JP2012212077A - 表示装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機EL表示装置1Aは、駆動側基板10上に、有機EL素子10Aと、トランジスタ10Bと、映像信号に対応する電荷を保持する保持容量素子10Cとを備えたものである。保持容量素子10Cは、駆動側基板10の側から順に、導電膜27A、酸化物半導体よりなる半導体層11、絶縁膜12Bおよび導電膜13Bを積層してなる。保持容量素子10Cでは、導電膜27A,13B間において容量形成がなされ、印加電圧に依存する容量変動が抑制される。
【選択図】図1
Description
1.第1の実施の形態(一対の導電膜間に酸化物半導体とゲート絶縁膜とが挟持されてなる(酸化物半導体層よりも下層に導電膜を有する)保持容量素子を備えた有機EL表示装置の例)
2.第2の実施の形態(一対の導電膜間にゲート絶縁膜が挟持されてなる(酸化物半導体層よりも上層に導電膜を有する)保持容量素子を備えた有機EL表示装置の例)
3.変形例(液晶表示装置の例)
4.適用例(モジュール,電子機器の例)
[構成]
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る表示装置(有機EL表示装置1A)の断面構造を表すものである。有機EL表示装置1Aは、例えばアクティブマトリクス駆動方式によって駆動される複数の画素(有機EL素子10A)を有している。但し、図1には、1画素(サブピクセル)に対応する領域のみを示している。この有機EL表示装置1Aでは、駆動側基板10上に、例えばトランジスタ10Bおよび保持容量素子10Cが配設されており、これらの上層に有機EL素子10Aが形成されている。有機EL素子10Aは、例えば保護層22によって封止されており、この保護層22上に図示しない接着層を介して封止用基板23が貼り合わせられている。この有機EL表示装置1Aの発光方式は、いわゆるトップエミッション方式(上面発光方式)であってもよいし、ボトムエミッション方式(下面発光方式)であってもよい。以下、有機EL素子10A,トランジスタ10Bおよび保持容量素子10Cの具体的な構成について説明する。
有機EL素子10Aでは、第1電極18上に、画素毎に開口を有する画素分離膜19が設けられており、この画素分離膜19の開口部分に、有機層20が形成されている。この有機層20上に、第2電極21が設けられている。
トランジスタ10Bは、例えば後述の画素駆動回路50aにおけるサンプリング用トランジスタTr1または駆動トランジスタ5Bに相当するものであり、スタガ構造を有する(いわゆるトップゲート型の)薄膜トランジスタである。このトランジスタ10Bでは、駆動側基板10上に、半導体層11が設けられ、この半導体層11上の選択的な領域にゲート絶縁膜12Aを介してゲート電極13Aが配設されている。これらの半導体層11、ゲート絶縁膜12Aおよびゲート電極13Aを覆って層間絶縁膜15が設けられている。層間絶縁膜15には、半導体層11に対向してコンタクトホールH1が設けられており、この層間絶縁膜15上に、ソース・ドレイン電極層16がそのコンタクトホールH1を埋め込むように配設されている。これにより、ソース・ドレイン電極層16が、半導体層11の所定の領域(後述のソース・ドレイン領域11SD)に、電気的に接続されている。
保持容量素子10Cは、例えば後述の画素駆動回路50aにおいて、映像信号に対応する電荷を保持する容量素子である。図2に、保持容量素子10Cの断面構造を拡大したものを示す。保持容量素子10Cは、トランジスタ10Bの半導体層11の一部を利用した積層構造により容量形成がなされるものである。具体的には、保持容量素子10Cは、駆動側基板10側から順に、導電膜27A、半導体層11、絶縁膜12Bおよび導電膜13Bを積層した構造を有している。本実施の形態では、半導体層11よりも下層(駆動側基板10の側)に、導電膜27Aが設けられている。この保持容量素子10Cでは、半導体層11が、トランジスタ10Bから延在して(一体的に)設けられており、導電膜27A、絶縁膜12Bおよび導電膜13Bについては、トランジスタ10Bから分離された選択的な領域に設けられている。
上記のような保持容量素子10Cと、トランジスタ10Bのゲート絶縁膜12Aおよびゲート電極13Aと、半導体層11上のゲート電極13Aおよび保持容量素子10Cにそれぞれ非対向な領域(低抵抗領域)を覆って、高抵抗膜14が形成されている。但し、高抵抗膜14のうち、ソース・ドレイン電極層16に対向する部分は選択的に除去されている。
次に、上記のような有機EL表示装置1Aの周辺回路および画素回路の構成について説明する。図3は、有機EL表示装置1Aの周辺回路を含む全体構成を表すものである。このように、例えば駆動側基板10上には、有機EL素子10Aを含む複数の画素PXLCがマトリクス状に配置されてなる表示領域50が形成され、この表示領域50の周辺に、信号線駆動回路としての水平セレクタ(HSEL)51と、走査線駆動回路としてのライトスキャナ(WSCN)52と、電源線駆動回路としての電源スキャナ(DSCN)53とが設けられている。
上記のような有機EL表示装置1Aは、例えば次のようにして製造することができる。まず、駆動側基板10上に、トランジスタ10Bおよび保持容量素子10Cを形成する。
本実施の形態の有機EL表示装置1Aでは、例えばR,G,Bのいずれかに対応する各画素に、各色の映像信号に応じた駆動電流が印加されると、第1電極18および第2電極21を通じて、有機層20に電子および正孔が注入される。これらの電子および正孔は、有機層20に含まれる有機EL層においてそれぞれ再結合され、発光を生じる。このようにして、有機EL表示装置1Aでは、例えばR,G,Bのフルカラーの映像表示がなされる。
図12は、本開示の第2の実施の形態に係る表示装置(有機EL表示装置1B)の断面構造を表すものである。有機EL表示装置1Bは、上記第1の実施の形態の有機EL表示装置1Aと同様、例えばアクティブマトリクス駆動方式によって駆動される複数の画素(有機EL素子10A)と、これを表示駆動するためのトランジスタ10Bおよび保持容量素子20Cとを有している。また、有機EL素子10Aは、保護層22および封止用基板23により封止されており、トランジスタ10Bは、酸化物半導体よりなる半導体層11を備えたトップゲート型の薄膜トランジスタである。尚、上記第1の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し適宜その説明を省略する。
保持容量素子20Cは、上記第1の実施の形態の保持容量素子10Cと同様、前述の画素駆動回路50aにおいて、映像信号に対応する電荷を保持する容量素子である。図13に、保持容量素子20Cの断面構造を拡大したものを示す。このように、保持容量素子20Cは、トランジスタ10Bにおける積層構造の一部を利用して設けられるものであるが、上記第1の実施の形態の保持容量素子10Cとは、その積層構造が異なっている。具体的には、保持容量素子20Cでは、駆動側基板10の側から順に、半導体層11、導電膜27B、絶縁膜12Bおよび導電膜13Bが積層されており、半導体層11よりも上層(絶縁膜12Bの側)に、導電膜27Bが設けられている。即ち、保持容量素子20Cでは、半導体層11上の選択的な領域に、導電膜27B、絶縁膜12Bおよび導電膜13Bがこの順に形成されており、導電膜27B,13B間に絶縁膜12Bが挟み込まれた積層構造によって、容量形成がなされるようになっている。
本実施の形態の有機EL表示装置1Bにおいても、上記第1の実施の形態の有機EL表示装置1Aと同様、各色の映像信号に応じた駆動電流が、第1電極18および第2電極21を通じて印加されると、有機層20において発光を生じる。これにより、例えばR,G,Bのフルカラーの映像表示がなされる。また、この際、保持容量素子20Cの一端には、映像信号に対応する電位が印加され、電荷が蓄積される。この際、保持容量素子20Cが、導電膜27Bおよび導電膜13B間に、比較的厚みの小さな絶縁膜12Bを挟み込んだ積層構造を有することにより、比較的大きな容量を確保することができ、寄生容量の影響を軽減することができる。また、導電膜27Bと、ゲート電極13Aを利用して設けられた導電膜13Bとの間に、ゲート絶縁膜12Aを利用して設けられた絶縁膜12Bを挟み込んだ構造となっている。保持容量素子20Cへ供給される電圧は、半導体層11ではなく、導電膜27B,13B間において保持されることから、印加電圧による容量変動が緩和される。
次に、本開示の変形例に係る表示装置(液晶表示装置2)について説明する。図16は、液晶表示装置2の断面構造を表すものである。液晶表示装置2は、上記第1の実施の形態の有機EL表示装置1Aと同様、駆動側基板10上に、表示素子と、トランジスタ10Bと、保持容量素子10Cとを有するものであるが、表示素子として、有機EL素子ではなく液晶表示素子20Aを含んでいる。即ち、液晶表示装置2では、駆動側基板10上に、トランジスタ10Bおよび保持容量素子10Cが配設されており、これらの上層に液晶表示素子20Aを有している。また、駆動側基板10の下方には、バックライト30が備えられており、駆動側基板10のバックライト30側および封止用基板23上には、偏光板28a,28bが貼り合わせられている。尚、上記実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。また、ここでは、上記第1の実施の形態で説明した保持容量素子10Cを例に挙げて説明するが、上記第2の実施の形態で説明した保持容量素子20Cを用いることも可能である。
以下、上記のような表示装置(有機EL表示装置1A,1B,液晶表示装置2)の電子機器への適用例について説明する。電子機器としては、例えばテレビジョン装置,デジタルカメラ,ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラ等が挙げられる。言い換えると、上記表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
上記表示装置は、例えば図17に示したようなモジュールとして、後述の適用例1〜5などの種々の電子機器に組み込まれる。このモジュールは、例えば、駆動側基板10の一辺に、封止用基板23から露出した領域210を設け、この露出した領域210に、水平セレクタ51、ライトスキャナ52および電源スキャナ53の配線を延長して外部接続端子(図示せず)を形成したものである。この外部接続端子には、信号の入出力のためのフレキシブルプリント配線基板(FPC;Flexible Printed Circuit)220が設けられていてもよい。
図18は、テレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル310およびフィルターガラス320を含む映像表示画面部300を有しており、この映像表示画面部300が上記表示装置に相当する。
図19は、デジタルカメラの外観を表したものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部410、表示部420、メニュースイッチ430およびシャッターボタン440を有しており、この表示部420が上記表示装置に相当する。
図20は、ノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体510,文字等の入力操作のためのキーボード520および画像を表示する表示部530を有しており、この表示部530が上記表示装置に相当する。
図21は、ビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部610,この本体部610の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ620,撮影時のスタート/ストップスイッチ630および表示部640を有している。この表示部640が上記表示装置に相当する。
図22は、携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば上側筐体710と下側筐体720とを連結部(ヒンジ部)730で連結したものであり、ディスプレイ740,サブディスプレイ750,ピクチャーライト760およびカメラ770を有している。そして、これらのうちのディスプレイ740またはサブディスプレイ750が、上記表示装置に相当する。
(1)基板上に、表示素子と、前記表示素子の駆動素子としてのトランジスタと、映像信号に対応した電荷を保持する保持容量素子とを備え、前記保持容量素子は、前記基板側から順に、第1導電膜と、酸化物半導体よりなる第1半導体層と、絶縁膜と、第2導電膜とを有する表示装置。
(2)前記トランジスタは、前記基板側から順に、酸化物半導体よりなる第2半導体層と、前記第2半導体層上の選択的な領域に設けられたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に配設されたゲート電極と、前記第2半導体層に電気的に接続されて設けられたソース・ドレイン電極層とを有する上記(1)に記載の表示装置。
(3)前記第1導電膜は、前記基板上の選択的な領域に配設され、前記第1半導体層および前記第2半導体層は、同一材料により前記基板上に一体的に設けられ、前記絶縁膜は、前記ゲート絶縁膜と同一材料により構成され、かつ前記第2導電膜は、前記ゲート電極と同一材料により構成されている上記(2)に記載の表示装置。
(4)前記第1半導体層および前記第2半導体層は、前記保持容量素子および前記ゲート電極のそれぞれに非対向な領域に、他の領域よりも電気抵抗が低い低抵抗領域を有し、前記ソース・ドレイン電極層は、前記低抵抗領域に電気的に接続されている上記(2)または(3)に記載の表示装置。
(5)前記保持容量素子と、前記ゲート電極と、前記第1半導体層および前記第2半導体層の前記低抵抗領域とを覆って高抵抗膜が設けられている上記(2)〜(4)のいずれかに記載の表示装置。
(6)前記表示素子として有機電界発光素子を有する上記(1)〜(5)のいずれかに記載の表示装置。
(7)前記表示素子として液晶表示素子を有する上記(1)〜(5)のいずれかに記載の表示装置。
(8)基板上に、表示素子と、前記表示素子の駆動素子としてのトランジスタと、映像信号に対応した電荷を保持する保持容量素子とを備え、前記保持容量素子は、前記基板側から順に、酸化物半導体よりなる第1半導体層と、第1導電膜と、絶縁膜と、第2導電膜とを有する表示装置。
(9)前記トランジスタは、前記基板側から順に、酸化物半導体よりなる第2半導体層と、前記第2半導体層上の選択的な領域に設けられたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に配設されたゲート電極と、前記第2半導体層に電気的に接続されて設けられたソース・ドレイン電極層とを有する上記(8)に記載の表示装置。
(10)前記第1半導体層および前記第2半導体層は、同一材料により前記基板上に一体的に設けられ、前記絶縁膜と前記ゲート絶縁膜とが同一材料により構成され、かつ前記第2導電膜と前記ゲート電極とが同一材料により構成されている上記(9)に記載の表示装置。
(11)前記第1導電膜は、前記酸化物半導体層上の選択的な領域に設けられると共に、アルミニウム(Al),モリブデン(Mo),チタン(Ti)のうちの1種よりなる単層膜または2種以上を積層した積層膜よりなり、前記第1半導体層および前記第2半導体層は、酸化インジウムスズ亜鉛(ITZO),酸化インジウム亜鉛(IZO),酸化インジウムガリウム(IGO),酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)のうちのいずれかよりなる上記(9)または(10)に記載の表示装置。
(12)前記第1半導体層および前記第2半導体層は、前記保持容量素子および前記ゲート電極のそれぞれに非対向な領域に、他の領域よりも電気抵抗が低い低抵抗領域を有し、前記ソース・ドレイン電極層は、前記低抵抗領域に電気的に接続されている上記(9)〜(11)のいずれかに記載の表示装置。
(13)前記保持容量素子と、前記ゲート電極と、前記第1半導体層および前記第2半導体層の前記低抵抗領域とを覆って高抵抗膜が設けられている上記(9)〜(12)のいずれかに記載の表示装置。
(14)前記表示素子として有機電界発光素子を有する上記(8)〜(13)のいずれかに記載の表示装置。
(15)前記表示素子として液晶表示素子を有する上記(8)〜(13)のいずれかに記載の表示装置。
Claims (17)
- 基板上に、
表示素子と、
前記表示素子の駆動素子としてのトランジスタと、
映像信号に対応した電荷を保持する保持容量素子とを備え、
前記保持容量素子は、前記基板側から順に、第1導電膜と、酸化物半導体よりなる第1半導体層と、絶縁膜と、第2導電膜とを有する
表示装置。 - 前記トランジスタは、前記基板側から順に、
酸化物半導体よりなる第2半導体層と、
前記第2半導体層上の選択的な領域に設けられたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に配設されたゲート電極と、
前記第2半導体層に電気的に接続されて設けられたソース・ドレイン電極層とを有する
請求項1に記載の表示装置。 - 前記第1導電膜は、前記基板上の選択的な領域に配設され、
前記第1半導体層および前記第2半導体層は、同一材料により前記基板上に一体的に設けられ、
前記絶縁膜は、前記ゲート絶縁膜と同一材料により構成され、かつ
前記第2導電膜は、前記ゲート電極と同一材料により構成されている
請求項2に記載の表示装置。 - 前記第1半導体層および前記第2半導体層は、前記保持容量素子および前記ゲート電極のそれぞれに非対向な領域に、他の領域よりも電気抵抗が低い低抵抗領域を有し、
前記ソース・ドレイン電極層は、前記低抵抗領域に電気的に接続されている
請求項2に記載の表示装置。 - 前記保持容量素子と、前記ゲート電極と、前記第1半導体層および前記第2半導体層の前記低抵抗領域とを覆って高抵抗膜が設けられている
請求項2に記載の表示装置。 - 前記表示素子として有機電界発光素子を有する
請求項1に記載の表示装置。 - 前記表示素子として液晶表示素子を有する
請求項1に記載の表示装置。 - 基板上に、
表示素子と、
前記表示素子の駆動素子としてのトランジスタと、
映像信号に対応した電荷を保持する保持容量素子とを備え、
前記保持容量素子は、前記基板側から順に、酸化物半導体よりなる第1半導体層と、第1導電膜と、絶縁膜と、第2導電膜とを有する
表示装置。 - 前記トランジスタは、前記基板側から順に、
酸化物半導体よりなる第2半導体層と、
前記第2半導体層上の選択的な領域に設けられたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に配設されたゲート電極と、
前記第2半導体層に電気的に接続されて設けられたソース・ドレイン電極層とを有する
請求項8に記載の表示装置。 - 前記第1半導体層および前記第2半導体層は、同一材料により前記基板上に一体的に設けられ、
前記絶縁膜と前記ゲート絶縁膜とが同一材料により構成され、かつ
前記第2導電膜と前記ゲート電極とが同一材料により構成されている
請求項9に記載の表示装置。 - 前記第1導電膜は、前記酸化物半導体層上の選択的な領域に設けられると共に、アルミニウム(Al),モリブデン(Mo),チタン(Ti)のうちの1種よりなる単層膜または2種以上を積層した積層膜よりなり、
前記第1半導体層および前記第2半導体層は、酸化インジウムスズ亜鉛(ITZO),酸化インジウム亜鉛(IZO),酸化インジウムガリウム(IGO),酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)のうちのいずれかよりなる
請求項9に記載の表示装置。 - 前記第1半導体層および前記第2半導体層は、前記保持容量素子および前記ゲート電極のそれぞれに非対向な領域に、他の領域よりも電気抵抗が低い低抵抗領域を有し、
前記ソース・ドレイン電極層は、前記低抵抗領域に電気的に接続されている
請求項9に記載の表示装置。 - 前記保持容量素子と、前記ゲート電極と、前記第1半導体層および前記第2半導体層の前記低抵抗領域とを覆って高抵抗膜が設けられている
請求項9に記載の表示装置。 - 前記表示素子として有機電界発光素子を有する
請求項8に記載の表示装置。 - 前記表示素子として液晶表示素子を有する
請求項8に記載の表示装置。 - 基板上に、
表示素子と、
前記表示素子の駆動素子としてのトランジスタと、
映像信号に対応した電荷を保持する保持容量素子とを備え、
前記保持容量素子は、前記基板側から順に、第1導電膜と、酸化物半導体よりなる第1半導体層と、絶縁膜と、第2導電膜とを有する
表示装置を備えた電子機器。 - 基板上に、
表示素子と、
前記表示素子の駆動素子としてのトランジスタと、
映像信号に対応した電荷を保持する保持容量素子とを備え、
前記保持容量素子は、前記基板側から順に、酸化物半導体よりなる第1半導体層と、第1導電膜と、絶縁膜と、第2導電膜とを有する
表示装置を備えた電子機器。
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