CN102244089A - 发光装置及电子机器 - Google Patents
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Abstract
发光装置,具备:与选择信号对应地成为导通状态或截止状态的选择晶体管,与选择晶体管重叠,且形成开口部的绝缘层;第1电极与覆盖绝缘层的第2电极,至少在开口部的内侧隔着发光层相对的发光元件;通过成为导通状态的选择晶体管,按照由数据线供给的数据信号,控制供给发光元件的电流量的驱动晶体管;以及用电阻率比第2电极低的材料在绝缘层的面上形成,与第2电极导通的辅助布线,选择晶体管,与辅助布线重叠。能够降低发光装置的各部寄生电容。
Description
本申请是申请号为2007100040530(申请日:2007年1月23日)同名申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及利用有机EL(Electro Luminescent)材料等发光材料的发光装置的结构。
背景技术
在现有技术中,有人提出了有源矩阵方式的发光装置的方案,该方案给各发光元件设置旨在控制供给发光元件的电流量的晶体管(例如专利文献1)。在这种发光装置中,例如为了提高开口率(发光元件的排列区域中,来自各发光元件的发射光实际射出的区域的比例),在基板上层叠晶体管及发光元件的各层,以及为了将它们电连接的布线。
专利文献1:特开2004-119219号公报
可是,在各要素如上所述地层叠的结构中,相互邻接的各要素电容性地结合(即在各要素间会寄生电容)。而且,例如起因于各部的寄生电容,各种信号的波形钝化后,就往往妨碍发光元件的高精度的控制。
发明内容
面对这种情况,本发明的一种形态,其目的就在于解决降低发光装置的各部寄生的电容的影响的这一课题。
本发明的第1样态,其特征在于:具备在第1电极和第2电极之间介有发光层的发光元件、控制供给所述发光元件的电流量的驱动晶体管、与所述驱动晶体管的栅电极电连接的电容元件(例如图2的电容元件C1及图21或图32的电容元件C2);所述第1电极,和所述电容元件重叠。
在该样态中,由于和电容元件重叠地形成第1电极,所以即使不与用于控制发光元件的各种开关元件重叠地形成第1电极,也能很容易地确保第1电极的面积。这样,能够一方面充分地确保第1电极的面积,一方面减少第1电极和开关元件之间寄生的电容(进而防止起因于寄生电容的开关动作的延迟)。
例如,在设置与选择信号对应地成为导通状态或截止状态的选择晶体管(例如图2及图21的选择晶体管Ts1),所述驱动晶体管的栅电极设定成与通过成为导通状态的所述选择晶体管做媒介,由数据线供给的数据信号对应的电位的结构中,不与所述选择晶体管重叠地形成所述第1电极。采用该样态后,因为能够减少第1电极和选择晶体管之间寄生的电容,所以能够使选择晶体管迅速地(即不发生起因于寄生电容的开关动作的延迟地)动作。
另外,在设置与初始化信号对应地成为导通状态或截止状态的初始化晶体管(例如图2的初始化晶体管Tint),所述驱动晶体管的栅电极和漏极通过成为导通状态的所述初始化晶体管做媒介电气性连接的结构中,不与所述初始化晶体管重叠地形成所述第1电极。采用该样态后,因为能够减少第1电极和初始化晶体管之间寄生的电容,所以能够使初始化晶体管迅速地动作。此外,通过初始化晶体管做媒介电气性连接的驱动晶体管的栅电极,被设定成与该驱动晶体管的阈值电压对应的电位。这样,能够补偿驱动晶体管的阈值电压的误差。
此外,电容元件被代表性地用于设定或保持驱动晶体管的栅电极的电位。例如,在一种样态中的电容元件(例如图2的电容元件C1),介于驱动晶体管的栅电极和数据线之间。在该结构中,在电容元件中的电容耦合的作用下,驱动晶体管的栅电极被设定成与数据线的电位的变动量对应的电位。另外,在其它样态中的电容元件(例如图21及图32的电容元件C2),介于驱动晶体管的栅电极和供给恒电位的布线(例如电源线)之间。在该结构中,由数据线供给驱动晶体管的栅电极的电位,被电容元件保持。
本发明的第2样态,其特征在于,具备:供给规定的电位的馈电线(例如图2及图21的馈电线15),发光层介于第1电极和第2电极之间的发光元件,控制由所述馈电线供给所述发光元件的电流量的驱动晶体管;所述馈电线,包含介于所述第1电极和所述驱动晶体管之间的部分。此外,馈电线的典型例,是供给电源电位的电源线。
采用该样态后,因为馈电线介于第1电极和驱动晶体管之间,所以和导电体不介于第1电极和驱动晶体管之间的结构相比,能够抑制两者的电容性的结合。这样,能够减少第1电极和驱动晶体管中的一个电位的变动对另一个的电位的影响。
本发明的第3样态,其特征在于,具备:供给数据信号的数据线,供给规定的电位的馈电线,发光层介于第1电极和第2电极之间的发光元件,按照数据信号控制由所述馈电线供给所述发光元件的电流量的驱动晶体管;所述馈电线,包含介于所述第1电极和所述数据线之间的部分。采用该样态后,因为馈电线介于第1电极和数据线之间,所以和导电体不介于第1电极和数据线之间的结构相比,能够抑制两者的电容性的结合。这样,能够减少第1电极和数据线中的一个电位的变动对另一个的电位的影响。
本发明的第4样态,其特征在于,具备:供给数据信号的数据线,发光层介于第1电极和第2电极之间的发光元件,按照数据信号控制供给所述发光元件的电流量的驱动晶体管;所述第1电极,是在覆盖所述数据线的绝缘层(例如图11的第1绝缘层L1及第1绝缘层L2)的面上形成的光反射性的电极,其外周缘和所述数据线重叠。
采用该样态后,在绝缘层的表面形成反映数据线的膜厚的阶差,从而能够在第1电极的外周缘的附近形成倾斜面(例如图11的倾斜面211)。而且,用该倾斜面反射发光层射出的光,从而能够提高光的利用效率。
本发明的第5样态,其特征在于,具备:发光层介于第1电极和第2电极之间的发光元件,控制供给所述发光元件的电流量的驱动晶体管,与所述驱动晶体管的栅电极电连接的电容元件,用电阻率比所述第2电极低的材料形成、与所述第2电极的导通辅助布线(例如图3、图12及图22的辅助布线27);所述辅助布线,不与所述驱动晶体管及所述电容元件重叠。
采用该样态后,因为不和驱动晶体管及电容元件重叠地形成辅助布线,所以能够减少辅助布线和驱动晶体管之间及辅助布线和电容元件之间寄生的电容。这样,能够减少辅助布线及驱动晶体管(或电容元件)中的一个电位的变动对另一个的电位的影响。
在第5样态涉及的发光装置中,例如设置选择晶体管(该选择晶体管与选择信号对应地成为导通状态或截止状态)和绝缘层(例如图4的隔壁25)(该绝缘层在与所述选择晶体管重叠的同时,还形成开口部(图4的开口部251)),驱动晶体管通过成为导通状态的所述选择晶体管做媒介,按照由数据线供给的数据信号,控制供给所述发光元件的电流量。在该样态中,也宜于采用在绝缘层的上方形成辅助布线的结构。采用该样态后,因为绝缘层介于辅助布线和选择晶体管之间,所以能够抑制选择晶体管和辅助布线的电容性的结合。为了确保扩大配置发光元件发光的开口部及电源线的区域,选择晶体管最好和辅助布线重叠。
另外,例如在设置初始化晶体管(该初始化晶体管与初始化信号对应地成为导通状态或截止状态)和绝缘层(该绝缘层在与所述初始化晶体管重叠的同时,还形成开口部)的结构中,也能够在绝缘层的上方形成辅助布线。采用该样态后,能够抑制辅助布线和初始化晶体管的电容性的结合。为了确保扩大配置发光元件发光的开口部及电源线的区域,初始化晶体管最好和辅助布线重叠。
本发明的第6样态,其特征在于:具备多个控制线(这些控制线向第1方向(例如图18~图20及图28~图30中的X方向)延伸),数据线(该数据线朝着与所述第1方向不同的第2方向(例如图18~图20及图28~图30中的Y方向)延伸,与所述多个控制线交叉),多个单位元件(这些单位元件配置在与所述多个控制线和所述数据线交叉对应的位置,朝所述第2方向排列)。
所述多个单位元件的每一个,包含发光元件(该发光元件的发光层介于第1电极和第2电极之间),驱动晶体管(该驱动晶体管按照供给所述数据线的信号,设定栅电极的电位,从而控制供给所述发光元件的电流量),控制晶体管(该控制晶体管按照所述多个控制线中,供给与该单位元件对应的控制线的信号,控制能否供给所述驱动晶体管的栅电极规定的电位,或能否供给所述发光元件电流)。所谓“控制能否供给驱动晶体管的栅电极规定的电位的控制晶体管”,例如是图2的选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint。另外,所谓“控制能否供给所述发光元件电流的控制晶体管”,例如是图31的发光控制晶体管Tcnt。这样,本样态中的所谓“控制线”,例如相当于图2中的选择线11及初始化线12或图31中的发光控制线14。
在以上的结构的基础上,所述多个单位元件的第1单位元件(例如图18~图20及图28~图30中的第i行的单位元件P)中,所述控制晶体管和所述控制线,从所述驱动晶体管处看,位于所述第2方向中的一方的一侧;在所述多个单位元件的所述第2方向中的一方的一侧,与所述第1单位元件邻接的第2单位元件(例如第(i-1)行的单位元件P)和在所述第2方向中的另一方的一侧与所述第1单位元件邻接的第3单位元件(例如第(i+1)行的单位元件P)的每一个中,所述控制晶体管和所述控制线,从所述驱动晶体管处看,位于所述第2方向中的另一方的一侧。而且所述数据线,和所述多个控制线同层形成,包含在所述第2方向上排列的多个第1数据线部,和在覆盖所述多个控制线的绝缘层的面上形成、将所述各第1数据线部电连接的第2数据线部;所述第1数据线部,遍及所述第1单位元件和所述第3单位元件地连续,所述第2数据线部,和与所述第1单位元件对应的所述控制线及与所述第2单位元件对应的所述控制线交叉。
采用该样态后,因为遍及第1单位元件和第3单位元件地连续形成第1数据线部,所以不需要在第1单位元件和第3单位元件的间隙形成第2数据线部。此外,在本发明中,所谓多个要素“同层形成”,是指有选择地除去共同的膜(不论单层还是多层),从而用相同的工序形成多个要素,不论各要素是相互离开,还是相互连续。以上讲述的第6样态的具体例,作为第3实施方式及第5实施方式,将在后文讲述。
在第6样态涉及的发光装置中,例如设置供给规定的电位的馈电线,所述驱动晶体管,控制由所述馈电线供给所述发光元件的电流量;所述馈电线,和所述数据线的第2数据线部同层形成,包含位于所述第1数据线部中所述第1单位元件和所述第3单位元件的间隙的部分(例如图29的连接部153)。采用该样态后,因为包含位于第1单位元件和第3单位元件的间隙的部分,所以能够降低馈电线的电阻。
进而,在理想的样态中,设置用电阻率比所述第2电极低的材料形成、与所述第2电极导通的辅助布线;所述辅助布线,与所述第1单位元件的所述控制晶体管及所述控制线和所述第2单位元件的所述控制晶体管及所述控制线重叠地形成,不在所述第1单位元件和所述第3单位元件的间隙形成。采用该样态后,和按照单位元件独立形成辅助布线的结构相比,能够扩大在第1单位元件和第2单位元件之间形成的辅助布线的线宽。在该结构中,因为不要求以很高的精度形成辅助布线,所以能够采用廉价的方法形成辅助布线。另外,因为发光装置形成的辅助布线的根数较少,所以在形成辅助布线之际,能够减少在各辅助布线和其它的构成要素之间设置的冗余量区域。这样,能够扩大旨在形成辅助布线的区域或发光元件发光的区域。
本发明涉及的发光装置,被各种电子机器利用。该电子机器的典型例子,是作为显示装置而利用发光装置的机器。作为这种电子机器,有个人用计算机及手机等。而且,本发明涉及的发光装置的用途,并不局限于图象显示。例如,照射光线后在感光体磁鼓等像载体上形成潜影的曝光装置(曝光头)、配置在液晶装置的背面侧照射它的装置(背景灯)或扫描器等图象读取装置搭载照射原稿的装置等各种照明装置等,能够在各种用途中应用。
附图说明
图1是表示第1实施方式的发光装置中的多个单位元件的排列的方框图。
图2是表示各单位元件的电气性的结构的电路图。
图3是表示第1实施方式中的单位元件的结构的俯视图。
图4是从图3中的IV-IV线看的剖面图。
图5是表示形成栅极绝缘层的阶段的俯视图。
图6是表示形成第1绝缘层的阶段的俯视图。
图7是表示形成第2绝缘层的阶段的俯视图。
图8是表示形成第1绝缘层的阶段的多个单位元件的俯视图。
图9是表示形成第2绝缘层的阶段的多个单位元件的俯视图。
图10是表示形成第2电极的阶段的多个单位元件的俯视图。
图11是从图3中的XI-XI线看的剖面图。
图12是表示第2实施方式中的单位元件的结构的俯视图。
图13是表示形成栅极绝缘层的阶段的俯视图。
图14是表示形成第1绝缘层的阶段的俯视图。
图15是表示形成第2绝缘层的阶段的俯视图。
图16是表示形成第2绝缘层的阶段的多个单位元件的俯视图。
图17是表示形成第2电极的阶段的多个单位元件的俯视图。
图18是表示第3实施方式中形成第1绝缘层的阶段的多个单位元件的俯视图。
图19是表示形成第2绝缘层的阶段的单位元件的俯视图。
图20是表示形成第2电极的阶段的单位元件的俯视图。
图21是表示第4实施方式中的各单位元件的电气性的结构的电路图。
图22是表示1个单位元件的结构的俯视图。
图23是表示形成栅极绝缘层的阶段的俯视图。
图24是表示形成第1绝缘层的阶段的俯视图。
图25是表示形成第2绝缘层的阶段的俯视图。
图26是表示形成第2绝缘层的阶段的多个单位元件的俯视图。
图27是表示形成第2电极的阶段的多个单位元件的俯视图。
图28是表示第5实施方式中形成第1绝缘层的阶段的多个单位元件的俯视图。
图29是表示形成第2绝缘层的阶段的多个单位元件的俯视图。
图30是表示形成第2电极的阶段的多个单位元件的俯视图。
图31是表示变形例涉及的单位元件的结构的电路图。
图32是表示变形例涉及的单位元件的结构的电路图。
图33是表示本发明涉及的电子机器的具体例——个人用计算机的立体图。
图34是表示本发明涉及的电子机器的具体例——手机的立体图。
图35是表示本发明涉及的电子机器的具体例——携带式信息终端的立体图。
具体实施方式
<A:第1实施方式>
<A-1:发光装置的电气性的结构>
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的发光装置D的电气性的结构的方框图。如该图所示,发光装置D具有多条选择线11、多条初始化线12和多条数据线13。各选择线11及各初始化线12,向X方向延伸。各数据线13,向与X方向正交的Y方向延伸。在选择线11及初始化线12的各对和数据线13的各交叉中,配置单位元件(象素)P。这样,这些单位元件P遍及X方向和Y方向地阵列状排列。一个单位元件P,是成为发光的最小单位的要素。各单位元件P中,通过电源线15做媒介,被供给高位侧的电源电位Vdd。
图2是表示各单位元件P的结构的电路图。如该图所示,从电源线15到接地线(接地电位Gnd)的路径上,配置着发光元件E和驱动晶体管Tdr。发光元件E是使至少由有机EL材料构成的发光层23介于第1电极21(阳极)和第2电极22(阴极)之间的元件。第1电极21与各单位元件P互相离开地形成。第2电极22遍及多个单位元件P连续地形成,成为接地(Gnd)。发光层23,以与从第1电极21流入第2电极22的电流量对应的光量发光。
驱动晶体管Tdr,是为了按照栅电极的电位(以下称作“栅极电位”)Vg控制供给发光元件E的电流量的p沟道型薄膜晶体管。驱动晶体管Tdr的源电极(S),与电源线15连接,其漏电极(D),与发光元件E的第1电极21连接。
为了控制两者的电气性连接的n沟道型晶体管(以下称作“初始化晶体管”)Tint,介于驱动晶体管Tdr的栅电极和漏电极(发光元件E的第1电极21)之间。初始化晶体管Tint的栅电极,与初始化线12连接。在初始化线12中,由驱动电路(未图示)供给初始化信号Sb。初始化信号Sb成为有源电平、初始化晶体管Tint变成导通状态后,驱动晶体管Tdr的栅电极和漏电极就电气性地连接(二极管连接)。在以下的讲述中,有时将通过成为导通状态的初始化晶体管Tint做媒介,驱动晶体管Tdr的栅电极和漏电极被电气性地连接的状态,称作“驱动晶体管Tdr被二极管连接的状态”。
如图2所示,单位元件P包含由电极E1和电极E2构成的电容元件C1。电极E1与驱动晶体管Tdr的栅电极连接。为了控制两者的电气性连接的n沟道型晶体管(以下称作“选择晶体管”)Ts1,介于电极E2和数据线13之间。选择晶体管Ts1的栅电极,与选择线11连接。选择线11由驱动电路(未图示)供给选择信号Sa。此外,驱动晶体管Tdr、选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint的导电型,根据图2的例示适当变更。
接着,将一个单位元件P的动作划分成初始化期间、写入期间和驱动期间后讲述。首先,在初始化期间中,由驱动电路(未图示)向数据线13供给规定的电位Vref的同时,选择线11的选择信号Sa和初始化线12的初始化信号Sb,维持有源电平(高电平)。这样,电容元件C1的电极E2,通过选择晶体管Ts1做媒介,由数据线13供给电位Vref。另外,初始化晶体管Tint变化成导通状态后,驱动晶体管Tdr被二极管连接。这样,驱动晶体管Tdr的栅极电位Vg,就被收敛成电源线15供给的电源电位Vdd和驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth的差分值(Vg=Vdd-Vth)。
接着,在经过初始化期间后的写入期间中,初始化信号Sb迁移成非有源电平(低电平)。这样,初始化晶体管Tint就变化成截止状态,驱动晶体管Tdr的二极管连接被解除。另外,在选择晶体管Ts1维持导通状态的情况下,由数据线13供给电极E2的电位Vref变更成数据电位Vdata。数据电位Vdata是与被单位元件P指定的灰度对应的电位。
由于驱动晶体管Tdr的栅电极的阻抗非常高,所以电极E2只以从电位Vref到数据电位Vdata为止的变化量ΔV(=Vref-Vdata)变动后,电极E1的电位就在电容元件C1中的电容耦合的作用下,从初始化期间设定的电位Vg(=Vdd-Vth)变动。这时的电极E1的电位的变化量,取决于电容元件C1和其它的寄生电容(例如驱动晶体管Tdr的栅极电容和其它布线寄生的电容)的电容比。更具体的说,如果设电容元件C1的电容值为“C”,寄生电容的电容值为“Cs”,那么电极E1的电位的变化量就可以用“ΔV·C/(C+Cs)”表示。这样,驱动晶体管Tdr的栅极电位Vg,在写入期间的终点就被设定成以下的公式(1)的电平。
Vg=Vdd-Vth-k·ΔV ……(1)
式中:k=C/(C+Cs)
接着,在经过写入期间后的驱动期间中,选择信号Sa迁移成非有源电平,选择晶体管Ts1变化成截止状态。而且,与驱动晶体管Tdr的栅极电位Vg对应的电流,由电源线15经由驱动晶体管Tdr的源电极和漏电极,被供给发光元件E。供给该电流后,发光元件E就以与数据电位Vdata对应的光量发光。
现在,假设驱动晶体管Tdr在饱和区域动作,那么在驱动期间供给发光元件E的电流量I,就可以用以下的公式(2)表述。公式(2)中的“β”,是驱动晶体管Tdr的放大系数,“Vgs”是驱动晶体管Tdr的栅极-源极之间的电压。
I=(β/2)(Vgs-Vth)2
=(β/2)(Vdd-Vg-Vth)2……(2)
代入公式(1)后,公式(2)可以变形如下。
I=(β/2)(k·ΔV)2
就是说,供给发光元件E的电流量I,不依存于驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth。这样,采用本实施方式后,能够抑制发光元件E的起因于各驱动晶体管Tdr的阈值电压Vth的离差(来自设计值的差异及和其它单位元件P的驱动晶体管Tdr的差异)的发光量的误差(亮度不匀)。
<A-2:单位元件P的结构>
接着,讲述单位元件P的具体结构。图3是表示一个单位元件P的结构的俯视图,图4是从图3中的IV-IV线看的剖面图。此外,图3虽然是俯视图,但是为了便于掌握各要素,对和图4共同的要素适当添加了和图4相同样态的剖面线。在以下参照的其它俯视图中,也进行了同样处理。另外,为了便于讲述,在以下参照的各图中,适当地使各要素的尺寸及比例与实际的装置不同。
如图4所示,在基板10的面上,形成驱动晶体管Tdr及发光元件E等图2的各要素。基板10由玻璃及塑料等各种绝缘材料构成,是至少成为板状的部件。此外,还可以将覆盖基板10的绝缘性的膜体(例如氧化硅及氮化硅的膜体)作为基底,在基板10的面上形成单位元件P的各要素。另外,本实施方式的发光装置D,是顶部发射型。这样,不要求基板10具备光透过性。
图5~图7是表示在形成单位元件P的各阶段中的基板10的面上的样子的俯视图。此外,在图5~图7中,还利用双点划线一并表示出应该形成图3所示的第1电极21的区域A。
如图4及图5所示,在基板10的面上,由硅等半导体材料形成半导体层31和半导体层41。半导体层31和半导体层41,是在同一个工序中,利用遍及基板10的整个区域连续形成的膜体的图案统一形成的。此外,以下将象半导体层31和半导体层41的关系那样,有选择地除去多个要素共同的膜体(不论是单层还是多层中的哪一个),从而用同一个工序形成的情况,简单地表记为“由同层形成”。由同层形成的各要素,当然由相同的材料形成,各层的膜厚大体一致。采用由同层形成多个要素的结构后,与分别在不同的层形成它们的结构相比,具有简化制造工序及降低制造成本的优点。
如图4及图5所示,半导体层31包含第1元件部311和第2元件部312。第1元件部311,是作为驱动晶体管Tdr的半导体层发挥作用的近似矩形的部分。第2元件部312,是作为初始化晶体管Tint的半导体层发挥作用的近似矩形的部分,包含从第1元件部311向Y方向的负侧连续的部分312a、从该部分312a向X方向的正侧延伸的部分312b和从部分312b向Y方向的正侧延伸的部分312c。
从半导体层31处看,半导体层41是配置在Y方向的正侧的部分,包含构成图2的电容元件C1的近似矩形的电极E2和从电极E2向Y方向的正侧延伸的元件部411。元件部411,是作为选择晶体管Ts1的半导体层发挥作用的部分。
如图4所示,形成半导体层31和半导体层41的基板10的表面,遍及其整个区域被栅极绝缘层L0覆盖。如图4及图6所示,在栅极绝缘层L0的面上,由导电性材料同层形成选择线11、初始化线12、中间导电体51和第1数据部131。
选择线11遍及多个单位元件P,向X方向延伸,和半导体层41的元件部411重叠。元件部411中隔着栅极绝缘层L0与选择线11相对的区域,是选择晶体管Ts1的沟道区域。初始化线12遍及多个单位元件P,向X方向延伸,和半导体层31的第2元件部312重叠。第2元件部312的部分312a及部分312c的每一个中隔着栅极绝缘层L0与初始化线12相对的区域,是初始化晶体管Tint的沟道区域。就是说,本实施方式中的初始化晶体管Tint是双栅极结构的晶体管。
中间导电体51,是在选择线11和初始化线12的间隙中形成的部分,包含电极E1、栅电极511和连接部513。电极E1从垂直于基板10的方向看,是与半导电层41的电极E2重叠的近似矩形的部分。如图4及图6所示,电极E1和电极E2隔着栅极绝缘层L0(介电体)相对地构成图2的电容元件C1。
如图6所示,连接部513从电极E1的右上部向Y方向的负侧延伸。栅电极511是和电极E1隔开间隔,从连接部513向X方向的负侧延伸的部分,遍及第1元件部311的大致全宽(X方向的尺寸)地和第1元件部311重叠。如图4所示,第1元件部311中隔着栅极绝缘层L0与栅电极511相对的区域,是驱动晶体管Tdr的沟道区域311c。另外,第1元件部311中比沟道区域311c靠近电极E2的区域(即如图6所示,从垂直于基板10的方向看,位于栅电极511和电极E1的间隙的区域)是源极区域311s,其相反侧的区域是漏极区域311d。
第1数据部131,是构成图2的数据部13的部分。该第1数据部131,从中间导电体51的方向看,配置在X方向的负侧,在选择线11和初始化线12的间隙中,向Y方向延伸。
图8是表示图6的阶段中的4个单位元件P遍及X方向及Y方向地排列的样子的俯视图。如图6及图8所示,在各单位元件P中,在Y方向的负侧的周边形成的第2元件部312(初始化晶体管Tint),位于X方向的正侧;在Y方向的正侧的周边形成的元件部411(选择晶体管Ts1),位于X方向的负侧。
现在,假设采用将第2元件部312和元件部411配置在各单位元件P中的X方向的相同侧的结构。在该结构中,为了使第2元件部312和元件部411切实离开,需要充分确保在Y方向上邻接的各单位元件P的间隙的区域(相当于图8的区域B的区域),所以存在着妨碍单位元件P的高精细化的问题。与此不同,在本实施方式中,因为第2元件部312及元件部411在X方向中的位置不同,所以如图8所示,第2元件部312和元件部411在区域B内,沿着X方向交替排列。采用该结构后,即使将区域B狭小化时,也能使第2元件部312和元件部411切实离开,所以具有容易使单位元件P高精细化的优点。
如图4所示,形成中间导电体51及第1数据部131的栅极绝缘层L0表面,遍及其整个区域都被第1绝缘层L1覆盖。如图4及图7所示,在第1绝缘层L1的面上,由导电性材料同层形成连接部61、导通部71、电源线15和第2数据部132。
如图7所示,从垂直于基板10的方向看,连接部61与第2元件部312的部分312c和中间导电体51(栅电极511)重叠。而且,通过贯通第1绝缘层L1和栅极绝缘层L0的接触孔Ha1做媒介,与部分312c导通的同时,还通过贯通第1绝缘层L1的接触孔Ha2做媒介,与中间导电体51导通。就是说,驱动晶体管Tdr的栅电极511(电容元件C1的电极E1)和初始化晶体管Tint的沟道区域,通过连接部61做媒介,被电气性地连接。此外,本说明书中的所谓“接触孔”,是为了将位于绝缘层的一侧的要素和位于绝缘层的另一侧的要素电连接的部分,更具体的说,是朝着其厚度方向贯通绝缘层的部分(孔及眼)。接触孔在平面上的形状是任意的。
导通部71是介于驱动晶体管Tdr和发光元件E之间,将两者电气性地连接的部分,从垂直于基板10的方向看,隔着驱动晶体管Tdr,配置在和电容元件C1相反侧的区域(即对于驱动晶体管Tdr而言,Y方向的负侧的区域)。本实施方式的导通部71,是与第1元件部311的漏极区域311d重叠的部分711,和隔着初始化线12配置在与部分711相反侧的部分712,是连续的形状。
从垂直于基板10的方向看,在第1绝缘层L1中和漏极区域311d重叠的区域,形成贯通第1绝缘层L1和栅极绝缘层L0的多个接触孔Ha3。这些接触孔Ha3,排列在栅电极511延伸的X方向(即驱动晶体管Tdr的沟道宽度的方向)。导通部71的部分711,通过各触孔Ha3做媒介,与漏极区域311d导通。
接着,图9是表示图7的阶段中的单位元件P排列的样子的俯视图。如图7及图9所示,电源线15是沿着多个单位元件P的排列,向X方向延伸的带状的布线。从垂直于基板10的方向看,该电源线15与各单位元件P的电容元件C1和驱动晶体管Tdr的源极区域311s的双方重叠。如图6及图7所示,在第1绝缘层L1中和源极区域311s重叠的区域,形成贯通第1绝缘层L1和栅极绝缘层L0的多个接触孔Ha4。这些接触孔Ha4,排列在栅电极511延伸的X方向。电源线15,通过各触孔Ha4做媒介,与驱动晶体管Tdr的源极区域311s导通。从垂直于基板10的方向看,本实施方式的电源线15,其形状及尺寸被选定不与选择晶体管Ts1(元件部411)及选择线11、初始化晶体管Tint(第2元件部312)及初始化线12重叠。在本实施方式中,电源线15和选择线11及初始化线12平行地延伸。
第2数据线132是和第1数据线131一起构成数据线13的部分,如图7及图9所示,在各电源线15的间隙,向Y方向延伸。如图7所示,第2数据线132中Y方向的正侧(下侧)的端部132a,和第1数据线131中Y方向的负侧(下侧)的端部131a(参照图6)重叠。端部132a和端部131a,通过贯通第1绝缘层L1的接触孔Ha5做媒介,相互导通。同样,第2数据线132中Y方向的负侧的端部132b,和第1数据线131中Y方向的正侧的端部131b(参照图6),通过接触孔Ha6做媒介,相互导通。综上所述,沿着Y方向交替排列的第1数据线131和第2数据线132被电气性连接后,构成向Y方向直线状地延伸的数据线13。
如图7所示,在第2数据线132中连续设置着分岔部134。分岔部134是隔着选择线11、位于和电容元件C1相反侧的部分,向X方向延伸,与半导体层41的元件部411重叠。该分岔部134,通过贯通第1绝缘层L1和栅极绝缘层L0的接触孔Ha7做媒介,与元件部411导通。就是说,选择晶体管Ts1和数据线13,通过分岔部134做媒介,被电气性地连接。
如图4所示,形成第2数据部132及电源线15的第1绝缘层L1的表面,遍及其整个区域,都被第2绝缘层L2覆盖。如图3及图4所示,在第2绝缘层L2的表面形成第1电极21。第1电极21,例如由铝及银等金属或以这些金属为主要成分的合金等光发射性的导电性材料形成,通过贯通第2绝缘层L2的接触孔Ha8做媒介,与导通部71的部分712导通。就是说,驱动晶体管Tdr的漏极区域311d和发光元件E的第1电极21,通过导通部71做媒介,被电气性地连接。另外,用丙烯树脂及聚酰亚胺树脂形成第2绝缘层L2时,由于在利用热使树脂硬化的工序中,通过热导电性高的电源线做媒介,将热均匀地传递给树脂,所以树脂熔化。这样,由于第2绝缘层L2的表面比较平坦,所以能够减少在其上形成的第1电极21的凹凸。
如图3及图4所示,从垂直于基板10的方向看,第1电极21和导通部71、驱动晶体管Tdr及电容元件C1重叠。如图6及图7所示,由于配置单位元件P的区域中,驱动晶体管Tdr及电容元件C1所占的面积较大,所以采用本实施方式后,可以在遍及广大的范围中形成第1电极21。这样,在本实施方式中,和只与选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint重叠地形成第1电极21的结构相比,能够实现很高的开口率。另外,在第2绝缘层L2中和选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint重叠的区域的表面,往往出现反映这些晶体管的外形的阶差。在本实施方式中,由于在第2绝缘层L2中和选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint重叠的广泛的平坦的面上形成第1电极21,所以能够有效地防止起因于第2绝缘层L2的阶差的第1电极21的不良(例如断线)及发光层23的不良。
另外,由于电源线15与电容元件C1和驱动晶体管Tdr的源极区域311s重叠,所以如图4及图7所示,电源线15介于第1电极21和驱动晶体管Tdr的源极区域311s(进而电容元件C1)之间。采用该结构后,与电源线15不介于第1电极21和驱动晶体管Tdr之间的结构相比,第1电极21和驱动晶体管Tdr的电容性的结合受到抑制。这样,能够减少第1电极21及驱动晶体管Tdr中的一个电位的变化对另一个电位的影响,从而能够正确地控制各发光元件E。另外,由于在形成第1电极21的区域中,覆盖驱动晶体管Tdr及电容元件C1地形成电源线15,所以能够使形成第1电极21的表面平坦化。
进而,如图3所示,从垂直于基板10的方向看,第1电极21和数据线13的第1数据线部131重叠。由于电源线15和第1数据线部131重叠,所以如图3及图7所示,电源线15介于第1电极21和第1数据线部131之间。采用该结构后,与电源线15不介于第1电极21和第1数据线部131之间的结构相比,第1电极21和数据线13(第1数据线部131)的电容性的结合受到抑制。这样,能够减少第1电极21及数据线13中的一个电位的变化对另一个电位的影响,从而能够正确地控制各发光元件E。
在形成第1电极21的第2绝缘层L2的面上,由绝缘性材料形成隔壁25。隔壁25是与第1电极21对应,在各单位元件P中形成开口部251的绝缘性的膜体,担负着将互相邻接的第1电极21电气性绝缘的作用(即可以单独控制第1电极21的电位的作用)。
发光层23遍及多个单位元件P连续地形成,从而覆盖形成了隔壁25的第2绝缘层L2的整个区域。就是说,发光层23包含进入开口部251的内侧、与第1电极21接触的部分(即实际发光的部分)和位于隔壁25的面上的部分。此外,由于在各发光元件E中单独形成第1电极21,所以尽管说发光层23遍及多个发光元件E地连续,也能按照各发光元件E单独控制发光层23的光量。另外,还可以采用在发光层23上重叠为了促进发光层23的发光或提高其发光效率的各种功能层(空穴注入层、空穴输送层、电子注入层、电子输送层、空穴区段层、电子区段层)的结构。
图11是从图3中的XI-XI线看的剖面图。如图11所示,在覆盖数据线13的第1数据线部131的各要素(第1绝缘层L1、电源线15、第2绝缘层L2)中,出现反映第1数据线部131的膜厚的阶差。由于在形成这种阶差的第2绝缘层L2的表面,薄膜状地形成第1电极21,所以第1电极21中和数据线13重叠的部分,就成为反映第1数据线部131的形状的倾斜面211。采用该结构后,如在图11中用箭头L所示,能够用倾斜面211反射从发光层23向和基板10平行的方向射出的光后,射到和基板10相反的一侧(观察侧)。这样,与第1电极21的整个区域都是平坦面的结构(即从发光层23向和基板10平行的方向射出的光不反射到观察侧的结构)相比,能够提高来自发光层23的发射光的利用效率。
如图4所示,第2电极22遍及多个单位元件P地连续形成,是覆盖发光层23及隔壁25的电极。这样,隔壁25在各发光元件E的间隙的区域中,将各第1电极21和第2电极22电气性地绝缘。换言之,隔壁25划分电流流入第1电极21和第2电极22之间的区域(即实际发光的区域)。第2电极22,由ITO(Indium Tin Oxide)及IZO(Indium Zinc Oxide)等光透过性的导电性材料形成。这样,从发光层23射到与基板10相反的一侧的光,和从发光层23射到基板10的一侧后由第1电极21反射的光,就透过第2电极22后射出。就是说,本实施方式的发光装置D,是顶部发射型。
可是,由于光透过性的导电性材料大多电阻率较高,所以采用这种材料形成的第2电极22,成为高电阻,在其面内的电压降显著。这样,供给各发光元件E的电位,就随着中第2电极22的面内中的位置的不同而不同,其结果发光区域中的光量往往不匀(亮度及灰度不匀)。
为了抑制这种光量的离差,在本实施方式中,形成辅助布线27,以便辅助第2电极22的导电性。辅助布线27,是由电阻率比第2电极22低的导电性材料形成、与第2电极22导通的布线。在图3中,为了方便起见,只用双点划线图示出辅助布线27的外形。图10是表示图3的阶段中的4个单位元件P遍及X方向及Y方向地排列的样子的俯视图。如图3及图10所示,本实施方式中的辅助布线27,从垂直于基板10的方向看,在隔壁25的表面(开口部251以外的部分)中的在Y方向上邻接的各单位元件P的间隙的区域,向X方向延伸,不与第1电极21重叠。进而如图4所示,辅助布线27介于发光层23和第2电极22之间,与二者接触。采用以上的结构后,由于大部分电流流过低电阻的辅助布线27,所以能够抑制第2电极22中的电压降。这样,能够使供给各单位元件P的电位均匀化,其结果能够有效地抑制起因于电压降的各发光元件E的光量的不匀。此外,象辅助布线27那样,低电阻的导电性材料大多具有遮光性(或光反射性)。但是在本实施方式中,因为不与第1电极21重叠地形成辅助布线27,所以形成辅助布线27后,开口率不会下降。
另外,因为辅助布线27不和驱动晶体管Tdr及电容元件C1重叠,所以能够抑制两者之间的电容性的结合。这样,能够减少辅助布线27和驱动晶体管Tdr及电容元件C1中的一个电位的变化对另一个电位的影响,其结果能够高精度地控制各发光元件E的亮度。另一方面,如图3及图10所示,从垂直于基板10的方向看,辅助布线27和选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint重叠。这样,在本实施方式中,由于隔壁25介于辅助布线27和选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint(进而选择线11及初始化线12)之间,所以与隔壁25不介于两者之间的结构相比,能够抑制辅助布线27和选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint的电容性的结合。这样,采用本实施方式后,能够与辅助布线27和选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint重叠的结构无关,抑制选择信号Sa及初始化信号Sb的波形的钝化,能够使选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint高速动作。此外,以上例示了辅助布线27介于发光层23和第2电极22之间的结构,但是也可以在第2电极22的表面(和发光层23相反一侧的表面)形成辅助布线27。
<B:第2实施方式>
接着,讲述本发明的第2实施方式涉及的单位元件P的具体结构。此外,本实施方式中的单位元件P的电气性的结构,和第1实施方式(图1及图2)一样。在以下所示的各方式中,对于和第1实施方式共同的要素,赋予相同的符号,适当省略其说明。
图12是表示本实施方式中的单位元件P的结构的俯视图,图13~图15是表示在形成图12的单位元件P的各阶段中的基板10的面上的样子的俯视图。如图13所示,在基板10的面上,由半导体材料同层形成半导体层32、半导体层42和半导体层45。半导体层32是构成驱动晶体管Tdr的近似矩形的部分。半导体层42是从半导体层32处看,在Y方向的正侧形成的部分,包含近似矩形的电极E2和从电极E2的左下部向X方向延伸的元件部421。元件部421,是作为驱动晶体管Tdr的半导体层发挥作用的部分。半导体层45是构成初始化晶体管Tint的部分,隔着半导体层42,在和半导体层32相反的区域向X方向延伸。
在覆盖以上的各要素的栅极绝缘层L0的面状,如图14所示,同层形成第1数据线部131、选择线11及初始化线12、中间导电体52和第1中继布线部171。第1数据部131和第1实施方式一样,是构成数据线13的部分,从中间导电体52处看,在X方向的正侧的区域,向Y方向延伸。
初始化线12,从向X方向延伸的部分,向Y方向的负侧分岔,具有与半导体层45重叠的第1栅电极121及第2栅电极122。半导体层45中的和第1栅电极121及第2栅电极122的每一个重叠的部分,是初始化晶体管Tint的沟道区域。同样,选择线11从向X方向延伸的部分,向Y方向的负侧分岔,具有与半导体层42的元件部421重叠的第1栅电极111及第2栅电极112。第1栅电极111和第2栅电极112,拉开间隔在X方向上邻接。元件部421中隔着栅极绝缘层L0和第1栅电极121及第2栅电极122的每一个重叠的部分,是选择晶体管Ts1的沟道区域。如上所述,本实施方式的选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint,是双栅极结构的薄膜晶体管。
中间导电体52,包含电极E1(该电极E1与电极E2相对,构成电容元件C1)、连接部525(该连接部525从电极E1的左上部看,向Y方向的负侧延伸)、栅电极521(该栅电极521从该连接部525向X方向的正侧延伸,与半导电层32重叠)和连接部523(该连接部523在电极E1中从X方向的大致中央部向Y方向的正侧突出)。栅电极521遍及半导电层32的X方向中的全部尺寸,向X方向的正侧延伸,以便与半导电层32重叠。如图14所示,半导电层32中隔着栅极绝缘层L0与栅电极521相对的区域,是驱动晶体管Tdr的沟道区域32c。另外,隔着沟道区域32c,电极E1一侧的区域是源极区域32s,其相反侧的区域是漏极区域32d。
第1中继布线部171是构成旨在将初始化晶体管Tint和驱动晶体管Tdr的的漏极区域32d电连接的部分(以下称作“中继布线”),从中间导电体52处看,在X方向的负侧的区域,向Y方向延伸。就是说,本实施方式的中间导电体52,配置在第1数据线部131和第1中继布线部171的间隙。
在覆盖以上的各要素的第1绝缘层L1的面状,如图15所示,同层形成第2数据线部132、连接部62、第2中继布线部172、导通部72和电源线15。
第2数据部132,和第1实施方式一样,是和第1数据部131一起构成数据部13的布线。就是说,第2数据线132通过接触孔Hb1做媒介,从与第1数据线131的图面中上方的端部131a(参照图14)导通的端部132a向Y方向延伸,到达端部132b。端部132b,通过接触孔Hb2做媒介,与第1数据线131的图面中下方的端部131b(参照图14)导通。另外,本实施方式的第2数据线132,通过贯通第1绝缘层L1和栅极绝缘层L0的接触孔Hb3做媒介,与元件部421导通。就是说,数据线13和选择晶体管Ts1,通过接触孔Hb3做媒介,被电气性地连接。
如图14及图15所示,连接部62向Y方向延伸,以便与中间导电体52的连接部523和半导电层45的X方向中的正侧的端部451重叠。连接部62,通过贯通第1绝缘层L1的接触孔Hb4做媒介,与连接部523(电极E1和栅电极521)导通的同时,通过贯通第1绝缘层L1和栅极绝缘层L0的接触孔Hb5做媒介,与半导电层45的端部451导通。就是说,电容元件C1的电极E1(进而驱动晶体管Tdr的栅电极521)和初始化晶体管Tint,通过连接部62做媒介,被电气性地连接。
导通部72,通过贯通第1绝缘层L1的接触孔Hb6做媒介,与第1中继布线部171导通。该导通部72,和第1实施方式的导通部71一样,是将驱动晶体管Tdr的漏电极和发光元件E的第1电极电气性地连接的部分,在第1绝缘层L1中和漏极区域32d重叠的区域,形成贯通第1绝缘层L1和栅极绝缘层L0的多个(在这里是2个)接触孔Hb7。这些接触孔Hb7,排列在栅电极521延伸的X方向(即驱动晶体管Tdr的沟道宽度的方向)上。导通部72通过各接触孔Hb7做媒介,与漏极区域32d导通。
第2中继布线部172,如图14及图15所示,是向Y方向延伸,以便与半导电层45中负侧的端部452和第1中继布线部171重叠。该第2中继布线部172,通过贯通第1绝缘层L1和栅极绝缘层L0的接触孔Ha8做媒介,与端部452导通的同时,还通过贯通第1绝缘层L1的接触孔Ha9做媒介,与第1中继布线部171导通。这样,初始化晶体管Tint和驱动晶体管Tdr的漏极区域32d(进而导通部72),就通过由第1中继布线部171和第2中继布线部172构成的中继布线17做媒介,被电气性地连接。
图16是表示图15的阶段中的4个单位元件P排列的样子的俯视图。如图15及图16所示,在第1绝缘层L1中和半导体层32的源极区域32s(参照图14)重叠的区域,形成贯通第1绝缘层L1和栅极绝缘层L0的多个接触孔Hb10。这些接触孔Hb10,排列在栅电极521延伸的X方向。电源线15,通过各触孔Hb10做媒介,与源极区域32s导通。
本实施方式中的电源线15,是遍及多个单位元件P向X方向延伸的第1部分151和遍及多个单位元件P向Y方向延伸的第2部分152交叉的形状(晶格状)的布线。第1部分151,通过各第2数据线部132的间隙的区域和第2中继布线部172和导通部72(部分721)的间隙的区域地向X方向延伸。这样,如图15及图16所示,从垂直于基板10的方向看,第1部分151与第1数据线部131、第1中继布线部171、电容元件C1重叠。另外,第2部分152,通过导通部72(部分722)及第2数据线部132的间隙的区域和连接部62及第2数据线部132的间隙的区域地向Y方向延伸。另一方面,如图15及图16所示,电源线15不与选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint重叠。
图12的第1电极,在覆盖以上要素的第2绝缘层L2的面上形成,通过接触孔Hb11做媒介,与导通部72(进而驱动晶体管Tdr的漏极区域32d)电连接。图17是表示图12的阶段中的单位元件P排列的样子的俯视图。如图12及图17所示,第1电极21与驱动晶体管Tdr、电容元件C1及数据线13(第1数据线部131)重叠地形成。在该结构中,电源线15介于第1电极21和驱动晶体管Tdr及电容元件C1之间及第1电极21和数据线13的第1数据线部131之间。这样,在本实施方式中,也和第1实施方式一样,能够抑制第1电极21和各要素的电容性的结合。
另外,如图12所示,从垂直于基板10的方向看,本实施方式的第1电极21不与选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint(进而选择线11及初始化线12)重叠。另一方面,如图12及图17所示,在第2绝缘层L2的面上形成的隔壁25的表面中,在各第1电极21的间隙的区域,形成辅助布线27,该辅助布线27向X方向延伸,从而与选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint(进而选择线11及初始化线12)重叠。因为隔壁25介于辅助布线27和选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint之间,所以和第1实施方式一样,能够抑制辅助布线27和选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint的电容性的结合。此外,第2电极22的样态和第1实施方式一样。
但是,从降低电源线15、第1电极21的电阻及提高开口率的角度出发,可以采用不仅使驱动晶体管Tdr及电容元件C1重叠而且还使选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint也重叠地形成电源线15及第1电极21的结构(以下称作“对照例”)。可是,在该对照例中,选择晶体管Ts1及选择线11和电源线15及第1电极21电容性地结合(即在两者之间寄生电容),起因于该电容,往往在选择信号Sa中产生波形的钝化。同样,附随在初始化晶体管Tint及初始化线12和电源线15及第1电极21之间的电容,能够成为初始化信号Sb的波形的钝化的原因。这样,在对照例中,例如存在着选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint的开关延迟的问题。
与此不同,在本实施方式中,因为使选择晶体管Ts1、选择线11及初始化晶体管Tint、初始化线12不重叠地形成电源线15及第1电极21,所以和对照例相比,减少了电源线15及第1电极21和其它要素之间寄生的电容。这样,采用本实施方式后,能够抑制选择信号Sa及初始化信号Sb的波形的钝化,能够使选择晶体管Ts1及初始化晶体管Tint高速动作。
<C:第3实施方式>
接着,讲述本发明的第3实施方式中的发光装置D的具体结构。在以上的各实施方式中,例示了以相同的样态在基板10的面上,排列所有的单位元件P的结构。如此不同,在本实施方式中,一个单位元件P的样态(布局)和与之邻接的单位元件P的样态不同。此外,本实施方式中的一个单位元件P的结构,和第2实施方式同样。所以,对于各单位元件P的具体结构,适当省略其说明。
图18是表示在栅极绝缘层L0的面上形成了第1数据线部131、选择线11及初始化线12、中间导电体52和第1中继布线部171的阶段中的9个单位元件P遍及X方向及Y方向地排列的样子的俯视图。此外,在图18和后文的图19及图20中,图示出属于第(i-1)行~第(i+1)行的各行的3列单位元件P。第i行是奇数行,第(i-1)行及第(i+1)行是偶数行。如该图所示,在本实施方式中,在奇数行(第i行)的各单位元件P和偶数行(第(i-1)行及第(i+1)行)的各单位元件P中,构成各自的各要素的Y方向中配置,成为反转的结构。
在偶数行(第(i-1)行及第(i+1)行)的各单位元件P中,从驱动晶体管Tdr(进而位于其Y方向的正侧的电容元件C1)处看,选择晶体管Ts1和选择线11配置在Y方向的正侧的区域,进而从选择线11处看,初始化晶体管Tint和初始化线12配置在Y方向的正侧的区域。与此不同,在奇数行(第i行)的各单位元件P中,从驱动晶体管Tdr(进而位于其Y方向的负侧的电容元件C1)处看,选择晶体管Ts1和选择线11配置在Y方向的负侧的区域,进而从选择线11处看,初始化晶体管Tint和初始化线12配置在Y方向的负侧的区域。这样,如图18所示,分别对应的2组选择线11及初始化线12,介于偶数行(第(i-1)行)的各单位元件P和与其Y方向的正侧邻接的奇数行(第i行)的各单位元件P的间隙,与此不同,在奇数行(第i行)的各单位元件P和与其Y方向的正侧邻接的偶数行(第(i+1)行)的各单位元件P的间隙中,却不存在选择线11及初始化线12中的任何一个。
数据线13的和选择线11及初始化线12同层形成的第1数据线部131,如图18所示,遍及奇数行(第i行)的各单位元件P和与其Y方向的正侧邻接的偶数行(第(i+1)行)的各单位元件P,直线状地连续形成。换言之,各第1数据线部131,是隔着Y方向分割偶数行(第(i+1)行)的选择线11及初始化线12和与其Y方向的正侧邻接的奇数行(第i行)的选择线11及初始化线12的形状。
接着,图19是表示在第1绝缘层L1的面上形成各要素(第2数据线部132和电源线15)的阶段中的各单位元件P的样子的俯视图。如该图所示,和位于偶数行(第(i-1)行)及其Y方向的正侧的奇数行(第i行)的各行中的选择线11及初始化线12交叉地形成第2数据线部132,将与Y方向邻接的各第1数据线部131相互连结,从而构成数据线13。如图19所示,第2数据线部132,与和它同层形成的电源线15的第2部分152邻接,向Y方向延伸。
另一方面,由于第1数据线部131遍及奇数行(第i行)和与其Y方向的正侧邻接的偶数行(第(i+1)行)地连续,所以在这些各行的间隙不形成第2数据线部132。这样,在本实施方式中,电源线15的第2部分152的宽度,就增大不形成第2数据线部132的量。就是说,遍及奇数行(第i行)和与其Y方向的正侧邻接的偶数行(第(i+1)行)地连续的第2部分152的宽度尺寸Wa,大于遍及偶数行(第(i+1)行)和与其Y方向的正侧邻接的奇数行(第i行)地连续的第2部分152的宽度尺寸Wb(Wa>Wb)
图20是表示在第2绝缘层L2的面上形成各要素(第1电极21及辅助布线27)的样子的俯视图。如该图所示,在隔壁25的面上形成的辅助布线27,在偶数行(第(i+1)行)的各第1电极21和与其Y方向的正侧邻接的奇数行(第i行)的各第1电极21的间隙,向X方向延伸,和选择线11及初始化线12重叠。另一方面,奇数行(第i行)的各第1电极21和与其Y方向的正侧邻接的偶数行(第(i+1)行)的各第1电极21,相互靠近地配置,在两者的间隙中,不形成辅助布线27。就是说,在第2实施方式中,例示了在每行的单位元件P中形成一根辅助布线27的结构,但在本实施方式中,却是在每2行的单位元件P中形成一根辅助布线27。
综上所述,采用本实施方式后,和第2实施方式相比,能够将第1数据线部131和第2数据线部132导通的部位(接触孔Hb1、Hb2)的总数,大约削减一半。这样,就具有能够减少数据线13的断线(第1数据线部131和第2数据线部132的导通不良)的可能性的优点。另外,在不需要第2数据线部132的部位,能够扩大电源线15的第2部分152的线宽,所以和第2实施方式相比,能够降低电源线15的电阻。进而,因为和2行的选择线11及初始化线12重叠地增大宽度地形成辅助布线27,所以对辅助布线27尺寸上的精度要求,比第2实施方式低。这样,能够采用介有掩模的蒸镀等廉价的技术,很容易地形成辅助布线27。
<D:第4实施方式>
<D-1:发光装置的电气性的结构>
接着,讲述本发明的第4实施方式涉及的发光装置。图21是表示本实施方式中一个单位元件P的电气性的结构的电路图。如该图所示,在该单位元件P中,不形成以上各实施方式中的电容元件C1及初始化晶体管Tint(初始化线12),驱动晶体管Tdr的栅电极和数据线13的电气性的连接,被选择晶体管Ts1控制。另外,电容元件C2介于驱动晶体管Tdr的栅电极和源电极(电源线15)之间。
在这种结构中,选择晶体管Ts1变成导通状态后,与发光元件E指定的灰度对应的数据电位Vdata,就经过选择晶体管Ts1,由数据线13供给驱动晶体管Tdr的栅电极。这时,因为与数据电位Vdata对应的电荷,被电容元件C2蓄积,所以即使选择晶体管Ts1变成截止状态后,驱动晶体管Tdr的栅极电位Vg也能被数据电位Vdata维持。这样,在发光元件E中,能够持续性地供给与驱动晶体管Tdr的栅极电位Vg对应的电流(与数据电位Vdata对应的电流)。供给这种电流后,发光元件E就用与数据电位Vdata对应的亮度发光。
<D-2:单位元件P的结构>
接着,讲述本实施方式涉及的单位元件P的具体结构。图22是表示一个单位元件P的结构的俯视图,图23~图25是表示在形成单位元件P的各阶段中的基板10的面上的样子的俯视图。在图23~图25中,还利用双点划线一并表示出形成图22所示的第1电极21的区域A。
如图23所示,在基板10的面上,由半导体材料同层形成半导体层34和半导体层44。半导体层34,是构成驱动晶体管Tdr及电容元件C1的近似矩形的部分。从半导体层34处看,半导体层44在Y方向的正侧形成的区域向X方向延伸。
如图24所示,在覆盖半导体层34和半导体层44栅极绝缘层L0的面上,同层形成选择线11、第1数据线部131和中间导电体54。选择线11,从向X方向延伸的部分,向Y方向的负侧分岔,具有与半导体层42重叠的2个栅电极114。各栅电极114和半导体层44,隔着栅极绝缘层L0相对的部分,作为双栅极结构的选择晶体管Ts1发挥作用。第1数据线部131是构成图21的数据线13的部分,在各行的选择线11的间隙(从中间导电体54处看,是X方向的负侧的区域),向Y方向延伸。
中间导电体54,包含近似矩形的电极部F、连接部545(该连接部545从电极部F的左上部看,向Y方向的负侧延伸)、栅电极541(该栅电极541从该连接部545向X方向的正侧延伸,与半导电层34重叠)。电极部F和半导电层44,隔着栅极绝缘层L0相对的部分,作为电容元件C2发挥作用。另外,半导电层34中隔着栅极绝缘层L0与栅电极541相对的区域,是驱动晶体管Tdr的沟道区域34c。另外,半导电层34中隔着沟道区域34c,电极部F一侧的区域是源极区域34s,其相反侧的区域是漏极区域34d。
在覆盖以上的各要素的第1绝缘层L1的面上,如图25所示,同层形成第2数据线部132、连接部64、导通部74和电源线15。第2数据部132,是和第1数据部131一起构成数据线13的布线,通过接触孔Hc1做媒介,在与各行的第1数据线131导通的同时,还通过接触孔Hc2做媒介,与其Y方向的负侧中的邻接行的第1数据线131导通。另外,第2数据线132,通过贯通第1绝缘层L1和栅极绝缘层L0的接触孔Hc3做媒介,与半导电层44导通。
连接部64,是旨在将选择晶体管Ts1和电容元件C2电连接的部分。就是说,连接部64在通过贯通第1绝缘层L1的接触孔Hc4做媒介,与中间导电体54的电极部F导通的同时,还通过贯通第1绝缘层L1和栅极绝缘层L0的接触孔Hc5做媒介,与半导电层44导通。另外,导通部74,是将驱动晶体管Tdr和发光元件E电气性地连接的部分,通过沿着栅电极521在X方向上排列的多个接触孔Hc6做媒介,与半导电层34的漏极区域34d导通。
图26是表示图25的阶段中的4个单位元件P排列的样子的俯视图。如图25及图26所示,本实施方式的电源线15,在Y方向邻接的各第2数据线部132的间隙的区域,向X方向延伸。电源线15,通过贯通第1绝缘层L1和栅极绝缘层L0的多个接触孔Hc7做媒介,与半导电层34的源极区域34s导通。
图22的第1电极21,在覆盖以上要素的第2绝缘层L2的面上形成的同时,还通过接触孔Hc8做媒介,与导通部74导通。图27是表示图22的阶段中的4个单位元件P排列的样子的俯视图。如图22及图27所示,第1电极21与驱动晶体管Tdr、电容元件C1及数据线13重叠地形成。在该结构中,由于电源线15介于第1电极21和驱动晶体管Tdr及数据线13之间,所以和第1实施方式一样,能够抑制第1电极21和各要素的电容性的结合。另外,这样,由于第1电极21不与选择晶体管Ts1重叠,所以能够抑制第1电极21和选择晶体管Ts1的电容性的结合。接触孔Hc1、Hc8、Hc6,在X方向上直线状地排列;接触孔Hc2、Hc4,在X方向上直线状地排列。另外,构成选择晶体管Ts1的半导体层44,向X方向延伸。这样,能够使电源线15向X方向宽度增大地延伸。
另一方面,如图22及图27所示,辅助布线27在第2绝缘层L2的面上形成了隔壁25的表面的各第1电极21的间隙的区域形成,并且与选择晶体管Ts1及选择线11重叠地向X方向延伸。这样,因为隔壁25介于辅助布线27和选择晶体管Ts1之间,所以和第1实施方式一样,能够抑制辅助布线27和选择晶体管Ts1的电容性的结合。此外,第2电极22的样态和第1实施方式同样。
<E:第5实施方式>
接着,讲述本发明的第5实施方式。在本实施方式中,一个单位元件P的样态(布局)和与其X方向及Y方向邻接的各单位元件P的样态不同。各单位元件P的结构,和第4实施方式同样。所以,对于各单位元件P的具体结构,适当省略其说明。
图28是表示同层形成了第1数据线部131、选择线11和中间导电体54的阶段中的多个单位元件P遍及X方向及Y方向地排列的样子的俯视图。该图中第i行是奇数行,第(i-1)行及第(i+1)行是偶数行。
在图28的结构中,和第3实施方式一样,构成多个单位元件P的各要素的配置,在奇数行(第i行)和偶数行(第(i-1)行及第(i+1)行)中成为反转的结构。就是说,在属于奇数行(第i行)的单位元件P中,从驱动晶体管Tdr处看,选择晶体管Ts1和选择线11配置在Y方向的正侧。与此不同,在属于偶数行(第(i-1)行及第(i+1)行)的各单位元件P中,从驱动晶体管Tdr处看,选择晶体管Ts1和选择线11配置在Y方向的负侧。而且,第1数据线部131,遍及偶数行(第(i-1)行)的各单位元件P和位于其Y方向的正侧的奇数行(第i行)的各单位元件P地形成连续的形状。
进而,在本实施方式中,构成单位元件P的各要素的X方向中的配置,在第j列和在该X方向上邻接的第(j+1)列中,成为反转的布局。就是说,在属于第j列的个单位元件P中,从驱动晶体管Tdr及电容元件C2处看,第1数据线部131配置在X方向的正侧,而在属于第(j+1)列的各单位元件P中,从驱动晶体管Tdr及电容元件C2处看,第1数据线部131配置在X方向的负侧。这样,在第j列的第1数据线部131和第(j+1)列的第1数据线部131的间隙中,不存在驱动晶体管Tdr及电容元件C2。
接着,图29是表示在第1绝缘层L1的面上形成各要素(第2数据线部132和电源线15)的样子的俯视图。如该图所示,第2数据线部132和奇数行(第i行)的选择线11及与其Y方向的正侧的偶数行(第(i-1)行)的选择线11交叉。另一方面,在偶数行(第(i+1)行)和与其Y方向的正侧邻接的奇数行(第i行)的间隙中,却不存在第2数据线部132。
而且,本实施方式的电源线15,在包含和各单位元件P的电容元件C2重叠地向X方向延伸的部分的基础上,还包含将这些各部分相互连接的连接部153。连接部153,在偶数行(第(i+1)行)和与其Y方向的正侧邻接的奇数行(第i行)的间隙——第j列及第(j+1)列的各第1数据线部131重叠的区域(即不形成第2数据线部132的区域)形成。这样,采用本实施方式后,和第4实施方式相比,电源线15的面积扩大连接部153的量,所以能够降低电源线15的电阻,抑制各单位元件P中的电源电位Vdd的离差。
图30是表示在第2绝缘层L2的面上形成各要素(第1电极21及辅助布线27)的样子的俯视图。如该图所示,在隔壁25上形成的辅助布线27,在奇数行(第i行)的第1电极21和与其Y方向的正侧邻接的偶数行(第(i+1)行)的第1电极21的间隙,向X方向延伸,与属于这些各行的选择线11及选择晶体管Ts1重叠。另一方面,在偶数行(第(i-1)行)和与其Y方向的正侧邻接的奇数行(第i行)的间隙(即没有形成选择线11及选择晶体管Ts1的区域),却不形成辅助布线27。采用本实施方式,也能获得和第3实施方式同样的作用和效果。
<F:变形例>
可以在以上的实施方式中,添加各种变形。以下例示具体的变形的样态。此外,以下的各样态,可以适当组合。
<F-1:变形例1>
以上各实施方式中的单位元件P的电气性的结构,可以适当变更。以下例示应用本发明的单位元件P的具体的样态。
(1)如图31所示,可以采用晶体管(以下称作“发光控制晶体管”)介于驱动晶体管Tdr和发光元件E之间的结构。该发光控制晶体管Tcnt,是按照发光控制线14供给的发光控制信号Sc,控制驱动晶体管Tdr的漏电极和发光元件E的第1电极21的电连接的开关元件。发光控制晶体管Tcnt变成导通状态后,就形成电流由电源线15到发光元件E的路径,容许发光元件E发光;发光控制晶体管Tcnt变成截止状态后,就断开电流由电源线15到发光元件E的路径,禁止发光元件E发光。这样,采用该结构后,能够将发光元件E实际发光的期间,正确地规定为只在除了初始化期间及写入期间以外的驱动期间,使发光控制晶体管Tcnt作为导通状态,使发光元件E发光。此外,对于图21例示的结构的单位元件P,还可以追加发光控制晶体管Tcnt。
对以上结构中的发光控制晶体管Tcnt及发光控制线14,也可以采用和以上各实施方式例示的选择晶体管Ts1及选择线11(或初始化晶体管Tint及初始化线12)同样的样态。
(2)如图32所示,可以采用在图2例示的单位元件P中,在驱动晶体管Tdr的栅电极和源电极(电源线15)之间***电容元件C2的结构。采用该结构后,具有能够在驱动期间由电容元件C2保持写入期间设定的驱动晶体管Tdr的栅极电位Vg的优点。进而在充分确保驱动晶体管Tdr的栅电极的面积(沟道区域的面积)的结构中,能够利用该驱动晶体管Tdr的栅极电容,保持栅极电位Vg。这样,即使是象第1实施方式~第3实施方式那样,不配置电容元件C2的结构,也能在驱动期间保持栅极电位Vg。
综上所述,与驱动晶体管Tdr的栅电极连接的电容元件,既可以是利用电容耦合设定驱动晶体管Tdr的栅极电位Vg的电容元件C1,也可以是保持驱动晶体管Tdr的栅极电位Vg的电容元件C2。
<F-2:变形例2>
在以上各实施方式中,例示了用光反射性的材料形成第1电极21的结构。但是也可以采用利用和第1电极21不同的反射层,将从发光层23向基板10一侧射出的光反射到和基板10相反的一侧的结构。在该结构中,用光反射性的材料在第2绝缘层L1的面上,形成反射层,再覆盖该反射层地形成第1电极21。第1电极21由ITO及IZO等光透过性的导电性材料形成。另外,在以上各实施方式中,例示了用光透过性的材料形成第2电极22的结构。但是采用将由具有遮光性或光反射性的导电性材料非常薄地形成的电极作为第2电极22的结构,也能够使来自发光层23的光透过。
来自发光层23的光,透过基板10后射出的底部发射型的发光装置,也能够采用本发明。在该结构中,例如在用光反射性的导电性材料形成第2电极22的同时,还用光透过性的导电性材料形成第1电极21。而且,从发光层23向基板10一侧射出的光,和从发光层23向与基板10相反的一侧射出、由第2电极22的表面反射的光,透过第1电极21及基板10后射出。
<F-3:变形例3>
在以上各实施方式中,例示了遍及多个单位元件P连续地形成发光层23的结构。但是也可以采用使发光层23和各单位元件P分离的结构(例如发光层23只在隔壁25的开口部251的内侧形成的结构)。另外,隔壁25可以适当省略。
<F-4:变形例4>
在以上各实施方式中,例示了包含至少由有机EL材料构成的发光层23的发光元件E的情况。但是本发明本不局限于此。例如还可以采用包含至少由无机EL材料构成的发光元件及LED(Light Emitting Diode)元件各种发光元件。本发明中的发光元件,只要是供给电能(典型的例子是供给电流)后发光的元件就行,其具体的结构及材料是任意的。
<G:应用例>
下面,讲述利用本发明涉及的发光装置的电子机器的具体的形态。图33是表示将以上讲述的某个实施方式涉及的发光装置D作为显示装置采用的可移动型的个人用计算机的结构的立体图。个人用计算机2000,具备作为显示装置的发光装置D和本体部2010。在本体部2010中,设置着电源开关2001及键盘2002。该发光装置D由于在发光元件E中使用有机EL材料,所以能够显示可视角宽广、容易看见的画面。
图34是表示应用各实施方式涉及的发光装置D的手机的结构。手机3000,具备多个操作按钮3001、滚动按钮3002及作为显示装置的发光装置D。操作滚动按钮3002后,被发光装置D显示的画面就滚动。
图35是表示应用各实施方式涉及的发光装置D的携带式信息终端(PDA:Personal Digital Assistants)的结构。携带式信息终端4000,具备多个操作按钮4001、电源开关4002及作为显示装置的发光装置D。操作电源开关4002后,地址录及日程表等各种信息就被发光装置D显示。
此外,作为应用本发明涉及的发光装置D的电子机器,除了图33~图35表示的以外,还可以列举数码相机、电视机、录象机、导航装置、页式阅读机、电子笔记本、电子纸、台式电子计算机、文字处理机、工作台、可视电话、POS终端、打印机、扫描器、复印机、视频播放机、具有触摸屏的机器等。另外,本发明涉及的发光装置的用途,并不局限于图象显示。例如,在光写入型的打印机及电子复印机之类的图象形成装置中,可以使用按照应该在专用纸等记录材料上形成的图象,将感光体曝光的写入头。作为这种写入头,也能够利用本发明的发光装置。
Claims (5)
1.一种发光装置,其特征在于,具备:
与选择信号对应地成为导通状态或截止状态的选择晶体管,
与所述选择晶体管重叠,且形成开口部的绝缘层;
第1电极与覆盖所述绝缘层的第2电极,至少在所述开口部的内侧隔着发光层相对的发光元件;
通过成为导通状态的所述选择晶体管,按照由数据线供给的数据信号,控制供给所述发光元件的电流量的驱动晶体管;以及
用电阻率比所述第2电极低的材料在所述绝缘层的面上形成,与所述第2电极导通的辅助布线,
所述选择晶体管,与所述辅助布线重叠。
2.一种发光装置,其特征在于,具备:
初始化晶体管,该初始化晶体管与初始化信号对应地成为导通状态或截止状态,
绝缘层,该绝缘层与所述初始化晶体管重叠,且形成开口部;
发光元件,该发光元件中第1电极与覆盖所述绝缘层的第2电极,至少在所述开口部的内侧隔着发光层相对;
驱动晶体管,该驱动晶体管用于控制供给所述发光元件的电流量,并且通过成为导通状态的所述初始化晶体管,该驱动晶体管的栅电极与漏极电性连接;以及
辅助布线,该辅助布线用电阻率比所述第2电极低的材料在所述绝缘层的面上形成,与所述第2电极导通,
所述初始化晶体管,与所述辅助布线重叠。
3.如权利要求2所述的发光装置,其特征在于:具备被供给规定的电位的馈电线,
所述驱动晶体管,控制由所述馈电线供给所述发光元件的电流量;
所述馈电线,包含与所述数据线的第2数据线部同层形成,且位于所述第1数据线部中所述第1单位元件与所述第3单位元件的间隙的部分。
4.如权利要求2所述的发光装置,其特征在于:具备用电阻率比所述第2电极低的材料形成,且与所述第2电极导通的辅助布线;
所述辅助布线,与所述第1单位元件的所述控制晶体管及所述控制线和所述第2单位元件的所述控制晶体管及所述控制线重叠地形成,且不在所述第1单位元件与所述第3单位元件的间隙形成。
5.一种电子机器,其特征在于:具备权利要求1~4任一项所述的发光装置。
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