JP4485119B2 - Display device - Google Patents
Display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4485119B2 JP4485119B2 JP2002327498A JP2002327498A JP4485119B2 JP 4485119 B2 JP4485119 B2 JP 4485119B2 JP 2002327498 A JP2002327498 A JP 2002327498A JP 2002327498 A JP2002327498 A JP 2002327498A JP 4485119 B2 JP4485119 B2 JP 4485119B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- transistor
- gate
- electrically connected
- tft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000010408 film Substances 0.000 description 228
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 140
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 118
- 238000000034 method Methods 0.000 description 86
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 44
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 description 40
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 38
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 32
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 description 22
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 17
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 17
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 14
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 11
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 10
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 10
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 6
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 5
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 2
- ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N coumarin Chemical compound C1=CC=C2OC(=O)C=CC2=C1 ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 238000005499 laser crystallization Methods 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 2
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- YLYPIBBGWLKELC-RMKNXTFCSA-N 2-[2-[(e)-2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl]-6-methylpyran-4-ylidene]propanedinitrile Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1\C=C\C1=CC(=C(C#N)C#N)C=C(C)O1 YLYPIBBGWLKELC-RMKNXTFCSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N Quinacridone Chemical compound N1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C=C1C(=O)C3=CC=CC=C3NC1=C2 NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005407 aluminoborosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 description 1
- XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N copper(II) phthalocyanine Chemical compound [Cu+2].C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000956 coumarin Drugs 0.000 description 1
- 235000001671 coumarin Nutrition 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 125000005678 ethenylene group Chemical group [H]C([*:1])=C([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical group [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N heliogen blue Chemical compound [Cu].[N-]1C2=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=NC([N-]1)=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=N2 RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 1
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002294 plasma sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000004151 rapid thermal annealing Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 1
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- NXHILIPIEUBEPD-UHFFFAOYSA-H tungsten hexafluoride Chemical compound F[W](F)(F)(F)(F)F NXHILIPIEUBEPD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Control Of El Displays (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランジスタを有する半導体装置の構成に関する。本発明はまた、ガラス、プラスチック等の絶縁体上に作製される薄膜トランジスタ(以後、TFTと表記する)を有する半導体装置を含むアクティブマトリクス型の表示装置の構成に関する。また、このような表示装置を用いた電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、エレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:EL)素子等を始めとした発光素子を用いた表示装置の開発が活発化している。発光素子は、自らが発光するために視認性が高く、液晶表示装置(LCD)等において必要なバックライトを必要としないために薄型化に適しているとともに、視野角にほとんど制限が無い。
【0003】
ここで、EL素子とは、電場を加えることで発生するルミネッセンスが得られる発光層を有する素子を指す。この発光層においては、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(蛍光)と、三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(燐光)とがあるが、本発明において、発光装置とは、上述したいずれの発光形態であっても良い。
【0004】
EL素子は、一対の電極(陽極と陰極)間に発光層が挟まれる形で構成され、通常、積層構造をとっている。代表的には、イーストマン・コダック・カンパニーのTangらが提案した「陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発光効率が高く、現在研究が進められているEL素子の多くはこの構造が採用されている。
【0005】
また、これ以外にも、陽極と陰極との間に、「正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層」または「正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層」の順に積層する構造がある。本発明の発光装置に用いるEL素子の構造としては、上述の構造のいずれを採用していても良い。また、発光層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。
【0006】
本明細書においては、EL素子において、陽極と陰極との間に設けられる全ての層を総称してEL層と呼ぶ。よって、上述の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層は、全てEL素子に含まれ、陽極、EL層、および陰極で構成される発光素子をEL素子と呼ぶ。
【0007】
図2(A)(B)に、一般的な発光装置における画素の構成を示す。なお、代表的な発光装置として、EL表示装置を例とする。図2(A)(B)に示した画素は、ソース信号線201、ゲート信号線202、スイッチング用TFT203、駆動用TFT204、容量素子(容量手段)205、電流供給線206、EL素子207、電源線208を有している。図2(A)においては、駆動用TFT204はPチャネル型、図2(B)においては、駆動用TFT204はNチャネル型を用いている。スイッチング用TFT203は、映像信号を画素に入力する際のスイッチとして機能するTFTであるので、ここではその極性は問わない。
【0008】
各部の接続関係について説明する。ここで、TFTはゲート、ソース、ドレインの3端子を有するが、ソース、ドレインに関しては、TFTの構造上、明確に区別が出来ない。よって、素子間の接続について説明する際は、ソース、ドレインのうち一方を第1の電極、他方を第2の電極と表記する。TFTのON、OFFについて、各端子の電位等(あるTFTのゲート・ソース間電圧等)について説明が必要な際には、ソース、ドレイン等と表記する。
【0009】
また、本明細書において、TFTがONしているとは、TFTのゲート・ソース間電圧がそのしきい値を超え、ソース、ドレイン間に電流が流れる状態をいい、TFTがOFFしているとは、TFTのゲート・ソース間電圧がそのしきい値を下回り、ソース、ドレイン間に電流が流れていない状態をいう。
【0010】
スイッチング用TFT203のゲート電極は、ゲート信号線202に接続され、第1の電極はソース信号線201に接続され、第2の電極は駆動用TFT204のゲート電極に接続されている。駆動用TFT204の第1の電極は、電流供給線206に接続され、第2の電極はEL素子207の陽極(Anode)に接続されている。EL素子207の陰極(Cathode)は、電源線208に接続されている。電流供給線206と、電源線208とは、互いに電位差を有している。また、駆動用TFT204のゲート・ソース間電圧を保持するために、駆動用TFT204のゲート電極とある一定電位,例えば電流供給線206との間に、容量素子205を設けても良い。
【0011】
ゲート信号線202にパルスが入力されてスイッチング用TFT203がONすると、ソース信号線201に出力されてきている映像信号は、駆動用TFT204のゲート電極へと入力される。入力された映像信号の電位に従って、駆動用TFT204のゲート・ソース間電圧が決定し、駆動用TFT204のソース・ドレイン間を流れる電流(以下、ドレイン電流と表記)が決定する。この電流はEL素子207に供給されて発光する。
【0012】
またTFT等を基板上に作り込み、画素部と周辺回路とを一体形成した表示装置は、小型、軽量という利点を活かし、普及著しいモバイル機器に応用されている。反面、TFTの作製は、成膜、エッチングの繰り返しによる素子形成と、半導体に導電性を与えるための不純物元素の添加等、多くの工程を経てなされるため、工程削減による低コスト化が課題となる。
【0013】
そこで、画素部および周辺回路を、単一極性のTFTによって構成すれば、不純物元素の添加工程の一部を省略することが出来る。単一極性のTFTを用いて構成した画素の例としては、図8に示すものが提案されている(例えば、非特許文献1参照)。
【0014】
【非特許文献1】
カニッキほか(J.Kanicki,J-H.Kim,J.Y.Nahm,Y.He,and R.Hattori)"アクティブOLEDにおけるアモルファスシリコン薄膜トランジスタ(Amorphous Silicon Thin-Film Transistors Based Active-Matrix Organic Light-Emitting Displays)"アジアディスプレイ/アイディーダブリュ(ASIA DISPLAY/IDW)2001 p.315−318
【0015】
図8に示した画素は、ソース信号線801、ゲート信号線802、スイッチング用TFT803、駆動用TFT804、アクティブ抵抗TFT805、容量素子806、電流供給線807、EL素子808、電源線809を有し、TFT803〜805にはNチャネル型TFTを用いている。
【0016】
スイッチング用TFT803のゲート電極は、ゲート信号線802に接続され、第1の電極は、ソース信号線801に接続され、第2の電極は、駆動用TFT804のゲート電極に接続されている。駆動用TFT804の第1の電極は、EL素子808の陽極に接続され、第2の電極は、アクティブ抵抗TFT805の第1の電極に接続されている。アクティブ抵抗TFT805のゲート電極および第2の電極は互いに接続され、電流供給線807に接続されている。EL素子808の陰極は、電源線809に接続され、電流供給線807とは互いに電位差を有する。容量素子806は、駆動用TFT804のゲート電極と電流供給線807との間に設けられ、駆動用TFT804のゲート電極に印加される信号の電位を保持する。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
ここで図2(A)、図8のように、駆動用TFTにNチャネル型TFTを用いた場合の動作について考える。図2(C)は、図2(A)(B)に示した画素において、電流供給線206−駆動用TFT204−EL素子207−電源線208の構成部分のみを図示したものである。駆動用TFT204はNチャネル型としているので、EL素子207の陽極に接続されている側をソース、電流供給線に接続されている側をドレインとする。
【0018】
今、電流供給線206の電位がVDD、EL素子207の陽極の電位がVA、同じく陰極の電位がVC、駆動用TFT204のゲート電極の電位がVSigであるとき、駆動用TFT204のゲート・ソース間電圧VGSは、VGS=(VSig−VA)であり、EL素子207の陽極・陰極間電圧VELは、VEL=(VA−VC)である。
【0019】
図2(D)は、駆動用TFT204およびEL素子207の電圧・電流特性を示したものである。駆動用TFT204の電圧・電流曲線と、EL素子207の電圧・電流曲線との交点が動作点であり、EL素子207を流れる電流値や、EL素子の陽極の電位VAが決定する。今、EL素子207の電圧・電流曲線が211、TFT204の電圧・電流曲線が213で表されるとき、動作点は215にあたり、これによって電流値およびVA=VA1が決定する。なお、このときの駆動用TFT204のゲート・ソース間電圧VGSは、VGS=(VSig−VA1)で表される。
【0020】
EL素子207が劣化した場合について考える。EL素子207が劣化すると、点灯開始電圧が上昇して、曲線は右にシフトして212で示されるようになる。ここで、仮に駆動用TFT204が飽和領域で動作しており、かつEL素子207の劣化によってゲート・ソース間電圧が変化しないとすると、動作点は216に移る。つまり、VA=VA2となる。この場合、駆動用TFT204のソース・ドレイン間電圧が変化しても、電流値には大きな変化はないため、それほど輝度も変わらない。ところが、今、駆動用TFT204にはNチャネル型TFTを用いており、EL素子207の陽極に接続されている側がソースであるから、駆動用TFT204のゲート・ソース間電圧VGSは、VGS=(VSig−VA2)と、小さくなってしまう。よってこのときの駆動用TFT204の電圧・電流曲線は214で示されるようになる。従って動作点は217となる。つまり、EL素子207の劣化によって、駆動用TFT204のソース電位が上昇し、ゲート・ソース間電圧が小さくなってしまったため、電流値が大きく変化し、輝度低下につながる。
【0021】
よって本発明においては、EL素子に電流を供給するための駆動用TFTにNチャネル型TFTを用いて構成し、かつ前述のようなEL素子の劣化による不具合を解決することの出来る半導体装置を提供することを課題とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
前述の課題の要点は、EL素子の劣化によって、EL素子の陽極の電位、すなわち駆動用TFTのソース電位が上昇し、それに伴って駆動用TFTのゲート・ソース間電圧が小さくなる点にあった。
【0023】
EL素子が劣化した場合にも、電流値が変化しないようにするには、EL素子が劣化してEL素子の陽極の電位が上昇したとしても、駆動用TFTのゲート・ソース間電圧に変化が生じないようにする必要がある。
【0024】
そこで本発明においては、ブートストラップ動作を応用した構成を画素に適用した。駆動用TFTのゲート・ソース間に容量素子(電圧保持手段)を設け、ゲート電極に映像信号が入力されている間は、ソースの電位をある値に固定する。そして、映像信号の入力後、ゲート電極を浮遊状態とする。このとき、駆動用TFTのゲート・ソース間電圧がしきい値を上回っていれば、駆動用TFTがONし、容量素子は映像信号の電位(VSig)と電源線の電位(VSS)との電位差を保持している。ここで、駆動用TFTのソース電位の固定を解除してやると、EL素子(発光素子)に電流が流れて、陽極の電位、すなわち駆動用TFTのソース電位が上昇する。すると、駆動用TFTのゲート・ソース間に配置された容量素子による結合によって、浮遊状態となっている駆動用TFTのゲート電極の電位も同じだけ上昇することになる。よって、EL素子の劣化によって陽極の電位上昇の値が異なってくる場合にも、その上昇分をゲート電極の電位にそのまま上乗せし、駆動用TFTのゲート・ソース間電圧を一定とすることが出来る。
【0025】
本発明の構成を以下に記す。
【0026】
本発明の表示装置は、
発光素子と、
映像信号に基づく電圧を保持する電圧保持手段と、
少なくとも1つのスイッチング素子を介して前記発光素子及び前記電圧保持手段に接続される電源線と、を有する表示装置であって、
前記電圧保持手段は前記発光素子に供給する電流を制御する機能を有し、前記電流は前記映像信号の電位と前記電源線の電位との電位差であることを特徴とする。
【0027】
本発明の表示装置は、
発光素子と、
映像信号に基づく電圧を保持する電圧保持手段と、
前記電圧保持手段に接続されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続される電源線と、
前記発光素子及び前記電圧保持手段とに接続されるトランジスタと、
前記トランジスタに接続される電流供給線と、を有する表示装置であって、
前記電圧保持手段は前記映像信号の電位と前記電源線の電位との電位差を保持し、且つ前記トランジスタのゲート・ソース間電圧を制御し、
前記トランジスタのゲート・ソース間電圧に基づく電流が前記電流供給線から前記発光素子に供給されることを特徴とする。
【0028】
本発明の表示装置は、
発光素子と、
映像信号に基づく電圧を保持する電圧保持手段と、
前記電圧保持手段と電源線との間に接続されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続される電源線と、
前記発光素子及び前記電圧保持手段とに接続されるトランジスタと、
前記トランジスタに接続される電流供給線と、を有する表示装置であって、
前記電圧保持手段は前記映像信号の電位と前記電源線の電位との電位差を保持し、且つ前記トランジスタのゲート・ソース間電圧を制御し、
前記トランジスタのゲート・ソース間電圧に基づく電流が前記電流供給線から前記発光素子に供給されることを特徴とする。
【0029】
本発明の表示装置は、
第1および第2のスイッチング素子と、トランジスタと、容量素子と、発光素子とを有し、
前記第1のスイッチング素子の第1の電極はソース信号線と、且つ第2の電極は前記トランジスタのゲート電極とそれぞれ電気的に接続され、
前記トランジスタの第1の電極は前記第2のスイッチング素子の第1の電極および、前記発光素子の第1の電極と、且つ第2の電極は電流供給線とそれぞれ電気的に接続され、
前記第2のスイッチング素子の第2の電極は、第1の電源線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は、第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は、前記トランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられている画素を有することを特徴とする。
【0030】
本発明の表示装置は、
第1乃至第3のスイッチング素子と、トランジスタと、容量素子と、発光素子とを有し、
前記第1のスイッチング素子の第1の電極はソース信号線と、且つ第2の電極は前記トランジスタのゲート電極とそれぞれ電気的に接続され、
前記トランジスタの第1の電極は前記第2のスイッチング素子の第1の電極および、前記発光素子の第1の電極と、且つ第2の電極は電流供給線とそれぞれ電気的に接続され、
前記第2のスイッチング素子の第2の電極は、第1の電源線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は、第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は、前記トランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられている画素を有することを特徴とする。
【0031】
本発明の表示装置は、
第1乃至第3のスイッチング素子と、トランジスタと、容量素子と、発光素子とを有し、
前記第1のスイッチング素子の第1の電極はソース信号線と、且つ第2の電極は前記トランジスタのゲート電極とそれぞれ電気的に接続され、
前記トランジスタの第1の電極は前記第2のスイッチング素子の第1の電極および、前記発光素子の第1の電極と、且つ第2の電極は電流供給線とそれぞれ電気的に接続され、
前記第2のスイッチング素子の第2の電極は、第1の電源線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は、第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は、前記トランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられ、
前記第3のスイッチング素子の第1の電極は前記トランジスタのゲート電極と、且つ第2の電極は前記トランジスタの第1の電極、前記第2のスイッチング素子の第1の電極及び前記発光素子の第1の電極と、それぞれ電気的に接続されている画素を有することを特徴とする。
【0032】
本発明の表示装置は、
第1乃至第3のスイッチング素子と、トランジスタと、容量素子と、発光素子とを有し、
前記第1のスイッチング素子の第1の電極はソース信号線と、且つ第2の電極は前記トランジスタのゲート電極とそれぞれ電気的に接続され、
前記トランジスタの第1の電極は前記第2のスイッチング素子の第1の電極および、前記発光素子の第1の電極と、且つ第2の電極は電流供給線とそれぞれ電気的に接続され、
前記第2のスイッチング素子の第2の電極は、第1の電源線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は、第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は、前記トランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられ、
前記第3のスイッチング素子の第1の電極は前記発光素子の第1の電極と、且つ第2の電極は前記第1の電源線と電気的に接続されている画素を有することを特徴とする。
【0033】
本発明の表示装置は、
前記トランジスタの導電型がNチャネル型であるとき、前記電流供給線V1、前記第1の電源線の電圧V2、前記第2の電源線電圧V3はV1>V2、かつV1>V3であってもよい。更に、V2<V3であっても良い。
【0034】
また本発明の表示装置は、
前記トランジスタの導電型がPチャネル型であるとき、前記電流供給線V1、前記第1の電源線の電位V2、前記第2の電源線の電位V3はV1<V2、かつV1<V3であってもよい。更に、V2>V3であっても良い。
【0035】
本発明の表示装置は、
ソース信号線と、ゲート信号線と、電流供給線と、第1乃至第3のトランジスタと、容量素子と、発光素子とを有する画素がマトリクス状に設けられた表示装置であって、
前記第1のトランジスタのゲート電極は前記第1のゲート信号線と電気的に接続され、第1の電極は前記第2のトランジスタの第1の電極及び前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は第1の電源線、及び当該画素を含まない行に設けられたゲート信号線のいずれかと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲート電極は、前記第3のトランジスタの第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は、前記電流供給線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲート電極は、前記第2のゲート信号線と電気的に接続され、第2の電極は、前記ソース信号線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は前記第2のトランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられていることを特徴とする。
【0036】
本発明の表示装置は、
ソース信号線と、第1および第2のゲート信号線と、電流供給線と、第1乃至第3のトランジスタと、容量素子と、発光素子とを有する画素がマトリクス状に設けられた表示装置であって、
前記第1のトランジスタのゲート電極は前記第1のゲート信号線と電気的に接続され、第1の電極は前記第2のトランジスタの第1の電極及び前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は第1の電源線、及び当該画素を含まない行に設けられた第1のゲート信号線若しくは第2のゲート信号線のいずれかと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲート電極は、前記第3のトランジスタの第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は、前記電流供給線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲート電極は、前記第2のゲート信号線と電気的に接続され、第2の電極は、前記ソース信号線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は前記第2のトランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられていることを特徴とする。
【0037】
本発明の表示装置は、
ソース信号線と、第1乃至第3のゲート信号線と、電流供給線と、第1乃至第4のトランジスタと、容量素子と、発光素子とを有する画素がマトリクス状に設けられた表示装置であって、
前記第1のトランジスタのゲート電極は、前記第1のゲート信号線と電気的に接続され、第1の電極は、前記第2のトランジスタの第1の電極および、前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は、第1の電源線、当該画素を含まない行に設けられた第1乃至第3のゲート信号線、及び当該画素を含む行に設けられた第2のゲート信号線若しくは第3のゲート信号線のいずれかと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲート電極は前記第3のトランジスタの第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は前記電流供給線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲート電極は前記第2のゲート信号線と電気的に接続され、第2の電極は前記ソース信号線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は、前記第2のトランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられ、
前記第4のトランジスタのゲート電極は前記第3のゲート信号線と電気的に接続され、第1の電極は前記第2のトランジスタのゲート電極と電気的に接続され、第2の電極は前記第2のトランジスタの第1の電極、前記第1の電源線及び前記第2の電源線のいずれかと電気的に接続されていることを特徴とする。
【0038】
本発明の表示装置は、
ソース信号線と、第1および第2のゲート信号線と、電流供給線と、第1乃至第4のトランジスタと、容量素子と、発光素子とを有する画素がマトリクス状に設けられた表示装置であって、
前記第1のトランジスタのゲート電極は前記第1のゲート信号線と電気的に接続され、第1の電極は前記第2のトランジスタの第1の電極及び前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は第1の電源線、当該画素を含まない行に設けられた第1のゲート信号線若しくは第2のゲート信号線、及び当該画素を含む行に設けられた第2のゲート信号線のいずれかと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲート電極は、前記第3のトランジスタの第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は前記電流供給線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲート電極は、前記第1のゲート信号線と電気的に接続され、第2の電極は前記ソース信号線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は、第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は、前記第2のトランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられ、
前記第4のトランジスタのゲート電極は前記第2のゲート信号線と電気的に接続され、第1の電極は前記第2のトランジスタのゲート電極と電気的に接続され、第2の電極は、前記第2のトランジスタの第1の電極、前記第1の電源線、及び前記第2の電源線のいずれかと電気的に接続されていることを特徴とする。
【0039】
本発明の表示装置は、
ソース信号線と、第1乃至第3のゲート信号線と、電流供給線と、第1乃至第4のトランジスタと、容量素子と、発光素子とを有する画素がマトリクス状に設けられた表示装置であって、
前記第1のトランジスタのゲート電極は、前記第1のゲート信号線と電気的に接続され、第1の電極は前記第2のトランジスタの第1の電極及び前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は第1の電源線、当該画素を含まない行に設けられた第1乃至第3のゲート信号線、及び当該画素を含む行に設けられた第2のゲート信号線若しくは第3のゲート信号線のいずれかと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲート電極は前記第3のトランジスタの第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は前記電流供給線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲート電極は前記第2のゲート信号線と電気的に接続され、第2の電極は前記ソース信号線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は前記第2のトランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられ、
前記第4のトランジスタのゲート電極は前記第3のゲート信号線と電気的に接続され、第1の電極は前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は前記第1の電源線と電気的に接続されていることを特徴とする。
【0040】
本発明の表示装置は、
ソース信号線と、第1および第2のゲート信号線と、電流供給線と、第1乃至第4のトランジスタと、容量素子と、発光素子とを有する画素がマトリクス状に設けられた表示装置であって、
前記第1のトランジスタのゲート電極は前記第1のゲート信号線と電気的に接続され、第1の電極は前記第2のトランジスタの第1の電極及び前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は第1の電源線、当該画素を含まない行に設けられた第1乃至第3のゲート信号線、及び当該画素を含む行に設けられた第2のゲート信号線若しくは第3のゲート信号線のいずれかと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲート電極は前記第3のトランジスタの第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は前記電流供給線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲート電極は前記第1のゲート信号線と電気的に接続され、第2の電極は前記ソース信号線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は前記電流供給線と互いに電位差を有する第2の電源と電気的に接続され、
前記容量素子は前記第2のトランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられ、
前記第4のトランジスタのゲート電極は前記第2のゲート信号線と電気的に接続され、第1の電極は前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は前記第1の電源線と電気的に接続されていることを特徴とする。
【0041】
本発明の表示装置は、
ソース信号線と、第1乃至第3のゲート信号線と、電流供給線と、第1乃至第4のトランジスタと、容量素子と、発光素子とを有する画素がマトリクス状に設けられた表示装置であって、
前記第1のトランジスタのゲート電極は前記第1のゲート信号線と電気的に接続され、第1の電極は前記第2のトランジスタの第1の電極及び前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は第1の電源線、当該画素を含まない行に設けられた第1乃至第3のゲート信号線、及び当該画素を含む行に設けられた第2のゲート信号線若しくは第3のゲート信号線のいずれかと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲート電極は前記第3のトランジスタの第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は前記電流供給線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲート電極は前記第2のゲート信号線と電気的に接続され、第2の電極は前記ソース信号線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は、前記第2のトランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられ、前記第2のトランジスタのゲート電極と第1の電極との間の電圧を保持し、
前記第4のトランジスタは、前記第2のトランジスタの第2の電極と前記電流供給線との間、又は前記第2のトランジスタの第1の電極と前記発光素子の第1の電極との間に配置され、当該第4のトランジスタのゲート電極は前記第3のゲート信号線と電気的に接続されていることを特徴とする。
【0042】
本発明の表示装置は、
ソース信号線と、第1および第2のゲート信号線と、電流供給線と、第1乃至第4のトランジスタと、容量素子と、発光素子とを有する画素がマトリクス状に設けられた表示装置であって、
前記第1のトランジスタのゲート電極は前記第1のゲート信号線と電気的に接続され、第1の電極は前記第2のトランジスタの第1の電極及び前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は第1の電源線、当該画素を含まない行に設けられた第1のゲート信号線若しくは第2のゲート信号線、及び当該画素を含む行に設けられた第2のゲート信号線のいずれかと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲート電極は前記第3のトランジスタの第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は前記電流供給線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲート電極は前記第1のゲート信号線と電気的に接続され、第2の電極は前記ソース信号線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は前記第2のトランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられ、前記第2のトランジスタのゲート電極と第1の電極との間の電圧を保持し、
前記第4のトランジスタは、前記第2のトランジスタの第2の電極と前記電流供給線との間、又は前記第2のトランジスタの第1の電極と前記発光素子の第1の電極との間に配置され、当該第4のトランジスタのゲート電極は前記第3のゲート信号線と電気的に接続されていることを特徴とする。
【0043】
本発明の表示装置において、
前記第1および第3のトランジスタは同一導電型であっても良い。
【0044】
本発明の表示装置において、
前記画素に含まれるトランジスタは同一導電型であっても良い。
【0045】
本発明の表示装置において、
前記第2のトランジスタの導電型がNチャネル型であるとき、前記電流供給線の電位V1、前記第1の電源線の電位V2、前記第2の電源線の電位V3は、V1>V2、かつV1>V3であっても良い。更に、V2>V3であっても良い。
【0046】
本発明の表示装置は、
前記第2のトランジスタの導電型がPチャネル型であるとき、前記電流供給線の電位V1、前記第1の電源線の電位V2、前記第2の電源線の電位V3は、V1<V2、かつV1<V3であっても良い。更に、V2<V3であっても良い。
【0047】
本発明の表示装置の駆動方法は、
第1および第2のスイッチング素子と、トランジスタと、容量素子と、発光素子とを有し、
前記第1のスイッチング素子の第1の電極はソース信号線と電気的に接続され、第2の電極は前記トランジスタのゲート電極と電気的に接続され、
前記トランジスタの第1の電極は前記第2のスイッチング素子の第1の電極及び前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は電流供給線と電気的に接続され、
前記第2のスイッチング素子の第2の電極は第1の電源線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は、前記トランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられている画素を有する表示装置の駆動方法であって、
前記第1および第2のスイッチング素子を導通し、前記ソース信号線から前記トランジスタに映像信号を入力し、かつ前記トランジスタの第1の電極の電位を固定し、
前記第1および第2のスイッチング素子を非導通として、前記トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、
前記トランジスタのゲート電極に印加された電位に応じた電流を前記発光素子に供給し、前記容量素子により、前記トランジスタのゲート・ソース間電圧を保持し、前記トランジスタの第1の電極の電位変化量と、前記トランジスタのゲート電極の電位変化量とを等しくすることを特徴とする。
【0048】
本発明の表示装置の駆動方法は、
第1乃至第3のスイッチング素子と、トランジスタと、容量素子と、発光素子とを有し、
前記第1のスイッチング素子の第1の電極はソース信号線と電気的に接続され、第2の電極は前記トランジスタのゲート電極と電気的に接続され、
前記トランジスタの第1の電極は前記第2のスイッチング素子の第1の電極及び前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は電流供給線と電気的に接続され、
前記第2のスイッチング素子の第2の電極は第1の電源線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は、前記トランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられ、
前記第3のスイッチング素子の第1の電極は、前記トランジスタのゲート電極と電気的に接続され、第2の電極は前記トランジスタの第1の電極、前記第1の電源線及び前記第2の電源線のいずれかと電気的に接続されている画素を有する表示装置の駆動方法であって、
前記第1および第2のスイッチング素子を導通し、前記ソース信号線から前記トランジスタに映像信号を入力し、かつ前記トランジスタの第1の電極の電位を固定し、
前記第1および第2のスイッチング素子を非導通として、前記トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、
前記トランジスタのゲート電極に印加された電位に応じた電流を前記発光素子に供給し、前記容量素子により、前記トランジスタのゲート・ソース間電圧を保持し、前記トランジスタの第1の電極の電位変化量と、前記トランジスタのゲート電極の電位変化量とを等しくし、
前記第3のスイッチング素子を導通して、前記トランジスタのゲート・ソース間電圧をしきい値電圧の絶対値以下とし、前記発光素子への電流の供給を停止することを特徴とする。
【0049】
本発明の表示装置の駆動方法は、
第1乃至第3のスイッチング素子と、トランジスタと、容量素子と、発光素子とを有し、
前記第1のスイッチング素子の第1の電極はソース信号線と電気的に接続され、第2の電極は前記トランジスタのゲート電極と電気的に接続され、
前記トランジスタの第1の電極は前記第2のスイッチング素子の第1の電極及び前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は電流供給線と電気的に接続され、
前記第2のスイッチング素子の第2の電極は、第1の電源線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は、第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は、前記トランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられ、
前記第3のスイッチング素子の第1の電極は、前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は前記第1の電源線と電気的に接続されている画素を有する表示装置の駆動方法であって、
前記第1および第2のスイッチング素子を導通し、前記ソース信号線から前記トランジスタへ前記映像信号を入力し、かつ前記トランジスタの第1の電極の電位を固定し、
前記第1および第2のスイッチング素子を非導通として、前記トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、
前記トランジスタのゲート電極に印加された電位に応じた電流を前記発光素子に供給し、前記容量素子により、前記トランジスタのゲート・ソース間電圧を保持し、前記トランジスタの第1の電極の電位変化量と、前記トランジスタのゲート電極の電位変化量とを等しくし、
前記第3のスイッチング素子を導通して、前記トランジスタのゲート・ソース間電圧をしきい値電圧の絶対値以下とし、前記発光素子への電流の供給を停止することを特徴とする。
【0050】
本発明の表示装置の駆動方法は、
第1乃至第3のスイッチング素子と、トランジスタと、容量素子と、発光素子とを有し、
前記第1のスイッチング素子の第1の電極はソース信号線と電気的に接続され、第2の電極は前記トランジスタのゲート電極と電気的に接続され、
前記トランジスタの第1の電極は、前記第2のスイッチング素子の第1の電極及び前記発光素子の第1の電極と電気的に接続され、第2の電極は前記第3のスイッチング素子を介して電流供給線と電気的に接続され、
前記第2のスイッチング素子の第2の電極は、第1の電源線と電気的に接続され、
前記発光素子の第2の電極は第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子は、前記トランジスタのゲート電極と第1の電極との間に設けられている画素を有する表示装置の駆動方法であって、
前記第1および第2のスイッチング素子を導通し、前記ソース信号線から前記トランジスタに映像信号を入力し、かつ前記トランジスタの第1の電極の電位を固定し、
前記第1および第2のスイッチング素子を非導通として、前記トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、
前記第3のスイッチング素子を導通して、前記トランジスタのゲート電極に印加された電位に応じた電流を前記発光素子に供給し、前記容量素子により、前記トランジスタのゲート・ソース間電圧を保持し、前記トランジスタの第1の電極の電位変化量と、前記トランジスタのゲート電極の電位変化量とを等しくし、
前記第3のスイッチング素子を非導通として、前記発光素子への電流の供給を停止することを特徴とする。
【0051】
また本発明おいて、スイッチング素子はトランジスタを使用することができる。そして本発明のトランジスタとしては、薄膜トランジスタ(TFT)又はSOI技術を用いて形成されたトランジスタとすることができる。そして、活性層に有機物を利用したトランジスタ、多結晶半導体を用いたものでも、非晶質半導体を用いたものでもよい。例えば、ポリシリコンを用いたTFTや、アモルファスシリコンを用いたTFTを用いることが可能である。
【0052】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1(A)に、本発明の実施の一形態を示す。本発明の画素は、ソース信号線101、ゲート信号線102、第1乃至第3のTFT103〜105、容量素子106、電流供給線107、EL素子108、電源線109、110(第1の電源線、第2の電源線)とを有する。TFT103のゲート電極は、ゲート信号線102に接続され、第1の電極は、ソース信号線101に接続され、第2の電極は、TFT104のゲート電極に接続されている。TFT104の第1の電極は、電流供給線107に接続され、第2の電極は、TFT105の第1の電極および、EL素子の第1の電極に接続されている。TFT105のゲート電極は、ゲート信号線102に接続され、第2の電極は、電源線110に接続されている。EL素子108の第2の電極は、電源線109に接続されている。容量素子106は、TFT104のゲート電極と第2の電極との間に設けられ、TFTのゲート・ソース間電圧を保持する。
【0053】
今、TFT103〜105はいずれもNチャネル型TFTであり、そのゲート・ソース間電圧がしきい値を上回ったとき、ONするものとする。また、EL素子108においては、第1の電極を陽極、第2の電極を陰極とし、陽極の電位をVA、陰極の電位、すなわち電源線109の電位をVCとする。さらに、電流供給線107の電位をVDDとし、電源線110の電位をVSSとする。映像信号の電位はVSigとする。
【0054】
回路の動作について、図1および図3を用いて説明する。ここで、TFT104のゲート(G)、ソース(S)、ドレイン(D)を図3(A)のように定義する。
【0055】
ある行において、ゲート信号線102が選択されてTFT103、105がONする。ソース信号線101より、映像信号が図3(A)に示すように、TFT104のゲート電極に入力されて、その電位がVSigとなる。一方、TFT105がONしているので、VA=VSSとなる。このとき、VSS≦VCとしておくと、映像信号の書き込み時にはEL素子108に電流が流れない。ただし、VSS>VCとなっており、EL素子108に電流が流れても構わない。ここで重要となるのは、VAが一定電位に固定されていることである。この動作により、容量素子106の両電極間の電圧は、(VSig−VSS)となる。やがて、ゲート信号線102の選択期間が終了し、TFT103、105がOFFすると、容量素子106に貯まった電荷の移動経路がなくなり、TFT104のゲート・ソース間電圧(VSig−VSS)が保持される(図3(B))。
【0056】
ここで、(VSig−VSS)がTFT104のしきい値を上回っているとき、TFT104がONして電流供給線107からEL素子に電流が流れ始めて発光が始まり(図3(C))、TFT104のソース電位が上昇する。このとき、TFT104のゲート電極は浮遊状態にあり、容量素子106によって、TFT104のゲート・ソース間電圧が保持されているので、ソース電位の上昇に伴って、ゲート電極の電位も上昇する。このとき、TFT104、105においては、そのゲート電極と半導体層(ソース領域あるいはドレイン領域)との間には容量成分が存在するが、容量素子106の容量値を、当該容量成分に対して十分に支配的としておくことにより、TFT104のソース電位の上昇幅と、TFT104のゲート電位の上昇幅とをおおむね等しくすることが出来る。
【0057】
これらの動作を踏まえ、図1(B)を用いてEL素子の劣化の有無による動作について考える。図1(B)において、151はゲート信号線102の電位、152、153はTFT104のゲート電極の電位VG、154、155はEL素子108の陽極VAすなわちTFT104のソース電位、156はTFT104のゲート・ソース間電圧VGSをそれぞれ模式的に表したものである。
【0058】
今、図1(B)に(i)で示した区間において、ゲート信号線102が選択され、Hレベルとなる。よってこの区間では、映像信号の書き込みが行われてTFT104のゲート電位VGが上昇する。また、TFT105がONしているので、EL素子108の陽極の電位VA、つまりTFT104のソース電位は、VSSに等しくなる。よって、TFT104のゲート・ソース間電圧VGSが大きくなる。またこの区間では、VA=VSS<VCとなっている場合には、映像信号VSigの値に関係なく、EL素子108は発光しない。
【0059】
(ii)で示したタイミングにおいて、ゲート信号線102の選択が終了してLレベルとなり、TFT103、105がOFFする。このときのVGS=(VSig−VA)が、容量素子106に保持される。
【0060】
続いて、(iii)で示した区間に入り、発光が始まる。このとき、TFT104のゲート・ソース間電圧VGSがそのしきい値を上回っていれば、TFT104がONしてドレイン電流が流れ、EL素子108が発光する。同時に、TFT104のソース電位も上昇する。ここで、前述のとおり、TFT104のゲート電極は浮遊状態となっており、TFT104のソース電位の上昇と同様に上昇する。
【0061】
ここで、EL素子108が劣化した場合を考える。EL素子が劣化すると、前述のとおりある値の電流をEL素子108に流そうとするとき、陽極・陰極間の電圧が大きくなるため、155で示すようにVAが上昇する。しかし本発明の場合、VAの上昇分だけ、VGも上昇するため、結果としてVGSに変化がないことがわかる。
【0062】
一方、図7に示すように、図2(B)に示したような従来の構成の場合、一旦映像信号が入力されてその電位がVSigとなると、その後TFT204のゲート電位VGは変化しない。よって、EL素子207が劣化してVAが上昇すると、TFT204のゲート・ソース間電圧は劣化前よりも小さくなってしまう(図7(G)(H))。このような場合、TFT204を飽和領域で動作させたとしても、動作点における電流値は変化してしまうことになる。よって、EL素子207が劣化し、電圧・電流特性が変化すると、EL素子207に流れる電流が小さくなり、輝度が低下する。
【0063】
以上のように、本発明においては、EL素子の劣化に対しても電流値に変化を与えないようにして、EL素子の劣化の影響を除去することが出来る。
【0064】
また、電源線の電位VSS、VCはいずれも任意に設定出来るので、VSS<VCとしておくことによって、EL素子に逆バイアスを印加することも容易である。
【0065】
なお、TFT103、105は、単なるスイッチング素子として機能すればよく、その極性は問わない。すなわち、画素を構成するTFTを全て単極性としても正常動作が可能となる。図1においては、TFT103、105を同極性とし、ゲート信号線102のみによって制御しているが、異なる第1、第2のゲート信号線を用いて、それぞれのTFTを制御するようにしても良い。この場合はTFT103、105が互いに極性が異なっていても構わない。ただし、画素の開口率等を考えると、配線数は可能な限り少ない本数とするのが望ましい。
【0066】
[実施の形態2]
図1に示した構成によると、画素部に引き回す配線は、ソース信号線、ゲート信号線、電流供給線(VDD)、電源線(VC)、電源線(VSS)の5本を必要としていた。本実施形態においては、配線を共用することによって1画素あたりの配線の本数を減らし、高開口率化を得られる構成について説明する。
【0067】
図9に、本実施形態の構成を示す。実施形態1と異なる点は、TFT906の第2の電極が電源線(VSS)に接続されていたのに対し、本実施形態では、次行のゲート信号線に接続されている点のみである。点線枠900で示された画素がi行目であるとすると、TFT906の第2の電極は、i+1行目のゲート信号線に接続されている。
【0068】
ゲート信号線を選択するパルスの条件としては、Hレベルのときは、TFT904のゲート・ソース間電圧が十分にしきい値を上回ればよい。すなわち、映像信号VSigの最大値に対し、さらにしきい値分以上高い電位であれば良い。これに対し、Lレベルのときは、TFT904が確実にOFFする電位であれば良い。よって、ゲート信号線において、Lレベルの電位をVSSに等しくしておく。
【0069】
i行目のゲート信号線が選択されてHレベルとなり、TFT904、906がONするとき、i+1行目のゲート信号線はまだ選択されていない。すなわちLレベルであり、その電位はVSSである。よって、TFT906を介して、EL素子の陽極の電位VAは、実施形態と同じくVSSに等しくなる。よって、本実施形態に従って配線を共用した場合にも、実施形態1と同様の動作を得ることが出来る。
【0070】
なお、i行目のゲート信号線が選択されてHレベルとなり、TFT906がONしている期間に、一定の電位VSSを与えることの出来る場所であれば、TFT906の第2の電極の接続先は、i+1行目のゲート信号線に限定されず、例えばi−1行目のゲート信号線であっても良いし、それ以外であっても良い。隣接行の信号線を共用する場合には、当該信号線のパルスが互いに重ならないようにするのが望ましい。
【0071】
また、実施形態1に記載したように、TFT904、906は単なるスイッチング素子として機能すればよいので、その極性は問わず、図9のように、1本のゲート信号線902によって制御されることに限定はしない。
【0072】
[実施の形態3]
駆動用TFTのゲート・ソース間電圧を制御して、EL素子に流れる電流値をアナログ量で制御して表示を行う方式をアナログ階調方式と呼ぶ。これに対し、EL素子を輝度100%、0%の2つの状態のみで駆動するデジタル階調方式が提案されている。この方式では、白、黒の2階調しか表現出来ないが、TFTの特性ばらつきの影響を受けにくいというメリットがある。デジタル階調方式によって多階調化を図るには、時間階調方式と組み合わせた駆動方法を用いる。時間階調方式とは、素子が発光している時間の長短によって、階調を表現する方法である。
【0073】
デジタル階調方式と時間階調方式とを組み合わせた場合、図10(A)に示すように、1フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割する。各サブフレーム期間は、図10(B)に示すように、アドレス(書き込み)期間と、サステイン(発光)期間と、消去期間とを有する。表示ビット数に応じた数のサブフレーム期間を設け、各サブフレーム期間におけるサステイン(発光)期間の長さを、2(n-1):2(n-2):・・・:2:1とし、各サステイン(発光)期間でEL素子の発光、もしくは非発光の選択をし、EL素子が発光している合計期間の長さの差を利用して階調表現を行う。発光している期間が長ければ輝度が高く、短ければ輝度が低くなる。なお、図10においては4ビット階調の例を示しており、1フレーム期間は4つのサブフレーム期間に分割され、サステイン(発光)期間の組み合わせによって、24=16階調を表現出来る。なお、サステイン期間の長さの比は、特に2のべき乗の比としなくても、階調表現は可能である。また、あるサブフレーム期間をさらに分割していても良い。
【0074】
時間階調方式を用いて多階調化を図る場合、下位ビットのサステイン(発光)期間の長さがより短くなるため、サステイン(発光)期間の終了後、直ちに次のアドレス期間を開始しようとすると、異なるサブフレーム期間のアドレス(書き込み)期間が重複する期間が生ずる。その場合、ある画素に入力される映像信号が、同時に異なる画素にも入力されてしまうため、正常な表示が出来なくなる。消去期間は、このような問題を解決するために設けられており、図10(B)に示すように、Ts3の後、およびTs4の後で、異なる2つのアドレス(書き込み)期間が重複しないように設けられる。よって、サステイン(発光)期間が十分に長く、異なる2つのアドレス(書き込み)期間の重複が生ずる心配の無いSF1、SF2においては、消去期間は設けられていない。
【0075】
このように、デジタル階調方式と時間階調方式とを組み合わせた方法によって駆動するには、EL素子の発光を強制的に停止して消去期間を設ける動作を追加しなければならない場合がある。
【0076】
図4(A)は、実施形態1において示した構成の画素に、第2のゲート信号線403、消去用TFT407を追加し、デジタル階調方式と時間階調方式とを組み合わせた駆動方法に対応したものの一例である。消去用TFT407のゲート電極は、第2のゲート信号線403に接続され、第1の電極は、TFT405のゲート電極および容量素子408の第1の電極に接続され、第2の電極は、TFT405の第2の電極および、容量素子408の第2の電極に接続されている。
【0077】
第1のゲート信号線402が選択され、映像信号が入力される動作は、実施の形態1にて示したものと同様であるのでここでは省略する。なお、映像信号の入力が行われている期間においては、第2のゲート信号線はLレベルであり、消去用TFT407はOFFしている。このとき、VSigは、TFT405が確実にONするだけの電位もしくは、TFT405がOFFする電位のいずれかの電位をとる。
【0078】
ここで、サステイン(発光)期間から消去期間における動作について、図4および図11を用いて説明する。図11(A)は、図10(A)に示したものと同様であり、1フレーム期間は、図11(B)に示すように、4つのサブフレーム期間を有する。サステイン(発光)期間が短いサブフレーム期間SF3、SF4においては、それぞれ消去期間Te3、Te4を有している。ここでは、SF3での動作を例として説明する。
【0079】
映像信号の入力が終了した後、図10(B)に示すように、TFT405のゲート・ソース間電圧VGSに応じた電流がEL素子410に流れて発光する。その後、当該サステイン(発光)期間の終了するタイミングに達すると、第2のゲート信号線403にパルスが入力されてHレベルとなり、消去用TFT407がONし、図4(C)に示すように、TFT907のゲート・ソース間電圧VGSを0とする。よってTFT405がOFFし、EL素子410への電流が遮断され、強制的にEL素子410は非発光となる。
【0080】
これらの動作をタイミングチャートとして、図11(C)に示した。サステイン(発光)期間Ts3の後、第3のゲート信号線403にパルスが入力されてEL素子410が非発光となってから、再び第1のゲート信号線402にパルスが入力されて、次の映像信号が入力され始めるまでの期間が消去期間Te3となる。
【0081】
また、図4(A)に示した構成において、TFT406の第2の電極は、電源線412に接続されているが、この電源線412を、実施形態2に示したように、隣接行のゲート信号線で代用することも出来る。また、本実施形態においては、消去用のTFT407を制御するために、第2のゲート信号線403があるので、TFT406の第2の電極は、第2のゲート信号線403に接続されていても良い。
【0082】
また、TFT404、406は同一のゲート信号線402によって制御されているが、一本ゲート信号線を追加し、異なるゲート信号線によってTFT404、406をそれぞれ制御しても構わない。
【0083】
[実施の形態4]
図5(A)に、実施形態3とは異なる位置に消去用TFTを設けた例を示す。本実施形態においては、消去用TFT507は、TFT505のゲート電極および容量素子508の第1の電極と、電源線512との間に設けられている。
【0084】
駆動方法において、映像信号の入力〜発光に関しては、実施形態3と同様、デジタル階調方式と時間階調方式とを組み合わせた方法によれば良いので、ここでは説明を省略し、消去期間における動作について説明する。
【0085】
サステイン(発光)期間の終了するタイミングに達すると、第2のゲート信号線503にパルスが入力されてHレベルとなり、消去用TFT507がONし、図5(C)に示すように、TFT505のゲート電極の電位がVSSとなる。つまり、消去期間においては、TFT505のゲート・ソース間電圧VGSが、しきい値を下回るようにしてやれば良い。
【0086】
TFT505のソース電位は、少なくともVSSに等しいかそれ以上の電位にある。よって、前述の消去用TFT507の動作により、TFT505のゲート・ソース間電圧VGSは、VGS≦0となり、TFT505がOFFする。よってEL素子510が非発光となり、再び第1のゲート信号線502にパルスが入力されて、次の映像信号が入力され始めるまでの期間が消去期間となる。
【0087】
また、図5(A)に示した構成において、TFT506の第2の電極は、電源線512に接続されているが、この電源線512を、実施形態2に示したように、隣接行のゲート信号線で代用することも出来る。また、本実施形態においては、消去用のTFT507を制御するために、第2のゲート信号線503があるので、TFT506の第2の電極は、第2のゲート信号線503に接続されていても良い。
【0088】
[実施の形態5]
図6(A)に、実施形態3、4とは異なる位置に消去用TFTを設けた例を示す。本実施形態においては、消去用TFT607は、TFT605の第1の電極と、電流供給線との間に設けられている。
【0089】
回路の動作について説明する。第1のゲート信号線602が選択されてHレベルとなり、TFT604がONして、ソース信号線601より映像信号が画素に入力される。一方、TFT606もONし、EL素子610の陽極の電位VAをVSSに等しくする。このとき、VSS≦VCとしておくと、映像信号の書き込み時にはEL素子610に電流が流れないため、TFT607はONでもOFFでも構わない。
【0090】
映像信号の入力が完了し、第1のゲート信号線602が非選択となると、TFT605のゲート電極は浮遊状態となり、容量素子608においては、貯まった電荷の移動経路が遮断されるため、ゲート・ソース間電圧VGSは容量素子608に保持される。
【0091】
続いて、第2のゲート信号線603が選択されてHレベルとなり、TFT607がONすることによって図6(D)に示すように電流が流れ、EL素子610の陽極の電位VAが上昇して陰極の電位VCと電位差を生じ、電流が流れて発光する。なお、映像信号の入力を行っている段階からTFT607がONしていても良い。この場合は、第1のゲート信号線602が非選択となった瞬間、TFT607、605を経てEL素子610に電流が供給され、EL素子610の陽極の電位VAが上昇して陰極の電位VCと電位差を生じ、電流が流れて発光する。
【0092】
サステイン(発光)期間の終了するタイミングに達すると、第2のゲート信号線603が非選択となってLレベルとなり、TFT607がOFFし、電流供給線609からEL素子610への電流経路を遮断する。これによりEL素子610には電流が流れなくなって非発光となる。その後、再び第1のゲート信号線602にパルスが入力されて、次の映像信号が入力され始めるまでの期間が消去期間となる。
【0093】
なお、TFT607は、TFT605の第1の電極と、EL素子610の陽極との間に配置されていても良い。すなわち、電流供給線609からEL素子610への電流経路の間に配置し、消去期間においてEL素子610への電流供給をカットできれば良い。
【0094】
[実施の形態6]
実施形態3〜5においては、TFTを追加して消去期間を設ける例について説明してきたが、本実施形態においては、消去用TFTを追加することなく、同様の動作を行う例について説明する。
【0095】
図21(A)に、構成を示す。構成はおおむね実施形態1等に示したものと同様であるが、TFT2104、2106がそれぞれ別のゲート信号線2102、2103によって制御される点が異なる。
【0096】
サステイン(発光)期間においては、図21(B)に示したように、容量素子2107によってTFT2105のゲート・ソース間電圧が固定され、それに伴った電流がEL素子2109に流れて発光する。
【0097】
続いて、消去期間に移ると、第2のゲート信号線2103にパルスが入力されてTFT2106がONする。このとき、TFT2106の第2の電極が接続されている電源線2111の電位を、EL素子2109の陰極の電位、すなわち電源線2110の電位よりも低くしておくことによって、EL素子2109には電流が流れなくなる。よって、このときの電流は、図21(C)に示したように流れる。
【0098】
なお、電源線2111は、他の実施形態においても述べたように、隣接行のゲート信号線を用いても良い。
【0099】
[実施の形態7]
EL素子に電流を供給するTFTには、Nチャネル型TFTを用いてきたが、本発明は、駆動用TFTにPチャネル型TFTを用いての実施も可能である。図12(A)に構成例を示す。
【0100】
回路構成は図1(A)にて示したNチャネル型TFTを用いたものと同様であるが、EL素子1208の構成が逆となっており、TFT1204の第2の電極に接続された側が陰極となり、電源線1209に接続された側が陽極となっている点と、電流供給線1207の電位がVSS、電源線1209の電位がVA、電源線1210の電位がVDDである点が異なる。ここで、VSS<VDDかつVA<VDDである。
【0101】
回路の動作について、図12(B)〜(D)を用いて説明する。なおここでは、TFTの極性はPチャネル型であり、ゲート電極にLレベルが入力されてONし、Hレベルが入力されてOFFするものとする。
【0102】
ある行において、ゲート信号線1202が選択されてLレベルとなり、TFT1203、1205がONする。ソース信号線1201より、映像信号が図12(B)に示すように、TFT1204のゲート電極に入力されて、その電位がVSigとなる。一方、TFT1205がONしているので、EL素子1208の陰極の電位VCは、VC=VDDとなる。このとき、VA≦VDDとしておくと、映像信号の書き込み時にはEL素子1208には電流が流れない。この動作により、容量素子1206の両電極間の電圧、つまりTFT1204のゲート・ソース間電圧は、(VSig−VDD)となる。やがて、ゲート信号線1202の選択期間が終了してHレベルとなり、TFT1203、1205がOFFすると、容量素子1206に貯まった電荷の移動経路がなくなり、TFT1204のゲート・ソース間電圧(VSig−VDD)が保持される(図12(C))。
【0103】
ここで、(VSig−VDD)がTFT1204のしきい値よりも低くなっているとき、TFT1204がONし、電源線1209〜EL素子1208〜電流供給線1207間を電流が流れて発光が始まり(図12(D))、TFT1204のソース電位が下降する。このとき、TFT1204のゲート電極は浮遊状態にあり、容量素子1206によって、TFT1204のゲート・ソース間電圧が保持されているので、ソース電位の下降に伴って、ゲート電極の電位も下降する。
【0104】
図12(A)では、画素を構成するTFTには全てPチャネル型TFTを用いているが、TFT1203、1205に関しては、他の実施形態でも述べたように、単なるスイッチング素子として機能すれば良いので、その極性は問わない。また、ゲート信号線1202のみによって、TFT1203、1205が駆動される必要はなく、それぞれのTFTを別のゲート信号線によって制御する構成としていても構わない。
【0105】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について記載する。
【0106】
[実施例1]
本実施例においては、映像信号にアナログ映像信号を用いて表示を行う発光装置の構成について説明する。図16(A)に、発光装置の構成例を示す。基板1601上に、複数の画素がマトリクス状に配置された画素部1602を有し、画素部周辺には、ソース信号線駆動回路1603および、第1、第2のゲート信号線駆動回路1604、1605を有している。図16(A)においては、2組のゲート信号線駆動回路を用いているが、図1に示した画素のようにゲート信号線が1本である場合には、両側からゲート信号線を同時に制御する。図4、図5に示した画素のように、2本のゲート信号線を有する場合は、それぞれのゲート信号線駆動回路が、それぞれのゲート信号線を制御する。
【0107】
ソース信号線駆動回路1603、第1、第2のゲート信号線駆動回路1604、1605に入力される信号は、フレキシブルプリント基板(Flexible Print Circuit:FPC)1606を介して外部より供給される。
【0108】
図16(B)に、ソース信号線駆動回路の構成例を示す。これは、映像信号にアナログ映像信号を用いて表示を行うためのソース信号線駆動回路であり、シフトレジスタ1611、バッファ1612、サンプリング回路1613を有している。特に図示していないが、必要に応じてレベルシフタ等を追加しても良い。
【0109】
ソース信号線駆動回路の動作について説明する。図17(A)に、より詳細な構成を示したので、そちらを参照する。
【0110】
シフトレジスタ1701は、フリップフロップ回路(FF)1702等を複数段用いてなり、クロック信号(S−CLK)、クロック反転信号(S−CLKb)、スタートパルス(S−SP)が入力される。これらの信号のタイミングに従って、順次サンプリングパルスが出力される。
【0111】
シフトレジスタ1701より出力されたサンプリングパルスは、バッファ1703等を通って増幅された後、サンプリング回路へと入力される。サンプリング回路1704は、サンプリングスイッチ(SW)1705を複数段用いてなり、サンプリングパルスが入力されるタイミングに従って、ある列で映像信号のサンプリングを行う。具体的には、サンプリングスイッチにサンプリングパルスが入力されると、サンプリングスイッチ1705がONし、そのときに映像信号が有する電位が、サンプリングスイッチを介して各々のソース信号線へと出力される。
【0112】
続いて、ゲート信号線駆動回路の動作について説明する。図16(C)に示した、第1、第2のゲート信号線駆動回路1604、1605についての詳細な構成の一例を図17(B)に示した。第1のゲート信号線駆動回路は、シフトレジスタ回路1711、バッファ1712を有し、クロック信号(G−CLK1)、クロック反転信号(G−CLKb1)、スタートパルス(G−SP1)に従って駆動される。第2のゲート信号線駆動回路1605も構成は同様で良い。
【0113】
シフトレジスタ〜バッファの動作については、ソース信号線駆動回路の場合と同様である。バッファによって増幅された選択パルスは、それぞれのゲート信号線を選択する。第1のゲート信号線駆動回路によって、第1のゲート信号線G11、G21、・・・、Gm1が順次選択され、第2のゲート信号線駆動回路によって、第2のゲート信号線G12、G22、・・・、Gm2が順次選択される。図示していないが、第3のゲート信号線駆動回路についても第1、第2のゲート信号線駆動回路と同様であり、第3のゲート信号線G13、G23、・・・、Gm3が順次選択される。選択された行において、実施形態にて説明した手順により、画素に映像信号が書き込まれて発光する。
【0114】
なお、ここではシフトレジスタの一例として、D−フリップフロップを複数段用いてなるものを図示したが、デコーダ等によって、信号線を選択出来るような構成としていても良い。
【0115】
[実施例2]
本実施例においては、映像信号にデジタル映像信号を用いて表示を行う発光装置の構成について説明する。図18(A)に、発光装置の構成例を示す。基板1801上に、複数の画素がマトリクス状に配置された画素部1802を有し、画素部周辺には、ソース信号線駆動回路1803および、第1、第2のゲート信号線駆動回路1804、1805を有している。図18(A)においては、2組のゲート信号線駆動回路を用いているが、図1に示した画素のようにゲート信号線が1本である場合には、両側からゲート信号線を同時に制御する。図4、図5に示した画素のように、2本のゲート信号線を有する場合は、それぞれのゲート信号線駆動回路が、それぞれのゲート信号線を制御する。
【0116】
ソース信号線駆動回路1803、第1、第4のゲート信号線駆動回路1804、1805に入力される信号は、フレキシブルプリント基板(Flexible Print Circuit:FPC)1806を介して外部より供給される。
【0117】
図18(B)に、ソース信号線駆動回路の構成例を示す。これは、映像信号にデジタル映像信号を用いて表示を行うためのソース信号線駆動回路であり、シフトレジスタ1811、第1のラッチ回路1812、第2のラッチ回路1813、D/A変換回路1814を有している。特に図示していないが、必要に応じてレベルシフタ等を追加しても良い。
【0118】
第1、第2のゲート信号線駆動回路1804、1805については、実施例1にて示したものと同様で良いので、ここでは図示および説明を省略する。
【0119】
ソース信号線駆動回路の動作について説明する。図19(A)に、より詳細な構成を示したので、そちらを参照する。
【0120】
シフトレジスタ1901は、フリップフロップ回路(FF)1910等を複数段用いてなり、クロック信号(S−CLK)、クロック反転信号(S−CLKb)、スタートパルス(S−SP)が入力される。これらの信号のタイミングに従って、順次サンプリングパルスが出力される。
【0121】
シフトレジスタ1901より出力されたサンプリングパルスは、第1のラッチ回路1902に入力される。第1のラッチ回路1902には、デジタル映像信号が入力されており、サンプリングパルスが入力されるタイミングに従って、各段でデジタル映像信号を保持していく。ここでは、デジタル映像信号は3ビット入力されており、各ビットの映像信号を、それぞれの第1のラッチ回路において保持する。1つのサンプリングパルスによって、ここでは3つの第1のラッチ回路が並行して動作する。
【0122】
第1のラッチ回路1902において、最終段までデジタル映像信号の保持が完了すると、水平帰線期間中に、第2のラッチ回路1903にラッチパルス(Latch Pulse)が入力され、第1のラッチ回路1902に保持されていたデジタル映像信号は、一斉に第2のラッチ回路1903に転送される。その後、第2のラッチ回路1903に保持されたデジタル映像信号は、1行分が同時に、D/A変換回路1904へと入力される。
【0123】
第2のラッチ回路1903に保持されたデジタル映像信号がD/A変換回路1904に入力されている間、シフトレジスタ1901においては再びサンプリングパルスが出力される。以後、この動作を繰り返し、1フレーム分の映像信号の処理を行う。
【0124】
D/A変換回路1904においては、入力されるデジタル映像信号をデジタル−アナログ変換し、アナログ電圧を有する映像信号としてソース信号線に出力する。
【0125】
前記の動作が、1水平期間内に、全段にわたって同時に行われる。よって、全てのソース信号線に映像信号が出力される。
【0126】
なお、実施例1においても述べたとおり、シフトレジスタの代わりにデコーダ等を用いて、信号線を選択出来るような構成としていても良い。
【0127】
[実施例3]
実施例2においては、デジタル映像信号はD/A変換回路によってデジタル−アナログ変換を受け、画素に書き込まれるが、本発明の半導体装置は、時間階調方式によって階調表現を行うことも出来る。この場合には、図19(B)に示すように、D/A変換回路を必要とせず、階調表現は、EL素子の発光時間の長短によって制御されるので、各ビットの映像信号を並列処理する必要がないため、第1および第2のラッチ回路も1ビット分で良い。このとき、デジタル映像信号は、各ビットが直列に入力され、順次ラッチ回路に保持され、画素に書き込まれる。勿論、必要ビット数分だけのラッチ回路を並列配置していても構わない。
【0128】
[実施例4]
本明細書では、駆動回路と、スイッチング用TFT及び駆動用TFTを有する画素部とが同一基板上に形成された基板を便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。そして本実施例では前記アクティブマトリクス基板を、単極性のTFTによって作製する工程について、図13、図14を用いて説明する。
【0129】
基板5000は、石英基板、シリコン基板、金属基板又はステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いる。また本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いても良い。本実施例ではバリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等のガラスからなる基板5000を用いた。
【0130】
次いで、基板5000上に酸化珪素膜、窒化珪素膜又は酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜5001を形成する。本実施例の下地膜5001は2層構造で形成したが、前記絶縁膜の単層構造又は前記絶縁膜を2層以上積層させた構造であっても良い。
【0131】
本実施例では、下地膜5001の1層目として、プラズマCVD法を用いて、SiH4、NH3、及びN2Oを反応ガスとして成膜される窒化酸化珪素膜5001aを10〜200[nm](好ましくは50〜100[nm])の厚さに形成する。本実施例では、窒化酸化珪素膜5001aを50[nm]の厚さに形成した。次いで下地膜5001の2層目として、プラズマCVD法を用いて、SiH4及びN2Oを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜5001bを50〜200[nm](好ましくは100〜150[nm])の厚さに形成する。本実施例では、酸化窒化珪素膜5001bを100[nm]の厚さに形成した。
【0132】
続いて、下地膜5001上に半導体層5002〜5005を形成する。半導体層5002〜5005は公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、プラズマCVD法等)により25〜80[nm](好ましくは30〜60[nm])の厚さで半導体膜を成膜する。次いで前記半導体膜を公知の結晶化法(レーザ結晶化法、RTA又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法等)を用いて結晶化させる。そして、得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして半導体層5002〜5005を形成する。なお前記半導体膜としては、非晶質半導体膜、微結晶半導体膜、結晶質半導体膜、又は非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜などを用いても良い。
【0133】
本実施例では、プラズマCVD法を用いて、膜厚55[nm]の非晶質珪素膜を成膜した。そして、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させ、この非晶質珪素膜に脱水素化(500[℃]、1時間)を行った後、熱結晶化(550[℃]、4時間)を行って結晶質珪素膜を形成した。その後、フォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によって半導体層5002〜5005を形成した。
【0134】
なおレーザ結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合のレーザは、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いれば良い。前者の気体レーザとしては、エキシマレーザ、YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、Ti:サファイアレーザ等を用いることができる。また後者の固体レーザとしては、Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti又はTmがドーピングされたYAG、YVO4、YLF、YAlO3などの結晶を使ったレーザを用いることができる。当該レーザの基本波はドーピングする材料によって異なり、1[μm]前後の基本波を有するレーザ光が得られる。基本波に対する高調波は、非線形光学素子を用いることで得ることができる。なお非晶質半導体膜の結晶化に際し、大粒径に結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第2高調波〜第4高調波を適用するのが好ましい。代表的には、Nd:YVO4レーザー(基本波1064[nm])の第2高調波(532[nm])や第3高調波(355[nm])を適用する。
【0135】
また出力10[W]の連続発振のYVO4レーザから射出されたレーザ光は、非線形光学素子により高調波に変換する。さらに、共振器の中にYVO4結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は0.01〜100[MW/cm2]程度(好ましくは0.1〜10[MW/cm2])が必要である。そして、10〜2000[cm/s]程度の速度でレーザ光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射する。
【0136】
また上記のレーザを用いる場合には、レーザ発振器から放射されたレーザビームを光学系で線状に集光して、半導体膜に照射すると良い。結晶化の条件は適宜設定されるが、エキシマレーザを用いる場合はパルス発振周波数300[Hz]とし、レーザーエネルギー密度を100〜700[mJ/cm2](代表的には200〜300[mJ/cm2])とすると良い。またYAGレーザを用いる場合には、その第2高調波を用いてパルス発振周波数1〜300[Hz]とし、レーザーエネルギー密度を300〜1000[mJ/cm2](代表的には350〜500[mJ/cm2])とすると良い。そして幅100〜1000[μm](好ましくは幅400[μm])で線状に集光したレーザ光を基板全面に渡って照射し、このときの線状ビームの重ね合わせ率(オーバーラップ率)を50〜98[%]として行っても良い。
【0137】
しかしながら本実施例では、結晶化を助長する金属元素を用いて非晶質珪素膜の結晶化を行ったため、前記金属元素が結晶質珪素膜中に残留している。そのため、前記結晶質珪素膜上に50〜100[nm]の非晶質珪素膜を形成し、加熱処理(RTA法やファーネスアニール炉を用いた熱アニール等)を行って、該非晶質珪素膜中に前記金属元素を拡散させ、前記非晶質珪素膜は加熱処理後にエッチングを行って除去する。その結果、前記結晶質珪素膜中の金属元素の含有量を低減または除去することができる。
【0138】
なお半導体層5002〜5005を形成した後、TFTのしきい値を制御するために微量な不純物元素(ボロンまたはリン)のドーピングを行ってもよい。
【0139】
次いで、半導体層5002〜5005を覆うゲート絶縁膜5006を形成する。ゲート絶縁膜5006はプラズマCVD法やスパッタ法を用いて、膜厚を40〜150[nm]として珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、ゲート絶縁膜5006としてプラズマCVD法により酸化窒化珪素膜を115[nm]の厚さに形成した。勿論、ゲート絶縁膜5006は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【0140】
なおゲート絶縁膜5006として酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilicate)とO2とを混合し、反応圧力40[Pa]、基板温度300〜400[℃]とし、高周波(13.56[MHz])電力密度0.5〜0.8[W/cm2]で放電させて形成しても良い。上記の工程により作製される酸化珪素膜は、その後400〜500[℃]の熱アニールによって、ゲート絶縁膜5006として良好な特性を得ることができる。
【0141】
次いで、ゲート絶縁膜5006上に膜厚20〜100[nm]の第1の導電膜5007と、膜厚100〜400[n]mの第2の導電膜5008とを積層形成する。本実施例では、膜厚30[nm]のTaN膜からなる第1の導電膜5007と、膜厚370[nm]のW膜からなる第2の導電膜5008を積層形成した。
【0142】
本実施例では、第1の導電膜5007であるTaN膜はスパッタ法で形成し、Taのターゲットを用いて、窒素を含む雰囲気内でスパッタ法で形成した。また第2の導電膜5008であるW膜は、Wのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。その他に6フッ化タングステン(WF6)を用いる熱CVD法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20[μΩcm]以下にすることが望ましい。W膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、W膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のW(純度99.9999[%])のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してW膜を形成することにより、抵抗率9〜20[μΩcm]を実現することができた。
【0143】
なお本実施例では、第1の導電膜5007をTaN膜、第2の導電膜5008をW膜としたが、第1の導電膜5007及び第2の導電膜5008を構成する材料は特に限定されない。第1の導電膜5007及び第2の導電膜5008は、Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr、Ndから選択された元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜やAgPdCu合金で形成してもよい。
【0144】
次いで、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク5009を形成し、電極及び配線を形成するための第1のエッチング処理を行う。第1のエッチング処理では第1及び第2のエッチング条件で行う。(図13(B))
【0145】
本実施例では第1のエッチング条件として、ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング用ガスにCF4とCl2とO2とを用い、それぞれのガス流量比を25:25:10[sccm]とし、1.0[Pa]の圧力でコイル型の電極に500[W]のRF(13.56[MHz])電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行った。基板側(試料ステージ)にも150[W]のRF(13.56[MHz])電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加した。そしてこの第1のエッチング条件によりW膜をエッチングして第1の導電層5007の端部をテーパー形状とした。
【0146】
続いて、レジストからなるマスク5009を除去せずに第2のエッチング条件に変更し、エッチング用ガスにCF4とCl2とを用い、それぞれのガス流量比を30:30[sccm]とし、1.0[Pa]の圧力でコイル型の電極に500[W]のRF(13.56[MHz])電力を投入してプラズマを生成して15秒程度のエッチングを行った。基板側(試料ステージ)にも20[W]のRF(13.56[MHz])電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加した。第2のエッチング条件では第1の導電層5007及び第2の導電層5008とも同程度にエッチングを行った。なお、ゲート絶縁膜5006上に残渣を残すことなくエッチングするためには、10〜20[%]程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。
【0147】
上記の第1のエッチング処理では、レジストからなるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電層5007及び第2の導電層5008の端部がテーパー形状となる。こうして、第1のエッチング処理により第1の導電層5007と第2の導電層5008から成る第1の形状の導電層5010〜5014を形成した。ゲート絶縁膜5006においては、第1の形状の導電層5010〜5014で覆われない領域が20〜50nm程度エッチングされたため、膜厚が薄くなった領域が形成された。
【0148】
次いで、レジストからなるマスク5009を除去せずに第2のエッチング処理を行う。(図13(C))第2のエッチング処理では、エッチングガスにSF6とCl2とO2を用い、それぞれのガス流量比を24:12:24(sccm)とし、1.3Paの圧力でコイル側の電力に700WのRF(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生成して25秒程度のエッチングを行った。基板側(試料ステージ)にも10WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加した。こうして、W膜を選択的にエッチングして、第2の形状の導電層5015〜5019を形成した。このとき、第1の導電層5015a〜5018aは、ほとんどエッチングされない。
【0149】
そして、レジストからなるマスク5009を除去せずに第1のドーピング処理を行い、半導体層5002〜5005にN型を付与する不純物元素を低濃度に添加する。第1のドーピング処理はイオンドープ法又はイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜5×1014[atoms/cm2]とし、加速電圧を40〜80[keV]として行う。本実施例ではドーズ量を5.0×1013[atoms/cm2]とし、加速電圧を50[keV]として行った。N型を付与する不純物元素としては、15族に属する元素を用いれば良く、代表的にはリン(P)又は砒素(As)を用いられるが、本実施例ではリン(P)を用いた。この場合、第2の形状の導電層5015〜5019がN型を付与する不純物元素に対するマスクとなって、自己整合的に第1の不純物領域(N--領域)5020〜5023を形成した。そして第1の不純物領域5020〜5023には1×1018〜1×1020[atoms/cm3]の濃度範囲でN型を付与する不純物元素が添加された。
【0150】
続いてレジストからなるマスク5009を除去した後、新たにレジストからなるマスク5024を形成して、第1のドーピング処理よりも高い加速電圧で第2のドーピング処理を行う。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜3×1015[atoms/cm2]とし、加速電圧を60〜120[keV]として行う。本実施例では、ドーズ量を3.0×1015[atoms/cm2]とし、加速電圧を65[keV]として行った。第2のドーピング処理は第2の導電層5015b〜5018bを不純物元素に対するマスクとして用い、第1の導電層5015a〜5018aのテーパー部の下方の半導体層に不純物元素が添加されるようにドーピングを行う。
【0151】
上記の第2のドーピング処理を行った結果、第1の導電層と重なる第2の不純物領域(N−領域、Lov領域)5026、5029には1×1018〜5×1019[atoms/cm3]の濃度範囲でN型を付与する不純物元素が添加された。また第3の不純物領域(N+領域)5025、5028、5031、5034には1×1019〜5×1021[atoms/cm3]の濃度範囲でN型を付与する不純物元素が添加された。また、第1、第2のドーピング処理を行った後、半導体層5002〜5005において、不純物元素が全く添加されない領域又は微量の不純物元素が添加された領域が形成された。本実施例では、不純物元素が全く添加されない領域又は微量の不純物元素が添加された領域をチャネル領域5027、5030、5033、5036とよぶ。また前記第1のドーピング処理により形成された第1の不純物領域(N--領域)5020〜5023のうち、第2のドーピング処理においてレジスト5024で覆われていた領域が存在するが、本実施例では、引き続き第1の不純物領域(N--領域、LDD領域)5032、5035とよぶ。
【0152】
なお本実施例では、第2のドーピング処理のみにより、第2の不純物領域(N−領域)5026、5029及び第3の不純物領域(N+領域)5025、5028、5031、5034を形成したが、これに限定されない。ドーピング処理を行う条件を適宜変えて、複数回のドーピング処理で形成しても良い。
【0153】
次いで図14(A)に示すように、レジストからなるマスク5024を除去して第1の層間絶縁膜5037を形成する。この第1の層間絶縁膜5037としては、プラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを100〜200[nm]として珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマCVD法により膜厚100[nm]の酸化窒化珪素膜を形成した。勿論、第1の層間絶縁膜5037は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【0154】
次いで、加熱処理(熱処理)を行って、半導体層の結晶性の回復、半導体層に添加された不純物元素の活性化を行う。この加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が1[ppm]以下、好ましくは0.1[ppm]以下の窒素雰囲気中で400〜700[℃]で行えばよく、本実施例では410[℃]、1時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の他に、レーザアニール法、またはラピッドサーマルアニール法(RTA法)を適用することができる。
【0155】
また、第1の層間絶縁膜5037を形成する前に加熱処理を行っても良い。ただし、第1の導電層5015a〜5019a及び、第2の導電層5015b〜5019bを構成する材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため第1の層間絶縁膜5037(珪素を主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜)を形成した後で熱処理を行うことが好ましい。
【0156】
上記の様に、第1の層間絶縁膜5037(珪素を主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜)を形成した後に熱処理することにより、活性化処理と同時に、半導体層の水素化も行うことができる。水素化の工程では、第1の層間絶縁膜5037に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドが終端される。
【0157】
なお、活性化処理のための加熱処理とは別に、水素化のための加熱処理を行っても良い。
【0158】
ここで、第1の層間絶縁膜5037の存在に関係なく、半導体層を水素化することもできる。水素化の他の手段として、プラズマにより励起された水素を用いる手段(プラズマ水素化)や、3〜100[%]の水素を含む雰囲気中において、300〜450[℃]で1〜12時間の加熱処理を行う手段でも良い。
【0159】
次いで、第1の層間絶縁膜5037上に、第2の層間絶縁膜5038を形成する。第2の層間絶縁膜5038としては、無機絶縁膜を用いることができる。例えば、CVD法によって形成された酸化珪素膜や、SOG(Spin On Glass)法によって塗布された酸化珪素膜等を用いることができる。また、第2の層間絶縁膜5038として、有機絶縁膜を用いることができる。例えば、ポリイミド、ポリアミド、BCB(ベンゾシクロブテン)、アクリル等の膜を用いることができる。また、アクリル膜と酸化窒化珪素膜の積層構造を用いても良い。
【0160】
本実施例では、膜厚1.6[μm]のアクリル膜を形成した。第2の層間絶縁膜5038によって、基板上5000に形成されたTFTによる凹凸を緩和し、平坦化することができる。特に、第2の層間絶縁膜5038は平坦化の意味合いが強いので、平坦性に優れた膜が好ましい。
【0161】
次いで、ドライエッチングまたはウエットエッチングを用い、第2の層間絶縁膜5038、第1の層間絶縁膜5037、およびゲート絶縁膜5006をエッチングし、不純物領域5025、5028、5031、5034に達するコンタクトホールを形成する。
【0162】
次いで、透明導電膜からなる画素電極5039を形成する。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズの化合物(Indium Tin Oxide:ITO)、酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム等を用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いてもよい。画素電極がEL素子の陽極に相当する。
【0163】
本実施例では、ITOを110[nm]厚さで成膜、その後パターニングし、画素電極5039を形成した。
【0164】
次いで、各不純物領域とそれぞれ電気的に接続される配線5040〜5046を形成する。なお本実施例では、配線5040〜5046は、膜厚100[nm]のTi膜と、膜厚350[nm]のAl膜と、膜厚100[nm]のTi膜との積層膜をスパッタ法で連続形成し、所望の形状にパターニングして形成する。
【0165】
もちろん、三層構造に限らず、単層構造あるいは二層構造でもよいし、四層以上の積層構造にしてもよい。また配線の材料としては、AlとTiに限らず、他の導電膜を用いても良い。例えば、TaN膜上にAlやCuを形成し、さらにTi膜を形成した積層膜をパターニングして配線を形成してもよい。
【0166】
ここで、画素電極5039上の一部と、配線5045の一部を重ねて形成することによって、配線5045と画素電極5039の電気的接続をとっている(図14(B))。
【0167】
以上の工程により図14(B)に示すように、Nチャネル型TFTを有する駆動回路部と、スイッチング用TFT、駆動用TFTとを有する画素部を同一基板上に形成することができる。
【0168】
駆動回路部のNチャネル型TFTは、ゲート電極の一部を構成する第1の導電層5015aと重なる低濃度不純物領域5026(Lov領域)、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域5025とを有している。
【0169】
画素部において、Nチャネル型のスイッチング用TFTは、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域5032(Loff領域)、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域5031とを有している。
【0170】
次いで、第3の層間絶縁膜5047を形成する。第3の層間絶縁膜5047としては、無機絶縁膜や有機絶縁膜を用いることができる。無機絶縁膜としては、CVD法によって形成された酸化珪素膜や、SOG(Spin On Glass)法によって塗布された酸化珪素膜、あるいは、スパッタ法によって形成された窒化酸化珪素膜等を用いることができる。また、有機絶縁膜としては、アクリル樹脂膜等を用いることができる。
【0171】
第2の層間絶縁膜5038と第3の層間絶縁膜5047の組み合わせの例を以下に挙げる。
【0172】
第2の層間絶縁膜5038として、アクリルとスパッタ法によって形成された窒化酸化珪素膜の積層膜を用い、第3の層間絶縁膜5047として、スパッタ法によって形成された窒化酸化珪素膜を用いる組み合わせがある。また、第2の層間絶縁膜5038として、SOG法によって形成した酸化珪素膜を用い、第3の層間絶縁膜5047としてもSOG法によって形成した酸化珪素膜を用いる組み合わせがある。また、第2の層間絶縁膜5038として、SOG法によって形成した酸化珪素膜とプラズマCVD法によって形成した酸化珪素膜の積層膜を用い、第3の層間絶縁膜5047としてプラズマCVD法によって形成した酸化珪素膜を用いる組み合わせがある。また、第2の層間絶縁膜5038として、アクリルを用い、第3の層間絶縁膜5047としてもアクリルを用いる組み合わせがある。また、第2の層間絶縁膜5038として、アクリルとプラズマCVD法によって形成した酸化珪素膜の積層膜を用い、第3の層間絶縁膜5047としてプラズマCVD法によって形成した酸化珪素膜を用いる組み合わせがある。また、第2の層間絶縁膜5038として、プラズマCVD法によって形成した酸化珪素膜を用い、第3の層間絶縁膜5047としてアクリルを用いる組み合わせがある。
【0173】
第3の層間絶縁膜5047の画素電極5039に対応する位置に開口部を形成する。第3の層間絶縁膜は、バンクとして機能する。開口部を形成する際、ウエットエッチング法を用いることで容易にテーパー形状の側壁とすることが出来る。開口部の側壁が十分になだらかでないと段差に起因するEL層の劣化が顕著な問題となってしまうため、注意が必要である。
【0174】
第3の層間絶縁膜5047中に、カーボン粒子や金属粒子を添加し、抵抗率を下げ、静電気の発生を抑制してもよい。この際、抵抗率は、1×106〜1×1012[Ωm](好ましくは、1×108〜1×1010[Ωm])となるように、カーボン粒子や金属粒子の添加量を調節すればよい。
【0175】
次いで、第3の層間絶縁膜5047の開口部において露出している画素電極5039上に、EL層5048を形成する。
【0176】
EL層5048としては、公知の有機発光材料や無機発光材料を用いることができる。
【0177】
有機発光材料としては、低分子系有機発光材料、高分子系有機発光材料、中分子系有機材料を自由に用いることができる。なお、本明細書中においては、中分子系有機発光材料とは、昇華性を有さず、かつ、分子数が20以下または連鎖する分子の長さが10[μm]以下の有機発光材料を示すものとする。
【0178】
EL層5048は通常、積層構造である。代表的には、コダック・イーストマン・カンパニーのTangらが提案した「正孔輸送層/発光層/電子輸送層」という積層構造が挙げられる。また他にも、陽極上に正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層、または正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層の順に積層する構造でも良い。発光層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。
【0179】
本実施例では蒸着法により低分子系有機発光材料を用いてEL層5048を形成している。具体的には、正孔注入層として20[nm]厚の銅フタロシアニン(CuPc)膜を設け、その上に発光層として70[nm]厚のトリス−8−キノリノラトアルミニウム錯体(Alq3)膜を設けた積層構造としている。Alq3にキナクリドン、ペリレンもしくはDCM1といった蛍光色素を添加することで発光色を制御することができる。
【0180】
なお、図14(C)では一画素しか図示していないが、複数の色、例えば、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応したEL層5048を作り分ける構成とすることができる。
【0181】
また、高分子系有機発光材料を用いる例として、正孔注入層として20[nm]のポリチオフェン(PEDOT)膜をスピン塗布法により設け、その上に発光層として100[nm]程度のパラフェニレンビニレン(PPV)膜を設けた積層構造によってEL層5048を構成しても良い。なお、PPVのπ共役系高分子を用いると、赤色から青色まで発光波長を選択できる。また、電子輸送層や電子注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。
【0182】
なお、EL層5048は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等が、明確に区別された積層構造を有するものに限定されない。つまり、EL層5048は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等を構成する材料が、混合した層を有する構造であってもよい。
【0183】
例えば、電子輸送層を構成する材料(以下、電子輸送材料と表記する)と、発光層を構成する材料(以下、発光材料と表記する)とによって構成される混合層を、電子輸送層と発光層との間に有する構造のEL層5048であってもよい。
【0184】
次に、EL層5048の上には導電膜からなる画素電極5049が設けられる。本実施例の場合、導電膜としてアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。勿論、公知のMgAg膜(マグネシウムと銀との合金膜)を用いても良い。画素電極5049がEL素子の陰極に相当する。陰極材料としては、周期表の1族もしくは2族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの元素を添加した導電膜を自由に用いることができる。
【0185】
画素電極5049まで形成された時点でEL素子が完成する。なお、EL素子とは、画素電極(陽極)5039、EL層5048及び画素電極(陰極)5049で形成された素子を指す。
【0186】
EL素子を完全に覆うようにしてパッシベーション膜5050を設けることは有効である。パッシベーション膜5050としては、炭素膜、窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いることができる。
【0187】
カバレッジの良い膜をパッシベーション膜5050として用いることが好ましく、炭素膜、特にDLC(ダイヤモンドライクカーボン)膜やCN膜を用いることは有効である。DLC膜は室温から100[℃]以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低いEL層5047の上方にも容易に成膜することができる。また、DLC膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、EL層5048の酸化を抑制することが可能である。
【0188】
なお、第3の層間絶縁膜5047を形成した後、パッシベーション膜5050を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式(またはインライン方式)の成膜装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である。
【0189】
なお、実際には図14(C)の状態まで完成したら、さらに外気に曝されないように、気密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム(ラミネートフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等)や透光性のシーリング材でパッケージング(封入)することが好ましい。その際、シーリング材の内部を不活性雰囲気にしたり、内部に吸湿性材料(例えば酸化バリウム)を配置したりするとEL素子の信頼性が向上する。
【0190】
また、パッケージング等の処理により気密性を高めたら、基板5000上に形成された素子又は回路から引き回された端子と外部信号端子とを接続するためのコネクタ(フレキシブルプリントサーキット:FPC)を取り付けて製品として完成する。
【0191】
また、本実施例で示す工程に従えば、発光装置の作製に必要なフォトマスクの数を抑えることが出来る。その結果、工程を短縮し、製造コストの低減及び歩留まりの向上に寄与することが出来る。
【0192】
[実施例5]
本実施例では、本発明を用いて発光装置を作製した例について、図15を用いて説明する。
【0193】
図15は、TFTが形成された素子基板をシーリング材によって封止することによって形成された発光装置の上面図であり、図15(B)は、図15(A)のA−A’における断面図、図15(C)は図15(A)のB−B’における断面図である。
【0194】
基板4001上に設けられた画素部4002と、ソース信号線駆動回路4003と、第1及び第2のゲート信号線駆動回路4004a、4004bとを囲むようにして、シール材4009が設けられている。また画素部4002と、ソース信号線駆動回路4003と、第1及び第2のゲート信号線駆動回路4004a、4004bとの上にシーリング材4008が設けられている。よって画素部4002と、ソース信号線駆動回路4003と、第1及び第2のゲート信号線駆動回路4004a、4004bとは、基板4001とシール材4009とシーリング材4008とによって、充填材4210で密封されている。
【0195】
また基板4001上に設けられた画素部4002と、ソース信号線駆動回路4003と、第1及び第2のゲート信号線駆動回路4004a、4004bとは、複数のTFTを有している。図15(B)では代表的に、下地膜4010上に形成された、ソース信号線駆動回路4003に含まれるTFT(但し、ここではNチャネル型TFTとPチャネル型TFTを図示する)4201及び画素部4002に含まれるTFT4202を図示した。
【0196】
TFT4201及び4202上には層間絶縁膜(平坦化膜)4301が形成され、その上にTFT4202のドレインと電気的に接続する画素電極(陽極)4203が形成される。画素電極4203としては仕事関数の大きい透明導電膜が用いられる。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。
【0197】
そして、画素電極4203の上には絶縁膜4302が形成され、絶縁膜4302は画素電極4203の上に開口部が形成されている。この開口部において、画素電極4203の上には有機発光層4204が形成される。有機発光層4204は公知の有機発光材料または無機発光材料を用いることができる。また、有機発光材料には低分子系(モノマー系)材料と高分子系(ポリマー系)材料があるがどちらを用いても良い。
【0198】
有機発光層4204の形成方法は公知の蒸着技術もしくは塗布法技術を用いれば良い。また、有機発光層の構造は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層または電子注入層を自由に組み合わせて積層構造または単層構造とすれば良い。
【0199】
有機発光層4204の上には遮光性を有する導電膜(代表的にはアルミニウム、銅もしくは銀を主成分とする導電膜またはそれらと他の導電膜との積層膜)からなる陰極4205が形成される。また、陰極4205と有機発光層4204の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが望ましい。従って、有機発光層4204を窒素または希ガス雰囲気で形成し、酸素や水分に触れさせないまま陰極4205を形成するといった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバー方式(クラスターツール方式)の成膜装置を用いることで上述のような成膜を可能とする。そして陰極4205は所定の電圧が与えられている。
【0200】
以上のようにして、画素電極(陽極)4203、有機発光層4204及び陰極4205からなる発光素子4303が形成される。そして発光素子4303を覆うように、絶縁膜4302上に保護膜4303が形成されている。保護膜4303は、発光素子4303に酸素や水分等が入り込むのを防ぐのに効果的である。
【0201】
4005aは電源線に接続された引き回し配線であり、TFT4202の第1の電極に接続されている。引き回し配線4005aはシール材4009と基板4001との間を通り、異方導電性フィルム4300を介してFPC4006が有するFPC用配線4301に電気的に接続される。
【0202】
シーリング材4008としては、ガラス材、金属材(代表的にはステンレス材)、セラミックス材、プラスチック材(プラスチックフィルムも含む)を用いることができる。プラスチック材としては、FRP(Fiberglass‐Reinforced‐Plastics)板、PVF(ポリビニルフルオライド)フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをPVFフィルムやマイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
【0203】
但し、発光素子からの光の放射方向がカバー材側に向かう場合にはカバー材は透明でなければならない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムのような透明物質を用いる。
【0204】
また、充填材4210としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、PVC(ポリビニルクロライド)、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)またはEVA(エチレンビニルアセテート)を用いることができる。本実施例では充填材として窒素を用いた。
【0205】
また充填材4210を吸湿性物質(好ましくは酸化バリウム)もしくは酸素を吸着しうる物質にさらしておくために、シーリング材4008の基板4001側の面に凹部4007を設けて吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質4207を配置する。そして、吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質4207が飛び散らないように、凹部カバー材4208によって吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質4207は凹部4007に保持されている。なお凹部カバー材4208は目の細かいメッシュ状になっており、空気や水分は通し、吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質4207は通さない構成になっている。吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質4207を設けることで、発光素子4303の劣化を抑制できる。
【0206】
図15(C)に示すように、画素電極4203が形成されると同時に、引き回し配線4005a上に接するように導電性膜4203aが形成される。
【0207】
また、異方導電性フィルム4300は導電性フィラー4300aを有している。基板4001とFPC4006とを熱圧着することで、基板4001上の導電性膜4203aとFPC4006上のFPC用配線4301とが、導電性フィラー4300aによって電気的に接続される。
【0208】
[実施例6]
本発明において、三重項励起子からの燐光を発光に利用できる有機発光材料を用いることで、外部発光量子効率を飛躍的に向上させることができる。これにより、発光素子の低消費電力化、長寿命化、および軽量化が可能になる。
【0209】
ここで、三重項励起子を利用し、外部発光量子効率を向上させた報告を示す。
(T.Tsutsui, C.Adachi, S.Saito, Photochemical Processes in Organized Molecular Systems, ed.K.Honda, (Elsevier Sci.Pub., Tokyo,1991) p.437.)
【0210】
上記の論文により報告された有機発光材料(クマリン色素)の分子式を以下に示す。
【0211】
【化1】
【0212】
(M.A.Baldo, D.F.O’Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Nature 395 (1998) p.151.)
【0213】
上記の論文により報告された有機発光材料(Pt錯体)の分子式を以下に示す。
【0214】
【化2】
【0215】
(M.A.Baldo, S.Lamansky, P.E.Burrrows, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Appl.Phys.Lett.,75 (1999) p.4.) (T.Tsutsui, M.-J.Yang, M.Yahiro, K.Nakamura, T.Watanabe, T.tsuji, Y.Fukuda, T.Wakimoto, S.Mayaguchi, Jpn.Appl.Phys., 38 (12B) (1999) L1502.)
【0216】
上記の論文により報告された有機発光材料(Ir錯体)の分子式を以下に示す。
【0217】
【化3】
【0218】
以上のように三重項励起子からの燐光発光を利用できれば原理的には一重項励起子からの蛍光発光を用いる場合より3〜4倍の高い外部発光量子効率の実現が可能となる。
【0219】
[実施例7]
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ、明るい場所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、様々な電子機器の表示部に用いることができる。
【0220】
本発明の発光装置を用いた電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、発光装置を用いることが望ましい。それら電子機器の具体例を図20に示す。
【0221】
図20(A)は発光素子表示装置であり、筐体3001、支持台3002、表示部3003、スピーカー部3004、ビデオ入力端子3005等を含む。本発明の発光装置は表示部3003に用いることができる。発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。なお、発光素子表示装置は、パソコン用、TV放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【0222】
図20(B)はデジタルスチルカメラであり、本体3101、表示部3102、受像部3103、操作キー3104、外部接続ポート3105、シャッター3106等を含む。本発明の発光装置は表示部3102に用いることができる。
【0223】
図20(C)はノート型パーソナルコンピュータであり、本体3201、筐体3202、表示部3203、キーボード3204、外部接続ポート3205、ポインティングマウス3206等を含む。本発明の発光装置は表示部3203に用いることができる。
【0224】
図20(D)はモバイルコンピュータであり、本体3301、表示部3302、スイッチ3303、操作キー3304、赤外線ポート3305等を含む。本発明の発光装置は表示部3302に用いることができる。
【0225】
図20(E)は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本体3401、筐体3402、表示部A3403、表示部B3404、記録媒体(DVD等)読込部3405、操作キー3406、スピーカー部3407等を含む。表示部A3403は主として画像情報を表示し、表示部B3404は主として文字情報を表示するが、本発明の発光装置はこれら表示部A、B3403、3404に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【0226】
図20(F)はゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)であり、本体3501、表示部3502、アーム部3503を含む。本発明の発光装置は表示部3502に用いることができる。
【0227】
図20(G)はビデオカメラであり、本体3601、表示部3602、筐体3603、外部接続ポート3604、リモコン受信部3605、受像部3606、バッテリー3607、音声入力部3608、操作キー3609等を含む。本発明の発光装置は表示部3602に用いることができる。
【0228】
図20(H)は携帯電話であり、本体3701、筐体3702、表示部3703、音声入力部3704、音声出力部3705、操作キー3706、外部接続ポート3707、アンテナ3708等を含む。本発明の発光装置は表示部3703に用いることができる。なお、表示部3703は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電流を抑えることができる。
【0229】
なお、将来的に有機発光材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【0230】
また、上記電子機器はインターネットやCATV(ケーブルテレビ)などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。有機発光材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
【0231】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【0232】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例1〜6に示したいずれの構成の発光装置を用いても良い。
【0233】
[実施例8]
本実施例では、図21に示す画素構成の上面図を、図22を用いて説明する。
【0234】
図22には、TFTを形成する領域に同一層(同一レイヤ)をパターニングして複数の活性層が設けられ、次に第1のゲート線2102、第2のゲート線2103、各トランジスタのゲート電極とが同一層(同一レイヤ)をパターニングして設けられ、その後ソース信号線2101、電流供給線2108とが同一層(同一レイヤ)をパターニングして設けられ、最後にEL素子(発光素子)の第1の電極(ここでは陽極とする)が設けられている。
【0235】
そして、第1のゲート線2102の一部がゲート電極となる選択用のTFT2104が設けられている。TFT2104は、一つの活性層にゲート電極が二つ設けられたダブルゲート構造とすることで、一つの活性層に一つのゲート電極が設けられたシングルゲート構造と比べて選択(スイッチング)を確実に行うことができる。また、TFT2104は一つの活性層にゲート電極が三つ以上設けられたマルチゲート構造とすることも可能である。
【0236】
また、TFTのバラツキを低減するためにTFT2105のチャネル長(L)が大きくなるよう設けている。更に、Lを大きくすることにより、TFTの飽和領域を平らにすることができる。
【0237】
また、第2のゲート線2103にコンタクトを介して接続されるゲート電極を有するTFT2106が設けられている。また、活性層と、走査線と同一の層とで形成された保持容量2107が設けられている。
【0238】
このような各TFTの構成は、ゲート電極が半導体膜(チャネル形成領域)の上にあるトップゲート型構造やその逆のボトムゲート型構造を用い、不純物領域(ソース領域又はドレイン領域)にはオフセット構造やGOLD構造を用いればよい。
【発明の効果】
本発明によって、単極性のTFT、特に素子としての電気的特性に優れるNチャネル型TFTを用いて構成した半導体装置において、EL素子の劣化による駆動用TFTのゲート・ソース間電圧の変動を生じない構成とし、よってEL素子が劣化した場合にも輝度の低下を生じにくくすることが可能となった。また、本発明で提案した構成は、特に複雑な構成とすることもなく、画素を構成する素子数を大きく増加させるものでもないため、開口率の低下等のデメリットを負うことなく、適用出来るため、大変有用であるといえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態と、その動作を説明する図。
【図2】 従来構成でTFTを単極性化した場合の動作を説明する図。
【図3】 図1の構成による回路の動作を説明する図。
【図4】 本発明の一実施形態と、その動作を説明する図。
【図5】 本発明の一実施形態と、その動作を説明する図。
【図6】 本発明の一実施形態と、その動作を説明する図。
【図7】 駆動用TFTのゲート電極およびソース領域周辺の電位の変化について、本発明と従来例とを比較する図。
【図8】 単極性のTFTによって構成された画素の一例を紹介する図。
【図9】 本発明の一実施形態を示す図。
【図10】 時間階調方式について説明する図。
【図11】 時間階調方式について説明する図。
【図12】 本発明の一実施形態と、その動作を説明する図。
【図13】 半導体装置の作製工程について説明する図。
【図14】 半導体装置の作製工程について説明する図。
【図15】 半導体装置の上面図および断面図。
【図16】 アナログ映像信号を用いて表示を行う半導体装置の構成を示す図。
【図17】 図16の装置におけるソース信号線駆動回路およびゲート信号線駆動回路の例を示す図。
【図18】 デジタル映像信号を用いて表示を行う半導体装置の構成を示す図。
【図19】 図18の装置におけるソース信号線駆動回路の例を示す図。
【図20】 本発明が適用可能な電子機器の例を示す図。
【図21】 本発明の一実施形態と、その動作を説明する図。
【図22】 本発明の画素構成の上面図を示す図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a semiconductor device having a transistor. The present invention also relates to a structure of an active matrix display device including a semiconductor device having a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) manufactured over an insulator such as glass or plastic. The present invention also relates to an electronic device using such a display device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, development of display devices using light-emitting elements such as electroluminescence (EL) elements has been activated. The light-emitting element has high visibility because it emits light by itself, and is suitable for thinning because it does not require a backlight necessary for a liquid crystal display (LCD) or the like, and has almost no restriction on the viewing angle.
[0003]
Here, the EL element refers to an element having a light emitting layer from which luminescence generated by applying an electric field can be obtained. In this light emitting layer, there are light emission (fluorescence) when returning from the singlet excited state to the ground state and light emission (phosphorescence) when returning from the triplet excited state to the ground state. May be any of the light emitting forms described above.
[0004]
An EL element is configured such that a light emitting layer is sandwiched between a pair of electrodes (anode and cathode), and usually has a laminated structure. A typical example is a stacked structure of “anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode” proposed by Tang et al. Of Eastman Kodak Company. This structure has a very high luminous efficiency, and this structure is employed in many EL devices that are currently being studied.
[0005]
In addition to this, between the anode and the cathode, “hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer” or “hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport”. There is a structure of stacking in the order of “layer / electron injection layer”. As the structure of the EL element used in the light emitting device of the present invention, any of the above structures may be adopted. Further, a fluorescent pigment or the like may be doped into the light emitting layer.
[0006]
In this specification, in the EL element, all layers provided between the anode and the cathode are collectively referred to as an EL layer. Therefore, the above-described hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, electron transport layer, and electron injection layer are all included in the EL element, and a light emitting element including an anode, an EL layer, and a cathode is referred to as an EL element. Call.
[0007]
2A and 2B illustrate a pixel structure in a general light-emitting device. Note that an EL display device is taken as an example of a typical light-emitting device. 2A and 2B include a
[0008]
The connection relationship of each part will be described. Here, the TFT has three terminals of a gate, a source, and a drain. However, the source and drain cannot be clearly distinguished because of the structure of the TFT. Therefore, when describing connection between elements, one of a source and a drain is referred to as a first electrode, and the other is referred to as a second electrode. Regarding the ON / OFF of a TFT, when it is necessary to explain the potential of each terminal (the voltage between the gate and the source of a TFT), it is expressed as a source, a drain, or the like.
[0009]
In this specification, the TFT is ON means that the voltage between the gate and the source of the TFT exceeds the threshold value and a current flows between the source and the drain. If the TFT is OFF Is a state in which the gate-source voltage of the TFT is below its threshold value, and no current flows between the source and drain.
[0010]
The switching
[0011]
When a pulse is input to the
[0012]
In addition, a display device in which a TFT or the like is formed on a substrate and a pixel portion and a peripheral circuit are integrally formed is applied to mobile devices that are remarkably popular, taking advantage of small size and light weight. On the other hand, TFT fabrication is performed through many processes such as element formation by repeated film formation and etching, and addition of an impurity element for imparting conductivity to the semiconductor. Become.
[0013]
Therefore, if the pixel portion and the peripheral circuit are formed of a single polarity TFT, a part of the impurity element adding step can be omitted. As an example of a pixel configured using a single polarity TFT, one shown in FIG. 8 has been proposed (for example, see Non-Patent Document 1).
[0014]
[Non-Patent Document 1]
Kanicki, JH.Kim, JYNahm, Y.He, and R.Hattori "Amorphous Silicon Thin-Film Transistors Based Active-Matrix Organic Light-Emitting Displays" Asia Display / IDW (ASIA DISPLAY / IDW) 2001 p. 315-318
[0015]
The pixel shown in FIG. 8 includes a
[0016]
The gate electrode of the switching
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
Here, consider the operation in the case where an N-channel TFT is used as the driving TFT as shown in FIGS. 2C illustrates only the components of the
[0018]
Now, the potential of the
[0019]
FIG. 2D shows voltage / current characteristics of the driving
[0020]
Consider a case where the
[0021]
Therefore, in the present invention, a semiconductor device is provided which is configured by using an N-channel TFT as a driving TFT for supplying current to an EL element, and which can solve the problems caused by the deterioration of the EL element as described above. The task is to do.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The main point of the above-described problem is that the anode potential of the EL element, that is, the source potential of the driving TFT increases due to the deterioration of the EL element, and the gate-source voltage of the driving TFT decreases accordingly. .
[0023]
To prevent the current value from changing even when the EL element deteriorates, even if the EL element deteriorates and the potential of the anode of the EL element rises, the gate-source voltage of the driving TFT changes. It is necessary to prevent it from occurring.
[0024]
Therefore, in the present invention, a configuration applying the bootstrap operation is applied to the pixel. A capacitive element (voltage holding means) is provided between the gate and source of the driving TFT, and the potential of the source is fixed to a certain value while the video signal is input to the gate electrode. Then, after inputting the video signal, the gate electrode is brought into a floating state. At this time, if the gate-source voltage of the driving TFT exceeds the threshold value, the driving TFT is turned on, and the capacitive element has the potential (V Sig ) And power line potential (V SS ) And the potential difference. Here, when the fixation of the source potential of the driving TFT is released, a current flows through the EL element (light emitting element), and the potential of the anode, that is, the source potential of the driving TFT increases. Then, the potential of the gate electrode of the driving TFT which is in a floating state is increased by the same amount due to the coupling by the capacitive element disposed between the gate and the source of the driving TFT. Therefore, even when the value of the increase in the potential of the anode varies due to the deterioration of the EL element, the increase can be directly added to the potential of the gate electrode, and the gate-source voltage of the driving TFT can be made constant. .
[0025]
The configuration of the present invention will be described below.
[0026]
The display device of the present invention includes:
A light emitting element;
Voltage holding means for holding a voltage based on the video signal;
A power supply line connected to the light emitting element and the voltage holding means via at least one switching element,
The voltage holding unit has a function of controlling a current supplied to the light emitting element, and the current is a potential difference between a potential of the video signal and a potential of the power supply line.
[0027]
The display device of the present invention includes:
A light emitting element;
Voltage holding means for holding a voltage based on the video signal;
A switching element connected to the voltage holding means;
A power line connected to the switching element;
A transistor connected to the light emitting element and the voltage holding means;
A current supply line connected to the transistor, comprising:
The voltage holding means holds a potential difference between the potential of the video signal and the potential of the power supply line, and controls the gate-source voltage of the transistor;
A current based on a gate-source voltage of the transistor is supplied to the light emitting element from the current supply line.
[0028]
The display device of the present invention includes:
A light emitting element;
Voltage holding means for holding a voltage based on the video signal;
A switching element connected between the voltage holding means and the power line;
A power line connected to the switching element;
A transistor connected to the light emitting element and the voltage holding means;
A current supply line connected to the transistor, comprising:
The voltage holding means holds a potential difference between the potential of the video signal and the potential of the power supply line, and controls the gate-source voltage of the transistor;
A current based on a gate-source voltage of the transistor is supplied to the light emitting element from the current supply line.
[0029]
The display device of the present invention includes:
A first switching element, a second switching element, a transistor, a capacitor, and a light emitting element;
A first electrode of the first switching element is electrically connected to a source signal line, and a second electrode is electrically connected to a gate electrode of the transistor;
The first electrode of the transistor is electrically connected to the first electrode of the second switching element and the first electrode of the light emitting element, and the second electrode is electrically connected to a current supply line.
A second electrode of the second switching element is electrically connected to the first power line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power supply line;
The capacitor element includes a pixel provided between a gate electrode and a first electrode of the transistor.
[0030]
The display device of the present invention includes:
A first switching element, a third switching element, a transistor, a capacitor, and a light emitting element;
A first electrode of the first switching element is electrically connected to a source signal line, and a second electrode is electrically connected to a gate electrode of the transistor;
The first electrode of the transistor is electrically connected to the first electrode of the second switching element and the first electrode of the light emitting element, and the second electrode is electrically connected to a current supply line.
A second electrode of the second switching element is electrically connected to the first power line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power supply line;
The capacitor element includes a pixel provided between a gate electrode and a first electrode of the transistor.
[0031]
The display device of the present invention includes:
A first switching element, a third switching element, a transistor, a capacitor, and a light emitting element;
A first electrode of the first switching element is electrically connected to a source signal line, and a second electrode is electrically connected to a gate electrode of the transistor;
The first electrode of the transistor is electrically connected to the first electrode of the second switching element and the first electrode of the light emitting element, and the second electrode is electrically connected to a current supply line.
A second electrode of the second switching element is electrically connected to the first power line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power supply line;
The capacitive element is provided between a gate electrode and a first electrode of the transistor,
The first electrode of the third switching element is the gate electrode of the transistor, the second electrode is the first electrode of the transistor, the first electrode of the second switching element, and the first electrode of the light emitting element. And a pixel electrically connected to each electrode.
[0032]
The display device of the present invention includes:
A first switching element, a third switching element, a transistor, a capacitor, and a light emitting element;
A first electrode of the first switching element is electrically connected to a source signal line, and a second electrode is electrically connected to a gate electrode of the transistor;
The first electrode of the transistor is electrically connected to the first electrode of the second switching element and the first electrode of the light emitting element, and the second electrode is electrically connected to a current supply line.
A second electrode of the second switching element is electrically connected to the first power line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power supply line;
The capacitive element is provided between a gate electrode and a first electrode of the transistor,
The first electrode of the third switching element includes a first electrode of the light emitting element, and the second electrode includes a pixel electrically connected to the first power supply line. .
[0033]
The display device of the present invention includes:
When the conductivity type of the transistor is an N-channel type, the current supply line V 1 , Voltage V of the first power line 2 , The second power line voltage V Three Is V 1 > V 2 And V 1 > V Three It may be. In addition, V 2 <V Three It may be.
[0034]
Moreover, the display device of the present invention includes:
When the conductivity type of the transistor is a P-channel type, the current supply line V 1 , The potential V of the first power supply line 2 , The potential V of the second power supply line Three Is V 1 <V 2 And V 1 <V Three It may be. In addition, V 2 > V Three It may be.
[0035]
The display device of the present invention includes:
A display device in which pixels having a source signal line, a gate signal line, a current supply line, first to third transistors, a capacitor, and a light emitting element are provided in a matrix,
The gate electrode of the first transistor is electrically connected to the first gate signal line, and the first electrode is electrically connected to the first electrode of the second transistor and the first electrode of the light emitting element. The second electrode is electrically connected to either the first power supply line or a gate signal line provided in a row not including the pixel,
A gate electrode of the second transistor is electrically connected to a first electrode of the third transistor; a second electrode is electrically connected to the current supply line;
A gate electrode of the third transistor is electrically connected to the second gate signal line; a second electrode is electrically connected to the source signal line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power line;
The capacitor element is provided between a gate electrode and a first electrode of the second transistor.
[0036]
The display device of the present invention includes:
A display device in which pixels having a source signal line, first and second gate signal lines, a current supply line, first to third transistors, a capacitor element, and a light emitting element are provided in a matrix. There,
The gate electrode of the first transistor is electrically connected to the first gate signal line, and the first electrode is electrically connected to the first electrode of the second transistor and the first electrode of the light emitting element. The second electrode is electrically connected to the first power supply line and either the first gate signal line or the second gate signal line provided in a row not including the pixel;
A gate electrode of the second transistor is electrically connected to a first electrode of the third transistor; a second electrode is electrically connected to the current supply line;
A gate electrode of the third transistor is electrically connected to the second gate signal line; a second electrode is electrically connected to the source signal line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power line;
The capacitor element is provided between a gate electrode and a first electrode of the second transistor.
[0037]
The display device of the present invention includes:
A display device in which pixels having a source signal line, first to third gate signal lines, a current supply line, first to fourth transistors, a capacitor, and a light-emitting element are provided in a matrix. There,
The gate electrode of the first transistor is electrically connected to the first gate signal line, and the first electrode includes the first electrode of the second transistor and the first electrode of the light emitting element. The second electrode is electrically connected to the first power supply line, the first to third gate signal lines provided in the row not including the pixel, and the first electrode provided in the row including the pixel. Electrically connected to either the second gate signal line or the third gate signal line;
A gate electrode of the second transistor is electrically connected to a first electrode of the third transistor; a second electrode is electrically connected to the current supply line;
A gate electrode of the third transistor is electrically connected to the second gate signal line; a second electrode is electrically connected to the source signal line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power line;
The capacitive element is provided between a gate electrode and a first electrode of the second transistor;
The gate electrode of the fourth transistor is electrically connected to the third gate signal line, the first electrode is electrically connected to the gate electrode of the second transistor, and the second electrode is The second transistor is electrically connected to any one of the first electrode, the first power supply line, and the second power supply line.
[0038]
The display device of the present invention includes:
A display device in which pixels having a source signal line, first and second gate signal lines, a current supply line, first to fourth transistors, a capacitor element, and a light emitting element are provided in a matrix. There,
The gate electrode of the first transistor is electrically connected to the first gate signal line, and the first electrode is electrically connected to the first electrode of the second transistor and the first electrode of the light emitting element. The second electrode is connected to the first power supply line, the first gate signal line or the second gate signal line provided in the row not including the pixel, and the second electrode provided in the row including the pixel. Electrically connected to one of the two gate signal lines,
A gate electrode of the second transistor is electrically connected to a first electrode of the third transistor; a second electrode is electrically connected to the current supply line;
A gate electrode of the third transistor is electrically connected to the first gate signal line; a second electrode is electrically connected to the source signal line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power supply line;
The capacitive element is provided between a gate electrode and a first electrode of the second transistor;
The gate electrode of the fourth transistor is electrically connected to the second gate signal line, the first electrode is electrically connected to the gate electrode of the second transistor, and the second electrode is The second transistor is electrically connected to any one of the first electrode, the first power supply line, and the second power supply line.
[0039]
The display device of the present invention includes:
A display device in which pixels having a source signal line, first to third gate signal lines, a current supply line, first to fourth transistors, a capacitor, and a light-emitting element are provided in a matrix. There,
The gate electrode of the first transistor is electrically connected to the first gate signal line, and the first electrode is electrically connected to the first electrode of the second transistor and the first electrode of the light emitting element. The second electrode is connected to the first power supply line, the first to third gate signal lines provided in the row not including the pixel, and the second gate provided in the row including the pixel. Electrically connected to either the signal line or the third gate signal line;
A gate electrode of the second transistor is electrically connected to a first electrode of the third transistor; a second electrode is electrically connected to the current supply line;
A gate electrode of the third transistor is electrically connected to the second gate signal line; a second electrode is electrically connected to the source signal line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power line;
The capacitive element is provided between a gate electrode and a first electrode of the second transistor;
The gate electrode of the fourth transistor is electrically connected to the third gate signal line, the first electrode is electrically connected to the first electrode of the light emitting element, and the second electrode is connected to the first electrode. It is electrically connected to one power line.
[0040]
The display device of the present invention includes:
A display device in which pixels having a source signal line, first and second gate signal lines, a current supply line, first to fourth transistors, a capacitor element, and a light emitting element are provided in a matrix. There,
The gate electrode of the first transistor is electrically connected to the first gate signal line, and the first electrode is electrically connected to the first electrode of the second transistor and the first electrode of the light emitting element. The second electrode is connected to the first power source line, the first to third gate signal lines provided in a row not including the pixel, and the second gate signal provided in the row including the pixel. Electrically connected to either the line or the third gate signal line,
A gate electrode of the second transistor is electrically connected to a first electrode of the third transistor; a second electrode is electrically connected to the current supply line;
A gate electrode of the third transistor is electrically connected to the first gate signal line; a second electrode is electrically connected to the source signal line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power source having a potential difference from the current supply line;
The capacitive element is provided between a gate electrode and a first electrode of the second transistor;
The gate electrode of the fourth transistor is electrically connected to the second gate signal line, the first electrode is electrically connected to the first electrode of the light emitting element, and the second electrode is connected to the first electrode. It is electrically connected to one power line.
[0041]
The display device of the present invention includes:
A display device in which pixels having a source signal line, first to third gate signal lines, a current supply line, first to fourth transistors, a capacitor, and a light-emitting element are provided in a matrix. There,
The gate electrode of the first transistor is electrically connected to the first gate signal line, and the first electrode is electrically connected to the first electrode of the second transistor and the first electrode of the light emitting element. The second electrode is connected to the first power source line, the first to third gate signal lines provided in a row not including the pixel, and the second gate signal provided in the row including the pixel. Electrically connected to either the line or the third gate signal line,
A gate electrode of the second transistor is electrically connected to a first electrode of the third transistor; a second electrode is electrically connected to the current supply line;
A gate electrode of the third transistor is electrically connected to the second gate signal line; a second electrode is electrically connected to the source signal line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power line;
The capacitive element is provided between a gate electrode and a first electrode of the second transistor, and holds a voltage between the gate electrode and the first electrode of the second transistor;
The fourth transistor is between the second electrode of the second transistor and the current supply line, or between the first electrode of the second transistor and the first electrode of the light emitting element. And the gate electrode of the fourth transistor is electrically connected to the third gate signal line.
[0042]
The display device of the present invention includes:
A display device in which pixels having a source signal line, first and second gate signal lines, a current supply line, first to fourth transistors, a capacitor element, and a light emitting element are provided in a matrix. There,
The gate electrode of the first transistor is electrically connected to the first gate signal line, and the first electrode is electrically connected to the first electrode of the second transistor and the first electrode of the light emitting element. The second electrode is connected to the first power supply line, the first gate signal line or the second gate signal line provided in the row not including the pixel, and the second electrode provided in the row including the pixel. Electrically connected to one of the two gate signal lines,
A gate electrode of the second transistor is electrically connected to a first electrode of the third transistor; a second electrode is electrically connected to the current supply line;
A gate electrode of the third transistor is electrically connected to the first gate signal line; a second electrode is electrically connected to the source signal line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power line;
The capacitive element is provided between a gate electrode and a first electrode of the second transistor, and holds a voltage between the gate electrode and the first electrode of the second transistor;
The fourth transistor is between the second electrode of the second transistor and the current supply line, or between the first electrode of the second transistor and the first electrode of the light emitting element. And the gate electrode of the fourth transistor is electrically connected to the third gate signal line.
[0043]
In the display device of the present invention,
The first and third transistors may be of the same conductivity type.
[0044]
In the display device of the present invention,
The transistors included in the pixel may be of the same conductivity type.
[0045]
In the display device of the present invention,
When the conductivity type of the second transistor is an N-channel type, the potential V of the current supply line 1 , The potential V of the first power supply line 2 , The potential V of the second power supply line Three Is V 1 > V 2 And V 1 > V Three It may be. In addition, V 2 > V Three It may be.
[0046]
The display device of the present invention includes:
When the conductivity type of the second transistor is a P-channel type, the potential V of the current supply line 1 , The potential V of the first power supply line 2 , The potential V of the second power supply line Three Is V 1 <V 2 And V 1 <V Three It may be. In addition, V 2 <V Three It may be.
[0047]
The display device driving method of the present invention includes:
A first switching element, a second switching element, a transistor, a capacitor, and a light emitting element;
A first electrode of the first switching element is electrically connected to a source signal line; a second electrode is electrically connected to a gate electrode of the transistor;
A first electrode of the transistor is electrically connected to a first electrode of the second switching element and a first electrode of the light-emitting element; the second electrode is electrically connected to a current supply line;
A second electrode of the second switching element is electrically connected to a first power line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power line;
The capacitive element is a driving method of a display device having a pixel provided between a gate electrode and a first electrode of the transistor,
Conducting the first and second switching elements, inputting a video signal from the source signal line to the transistor, and fixing the potential of the first electrode of the transistor;
The first and second switching elements are non-conductive, the gate electrode of the transistor is in a floating state,
A current corresponding to the potential applied to the gate electrode of the transistor is supplied to the light-emitting element, the voltage between the gate and the source of the transistor is held by the capacitor, and the potential change amount of the first electrode of the transistor And the potential change amount of the gate electrode of the transistor is made equal.
[0048]
The display device driving method of the present invention includes:
A first switching element, a third switching element, a transistor, a capacitor, and a light emitting element;
A first electrode of the first switching element is electrically connected to a source signal line; a second electrode is electrically connected to a gate electrode of the transistor;
A first electrode of the transistor is electrically connected to a first electrode of the second switching element and a first electrode of the light-emitting element; the second electrode is electrically connected to a current supply line;
A second electrode of the second switching element is electrically connected to a first power line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power line;
The capacitive element is provided between a gate electrode and a first electrode of the transistor,
The first electrode of the third switching element is electrically connected to the gate electrode of the transistor, and the second electrode is the first electrode of the transistor, the first power supply line, and the second power supply. A driving method of a display device having a pixel electrically connected to any of lines,
Conducting the first and second switching elements, inputting a video signal from the source signal line to the transistor, and fixing the potential of the first electrode of the transistor;
The first and second switching elements are non-conductive, the gate electrode of the transistor is in a floating state,
A current corresponding to the potential applied to the gate electrode of the transistor is supplied to the light-emitting element, the voltage between the gate and the source of the transistor is held by the capacitor, and the potential change amount of the first electrode of the transistor And the potential change amount of the gate electrode of the transistor are equalized,
The third switching element is turned on, the gate-source voltage of the transistor is made equal to or lower than the absolute value of the threshold voltage, and supply of current to the light emitting element is stopped.
[0049]
The display device driving method of the present invention includes:
A first switching element, a third switching element, a transistor, a capacitor, and a light emitting element;
A first electrode of the first switching element is electrically connected to a source signal line; a second electrode is electrically connected to a gate electrode of the transistor;
A first electrode of the transistor is electrically connected to a first electrode of the second switching element and a first electrode of the light-emitting element; the second electrode is electrically connected to a current supply line;
A second electrode of the second switching element is electrically connected to the first power line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power supply line;
The capacitive element is provided between a gate electrode and a first electrode of the transistor,
The first electrode of the third switching element has a pixel electrically connected to the first electrode of the light emitting element, and the second electrode has a pixel electrically connected to the first power supply line. A driving method of a display device,
Conducting the first and second switching elements, inputting the video signal from the source signal line to the transistor, and fixing the potential of the first electrode of the transistor;
The first and second switching elements are made non-conductive, the gate electrode of the transistor is in a floating state,
A current corresponding to the potential applied to the gate electrode of the transistor is supplied to the light-emitting element, the voltage between the gate and the source of the transistor is held by the capacitor, and the potential change amount of the first electrode of the transistor And the potential change amount of the gate electrode of the transistor are equalized,
The third switching element is turned on, the gate-source voltage of the transistor is made equal to or lower than the absolute value of the threshold voltage, and supply of current to the light emitting element is stopped.
[0050]
The display device driving method of the present invention includes:
A first switching element, a third switching element, a transistor, a capacitor, and a light emitting element;
A first electrode of the first switching element is electrically connected to a source signal line; a second electrode is electrically connected to a gate electrode of the transistor;
The first electrode of the transistor is electrically connected to the first electrode of the second switching element and the first electrode of the light emitting element, and the second electrode is connected to the first switching element via the third switching element. Electrically connected to the current supply line,
A second electrode of the second switching element is electrically connected to the first power line;
A second electrode of the light emitting element is electrically connected to a second power line;
The capacitive element is a driving method of a display device having a pixel provided between a gate electrode and a first electrode of the transistor,
Conducting the first and second switching elements, inputting a video signal from the source signal line to the transistor, and fixing the potential of the first electrode of the transistor;
The first and second switching elements are non-conductive, the gate electrode of the transistor is in a floating state,
Conducting the third switching element, supplying a current corresponding to the potential applied to the gate electrode of the transistor to the light emitting element, and holding the gate-source voltage of the transistor by the capacitive element, The potential change amount of the first electrode of the transistor is equal to the potential change amount of the gate electrode of the transistor,
The third switching element is made non-conductive, and supply of current to the light emitting element is stopped.
[0051]
In the present invention, a transistor can be used as the switching element. The transistor of the present invention can be a thin film transistor (TFT) or a transistor formed using SOI technology. A transistor using an organic material for the active layer, a transistor using a polycrystalline semiconductor, or a transistor using an amorphous semiconductor may be used. For example, a TFT using polysilicon or a TFT using amorphous silicon can be used.
[0052]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment 1]
FIG. 1A shows an embodiment of the present invention. The pixel of the invention includes a
[0053]
Now, all of the
[0054]
The operation of the circuit will be described with reference to FIGS. Here, the gate (G), source (S), and drain (D) of the
[0055]
In a certain row, the
[0056]
Where (V Sig -V SS ) Exceeds the threshold value of the
[0057]
Based on these operations, an operation based on the presence or absence of deterioration of the EL element will be considered with reference to FIG. In FIG. 1B, 151 is the potential of the
[0058]
Now, in the section indicated by (i) in FIG. 1B, the
[0059]
At the timing shown in (ii), the selection of the
[0060]
Subsequently, the section shown in (iii) is entered and light emission starts. At this time, the gate-source voltage V of the
[0061]
Here, a case where the
[0062]
On the other hand, as shown in FIG. 7, in the case of the conventional configuration as shown in FIG. Sig Then the gate potential V of the
[0063]
As described above, in the present invention, it is possible to eliminate the influence of the deterioration of the EL element by preventing the current value from being changed even when the EL element is deteriorated.
[0064]
Also, the potential V of the power line SS , V C Can be set arbitrarily, so V SS <V C Therefore, it is easy to apply a reverse bias to the EL element.
[0065]
Note that the
[0066]
[Embodiment 2]
According to the configuration shown in FIG. 1, the wiring routed to the pixel portion is a source signal line, a gate signal line, a current supply line (V DD ), Power line (V C ), Power line (V SS ) Was required. In the present embodiment, a configuration in which the number of wirings per pixel is reduced by sharing wirings and a high aperture ratio can be obtained will be described.
[0067]
FIG. 9 shows the configuration of this embodiment. The difference from
[0068]
As a pulse condition for selecting the gate signal line, when the gate signal line is at the H level, the gate-source voltage of the
[0069]
When the gate signal line in the i-th row is selected and becomes the H level and the
[0070]
Note that the i-th gate signal line is selected and becomes H level, and the constant potential V is maintained during the period in which the
[0071]
Further, as described in the first embodiment, since the
[0072]
[Embodiment 3]
A method in which display is performed by controlling the gate-source voltage of the driving TFT and controlling the current value flowing through the EL element with an analog amount is called an analog gradation method. On the other hand, there has been proposed a digital gradation method in which the EL element is driven only in two states of luminance 100% and 0%. This method can express only two gradations of white and black, but has an advantage that it is not easily affected by variations in TFT characteristics. In order to increase the number of gradations by the digital gradation method, a driving method combined with the time gradation method is used. The time gray scale method is a method for expressing a gray scale according to the length of time during which an element emits light.
[0073]
When the digital gradation method and the time gradation method are combined, one frame period is divided into a plurality of subframe periods as shown in FIG. Each subframe period has an address (write) period, a sustain (light emission) period, and an erase period, as shown in FIG. The number of subframe periods corresponding to the number of display bits is provided, and the length of the sustain (light emission) period in each subframe period is set to 2 (n-1) : 2 (n-2) : ...: 2: 1, and EL element light emission or non-light emission is selected in each sustain (light emission) period, and gradation is calculated using the difference in length of the total period during which the EL element emits light. Make an expression. If the light emission period is long, the luminance is high, and if it is short, the luminance is low. Note that FIG. 10 shows an example of 4-bit gradation, and one frame period is divided into four subframe periods, and 2 frames are obtained by combining the sustain (light emission) periods. Four = 16 gradations can be expressed. Note that gradation expression is possible even if the ratio of the length of the sustain period is not particularly a power-of-two ratio. Further, a certain subframe period may be further divided.
[0074]
When multi-gradation is attempted using the time gray scale method, the length of the sustain (light emission) period of the lower bits becomes shorter, so an attempt is made to start the next address period immediately after the end of the sustain (light emission) period. Then, a period in which address (write) periods in different subframe periods overlap is generated. In that case, since a video signal input to a certain pixel is also input to different pixels at the same time, normal display cannot be performed. The erasing period is provided to solve such a problem. As shown in FIG. 10B, two different address (writing) periods do not overlap after Ts3 and after Ts4. Is provided. Therefore, the erase period is not provided in SF1 and SF2 in which the sustain (light emission) period is sufficiently long and there is no concern that two different address (write) periods overlap.
[0075]
Thus, in order to drive by a method combining the digital gray scale method and the time gray scale method, it may be necessary to add an operation of forcibly stopping the light emission of the EL element and providing an erasing period.
[0076]
FIG. 4A corresponds to a driving method in which a second
[0077]
The operation in which the first
[0078]
Here, the operation from the sustain (light emission) period to the erase period will be described with reference to FIGS. 11A is similar to that shown in FIG. 10A, and one frame period has four subframe periods as shown in FIG. 11B. The subframe periods SF3 and SF4 having a short sustain (light emission) period have erase periods Te3 and Te4, respectively. Here, the operation in SF3 will be described as an example.
[0079]
After the input of the video signal is finished, as shown in FIG. 10B, the gate-source voltage V of the TFT 405 GS A current corresponding to the current flows through the
[0080]
These operations are shown in FIG. 11C as a timing chart. After the sustain (light emission) period Ts3, after a pulse is input to the third
[0081]
In the structure shown in FIG. 4A, the second electrode of the
[0082]
Although the
[0083]
[Embodiment 4]
FIG. 5A shows an example in which an erasing TFT is provided at a position different from that in the third embodiment. In this embodiment, the erasing
[0084]
In the driving method, the input to light emission of the video signal may be a method combining the digital gray scale method and the time gray scale method as in the third embodiment. Therefore, the description is omitted here and the operation in the erasing period is performed. Will be described.
[0085]
When the timing for ending the sustain (light emission) period is reached, a pulse is input to the second
[0086]
The source potential of the
[0087]
In the structure shown in FIG. 5A, the second electrode of the
[0088]
[Embodiment 5]
FIG. 6A shows an example in which an erasing TFT is provided at a position different from those in the third and fourth embodiments. In this embodiment, the erasing
[0089]
The operation of the circuit will be described. The first
[0090]
When the input of the video signal is completed and the first
[0091]
Subsequently, when the second
[0092]
When the timing for ending the sustain (light emission) period is reached, the second
[0093]
Note that the
[0094]
[Embodiment 6]
In the third to fifth embodiments, the example in which the TFT is added to provide the erasing period has been described, but in this embodiment, an example in which the same operation is performed without adding the erasing TFT will be described.
[0095]
FIG. 21A shows the configuration. The configuration is almost the same as that shown in the first embodiment except that the
[0096]
In the sustain (light emission) period, as shown in FIG. 21B, the gate-source voltage of the
[0097]
Subsequently, in the erasing period, a pulse is input to the second
[0098]
Note that as described in other embodiments, the
[0099]
[Embodiment 7]
Although an N-channel TFT has been used as a TFT for supplying current to the EL element, the present invention can also be implemented using a P-channel TFT as a driving TFT. FIG. 12A shows a configuration example.
[0100]
The circuit configuration is the same as that using the N-channel TFT shown in FIG. 1A, but the configuration of the
[0101]
The operation of the circuit will be described with reference to FIGS. Here, the polarity of the TFT is a P-channel type, and it is assumed that the L level is input to the gate electrode to be turned ON, and the H level is input to be OFF.
[0102]
In a certain row, the
[0103]
Where (V Sig -V DD ) Is lower than the threshold value of the
[0104]
In FIG. 12A, P-channel TFTs are used for all of the TFTs constituting the pixel. However, as described in other embodiments, the
[0105]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
[0106]
[Example 1]
In this embodiment, a configuration of a light-emitting device that performs display using an analog video signal as a video signal will be described. FIG. 16A illustrates a configuration example of a light-emitting device. A
[0107]
Signals input to the source signal line driver circuit 1603 and the first and second gate signal
[0108]
FIG. 16B illustrates a configuration example of the source signal line driver circuit. This is a source signal line driver circuit for performing display using an analog video signal as a video signal, and includes a shift register 1611, a buffer 1612, and a
[0109]
The operation of the source signal line driver circuit will be described. FIG. 17A shows a more detailed configuration, and reference is made thereto.
[0110]
The
[0111]
The sampling pulse output from the
[0112]
Next, the operation of the gate signal line driving circuit will be described. An example of a detailed configuration of the first and second gate signal
[0113]
The operation of the shift register to buffer is the same as that of the source signal line driver circuit. The selection pulse amplified by the buffer selects each gate signal line. By the first gate signal line driving circuit, the first gate signal line G 11 , G twenty one ... G m1 Are sequentially selected, and the second gate signal line G is selected by the second gate signal line driving circuit. 12 , G twenty two ... G m2 Are selected sequentially. Although not shown, the third gate signal line drive circuit is the same as the first and second gate signal line drive circuits, and the third gate signal line G 13 , G twenty three ... G m3 Are selected sequentially. In the selected row, a video signal is written in the pixel and emits light according to the procedure described in the embodiment.
[0114]
Although an example of a shift register using a plurality of stages of D-flip flops is shown here as an example of the shift register, a configuration in which a signal line can be selected by a decoder or the like may be used.
[0115]
[Example 2]
In this embodiment, a configuration of a light-emitting device that performs display using a digital video signal as a video signal will be described. FIG. 18A illustrates a configuration example of a light-emitting device. A
[0116]
Signals input to the source signal line driver circuit 1803 and the first and fourth gate signal
[0117]
FIG. 18B illustrates a configuration example of the source signal line driver circuit. This is a source signal line driver circuit for performing display using a digital video signal as a video signal, and includes a shift register 1811, a first latch circuit 1812, a
[0118]
Since the first and second gate signal
[0119]
The operation of the source signal line driver circuit will be described. FIG. 19 (A) shows a more detailed configuration, so reference is made to it.
[0120]
The
[0121]
The sampling pulse output from the
[0122]
When the
[0123]
While the digital video signal held in the
[0124]
The D /
[0125]
The above operation is performed simultaneously over all stages within one horizontal period. Therefore, video signals are output to all source signal lines.
[0126]
As described in the first embodiment, the signal line may be selected using a decoder or the like instead of the shift register.
[0127]
[Example 3]
In the second embodiment, the digital video signal undergoes digital-analog conversion by a D / A conversion circuit and is written to a pixel. However, the semiconductor device of the present invention can also express gradation by a time gradation method. In this case, as shown in FIG. 19B, the D / A conversion circuit is not required, and the gradation expression is controlled by the length of the light emission time of the EL element. Since there is no need for processing, the first and second latch circuits may be one bit. At this time, each bit of the digital video signal is input in series, sequentially held in the latch circuit, and written to the pixel. Of course, latch circuits corresponding to the required number of bits may be arranged in parallel.
[0128]
[Example 4]
In this specification, a substrate in which a driver circuit and a pixel portion having a switching TFT and a driving TFT are formed over the same substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience. In this embodiment, a process of manufacturing the active matrix substrate using a unipolar TFT will be described with reference to FIGS.
[0129]
As the
[0130]
Next, a
[0131]
In this embodiment, as the first layer of the
[0132]
Subsequently,
[0133]
In this embodiment, an amorphous silicon film having a film thickness of 55 [nm] is formed by plasma CVD. Then, a solution containing nickel is held on the amorphous silicon film, and the amorphous silicon film is dehydrogenated (500 [° C.], 1 hour), and then thermally crystallized (550 [° C.], 4 hours) to form a crystalline silicon film. After that,
[0134]
Note that in the case of manufacturing a crystalline semiconductor film by a laser crystallization method, a continuous wave or pulsed gas laser or solid laser may be used. As the former gas laser, excimer laser, YAG laser, YVO Four Laser, YLF laser, YAlO Three A laser, a glass laser, a ruby laser, a Ti: sapphire laser, or the like can be used. The latter solid-state laser includes YAG, YVO doped with Cr, Nd, Er, Ho, Ce, Co, Ti, or Tm. Four , YLF, YAlO Three A laser using a crystal such as can be used. The fundamental wave of the laser differs depending on the material to be doped, and a laser beam having a fundamental wave around 1 [μm] can be obtained. The harmonic with respect to the fundamental wave can be obtained by using a nonlinear optical element. In order to obtain a crystal with a large grain size when crystallizing the amorphous semiconductor film, it is preferable to use a solid-state laser capable of continuous oscillation and apply the second to fourth harmonics of the fundamental wave. . Typically, Nd: YVO Four A second harmonic (532 [nm]) or a third harmonic (355 [nm]) of a laser (fundamental wave 1064 [nm]) is applied.
[0135]
Also, continuous oscillation YVO with an output of 10 [W] Four Laser light emitted from the laser is converted into a harmonic by a non-linear optical element. In addition, YVO in the resonator Four There is also a method of emitting harmonics by inserting a crystal and a nonlinear optical element. Preferably, the laser beam is shaped into a rectangular or elliptical shape on the irradiation surface by an optical system, and the object to be processed is irradiated. The energy density at this time is 0.01 to 100 [MW / cm. 2 ] Grade (preferably 0.1-10 [MW / cm 2 ])is required. Then, irradiation is performed by moving the semiconductor film relative to the laser light at a speed of about 10 to 2000 [cm / s].
[0136]
In the case of using the above laser, the laser beam emitted from the laser oscillator may be condensed linearly by an optical system and irradiated on the semiconductor film. The conditions for crystallization are appropriately set. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 300 [Hz] and the laser energy density is 100 to 700 [mJ / cm. 2 ] (Typically 200-300 [mJ / cm 2 ]) When a YAG laser is used, the second harmonic is used to set a pulse oscillation frequency of 1 to 300 [Hz] and a laser energy density of 300 to 1000 [mJ / cm. 2 ] (Typically 350-500 [mJ / cm 2 ]) Then, a laser beam condensed in a linear shape with a width of 100 to 1000 [μm] (preferably a width of 400 [μm]) is irradiated over the entire surface of the substrate, and the linear beam superposition ratio (overlap ratio) at this time May be set as 50 to 98 [%].
[0137]
However, in this embodiment, since the amorphous silicon film is crystallized using a metal element that promotes crystallization, the metal element remains in the crystalline silicon film. Therefore, an amorphous silicon film having a thickness of 50 to 100 [nm] is formed on the crystalline silicon film and subjected to heat treatment (RTA method, thermal annealing using a furnace annealing furnace, etc.), and the amorphous silicon film The metal element is diffused therein, and the amorphous silicon film is removed by etching after heat treatment. As a result, the content of the metal element in the crystalline silicon film can be reduced or removed.
[0138]
Note that after the
[0139]
Next, a
[0140]
Note that in the case where a silicon oxide film is used as the
[0141]
Next, a first
[0142]
In this embodiment, the TaN film which is the first
[0143]
Note that in this embodiment, the first
[0144]
Next, a resist
[0145]
In this embodiment, ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method is used as the first etching condition, and CF is used as an etching gas. Four And Cl 2 And O 2 The gas flow ratio is 25:25:10 [sccm], and 500 [W] RF (13.56 [MHz]) power is applied to the coil-type electrode at a pressure of 1.0 [Pa]. The plasma was generated to perform etching. 150 [W] RF (13.56 [MHz]) power was also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage was applied. Then, the W film was etched under the first etching conditions so that the end portion of the first
[0146]
Subsequently, the
[0147]
In the first etching process described above, the shape of the resist mask is made suitable, so that the end portions of the first
[0148]
Next, a second etching process is performed without removing the resist
[0149]
Then, a first doping process is performed without removing the
[0150]
Subsequently, after removing the resist
[0151]
As a result of performing the second doping process, the second impurity regions (N− region, Lov region) 5026 and 5029 overlapping with the first conductive layer have 1 × 10 18 ~ 5x10 19 [atoms / cm Three An impurity element imparting N-type was added in the concentration range. The third impurity regions (N + regions) 5025, 5028, 5031, 5034 have 1 × 10 19 ~ 5x10 twenty one [atoms / cm Three An impurity element imparting N-type was added in the concentration range. In addition, after the first and second doping treatments, regions where no impurity element was added or regions where a small amount of impurity element was added were formed in the
[0152]
In this embodiment, the second impurity regions (N− regions) 5026 and 5029 and the third impurity regions (N + regions) 5025, 5028, 5031 and 5034 are formed only by the second doping process. It is not limited to. It may be formed by a plurality of doping processes by appropriately changing the conditions for performing the doping process.
[0153]
Next, as shown in FIG. 14A, the resist
[0154]
Next, heat treatment (heat treatment) is performed to recover the crystallinity of the semiconductor layer and to activate the impurity element added to the semiconductor layer. This heat treatment is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. The thermal annealing method may be performed at 400 to 700 [° C.] in a nitrogen atmosphere with an oxygen concentration of 1 [ppm] or less, preferably 0.1 [ppm] or less. In this embodiment, 410 [° C.], 1 Activation treatment was performed by heat treatment for a period of time. In addition to the thermal annealing method, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied.
[0155]
Further, heat treatment may be performed before the first
[0156]
As described above, after the first interlayer insulating film 5037 (insulating film containing silicon as a main component, for example, a silicon nitride film) is formed, the semiconductor layer is hydrogenated simultaneously with the activation process by heat treatment. Can do. In the hydrogenation step, dangling bonds in the semiconductor layer are terminated by hydrogen contained in the first
[0157]
Note that heat treatment for hydrogenation may be performed separately from heat treatment for activation treatment.
[0158]
Here, the semiconductor layer can be hydrogenated regardless of the presence of the first
[0159]
Next, a second
[0160]
In this embodiment, an acrylic film having a thickness of 1.6 [μm] is formed. With the second
[0161]
Next, by using dry etching or wet etching, the second
[0162]
Next, a
[0163]
In this embodiment, ITO is formed to a thickness of 110 nm, and then patterned to form a
[0164]
Next, wirings 5040 to 5046 that are electrically connected to the respective impurity regions are formed. In this embodiment, the
[0165]
Of course, it is not limited to a three-layer structure, and may be a single-layer structure or a two-layer structure, or may be a laminated structure of four or more layers. The wiring material is not limited to Al and Ti, and other conductive films may be used. For example, a wiring may be formed by patterning a laminated film in which Al or Cu is formed on a TaN film and a Ti film is further formed.
[0166]
Here, part of the
[0167]
Through the above steps, as illustrated in FIG. 14B, a driver circuit portion including an N-channel TFT and a pixel portion including a switching TFT and a driving TFT can be formed over the same substrate.
[0168]
The N-channel TFT in the driver circuit portion includes a low-concentration impurity region 5026 (Lov region) that overlaps with the first
[0169]
In the pixel portion, the N-channel switching TFT has a low concentration impurity region 5032 (Loff region) formed outside the gate electrode and a high
[0170]
Next, a third
[0171]
Examples of combinations of the second
[0172]
As the second
[0173]
An opening is formed at a position corresponding to the
[0174]
Carbon particles or metal particles may be added to the third
[0175]
Next, an
[0176]
As the
[0177]
As the organic light emitting material, a low molecular weight organic light emitting material, a high molecular weight organic light emitting material, and a medium molecular weight organic material can be freely used. In the present specification, the medium molecular organic light-emitting material is an organic light-emitting material that does not have sublimation and has a molecule number of 20 or less or a chain molecule length of 10 [μm] or less. Shall be shown.
[0178]
The
[0179]
In this embodiment, the
[0180]
Although only one pixel is shown in FIG. 14C, an
[0181]
As an example of using a polymer organic light emitting material, a 20 nm thick polythiophene (PEDOT) film is provided by a spin coating method as a hole injection layer, and a paraphenylene vinylene having a light emitting layer of about 100 nm is provided thereon. The
[0182]
Note that the
[0183]
For example, a mixed layer composed of a material that constitutes an electron transport layer (hereinafter referred to as an electron transport material) and a material that constitutes a light emitting layer (hereinafter referred to as a light emitting material) may be a light emitting layer that emits light from the electron transport layer. The
[0184]
Next, a
[0185]
When the
[0186]
It is effective to provide the
[0187]
A film with good coverage is preferably used as the
[0188]
Note that after the formation of the third
[0189]
Actually, when the state shown in FIG. 14C is completed, a protective film (laminate film, ultraviolet curable resin film, etc.) or a light-transmitting material having high hermeticity and low degassing so as not to be exposed to the outside air. It is preferable to package (enclose) with a sealing material. At this time, if the inside of the sealing material is made an inert atmosphere or a hygroscopic material (for example, barium oxide) is arranged inside, the reliability of the EL element is improved.
[0190]
In addition, if the airtightness is improved by processing such as packaging, a connector (flexible printed circuit: FPC) for connecting the terminal drawn from the element or circuit formed on the
[0191]
Further, according to the steps shown in this embodiment, the number of photomasks necessary for manufacturing a light-emitting device can be suppressed. As a result, the process can be shortened, and the manufacturing cost can be reduced and the yield can be improved.
[0192]
[Example 5]
In this example, an example in which a light-emitting device is manufactured using the present invention will be described with reference to FIGS.
[0193]
15 is a top view of a light emitting device formed by sealing an element substrate on which a TFT is formed with a sealing material, and FIG. 15B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. FIG. 15C is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
[0194]
A
[0195]
In addition, the
[0196]
An interlayer insulating film (planarization film) 4301 is formed on the
[0197]
An insulating
[0198]
As a method for forming the organic
[0199]
On the organic
[0200]
As described above, the
[0201]
[0202]
As the sealing
[0203]
However, when the light emission direction from the light emitting element is directed toward the cover material, the cover material must be transparent. In that case, a transparent material such as a glass plate, a plastic plate, a polyester film or an acrylic film is used.
[0204]
Further, as the
[0205]
In order to expose the
[0206]
As shown in FIG. 15C, a
[0207]
The anisotropic
[0208]
[Example 6]
In the present invention, by using an organic light emitting material that can utilize phosphorescence from triplet excitons for light emission, the external light emission quantum efficiency can be dramatically improved. This makes it possible to reduce the power consumption, extend the life, and reduce the weight of the light emitting element.
[0209]
Here, a report of using triplet excitons to improve the external emission quantum efficiency is shown.
(T. Tsutsui, C. Adachi, S. Saito, Photochemical Processes in Organized Molecular Systems, ed. K. Honda, (Elsevier Sci. Pub., Tokyo, 1991) p.437.)
[0210]
The molecular formula of the organic light-emitting material (coumarin dye) reported by the above paper is shown below.
[0211]
[Chemical 1]
[0212]
(MABaldo, DFO'Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, METhompson, SRForrest, Nature 395 (1998) p.151.)
[0213]
The molecular formula of the organic light-emitting material (Pt complex) reported by the above paper is shown below.
[0214]
[Chemical formula 2]
[0215]
(MABaldo, S. Lamansky, PEBurrrows, METhompson, SRForrest, Appl.Phys.Lett., 75 (1999) p.4.) (T.Tsutsui, M.-J.Yang, M.Yahiro, K.Nakamura, T Watanabe, T.tsuji, Y.Fukuda, T.Wakimoto, S.Mayaguchi, Jpn.Appl.Phys., 38 (12B) (1999) L1502.)
[0216]
The molecular formula of the organic light emitting material (Ir complex) reported by the above paper is shown below.
[0217]
[Chemical 3]
[0218]
As described above, if phosphorescence emission from triplet excitons can be used, in principle, it is possible to realize an external emission quantum efficiency that is 3 to 4 times higher than that in the case of using fluorescence emission from singlet excitons.
[0219]
[Example 7]
Since a light-emitting device using a light-emitting element is a self-luminous type, it has excellent visibility in a bright place and a wide viewing angle compared to a liquid crystal display. Therefore, it can be used for display portions of various electronic devices.
[0220]
As an electronic device using the light emitting device of the present invention, a video camera, a digital camera, a goggle type display (head mounted display), a navigation system, a sound reproduction device (car audio, audio component, etc.), a notebook type personal computer, a game device, A portable information terminal (mobile computer, mobile phone, portable game machine, electronic book, etc.), an image playback device equipped with a recording medium (specifically, a recording medium such as a Digital Versatile Disc (DVD), etc.) A device provided with a display capable of displaying). In particular, it is desirable to use a light-emitting device for a portable information terminal that often has an opportunity to see a screen from an oblique direction because the wide viewing angle is important. Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.
[0221]
FIG. 20A illustrates a light-emitting element display device which includes a
[0222]
FIG. 20B illustrates a digital still camera, which includes a
[0223]
FIG. 20C illustrates a laptop personal computer which includes a
[0224]
FIG. 20D illustrates a mobile computer, which includes a
[0225]
FIG. 20E illustrates a portable image reproducing device (specifically, a DVD reproducing device) provided with a recording medium, which includes a
[0226]
FIG. 20F illustrates a goggle type display (head mounted display), which includes a
[0227]
FIG. 20G shows a video camera, which includes a main body 3601, a display portion 3602, a
[0228]
FIG. 20H illustrates a mobile phone, which includes a
[0229]
If the light emission luminance of the organic light emitting material is increased in the future, the light including the output image information can be enlarged and projected by a lens or the like and used in a front type or rear type projector.
[0230]
In addition, the electronic devices often display information distributed through electronic communication lines such as the Internet and CATV (cable television), and in particular, opportunities to display moving image information are increasing. Since the organic light emitting material has a very high response speed, the light emitting device is preferable for displaying moving images.
[0231]
In addition, since the light emitting device consumes power in the light emitting portion, it is desirable to display information so that the light emitting portion is minimized. Therefore, when a light emitting device is used for a display unit mainly including character information, such as a portable information terminal, particularly a mobile phone or a sound reproduction device, it is driven so that character information is formed by the light emitting part with the non-light emitting part as the background. It is desirable to do.
[0232]
As described above, the applicable range of the present invention is so wide that it can be used for electronic devices in various fields. In addition, the electronic device of this embodiment may use the light emitting device having any structure shown in
[0233]
[Example 8]
In this embodiment, a top view of the pixel structure shown in FIG. 21 is described with reference to FIG.
[0234]
In FIG. 22, a plurality of active layers are provided by patterning the same layer (same layer) in a region where a TFT is formed, and then a
[0235]
A
[0236]
In addition, the channel length (L) of the
[0237]
Further, a
[0238]
Such a TFT configuration uses a top gate type structure in which a gate electrode is on a semiconductor film (channel formation region) and a reverse bottom gate type structure, and is offset in an impurity region (source region or drain region). A structure or a GOLD structure may be used.
【The invention's effect】
According to the present invention, in a semiconductor device configured using a unipolar TFT, particularly an N-channel TFT having excellent electrical characteristics as an element, the gate-source voltage of the driving TFT does not fluctuate due to deterioration of the EL element. Thus, even when the EL element is deteriorated, it is possible to make it difficult for the luminance to decrease. In addition, the configuration proposed in the present invention is not particularly complicated, and does not greatly increase the number of elements constituting the pixel, so that it can be applied without incurring a demerit such as a decrease in aperture ratio. It can be said that it is very useful.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention and its operation.
FIG. 2 is a diagram for explaining an operation when a TFT is unipolar in a conventional configuration.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the circuit having the configuration of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention and its operation.
FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention and its operation.
FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention and its operation.
FIG. 7 is a diagram comparing the present invention with a conventional example regarding a change in potential around a gate electrode and a source region of a driving TFT.
FIG. 8 is a diagram for introducing an example of a pixel including a unipolar TFT.
FIG. 9 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a time gray scale method.
FIG. 11 illustrates a time gray scale method.
FIG. 12 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention and its operation.
13A and 13B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device.
14A to 14C illustrate a manufacturing process of a semiconductor device.
FIGS. 15A and 15B are a top view and a cross-sectional view of a semiconductor device. FIGS.
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device that performs display using an analog video signal.
17 is a diagram showing an example of a source signal line driver circuit and a gate signal line driver circuit in the apparatus of FIG.
FIG 18 illustrates a structure of a semiconductor device that performs display using a digital video signal.
FIG. 19 is a diagram showing an example of a source signal line driver circuit in the apparatus of FIG.
FIG. 20 illustrates an example of an electronic device to which the present invention can be applied.
FIG. 21 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention and its operation.
FIG 22 is a top view of a pixel structure of the invention.
Claims (9)
前記スイッチング素子の一端は、前記ソース信号線と電気的に接続され、前記スイッチング素子の他端は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタの第1の電極は、前記第1のトランジスタの第1の電極と電気的に接続され、前記第2のトランジスタの第2の電極は、前記第1の電源線と電気的に接続され、前記第2のトランジスタのゲートは、前記第1のゲート信号線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタの第1の電極は、前記第1のトランジスタの第2の電極と電気的に接続され、前記第3のトランジスタの第2の電極は、前記電流供給線と電気的に接続され、前記第3のトランジスタのゲートは、前記第2のゲート信号線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタの第1の電極は、前記発光素子の一端と電気的に接続され、
前記発光素子の他端は、前記第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子の一端は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、前記容量素子の他端は、前記第1のトランジスタの第1の電極と電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。And switching elements, and the first to third transistors, a capacitance element, a light emitting element, a source signal line, and first and second gate signal lines, a current supply line, first and second power supply Line and
One end of the switching element, the source signal line and is electrically connected to the other end of the switching element is electrically connected to a gate of said first transistor,
The first electrode of the second transistor, said the first electrode and electrically connected to the first transistor, the second electrode of the second transistor is electrically said first power supply line And the gate of the second transistor is electrically connected to the first gate signal line,
A first electrode of the third transistor, the first being the second electrode and electrically connected to the transistor, the second electrode of the third transistor, the current supply line and electrically connected A gate of the third transistor is electrically connected to the second gate signal line;
The first electrode of the first transistor is electrically connected to one end of the light emitting element,
The other end of the light emitting element is electrically connected to the second power supply line,
Characterized in that one end of said capacitive element, said first electrically connected to the gate of the transistor, the other end of the capacitive element, which is the first electrode and electrically connected to said first transistor Display device.
前記スイッチング素子の一端は、前記ソース信号線と電気的に接続され、前記スイッチング素子の他端は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタの第1の電極は、前記第1のトランジスタの第1の電極と電気的に接続され、前記第2のトランジスタの第2の電極は、前記第1の電源線と電気的に接続され、前記第2のトランジスタのゲートは、前記第1のゲート信号線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタの第1の電極は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、前記第3のトランジスタの第2の電極は、前記第1のトランジスタの第1の電極と電気的に接続され、前記第3のトランジスタのゲートは、前記第2のゲート信号線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタの第1の電極は、前記発光素子の一端と電気的に接続され、前記第1のトランジスタの第2の電極は、前記電流供給線と電気的に接続され、
前記発光素子の他端は、前記第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子の一端は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、前記容量素子の他端は、前記第1のトランジスタの第1の電極と電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。And switching elements, and the first to third transistors, a capacitance element, a light emitting element, a source signal line, and first and second gate signal lines, a current supply line, first and second power supply Line and
One end of the switching element, the source signal line and is electrically connected to the other end of the switching element is electrically connected to a gate of said first transistor,
The first electrode of the second transistor, said the first electrode and electrically connected to the first transistor, the second electrode of the second transistor is electrically said first power supply line And the gate of the second transistor is electrically connected to the first gate signal line,
The first electrode of the third transistor, said first electrically connected to the gate of the transistor, a second electrode of the third transistor, a first electrode electrically of the first transistor And the gate of the third transistor is electrically connected to the second gate signal line,
The first electrode of the first transistor is electrically connected to one end of the light emitting element, a second electrode of the first transistor is connected the current supply line and electrically,
The other end of the light emitting element is electrically connected to the second power supply line,
Characterized in that one end of said capacitive element, said first electrically connected to the gate of the transistor, the other end of the capacitive element, which is the first electrode and electrically connected to said first transistor Display device.
前記スイッチング素子の一端は、前記ソース信号線と電気的に接続され、前記スイッチング素子の他端は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタの第1の電極は、前記第1のトランジスタの第1の電極と電気的に接続され、前記第2のトランジスタの第2の電極は、前記第1の電源線と電気的に接続され、前記第2のトランジスタのゲートは、前記第1のゲート信号線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタの第1の電極は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、前記第3のトランジスタの第2の電極は、前記第1の電源線と電気的に接続され、前記第3のトランジスタのゲートは、前記第2のゲート信号線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタの第1の電極は、前記発光素子の一端と電気的に接続され、前記第1のトランジスタの第2の電極は、前記電流供給線と電気的に接続され、
前記発光素子の他端は、前記第2の電源線と電気的に接続され、
前記容量素子の一端は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、前記容量素子の他端は、前記第1のトランジスタの第1の電極と電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。And switching elements, and the first to third transistors, a capacitance element, a light emitting element, a source signal line, and first and second gate signal lines, a current supply line, first and second power supply Line and
One end of the switching element, the source signal line and is electrically connected to the other end of the switching element is electrically connected to a gate of said first transistor,
The first electrode of the second transistor, said the first electrode and electrically connected to the first transistor, the second electrode of the second transistor is electrically said first power supply line And the gate of the second transistor is electrically connected to the first gate signal line,
The first electrode of the third transistor is electrically connected to the gate of the first transistor, and the second electrode of the third transistor is electrically connected to the first power supply line. , The gate of the third transistor is electrically connected to the second gate signal line,
The first electrode of the first transistor is electrically connected to one end of the light emitting element, a second electrode of the first transistor is connected the current supply line and electrically,
The other end of the light emitting element is electrically connected to the second power supply line,
Characterized in that one end of said capacitive element, said first electrically connected to the gate of the transistor, the other end of the capacitive element, which is the first electrode and electrically connected to said first transistor Display device.
前記第1のトランジスタの導電型はNチャネル型であり、
前記電流供給線の電位V1、前記第1の電源線の電位V2、前記第2の電源線の電位V3はV1>V2、かつV1>V3の関係を有することを特徴とする表示装置。In any one of Claim 1 thru | or 3 ,
The conductivity type of the first transistor is an N-channel type,
Characterized in that it has a relationship of the potential V 1 of the current supply line, the first potential V 2 of the power supply line, potential V 3 of the second power supply line is V 1> V 2, and V 1> V 3 Display device.
前記第1の電源線の電位V2、前記第2の電源線の電位V3はV2<V3の関係を有することを特徴とする表示装置。In any one of Claims 1 thru | or 4 ,
The potential V 2 of the first power supply line, potential V 3 of the second power supply line display device characterized by having a relationship of V 2 <V 3.
前記第1のトランジスタの導電型はPチャネル型であり、
前記電流供給線の電位V1、前記第1の電源線の電位V2、前記第2の電源線の電位V3はV1<V2、かつV1<V3の関係を有することを特徴とする表示装置。In any one of Claim 1 thru | or 3 ,
The conductivity type of the first transistor is a P-channel type,
The potential V 1 of the the current supply line, characterized in that it has a relationship of the first potential V 2 of the power supply line, potential V 3 of the second power supply line is V 1 <V 2, and V 1 <V 3 A display device.
前記第1の電源線の電位V2、前記第2の電源線の電位V3はV2>V3の関係を有することを特徴とする表示装置。In any one of Claims 1 to 3 and Claim 6 ,
The display device, wherein the potential V 2 of the first power supply line and the potential V 3 of the second power supply line have a relationship of V 2 > V 3 .
映像信号は、前記ソース信号線から、前記スイッチング素子を介して、前記第1のトランジスタのゲートに入力されることを特徴とする表示装置。In any one of Claims 1 thru | or 7 ,
Video signal from said source signal line, via the switching element, a display device, characterized in that input to the gate of the first transistor.
前記映像信号は、電圧信号であることを特徴とする表示装置。In claim 8 ,
The display device, wherein the video signal is a voltage signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002327498A JP4485119B2 (en) | 2001-11-13 | 2002-11-11 | Display device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001348032 | 2001-11-13 | ||
JP2001-348032 | 2001-11-13 | ||
JP2002327498A JP4485119B2 (en) | 2001-11-13 | 2002-11-11 | Display device |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009102676A Division JP5171721B2 (en) | 2001-11-13 | 2009-04-21 | Display device |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003216110A JP2003216110A (en) | 2003-07-30 |
JP2003216110A5 JP2003216110A5 (en) | 2006-03-02 |
JP4485119B2 true JP4485119B2 (en) | 2010-06-16 |
Family
ID=27667175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002327498A Expired - Lifetime JP4485119B2 (en) | 2001-11-13 | 2002-11-11 | Display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4485119B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9825068B2 (en) | 2001-11-13 | 2017-11-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device and method for driving the same |
Families Citing this family (57)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0218170D0 (en) * | 2002-08-06 | 2002-09-11 | Koninkl Philips Electronics Nv | Electroluminescent display devices |
US7928945B2 (en) | 2003-05-16 | 2011-04-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device and driving method thereof |
JP3772889B2 (en) | 2003-05-19 | 2006-05-10 | セイコーエプソン株式会社 | Electro-optical device and driving device thereof |
JP2005017485A (en) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Seiko Epson Corp | Electro-optical device, driving method of electro-optical device, and electronic apparatus |
JP2005140827A (en) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Tohoku Pioneer Corp | Apparatus for driving light emitting display panel |
JP2005172917A (en) * | 2003-12-08 | 2005-06-30 | Sony Corp | Display apparatus and method of driving the same |
JP2005189382A (en) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Sony Corp | Display device, drive circuit of display device and method for driving display device |
JP5142455B2 (en) * | 2003-12-25 | 2013-02-13 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | LIGHT EMITTING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME |
JP2005189383A (en) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Sony Corp | Display device, and method for driving display device |
JP2005189381A (en) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Sony Corp | Display device and method for driving display device |
US7405713B2 (en) | 2003-12-25 | 2008-07-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device and electronic equipment using the same |
JP4830256B2 (en) * | 2003-12-25 | 2011-12-07 | ソニー株式会社 | Display device, display device drive circuit, and display device drive method |
JP2005189387A (en) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Sony Corp | Display device, and method for driving display device |
JP2005189643A (en) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Sony Corp | Display device and method for driving display device |
JP4561096B2 (en) * | 2003-12-26 | 2010-10-13 | ソニー株式会社 | Display device |
JP2005215102A (en) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Sony Corp | Pixel circuit, display apparatus, and driving method for same |
JP4533423B2 (en) * | 2004-02-12 | 2010-09-01 | キヤノン株式会社 | Drive circuit and image forming apparatus using the same |
JP4095614B2 (en) * | 2004-02-12 | 2008-06-04 | キヤノン株式会社 | Drive circuit and image forming apparatus using the same |
US7502000B2 (en) | 2004-02-12 | 2009-03-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Drive circuit and image forming apparatus using the same |
JP4529467B2 (en) * | 2004-02-13 | 2010-08-25 | ソニー株式会社 | Pixel circuit and display device |
JP4687943B2 (en) * | 2004-03-18 | 2011-05-25 | 奇美電子股▲ふん▼有限公司 | Image display device |
US7268498B2 (en) * | 2004-04-28 | 2007-09-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
EP1598199A3 (en) | 2004-05-20 | 2009-05-06 | Seiko Epson Corporation | Line head and image forming apparatus incorporating the same |
JP2005329634A (en) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Seiko Epson Corp | Line head and image forming apparatus using the same |
JP2005329635A (en) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Seiko Epson Corp | Line head and image forming apparatus using the same |
WO2005114630A1 (en) * | 2004-05-21 | 2005-12-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device and electronic device |
JP2005329659A (en) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Seiko Epson Corp | Line head and image forming apparatus using the same |
US7173590B2 (en) | 2004-06-02 | 2007-02-06 | Sony Corporation | Pixel circuit, active matrix apparatus and display apparatus |
JP5072218B2 (en) * | 2004-12-01 | 2012-11-14 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Display device |
US8681077B2 (en) * | 2005-03-18 | 2014-03-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, and display device, driving method and electronic apparatus thereof |
JP4826131B2 (en) * | 2005-04-28 | 2011-11-30 | セイコーエプソン株式会社 | LIGHT EMITTING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE |
TWI429327B (en) * | 2005-06-30 | 2014-03-01 | Semiconductor Energy Lab | Semiconductor device, display device, and electronic appliance |
WO2007063814A1 (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, display device, and electronic device |
JP2007206515A (en) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Light emitting diode driving circuit and display device using the same |
JP2007322795A (en) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Light emitting diode driving circuit and display device using same |
JP4748024B2 (en) * | 2006-10-16 | 2011-08-17 | パナソニック電工株式会社 | 2-wire switch device |
TWI442368B (en) | 2006-10-26 | 2014-06-21 | Semiconductor Energy Lab | Electronic device, display device, and semiconductor device and method for driving the same |
JP2008191296A (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Sony Corp | Display device, driving method of display device and electronic equipment |
JP5309455B2 (en) * | 2007-03-15 | 2013-10-09 | ソニー株式会社 | Display device, driving method thereof, and electronic apparatus |
JP4508205B2 (en) * | 2007-03-26 | 2010-07-21 | ソニー株式会社 | Display device, display device driving method, and electronic apparatus |
JP4293262B2 (en) * | 2007-04-09 | 2009-07-08 | ソニー株式会社 | Display device, display device driving method, and electronic apparatus |
JP2009036933A (en) * | 2007-08-01 | 2009-02-19 | Pioneer Electronic Corp | Active matrix type light emitting display device |
JP2008146090A (en) * | 2008-01-11 | 2008-06-26 | Sony Corp | Pixel circuit and driving method thereof |
JP2009237558A (en) | 2008-03-05 | 2009-10-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Driving method for semiconductor device |
US8101442B2 (en) * | 2008-03-05 | 2012-01-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing EL display device |
KR20090123562A (en) * | 2008-05-28 | 2009-12-02 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | Pixel and organic light emitting display using the same |
JP5736114B2 (en) | 2009-02-27 | 2015-06-17 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Semiconductor device driving method and electronic device driving method |
US9047815B2 (en) | 2009-02-27 | 2015-06-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for driving semiconductor device |
JP5562327B2 (en) * | 2009-05-22 | 2014-07-30 | パナソニック株式会社 | Display device and driving method thereof |
KR101596978B1 (en) | 2010-04-05 | 2016-02-23 | 가부시키가이샤 제이올레드 | Organic el display and controlling method thereof |
US8603841B2 (en) | 2010-08-27 | 2013-12-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Manufacturing methods of semiconductor device and light-emitting display device |
JP2012073367A (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Casio Comput Co Ltd | Light emission driving circuit, light emitting device and driving control method thereof, and electronic equipment |
WO2015097595A1 (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device |
US9443876B2 (en) | 2014-02-05 | 2016-09-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, display device including the semiconductor device, display module including the display device, and electronic device including the semiconductor device, the display device, and the display module |
JP2016206659A (en) * | 2015-04-16 | 2016-12-08 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Display device, electronic device, and method for driving display device |
WO2020027107A1 (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 日亜化学工業株式会社 | Image display device |
WO2021130585A1 (en) * | 2019-12-25 | 2021-07-01 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Display apparatus and electronic equipment |
Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63250873A (en) * | 1987-04-08 | 1988-10-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | Light emitting diode driving circuit |
JPH04328791A (en) * | 1991-04-30 | 1992-11-17 | Fuji Xerox Co Ltd | Active el matrix and its driving method |
JPH0854835A (en) * | 1994-08-09 | 1996-02-27 | Nec Corp | Drive circuit for active matrix type current controlling light emitting element |
JPH113048A (en) * | 1997-06-10 | 1999-01-06 | Canon Inc | Electroluminescent element and device and their production |
JPH11272233A (en) * | 1998-03-18 | 1999-10-08 | Seiko Epson Corp | Transistor circuit, display panel and electronic equipment |
JP2000138572A (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Nec Corp | Constant-current driving circuit |
JP2000163015A (en) * | 1998-11-25 | 2000-06-16 | Lucent Technol Inc | Display device with systematic smart pixel |
JP2000221942A (en) * | 1999-01-29 | 2000-08-11 | Nec Corp | Organic el element driving device |
JP2000284749A (en) * | 1999-03-30 | 2000-10-13 | Dainippon Printing Co Ltd | Image display device |
JP2000347621A (en) * | 1999-06-09 | 2000-12-15 | Nec Corp | Method and device for image display |
JP2000353811A (en) * | 1999-04-07 | 2000-12-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Electro-optic device and manufacture thereof |
WO2001006484A1 (en) * | 1999-07-14 | 2001-01-25 | Sony Corporation | Current drive circuit and display comprising the same, pixel circuit, and drive method |
JP2001060076A (en) * | 1999-06-17 | 2001-03-06 | Sony Corp | Picture display device |
JP2001083924A (en) * | 1999-09-08 | 2001-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Drive circuit and drive method of current control type light emitting element |
WO2003019600A1 (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-06 | Sony Corporation | Plasma display unit |
JP2003150106A (en) * | 2001-11-09 | 2003-05-23 | Sanyo Electric Co Ltd | Display device |
JP2003150105A (en) * | 2001-11-09 | 2003-05-23 | Sanyo Electric Co Ltd | Display device |
JP2003173154A (en) * | 2001-09-28 | 2003-06-20 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor device and display device |
JP2003208127A (en) * | 2001-11-09 | 2003-07-25 | Sanyo Electric Co Ltd | Display device |
-
2002
- 2002-11-11 JP JP2002327498A patent/JP4485119B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63250873A (en) * | 1987-04-08 | 1988-10-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | Light emitting diode driving circuit |
JPH04328791A (en) * | 1991-04-30 | 1992-11-17 | Fuji Xerox Co Ltd | Active el matrix and its driving method |
JPH0854835A (en) * | 1994-08-09 | 1996-02-27 | Nec Corp | Drive circuit for active matrix type current controlling light emitting element |
JPH113048A (en) * | 1997-06-10 | 1999-01-06 | Canon Inc | Electroluminescent element and device and their production |
JPH11272233A (en) * | 1998-03-18 | 1999-10-08 | Seiko Epson Corp | Transistor circuit, display panel and electronic equipment |
JP2000138572A (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Nec Corp | Constant-current driving circuit |
JP2000163015A (en) * | 1998-11-25 | 2000-06-16 | Lucent Technol Inc | Display device with systematic smart pixel |
JP2000221942A (en) * | 1999-01-29 | 2000-08-11 | Nec Corp | Organic el element driving device |
JP2000284749A (en) * | 1999-03-30 | 2000-10-13 | Dainippon Printing Co Ltd | Image display device |
JP2000353811A (en) * | 1999-04-07 | 2000-12-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Electro-optic device and manufacture thereof |
JP2000347621A (en) * | 1999-06-09 | 2000-12-15 | Nec Corp | Method and device for image display |
JP2001060076A (en) * | 1999-06-17 | 2001-03-06 | Sony Corp | Picture display device |
WO2001006484A1 (en) * | 1999-07-14 | 2001-01-25 | Sony Corporation | Current drive circuit and display comprising the same, pixel circuit, and drive method |
JP2001083924A (en) * | 1999-09-08 | 2001-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Drive circuit and drive method of current control type light emitting element |
WO2003019600A1 (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-06 | Sony Corporation | Plasma display unit |
JP2003173154A (en) * | 2001-09-28 | 2003-06-20 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor device and display device |
JP2003150106A (en) * | 2001-11-09 | 2003-05-23 | Sanyo Electric Co Ltd | Display device |
JP2003150105A (en) * | 2001-11-09 | 2003-05-23 | Sanyo Electric Co Ltd | Display device |
JP2003208127A (en) * | 2001-11-09 | 2003-07-25 | Sanyo Electric Co Ltd | Display device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9825068B2 (en) | 2001-11-13 | 2017-11-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device and method for driving the same |
US10128280B2 (en) | 2001-11-13 | 2018-11-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device and method for driving the same |
US11037964B2 (en) | 2001-11-13 | 2021-06-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device and method for driving the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003216110A (en) | 2003-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6570676B2 (en) | Light emitting device | |
JP4485119B2 (en) | Display device | |
JP6223523B2 (en) | Light emitting device | |
JP3732477B2 (en) | Pixel circuit, light emitting device, and electronic device | |
JP4472743B2 (en) | Semiconductor device and electronic equipment | |
JP4044568B2 (en) | Pixel circuit, light emitting device, and semiconductor device | |
JP4044582B2 (en) | Pixel circuit, light emitting device, semiconductor device, and electronic device | |
JP2005352511A (en) | Semiconductor circuit and electronic appliance | |
JP2006072376A (en) | Pixel circuit, light emitting device, and electronic apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051110 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060106 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090224 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090421 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100128 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100323 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100324 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4485119 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130402 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130402 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130402 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140402 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |