channel type transistor
  • the brightness of the corresponding portion becomes lower than the ambient brightness, and the viewer is instantly notified. Is visually recognized as a black spot (dirt). In this way, the display quality is deteriorated.
  • FIG. 22 is a timing chart for explaining the conventional irradiation timing of IR light.
  • the waveform shown in FIG. 22 is an example, and it is assumed that the region of the 1st to 6th rows in the display unit is the IR light irradiation region.
  • the period during which the scan signal SCAN is maintained at a high level is the scan-off period, and the period during which the scan signal SCAN is maintained at a low level is the scan-on period.
  • the period during which the emission control signal EM is maintained at a high level is an emission off period
  • the period during which the emission control signal EM is maintained at a low level is an emission on period.
  • the irradiation of IR light is performed during the period indicated by the arrows with the reference numerals P91, P92, and P93.
  • the irradiation of IR light has been performed at an arbitrary timing without synchronizing with the driving operation for displaying an image.
  • the pixel circuit 60 in the first row is irradiated with the IR light at any of the following timings (1) to (7). ..
  • the optical response of the display luminance is different from each other in the cases (1) to (7) above. Therefore, the brightness of the pixels in the IR light irradiation region may be increased, or the brightness of the pixels in the IR light irradiation region may be lower than the brightness of the surrounding pixels. In this way, the display quality is deteriorated. For example, a pixel with high brightness causes short-term burn-in. Then, during the period when the IR light irradiation is not performed, the burn-in (white burn-in or black burn-in) is visually recognized as a spot in the IR light irradiation region. In addition, the cumulative irradiation of IR light causes long-term burn-in, causing irreparable display defects.
  • the following disclosure aims at suppressing deterioration of display quality due to irradiation of IR light in a display device equipped with a proximity sensor.
  • the display device is a display device including a pixel circuit including a display element driven by an electric current. Controls the writing of the data signal to the pixel circuit of a plurality of rows ⁇ a plurality of columns, a plurality of data signal lines for supplying a data signal to the pixel circuit of the corresponding column, and the pixel circuit of the corresponding row.
  • a plurality of scanning signal lines for controlling, a plurality of emission control lines for controlling whether or not to supply a current to the display element included in the pixel circuit of the corresponding row, and a high level power supply voltage supply.
  • a display unit including one power supply line, a second power supply line for supplying a low level power supply voltage, and an initialization power supply line for supplying an initialization voltage.
  • a proximity sensor including an emission unit that emits infrared light from the back surface of the display unit and a light receiving unit that receives the reflected light of the infrared light is provided.
  • Each pixel circuit With control nodes The display element having the first terminal and the second terminal connected to the second power line, and the display element.
  • a drive transistor having a control terminal connected to the control node, a first conduction terminal, and a second conduction terminal and provided in series with the display element.
  • a light emission control transistor having a control terminal connected to one of the plurality of light emission control lines, a first conduction terminal, and a second conduction terminal and provided in series with the display element.
  • a holding capacitor having one end connected to the first power supply line and the other end connected to the control node, a control terminal connected to one of the plurality of scanning signal lines, and one of the plurality of data signal lines.
  • a write control transistor having a first conduction terminal connected to and a second conduction terminal connected to the first conduction terminal of the drive transistor.
  • a threshold having a control terminal connected to one of the plurality of scanning signal lines, a first conduction terminal connected to the second conduction terminal of the drive transistor, and a second conduction terminal connected to the control node.
  • a first initialization having a control terminal connected to one of the plurality of scanning signal lines, a first conduction terminal connected to the control node, and a second conduction terminal connected to the initialization power line.
  • a first light-shielding portion is provided to prevent irradiation of the infrared light to the channel layer of the first initialization transistor.
  • the display device is provided with a first shading portion so as to prevent irradiation of the channel layer of the first initialization transistor in the pixel circuit with infrared light. .. Therefore, even if infrared light is emitted from the proximity sensor for sensing, the channel layer of the first initialization transistor is not irradiated with infrared light, so that the off current of the first initialization transistor does not increase. Therefore, the fluctuation of the voltage of the control terminal of the drive transistor due to the irradiation of infrared light is suppressed. As a result, deterioration of display quality is suppressed. As described above, in the display device, the deterioration of the display quality due to the irradiation of infrared light is suppressed as compared with the conventional one.
  • the first embodiment it is a circuit diagram which shows the structure of the pixel circuit of the nth row and the mth column. It is a block diagram which shows the whole structure of the organic EL display device which concerns on the said 1st Embodiment. It is a figure for demonstrating the position where the proximity sensor is provided in the said 1st Embodiment. It is a figure for demonstrating the IR light irradiation area in the said 1st Embodiment. It is a block diagram which shows the functional structure of the proximity sensor in the said 1st Embodiment. It is a layout diagram of the pixel circuit in the said 1st Embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AB of FIG. It is sectional drawing for explaining the LDD structure with respect to the said 1st Embodiment. It is a figure for demonstrating the arrangement of the light-shielding part when the LDD structure is adopted in the said 1st Embodiment. It is a figure for demonstrating the arrangement of the light-shielding part when the one-sided LDD structure is adopted in the said 1st Embodiment. In the first embodiment, it is a timing chart for explaining the operation of the pixel circuit.
  • the second embodiment it is a circuit diagram which shows the structure of the pixel circuit of the nth row and the mth column. It is a figure for demonstrating the arrangement position (1st example) of the light shielding part for the threshold voltage compensation transistor in the said 2nd Embodiment. It is a figure for demonstrating the arrangement position (second example) of the light shielding part for the threshold voltage compensation transistor in the said 2nd Embodiment. It is a circuit diagram which shows one configuration example of the pixel circuit of the nth row and mth column in the conventional.
  • i and j are integers of 2 or more
  • m is an integer of 1 or more and i or less
  • n is an integer of 1 or more and j or less.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the organic EL display device according to the first embodiment.
  • this organic EL display device includes a host 100, a display control circuit 200, a source driver (data signal line drive circuit) 300, a gate driver (scanning signal line drive circuit) 400, and an emission driver (light emission control line). It includes a drive circuit) 500, a display unit 600, and a proximity sensor 700.
  • the gate driver 400 and the emission driver 500 are formed in the organic EL panel 6 including the display unit 600. That is, the gate driver 400 and the emission driver 500 are monolithic. However, it is also possible to adopt a configuration in which the gate driver 400 and the emission driver 500 are not monolithic.
  • the display unit 600 is provided with i data signal lines D (1) to D (i) and (j + 1) scanning signal lines SCAN (0) to SCAN (j) orthogonal to these. Further, on the display unit 600, j light emission control lines EM ( 1) to EM (j) are arranged. The scanning signal lines SCAN (0) to SCAN (j) and the light emission control lines EM (1) to EM (j) are parallel to each other. Further, the display unit 600 is provided with i ⁇ so as to correspond to the intersection of i data signal lines D (1) to D (i) and j scanning signal lines SCAN (1) to SCAN (j). The j pixel circuits 60 are provided.
  • the scan signals given to each of the (j + 1) scan signal lines SCAN (0) to SCAN (j) may also be designated by the reference numerals SCAN (0) to SCAN (j).
  • the light emission control signals given to the light emission control lines EM (1) to EM (j) may also be designated by the reference numerals EM (1) to EM (j), and i data signal lines D (1) to D (
  • the data signals given to i) may also be assigned the reference numerals D (1) to D (i).
  • the display unit 600 is also provided with a power line (not shown) common to all the pixel circuits 60. More specifically, a power supply line for supplying a high-level power supply voltage EL VDD for driving an organic EL element (hereinafter referred to as “high-level power supply line”), and a low-level power supply voltage ELVSS for driving an organic EL element.
  • a power supply line for supplying hereinafter, referred to as “low level power supply line”
  • a power supply line for supplying the initialization voltage Vini hereinafter, referred to as "initialization power supply line
  • the high-level power supply line has the same code ELSiO as the high-level power supply voltage
  • the low-level power supply line has the same code ELVSS as the low-level power supply voltage
  • the initialization power supply line has the same code as the initialization voltage. Attach Vini.
  • the high level power supply voltage EL VDD, the low level power supply voltage ELVSS, and the initialization voltage Vini are supplied from a power supply circuit (not shown).
  • the high-level power supply line EL VDD realizes the first power supply line
  • the low-level power supply line ELVSS realizes the second power supply line.
  • the number of light emission control line EMs in the display unit 600 may be set to (j / 2), and one light emission control line EM may be branched into two in the vicinity of the pixel circuit 60.
  • the host 100 supplies the image data DAT and the timing signal group (horizontal synchronization signal, vertical synchronization signal, etc.) TG to the display control circuit 200.
  • the host 100 also controls the operation of the proximity sensor 700 (for example, controls the emission timing of IR light), and also indicates the result data obtained by sensing (whether or not an object exists in the proximity position). Data) is received from the proximity sensor 700.
  • the display control circuit 200 receives the image data DAT sent from the host 100 and the timing signal group TG, and controls the digital video signal DV, the source control signal SCTL that controls the operation of the source driver 300, and the operation of the gate driver 400.
  • the gate control signal GCTL and the emission driver control signal EMCTL that control the operation of the emission driver 500 are output.
  • the source control signal SCTL includes a source start pulse signal, a source clock signal, a latch strobe signal, and the like.
  • the gate control signal GCTL includes a gate start pulse signal, a gate clock signal, and the like.
  • the emission driver control signal EMCTL includes an emission start pulse signal, an emission clock signal, and the like.
  • the source driver 300 is connected to i data signal lines D (1) to D (i).
  • the source driver 300 receives the digital video signal DV and the source control signal SCTL output from the display control circuit 200, and applies the data signals to the i data signal lines D (1) to D (i).
  • the source driver 300 includes an i-bit shift register (not shown), a sampling circuit, a latch circuit, i D / A converters, and the like.
  • the shift register has i registers connected in cascade. The shift register sequentially transfers the pulse of the source start pulse signal supplied to the register of the first stage from the input end to the output end based on the source clock signal. A sampling pulse is output from each stage of the shift register according to the transfer of this pulse. Based on the sampling pulse, the sampling circuit stores the digital video signal DV.
  • the latch circuit captures and holds one line of digital video signal DV stored in the sampling circuit according to the latch strobe signal.
  • the D / A converter is provided so as to correspond to each data signal line D (1) to D (i).
  • the D / A converter converts the digital video signal DV held in the latch circuit into an analog voltage.
  • the converted analog voltage is simultaneously applied to all the data signal lines D (1) to D (i) as data signals.
  • the gate driver 400 is connected to (j + 1) scanning signal lines SCAN (0) to SCAN (j).
  • the gate driver 400 includes a shift register, a logic circuit, and the like.
  • the gate driver 400 drives (j + 1) scanning signal lines SCAN (0) to SCAN (j) based on the gate control signal GCTL output from the display control circuit 200.
  • the emission driver 500 is connected to j light emission control lines EM (1) to EM (j).
  • the emission driver 500 includes a shift register, a logic circuit, and the like.
  • the emission driver 500 drives j emission control lines EM (1) to EM (j) based on the emission driver control signal EMCTL output from the display control circuit 200.
  • the proximity sensor 700 detects the presence or absence of an object at a position close to the organic EL display device. The details of the proximity sensor 700 will be described later.
  • EM (j) an image based on the image data DAT is displayed on the display unit 600. Further, by sensing by the proximity sensor 700, it is determined whether or not an object exists at a position close to the organic EL display device.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a position where the proximity sensor 700 is provided.
  • the dotted line with reference numeral 65 represents the housing of the organic EL display device.
  • the proximity sensor 700 is provided on the back surface of the display unit 600 on one end side in the direction in which the data signal lines D (1) to D (i) extend. Since the proximity sensor 700 is arranged in this way, in the present embodiment, the region indicated by the arrow with reference numeral 601 in FIG. 4 is the IR light irradiation region.
  • the regions of the 1st to 6th rows in the display unit 600 are the IR light irradiation region 601.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the functional configuration of the proximity sensor 700.
  • the proximity sensor 700 includes a control unit 70, an emission unit 72, a light receiving unit 74, and an AD conversion unit 76.
  • the emitting unit 72 emits IR light (infrared light) from the back surface of the display unit 600.
  • the emission unit 72 is composed of, for example, an infrared LED, and emits IR light by receiving a current supply from the control unit 70.
  • the light receiving unit 74 receives the reflected light of the IR light emitted from the emitting unit 72.
  • the light receiving unit 74 is composed of, for example, a photodiode, and generates a measured current according to the amount of light received.
  • the AD conversion unit 76 performs AD conversion based on the measured current and outputs a digital signal.
  • the control unit 70 controls the emission timing of the IR light from the emission unit 72. Specifically, the control unit 70 supplies a predetermined current to the emission unit 72 at the timing of emitting IR light to the emission unit 72.
  • the control unit 70 also determines whether or not an object exists at a position close to the organic EL display device based on the digital signal output from the AD conversion unit 76.
  • the organic EL display device may be provided with two or more proximity sensors 700. However, even in such a case, it is assumed that only one proximity sensor 700 emits IR light.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a pixel circuit 60 in the nth row and the mth column.
  • the pixel circuit 60 includes one organic EL element (organic light emitting diode) 61 as a display element (display element driven by an electric current) and seven transistors (typically a thin film) T1 to T7 (first). It includes an initialization transistor T1, a threshold voltage compensation transistor T2, a write control transistor T3, a drive transistor T4, a power supply control transistor T5, a light emission control transistor T6, and a second initialization transistor T7), and one holding capacitor Ca.
  • the holding capacitor Ca is a capacitive element composed of two electrodes (first electrode and second electrode).
  • the transistors T1 to T7 are P-channel type transistors.
  • the first initialization transistor T1 and the threshold voltage compensation transistor T2 have a dual gate structure in which two transistors are connected in series. By adopting such a dual gate structure, the effects of improving the withstand voltage of the transistor and reducing the off-current can be obtained.
  • a node is called a "control node”.
  • the code NG is attached to the control node.
  • the configuration shown in FIG. 1 is an example and is not limited to this.
  • a pixel circuit composed of only N-channel type transistors can be adopted, or a pixel circuit in which P-channel type transistors and N-channel type transistors are mixed can be adopted.
  • the first initialization transistor T1 and the threshold voltage compensation transistor T2 do not have to have a dual gate structure.
  • a configuration having no second initialization transistor T7 among the seven transistors can be adopted.
  • the control terminal is connected to the scanning signal line SCAN (n-1) on the (n-1) line, the first conduction terminal is connected to the control node NG, and the second conduction terminal is. It is connected to the initialization power line Vini.
  • the control terminal is connected to the scan signal line SCAN (n) on the nth line, and the first conduction terminal is the second conduction terminal of the drive transistor T4 and the first conduction terminal of the light emission control transistor T6.
  • the second conduction terminal is connected to the control node NG.
  • the control terminal is connected to the scan signal line SCAN (n) in the nth row, the first conduction terminal is connected to the data signal line D (m) in the mth column, and the second conduction terminal is. It is connected to the first conduction terminal of the drive transistor T4 and the second conduction terminal of the power supply control transistor T5.
  • the control terminal is connected to the control node NG, the first conduction terminal is connected to the second conduction terminal of the write control transistor T3 and the second conduction terminal of the power supply control transistor T5, and the second conduction terminal is connected. Is connected to the first conduction terminal of the threshold voltage compensation transistor T2 and the first conduction terminal of the light emission control transistor T6.
  • the control terminal is connected to the light emission control line EM (n) on the nth line, and the first conduction terminal is connected to the high level power supply line EL VDD and the first electrode of the holding capacitor Ca.
  • the two conduction terminals are connected to the second conduction terminal of the write control transistor T3 and the first conduction terminal of the drive transistor T4.
  • the control terminal is connected to the light emission control line EM (n) on the nth line, and the first conduction terminal is the first conduction terminal of the threshold voltage compensation transistor T2 and the second conduction terminal of the drive transistor T4.
  • the second conduction terminal is connected to the first conduction terminal of the second initialization transistor T7 and the anode terminal (first terminal) of the organic EL element 61.
  • the control terminal is connected to the scanning signal line SCAN (n) on the nth line
  • the first conduction terminal is the second conduction terminal of the light emission control transistor T6 and the anode terminal of the organic EL element 61.
  • the second conduction terminal is connected to the initialization power line Vini.
  • the first electrode is connected to the high level power supply line EL VDD and the first conduction terminal of the power supply control transistor T5, and the second electrode is connected to the control node NG.
  • the anode terminal is connected to the second conduction terminal of the light emission control transistor T6 and the first conduction terminal of the second initialization transistor T7, and the cathode terminal (second terminal) is connected to the low level power supply line ELVSS. It is connected.
  • a light-shielding portion 81 for preventing irradiation of IR light (IR light emitted from the emission portion 72 of the proximity sensor 700) to the channel layer of the first initialization transistor T1 is provided (FIG. 1). reference). This will be described below.
  • the first light-shielding portion is realized by the light-shielding portion 81.
  • FIG. 6 is a layout diagram of the pixel circuit 60.
  • a contact hole for electrically connecting a wiring or the like of a certain layer and a wiring or the like of another layer is formed in the thick circle portion.
  • one of the two transistors constituting the first initialization transistor T1 having a dual gate structure is designated by the reference numeral T1a, and the other is designated by the reference numeral T1b.
  • the reference numeral T2a is attached to one of the two transistors constituting the threshold voltage compensation transistor T2 having a dual gate structure, and the reference numeral T2b is attached to the other. From FIG.
  • the scanning signal line SCAN and the light emission control line EM are arranged on the same layer, and the initialization power supply line Vini and the high level power supply line EL VDD extending in the left-right direction in the figure are arranged on the same layer. It can be seen that the data signal line D and the high-level power supply line EL VDD extending in the vertical direction in the figure are arranged on the same layer.
  • the layout diagram shown here is an example, and is not limited to this.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the first initialization transistor T1 in the layout diagram shown in FIG.
  • the metal wiring 89 and the high-level power line EL VDD are arranged on the same layer.
  • the wiring (semiconductor layer made into a conductor by a predetermined process) 88, the source electrode / drain electrode of the transistor T1a, and the source electrode / drain electrode of the transistor T1b are arranged on the same layer.
  • the light-shielding portion 81 is provided in the region in the thick frame with the reference numeral 66. As described above, in the present embodiment, one light-shielding portion 81 is provided in an island shape corresponding to the pixel circuit 60.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AB of FIG. 7.
  • the insulating film 802 and the insulating film 803 are formed on the substrate 801.
  • a semiconductor layer 83a and a semiconductor layer 83b are formed on the insulating film 803.
  • the semiconductor layers 83a and 83b are the same layers as the wiring 88, and function as a channel region or a drain / source region depending on the processing.
  • a gate insulating film 804 is formed so as to cover the semiconductor layers 83a and 83b and the insulating film 803, and a metal wiring as a scanning signal line SCAN is formed on the gate insulating film 804.
  • An insulating film 805 is formed on the metal wiring as the scanning signal line SCAN, and a metal wiring 89 and a metal wiring as the high-level power line EL VDD are formed on the insulating film 805. Then, an insulating film 806 is formed so as to cover the metal wiring 89, the metal wiring as the high-level power supply line EL VDD, and the insulating film 805, and the insulating film 807 is formed on the insulating film 806.
  • light is shielded on the insulating film 802 so as to prevent irradiation of the semiconductor layer 83a and the semiconductor layer 83b with IR light (IR light emitted from the exit portion 72 of the proximity sensor 700).
  • the portion 81 is formed. That is, a light-shielding portion 81 is provided so as to prevent the irradiation of IR light to the channel layer of the first initialization transistor T1.
  • the member embodying the light-shielding portion 81 for example, a plate-shaped metal member made of the same material as the scanning signal line SCAN, a plate-shaped resin member having a property of absorbing IR light, and a property of scattering IR light are used.
  • a plate-shaped resin member or the like can be adopted.
  • the metal member (light-shielding portion 81) and the first conduction terminal or the second conduction terminal of the first initialization transistor T1 are electrically connected. It is also possible to adopt the configured configuration. As a result, the light-shielding portion 81 functions as a back gate electrode, and the characteristics of the first initialization transistor T1 can be stabilized.
  • the light-shielding unit 81 is not provided only for the first initialization transistor T1 in the IR light irradiation region 601 but is provided for all the first initialization transistors T1 in the display unit 600. preferable. This is because it is possible to make the characteristics uniform and the manufacturing process common.
  • the organic EL display device includes a proximity sensor 700.
  • the IR light is transmitted from the back surface to the front surface of the display unit 600, and the reflected light is further transmitted from the front surface to the back surface (specifically, the light receiving unit 74) of the display unit 600.
  • the aperture ratio the ratio of the area where the circuit element or the wiring is provided to the area of the entire pixel circuit 60 is high.
  • the density of transistors and wiring is remarkably higher than that of the pixel circuit of the liquid crystal display device.
  • the aperture ratio is about 10%.
  • the light-shielding portion 81 is provided only for the first initialization transistor T1 among the seven transistors T1 to T7 in the pixel circuit 60.
  • LDD is an abbreviation for "Lightly Doped Drain”.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the LDD structure.
  • the gate electrode 84 is formed on the gate insulating film 85 as in a general structure.
  • an LDD region 87 containing low-concentration impurities is provided between the channel region (channel layer) 83 and the drain / source region 86 containing high-concentration impurities. According to such an LDD structure, the effect that the drain electric field is reduced and the leakage current is reduced can be obtained.
  • the LDD structure is adopted for the structure of the first initialization transistor T1, for example, as shown in FIG. 10, it is preferable to provide a light shielding portion 81 so that the entire channel region (channel layer) 83 is shielded from light.
  • a structure called "one-sided LDD structure" in which the LDD region 87 is provided only on the drain side may be adopted.
  • a light-shielding portion 81 may be provided so that the entire channel region (channel layer) 83 is shielded from light, or as shown in FIG. 11, a region on the source side of the entire channel region (channel layer) 83.
  • the light-shielding portion 81 may be provided so that the light-shielding portion 81 is shielded from light.
  • a one-sided LDD structure having an LDD structure only on one of the first conduction terminal side and the second conduction terminal side may be adopted, and in that case, the first conduction terminal side may be adopted.
  • the light-shielding portion 81 may be provided on the side of the second conduction terminal that does not have the LDD structure.
  • the scanning signals SCAN (n-1), SCAN (n), and SCAN (n + 1) are at high levels, and the emission control signals EM (n) and EM (n + 1) are high. ) Is low level.
  • the power supply control transistor T5 and the light emission control transistor T6 are in the ON state, and the organic EL element 61 is the drive current. It emits light according to its size.
  • the emission control signals EM (n) and EM (n + 1) change from low level to high level.
  • the power supply control transistor T5 and the light emission control transistor T6 are turned off in both the pixel circuit 60 on the nth row and the pixel circuit 60 on the (n + 1) row.
  • the supply of the current to the organic EL element 61 is cut off, and the organic EL element 61 is turned off.
  • the scanning signal SCAN (n-1) changes from high level to low level.
  • the first initialization transistor T1 is turned on, and the gate voltage of the drive transistor T4 (voltage of the control node NG) is initialized. That is, the gate voltage of the drive transistor T4 in the pixel circuit 60 on the nth row becomes equal to the initialization voltage Vini.
  • the scanning signal SCAN (n-1) changes from low level to high level.
  • the first initialization transistor T1 is turned off.
  • the scanning signal SCAN (n) changes from a high level to a low level.
  • the threshold voltage compensation transistor T2, the write control transistor T3, and the second initialization transistor T7 are turned on.
  • the data signal D (m) is given to the control node NG via the write control transistor T3, the drive transistor T4, and the threshold voltage compensation transistor T2.
  • the holding capacitor Ca is charged.
  • the second initialization transistor T7 when the second initialization transistor T7 is turned on, the anode voltage of the organic EL element 61 is initialized based on the initialization voltage Vini.
  • the scan signal SCAN (n) changes from a high level to a low level, so that the first initialization transistor T1 is turned on and the gate voltage of the drive transistor T4 is initialized. Will be done. That is, the gate voltage of the drive transistor T4 in the pixel circuit 60 in the (n + 1) th row becomes equal to the initialization voltage Vini.
  • the scanning signal SCAN (n) changes from low level to high level.
  • the threshold voltage compensation transistor T2, the write control transistor T3, and the second initialization transistor T7 are turned off.
  • the first initialization transistor T1 is turned off.
  • the scanning signal SCAN (n + 1) changes from a high level to a low level.
  • the threshold voltage compensation transistor T2, the write control transistor T3, and the second initialization transistor T7 are turned on.
  • the threshold voltage compensation transistor T2 and the write control transistor T3 are turned on, the data signal D (m) is given to the control node NG via the write control transistor T3, the drive transistor T4, and the threshold voltage compensation transistor T2. As a result, the holding capacitor Ca is charged. Further, when the second initialization transistor T7 is turned on, the anode voltage of the organic EL element 61 is initialized based on the initialization voltage Vini.
  • the scanning signal SCAN (n + 1) changes from low level to high level.
  • the threshold voltage compensation transistor T2, the write control transistor T3, and the second initialization transistor T7 are turned off.
  • the light emission control signals EM (n) and EM (n + 1) change from high level to low level.
  • the power supply control transistor T5 and the light emission control transistor T6 are turned on, and the drive current corresponding to the charging voltage of the holding capacitor Ca is turned on. Is supplied to the organic EL element 61.
  • the organic EL element 61 emits light according to the magnitude of the drive current. Then, during the period until the emission control signals EM (n) and EM (n + 1) change from the low level to the high level, in both the pixel circuit 60 on the nth row and the pixel circuit 60 on the (n + 1) row. The organic EL element 61 emits light.
  • FIG. 13 is a timing chart for explaining the irradiation timing of IR light.
  • a light emission control signal having the same waveform is given to each of the two light emission control lines EM. That is, two adjacent light emission control line EMs are set as one set, and light emission control signals having the same waveform are given to the two light emission control line EMs of the same set.
  • the gate voltage of the drive transistor T4 (voltage of the control node NG) during the period when the scanning signal SCAN (n-1) is at a low level. Is initialized (see FIGS. 1 and 12).
  • the regions of the 1st to 6th rows in the display unit 600 are the IR light irradiation region 601.
  • the gate voltage of the drive transistor T4 is set during the period from time t11 to time t12.
  • Initialization is performed, and in the pixel circuit 60 on the sixth row, the gate voltage of the drive transistor T4 is initialized during the period from time t16 to time t17. Further, as can be seen from FIG. 13, the writing of the data signal to the pixel circuit 60 in the IR light irradiation region 601 is sequentially performed line by line during the period from time t12 to time t18.
  • the gate voltage of the drive transistor T4 is not initialized in all the pixel circuits 60 in the IR light irradiation region 601 and all the pixels in the IR light irradiation region 601 are not initialized.
  • Irradiation of IR light is performed during the period when the data signal is not written in the circuit 60. That is, in FIG. 13, IR light irradiation is performed during at least a part of the periods represented by the arrows with the symbols P1, P2, and P3.
  • the increase in the on-current is displayed even if the on-current of the transistor not provided with the light-shielding portion increases due to the irradiation of IR light.
  • the effect on is small. Therefore, by irradiating the IR light during such a period, it is possible to prevent the difference between the luminance characteristics of the pixels in the IR light irradiation region 601 and the luminance characteristics of the pixels outside the IR light irradiation region 601 from becoming large. , Deterioration of display quality due to irradiation of IR light is suppressed,
  • the first initialization transistor T1 is in the off state in all the pixel circuits 60 in the IR light irradiation region 601 and in the IR light irradiation region 601. IR light is emitted while the write control transistor T3 is in the off state in all the pixel circuits 60.
  • a set of light emission control line EMs having a number equal to the number of lines included in the IR light irradiation region 601 may be used as a set.
  • the 6 light emission control line EMs are grouped into the same set of 6 light emission control line EMs.
  • a waveform emission control signal may be given.
  • an emission-off period is set for writing the data signal for each line, an emission-off period for dimming etc. is set separately from the time when the data signal is written. May be.
  • the organic EL display device is provided with a light-shielding portion 81 so as to prevent irradiation of the channel layer of the first initialization transistor T1 in the pixel circuit 60 with IR light. Therefore, even if the IR light is emitted from the proximity sensor 700 for sensing, the IR light is not irradiated to the channel layer of the first initialization transistor T1, so that the off current of the first initialization transistor T1 does not increase. Therefore, the fluctuation of the gate voltage (voltage of the control node NG) of the drive transistor T4 caused by the irradiation of IR light is suppressed, so that the deterioration of the display quality is suppressed.
  • the light-shielding portion 81 is provided only for one of the seven transistors in the pixel circuit 60, the decrease in the aperture ratio is suppressed and the sensing accuracy is maintained.
  • the deterioration of the display quality due to the irradiation of IR light is suppressed as compared with the conventional case.
  • the first initialization transistor T1 and the threshold voltage compensation transistor T2 have a dual gate structure. Therefore, the off-current of the first initialization transistor T1 and the threshold voltage compensation transistor T2 becomes smaller than in the case of adopting a general structure. As a result, fluctuations in the gate voltage of the drive transistor T4 are effectively suppressed, and deterioration of display quality is effectively suppressed. By adopting the LDD structure for the structure of the first initialization transistor T1, the off-current can be further reduced.
  • Second embodiment> A second embodiment of the present invention will be described. In the following, only the points different from the first embodiment will be mainly described.
  • the light-shielding portion 81 is provided corresponding only to the first initialization transistor T1 among the seven transistors in the pixel circuit 60.
  • a light-shielding unit 82 corresponding to the threshold voltage compensation transistor T2 is provided in addition to the light-shielding unit 81 corresponding to the first initialization transistor T1, a light-shielding unit 82 corresponding to the threshold voltage compensation transistor T2 is provided.
  • the first conduction terminal of the first initialization transistor T1 is electrically connected to the second electrode of the holding capacitor Ca.
  • the second conduction terminal of the threshold voltage compensation transistor T2 is also electrically connected to the second electrode of the holding capacitor Ca.
  • the organic EL display device includes a light-shielding portion 81 for preventing irradiation of IR light to the channel layer of the first initialization transistor T1 in the pixel circuit 60, and a light-shielding portion 81 in the pixel circuit 60.
  • a light-shielding portion 82 for preventing irradiation of IR light to the channel layer of the threshold voltage compensation transistor T2 is provided.
  • the light-shielding portion 81 and the light-shielding portion 82 are formed of the same material in the same layer.
  • the light-shielding portion 81 realizes the first light-shielding portion
  • the light-shielding portion 82 realizes the second light-shielding portion.
  • FIG. 15 and 16 are enlarged views of the vicinity of the threshold voltage compensation transistor T2, which is one of the layout diagrams shown in FIG.
  • FIG. 15 shows a first example of the arrangement position of the light-shielding portion 82
  • FIG. 16 shows a second example of the arrangement position of the light-shielding portion 82.
  • the light-shielding portion 82 is provided in the region in the thick frame designated with reference numeral 67 in FIG. That is, the light-shielding portion 82 is L-shaped according to the shape of the wiring (wiring made of the semiconductor layer) 88 in the portion where the threshold voltage compensation transistor T2 exists.
  • the light-shielding portion 82 is provided in the region in the thick frame designated with reference numeral 68 in FIG. That is, the light-shielding portion 82 has a rectangular shape.
  • a general LDD structure or a one-sided LDD structure may be adopted for the structure of the threshold voltage compensation transistor T2.
  • a general LDD structure is adopted for the structure of the threshold voltage compensation transistor T2
  • a one-sided LDD structure is adopted for the structure of the threshold voltage compensation transistor T2
  • a light-shielding portion 82 may be provided so that the entire channel region is shielded from light, or the source side of the entire channel region (channel layer) may be provided.
  • a light-shielding portion 82 may be provided so that the area is shielded from light.
  • irradiation of IR light to the channel layer of the first initialization transistor T1 and the threshold voltage compensation transistor T2 in the pixel circuit 60 is prevented. Therefore, even if IR light is emitted from the proximity sensor 700 for sensing, the off-currents of the first initialization transistor T1 and the threshold voltage compensation transistor T2 do not increase. Therefore, as compared with the first embodiment, the fluctuation of the gate voltage (voltage of the control node NG) of the drive transistor T4 due to the irradiation of IR light is effectively suppressed. That is, the deterioration of the display quality due to the irradiation of IR light is effectively suppressed.
  • the organic EL display device has been described as an example, but the present invention is not limited thereto.
  • the present invention can be applied to an inorganic EL display device, a QLED display device, and the like as long as the display device is equipped with a proximity sensor and employs a display element driven by an electric current.

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Abstract

近接センサを備えた有機EL表示装置において、IR光の照射に起因する表示品位の低下を抑制する。 近接センサを備えた有機EL表示装置に、駆動トランジスタの制御端子に印加される電圧を初期化するために画素回路内に設けられている第1初期化トランジスタのチャネル層へのIR光の照射を防止する遮光部が設けられる。第1初期化トランジスタは、デュアルゲート構造を有することが好ましい。また、第1初期化トランジスタは、LDD構造(片側LDD構造を含む)を有していても良い。

Description

表示装置
 以下の開示は、近接センサを備えた表示装置に関する。
 近年、有機EL素子を含む画素回路を備えた有機EL表示装置が実用化されている。有機EL素子は、OLED(Organic Light-Emitting Diode)とも呼ばれており、それに流れる電流に応じた輝度で発光する自発光型の表示素子である。このように有機EL素子は自発光型の表示素子であるので、有機EL表示装置は、バックライトおよびカラーフィルタなどを要する液晶表示装置に比べて、容易に薄型化・低消費電力化・高輝度化などを図ることができる。
 上述のような有機EL表示装置に関し、近年、近接する位置の物体の有無を検出する近接センサの搭載が進んでいる。有機EL表示装置に搭載される近接センサは、典型的には、表示部の背面からIR光(赤外光)を出射する出射部と、IR光の反射光を受光する受光部とを含んでいる。近接する位置の物体の有無は、受光部が受光した反射光の光量に応じて生じる電流の大きさに基づいて判断される。
 上記のような近接センサを備えた表示装置についての発明が日本の特開2009-223896号公報に開示されている。日本の特開2009-223896号公報に開示された表示装置では、近接センサとしての赤外線センサを表示パネルに内包する構造が採用されている。また、後述する実施形態の構成に関連する内容として、日本の特開2013-38441号公報には、放射線検出装置についてではあるが、光源からの光が薄膜トランジスタのチャネル領域に入射されないようにするために遮光層を設けることが記載されている。
日本の特開2009-223896号公報 日本の特開2013-38441号公報
 ところで、近接センサを備えた有機EL表示装置に関し、表示品位の低下が問題となっている。これについて、図17に示すような画素回路(1個の有機EL素子61と7個のトランジスタT1~T7(第1初期化トランジスタT1、閾値電圧補償トランジスタT2、書き込み制御トランジスタT3、駆動トランジスタT4、電源供給制御トランジスタT5、発光制御トランジスタT6、第2初期化トランジスタT7)と1個の保持キャパシタCaとを含む画素回路)60が用いられているケースに着目して、以下に説明する。
 なお、本明細書では、便宜上、画素回路60内へのデータ信号(表示データ)の書き込みが行われている状態(閾値電圧補償トランジスタT2および書き込み制御トランジスタT3がオンになっている状態)のことを「スキャンオン」といい、画素回路60内へのデータ信号の書き込みが行われていない状態(閾値電圧補償トランジスタT2および書き込み制御トランジスタT3がオフになっている状態)のことを「スキャンオフ」という。また、便宜上、有機EL素子61に駆動電流が供給されている状態(電源供給制御トランジスタT5および発光制御トランジスタT6がオンになっている状態)のことを「エミッションオン」といい、有機EL素子61に駆動電流が供給されていない状態(電源供給制御トランジスタT5および発光制御トランジスタT6がオフになっている状態)のことを「エミッションオフ」という。また、表示部全体のうち近接センサの出射部から出射されたIR光が照射される領域を「IR光照射領域(赤外光照射領域)」という。
 以下、IR光照射領域内の画素回路60に着目する。IR光の照射が行われている時には、IR光の照射が行われていない時に比べて、全てのトランジスタT1~T7のオン電流およびオフ電流が増加する。これに関し、IR光の照射タイミングによって、表示等に及ぼす影響は異なる。
 まず、IR光の照射がスキャンオフ時に行われた場合の表示等に及ぼす影響について説明する。この場合、第1初期化トランジスタT1および閾値電圧補償トランジスタT2のオフ電流が増加することによって、制御ノードNGの電位が変化する(保持キャパシタCaの両端間の電圧が変化する)。具体的には、制御ノードNGの電位が低下する。これにより、エミッションオンの状態になっていると、電源供給制御トランジスタT5、駆動トランジスタT4、および発光制御トランジスタT6を経由する駆動電流が相対的に増加し、駆動トランジスタT4の特性が変化する。図18は、薄膜トランジスタにIR光を照射した際の電流-電圧特性の変化の一例について説明するための図である。図18には、ドレイン-ソース間電圧Vdsを-10Vとして飽和領域で或るテスト用のLTPS-TFT(チャネル層に低温ポリシリコンを用いた薄膜トランジスタ)を使用した場合の特性を示している。実線901は薄膜トランジスタにIR光を照射していないケースの特性を示しており、太点線902は薄膜トランジスタにIR光を照射したケースの特性を示している。符号90を付した点線部分から、IR光の照射によってオフ電流が大きく増加することが把握される。
 なお、全てのトランジスタについてオン電流やオフ電流が増加するが、第1初期化トランジスタT1および閾値電圧補償トランジスタT2のオフ電流の増加が表示輝度に大きな影響を及ぼす。これに関し、トップゲート構造の薄膜トランジスタが採用されている場合、表示部の背面からIR光が出射されることによって薄膜トランジスタのチャネル領域にIR光が照射される。これにより、ホールおよび電子が励起されて、オフ電流が著しく増加する。
 上述のように駆動電流が増加すると、有機EL素子61の発光輝度が本来よりも高くなるので、該当箇所の表示が輝点として視認される(該当箇所の画素が高輝度化する)。図19は、画素の高輝度化について説明するための模式図である。図19に示すように、有機ELモジュール92の表面にはカバーガラス91が設けられており、その裏面には保護シート93が設けられている。その保護シート93に接するように近接センサ94が設けられている。近接センサ94は、赤外光を出射する出射部941と、赤外光の反射光を受光する受光部942とを備えている。表示面からは有機ELモジュール92内の有機EL素子が発光することによって点灯光が出射される。IR光照射領域では、上述したように第1初期化トランジスタT1および閾値電圧補償トランジスタT2のオフ電流の増加に伴って駆動電流が増加することによって、その点灯光が高輝度化する。
 ところで、IR光の照射によって制御ノードNGの電位が変化した後、IR光が消灯しても、制御ノードNGの電位は変化後の状態で維持される。従って、IR光の消灯後においても、所望の輝度表示とは大きく異なる輝度表示が行われる。これについて、図20および図21を参照しつつ説明する。図20の太点線903および図21の太点線905はIR光の照射が行われていないケースの表示輝度の光学応答を示し、図20の実線904および図21の実線906はIR光の照射が行われたケースの表示輝度の光学応答を示している。なお、図20のケースでは「白色の階調値=255(最大階調)」の表示が行われており、図21のケースでは「白色の階調値=48」の表示が行われている。また、IR光の照射は、IR光のパルス幅を1.9ms、デューティ比を2.09%としてスキャンオフかつエミッションオンのタイミングで行われている。図20の太点線903から、「白色の階調値=255」の表示が行われる時にはIR光の照射がなければ表示輝度は約1,000cd/m2で維持されることが把握される。図20の実線904に示すように、「白色の階調値=255」の表示が行われる時には、IR光の照射タイミングで表示輝度は約2,700cd/m2に上昇し、IR光の消灯後、表示輝度は少し低下するが次のフレームの開始時点まで約2,500cd/m2で維持される。また、図21の太点線905から、「白色の階調値=48」の表示が行われる時にはIR光の照射がなければ表示輝度は約30cd/m2で維持されることが把握される。図21の実線906に示すように、「白色の階調値=48」の表示が行われる時には、IR光の照射タイミングで表示輝度は約1,400cd/m2に上昇し、その表示輝度が次のフレームの開始時点まで維持される。以上のように、IR光の消灯後においても、所望の輝度表示とは大きく異なる輝度表示が行われる。
 また、上述のように駆動電流が増加すると、高電流ストレスに起因してIR光の消灯後に該当箇所において焼き付きが生じる。そのような焼き付きは、周囲の輝度やIR光の強度に応じて、IR光の照射が行われていない時に白点または黒点として視認され得る。すなわち、焼き付きは表示品位低下の原因となる。
 次に、IR光の照射がスキャンオン時に行われた場合の表示等に及ぼす影響について説明する。この場合、データ信号の書き込みが行われている期間中に、書き込み制御トランジスタT3、駆動トランジスタT4、および閾値電圧補償トランジスタT2のオン電流が相対的に増加する。このため、データ信号の書き込みが正しく行われず、次にデータ信号の書き込みが行われるまで(次のフレーム期間まで)所望の階調表示が行われない。例えば、ベタ画像を表示しようとしている場合に該当箇所の表示がその周囲の表示とは異なった状態となる。図17に示した画素回路60が採用されている場合(駆動トランジスタT4がPチャネル型のトランジスタである場合)には、該当箇所の輝度が周囲の輝度よりも低くなり、瞬間的に視聴者には黒点のシミ(汚れ)のように視認される。このようにして、表示品位が低下する。
 図22は、従来におけるIR光の照射タイミングについて説明するためのタイミングチャートである。但し、図22に示す波形は一例であって、表示部内の1~6行目の領域がIR光照射領域であると仮定する。走査信号SCANがハイレベルで維持されている期間はスキャンオフの期間であり、走査信号SCANがローレベルで維持されている期間はスキャンオンの期間である。発光制御信号EMがハイレベルで維持されている期間はエミッションオフの期間であり、発光制御信号EMがローレベルで維持されている期間はエミッションオンの期間である。図22に示す例では、符号P91,P92,およびP93を付した矢印で示す期間にIR光の照射が行われている。このように、従来、IR光の照射は、画像表示のための駆動動作と同期することなく、任意のタイミングで行われていた。IR光の照射がこのように任意のタイミングで行われると、例えば1行目の画素回路60には以下の(1)~(7)のいずれかのタイミングでIR光が照射されることになる。
(1)スキャンオンかつエミッションオフの期間
(2)スキャンオフかつエミッションオフの期間
(3)スキャンオフかつエミッションオンの期間
(4)上記(1)から上記(2)にまたがった期間
(5)上記(2)から上記(3)にまたがった期間
(6)上記(3)から上記(2)にまたがった期間
(7)上記(2)から上記(1)にまたがった期間
 表示輝度の光学応答は、上記(1)~(7)のケースで互いに異なる。それ故、IR光照射領域内の画素が高輝度化することもあれば、IR光照射領域内の画素の輝度が周囲の画素の輝度よりも低くなることもある。このようにして表示品位が低下する。例えば、高輝度化した画素では短期的な焼き付きが生じる。そして、IR光の照射が行われていない期間において、IR光照射領域にその焼き付き(白焼き付きあるいは黒焼き付き)がスポット状に視認される。また、IR光の照射の累積によって長期的な焼き付きが生じ、修復不能な表示欠陥が引き起こされる。
 そこで、以下の開示は、近接センサを備えた表示装置において、IR光の照射に起因する表示品位の低下を抑制することを目的とする。
 本開示のいくつかの実施形態に係る表示装置は、電流によって駆動される表示素子を含む画素回路を備えた表示装置であって、
 複数行×複数列の前記画素回路と、対応する列の前記画素回路にデータ信号を供給するための複数のデータ信号線と、対応する行の前記画素回路への前記データ信号の書き込みを制御するための複数の走査信号線と、対応する行の前記画素回路に含まれる前記表示素子に電流を供給するか否かを制御するための複数の発光制御線と、ハイレベル電源電圧を供給する第1電源線と、ローレベル電源電圧を供給する第2電源線と、初期化電圧を供給する初期化電源線とを含む表示部と、
 前記表示部の背面から赤外光を出射する出射部と、前記赤外光の反射光を受光する受光部とを含む近接センサと
を備え、
 各画素回路は、
  制御ノードと、
  第1端子と、前記第2電源線に接続された第2端子とを有する前記表示素子と、
  前記制御ノードに接続された制御端子と、第1導通端子と、第2導通端子とを有し、前記表示素子と直列に設けられた駆動トランジスタと、
  前記複数の発光制御線の1つに接続された制御端子と、第1導通端子と、第2導通端子とを有し、前記表示素子と直列に設けられた発光制御トランジスタと、
  一端が前記第1電源線に接続され、他端が前記制御ノードに接続された保持キャパシタと
  前記複数の走査信号線の1つに接続された制御端子と、前記複数のデータ信号線の1つに接続された第1導通端子と、前記駆動トランジスタの第1導通端子に接続された第2導通端子とを有する書き込み制御トランジスタと、
  前記複数の走査信号線の1つに接続された制御端子と、前記駆動トランジスタの第2導通端子に接続された第1導通端子と、前記制御ノードに接続された第2導通端子とを有する閾値電圧補償トランジスタと、
  前記複数の走査信号線の1つに接続された制御端子と、前記制御ノードに接続された第1導通端子と、前記初期化電源線に接続された第2導通端子とを有する第1初期化トランジスタと
を含み、
 前記第1初期化トランジスタのチャネル層への前記赤外光の照射を防止する第1の遮光部が設けられている。
 本開示のいくつかの実施形態によれば、表示装置には、画素回路内の第1初期化トランジスタのチャネル層への赤外光の照射が防止されるように第1の遮光部が設けられる。このため、センシングのために近接センサから赤外光が出射されても、第1初期化トランジスタのチャネル層には赤外光が照射されないので、第1初期化トランジスタのオフ電流は増加しない。それ故、赤外光の照射に起因して駆動トランジスタの制御端子の電圧が変動することが抑制される。これにより、表示品位の低下が抑制される。以上のように、表示装置において、従来に比べて、赤外光の照射に起因する表示品位の低下が抑制される。
第1の実施形態において、第n行第m列の画素回路の構成を示す回路図である。 上記第1の実施形態に係る有機EL表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態において、近接センサが設けられる位置について説明するための図である。 上記第1の実施形態において、IR光照射領域について説明するための図である。 上記第1の実施形態において、近接センサの機能構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態における画素回路のレイアウト図である。 上記第1の実施形態において、第1初期化トランジスタ用の遮光部の配置位置について説明するための図である。 図7のA-B線断面図である。 上記第1の実施形態に関し、LDD構造について説明するための断面模式図である。 上記第1の実施形態において、LDD構造を採用した場合の遮光部の配置について説明するための図である。 上記第1の実施形態において、片側LDD構造を採用した場合の遮光部の配置について説明するための図である。 上記第1の実施形態において、画素回路の動作について説明するためのタイミングチャートである。 上記第1の実施形態において、IR光の照射タイミングについて説明するためのタイミングチャートである。 第2の実施形態において、第n行第m列の画素回路の構成を示す回路図である。 上記第2の実施形態において、閾値電圧補償トランジスタ用の遮光部の配置位置(第1の例)について説明するための図である。 上記第2の実施形態において、閾値電圧補償トランジスタ用の遮光部の配置位置(第2の例)について説明するための図である。 従来における第n行第m列の画素回路の一構成例を示す回路図である。 薄膜トランジスタにIR光を照射した際の電流-電圧特性の変化の一例について説明するための図である。 画素の高輝度化について説明するための模式図である。 IR光の照射が表示輝度に及ぼす影響について説明するための図である。 IR光の照射が表示輝度に及ぼす影響について説明するための図である。 従来におけるIR光の照射タイミングについて説明するためのタイミングチャートである。
 以下、添付図面を参照しつつ、実施形態について説明する。なお、以下においては、iおよびjは2以上の整数であると仮定し、mは1以上i以下の整数であると仮定し、nは1以上j以下の整数であると仮定する。
 <1.第1の実施形態>
 <1.1 全体構成>
 図2は、第1の実施形態に係る有機EL表示装置の全体構成を示すブロック図である。図2に示すように、この有機EL表示装置は、ホスト100、表示制御回路200、ソースドライバ(データ信号線駆動回路)300、ゲートドライバ(走査信号線駆動回路)400、エミッションドライバ(発光制御線駆動回路)500、表示部600、および近接センサ700を備えている。なお、本実施形態においては、表示部600を含む有機ELパネル6内にゲートドライバ400およびエミッションドライバ500が形成されている。すなわち、ゲートドライバ400およびエミッションドライバ500はモノリシック化されている。但し、ゲートドライバ400およびエミッションドライバ500がモノリシック化されていない構成を採用することもできる。
 表示部600には、i本のデータ信号線D(1)~D(i)およびこれらに直交する(j+1)本の走査信号線SCAN(0)~SCAN(j)が配設されている。また、表示部600には、走査信号線SCAN(0)を除くj本の走査信号線SCAN(1)~SCAN(j)と1対1で対応するように、j本の発光制御線EM(1)~EM(j)が配設されている。走査信号線SCAN(0)~SCAN(j)と発光制御線EM(1)~EM(j)とは互いに平行になっている。さらに、表示部600には、i本のデータ信号線D(1)~D(i)とj本の走査信号線SCAN(1)~SCAN(j)との交差点に対応するように、i×j個の画素回路60が設けられている。このようにi×j個の画素回路60が設けられることによって、i列×j行の画素マトリクスが表示部600に形成されている。なお、以下においては、(j+1)本の走査信号線SCAN(0)~SCAN(j)にそれぞれ与えられる走査信号にも符号SCAN(0)~SCAN(j)を付す場合があり、j本の発光制御線EM(1)~EM(j)にそれぞれ与えられる発光制御信号にも符号EM(1)~EM(j)を付す場合があり、i本のデータ信号線D(1)~D(i)にそれぞれ与えられるデータ信号にも符号D(1)~D(i)を付す場合がある。
 表示部600には、また、全ての画素回路60に共通の図示しない電源線が配設されている。より詳細には、有機EL素子を駆動するためのハイレベル電源電圧ELVDDを供給する電源線(以下、「ハイレベル電源線」という。)、有機EL素子を駆動するためのローレベル電源電圧ELVSSを供給する電源線(以下、「ローレベル電源線」という。)、および初期化電圧Viniを供給する電源線(以下、「初期化電源線」という。)が配設されている。なお、ハイレベル電源線にはハイレベル電源電圧と同じ符号ELVDDを付し、ローレベル電源線にはローレベル電源電圧と同じ符号ELVSSを付し、初期化電源線には初期化電圧と同じ符号Viniを付す。ハイレベル電源電圧ELVDD、ローレベル電源電圧ELVSS、および初期化電圧Viniは、図示しない電源回路から供給される。本実施形態においては、ハイレベル電源線ELVDDによって第1電源線が実現され、ローレベル電源線ELVSSによって第2電源線が実現されている。
 なお、後述するように、本実施形態においては、隣接する2本の発光制御線EMをひと組として、同じ組の2本の発光制御線EMには同じ波形の発光制御信号が与えられる。従って、表示部600内の発光制御線EMの本数を(j/2)本にして、画素回路60の近傍で1本の発光制御線EMを2本に分岐させるようにしても良い。
 以下、図2に示す各構成要素の動作について説明する。ホスト100は、画像データDATとタイミング信号群(水平同期信号、垂直同期信号など)TGとを表示制御回路200に与える。ホスト100は、また、近接センサ700の動作を制御する(例えば、IR光の出射タイミングを制御する)するとともに、センシングで得られた結果データ(近接する位置に物体が存在するか否かを示すデータ)を近接センサ700から受け取る。
 表示制御回路200は、ホスト100から送られる画像データDATとタイミング信号群TGとを受け取り、デジタル映像信号DVと、ソースドライバ300の動作を制御するソース制御信号SCTLと、ゲートドライバ400の動作を制御するゲート制御信号GCTLと、エミッションドライバ500の動作を制御するエミッションドライバ制御信号EMCTLとを出力する。ソース制御信号SCTLには、ソーススタートパルス信号、ソースクロック信号、ラッチストローブ信号などが含まれている。ゲート制御信号GCTLには、ゲートスタートパルス信号、ゲートクロック信号などが含まれている。エミッションドライバ制御信号EMCTLには、エミッションスタートパルス信号、エミッションクロック信号などが含まれている。
 ソースドライバ300は、i本のデータ信号線D(1)~D(i)に接続されている。ソースドライバ300は、表示制御回路200から出力されたデジタル映像信号DVおよびソース制御信号SCTLを受け取り、i本のデータ信号線D(1)~D(i)にデータ信号を印加する。ソースドライバ300は、図示しないiビットのシフトレジスタ、サンプリング回路、ラッチ回路、およびi個のD/Aコンバータなどを含んでいる。シフトレジスタは、縦続接続されたi個のレジスタを有している。シフトレジスタは、ソースクロック信号に基づき、初段のレジスタに供給されるソーススタートパルス信号のパルスを入力端から出力端へと順次に転送する。このパルスの転送に応じて、シフトレジスタの各段からサンプリングパルスが出力される。そのサンプリングパルスに基づいて、サンプリング回路はデジタル映像信号DVを記憶する。ラッチ回路は、サンプリング回路に記憶された1行分のデジタル映像信号DVをラッチストローブ信号に従って取り込んで保持する。D/Aコンバータは、各データ信号線D(1)~D(i)に対応するように設けられている。D/Aコンバータは、ラッチ回路に保持されたデジタル映像信号DVをアナログ電圧に変換する。その変換されたアナログ電圧は、データ信号として全てのデータ信号線D(1)~D(i)に一斉に印加される。
 ゲートドライバ400は、(j+1)本の走査信号線SCAN(0)~SCAN(j)に接続されている。ゲートドライバ400は、シフトレジスタおよび論理回路などによって構成されている。ゲートドライバ400は、表示制御回路200から出力されたゲート制御信号GCTLに基づいて、(j+1)本の走査信号線SCAN(0)~SCAN(j)を駆動する。
 エミッションドライバ500は、j本の発光制御線EM(1)~EM(j)に接続されている。エミッションドライバ500は、シフトレジスタおよび論理回路などによって構成されている。エミッションドライバ500は、表示制御回路200から出力されたエミッションドライバ制御信号EMCTLに基づいて、j本の発光制御線EM(1)~EM(j)を駆動する。
 近接センサ700は、この有機EL表示装置に近接する位置の物体の有無を検出する。なお、近接センサ700の詳細については後述する。
 以上のようにして、i本のデータ信号線D(1)~D(i)、(j+1)本の走査信号線SCAN(0)~SCAN(j)、およびj本の発光制御線EM(1)~EM(j)が駆動されることによって、画像データDATに基づく画像が表示部600に表示される。また、近接センサ700によるセンシングによって、この有機EL表示装置に近接する位置に物体が存在するか否かが判断される。
 <1.2 近接センサ>
 図3は、近接センサ700が設けられる位置について説明するための図である。なお、図3において、符号65を付した点線は、この有機EL表示装置の筐体を表している。近接センサ700は、表示部600の背面において、データ信号線D(1)~D(i)が延びる方向についての一端側に設けられている。近接センサ700の配置がこのようになっているので、本実施形態においては図4で符号601を付した矢印で示される領域がIR光照射領域となる。ここでは、表示部600内の1~6行目の領域がIR光照射領域601であると仮定する。
 図5は、近接センサ700の機能構成を示すブロック図である。図5に示すように、近接センサ700は、制御部70と出射部72と受光部74とAD変換部76とによって構成されている。出射部72は、表示部600の背面からIR光(赤外光)を出射する。出射部72は、例えば赤外線LEDで構成されていて、制御部70から電流の供給を受けてIR光を出射する。受光部74は、出射部72から出射されたIR光の反射光を受光する。受光部74は、例えばフォトダイオードで構成されていて、受光量に応じた測定電流を生ずる。AD変換部76は、その測定電流に基づいてAD変換を行い、デジタル信号を出力する。制御部70は、出射部72からのIR光の出射タイミングを制御する。具体的には、制御部70は、出射部72にIR光を出射させるタイミングで出射部72に所定の電流を供給する。制御部70は、また、AD変換部76から出力されたデジタル信号に基づいて、この有機EL表示装置に近接する位置に物体が存在するか否かを判定する。
 なお、有機EL表示装置に2個以上の近接センサ700が設けられていても良い。但し、そのようなケースでも1個の近接センサ700のみがIR光を出射するものとする。
 <1.3 画素回路および遮光部>
 <1.3.1 画素回路の構成>
 次に、表示部600内の画素回路60の構成について説明する。図1は、第n行第m列の画素回路60の構成を示す回路図である。この画素回路60は、表示素子(電流によって駆動される表示素子)としての1個の有機EL素子(有機発光ダイオード)61と、7個のトランジスタ(典型的には薄膜トランジスタ)T1~T7(第1初期化トランジスタT1、閾値電圧補償トランジスタT2、書き込み制御トランジスタT3、駆動トランジスタT4、電源供給制御トランジスタT5、発光制御トランジスタT6、第2初期化トランジスタT7)と、1個の保持キャパシタCaとを含んでいる。保持キャパシタCaは、2つの電極(第1電極および第2電極)からなる容量素子である。トランジスタT1~T7は、Pチャネル型のトランジスタである。第1初期化トランジスタT1および閾値電圧補償トランジスタT2は、2個のトランジスタが直列に接続されたデュアルゲート構造を有している。このようなデュアルゲート構造を採用することによって、トランジスタの耐圧の向上やオフ電流の低減という効果が得られる。
 図1に示した構成に関し、第1初期化トランジスタT1の第1導通端子、閾値電圧補償トランジスタT2の第2導通端子、駆動トランジスタT4の制御端子、および保持キャパシタCaの第2電極に接続されたノードを「制御ノード」という。制御ノードには符号NGを付す。
 なお、図1に示した構成は一例であって、これには限定されない。例えば、Nチャネル型のトランジスタのみで構成された画素回路を採用することもできるし、Pチャネル型のトランジスタとNチャネル型のトランジスタとが混在した画素回路を採用することもできる。また、第1初期化トランジスタT1および閾値電圧補償トランジスタT2はデュアルゲート構造を有していなくてもよい。また、例えば、7個のトランジスタのうち第2初期化トランジスタT7を有さない構成を採用することもできる。
 第1初期化トランジスタT1については、制御端子は(n-1)行目の走査信号線SCAN(n-1)に接続され、第1導通端子は制御ノードNGに接続され、第2導通端子は初期化電源線Viniに接続されている。閾値電圧補償トランジスタT2については、制御端子はn行目の走査信号線SCAN(n)に接続され、第1導通端子は駆動トランジスタT4の第2導通端子と発光制御トランジスタT6の第1導通端子とに接続され、第2導通端子は制御ノードNGに接続されている。書き込み制御トランジスタT3については、制御端子はn行目の走査信号線SCAN(n)に接続され、第1導通端子はm列目のデータ信号線D(m)に接続され、第2導通端子は駆動トランジスタT4の第1導通端子と電源供給制御トランジスタT5の第2導通端子とに接続されている。駆動トランジスタT4については、制御端子は制御ノードNGに接続され、第1導通端子は書き込み制御トランジスタT3の第2導通端子と電源供給制御トランジスタT5の第2導通端子とに接続され、第2導通端子は閾値電圧補償トランジスタT2の第1導通端子と発光制御トランジスタT6の第1導通端子とに接続されている。
 電源供給制御トランジスタT5については、制御端子はn行目の発光制御線EM(n)に接続され、第1導通端子はハイレベル電源線ELVDDと保持キャパシタCaの第1電極とに接続され、第2導通端子は書き込み制御トランジスタT3の第2導通端子と駆動トランジスタT4の第1導通端子とに接続されている。発光制御トランジスタT6については、制御端子はn行目の発光制御線EM(n)に接続され、第1導通端子は閾値電圧補償トランジスタT2の第1導通端子と駆動トランジスタT4の第2導通端子とに接続され、第2導通端子は第2初期化トランジスタT7の第1導通端子と有機EL素子61のアノード端子(第1端子)とに接続されている。第2初期化トランジスタT7については、制御端子はn行目の走査信号線SCAN(n)に接続され、第1導通端子は発光制御トランジスタT6の第2導通端子と有機EL素子61のアノード端子とに接続され、第2導通端子は初期化電源線Viniに接続されている。保持キャパシタCaについては、第1電極はハイレベル電源線ELVDDと電源供給制御トランジスタT5の第1導通端子とに接続され、第2電極は制御ノードNGに接続されている。有機EL素子61については、アノード端子は発光制御トランジスタT6の第2導通端子と第2初期化トランジスタT7の第1導通端子とに接続され、カソード端子(第2端子)はローレベル電源線ELVSSに接続されている。
 <1.3.2 遮光部>
 本実施形態においては、第1初期化トランジスタT1のチャネル層へのIR光(近接センサ700の出射部72から出射されるIR光)の照射を防止する遮光部81が設けられている(図1参照)。これについて、以下に説明する。なお、この遮光部81によって第1の遮光部が実現されている。
 図6は、画素回路60のレイアウト図である。図6に関し、太円の部分には、或る層の配線等と別の層の配線等とを電気的に接続するためのコンタクトホールが形成されている。また、デュアルゲート構造の第1初期化トランジスタT1を構成する2個のトランジスタのうちの一方に符号T1aを付し、他方に符号T1bを付している。同様に、デュアルゲート構造の閾値電圧補償トランジスタT2を構成する2個のトランジスタのうちの一方に符号T2aを付し、他方に符号T2bを付している。図6より、例えば、走査信号線SCANと発光制御線EMとが同じレイヤーに配設され、初期化電源線Viniと図において左右方向に延びるハイレベル電源線ELVDDとが同じレイヤーに配設され、データ信号線Dと図において上下方向に延びるハイレベル電源線ELVDDとが同じレイヤーに配設されていることが把握される。なお、ここで示したレイアウト図は一例であって、これには限定されない。
 図7は、図6に示したレイアウト図のうちの1つの第1初期化トランジスタT1の近傍の拡大図である。金属配線89とハイレベル電源線ELVDDとは同じレイヤーに配設されている。配線(半導体層を所定の処理によって導体化したもの)88とトランジスタT1aのソース電極・ドレイン電極とトランジスタT1bのソース電極・ドレイン電極とは同じレイヤーに配設されている。以上のような構成において、例えば符号66を付した太枠内の領域に遮光部81が設けられる。このように、本実施形態では、画素回路60に対応して島状に1つの遮光部81が設けられる。
 図8は、図7のA-B線断面図である。図8に示すように、基板801上に絶縁膜802および絶縁膜803が形成されている。絶縁膜803上には、半導体層83aおよび半導体層83bが形成されている。半導体層83a,83bは、上記配線88と同じ層であり、処理によってチャネル領域あるいはドレイン・ソース領域として機能する。それら半導体層83a,83bと絶縁膜803とを覆うようにゲート絶縁膜804が形成され、ゲート絶縁膜804上に走査信号線SCANとしての金属配線が形成されている。走査信号線SCANとしての金属配線上には絶縁膜805が形成され、その絶縁膜805上には金属配線89およびハイレベル電源線ELVDDとしての金属配線が形成されている。そして、金属配線89、ハイレベル電源線ELVDDとしての金属配線、および絶縁膜805を覆うように絶縁膜806が形成され、絶縁膜806上に絶縁膜807が形成されている。ここで、図8に示すように、半導体層83aおよび半導体層83bへのIR光(近接センサ700の出射部72から出射されるIR光)の照射が防止されるよう、絶縁膜802上に遮光部81が形成されている。すなわち、第1初期化トランジスタT1のチャネル層へのIR光の照射が防止されるように遮光部81が設けられている。
 ところで、遮光部81を具現化する部材としては、例えば、走査信号線SCANと同じ材質の板状の金属部材、IR光を吸収する性質を有する板状の樹脂部材、IR光を散乱する性質を有する板状の樹脂部材などを採用することができる。
 また、遮光部81を具現化する部材として金属部材を採用した上で、当該金属部材(遮光部81)と第1初期化トランジスタT1の第1導通端子または第2導通端子とが電気的に接続された構成を採用することもできる。これにより、遮光部81がバックゲート電極として機能し、第1初期化トランジスタT1の特性の安定化を図ることができる。
 なお、遮光部81は、IR光照射領域601内の第1初期化トランジスタT1のみに対して設けられるのではなく、表示部600内の全ての第1初期化トランジスタT1に対して設けられるのが好ましい。何故ならば、特性の均一化や製造プロセスの共通化が可能となるからである。
 ここで、画素回路60内の7個のトランジスタT1~T7のうちの第1初期化トランジスタT1のみに対して遮光部81が設けられる理由を説明する。本実施形態に係る有機EL表示装置は近接センサ700を備えている。その近接センサ700によるセンシングを実現するためには、IR光を表示部600の背面から前面へと透過させ、さらに反射光を表示部600の前面から背面(詳しくは受光部74)へと透過させる必要がある。それ故、開口率(画素回路60全体の領域に対する回路素子や配線が設けられている領域の割合)は高い方が好ましい。しかしながら、有機EL表示装置の画素回路では、液晶表示装置の画素回路に比べて、トランジスタや配線の密度が顕著に高い。例えば、画素密度が500ppiの或る画素回路については、開口率は約10%である。また、IR光の波長(例えば940nm)に近い大きさの多数の配線隙間(例えば0.1~5.0μm)の存在に起因して、IR光の回折や散乱が生じる。これにより、表示部600の背面から前面へと進行するIR光は大きく減衰する。以上のようなことから、画素回路60の大部分に対して遮光部を設けるという構成や画素回路60内の全てのトランジスタに対して遮光部を設けるという構成は採用することができない。また、トランジスタにバックゲート電極を設ける場合にはコンタクト領域を確保するために十分な広さの金属電極層が必要となるので、高精細画素においては遮光部を設けるトランジスタが限定される。以上の点に鑑み、IR光の照射によって表示に最も影響を及ぼすトランジスタに対して遮光部を設けることが好ましい。具体的には、画素回路60へのデータ信号の書き込み後にフレーム期間を通じて電圧を保持するための保持キャパシタCaに導通端子が接続されたトランジスタに対して遮光部を設けることが好ましい。そこで、上述したように、画素回路60内の7個のトランジスタT1~T7のうちの第1初期化トランジスタT1のみに対して遮光部81を設けている。
 <1.3.3 LDD構造>
 上述したように、第1初期化トランジスタT1のオフ電流の増加は、表示品位の低下を引き起こす。そこで、第1初期化トランジスタT1については、オフ電流の増加を抑制するためにLDD構造を採用しても良い。これについて、以下に説明する。なお、LDDは「Lightly Doped Drain」の略である。
 図9は、LDD構造について説明するための断面模式図である。ゲート電極84は、一般的な構造と同様に、ゲート絶縁膜85上に形成されている。ゲート絶縁膜85の下層において、チャネル領域(チャネル層)83と高濃度の不純物を含むドレイン・ソース領域86との間に低濃度の不純物を含むLDD領域87が設けられている。このようなLDD構造によれば、ドレイン電界が低減し、リーク電流が小さくなるという効果が得られる。
 第1初期化トランジスタT1の構造にLDD構造を採用した場合、例えば、図10に示すように、チャネル領域(チャネル層)83の全体が遮光されるように遮光部81を設けると良い。
 また、第1初期化トランジスタT1に関し、ドレイン側のみにLDD領域87を設ける「片側LDD構造」と呼ばれる構造を採用しても良い。この場合、チャネル領域(チャネル層)83の全体が遮光されるように遮光部81を設けても良いし、図11に示すようにチャネル領域(チャネル層)83の全体のうちのソース側の領域が遮光されるように遮光部81を設けても良い。このように、第1初期化トランジスタT1に関して、第1導通端子側または第2導通端子側の一方についてのみLDD構造を有する片側LDD構造を採用しても良く、その場合において、第1導通端子側または第2導通端子側のうちLDD構造を有さない側に遮光部81を設けるようにしても良い。
 <1.3.4 画素回路の動作>
 次に、図12を参照しつつ、画素回路60の動作について説明する。ここでは、同じ波形の発光制御信号EM(n),EM(n+1)が与えられるn行目および(n+1)行目の画素回路60に着目する。
 時刻t00の直前の時刻以前の期間には、走査信号SCAN(n-1),SCAN(n),およびSCAN(n+1)はハイレベルとなっており、発光制御信号EM(n),EM(n+1)はローレベルとなっている。このとき、n行目の画素回路60および(n+1)行目の画素回路60の双方において、電源供給制御トランジスタT5および発光制御トランジスタT6はオン状態となっていて、有機EL素子61は駆動電流の大きさに応じて発光している。
 時刻t00になると、発光制御信号EM(n),EM(n+1)がローレベルからハイレベルに変化する。これにより、n行目の画素回路60および(n+1)行目の画素回路60の双方において、電源供給制御トランジスタT5および発光制御トランジスタT6がオフ状態となる。その結果、有機EL素子61への電流の供給が遮断され、有機EL素子61は消灯状態となる。
 時刻t01になると、走査信号SCAN(n-1)がハイレベルからローレベルに変化する。これにより、n行目の画素回路60において、第1初期化トランジスタT1がオン状態となり、駆動トランジスタT4のゲート電圧(制御ノードNGの電圧)が初期化される。すなわち、n行目の画素回路60内の駆動トランジスタT4のゲート電圧が初期化電圧Viniに等しくなる。
 時刻t02になると、走査信号SCAN(n-1)がローレベルからハイレベルに変化する。これにより、n行目の画素回路60において、第1初期化トランジスタT1がオフ状態となる。また、時刻t02には、走査信号SCAN(n)がハイレベルからローレベルに変化する。これにより、n行目の画素回路60において、閾値電圧補償トランジスタT2、書き込み制御トランジスタT3、および第2初期化トランジスタT7がオン状態となる。閾値電圧補償トランジスタT2および書き込み制御トランジスタT3がオン状態となることによって、データ信号D(m)が書き込み制御トランジスタT3、駆動トランジスタT4、および閾値電圧補償トランジスタT2を介して制御ノードNGに与えられる。その結果、保持キャパシタCaが充電される。また、第2初期化トランジスタT7がオン状態となることによって、有機EL素子61のアノード電圧が初期化電圧Viniに基づいて初期化される。(n+1)行目の画素回路60では、走査信号SCAN(n)がハイレベルからローレベルに変化したことによって、第1初期化トランジスタT1がオン状態となって駆動トランジスタT4のゲート電圧が初期化される。すなわち、(n+1)行目の画素回路60内の駆動トランジスタT4のゲート電圧が初期化電圧Viniに等しくなる。
 時刻t03になると、走査信号SCAN(n)がローレベルからハイレベルに変化する。これにより、n行目の画素回路60において、閾値電圧補償トランジスタT2、書き込み制御トランジスタT3、および第2初期化トランジスタT7がオフ状態となる。このとき、(n+1)行目の画素回路60では、第1初期化トランジスタT1がオフ状態となる。また、時刻t03には、走査信号SCAN(n+1)がハイレベルからローレベルに変化する。これにより、(n+1)行目の画素回路60において、閾値電圧補償トランジスタT2、書き込み制御トランジスタT3、および第2初期化トランジスタT7がオン状態となる。閾値電圧補償トランジスタT2および書き込み制御トランジスタT3がオン状態となることによって、データ信号D(m)が書き込み制御トランジスタT3、駆動トランジスタT4、および閾値電圧補償トランジスタT2を介して制御ノードNGに与えられる。その結果、保持キャパシタCaが充電される。また、第2初期化トランジスタT7がオン状態となることによって、有機EL素子61のアノード電圧が初期化電圧Viniに基づいて初期化される。
 時刻t04になると、走査信号SCAN(n+1)がローレベルからハイレベルに変化する。これにより、(n+1)行目の画素回路60において、閾値電圧補償トランジスタT2、書き込み制御トランジスタT3、および第2初期化トランジスタT7がオフ状態となる。また、時刻t04には、発光制御信号EM(n),EM(n+1)がハイレベルからローレベルに変化する。これにより、n行目の画素回路60および(n+1)行目の画素回路60の双方において、電源供給制御トランジスタT5および発光制御トランジスタT6がオン状態となり、保持キャパシタCaの充電電圧に応じた駆動電流が有機EL素子61に供給される。その結果、n行目の画素回路60および(n+1)行目の画素回路60の双方において、有機EL素子61が駆動電流の大きさに応じて発光する。その後、次に発光制御信号EM(n),EM(n+1)がローレベルからハイレベルに変化するまでの期間を通じて、n行目の画素回路60および(n+1)行目の画素回路60の双方において有機EL素子61は発光する。
 <1.4 IR光(赤外光)の照射タイミングの制御>
 図13は、IR光の照射タイミングについて説明するためのタイミングチャートである。図13から把握されるように、本実施形態においては、2本の発光制御線EMごとに同じ波形の発光制御信号が与えられる。すなわち、隣接する2本の発光制御線EMをひと組として、同じ組の2本の発光制御線EMには同じ波形の発光制御信号が与えられる。
 上述したように、本実施形態においては、n行目の画素回路60では走査信号SCAN(n-1)がローレベルとなっている期間中に駆動トランジスタT4のゲート電圧(制御ノードNGの電圧)の初期化が行われる(図1および図12を参照)。また、上述したように、本実施形態においては、表示部600内の1~6行目の領域がIR光照射領域601である。そのIR光照射領域601に関し、図13に示されている走査信号SCANの波形から把握されるように、1行目の画素回路60では時刻t11~時刻t12の期間に駆動トランジスタT4のゲート電圧の初期化が行われ、6行目の画素回路60では時刻t16~時刻t17の期間に駆動トランジスタT4のゲート電圧の初期化が行われる。また、図13から把握されるように、IR光照射領域601内の画素回路60へのデータ信号の書き込みは時刻t12~時刻t18の期間に1行ずつ順次に行われる。
 ここで、本実施形態においては、IR光照射領域601内の全ての画素回路60で駆動トランジスタT4のゲート電圧の初期化が行われておらず、かつ、IR光照射領域601内の全ての画素回路60でデータ信号の書き込みが行われていない期間にIR光の照射(近接センサ700の出射部72からのIR光の出射)が行われる。すなわち、図13において、符号P1,P2,およびP3を付した矢印で表される期間のうちの少なくとも一部の期間にIR光の照射が行われる。これに関し、符号P1,P2,およびP3を付した矢印で表される期間においては、IR光の照射によって遮光部が設けられていないトランジスタのオン電流が増加しても、オン電流の増加が表示に及ぼす影響は小さい。このため、IR光の照射をこのような期間に行うことによって、IR光照射領域601内の画素の輝度特性とIR光照射領域601外の画素の輝度特性との差異が大きくなることが抑制され、IR光の照射に起因する表示品位の低下が抑制される、
 以上のように、近接センサ700の出射部72は、IR光照射領域601内の全ての画素回路60において第1初期化トランジスタT1がオフ状態となっていて、かつ、IR光照射領域601内の全ての画素回路60において書き込み制御トランジスタT3がオフ状態となっている期間に、IR光を出射する。
 なお、本実施形態においては2本の発光制御線EMをひと組としているが、IR光照射領域601に含まれる行の数に等しい本数の発光制御線EMをひと組としても良い。表示部600内の1~6行目の領域がIR光照射領域601となっている上記の例では、6本の発光制御線EMをひと組として同じ組の6本の発光制御線EMに同じ波形の発光制御信号を与えるようにしても良い。また、各行に関してデータ信号の書き込みを行うためにエミッションオフの期間が設けられているが、データ信号の書き込みが行われる際とは別に調光などを目的とするエミッションオフの期間が設けられるようにしても良い。
 <1.5 効果>
 本実施形態によれば、有機EL表示装置には、画素回路60内の第1初期化トランジスタT1のチャネル層へのIR光の照射が防止されるように遮光部81が設けられる。このため、センシングのために近接センサ700からIR光が出射されても、第1初期化トランジスタT1のチャネル層にはIR光が照射されないので、第1初期化トランジスタT1のオフ電流は増加しない。それ故、IR光の照射に起因する駆動トランジスタT4のゲート電圧(制御ノードNGの電圧)の変動が抑制されるので、表示品位の低下が抑制される。また、遮光部81は画素回路60内の7個のトランジスタのうちの1つのみに対して設けられるにすぎないので、開口率の低下が抑制され、センシングの精度が維持される。以上のように、近接センサを備えた有機EL表示装置において、従来に比べて、IR光の照射に起因する表示品位の低下が抑制される。
 また、本実施形態によれば、第1初期化トランジスタT1および閾値電圧補償トランジスタT2はデュアルゲート構造を有している。このため、一般的な構造を採用している場合に比べて、第1初期化トランジスタT1および閾値電圧補償トランジスタT2のオフ電流が小さくなる。これにより、駆動トランジスタT4のゲート電圧の変動が効果的に抑制され、表示品位の低下が効果的に抑制される。なお、第1初期化トランジスタT1の構造にLDD構造を採用することによって、さらにオフ電流を小さくすることもできる。
 <2.第2の実施形態>
 本発明の第2の実施形態について説明する。なお、以下では、主に上記第1の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
 <2.1 構成>
 上記第1の実施形態においては、画素回路60内の7個のトランジスタのうち第1初期化トランジスタT1のみに対応して遮光部81が設けられていた。これに対して、本実施形態においては、図14に示すように、第1初期化トランジスタT1に対応する遮光部81に加えて、閾値電圧補償トランジスタT2に対応する遮光部82が設けられる。ところで、第1初期化トランジスタT1の第1導通端子は、保持キャパシタCaの第2電極に電気的に接続されている。また、閾値電圧補償トランジスタT2の第2導通端子も、保持キャパシタCaの第2電極に電気的に接続されている。従って、本実施形態においては、保持キャパシタCaの第2電極に一方の導通端子が接続されたトランジスタ(第1初期化トランジスタT1、閾値電圧補償トランジスタT2)に対して、遮光部が設けられている。以上のように、本実施形態に係る有機EL表示装置には、画素回路60内の第1初期化トランジスタT1のチャネル層へのIR光の照射を防止する遮光部81と、画素回路60内の閾値電圧補償トランジスタT2のチャネル層へのIR光の照射を防止する遮光部82とが設けられる。製造プロセスを考慮すると、遮光部81と遮光部82とは同じ層に同じ材料で形成されることが好ましい。なお、遮光部81によって第1の遮光部が実現され、遮光部82によって第2の遮光部が実現されている。
 図15および図16は、図6に示したレイアウト図のうちの1つの閾値電圧補償トランジスタT2の近傍の拡大図である。図15には遮光部82の配置位置の第1の例を示しており、図16には遮光部82の配置位置の第2の例を示している。第1の例では、図15で符号67を付した太枠内の領域に遮光部82が設けられる。すなわち、遮光部82は、閾値電圧補償トランジスタT2が存在する部分での配線(半導体層からなる配線)88の形状に合わせてL字状になっている。第2の例では、図16で符号68を付した太枠内の領域に遮光部82が設けられる。すなわち、遮光部82は矩形状になっている。
 第1初期化トランジスタT1の構造と同様、閾値電圧補償トランジスタT2の構造に関しても、一般的なLDD構造あるいは片側LDD構造を採用しても良い。閾値電圧補償トランジスタT2の構造に一般的なLDD構造を採用した場合、チャネル領域(チャネル層)の全体が遮光されるように遮光部82を設けると良い。閾値電圧補償トランジスタT2の構造に片側LDD構造を採用した場合、チャネル領域の全体が遮光されるように遮光部82を設けても良いし、チャネル領域(チャネル層)の全体のうちのソース側の領域が遮光されるように遮光部82を設けても良い。
 <2.2 効果>
 本実施形態によれば、画素回路60内の第1初期化トランジスタT1および閾値電圧補償トランジスタT2のチャネル層へのIR光の照射が防止される。このため、センシングのために近接センサ700からIR光が出射されても、第1初期化トランジスタT1および閾値電圧補償トランジスタT2のオフ電流は増加しない。それ故、上記第1の実施形態に比べて、IR光の照射に起因する駆動トランジスタT4のゲート電圧(制御ノードNGの電圧)の変動が効果的に抑制される。すなわち、IR光の照射に起因する表示品位の低下が効果的に抑制される。
 <3.その他>
 上記各実施形態では有機EL表示装置を例に挙げて説明したが、これには限定されない。近接センサを備え電流によって駆動される表示素子を採用した表示装置であれば、無機EL表示装置、QLED表示装置などにも本発明を適用することができる。
6…有機ELパネル
60…画素回路
61…有機EL素子
72…(近接センサの)出射部
74…(近接センサの)受光部
81,82…遮光部
300…ソースドライバ(データ信号線駆動回路)
400…ゲートドライバ(走査信号線駆動回路)
500…エミッションドライバ(発光制御線駆動回路)
600…表示部
601…IR光照射領域
700…近接センサ
D(1)~D(i)…データ信号線、データ信号
EM(1)~EM(j)…発光制御線、発光制御信号
SCAN(1)~SCAN(j)…走査信号線、走査信号
NG…制御ノード
T1…第1初期化トランジスタ
T2…閾値電圧補償トランジスタ
T3…書き込み制御トランジスタ
T4…駆動トランジスタ
T5…電源供給制御トランジスタ
T6…発光制御トランジスタ
T7…第2初期化トランジスタ

Claims (15)

  1.  電流によって駆動される表示素子を含む画素回路を備えた表示装置であって、
     複数行×複数列の前記画素回路と、対応する列の前記画素回路にデータ信号を供給するための複数のデータ信号線と、対応する行の前記画素回路への前記データ信号の書き込みを制御するための複数の走査信号線と、対応する行の前記画素回路に含まれる前記表示素子に電流を供給するか否かを制御するための複数の発光制御線と、ハイレベル電源電圧を供給する第1電源線と、ローレベル電源電圧を供給する第2電源線と、初期化電圧を供給する初期化電源線とを含む表示部と、
     前記表示部の背面から赤外光を出射する出射部と、前記赤外光の反射光を受光する受光部とを含む近接センサと
    を備え、
     各画素回路は、
      制御ノードと、
      第1端子と、前記第2電源線に接続された第2端子とを有する前記表示素子と、
      前記制御ノードに接続された制御端子と、第1導通端子と、第2導通端子とを有し、前記表示素子と直列に設けられた駆動トランジスタと、
      前記複数の発光制御線の1つに接続された制御端子と、第1導通端子と、第2導通端子とを有し、前記表示素子と直列に設けられた発光制御トランジスタと、
      一端が前記第1電源線に接続され、他端が前記制御ノードに接続された保持キャパシタと
      前記複数の走査信号線の1つに接続された制御端子と、前記複数のデータ信号線の1つに接続された第1導通端子と、前記駆動トランジスタの第1導通端子に接続された第2導通端子とを有する書き込み制御トランジスタと、
      前記複数の走査信号線の1つに接続された制御端子と、前記駆動トランジスタの第2導通端子に接続された第1導通端子と、前記制御ノードに接続された第2導通端子とを有する閾値電圧補償トランジスタと、
      前記複数の走査信号線の1つに接続された制御端子と、前記制御ノードに接続された第1導通端子と、前記初期化電源線に接続された第2導通端子とを有する第1初期化トランジスタと
    を含み、
     前記第1初期化トランジスタのチャネル層への前記赤外光の照射を防止する第1の遮光部が設けられていることを特徴とする、表示装置。
  2.  前記画素回路に含まれているトランジスタのチャネル層への前記赤外光の照射を防止するための遮光部は、前記画素回路に対応して島状に1つだけ設けられた前記第1の遮光部であることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  3.  前記閾値電圧補償トランジスタのチャネル層への前記赤外光の照射を防止する第2の遮光部が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  4.  前記第1の遮光部と前記第2の遮光部とは、同じ層に同じ材料で形成されていることを特徴とする、請求項3に記載の表示装置。
  5.  前記表示部の全体について、画素回路毎に前記第1の遮光部が設けられていることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載の表示装置。
  6.  前記第1初期化トランジスタは、LDD構造を有することを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載の表示装置。
  7.  前記第1初期化トランジスタは、第1導通端子側または第2導通端子側の一方についてのみLDD構造を有し、
     前記第1の遮光部は、第1導通端子側または第2導通端子側のうちLDD構造を有さない側に設けられていることを特徴とする、請求項6に記載の表示装置。
  8.  前記第1初期化トランジスタは、直列に接続された2つのトランジスタによって構成されるデュアルゲート構造を有することを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項に記載の表示装置。
  9.  前記第1の遮光部は、金属部材であって、前記第1初期化トランジスタの第1導通端子または第2導通端子に電気的に接続されていることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項に記載の表示装置。
  10.  前記第1の遮光部は、前記複数の走査信号線と同じ材質の板状の金属部材であることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項に記載の表示装置。
  11.  前記第1の遮光部は、前記赤外光を吸収する性質を有する板状の樹脂部材であることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項に記載の表示装置。
  12.  前記第1の遮光部は、前記赤外光を散乱する性質を有する板状の樹脂部材であることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項に記載の表示装置。
  13.  前記発光制御トランジスタの第1導通端子は、前記駆動トランジスタの第2導通端子に接続され、
     前記発光制御トランジスタの第2導通端子は、前記表示素子の第1端子に接続され、
     各画素回路は、前記複数の発光制御線の1つに接続された制御端子と、前記第1電源線に接続された第1導通端子と、前記駆動トランジスタの第1導通端子に接続された第2導通端子とを有する電源供給制御トランジスタを含むことを特徴とする、請求項1から12までのいずれか1項に記載の表示装置。
  14.  各画素回路は、前記複数の走査信号線の1つに接続された制御端子と、前記表示素子の第1端子に接続された第1導通端子と、前記初期化電源線に接続された第2導通端子とを有する第2初期化トランジスタを含むことを特徴とする、請求項13に記載の表示装置。
  15.  前記出射部は、前記赤外光が照射される赤外光照射領域内の全ての画素回路において前記第1初期化トランジスタがオフ状態となっていて、かつ、前記赤外光照射領域内の全ての画素回路において前記書き込み制御トランジスタがオフ状態となっている期間に、前記赤外光を出射することを特徴とする、請求項1から14までのいずれか1項に記載の表示装置。
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