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Abstract
Description
本発明は、表示装置に係り、特に、アクティブマトリクス方式の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの構造に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to the structure of an active matrix organic electroluminescence display.
アクティブマトリクス駆動の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、AMOLEDと記す)は従来の液晶ディスプレイの次の世代のフラットパネルディスプレイとして期待されている。
従来、AMOLEDの画素駆動回路としては、特開2000−163014号公報(第1の従来技術)に開示されているような、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、単に、EL素子という。)に電流を供給するための駆動用の薄膜トランジスタ(以下、EL駆動TFTという)と、EL駆動TFTのゲート電極に接続され、映像信号電圧を保持する保持コンデンサと、前記保持コンデンサに映像信号電圧を供給するためのスイッチ用の薄膜トランジスタ(以下、スイッチTFTという)とからなる2トランジスタ構成の回路がもっとも基本的な画素回路として知られている。
この2トランジスタ構成の基本画素回路の大きな問題として、EL駆動TFTを構成する半導体薄膜(通常は、多結晶シリコン膜が使用される)の結晶性の場所毎のばらつきにより、EL駆動TFTのしきい値電圧(Vth)や移動度(μ)が画素毎にばらつくために生じる画像の不均一性がある。
しきい値電圧や移動度のばらつきは、そのまま、EL素子の駆動電流値のばらつきとなるため、発光強度がばらつき、表示上では微細なムラとなってみえることになる。このような表示ムラは駆動電流値が小さい中間調表示時に特に問題となる。
An active matrix driving organic electroluminescence display (hereinafter referred to as AMOLED) is expected as a flat panel display of the next generation of a conventional liquid crystal display.
Conventionally, as an AMOLED pixel drive circuit, a current is supplied to an organic electroluminescence element (hereinafter simply referred to as an EL element) as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-163014 (first conventional technique). Driving thin film transistor (hereinafter referred to as EL driving TFT), a holding capacitor connected to the gate electrode of the EL driving TFT and holding a video signal voltage, and a switch for supplying the video signal voltage to the holding capacitor A circuit having a two-transistor structure including a thin film transistor (hereinafter referred to as a switch TFT) is known as the most basic pixel circuit.
A major problem with this two-transistor basic pixel circuit is that the threshold of the EL drive TFT is due to the variation in crystallinity of the semiconductor thin film (usually a polycrystalline silicon film) constituting the EL drive TFT. There is image non-uniformity that occurs because the value voltage (Vth) and mobility (μ) vary from pixel to pixel.
Variations in threshold voltage and mobility directly result in variations in the drive current value of the EL element, so that the light emission intensity varies and appears to be fine unevenness on the display. Such display unevenness is particularly problematic during halftone display with a small drive current value.
このようなEL駆動TFTの特性のばらつきによる表示不均一を抑制するために、いくつかの手法が考えられている。
例えば、特開平11−219133号公報には、EL駆動TFTのチャネル長およびチャネル幅を、EL駆動TFTを構成する多結晶シリコンの平均的な結晶粒径より十分大きくすることにより、駆動電流値のばらつきを抑制する方法が開示されている。(以下、第2の従来技術という)
また、特開2000−3305027号公報には、EL駆動TFTを、完全にオフか、または完全にオン状態とする2値スイッチとして駆動し、画像の階調表示は発光の時間幅を変えることにより表示する、所謂パルス幅変調による駆動法が開示されている。(以下、第3の従来技術という)
また、特開平11−73158号公報には、単位画素内に複数の発光面積の異なる複数のEL素子を設け、これら複数のEL素子の各々にEL駆動TFTを接続し、EL駆動TFTを、完全にオフかまたは完全にオン状態とする2値スイッチとして駆動して、階調表示を発光面積を変化させることで表示する面積階調方式が開示されている。(以下、第4の従来技術という)
In order to suppress such display non-uniformity due to variations in the characteristics of the EL drive TFT, several methods have been considered.
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 11-219133, the channel length and the channel width of an EL drive TFT are made sufficiently larger than the average crystal grain size of polycrystalline silicon constituting the EL drive TFT, thereby reducing the drive current value. A method for suppressing variation is disclosed. (Hereinafter referred to as second prior art)
In Japanese Patent Laid-Open No. 2000-3005027, the EL driving TFT is driven as a binary switch that is completely turned off or turned on completely, and the gradation display of the image is performed by changing the light emission time width. A display driving method by so-called pulse width modulation is disclosed. (Hereinafter referred to as the third prior art)
Japanese Patent Laid-Open No. 11-73158 discloses that a plurality of EL elements having different light emitting areas are provided in a unit pixel, and an EL drive TFT is connected to each of the plurality of EL elements. An area gray scale method is disclosed in which a gray scale display is displayed by changing the light emitting area by driving as a binary switch which is turned off or completely turned on. (Hereinafter referred to as the fourth prior art)
また、USP6229506B1には、画素内に4個のTFTを設け、EL駆動TFTのしきい値電圧のばらつきをキャンセルするような回路を構成して、駆動電流のばらつきを低減する方法が開示されている。(以下、第5の従来技術という)
また、特開平8−129359号公報には、各々の画素内で1個のEL素子に対し、複数の階調電流に対応した異なる電流駆動能力を持つ複数のEL駆動TFTを並列に接続し、EL駆動TFTを、完全にオフかまたは完全にオン状態とする2値スイッチとして駆動して、階調表示を複数のEL駆動TFTから供給される階調電流により制御する方法が開示されている。(以下、第6の従来技術という)
また、特開2000−221903号公報には、画素内に2個のEL駆動TFTを並列に設け、EL駆動TFTのしきい値電圧のばらつきを小さくして、駆動電流のばらつきを低減する方法が開示されている。(以下、第7の従来技術という)
USP 6229506B1 discloses a method for reducing variation in driving current by providing a circuit with four TFTs in a pixel and canceling variation in threshold voltage of an EL driving TFT. . (Hereinafter referred to as the fifth prior art)
In JP-A-8-129359, a plurality of EL driving TFTs having different current driving capabilities corresponding to a plurality of gradation currents are connected in parallel to one EL element in each pixel. A method is disclosed in which the EL drive TFT is driven as a binary switch that is completely turned off or completely turned on, and the gradation display is controlled by the gradation current supplied from a plurality of EL drive TFTs. (Hereinafter referred to as the sixth prior art)
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-221903 discloses a method of providing two EL drive TFTs in parallel in a pixel, reducing variations in threshold voltage of the EL drive TFTs, and reducing drive current variations. It is disclosed. (Hereinafter referred to as the seventh prior art)
しかしながら、前述した従来技術には以下のような問題点がある。
第2の従来技術は、場所による多結晶シリコンの結晶性のばらつきを、TFTサイズを大きくすることにより、平均化しようとするものである。しかしながら、TFTサイズを大きくしても画素のピッチより大きくすることは不可能である。
よって、各々の画素を構成するEL素子を駆動するEL駆動TFTの大きさは当該画素のエリア内に制限され、また、多結晶シリコン膜の結晶性は場所によってばらつくのであるから、ある着目した画素内のEL駆動TFTの特性と、これに隣接する画素内のEL駆動TFTの特性の間のばらつきは補償できない。
TFTサイズを大きくすることにより平均化できるのはあくまで、TFTサイズ内の結晶のばらつきだけであることに注意する必要がある。したがって、前述の第2の従来技術では、十分均一な表示特性を得ることは困難である。
However, the above-described prior art has the following problems.
The second prior art attempts to average out the variation in crystallinity of polycrystalline silicon depending on the location by increasing the TFT size. However, even if the TFT size is increased, it is impossible to make it larger than the pixel pitch.
Therefore, the size of the EL drive TFT that drives the EL element constituting each pixel is limited within the area of the pixel, and the crystallinity of the polycrystalline silicon film varies depending on the location. Variations between the characteristics of the EL drive TFT in the pixel and the characteristics of the EL drive TFT in the adjacent pixel cannot be compensated.
It should be noted that only the crystal variation within the TFT size can be averaged by increasing the TFT size. Therefore, it is difficult to obtain sufficiently uniform display characteristics with the second prior art described above.
第3の従来技術による画像表示の均一化効果については、既に実証されており、パルス幅変調駆動はAMOLEDの駆動法として有力な方法の一つではある。
しかしながら、この駆動方法の本質的問題として、階調表示を時間軸上で展開した発光パルスで行うため、擬似輪郭と呼ばれる動画を表示した際の画像のにじみが知られている。
また、デジタル階調に対応した短い信号パルスを処理する必要があることから、駆動回路の動作周波数が高くなり、回路の消費電力が大きくなるのも問題である。
また、通常は簡単な回路ですむ垂直側走査回路が複雑になり回路面積が増大することも問題である。
第4の従来技術は、画像表示の均一化については効果が大きいが、単位画素内にデジタル階調に対応した面積を持つEL素子を形成し、かつ、その各々に対応するEL駆動TFTを形成する必要があることから、多階調化が困難である。
また通常、EL素子は、動作時間と共に発光面積が縮小することが知られているが、発光面積が異なるEL素子を用いると、時間とともに、階調の下位ビットに対応する面積の小さなEL素子から順に劣化していくため、時間とともに正常な階調が困難になるという問題もある。
The effect of uniformizing the image display by the third prior art has already been demonstrated, and pulse width modulation driving is one of the promising methods for driving AMOLED.
However, as an essential problem of this driving method, since gradation display is performed with light emission pulses developed on the time axis, blurring of an image when a moving image called a pseudo contour is displayed is known.
In addition, since it is necessary to process a short signal pulse corresponding to the digital gradation, the operating frequency of the drive circuit is increased, and the power consumption of the circuit is increased.
Another problem is that the vertical scanning circuit, which is usually a simple circuit, becomes complicated and the circuit area increases.
The fourth prior art has a great effect on the uniformity of image display, but an EL element having an area corresponding to a digital gradation is formed in a unit pixel, and an EL driving TFT corresponding to each is formed. Therefore, it is difficult to increase the number of gradations.
In general, it is known that the light emitting area of the EL element is reduced with the operation time. However, when an EL element having a different light emitting area is used, the EL element having a small area corresponding to the lower bit of the gradation is used with time. There is also a problem that normal gradation becomes difficult with time because it deteriorates in order.
第5の従来技術は、EL駆動TFTのしきい値電圧のキャンセルする回路を設けるために、従来の2トランジスタ構成では不必要な配線が必要となり、開口率低下、製造歩留まり低下が問題となる。
また、キャンセルできるのは、しきい値電圧のばらつきだけであり、移動度のばらつきはそのまま残る。このため、十分な駆動電流の均一化効果が得られないという問題がある。
第6の従来技術は、デジタル階調に対応させた電流駆動能力を持つEL駆動TFTを複数並列に接続するが、これら複数のEL駆動TFTの特性がばらつくと、正常な階調表示が困難となることはあきらかである。また、この方法でも前記複数のEL駆動TFTは1個の画素内に形成するのであるから、複数の画素間の表示ばらつき低減に対しては全く効果がない。
第7の従来技術は、並列接続される2つのEL駆動TFTのうち、片方のEL駆動TFTの特性が変動した場合は、駆動電流のばらつきを低減できるが、2つのEL駆動TFTの特性がともに変動した場合には、駆動電流のばらつきを低減することはできず、しかも、この2つのEL駆動TFTは1個の画素内に形成するのであるから、複数の画素間の表示ばらつき低減に対しては全く効果がない。
In the fifth prior art, in order to provide a circuit for canceling the threshold voltage of the EL driving TFT, an unnecessary wiring is required in the conventional two-transistor configuration, which causes a problem of a decrease in aperture ratio and a decrease in manufacturing yield.
Further, only the variation in threshold voltage can be canceled, and the variation in mobility remains as it is. For this reason, there is a problem that a sufficient drive current equalizing effect cannot be obtained.
In the sixth prior art, a plurality of EL drive TFTs having a current drive capability corresponding to digital gradation are connected in parallel. However, if the characteristics of the plurality of EL drive TFTs vary, it is difficult to perform normal gradation display. It is clear that it will be. Further, even in this method, the plurality of EL driving TFTs are formed in one pixel, so that there is no effect in reducing display variation among the plurality of pixels.
In the seventh prior art, when the characteristic of one of the two EL drive TFTs connected in parallel changes, the variation in the drive current can be reduced, but the characteristics of the two EL drive TFTs are both When it fluctuates, the variation in drive current cannot be reduced, and since these two EL drive TFTs are formed in one pixel, the display variation among a plurality of pixels can be reduced. Has no effect at all.
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、表示装置において、駆動薄膜トランジスタの特性のバラツキに起因する、複数の画素間での表示ばらつきを低減し、ムラのない均一な表示を得ることが可能となる技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、表示装置において、カソード電極の引き出し配線の抵抗による電圧降下と消費電力を低減することが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to reduce display variations among a plurality of pixels due to variations in characteristics of driving thin film transistors in a display device. An object of the present invention is to provide a technique that can reduce and obtain uniform display without unevenness.
Another object of the present invention is to provide a technique capable of reducing a voltage drop and power consumption due to resistance of a lead wire of a cathode electrode in a display device.
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
即ち、本発明は、各々の画素領域内に配置された電流駆動型発光素子に対し、複数のEL駆動TFTを並列に接続し、複数の電流供給線から前記電流駆動発光素子に電流を供給するとともに、前記複数のEL駆動TFTを複数の画素領域内に、ほぼ画素のピッチに対応する間隔で配置したことを特徴とする。
複数のEL駆動TFTを並列に接続することにより、これら複数のEL駆動TFT間のしきい値電圧や移動度のばらつきに起因する駆動電流のばらつきを平均化することができる。しかしながら、単に、EL駆動TFTを複数として並列にするだけでは、ある画素に対応するEL駆動TFTと、例えば、これに隣接する画素の駆動電流のばらつきが平均化される保証はない。
表示の不均一は、複数の画素のEL駆動TFTの駆動電流のばらつきによるが、これはTFTを構成する半導体膜の結晶性や絶縁膜の膜質の空間的なばらつきに起因する。
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
That is, according to the present invention, a plurality of EL driving TFTs are connected in parallel to a current driven light emitting element arranged in each pixel region, and current is supplied to the current driven light emitting element from a plurality of current supply lines. In addition, the plurality of EL drive TFTs are arranged in a plurality of pixel regions at intervals substantially corresponding to the pixel pitch.
By connecting a plurality of EL drive TFTs in parallel, it is possible to average variations in drive current due to variations in threshold voltage and mobility between the plurality of EL drive TFTs. However, simply by arranging a plurality of EL drive TFTs in parallel, there is no guarantee that variations in drive currents of EL drive TFTs corresponding to a certain pixel and, for example, adjacent pixels will be averaged.
The non-uniformity of display is due to variations in the drive currents of the EL drive TFTs of a plurality of pixels. This is due to spatial variations in the crystallinity of the semiconductor film constituting the TFT and the film quality of the insulating film.
EL駆動TFTは、画素の配列ピッチと同じ間隔で規則的に配置されているから、駆動電流のばらつきは、画素の配列ピッチのスケールでの半導体膜の結晶性や絶縁膜の膜質の空間的なばらつきに起因するものと考えてよい。
このようなばらつきを平均化するためには、前記複数のEL駆動TFTを画素の配列ピッチで空間的に分散させて配置することが有効である。
よって、各々の画素領域内に配置された電流駆動型発光素子に対し、複数のEL駆動TFTを並列に接続し、複数の電流供給線から前記電流駆動発光素子に電流を供給する構成とし、かつ、前記複数のEL駆動TFTを複数の画素領域内に、ほぼ画素のピッチに対応する間隔で配置することで、各々の画素に対応する電流駆動型発光素子に供給する駆動電流のばらつきを低減でき、表示を均一化することが可能となる。
前記空間的に分布させて配置した複数のEL駆動TFTによる平均化の効果は、並列接続するTFTの数が多いほど大きくなる。
理論的には、駆動電流のばらつきの大きさは、並列数をNとすると、√Nに反比例してNの増大とともに小さくなることが予測される。画素のサイズは限られていることから、現状の薄膜トランジスタ(TFT)の微細加工ルールでは、N=2〜12程度が現実的な値である。
Since the EL drive TFTs are regularly arranged at the same interval as the pixel arrangement pitch, variations in the drive current are caused by the crystallinity of the semiconductor film on the scale of the pixel arrangement pitch and the spatial quality of the film quality of the insulating film. It can be considered that it is caused by variation.
In order to average such variations, it is effective to arrange the plurality of EL driving TFTs spatially dispersed at the pixel arrangement pitch.
Therefore, a plurality of EL driving TFTs are connected in parallel to the current driven light emitting elements arranged in each pixel region, and a current is supplied to the current driven light emitting elements from a plurality of current supply lines, and By disposing the plurality of EL drive TFTs in a plurality of pixel regions at intervals substantially corresponding to the pixel pitch, it is possible to reduce variations in drive current supplied to the current drive type light emitting element corresponding to each pixel. The display can be made uniform.
The effect of averaging by the plurality of EL drive TFTs arranged in a spatial distribution becomes greater as the number of TFTs connected in parallel increases.
Theoretically, the magnitude of the variation in the drive current is predicted to decrease as N increases in inverse proportion to √N, where N is the parallel number. Since the size of the pixel is limited, N = 2 to 12 is a realistic value in the current microfabrication rules for thin film transistors (TFTs).
また、画素内のTFT数が多くなると、発光に寄与するEL素子の面積を確保することが困難になる。
本発明では、EL駆動TFTの少なくとも一部を覆うように反射層を設け、この反射層上に電流駆動型発光素子を形成することにより、開口率を向上させる。
また、各々の画素領域内に配置された電流駆動型発光素子のカソード電極の引き出し配線には、全画素の発光素子からの電流が流れるため、引き出し配線の低抵抗化は重要である。
本発明では、複数の電流駆動型発光素子のカソード電極と電気的に接続される引き出し配線の、外部接続端子部からコンタクトエリアまでの配線長さを短くして、この引き出し配線の抵抗による電圧降下と電力消費を最小化する。
具体的な例は以下の実施の形態に示す。
Further, when the number of TFTs in the pixel increases, it becomes difficult to secure the area of the EL element that contributes to light emission.
In the present invention, the aperture ratio is improved by providing a reflective layer so as to cover at least part of the EL drive TFT and forming a current-driven light-emitting element on the reflective layer.
In addition, since the current from the light emitting elements of all the pixels flows through the cathode wiring of the current-driven light emitting elements arranged in each pixel region, it is important to reduce the resistance of the wiring.
In the present invention, the length of the lead wire electrically connected to the cathode electrodes of the plurality of current-driven light-emitting elements is shortened from the external connection terminal portion to the contact area, and the voltage drop due to the resistance of the lead wire is reduced. And minimize power consumption.
Specific examples are shown in the following embodiments.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
(1)本発明の自発光型表示装置によれば、ムラのない均一な表示画面を得ることが可能となる。
(2)本発明の自発光型表示装置によれば、カソード電極の引き出し配線の抵抗による電圧降下と消費電力を低減することが可能となる。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
(1) According to the self-luminous display device of the present invention, a uniform display screen without unevenness can be obtained.
(2) According to the self-luminous display device of the present invention, it is possible to reduce the voltage drop and the power consumption due to the resistance of the lead-out wiring of the cathode electrode.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1の表示装置の画素の等価回路を示す回路図であり、図2は、本発明の実施の形態1の表示装置の画素配置を示す平面図である。
本発明に係る自発光型表示装置では、各画素の有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、単に、EL素子という。)は、異なる画素領域に設けた3つの駆動用の薄膜トランジスタ(以下、EL駆動TFTという)によって駆動される。
本実施の形態1では、各々のEL駆動TFTを、当該画素と、その右隣と、さらにその右隣の画素内に配置したものである。
図1では、TFTマトリックスの一部である走査信号配線電極(Gm,G(m+1))と、映像信号配線電極(Dn〜D(n+3))、アノード電流供給配線電極(A(n-1)〜A(n+2))で囲まれた3個の画素領域を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a pixel of the display device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a pixel arrangement of the display device according to the first embodiment of the present invention.
In the self-luminous display device according to the present invention, an organic electroluminescence element (hereinafter simply referred to as an EL element) of each pixel includes three driving thin film transistors (hereinafter referred to as EL driving TFTs) provided in different pixel regions. Driven by.
In the first embodiment, each EL driving TFT is arranged in the pixel, the right adjacent pixel, and the right adjacent pixel.
In FIG. 1, a scanning signal wiring electrode (Gm, G (m + 1)), a video signal wiring electrode (Dn to D (n + 3)), and an anode current supply wiring electrode (A ( Three pixel regions surrounded by (n-1) to A (n + 2)) are shown.
m行n列目の画素は、走査信号配線電極(Gm,G(m+1))と、映像信号配線電極Dnとアノード電流供給配線電極Anで囲まれた領域で定義される。
各画素内部には、スイッチ用の薄膜トランジスタ(以下、スイッチTFTという。)(Qs(m,n))と、3個のEL駆動TFT(Qd1(m,n),Qd2(m,n),Qd3(m,n))と、電荷蓄積容量Cst(m,n)とが形成される。
EL駆動TFT(Qd1(m,n))のドレイン電極には、EL接続配線電極15を介してEL素子OLED(m,n)のアノード電極が接続されている。
m行n列目の画素に属するEL素子OLED(m,n)は、当該画素内のEL駆動TFT(Qd1(m,n))だけでなく、隣接のm行(n+1)列画素内に形成されたEL駆動TFT(Qd2(m,n+1))、並びに、m行(n+2)列画素内に形成されたEL駆動TFT(Qd3(m,n+2))が並列に接続され、3本のアノード電流供給配線電極(An,A(n+1),A(n+2))から電流が供給されるように接続されている。
前記並列に接続された3個のEL駆動TFTのゲート配線電極14は、すべて、m行n列目の画素のスイッチTFT(Qs(m,n))のドレイン電極に接続配線電極12を介して接続されている。
また、前記3個のEL駆動TFTのゲート電極ノードと、アノード電流供給配線電極(A(n+2))の間に電荷蓄積容量Cst(m,n+2)が形成されており、前記ゲート配線電極14の電圧を一定期間保持できるようになっている。
The pixel in the m-th row and the n-th column is defined by a region surrounded by the scanning signal wiring electrode (Gm, G (m + 1)), the video signal wiring electrode Dn, and the anode current supply wiring electrode An.
Within each pixel, a switching thin film transistor (hereinafter referred to as a switch TFT) (Qs (m, n)) and three EL driving TFTs (Qd1 (m, n), Qd2 (m, n), Qd3 (m, n)) and a charge storage capacitor Cst (m, n) are formed.
The anode electrode of the EL element OLED (m, n) is connected to the drain electrode of the EL driving TFT (Qd1 (m, n)) via the EL
The EL element OLED (m, n) belonging to the pixel in the m-th row and the n-th column is formed not only in the EL driving TFT (Qd1 (m, n)) in the pixel but also in the adjacent m-row (n + 1) column pixel. The EL driving TFT (Qd2 (m, n + 1)) and the EL driving TFT (Qd3 (m, n + 2)) formed in the m row (n + 2) column pixel are connected in parallel. The anode current supply wiring electrodes (An, A (n + 1), A (n + 2)) are connected so as to be supplied with current.
The
A charge storage capacitor Cst (m, n + 2) is formed between the gate electrode node of the three EL driving TFTs and the anode current supply wiring electrode (A (n + 2)), and the gate The voltage of the
本実施の形態では、走査信号配線電極Gが順次走査され、Hレベルとなった走査信号配線電極Gが接続されるスイッチTFT(Qs)がオンとなる。これにより、スイッチTFT(Qs)を介して、映像信号配線電極Dnから映像信号電圧が電荷蓄積容量Cstに供給され、電荷蓄積容量Cstに保持される。
この電荷蓄積容量Cstに保持された映像信号電圧に基づき、各EL駆動TFT(Qd1,Qd2,Qd3)が、1フレームの間、電荷蓄積容量Cstに保持された映像信号電圧に対応する電流をEL素子OLEDに供給する。
これにより、EL素子OLEDが発光し、画像が表示される。
なお、本実施の形態では、各EL駆動TFT(Qd1,Qd2,Qd3)に供給される電流は、単一のEL駆動TFTにより供給される電流とほぼ同じなるように、ゲート長、チャネル長さ、チャネル幅が設定されている。
本実施の形態では、各EL駆動TFT(Qd1(m,n),Qd2(m,n),Qd3(m,n))はダブルゲート構造とし、各々のゲート長を10μm、トータルチャネル長20μm、チャネル幅を4μmとした。
In this embodiment, the scanning signal wiring electrodes G are sequentially scanned, and the switch TFT (Qs) to which the scanning signal wiring electrodes G that have become H level are connected is turned on. As a result, the video signal voltage is supplied from the video signal wiring electrode Dn to the charge storage capacitor Cst via the switch TFT (Qs) and held in the charge storage capacitor Cst.
On the basis of the video signal voltage held in the charge storage capacitor Cst, each EL driving TFT (Qd1, Qd2, Qd3) outputs a current corresponding to the video signal voltage held in the charge storage capacitor Cst for one frame. Supply to element OLED.
As a result, the EL element OLED emits light and an image is displayed.
In this embodiment, the gate length and channel length are set so that the current supplied to each EL drive TFT (Qd1, Qd2, Qd3) is substantially the same as the current supplied by a single EL drive TFT. The channel width is set.
In this embodiment, each EL driving TFT (Qd1 (m, n), Qd2 (m, n), Qd3 (m, n)) has a double gate structure, each gate length is 10 μm, total channel length is 20 μm, The channel width was 4 μm.
EL駆動TFT(Qd2(m,n+1))、およびEL駆動TFT(Qd3(m,n+2))から、EL素子OLED(m,n)への電流供給は、各EL駆動TFTのソース電極、ドレイン電極を構成するp+型半導体層をそのまま延長し配線として用いることにより行なわれる。
このような構成とすることで、余分なコンタクトスルーホールの形成が不要となるので面積効率が改善され、結果として開口率が向上する。
m行n列目の画素に再度着目すると、3個のEL駆動TFT(Qd1(m,n),Qd2(m,n),Qd3(m,n))の内、EL駆動TFT(Qd2(m,n))は、m行(n−1)列目の画素のEL素子OLED(m,n-1)を駆動するために、またEL駆動TFT(Qd3(m,n))は、m行(n−2)列目の画素のEL素子OLED(m,n-2)を駆動するために設けられている。
また、電荷蓄積容量Cst(m,n)はEL駆動TFT(Qd3(m,n))のゲート電極ノードの電位を保持するために設けられている。
EL素子は、前記EL接続配線電極15にコンタクトスルーホールを介して接続されたITO電極(EL素子のアノード電極)13上に、有機絶縁膜23に形成された開口部を介して形成される。
The current supply from the EL drive TFT (Qd2 (m, n + 1)) and the EL drive TFT (Qd3 (m, n + 2)) to the EL element OLED (m, n) is the source of each EL drive TFT. This is performed by extending the p + type semiconductor layer constituting the electrode and drain electrode as they are and using them as wiring.
By adopting such a configuration, it becomes unnecessary to form an extra contact through hole, so that the area efficiency is improved, and as a result, the aperture ratio is improved.
Looking again at the pixel in the m-th row and the n-th column, of the three EL drive TFTs (Qd1 (m, n), Qd2 (m, n), Qd3 (m, n)), the EL drive TFT (Qd2 (m , n)) drives the EL element OLED (m, n-1) of the pixel in the m-th row (n-1) column, and the EL driving TFT (Qd3 (m, n)) It is provided to drive the EL element OLED (m, n-2) of the pixel in the (n-2) th column.
The charge storage capacitor Cst (m, n) is provided to hold the potential of the gate electrode node of the EL drive TFT (Qd3 (m, n)).
The EL element is formed on the ITO electrode (EL element anode electrode) 13 connected to the EL
本実施の形態1の表示装置のマトリクス表示部の等価回路と駆動回路を含めた表示部全体を示す回路図を図3に示す。
図3に示すように、マトリクス表示部は、G1〜G600からなる600本の走査信号配線電極と、D1R〜D800R,D1G〜D800G,D1B〜D800Bからなる2400本の映像信号配線電極、およびA1R〜A800R,A1G〜A800G,A1B〜A800Bの2400本のアノード電流供給配線電極と、これらの交差する領域内に設けられた画素から構成される。
前記マトリクス表示部は、垂直走査回路VDRVと、映像信号回路HDRVによって駆動され、各画素に配置されるアノード電流供給配線電極は、画素領域外で短絡(ショート)され、外部電源に接続されている。
本実施の形態では、EL駆動TFTを、当該画素と、その右隣の画素と、さらにその右隣の画素内に配置したため、最右端の画素列の外側に2列のダミーの画素領域が設けられる。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the entire display unit including an equivalent circuit and a drive circuit of the matrix display unit of the display device according to the first embodiment.
As shown in FIG. 3, the matrix display unit includes 600 scanning signal wiring electrodes composed of G1 to G600, 2400 video signal wiring electrodes composed of D1R to D800R, D1G to D800G, and D1B to D800B, and A1R to It consists of 2400 anode current supply wiring electrodes A800R, A1G to A800G, A1B to A800B, and pixels provided in the intersecting regions.
The matrix display unit is driven by a vertical scanning circuit VDRV and a video signal circuit HDRV, and anode current supply wiring electrodes arranged in each pixel are short-circuited (short-circuited) outside the pixel region and connected to an external power source. .
In this embodiment, since the EL drive TFT is arranged in the pixel, the right adjacent pixel, and the right adjacent pixel, two dummy pixel regions are provided outside the rightmost pixel column. It is done.
そして、最右端の画素列の外側の2列のダミーの画素に対応する2つのアノード電流供給配線電極(A02,A03)も設けられる。
このようにすることにより、最右端の画素に対しても、3本のアノード電流供給配線電極から、3個のEL駆動TFTを介して規定の電流を供給することが可能となる。
ここで、図3に示すように、3個のEL駆動TFTが配置される、3個の画素は、EL駆動TFTを製造する際に使用されるレーザのレーザスキャン方向と、同一方向に配置される画素である。
このように、EL駆動TFTを複数の画素領域に分散させて配置し、それらを並列接続して、1個のEL素子を駆動することで、EL駆動TFTの電流が平均化されるため、画素間の駆動電流のばらつきを低減でき、表示の均一性を向上させることが可能となる。
また、1個のEL素子に対して、3本のアノード電流供給配線電極から3個のEL駆動TFTを介して同時に電流を供給することから、アノード電流供給配線電極の断線やEL駆動TFTのオープン不良による表示欠陥に対して冗長性を有するため、製造歩留まりを向上できる効果もある。
Two anode current supply wiring electrodes (A02, A03) corresponding to two dummy pixels outside the rightmost pixel column are also provided.
By doing in this way, it becomes possible to supply a prescribed current to the rightmost pixel from the three anode current supply wiring electrodes via the three EL drive TFTs.
Here, as shown in FIG. 3, the three EL driving TFTs are arranged, and the three pixels are arranged in the same direction as the laser scanning direction of the laser used when manufacturing the EL driving TFT. Pixels.
In this way, EL driving TFTs are distributed and arranged in a plurality of pixel areas, and they are connected in parallel to drive one EL element, so that the current of the EL driving TFT is averaged. It is possible to reduce the variation in the driving current during the period and to improve the uniformity of display.
Further, since current is simultaneously supplied from three anode current supply wiring electrodes via three EL drive TFTs to one EL element, disconnection of the anode current supply wiring electrodes and opening of the EL drive TFT are performed. Since redundancy is provided for display defects due to defects, there is also an effect that the manufacturing yield can be improved.
[実施の形態2]
図4は、本発明の実施の形態2の表示装置の画素の等価回路を示す回路図であり、図5は、本発明の実施の形態2の表示装置の画素配置を示す平面図である。
前述したように、本発明に係る自発光型表示装置では、各画素のEL素子は異なる画素領域に設けた3つのEL駆動TFTによって駆動される。
本実施の形態では、各々のEL駆動TFTを、当該画素とその左右両隣の画素内に配置したものである。
図4は、TFTマトリックスの一部である走査信号配線電極(Gm,G(m+1))と映像信号配線電極(D(n-1)〜D(n+2))、アノード電流供給配線電極(A(n-2)〜A(n+1))で囲まれた3個の画素領域を示している。
m行n列目の画素は、走査信号配線電極(Gm,G(m+1))と、映像信号配線電極Dnとアノード電流供給配線電極Anで囲まれた領域で定義され、その内部には、スイッチTFT(Qs(m,n))と、3個のEL駆動TFT(Qd1(m,n),Qd2(m,n),Qd3(m,n))と、電荷蓄積容量Cst(m,n)が形成される。
EL駆動TFT(Qd2(m,n))のドレイン電極には、EL接続配線電極15を介してEL素子OLED(m,n)のアノード電極が接続されている。
[Embodiment 2]
4 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a pixel of the display device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a plan view showing a pixel arrangement of the display device according to the second embodiment of the present invention.
As described above, in the self-luminous display device according to the present invention, the EL element of each pixel is driven by the three EL driving TFTs provided in different pixel regions.
In this embodiment, each EL driving TFT is arranged in the pixel and the pixels on both the left and right sides thereof.
FIG. 4 shows scanning signal wiring electrodes (Gm, G (m + 1)), video signal wiring electrodes (D (n-1) to D (n + 2)), and anode current supply wiring, which are part of the TFT matrix. Three pixel regions surrounded by electrodes (A (n-2) to A (n + 1)) are shown.
The pixel in the m-th row and the n-th column is defined by a region surrounded by the scanning signal wiring electrode (Gm, G (m + 1)), the video signal wiring electrode Dn, and the anode current supply wiring electrode An, , Switch TFT (Qs (m, n)), three EL driving TFTs (Qd1 (m, n), Qd2 (m, n), Qd3 (m, n)), and charge storage capacitor Cst (m, n) n) is formed.
The anode electrode of the EL element OLED (m, n) is connected to the drain electrode of the EL drive TFT (Qd2 (m, n)) via the EL
m行n列目の画素に属するEL素子OLED(m,n)は、当該画素内のEL駆動TFT(Qd2(m,n))だけでなく、隣接のm行(n+1)列画素内に形成されたEL駆動TFT(Qd3(m,n+1))、並びに、m行(n−1)列画素内に形成されたEL駆動TFT(Qd1(m,n-1))が並列に接続され、3本のアノード電流供給配線電極(A(n-1),An,A(n+1))から電流が供給されるように接続されている。
前記並列に接続された3個のEL駆動TFTのゲート配線電極14は、全て、m行n列目の画素のスイッチTFT(Qs(m,n))のドレイン電極に接続配線電極12を介して接続されている。
また、前記3個のEL駆動TFTのゲート電極ノードと、アノード電流供給配線電極A(n+1)の間に電荷蓄積容量Cst(m,n+1)が形成されており、前記ゲート配線電極14の電圧を一定期間保持できるようになっている。
本実施の形態においても、各EL駆動TFT(Qd1,Qd2,Qd3)に供給される電流は、単一のEL駆動TFTにより供給される電流とほぼ同じになるように、ゲート長、チャネル長さ、チャネル幅が設定されている。
本実施の形態では、各EL駆動TFT(Qd1(m,n),Qd2(m,n),Qd3(m,n))はダブルゲート構造であり、各々のゲート長を10μm、トータルチャネル長20μm、チャネル幅を4μmとした。
The EL element OLED (m, n) belonging to the pixel in the mth row and the nth column is formed not only in the EL driving TFT (Qd2 (m, n)) in the pixel but also in the adjacent mth row (n + 1) column pixel. The EL driving TFT (Qd3 (m, n + 1)) and the EL driving TFT (Qd1 (m, n-1)) formed in the m row (n-1) column pixel are connected in parallel. The three anode current supply wiring electrodes (A (n-1), An, A (n + 1)) are connected so as to be supplied with current.
The
A charge storage capacitor Cst (m, n + 1) is formed between the gate electrode node of the three EL driving TFTs and the anode current supply wiring electrode A (n + 1), and the gate wiring electrode The voltage of 14 can be held for a certain period.
Also in this embodiment, the gate length and the channel length are set so that the current supplied to each EL drive TFT (Qd1, Qd2, Qd3) is substantially the same as the current supplied by a single EL drive TFT. The channel width is set.
In this embodiment, each EL driving TFT (Qd1 (m, n), Qd2 (m, n), Qd3 (m, n)) has a double gate structure, each gate length is 10 μm, and the total channel length is 20 μm. The channel width was 4 μm.
EL駆動TFT(Qd1(m,n-1))、およびEL駆動TFT(Qd3(m,n+1))から、EL素子OLED(m,n)への電流供給は、各EL駆動TFTのソース電極、ドレイン電極を構成するp+型半導体層をそのまま延長し配線として用いることにより行なわれる。
このような構成とすることで、余分なコンタクトスルーホールの形成が不要となるので面積効率が改善され、結果として開口率が向上する。
m行n列目の画素に再度着目すると、3個のEL駆動TFT(Qd1(m,n),Qd2(m,n),Qd3(m,n))の内、EL駆動TFT(Qd1(m,n))は、m行(n+1)列目の画素のEL素子OLED(m,n+1)を駆動するために、またEL駆動TFT(Qd3(m,n))は、m行(n−1)列目の画素のEL素子OLED(m,n-1)を駆動するために設けられている。
また、電荷蓄積容量Cst(m,n)は、EL駆動TFT(Qd3(m,n))のゲート電極ノードの電位を保持するために設けられている。
EL素子は、前記EL接続配線電極15にコンタクトスルーホールを介して接続されたITO電極(EL素子のアノード電極)13上に、有機絶縁膜23に設けた開口部を介して形成される。
The current supply from the EL drive TFT (Qd1 (m, n-1)) and the EL drive TFT (Qd3 (m, n + 1)) to the EL element OLED (m, n) is the source of each EL drive TFT. This is performed by extending the p + type semiconductor layer constituting the electrode and drain electrode as they are and using them as wiring.
By adopting such a configuration, it becomes unnecessary to form an extra contact through hole, so that the area efficiency is improved, and as a result, the aperture ratio is improved.
Looking again at the pixel in the m-th row and the n-th column, of the three EL drive TFTs (Qd1 (m, n), Qd2 (m, n), Qd3 (m, n)), the EL drive TFT (Qd1 (m, n)) , n)) drives the EL element OLED (m, n + 1) of the pixel in the m-th row (n + 1) column, and the EL driving TFT (Qd3 (m, n)) has the m-th row (n -1) It is provided to drive the EL elements OLED (m, n-1) of the pixels in the column.
The charge storage capacitor Cst (m, n) is provided to hold the potential of the gate electrode node of the EL drive TFT (Qd3 (m, n)).
The EL element is formed on the ITO electrode (EL element anode electrode) 13 connected to the EL
本実施の形態2の表示装置のマトリクス表示部の等価回路と駆動回路を含めた表示部全体の回路図を図6に示す。
図6に示すように、マトリクス表示部はG1〜G600からなる600本の走査信号配線電極と、D1R〜D800R,D1G〜D800G,D1B〜D800Bからなる2400本の映像信号配線電極と、A1R〜A800R,A1G〜A800G,A1B〜、A800Bの2400本のアノード電流供給配線電極と、これらの交差する領域内に設けられた画素とから構成される。
前記マトリクス表示部は、垂直走査回路VDRVと映像信号回路HDRVによって駆動され、各画素に配置されるアノード電流供給配線電極は、画素領域外で短絡され、外部電源に接続されている。
本実施の形態では、EL駆動TFTを、当該画素と、その左右両隣に配置したため、最左端と最右端の画素列の両側にそれぞれ、ダミーの画素領域が設けられる。
そして、最左端と最右端の画素列の両側に形成されたダミーの画素に対応する2つのアノード電流供給配線電極(A00,A01)も設けられる。
このようにすることにより、左右両端の画素に対しても、3本のアノード電流供給配線電極から、3個のEL駆動TFTを介して規定の電流を供給することが可能となる。
FIG. 6 shows a circuit diagram of the entire display unit including an equivalent circuit and a drive circuit of the matrix display unit of the display device according to the second embodiment.
As shown in FIG. 6, the matrix display section has 600 scanning signal wiring electrodes composed of G1 to G600, 2400 video signal wiring electrodes composed of D1R to D800R, D1G to D800G, and D1B to D800B, and A1R to A800R. , A1G to A800G, A1B to A800B, and 2400 anode current supply wiring electrodes, and pixels provided in these intersecting regions.
The matrix display unit is driven by a vertical scanning circuit VDRV and a video signal circuit HDRV, and an anode current supply wiring electrode arranged in each pixel is short-circuited outside the pixel region and connected to an external power source.
In this embodiment, since the EL drive TFTs are arranged on the pixel and on both the left and right sides thereof, dummy pixel regions are provided on both sides of the leftmost and rightmost pixel columns, respectively.
Two anode current supply wiring electrodes (A00, A01) corresponding to dummy pixels formed on both sides of the leftmost and rightmost pixel columns are also provided.
By doing so, it becomes possible to supply a prescribed current to the pixels at both the left and right ends from the three anode current supply wiring electrodes via the three EL drive TFTs.
このようにEL駆動TFTを、複数の画素領域に分散させて配置し、それらを並列接続して1個のEL素子を駆動することで、EL駆動TFTの電流が平均化されるため、画素間の駆動電流のばらつきを低減でき、表示の均一性を向上させることが可能となる。
また、1個のEL素子に対して3本のアノード電流供給配線電極から3個のEL駆動TFTを介して同時に電流を供給することから、アノード電流供給配線電極の断線やEL駆動TFTのオープン不良による表示欠陥に対して冗長性を有するため、製造歩留まりを向上できる効果もある。
本実施の形態では、並列させるEL駆動TFTの数を3とし、EL駆動TFTを当該画素とその左右両隣の画素内に配置した。
前述の実施の形態と比較すると、両隣りのEL駆動TFT(Qd1(m,n-1))、およびEL駆動TFT(Qd3(m,n+1))から、EL素子OLED(m,n)へのp+型半導体層により構成される電流供給配線電極の長さをほぼ同じにできる。
このことにより、アノード電流供給配線電極A(n-1)と、アノード電流供給配線電極A(n+1)からEL素子OLED(m,n)へ至る、EL駆動TFTおよびp+型半導体層による配線抵抗の和をほぼ同一にできる。
p+型半導体層配線の抵抗は、通常、EL駆動TFTのオン抵抗に比べて低く設計されるため、p+型半導体層配線抵抗のアンバランスは重大な問題にはならないが、配線長が長くなると誤差に成り得る。
本実施の形態のように、EL駆動TFTを両隣の画素内に配置することにより、p+型半導体層配線抵抗のアンバランスによる誤差を最小化することができる。
In this way, the EL drive TFTs are distributed and arranged in a plurality of pixel regions, and the currents of the EL drive TFTs are averaged by connecting them in parallel and driving one EL element. Variation in driving current can be reduced, and display uniformity can be improved.
Also, since current is simultaneously supplied from three anode current supply wiring electrodes to three EL drive TFTs for one EL element, disconnection of the anode current supply wiring electrodes and open failure of the EL drive TFT Since it has redundancy with respect to display defects due to the above, there is an effect that the manufacturing yield can be improved.
In the present embodiment, the number of EL drive TFTs to be arranged in parallel is set to 3, and the EL drive TFTs are arranged in the pixel and the pixels on both the left and right sides thereof.
Compared with the above-described embodiment, the EL element OLED (m, n) is obtained from the EL drive TFT (Qd1 (m, n-1)) and the EL drive TFT (Qd3 (m, n + 1)) on both sides. The length of the current supply wiring electrode constituted by the p + type semiconductor layer can be made substantially the same.
As a result, the anode current supply wiring electrode A (n-1) and the wiring by the EL driving TFT and the p + type semiconductor layer from the anode current supply wiring electrode A (n + 1) to the EL element OLED (m, n) The sum of resistance can be made almost the same.
Since the resistance of the p + type semiconductor layer wiring is usually designed to be lower than the on-resistance of the EL driving TFT, the imbalance of the p + type semiconductor layer wiring resistance is not a serious problem, but if the wiring length becomes long, an error occurs. Can be
By disposing the EL drive TFTs in the pixels adjacent to each other as in this embodiment, it is possible to minimize an error due to p + type semiconductor layer wiring resistance imbalance.
図7は、図5に示すX−X’切断線に沿って切断した断面構造を示す断面図である。
図7に示すように、厚さ0.5mm、歪み温度約670℃の無アルカリガラス基板1の上に、50nmのバッファSi3N4膜200と、100nmのバッファSiO2膜2が形成されている。
これらバッファ絶縁膜(200,2)は、ガラス基板1からのNa等の不純物の拡散を防止する役割を持つ。
バッファSiO2膜2上には、電荷蓄積容量Cst(m,n)に対応する膜厚50nmの多結晶Si(以下、poly−Siと称す。)膜30が形成され、前記poly−Si膜30上には、SiO2からなるゲート絶縁膜20を介して、MoよりなるEL駆動TFTのゲート配線電極14が形成されている。
前記EL駆動TFTのゲート配線電極14上には、SiO2からなる層間絶縁膜21を介して、アノード電流供給配線電極Anが形成されており、このアノード電流供給配線電極Anは、Mo(110a)、Al(110b)、およびMo(110c)からなる3層構造の電極構造とされる。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure taken along the line XX ′ shown in FIG.
As shown in FIG. 7, a 50 nm buffer Si 3 N 4 film 200 and a 100 nm buffer SiO 2
These buffer insulating films (200, 2) have a role of preventing diffusion of impurities such as Na from the
On the buffer SiO 2 film 2, a polycrystalline Si (hereinafter referred to as poly-Si)
An anode current supply wiring electrode An is formed on the
ここで、図7に示すEL駆動TFTのゲート配線電極14は、図5に示すように、EL駆動TFT(Qd3(m,n))のゲート配線電極14が、アノード電流供給配線電極Anと重なるように、アノード電流供給配線電極Anの下側に延長された部分を示し、また、図7に示すpoly−Si膜30は、図5に示すように、アノード電流供給配線電極Anと重なるように形成され、かつ、poly−Si膜30は、コンタクトホール(図5のCH0)を介して、アノード電流供給配線電極Anと電気的に接続されている。
したがって、本実施の形態において、電荷蓄積容量Cst(m,n)は、アノード電流供給配線電極Anとゲート配線電極14との間の層間絶縁膜21により形成される容量素子と、ゲート配線電極14とpoly−Si膜30との間のゲート絶縁膜20により形成される容量素子とで定義される。
このように、電荷蓄積容量Cst(m,n)を、アノード電流供給配線電極Anの下側に形成することで、画素の開口率を向上させることが可能となる。
また、前記アノード電流供給配線電極Anと同一層上には、映像信号配線電極(Dn,D(n+1))も形成されており、映像信号配線電極(Dn,D(n+1))も、Mo(11a)、Al(11b)、およびMo(11c)からなる3層構造の電極構造とされる。
Here, the
Therefore, in the present embodiment, the charge storage capacitor Cst (m, n) includes the capacitor element formed by the
Thus, by forming the charge storage capacitor Cst (m, n) below the anode current supply wiring electrode An, the aperture ratio of the pixel can be improved.
Also, video signal wiring electrodes (Dn, D (n + 1)) are formed on the same layer as the anode current supply wiring electrode An, and the video signal wiring electrodes (Dn, D (n + 1)) are formed. The electrode structure has a three-layer structure made of Mo (11a), Al (11b), and Mo (11c).
これら全体は、膜厚200nmのSi3N4からなる保護絶縁膜22によって被覆され、その上にはインジウム−スズ酸化物(ITO)よりなるアノード電極13が形成されている。
さらに、前記アノード電極13上には、膜厚2μmのポリイミドを主成分とする有機絶縁膜23が形成され、アノード電極13のほぼ中央上で前記有機絶縁膜23に開口部が設けられている。
前記アノード電極13、および有機絶縁膜23の上には、膜厚150nmのトリフェニルジアミン(TPD)からなる正孔輸送層300が形成され、さらにその上にはDCJTBとルブレンをドープした膜厚30nmのトリス(8−ハイドロオキシキノリン)アルミニウム(Alq3)から構成される赤色EL発光層301Rと、膜厚30nmのAlq3からなる電子輸送層(図示せず)が形成されている。
電子輸送層の上層には、膜厚0.8nmのLiFを介して膜厚150nmのAlからなるカソード電極302が形成されている。
発光はアノード電極13から注入される正孔と、カソード電極302から注入される電子が赤色EL発光層301R内で輻射再結合することで生じる。発生した光は、ガラス基板1側に放出される。
これに隣接する画素には、青色EL発光層301Bおよび緑色EL発光層301Gが赤色EL発光層の代わりに形成された青色ドットと緑色ドットが配置されている。
青色EL発光層301Bは、膜厚15nmのBCzVBiをドープしたDPVBi、緑色EL発光層301Gは、膜厚30nmのクマリン540をドープしたAlq3である。
These are all covered with a protective insulating
Further, an organic insulating
A
A
Light emission is caused by radiative recombination of holes injected from the
In adjacent pixels, blue dots and green dots in which a blue EL
The blue EL
図8は、図5に示すY−Y’切断線に沿って切断した断面構造を示す断面図であり、図9は、図5に示すZ−Z’切断線に沿って切断した断面構造を示す断面図である。
前述したように、無アルカリガラス基板1の上50nmのバッファSi3N4膜200と、100nmのバッファSiO2膜2が形成され、その上層にスイッチTFT(Qs(m,n))、およびEL駆動TFT(Qd2(m,n))に対応する膜厚50nmのpoly−Si膜30が形成され、前記poly−Si膜30上には、SiO2からなるゲート絶縁膜20を介して走査信号配線電極Gm、およびEL駆動TFTのゲート配線電極14が形成されている。ここで、走査信号配線電極GmはMoで構成される。
スイッチTFT(Qs(m,n))はN型TFTで構成され、そのソース電極には、層間絶縁膜21に開口したコンタクトスルーホールを介して、映像信号配線電極Dnが接続され、また、ドレイン電極には、同じく接続配線電極12が接続されている。
前述したように、映像信号配線電極Dnは、Mo(11a)、Al(11b)、およびMo(11c)からなる3層構造の電極構造とされ、同様に、接続配線電極12も、Mo(12a)、Al(12b)、およびMo(12c)からなる3層構造の電極構造とされる。
8 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure cut along the line YY ′ shown in FIG. 5, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line ZZ ′ shown in FIG. It is sectional drawing shown.
As described above, the 50 nm buffer Si 3 N 4 film 200 and the 100 nm buffer SiO 2
The switch TFT (Qs (m, n)) is composed of an N-type TFT, and a video signal wiring electrode Dn is connected to the source electrode thereof through a contact through hole opened in the
As described above, the video signal wiring electrode Dn has a three-layer electrode structure composed of Mo (11a), Al (11b), and Mo (11c). Similarly, the
接続配線電極12の他方は、やはり層間絶縁膜21に設けたスルーホールを介して、EL駆動TFTのゲート配線電極14に接続されており、映像信号配線電極Dnの信号電圧がスイッチTFT(Qs(m,n))を介して、EL駆動TFTのゲート電極に印加される構成となっている。
一方、EL駆動TFT(Qd2(m,n))は、P型TFTで構成され、そのソース電極には、層間絶縁膜21に開口したコンタクトスルーホールを介して、アノード電流供給配線電極Anが接続されている。
前述したように、アノード電流供給配線電極Anは、Mo(110a)、Al(110b)、およびMo(110c)からなる3層構造の電極構造とされる。
EL駆動TFT(Qd2(m,n))のドレイン電極は、隣接する他の2つのEL駆動TFT(Qd1(m,n-1),Qd3(m,n+1))のドレイン電極と共通化され、EL接続配線電極15に接続されている。
ここで、EL接続配線電極15は、Mo(15a)、Al(15b)、およびMo(15c)からなる3層構造の電極構造とされる。
また、EL接続配線電極15には、膜厚200nmのSi3N4からなる保護絶縁膜22に設けたスルーホールを介してアノード電極13が接続されている。アノード電極13の上層には、前記の層構成を有する有機LEDが形成されている。
The other of the
On the other hand, the EL drive TFT (Qd2 (m, n)) is composed of a P-type TFT, and the anode current supply wiring electrode An is connected to the source electrode through a contact through hole opened in the
As described above, the anode current supply wiring electrode An has a three-layer electrode structure made of Mo (110a), Al (110b), and Mo (110c).
The drain electrode of the EL drive TFT (Qd2 (m, n)) is shared with the drain electrodes of the other two adjacent EL drive TFTs (Qd1 (m, n-1), Qd3 (m, n + 1)). The EL
Here, the EL
The
[実施の形態3]
図10は、本発明の実施の形態3の表示装置の画素の等価回路を示す回路図であり、図11は、本発明の実施の形態3の表示装置の画素配置を示す平面図である。
本実施の形態の自発光型表示装置では、m行n列のEL素子OLED(m,n)の駆動を、m行n列以外に、m行(n−2)列、m行(n−1)列、m行(n+1)列、および、m行(n+2)列の計5個の画素領域内に形成した5個の並列EL駆動TFTにより行う構成としたものである。
並列数を5としたので、より平均化による均一性向上効果が大きく、より均一な表示特性を得ることが可能となる。
[Embodiment 3]
FIG. 10 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a pixel of the display device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a plan view showing a pixel arrangement of the display device according to the third embodiment of the present invention.
In the self-luminous display device of the present embodiment, driving of the EL element OLED (m, n) of m rows and n columns is performed in m rows (n−2) columns, m rows (n−) in addition to m rows and n columns. 1) A configuration in which five parallel EL driving TFTs formed in a total of five pixel regions of columns, m rows (n + 1) columns, and m rows (n + 2) columns are used.
Since the number of parallel is set to 5, the effect of improving uniformity by averaging is greater, and more uniform display characteristics can be obtained.
[実施の形態4]
図12は、本発明の実施の形態4の表示装置の画素の等価回路を示す回路図であり、図13は、本発明の実施の形態4の表示装置の画素配置を示す平面図である。
本実施の形態の自発光型表示装置では、m行n列のEL素子OLED(m,n)の駆動を、m行n列以外に、m行(n+1)列、m行(n+2)列、m行(n+3)列、m行(n+4)列、および、m行(n+5)列の計6個の画素領域内に形成した6個の並列EL駆動TFTにより行う構成としたものである。
並列数を6としたので、より平均化による均一性向上効果が大きく、より均一な表示特性を得ることが可能となる。
また、本実施の形態においては、EL素子からの発光は基板側ではなく、表面側へ取り出す構成を採った。
本実施の形態のように、画素内のTFT数が多くなると、発光に寄与するEL素子の面積を確保することが困難になる。
このような場合には、本実施の形態のような表面側へ光を取り出す構成が有利である。
[Embodiment 4]
FIG. 12 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a pixel of the display device according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a plan view showing a pixel arrangement of the display device according to the fourth embodiment of the present invention.
In the self-luminous display device of the present embodiment, driving of the EL element OLED (m, n) of m rows and n columns is performed in m rows (n + 1) columns, m rows (n + 2) columns, in addition to m rows and n columns. In this configuration, six parallel EL driving TFTs are formed in a total of six pixel regions of m rows (n + 3) columns, m rows (n + 4) columns, and m rows (n + 5) columns.
Since the number of parallel is set to 6, the effect of improving uniformity by averaging is greater, and more uniform display characteristics can be obtained.
Further, in this embodiment mode, a configuration is adopted in which light emitted from the EL element is extracted not on the substrate side but on the surface side.
As in this embodiment, when the number of TFTs in a pixel increases, it becomes difficult to ensure the area of the EL element that contributes to light emission.
In such a case, a configuration in which light is extracted to the surface side as in the present embodiment is advantageous.
図14は、図13に示すX−X’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。
図14に示すように、厚さ0.5mm、歪み温度約670℃の無アルカリガラス基板1の上に、50nmのバッファSi3N4膜200と、100nmのバッファSiO2膜2が形成される。
バッファSiO2膜2上には、電荷蓄積容量Cst(m,n)に対応する膜厚50nmのpoly−Si膜30が形成され、前記poly−Si膜30上には、SiO2からなるゲート絶縁膜20を介して、MoよりなるEL駆動TFTのゲート配線電極14が形成されている。
図14に示すEL駆動TFTのゲート配線電極14は、図13に示すように、EL駆動TFT(Qd3(m,n))のゲート配線電極14が、画素の下側に延長された部分を示し、また、図14に示すpoly−Si膜30は、図13に示すように、コンタクトホールを介して、アノード電流供給配線電極Anと電気的に接続されている。
前記EL駆動TFTのゲート配線電極14上には、SiO2からなる層間絶縁膜21を介して、アノード電流供給配線電極Anが形成されている。このアノード電流供給配線電極Anは、Mo(110a)、Al(110b)、およびMo(110c)からなる3層構造の電極構造とされる。
また、前記アノード電流供給配線電極Anと同一層上には、映像信号配線電極Dnと、反射膜17とが形成されている。映像信号配線電極Dnは、Mo(11a)、Al(11b)、およびMo(11c)からなる3層構造の電極構造とされる、反射膜17も、Mo/Al/Moの3層構造の電極構造とされる。
14 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure taken along the line XX ′ shown in FIG.
As shown in FIG. 14, a 50 nm buffer Si 3 N 4 film 200 and a 100 nm buffer SiO 2
A 50 nm thick poly-
As shown in FIG. 13, the
An anode current supply wiring electrode An is formed on the
A video signal wiring electrode Dn and a
反射膜17は、膜厚200nmのSi3N4からなる保護絶縁膜22に設けられたスルーホール(図13のCH1,CH2)を介してアノード電極13に接続されている。この反射膜17は、例えば、m行n列の画素内における、スイッチTFT、およびEL駆動TFT(Qd1(m,n))が形成される領域を除いた領域に形成される。
反射膜17は、EL素子からの発光を表面側に反射する役目を有するとともに、EL駆動TFT(Qd3(m,n))がオンのときに、poly−Si膜30との間で、電荷蓄積容量Cst(m,n)の一部を構成する。
したがって、本実施の形態において、電荷蓄積容量Cst(m,n)は、ゲート配線電極14とpoly−Si膜30との間のゲート絶縁膜20により形成される容量素子と、反射膜17とpoly−Si膜30との間の層間絶縁膜21により形成される容量素子とで定義される。
これら全体は、膜厚200nmのSi3N4からなる保護絶縁膜22によって被覆され、その上には、インジウム‐スズ酸化物(ITO)よりなるアノード電極13が形成されている。
さらに、前記アノード電極13上には膜厚2μmのポリイミドを主成分とする有機絶縁膜23が形成され、アノード電極13のほぼ中央上で前記有機絶縁膜23に開口部が設けられている。
前記アノード電極13、および有機絶縁膜23の上には、膜厚150nmのトリフェニルジアミン(TPD)からなる正孔輸送層300が形成され、さらにその上にはDCJTBとルブレンをドープした膜厚30nmのトリス(8−ハイドロオキシキノリン)アルミニウム(Alq3)から構成される赤色EL発光層301Rと、膜厚30nmのAlq3からなる電子輸送層(図示せず)が形成されている。
The
The
Therefore, in the present embodiment, the charge storage capacitor Cst (m, n) includes the capacitive element formed by the
These are all covered with a protective insulating
Further, an organic insulating
A
電子輸送層の上層には、膜厚0.8nmのLiFを介して、膜厚7nmの2,9−ジメチル−4,7ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)と膜厚77nmのITOが形成され、透明なカソード電極302を構成している。
発光は、アノード電極13から注入される正孔と、カソード電極302から注入される電子が、赤色EL発光層301R内で輻射再結合することで生じる。発生した光は透明なカソード電極側に放出される。
これに隣接する画素には、青色EL発光層301Bおよび緑色EL発光層301Gが赤色EL発光層の代わりに形成された青色ドットと緑色ドットが配置されている。
青色EL発光層は、膜厚15nmのBCzVBiをドープしたDPVBi、緑色EL発光層は、膜厚30nmのクマリン540をドープしたAlq3である。
図15は、並列化するEL駆動TFTの数Nと、画素間の輝度のばらつきの関係を示すグラフである。
図15のグラフから分かるように、輝度ばらつきは、N=3のときに、N=1の場合の約1/2まで低減できることがわかる。
理論的には、並列数Nに対し、ばらつきの程度は√Nに反比例して小さくなることが予測される。図15のグラフによれば、ほぼ理論予測どおりのばらつき低減効果が得られている。
On the electron transport layer, 2,9-dimethyl-4,7diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP) having a thickness of 7 nm and ITO having a thickness of 77 nm are formed via LiF having a thickness of 0.8 nm. Thus, a
Light emission is caused by radiative recombination of holes injected from the
In adjacent pixels, blue dots and green dots in which a blue EL
The blue EL light emitting layer is DPVBi doped with BCzVBi having a thickness of 15 nm, and the green EL light emitting layer is Alq3 doped with coumarin 540 having a thickness of 30 nm.
FIG. 15 is a graph showing the relationship between the number N of EL driving TFTs to be paralleled and the luminance variation between pixels.
As can be seen from the graph of FIG. 15, the luminance variation can be reduced to about ½ of the case of N = 1 when N = 3.
Theoretically, with respect to the parallel number N, it is predicted that the degree of variation decreases in inverse proportion to √N. According to the graph of FIG. 15, the variation reduction effect almost as predicted by theory is obtained.
[実施の形態5]
以下、本発明の実施の形態5として、図16〜図18を用いて、本発明の表示装置の全体構成を説明する。
ガラス基板1上にはTFTにより構成されたアクティブマトリクスAMXと垂直走査回路VDRV、映像信号回路HDRVが形成される。
EL素子OLEDのカソード電極302は、コンタクトエリア400において、コンタクトホールを介して、ガラス基板1上に形成された引き出し配線401に接続され外部接続端子PADに接続される。
また、画素内各列に設けたアノード電流供給配線電極Aは、画素領域外で全て接続され、引き出し電極402により外部接続端子PADに接続されている。
本実施の形態では、コンタクトエリア400をアクティブマトリクスAMXと外部接続端子PADの間に配置し、映像信号回路HRDVは、アクティブマトリクスAMXを挟んで外部接続端子PADとは反対側に配置した点に特徴がある。
このように配置することにより、外部接続端子PADからコンタクトエリア400までの引き出し配線401を短くできるので、この引き出し配線の抵抗による電圧降下と電力消費を最小化できる。
カソード電極302の引き出し配線には、全画素のEL素子OLEDからの電流が流れるため、引き出し配線の低抵抗化は重要である。
一方、映像信号回路HDRVへの電源配線、グランド配線に流れる電流は、EL素子OLEDの電流に比べ小さいため、この配線長が多少長くなっても大きな問題にはならない。
[Embodiment 5]
Hereinafter, the overall configuration of the display device of the present invention will be described as
On the
The
The anode current supply wiring electrodes A provided in each column in the pixel are all connected outside the pixel region, and are connected to the external connection terminal PAD by the
The present embodiment is characterized in that the
By arranging in this way, the lead-out
Since current from the EL elements OLED of all pixels flows through the lead-out wiring of the
On the other hand, since the current flowing through the power supply wiring and the ground wiring to the video signal circuit HDRV is smaller than the current of the EL element OLED, even if the wiring length is somewhat longer, it does not cause a big problem.
図17は、図16に示す表示装置全体を示す分解斜視図である。
EL素子OLEDのカソード電極302が形成されたガラス基板1上には、封止ガラス600がシールSHLにより取り付けられ、EL素子OLEDが外気に曝されないようになっている。
シールSHLには、紫外線硬化型の樹脂に、10μm径のファイバーガラスを分散させたものを使用した。
封止ガラスと、ガラス基板1の外形は、外部接続端子PADが引き出されている辺以外の3辺でほぼ一致しており、パネル全体の外形寸法を最小化している。
図18は、図16に示す表示装置の断面構造を示す断面図である。
封止ガラス600の内部には、外部から進入する水分や、EL素子OLEDを構成する材料等から放出されるガスを吸着するための化学、吸着材602が、封止ガラス600に設けた凸部にテープ601によって保持されている。化学吸着材としては、酸化カルシウム(CaO)を用いた。
また、封止ガラス600の内部の空洞内には、露天−78℃まで水分を除去した乾燥N2ガスが封止されている。
FIG. 17 is an exploded perspective view showing the entire display device shown in FIG.
On the
As the seal SHL, an ultraviolet curable resin in which fiber glass having a diameter of 10 μm was dispersed was used.
The outer shape of the sealing glass and the
18 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the display device shown in FIG.
Inside the sealing
Further, in the cavity inside the sealing
[実施の形態6]
以下、本発明の実施の形態6として、図19〜図27を用いて、本発明の実施の形態2の表示装置のアクティブマトリクス基板の製造工程を説明する。
初めに、厚さ500μm、幅750mm、幅950mmの歪点約670℃の無アルカリガラス基板1上を洗浄後、SiH4とNH3とN2の混合ガスを用いたプラズマCVD法により、膜厚50nmのSi3N4膜200を形成する。
続いて、テトラエトキシシランとO2の混合ガスを用いたプラズマCVD法により、膜厚120nmのSiO2膜2を形成する。なお、Si3N4、SiO2ともに形成温度は400℃である。
次に、SiO2膜2上に、SiH4、Arの混合ガスを用いたプラズマCVD法により、ほぼ真性の水素化非晶質シリコン膜35を50nm形成する。成膜温度は400℃で、成膜直後水素量は約5at%であった。
次に、基板を450℃で約30分アニールすることにより、水素化非晶質シリコン膜35中の水素を放出させる。
次に、テトラエトキシシランとO2の混合ガスを用いたプラズマCVD法により、膜厚100nmのSiO2膜201を形成し、次に、イオン注入法によりボロン(B+)を加速電圧40KeV、ドーズ量5×1012(atoms/cm2)で注入する。ボロンは、TFTのしきい値電圧を調整するためのものである。(図19参照)
[Embodiment 6]
Hereinafter, as a sixth embodiment of the present invention, a manufacturing process of an active matrix substrate of a display device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, after cleaning the alkali-
Subsequently, an SiO 2 film 2 having a thickness of 120 nm is formed by a plasma CVD method using a mixed gas of tetraethoxysilane and O 2 . Note that the formation temperature is 400 ° C. for both Si 3 N 4 and SiO 2 .
Next, a substantially intrinsic hydrogenated
Next, the hydrogen in the hydrogenated
Next, a 100 nm-thickness SiO 2 film 201 is formed by plasma CVD using a mixed gas of tetraethoxysilane and O 2 , and boron (B +) is accelerated by an ion implantation method with an acceleration voltage of 40 KeV and a dose amount. Inject at 5 × 10 12 (atoms / cm 2 ). Boron is for adjusting the threshold voltage of the TFT. (See Figure 19)
次に、緩衝フッ酸によりSiO2膜201を除去し、短辺0.3mm、長辺300mmのストライプ形状に加工した波長308nmのパルスエキシマレーザ光LASERを、短辺方向に10μmピッチで移動しながら照射することにより、前記非晶質シリコン膜35に、フルエンス450mJ/cm2で照射し,非晶質シリコン膜35を溶融再結晶化させて、P型の多結晶シリコン膜30を得る。(図20参照)
この時、レーザビームスキャン方向での多結晶シリコンの結晶品質ばらつきに起因するTFT特性のばらつきが、ビームスキャン方向と垂直方向でのばらつきよりも一般に大きくなる傾向がある。
このため、複数のEL駆動TFTを、レーザビームスキャン方向に並行に配列することで、より大きな効果を得られる。
図3あるいは図6に矢印で図示したレーザスキャン方向とは、このことを示しており、複数のEL駆動TFTをレーザスキャン方向と略平行に配列するものである。図10、図12に図示した実施の形態においても同様である。
次に、CF4を用いたリアクティブイオンエッチング法により、P型の多結晶シリコン膜30を所定の形状に加工し、TFTと、TFT以外の配線パターン(多結晶シリコン膜30)を得る。
次に、テトラエトキシシランと酸素の混合ガスを用いたプラズマCVD法により、膜厚100nmのSiO2を形成しゲート絶縁膜20を形成する。
Next, the SiO 2 film 201 is removed with buffered hydrofluoric acid, and a pulsed excimer laser beam LASER with a wavelength of 308 nm processed into a stripe shape with a short side of 0.3 mm and a long side of 300 mm is moved at a pitch of 10 μm in the short side direction. By irradiating, the
At this time, variation in TFT characteristics due to variation in crystal quality of polycrystalline silicon in the laser beam scanning direction generally tends to be larger than variation in the direction perpendicular to the beam scanning direction.
For this reason, a larger effect can be obtained by arranging a plurality of EL drive TFTs in parallel in the laser beam scanning direction.
The laser scan direction indicated by the arrows in FIG. 3 or FIG. 6 indicates this, and a plurality of EL drive TFTs are arranged substantially parallel to the laser scan direction. The same applies to the embodiment shown in FIGS.
Next, the P-type
Next, a
次に、スパッタリング法により、Mo膜を200nm形成後、通常のホトリソグラフィ法により所定のレジストパターンPRをMo膜上に形成し、CF4を用いたリアクティブイオンエッチング法により、Mo膜を所定の形状に加工しN型TFTのゲート電極10Nを得る。
次に、エッチングに用いたレジストパターンPRを残したまま、イオン注入法により、リン(P)イオンを加速電圧60KV、ドーズ量1015(atoms/cm2)で打ちこみ、N型TFTのソース電極、ドレイン電極領域を形成する。(図21の右側、中央部参照)
この時、P型TFTは、素子全体をMo膜とホトレジスト膜PRのパターンで保護し、リンイオンが注入されないようにする。(図21の左側参照)
次に、レジストパターンを残したまま、基板を混酸で処理し、加工されたMo電極をサイドエッチングしパターンをスリミングし、レジストを除去した後、イオン注入法により、Pイオンを加速電圧65KV、ドーズ量2×1013(atoms/cm2)で打ちこみ、N型TFTのLDD領域を形成する。LDD領域の長さは混酸によるサイドエッチング時間によって制御される。(図22参照)
Next, after a 200 nm Mo film is formed by sputtering, a predetermined resist pattern PR is formed on the Mo film by a normal photolithography method, and the Mo film is predetermined by a reactive ion etching method using CF 4 . The
Next, phosphorus (P) ions are implanted at an acceleration voltage of 60 KV and a dose of 10 15 (atoms / cm 2 ) by an ion implantation method while leaving the resist pattern PR used for etching, and the source electrode of the N-type TFT, A drain electrode region is formed. (Refer to the right side of FIG. 21, center)
At this time, the P-type TFT protects the entire element with the pattern of the Mo film and the photoresist film PR so that phosphorus ions are not implanted. (See left side of Fig. 21)
Next, the substrate is treated with a mixed acid while leaving the resist pattern, the processed Mo electrode is side-etched to slim the pattern, the resist is removed, and then the P ions are accelerated by an ion implantation method at an acceleration voltage of 65 KV and a dose. An amount of 2 × 10 13 (atoms / cm 2 ) is implanted to form an LDD region of the N-type TFT. The length of the LDD region is controlled by the side etching time by the mixed acid. (See Figure 22)
次に、所定のレジストパターンをMo膜上に形成し、CF4を用いたリアクティブイオンエッチング法により、P型TFTのゲート電極10PおよびTFT上以外の配線パターン(ゲート配線電極14)を得る。
P型TFTのゲート電極10Pをマスクとして、ボロンイオンを、加速電圧40kV、ドーズ量1015(atoms/cm2)で注入し、P型TFTのソース電極、ドレイン電極領域を形成する。この時、N型TFTは、全体をホトレジストパターンPRで保護し、エッチングガスから保護するとともに、ボロンイオンが注入されないようにする。(図23参照)
ホトレジストを除去した後、基板に、エキシマランプまたはメタルハライドランプの光UVを照射し、ラピッドサーマルアニール(RTA)法により打ち込んだ不純物を活性化する。(図24参照)
次に、テトラエトキシシランと酸素の混合ガスを用いたプラズマCVD法により、膜厚500nmのSiO2を形成し層間絶縁膜21を形成する。
所定のレジストパターンを形成後、混酸を用いたウエットエッチング法により、前記層間絶縁膜21にコンタクトスル−ホールを開孔する。
Next, a predetermined resist pattern is formed on the Mo film, and a wiring pattern (gate wiring electrode 14) other than the
Using the
After the photoresist is removed, the substrate is irradiated with light UV from an excimer lamp or a metal halide lamp, and the implanted impurities are activated by a rapid thermal annealing (RTA) method. (See Figure 24)
Next, SiO 2 having a film thickness of 500 nm is formed by plasma CVD using a mixed gas of tetraethoxysilane and oxygen to form an
After forming a predetermined resist pattern, contact through holes are opened in the
続いて、スパッタリング法により、Moを50nm、Al−Nd合金を500nm、Moを50nm、順次積層形成した後、所定のレジストパターンを形成後、BCl3とCl2の混合ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法により一括エッチングし、映像信号配線電極D、アノード電流供給配線電極A、接続配線電極12およびEL接続配線電極15を作成する。(図25参照)
次に、SiH4とNH3とN2の混合ガスを用いたプラズマCVD法により、膜厚400nmのSi3N4膜を形成し保護絶縁膜22とする。
所定のホトレジストレジストパターンを形成後、SF6を用いたドライエッチング法により、前記保護絶縁膜22にコンタクトスル−ホールを開孔する。
続いて,スパッタリング法により、ITO膜を70nm形成し、混酸を用いたウエットエッチングにより所定の形状に加工して、EL素子OLEDのアノード電極13を作成する。(図26参照)
最後に、スピン塗布法により感光性ポリイミド樹脂を約3.5μmの膜厚で塗布し、所定のマスクを用いて露光、現像して、アノード電極上のEL素子OLEDが形成される部分のポリイミド樹脂を除去後、350℃で30分ベークすることで、ポリイミド樹脂を焼成し、膜厚2.3μmの有機絶縁膜23を作成する。(図27参照)
Subsequently, Mo is deposited in a thickness of 50 nm, Al—Nd alloy is 500 nm, Mo is deposited in a thickness of 50 nm by sputtering, and a predetermined resist pattern is formed. Then, reactive ions using a mixed gas of BCl 3 and Cl 2 are used. The image signal wiring electrode D, the anode current supply wiring electrode A, the
Next, a Si 3 N 4 film having a thickness of 400 nm is formed as a protective insulating
After forming a predetermined photoresist resist pattern, contact through holes are formed in the protective insulating
Subsequently, an ITO film having a thickness of 70 nm is formed by a sputtering method and processed into a predetermined shape by wet etching using a mixed acid, thereby forming the
Finally, a photosensitive polyimide resin is applied in a thickness of about 3.5 μm by a spin coating method, exposed and developed using a predetermined mask, and a portion of the polyimide resin on which the EL element OLED is formed on the anode electrode Then, the polyimide resin is baked by baking at 350 ° C. for 30 minutes, and the organic insulating
この有機絶縁膜23は、アノード電極13の端部を被覆することで、アノード電極上に、EL素子OLEDを構成する超薄膜の有機膜が形成された際に、ITO電極端部での電界集中によるEL素子OLEDの破壊を防止するために形成する。
前記工程により作製されたアクティブマトリクス基板上にEL素子を形成する工程を以下説明する。
アクティブマトリクス基板を真空蒸着装置にセットし、まず、予備加熱室に導入し、真空中200℃で1時間ベーキングし、基板表面に吸着した水分や有機絶縁膜23に含まれる水分を除去する。
次に、酸素を含む雰囲気で紫外光を60mW/cm2の強度で60秒照射しアノード電極表面の有機物を除去する。
次に、アクティブマトリクス基板を前処理室に移動し、O2プラズマ処理することにより、アノード電極表面の仕事関数を整える。処理条件はRFパワー200Wで60秒である。
この処理により、アノード電極13であるITOの仕事関数を5.1〜5.2eVに調整し、正孔輸送材料へ正孔が注入される際のバリア高さを低下させ、注入効率を向上させることができる。
This organic insulating
A process of forming an EL element on the active matrix substrate manufactured by the above process will be described below.
The active matrix substrate is set in a vacuum deposition apparatus, and is first introduced into a preheating chamber and baked in vacuum at 200 ° C. for 1 hour to remove moisture adsorbed on the substrate surface and moisture contained in the organic insulating
Next, ultraviolet light is irradiated at an intensity of 60 mW / cm 2 in an atmosphere containing oxygen for 60 seconds to remove organic substances on the anode electrode surface.
Next, the work function of the anode electrode surface is adjusted by moving the active matrix substrate to the pretreatment chamber and performing O 2 plasma treatment. The processing conditions are 60 seconds with an RF power of 200 W.
By this treatment, the work function of ITO which is the
次に、アクティブマトリクス基板を第1の蒸着室に移動し,正孔輸送層を表示部の全面に形成されるようなマスクを用いてマスク蒸着する。
正孔輸送層の材料としては、トリフェニルジアミン(TPD)を用いる、この他に、例えば、α‐NPDなどを用いる事もできる。正孔輸送層の膜厚は150nmである。
次に、アクティブマトリクス基板を第2の蒸着室に移動し、RGB各々の発光材料をマスク蒸着する。
各発光材料の成膜は、まず、青色を表示すべきドットと蒸着マスクの開口部を位置合わせしたあと、青色材料を形成し、次に、蒸着室内で蒸着マスクを1ドットのピッチ分だけシフトさせ、緑色材料を蒸着、更に、同様に蒸着マスクを移動して赤色材料を蒸着することにより、RGBそれぞれのドット位置に所定の材料を形成する。
次に、アクティブマトリクス基板を第3の蒸着室に移動し、カソード電極302を形成する。
Next, the active matrix substrate is moved to the first vapor deposition chamber, and mask vapor deposition is performed using a mask in which the hole transport layer is formed on the entire surface of the display portion.
As a material for the hole transport layer, triphenyldiamine (TPD) is used. In addition, for example, α-NPD can be used. The film thickness of the hole transport layer is 150 nm.
Next, the active matrix substrate is moved to the second vapor deposition chamber, and RGB light emitting materials are mask vapor deposited.
Each light-emitting material is formed by first aligning the dots that should display blue and the openings of the vapor deposition mask, then forming the blue material, and then shifting the vapor deposition mask by the pitch of one dot in the vapor deposition chamber. Then, the green material is vapor-deposited, and the vapor deposition mask is similarly moved to deposit the red material, whereby a predetermined material is formed at each of the RGB dot positions.
Next, the active matrix substrate is moved to the third vapor deposition chamber, and the
カソード電極302は、有機層に対して電子の注入効率を向上させるために、0.8nm程度の膜厚でLiFを形成後、Alを150nm形成する。
次に、アクティブマトリクス基板を封止室に移動し、予めアクティブマトリクス基板と同様にベークして脱水処理しておいた封止ガラスを、紫外線硬化樹脂を挟んで接着し、アクティブマトリクス基板背面から紫外光を照射して樹脂を硬化させる。この際に、封止ガラスの空隙部には化学吸着剤を挿入しておく。
アクティブマトリクス基板をセットしてから、ここまでの工程は、全てアクティブマトリクス基板を大気に曝さないように行うことが必要である。
最後に、封止ガラスを接着したアクティブマトリクス基板を取り出し、所定の大きさに切り出し、ドライバLSIを実装して、パネルは完成する。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
The
Next, the active matrix substrate is moved to the sealing chamber, and the sealing glass that has been baked and dehydrated in advance in the same manner as the active matrix substrate is bonded with an ultraviolet curable resin interposed therebetween, and the ultraviolet rays are bonded from the back of the active matrix substrate. Irradiate light to cure the resin. At this time, a chemical adsorbent is inserted into the gap of the sealing glass.
All steps up to this point after setting the active matrix substrate must be performed so that the active matrix substrate is not exposed to the atmosphere.
Finally, the active matrix substrate to which the sealing glass is bonded is taken out, cut out to a predetermined size, and a driver LSI is mounted to complete the panel.
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.
1…ガラス基板、2…SiO2バッファ膜、10P…P型TFTのゲート電極、10N…N型TFTのゲート電極、11a,11c,12a,12c,15a,15c,110a,110c…Mo、11b,12b,15b,110b…Al、12…接続配線電極、13…アノード電極、14…ゲート配線電極、15…EL接続配線電極、17…反射膜、20…ゲート絶縁膜、21…層間絶縁膜、22…保護絶縁膜、23…有機絶縁膜、30…多結晶シリコン膜、35…水素化非晶質シリコン膜、200…Si3N4バッファ膜、300…正孔輸送層、301R…赤色EL発光層、301G…緑色EL発光層、301B…青色EL発光層、302…カソード電極、400…コンタクト領域、401…カソード引き出し配線、402…アノード電流供給配線電極引き出し電極、600…封止ガラス、601…テープ、602…化学吸着材(CaO)、A…アノード電流供給配線電極、D…映像信号配線電極、G…走査信号配線電極、Qs…スイッチ用薄膜トランジスタ、Qd…駆動用薄膜トランジスタ、Cst…電荷蓄積容量、OLED…有機エレクトロルミネッセンス素子、PAD…外部接続端子、AMX…TFTアクティブマトリクス、VDRV…垂直走査回路、HDRV…映像信号回路、SHL…シール、PR…ホトレジスト、LASER…エキシマレーザ光、UV…紫外ランプ光。 1 ... glass substrate, 2 ... SiO 2 buffer layer, 10P ... gate electrode of the P-type TFT, 10 N ... gate electrode of the N-type TFT, 11a, 11c, 12a, 12c, 15a, 15c, 110a, 110c ... Mo, 11b, 12b, 15b, 110b ... Al, 12 ... connection wiring electrode, 13 ... anode electrode, 14 ... gate wiring electrode, 15 ... EL connection wiring electrode, 17 ... reflection film, 20 ... gate insulation film, 21 ... interlayer insulation film, 22 ... protective insulating film, 23 ... organic insulating film, 30 ... polycrystal silicon film, 35 ... hydrogenated amorphous silicon film, 200 ... Si 3 N 4 buffer layer, 300 ... hole transport layer, 301R ... red EL emission layer , 301G: Green EL light emitting layer, 301B: Blue EL light emitting layer, 302: Cathode electrode, 400: Contact region, 401: Cathode lead-out wiring, 402: Annot Current supply wiring electrode lead electrode, 600 ... sealing glass, 601 ... tape, 602 ... chemical adsorbent (CaO), A ... anode current supply wiring electrode, D ... video signal wiring electrode, G ... scanning signal wiring electrode, Qs ... Switch thin film transistor, Qd ... Drive thin film transistor, Cst ... Charge storage capacitor, OLED ... Organic electroluminescence element, PAD ... External connection terminal, AMX ... TFT active matrix, VDRV ... Vertical scanning circuit, HDRV ... Video signal circuit, SHL ... Seal, PR ... photoresist, LASER ... excimer laser light, UV ... ultraviolet lamp light.
Claims (35)
前記各電流駆動型発光素子に駆動電流を供給する並列に接続されたn(n≧2)個の薄膜トランジスタとを備え、
前記並列に接続されたn個の薄膜トランジスタは、それぞれ異なる画素内に配置されることを特徴とする表示装置。 A plurality of pixels having current-driven light-emitting elements;
N (n ≧ 2) thin film transistors connected in parallel for supplying a driving current to each of the current driven light emitting elements,
The display device according to claim 1, wherein the n thin film transistors connected in parallel are arranged in different pixels.
前記各電流駆動型発光素子に駆動電流を供給する並列に接続されたn(n≧2)個の薄膜トランジスタとを備え、
前記並列に接続されたn個の薄膜トランジスタは、前記薄膜トランジスタを作成する際に使用されるレーザビームのスキャン方向のそれぞれ異なる画素内に配置されることを特徴とする表示装置。 A plurality of pixels having current-driven light-emitting elements;
N (n ≧ 2) thin film transistors connected in parallel for supplying a driving current to each of the current driven light emitting elements,
The display device according to claim 1, wherein the n thin film transistors connected in parallel are arranged in different pixels in a scanning direction of a laser beam used when forming the thin film transistor.
m(m≧2)個の電流供給配線電極と、
前記m個の電流供給配線電極の中の一つの電流供給配線電極に接続され、前記各電流駆動型発光素子に駆動電流を供給する並列に接続されたn(n≧2)個の薄膜トランジスタとを備え、
前記並列に接続されたn個の薄膜トランジスタは、それぞれ異なる電流供給配線電極に接続されることを特徴とする表示装置。 A plurality of pixels having current-driven light-emitting elements;
m (m ≧ 2) current supply wiring electrodes;
N (n ≧ 2) thin film transistors connected in parallel to be connected to one of the m current supply wiring electrodes and to supply a driving current to each of the current driven light emitting elements. Prepared,
The display device according to claim 1, wherein the n thin film transistors connected in parallel are connected to different current supply wiring electrodes.
前記m個の電流供給配線電極は、各画素列毎に設けられることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。 The plurality of pixels are arranged in a matrix,
The display device according to claim 10, wherein the m current supply wiring electrodes are provided for each pixel column.
m(m≧2)個の電流供給配線電極と、
前記m個の電流供給配線電極の中の一つの電流供給配線電極に接続され、前記各電流駆動型発光素子に駆動電流を供給する並列に接続されたn(n≧2)個の薄膜トランジスタとを備え、
前記並列に接続されたn個の薄膜トランジスタは、それぞれ異なる電流供給配線電極に接続され、
前記各電流駆動型発光素子に前記駆動電流を供給する配線層は、前記各薄膜トランジスタのチャネル層と一体に作成され、かつ、前記各薄膜トランジスタのチャネル層と電気的に接続される半導体層で構成されることを特徴とする表示装置。 A plurality of pixels having current-driven light-emitting elements;
m (m ≧ 2) current supply wiring electrodes;
N (n ≧ 2) thin film transistors connected in parallel to be connected to one of the m current supply wiring electrodes and to supply a driving current to each of the current driven light emitting elements. Prepared,
The n thin film transistors connected in parallel are connected to different current supply wiring electrodes,
The wiring layer for supplying the driving current to each current-driven light emitting element is formed of a semiconductor layer that is formed integrally with the channel layer of each thin film transistor and is electrically connected to the channel layer of each thin film transistor. A display device.
前記m個の電流供給配線電極は、各画素列毎に設けられることを特徴とする請求項12に記載の表示装置。 The plurality of pixels are arranged in a matrix,
13. The display device according to claim 12, wherein the m current supply wiring electrodes are provided for each pixel column.
前記各電流駆動型発光素子に駆動電流を供給する並列に接続されたn(n≧2)個の薄膜トランジスタと、
前記並列に接続されたn個の薄膜トランジスタの各ゲート電極に接続され、各電流駆動型発光素子に供給する駆動電流を制御する映像信号電圧を1フレームの間保持する保持容量素子とを備え、
前記保持容量素子は、前記並列に接続されたn個の薄膜トランジスタにより駆動電流が供給される電流駆動型発光素子が配置される画素とは、異なる画素内に配置されることを特徴とする表示装置。 A plurality of pixels having current-driven light-emitting elements;
N (n ≧ 2) thin film transistors connected in parallel for supplying a driving current to each of the current driven light emitting elements,
A storage capacitor connected to each gate electrode of the n thin film transistors connected in parallel and holding a video signal voltage for controlling a driving current supplied to each current driven light emitting element for one frame;
The display device, wherein the storage capacitor element is disposed in a pixel different from a pixel in which a current-driven light emitting element to which a driving current is supplied by the n thin film transistors connected in parallel is disposed. .
前記保持容量素子は、前記m個の電流供給配線電極の下側に配置されることを特徴とする請求項14に記載の表示装置。 m (m ≧ 2) current supply wiring electrodes,
The display device according to claim 14, wherein the storage capacitor element is disposed below the m current supply wiring electrodes.
前記m個の電流供給配線電極は、各画素列毎に設けられることを特徴とする請求項16に記載の表示装置。 The plurality of pixels are arranged in a matrix,
The display device according to claim 16, wherein the m current supply wiring electrodes are provided for each pixel column.
前記電流駆動型発光素子の下側に配置され、前記n個の薄膜トランジスタの少なくとも一部を覆う反射層とを有することを特徴とする表示装置。 Each pixel includes a plurality of pixels having a current-driven light-emitting element and n (n ≧ 2) thin film transistors that supply a drive current to the current-driven light-emitting element.
A display device, comprising: a reflective layer disposed below the current-driven light-emitting element and covering at least part of the n thin film transistors.
前記並列に接続されたn個の薄膜トランジスタは、それぞれ異なる画素内に配置されることを特徴とする請求項20に記載の表示装置。 N thin film transistors connected in parallel for supplying a driving current to each of the current driven light emitting elements,
21. The display device according to claim 20, wherein the n thin film transistors connected in parallel are arranged in different pixels.
前記電流駆動型発光素子の下側に配置され、前記n個の薄膜トランジスタの少なくとも一部を覆う反射層と、
m(m≧2)個の電流供給配線電極とを備え、
前記各電流駆動型発光素子に駆動電流を供給する並列に接続されたn個の薄膜トランジスタを有し、
前記並列に接続されたn個の薄膜トランジスタは、それぞれ異なる電流供給配線電極に接続されることを特徴とする表示装置。 A plurality of pixels each having a current-driven light-emitting element and n (n ≧ 2) thin film transistors that supply a drive current to the current-driven light-emitting element;
A reflective layer disposed under the current-driven light-emitting element and covering at least a part of the n thin film transistors;
m (m ≧ 2) current supply wiring electrodes,
N thin film transistors connected in parallel for supplying a driving current to each of the current driven light emitting elements,
The display device according to claim 1, wherein the n thin film transistors connected in parallel are connected to different current supply wiring electrodes.
前記m個の電流供給配線電極は、各画素列毎に設けられることを特徴とする請求項27に記載の表示装置。 The plurality of pixels are arranged in a matrix,
28. The display device according to claim 27, wherein the m current supply wiring electrodes are provided for each pixel column.
前記電流駆動型発光素子の下側に配置され、前記n個の薄膜トランジスタの少なくとも一部を覆う反射層と、
m(m≧2)個の電流供給配線電極とを備え、
前記各電流駆動型発光素子に駆動電流を供給する並列に接続されたn個の薄膜トランジスタを有し、
前記並列に接続されたn個の薄膜トランジスタは、それぞれ異なる電流供給配線電極に接続され、
前記各電流駆動型発光素子に前記駆動電流を供給する配線層は、前記各薄膜トランジスタのチャネル層と一体に作成され、かつ、前記各薄膜トランジスタのチャネル層と電気的に接続される半導体層で構成されることを特徴とする表示装置。 A plurality of pixels each having a current-driven light-emitting element and n (n ≧ 2) thin film transistors that supply a drive current to the current-driven light-emitting element;
A reflective layer disposed under the current-driven light-emitting element and covering at least a part of the n thin film transistors;
m (m ≧ 2) current supply wiring electrodes,
N thin film transistors connected in parallel for supplying a driving current to each of the current driven light emitting elements,
The n thin film transistors connected in parallel are connected to different current supply wiring electrodes,
The wiring layer for supplying the driving current to each current-driven light emitting element is formed of a semiconductor layer that is formed integrally with the channel layer of each thin film transistor and is electrically connected to the channel layer of each thin film transistor. A display device.
前記m個の電流供給配線電極は、各画素列毎に設けられることを特徴とする請求項29に記載の表示装置。 The plurality of pixels are arranged in a matrix,
30. The display device according to claim 29, wherein the m current supply wiring electrodes are provided for each pixel column.
前記薄膜トランジスタのゲート電極に接続され、電流駆動型発光素子に供給する駆動電流を制御する映像信号電圧を1フレームの間保持する保持容量素子と、
前記電流駆動型発光素子の下側に配置され、前記薄膜トランジスタと前記保持容量素子とを覆う反射層とを有することを特徴とする表示装置。 A current-driven light-emitting element; a thin-film transistor that supplies a drive current to the current-driven light-emitting element;
A holding capacitor element connected to the gate electrode of the thin film transistor and holding a video signal voltage for controlling a driving current supplied to the current-driven light emitting element for one frame;
A display device, comprising: a reflective layer disposed under the current-driven light-emitting element and covering the thin film transistor and the storage capacitor element.
前記電流駆動型発光素子の下側に配置され、前記n個の薄膜トランジスタの少なくとも一部を覆う反射層とを備え、
前記各電流駆動型発光素子に駆動電流を供給する並列に接続されたn個の薄膜トランジスタを有し、
前記並列に接続されたn個の薄膜トランジスタの各ゲート電極に接続され、各電流駆動型発光素子に供給する駆動電流を制御する映像信号電圧を1フレームの間保持する保持容量素子を備え、
前記保持容量素子は、前記並列に接続されたn個の薄膜トランジスタにより駆動電流が供給される電流駆動型発光素子が配置される画素とは、異なる画素内の前記反射層の下側に配置されることを特徴とする表示装置。 In each pixel, a plurality of pixels each having a current-driven light-emitting element and n (n ≧ 2) thin film transistors that supply a drive current to the current-driven light-emitting element;
A reflective layer disposed below the current-driven light-emitting element and covering at least a part of the n thin film transistors;
N thin film transistors connected in parallel for supplying a driving current to each of the current driven light emitting elements,
A holding capacitance element connected to each gate electrode of the n thin film transistors connected in parallel, and holding a video signal voltage for controlling a driving current supplied to each current driven light emitting element for one frame;
The storage capacitor element is disposed below the reflective layer in a pixel different from a pixel in which a current-driven light emitting element to which a driving current is supplied by the n thin film transistors connected in parallel is disposed. A display device characterized by that.
前記保持容量素子を構成する一方の電極は、前記並列に接続されたn個の薄膜トランジスタのチャネル層と一体に作成され、かつ、前記m個の電流供給配線電極のいずれかに電気的に接続される半導体層で構成されることを特徴とする請求項32に記載の表示装置。 m (m ≧ 2) current supply wiring electrodes,
One electrode constituting the storage capacitor element is formed integrally with the channel layer of the n thin film transistors connected in parallel and is electrically connected to one of the m current supply wiring electrodes. The display device according to claim 32, comprising a semiconductor layer.
前記基板上に設けられる複数の電流駆動型発光素子と、
前記基板の一辺の縁部に設けられる外部接続端子部と、
前記外部接続端子部と、前記複数の電流駆動型発光素子が設けられる領域との間に設けられるコンタクト領域において、前記複数の電流駆動型発光素子のカソード電極と電気的に接続され、前記外部接続端子部の任意の端子に電気的に接続される引き出し配線とを備えることを特徴とする表示装置。 A substrate,
A plurality of current-driven light emitting elements provided on the substrate;
An external connection terminal provided on an edge of one side of the substrate;
In a contact region provided between the external connection terminal portion and a region where the plurality of current-driven light-emitting elements are provided, the external connection is electrically connected to cathode electrodes of the plurality of current-driven light-emitting elements. A display device comprising: a lead wiring electrically connected to an arbitrary terminal of the terminal portion.
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