CN101276834B - 显示设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了显示设备和该显示设备的制造方法，其中，像素具有沿与相邻像素的边界直线延伸的外侧区域和沿该外侧区域的内侧延伸的内侧区域。横跨外侧区域和内侧区域配置配线。由于配线的存在所引起的的水平差，沿外侧区域并在所述基板上形成外侧凹凸带。类似地，由于配线的存在所引起的水平差，沿内侧区域并在所述基板上形成内侧凹凸带。适当地形成制造配线的导体膜的图样，使得从像素的内侧看，外侧凹凸带的凹部直接位于它们所对应的内侧凹凸带的凸部之后。通过本发明，可以实现卓越颜色再现性的显示面板。

Description

显示设备及其制造方法
相关申请的交叉参考
本发明包含于2007年3月26日向日本专利局所提交的日本专利申请JP 2007-07822 1的主题，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及具有每个都包括发光装置的多个像素的有源矩阵显示设备，以及涉及有源矩阵显示设备的制造方法。
背景技术
近年来，进行了越来越多的努力来开发有机电致发光(EL)装置被用作发光装置的平板自发光显示设备。有机EL装置是使用当对其施加电场时有机薄膜发光的现象的装置。通过施加10V以下的电压来驱动的有机EL装置是低功耗装置。同时，由于有机EL装置(能够通过自身发光的自发光装置)不需要照明单元，所以容易制造薄且轻的有机EL装置。此外，由于有机EL装置的响应速度如几微妙(μs)那么高，所以可以防止显示移动图像时出现残像。
在具有每个都包括有机EL装置的多个像素的平板自发光显示设备中，尤其积极地开发了薄膜晶体管(TFT)在每个像素中以集成方式形成为驱动装置的有源矩阵显示设备。例如，在以下文献中描述了有源矩阵型平板自发光显示设备：日本未审查专利公开第2003-255856号、第2003-271095号、第2004-133240号、第2004-029791号、第2004-093682号、以及第2005-166687号。
相关技术的有源矩阵显示设备包括：基板，具有包括以列配置的信号线、以行配置的扫描线和预定电源线的配线；以及像素的矩阵，每个像素都被设置在信号线和扫描线之间的交叉点处。通过对导体膜进行图样化来形成配线。每个像素都包括连接至配线的有源装置(例如，TFT)和发光装置(例如，有机EL装置)。像素响应于由扫描线提供的控制信号进行操作。根据由信号线提供的视频信号，像素使由电源线提供的驱动电流流过发光装置。
发明内容
在相关技术的有源矩阵显示设备中，在每个像素中形成发光装置和用于驱动发光装置的TFT。在以矩阵形式、集成方式形成这些像素的基板上，形成包括信号线、扫描线和电源线的配线，使得它们横跨各个像素纵向或横向地延伸。由于许多配线形成在基板上，所以在基板的表面上发生凹凸。凹凸是由制造配线的、诸如金属膜的导体膜的水平差所引起的。沿相邻像素的边界产生对应于配线的凹凸。
形成在每个像素中的发光装置是例如具有层压结构的有机EL装置，其中，有机EL发光材料膜被夹置在阳极和阴极之间。对于彩色显示器，需要例如通过热转印处理在不同的像素上形成发射不同颜色光(例如，RGB三原色)的有机EL发光材料膜。在热转印处理中，以集成方式形成在像素阵列基板上的像素分别被隔壁(partition wall)所包围。然后，施主(donor)基板被置于隔壁的顶部。在施主基板上，在对应于像素阵列基板上各个像素的位置处形成三原色RGB之一的发光材料膜。通过加热与像素阵列基板相对的施主基板(它们之间夹置有隔壁)，发光材料膜从施主基板蒸镀并转印到像素阵列基板的对应像素上。通过对三原色RGB中的每一种执行该处理，发射不同颜色的光的有机EL发光材料膜可被沉积到像素阵列基板的不同像素上。
这里，防止分配不同颜色的像素中的蒸镀材料的混合是很重要的。如果不同颜色的发光材料在单个像素内被混合在一起，则发生了所谓的颜色混合。结果，难以产生具有卓越清晰度和颜色再现性的彩色图像。在上述相关技术的有源矩阵显示设备中，配线的存在导致沿像素边界发生凹凸。因此，即使在沿凹凸部分设置隔壁时，凹凸仍然出现在隔壁的顶部上。因此，这使得当施主基板开始接触隔壁顶部上的凹凸部分时，产生间隙。即使通过隔壁包围将被转印到对应像素的发光材料，蒸镀的发光材料通过间隙泄漏至相邻像素，并引起颜色混合。
考虑到上述相关技术的技术缺点，期望提供具有用于防止颜色混合的改进配线图样的显示设备和该显示设备的制造方法。
根据本发明的一个实施例，提供了一种显示设备，包括：基板，具有至少包括以列配置的信号线、以行配置的扫描线以及预定电源线的配线；以及像素的矩阵，每个像素都被设置在信号线和扫描线之间的交叉点处。通过对导体膜进行图样化来形成配线。每个像素均包括连接至配线的有源装置和发光装置，响应于由扫描线提供的控制信号进行操作，以及根据由信号线提供的视频信号使由电源线提供的驱动电流流过发光装置。像素具有沿与相邻像素的边界直线延伸的外侧区域和沿外侧区域的内侧延伸的内侧区域。横跨外侧区域和内侧区域配置配线。由于配线的存在所引起的的水平差，沿外侧区域并在基板上形成外侧凹凸带，以及由于配线的存在所引起的水平差，沿内侧区域并在基板上形成内侧凹凸带。适当地形成制造配线的导体膜的图样，使得从像素的内侧看，外侧凹凸带的凹部直接位于它们所对应的内侧凹凸带的凸部之后。
优选地，导体膜包括上层和底层；所述配线包括通过对上层进行图样化所形成的上层线和通过对下层进行图样化所形成的下层线；以及适当地形成下层的图样，使得从像素的内侧看，外侧凹凸带的凹部直接位于它们所对应的内侧凹凸带的凸部之后。导体膜的图样电连接至配线，并构成配线的一部分。导体膜的图样包括与配线电隔离并补偿由配线的存在所引起的水平差的衬垫。
根据本发明的一个实施例，还提供了显示设备的制造方法，该显示设备包括：基板，具有至少包括以列配置的信号线、以行配置的扫描线以及预定电源线的配线；以及像素的矩阵，每个像素都被设置在信号线和扫描线之间的交叉点处；其中，通过对导体膜进行图样化来形成配线；以及每个像素均包括连接至配线的有源装置和发光装置，响应于由扫描线提供的控制信号进行操作，以及根据由信号线提供的视频信号使由电源线提供的驱动电流流过发光装置。该显示设备的制造方法包括以下步骤：横跨外侧区域和内侧区域配置配线，其中，外侧区域沿与相邻像素的边界直线地延伸，内侧区域沿外侧区域的内侧延伸；适当地形成制造配线的导体膜的图样，使得从像素的内部看，外侧凹凸带的凹部直接位于它们所对应的内侧凹凸带的凸部之后，其中，由于配线的存在所引起的水平差，沿外侧区域并在基板上形成外侧凹凸带，同样由于配线的存在所引起的水平差，沿内侧区域并在基板上形成内侧凹凸带；沿外部凹凸带和内侧凹凸带形成包围像素的内部区域的隔壁；制备工作基材(working base)，在工作基材的对应于各个像素的位置处沉积发射不同颜色的光的发光材料的膜；在工作基材与隔壁的顶部接触的情况下，将工作基材放置为与基板相对；以及在每个像素的内部区域被隔壁围绕的情况下，将发射不同颜色的光的发光材料的膜蒸镀到对应像素的相应内部区域，以在每个像素中形成发光装置的发光层。
根据本发明的实施例，沿相邻像素之间的边界直线配置外侧区域和内侧区域。换句话说，每个像素都被内侧区域和外侧区域双重包围。由于沿相邻像素之间的边界限定外侧区域和内侧区域，所以在基板上配置许多配线，使得它们横跨这些区域延伸。通过对诸如金属膜的导体膜进行图样化来形成配线。由于配线的存在所引起的水平差，在基板的表面上产生凹凸。具体地，由于沿相邻像素之间的边界发生这种凹凸，所以沿外侧区域形成外侧凹凸带，以及沿内侧区域形成内侧凹凸带。在相关技术的结构中，在内侧和外侧区域之间没有区别的情况下，凹凸带具有简单的结构。因此，即使隔壁被配置在凹凸带的顶部上，也直接地表现凹凸带的图样。
另一方面，在本发明的实施例中，适当地形成制造配线的导体膜的图样，使得从像素的内侧看，外侧凹凸带的凹部直接位于它们所对应的内侧凹凸带的凸部之后。因此，即使以直线传播的粒子穿过外侧凹凸带的凹部，它们也被相应的内侧凹凸带的凸部阻挡以防止进入像素。因此，在该热转印处理中，即使在发射不同颜色的光的有机EL材料被加热并蒸镀到不同的像素上时，也可以防止像素之间的颜色混合。即，可以实现具有卓越颜色再现性的显示面板。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的显示设备的总体结构的框图；
图2是示出图1的显示设备中的像素结构的电路图；
图3是示出用于制造图1的显示设备的方法的示意图；
图4是示出图2的像素中的配线布局的参考实例的平面图；
图5是图4的配线布局的截面图；
图6是示出根据本发明实施例的示例性配线布局的平面图；
图7A和图7B是图6的配线布局的截面图；
图8A～图8C是示出通过修改图6的配线布局获得的示例性配线布局的平面图；
图9是示出通过修改图6的配线布局获得的另一个示例性配线布局的平面图；
图10是用于说明图2的像素操作的时序图；
图11是用于说明图2的像素操作的示意图；
图12是用于说明图2的像素操作的另一个示意图；
图13是用于说明图2的像素操作的另一个示意图；
图14是用于说明图2的像素操作的另一个示意图；
图15是用于说明图2的像素操作的曲线图；
图16是用于说明图2的像素操作的另一个示意图；
图17是用于说明图2的像素操作的另一个曲线图；
图18是用于说明图2的像素操作的另一个示意图；
图19是示出根据本发明实施例的显示设备的装置结构的截面图；
图20是示出根据本发明实施例的显示设备的模块结构的平面图；
图21是包括根据本发明实施例的显示设备的电视机的透视图；
图22是包括根据本发明实施例的显示设备的数码相机的透视图；
图23是包括根据本发明实施例的显示设备的笔记本个人计算机的透视图；
图24示出了包括根据本发明实施例的显示设备的移动终端；以及
图25是包括根据本发明实施例的显示设备的摄像机的透视图。
具体实施方式
现在，将参考附图详细描述本发明的实施例。图1是示出根据本发明实施例的显示设备的总体结构的框图。如图所示，显示设备包括像素阵列单元(像素阵列基板)1和用于驱动像素阵列单元1的驱动器(3、4和5)。像素阵列单元1包括以行配置的扫描线WS、以列配置的信号线SL、每个都被配置在扫描线WS和信号线SL之间的交叉点处的多个像素的矩阵、以及每个都对应于各行像素2的多条电源线DS。驱动器包括：控制扫描器(写扫描器)4，用于顺序将控制信号提供给扫描线WS以基于行对像素2执行逐行(line-sequential)扫描；电源扫描器(驱动扫描器)5，用于与上述逐行扫描同步地将在第一电位和第二电位之间切换的电源电压提供给电源线DS；以及信号选择器(水平选择器)3，用于与上述逐行扫描同步地将用作视频信号的信号电位和基准电位提供给信号线SL。写扫描器4响应于外部提供给其的时钟信号WSck进行操作。通过顺序传输同样从外部提供给其的起始脉冲WSsp，写扫描器4将控制信号输出至每条扫描线WS。驱动扫描器5响应于外部提供给其的时钟信号DSck进行操作。通过顺序传输同样从外部提供给其的起始脉冲DSsp，驱动扫描器5逐行切换电源线DS的电位。
图2是示出包括在图1的显示设备中的像素2的结构的电路图。如图所示，像素2包括由有机EL装置所代表的两端(二极管型)发光装置EL、N沟道采样晶体管T1(有源装置)、N沟道驱动晶体管T2(有源装置)、以及薄膜保持电容器C1。采样晶体管T1的栅极连接至扫描线WS，采样晶体管T1的源极和漏极中的任一个连接至信号线SL，以及采样晶体管T1的源极和漏极中的另一个连接至驱动晶体管T2的栅极G。驱动晶体管T2的源极和漏极中的任一个连接至发光装置EL，以及驱动晶体管T2的源极和漏极中的另一个连接至电源线DS。在本实施例中，N沟道晶体管的驱动晶体管T2的漏极连接至电源线DS，驱动晶体管T2的源极S连接至发光装置EL的阳极。发光装置EL的阴极被保持为预定阴极电位Vcat。保持电容器C1置于驱动晶体管T2的源极S和栅极G之间。对于每个都具有图2结构的像素2，写扫描器4通过在高电位和低电位之间切换扫描线WS顺序输出控制信号，以基于行对像素2执行逐行扫描。驱动扫描器5与上述逐行扫描同步地将在第一电位Vcc和第二电位Vss之间切换的电源电压提供给每条电源线DS。同样，与上述逐行扫描同步，水平选择器3将用作视频信号的信号电位Vsig和基准电位Vofs提供给列状的信号线SL。
在上述结构中，采样晶体管T1响应于由扫描线WS提供的控制信号开始导通，对由信号线SL提供的信号电位Vsig进行采样，并将所采样的信号电位Vsig存储在保持电容器C1中。驱动晶体管T2从处于第一电位Vcc的电源线DS接收电流，并根据存储在保持电容器C1中的信号电位Vsig使驱动电流流过发光装置EL。为了在信号线SL处于信号电位Vsig的时间段内保持采样晶体管T1导通，写扫描器4将预定持续时间的控制信号输出至扫描线WS，由此对信号电位Vsig执行驱动晶体管T2的迁移率μ的校正，同时将信号电位Vsig存储在保持电容器C1中。
图3是示出形成图2的发光装置EL的处理的示意图。在该实例中，发光装置EL的发光层通过热转印处理形成。如图所示，首先，制备像素阵列基板1。在该处理之前的半导体制造处理中，诸如TFT的有源装置和薄膜电容装置以集成方式形成在像素阵列基板1上的每个像素2中。用作阳极的电极也被形成在每个像素2中。每个像素2都被分配了用于彩色显示的三原色RGB之一。每个像素2都被沿相邻像素2之间的边界所形成的隔壁51所包围。
除上述像素阵列基板1之外，制备施主基板(工作基材)52。在施主基板52的表面上，用于红色(R)的发光材料53的膜被沉积在对应于R像素的位置处。
因此，在隔壁51夹置在其间的情况下，设置有用于红色的发光材料53的膜的施主基板52被置于与设置有阳极的像素阵列基板1相对。因此，每个像素2都被隔壁51、像素阵列基板1的内表面和施主基板52的内表面所包围和封住。在像素2被封住之后，施主基板52的外表面(后侧)被加热，因此，用于红色的发光材料53的膜被蒸镀到像素阵列基板1的对应阳极上。在上述的热转印处理中，施主基板52上用于红色的发光材料53的膜可被精确地转印至像素阵列基板1中的R像素。如果像素2被包围并完全封住，则可以防止蒸镀的发光材料53泄漏至相邻像素，因此可以避免颜色混合。
在用于红色的发光材料53的膜被转印至R像素的阳极之后，所用的施主基板52与像素阵列基板1分离。然后，在下一步骤中，制备沉积有用于绿色(G)的发光材料的膜的另一个施主基板，并执行与上述处理相同的热转印处理。因此，用于绿色的发光材料的膜可以被转印至像素阵列基板1中的G像素的阳极。类似地，通过执行与上述处理相同的热转印处理，用于蓝色的发光材料的膜可被转印至像素阵列基板1的B像素的阳极。
图4是示出形成在像素2中的配线的示例性结构的示意性平面图。图4的布局只是参考的目的，并且不同于本发明的实施例。参考图4，横跨像素2横向地延伸栅极线、阴极线和电源线。例如，栅极线对应于图2的扫描线WS，因此在图4中用WS表示。电源线对应于图2的电源线DS，因此在图4中用DS表示。在图4中用KL表示将预定阴极电压提供给图2的发光装置EL的阴极的阴极线。由于电源线DS通常将足量的电流提供给每个像素2，所以需要降低所得到的电阻，因此电源线DS通常具有多层配线结构。相应地，阴极线KL和栅极线WS可具有多层配线结构。同时，信号线SL横跨每个像素2纵向延伸。信号线SL沿与相邻像素的边界设置，并位于横跨每个像素2横向延伸的栅极线WS、阴极线KL和电源线DS之下。如果栅极线WS、阴极线KL和电源线DS具有包括上层和下层导体层的双层配线结构，则下层导体层和信号线SL可设置在相同层上。
当使用图3所示出的热转印处理时，包围每个像素的隔壁沿信号线SL形成。如图4所示，由于栅极线WS、阴极线KL和电源线DS横跨信号线SL延伸，所以由具有给定材料厚度的这些配线的存而产生水平差，因此，沿信号线SL产生凹凸带。
图5是沿图4中的线V截取的截面图。如图5所示，信号线SL形成在像素阵列基板1上(其间夹置有绝缘体55)。栅极线WS、阴极线KL和电源线DS形成在信号线SL上所设置的层间绝缘体56上，并进行布局使得它们横跨信号线SL延伸。这些线WS、KL和DS被平面化膜57所覆盖。由于难于确保平面化膜57的足够厚度，所以由线WS、KL和DS的存在所引起的水平差不能通过配置平面化膜57来充分补偿。因此，沿信号线SL在平面化膜57的表面上形成凸部58和凹部59。一系列的凸部58和凹部59沿信号线SL形成凹凸带。从图5可以看出，凸部58出现在对应的线WS、KL和DS之上，而凹部59出现在线WS、KL和DS的相邻线之间的对应间隔之上。从而，尽管像素阵列基板1被平面化膜57所覆盖，但沿像素的边界观察到由一系列的部58和凹进部59所形成的凹凸带。
在热转印处理中，沿凹凸带形成隔壁，然后，施主基板开始和隔壁的顶部接触。然而，凸部58和凹部59的水平差不必要通过设置隔壁来完全补偿。因此，在隔壁的顶部上也产生对应于凸部58和凹部59的凹凸带。结果，当施主基板被置于隔壁顶部上时，在对应于凹部59的位置处产生小的间隙。这导致用于不同颜色的发光材料泄漏通过间隙，因此导致颜色混合。
图6是示出根据本发明实施例的配线布局的示意性平面图。为了容易理解，与图4的参考实例中的部件对应的部件给出与图4中的部件相同的参考数字和字符。如在图4的参考实例的情况下，栅极线WS、阴极线KL和电源线DS以条状配置，使得它们横跨每个像素2横向延伸。另一方面，信号线SL被形成为横跨每个像素2纵向延伸。
像素2具有外侧区域和内侧区域。外侧区域沿与相邻像素的边界直线延伸，而内侧区域沿外侧区域的内侧延伸。在图6中，由线VIIA限定外侧区域，由线VIIB限定内侧区域。线VIIA沿着信号线SL。因此，外侧区域是沿信号线的区域，其原本沿相邻像素之间的边界形成。内侧区域(B)和外侧区域(A)彼此平行，并双重包围像素2。
由栅极线WS、沿外侧区域(A)出现阴极线KL和电源线DS的存在所引起的水平差，因此，产生凹凸带。类似地，沿内侧区域(B)出现由栅极线WS、阴极线KL和电源线DS的存在所引起的水平差，因此，形成凹凸带。在本实施例中，对图4的配线图样进行了改进，沿内侧区域(B)设置衬垫(pad)60。尽管衬垫60形成在与信号线SL相同的导体层上，但衬垫60与信号线SL电隔离。如图所示，栅极线WS和阴极线KL部分地在相应的衬垫60上延伸。
图7A和图7B是分别沿图6中的线VIIA和VIIB截取的截面图。图7A示出了沿外侧区域(A)的外侧凹凸带的横截面，以及图7B示出了沿内侧区域(B)的内侧凹凸带的横截面。
在外侧区域(A)中，通过对应于栅极线WS、阴极线KL和电源线DS的存在和不存在的一系列凸部58和凹部59形成平面化膜57表面上的凹凸带。
另一方面，在内侧区域(B)中，栅极线WS部分地在形成于与信号线SL相同的层上的对应衬垫60上延伸，因此，一个凸部58形成在对应于该衬垫60的位置处。类似地，由于阴极线KL部分地在对应衬垫60上延伸，所以另一个凸部58形成在对应于该衬垫60的位置处。在这些突部58之间产生凹部59。
从外侧区域(A)和内侧区域(B)中的凹凸带可以看出，适当地形成制造栅极线WS、阴极线KL和电源线DS的导体膜的图样(包括衬垫60以及栅极线WS和阴极线KL的延伸部分)，使得从像素的内侧看，外侧区域(A)中的凹凸带的凹部59直接位于内侧区域(B)中的凹凸带的对应凸部之后。通过该结构，从像素的内侧看，位于外侧的凹部59被隐藏在位于内侧的对应凸部58之后。如果所示出的凹凸图样直接出现在隔壁的顶部上，则在热转印处理中，错误颜色的发光材料可通过外侧凹部59进入像素。然而，恰好穿过外侧凹部59的这种发光材料的粒子被对应的内侧凸部58所阻挡，粒子不会进一步渗入到像素中。因此，可以防止将被蒸镀到相邻像素上的发光材料错误地更深地渗入到像素中的情况。因此，可有效地防止颜色混合。
从上述内容可以看出，根据本实施例，衬垫60被设置在与信号线SL相同的层上、并在电源线DS层的凹部旁边。此外，栅极线WS等被布置在衬垫60之上。因此，凸部58形成在平面化膜57的表面之上。然后，通过将隔壁添加到平面化膜57的表面，可以防止发射不同颜色的光的发光材料的混合，由此实现具有卓越颜色再现性的显示面板。此外，根据本实施例，如果阴极线KL和栅极线WS以及电源线DS具有多层配线结构，则可以增加开口率(aperture ratio)，并降低流过用于发光的发光装置(例如，有机EL装置)的电流密度。结果，可以提供长寿命的显示面板。此外，如果阴极线KL和多层电源线DS设置在相同层中，则可以降低配线成本。根据本实施例，如果阴极配线是多层的，则可以抑制与阴极输入端最远的阴极的电压的增加，由此实现均匀的图像质量。
图8A至图8C是示出通过修改图6的图样布局得到的示例性图样布局的示意性平面图。
图8A示出了修改的图样布局，其中，衬垫和信号线SL被组合在一起，即，衬垫构成信号线SL的一部分。同时，在衬垫之上设置栅极线WS和阴极线KL的延伸部分。因此，从像素2的内侧看，外侧凹部59和内侧凸部58彼此重叠。
图8B示出了修改的图样布局，其中，代替衬垫设置了额外的信号线SL。因此，通过在外侧和内侧区域中形成信号线SL，可以降低信号线的电阻。在图8B的修改图样布局中，外侧信号线SL对应于外侧区域，以及内侧信号线SL对应于内侧区域。栅极线WS和阴极线KL的延伸部分被设置在内侧区域中的信号线SL上。因此，从像素2的内侧看，外侧区域中的凹部59和内侧区域中的凸部58彼此重叠。
图8C示出了修改的图样布局，其中，衬垫被配置在信号线SL的两侧上。这意味着像素2被三层所包围。与两层结构的情况相比，该三层结构使得可以更可靠地防止颜色混合。通过四层结构或五层结构，可以更可靠地防止颜色混合。
图9是示出通过修改图6的图样布局得到的另一个示例性图样布局的平面图。在图9的图样布局中，纵向方向上的信号线SL以及横向方向上的栅极线WS、阴极线KL和电源线DS由相同层上的金属膜形成，因此不具有多层配线结构。再次，通过配线的适当布局，从像素2的内侧看，可以使外侧区域中的凹部59和内侧区域中的相应的凸部58彼此重叠。在图9的示例性图样布局中，信号线SL具有包括上层金属膜(例如，铝膜)和上层金属膜之下的下层多晶硅膜的层压结构。下层多晶硅膜例如在与TFT的装置区域相同的层上，并且下层多晶硅膜的厚度比上层金属(铝)膜的厚度小可忽略的程度。如上所述，当横向方向上的电源线层和纵向方向上的信号线层在相同层上时，进行图样布局，使得可补偿水平差。因此，可以防止发射不同颜色的光的发光材料的混合。
图10是用于说明图2的像素操作的时序图。该时序图仅是示例性的目的。图2的像素电路的控制序列不限于图10的时序图所示的控制序列。时序图沿相同时间轴示出扫描线WS、电源线DS和信号线SL的电位变化。扫描线WS的电位变化表示采样晶体管T1的导通/截止控制的控制信号的电平变化。电源线DS的电位变化表示电源电压Vcc和Vss之间的切换。信号线SL的电位变化表示输入信号的信号电位Vsig和基准电位Vofs之间的切换。与这些电位变化并行，时序图示出了驱动晶体管T2的栅极G和源极S的电位变化。栅极G和源极S之间的电位差由Vgs表示。
在图10的时序图中，为了示例性的目的，根据像素中操作的转变，将整个时间段划分为(1)至(7)。在用于逐行扫描的新场开始紧前的周期(1)中，发光装置EL处于发光状态。然后，新场开始。在第一周期(2)的开始处，电源线DS的电位从第一电位Vcc变为第二电位Vss。在下一个周期(3)的开始处，输入信号的电位从Vsig变为Vofs。在下一个周期(4)的开始处，采样晶体管T1导通。在周期(2)～(4)内，驱动晶体管T2的栅极电压和源极电压被复位。周期(2)～(4)是进行阈值电压校正所必须的准备的准备周期。在该准备时间段内，驱动晶体管T2的栅极G被复位到Vofs，而驱动晶体管T2的源极S被复位到Vss。接下来，在阈值校正周期(5)中，实际执行阈值电压校正，并且将等于阈值电压Vth的电压保持在驱动晶体管T2的栅极G和源极S之间。实际上，等于阈值电压Vth的电压被写入置于驱动晶体管T2的栅极G和源极S之间的保持电容器C1。然后，在写周期/迁移率校正周期(6)中，视频信号的信号电位Vsig与阈值电压Vth相加，将所得到的电压写入保持电容C1，同时，从保持在保持电容器C1中的电压中减去用于迁移率校正的电压ΔV。在写周期/迁移率校正周期(6)中，需要在信号线SL处于信号电位Vsig的时间段内保持采样晶体管T1导通。然后，在发光周期(7)中，发光装置EL以根据信号电位Vsig的强度发光。由于通过等于阈值电压Vth的电压和用于迁移率校正的电压ΔV来调整信号电位Vsig，所以从发光装置EL发射的光的强度不被驱动晶体管T2的阈值电压Vth和迁移率μ的变化所影响。在发光周期(7)的开始处，执行自举(bootstrap)操作。因此，驱动晶体管T2的栅极电位和源极电位增加，而驱动晶体管T2的栅极G和源极S之间的电压Vgs保持恒定。
将参考图11～图18详细描述图2的像素电路的操作。
图11示出了在发光周期(1)内的像素电路的状态。如图所示，在该周期中，电源电位处于Vcc，采样晶体管T1截止。由于驱动晶体管T2被设置为在饱和区中操作，所以流过发光装置EL的驱动电流Ids依赖于在驱动晶体管T2的栅极G和源极S两端施加的电压Vgs，并可由如下的晶体管特性式所表示：
Ids＝(1/2)μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)2
其中，μ表示驱动晶体管的迁移率，W表示驱动晶体管的沟道宽度，L表示驱动晶体管的沟道长度，Cox表示驱动晶体管的栅极绝缘电容，以及Vth表示驱动晶体管的阈值电压。从上述特性式可以看出，当在饱和区操作时，驱动晶体管T2用作提供根据栅极电压Vgs的漏极电流Ids的恒定电流源。
图12示出了在准备周期(2)和(3)内像素电路的状态。在周期(2)的开始处，如图12所示，电源线的电位变为Vss。Vss的值被配置得小于发光装置EL的阈值电压Vthel与阴极电压Vcat的和，即，Vss＜Vthel+Vcat。因此，发光装置EL截止，电源侧用作驱动晶体管T2的源极。在该点处，发光装置EL的阳极被充电至Vss。
图13示出了在准备周期(4)内像素电路的状态。在该周期内，信号线SL的电位被保持为Vofs，采样晶体管T1导通，并且驱动晶体管T2的栅极电位降至Vofs。因此，驱动晶体管T2的源极S和栅极G被复位。在该点处，使栅极电压Vgs等于值Vofs-Vss(即，Vgs＝Vofs-Vss)，其被设置为大于驱动晶体管T2的阈值电压Vth。因此，通过复位驱动晶体管T2，使得满足条件Vgs＞Vth，完成了对随后的阈值电压校正处理的准备。
图14示出了在阈值电压校正周期(5)内像素电路的状态。在该周期的开始处，电源线DS的电位回到Vcc。当电源电压被设置为Vcc时，发光装置EL的阳极变为驱动晶体管T2的源极S，并且电流如图14所示地流动。可通过二极管Tel和电容器Cel的并联连接表示发光装置EL的等效电路。由于阳极电位(即，源极电位Vss)低于Vcat+Vth，所以二极管Tel处于截止状态，并且流过二极管Tel的泄漏电流量远远小于流过驱动晶体管T2的电流量。因此，流过驱动晶体管T2的电流大部分被用于对保持电容器C1和等效电容器Cel充电。
图15是示出了在阈值电压校正周期(5)内驱动晶体管T2的源极电压随时间变化的曲线。如图所示，从Vss开始，驱动晶体管T2的源极电压(即，发光装置EL的阳极电压)随时间增加。一旦完成阈值电压校正周期(5)，驱动晶体管T2就截止，并且驱动晶体管T2的栅极G和源极S之间的电压Vgs变为Vth。由Vofs-Vth给出源极电位。由于值Vofs-Vth仍然小于Vcat+Vthel，所以发光装置EL还处于截止状态。
图16示出了在写周期/迁移率校正周期(6)内像素电路的状态。在写周期/迁移率校正周期(6)的开始处，信号线SL的电位从Vofs变为Vsig，而采样晶体管T1保持导通。在该点处，信号电位Vsig处于对应于灰阶等级的电压。由于采样晶体管T1处于导通状态，所以驱动晶体管T2的栅极电位升至Vsig。同时，由于电流从电源Vcc流出，所以驱动晶体管T2的源极电位随时间增加。在该点处，驱动晶体管T2的源极电位仍然没有超过发光装置EL的阈值电压Vthel与阴极电位Vcat的和。因此，从驱动晶体管T2流出的电流大部分被用于对保持电容器C1和等效电容器Cel充电。由于驱动晶体管T2的阈值电压校正操作在该点处已经完成，所以流过驱动晶体管T2的电流量反映迁移率μ。更具体地，如果驱动晶体管T2具有高迁移率μ，则通过驱动晶体管T2的电流量和源极电位增量ΔV较大。相反，如果驱动晶体管T2具有低迁移率μ，则通过驱动晶体管T2的电流量和源极电位增量ΔV较小。通过上述操作，驱动晶体管T2的栅极电压Vgs反映其迁移率μ，并降低ΔV。因此，一旦完成写周期/迁移率校正周期(6)，则可以获得反映完全校正的迁移率μ的栅极电压Vgs。
图17是示出在写周期/迁移率校正周期(6)内，驱动晶体管T2的源极电压随时间变化的曲线。如图所示，当驱动晶体管T2的迁移率μ较高时，其源极电压快速增加，并且电压Vgs相应地降低。换句话说，当迁移率μ较高时，电压Vgs下降以取消迁移率μ的影响，由此可以抑制驱动电流。相反，当驱动晶体管T2的迁移率μ较低时，由于其源极电压没有快速增加，所以电压Vgs没有非常显著地下降。换句话说，当迁移率μ较低时，电压Vgs没有显著下降，使得可以补偿较低的驱动能力。
图18示出了在发光周期(7)内的像素电路的状态，其中，采样晶体管T1截止，并且发光装置EL发光。驱动晶体管T2的栅极电压Vgs保持恒定，同时驱动晶体管T2使电流Ids’根据上述晶体管特性式，以恒定速率流过发光装置EL。由于电流Ids’流过发光装置EL，所以发光装置EL的阳极电压(即，驱动晶体管T2的源极电压)增加至Vx。当Vx超过Vcat+Vthel时，发光装置EL开始发光。随着发光周期的增加，发光装置EL的电流/电压特性改变。因此，图18中所示出的源极S电位改变。然而，由于驱动晶体管T2的栅极电压Vgs通过自举操作保持恒定，所以流过发光装置EL的电流Ids’保持不变。即，即使发光装置EL的电流/电压特性劣化，发光装置EL的发光强度也不变，因为电流Ids’以恒定速率保持流动。
图19是示出根据本发明实施例的显示设备的薄膜装置结构的截面图。图19示意性示出了形成在绝缘基板上的像素的横截面。如图所示，像素包括含有多个TFT(在图19中仅示出了一个TFT)的晶体管单元、诸如保持电容器的电容器单元以及诸如有机EL装置的发光单元。在基板上通过TFT处理形成晶体管单元和电容器单元。发光单元被形成在晶体管单元和电容器单元上。然后，通过其间的粘合剂将透明相对基板结合至发光单元。由此制造平板。
如图20所示，根据本发明实施例的显示设备可以是平板显示模块。例如，显示模块包括设置有像素阵列(像素矩阵)的绝缘基板。像素阵列包括以集成方式配置的像素矩阵。每个像素均包括有机EL装置、TFT、薄膜电容器等。通过将诸如玻璃基板的透明相对基板粘合到包围像素阵列(像素矩阵)的粘合剂来制造显示模块。如果需要，透明相对基板可配置有滤色器、保护膜、遮光膜等。同时，显示模块可配置有用于像素阵列和外侧装置之间的信号传输等的诸如柔性印制电路(FPC)的连接器。
根据本发明上述实施例的显示设备是可包括在能够显示外部输入或内部生成的视频信号作为图像或视频的各种电子设备(例如，数码相机、笔记本个人计算机、移动电话和摄像机)中的平板显示器。在下文中，将描述这些电子设备的实例。
图21示出了应用本发明的电视机。该电视机包括由前面板12、滤光玻璃13等组成的图像显示屏11。通过将根据本发明实施例的显示设备用作图像显示屏11来实现图21的电视机。
图22示出了应用本发明的数码相机。该数码相机的前面和后面分别表示在图22的上部和下部中。数码相机包括图像拍摄镜头)、用作闪光的发光单元15、显示单元16、控制开关、菜单开关和快门19。通过将根据本发明实施例的显示设备用作显示单元16来实现图22的数码相机。
图23示出了应用本发明的笔记本个人计算机。笔记本个人计算机的主体20包括用于键入字符等的键盘21。主体20的盖子包括用于显示图像的显示单元22。通过将根据本发明实施例的显示设备用作显示单元22来实现图23的笔记本个人计算机。
图24示出了应用本发明的移动终端。移动终端的打开状态和折叠状态分别示出在图24的左部和右部。移动终端包括上外壳23、下外壳24、连接部(铰接)25、显示器26、副显示器27、镜前灯28和相机29。通过将根据本发明实施例的显示设备用作显示器26和/或副显示器27来实现图24的移动终端。
图25示出了应用本发明的摄像机。摄像机包括主体30、设置在主体30前侧用于拍摄对象的镜头34、用于开始或结束拍摄操作的开始/结束开关35以及监控器36。通过将根据本发明实施例的显示设备用作监控器36来实现图25的摄像机。
本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其它因素，可以有多种修改、组合、再组合和改进，均应包含在本发明的权利要求或等同物的范围之内。

Claims (5)

1.一种显示设备，包括：
基板，具有至少包括以列配置的信号线、以行配置的扫描线以及预定电源线的配线；以及
像素的矩阵，每个像素都被设置在信号线和扫描线之间的交叉点处，
其中，通过对导体膜进行图样化来形成所述配线；
每个像素均包括连接至所述配线的有源装置和发光装置，响应于由所述扫描线提供的控制信号进行操作，以及根据由所述信号线提供的视频信号使由所述电源线提供的驱动电流流过所述发光装置；
所述像素具有沿与相邻像素的边界直线延伸的外侧区域和沿所述外侧区域的内侧延伸的内侧区域；
横跨所述外侧区域和所述内侧区域配置所述配线；
由于所述配线的存在所引起的水平差，沿所述外侧区域并在所述基板上形成外侧凹凸带；
同样由于所述配线的存在所引起的水平差，沿所述内侧区域并在所述基板上形成内侧凹凸带；以及
适当地形成制造所述配线的所述导体膜的图样，使得从所述像素的内侧看，所述外侧凹凸带的凹部直接位于它们所对应的所述内侧凹凸带的凸部之后。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述导体膜包括上层和下层；
所述配线包括通过对所述上层进行图样化所形成的上层线和通过对所述下层进行图样化所形成的下层线；以及
适当地形成所述下层的图样，使得从所述像素的内侧看，所述外侧凹凸带的凹部直接位于它们所对应的所述内侧凹凸带的凸部之后。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述导体膜的图样电连接至所述配线，并构成所述配线的一部分。
4.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述导体膜的图样包括与所述配线电隔离并补偿由所述配线的存在所引起的水平差的衬垫。
5.一种显示设备的制造方法，所述显示设备包括：基板，具有至少包括以列配置的信号线、以行配置的扫描线以及预定电源线的配线；以及像素的矩阵，每个像素都被设置在信号线和扫描线之间的交叉点处；其中，通过对导体膜进行图样化来形成所述配线；以及每个像素均包括连接至所述配线的有源装置和发光装置，响应于由所述扫描线提供的控制信号进行操作，以及根据由所述信号线提供的视频信号使由所述电源线提供的驱动电流流过所述发光装置；
所述显示设备的所述制造方法包括以下步骤：
横跨所述像素的外侧区域和内侧区域配置所述配线，所述外侧区域沿与相邻像素的边界直线地延伸，所述内侧区域沿所述外侧区域的内侧延伸；
适当地形成制造所述配线的所述导体膜的图样，使得从所述像素的内部看，外侧凹凸带的凹部直接位于它们所对应的内侧凹凸带的凸部之后，其中，由于所述配线的存在所引起的水平差，沿所述外侧区域并在所述基板上形成所述外侧凹凸带，同样由于所述配线的存在所引起的水平差，沿所述内侧区域并在所述基板上形成所述内侧凹凸带；
沿所述外侧凹凸带和所述内侧凹凸带形成包围所述像素的内部区域的隔壁；
制备工作基材，在所述工作基材的对应于各个像素的位置处沉积发射不同颜色的光的发光材料的膜；
在所述工作基材与所述隔壁的顶部接触的情况下，将所述工作基材放置为与所述基板相对；以及
在每个像素的内部区域被所述隔壁围绕的情况下，将发射不同颜色的光的发光材料的膜蒸镀到对应像素的相应内部区域，以在每个像素中形成所述发光装置的发光层。
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