CN1376014A - 有源矩阵型显示设备 - Google Patents

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Abstract

在根据本发明的有源矩阵型显示设备中,设备层(发光部分)是通过将发光部分布置在子象素单元中形成的,电路层(子象素电路)是通过将用来驱动发光部分的子象素电路布置在子象素单元中形成的,当把设备层和电路层层叠在基片上的时候,提出了下面的方法:设备将条形结构作为子象素电路的结构,将Δ结构作为发光部分的结构。因此,当在发光部分中利用Δ结构的优点时就可以改善子象素电路的可靠性,这样就实现了显示设备的高可靠性、高分辨率和高亮度。

Description

有源矩阵型显示设备
技术领域
本发明涉及到利用为每个子象素提供的有源设备，通过子象素单元控制显示的有源矩阵型显示设备，特别是涉及到使用有机材料电致发光设备(此后称为有机EL设备)作为每个子象素发光设备(电光设备)的有源矩阵型有机电致显示设备。
背景技术
近来，使用有机EL设备作为为每个子象素提供的发光设备的有机EL显示设备作为平面显示器已经受到关注。有机EL设备具有一种结构，有机材料被两个电极即阳极和阴极夹在当中。在两个电极之间加上电压，电子从阴极向有机层发射，空穴从阳极向有机层发射，在那里，电子和空穴彼此复合因而发光。在驱动电压为10V或者更低的时候，有机EL设备可以产生几百到几万cd/m2的亮度。对每个子象素使用有机EL设备作为发光设备的有机EL显示设备被认为是极有潜力的下一代平面显示器。
有机EL显示设备的驱动方法包括简易(无源)矩阵方法和有源矩阵方法。因为扫描线数目(即垂直方向上子象素的数目)的增加意味着每个子象素发光周期的缩短，因而为了实现显示器的大尺寸和高精度，简易矩阵方法要求每个子象素的有机EL设备立即发出高亮度的光。
另一方面，使用有源矩阵方法，因为每个子象素在每一帧周期中连续发光，所以很容易实现显示器的大尺寸和高精度。在这类有源矩阵型有机EL显示设备中，通常使用薄膜晶体管(TFT)作为驱动有机EL设备的有源设备。
包括TFT和有机EL设备的子象素驱动电路(以后简单称为子象素电路)在每个子象素中形成许多彼此独立的一一对应的层。特别地，包含TFT的子象素电路在基片上制作以形成电路层。平面化的膜在电路层上形成，然后制作用来电连接子象素电路和有机EL设备的触点部分。此外，通过将包含发光层的有机层夹在两个电极之间来形成的有机EL设备在平面化膜和触点部分上制成，从而形成了设备层。
在有机EL显示设备中经常使用的低分子量有机EL设备的有机层通常由真空淀积形成。当使用低分子量的有机EL设备作为子象素的有机EL显示设备用于多色或者全色显示器时，每个子象素的有机EL设备通过使用金属掩模或者类似的东西选择性地淀积。因此，需要高准确度的淀积技术。由于淀积的准确性影响到子象素的间距，分辨率，发光设备孔径比，以及淀积时的不对准引起的缺陷，在高亮度、高分辨率和高可靠性的有机EL显示设备制作中淀积的准确性是十分重要的。
例如在每个象素由三种不同发光色子象素构成的全色显示器中，发R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)光的子象素最简单的子象素结构是一种条形结构，其中发光部分以条形形式布置作为子象素单元，如图1所示。由于在条形结构中，每根扫描线和每根信号线彼此垂直，条形结构具有布线布局简单等优点。然而对于有机EL设备淀积而言，需要很高的淀积准确性，由于条形结构中每一个子象素的纵横比为1∶1/3，这样形成了一种长而窄的形状。
在本说明书中，一个发光子象素被定义为一个子象素，三个相邻的子象素R、G、B的单元被定义为一个象素。同样，将子象素以矩阵方式布置而成的子象素段中，每一行中子象素布置的方向，也就是沿着用来选择行的扫描线方向，被定义为行方向，而在每一列中子象素布置的方向，也就是垂直于扫描线的方向，被定义为列方向。
作为另外一种子象素结构，有一种Δ结构，其中发光部分作为子象素单元以三角形(Δ)布置，如图2所示。Δ结构具有能够产生高表观显示分辨率的优点，这样经常被用在图像显示用的显示器中。此外，Δ结构的一个子象素具有1/2∶2/3的纵横比，这样具有近似于方形的形状。因此，在Δ结构中淀积准确性的裕度比条形结构的要大。
当在Δ结构中发光部分以这种方式布置作为子象素单元时，包含TFT的子象素电路中通常也采用同样的Δ结构。然而，当在子象素电路中采用Δ结构时，布置在垂直方向上彼此相邻的子象素的位置被移动了半个子象素的间隔。相应地，扫描线和信号线的设计应该沿着子象素布置方向弯曲，导致了复杂的配线方式。配线的很多弯曲增加了对故障的敏感性，导致了合格率的下降。此外，在一些布线布局中，布线与子象素交叉，这就会导致孔径比的下降。
发明内容
考虑上述问题，提出本发明，相应地本发明的目标就是通过改善子象素电路的可靠性同时利用作为子象素单元的发光部分Δ布局的优点，提供一种高亮度、高分辨率、高可靠性的有源矩阵型显示设备。
为了获得上述目标，根据本发明的一方面，提供一种有源矩阵型显示设备，它在基片上层叠有设备层和电路层，其中设备层是将发光设备布置在子象素单元中，电路层是将为了驱动发光部分的发光设备而布置在子象素单元中。有源矩阵型显示设备包括：条形子象素结构(以后称为条形结构)，在这一结构中子象素电路在行方向和列方向是直线式存在的；Δ子象素结构(以后称为Δ结构)，在这一结构中在子象素电路的子象素结构的行方向上发光部分的宽度是子象素间隔的两倍，在子象素电路的子象素结构的列方向，宽度是是子象素间距的1/2。子象素结构中彼此相邻的两行的相位差是发光部分行方向上间距的1/2。
在有源矩阵型显示设备中Δ结构具有提供高表观分辨率的优点，这就使发光设备的淀积具有高准确性，这样就能够改善发光设备的可靠性。因此，用Δ结构作为发光部分子象素结构有助于实现显示器的高分辨率和高亮度。另一方面，采用条形结构作为子象素电路的子象素结构减少了布线的弯曲，这就导致布线方式更简单，这样就能提高子象素电路的可靠性。
附图说明
图1所示为条形子象素结构的结构图；
图2为Δ子象素结构的结构图；
图3为根据本发明实施例用来显示有源矩阵型有机EL设备的结构的电路图；
图4为有机EL设备结构的剖面图；
图5为根据本发明实施例有源矩阵型有机EL显示设备断面结构的剖视图；
图6A、6B、6C所示为将有机EL设备子象素结构和子象素电路子象素结构组合在一起的平面结构视图；
图7A和7B为用来说明有机EL设备形结构(A)和有机EL设备Δ结构(B)之间内部子象素距离差异的视图；
图8A和8B为用来说明金属掩模孔径形状的视图；
图9A、9B和9C为用来说明发光设备发光区域不同形状的视图；
图10为用来说明有机EL设备Δ布局的视图；
图11为用来说明有机EL设备Δ布局改进型的视图；
图12为用来解释有关触点部分形成的难题的辅助图表；
图13为用来说明触点部分形成的第一种结构的视图；
图14为用来说明第一结构改进型的视图；
图15A和15B为用来说明触点部分形成的第二种结构的视图；
图16A和16B为用来说明触点部分形成的第三种结构的视图；
图17为用来说明触点部分形成的第四种结构的布局结构图；
图18为用来说明电流写入型子象素电路结构的电路图；
图19为在触点部分附近有缝隙的晶体管结构透视图；
具体实施方式
以下根据附图对本发明优选实施例进行详细的介绍。图3为根据本发明实施例用来说明有源矩阵型显示设备，比如有源矩阵型有机EL显示设备的电路图。
在图3中，大量子象素电路(以后也简称为子象素)11以矩阵的方式分布形成了显示区域。在这种情况下，为了简化图形，仅仅显示子象素结构从i到i+2的三行和从i到i+2的三列。这一显示区域为子象素电路11提供扫描线l2i到l2i+2，它们相继被加入扫描信号2X(i)到X(i+2)，因此可以通过行单元来选择每个子象素；同时也提供数据线(信号线)l3i和l3i+2，它们为子象素提供图像数据段，例如亮度数据Y(i)到Y(i+2)。
以下将选择i行i列的子象素(i，i)作为子象素电路11来进行介绍。然而，其它子象素的子象素电路也具有同样的电路结构。有机EL设备ELii作为显示设备，TFT(薄膜晶体管)作为子象素晶体管。值得注意的是子象素电路11并不限于这一电路实例。
子象素电路11由用来选择子象素的选择晶体管TRiia，用来保持数据电压的保持电容Cii，以及用来驱动有机EL设备ELii的驱动晶体管TRiib构成。亮度数据从数据线l3i中以电压的形式提供，这样相应于数据电压就有电流流过有机EL设备ELii。
就特定的连接关系而言，有机EL设备ELii的阳极连接到共用电源线(提供电压VO)14上。驱动晶体管TRiib连接在有机EL设备ELii的阴极和共用地线15之间。保持电容Cii连接在驱动晶体管TRiib栅极和共用地线15之间。选择晶体管TRiia连接在数据线l3i和驱动晶体管TRiib的栅极之间，选择晶体管TRiia的栅极连接在扫描线l2i上。
有机EL设备的结构将参照图4进行描述。在由透明玻璃等材料制成的基片21上制成由透明导电薄膜制成的第一电极22(比如阳极)，此外，在上面依次按顺序淀积上空穴携带层23、发光层24、电子携带层25和电子注入层26来构成有机层27，从而形成有机EL设备。然后，在有机层27上形成由低功函数金属构成的第二个电极(比如阴极)28。
在有机EL设备的第一电极22和第二电极28之间施加直流电压E，空穴从第一电极(阳极)22通过空穴携带层23向发光层24注入，电子从第二电极(阴极)28通过电子携带层25向发光层24注入。注入的正负载流子使发光层中的荧光分子进入激发状态，然后在被激发分子的弛豫过程中发射光。
图5所示为按这种方式形成的有源矩阵型有机EL显示设备的剖视结构。图5所示为形成某一子象素和其子象素电路的有机EL设备。
在图5中，包含上述选择晶体管TRiia和驱动晶体管TRiib的子象素电路(TFT电路)在玻璃基片31上制成，从而形成了电路层32。同时，通过构图形成布线33，在布线33上形成平面化薄膜34。此外，在两个电极35和36之间将有机层37夹在其中形成的有机EL设备在平面化薄膜34上制成，这样形成了设备层38。
与图4所示的有机EL设备剖视结构对照，下电极35相应于第一电极(例如阳极)22；上电极36相应于第二电极(比如阴极)28；有机层37相应于包含发光层24的有机层37。在电路层32中的子象素电路通过在平面化薄膜34中形成的触点部分(连接部分)39电连接到设备层38中的有机EL设备中。
将有机EL设备的子象素结构和子象素电路中子象素结构结合起来的情况将在下面参照平面结构图6A、6B、6C进行介绍。
根据本发明在有源矩阵型有机EL显示设备中，用来发射RGB光的子象素(有机EL设备)设备层38中子象素结构是Δ结构，如图6A所示，而在电路层32中子象素电路的子象素结构是条形结构，如图6B所示。在一个子象素结构中的子象素与另一个子象素结构中子象素相对设置并一一对应，如图6C所示。在图6A和图6C中被点划线所包围的区域是每个子象素的发光区域。
这样，当子象素(有机EL设备)的子象素结构是Δ结构，并且具有Δ结构的象素交错排列时，这样Δ结构的图像就可以被显示。如上所述，Δ结构具有高表观显示分辨率的优点，这样特别是对于图像显示非常适合。
特别地，在低分子量的有机EL设备中，有机层通常是通过淀积的方式形成。当使用有机EL设备作为子象素的有机EL显示设备用于多色或全色显示时，有机EL设备通过使用金属掩模等选择性地淀积，因此需要高准确度的淀积技术。淀积未对准将导致很多问题，诸如有机层37没有淀积因而下电极35和上电极36被短路的问题、以及将有机层37淀积到邻近的子象素上的问题，这就导致了色彩混合或者不发光的问题等。
此外，当淀积的精度不足时，不能制造具有理想的子象素间隔的有机EL设备，因此不可能实现有机EL显示器的高分辨率。此外，与制造电极、绝缘薄膜和类似的部件的精度相比，有机层淀积的精度通常是较低的。因此，即使可以制造具有一定分辨率的显示器，子象素的精度也要取决于有机层。这样，有机层淀积精度的降低导致发光层孔径比的降低。
作为解决这一问题的方法，根据本发明，有机EL显示设备采用与子象素(有机EL设备)的次像素结构相同的Δ结构。当三个相邻的子象素R、G、B作为一个单元构成的象素所占据的区域被选定时，从图7A和图7B中可以清楚得看到，在Δ结构中一个子象素的子象素形状(图7B)和在条形结构中一个子象素的子象素形状(图7A)相比更接近方形。
这样，当通过淀积的方式形成有机EL设备的有机层时，相同颜色子象素之间的距离尤其会在列方向增加。这样，Δ结构(图7B)比条形结构(图7A)提供了更大的淀积金属掩模的精度裕度。当淀积以相同的精度制作时，Δ结构(图7B)可以比条形结构(图7A)获得更高的孔径比。
如图8A所示，在条形结构(图7A)中相应于长条形的子象素的金属掩模的缝隙形状是长窄的矩形(长条形)。另一方面，如图8B所示，Δ结构(图7B)中金属掩模的缝隙形状与子象素的形状相比接近于正方形。
当注意到从淀积源中飞出的粒子中的倾斜部分时，由带有长窄形缝隙形状的矩形罩带来的遮挡是很大的，因此相对于淀积倾斜部分来说金属掩模的作用是很弱的。由金属掩模产生的很大的遮挡作用削弱了在子象素内部薄膜厚度的分布，从而导致了有机EL设备可靠性的降低。另一方面，具有方形缝隙形状的掩模(图8B)产生的遮挡作用是很小的，因此对于淀积倾斜部分来说掩模的作用是很强的。这样在子象素内薄膜厚度分布就是一致的。
最近随着显示器分辨率的增加，淀积掩模变得越来越大，为了使淀积掩模的硬度增加其厚度也增加。淀积掩模增加的厚度进一步增加了掩模的遮挡作用。这样，同样从子象素内薄膜厚度分布均匀的角度来看，Δ结构作为子象素的子象素结构比条形结构具有优势。
从上述的描述中可以清楚地看到，使用Δ结构(图7B)作为子象素的子象素结构比使用条形结构(图7A)可以使有机EL设备拥有更高准确性的淀积。此外，由于有机EL设备可以改善可靠性并降低尺寸，有可能实现有机EL显示器的高可靠性，高分辨率和高亮度。
另一方面，使用条形结构作为子象素电路的子象素结构消除了如在Δ结构中沿着子象素结构弯曲布线的必要，这样可以简化布线的结构。结果，子象素电路的可靠性可以提高。发光设备的发光区域不必是四边形的，比如，发光设备的发光区域可以是六边形的，如图9A所示。
如图10所示，根据前述的实施例，在Δ结构中被密密麻麻的线所包围的象素(RGB)的子象素，也就是具有同样发光颜色的子象素不是彼此相邻的。同样，Δ结构是一种将象素以交错的方式布置的象素结构，每个象素包含三个具有三种不同颜色的子象素，每个子象素中心位置和其它子象素相邻，形成了一个Δ。当子象素电路的子象素结构是带有上述Δ结构的条形结构，为了从数据信号中获得适当的图像，扫描线和数据线需要沿着Δ子象素结构进行复杂的布线，或者数据信号需要被驱动系统转化成Δ结构所采用的数据信号。
作为Δ结构的难题，在行方向上彼此相邻的子象素间，列向存在1/2个子象素大小的相位差。因此，在Δ结构中，在垂直方向很难对直线进行准确的图像显示。相应地，用作PC(个人电脑)监视器、需要显示字符的显示器采用条形结构。
图11所示为Δ结构的改进型。根据改进型在Δ结构中被密密麻麻的线所包围的象素(RGB)按照条形的方式布置。特别地，Δ结构是一种象素结构，在这一结构中正三角和倒三角型、或者顶部和底部彼此相反的Δ交替地在两个子象素行中布置。在显示器中，行方向上彼此相邻的象素在Δ结构中和在条形结构中布置的位置是相同的。
这样，由于有机EL设备是Δ结构，相同颜色金属掩模之间的距离增加了。因此，可以进行高准确度的淀积，这样导致了有机EL设备可靠性的改善和有机EL设备尺寸的减小。此外，由于在Δ结构中象素(RGB)以条形的方式布置，有机EL设备可以按照条形结构相同的方式进行驱动。结果，改进型比图10所示的Δ结构能更准确的显示字符。
这样，就不必以复杂的方式布置扫描线和数据线，也不需要象在Δ结构中驱动有机EL设备那样，由驱动系统将数据信号转化成Δ结构需要的数据信号。因此可以制造比Δ结构更适合字符显示的高可靠性、高分辨率的有机EL显示器，而只有简单的布线和简单的驱动系统。
当子象素电路的子象素结构是条形结构并且发光部分子象素结构为Δ结构，如本实施例中有源矩阵型有机EL显示设备那样，可以得到下面的结构。一般来说，如图12所示，触点部分39在各行之间形成一条直线，在电路层32中的子象素电路通过触点部分39电连接到设备层38中相应的有机EL设备上。
在图12中，实线所示的区域代表发光部分(子象素)，虚线所示的部分代表发光区域。为了在行与行之间将触点部分39以直线的方式布置，必须在行与行之间确保宽度为W的区域用来形成触点部分39。这样就阻止了列方向(垂直方向)上的子象素间距。另一方面，为了保证子象素一定的间距，需要减小发光区域的面积(以后称为发光面)。
为了解决上述关于触点部分39形成的难题，本发明采用了下面的结构。下面通过采用几个例子来介绍用来形成触点部分39的结构，它用来以电子的形式连接电路层32中子象素电路和设备层38中有机EL设备。
[第一种结构]
第一种结构将子象素电路中行方向上彼此相邻的两个子象素的连接部分39作为一个单元。触点部分39在垂直方向上交叉布置在两个子象素间彼此不同的位置上，中间一行的边界线位于触点部分39之间的中间位置，例如图13所示。这种结构与图6C所示的结构相同。从图6C中可以清楚地看到，在扫描线方向(行方向)上彼此相邻的两个子象素之间触点部分39的位置是不同的，即在R子象素和G子象素之间、在G子象素和B子象素之间、在B子象素和R子象素之间，这样触点部分在垂直的方向上以交错的方式布置，而中间一行的边界线在触点部分39之间。
具有第一种结构的有源矩阵型有机EL显示设备将子象素电路中在行方向上彼此相邻的两个子象素中的触点部分39视作一个单元。并将触点部分39布置在两个子象素间彼此不相同的位置上，这样就没有必要保证行与行之间用来布置触点部分39的区域。这样就可以相应地增加发光面积并使得垂直方向上子象素的间距更小。
[第一种结构的改进型]
有一种结构可以看作第一种结构的改进型，在这一结构中，发光部分和发光区域形成五边形，相邻两行发光部分的凸出部分彼此接合，如图14所示。在这种情况下，触点部分39布置在发光区域的凸出部分，如图14所示。同样在子象素电路中两个子象素中的凸出部分被视为一个单元，触点部分39布置在两个子象素间彼此不同的位置。
这样，通过将发光部分和发光区域形成五边形并将触点部分39布置在发光区域的凸出部分，可以获得由五边形发光区域而不是由凸出部分构成的充分接近矩形区域，作为实际上对发光有用的区域(以后称为实际发光区域)。因此，发光面积增加了。特别地，形成触点部分39的部件在水平方向上存在了差别，这一部分对发光并不起作用；因此，当发光部分和发光区域如图13一样形成矩形结构时，矩形区域并没有以它的形状形成实际的发光区域。实际的发光区域由于用来形成触点部分39的部件的面积而减小。
在本改进型中，发光部分和发光区域形成五边形，触点部分39布置在发光部分的凸出部分。换句话说，通过将触点部分39布置在发光部分确定的发光区域之外(如图13所示其中情况下为一矩形区域)，对发光不起作用的区域仅仅是凸出部分。这样就可以获得和图13所示矩形区域同样大小的面积来作为实际发光区域，这样就可以增加发光面积。
上述结构和改进型仅仅要求触点部分39的位置，而并没有对电路设备的布局进行特别限制，比如用来形成子象素电路的TFT。然而，当子象素间电路设备的布局不相同时，子象素电路的特性通常也是在子象素间变化的。
[第二种结构]
如图15A所示第二种结构将在行方向上彼此相邻的两个子象素(F和F′)中的触点部分39视为一个单元，并将触点部分39在垂直方向以交错的方式布置在两个子象素(F和F′)间彼此不同的位置上。同样，第二种结构电路设备也有同样的(固定的)布局，比如在子象素间用来形成子象素电路的TFT。顺便提到，图15A仅仅显示了电路层32中子象素的形状和用来连接发光部分的触点部分39。F和F′表明仅仅是触点部分39的位置在F和F′之间是不同的，而电路设备的布局在F和F′之间是相同的。
这样，只有在行方向上彼此相邻的两个子象素的触点部分39被看作一个单元，只有触点部分39放置在两个子象素之间彼此不同的位置上。另一方面，诸如用来形成子象素电路的TFT等电路设备的布局在子象素间是相同的。这样就有可能通过设定触点部分39的位置来增加发光面积，优化发光区域。同样，就有可能减小由于电路设备的布局引起的子象素间子象素电路结构性能的变化，这样就实现了具有相同特性的子象素电路单元。
[第二种结构的改进型]
如图15B所示，对于诸如子象素间的用来形成子象素电路的TFT等电路设备，改进型具有同样的(固定的)布局，并将触点部分39放置在一个已经偏移子象素电路中心的位置上，在行方向上将彼此相邻的两个子象素之一倒置。这样，子象素间的电路设备布局相同，仅仅是将在行方向上彼此相邻的两个子象素的触点部分39视为一个单元，只有两个子象素中触点部分39在垂直方向上以交错的方式布置。
同样在本改进型中，通过设定触点部分39的位置可以增加发光面积从而对发光区域进行优化。此外，有可能减小由电路设备布局引起的子象素间子象素电路性能的变化，这样就实现了具有相同特性的子象素电路单元。特别地，当子象素电路的电路结构仅仅采用一根扫描线时，扫描线可以在行方向上在子象素电路中间布线。
[第三种结构]
第三种结构中具有与诸如子象素间用来形成子象素电路的TFT等电路设备一样的(固定的)结构，触点部分39对于子象素间的子象素电路的位置也相同，在行方向上与在列方向上彼此相邻的两个子象素之一的子象素电路错开，如图16A所示。这样，仅仅是在行方向上彼此相邻的两个子象素的触点部分39被看作一个单元，并且在两个子象素中在垂直方向上以交错的方式布置。
同样在本结构中，可以通过设定触点部分39的位置的方式来增加发光面积，对发光区域进行优化。此外，可以减小由电路设备布局带来的子象素间子象素电路特性的变化，这样就实现了具有一致特性的子象素电路。通过一种结构也可以获得类似的效果，在这一结构中在行方向上彼此相邻的两个子象素之一的子象素电路被倒置，在列方向上被移位，如图16B所示。
[第四种结构]
图17所示为用来显示第四种结构布线的结构图。图17所示为实际电路布局的实例，在这种布局中，子象素电路由电流写入型子象素电路形成，如图18所示。
首先介绍电流写入型子象素电路的电路结构。为了简化，图18仅仅显示在第i列彼此相邻的第i行和第i+1行两个子象素(i，i)和(i，i+1)的子象素电路P1和P2。
图18所示的子象素(i，i)的子象素电路P1包括：阴极与第一电源(在这种情况下接地)相连的有机EL设备41-1；漏极与有机EL设备41-1的阳极相连且源极与第二电源(其中为正向电源Vdd)相连的TFT42-1；在TFT42-1栅极和正向电源Vdd之间连接的电容器43-1；漏极与TFT42-1栅极相连、栅极与扫描线48B-1相连的TFT44-1。
同样，子象素(i，i+1)的子象素电路P2包括：阴极与地相连的有机EL设备41-2；漏极与有机EL设备41-2的阳极相连、源极与正向电源Vdd相连的TFT42-2；在TFT42-2的栅极和正向电源Vdd之间相连的电容器43-2；漏极与TFT42-2栅极相连、栅极与扫描线48B-2相连的TFT44-2。
两个子象素的子象素电路P1和P2有共同之处：所谓的二极管连接的TFT45其漏极和栅极是短路的，TFT46连接在TFT45和数据线47之间。特别地，TFT45的漏极和栅极连接在子象素电路P1的TFT44-1的源极和子象素电路P2的TFT44-2的源极上，而TFT45的源极连接在正向电源Vdd上。TFT46的漏极连接在TFT45的漏极和栅极上，源极连接在数据线47上，栅极连接在扫描线48A上。
在这种电路示例中，p沟道MOS型晶体管用作TFF42-1、TFF42-2和TFT45，n沟道MOS型晶体管用作TFT44-1、TFT44-2和TFT46。然而，TFT并不限于上面这些导电类型。
按照这种方法形成的子象素电路P1和P2中的TFT46用作第一扫描开关，用来选择性的向TFT45提供来自于数据线47的电流Iw。TFT45具有转换单元的功能，用来将来自数据线47的电流Iw通过TFT46转化为电压，同时连接TFT42-1和TFT42-2也形成电流镜像电路。在子象素电路P1和P2之间TFT45可以共享，因为TFT45仅仅在电流Iw写入的瞬间使用。
TFT44-1和TFT44-2具有第二扫描开关的作用，用来选择性地向电容器43-1和43-2提供由TFT45将电流Iw转化得到的电压。电容器43-1和43-2具有保持单元的作用，用来保持电流Iw经TFT45转化后得到的并通过TFT44-1和TFT44-2提供的电压。TFT42-1和TFT42-2具有驱动单元的作用，通过将电容器43-1和43-2保持的电压转化成电流并将电流供应给有机EL设备41-1和41-2，来驱动有机EL设备41-1和41-2来发光。
在这样形成的电流写入类型的子象素电路中，写入亮度数据的操作将在下面予以介绍。
首先考虑向子象素(i，i)写入亮度数据的情况。在扫描线48A-1和48B-1同时被选中的状态下与亮度数据对应的电流Iw提供给数据线。电流Iw通过处于导通状态的TFT46供给TFT45。响应流入TFT45的电流Iw，在TFT45栅极产生与电流Iw相对应的电压。电压通过处于导通状态的TFT44-1供给电容器43-1，然后该电压被电容器43-1所保持。
然后，相应于被电容器43-1所保持的电压的电流经过TFT42-1流向有机EL设备41-1。有机EL设备41-1因此开始发光。当扫描线48A和48B-1处于未被选择的状态时，向子象素(i，i)写入亮度数据的操作就完成了。在一系列的操作步骤中，扫描线48B-2处于未被选择的状态，因此子象素(i，i)的有机EL设备41-2根据电容器43-2上保持的电压来发出对应亮度的光。这样，向子象素(i，i)写操作不会对有机EL设备41-2的发光状态产生任何影响。
接下来考虑向子象素(i，i+1)写入亮度数据的情况。当扫描线48A和48-2处于都被选择的状态下，与亮度数据相应的电流Iw输入到数据线47中。响应通过TFT46流向TFT45的电流Iw，在TFT45栅极产生相应于电流Iw的电压。电压通过处于导通状态的TFT44-2供给电容器43-2，然后被电容器43-2所保持。
然后，相应于被电容器43-2所保持的电压的电流经过TFT42-2流向有机EL设备41-2。有机EL设备41-2因此开始发光。在一系列的操作步骤中，扫描线48B-1处于未被选择的状态，因此子象素(i，i)的有机EL设备41-1根据电容器43-1上保持的电压来发出对应亮度的光。这样，向子象素(i，i+1)写操作不会对有机EL设备41-1的发光状态产生任何影响。
以下将参照图17的结构图对使用这种方式形成的电流写入类型的子象素电路的布局实例进行介绍。
在这一布局示例中，在行方向(扫描线方向)上彼此相邻的两个子象素(i，i)和(i+1，i)的次像素电路被看作一组，形成两个子象素电路的电路设备、TFT及它们布线方式关于列之间的边界线是对称的。就用来电连接设备层中有机EL设备和子象素电路的触点部分39而言，用来形成一组的两个子象素的触点部分39被视为一个单元，并在两个子象素垂直方向上以交叉的方式被布置在子象素电路不同位置上，与上述第一到第三结构同样。
对图17所示的布局结构图中的电路设备和图18所示的子象素电路图中子象素(i，i)的子象素电路P1的电路中电路设备作对照，T1对应于TFT45，T2对应于TFT42-1，T3对应TFT46；T4对应于TFT44-1；Cs(阴影区)相应于电容器43-1。
从图17中可以清楚地看到，在行方向(图中由右到左方向)上彼此相邻的两个子象素(i，i)和(i+1，i)的子象素电路设备的布局应该按照这样的方式形成，以便关于列之间的边界线Ly是对称的，除了在两个子象素单元中触点部分39是按照交叉的方式排列的。此外，在列方向(图中上下方向)上彼此相邻的两个子象素(i，i)和(i，i+1)的子象素电路中设备的布局，也就是相邻两行子象素电路应该按照这种方式布置，以便除了触点部分39外关于行之间的边界线Lx是对称的。
在子象素布局结构中，在行方向上彼此相邻的两个子象素被看作一个单元，电源线(Vdd)51沿着两个子象素之间的边界线Ly布线，也就是说，如图17例子中，在子象素(i，i)和子象素(i+1，i)之间、子象素(i，i+1)和子象素(i+1，i+1)之间。电源线51被在行方向上彼此相邻的两个子象素所共享。这种结构布置允许单电源线成为供两列使用的电源线，这样就使得电源线51布线宽度可以很宽，这一点可以从图17中清楚地看出。
对于列方向上彼此相邻的两个子象素视为一个单元，X1(i，i+1)的扫描线52沿着两个子象素之间的边界线Lx进行布线，也就是说，在图17的例子中在子象素(i，i)和子象素(i，i+1)、子象素(i+1，i)和子象素(i+1，i+1)、子象素(i+2，i)和子象素(i+2，i+1)之间布线。扫描线52被列方向上彼此相邻的两个子象素所共享，借此，图18中子象素电路中的TFT46，也就是图17中的晶体管T3，被两个子象素所共享。
缝隙53和54向着有大面积的布线结构的方向延伸，比如向电源线51的布线结构延伸，这些缝隙在晶体管T1(图18中的TFT45)的源极凸出部分A的附近和布线图案中存在的晶体管T2(图18中的TFT42-1)的源电极凸出部分B附近形成。图19显示为晶体管T1的结构，缝隙53例如在其凸出部分A附近。缝隙53或者54的作用将在下面进行介绍。
如果有大范围(面积)的布线方式，或者在这种情况下有电源线51的布线方式，在晶体管T1的侧面，在制作台阶过程中加热的时候布线材料(比如铝)会扩散到晶体管的侧面，这就导致了晶体管受到破坏。在晶体管T1凸出部分A附近形成一个缝隙53，就可以减小扩散到晶体管侧的布线材料的供应量。结果，就可以控制布线材料扩散到晶体管侧的数量，这样在制作台阶的过程中就防止了对晶体管的破坏。此外，由于缝隙53或54是沿着电源线51布线方式的布线方向形成的，就可以将形成缝隙过程中布线电阻的增量最小化。
如上所述，前述的结构将两个子象素的触点部分39视为一个单元，并且将触点部分39在子象素电路中沿着两个子象素中垂直的方向以交叉的方式放置在不同的位置上。这样就可以增加发光面积，也就是孔径比，这样就可以获得有源矩阵型有机EL显示设备的高亮度。此外，由于子象素电路之间的特性是一致的，这样就可以取得有源矩阵型有机EL显示设备的高质量。
需要注意的是，虽然前面关于使用有机EL设备作为子象素电路发光设备的有源矩阵型有机EL显示设备的实施例的各种应用进行了介绍，但是本发明不限于这些应用，它也适用于一般方法中将包含发光层的设备层层叠到电路层上形成的有源矩阵型显示设备。
如上所述，设备层通过在子象素单元中布置发光部分形成，电路层通过在子象素单元中布置用来驱动发光部分的发光设备的子象素电路来形成，当将二者层叠到基片上时，根据本发明有源矩阵型显示设备具有和子象素电路一样布局的条形布局以及和发光设备中子象素结构相同的Δ结构。因此，利用发光设备Δ结构的优点，就可以改善子象素电路的可靠性，这样就实现了显示设备的高可靠性、高分辨率和高亮度。

Claims (18)

1.一种有源矩阵型显示设备，通过在基片上层叠设备层和电路层构成，设备层通过在子象素单元中放置发光部分而形成，电路层通过在子象素单元中放置用来驱动上述发光部分的发光设备的子象素电路来实现，上述有源矩阵型显示设备包括：
 条形子象素结构，在这种结构中上述子象素电路在行方向和列方向都以直线的形式存在；
Δ子象素结构，在这一结构中，在上述子象素电路的上述子象素结构的行方向上上述发光部分具有两倍的子象素间距，在上述子象素电路的上述子象素结构的列方向上具有1/2子象素间距，在上述发光部分行方向上相邻两行之间子象素结构的相位差是1/2间距。
2.根据权利要求1所示的有源矩阵型显示设备，其中发出三种不同颜色光线的三个上述发光设备，作为一个单元构成一个象素；
上述发光设备是按照Δ关系布置的，在这种结构中发出同样颜色光的子象素彼此不相邻，在一个象素中三种不同颜色的光的三个子象素的中心位置彼此相邻形成三角形；
在两个子象素行中，在列方向上彼此相邻的子象素交替以正三角和倒三角的方式，或者以Δ的顶部和底部彼此倒置的方式布置。
3.根据权利要求1的有源矩阵型显示设备，其中行方向上彼此相邻的上述子象素电路的两个子象素中，用来连接上述发光部分和上述子象素电路的连接部分形成一个单元，在两个象素间布置在彼此不相同的位置上。
4.根据权利要求1的有源矩阵型显示设备，其中上述的连接部分在上述发光部分中布置在确定形状的发光区域之外。
5.根据权利要求3所示的有源矩阵型显示设备，其中上述连接部分布置在上述发光部分中确定形状的发光区域之外。
6.根据权利要求3所示的有源矩阵型显示设备，其中上述子象素电路的电路设备布局在上述两个子象素之间是完全相同的。
7.根据权利要求1所示的有源矩阵型显示设备，其中上述子象素电路的上述两个子象素中的电路设备的布局关于上述子象素电路列之间的界线是对称的。
8.根据权利要求6所示的有源矩阵型显示设备，其中上述子象素电路的上述两个子象素中的电路设备的布局关于上述子象素电路列之间的界线是对称的。
9.根据权利要求7所述的有源矩阵型显示设备，其中上述子象素电路有一根电源线沿着列方向布置在上述两个子象素的边界，在上述两个子象素之间电源线是共享的。
10.根据权利要求1所述的有源矩阵型显示设备，其中彼此相邻两行中的上述子象素电路形成一个单元，这两行子象素中电路设备的布局关于两行间分界线是对称的。
11.根据权利要求6所示的有源矩阵型显示设备，其中彼此相邻两行中的上述子象素电路形成一个单元，这两行子象素中电路设备的布局关于两行间的分界线是对称的。
12.根据权利要求10所述的有源矩阵型显示设备，其中上述子象素电路有扫描线沿着行方向布置在上述两行子象素的边界线上，扫描线在上述两行的子象素之间共享。
13.根据权利要求1所示的有源矩阵型显示设备，其中上述子象素电路在布线图案中存在的电路设备连接部分附近沿着布线的方向形成有一个缝隙。
14.根据权利要求1所示的有源矩阵型显示设备，其中上述的发光设备是具有第一电极、第二电极、在两个电极之间包含发光层的有机层的有机电致发光设备。
15.根据权利要求1所示的有源矩阵型显示设备，其中上述子象素电路是薄膜晶体管电路。
16.一种通过在子象素单元中以矩阵的方式布置用来驱动发光部分的发光设备的子象素电路形成的有源矩阵型显示设备，其中上述子象素电路在布线图案中存在的电路设备连接部分附近沿着布线的方向形成有一个缝隙。
17.根据权利要求16所示的有源矩阵型显示设备，其中上述发光设备是一种有机电致发光设备，包含有第一电极、第二电极和在电极之间包含发光层的有机层。
18.根据权利要求16所示的有源矩阵型显示设备，其中上述子象素电路是薄膜晶体管电路。
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