本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下の図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る電気光学装置1の構成を示す斜視図である。電気光学装置1は、例えばヘッドマウントディスプレイにおいて画像を表示するマイクロ・ディスプレイである。
図1に示すように、電気光学装置1は、表示パネル2と、表示パネル2の動作を制御する制御回路3とを備える。表示パネル2は、複数の画素回路と、当該画素回路を駆動する駆動回路とを備える。本実施形態において、表示パネル2が備える複数の画素回路及び駆動回路は、シリコン基板に形成され、画素回路には、発光素子の一例であるOLEDが用いられる。また、表示パネル2は、例えば、表示部で開口する枠状のケース82に収納されるとともに、FPC(Flexible Printed Circuits)基板84の一端が接続される。
FPC基板84には、半導体チップの制御回路3が、COF(Chip On Film)技術によって実装されるとともに、複数の端子86が設けられて、図示省略された上位回路に接続される。
図2は、本実施形態に係る電気光学装置1の構成を示すブロック図である。上述のとおり、電気光学装置1は、表示パネル2と、制御回路3とを備える。
制御回路3には、図示省略された上位回路よりデジタルの画像データVdataが同期信号に同期して供給される。ここで、画像データVdataとは、表示パネル2(厳密には、後述する表示部100)で表示すべき画像の画素の階調レベルを例えば8ビットで規定するデータである。また、同期信号とは、垂直同期信号、水平同期信号、及び、ドットクロック信号を含む信号である。
制御回路3は、同期信号に基づいて、各種制御信号を生成し、これを表示パネル2に対して供給する。具体的には、制御回路3は、表示パネル2に対して、制御信号Ctrと、制御信号Sel(1)、Sel(2)、Sel(3)と、これらの信号に対して論理反転の関係にある制御信号/Sel(1)、/Sel(2)、/Sel(3)と、を供給する。
ここで、制御信号Ctrとは、パルス信号や、クロック信号、イネーブル信号など、複数の信号を含む信号である。
なお、制御信号Sel(1)、Sel(2)、Sel(3)を、制御信号Selと総称し、制御信号/Sel(1)、/Sel(2)、/Sel(3)を、制御信号/Selと総称する場合がある。
さらに、制御回路3は、画像データVdataに基づいて、アナログの画像信号Vidを生成する。具体的には、制御回路3には、画像信号Vidの示す電位、及び、表示パネル2が備える発光素子(後述するOLED)の輝度を対応付けて記憶したルックアップテーブルが設けられる。そして、制御回路3は、当該ルックアップテーブルを参照することで、画像データVdataに規定される発光素子の輝度に対応した電位を示す画像信号Vidを生成し、これを表示パネル2に対して供給する。
図2に示すように、表示パネル2は、表示部100と、これを駆動する駆動回路(データ転送線駆動回路5及び走査線駆動回路6)とを備える。
表示部100には、表示すべき画像の画素に対応した画素回路110がマトリクス状に配列されている。詳細には、表示部100において、M行の第1の導電層としての走査線22が図において行方向(X方向)に延在して設けられている。また、3列毎にグループ化された(3N)列の第2の導電層としてのデータ転送線26が図において列方向(Y方向)に延在し、かつ、各走査線22と互いに電気的な絶縁を保って設けられている。本実施形態において画素回路110は、M行×(3N)列でマトリクス状に配列されている。
ここで、M、Nは、いずれも自然数である。走査線22及び画素回路110のマトリクスのうち、行(ロウ)を区別するために、図において上から順に1、2、3、…、(M−1)、M行と呼ぶ場合がある。同様にデータ転送線26及び画素回路110のマトリクスの列(カラム)を区別するために、図において左から順に1、2、3、…、(3N−1)、(3N)列と呼ぶ場合がある。
ここで、データ転送線26のグループを一般化して説明するために、1以上の任意の整数をnと表すと、左から数えてn番目のグループには、(3n−2)列目、(3n−1)列目及び(3n)列目のデータ転送線26が属している、ということになる。
なお、同一行の走査線22と、同一グループに属する3列のデータ転送線26とに対応した3つの画素回路110は、それぞれG(緑)、R(赤)、B(青)の表示色の副画素に対応して、これらの3つの副画素が表示すべきカラー画像の一画素単位としての1ドットを表現する。すなわち、本実施形態では、RGBに対応したOLEDの発光によって1ドットのカラーを加法混色で表現する構成となっている。
走査線駆動回路6は、1個のフレームの期間内にM本の走査線22を1行毎に順番に走査するための走査信号Gwrを、制御信号Ctrに従って生成する。ここで、1、2、3、…、M行目の走査線22に供給される走査信号Gwrを、それぞれGwr(1)、Gwr(2)、Gwr(3)、…、Gwr(M−1)、Gwr(M)と表記している。
なお、走査線駆動回路6は、走査信号Gwr(1)〜Gwr(M)のほかにも、当該走査信号Gwrに同期した各種制御信号を行毎に生成して表示部100に供給するが、図2においては図示を省略している。また、フレームの期間とは、電気光学装置1が1カット(コマ)分の画像を表示するのに要する期間をいい、例えば同期信号に含まれる垂直同期信号の周波数が120Hzであれば、その1周期分の8.3ミリ秒の期間である。
データ転送線駆動回路5は、(3N)列のデータ転送線26の各々と1対1に対応して設けられる(3N)個のデータ転送回路DT、各グループを構成する3列のデータ転送線26毎に設けられるN個のデマルチプレクサーDM、及び、データ信号供給回路70を備える。
データ信号供給回路70は、制御回路3より供給される画像信号Vidと制御信号Ctrとに基づいて、データ信号Vd(1)、Vd(2)、…、Vd(N)を生成する。すなわち、データ信号供給回路70は、データ信号Vd(1)、Vd(2)、…、Vd(N)を時分割多重した画像信号Vidに基づいて、データ信号Vd(1)、Vd(2)、…、Vd(N)を生成する。そして、データ信号供給回路70は、データ信号Vd(1)、Vd(2)、…、Vd(N)を、1、2、…、N番目のグループに対応するデマルチプレクサーDMに対して、それぞれ供給する。デマルチプレクサーDMは、制御回路3からの制御信号Selおよび制御信号/Selに応じてオン/オフし、各グループを構成する3列のデータ転送線26に、データ信号を順番に供給するものである。
図3は、表示部100内に位置する各副画素の画素回路110の回路図である。図3に例示される通り、画素回路110は、発光素子45と、駆動トランジスターTdrと、書込制御トランジスターTwrと、容量素子Cと、発光制御トランジスターTelと、補償トランジスターTcmpとを含んで構成される。なお、本実施形態においては、画素回路110の各トランジスター(Tdr,Tel,Twr,Tcmp)をPチャネル型としたが、Nチャネル型のトランジスターを利用することも可能である。
発光素子45は、有機EL材料(OLED)の発光層を含む発光機能層46を第1電極(陽極)E1と第2電極(陰極)E2との間に介在させた電気光学素子である。第1電極E1は画素回路110毎に個別に形成され、第2電極E2は複数の画素回路110にわたり連続する。図3から理解される通り、発光素子45は、第4の導電層としての第1電源導電体(以下、電源配線とする)41と、第2電源導電体42とを連結する経路上に配置される。電源配線41には、高位側の電源電位Velが供給される。第2電源導電体42には、低位側の電源電位(例えば接地電位)Vctが供給される。本実施形態の画素回路110は、いわゆるカップリング駆動方式と、いわゆる電流プログラミング方式とのいずれの方式によっても駆動することが可能である。まず、カップリング駆動方式による駆動について説明する。
発光制御トランジスターTelは、駆動トランジスターTdrの一対の電流端のうちの他方(ドレインまたはソース)と発光素子45の第1電極E1との導通状態(導通/非導通)を制御するスイッチとして機能する。駆動トランジスターTdrは、自身のゲート−ソース間の電圧に応じた電流量の駆動電流を生成する。発光制御トランジスターTelがオン状態に制御された状態では、駆動電流が駆動トランジスターTdrから発光制御トランジスターTelを経由して発光素子45に供給されることで発光素子45が駆動電流の電流量に応じた輝度で発光する。また、発光制御トランジスターTelがオフ状態に制御された状態では発光素子45に対する駆動電流の供給が遮断されることで発光素子45は消灯する。発光制御トランジスターTelのゲートは制御線28に接続される。
補償トランジスターTcmpは、駆動トランジスターTdrの閾値電圧の変動を補償する機能を有する。発光制御トランジスターTelがオフ状態で、書込制御トランジスターTwrおよび駆動トランジスターTdrがオン状態に制御された状態においては、次のような動作が行われる。補償トランジスターTcmpがオン状態に制御されると、駆動トランジスターTdrのゲート電位とドレインまたはソース電位が等しくなり、駆動トランジスターTdrはダイオード接続となる。このため、駆動トランジスターTdrを流れる電流がゲートノードおよびデータ転送線26を充電する。詳細には、電流が、電源配線41→駆動トランジスターTdr→補償トランジスターTcmp→データ転送線26という経路で流れる。このため、駆動トランジスターTdrがオン状態に制御されることによって互いに接続状態にあるデータ転送線26およびゲートノードは、初期状態の電位から上昇する。ただし、上記経路に流れる電流は、駆動トランジスターTdrの閾値電圧を|Vth|とすると、ゲートノードが電位(Vel−|Vth|)に近づくにつれて流れにくくなる。その結果、補償トランジスターTcmpがオフ状態とされる補償期間の終了に至るまでに、データ転送線26およびゲートノードは電位(Vel−|Vth|)で飽和する。したがって、容量素子Cは、補償トランジスターTcmpがオフ状態とされる補償期間の終了に至るまでに駆動トランジスターTdrの閾値電圧|Vth|を保持することになる。
本実施形態では、水平走査期間内に補償期間と書込期間を有しており、走査線駆動回路6は、各走査線22に走査信号を供給することで複数の走査線22の各々を水平走査期間毎に順次に選択する。走査線駆動回路6が選択した走査線22に対応する各画素回路110の書込制御トランジスターTwrはオン状態に遷移する。したがって、各画素回路110の駆動トランジスターTdrもオン状態に遷移する。また、走査線駆動回路6は、各制御線27に制御信号を供給することで複数の制御線27の各々を補償期間毎に順次に選択する。走査線駆動回路6が選択した制御線27に対応する各画素回路110の補償トランジスターTcmpはオン状態に遷移する。そして、容量素子Cは、補償トランジスターTcmpがオフ状態とされる補償期間の終了に至るまでに駆動トランジスターTdrの閾値電圧|Vth|を保持する。走査線駆動回路6が各制御線27に制御信号を供給することで各画素回路110の補償トランジスターTcmpをオフ状態に制御すると、データ転送線26から駆動トランジスターTdrのゲートノードに至るまでの経路はフローティング状態になる。しかし、容量素子Cによって(Vel−|Vth|)に維持される。次に、データ転送線駆動回路5は、外部回路から供給される画像信号が画素回路110毎に指定する階調に応じた階調電位(データ信号)を書込期間毎に容量素子Crefに対して並列に供給する。そして、階調電位は容量素子Crefを用いてレベルがシフトされ、その電位がデータ転送線26と書込制御トランジスターTwrとを経由して各画素回路110の駆動トランジスターTdrのゲートに供給される。容量素子Cには駆動トランジスターTdrの閾値電圧|Vth|を補償しつつ階調電位に応じた電圧が保持される。他方、書込期間での走査線22の選択が終了すると、走査線駆動回路6は、各制御線28に制御信号を供給することで当該制御線28に対応する各画素回路110の発光制御トランジスターTelをオン状態に制御する。したがって、直前の書込期間で容量素子Cに保持された電圧に応じた駆動電流が駆動トランジスターTdrから発光制御トランジスターTelを経由して発光素子45に供給される。以上のように各発光素子45が階調電位に応じた輝度で発光することで、画像信号が指定する任意の画像が表示部110に表示される。そして、駆動トランジスターTdrから発光素子45に供給される駆動電流は、閾値電圧の影響が相殺されているため、駆動トランジスターTdrの閾値電圧が画素回路110毎にばらついても、そのばらつきが補償される。また、階調レベルに応じた電流が発光素子45に供給されるので、表示画面の一様性を損なうような表示ムラの発生を抑えられる結果、高品位の表示が可能になる。
次に、図4を参照して電流プログラミング方式による駆動について説明する。走査線22の走査信号がLレベルになると、書込制御トランジスターTwrがオン状態となる。また、制御線27の制御信号がLレベルになると、補償トランジスターTcmpがオン状態となる。したがって、駆動トランジスターTdrは、ゲート電位と、発光制御トランジスターTelとの接続側のソース電位またはドレイン電位とが等しくなり、ダイオードとして機能する。そして、データ転送線26のデータ信号がLレベルになると、電流Idataが、電源配線41→駆動トランジスターTdr→補償トランジスターTcmp→データ転送線26という経路で流れる。また、そのときに、駆動トランジスターTdrのゲートノードの電位に応じた電荷が容量素子Cに蓄積される。
制御線27の制御信号がHレベルになると、補償トランジスターTcmpはオフ状態となる。このとき、容量素子Cの両端の電圧は、電流Idataが流れたときの電圧に保持される。制御線28の制御信号がLレベルとなると、発光制御トランジスターTelがオン状態となり、駆動トランジスターTdrのソース・ドレイン間には、ゲート電圧に応じた電流Ioledが流れる。詳細には、この電流は、電源配線41→駆動トランジスターTdr→発光制御トランジスターTel→発光素子45という経路で流れる。
ここで、発光素子45に流れる電流Ioledは、駆動トランジスターTdrのゲートノードと、電源配線41との接続側のドレインノードまたはソースノードとの間の電圧で定まる。その電圧は、Lレベルの走査信号によって電流Idataがデータ転送線26に流れたときに、容量素子Cによって保持された電圧である。このため、制御線28の制御信号がLレベルになったときに、発光素子45に流れる電流Ioledは、直前に流れた電流Idataに略一致する。このように、電流プログラミング方式の駆動の場合には、電流Idataによって発光輝度が規定される。なお、走査線22は制御線27と異なる配線としたが、走査線22と制御線27とを一本の配線としてもよい。
第1実施形態の電気光学装置1の具体的な構造を以下に詳述する。なお、以下の説明で参照する各図面では、説明の便宜のために、各要素の寸法や縮尺を実際の電気光学装置1とは相違させている。図5は、G(緑)の表示色の副画素を図10に示すI−I’線で切断した断面図である。図6は、一画素単位の画素を図10に示すII−II’線で切断した断面図である。図7ないし図12は、電気光学装置1の各要素を形成する各段階での基板10の表面の様子を、一画素単位の画素の1個分または2個分に着目して図示した平面図である。図7ないし図12には、各要素の視覚的な把握を容易化する観点から、図5および図6と共通する各要素に図5および図6と同態様のハッチングが便宜的に付加されている。
図5ないし図7から理解される通り、珪素等の半導体材料で形成された基板10の表面には、画素回路110の各トランジスター(Tdr,Twr,Tel,Tcmp)の能動領域10A(ソース/ドレイン領域)が形成される。能動領域10Aにはイオンが注入される。画素回路110の各トランジスター(Tdr,Twr,Tel,Tcmp)のアクティブ層はソース領域とドレイン領域との間に存在し、能動領域10Aとは別種類のイオンが注入されるが、便宜的に能動領域10Aと一体に記載している。図5ないし図7から理解される通り、能動領域10Aが形成された基板10の表面は絶縁膜L0(ゲート絶縁膜)で被覆され、各トランジスターのゲート層GT(GTdr,GTwr,GTel,GTcmp)が絶縁膜L0の面上に形成される。各トランジスターのゲート層GTは、絶縁膜L0を挟んでアクティブ層に対向する。
また、本実施形態においては、図7に示すように、G(緑)、R(赤)、B(青)の各副画素における複数のトランジスター(Tdr,Twr,Tel,Tcmp)は、列方向(Y方向)に沿って配置されている。なお、図7ないし図12においては、G(緑)の各副画素における複数のトランジスターをGtrとして示している。また、R(赤)の各副画素における複数のトランジスターをRtrとして示している。さらに、B(青)の各副画素における複数のトランジスターをBtrとして示している。
図5および図6から理解される通り、各トランジスターのゲート層GTが形成された絶縁膜L0の面上には、複数の絶縁層L(LA〜LE)と複数の導電層(配線層)とを交互に積層した多層配線層が形成される。各絶縁層Lは、例えば珪素化合物(典型的には窒化珪素や酸化珪素)等の絶縁性の無機材料で形成される。なお、以下の説明では、導電層(単層または複数層)の選択的な除去により複数の要素が同一工程で一括的に形成される関係を「同層から形成される」と表記する。
絶縁層LAは、各トランジスターのゲート層GTが形成された絶縁膜L0の面上に形成される。図5、図6、および図8から理解される通り、絶縁層LAの面上には、複数の中継電極QB(QB1,QB2,QB3,QB4,QB5,QB6,QB7,QB8)とが同層から形成される。
図5ないし図8から理解される通り、中継電極QB1は、絶縁膜L0と絶縁層LAとを貫通する導通孔HA1を介して駆動トランジスターTdrのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
中継電極QB2は、絶縁層LAを貫通する導通孔HB1を介して駆動トランジスターTdrのゲート層GTdrに導通する。また、中継電極QB2は、絶縁層LAと絶縁膜L0とを貫通する導通孔HA4を介して書込制御トランジスターTwrのソース領域またはドレイン領域を形成する能動領域10Aに導通する。
中継電極QB3は、絶縁膜L0と絶縁層LAとを貫通する導通孔HA2を介して駆動トランジスターTdrのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。中継電極QB3は、また、絶縁膜L0と絶縁層LAとを貫通する導通孔HA6を介して補償トランジスターTcmpのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。さらに、中継電極QB3は、絶縁膜L0と絶縁層LAとを貫通する導通孔HA8を介して発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
中継電極QB4は、絶縁層LAを貫通する導通孔HB2を介して書込制御トランジスターTwrのゲート層GTwrに導通する。
中継電極QB5は、絶縁膜L0と絶縁層LAとを貫通する導通孔HA3を介して書込制御トランジスターTwrのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。中継電極QB5は、また、絶縁膜L0と絶縁層LAとを貫通する導通孔HA5を介して補償トランジスターTcmpのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
中継電極QB6は、絶縁層LAを貫通する導通孔HB3を介して補償トランジスターTcmpのゲート層GTcmpに導通する。
中継電極QB7は、絶縁層LAを貫通する導通孔HB4を介して発光制御トランジスターTelのゲート層GTelに導通する。
中継電極QB8は、絶縁膜L0と絶縁層LAとを貫通する導通孔HA7を介して発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
図5および図6から理解されるように、絶縁層LBは、複数の中継電極QB(QB1,QB2,QB3,QB4,QB5,QB6,QB7,QB8)が形成された絶縁層LAの面上に形成される。図5、図6および図9から理解される通り、絶縁層LBの面上には、電源配線41と、走査線22と、補償トランジスターTcmpの制御線27と、発光制御トランジスターTelの制御線28と、複数の中継電極QC(QC1,QC2)とが形成される。
第4の導電層としての電源配線41は、多層配線層内の配線(図示略)を介して、高位側の電源電位Velが供給される実装端子(図示略)に導通する。なお、電源配線41は、表示部100の表示領域(図示略)内に形成される。また、図示を省略するが、表示領域の周辺領域内には別の電源配線が形成される。この電源配線は、多層配線層内の配線(図示略)を介して、低位側の電源電位Vctが供給される実装端子(図示略)に導通する。電源配線41および低位側の電源電位Vctが供給される電源配線は、例えば銀やアルミニウムを含有する導電材料で例えば100nm程度の膜厚に形成される。
また、電源配線41は、図9から理解されるように、複数の画素回路110にわたり行方向(X方向)に直線状に延在する。つまり、電源配線41は、平面視において、各色の副画素の駆動トランジスターTdrと重なるように、行方向(X方向)に沿って配置される。
電源配線41は、絶縁層LBを貫通する導通孔HC1を介して、各色の副画素における駆動トランジスターTdrのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
また、電源配線41は、絶縁層LCにより、後述するデータ転送線26からは電気的に絶縁される。
図6および図9から理解される通り、第1の導電層としての走査線22は、複数の画素回路110にわたり行方向(X方向)に直線状に延在して設けられる。走査線22は、絶縁層LBを貫通する導通孔HC2を介して、各色の副画素の書込制御トランジスターTwrのゲート層GTwrに導通する。走査線22は、絶縁層LCにより、後述するデータ転送線26からは電気的に絶縁される。
図6および図9から理解される通り、補償トランジスターTcmpの制御線27は、複数の画素回路110にわたり行方向(X方向)に直線状に延在して設けられる。制御線27は、絶縁層LBを貫通する導通孔HC4を介して、各色の副画素の補償トランジスターTcmpのゲート層GTcmpに導通する。制御線27は、絶縁層LCにより、後述するデータ転送線26からは電気的に絶縁される。
図6および図9から理解される通り、発光制御トランジスターTelの制御線28は、複数の画素回路110にわたり行方向(X方向)に直線状に延在して設けられる。制御線28は、絶縁層LBを貫通する導通孔HC5を介して、各色の副画素の発光制御トランジスターTelのゲート層GTelに導通する。制御線28は、絶縁層LCにより、後述するデータ転送線26からは電気的に絶縁される。
図6および図9から理解される通り、中継電極QC1は、絶縁層LBを貫通する導通孔HC3を介して中継電極QB5に導通する。また、中継電極QC2は、絶縁層LBを貫通する導通孔HC6を介して中継電極QB8に導通する。
絶縁層LCは、電源配線41と、走査線22と、補償トランジスターTcmpの制御線27と、発光制御トランジスターTelの制御線28と、複数の中継電極QC(QC1,QC2)とが形成された絶縁層LBの面上に形成される。図5、図6および図10から理解される通り、絶縁層LCの面上には、データ転送線26と、複数の中継電極QD(QD1,QD2,QD3)とが形成される。
第2の導電層としてのデータ転送線26は、複数の画素回路にわたり列方向(Y方向)に直線状に延在し、絶縁層LDにより、後述する反射層43B,43G,43Rからは電気的に絶縁される。データ転送線26は、図10から理解される通り、絶縁層LCを貫通する導通孔HD2を介して、中継電極QC1に導通する。つまり、データ転送線26は、導通孔HD2、中継電極QC1、導通孔HC3、中継電極QB5、導通孔HA3、および導通孔HA5を介して、書込制御トランジスターTwrと補償トランジスターTcmpのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
図5、図6および図10から理解される通り、中継電極QD1は、絶縁層LCを貫通する導通孔HD1を介して、B(青)の表示色の副画素における中継電極QC2に導通する。したがって、中継電極QD1は、導通孔HD1と、中継電極QC2と、導通孔HC6と、中継電極QB8と、導通孔HA7とを介して、B(青)の表示色の副画素における発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
図5、図6および図10から理解される通り、中継電極QD2は、絶縁層LCを貫通する導通孔HD1を介して、R(赤)の表示色の副画素における中継電極QC2に導通する。したがって、中継電極QD1は、導通孔HD1と、中継電極QC2と、導通孔HC6と、中継電極QB8と、導通孔HA7とを介して、R(赤)の表示色の副画素における発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
図5、図6および図10から理解される通り、中継電極QD3は、絶縁層LCを貫通する導通孔HD1を介して、G(緑)の表示色の副画素における中継電極QC2に導通する。したがって、中継電極QD1は、導通孔HD1と、中継電極QC2と、導通孔HC6と、中継電極QB8と、導通孔HA7とを介して、G(緑)の表示色の副画素における発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
絶縁層LDは、データ転送線26と、複数の中継電極QD(QD1,QD2,QD3)とが形成された絶縁層LCの面上に形成される。図5、図6および図11から理解される通り、絶縁層LDの面上には、第3の導電層としての反射層43B,43G,43Rが形成される。反射層43Bは、B(青)の表示色の副画素における反射層であり、反射層43Gは、G(緑)の表示色の副画素における反射層である。また、反射層43Rは、R(赤)の表示色の副画素における反射層である。
反射層43Bは、図11から理解されるように、平面視において、各色の副画素の駆動トランジスターTdrと重なるように、行方向(X方向)に沿って配置される。したがって、反射層43Bは、平面視において、B(青)の副画素の駆動トランジスターTdr、R(赤)の副画素の駆動トランジスターTdr、G(緑)の副画素の駆動トランジスターTdr、即ち、表示すべきカラー画像の一画素単位を構成する3つの駆動トランジスターTdrと重なるように、行方向(X方向)に沿って配置される。
反射層43Bは、絶縁層LDを貫通する導通孔HE1を介して、中継電極QD1と導通する。つまり、反射層43Bは、導通孔HE1、中継電極QD1、導通孔HD1、中継電極QC2、導通孔HC6、中継電極QB8、および導通孔HA7を介して、B(青)の副画素の発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
なお、図11に示すように、平面視において、反射層43B、43G,43Rの順序で反射層が設けられ、これらの反射層43B、43G,43Rと重なる各色の副画素の複数のトランジスターが、一画素単位の画素における複数のトランジスターとなる。したがって、反射層43Bは、列方向(Y方向)において、一つ前の一画素単位の画素におけるB(青)の副画素の発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通することになる。
反射層43Rは、絶縁層LDを貫通する導通孔HE2を介して、中継電極QD2と導通する。つまり、反射層43Rは、導通孔HE2、中継電極QD2、導通孔HD1、中継電極QC2、導通孔HC6、中継電極QB8、および導通孔HA7を介して、R(赤)の副画素の発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
反射層43Gは、絶縁層LDを貫通する導通孔HE3を介して、中継電極QD3と導通する。つまり、反射層43Gは、導通孔HE3、中継電極QD3、導通孔HD1、中継電極QC2、導通孔HC6、中継電極QB8、および導通孔HA7を介して、G(緑)の副画素の発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
反射層43B、43G,43Rは、例えば銀やアルミニウムを含有する光反射性の導電材料で例えば100nm程度の膜厚に形成される。反射層43B、43G,43Rは、図11に示すように、平面視において、各色の副画素のトランジスターと重なるように配置される。したがって、外光の侵入が反射層43B、43G,43Rにより防止され、光照射に起因した各トランジスターの電流リークを防止できるという利点がある。
また、本実施形態においては、各色の副画素における複数のトランジスターは、列方向(Y方向)に沿って配置されているが、各色の副画素における反射層43B、43G,43Rは、行方向(X方向)に沿って配置されている。したがって、走査線22を各色の副画素の書込制御トランジスターTwrにおいて共通化しつつ、各色の副画素の表示領域を、行方向(X方向)に横長の形式にすることができる。
絶縁層LEは、反射層43B、43G,43Rが形成された絶縁層LDの面上に形成される。絶縁層LEの表面には、図5に例示される通り、中継電極QE1が形成される。
中継電極QE1は、絶縁層LEを貫通する導通孔HF1を介して反射層43B、43G,43Rに導通する。中継電極QE1は、画素電極導通部を構成する中継電極の一つであり、図5ないし図11から理解される通り、反射層43B、43G,43R、複数の中継電極、および複数の導通孔を介して、発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
図5に例示される通り、中継電極QE1が形成された絶縁層LEの面上には光路調整層60が形成される。光路調整層60は、各画素回路110の共振構造の共振波長(すなわち表示色)を規定する光透過性の膜体である。表示色が同じ画素では、共振構造の共振波長は略同じであり、表示色が異なる画素では、共振構造の共振波長は異なるように設定される。
図5、図6および図12に例示される通り、光路調整層60の面上には、各色の副画素毎の第1電極E1が形成される。第1電極E1は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の光透過性の導電材料で形成される。第1電極E1は、図3および図4を参照して前述した通り、発光素子45の陽極として機能する略矩形状の電極(画素電極)である。第1電極E1は、図5、図6および図12から理解される通り、光路調整層60に形成された導通孔HG1を介して中継電極QE1に導通する。したがって、図5ないし図12から理解される通り、第1電極E1は、光路調整層60、反射層43B、43G,43R、複数の中継電極、および複数の導通孔を介して、発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
第1電極E1が形成された光路調整層60の面上には、図5、図6および図12に例示される通り、基板10の全域にわたり画素定義層65が形成される。画素定義層65は、例えば珪素化合物(典型的には窒化珪素や酸化珪素)等の絶縁性の無機材料で形成される。図12から理解される通り、画素定義層65により、各表示色の副画素における第1電極E1に対応する開口部が形成される。
開口部の大きさは、B(青)色の副画素の開口部の大きさが最も大きく、G(緑)色とR(赤)色の副画素の開口部の大きさは同じ大きさになっている。但し、表示色が異なる副画素間では、開口部の大きさを異なるようにしてもよい。
開口部は、列方向(Y方向)には、B(青)色、G(緑)色、およびR(赤)色の副画素の順序で共通のピッチで配列される。また、同一色の副画素の開口部は、行方向(X方向)にわたり共通のピッチで配列される。
図5および図6に示すように、第1電極E1の上層には、発光機能層46、第2電極E2、および封止体47が積層され、以上の各要素が形成された基板10の表面には封止基板(図示略)が例えば接着剤で接合される。封止基板は、基板10上の各要素を保護するための光透過性の板状部材(例えばガラス基板)である。なお、封止基板の表面または封止体47の表面に副画素の画素回路毎にカラーフィルターが形成される。カラーフィルターとしては、B(青)色のカラーフィルターCFB、G(緑)色のカラーフィルターCFG、およびR(赤)色のカラーフィルターCFRが用いられる。
以上に説明した通り、本実施形態では、各色の副画素における複数のトランジスターは、列方向(Y方向)に沿って配置されているので、走査線22を各色の副画素の書込制御トランジスターTwrにおいて共通化することが可能となり、一水平走査期間に選択する走査線22の数を増加させることがない。その結果、一水平走査期間における各走査線22の選択時間が短くなることを防ぎ、データ転送線26から第1電極E1へデータを確実に書き込むことができる。
また、本実施形態では、各色の副画素における複数のトランジスターを列方向(Y方向)に沿って配置しつつ、各色の副画素における反射層43B,43G,43Rは、行方向(X方向)に沿って配置する。したがって、電気光学装置1の主光線が大きく傾斜する方向が、行方向(X方向)となるように摂設計されていた場合であっても、走査線22の数を増加させることなく、同色の副画素を表示面の行方向(X方向)に配列することができる。その結果、斜めから表示面を観察しても、行方向(X方向)に関してはほとんど色ずれが生じない電気光学装置1が提供される。
本実施形態では、各色の副画素における反射層43B,43G,43Rが、各色の副画素におけるトランジスターと重なるように、行方向(X方向)に沿って配置されている。したがって、発光機能層46からの光がトランジスターに照射されることを防ぐことができ、トランジスターの特性を変化させることがない。特に、最も面積が大きい青色の副画素における反射層43Bが、各色の副画素における駆動トランジスターTdrに重なるように配置されている。したがって、細かな階調表示に影響を与える駆動トランジスターTdrに対する発光機能層46からの光の照射を確実に防ぎ、駆動トランジスターTdrの特性の変化を防いで、正確な階調表示を可能とする。
本実施形態では、青色の副画素における反射層43Bと、各色の副画素におけるトランジスターとの間には、各色の副画素における駆動トランジスターTdrと重なるように行方向(X方向)に沿って配置された電源配線41が設けられている。したがって、発光機能層46からの光は、反射層43Bだけでなく、他の配線よりも比較的な大きな面積の電源配線41によっても遮られ、より一層確実に、駆動トランジスターTdrに照射されることを防ぐことができる。したがって、細かな階調表示に影響を与える駆動トランジスターTdrに対する発光機能層46からの光の照射をより一層確実に防ぎ、駆動トランジスターTdrの特性の変化を防いで、正確な階調表示を可能とする。
また、本実施形態では、各色の副画素における反射層43B,43G,43Rと、各色の副画素における発光制御トランジスターTelとを接続する中継電極QD1,QD2,QD3は、電源配線41が形成された層と、反射層43B,43G,43Rが形成された層の間の層に形成されている。したがって、大きな電流が流れる中継電極QD1,QD2,QD3からのノイズが、電源配線41によって遮られ、駆動トランジスターTdrへのノイズの影響を抑えることができる。
本実施形態では、反射層43Bの面積と、反射層43G,43Rの面積とは異なっている。反射層43Bの面積が最も大きく、反射層43G,43Rの面積は互いに同じで、反射層43Bの面積よりも小さくなっている。つまり、反射層43B,43G,43Rのうち、少なくとも2つの反射層の面積が互いに異なるように設定されている。そして、各色の副画素における反射層43B,43G,43Rと、各色の副画素における発光制御トランジスターTelとを接続する中継電極QD1,QD3,QD2は、最も面積が小さい反射層43G,43Rの下層に形成される。したがって、中継電極QD1,QD3,QD2の長さを短くすることができる。その結果、大きな電流が流れる中継電極QD1,QD3,QD2からのノイズを減少させ、当該ノイズによる駆動トランジスターTdrへの影響を低く抑えることができる。
また、本実施形態では、中継電極QD1,QD2,QD3と、発光制御トランジスターTelとを接続する接続部である導通孔HD1は、平面視において、最も小さい反射層である反射層43G,43Rの近くの下層に位置している。この構成によっても、中継電極QD1,QD2,QD3の長さを短くすることができる。その結果、大きな電流が流れる中継電極QD1,QD2,QD3からのノイズを減少させ、当該ノイズによる駆動トランジスターTdrへの影響を低く抑えることができる。
さらに、中継電極QD1,QD2,QD3は、データ転送線26と同層に形成されており、行方向において隣り合う一のデータ転送線26と、他のデータ転送線26の間に位置している。したがって、データ転送線26と中継電極QD1,QD2,QD3との間に寄生容量が形成される。寄生容量を低減するため、中継電極QD1,QD2,QD3は、隣り合う一のデータ転送線26と、他のデータ転送線26の略中央に位置することが好ましい。その結果、データ転送線26へのデータの書き込み時間、および、データ転送線26から第1電極E1のデータの書き込み時間を短縮することができる。
なお、上述した実施形態においては、図10および図11から理解されるように、中継電極QD1,QD2,QD3と、発光制御トランジスターTelとを接続する接続部である導通孔HD1の位置は、反射層43Rの行方向の中心線からずれた位置に配置されている。
しかし、本発明は、このような構成に限定されるものではなく、例えば、図13および図14に示すように、中継電極QD1,QD2,QD3と、発光制御トランジスターTelとを接続する接続部である導通孔HD1の位置を、反射層43Rの行方向の中心線上に配置してもよい。
図13は図10に対応する図であり、図14は図11に対応する図である。図13および図14から理解されるように、中継電極QD1,QD2,QD3と、発光制御トランジスターTelとを接続する接続部である導通孔HD1の位置は、反射層43Rの行方向の中心線III−III’上に配置されている。このようにすることにより、中継電極QD1と中継電極QD3の長さを等しくすることができる。その結果、各副画素におけるバラツキを低く抑えることができる。また、中継電極QD1と中継電極QD3の長さを最も短くすることができるので、大きな電流が流れる中継電極QD1,QD2,QD3からのノイズを減少させ、当該ノイズによる駆動トランジスターTdrへの影響を低く抑えることができる。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について、図15ない図20を参照しつつ説明する。図15ないし図20は、それぞれ第1実施形態の図7ないし図12に対応する図である。第1実施形態との共通箇所については、同一符号を付して説明を省略する。
第1実施形態においては、図7に示すように、列方向(Y方向に)に沿って、駆動トランジスターTdr、書込制御トランジスターTwr、補償トランジスターTcmp、および発光制御トランジスターTelの順序で各副画素のトランジスターを配置した構成について説明した。
しかし、第2実施形態においては、図15に示すように、列方向(Y方向に)に沿って、発光制御トランジスターTel、駆動トランジスターTdr、書込制御トランジスターTwr、および補償トランジスターTcmpの順序で各副画素のトランジスターを配置する。
また、第1実施形態においては、図11に示すように、列方向(Y方向に)に沿って、青色の副画素の反射層43B、緑色の副画素の反射層43G、および赤色の副画素の反射層43Rの順序で各反射層を配置した。しかし、本実施形態においては、図19に示すように、列方向(Y方向に)に沿って、緑色の副画素の反射層43G、青色の副画素の反射層43B、および赤色の副画素の反射層43Rの順序で各反射層を配置した。
図15ないし図20から理解されるように、本実施形態においても、各色の副画素における複数のトランジスターは、列方向(Y方向)に沿って配置されている。したがって、走査線22を各色の副画素の書込制御トランジスターTwrにおいて共通化することが可能となり、一水平走査期間に選択する走査線22の数を増加させることがない。その結果、一水平走査期間における各走査線22の選択時間が短くなることを防ぎ、データ転送線26から第1電極E1へデータを確実に書き込むことができる。
また、本実施形態においても、各色の副画素における複数のトランジスターを列方向(Y方向)に沿って配置しつつ、各色の副画素における反射層43G,43B,43Rは、行方向(X方向)に沿って配置する。したがって、電気光学装置1の主光線が大きく傾斜する方向が、行方向(X方向)となるように摂設計されていた場合であっても、走査線22の数を増加させることなく、同色の副画素を表示面の行方向(X方向)に配列することができる。その結果、斜めから表示面を観察しても、行方向(X方向)に関してはほとんど色ずれが生じない電気光学装置1が提供される。
さらに、本実施形態においても、各色の副画素における反射層43B,43G,43Rが、各色の副画素におけるトランジスターと重なるように、行方向(X方向)に沿って配置されている。したがって、発光機能層46からの光がトランジスターに照射されることを防ぐことができ、トランジスターの特性を変化させることがない。特に、最も面積が大きい青色の副画素における反射層43Bが、各色の副画素における駆動トランジスターTdrに重なるように配置されている。したがって、細かな階調表示に影響を与える駆動トランジスターTdrに対する発光機能層46からの光の照射を確実に防ぎ、駆動トランジスターTdrの特性の変化を防いで、正確な階調表示を可能とする。
なお、本実施形態においては、各色の副画素における反射層43B,43G,43Rの面積は異なっている。青色の副画素における反射層43Bの面積が最も大きく、赤色の副画素における反射層43Rの面積は、反射層43Bの面積よりも小さくなっている。そして、緑色の副画素における反射層43Gの面積が最も小さくなっている。
また、本実施形態においても、青色の副画素における反射層43Bと、各色の副画素におけるトランジスターとの間には、各色の副画素における駆動トランジスターTdrと重なるように行方向(X方向)に沿って配置された電源配線41が設けられている。したがって、発光機能層46からの光は、反射層43Bだけでなく、他の配線よりも比較的な大きな面積の電源配線41によっても遮られ、より一層確実に、駆動トランジスターTdrに照射されることを防ぐことができる。したがって、細かな階調表示に影響を与える駆動トランジスターTdrに対する発光機能層46からの光の照射をより一層確実に防ぎ、駆動トランジスターTdrの特性の変化を防いで、正確な階調表示を可能とする。
図18および図19から理解されるように、本実施形態においても、中継電極QD1,QD2,QD3は、電源配線41が形成された層と、反射層43G,43B,43Rが形成された層の間の層に形成されている。したがって、大きな電流が流れる中継電極QD1,QD2,QD3からのノイズが、電源配線41によって遮られ、駆動トランジスターTdrへのノイズの影響を抑えることができる。
図19から理解されるように、本実施形態においては、中継電極QD1,QD2,QD3と、発光制御トランジスターTelとを接続する接続部である導通孔HD1は、平面視において、最も面積小さい反射層である反射層43Gの近くの下層に位置している。この構成によっても、中継電極QD1,QD2,QD3の長さを短くすることができる。その結果、大きな電流が流れる中継電極QD1,QD2,QD3からのノイズを減少させ、当該ノイズによる駆動トランジスターTdrへの影響を低く抑えることができる。
また、本実施形態においては、図19から理解されるように、中継電極QD1,QD2,QD3と、発光制御トランジスターTelとを接続する接続部である導通孔HD1は、列方向において隣り合う反射層43Gと反射層43Bとの間の位置に設けられている。したがって、図18に示すように、少なくとも中継電極QD1,QD3の長さを均等化することができる。その結果、少なくとも隣り合う副画素間においては、中継電極の長さの違いによるバラツキを抑えることができる。
本実施形態においては、列方向(Y方向に)に沿って、発光制御トランジスターTelの次に駆動トランジスターTdrを配置している。したがって、中継電極QD1,QD2,QD3と、発光制御トランジスターTelとを接続する接続部である導通孔HD1の位置は、列方向(Y方向に)に沿って配置される複数のトランジスターの列方向(Y方向に)における端部以外の箇所に位置している。この構成が第1実施形態とは異なっている。このように構成することにより、画素コンタクト部となる導通孔HD1の位置を、反射層43G,43B,43Rの配置と合わせやすくなる。その結果、同一の一画素単位内において、反射層43G,43B,43Rによって、駆動トランジスターTdrに対する発光機能層46からの光の照射を防ぐことができる。
図18から理解されるように、本実施形態においても、中継電極QD1,QD2,QD3は、データ転送線26と同層に形成されており、行方向において隣り合う一のデータ転送線26と、他のデータ転送線26の間に位置している。したがって、データ転送線26と中継電極QD1,QD2,QD3との間に寄生容量が形成される。寄生容量を低減するため、中継電極QD1,QD2,QD3は、隣り合う一のデータ転送線26と、他のデータ転送線26の略中央に位置することが好ましい。その結果、データ転送線26へのデータの書き込み時間、および、データ転送線26から第1電極E1のデータの書き込み時間を短縮することができる。
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について、図21ない図28を参照しつつ説明する。本実施形態においては、各副画素のトランジスターは、駆動トランジスターTdr、発光制御トランジスターTel、および書込制御トランジスターTwrの3つのトランジスターで構成されている。
図21ないし図26は、本実施形態の電気光学装置1における基板10上に形成される各要素を説明するための平面図である。図27は、図26におけるIV−IV’線を含む断面に対応した断面図である。図28は、図26におけるV−V’線を含む断面に対応した断面図である。なお、図21ないし図26は平面図であるが、各要素の視覚的な把握を容易化する観点から、図27および図28と共通する各要素に図27および図28と同態様のハッチングが便宜的に付加されている。
なお、図21ないし図26において、点線で示す長方形は、各副画素の反射層の位置を表している。
本実施形態は、図21から理解されるように、各副画素の駆動トランジスターTdr、発光制御トランジスターTel、および書込制御トランジスターTwrのチャネル長方向が列方向(Y方向)であり、発光制御トランジスターTelと書込制御トランジスターTwrは、一直線状に並んで配置されている。
各副画素の駆動トランジスターTdrに対して、発光制御トランジスターTelおよび書込制御トランジスターTwrは、行方向(X方向)に配置されている。しかし、G(緑)、R(赤)、B(青)の各副画素単位で見た場合には、本実施形態においても、副画素における複数のトランジスターは、列方向(Y方向)に沿って配置されている。
また、本実施形態においては、各トランジスターのゲート層GTdr,GTwr,GTelと、制御線等との接続部が、チャネル上の位置ではなく、行方向(X方向)にずれた位置に設けられている。
図21、図27および図28から理解される通り、珪素等の半導体材料で形成された基板10の表面には、画素回路110の各トランジスター(Tdr,Twr,Tel)の能動領域10A(ソース/ドレイン領域)が形成される。能動領域10Aにはイオンが注入される。画素回路110の各トランジスター(Tdr,Twr,Tel)のアクティブ層はソース領域とドレイン領域との間に存在し、能動領域10Aとは別種類のイオンが注入されるが、便宜的に能動領域10Aと一体に記載している。図21、図27および図28から理解される通り、能動領域10Aが形成された基板10の表面は絶縁膜L0(ゲート絶縁膜)で被覆され、各トランジスターのゲート層GT(GTdr,GTwr,GTel)が絶縁膜L0の面上に形成される。各トランジスターのゲート層GTは、絶縁膜L0を挟んでアクティブ層に対向する。
図27および図28から理解される通り、各トランジスターのゲート層GTが形成された絶縁膜L0の面上には、複数の絶縁層L(LA〜LF)と複数の導電層(配線層)とを交互に積層した多層配線層が形成される。各絶縁層Lは、例えば珪素化合物(典型的には窒化珪素や酸化珪素)等の絶縁性の無機材料で形成される。なお、以下の説明では、導電層(単層または複数層)の選択的な除去により複数の要素が同一工程で一括的に形成される関係を「同層から形成される」と表記する。
絶縁層LAは、各トランジスターのゲート層GTが形成された絶縁膜L0の面上に形成される。図21、図27、および図28から理解される通り、絶縁層LAの面上には、発光制御トランジスターTelの制御線28、走査線22、および複数の中継電極QB(QB10,QB11,QB12,QB13,QB14)が同層から形成される。
図22、図27および図28から理解される通り、第1の導電層としての走査線22は、複数の画素回路110にわたり行方向(X方向)に直線状に延在して設けられる。走査線22は、絶縁層LAを貫通する導通孔HB12を介して、各色の副画素の書込制御トランジスターTwrのゲート層GTwrに導通する。走査線22は、絶縁層LBにより、後述するデータ転送線26からは電気的に絶縁される。
図22、図27および図28から理解される通り、発光制御トランジスターTelの制御線28は、複数の画素回路110にわたり行方向(X方向)に直線状に延在して設けられる。制御線28は、絶縁層LAを貫通する導通孔HB11を介して、各色の副画素の発光制御トランジスターTelのゲート層GTelに導通する。制御線28は、絶縁層LBにより、後述するデータ転送線26からは電気的に絶縁される。
図22、図27および図28から理解される通り、中継電極QB10は、絶縁膜L0と絶縁層LAとを貫通する導通孔HA11を介して駆動トランジスターTdrのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
また、中継電極QB10は、絶縁膜L0と絶縁層LAとを貫通する導通孔HA12を介して発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
中継電極QB11は、絶縁層LAを貫通する導通孔HB10を介して駆動トランジスターTdrのゲート層GTdrに導通する。また、中継電極QB11は、絶縁層LAと絶縁膜L0とを貫通する導通孔HA14を介して書込制御トランジスターTwrのソース領域またはドレイン領域を形成する能動領域10Aに導通する。
中継電極QB12は、絶縁膜L0と絶縁層LAとを貫通する導通孔HA10を介して駆動トランジスターTdrのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
中継電極QB13は、絶縁膜L0と絶縁層LAとを貫通する導通孔HA13を介して駆動トランジスターTdrのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
中継電極QB14は、絶縁膜L0と絶縁層LAとを貫通する導通孔HA15を介して書込制御トランジスターTwrのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
図23、図27および図28から理解されるように、絶縁層LBは、制御線28、走査線22、および複数の中継電極QB(QB10,QB11,QB12,QB13,QB14)が形成された絶縁層LAの面上に形成される。絶縁層LBの面上には、データ転送線26と、複数の中継電極QC(QC10,QC11,QC12)とが形成される。
第2の導電層としてのデータ転送線26は、複数の画素回路にわたり列方向(Y方向)に直線状に延在し、絶縁層LCにより、後述する反射層43B,43G,43Rからは電気的に絶縁される。データ転送線26は、図23から理解される通り、データ転送線26に対して行方向(X方向)に延在する中継電極QC12と一体に形成されている。中継電極QC12は、絶縁層LBを貫通する導通孔HC12を介して、書込制御トランジスターTwrのソース領域またはドレイン領域を形成する能動領域10Aに導通する。
図23、図27および図28から理解される通り、中継電極QC10は、絶縁層LBを貫通する導通孔HC10を介して中継電極QB12に導通する。中継電極QC11は、絶縁層LBを貫通する導通孔HC11を介して中継電極QB13に導通する。
絶縁層LCは、データ転送線26と、複数の中継電極QC(QC10,QC11,QC12)とが形成された絶縁層LBの面上に形成される。図24、図27および図28から理解される通り、絶縁層LCの面上には、第4の導電層としての電源配線41と、中継電極QD10が形成される。
第4の導電層としての電源配線41は、多層配線層内の配線(図示略)を介して、高位側の電源電位Velが供給される実装端子(図示略)に導通する。なお、電源配線41は、表示部100の表示領域(図示略)内に形成される。また、図示を省略するが、表示領域の周辺領域内には別の電源配線が形成される。この電源配線は、多層配線層内の配線(図示略)を介して、低位側の電源電位Vctが供給される実装端子(図示略)に導通する。電源配線41および低位側の電源電位Vctが供給される電源配線は、例えば銀やアルミニウムを含有する導電材料で例えば100nm程度の膜厚に形成される。
また、電源配線41は、図24から理解されるように、中継電極QD10が形成された部分を除き、全面に形成されている。つまり、電源配線41は、平面視において、R(赤)色、G(緑)色、およびB(青)色の副画素の駆動トランジスターTdr、書込制御トランジスターTwr、および発光制御トランジスターTelと重なるように、副画素ごとに列方向(Y方向)に沿って配置される。第1実施形態および第2実施形態においては、電源配線41が各色の副画素の駆動トランジスターTdrと重なるように配置されていた。しかし、本実施形態では、電源配線41は、各色の副画素の全てのトランジスターと重なるように配置されている。
電源配線41は、絶縁層LCを貫通する導通孔HD10を介して、各色の副画素における駆動トランジスターTdrのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
電源配線41は、絶縁層LCにより、データ転送線26からは電気的に絶縁される。
電源配線41には、図24に示すように、中心部付近に開口部が形成されており、この開口部内に中継電極QD10が形成される。中継電極QD10は、絶縁層LCを貫通する導通孔HD11を介して中継電極QC11に導通する。
絶縁層LDは、電源配線41と、中継電極QD10が形成された絶縁層LCの面上に形成される。図25、図27および図28から理解される通り、絶縁層LDの面上には、第5の導電層としての中継電極QE10,QE11,QE12が形成される。
図25、図27および図28から理解される通り、中継電極QE10は、絶縁層LDを貫通する導通孔HE10を介して、R(赤)の表示色の副画素における中継電極QD10に導通する。したがって、中継電極QE10は、導通孔HE10と、中継電極QD10と、導通孔HD11と、中継電極QC11と、導通孔HC11と、中継電極QB13と、導通孔HA13とを介して、R(赤)の表示色の副画素における発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域に導通する。
図25、図27および図28から理解される通り、中継電極QE11は、絶縁層LDを貫通する導通孔HE10を介して、G(緑)の表示色の副画素における中継電極QD10に導通する。したがって、中継電極QE11は、導通孔HE10と、中継電極QD10と、導通孔HD11と、中継電極QC11と、導通孔HC11と、中継電極QB13と、導通孔HA13とを介して、G(緑)の表示色の副画素における発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域に導通する。
図25、図27および図28から理解される通り、中継電極QE12は、絶縁層LDを貫通する導通孔HE10を介して、B(青)の表示色の副画素における中継電極QD10に導通する。したがって、中継電極QE12は、導通孔HE10と、中継電極QD10と、導通孔HD11と、中継電極QC11と、導通孔HC11と、中継電極QB13と、導通孔HA13とを介して、B(青)の表示色の副画素における発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域に導通する。
絶縁層LEは、第5の導電層としての複数の中継電極QE10,QE11,QE12が形成された絶縁層LDの面上に形成される。図26ないし図28から理解される通り、絶縁層LEの面上には、第3の導電層としての反射層43B,43G,43Rが形成される。反射層43Bは、B(青)の表示色の副画素における反射層であり、反射層43Gは、G(緑)の表示色の副画素における反射層である。また、反射層43Rは、R(赤)の表示色の副画素における反射層である。
図26から理解されるように、反射層43Bは、平面視において、各色の副画素の駆動トランジスターTdrの少なくともドレイン領域と重なるように、行方向(X方向)に沿って配置される。
反射層43Gは、平面視において、各色の副画素の駆動トランジスターTdrのゲート層GTdrと重なるように、行方向(X方向)に沿って配置される。
反射層43Rは、平面視において、各色の副画素の駆動トランジスターTdrの少なくともドレイン領域と重なるように、行方向(X方向)に沿って配置される。
反射層43Bは、絶縁層LEを貫通する導通孔HF12を介して、中継電極QE12と導通する。つまり、反射層43Bは、複数の導通孔と複数の中継電極を介して、B(青)の表示色の副画素における発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。複数の導通孔とは、導通孔HF12、導通孔HE10、導通孔HD11、導通孔HC11、および導通孔HA13である。また、複数の中継電極とは、中継電極QE12、中継電極QD10、中継電極QC11、および中継電極QB13である。
反射層43Gは、絶縁層LEを貫通する導通孔HF11を介して、中継電極QE11と導通する。つまり、反射層43Gは、複数の導通孔と複数の中継電極を介して、G(緑)の表示色の副画素における発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。複数の導通孔とは、導通孔HF11、導通孔HE10、導通孔HD11、導通孔HC11、および導通孔HA13である。また、複数の中継電極とは、中継電極QE11、中継電極QD10、中継電極QC11、および中継電極QB13である。
反射層43Rは、絶縁層LEを貫通する導通孔HF10を介して、中継電極QE10と導通する。つまり、反射層43Rは、複数の導通孔と複数の中継電極を介して、R(赤)の表示色の副画素における発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。複数の導通孔とは、導通孔HF10、導通孔HE10、導通孔HD11、導通孔HC11、および導通孔HA13である。また、複数の中継電極とは、中継電極QE10、中継電極QD10、中継電極QC11、および中継電極QB13である。
なお、図26に示すように、平面視において、反射層43B、43G,43Rの順序で反射層が設けられ、これらの反射層43B、43G,43Rと重なる各色の副画素の複数のトランジスターが、一画素単位の画素における複数のトランジスターとなる。
反射層43B、43G,43Rは、例えば銀やアルミニウムを含有する光反射性の導電材料で例えば100nm程度の膜厚に形成される。反射層43B、43G,43Rは、図26に示すように、平面視において、各色の副画素のトランジスターと重なるように配置される。したがって、外光の侵入が反射層43B、43G,43Rにより防止され、光照射に起因した各トランジスターの電流リークを防止できるという利点がある。
また、本実施形態においては、各色の副画素における複数のトランジスターは、列方向(Y方向)に沿って配置されているが、各色の副画素における反射層43B、43G,43Rは、行方向(X方向)に沿って配置されている。したがって、走査線22を各色の副画素の書込制御トランジスターTwrにおいて共通化しつつ、各色の副画素の表示領域を、行方向(X方向)に横長の形式にすることができる。
本実施形態における反射層の面積は、反射層43Bと反射層43Rの面積が同じであり、反射層43Rの面積が最も小さく設定されている。
絶縁層LFは、反射層43B、43G,43Rが形成された絶縁層LEの面上に形成される。絶縁層LFの表面には平坦化処理が実行される。平坦化処理には、化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)等の公知の表面処理技術が任意に採用される。平坦化処理で高度に平坦化された絶縁層LFの表面には、図27に例示される通り、中継電極QF10が形成される。
中継電極QF10は、絶縁層LFを貫通する導通孔HG10を介して反射層43B、43G,43Rに導通する。中継電極QF10は、画素電極導通部を構成する中継電極の一つであり、図21ないし図28から理解される通り、反射層43B、43G,43R、複数の中継電極、および複数の導通孔を介して、発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域を形成する能動領域10Aに導通する。
図27に例示される通り、中継電極QF10が形成された絶縁層LFの面上には光路調整層60が形成される。光路調整層60は、各画素回路110の共振構造の共振波長(すなわち表示色)を規定する光透過性の膜体である。表示色が同じ画素では、共振構造の共振波長は略同じであり、表示色が異なる画素では、共振構造の共振波長は異なるように設定される。本実施形態では、図28に示すように、R(赤)の表示色の副画素では光路調整層60が3層に形成されている。また、G(緑)の表示色の副画素では光路調整層60が2層に形成されている。そして、B(青)の表示色の副画素では光路調整層60が1層に形成されている。
図27および図28に例示される通り、光路調整層60の面上には、各色の副画素毎の第1電極E1が形成される。第1電極E1は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の光透過性の導電材料で形成される。第1電極E1は、図3および図4を参照して前述した通り、発光素子45の陽極として機能する略矩形状の電極(画素電極)である。第1電極E1は、図27から理解される通り、光路調整層60に形成された導通孔HH10を介して中継電極QF10に導通する。したがって、第1電極E1は、光路調整層60、反射層43B、43G,43R、複数の中継電極、および複数の導通孔を介して、発光制御トランジスターTelのドレイン領域またはソース領域に導通する。
第1電極E1が形成された光路調整層60の面上には、図27および図28に例示される通り、基板10の全域にわたり画素定義層65が形成される。画素定義層65は、例えば珪素化合物(典型的には窒化珪素や酸化珪素)等の絶縁性の無機材料で形成される。図示を省略するが、画素定義層65により、各表示色の副画素における第1電極E1に対応する開口部が形成される。
開口部の大きさは、B(青)色の副画素とR(赤)の副画素の開口部の大きさが同じで、G(緑)色とR(赤)色の副画素の開口部が最も小さくなっている。但し、表示色が異なる副画素間では、開口部の大きさを異なるようにしてもよい。
開口部は、列方向(Y方向)には、B(青)色、G(緑)色、およびR(赤)色の副画素の順序で共通のピッチで配列される。また、同一色の副画素の開口部は、行方向(X方向)ににわたり共通のピッチで配列される。
図27および図28に示すように、第1電極E1の上層には、発光機能層46、第2電極E2、および封止体47が積層され、以上の各要素が形成された基板10の表面には封止基板(図示略)が例えば接着剤で接合される。封止基板は、基板10上の各要素を保護するための光透過性の板状部材(例えばガラス基板)である。なお、封止基板の表面または封止体47の表面に副画素の画素回路毎にカラーフィルターが形成される。カラーフィルターとしては、B(青)色のカラーフィルターCFB、G(緑)色のカラーフィルターCFG、およびR(赤)色のカラーフィルターCFRが用いられる。
以上に説明した通り、本実施形態では、各色の副画素における複数のトランジスターは、列方向(Y方向)に沿って配置されているので、走査線22を各色の副画素の書込制御トランジスターTwrにおいて共通化することが可能となり、一水平走査期間に選択する走査線22の数を増加させることがない。その結果、一水平走査期間における各走査線22の選択時間が短くなることを防ぎ、データ転送線26から第1電極E1へデータを確実に書き込むことができる。
また、本実施形態では、各色の副画素における複数のトランジスターを列方向(Y方向)に沿って配置しつつ、各色の副画素における反射層43B,43G,43Rは、行方向(X方向)に沿って配置する。したがって、電気光学装置1の主光線が大きく傾斜する方向が、行方向(X方向)となるように設計されていた場合であっても、走査線22の数を増加させることなく、同色の副画素を表示面の行方向(X方向)に配列することができる。その結果、斜めから表示面を観察しても、行方向(X方向)に関してはほとんど色ずれが生じない電気光学装置1が提供される。
本実施形態では、各色の副画素における反射層43B,43G,43Rが、各色の副画素におけるトランジスターと重なるように、行方向(X方向)に沿って配置されている。したがって、発光機能層46からの光がトランジスターに照射されることを防ぐことができ、トランジスターの特性を変化させることがない。特に、最も面積が大きい青色の副画素における反射層43Bが、各色の副画素における駆動トランジスターTdrの少なくともドレイン領域に重なるように配置されている。また、青色の副画素の反射層43Bと同じ面積の赤色の副画素における反射層43Rが、各色の副画素における駆動トランジスターTdrの少なくともドレイン領域に重なるように配置されている。さらに、最も面積の小さい緑色の副画素における反射層43Gが、各色の副画素における駆動トランジスターTdrのゲート層GTdrに重なるように配置されている。したがって、細かな階調表示に影響を与える駆動トランジスターTdrに対する発光機能層46からの光の照射を確実に防ぎ、駆動トランジスターTdrの特性の変化を防いで、正確な階調表示を可能とする。
また、列方向において反射層43Bと反射層43Gと間、および、列方向において反射層43Gと反射層43Rと間には間隙が存在するが、これらの間隙は、駆動トランジスターTdrの能動領域10Aの上ではなく、ゲート層GTdrの上に位置するように配置されている。したがって、仮に、これらの間隙から光が漏れた場合であっても、駆動トランジスターTdrの能動領域10Aには直接影響を与えないので、駆動トランジスターTdrの特性の変化を防いで、正確な階調表示を可能とする。
本実施形態では、各色の副画素における反射層43B,43G,43Rと、各色の副画素における複数のトランジスターとの間には、各色の副画素における複数トランジスターと重なるように列方向(Y方向)に沿って配置された電源配線41R,41G,41Bが設けられている。したがって、発光機能層46からの光は、反射層43B,43G,43Rだけでなく、電源配線41R,41G,41Bによって全面的に遮られ、より一層確実に、駆動トランジスターTdrに照射されることを防ぐことができる。したがって、細かな階調表示に影響を与える駆動トランジスターTdrに対する発光機能層46からの光の照射をより一層確実に防ぎ、駆動トランジスターTdrの特性の変化を防いで、正確な階調表示を可能とする。
また、本実施形態では、各色の副画素における反射層43B,43G,43Rと、各色の副画素における発光制御トランジスターTelとを接続する中継電極QD1,QD2,QD3は、電源配線41が形成された層と、反射層43B,43G,43Rが形成された層の間の層に形成されている。したがって、大きな電流が流れる中継電極QD1,QD2,QD3からのノイズが、電源配線41によって遮られ、駆動トランジスターTdrへのノイズの影響を抑えることができる。
本実施形態では、反射層43Bの面積と、反射層43G,43Rの面積とは異なっている。反射層43Bと反射層43Rの面積が最も大きく、反射層43Gの面積が最も小さくなっている。つまり、反射層43B,43G,43Rのうち、少なくとも2つの反射層の面積が互いに異なるように設定されている。そして、各色の副画素における反射層43B,43G,43Rと、各色の副画素における発光制御トランジスターTelとを接続する中継電極QE12,QE11,QE10は、最も面積が小さい反射層43Gの下層に形成される。したがって、中継電極QE12,QE11,QE10の長さを短くすることができる。その結果、大きな電流が流れる中継電極QE12,QE11,QE10からのノイズを減少させ、当該ノイズによる駆動トランジスターTdrへの影響を低く抑えることができる。
また、本実施形態では、中継電極QE12,QE11,QE10と、発光制御トランジスターTelとを接続する接続部である導通孔HE10は、平面視において、最も小さい反射層である反射層43Gの近くの下層に位置している。この構成によっても、中継電極QE12,QE11,QE10の長さを短くすることができる。その結果、大きな電流が流れる中継電極QE12,QE11,QE10からのノイズを減少させ、当該ノイズによる駆動トランジスターTdrへの影響を低く抑えることができる。
本実施形態においては、列方向(Y方向に)に沿って、発光制御トランジスターTelの次に書込制御トランジスターTwrを配置している。したがって、中継電極QE12,QE11,QE10と、発光制御トランジスターTelとを接続する接続部である導通孔HE10の位置は、列方向(Y方向に)に沿って配置される複数のトランジスターの列方向(Y方向に)における端部以外の箇所に位置している。このように構成することにより、画素コンタクト部となる導通孔HE10の位置を、反射層43G,43B,43Rの配置と合わせやすくなる。その結果、同一の一画素単位内において、反射層43G,43B,43Rによって、駆動トランジスターTdrに対する発光機能層46からの光の照射を防ぐことができる。
さらに、中継電極QE12,QE11,QE10は、データ転送線26とは異なる層に形成されている。したがって、データ転送線26と他の層、特に電源配線41との間に寄生容量が形成される。寄生容量を低減するため、中継電極QE12,QE11,QE10は、隣り合う一のデータ転送線26と、他のデータ転送線26の略中央に位置することが好ましい。その結果、データ転送線26へのデータの書き込み時間、および、データ転送線26から第1電極E1のデータの書き込み時間を短縮することができる。
<変形例>
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に述べる各種の変形が可能である。また、各実施形態及び各変形例を適宜組み合わせてもよいことは勿論である。
(1)上述した実施形態では、反射層と、画素電極との間に、光路調整層を設けた構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。光路調整層を省略して、反射性を有する画素電極を用いる構成でもよい。この場合、第3の導電層は、反射層及び画素電極が一体として形成されたものであってもよい。
(2)上述した実施形態では、OLED上に、封止膜とカラーフィルターが積層された構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。対向基板にカラーフィルターが設けられる構成であってもよい。
(3)上述した実施形態では、一画素単位の画素内においては、各色の副画素の開口部を、行方向(X方向)に延在するように設け、さらに同一色の副画素の開口部を、複数の一画素単位の画素にわたって、行方向(X方向)に共通のピッチで配列した。また、一画素単位の画素内においては、各色の副画素における開口部の行方向(X方向)の幅は等しくなるように配列した。つまり、各色の副画素における反射層が、各色の副画素における少なくとも1つのトランジスターと重なるように行方向(X方向)に沿って配列した。
しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、少なくとも1つの色の副画素における反射層が、各色の副画素における少なくとも1つのトランジスターと重なるように行方向(X方向)に沿って配列してもよい。この場合には、他の色の副画素における反射層は、少なくとも1つの色の副画素における少なくとも1つのトランジスターと重なるように配列され、異なる色副画素における反射層が、行方向(X方向)に沿って配列される。
例えば、青色の副画素における開口部を、一画素単位の画素内にわたって行方向(X方向)に延在させ、行方向(X方向)の幅が最も大きくなるように構成する。そして、赤色の副画素における開口部と、緑色の副画素における開口部とを、一画素単位の画素内で行方向(X方向)に並べて配列するようにしてもよい。
(4)上述した実施形態においては、反射層と駆動トランジスターとの間に、電源配線を配置したが、電源配線以外の金属製の配線を配置するようにしてもよい。金属製の配線を、反射層と駆動トランジスターとの間に配置することにより、駆動トランジスターの遮光を確実に行うことができる。
(5)上述した実施形態においては電気光学材料の一例としてOLEDを取上げたが、それら以外の電気光学材料を用いた電気光学装置にも本発明は適用される。電気光学材料とは、電気信号(電流信号または電圧信号)の供給によって透過率や輝度といった光学的特性が変化する材料である。例えば、液晶、無機ELや発光ポリマーなどの発光素子を用いた表示パネルに対しても上記実施形態と同様に本発明が適用され得る。また、着色された液体と当該液体に分散された白色の粒子とを含むマイクロカプセルを電気光学材料として用いた電気泳動表示パネルに対しても上記実施形態と同様に本発明が適用され得る。さらに、極性が相違する領域ごとに異なる色に塗り分けられたツイストボールを電気光学材料として用いたツイストボールディスプレイパネルに対しても上記実施形態と同様に本発明が適用され得る。黒色トナーを電気光学材料として用いたトナーディスプレイパネル、あるいはヘリウムやネオンなどの高圧ガスを電気光学材料として用いたプラズマディスプレイパネルなど各種の電気光学装置に対しても上記実施形態と同様に本発明が適用され得る。
<応用例>
この発明は、各種の電子機器に利用され得る。図29ないし図31は、この発明の適用対象となる電子機器の具体的な形態を例示するものである。
図29は本発明の電気光学装置を採用した電子機器としてのヘッドマウントディスプレイのヘッドマウントディスプレイの外観を示す斜視図である。図29に示されるように、ヘッドマウントディスプレイ300は、外観的には、一般的な眼鏡と同様にテンプル310や、ブリッジ320、投射光学系301L、301Rを有する。図示を省略するが、ブリッジ320近傍であって投射光学系301L,301Rの奥側には、左眼用の電気光学装置1と、右眼用の電気光学装置1とが設けられる。
図30は、電気光学装置を採用した可搬型のパーソナルコンピューターの斜視図である。パーソナルコンピューター2000は、各種の画像を表示する電気光学装置1と、電源スイッチ2001やキーボード2002が設置された本体部2010とを具備する。
図31は、携帯電話機の斜視図である。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002と、各種の画像を表示する電気光学装置1とを備える。スクロールボタン3002を操作することによって、電気光学装置1に表示される画面がスクロールされる。本発明はこのような携帯電話機にも適用可能である。
なお、本発明が適用される電子機器としては、図29ないし図31に例示した機器のほか、携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)が挙げられる。その他にも、デジタルスチルカメラ,テレビ,ビデオカメラ,カーナビゲーション装置,車載用の表示器(インパネ),電子手帳,電子ペーパー,電卓,ワードプロセッサー,ワークステーション,テレビ電話,POS端末が挙げられる。さらに、プリンター,スキャナー,複写機,ビデオプレーヤー,タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。