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CN1506930A - 显示装置 - Google Patents

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CN1506930A
CN1506930A CN 03120505 CN03120505A CN1506930A CN 1506930 A CN1506930 A CN 1506930A CN 03120505 CN03120505 CN 03120505 CN 03120505 A CN03120505 A CN 03120505A CN 1506930 A CN1506930 A CN 1506930A
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CN
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Patent type
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display
device
display device
Prior art date
Application number
CN 03120505
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CN100538790C (zh )
Inventor
小泽德郎
木村睦
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精工爱普生株式会社
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Abstract

在用电流驱动型发光元件的显示装置中,采用考虑了控制发光元件的发光工作的TFT的导电型的驱动方式,以谋求兼顾驱动电压的低电压化和显示品质的提高作为目的,对发光元件(40)的驱动电流实施供断的第2TFT(30)是N沟道型的情况,降低公共供电线(com)相对发光元件(40)的对置电极(op)电位的电位,以获取高的栅电压(Vgcur)。在这种情况下,与第2TFT(30)的栅极电连接的第1TFT(20)取P沟道型,在以点亮时的电位保持电极(st)的电位作基准时,相对该电位保持电极(st),扫描信号(Sgate)的低电位和公共供电线(com)的电位取同极性。因此,在显示装置(1)的驱动电压的量程范围内,使点亮用的图象信号(data)的电位向第1TFT(20)和第2TFT(30)导通时电阻变小的方向移动,能够谋求驱动电压的低电压化和显示品质的提高。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及有源矩阵型显示装置,该装置采用由驱动电流在有机半导体膜等发光薄膜流过而发光的EL(电致发光)元件或LED(发光二极管)等发光元件以及控制该发光元件的发光工作的薄膜晶体管(以下称为TFT)。更详细地说涉及在这种类型的显示装置内构成的各元件的驱动技术。

背景技术

有一种用EL元件或LED元件等电流控制型发光元件的有源矩阵型显示装置。因为这类显示装置用的发光元件都自己发光,与液晶显示装置不同,不需要背后照明,此外,对视野角的依赖性也小,这是这类显示装置的优点。

作为这类显示装置的一例,图31是用电荷注入型有机薄膜EL元件的有源矩阵型显示装置的方框图。在该图所示的显示装置1A中,在透明基板上构成:多条扫描线gate,对该扫描线gate延长设置方向相交的方向延长设置的多条数据线sig,与这些数据线sig并列的多条公共供电线com,与数据线sig和扫描线gate的相交点对应的像素7。

在各像素7上构成:经扫描线gate把扫描信号供给栅极(第1栅极)的第1TFT20,保存经该第1TFT20由数据线sig供给的图象信号的维持电容cap,由该维持电容cap保存的图象信号供给栅极(第2栅极)的第2TFT30,在经第2TFT30对公共供电线com电连接时由公共供电线com流驱动电流的发光元件40(作为电阻表示)。

在上述构成的显示装置1A中,以往,如取N沟道型为例,则从简化制造工艺的观点着眼,第1TFT20以及第2TFT30,如图32所示其等效电路那样,都作为N沟道型或P沟道型的TFT构成。因此如取N沟道型为例,如图33(A),(B)所示,由扫描线gate供给的扫描信号Sgate处于高电位,第1TFT20处于导通状态时一旦由数据线sig在维持电容cap上写入高电位的图象信号data,则第2TFT30保持导通状态。其结果,在发光元件40上从像素电极41向对置电极OP方向沿箭头E所示方向的驱动电流接连不断流过,发光元件40接连不停发光(点亮状态)。与此相反,由扫描线gate供给的扫描信号Sgate处于高电位,第1TFT20处于导通状态时,如果由数据线sig在维持电容cap写入比公共供电线com的电位和对置电极OP电位间某电位还低电位的图象信号data,则第2TFT30断开,发光元件40熄灭(熄灭状态)。

在这种显示装置1A内,构成各元件的半导体膜、绝缘膜、电极等由在基板上由堆积的薄膜构成,并且考虑基板的耐热性等,该薄膜多采用低温工艺形成。从而,起因于薄膜和基板体物理性质差异等,引起缺陷多等膜品质低下,因此,就TFT等而言,绝缘破坏和经时老化等问题易表面化。

即使在用液晶作光调制元件的液晶显示装置在所谓用薄膜这一点上是共同的,但因为在这种情况下交流驱动光调制元件,所以不仅液晶,而且TFT的经时老化也都能够抑制。与此相反,在用电流控制型发光元件的显示装置1A中,从不得不直流驱动这一点而言,TFT也比液晶显示装置更容易引起经时老化。为了解决这种问题,即使在使用电流控制型发光元件的显示装置1A中还不能说在TFT的构造和工艺技术上加以改良的产品已充分改良。

此外,因为在用液晶作光调制元件的情况下通过电压控制该光调制元件,只对各元件瞬时流过电流,所以消耗电功率低。与此相反,在电流控制型发光元件的显示装置1A中为连续点亮必须持续用驱动电流流过发光元件,所以消耗电功率高,容易产生绝缘破坏和经时老化。

在液晶显示装置,能用每一像素一只TFT交流驱动液晶,而在用电流控制型发光元件的显示装置1A中每一像素用两只TFT20、30直流驱动发光元素40,所以驱动电压增大,所谓上述绝缘破坏以及耗费电功率大诸问题更显著。例如,如图33(A)所示,由于选择像素时第1TFT20的栅电压Vg sw相当于在相当于扫描信号Sgate的高电位的电位和维持电位电极st的电位(维持电容Cap的电位或第2TFT30的栅极电位)之间的电位差,所以提高维持电位电极st的电位以及使发光元件高亮度点亮、提高第2TFT30的栅电压Vg cur时,因为第1TFT的栅电压变低了,所以有必要增大扫描信号Sgate的振幅,结果显示装置1A的驱动电压变高了。此外在前述的显示装置1A中由于发光元件40熄灭时使图象信号data的电位比在公共供电线com的电位和对置电极op的电位之间的某电位低而第2TFT轮流截止,所以也有所谓图象信号data振幅大的问题。因此在这种显示装置1A中与液晶显示装置比较,必须特别考虑耗费电功率和TFT的耐压,而现有的显示装置1A中这种考虑不够充分。

因此本发明的课题是提供显示装置,该显示装置能用考虑了控制电流驱动型的发光元件发光动作的TFT的导电型的驱动方式,因而兼顾因驱动电压的低电压化而降低耗费电功率、绝缘破坏、经时老化以及提高显示品质。

发明的公开为解决上述课题,与权利要求1有关的发明为:在基板上有多条扫描线、与扫描线相交的多条数据线、多条公共供电线以及由前述数据线和前述扫描线形成的矩阵状的像素,在各该像素上具有:通过前述扫描线扫描信号供给第1栅极的第1TFT,通过第1TFT保存由前述数据供给的图象信号的维持电容,由该维持电容保存的前述图象信号供给第2栅极的第2TFT,以及由每个前述像素形成的图象电极通过第2TFT电连接到前述公共供电线时通过前述像素电极和发光薄膜在对置的对置电极之间流过驱动电流使前述发光薄膜发光的发光元件,其特征为:在前述第2TFT为N型沟道型的情况下设定前述公共供电线的电位比前述对置电极低。

在本发明的显示装置,因为第2TFT导通时的栅电压相当于公共供电线的电位及像素电极电位中的一方电位和栅极电位(图象信号的电位)之差,所以相应于第2TFT的导电型使公共供电线的电位和发光元件的对置电极的电位相对高低最佳化,构成第2TFT的栅电压使其相当于公共供电线电位和电位保持电极的电位之差。例如,假设第2TFT为N沟道型,相对发光元件的对置电极电位,降低公共供电线电位。因为就该公共供电线电位而言,与像素电极电位不同,能够设定在足够低的值,所以在第2TFT可获大的导通电流,能够进行高亮度显示。此外,在像素为点亮状态时假设第2TFT上获得高的栅电压,则因为能够降低图象信号的电位,所在能够减小图象信号的振幅、降低显示装置内的驱动电压。因此其优点为除了能够降低耗费电功率之外由薄膜构成的各元件上令人担心的耐电压问题不致太明显。

在本发明,上述第2TFT为N沟道型的情况下对应外点亮状态的像素由前述数据线供给的图象信号的电位最好比前述对置电极的电位低或等电位。在如此构成的情况下在保持第2TFT导通状态,也能够降低图象信号的振幅和降低显示装置内的驱动电压。

在本发明,第2TFT为N沟道型的情况下对应处熄灭状态的像素由前述数据线供给的图象信号的电位最好比前述公共供电线的电位高或等电位(权利要求5)。即:像素取熄灭状态时不加使第2TFT轮流截止那样大的栅电压(图象信号)。结合发光元件的非线性电特性,能够实现熄灭状态。因此能够减小图象信号的振幅,使显示装置内的驱动电压下降,此外能够促使图象信号的高频化。

在本发明中与上述各构成相反,前述第2TFT为P沟道型的情况下,各电位的相对关系反过来了。即:在前述第2TFT为P沟道型的情况下其特征为前述公共供电线设定在比前述对置电极还高的电位,(权利要求2)。在这种情况下对应处点亮状态的像素由前述数据线供给的图象信号的电位最好比前述对置电极的电位高或等电位(权利要求4)。此外,对应处熄灭状态的像素,由前述数据线供给的图象信号的电位最好比前述公共供电线的电位低或等电位(权利要求6)。

在本发明,前述第1TFT和前述第2TFT最好用相反通导型TFT构成(权利要求7)。即:若第1TFT为N沟道型,则第二TFT为P沟道型;假设第1TFT为P沟道型,则第2TFT最好为N沟道型。更详细情况与权利要求8有关的后述,如果采用这种构成,则在显示装置的驱动电压量程范围内只要向第1TFT导通时电阻变小的方向改变照明的图象信号的电位,就能促使显示动作的高速化。此外,因为这时为使像素点亮的图象信号的电位向着第2TFT的导通时电阻变小方向改变,所以能够促使亮度上升。因此,能实现兼顾驱动电压低电压化和提高显示品质。

在本发明的其它实施例(权利要求8),即:在基板上有多条扫描线、与该扫描线相交的多条数据线、多条公共供电线以及由前述数据线和前述扫描线形成矩阵状的像素;在各该像素上具有:通过前述扫描线扫描信号供给第1栅极的第1TFT;通过该第1TFT保存由前述数据线供给的图象信号的维持电容;由该维持电容保存的前述图象信号供给第2栅极的第2TFT;以及有发光薄膜的发光元件,在由前述每个像素形成的像素电极和对该像素电极对置的对置电极之间的层间前述像素电极通过前述第2TFT对前述公共供电线电连接时通过前述像素电极和前述对置电极之间流过的驱动电流使该发光薄膜发光,其特征为:前述第1TFT和第2TFT由逆导通型的TFT构成。

在本发明,例如假设第1TFT是N型,则希望第2TFT为P型,因为第1TFT和第2TFT为逆导通型,所以为了提高第1TFT的写入能力,要提高扫描信号的选择脉冲高度,为了降低第2TFT的通导电阻,提高发光亮度,必须降低图象信号的电位。这样的扫描信号及图象信号的最佳化对第1TFT的栅电压,在像素选择期间随着具有使发光元件点亮的电平的图象信号写入维持电容,对于向着该TFT的导通电流增大方向偏移起作用。因此,由数据线通过第1TFT在维持电容顺利地写入图象信号。这里,选择像素时第1TFT的栅电压相当于在相当于扫描信号高电位的电位和点亮时电位维持电极的电位(为点亮用的图象信号电位,维持电容的电位或第2TFT的栅极电位)之差,第2TFT的栅极电压相当于点亮时的维持电位电极的电位与公共供电线的电位之差,以这时的电位维持电极的电位作基准时,相当于扫描信号高电位的电位和公共供电线的电位为同一极性。因此,如果改变点亮时电位维持电极的电位(为点亮用的图象信号电位),则第1TFT的栅电压以及第2TFT的栅电压两者向相同方向进行同样程度的移动。因此在显示装置的驱动电压量程范围内,如果使为点亮用的图象信号电位向着第1TFT导通时电阻变小方向移动,则能促使显示动作高速化。此外,因为这时为点亮用的图象信号的电位向着使第2TFT导通时的电阻变小的方向移动,所以能谋求亮度上升。因此,能够达到兼顾驱动电压的低电压化和显示品质的提高。

在本发明,在熄灭状态像素的前述第2TFT上所加的栅电压与该第2TFT导通状态时的极性相同,并且最好处于不超过该第2TFT的阈值电压的值(权利要求9)。即:在像素处于熄灭状态时不加使第2TFT完全截止那种程度的栅电压(图象信号)。因此能够减小图象信号的振幅、实现图象信号的高频化。

在如上所述构成的情况下,如果前述第1TFT为N沟道型、前述第2TFT为P沟道型,则在前述第1TFT导通状态时扫描信号电位和前述公共供电线的电位相同,而且在熄灭状态的像素在前述第2TFT上所加的栅电极电位最好为比前述第1TFT导通状态时的扫描信号电位扣除该第1TFT的阈值电压的电位还低的电位(权利要求10)。与此相反,如果前述第1TFT为P沟道型、前述第2TFT为N沟道型,则前述第1TFT导通状态时的扫描信号电位与前述公共供电线的电位相同,并且,在熄灭状态的像素在前述第2TFT上所加的栅极电位最好为比前述第1TFT导通状态时的扫描信号电位加上该第1TFT的阈值电压还高的电位(权利要求11)。如上所述如果第1TFT导通状态时的扫描信号电位与公共供电线的电位相等,则由于各驱动信号的电平数减小,所以可以减少向显示装置连接的信号输入端数,同时因为能减少电源数所以可降低耗费电功率。

在本发明中,前述维持电容的两电极中与前述第2TFT的第2栅极电连的电极对置的电极上最好供给比前述扫描信号的选择脉冲延迟,与该选择脉冲电位偏向反方向的脉冲(权利要求12)。如果如上述构成,则因为能够向维持电容补充写入图象信号,所以能够不使图象信号的振幅增大,使在第2TFT栅极上所加图象信号电位向高亮度化方向移动。

在本发明其它的实施例,在基板上有多条扫描线、与该扫描线相交的多条数据线、多条公共供电线、前述数据线和前述扫描线形成矩阵状的像素;在各该像素上具有:通过前述扫描线扫描信号供给第1栅极上的第1TFT;通过该第1TFT保存由前述数据线供给的图象信号的维持电容;由该维持电容保存的前述图象信号供给第2栅极上的第2TFT;以及有发光薄膜的发光元件,在由前述每个像素形成的像素电极和对该像素电极对置电极的层间前述像素电极通过前述第2TFT对前述公共供电线电连接时通过前述像素电极和前述对置电极之间流过的驱动电流使该发光薄膜发光,其特征为:在前述维持电容的两电极中与前述第2TFT的第2栅极电连接的电极对置一侧的电极上供给比扫描信号的选择脉冲延迟,与该选择脉冲电位偏向反方向的脉冲(权利要求13)。

如果采用上述构成,则因为能补充向维持电容的图象信号的写入,所以能够不使图象信号的振幅增大,使第2TFT的栅极上所加图象信号的电位向高亮度化移动。

在上述任一发明中作为发光薄膜也能应用例如有机半导体膜(权利要求14)。

在本发明的任一项发明中对第2TFT通过其在饱和区工作在发光元件流过异常电流,因电压下降能防止对其它像素产生交调失真(串像)。(权利要求15)。

此外通过在其线性区工作能防止该阈值电压离散(偏差)对显示工作的影响(权利要求16)。

附图的简要说明图1是示范地表示适用本发明的显示装置平面图。

图2是表示适用本发明的显示装置基本构成的方框图。

图3是放大表示图2所示显示装置的像素的平面图。

图4是沿图3的A-A′线的剖面图。

图5是沿图3的B-B′线的剖面图。

图6(A)是沿图3的C-C′线的剖面图,图6(B)是为说明图6(A)所示构成时的效果的说明图。

图7(A)、(B)分别是在图2所示显示装置内用的发光元件的剖面图。

图8(A)、(B)分别是具有不同于图7所示发光元件结构的发光元件剖面图。

图9是表示图7(A)、图8(B)所示发光元件的电流-电压特性的图。

图10是表示图7(B)、图8(A)所示的发光元件的电流-电压特性的图。

图11是表示N沟道型TFT的电流-电压特性的图。

图12是表示P沟道型TFT的电流-电压特性的图。

图13是表示适用本发明的显示装置的制造方法的工序剖面图。

图14(A)、(B)分别表示与图3到图6所示显示装置的像素不同构成的像素平面图及剖面图。

图15是表示本发明实施例1的显示装置像素构成的等效电路图。

图16(A)、(B)分别表示由图15所示像素构成的各元件的电连接状态的说明图以及表示驱动信号等的电位变化的波形图。

图17是表示本发明实施例1的变型例的显示装置的像素构成的等效电路图。

图18(A)、(B)分别表示由图17所示像素构成的各元件的电连接状态的说明图以及表示驱动信号等的电位变化的波形图。

图19是表示本发明的实施例2的显示装置的像素构成的等效电路图。

图20(A)、(B)分别表示由图19所示像素构成的各元件的电连接状态的说明图以及表示驱动信号等的电位变化的波形图。

图21是表示本发明的实施例2的显示装置的像素构成的等效电路图。

图22(A)、(B)分别表示由图21所示像素构成的各元件的电连接状态的说明图以及表示驱动信号等的电位变化的波形图。

图23是表示本发明实施例3的显示装置的像素构成的等效电路图。

图24(A)、(B)分别表示为驱动图23所示像素的信号波形图以及表示这些信号与等效电路对应的说明图。

图25是为驱动本发明实施例2的显示装置的像素的信号波形图。

图26是表示本发明实施例3的显示装置像素构成的等效电路图。

图27(A)、(B)分别表示为驱动图26所示像素的信号波形图以及表示这些信号和等效电路对应的说明图。

图28(A)、(B)分别表示本发明实施例4的显示装置像素的等效电路图以及为驱动它的信号波形图。

图29是为产生图28所示信号的扫描一侧驱动电路方块图。

图30是由图29所示扫描侧驱动电路输出的各信号的波形图。

图31是显示装置的方框图。

图32是表示图31所示显示装置中现有的像素构成的等效电路图。

图33(A)、(B)分别表示为驱动图32所示像素的信号波形图以及表示这些信号和等效电路对应的说明图。

图34(A)、(B)分别表示用邻接的栅极线形成电容的构成方块图及其栅电压信号波形。

1  显示装置2  显示部3  数据侧驱动电路4  扫描侧驱动电路5  检测电路6  安装用垫7  像素10 透明基板20 第1TFT21 第1TFT的栅极

30   第2TFT31   第2TFT的栅极40   发光元件41   像素电极42   空穴注入层43   有机半导体膜50   栅极绝缘膜bank 存储体层cap  维持电容cline电容线com  公共供电线gate 扫描线op   对置电极sig  数据线st   维持电位电极本发明的实施例参照附图说明本发明的实施例。此外在说明本发明的各实施例之前,先说明各实施例共同的构成。在这里就各实施例有共同的功能部分采取同一标号以避免说明的重复。

(有源矩阵基板的整体结构)图1是示范地表示显示装置全体的布局的方框图。图2是由它构成的有源矩阵的等效电路图。

如图1所示,在本实施例的显示装置1,在其基体的透明基板10的中央部分取作显示部2。在透明基板10的外周部分内向着图面的上下侧分别构成对数据线sig输出图象信号的数据侧驱动电路3以及检测电路5,在向着图面的左右侧构成对扫描线gate输出扫描信号的扫描侧驱动电路4。这些驱动电路3、4由N型TFT和P型TFT构成互补型TFT,这些互补型TFT构成移位寄存器电路,电平移相器电路、模拟开关电路等。在透明基板10上在从数据侧驱动电路3向外的外周区域上形成用于输入图象信号及各种电位、脉冲信号的端子组安装模块。

在显示装置1上与液晶显示装置的有源矩阵基板同样,在透明基板10上构成多条扫描线gate,对该扫描线gate延长设置方向的相交方向延长设置多条数据线sig,如图2所示,由这些数据线sig和扫描线gate相交构成大量矩阵状像素7。

在这些像素7的每一像素上构成第1TFT20,扫描信号通过扫描线gate供给第1TFT的栅极21(第1栅极)。该TFT20的源·漏区的一方与数据线sig电连接,另一源·漏区与电位维持电极st电连接,即:对扫描线gate并行配置电容线cline,该电容线cline和电位维持电极st之间形成维持电容cap。因此由扫描线选择,如果第1TFT20处于导通状态,则由数据线sig经第1TFT20,图象信号写入维持电容cap。

在电位维持电极st电连接第2TFT30的栅极31(第2栅极),第2TFT30的源·漏区的一方电连接公共供电线com,另一方的源·漏区电连接到发光元件40的一方电极(后述的像素电极)。公共供电线com保持恒定电位。在第2TFT30处于导通状态时公共供电线com的电流经第2TFT30流过发光元件40使发光元件40发光。

在上述构成的显示装置1内,因驱动电流流过电流路径由发光元件40、第2TFT30以及公共供电线com构成,所以第2TFT30处于截止状态,没有电流流过。只是,在本实施例1,如果由扫描电路选择,第1TFT20处于导通状态时,则图象信号从数据线sig经第1TFT20写入维持电容cap。因此,即使第1TFT20处于截止状态,第2TFT30的栅极也由维持电容cap保持与图象信号相当的电位,所以第2TFT30维持导通状态。因此,驱动电流继续在发光元件40流过,该像素保持点亮状态。该状态维持到新的图象数据写入维持电容cap,第2TFT30截止为止。

在显示装置内对公共供电线com,像素7以及数据线sig可能有各种配置,但在本实施例,在公共供电线com两侧,与该公共供电线之间配置有供给驱动电流的发光元件的多个像素7,对这些像素7,2根数据线sig通过与公共供电线com的对置一侧。即,以数据线sig,与其连接的像素群,1根公共供电线com,与其连接的像素群,以及把像素信号供给该像素群的数据线sig作为1个单位以其沿着扫描线gate的延长设置方向重复,用1根公共供电线对2列部分的像素7供给驱动电流。因此在本实施例,夹以公共供电线com地配置的两像素7之间以该公共供电线com为中心线对称地配置第1TFT20,第2TFT30以及发光元件40,使这些元件和各配线层之间的电连接容易实现。

如上所述在本实施例,因为用1根公共供电线com驱动2列部分的像素,所以与在每1列像素群上形成公共配电线com的情况比较,公共供电线com数可节省1/2,同时无需同一层间形成的公共供电线com和数据线sig之间确保的间隙。因此,在透明基板10上使用于配线的区域变狭,所以能够提高亮度、对比度等显示性能。再有,由于采用在以上所述1根公共供电线com上连接2列部分的像素的构成,所以数据线sig处于每2根并列的状态,对每列的像素群供给图象信号。

(像素的构成)参照图3到图6详述如上所述结构的显示装置1的各像素7。

图3是放大表示本实施例的显示装置1内形成的多个像素7中的3个像素的平面图,图4、图5、及图6分别是图3的A-A′线剖面图、B-B′线剖面图以及C-C′线剖面图。

首先在相当于图3A-A′线的位置,如图4所示在透明基板10的在各像素7上形成了第1TFT20的岛状硅膜20,在其表面形成栅绝缘膜50。在栅绝缘膜50的表面形成栅极21(扫描线gate的一部分),对该栅极21自动匹配地形成源·漏区22、23。在栅绝缘膜50的表面侧形成第1层间绝缘膜51,通过该层间绝缘膜上形成的接触孔61,62,数据线sig以及电位维持电极st分别与源·漏区22、23电接触。

扫描线gate和栅极21同一层间(栅绝缘膜50和第1层间绝缘膜51之间)形成电容线cline,通过第1层间绝缘膜51电位维持电极st的延长设置部分st1对该电容线cline重叠,以便在各像素7上与扫描线并列。因此,电容线cline和电位维持电极st的延长设置部分st1构成以第1层间绝缘膜51作介电体膜的维持电容cap。再有,在电位维持电极st及数据线sig的表面侧上形成第2层间绝缘膜52。

在与图3B-B′线相当的位置上如图5所示,在透明基板10上形成的第1层间绝缘膜51及第2层间绝缘膜50的表面对应各像素7的数据线sig形成两根并列的状态。

在与图3C-C′线相当的位置上如图6(A)所示,形成了用于形成第2TFT30的岛状硅膜300,在硅膜表面形成栅绝缘膜50,以便在透明基板10上横跨夹以公共供电线com的两像素7。在栅绝缘膜50的表面上在各像素7上分别形成栅极31,对该栅极31自行匹配地形成源·漏区32、33,以便夹以公共供电线com。在栅绝缘膜50的表面侧上形成第1层间绝缘膜51,通过该层间绝缘膜上形成的接触孔63,中继电极35与源·漏区62电连接。一方面公共供给线com通过第1层间绝缘膜51的接触孔64对在硅膜30中央的两像素7上构成公共的源·漏区33的部分电连接。在这些公共供电线com以及中继电极35的表面上形成第2层间绝缘膜52。在第2层间绝缘膜52的表面形成由ITO膜构成的像素电极41。该像素电极41通过在该第2层间绝缘膜52上形成的接触孔65与中继电极35电连接,通过该中继电极35与第2TFT30的源·漏区32电连接。

(发光元件的特性)因为作为发光元件40即使在使用任何一种构造的情况下都适用本发明,所以以下说明其典型情况。

首先,由前述ITO膜构成的像素电极41如图7(A)所示构成发光元件40的一方电极(正电极)。在该像素电极41的表面叠层了空穴注入层42及作为发光薄膜的有机半导体膜43,接着在有机半导体膜43的表面形成由含锂的铝或钙等金属膜构成的对置电极OP(负极)。该对置电极OP应构成由在整个透明基板10的面或条形面上形成的共用电极,保持在一定电位。与此相反,在与图7(A)所示发光元件40相反方向流过驱动电流的情况下也有如图7(B)所示从下层向上层侧依次由ITO膜构成的像素电极41(负极),具有透光性那样薄的含锂的铝电极45,有机半导体层43,空穴注入层42,ITO膜46,由含锂的铝或钙等金属膜构成的对置电极OP(正极)叠层构成发光元件40的情况。如果如上所述构成,则即使在图7(A)、(B)所示发光元件40内分别流过反极性驱动电流情况下,由于空穴注入层42及有机半导体层43直接连接的电极层的结构相同,因此发光特性相同。这些图7(A)、(B)所示的发光元件40在下层侧(基板侧)都有由ITO膜构成的像素电极41,光如箭头hv所示,透过像素电极41及透明基板10从透明基板10里侧射出。

与此相反,如果如图8(A)、(B)所示构成发光元件40,则光如箭头hv所示透过对置电极OP,射出到透明基板10的表面侧。即:如图8(A)所示在由含锂的铝等金属膜构成的像素电极14(负极)的表面叠层有机半导体膜43以及空穴注入层42,接着在空穴注入层42的表面形成了由ITO膜构成的对置电极OP(正极)。该对置电极OP也是整个面上的极板或形成条状的共用电极,保持在一定的电位。与此相反,在与图8(A)所示的发光元件相反方向流过驱动电流时,如图8(B)所示,也有由下层侧向上层侧,按以下顺序层积,由含锂的铝等金属膜构成的像素电极41(正极),ITO膜层46,空穴注入层42,有机半导体膜43,具有透光性那样薄的含锂的铝电极45,由ITO膜构成的对置电极OP(负极)构成发光元件40的情况。

在形成具有任一种构造的发光元件40时,如果空穴注入层42及有机半导体膜43如后所述由喷墨法在基体层bank的内侧形成,则即使上下位置相反,制造工序也不复杂。此外,即使追加像具有透光性那样薄的含锂的铝电极45以及ITO膜层46,含锂的铝电极45成为在与像素电极41相同区域叠层的构造对显示也并无障碍,ITO膜层46也成为与对置电极OP在同一区域叠层的构造对显示也并无障碍。因此含锂的铝电极45和像素电极41分别形成图象也行,但用相同掩模统一形成图案也行。同样地,ITO膜层46和对置电极OP分别形成图案也行,但用相同掩模统一形成图案也行。当然含锂的铝电极45及ITO膜层46只在基体层bank的内侧区形成也行。

用ITO膜形成对置电极OP,用金属膜形成像素电极41也行。在任何情况下光应从透明的ITO膜射出。

如上所述构成的发光元件40作为正极及负极分别给对置电极OP及像素电极41加电压,如图9(图7(A),图8(B)所示的发光元件40的电流-电压特性),图10(图7(B),图8(A)所示的发光元件40的电流-电压特性)分别所示,在所加电压(横轴/对置电极OP对像素电极41的电位)超过阈值的区域导通,即:处于低电阻状态,流过有机半导体膜43的电流(驱动电流)急剧增大。其结果,发光元件40作为电致发光元件或LED元件发光,发光元件40的射出光在对置电极OP上反射,通过透明的像素电极OP对象素电极41及透明基板10射出。与此相反地,所加电压(横轴/对置电极41的电位)低于阈值的区域,截止,即:处于高电阻状态,没有电流(驱动电流)流过有机半导体膜43,发光元件40熄灭。再有在图9,图10所示的例子中分别在+2V附近,-2V附近是阈值电压。

在这里有发光效率稍低下倾向的,也有省略空穴注入层42。此外也有不用空穴注入层42而在对有机半导体层43形成空穴注入层42的位置另一侧的位置上设置电子注入层的情形。此外,也有空穴注入层42及电子注入层两者都设置的情形。

(TFT的特性)作为控制如上所述构成的发光元件40的发光的TFT(图2的第1TFT20和第2TFT30),图11及图12(两图的漏极电压都取4V、8V作为例子给出)给出N沟道型及P沟道型TFT的电流电压特性。正如由这些图看到的,TFT由加在栅极上的栅电压进行导通、截止动作。即:栅电压一超越阈值电压,TFT处于导通状态(低电阻状态),漏电流增大。与此相反,栅电压-低于阈值电压,TFT处于截止状态(高电阻状态),漏电流降低。

(显示装置的制造方法)对于如上所述构成的显示装置1的制造方法,由于在透明基板10上一直到制造第1TFT20和第2TFT30的制造工序与制造液晶显示装置1的有源矩阵基板的工序大体相同,所以简单地参照图13说明其概要。

图13示范地给出在600℃以下温度条件下形成显示装置1的各构成部分的过程的工序剖面图。

即:如图13(A)所示根据需要对透明基板10用TEOS(四乙氧基硅烷)及氧气等作原料气体依靠等离子CVD法形成由厚度约2000~5000的氧化硅膜构成的衬底保护膜(未图示)。其次设定基板的温度为约350℃,在衬底保护膜的表面依靠等离子CVD法形成由厚度为约300~700的非晶硅膜构成的半导体膜100。其次对由非晶硅膜构成的半导体膜100进行激光退火或固相成长法等结晶化工序,使半导体膜100结晶化为多晶硅。在激光退火法中例如用受激二聚物激光器,其束形状的长尺寸用400mm的直线束,其输出强度例如为200mJ/cm2。使直线束进行扫描,以便对直线束而言在相当于其短尺寸方向激光强度峰值90%的部分在各区域重叠。

其次,如图13(B)所示,对半导体膜进行处理形成图案,作为岛状半导体膜200、300,对其表面以TEOS(四乙氧基硅烷)及氧气等作原料气体依靠等离子体CVD法形成由厚度约600~1500的氧化硅膜或氮化硅膜构成的栅绝缘膜50。

其次如图13(C)所示,用溅射法形成由铝、钽、钼、钛、钨等金属膜构成的导电膜后,形成图案,形成作为扫描线gate的一部分的栅电极21,31。在该工序也形成电容线cline。再有,图中310是栅极31的延长设置部分。

在此状态下注入高浓度磷离子或硼离子等杂质,在硅薄膜200、300上,对栅电极21、31自动匹配地形成源·漏区22、23、32、33。未掺入杂质的部分构成沟道区27、37。在本实施例,如后所述,因为有在同一基板上制造导电型不同的TFT的情形,所以在这种情况下,在杂质掺杂工序,一边用掩模复盖逆导电型的TFT形成区域,一边进行杂质掺入。

其次如图13(D)所示,在形成第1层间绝缘膜51后形成接触孔61、62、63、64、69,形成数据线sig、电容线cline以及在栅电极31的延长设置部分310上具有的重叠的延长设置部分st1的电位维持电极st,公共供电线com以及中继电极35。其结果,电位维持电极st通过接触孔69及延长设置部分310与栅极31电连接。这样一来形成第1TFT20及第2TFT30。此外,由电容线cline和电位维持电极st的延长设置部分st1形成维持电容cap。

其次如图13(E)所示,形成第2层间绝缘膜52,在该层间绝缘膜上在与中继电极35相当的部分形成接触孔65。接着在整个第2层间绝缘膜52的表面形成导电膜后形成图案,通过接触孔65形成与第2TFT30的源·漏区32电接触的像素电极41。

其次如图13(F)所示,在第2层间绝缘膜52的表面侧形成黑色抗蚀层后,留下该抗蚀层以便包围应形成发光元件40的有机半导体膜43、以及空穴注入层42的区域,形成存储体层bank。在这里,无论是每个像素各自独立形成盒状的情况或是沿着数据线sig形成条状的情况的两种情况,有机半导体膜43也只与其相应的形状形成存储体层bank,能适用本实施例的制造方法。

其次,存储体层bank的内侧区由喷墨头IJ喷出用于构成有机半导体膜43的液体材料(先驱体),在存储体层bank内侧区形成有机半导体膜43。同样,对存储体层bank的内侧区由喷墨头IJ喷出用于构成空穴注入层42的液体材料(先驱体),在存储体层bank的内侧区形成空穴注入层42。再有正如参照图7(A)、(B)及图8(A)、(B)说明发光元件40的构造,也有根据其构造改换形成有机半导体膜43及空穴注入层42的顺序的。

在这里由于存储体层bank由抗蚀层构成,是疏水性。与此相反,由于有机半导体膜43及空穴注入层42的先驱体用亲水性溶剂,有机半导体膜43的涂布区由存储体层bank准确限定,不会在邻接的像素上露出。此外,一旦足够高地形成存储体层bank,则即使不用喷墨法用自旋涂布法等涂布方法的情况下也能够在预定区域形成有机半导体膜43及空穴注入层42。

在本实施例为了提高依靠喷墨法形成有机半导体膜43及空穴注入层42时的工作效率,如图3所示,即使在沿扫描线gate的延长设置方向邻接的任一像素7的间距也与前述有机半导体膜43的形成区中心间距相等。因此如箭头Q所示,其优点为沿扫描线gate的延长设置方向在等间隔的位置上由喷墨头IJ喷出有机半导体膜43的材料便行了。此外,由于可等间距移动,所以喷墨IJ移动机构简单,而且也容易提高喷墨头IJ的注入精度。

之后,如图13(G)所示,在透明基板10的表面侧上形成对置电极OP。在这里对置电极OP形成整个面或呈条状,在对置电极呈条状形成时,在透明基板10的整个表面形成导电膜后对其形成条状图案。

在图1所示的数据侧驱动电路3或扫描侧驱动电路4上也形成TFT,但这些TFT引用了在前述像素7上形成TFT的工序的全部或一部分进行。因此构成驱动电路的TFT也在与像素7的TFT同一层间形成。

在本实施例,因为存储体层bank是黑色由绝缘性抗蚀剂构成,原封不动保留下来,作为用于降低黑色矩阵(black-matrix黑色基体)以及寄生电容的绝缘层利用。

即如图1所示,即使对透明基板10的周边区域也形成前述存储体层bank(在形成区打上斜线)。因此,由于数据侧驱动电路3及扫描侧驱动电路4都由存储体层bank复盖,所以对置电极OP对这些驱动电路的形成区即使处于重叠状态,在驱动电路的配线层和对置电极OP之间也介入存储体层bank。由此能够防止驱动电路3,4上的寄生电容,所以能降低数据侧驱动电路3的负荷,促使低耗电化或显示动作高速化。

此外在本实施例如图3到图5所示形成存储体层bank以便重叠在数据线sig上。因此,存储体层bank介入数据线sig和对置电极op之间,所以能防止在数据线sig上寄生电容。其结果能降低驱动电路的负荷,所以能促使低耗电化或显示动作高速化。

接着在本实施例,如图3,图4及图6(A)所示,在像素电极41和中继电极35重叠区也可以形成存储体层bank。即:如图6(B)所示,在像素电极51和中继电极35重叠区未形成存储体层bank的情况下,例如在像素电极和对置电极OP之间流过驱动电流,使有机半导体膜43发光,由于该光夹在中继电极35和对置电极OP之间,不能射出,所以对显示没有贡献。这种对显示没有贡献的部分流过的驱动电流从显示的角度看称为无效电流。然而在本实施例应当流过这种无效电流的部分形成存储体层bank,在此防止了驱动电流流过,所以能防止在公共供电线com内流过徒劳无用的电流。因此公共供电线宽可相应变狭。

此外,如前所述一旦残留由黑色抗蚀剂构成的存储体bank,则存储体bank有作为黑色矩阵的功能,可提高亮度、对比度等显示品质。即在本实施例的显示装置1上由于对置电极OP在透明基板10的整个表面侧或在广范围内呈条状形成,所以因对置电极OP的反射光而降低了对比度。然而在本实施例,由于一边规定有机半导体膜43的形成区一边由黑色抗蚀剂构成有抑制寄生电容功能的存储体层bank,所以存储体层也有作为黑色基体的功能,遮盖了从对置电极OP来的无效的反射光,所以有所谓对比度高的优点。此外因为能利用存储体层bank 自行匹配地规定发光区,所以不把存储体层bank作为黑色基体用而用别的金属层等作黑色基体用时成为问题的发光区的调整裕量是不需要的。

(有源矩阵基板的其它结构)本发明不限于上述构成,能适用各种有源矩阵基板。例如,参照图31说明的那样,在透明基板1上以1根数据线sig,1根公共供电线com,1列像素7作为1个单位对于向扫描线gate的延长设置方向重复的构成的显示装置1A也能适用本发明。

此外对维持电容cap不用电容线而在公共供电线com和电位维持电极st之间构成也行。在这种情况下,如图14(A)、(B)所示,对用于电位维持电极st和栅电极31电连接的栅电极31的延长设置部分310一直扩张到公共供电线com的下层一侧,构成以位于该延长设置部分310和公共供电线com之间的第1层间绝缘膜51作为介电体膜的维持电容cap。

而且就维持电容cap而言,省略了图示,但利用用于构成TFT的多晶硅膜构成也可以,而且,不限于电容线或公共供电线,也可以在与前级的扫描线之间构成。

(实施例1)图15是表示本实施例的显示装置像素构成的等效电路图。图16(A)、(B)分别是表示在各像素上构成的各元件的电连接状态的说明图以及表示驱动信号等电位变化的波形图。

如图15、图16(A)、(B)所示,在本实施例,第1TFT20是N沟道型的。因此,在由扫描线供给的扫描信号Sgate处于高电位时,第1TFT20处于导通状态,从数据线sig经第1TFT20把图象信号data写入维持电容cap,在由扫描线gate供给的扫描信号Sgate处于低电位期间由维持电容cap保存的图象信号data驱动控制第2TFT30。

在本实施例,第2TFT30也是N沟道型的。因此,由数据线sig把高电位侧的图象信号date写入应点亮的像素的维持电容cap,低电位侧的图象信号date写入应熄灭的像素的维持电容cap。

在这里,第2TFT30的栅电压Vgcur相当于公共供电线com的电位以及图像素30的电位中低的一方电位和电位维持电极st的电位之差。然而在本实施例,降低公共供电线com相对发光元件40的对置电极OP的电位,使第2TFT30处于导通状态时,如箭头F所示,其构成希望电流从发光元件40一方向公共供电线com一方流过。因此,第2TFT30的栅电压Vgcur相当于公共供电线com的电位和电位维持电极st的电位之差。关于该公共供电线com的电位与相当于公共供电线com的电位和对置电极op的电位之间的电位的像素电极30的电位不同,能设定在足够低的值。因此在本实施例,由于能够对第2TFT30的栅电压Vgcur取足够高的值,从而,第2TFT30的导通电流大,所以能够进行高亮度下的显示。此外,在使像素点亮状态期间,如果作为第2TFT30的栅电压Vgcur得到高值,则因为能够相应地降低这时的电位维持电极st的电位即图象信号date的高电位侧的电位,所以能够降低图象信号data的振幅以及降低显示装置1上的驱动电压。

此外,第2TFT30的导通电流不限于栅电压Vgcur,也依赖于漏电压,但并不改变上述结论。

此外,在本实施例,第2TFT30的导通电流由公共供电线com的电位和电位维持电极st的电位之差规定,因为并不受对置电极op电位的直接的影响,所以降低取像素点亮状态的图象信号data高电位侧的电位到比对置电极op电位还低的电位,减小图象信号的振幅,促使显示装置1内的驱动电压的低电位化。此外,降低取像素点亮状态的图象信号data的高电位侧的电位到与对置电极op等电位,降低图象信号的振幅也行。

接着在本实施例,由数据线sig对于应为熄灭状态的像素供给的图象信号data的电位与公共供电线com的电位比较变为稍高的电位侧。由于第2TFT30是N沟道型,所以为使其完全截止,应取第2TFT30的栅电压Vgcur为负(比公共供电线com低的电位)。或者设定图象信号data低电位侧的电位高,以便第2TFT30的栅电压Vgcur的绝对值应处于比相当于第2TFT30的阈值电压绝对值稍低的电位。这时,处于熄灭状态的像素7上第2TFT30的栅电压与第2TFT30导通状态时的极性相同,并且设定在第2TFT30的阈值电压以下。这时,即使在如上所述设定图象信号data低电位侧电位高的情况下,因为第2TFT30处于高电阻状态,导通电流极小,所以发光元件40也熄灭。此外从数据线sig对于应熄灭的像素供给的图象信号data的电位取与公共供给线com等电位,也可以减小图象信号data的振幅。

如果对上述图象信号data的低电位侧电位设定在不超越第2TFT30阈值程度的高电位,则因为可以减小图象信号data的振幅,所以能降低图象信号data的驱动电压。不过如前所述,因为降低取像素点亮状态的图象信号data的高电位侧电位直到比对置电极OP的电位低的电位,所以图象信号data的电位恢复到由对置电极OP和公共供电线规定的量程内。因此,能降低显示装置1内的驱动电压,以及降低显示装置1的耗费电力。此外,如上所述的构成也不致引起图象质量低下、动作异常以及可运行的频率降低,其优点为显示装置1的驱动电压低,所以令人担心的由薄膜构成的元件的耐电压问题不会显现出来。

(实施例1的变形例)图17是表示本实施例的显示装置1的像素构成的等效电路图。图18(A)、(B)是分别表示在各像素上构成的各元件的电连接状态的说明图以及表示驱动信号等的电位变化的波形图。在本实施例与第1实施例相反,第1TFT20及第2TFT30都由P沟道型TFT构成。但是在本实施例是在与实施例1相同的技术思想下驱动控制各元件,只是使实施例1说明的驱动信号的极性倒过来,由于对其它各点具有相同的构成,所以对构成只作简单的说明。

如图17,图18(A)、(B)所示,在本实施例,由于第1TFT20是P沟道型,所以在由扫描线gate供给的扫描信号Sgate处于低电位时,第1TFT20处于导通状态。

在本实施例,第2TFT30也是P沟道形。因此,从数据线sig把低电位侧的图象信号data写入应取点亮状态的像素维持电容cap,把高电位侧的图象信号data写入应取熄灭状态的像素维持电容cap。

在这里,第2TFT30的栅电压Vgcur相当于在公共供电线com的电位及像素电极30的电位中高的一方电位与电位维持电极st电位之差。然而在本实施例,提高公共供电线com相对发光元件40的对置电极op电位的电位,使第2TFT30处于导通状态时如箭头E所示,电流从公共供电线com方向向发光元件40方流过。因此,第2TFT30的栅电压Vgcur相当于公共供给线com的电位和电位维持电极st的电位之差。对该公共供电线com的电位与相当于公共供电线com的电位和对置电极OP的电位间的电位的像素电极的电位不同,能够设定在足够高的值。因此,在本实施例,由于第2TFT30的栅电压Vgcur能取足够高的值,第2TFT30的导通电流大,所以能在高亮度下进行显示。此外,在取像素为点亮状态期间,如果作为第2TFT30的栅电压Vgcur能取高值,则因能相应地去提高这时的电位维持电极st的电位,即:图象信号data的低电位侧的电位,所以能减小图象信号data的振幅。

此外,在本实施例,因为第2TFT30的导通电流不直接受对置电极OP的电位的影响,所以取像素为点亮状态的图象信号data的低电位侧的电位一直上升到比对置电极OP的电位稍高的电位,降低图象信号data的振幅。此外,取像素为点亮状态的图象信号data的低电位侧的电位一直上升到与对置电极OP相等的电位,降低图象信号data的振幅也行。

还有,在本实施例,将由数据线sig对于应取熄灭状态的像素供给的图象信号data的电位一直下降到比公共供电线com的电位稍低的电位。即:设定图象信号data的高电位侧电位低,以便第2TFT30的栅电压Vgcur的绝对值成为比相当于该TFT的阈值电压的绝对值的电平稍低的电位。因此第2TFT30的导通电流极小,发光元件40熄灭。此外将由数据线sig对于应取熄灭的状态的像素供给的图象信号data的电位设置为与公共供电线com等电位,也可以降低图象信号data的振幅。

如上所述图象信号data的低电位侧的电位设定得高,并且取像素为点亮状态的图象信号data的高电位侧的电位设定得低,所以图象信号data的电位回到由对置电极OP和公共供电线com规定的电平内。因此,能降低显示装置1内的驱动电压,能降低显示装置1的耗费电能等与实施例1具有同样效果。

(实施例2)图19是表示本实施例显示装置1的像素构成的等效电路。图20(A)、(B)分别表示在各像素上构成的各元件的电连接状态的说明图以及表示驱动信号等电位变化的波形图。

如图19,图20(A)、(B)所示,在本实施例,第1TFT20由N沟道型TFT构成,第2TFT由P沟道型TFT构成。由于第2TFT30是P沟道型,所以低电位侧的图象信号data由数据线sig写入应取点亮状态的像素维持电容cap,高电位侧的图象信号data写入应取熄灭状态的像素维持电容cap。第2TFT30的栅电压Vgcur相当于在公共供电线com的电位和像素电极的电位中高的一方电位与电位维持电极st电位之差。

在本实施例设置公共供电线com的电位比发光元件40的对置电极OP电位高,第2TFT的栅电压,使其相当于公共供电线com的电位和电位维持电极st的电位之差。因为与图像电极41比较能够对该公共供电线com的电位设定在足够高的值,所以第2TFT30的导通电流大,能在高亮度下进行显示。此外,因为能够相应地提高这时的电位维持电极st的电位,即:图象信号data的低电位侧的电位,所以能够降低图象信号data的振幅。此外,因为第2TFT30的导通电流不直接受对置电极OP电位的影响,所以取像素为点亮状态的图象信号data的低电位侧的电位一直上升到比对置电极OP的电位高的电位或者与其相等,降低图象信号data的振幅。接着在实施例使由数据线sig供给应取熄灭状态的像素的图象信号data的电位比公共供电线com的电位稍低或与其相等,降低图象信号data的振幅。因为由此使图象信号data的电位回到由对置电极OP和公共供电线com规定的量程内,进而降低显示装置1的驱动电压,所以能降低显示装置1的耗费电能等,达到实施例1或其变形相同的效果。

本实施例由于第1TFT20是N沟道型,是与第2TFT30逆导电型,所以选择像素时扫描线gata的电位(扫描信号Sgate)是高电位。这时的第1TFT20的栅电压Vgsw相当于扫描信号Sgate的高电位的电位与电位维持电极st(维持电容st电位、第2TFT30的栅电极电位)电位之差。在这里,由于第2TFT30是P沟道型,所以用于点亮像素7的图象信号data在低电位侧,在像素7的选择期间电位维持电极st的电位降低。因此第1TFT20的栅电压Vgsw向导通电流增大方向移动。

一方面第2TFT30的栅电压Vgcur相当于公共供电线com和电位维持电极st之间的电位差,在选择的像素7处于点亮状态时由于在选择期间内电位维持电极st有电位降低的倾向,所以第2TFT30的栅电压Vgcur向导通电流增大方向移动。

如上所述,在本实施例,由于第1TFT20和第2TFT30是逆导电型的,所以为了提高第1TFT20的写入能力,提高扫描信号Sgate的选择脉冲高度,为提高发光元件40的亮度,应降低第2TFT30的导通电阻,从而降低图象信号data。在像素7的选择期间内随着使发光元件40点亮的电平的图象信号写入维持电容,对如上所述的扫描信号Sgate的选择脉冲高度和图象信号data的最佳化对第1TFT20的栅电压而言该TFT的导通电流向增大方向移动是有效的。因此图象信号从数据线sig经第1TFT20写入维持电容cap。在这里选择像素7期间的第1TFT20的栅电压Vgsw相当于与扫描信号Sgate的高电位相当的电位和电位维持电极st的电位(维持电容cap的电位或第2TFT30的栅电极的电位)之差,第2TFT30的栅电压Vgcur相当于公共供电线com的电位和电位维持电极st电位之差,在以电位维持电极st的电位作基准时,相当于扫描信号Sgate的高电位的电位和公共供电线com的电位是同极性。因此,如果改变电位维持电极st的电位,则第1TFT20的栅电压Vgsw及第2TFT30的栅电压Vgcur双方相应地在同方向只以相同部分移动。由此在显示装置1的驱动电压量程的范围内,如果使其用于点亮的图象信号data的电位向第1TFT20导通时的电阻变小方向变化,则能促使显示动作高速化,同时因为这时用于点亮的图象信号data的电位向第2TFT30导通时电阻变小的方向变化,所以能促使亮度上升。因此,能实现兼顾驱动电压低电压化和显示品质的提高。

(实施例2的变形例)图21是表示本实施例的显示装置1的像素构成的等效电路。图22(A)、(B)分别是表示在各像素上构成的各元件的电连接状态的说明图以及表示驱动信号等的电位变化的波形图。再有在本实施例与实施例2相反,第1TFT20作为P沟道型,第2TFT30用N沟道型的TFT构成。但是在本实施例在与实施例2同一技术思想下驱动控制各元件,仅与实施例2说明的驱动信号的极性相反,所以只简单说明其构成。

如图21,图22(A)、(B)所示,在本实施例与实施例1同样,由于第2TFT30是N沟道型,所以高电位侧的图象信号data从数据线sig写入应为点亮状态的像素的维持电容cap,低电位侧的图象信号data写入应为熄灭状态的像素的维持电容cap。在这里,第2TFT的栅电压Vgcur相当于在公共供电线com的电位及像素电极30电位中低的一方电位和电位维持电极st电位之差。可是在本实施例因为公共供电线com的电位比发光元件的对置电极op的电位低,所以第2TFT30的栅电压Vgcur相当于公共供电线com的电位和电位维持电极st的电位之差。因为对该公共供电线com的电位能取足够低的电位,所以第2TFT30的导通电流大,能在高亮度下进行显示。或者在亮度高,使这时的电位维持电极st的电位,即:图像信号data的高电位侧的电位上升,可以降低图象信号data的振幅。此外,因为第2TFT30的导通电流不直接受来自对置电极OP电位的影响,所以用于使像素为点亮状态的图象信号data的高电位侧电位一直下降到比对置电极OP的电位低的电位或等电位,降低图象信号data的振幅。而且在本实施例,由数据线sig对于应取熄灭状态的像素供给的图象信号data的电位取比公共供电线com的电位稍高的电位或等电位,减小图象信号data的振幅。由此,使图象信号data的电位回到由对置电极op和公共供电线com规定的量程内,显示装置1内的驱动电压下降,所以显示装置1的耗电也下降等,与实施例1及其变形有相同效果。

在本实施例,第1TFT20是P沟道型,与第2TFT30是逆导电型,所以选择像素时的扫描线gate的电位(扫描信号Sgate)是低电位。与此相反,由于第2TFT30是N沟道型,所以用于点亮像素7的图象信号data处于高电位侧。

如上所述,在本实施例,由于第1TFT20和第2TFT30是逆导电型,所以为了提高第1TFT20的写入能力,降低扫描信号Sgate的选择脉冲的电位,为了提高发光元件40的亮度,降低图象信号data的电位,以便降低第2TFT30的导通电阻。随着在像素7的选择期间内,使发光元件40点亮的电平的图象信号data写入维持电容cap,对如上所述的扫描信号Sgate的选择脉冲高度和图象信号data的最佳化对第1TFT的栅电压向该TFT的导通电流增大方向移动有作用。因此,以电位维持电极st的电位作基准时,由于相当于扫描信号Sgate低电位的电位与公共供电线com的电位是同极性的,所以如果改变电位维持电极st的电位,则相应地第1TFT20的栅电压Vgsw及第2TFT30的栅电压Vgcur双方只向同方向移动相同部分。由此在显示装置1的驱动电压量程范围内,如果使用于点亮的图象信号data的电位向着第1TFT20导通时电阻变小的方向改变,则能促使显示动作高速化。因为这时使用于点亮的图象信号data的电位向着第2TFT30导通时的电阻变小的方向变化,所以能够促使亮度上升。因此,与实施例2同样,能够实现兼顾驱动电压的低电压化和显示品质的上升。

用图25说明上述实施例2及其变形中的最佳驱动方法。

在实施例2,第1TFT是N沟道型,第2TFT是P沟道型。如图25所示,在发光元件40熄灭期间,提高图象信号data的电位比公共供电线com的电位高,使P沟道型的第2TFT30截止,而在本实施例,如图25所示,即使在发光元件40熄灭的情况下,也不使第2TFT30完全截止。即:在本实施例,由于第2TFT30是P沟道型,为了使其完全截止,应该取栅电压Vgcur为0V(与公共供电线com同电位)或取正电位(比公共供电线com高的电位),而在本实施例,图像信号data熄灭时的电位设定得低,以便第2TFT30的栅电压Vgcur处于比相当于该TFT的阈值电压Vthp(cur)的电平稍高的电位。因此,处于熄灭状态的像素7上第2TFT30上所加的栅电压与第2TFT30导通状态时的极性相同,而处于超过第2TFT30的阈值电压的值。例如设第2TFT30的阈值电压(Vthp(cur))为-4V时,则在熄灭状态加在第2TFT30上的栅电压取-3V。

如上所述,第1TFT为N型,第2TFT为P型时,如果设定图象信号data的熄灭侧的电位比现有的低,则因为能减小图象信号data的振幅,所以能够促使图象信号data的低压化以及高频化。此外,即使在设定如上所述的图象信号data的熄灭侧的电位低的情况下,因在P沟道型的第2TFT30处于比相当于阈值电压Vthp(cur)的电平稍高的电位,所以熄灭时流过的电流极小。此外,如果加在发光元件40上的电压低,则只流入极小的驱动电流。因此使发光元件40熄灭,实质上并不存在问题。

此外,在本实施例,如果图象信号data的熄灭时的电位不必要超越公共供电线com的电位,则可以设定公共供电线com的电位较高。因此在本实施例,使公共供电线com的电位与第1TFT20导通时的扫描信号Sgate电位相等。因此,在扫描侧驱动电路上作为扫描信号Sgate的高电位用的信号电平照样供给公共供电线com也行,所以在本实施例的显示装置1,使用的驱动信号的电平数少也行,能减少用于向显示装置1输入驱动信号的接线端数。此外,由于能减少电源数,所以能够促使电源电路低耗电化以及节省空间。

在这种情况下,因为第1TFT20是N沟道型,第2TFT30是P沟道型,所以使加在熄灭状态的像素7的第2TFT30上的栅电极的电位变成比从第1TFT20导通状态时的扫描信号gate的电位减去该第1TFT20的阈值电位Vthn(sw)之差的电位还低的电位。即:使像素7为熄灭状态时的图象信号data(电位维持电极st的电位)和公共供电线com之间的电位差Voff的绝对值如下式所示,Vthn(sw)<|Voff|设定得比第1TFT20的阈值电压Vthn(sw)还大,可以防止在选择像素7时的第1TFT20的写入动作中发生故障。

在实施例2的变形例的第1TFT20是P沟道型,第2TFT30是N沟道型的情况下,参照图26及图27(A)、(B)如后所述,调换本实施例中说明的各信号的相对高低,使第1TFT20及第2TFT30上所加电压的极性倒过来。即使在这种情况下,如本实施例所示,如果在使发光元件熄灭时第2TFT30不完全截止,则能促使图象信号data的低电压化以及高频化。此外,通过使公共供电线com的电位与第2TFT20导通状态时的扫描信号Sgate的电位相等,能够减少电源数。在这种情况,在熄灭状态的像素7的第2TFT30上所加的栅电极电位成为比在第1TFT20导通状态时的扫描信号gate的电位加上该第1TFT20的阈值电压Vthn(sw)还高的电位,以便对选择像素7时的第1TFT20的写入动作不产生障碍。

(实施例3)

在本实施例,如图23中给出其等效电路所示,与实施2同样,在各像素7都是取第1TFT20为N沟道型,第2TFT30为P沟道型构成的一例。此外,即使在本实施例的显示装置1因第2TFT30是P沟道型的,所以公共供电线com的电位比发光元件40的对置电极OP的电位高。因此,在第2TFT30处于导通状态时,如箭头E所示,从公共供电线com向发光元件40一方流过电流。由于与实施例2同样,故对其共同点省略说明,只记述其不同点。在实施例2设置了维持电容,但在本实施例并无维持电容cap这一点有所不同。通过这样的构成,能够增加在输出端维持电极st的电位变化。

在第1TFT20是P沟道型,第2TFT30是N沟道型的情况下,参照图26及图27(A)、(B)如后所述,调换本实施例说明的的各信号的相对高低,使加在第1TFT20及第2TFT30上的电压极性倒过来。即使在这种情况为了提高第1TFT20的写入能力,降低扫描信号的选择脉冲的电位,为降低第2TFT30的导通电阻,提高发光亮度而增高图像信号的电位。

(实施例3的变形例)在上述实施例3,说明在任一像素7,第1TFT20都是N沟道型,第2TFT30是P沟道型的情形,如图26给出等效电路所示,第2TFT20为P沟道型,第2TFT30作为N沟道型构成也行。在该图所示例子,降低公共供电线com的电位比发光元件40的对置电极OP的电位低,在第2TFT30为导通状态时,如箭头F所示电流从发光元件40的对置电极OP一方流向公共供电线com一方。

在如上所述构成图像7时,如图27(A)、(B)所示,应使图24(A)所示的波形的各驱动信号的极性倒过来。

在实施例3,在第1TFT20是N沟道型,第2TFT30是P沟道型时,降低公共供电线com的电位比发光元件40的对置电极OP的电位低,在第2TFT30处于导通状态时,也有这种构成的情况即希望电流从发光元件40的对置电极OP一方流向公共供电线com一方。即使在上述构成的情况,也能够获得使第1TFT20及第2TFT30为逆导电型的效果。与此相反,在第1TFT20是P沟道型,第2TFT30是N沟道型时提高公共供电线com对发光元件40的对置电极OP电位的电位,第2TFT30处于导通状态时,电流从公共供电线com方向着发光元件40方流动的构成的情况也能获得使第1TFT20及第2TFT30为逆导电型的效果。

(实施例4)在上述实施例1,2,3内,如参照图28(A)、(B)的说明那样,在维持电容cap的两电极中,与电连接到第2TFT30的栅极的电极的另一侧电极上供给由扫描信号gate的选择脉冲延迟,与该选择脉冲电位偏向反方向的脉冲的构成也行。

在这儿所示例子,如图28(A)所示,在维持电容cap的两电极中与通过电位维持电极st在第2TFT30的栅极上电连接的电极的另一侧的电极由延长设置的电容线cline构成,以便与扫描线gate并列。

如图28(B)所示,包含脉冲信号Pstg的电位stg供给该电容线cline上,该脉冲信号Psrg由扫描信号Sgate的选择脉冲Pgate延迟并与该选择脉冲Pgate电位偏向反方向。

选择脉冲Pgate处于非选择状态后,利用维持电容cap的电容耦合,该脉冲信号Pstg使图象信号data的电位移动。由此在像素7处于熄灭状态的维持电容cap上保持图象信号data的电位加上脉冲信号Pstg电位相应部分的信号。由于第1TFT20导通电阻大,在有限的时间要充分写入图象信号data的高电位侧的信号是困难的。在该例,不能充分写入的情况下不能点亮。但是通过利用本实施例能补充向维持电容cap写入图象信号data。因此不用扩大驱动信号的电位的最大量程。

这样一来,正当把脉冲信号Pstg加入电容线cline时,如图29所示,从扫描侧驱动电路4引出电容线cline,同时在扫描侧驱动电路4上在各栅极,将移位寄存器40的输出信号通过NAND门电路及倒相器作为扫描信号Sgate输出到扫描线gate,另一方,将移位寄存器40的输出信号通过NAND门电路及2级倒相器一边延迟,一边如图30所示使高电位侧的电位电平从Vdd电平移位到Vccy,输出到电容线cline也行。

在上述实施例及其各变形例中,附加维持电容时,说明的是设置了电容线cline类型的发光元件。不过,本实施例并不限于设置这种电容线cline的构成,由邻接维持电容一方电极的栅极线构成也行。图34(A)、(B)对如此构成的一例,分别给出电路方框图以及栅极线对扫描方向的栅极电压波形。如上所述,通过以邻接的栅极线作为维持电容的一方电极的构成,有不必对该像素特意设置电容线cline的效果。

(其它实施例)对上述各实施例并未记载第2TFT30的电流-电压特性在各区域的工作,如果第2TFT在其饱和区工作,则能够利用TFT的弱恒定电流特性防止在发光元件40内流过异常电流。例如在构成发光元件40的有机半导体膜等产生针孔缺隙时,即使在这种情况也限制有缺陷的发光元件内流过电流,不会在发光元件40的电极之间形成完全短路。

与此相反,如果使第2TFT30在其线性区域工作,能够防止其阈值电压的波动对显示工作的影响。

对TFT的结构而言,并不限于单极型,双极型也可以,就其制造方法而言,也并不限于低温工艺。

(发明的可利用性)如以上说明所示,在本发明权利要求1到7的显示装置,因为第2TFT导通时的栅电压相当于在公共供电线的电位及像素电极中电位高的一方电位与栅电极的电位(图象信号的电位)之差,所以与第2TFT的导电型相应设定公共供电线的电位和发光元件的对置电极的电位的相对高低,第2TFT的栅电压使其相当于公共供电线的电位和电位维持电极的电位之差。例如,如果第2TFT是N沟道型,降低公共供电线对发光元件的对置电极电位的电位。因为对该公共供电线的电位与像素电极的电位不同,能够设定在足够低的值,所以在第2TFT能获得大的通导电流,能在高亮度下进行显示。此外,如果在使像素点亮时,作为第2TFT得到高的栅电压,则因为能够相应地降低这时的图象信号的电位,所以能减小图象信号的振幅,降低显示装置内的驱动电压。因此,其优点为,能降低耗电,同时并不显现对于由薄膜构成的各元件令人担心的耐压问题。

此外在本发明的权利要求7到11所述的显示装置,由于第1TFT和第2TFT是逆导电型,所以用于像素选择的扫描信号的脉冲和用于点亮发光元件的图象信号的电位有相反的关系。从而,以点亮时的电位维持电极的电位(点亮用的图象信号的电位)作为基准时,由于相当于扫描信号的高电位的电位和公共供电线的电位是同极性,所以如果改变点亮时的电位维持电极的电位(点亮用的图象信号的电位),则第1TFT的栅电压及第2TFT的栅电压的两电压向同方向相应地只移动相同的量。因此,在显示装置的驱动电压的量程范围内如果使点亮用图象信号的电位向第1TFT导通时电阻变小方向移动,则能促使显示工作的高速化,同时因为这时点亮用的图象信号的电位应向第2TFT导通时电阻变小方向移动,所以能促使亮度上升。因此能够实现兼顾驱动电压的低电压化和显示品质的提高。

而且,在本发明的权利要求11或12所述的显示装置,因为在维持电容的两电极中,与电连接第2TFT的第2栅电极的电极的另外一侧的电极供给脉冲,该脉冲由扫描信号的选择脉冲延迟,并偏向与该选择脉冲的电位的反方向,所以,可以补偿图象信号向维持电容的写入。因此,不增加图象信号的振幅,就能使加在第2TFT的栅电极上的图象信号电位向高亮度方向移动。

Claims (4)

1.一种显示装置,具有:扫描线,数据线,供电线,像素,所述像素上具有:通过所述扫描线,扫描信号供给第1薄膜晶体管;通过该第1薄膜晶体管,保持由所述数据线供给的图像信号的维持电容;由该维持电容保存的所述图像信号供给第2薄膜晶体管;在由所述像素电极通过第2薄膜晶体管电连接到所述供电线时,通过在所述像素电极和所述对置电极之间流过的驱动电流发光的发光元件;其特征为:所述第2薄膜晶体管是N沟道型,所述供电线的电位设定在比所述对置电极还低的电位。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征为:对应处于点亮状态的像素,由所述数据线供给的图像信号电位与所述对置电极比较是低电位或等电位。
3.根据权利要求1所述的显示装置,其特征为:对应处于熄灭状态的像素,由所述数据线供给的图像信号电位与所述供电线比较是高电位或等电位。
4.一种显示装置,具有:扫描线,数据线,供电线,像素,所述像素上具有:通过所述扫描线,扫描信号供给第1薄膜晶体管;通过该第1薄膜晶体管,保持由所述数据线供给的图像信号的维持电容;由该维持电容保存的所述图像信号供给第2薄膜晶体管;在由所述像素电极通过第2薄膜晶体管电连接到所述供电线时,通过在所述像素电极和所述对置电极之间流过的驱动电流发光的发光元件;其特征为:所述第1薄膜晶体管是P沟道型,所述第2薄膜晶体管是N沟道型,所述供电线的电位设定在比所述对置电极还低的电位。
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