JP4963155B2

JP4963155B2 - アクティブマトリクス型表示装置

Info

Publication number: JP4963155B2
Application number: JP2004168023A
Authority: JP
Inventors: 好文棚田
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2004-06-07
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2024-06-07
Also published as: JP2005025176A

Description

本発明は、アクティブマトリクス型の表示装置に関し、特に発光素子を備えたアクティブマトリクス型の表示装置の配線構造に関する。

近年、テレビ市場への参入を目的として、大型のエレクトロルミネッセンス（以後、ＥＬと略記）表示装置の開発が進んでいる。

ここで、表示装置の大型化に伴い配線長が増大すると、電圧降下が生じるという問題がある。電圧降下は、発光素子に電流を供給するための機能を有する電流供給線において特に問題である。

これは、電圧降下が生じると、ＥＬ素子に掛かる電圧が場所ごとに変わるため、表示ムラを引き起こしてしまうことがあるためである。

そして、例えば特許文献１では、帰還増幅器を設けて電源供給線に電位を供給することによって電位補償を行い、表示ムラを軽減する表示装置について開示されている。

特開２００２−０３２０３７号公報

本発明では、配線にかかる電流負荷を分散し、電圧降下に起因した表示ムラを抑制した表示装置を提供することを課題とする。

本発明の表示装置は、アクティブマトリクス型の表示装置であり、第１の電流入力端子と、第２の電流入力端子と、互いに平行に延びた複数の電流供給線を有している。各々の前記電流供給線は、一列に並んだ複数の駆動用トランジスタと接続している。各々の前記電流供給線の一端は、前記電流供給線と交わるように延びた第１の配線を介して前記第１の電流入力端子と接続しており、もう一端は前記電流供給線と交わるように延びた第２の配線を介して前記第２の電流入力端子と接続している。従って、各々の前記電流供給線には、前記第１の電流入力端子および前記第２の電流入力端子との両方から電流が供給される。なお、第１の電流入力端子と、第２の電流入力端子とは独立して設けられている。

ここで、電流供給線とは、特に発光型の表示装置において、発光素子に電流を供給するためのトランジスタ（駆動用トランジスタ）に接続した配線である。当該駆動用トランジスタの入切りによって電流供給線から発光素子への電流の入力、非入力を制御している。

なお、前記第１の配線には、前記第１の電流入力端子が複数個設けられていてもよい。同様に、前記第２の配線に、前記第２の電流入力端子が複数個設けられていてもよい。

上記構成の表示装置とすることにより、前記第１の電流入力端子へ直接接続する配線と前記第１の配線とのノード、および前記第２の電流入力端子へ直接接続する配線と前記第２の配線とのノードにおいて、電流負荷を分散させることができ、前記電流供給線において生じる電圧降下を抑制することができる。

本発明の表示装置は、アクティブマトリクス型の表示装置であり、互いに平行に延びた複数の電流供給線と、前記電流供給線と交わるように延びた複数の配線とを有している。前記電流供給線と前記配線の交差部において、前記電流供給線と前記配線とは電気的に接続している。なお、前記電流供給線と前記配線とは、絶縁膜を挟んで異なる層で設けられている。また前記絶縁膜に設けられた接続部により前記電気的な接続を保っている。

上記構成の表示装置とすることにより、各々の発光素子へ供給される電流が流れる経路を複数設けることができ、電流負荷が分散する。従って、電流供給線における電圧降下を抑制することができる。

なお、発光色の異なる発光素子を複数有する表示装置の場合は、同一の発光色を呈する発光素子に電流を供給する電流供給線ごとに、上記構成をとればよい。

以上のようにして、電圧降下を抑制することにより、電圧降下に起因した表示ムラを抑制した表示装置を得ることができる。

本発明により、表示装置に設けられた各画素に電気信号を伝達するための配線における電流負荷を分散させ、局部的に大きな電圧降下が生ずることを抑制できる。さらに、電圧降下により生じる表示ムラを抑制することができる。

（実施の形態１）
本発明の一態様について図１（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。

図１（Ａ）は、本発明を適用しているアクティブマトリクス型の表示装置に設けられている複数の配線のうち、電流供給線ついて、引き回されている様子を模式的に表した図である。

基板７０の画素部７１には、図１（Ｂ）で示されるように、スイッチング用トランジスタ８２と駆動用トランジスタ８３と、発光素子８４とを有する複数の画素が設けられている。また、８１はソース線、７６は電流供給線である。なお、本実施の形態では、発光素子８４はそれぞれ同色の発光をするものである。

基板７０に設けられた複数の電流供給線７６ａ〜７６ｉは、一方向に並び、互いに平行に延びている。また、電流供給線７６（７６ａ〜７６ｉ）は、電流供給線７６とほぼ直行するように延びた配線８５と接続し、配線８５の端部側に設けられたノード７７又は７９を介して、第１の電流入力端子７２又は７４に接続している。なお、第１の電流入力端子７２、７４はそれぞれ独立して設けられている。

さらに、電流供給線７６（７６ａ〜７６ｉ）のうち、配線８５と接続している側と反対側の端部は、電流供給線７６とほぼ直行するように延びた配線８６と接続し、配線８６の端部側に設けられたノード７８又は８０を介して、第２の電流入力端子７３又は７５に接続している。なお、第２の電流入力端子７３、７５はそれぞれ独立して設けられている。

上記構成において、電流供給線７６（７６ａ〜７６ｉ）には、独立して設けられた第１の電流入力端子７２、７４および第２の電流入力端子７３、７５からそれぞれ電気信号が伝達される。

以上のように、ひとつの電流供給線に、それぞれ独立して設けられた第１及び第２の電流入力端子から電流を入力することにより、ノード７７およびノード７９にかかる電流負荷を、ノード７８およびノード８０にも分散させ、局部的に大きな電圧降下が生ずることを抑制することができる。

本実施の形態では、単色発光の表示装置について示しているが、例えばＲＧＢの三色の発光をする表示装置に対して適用しても構わない。その場合、各色ごとに、本実施の形態に示したような構成をとればよい。また、発光素子を駆動するための画素部の回路構成についても、特に限定されない。

（実施の形態２）
本発明の一態様について図２，３を用いて説明する。

図２は、本発明を適用しているアクティブマトリクス型の表示装置に設けられている複数の配線のうち、電流供給線ついて、引き回されている様子を模式的に表した図である。また図３は、図２に示した表示装置の画素部の回路構成について表した図である。

図２において、基板１０上には画素部１１が設けられており、画素部１１には、電流供給線１２ａ〜１２ｉが列方向に並んでいる。そして、列方向に並んだ電流供給線１２ａ〜１２ｉと交わるように配線１３ａ〜１３ｆが並び、電流供給線１２ａ〜１２ｉとの交点において、配線１３ａ〜１３ｆと電流供給線１２ａ〜１２ｉとは接続している。また電流供給線１２ａ〜１２ｉは、電流入力端子１４に接続している。

図３において、表示装置の画素部１１には、縦方向に、複数の電流供給線９０ａ〜９０ｉ、横方向に複数の配線９１ａ〜９１ｃが並んで設けられている。縦方向に隣接している二本の電流供給線と、横方向に隣接している二本の配線とに囲まれた領域は、一画素に相当する。

また、一画素９２には、スイッチング用トランジスタと駆動用トランジスタと、発光素子とが設けられている。また、各々の画素に設けられた駆動用トランジスタには電流供給線９０ａ〜９０ｉがそれぞれ接続している。なお、本実施の形態において、発光素子は全て同色の発光をするものとする。

さらに、電流供給線９０ａ〜９０ｉとほぼ直交するように設けられた配線９１ａ〜９１ｃによって、電流供給線は、電流供給線９０ａと９０ｂ、電流供給線９０ｂと９０ｃのように、隣接する電流供給線ごとに互いに電気的に接続されている。

このように、電流供給線が、一画素ごとに縦方向にも横方向にも電気的に接続していることにより、電流の流れる経路を多くして電流負荷を分散させ、局部的に大きな電圧降下が生ずることを抑制できる。

また、本実施の形態に示した回路構成は、実施の形態１に示した構成と組み合わせて用いることができ、これらを組み合わせることにより、電流負荷を一層抑制することができる。

本発明を適用した表示装置について、図４〜７を用いて説明する。なお、本実施例で説明する表示装置は、実施の形態１および実施の形態２で示した構成のいずれをも含んだものである。なお、図７は、本実施例の表示装置における画素部の回路構成について示した図である。

図４は、本発明を適用した表示装置の画素部の一部分について表した上面図であり、図５は図４のうちＡ−Ａ’における断面構造、図６は図４のうちＢ−Ｂ’における断面構造について表した図である。

本実施例に示す表示装置には、赤色、緑色、青色のそれぞれを発光する発光素子を備えたものを一単位とした複数の画素が設けられている。また各画素には、発光素子ごとに当該発光素子を駆動するための駆動用トランジスタ２２と、スイッチング用トランジスタ２０と、消去用トランジスタ２１、電流供給線２８、ソース線２５ａ、２６ｂ、第１の走査線（消去線）２３、第２の走査線（ゲート線）２４が設けられている。また、表示装置内で、それぞれの画素は、マトリクス上に配列されている。

ここで、発光素子の電極３０，６１（６１ａ、６１ｂ）は，赤色発光する発光素子の電極であり、発光素子の電極３１，６２（６２ａ、６２ｂ）は緑色発光をする発光素子の電極であり，発光素子の電極３２，６３（６３ａ、６３ｂ）は青色発光をするための発光素子の電極である。また、発光素子の電極６９は、発光層６６，６７、６８を挟むように発光素子の電極６１、６２、６３に対向して設けられている。

また、赤色発光する発光素子には、駆動用トランジスタ２２ｂを介して電流供給線２８が接続し、緑色発光する発光素子には、駆動用トランジスタ２２ｃを介して電流供給線２９が接続し、青色発光する発光素子には、駆動用トランジスタ２２ａ、２２ｄを介して電流供給線６０ａ、６０ｂが接続し、電流供給線２８，２９、６０ａ、６０ｂはそれぞれ平行に延びている。また、電流供給線６０ａと６０ｂとはそれぞれ異なる画素に含まれており、また第３の配線５７（５７ａ、５７ｂ）により電気的に接続する。なお、電流供給線６０ａ、６０ｂと、第３の配線５７とは第１の層間絶縁膜５８，５９を挟んで異なる層に設けられており、第１の層間絶縁膜５８，５９に設けられた接続部により電気的に接続している。

電流供給線２８は、第１の配線５５（５５ａ、５５ｂ）によって、当該電流供給線２８を含む画素と横方向に隣接する画素に含まれ、駆動用トランジスタを介して赤色発光する発光素子に接続する電流供給線と電気的に接続する。同様に電流供給線２９は、第２の配線５６（５６ａ、５６ｂ）によって、当該電流供給線２９を含む画素と横方向に隣接する画素に含まれ、駆動用トランジスタを介して緑色発光する発光素子に接続する電流供給線と電気的に接続する。

なお、５０は基板、５２は半導体層、２５ａ、２５ｂ、２６、２７はソース線、２３は第１の走査線、２４は第２の走査線、５３はゲート絶縁膜、６４、６５は隔壁層を表す。

なお、図７において、１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃ、１０３ａ〜１０３ｃは、それぞれ電流供給線である。１１０ａ〜１１０ｃ、１１１ａ〜１１１ｃ、１１２ａ〜１１２ｃはそれぞれ配線である。１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｃ、１０３ａ〜１０３ｃと１１０ａ〜１１０ｃ、１１１ａ〜１１１ｃ、１１２ａ〜１１２ｃとは交差し、１０１ａ〜１０１ｃと１１０ａ〜１１０ｃは電気的に接続している。また、１０２ａ〜１０２ｃと１１１ａ〜１１１ｃは電気的に接続している。また、１０３ａ〜１０３ｃと１１２ａ〜１１２ｃは電気的に接続している。１２０ａ〜１２０ｃは赤色発光する発光素子が並んだ領域であり、１２１ａ〜１２１ｃは緑色発光する発光素子が並んだ領域であり、１２２ａ〜１２２ｃは青色発光する発光素子が並んだ領域である。

以上のように、本発明を適用した表示装置では、同色の発光をする発光素子に（駆動用トランジスタを介して）接続する電流供給線は、それぞれ縦方向および横方向のいずれの方向にも電気的に接続している。

従って、電流入力端子から送られた電流の流れる経路が多く、電流負荷を分散させることができ、局部的に大きな電圧降下が生ずることを抑制できる。

本発明を適用した表示装置について図８および図９を用いて説明する。
図８に示すように、アクティブマトリクス型表示装置は外部回路３００４及びパネル３０１０を有する。外部回路３００４はＡ／Ｄ変換部３００１、電源部３００２及び信号生成部３００３を有する。Ａ／Ｄ変換部３００１はアナログ信号で入力された映像データ信号をデジタル信号に変換し、信号線駆動回路３００６へ供給する。電源部３００２はバッテリーやコンセントより供給された電源から、それぞれ所望の電圧値の電源を生成し、信号線駆動回路３００６、走査線駆動回路３００７、発光素子３０１１、信号生成部３００３等に供給する。信号生成部３００３には、電源、映像信号及び同期信号等が入力され、各種信号の変換を行う他、信号線駆動回路３００６及び走査線駆動回路３００７を駆動するためのクロック信号等を生成する。

外部回路３００４からの信号及び電源はＦＰＣを通し、パネル３０１０内のＦＰＣ接続部３００５から内部回路等に入力される。

また、パネル３０１０はガラス基板３００８上に、ＦＰＣ接続部３００５、内部回路が配置され、また、発光素子３０１１を有する。内部回路は信号線駆動回路３００６、走査線駆動回路３００７及び画素部３００９を有する。図８には例として実施形態１に記載の画素を採用しているが、前記画素部３００９に本発明の実施形態に挙げたいずれかの画素構成を採用することができる。

基板中央には画素部３００９が配置され、その周辺には、信号線駆動回路３００６及び走査線駆動回路３００７が配置されている。発光素子３０１１及び、前記発光素子の対向電極は画素部３００９全体面に形成されている。

また図９は、図８に示した表示装置を搭載した電子機器の一例である。

図９（Ａ）は表示装置であり、筐体５５０１、支持台５５０２、表示部５５０３を含む。本発明の表示装置は表示部５５０３として適用することができる。

図９（Ｂ）はビデオカメラであり、本体５５１１、表示部５５１２、音声入力５５１３、操作スイッチ５５１４、バッテリー５５１５、受像部５５１６などによって構成されている。

図９（Ｃ）は、本発明を適用して作製したノート型のパーソナルコンピュータであり、本体５５２１、筐体５５２２、表示部５５２３、キーボード５５２４などによって構成されている。

図９（Ｄ）は、本発明を適用して作製した携帯情報端末（ＰＤＡ）であり、本体５５３１には表示部５５３３と、外部インターフェイス５５３５と、操作スイッチ５５３４等が設けられている。また操作用の付属品としてスタイラス５５３２がある。

図９（Ｅ）はデジタルカメラであり、本体５５５１、表示部（Ａ）５５５２、接眼部５５５３、操作スイッチ５５５４、表示部（Ｂ）５５５５、バッテリー５５５６などによって構成されている。

図９（Ｆ）は、本発明を適用して作製した携帯電話である。本体５５６１には表示部５５６４と、音声出力部５５６２操作スイッチ５５６５、アンテナ５５６６等が設けられている。

以上に示した表示装置では、電圧降下による表示ムラが抑制され良好な表示画像が得られる。また、そのような表示装置を搭載した電子機器においても、良好な表示画像を鑑賞することができる。

本発明について説明する図。本発明について説明する図。本発明について説明する図。本発明を適用した表示装置の画素部における上面図。本発明を適用した表示装置の画素部における断面図。本発明を適用した表示装置の画素部における断面図。本発明について説明する図。本発明を適用した表示装置について説明する図。本発明を適用した電子機器。

Claims

赤色、緑色及び青色の発光部を有するアクティブマトリクス型表示装置であって、
前記赤色の発光部、前記緑色の発光部及び前記青色の発光部は並列に設けられ、
前記赤色の発光部、前記緑色の発光部及び前記青色の発光部のそれぞれにおいて、
第１の電流入力端子を有し、
前記第１の電流入力端子と独立して設けられた第２の電流入力端子を有し、
複数の発光素子を有し、当該複数の発光素子のそれぞれはマトリクスの縦方向に並んで設けられ、
互いに平行に延び、前記複数の発光素子のそれぞれに電流を供給する複数の電流供給線を有し、
前記第１の電流入力端子に接続され、前記電流供給線と交わるように延びた第１の配線を有し、
前記第２の電流入力端子に接続され、前記電流供給線と交わるように延びた第２の配線を有し、
前記複数の発光素子に電流を供給する複数の駆動用トランジスタを有し、当該複数の駆動用トランジスタのそれぞれは前記電流供給線に接続され、
前記電流供給線と交わるように延びた複数の第３の配線を有し、
前記電流供給線の一端は前記第１の配線に接続し、
前記電流供給線の他端は前記第２の配線に接続し、
前記複数の第３の配線は、前記電流供給線と絶縁膜を挟んで異なる層に設けられ、前記絶縁膜に設けられた接続部を介して前記電流供給線と電気的に接続し、
前記複数の第３の配線のそれぞれは互いに平行に延び、かつ前記マトリクスの横方向に延び、
前記縦方向に並んだ複数の発光素子において、１つの発光素子と、当該１つの発光素子に隣接する発光素子の間には、前記赤色の発光部に設けられた発光素子に電気的に接続された前記第３の配線、前記緑色の発光部に設けられた発光素子に電気的に接続された前記第３の配線、及び前記青色の発光部に設けられた発光素子に電気的に接続された前記第３の配線が設けられている、
ことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置が表示部に設けられていることを特徴とする電子機器。