KR100690047B1 - 전자장치 - Google Patents

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하지메 키무라
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

디지털 계조와 시간 계조를 조합한 구동방식에서 어드레스 기간보다 짧은 서스테인 기간을 가지는 경우에도 화상의 정상 표시가 가능하고, EL 구동용 트랜지스터가 열화로 인해 노멀리 온(normally on)으로 된 경우에도 신호선의 전위를 변화시켜 동작을 보상할 수 있는 화소가 제공된다. 소거용 TFT의 소스 영역과 드레인 영역 중 하나는 전류 공급선에 접속되고, 다른 하나는 게이트 신호선에 접속되어 있다. 이 구조에 의해, EL 구동용 TFT가 그의 스레시홀드 전압값의 시프트로 인해 노멀리 온으로 되는 경우에도, 게이트 신호선의 전위를 변화시킴으로써, EL 구동용 TFT가 확실히 비도통 상태로 되도록, EL 구동용 TFT의 게이트와 소스 사이의 전압을 변화시키는 것을 가능하게 한다.
프레임 기간, 서브프레임 기간, 어드레스 기간, 서스테인 기간, 스위칭용 TFT, EL 소자, 리셋용 TFT

Description

전자장치{An electronic device}
도 1(A) 및 도 1(B)는 본 발명의 전자장치의 회로 구성을 나타내는 도면.
도 2(A)∼도 2(C)는 화소부의 각 부분의 전위 관계를 나타내는 도면.
도 3(A) 및 도 3(C)는 실시예 1에 따른 본 발명의 화소를 사용한 회로 구성의 예를 나타내는 도면.
도 4(A) 및 도 4(B)는 실시예 1에 따른 구동방법에 관한 타이밍 차트를 나타내는 도면.
도 5는 실시예 1에 따른 구동방법에서의 게이트 신호선과 리셋 신호선의 타이밍 차트를 나타내는 도면.
도 6(A)∼도 6(C)는 실시예 2에 따른 전자장치의 제작공정을 나타내는 도면.
도 7(A)∼도 7(C)는 실시예 2에 따른 전자장치의 제작공정을 나타내는 도면.
도 8(A) 및 도 8(B)는 실시예 2에 따른 전자장치의 제작공정을 나타내는 도면.
도 9(A) 및 도 9(B)는 실시예 3에 따른 전자장치의 상면도 및 단면도.
도 10은 실시예 4에 따른 전자장치의 화소부의 단면도.
도 11은 실시예 5에 따른 전자장치의 화소부의 단면도.
도 12는 실시예 6에 따른 전자장치의 화소부의 단면도.
도 13(A) 및 도 13(B)는 전자장치의 회로 구성의 예를 나타내는 도면.
도 14(A) 및 도 14(B)는 면적 계조 방법에 의한 계조 표현을 행하는 전자장치의 화소부의 예를 나타내는 도면.
도 15(A) 및 도 15(B)는 시간 계조에서의 프레임 기간 분할을 설명하기 위한 타이밍 차트를 나타내는 도면.
도 16(A) 및 도 16(B)는 어드레스(기입) 기간의 중복과, 비(非)표시 기간에 따른 해결방법을 나타내는 도면.
도 17(A) 및 도 17(B)는 일본국 특허출원 평11-338786호에 기재된 화소의 구성을 나타내는 도면.
도 18(A) 및 도 18(B)는 본 발명의 화소를 이용한 실시예 7에 따른 회로 구성의 예를 나타내는 도면.
도 19(A) 및 도 19(B)는 본 발명의 화소를 이용한 실시예 8에 따른 회로 구성의 예를 나타내는 도면.
도 20(A)∼도 20(F)는 본 발명의 전자장치 구동방법을 적용하는, 실시예 11에 따른 전자기기의 예를 나타내는 도면.
도 21(A) 및 도 21(B)는 본 발명의 전자장치 구동방법을 적용하는, 실시예 11에 따른 전자기기의 예를 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101: 스위칭용 TFT 102: EL 구동용 TFT
103: EL 소자 104: 보유용량
105: 리셋용 TFT 106: 게이트 신호선
107: 소스 신호선 108: 전류 공급선
본 발명은 전자장치의 구성에 관한 것으로, 특히, 절연체 상에 형성되는 박막트랜지스터(이하, TFT라 함)를 가지는 액티브 매트릭스형 전자장치 및 그 액티브 맥트릭스형 전자장치의 구동방법에 관한 것이다.
최근, LCD(액정 디스플레이)를 대체하는 플랫 패널 디스플레이로서 EL 디스플레이(전계 발광(electroluminescence) 디스플레이라고도 함)가 주목을 받고 있고, 그러한 디스플레이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
LCD에는 구동방식으로 크게 나누어 2가지 타입이 있다. 하나는 STN-LCD와 같은 LCD에 사용되는 패시브 매트릭스형이고, 다른 하나는 TFT-LCD와 같은 LCD에 사용되는 액티브 매트릭스형이다. 마찬가지로, EL 디스플레이에도, 크게 나누어 2가지 타입이 있고, 하나는 패시브 매트릭스형이고, 다른 하나는 액티브 매트릭스형이다.
패시브 매트릭스형의 경우에는, EL 소자(전계 발광 소자라고도 함)의 상부와 하부에 전극이 되는 배선이 배치되어 있다. 이들 배선에 전압을 차례로 인가하여, EL 소자에 전류를 흐르게 함으로써 점등시키고 있다. 한편, 액티브 매트릭스형의 경우에는, 각 화소에 TFT를 가지고, 각 화소 내에서 신호를 보유할 수 있도록 되어 있다.
도 13(A) 및 도 13(B)에는 액티브 매트릭스형 EL 표시장치의 개략도가 도시되어 있다. 도 13(A)는 전체 회로 구성도이고, 기판(1350)의 중앙에 화소부(1353)를 가지고 있다. 화소부의 좌측 및 우측에는 게이트 신호선을 제어하기 위한 게이트 신호선 구동회로(1352)가 배치되어 있다. 그 구동회로는 좌측 또는 우측의 어느 한쪽에만 배치될 수도 있지만, 동작 효율 및 신뢰성 등을 고려하면, 도 13(A)에 도시된 바와 같이 양측에 배치되는 것이 바람직하다. 화소부의 상측에는 소스 신호선을 제어하기 위한 소스 신호선 구동회로(1351)이 배치되어 있다. 도 13(B)에는, 도 13(A)의 화소부(1353)에 있어서의 1화소분의 회로가 도시되어 있다. 도 13(B)에서, 부호 1301은 화소에 신호를 기입할 때의 스위칭 소자로서 기능하는 TFT(이하, 스위칭용 TFT라 함)를 나타내고, 부호 1302는 EL 소자(1303)에 공급되는 전류를 제어하기 위한 소자(전류 제어 소자)로서 기능하는 TFT(이하, EL 구동용 TFT라 함)를 나타낸다. 도 13(B)에서는, EL 구동용 TFT(1302)가 EL 소자(1303)와 전류 공급선(1307) 사이에 배치되어 있다. 다른 구성 방법으로서, EL 소자(1303)의 음극과 음극 전극 사이에 EL 구동용 TFT(1302)를 배치하는 것도 가능하다. 그러나, 소스 영역을 접지시키는 것이 TFT의 동작에서 바람직하다는 것과, EL 소자(1303)의 제조 상의 제약 등 때문에, EL 구동용 TFT(1302)에는 p채널형 TFT를 사용하고, EL 소자(1303)의 양극과 전류 공급선(1307) 사이에 EL 구동용 TFT(1302)를 배치하는 방식이 일반적이고 많이 채용되고 있다. 부호 1304는 소스 신호선(1306)으로부터 입력되는 신호(전압)를 보유하기 위한 보유용량을 나타낸다. 도 13(B)에 서는 보유용량(1304)의 한쪽 단자가 전류 공급선(1307)에 접속되어 있지만, 전용의 배선이 사용될 수도 있다. 스위칭용 TFT(1301)의 게이트 전극이 게이트 신호선(1305)에 접속되고, 스위칭용 TFT(1301)의 소스 영역이 소스 신호선(1306)에 접속되어 있다. 또한, EL 구동용 TFT(1302)의 드레인 영역이 EL 소자(1303)의 양극(1309)에 접속되고, EL 구동용 TFT(1302)의 소스 영역이 전류 공급선(1307)에 접속되어 있다.
EL 소자는, 전계 발광(전계의 인가에 의해 발생되는 발광)이 얻어지는 유기 화합물을 함유하는 층(이하, EL 층이라 함)과, 양극과, 음극을 가지고 있다. 유기 화합물에서의 발광에 관해서는, 일중항 여기 상태으로부터 기저 상태로 복귀할 때의 발광(형광)과, 삼중항 여기 상태로부터 기저 상태로 복귀할 때의 발광(인광)이 있고, 본 발명의 전자장치는 이들 2가지 타입의 발광 모두를 이용할 수 있다.
양극과 음극 사이에 형성되는 모든 층을 본 명세서에서의 EL 층으로서 규정한다. 구체적으로는, 발광층, 정공 주입층, 전자 주입층, 정공 수송층, 및 전자 수송층과 같은 층들이 EL 층에 포함된다. EL 소자는 기본적으로는, 양극, 발광층, 및 음극이 차례로 적층된 구조를 가진다. 이러한 구조 외에, EL 소자는 양극, 정공 주입층, 발광층, 음극이 차례로 적층된 구조, 또는 양극, 정공 주입층, 발광층, 전자 수송층, 음극이 차례로 적층된 구조를 가질 수도 있다.
또한, 본 명세서에서는, 양극, EL 층, 음극으로 형성된 소자를 EL 소자이라 한다.
다음에, 도 13(A) 및 도 13(B)를 참조하여 액티브 매트릭스형 전자장치의 회 로 동작에 대하여 설명한다. 먼저, 게이트 신호선(1305)이 선택되면, 스위칭용 TFT(1301)의 게이트 전극에 전압이 인가되고, 스위칭용 TFT(1301)가 도통(導通) 상태로 된다. 그리하여, 소스 신호선(1306)의 신호(전압)가 보유용량(1304)에 축적된다. 보유용량(1304)의 전압은 EL 구동용 TFT(1302)의 게이트와 소스 사이의 전압(VGS)이 되므로, 보유용량(1304)의 전압에 따른 전류가 EL 구동용 TFT(1302)와 EL 소자(1303)에서 흐르게 된다. 그 결과, EL 소자(1303)가 점등된다.
EL 소자(1303)의 휘도, 즉, EL 소자(1303)에서 흐르는 전류량은 EL 구동용 TFT(1302)의 VGS에 의해 제어될 수 있다. VGS는 보유용량(1304)에 보유된 전압이고, 소스 신호선(1306)에 입력되는 신호(전압)이다. 즉, 소스 신호선(1306)에 입력되는 신호(전압)를 제어함으로써 EL 소자(1303)의 휘도가 제어될 수 있다. 최종적으로, 게이트 신호선(1305)을 비(非)선택 상태로 하고, 스위칭용 TFT(1301)의 게이트를 닫고, 스위칭용 TFT(1301)를 비(非)도통 상태로 한다. 이때, 보유용량(1304)에 축적된 전하는 계속 보유된다. 따라서, EL 구동용 TFT(1302)의 VGS는 그대로 보유되고, VGS에 따른 전류가 EL 구동용 TFT(1302)를 경유하여 EL 소자(1303)로 계속 흐른다.
상기 설명에 관한 정보가 아래 논문에 보고되어 있다: "Current Status and Future of Light-Emitting Polymer Display Driven by poly-Si TFT", SID99 Diget, p.372; "Hight Resolution Light Emitting Polymer Display Driven by Low Temperature Polysilicon Thin Film Transistor with Integrated Driver", ASIA DISPLAY 98, p. 217; 및 "3.8 Green OLED with Low Temperature Poly-Si TFT", Euro Display 99 Late News, p. 27.
EL 디스플레이의 계조 표현 방식에는, 아날로그 계조 방식과 디지털 계조 방식이 있다. 아날로그 계조 방법에서는, EL 구동용 TFT(1302)의 VGS의 값을 변화시켜, EL 소자(1303)로 흐르는 전류량을 제어하고, 휘도를 아날로그 방식으로 변화시킨다. 한편, 디지털 계조 방식에서는, EL 구동용 TFT의 게이트와 소스 사이의 전압은, EL 소자에 전류가 흐르지 않는 범위(점등 개시 전압 이하)와, 최대 전류가 흐르는 범위(휘도 포화 전압 이상)의 2단계에서만 동작한다. 즉, EL 소자(1303)는 점등 상태와 소등 상태만을 취한다.
EL 디스플레이에서는 디지털 계조 방식이 주로 사용되고, 이 디지털 계조 방식에서는, TFT의 스레시홀드 전압과 같은 특성의 편차가 표시에 쉽게 영향을 미친다. 그러나, 디지털 계조 방식의 경우, 단지 점등과 소등의 2계조 표시만이 행해질 수 있으므로, 디지털 계조 방식을 다른 방식과 조합하여 다계조화를 도모하는 기술이 다수 제안되어 있다.
이들 기술 중 하나는 면적 계조 방식과 디지털 계조 방식을 조합한 방식이다. 면적 계조 방식은 점등하여 있는 부분의 면적을 제어하여 계조를 출력하는 방식이다. 즉, 하나의 화소를 다수의 부(副)화소로 분할하고, 점등하여 있는 부화소의 수와 면적을 제어하여, 계조를 표현한다.
도 14(A) 및 도 14(B)는 면적 계조 방식에 의해 계조 표현을 행하기 위한 화 소 구성의 예를 나타낸다. 도 14(A)에서 점선 틀(1400)로 둘러싸인 범위가 1화소분의 회로이다. 그의 확대도가 도 14(B)에 도시되어 있다. 도 14(B)에서, 부호 1401은 제1 스위칭용 TFT, 1402는 제2 스위칭용 TFT, 1403은 제1 EL 구동용 TFT, 1404는 제2 EL 구동용 TFT, 1405는 제1 EL 소자, 1406은 제2 EL 소자, 1407은 제3 EL 소자를 나타낸다. 또한, 부호 1408은 제1 보유용량, 1409는 제2 보유용량, 1410은 게이트 신호선, 1411은 제1 소스 신호선, 1412는 제2 소스 신호선, 1413은 전류 공급선을 나타낸다.
계조 표현 방법으로서는, 먼저, 게이트 신호선(1410)이 선택됨으로써 제1 스위칭용 TFT(1401)와 제2 스위칭용 TFT(1402)가 도통 상태로 된다. 이때, 소스 신호선에 신호가 입력되어 있지 않을 때는, 어떤 EL 소자도 점등되지 않는다(계조 0). 제1 소스 신호선(1411)에 신호가 입력되면, 제1 스위칭용 TFT(1401)를 경유하여 제1 EL 구동용 TFT(1403)가 도통 상태로 되고, 제1 EL 소자(1405)에 전류가 공급되어, 제1 EL 소자(1405)가 점등된다. 이때, 제2 소스 신호선(1412)에는 신호가 입력되지 않고, 제2 EL 소자(1406)와 제3 EL 소자(1407)는 소등 상태이다(계조 1). 다음에, 제2 소스 신호선(1412)에 신호가 입력되면, 제2 스위칭용 TFT(1402)를 경유하여 제2 EL 구동용 TFT(1404)가 도통 상태로 되고, 제2 EL 소자(1406)와 제3 EL 소자(1407)에 전류가 공급되어, 제2 EL 소자(1406)와 제3 EL 소자(1407)가 점등된다. 이때, 제1 소스 신호선(1411)에는 신호가 입력되지 않고, 제1 EL 소자(1405)는 소등 상태이다(계조 2). 최종적으로, 제1 소스 신호선(1411)과 제2 소스 신호선(1412) 모두에 신호가 입력되면, 제1 스위칭용 TFT(1401)와 제2 스위칭용 TFT(1402)를 경유하여 제1 EL 구동용 TFT(1403)와 제2 EL 구동용 TFT(1404)가 도통 상태로 되고, 제1 EL 소자(1405), 제2 EL 소자(1406), 제3 EL 소자(1407)에 전류가 공급되어, 제1 EL 소자(1405), 제2 EL 소자(1406), 제3 EL 소자(1407)가 점등된다. 이 단계에서 1화소분의 모든 EL 소자들이 점등 상태로 된다(계조 3). 그리하여, 도 14(A) 및 도 14(B)에 도시된 화소에서는 4단계의 계조 표현이 행해질 수 있다.
도 14(A) 및 도 14(B)에서 점등된 EL 소자들의 면적을 명확하게 하기 위해, 제2 EL 소자와 제3 EL 소자를 별도로 나타내었으나, 제1 EL 소자의 것의 2배와 동등한 면적을 가지는 제2 EL 소자만을 배치하는 것도 물론 가능하다.
이 방식의 단점으로는, 부화소의 수를 많게 하는데 한계가 있기 때문에, 고해상도화와 다계조화가 어렵다는 것이 있다. 면적 계조 방식이 아래 논문에 보고되어 있다: "TFT-LEPD with Image Uniformity by Area Ratio Gray Scale", Euro Display 99 Late News, p. 71; 및 "Technology for Active Matrix Light Emitting Polymer Displays", IEDM 99, P.107.
다계조화를 도모하는 또 다른 방식으로는, 시간 계조 방식과 디지털 계조 방식을 조합한 방식이 있다. 시간 계조 방식은 점등 시간의 차를 이용하여 계조를 출력하는 방식이다. 즉, 1 프레임 기간을 다수의 서브프레임 기간으로 분할하고, 점등하여 있는 서브프레임 기간의 수와 길이를 제어하여 계조를 표현한다.
디지털 계조 방식, 면적 계조 방식, 및 시간 계조 방식을 조합한 경우가 "Low-Temperature Poly-Si TFT driven Light-Emitting-Polymer Displays and Digital Gray Scale for Uniformity", IDW' 99, p. 171에 보고되어 있다.
도 15(A) 및 도 15(B)는 디지털 계조와 시간 계조를 조합한 구동방법에서의 타이밍 차트를 나타낸다. 도 15(A)는 1서브프레임 기간 내에서 어드레스(기입) 기간과 서스테인(점등) 기간이 완전히 분리되어 있는 경우의 타이밍 차트를 나타내고, 도 15(B)는 그 기간들이 분리되어 있지 않은 경우를 나타낸다.
통상, 시간 계조를 이용한 구동방법에서는, 각 비트(bit)마다 어드레스(기입) 기간과 서스테인(점등) 기간을 형성할 필요가 있다. 어드레스(기입) 기간과 서스테인(점등) 기간이 완전히 분리되어 있는 구동방법(각 서브프레임 기간에서 1화소분의 어드레스(기입) 기간이 완전히 종료한 후 서스테인(점등) 기간이 시작되는 구동방법)에서는, 1 프레임 기간 내에서 어드레스(기입) 기간이 차지하는 비율이 크게 된다. 또한, 어드레스(기입) 기간 내에서도 어떤 행의 게이트 신호선이 선택되어 있는 기간 중, 도 15(A)에 도시된 바와 같이, 다른 행들에서 기입과 점등이 행해지지 않는 상태에 있는 기간(1501)이 존재하게 되기 때문에, 듀티비(duty ratio)(1 프레임 기간 내에서의 서스테인(점등) 기간의 길이 비율)가 크게 감소한다. 동작 클럭 주파수를 증가시키는 것이 어드레스(기입) 기간을 단축시키는 유일한 방식이고, 회로 동작 마진 등을 고려하면, 다계조화에는 한계가 있다. 반대로, 어드레스(기입) 기간과 서스테인(점등) 기간을 분리시키지 않는 구동방법에서는, 예를 들어, k번째 행의 게이트 신호선에 대한 선택 기간이 종료된 직후 k번째 행의 EL 소자에 대한 서스테인(점등) 기간이 시작되기 때문에, 다른 행들에서 게이트 신호선이 선택되어 있는 중에도 화소가 점등하여 있는 것으로 된다. 따라서, 이것은 듀티비를 높게 하는 유리한 구동방법이다.
그러나, 어드레스(기입) 기간과 서스테인(점등) 기간이 분리되어 있지 않은 경우에는 다음과 같은 문제들이 나타난다. 즉, 1 어드레스(기입) 기간의 길이는 첫번째 행의 게이트 신호선에 대한 선택 기간의 개시로부터 최종 행의 게이트 신호선의 선택 기간의 종료까지이다. 어떤 시점에서는, 2개의 상이한 게이트 신호선의 선택이 행해질 수 없기 때문에, 어드레스(기입) 기간과 서스테인(점등) 기간이 분리되어 있지 않은 구동방법에서는, 서스테인(점등) 기간이 적어도 어드레스(기입) 기간의 길이와 같거나 그보다 큰 길이를 가질 필요가 있다. 따라서, 다계조화를 도모하기 위해서는, 서스테인(점등) 기간의 최소 단위가 제한된다. 도 15(B)에서, 최하위 비트분의 서프프레임 기간(SF4)에서의 어드레스(기입) 기간(Ta4)이 종료하기까지의 기간과, 다음 프레임 기간에서의 최초 어드레스(기입) 기간이 개시되고부터의 기간이 중복되지 않는 만큼의,부호 1502로 나타낸 부분의 길이가 최소 단위로 된다. 이것보다도 짧은 서스테인(점등) 기간을 가지는 경우에는, 정상으로 표시를 행할 수 없다. 이 서스테인(점등) 기간의 최소 단위 길이(Tsmin)는, 어드레스(기입) 기간의 길이를 Tan이라 하고, 1 게이트 신호선에 대한 선택 기간의 길이를 Tgn이라 하면, Tsmin = Tan - Tgn으로 표현된다. 따라서, 디지털 계조 방식과 시간 계조 방식을 조합한 경우, 서스테인(점등) 기간의 길이는 2승의 비로 결정되므로, 1 프레임 기간의 길이를 고려하면, 다계조를 실현하는 것이 어렵게 된다.
상기한 타이밍 차트들에서, 어드레스(기입) 기간과 서스테인(점등) 기간이 분리되어 있지 않은 경우에는 서스테인(점등) 기간의 최소 단위가 제한된다는 문제 점을 나타내었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 다음과 같은 표시방법이 제안되었다.
최소 단위 Tsmin보다 짧은 서스테인(점등) 기간 Ts3이 1 프레임 기간 내에 포함되어 있으므로, Ta3의 일부와, Ts3의 종료 직후 개시되는 다음 프레임 기간의 Ta1의 일부가 도 16(A)에서 부호 1601로 나타낸 범위에서 중복되어 있는 상태에 있게 된다. 이러한 중복부분에서는, 상이한 열들의 게이트 신호선이 동시에 선택되게 되므로, 정상으로 주사(走査)가 행해질 수 없다. 그래서, 도 16(B)에 도시된 바와 같이, 최소 단위 Tsmin보다 짧은 길이를 갖는 서스테인(점등) 기간의 종료후 어드레스(기입) 기간이 중복되는 기간에, EL 소자를 비표시 상태로 하는 기간(1602)을 마련하고, 다음 어드레스(기입) 기간의 개시 타이밍을 지연시킨다. 최소 단위 Tsmin보다 짧은 길이의 서스테인(점등) 기간을 포함하는 경우에도 어드레스(기입) 기간의 중복이 소멸하고, 그 결과, 표시를 정상으로 행할 수 있다.
도 17(A) 및 도 17(B)는 일본국 특허출원 평11-338786호(1999. 11. 29자 출원)에 기재된 화소 구성을 나타낸다. 도 17(A)에서 점선 틀(1700)로 둘러싸인 범위가 1화소분의 회로이다. 도 17(B)는 도 17(A)의 확대도를 나타낸다. 도 17(A) 및 도 17(B)의 구성은 도 13(A) 및 도 13(B)에 도시된 화소의 구성에 리셋용 TFT(1705)와 리셋 신호선(1712)을 추가한 구성이다.
이하, 도 17(A) 및 도 17(B)에 도시된 회로의 동작을 간단히 설명한다. 화상의 표시에 관한 동작은 도 13(A) 및 도 13(B)에 도시된 바와 같은 종래의 화소의 것과 유사하다. 상기한 비표시 기간을 마련할 때 리셋용 TFT(1705)와 리셋 신호선(1712)이 사용된다. 서스테인(점등) 기간에는 EL 구동용 TFT(1702)에 인가되는 게이트 전압(EL 구동용 TFT(1702)의 소스 영역과 대한 게이트 전극의 전위)은 보유용량(1704)에 보유된 전하에 따라 제공된다. 즉, EL 구동용 TFT(1702)에 인가되는 게이트 전압(EL 구동용 TFT(1702)의 소스 영역에 대한 게이트 전극의 전위)은 보유용량(1704)의 양 단자 사이의 전위차와 동일하다. 서스테인(점등) 기간의 종료후 비표시 기간을 마련하기 위해, 리셋 신호선(1712)에 리셋 신호가 입력되어 리셋용 TFT(1705)를 도통 상태로 한다. 이 동작에 의해, 리셋용 TFT(1705)의 소스 영역과 드레인 영역 사이의 전위차, 즉, 보유용량(1704)의 양 단자 사이의 전위차가 0 V로 된다. 따라서, EL 구동용 TFT(1702)의 게이트와 소스 사이의 전압이 0 V로 되고, 비도통 상태로 되고, 이에 따라, EL 소자(1703)에의 전류 공급이 차단된다. 리셋용 TFT(1705)는 즉시 비도통 상태로 복구하지만, 보유용량(1704)의 양 단지 사이의 전위차는 0 V인 채로 유지되므로, EL 구동용 TFT(1702)의 게이트와 소스 사이의 전압도 0 V로 유지된다. 그후, 새로운 화상 신호가 기입될 때까지는, EL 소자(1703)는 점등되지 않는다. 이 비표시 기간은, 어드레스(기입) 기간의 길이를 ta라 하고, 서스테인(점등) 기간의 길이를 ts라 하고, 1 게이트 신호선 선택 기간의 길이를 tg라 할 때(여기서, ta, ts, tg > 0), 식 tr = ta - (ts + tg)로 구해지는 길이를 적어도 가진다. 따라서, 짧은 서스테인(점등) 기간을 끼우고 있는 어드레스(기입) 기간들의 중복을 회피할 수 있다.
그러나, 도 17(A) 및 도 17(B)에 도시된 것과 같은 화소를 사용하는 경우, 다음과 같은 문제점들이 있다.
상술한 바와 같이, EL 구동용 TFT(1702)에 p채널형 TFT를 사용하는 것이 바람직하다. p채널형 TFT를 사용하는 경우, 통상, 스레시홀드 전압이 부(負)의 값을 취한다. 따라서, EL 구동용 TFT(1702)의 게이트와 소스 사이의 전압이 0 V 이상이면, 드레인 전류가 거의 흐르지 않는다. 그러나, 서스테인(점등) 기간을 통과할 때 EL 구동용 TFT(1702)에서 드레인 전류가 흐르기 때문에, 이것은 다른 TFT에 비하여 열화가 쉽게 일어나는 조건이 된다. 그러나, 열화 및 제조불량 등이 원인이 되어, 스레시홀드 전압이 정(正)의 값으로 시프트하는 경우가 있다. 그 경우, 게이트와 소스 사이의 전압이 0 V인 때라도 드레인 전류가 흐르게 된다.
도 17(A) 및 도 17(B)를 참조하여, EL 구동용 TFT(1702)의 스레시홀드 전압이 실제로 정의 값으로 시프트되는 경우를 고찰한다. 먼저, 통상의 신호 기입을 행하고 있는 기간에 대하여 설명한다. 신호가 소스 신호선(1707)으로부터 입력되고 흑색 표시(EL 소자(1703)가 점등되지 않은 상태)가 행해질 때는, 소스 신호선(1707)로부터 입력되는 신호의 전위가 전류 공급선(1708)의 전위보다 충분히 높다면, EL 구동용 TFT(1702)의 게이트와 소스 사이의 전압은 확실히 정의 값으로 되고, 드레인 전류는 흐르지 않는다. 즉, 외부로부터 입력되는 신호를 제어함으로써, 상술한 바와 같은 불량을 가지는 TFT들이 포함된 경우에도 정상 동작이 가능하게 된다.
한편, 비표시 기간에서, 리셋용 TFT(1705)가 도통 상태로 되고, EL 소자(1703)에의 전류 공급이 차단되는 동작에서는, 리셋용 TFT(1705)에 의해 소스 신호선(1707)의 전위와 전류 공급선(1708)의 전위가 동일하게 된다. 이때, EL 구동용 TFT(1702)의 게이트와 소스 사이의 전압은 0 V로 되고, 스레시홀드 전압이 정의 값으로 시프트되는 경우에는 드레인 전류가 흐르게 되고, EL 소자(1703)가 발광한다. 이것은 각 신호선의 전위가 변화할 때라도 대처할 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은, 상술한 바와 같은 구동방법을 행하는 전자장치에서, 높은 듀티비를 확보하고, 상기한 최소 단위보다 짧은 서스테인(점등) 기간을 가지는 경우라도 화상의 표시를 정상으로 행할 수 있고, 상기한 스레시홀드값의 시프트와 같은 문제가 발생한 경우에도 대처할 수 있는 신규의 구동방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 명세서에서, TFT의 스레시홀드값의 시프트의 발생이란 용어 및 특성 불량이란 용어는, TFT의 특성이 노멀리 온(normally on)(TFT의 게이트 전극과 소스 영역 사이의 전위차가 0 V일 때 TFT가 도통 상태를 취하는 것)인 것을 의미하는 것이다.
상기한 문제점들을 해결하기 위해 본 발명에서는 다음과 같은 수단들을 강구하였다.
도 1에 도시된 바와 같이, 리셋용 TFT(105)의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 전류 공급선(108)에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 게이트 신호선(106)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, EL 구동용 TFT와 동일한 극성을 가지는 TFT가 스위칭용 TFT(101)에 사용된다.
본 발명에서는, 리셋용 TFT(105)를 도통 상태로 한 때의 EL 구동용 TFT(102)의 게이트와 소스 사이의 전압을, 게이트 신호선(106)의 전위를 변경함으로써 제어할 수 있다. 이러한 방법에 의하면, EL 구동용 TFT(102)의 스레시홀드 전압이 시프트되어 노멀리 온 상태로 되어도, 게이트 신호선(106)의 전위를 변경함으로써 EL 구동용 TFT(102)를 확실히 비도통 상태로 할 수 있기 때문에, 전류가 EL 소자(103)에서 흐르는 것을 어렵게 하는 것이 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 전자장치의 구성에 대하여 설명한다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 소스 신호선 구동회로와, 게이트 신호선 구동회로와, 리셋 신호선 구동회로와, 화소부를 포함하는 전자장치에 있어서,
상기 화소부는 다수의 소스 신호선과, 다수의 게이트 신호선과, 다수의 전류 공급선과, 다수의 리셋 신호선과, 다수의 화소를 가지고 있고;
상기 다수의 화소 각각은 스위칭용 트랜지스터와, EL 구동용 트랜지스터와, 리셋용 트랜지스터와, 보유용량과, EL 소자를 가지고 있고;
상기 스위칭용 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 게이트 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되어 있고;
상기 스위칭용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 소스 신호선에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 상기 EL 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되어 있고;
상기 리셋용 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 리셋 신호선에 전기적으로 접 속되어 있고;
상기 리셋용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 다수의 게이트 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 상기 EL 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되어 있고;
상기 보유용량의 한쪽 전극은 상기 전류 공급선에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 전극은 상기 EL 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되어 있고;
상기 EL 구동용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 전류 공급선에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 상기 EL 소자의 한쪽 전극에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전자장치가 제공된다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 본 발명의 제1 양태에 있어서, 상기 EL 구동용 트랜지스터의 상기 소스 영역 또는 상기 드레인 영역이 상기 EL 소자의 양극에 전기적으로 접속되어 있을 때는, 상기 스위칭용 트랜지스터에 p채널형 트랜지스터가 사용되고;
상기 EL 구동용 트랜지스터의 상기 소스 영역 또는 상기 드레인 영역이 상기 EL 소자의 음극에 전기적으로 접속되어 있을 때는, 상기 스위칭용 트랜지스터에 n채널형 트랜지스터가 사용되는 것을 특징으로 하는 전자장치가 제공된다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 전자장치를 구동하는 방법으로서,
1 프레임 기간이 n개의 서브프레임 기간(SF1, SF2, ....., SFn)을 가지고;
상기 n개의 서브프레임 기간 각각이 어드레스(기입) 기간(Ta1, Ta2, ..., Tan)과 서스테인(점등) 기간(Ts1, Ts2, ...., Tsn)을 가지며;
상기 n개의 서브프레임 기간 중 적어도 하나의 서브프레임 기간에서 상기 어드레스(기입) 기간과 상기 서스테인(점등) 기간이 중복하여 있고;
서브프레임 기간 SFm에서의 어드레스(기입) 기간 Tam(여기서 1≤m≤n)과 서브프레임 기간 SFm +1에서의 어드레스(기입) 기간 Tam+1이 중복하는 경우에, 상기 서브프레임 기간 SFm에서의 서스테인(점등) 기간 Tsm의 종료로부터 상기 어드레스(기입) 기간 Tam+1의 개시까지의 기간에 비표시 기간이 존재하는 것을 특징으로 하는 전자장치 구동방법이 제공된다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 전자장치를 구동하는 방법으로서,
1 프레임 기간이 n개의 서브프레임 기간(SF1, SF2, ....., SFn)을 가지고;
상기 n개의 서브프레임 기간 각각이 어드레스(기입) 기간(Ta1, Ta2, ..., Tan)과 서스테인(점등) 기간(Ts1, Ts2, ...., Tsn)을 가지며;
상기 n개의 서브프레임 기간 중 적어도 하나의 서브프레임 기간에서 상기 어드레스(기입) 기간과 상기 서스테인(점등) 기간이 중복하여 있고;
j번째 프레임(여기서 0≤j)의 서브프레임 기간 SFn에서의 어드레스(기입) 기간 Tan과 j+1번째 프레임의 서브프레임 기간 SF1에서의 어드레스(기입) 기간 Ta1이 중복하는 경우에, 상기 j번째 프레임의 서브프레임 기간 SFn에서의 서스테인(점등) 기간 Tsn의 종료로부터 상기 j+1번째 프레임의 서브프레임 기간 SF1에서의 어드레스(기입) 기간 Ta1의 개시까지의 기간에 비표시 기간이 존재하는 것을 특징으로하는 전자장치 구동방법이 제공된다.
본 발명의 제5 양태에 따르면, 전자장치를 구동하는 방법으로서,
1 프레임 기간이 n개의 서브프레임 기간(SF1, SF2, ....., SFn)을 가지고;
상기 n개의 서브프레임 기간 각각이 어드레스(기입) 기간(Ta1, Ta2, ..., Tan)과 서스테인(점등) 기간(Ts1, Ts2, ...., Tsn)을 가지며;
어떤 서브프레임 기간 SFk(1≤k≤n)에서, 어드레스(기입) 기간의 길이를 tak, 서스테인(점등) 기간의 길이를 tsk, 1 게이트 신호선 선택 기간의 길이를 tg라 하고, tak, tsk, tg > 0로 하여, tak > tsk + tg가 만족될 때, 상기 서브프레임 기간 SFk의 비표시 기간의 길이를 trk(여기서 trk > 0)로 하면,
항상 trk ≥tak - (tsk + tg)가 만족되는 것을 특징으로 하는 전자장치 구동방법이 제공된다.
본 발명의 제6 양태에 따르면, 본 발명의 제3 내지 제5 양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 비표시 기간에서는, 리셋 신호선 구동회로로부터의 입력 신호에 의해 도통 상태로 되는 리셋용 트랜지스터에 의해 EL 구동용 트랜지스터가 비도통 상태 로 되고;
상기 리셋용 트랜지스터가 비도통 상태로 복귀한 후 소스 신호선으로부터의 다음 신호의 기입이 행해질 때까지의 기간 중에, 상기 EL 구동용 트랜지스터의 게이트 전압이 보유용량에 의해 보유되는 것을 특징으로 하는 전자장치 구동방법이 제공된다.
본 발명의 제7 양태에 따르면, 본 발명의 제3 내지 제6 양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 비표시 기간 중에, EL 소자는 화상 신호에 무관하게 소등되는 것을 특징으로 하는 전자장치 구동방법이 제공된다.
본 발명의 제8 양태에 따르면, 본 발명의 제3 내지 제7 양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 비표시 기간에서의 EL 구동용 트랜지스터의 게이트 전압은 전류 공급선의 전위와 비선택 상태에 있는 게이트 신호선의 전위의 차이에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 전자장치 구동방법이 제공된다.
본 발명의 제9 양태에 따르면, 본 발명의 제3 내지 제8 양태 중 어느 하나에 있어서, EL 구동용 트랜지스터가 n채널형 극성을 가지는 경우에는, 비선택 상태에 있는 게이트 신호선에는, 건류 공급선의 전위에 대하여 EL 구동용 트랜지스터의 스레시홀드 전압보다 낮은 전위가 입력되는 것을 특징으로 하는 전자장치 구동방법이 제공된다.
본 발명의 제10 양태에 따르면, 본 발명의 제3 내지 제9 양태 중 어느 하나에 있어서, EL 구동용 트랜지스터가 p채널형 극성을 가지는 경우에는, 비선택 상태에 있는 게이트 신호선에는 건류 공급선의 전위에 대하여 EL 구동용 트랜지스터의 스레시홀드 전압보다 높은 전위가 입력되는 것을 특징으로 하는 전자장치 구동방법이 제공된다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.
일본국 특허출원 평11-338786호에 기재되어 있는 화소는, 도 17(A) 및 도 17(B)에 도시된 바와 같이, 리셋용 TFT(1705)의 소스 영역과 드레인 영역 중 하나가 전류 공급선(1708)에 전기적으로 접속되고, 다른 하나는 EL 구동용 TFT(1702)의 게이트 전극에 전기적으로 접속되어 있는 것이다. 또한, 리셋용 TFT(1705)의 게이트 전극은 리셋 신호선(1712)에 전기적으로 접속되어 있다.
본 발명의 화소는, 도 1(A) 및 도 1(B)에 도시된 바와 같이 같이, 리셋용 TFT(105)의 소스 영역과 드레인 영역 중 하나가 전류 공급선(108)에 전기적으로 접속되고, 다른 하나는 게이트 신호선(106)에 전기적으로 접속되어 있는 것이다.
다음에, 도 2(A)∼도 2(C)를 참조하여 각 배선에서의 전위 패턴에 대하여 설명한다. 도 2(A)는 리셋 신호선의 전위를 나타내고, 도 2(B)는 일본국 특허출원 평11-338786호에 기재되어 있고 도 17(A) 및 도 17(B)에 도시된 화소를 사용하여 비표시 기간을 수반하는 구동을 행하는 경우의 각 배선의 전위를 나타낸다. 도 2(C)는 본 발명의 구성을 가지는 화소를 사용하여 비표시 기간을 수반하는 구동을 행하는 경우의 각 배선의 전위를 나타낸다. 도 2(B)의 경우를 먼저 설명한다. 각 부분의 전위를 명확하게 나타내기 위해, 스위칭용 TFT에 n채널형 TFT가 사용되고, EL 구동용 TFT 및 리셋용 TFT에 p채널형 TFT가 사용된 것으로 설명한다.
도 2(A)에 도시된 신호 파형(201)은 리셋용 TFT(1705)에 p채널형 TFT를 사용 한 경우에 대한 것으로, 리셋용 TFT(1705)는 전위가 강하할 때 도통 상태로 된다. 리셋용 TFT(1705)에 n채널형 TFT가 사용되는 경우에는, 도 2(A)의 파형(201)이 반대로 된다.
다음에, 게이트 신호선(1706)의 전위(202)에 대해 설명한다. 도 2(B)의 경우, 스위칭용 TFT(1701)에 n채널형 TFT가 사용되므로, 게이트 신호선(1706)이 선택될 때는 전위가 증가하고, 스위칭용 TFT(1701)가 도통 상태로 된다.
소스 신호선(1707)의 전위(204)는 스위칭용 TFT(1701)를 경유하여 EL 구동용 TFT(1702) 및 보유용량(1704)에 입력된다.
스위칭용 TFT(1701)가 도통 상태로 되면, EL 구동용 TFT(1702)의 게이트 전극의 전위(203)는 소스 신호선(1707)의 전위(204)와 동일하게 된다. 도 2(A)∼도 2(C)에서는, 스위칭용 TFT(1701)가 도통 상태로 된 점에서는, 소스 신호선(1707)의 전위(204)는 LO 신호이므로, EL 구동용 TFT(1702)의 게이트 전극의 전위(203)는 강하한다. 이때, EL 구동용 TFT(1702)의 게이트와 소스 사이의 전압의 절대값이 커지고, EL 구동용 TFT(1702)는 도통 상태로 된다. 따라서, EL 소자(1703)에 전류가 흐르게 되어, EL 소자(1703)가 점등된다. 소스 신호선(1707)의 전위(204)가 HI 신호인 경우에는, EL 소자(1703)는 점등되지 않는다.
그 다음, 도 2(A)∼도 2(C)에서 점선 X-X'로 표시된 타이밍에서, 리셋 신호선(1712)에 LO 신호가 입력되고, 리셋용 TFT(1705)가 도통 상태로 된다. 이 동작에 의해, EL 구동용 TFT(1702)의 게이트 전극의 전위(203)는 전류 공급선(1708)의 전위(205)와 동일하게 되고, EL 구동용 TFT(1702)의 게이트 전압(EL 구동용 TFT(1702)의 소스 영역에 대한 게이트 전극의 전위)은 0 V로 된다. 즉, EL 구동용 TFT(1702)의 스레시홀드 전압이 정(正)의 값으로 시프트되는 경우에는, EL 구동용 TFT(1702)의 게이트 전압(EL 구동용 TFT(1702)의 소스 영역에 대한 게이트 전극의 전위)이 0 V로 되는 점에서는, EL 구동용 TFT(1702)가 도통 상태로 되고, 비표시 기간 중에도 EL 소자(1703)에는 전류가 흐른다. 이때, 비표시 기간이 정상으로 형성될 수 없다.
다음에, 도 2(C)의 경우를 설명한다. 이 경우에는, 스위칭용 TFT, EL 구동용 TFT, 및 리셋용 TFT에 p채널형 TFT를 사용하는 것을 하여 각 부분의 전위를 설명한다.
먼저, 게이트 신호선(106)의 전위(206)에 대해 설명한다. 상기한 바와 같이, 스위칭용 TFT(101)에 p채널형 TFT가 사용되므로, 게이트 신호선(106)이 선택될 때는 전위가 강하하고, 스위칭용 TFT(101)가 도통 상태로 된다.
소스 신호선(107)의 전위(208)는 스위칭용 TFT(101)를 경유하여 EL 구동용 TFT(102) 및 보유용량(104)에 입력된다.
스위칭용 TFT(101)가 도통 상태로 되면, EL 구동용 TFT(13)의 게이트 전극의 전위(207)는 소스 신호선(107)의 전위(208)와 동일하게 된다. 도 2(A)∼도 2(C)에서는, 스위칭용 TFT(101)가 도통 상태로 된 점에서는, 소스 신호선(107)의 전위(208)는 LO 신호이므로, EL 구동용 TFT(102)의 게이트 전극의 전위(207)는 강하한다. 이때, EL 구동용 TFT(102)의 게이트와 소스 사이의 전압의 절대값이 커지고, EL 구동용 TFT(102)는 도통 상태로 된다. 따라서, EL 소자(103)에 전류가 흐르게 되어, EL 소자(103)가 점등된다. 소스 신호선(107)의 전위(208)가 HI 신호인 경우에는 EL 소자(103)는 점등되지 않는다.
그 다음, 도 2(A)∼도 2(C)에서 점선 X-X'로 표시된 타이밍에서, 리셋 신호선(112)에 LO 신호가 입력되고, 리셋용 TFT(105)는 도통 상태로 된다. 이때, EL 구동용 TFT(102)의 게이트 전극의 전위(207)는 게이트 신호선(106)의 전위(206)와 동일하게 된다. EL 구동용 TFT가 노멀리 온인 경우, 게이트와 소스 사이의 전압은 정(正)의 값(p채널형 TFT를 사용할 경우)으로 설정될 수 있고, 확실하게 소등되도록 설정될 수 있다. 따라서, 게이트 신호선(106)의 전위(206)를 EL 구동용 TFT(102)의 스레시홀드값의 시프트량에 맞추어 높게 함으로써 EL 구동용 TFT(102)의 게이트와 소스 사이의 전압을 정(正)의 값으로 할 수 있다. 따라서, 도 2(B)의 경우와 달리, EL 구동용 TFT(102)의 스레시홀드값이 정의 값으로 시프트하여도 전류가 흐르지 않도록 할 수 있다.
리셋용 TFT(105)가 비도통 상태로 복귀한 후에도, 이때의 EL 구동용 TFT(102)의 게이트와 소스 사이의 전압은 보유용량(104)에 의해 보유되어 있으므로, 다음의 서브프레임 기간에서 화소에의 신호 기입이 행해질 때까지 EL 소자(103)는 계속 소등 상태로 된다.
다음에, 화소들을 구성하는 TFT들의 극성과 각 부분의 전위의 관계를 설명한다.
1) EL 구동용 TFT에 n채널형 TFT를 사용하는 경우
비표시 기간에 EL 구동용 TFT(102)를 확실히 비도통 상태로 하도록 EL 구동 용 TFT(102)의 게이트와 소스 사이의 전압 VGS를 스레시홀드 전압보다 낮게 할 필요가 있다. 이때는, 리셋용 TFT(105)가 도통 상태로 되기 때문에 EL 구동용 TFT(102)의 게이트 전위는 게이트 신호선(106)의 전위 VG로 되고, 소스 전위는 전류 공급선(108)의 전위 VCUL로 된다. EL 구동용 TFT(102)가 노멀리 온이면, 적어도 VG < VCUL의 관계가 성립해야 한다. 게이트 신호선(106)의 전위 VG는 EL 구동용 TFT(102)의 열화(劣化)에 따라 임의로 변하지만, 이 경우, VG는 열화가 진행할 수록 낮게 되는 방향으로 변한다. 따라서, 스위칭용 TFT(101)의 게이트 전위, 즉, 게이트 신호선(106)의 전위 VG가 낮은 값을 취하더라도 모든 경우에 스위칭용 TFT(101)를 비도통 상태로 하기 위해서는, 스위칭용 TFT(101)가 항상 비도통 상태에 있어야 한다. 그래서, 스위칭용 TFT(101)에 n채널형 TFT를 사용하는 것이 바람직하다.
2) EL 구동용 TFT에 p채널형 TFT를 사용하는 경우
비표시 기간에 EL 구동용 TFT(102)를 확실하게 비도통 상태로 하도록 EL 구동용 TFT(102)의 게이트와 소스 사이의 전압 VGS를 스레시홀드 전압보다 높게 할 필요가 있다. 이때는, 리셋용 TFT(105)가 도통 상태로 되기 때문에 EL 구동용 TFT(102)의 게이트 전위는 게이트 신호선(106)의 전위 VG로 되고, 소스 전위는 전류 공급선(108)의 전위 VCUL로 된다. EL 구동용 TFT(102)가 노멀리 온이면, 적어도 VG > VCUL의 관계가 성립해야 한다. 게이트 신호선(106)의 전위 VG는 EL 구동용 TFT(102)의 열화에 따라 임의로 변하지만, 이 경우, VG는 열화가 진행할 수록 높게 되는 방향으로 변화한다. 따라서, 스위칭용 TFT(101)의 게이트 전위, 즉, 게이트 신호선(106)의 전위 VG가 높은 값을 취하더라도 모든 경우에 스위칭용 TFT(101)를 비도통 상태로 하기 위해서는, 스위칭용 TFT(101)가 항상 비도통 상태에 있어야 한다. 그래서, 스위칭용 TFT(101)에 p채널형 TFT를 사용하는 것이 바람직하다.
리셋용 TFT(105)의 극성은 중요하지는 않으나, 리셋용 TFT(105)의 소스와 드레인 사이의 전압을 고려하면, 상기 첫번째 경우에 n채널형 TFT를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 두번째 경우에는 p채널형 TFT를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 도 1(A)와 도 1(B)에서는, 리셋용 TFT(105)의 소스 영역과 드레인 영역 중 하나와 스위칭용 TFT(101)의 게이트 전극은 모두 동일한 게이트 신호선(106)에 전기적으로 접속되어 있으나, 리셋용 TFT(105)의 소스 영역과 드레인 영역 중 하나는 도 1(A)와 도 1(B)의 게이트 신호선(106)뿐만 아니라 어떠한 게이트 신호선에도 접속될 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 시간 계조 방식과 디지털 계조 방식을 조합한 구동방법의 경우를 논의하였으나, 본 발명의 본질인 리셋용 TFT의 배치는 다른 구동방법의 경우에도 적용될 수 있다. 물론, 면적 계조 방식과 디지털 계조 방식을 조합한 구동방법에도 적용될 수 있고, 면적 계조 방식, 디지털 계조 방식, 및 시간 계조 방식을 조합한 구동방법에도 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.
[실시예 1]
도 3(A)는 본 실시예에서 나타내는 전자장치의 전체 회로 구성의 일 예이다. 기판(350)의 중앙에는 화소부(351)가 배치되어 있다. 화소부(351)의 상측에는 소스 신호선들을 제어하기 위한 소스 신호선 구동회로(352)가 배치되어 있고, 화소부(351)의 좌측에는 게이트 신호선들을 제어하기 위한 게이트 신호선 구동회로(353)이 배치되어 있으며, 화소부(351)의 우측에는 리셋 신호선들을 제어하기 위한 리셋 신호선 구동회로(354)가 배치되어 있다. 화소부(351)에서 점선 틀(300)로 둘러싸인 부분이 1화소분의 회로이고, 그의 확대도가 도 3(B)에 도시되어 있다. 도 3(B)의 각 부분의 명칭은 도 1(B)의 것과 유사하므로, 여기서는 생략한다.
다음에, 실제의 구동에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는 디지털 계조와 시간 계조를 조합한 방법에 의해 k비트(2k)의 계조를 표현하는 것으로 한다. 설명을 간단히 하기 위해, 3비트(즉, k = 3)의 계조 표현을 행하는 경우를 예로 들어 설명한다. 이 설명에서는 도 3(A)와 도 3(B)에 도시된 회로를 참조한다.
도 4(A)와 도 4(B)에는 본 실시예에서 설명하는 3비트 계조 표현에서의 타이밍 차트가 도시되어 있다. 1 프레임 기간이 3개의 서브프레임 기간(SF1∼SF3)으로 분할되고, 각각의 서브프레임 기간은 어드레스(기입) 기간(Ta1∼Ta3)과 서스테인(점등) 기간(Ts1∼Ts3)을 가지고 있다. 서스테인(점등) 기간의 길이는 2의 제곱으로 설정되어 있고, 따라서 도 4(A) 및 도 4(B)에서는, Ts1:Ts2:Ts3 = 22:21:20이 되어 있 다.
또한, 어드레스(기입) 기간은 첫번째 행의 게이트 신호선이 선택되고부터 최종 행의 게이트 신호선의 선택이 종료되기까지의 기간이므로, Ta1∼Ta3은 모두 동일한 길이를 가진다.
여기서, 최하위 비트분의 서스테인(점등) 기간 Ts3은 어드레스(기입) 기간 Ta3보다 짧다. 따라서, 도 4(A)에 도시된 바와 같이, 서스테인(점등) 기간 Ts3의 종료 직후, 다음의 프레임 기간의 어드레스(기입) 기간 Ta1로 이행하면, 서로 다른 서브프레임 기간의 어드레스(기입) 기간들이 중복하는 기간이 생긴다. 이 기간에서는, 다수의 게이트 신호선의 선택이 동시에 행해지므로, 정상의 화상표시가 행해질 수 없다.
도 4(B)에 도시된 바와 같이, 서스테인(점등) 기간 Ta3의 종료후, 리셋 신호선(312)에 신호가 입력되어, EL 소자(303)가 소등되고, 다음의 어드레스(기입) 기간의 개시까지의 기간에 비표시 기간이 형성된다. 도 5는, 어떤 1 프레임 기간에서의 게이트 신호선(306)과 리셋 신호선(312)의 전위를 나타낸다. 본 실시예에서는 리셋용 TFT(305)로서 p채널형 TFT가 사용되므로, 리셋 신호선(312)의 전위가 낮을 때 리셋용 TFT(305)는 도통 상태로 된다. 이 리셋용 TFT(305)에는 n채널형 TFT가 사용될 수도 있다.
먼저, 서브프레임 기간 SF1에서, 게이트 신호선(306)이 선택되고, 소스 신호 선(307)로부터 화소에의 신호 기입이 행해진다. 각 행에서는, 화소에의 신호 기입이 종료되면, 즉시 서스테인(점등) 기간 Ts1이 시작된다. 이 동작은 첫번째 행으로부터 최종 행까지 행해진다. 그 다음, 서브프레임 기간 SF2에서도, 마찬가지로, 게이트 신호선(306)이 선택되고, 소스 신호선(307)로부터 화소에의 신호 기입이 행해진다. 각 행에서는, 화소에의 신호 기입이 종료되면, 즉시 서스테인(점등) 기간 Ts2이 시작된다. 이 동작은 첫번째 행으로부터 최종 행까지 행해진다.
서브프레임 기간 SF3에서는, 서브프레임 기간 SF1 및 SF2와 마찬가지로, 먼저 게이트 신호선(306)이 선택되고, 화소에의 신호 기입이 행해진다. 각 행에서는, 화소에의 신호 기입이 종료되면, 즉시 서스테인(점등) 기간 Ts3이 시작된다. 이 동작은 첫번째 행으로부터 최종 행까지 행해진다. 이때, 서스테인(점등) 기간 Ts3은 어드레스(기입) 기간 Ta3보다 짧기 때문에, 어드레스(기입) 기간 Ta3의 종료 전, 즉, 최종 행의 게이트 신호선의 선택기간이 종료하기 전에, 첫번째 행에서의 서스테인(점등) 기간 Ts3가 종료된다. 첫번째 행에서의 서스테인(점등) 기간 Ts3가 종료된 직후, 첫번째 행의 리셋 신호선에는 리셋 신호가 입력되어, 리셋용 TFT(305)가 도통 상태로 되고, 보유용량(304)의 양 전극 사이의 전위차, 즉, EL 구동용 TFT(302)의 게이트와 소스 사이의 전압이 게이트 신호선(306)과 전류 공급선(308) 사이의 전위차와 동일하게 된다. 따라서, EL 구동용 TFT(302)는 비도통 상태로 되고, EL 소자(303)에의 전류 공급이 차단된다. 그 후, 리셋용 TFT(305)가 비도통 상태로 복귀한 후라도, 이때의 EL 구동용 TFT(302)의 게이트와 소스 사이의 전압은 보유용량(304)에 의해 보유되어 있으므로, EL 소자(303)는 다음의 서브프레임 기간에서 화소에의 신호 기입이 행해질 때까지 계속 소등 상태로 유지된다.
EL 구동용 TFT(302)의 스레시홀드 전압이 정의 값으로 시프트하는 경우에는 비선택 상태에서의 게이트 신호선(306)의 전위를 상승시킬 필요가 있다. 이렇게 함으로써, 보유용량(304)의 양 전극 사이의 전위차, 즉, EL 구동용 TFT(302)의 게이트 전압(EL 구동용 TFT(302)의 소스 영역에 대한 게이트 전극의 전위)을 임의로 제어할 수 있다.
본 실시예에서 나타낸 구동방법에 따르면, 리셋 신호가 입력되는 타이밍을 변경함으로써 서스테인(점등) 기간의 길이를 자유롭게 설정하는 것이 가능하다. 통상의 디지털 계조와 시간 계조를 조합한 표시방법에서의 최소 단위보다 짧은 서스테인(점등) 기간을 가지는 서브프레임 기간에서도 정상으로 화상 표시를 행하는 것이 가능하다.
또한, EL 구동용 TFT(302)의 특성이 노멀리 온인 경우에도, 비선택 상태에 있는 게이트 신호선(306)의 전위를 변경함으로써, 이것에 대처하는 것이 가능하다.
[실시예 2]
본 실시예에서는, 화소부와 그 화소부의 주변에 형성되는 구동회로 TFT(N채널형 및 P채널형)를 동일 기판상에 동시에 제작하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 6(A)에 도시된 바와 같이, 코닝사의 #7059 유리 또는 #1737 유리로 대표되는 바륨 붕규산염 유리 또는 알루미노 붕규산염 유리와 같은 유리로 된 기판(5001)상에, 산화규소막, 질화규소막, 또는 산화질화규소막과 같은 절연막으로 된 하지막(5002)을 형성한다. 예를 들어, 플라즈마 CVD법에 의해 SiH4, HN3, N2O로부터 10∼200 nm(바람직하게는 50∼100 nm)의 두께로 형성된 산화질화규소막(5002a)과, 마찬가지로 SiH4와 N2O로부터 50∼200 nm(바람직하게는 100∼150 nm)의 두께로 형성된 산화질화수소화규소막(5002b)을 적층하여 형성한다. 본 실시예에서는, 하지막(5002)을 2층 구조로 하여 나타내었으나, 상기 절연막의 단층막 또는 2층 이상 적층시킨 구조가 채용될 수도 있다.
섬 형상 반도체층(5003∼5006)은 비정질 구조를 가지는 반도체막을 레이저 결정화법 또는 열 결정화법으로 결정화시킴으로써 얻어지는 결정성 반도체막으로 형성된다. 이 섬 형상 반도체층(5003∼5006)는 25∼80 nm(바람직하게는 30∼60 nm)의 두께로 형성된다. 결정성 반도체막의 재료에는 한정이 없으나, 규소 또는 규소-게르마늄 합금(SiGe)을 사용하는 것이 바람직하다.
레이저 결정화법에 의해 결정성 반도체막을 형성하기 위해서는, 펄스 발진형 또는 연속 발광형 엑시머 레이저, YAG 레이지 또는 YVO4 레이저를 사용한다. 이들 레이저를 사용하는 경우에는, 레이저 발진기로부터 방사되는 레이저광을 광학계에 의해 선형 비임으로 집광하여 반도체막에 조사하는 방법을 사용하는 것이 좋다. 결정화 조건은 실시자에 의해 적절히 선택되는 것이지만, 엑시머 레이저를 사용하는 경우에는, 펄스 발진 주파수를 30 Hz로 하고, 레이저 에너지 밀도를 100∼400 mJ/cm2(대표적으로는 350∼500 mJ/cm2)로 한다. 또한, YAG 레이저를 사용하는 경우에는, 제2 고조파를 사용하고, 펄스 발진 주파수를 1∼10 kHz로 하고, 레이저 에너지 밀도를 300∼600 mJ/cm2(대표적으로는, 350∼500 mJ/cm2)로 하는 것이 바람직하다. 그 다음, 폭 100∼1,000 ㎛, 예를 들어, 400 ㎛의 선형으로 집광한 레이저광을 기판의 전면에 조사하고, 이때의 선형 레이저광의 오버랩(overlap)율을 80∼98%로 한다.
그 다음, 섬 형상 반도체층(5003∼5006)을 덮는 게이트 절연막(5007)을 형성한다. 이 게이트 절연막(5007)은 플라즈마 CVD법 또는 스퍼터링법을 이용하여 규소를 함유하는 절연막으로 40∼150 nm의 두께로 형성된다. 본 실시예에서는, 게이트 절연막(5007)을 120 nm의 두께를 갖는 산화질화규소막으로 형성하였다. 물론, 게이트 절연막은 이러한 산화질화규소막에 한정되지 않고, 규소를 함유하는 다른 절연막을 단층 구조 또는 적층 구조로 사용할 수도 있다. 예를 들어, 산화규소막을 사용하는 경우에는, 플라즈마 CVD법에 의해 TEOS(테트라에틸 오르토실리케이트)와 O2를 혼합하고, 반응압력 40 Pa, 기판 온도 300∼400℃로 하고, 0.5∼0.8 W/cm2의 고주파(13.56 MHz) 전력밀도로 방전시켜 막을 형성한다. 그 다음, 이렇게 형성된 산화규소막을 400∼500℃로 열 어닐하여, 게이트 절연막으로서의 우수한 특성을 얻는다.
그 다음, 게이트 절연막(5007)상에 게이트 전극을 형성하기 위한 제1 도전막 (5008)과 제2 도전막(5009)을 형성한다. 본 실시예에서는, 제1 도전막(5008)을 50∼100 nm 두께의 Ta막으로 형성하고, 제2 도전막(5009)을 100∼300 nm 두께의 W막으로 형성한다.
Ta막은 Ta를 타겟으로 사용하고 Ar을 스퍼터링하여 형성된다. 이 경우, 스퍼터링을 위한 Ar에 적당량의 Xe 또는 Kr을 첨가하면, Ta막의 내부 응력을 완화하여 막의 벗겨짐을 방지할 수 있다. 또한, α-상(相) Ta막의 저항률은 20 μΩcm 정도이고, 이 막은 게이트 전극으로서 사용될 수 있으나, β-상 Ta막의 저항률은 180 μΩcm 정도이고, 이 막은 게이트 전극에 적합하지 않다. α-상 Ta막을 형성하기 위해서는, Ta의 α-상에 가까운 결정 구조를 가지는 질화탄탈을 Ta의 하지로서 10∼50 nm 정도의 두께로 형성하면, α-상 Ta막을 쉽게 얻을 수 있다.
W막은 W 타겟을 사용한 스퍼터링법으로 형성된다. 또한, W막은 6불화 텅스텐(WF6)을 사용하여 열 CVD법에 의해 형성될 수도 있다. 어느 방법을 사용하든, 게이트 전극으로 사용하기 위해서는 재료가 낮은 저항을 가질 필요가 있다. W막의 저항률을 20 μΩcm 이하로 하는 것이 바람직하다. 결정립을 크게 함으로써, W막이 낮은 저항률을 가지게 하는 것이 가능하다. 그러나, W막 내에 산소와 같은 불순물 원소가 많이 존재하는 경우에는, 결정화가 저해되고, 저항이 높아진다. 따라서, 순도 99.9999%의 W 타겟을 사용하여 W막을 형성하고, 또한, 성막 시에 가스상의 내부로부터의 불순물의 혼입이 없도록 충분히 고려함으로써, 9∼20 μΩcm의 저항률을 실현할 수 있다.
본 실시예에서는, 제1 도전막(5008)과 제2 도전막(5009)에 각각 Ta막과 W막을 사용하였지만, 도전막들의 재료에 한정은 없다. 제1 도전막(5008)과 제2 도전막(5009)은 Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu로 이루어진 군에서 선택된 원소, 또는 상기 원소를 주성분으로 하는 합금 재료 또는 화합물 재료로 형성될 수도 있다. 또한, 인과 같은 불순물이 도핑된 다결정 규소막으로 대표되는 반도체막을 사용할 수도 있다. 이 외의 다른 조합의 예로서는, 제1 도전막을 질화탄탈(TaN)로 형성하고 제2 도전막을 W으로 형성하는 조합, 제1 도전막을 질화탄탈(TaN)로 형성하고 제2 도전막을 Al으로 형성하는 조합, 및 제1 도전막을 질화탄탈(TaN)로 형성하고 제2 도전막을 Cu로 형성하는 조합을 들 수 있다.
그 다음, 레지스트로 마스크(5010)을 형성하고, 전극 및 배선을 형성하기 위한 제1 에칭 처리를 행한다. 본 실시예에서는, ICP(Inductively Coupled Plasma) 에칭방법을 사용하고, 에칭 가스로서 CF4 및 Cl2의 혼합물을 사용하고, 1 Pa의 압력에서 코일형 전극에 500 W의 RF(13.56 MHz) 전력을 입력하여 플라즈마를 생성시켜, 에칭을 행한다. 또한, 기판측(시료 스테이지)에도 100 W의 RF(13.56 MHz) 전력을 입력하여, 실질적으로 부(負)의 자기 바이어스 전압을 인가한다. CF4와 Cl2를 혼합한 경우에는, W막과 Ta막은 실질적으로 동일한 속도로 에칭될 수 있다.
상기한 에칭 조건에서는, 레지스트로 된 마스크의 형상을 적당한 것으로 함으로써, 기판측에 인가되는 바이어스 전압의 효과에 의해 제1 도전막 및 제2 도전막의 엣지(edge)부가 테이퍼(taper)진 형상으로 된다. 이 테이퍼부의 각도는 15∼ 45°로 설정된다. 게이트 절연막상에 어떠한 잔사(殘渣)도 남기지 않고 에칭하기 위해서는, 에칭시간을 10∼20% 정도의 비율만큼 증가시키는 것이 바람직하다. W막에 대한 산화질화규소막의 선택비는 2∼4(대표적으로는 3)이므로, 노출된 표면에서 산화질화규소막이 오버에칭 처리에 기인하여 약 20∼50 nm만큼 에칭된다. 그리하여, 제1 에칭 처리에 의해 제1 도전막과 제2 도전막으로 된 제1 형상의 도전층(5011∼5016)(제1 도전층(5011a∼5016a) 및 제2 도전층(5011b∼5016b))이 형성된다. 이때, 게이트 절연막(5007)에서는, 제1 형상의 도전층(5011∼5016)으로 덮이지 않은 영역이 약 20∼50 nm만큼 에칭되어, 얇아진 영역이 형성된다.(도 6(A))
그 다음, 제1 도핑 처리를 행하여, n형을 부여하는 불순물 원소를 첨가한다. 이온 도핑법 또는 이온 주입법에 의해 도핑을 행할 수 있다. 이온 도핑법의 조건은, 도즈량을 1×1013∼5×1014 원자/cm2으로 하고, 가속전압을 60∼100 keV로 한다. n형을 부여하는 불순물 원소로서는, 주기율표 15족에 속하는 원소, 전형적으로는 인(P) 또는 비소(As)가 사용될 수 있다. 여기서는, 인(P)을 사용한다. 이 경우, 도전층(5011∼5015)은 n형을 부여하는 불순물 원소에 대한 마스크가 되고, 제1 불순물 영역(5017∼5025)이 자기정합적으로 형성된다. 제1 불순물 영역(5017∼5025)에는, n형을 부여하는 불순물 원소가 1×1020∼1×1021 원자/cm3의 농도로 첨가된다.
그 다음, 도 6(C)에 도시된 바와 같이, 제2 에칭 처리를 행한다. 마찬가지로, ICP 에칭방법을 사용하고, 에칭 가스로서 CF4, Cl2, O2의 혼합물을 사용한다. 또한, 1 Pa의 압력에서 코일형 전극에 500 W의 RF(13.56 MHz) 전력을 인가하여 플 라즈마를 생성시킨다. 기판(시료 스테이지)측에도 50 W의 RF(13.56 MHz) 전력을 인가하고, 제1 에칭 처리에 비하여 낮은 자기 바이어스 전압을 인가한다. 이들 조건에 따라 W막이 이방성 에칭되고, Ta막이 그보다 느린 에칭속도로 이방성 에칭되어, 제2 형상의 도전막(5026∼5031)(제1 도전층(5026a∼5031a) 및 제2 도전층(5026b∼5031b))을 형성한다. 이때, 제2 형상의 도전층(5026∼5031)으로 덮이지 않은 영역이 20∼50 nm 정도로 더 에칭되어, 얇아진 영역이 형성된다.
CF4와 Cl2의 혼합가스에 의한 W막 또는 Ta막의 에칭반응은 생성되는 라디칼 또는 이온 종(種)과 반응생성물의 증기압으로부터 추측될 수 있다. W와 Ta의 불화물 및 염화물의 증가압을 비교하면, W의 불화물인 WF6은 증기압이 매우 높고, 다른 WCl5, TaF5, TaCl5은 거의 동일한 증기압을 가진다. 따라서, CF4와 Cl2의 혼합가스에서는, W막과 Ta막이 모두 에칭된다. 그러나, 이 혼합가스에 적당량의 O2를 첨가하면, CF4와 O2가 반응하여 CO와 F를 생성하고, F 라디칼 또는 F 이온을 다량 발생한다. 그 결과, 높은 증가압의 불화물을 가지는 W막의 에칭속도가 증가한다. 한편, Ta에 대해서는, F를 증가시켜도 에칭속도의 증가는 상대적으로 작다. 또한, Ta는 W에 비해 쉽게 산화되기 때문에, O2의 첨가에 의해 Ta의 표면이 산화된다. Ta의 산화물은 불소 또는 염소와 반응하지 않기 때문에, Ta막의 에칭속도는 더욱 감소한다. 따라서, W막과 Ta막의 에칭속도를 서로 다르게 하는 것이 가능하게 되고, 그 결과, W막의 에칭속도를 Ta막의 에칭속도보다 높게 하는 것이 가능하게 된다.
그 다음, 도 7(A)에 도시된 바와 같이, 제2 도핑 처리를 행한다. 이 경우, 도즈량을 제1 도핑 처리의 것보다 낮게 하고, 높은 가속전압의 조건 하에서, n형을 부여하는 불순물 원소를 도핑한다. 예를 들어, 가속전압을 70∼120 keV로 하고, 도즈량을 1×1013 원자/cm2으로 하여, 도핑처리를 행하여, 도 6(B)의 섬 형상 반도체층에 형성된 제1 불순물 영역의 내측에 새로운 불순물 영역을 형성한다. 제2 형상의 도전층(5026∼5030)을 마스크로 하여 도핑을 행하여, 제2 도전층(5026a, 5030a) 아래의 영역에도 불순물 원소를 첨가한다. 이렇게 하여, 제2 도전층(5026a, 5030a)과 겹치는 제3 불순물 영역(5032∼5041)과, 제1 불순물 영역과 제3 불순물 영역 사이의 제2 불순물 영역(5042∼5051)이 형성된다. n형을 부여하는 불순물 원소의 농도는, 제2 불순물 영역의 농도가 1×1017∼1×1019 원자/cm3로 되고, 제3 불순물 영역의 농도가 1×1016∼1×1018 원자/cm3로 되도록 설정된다.
그 다음, 도 7(B)에 도시된 바와 같이, 제4 불순물 영역(5052∼5074)을 형성한다. 이 제4 불순물 영역(5052∼5074)은 p채널형 TFT를 형성하기 위한 섬 형상 반도체층(5004∼5006)의 제1 도전형과 반대의 도전형을 가진다. 제2 도전층(5027b∼5030b)을 불순물 원소에 대한 마스크로 사용하여 자기정합적으로 불순물 영역을 형성한다. 이때, n채널형 TFT를 형성하는 섬 형상 반도체층(5003)과 배선부(5031)의 전면이 레지스트 마스크(5200)로 덮인다. 불순물 영역(5522∼5524)에는 인이 각기 다른 농도로 첨가되어 있으나, 이들 영역을 디보란(B2H6)을 사용한 이온 도핑 법에 의해 형성하고, 어느 영역에서도 불순물 농도를 2×1020∼1×1021 원자/cm3로 한다.
여기까지의 공정에 의해, 각각의 섬 형상 반도체층에 불순물 영역이 형성된다. 섬 형상 반도체층과 겹치는 제2 도전층(5026∼5030)이 게이트 전극으로서 기능한다. 또한, 배선부(5031)는 섬 형상 소스 신호선으로 기능한다.
그 다음, 도 7(C)에 도시된 바와 같이, 이렇게 하여 도전형을 제어할 목적으로, 각각의 섬 형상 반도체층에 첨가된 불순물 원소를 활성화하는 공정을 행한다. 이 공정은 노 어닐 오븐을 사용하는 열 어닐법에 의해 행해진다. 또한, 레이저 어닐방법 또는 급속 열 어닐법(RTA법)을 적용할 수도 있다. 열 어닐법은 산소농도가 1 ppm 이하, 바람직하게는 0.1 ppm 이하인 질소분위기에서 400∼700℃, 대표적으로는 500∼600℃의 온도로 행해진다. 본 실시예에서는, 500℃로 4시간의 열처리를 행한다. 그러나, 제2 도전층(5026∼5031)에 사용되는 배선 재료가 열에 약한 경우에는, 배선 등을 보호하기 위해 층간절연막(규소를 주성분으로 함)을 형성한 후 활성화를 행하는 것이 바람직하다.
또한, 3∼100%의 수소를 함유하는 분위기에서 300∼450℃로 1∼12시간 열처리를 행하여, 섬 형상 반도체층을 수소화하는 공정을 행한다. 이 공정은 열적으로 여기된 수소에 의해 반도체층 중의 댕글링 본드(dangling bond)를 종단시키는 공정이다. 수소화의 다른 수단으로서, 플라즈마 수소화(플라즈마에 의해 여기된 수소를 사용)를 행할 수도 있다.
그 다음, 도 8(A)에 도시된 바와 같이, 제1 층간절연막(5075)을 산화질화규소막으로 100∼200 nm의 두께로 형성하고, 그 위에, 유기 절연재료로 형성된 제2 층간절연막(5076)을 형성한 후, 제1 층간절연막(5075), 제2 층간절연막(5076), 및 게이트 절연막(5007)에 콘택트 홀을 형성한다. 각각의 배선(5077∼5082, 5084)(접속 배선 및 신호선을 포함)을 패터닝한 후, 패터닝에 의해 접속 배선(5082)에 접하는 화소전극(5083)을 형성한다.
제2 층간절연막(5076)으로서는, 유기 수지로 된 막을 사용하고, 그 유기 수지로서는, 폴리이미드, 폴리아미드, 아크릴, BCB(벤조시클로부텐) 등이 사용될 수 있다. 특히, 제2 층간절연막(5076)은 평탄화의 의미가 강하므로, 평탄성이 우수한 아크릴이 바람직하다. 본 실시예에서는, TFT에 의해 형성되는 단차부를 충분히 평탄화하도록 하는 막 두께로 아크릴막을 형성한다. 막 두께는 1∼5 ㎛(더 바람직하게는 2∼4 ㎛)인 것이 좋다.
콘택트 홀의 형성은 건식 에칭 또는 습식 에칭에 의해 행해진다. n형 불순물 영역(5017, 5018) 또는 p형 불순물 영역(5052∼5074)에 도달하는 콘택트 홀, 배선(5031)에 도달하는 콘택트 홀, 전류 공급선(도시되지 않음)에 도달하는 콘택트 홀, 게이트 전극에 도달하는 콘택트 홀(도시되지 않음)을 각각 형성한다.
또한, 배선(5077∼5082, 5084)(접속 배선 및 신호선을 포함)으로서는, 두께 100 nm의 Ti막과, 두께 300 nm의 Ti 함유 알루미늄막과, 두께 150 nm의 Ti막을 스퍼터링법에 의해 연속적으로 형성한 3층 구조의 적층막을 소망의 형상으로 패터닝한 것을 사용한다. 물론, 다른 도전막을 사용할 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는, 화소전극(5083)으로서 두께 110 nm의 ITO막을 형성한 후, 패터닝한다. 접속 배선(5082)과 접하면서 겹치도록 화소전극(5083)을 배치함으로써 콘택트가 얻어진다. 또한, 2∼20%의 산화아연을 산화인듐에 혼합한 투명 도전막을 사용할 수도 있다. 이 화소전극(5083)은 EL 소자의 양극이 된다.(도 8(A))
그 다음, 도 8(B)에 도시된 바와 같이, 규소를 함유하는 절연막(본 실시예에서는 산화규소막)을 500 nm의 두께로 형성하고, 화소전극(5083)에 대응하는 위치에 개구부를 형성하여, 제3 층간절연막(5085)을 형성한다. 이 개구부를 형성할 때, 습식 에칭법을 이용하여 테이퍼 형상의 측벽을 용이하게 형성할 수 있다. 개구부의 측벽이 충분히 평활하지 않으면, 단차로 인한 EL 층의 열화가 현저한 문제로 된다.
그 다음, EL 층(5086)과 음극(MgAg 전극)(5087)을 진공증착법에 의해 대기에의 노출 없이 연속적으로 형성한다. EL 층의 두께는 80∼200 nm(전형적으로는 100∼120 nm)로 하는 것이 바람직하고, 음극(5087)의 두께는 180∼300 nm(전형적으로는 200∼250 nm)로 하는 것이 바람직하다.
이 공정에서는, 적색, 녹색, 청색의 각 색에 대응하는 화소에 대하여 차례로 EL 층과 음극을 형성한다. EL 층은 용액에 대한 내성이 부족하기 때문에, 포토리소그래피 기술을 사용하지 않고 각 색마다 개별적으로 형성되어야 한다. 이 이유 때문에, 금속 마스크를 사용하여 소망의 화소 이외의 부분을 가리고, 필요한 부분에만 선택적으로 EL 층과 음극을 형성하는 것이 바람직하다.
즉, 먼저, 적색에 대응하는 화소를 제외한 모든 부분을 가리는 마스크를 세트하고, 이 마스크를 이용하여 적색 발광의 EL 층과 음극을 선택적으로 형성한다. 그 다음, 녹색에 대응하는 화소를 제외한 모든 부분을 가리는 마스크를 세트하고, 이 마스크를 이용하여 녹색 발광의 EL 층과 음극을 선택적으로 형성한다. 이어서, 마찬가지로, 청색에 대응하는 화소를 제외한 모든 부분을 가리는 마스크를 세트하고, 이 마스크를 이용하여 청색 발광의 EL 층과 음극을 선택적으로 형성한다. 여기서는, 모두 다른 마스크를 사용하는 것으로 설명하였으나, 모든 동일한 마스크를 사용할 수도 있다. 또한, 모든 화소에 대하여 EL 층과 음극이 형성될 때까지 진공 상태를 유지하면서 처리를 행하는 것이 바람직하다.
여기서는, RGB에 대응하는 3종류의 EL 소자를 형성하는 방식을 사용하지만, 아래의 방식이 사용될 수도 있다. 즉, 백색 발광의 EL 소자와 컬러 필터를 조합한 방식; 청색 또는 청녹색 발광의 EL 소자와 형광체(형광성 색변환층: CCM)를 조합한 방식; 및 음극(대향 전극)에 투명 전극을 사용하고, 그 투명 전극에 RGB에 대응하는 EL 소자를 중첩시키는 방식.
EL 층(5086)에는 공지의 재료가 사용될 수 있다. 공지의 재료로서는, 구동전압을 고려하면 유기재료가 바람직하다. 예를 들어, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 및 전자 주입층으로 된 4층 구조가 EL 층으로 사용될 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는, EL 소자의 음극으로서 MgAg 전극을 사용하는 예를 나타내지만, 다른 공지의 재료를 사용할 수도 있다.
그 다음, EL 층과 음극을 덮도록 보호전극(5088)을 형성한다. 이 보호전극 (5088)에는, 알루미늄을 주성분으로 하는 도전막이 사용될 수 있다. 보호전극(5088)은 EL 층과 음극을 형성하기 위해 사용한 마스크와는 다른 마스크를 이용하여 진공증착법에 의해 형성될 수 있다. 또한, 보호전극(5088)은 EL 층과 음극의 형성 후 대기에의 노출 없이 연속적으로 형성되는 것이 바람직하다.
최종적으로, 질화규소막으로 된 패시베이션막(5089)을 300 nm의 두께로 형성한다. 실제로는 보호전극(5088)이 EL 층을 수분 등으로부터 보호하는 역할을 하지만, 그것에 추가하여 패시베이션막(5089)를 형성함으로써 EL 층의 신뢰성이 더욱 증대될 수 있다.
그리하여, 도 8(B)에 도시된 구조를 가지는 액티브 매트릭스형 전자장치가 완성된다. 본 실시예에 따른 액티브 매트릭스형 전자장치의 제작공정에서는, 회로 구성 및 제작공정을 고려하여, 게이트 전극을 형성하는데 사용되는 Ta 또는 W으로 소스 배선을 형성하고, 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는데 사용되는 Al로 게이트 배선을 형성하지만, 다른 재료를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에 따른 액티브 매트릭스형 기판에서는, 화소부뿐만 아니라 구동회로부에도 최적의 구조를 가지는 TFT를 제공함으로써, 매우 높은 신뢰성을 나타내고, 동작 특성도 향상시킨다. 또한, 결정화 공정에서 Ni과 같은 금속 촉매를 첨가하여 결정성을 높이는 것도 가능하다. 그 결과, 소스 신호선 구동회로의 구동 주파수를 10 MHz 이상으로 할 수 있다.
먼저, 동작 속도가 저하하는 것을 극력 방지하기 위해, 구동회로부를 형성하는 CMOS 회로의 n채널형 TFT로서, 핫 캐리어 주입을 저하시킬 수 있는 구조를 가지 는 TFT를 사용한다. 여기서 말하는 구동회로는 시프트 레지스터, 버퍼, 레벨 시프터, 선순차 드라이버의 래치, 점순차 드라이버의 전달 게이트 등을 포함한다.
본 실시예에서는, n채널형 TFT의 활성층은 소스 영역, 드레인 영역, GOLD 영역, LDD 영역, 채널 형성 영역을 포함하고, GOLD 영역은 게이트 절연막을 사이에 두고 게이트 전극과 겹쳐 있다.
또한, CMOS 회로의 p채널형 TFT는 핫 캐리어 주입으로 인한 열화를 염려할 필요가 없고, LDD 영역을 특별히 마련할 필요는 없다. 물론, n채널형 TFT와 마찬가지로 LDD 영역을 형성하여 핫 캐리어에 대한 대책을 강구할 수도 있다.
또한, 구동회로에서, 채널 형성 영역에서 전류가 양방향으로 흐르는 CMOS 회로, 즉, 소스 영역의 역할과 드레인 영역의 역할이 서로 바뀌는 CMOS 회로를 사용하는 경우, CMOS 회로를 형성하는 n채널형 TFT는, 채널 형성 영역을 끼우는 형태로 채널 형성 영역의 양측에 LDD 영역을 형성하도록 형성될 수도 있다. 그러한 예로서는, 점순차 구동에 사용되는 전달 게이트 등을 들 수 있다. 또한, 구동회로에서, 오프 전류값을 극력 낮추어야 하는 CMOS 회로를 사용하는 경우에는, CMOS 회로를 형성하는 n채널형 TFT는, LDD 영역의 일부가 게이트 절연막을 사이에 두고 게이트 전극과 겹치는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 그러한 예로서는, 점순차 구동에 사용되는 전달 게이트 등을 들 수 있다.
실제로는, 도 8(B)에 도시된 상태까지 완성되면, 외기에의 노출을 방지하기 위해, 높은 기밀성을 가지고 탈가스가 없는 보호 필름(라미네이트 필름, 자외선 경화 수지 필름 등) 또는 투명성의 밀봉재에 의해 패키징(봉입)하는 것이 바람직하 다. 이때, 밀봉재의 내측을 불활성 분위기로 하거나 또는 그의 내측에 흡습성 재료(예를 들어, 산화바륨)을 배치하면, EL 소자의 신뢰성이 더욱 향상된다.
또한, 패키징과 같은 처리에 의해 기밀성이 증대되면, 기판상에 형성된 소자 또는 회로로부터의 인출 단자와 외부 신호단자를 접속하기 위한 커넥터(가요성 인쇄회로: FPC)를 부착하여 제품을 완성한다. 본 명세서에서는, 이러한 출하 가능한는 상태까지 완성된 제품을 전자장치라 한다.
또한, 본 실시예에 따르면, 액티브 매트릭스형 기판의 제조에 필요한 포토마스크의 수는 5개(섬 형상 반도체층 패턴, 제1 배선 패턴(게이트 배선, 섬 형상 소스 배선, 및 용량 배선), n채널 영역의 마스크 패턴, 콘택트 홀 패턴, 및 제2 배선 패턴(화소전극과 접속전극을 포함))로 될 수 있다. 그 결과, 제조공정이 단축될 수 있고, 이것은 제조비용의 저감과 수율의 향상에 기여한다.
[실시예 3]
본 실시예에서는 본 발명을 이용하여 전자장치를 제조한 예를 설명한다.
도 9(A)는 본 발명을 이용한 전자장치의 상면도이고, 도 9(B)는 도 9(A)의 X-X'선을 따라 취한 단면도이다. 도 9(A)에서, 부호 4001은 기판, 4002는 화소부, 4003은 소스 신호측 구동회로, 4004는 게이트 신호측 구동회로를 나타낸다. 구동회로는 배선(4005∼4007)을 경유하여 FPC(4008)를 통해 외부 기기에 접속된다.
이때, 적어도 화소부, 바람직하게는 구동회로와 화소부 모두를 둘러싸도록 커버재(4009), 기밀성 밀봉재(4010), 밀봉재(하우징재라고도 함)(4011)(도 9(B)에 도시됨)를 형성한다.
또한, 도 9(B)는 본 실시예의 전자장치의 단면 구조를 나타낸다. 기판(4001)상의 하지막(4012)상에, 구동회로 TFT(4013)(여기서는 n채널형 TFT와 p채널형 TFT가 조합된 CMOS 회로가 도시됨)와, 화소부 TFT(4014)(여기서는 EL 소자로 흐르는 전류를 제어하기 위한 EL 구동용 TFT만이 도시됨)가 형성되어 있다. 이들 TFT는 공지의 구조(탑 게이트 구조 또는 보텀 게이트 구조)를 사용하여 형성될 수 있다.
구동회로 TFT(4013)와 화소부 TFT(4014)가 완성된 후, 수지재료로 된 층간절연막(평탄화막)(4015)상에 화소전극(4016)을 형성한다. 화소전극(4016)은 화소부 TFT(4014)의 드레인과 전기적 접속하는 투명 도전막으로 형성된다. 이 투명 도전막으로서는, 산화인듐과 산화주석의 화합물(IT0) 또는 산화인듐과 산화아연의 화합물이 사용될 수 있다. 화소전극(4016)을 형성한 후 절연막(4017)을 형성하고, 화소전극(4016)상에 개구부를 형성한다.
다음에, EL 층(4018)을 형성한다. 이 EL 층(4018)은 공지의 EL 재료(정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등)를 자유롭게 조합하여 적층 구조 또는 단층 구조로 형성될 수 있다. 어떠한 구조로 하는가는 공지의 기술을 사용할 수 있다. 또한, EL 재료에는, 저분자계 재료와 고분자계(폴리머계) 재료가 있다. 저분자계 재료를 사용하는 경우에는 증착법이 이용되지만, 고분자계 재료를 사용하는 경우에는 스핀 코팅법, 인쇄법, 잉크젯 인쇄법과 같은 용이한 방법을 이용하는 것이 가능하다.
본 실시예에서는, EL 층이 새도우 마스크를 사용한 증착법에 의해 형성된다. 각 화소마다 새도우 마스크를 사용하여 파장이 다른 광을 방사할 수 있는 발광층(적색 발광층, 녹색 발광층, 청색 발광층)을 형성함으로써 컬러 표시가 가능하게 된다. 또한, 전하 결합층(CCM)과 컬러 필터를 조합한 방식, 및 백색 발광층과 컬러 필터를 조합한 방식과 같은 방법이 사용될 수도 있다. 물론, 이 전자장치는 단색 광을 발광하도록 될 수도 있다.
EL 층(4018)을 형성한 후, 그 EL 층상에 음극(4019)을 형성한다. 이때, 음극(4019)과 EL 층(4018) 사이의 계면에 존재하는 수분 또는 산소를 극력 제거하는 것이 바람직하다. 따라서, EL 층(4018)과 음극(4019)을 진공 중에서 연속적으로 성막하는 방법이나, 또는 EL 층(4018)을 불활성 가스 분위기에서 형성하고, 대기에의 노출 없이 음극(4019)을 형성하는 방법을 사용할 필요가 있다. 본 실시예에서는, 멀티체임버 방식(클러스터 툴(cluster tool) 방식)의 성막장치를 사용함으로써, 상기한 성막이 가능하게 된다.
본 실시예에서는, 음극(4019)으로서 LiF(불화리튬)막과 Al(알루미늄)막의 적층 구조를 사용한다. 구체적으로는, EL 층(4018)상에 증착법으로 두께 1 nm의 LiF(불화리튬)막을 형성하고, 그 LiF막상에 두께 300 nm의 알루미늄막을 형성한다. 물론, 공지의 음극재료인 MgAg 전극이 사용될 수도 있다. 그 다음, 음극(4019)을 부호 4020으로 나타낸 영역에서 배선(4007)에 접속시킨다. 이 배선(4007)은 음극(4019)에 소정의 전압을 부여하기 위한 전원선이고, 도전성 페이스트 재료(4021)를 통해 FPC(4008)에 접속된다.
부호 4020으로 나타낸 영역에서 음극(4019)과 배선(4007)을 전기적으로 접속 하기 위해, 층간절연막(4015)과 절연막(4017)에 콘택트 홀을 형성할 필요가 있다. 이들 콘택트 홀은 층간절연막(4015)의 에칭 시(화소전극을 위한 콘택트 홀을 형성할 때), 그리고 절연막(4017)의 에칭 시(EL 층을 형성하기 전에 개구부를 형성할 때) 형성될 수 있다. 또한, 절연막(4017)을 에칭할 때, 층간절연막(4015)까지 한번에 에칭할 수 있다. 이 경우, 층간절연막(4015)과 절연막(4017)이 동일한 수지재료이면, 양호한 형상의 콘택트 홀이 형성될 수 있다.
이렇게 형성된 EL 소자의 표면을 덮도록 패시베이션막(4022), 충전재(4023), 및 커버재(4009)가 형성된다.
또한, EL 소자부를 둘러싸도록 커버재(4009)와 기판(4001) 사이에 밀봉재(4011)가 형성되고, 그 밀봉재(4011)의 외측에 기밀성 밀봉재(제2 밀봉재)(4010)가 형성된다.
이때, 이 충전재(4023)는 커버재(4009)를 접착하기 위한 접착제로도 기능한다. 충전재(4023)로서는, PVC(폴리비닐 클로라이드), 에폭시 수지, 실리콘 수지, PVB(폴리비닐 부티랄), 및 EVA(에틸렌 비닐 아세테이트)가 사용될 수 있다. 이 충전재(4023)의 내부에 건조제를 배치하면, 흡습 효과를 계속 유지할 수 있어, 바람직하다.
또한, 충전재(4023)의 내부에 스페이서를 함유시킬 수도 있다. 이 스페이서는 스페이서 자체에 흡습성을 제공하도록 Ba0와 같은 분말 물질일 수 있다.
스페이서를 사용하는 경우, 패시베이션막(4022)이 스페이서 압력을 완화시킬 수 있다. 또한, 스페이서 압력을 완화시키기 위해 패시베이션막(4022)과는 별도로 수지막과 같은 막을 형성할 수도 있다.
또한, 커버재(4009)로서는, 유리판, 알루미늄판, 스테인리스 강판, FRP(섬유유리 강화 플라스틱)판, PVF(폴리비닐 플루오라이드) 필름, 마일러(Mylar) 필름, 폴리에스터 필름, 및 아크릴 필름이 사용될 수 있다. 충전재(4023)로서 PVB 또는 EVA를 사용하는 경우에는, PVF 필름 또는 마일러 필름으로 수 십 ㎛의 알루미늄 포일을 끼워잡은 구조의 시트를 사용하는 것이 바람직하다.
그러나, EL 소자로부터의 발광 방향(광 방사 방향)에 따라서는, 커버재(4009)가 투광성을 가질 필요가 있다.
또한, 배선(4007)은 밀봉재(4011) 또는 기밀성 밀봉재(4010)와 기판(4001) 사이의 간극을 통해 FPC(4008)에 전기적으로 접속된다. 여기서는 배선(4007)에 대하여 설명하였으나, 배선(4005, 4006)도 밀봉재(4011)와 기밀성 밀봉재(4010) 아래를 통과하여 FPC(4008)에 전기적으로 접속된다.
본 실시예에서는, 충전재(4023)를 형성한 후 커버재(4009)를 접착하고, 충전재(4023)의 측면(노출면)을 덮도록 밀봉재(4011)를 부착하지만, 커버재(4009)와 밀봉재(4011)를 부착한 후 충전재(4023)를 형성할 수도 있다. 이 경우, 기판(4001), 커버재(4009), 밀봉재(4011)에 의해 형성된 간극을 통해 충전재 주입구가 형성된다. 이 간극을 진공상태(10-2 Torr 이하의 압력)로 하고, 충전재를 수용하고 있는 탱크에 주입구를 침지한 후 간극 외측의 공기압력을 간극 내측의 공기압력보다 높게하여, 간극에 충전재를 채운다.
[실시예 4]
도 10에, 본 발명의 전자장치의 회소부의 보다 상세한 단면 구조를 나타낸다.
도 10에서, 기판(4501)상에 제공되는 스위칭용 TFT(4502)는 공지의 방법으로 제조된 p채널형 TFT를 사용하여 형성된다. 본 실시예에서는, TFT(4502)는 2중 게이트 구조를 가진다. 구조와 제조공정에 큰 차이가 없기 때문에, 그에 대한 설명은 생략한다. 2중 게이트 구조로 함으로써, 실질적으로 2개의 TFT가 직렬로 접속된 구조로 되어 OFF 전류값을 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 본 실시예에서는, TFT(4502)가 2중 게이트 구조를 가지고 있으나, 단일 게이트 구조, 3중 게이트 구조, 또는 더 많은 게이트를 가지는 멀티게이트 구조를 가질 수도 있다.
또한, EL 구동용 TFT(4503)는 공지의 방법으로 제조된 n채널형 TFT를 사용하여 형성된다. 스위칭용 TFT(4502)의 드레인 배선(4504)이 배선(도시되지 않음)에 의해 EL 구동용 TFT(4503)의 게이트 전극(4506)에 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 본 실시예에서는, EL 구동용 TFT(4503)는 단일 게이트 구조를 가지고 있으나, 다수의 TFT가 직렬로 접속된 멀티게이트 구조를 가질 수도 있다. 또한, 다수의 TFT를 병렬로 접속하여 하나의 채널 형성 영역을 다수의 부분으로 실질적으로 분할하여, 매우 효율적인 방열을 행하게 하는 것도 가능하다. 이러한 구조는 열로 인한 열화를 방지하는데 효과적이다.
EL 구동용 TFT(4503)의 게이트 전극(4506)을 포함하는 배선(도시되지 않음)은 절연막을 사이에 두고 EL 구동용 TFT(4503)의 드레인 배선(4512)과 일부에서 겹 쳐 있다. 그 겹치는 영역에서는 용량(커패시터)이 형성된다. 이 용량은 EL 구동용 TFT(4503)의 게이트 전극(4506)에 인가되는 전압을 보유하는 기능을 한다.
스위칭용 TFT(4502)와 EL 구동용 TFT(4503)상에 제1 층간절연막(4514)이 형성되고, 그 제1 층간절연막(4514)상에 수지 절연막으로 된 제2 층간절연막(4515)이 형성된다.
부호 4517은 반사성이 높은 도전막으로 된 화소전극(EL 소자의 음극)을 나타내고, 이 화소전극(4517)은 EL 구동용 TFT(4503)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있다. 화소전극(4517)으로는, 알루미늄 합금막, 구리 합금막, 은 합금막과 같은 저저항 도전막, 또는 이들의 적층막이 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 물론, 다른 도전막들로 된 적층 구조가 사용될 수도 있다.
다음에, 화소전극(4517)상에 유기 수지막(4516)이 형성되고, 화소전극(4517)에 대면하는 부분을 패터닝한 후 EL 층(4519)이 형성된다. 여기서는, 도시하지 않았지만, R(적색), G(녹색), B(청색)의 각 색에 대응하는 발광층이 형성될 수 있다. 발광층을 위한 유기 EL 재료로서는, π-공역(共役) 폴리머계 재료가 사용된다. 폴리머계 재료의 예로서는, 폴리파라페닐렌 비닐렌(PPV)계, 폴리비닐 카르바졸(PVK)계, 및 폴리플루오렌계를 들 수 있다.
여러가지 타입의 PPV계 유기 EL 재료가 있다. 예를 들어, H. Shenk, H. Becker, O. Gelsen, E. Kluge, W. Kreuder, H. Spreitzer의 "Polymers for Light Emitting Diodes", Euro Display, Proceedings, 1999, pp. 33-37" 및 일본국 공개특허공고 평10-92576호 공보에 기재된 재료들이 사용될 수 있다.
구체적인 발광층으로서는, 적색으로 발광하는 발광층에는, 시아노폴리페닐렌 비닐렌이 사용될 수 있고, 녹색으로 발광하는 발광층에는, 폴리페닐렌 비닐렌이 사용될 수 있고, 청색으로 발광하는 발광층에는, 폴리페닐렌 비닐렌 또는 폴리알킬 페닐렌이 사용될 수 있다. 막 두께는 30∼150 nm(바람직하게는 40∼100 nm)으로 설정될 수 있다.
상기한 예는 발광층으로 사용할 수 있는 유기 EL 재료의 예에 불과하고, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다. 발광층, 전하 수송층, 또는 전하 주입층을 적절히 조합하여, EL 층(발광 및 그를 위한 캐리어 이동을 행하기 위한 층)을 형성할 수도 있다.
예를 들어, 본 실시예에서는, 발광층에 폴리머계 재료를 사용하는 경우에 대해 설명하였으나, 저분자계 유기 EL 재료가 사용될 수도 있다. 또한, 탄화규소와 같은 무기재료가 전하 수송층 및 전하 주입층에 사용될 수도 있다. 이들 유기 EL 재료 및 무기재료로서는, 공지의 재료가 사용될 수 있다.
양극(4523)까지 형성한 시점에서 EL 소자(4510)가 완성된다. 여기서 말하는 EL 소자(4510)는 화소전극(음극)(4517), 발광층(4519), 정공 주입층(4522), 양극(4523)으로 구성된 용량(커패시터)을 가리킨다.
본 실시예에서는, 양극(4523)상에 패시베이션막(4524)이 추가로 형성된다. 이 패시베이션막(4524)으로서는, 질화규소막 또는 질화신화규소막을 사용하는 것이 바람직하다. 패시베이션막(4524)을 사용하는 목적은 EL 소자가 외부에 노출되는 것을 방지하기 위한 것이다. 즉, 패시베이션막(4524)은 산화로 인한 열화로부터 유기 EL 재료를 보호하고, 유기 EL 재료로부터의 가스 방출을 억제한다. 이 때문에, 전자장치의 신뢰성이 증대된다.
상술한 바와 같이, 전자장치는 도 10에 도시된 바와 같은 구조의 화소로 된 화소부를 가지고, 오프 전류값이 충분히 낮은 스위칭용 TFT와, 핫 캐리어 주입에 강한 EL 구동용 TFT를 포함한다. 그리하여, 신뢰성이 높고 만족스러운 화상 표시가 가능한 전자장치가 얻어진다.
본 실시예에서는, 발광층(4519)에 의해 발생되는 광은 화살표로 표시된 바와 같이, TFT가 형성된 기판의 역방향으로 방사된다.
[실시예 5]
본 실시예에서는, 실시예 4의 도 10에 도시된 화소부에서 EL 소자(4510)의 구조를 반전시킨 구조를 도 11을 참조하여 설명한다. 도 11의 구조와 도 10의 구조의 차이점은 EL 소자부와 EL 구동용 TFT뿐이므로, 다른 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 11에서, 스위칭용 TFT(4502)가 공지의 방법으로 제조된 p채널형 TFT를 사용하여 형성된다. EL 구동용 TFT(4503)는 공지의 방법에 의해 제조된 p채널형 TFT를 사용하여 형성된다.
본 실시예에서는, 화소전극(양극)(4525)으로서 투명 도전막이 사용된다. 구체적으로는, 산화인듐과 산화아연의 화합물로 된 도전막이 사용된다. 물론, 산화인듐과 산화주석의 혼합물로 된 도전막이 사용될 수도 있다.
그 다음, 제3 층간절연막(4526)을 형성한 후, 발광층(4528)이 형성된다. 이 발광층상에 칼륨 아세틸아세토네이트(acacK로 표기됨)로 된 전자 주입층(4529)이 형성되고, 알루미늄 합금으로 된 음극(4530)이 형성된다.
그후, 실시예 4에서와 마찬가지로, 산화에 의한 열화로부터의 유기 EL 재료의 보호를 위해 패시베이션막(4532)이 형성된다. 그리하여, EL 소자(4531)가 형성된다.
EL 소자가 본 실시예에서 설명하는 구조를 가지는 경우에는, 발광층(4528)에 의해 발생되는 광은 화살표로 표시된 바와 같이, TFT가 형성된 기판쪽으로 방사된다.
[실시예 6]
실시예 4 및 실시예 5에서 나타낸 전자장치는 구동회로를 구성하는 TFT에 역스태거형 TFT를 사용한 경우에도 용이하게 제조될 수 있다. 여기서는, 도 12를 참조하여 설명한다. 실시예 4 및 실시예 5와 공통의 부위에 관해서는 도 10 및 도 11의 것과 동일한 부호로 표시한다.
도 12에서, 기판(4501)상에 형성되는 스위칭용 TFT(4502)에는 공지의 방법으로 형성된 p채널형 TFT가 사용된다. 본 실시예에서는 단일 게이트 구조를 사용하지만, 2중 게이트 구조가 사용될 수도 있고, 또한 3개 이상의 게이트를 갖는 삼중 게이트 구조와 같은 멀티게이트 구조가 사용될 수도 있다.
또한, EL 구동용 TFT(4503)에는 공지의 방법에 의해 형성된 p채널형 TFT가 사용된다. 스위칭용 TFT(4502)의 드레인 배선(4533)이 배선(도시되지 않음)에 의해 EL 구동용 TFT(4503)의 게이트 전극(4535)에 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 도 12에는 EL 구동용 TFT(4503)를 단일 게이트 구조로 나타내고 있으나, 다수의 TFT가 직렬로 접속된 멀티게이트 구조가 사용될 수도 있다. 또한, 다수의 TFT가 병렬로 접속되어 하나의 채널 형성 영역을 다수의 채널 형성 영역으로 효과적으로 분할하여, 높은 효율로 방열을 행하는 구조가 사용될 수도 있다. 이러한 구조는 열로 인한 열화에 대한 대책으로서 효과적이다.
EL 구동용 TFT(4503)의 게이트 전극(4534)을 포함하는 배선(도시되지 않음)은 절연막을 사이에 두고 EL 구동용 TFT(4503)의 소스 배선(4512)의 일부와 겹쳐 있고, 그 영역에 보유용량이 형성된다. 이 보유용량은 EL 구동용 TFT(4503)의 게이트 전극(4534)에 인가되는 전압을 보유하는 기능을 한다.
스위칭용 TFT(4502)와 EL 구동용 TFT(4503)상에 제1 층간절연막(4536)이 형성되고, 그 제1 층간절연막(4536)상에 수지 절연막으로 된 제2 층간절연막(4537)이 형성된다.
그 다음, 실시예 5와 마찬가지로, 화소전극(양극)(4538), 발광층(4539), 전자 주입층(4540), 음극(4541), 패시베이션막(4542)이 형성되어, EL 소자(4531)를 형성한다.
EL 소자가 본 실시예에서 설명된 구조를 가지는 경우, 발광층(4539)에 의해 방출되는 광은 화살표로 표시된 바와 같이, TFT가 형성되어 있는 기판쪽으로 방사된다.
[실시예 7]
실시예 4에서 나타낸 구조의 전자장치에서는, 발광층(4519)으로부터의 광은 도 10에서 화살표로 표시한 바와 같이, TFT가 형성된 액티브 매트릭스 기판의 반대방향으로 방사된다. 따라서, 방사되는 광이 TFT 등에 의해 차단되지 않기 때문에, 발광부의 면적을 보다 넓게 취하는 것이 가능하게 된다. 화소부 구조를 도 10에 나타낸 것과 같이 하는 경우에는, 도 18(A) 및 도 18(B)에 나타낸 것과 같은 구성이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 이 구성을 설명한다.
도 18(A)는 본 실시예에서 나타내는 전자장치의 전체 회로 구성의 예이다. 중앙에 화소부가 배치되어 있다. 화소부의 상측에는 소스 신호선을 제어하기 위한 소스 신호선 구동회로가 배치되어 있고, 화소부의 좌측에는 게이트 신호선을 제어하기 위한 게이트 신호선 구동회로가 배치되어 있고, 화소부의 우측에는 리셋 신호선을 제어하기 위한 리셋 신호선 구동회로가 배치되어 있다. 화소부에서 점선 틀(1800)로 둘러싸인 부분이 1화소분의 회로이고, 그의 확대도가 도 18(B)에 도시되어 있다.
스위칭용 TFT(1801)와 EL 구동용 TFT(1802)에 n채널형 TFT가 사용된다는 점과 EL 소자(1803)의 구조가 실시예 1에서 나타낸 회로와 다르다. EL 소자(1803)는 실시예 4의 도 10에 나타낸 구조에 따라 형성되므로, 부호 1810은 음극, 부호 1811은 양극, 부호 1809는 양극 배선을 나타낸다.
도 18(A) 및 도 18(B)에서는, 스위칭용 TFT(1801)에는 n채널형 TFT가 사용된다. 그 이유를 아래에 설명한다.
어떤 행의 화소에서, 리셋용 TFT(1805)가 도통 상태로 되어 있을 때는, 화소에의 기입 동작은 이미 완료되었기 때문에, 스위칭용 TFT(1801)는 비도통 상태에 있다. 또한, 이때, 다른 행에서는 스위칭용 TFT(1801)가 도통 상태에 있고, 신호의 기입이 행해지고 있는 경우가 있다. EL 구동용 TFT(1802)의 스레시홀드 전압이 부(負)의 값으로 시프트된 경우, 비표시 기간에서 EL 구동용 TFT(1802)를 확실히 비도통 상태로 하기 위해서는, 리셋용 TFT(1805)가 도통 상태에 있는 동안 게이트 신호선(1806)의 전위가 EL 구동용 TFT(1802)의 스레시홀드 전압의 양만큼 전류 공급선(1808)의 전위보다 낮게 되어야 한다. 이때, 스위칭용 TFT(1801)에 p채널형 TFT가 사용되면, 게이트 신호선(1806)의 전위 강하로 인해 게이트 신호선(1806)과 전류 공급선(1808) 사이의 전압의 절대값이 스위칭용 TFT(1801)의 스레시홀드 전압의 절대값보다 높게 되는 경우, 스위칭용 TFT(1801)가 도통 상태로 된다. 그래서, 도 18(A) 및 도 18(B)에 도시된 화소에서는 스위칭용 TFT(1801)에는 n채널형 TFT가 사용된다.
[실시예 8]
본 발명에서는, 리셋용 TFT의 동작을 제어하기 위한 리셋 신호선 구동회로가 실시예 1의 구조를 갖는 독립된 회로를 배치하는 구성으로 되지만, 도 19(A)에 도시된 바와 같이 단일 회로 구성이 사용될 수도 있다. 그래서, 구동을 고려하면, 화소부의 양측에 게이트 신호선 구동회로를 배치하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 19(B)에 도시된 바와 같이, 게이트 신호선 구동회로와 리셋 신호선 구동회로가 하나의 회로로 구성될 수 있고, 또한, 이것이 화소부의 양측에 배치될 수 있다.
[실시예 9]
R(적색), G(녹색), B(청색) 3색의 컬러 표시를 행하기 위한 전자장치에 본 발명을 쉽게 적용하는 것이 가능하다. 실시하는 예를 아래에 설명한다. 실시예 7에 도시된 바와 같이, EL 구동용 TFT에 n채널형 TFT를 사용하는 구조가 채택될 수 있으나, 본 실시예에서는 실시예 1에서와 같이 EL 구동용 TFT에 p채널형 TFT를 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다.
EL 소자에서는, R(적색), G(녹색), B(청색)의 각 색에서 그의 휘도 특성이 서로 다르다. 즉, 발광색이 다른 EL 소자에는 동일한 전압을 인가한 경우에 휘도가 다르게 된다. 따라서, RGB 3색의 휘도를 동일하게 하기 위해서는, EL 소자에 인가되는 전압을 각 색마다 변경하는 경우가 있다. 각 열의 전류 공급선의 전위를 각 색마다 조정된 전압으로 조정하는 것이 필요하다.
본 발명의 전자장치 및 그의 구동방법이, RGB 3색이 분리되는 컬러 EL 디스플레이와 같은 디스플레이에 적용되는 경우에는, 3색 중 가장 높은 전압이 인가되는 전류 공급선의 전위를 기준으로 하여 게이트 신호선의 전위를 높게 설정할 수 있다.
그러나, 그 경우, 3색 중 최저 전압이 인가되는 전류 공급선과 게이트 신호선 사이의 전위차가 매우 크게 된다. 즉, 3색 중 최저 전압이 인가되는 전류 공급선에 접속된 EL 구동용 TFT의 게이트 전압이 매우 높게 되고, 이들 부분에서는 EL 구동용 TFT의 오프 전류의 누설이 약간 증가하는 경우가 있다. 그러나, 전류 공급선의 전위차는 매우 크지 않으므로, 이것은 문제가 되지 않는다.
[실시예 10]
본 실시예에서는, 삼중항 여기자로부터의 인광을 발광에 이용하는 EL 재료를 사용함으로써, 외부 발광 양자 효율이 현저하게 향상될 수 있다. 그 결과, EL 소자의 소비전력이 감소될 수 있고, EL 소자의 수명이 길게 될 수 있고, EL 소자가 경량화될 수 있다.
다음은 삼중항 여기자를 이용함으로써 외부 발광 양자 효율을 향상시키는 기술에 대한 보고이다(T. Tsutsui, C. Adachi, S. Saito, Photochemical processes in Organized Molecular Systems, ed. K. Honda, (Elsevier Sci. Pub., Tokyo, 1991) p. 437).
상기 논문에 의해 보고된 EL 재료(쿠마린(coumarin) 안료)의 분자식은 아래와 같이 나타내어진다.
Figure 112006016431432-pat00001
(M.A. Baldo, D.F.O' Brien, Y. You, A. Shoustikov, S. Sibley, M.E. Thompson, S.R. Forrest, Nature 395 (1998) p.151)
상기 논문에 의해 보고된 EL 재료(Pt 착체(錯體))의 분자식은 아래와 같이 나타내어진다.
Figure 112006016431432-pat00002
(M.A. Baldo, S. Lamansky, P.E. Burrows, M.E. Thompson, S.R. Forrest, Appl. Phys. Lett., 75 (1999) p.4)
(T.Tsutsui, M.-J. Yang, M. Yahiro, K. Nakamura, T. Watanabe, T. Tsuji, Y. Fukuda, T. Wakimoto, S. Mayaguchi, Jpn, Appln. Phys., 38(12B)(1999)L1502)
상기 논문에 의해 보고된 EL 재료(Ir 착체)의 분자식은 아래와 같이 나타내어진다.
Figure 112006016431432-pat00003
상기한 바와 같이, 삼중항 여기자로부터의 인광 발광을 이용할 수 있으면, 원리적으로는 일중항 여기자로부터의 형광 발광을 이용하는 경우보다 3∼4배 높은 외부 발광 양자 효율을 실현할 수 있다. 본 실시예의 구성은 실시예 1∼9의 어느 구성과도 자유롭게 조합하여 실시될 수 있다.
[실시예 11]
본 발명에 따라 형성된 전자장치 및 그의 구동방법을 응용한 EL 디스플레이는 자기발광형이므로, 액정 디스플레이에 비하여 밝은 장소에서의 시인성(視認性)이 우수하고 시야각이 넓다. 따라서, 이 자기발광장치는 다양한 전자장치의 표시부에 적용될 수 있다. 예를 들어, 대면적 화면으로 TV 프로그램 등을 시청하기 위해, 대각선 길이 30인치 이상(전형적으로는 40인치 이상)의 EL 디스플레이의 표시부로서, 본 발명에 따른 자기발광장치가 사용될 수 있다.
EL 디스플레이에는 퍼스널 컴퓨터용 디스플레이, TV 방송 프로그램 수신용 디스플레이, 광고 표시용 디스플레이와 같은 모든 종류의 정보 표시용 디스플레이가 포함된다. 또한, 본 발명에 따른 전자장치와 그의 구동방법은 다른 다양한 전자장치의 표시부로서 사용될 수도 있다.
본 발명의 다른 전자장치로서는, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 디스플레이(헤드 장착형 디스플레이), 네비게이션 시스템, 음향 재생 장치(자동차 오디오 스테레오, 오디오 셋), 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 게임기, 휴대형 정보 단말기(모바일 컴퓨터, 휴대 전화기, 휴대형 게임기, 전자책 등), 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치(구체적으로는, DVD(digital versatile disk)와 같은 기록 매체의 화상을 재생하고, 그 화상을 표시하는 표시부를 구비한 장치)를 들 수 있다. 특히, 비스듬한 방향에서 보는 일이 많은 휴대용 정보 단말기는 넓은 시야각이 중요시되기 때문에, EL 디스플레이를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 전자장치의 구체 예 를 도 20 및 도 21에 나타낸다.
도 20(A)는 케이싱(3301), 지지대(3302) 및 표시부(3303)를 포함하는 EL 디스플레이를 나타낸다. 본 발명의 발광장치는 표시부(2003)로서 사용될 수 있다. 이러한 EL 디스플레이는 자기발광형이므로, 백라이트가 필요하지 않다. 따라서, 표시부는 액정 디스플레이의 것보다 얇게 될 수 있다.
도 20(B)는 본체(3311), 표시부(3312), 음향 입력부(3313), 조작 스위치(3314), 배터리(3315) 및 수상(受像)부(3316)를 포함하는 비디오 카메라를 나타낸다. 본 발명의 전자장치 및 그의 구동방법은 표시부(3312)에 적용될 수 있다.
도 20(C)는 본체(3321), 신호 케이블(3322), 헤드 장착 밴드 (3323), 표시부(3324), 광학계(3325), 표시부(3326) 등을 포함하는 헤드 장착형 EL 디스플레이의 일부(우반부)를 나타낸다. 본 발명의 전자장치 및 그의 구동방법은 표시부(3326)에 적용될 수 있다.
도 20(D)는 본체(3331), 기록 매체(DVD 등)(3332), 조작 스위치(3333), 표시부(a)(3334) 및 표시부(b)(3335)를 포함하는, 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치(구체적으로는, DVD 재생장치)를 나타낸다. 표시부(a)(3334)는 주로 화상 정보를 표시하는데 사용되고, 표시부(b)(3335)는 주로 문자 정보를 표시하는데 사용된다. 본 발명의 전자장치 및 그의 구동방법은 표시부(a)(3334) 및 표시부(b)(3335)에 적용될 수 있다. 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치는 가정용 게임기와 같은 장치도 포함한다.
도 20(E)는 본체(3341), 표시부(3342) 및 아암(arm)부(3343)를 포함하는 고 글형 디스플레이(헤드 장착형 디스플레이)를 나타낸다. 본 발명의 전자장치 및 그 구동방법은 표시부(3342)에 적용될 수 있다.
도 20(F)는 본체(3351), 케이싱(3352), 표시부(3353) 및 키보드(3354)를 포함하는 퍼스널 컴퓨터를 나타낸다. 본 발명의 전자장치 및 그 구동방법은 표시부(3353)에 적용될 수 있다.
장래에 유기 EL 재료의 발광이 증가하면, 렌즈 등으로 출력 화상 정보를 함유하는 광을 확대 투영하는 프론트형 또는 리어형 프로젝터에 본 발명의 발광장치를 적용하는 것이 가능하게 될 것이다.
또한, 상기한 전자장치들은 인터넷 및 CATV(케이블 TV)와 같은 전기 통신 회선을 통해 전달된 정보를 표시하는 경우가 있고, 특히 동영상을 표시하는 상황이 증가하고 있다. EL 재료의 응답 속도는 상기한 자기발광장치들이 동영상을 표시하는데 양호할 정도로 높다.
또한, EL 표시장치는 발광부에서 전력을 소비하기 때문에, 발광부를 가능한 한 작게 하도록 정보를 표시하는 것이 바람직하다. 따라서, 휴대형 정보 단말기, 특히, 휴대 전화기 또는 음향 재생장치와 같이 주로 문자 정보를 위한 표시부에 EL 표시장치를 사용하는 경우, 비발광부를 배경으로 하여 발광부로 문자 정보를 형성하도록 EL 표시장치를 구동하는 것이 바람직하다.
도 21(A)는 본체(3401), 음성 출력부(3402), 음성 입력부(3403), 표시부(3404), 조작 스위치(3405) 및 안테나(3406)를 포함하는 휴대 전화기를 나타낸다. 본 발명의 발광장치는 표시부(3404)로서 사용될 수 있다. 흑색 배경에 백색 문자 를 표시함으로써, 표시부(3404)가 휴대 전화기의 소비전력을 억제할 수 있다.
도 21(B)는 본체(3411), 표시부(3412) 및 조작 스위치(3413, 3414)를 포함하는 음향 재생 장치, 구체적으로는 자동차 오디오 스테레오를 나타낸다. 본 발명의 발광장치는 표시부(3412)로서 사용될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 자동차 오디오 스테레오를 나타내지만, 휴대형 오디오 재생장치 또는 가정형 오디오 재생장치에도 적용가능하다. 흑색 배경에 백색 문자를 표시함으로써, 표시부(3414)가 소비전력을 억제할 수 있다. 이는 휴대형 음향 재생 장치에 특히 효과적이다.
본 실시예에 나타낸 휴대형 전자장치의 경우, 소비전력을 낮추는 방법으로서 어두운 곳에서 사용될 때 외부 광을 감지하고 표시 휘도를 낮추는 기능을 갖는 센서부가 제공된다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 적용 범위는 매우 넓고, 본 발명은 다양한 분야의 전기 장치에 사용될 수 있다. 또한, 본 실시예의 전기장치는 실시예 1∼10의 구성을 자유롭게 조합하여 얻어질 수 있다.
이하, 본 발명의 효과를 설명한다.
통상의 시간 계조 방식에서는 설정될 수 없는 짧은 서스테인(점등) 기간을 가지는 경우에도, 본 발명에서는 비표시 기간을 형성함으로써 서로 다른 어드레스(기입) 기간들의 중복을 회피할 수 있고, 따라서, 계조 수를 증가시키는 것(다계조화)이 가능하게 된다.
또한, 리셋용 TFT를 도통 상태로 하여 비표시 기간을 마련할 때, 게이트 신 호선의 전위를 조절함으로써 EL 구동용 TFT의 게이트 전압(EL 구동용 TFT의 소스 영역에 관련된 게이트 전극의 전위)을 정의 값으로 할 수 있다. 그리하여, EL 구동용 TFT의 스레시홀드 전압이 정의 값으로 시프트되는 경우에도, 리셋 신호의 입력에 따라 EL 소자에 전류가 공급되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (14)

  1. 다수의 소스 신호선과, 다수의 게이트 신호선과, 다수의 전류 공급선과, 다수의 리셋 신호선과, 다수의 화소를 가지고 있고,
    상기 다수의 화소 각각은, 스위칭용 트랜지스터, EL 구동용 트랜지스터, 및 리셋용 트랜지스터를 포함하는 전자장치에 있어서,
    상기 스위칭용 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 게이트 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 스위칭용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 다수의 소스 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 상기 EL 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 리셋용 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 리셋 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 리셋용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 다수의 게이트 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 상기 EL 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 EL 구동용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 다수의 전류 공급선 중 하나에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  2. 다수의 소스 신호선과, 다수의 게이트 신호선과, 다수의 전류 공급선과, 다수의 리셋 신호선과, 다수의 화소를 가지고 있고,
    상기 다수의 화소 각각은, 스위칭용 트랜지스터, EL 구동용 트랜지스터, 리셋용 트랜지스터, 및 EL 소자를 포함하는 전자장치에 있어서,
    상기 스위칭용 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 게이트 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 스위칭용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 다수의 소스 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 상기 EL 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 리셋용 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 리셋 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 리셋용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 다수의 게이트 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 상기 EL 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 EL 구동용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 다수의 전류 공급선 중 하나에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 상기 EL 소자의 한쪽 전극에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  3. 다수의 소스 신호선과, 다수의 게이트 신호선과, 다수의 전류 공급선과, 다수의 리셋 신호선과, 다수의 화소를 가지고 있고,
    상기 다수의 화소 각각은, 스위칭용 트랜지스터, EL 구동용 트랜지스터, 리셋용 트랜지스터, 및 EL 소자를 포함하는 전자장치에 있어서,
    상기 스위칭용 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 게이트 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 스위칭용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 다수의 소스 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 상기 EL 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 리셋용 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 리셋 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 리셋용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 다수의 게이트 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 상기 EL 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 EL 구동용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 다수의 전류 공급선 중 하나에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 상기 EL 소자의 한쪽 전극에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 스위칭용 트랜지스터, 상기 EL 구동용 트랜지스터, 및 상기 리셋용 트랜지스터가 동일 도전형을 가지는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  4. 다수의 소스 신호선과, 다수의 게이트 신호선과, 다수의 전류 공급선과, 다수의 리셋 신호선과, 다수의 화소를 가지고 있고,
    상기 다수의 화소 각각은, 스위칭용 트랜지스터, EL 구동용 트랜지스터, 리셋용 트랜지스터, 보유용량, 및 EL 소자를 포함하는 전자장치에 있어서,
    상기 스위칭용 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 게이트 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 스위칭용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 다수의 소스 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 상기 EL 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 리셋용 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 리셋 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 리셋용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 다수의 게이트 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 상기 EL 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 보유용량의 한쪽 전극은 상기 다수의 전류 공급선 중 하나에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 전극은 상기 EL 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 EL 구동용 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중 한쪽 영역은 상기 다수의 전류 공급선 중 하나에 전기적으로 접속되고, 다른 한쪽 영역은 상기 EL 소자의 한쪽 전극에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 소스 신호선 구동회로, 게이트 신호선 구동회로, 및 리셋 신호선 구동회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 소스 신호선 구동회로, 게이트 신호선 구동회로, 및 리셋 신호선 구동회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  7. 제 3 항에 있어서, 소스 신호선 구동회로, 게이트 신호선 구동회로, 및 리셋 신호선 구동회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  8. 제 4 항에 있어서, 소스 신호선 구동회로, 게이트 신호선 구동회로, 및 리셋 신호선 구동회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전자장치가, EL 디스플레이, 비디오 카메라, 헤드 장착형 디스플레이, DVD 플레이어, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화기, 자동차 오디오 시스템으로 이루어진 군에서 선택된 장치인 것을 특징으로 하는 전자장치.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 전자장치가, EL 디스플레이, 비디오 카메라, 헤드 장착형 디스플레이, DVD 플레이어, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화기, 자동차 오디오 시스템으로 이루어진 군에서 선택된 장치인 것을 특징으로 하는 전자장치.
  11. 제 3 항에 있어서, 상기 전자장치가, EL 디스플레이, 비디오 카메라, 헤드 장착형 디스플레이, DVD 플레이어, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화기, 자동차 오디오 시스템으로 이루어진 군에서 선택된 장치인 것을 특징으로 하는 전자장치.
  12. 제 4 항에 있어서, 상기 전자장치가, EL 디스플레이, 비디오 카메라, 헤드 장착형 디스플레이, DVD 플레이어, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화기, 자동차 오디오 시스템으로 이루어진 군에서 선택된 장치인 것을 특징으로 하는 전자장치.
  13. 제 3 항에 있어서, 상기 EL 구동용 트랜지스터의 상기 소스 영역 또는 상기 드레인 영역이 상기 EL 소자의 양극에 전기적으로 접속된 때는, 상기 스위칭용 트랜지스터에 p채널형 극성의 트랜지스터가 사용되고,
    상기 EL 구동용 트랜지스터의 상기 소스 영역 또는 상기 드레인 영역이 상기 EL 소자의 음극에 전기적으로 접속된 때는, 상기 스위칭용 트랜지스터에 n채널형 극성의 트랜지스터가 사용되는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  14. 제 4 항에 있어서, 상기 EL 구동용 트랜지스터의 상기 소스 영역 또는 상기 드레인 영역이 상기 EL 소자의 양극에 전기적으로 접속된 때는, 상기 스위칭용 트랜지스터에 p채널형 극성의 트랜지스터가 사용되고,
    상기 EL 구동용 트랜지스터의 상기 소스 영역 또는 상기 드레인 영역이 상기 EL 소자의 음극에 전기적으로 접속된 때는, 상기 스위칭용 트랜지스터에 n채널형 극성의 트랜지스터가 사용되는 것을 특징으로 하는 전자장치.
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