JP2009133912A - 表示装置とその製造方法および製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】従来の1画素を複数の領域に分け、それぞれに有機EL素子127_kを設ける。有機EL素子127_kに対してオン/オフ制御可能なテストトランジスタ128_kを介在させて駆動トランジスタ121のソースと接続する。滅点検出時は、テストトランジスタ128_kを全てオフの状態から、順次オンし、滅点の有無と箇所を特定する。滅点素子に対しての駆動電流Idsの電流路となるアノード側の配線に、レーザ光などのエネルギービームを照射することにより、その配線を溶断して、正常な画素回路Pから電気的に分離することで滅点をリペアする。他の正常素子で表示すれば、見かけ上、点欠陥として見えないという効果を享受でき、1画素が完全に滅点化することを防ぐことができるので、製造歩留まりを向上できる。
【選択図】図10
Description
図1および図1Aは、本発明に係る表示装置の一実施形態であるアクティブマトリクス型表示装置の構成の概略を示すブロック図である。本実施形態では、たとえば画素の表示素子(電気光学素子、発光素子)として有機EL素子を、能動素子としてポリシリコン薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)をそれぞれ用い、薄膜トランジスタを形成した半導体基板上に有機EL素子を形成してなるアクティブマトリクス型有機ELディスプレイ(以下「有機EL表示装置」と称する)に適用した場合を例に採って説明する。
図2は、図1に示した有機EL表示装置1を構成する本実施形態の画素回路Pに対する第1比較例を示す図である。なお、表示パネル部100の基板101上において画素回路Pの周辺部に設けられた垂直駆動部103と水平駆動部106も合わせて示している。
図2に示すように、第1比較例の画素回路Pは、基本的にpチャネル型の薄膜電界効果トランジスタ(TFT)でドライブトランジスタが構成されている点に特徴を有する。また、ドライブトランジスタの他に走査用に2つのトランジスタを使用した3Tr駆動の構成を採っている。
次に、本実施形態の画素回路Pの特徴を説明する上での比較例として、図3に示す第2比較例の画素回路Pについて説明する。画素アレイ部102に第2比較例の画素回路Pを備える有機EL表示装置1を第2比較例の有機EL表示装置1と称する。
一般的に、図4に示すように、駆動トランジスタ121はドレイン・ソース間電圧に関わらず駆動電流Idsが一定となる飽和領域で駆動される。よって、飽和領域で動作するトランジスタのドレイン端−ソース間に流れる電流をIds、移動度をμ、チャネル幅(ゲート幅)をW、チャネル長(ゲート長)をL、ゲート容量(単位面積当たりのゲート酸化膜容量)をCox、トランジスタの閾値電圧をVthとすると、駆動トランジスタ121は下記の式(1)に示した値を持つ定電流源となっている。なお、“^”はべき乗を示す。式(1)から明らかなように、飽和領域ではトランジスタのドレイン電流Idsはゲート・ソース間電圧Vgsによって制御され定電流源として動作する。
また、第1および第2比較例では、駆動トランジスタ121の特性については特に問題視していなかったが、画素ごとに駆動トランジスタ121の特性が異なると、その影響が駆動トランジスタ121に流れる駆動電流Idsに影響を及ぼす。一例としては、式(1)から分かるように、移動度μや閾値電圧Vthが画素によってばらついた場合や経時的に変化した場合、ゲート・ソース間電圧Vgsが同じであっても、駆動トランジスタ121に流れる駆動電流Idsにばらつきや経時変化が生じ、有機EL素子127の発光輝度も画素ごとに変化してしまうことになる。
これに対して、閾値補正機能および移動度補正機能を実現する駆動タイミング(詳細は後述する)とすることで、それらの変動の影響を抑制でき、画面輝度の均一性(ユニフォーミティ)を確保できる。
図3に示す第2比較例の画素回路Pにおける有機EL素子127の経時劣化による駆動電流変動を防ぐ回路(ブートストラップ回路)を搭載し、また駆動トランジスタ121の特性変動(閾値電圧ばらつきや移動度ばらつき)による駆動電流変動を防ぐ駆動方式を採用したのが本実施形態の画素回路Pにてベースとする図5に示す第3比較例の画素回路Pである。第3比較例の画素回路Pを画素アレイ部102に備える有機EL表示装置1を第3比較例の有機EL表示装置1と称する。
図6は、図5に示した第3比較例の画素回路Pに関する第3比較例(実質的に本実施形態と同様)の駆動タイミングの基本例を説明するタイミングチャートである。図6B〜図6Lは、図6に示したタイミングチャートの各期間における等価回路と動作状態を説明する図である。図7は、閾値補正動作時における駆動トランジスタ121のソース電位Vsの変化を示す図である。図7Aは、移動度補正動作時における駆動トランジスタ121のソース電位Vsの変化を示す図である。
図8および図8Aは、画素アレイ部102の画素回路Pにおける点欠陥を説明する図である。図8は、滅点発生時の有機EL素子127の等価回路を説明する図である。図8Aは、半導体基板上における有機EL素子127の配置関係を説明する図である。詳しくは、図8Aは、一般的な有機EL表示装置における1画素分の平面図である。
図9および図9Aは、本実施形態の滅点素子対策の第1実施形態を説明する図である。図9は、滅点素子対策機能を備えた第1実施形態の画素回路Pを示す図(図9(1))および滅点素子の有無およびその場所を特定する滅点検査工程を説明する図(図9(2))である。図9Aは、滅点素子対策の第1実施形態において、半導体基板上における有機EL素子127の配置関係を説明する1画素分の平面図である。
図9Bは、第1実施形態の画素回路Pにおいて、滅点素子の有無およびその場所を特定し、滅点素子を正常な画素回路Pから電気的に分離する手法、すなわち有機EL表示装置1の製造方法、特に滅点検査工程および滅点分離工程(リペア工程)を説明する図である。
図10は、本実施形態の滅点素子対策の第2実施形態を説明する図であり、滅点素子対策機能を備えた第2実施形態の画素回路Pを示す図である。
図10Aは、第2実施形態の画素回路Pにおいて、滅点素子の有無およびその場所を特定する滅点検査工程を説明する図である。
図11および図11Aは、本実施形態の滅点素子対策の第3実施形態を説明する図である。図11は、滅点素子対策機能を備えた第3実施形態の画素回路Pを示す図である。図11Aは、滅点素子対策の第3実施形態において、半導体基板上における有機EL素子127の配置関係を説明する1画素分の平面図である。
図11Bは、第3実施形態の画素回路Pにおいて、滅点素子の有無およびその場所を特定する滅点検査工程、および特定した滅点素子を正常な画素回路Pから電気的に分離する滅点分離工程(リペア工程)を説明する図である。
図12は、本実施形態の滅点素子対策の第4実施形態を説明する図であり、滅点素子対策機能を備えた第4実施形態の画素回路Pを示す図である。
図12Aは、第4実施形態の画素回路Pにおいて、滅点素子の有無およびその場所を特定する滅点検査工程を説明する図である。
駆動タイミングの側面では、電源供給線105DSL の電位が第2電位Vssから第1電位Vccに遷移するタイミングを映像信号Vsig の非有効期間であるオフセット電位Vofs の期間としつつ、様々な変形が可能である。
画素回路の側面では、駆動電流を一定に維持する駆動信号一定化回路の一例であるブートストラップ回路や閾値&移動度補正回路の構成例として、駆動トランジスタ121としてnチャネル型を用いた2TR構成としつつ駆動タイミングを工夫する例を示したが、これは有機EL素子127を駆動するための駆動信号を一定に維持する駆動信号一定化回路および駆動タイミングの一例に過ぎず、有機EL素子127の経時劣化やnチャネル型の駆動トランジスタ121の特性変動(たとえば閾値電圧や移動度などのばらつきや変動)による駆動電流Idsに与える影響を防ぐための駆動信号一定化回路としては、その他の様々な回路を適用することができる。
Claims (13)
- 駆動電流を生成する駆動トランジスタ、映像信号の信号振幅に応じた情報を保持する保持容量、前記駆動トランジスタの出力端側に接続された電気光学素子、および前記保持容量に前記信号振幅に応じた情報を書き込むサンプリングトランジスタを具備し、前記保持容量に保持された情報に基づく駆動電流を前記駆動トランジスタで生成して前記電気光学素子に流すことで当該電気光学素子が発光する画素回路が行列状に配置されている画素アレイ部を備え、
前記画素回路は、1画素が複数の画素に分割され、分割された分割画素ごとに前記電気光学素子を有し、かつ、電気光学素子が発光しない滅点であるか否かを特定するためのオン/オフ動作が可能なテストトランジスタが、前記駆動トランジスタと各電気光学素子との間に、滅点の前記電気光学素子を特定し得るように設けられており、
前記テストトランジスタの数は、前記分割された分割画素の数よりも少ない
ことを特徴とする表示装置。 - それぞれ1つの前記保持容量と前記駆動トランジスタが、前記分割画素の各電気光学素子に対して共通に使用されるように構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記テストトランジスタは、前記駆動トランジスタと前記分割画素の前記電気光学素子の間に、独立に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記テストトランジスタは、前記保持容量と前記駆動トランジスタの出力端側の接続点の配線上に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記テストトランジスタをオン/オフ制御するためのテストパルスを生成する滅点検査走査部をさらに備えている
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 外部の滅点検査装置から供給される前記テストトランジスタをオン/オフ制御するためのテストパルスのインタフェースである端子部をさらに備えている
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記駆動電流を一定に維持する駆動信号一定化回路をさらに備えている
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記駆動信号一定化回路は、基準電位と信号電位で切り替わる映像信号をサンプリングトランジスタに供給するとともに、駆動電流を前記電気光学素子に流すために使用される第1電位に対応する電圧が前記駆動トランジスタの電源供給端に供給されかつ映像信号における基準電位が前記サンプリングトランジスタに供給されている時間帯で前記サンプリングトランジスタを導通させることで前記駆動トランジスタの閾値電圧に対応する電圧を前記保持容量に保持させる閾値補正機能を実現するように構成されたものである
ことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。 - 前記駆動信号一定化回路は、前記駆動トランジスタの閾値電圧に対応する電圧を前記保持容量に保持させる閾値補正機能と、閾値補正動作の後に、前記サンプリングトランジスタを導通させることで前記保持容量に信号振幅に応じた情報を書き込む際、前記駆動トランジスタの移動度に対する補正分を前記保持容量に書き込まれる信号に加える移動度補正機能とを実現するように構成されたものである
ことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。 - 前記駆動信号一定化回路は、前記保持容量が前記駆動トランジスタの制御入力端と出力端側の間に接続されることでブートストラップ機能を実現するように構成されたものである
ことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。 - 駆動電流を生成する駆動トランジスタ、映像信号の信号振幅に応じた情報を保持する保持容量、前記駆動トランジスタの出力端側に接続された電気光学素子、および前記保持容量に前記信号振幅に応じた情報を書き込むサンプリングトランジスタを具備し、前記保持容量に保持された情報に基づく駆動電流を前記駆動トランジスタで生成して前記電気光学素子に流すことで当該電気光学素子が発光する画素回路が行列状に配置されている画素アレイ部を備え、前記画素回路は、1画素を複数の画素に分割し、分割した分割画素ごとに前記電気光学素子を有し、かつ、電気光学素子が発光しない滅点であるか否かを特定するためのテストトランジスタが、前記駆動トランジスタと各電気光学素子との間に滅点の前記電気光学素子を特定し得るオン/オフ動作が可能なように設けられている表示装置を製造する方法であって、
前記テストトランジスタを選択的にオンさせることで、前記分割画素の前記電気光学素子が、発光しない滅点であるか否かを判定する滅点検査工程と、
前記滅点検査工程にて滅点であると判定された電気光学素子を、正常に発光する電気光学素子から電気的に分離する滅点分離工程と
を備えることを特徴とする表示装置の製造方法。 - 駆動電流を生成する駆動トランジスタ、映像信号の信号振幅に応じた情報を保持する保持容量、前記駆動トランジスタの出力端側に接続された電気光学素子、および前記保持容量に前記信号振幅に応じた情報を書き込むサンプリングトランジスタを具備し、前記保持容量に保持された情報に基づく駆動電流を前記駆動トランジスタで生成して前記電気光学素子に流すことで当該電気光学素子が発光する画素回路が行列状に配置されている画素アレイ部を備え、前記画素回路は、1画素を複数の画素に分割し、分割した分割画素ごとに前記電気光学素子を有し、かつ、電気光学素子が発光しない滅点であるか否かを特定するためのテストトランジスタが、前記駆動トランジスタと各電気光学素子との間に滅点の前記電気光学素子を特定し得るオン/オフ動作が可能なように設けられている表示装置を製造する装置であって、
前記分割画素の前記電気光学素子の内、前記滅点であると判定された前記電気光学素子を、正常に発光する前記電気光学素子から電気的に分離する滅点分離装置
を備えることを特徴とする表示装置の製造装置。 - 前記分割画素の前記電気光学素子が、発光しない滅点であるか否かを判定するためのテストパルスを前記テストトランジスタに供給する滅点検査走査部
をさらに備えることを特徴とする請求項12に記載の表示装置の製造装置。
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