TWI457899B - 顯示裝置 - Google Patents

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Description

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本發明係關於構成具備由有機EL(電致發光，ElectroLuminescent，以下簡稱EL)材料所構成的發光元件等各種光電元件的光電裝置的要素之配置(layout)以及電子機器。
此種光電元件藉由電流的供給而改變色階(典型為改變亮度)。從前即已提案利用電晶體(以下稱為「驅動電晶體」)來控制此電流(以下稱為「驅動電流」)之構成。然而，於此構成，由於驅動電晶體的特性(特別是閾值電壓)的個體差異使得會產生各光電元件的色階會有參差不齊的問題。為了抑制此色階的差異，例如於專利文獻1至2揭示了補償驅動電晶體的閾值電壓的差異之構成。
圖17係顯示揭示於專利文獻1的畫素電路P0的構成之電路圖。如該圖所示，驅動電晶體Tdr的閘極與汲極之間中介插有電晶體Tr1。此外，於驅動電晶體Tdr之閘極被接續電容元件C1之一方之電極L2。保持電容C2，係被中介插於驅動電晶體Tdr的閘極與源極之間的電容。另一方面，電晶體Tr2，被中介插於因應於對有機發光二極體元件(以下稱為「OLED元件」)110被指定的亮度之電位(以下稱為「資料電位」)VD 被供給之資料線103與電容元件C1之另一方的電極L1之間以切換兩者的導通以及非導通之開關元件。
於以上之構成，首先，藉由訊號S2使電晶體Tr1遷移至打開(ON)狀態。如此當驅動電晶體Tdr被二極體接續時，驅動電晶體Tdr的閘極電位收斂於「VEL－Vth」(Vth為驅動電晶體Tdr的閾值電壓)。第2、使電晶體Tr1為關閉狀態，而且藉由訊號S1使電晶體Tr2為打開狀態而使電容元件C1之電極L1與資料線103導通。藉此動作，驅動電晶體Tdr的閘極的電位，使電極L1之電位的改變量僅僅改變因應於電容元件C1與保持電容C2之電容比而分割的位準(亦即因應於資料電位VD 之位準)。第3、使電晶體Tr2為關閉狀態，而且藉由訊號3使電晶體Te1為打開狀態。結果，不依存於閾值電壓Vth的驅動電流Ie1經過驅動電晶體Tdr以及電晶體Te1而被供給至OLED元件110。於專利文獻2所揭示的構成，其供補償驅動電晶體Tdr的閾值電壓Vth之用的基本原理也是相同的。
〔專利文獻1〕日本專利特開2003－332072號公報(圖1)〔專利文獻2〕日本專利特開2006－30635號公報(圖1至圖3)
在這樣的畫素電路，例如圖18所示，在資料線與電源線之間被配置第1電容C1。因此，在構成電容C1的導體配線與構成資料線的導體配線之間產生寄生電容。特別是，中介著此寄生電容在電容C1與資料線103之間產生串訊，如果電容元件C1的電壓改變的話，驅動電晶體Tdr之閘極電位或因應於此電位之驅動電流Ie1會改變，所以會發生OLED元件110的亮度的變動。
在專利文獻2所記載的畫素電路，在電容C1、C2的周圍設有金屬遮蔽，雖然減少資料線的電場的影響，但在這樣的構成，為了確保設置金屬遮蔽的區域，有元件的高集積化變得困難的問題。本發明有鑑於此種情形，目的在於解決抑制驅動電晶體的閘極電位的變動，貢獻於顯示品質的提升之課題。
本發明，能夠以下列型態或適用例的方式實現。
[適用例1]光電裝置，含有：包含第1掃描線之複數掃描線、包含第1資料線之複數資料線，因應於前述複數掃描線及前述複數資料線之交叉部而設的，包含第1單位電路之複數單位電路，及供給電源電壓之電源線。此處，前述第1單位電路，具備：因應於閘極的電壓而設定驅動電流的驅動電晶體，及藉由前述驅動電流驅動的光電元件，及具備第1電極與第2電極的第1電容元件，及根據透過前述第1掃描線供給的控制訊號控制前述第1資料線與前述第2電極之間的電氣接續之第1開關元件，及具備第3電極與第4電極之第2電容元件。進而，前述驅動電晶體具有第1端子與第2端子。接著，前述第1端子被接續於前述電源線。此外，前述第1電極被接續於前述閘極，前述第3電極被接續於前述閘極或前述第2電極。接著，於前述第1單位電路，前述第2電容元件之至少一部份，被配置於前述第1資料線與前述第1電容元件之間。又，例如在稍後說明的圖4或圖6的場合，平面俯視的場合，第2電容元件之至少一部份，被配置於第1資料線與第1電容元件之間。
根據前述適用例，在資料線與前述第1電容元件之間被配置第2電容元件，所以可削減資料線與第1電容元件之間的寄生電容。
[適用例2]前述光電裝置，亦可進而具備供給特定的電位之電位線。此處，前述複數資料線，包含第2資料線，前述電位線，設於前述第1資料線及前述第2資料線延伸的方向，於前述第1資料線與前述第2資料線之間，前述第1電容元件，被配置於前述第2電容元件與前述電位線之間。
又，如在稍後說明的圖4及圖6的場合，平面俯視的場合，於第1資料線與第2資料線之間，第1電容元件，被配置於第2電容元件與電位線之間。
[適用例3]前述複數資料線，亦可包含第2資料線。接著在此場合，於前述第1資料線與前述第2資料線之間，前述第1電容元件，亦可被配置於前述光電元件被配置的區域與前述第2電容元件之間。
根據前述適用例，於第1資料線或者第2資料線與第1電容元件之間，被配置著光電元件被配置的區域或者第2電容元件。亦即，可以防止第1及第2資料線的電位變動對第1電容元件造成影響。
[適用例4]於被配置前述光電元件的區域的下方，亦可被配置前述第1電容元件或前述第2電容元件之至少一部份。
[適用例5]前述第3電極，亦可被接續於前述第2電極在此場合，前述第1單位電路，亦可具備：包含前述驅動電晶體之第1半導體膜、前述第1電極及前述第4電極之半導體圖案層，覆蓋前述半導體圖案層之絕緣層，包含設於前述絕緣層上的前述第2電極及前述第3電極之配線圖案層。接著在此場合，前述第2電極與前述第3電極，係以共通設置的膜所構成，在前述第1資料線與前述第1電極之間，設有前述第4電極，前述第4電極被導電接續於前述電源線。
根據前述適用例，第1資料線與第1電極之間中介著第4電極，第4電極被連接於電源線，所以可減低第1資料線與第1電極之間的結合電容。
[適用例6]前述第3電極，亦可被接續於前述閘極。在此場合，前述第1單位電路，亦可具備：包含前述驅動電晶體之第1半導體膜、前述第1電極及前述第3電極之半導體圖案層，覆蓋前述半導體圖案層之絕緣層，包含設於前述絕緣層上的前述第2電極及前述第4電極之配線圖案層。接著在此場合，前述第1電極與前述第3電極，係以共通設置的第2半導體膜所構成。
於前述適用例，進而使複數之資料線，被形成於較前述半導體圖案層或者前述配線圖案層更為上層的話，複數之資料線與第1電極係由不同之層所形成，可以使複數資料線與第1電極在立體上隔離配置，可減低在此間之結合電容。
[適用例7]前述第3電極，亦可被接續於前述閘極。在此場合，前述第1單位電路，亦可具備：包含前述驅動電晶體之第1半導體膜、前述第2電極及前述第4電極之半導體圖案層，覆蓋前述半導體圖案層之絕緣層，包含設於前述絕緣層上的前述第1電極及前述第3電極之配線圖案層。接著在此場合，前述第1電極與前述第3電極，係以共通設置的膜所構成。
[適用例8]前述第3電極，亦可被接續於前述第2電極在此場合，前述第1單位電路，亦可具備：包含前述驅動電晶體之第1半導體膜、前述第2電極及前述第3電極之半導體圖案層，覆蓋前述半導體圖案層之絕緣層，包含設於前述絕緣層上的前述第1電極及前述第4電極之配線圖案層。接著在此場合，前述第2電極與前述第3電極，係以共通設置的膜所構成。
此處，一般而言，配線圖案比半導體圖案還厚。然而，藉由如適用例7那樣以共通設置第1電極與第3電極之膜構成，或者如適用例8那樣以共通設置第2電極與第3電極之膜構成，不必要圖案化這些電極，不會形成配線圖案導致的凹凸。亦即，藉由這樣的構成，可以在這些電極的上方將光電元件配置於凹凸很少的面。
[適用例9]光電裝置，含有：包含第1掃描線之複數掃描線、包含第1資料線之複數資料線，因應於前述複數掃描線及前述複數資料線之交叉部而設的，包含第1單位電路之複數單位電路，及供給電源電壓之電源線，及供給特定電位的電位線。此處，前述第1單位電路，具備：因應於閘極的電壓而設定驅動電流的驅動電晶體，藉由前述驅動電流驅動的光電元件，具備第1電極與第2電極的第1電容元件，具備第3電極與第4電極之第2電容元件，根據透過前述第1掃描線供給的控制訊號控制前述第1資料線與前述第2電極之間的電氣接續之第1開關元件，第2開關元件，及控制前述第2電極與前述電位線之導電接續之第3開關元件。接著，前述驅動電晶體具有第1端子與第2端子。前述第1端子被接續於前述電源線，前述第1電極被接續於前述閘極。進而，前述第3電極，被接續於前述閘極或前述第2電極，前述第2儲關元件，控制前述第2端子與前述閘極之間的導電接續。而且，於前述第1單位電路，前述第2電容元件之至少一部份，被配置於前述第1資料線與前述第1電容元件之間。
前述適用例之構成的場合，使第3電晶體為打開狀態而將初期化電位(前述特定電位)供給至第1電容元件之第2電極，於資料訊號之寫入期間使第1開關元件為打開狀態而將資料訊號寫入第1電容元件之第2電極，於發光期間使第1開關元件及第3開關元件為關閉狀態的話，於發光期間第1電容元件之第2電極成為浮動(floating)狀態。因此，假使資料線與第2電極之間存在著大的寄生電容的話，伴隨著資料線的電壓變洞，第1電容元件之電壓也會變動，而改變驅動電流的大小。然而，根據適用例9之構成，在資料線與前述第1電容元件之間被配置第2電容元件，所以可削減資料線與第1電容元件之間的寄生電容。
[適用例10]電子機器亦可具備前述光電裝置。
[適用例11]光電裝置，亦可含有：複數掃描線、複數資料線，對應於前述複數掃描線及前述複數資料線之交叉部而排列之複數單位電路(例如，圖1之400)，及供給電源電壓之複數電源線(例如圖1之31)。在此場合，前述複數單位電位之各個，具備：具有與前述電源線接續之第1端子、第2端子以及閘極端子，前述第1端子與前述第2端子之間流動的驅動電流的電流水平因應於前述閘極端子的電壓而改變的驅動電晶體，藉由前述驅動電流而驅動之光電元件，及第1電極(例如圖2所示之L1a)與第2電極(例如圖2所示之L1b)，前述第1電極被連接於前述閘極端子的第1電容元件，與根據介由前述掃描線而被供給的控制訊號被控制前述資料線與前述第2電極之電氣接續，於打開狀態的場合，使被供給至前述資料線的資料訊號介由前述第1電容元件供給至前述閘極端子之第1開關元件(例如圖2之Tr1)，與具備第3電極及第4電極，在從前述驅動電晶體對前述光電元件供給前述驅動電流時，保持前述閘極端子或前述第2電極的電位之用的第2電容元件。進而，前述第1電容元件與前述第2電容元件係鄰接配置，於前述資料線與前述第1電容元件之間被配置前述第2電容元件之一部份或全部。
根據前述適用例，在資料線與前述第1電容元件之間被配置第2電容元件，所以可削減資料線與第1電容元件之間的寄生電容。藉此，可以抑制資料線之電壓變動使驅動電晶體之閘極電壓改變之串訊，可以大幅提高顯示品質。又，沒有必要於資料線與第1電容元件之間配置第2電容元件之全部亦可只配置其一部份。例如，將第1電容元件與驅動電晶體之接續配線配置於較第2電容元件更靠近資料線側亦可。即使在此場合，也因為第1電容元件隔著第2電容元件之一部份而對向，所以可削減寄生電容。
[適用例12]前述光電裝置，亦可包含供給初期化電位之複數電位線。在此場合，前述電位線與前述資料線平行配置，最好是以某單位電路之資料線、前述第2電容元件、前述第1電容元件、前述電位線、以及鄰接於該單位電路的單位電路之資料線的順序來配置。
根據前述適用例，第1電容元件與鄰接的單位電路之資料線之間被配置電位線。於此電位線被供給固定之初期化電位所以可以大幅削減第1電容元件與鄰接的單位電路之資料線間的寄生電容。結果，抑制來自該單位電路及鄰接的單位電路之資料線之串訊，可以使顯示品質更進一步提升。又，於適用例12，電位線與資料線平行配置，是指電位線與資料線以不交叉的方式配置。亦即，也包含雖然意圖使電位線與資料線不交叉，而因為製造上的理由無法成為嚴密平行的情形。
[適用例13]前述第1電容元件之前述第2電極、前述第2電容元件之前述第4電極、前述複數資料線、以及前述複數之電位線以同一配線層形成，前述光電元件以位於前述配線層的上方之層來形成亦可。
根據前述適用例，因為第2電極、第4電極、資料線以及電位線係以前述配線層形成，所以減少形成光電元件之層的下底的凹凸，可在約略平坦的下底之上形成光電元件。此結果，可以均勻化光電元件之特性。
[適用例14]前述驅動電晶體，具備半導體層、及被形成於前述半導體層上之絕緣層，前述配線層，被形成於前述絕緣層之上，前述第1電容元件之前述第1電極與前述第2電容元件之前述第3電極，亦可以前述半導體層來形成。
根據前述適用例，藉由設於半導體層之第1電極、設於配線層之第2電極、及設於其間的絕緣膜構成第1電容元件，藉由設於半導體層之第3電極、設於配線層之第4電極、及設於其間的絕緣膜構成第2電容元件，所以可使單位面積之電容值增大。結果，可以削減第1電容元件及第2電容元件之佔有面積。
[適用例15]前述複數單位電路之各個，亦可進而具備控制前述第2端子與前述閘極之電氣接續的第2開關元件，及控制前述第1電極與前述電位線之電氣接續的第3開關元件。在此場合，於前述光電元件被配置之區域的下方，最好不配置前述第1電容元件、前述第2電容元件、前述驅動電晶體及前述第1開關元件。此外，藉由在前述半導體層或前述配線層被設置之側取出光線之底發射型構成前述光電元件的場合，前述單位電路之各個，亦可具備控制前述驅動電晶體之前述第2端子與前述閘極之電氣接續的第2開關元件，及控制前述第1電容元件之前述第2電極與前述電位線之電氣接續的第3開關元件。在此場合，於前述光電元件被配置之區域的下方，最好不配置前述第1電容元件、前述第2電容元件、前述驅動電晶體、前述第1開關元件。此外，於前述光電元件被配置之區域的下方，最好不配置前述第2開關元件、及前述第3開關元件。
根據前述適用例，於光電元件的下方，不形成配線或電容元件、電晶體或開關元件，所以光不會被這些構造物所遮蔽。
[適用例16]於被配置前述光電元件的區域的下方，最好被配置前述第1電容元件或前述第2電容元件之至少一部份。此外，藉由在前述半導體層或前述配線層被設置之側的相反側取出發光之光線之頂發射型構成前述光電元件的場合，在前述光電元件被配置的區域的下方，最好被配置前述第1電容元件之一部份或全部，以及前述第2電容元件之一部份或全部。
根據前述適用例，因為可以使形成光電元件的區域，與形成第1電容元件及第2電容元件的區域在上下方向立體重疊，所以可以提高開口率，顯示更高精細度之畫像。
[適用例17]光電裝置，亦可含有：複數掃描線、複數資料線，對應於前述複數掃描線及前述複數資料線之交叉部而排列之複數單位電路(例如，圖1之400)，及供給電源電壓之複數電位線，及供給電源電壓之複數電源線(例如圖1之33)。在此場合，前述複數單位電位之各個，具備：具有與前述電源線接續之第1端子、第2端子以及閘極端子，前述第1端子與前述第2端子之間流動的驅動電流的電流水平因應於前述閘極端子的電壓而改變的驅動電晶體，藉由前述驅動電流而驅動之光電元件，及第1電極(例如圖2所示之L1a)與第2電極(例如圖2所示之L1b)，具備前述第1電極被連接於前述閘極端子的第1電容元件，與第3電極(例如圖2所示之L2a)及第4電極(例如圖2所示之L2b)，具備：前述第3電極被連接於前述閘極端子，前述第4電極被連接於前述電源線之第2電容元件，及根據介由前述掃描線供給的控制訊號，控制前述資料線與前述第1電容之前述第2電極的電氣接續之第1開關元件(例如圖2之Tr1)，控制前述驅動電晶體之第2端子與前述閘極端子的電氣接續之第2開關元件(例如圖2之Tr2)，控制前述第電容元件之前述第2電極與前述電位線的電氣接續之第3開關元件(例如圖2之Tr3)。接著，前述第1電容元件與前述第2電容元件係鄰接配置，於前述資料線與前述第1電容元件之間被配置前述第2電容元件之一部份或全部。
根據前述適用例，使第3電晶體為打開狀態而將初期化電位供給至第1電容元件之第2電極，在資料訊號的寫入使第1開關元件為打開狀態而將資料訊號寫入第1電容元件的第2電極。接著，在發光期間使第1開關元件及第3開關元件為關閉狀態。亦即，在發光期間第電容元件之第2電極成為浮動狀態。因此，資料線與第2電極之間存在著大的寄生電容的話，伴隨著資料線的電壓變洞，第1電容元件之電壓也會變動，而改變驅動電流的大小。根據此光電裝置，在資料線與前述第1電容元件之間被配置第2電容元件，所以可削減資料線與第1電容元件之間的寄生電容。藉此，可以抑制資料線之電壓變動使驅動電晶體之閘極電壓改變之串訊，可以大幅提高顯示品質。又，沒有必要於資料線與第1電容元件之間配置第2電容元件之全部亦可只配置其一部份。例如，將第1電容元件與驅動電晶體之接續配線配置於較第2電容元件更靠近資料線側亦可。即使在此場合，也因為第1電容元件隔著第2電容元件之一部份而對向，所以可削減寄生電容。
此外，在其他型態，電子機器亦可具備前述之光電裝置。電子機器，例如相當於行動電話機、個人電腦、或者數位相機。原本，前述光電裝置的用途就不限於畫像的顯示。例如，在作為供藉由光線的照射而在感光鼓等畫像擔持體上形成潛像之構成的畫像形成裝置(印刷裝置)，可以採用前述光電裝置作為曝光畫像擔持體之手段(所謂曝光頭)。
〔供實施發明之最佳型態〕
<A：光電裝置之構成>參照圖1及圖2，同時說明本實施型態之光電裝置。圖1係顯示相關於本實施型態之光電裝置的構成之方塊圖。如該圖所示，光電裝置1，具備畫素區域A、掃描線驅動電路100、資料線驅動電路200、控制電路300以及電源電路500。其中於畫素區域A，被形成延伸於X方向的m條掃描線10，及與各掃描線10成對而延伸於X方向之m條電源線31、及延伸在直交於X方向的Y方向的n條資料線103。在對應於掃描線10與資料線103的各交差之位置被配置畫素電路400。亦即，這些畫素電路400，排列為縱m行X橫n列的矩陣狀。
掃描線驅動電路100，係供於各水平掃描期間以行單位選擇排列於畫素區域A的各畫素電路400而使其動作之用的電路。另一方面，資料線驅動電路200，於各水平掃描期間，產生掃描線驅動電路100選擇的1行份(n個)之畫素電路400的各個所對應的資料電位Vdata而輸出至各資料線103。此資料電壓Vdata，係針對各畫素電路400對應於被指定之色階(亮度)的電壓。
控制電路300，藉由將時脈訊號等各種控制訊號供給至掃描線驅動電路100及資料線驅動電路200而控制各電路，同時將指定各畫素電路400的色階之畫像資料供給至資料線驅動電路200。另一方面，電源電路500，產生電源之高位側的電壓(以下稱為「電源電壓」)Vdd、低位側之電壓(以下稱為「接地電壓」)Vss、以及初期化電位VST 。電源電壓Vdd中介著電源線31而供電至各畫素電路400。此外，接地電壓Vss中介著特定的配線(圖2所示之接地線32)被供給至所有的畫素電路400。此接地電壓Vss係成為電壓的基準之電位。此外，初期化電位VST ，中介著初期化用電源線33而供電至各畫素電路400。
其次，參照圖2說明各畫素電路400之構成。於該圖，僅有屬於第i行(i係滿足1≦i≦m的整數)的第j列(j係滿足1≦j≦n的整數)之一個畫素電路400被圖示，但其他的畫素電路400也是同樣的構成。又，構成畫素電路400的各電晶體之導電型不限於圖2之例示。此外，圖2所示之各電晶體的典型例，係將低溫多晶矽利用於半導體層之薄膜電晶體，但各電晶體之型態或材料並沒有任何限制。
如圖2所示，畫素電路400，在被供給電源電壓Vdd的電源線31與被供給接地電壓Vss的接地線32之間包含分別被中介***之OLED元件420以及p通道型電晶體(以下稱為「驅動電晶體」)Tdr。OLED元件420，係以因應於流動於該順方向的電流(以下稱「驅動電流」)之亮度而發光的元件，係使由有機EL材料所構成的發光層中介於陽極與陰極之間的構造。此發光層，例如由噴墨方式(液滴吐出方式)之噴頭吐出有機EL材料之液滴，藉由使其乾燥而形成。OLED元件420之陰極被連接於接地線32。另一方面，驅動電晶體Tdr，係供控制流動於OLED元件420的驅動電流之用的電晶體。
又，作為OLED元件420的材料，利用低分子/高分子或者樹形化合物(dendrite)等有機發光材料。原本，有機發光二極體(OLED)元件420僅為光電元件之一例而已。亦即，可以替代OLED元件420，而將無機EL(Electro Luminescent)元件、場發射(FE)元件、表面導電型放射(SE：Surface－conduction Electron－emitter)元件、彈道電子放出(BS：Ballistic electron Surface emitting)元件、LED(發光二極體，Light Emitting Diode)元件等種種自發光元件，進而，還包括電泳元件或電色元件等。此外，光寫入型印表機或電子複印機所利用的光寫入頭等曝光裝置也與本實施型態同樣適用本發明。進而，例如，本發明也被適用於生物晶片等處理裝置。
於圖1為了方便而只圖示1條配線之掃描線10，實際上如圖2所示包含第1控制線11、第2控制線12、第3控制線13、第4控制線14。於各行之第1控制線11，由掃描線驅動電路100供給供規定將資料電壓Vdata取入畫素電路400之期間之用的第1控制訊號Sc1[1]至Sc1[m]。此外，於各行之第2控制線12，由掃描線驅動電路100供給供規定畫素電路400的補償期間之用的第2控制訊號Sc2[1]至Sc2[m]。此外，於各行之第3控制線13，由掃描線驅動電路100供給供規定畫素電路400的初期化期間之用的第3控制訊號Sc3[1]至Sc3[m]。此外，於各行之第4控制線14，由掃描線驅動電路100供給供規定畫素電路400的發光期間之用的第4控制訊號Sc4[1]至Sc4[m]。
此外，此畫素電路，具備n通道型之電晶體Tr1、電晶體Tr2、電晶體Tr3以及電晶體Tr4。各電晶體Tr1~Tr4之閘極電極，各個被接續於被供給第1控制訊號Sc1[i]、第2控制訊號Sc2[i]、第3控制訊號Sc3[i]、第4控制訊號Sc4[i]之第1控制線11、第2控制線12、第3控制線13、第4控制線14。
發光控制電晶體Tr4，被設置為供控制由驅動電晶體Tdr對OLED元件420之驅動電流之可否供給的開關元件，係其汲極電極被接續於OLED元件420的陽極同時源極電極被接續於驅動電晶體Tdr之汲極電極的n通道型電晶體。此發光控制電晶體Tr4之閘極被連接於第4控制線14。亦即，發光控制電晶體Tr4，當被供給至第4控制線14的第4控制訊號Sc4[i]為高位準則成為打開狀態，若為低位準則成為關閉狀態。
電晶體Tr1，係其源極電極被連接於資料線130同時汲極電極被連接於電容元件C1之第2電極L1b的n通道型電晶體，作為供切換電容元件C1與資料線103之導通與非導通之用的開關元件而發揮功能。此電晶體Tr1之閘極被連接於第1控制線11。亦即，第1電晶體Tr1，當第1控制訊號Sc1[i]為高位準則成為打開狀態，第1控制訊號Sc1[i]若為低位準則成為關閉狀態。電晶體Tr1為打開狀態時，資料線的電壓Vdata被供給至電容元件C1之第2電極L1b。
此外，電晶體Tr2，設為驅動電晶體Tdr之補償用，係其汲極電極被連接於驅動電晶體Tdr之汲極同時源極電極被連接於驅動電晶體Tdr之閘極電極的n通道型電晶體。此電晶體Tr2之閘極被連接於第2控制線12。亦即，電晶體Tr2，當第2控制訊號Sc2[i]為高位準則成為打開狀態，第2控制訊號Sc2[i]若為低位準則成為關閉狀態。電晶體Tr2遷移至打開狀態時，驅動電晶體Tdr導通閘極電極與源極電極而作為二極體發揮功能。
電容元件C1，係供保持因應於色階訊號的電壓而設的，係於其第1電極L1a與第2電極L1b之間保持電荷之電容。第1電極L1a被連接於驅動電晶體Tdr之閘極電極，第2電極L1b被連接於電晶體Tr1之汲極電極。此外，電容元件C2，係供保持驅動電晶體Tdr的補償用的電壓而設的，係於其第1電極L2a與第2電極L2b之間保持電荷之電容。第1電極L2a被連接於驅動電晶體Tdr之閘極電極，第2電極L2b被連接於電源線31。
電晶體Tr3，設為初期化用，係其汲極電極被連接於初期化用電源線33同時源極電極被連接於電容元件C1之第2電極L1b的n通道型電晶體。此電晶體Tr3之閘極被連接於第3控制線13。亦即，電晶體Tr3，當第3控制訊號Sc3[i]為高位準則成為打開狀態，第3控制訊號Sc3[i]若為低位準則成為關閉狀態。
<B：光電裝置之動作>圖3係顯示被供給至畫素電路400之各訊號的波形之計時圖。如該圖所示，第1控制訊號Sc1[1]至Sc1[m]係於垂直掃描期間(1V)內，於各水平掃描期間(1H)依序成為高位準。各行之畫素電路400的驅動，藉由初期化、補償、寫入、發光之各步驟的動作而進行。首先，於初期化動作，掃描線驅動電路100，使第i行之第1控制訊號Sc1[i]為低位準，使第i行之第2控制訊號Sc2[i]、第3控制訊號Sc3[i]、第4控制訊號Sc4[i]為高位準。藉此，電晶體Tr1成為關閉，電晶體Tr2、電晶體Tr3、及電晶體Tr4成為打開(ON)。此時，初期化用電源33之初期化電位VST (例如低電位)被供給至第1電容元件C1之第2電極L1b，另一方面，第1電極L1a透過電晶體Tr2以及電晶體Tr4被供給至OLED元件420。藉此，第1電容元件C1之兩端的電位被初期化，被蓄積於電容元件C1的電荷被排出。
此後，於補償動作，掃描線驅動電路100，僅第2控制訊號Sc2[i]為高位準，使第1控制訊號Sc1[i]、第3控制訊號Sc3[i]、第4控制訊號Sc4[i]為低位準。藉此，電晶體Tr2為打開，電晶體Tr1、電晶體Tr3、電晶體Tr4為關閉，驅動電晶體Tdr之閘極電極之電壓Vc收斂於「Vdd－Vth」，電容元件C2成為被保持於－Vth之電壓的狀態。此處，Vth係驅動電晶體Tdr之閾值。
此後，於寫入動作，資料線驅動電路200，因應於來自控制電路300的指示對於對應的各資料線103供給寫入電壓Vdata，掃描線驅動電路100，僅使第1控制訊號Sc1[i]為高位準，而使第2控制訊號Sc2[i]、第3控制訊號Sc3[i]、第4控制訊號Sc4[i]為低位準。藉此，電晶體Tr1為打開狀態，電晶體Tr2、電晶體Tr3、電晶體Tr4為關閉，資料線103的電壓Vdata被供給至第1電容元件C1之第2電極L1b。第2電極L1b之電壓，於初期化動作由被設定的初期化電位VST 變化為資料電壓Vdata。如此進行，第2電極L1b之電壓僅改變△V(△V＝VST －Vdata)時，藉由第1電容元件C1與第2電容元件C2之電容耦合，驅動電晶體Tdr之閘極電極之電壓VG ，將第2電極L1b之電壓的變化份△V因應於第1電容元件C1之靜電電容Ca與第2電容元件C2之靜電電容Cb之比率而僅分割後的位準由之前的電壓(Vdd－Vth)改變。接續點NG 之電壓VG的變化份表現為「△V．Ca/(Ca＋Cb)」，所以藉由寫入動作，接續點NG 之電壓VG 如下式所示。
VG ＝Vdd－Vth－△V．Ca/(Ca＋Cb) (1)
寫入結束之後，掃描線驅動電路100，僅第4控制訊號Sc4[i]為高位準，使第1控制訊號Scl[i1、第2控制訊號Sc2[i]、第3控制訊號Sc3[i]為低位準。藉此，電晶體Tr4打開，電晶體Tr1、電晶體Tr2、電晶體Tr3成為關閉，於OLED元件420，流動著因應於驅動電晶體Tdr的閘極．源極間電壓之驅動電流Ee1。驅動電晶體Tdr之源極電極為基準時之閘極電極的電壓為「－(VG －Vdd)」，所以驅動電流Ie1以下式表示。
Ie1＝(1/2)β(Vdd－VG －Vth)2 (2)
於此式(2)帶入式(1)時，可變形為次式。
Ie1＝(1/2)β(k．△V)2 (3)
其中，k為「Ca/(Ca＋Cb)」。如此式(3)所示，OLED，被供給至OLED元件420的驅動電流Ie1，僅藉由資料電壓Vdata與電源電壓Vdd之差分值△V(＝Vdd－Vdata)而決定，對於驅動電晶體Tdr之閾值電壓Vth則不依存。亦即，於本實施型態，也可以補償各畫素電路400之驅動電晶體Tdr的閾值電壓Vth之個體差，而可以高精度且所要的亮度使OLED元件420發光。
<C：電容元件等之構造>圖4係概念顯示如前所述地構成的光電裝置的1畫素份的構造之平面圖，圖5係圖4中之a－a'剖面圖。又，在圖4，僅圖示半導體層(也稱為半導體圖案層)、閘極配線層(圖中之「第1配線層」；也被稱為下部配線圖案層)以及源極配線層(圖中之「第2配線層」；也被稱為上部配線圖案層)，這些層如圖5所示，例如被形成於玻璃等基板上，各層間中介著絕緣層等之層而為了方便省略其圖示。此外，於源極配線層(上部配線圖案層)上，被形成絕緣層(也稱為上部絕緣層)，於此絕緣層(上部絕緣層)之上中介著端子T0被形成接續於源極配線層的OLED元件420。進而，於此OLED元件420上被形成共通電極(接地)，但省略這些之圖示。
前述之各電晶體Tr1~Tr4，藉由包含半導體層(半導體圖案層)與閘極配線層(下部配線圖案層)的構造所構成。閘極配線層與半導體層之間設有下部絕緣層，被設於半導體層的共通電極(相當於L1a,L1b)與被設於閘極配線層的電極(L1b,L2b)之間被形成電容元件C1及電容元件C2。在此光電裝置，電容元件C2被配置於電容元件C1與資料線103之間。
在本實施例具體說明如下。於玻璃基板之表面等下底表面上，設有包含驅動電晶體Tdr及電晶體Tr1~Tr4之分別的通道區域被規定之分別的半導體膜，及電容元件C1之第1電極L1a，電容元件C2之第1電極L2a之半導體圖案層。通道區域被規定的半導體膜，與第1電極L1a及第1電極L2a，選擇性地實施對於被形成於下底表面上的密貼之半導體膜之不純物注入，進而進行圖案化，而形成並分割。藉由選擇性的不純物注入，第1電極L1a、與第1電極L2a的導電率，比通道區域被規定的半導體膜的導電率更為良好，但在本實施型態，第1電極也第1電極L2a也被定義為是「半導體層」亦即「半導體圖案層」之一部份。
接著，半導體圖案層，為下部絕緣層所覆蓋。於下部絕緣層上，設有包含資料線103、電容元件C1之第2電極L1b、電容元件C2之第1電極L2b、初期化用電源線33之下部配線圖案層。進而，下部配線圖案層，藉由上部絕緣層覆蓋。
採用這樣的配置的理由如下。亦即，於資料線103於每1水平掃描期間，被供給寫入各行的畫素電路400之資料電壓Vdata。亦即，資料線103之電位於各1水平掃描期間H會變動。在未被選擇之行，電晶體Tr1成為關閉狀態，所以理想上第1電容元件C1之第2電極L1b的電位不會改變。然而，在實際的配置，第2電極L1b與資料線103之間存在著寄生電容。因此，透過寄生電容，第2電極L1b與資料線103會電容耦合，而改變第2電極L1b的電位。為了要抑制第2電極L1b的電位變動，減少寄生電容是很重要的。假使第1電容元件C1被配置於較第2電容元件C2更接近資料線103的話，寄生電容變大，會使得第2電極L1b之電位大幅改變。在此，於第1電容元件C1與資料線103之間設置第2電容元件C2，可以使第電容元件C1與資料線103之距離拉長。
根據此配置的話，可以使寄生電容減少而減少電容元件C1與資料線103之間的串訊。藉此，可以抑制電容元件C1的電位變動導致驅動電晶體Tdr之閘極電位的變動，對於顯示品質的提升有所貢獻。如圖4中之a－a’剖面圖之圖5所示，於本實施型態，資料線103、電容元件C1之第2電極L1b、以及電容元件C2之第2電極L2b，係設在第1配線層，電容元件C1之第1電極L1a及電容元件C2之第1電極L2a被設於半導體層。如此，電容元件C1之第1電極L1a及電容元件C2之第1電極L2a係被形成於與資料線103不同之層者較佳。此處，電容元件C1之第1電極L1a被連接於被供給電源電壓Vdd之電源線31。亦即，於第1電極L1a被供給電源電壓Vdd，但是第1電極L1a亦可被連接於被供給固定電位之其他配線。
此外，在此實施型態，電容元件C1之第1電極L1a、電容元件C2之第1電極L2a為設於半導體層之共通電極，所以可減低配置面積，可對高集積化有所貢獻。進而，電容元件C1之第1電極L1a、電容元件C2之第1電極L2a、資料線103、初期化用電源線33等被形成於第1配線層之同一平面上，所以可減少透明電極層的凹凸，可以提高發光機能層之平面性。藉此，可以貢獻在顯示品質的提高。
<D：變形例>對以上各型態可以加上種種的變形。
(1)例如在前述之實施型態，如圖4及圖5所示，說明將OLED元件420構成為底發射(bottom emission)型之例，也可以如圖6及圖7所示，構成為頂發射型。在圖7所示之頂發射型OLED元件420，光往上方射出。因此設置反射金屬，反射由發光機能層往下方之光。在頂發射型，於OLED元件420之下方的區域可以配置電路元件。在此例，被配置第1電容元件C1及第2電容元件C2。
如圖6所示，對X方向以資料線103→第2電容元件C2→第1電容元件C1→初期化用電源線33→資料線103…之順序配置。在頂發射型，形成OLED元件420的區域可以配置第1電容元件C1，所以第1電容元件C1，與該畫素電路400之資料線103a係中介著第2電容元件C2而離開，但與鄰接之畫素電路的資料線103b之距離變近。然而，第1電容元件C1與資料線之間被配置初期化用電源線33。於此初期化用電源線33被供給固定之初期化電位VST ，所以可以縮小第1電容元件C1與資料線103b間的寄生電容。藉此，使電容元件C1與鄰接的畫素電路的資料線103b之間的串訊減少，可以提高顯示畫像的品質。而且，因為可以將OLED元件420與各種電路元件立體配置，所以可提高開口率，可顯示更高精細度的畫像。
(2)於前述實施型態，電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)，被電氣接續於電容元件C1之第1電極L1a(第1電極)。然而，如圖8所示，電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)，被電氣接續於電容元件C1之第2電極L1b(第2電極)亦可。
(3)於前述實施型態，資料線103，被包含於設在下部絕緣層上之下部配線圖案層。然而，如圖9以及圖10所示，資料線103m亦可被包含於被設在覆蓋下部配線圖案層704的上部絕緣層705上之上部配線圖案層706。
(4)於圖4至圖7，電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)，被電氣接續於驅動電晶體Tdr之閘極。於此場合，電容元件C1之第1電極L1a(第1電極)與電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)，於半導體圖案層藉由共通的半導體膜所構成。資料線103，位於覆蓋半導體圖案層的下部絕緣層上，所以藉由如此進行，可以使共通的半導體膜與資料線103在立體上隔開。亦即可以減低共通的半導體膜與資料線103之間的結合電容。
另一方面，如圖11(a)及(b)所示，在電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)被導電連接於電容元件C1之第2電極L1b(第2電極)的場合，亦可藉由共通之半導體膜構成電容元件C1之第2電極L1b(第2電極)與電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)。
在此場合，具體而言，於玻璃基板701之表面等下底表面上，設有包含驅動電晶體Tdr之通道區域被規定之半導體膜(未圖示)，及電容元件C1之第2電極L1b(第2電極)，電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)之半導體圖案層702。接著，半導體圖案層702，為下部絕緣層703所覆蓋。進而，於下部絕緣層703上，設有包含電容元件C1之第1電極L1a(第1電極)，及電容元件C2之第2電極L2b(第4電極)之下部配線圖案層704。又，在本變形例，於下部配線圖案層704也包含資料線103。此外，下部配線圖案層704藉由上部絕緣層705覆蓋。
藉由如此進行，電容元件C1之第1電極L1a(第1電極)，及電容元件C2之第2電極L2b(第4電極)，及資料線103被包含於共通的下部配線圖案層704。而且電容元件C2之第2電極L2b(第4電極)中介於電容元件C1之第1電極L1a(第1電極)與資料線103之間，所以可以減低這些之結合電容。又，電容元件C2之第2電極L2b(第4電極)，最好被接續於定電位之配線。例如，定電位之配線係指電源線31。
此外，如圖12(a)及(b)所示，在電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)被導電連接於驅動電晶體Tdr的閘極的場合，電容元件C1之第1電極L1a(第2電極)、電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)與資料線103亦可被包含於被設於下部絕緣層703上之下部配線圖案層704。進而，電容元件C1之第1電極L1a(第1電極)與電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)，亦可藉由共通的電極膜而構成。
在此場合，具體而言，於玻璃基板701之表面等下底表面上，設有包含驅動電晶體Tdr之通道區域被規定之半導體膜(未圖示)，及電容元件C1之第2電極L1b(第2電極)，電容元件C2之第2電極L2b(第4電極)之半導體圖案層702。接著，此半導體圖案層702，為下部絕緣層703所覆蓋。進而，於下部絕緣層703上，設有包含電容元件C1之第1電極L1a(第1電極)，及電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)之下部配線圖案層704。接著，於下部配線圖案層704，電容元件C1之第1電極L1a(第1電極)與電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)，係藉由共通的電極膜而構成。又，在本變形例，於此下部配線圖案層704也包含資料線103。此外，下部配線圖案層704藉由上部絕緣層705覆蓋。
進而，在將此構成適用於頂發射(top emission)型的構成的場合，與圖7相比，在電容元件C1之第1電極L1a(第1電極)與電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)之間沒有必要圖案化下部配線圖案層704。例如，被包含於半導體圖案層702之膜的厚度為100nm程度，被包含於下部配線圖案層704之膜的厚度為500nm程度。一般而言，配線圖案比半導體圖案還要厚，所以在電容元件C1與電容元件C2之間圖案化半導體圖案層702的場合比圖案化下部配線圖案層704更可以減低凹凸。亦即，藉由使成為這樣的構成，可以減低發光元件的凹凸。
進而，如圖13(a)及(b)所示，在電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)被導電連接於電容元件C1之第2電極L1b(第2電極)的場合，亦可被包含於電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)與電容元件C1之第2電極L1b(第2電極)被設於下部絕緣層703上之下部配線圖案層704。
在此場合，具體而言，於玻璃基板701之表面等下底表面上，設有包含驅動電晶體Tdr之通道區域被規定之半導體膜(未圖示)，及電容元件C1之第1電極L1a(第1電極)，電容元件C2之第2電極L2b(第4電極)之半導體圖案層702。接著，此半導體圖案層702，為下部絕緣層703所覆蓋。進而，於下部絕緣層703上，設有包含電容元件C1之第2電極L1b(第2電極)，及電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)之下部配線圖案層704。此處，於下部配線圖案層704，電容元件C1之第2電極L1b(第2電極)與電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)，係藉由共通的電極膜而構成。又，下部配線圖案層704藉由上部絕緣層705覆蓋。
於此場合，電容元件C1之第2電極L1b(第2電極)與電容元件C2之第1電極L2a(第3電極)之間咩有必要圖案化下部配線圖案層704。亦即，於此場合，也可以減低電容元件C1及C2之凹凸。
(5)此外，例如構成單位電路400的各電晶體的導電型可以適宜變更。例如圖2之驅動電晶體Tdr亦可為n通道型。於此場合，被供給至電源線31的電位Vdd，被設定於在被供給至驅動電晶體Tdr之閘極時，使驅動電晶體Tdr為打開狀態之電位。
又，於前述實施型態及變形例，玻璃基板701等基板之表面亦可以保護膜覆蓋。保護膜位於基板的表面的場合，在本說明書把包含該保護膜，與其下底之基板標示為「基板」。
<E：應用例>其次，說明利用光電裝置1之電子機器。圖14係將相關於以上所說明的任一型態之光電裝置1採用作為顯示裝置之可攜型個人電腦的構成之立體圖。個人電腦2000，具備作為顯示裝置之光電裝置1與本體部2010。於本體部2010，設有電源開關2001及鍵盤2002。此光電裝置1因為於光電元件使用OLED元件，所以可顯示視角寬廣容易觀賞的畫面。
圖15係顯示適用相關於實施型態之光電裝置1之行動電話機的構成之圖。行動電話機3000，具備複數操作按鍵3001以及捲動按鈕3002、以及作為顯示裝置之光電裝置1。藉由操作捲動按鈕3002，可以使顯示於光電裝置1的畫面捲動。
圖16係顯示適用相關於實施型態之光電裝置1之可攜資訊終端(PDA：Personal Digital Assistants)的構成之圖。資訊攜帶終端4000，具備複數操作按鍵4001以及電源開關40022、以及作為顯示裝置之光電裝置1。操作電源開關4002時，通訊錄或行程表等各種資訊被顯示於光電裝置1。
又，作為光電裝置被適用的電子機器，除了圖14至圖16所示者之外，還可以舉出數位相機、電視、攝影機、汽車導航裝置、呼叫器、電子手冊、電子紙、計算機、文書處理機、工作站、電視電話、POS終端、印表機、掃描器、複印機、錄放影機、具備觸控面板的裝置等。此外，光電裝置的用途就不限於畫像的顯示。例如，於光寫入型之印表機或電子影印機等畫像形成裝置，因應於應該被形成於紙張等記錄材的畫像而使感光體曝光的寫入頭被使用，但此種光學頭也利用前述光電裝置。此處，所謂電子電路，除了如各實施型態之構成顯示裝置的畫素之畫素電路以外，也包含畫像形成裝置之成為曝光單位的電路之概念。
1．．．光電裝置
11,12,13,14．．．控制線
31．．．電源線
32．．．接地線
33．．．初期化用電源線
100．．．掃描線驅動電路
103．．．資料線
200．．．資料線驅動電路
400．．．畫素電路
420．．．OLED元件
500．．．電源電路
A．．．畫素區域
Tdr．．．驅動電晶體
Tr4．．．發光控制電晶體
Tr1,Tr2,Tr3．．．電晶體
Sc1,Sc2,Sc3,Sc4．．．控制訊號
圖1係顯示相關於實施型態之光電裝置的構成之方塊圖。
圖2係顯示畫素電路的構成之電路圖。
圖3係顯示各訊號的波形之計時圖。
圖4係概念顯示光電裝置的重要部位的構成之方塊圖。
圖5係概念顯示光電裝置的重要部位的構成之剖面圖。
圖6係概念顯示相關於變形例之光電裝置的重要部位的構成之平面圖。
圖7係概念顯示相關於變形例之光電裝置的重要部位的構成之剖面圖。
圖8係顯示相關於變形例之畫素電路的構成之電路圖。
圖9係概念顯示相關於變形例之光電裝置的重要部位的構成之平面圖。
圖10係概念顯示相關於變形例之光電裝置的重要部位的構成之剖面圖。
圖11(a)及(b)係概念顯示相關於變形例之光電裝置的重要部位的構成之平面圖及剖面圖。
圖12(a)及(b)係概念顯示相關於變形例之光電裝置的重要部位的構成之平面圖及剖面圖。
圖13(a)及(b)係概念顯示相關於變形例之光電裝置的重要部位的構成之平面圖及剖面圖。
圖14係顯示本實施型態之電子機器之具體型態之立體圖。
圖15係顯示本實施型態之電子機器之具體型態之立體圖。
圖16係顯示本實施型態之電子機器之具體型態之立體圖。
圖17係顯示從前的畫素電路的構成之電路圖。
圖18係顯示從前的畫素電路的構成之平面圖。
33．．．初期化用電源線
103．．．資料線
400．．．畫素電路
420．．．OLED元件
C1、C2．．．電容元件
T0．．．端子
Tdr．．．驅動電晶體
Tr4．．．發光控制電晶體
Tr1,Tr2,Tr3．．．電晶體
Sc1,Sc2,Sc3,Sc4．．．控制訊號
L1b、L2b．．．第2電極
VST ．．．初期化電位
Vdd．．．電源電壓
Vdata．．．資料電壓

Claims (6)

  1. 一種顯示裝置，其特徵為：包含掃描線、資料線、對應於前述掃描線與前述資料線之交叉而設的單位電路、及供給電源電壓之電源線；前述單位電路，具備：藉由驅動電流驅動的光電元件、被設於前述電源線與前述光電元件之間，因應於閘極的電壓而設定前述驅動電流之驅動電晶體、具備第1電極與第2電極之第1電容元件、根據透過前述掃描線供給的控制訊號控制前述資料線與前述第2電極之間的電氣接續之第1開關元件、及具備第3電極與第4電極之第2電容元件；前述第1電極被接續於前述閘極，前述第3電極被接續於前述閘極，前述第2電極及第4電極被形成在與前述資料線同層，同時被設為相互分離的電極，前述第4電極被設於前述資料線與前述第2電極之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中進而具備供給特定電位的電位線，前述第1電容元件，被配置於前述第2電容元件與前 述電位線之間。
  3. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中前述第1電容元件，被配置於前述光電元件被配置的區域與前述第2電容元件之間。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之顯示裝置，其中前述第1電極及前述第3電極係被設為共通的電極。
  5. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中前述第1電極及前述第3電極係被設於與前述資料線不同之層。
  6. 一種顯示裝置，其特徵為：包含掃描線、資料線、對應於前述掃描線與前述資料線之交叉而設的單位電路、供給電源電壓之電源線、及供給特定電位之電位線；前述第1單位電路，具備：因應於閘極的電壓而設定驅動電流之驅動電晶體、藉由前述驅動電流而驅動的光電元件、具備第1電極與第2電極之第1電容元件、具備第3電極與第4電極之第2電容元件、根據透過前述第1掃描線供給的控制訊號控制前述第1資料線與前述第2電極之間的電氣接續之第1開關元件、 第2開關元件、及控制前述第1電極與前述電位線之電氣接續之第3開關元件；前述驅動電晶體具有第1端子與第2端子，前述第1端子被接續於前述電源線；前述第1電極被接續於前述閘極，前述第3電極被接續於前述閘極或前述第2電極，前述第2開關元件，控制前述第2端子與前述閘極之間的電氣接續，前述第2電極及前述第4電極係被形成為與前述資料線同層，同時被設為相互分離的電極，前述第4電極被設於前述資料線與前述第2電極之間。
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