WO2019235147A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2019235147A1
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pixel
electrode
pixels
light emitting
display device
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PCT/JP2019/019185
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哲生 森田
康宏 小川
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株式会社ジャパンディスプレイ
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    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a display device.
  • an LED display device using a light emitting diode which is a self-luminous element
  • LED Light Emitting Diode
  • a display device (hereinafter referred to as a micro LED display device) in which minute light-emitting diodes called micro LEDs are mounted on an array substrate has been developed as a higher definition display device.
  • micro LED displays are formed by mounting a large number of chip-shaped micro LEDs in the display area, making it easy to achieve both high definition and large size. It is attracting attention as a generation display device.
  • This embodiment provides a display device capable of suppressing an increase in manufacturing cost.
  • a display device capable of reducing power consumption is provided.
  • a display device includes: A light-emitting element that includes a plurality of types of pixels including a first pixel that exhibits a first color and is located in a display area, each pixel including a pixel electrode and a first electrode that is electrically connected to the pixel electrode A driving transistor that controls a current value to the light emitting element, a first capacitor electrode layer that is disposed to face the pixel electrode and is held at a constant potential, and between the pixel electrode and the first capacitor electrode layer An auxiliary layer that forms an auxiliary capacitance together with the pixel electrode and the first capacitance electrode layer, and of the auxiliary capacitance values of the plurality of types of pixels, the auxiliary capacitance value of the first pixel Is the largest.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing a circuit configuration of the display device.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the display device.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modification of the display device.
  • FIG. 5 is a circuit diagram for explaining an example of the configuration of the display device.
  • FIG. 6 is a timing chart showing output examples of various signals related to the reset operation, offset cancel operation, and write operation in the pixel.
  • FIG. 7 is a circuit diagram for explaining a driving method of the display device, and is a diagram for explaining a reset operation on the source side of the driving transistor.
  • FIG. 8 is a circuit diagram for explaining the driving method following FIG.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a reset operation on the gate side of the driving transistor.
  • FIG. 9 is a circuit diagram for explaining the driving method following FIG. 8, and is a diagram for explaining an offset cancel operation.
  • FIG. 10 is a circuit diagram for explaining the driving method following FIG. 9, and is a diagram for explaining a video signal writing operation.
  • FIG. 11 is a circuit diagram for explaining the driving method following FIG. 10, and is a diagram for explaining the light emitting operation of the light emitting element.
  • FIG. 12 is a plan view showing the configuration of a single main pixel of the display panel of the display device, showing a first electrode, a conductive layer, a pixel electrode, and the like.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the display panel taken along line XIII-XIII in FIG. 12, showing the first electrode, conductive layer, pixel electrode, and the like.
  • FIG. 14 is a plan view showing a configuration of a single main pixel of a display panel of a display device according to Modification 1 of the above embodiment, and is a diagram showing a conductive layer, a pixel electrode, a light emitting element, and the like.
  • FIG. 15 is a plan view showing a configuration of a single main pixel of a display panel of a display device according to Modification 2 of the above embodiment, and shows a first electrode, a conductive layer, a pixel electrode, a light emitting element, and the like. is there.
  • FIG. 1 is a diagram showing a conductive layer, a pixel electrode, a light emitting element, and the like.
  • FIG. 15 is a plan view showing a configuration of a single main pixel of a display panel of a display device according
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the display panel taken along line XVI-XVI of FIG. 15, showing the first electrode, conductive layer, pixel electrode, light emitting element, and the like.
  • FIG. 17 is a plan view showing a configuration of a single main pixel of a display panel of a display device according to Modification 3 of the above embodiment, and shows a first electrode, a conductive layer, a pixel electrode, a light emitting element, and the like. is there.
  • FIG. 18 is a plan view showing a configuration of a single main pixel of a display panel of a display device according to Modification 4 of the above embodiment, and is a diagram showing a conductive layer, a pixel electrode, a light emitting element, and the like.
  • FIG. 17 is a plan view showing a configuration of a single main pixel of a display panel of a display device according to Modification 3 of the above embodiment, and shows a first electrode, a conductive layer, a pixel electrode,
  • FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating a display panel of a display device according to Modification 5 of the above-described embodiment, and illustrates a first electrode, a conductive layer, a pixel electrode, a counter electrode, and the like.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a display panel of a display device according to Modification 6 of the above-described embodiment, and illustrates a first electrode, a conductive layer, a pixel electrode, a counter electrode, and the like.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a display device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional space defined by a first direction X, a second direction Y perpendicular to the first direction X, and a third direction Z perpendicular to the first direction X and the second direction Y.
  • the first direction X and the second direction Y are orthogonal to each other, but may intersect at an angle other than 90 °.
  • the third direction Z is defined as “up”, and the direction opposite to the third direction Z is defined as “down”.
  • the second member may be in contact with the first member and is located away from the first member. It may be.
  • the display device 1 is a micro LED display device using a micro light emitting diode (hereinafter referred to as a micro LED (Light Emitting Diode)) that is a self-light emitting element will be mainly described.
  • a micro LED Light Emitting Diode
  • the display device 1 includes a display panel 2, a first circuit board 3, a second circuit board 4, and the like.
  • the display panel 2 has a rectangular shape.
  • the short side EX of the display panel 2 is parallel to the first direction X
  • the long side EY of the display panel 2 is parallel to the second direction Y.
  • the third direction Z corresponds to the thickness direction of the display panel 2.
  • the main surface of the display panel 2 is parallel to the XY plane defined by the first direction X and the second direction Y.
  • the display panel 2 has a display area DA and a non-display area NDA outside the display area DA.
  • the non-display area NDA has a terminal area MT. In the illustrated example, the non-display area NDA surrounds the display area DA.
  • the display area DA is an area for displaying an image, and includes a plurality of main pixels PX arranged in a matrix, for example.
  • the terminal region MT is provided along the short side EX of the display panel 2 and includes a terminal for electrically connecting the display panel 2 to an external device or the like.
  • the first circuit board 3 is mounted on the terminal region MT and is electrically connected to the display panel 2.
  • the first circuit board 3 is a flexible printed circuit board, for example.
  • the first circuit board 3 includes a driving IC chip (hereinafter referred to as a panel driver) 5 that drives the display panel 2.
  • the panel driver 5 is disposed on the first circuit board 3, but may be disposed below the first circuit board 3.
  • the panel driver 5 may be mounted on other than the first circuit board 3, for example, may be mounted on the second circuit board 4.
  • the second circuit board 4 is, for example, a flexible printed circuit board.
  • the second circuit board 4 is connected to the first circuit board 3, for example, below the first circuit board 3.
  • the panel driver 5 described above is connected to a control board (not shown) via, for example, the second circuit board 4.
  • the panel driver 5 executes control for displaying an image on the display panel 2 by driving the plurality of main pixels PX based on, for example, a video signal output from the control board.
  • the display panel 2 may have a bent area BA indicated by hatching.
  • the folding area BA is an area that is bent when the display device 1 is accommodated in a housing such as an electronic device.
  • the bent area BA is located on the terminal area MT side in the non-display area NDA.
  • the first circuit board 3 and the second circuit board 4 are arranged below the display panel 2 so as to face the display panel 2 in a state where the bent area BA is bent.
  • FIG. 2 is a plan view showing a circuit configuration of the display device 1.
  • the display device 1 includes an active matrix type display panel 2.
  • the display panel 2 includes an insulating substrate 21, a plurality of main pixels PX disposed on the insulating substrate 21, various wirings, gate drivers GD1 and GD2, and a selection circuit SD.
  • the plurality of main pixels PX are arranged in a matrix in the display area DA.
  • Each main pixel PX has a plurality of pixels SP.
  • the main pixel PX includes three types of pixels: a first pixel SPR that exhibits the first color, a second pixel SPG that exhibits the second color, and a third pixel SPB that exhibits the third color.
  • the first color is red
  • the second color is green
  • the third color is blue.
  • the main pixel PX includes a light emitting element (micro LED) and a pixel circuit for supplying a driving current to the light emitting element to drive the light emitting element.
  • the pixel circuit includes a driving transistor and various switching elements described later.
  • the terms of the main pixel PX and the pixel SP have been described, but the main pixel PX can be rephrased as a pixel.
  • the pixel SP is a subpixel.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the display device.
  • a small light-emitting diode called a micro LED is mounted on a pixel electrode as a display element.
  • FIG. 3 mainly shows the display area DA and the non-display area NDA.
  • the non-display area NDA includes a bent area BA to be bent and a terminal area MT.
  • the array substrate AR of the display panel 2 includes an insulating substrate 21.
  • a glass substrate such as quartz or non-alkali glass, or a resin substrate such as polyimide can be mainly used.
  • the material of the insulating substrate 21 may be a material that can withstand the processing temperature when manufacturing a TFT (Thin FilmTFTTransistor).
  • TFT Thin FilmTFTTransistor
  • the display device 1 can be configured as a sheet display.
  • the resin substrate is not limited to polyimide, and other resin materials may be used.
  • polyimide or the like is used for the insulating substrate 21, it may be appropriate to refer to the insulating substrate 21 as an organic insulating layer or a resin layer.
  • the undercoat layer 22 having a three-layer structure is provided on the insulating substrate 21.
  • the undercoat layer 22 includes a first layer 22a formed of silicon oxide (SiO2), a second layer 22b formed of silicon nitride (SiN), and a third layer formed of silicon oxide (SiO2). 22c.
  • the lowermost first layer 22a is used to improve the adhesion to the insulating substrate 21 as a base material, so that the second layer 22b as an intermediate layer is a block film of moisture and impurities from the outside, and the third layer 22c as the uppermost layer is Each of them is provided as a block film that prevents hydrogen atoms contained in the second layer 22b from diffusing to the semiconductor layer SC side described later.
  • the undercoat layer 22 is not limited to this structure.
  • the undercoat layer 22 may be further laminated, or may have a single layer structure or a two layer structure.
  • the silicon nitride film has relatively good adhesion, and therefore the silicon nitride film may be formed directly on the insulating substrate 21.
  • the light shielding layer 23 is disposed on the insulating substrate 21. The position of the light shielding layer 23 is adjusted to a location where a TFT is formed later.
  • the light shielding layer 23 is made of metal.
  • the light shielding layer 23 may be formed of a material having a light shielding property such as a black layer.
  • the light shielding layer 23 is provided on the first layer 22a and covered with the second layer 22b. Unlike the present embodiment, the light shielding layer 23 may be provided on the insulating substrate 21 and covered with the first layer 22a.
  • the light shielding layer 23 it is possible to suppress the intrusion of light into the back surface of the channel layer of the TFT, and thus it is possible to suppress a change in TFT characteristics due to light that can be incident from the insulating substrate 21 side. Further, when the light shielding layer 23 is formed of a conductive layer, it is possible to give a back gate effect to the TFT by applying a predetermined potential to the light shielding layer 23.
  • a thin film transistor such as a drive transistor DRT is formed on the undercoat layer 22 described above.
  • TFT Thin Film Transistor
  • a polysilicon TFT using polysilicon for the semiconductor layer SC is taken as an example.
  • the semiconductor layer SC is formed using low-temperature polysilicon.
  • the drive transistor DRT is an N-channel TFT (Nch TFT).
  • the semiconductor layer SC of the Nch TFT includes a first region, a second region, a channel region between the first region and the second region, a region between the channel region and the first region, and a region between the channel region and the second region. And a low-concentration impurity region provided.
  • the array substrate AR may include not only the Nch TFT but also a P channel type TFT (Pch TFT). In that case, an Nch TFT and a Pch TFT may be formed simultaneously.
  • the semiconductor layer SC may use a semiconductor other than polysilicon, such as amorphous silicon or an oxide semiconductor.
  • the gate insulating film GI uses a silicon oxide film, and the gate electrode GE is made of MoW (molybdenum / tungsten). Note that a wiring or an electrode formed on the gate insulating film GI such as the gate electrode GE may be referred to as a 1st wiring or a 1st metal.
  • the gate electrode GE has a function as a storage capacitor electrode described later in addition to a function as a gate electrode of the TFT. Although a top gate type TFT is described here as an example, the TFT may be a bottom gate type TFT.
  • An interlayer insulating film 24 is provided on the gate insulating film GI and the gate electrode GE.
  • the interlayer insulating film 24 is configured by, for example, sequentially laminating a silicon nitride film and a silicon oxide film on the gate insulating film GI and the gate electrode GE.
  • the gate insulating film GI and the interlayer insulating film 24 are not provided in the bent area BA.
  • the gate insulating film GI and the interlayer insulating film 24 are patterned to obtain the gate insulating film GI and At least a portion corresponding to the bent area BA is removed from the interlayer insulating film 24. Further, since the undercoat layer 22 is exposed by removing the interlayer insulating film 24 and the like, the undercoat layer 22 is also patterned to remove portions corresponding to the bent area BA. After the undercoat layer 22 is removed, for example, polyimide constituting the insulating substrate 21 is exposed. In some cases, the etching of the undercoat layer 22 may cause a film loss in which the upper surface of the insulating substrate 21 is partially eroded.
  • a wiring pattern (not shown) may be formed in each lower layer of the step portion at the end portion of the interlayer insulating film 24 and the step portion at the end portion of the undercoat layer 22. According to this, when the routing wiring LL is formed across the step portion, the routing wiring LL passes over the wiring pattern.
  • a gate insulating film GI between the interlayer insulating film 24 and the undercoat layer 22, and there is, for example, a light shielding layer 23 between the undercoat layer 22 and the insulating substrate 21.
  • a pattern can be formed.
  • a first electrode E1, a second electrode E2, and a lead wiring LL are provided on the interlayer insulating film 24, a first electrode E1, a second electrode E2, and a lead wiring LL are provided.
  • Each of the first electrode E1, the second electrode E2, and the routing wiring LL has a three-layer laminated structure (Ti-based / Al-based / Ti-based), and includes Ti (titanium), an alloy containing Ti as a main component.
  • a wiring or an electrode formed on the interlayer insulating film 24 such as the first electrode E1 may be referred to as a 2nd wiring or a 2nd metal.
  • the first electrode E1 is connected to the first region of the semiconductor layer SC, and the second electrode E2 is connected to the second region of the semiconductor layer SC.
  • the first electrode E1 is a source electrode and the second electrode E2 is a drain electrode.
  • the first electrode E1 forms a storage capacitor Cs together with the interlayer insulating film 24 and the gate electrode (retention capacitor electrode) GE of the TFT.
  • the routing wiring LL extends to the edge of the peripheral edge of the insulating substrate 21 and forms a terminal for connecting the first circuit board 3 and the panel driver (driving IC) 5.
  • the routing wiring LL is formed so as to cross the bent area BA and reach the terminal portion, so that it crosses the step between the interlayer insulating film 24 and the undercoat layer 22.
  • the wiring pattern of the light shielding layer 23 is formed at the stepped portion, even if the routing wiring LL is cut off at the recess of the stepped portion, the conduction is maintained by contacting the lower wiring pattern. It is possible.
  • the planarizing film 25 is removed in the pixel contact portion and the peripheral region.
  • a conductive layer 26 is provided on the planarizing film 25.
  • the conductive layer 26 is formed of, for example, ITO as an oxide conductive layer.
  • the conductive layer 26 includes, for example, a conductive layer 26a that covers a portion where the first electrode E1 and the routing wiring LL are exposed by removing the planarizing film 25.
  • the conductive layer 26a is provided as a barrier film so that the exposed portion of the first electrode E1 and the routing wiring LL is not damaged in the manufacturing process.
  • the planarizing film 25 and the conductive layer 26 are covered with an insulating layer 27.
  • the insulating layer 27 is formed of a silicon nitride film.
  • a pixel electrode 28 is formed on the insulating layer 27.
  • the pixel electrode 28 is in contact with the conductive layer 26a through the opening of the insulating layer 27 and is electrically connected to the first electrode E1.
  • the pixel electrode 28 serves as a connection terminal for mounting the light emitting element 30.
  • the pixel electrode 28 is formed of a single conductive layer or a stacked body including two or more conductive layers.
  • the pixel electrode 28 employs a two-layer structure (Al-based / Mo-based), and includes a lower layer made of a metal material mainly composed of Mo, such as Mo and an alloy containing Mo, and Al and Al. And an upper layer made of a metal material mainly composed of Al such as an alloy.
  • the conductive layer 26 includes a conductive layer 26b.
  • the conductive layer 26b is disposed to face the pixel electrode 28, is held at a constant potential, and functions as a first capacitor electrode layer.
  • the conductive layer 26 b is located below the pixel electrode 28.
  • the insulating layer 27 is interposed between the pixel electrode 28 and the conductive layer 26b.
  • the conductive layer 26b, the insulating layer 27, and the pixel electrode 28 form an auxiliary capacitor Cad.
  • the conductive layer 26 includes a conductive layer 26c that forms the surface of the terminal portion.
  • An insulating layer 29 is provided on the insulating layer 27 and the pixel electrode 28.
  • the insulating layer 29 is made of, for example, silicon nitride.
  • the insulating layer 29 insulates the end of the pixel electrode 28 and the like, and has an opening for mounting the light emitting element (micro LED) 30 on a part of the surface of the pixel electrode 28.
  • the size of the opening of the insulating layer 29 is set to be slightly larger than that of the light emitting element 30 in consideration of the mounting displacement amount in the mounting process of the light emitting element 30. For example, when the light emitting element 30 has a mounting area of substantially 10 ⁇ m ⁇ 10 ⁇ m, it is preferable that the opening is substantially 20 ⁇ m ⁇ 20 ⁇ m.
  • the light emitting element 30 is mounted on the array substrate AR.
  • the light emitting element 30 includes an anode AN as a first electrode, a cathode CA as a second electrode, and a light emitting layer LI that emits light.
  • the light emitting elements 30 each have R, G, and B emission colors, and the anode side terminal is in contact with and fixed to the corresponding pixel electrode 28.
  • the junction between the anode AN of the light emitting element 30 and the pixel electrode 28 is not particularly limited as long as good conduction can be secured between the two and the formation of the array substrate AR is not damaged.
  • a reflow process using a low-melting solder material a technique such as firing bonding after placing the light emitting element 30 on the array substrate AR via a conductive paste, or the surface of the pixel electrode 28 and the anode AN of the light emitting element
  • a similar material can be used, and a solid phase bonding technique such as ultrasonic bonding can be employed.
  • the counter electrode 32 is located at least in the display area DA and covers the light emitting elements 30 of all the pixels.
  • the counter electrode 32 is disposed on the surface of all the cathodes CA on the counter electrode 32 side and on the element insulating layer 31, contacts all the cathodes CA, and is electrically connected to all the cathodes CA.
  • the counter electrode 32 is shared by all pixels.
  • the counter electrode 32 is connected to a wiring (second power supply line 42 described later) provided on the array substrate AR side at a cathode contact portion provided outside the display area DA. Therefore, the counter electrode 32 is held at a constant potential that is the same as the potential of the second power supply line 42, and electrically connects the second power supply line 42 and the cathodes CA of all the light emitting elements 30.
  • the side wall portion of the light emitting element 30 is insulated by a protective film or the like, it is not always necessary to fill the gap with a resin material or the like.
  • the resin material is used for the anode AN and the pixel electrode 28 exposed from the anode AN. It is sufficient that at least the surface can be insulated.
  • the element insulating layer 31 is formed with a film thickness that does not reach the cathode CA of the light emitting element 30, and then the counter electrode 32 is formed. Although a part of the unevenness associated with the mounting of the light emitting element 30 remains on the surface where the counter electrode 32 is formed, it is sufficient that the material forming the counter electrode 32 can be continuously covered without being cut off.
  • the array substrate AR has a structure from the insulating substrate 21 to the counter electrode 32.
  • the display device 1 using the light emitting element 30 according to the present embodiment as a display element is configured as described above, for example.
  • a cover member such as a cover glass, a touch panel substrate, or the like may be provided on the counter electrode 32 as necessary.
  • the cover member and the touch panel substrate may be provided via a filler using a resin or the like in order to fill a gap with the display device 1.
  • the circuit configuration of the display device 1 will be described with reference to FIG.
  • the plurality of main pixels PX described above are similarly configured. Therefore, in FIG. 4, one main pixel PX among the plurality of main pixels PX will be described as a representative.
  • the first pixel SPR, the second pixel SPG, and the third pixel SPB of the main pixel PX are configured similarly. Therefore, here, for convenience, the configuration (pixel circuit and the like) of the third pixel SPB will be mainly described.
  • the third pixel SPB includes a light emitting element 30 and a pixel circuit PC that supplies a driving current to the light emitting element 30.
  • the pixel circuit PC is electrically connected to the pixel electrode 28 shown in FIG.
  • the pixel circuit PC includes a drive transistor DRT, a light emission control transistor CCT, a pixel transistor SST, an initialization transistor IST, a storage capacitor Cs, and an auxiliary capacitor Cad as a plurality of elements.
  • the gate driver GD1 includes a reset transistor RST. Note that one output transistor BCT shown in FIG. 5 is arranged for the first pixel SPR, the second pixel SPG, and the third pixel SPB. In FIG. 5, each transistor is an Nch TFT. Further, the element capacitance Cled shown in FIG. 5 is an internal capacitance of the light emitting element 30 and is a capacitance between the anode AN and the cathode CA.
  • the light emission control transistor CCT, the reset transistor RST, the pixel transistor SST, the initialization transistor IST, and the output transistor BCT do not have to be constituted by transistors. If the light emission control transistor CCT, the reset transistor RST, the pixel transistor SST, the initialization transistor IST, and the output transistor BCT function as a light emission control switch, a reset switch, a pixel switch, an initialization switch, and an output switch, respectively. Good.
  • the driving transistor DRT, the pixel electrode 28 (FIG. 3), and the light emitting element 30 are connected in series between the first power supply line 41 and the second power supply line 42.
  • the first power supply line 41 is held at a constant potential
  • the second power supply line 42 is held at a constant potential different from the potential of the first power supply line 41.
  • the potential PVDD of the first power supply line 41 is higher than the potential PVSS of the second power supply line 42.
  • the first electrode of the pixel transistor SST is connected to the gate electrode of the drive transistor DRT, the first electrode of the initialization transistor IST, and the second electrode of the storage capacitor Cs.
  • the second electrode of the pixel transistor SST is connected to the image signal line VL.
  • the second electrode of the initialization transistor IST is connected to the initialization power supply line BL.
  • the holding capacitor Cs is electrically connected between the gate electrode of the driving transistor DRT and the first electrode (source electrode).
  • the value (capacity size) of the storage capacitor Cs is smaller than the value (capacity size) of the auxiliary capacitor Cad. Note that the above also applies to the first pixel SPR and the second pixel SPG. That is, the value of the storage capacitor Cs is smaller than any of the value of the auxiliary capacitor Cad of the first pixel SPR, the value of the auxiliary capacitor Cad of the second pixel SPG, and the value of the auxiliary capacitor Cad of the third pixel SPB.
  • the second electrode (conductive layer 26b in FIG. 3) of the auxiliary capacitor Cad is held at a constant potential.
  • the second electrode of the auxiliary capacitor Cad is connected to the first power supply line 41 and is held at the same constant potential (PVDD) as the potential of the first power supply line 41.
  • the second electrode of the auxiliary capacitor Cad may be held at the same constant potential (PVSS) as the potential of the second power supply line 42 or the same as the potential of the third power supply line. It may be held at a constant potential.
  • PVSS constant potential
  • an initialization power supply line BL or a reset power supply line RL can be given as a wiring held at a constant potential.
  • the reset transistor RST is provided in the gate driver GD1, and the second electrode of the reset transistor RST is connected to the reset power supply line RL.
  • An image signal Vsig such as a video signal is supplied to the image signal line VL, the initialization power supply line BL is set to the initialization potential Vini, and the reset power supply line RL is set to the reset power supply potential Vrst.
  • the image signal Vsig is a signal written to a pixel (here, the third pixel SPB) based on the above-described image signal.
  • the gate electrode of the light emission control transistor CCT is connected to the control wiring SCG.
  • a light emission control signal CG is supplied to the control wiring SCG.
  • the gate electrode of the output transistor BCT is connected to the control wiring SBG.
  • An output control signal BG is supplied to the control wiring SBG.
  • the gate electrode of the pixel transistor SST is connected to the control wiring SSG.
  • a pixel control signal SG is supplied to the control wiring SSG.
  • the gate electrode of the initialization transistor IST is connected to the control wiring SIG.
  • An initialization control signal IG is supplied to the control wiring SIG.
  • the gate electrode of the reset transistor RST is connected to the control wiring SRG.
  • a reset control signal RG is supplied to the control wiring SRG.
  • all the transistors described above are NchTFTs.
  • transistors other than the drive transistor DRT may be PchTFTs, and NchTFTs and PchTFTs may be mixed.
  • the drive transistor DRT may be a Pch TFT. In that case, it suffices that the current flows through the light emitting element 30 in the opposite direction to the present embodiment.
  • the auxiliary capacitor Cad only needs to be coupled to the first electrode on the drive transistor DRT side among the electrodes of the light emitting element 30.
  • the display device 1 includes two gate drivers GD1 and GD2 (FIG. 2), it is possible to supply power to one pixel SP from the gate drivers GD1 and GD2 on both sides.
  • the both-side power feeding method is adopted for the control wiring SSG, and the one-side power feeding method is adopted for the other control wiring SCG, control wiring SBG, control wiring SIG, reset wiring SV, and the like.
  • the display device 1 may not include the two gate drivers GD1 and GD2 (FIG. 2), and may include at least one gate driver GD.
  • circuit configuration described in FIG. 5 is an example, and the circuit configuration of the display device 1 may be another configuration as long as it includes the drive transistor DRT, the storage capacitor Cs, and the auxiliary capacitor Cad. Absent. For example, a part of the circuit configuration described in FIG. 5 may be omitted, or another configuration may be added.
  • the reset operation and the offset cancel operation in the main pixel PX are performed in units of two rows of the main pixel PX.
  • the reset control signal given is shown as RG12, the output control signal given to the control wiring SBG as BG12, the light emission control signal given to the control wiring SCG as CG12, and the initialization control signal given to the control wiring SIG as IG12.
  • the pixel control signal given to the control line SSG connected to the main pixel PX in the first row is shown as SG2, and the pixel control signal given to the control line SSG connected to the main pixel PX in the first row is shown as SG2. ing.
  • the main pixels PX in the second row to be subjected to the reset operation and the offset cancel operation (hereinafter referred to as the main pixels PX in the third row and the fourth row).
  • RG34 the output control signal applied to the control wiring SBG, BG34, the light emission control signal applied to the control wiring SCG, CG34, and the control wiring SIG.
  • the initialization control signal given to is shown as IG34.
  • the pixel control signal applied to the control wiring SSG connected to the main pixel PX in the third row is indicated as SG3
  • the pixel control signal applied to the control wiring SSG connected to the main pixel PX in the fourth row is indicated as SG4.
  • FIG. 6 shows various signal timings for the main pixels PX in the first to fourth rows, but the same applies to the main pixels PX in the fifth and subsequent rows, for example.
  • the output control signal BG12 changes from H level to L level and the reset control signal RG12 changes from L level to H level.
  • the current between the first power supply line 41 and the second power supply line 42 via the output transistor BCT is blocked, and the voltage between the output transistor BCT and the anode AN of the light emitting element 30 is set by the voltage of the reset wiring SV. Is reset.
  • the initialization control signal IG12 changes from L level to H level.
  • the initialization transistor IST is turned on, the initialization power supply line BL at the initialization potential Vini and the storage capacitor Cs are brought into conduction, and the storage capacitor Cs is reset by the initialization voltage (Vini).
  • the light emission control signal CG12 changes from the H level to the L level. Thereby, the current between the first power supply line 41 and the second power supply line 42 via the light emission control transistor CCT is blocked.
  • the pixel control signal SG1 changes from the L level to the H level. In this case, a current corresponding to the image signal Vsig flows through the image signal line VL to the storage capacitor Cs and the like through the pixel transistor SST, and charges corresponding to the image signal Vsig are accumulated in the storage capacitor Cs. Thereby, the writing operation to the main pixel PX (pixels SPR, SPG, and SPB) in the first row is completed.
  • the pixel control signal SG2 changes from the L level to the H level.
  • a current corresponding to the image signal Vsig flows through the image signal line VL to the storage capacitor Cs and the like through the pixel transistor SST, and charges corresponding to the video signal are accumulated in the storage capacitor Cs.
  • the writing operation to the main pixel PX (pixels SPR, SPG and SPB) in the second row is completed.
  • a current flows through the light emitting element 30 according to the current value determined based on the image signal Vsig described above, so that the light emitting element 30 emits light.
  • the reset operation and the offset cancellation operation are described as being performed in units of two rows (that is, in two rows at a time), but according to such a configuration, the area of the non-display area NDA of the display panel 2 (Width) reduction, power consumption reduction, and the like can be realized.
  • the first electrode of the drive transistor DRT connected to the first electrode of the storage capacitor Cs is the second electrode of the drive transistor DRT connected to the source electrode and the first electrode of the light emission control transistor CCT.
  • the electrode is a drain electrode.
  • the output control signal BG, the initialization control signal IG, and the pixel control signal SG are set to the L level, and the reset control signal RG and the light emission control signal CG are set. Is set to H level.
  • the reset transistor RST is switched to the ON state.
  • the respective potentials of the source electrode and the drain electrode of the drive transistor DRT are reset to the same potential as the reset power supply potential Vrst, and the source reset operation is completed.
  • the reset power supply potential Vrst is set to a potential lower than the potential PVSS, for example.
  • the reset power supply potential Vrst is ⁇ 2V.
  • the storage capacitor Cs holds a voltage based on the image signal Vsig written in the previous frame. However, since the second electrode of the storage capacitor Cs is in an electrically floating state, the storage capacitor Cs is charged and discharged. This is not performed, and the potential of the second electrode changes according to the change of the potential of the first electrode of the storage capacitor Cs.
  • the reset operation on the gate side of the drive transistor DRT will be described.
  • the initialization control signal IG is switched from the L level to the H level.
  • the initialization transistor IST is switched to the ON state, and the gate reset operation is started.
  • the output transistor BCT and the pixel transistor SST are maintained in the OFF state, and the reset transistor RST and the light emission control transistor CCT are maintained in the ON state.
  • the reset power supply voltage (Vrst) is supplied to the source electrode of the drive transistor DRT and the first electrode of the storage capacitor Cs, and the initialization voltage (Vini) is supplied to the gate electrode of the drive transistor DRT via the initialization transistor IST. Is supplied.
  • the potential of the gate electrode of the drive transistor DRT is reset to a potential corresponding to the initialization voltage (Vini), and the information of the previous frame is reset.
  • the initialization potential Vini is set to a potential higher than the reset power supply potential Vrst.
  • the initialization potential Vini is + 1.2V.
  • the drive transistor DRT since the potential (Vini) of the gate electrode with respect to the potential (Vrst) of the source electrode is at a high level, the drive transistor DRT is turned on.
  • the storage capacitor Cs holds charges based on the difference between the reset power supply potential Vrst and the initialization potential Vini. Even when the drive transistor DRT is in the ON state, the light emitting element 30 does not light (emit light) in the gate reset operation shown in FIG. 8 because the output transistor BCT is in the OFF state.
  • the offset cancel operation will be described.
  • the output control signal BG is switched from the L level to the H level, and the reset control signal RG is switched from the H level to the L level.
  • the output transistor BCT is switched to the ON state, and the reset transistor RST is switched to the OFF state.
  • a current flows from the first power supply line 41 to the drain electrode of the drive transistor DRT via the output transistor BCT.
  • the drive transistor DRT since the drive transistor DRT is in an on state, the current supplied to the drain electrode of the drive transistor DRT flows through the channel of the drive transistor DRT, and the potential of the source electrode of the drive transistor DRT rises. Thereafter, when the difference between the source electrode potential and the gate electrode potential of the drive transistor DRT reaches the threshold voltage (Vth) of the drive transistor DRT, the drive transistor DRT is turned off.
  • Vth threshold voltage
  • an initialization voltage (Vini) is supplied to the gate electrode of the drive transistor DRT, and when the potential of the source electrode of the drive transistor DRT reaches Vini ⁇ Vth, the drive transistor DRT is turned off. As a result, an offset corresponding to the variation in Vth of the drive transistor DRT occurs between the gate electrode and the source electrode of the drive transistor DRT. Thereby, the offset cancel operation of the threshold value of the drive transistor DRT is completed.
  • the writing operation of the image signal (video signal) Vsig will be described.
  • the light emission control signal CG and the initialization control signal IG are switched from H level to L level, and the pixel control signal SG is switched from L level to H level.
  • the light emission control transistor CCT and the initialization transistor IST are switched to the OFF state, and the pixel transistor SST is switched to the ON state.
  • the image signal Vsig is written to the gate electrode of the drive transistor DRT through the pixel transistor SST.
  • the voltage value of the image signal Vsig is a value in the range of 0 to 5V.
  • the dynamic range of the image signal Vsig is the same for the first pixel SPR, the second pixel SPG, and the third pixel SPB.
  • the source electrode of the drive transistor DRT has a different potential for each value of Vth by the offset cancel operation described above, the voltage Vgs of the drive transistor DRT is different even when the same image signal is written.
  • the voltage Vgs is expressed by the following expression 1.
  • writing to the pixels in the second row is performed in the same manner.
  • the pixel transistor SST is turned off for the main pixel PX in the first row.
  • the light emitting element 30 does not light (emit light) because the light emission control transistor CCT is in the OFF state.
  • the pixel control signal SG is switched from the H level to the L level, and the light emission control signal CG is switched from the L level to the H level.
  • the pixel transistor SST is switched to the OFF state, and the light emission control transistor CCT is switched to the ON state.
  • the current Iled flows through the driving transistor DRT according to the potential of the gate electrode of the driving transistor DRT written by the above-described writing operation, and the light emitting element 30 is turned on (emits light).
  • the output current Idrt is expressed by the following equation 2.
  • Equation 3 the output current Idrt is expressed by Equation 3 below.
  • the output current Idrt has a value that does not depend on the threshold voltage Vth of the drive transistor DRT, and the influence of the variation of the threshold voltage of the drive transistor DRT on the output current Idrt can be eliminated.
  • the inventors of the present application investigated the light emission efficiency of the light emitting element 30, it was found that the light emission efficiency was different for each color (type). In other words, it has been found that the value of the current Iled (output current Idrt) necessary for obtaining the maximum gradation is different between the first pixel SPR, the second pixel SPG, and the third pixel SPB. Specifically, it was found that among the light emitting elements 30 of the pixels SPR, SPG, and SPB, the light emitting efficiency of the light emitting element 30 of the first pixel SPR that exhibits red is the lowest.
  • the second pixel SPG and the third pixel SPG are adjusted.
  • the voltage value of the image signal Vsig applied to the pixel SPB is set to a value within the range of 0 to 5V, while the voltage value of the image signal Vsig applied to the first pixel SPR is set to a value within the range of 0 to 7V, for example. Conceivable.
  • the balance of the luminance levels of red, green, and blue is adjusted by adjusting the value (capacity size) of the auxiliary capacitor Cad.
  • the value of the auxiliary capacitance Cad of the first pixel SPR having the lowest light emission efficiency is relatively increased. Since the value of (Cled + Cad) / (Cs + Cad + Cled) in the above equation 3 approaches 1 by making the auxiliary capacitor Cad larger than the holding capacitor Cs, the gate-source voltage of the DRT indicated by (Vsig ⁇ Vini) Can be reduced. That is, by reducing the attenuation amount of the current Iled (output current Idrt) in the first pixel SPR, it is possible to adjust the balance of the luminance levels of red, green, and blue.
  • the dynamic range of the image signal Vsig can be made uniform in the first pixel SPR, the second pixel SPG, and the third pixel SPB.
  • the dynamic range of the image signal Vsig applied to the first pixel SPR can be made closer to the dynamic range of the image signal Vsig applied to the second pixel SPG and the third pixel SPB.
  • the configuration of the display panel 2 in the case where the value of the auxiliary capacitance Cad of the first pixel SPR is made larger than the value of the auxiliary capacitance Cad of the second pixel SPG and the third pixel SPB will be described.
  • the value of the auxiliary capacitor Cad of the first pixel SPR is the largest
  • the value of the auxiliary capacitor Cad of the third pixel SPB is the smallest
  • the value of the auxiliary capacitor Cad of the second pixel SPG is between the above two values.
  • a case will be described as an example.
  • the inventors of the present application investigated the light emission efficiency of the light emitting element 30, and as a result, the light emission efficiency of the light emitting element 30 of the third pixel SPB that exhibits blue is the highest, and the light emission of the light emitting element 30 of the second pixel SPG that exhibits green. This is because it has been further found that the efficiency is lower than the light emission efficiency of the light emitting element 30 of the third pixel SPB. Thereby, it is possible to finely adjust the balance of the luminance levels of red, green and blue.
  • FIG. 12 and 13 are layout examples of the conductive layer of the pixel SP, and FIG. 13 shows a cross-sectional view between XIII and XIII in FIG. 12, which is a plan view.
  • two or more adjacent pixels SP including the first pixel SPR share a single conductive layer (first capacitor electrode layer) 26b.
  • the conductive layer 26b extends continuously over two or more pixels SP and faces the pixel electrode 28 of the two or more pixels SP.
  • the conductive layer 26 b is located below the pixel electrode 28. In the present embodiment, all the pixels SP share a single conductive layer 26b.
  • the conductive layer 26a is located inside the opening OP of the conductive layer 26b.
  • the size of the pixel electrode 28R of the first pixel SPR is the largest among the sizes of the pixel electrodes 28 of the plurality of types of pixels SPR, SPG, SPB, and the size of the pixel electrode 28B of the third pixel SPB is the same. Smallest.
  • the size of the pixel electrode 28G of the second pixel SPG is smaller than the size of the pixel electrode 28R and larger than the size of the pixel electrode 28B. More specifically, regarding the area where the pixel electrode 28 overlaps the conductive layer 26b, the first pixel SPR is the largest and the third pixel SPB is the smallest. In FIG. 12, the region where the pixel electrode 28 overlaps the conductive layer 26b is hatched.
  • the value of the auxiliary capacitance Cad is proportional to the area where the pixel electrode 28 overlaps the conductive layer 26b. For this reason, the value of the auxiliary capacitor Cad differs depending on the type of the pixel SP. Among the values of the auxiliary capacitance Cad of the plurality of types of pixels SP, the value of the auxiliary capacitance Cad of the first pixel SPR is the largest, and the value of the auxiliary capacitance Cad of the third pixel SPB is the smallest.
  • the arrangement regions LAR, LAG, and LAB are aligned in the first direction X.
  • the arrangement region LAR is a region in which the remaining elements other than the auxiliary capacitor Cad are arranged in the pixel circuit PC (FIG. 3) of the first pixel SPR.
  • the arrangement area LAG is an area in which the remaining elements other than the auxiliary capacitor Cad in the pixel circuit PC of the second pixel SPG are arranged.
  • the arrangement area LAB is an area in which the remaining elements other than the auxiliary capacitor Cad in the pixel circuit PC of the third pixel SPB are arranged.
  • the pixel electrode 28R is located in the placement region LAR and further located in the placement region LAG of the second pixel SPG adjacent to the first pixel SPR. Note that each of the pixel electrode 28G and the pixel electrode 28B is located in the arrangement region LAG and the arrangement region LAB. As described above, in the present embodiment, the pixel electrode 28 can be provided so as to be positioned in the arrangement region LA of the adjacent pixel SP. This is because the remaining elements other than the auxiliary capacitor Cad in the pixel circuit PC (FIG. 3) are located below the conductive layer (first capacitor electrode layer) 26b.
  • the value of the auxiliary capacitance Cad of the first pixel SPR is the largest among the values of the auxiliary capacitance Cad of the plurality of types of pixels SP.
  • the value of the auxiliary capacitance Cad of the third pixel SPB is the smallest. Therefore, the balance of the luminance levels of red, green, and blue can be adjusted.
  • the dynamic range of the image signal Vsig can be made uniform in the first pixel SPR, the second pixel SPG, and the third pixel SPB.
  • the dynamic range of the image signal Vsig applied to the first pixel SPR can be made closer to the dynamic range of the image signal Vsig applied to the second pixel SPG and the third pixel SPB. From the above, it is possible to obtain the display device 1 capable of suppressing an increase in manufacturing cost. Furthermore, the display device 1 capable of reducing power consumption can be obtained.
  • FIG. 14 is a plan view showing a configuration of a single main pixel PX of the display panel 2 of the display device 1 according to the modification 1 of the embodiment, and includes conductive layers 26a and 26b, pixel electrodes 28R, 28G, and 28B, It is a figure which shows the light emitting element 30 grade
  • the first modification differs from the above embodiment in that the pixel electrode 28 ⁇ / b> R roughly has a rectangular shape and extends in the second direction Y.
  • the pixel electrode 28R faces both the pixel electrode 28G and the pixel electrode 28B.
  • the region where the pixel electrode 28 overlaps the conductive layer 26b is hatched.
  • the second pixel SPG and the third pixel SPB are the same, and the first pixel SPR is the largest.
  • the value of the auxiliary capacitance Cad of the plurality of types of pixels SP the second pixel SPG and the third pixel SPB are the same, and the first pixel SPR is the largest.
  • the value of the auxiliary capacitance Cad of the first pixel SPR can be relatively increased.
  • the value of the auxiliary capacitance Cad of the first pixel SPR can be adjusted to be twice or more the value of the auxiliary capacitance Cad of each of the second pixel SPG and the third pixel SPB. Therefore, also in the first modification, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
  • FIG. 15 is a plan view showing a configuration of a single main pixel PX of the display panel 2 of the display device 1 according to the second modification of the embodiment, in which the first electrode E1, the conductive layers ER, EG, EB, the pixel It is a figure which shows electrode 28R, 28G, 28B, the light emitting element 30, etc.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing the display panel 2 along the line XVI-XVI of FIG. 15, showing the first electrode E1, the conductive layer ER, the pixel electrode 28R, the light emitting element 30, and the like.
  • Modification 2 is different from the above embodiment in that the conductive layers ER, EG, and EB each function as a first capacitor electrode layer.
  • the display panel 2 of Modification 2 is formed without the conductive layer 26b.
  • the first pixel SPR faces both the second pixel SPG and the third pixel SPB in the first direction X.
  • the second pixel SPG faces the third pixel SPB in the second direction Y.
  • the conductive layers ER, EG, EB are connected to a constant potential power line.
  • the conductive layers ER, EG, EB are connected to the first power supply line 41.
  • the conductive layers ER, EG, and EB may constitute a part of the first power supply line 41.
  • the conductive layers ER, EG, and EB may be appropriately referred to as wirings or electrodes.
  • the pixel electrode 28 overlaps only a single conductive layer.
  • the pixel electrode 28R overlaps the conductive layer ER of the first pixel SPR
  • the pixel electrode 28G overlaps the conductive layer EG of the second pixel SPG
  • the pixel electrode 28B overlaps the conductive layer EB of the third pixel SPB.
  • the auxiliary capacitor Cad of the first pixel SPR is formed by the conductive layer ER, the planarizing film 25, the insulating layer 27, and the pixel electrode 28R. .
  • a region where the pixel electrode 28 overlaps the conductive layer ER, EG, or EB is hatched.
  • the second pixel SPG and the third pixel SPB are the same, and the first pixel SPR is the largest.
  • the value of the auxiliary capacitance Cad of the plurality of types of pixels SP the second pixel SPG and the third pixel SPB are the same, and the first pixel SPR is the largest. From the above, also in Modification 2, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
  • FIG. 17 is a plan view showing a configuration of a single main pixel PX of the display panel 2 of the display device 1 according to the modification 3 of the embodiment, and includes a first electrode E1, conductive layers ER, EG, EB, and pixels. It is a figure which shows electrode 28R, 28G, 28B, the light emitting element 30, etc.
  • FIG. 17 in the main pixel PX, the first pixel SPR, the second pixel SPG, and the third pixel SPB may be arranged in the first direction X.
  • the pixel electrodes 28R, 28G, and 28B are arranged in the first direction X, and the conductive layers ER, EG, and EB are arranged in the first direction X.
  • the pixel electrodes 28R, 28G, 28B In the second direction Y, the pixel electrodes 28R, 28G, 28B have the same length.
  • the pixel electrode 28G and the pixel electrode 28B In the first direction X, the pixel electrode 28G and the pixel electrode 28B have the same width, and the pixel electrode 28R has the largest width.
  • a region where the pixel electrode 28 overlaps the conductive layer ER, EG, or EB is hatched.
  • the second pixel SPG and the third pixel SPB are the same, and the first pixel SPR is the largest.
  • the value of the auxiliary capacitance Cad of the plurality of types of pixels SP the second pixel SPG and the third pixel SPB are the same, and the first pixel SPR is the largest. From the above, also in Modification 3, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
  • FIG. 18 is a plan view showing the configuration of a single main pixel PX of the display panel 2 of the display device 1 according to the modification 4 of the embodiment, and includes conductive layers 26a and 26b, pixel electrodes 28R, 28G, and 28B, It is a figure which shows the light emitting element 30 grade
  • the area where the anode AN (first electrode) and the cathode CA (second electrode) of the light emitting element 30 face each other may be the largest in the first pixel SPR among the plurality of types of pixels SP.
  • the second pixel SPG and the third pixel SPB each have one light emitting element 30, whereas the first pixel SPR has two light emitting elements 30.
  • the current density in the light emitting element 30 of the first pixel SPR can be lowered.
  • the current density in the light emitting element 30 can be lowered. Therefore, the product life of the light emitting element 30 of the first pixel SPR can be extended.
  • the display panel 2 of Modification 4 is configured in the same manner as the display panel 2 of Modification 1 except for the configuration related to the light emitting element 30. From the above, also in Modification 4, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing the display panel 2 of the display device 1 according to the fifth modification of the embodiment, and shows the first electrode E1, the conductive layer 26a, the pixel electrode 28, the counter electrode 32, and the like.
  • the first capacitor electrode layer of the auxiliary capacitor Cad may be configured by a part of the counter electrode 32 positioned above the pixel electrode 28.
  • the pixel electrode 28, the element insulating layer (insulating layer) 31, and the counter electrode 32 form an auxiliary capacitor Cad.
  • the second pixel and the third pixel are the same, and the first pixel is the largest.
  • the auxiliary capacitor Cad of the first pixel may be the largest among the values of the auxiliary capacitors Cad of the plurality of types of pixels, and the auxiliary capacitor Cad of the third pixel may be the smallest. From the above, also in Modification 5, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing the display panel 2 of the display device 1 according to the modification 6 of the embodiment, and shows the first electrode E1, the conductive layers 26a and 26b, the pixel electrode 28, the counter electrode 32, and the like. is there.
  • the auxiliary capacitance Cad may include a first capacitance component Cad1 and a second capacitance component Cad2.
  • the conductive layer 26 b as the first capacitor electrode layer is located below the pixel electrode 28.
  • the first capacitance component Cad1 is formed of the pixel electrode 28, the insulating layer 27, and the conductive layer 26b.
  • the second capacitance component Cad ⁇ b> 2 is formed by the pixel electrode 28, the element insulating layer (insulating layer) 31, and the counter electrode 32.
  • the conductive layer 26b may be held at the same constant potential as the counter electrode 32.
  • the conductive layer 26b may be held at a constant potential different from that of the counter electrode 32.
  • the conductive layer 26b is held at the same constant potential as the potential of the first power supply line 41 or the third power supply line.
  • the value of the auxiliary capacitance Cad is the sum of the capacitance value of the first capacitance component Cad1 and the capacitance value of the second capacitance component Cad2.
  • the second pixel and the third pixel are the same, and the first pixel is the largest.
  • the auxiliary capacitor Cad of the first pixel may be the largest among the values of the auxiliary capacitors Cad of the plurality of types of pixels, and the auxiliary capacitor Cad of the third pixel may be the smallest. From the above, also in Modification 6, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
  • the micro LED display device using the micro LED as the light emitting element has been mainly described.
  • the display device 1 according to the present embodiment may be an organic EL display device using an organic electroluminescence (EL) element as a light emitting element. This is effective when the luminous efficiency of the organic EL element differs for each color.
  • EL organic electroluminescence

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Abstract

製造コストの高騰を抑制することが可能な表示装置を提供する。又は、低消費電力化を図ることのできる表示装置を提供する。 表示装置は、表示領域に位置し第1色を呈する第1画素を含む複数種類の画素を備える。各々の前記画素は、画素電極と、発光素子と、駆動トランジスタと、前記画素電極と対向配置され定電位に保持される第1容量電極層と、前記画素電極及び前記第1容量電極層とともに補助容量を形成する絶縁層と、を有する。前記複数種類の画素の前記補助容量の値のうち、前記第1画素の前記補助容量の値が最も大きい。

Description

表示装置
 本発明の実施形態は、表示装置に関する。
 表示装置として、自発光素子である発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を用いたLED表示装置が知られている。近年では、より高精細な表示装置として、マイクロLEDと称される微小な発光ダイオードをアレイ基板に実装した表示装置(以下、マイクロLED表示装置と称する)が開発されている。
 マイクロLEDディスプレイは、従来の液晶ディスプレイや有機ELディスプレイと異なり、表示領域に、チップ状の多数のマイクロLEDが実装されて形成されるため、高精細化と大型化の両立が容易であり、次世代の表示装置として注目されている。
特開2018-14475号公報
 本実施形態は、製造コストの高騰を抑制することが可能な表示装置を提供する。又は、低消費電力化を図ることのできる表示装置を提供する。
 一実施形態に係る表示装置は、
 表示領域に位置し、第1色を呈する第1画素を含む複数種類の画素を備え、各々の前記画素は、画素電極と、前記画素電極に電気的に接続された第1電極を含む発光素子と、前記発光素子への電流値を制御する駆動トランジスタと、前記画素電極と対向配置され定電位に保持される第1容量電極層と、前記画素電極と前記第1容量電極層との間に介在し前記画素電極及び前記第1容量電極層とともに補助容量を形成する絶縁層と、を有し、前記複数種類の画素の前記補助容量の値のうち、前記第1画素の前記補助容量の値が最も大きい。
図1は、一実施形態に係る表示装置の構成を示す斜視図である。 図2は、上記表示装置の回路構成を示す平面図である。 図3は、上記表示装置を示す断面図である。 図4は、上記表示装置の変形例を示す断面図である。 図5は、上記表示装置の構成の一例について説明するための回路図である。 図6は、画素におけるリセット動作、オフセットキャンセル動作及び書き込み動作に関する各種信号の出力例を示すタイミングチャートである。 図7は、上記表示装置の駆動方法を説明するための回路図であり、駆動トランジスタのソース側のリセット動作について説明するための図である。 図8は、図7に続く上記駆動方法を説明するための回路図であり、駆動トランジスタのゲート側のリセット動作について説明するための図である。 図9は、図8に続く上記駆動方法を説明するための回路図であり、オフセットキャンセル動作について説明するための図である。 図10は、図9に続く上記駆動方法を説明するための回路図であり、映像信号の書き込み動作について説明するための図である。 図11は、図10に続く上記駆動方法を説明するための回路図であり、発光素子の発光動作について説明するための図である。 図12は、上記表示装置の表示パネルの単個の主画素の構成を示す平面図であり、第1電極、導電層、画素電極などを示す図である。 図13は、図12の線XIII-XIIIに沿って上記表示パネルを示す断面図であり、第1電極、導電層、画素電極などを示す図である。 図14は、上記実施形態の変形例1に係る表示装置の表示パネルの単個の主画素の構成を示す平面図であり、導電層、画素電極、発光素子などを示す図である。 図15は、上記実施形態の変形例2に係る表示装置の表示パネルの単個の主画素の構成を示す平面図であり、第1電極、導電層、画素電極、発光素子などを示す図である。 図16は、図15の線XVI-XVIに沿って上記表示パネルを示す断面図であり、第1電極、導電層、画素電極、発光素子などを示す図である。 図17は、上記実施形態の変形例3に係る表示装置の表示パネルの単個の主画素の構成を示す平面図であり、第1電極、導電層、画素電極、発光素子などを示す図である。 図18は、上記実施形態の変形例4に係る表示装置の表示パネルの単個の主画素の構成を示す平面図であり、導電層、画素電極、発光素子などを示す図である。 図19は、上記実施形態の変形例5に係る表示装置の表示パネルを示す断面図であり、第1電極、導電層、画素電極、対向電極などを示す図である。 図20は、上記実施形態の変形例6に係る表示装置の表示パネルを示す断面図であり、第1電極、導電層、画素電極、対向電極などを示す図である。
 (一実施形態)
 以下に、本発明の一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
 図1は、本実施形態に係る表示装置1の構成を示す斜視図である。図1は、第1方向Xと、第1方向Xに垂直な第2方向Yと、第1方向X及び第2方向Yに垂直な第3方向Zによって規定される三次元空間を示している。なお、第1方向X及び第2方向Yは、互いに直交しているが、90°以外の角度で交差していてもよい。また、本実施形態において、第3方向Zを上と定義し、第3方向Zと反対側の方向を下と定義する。「第1部材の上の第2部材」及び「第1部材の下の第2部材」とした場合、第2部材は、第1部材に接していてもよく、第1部材から離れて位置していてもよい。
 以下、本実施形態においては、表示装置1が自発光素子であるマイクロ発光ダイオード(以下、マイクロLED(Light Emitting Diode)と称する)を用いたマイクロLED表示装置である場合について主に説明する。
 図1に示すように、表示装置1は、表示パネル2、第1回路基板3及び第2回路基板4等を備えている。 
 表示パネル2は、一例では矩形の形状を有している。図示した例では、表示パネル2の短辺EXは、第1方向Xと平行であり、表示パネル2の長辺EYは、第2方向Yと平行である。第3方向Zは、表示パネル2の厚さ方向に相当する。表示パネル2の主面は、第1方向Xと第2方向Yとにより規定されるX-Y平面に平行である。表示パネル2は、表示領域DA、及び表示領域DAの外側の非表示領域NDAを有している。非表示領域NDAは、端子領域MTを有している。図示した例では、非表示領域NDAは、表示領域DAを囲んでいる。
 表示領域DAは、画像を表示する領域であり、例えばマトリクス状に配置された複数の主画素PXを備えている。 
 端子領域MTは、表示パネル2の短辺EXに沿って設けられ、表示パネル2を外部装置などと電気的に接続するための端子を含んでいる。
 第1回路基板3は、端子領域MTの上に実装され、表示パネル2と電気的に接続されている。第1回路基板3は、例えばフレキシブルプリント回路基板である。第1回路基板3は、表示パネル2を駆動する駆動ICチップ(以下、パネルドライバと表記)5などを備えている。なお、図示した例では、パネルドライバ5は、第1回路基板3の上に配置されているが、第1回路基板3の下に配置されていてもよい。又は、パネルドライバ5は、第1回路基板3以外に実装されていてもよく、例えば第2回路基板4に実装されていてもよい。第2回路基板4は、例えばフレキシブルプリント回路基板である。第2回路基板4は、第1回路基板3の例えば下方において第1回路基板3と接続されている。
 上記したパネルドライバ5は、例えば第2回路基板4を介して制御基板(図示せず)と接続されている。パネルドライバ5は、例えば制御基板から出力される映像信号に基づいて複数の主画素PXを駆動することによって表示パネル2に画像を表示する制御を実行する。
 なお、表示パネル2は、斜線を付して示す折り曲げ領域BAを有していてもよい。折り曲げ領域BAは、表示装置1が電子機器等の筐体に収容される際に折り曲げられる領域である。折り曲げ領域BAは、非表示領域NDAのうち端子領域MT側に位置している。折り曲げ領域BAが折り曲げられた状態において、第1回路基板3及び第2回路基板4は、表示パネル2と対向するように、表示パネル2の下方に配置される。
 図2は、表示装置1の回路構成を示す平面図である。 
 図2に示すように、表示装置1は、アクティブマトリクス型の表示パネル2を備えている。表示パネル2は、絶縁基板21と、絶縁基板21の上に配置された複数の主画素PX、各種の配線、ゲートドライバGD1,GD2、及び選択回路SDと、を有している。
 複数の主画素PXは、表示領域DAにてマトリクス状に配列されている。各々の主画素PXは、複数の画素SPを有している。本実施形態において、主画素PXは、第1色を呈する第1画素SPR、第2色を呈する第2画素SPG、及び第3色を呈する第3画素SPBの3種類の画素を含んでいる。ここでは、第1色は赤色であり、第2色は緑色であり、第3色は青色である。
 主画素PXは、発光素子(マイクロLED)と、発光素子に駆動電流を供給し発光素子を駆動するための画素回路と、を含んでいる。上記画素回路は、後述する駆動トランジスタ及び各種のスイッチング素子などを含んでいる。ここで、本実施形態において、主画素PX、及び画素SPの用語で説明したが、主画素PXを画素と言い換えることが可能である。この場合、画素SPは副画素である。
 上記各種の配線は、表示領域DAにて延在し、非表示領域NDAに引き出されている。図2には、各種の配線の一部として、複数本の制御配線SSGと、複数本の画像信号線VLと、を例示している。ゲートドライバGD1,GD2、及び選択回路SDは、非表示領域NDAに位置している。表示領域DAにおいて、制御配線SSG及び画像信号線VLは、画素SPに接続されている。制御配線SSGは、非表示領域NDAにてゲートドライバGD1,GD2に接続されている。画像信号線VLは、非表示領域NDAにて選択回路SDに接続されている。 
 ゲートドライバGD1,GD2、及び選択回路SDには、パネルドライバ5から各種の信号や電圧が与えられる。
 図3は、上記表示装置を示す断面図である。ここでは、上記のマイクロLEDと称される微小な発光ダイオードが表示素子として画素電極上に実装された例について説明する。図3においては、表示領域DA及び非表示領域NDAについて主に示している。なお、非表示領域NDAは、折り曲げられる折り曲げ領域BAと、端子領域MTと、を含んでいる。
 図3に示すように、表示パネル2のアレイ基板ARは、絶縁基板21を備えている。絶縁基板21としては、主に、石英、無アルカリガラス等のガラス基板、またはポリイミド等の樹脂基板を用いることができる。絶縁基板21の材質は、TFT(Thin Film Transistor)を製造する際の処理温度に耐える材質であればよい。絶縁基板21が可撓性を有する樹脂基板である場合、表示装置1をシートディスプレイとして構成することができる。樹脂基板としては、ポリイミドに限らず、他の樹脂材料を用いてもよい。なお、絶縁基板21にポリイミドなどを用いる場合、絶縁基板21を有機絶縁層又は樹脂層と称した方が適当な場合があり得る。
 絶縁基板21上には、三層積層構造のアンダーコート層22が設けられている。アンダーコート層22は、シリコン酸化物(SiO2)で形成された第1層22a、シリコン窒化物(SiN)で形成された第2層22b、及びシリコン酸化物(SiO2)で形成された第3層22cを有している。最下層の第1層22aは基材である絶縁基板21との密着性向上のため、中間層の第2層22bは外部からの水分及び不純物のブロック膜として、最上層の第3層22cは第2層22b中に含有する水素原子が後述する半導体層SC側に拡散しないようにするブロック膜として、それぞれ設けられている。なお、アンダーコート層22は、この構造に限定されるものではない。アンダーコート層22は、更に積層があってもよいし、単層構造あるいは二層構造であってもよい。例えば、絶縁基板21がガラスである場合、シリコン窒化膜は比較的密着性がよいため、当該絶縁基板21上に直接シリコン窒化膜を形成しても構わない。
 遮光層23は、絶縁基板21の上に配置されている。遮光層23の位置は、後にTFTを形成する箇所に合わせられている。本実施形態において、遮光層23は、金属で形成されている。但し、遮光層23は、黒色層など、遮光性を有する材料で形成されていればよい。また、本実施形態において、遮光層23は、第1層22aの上に設けられ、第2層22bで覆われている。なお、本実施形態と異なり、遮光層23は、絶縁基板21の上に設けられ、第1層22aで覆われていてもよい。遮光層23によれば、TFTのチャネル層の裏面への光の侵入を抑制することができるため、絶縁基板21側から入射され得る光に起因したTFT特性の変化を抑制することが可能である。また、遮光層23を導電層で形成した場合には、当該遮光層23に所定の電位を与えることで、TFTにバックゲート効果を付与することが可能である。
 上記したアンダーコート層22上には、駆動トランジスタDRTなどの薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)が形成される。TFTとしては半導体層SCにポリシリコンを利用するポリシリコンTFTを例としている。本実施形態において、低温ポリシリコンを利用して半導体層SCが形成されている。ここでは、駆動トランジスタDRTは、Nチャネル型のTFT(NchTFT)である。NchTFTの半導体層SCは、第1領域と、第2領域と、第1領域及び第2領域の間のチャネル領域と、チャネル領域及び第1領域の間並びにチャネル領域及び第2領域の間にそれぞれ設けられた低濃度不純物領域と、を有している。第1及び第2領域の一方がソース領域として機能し、第1及び第2領域の他方がドレイン領域として機能している。なお、アレイ基板ARは、NchTFTだけではなくPチャネル型のTFT(PchTFT)を含んでいてもよい。その場合、NchTFTとPchTFTを同時に形成してもよい。また、半導体層SCは、アモルファスシリコン、酸化物半導体など、ポリシリコン以外の半導体を利用してもよい。
 ゲート絶縁膜GIはシリコン酸化膜を用い、ゲート電極GEはMoW(モリブデン・タングステン)で形成されている。なお、ゲート電極GEなど、ゲート絶縁膜GIの上に形成される配線や電極を、1st配線、又は1stメタルと称する場合がある。ゲート電極GEは、TFTのゲート電極としての機能に加え、後述する保持容量電極としての機能も有している。ここではトップゲート型のTFTを例として説明しているが、TFTはボトムゲート型のTFTであってもよい。
 ゲート絶縁膜GI及びゲート電極GEの上には、層間絶縁膜24が設けられている。層間絶縁膜24は、ゲート絶縁膜GI及びゲート電極GEの上に、例えば、シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜を順に積層して構成されている。ゲート絶縁膜GI及び層間絶縁膜24は、折り曲げ領域BAに設けられていない。そのため、折り曲げ領域BAを含む絶縁基板21上の全領域に、ゲート絶縁膜GI及び層間絶縁膜24を形成した後、ゲート絶縁膜GI及び層間絶縁膜24にパターニングを行って、ゲート絶縁膜GI及び層間絶縁膜24のうち少なくとも折り曲げ領域BAに相当する箇所を除去している。更に、層間絶縁膜24などの除去によってアンダーコート層22が露出するため、当該アンダーコート層22についてもパターニングを行って折り曲げ領域BAに相当する箇所を除去している。アンダーコート層22を除去した後には、絶縁基板21を構成する例えばポリイミドが露出する。なお、アンダーコート層22のエッチングを通じて、絶縁基板21の上面が一部浸食された膜減りを生ずる場合がある。
 この場合、層間絶縁膜24の端部における段差部分及びアンダーコート層22の端部における段差部分のそれぞれの下層に図示しない配線パターンを形成しておいても良い。これによれば、引き回し配線LLが段差部分を横切って形成される際に、引き回し配線LLは配線パターンの上を通る。層間絶縁膜24とアンダーコート層22との間にはゲート絶縁膜GIがあり、アンダーコート層22と絶縁基板21との間には例えば遮光層23があるので、それらの層を利用して配線パターンを形成することができる。
 層間絶縁膜24の上に、第1電極E1、第2電極E2、及び引き回し配線LLが設けられている。第1電極E1、第2電極E2、及び引き回し配線LLは、それぞれ三層積層構造(Ti系/Al系/Ti系)が採用され、Ti(チタン)、Tiを含む合金などTiを主成分とする金属材料からなる下層と、Al(アルミニウム)、Alを含む合金などAlを主成分とする金属材料からなる中間層と、Ti、Tiを含む合金などTiを主成分とする金属材料からなる上層と、を有している。なお、第1電極E1など、層間絶縁膜24の上に形成される配線や電極を、2nd配線、又は2ndメタルと称する場合がある。
 第1電極E1は半導体層SCの第1領域に接続され、第2電極E2は半導体層SCの第2領域に接続されている。例えば、半導体層SCの第1領域がソース領域として機能する場合、第1電極E1はソース電極であり、第2電極E2はドレイン電極である。第1電極E1は、層間絶縁膜24、及びTFTのゲート電極(保持容量電極)GEとともに保持容量Csを形成している。引き回し配線LLは、絶縁基板21の周縁の端部まで延在され、第1回路基板3やパネルドライバ(駆動IC)5を接続する端子を形成する。
 なお、引き回し配線LLは、折り曲げ領域BAを横切って端子部に到達するように形成されるため、層間絶縁膜24及びアンダーコート層22の段差を横切る。上記したように段差部分には遮光層23による配線パターンが形成されているため、引き回し配線LLが段差の凹部で段切れを生じたとしても、下の配線パターンにコンタクトすることで導通を維持することが可能である。
 平坦化膜25は、層間絶縁膜24、第1電極E1、第2電極E2、及び引き回し配線LLの上に形成され、TFT及び引き回し配線LLを覆っている。平坦化膜25としては感光性アクリル等の有機絶縁材料が多く用いられる。平坦化膜25は、CVD(chemical-vapor deposition)等により形成される無機絶縁材料に比べ、配線段差のカバレッジ性や、表面の平坦性に優れている。
 平坦化膜25は、画素コンタクト部及び周辺領域では除去される。平坦化膜25の上に、導電層26が設けられている。導電層26は、酸化物導電層として、例えばITOで形成されている。導電層26は、例えば、平坦化膜25の除去により第1電極E1及び引き回し配線LLが露出した箇所を被覆する導電層26aを含んでいる。導電層26aは、製造工程で第1電極E1や引き回し配線LLの露出部がダメージを負わないようにバリア膜として設けることを目的の一つとしている。平坦化膜25及び導電層26は、絶縁層27で被覆されている。例えば、絶縁層27はシリコン窒化膜で形成されている。
 絶縁層27の上に、画素電極28が形成されている。画素電極28は、絶縁層27の開口を介して導電層26aにコンタクトし、第1電極E1に電気的に接続されている。ここでは、画素電極28は、発光素子30を実装するための接続端子となる。画素電極28は、単一の導電層、又は二層以上の導電層を含む積層体で形成されている。本実施形態において、画素電極28は、二層積層構造(Al系/Mo系)が採用され、Mo、Moを含む合金などMoを主成分とする金属材料からなる下層と、Al、Alを含む合金などAlを主成分とする金属材料からなる上層と、を有している。 
 画素部において、上記導電層26は導電層26bを含んでいる。導電層26bは、画素電極28と対向配置され、定電位に保持され、第1容量電極層として機能している。導電層26bは、画素電極28の下方に位置している。絶縁層27は、画素電極28と導電層26bとの間に介在している。導電層26b、絶縁層27、及び画素電極28は、補助容量Cadを形成している。なお、上記導電層26は、端子部の表面を形成する導電層26cを含んでいる。
 絶縁層27及び画素電極28の上に絶縁層29が設けられている。絶縁層29は、例えばシリコン窒化物で形成されている。絶縁層29は、画素電極28の端部等を絶縁すると共に、画素電極28の表面の一部に発光素子(マイクロLED)30を実装するための開口を有している。絶縁層29の開口の大きさは、発光素子30の実装工程における実装ずれ量等を考慮し、発光素子30よりも一回り大きめの開口とする。例えば発光素子30が実質的に10μm×10μmの実装面積である場合、上記開口は実質的に20μm×20μmは確保されることが好ましい。
 表示領域DAにおいて、アレイ基板ARの上に、発光素子30が実装される。発光素子30は、第1電極としての陽極ANと、第2電極としての陰極CAと、光を放出する発光層LIと、を有している。発光素子30は、R、G、Bの発光色を有するものがそれぞれ用意されており、対応する画素電極28に陽極側端子が接触し固定されている。発光素子30の陽極ANと画素電極28との間の接合は、両者の間で良好な導通が確保でき、かつ、アレイ基板ARの形成物を破損しないものであれば特に限定されない。例えば低温溶融のはんだ材料を用いたリフロー工程や、導電ペーストを介して発光素子30をアレイ基板AR上に載せた後に焼成結合する等の手法、あるいは画素電極28の表面と、発光素子の陽極ANとに同系材料を用い、超音波接合等の固相接合の手法を採用することができる。
 発光素子30は、画素電極28に電気的に接続されている陽極ANの反対側に陰極CAを有している。画素電極28及び絶縁層29の上には、発光素子30が実装された後、素子絶縁層31が設けられている。素子絶縁層31は、絶縁層29の上で、発光素子30の間の空隙部に充填された樹脂材料で形成されている。素子絶縁層31は、発光素子30のうち陰極CAの表面を露出させている。
 対向電極32は、少なくとも表示領域DAに位置し、全ての画素の発光素子30を覆っている。対向電極32は、全ての陰極CAの対向電極32側の表面と素子絶縁層31の上に配置され、全ての陰極CAに接触し、全ての陰極CAと電気的に接続されている。対向電極32は、全ての画素で共用されている。対向電極32は、表示領域DAの外側に設けられた陰極コンタクト部でアレイ基板AR側に設けられた配線(後述する第2電源線42)と接続されている。そのため、対向電極32は、第2電源線42の電位と同一の定電位に保持され、第2電源線42と全ての発光素子30の陰極CAとを電気的に接続している。
 対向電極32は、発光素子30からの出射光を取り出すために、透明電極として形成する必要があり、透明導電材料として例えばITOを用いて形成される。なお、ITOで形成される上記導電層26を1stITOと称する場合があり、ITOで形成される対向電極32を2ndITOと称する場合がある。
 一方、発光素子30の側壁部分が保護膜等で絶縁されている場合は、必ずしも樹脂材料等で間隙を充填する必要はなく、樹脂材料は、陽極ANと、陽極ANから露出した画素電極28の表面とを少なくとも絶縁できればよい。この場合、図4に示すように発光素子30の陰極CAまで達しないような膜厚で素子絶縁層31を形成し、続けて上記対向電極32を形成する。対向電極32が形成される表面には発光素子30の実装に伴う凹凸の一部が残存しているが、対向電極32を形成する材料が段切れすることなく連続的に覆うことができればよい。
 上記のように、アレイ基板ARは、絶縁基板21から対向電極32までの構造を有している。本実施形態に係る発光素子30を表示素子として用いる表示装置1は、例えば以上のように構成されている。なお、必要に応じて、対向電極32の上にカバーガラスなどのカバー部材やタッチパネル基板等が設けられてもよい。このカバー部材やタッチパネル基板は、表示装置1との空隙を埋めるために樹脂等を用いた充填剤を介して設けられてもよい。
 次に、図5を参照して、表示装置1の回路構成について説明する。上記した複数の主画素PXは、同様に構成されている。そこで、図4においては、複数の主画素PXのうちの1つの主画素PXを代表して説明する。主画素PXの第1画素SPR、第2画素SPG、及び第3画素SPBは、同様に構成されている。そこで、ここでは、便宜的に、第3画素SPBの構成(画素回路など)について主に説明する。
 図5に示すように、第3画素SPBは、発光素子30と、発光素子30に駆動電流を供給する画素回路PCと、を有している。画素回路PCは、図3に示した画素電極28に電気的に接続されている。画素回路PCは、複数の素子として、駆動トランジスタDRT、発光制御トランジスタCCT、画素トランジスタSST、初期化トランジスタIST、保持容量Cs及び補助容量Cadを含んでいる。ゲートドライバGD1は、リセットトランジスタRSTを含んでいる。なお、図5に示す出力トランジスタBCTは、第1画素SPR、第2画素SPG、及び第3画素SPBに対して1つ配置されている。図5において、各トランジスタは、NchTFTである。また、図5に示す素子容量Cledは、発光素子30の内部容量であり、陽極ANと陰極CAとの間の容量である。
 なお、発光制御トランジスタCCT、リセットトランジスタRST、画素トランジスタSST、初期化トランジスタIST、及び出力トランジスタBCTは、それぞれトランジスタで構成されていなくともよい。発光制御トランジスタCCT、リセットトランジスタRST、画素トランジスタSST、初期化トランジスタIST、及び出力トランジスタBCTは、それぞれ、発光制御スイッチ、リセットスイッチ、画素スイッチ、初期化スイッチ、及び出力スイッチとして機能するものであればよい。
 以下の説明においては、トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方を第1電極、他方を第2電極とする。また、容量素子の一方の電極を第1電極、他方の電極を第2電極とする。
 駆動トランジスタDRT、画素電極28(図3)、及び発光素子30は、第1電源線41と第2電源線42との間で直列に接続されている。第1電源線41は定電位に保持され、第2電源線42は第1電源線41の電位と異なる定電位に保持されている。本実施形態において、第1電源線41の電位PVDDは、第2電源線42の電位PVSSより高い。
 駆動トランジスタDRTの第1電極は、発光素子30(図3の陽極AN)、保持容量Csの第1電極(図3の第1電極E1)、及び補助容量Cadの第1電極(図3の画素電極28)に接続されている。駆動トランジスタDRTの第2電極は、発光制御トランジスタCCTの第1電極に接続されている。駆動トランジスタDRTは、発光素子30への電流値を制御するように構成されている。
 発光制御トランジスタCCTの第2電極は、出力トランジスタBCTの第1電極と接続されている。また、発光制御トランジスタCCTの第2電極は、リセット配線SVを介してリセットトランジスタRSTの第1電極に接続されている。 
 出力トランジスタBCTの第2電極は、第1電源線41に接続されている。また、発光素子30(図3の陰極CA)は、第2電源線42に接続されている。
 画素トランジスタSSTの第1電極は、駆動トランジスタDRTのゲート電極、初期化トランジスタISTの第1電極及び保持容量Csの第2電極に接続されている。画素トランジスタSSTの第2電極は、画像信号線VLに接続されている。初期化トランジスタISTの第2電極は、初期化電源線BLに接続されている。
 保持容量Csは、駆動トランジスタDRTのゲート電極と第1電極(ソース電極)との間に電気的に接続されている。本実施形態において、保持容量Csの値(容量サイズ)は、補助容量Cadの値(容量サイズ)より小さい。なお、上記のことは、第1画素SPR、及び第2画素SPGにおいても同様である。すなわち、保持容量Csの値は、第1画素SPRの補助容量Cadの値、第2画素SPGの補助容量Cadの値、及び第3画素SPBの補助容量Cadの値の何れよりも小さい。
 補助容量Cadの第2電極(図3の導電層26b)は、定電位に保持されている。本実施形態において、補助容量Cadの第2電極は、第1電源線41に接続され、第1電源線41の電位と同一の定電位(PVDD)に保持されている。但し、本実施形態と異なり、補助容量Cadの第2電極は、第2電源線42の電位と同一の定電位(PVSS)に保持されていてもよく、又は第3電源線の電位と同一の定電位に保持されていてもよい。上記第3電源線としては、定電位に保持される配線として、初期化電源線BL、又はリセット電源線RLを挙げることができる。 
 ここで、リセットトランジスタRSTはゲートドライバGD1に設けられ、当該リセットトランジスタRSTの第2電極は、リセット電源線RLに接続されている。
 画像信号線VLには、映像信号などの画像信号Vsigが供給され、初期化電源線BLには初期化電位Viniに設定され、リセット電源線RLはリセット電源電位Vrstに設定される。なお、画像信号Vsigは、上記した画像信号に基づいて画素(ここでは、第3画素SPB)に書き込まれる信号である。
 発光制御トランジスタCCTのゲート電極は、制御配線SCGに接続されている。この制御配線SCGには、発光制御信号CGが供給される。 
 出力トランジスタBCTのゲート電極は、制御配線SBGに接続されている。この制御配線SBGには、出力制御信号BGが供給される。 
 画素トランジスタSSTのゲート電極は、制御配線SSGに接続されている。この制御配線SSGには、画素制御信号SGが供給される。 
 初期化トランジスタISTのゲート電極は、制御配線SIGに接続されている。この制御配線SIGには、初期化制御信号IGが供給される。 
 リセットトランジスタRSTのゲート電極は、制御配線SRGに接続されている。この制御配線SRGには、リセット制御信号RGが供給される。
 図5においては、上記の全てのトランジスタがNchTFTであるものとして説明したが、例えば駆動トランジスタDRT以外のトランジスタはPchTFTであってもよく、NchTFT及びPchTFTが混在していてもよい。 
 また、駆動トランジスタDRTがPchTFTであってもよい。その場合、本実施形態とは逆向きに、発光素子30に電流が流れるように構成されていればよい。何れの場合においても、補助容量Cadは、発光素子30の電極のうち駆動トランジスタDRT側の第1電極に結合されていればよい。
 表示装置1は、2つのゲートドライバGD1,GD2(図2)を備えているため、1つの画素SPに、両側のゲートドライバGD1,GD2から給電することが可能である。ここでは、上記した制御配線SSGについては両側給電方式が採用されており、他の制御配線SCG、制御配線SBG、制御配線SIG、リセット配線SVなどについては片側給電方式が採用されているものとする。但し、表示装置1は、2つのゲートドライバGD1,GD2(図2)を備えていなくともよく、少なくとも1つのゲートドライバGDを備えていればよい。
 なお、図5において説明した回路構成は一例であり、上記した駆動トランジスタDRT、保持容量Cs、及び補助容量Cadを含むものであれば、表示装置1の回路構成は他の構成であっても構わない。例えば図5において説明した回路構成のうちの一部が省略されていてもよいし、他の構成が追加されても構わない。
 図6は、主画素PXにおけるリセット動作、オフセットキャンセル(OC)動作、書き込み動作及び発光動作に関する各種信号の出力例を示すタイミングチャートである。ここでは、主に制御配線SRG、制御配線SBG、制御配線SCG、制御配線SIG及び制御配線SSGに供給される信号について説明する。
 なお、主画素PXにおけるリセット動作及びオフセットキャンセル動作は、当該主画素PXの2行単位で行われるものとする。図6において、リセット動作及びオフセットキャンセル動作の対象となる2行の主画素PX(以下、1行目及び2行目の主画素PXと表記)に接続されている制御配線に関し、制御配線SRGに与えられるリセット制御信号をRG12、制御配線SBGに与えられる出力制御信号をBG12、制御配線SCGに与えられる発光制御信号をCG12、制御配線SIGに与えられる初期化制御信号をIG12、として示している。なお、1行目の主画素PXに接続される制御配線SSGに与えられる画素制御信号はSG1、2行目の主画素PXに接続される制御配線SSGに与えられる画素制御信号はSG2、として示している。
 同様に、上記した1行目及び2行目の主画素PXの次にリセット動作及びオフセットキャンセル動作の対象となる2行の主画素PX(以下、3行目及び4行目の主画素PXと表記)に接続されている制御配線に関し、制御配線SRGに与えられるリセット制御信号をRG34、制御配線SBGに与えられる出力制御信号をBG34、制御配線SCGに与えられる発光制御信号をCG34、制御配線SIGに与えられる初期化制御信号をIG34、として示している。なお、3行目の主画素PXに接続される制御配線SSGに与えられる画素制御信号はSG3、4行目の主画素PXに接続される制御配線SSGに与えられる画素制御信号はSG4、として示している。 
 図6では、1行目~4行目の主画素PXに対する各種の信号のタイミングを示しているが、例えば5行目以降の主画素PXについても同様である。
 以下、1行目及び2行目の主画素PXのリセット動作、オフセットキャンセル動作、画像信号の書き込み動作及び発光動作に係る信号について説明する。なお、各種の動作の詳細については、図7~図11を用いて後述する。各主画素PXにおけるリセット動作、オフセットキャンセル動作、書き込み動作及び発光動作は、パネルドライバ5から出力される信号(SELR/G/B)に従って画素SPR、SPG及びSPB(RGB)のうちの1つを選択することにより実行される。
 また、表示装置1の回路構成においては全てのトランジスタがNchTFTである場合を想定しており、このようなトランジスタのゲート電極にロー(L)レベルの信号が供給されると当該トランジスタはオフ状態(非導通状態)となる。一方、このようなトランジスタのゲート電極にハイ(H)レベルの信号が供給されると当該トランジスタはオン状態(導通状態)となる。
 図6及び図5に示すように、まず、保持容量Csのリセット動作に先立って、出力制御信号BG12がHレベルからLレベルになると共にリセット制御信号RG12がLレベルからHレベルになる。これにより、出力トランジスタBCTを介した第1電源線41と第2電源線42との間での電流が遮られると共に、リセット配線SVの電圧で出力トランジスタBCTと発光素子30の陽極ANとの間がリセットされる。
 次に、初期化制御信号IG12がLレベルからHレベルになる。初期化トランジスタISTがオン状態となることにより、初期化電位Viniの初期化電源線BLと保持容量Csとが導通し、初期化電圧(Vini)で保持容量Csがリセットされる。
 なお、保持容量Csのリセットに先立って信号がLレベルになっていた出力制御信号BG12は、保持容量Csのリセット期間の完了に伴いHレベルになる。また、リセット制御信号RG12は、保持容量Csのリセット期間の完了に伴いLレベルになる。 
 また、初期化制御信号IG12は、オフセットキャンセル期間の完了に伴いLレベルになる。
 その後、発光制御信号CG12は、HレベルからLレベルになる。これにより、発光制御トランジスタCCTを介した第1電源線41と第2電源線42との間での電流が遮られる。 
 これに合わせて、画素制御信号SG1がLレベルからHレベルになる。この場合、画像信号線VLを介して画像信号Vsigに応じた電流が画素トランジスタSSTを通じて保持容量Cs等に流れ、当該保持容量Csには画像信号Vsigに応じた電荷が蓄積される。これにより、1行目の主画素PX(画素SPR、SPG及びSPB)への書き込み動作が完了する。
 次に、画素制御信号SG2がLレベルからHレベルになる。この場合、画像信号線VLを介して画像信号Vsigに応じた電流が画素トランジスタSSTを通じて保持容量Cs等に流れ、当該保持容量Csには映像信号に応じた電荷が蓄積される。これにより、2行目の主画素PX(画素SPR、SPG及びSPB)への書き込み動作が完了する。 
 書き込み動作が完了した場合、上記した画像信号Vsigに基づいて決定される電流値に従って発光素子30に電流が流れることにより、当該発光素子30が発光する。
 ここでは、1行目及び2行目の主画素PXのリセット動作、オフセットキャンセル動作、書き込み動作及び発光動作に係る信号について説明したが、3行目及び4行目の主画素PXにおけるリセット動作、オフセットキャンセル動作、書き込み動作及び発光動作についても同様である。
 図6においてはリセット動作及びオフセットキャンセル動作が2行単位で(つまり、2行一括で)実施されるものとして説明したが、このような構成によれば、表示パネル2の非表示領域NDAの面積(幅)の削減、消費電力の低減などを実現することができる。
 以下、図7~図11を参照して、表示装置1の動作の概要について説明する。まず、駆動トランジスタDRTのソース側のリセット動作について説明する。 
 なお、以下の説明においては、上記した保持容量Csの第1電極と接続される駆動トランジスタDRTの第1電極がソース電極、発光制御トランジスタCCTの第1電極と接続される駆動トランジスタDRTの第2電極がドレイン電極であるものとして説明する。
 図7に示すように、駆動トランジスタDRTのソース側のリセット動作の場合、出力制御信号BG、初期化制御信号IG、及び画素制御信号SGをLレベルとし、リセット制御信号RG、及び発光制御信号CGをHレベルとする。 
 これによれば、出力トランジスタBCTはOFF状態(BCT=OFF)、リセットトランジスタRSTはON状態(RST=ON)、発光制御トランジスタCCTはON状態(CCT=ON)、初期化トランジスタISTはOFF状態(IST=OFF)、画素トランジスタSSTはOFF状態(SST=OFF)となる。ソースリセット動作では、リセットトランジスタRSTはON状態に切り替えられている。
 これにより、駆動トランジスタDRTのソース電極及びドレイン電極のそれぞれの電位はリセット電源電位Vrstと同電位にリセットされ、ソースリセット動作は完了する。なお、リセット電源電位Vrstとしては、例えば上記電位PVSSよりも低い電位に設定される。例えば、リセット電源電位Vrstは-2Vである。
 ソースリセット動作の際、駆動トランジスタDRTがON状態であってもOFF状態であっても、当該駆動トランジスタDRTのソース電極は-2V(リセット電源電位Vrst)に引かれるため、駆動トランジスタDRTはON状態となる。なお、画像信号Vsigの最小値は0Vである。そして、発光素子30の陽極AN側は-2Vとなり、陰極CA側(PVSS=0V)よりも低くなるため、当該発光素子30は消灯する。
 なお、保持容量Csには前フレームで書き込まれた画像信号Vsigによる電圧が保持されているが、保持容量Csの第2電極は電気的にフローティング状態にあるので、当該保持容量Csの充放電は行われず、保持容量Csの第1電極の電位の変化に応じて第2電極の電位が変化する。
 次に、駆動トランジスタDRTのゲート側のリセット動作について説明する。 
 図8に示すように、駆動トランジスタDRTのゲート側のリセット動作の場合、初期化制御信号IGをLレベルからHレベルに切り替える。これによれば、初期化トランジスタISTはON状態に切り替えられ、ゲートリセット動作が開始される。なお、出力トランジスタBCT及び画素トランジスタSSTはOFF状態に、リセットトランジスタRST及び発光制御トランジスタCCTはON状態に、維持される。
 この場合、駆動トランジスタDRTのソース電極及び保持容量Csの第1電極にはリセット電源電圧(Vrst)が供給され、駆動トランジスタDRTのゲート電極には初期化トランジスタISTを介して初期化電圧(Vini)が供給される。これにより、駆動トランジスタDRTのゲート電極の電位は、初期化電圧(Vini)に対応する電位にリセットされ、前フレームの情報がリセットされる。
 ここで、初期化電位Viniとしては、リセット電源電位Vrstよりも高い電位に設定されている。例えば、初期化電位Viniは+1.2Vである。ゲートリセット動作において、駆動トランジスタDRTでは、ソース電極の電位(Vrst)に対するゲート電極の電位(Vini)がハイレベルになるため、駆動トランジスタDRTはオン状態となる。
 また、この期間において、保持容量Csには、リセット電源電位Vrstと初期化電位Viniとの差に基づく電荷が保持される。なお、駆動トランジスタDRTがON状態であっても、出力トランジスタBCTがOFF状態であるため、図8に示すゲートリセット動作において発光素子30は点灯(発光)しない。
 次に、オフセットキャンセル動作について説明する。 
 図9に示すように、オフセットキャンセル動作の場合、出力制御信号BGをLレベルからHレベルに切り替え、リセット制御信号RGをHレベルからLレベルに切り替える。これによれば、出力トランジスタBCTはON状態に、リセットトランジスタRSTはOFF状態に、それぞれ切り替えられる。
 この場合、駆動トランジスタDRTのドレイン電極には、出力トランジスタBCTを介して第1電源線41から電流が流れ込む。 
 ここで、駆動トランジスタDRTはオン状態となっているため、駆動トランジスタDRTのドレイン電極に供給された電流は駆動トランジスタDRTのチャネルを流れ、当該駆動トランジスタDRTのソース電極の電位が上昇する。その後、駆動トランジスタDRTのソース電極の電位とゲート電極の電位との差が駆動トランジスタDRTのしきい値電圧(Vth)に達すると、駆動トランジスタDRTはオフ状態となる。言い換えると、駆動トランジスタDRTのゲート電極-ソース電極間の電圧はトランジスタDRTのしきい値に概ね等しい電圧に収束し、このしきい値に相当する電位差が保持容量Csに保持される。
 具体的には、駆動トランジスタDRTのゲート電極には初期化電圧(Vini)が供給されており、当該駆動トランジスタDRTのソース電極の電位がVini-Vthに達すると駆動トランジスタDRTはオフ状態となる。これにより、駆動トランジスタDRTのVthのばらつき分のオフセットが当該駆動トランジスタDRTのゲート電極-ソース電極間に生じる。これにより、駆動トランジスタDRTのしきい値のオフセットキャンセル動作は完了する。
 次に、画像信号(映像信号)Vsigの書き込み動作について説明する。 
 図10に示すように、書き込み動作の場合、発光制御信号CG及び初期化制御信号IGをHレベルからLレベルに切り替え、画素制御信号SGをLレベルからHレベルに切り替える。
 これによれば、発光制御トランジスタCCT及び初期化トランジスタISTはOFF状態に、画素トランジスタSSTはON状態に、それぞれ切り替えられる。この場合、画素トランジスタSSTを通じて画像信号Vsigが駆動トランジスタDRTのゲート電極に書き込まれる。例えば、画像信号Vsigの電圧値は、0~5Vの範囲内の値である。そして、本実施形態において、画像信号Vsigのダイナミックレンジは、第1画素SPR、第2画素SPG、及び第3画素SPBで同一である。
 ここで、駆動トランジスタDRTのソース電極は上記したオフセットキャンセル動作によりVthの値毎に異なる電位となっているため、同じ画像信号を書き込む場合であっても当該駆動トランジスタDRTの電圧Vgsは異なる。画像信号Vsigの書込みが完了した駆動トランジスタDRTにおいて、電圧Vgsは次の式1で表される。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 なお、図6において説明したように、例えば1行目の主画素PXに対する書き込みが完了した後は、同様にして2行目の画素に対する書き込みが行われる。第2行の画素に対する書き込みが行われる場合、1行目の主画素PXについては画素トランジスタSSTをOFF状態とする。 
 上記した書き込み動作においては、発光制御トランジスタCCTがOFF状態であるため、発光素子30は点灯(発光)しない。
 次に、発光素子30を発光させる発光動作について説明する。 
 図11に示すように、発光動作の場合、画素制御信号SGをHレベルからLレベルに切り替え、発光制御信号CGをLレベルからHレベルに切り替える。これによれば、画素トランジスタSSTはOFF状態に、発光制御トランジスタCCTはON状態に切り替えられる。この場合、上記した書き込み動作によって書き込まれた駆動トランジスタDRTのゲート電極の電位に応じて当該駆動トランジスタDRTを通り、発光素子30に電流Iledが流れ、当該発光素子30が点灯(発光)する。
 発光期間において、電流Iledは、駆動トランジスタDRTから与えられる出力電流(駆動トランジスタDRTの飽和領域の出力電流)Idrtに相当する(Iled=Idrt)。駆動トランジスタDRTの利得係数をβとすると、出力電流Idrtは次の式2で表される。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 そして、上記式2に上記式1を代入することにより、出力電流Idrtは次の式3で表される。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 このため、出力電流Idrtは、駆動トランジスタDRTのしきい値電圧Vthに依存しない値となり、出力電流Idrtへの駆動トランジスタDRTのしきい値電圧のばらつきによる影響を排除することができる。
 なお、上記利得係数βは、次の式で定義される。 
β=1/2×Cox×μ×W/L 
 なお、Coxは単位面積当たりのゲート静電容量、μはキャリア移動度、Wは駆動トランジスタDRTのチャネル幅、Lは駆動トランジスタDRTのチャネル長である。
 ここで、本願発明者らが発光素子30の発光効率を調査したところ、色(種類)毎に、発光効率が異なることが分かった。言い換えると、最大階調を得るために必要な電流Iled(出力電流Idrt)の値が、第1画素SPR、第2画素SPG、及び第3画素SPBで互いに異なることが分かった。具体的には、画素SPR,SPG,SPBの発光素子30のうち、赤色を呈する第1画素SPRの発光素子30の発光効率が最も低いことが分かった。
 そこで、第1画素SPRによる赤色発光の輝度レベル、第2画素SPGによる緑色発光の輝度レベル、及び第3画素SPBによる青色発光の輝度レベルのバランスを調整するため、第2画素SPG、及び第3画素SPBに与える画像信号Vsigの電圧値を0~5Vの範囲内の値にし、一方で、第1画素SPRに与える画像信号Vsigの電圧値を例えば0~7Vの範囲内の値にすることが考えられる。
 しかしながら、上記の場合、第1画素SPRに与える画像信号Vsigのダイナミックレンジを、第2画素SPG、及び第3画素SPBに与える画像信号Vsigのダイナミックレンジより大きくする必要が生じる。その結果、画像信号Vsigの値が、パネルドライバ5のアナログ出力の電圧スペックを超える場合があり得る。そのため、既存のパネルドライバ5では、十分な電圧耐久性を得ることが困難となる。十分な電圧耐久性を有するパネルドライバ5を用いるためには、新たにパネルドライバ5を開発する必要があり、パネルドライバ5の製造コストの高騰を招くこととなる。その他、パネルドライバ5の低消費電力化が困難となる。
 そこで、本実施形態では、補助容量Cadの値(容量サイズ)を調整することで、赤色、緑色、及び青色の輝度レベルのバランスを調整するものである。具体的には、上記式3から分かるように、少なくとも、発光効率の最も低い第1画素SPRの補助容量Cadの値を相対的に大きくするものである。補助容量Cadを保持容量Csに対して大きく取ることによって、上記式3中の(Cled+Cad)/(Cs+Cad+Cled)の値が1に近づくため、(Vsig-Vini)で示されるDRTのゲート・ソース間電圧の減衰を小さくすることができる。すなわち、第1画素SPRにおける電流Iled(出力電流Idrt)の減衰量を小さくすることで、赤色、緑色、及び青色の輝度レベルのバランスを調整することが可能となる。
 これにより、画像信号Vsigのダイナミックレンジを、第1画素SPR、第2画素SPG、及び第3画素SPBで揃えることができる。又は、第1画素SPRに与える画像信号Vsigのダイナミックレンジを、第2画素SPG、及び第3画素SPBに与える画像信号Vsigのダイナミックレンジに近づけることができる。
 既存のパネルドライバ5を使用することが可能となるため、製造コストの高騰を抑制することができる。パネルドライバ5が十分な電圧耐久性を得ることが困難となる事態を回避することができる。また、パネルドライバ5の低消費電力化が可能となるものである。
 次に、第1画素SPRの補助容量Cadの値を第2画素SPG、及び第3画素SPBの補助容量Cadの値より大きくする場合の表示パネル2の構成について説明する。ここでは、第1画素SPRの補助容量Cadの値が最も大きく、第3画素SPBの補助容量Cadの値が最も小さく、第2画素SPGの補助容量Cadの値が上記2つの値の間となる場合を例に説明する。なせなら、本願発明者らが発光素子30の発光効率を調査したところ、青色を呈する第3画素SPBの発光素子30の発光効率が最も高く、緑色を呈する第2画素SPGの発光素子30の発光効率が第3画素SPBの発光素子30の発光効率より低いことがさらに分かったためである。これにより、赤色、緑色、及び青色の輝度レベルのバランスを微調整することが可能となる。
 図12及び図13は、画素SPの導電層のレイアウト例であり、平面視である図12におけるXIII-XIII間の断面視を図13に示している。図12に示すように、第1画素SPRを含む隣合う2以上の画素SPは、単個の導電層(第1容量電極層)26bを共用している。導電層26bは、2以上の画素SPに亘って連続的に延在し、2以上の画素SPの画素電極28と対向している。導電層26bは、画素電極28の下方に位置している。本実施形態において、全ての画素SPが単個の導電層26bを共用している。導電層26aは、導電層26bの開口OPの内側に位置している。
 図12の平面視において、複数種類の画素SPR,SPG,SPBの画素電極28のサイズのうち、第1画素SPRの画素電極28Rのサイズが最も大きく、第3画素SPBの画素電極28Bのサイズが最も小さい。第2画素SPGの画素電極28Gのサイズは、画素電極28Rのサイズより小さく、画素電極28Bのサイズより大きい。より詳しくは、画素電極28が導電層26bに重なる面積に関し、第1画素SPRが最も大きく、第3画素SPBが最も小さい。なお、図12において、画素電極28が導電層26bに重なる領域には斜線を付している。
 補助容量Cadの値は、画素電極28が導電層26bに重なる面積に比例している。そのため、補助容量Cadの値は、画素SPの種類によって異なっている。複数種類の画素SPの補助容量Cadの値のうち、第1画素SPRの補助容量Cadの値が最も大きく、第3画素SPBの補助容量Cadの値が最も小さい。
 図12の平面視において、配置領域LAR,LAG,LABは、第1方向Xに並んでいる。ここで、配置領域LARは、第1画素SPRの画素回路PC(図3)のうち補助容量Cad以外の残りの素子が配置される領域である。配置領域LAGは、第2画素SPGの画素回路PCのうち補助容量Cad以外の残りの素子が配置される領域である。配置領域LABは、第3画素SPBの画素回路PCのうち補助容量Cad以外の残りの素子が配置される領域である。
 図12の平面視において、画素電極28Rは、配置領域LARに位置し、第1画素SPRに隣合う第2画素SPGの配置領域LAGにさらに位置している。なお、画素電極28G及び画素電極28Bの各々は、配置領域LAG及び配置領域LABに位置している。上記のように、本実施形態において、画素電極28は、隣の画素SPの配置領域LAに位置するように設けることが可能である。なぜなら、画素回路PC(図3)のうち補助容量Cad以外の残りの素子は、導電層(第1容量電極層)26bの下方に位置しているためである。
 上記のように構成された一実施形態に係る表示装置1によれば、複数種類の画素SPの補助容量Cadの値のうち、第1画素SPRの補助容量Cadの値が最も大きい。そして、第3画素SPBの補助容量Cadの値が最も小さい。そのため、赤色、緑色、及び青色の輝度レベルのバランスを調整することができる。これにより、画像信号Vsigのダイナミックレンジを、第1画素SPR、第2画素SPG、及び第3画素SPBで揃えることができる。又は、第1画素SPRに与える画像信号Vsigのダイナミックレンジを、第2画素SPG、及び第3画素SPBに与える画像信号Vsigのダイナミックレンジに近づけることができる。 
 上記のことから、製造コストの高騰を抑制することが可能な表示装置1を得ることができる。さらに、低消費電力化を図ることのできる表示装置1を得ることができる。
 (変形例1)
 次に、上記実施形態の変形例1に係る表示装置1について説明する。図14は、上記実施形態の変形例1に係る表示装置1の表示パネル2の単個の主画素PXの構成を示す平面図であり、導電層26a,26b、画素電極28R,28G,28B、発光素子30などを示す図である。
 図14に示すように、変形例1では、大まかに、画素電極28Rが長方形の形状を有し、第2方向Yに延在している点で上記実施形態と相違している。第1方向Xにおいて、画素電極28Rは、画素電極28G及び画素電極28Bの両方と対向している。図14においても、画素電極28が導電層26bに重なる領域には斜線を付している。画素電極28が導電層26bに重なる面積に関し、第2画素SPGと第3画素SPBとで同一であり、第1画素SPRが最も大きい。複数種類の画素SPの補助容量Cadの値に関し、第2画素SPGと第3画素SPBとで同一であり、第1画素SPRが最も大きい。
 上記のように構成された変形例1において、第1画素SPRの補助容量Cadの値を相対的に大きくすることができる。例えば、第1画素SPRの補助容量Cadの値を、第2画素SPG及び第3画素SPBの各々の補助容量Cadの値の2倍以上に調整することができる。そのため、本変形例1においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
 (変形例2)
 次に、上記実施形態の変形例2に係る表示装置1について説明する。図15は、上記実施形態の変形例2に係る表示装置1の表示パネル2の単個の主画素PXの構成を示す平面図であり、第1電極E1、導電層ER,EG,EB、画素電極28R,28G,28B、発光素子30などを示す図である。図16は、図15の線XVI-XVIに沿って上記表示パネル2を示す断面図であり、第1電極E1、導電層ER、画素電極28R、発光素子30などを示す図である。
 図15及び図16に示すように、変形例2では、大まかに、導電層ER,EG,EBがそれぞれ第1容量電極層として機能している点で上記実施形態と相違している。変形例2の表示パネル2は、導電層26b無しに形成されている。第1画素SPRは、第1方向Xに第2画素SPG及び第3画素SPBの両方と対向している。第2画素SPGは、第2方向Yに第3画素SPBと対向している。導電層ER,EG,EBは、定電位の電源線に接続されている。例えば、導電層ER,EG,EBは、第1電源線41に接続されている。導電層ER,EG,EBは、第1電源線41の一部を構成していてもよい。なお、導電層ER,EG,EBを、それぞれ配線と称したり、電極と称したりした方が適当な場合があり得る。
 図15の平面視において、画素電極28は、単個の導電層のみに重なっている。画素電極28Rは第1画素SPRの導電層ERに重なり、画素電極28Gは第2画素SPGの導電層EGに重なり、画素電極28Bは第3画素SPBの導電層EBに重なっている。複数種類の画素のうち、第1画素SPRを代表して説明すると、第1画素SPRの補助容量Cadは、導電層ER、平坦化膜25、絶縁層27、及び画素電極28Rで形成されている。
 画素電極28Rは導電層26aにコンタクトしている。但し、表示パネル2は、導電層26a無しに形成されていてもよい。その場合、画素電極28Rは第1電極E1に直にコンタクトしていてもよい。 
 導電層ER,EG,EBは、層間絶縁膜24と平坦化膜25との間に設けられている。但し、導電層ER,EG,EBを設ける層は、特に限定されるものではない。例えば、導電層ER,EG,EBは、平坦化膜25と絶縁層27との間に設けられていてもよい。
 図15において、画素電極28が導電層ER、EG、又はEBに重なる領域には斜線を付している。画素電極28が導電層ER、EG、又はEBに重なる面積に関し、第2画素SPGと第3画素SPBとで同一であり、第1画素SPRが最も大きい。複数種類の画素SPの補助容量Cadの値に関し、第2画素SPGと第3画素SPBとで同一であり、第1画素SPRが最も大きい。 
 上記のことから、変形例2においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
 (変形例3)
 次に、上記実施形態の変形例3に係る表示装置1について説明する。図17は、上記実施形態の変形例3に係る表示装置1の表示パネル2の単個の主画素PXの構成を示す平面図であり、第1電極E1、導電層ER,EG,EB、画素電極28R,28G,28B、発光素子30などを示す図である。 
 図17に示すように、主画素PXにおいて、第1画素SPR、第2画素SPG、及び第3画素SPBは、第1方向Xに並んでいてもよい。画素電極28R,28G,28Bは第1方向Xに並び、導電層ER,EG,EBは第1方向Xに並んでいる。第2方向Yにおいて、画素電極28R,28G,28Bは同一の長さを有している。第1方向Xにおいて、画素電極28G及び画素電極28Bは同一の幅を有し、画素電極28Rは最も大きい幅を有している。
 図17において、画素電極28が導電層ER、EG、又はEBに重なる領域には斜線を付している。画素電極28が導電層ER、EG、又はEBに重なる面積に関し、第2画素SPGと第3画素SPBとで同一であり、第1画素SPRが最も大きい。複数種類の画素SPの補助容量Cadの値に関し、第2画素SPGと第3画素SPBとで同一であり、第1画素SPRが最も大きい。 
 上記のことから、変形例3においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
 (変形例4)
 次に、上記実施形態の変形例4に係る表示装置1について説明する。図18は、上記実施形態の変形例4に係る表示装置1の表示パネル2の単個の主画素PXの構成を示す平面図であり、導電層26a,26b、画素電極28R,28G,28B、発光素子30などを示す図である。 
 図18に示すように、発光素子30の陽極AN(第1電極)と陰極CA(第2電極)とが対向する面積は、複数種類の画素SPのうち第1画素SPRにおいて最も大きくともよい。本実施形態において、第2画素SPG及び第3画素SPBはそれぞれ1個の発光素子30を有しているのに対し、第1画素SPRは2個の発光素子30を有している。第1画素SPRが1個の発光素子30を有している場合と比較し、第1画素SPRの発光素子30における電流密度を低くすることができる。電流Iled(出力電流Idrt)の値が相対的に大きくなる第1画素SPRにおいて、発光素子30における電流密度を低くすることができる。そのため、第1画素SPRの発光素子30の製品寿命の長期化を図ることができる。
 変形例4の表示パネル2は、上記発光素子30に関する構成以外、上記変形例1の表示パネル2と同様に構成されている。上記のことから、変形例4においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
 (変形例5)
 次に、上記実施形態の変形例5に係る表示装置1について説明する。図19は、上記実施形態の変形例5に係る表示装置1の表示パネル2を示す断面図であり、第1電極E1、導電層26a、画素電極28、対向電極32などを示す図である。 
 図19に示すように、本変形例5において、補助容量Cadの第1容量電極層は、画素電極28の上方に位置する対向電極32の一部で構成されていてもよい。画素電極28、素子絶縁層(絶縁層)31、及び対向電極32は、補助容量Cadを形成している。
 複数種類の画素の補助容量Cadの値に関し、第2画素と第3画素とで同一であり、第1画素が最も大きい。なお、上記と異なり、複数種類の画素の補助容量Cadの値のうち、第1画素の補助容量Cadの値が最も大きく、第3画素の補助容量Cadの値が最も小さくともよい。 
 上記のことから、変形例5においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
 (変形例6)
 次に、上記実施形態の変形例6に係る表示装置1について説明する。図20は、上記実施形態の変形例6に係る表示装置1の表示パネル2を示す断面図であり、第1電極E1、導電層26a,26b、画素電極28、対向電極32などを示す図である。 
 図20に示すように、本変形例6の各々の画素において、補助容量Cadは、第1容量成分Cad1と、第2容量成分Cad2と、を含んでいてもよい。第1容量電極層としての導電層26bは、画素電極28の下方に位置している。第1容量成分Cad1は、画素電極28、絶縁層27、及び導電層26bで形成されている。第2容量成分Cad2は、画素電極28、素子絶縁層(絶縁層)31、及び対向電極32で形成されている。
 この場合、導電層26bは、対向電極32と同一の定電位に保持されていてもよい。又は、導電層26bは、対向電極32と異なる定電位に保持されていてもよい。後者の場合、導電層26bは、第1電源線41又は第3電源線の電位と同一の定電位に保持されている。補助容量Cadの値は、第1容量成分Cad1の容量値と第2容量成分Cad2の容量値との和である。
 複数種類の画素の補助容量Cadの値に関し、第2画素と第3画素とで同一であり、第1画素が最も大きい。なお、上記と異なり、複数種類の画素の補助容量Cadの値のうち、第1画素の補助容量Cadの値が最も大きく、第3画素の補助容量Cadの値が最も小さくともよい。 
 上記のことから、変形例6においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
 本発明の一実施形態及び変形例を説明したが、上記の実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記の新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記の実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。必要に応じて、実施形態及び変形例を組合せることも可能である。
 例えば、上記の実施形態においては、発光素子としてマイクロLEDを用いたマイクロLED表示装置について主に説明した。しかしながら、本実施形態に係る表示装置1は、発光素子として有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子を用いた有機EL表示装置等であってもよい。色毎に有機EL素子の発光効率が異なる場合に効果的である。

Claims (12)

  1.  表示領域に位置し、第1色を呈する第1画素を含む複数種類の画素を備え、
     各々の前記画素は、
      画素電極と、
      前記画素電極に電気的に接続された第1電極を含む発光素子と、
      前記発光素子への電流値を制御する駆動トランジスタと、
      前記画素電極と対向配置され定電位に保持される第1容量電極層と、
      前記画素電極と前記第1容量電極層との間に介在し前記画素電極及び前記第1容量電極層とともに補助容量を形成する絶縁層と、を有し、
     前記複数種類の画素の前記補助容量の値のうち、前記第1画素の前記補助容量の値が最も大きい、
    表示装置。
  2.  前記発光素子は、マイクロ発光ダイオードである、
    請求項1に記載の表示装置。
  3.  前記複数種類の画素は、第2色を呈する第2画素と、第3色を呈する第3画素と、をさらに含み、
     前記第1色は赤色であり、前記第2色は緑色であり、前記第3色は青色であり、
     前記補助容量の値は、前記画素の種類によって異なり、
     前記複数種類の画素の前記補助容量の値のうち、前記第3画素の前記補助容量の値が最も小さい、
    請求項1に記載の表示装置。
  4.  各々の前記画素は、
      前記駆動トランジスタのゲート電極とソース電極との間に電気的に接続された保持容量をさらに有し、
     前記保持容量の値は、前記補助容量の値より小さい、
    請求項1に記載の表示装置。
  5.  前記複数種類の画素は、第2色を呈する第2画素と、第3色を呈する第3画素と、をさらに含み、
     前記第1色は赤色であり、前記第2色は緑色であり、前記第3色は青色であり、
     前記保持容量の値は、前記第1画素の前記補助容量の値、前記第2画素の前記補助容量の値、及び前記第3画素の前記補助容量の値の何れよりも小さい、
    請求項4に記載の表示装置。
  6.  前記画素電極は、前記第1容量電極層と対向し、
     平面視において、前記複数種類の画素の前記画素電極のサイズのうち、前記第1画素の前記画素電極のサイズが最も大きい、
    請求項1に記載の表示装置。
  7.  前記第1画素を含む隣合う2以上の画素は、単個の前記第1容量電極層を共用し、
     前記単個の第1容量電極層は、前記2以上の画素に亘って連続的に延在し、前記2以上の画素の前記画素電極と対向している、
    請求項1に記載の表示装置。
  8.  前記第1容量電極層は、前記画素電極の下方に位置し、
     前記画素電極は、前記第1容量電極層と対向し、
     平面視において、前記複数種類の画素の前記画素電極のサイズのうち、前記第1画素の前記画素電極のサイズが最も大きく、
     各々の前記画素は、
      前記画素電極に電気的に接続された画素回路をさらに有し、
     前記画素回路は、前記駆動トランジスタ及び前記補助容量を含む複数の素子を具備し、
     前記画素回路のうち前記補助容量以外の残りの素子は、前記第1容量電極層の下方に位置し、
     平面視において、前記第1画素の前記画素電極は、前記第1画素の前記残りの素子の配置領域に位置し、前記第1画素に隣合う画素の前記残りの素子の配置領域にさらに位置している、
    請求項7に記載の表示装置。
  9.  定電位に保持される第1電源線と、
     前記第1電源線の電位と異なる定電位に保持される第2電源線と、
     定電位に保持される第3電源線と、をさらに備え、
     前記発光素子は、前記第2電源線に電気的に接続された第2電極をさらに含み、
     各々の前記画素において、前記駆動トランジスタ、前記画素電極、及び前記発光素子は、前記第1電源線と前記第2電源線との間で直列に接続され、
     前記第1容量電極層は、前記第1電源線、前記第2電源線、及び第3電源線の何れか一の電源線の電位と同一の定電位に保持される、
    請求項1に記載の表示装置。
  10.  前記表示領域に位置し、全ての前記画素の前記発光素子を覆い、前記第2電源線の電位と同一の定電位に保持され、前記第2電源線と全ての前記発光素子の前記第2電極とを電気的に接続し、前記全ての画素で共用される対向電極をさらに備え、
     前記第1容量電極層は、前記第1電源線の一部及び前記対向電極の一部の何れか一方で構成されている、
    請求項9に記載の表示装置。
  11.  前記複数の画素電極の上に配置された他の絶縁層と、
     前記表示領域に位置し、前記他の絶縁層の上に配置され、全ての前記画素の前記発光素子を覆い、定電位に保持され、全ての前記発光素子の第2電極と電気的に接続され、前記全ての画素で共用される対向電極と、をさらに備え、
     前記第1容量電極層は、前記画素電極の下方に位置し、
     各々の前記画素において、前記補助容量は、前記画素電極、前記絶縁層、及び前記第1容量電極層で形成される第1容量成分と、前記画素電極、前記他の絶縁層、及び前記対向電極で形成される第2容量成分と、を含み、
     前記補助容量の値は、前記第1容量成分の容量値と前記第2容量成分の容量値との和である、
    請求項1に記載の表示装置。
  12.  前記表示領域に位置し、前記全ての画素で共用される対向電極をさらに備え、
     前記発光素子は、前記対向電極に電気的に接続された第2電極をさらに含み、
     前記第1電極と前記第2電極とが対向する面積は、前記複数種類の画素のうち前記第1画素において最も大きい、
    請求項1に記載の表示装置。
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