JP4939737B2 - Light emitting device - Google Patents

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本発明は、電流を発光素子に供給するための手段と発光素子とが、複数の各画素に備えられた発光装置の駆動方法及び発光装置に関する。   The present invention relates to a driving method of a light emitting device and a light emitting device in which a unit for supplying current to the light emitting element and the light emitting element are provided in each of a plurality of pixels.

発光素子は自ら発光するため視認性が高く、液晶表示装置(LCD)で必要なバックライトが要らず薄型化に最適であると共に、視野角にも制限が無い。そのため発光素子を用いた発光装置は、CRTやLCDに代わる表示装置として注目されており、実用化が進められている。発光装置は、パッシブマトリクス型とアクティブマトリクス型とに分類できる。アクティブマトリクス型はビデオ信号の入力後も発光素子への電流の供給をある程度維持することができるので、パネルの大型化、高精細化に柔軟に対応することができ、今後の主流となりつつある。具体的に提案されているアクティブマトリクス型発光装置における画素の構成は、メーカーによって異なっており、それぞれに特色のある技術的工夫が凝らされているが、通常少なくとも、発光素子と、画素へのビデオ信号の入力を制御するトランジスタと、該発光素子に電流を供給するためのトランジスタとが各画素に設けられている。   Since the light emitting element emits light by itself, the visibility is high, a backlight necessary for a liquid crystal display (LCD) is not necessary, and it is optimal for thinning, and the viewing angle is not limited. Therefore, a light-emitting device using a light-emitting element has attracted attention as a display device that replaces a CRT or an LCD, and is being put into practical use. Light emitting devices can be classified into a passive matrix type and an active matrix type. The active matrix type can maintain the current supply to the light emitting element to some extent even after the video signal is input, and can flexibly cope with the increase in size and definition of the panel, and is becoming the mainstream in the future. The configuration of the pixels in the active matrix light-emitting device that has been specifically proposed differs depending on the manufacturer, and each has its own technical contrivance, but usually at least the light-emitting elements and the video to the pixels A transistor for controlling signal input and a transistor for supplying current to the light-emitting element are provided in each pixel.

発光装置の画素に設けられるトランジスタには、薄膜の半導体膜を活性層に用いた薄膜トランジスタ(TFT)が主に用いられている。TFTの中でも特に、アモルファス半導体、セミアモルファス半導体(微結晶半導体)を用いたTFTは多結晶半導体を用いたTFTよりも作製工程が少ない分、コスト、歩留まりを高くすることができるというメリットを有している。また半導体膜の成膜後に結晶化の工程を設ける必要がないので、比較的パネルの大型化が容易である。   As a transistor provided in a pixel of a light emitting device, a thin film transistor (TFT) using a thin semiconductor film as an active layer is mainly used. Among TFTs, TFTs using amorphous semiconductors and semi-amorphous semiconductors (microcrystalline semiconductors) have the advantage of being able to increase costs and yields because they require fewer manufacturing steps than TFTs using polycrystalline semiconductors. ing. Further, since it is not necessary to provide a crystallization step after the formation of the semiconductor film, it is relatively easy to enlarge the panel.

ところで、発光装置の実用化にあたって問題となっているのは、電界発光材料の劣化に伴う発光素子の輝度の低下である。電界発光材料の劣化の度合いは、発光している時間や流れる電流の量に依存するため、表示する画像によって画素毎の階調が異なると、各画素の発光素子の劣化に差が生じ、輝度にばらつきが生じてしまう。そこで下記特許文献1には、発光素子に供給する電流を制御するためのトランジスタを飽和領域で動作させることで、電界発光層の劣化に関わらず、該トランジスタがオンのときのドレイン電流を一定に保つことで、輝度の低下を抑えることについて記載されている。
特開2002−108285号公報
By the way, a problem in the practical application of the light emitting device is a decrease in luminance of the light emitting element due to deterioration of the electroluminescent material. The degree of deterioration of the electroluminescent material depends on the time during which light is emitted and the amount of flowing current. Variation will occur. Therefore, in Patent Document 1 below, by operating a transistor for controlling a current supplied to a light emitting element in a saturation region, the drain current when the transistor is on is kept constant regardless of deterioration of the electroluminescent layer. It is described that the reduction in luminance is suppressed by maintaining the luminance.
JP 2002-108285 A

以下、アモルファス半導体またはセミアモルファス半導体で形成されたTFTを画素に用い、なおかつ発光素子に電流を供給するためのトランジスタを飽和領域で動作させる場合に浮上する問題点について、説明する。 Hereinafter, problems that arise when a TFT formed of an amorphous semiconductor or a semi-amorphous semiconductor is used for a pixel and a transistor for supplying current to a light emitting element is operated in a saturation region will be described.

セミアモルファス半導体とは、非晶質と結晶構造(単結晶、多結晶を含む)の中間的な構造の半導体を含む膜である。このセミアモルファス半導体は、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質なものであり、その粒径を0.5〜20nmとして非単結晶半導体中に分散させて存在せしめることが可能である。また、未結合手(ダングリングボンド)の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも1原子%またはそれ以上含ませている。ここでは便宜上、このような半導体をセミアモルファス半導体(SAS)と呼ぶ。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なSASが得られる。このようなSAS半導体に関する記述は、例えば、米国特許4,409,134号で開示されている。   A semi-amorphous semiconductor is a film containing a semiconductor having an intermediate structure between amorphous and crystalline structures (including single crystal and polycrystal). This semi-amorphous semiconductor is a semiconductor having a third state which is stable in terms of free energy, and is a crystalline one having a short-range order and having a lattice strain, and having a grain size of 0.5 to 20 nm. It can be dispersed in a single crystal semiconductor. Further, hydrogen or halogen is contained at least 1 atomic% or more as a neutralizing agent for dangling bonds. Here, for convenience, such a semiconductor is referred to as a semi-amorphous semiconductor (SAS). Further, by adding a rare gas element such as helium, argon, krypton, or neon to further promote lattice distortion, stability is improved and a favorable SAS can be obtained. Such a SAS semiconductor description is disclosed, for example, in US Pat. No. 4,409,134.

実際にアモルファス半導体またはセミアモルファス半導体で形成されたTFTを、発光素子に電流を供給するためのトランジスタ(駆動用TFT)として用いる場合、ある程度の移動度を確保することができるn型のTFTが用いられる。そして発光素子は、陽極と、陰極と、陽極と陰極の間に設けられた電界発光層とを有しており、一般的に陽極が、発光素子に電流を供給するためのトランジスタのソースまたはドレインと接続されている。   When a TFT actually formed of an amorphous semiconductor or a semi-amorphous semiconductor is used as a transistor (driving TFT) for supplying current to a light emitting element, an n-type TFT capable of securing a certain degree of mobility is used. It is done. The light-emitting element includes an anode, a cathode, and an electroluminescent layer provided between the anode and the cathode. Generally, the anode is a source or drain of a transistor for supplying current to the light-emitting element. Connected with.

図19(A)に、p型の駆動用TFTと発光素子との接続構成を示す。なお、電位Vdd>電位Vssとする。図19(A)に示すように、p型の駆動用TFT10は、発光素子11と直列に接続されている。p型のTFTは、電位の高い方がソース(S)、低い方がドレイン(D)となるので、p型の駆動用TFT10のソースは電位Vddが供給され、ドレインには発光素子11の陽極が接続され、発光素子11の陰極には電位Vssが供給される。   FIG. 19A shows a connection structure between a p-type driving TFT and a light-emitting element. Note that the potential Vdd> the potential Vss. As shown in FIG. 19A, the p-type driving TFT 10 is connected in series with the light emitting element 11. In the p-type TFT, the higher potential is the source (S) and the lower potential is the drain (D). Therefore, the source of the p-type driving TFT 10 is supplied with the potential Vdd, and the drain is the anode of the light emitting element 11. Are connected, and the potential Vss is supplied to the cathode of the light emitting element 11.

駆動用TFT10のゲート(G)に、画素に入力されたビデオ信号に従って電位が供給されると、駆動用TFT10のゲートとソース間の電位差(ゲート電圧)Vgsが生じ、該Vgsに応じた駆動用TFT10のドレイン電流が発光素子11に供給される。図19(A)の場合、駆動用TFT10のソースに固定の電位Vddが供給されているので、ゲート電圧Vgsはゲートに供給された電位によってのみ決まる。   When a potential is supplied to the gate (G) of the driving TFT 10 in accordance with the video signal input to the pixel, a potential difference (gate voltage) Vgs between the gate and the source of the driving TFT 10 is generated, and the driving corresponding to the Vgs is generated. The drain current of the TFT 10 is supplied to the light emitting element 11. In the case of FIG. 19A, since the fixed potential Vdd is supplied to the source of the driving TFT 10, the gate voltage Vgs is determined only by the potential supplied to the gate.

次に図19(B)に、n型の駆動用TFTと発光素子との接続構成を示す。図19(B)に示すように、n型の駆動用TFT20は、発光素子21と直列に接続されている。n型のTFTは、電位の低い方がソース(S)、高い方がドレイン(D)となるので、n型の駆動用TFT20のドレインには電位Vddが供給され、ソースは発光素子21の陽極が接続され、発光素子21の陰極には電位Vssが供給される。   Next, FIG. 19B shows a connection structure between the n-type driving TFT and the light-emitting element. As shown in FIG. 19B, the n-type driving TFT 20 is connected in series with the light emitting element 21. Since the n-type TFT has a source (S) having a lower potential and a drain (D) having a higher potential, the potential Vdd is supplied to the drain of the n-type driving TFT 20, and the source is an anode of the light emitting element 21. Are connected, and the potential Vss is supplied to the cathode of the light emitting element 21.

駆動用TFT20のゲート(G)に、画素に入力されたビデオ信号に従って電位が供給されると、駆動用TFT20のゲートとソース間に電位差(ゲート電圧)Vgsが生じ、該Vgsに応じた駆動用TFT20のドレイン電流が発光素子21に供給される。しかし図19(B)の場合、駆動用TFT20のソースに供給される電位は図19(A)の場合とは異なり固定ではなく、駆動用TFT20のソースとドレイン間の電圧(ドレイン電圧)Vdsと、発光素子21の陽極と陰極間の電圧Velによって決まる。従って、ゲート電圧Vgsはゲートに供給された電位によってのみ決まらず、同一の画像情報を有するビデオ信号を画素に入力しても、駆動用TFT20のドレイン電流が同じ大きさに保てず、発光素子21の輝度が異なってしまうという事態が生じうる。   When a potential is supplied to the gate (G) of the driving TFT 20 in accordance with the video signal input to the pixel, a potential difference (gate voltage) Vgs is generated between the gate and the source of the driving TFT 20, and the driving corresponding to the Vgs is generated. The drain current of the TFT 20 is supplied to the light emitting element 21. However, in the case of FIG. 19B, the potential supplied to the source of the driving TFT 20 is not fixed unlike the case of FIG. 19A, and the voltage between the source and drain of the driving TFT 20 (drain voltage) Vds The voltage Vel between the anode and the cathode of the light emitting element 21 is determined. Therefore, the gate voltage Vgs is not determined only by the potential supplied to the gate, and even if a video signal having the same image information is input to the pixel, the drain current of the driving TFT 20 cannot be maintained at the same magnitude, and the light emitting element There may be a situation in which the brightness of 21 is different.

特に駆動用TFT20を飽和領域で動作させた場合、線形領域で動作させた場合と比べてドレイン電圧Vdsが大きくなる。そのため、ビデオ信号に従って駆動用TFT20のゲートに電位を与える際に、ソースの電位を固定にしておくことが困難になり、画素が所望の階調を表示できなくなる。   In particular, when the driving TFT 20 is operated in the saturation region, the drain voltage Vds is larger than when the driving TFT 20 is operated in the linear region. For this reason, when applying a potential to the gate of the driving TFT 20 in accordance with the video signal, it becomes difficult to fix the source potential, and the pixel cannot display a desired gradation.

なお上述した問題は、駆動用TFTがn型のときにだけに生じるわけではない。駆動用TFTがp型であっても、駆動用TFTのドレインに発光素子の陰極が接続されているような画素の場合、ビデオ信号に従ってp型の駆動用TFTのゲートに電位を与える際に、ソースの電位を固定にしておくことが困難になり、画素が所望の階調を表示できなくなるという問題が生じる。   The problem described above does not occur only when the driving TFT is n-type. Even when the driving TFT is p-type, in the case of a pixel in which the cathode of the light-emitting element is connected to the drain of the driving TFT, when applying a potential to the gate of the p-type driving TFT according to the video signal, It becomes difficult to keep the source potential fixed, which causes a problem that the pixel cannot display a desired gradation.

本発明は上述した問題に鑑み、n型の駆動用TFTと発光素子の陽極とが接続されている場合、或いはp型の駆動用TFTと発光素子の陰極とが接続されている場合において、駆動用TFTを飽和領域で動作させ、なおかつビデオ信号に従って所望の階調を表示することができる、発光装置の駆動方法と、該駆動方法を用いた発光装置の提供を課題とする。   In view of the above-described problems, the present invention is driven when the n-type driving TFT and the anode of the light-emitting element are connected, or when the p-type driving TFT and the cathode of the light-emitting element are connected. It is an object to provide a driving method of a light-emitting device that can operate a TFT for use in a saturation region and display a desired gradation in accordance with a video signal, and a light-emitting device using the driving method.

本発明者は、発光素子の非線形性を生かすことで、画像情報を有するビデオ信号に従って駆動用TFTのゲート電圧を確実に書き込むことができるのではないかと考えた。本発明では、ビデオ信号に従って駆動用TFTのゲートに画像情報を有する電位を与える際に、直列に接続されている駆動用TFTと発光素子に逆方向バイアスの電圧を印加し、ビデオ信号に従って画素が表示を行なう際に、駆動用TFTと発光素子に順方向バイアスの電圧を印加する。   The inventor has considered that the gate voltage of the driving TFT can be reliably written in accordance with a video signal having image information by utilizing the nonlinearity of the light emitting element. In the present invention, when a potential having image information is applied to the gate of the driving TFT in accordance with the video signal, a reverse bias voltage is applied to the driving TFT and the light emitting element connected in series, and the pixel is applied in accordance with the video signal. When display is performed, a forward bias voltage is applied to the driving TFT and the light emitting element.

図1を用いて、本発明の駆動方法についてより具体的に説明する。図1(A)は、ビデオ信号を画素に入力する期間(書き込み期間)における、n型の駆動用TFTと発光素子との接続構成と、各素子に供給される電位の関係を示している。書き込み期間では、直列に接続された駆動用TFT100と発光素子101に、逆方向バイアスの電圧が印加される。具体的には、駆動用TFTはソースに電位Vssが供給され、ドレインが発光素子101の陽極に接続されている。そして発光素子の陰極には電位Vssよりも高い電位Vddが供給されている。   The drive method of the present invention will be described more specifically with reference to FIG. FIG. 1A illustrates a relationship between a connection structure between an n-type driving TFT and a light-emitting element and a potential supplied to each element in a period (writing period) in which a video signal is input to a pixel. In the writing period, a reverse bias voltage is applied to the driving TFT 100 and the light emitting element 101 connected in series. Specifically, in the driving TFT, the potential Vss is supplied to the source, and the drain is connected to the anode of the light emitting element 101. A potential Vdd higher than the potential Vss is supplied to the cathode of the light emitting element.

なおTFTは、ゲート、ソース、ドレインの3つの電極を有しており、ゲート以外の2つの電極(第1の電極、第2の電極)は、与えられる電位の高さによってソースに相当することもあるし、ドレインに相当することもある。n型のTFTの場合、電位の低い電極がソースに、高い電極がドレインに相当する。本明細書では、より発光素子の陽極に近い電極を第1の電極とする。   Note that a TFT has three electrodes, a gate, a source, and a drain, and two electrodes (a first electrode and a second electrode) other than the gate correspond to the source depending on the applied potential. Sometimes it corresponds to the drain. In the case of an n-type TFT, the low potential electrode corresponds to the source, and the high electrode corresponds to the drain. In this specification, an electrode closer to the anode of the light-emitting element is referred to as a first electrode.

このとき、発光素子101は非線形素子であるため、陽極と陰極の間の電圧Velは駆動用TFTのドレイン電圧Vdsに対して非常に大きくなる。よって、駆動用TFT100と発光素子101の接続のノード(nodeA)における電位は限りなくVssに近くなる。つまり、nodeAの電位はほぼ固定された状態とみなすことができる。なお書き込み期間においてnodeAは、発光素子101の陽極と駆動用TFTのドレインとの間の接続点に相当する。   At this time, since the light emitting element 101 is a non-linear element, the voltage Vel between the anode and the cathode is very large with respect to the drain voltage Vds of the driving TFT. Therefore, the potential at the connection node (nodeA) between the driving TFT 100 and the light emitting element 101 is as close as possible to Vss. That is, the potential of nodeA can be regarded as being almost fixed. Note that node A corresponds to a connection point between the anode of the light-emitting element 101 and the drain of the driving TFT in the writing period.

この状態で駆動用TFT100のゲートに、ビデオ信号に従って電位Vgを供給することで、電位Vssと電位Vgとの電位差が、容量素子102に保持される。   In this state, a potential difference between the potential Vss and the potential Vg is held in the capacitor 102 by supplying the potential Vg to the gate of the driving TFT 100 in accordance with the video signal.

次に図1(B)に、画素が表示を行なう期間(表示期間)における、n型の駆動用TFTと発光素子との接続構成と、各素子に供給される電位の関係を示す。表示期間では、直列に接続された駆動用TFT100と発光素子101に順方向バイアスの電圧が印加される。具体的には、駆動用TFTはドレインに電位Vddが供給され、ソースが発光素子101の陽極に接続されている。そして発光素子の陰極には電位Vssが供給されている。   Next, FIG. 1B shows the relationship between the connection configuration between the n-type driving TFT and the light-emitting element and the potential supplied to each element in the display period of the pixel (display period). In the display period, a forward bias voltage is applied to the driving TFT 100 and the light emitting element 101 connected in series. Specifically, in the driving TFT, the potential Vdd is supplied to the drain, and the source is connected to the anode of the light emitting element 101. A potential Vss is supplied to the cathode of the light emitting element.

このとき、nodeAは駆動用TFT100のソースと発光素子101の陽極との間の接続点に相当する。よって、容量素子102に保持されている電位Vssと電位Vgの電位差が、駆動用TFT100のゲート電圧Vgsとなり、該ゲート電圧Vgsに見合った大きさのドレイン電流が発光素子101に供給される。従って本発明では、電位Vssが固定であるため、駆動用TFT100のゲート電圧Vgsはゲートに供給された電位Vgによってのみ決まる。   At this time, node A corresponds to a connection point between the source of the driving TFT 100 and the anode of the light emitting element 101. Therefore, the potential difference between the potential Vss and the potential Vg held in the capacitor 102 becomes the gate voltage Vgs of the driving TFT 100, and a drain current having a magnitude corresponding to the gate voltage Vgs is supplied to the light emitting element 101. Therefore, in the present invention, since the potential Vss is fixed, the gate voltage Vgs of the driving TFT 100 is determined only by the potential Vg supplied to the gate.

なお本発明において駆動用TFTはn型に限定されず、p型であっても良い。ただし駆動用TFTがp型の場合、駆動用TFTと発光素子の陰極とが接続されているものとする。   In the present invention, the driving TFT is not limited to n-type, and may be p-type. However, when the driving TFT is a p-type, it is assumed that the driving TFT and the cathode of the light emitting element are connected.

本発明では、セミアモルファス半導体膜を少なくともチャネル形成領域に用いていれば良い。またチャネル形成領域は、その膜厚方向において全てセミアモルファス半導体である必要はなく、少なくとも一部にセミアモルファス半導体を含んでいれば良い。   In the present invention, a semi-amorphous semiconductor film may be used at least in the channel formation region. In addition, the channel formation region does not necessarily have to be a semi-amorphous semiconductor in the film thickness direction, and it is sufficient that at least a part of the channel formation region includes a semi-amorphous semiconductor.

また本明細書において発光素子は、電流または電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでおり、具体的にはOLED(Organic Light Emitting Diode)や、FED(Field Emission Display)に用いられているMIM型の電子源素子(電子放出素子)等が含まれる。   In this specification, a light-emitting element includes, in its category, an element whose luminance is controlled by current or voltage. Specifically, the light-emitting element is used in an OLED (Organic Light Emitting Diode) or an FED (Field Emission Display). MIM type electron source elements (electron emitting elements) and the like are included.

また発光装置は、発光素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラを含むIC等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに本発明は、該発光装置を作製する過程における、発光素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関し、該素子基板は、電流を発光素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。素子基板は、具体的には、発光素子の画素電極のみが形成された状態であっても良いし、画素電極となる導電膜を成膜した後であって、パターニングして画素電極を形成する前の状態であっても良いし、あらゆる形態があてはまる。   The light-emitting device includes a panel in which the light-emitting element is sealed, and a module in which an IC including a controller or the like is mounted on the panel. Furthermore, the present invention relates to an element substrate corresponding to one mode before the light emitting element is completed in the process of manufacturing the light emitting device, and the element substrate includes a unit for supplying current to the light emitting element. Prepare for. Specifically, the element substrate may be in a state where only the pixel electrode of the light emitting element is formed, or after the conductive film to be the pixel electrode is formed, the pixel electrode is formed by patterning. The previous state may be used, and all forms are applicable.

発光素子の1つであるOLED(Organic Light Emitting Diode)は、電場を加えることで発生するルミネッセンス(Electroluminescence)が得られる電界発光材料を含む層(以下、電界発光層と記す)と、陽極層と、陰極層とを有している。電界発光層は陽極と陰極の間に設けられており、単層または複数の層で構成されている。具体的には、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子注入層、電子輸送層等が電界発光層に含まれる。電界発光層を構成する層の中に、無機化合物を含んでいる場合もある。電界発光層におけるルミネッセンスには、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(リン光)とが含まれる。   An OLED (Organic Light Emitting Diode), which is one of the light emitting elements, includes a layer containing an electroluminescent material (hereinafter referred to as an electroluminescent layer) capable of obtaining luminescence generated by applying an electric field, an anode layer, And a cathode layer. The electroluminescent layer is provided between the anode and the cathode, and is composed of a single layer or a plurality of layers. Specifically, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron injection layer, an electron transport layer, and the like are included in the electroluminescent layer. In some cases, the layer constituting the electroluminescent layer contains an inorganic compound. Luminescence in the electroluminescent layer includes 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.

本発明は上記構成により、n型の駆動用TFTを飽和領域で動作させ、なおかつビデオ信号に従って所望の階調を表示することができる。また、駆動用TFTを飽和領域で動作させることで、ドレイン電流がドレイン電圧Vdsによって変化せず、ゲート電圧Vgsのみによって定まるので、発光素子の劣化に伴ってVelが大きくなる代わりにVdsが小さくなっても、ドレイン電流の値は比較的一定に保たれる。よって、電界発光材料の劣化に伴う発光素子の輝度の低下や輝度むらの発生を抑えることができる。   According to the present invention, the n-type driving TFT can be operated in the saturation region and a desired gradation can be displayed according to the video signal. In addition, by operating the driving TFT in the saturation region, the drain current is not changed by the drain voltage Vds but is determined only by the gate voltage Vgs. Therefore, Vds is reduced instead of increasing Vel as the light emitting element is deteriorated. Even so, the value of the drain current is kept relatively constant. Therefore, it is possible to suppress a decrease in luminance or luminance unevenness due to deterioration of the electroluminescent material.

図2に、本発明の駆動方法を用いて表示を行なう発光装置の、画素部の構成を示す。図2に示すように、画素部には複数の画素200がマトリクス状に設けられており、各画素200への各種信号、電位の供給は、信号線S1〜Sx、走査線G1〜Gy、電源線V1〜Vxを介して行なわれる。   FIG. 2 shows a structure of a pixel portion of a light emitting device that performs display using the driving method of the present invention. As shown in FIG. 2, a plurality of pixels 200 are provided in a matrix in the pixel portion, and various signals and potentials are supplied to each pixel 200 by signal lines S1 to Sx, scanning lines G1 to Gy, power supply This is done via lines V1 to Vx.

各画素200には、発光素子201と、画素200へのビデオ信号の入力を制御するTFT(スイッチング用TFT)202と、発光素子201への電流の供給を制御する駆動用TFT203とが設けられている。また図2では、画素200に容量素子204を駆動用TFT203とは別個に形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。容量素子204を駆動用TFT203とは別個に形成せずとも、駆動用TFT203のゲート電極と活性層の間に形成される容量(ゲート容量)を容量素子204として用いても良い。スイッチング用TFT202と、駆動用TFT203は共にn型のTFTである。   Each pixel 200 is provided with a light emitting element 201, a TFT (switching TFT) 202 that controls input of a video signal to the pixel 200, and a driving TFT 203 that controls supply of current to the light emitting element 201. Yes. In FIG. 2, the capacitor 204 is formed in the pixel 200 separately from the driving TFT 203, but the present invention is not limited to this structure. A capacitor (gate capacitance) formed between the gate electrode of the driving TFT 203 and the active layer may be used as the capacitive element 204 without forming the capacitor 204 separately from the driving TFT 203. The switching TFT 202 and the driving TFT 203 are both n-type TFTs.

スイッチング用TFT202は、ゲートが走査線Gj(j=1〜y)に接続されている。またスイッチング用TFT202のソースとドレインは、一方が信号線Si(i=1〜x)に、他方が駆動用TFT203のゲートに接続されている。駆動用TFT203のソースとドレインは、一方が電源線Vi(i=1〜x)に、他方が発光素子201の陽極に接続されている。容量素子204が有する2つの電極は、一方が駆動用TFT203のゲートに、他方が発光素子201の陽極に接続されている。   The switching TFT 202 has a gate connected to the scanning line Gj (j = 1 to y). One of the source and drain of the switching TFT 202 is connected to the signal line Si (i = 1 to x), and the other is connected to the gate of the driving TFT 203. One of the source and drain of the driving TFT 203 is connected to the power supply line Vi (i = 1 to x), and the other is connected to the anode of the light emitting element 201. One of the two electrodes of the capacitor 204 is connected to the gate of the driving TFT 203 and the other is connected to the anode of the light emitting element 201.

なお図2に示す画素の構成は、本発明の駆動方法を用いることができる発光装置の一形態に過ぎず、本発明の駆動方法を用いることができる発光装置は、図2に示す構成に限定されない。   Note that the structure of the pixel shown in FIG. 2 is only one mode of a light-emitting device that can use the driving method of the present invention, and the light-emitting device that can use the driving method of the present invention is limited to the structure shown in FIG. Not.

次に、図2に示す画素部の駆動方法について説明する。本発明の駆動方法は、書き込み期間と、逆バイアス期間と、表示期間とに分けて説明することができる。図3(A)に、書き込み期間Taと、逆バイアス期間Trと、表示期間Tdのタイミングの一例を示す。   Next, a method for driving the pixel portion illustrated in FIG. 2 will be described. The driving method of the present invention can be described by being divided into a writing period, a reverse bias period, and a display period. FIG. 3A shows an example of the timing of the writing period Ta, the reverse bias period Tr, and the display period Td.

まず、逆バイアス期間Trが開始されると、直列に接続されている駆動用TFT203と発光素子201に、逆方向バイアスの電圧が印加される。具体的には、電源線V1〜Vxに電位Vssが、発光素子201の陰極に電位Vssよりも高い電位Vddが供給される。   First, when the reverse bias period Tr is started, a reverse bias voltage is applied to the driving TFT 203 and the light emitting element 201 connected in series. Specifically, the potential Vss is supplied to the power supply lines V1 to Vx, and the potential Vdd higher than the potential Vss is supplied to the cathode of the light emitting element 201.

そして書き込み期間Taが開始される。なお本発明の駆動方法では、逆バイアス期間Tr中に書き込み期間Taが存在する。書き込み期間Taが開始されると、走査線G1〜Gyが順に選択され、各画素のスイッチング用TFT202がオンになる。そして信号線S1〜Sxにビデオ信号が供給されると、スイッチング用TFT202を介して、駆動用TFT203のゲートに該ビデオ信号の電位Vgが供給される。   Then, the writing period Ta is started. In the driving method of the present invention, the writing period Ta exists in the reverse bias period Tr. When the writing period Ta is started, the scanning lines G1 to Gy are sequentially selected, and the switching TFT 202 of each pixel is turned on. When a video signal is supplied to the signal lines S1 to Sx, the potential Vg of the video signal is supplied to the gate of the driving TFT 203 via the switching TFT 202.

このとき、発光素子201は非線形素子であるため、逆方向バイアスの電圧が印加されると、発光素子201の陽極と陰極間の電圧Velは、駆動用TFT203のドレイン電圧Vdsよりも著しく大きくなる。よって、発光素子201の陽極の電位は限りなく電源線V1〜Vxの電位Vssに近くなり、電位Vssとビデオ信号の電位Vgとの間の電位差が容量素子204に蓄積され、保持される。   At this time, since the light-emitting element 201 is a nonlinear element, when a reverse bias voltage is applied, the voltage Vel between the anode and the cathode of the light-emitting element 201 becomes significantly larger than the drain voltage Vds of the driving TFT 203. Therefore, the potential of the anode of the light emitting element 201 is as close as possible to the potential Vss of the power supply lines V1 to Vx, and the potential difference between the potential Vss and the potential Vg of the video signal is accumulated and held in the capacitor element 204.

書き込み期間Taが終了しスイッチング用TFT202がオフすると、逆バイアス期間Trが終了し、次に、表示期間Tdが開始される。   When the writing period Ta ends and the switching TFT 202 is turned off, the reverse bias period Tr ends, and then the display period Td starts.

表示期間では、直列に接続されている駆動用TFT203と発光素子201に、順方向バイアスの電圧が印加される。具体的には、電源線V1〜Vxに電位Vddよりも高い電位Vdd’が、発光素子201の陰極に電位Vddが供給される。   In the display period, a forward bias voltage is applied to the driving TFT 203 and the light emitting element 201 connected in series. Specifically, the potential Vdd ′ higher than the potential Vdd is supplied to the power supply lines V <b> 1 to Vx, and the potential Vdd is supplied to the cathode of the light emitting element 201.

なお本実施の形態では、逆バイアス期間Trと表示期間Tdの両期間において陰極に供給される電位を一定に保っているが、本発明はこの構成に限定されない。逆バイアス期間Trにおいて、駆動用TFT203がオンのときに発光素子201に逆方向バイアスの電圧が印加されるようにし、表示期間Tdにおいて、駆動用TFT203がオンのときに発光素子201に順方向バイアスの電圧が印加されるようにすれば良い。   Note that in this embodiment mode, the potential supplied to the cathode is kept constant in both the reverse bias period Tr and the display period Td, but the present invention is not limited to this structure. In the reverse bias period Tr, a reverse bias voltage is applied to the light emitting element 201 when the driving TFT 203 is on. In the display period Td, the forward bias is applied to the light emitting element 201 when the driving TFT 203 is on. The voltage may be applied.

順方向バイアスの電圧が印加されると、駆動用TFT203はn型であるため、駆動用TFT203のソースが発光素子201の陽極と接続されていることになる。よって、容量素子204に保持されている、電位Vssとビデオ信号の電位Vgとの間の電位差は、そのまま駆動用TFT203のゲート電圧Vgsとなる。よって駆動用TFT203は、該ゲート電圧Vgsに見合った大きさのドレイン電流を、発光素子201に供給する。   When a forward bias voltage is applied, since the driving TFT 203 is n-type, the source of the driving TFT 203 is connected to the anode of the light emitting element 201. Therefore, the potential difference between the potential Vss and the video signal potential Vg held in the capacitor 204 becomes the gate voltage Vgs of the driving TFT 203 as it is. Therefore, the driving TFT 203 supplies a drain current having a magnitude corresponding to the gate voltage Vgs to the light emitting element 201.

図3(B)に、各期間における走査線G1〜Gyと電源線V1〜Vxのタイミングチャートを示す。同じ走査線を共有している画素を一行と見たとき、各行において書き込み期間Taは順に出現している。また各書き込み期間Taは逆バイアス期間Tr内に存在している。なお、書き込み期間Taと逆バイアス期間Trを完全に重ねることも可能であるが、逆バイアス期間Trを書き込み期間Taよりも長めに取ることで、電源線V1〜Vxの電位の変動による雑音などの影響を避けることができる。   FIG. 3B shows a timing chart of the scanning lines G1 to Gy and the power supply lines V1 to Vx in each period. When pixels sharing the same scanning line are regarded as one row, the writing period Ta appears in order in each row. Each writing period Ta exists in the reverse bias period Tr. It is possible to completely overlap the writing period Ta and the reverse bias period Tr. However, by taking the reverse bias period Tr longer than the writing period Ta, noise due to fluctuations in the potential of the power supply lines V1 to Vx, The impact can be avoided.

なお本発明において駆動用TFTはn型に限定されず、p型であっても良い。ただし駆動用TFTがp型の場合、駆動用TFTと発光素子の陰極とが接続されているものとする。   In the present invention, the driving TFT is not limited to n-type, and may be p-type. However, when the driving TFT is a p-type, it is assumed that the driving TFT and the cathode of the light emitting element are connected.

なお図3(A)では、ビデオ信号がアナログである場合の、書き込み期間と、逆バイアス期間と、表示期間のタイミングの一例を示したが、本発明においてビデオ信号はデジタルであっても良い。例えばデジタルのビデオ信号を用いて、時間階調により階調を表示する場合、図7(A)に示すように、書き込み期間Taと、逆バイアス期間Trと、表示期間Tdの各期間をデジタル信号のビットごとに設ければ良い。   Note that FIG. 3A illustrates an example of the timing of the writing period, the reverse bias period, and the display period when the video signal is analog; however, in the present invention, the video signal may be digital. For example, when a gray scale is displayed using a digital video signal, a writing period Ta, a reverse bias period Tr, and a display period Td are digital signals as shown in FIG. It may be provided for each bit.

なお本実施の形態では、画素部のTFTが、アモルファス半導体またはセミアモルファス半導体を用いている例を示したが、本発明はこの構成に限定されない。本発明の駆動方法は、画素部のTFTが多結晶半導体を用いている発光装置にも適用可能である。   Note that although an example in which an amorphous semiconductor or a semi-amorphous semiconductor is used for the TFT in the pixel portion is described in this embodiment mode, the present invention is not limited to this structure. The driving method of the present invention can also be applied to a light emitting device in which a TFT in a pixel portion uses a polycrystalline semiconductor.

本実施例では、図2に示した画素部において、電源線を走査線と並列に配置し、一つの走査線駆動回路で走査線と電源線の電位を制御する、発光装置の一形態について説明する。   In this embodiment, one mode of a light-emitting device in which power supply lines are arranged in parallel with scanning lines and the potentials of the scanning lines and the power supply lines are controlled by one scanning line driver circuit in the pixel portion shown in FIG. To do.

図4に、本実施例の発光装置における画素部400の構成を示す。図4において画素401は、図2に示した画素部と同様に、発光素子405、スイッチング用TFT402、駆動用TFT403、容量素子404とを有している。各素子の接続関係は図2に示した画素200と同じである。ただし本実施例では、電源線V1〜Vyが走査線G1〜Gyと並列に配置されている。   FIG. 4 shows a configuration of the pixel portion 400 in the light emitting device of this embodiment. In FIG. 4, a pixel 401 includes a light emitting element 405, a switching TFT 402, a driving TFT 403, and a capacitor element 404, similarly to the pixel portion illustrated in FIG. 2. The connection relationship of each element is the same as that of the pixel 200 shown in FIG. However, in this embodiment, the power supply lines V1 to Vy are arranged in parallel with the scanning lines G1 to Gy.

次に、図4に示す画素部の駆動方法について説明する。本発明の駆動方法は、書き込み期間Taと、逆バイアス期間Trと、表示期間Tdとに分けて説明することができる。図20(A)に、書き込み期間Taと、逆バイアス期間Trと、表示期間Tdのタイミングの一例を示す。また、全ての画素において逆バイアス期間Trが開始されて終了するまでのトータルの期間を、Twとして示す。   Next, a method for driving the pixel portion illustrated in FIG. 4 is described. The driving method of the present invention can be described by being divided into a writing period Ta, a reverse bias period Tr, and a display period Td. FIG. 20A shows an example of the timing of the writing period Ta, the reverse bias period Tr, and the display period Td. In addition, the total period from the start to the end of the reverse bias period Tr in all pixels is denoted as Tw.

まず、逆バイアス期間Trが開始されると、発光素子405の陰極に電位Vssよりも高い電位Vddが供給され、電源線V1〜Vyに、順に電位Vssが供給される。よって、直列に接続されている駆動用TFT403と発光素子405に、逆方向バイアスの電圧が各行の画素に順に印加されることになる。   First, when the reverse bias period Tr is started, a potential Vdd higher than the potential Vss is supplied to the cathode of the light emitting element 405, and the potential Vss is sequentially supplied to the power supply lines V1 to Vy. Therefore, a reverse bias voltage is sequentially applied to the pixels in each row to the driving TFT 403 and the light emitting element 405 connected in series.

そして書き込み期間Taが開始される。なお本発明の駆動方法では、各行ごとに、書き込み期間Taが逆バイアス期間Tr中に存在している。書き込み期間Taが開始されると、走査線G1〜Gyが順に選択され、各画素のスイッチング用TFT402がオンになる。そして信号線S1〜Sxにビデオ信号が供給されると、スイッチング用TFT402を介して、駆動用TFT403のゲートに該ビデオ信号の電位Vgが供給される。   Then, the writing period Ta is started. In the driving method of the present invention, the write period Ta exists in the reverse bias period Tr for each row. When the writing period Ta is started, the scanning lines G1 to Gy are sequentially selected, and the switching TFT 402 of each pixel is turned on. When a video signal is supplied to the signal lines S <b> 1 to Sx, the potential Vg of the video signal is supplied to the gate of the driving TFT 403 through the switching TFT 402.

このとき、発光素子405は非線形素子であるため、逆方向バイアスの電圧が印加されると、発光素子405の陽極と陰極間の電圧Velは、駆動用TFT403のドレイン電圧Vdsよりも著しく大きくなる。よって、発光素子405の陽極の電位は限りなく電源線V1〜Vyの電位Vssに近くなり、電位Vssとビデオ信号の電位Vgとの間の電位差が容量素子404に蓄積され、保持される。   At this time, since the light-emitting element 405 is a non-linear element, when a reverse bias voltage is applied, the voltage Vel between the anode and the cathode of the light-emitting element 405 becomes significantly larger than the drain voltage Vds of the driving TFT 403. Accordingly, the potential of the anode of the light emitting element 405 is as close as possible to the potential Vss of the power supply lines V1 to Vy, and the potential difference between the potential Vss and the potential Vg of the video signal is accumulated and held in the capacitor 404.

書き込み期間Taが終了しスイッチング用TFT402がオフすると、逆バイアス期間Trが終了し、次に、表示期間Tdが開始される。   When the writing period Ta ends and the switching TFT 402 is turned off, the reverse bias period Tr ends, and then the display period Td starts.

表示期間では、直列に接続されている駆動用TFT403と発光素子405に、順方向バイアスの電圧が順に印加される。具体的には、発光素子405の陰極に電位Vddが供給され、電源線V1〜Vyに電位Vddよりも高い電位Vdd’が順に供給される。   In the display period, a forward bias voltage is sequentially applied to the driving TFT 403 and the light emitting element 405 connected in series. Specifically, the potential Vdd is supplied to the cathode of the light emitting element 405, and the potential Vdd 'higher than the potential Vdd is sequentially supplied to the power supply lines V1 to Vy.

図4に示す発光装置では、逆バイアス期間Trと表示期間Tdの両期間において陰極に供給される電位を一定に保つ。   In the light emitting device shown in FIG. 4, the potential supplied to the cathode is kept constant in both the reverse bias period Tr and the display period Td.

順方向バイアスの電圧が印加されると、駆動用TFT403はn型であるため、駆動用TFT403のソースが発光素子405の陽極と接続されていることになる。よって、容量素子404に保持されている、電位Vssとビデオ信号の電位Vgとの間の電位差は、そのまま駆動用TFT403のゲート電圧Vgsとなる。よって駆動用TFT403は、該ゲート電圧Vgsに見合った大きさのドレイン電流を、発光素子405に供給する。   When a forward bias voltage is applied, since the driving TFT 403 is n-type, the source of the driving TFT 403 is connected to the anode of the light emitting element 405. Therefore, the potential difference between the potential Vss held in the capacitor 404 and the video signal potential Vg becomes the gate voltage Vgs of the driving TFT 403 as it is. Therefore, the driving TFT 403 supplies a drain current having a magnitude corresponding to the gate voltage Vgs to the light emitting element 405.

図20(B)に、各期間における走査線G1〜Gyと電源線V1〜Vyのタイミングチャートを示す。同じ走査線を共有している画素を一行と見たとき、各行において書き込み期間Taは順に出現している。また各書き込み期間Taは対応する逆バイアス期間Tr内に存在している。なお、書き込み期間Taと逆バイアス期間Trを完全に重ねることも可能であるが、逆バイアス期間Trを書き込み期間Taよりも長めに取ることで、電源線V1〜Vyの電位の変動による雑音などの影響を避けることができる。   FIG. 20B shows a timing chart of the scanning lines G1 to Gy and the power supply lines V1 to Vy in each period. When pixels sharing the same scanning line are regarded as one row, the writing period Ta appears in order in each row. Each writing period Ta exists in the corresponding reverse bias period Tr. Note that it is possible to completely overlap the writing period Ta and the reverse bias period Tr, but by taking the reverse bias period Tr longer than the writing period Ta, noise due to fluctuations in the potentials of the power supply lines V1 to Vy can be obtained. The impact can be avoided.

図4では、図2の場合と異なり、行ごとに逆バイアス期間Trの出現するタイミングを設定することができるので、フレーム期間に占める表示期間Tdの割合を大きくすることができる。よって、駆動回路の動作周波数を抑えることができる。   In FIG. 4, unlike the case of FIG. 2, the timing at which the reverse bias period Tr appears can be set for each row, so that the ratio of the display period Td to the frame period can be increased. Therefore, the operating frequency of the drive circuit can be suppressed.

なお図20(A)では、ビデオ信号がアナログである場合の、書き込み期間と、逆バイアス期間と、表示期間のタイミングの一例を示したが、本発明においてビデオ信号はデジタルであっても良い。例えばデジタルのビデオ信号を用いて、時間階調により階調を表示する場合、図7(B)に示すように、書き込み期間Taと、逆バイアス期間Trと、表示期間Tdの各期間をデジタル信号のビットごとに設ければ良い。   Note that FIG. 20A illustrates an example of the timing of the writing period, the reverse bias period, and the display period when the video signal is analog; however, in the present invention, the video signal may be digital. For example, in the case where gradation is displayed using a time gradation using a digital video signal, as shown in FIG. 7B, each of a writing period Ta, a reverse bias period Tr, and a display period Td is represented by a digital signal. It may be provided for each bit.

図5(A)に、図4に示した画素部400と駆動回路とを有する、発光装置の構成を示す。図5(A)において、1405は信号線S1〜Sxにビデオ信号を供給する信号線駆動回路に相当し、1406は、走査線G1〜Gy及び電源線V1〜Vyの電位を制御する走査線駆動回路に相当する。   FIG. 5A illustrates a structure of a light-emitting device including the pixel portion 400 and the driver circuit illustrated in FIG. In FIG. 5A, reference numeral 1405 denotes a signal line driver circuit for supplying video signals to the signal lines S1 to Sx, and reference numeral 1406 denotes a scanning line driver for controlling the potentials of the scanning lines G1 to Gy and the power supply lines V1 to Vy. Corresponds to a circuit.

図5(B)に、信号線駆動回路1405の一部を示す。信号線駆動回路1405は、シフトレジスタ410と、シフトレジスタ410から出力される信号を反転させるインバータ411と、シフトレジスタ410から出力される信号とインバータ411から出力される反転した信号とに同期して、ビデオ信号をサンプリングし、信号線S1〜Sxに供給するトランスミッションゲート412とを有している。   FIG. 5B illustrates part of the signal line driver circuit 1405. The signal line driver circuit 1405 is synchronized with the shift register 410, the inverter 411 that inverts the signal output from the shift register 410, and the signal output from the shift register 410 and the inverted signal output from the inverter 411. , And a transmission gate 412 for sampling a video signal and supplying it to the signal lines S1 to Sx.

図5(C)に、走査線駆動回路1406の一部を示す。走査線駆動回路1406は、シフトレジスタ415と、シフトレジスタ415から出力される信号を反転させるインバータ416、417と、パルス幅制御信号によって、インバータ416から出力される反転した信号のパルス幅を制御し、走査線G1〜Gyに供給するNOR418とを有している。インバータ417から出力された信号は、電源線V1〜Vyに供給される。   FIG. 5C illustrates part of the scan line driver circuit 1406. The scan line driver circuit 1406 controls the pulse width of the inverted signal output from the inverter 416 by the shift register 415, inverters 416 and 417 for inverting the signal output from the shift register 415, and the pulse width control signal. , And NOR 418 that supplies the scanning lines G1 to Gy. The signal output from the inverter 417 is supplied to the power supply lines V1 to Vy.

上記構成により、1つの走査線駆動回路406で、走査線G1〜Gyと電源線V1〜Vyの電位を制御することができる。   With the above structure, one scanning line driving circuit 406 can control the potentials of the scanning lines G1 to Gy and the power supply lines V1 to Vy.

本実施例では、本発明の駆動方法を用いることができる、発光装置の画素の構成について説明する。   In this embodiment, a structure of a pixel of a light-emitting device that can use the driving method of the present invention will be described.

図6(A)に示す画素は、発光素子601と、スイッチング用TFT602と、駆動用TFT603と、発光素子601の発光を強制的に終了させるための消去用TFT604と、容量素子605とを有している。スイッチング用TFT602のゲートは第1の走査線Gaj(j=1〜y)に、ソースとドレインは一方が信号線Si(i=1〜x)に、他方が駆動用TFT603のゲートに接続されている。駆動用TFT603のソースとドレインは、一方が電源線Vj(j=1〜y)に、他方が発光素子601の陽極に接続されている。消去用TFT604のゲートは第2の走査線Gbj(j=1〜y)に接続されており、ソースとドレインは、一方が駆動用TFT603のゲートに、他方が発光素子601の陽極に接続されている。容量素子605が有する2つの電極は、一方は発光素子601の陽極に、他方は駆動用TFT603のゲートに接続されている。   A pixel illustrated in FIG. 6A includes a light-emitting element 601, a switching TFT 602, a driving TFT 603, an erasing TFT 604 for forcibly terminating light emission of the light-emitting element 601, and a capacitor 605. ing. The switching TFT 602 has its gate connected to the first scanning line Gaj (j = 1 to y), one of its source and drain connected to the signal line Si (i = 1 to x), and the other connected to the gate of the driving TFT 603. Yes. One of the source and the drain of the driving TFT 603 is connected to the power supply line Vj (j = 1 to y), and the other is connected to the anode of the light emitting element 601. The gate of the erasing TFT 604 is connected to the second scanning line Gbj (j = 1 to y). One of the source and the drain is connected to the gate of the driving TFT 603 and the other is connected to the anode of the light emitting element 601. Yes. One of the two electrodes of the capacitor 605 is connected to the anode of the light emitting element 601 and the other is connected to the gate of the driving TFT 603.

書き込み期間Taにおいて消去用TFT604はオフにしておく。そして直列に接続されている駆動用TFT603と発光素子601に順方向バイアスの電圧が印加されている状態で、消去用TFT604をオンにすることで、駆動用TFT603のゲート電圧Vgsを0にすることができる。よって、駆動用TFT603をオフし、発光素子601の発光を強制的に終了させ、表示期間を終わらせることができる。   In the writing period Ta, the erasing TFT 604 is turned off. Then, the gate voltage Vgs of the driving TFT 603 is set to 0 by turning on the erasing TFT 604 while a forward bias voltage is applied to the driving TFT 603 and the light emitting element 601 connected in series. Can do. Therefore, the driving TFT 603 can be turned off to forcibly end the light emission of the light emitting element 601 and the display period can be ended.

図6(B)に示す画素は、発光素子611と、スイッチング用TFT612と、駆動用TFT613と、発光素子611の発光を強制的に終了させるための消去用TFT614と、容量素子615とを有している。スイッチング用TFT612のゲートは第1の走査線Gaj(j=1〜y)に、ソースとドレインは一方が信号線Si(i=1〜x)に、他方が駆動用TFT613のゲートに接続されている。駆動用TFT613と消去用TFTは電源線Vj(j=1〜y)と発光素子611との間に直列に接続されている。具体的には、駆動用TFT613のソースとドレインのいずれか一方が発光素子611の陽極に、消去用TFT614のソースとドレインのいずれか一方が電源線Vjに接続されている。消去用TFT614のゲートは第2の走査線Gbj(j=1〜y)に接続されている。容量素子615が有する2つの電極は、一方は発光素子611の陽極に、他方は駆動用TFT613のゲートに接続されている。   A pixel illustrated in FIG. 6B includes a light-emitting element 611, a switching TFT 612, a driving TFT 613, an erasing TFT 614 for forcibly terminating light emission of the light-emitting element 611, and a capacitor 615. ing. The switching TFT 612 has its gate connected to the first scanning line Gaj (j = 1 to y), one of its source and drain connected to the signal line Si (i = 1 to x), and the other connected to the gate of the driving TFT 613. Yes. The driving TFT 613 and the erasing TFT are connected in series between the power supply line Vj (j = 1 to y) and the light emitting element 611. Specifically, either the source or the drain of the driving TFT 613 is connected to the anode of the light emitting element 611, and either the source or the drain of the erasing TFT 614 is connected to the power supply line Vj. The gate of the erasing TFT 614 is connected to the second scanning line Gbj (j = 1 to y). One of the two electrodes of the capacitor 615 is connected to the anode of the light emitting element 611 and the other is connected to the gate of the driving TFT 613.

なお図6(B)では、駆動用TFT613と電源線Vjとの間に消去用TFT614が設けられている構成を示しているが、本発明は消去用TFT614を設ける位置はこれに限定されない。例えば、消去用TFT614を発光素子611と駆動用TFT613の間に設けるようにしても良い。この場合具体的には、駆動用TFT613のソースとドレインのいずれか一方が電源線Vjに、消去用TFT614のソースとドレインのいずれか一方が発光素子611の陽極に接続される。そして容量素子615が有する2つの電極は、一方は、駆動用TFT613のソースとドレインのうち、電源線Vjに接続されている方とは異なる一方に、他方は駆動用TFT613のゲートに接続される。   Note that FIG. 6B shows a structure in which the erasing TFT 614 is provided between the driving TFT 613 and the power supply line Vj; however, the position where the erasing TFT 614 is provided is not limited to this. For example, the erasing TFT 614 may be provided between the light emitting element 611 and the driving TFT 613. Specifically, in this case, either the source or the drain of the driving TFT 613 is connected to the power supply line Vj, and either the source or the drain of the erasing TFT 614 is connected to the anode of the light emitting element 611. One of the two electrodes of the capacitor 615 is connected to one of the source and drain of the driving TFT 613 that is different from the one connected to the power supply line Vj, and the other is connected to the gate of the driving TFT 613. .

逆バイアス期間Trと表示期間Tdにおいて、消去用TFT614はオンにしておく。そして、直列に接続されている駆動用TFT613と、消去用TFT614と、発光素子611に順方向バイアスの電圧が印加されている状態で、消去用TFT614をオフにすることで、発光素子611の発光を強制的に終了させ、表示期間を終わらせることができる。   In the reverse bias period Tr and the display period Td, the erasing TFT 614 is kept on. The light emitting element 611 emits light by turning off the erasing TFT 614 while a forward bias voltage is applied to the driving TFT 613, the erasing TFT 614, and the light emitting element 611 connected in series. Can be forcibly terminated to end the display period.

デジタルのビデオ信号を用い、図6(A)、図6(B)に示した画素で時間階調により階調を表示する場合の、書き込み期間Taと、逆バイアス期間Trと、表示期間Tdと、発光素子の発光を強制的に終了させることで出現する消去期間Teのタイミングを、図7(C)に示す。図7(C)に示すように、消去期間Teを設けることで、全ての行において書き込み期間Taが終了する前に、最初に書き込み期間が終了した行から順に表示期間Trを強制的に終了させることができる。よって、書き込み期間を短くしなくとも階調数を高くすることができ、駆動回路の動作周波数を抑えることができる。   A writing period Ta, a reverse bias period Tr, and a display period Td in the case where a gray scale is displayed by a time gray scale with the pixels shown in FIGS. 6A and 6B using a digital video signal. FIG. 7C shows the timing of the erasing period Te that appears by forcibly terminating the light emission of the light emitting element. As shown in FIG. 7C, by providing the erasing period Te, the display period Tr is forcibly ended in order from the row in which the writing period is first ended before the writing period Ta is ended in all the rows. be able to. Therefore, the number of gradations can be increased without reducing the writing period, and the operating frequency of the driver circuit can be suppressed.

なお図6(A)に示す画素の場合、消去期間Teにおいて、消去用TFT604をずっと連続してオンにしておいても良いし、消去期間Teの最初にオンにした後、残りの期間はオフにしておいても良い。一方、図6(B)に示す画素の場合、消去期間Teにおいて、消去用TFT604はずっと連続してオンにしておく。   In the case of the pixel shown in FIG. 6A, the erasing TFT 604 may be turned on continuously in the erasing period Te, or after the erasing period Te is turned on first, the remaining period is turned off. You can leave it. On the other hand, in the case of the pixel shown in FIG. 6B, the erasing TFT 604 is continuously turned on during the erasing period Te.

図6(C)に、図2に示した画素において、発光素子の陽極と電源線との間に、ダイオード接続されたTFTを設けた画素の構成を示す。図6(C)に示す画素は、発光素子621と、スイッチング用TFT622と、駆動用TFT623と、容量素子624と、整流用TFT625とを有している。スイッチング用TFT622のゲートは走査線Gj(j=1〜y)に、ソースとドレインは一方が信号線Si(i=1〜x)に、他方が駆動用TFT623のゲートに接続されている。駆動用TFT623のソースとドレインは、一方が電源線Vi(i=1〜x)に、他方が発光素子621の陽極に接続されている。整流用TFT625は、ゲートが発光素子621の陽極に接続されており、ソースとドレインが、一方は電源線Viに、他方が発光素子621の陽極に接続されている。   FIG. 6C shows a structure of the pixel shown in FIG. 2 in which a diode-connected TFT is provided between the anode of the light emitting element and the power supply line. A pixel illustrated in FIG. 6C includes a light-emitting element 621, a switching TFT 622, a driving TFT 623, a capacitor element 624, and a rectifying TFT 625. The gate of the switching TFT 622 is connected to the scanning line Gj (j = 1 to y), one of the source and the drain is connected to the signal line Si (i = 1 to x), and the other is connected to the gate of the driving TFT 623. One of the source and the drain of the driving TFT 623 is connected to the power supply line Vi (i = 1 to x), and the other is connected to the anode of the light emitting element 621. The rectifying TFT 625 has a gate connected to the anode of the light emitting element 621, a source and a drain, one connected to the power supply line Vi, and the other connected to the anode of the light emitting element 621.

逆バイアス期間では、整流用TFT625はソースが電源線Viに接続され、ゲートとドレインが互いに接続されている。よって整流用TFT625はオンとなり、順方向バイアスの電流が流れるので、発光素子621の陽極の電位が、電源線Viの電位により近くなる。また表示期間では、整流用TFT625はドレインが電源線Viに接続され、ゲートとソースが互いに接続されている。よって表示期間では整流用TFT625に逆方向バイアスの電圧がかかることになるので、整流用TFT625はオフとなる。上記構成により、図6(C)に示した画素では、アナログのビデオ信号を用いて低い階調を表示する際に、駆動用TFT623のドレイン電流が低くても、発光素子621の陽極の電位を電源線Viの電位により早く近づけることができる。   In the reverse bias period, the source of the rectifying TFT 625 is connected to the power supply line Vi, and the gate and the drain are connected to each other. Accordingly, the rectifying TFT 625 is turned on and a forward bias current flows, so that the potential of the anode of the light emitting element 621 becomes closer to the potential of the power supply line Vi. In the display period, the drain of the rectifying TFT 625 is connected to the power supply line Vi, and the gate and the source are connected to each other. Accordingly, since a reverse bias voltage is applied to the rectifying TFT 625 in the display period, the rectifying TFT 625 is turned off. With the above structure, in the pixel illustrated in FIG. 6C, when a low gradation is displayed using an analog video signal, the potential of the anode of the light-emitting element 621 is set even if the drain current of the driving TFT 623 is low. It can be brought closer to the potential of the power supply line Vi sooner.

図6(D)に、図6(A)に示した画素において、発光素子の陽極と電源線との間に、ダイオード接続されたTFTを設けた画素の構成を示す。図6(D)に示す画素は、発光素子631と、スイッチング用TFT632と、駆動用TFT633と、容量素子634と、消去用TFT635と、整流用TFT636とを有している。スイッチング用TFT632のゲートは第1の走査線Gaj(j=1〜y)に、ソースとドレインは一方が信号線Si(i=1〜x)に、他方が駆動用TFT633のゲートに接続されている。駆動用TFT633のソースとドレインは、一方は電源線Vj(j=1〜y)に、他方は発光素子631の陽極に接続されている。消去用TFT635は、ゲートが第2の走査線Gbj(j=1〜y)に接続されており、ソースとドレインは、一方が駆動用TFT633のゲートに、他方が発光素子631の陽極に接続されている。整流用TFT636は、ゲートが発光素子631の陽極に接続されており、ソースとドレインが、一方は電源線Vjに、他方が発光素子631の陽極に接続されている。   FIG. 6D illustrates a structure of a pixel in which a diode-connected TFT is provided between the anode of the light-emitting element and the power supply line in the pixel illustrated in FIG. The pixel illustrated in FIG. 6D includes a light-emitting element 631, a switching TFT 632, a driving TFT 633, a capacitor 634, an erasing TFT 635, and a rectifying TFT 636. The switching TFT 632 has its gate connected to the first scanning line Gaj (j = 1 to y), one of its source and drain connected to the signal line Si (i = 1 to x), and the other connected to the gate of the driving TFT 633. Yes. One of the source and the drain of the driving TFT 633 is connected to the power supply line Vj (j = 1 to y), and the other is connected to the anode of the light emitting element 631. The gate of the erasing TFT 635 is connected to the second scanning line Gbj (j = 1 to y), and one of the source and the drain is connected to the gate of the driving TFT 633 and the other is connected to the anode of the light emitting element 631. ing. The rectifying TFT 636 has a gate connected to the anode of the light emitting element 631, a source and a drain, one connected to the power supply line Vj and the other connected to the anode of the light emitting element 631.

図6(E)に、図6(B)に示した画素において、発光素子の陽極と電源線との間に、ダイオード接続されたTFTを設けた画素の構成を示す。図6(E)に示す画素は、発光素子641と、スイッチング用TFT642と、駆動用TFT643と、容量素子644と、消去用TFT645と、整流用TFT646とを有している。スイッチング用TFT642のゲートは走査線Gaj(j=1〜y)に、ソースとドレインは一方が信号線Si(i=1〜x)に、他方が駆動用TFT643のゲートに接続されている。駆動用TFT643と消去用TFT645は直列に接続されており、消去用TFT645のソースとドレインのいずれか一方が電源線Vjに、駆動用TFT643のソースとドレインのいずれか一方が発光素子641の陽極に接続されている。整流用TFT646は、ゲートが発光素子641の陽極に接続されており、ソースとドレインが、一方は電源線Vjに、他方が発光素子641の陽極に接続されている。   FIG. 6E illustrates a structure of a pixel in which a diode-connected TFT is provided between an anode of a light-emitting element and a power supply line in the pixel illustrated in FIG. 6B. A pixel illustrated in FIG. 6E includes a light-emitting element 641, a switching TFT 642, a driving TFT 643, a capacitor 644, an erasing TFT 645, and a rectifying TFT 646. The gate of the switching TFT 642 is connected to the scanning line Gaj (j = 1 to y), one of the source and the drain is connected to the signal line Si (i = 1 to x), and the other is connected to the gate of the driving TFT 643. The driving TFT 643 and the erasing TFT 645 are connected in series, and either the source or drain of the erasing TFT 645 is connected to the power supply line Vj, and either the source or drain of the driving TFT 643 is connected to the anode of the light emitting element 641. It is connected. The rectifying TFT 646 has a gate connected to the anode of the light emitting element 641, a source and a drain, one connected to the power supply line Vj and the other connected to the anode of the light emitting element 641.

なお図6(E)では、駆動用TFT643と電源線Vjとの間に消去用TFT645が設けられている構成を示しているが、本発明は消去用TFT645を設ける位置はこれに限定されない。例えば、消去用TFT645を発光素子641と駆動用TFT643の間に設けるようにしても良い。この場合具体的には、駆動用TFT643のソースとドレインのいずれか一方が電源線Vjに、消去用TFT645のソースとドレインのいずれか一方が発光素子641の陽極に接続される。そして容量素子644が有する2つの電極は、一方は、駆動用TFT643のソースとドレインのうち、電源線Vjに接続されている方とは異なる一方に、他方は駆動用TFT643のゲートに接続される。   Note that FIG. 6E illustrates a structure in which the erasing TFT 645 is provided between the driving TFT 643 and the power supply line Vj; however, the position where the erasing TFT 645 is provided is not limited to this. For example, the erasing TFT 645 may be provided between the light emitting element 641 and the driving TFT 643. Specifically, in this case, either the source or the drain of the driving TFT 643 is connected to the power supply line Vj, and either the source or the drain of the erasing TFT 645 is connected to the anode of the light emitting element 641. One of the two electrodes of the capacitor 644 is connected to one of the source and drain of the driving TFT 643 that is different from the one connected to the power supply line Vj, and the other is connected to the gate of the driving TFT 643. .

本発明の発光装置が有する画素の構成は、本実施例で示した構成に限定されない。   The structure of the pixel included in the light-emitting device of the present invention is not limited to the structure shown in this embodiment.

本発明の発光装置では、セミアモルファス半導体で形成されたTFT(セミアモルファスTFT)を用いる場合、駆動回路を画素部と同じ基板上に形成することができる。またアモルファス半導体で形成されたTFT(アモルファスTFT)を用いる場合、別の基板に形成された駆動回路を、画素部と同じ基板上に実装しても良い。   In the light-emitting device of the present invention, in the case where a TFT (semi-amorphous TFT) formed using a semi-amorphous semiconductor is used, the driver circuit can be formed over the same substrate as the pixel portion. In the case of using a TFT formed with an amorphous semiconductor (amorphous TFT), a driver circuit formed over another substrate may be mounted on the same substrate as the pixel portion.

図8(A)に、信号線駆動回路6013のみを別途形成し、基板6011上に形成された画素部6012と接続している素子基板の形態を示す。画素部6012及び走査線駆動回路6014は、セミアモルファスTFTを用いて形成する。セミアモルファスTFTよりも高い移動度が得られるトランジスタで信号線駆動回路を形成することで、走査線駆動回路よりも高い駆動周波数が要求される信号線駆動回路の動作を安定させることができる。なお、信号線駆動回路6013は、単結晶の半導体を用いたトランジスタ、多結晶の半導体を用いたTFT、またはSOIを用いたトランジスタであっても良い。画素部6012と、信号線駆動回路6013と、走査線駆動回路6014とに、それぞれ電源の電位、各種信号等が、FPC6015を介して供給される。   FIG. 8A illustrates a mode of an element substrate in which only the signal line driver circuit 6013 is separately formed and connected to the pixel portion 6012 formed over the substrate 6011. The pixel portion 6012 and the scan line driver circuit 6014 are formed using semi-amorphous TFTs. By forming the signal line driver circuit using a transistor that can obtain higher mobility than a semi-amorphous TFT, the operation of the signal line driver circuit that requires a higher driving frequency than the scanning line driver circuit can be stabilized. Note that the signal line driver circuit 6013 may be a transistor using a single crystal semiconductor, a TFT using a polycrystalline semiconductor, or a transistor using SOI. The pixel portion 6012, the signal line driver circuit 6013, and the scan line driver circuit 6014 are supplied with a potential of a power source, various signals, and the like through the FPC 6015, respectively.

なお、信号線駆動回路及び走査線駆動回路を、共に画素部と同じ基板上に形成しても良い。   Note that both the signal line driver circuit and the scan line driver circuit may be formed over the same substrate as the pixel portion.

また、駆動回路を別途形成する場合、必ずしも駆動回路が形成された基板を、画素部が形成された基板上に貼り合わせる必要はなく、例えばFPC上に張り合わせるようにしても良い。図8(B)に、信号線駆動回路6023のみを別途形成し、基板6021上に形成された画素部6022及び走査線駆動回路6024と接続している素子基板の形態を示す。画素部6022及び走査線駆動回路6024は、セミアモルファスTFTを用いて形成する。信号線駆動回路6023は、FPC6025を介して画素部6022と接続されている。画素部6022と、信号線駆動回路6023と、走査線駆動回路6024とに、それぞれ電源の電位、各種信号等が、FPC6025を介して供給される。   In the case where a driver circuit is separately formed, the substrate on which the driver circuit is formed is not necessarily attached to the substrate on which the pixel portion is formed, and may be attached to, for example, an FPC. FIG. 8B illustrates a mode of an element substrate in which only the signal line driver circuit 6023 is separately formed and connected to the pixel portion 6022 and the scan line driver circuit 6024 which are formed over the substrate 6021. The pixel portion 6022 and the scan line driver circuit 6024 are formed using semi-amorphous TFTs. The signal line driver circuit 6023 is connected to the pixel portion 6022 through the FPC 6025. The pixel portion 6022, the signal line driver circuit 6023, and the scan line driver circuit 6024 are supplied with power supply potential, various signals, and the like through the FPC 6025.

また、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを、セミアモルファスTFTを用いて画素部と同じ基板上に形成し、残りを別途形成して画素部と電気的に接続するようにしても良い。図8(C)に、信号線駆動回路が有するアナログスイッチ6033aを、画素部6032、走査線駆動回路6034と同じ基板6031上に形成し、信号線駆動回路が有するシフトレジスタ6033bを別途異なる基板に形成して貼り合わせる素子基板の形態を、図8(C)に示す。画素部6032及び走査線駆動回路6034は、セミアモルファスTFTを用いて形成する。画素部6032と、信号線駆動回路と、走査線駆動回路6034とに、それぞれ電源の電位、各種信号等が、FPC6035を介して供給される。   Further, only a part of the signal line driver circuit or a part of the scanning line driver circuit is formed on the same substrate as the pixel portion using a semi-amorphous TFT, and the rest is separately formed and electrically connected to the pixel portion. You may do it. 8C, an analog switch 6033a included in the signal line driver circuit is formed over the same substrate 6031 as the pixel portion 6032 and the scan line driver circuit 6034, and a shift register 6033b included in the signal line driver circuit is provided over a different substrate. A mode of the element substrate which is formed and bonded is shown in FIG. The pixel portion 6032 and the scan line driver circuit 6034 are formed using semi-amorphous TFTs. A potential of a power source, various signals, and the like are supplied to the pixel portion 6032, the signal line driver circuit, and the scan line driver circuit 6034 through the FPC 6035, respectively.

図8(A)〜図8(C)に示すように、本発明の発光装置は、駆動回路の一部または全部を、画素部と同じ基板上に、セミアモルファスTFTを用いて形成することができる。   As shown in FIGS. 8A to 8C, in the light-emitting device of the present invention, part or all of the driver circuit can be formed over the same substrate as the pixel portion using a semi-amorphous TFT. it can.

また、信号線駆動回路及び走査線駆動回路を全て別途形成し、画素部が形成されている基板に実装しても良い。図8(D)に、画素部6042が形成されている基板6041上に、信号線駆動回路が形成されたチップ6043と、走査線駆動回路が形成されたチップ6044とを貼り合わせる素子基板の形態を、図8(D)に示す。画素部6042は、セミアモルファスTFTまたはアモルファスTFTを用いて形成する。画素部6042と、信号線駆動回路が形成されたチップ6043と、走査線駆動回路が形成されたチップ6044とに、それぞれ電源の電位、各種信号等が、FPC6045を介して供給される。   Alternatively, the signal line driver circuit and the scan line driver circuit may be separately formed and mounted on the substrate over which the pixel portion is formed. FIG. 8D illustrates an element substrate in which a chip 6043 in which a signal line driver circuit is formed and a chip 6044 in which a scan line driver circuit is formed are attached to a substrate 6041 in which a pixel portion 6042 is formed. Is shown in FIG. The pixel portion 6042 is formed using a semi-amorphous TFT or an amorphous TFT. The potential of the power supply, various signals, and the like are supplied to the pixel portion 6042, the chip 6043 formed with the signal line driver circuit, and the chip 6044 formed with the scan line driver circuit through the FPC 6045, respectively.

なお、別途形成した基板の接続方法は、特に限定されるものではなく、公知のCOG方法やワイヤボンディング方法、或いはTAB方法などを用いることができる。また接続する位置は、電気的な接続が可能であるならば、図8に示した位置に限定されない。また、コントローラ、CPU、メモリ等を別途形成し、接続するようにしても良い。   Note that a method for connecting a separately formed substrate is not particularly limited, and a known COG method, wire bonding method, TAB method, or the like can be used. Further, the connection position is not limited to the position illustrated in FIG. 8 as long as electrical connection is possible. In addition, a controller, a CPU, a memory, and the like may be separately formed and connected.

なお本発明で用いる信号線駆動回路は、シフトレジスタとアナログスイッチのみを有する形態に限定されない。シフトレジスタとアナログスイッチに加え、バッファ、レベルシフタ、ソースフォロワ等、他の回路を有していても良い。また、シフトレジスタとアナログスイッチは必ずしも設ける必要はなく、例えばシフトレジスタの代わりにデコーダ回路のような信号線の選択ができる別の回路を用いても良いし、アナログスイッチの代わりにラッチ等を用いても良い。   Note that the signal line driver circuit used in the present invention is not limited to a mode having only a shift register and an analog switch. In addition to the shift register and the analog switch, other circuits such as a buffer, a level shifter, and a source follower may be included. The shift register and the analog switch are not necessarily provided. For example, another circuit that can select a signal line such as a decoder circuit may be used instead of the shift register, or a latch or the like may be used instead of the analog switch. May be.

チップの実装方法は、特に限定されるものではなく、公知のCOG方法やワイヤボンディング方法、或いはTAB方法などを用いることができる。またチップを実装する位置は、電気的な接続が可能であるならば、図8に示した位置に限定されない。また、図8では信号線駆動回路、走査線駆動回路をチップで形成した例について示したが、コントローラ、CPU、メモリ等をチップで形成し、実装するようにしても良い。また、走査線駆動回路全体をチップで形成するのではなく、走査線駆動回路を構成している回路の一部だけを、チップで形成するようにしても良い。   The chip mounting method is not particularly limited, and a known COG method, wire bonding method, TAB method, or the like can be used. Further, the position where the chip is mounted is not limited to the position shown in FIG. 8 as long as electrical connection is possible. Further, although FIG. 8 illustrates an example in which the signal line driver circuit and the scan line driver circuit are formed using a chip, a controller, a CPU, a memory, and the like may be formed using a chip and mounted. In addition, instead of forming the entire scanning line driving circuit with a chip, only a part of the circuit constituting the scanning line driving circuit may be formed with a chip.

駆動回路などの集積回路を別途チップで形成して実装することで、全ての回路を画素部と同じ基板上に形成する場合に比べて、歩留まりを高めることができ、また各回路の特性に合わせたプロセスの最適化を容易に行なうことができる。   By forming and mounting an integrated circuit such as a driver circuit separately on a chip, the yield can be increased compared to the case where all the circuits are formed on the same substrate as the pixel portion, and the characteristics of each circuit are adjusted. The process can be easily optimized.

次に、本発明の発光装置に用いられるセミアモルファス半導体を用いたTFTの構成について説明する。図9(A)に、駆動回路に用いられるTFTの断面図と、画素部に用いられるTFTの断面図を示す。501は駆動回路に用いられるTFTの断面図に相当し、502は画素部に用いられるTFT断面図に相当し、503は該TFT502によって電流が供給される発光素子の断面図に相当する。TFT501、502は逆スタガ型(ボトムゲート型)である。   Next, the structure of a TFT using a semi-amorphous semiconductor used in the light emitting device of the present invention will be described. FIG. 9A shows a cross-sectional view of a TFT used for a driver circuit and a cross-sectional view of a TFT used for a pixel portion. Reference numeral 501 corresponds to a cross-sectional view of a TFT used in a driver circuit, 502 corresponds to a cross-sectional view of a TFT used in a pixel portion, and 503 corresponds to a cross-sectional view of a light emitting element to which current is supplied by the TFT 502. The TFTs 501 and 502 are an inverted stagger type (bottom gate type).

駆動回路のTFT501は、基板500上に形成されたゲート電極510と、ゲート電極510を覆っているゲート絶縁膜511と、ゲート絶縁膜511を間に挟んでゲート電極510と重なっている、セミアモルファス半導体膜で形成された第1の半導体膜512とを有している。さらにTFT501は、ソース領域またはドレイン領域として機能する一対の第2の半導体膜513と、第1の半導体膜512と第2の半導体膜513の間に設けられた第3の半導体膜514とを有している。   The TFT 501 of the driver circuit includes a gate electrode 510 formed over the substrate 500, a gate insulating film 511 that covers the gate electrode 510, and a semi-amorphous layer that overlaps the gate electrode 510 with the gate insulating film 511 interposed therebetween. A first semiconductor film 512 formed of a semiconductor film. Further, the TFT 501 includes a pair of second semiconductor films 513 functioning as a source region or a drain region, and a third semiconductor film 514 provided between the first semiconductor film 512 and the second semiconductor film 513. is doing.

図9(A)では、ゲート絶縁膜511が2層の絶縁膜で形成されているが、本発明はこの構成に限定されない。ゲート絶縁膜511が単層または3層以上の絶縁膜で形成されていても良い。   In FIG. 9A, the gate insulating film 511 is formed with two insulating films; however, the present invention is not limited to this structure. The gate insulating film 511 may be formed of a single layer or three or more layers of insulating films.

また第2の半導体膜513は、アモルファス半導体膜またはセミアモルファス半導体膜で形成されており、該半導体膜に一導電型を付与する不純物が添加されている。そして一対の第2の半導体膜513は、第1の半導体膜512のチャネルが形成される領域を間に挟んで、向かい合っている。   The second semiconductor film 513 is formed using an amorphous semiconductor film or a semi-amorphous semiconductor film, and an impurity imparting one conductivity type is added to the semiconductor film. The pair of second semiconductor films 513 face each other with a region where the channel of the first semiconductor film 512 is formed therebetween.

また第3の半導体膜514は、アモルファス半導体膜またはセミアモルファス半導体膜で形成されており、第2の半導体膜513と同じ導電型を有し、なおかつ第2の半導体膜513よりも導電性が低くなるような特性を有している。第3の半導体膜514はLDD領域として機能するので、ドレイン領域として機能する第2の半導体膜513の端部に集中する電界を緩和し、ホットキャリア効果を防ぐことができる。第3の半導体膜514は必ずしも設ける必要はないが、設けることでTFTの耐圧性を高め、信頼性を向上させることができる。なお、TFT501がn型である場合、第3の半導体膜514を形成する際に特にn型を付与する不純物を添加せずとも、n型の導電型が得られる。よって、TFT501がn型の場合、必ずしも第3の半導体膜514にn型の不純物を添加する必要はない。ただし、チャネルが形成される第1の半導体膜には、p型の導電性を付与する不純物を添加し、極力I型に近づくようにその導電型を制御しておく。   The third semiconductor film 514 is formed using an amorphous semiconductor film or a semi-amorphous semiconductor film, has the same conductivity type as the second semiconductor film 513, and has lower conductivity than the second semiconductor film 513. It has the characteristic which becomes. Since the third semiconductor film 514 functions as an LDD region, an electric field concentrated on the end portion of the second semiconductor film 513 functioning as a drain region can be relaxed and the hot carrier effect can be prevented. Although the third semiconductor film 514 is not necessarily provided, the provision of the third semiconductor film 514 can increase the withstand voltage of the TFT and improve the reliability. Note that in the case where the TFT 501 is n-type, n-type conductivity can be obtained without adding an impurity imparting n-type in particular when the third semiconductor film 514 is formed. Therefore, when the TFT 501 is n-type, it is not always necessary to add n-type impurities to the third semiconductor film 514. However, an impurity imparting p-type conductivity is added to the first semiconductor film in which the channel is formed, and the conductivity type is controlled so as to be as close to the I-type as possible.

また、一対の第3の半導体膜514に接するように、配線515が形成されている。   A wiring 515 is formed so as to be in contact with the pair of third semiconductor films 514.

画素部のTFT502は、基板500上に形成されたゲート電極520と、ゲート電極520を覆っているゲート絶縁膜511と、ゲート絶縁膜511を間に挟んでゲート電極520と重なっている、セミアモルファス半導体膜で形成された第1の半導体膜522とを有している。さらにTFT502は、ソース領域またはドレイン領域として機能する一対の第2の半導体膜523と、第1の半導体膜522と第2の半導体膜523の間に設けられた第3の半導体膜524とを有している。   The TFT 502 in the pixel portion includes a gate electrode 520 formed over the substrate 500, a gate insulating film 511 covering the gate electrode 520, and a semi-amorphous layer overlapping the gate electrode 520 with the gate insulating film 511 interposed therebetween. A first semiconductor film 522 formed of a semiconductor film. Further, the TFT 502 includes a pair of second semiconductor films 523 functioning as a source region or a drain region, and a third semiconductor film 524 provided between the first semiconductor film 522 and the second semiconductor film 523. is doing.

また第2の半導体膜523は、アモルファス半導体膜またはセミアモルファス半導体膜で形成されており、該半導体膜に一導電型を付与する不純物が添加されている。そして一対の第2の半導体膜523は、第1の半導体膜522のチャネルが形成される領域を間に挟んで、向かい合っている。   The second semiconductor film 523 is formed using an amorphous semiconductor film or a semi-amorphous semiconductor film, and an impurity imparting one conductivity type is added to the semiconductor film. The pair of second semiconductor films 523 face each other with the region where the channel of the first semiconductor film 522 is formed therebetween.

また第3の半導体膜524は、アモルファス半導体膜またはセミアモルファス半導体膜で形成されており、第2の半導体膜523と同じ導電型を有し、なおかつ第2の半導体膜523よりも導電性が低くなるような特性を有している。第3の半導体膜524はLDD領域として機能するので、ドレイン領域として機能する第2の半導体膜523の端部に集中する電界を緩和し、ホットキャリア効果を防ぐことができる。第3の半導体膜524は必ずしも設ける必要はないが、設けることでTFTの耐圧性を高め、信頼性を向上させることができる。なお、TFT502がn型である場合、第3の半導体膜524を形成する際に特にn型を付与する不純物を添加せずとも、n型の導電型が得られる。よって、TFT502がn型の場合、必ずしも第3の半導体膜524にn型の不純物を添加する必要はない。ただし、チャネルが形成される第1の半導体膜には、p型の導電性を付与する不純物を添加し、極力I型に近づくようにその導電型を制御しておく。   The third semiconductor film 524 is formed using an amorphous semiconductor film or a semi-amorphous semiconductor film, has the same conductivity type as the second semiconductor film 523, and has lower conductivity than the second semiconductor film 523. It has the characteristic which becomes. Since the third semiconductor film 524 functions as an LDD region, an electric field concentrated on an end portion of the second semiconductor film 523 functioning as a drain region can be relaxed and a hot carrier effect can be prevented. The third semiconductor film 524 is not necessarily provided; however, by providing the third semiconductor film 524, the withstand voltage of the TFT can be increased and the reliability can be improved. Note that in the case where the TFT 502 is n-type, an n-type conductivity type can be obtained without adding an impurity imparting n-type in particular when the third semiconductor film 524 is formed. Therefore, when the TFT 502 is n-type, it is not always necessary to add an n-type impurity to the third semiconductor film 524. However, an impurity imparting p-type conductivity is added to the first semiconductor film in which the channel is formed, and the conductivity type is controlled so as to be as close to the I-type as possible.

また、一対の第3の半導体膜524に接するように、配線525が形成されている。   A wiring 525 is formed so as to be in contact with the pair of third semiconductor films 524.

また、TFT501、502及び配線515、525を覆うように、絶縁膜からなる第1のパッシベーション膜540、第2のパッシベーション膜541が形成されている。TFT501、502を覆うパッシベーション膜は2層に限らず、単層であっても良いし、3層以上であっても良い。例えば第1のパッシベーション膜540を窒化珪素、第2のパッシベーション膜541を酸化珪素で形成することができる。窒化珪素または窒化酸化珪素でパッシベーション膜を形成することで、TFT501、502が水分や酸素などの影響により、劣化するのを防ぐことができる。   A first passivation film 540 and a second passivation film 541 made of an insulating film are formed so as to cover the TFTs 501 and 502 and the wirings 515 and 525. The passivation film that covers the TFTs 501 and 502 is not limited to two layers, and may be a single layer or three or more layers. For example, the first passivation film 540 can be formed using silicon nitride, and the second passivation film 541 can be formed using silicon oxide. By forming the passivation film using silicon nitride or silicon nitride oxide, it is possible to prevent the TFTs 501 and 502 from being deteriorated by the influence of moisture, oxygen, or the like.

そして、配線525の一方は、発光素子503の陽極530に接続されている。また陽極530上に接するように、電界発光層531が、該電界発光層531に接するように陰極532が形成されている。   One end of the wiring 525 is connected to the anode 530 of the light emitting element 503. Further, an electroluminescent layer 531 is formed so as to be in contact with the anode 530, and a cathode 532 is formed so as to be in contact with the electroluminescent layer 531.

チャネル形成領域を含んでいる第1の半導体膜512、522を、セミアモルファス半導体で形成することで、アモルファス半導体膜を用いたTFTに比べて高い移動度のTFTを得ることができ、よって駆動回路と画素部を同一の基板に形成することができる。   By forming the first semiconductor films 512 and 522 including the channel formation region using a semi-amorphous semiconductor, a TFT having higher mobility than a TFT using an amorphous semiconductor film can be obtained. And the pixel portion can be formed over the same substrate.

次に、本発明の発光装置が有するTFTの、図9(A)とは異なる形態について説明する。図9(B)に、駆動回路に用いられるTFTの断面図と、画素部に用いられるTFTの断面図を示す。301は駆動回路に用いられるTFTの断面図に相当し、302は画素部に用いられるTFTと、該TFT302によって電流が供給される発光素子303の断面図に相当する。   Next, a mode different from that in FIG. 9A of the TFT included in the light-emitting device of the present invention will be described. FIG. 9B shows a cross-sectional view of a TFT used for a driver circuit and a cross-sectional view of a TFT used for a pixel portion. 301 corresponds to a cross-sectional view of a TFT used in a driver circuit, and 302 corresponds to a cross-sectional view of a TFT used in a pixel portion and a light-emitting element 303 to which current is supplied by the TFT 302.

駆動回路のTFT301と画素部のTFT302は、基板300上に形成されたゲート電極310、320と、ゲート電極310、320を覆っているゲート絶縁膜311と、ゲート絶縁膜311を間に挟んでゲート電極310、320と重なっている、セミアモルファス半導体膜で形成された第1の半導体膜312、322とをそれぞれ有している。そして、第1の半導体膜312、322のチャネル形成領域を覆うように、絶縁膜で形成されたチャネル保護膜330、331が形成されている。チャネル保護膜330、331は、TFT301、302の作製工程において、第1の半導体膜312、322のチャネル形成領域がエッチングされてしまうのを防ぐために設ける。さらにTFT301、302は、ソース領域またはドレイン領域として機能する一対の第2の半導体膜313、323と、第1の半導体膜312、322と第2の半導体膜313、323の間に設けられた第3の半導体膜314、324とをそれぞれ有している。   The TFT 301 of the driver circuit and the TFT 302 of the pixel portion are gate electrodes 310 and 320 formed on the substrate 300, a gate insulating film 311 covering the gate electrodes 310 and 320, and a gate insulating film 311 interposed therebetween. First semiconductor films 312, 322 formed of semi-amorphous semiconductor films, which overlap with the electrodes 310, 320, are provided. Then, channel protective films 330 and 331 made of an insulating film are formed so as to cover the channel formation regions of the first semiconductor films 312 and 322. The channel protective films 330 and 331 are provided in order to prevent the channel formation regions of the first semiconductor films 312 and 322 from being etched in the manufacturing process of the TFTs 301 and 302. Further, the TFTs 301 and 302 include a pair of second semiconductor films 313 and 323 that function as a source region or a drain region, and a first semiconductor film 312 or 322 and a second semiconductor film 313 or 323 provided between the second semiconductor films 313 and 323. 3 semiconductor films 314 and 324, respectively.

図9(B)では、ゲート絶縁膜311が2層の絶縁膜で形成されているが、本発明はこの構成に限定されない。ゲート絶縁膜311が単層または3層以上の絶縁膜で形成されていても良い。   In FIG. 9B, the gate insulating film 311 is formed with two insulating films; however, the present invention is not limited to this structure. The gate insulating film 311 may be formed of a single layer or three or more layers of insulating films.

また第2の半導体膜313、323は、アモルファス半導体膜またはセミアモルファス半導体膜で形成されており、該半導体膜に一導電型を付与する不純物が添加されている。そして一対の第2の半導体膜313、323は、第1の半導体膜312のチャネルが形成される領域を間に挟んで、向かい合っている。   The second semiconductor films 313 and 323 are formed using an amorphous semiconductor film or a semi-amorphous semiconductor film, and an impurity imparting one conductivity type is added to the semiconductor film. The pair of second semiconductor films 313 and 323 face each other with a region where the channel of the first semiconductor film 312 is formed therebetween.

また第3の半導体膜314、324は、アモルファス半導体膜またはセミアモルファス半導体膜で形成されており、第2の半導体膜313、323と同じ導電型を有し、なおかつ第2の半導体膜313、323よりも導電性が低くなるような特性を有している。第3の半導体膜314、324はLDD領域として機能するので、ドレイン領域として機能する第2の半導体膜313、323の端部に集中する電界を緩和し、ホットキャリア効果を防ぐことができる。第3の半導体膜314、324は必ずしも設ける必要はないが、設けることでTFTの耐圧性を高め、信頼性を向上させることができる。なお、TFT301、302がn型である場合、第3の半導体膜314、324を形成する際に特にn型を付与する不純物を添加せずとも、n型の導電型が得られる。よって、TFT301、302がn型の場合、必ずしも第3の半導体膜314、324にn型の不純物を添加する必要はない。ただし、チャネルが形成される第1の半導体膜には、p型の導電性を付与する不純物を添加し、極力I型に近づくようにその導電型を制御しておく。   The third semiconductor films 314 and 324 are formed of an amorphous semiconductor film or a semi-amorphous semiconductor film, have the same conductivity type as the second semiconductor films 313 and 323, and have the second semiconductor films 313 and 323. It has the characteristic that conductivity becomes lower than that. Since the third semiconductor films 314 and 324 function as LDD regions, an electric field concentrated on the end portions of the second semiconductor films 313 and 323 functioning as drain regions can be relaxed and the hot carrier effect can be prevented. The third semiconductor films 314 and 324 are not necessarily provided, but the provision of the third semiconductor films 314 and 324 can increase the pressure resistance of the TFT and improve the reliability. Note that in the case where the TFTs 301 and 302 are n-type, an n-type conductivity type can be obtained without adding an impurity imparting n-type in particular when the third semiconductor films 314 and 324 are formed. Therefore, when the TFTs 301 and 302 are n-type, it is not always necessary to add n-type impurities to the third semiconductor films 314 and 324. However, an impurity imparting p-type conductivity is added to the first semiconductor film in which the channel is formed, and the conductivity type is controlled so as to be as close to the I-type as possible.

また、一対の第3の半導体膜314、324に接するように、配線315、325が形成されている。   In addition, wirings 315 and 325 are formed so as to be in contact with the pair of third semiconductor films 314 and 324.

また、TFT301、302及び配線315、325を覆うように、絶縁膜からなる第1のパッシベーション膜340、第2のパッシベーション膜341が形成されている。TFT301、302を覆うパッシベーション膜は2層に限らず、単層であっても良いし、3層以上であっても良い。例えば第1のパッシベーション膜340を窒化珪素、第2のパッシベーション膜341を酸化珪素で形成することができる。窒化珪素または窒化酸化珪素でパッシベーション膜を形成することで、TFT301、302が水分や酸素などの影響により、劣化するのを防ぐことができる。   A first passivation film 340 and a second passivation film 341 made of an insulating film are formed so as to cover the TFTs 301 and 302 and the wirings 315 and 325. The passivation film that covers the TFTs 301 and 302 is not limited to two layers, and may be a single layer or three or more layers. For example, the first passivation film 340 can be formed using silicon nitride, and the second passivation film 341 can be formed using silicon oxide. By forming the passivation film using silicon nitride or silicon nitride oxide, it is possible to prevent the TFTs 301 and 302 from being deteriorated by the influence of moisture, oxygen, or the like.

そして、配線325の一方は、発光素子303の陽極350に接続されている。また陽極350上に接するように、電界発光層351が、該電界発光層351に接するように陰極332が形成されている。   One end of the wiring 325 is connected to the anode 350 of the light emitting element 303. Further, an electroluminescent layer 351 is formed in contact with the anode 350, and a cathode 332 is formed in contact with the electroluminescent layer 351.

チャネル形成領域を含んでいる第1の半導体膜312、322を、セミアモルファス半導体で形成することで、アモルファス半導体膜を用いたTFTに比べて高い移動度のTFTを得ることができ、よって駆動回路と画素部を同一の基板に形成することができる。   By forming the first semiconductor films 312 and 322 including the channel formation region using a semi-amorphous semiconductor, a TFT having higher mobility than a TFT using an amorphous semiconductor film can be obtained. And the pixel portion can be formed over the same substrate.

なお本実施例では、セミアモルファス半導体を用いたTFTで発光装置の駆動回路と画素部を同じ基板上に形成した例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。セミアモルファス半導体を用いたTFTで画素部を形成し、該画素部が形成された基板に別途形成された駆動回路を貼り付けても良い。またチャネルが形成される第1の半導体膜をアモルファス半導体で形成することができる。ただしこの場合、アモルファス半導体を用いたTFTで画素部を形成し、該画素部が形成された基板に別途形成された駆動回路を貼り付けるようにする。   Note that in this embodiment, the example in which the driving circuit of the light-emitting device and the pixel portion are formed over the same substrate using a TFT using a semi-amorphous semiconductor is described; however, the present invention is not limited to this structure. A pixel portion may be formed using a TFT using a semi-amorphous semiconductor, and a driver circuit formed separately may be attached to a substrate on which the pixel portion is formed. In addition, the first semiconductor film in which the channel is formed can be formed using an amorphous semiconductor. However, in this case, a pixel portion is formed using a TFT using an amorphous semiconductor, and a separately formed drive circuit is attached to a substrate on which the pixel portion is formed.

次に、本発明の発光装置が有する画素の構成について説明する。図10(A)に、画素の回路図の一形態を、図10(B)に図10(A)に対応する画素の断面構造の一形態を示す。   Next, a structure of a pixel included in the light emitting device of the present invention will be described. FIG. 10A illustrates one mode of a circuit diagram of a pixel, and FIG. 10B illustrates one mode of a cross-sectional structure of a pixel corresponding to FIG.

図10(A)、図10(B)において、221は画素へのビデオ信号の入力を制御するためのスイッチング用TFTに相当し、222は発光素子223への電流の供給を制御するための駆動用TFTに相当する。具体的には、スイッチング用TFT221を介して画素に入力されたビデオ信号の電位に従って、駆動用TFT222のドレイン電流が制御され、該ドレイン電流が発光素子223に供給される。なお224は、スイッチング用TFT221がオフのときに駆動用TFTのゲート電圧を保持するための容量素子に相当し、必ずしも設ける必要はない。   10A and 10B, reference numeral 221 corresponds to a switching TFT for controlling input of a video signal to the pixel, and reference numeral 222 denotes driving for controlling supply of current to the light emitting element 223. This corresponds to a TFT for use. Specifically, the drain current of the driving TFT 222 is controlled in accordance with the potential of the video signal input to the pixel through the switching TFT 221, and the drain current is supplied to the light emitting element 223. Note that 224 corresponds to a capacitor for holding the gate voltage of the driving TFT when the switching TFT 221 is off, and is not necessarily provided.

具体的には、スイッチング用TFT221は、ゲート電極が走査線Gj(j=1〜y)に接続されており、ソース領域とドレイン領域が、一方は信号線Si(i=1〜x)に他方は駆動用TFT222のゲートに接続されている。また駆動用TFT222のソース領域とドレイン領域は、一方が電源線Vi(i=1〜x)に、他方が発光素子223の陽極225に接続されている。容量素子224が有する2つの電極は、一方が駆動用TFT222のゲート電極に、他方が発光素子223の陽極225に接続されている。   Specifically, the switching TFT 221 has a gate electrode connected to the scanning line Gj (j = 1 to y), and one of the source region and the drain region is connected to the signal line Si (i = 1 to x). Is connected to the gate of the driving TFT 222. One of the source region and the drain region of the driving TFT 222 is connected to the power supply line Vi (i = 1 to x), and the other is connected to the anode 225 of the light emitting element 223. One of the two electrodes of the capacitor 224 is connected to the gate electrode of the driving TFT 222 and the other is connected to the anode 225 of the light-emitting element 223.

なお図10(A)、図10(B)では、スイッチング用TFT221が、直列に接続され、なおかつゲート電極が接続された複数のTFTが、第1の半導体膜を共有しているような構成を有する、マルチゲート構造となっている。マルチゲート構造とすることで、スイッチング用TFT221のオフ電流を低減させることができる。具体的に図10(A)、図10(B)ではスイッチング用TFT221が2つのTFTが直列に接続されたような構成を有しているが、3つ以上のTFTが直列に接続され、なおかつゲート電極が接続されたようなマルチゲート構造であっても良い。また、スイッチング用TFTは必ずしもマルチゲート構造である必要はなく、ゲート電極とチャネル形成領域が単数である通常のシングルゲート構造のTFTであっても良い。   10A and 10B, the switching TFT 221 is connected in series, and a plurality of TFTs to which the gate electrode is connected share the first semiconductor film. It has a multi-gate structure. With the multi-gate structure, the off-state current of the switching TFT 221 can be reduced. Specifically, in FIGS. 10A and 10B, the switching TFT 221 has a configuration in which two TFTs are connected in series, but three or more TFTs are connected in series, and A multi-gate structure in which gate electrodes are connected may be used. The switching TFT does not necessarily have a multi-gate structure, and may be a normal single-gate TFT having a single gate electrode and channel formation region.

次に、本発明の発光装置の、具体的な作製方法について説明する。   Next, a specific manufacturing method of the light-emitting device of the present invention will be described.

基板710はガラスや石英などの他に、プラスチック材料を用いることができる。また、ステンレスやアルミニウムなどの金属材料の上に絶縁膜を形成したものを用いても良い。この基板710上にゲート電極及びゲート配線(走査線)を形成するための導電膜を形成する。導電膜にはクロム、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウムなどの金属材料またはその合金材料を用いる。この導電膜はスパッタリング法や真空蒸着法で形成することができる。   The substrate 710 can be made of a plastic material in addition to glass, quartz, or the like. Further, an insulating film formed on a metal material such as stainless steel or aluminum may be used. A conductive film for forming a gate electrode and a gate wiring (scanning line) is formed on the substrate 710. For the conductive film, a metal material such as chromium, molybdenum, titanium, tantalum, tungsten, aluminum, or an alloy material thereof is used. This conductive film can be formed by a sputtering method or a vacuum evaporation method.

導電膜をエッチング加工してゲート電極712、713を形成する。ゲート電極712、713上には第1の半導体膜や配線層を形成するので、その端部がテーパー状になるように加工することが望ましい。また導電膜を、アルミニウムを主成分とする材料で形成する場合には、エッチング加工後に陽極酸化処理などをして表面を絶縁化しておくと良い。また、図示しないがこの工程でゲート電極に接続する配線も同時に形成することができる。   Gate electrodes 712 and 713 are formed by etching the conductive film. Since the first semiconductor film and the wiring layer are formed over the gate electrodes 712 and 713, it is desirable to process the end portions thereof in a tapered shape. In the case where the conductive film is formed using a material containing aluminum as a main component, the surface may be insulated by anodizing after etching. Although not shown, a wiring connected to the gate electrode can be formed at the same time in this step.

第1絶縁膜714と第2絶縁膜715は、ゲート電極712、713の上層に形成することでゲート絶縁膜として機能させることができる。この場合、第1絶縁膜714として酸化珪素膜、第2絶縁膜715として窒化珪素膜を形成することが好ましい。これらの絶縁膜はグロー放電分解法やスパッタリング法で形成することができる。特に、低い成膜温度でゲートリーク電流に少ない緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、形成される絶縁膜中に混入させると良い。   The first insulating film 714 and the second insulating film 715 can function as gate insulating films by being formed over the gate electrodes 712 and 713. In this case, it is preferable to form a silicon oxide film as the first insulating film 714 and a silicon nitride film as the second insulating film 715. These insulating films can be formed by a glow discharge decomposition method or a sputtering method. In particular, in order to form a dense insulating film with low gate leakage current at a low deposition temperature, a rare gas element such as argon is preferably included in the reaction gas and mixed into the formed insulating film.

そして、このような第1、第2絶縁膜714、715上に、第1の半導体膜716を形成する。第1の半導体膜716は、セミアモルファス半導体(SAS)で形成する。   Then, a first semiconductor film 716 is formed on the first and second insulating films 714 and 715. The first semiconductor film 716 is formed using a semi-amorphous semiconductor (SAS).

このSASは珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、SiH4であり、その他にもSi26、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4などを用いることができる。この珪化物気体を水素、水素とヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して用いることでSASの形成を容易なものとすることができる。希釈率は10倍〜1000倍の範囲で珪化物気体を希釈することが好ましい。勿論、グロー放電分解による被膜の反応生成は減圧下で行なうが、圧力は概略0.1Pa〜133Paの範囲で行なえば良い。グロー放電を形成するための電力は1MHz〜120MHz、好ましくは13MHz〜60MHzの高周波電力を供給すれば良い。基板加熱温度は300度以下が好ましく、100〜200度の基板加熱温度が推奨される。 This SAS can be obtained by glow discharge decomposition of a silicide gas. A typical silicide gas is SiH 4 , and in addition, Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 , SiF 4 and the like can be used. The formation of the SAS can be facilitated by diluting the silicide gas with one or plural kinds of rare gas elements selected from hydrogen, hydrogen and helium, argon, krypton, and neon. It is preferable to dilute the silicide gas at a dilution ratio in the range of 10 times to 1000 times. Of course, the reaction of the coating by glow discharge decomposition is performed under reduced pressure, but the pressure may be in the range of about 0.1 Pa to 133 Pa. The power for forming the glow discharge may be high frequency power of 1 MHz to 120 MHz, preferably 13 MHz to 60 MHz. The substrate heating temperature is preferably 300 ° C. or less, and a substrate heating temperature of 100 to 200 ° C. is recommended.

また、珪化物気体中に、CH4、C26などの炭化物気体、GeH4、GeF4などのゲルマニウム化気体を混入させて、エネルギーバンド幅を1.5〜2.4eV、若しくは0.9〜1.1eVに調節しても良い。 Further, a carbide gas such as CH 4 and C 2 H 6 and a germanium gas such as GeH 4 and GeF 4 are mixed in the silicide gas, and the energy band width is 1.5 to 2.4 eV, or 0.8. You may adjust to 9-1.1 eV.

また、SASは、価電子制御を目的とした不純物元素を意図的に添加しないときに弱いn型の電気伝導性を示す。これは、アモルファス半導体を成膜するときよりも高い電力のグロー放電を行なうため酸素が半導体膜中に混入しやすいためである。そこで、TFTのチャネル形成領域を設ける第1の半導体膜に対しては、p型を付与する不純物元素を、この成膜と同時に、或いは成膜後に添加することで、しきい値制御をすることが可能となる。p型を付与する不純物元素としては、代表的には硼素であり、B26、BF3などの不純物気体を1ppm〜1000ppmの割合で珪化物気体に混入させると良い。例えば、p型を付与する不純物元素としてボロンを用いる場合、該ボロンの濃度を1×1014〜6×1016atoms/cm3とすると良い。 SAS exhibits weak n-type conductivity when an impurity element for the purpose of valence electron control is not intentionally added. This is because oxygen is easily mixed into the semiconductor film because glow discharge with higher power is performed than when an amorphous semiconductor is formed. Therefore, for the first semiconductor film provided with the channel formation region of the TFT, the threshold value is controlled by adding an impurity element imparting p-type at the same time as or after the film formation. Is possible. The impurity element imparting p-type is typically boron, and an impurity gas such as B 2 H 6 or BF 3 may be mixed into the silicide gas at a rate of 1 ppm to 1000 ppm. For example, when boron is used as the impurity element imparting p-type conductivity, the concentration of boron is preferably 1 × 10 14 to 6 × 10 16 atoms / cm 3 .

次に、第2の半導体膜717、第3の半導体膜718を形成する(図11(A))。第2の半導体膜717は、価電子制御を目的とした不純物元素を意図的に添加しないで形成したものであり、第1の半導体膜716と同様にSASで形成することが好ましい。この第2の半導体膜717は、ソース及びドレインを形成する一導電型を有する第3の半導体膜718と第1の半導体膜716との間に形成することで、バッファ層(緩衝層)的な働きを持っている。従って、弱n型の電気伝導性を持って第1の半導体膜716に対して、同じ導電型で一導電型を有する第3の半導体膜718を形成する場合には必ずしも必要ない。しきい値制御をする目的において、p型を付与する不純物元素を添加する場合には、第2の半導体膜717は段階的に不純物濃度を変化させる効果を持ち、接合形成を良好にする上で好ましい形態となる。すなわち、形成されるTFTにおいては、チャネル形成領域とソースまたはドレイン領域の間に形成される低濃度不純物領域(LDD領域)としての機能を持たせることが可能となる。   Next, a second semiconductor film 717 and a third semiconductor film 718 are formed (FIG. 11A). The second semiconductor film 717 is formed without intentionally adding an impurity element for the purpose of valence electron control, and is preferably formed using SAS similarly to the first semiconductor film 716. The second semiconductor film 717 is formed between the first semiconductor film 716 and the third semiconductor film 718 having one conductivity type that forms a source and a drain, so that it functions as a buffer layer (buffer layer). Have work. Therefore, it is not always necessary when the third semiconductor film 718 having the same conductivity type and one conductivity type is formed on the first semiconductor film 716 having weak n-type conductivity. For the purpose of threshold control, when an impurity element imparting p-type conductivity is added, the second semiconductor film 717 has an effect of changing the impurity concentration stepwise, and in order to improve the junction formation. This is a preferred form. That is, the formed TFT can have a function as a low concentration impurity region (LDD region) formed between the channel formation region and the source or drain region.

一導電型を有する第3の半導体膜718はnチャネル型のTFTを形成する場合には、代表的な不純物元素としてリンを添加すれば良く、珪化物気体にPH3などの不純物気体を加えれば良い。一導電型を有する第3の半導体膜718は、価電子制御がされていることを除けば、SASのような半導体、非晶質半導体で形成されるものである。 The third semiconductor film 718 having one conductivity type may be formed by adding phosphorus as a typical impurity element when an n-channel TFT is formed, and by adding an impurity gas such as PH 3 to a silicide gas. good. The third semiconductor film 718 having one conductivity type is formed of a semiconductor such as SAS or an amorphous semiconductor except that valence electron control is performed.

以上、第1絶縁膜714から一導電型を有する第3の半導体膜718までは大気に触れさせることなく連続して形成することが可能である。すなわち、大気成分や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成することができるので、TFT特性のばらつきを低減することができる。   As described above, the first insulating film 714 to the third semiconductor film 718 having one conductivity type can be continuously formed without being exposed to the air. In other words, each stacked interface can be formed without being contaminated by atmospheric components or contaminating impurity elements floating in the atmosphere, so that variations in TFT characteristics can be reduced.

次に、フォトレジストを用いてマスク719を形成し、第1の半導体膜716、第2の半導体膜717、一導電型を有する第3の半導体膜718をエッチングして島状に分離形成する(図11(B))。   Next, a mask 719 is formed using a photoresist, and the first semiconductor film 716, the second semiconductor film 717, and the third semiconductor film 718 having one conductivity type are etched and formed in an island shape ( FIG. 11B).

その後、ソース及びドレインに接続する配線を形成するための第2導電膜720を形成する。第2導電膜720はアルミニウム、またはアルミニウムを主成分とする導電性材料で形成するが、半導体膜と接する側の層をチタン、タンタル、モリブデン、タングステン、銅またはこれらの元素の窒化物で形成した積層構造としても良い。例えば1層目がTaで2層目がW、1層目がTaNで2層目がAl、1層目がTaNで2層目がCu、1層目がTiで2層目がAlで3層目がTiといった組み合わせも考えられる。また1層目と2層目のいずれか一方にAgPdCu合金を用いても良い。W、AlとSiの合金(Al−Si)、TiNを順次積層した3層構造としてもよい。Wの代わりに窒化タングステンを用いてもよいし、AlとSiの合金(Al−Si)に代えてAlとTiの合金膜(Al−Ti)を用いてもよいし、TiNに代えてTiを用いてもよい。アルミニウムには耐熱性を向上させるためにチタン、シリコン、スカンジウム、ネオジウム、銅などの元素を0.5〜5原子%添加させても良い(図11(C))。   After that, a second conductive film 720 for forming wirings connected to the source and drain is formed. The second conductive film 720 is formed using aluminum or a conductive material containing aluminum as a main component. The layer in contact with the semiconductor film is formed using titanium, tantalum, molybdenum, tungsten, copper, or a nitride of these elements. A laminated structure may be used. For example, the first layer is Ta, the second layer is W, the first layer is TaN, the second layer is Al, the first layer is TaN, the second layer is Cu, the first layer is Ti, and the second layer is Al. A combination in which the layer is Ti is also conceivable. Further, an AgPdCu alloy may be used for either the first layer or the second layer. A three-layer structure in which W, an alloy of Al and Si (Al-Si), and TiN are sequentially stacked may be employed. Tungsten nitride may be used instead of W, an alloy film of Al and Ti (Al—Ti) may be used instead of an alloy of Al and Si (Al—Si), and Ti may be used instead of TiN. It may be used. In order to improve heat resistance, aluminum such as titanium, silicon, scandium, neodymium, or copper may be added to aluminum in an amount of 0.5 to 5 atomic% (FIG. 11C).

次にマスク721を形成する。マスク721はソースおよびドレインと接続する配線を形成するためにパターン形成されたマスクであり、同時に一導電型を有する第3の半導体膜718を取り除きチャネル形成領域を形成するためのエッチングマスクとして併用されるものである。アルミニウムまたはこれを主成分とする導電膜のエチングはBCl3、Cl2などの塩化物気体を用いて行なえば良い。このエッチング加工で配線723〜726を形成する。また、チャネル形成領域を形成するためのエッチングにはSF6、NF3、CF4などのフッ化物気体を用いてエッチングを行なうが、この場合には下地となる第1の半導体膜716とのエッチング選択比をとれないので、処理時間を適宜調整して行なうこととなる。以上のようにして、チャネルエッチ型のTFTの構造を形成することができる(図12(A))。 Next, a mask 721 is formed. The mask 721 is a patterned mask for forming wirings connected to the source and drain, and is used in combination as an etching mask for removing the third semiconductor film 718 having one conductivity type and forming a channel formation region at the same time. Is. Etching of aluminum or a conductive film mainly containing aluminum may be performed using a chloride gas such as BCl 3 or Cl 2 . Wirings 723 to 726 are formed by this etching process. In addition, etching for forming a channel formation region is performed using a fluoride gas such as SF 6 , NF 3 , CF 4 , and in this case, etching with the first semiconductor film 716 serving as a base is performed. Since the selection ratio cannot be taken, the processing time is appropriately adjusted. As described above, a channel-etch TFT structure can be formed (FIG. 12A).

次に、チャネル形成領域の保護を目的とした第3絶縁膜727を、窒化珪素膜で形成する。この窒化珪素膜はスパッタリング法やグロー放電分解法で形成可能であるが、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜であることが要求される。第3絶縁膜727に窒化珪素膜を用いることで、第1の半導体膜716中の酸素濃度を5×1019atoms/cm3以下、好ましくは1×1019atoms/cm3以下に抑えることができる。この目的において、珪素をターゲットとして、窒素とアルゴンなどの希ガス元素を混合させたスパッタガスで高周波スパッタリングされた窒化珪素膜で、膜中の希ガス元素を含ませることにより緻密化が促進されることとなる。また、グロー放電分解法においても、珪化物気体をアルゴンなどの希ガス元素で100倍〜500倍に希釈して形成された窒化珪素膜は、100度以下の低温においても緻密な膜を形成可能であり好ましい。さらに必要があれば第4絶縁膜728を酸化珪素膜で積層形成しても良い。第3絶縁膜727と第4絶縁膜728はパッシベーション膜に相当する。 Next, a third insulating film 727 for protecting the channel formation region is formed using a silicon nitride film. This silicon nitride film can be formed by sputtering or glow discharge decomposition, but it is intended to prevent the entry of contaminants such as organic substances, metal substances, and water vapor floating in the atmosphere, and it must be a dense film. Is required. By using a silicon nitride film for the third insulating film 727, the oxygen concentration in the first semiconductor film 716 can be suppressed to 5 × 10 19 atoms / cm 3 or less, preferably 1 × 10 19 atoms / cm 3 or less. it can. For this purpose, silicon nitride is a high-frequency sputtered silicon nitride film using silicon as a target and mixed with a rare gas element such as nitrogen and argon, and densification is promoted by including the rare gas element in the film. It will be. Also in the glow discharge decomposition method, a silicon nitride film formed by diluting a silicide gas with a rare gas element such as argon 100 to 500 times can form a dense film even at a low temperature of 100 degrees or less. It is preferable. Further, if necessary, the fourth insulating film 728 may be stacked with a silicon oxide film. The third insulating film 727 and the fourth insulating film 728 correspond to a passivation film.

第3絶縁膜727および/または第4絶縁膜728上には、好ましい形態として平坦化膜729を形成する。平坦化膜は、アクリル、ポリイミド、ポリアミドなどの有機樹脂、またはシロキサン系材料を出発材料として形成されたSi−O結合とSi−CHx結晶手を含む絶縁膜で形成することが好ましい。これらの材料は含水性があるので、水分の侵入及び放出を防ぐバリア膜として第6絶縁膜730を併設することが好ましい。第6絶縁膜730としては上述のような窒化珪素膜を適用すれば良い(図12(B))。   On the third insulating film 727 and / or the fourth insulating film 728, a planarization film 729 is formed as a preferable form. The planarization film is preferably formed using an insulating film including an Si—O bond and an Si—CHx crystal hand formed using an organic resin such as acrylic, polyimide, or polyamide, or a siloxane-based material as a starting material. Since these materials have water content, it is preferable to provide a sixth insulating film 730 as a barrier film that prevents intrusion and release of moisture. As the sixth insulating film 730, a silicon nitride film as described above may be applied (FIG. 12B).

配線732は、第6絶縁膜730、平坦化膜729、第3絶縁膜727、第4絶縁膜728にコンタクトホールを形成した後に形成する(図12(C))。   The wiring 732 is formed after contact holes are formed in the sixth insulating film 730, the planarization film 729, the third insulating film 727, and the fourth insulating film 728 (FIG. 12C).

以上のようにして形成されたチャネルエッチ型のTFTは、SASでチャネル形成領域を構成することにより2〜10cm2/V・secの電界効果移動度を得ることができる。 The channel-etched TFT formed as described above can obtain a field effect mobility of 2 to 10 cm 2 / V · sec by forming a channel formation region with SAS.

次に図13(A)に示すように、配線732に接するように、第6絶縁膜730上に陽極731を形成する。陽極731として、ITO、IZO、ITSOの他、酸化インジウムに2〜20%の酸化亜鉛(ZnO)を混合した透明導電膜を用いることができる。陽極731として上記透明導電膜の他に、窒化チタン膜またはチタン膜を用いても良い。この場合、透明導電膜を成膜した後に、窒化チタン膜またはチタン膜を、光が透過する程度の膜厚(好ましくは、5nm〜30nm程度)で成膜する。図13(A)では、陽極731としITOを用いている。陽極731は、その表面が平坦化されるように、CMP法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またCMP法を用いた研磨後に、陽極731の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。   Next, as illustrated in FIG. 13A, an anode 731 is formed over the sixth insulating film 730 so as to be in contact with the wiring 732. As the anode 731, in addition to ITO, IZO, ITSO, a transparent conductive film in which 2 to 20% zinc oxide (ZnO) is mixed with indium oxide can be used. In addition to the transparent conductive film, a titanium nitride film or a titanium film may be used as the anode 731. In this case, after forming the transparent conductive film, the titanium nitride film or the titanium film is formed with a thickness enough to transmit light (preferably, about 5 nm to 30 nm). In FIG. 13A, ITO is used for the anode 731. The anode 731 may be cleaned by polishing with a CMP method or a polyvinyl alcohol-based porous material so that the surface thereof is planarized. Further, after polishing using the CMP method, the surface of the anode 731 may be irradiated with ultraviolet rays, oxygen plasma treatment, or the like.

次に、第6絶縁膜730上に、有機樹脂膜、無機絶縁膜またはシロキサンを用いて形成された隔壁733を形成する。なおシロキサンとは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料である。また上記構成に加えて、置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも1種を有していても良い。隔壁733は開口部を有しており、該開口部において陽極731が露出している。次に図13(B)に示すように、隔壁733の開口部において陽極731と接するように、電界発光層734を形成する。電界発光層734は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。複数の層で構成されている場合、陽極731上に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層する。   Next, a partition wall 733 formed using an organic resin film, an inorganic insulating film, or siloxane is formed over the sixth insulating film 730. Note that siloxane is a material in which a skeleton structure is formed by a bond of silicon (Si) and oxygen (O), and a substituent includes at least hydrogen. In addition to the above structure, the substituent may have at least one of fluorine, an alkyl group, and aromatic hydrocarbon. The partition wall 733 has an opening, and the anode 731 is exposed in the opening. Next, as illustrated in FIG. 13B, an electroluminescent layer 734 is formed so as to be in contact with the anode 731 at the opening of the partition 733. The electroluminescent layer 734 may be composed of a single layer or a plurality of layers stacked. In the case of a plurality of layers, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are stacked in this order on the anode 731.

そして電界発光層734を覆うように、陰極735を形成する。陰極735は、仕事関数が小さい公知の材料、例えば、Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等を用いることができる。隔壁733の開口部において、陽極731と電界発光層734と陰極735が重なり合うことで、発光素子736が形成されている(図13(B))。   Then, a cathode 735 is formed so as to cover the electroluminescent layer 734. For the cathode 735, a known material having a small work function, for example, Ca, Al, CaF, MgAg, AlLi, or the like can be used. In the opening of the partition wall 733, the anode 731, the electroluminescent layer 734, and the cathode 735 overlap with each other, so that a light-emitting element 736 is formed (FIG. 13B).

なお実際には、図13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)やカバー材でパッケージング(封入)することが好ましい。   In actuality, when completed up to FIG. 13, packaging (encapsulation) with a protective film (laminate film, UV curable resin film, etc.) or cover material with high air tightness and low outgassing so as not to be exposed to the outside air. Is preferred.

このような、画素部と駆動回路で同じTFTを用いた素子基板は、ゲート電極形成用マスク、半導体領域形成用マスク、配線形成用マスク、コンタクトホール形成用マスク、陽極形成用マスクの合計5枚のマスクで形成することができる。   There are a total of five element substrates using the same TFT in the pixel portion and the drive circuit, including a gate electrode formation mask, a semiconductor region formation mask, a wiring formation mask, a contact hole formation mask, and an anode formation mask. The mask can be formed.

なお本実施例では、セミアモルファス半導体を用いたTFTで発光装置の駆動回路と画素部を同じ基板上に形成した例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。アモルファス半導体を用いたTFTで画素部を形成し、該画素部が形成された基板に別途形成された駆動回路を貼り付けても良い。   Note that in this embodiment, the example in which the driving circuit of the light-emitting device and the pixel portion are formed over the same substrate using a TFT using a semi-amorphous semiconductor is described; however, the present invention is not limited to this structure. A pixel portion may be formed using a TFT using an amorphous semiconductor, and a driver circuit which is separately formed may be attached to a substrate on which the pixel portion is formed.

なお、図11〜図13は、図9(A)に示した構成を有するTFTの作製方法について示したが、図9(B)に示した構成を有するTFTも同様に作製することができる。ただし、図9(B)に示したTFTの場合は、ゲート電極310、320に重畳させて、SASで形成された第1の半導体膜312、322上にチャネル保護膜330、331を形成する点で、図11〜図13と異なっている。   Note that FIGS. 11 to 13 illustrate a method for manufacturing a TFT having the structure illustrated in FIG. 9A; however, a TFT having the structure illustrated in FIG. 9B can be similarly manufactured. However, in the case of the TFT shown in FIG. 9B, channel protection films 330 and 331 are formed over the first semiconductor films 312 and 322 made of SAS so as to overlap with the gate electrodes 310 and 320. Therefore, it is different from FIGS.

また、図12(A)と図12(B)では、第3絶縁膜(第1のパッシベーション膜)、第4絶縁膜(第2のパッシベーション膜)にコンタクトホールを形成した後、陽極を形成し、隔壁を形成したものである。隔壁は、アクリル、ポリイミド、ポリアミドなどの有機樹脂、またはシロキサン系材料を出発材料として形成されたSi−O結合とSi−CHx結晶手を含む絶縁膜で形成すれば良く、特に感光性の材料を用い、陽極上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。   In FIGS. 12A and 12B, contact holes are formed in the third insulating film (first passivation film) and the fourth insulating film (second passivation film), and then an anode is formed. A partition wall is formed. The partition wall may be formed of an insulating film including an Si-O bond and an Si-CHx crystal hand formed using an organic resin such as acrylic, polyimide, or polyamide, or a siloxane-based material as a starting material. It is preferable to form an opening on the anode so that the side wall of the opening is an inclined surface formed with a continuous curvature.

本実施例では、図10に示した画素の、上面図の一実施例について説明する。   In this example, an example of a top view of the pixel shown in FIG. 10 will be described.

図14に本実施例の画素の上面図を示す。Siは信号線、Viは電源線に相当し、Gjは走査線に相当する。本実施例では、信号線Siと、電源線Viは同じ導電膜で形成する。また、走査線Gjと配線250は同じ導電膜で形成する。走査線Gjの一部は、スイッチング用TFT221のゲート電極として機能する。配線250は、その一部が駆動用TFT222のゲート電極として機能し、別の一部が容量素子224の第1の電極として機能する。また、駆動用TFT222が有する活性層の、陽極225側の一部251は、容量素子224の第2の電極として機能する。活性層の陽極225側の一部251と、配線250の一部と、ゲート絶縁膜(図示せず)とによって、容量素子224が形成される。225は陽極に相当し、電界発光層や陰極(共に図示せず)と重なる領域(発光エリア)において発光する。   FIG. 14 shows a top view of the pixel of this embodiment. Si corresponds to a signal line, Vi corresponds to a power supply line, and Gj corresponds to a scanning line. In this embodiment, the signal line Si and the power supply line Vi are formed of the same conductive film. Further, the scanning line Gj and the wiring 250 are formed using the same conductive film. A part of the scanning line Gj functions as a gate electrode of the switching TFT 221. A part of the wiring 250 functions as a gate electrode of the driving TFT 222, and another part functions as a first electrode of the capacitor 224. A part 251 on the anode 225 side of the active layer included in the driving TFT 222 functions as a second electrode of the capacitor 224. A capacitive element 224 is formed by a part 251 of the active layer on the anode 225 side, a part of the wiring 250, and a gate insulating film (not shown). 225 corresponds to an anode and emits light in a region (light emitting area) overlapping with an electroluminescent layer and a cathode (both not shown).

なお本発明の上面図は本の一実施例であり、本発明はこれに限定されないことは言うまでもない。   The top view of the present invention is an example of the present invention, and the present invention is not limited to this.

本発明の発光装置で用いるセミアモルファスTFTまたはアモルファスTFTは、n型である。本実施例では、駆動用TFTがn型の場合を例に挙げて、画素の断面構造について説明する。   The semi-amorphous TFT or amorphous TFT used in the light emitting device of the present invention is n-type. In this embodiment, a cross-sectional structure of a pixel will be described with an example in which a driving TFT is an n-type.

図15(A)に、駆動用TFT7001がn型で、発光素子7002から発せられる光が陰極7003側に抜ける場合の、画素の断面図を示す。図15(A)では、駆動用TFT7001と電気的に接続された陽極7005上に、電界発光層7004、陰極7003が順に積層されている。陽極7005には、光を透過しにくい材料を用いることが望ましい。例えば、窒化チタンまたはチタンを用いることができる。電界発光層7004は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。陰極7003は、仕事関数が小さい導電膜であれば公知の材料を用いることができる。例えば、Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等が望ましい。ただしその膜厚は、光を透過する程度(好ましくは、5nm〜30nm程度)とする。例えば20nmの膜厚を有するAlを、陰極7003として用いることができる。そして陰極7003を覆うように透明導電膜7007を形成する。透明導電膜7007は、例えば、ITO、IZO、ITSOの他、酸化インジウムに2〜20%の酸化亜鉛(ZnO)を混合した透明導電膜を用いることができる。   FIG. 15A is a cross-sectional view of a pixel in the case where the driving TFT 7001 is an n-type and light emitted from the light-emitting element 7002 is emitted to the cathode 7003 side. In FIG. 15A, an electroluminescent layer 7004 and a cathode 7003 are sequentially stacked over an anode 7005 which is electrically connected to the driving TFT 7001. It is desirable to use a material that does not easily transmit light for the anode 7005. For example, titanium nitride or titanium can be used. The electroluminescent layer 7004 may be composed of a single layer or a plurality of layers stacked. A known material can be used for the cathode 7003 as long as it is a conductive film having a low work function. For example, Ca, Al, CaF, MgAg, AlLi, etc. are desirable. However, the film thickness is set so as to transmit light (preferably, about 5 nm to 30 nm). For example, Al having a thickness of 20 nm can be used as the cathode 7003. A transparent conductive film 7007 is formed so as to cover the cathode 7003. As the transparent conductive film 7007, for example, a transparent conductive film in which 2 to 20% zinc oxide (ZnO) is mixed with indium oxide in addition to ITO, IZO, and ITSO can be used.

陰極7003と、電界発光層7004と、陽極7005とが重なっている部分が発光素子7002に相当する。図15(A)に示した画素の場合、発光素子7002から発せられる光は、白抜きの矢印で示すように陰極7003側に抜ける。   A portion where the cathode 7003, the electroluminescent layer 7004, and the anode 7005 overlap corresponds to the light emitting element 7002. In the case of the pixel shown in FIG. 15A, light emitted from the light-emitting element 7002 passes to the cathode 7003 side as indicated by a hollow arrow.

図15(B)に、駆動用TFT7011がn型で、発光素子7012から発せられる光が陰極7013側に抜ける場合の、画素の断面図を示す。図15(B)では、発光素子7012の陽極7015と駆動用TFT7011が電気的に接続されており、陽極7015上に電界発光層7014、陰極7013が順に積層されている。陽極7015は光を透過する透明導電膜を用いて形成し、例えばITO、IZO、ITSOの他、酸化インジウムに2〜20%の酸化亜鉛(ZnO)を混合した透明導電膜を用いても良い。そして電界発光層7014は、図15(A)と同様に、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。陰極7013は仕事関数が小さく、図15(A)の場合と同様に、仕事関数が小さい導電膜で、なおかつ光を反射する導電膜であれば公知の材料を用いることができる。   FIG. 15B is a cross-sectional view of a pixel in the case where the driving TFT 7011 is an n-type and light emitted from the light-emitting element 7012 passes to the cathode 7013 side. In FIG. 15B, an anode 7015 of the light-emitting element 7012 and a driving TFT 7011 are electrically connected, and an electroluminescent layer 7014 and a cathode 7013 are sequentially stacked over the anode 7015. The anode 7015 is formed using a transparent conductive film that transmits light. For example, in addition to ITO, IZO, and ITSO, a transparent conductive film in which 2 to 20% zinc oxide (ZnO) is mixed with indium oxide may be used. As in FIG. 15A, the electroluminescent layer 7014 may be formed of a single layer or a stack of a plurality of layers. The cathode 7013 has a low work function, and a known material can be used as long as it is a conductive film having a low work function and reflecting light, as in the case of FIG.

陽極7015と、電界発光層7014と、陰極7013とが重なっている部分が発光素子7012に相当する。図15(B)に示した画素の場合、発光素子7012から発せられる光は、白抜きの矢印で示すように陽極7015側に抜ける。   A portion where the anode 7015, the electroluminescent layer 7014, and the cathode 7013 overlap corresponds to the light emitting element 7012. In the case of the pixel shown in FIG. 15B, light emitted from the light-emitting element 7012 passes to the anode 7015 side as indicated by a hollow arrow.

次に図15(C)を用いて、駆動用TFT7021がn型で、発光素子7022から発せられる光が陽極7025側と陰極7023側の両方から抜ける場合の、画素の断面図を示す。図15(C)では、駆動用TFT7021と電気的に接続された陽極7025上に、電界発光層7024、陰極7023が順に積層されている。陽極7025は、図15(B)と同様に、光を透過する透明導電膜を用いて形成することができる。そして電界発光層7024は、図15(A)と同様に、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。陰極7023は、図15(A)の場合と同様に、仕事関数が小さい導電膜であれば公知の材料を用いることができる。ただしその膜厚は、光を透過する程度とする。例えば20nmの膜厚を有するAlを、陰極7023として用いることができる。   Next, FIG. 15C is a cross-sectional view of a pixel in the case where the driving TFT 7021 is an n-type and light emitted from the light-emitting element 7022 is emitted from both the anode 7025 side and the cathode 7023 side. In FIG. 15C, an electroluminescent layer 7024 and a cathode 7023 are sequentially stacked over an anode 7025 electrically connected to the driving TFT 7021. The anode 7025 can be formed using a transparent conductive film that transmits light, as in FIG. As in FIG. 15A, the electroluminescent layer 7024 may be formed of a single layer or a stack of a plurality of layers. As in the case of FIG. 15A, a known material can be used for the cathode 7023 as long as it is a conductive film having a low work function. However, the film thickness is set so as to transmit light. For example, Al having a thickness of 20 nm can be used as the cathode 7023.

陰極7023と、電界発光層7024と、陽極7025とが重なっている部分が発光素子7022に相当する。図15(C)に示した画素の場合、発光素子7022から発せられる光は、白抜きの矢印で示すように陽極7025側と陰極7023側の両方に抜ける。   A portion where the cathode 7023, the electroluminescent layer 7024, and the anode 7025 overlap corresponds to the light-emitting element 7022. In the case of the pixel shown in FIG. 15C, light emitted from the light-emitting element 7022 passes through both the anode 7025 side and the cathode 7023 side as indicated by white arrows.

なお本実施例では、駆動用TFTと発光素子が電気的に接続されている例を示したが、駆動用TFTと発光素子との間に他のTFTが直列に接続されていてもよい。   Note that in this embodiment, an example in which the driving TFT and the light emitting element are electrically connected is shown, but another TFT may be connected in series between the driving TFT and the light emitting element.

なお、図15(A)〜図15(C)に示す全ての画素において、発光素子を覆うように保護膜を成膜しても良い。保護膜は水分や酸素などの発光素子の劣化を促進させる原因となる物質を、他の絶縁膜と比較して透過させにくい膜を用いる。代表的には、例えばDLC膜、窒化炭素膜、RFスパッタ法で形成された窒化珪素膜等を用いるのが望ましい。また上述した水分や酸素などの物質を透過させにくい膜と、該膜に比べて水分や酸素などの物質を透過させやすい膜とを積層させて、保護膜として用いることも可能である。   Note that a protective film may be formed so as to cover the light-emitting element in all the pixels illustrated in FIGS. 15A to 15C. As the protective film, a film that hardly transmits a substance that causes deterioration of the light-emitting element, such as moisture or oxygen, as compared with other insulating films is used. Typically, it is desirable to use, for example, a DLC film, a carbon nitride film, a silicon nitride film formed by an RF sputtering method, or the like. In addition, the above-described film that hardly transmits a substance such as moisture or oxygen and a film that easily allows a substance such as moisture or oxygen to pass through can be stacked to be used as a protective film.

また、図15(B)、図15(C)において、陰極側から光を得るためには、陰極の膜厚を薄くする方法の他に、Liを添加することで仕事関数が小さくなったITOを用いる方法もある。   In FIGS. 15B and 15C, in order to obtain light from the cathode side, in addition to the method of reducing the film thickness of the cathode, ITO whose work function is reduced by adding Li. There is also a method using.

なお本発明の発光装置は、図15に示した構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。   Note that the light emitting device of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 15, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.

本実施例では、極性が全て同一のTFTを用いた、シフトレジスタの一形態について説明する。図16(A)に、本実施例のシフトレジスタの構成を示す。図16(A)に示すシフトレジスタは、第1のクロック信号CLK、第2のクロック信号CLKb、スタートパルス信号SPを用いて動作する。1401はパルス出力回路であり、その具体的な構成を、図16(B)に示す。   In this embodiment, an example of a shift register using TFTs having the same polarity will be described. FIG. 16A shows the structure of the shift register of this embodiment. The shift register illustrated in FIG. 16A operates using the first clock signal CLK, the second clock signal CLKb, and the start pulse signal SP. Reference numeral 1401 denotes a pulse output circuit, and its specific structure is shown in FIG.

パルス出力回路1401は、TFT801〜806と、容量素子807を有する。TFT801は、ゲートがノード2に、ソースがTFT805のゲートに接続されており、ドレインに電位Vddが与えられている。TFT802は、ゲートがTFT806のゲートに、ドレインがTFT805のゲートに接続されており、ソースに電位Vssが与えられている。TFT803は、ゲートがノード3に、ソースがTFT806のゲートに接続されており、ドレインに電位Vddが与えられている。TFT804は、ゲートがノード2に、ドレインがTFT805のゲートに接続されており、ソースに電位Vssが与えられている。TFT805は、ゲートが容量素子807の一方の電極に、ドレインがノード1に、ソースが容量素子807の他方の電極及びノード4に接続されている。またTFT806は、ゲートが容量素子807の一方の電極に、ドレインがノード4に接続されており、ソースに電位Vssが与えられている。   The pulse output circuit 1401 includes TFTs 801 to 806 and a capacitor 807. The TFT 801 has a gate connected to the node 2, a source connected to the gate of the TFT 805, and a potential Vdd applied to the drain. The TFT 802 has a gate connected to the gate of the TFT 806, a drain connected to the gate of the TFT 805, and a potential Vss applied to the source. The TFT 803 has a gate connected to the node 3, a source connected to the gate of the TFT 806, and a potential Vdd applied to the drain. The TFT 804 has a gate connected to the node 2, a drain connected to the gate of the TFT 805, and a potential Vss applied to the source. The TFT 805 has a gate connected to one electrode of the capacitor 807, a drain connected to the node 1, and a source connected to the other electrode of the capacitor 807 and the node 4. The TFT 806 has a gate connected to one electrode of the capacitor 807, a drain connected to the node 4, and a potential Vss applied to the source.

次に、図16(B)に示すパルス出力回路1401の動作について説明する。ただし、CLK、CLKb、SPは、HレベルのときVdd、LレベルのときVssとし、さらに説明を簡単にするためVss=0と仮定する。   Next, operation of the pulse output circuit 1401 illustrated in FIG. However, it is assumed that CLK, CLKb, and SP are Vdd when the signal is at the H level and Vss when the signal is at the L level, and Vss = 0 for simplifying the description.

SPがHレベルになると、TFT801がオンになるため、TFT805のゲートの電位が上昇していく。そして最終的には、TFT805のゲートの電位がVdd−Vth(VthはTFT801〜806のしきい値とする)となったところで、TFT801がオフし、浮遊状態となる。一方、SPがHレベルになるとTFT804がオンになるため、TFT802、806のゲートの電位は下降し、最終的にはVssとなり、TFT802、806はオフになる。TFT803のゲートは、このときLレベルとなっており、オフしている。   When SP becomes H level, the TFT 801 is turned on, so that the gate potential of the TFT 805 rises. Finally, when the gate potential of the TFT 805 becomes Vdd-Vth (Vth is a threshold value of the TFTs 801 to 806), the TFT 801 is turned off and enters a floating state. On the other hand, when SP becomes H level, the TFT 804 is turned on, so that the gate potentials of the TFTs 802 and 806 are lowered to finally Vss, and the TFTs 802 and 806 are turned off. At this time, the gate of the TFT 803 is at the L level and is turned off.

次にSPはLレベルとなり、TFT801、804がオフし、TFT805のゲートの電位がVdd−Vthで保持される。ここで、TFT805のゲート・ソース間電圧がそのしきい値Vthを上回っていれば、TFT805がオンする。   Next, SP becomes L level, the TFTs 801 and 804 are turned off, and the gate potential of the TFT 805 is held at Vdd−Vth. Here, if the gate-source voltage of the TFT 805 exceeds the threshold value Vth, the TFT 805 is turned on.

次に、ノード1に与えられているCLKがLレベルからHレベルに変わると、TFT805がオンしているので、ノード4、すなわちTFT805のソースの電位が上昇を始める。そしてTFT805のゲート・ソース間には容量素子807による容量結合が存在しているため、ノード4の電位上昇に伴い、浮遊状態となっているTFT805のゲートの電位が再び上昇する。最終的には、TFT805のゲートの電位は、Vdd+Vthよりも高くなり、ノード4の電位はVddに等しくなる。そして、上述の動作を2段目以降のパルス出力回路1401において同様行なわれ、順にパルスが出力される。   Next, when the CLK applied to the node 1 changes from the L level to the H level, the TFT 805 is turned on, so that the potential of the node 4, that is, the source of the TFT 805 starts to rise. Since capacitive coupling due to the capacitive element 807 exists between the gate and the source of the TFT 805, the potential of the gate of the TFT 805 in a floating state rises again as the potential of the node 4 rises. Eventually, the potential of the gate of the TFT 805 becomes higher than Vdd + Vth, and the potential of the node 4 becomes equal to Vdd. Then, the above-described operation is similarly performed in the pulse output circuit 1401 in the second and subsequent stages, and pulses are output in order.

本実施例では、本発明の発光装置の一形態に相当するパネルの外観について、図17を用いて説明する。図17(A)は、第1の基板上に形成されたTFT及び発光素子を、第2の基板との間にシール材によって封止した、パネルの上面図であり、図17(B)は、図17(A)のA−A’における断面図に相当する。   In this example, the appearance of a panel corresponding to one embodiment of the light-emitting device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17A is a top view of a panel in which a TFT and a light-emitting element formed over a first substrate are sealed with a sealant between the second substrate and FIG. 17B. FIG. 17A corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

第1の基板4001上に設けられた画素部4002と、走査線駆動回路4004とを囲むようにして、シール材4005が設けられている。また画素部4002と、走査線駆動回路4004の上に第2の基板4006が設けられている。よって画素部4002と、走査線駆動回路4004とは、第1の基板4001とシール材4005と第2の基板4006とによって、充填材4007と共に密封されている。また第1の基板4001上のシール材4005によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路4003が実装されている。なお本実施例では、多結晶半導体膜を用いたTFTを有する信号線駆動回路を、第1の基板4001に貼り合わせる例について説明するが、単結晶半導体を用いたトランジスタで信号線駆動回路を形成し、貼り合わせるようにしても良い。図17では、信号線駆動回路4003に含まれる、多結晶半導体膜で形成されたTFT4009を例示する。   A sealant 4005 is provided so as to surround the pixel portion 4002 provided over the first substrate 4001 and the scan line driver circuit 4004. A second substrate 4006 is provided over the pixel portion 4002 and the scan line driver circuit 4004. Therefore, the pixel portion 4002 and the scan line driver circuit 4004 are sealed together with the filler 4007 by the first substrate 4001, the sealant 4005, and the second substrate 4006. In addition, a signal line driver circuit 4003 formed using a polycrystalline semiconductor film is mounted over a separately prepared substrate in a region different from the region surrounded by the sealant 4005 over the first substrate 4001. Note that in this embodiment, an example in which a signal line driver circuit including a TFT using a polycrystalline semiconductor film is attached to the first substrate 4001 is described; however, the signal line driver circuit is formed using a transistor using a single crystal semiconductor. However, they may be bonded together. FIG. 17 illustrates a TFT 4009 formed of a polycrystalline semiconductor film that is included in the signal line driver circuit 4003.

また第1の基板4001上に設けられた画素部4002と、走査線駆動回路4004は、TFTを複数有しており、図17(B)では、画素部4002に含まれるTFT4010とを例示している。なお本実施例では、TFT4010が駆動用TFTであると仮定する。TFT4010はセミアモルファス半導体を用いたTFTに相当する。   In addition, the pixel portion 4002 provided over the first substrate 4001 and the scan line driver circuit 4004 each include a plurality of TFTs. FIG. 17B illustrates the TFT 4010 included in the pixel portion 4002 as an example. Yes. In this embodiment, it is assumed that the TFT 4010 is a driving TFT. The TFT 4010 corresponds to a TFT using a semi-amorphous semiconductor.

また4011は発光素子に相当し、発光素子4011が有する画素電極は、TFT4010のドレインと、配線4017を介して電気的に接続されている。そして本実施例では、発光素子4011の対向電極と透明導電膜4012が電気的に接続されている。なお発光素子4011の構成は、本実施の形態に示した構成に限定されない。発光素子4011から取り出す光の方向や、TFT4010の極性などに合わせて、発光素子4011の構成は適宜変えることができる。   Reference numeral 4011 corresponds to a light-emitting element, and a pixel electrode included in the light-emitting element 4011 is electrically connected to the drain of the TFT 4010 through a wiring 4017. In this embodiment, the counter electrode of the light emitting element 4011 and the transparent conductive film 4012 are electrically connected. Note that the structure of the light-emitting element 4011 is not limited to the structure described in this embodiment. The structure of the light-emitting element 4011 can be changed as appropriate depending on the direction of light extracted from the light-emitting element 4011, the polarity of the TFT 4010, or the like.

また、別途形成された信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004または画素部4002に与えられる各種信号及び電位は、図17(B)に示す断面図では図示されていないが、引き回し配線4014及び4015を介して、接続端子4016から供給されている。   In addition, a variety of signals and potentials are supplied to the signal line driver circuit 4003 which is formed separately, the scan line driver circuit 4004, or the pixel portion 4002, although they are not shown in the cross-sectional view in FIG. And 4015 through a connection terminal 4016.

本実施例では、接続端子4016が、発光素子4011が有する画素電極と同じ導電膜から形成されている。また、引き回し配線4014は、配線4017と同じ導電膜から形成されている。また引き回し配線4015は、TFT4010が有するゲート電極と、同じ導電膜から形成されている。   In this embodiment, the connection terminal 4016 is formed of the same conductive film as the pixel electrode included in the light emitting element 4011. Further, the lead wiring 4014 is formed of the same conductive film as the wiring 4017. The lead wiring 4015 is formed of the same conductive film as the gate electrode of the TFT 4010.

接続端子4016は、FPC4018が有する端子と、異方性導電膜4019を介して電気的に接続されている。   The connection terminal 4016 is electrically connected to a terminal included in the FPC 4018 through an anisotropic conductive film 4019.

なお、第1の基板4001、第2の基板4006としては、ガラス、金属(代表的にはステンレス)、セラミックス、プラスチックを用いることができる。プラスチックとしては、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。   Note that as the first substrate 4001 and the second substrate 4006, glass, metal (typically stainless steel), ceramics, or plastic can be used. As the plastic, an FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics) plate, a PVF (polyvinyl fluoride) film, a mylar film, a polyester film, or an acrylic resin film can be used. A sheet having a structure in which an aluminum foil is sandwiched between PVF films or mylar films can also be used.

但し、発光素子4011からの光の取り出し方向に位置する基板には、第2の基板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光性を有する材料を用いる。   However, the second substrate must be transparent to the substrate positioned in the light extraction direction from the light emitting element 4011. In that case, a light-transmitting material such as a glass plate, a plastic plate, a polyester film, or an acrylic film is used.

また、充填材4007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。   As the filler 4007, in addition to an inert gas such as nitrogen or argon, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin can be used. PVC (polyvinyl chloride), acrylic, polyimide, epoxy resin, silicon resin, PVB (Polyvinyl butyral) or EVA (ethylene vinyl acetate) can be used. In this example, nitrogen was used as the filler.

なお図17では、信号線駆動回路4003を別途形成し、第1の基板4001に実装している例を示しているが、本実施例はこの構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実装しても良い。   Note that although FIG. 17 illustrates an example in which the signal line driver circuit 4003 is separately formed and mounted on the first substrate 4001, this embodiment is not limited to this structure. The scan line driver circuit may be separately formed and mounted, or only part of the signal line driver circuit or only part of the scan line driver circuit may be separately formed and mounted.

なお本実施例では、セミアモルファス半導体を用いたTFTで発光装置の駆動回路と画素部を同じ基板上に形成した例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。アモルファス半導体を用いたTFTで画素部を形成し、該画素部が形成された基板に別途形成された駆動回路を貼り付けても良い。   Note that in this embodiment, the example in which the driving circuit of the light-emitting device and the pixel portion are formed over the same substrate using a TFT using a semi-amorphous semiconductor is described; however, the present invention is not limited to this structure. A pixel portion may be formed using a TFT using an amorphous semiconductor, and a driver circuit which is separately formed may be attached to a substrate on which the pixel portion is formed.

本実施例は、他の実施例に記載した構成と組み合わせて実施することが可能である。   This embodiment can be implemented in combination with the structure described in other embodiments.

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。   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.

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DVD:Digital Versatile Disc)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。特に携帯用電子機器の場合、斜め方向から画面を見る機会が多く、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。また本発明では、半導体膜の成膜後に結晶化の工程を設ける必要がないので、比較的パネルの大型化が容易であるため、10〜50インチの大型のパネルを用いた電子機器に非常に有用である。それら電子機器の具体例を図18に示す。   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, Play back a recording medium such as a portable information terminal (mobile computer, mobile phone, portable game machine or electronic book), an image playback device (specifically a DVD: Digital Versatile Disc) equipped with a recording medium, and display the image. A device having a display capable of displaying). In particular, in the case of a portable electronic device, it is desirable to use a light-emitting device because there are many opportunities to see the screen from an oblique direction and the wide viewing angle is important. In the present invention, since it is not necessary to provide a crystallization step after the formation of the semiconductor film, it is relatively easy to increase the size of the panel. Therefore, the present invention is very suitable for an electronic device using a large panel of 10-50 inches. Useful. Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.

図18(A)は表示装置であり、筐体2001、支持台2002、表示部2003、スピーカー部2004、ビデオ入力端子2005等を含む。本発明の発光装置を表示部2003に用いることで、本発明の表示装置が完成する。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。   FIG. 18A illustrates a display device, which includes a housing 2001, a support base 2002, a display portion 2003, a speaker portion 2004, a video input terminal 2005, and the like. By using the light emitting device of the present invention for the display portion 2003, the display device of the present invention is completed. Since the light-emitting device is a self-luminous type, a backlight is not necessary and a display portion thinner than a liquid crystal display can be obtained. The light emitting element display device includes all information display devices such as a personal computer, a TV broadcast receiver, and an advertisement display.

図18(B)はノート型パーソナルコンピュータであり、本体2201、筐体2202、表示部2203、キーボード2204、外部接続ポート2205、ポインティングマウス2206等を含む。本発明の発光装置を表示部2203に用いることで、本発明のノート型パーソナルコンピュータが完成する。   FIG. 18B shows a laptop personal computer, which includes a main body 2201, a housing 2202, a display portion 2203, a keyboard 2204, an external connection port 2205, a pointing mouse 2206, and the like. By using the light emitting device of the present invention for the display portion 2203, the notebook personal computer of the present invention is completed.

図18(C)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2401、筐体2402、表示部A2403、表示部B2404、記録媒体(DVD等)読み込み部2405、操作キー2406、スピーカー部2407等を含む。表示部A2403は主として画像情報を表示し、表示部B2404は主として文字情報を表示する。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。本発明の発光装置を表示部A2403、B2404に用いることで、本発明の画像再生装置が完成する。   FIG. 18C illustrates a portable image reproducing device (specifically, a DVD reproducing device) provided with a recording medium, which includes a main body 2401, a housing 2402, a display portion A2403, a display portion B2404, and a recording medium (DVD or the like). A reading unit 2405, operation keys 2406, a speaker unit 2407, and the like are included. A display portion A2403 mainly displays image information, and a display portion B2404 mainly displays character information. Note that an image reproducing device provided with a recording medium includes a home game machine and the like. By using the light emitting device of the present invention for the display portions A 2403 and B 2404, the image reproducing device of the present invention is completed.

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。   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.

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1〜10に示したいずれの構成の発光装置を用いても良い。   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 configuration shown in Embodiments 1 to 10.

駆動用TFTと発光素子との接続構成と、各素子に供給される電位の関係を示す図。The figure which shows the connection structure of driving TFT and a light emitting element, and the relationship of the electric potential supplied to each element. 画素部の回路図。FIG. 6 is a circuit diagram of a pixel portion. 本発明の発光装置の駆動方法を示す図。4A and 4B illustrate a driving method of a light emitting device of the present invention. 画素部の回路図。FIG. 6 is a circuit diagram of a pixel portion. 本発明の発光装置の構成を示す図。FIG. 6 illustrates a structure of a light-emitting device of the present invention. 画素の回路図。The circuit diagram of a pixel. 本発明の発光装置の駆動方法を示す図。4A and 4B illustrate a driving method of a light emitting device of the present invention. 本発明の発光装置に用いられる素子基板の概観図。1 is a schematic view of an element substrate used in a light emitting device of the present invention. 駆動回路と画素部の断面図。Sectional drawing of a drive circuit and a pixel part. 画素の回路図と、断面図。The circuit diagram of a pixel and sectional drawing. 発光装置の作製方法を示す図。4A and 4B illustrate a method for manufacturing a light-emitting device. 発光装置の作製方法を示す図。4A and 4B illustrate a method for manufacturing a light-emitting device. 発光装置の作製方法を示す図。4A and 4B illustrate a method for manufacturing a light-emitting device. 画素の上面図。The top view of a pixel. 画素の断面図。A cross-sectional view of a pixel. シフトレジスタの一形態を示す図。FIG. 6 illustrates one embodiment of a shift register. 本発明の発光装置の上面図及び断面図。2A and 2B are a top view and a cross-sectional view of a light-emitting device of the present invention. 本発明の発光装置を用いた電子機器の図。FIG. 14 is a diagram of an electronic device using the light-emitting device of the present invention. 駆動用TFTと発光素子との接続構成を示す図。The figure which shows the connection structure of TFT for a drive, and a light emitting element. 本発明の発光装置の駆動方法を示す図。4A and 4B illustrate a driving method of a light emitting device of the present invention.

Claims (6)

発光素子と、n型の第1のTFTと、n型の第2のTFTと、容量素子とで構成される画素がマトリクス状に設けられた画素部を有し、
前記第1のTFTのソース及びドレインの一方は、信号線に電気的に接続され、
前記第1のTFTのソース及びドレインの他方は、前記第2のTFTのゲートに電気的に接続され、
前記第1のTFTのゲートは、走査線に電気的に接続され、
前記第2のTFTのソース及びドレインの一方は、電源線に電気的に接続され、
前記第2のTFTのソース及びドレインの他方は、前記発光素子の陽極に電気的に接続され、
前記容量素子の一方の電極は、前記第2のTFTのゲートに電気的に接続され、
前記容量素子の他方の電極は、前記第2のTFTのソース及びドレインの他方に電気的に接続され、
第1の期間において前記第1のTFTがオンとなり、前記第1のTFTを介して前記信号線から画像情報を有する第1の電位が前記第2のTFTのゲートに供給されるとともに、前記電源線から前記第2のTFTのソース及びドレインの一方に第2の電位が供給され、前記発光素子の陰極に第3の電位が供給されることにより、前記第1の電位と前記第2の電位との電位差を前記容量素子により保持し、
第2の期間において前記第1のTFTがオフとなるとともに、前記第2のTFTのソース及びドレインの一方に第4の電位が供給され、前記発光素子の陰極に第5の電位が供給されることにより、前記第1の電位と前記第2の電位との電位差に応じた電流が前記発光素子に供給され、
前記第2の電位は前記第3の電位よりも低く、
前記第4の電位は前記第5の電位よりも高いことを特徴とする発光装置。
Has a light emitting element, a n-type first TFT of an n-type second TFT of a pixel portion in which pixels constituted are arranged in matrix in a capacitor,
One of the source and the drain of the first TFT is electrically connected to the signal line,
The other of the source and drain of the first TFT is electrically connected to the gate of the second TFT,
A gate of the first TFT is electrically connected to a scanning line;
One of the source and the drain of the second TFT is electrically connected to a power supply line,
The other of the source and drain of the second TFT is electrically connected to the anode of the light emitting element,
One electrode of the capacitive element is electrically connected to the gate of the second TFT,
The other electrode of the capacitive element is electrically connected to the other of the source and drain of the second TFT,
In the first period, the first TFT is turned on, and a first potential having image information is supplied from the signal line to the gate of the second TFT via the first TFT, and the power source A second potential is supplied from a line to one of a source and a drain of the second TFT, and a third potential is supplied to the cathode of the light emitting element, whereby the first potential and the second potential are supplied. Is held by the capacitive element,
In the second period, the first TFT is turned off, the fourth potential is supplied to one of the source and the drain of the second TFT, and the fifth potential is supplied to the cathode of the light emitting element. Thus, a current corresponding to the potential difference between the first potential and the second potential is supplied to the light emitting element,
The second potential is lower than the third potential;
The light-emitting device, wherein the fourth potential is higher than the fifth potential.
発光素子と、n型の第1のTFTと、p型の第2のTFTと、容量素子とで構成される画素がマトリクス状に設けられた画素部を有し、
前記第1のTFTのソース及びドレインの一方は、信号線に電気的に接続され、
前記第1のTFTのソース及びドレインの他方は、前記第2のTFTのゲートに電気的に接続され、
前記第1のTFTのゲートは、走査線に電気的に接続され、
前記第2のTFTのソース及びドレインの一方は、電源線に電気的に接続され、
前記第2のTFTのソース及びドレインの他方は、前記発光素子の陰極に電気的に接続され、
前記容量素子の一方の電極は、前記第2のTFTのゲートに電気的に接続され、
前記容量素子の他方の電極は、前記第2のTFTのソース及びドレインの他方に電気的に接続され、
第1の期間において前記第1のTFTがオンとなり、前記第1のTFTを介して前記信号線から画像情報を有する第1の電位が前記第2のTFTのゲートに供給されるとともに、前記電源線から前記第2のTFTのソース及びドレインの一方に第2の電位が供給され、前記発光素子の陽極に第3の電位が供給されることにより、前記第1の電位と前記第2の電位との電位差を前記容量素子により保持し、
第2の期間において前記第1のTFTがオフとなるとともに、前記第2のTFTのソース及びドレインの一方に第4の電位が供給され、前記発光素子の陽極に第5の電位が供給されることにより、前記第1の電位と前記第2の電位との電位差に応じた電流が前記発光素子に供給され、
前記第2の電位は前記第3の電位よりも高く、
前記第4の電位は前記第5の電位よりも低いことを特徴とする発光装置。
Has a light emitting element, a n-type first TFT of a p-type second TFT of a pixel portion in which pixels constituted are arranged in matrix in a capacitor,
One of the source and the drain of the first TFT is electrically connected to the signal line,
The other of the source and drain of the first TFT is electrically connected to the gate of the second TFT,
A gate of the first TFT is electrically connected to a scanning line;
One of the source and the drain of the second TFT is electrically connected to a power supply line,
The other of the source and drain of the second TFT is electrically connected to the cathode of the light emitting element,
One electrode of the capacitive element is electrically connected to the gate of the second TFT,
The other electrode of the capacitive element is electrically connected to the other of the source and drain of the second TFT,
In the first period, the first TFT is turned on, and a first potential having image information is supplied from the signal line to the gate of the second TFT via the first TFT, and the power source The second potential is supplied from the line to one of the source and the drain of the second TFT, and the third potential is supplied to the anode of the light emitting element, whereby the first potential and the second potential are supplied. Is held by the capacitive element,
In the second period, the first TFT is turned off, the fourth potential is supplied to one of the source and the drain of the second TFT, and the fifth potential is supplied to the anode of the light emitting element. Thus, a current corresponding to the potential difference between the first potential and the second potential is supplied to the light emitting element,
The second potential is higher than the third potential;
The light emitting device is characterized in that the fourth potential is lower than the fifth potential.
請求項1または請求項2において、
前記第2の期間において前記第2のTFTは飽和領域で動作することを特徴とする発光装置。
In claim 1 or claim 2,
In the second period, the second TFT operates in a saturation region.
請求項1乃至3のいずれか一において、
前記第3の電位と前記第5の電位は同じ高さであることを特徴とする発光装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The light emitting device, wherein the third potential and the fifth potential are the same height.
請求項1乃至4のいずれか一において、
前記画像情報はアナログ信号であることを特徴とする発光装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The light-emitting device, wherein the image information is an analog signal .
請求項1乃至5のいずれか一に記載の発光装置が表示部に用いられた電子機器。   An electronic device in which the light-emitting device according to claim 1 is used for a display unit.
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