CN1577415A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种可减小显示区域以外的区域的EL显示装置。显示装置具备:基板;安装在所述基板上的驱动电路;覆盖所述驱动电路的覆盖膜;和显示部,作为象素被排列在所述覆盖膜上,同时,被所述驱动电路驱动,且具有一对电极,并具有多个按照流过一对电极间的电流来表示光学动作的光学元件。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种将EL(Electro Luminescenct)元件用作象素的EL显示装置。
背景技术
近年来,将场致发光元件(下面称为EL元件)用作象素的EL显示装置的开发盛行。EL元件具有在阳极与阴极之间夹持EL层的结构,EL显示装置具有将这种EL元件作为象素排列成矩阵状的结构。EL显示装置中与液晶显示装置一样,具有有源驱动方式和无源驱动方式,有源驱动方式对每个象素设置TFT后,单独驱动象素,无源驱动方式以行为单位依次选择,在选择时同时地使选择行的全部象素发光(例如日本特开2003-108028号公报)。
通常,EL显示装置具有在基板上将多个EL元件排列成矩阵状的显示面板,将执行显示驱动的驱动电路IC芯片化后,设置在显示面板的周围。
但是,因为将IC芯片设置在显示面板的显示画面的周围,所以显示区域以外的区域变大。
发明内容
因此,本发明的优点在于在EL显示装置中可减小显示区域以外的区域。
本发明的显示装置具备以下部件:
基板;
安装在所述基板上的驱动电路;
覆盖所述驱动电路的覆盖膜;和
显示部,作为象素被排列在所述覆盖膜上,同时,被所述驱动电路驱动,且具有一对电极,并具有多个按照流过一对电极间的电流来表示光学动作的光学元件。
在本发明中,例如用覆盖膜来覆盖安装了IC芯片等驱动电路的基板,在该覆盖膜上设置显示部,所以不必在基板的显示区域的周围、即与显示区域重叠地配置驱动电路。因此,可缩小显示装置的非显示区域,小型化显示装置的面板尺寸,尤其可适用于便携电话、数码相机、数码摄像机等小型便携设备的显示面板。并且,因为在这样与显示部重合的位置上设置驱动电路或驱动电路布线,所以可在任意的位置上设置任意数量的驱动电路,可弹性设计布线。
附图说明
图1是表示适用本发明的显示装置的侧截面图。
图2是图1的II-II线的平面截面图。
图3是图1的III-III线的平面截面图。
图4是表示与图1的EL显示装置不同的EL显示装置的侧截面图。
图5是表示与图1、图4的EL显示装置不同的EL显示装置的侧截面图。
图6是表示适用本发明的显示装置的平面图。
图7是表示适用本发明的显示装置的第一层的大致平面图。
图8是表示适用本发明的显示装置的第二层的大致平面图。
图9是象素Pi,j中的象素驱动电路Di,j的平面图。
图10是沿图9的(X)-(X)线在厚度方向切断时的截面图。
图11是沿图9的(XI)-(XI)线在厚度方向切断时的截面图。
图12是沿图9的(XII)-(XII)线在厚度方向切断时的截面图。
图13是表示选择期间的驱动原理的显示装置的象素的等效电路图。
图14是表示非选择期间的驱动原理的显示装置的象素的等效电路图。
图15是表示串联连接于显示装置的发光元件上的n沟道型MOSFET中流过的电流与施加于该MOSFET的电压的关系的图。
图16表示驱动电路的动作的时间图。
图17是将本发明的显示装置设为数码相机的显示面板时的数码相机的大致电路框图。
具体实施方式
下面,参照附图来说明本发明的具体方式。但是,发明的范围不限于图示实例。
图1是表示适用本发明的无源驱动方式(单纯矩阵驱动方式)的场致发光显示装置1(下面称为显示装置1)的侧截面图,图2是图1的II-II线的平面截面图,图3是图1的III-III线的平面截面图。另外,图1是图2的I-I线的侧截面图。
该显示装置1具备基板2、安装在基板2上的多个IC芯片3-7、覆盖这些IC芯片3-7的绝缘覆盖膜8、形成于绝缘覆盖膜8上的显示部9-11、和密封显示部9-11的密封膜12。
基板2是在IC芯片3-7之间形成输入输出数据用的电路布线19的多层电路基板。
IC芯片3-7可以是大规模集成电路(LSI)、中规模集成电路(MSI)、小规模集成电路(SSI)。IC芯片3-7的安装方式可以是表面安装式,也可以是插入安装式。IC芯片3-7可以是由陶瓷、塑料等封装件来密封的芯片,也可以是裸芯片。
这些IC芯片3-7作为整体,具有驱动显示部9-11的功能。这里,例如IC芯片3是内置暂时存储从外部输入的图像数据的帧存储器、与执行显示装置1的整体控制的CPU的芯片。IC芯片4是内置发生向IC芯片5、6、6输出用的定时时钟的定时发生器、与D/A(Digital to Analog)变换暂时存储在IC芯片3中的图像数据后输出到IC芯片5、6、7的D/A转换器的芯片。IC芯片5、6、7是内置为了分别依次选择扫描后述的扫描线9a、10a、11a而向分别连接于扫描线9a、10a、11a的布线13、15、17传送扫描信号的扫描驱动器(移位寄存器)、与按照从定时发生器输入的时钟信号的定时取得模拟变换后的图像信号、按照该模拟图像信号将灰度信号输出到分别连接于后述的信号线9b、10b、11b上的布线14、16、18的数据驱动器的芯片。另外,IC芯片3的帧存储器与CPU也可单独芯片化,IC芯片4的D/A转换器与定时发生器也可单独芯片化,IC芯片5、6、7的扫描驱动器与数据驱动器也可单独芯片化。
用共同的绝缘覆盖膜8来覆盖安装在基板2上的IC芯片3-7。该绝缘覆盖膜8消除了产生于基板2的表面与IC芯片3-7之间的级差,绝缘覆盖膜8的表面变为大致平坦的面。该绝缘覆盖膜8可以由树脂(例如甲基丙烯酸合成树脂、丙烯树脂、环氧树脂)构成,或由无机氮元素化合物(例如氧化硅、氮化硅、氧化氮化硅)构成,或按无机氮化合物、树脂的顺序层叠而成。
将该显示装置1的显示面纵向分割成由显示部9、10、11分别独立进行显示的3个区域。显示部9由IC芯片5来驱动,显示部10由IC芯片6来驱动,显示部11由IC芯片7来驱动。即,由显示部9、10、11来显示一个画面。
显示部9由横向上成长条带状、彼此平行排列地形成于绝缘覆盖膜8上的多条扫描线9a、9a、…、平面视图中(沿与显示面垂直的方向看)与扫描线9a、9a、…正交排列的信号线9b、9b、…、和在扫描线9a、9a、…与信号线9b、9b、…交叉的部位夹入扫描线9a与信号线9b之间的EL层9c、9c…构成。扫描线9a是具有导电性的第一导电线,信号线9b是具有导电性的第二导电线。
在扫描线9a、9a、…各自的一端部,贯穿绝缘覆盖膜8形成接触孔8a,在该接触孔8a中埋入金属等导电性材料。另一方面,在基板2中形成布线13,布线13将一个接触孔8a电连接于IC芯片5的一个端子上。从而,IC芯片5的一个端子经接触孔8a和布线13连接于一条扫描线9a上。
信号线9b、9b、…各自的一端部也一样,在形成于绝缘覆盖膜8中的接触孔8b中埋入导电性材料,在基板2中形成从IC芯片5至接触孔8b、8b、…的布线14。从而,IC芯片5的一个端子通过接触孔8b和布线13连接于一条信号线9b上。
EL层9c可以是按空穴传输层、发光层、电子传输层的顺序或其相反顺序层叠的三层结构,或是按空穴传输层、发光层的顺序或其相反顺序层叠的二层结构,也可以是由发光层构成的一层结构,就这些层结构而言,也可以是在适当的层间夹入电子或空穴的注入层的多层结构。另外,构成EL层9c的所有层可以由有机化合物构成,构成EL层9c的所有层可以由无机化合物构成,EL层9c也可以是层叠由无机化合物构成的层与由有机化合物构成的层而成。这里,EL层9c是按作为导电性高分子的PEDOT(聚噻吩)和作为掺杂物的PSS(聚苯乙烯磺酸)构成的空穴传输层、聚芴类发光材料构成的发光层的顺序层叠的二层结构。
扫描线9a与信号线9b交叉的部位形成矩阵状,排列在绝缘覆盖膜8上。在扫描线9a与信号线9b交叉的部位,形成从绝缘覆盖膜8侧按扫描线9a、EL层9c、信号线9b的顺序层叠的层叠结构,而该层叠结构成为EL元件,构成象素。EL元件的阳极为扫描线9a,且阴极为信号线9b,也可以相反,阳极为信号线9b,且阴极为扫描线9a。
另外,信号线9b具有透光的性质,由氧化铟、氧化锌、氧化锡或镉锡氧化物(CTO)或包含其中至少一种的混合物(例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌)构成。扫描线9a由金属、金属化合物或合金构成。
另外,在信号线9b是阴极且信号线9b自身的功函数较高的情况下,最好在信号线9b与EL层9c之间形成由镁、钙、锂、钡或稀土类构成的单体金属或包含至少一种这些单体的合金构成的低功函数的电子注入层。此时,期望电子注入层尽可能薄,以便光能透过电子注入层。
显示部10也与显示部9一样,由横向上成长条带状、彼此平行排列的多条扫描线10a、10a、…、平面视图中与扫描线10a、10a、…正交排列的信号线10b、10b、…、和在扫描线10a、10a、…与信号线10b、10b、…交叉的各个部位夹入扫描线10a与信号线10b之间的EL层(省略图示)构成。
在扫描线10a、10a、…各自的一端部,在形成于绝缘覆盖膜8中的接触孔8c中埋入导电性材料,在基板2中形成从IC芯片6至接触孔8c、8c、…的布线15,IC芯片6的一个端子通过接触孔8c和布线15连接于一条扫描线10a上。在信号线10b、10b、…的一端部,通过形成于绝缘覆盖膜8中的接触孔8d、8d、…与形成于基板2中的布线16,将IC芯片6的一个端子连接于一条信号线10b上。
显示部11也与显示部9一样,由横向上成长条带状、彼此平行排列的多条扫描线11a、11a、…、平面视图中与扫描线11a、11a、…正交排列的信号线11b、11b、…、和在扫描线11a、11a、…与信号线11b、11b、…交叉的各个部位夹入扫描线11a与信号线11b之间的EL层(省略图示)构成。
在扫描线11a、11a、…的一端部,通过形成于绝缘覆盖膜8中的接触孔8e、8e、…与形成于基板2中的布线17,将IC芯片7的一个端子连接于一条扫描线11a上。同样,在信号线11b、11b、…的一端部,通过形成于绝缘覆盖膜8中的接触孔8f、8f、…与形成于基板2中的布线18,将IC芯片7的一个端子连接于一条信号线11b上。
在一个面中形成密封膜12,以覆盖扫描线9a、9a、…、信号线9b、9b、…、扫描线10a、10a、…、信号线10b、10b、…、扫描线11a、11a、…、和信号线11b、11b、…整体。该密封膜12在对光具有透光性的同时,具有绝缘性,由树脂(例如(例如甲基丙烯酸合成树脂、丙烯树脂、环氧树脂)或无机氮元素化合物(例如氧化硅、氮化硅、氧化氮化硅)构成。
在密封膜12的外缘附近与显示部9、10、11不重叠的部分中,贯穿密封膜12和绝缘覆盖膜8来形成接触孔12a。另一方面,在基板2中或基板2上将电线布线19引导至接触孔12a,在接触孔12a中埋入导电性材料。埋入接触孔12a中的导电性材料构成显示装置1的端子,输入来自外部的信号。
下面,说明显示装置1的制造方法。
首先,准备形成布线13-布线18、电路布线19的基板2,在基板2上安装IC芯片3-7。接着,在基板2的一个面中形成绝缘覆盖膜8,由绝缘覆盖膜8来覆盖IC芯片3-7。之后,在绝缘覆盖膜8中形成接触孔8a、8a、…、接触孔8b、8b、…、接触孔8c、8c、…、接触孔8d、8d、…、接触孔8e、8e、…和接触孔8f、8f、…,并在这些接触孔8a-8f中埋入导电性材料。然后,在绝缘覆盖膜8上布图扫描线9a、9a、…、扫描线10a、10a、…、扫描线11a、11a、…。接着,布图显示部9的EL层9c、9c、…、显示部10的EL层和显示部11的EL层。然后,在形成的EL层中,与扫描线9a、9a、…、扫描线10a、10a、…和扫描线11a、11a、…正交地布图信号线9b、9b、…、信号线10b、10b、…和信号线11b、11b、…。然后,在绝缘覆盖膜8的一个面中形成密封膜12,由密封膜12来覆盖扫描线9a、9a、…、信号线9b、9b、…、扫描线10a、10a、…、信号线10b、10b、…、扫描线11a、11a、…、和信号线11b、11b、…。之后,在密封膜12和绝缘覆盖膜8中形成接触孔12a,并在接触孔12a中埋入导电性材料。
下面,说明显示装置1的动作。
从外部经接触孔12a输入1帧的图像数据,将输入的图像数据暂时存储在IC芯片3中,由IC芯片3来进行信号处理。将信号处理后的图像数据输出到IC芯片4,由IC芯片4来进行D/A变换,将D/A变换后的图像信号输出到IC芯片5、6、7。IC芯片5按照图像信号,以无源驱动方式来驱动显示部9,IC芯片6按照图像信号,以无源驱动方式来驱动显示部10,IC芯片7按照图像信号,以无源驱动方式来驱动显示部11。在显示部9中,IC芯片5依次选择扫描线9a、9a、…,对应于图像信号的灰度信号通过IC芯片5与各扫描线9a的选择时同步,输出到所有的信号线9b、9b、…。显示部10、11也与显示部9一样执行显示动作,但在一帧期间中显示部9-11同时显示。
通过驱动显示部9、10、11,EL层发光,从EL层发出的光透过信号线9b、10b、11b,从密封膜12放射到外部。因此,显示装置1的结构为:与基板2相反侧的密封膜12的表面形成显示面,即所谓顶部发光结构。
如上所述,在本实施方式中,绝缘覆盖膜8覆盖安装了IC芯片3-7的基板2,在绝缘覆盖膜8上形成显示部9-11,在平面视图中IC芯片3-7重叠在显示部9-11上,所以在该显示装置1中基本上没有显示区域以外的区域。
另外,因为信号线9b、9b、…、信号线10b、10b、…和信号线11b、11b、…和密封膜12是透明的,所以即使IC芯片3-7重叠在显示部9-11上,由EL层发出的光也从密封膜12放射到外部。
另外,因为独立驱动显示部9-11,所以可增大显示装置1自身的发光负载(duty)。即,设显示部9-11的扫描线9a、10a、11a为N条(N为自然数。),在各显示部9-11中,发光负载为1/N,即使显示装置1整体的扫描线数量为(3×N),发光负载也为1/N。但是,因为在整体具有(3×N)条扫描线的现有EL显示装置中、在显示面板的周围设置驱动电路,所以即使假设仅在显示区域的上侧与下侧两个部位设置数据驱动器,最高也仅能在两个区域中独立驱动。因此,在整体具有(3×N)条扫描线的现有EL显示装置中,发光负载仅能是2/(3×N),本实施方式的显示装置1的发光负荷大。所以,本实施方式的显示装置1即使是低功率也能并实现亮的显示面,可实现显示装置1的长寿命化。
另外,在假设由1个IC芯片向全部信号线输出的情况下,若扫描线为3N条,则变为1/(3×N)的负荷驱动,但如本发明那样,分割成显示部9-11,分别由IC芯片5-7单独驱动显示部9-11,所以显示部9-11可在一帧期间中同时显示。因此,即使将显示部9-11的扫描线总条数设为(3×N),各IC芯片5、6、7也可以1/N负载驱动。即,为了发光显示部9、10、11的EL元件,可将选择期间设为三倍,与由1个IC芯片输出到全部信号线的情况相比,可将施加于显示部9、10、11的各EL层的电压变为1/3,所以可抑制电压引起的恶化。
另外,因为将内置CPU的IC芯片3安装在基板2上,所以可实现显示装置1的多功能化。另外,因为将内置帧存储器的IC芯片3安装在基板2上,所以即使不从外部输入图像数据,也可维持在显示装置1中执行显示的状态。
另外,假设在基板2上直接形成CPU、帧存储器、D/A转换器、定时发生器、扫描驱动器和数据驱动器由于分别有最佳的耐压、耐热、加工,所以不太合适。但是,在本实施方式中,因为在基板2上安装事先以最佳的耐压、耐热、加工设计的IC芯片3-7,所以可提供具有CPU、帧存储器、D/A转换器、定时发生器、扫描驱动器和数据驱动器功能的显示装置1。
另外,本发明不限于上述实施方式,在不脱离本发明的精神的范围内,可进行各种改良和设计变更。
例如,在上述实施方式中,显示部9、10、11为按扫描线、EL层、透明信号线的顺序层叠的结构,但相反,也可以是按信号线、EL层、透明的扫描线的顺序层叠的结构。另外,将显示部分割成3块,但也可将显示部分割成4块以上来细化。
另外,在上述实施方式中,在任一显示部9-11中,在扫描线与信号线的每个交叉部位都独立形成EL层,但EL层也可以是共同的层。即,在显示部9中,形成EL层以覆盖所有扫描线9a、9a、…,在显示部10中,形成EL层以覆盖所有扫描线10a、10a、…,在显示部11中,形成EL层以覆盖所有扫描线11a、11a、…。此时,EL层在显示部9-11整体中可以是共同的层。
另外,也可以是如下的变形例。在以下的变形例中,向与上述实施方式的显示装置1一样的结构要素附加相同的符号。
[变形例1]
在上述实施方式的显示装置1中,在基板2中表面安装IC芯片3-7,但在变形例1的EL显示装置中,将IC芯片3-7埋入基板2中。具体而言,如图4所示,在基板2中形成凹沟2a,在该凹沟2a内插入IC芯片5。在凹沟2a中填充树脂等填充材料20,由该填充材料20来覆盖IC芯片5。在填充材料20中形成接触孔20a,在接触孔20a中埋入导电性材料,由导电性材料来连接IC芯片5的端子与电路布线19。变形例1的EL显示装置除在基板2中埋入IC芯片3-7外,结构与上述实施方式的显示装置1一样,同时一样动作。
[变形例2]
在变形例2的EL显示装置中,与变形例1的显示装置一样,将IC芯片3-7埋入基板2中。但是,如图5所示,通过将形成显示部9、10、11的透明基板30贴合在埋入IC芯片3-7且覆盖绝缘覆盖膜8的基板上来制造变形例2的EL显示装置。
与上述实施方式、变形例1那样在绝缘覆盖膜8上形成显示部9、10、11一样,在变形例2中,在透明基板30的表侧面30a中形成显示部9、10、11。另外,在透明基板30的表侧面30a中形成显示部9、10、11的方法与上述实施方式中在绝缘覆盖膜8上形成显示部9、10、11的方法一样。
透明基板30是硼酸玻璃、石英玻璃、其他玻璃、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯等树脂等透明材料。在上述实施方式中,信号线9b、9b、…、信号线10b、10b、…和信号线11b、11b、…透明,相反,在变形例2中,扫描线9a、9a、…、扫描线10a、10a、…和扫描线11a、11a、…透明,透过光。
在透明基板30的一个面中形成密封膜12,以覆盖显示部9、10、11整体。在对应于扫描线9a、9a、…、信号线9b、9b、…、扫描线10a、10a、…、信号线10b、10b、…、扫描线11a、11a、…、和信号线11b、11b、…各自一端部的位置上,在密封膜12中形成接触孔12a,在接触孔12a中埋入导电性材料。接触孔12a位于对应于接触孔8a-8f的位置上。
使接触孔8a-8f对应于接触孔12a,使绝缘覆盖膜8面对密封膜12,通过各向异性粘接剂(省略图示)将密封膜12粘接在绝缘覆盖膜8上。各向异性粘接剂在层方向(厚度方向)具有导电性,但在与层方向正交的方向具有绝缘性。因此,通过各向异性粘接剂将一个接触孔12a电连接于接触孔8a-8f之一上。从而,将IC芯片5的一个端子电连接于一条扫描线9a上,将IC芯片5的一个端子电连接于一条信号线9b上,将IC芯片6的一个端子电连接于一条扫描线10a上,将IC芯片6的一个端子电连接于一条信号线10b上,将IC芯片7的一个端子电连接于一条扫描线11a上,将IC芯片7的一个端子电连接于一条信号线11b上。
通过分别由IC芯片5、6、7来无源驱动显示部9、10、11来进行显示动作,但因为扫描线9a、9a、…、扫描线10a、10a、…、扫描线11a、11a、…和透明基板30透明,所以EL层发出的光从透明基板30的背面30b放射到外部。即,透明基板30的背面30b成为显示面。
另外,在上述实施方式中,为无源驱动型的显示装置1,但也可以是示出的有源驱动型的显示装置101。下面,用图来说明本发明的具体方式。但是,发明的范围不限于图示实例。另外,以下说明中,所谓[平面视图]是指[从垂直于显示装置101的显示面的方向看]。
图6是表示适用本发明的显示装置的具体结构的电路框图。如图6所示,显示装置101是有源矩阵驱动型的显示装置,作为基本结构,具备具有显示图像的显示装置象素的显示部107;驱动显示部107的各象素用的选择扫描驱动器103、电压电源驱动器104和数据驱动器105;控制选择扫描驱动器103、电压电源驱动器104和数据驱动器105的控制器106。
这里,显示装置101为设置在硼酸玻璃、石英玻璃、其他玻璃等对能承受后述的晶体管的制造工序中的温度的基板112(图10中示出)中的第一层、和设置在第一层上的第二层的层叠结构。在第一层中设置选择扫描驱动器103、电压电源驱动器104、数据驱动器105和控制器106,在第二层中设置构成显示部107的电路元件。在控制器106、选择扫描驱动器103、电压电源驱动器104和数据驱动器105上形成夹层绝缘膜134,保护这些第一层的电路元件不被第二层的电路元件的制造工序破坏。
选择扫描驱动器103、电压电源驱动器104和数据驱动器105分别可输入数据地与来自控制器106的控制信号群φs、φe、φd连接。因为设定成来自显示部107的各象素的显示光不会经第一层从基板112射出,所以基板112的显示光透过率可以不一定高。
如图7所示,控制器106、构成选择扫描驱动器103的第一选择扫描驱动器103a、第二选择扫描驱动器103b、…、第S选择扫描驱动器103c(S为2以上的自然数)、构成数据驱动器105的第一数据驱动器105a、第二数据驱动器105b、…、第T数据驱动器105c(T为2以上的自然数)、构成电压电源驱动器104的第一电压电源驱动器104a、电压电源驱动器104b、…、第S电压电源驱动器104c分别在平面视图中不重叠地设置在基板112上。
控制器106经布线群151a、151b、…、151c分别与第一选择扫描驱动器103a、第二选择扫描驱动器103b、…、第S选择扫描驱动器103c连接,另外,经布线群152a、152b、…、152c分别与第一数据驱动器105a、第二数据驱动器105b、…、第T数据驱动器105c连接,另外,经布线群153a、153b、…、153c分别与第一电压电源驱动器104a、电压电源驱动器104b、…、第S电压电源驱动器104c连接。
第一选择扫描驱动器103a、第二选择扫描驱动器103b、…、第S选择扫描驱动器103c分别按照从控制器106输入的控制信号群φs,依次向布线LX1、LX2、…、LXm输出选择扫描信号。
第一数据驱动器105a按照从控制器106输入的控制信号群φd,分别在布线LY11、LY12、…、LY1n中流入对应于图像数据的存储电流。
第二数据驱动器105b按照从控制器106输入的控制信号群φd,分别在布线LY21、LY22、…、LY2n中流入对应于图像数据的存储电流。
第T数据驱动器105c按照从控制器106输入的控制信号群φd,分别在布线LYT1、LYT2、…、LYTn中流入对应于图像数据的存储电流。
第一电压电源驱动器104a、电压电源驱动器104b、…、第S电压电源驱动器104c分别按照从控制器106输入的控制信号群φe,依次向布线LZ1、LZ2、…、LZm输出规定的信号。
在布线LX1、LX2、…、LXm、布线LY11、LY12、…、LY1n、布线LY21、LY22、…、LY2n、布线LYT1、LYT2、…、LYTn、布线LZ1、LZ2、…、LZm各自的前端设置端子部Tr1,各端子部Tr1通过设置在覆盖选择扫描驱动器103、电压电源驱动器104、数据驱动器105和控制器106的夹层绝缘膜134中的未图示的接触孔露出。
在夹层绝缘膜134中设置显示部107,以便在平面视图中至少局部地与图7所示的选择扫描驱动器103、电压电源驱动器104、数据驱动器105和控制器106重叠。具体而言,在显示部107中,如图8所示,沿行方向彼此平行地排列m条选择扫描线X1、X2、…、Xm,形成于夹层绝缘膜134上,另外,沿行方向在夹层绝缘膜134上形成相同的m条电压电源扫描线Z1、Z2、…、Zm,以分别与选择扫描线X1、X2、…、Xm成组地交互排列,另外,沿与行方向正交的列方向在夹层绝缘膜134上形成电流线Y11、Y21、…、YT1、Y12、Y22、…、YT2、Y1n、Y2n、…、YTn
另外,图6中示出的第一列电流线Y1相当于图8的电流线Y11、Y21、…、YT1,图6中示出的第二列电流线Y2相当于图8的电流线Y12、Y22、…、YT2,图6中示出的第n列电流线Yn相当于图8的电流线Y1n、Y2n、…、YTn
电压电源扫描线Z1、Z2、…、Zm与选择扫描线X1、X2、…、Xm彼此电绝缘。选择扫描线X1、X2、…、Xm和电压电源扫描线Z1、Z2、…、Zm可通过布图相同的导电膜来统一形成。另外,电流线Y11、Y12、…、Y1n、Y21、Y22、…、Y2n、YT1、YT2、…、YTn与选择扫描线X1、X2、…、Xm和电压电源扫描线Z1、Z2、…、Zm交叉地沿列方向设置,通过夹入后述的栅极绝缘膜123或阻塞(block)绝缘膜136来与选择扫描线X1、X2、…、Xm和电压电源扫描线Z1、Z2、…、Zm绝缘。
设置位于选择扫描线X1、X2、…、Xm、电流线Y11、Y12、…、Y1n、Y21、Y22、…、Y2n、YT1、YT2、…、YTn和电压电源扫描线Z1、Z2、…、Zm各自的一个前端上的端子部Tr2
选择扫描线X1、X2、…、Xm的端子部Tr2分别经设置在夹层绝缘膜134中的接触孔与布线LX1、LX2、…、LXm的各端子部Tr1连接。
电流线Y11、Y12、…、Y1n的端子部Tr2分别经设置在夹层绝缘膜134中的接触孔与布线LY11、LY12、…、LY1n的各端子部Tr1连接。
电流线Y21、Y22、…、Y2n的端子部Tr2分别经设置在夹层绝缘膜134中的接触孔与布线LY21、LY22、…、LY2n的各端子部Tr1连接。
电流线YT1、YT2、…、YTn的端子部Tr2分别经设置在夹层绝缘膜134中的接触孔与布线LYT1、LYT2、…、LYTn的各端子部Tr1连接。
电压电源扫描线Z1、Z2、…、Zm分别经设置在夹层绝缘膜134中的接触孔与布线LZ1、LZ2、…、LZm的各端子部Tr1连接。
将多个有机EL元件E1,1-Em,n排列成矩阵状,在包围在电流线Y11、Y12、…、Y1n、Y21、Y22、…、Y2n、YT1、YT2、…、YTn与选择扫描线X1、X2、…、Xm中的各区域中,配置各有机EL元件。另外,为了在有机EL元件E1,1-Em,n中分别流过期望的电流,在各有机EL元件的周围设置象素驱动电路D1,1-Dm,n。一个有机EL元件和与之对应设置的一个驱动电路对应于显示部107的一象素。即在(m×n)个象素中分别设置一个有机EL元件和一个驱动电路。
下面,详细说明显示部107的各象素。
在显示部107内,将多个象素P1,1-Pm,n(m≥1、n≥≤2)设置成矩阵状。在第i行第j列的象素Pi、j(1≤i≤m、1≤j≤n)中,形成第i行第j列有机EL元件Ei,j、和驱动有机EL元件Ei,j的第i行第j列象素驱动电路Di,j。象素驱动电路Di,j具备电容器117和分别作为n沟道非晶硅薄膜晶体管的第1晶体管108、第2晶体管109、第3晶体管110。
象素驱动电路Di,j的第1晶体管108的栅极电极108G连接于第i行的选择扫描线Xi上,漏极电极108D连接于第i行电压电源扫描线Zi上,源极电极108S连接于第3晶体管110的栅极电极110G上,同时连接于电容器117的一个极上。
象素驱动电路Di,j的第2晶体管109的栅极电极109G连接于第i行的选择扫描线Xi上,漏极电极109D连接于第3晶体管110的源极电极110S上,同时连接于电容器117的另一个极上,源极电极109S连接于第j列电流线Yi(电流线Y1j、Y2j、…YTj之一)上。
象素驱动电路Di,j的第3晶体管110的栅极电极110G连接于第1晶体管108的源极电极108S和电容器117的一个极上,漏极电极110D连接于电压电源扫描线Zi上,源极电极110S与作为有机EL元件Ei,j的一个极的象素电极连接,同时,连接于电容器117的另一个极上,并连接于第2晶体管109的漏极电极109D上。
电容器117连接于第3晶体管110的栅极电极110G和源极电极110S之间,具有保持栅极电极110G-源极电极110S之间的电位的功能。
有机EL元件Ei,j构造成在象素电极与相对透明电极113之间夹入有机EL层,象素电极连接于第3晶体管110的源极电极110S上,向相对透明电极113施加基准电位Vss
这里详细说明象素Pi,j。图9是平面看象素Pi,j中的象素驱动电路Di,j的示意图,图10是沿图9的(X)-(X)线在厚度方向切断时的截面图,图11是沿图9的(XI)-(XI)线在厚度方向切断时的截面图,图12是沿图9的(XII)-(XII)线在厚度方向切断时的截面图。另外,图9中,为了便于理解,至少部分省略后述的栅极绝缘膜123、第一杂质半导体膜125、第二杂质半导体膜126、阻塞绝缘膜130、相对透明电极113等。
在夹层绝缘膜134上,以规定图案形成构成第1晶体管108的栅极电极108G、第2晶体管109的栅极电极109G和第3晶体管110的栅极电极110G的栅极电极层122。栅极电极层122统一布图与选择扫描线X1、X2、…、Xm、电压电源扫描线Z1、Z2、…、Zm相同的导电材料层,另外,具有从铬、铝、铜、钛、钨或从其至少部分中选择的合金等中选择的低阻抗材料。
在栅极电极层122上覆盖阳极氧化栅极电极层122的阳极氧化膜131,设置栅极绝缘膜123,以从阳极氧化膜131上覆盖显示部107的整个面。栅极绝缘膜123由氮化硅或氧化硅等具有透光性和绝缘性的材料构成。另外,栅极绝缘膜123还覆盖选择扫描线X1、X2、…、Xm和电压电源扫描线Z1、Z2、…、Zm
分别经栅极绝缘膜123面对各栅极电极层122地形成第1晶体管108、第2晶体管109和第3晶体管110的半导体膜124。该半导体膜124备有具有从可视光到红外线波长频域的分光灵敏度的本征非晶硅。在各半导体膜124上,形成保护半导体膜124的表面不被蚀刻液腐蚀的由氮化硅构成的阻塞绝缘膜130。在各阻塞绝缘膜130的一侧部和另一侧部,分别彼此间隔地形成第一杂质半导体膜125和第二杂质半导体膜126。各第一杂质半导体膜125覆盖半导体膜124的一侧部和阻塞绝缘膜130的一侧部地形成,各第二杂质半导体膜126覆盖半导体膜124的另一侧部和阻塞绝缘膜130的另一侧部地形成。第一杂质半导体膜125和第二杂质半导体膜126由掺杂了n型杂质离子的非晶硅构成。
在各第1晶体管108、第2晶体管109和第3晶体管110的第一杂质半导体膜125上,形成构成漏极电极108D、漏极电极109D和漏极电极110D的漏极电极层127,在各第1晶体管108、第2晶体管109和第3晶体管110的第二杂质半导体膜126上,形成构成源极电极108S、源极电极109S和源极电极110S的源极电极层128。漏极电极层127和源极电极层128统一布图与电流线Y1-Yn(即Y11、Y21、…、YT1、Y12、Y22、…、YT2、…、Y1n、Y2n、…、YTn)相同的导电材料层而成,另外,具有从铬、铝、铜、钛、钨或从其至少部分中选择的合金等中选择的低阻抗材料,并具有截断可视光透过的功能。从而,抑制来自外部或各有机EL元件的光入射到半导体膜124、第一杂质半导体膜125和第二杂质半导体膜126上。源极电极层128与漏极电极层127通过彼此间隔来电绝缘。
第1晶体管108、第2晶体管109、第3晶体管110除逆交错(stager)结构外,也可以是共面(コプラナ)型,另外,至少之一为p沟道型晶体管,另外,除非晶硅外,也可以是多晶硅等晶体管。另外,为了防止各第1晶体管108、第2晶体管109和第3晶体管110的光恶化,最好基板112具有遮光性。
以覆盖第1晶体管108、第2晶体管109、第3晶体管110、电容器117、选择扫描线X1、X2、…、Xm、电流线Y1、Y2、…、Yn、电压电源扫描线Z1、Z2、…、Zm的方式,形成由氮化硅构成的保护绝缘膜129。
上述结构的第3晶体管110是将半导体膜124设为沟道区域的MOS型场效应晶体管。第1晶体管108和第2晶体管109的结构与第3晶体管110实质一样。另外,电容器117与第3晶体管110的栅极电极层122共享一个电极,与第3晶体管110的源极电极层128共享另一个电极。电容器117用作通过将形成于一个电极和另一个电极之间的栅极绝缘膜123设为电介质、积累随着流过第3晶体管110的源极-漏极间的电流的电流值变化而变化的第3晶体管110的栅极-源极间电位、作为电荷数据的电容。即,电容器117构成第3晶体管110的栅极-源极间的寄生电容,存储写入的电荷数据,之后,当向第3晶体管110的源极-漏极间施加规定电压时,保持在第3晶体管110的栅极-源极间积累的电荷,以在第3晶体管110的源极-漏极间流过电流值与写入时相等的电流。
通过由聚酰亚胺等构成的绝缘平坦化膜118来覆盖保护绝缘膜129。绝缘平坦化膜118用作在显示部107的整个面中成膜的平坦化膜,由该绝缘平坦化膜118来消除第1晶体管108、第2晶体管109、第3晶体管110上的保护绝缘膜129、与夹层绝缘膜134的表面上的保护绝缘膜129之间产生的级差,绝缘平坦化膜118的表面构成大致平坦的面。该绝缘平坦化膜118由树脂(例如甲基丙烯酸合成树脂、丙烯树脂、环氧树脂)构成。另外,为了防止第1晶体管108、第2晶体管109、第3晶体管110的光恶化,例如也可混入炭黑等颜料,使绝缘平坦化膜118具有遮光性。
在绝缘平坦化膜118上,在显示部107的整个面中形成光学干涉层119。光学干涉层119从绝缘平坦化膜118侧开始顺序层叠镜面反射来自上方的光的反射层119a、设定成规定厚度和规定折射率的光透过性透明层119b、用作单向透视玻璃的半反射层119c。光学设计光学干涉层119,使对于可视光波长区域的光的反射率按反射层119a、半反射层119c、透明层119b的顺序变高,并且,对于可视光波长区域的光的透过率按透明层119b、半反射层119c、反射层119a的顺序变高。反射层119a是由Ag、Pt、Cu、Sn等金属或合金构成的、表面平滑、具有金属光泽的膜,透明层119b是氧化硅或氧化钛等电介质,可以是单层,但最好是多层。另外,这种光学干涉层119从平面看,最好构成对各色的每个象素群或每个象素独立的多个矩阵状来排列,以使形成与以后述的红、绿、蓝色之一分别发光的各有机EL元件的发光波长一致的光学膜厚。另外,光学干涉层119也可以是单层结构。
另外,各第3晶体管110的漏极电极层127经设置在栅极绝缘膜123和阳极氧化膜131中的多个接触孔148连接于电压电源扫描线Z1、Z2、…、Zm之一上。
各第1晶体管108的源极电极层128和第3晶体管110的栅极电极层122经设置在栅极绝缘膜123和阳极氧化膜131中的多个接触孔147连接。
在光学干涉层119上形成有机EL元件E1,1-Em,n。有机EL元件E1,1-Em,n分别形成按例如用作阳极电极的象素电极116、若流过阈值以上的电流则发光的电场发光的EL层115、例如用作阴极电极的相对透明电极113的顺序层叠的层叠结构。
象素电极116经形成于绝缘平坦化膜118、光学干涉层119和保护绝缘膜129中的多个接触孔149与第3晶体管110的源极电极层128连接。
其中,象素电极116在每个象素中电分离地彼此间隔、独立形成,多个象素电极116在平面视图中排列成矩阵状。
另外,在象素电极116周围的光学干涉层119上,与象素电极116的周缘部116a部分重合地设置不沾液体性质的疏液性膜114。疏液性膜114设置开口部114a,使对应于象素电极116的中央部的位置开口,在该开口部114a内堆积EL层115。EL层115是由发光材料形成的层,是通过再键合从象素电极116注入的载流子(这里为空穴)与从相对透明电极113注入的载流子(这里为电子)来发光的层。另外,象素P1,1-Pm,n的有机EL元件象素E1,1-Em,n的各EL层115是分别以红、绿、蓝色之一发光的层,各色规则地排列。也可将发出同色光的EL层115排列在相同列中,也可将红、绿、蓝色的EL层115构成Δ排列。
象素电极116对可视光具有透过性,同时,具有导电性,只要能用作阳极,功函数最好较高。象素电极例如由氧化铟、氧化锌、氧化锡或包含其中至少一个的混合物(例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌、镉锡氧化物(CTO))形成。另外,也可通过将象素电极116形成单向透视玻璃来形成半反射层119c,但此时,相对可视光波长区域的光的反射率按反射层119a、象素电极119、透明层119b的顺序变高,并且,相对可视光波长区域的光的透过率按透明层119b、象素电极119、反射层119a的顺序变高。此时,透明层119b的光学膜厚为有机EL元件的EL层115发出的光的主波长(峰值波长)的2分之1的整数倍。另外,在不形成光学干涉层119的情况下,象素电极116也可不透明,最好对可视光波长区域的光具有反射性。
可以在EL层115中适当混合利用电场来传输电子的电子传输性的物质,可适当混合利用电场来传输空穴的空穴传输性的物质,或适当混合电子传输性的物质和空穴传输性的物质。即,EL层115可以是从象素电极116开始按空穴传输层、发光层、电子传输层的顺序层叠的三层结构,或是按空穴传输层、发光层的顺序层叠的二层结构,或是按发光层、电子传输层的顺序层叠的二层结构,或是由发光层构成的单层结构,或是在这些层结构中在适当的层间夹入电子或空穴的注入层的多层结构。另外,构成EL层115的所有层可以由有机化合物构成,构成EL层115的所有层可以由无机化合物构成,EL层115也可以是层叠由无机化合物构成的层与由有机化合物构成的层而成。另外,在构成EL层115的所有层由无机化合物构成的情况下,有机EL元件是无机有机EL元件,在构成EL层115的层中存在由有机化合物构成的层的情况下,有机EL元件是有机EL元件。
在EL层115由低分子有机材料或无机物构成的情况下,可通过蒸镀法、溅射法等气相生长法来形成EL层115。另一方面,在EL层115例如由高分子有机材料构成的情况下,通过湿式成膜法在显示部107上成膜的包含高分子有机材料的含有机化合物的液体由于与疏液性膜114的表面排斥,所以不形成于疏液性膜114上,可选择地成膜于对应于各象素P1,1-Pm,n的开口部114a内,即各象素电极116上。所谓含有机化合物的液体是含有构成EL层115的有机化合物或其前驱体的液体,也可以是将构成EL层115的有机化合物或其前驱体作为溶质溶于溶媒中的溶液,或是将构成EL层115的有机化合物或其前驱体分散到分散媒中的分散液。
另外,EL层115的发光层中含有发光材料。作为发光材料,使用高分子类材料。作为高分子类材料,例如有聚咔唑类,聚对苯撑类,聚丙炔乙烯撑类,聚噻吩类,聚芴类,聚硅烷类,聚乙炔类,聚苯胺类,聚吡啶类,聚吡啶乙烯撑类,聚吡咯类材料。另外,作为高分子材料,可例举形成上述高分子材料(聚合物)的单体或是低聚物的聚合物或共聚物、单体或低聚物的衍生物的聚合物或共聚物、或者具有 唑(f二唑,三唑,二唑)或三苯胺骨架的单体进行聚合的聚合物或共聚物。另外,作为这些聚合体的单体,包含通过加热、加压、施加UV、电子线等来形成上述化合物的单体和前驱聚合体。另外,也可导入键合这些单体之间的非共役类单元。
作为这种高分子材料的具体实例,例如(聚芴,聚乙烯基咔唑,聚十二烷基噻吩,聚乙烯羟噻吩,聚苯乙烯磺酸分散体改性物,聚9,9-二烷基芴,聚噻嗯基-9,9-二烷基噻吩,聚2,5-二烷基对苯撑噻嗯(二烷基:R=C1~C20),聚对苯撑乙烯撑,聚2-甲氧基-5-(2’-乙基-己氧基)-对苯撑乙烯撑,聚2-甲氧基-5-(2’-乙基-戊氧基)-对苯撑乙烯撑,聚2,5-二甲基-对苯撑乙烯撑,聚2,5-噻嗯基乙烯撑,聚2,5-二甲基对苯撑乙烯撑,聚1,4-对苯撑氰基乙烯撑等。
另外,不限于高分子类材料,也可蒸镀低分子材料来成膜。另外,也可按照低分子材料的性质,以将低分子材料溶解在溶媒中的状态下涂布使用。并且,也可使低分子材料作为掺杂物分散到高分子聚合体中,作为聚合体分散低分子材料时的聚合体,可对应于状况来使用包含公知的能用聚合体的各种聚合体。
这里,EL层115是通过湿式成膜法形成的层,是按作为导电性高分子的PEDOT(聚噻吩)和作为掺杂物的PSS(聚苯乙烯磺酸)构成的空穴传输层115a、聚芴类发光材料构成的发光层115b的顺序层叠的二层结构。另外,在EL层115通过湿式成膜法来形成的情况下,期望在象素电极116上形成溶于液体、具有液体以40度以下的接触角浸湿的性质(下面称为亲液性。)的亲液性膜的状态下,在该亲液性膜上涂布含有有机化合物的液体。
光学干涉层119的透明层119b的光学膜厚(层的厚度d×折射率n)是EL层115发出的光的主波长(峰值波长)的2分之1的整数倍。从而,光学干涉层119构成谐振结构。即,若EL层115发出的光、尤其是主波长附近的波长频域的光进入光学干涉层119内,则其中主波长的光在反射层119a与半反时层119c之间反复反射并谐振,从光学干涉层119射向外部的光的强度变强。另一方面,在进入光学干涉层119内的外光中被谐振的主波长以外的光即使在反射层119a与半反射层119c之间反射时干涉,也由于相位与透明层119b的光学膜厚形成的光路长度不一致进而被衰减,所以基本上不会射到光学干涉层119以外。因此,因为光学干涉层119放大EL层115发出的光后,使较宽波长频域的光作为较窄波长频域的光射出,所以可提高各色的色纯度。此外,因为可抑制外来光的内部反射引起的闪耀,所以可进行暗显示或黑显示,提高对比率。另外,期望透明层119b的光学膜厚对应于各象素的发光色的波长频域不同而不同,若各象素的发光色分别为R(红)、波长比红短的G(绿)、波长比绿短的B(蓝),则设定为象素R的透明层119b的光学膜厚>象素G的透明层119b的光学膜厚>象素B的透明层119b的光学膜厚。
在各EL层115周围的光学干涉层119上,形成不沾液体、具有液体以50度以上的接触角浸湿的性质(下面称为疏液性。)的疏液性膜114(例如氟类树脂膜、反应性硅膜)。在平面视图中,通过在EL层115间将疏液性膜114形成网格状,将由疏液性膜114围绕的多个围绕区域排列成矩阵状,在围绕区域内形成EL层115。如图10所示,疏液性膜114的一部分既可重叠也可不重叠在象素电极116的外缘的一部分上。因为EL层115非常薄地成膜,所以在通过湿式成膜法来形成EL层115的情况下,若相邻的象素中单方流过含有有机化合物的液体,则可能形成EL层115的厚度薄的象素,虽然有可能在象素电极116与相对透明电极113中短路,但由于疏液性膜114间隔在相邻的象素电极116之间,所以可防止流入相邻的象素中,并且,在相邻的象素是以各不相同的颜色发光的彼此不同的材料的情况下,通过混合相邻象素的含有有机化合物的液体,可防止各象素中发光色的纯度降低。另外,疏液性膜114也可构成为在每个象素中使用未示出疏液性的树脂等材料层来作为贮藏含有有机化合物的液体的水堤,在该材料层露出的表面上覆盖示出疏液性的层。另外,在通过气相生长法来形成EL层115的情况下,也可不设置疏液性膜114。
相对透明电极113形成为所有象素P1,1-Pm,n的有机EL元件E1,1-Em,n之一的共同电极,在平面视图中形成于显示部107的大致整个区域中,是从EL层115侧按电子注入层113a、透明导电层113b的顺序层叠的层叠结构。电子注入层113a以透过光的程度非常薄地形成,由功函数较低的材料(例如镁、钙、锂、钡或稀土类构成的单体金属或包含至少一种这些单体的合金)构成,其厚度比可视光波长区域薄,为10-200nm。透明导电层113b对可视光具有透过性,同时,具有导电性,例如由氧化铟、氧化锌、氧化锡或包含其中至少一个的混合物(例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌、镉锡氧化物(CTO))形成。这种材料的电阻率为100×10-6Ωcm-1000×10-6Ωcm左右。另外,为了提高相对透明电极113的光的透过率,期望将透明导电层113b形成得薄,其膜厚为50-1000nm。这样,相对透明电极113透过EL层115的发光波长频域的至少一部分,显示装置101是从相对透明电极113侧射出EL层115的光的所谓顶部发光结构。相对透明电极113可以是分割成2个以上的多个的电极,或是共同连接于在列方向上邻接的象素上的带状的多个电极,或是共同连接于在行方向上邻接的象素上的带状的多个电极。
在相对透明电极113上,跨跃显示部107整个区域覆盖密封膜143。该密封膜143具有透光的性质,由透明树脂(例如甲基丙烯酸合成树脂、丙烯树脂、环氧树脂)构成。另外,必要时用玻璃基板来密闭密封膜143的上方。
这里,平面视图中不使象素电极116重叠在选择扫描线X1-Xm、电流线Y1-Yn(电流线Y11、Y12、…、Y1n、Y21、Y22、…、Y2n、YT1、YT2、…、YTn)和电压电源扫描线Z1-Zm上是为了通过象素电极116与这些布线间的寄生电容来抑制流过这些布线的电流延迟,但若绝缘平坦化膜118的膜厚厚到足以充分缓和寄生电容的程度,则也可使象素电极116与这些布线重叠,与此同时,因为象素电极116上的EL层115还扩展,所以可增大显示面积或提高显示部107中的显示面积比率。
下面,说明显示装置101的制造方法。
控制显示部107的控制电路的制造工序
在平板状的基板112上,成膜布线LX1、LX2、…、LXm、布线LY11、LY12、…、LY1n、布线LY21、LY22、…、LY2n、…、布线LTY1、LYT2、…、LYTn、布线LZ1、LZ2、…、LZm,同时,成膜布线群151a、151b、…、151c、布线群152a、152b、…、152c、布线群153a、153b、…、153c。这也可通过布图同一导电膜来统一形成。
接着,使控制器106连接于布线群151a、151b、…、151c、布线群152a、152b、…、152c、布线群153a、153b、…、153c的各端子上。
之后,使第一选择扫描驱动器103a、第二选择扫描驱动器103b、…、第S选择扫描驱动器103c与布线LX1、LX2、…、LXm、布线群151a、布线群151b、…、151c连接。
另外,使第一电压电源驱动器104a、电压电源驱动器104b、…、第S电压电源驱动器104c与布线LZ1、LZ2、…、LZm、布线群153a、布线群153b、…、153c连接。
并且,使第一数据驱动器105a、第二数据驱动器105b、…、第T数据驱动器105c与布线LY11、LY12、…、LY1n、布线LY21、LY22、…、LY2n、布线LYT1、LYT2、…、LYTn和布线群153a、布线群153b、…、153c连接。
通过向使第一选择扫描驱动器103a、第二选择扫描驱动器103b、…、第S选择扫描驱动器103c、第一电压电源驱动器104a、电压电源驱动器104b、…、第S电压电源驱动器104c、第一数据驱动器105a、第二数据驱动器105b、…、第T数据驱动器105c的多个连接端子间填充填充材料133,使这些驱动器固定在基板112上。
之后,在基板112的整个区域中成膜兼作平坦化膜的夹层绝缘膜134,并在该夹层绝缘膜134中、对应于布线LX1、LX2、…、LXm、布线LY11、LY12、…、LY1n、布线LY21、LY22…、LY2n、布线LYT1、LYT2…、LYTn、布线LZ1、LZ2、…、LZm的各端子部Tr1的部位分别形成接触孔。
显示部107的制造工序
在夹层绝缘膜134上对各象素形成第1晶体管108、第2晶体管109、第3晶体管110,同时,形成选择扫描线X1、X2、…、Xm、电流线Y11、Y21、…、YT1、Y12、Y22、…、YT2、…、Y1n、Y2n、…、YTn和电压电源扫描线Z1、Z2、…、Zm
此时,选择扫描线X1、X2、…、Xm的各端子部Tr2经设置在夹层绝缘膜134中的接触孔分别连接于布线LX1、LX2、…、LXm的各端子部Tr1上,电流线Y11、Y12、…、Y1n的各端子部Tr2经设置在夹层绝缘膜134中的接触孔分别连接于布线LY11、LY12、…、LY1n的各端子部Tr1上,电流线Y21、Y22、…、Y2n的各端子部Tr2经设置在夹层绝缘膜134中的接触孔分别连接于布线LY21、LY22、…、LY2n的各端子部Tr1上,电流线YT1、YT2、…、YTn的各端子部Tr2经设置在夹层绝缘膜134中的接触孔分别连接于布线LYT1、LYT2、…、LYTn的各端子部Tr1上,电压电源扫描线Z1、Z2、…、Zm经设置在夹层绝缘膜134中的接触孔分别连接于布线LZ1、LZ2、…、LZm的各端子部Tr1上。
接着,在这些晶体管108-110和布线X1-Xm、Y1-Yn、Z1-Zm上选择地覆盖由氮化硅或氧化硅构成的保护绝缘膜129,并从其上开始,在显示部107的整个区域中堆积由聚酰亚胺等树脂构成的绝缘平坦化膜118,之后,依次成膜反射层119a、透明层119b、半反射层119c,形成光学干涉层119。
之后,通过光刻,在光学干涉层119、绝缘平坦化膜118和保护绝缘膜129中形成通到各象素的第3晶体管110的源极电极层128的多个接触孔149。绝缘平坦化膜118的开口部118a构成接触孔149的一部分。另外,在绝缘平坦化膜118的高度比象素电极116的厚度厚的情况下,最好在成膜象素电极116之前,在开口部118a内埋入导电性材料。
之后,通过气相生长法在显示部107的一个面中形成光透过性的导电性膜(例如ITO膜),通过光刻胶法在该导电性膜上形成矩阵状的抗蚀剂,在利用抗蚀剂形成掩膜的状态下,通过蚀刻法来加工导电性膜的形状。之后,去除抗蚀剂。通过以上工序,残留的导电性膜构成通过接触孔149电连接于第3晶体管110的源极电极层128上的象素电极116,可将多个象素电极116布图成矩阵状。多个象素电极116在每个象素中被配置在包围于第1晶体管108、第2晶体管109和第3晶体管110中的显示区域中,同时,彼此电分离,周缘部116a沿第1晶体管108、第2晶体管109和第3晶体管110形成。另外,在平面视图中,将象素电极116重叠在光学干涉层119上,但在光透过性的导电性膜的腐蚀剂侵蚀光学干涉层119的情况下,也可使耐蚀刻性好的绝缘层夹在光学干涉层119与象素电极116之间。
另外,在显示部107上形成网格状的形成了使象素电极116的中央部露出的开口部114a的疏液性膜114。此时,定义疏液性膜114的开口部114a的周缘覆盖象素电极116的周缘部116a。疏液性膜114的形状也可通过光刻和蚀刻来形成。疏液性膜114也可以是具有Si-N-Si键、在N或/和Si中包含氟元素的功能团键合后的具有含氟元素的功能团的硅氮烷化合物等氟元素树脂膜或反应性硅膜。
另外,也可在显示部107的整个面中覆盖疏液性膜114,在象素电极116上面的疏液性膜114上重叠光触媒,该光触媒若感光规定波长频域的光,则产生促进使疏液性消失的化学反应的活性种,通过从其上入射规定波长频域的光,将应成膜EL层115的象素电极116上的疏液性膜114变为亲液性,如后所述,从其上开始成膜EL层115。具体而言,在显示部107的整体中薄薄地成膜含有硅氮烷化合物的液体,硅氮烷化合物构成聚合体,干燥后,使氧化钛等光触媒配置在象素电极116上,选择地向光触媒照射紫外线,使氟元素或含氟元素的功能团脱离象素电极116上的硅氮烷聚合体,消失疏液性膜114的疏液性,不向位于象素电极116、116之间的疏液性膜114照射紫外线,以维持疏液性。此时,消失疏液性的疏液性膜114是绝缘膜,但因为极薄地成膜,所以即使形成于象素电极116上,也不会明显妨碍空穴或电子等载流子的注入。另外,也可以是疏液性膜114通过聚酰亚胺来形成以开口部114a为侧壁的基体,并在该基体的表面薄薄地覆盖例如氟元素等疏液性材料。
接着,在通过疏液性膜114的开口部114a露出的象素电极116上成膜EL层115。EL层115的布图也可使用喷出包含EL层115的构成材料的液体的液滴喷出喷嘴(喷墨喷嘴)来选择地堆积。即,使喷嘴面对放置在台上的基板112,使喷嘴相对基板112平行移动,同时,在喷嘴位于围绕区域上时,从喷嘴中喷出含有有机化合物的液体。从而,可形成EL层115,以便在平面视图中,将EL层115重叠在象素电极116上。
这里,在EL层115由空穴传输层115a与发光层115b构成的情况下,首先空穴传输层用喷嘴向包围在疏液性膜114的各开口部114a中的区域喷出包含空穴传输层115a的构成材料的液体,作为液滴,该液体干燥后,形成空穴传输层115a,之后,狭义的发光层用喷嘴向包围在疏液性膜114的各开口部141a中的区域喷出包含发光层115b的构成材料的液体,作为液滴,该液体干燥后,形成发光层115b。即使空穴传输层115a或发光层115b含有的液滴多少滴落在疏液性膜114的边缘,也通过疏液性膜114排斥液滴,容纳在周围由疏液性膜114包围的开口部(象素电极116)中。只要可通过疏液性膜114充分排斥液滴,则也可通过印刷来成膜EL层115。此时,即使印刷技术没有光刻那么高的精度,也由于在疏液性膜114相邻的象素之间隔开包含EL层115的构成材料的液体,所以可形成精细间距(fine pitch)的象素。
另外,露出象素电极116地对基板112施加网格状的金属掩膜,并在该状态下执行气相生长法,从而将EL层115成膜成矩阵状。另外,各象素的空穴传输层115a无论发光层115b的发光色如何都为相同材料的情况下,将显示部107整体浸入包含空穴传输层115a的构成材料的液体中,通过布图的疏液性膜114来选择地形成于象素电极116上,或不设置疏液性膜114,而将显示部107整体浸入包含空穴传输层115a的构成材料的液体中,将空穴传输层115a形成跨跃各象素并连续的层。
接着,在氩等惰性气体气氛气或1Torr以下的减压气氛气下,通过溅射法或蒸镀法,在显示部107的整体上覆盖10-200nm厚度的由镁、钙、锂、钡或稀土类构成的单体金属或包含至少一种以上这些单体的合金,形成电子注入层113a。接着,通过CVD等蒸镀法溅射法,在显示部107的整体上覆盖50-200nm厚度的从氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌、镉锡氧化物(CTO)中选择的材料,在电子注入层113a上成膜透明导电层113b。
之后,在显示部107中成膜在多个树脂薄膜间夹入金属薄膜、无机化合物层的透明密封膜143。此时,除选择扫描线X1-Xm、电流线Y1-Yn和电压电源扫描线Z1-Zm的各端子、和有机EL元件E1,1-Em,n的相对透明电极113的端子从显示部107延伸到该区域之外,最好尽可能覆盖显示部107内的构成部件。另外,为了平滑密封膜143的表面,使EL层115的光高效射出,最好对密封膜143的表面进行化学研磨、机械研磨或机械化学研磨。另外,在密封膜143的上方配置面对基板112的相对基板,使显示部107配置在这些基板内。
在如下制造的显示装置101中,选择扫描驱动器103、电压电源驱动器104、数据驱动器105、控制器106经选择扫描线X1-Xm、电流线Y1-Yn和电压电源扫描线Z1-Zm来控制各象素P1,1-Pm,n的象素驱动电路D1,1-Dm,n,有机EL元件E1,1-Em,n适当发光,从相对透明电极113侧向外部射出光。因此,相对透明电极113侧构成显示面,面向相对透明电极113侧的用户可看见显示内容。
本发明不限于上述实施方式、上述变形例,在不脱离本发明的精神的范围内可进行各种改良和设计变更。
在上述说明中,作为多个象素电极116的二维排列的一例,排列成矩阵状,但也可将多个象素电极116排列成描绘分别以相邻的RGB象素为顶点的三角形的Δ排列,或将象素形状设为六边形,排列成蜂窝状。另外,沿列方向排列由同色发光的多个象素构成的象素群,这种象素群也可在行方向上与由不同色发光的多个象素构成的象素群邻接。
下面,详细说明象素驱动电路Di,j的电路结构。
这里,为了方便,将电流线Y11、Y21、…、YT1、Y12、Y22、…、YT2、…、Y1n、Y2n、…、YTn表现为电流线Y1-Yn来进行说明。
在非选择期间中施加于电压电源扫描线Zi的电压VNSE为基准电位Vss以上的电压,选择期间中施加于电压电源扫描线Zi的电压VSE小于先于基准电位Vss。例如,基准电位Vss是接地电位。
如图6所示,选择扫描驱动器103连接于显示部107的选择扫描线X1-Xm上。选择扫描驱动器103是所谓的移位寄存器。选择扫描驱动器103通过对应于从控制器106输出的控制信号群Φs,按从选择扫描线X1至选择扫描线Xm的顺序(选择扫描线Xm的下面是选择扫描线X1)依次输出扫描信号,从而依次选择连接于各选择扫描线X1-Xm上的第1晶体管108、第2晶体管109。具体而言,选择扫描驱动器103在第1晶体管108、第2晶体管109是n沟道的情况下,选择地向选择扫描线X1-Xm施加高电平的导通电压VON(足比基准电位Vss高)、或低电平的截止电压VOFF(与基准电位Vss相等的电位或比基准电位Vss低。)之一的选择扫描信号。即,在选择选择扫描线X1-Xm中的任一选择扫描线Xi的选择期间,选择扫描驱动器103向选择扫描线Xi输出导通电压VON的脉冲,从而,连接于选择扫描线Xi上的第2晶体管109、第3晶体管110(为从象素驱动电路Di,1至象素驱动电路Di,n的全部第2晶体管109、第3晶体管110。)变为导通状态,另一方面,在选择期间以外的非选择期间中,通过向选择扫描线Xi施加截止电压VOFF,第2晶体管109、第3晶体管110变为截止状态。期望选择扫描线X1-Xm各自的选择期间不重合,但在连接于同一列的电流线Yj上的多个象素P以相同灰度发光的情况下,设定成同步选择扫描线X1-Xm的选择期间,且设定成同步电压电源扫描线Z1-Zm的选择期间。
电压电源驱动器104连接于显示部107的电压电源扫描线Z1-Zm上。电压电源驱动器104是所谓的移位寄存器。即,电压电源驱动器104依照从控制器106输出的控制信号群Φe,按从电压电源扫描线Z1至电压电源扫描线Zm的顺序(电压电源扫描线Zm的下面是电压电源扫描线Z1)依次输出脉冲信号。具体而言,电压电源驱动器104以规定周期向各电压电源扫描线Z1-Zm施加与基准电位Vss相等的电位或比基准电位Vss低的选择电压(在基准电位为接地电位的情况下,例如为0[V]。)。即,在选择选择扫描线X1-Xm中的任一选择扫描线Xi的选择期间,电压电源驱动器104向电压电源扫描线Zi施加低电平的选择电压。另一方面,在非选择期间中,电压电源驱动器104向电压电源扫描线Zi施加比基准电位Vss高的高电平的非选择电压VNSE。只要该非选择电压VNSE比基准电位Vss高,则也可以是负电压,但第3晶体管110的源极-漏极间电压VDS为了达到饱和区域而变为充分大的值。后面详细描述饱和电压。
控制器106根据输入的图像数据,分别向选择驱动器103、电压电源驱动器104和数据驱动器105输出的控制信号群φs、控制信号群φe、控制信号群φd。
数据驱动器105是接受来自控制器106的控制信号群,从各电流线Y1-Yn引入流向数据驱动器105的存储电流的电流sink型驱动器。即,数据驱动器105具有电流sink电路,如图13的箭头a所示,在各电流线Y1-Yn中产生存储电流。在非选择期间中,有机EL元件E1,1-Em,n发光时流过的显示电流的电流值等于存储电流的电流值。数据驱动器105在选择期间中,使大小依照该存储电流的电流值的电荷积累在各电容器117中,作为电流数据。
这里,说明数据驱动器105基于在各电流线Y1-Yn中流过规定电流值的存储的各象素P1,1-Pm,n的动作原理。
图15是表示作为n沟道型MOSFET的第3晶体管110的电流-电压特性的图。图15中,横轴是漏极-源极间的电压值,纵轴是漏极-源极间的电流值。在FET中,在图中的不饱和区域中,即在源极-漏极间电压VDS小于依照栅极-源极间电压值VGS的漏极饱和阈值电压VTH的区域中,若栅极-源极间电压值VGS恒定,则随着源极-漏极间电压VDS变大,源极-漏极间电流值IDS变大。另外,在图中的饱和区域中,即在源极-漏极间电压VDS大于等于依照栅极-源极间电压值VGS的漏极饱和阈值电压VTH的区域中,若栅极-源极间电压值VGS恒定,则源极-漏极间电流值IDS大致恒定。
饱和区域下的源极-漏极间电流值IDS由下式(1)表示。
式1
I DS = μ C 0 Z 2 L ( V GS - V TH ) 2 . . . ( 1 )
在上述式(1)中,μ是载流子(电子)的移动率,C0是将MOS结构的栅极绝缘膜作为电介质的电容,Z是沟道宽度,L是沟道长度。
另外,在图15中,栅极-源极间电压值VGS0-VGSMAX满足关系VGS0=0<VGS1<VGS2<VGS3<VGS4<VGSMAX。即,在漏极-源极间电压VDS恒定的情况下,随着栅极-源极间电压值VGS变大,无论是不饱和区域还是饱和区域,源极-漏极间电流值IDS都变大。另外,随着栅极-源极间电压值VGS变大,漏极饱和阈值电压VTH变大。
从上述可知,在不饱和区域中,若漏极-源极间电压VDS稍稍变化,则源极-漏极间电流值IDS变化,在饱和区域中,若栅极-源极间电压值VGS恒定,则源极-漏极间电流值IDS唯一确定。这里,将第3晶体管110为栅极-源极间电压电平VGSMAX时的漏极-源极间电流值IDS设定成以最大亮度发光的有机EL元件Ei,j的象素电极116与相对透明电极113之间流过的电流水平。
下面,用图16的时间图来说明上述结构的象素驱动电路Di,j的动作、象素驱动电路Di,j的驱动方法和显示装置101的动作。图16中,TSE的期间是选择期间,TNSE的期间是非选择期间,TSC的期间是一个扫描期间。另外,有TSC=TSE+TNSE
按照从控制器106输出的控制信号群φs,选择扫描驱动器103从第1行的选择扫描线X1向第m行的选择扫描线Xm依次输出高电平(导通电位)的脉冲。另外,按照从控制器106输出的控制信号群φe,电压电源驱动器104从第1行的电压电源扫描线Z1向第m行的电压电源扫描线Zm依次输出低电平的脉冲。
这里,如图16所示,在各行中,输出选择扫描线Xi的高电平电压的定时基本上与输出电压电源扫描线Zi的低电平脉冲的定时一致,选择扫描线Xi的高电平电压与电压电源扫描线Zi的低电平电压的时间长度基本相同。输出高电平的脉冲和低电平的脉冲的期间是该行的选择期间TSE。另外,在各行的选择期间TSE中,数据驱动器105按照从控制器106输出的控制信号群φd,在所有列的电流线Y1-Yn中产生存储电流(即流向数据驱动器105的电流)。这里,数据驱动器105以依照控制器106接受的图像数据的电流值,在各列的电流线Yj中流过存储电流。
详细说明象素Pi,j的电流的流动和电压的施加。
在第i行的选择期间TSE的开始时刻t1,从选择扫描驱动器103向第i行的选择扫描线Xi输出导通电位(高电平)的电压,在时刻t1-时刻t2的选择期间TSE之间,向选择扫描线Xi施加第1晶体管108和第2晶体管变为导通状态的电平的扫描信号电压VON。另外,在第i行的选择期间TSE之间,向电压电源扫描线Zi施加与基准电位Vss相等的电位或比基准电位Vss低的选择电压VSE。另外,在选择期间TSE中,数据驱动器105根据控制器106接受的图像数据,流过规定电流值的存储电流。
因此,在选择期间TSE中,第1晶体管108导通,从漏极向源极流过电流,向第3晶体管110的栅极和电容器117的一端施加电压,第3晶体管110导通。另外,在选择期间TSE中,第2晶体管109导通,数据驱动器105在电流线Y1、Y2、…、Yj、Yj+1、…、Yn中流过依照图像数据的存储电流。此时,数据驱动器105为了在电流线Y1、Y2、…、Yj、Yj+1、…、Yn中流过存储电流,将电流线Y1、Y2、…、Yj、Yj+1、…、Yn变为选择电压VSE以下,且变为基准电压Vss以下,将第3晶体管110的源极110S的电位设得比漏极的电位低。
并且,因为在第3晶体管110的栅极-源极间产生电位差,所以如图13所示,在电流线Y1、Y2、…、Yj、Yj+1、…、Yn中,沿箭头α所示方向分别流过由数据驱动器105指定的电流值(即依照图像数据的电流值)的存储电流I1、I2、…、Ij、Ij+1、…、In。另外,在选择期间TSE中,因为电压电源扫描线Zi的选择电压VSE为基准电压Vss以下,所以有机EL元件Ei,j的阳极电位比阴极电位低,向有机EL元件Ei,j施加逆偏压。因此,在有机EL元件Ei,j中不流过来自电压电源扫描线Zi的电流。
此时,象素Pi,1-象素Pi,n的各电容器117的另一端(连接于第3晶体管110的源极电极110S上。)变为依照由数据驱动器105控制(指定)的电流值的电位,并且,变为比第3晶体管110的栅极电位低的电位。即,向各象素Pi,1-象素Pi,n的各电容器117充电产生在各象素Pi,1-象素Pi,n的第3晶体管110中分别流过电流I1-In的各第3晶体管110的栅极-源极间电位差的电荷。
这里,从第3晶体管110到电流线Yi的布线等任意点上的电位随着第2晶体管109-第3晶体管110随时间变化的内部阻抗等不同而不同。但是,因为通过数据驱动器105的电流控制流过的电流表示规定的电流值,所以通过高阻抗化第2晶体管109-第3晶体管110的阻抗,即使第3晶体管110的栅极-源极间的电位变化,在箭头α所示方向上流过的电流的规定电流值不会变化。
在选择期间TSE的终止时刻t2,从选择扫描驱动器103输出到选择扫描线Xi的高电平脉冲终止,从电压电源驱动器104输出到电压电源扫描线Zi的低电平脉冲终止。即,在从该终止时刻t2到下一选择期间TSE的开始时刻t1的非选择期间TNSE中,向选择扫描线Xi中第1晶体管108的栅极和第2晶体管109的栅极施加截止电平(低电位)的扫描信号电压VOFF,同时,向电压电源扫描线Zi施加比基准电位Vss高得多的非选择电压VNSE。因此,如图14所示,在非选择期间TNSE中,第2晶体管109变为截止状态,在电流线Y1-Yn中不流过电流。并且,在非选择期间中TNSE中,第1晶体管108变为截止状态。
因为有机EL元件Ei,j会长时间缓慢高阻抗化,不能避免随时间而恶化,所以有机EL元件Ei,j的分压会缓慢变高,在施加恒定电压的情况下,施加于串联连接于有机EL元件Ei,j上的晶体管的电压有可能会在晶体管中相对变低。这里,若将发光寿命期间中以最大亮度发光有机EL元件Ei,j所需的有机EL元件Ei,j的最大内部电压设为VE,则在选择期间TSE后的非选择期间TNSE之间,如图15所示,即使第3晶体管110的栅极-源极间电压VGS为VGSMAX,但为了使第3晶体管110的源极-漏极间维持饱和区域,即为了不依赖于第3晶体管110的源极-漏极间电压VDS而仅通过第3晶体管110的栅极-源极间电压VGS来控制第3晶体管110的源极-漏极电流IDS,需满足下述所示条件式(2)。
VNSE-VE-Vss≥VTHMAX       (2)
VTHMAX是VGSMAX时的第3晶体管110的源极-漏极间的饱和阈值电压,考虑到伴随第3晶体管110随时间的恶化、该饱和阈值的位移和显示部107的多个第3晶体管110彼此的特性差异,当向第3晶体管110的栅极提供VGSMAX时,第3晶体管110被设定成在正常驱动的范围内预想为最高的电压。
电容器117在其一端和另一端连续保持在选择期间TSE充电的电荷,第3晶体管110连续维持导通状态。即,在非选择期间TNSE与该非选择期间TNSE之前的选择期间TSE中,第3晶体管110的栅极-源极间电压值VGS相等。因此,第3晶体管110即使在非选择期间TNSE中也连续流过与选择期间TSE中依照图像数据的电流值的存储电流相等的显示电流,但因为第2晶体管109为截止状态,所以如上述式(2)所示,通过经有机EL元件Ei,j流向低电位的基准电压Vss,在有机EL元件Ei,j的象素电极116-相对透明电极113之间的有机EL层115中流过显示电流,即第3晶体管110的源极-漏极间电流IDS,有机EL元件Ei,j发光。
这样,在选择期间TSE中,根据图像数据,数据驱动器105经电流线Yj,强制地在第3晶体管110的源极-漏极之间流过存储电流,在非选择期间TNSE中,在有机EL元件Ei,j中流过与拉拔后的存储电流相等的显示电流,所以即使对于第3晶体管110的特性差异或随时间恶化引起的特性位移,第3晶体管110也可提供依照图像数据的期望的电流,并且,即使有机EL元件Ei,j随着时间推移阻抗变高,也由于在有机EL元件Ei,j中流过期望的电流,所以可进行稳定的亮度灰度显示。另外,在一个象素内,因为与有机EL元件Ei,j串联连接的晶体管构成为仅形成一个作为电流控制用晶体管的第3晶体管110,所以分压施加于电压电源扫描线Zi上的电压的结构由于仅为有机EL元件Ei,j和第3晶体管110这两个,所以可以低电压、进而低功耗驱动,同时,抑制象素内的晶体管数量,拓宽象素的发光区域的占有面积(开口率)。
若选择扫描线Xi的选择期间TSE终止,则接着开始选择扫描线Xi+1的选择期间TSE,与选择扫描线Xi一样,选择扫描驱动器103、电压电源驱动器104、数据驱动器105和控制器106动作。这样,按线顺序依次选择为有机EL元件E1,1-E1,n、E2,1-E2,n、…、Em,1-Em,n,在选择扫描线X1-选择扫描线Xm的选择期间依次终止后,选择扫描线Xi的选择期间TSE再次开始。这样,在一个扫描期间TSC中,各象素发光的发光期间TEM实质上相当于非选择期间TNSE,随着选择扫描线的数量增大,发光期间TEM的时间可能变长。
另外,对于一个象素Pi,j,可由三个第1晶体管108、第2晶体管109、第3晶体管110来实现基于电流控制的有源矩阵驱动方式的显示装置101,显示装置101的图像特性好。即,就控制电流值的有源矩阵驱动方式的显示装置101而言,在本发明中,可提高象素Pi,j的发光面积的比例,可对其它设计极限提供余裕。若发光面积的比例提高,则可使显示装置101的显示面的外观亮度变亮,另外,在以期望的外观亮度显示时,因为可使EL层115每单位面积中流过的电流值更小,所以可延长有机EL元件Ei,j的发光寿命。
这样,在通过流过晶体管的电流的电流值来控制有机EL元件的亮度灰度的驱动方法中,必需充电与各电流线之间的寄生电容,直到流过电流线的存储电流的电流值稳定为止,但因为存储电流的电流值为了依照有机EL元件的特性而非常小,所以若后述的选择期间TSE短,则担心不能充分充电寄生电容,不能将存储电流变为期望的电流值。但是,如图8所示,图6所示的电流线Y1-Yn如电流线Y11、Y21、…、YT1、Y12、Y22、…、YT2、…、Y1n、Y2n、…、YTn那样对各电流值进行T分割,所以可将稳定存储电流的电流值之前所需的寄生电容变为1/T,所以即使是短的选择期间TSE,也可充分稳定化。因此,可缩短一帧期间。
另外,在选择期间TSE中,因为向有机EL元件Ei,j施加逆偏压,所以有机EL元件Ei,j的元件寿命延长。在上述实施方式中,各象素驱动电路Di,j的第1晶体管108、第2晶体管109、第3晶体管110全部是非晶硅构成半导体层的仅n沟道的单沟道型FET。因此,可在同一工序中同时在夹层绝缘膜134上形成第1晶体管108、第2晶体管109、第3晶体管110,抑制显示部107、显示装置101和象素驱动电路Di,j的制造所需的时间或成本的增大。另外,在第1晶体管108、第2晶体管109、第3晶体管110中也可采用p沟道型FET,可得到同样的效果。此时,图16所示的各信号都变为逆相位。
显示装置101的象素驱动电路D1,1-Dm,n如后所述,是通过控制在第3晶体管110之一中流过的存储电流的电流值来进行多灰度显示的电流灰度型,但不限于此,也可以是通过控制施加于象素驱动电路D1,1-Dm,n上的信号电压的电压值来进行多灰度显示的电压灰度型。
下面,用图17来说明将上述各实施方式的显示装置1、101装载在数码相机上的应用例。
图17是表示将适用本发明的显示装置1、101用作显示面板的数码相机的电路结构框图。
图17中,数码相机由IC芯片3-7(或选择扫描驱动器103、电压电源驱动器104、数据驱动器105和控制器106)、CCD型拍摄元件40、放大器41、A/D(Analog to Digital)转换器42、驱动电路43、键输入部55、I/O端口57和红外线通信部58构成。这里,IC芯片3、4(或控制器106)由定时发生器44、信号发生器45、VRAM(Video Random AccessMemory)46、D/A转换器47、放大器48、DRAM(Dynamic Random AccessMemory)49、压缩/扩展电路50、闪存51、CG(Character Generator)52、ROM(Read OnLY Memory)53、RAM(Random Access Memory)54和CPU(Central Processing Unit)56构成。
CCD型拍摄元件40由将多个在发光二极管等感光部上重叠传输电极的元件(象素)排列成平面状的象素面、和将积累在各象素中的电荷变换成电压后输出的输出部构成。由成像透镜在CCD型拍摄元件40中成像,经成像透镜入射的光被所述象素面感光,在各象素中积累与感光量成正比的电荷。对应于从驱动电路43提供的驱动信号,从所述输出部一次一个象素地依次读出各象素的积累电荷,经放大器41输出到A/D转换器42。
A/D转换器42将从CCD型拍摄元件40经放大器41输入的拍摄信号从模拟信号变换为数字信号,提供给定时发生器44。
驱动电路43根据从定时发生器44提供的定时信号,驱动控制CCD型拍摄元件40的曝光和读出定时。另外,定时发生器44根据从CPU56输入的映像取入信号,生成控制驱动电路43的定时信号。并且,定时发生器44向IC芯片5、6、7输出时钟信号,以使IC芯片5、6、7(或选择扫描驱动器103、电压电源驱动器104、数据驱动器105)以规定的定时动作。
信号发生器45对经定时发生器44提供的拍摄信号(数字信号)进行色运算处理,生成由亮度信号(Y数据)与色信号(C数据)构成的图像数据,并将该图像数据输出到DRAM49。
另外,信号发生器45向通过CPU56从DRAM49提供的图像数据附加同步信号等,一旦生成视频信号(数字信号),则存储在VRMA46中,之后,将存储在VRAM46中的视频信号经D/A转换器47和放大器48输出到IC芯片5、6、7。另外,在经视频电缆将外部设备连接于视频输出端子59上的情况下,还对该外部设备输出该视频信号。
VRAM46是暂时存储由信号发生器45生成的视频信号(显示数据)的视频存储器,具有可存储IC芯片5、6、7的1画面大小的显示数据的存储器容量。
D/A转换器47将通过信号发生器45从VRAM46提供的视频信号(显示数据)从数字信号变换为模拟信号,在经放大器48在IC芯片5、6、7、或在经视频电缆在视频输出端子59上连接外部设备的情况下,还对该外部设备输出该视频信号。
IC芯片5、6、7根据经D/A转换器47和放大器48输入到场致发光显示装置1的布线13-18的视频信号(显示数据),向显示画面输出图像信号和选择扫描信号。该场致发光显示装置1作为取景器,在拍摄时显示由CCD型拍摄元件40取入的被摄物的图像,另外,在拍摄后,可再现显示存储在闪存51中的拍摄到的图像数据。
DRAM49是暂时存储从信号发生器45提供的拍摄到的图像数据、或通过CPU56从闪存51中读出、经后述的压缩/扩展电路50进行扩展处理后的图像数据的半导体存储器。
压缩/扩展电路50通过编码来压缩处理存储在DRAM49中的图像数据。具体而言,通过规定的编码方式、即对应于处理图像的种类(此时为静止图像)的、例如基于JPEG(Joint Photographic Experts Group)算法的每8×8个象素的DCT(Discrete Cosine Transform:离散余弦变换)、量化、霍夫曼编码来压缩处理(编码处理)图像数据,并将压缩处理后的图像数据输出到闪存51。另外,压缩/扩展电路50解码并扩展处理存储在闪存51中的被压缩处理后的图像数据,输出到DRAM49。
闪存51是存储由多个压缩/扩展电路50压缩处理的图像数据的半导体存储器,将[页No.数据]和[图像数据]相对应后存储多个上述数据。
[页No.数据]是表示对图像数据按存储到该闪存51的顺序分配的存储顺序的数值数据。例如,向最初存储在闪存51中的图像数据分配“1”,作为[页No.数据],向接着存储的图像数据分配“2”来作为[页No.数据]。
另外,闪存51在通过电源开关的按压操作来OFF电源时,保存最后拍摄的图像数据的[页No.数据]+1、最好再现显示的图像数据的[页No.数据]、RAM54内的后述的拍摄条件存储器中存储的各种拍摄条件数据等。
CG52是存储显示于场致发光显示装置1中的、例如操作指南用假名、汉字、英数字、记号等字符数据的存储器。
ROM53除存储拍摄处理、再现显示处理、连续拍摄图像再现显示处理、注释图像合成处理外、还存储通信处理等由CPU56执行的控制数码相机各部的各种控制程序。以CPU56可读取的程序代码的方式来存储各种控制程序。
RAM54在通过CPU56执行各种控制处理时,形成展开进行该控制处理的程序的、或暂时存储处理的各种数据的存储器、存储通过拍摄处理设定的各种拍摄条件数据的拍摄条件存储器。另外,通过CPU56从所述ROM53向该RAM54读出定型注释文字存储表格和底片(plate)存储表格等,并展开。
在RAM54内的拍摄条件存储器中,通过[开始页No.数据][终止页No.数据][页No.数据]和未图示的其它各种拍摄条件数据(例如快门速度、光圈、连续拍摄时的拍摄时间间隔等)来构成。
[开始页No.数据]是在拍摄处理中、从此对应于拍摄图像的、存储未使用的新的[页No.数据]的数据。[终止页No.数据]是在后述的拍摄处理中、存储一连串快门键的按压状态终止时刻的[页No.数据]的数据。
[页No.数据]是形式与同所述闪存51内的各图像数据对应存储的[页No.数据]相同的数据,是对存储拍摄处理中拍摄的图像的[页No.数据]进行暂时存储用的RAM54内的数据。另外,一旦一个图像的拍摄终止,则增加该[页No.数据]的值。
在底片存储表格中,将具有不同形状的多个[底片图像数据]对每个底片与[存储No.数据]相对应后存储。在注释图像合成处理中,也可在将注释文字合成为拍摄图像(图像数据)时,将所述注释文字重叠在该注释上后合成为拍摄图像。
键输入部55由模式切换开关、电源开关、快门键、菜单键、[+]键和[-]键构成,将对应于各键的按压操作或滑动操作的各种操作信号输出到CPU56。
CPU56是根据存储在ROM53中的各种控制程序来控制数码相机各部的中央运算处理装置。具体而言,CPU56滑动操作模式切换开关,指定拍摄模式,并且在快门键为连续按压状态时,执行拍摄处理。
一旦按压操作快门键,则CPU56执行拍摄处理,向定时发生器44输出映像取入信号。定时发生器44根据所述映像取入信号,生成定时信号,输出到驱动电路43,驱动电路43根据所述定时信号,驱动控制CCDD型拍摄元件40的曝光和读出定时,通过CCD型拍摄元件40取入拍摄信号。A/D转换器42将所述取入的拍摄信号从模拟信号变换为数字信号,信号发生器45对所述拍摄信号进行色运算处理,生成图像数据,存储在DRAM49中。之后,CPU56将存储在DRAM49中的图像数据传送到压缩/扩展电路50,进行压缩处理,之后,将所述压缩后的图像数据与新的[页No.数据]相对应,存储在闪存51中。
之后,CPU56待机在RAM54的拍摄条件存储器中展开的各种拍摄条件中包含的、基于连续拍摄时的拍摄时间间隔的规定时间,判断快门键是否为按压状态。若快门键是按压状态,则作为进行连续拍摄,CPU56分别增加RAM54内的[页No.数据]的值后存储在RAM54内,进行更新。之后,与上述动作一样,压缩拍摄到的图像数据,与存储在RAM54中的更新后的[页No.数据]相对应,存储在闪存51中。
另外,若滑动操作模式切换开关13并指定再现模式,则CPU56执行后述的再现显示处理。
在该再现显示处理中,CPU56对应于[+]键或[-]键的按压操作,从存储在闪存51中的图像数据中,指定按其页No.顺序(在按压操作[+]键17a的情况下为上升顺序、在按压操作[-]键的情况下为下降顺序)再现显示的图像数据。之后,从闪存51中依次读出指定的图像数据,传送到压缩/扩展电路50,在进行扩展处理后,存储在DRAM49中。
之后,CPU56将存储在DRAM49中的图像数据传送到信号发生器45。信号发生器45向输入的图像数据附加同步信号等,生成视频信号(显示数据),暂时存储在VRAM46中,从其中读出1画面大小的图像数据,经D/A转换器47和放大器48输出到IC芯片5、6、7,场致发光显示装置1再现显示图像。
另外,CPU56在再现显示处理中,若通过用户的规定操作指示注释图像合成,则执行注释图像合成处理。
在该注释图像合成处理中,CPU56对于通过键输入部55的键操作选择指定为合成对象、存储在DRAM49中的拍摄到的图像数据,若通过键输入部55的键操作指定从底片存储表格合成的底片的图像数据、与从定型注释文字存储表格合成的注释文字数据,则就这些指定的图像数据、注释文字的图像数据、底片的图像数据而言,可设定地控制针对合成对象的图像的注释图像的合成位置等的合成条件。另外,根据设定的各种合成条件,将所述注释文字的图像数据重叠在所述底片的图像数据上,生成注释图像数据。
I/O(Input/Output)端口57是输入输出控制在该数码相同与输入输出端子60和经通信电缆连接的外部设备之间传递的串行数据(图像数据、控制数据等)的接口。
红外线通信部58是在场致发光显示装置1与外部设备之间进行IrDA(Infrared Data Association)方式的红外线通信用的红外线接口,收发信控制通过红外线通信传递的图像数据、控制数据等。
具体而言,该红外线通信部58包括:发送数据存储器,暂时存储向具有红外线通信功能的外部设备发送的发送数据;调制部,将存储在该发送数据存储器中的数据调制成红外线信号;发送用LED,通过红外线脉冲,经红外线窗将调制后的红外线信号发送到所述外部设备;发光二极管,经红外线窗从所述外部设备接收通过红外线脉冲发送的红外线信号;解调部,将该接收到的红外线信号解调成接收数据;和接收数据存储器,暂时存储解调后的接收数据。

Claims (24)

1、一种显示装置,具备:
基板;
安装在所述基板上的驱动电路;
覆盖所述驱动电路的覆盖膜;和
显示部,具有多个光学元件,该光学元件作为象素被排列在所述覆盖膜上,并被所述驱动电路驱动,且具有一对电极,按照流过一对电极间的电流来表示光学动作。
2、根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
所述显示部的所述多个光学元件具有:多个第一导线,彼此平行排列,形成于所述覆盖膜上;多个第二导线,在所述多个第一导线上,与所述第一导线正交地排列,且具有透光的性质;和EL层,在所述多个第一导线与所述多个第二导线交叉的各部位,夹持在第一导线与第二导线之间。
3、根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
所述驱动电路是多个IC芯片。
4、根据权利要求3所述的显示装置,其特征在于:
内置了用于控制所述驱动电路的CPU的驱动电路被安装在所述基板上,并由所述覆盖膜来覆盖。
5、根据权利要求3所述的显示装置,其特征在于:
内置了用于暂时存储图像数据的帧存储器的驱动电路被安装在所述基板上,并由所述覆盖膜来覆盖。
6、根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
所述显示部为多个,各显示部同时进行显示。
7、根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
所述显示部还具有:
电流线;
开关电路,在选择期间中,在所述电流线中流过规定电流值的存储电流,在非选择期间中,停止在所述电流线中流过电流;和
电流存储电路,存储在所述选择期间中、基于经所述电流线流过的所述存储电流的电流值的电流数据,并按照在所述选择期间中存储的所述电流数据,在所述非选择期间向所述光学元件提供电流值实质上与所述存储电流相等的显示电流。
8、根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于:
所述电流存储电路具有与所述光学元件串联连接的电流控制用晶体管。
9、根据权利要求8所述的显示装置,其特征在于:
所述电流存储电路具有设置在所述电流控制用晶体管的栅极-源极间、且写入电荷来作为所述电流数据的电容器。
10、根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于:
所述开关电路具有电流路径控制用晶体管,将电流路径的一端连接于所述电流线上,在所述选择期间,在所述电流线中流过所述存储电流,在所述非选择期间,停止在所述电流线中流过所述显示电流。
11、根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于:
所述开关电路具有电流数据写入控制用晶体管,控制所述电流数据写入所述电流存储电路。
12、根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于:
所述电流存储电路具有与所述光学元件串联连接的电流控制用晶体管,
所述开关电路具有:电流路径控制用晶体管,在所述选择期间,在所述电流线中流过所述存储电流;和电流数据写入控制用晶体管,将在所述选择期间流过所述电流线的所述存储电流的电流值作为电流数据,写入所述电流控制用晶体管的栅极-源极间。
13、根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于:
所述象素具有光学元件、所述电流存储电路和所述开关电路。
14、根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于:
还具有数据驱动器,在所述选择期间中,从所述电流存储电路向所述电流线流过所述存储电流。
15、根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于:
还具有电压电源扫描线,连接于所述电流存储电路上,输出用于向所述光学元件流过所述显示电流的电压。
16、根据权利要求15所述的显示装置,其特征在于:
所述电流存储电路中电流路径的一端连接于所述光学元件上,所述电流路径的另一端连接于所述电压电源扫描线上。
17、根据权利要求16所述的显示装置,其特征在于:
还具有电压电源驱动器,经所述电压电源扫描线向所述电流存储电路施加在所述选择期间在所述电流存储电路中流过所述存储电流的电压,
在所述非选择期间,经所述电压电源扫描线向所述电流存储电路施加下述电压,该电压用于按照在所述选择期间中存储于所述电流存储电路中的电流数据、向所述光学元件提供电流值与所述选择期间流过了所述电流存储电路中的所述存储电流实质上相等的所述显示电流。
18、根据权利要求17所述的显示装置,其特征在于:
所述光学元件的一对电极之一连接于所述电流存储电路上,另一个连接于恒定电压源上,
所述电压电源驱动器在所述选择期间输出所述恒定电压源的电位以下的电压,
在所述非选择期间,输出为在所述选择期间中输出的电压以上且比所述恒定电压源的电位高的电压。
19、根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于:
还具有选择扫描线,输出选择所述开关电路的选择扫描信号。
20、根据权利要求19所述的显示装置,其特征在于:
还具有选择扫描驱动器,向所述选择扫描线输出选择扫描信号。
21、根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于:
还具有电压电源扫描线,输出用于在所述光学元件流过所述显示电流的电压;和
选择扫描线,输出选择所述开关电路的选择扫描信号,
所述电流存储电路具有电流控制用晶体管,电流路径的一端连接于所述光学元件上,所述电流路径的另一端连接于所述电压电源扫描线上,
所述开关电路具有电流数据写入控制用晶体管,控制端子连接于所述选择扫描线上,电流路径的一端连接于所述电流控制用晶体管的所述控制端子上,所述电流路径的另一端连接于所述电压电源扫描线或所述选择扫描线上;和
电流路径控制用晶体管,控制端子连接于所述选择扫描线上,电流路径的一端连接于所述电流线上,所述电流路径的另一端连接于所述电流控制用晶体管的所述一端上。
22、根据权利要求21所述的显示装置,其特征在于:
还具有选择扫描驱动器,向所述选择扫描线输出选择扫描信号;
数据驱动器,在所述选择期间中,在所述电流线和所述电流存储电路中流过所述存储电流;和
电压电源驱动器,在所述选择期间中,经所述电压电源扫描线向所述电流存储电路施加用于在所述电流存储电路中流过所述存储电流的电压,在所述非选择期间中,按照在所述选择期间中存储在所述电流存储电路中的电流数据,经所述电压电源扫描线向所述电流存储电路施加用于向所述光学元件提供电流值实质上与所述存储电流相等的所述显示电流。
23、根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于:
将所述电流线按每个列分割成多个。
24、根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
所述光学元件具有EL元件。
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