KR20010093076A - 전기광학 장치 - Google Patents

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KR20010093076A
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야마자끼 순페이
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Abstract

본 발명의 목적은 전기광학 장치에 있어서 새로운 구조를 갖는 화소 회로를 사용함으로써 종래의 구조를 갖는 화소보다 더 큰 개구수를 실현하는 데에 있다. 따라서, i번째 행을 제외한 행의 게이트 신호선의 전위(electric potential)는 i번째 행의 게이트 신호선(106)이 선택될 때를 제외한 기간에 일정한 전위로 설정되는 것이 이용된다. 또한, (i-1)번째 행의 게이트 신호선(111)은 i번째 행의 게이트 신호선(106)에 의해 제어된 EL 소자(103)를 위한 전류 공급선으로 사용되기도 한다. 따라서, 배선 수가 감소되고, 큰 개구수가 실현된다.

Description

전기광학 장치{Electro-optical device}
본 발명은 전기광학 장치의 구조에 관한 것이다. 본 발명은 특히 절연 기판 상에 박막 트랜지스터(TFT)를 갖는 능동 매트릭스형 전기광학 장치에 관한 것이다.
최근 수년 간, EL 디스플레이는 LCD(액정 디스플레이)를 대체할 플랫 패널 디스플레이로서 주의를 끌어 왔으며, 활발하게 연구되고 있다. 명세서에서, EL 디스플레이는 발광 장치 또는 발광 다이오드라 칭하기도 하는 EL 소자를 갖는다. 더욱이, EL(전자 발광)은 트리플릿-베이스드 발광 또는 싱글릿-베이스드 발광을 포함한다.
일반적으로 LCD 디스플레이를 위한 2가지 유형의 구동 시스템이 존재한다. 한가지 유형은 STN-LCD 등에 사용된 수동 매트릭스형이다. 다른 유형은 TFT-LCD 등에 사용된 능동 매트릭스형이다. 마찬가지로, EL 디스플레이에 2가지 유형의 구동 시스템이 일반적으로 존재한다. 한가지 유형은 수동 매트릭스형이고, 다른 유형은 능동 매트릭스형이다.
수동 매트릭스형의 경우에, 전극으로서 작용하는 배선은 EL 소자의 각각의 상위 부분 및 하위 부분에 배열된다. 전압은 순차로 배선에 인가되고, 전류는 EL 소자가 발광하도록 EL 소자를 통해 흐른다.
이와 대조적으로, 능동 매트릭스형의 경우에, 각각의 화소는 TFT를 갖고, 신호는 각각의 화소 내에 유지될 수 있다.
도 15a 및 15b는 EL 디스플레이에 사용된 능동 매트릭스형 전기광학 장치의 구조 예를 나타낸다. 도 15a는 화소부가 전체 회로의 중심에 배열되는 전체 회로의 구조를 나타내는 도면이다. 게이트 신호선의 동작을 제어하기 위한 게이트 신호선 측면 구동 회로는 화소부의 좌측에 배열된다. 소스 신호선의 동작을 제어하기 위한 소스 신호선 측면 구동 회로는 화소부 상에 배열된다. 도 15a에서, 점선 프레임으로 둘러싸인 부분은 하나의 화소의 회로를 보여준다. 도 15b는 이 회로의 확대도를 나타낸다. 도 15b에서, 참조 부호(1501)는 신호가 화소에 기입될 때 스위칭 소자로서 기능하는 TFT(이하 스위칭 TFT라 칭함)를 지정한다. 도 15b에서, 스위칭 TFT는 이중 게이트 구조를 갖지만, 단일 게이트 구조, 삼중 게이트 구조 또는 3개 이상의 게이트를 갖는 멀티-게이트 구조를 가질 수도 있다. TFT의 극성중의 하나는 회로의 구성 형태에 따라 선택될 수 있다. 참조 부호(1502)는 EL 소자(1503)에 공급된 전류를 제어하기 위한 소자(전류 제어 소자)로서 기능하는 TFT(이하 EL 구동 TFT라 칭함)를 지정한다. 도 15b에서, TFT(1502)는 EL 소자(1503)의 양극(1509)과 전류 공급선(1507) 사이에 배열된다. 대안의 구조적 방법에서, EL 소자(1503)와 음극(1510)과 음극 전극(1508) 사이에 TFT(1502)를 배열시킬 수도 있다. TFT의 극성중 하나는 회로의 구성 형태에 따라 선택될 수 있다. 이러한 경우에, p-채널형 TFT가 EL 구동 TFT를 위해 사용되고, EL 구동 TFT가 EL 소자(1503)의 양극(1509)과 전류 공급선 사이에 배열되는 시스템이 공통으로 종종 사용되고, 소스 접지가 트랜지스터의 동작으로서 바람직하기 때문에, EL 소자(1503)를 제조하는 데 제한이 있다. 참조 부호(1504)는 소스 신호선(1505)으로부터 입력된 신호(전압)를 유지하기 위한 홀딩 커패시터를 지정한다. 도 15b에서 홀딩 커패시터(1504)의 하나의 단자는 전류 공급선(1507)에 접속되지만, 전용 배선이 사용되는 경우 역시 존재한다. 스위칭 TFT(1501)의 게이트 단자는 게이트 신호선(1506)에 접속되고, 이러한 TFT(1501)의 소스 단자는 소스 신호선(1505)에 접속된다. EL 구동 TFT(1502)의 드레인 단자는 EL 소자(1503)의 양극(1509)에 접속되고, 이러한 TFT(1502)의 소스 단자는 전류 공급선(1507)에 접속된다.
능동 매트릭스형 전기광학 장치의 회로의 동작은 이하 도 15a 및 15b를 참조하여 설명할 것이다. 먼저, 게이트 신호선(1506)이 선택될 때, 스위칭 TFT(1501)의 게이트에 전압이 인가되고, 스위칭 TFT(1501)는 턴-온된 상태에 도달한다. 따라서, 소스 신호선(1505)의 신호(전압)는 홀딩 커패시터(1504)에 축적된다. 홀딩 커패시터(1504)의 전압은 EL 구동 TFT(1502)의 게이트와 소스 사이의 전압(VGS)으로 됨으로써, 홀딩 커패시터(1504)의 전압에 따른 전류는 EL 구동 TFT(1502)와 EL 소자(1503)를 통해 흐른다. 결과적으로, EL 소자(1503)는 발광된다.
EL 소자(1503)의 루미넌스, 즉, EL 소자(1503)를 통해 흐르는 전류량은 VGS에의해 제어될 수 있다. VGS는 홀딩 커패시터(1504)의 전압이고, 소스 신호선(1505)에 입력되는 신호(전압)이다. 즉, EL 소자(1503)의 루미넌스는 소스 신호선(1505)에 입력된 신호(전압)를 제어함으로써 제어된다. 마지막으로, 게이트 신호선(1506)은 비선택 상태로 설정되고, 스위칭 TFT(1501)의 게이트는 폐쇄되고, 스위칭 TFT(1501)는 턴오프된 상태로 설정된다. 그 시점에, 홀딩 커패시터(1504)에 축적된 전하가 유지된다. 따라서, VGS는 그대로 유지되고, VGS에 따른 전류는 EL 구동 TFT(1502) 및 EL 소자(1503)를 통해 흐른다.
상기 설명은 SID99 다이제스트: P372: "폴리-Si TFT에 의해 구동되는 발광 중합체 디스플레이의 현 상태 및 미래(Current Status and future of Ligth-Emitting Polymer Display Driven by Poly-Si TFT)", ASIA DISPLAY 98: P217: "집적된 드라이버를 갖는 저온 폴리실리콘 박막 트랜지스터에 의해 구동된 고해상도 발광 중합체 디스플레이(High Resolution Light Emitting Polymer Display Driven by Low Temperature Polysilicon Thin Film Transistor with Integrated Driver)", Euro Display99 Late News: p27: "저온 폴리-Si TFT를 갖는 3.8 그린 OLED(3.8 Green OLED with Low Temperature Poly-Si TFT)" 등에 보고되어 있다.
능동 매트릭스형 전기광학 장치에서, 화소는 이 장치의 디스플레이 성능의 관점에서 큰 홀딩 커패시터 및 큰 개구비를 갖는 것을 필요로 한다. 각각의 화소는 큰 개구비를 갖기 때문에, 광선 이용 효율이 개선되고, 디스플레이 유니트는 전력을 절감할 수 있고 휴대용으로 제조될 수 있다.
최근 수년간, 화소는 크기가 감소되고, 보다 큰 선명도를 갖는 영상이 요구된다. 화소 크기가 감소하기 때문에, TFT 및 배선을 형성하는 영역은 하나의 화소에서 증가된 영역을 점유하게 되고, 화소의 개구비가 감소한다.
따라서, 화소의 회로 구성에 필요한 회로 소자들의 효율적인 레이아웃은 규정된 화소 크기의 각각의 화소의 큰 개구비를 얻는 데 필요 불가결하다.
상기한 바와 같이, 종래에 발견되지 않은 새로운 화소 구성은 감소된 마스크수를 갖는 큰 화소 개구비를 갖는 능동 매트릭스형 전기광학 장치를 실현시키는 데 필요하다.
본 발명은 그러한 요구에 부합되는 것이고, 따라서, 본 발명의 목적은 마스크 수 및 단계 수의 증가 없이 새로운 구조를 갖는 화소를 사용함으로써 큰 개구비를 실현시키는 화소를 갖는 전기광학 장치를 제공하는 것이다.
선행 기술의 상기 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명은 다음 대책을 취한다.
본 발명의 전기광학 장치에 있어서, 이러한 장치의 화소부의 구조에서 특정 게이트 신호선은 게이트 신호선이 선택되는 기간을 제외한 기간에 일정한 전위를 갖는다는 사실에 주의가 기울여진다. 본 발명의 전기광학 장치는 i번째 행의 게이트 신호선이 선택될 때, i번째 행의 게이트 신호선을 포함하는 게이트 신호선들 중의 하나는 i번째 행의 화소들에 전류를 공급하기 위한 전류 공급선을 대체한다. 따라서, 화소부의 작지 않은 영역(not-so-small-area)을 점유하는 전류 공급선을생략할 수 있다. 큰 개구비는 마스크 시트 수 및 제조 단계 수를 증가시키지 않고 화소부에서 이러한 방법에 의해 실현될 수 있다. 더욱이, 개구비가 종래 개구비와 동일한 것으로 설정되는 경우, 신호선의 폭이 증가할 수 있음으로써 저항 및 잡음이 감소될 수 있고 화질이 개선될 수 있다.
도 1a 및 1b는 각각 본 발명에 따라 전류 공급선 및 게이트 신호선이 공통인 구조를 갖는 화소의 평면도 및 회로도.
도 2a 및 2b는 각각 전용 전류 공급선 및 게이트 신호선을 갖는 구조의 화소의 평면도 및 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 공통 전류 공급선 및 게이트 신호선을 갖는 구조를 각각 갖는 화소가 3개의 행 및 2개의 열로 배열되는 상황을 보여주는 회로도.
도 4는 본 발명의 화소를 사용하기 위한 기본 신호 패턴을 설명하는 도면.
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 화소를 갖고, 실시예 1에 나타낸 전기광학 장치의 회로 구조 실시예를 보여주는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 화소를 갖고, 실시예 1에 나타낸 전기광학 장치의 구동 예를 설명하는 타이밍도.
도 7은 본 발명에 따른 화소를 갖고, 실시예 1에 나타낸 전기광학 장치의 구동 예를 설명하는 타이밍도.
도 8a 내지 8c는 실시예 2에 나타낸 전기광학 장치의 제조 과정을 나타내는 도면.
도 9a 내지 9c는 실시예 2에 나타낸 전기광학 장치의 제조 과정을 나타내는도면.
도 10 의 (a) 및 (b)는 실시예 2에 나타낸 전기광학 장치의 제조 과정을 나타내는 도면.
도 11a 및 11b는 각각 실시예 3에 나타낸 전기광학 장치의 평면도 및 단면도.
도 12a 및 12b는 각각 실시예 4에 나타낸 전기광학 장치의 평면도 및 단면도.
도 13은 실시예 5에 나타낸 전기광학 장치의 화소부의 단면도.
도 14는 실시예 6에 나타낸 전기광학 장치의 화소부의 단면도.
도 15a 및 15b는 전기광학 장치의 회로 구조 실시예를 보여주는 도면.
도 16a 및 16b는 본 발명에 따른 화소를 갖고, 실시예 7에 나타낸 전기광학 장치의 구동 예를 설명하는 타이밍도.
도 17a 및 17b는 본 발명에 따른 화소를 갖고, 실시예 7에 나타낸 전기광학 장치의 회로 구조의 예를 나타내는 도면.
도 18a 및 18b는 본 발명에 따른 화소를 갖고, 실시예 8에 나타낸 전기광학 장치의 구동 예를 설명하는 타이밍도.
도 19a 및 19b는 본 발명에 따른 화소를 갖고, 실시예 8에 나타낸 전기광학 장치의 회로 구조의 예를 나타내는 도면.
도 20a 및 20b는 본 발명에 따른 화소를 갖고, 실시예 9에 나타낸 전기광학 장치의 회로 구조의 예를 나타내는 도면.
도 21a 및 21b는 본 발명에 따른 화소를 갖고, 실시예 10에 나타낸 전기광학 장치의 구동 예를 설명하는 타이밍도.
도 22a 내지 22f는 본 발명의 전기광학 장치가 어셈블되는 전자 장치의 실시예를 보여주는 도면.
도 23a 및 23b는 본 발명의 전기광학 장치가 어셈블되는 전자 장치의 실시예를 보여주는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101, 201: 스위칭 TFT 102, 202: EL 구동 TFT
103, 203: EL 화소 105: 소스 신호선
106: 게이트 신호선 5001: 기판
5002: 기초막 5003 내지 5006: 반도체층
5007: 게이트 절연막 5008: 제1 도전층
5009: 제2 도전층 5010, 5200: 레지스트 마스크
5011 내지 1016: 제1 형상의 도전층 5011a 내지 5016a: 제1 도전층
5011b 내지 5016b: 제2 도전층 5017 내지 5025: 제1 불순물 영역
5026 내지 5031: 제2 형상의 도전층 5026a 내지 5031a: 제1 도전층
5026b 내지 5031b: 제2 도전층 5032 내지 5041: 제3 불순물 영역
5042 내지 5051: 제2 불순물 영역 5052 내지 5074: 제4 불순물 영역
5075: 제1 층간 절연막 5076: 제2 층간 절연막
5077 내지 5078: 소스 배선 5079: 드레인 배선
5080 내지 5082: 접속 배선 5083: 화소 전극
5084: 게이트 신호선 5085: 제3 층간 절연막
5086: EL 층 5087: 음극
5088: 보호막 5089: 패시베이션 막
본 발명의 제1 국면에 따라, 소스 신호선 측면 구동 회로, 게이트 신호선 측면 구동 회로 및 화소부를 포함하고,
소스 신호선 측면 구동 회로는 복수개의 소스 신호선을 갖고;
게이트 신호선 측면 구동 회로는 n개(n은 자연수, 1 < n)의 게이트 신호선을 갖고;
화소부는 복수개의 화소가 매트릭스형 방식으로 배열되는 구조를 갖고;
n개의 게이트 신호선 중에서 i번째 열(1≤i≤n)에서 주사된 게이트 신호선에 의해 제어되는 복수개의 화소 각각은 스위칭 트랜지스터, EL 구동 트랜지스터 및 EL 소자를 갖고,
스위칭 트랜지스터의 게이트 전극은 i번째 열에서 주사된 게이트 신호선에 전기적으로 접속되고;
스위칭 트랜지스터의 소스 영역 및 드레인 영역중의 하나는 소스 신호선에 전기적으로 접속되고, 나머지는 EL 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되고;
EL 구동 트랜지스터의 소스 영역 및 드레인 영역중의 하나는 n개의 게이트신호선중의 하나에 전기적으로 접속되고, 나머지는 EL 소자의 하나의 전극에 전기적으로 접속되는 것인 전기광학 장치가 제공된다.
본 발명의 제2 국면에 따라, 소스 신호선 측면 구동 회로, 게이트 신호선 측면 구동 회로 및 화소부를 포함하고,
소스 신호선 측면 구동 회로는 복수개의 소스 신호선을 갖고;
게이트 신호선 측면 구동 회로는 n개(n은 자연수, 1 < n)의 게이트 신호선을 갖고;
화소부는 복수개의 화소가 매트릭스형 방식으로 배열되는 구조를 갖고;
n개의 게이트 신호선 중에서 i번째 열(1≤i≤n)에서 주사된 게이트 신호선에 의해 제어되는 복수개의 화소 각각은 스위칭 트랜지스터, EL 구동 트랜지스터 및 EL 소자를 갖고,
스위칭 트랜지스터의 게이트 전극은 i번째 열에서 주사된 게이트 신호선에 전기적으로 접속되고;
스위칭 트랜지스터의 소스 영역 및 드레인 영역중의 하나는 소스 신호선에 전기적으로 접속되고, 나머지는 EL 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되고;
EL 구동 트랜지스터의 소스 영역 및 드레인 영역중의 하나는 n개의 게이트 신호선중의 하나에 전기적으로 접속되고, 나머지는 EL 소자의 하나의 전극에 전기적으로 접속되고,
i번째 열에서 주사된 게이트 신호선에 의해 제어된 EL 소자에 인가된 전류는EL 구동 트랜지스터의 소스 영역 및 드레인 영역중의 하나에 전기적으로 접속된 n개의 게이트 신호선 중의 하나의 게이트 신호선을 통해 공급되는 것인 전기광학 장치가 제공된다.
본 발명의 제3 국면에 따라, 소스 신호선 측면 구동 회로, 게이트 신호선 측면 구동 회로 및 화소부를 포함하고,
소스 신호선 측면 구동 회로는 복수개의 소스 신호선을 갖고;
게이트 신호선 측면 구동 회로는 n개(n은 자연수, 1 < n)의 게이트 신호선을 갖고;
화소부는 복수개의 화소가 매트릭스형 방식으로 배열되는 구조를 갖고;
n개의 게이트 신호선 중에서 i번째 열(1≤i≤n)에서 주사된 게이트 신호선에 의해 제어되는 복수개의 화소 각각은 스위칭 트랜지스터, EL 구동 트랜지스터 및 EL 소자를 갖고,
스위칭 트랜지스터의 게이트 전극은 i번째 열에서 주사된 게이트 신호선에 전기적으로 접속되고;
스위칭 트랜지스터의 소스 영역 및 드레인 영역중의 하나는 소스 신호선에 전기적으로 접속되고, 나머지는 EL 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되고;
EL 구동 트랜지스터의 소스 영역 및 드레인 영역중의 하나는 n개의 게이트 신호선중의 하나에 전기적으로 접속되고, 나머지는 EL 소자의 하나의 전극에 전기적으로 접속되고;
i번째 열에서 주사된 게이트 신호선은 i번째 열을 주사할 때 i번째 열에서 주사된 게이트 신호선에 전기적으로 접속된 복수개의 화소의 동작을 제어하는 기능을 갖고;
소스 영역 및 드레인 영역중의 어느 하나가 i번째 열에서 게이트 신호선에 전기적으로 접속된 복수개의 EL 구동 트랜지스터를 포함하는 복수개의 화소의 동작을 제어하기 위해 게이트 신호선을 주사할 때, 게이트 신호선은 게이트 신호선에 의해 제어된 복수개의 화소 각각에 배열된 EL 소자를 위한 전류 공급선으로서의 기능을 갖는 것인 전기광학 장치가 제공된다.
본 발명의 제4 국면에 따라, 본 발명의 제1 내지 제3 국면중의 어느 하나의 전기광학 장치는 상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향일 때 p-채널형이고,
상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 상기 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향과 반대 방향일 때 n-채널형이고,
상기 스위칭 트랜지스터의 극성은 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성과 동일한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제5 국면에 따라, 본 발명의 제1 내지 제4 국면중의 어느 하나의 전기광학 장치는 게이트 신호선이 주성분으로서 알루미늄 또는 알루미늄을 갖는 물질을 사용함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 도 1a 내지 2b를 참조하여 기재할 것이다. 도 2a 및 2b는 통상의 구조를 갖는 EL 화소를 나타내고, 도 1a 및 1b는 본 발명의 구조를 갖는 EL 화소를 나타낸다. 도 1a 및 2a 각각은 화소 평면도이고, 도 1b 및 2b 각각은 화소 회로도이다. 도 2b에서, 참조 부호들(201, 202 , 203) 각각은 스위칭 TFT, EL 구동 TFT 및 EL 화소를 지정한다. 참조 부호들(204, 205, 206) 각각은 홀딩 커패시터, 소스 신호선 및 게이트 신호선을 지정한다. 참조 부호들(207, 208, 209, 210) 각각은 전류 공급선, 음극 전극, EL 화소의 양극 및 EL 화소의 음극을 지정한다. 도 1b에서, 참조 부호들(101, 102, 103) 각각은 스위칭 TFT, EL 구동 TFT 및 EL 화소를 지정한다. 참조 부호들(104, 105, 106) 각각은 홀딩 커패시터, 소스 신호선 및 i번째 행에 주사된 게이트 신호선을 지정한다. 참조 부호들(108, 109, 110, 111) 각각은 음극 배선, EL 화소의 양극, EL 화소의 음극 및 선행하는 인접한 행의 게이트 신호선을 지정한다. 상기한 바와 같이, 스위칭 TFT들(101, 201)의 극성을 판정하는 것은 EL 소자의 구조에 따라 충분히 결정될 수 있다.
도 1a 내지 2b에서 스위칭 TFT들 각각은 이중 게이트 구조를 갖지만, 단일 게이트 구조, 삼중 게이트 구조 또는 3개 이상의 게이트들을 갖는 다중-게이트 구조를 가질 수도 있다.
EL 구동 TFT의 소스 영역 및 드레인 영역 중의 하나에 전기적으로 접속된 게이트 신호선은 선행하는 인접한 행의 게이트 신호선으로 반드시 설정될 필요는 없다.
도 2a, 및 2b에 나타낸 바와 같이, 종래의 화소 구조에서, 전용 전류 공급소스(207)가 배열되고, EL 구동 TFT(202)의 소스 전극 및 홀딩 커패시터(204)의 전극이 전류 공급선(207)에 접속된다. 이와 대조적으로, 도 1에 나타낸 바의 본 발명에서, EL 구동 TFT(102)의 소스 전극 및 홀딩 커패시터(104)의 전극은 다른 행의 게이트 신호선(111)에 접속된다. 이 경우에, 각각의 부분의 배열 관계 및 전압 관계로부터 하나의 행 상에 미리 주사된 게이트 신호선에 TFT(102)의 소스 전극 및 홀딩 커패시터(104)를 접속시키는 것이 바람직하다.
도 3은 화소들이 도 1b에 나타낸 하나의 화소 회로에 관하여 3개의 행 및 2개의 열로 배열된 회로도를 나타낸다. 도 3의 화소들은 도 1b에 나타낸 것들과 유사하다. 따라서, 도 1b에 지정된 참조 부호들은 도 3에서 역시 사용된다. 도 3에서, I번째 행의 게이트 신호선(106)에 의해 제어되는 화소부는 A로 나타낸 점선 프레임으로 둘러싸인다. 도면에, 단지 2개의 열의 화소들만을 나타냈지만, 화소들은 패널의 수평 방향의 화소 수에 대응하는 수로 열 방향으로 연속적으로 배열된다. EL 구동 TFT(102)의 소스 영역 및 홀딩 커패시터(104)의 전극은 (i-1)번째 행의 게이트 신호선(111)에 접속된다. 게이트 신호선들은 도면에서 상위 행으로부터 하향 방향으로 순차로 주사된다. 게이트 신호선은 선행되는 행의 게이트 신호선에 접속된다.
본 발명의 요점은 신호가 현재 선택된 행으로 기입될 때 선행되는 행의 게이트 신호선이 비선택 상태로 이미 복귀된다는 것이다. 게이트 신호선의 전위는 게이트 신호선이 다시 선택될 때까지 (비선택 상태로) 일정하게 유지된다. 따라서, 본 발명은 선행되는 행의 게이트 신호선이 일정한 전위선, 즉, 전류 공급선으로서취급되는 것을 특징으로 한다. 즉, 게이트 신호선 및 전류 공급선이 통상적이다. 결과적으로, 배선 수가 감소될 수 있고, 개구수가 개선될 수 있다.
도 4는 도 1a 및 1b에 나타낸 본 발명의 전기광학 장치를 구동하는 기본 신호 패턴을 나타낸다. 여기서, 도 4는 스위칭 TFT 및 EL 구동 TFT의 극성 모두가 각각의 부분들의 전위에 관하여 p-채널형인 실시예를 나타낸다. 도 4는 동일한 열의 화소들(이들 화소들은 특정한 하나의 소스 신호선에 접속됨)에서 (i-1)번째 행에서 (i+2)번째 행에 이르는 4개의 행의 배선의 신호 패턴들을 나타낸다. 설명하기 위해, 시간은 기간 A 내지 기간 F로 분할된다.
먼저, 각각의 행에서, 게이트 신호선이 선택되고 다음 행으로 이동한다. 스위칭 TFT는 p-채널형으로 이루어지고, 스위칭 TFT는 게이트 신호선의 전압이 스위칭 TFT의 소스 영역의 전위보다 충분히 낮을 때(즉, vert V_GS vert가 스위칭 TFT의 임계 전압을 초과할 때) 턴온된 상태에 도달한다. 소스 신호선 상의 최하위 전위보다 충분히 낮은 시점으로 게이트 신호선의 전압을 설정할 필요가 있음으로써, 소스 신호선의 전압이 화소에 기입된다. 먼저, (i-1)번째 행에서, 게이트 신호선은 기간 B에서 선택된다. i-1번째 행에서, 게이트 신호선은 기간 C에서 선택된다. (i+1)번째 행에서, 게이트 신호선은 기간 D에서 선택된다. (i+2)번째 행에서, 게이트 신호선은 기간 E에서 선택된다. 따라서, 각각의 행에서, 게이트 신호선이 선택되고, 다음 행으로 이동한다.
소스 신호선의 전위를 다음으로 기재할 것이다. 여기서, 각각의 행의 화소는 특정한 하나의 열의 소스 신호선에 접속된다. 따라서, 소스 신호선의 전위는(i-1)번째 행 내지 (i+2)번째 행과 동일하다. 여기서, 기간 A 및 D에서, 각각의 기간 말기에 소스 신호선의 전위는 높은(Hi) 신호 상태에 있다. 기간 B, C, E 및 F에서, 기간 말기에 소스 신호선의 전위는 낮은(LO) 신호 상태에 있다. 소스 신호선의 실제 전위는 디스플레이 패턴에 따라 여러 가지 값을 갖는다.
각각의 화소에서 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위를 다음에 기재할 것이다. i번째 행을 먼저 고려한다. 기간 A 이전의 기간에, i번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 높은 상태에 있다. 기간 B에서, i번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 낮아진다. 이는 i번째 행의 홀딩 커패시터의 하나의 전극이 (i-1)번째 행의 게이트 신호선에 접속되고, 이러한 (i-1)번째 행의 게이트 신호선이 선택되고, (i-1)번째 행의 게이트 신호선의 전압이 감소되기 때문이다. 즉, 홀딩 커패시터에 이미 축적된 전하가 존재하고, 이들 전하에 따른 전압이 홀딩 커패시터의 양 단자에 인가된다. 이러한 상태에서, 홀딩 커패시터의 하나의 전극, 즉, (i-1)번째 행의 게이트 신호선의 전압이 감소된다. 따라서, i번째 행의 스위칭 TFT는 턴온된 상태에 있기 때문에, i번째 행의 화소의 홀딩 커패시터의 전하, 즉 홀딩 커패시터의 양 단자의 전압은 그대로 유지된다. 홀딩 커패시티의 다른 전극, 즉, i번째 행의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전압 역시 동일한 정도까지 감소한다. 따라서, 홀딩 커패시터의 양 단자의 전압, 즉, i번째 행의 EL 구동 TFT의 게이트와 소스 사이의 전압은 (i-1)번째 행의 게이트 신호선의 전압이 변화될 때조차 변화하지 않는다.
이 경우에, i번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트와 소스 사이의 전압의절대 값은 기간 A에서 작으므로, EL 소자를 통해 어떠한 전류도 흐르지 않고, EL 소자는 비발광 상태에 놓인다. 따라서, EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 기간 B에서 감소되지만, EL 구동 TFT의 소스 전극의 전위는 역시 동시에 감소한다. 따라서, EL 구동 TFT의 게이트와 소스 사이의 전압은 기간 A 및 B에서 동일하다. 따라서, 기간 B에서, i번째 행의 화소의 EL 소자를 통해 어떠한 전류도 흐르지 않는다. EL 구동 TFT가 턴온된 상태로 될 때조차, EL 구동 TFT의 소스 전극의 전위는 감소되고, 기간 B에서 EL 소자의 음극 배선의 전위보다 더 낮은 것으로 추정된다. 따라서, EL 소자에 어떠한 순방향 바이어스 전압도 인가되지 않음으로써 EL 소자를 통해 어떠한 전류도 흐르지 않는다. (i-1)번째 행의 게이트 신호선의 전압은 기간 B의 말기에 원시 상태로 복귀한다. 결과적으로, i번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 원시 상태로 역시 복귀한다.
기간 C는 다음에 시작된다. 기간 C에서, i번째 행의 게이트 신호선이 선택된다. 따라서, i번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 소스 신호선의 전위와 동일하게 된다. 기간 C에서, 소스 신호선은 낮은(LO) 신호의 상태로 설정된다. 따라서, i번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 소스 신호선의 전위와 역시 동일하고, 따라서 낮다. 그 시점에서, 홀딩 커패시터의 하나의 전극, 즉, (i-1)번째 행의 게이트 신호선의 전위는 높은 상태로 이미 복귀한다. 따라서, (i-1)번째 행의 게이트 신호선과 i번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극 사이의 전압이 홀딩 커패시터에 인가됨으로써, i번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트와 소스 사이의 전압의 절대값이 증가한다. 따라서, i번째 행의화소EL 구동 TFT는 턴온된 상태에 도달한다. (i-1)번째 행의 게이트 신호선의 전위, 즉, i번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 소스 전위 역시 높은 상태로 회복됨으로써 i번째 행의 EL 소자의 양극의 전위는 음극 배선의 전위보다 더 높아진다. 결과적으로, i번째 행의 EL 소자를 통해 전류가 흐르고 EL 소자로부터 발광된다. i번째 행의 EL 소자를 통해 흐르는 전류는 (i-1)번째 행의 게이트 신호선을 통해 공급된다. 따라서, 각각의 행의 게이트 신호선의 배선 저항은 충분히 낮게 설정될 필요가 있다.
기간 D는 다음에 시작된다. 기간 D에서, i번째 행의 게이트 신호선의 전압은 원시 상태로 복귀되고, i번째 행의 스위칭 TFT는 턴오프된 상태에 도달한다. i번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 그대로 유지된다. 이 시점에서, (i-1)번째 행의 게이트 신호선의 전위, 즉, i번째 행의 화소의 홀딩 커패시터의 전극 및 EL 구동 TFT의 소스 전극의 전위는 이들의 현재 값으로부터 변화하지 않는다. 따라서, 이후, i번째 행의 화소의 EL 구동 TFT는 턴온된 상태에 도달하고, 전류는 i번째 행의 EL 소자를 통해 연속적으로 흐른다.
마찬가지로, (i+1)번째 행을 고려하자. 기간 B 이전의 기간에, (i+1)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 높은 상태에 있다. 기간 C에서, (i+1)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 감소된다. 이는 (i+1)번째 행의 홀딩 커패시터의 하나의 전극이 i번째 행의 게이트 신호선에 접속되고, 이러한 i번째 행의 게이트 신호선이 선택되고, i번째 행의 게이트 신호선의 전압이 감소되기 때문이다. 기간 C의 말기에, i번째 행의 게이트 신호선의 전압은원시 상태로 복귀하고, (i+1)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 원시 상태로 역시 복귀한다.
기간 D는 다음에 시작된다. 기간 D에서, (i+1)번째 행의 게이트 신호선이 선택된다. 따라서, (i+1)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 소스 신호선의 전위와 동일하게 된다. 기간 D에서, 소스 신호선은 높은(H) 신호의 상태에 있다. 따라서, (i+1)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 소스 신호선과 동일한 전위로 되고, 역시 Hi로 된다. 그 시점에서, 홀딩 커패시터의 하나의 전극, 즉, i번째 행의 게이트 신호선의 전위는 높은 상태로 이미 복귀한다. 따라서, i번째 행의 게이트 신호선과 (i+1)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극 사이의 전압이 홀딩 커패시터에 인가됨으로써, EL 구동 TFT의 게이트와 소스 사이의 전압의 절대값이 감소한다. 따라서, (i+1)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT는 턴오프된 상태에 도달하고, (i+1)번째 행의 EL 소자를 통해 어떠한 전류도 흐르지 않고, EL 소자로부터 발광도 없다.
기간 E는 다음에 시작된다. 기간 E에서, (i+1)번째 행의 게이트 신호선의 전압은 원시 상태로 복귀되고, (i+1)번째 행의 스위칭 TFT는 비선택 상태에 도달한다. (i+1)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 그대로 유지된다. i번째 행의 게이트 신호선의 전위, 즉, (i+1)번째 행의 화소의 홀딩 커패시터의 전극 및 EL 구동 TFT의 소스 전극의 전위는 이들의 현재 값으로부터 변화하지 않는다. 따라서, 이후, (i+1)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT는 턴오프된 상태에 도달하고, (i+1)번째 행의 EL 소자를 통해 어떠한 전류도 흐르지 않는 상태가 지속된다.
마찬가지로, (i+2)번째 행을 고려하자. 기간 C 이전의 기간에, (i+2)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 낮은 상태로 설정된다. 기간 D에서, (i+2)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 감소된다. 이는 (i+2)번째 행의 홀딩 커패시터의 하나의 전극이 (i+1)번째 행의 게이트 신호선에 접속되고, 이러한 (i+1)번째 행의 게이트 신호선이 선택되고, (i+1)번째 행의 게이트 신호선의 전압이 감소되기 때문이다. 기간 C 이전의 기간에, (i+2)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트와 소스 사이의 전압의 절대값은 크므로 (i+2)번째 행의 화소의 EL 소자를 통해 전류가 흐르고, 발광 상태에 도달한다. 기간 D에서, EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 감소하지만, EL 구동 TFT의 소스 전극의 전위 역시 동시에 감소한다. 따라서, 기간 C 이전의 기간의 EL 구동 TFT의 게이트와 소스 사이의 전압은 기간 D에서와 동일하다. EL 구동 TFT가 턴온된 상태에 있을 때, EL 구동 TFT의 소스 전극의 전위는 감소되고, 기간 D에서 EL 소자의 음극 배선의 전위보다 낮아짐으로써 EL 소자를 통해 어떠한 전류도 흐르지 않는다. 기간 D의 말기에, (i+1)번째 행의 게이트 신호선의 전압은 원시 상태로 복귀한다. 결과적으로, (i+2)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위 역시 원시 상태로 복귀한다.
기간 E는 다음에 시작된다. 기간 E에서, (i+2)번째 행의 게이트 신호선이 선택된다. 따라서, (i+2)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 소스 신호선의 전위와 동일하게 된다. 기간 E에서, 소스 신호선은 낮은(L) 신호의상태로 설정된다. 따라서, (i+2)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 소스 신호선과 동일한 전위로 되고, 역시 Lo로 된다. 그 시점에서, 홀딩 커패시터의 하나의 전극, 즉, (i+1)번째 행의 게이트 신호선의 전위는 높은 상태로 이미 복귀한다. 따라서, (i+1)번째 행의 게이트 신호선과 (i+2)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극 사이의 전압이 홀딩 커패시터에 인가됨으로써, EL 구동 TFT의 게이트와 소스 사이의 전압의 절대값이 증가한다. 따라서, (i+2)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT는 턴온된 상태에 도달하고, (i+2)번째 행의 EL 소자를 통해 전류가 흐르고, EL 소자로부터 발광된다. (i+2)번째 행의 EL 소자를 통해 흐르는 전류는 (i+1)번째 행의 게이트 신호선을 통해 공급된다.
다음에, 기간 F가 시작된다. 기간 F에서, (i+2)번째 행의 게이트 신호선의 전압은 원시 상태로 복귀되고, (i+2)번째 행의 스위칭 TFT는 턴오프된 상태에 도달한다. (i+2)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT의 게이트 전극의 전위는 그대로 유지된다. (i+1)번째 행의 게이트 신호선의 전위, 즉, (i+2)번째 행의 화소의 홀딩 커패시터의 전극 및 EL 구동 TFT의 소스 전극의 전위는 이들의 현재 값으로부터 변화하지 않는다. 따라서, 이후, (i+2)번째 행의 화소의 EL 구동 TFT는 턴온된 상태에 도달하고, (i+2)번째 행의 EL 소자를 통해 전류가 연속적으로 흐르게 된다.
상기 동작들이 반복적으로 수행되는 경우, 전류는 EL 구동 TFT(102)의 소스 전극 및 홀딩 커패시터(104)의 전극을 다른 행의 게이트 신호선에 접속시킴으로써 게이트 신호선을 통해 EL 소자에 공급되고, 그럼으로써 EL 소자가 작동될 수 있다.
TFT의 극성을 다음으로 기재할 것이다.
이들 극성은 EL 구동 TFT의 경우에 종래 경우와 마찬가지로 설정된다. 즉, n-채널형 TFT 또는 p-채널형 TFT가 사용될 수 있다. 그러나, 트랜지스터의 동작으로서 바람직할 수 있는 소스 접지, EL 소자의 제조의 제한 등을 고려하여 p-채널형이 바람직하다.
게이트 신호선의 전위에 의해 스위칭 TFT의 극성을 반드시 설정할 필요가 있다. 즉, 게이트 신호선 및 EL 소자의 양극 전극이 EL 구동 TFT를 통해 상호 접속될 때, EL 소자를 통해 전류를 흐르게 하기 위해 음극 배선의 전위보다 더 높게 게이트 신호선의 전위를 반드시 설정할 필요가 있다. 따라서, 게이트 신호선을 스위칭 TFT에서 턴오프된 상태의 높은 전위를 갖도록 설정하기 위해 p-채널형을 반드시 사용할 필요가 있다. 다른 한편, 게이트 신호선 및 EL 소자의 음극 전극이 EL 구동 TFT를 통해 상호 접속되는 경우, 스위칭 TFT를 위해 n-채널형 TFT를 반드시 사용할 필요가 있다.
본 발명은 아날로그 그레이 스케일 시스템 및 디지털 그레이 스케일 시스템 각각으로 채택될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 이하 기재할 것이다.
[실시예 1]
도 5a는 화소부가 회로 중심에 배열된 전체 전기광학 장치의 회로 구성예를 나타낸다. 하나의 화소의 회로도는 도 5a에서 점선 프레임(500)으로 둘러싸인 부분이다. 도 5b는 회로도를 나타낸다. 도 5b에 지정된 참조 부호들은 도 1b와 동일하다. 게이트 신호선들(106, 111)의 동작을 제어하기 위한 게이트 신호선 구동회로는 이 회로도의 좌측에 배열된다. 이러한 배열이 도시되지 않더라도, 게이트 신호선 구동 회로가 화소부의 좌측 및 우측 모두 상에 대칭으로 배열될 때, 보다 효과적인 구동이 얻어질 수 있다. 소스 신호선 측면 구동 회로는 소스 신호선(105)의 동작을 제어하기 위해 이러한 회로도의 상위 측면 상에 배열된다.
소스 신호선(105)에 입력된 신호는 디지털 정량 또는 아날로그 정량일 수 있다. 다시 말해, 본 발명은 디지털 그레이 스케일 및 아날로그 그레이 스케일의 경우에 적용될 수 있다.
다음 설명은 k 비트(2k) 그레이 스케일이 디지털 그레이 스케일 및 타임 그레이 스케일을 조합함으로써 얻어지는 경우에 관련한다. 간단히 말하자면, 3비트의 그레이 스케일(23=8)이 실시예로써 기재될 수 있다. 도 6 및 7은 행의 게이트 신호선의 전기 전위를 나타내는 타이밍도를 보여준다. p-채널형이 화소를 구성하기 위한 극성을 위해, 즉, 스위칭 TFT 및 EL 구동 TFT 모두의 극성을 위해 선택되는 경우가 실시예로써 취해질 수 있다.
타이밍도의 구성에서, 먼저, 1 프레임 기간은 3개의 서브 프레임 기간(SF1내지 SF3)으로 분할된다. 각각의 서브프레임 기간에, 어드레스(기입) 기간(Ta1내지 Ta3) 및 지속(발광) 기간(Ts1내지 Ts3)이 존재한다. Ts1내지 Ts3의 시간은 전력 2에 의해 변화되도록 설정된다. 즉, Ts1:Ts2:Ts3=4:2:1이 설정된다.
먼저, 신호는 화소 행 x 행으로 입력된다. 이 경우에, 게이트 신호선(106)이 선택되고, 신호는 소스 신호선(105)을 통해 화소에 입력된다. 이러한 동작은 게이트 신호선의 제1 행으로부터 그의 최종 행으로 수행된다.
여기서, 어드레스 기간은 제1 행의 게이트 신호선의 선택에서 최종 행의 게이트 신호선의 선택에 이르는 기간이다. 따라서, 어드레스 기간의 시간은 임의의 서브프레임 기간 동안 동일하다.
SF2가 다음에 시작된다. 게이트 신호선(106)이 마찬가지로 선택되고, 신호가 소스 신호선(105)을 통해 화소에 입력된다. 이러한 동작은 게이트 신호선의 제1 행으로부터 그의 최종 행으로 수행된다.
한편, 음극 배선(108)의 전위는 일정하다. 따라서, 각각의 화소의 지속 기간은 신호가 특정 서브프레임 기간의 화소에 기입되는 시간에서 신호가 다음 서브프레임 기간의 화소에 기입되는 시간에 이르는 기간으로서 정의된다. 따라서, 지속 기간의 타이밍은 특정 서브프레임 기간에 상이한 행들에서 변화하지만, 그의 시간 간격은 모두 동일하다.
SF3이 다음에 시작된다. 게이트 신호선(106)이 마찬가지로 선택되고, 신호가 소스 신호선(105)을 통해 화소에 입력된다. SF3에서, 어드레스 기간(Ta3)은 지속 기간(Ts3)보다 더 길다. 따라서, Ts3의 기간이 종료되고, 다음 프레임 기간의 서브프레임(SF1)의 어드레스 기간(Ta1)이 즉각적으로 시작되고, 상이한 2개의 행의 게이트 신호선이 동시에 선택됨으로써, 2개의 행의 신호들은 통상적으로 동시에 입력될 수 없다. 따라서, Ts3기간이 종료한 후, 선행되는 행의 게이트 신호선의 전위는 제1 행으로부터 시작하여 순차로 증가한다. 즉, 선행되는 행의 게이트 신호선은 선택된 상태로 설정된다. 이어서, EL 소자에 대한 전압 인가는 제1 행의 화소들로부터 순차로 중지되고, EL 소자들은 발광을 중지한다. 그러나, 복수개의 행의 게이트 신호선들은 이 시점에서 동시에 선택되기 때문에, 신호는 관련 없는 행으로 역시 입력된다. 그러나, 실제로는, 관련 없는 행의 EL 소자에 어떠한 전압도 인가되지 않고, EL 소자는 발광하지 않는다. 따라서, 그러한 경우를 반드시 고려할 필요는 없다. 어드레스 기간(Ta3)이 종료되고 다음 어드레스 기간(Ta1)이 시작될 때, 그것은 정상 동작으로 복귀한다. 따라서, 지속 기간(Ts3)의 시간이 제어될 수 있다. 특정 행의 게이트 신호선의 전위를 증가시킴으로써 비디스플레이 기간을 설정하기 위한 기간은 클리어 기간이라 칭한다(Tcn, n: 서브프레임 기간으로 지정된 수).
지속 기간이 위에서와 같이 어드레스 기간보다 더 짧을 때, 지속 기간의 종료에서 어드레스 기간의 종료 또는 다음 어드레스 기간의 시작에 이르는 기간은 클리어 기간으로 설정된다. 따라서, 지속 기간의 시간은 지속 기간이 어드레스 기간보다 더 짧을 때조차 자유롭게 설정될 수 있다.
[실시예 2]
본 실시예에서, 동일한 기판 상에서 화소부의 주변에 배열된 구동 회로의 TFT(소스 신호선 측면 구동 회로, 게이트 신호선 측면 구동 회로 등), 화소부의 스위칭 TFT 및 EL 구동 TFT의 형성 방법은 실시예 1에 설명된 전기광학 장치를 형성하는 방법의 실시예로써 단계별로 상세히 설명할 것이다. 설명을 간단히 하기 위해, CMOS 회로는 구동 회로부의 기본 구성 회로로서 예시하고, 스위칭 TFT 및 EL 구동 TFT는 화소부로서 예시한다.
먼저, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 산화 규소막, 질화 규소막 또는 산화 질화 규소막이 코닝 코포레이션사의 #7059 글래스 및 #1737 글래스로 나타낸 바륨 보로실리케이트 유리 또는 알루미노 보로실리케이트 유리 등의 유리로 형성된 기판(5001) 상에 형성된다. 예를 들면, 플라즈마 CVD 방법에 의해 SiH4, NH3및 N2O로부터 형성되고 10 내지 200[nm](바람직하게는 50 내지 100[nm])의 두께를 갖는 산화 질화 규소막(5002a)이 형성된다. 마찬가지로, SiH4및 N2O로부터 형성되고 50 내지 200[nm](바람직하게는 100 내지 150[nm])의 두께를 갖는 수소 첨가된 산화 질화 규소막(5002b)이 그 위에 층으로 형성된다. 본 실시예에서, 기초막(5002)은 2층 구조를 갖지만, 상기 절연막들 중의 하나의 단일층 막으로서 또는 2층 이상의 상기 절연막을 갖는 라미네이트 막으로서 형성될 수도 있다.
아일랜드형 반도체층들(5003 내지 5006)은 무정형 구조물을 갖는 반도체 막 상에 레이저 결정화 또는 공지된 열 결정화를 수행함으로써 얻어진 결정질 반도체 막으로부터 형성된다. 이들 아일랜드형 반도체층들(5003 내지 5006) 각각은 25 내지 80[nm](바람직하게는 30 내지 60[nm])의 두께를 갖는다. 결정질 반도체 막의 물질에 대한 어떠한 제한도 없지만, 결정질 반도체 막은 실리콘, 실리콘게르마늄(SiGe) 합금 등으로부터 형성되는 것이 바람직하다.
결정질 반도체 막이 레이저 결정화 방법에 의해 제조되어야 할 때, 펄스 진동형 또는 연속 발광형의 엑시머 레이저, YAG 레이저 및 YVO4레이저가 사용된다. 이들 레이저가 사용될 때, 레이저 방출 장치로부터 조사된 레이저 빔이 광학 시스템에 의해 선형 형상으로 수렴되고, 이어서 반도체 막으로 조사되는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 결정화 조건은 오퍼레이터에 의해 적절히 선택된다. 엑시머 레이저가 사용될 때, 펄스 발진 주파수는 30[Hz]로 설정되고, 레이저 에너지 밀도는 100 내지 400[mJ/cm2](전형적으로 200 내지 300[mJ/cm2])로 설정된다. YAG 레이저가 사용될 때, 펄스 발진 주파수는 그의 제2 하모닉을 사용함으로써 1 내지 10[kHz]로 설정되는 것이 바람직하고, 레이저 에너지 밀도는 300 내지 600[mJ/cm2](전형적으로 350 내지 500[mJ/cm2])로 설정되는 것이 바람직하다. 선형 형상으로 수렴되고 100 내지 1000[㎛], 예를 들면 400[㎛]의 폭을 갖는 레이저 빔이 전체 기판 대향면에 조사된다. 이 시점에서, 선형 레이저 빔의 중첩비는 80 내지 98[%]로 설정된다.
다음으로, 아일랜드형 반도체층들(5003 내지 5006)을 커버하는 게이트 절연막(5007)이 형성된다. 게이트 절연막(5007)은 플라즈마 CVD 방법 또는 스퍼터링 방법을 사용함으로써 실리콘을 함유하고 40 내지 150[nm] 두께의 절연막으로 형성된다. 본 실시예에서, 게이트 절연막(5007)은 120[nm] 두께의 산화 질화 실리콘막으로부터 형성된다. 그러나, 게이트 절연막은 그러한 산화 질화 실리콘 막으로만 제한되지 않고, 다른 원소를 함유하고 단일층 또는 적층 구조를 갖는 절연막일 수 있다. 예를 들면, 산화 실리콘 막이 사용될 때, TEOS(테트라에틸 오르토실리케이트) 및 O2가 플라즈마 CVD 방법에 의해 혼합되고, 반응 압력은 40[Pa]로 설정되고, 기판 온도는 300 내지 400[℃]로 설정되고, 큰 주파수(13.56 [MHz]) 전력 밀도는 전류 방출을 위해 0.5 내지 0.8[W/cm2]로 설정된다. 따라서, 산화실리콘 막은 방전에 의해 형성될 수 있다. 이러한 방식으로 제조된 산화실리콘 막은 400 내지 500[℃]에서 열적 어닐링에 의해 게이트 절연막으로서 바람직한 특성을 얻을 수 있다.
게이트 전극을 형성하기 위한 제1 도전막(5008) 및 제2 도전막(5009)이 게이트 절연막(5007) 상에 형성된다. 본 실시예에서, 50 내지 100[nm]의 두께를 갖는 제1 도전막(5008)이 Ta로부터 형성되고, 100 내지 300[nm]의 두께를 갖는 제2 도전막(5009)이 W로부터 형성된다.
Ta 막은 스퍼터링 방법에 의해 형성되고, Ta의 타겟은 Ar에 의해 스퍼터링된다. 이러한 경우에, 적절한 양의 Xe 및 Kr이 Ar에 부가될 때, Ta 막의 내부 스트레스가 방출되고, 이러한 막의 박리가 방지될 수 있다. α위상의 Ta 막의 저항률은 약 20[μΩcm]이고, 이러한 Ta 막은 게이트 전극을 위해 사용될 수 있다. 그러나, β위상의 Ta 막의 저항률은 약 180[μΩcm]이고, 게이트 전극을 위해 적절하지 않다. Ta의 α위상의 결정 구조에 근접한 결정 구조를 갖고, 약 10 내지 50[nm]의두께를 갖는 질화 탄탈이 α위상의 Ta 막을 형성하기 위해 Ta 막의 베이스로서 미리 형성될 때, α위상의 Ta 막이 용이하게 얻어질 수 있다.
W 막은 타겟으로서 W에 의한 스퍼터링 방법에 의해 형성된다. 더욱이, W 막 역시 텅스텐 헥사플루오라이드(WF6)를 사용한 열 CVD 방법에 의해 형성될 수 있다. 임의의 경우에, 게이트 전극으로서 이 막을 사용하기 위해 저항을 반드시 감소시켜야 한다. W 막의 저항률은 20[μΩcm] 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 그러나, W 막 내에 산소 등의 많은 불순물 소자가 존재할 때, 결정화가 방지되고 저항률이 증가한다. 따라서, 스퍼터링 방법의 경우에, 순도가 99.9999[%]인 W-타겟이 사용되고, W 막은 이 막이 형성되어야 할 때 가스상으로부터 불순물들을 W 막으로 혼합하지 않도록 충분히 주의함으로써 형성된다. 따라서, 9 내지 20[μΩcm]의 저항률이 실현될 수 있다.
본 실시예에서, 제1 도전막(5008)은 Ta로부터 형성되고, 제2 도전막(5009)은 W로부터 형성된다. 그러나, 본 발명은 이러한 경우로 제한되지 않는다. 이들 도전막 각각은 Ta, W, Ti, Mo, Al 및 Cu, 또는 주성분으로서 이들 원소를 갖는 합금 물질 또는 화합물로부터 선택된 원소로부터 형성될 수도 있다. 더욱이, 인 등의 불순물 원소로 도핑된 다결정 실리콘 막으로 나타낸 반도체 막 역시 사용될 수 있다. 본 실시예에 나타낸 것들 이외의 조합의 예로는 제1 도전막(5008)이 질화 탄탈(TaN)로부터 형성되고, 제2 도전막(5009)이 W로부터 형성되는 조합; 제1 도전막(5008)이 질화 탄탈(TaN)로부터 형성되고, 제2 도전막(5009)이 Al로부터 형성되는 조합; 및 제1 도전막(5008)이 질화 탄탈(TaN)로부터 형성되고, 제2도전막(5009)이 Cu로부터 형성되는 조합을 들 수 있다. 에칭에 의한 선택 비율에 대해 허용되는 조합을 사용함으로써 제1 도전막(5008) 및 제2 도전막(5009)을 형성하는 것이 특히 바람직하다(도 8a 참조).
다음에, 마스크(5010)가 레지스트로부터 형성되고, 전극 및 배선을 형성하기 위한 제1 에칭 처리가 수행된다. 본 실시예에서, ICP(유도에 의해 결합된 플라즈마) 에칭 방법이 사용되고, CF4및 Cl2가 에칭을 위한 가스와 혼합된다. 500[W]의 RF(13.56[MHz]) 전력이 1Pa의 압력에 코일형의 전극에 인가됨으로써 플라즈마가 발생된다. 100[W]의 RF(13.56[MHz]) 전력 역시 기판 측면(샘플 단계)에 인가되고, 실질적으로 음의 자기 바이어스 전압이 인가된다. CF4및 Cl2가 혼합될 때, W 막 및 Ta 막이 동일한 정도까지 에칭된다.
상기 에칭 상황 하에, 제1 도전층 및 제2 도전층의 양 단부는 레지스트로부터 형성된 마스크의 형상을 적절한 형상으로 만들므로써 기판 측면에 인가된 바이어스 전압의 효과에 의해 테이퍼된 형상으로 형성된다. 테이퍼부의 각은 15 내지 45˚로 설정된다. 게이트 절연막 상에 잔류물을 남기지 않고 에칭을 수행하도록 약 10 내지 20[%]의 비율만큼 에칭 시간을 증가시키는 것이 바람직하다. W 막에 대한 산화 질화 실리콘 막의 선택 비율은 2 내지 4(전형적으로 3) 범위이기 때문에, 산화 질화막의 노출된 대향면은 과도한 에칭 처리에 의해 약 20 내지 50[nm] 만큼 에칭된다. 따라서, 제1 및 제2 도전층으로 형성된 제1 형상의 도전층들(5011 내지 5016)(제1 도전층들(5011a 내지 5016a) 및 제2 도전층들(5011b 내지 5016b))이 제1 에칭 처리에 의해 형성된다. 제1 형상의 도전층들(5011 내지 5016)로 커버되지 않은 영역은 게이트 절연막(5007)에서 약 20 내지 50[nm] 만큼 에칭됨으로써 박막 영역이 형성된다.
이어서, n-형 도전성을 제공하기 위한 불순물 원소는 제1 도핑 처리를 수행함으로써 부가된다. 도핑 방법은 이온 도핑법 또는 이온 이식법일 수 있다. 이온 도핑법은 선량이 1x1013내지 5x1014[원자/cm2]로 설정되고, 가속 전압이 60 내지 100[KeV]로 설정되는 조건 하에 수행된다. 그룹 15에 속하는 원소, 전형적으로 인(P) 또는 비소(As)는 n-형 도전성을 제공하는 불순물 원소로서 사용된다. 그러나, 여기서는 인(P)이 사용된다. 이 경우에, 도전층들(5011 내지 5015)은 n-형 도전성을 제공하는 불순물 원소에 관하여 마스크로서 작용하고, 제1 불순물 영역들(5017 내지 5025)이 자기 정렬 방식으로 형성된다. n-형 도전성을 제공하기 위한 불순물 소자는 1x1020내지 1x1021[원자/cm3] 범위의 농도의 제1 불순물 영역들(5017 내지 5025)에 부가된다(도 8b 참조).
제2 에칭 처리가 다음에 수행된다. ICP 에칭 방법이 마찬가지로 사용됨으로써, CF4, Cl2및 O2가 에칭 가스와 혼합되고, 500[W]의 RF 전력(13.56[MHz])이 플라즈마를 발생시키기 위해 1[Pa]의 압력에서 코일형 전극에 공급된다. 50[W]의 RF(13.56[MHz]) 전력이 기판 측면(샘플 단계)에 인가되고, 보다 낮은 자기 바이어스 전압이 제1 에칭 처리에서 자기 바이어스 전압과 비교하여 인가된다. W 막의 부등방성 에칭은 그러한 상황 하에 수행되고, 제1 도전성층으로서 Ta 막의 부등방성 에칭은 W 막의 부등방성 에칭보다 더 느린 에칭 속도로 수행됨으로써, 제2 형상의 도전층들(5026 내지 5031)(제1 도전층들(5026a 내지 5031a) 및 제2 도전층들(5026b 내지 5031b))이 형성된다. 제2 형상의 도전층들(5026 내지 5031)로 커버되지 않은 게이트 절연막(5007)의 영역은 약 20 내지 50[nm] 만큼 추가로 에칭됨으로써 박막 영역이 형성된다(도 8c 참조).
CF4및 Cl2의 혼합 가스를 사용하는 W 막 및 Ta 막의 에칭에서 에칭 반응은 발생된 라디칼 또는 이온 종 및 반응 생성물의 증기압으로부터 추정될 수 있다. W 및 Ta의 불화물 및 염화물의 증기압이 비교될 때, W의 불화물로서 WF6의 증기압은 매우 높고, 나머지 WCl5, TaF5및 TaCl5의 증기압은 서로 거의 동일하다. 따라서, W 막 및 Ta 막 모두는 CF4및 Cl2의 혼합 가스를 사용하여 에칭된다. 그러나, 적절한 양의 O2가 이러한 혼합 가스에 부가될 때, CF4및 O2는 반응하여 CO 및 F로 됨으로써 대량의 F-라디칼 또는 F-이온이 발생된다. 결과적으로, 불화물이 큰 증기압을 갖는 W 막의 에칭 속도가 증가한다. 이와는 대조적으로, 에칭 속도의 증가는 F가 증가할 때 Ta 막에 비해 비교적 적다. Ta는 W에 비해 용이하게 산화되기 때문에, Ta 막의 표면은 O2를 부가함으로써 산화된다. Ta의 어떠한 산화물도 불소 또는 염화물과 반응하지 않기 때문에, Ta 막의 에칭 속도는 추가로 감소된다. 따라서, W 막과 Ta 막 사이의 에칭 속도 차이가 나타나고, 그에 따라 W 막의 에칭 속도는 Ta 막의 에칭 속도보다 더 크게 설정될 수 있다.
도 9a에 나타낸 바와 같이, 제2 도핑 처리가 이어서 수행된다. 이러한 경우에, n-형 도전성을 제공하는 불순물 원소는 제1 도핑 처리에서보다 더 낮은 선량을 감소시킴으로써 큰 가속 전압에서 제1 도핑 처리에서보다 적은 선량으로 도핑된다. 예를 들면, 가속 전압은 7 내지 120[KeV]로 설정되고, 선량은 1x1013[원자/cm2]로 설정된다. 따라서, 새로운 불순물 영역이 도 8b의 아일랜드형 반도체층에 형성된 제1 불순물 영역 내부에 형성된다. 도핑에서, 제2 형상의 도전층들(5026 내지 5030)은 불순물 원소에 관하여 마스크로서 사용되고, 도핑은 불순물 원소가 제1 도전층들 아래쪽 영역들(5026a 내지 5030a)에 부가된다. 따라서, 제1 도전층들(5026a 내지 5030a)과 중첩되는 제3 불순물 영역들(5032 내지 5041), 및 제1 불순물 영역과 제3 불순물 영역 사이의 제2 불순물 영역들(5042 내지 5051)이 형성된다. n-형 도전성을 제공하기 위한 불순물 원소는 불순물 소자의 농도가 제2 불순물 영역에서 1x1017내지 1x1019[원자/cm3] 범위이고, 불순물 소자의 농도가 제3 불순물 영역에서 1x1016내지 1x1018[원자/cm3] 범위가 되도록 도핑된다.
도 9b에 나타낸 바와 같이, 하나의 도전성 타입에 대해 반대인 도전성 타입을 갖는 제4의 불순물 영역들(5052 내지 5074)이 p-채널형 TFT를 형성하기 위해 아일랜드형 반도체층들(5004, 5005, 5006) 내에 형성된다. 제2 도전층들(5012 내지 5015)이 불순물 원소에 대한 마스크로서 사용되고, 불순물 영역은 자기 정렬 방식으로 형성된다. 이 시점에서, n-채널형 TFT를 형성하기 위한 아일랜드형 반도체층(5003) 및 배선을 형성하기 위한 제2 도전층(5031)의 전체 대향면들은 미리 레지스트 마스크(5200)로 커버된다. 인은 상이한 농도로 불순물 영역들(5052 내지 5054, 5055 내지 5057, 5058 내지 5060, 5061 내지 5065, 5066 내지 5068, 5069 내지 5071, 5072 내지 5074) 각각에 부가된다. 그러나, 이들 영역은 디보란(B2H6)을 사용하는 이온 도핑 방법에 의해 형성되고, 불순물 농도는 이들 영역 각각에서 2x1020내지 2x1021[원자/cm3]으로 설정된다.
불순물 영역은 상기 단계들을 통해 아일랜드형 반도체층들 각각에 형성된다. 아일랜드형 반도체층들로 중첩된 제2 형상의 도전층들(5026 내지 5030)은 게이트 전극으로서 기능한다. 더욱이, 영역(5031)은 신호선으로서 기능한다.
도 9c에 나타낸 바와 같이, 아일랜드형 반도체층들에 부가된 불순물 소자를 활성화시키는 단계는 도전성 유형을 제어하기 위해 수행된다. 이러한 공정은 노 어닐링을 위한 노를 사용하는 열적 어닐링 방법에 의해 수행된다. 더욱이, 레이저 어닐링 방법 또는 고속 열적 어닐링 방법(RTA 방법)이 적용될 수 있다. 열적 어닐링 방법에서, 이러한 공정은 산소 농도가 1[ppm] 이하, 바람직하게는 0.1[ppm] 이하인 질소 분위기에서 400 내지 700[℃], 전형적으로는 500 내지 600 [℃] 온도에서 수행된다. 본 실시예에서, 열 처리는 500[℃]의 온도에서 4시간 동안 수행된다. 층들(5026 내지 5031)에 사용된 배선 물질이 열에 대해 약해질 때, 층간 절연막(주성분으로서 실리콘을 가짐)이 배선을 보호하기 위해 형성된 후 능동화를 수행하는 것이 바람직하다.
더욱이, 열 처리는 3 내지 100[%]의 수소를 포함하는 분위기에서 300 내지450[℃]의 온도에서 1 내지 12 시간 동안 수행됨으로써 아일랜드형 반도체층이 수소첨가된다. 이 단계는 열적으로 여기된 수소에 의해 반도체층의 댕글링 결합(dangling bond)을 종료시키기 위한 것이다. (플라즈마에 의해 여기된 수소를 사용하는) 플라즈마 수소 첨가 반응 역시 수소 첨가를 위한 다른 방책으로서 수행될 수 있다.
도 10 의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제1 층간 절연막(5075)이 다음에 형성된다. 제1 층간 절연막(5075)으로서, 실리콘을 함유하는 절연막의 단일층이 사용되거나 또는 실리콘을 함유하는 2종류 이상의 절연막을 조합함으로써 제공된 라미네이트 막이 사용된다. 그의 막 두께는 400[nm] 내지 1.5[㎛]로 설정된다. 본 실시예에서, 200[nm] 두께의 질화 산화 실리콘 막이 형성된다. 능동화는 노 어닐링 방법, 레이저 어닐링 방법 또는 램프 어닐링 방법에 의해 실행될 수 있다. 본 실시예에서, 열 처리는 전열 노 중에서 질소 분위기, 550[℃]에서 4시간 동안 수행된다.
이 시점에서, 제1 층간 절연막은 게이트 전극의 산화를 방지하는 기능을 충족시킨다.
더욱이, 열 처리는 3 내지 100% 수소를 포함하는 분위기에서 300 내지 450℃의 온도에서 1 내지 12 시간 동안 수행됨으로써, 수소 첨가 처리가 수행된다. 이 단계는 반도체 막의 댕글링 결합이 열적으로 여기된 수소에 의해 종료되는 과정이다. (플라즈마에 의해 여기된 수소를 사용하는) 플라즈마 수소 첨가 반응 역시 수소 첨가를 위한 또 다른 방책으로서 수행될 수도 있다.
라미네이트 막이 제1 층간 절연막(5075)으로서 사용될 때, 수소 첨가 처리는하나의 층을 형성하는 단계와 다른 층을 형성하는 단계 사이에 수행될 수도 있다.
도 10 의 (b)에 나타낸 바와 같이, 능동화 단계가 완료될 때, 제2 층간 절연막(5076)이 형성된다. 이후, 접촉 홀은 제1 층간 절연막(5075), 제2 층간 절연막(5076) 및 게이트 절연막(5007)을 통해 형성된다. (접속 전극을 포함하는) 배선들(5077 내지 5082), 및 게이트 신호선(5084)이 패턴화되고 형성된다. 이후, 접속 전극(5082)과 접촉하게 되는 화소 전극(5083)이 패턴화되고 형성된다.
재료로서 유기 수지를 갖는 막이 제2 층간 절연막(5076)으로서 사용된다. 폴리이미드, 폴리아미드, 아크릴, BCB(벤조시클로부텐) 등이 이러한 유기 수지로서 사용될 수 있다. 특히, 제2 층간 절연막(5076)이 평탄화를 위해 주로 제공되고, 막을 평준화하는 데 우수한 아크릴이 바람직하다. 본 실시예에서, TFT에 의해 유발되는 레벨 차이를 충분히 레벨링할 수 있는 두께를 갖는 아크릴 막이 형성된다. 그의 막 두께는 1 내지 5[㎛]로 설정되는 것이 바람직하고 (추가로 2 내지 4[㎛]로 설정된다).
접촉 홀들의 형성에서, n-형 불순물 영역들(5018 내지 5026) 또는 p-형 불순물 영역들(5054 내지 5065)에 도달하는 접촉 홀들, 배선(5032)에 도달하는 접촉 홀, 전류 공급선(5033)에 도달하는 접촉 홀, 및 게이트 전극들(5029, 5030)에 도달하는 예시되지 않은 접촉 홀들은 건식 에칭 또는 습식 에칭을 사용함으로써 형성된다.
더욱이, 3개층 구조의 라미네이트 막이 목적하는 형상으로 패턴화되고, (접속 전극 및 신호선을 포함하는) 배선(5077 내지 5082, 5084)으로서 사용된다. 이러한 3층 구조에서, 100[nm] 두께의 Ti 막, 300[nm] 두께의 Ti-함유 알루미늄 막, 및 150[nm] 두께의 Ti 막이 스퍼터링 방법에 의해 연속적으로 형성된다. 그러나, 또 다른 도전막 역시 사용될 수 있다.
본 발명의 화소 구성을 갖는 회로가 구성될 때, 게이트 신호선은 상기 3층 구조의 라미네이트 막의 일부분을 이용함으로써 형성되고, 전류 공급선으로서 역시 사용된다. 따라서, 낮은 저항 물질(예, 주성분으로서 알루미늄, 구리 등을 갖는 물질)이 사용되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서, 110[nm] 두께의 ITO 막이 화소 전극(5083)으로서 형성되고, 패턴화된다. 화소 전극(5083)을 배열함으로써 접촉 홀이 제조되고, 그에 따라 이러한 화소 전극(5083)은 접속 전극(5082)과 접촉하게 되고, 이러한 접속 전극(5082)과 중첩된다. 더욱이, 2 내지 20%의 산화 아연(ZnO)을 산화 인듐과 혼합함으로써 제공된 투명한 도전막 역시 사용될 수 있다. 이러한 화소 전극(5083)은 EL 소자의 양극으로 된다.
도 10 의 (b)에 나타낸 바와 같이, 실리콘을 함유하고, 500[nm] 두께를 갖는 절연막(본 실시예에서 산화규소막)이 다음에 형성된다. 제3 층간 절연막(5085)이 형성되고 여기서 개구는 화소 전극(5083)에 대응하는 위치에 형성된다. 개구가 형성될 때, 개구의 측벽은 습식 에칭 방법을 사용함으로써 용이하게 테이퍼될 수 있다. 개구의 측벽이 충분히 알맞지 않을 때, 레벨 차이에 의해 유발된 EL 층의 열화는 두드러진 문제가 된다.
다음으로, EL 층(5086) 및 음극(MgAg 전극)(5087)은 분위기에 노출시키지 않는 진공 증발법을 사용함으로써 연속적으로 형성된다. EL 층(5086)은 80 내지 200[nm](전형적으로 100 내지 120[nm])의 두께를 갖고, 음극(5087)은 180 내지 300[nm](전형적으로 200 내지 250[nm])의 두께를 갖는다.
이 과정에서, EL 층 및 음극은 적색에 대응하는 화소, 녹색에 대응하는 화소 및 청색에 대응하는 화소에 관하여 순차로 형성된다. 이러한 경우에, EL 층은 용액에 반하여 충분하지 못한 저항을 갖기 때문에, EL 층은 석판 인쇄술을 사용하는 대신에 각각의 컬러에 대해 개별적으로 형성되어야 한다. 따라서, 금속 마스크를 사용하는 바람직한 화소를 제외한 부분들을 커버함으로써, EL 층 및 음극이 필요한 부분에 선택적으로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 적색에 대응하는 화소를 제외한 모든 부분을 커버하기 위한 마스크가 먼저 설정되고, 적색 광선을 발광하기 위한 음극 및 EL 층이 이러한 마스크를 사용함으로써 선택적으로 형성된다. 다음으로, 녹색에 대응하는 화소를 제외한 모든 부분을 커버하기 위한 마스크가 먼저 설정되고, 녹색 광선을 발광하기 위한 음극 및 EL 층이 이러한 마스크를 사용함으로써 선택적으로 형성된다. 다음으로, 청색에 대응하는 화소를 제외한 모든 부분을 커버하기 위한 마스크가 마찬가지로 설정되고, 청색 광선을 발광하기 위한 음극 및 EL 층이 이러한 마스크를 사용함으로써 선택적으로 형성된다. 여기서, 상이한 마스크들이 사용되지만, 대신에 동일한 단일 마스크가 반복적으로 사용될 수 있다. EL 층 및 음극이 모든 화소에 대하여 형성될 때까지 진공을 깨지 않고 처리를 수행하는 것이 바람직하다.
여기서, RGB에 대응하는 3가지 종류의 EL 소자를 형성하는 시스템이 사용된다. 그러나, 백색 광선을 발광하는 EL 소자 및 컬러 필터가 조합된 시스템, 청색 또는 청록색 광선을 발광하기 위한 EL 소자가 형광 물질(형광 컬러 전환층: CCM)과 조합되는 시스템, 투명한 전극 등을 이용함으로써 R, G 및 B에 각각 대응하는 EL 소자들을 음극(반대 전극들)과 중첩시키기 위한 시스템이 사용될 수 있다.
공지된 물질이 EL 층(5086)으로서 사용될 수 있다. 구동 전압을 고려한 공지된 물질로서 유기 물질이 사용되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 홀 주입층, 홀 수송층, 발광층 및 전자 주입층으로 구성된 4개층 구조가 EL 층으로 사용되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, MgAg 전극은 실시예로써 EL 소자의 음극으로서 사용되지만, 다른 공지된 물질 역시 사용될 수 있다.
다음으로, 보호 전극(5088)이 EL 층 및 음극을 커버하도록 형성된다. 주성분으로서 알루미늄을 갖는 도전막이 이러한 보호 전극(5088)으로서 사용된다. 보호 전극(5088)은 EL 층 및 음극이 형성될 때 사용된 것과 상이한 마스크를 사용하는 진공 증발 방법에 의해 형성된다. EL 층 및 음극이 형성된 후, 보호 전극(5088)은 형성된 막을 분위기에 노출시키지 않고 연속적으로 형성되는 것이 바람직하다.
마지막으로, 질화 실리콘 막으로 형성되고 300[nm] 두께를 갖는 패시베이션 막(5089)이 형성된다. 실제로, 보호막(5088)은 습기 등으로부터 EL 층을 보호하는 역할을 한다. 그러나, EL 소자의 신뢰도는 패시베이션 막(5089)을 형성함으로써 추가로 개선될 수 있다.
따라서, 도 10 의 (b)에 나타낸 것과 같은 구조물을 갖는 능동 매트릭스형전기광학 장치가 완성된다. 도 10 의 (b)에서, A-A' 및 B-B'로 나타낸 부분들은 도 1a의 A-A' 및 B-B' 부분 각각에 대응한다.
본 실시예의 능동 매트릭스형 전기광학 장치를 형성하는 과정에서, 소스 신호선은 게이트 전극의 물질인 Ta 및 W로부터 형성되고, 게이트 신호선은 회로 구조 및 공정 절차의 편의상 소스 및 드레인 전극의 배선 물질인 Al로부터 형성된다. 그러나, 상이한 물질들 역시 사용될 수 있다.
본 실시예의 능동 매트릭스형 전기광학 장치는 화소부 외에 구동 회로부에 최적 구조의 TFT를 배열함으로써 매우 큰 신뢰성 및 개선된 작동 특성을 갖는다. 더욱이, 결정화 과정에서, 결정성은 Ni 등의 금속 촉매를 부가함으로써 개선될 수도 있다. 따라서, 소스 신호선 구동 회로의 구동 빈도는 10[MHz] 이상으로 설정될 수 있다.
먼저, 작동 속도를 가능한 한 많이 감소시키지 않도록 고온 캐리어 주입을 감소시키기 위한 구조를 갖는 TFT가 구동 회로부를 형성하는 CMOS 회로의 n-채널형 TFT로서 사용된다. 여기서, 구동 회로는 시프트 레지스터, 버퍼, 레벨 시프터, 라인 순차 구동에 있어서 래치, 도트 순차 구동에 있어서 전송 게이트 등을 포함한다.
본 실시예의 경우에, n-채널형 TFT의 능동층은 소스 영역, 드레인 영역, GOLD 영역, LDD 영역 및 채널 형성 영역을 포함한다. GOLD 영역은 게이트 절연막을 통해 게이트 전극과 중첩된다.
CMOS 회로의 p-채널형 TFT의 고온 캐리어 주입에 의한 악화는 거의 무시할수 있다. 따라서, 특히 이러한 p-채널형 TFT의 LDD 영역을 반드시 형성할 필요는 없다. 그러나, n-채널형 TFT와 마찬가지로, LDD 영역은 고온 캐리어 대응책으로서 형성될 수 있다.
더욱이, 채널 형성 영역을 통해 전류를 쌍방향으로 흐르게 하기 위한 CMOS 회로, 즉, 소스 및 드레인 영역의 역할이 교환되는 CMOS 회로가 구동 회로에 사용될 때, CMOS 회로를 구성하는 n-채널형 TFT는 LDD 영역을 형성함으로써 채널 형성 영역이 LDD 영역 사이에 샌드위치되는 것이 바람직하다. 그러한 예로써, 도트 순차 구동에 사용된 전송 게이트가 제공된다. 오프-상태 전류 값을 가능한 한 많이 감소시키는 데 필요한 CMOS 회로가 구동 회로에 사용될 때, CMOS 회로를 형성하는 n-채널형 TFT는 LDD 영역이 게이트 절연막을 통해 게이트 전극과 부분적으로 중첩되는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 도트 순차 구동에 사용된 전송 게이트는 TFT의 예로서 역시 그대로 제공될 수 있다.
실제로, 전기광학 장치가 도 10 의 (b)의 상태에 도달할 때, EL 소자가 외부 공기에 노출되는 것을 방지하기 위해 큰 기밀 밀봉 특성을 갖고, 탈기체 반응 및 반투명 시일링 부재를 허용하는 보호막(라미네이트 막, 자외선 경화성 수지막 등)을 사용하여 패키징(시일링)을 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, EL 소자의 신뢰도는 불활성 가스 분위기로 시일링 부재 내부를 충전시키고, 내부에 습기 흡수 부재(예, 산화 바륨)를 배열함으로써 개선된다.
더욱이, 기밀 밀봉 특성이 패키지 처리 등에 의해 개선된 후, 커넥터(가요성 인쇄 회로: FPC)가 산물로서 장치를 완성하기 위해 부착된다. 커넥터는 외부 신호단자와의 접속을 위해, 기판 상에 형성된 회로 또는 소자로부터 나온 단자이다. 이러한 상태의 장치는 용이하게 선적되고, 본 명세서에서 EL 디스플레이(또는 EL 모듈)이라 칭한다.
[실시예 3]
본 실시예에서, 본 발명의 전기광학 장치의 제조 예를 설명할 것이다.
도 11a는 본 발명을 사용한 전기광학 장치의 평면도이다. 도 11b는 도 11a의 X-X' 평면으로 절개한 단면도를 나타낸다. 도 11a에서, 참조 부호들(4001, 4002, 4003, 4004) 각각은 기판, 화소부, 소스 신호선 측면 구동 회로 및 게이트 신호선 측면 구동 회로를 지정한다. 각각의 구동 회로는 배선들(4005, 4006, 4007)을 통해 FPC(4008)에 도달하고, 외부에 접속된다.
이 시점에서, 커버 부재(4009), 실런트(4010) 및 시일링 부재(하우징 부재라 칭하기도 함)(4011)(도 11b에 나타냄)는 이들 부재가 적어도 화소부, 바람직하게는 구동 회로 및 화소부를 둘러싸도록 배열된다.
도 11b는 본 실시예에서 전기광학 장치의 단면 구조를 나타낸다. 구동 회로를 위한 TFT(4013)(n-채널 TFT 및 p-채널 TFT를 조합함으로써 얻어진 CMOS 회로가 여기 예시됨) 및 화소부를 위한 TFT(4014)(EL 소자로 흐르는 전류를 제어하기 위한 EL 구동 TFT 만이 여기 예시됨)기 기판(4001) 및 기초막(4012) 상에 형성된다. 공지된 구조(상부 게이트 구조 또는 바닥 게이트 구조)가 이들 TFT에 사용된다.
구동 회로를 위한 TFT(4013) 및 화소부를 위한 TFT(4014)가 공지된 제조 방법을 사용함으로써 완료될 때, 화소부에 대한 TFT(4014)의 드레인에 전기적으로 접속된 화소 전극(4016)은 수지 물질로 형성된 층간 절연막(레벨링 막) 상에 투명한 도전막으로부터 형성된다. 산화 인듐 및 산화 주석의 화합물(ITO라 칭함) 또는 산화 인듐 및 산화 아연 화합물이 투명한 도전막으로서 사용될 수 있다. 화소 전극(4016)이 형성된 후, 절연막(4017)이 형성되고, 개구는 화소 전극(4016) 상에 형성된다.
EL 층(4018)이 다음에 형성된다. EL 층(4018)은 공지된 EL 물질의 단일층 구조막(홀 주입층, 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층 또는 전자 주입층)일 수 있거나, 또는 공지된 EL 물질이 임의로 조합된 라미네이트 구조막일 수 있다. EL 층(4018)의 구조는 공지된 기술을 사용함으로써 결정된다. EL 물질들은 EL 물질의 단량체-베이스드 물질 및 중합체-베이스드 물질로 분할된다. 단량체-베이스드 물질이 사용될 때, 증발 방법이 사용된다. 다른 한편, 중합체-베이스드 물질이 사용될 때, 스핀 코드 방법, 인쇄 방법 또는 잉크 제트 방법 등의 단순한 방법이 사용될 수 있다.
본 실시예에서, EL 층은 쉐도우 마스크를 사용하는 증발 방법에 의해 형성된다. 컬러 디스플레이는 상이한 파장의 광선이 쉐도우 마스크를 사용함으로써 상이한 그룹의 화소들에 대해 방출되는 발광층(적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층)을 형성함으로써 수행될 수 있다. 이것 외에, 컬러 전환층(CCM) 및 컬러 필터가 조합된 시스템, 및 백색 광선 발광층이 컬러 필터와 조합된 시스템이 존재하고, 이들 시스템의 임의의 방법이 사용될 수 있다. 더욱이, 단색 광선을 발광하기 위한 전기광학 장치를 구축할 수도 있다.
EL 층(4018)이 형성된 후, 음극(4019)은 EL 층(4018) 상에 형성된다. 음극(4019)과 EL 층(4018)의 인터페이스 상에 존재하는 수분 및 산소를 가능한 한 많이 제거하는 것이 바람직하다. 따라서, EL 층(4018) 및 음극(4019)이 진공 중에 연속적으로 형성되는 대책 또는 EL 층(4018)이 불활성 가스 분위기에서 형성되고, 이어서 음극(4019)이 막을 분위기에 노출시키지 않고 형성되는 대책을 반드시 취할 필요가 있다. 본 실시예에서, 상기 막 형성은 막 형성 장치 또는 다중-챔버 시스템(클러스터 기구 시스템)을 사용함으로써 수행될 수 있다.
본 실시예에서, LiF(불화 리튬) 막 및 Al(알루미늄) 막의 적층 구조물이 음극(4019)으로서 사용된다. 구체적으로, 1[nm] 두께의 LiF(불화 리튬) 막이 증발 방법에 의해 EL 층(4018) 상에 형성되고, 300[nm] 두께의 알루미늄 막이 LiF 막 상에 형성된다. 공지된 음극 물질인 MgAg 전극 역시 사용될 수 있다. 음극(4019)은 참조 부호(4020)로 나타낸 영역의 배선(4007)에 접속된다. 배선(4007)은 소정의 전압을 음극(4019)에 제공하기 위한 전력선이고, 도전성 페이스트 물질(4021)을 통해 FPC(4008)에 접속된다.
음극(4019) 및 참조 부호(4020)로 나타낸 영역의 배선(4007)을 전기적으로 접속하기 위해 층간 절연막(4015) 및 절연막(4017)을 통해 접촉 홀을 반드시 형성할 필요가 있다. 이들 홀은 층간 절연막(4015)을 에칭하는 시점(화소 전극을 위한 접촉 홀을 형성할 때)에 또는 절연막(4017)을 에칭하는 시점(EL 층의 형성 전에 개구를 형성할 때)에 형성될 수 있다. 대안으로, 접촉 홀은 절연막(4017)이 층간 절연막(4015)에 도달할 때까지 절연막(4017)을 에칭함으로써 에칭된다. 이 경우, 층간 절연막(4015) 및 절연막(4017)이 동일한 수지 물질로 형성되는 경우, 접촉 홀은 바람직한 형상을 가질 수 있다.
패시베이션 막(4022), 충전재(4023) 및 커버 부재(4009)는 이러한 방식으로 형성된 EL 소자의 표면을 커버하도록 형성된다.
더욱이, 시일링 부재(4011)는 EL 소자부를 포위하도록 커버 부재(4009)와 기판(4001) 사이에 배열된다. 더욱이, 실런트(제1 시일링 부재)(4010)가 시일링 부재(4011) 외부에 형성된다.
이 시점에서, 이러한 충전재(4023)는 커버 부재(4009)를 접착시키기 위한 접착제로서 작용하기도 한다. PVC(폴리비닐 클로라이드), 에폭시 수지, 실리콘 수지, PVB(폴리비닐 부티랄) 또는 EVA(에틸렌비닐 아세테이트)가 충전재(4023)로써 사용될 수 있다. 건조제가 이러한 충전재(4023) 내에 배열될 때, 수분 흡수 효과가 유지될 수 있고, 그것이 바람직하다. EL 층의 악화는 충전재(4023) 내에 산소 등을 포획하는 효과를 갖는 항산화제를 배열함으로써 역시 억제될 수 있다.
더욱이, 충전재(4023) 내에 스페이서 역시 포함될 수 있다. 이 시점에서, 스페이서는 BaO 등으로 구성된 과립 물질로부터 형성될 수 있음으로써, 스페이서 자체는 수분 흡수성을 가질 수 있다.
스페이서가 배열될 때, 패시베이션 막(4022)은 스페이서 압력을 방출할 수 있다. 더욱이, 스페이서 압력을 이완시키기 위한 수지막은 패시베이션 막으로부터 별개로 배열될 수도 있다.
유리판, 알루미늄판, 스테인레스강 판, FRP(유리섬유 강화 플라스틱)판,PVF(폴리비닐 플루오라이드) 막, 마일라 막, 폴리에스테르 막 또는 아크릴 막이 커버 부재(4009)로서 사용될 수 있다. PVB 또는 EVA가 충전재(4023)로서 사용될 때, 수십 [㎛] 두께의 알루미늄 호일이 PVF 막과 마일라 막 사이에 샌드위치된 구조를 갖는 시트를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 경우에, 커버 부재(4009)는 EL 소자로부터 발광 방향(광선 조사 방향)에 따라 광선을 투과해야 한다.
배선(4007)은 시일링 부재(4011)와 기판(4001) 사이의 갭 및 실런트(4010) 및 기판(4001) 사이의 갭을 통해 FPC(4008)에 전기적으로 접속된다. 여기서, 배선(4007)이 설명되었지만, 다른 배선들(4005, 4006)이 마찬가지로 시일링 부재(4011) 및 실런트(4010) 아래 부분을 통해 FPC(4008)에 전기적으로 접속된다.
본 실시예에서, 충전재(4023)가 배열되고, 이어서, 커버 부재(4009)가 접착되고, 시일링 부재(4011)는 충전재(4023)의 측면 대향면(노출된 대향면)을 커버하도록 부착된다. 그러나, 충전재(4023) 역시 커버 부재(4009) 및 시일링 부재(4011)가 부착된 후에 배열될 수 있다. 이 경우에, 기판(4001)과 커버 부재(4009) 사이의 갭 및 기판(4001)과 시일링 부재(4011) 사이의 갭과 소통하는 충전재 주입부가 형성된다. 이들 갭은 진공 상태(10-2[Torr] 이하)로 되고, 주입부는 충전재로 충전된 저장기로 침지된다. 이후, 갭 외부의 대기압은 갭 내부의 대기압보다 높게 설정됨으로써, 그 갭은 충전재로 충전된다.
[실시예 4]
본 실시예에서, 실시예 3과 상이한 전기광학 장치가 제조되는 실시예를 도12(A) 및 12(B)를 참조하여 기재한다. 도 11(A) 및 11(B)에서와 동일한 참조 부호들은 동일한 부분을 나타내며, 그의 설명은 생략한다.
도 12a는 본 실시예의 전기광학 디스플레이 장치의 평면도이다. 도 12b는 도 12a의 직선 A-A'를 따라 취한 전기광학 디스플레이 장치의 단면도이다.
실시예 3에 따라, EL 소자의 표면을 커버하는 패시베이션 막(4022)이 형성될 때까지 단계들이 수행된다.
더욱이, 충전재(4023)는 EL 소자를 커버하도록 제공된다. 이러한 충전재(4023)는 커버 부재(4009)를 결합시키기 위한 접착제로서 기능하기도 한다. 충전재(4023)로서, PVC(폴리비닐 클로라이드), 에폭시 수지, 실리콘 수지, PVB(폴리비닐 부티랄) 또는 EVA(에틸렌-비닐 아세테이트)가 사용될 수 있다. 습기 흡수 효과가 지속될 수 있기 때문에, 이러한 충전재(4023) 내부에 건조제가 제공되는 것이 바람직하다. 산소를 포획할 수 있는 항산화제 등이 이러한 충전재(4023) 내부에 제공되고, 그 때문에 EL 층의 악화가 방지될 수 있다.
스페이서가 충전재(4023)에 포함될 수 있다. 이 시점에서, 스페이서는 BaO 등으로 제조된 과립 물질이므로, 스페이서 자체는 수분 흡수 특성을 갖도록 제조될 수 있다. 스페이서가 제공되는 경우, 패시베이션 막(4022)은 스페이서 압력을 이완시킬 수 있다. 패시베이션 막 외에, 스페이서 압력을 이완시키기 위한 수지막 등이 제공될 수 있다.
커버 부재(4009)로서, 유리판, 알루미늄판, 스테인레스판, FRP(유리섬유 강화 플라스틱)판, PVF(폴리비닐 플루오라이드) 막, 마일라 막, 폴리에스테르 막 또는 아크릴 막이 사용될 수 있다. PVB 또는 EVA가 충전재(4023)로서 사용되는 경우, 수십 [㎛] 두께의 알루미늄 호일이 PVF 막과 마일라 막 사이에 게재된 구조의 시트를 사용하는 것이 바람직하다.
그러나, EL 소자로부터 발광 방향(광선 조사 방향)에 따라, 커버 부재(6000)는 투명도를 반드시 가져야 한다
다음으로, 커버 부재(4009)가 충전재(4023)를 사용함으로써 결합된 후, 프레임 부재(4024)는 충전재(4023)의 측면(노출된 표면)을 커버하도록 부착된다. 프레임 부재(4024)는 시일링 부재(접착제로서 기능함)(4025)에 의해 결합된다. 이 시점에서, 시일링 부재(4025)로서, 그것이 광경화성 수지를 사용하는 것이 바람직하지 않더라도, EL 층의 열 저항이 허용되는 경우, 열경화성 수지가 사용될 수 있다. 덧부쳐 말하자면, 시일링 부재(4025)는 수분 및 산소에 가능한 한 불투과성인 물질인 것이 바람직하다. 건조제는 시일링 부재(4025)의 내부에 부가될 수 있다.
더욱이, 배선(4007)은 시일링 부재(4025)와 기판(4001) 사이의 갭을 통해 FPC(4008)에 전기적으로 접속된다. 여기서, 배선(4007)에 대해 설명하였지만, 다른 배선(4005 및 4006) 역시 동일한 방식으로 시일링 부재(4025) 아래 공간을 통해 FPC(4008)에 전기적으로 접속되기도 한다.
실시예 4에서, 커버 부재(4009)는 충전재(4023)를 형성한 후에 결합되고, 프레임 부재(4024)는 충전재(4023)의 측면 표면(노출된 표면)을 커버하도록 부착되지만, 충전재(4023)는 커버 부재(4009), 시일링 부재(4025) 및 프레임 부재(4024)를 부착시킨 후에 형성될 수도 있다. 이러한 경우에, 충전재 주입 개구는기판(4001), 커버 부재(4009), 시일링 부재(4025) 및 프레임 부재(4024)에 의해 형성된 갭을 통해 형성된다. 갭은 진공 상태(10-1Torr 이하의 압력)로 설정되고, 충전재를 유지하는 탱크 내에 주입 개구를 침지시킨 후, 그 갭 외부의 공기압은 그 갭 내부의 공기압보다 더 커지고, 충전재는 그 갭을 충전한다.
[실시예 5]
여기서, 전기광학 디스플레이 장치의 화소부의 보다 상세한 단면 구조를 도 13에 나타낸다.
도 13에서, 기판(4501) 상에 제공된 스위칭 TFT(4502)는 공지된 방법에 의해 형성된 n-채널 TFT를 사용함으로써 형성된다. 본 실시예에서, 이중 게이트 구조가 사용되더라도, 구조 및 제조 과정에 있어서 큰 차이가 없기 때문에, 그의 설명은 생략한다. 그러나, 2개의 TFT가 실질적으로 상호 직렬로 접속된 구조는 이중 게이트 구조를 채택함으로써 얻어지고, 오프 전류 값이 감소될 수 있다는 장점이 존재한다. 부수적으로, 이중 게이트 구조가 본 실시예에서 채택되더라도, 단일 게이트 구조가 채택될 수 있거나, 또는 삼중 게이트 구조 또는 보다 많은 게이트를 갖는 다중-게이트 구조가 채택될 수 있다. 더욱이, 그것은 공지된 방법에 의해 형성된 p-채널 TFT를 사용함으로써 형성될 수 있다.
더욱이, EL 구동 TFT(4503)는 공지된 방법에 의해 형성된 n-채널 TFT를 사용함으로써 형성된다. 스위칭 TFT(4502)의 드레인 배선(4504)은 배선(4505)을 통해 EL 구동 TFT(4503)의 게이트 전극(4506)에 전기적으로 접속된다. 참조 부호(4507)로 지정한 배선은 스위칭 TFT(4502)의 게이트 전극들(4508, 4509)을 전기적으로 접속시키기 위한 게이트 배선이다.
EL 구동 TFT(4503)는 EL 소자(4510)를 통해 흐르는 전류의 양을 제어하는 소자이기 때문에, 대량의 전류가 흐르고, 그것은 열로 인한 악화 또는 고온 캐리어로 인해 악화될 염려가 큰 소자이다. 따라서, 게이트 절연막을 통해 게이트 전극과 중첩하도록 EL 구동 TFT(4503)의 드레인 측면에 LDD 영역이 제공되는 구조를 채택하는 것이 매우 효과적이다.
본 실시예에서, EL 구동 TFT(4503)를 단일 게이트 구조로 나타냈더라도, 복수개의 TFT가 상호 직렬로 접속된 다중-게이트 구조가 채택될 수 있다. 더욱이, 그러한 구조는 복수개의 TFT가 채널 형성 영역을 복수개의 부분으로 실질적으로 분할하기 위해 서로 병렬로 접속되도록 채택될 수 있음으로써, 열 방사가 고효율로 이루어질 수 있다. 그러한 구조는 열로 인한 악화에 반하는 대응책으로서 효과적이다.
더욱이, EL 구동 TFT(4503)의 게이트 전극(4506)을 포함하는 배선은 절연막을 통해 EL 구동 TFT(4503)의 드레인 배선(4512)과 중첩하고, 저장 커패시터는 EL 구동 TFT(4503)의 게이트 전극(4506)에 인가된 전압을 저장하는 기능을 한다.
제1 층간 절연막(4514)은 스위칭 TFT(4502)와 EL 구동 TFT(4503) 상에 제공되고, 유기 수지로 제조된 제2 절연막이 그 위에 형성된다.
참조 부호(4517)는 큰 굴절률을 갖는 도전막으로 제조된 화소 전극(EL 소자의 음극)을 지정한다. 화소 전극은 EL 구동 TFT(4503)의 드레인 영역과 중첩하도록 부분적으로 형성되고, 드레인 영역에 전기적으로 접속된다. 화소 전극(4017)으로서, 알루미늄 합금막, 구리 합금막 또는 은 합금막 또는 이들의 적층막 등의 낮은 저항의 도전막을 사용하는 것이 바람직하다. 물론, 다른 도전막을 갖는 라미네이트 구조물이 채택될 수 있다.
이어서, 유기 수지막(4516)은 화소 전극(4517) 상에 형성되고, 평탄화 막(4516)이 EL 층(4519)을 형성하기 위해 패턴화된다. 여기서, 도면에 도시하지 않았지만, R(적색), G(녹색) 및 B(청색)의 각각의 컬러에 대응하는 발광층들이 형성될 수 있다. 발광층에 사용되는 유기 물질로서, π-공액 중합체 물질이 사용된다. 중합체 물질의 전형적인 예는 폴리파라페닐렌 비닐렌(PPV), 폴리비닐 카르바졸(PVK), 및 폴리플루오렌을 들 수 있다.
PPV형 유기 EL 물질로서 여러 가지 유형이 존재하지만, 예를 들면, 문헌[H. Shenk, H. Becker, O GOLEDsen, E. Kluge, W. Kreuder, 및 H. Spreitze의 "발광 다이오드용 중합체(Polymers for Light Emitting Diodes)", Euro Display, Proceedings, 1999, 33-37페이지] 또는 일본 특허 공개 출원 평 제10-92576호에 개시된 물질이 사용될 수 있다.
특정 발광층으로서, 시아노폴리페닐렌-비닐렌이 적색 광선을 발광하는 발광층으로서 사용되고, 폴리페닐렌비닐렌이 녹색 광선을 발광하는 발광층으로서 사용되고, 폴리페닐렌비닐렌 또는 폴리알킬페닐렌이 청색 광선을 발광하는 발광층으로 사용된다. 층의 두께는 30 내지 150nm(바람직하게는 40 내지 100nm)인 것이 적절하다.
그러나, 상기 실시예들은 발광층으로 사용될 수 있는 유기 물질의 실시예이고, 본 발명을 반드시 이들로만 제한시킬 필요가 없다. EL 층(발광 및 캐리어의 이동이 수행되는 층)은 발광층, 전하 수송층 및 전하 주입층을 자유롭게 조합함으로써 형성될 수 있다.
예를 들면, 본 실시예는 중합체 물질이 발광층으로 사용되는 예를 나타내지만, 저분자량 유기 물질이 사용될 수 있다. 전하 수송층 또는 전하 주입층으로서 실리콘 카바이드 등의 무기 물질을 사용할 수도 있다. EL 물질 또는 무기 물질로서, 잘 공지된 물질이 사용될 수 있다.
양극(4523)이 형성된 지점에서, EL 소자(4510)가 완성된다. 부수적으로, EL 소자(4510)는 여기서 화소 전극(음극)(4017), 발광층(4519), 홀 주입층(4522) 및 양극(4523)으로 형성된 저장 커패시터를 나타낸다.
본 실시예에서, 패시베이션 막(4524)은 양극(4523) 상에 추가로 제공된다. 패시베이션 막(4524)으로서, 질화 실리콘 막 또는 산화 질화 실리콘 막이 바람직하다. 이러한 목적은 EL 소자를 외부로부터 절연시키고, 유기 EL 물질의 산화로 인한 악화를 방지하는 수단 및 유기 EL 물질로부터 가스 제거를 억제하는 수단을 갖는다. 이를 행함으로써, 전기광학 디스플레이 장치의 신뢰도가 개선된다.
상기한 바와 같이, 실시예 5에 기재된 전기광학 장치는 도 13에 나타낸 바의 구조를 갖는 화소를 포함하는 화소부를 포함하고, 고온 캐리어 주입에 대한 충분히 적은 오프 전류 값 및 EL 구동 TFT 저항을 갖는 스위칭 TFT를 포함한다. 따라서, 큰 신뢰도를 갖고 우수한 이미지 디스플레이를 할 수 있는 전기광학 디스플레이를 얻을 수 있다.
실시예 5에 기재된 구조를 갖는 EL 소자의 경우에, 발광층(4519)에서 발생된 광선은 TFT가 화살표로 나타낸 바와 같이 형성되는 기판에 조사된다.
[실시예 6]
본 실시예에서, EL 소자(4510)의 구조가 실시예 5에 나타낸 화소부로 전환되는 구조에 대한 설명이 이루어질 것이다. 도 14는 설명을 위해 사용된다. 부수적으로, 도 13의 구조와 상이한 지점들은 단지 EL 소자의 일부 및 TFT 부분이므로, 나머지 설명은 생략한다.
도 12에서, 스위칭 TFT(4502)는 공지된 방법에 의해 형성된 p-채널 TFT를 사용함으로써 형성된다. EL 구동 TFT(4503)는 공지된 방법에 의해 형성된 p-채널 TFT를 사용함으로써 형성된다. 여기서, 스위칭 TFT 및 EL 구동 TFT를 위해 동일한 극성을 사용하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서, 투명한 도전막이 화소 전극(양극)(4525)으로서 사용된다. 상세하게는, 산화 인듐 및 산화 아연 화합물로 제조된 도전막이 사용된다. 물론, 산화 인듐 및 산화 주석 화합물로 제조된 도전막이 사용될 수 있다.
유기막으로 제조된 제3 층간 절연막이 형성된 후, 발광층(4528)이 형성된다. 아세틸아세톤화 칼륨으로 제조된 전자 주입층(4529)(acacK로 표현됨) 및 알루미늄 합금으로 제조된 음극(4530)이 그 위에 형성된다.
이후, 실시예 5에 기재한 바와 같이, 패시베이션 막(4532)이 유기 EL 물질의 산화를 방지하기 위해 형성되고, 그로 인해 EL 소자(4531)가 형성된다.
실시예 6에 기재된 구조를 갖는 EL 소자의 경우에, 발광층(4528)에서 발생된광선은 TFT가 화살표로 나타낸 바와 같이 형성되는 기판에 조사된다.
[실시예 7]
본 실시예에서, 실시예 1과 상이한 구동 방법이 본 발명의 전기광학 장치와 조합된다. 본 실시예는 도 16a 내지 17b를 참조하여 설명할 것이다.
여기서, 간단히 말하자면, 3비트의 그레이 스케일(23=8 그레이 스케일)이 디지털 그레이 스케일 및 타임 그레이 스케일을 조합함으로써 얻어질 수 있다. 도 16a 및 16b는 이러한 구조의 타이밍도를 보여준다. 하나의 프레임 기간은 3개의 서브 프레임 기간들(SF1내지 SF3)로 분할된다. 각각의 서브프레임 기간(SF1내지 SF3)은 2의 전력에 의해 결정된다. 즉, 이 경우에, SF1:SF2:SF3=4:2:1(22:21:20)이 설정된다.
먼저, 신호는 제1 서브프레임 기간에 화소 스테이지x스테이지로 입력된다. 이 경우에, 게이트 신호선은 제1의 절반의 서브게이트 신호선 선택 기간에만 실제로 선택된다. 후기 절반의 서브게이트 신호선 선택 기간에, 어떠한 게이트 신호선도 선택되지 않고, 어떠한 신호도 화소에 입력되지 않는다. 이러한 동작은 제1 스테이지로부터 최종 스테이지까지 반복적으로 수행된다. 여기서, 어드레스 기간은 제1 스테이지의 게이트 신호선의 선택에서 최종 스테이지의 게이트 신호선의 선택에 이르는 기간이다. 따라서, 어드레스 기간의 시간은 임의의 서브프레임 기간 동안 동일하다.
순차로, 제2 프레임 기간이 시작된다. 신호는 마찬가지로 화소 스테이지x스테이지로 입력된다. 이러한 경우에 역시, 게이트 신호선이 제1의 절반의 서브게이트 신호선 선택 기간에만 선택된다. 이러한 동작은 제1 스테이지로부터 최종 스테이지에 이르기까지 반복적으로 수행된다.
이 시점에서, 일정한 전압이 각각의 화소의 음극 배선에 인가된다. 따라서, 특정 서브프레임의 지속(발광) 기간은 신호가 특정 서브프레임 기간의 화소에 기입되는 시간에서 신호가 다음 서브프레임 기간의 화소에 기입되는 시간에 이르는 기간으로서 정의된다. 따라서, 지속 기간은 상이한 스테이지에 대해 타이밍이 상이하지만 시간 간격은 동일하다.
순차로, 제3 서브프레임 기간을 설명할 것이다. 먼저, 제1 및 제2 서브프레임 기간과 마찬가지로, 게이트 신호선이 제1 절반의 서브게이트 신호선 선택 기간에 선택되고, 신호가 화소에 기입된다. 이 경우, 신호가 최종 스테이지 근처의 화소에 기입되기 시작할 때, 다음 프레임 기간에 제1 스테이지의 화소의 신호들의 기입, 즉, 어드레스 기간이 이미 시작된다. 결과적으로, 제3 서브프레임 기간의 최종스테이지 근처의 화소로 신호가 기입됨으로써, 다음 프레임 기간의 제1 서브프레임 기간의 제1 절반의 특정 화소로의 신호의 기입과 중첩된다. 2개의 상이한 스테이지의 화소들에 통상적으로 2개의 스테이지의 상이한 신호들을 동시에 기입하는 것은 불가능하다. 따라서, 제3 프레임 기간에, 게이트 신호선은 후기 절반의 서브게이트 신호선 선택 기간에 선택된다. 따라서, 제1 서브프레임 기간(이 서브프레임 기간은 다음 프레임 기간에 속함)에, 게이트 신호선은 제1 절반의 서브게이트 신호선 선택 기간에 선택됨으로써 2개의 스테이지의 상이한 화소들로 신호들의 동시 기입을 피할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 구동 방법에 있어서, 특정 서브프레임 기간의 어드레스 기간이 다른 서브프레임 기간의 어드레스 기간과 중첩될 때, 기입 기간은 복수개의 서브게이트 신호선 선택 기간을 이용함으로써 할당된다. 따라서, 게이트 신호선을 선택하는 타이밍이 실제로 중복되는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 신호는 통상적으로 화소에 기입된다.
도 17a는 본 실시예의 구동 방법을 실시하기 위한 회로 구성 예를 나타낸다. 화소부는 본 발명의 전기광학 장치의 구조를 갖는다.
도 17a에서, 화소부는 이 구조의 중심에 배열된다. 소스 신호선의 동작을 제어하기 위한 소스 신호선 구동 회로가 화소부 상에 배열된다. 게이트 신호선의 동작을 제어하기 위한 한 쌍의 게이트 신호선 측면 구동 회로는 그중 하나가 화소부의 좌측에 있고 나머지가 그의 우측에 있도록 배열된다. 제1 게이트 신호선 측면 구동 회로는 제1 절반의 서브게이트 신호선 선택 기간의 게이트 신호선을 선택하고, 제2 게이트 신호선 측면 구동 회로는 후기 절반의 서브게이트 신호선 선택 기간의 게이트 신호선을 선택한다.
도 17b는 도 17a에서 점선 프레임으로 나타낸 하나의 화소부의 확대도를 나타낸다. 참조 부호들(1701, 1702, 1703)은 각각 제1 스위칭 TFT, 제2 스위칭 TFT 및 EL 구동 TFT를 지정한다. 참조 부호들(1704, 1705, 1706) 각각은 EL 소자, 홀딩 커패시터 및 소스 신호선을 지정한다. 참조 부호들(1707, 1708, 1709) 각각은 제1 게이트 신호선 측면 구동 회로에 의해 선택된 i번째 행의 제1 게이트 신호선,제2 게이트 신호선 측면 구동 회로에 의해 선택된 i번째 행의 제2 게이트 신호선 및 음극 전극을 지정한다. 참조 부호들(1710, 1711, 1712) 각각은 EL 소자의 양극, EL 소자의 음극 및 EL 소자(1704)에 대한 전류 공급선으로서 작용하는 제3 게이트 신호선을 지정한다. 상기한 바와 같이, 제3 게이트 신호선(1712)이 반드시 선행되는 인접한 행의 게이트 신호선일 필요는 없다. 그러나, 간단히 말하자면, 접속이 선행되는 인접한 행의 게이트 신호선에 대해 이루어지는 실시예가 본 명세서에 제공되었다.
게이트 신호선이 제1의 절반의 서브게이트 신호선 선택 기간에 선택될 때, 제1 게이트 신호선 측면 구동 회로로부터 선택되는 펄스는 어드레스 기간에 제1 게이트 신호선(1707)으로부터 입력되고, 제1 스위칭 TFT(1601)는 턴온된 상태에 도달한다. 이후, EL 구동 TFT(1703)는 지속 기간에 턴온된 상태에 도달하고, 제3 게이트 신호선(1712)으로부터 공급된 전류는 EL 소자(1704)로 흐른다. 따라서, 홀딩 커패시터(1705)가 EL 구동 TFT(1703)의 게이트 전극에 인가된 전하를 유지하는 기간 동안만 EL 소자(1704)로부터 광선이 발광된다.
게이트 신호선이 후기 절반의 서브게이트 신호선 선택 기간에 선택될 때, 제2 게이트 신호선 측면 구동 회로로부터 선택되는 펄스는 어드레스 기간에 제2 게이트 신호선(1708)으로부터 입력되고, 제2 스위칭 TFT(1602)는 턴온된 상태에 도달한다. 이후, EL 구동 TFT(1703)는 지속 기간에 턴온된 상태에 도달하고, 제3 게이트 신호선(1712)으로부터 공급된 전류는 EL 소자(1704)로 흐른다. 따라서, 홀 커패시터(1705)가 EL 구동 TFT(1703)의 게이트 전극에 인가된 전하를 유지하는 기간동안만 EL 소자(1704)로부터 광선이 발광된다.
따라서, 본 발명의 화소들은 여러 구동 방법과 조합하여 사용될 수 있다.
도 17b에서 각각의 TFT(1701, 1702, 1703)는 여기서 단일 게이트 TFT이다. 그러나, 본 실시예에서, 이중 게이트형 및 2개 이상의 게이트 전극을 갖는 다중-게이트형이 역시 사용될 수 있다. TFT의 극성은 EL 소자의 구조와의 부합으로 결정될 수 있다.
[실시예 8]
본 실시예에서, 실시예 1에서와 상이한 방법에 의해 실시예 1의 클리어 기간으로 야기된 비디스플레이 기간을 설정하는 구동 방법이 본 발명의 전기광학 장치와 조합된다. 그의 설명은 도 18a 내지 19b를 참조하여 기재한다.
도 18a는 본 실시예의 구동 방법이 실행될 때 게이트 신호선의 전위를 보여주는 타이밍도이다. 각각의 서브프레임 기간에 게이트 신호선을 선택하는 타이밍은 실시예 1에서와 유사하기 때문에, 그의 설명은 여기서 생략한다.
실시예 1에서, 비디스플레이 기간(클리어 기간)은 지속 기간(Ts3)과 다음 행의 어드레스 기간(Ta1)의 중첩을 피하기 위해 전류 공급선으로서 작용하는 게이트 신호선의 전위를 증가시킴으로써 설정된다. 이와는 대조적으로, 본 실시예에서, 실시예 1에서와 유사한 비디스플레이 기간은 전용 신호선을 사용하여 리셋 신호를 입력함으로써 설정된다. 여기서, 이러한 기간은 리셋 기간(Trn, n: 서브프레임 기간으로 지정된 수)이라 칭한다.
도 19a는 본 실시예의 구동 방법을 실시하기 위한 회로 구성예를 보여준다. 화소부는 본 발명의 전기광학 장치의 구조를 갖는다.
도 19a에서, 화소부는 이 구조의 중심에 배열된다. 소스 신호선의 동작을 제어하기 위한 소스 신호선 구동 회로가 화소부 상에 배열된다. 게이트 신호선의 동작을 제어하기 위한 게이트 신호선 측면 구동 회로는 화소부의 좌측에 배열된다. 게이트 신호선 측면 구동 회로가 화소 어레이의 좌측 및 우측 각각 상에 배열되는 경우, 이러한 배열이 예시되지 않더라도, 보다 효과적인 구동이 얻어질 수 있다. 본 실시예에서 게이트 신호선 측면 구동 회로는 리셋 신호를 출력하기 위한 회로(도시하지 않음)를 갖는다.
도 19b는 도 19a에서 점선 프레임으로 나타낸 하나의 화소부의 확대도를 나타낸다. 참조 부호들(1901, 1902, 1903)은 각각 스위칭 TFT, EL 구동 TFT 및 EL, 소자를 지정한다. 참조 부호들(1904, 1905, 1906) 각각은 홀딩 커패시터, 리셋팅 TFT 및 소스 신호선을 지정한다. 참조 부호들(1907, 1908, 1909) 각각은 i번째 행의 제1 게이트 신호선, 음극 전극 및 EL 소자의 양극을 지정한다. 참조 부호들(1910, 1911, 1912) 각각은 EL 소자의 음극, EL 소자(1903)에 대한 전류 공급선으로서 작용하는 제2 게이트 신호선 및 리셋 신호를 입력하기 위한 리셋 신호선을 지정한다. 상기한 바와 같이, 제2 게이트 신호선(1911)이 반드시 선행되는 인접한 행의 게이트 신호선일 필요는 없다. 그러나, 간단히 말하자면, 접속이 선행되는 인접한 행의 게이트 신호선에 대해 이루어지는 실시예가 본 명세서에 제공되었다.
게이트 신호선 측면 구동 회로로부터 선택되는 펄스는 제1 게이트 신호선(1907)으로부터 입력되고, 스위칭 TFT(1901)는 턴온된 상태에 도달한다. 이후, EL 구동 TFT(1902)는 지속 기간에 턴온된 상태에 도달하고, 제2 게이트 신호선(1911)으로부터 공급된 전류는 EL 소자(1903)로 흐른다. 따라서, 홀딩 커패시터(1904)가 EL 구동 TFT(1902)의 게이트 전극에 인가된 전하를 유지하는 기간 동안만 EL 소자(1903)로부터 광선이 발광된다.
여기, 도 18b에서, 리셋 신호는 지속 기간(Ts3) 및 어드레스 기간(Ta1)의 중첩을 피하기 위해 리셋 기간의 리셋 신호선(1912)으로부터 입력되고, 리셋을 위한 TFT(1905)는 턴온된 상태에 도달하고 홀딩 커패시터(1904)에 유지된 전하를 자유롭게 한다. 따라서, EL 소자로 전류의 공급은 이 기간에 중단되고, EL 소자는 발광을 중단한다.
실시예 1과 마찬가지로, 어드레스 기간과 지속 기간의 중첩을 피하게 되고, 이미지는 이러한 방식으로 비발광 기간을 설정함으로써 통상적으로 디스플레이될 수 있다.
본 발명의 전기광학 장치는 본 실시예에 나타낸 회로가 사용될 때 역시 용이하게 적용될 수 있다.
도 19b에서 각각의 TFT들(1901, 1902, 1905)는 여기서 단일 게이트 TFT이지만, 이중 게이트형 및 2개 이상의 게이트 전극을 갖는 다중-게이트형이 역시 본 실시예에 사용될 수 있다. TFT의 극성은 EL 소자의 구조와의 부합으로 결정될 수 있다.
[실시예 9]
본 실시예에서, 실시예 8에서와 상이한 방법에 의해 실시예 8의 리셋 신호를 사용함으로써 야기된 비디스플레이 기간을 설정하는 구동 방법이 본 발명의 전기광학 장치와 조합된다. 그의 설명은 도 20a 내지 20b를 참조하여 기재한다.
도 20a는 본 실시예의 구동 방법을 실시하기 위한 회로 구성 예를 나타낸다. 화소부는 본 발명의 전기광학 장치의 구조를 갖는다.
도 20a에서, 화소부는 이 구조의 중심에 배열된다. 소스 신호선의 동작을 제어하기 위한 소스 신호선 구동 회로가 화소부 상에 배열된다. 게이트 신호선의 동작을 제어하기 위한 게이트 신호선 측면 구동 회로는 화소부의 좌측에 배열된다. 게이트 신호선 측면 구동 회로가 화소 어레이의 좌측 및 우측 각각 상에 배열되는 경우, 이러한 배열이 예시되지 않더라도, 보다 효과적인 구동이 얻어질 수 있다. 본 실시예에서 게이트 신호선 측면 구동 회로는 리셋 신호를 출력하기 위한 회로(도시하지 않음)를 갖는다.
도 20b는 도 20a에서 점선 프레임으로 나타낸 하나의 화소부의 확대도를 나타낸다. 참조 부호들(2001, 2002, 2003) 각각은 스위칭 TFT, EL 구동 TFT 및 EL, 소자를 지정한다. 참조 부호들(2004, 2005, 2006) 각각은 홀딩 커패시터, 리세팅 TFT 및 소스 신호선을 지정한다. 참조 부호들(2007, 2008, 2009) 각각은 i번째 행의 제1 게이트 신호선, 음극 전극 및 EL 소자의 양극을 지정한다. 참조 부호들(2010, 2011, 2012) 각각은 EL 소자의 음극, EL 소자(2003)에 대한 전류 공급선으로서 작용하는 제2 게이트 신호선 및 리셋 신호를 입력하기 위한 리셋 신호선을 지정한다. 상기한 바와 같이, 제2 게이트 신호선(2001)이 반드시 선행되는 인접한 행의 게이트 신호선일 필요는 없다. 그러나, 간단히 말하자면, 접속이 선행되는 인접한 행의 게이트 신호선에 대해 이루어지는 실시예가 본 명세서에 제공되었다.
본 실시예에 나타낸 회로 구동 방법은 실시예 8의 그것과 유사하기 때문에, 도 8a 및 8b를 언급하는 것이 충분하다. 따라서, 그 방법의 설명은 여기서 생략한다. 실시예 8에서, 리셋 기간은 리세팅 TFT를 턴온되게 리셋 신호를 입력함으로써 얻어짐으로써 홀딩 커패시터의 전하가 유리된다. 이와는 대조적으로, 본 실시예에서, 리셋을 위한 TFT(2005)는 전류 공급선인 제2 게이트 신호선(1211)과 EL 구동 TFT(2002) 사이에 배열된다. 통상의 지속 기간에서, 리세팅 TFT는 턴온된 상태에 있고, 제2 게이트 신호선(2011)으로부터 공급된 전류는 EL ,구동 회로(2002)를 통해 EL 소자(2003)로 흐른다. 리셋 신호가 리셋 기간에 리셋 신호선(2012)에 입력될 때, 리셋을 위한 TFT(2005)는 턴오프된 상태에 도달하고, EL 소자로의 전류의 공급은 중단된다. 따라서, 비디스플레이 기간이 설정된다.
실시예 1 및 8과 마찬가지로, 어드레스 기간과 지속 기간의 중첩을 피하게 되고, 이미지는 이러한 방식으로 비발광 기간을 설정함으로써 통상적으로 디스플레이될 수 있다.
본 발명의 전기광학 장치는 본 실시예에 나타낸 회로가 사용될 때 역시 용이하게 적용될 수 있다.
도 20b에서 각각의 TFT들(2001, 2002, 2005)은 여기서 단일 게이트 TFT이지만, 이중 게이트형 및 2개 이상의 게이트 전극을 갖는 다중-게이트형이 역시 본 실시예에 사용될 수 있다. TFT의 극성은 EL 소자의 구조와의 부합으로 결정될 수 있다.
[실시예 10]
본 실시예에서, 실시예 1 및 7 내지 9에서와 상이한 구동 방법이 본 발명의 화소와 조합된다. 회로 구성은 실시예 1의 그것과 유사하다. 다음 설명은 도 5a 및 5b 및 도 21a 및 21b를 참조하여 이루어진다.
도 21a는 발광 시간차를 이용함으로써 그레이 스케일을 얻기 위한 시간 분할 그레이 스케일 구동 방법을 나타내는 타이밍도이다. 이 도면에서, 프레임 주파수가 60[Hz]로 설정되고, VGA 및 4비트 그레이 스케일인 경우가 예시된다.
하나의 프레임 기간은 4개의 서브프레임 기간으로 분할된다. 각각의 서브프레임 기간은 어드레스 기간 및 지속 기간으로 완전히 분리된다. 지속 기간들(Ts1내지 Ts4)에서, Ts1:Ts2:Ts3:Ts4=23:22:21;20=8:4:2:1로 설정됨으로써 4비트=16 그레이 스케일이 디스플레이될 수 있다. 각각의 어드레스 기간들(Ta1내지 Ta4)은 하나의 스크린의 화소들에 기입하기 위한 기간이기 때문에, 모든 이들 어드레스 기간은 시간 내에 서로 동일하다.
하나의 서브프레임 기간에 수행된 데이터 기입을 설명할 것이다. 먼저, 소스 신호선을 통해 입력된 디지털 데이터가 순차로 샘플링된다. 하나의 수평 기간에 대한 샘플링(VGA가 본 실시예의 경우에 채택되기 때문에, 그것은 640라인+2개의더미 라인에 대응함)이 종료된 후, 데이터는 동시에 래치된다. 이러한 동작은 모든 게이트 신호선에 대해 반복된다(VGA가 본 실시예의 경우에 채택되기 때문에, 그것은 전체적으로 480라인+2개의 더미 라인에 대응함). 따라서 하나의 프레임의 기입이 각각의 비트에서 완료된다.
이러한 기입이 수행되는 동안, 도 21b에 나타낸 바와 같이, 음극(108)의 전위는 전류 공급선(본 발명의 화소와 조합될 때 전류 공급선으로서 작용하는 게이트 신호선(111))의 전위와 동일하도록 미리 설정된다. 따라서, 이 기간에, EL 소자(103)의 음극(110)과 양극(109) 사이에 어떠한 전압도 발생되지 않고, 어떠한 전류도 흐르지 않는다. 즉, 어드레스 기간 동안 스크린의 임의의 EL 소자(103)로부터 발광되지 않는다.
어드레스 기간 동안, 모든 비트에 대해 하나의 프레임의 기입이 완료된 후, 그 때까지 전류 공급선과 동일한 전위를 갖는 음극(108)의 전위는 감소되고, 발광될 EL 소자의 음극과 양극 사이에 전압이 발생된다. 따라서, EL 소자(103)를 통해 전류가 흐르고 EL 소자(103)로부터 발광된다. EL 구동 TFT(102)의 게이트로의 전압 인가는 홀딩 커패시터(104)에 의해 유지되기 때문에, EL 소자(103)의 발광은 스위칭 TFT(101)가 턴오프된 후 특정 기간 동안 지속된다. 따라서, 발광은 일정 기간 동안 계속된다.
본 실시예의 구동 방법은 용이하게 수행될 수 있고, 구동 방법이 본 발명의 전기광학 장치와 조합될 때 역시 용이하게 적용될 수 있다.
도 5b에서 스위칭 TFT(101)는 여기서 이중 게이트 TFT이고, EL 구동TFT(102)는 여기서 단일 게이트 TFT이다. 그러나, 본 실시예에서, 3개 이상의 게이트 전극을 갖는 다중-게이트형이 단일 게이트형 및 이중 게이트형 대신에 사용될 수도 있다. TFT의 극성은 EL 소자의 구조 등과의 부합으로 결정될 수 있다.
[실시예 11]
본 실시예에서, 외부 발광량 효율은 트리플릿 여기자로부터 인광 물질이 발광을 위해 사용될 수 있는 EL 물질을 사용함으로써 현저히 개선될 수 있다. 결과적으로, EL 소자의 전력 소비가 감소할 수 있고, EL 소자의 수명이 연장될 수 있고, EL 소자의 중량이 경감될 수 있다.
다음은 외부 발광량 효율이 트리플릿 여기자를 사용함으로써 개선된 경우의 보고서이다(T. Tsutsui, C. Adachi, S. Saito, Photochemical processes in Organized Molecular Sustems, K. Honda 편집, (Elsevier Sci, Pub., Tokyo, 1991), 437페이지).
상기 문헌에 보고된 EL 물질(쿠마린 안료)의 분자식은 다음과 같이 나타낸다.
(화합물 1)
(M. A. Baldo, D.F.O' Brien, Y. You, A. Shoustikov, S. Sibley, M.E. Thompson, S.R. Forrest, Nature 395(1998) 151페이지)
상기 문헌에 보고된 EL 물질(Pt 착물)의 분자식은 다음과 같이 나타낸다.
(화합물 2)
(M. A. Baldo, S. Lamansky, P.E. Burrows, M.E. Thompson, S.R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 75(1999) 4페이지)
(T. Tsutsui, M. J. Yang, M. Yahiro, K. Nakamura, T. Watanabe, T. Tsuji, Y. Fukuda, T. Wakimoto, S. Mayaguchi, Jpn. appl. Phys., 38(12b)(1999)l1502)
상기 문헌에 보고된 EL 물질(Ir 착물)의 분자식은 다음과 같이 나타낸다.
(화합물 3)
상기한 바와 같이, 트리플릿 여기자로부터 인광 물질이 실제로 사용되는 경우, 그것은 원칙적으로 단일선 여기자로부터 형광물질을 사용하는 경우보다 3배 내지 4배 더 큰 외부 발광량 효율을 실현할 수 있다. 본 실시예에 따른 구조는 제1 내지 제10 실시예의 임의의 구조의 조합으로 자유롭게 구현될 수 있다.
[실시예 12]
본 발명에 따른 전기광학 장치를 사용하는 EL 디스플레이는 그것이 자기 발광형이고 더욱이 관찰 각이 넓기 때문에 액정 디스플레이 장치에 비해 선명한 위치에서 우수한 가시도를 갖는다. 따라서, 그것은 여러 전자 기구의 디스플레이부로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 그것은 대형 스크린으로 TV 방송을 시청하기 위해 대각선으로 30인치 이상(전형적으로 40인치 이상)인 EL 디스플레이의 디스플레이부로서 본 발명의 전기광학 장치를 사용하는 것이 적절하다.
개인용 컴퓨터 디스플레이, TV 방송 수신 디스플레이 또는 광고 디스플레이 등의 정보를 나타내는(디스플레이하는) 모든 디스플레이는 EL 디스플레이 장치로서 포함되는 것에 주의하자. 더욱이, 본 발명의 EL 디스플레이는 다른 여러 전자 장치의 디스플레이부로서 사용될 수 있다.
다음은 그러한 전자 기구: 즉, 비디오 카메라; 디지털 카메라; 고글형 디스플레이(헤드 탑재 디스플레이); 차 항행 시스템; 오디오 재생 장치(차 오디오 시스템, 오디오 콤포 시스템 등); 노트북 개인용 컴퓨터; 게임 용품; 휴대용 정보 단말기(이동 컴퓨터, 이동 전화, 이동 게임 용품 또는 전자 북 등); 기록 매체를 구비한 영상 재생 장치(구체적으로 기록 매체의 재생을 수행하고, 디지털 비디오 디스크(DVD) 등의 영상을 디스플레이할 수 있는 디스플레이를 구비한 장치)의 예로써 제공될 수 있다. 특히, 휴대용 정보 단말기는 종종 대각선 방향으로 보기 때문에, 시야의 폭넓음은 매우 중요하게 간주된다. 따라서, EL 디스플레이를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 기구의 예는 도 22 및 23에 나타낸다.
도 22a는 프레임(3301), 지원 테이블(3302), 디스플레이부(3303) 등을 포함하는 EL 디스플레이를 예시한다. 본 발명의 전기광학 디스플레이는 디스플레이부(3303)로서 사용될 수 있다. EL 디스플레이 장치는 자기 발광형이고 따라서 어떠한 역 발광도 필요로 하지 않는다. 따라서, 그의 디스플레이부는 액정 디스플레이 장치의 두께보다 더 얇은 두께를 가질 수 있다.
도 22b는 본체(3311), 디스플레이부(3312), 오디오 입력부(3313), 동작 스위치(3314), 배터리(3315), 영상 수신부(3316) 등을 포함하는 비디오 카메라를 예시한다. 본 발명에 따른 전기광학 디스플레이 장치가 디스플레이부(3312)로서 사용될 수 있다.
도 22c는 본체(3321), 신호 케이블(3322), 헤드 탑재 밴드(3323), 디스플레이부(3324), 광학 시스템(3325), 디스플레이 장치(3326) 등을 포함하는 헤드-탑재형 EL 디스플레이의 일부(우측 절반)를 예시한다. 본 발명에 따른 전기광학 디스플레이 장치가 디스플레이부(3326)로서 사용될 수 있다.
도 22d는 본체(3331), 기록 매체(DVD 등)(3332), 동작 스위치(3333), 디스플레이부(a)(3334), 다른 디스플레이부(b)(3335) 등을 포함하는 기록 매체(보다 바람직하게는, DVD 재생 장치)를 포함하는 영상 재생 장치를 예시한다. 디스플레이부(a)(3334)는 주로 영상 정보를 디스플레이하기 위해 사용되는 한편, 디스플레이부(b)(3335)는 주로 캐릭터 정보를 디스플레이하기 위해 사용된다. 본 발명에 따른 전기광학 디스플레이 장치는 디스플레이부(a)(3334) 및 (b)(3335)로서 사용될 수 있다. 기록 매체를 포함하는 영상 재생 장치는 추가로 가정용 게임 장비 등을 포함한다.
도 22e는 본체(3341), 디스플레이부(3342), 암부(3343)를 포함하는 고글형 디스플레이(헤드 탑재 디스플레이)를 예시한다. 본 발명에 따른 전기광학 디스플레이 장치가 디스플레이부(3342)로서 사용될 수 있다.
도 22f는 본체(3351), 프레임(3352), 디스플레이부(3353), 키보드(3354) 등을 포함하는 개인용 컴퓨터를 예시한다. 본 발명에 따른 전기광학 디스플레이 장치가 디스플레이부(3353)로서 사용될 수 있다.
EL 물질의 방출 발광이 장래 더 높아지는 경우, 출력 영상 정보를 포함하는 광선이 렌즈 등에 의해 확대되는 전면형 또는 후면형 영사기에 적용될 수 있음에 주의하자.
상기 전자 기구들은 인터넷, CATV(케이블 텔레비전 시스템) 및 특히 동화상 정보를 디스플레이하기 위한 것 등의 원격 통신 경로를 통해 분배되는 정보를 디스플레이하기 위해 사용되기 쉽다. EL 디스플레이는 EL 물질이 큰 응답 속도를 나타낼 수 있기 때문에 동화상을 디스플레이하는 데 적절하다.
더욱이, EL 디스플레이의 발광부는 전력을 소비하기 때문에, 내부의 발광부가 가능한 한 적어지는 방식으로 정보를 디스플레이하는 것이 바람직하다. 따라서, EL 디스플레이가 주로 캐릭터 정보를 디스플레이하는 디스플레이부, 예를 들면 휴대용 단말기의 디스플레이부, 특히 휴대용 전화 또는 오디오 재생 장치에 적용될 때, EL 디스플레이를 구동함으로써, 캐릭터 정보는 발광부에 의해 형성되는 한편 비발광부는 배경에 대응하는 것이 바람직하다.
도 23a는 본체(3401), 오디오 출력부(3402), 오디오 입력부(3403), 디스플레이부(3404), 동작 스위치(3405) 및 안테나(3406)를 포함하는 휴대용 전화를 예시한다. 본 발명에 따른 전기광학 디스플레이 장치가 디스플레이부(3404)로서 사용될 수 있다. 디스플레이부(3404)는 흑색 배경 상에 백색의 캐릭터를 디스플레이함으로써 휴대용 전화의 전력 소비를 감소시킬 수 있다.
더욱이, 도 23b는 음성 재생 장치, 특히, 본체(3411), 디스플레이부(3412), 및 동작 스위치(3413, 3414)를 포함하는 차 오디오 장비를 예시한다. 본 발명에 따른 전기광학 디스플레이 장치가 디스플레이부(3412)로서 사용될 수 있다. 탑재형 차 오디오 장비를 본 실시예에 나타냈지만, 본 발명은 휴대형 또는 가정용 음성 재생 장치에 적용될 수도 있다. 디스플레이부(3414)는 흑색 배경 상에 백색의 캐릭터를 디스플레이함으로써 전력 소비를 감소시킬 수 있고, 특히 휴대용 음성 재생 장치로 유리하다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 모든 분야에서 광범위한 전자 기구에 다양하게 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예의 전자 기구들은 실시예 1 내지 11에 나타낸 구조중 임의의 것을 갖는 전기광학 장치를 사용할 수 있다.
전력 공급선에 대한 필요성은 본 발명의 전기광학 장치를 사용함으로써 제거된다. 따라서, 종래의 전기광학 장치에 비해 패널 제조 과정의 단계 수 및 마스크 시트수를 증가시키지 않고 보다 큰 개구비가 실현될 수 있다. 개구비가 종래의 것보다 크지 않고 동일한 경우, 신호선은 그에 따라 두꺼워질 수 있다. 따라서, 저항율이 감소되고, 혼선 및 루미넌스 경사 등이 감소될 수 있고, 화질이 개선될 수있다.

Claims (32)

  1. 소스 신호선 측면 구동 회로, 게이트 신호선 측면 구동 회로 및 화소부를 갖는 반도체 장치에 있어서,
    상기 소스 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 소스 신호선들,
    상기 게이트 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 게이트 신호선들,
    각각의 화소들이 적어도 스위칭 트랜지스터, EL 구동 트랜지스터 및 EL 소자를 갖는, 상기 화소부에 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 화소들을 포함하고;
    상기 스위칭 트랜지스터는 대응하는 게이트 신호선 및 불순물 영역들에 전기적으로 접속된 게이트 전극을 갖고, 상기 불순물 영역들 중의 하나는 대응하는 소스 신호선에 전기적으로 접속되고, 상기 불순물 영역들 중의 다른 하나는 상기 EL 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되며,
    상기 EL 구동 트랜지스터는 불순물 영역들을 갖고, 상기 불순물 영역들 중의 하나는 상기 복수개의 게이트 신호선들에 전기적으로 접속되고, 상기 불순물 영역들 중의 다른 하나는 상기 EL 소자의 전극에 전기적으로 접속되는, 반도체 장치.
  2. 소스 신호선 측면 구동 회로, 게이트 신호선 측면 구동 회로 및 화소부를 갖는 반도체 장치에 있어서,
    상기 소스 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 소스 신호선들,
    상기 게이트 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 게이트 신호선들,
    각각의 화소들이 적어도 스위칭 트랜지스터, EL 구동 트랜지스터 및 EL 소자를 갖는, 상기 화소부에 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 화소들을 포함하고;
    상기 스위칭 트랜지스터는 i번째 게이트 신호선 및 불순물 영역들에 전기적으로 접속된 게이트 전극을 갖고, 상기 불순물 영역들 중의 하나는 대응하는 소스 신호선에 전기적으로 접속되고, 상기 불순물 영역들 중의 다른 하나는 상기 EL 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되며,
    상기 EL 구동 트랜지스터는 불순물 영역들을 갖고, 상기 불순물 영역들 중의 하나는 상기 복수개의 게이트 신호선들 중의 하나에 전기적으로 접속되고, 상기 불순물 영역들 중의 다른 하나는 상기 EL 소자의 전극에 전기적으로 접속되며,
    상기 i번째 게이트 신호선에 대응하는 상기 EL 소자에 인가된 전류는 상기 EL 구동 트랜지스터의 불순물 영역들 중의 하나에 전기적으로 접속된 상기 복수개의 게이트 신호선들 중의 하나를 통해 공급되는, 반도체 장치.
  3. 소스 신호선 측면 구동 회로, 게이트 신호선 측면 구동 회로 및 화소부를 갖는 반도체 장치에 있어서,
    상기 소스 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 소스 신호선들,
    상기 게이트 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 게이트 신호선들,
    각각의 화소들이 적어도 스위칭 트랜지스터, EL 구동 트랜지스터 및 EL 소자를 갖고, 상기 화소부에 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 화소들을 포함하고;
    상기 스위칭 트랜지스터가 i번째 게이트 신호선 및 불순물 영역들에 전기적으로 접속된 게이트 전극을 갖고, 상기 불순물 영역들 중의 하나는 대응하는 소스 신호선에 전기적으로 접속되고, 상기 불순물 영역들 중의 다른 하나는 상기 EL 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되며,
    상기 EL 구동 트랜지스터가 불순물 영역들을 갖고, 상기 불순물 영역들 중의 하나는 상기 복수개의 게이트 신호선들 중의 하나에 전기적으로 접속되고, 상기 불순물 영역들 중의 다른 하나는 상기 EL 소자의 전극에 전기적으로 접속되며,
    상기 i번째 게이트 신호선은, 상기 i번째 게이트 신호선에 전기적으로 접속된 스위칭 소자를 각각 갖는, 화소들의 동작을 제어하는 기능을 갖고, 상기 i번째 게이트 신호선에 전기적으로 접속된 EL 구동 트랜지스터를 각각 갖는, 화소들을 위한 전류 공급선으로서의 기능을 갖고 있는, 반도체 장치.
  4. 소스 신호선 측면 구동 회로, 게이트 신호선 측면 구동 회로 및 화소부를 갖는 반도체 장치에 있어서,
    상기 소스 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 소스 신호선들,
    상기 게이트 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 게이트 신호선들,
    각각의 화소들이 적어도 스위칭 트랜지스터, EL 구동 트랜지스터 및 EL 소자를 갖고, 상기 화소부에 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 화소들을 포함하고;
    상기 스위칭 트랜지스터는 i번째 게이트 신호선 및 불순물 영역들에 전기적으로 접속된 게이트 전극을 갖고, 상기 불순물 영역들 중의 하나는 대응하는 소스 신호선에 전기적으로 접속되고, 상기 불순물 영역들 중의 다른 하나는 상기 EL 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되며,
    상기 EL 구동 트랜지스터가 불순물 영역들을 갖고, 상기 불순물 영역들 중의 하나는 상기 i번째 게이트 신호선을 제외한 상기 복수개의 게이트 신호선들 중의 하나에 전기적으로 접속되고, 상기 불순물 영역들 중의 다른 하나는 상기 EL 소자의 전극에 전기적으로 접속되는, 반도체 장치.
  5. 소스 신호선 측면 구동 회로, 게이트 신호선 측면 구동 회로 및 화소부를 갖는 반도체 장치에 있어서,
    상기 소스 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 소스 신호선들,
    상기 게이트 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 게이트 신호선들,
    각각의 화소들이 적어도 스위칭 트랜지스터, EL 구동 트랜지스터 및 EL 소자를 갖고, 상기 화소부에 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 화소들을 포함하고;
    상기 스위칭 트랜지스터는 i번째 게이트 신호선 및 불순물 영역들에 전기적으로 접속된 게이트 전극을 갖고, 상기 불순물 영역들 중의 하나는 대응하는 소스 신호선에 전기적으로 접속되고, 상기 불순물 영역들 중의 다른 하나는 상기 EL 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 접속되며,
    상기 EL 구동 트랜지스터는 불순물 영역들을 갖고, 상기 불순물 영역들 중의 하나는 상기 (i-1)번째 게이트 신호선에 전기적으로 접속되고, 상기 불순물 영역들 중의 다른 하나는 상기 EL 소자의 전극에 전기적으로 접속되는, 반도체 장치.
  6. 소스 신호선 측면 구동 회로, 게이트 신호선 측면 구동 회로 및 화소부를 갖는 반도체 장치에 있어서,
    상기 소스 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 소스 신호선들,
    상기 게이트 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 게이트 신호선들,
    각각의 화소들이 적어도 스위칭 트랜지스터, EL 구동 트랜지스터 및 EL 소자를 갖고, 상기 화소부에 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 화소들을 포함하고,
    신호는 소스 신호선으로부터 상기 스위칭 트랜지스터를 통해 상기 EL 구동 트랜지스터로 입력되고,
    전류는 상기 복수개의 상기 게이트 신호선들 중의 하나로부터 상기 EL 구동 트랜지스터를 통해 상기 EL 소자로 공급되는, 반도체 장치.
  7. 소스 신호선 측면 구동 회로, 게이트 신호선 측면 구동 회로 및 화소부를 갖는 반도체 장치에 있어서,
    상기 소스 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 소스 신호선들,
    상기 게이트 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 게이트 신호선들,
    각각의 화소들이 적어도 스위칭 트랜지스터, EL 구동 트랜지스터 및 EL 소자를 갖고, 상기 화소부에 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 화소들을 포함하고;
    신호는 소스 신호선으로부터 i번째 게이트 신호선에 전기적으로 접속된 게이트 전극을 갖는 상기 스위칭 트랜지스터를 통해 상기 EL 구동 트랜지스터로 입력되고,
    전류는 상기 i번째 게이트 신호선을 제외하고 상기 복수개의 상기 게이트 신호선들 중의 하나로부터 상기 EL 구동 트랜지스터를 통해 상기 EL 소자로 공급되는, 반도체 장치.
  8. 소스 신호선 측면 구동 회로, 게이트 신호선 측면 구동 회로 및 화소부를 갖는 반도체 장치에 있어서,
    상기 소스 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 소스 신호선들,
    상기 게이트 신호선 측면 구동 회로에 접속된 복수개의 게이트 신호선,
    각각의 화소들이 적어도 스위칭 트랜지스터, EL 구동 트랜지스터 및 EL 소자를 갖고, 상기 화소부에 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 화소들을 포함하고;
    신호는 소스 신호선으로부터 i번째 게이트 신호선에 전기적으로 접속된 게이트 전극을 갖는 상기 스위칭 트랜지스터를 통해 상기 EL 구동 트랜지스터로 입력되고,
    전류는 상기 (i-1)번째 게이트 신호선으로부터 상기 EL 구동 트랜지스터를 통해 상기 EL 소자로 공급되는, 반도체 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향일 때 p-채널형이고,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 상기EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향과 반대 방향일 때 n-채널형이고,
    상기 스위칭 트랜지스터의 극성은 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성과 동일한 반도체 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향일 때 p-채널형이고,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 상기 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향과 반대 방향일 때 n-채널형이고,
    상기 스위칭 트랜지스터의 극성은 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성과 동일한 반도체 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향일 때 p-채널형이고,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 상기 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향과 반대 방향일 때 n-채널형이고,
    상기 스위칭 트랜지스터의 극성은 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성과 동일한 반도체 장치.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향일 때 p-채널형이고,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 상기 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향과 반대 방향일 때 n-채널형이고,
    상기 스위칭 트랜지스터의 극성은 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성과 동일한 반도체 장치.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향일 때 p-채널형이고,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 상기 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향과 반대 방향일 때 n-채널형이고,
    상기 스위칭 트랜지스터의 극성은 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성과 동일한 반도체 장치.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향일 때 p-채널형이고,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 상기 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향과 반대 방향일 때 n-채널형이고,
    상기 스위칭 트랜지스터의 극성은 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성과 동일한 반도체 장치.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향일 때 p-채널형이고,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 상기 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향과 반대 방향일 때 n-채널형이고,
    상기 스위칭 트랜지스터의 극성은 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성과 동일한 반도체 장치.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향일 때 p-채널형이고,
    상기 EL 소자에 전기적으로 접속된 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성은 상기 EL 소자의 발광 방향이 구동 회로가 형성되는 기판으로 지향된 방향과 반대 방향일 때 n-채널형이고,
    상기 스위칭 트랜지스터의 극성은 상기 EL 구동 트랜지스터의 극성과 동일한 반도체 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 신호선은 알루미늄 또는 알루미늄을 주성분으로서 갖는 물질로 형성되는 반도체 장치.
  18. 제2항에 있어서,
    상기 게이트 신호선은 알루미늄 또는 알루미늄을 주성분으로서 갖는 물질로 형성되는 반도체 장치.
  19. 제3항에 있어서, 상기 게이트 신호선은 알루미늄 또는 알루미늄을 주성분으로서 갖는 물질로 형성되는 반도체 장치.
  20. 제4항에 있어서,
    상기 게이트 신호선은 알루미늄 또는 알루미늄을 주성분으로서 갖는 물질로 형성되는 반도체 장치.
  21. 제5항에 있어서,
    상기 게이트 신호선은 알루미늄 또는 알루미늄을 주성분으로서 갖는 물질로 형성되는 반도체 장치.
  22. 제6항에 있어서,
    상기 게이트 신호선은 알루미늄 또는 알루미늄을 주성분으로서 갖는 물질로 형성되는 반도체 장치.
  23. 제7항에 있어서,
    상기 게이트 신호선은 알루미늄 또는 알루미늄을 주성분으로서 갖는 물질로 형성되는 반도체 장치.
  24. 제8항에 있어서,
    상기 게이트 신호선은 알루미늄 또는 알루미늄을 주성분으로서 갖는 물질로 형성되는 반도체 장치.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 장치는 EL 디스플레이, 비디오 카메라, 헤드 탑재 디스플레이, DVD 플레이어, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전화 및 차 오디오로 구성된 그룹으로부터 선택된 장치인 반도체 장치.
  26. 제2항에 있어서,
    상기 반도체 장치는 EL 디스플레이, 비디오 카메라, 헤드 탑재 디스플레이, DVD 플레이어, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전화 및 차 오디오로 구성된 그룹으로부터 선택된 장치인 반도체 장치.
  27. 제3항에 있어서,
    상기 반도체 장치는 EL 디스플레이, 비디오 카메라, 헤드 탑재 디스플레이, DVD 플레이어, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전화 및 차 오디오로 구성된 그룹으로부터 선택된 장치인 반도체 장치.
  28. 제4항에 있어서,
    상기 반도체 장치는 EL 디스플레이, 비디오 카메라, 헤드 탑재 디스플레이, DVD 플레이어, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전화 및 차 오디오로 구성된 그룹으로부터 선택된 장치인 반도체 장치.
  29. 제5항에 있어서,
    상기 반도체 장치는 EL 디스플레이, 비디오 카메라, 헤드 탑재 디스플레이, DVD 플레이어, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전화 및 차 오디오로 구성된 그룹으로부터 선택된 장치인 반도체 장치.
  30. 제6항에 있어서,
    상기 반도체 장치는 EL 디스플레이, 비디오 카메라, 헤드 탑재 디스플레이, DVD 플레이어, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전화 및 차 오디오로 구성된 그룹으로부터 선택된 장치인 반도체 장치.
  31. 제7항에 있어서,
    상기 반도체 장치는 EL 디스플레이, 비디오 카메라, 헤드 탑재 디스플레이, DVD 플레이어, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전화 및 차 오디오로 구성된 그룹으로부터 선택된 장치인 반도체 장치.
  32. 제8항에 있어서,
    상기 반도체 장치는 EL 디스플레이, 비디오 카메라, 헤드 탑재 디스플레이, DVD 플레이어, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전화 및 차 오디오로 구성된 그룹으로부터 선택된 장치인 반도체 장치.
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