TWI356389B - Element substrate and light-emitting device - Google Patents

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TWI356389B
TWI356389B TW093107497A TW93107497A TWI356389B TW I356389 B TWI356389 B TW I356389B TW 093107497 A TW093107497 A TW 093107497A TW 93107497 A TW93107497 A TW 93107497A TW I356389 B TWI356389 B TW I356389B
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light
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current
pixel
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Mitsuaki Osame
Aya Anzai
Yu Yamazaki
Ryota Fukumoto
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Semiconductor Energy Lab
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Description

1356389 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於在複數個的各像素備有用來將電流供應 到發光元件的手段及發光元件之發光裝置及元件基板。 【先前技術】 發光兀件由於自f了發光，所以顯不亮度較高，液晶顯 示裝置（LCD )所必要的背光則不需要而最適於薄型化， 並且視角也不受限制。因而近年顯示裝置已取代CRT或 LCD，改而著重於用發光元件的發光裝置。然而，本明細 書中，發光元件是指藉由電流或電壓來控制亮度，包括用 於 0 L E D ( 0 r g a n i c L i g h t E m i 11 i n g D i 〇 d e )或 F E D ( F i e 1 d Emission Display)之MIM型的電子源元件（電子放出元 件）等。 然而發光裝置包含有面板、及在該面板組裝含有控制 裝置的1C等的狀態下的模組。進而本發明也是關於經製 作該發光裝置的過程在於相當於完成面板之前的一個形態 之元件基板’而該元件基板在複數個的各個像素備有用來 將電流供應給發光元件的手段。 —種發光兀件之 OLED ( Organic Light Emitting Diode )具有：含有得到經施加電場就會產生的發光 (Electroluminescence)之電場發光材料之層（以下，稱 爲電場發光層）、陽極層、陰極層。電場發光層設在陽極 與陰極之間，以單層或複數層所構成。也有在這些層之中 -5- (2) (2)1356389 含有有機化合物的情形。電場發光層的發光包含有從一重 項激勵狀態回到基態之際的發光（螢光）及從三重項激勵 狀態回到基態之際的發光（磷光）。 其次，簡單說明一般發光裝置中像素的構成及其驅 動。第7圖所示的像素具有開關用電晶體700、驅動用電 晶體701、電容元件702、以及發光元件703。開關用電 晶體700，其閘極連接掃描線705，源極和汲極的一者連 接到訊號線704，另一者連接到驅動用電晶體701的閘 極。驅動用電晶體7 0 1，其源極連接到電源線7 0 6，汲極 連接到發光元件703的陽極。發光元件703的陰極連接到 對向電極707。電容元件702設置來保持驅動用電晶體 70 1的閘極與源極間的電位差。另外，從電源分別對電源 線706、對向電極707施加預定的電壓，相互間有電位 差。 利用掃描線705的訊號使開關用電晶體700成爲導 通’則輸入到訊號線7 0 4之視頻訊號輸入到驅動用電晶體 70 1的閘極。該所輸入的視頻訊號的電位與電源線7〇6的 電位差形成爲驅動用電晶體7 0 1的閘極•源極間電壓 Vgs，電流供應給發光元件703而發光元件703發光。 【發明內容】 然則，例如用多晶矽的電晶體，因電場效應移動度較 另會 ο 而 體， 晶陷 電缺 勺 勺 置界 裝粒 光晶 發結 爲在 作成 於形 適因 以 ， 所體 ’ 晶 大電 較的 流矽 電晶 通多 導用 高外 -6- (3) 1356389 有該特性容易參差不齊之的問題點。 第7圖所示的像素，驅動用電晶體70 1的汲 每個像素發生參差不齊，則即使視頻訊號的電位 動用電晶體70 1的汲極電流在於像素間也有所不 是會有發光元件703發生亮度不穩的問題。 抑制汲極電流參差不齊的手段，在於日本 2003 — 0087 1 9號的提案，已有加大驅動用電晶體 /W (L:通道長，W:空到寬）之方法。此處 晶體701的飽和領域之汲極電流Ids以式（1 )表 Ids = ^ ( Vgs - Vth ) V 2............ ( 1 : 式（1 )中得知，由於驅動用電晶體701的 之汲極電流Ids即使受到Vgs的些微變化也會大 流通的電流，所以必須注意在發光元件703發光 保持在驅動用電晶體7 0 1的閘極•源極間的電壓 化。因而有必須將設在驅動用電晶體7 0 1的閘極 之電容元件702的容量加大、或抑制使開關用電 的非導通電流減低。 抑制使開關用電晶體700的非導通電流減低 將大的容量充電而提高導通電流，要滿足兩方對 的製作程序則是困難的課題。 另外，還會有隨著開關用電晶體700的開 線、掃描線的電位變化而變化驅動用電晶體70 1 問題。這個問題是因共生在驅動用電晶體70 1的 生容量所造成。 極電流在 相同，驅 同，結果 專利特願 :701 的 L 驅動用電 示。 ) 飽和領域 幅影響所 的期間使 Vgs不變 •源極間 晶體7 0 0 ，且爲了 於電晶體 關或訊號 之Vgs的 閘極之寄 (4) (4)1356389 本發明鑒於上述的問題，其課題是提供：不必抑制使 開關用電晶體700的非導通電流減低，也不必加大電容元 件702的容量，仍不容易受到寄生容量所造成的影響，且 能抑制因驅動用電晶體7 0 1的特性參差不齊所引起像素間 發光元件7 03的亮度不穩定之發光裝置及元件基板。 本發明則是驅動用電晶體的閘電位固定，前述驅動用 電晶體在飽和領域內動作，保持隨時讓電流流通的狀態。 配置與前述驅動用電晶體成直列而在線形領域內動作之電 流控制用電晶體，介由開關用電晶體將傳輸像素發光、不 發光的訊號之視頻訊號輸入到前述電流控制用電晶體的閘 極。 前述電流控制用電晶體爲了在線性領域內動作而減小 前述電流控制用電晶體的源極•汲極間電壓Vd s，前述電 流控制用電晶體之閘極•源極間電壓Vgs的些微變動不會 影響流到發光元件的電流。流到發光元件的電流依據在飽 和領域內動作的前述驅動用電晶體來決定。 即使沒有時而將設在電流控制用電晶體的閘極•源極 間之電容元件的容量加大，也沒有時而抑制使開關用電晶 體700的非導通電流減低，仍不會影響流到發光元件的電 流。另外，也不受共生在電流控制用電晶體的閘極之寄生 容量所造成的影響。因此除去參差不齊的因素就可以大幅 提高畫質。 另外，由於開關用電晶體不必抑制使非導通電流減 低，因而能使電晶體製作程序簡卓化’又能消減成本、對 -8- (5) (5)1356389 良品率提高有很大的貢獻。 【實施方式】 以下，參照圖面說明本發明的實施形態。但是本發明 也能在多種不同的形態下實施，只要不脫離要旨及其範 圍，本發明的形態及其詳細內容得以作種種的變更。因 此，並不拘限於本實施形態所作的解釋。 (實施形態1 ) 第1圖表示本發明的發光裝置所備有之像素的一個實 施形態。第1圖所示的像素具有發光元件104、及用來控 制視頻訊號輸入到像素的作爲開關元件使用之電晶體（開 關用電晶體）1 〇 1、及控制流到發光元件1 04的電流値之 驅動用電晶體1 0 2、控制電流供應給發光元件1 〇 4之電流 控制用電晶體1 0 3。進而’如同本實施形態，將用來保持 視頻訊號的電位之電容元件1 〇 5設置在像素亦可。 驅動用電晶體1 02及電流控制用電晶體1 〇3具有相同 的極性。本發明則是使驅動用電晶體1 〇 2在於飽和領域內 動作，使電流控制用電晶體1 〇 3在於線性的領域內動作。 另外’驅動用電晶體102的L比W還長，電流控制 用電晶體103的L與W相同或比W還短亦可。更期望的 是驅動用電晶體102的L與W的比爲5以上。另外，將 驅動用電晶體102的通道長度設爲L1，通道寬度設爲 W1，電流控制用電晶體103的通道長度設爲L2，通道寬 -9- (6) 1356389 度設爲W2。列舉有Ll/Wl=500"m/3ym 3/z m/100/z m 的情形。 另外，驅動用電晶體1 02可以用增強型電 以用空乏形電晶體。 另外，開關用電晶體1 〇 1可以用N型電 以用P型電晶體。 開關用電晶體1 〇 1的閘極連接到掃描 1〜y )。開關用電晶體101的源極和汲極，一 號線Si ( i = 1〜X )，另一方連接到電流控制用 的閘極。驅動用電晶體1 02的閘極連接到第： (i = 1〜X )。驅動用電晶體 1 02和電流控ί 103，與第1電源線Vi ( i = 1〜X )、發光元件 來使第1電源線Vi ( i = 1〜X )所供應的電流 電晶體1 02和電流控制用電晶體1 03的汲極電 光元件〗〇4。本實施形態是電流控制用電晶體 連接到第1電源線Vi ( i = 1〜X )，驅動用電E 汲極連接到發光元件104的像素電極。 然而，也可以將驅動用電晶體1 02的源極 電源線Vi (i=l〜X)，將電流控制用電晶體 連接到發光元件1 04的像素電極。 發光元件104由設在陽極與陰極之間的電 組成。如同第1圖，陽極與驅動用電晶體102 極成爲像素電極，陰極則成爲對向電極。發光 對向電極及個別的第1電源線Vi (i=l〜X) ，L2/ W2 = 晶體，也可 晶體，也可 線 Gj ( j = 方連接到訊 電晶體1 〇 3 〖電源線Wi 制用電晶體 104相連接 作爲驅動用 流供應給發 1 03的源極 i體102的 連接到第1 1 0 3的汲極 場發光層所 連接時，陽 元件1 0 4的 設有電位差 -10- (7) (7)1356389 來使順向偏壓的電流供應給發光元件1 04。然而’對向電 極則是連接到第3電源線。 電容元件105所備有的2個電極’一方連接到第1 電源線V i ( i = 1〜X )，另一方連接到電流控制用電晶體 1 〇 3的閘極。電容元件1 0 5係爲了開關用電晶體1 〇 1在非 選擇狀態（非導通狀態）時，用來保持電容元件1 0 5之電 極間的電位差而設置。然而第1圖是設有電容元件1 05的 構成，不過本發明並不拘限於這種構成，也可以是不設電 容元件1 0 5的構成。 第1圖中，將驅動用電晶體1 〇2和電流控制用電晶體 103設爲P型電晶體，將驅動用電晶體102的汲極與發光 元件1 〇4的陽極連接。相反地，若是驅動用電晶體1 02和 電流控制用電晶體1 0 3設爲N型電晶體，則將驅動用電 晶體1 02的源極與發光元件1 04的陰極連接。此情況，發 光元件104的陰極成爲像素電極，陽極則成爲對向電極。 其次，針對第1圖所示之像素的驅動方法作說明。第 1圖所示的像素可以將其動作區隔成寫入期間、資料保持 期間來作說明。 首先，在於寫入期間選擇掃描線Gj ( j = 1〜y )，閘 極連接到掃描線Gj ( j = 1〜y )之開關用電晶體1 0 1成爲 導通。然後輸入到訊號線Si ( i = 1〜X )之視頻訊號，介由 開關用電晶體1 〇 1輸入到電流控制用電晶體1 03的閘極。 然而，驅動用電晶體102由於閘極連接到第1電源線Vi (i = 1〜X )，因而隨時都是導通的狀態。 -11 - (8) (8)1356389 依據視頻訊號來使電流控制用電晶體1 Ο 3成爲導通 時’電流介由第1電源線V i ( i = 1〜X )供應給發光元件 1 〇4。此時電流控制用電晶體丨03由於正在線性領域內動 作’因而流到發光元件1 04的電流依據在飽和領域內動作 的驅動用電晶體102及發光元件104的電壓特性來決定。 然後’發光元件1 04以與所供應的電流相對稱高度的亮度 來發光。 資料保持期間，經控制掃描線Gj ( j = 1 ~y )的電位 使開關用電晶體1 Ο 1成非導通.，在於寫入期間保持所寫入 視頻訊號的電位。在於寫入期間電流控制用電晶體1 03成 導通時，視頻訊號的電位用電容元件1 05保持著，所以維 持著電流供應給發光元件1 04。相反地，在於寫入期間電 流控制用電晶體1 03成非導通時，視頻訊號的電位用電容 元件〗05保持著，所以電流不供應給發光元件1 04。 然而，元件基板係相當於製作本發明的發光裝置的過 程形成發光元件之前的一個形態。 本發明的發光裝置所使用的電晶體可以是用單晶矽所 形成的電晶體，也可以是用SOI的電晶體，還可以是用多 晶矽或非晶質的電晶體。另外，若爲用有機半導體的電晶 體、或用碳質奈米管的電晶體皆可。另外，本發明的發光 裝置的設在像素的電晶體可以是具有單閘極的構造，也可 以是具有雙閘極的構造或更多閘極電極的多閘極構造。 利用以上的構成，由於電流控制用電晶體1 03在線性 領域內動作，因而電流控制用電晶體1 〇3的源極•汲極間 -12- (9) (9)1356389 電壓V d s減小，電流控制用電晶體1 Ο 3的閘極•源極間電 壓Vgs些微變動不會影響流到發光元件1 04的電流。流到 發光元件104的電流係依據在飽和領域內動作的將驅動用 電晶體1 02來決定。因此，即使設置在電流控制用電晶體 1 03的閘極•源極間之電容元件1 05沒有時而加大容量， 也沒有時而抑制使開關用電晶體1 〇 1的非導通電流減低， 仍不會影響流到發光元件1 04的電流。另外，也不受共生 於電流控制用電晶體1 03的閘極之寄生容量所造成的影 響。因而，能減少參差不齊的因素又能大幅提高畫質。 然而，主動矩陣型的發光裝置，因視頻訊號輸入後仍 可以一定程度維持電流供應給發光元件，所以能適度與面 板的大型化、高精細化相對應，而逐漸成爲今後的主流。 具體提案的主動矩陣型發光裝置之像素的構成，依據發光 裝置的製造商而有所不同，分別結合具有特色的技術架 構。第22圖中表示依體系來將主動矩陣型的發光裝置分 類。 如同第22圖所示，主動矩陣型發光裝置的驅動方 法’大體上可分類成視頻訊號爲數位訊號及視頻訊號爲類 比訊號。然後，被分類爲類比訊號之發光裝置又被分類成 使流到發光元件的電流値以類比式調變之電流調變、及使 反向器的導通/非導通的時間長變化來表現時段之時間調 變。電流調變的發光裝置可分類成有Tr特性校正電路的 裝置' 及沒有Tr特性校正電路的裝置。Tr特性校正電路 係指修正驅動用電晶體之特性參差不齊的電路，包括有只 -13- (10) (10)1356389 修正臨界値的電路或修正電流値（包含臨界値、移動度 等）的電路。 被分類成電流調變之有Tr特性校正電路的發光裝置 又分類成用電壓編程來修正臨界値的裝置、及用電流編程 來修正電流値的裝置。電壓編程是以電壓來輸入視頻訊號 而修正驅動用電晶體的臨界値參差不齊。此外，電流編程 係修正驅動用電晶體的電流値（包含臨界値、移動度）參 差不齊。視頻訊號以電流來輸入。發光元件爲電流驅動元 件，因依據電流來決定發光亮度，所以用電流値來作爲數 據資料較爲直接。 然後以電流編程來修正電流之發光裝置再度分類成用 電流鏡型式的裝置、及不用電流鏡型式的裝置。電流鏡型 係個別設置以利用電流鏡電路的像素電路來將電流供應給 設定電流的電晶體及發光元件之電晶體。大前提是要集結 當作鏡面之2個電晶體的特性。不用電流鏡型式的發光裝 置則不用電流鏡電路而以1個電晶體來將電流供應給電流 設定及發光元件。 此外，以數位分類之發光裝置分類成面積階程及時間 階程。面積階程係在像素內設置次像素，對其發光面積施 予1 : 2 : 4 : 8 :…的加權計値，經由該選擇來進行階程 顯示。時間階程係將1畫面分隔成幾個子畫面，對各自的 發光時間施予1 : 2 : 4 : 8 :…的加權計値，經由該選擇 來進行階程顯示。 時間階程分類成 DPS (Display Period Separated)驅 -14- (11) (11)1356389 動、及 SES ( Simultaneous Erasing Scan)驅動。DPS 驅 動係子畫面分別由資料寫入期間（Addressing Period)及 發光期間（Lighting Period )的2個部分所構成。有關 DPS 驅動記載在 “M. Mizukami et al，6 — Bit Digital VGA OLED ' SID ‘00 Digest’ p_912” 中。SES 驅動係用消除 用電晶體就可以將寫入期間與發光期間重疊，又可以將發 光元件的發光期間加長。有關 SES驅動記載在“ K. Inukai e t al，4.0 — in. TFT — OLED Displays and a Novel Digital Driving Method, SID ‘00 Digest’ p.924” 中。 SES驅動又分類成定電流驅動及定電壓驅動。定電流 驅動係以一定的電流來驅動發光元件，無關發光元件的電 阻變化，流通一定電流。定電壓驅動係以一定的電壓來驅 動發光元件。 定電流驅動的發光裝置又分類成有Tr特性校正電路 的發光裝置及沒有Tr特性校正電路的發光裝置。有Tr特 性校正電路的發光裝置包括有驅動記載在國際公開編號 W003 / 027997中的發光裝置之發光裝置（CCT1)、及驅 動記載在日本專利特願2 002 — 05 65 5 5號公報中的發光裝 置之發光裝置（CCSP )。沒有Tr特性校正電路的發光裝 置又分類成驅動Tr長型通道長的發光裝置及發光時閘極 電位固定法的發光裝置。有關驅動Tr長型通道長記載在 曰本專利特願2002 - 025065號公報中。驅動Tr長型通道 係抑制定電流驅動時驅動用電晶體的特性參差不齊。經將 閘極長設成超長，由於不使用接近臨界値的Vgs，因而流 -15- (12) (12)1356389 到各像素的發光元件之電流値的參差不齊能夠減低。 發光時閘極電位固定法係經由以驅動用電晶體導通的 電位來固定驅動用電晶體的閘極，使驅動用電晶體的Vgs 一定’而改善顯示不良。資料輸入到與驅動用電晶體成直 列配置之電流控制用電晶體的閘極。然後，在發光時閘極 電位固定法發光裝置之發光裝置也有驅動Tr長型通道長 的發光裝置。本發明的發光裝置被分類爲發光時閘極電位 固定法的驅動Tr長型通道長之發光裝置。 第23圖中表示對於視頻訊號爲數位式的發光裝置， 以視頻訊號爲用電壓或是用電流來作分類之驅動方法的一 覽圖。如同第23圖所示，在於發光元件發光時，輸入到 像素的視頻訊號有定電壓（CV )的視頻訊號和定電流 (CC)的視頻訊號。 視頻訊號爲定電壓（CV)的視頻訊號時，包括有施 加到發光元件之電壓爲一定的電壓（C V C V )、及流到發 光元件的電流爲一定的電流（CVCC )。另外，視頻訊號 爲定電流（CC )的視頻訊號時，包括有施加到發光元件 的電壓爲一定的電壓（CCCV )、流到發光元件中的電流 爲一定的電流（CCCC )。 (實施形態2 ) 本實施形態是針對本發明的發光裝置所備有的像素之 與第1圖不同的形態作說明。 第2圖所示的像素具有發光元件204、及開關用電晶 -16- (13) (13)1356389 體 201、及驅動用電晶體 202、及電流控制用電晶體 2 0 3、及用來使電流控制用電晶體2 0 3強制非導通的電晶 體（消除用電晶體）206。加上上述的元件外也可以將電 容元件205設置在像素中》 驅動用電晶體202及電流控制用電晶體203具有相同 極性。本發明是使驅動用電晶體202在飽和領域內動作， 使電流控制用電晶體203在線性領域內動作。 另外，驅動用電晶體202的L比W還長，電流控制 用電晶體203的L與W相同或是比W還短皆可。更期望 的是驅動用電晶體202的L與W的比爲5以上。 另外，驅動用電晶體202可以用增強型電晶體，也可 以用空乏形電晶體。 另外，開關用電晶體201及消除用電晶體206可以用 N型電晶體，也可以用P型電晶體。 開關用電晶體2 0 1的閘極連接到第1掃描線Gj ( j = I ~y)。開關用電晶體20 1的源極和汲極，一方連接到訊 號線Si ( i = 1〜X )，另一方連接到電流控制用電晶體203 的閘極。另外，消除用電晶體206的閘極連接到第2掃描 線.Gej ( j = 1〜X )，源極和汲極，一方連接到第1電源線 Vi ( i = 1〜X )，另一方連接到電流控制用電晶體203的閘 極。然後，驅動用電晶體202及電流控制用電晶體203與 第1電源線Vi ( i = 1〜X )、發光元件2〇4相連接來使第1 電源線Vi ( i = 1 ~x )所供應的電流作爲驅動用電晶體202 和電流控制用電晶體203的汲極電流供應給發光元件 -17- (14) I356389 204。本實施形態是電流控制用電晶體203的源極 第1電源線Vi ( i = 1〜X )，驅動用電晶體202的 接到發光元件204的像素電極。 然而，也可以將驅動用電晶體202的源極連接 電源線Vi (i=l〜X)，將電流控制用電晶體203 連接到發光元件204的像素電極。 發光元件204由設在陽極語陰極之間的電場發 組成。如同第2圖，陽極與驅動用電晶體202連接 極成爲像素電極，陰極則成爲對向電極。發光元件 對向電極及個別的第1電源線Vi ( i = 1〜X )設有 來使順向偏壓的電流供應給發光元件204。然而， 極則連接到第3電源線。 電容元件105所備有的2個電極，一方連接 電源線 Vi ( i = l~x )，另一方連接到電流控制用 2 0 3的閘極。 第2圖中，將驅動用電晶體202和電流控制用 203設爲P型電晶體，驅動用電晶體202的汲極連 元件204的陽極。相反地，若是驅動用電晶體202 控制用電晶體2 03設爲N型電晶體，則驅動用電晶 的源極連接發光元件2 04的陰極。此情況，發光元 的陰極成爲像素電極，陽極則成爲對向電極。 第2圖所示的像素可以將其動作分隔成寫入期 料保持期間、消除期間來作說明。關於寫入期間及 持期間之開關用電晶體201、驅動用電晶體202及 連接到 汲極連 到第1 的汲極 光層所 時，陽 204的 電位差 對向電 到第1 電晶體 電晶體 接發光 和電流 體202 件2 04 間、資 資料保 電流控 -18- (15) (15)1356389 制用電晶體2 03的動作則與第1圖的情況相同。 第21(A)圖中表示在於寫入期間依據視頻訊號使電 流控制用電晶體203爲導通時的動作，第2 1 ( b )圖中表 示在於寫入期間電流控制用電晶體2 〇 3爲非導通時的動 - 作。另外’第2 1 ( C )圖中表示在於保持期間電流控制用 ·· 電晶體203爲導通時的動作，第21(D)圖中表示消除期 . 間的動作。然而，第2 1 ( A )圖〜第2 1 ( D )圖則是爲了 容易了解動作而將當作開關元件使用的開關用電晶體 · 201、及電流控制用電晶體203、及消除用電晶體206設 爲開關來表示。 首先在於寫入期間選擇第1掃描線Gaj(j=l~y)， 則閘極連接到第1掃描線Gaj ( j = 1〜y )之開關用電晶體 201成爲導通。然後，輸入到訊號線Si ( i = Νχ )的視頻 訊號介由開關用電晶體2 0 1輸入到電流控制用電晶體2 0 3 的閘極。然而，驅動用電晶體2 0 2由於閘極連接到第1電 源線V i ( i = 1〜X )，因而隨時是導通的狀態。 φ 依據視頻訊號使電流控制用電晶體2 03成爲導通時， 如第21 ( A )圖所示，電流藉由1電源線Vi ( i = l~x )供 ' 應給發光元件204。此時電流控制用電晶體203由於在線 、 性領域內動作，因而流到發光元件204的電流依據在飽和 領域內動作的驅動用電晶體202及發光元件204之電壓電 流特性來決定。然後，發光元件204以與所供應的電流相 對稱高度的亮度發光。 另外，如第2 1 ( B )圖所示，依據視頻訊號使電流控 -19- (16) (16)1356389 制用電晶體203成爲非導通時，電流不供應給發光元件 2〇4，發光元件204不發光。 資料保持期間是控制第1掃描線Gaj ( j = 1〜y )的電 位使開關用電晶體20 1成非導通，保持在於寫入期間所寫 入之視頻訊號的電位。在於寫入期間電流控制用電晶體 203成導通時，視頻訊號的電位用電容元件205加以保持 著，所以如第2 1 ( C)圖所示，電流維持供應給發光元件 204。相反地，在於寫入期間電流控制用電晶體203成非 導通時，視頻訊號的電位用電容元件205加以保持著，所 以電流不供應給發光元件2 0 4。 消除期間是如第21 ( D )圖所示，選擇第2掃描線 Gej ( j = 1〜y )使消除用電晶體206成爲導通，電源線Vi (i = 1〜X )的電位介由消除用電晶體206施加給電流控制 用電晶體203的閘極。然而，由於電流控制用電晶體203 成爲非導通，所以能形成電流不強制供應給發光元件204 的狀態。 (實施例） 以下載述本發明的實施例。 〔實施例1〕 針對主動矩陣型顯示裝置使用本發明的像素構成時其 構成及動作作說明。 第3圖中表示外部電路的方塊圖及面板的槪略圖。 -20- (17) (17)1356389 如第3圖所示’主動矩陣型顯示裝置具有外部電路 3004及面板3010。外部電路3004具有 A/D轉換部 3001、電源部3002以及訊號生成部3003。A/D轉換部 3 〇〇 1是將以類比訊號所輸入的影像資料訊號轉變爲數位 訊號（視頻訊號），供應給訊號線驅動電路3 0 0 6。電源 部3 002係由蓄電池或電源插座所供應的電源，分別生成 所要電壓値的電源，供應給訊號線驅動電路3 006、掃描 線驅動電路3007、發光元件3011、訊號生成部3003。訊 號生成部3 003輸入電源、影像訊號以及同步訊號等，進 行各種訊號的轉換，其他還生成用來驅動訊號線驅動電路 3006和掃描線驅動電路3007的時脈訊號等。從外部電路 30〇4來的訊號和電源通過FPC，從面板3010內的PFPC 連接部3 00 5輸入到內部電路。 另外，面板3010係在機板3008上配置PFPC連接部 3005、內部電路，並且具有發光元件3011。以第3圖爲 例，採用實施形態1中所記載的像素，不過在於前述像素 部3 009可以採用本發明的實施形態所列舉的其中一種像 素構成。 在基板中央配置像素部3 009，在其週邊配置訊號線 驅動電路3 006及掃描線驅動電路3 007。發光元件3011 和前述發光元件的對向電極形成在像素部3 009的全體 面。 第4圖中更詳細表示訊號線驅動電路3 006之方塊 圖。 •21 - (18) (18)1356389 訊號線驅動電路3006具有用複數段的D型正反器 400 1所組成之移位暫存器4002 '資料閂鎖電路4003、閂 鎖電路4004、電平移位器4005以及緩衝器4006。 所被輸入的訊號爲時脈訊號線（S-CK)、反轉時脈 訊號線（S — CKB)、起動脈衝波（S— SP)、視頻訊號 (DATA)以及閂鎖脈衝波（Latch Pulse)。 首先’依照時脈訊號、時脈反轉訊號以及起動脈衝波 的時間點’由移位暫存器4002，依序輸出抽樣脈衝波。 抽樣脈衝波輸入到資料閂鎖電路4 0 0 3，依其時間點載入 視頻訊號且加以保持。這個動作從第1列目起依序進行。 在於最後段的資料閂鎖電路4 0 0 3完成保持視頻訊 號’則在水平回掃期間中輸入閂鎖脈衝波，資料閂鎖電路 4 0 0 3所保持的視頻訊號一起傳送到閂鎖電路4 〇 〇 4。之後 在於電平移位器4005電平位移，在於緩衝器40〇6整形後 從訊號線S1 —起輸出到Sn。該時，Η電平、L電平輸入 給藉由掃描線驅動電路3 007所選出的行之像素，而控制 發光元件3011發光或不發光。 本實施例所示的主動矩陣型顯示裝置其面板3010及 外部電路3004爲獨立，不過將這些—體形成在同—基板 上來製作亦可。另外’顯示裝置例如爲使用OLED的顯示 裝置，不過也可以是使用OLED以外的發光元件之發光裝 置。另外’在訊號線驅動電路3006內沒有電平移位器 4〇〇5及緩衝器4006亦可。 -22- (19) 1356389 〔實施例2〕 本實施例是針對第2圖所示的像素之上面圖的實 作說明。第5圖中表示本實施例之像素的上面圖。 圖號5001相當於訊號線，圖號5002相當於第1 線’圖號501 1相當於第2電源線，圖號5004相當於 掃描線，圖號5 003相當於第2掃描線。本實施例， 線5 00 1及第1電源線5 002及第2電源線501 1用相 導電膜形成，第1掃描線5004及第2掃描線5003用 的導電膜形成。另外，圖號5 005爲開關用電晶體， 掃描線5004的一部分有作爲該閘極電極的功能。另 圖號5006爲消除用電晶體，第2掃描線5 003的一部 作爲該閘極電極的功能。圖號 5007相當於驅動用 體，圖號5 00 8相當於電流控制用電晶體。驅動用電 5〇〇7爲了使該L/ W比電流控制用電晶體5 008還大 活性層彎曲。例如，驅動用電晶體 5 0 0 7設成 L = 〔nm〕 、W = 4〔 nm〕的尺寸，電流控制用電晶體 設成L=6〔nm〕、W=12〔nm〕的尺寸。圖號5009 於像素電極，在於與電場發光層或陰極（都未圖示） 疊的領域（發光區域）5010發光。 然而，本發明的上面圖爲原本的一個實施例’本 當然並不拘限於此。 〔實施例3〕 本實施例是針對第2圖所示之像素之與第5圖不 施例 電源 第1 訊號 同的 相同 第1 外， 分有 電晶 晶體 而把 :200 5008 相當 相重 發明 同的 -23- (20) (20)1356389 上面圖之的一個實施例作說明。第8圖中表示本實施例 之像素的上面圖。 圖號800 1相當於訊號線，圖號8002相當於第1電源 線’圖號801 1相當於第2電源線，圖號8004相當於第1 掃描線’圖號8003相當於第2掃描線。本實施例，訊號 線8001及第1電源線80〇2及第2電源線8011用相同的 導電膜形成，第1掃描線8004及第2掃描線8003用相同 的導電膜形成。另外，圖號8005爲開關用電晶體，第1 掃描線8004的一部分有作爲該閘極電極的功能。另外， 圖號8006爲消除用電晶體，第2掃描線8003的一部分有 作爲該閘極電極的功能。圖號8007相當於驅動用電晶 體’圖號8 00 8相當於電流控制用電晶體。驅動用電晶體 8〇〇7爲了使該L/ W比電流控制用電晶體8008還大而把 活性層彎曲。例如，驅動用電晶體 8007設成 L = 200 〔nm〕 、W = 4〔 nm〕的尺寸，電流控制用電晶體 8008 設成L=6〔nm〕、W=12〔nm〕的尺寸。圖號8009相當 於像素電極，在於與電場發光層或陰極（都未圖示）相重 疊的領域（發光區域）8010發光。另外，8012爲電容手 段，用第2電源線801 1與電流控制用電晶體8008之間的 閘極絕緣膜所組成。 然而，本發明的上面圖爲原本的一個實施例，本發明 當然並不拘限於此。 〔實施例4〕 -24- (21) (21)1356389 本實施例是針對像素的剖面構造作說明。 第9(A)圖中表示驅動用電晶體9021爲P型，從發 光元件9022所發出的光穿過陽極9〇23側時之像素的剖面 圖。第9(A)圖中’發光元件9〇22的陽極9〇23電連接 驅動用電晶體902 1 ’在陽極9〇23上依序積疊電場發光層 9024’陰極9025。陰極9025若爲功率函數較小，而且將 光反射之導電膜則能用一般的材料。例如用Ca、AI、 CaF、MgAg、AlLi等。然後，電場發光層9024能以單數 層來構成’也能積疊複數層來構成。積疊複數層來構成 時’在陽極9023上依順序積疊電洞注入層、電洞輸送 層、發光層、電子輸送層、電子注入層。然而這些層不必 全部設置。陽極9 023用能透光的透明導電模形成，例如 用ITO之外’還能用氧化銦中混合2~20%的氧化鋅 (Zno )之透明導電膜。 陽極9023與電場發光層9024與陰極9025相重疊的 部分相當於發光元件9022。第9(A)圖所示的像素時， 從發光元件9022所發出的光如同箭頭所示穿過陽極9 02 3 側。 第9 ( B )圖中表示驅動用電晶體900 1爲N型，從發 光元件9002所發出的光穿過陽極9005側時之像素的剖面 圖。第9(B)圖中，發光元件9002的陽極9003電連接 驅動用電晶體9001，在陰極9003上依序積疊電場發光層 9 004，陽極9005。陰極9003若爲其功率函數較小而且將 光反射之導電膜則能用一般的材料。例如是Ca、A1 ' -25- (22) 1356389
CaF、MgAg、AlLi等。然後，電場發光層9004能 層來構成，也能積疊複數層來構成。積疊複數層 時，在陰極9003上依順序積疊電子注入層、電 層、發光層、電洞輸送層、電洞注入層。然而這些 全部設置。陽極9005用能透光的透明導電膜形成 用ITO之外，還能用氧化銦中混合2〜20 %的 (Zno )之透明導電膜。 陰極9003與電場發光層9004與陽極9 005相 部分相當於發光元件9002。第9(B)圖所示的像 從發光元件9002所發出的光如同箭頭所示穿過陽才 側。 然而，本實施例是表示驅動用電晶體電連接發 的例子’不過也可以是在驅動用電晶體與發光元件 接電流控制用電晶體的構成。 〔實施例5〕 以第10圖說明用本發明的像素構成之驅動時 一個例子。 第10(A)圖爲用數位時間階程方式來表現4 程時的例子。資料保持期間Tsl〜Ts4，其長度的 Tsl: Ts2 ： T s 3 ： T s 4 = 23 ： 22 ： 21 ： 20=8: 4: 2:. 針對動作作說明。首先，在於寫入期間Tb 1， 行起依序選擇第1掃描線使開關用電晶體導通。其 頻訊號由訊號線輸入到各像素，藉由其電位來控制 以單數 來構成 子輸送 層不必 ，例如 氧化鋅 重疊的 素時， 亟 9003 光元件 之間連 間點的 位元階 比設成 1 ° 從第1 次，視 各像素 -26- (23) (23)1356389 發光、不發光。視頻訊號完成寫入的行立即移往資料保持 期間Tsl。相同的動作進行到最後行爲止才結束期間 Tal。此時從結束資料保持期間Tsl的行依序移往寫入期 間 Tb2。 - 此處，具有比寫入期間還短的資料保持期間之子畫面 ' 期間（此處是指Tb4 )，在資料保持期間結束後，設有消 . 除期間2 1 02來使下一個期間不立即開始。在於消除期間 發光元件爲強制非發光狀態。 φ 此處已針對表現4位元階程的情況說明過，不過位元 數及階程數並不拘限於此。另外，發光的順序不一定是 Tsl ~T s4，可以隨機發光，也可以分割成複數個發光。 另外，第10(B)圖中表示寫入脈衝波及消除脈衝波 的例子。前述消除脈衝波如同消除脈衝波1所示，每一行 逐一輸入脈衝波，消除期間中可以藉由電容手段等來保 持；如同消除脈衝波2所示，消除期間中可以一直不斷輸 入Η電平。然而。第10(B)圖所示的脈衝波都是開關用 鲁 電晶體及消除用電晶體爲Ν型時，前述開關用電晶體及 消除用電晶體爲ΡΜ時則第10(B)圖的脈衝波其Η電平 ' 及L電平都反轉。 〔實施例6〕 用本發明的發光裝置之顯示裝置可於用於種種電子機 器的顯示部。對於要求低耗電量的攜帶式機器，特別期待 使用本發明的顯示裝置。 -27- (24) (24)1356389 具體上’前述電子機器列舉有攜帶式資訊終端機（行 動電5舌、掌上型電腦、攜帶型電玩機或電子書等）、攝影 機 '數位照相機、護目鏡型顯示器' 指示用顯示器、導航 系統等。第6圖中表示這些機器的具體例子。 第6(A)圖爲指示用顯示器，包含有筐體6〇〇1、聲 音輸出部6002、顯示部6003等。本發明的發光裝置可以 用於顯示部6003。顯示裝置包含個人電腦用、τν播放收 訊用、廣告顯不用等全部的資訊顯示裝置。 第6(B)圖爲掌上型電腦，包含有本體61〇1、觸控 筆6102、顯示部6103、操作按鍵6104、外部界面6105 等。本發明的發光裝置可以用於顯示部6103。 第6(C)圖爲電玩機，包含有本體6201、顯示部 6202、操作按鍵6203等。 第6(D)圖爲行動電話包含有本體6301、聲音輸出 部 63 02、聲音輸入部6 3 0 3、顯示部63 04、操作開關 63 05、天線63 06等。本發明的發光裝置可以用於顯示部 63 04。 如上述，本發明之發光裝置的適用範圍極爲廣泛，能 用於所有領域的電子機器。 〔實施例7〕 用第11圖說明本發明的發光裝置之像素的剖面構 造。第11圖中表示形成在基板7000上的驅動用電晶體 700 1。驅動用電晶體700 1用第1層間絕緣膜7002覆蓋’ -28- (25) (25)1356389 在第1層間絕緣膜7002上形成有樹脂等所形成的彩色濾 光片7003 '及介由接觸孔來與驅動用電晶體700 1的汲極 電連接之配線7004。然而，也可以在驅動用電晶體700 1 與配線7 〇 〇 4之間設置電流控制用電晶體。 然後’在第1層間絕緣膜7002上形成第2層間絕緣 膜7005來覆蓋彩色濾光片7003和配線7004。然而，第1 層間絕緣膜7002或第2層間絕緣膜7005能以電漿CVD 法或飛濺法，將氧化矽、氮化矽或是氧化氮化矽膜積疊或 單層後使用。另外在氮比氧的莫耳比還高的氧化氮化矽膜 上積疊氧比氮的莫耳比還高的氧化氮化矽膜，將所積疊而 形成之膜作爲第1層間絕緣膜7002或是第2層間絕緣膜 7005使用亦可。或者將有機樹脂膜作爲第1層間絕緣膜 7 0 0 2或第2層間絕緣膜7 0 0 5使用亦可。 在第2層間絕緣膜7 005上形成有介由接觸孔電連接 到配線7 0 0 4之配線7 0 0 6。配線7 0 0 6的一部分有發光元 件之陽極的功能。配線7006形成在中間夾隔第2層間絕 緣膜7005而與彩色濾光片7003重疊的位置》 另外，在第2層間絕緣膜7005上形成有當作隔壁使 用的有機樹脂膜7008。有機樹脂膜7008有開口部，在於 開口部有作爲陽極功能的配線7006及電場發光層7009及 陰極7010經疊合而形成發光元件7011。電場發光層7009 具有發光層單或是積疊含有發光層的複數的層之構成。然 而，也可以在有機樹脂膜7008及陰極7010上形成保護 膜。此情況，保護膜使用與其他的絕緣膜作比較更不易讓 -29- (26) 1356389 水或氧等造成促進發光元件劣化原因的物質透過之膜 表性例如使用DLC膜、氮化碳膜、以RF飛濺法所形 氮化矽膜等。另外也能將上述的不易讓水分或氧等的 透過之膜與比該膜容易讓水分或氧等的物質透過之膜 起來作爲保護膜使用。 另外有機樹脂膜7〇〇8在電場發光層7009成膜之 爲了除去附著的水分或氧等而在真空氣相下預先加熱 體上在 loot〜200 °C、0.5〜1小時程度、真空氣相下 加熱處理。期望是3 X 1 07T〇rr以下，若有可能則設 X 1 08Torr以下最理想。真空氣相下施予加熱處理後 機樹脂膜形成電場發光層時，直到成膜之前爲止仍保 真空氣相就能更加提高信賴性》 有機樹脂膜7008的開口部之端部期望是在一部 疊於有機樹脂膜7008上組成之電場發光層7009帶有 來使該端部不致於穿孔。具體上期望是開口部之有機 膜的剖面所形成之曲線的曲率半徑爲0.2〜2 μιη程度。 利用上述的構成，之後所形成的電場發光層或陰 有良好的覆蓋，又能防止在於配線7006及陰極7010 在電場發光層700 9的孔造成短路。另外使電場發 7 009的應力緩和，能使發光領域減少被稱爲收縮的 降低，又能提高信賴性。 然而，第11圖是表示用正型之感光性的丙烯酸 來作爲有機樹脂膜7008的例子。感光性的機樹脂包 除去被光、電子、離子等的能量線曝光過的地方之正 。代 成的 物質 機疊 、， 刖' 。具 進行 成3 在有 持在 份重 圓弧 樹脂 極能 形成 光層 不良 樹脂 括有 型' -30- (27) (27)1356389 餘留被曝光過的地方之負型。本發明可以用負型的有機樹 脂膜。另外用負型的丙烯酸來形成有機樹脂膜7008時， 開口部之端部形成爲S形狀的剖面形狀。此時開口部的上 端部和下端部之曲率半徑期望是0.2〜2 μιη。 配線7006可用透明導電膜。可用ΙΤΟ，其他還可用 氧化銦中混合2〜20%的氧化鋅（Ζηο )之透明導電膜。第 1 1圖則是用IΤ 0來做爲配線7 0 0 6 »配線7 0 0 6也能以 CMP法經由聚乙烯醇類的多孔質體加以拭淨硏磨來使其 表面平坦化。另外用C Μ Ρ法經硏磨後，配線7 0 0 6的表面 進行紫外線照射、氧氣電漿處理亦可》 陰極70 10設爲透光程度的膜厚，若爲功率函數較小 的導電膜則用一般的其他材料。例如用Ca、Al、CaF、 MgAg、A1 Li等。然而爲了從陰極側得到光，除了將膜厚 削薄的方法外，還有用添加L i來減小功率函數之IΤ Ο的 方法。本發明所用的發光元件若爲從陽極側和陰極側的兩 側發出光的構成即可。 然而，實際上完成到第11圖爲止後，進而用脫氣較 少的保護膜（層壓薄膜、紫外線硬化樹脂膜等）或透光性 的包覆材料7012來封包（封入）使氣密性提高而不致於 曝露在大氣中較爲理想。該時，時而將包覆材料的內部形 成爲不活性氣相，時而在內部配置吸濕性材料，則會提高 發光元件的信賴性。本發明也可以在包覆材料7 0 1 2設置 彩色濾光片7 〇 1 3。 然而，本發明並不拘限於上述過的製作方法，也能用 -31 - (28) (28)1356389 一般的方法來製作" 〔實施例8〕 本實施例是針對第2圖的像素中將驅動用電晶體2 02 與電流控制用電晶體203的位置互換時之像素的構成作說 明。 第12圖中表示本實施例之像素的電路圖。然而，關 於第2圖中已出現過的元件或配線，在於第12圖也附註 相同的圖號。第12圖所示的像素及第2圖所示的像素係 從第1電源線Vi ( i = 1〜X )所供應的電流作爲驅動用電 晶體202和電流控制用電晶體2 03的汲極電流供應給發光 元件204之點相同。只不過第12圖是驅動用電晶體202 的源極連接到第1電源線V i ( i = 1〜X )，電流控制用電 晶體203的汲極連接到發光元件204的像素電極之點，與 第2圖所示的像素有所不同》 如同本實施例，經由將驅動用電晶體2 0 2的源極連接 到第1電源線V i，而固定驅動用電晶體2 0 2的閘極•源 極間電壓Vgs。也就是即使發光元件204劣化，當然在飽 和領域內動作之驅動用電晶體2 0 2的閘極•源極間電壓 Vgs也未變動仍然被固定著。所以本實施例即使發光元件 204劣化，仍能防止在飽和領域內動作之驅動用電晶體 2〇2的汲極電流變動。 〔實施例9〕 -32- (29) (29)1356389 本實施例是針對第12圖的像素之上面圖的一個實施 例作說明。只不過本實施例爲表示第12圖的像素，在發 光元件2 04的像素電極與電流控制用電晶體2 〇 3的汲極之 間设有電阻的例子。第1 3圖中表示本實施例之像素的上 面圖。 圖號5101相當於訊號線，圖號5102相當於第1電源 線’圖號5111相當於第2電源線，圖號5104相當於第1 掃描線，圖號5103相當於第2掃描線。本實施例，訊號 線5 1 0 1及第1電源線5 1 02及第2電源線5 1 1 1用相同的 導電膜形成’第1掃描線5104及第2掃描線5103用相同 的導電膜形成。另外’圖號5105爲開關用電晶體，第1 掃描線5 1 04的一部分有作爲該閘極電極的功能。另外， 圖號5106爲消除用電晶體，第2掃描線5103的一部分有 作爲該閘極電極的功能。圖號5 1 0 7相當於驅動用電晶 體，圖號5108相當於電流控制用電晶體。另外，圖號 5112相當於電容元件，圖號5113相當於用半導體膜所形 成的電阻。驅動用電晶體5 1 0 7爲了使該L / W比電流控 制用電晶體5 1 0 8還大而把活性層彎曲。例如，驅動用電 晶體5107設成L=200〔nm〕、W=4〔nm〕的尺寸，電 流控制用電晶體5108設成L=6〔nm〕、W=12〔nm〕的 尺寸。圖號5109相當於像素電極’在於像素電極5109與 電場發光層（未圖示）與陰極（未圖示）相重疊的領域 (發光區域）發光。 經由設置電阻5 1 1 3 ’就能防止作爲發光元件的像素 -33- (30) (30)1356389 電極5109使用的導電膜成膜後，在於將該導電膜圖案化 而形成像素電極之前，因該導電膜所帶電的電荷造成驅動 用電晶體5 1 07的汲極電位急劇變動，而破壞驅動用電晶 體5107。另外，能作爲直到蒸鍍EL爲止的靜電對策來應 用。 然而，本發明的上面圖爲原本的一個實施例，當然本 發明並不拘限於此。 〔實施例1 0〕 本實施例是針對在於第2圖所示的像素中，第1掃描 線Gaj(j=l〜y)或是第2掃描線Gej(j=l〜y)爲共有 的像素，進一步第2電源線Wi ( i = 1〜X )也是共有時像 素的構成作說明。 桌14(A)圖中表不本實施例之像素的電路構成。然 而’關於第2圖中已出現過的元件或配線，在於第14 (A)圖也附註相同的圖號。只不過第14(A)圖中，第 1掃描線Gaj ( j = 1〜y )及第2掃描線Gej ( j = 1〜y )爲共 有的像素，進一步第2電源線Wj(j=l〜X)也是共有。 然後2電源線Wj(j=l~x)與訊號線Si(i=l〜X) 及第1電源線Vi ( i = 1〜X )成交差。相同第2掃描線Gej (j = 1〜y )爲共有的像素有相互不同的訊號線Si ( i = 1 〜x ) 〇 其次，第14(B)圖中表示採用在於第14(A)圖所 示的像素，將施加到驅動用電晶體202的閘極之電壓白平 (31) (31)1356389 衡調節而區分成紅色、綠色、藍色的每一色的方法時像素 的構成。第1 4 ( B )圖則是在於與紅色相對應的像素 21 〇，紅色（R)用的第2電源線Wrj連接到驅動用電晶 體2 02的閘極。另外，在於與綠色相對應的像素2 1 1，綠 色（G )用的第2電源線Wgj連接到驅動用電晶體202的 閘極。另外，在於與藍色相對應的像素2 1 2，藍色（B ) 用的第2電源線Wbj連接到驅動用電晶體202的閘極。 〔實施例1 1〕 本實施例是針對在於第14(A)圖、第14(B)圖所 示的像素，電阻設在發光元件與驅動用電晶體202的汲極 之間時像素的構成作說明。 第15圖（A)圖中表示在第14(A)圖的像素設置電 阻之像素的構成。然而，關於第14(A)圖中已出現過的 元件或配線，在於第1 5 ( A )圖也附註相同的圖號。第 15(A)圖與第14(A)圖有所不同，在發光元件204的 像素電極與驅動用電晶體202的汲極之間具有電阻209。 其次，第15(B)圖中表示採用在於第15(A)圖所 示的像素，將施加到驅動用電晶體202的閘極之電壓白平 衡調節而區分成紅色、綠色、藍色的每一色的方法時像素 的構成。第]5 ( B )圖則是在於與紅色相對應的像素 21 〇，紅色（R)用的第2電源線Wrj連接到驅動用電晶 體2 02的閘極。另外，在於與綠色相對應的像素211，綠 色（G )用的第2電源線Wgj連接到驅動用電晶體202的 -35- (32) (32)1356389 閘極。另外，在於與藍色相對應的像素212，藍色（B) 用的第2電源線Wbj連接到驅動用電晶體202的閘極。 經由設置電阻2 0 9 ’就能防止作爲發光元件2 0 4的像 素電極使用的導電膜成膜後，在於將該導電膜圖案化而形 像素電極之前，因該導電膜所帶電的電荷造成驅動用電晶 體2 02的汲極電位急劇變動，而破壞驅動用電晶體202。 另外’能作爲直到蒸鑛E_L爲止的靜電對策來應用。 其次，針對第15(A)圖所示的像素之上面圖的一個 實施例作說明。第16圖中表示本實施例之像素的上面 圖。 圖號5 2 0 1相當於訊號線，圖號5 2 0 2相當於第1電源 線，圖號521 1相當於第2電源線，圖號5204相當於第1 掃描線，圖號5203相當於第2掃描線。本實施例，訊號 線520 1及第1電源線5202用相同的導電膜形成，第1掃 描線5204及第2掃描線5203及第2電源線5211用相同 的導電膜形成。另外，圖號5 2 05爲開關用電晶體，第1 掃描線5 204的一部分有作爲該閘極電極的功能。另外， 圖號5206爲消除用電晶體，第2掃描線5203的一部分有 作爲該閘極電極的功能。圖號5 2 0 7相當於驅動用電晶 體，圖號5208相當於電流控制用電晶體。另外，圖號 5212相當於電容元件，圖號5213相當於用半導體膜所形 成的電阻。驅動用電晶體520 7爲了使該L/ W比電流控 制用電晶體5 1 0 8還大而把活性層彎曲。例如，驅動用電 晶體5207設成L=200〔nm〕、W=4〔nm〕的尺寸，電 -36- (33) (33)1356389 流控制用電晶體5 2 Ο 8設成l = 6〔 nm〕、W = 1 2〔 n m〕的 尺寸。圖號5209相當於像素電極，在於像素電極5209與 電場發光層（未圖示）與陰極（未圖示）相重疊的領域 (發光區域）發光。 其次’針對第15(B)圖所示的像素之上面圖的一個 實施例作說明。第1 7圖中表示本實施例之像素的上面 圖。 圖號5301相當於訊號線，圖號5302相當於第1電源 線’圖號5 3 1 1 r相當於與紅色的像素相對應之第2電源 線’圖號5 3 1 1 g相當於與綠色的像素相對應之第2電源 線’圖號5 3 1 1 b相當於與藍色的像素相對應之第2電源 線’圖號5 3 04相當於第1掃描線，圖號5 3 03相當於第2 掃描線。本實施例，訊號線5 3 0 1及第1電源線5 3 0 2用相 同的導電膜形成’第1掃描線5304及第2掃描線5303及 第 2電源線 5311r'5311g、5311b用相同的導電膜形 成。另外，圖號53 05爲開關用電晶體，第1掃描線53 04 的一部分有作爲該閘極電極的功能。另外，圖號5306爲 消除用電晶體，第2掃描線5303的一部分有作爲該閘極 電極的功能。圖號5 3 07相當於驅動用電晶體，圖號53 08 相當於電流控制用電晶體。另外，圖號5 3 1 2相當於電容 元件，圖號5313相當於用半導體膜所形成的電阻。驅動 用電晶體5 3 07爲了使該L/ W比電流控制用電晶體5 3 08 還大而把活性層彎曲。例如，驅動用電晶體5307設成L =200〔 nm〕、W = 4〔 nm〕的尺寸，電流控制用電晶體 -37- (34) (34)1356389 5308 設成 L=6〔nm〕、W=12〔nm〕的尺寸。圖號 5309 相當於像素電極，在於像素電極5309與電場發光層（未 圖示）與陰極（未圖示）相重疊的領域（發光區域）發 光。 然而，本發明的上面圖爲原本的一個實施例，當然本 發明並不拘限於此。 本發明的發光裝置，因像素所具有的電晶體個數爲4 個’例如對角爲4〜4 J英吋，爲了分離相鄰的發光元件而 將作爲隔壁使用之層間膜的寬度爲20μπι，VGA ( 640 X 480)爲200dpi，像素的尺寸爲4x135 μιη。 〔實施例1 2〕 第18(A)圖中表示驅動用電晶體9011爲Ν型，從 發光元件9 0 1 2所發出的光穿過陰極9 0 1 3側時之像素的剖 面圖。第18(A)圖是在與驅動用電晶體9011的汲極電 連接之透明導電膜90 17上形成發光元件90 12的陰極 9013，在陰極9013上依序積疊電場發光層9014、陽極 90 15。然後，形成用來將光反射或遮蔽隻遮蔽膜90 16來 覆蓋陽極9015。陰極9013若爲功率函數較小而且將光反 射之導電膜則能用一般的料。 例如是Ca、Al、CaF ' MgAg、AlLi等。只不過該膜 厚爲透光程度的膜厚。例如能將有20nm膜厚的A1作爲 陰極90 13使用。然後，電場發光層90 14可以是單數層的 構成，也可以是積疊複數層的構成。陽極 9015不必透 -38- (35) (35)1356389 光，例如可以用ITO、ITSO、氧化銦中混合2~20%的氧 化鋅（Zno )之IZO等的透明導電膜，也可以用 Ti或 TiN。然後，遮蔽膜90 1 6例如能用將光反射的金屬等，不 過並不拘限於金屬膜。例如也能用添加黑色顏料的樹脂 等。 陰極9013與電場發光層9014與陽極9015相重疊的 部分相當於發光元件 9012。第 18(A)圖所示的像素 時，從發光元件9012所發出的光如同箭頭所示穿過陰極 9 0 ] 3 側 ° 第18(B)圖是在與驅動用電晶體903 1的汲極電連 接之配線9036上形成發光元件.9032的陽極9033，在陽 極9033上依序積疊電場光層9034、陰極9035。利用上述 構成，即使光在於陽極903 3已透過，該光在於配線9036 也會被反射。陰極9035與第18(A)圖的情況相同，若 爲功率函數較小的導電膜則能用一般的材料。只不過該膜 厚爲透光程度的膜厚。例如能將有20nm膜厚的A1作爲 陰極9035使用。然後，電場光層9034與第18(A)圖相 同，可以是單數層的構成，也可以是積疊複數層的構成。 陽極9033不必透光，不過與第18(A)相同，能用透明 導電膜形成，也能用TiN或是Ti。 陽極9033與電場發光層9034與陰極9035相重疊的 部分相當於發光元件9 032。第18(B)圖所示的像素時， 從發光元件9032所發出的光如同箭頭所示劈過陰極9035 側。 -39- (36) 1356389 然而，本實施例是表示驅動用電晶體 的例子，不過也可以是在驅動用電晶體與 接電流控制用電晶體的構成。 〔實施例1 3〕 本貫施例是針對驅動用電晶體極電流 是底部閘極型時之像素的剖面構造作說明 然而，本發明能用的電晶體可以用非 用非晶質矽形成電晶體因能不必經過結晶 能將製作方法簡單化而達到低成本化。只 形成的電晶體，移動度N型比P型更高 裝置的像素。本實施例則是針對驅動用電 之像素的剖面構造作說明。 第19(A)圖中表示本實施例之像素 6501相當於驅動用電晶體，圖號6502相 電晶體。驅動用電晶體6 5 0 1具有形成在 板6500上之閘極電極6503、及形成在基 蓋閘極電極6 5 0 3之閘極絕緣膜6 5 0 4、及 閘極絕緣膜6504而與閘極電極6 503相重 體膜65 05。半導體膜65 05具有添加有作 能之有助於導電型的雜質之 2個雜質 650 6b»雜質領域6506a則與配線6508連ί 電流控制用電晶體6 5 02與驅動用電晶 具有形成在有絕緣表面的基板6500上之房 電連接發光元件 發光元件之間連 控制用電晶體都 〇 晶質矽來形成。 化的程序，所以 不過非晶質矽所 ，適合用於發光 晶體爲Ν型時 的剖面圖。圖號 當於電流控制用 有絕緣表面的基 板6500上而覆 形成在中間夾隔 叠的位置之半導 爲源極或汲極功 〔領域 6 5 0 6 a、 妾。 I體6 5 0 1相同， 尋極電極65 1 0 ' -40- (37) (37)1356389 及形成在基板6500上而覆蓋閘極電極6510之閘極絕緣膜 6 5 0 4、及形成在中間夾隔閘極絕緣膜6 5 0 4而與閘極電極 6510相重疊的位置之半導體膜6511。半導體膜6511具有 添加有作爲源極或汲極功能之有助於導電型的雜質之2個 雜質領域6512a、6512b。雜質領域6512a藉由配線6513 與有驅動用電晶體650 1的雜質領域6506b相連接。 驅動用電晶體65 0 1及電流控制用電晶體65 02都用由 絕緣膜所形成的保護膜6507覆蓋。然後，配線65 08藉由 形成在保護膜65 07的接觸孔與陽極6509相連接。另外， 驅動用電晶體650 1和電流控制用電晶體6502以及保護膜 用層間絕緣膜65 20覆蓋。層間絕緣膜6520具有開口部， 在於該開口部露出陽極65 09。陽極6509上形成有電場發 光層65 2 1、及陰極6522。
然而，第19(A)圖已針對驅動用電晶體及電流控制 用電晶體都是N型的情況作說明過，不過也可以是P 型。此情況，用來控制驅動用電晶體的臨界値之雜質則用 P型。 〔實施例1 4〕 本發明是針對第2圖所示的像素之上面圖的一個實施 例作說明。第20圖中表示本實施例之像素的上面圖。 圖號5401相當於訊號線，圖號5402相當於第1電源 線’圖號5411a、5411b相當於第2電源線，圖號5404相 當於第1掃描線，圖號5 4 03相當於第2掃描線。本實施 -41 - (38) (38)1356389 例，訊號線54〇1及第1電源線5402及第2電源線5411a 用相同的導電膜形成，第1掃描線5404及第2掃描線 5403及第2電源線5411b用相同的導電膜形成。另外， 圖號5405爲開關用電晶體，第1掃描線5404的一部分有 作爲該閘極電極的功能。另外，圖號5 4 0 6爲消除用電晶 體，第2掃描線5403的一部分有作爲該閘極電極的功 能。圖號5407相當於驅動用電晶體，圖號5 408相當於電 流控制用電晶體。另外，圖號5 4 1 2相當於電容元件，圖 號5 4 1 3相當於用半導體膜所形成的電阻。驅動用電晶體 540 7爲了使該L/ W比電流控制用電晶體5408還大而把 活性層彎曲。例如，驅動用電晶體5 4 0 7設成 L = 2 0 0 〔nm〕 、W = 4〔 nm〕的尺寸，電流控制用電晶體 5408 設成L=6〔nm〕、W=12〔nm〕的尺寸。圖號5409相當 於像素電極，在於像素電極5409與電場發光層（未圖 示）與陰極（未圖示）相重疊的領域（發光區域）5410 發光。 然而，本發明的上面圖爲原本的一個實施例，本發明 當然並不限於此。 【圖式簡單說明】 第1圖爲表示本發明的一個實施形態之圖。 » 第2圖爲表示本發明的一個實施形態之圖。 第3圖爲表示外部電路和面板的槪要之圖。 第4圖爲表示訊號線驅動電路的一個構成例子之圖。 -42- (39) (39)1356389 第5圖爲表示本發明之上面圖的一個例子之圖。 第6圖爲表示本發明能適用之電子機器的例子之圖。 第7圖爲表不過去的例子之圖。 第8圖爲表示本發明之上面圖的一個例子之圖。 — 第9圖爲表示本發明之剖面構造的例子之圖。 ' 第10圖爲表示本發明之動作時間點的一個例子之 . 圖。 第11圖爲表示本發明之剖面構造的例子之圖。 φ 第1 2圖爲本發明的一個實施形態之圖。 第13圖爲表示本發明之上面圖的一個例子之圖。 第14圖爲表示本發明的一個實施形態之圖。 第1 5圖爲表示本發明的一個實施形態之圖。 第16圖爲表示本發明之上面圖的一個例子之圖。 第17圖爲表示本發明之上面圖的一個例子之圖。 第18圖爲表示本發明之剖面構造的例子之圖。 第19圖爲表示本發明之剖面構造的例子之圖。 鲁 第20圖爲表示本發明之上面圖的一個例子之圖。 第21圖爲表示本發明之像素的驅動方法之圖。 ' 第22圖爲表示主動矩陣型發光裝置的驅動方法之 ^ 圖。 第23圖爲表示以視頻訊號爲用電壓或用電流來分類 之驅動方法的一覽圖。 【符號說明】 -43- (40) 開關用電晶體 驅動用電晶體 電流控制用電晶體 發光元件 電容元件 開關用電晶體 驅動用電晶體 電流控制用電晶體 發光元件 電容元件 消除用電晶體 A/D轉換部 電源部 訊號生成部 外部電路 FPC連接部 掃描線驅動電路 圖像部 面板 發光元件 D型正反器 移位暫存器 資料閂鎖電路 閂鎖電路 44- (41) 電平移位器 緩衝器 訊號線 第1電源線 第2掃描線 第1掃描線 開關用電晶體 消除用電晶體 驅動用電晶體 電流控制用電晶體 像素電極 發光區域 第2電源線 訊號線 第1電源線 第2掃描線 第1掃描線 開關用電晶體 消除用電晶體 驅動用電晶體 電流控制用電晶體 第2電源線 電容元件 電阻 -45- (42) 1356389 520 1 5202 5 203 5 204 5205 52 06 5 20 7 5 20 8 5209 52 11 5 3 0 1 5 3 02 5 3 03 5 3 04 5 3 05 5 3 06 5 3 0 7 5 3 0 8 5 3 09 5 40 1 5 402 5 403 5404 訊號線 第1電源線 第2掃描線 第1掃描線 電流控制用電晶體 消除用電晶體 驅動用電晶體 電流控制用電晶體 像素電極 第2電源線 訊號線 第1電源線 第2掃描線 第1掃描線 開關用電晶體 消除用電晶體 驅動用電晶體 電流控制用電晶體 像素電極 訊號線 第1電源線 第2掃描線 第1掃描線 5 4 05 開關用電晶體 (43) 1356389 5406 5407 5408 5409 54 10 6002 6003 6 10 1 6 102 6 103 6 104 620 1 6202 6203 63 0 1 63 02 63 03 63 04 63 0 5 6306 6 5 00 6 5 0 1 6502 消除用電晶體 驅動用電晶體 電流控制用電晶體 像素電極 發光區域 聲音輸出部 顯不部 本體 觸控筆 顯示部 操作按鈕 本體 顯示部 操作按鈕 本體 聲音輸出部 聲音輸入部 顯不部 操作按鈕 天線 基板 驅動用電晶體 電流控制用電晶體 6 5 0 3 閘極電極 (44) 1356389 65 04 6505 65 06 6507 6508 65 09 65 10 65 11 65 12 7000 700 1 7002 7003 7004 7005 7006 7008 7009 70 10 70 11 800 1 8 002 8003 閘極絕緣膜 半導體膜 雜質領域 保護膜 配線 陽極 閘極電極 半導體膜 雜質領域 基板 驅動用電晶體 第1層間絕緣膜 彩色濾光片 配線 第2層間絕緣膜 配線 有機樹脂膜 電場發光層 陰極 發光元件 訊號線 第1電源線 第2掃描線 8004 第1掃描線 (45) 1356389 8 005 8 006 8007 8 00 8 8009 80 10 80 11 900 1 9002 9003 9004 90 11 90 12 90 13 90 14 90 1 5 90 16 90 17 902 1 9022 9023 9024 902 5 903 1 開關用電晶體 消除用電晶體 驅動用電晶體 電流控制用電晶體 像素電極 發光區域 第2電源線 驅動用電晶體 發光元件 陰極 電場發光層 驅動用電晶體 發光元件 陰極 電場發光層 陽極 遮蔽膜 透明導電膜 驅動用電晶體 發光元件 陽極 電場發光層 陰極 驅動用電晶體 (46) 1356389 (46)
903 2 發 光 元 件 903 3 陽 極 9034 電 場 發 光 層 903 5 陰 極 903 6 配 線 Gj 掃 描 線 Si 訊 號 線 Vi 第 1 電 源 線 Wi 第 2 電 源 線 Gaj 第 1 掃 描 線 Gej 第 2 掃 描 線 Tb 1 寫 入 期 間 Ts 1 資 料 保 持 期間 -50-

Claims (1)

  1. « I年月日修(更)正替換i 第0931〇7497號專利申請案中文申請專利範圍修正本 民國100年9月14 日修正 拾、申請專利範圍 1· 一種發光裝置，其特徵爲： 像素具有發光元件、及決定流到前述發光元件的電流 之第1電晶體、及依據視頻訊號來決定前述發光元件發光 或不發光之第2電晶體， 前述第1電晶體其通道長度與通道寬度的比爲5以上 ’前述第2電晶體其通道長度，與通道寬度相同或是比通 道寬度還短， 在第1電源與第3電源之間串聯前述發光元件、前述 第1電晶體以及前述第2電晶體， 前述第1電晶體的閘極電極連接第2電源。 2. —種發光裝置，其特徵爲： 像素具有發光元件、及決定流到前述發光元件的電流 之第1電晶體、及依據視頻訊號來決定前述發光元件發光 或不發光之第2電晶體、及控制前述視頻訊號的輸入之第 3電晶體， 前述第1電晶體其通道長度與通道寬度的比爲5以上 ，前述第2電晶體其通道長度，與通道寬度相同或是比通 道寬度還短， 在第1電源與第3電源之間串聯前述發光元件、前述 第1電晶體以及前述第2電晶體’ 前述第1電晶體的閘極電極連接第2電源。 1356389 UMUi^U__丨 ’ [年月曰修(更)正替換頁I ' 3. —種發光裝置，其特徵爲： - 像素具有發光元件、及決定流到前述發光元件的電流 之第1電晶體、及依據視頻訊號來決定前述發光元件發光 ' 或不發光之第2電晶體、及控制前述視頻訊號的輸入之第 - 3電晶體、及無關前述視頻訊號，使前述發光元件成爲不 發光狀態之第4電晶體， 前述第1電晶體其通道長度與通道寬度的比爲5以上 ^ ，前述第2電晶體其通道長度，與通道寬度相同或是比通 道寬度還短， 在第1電源與第3電源之間串聯前述發光元件、前述 第1電晶體以及前述第2電晶體， 前述第1電晶體的閘極電極連接第2電源。 4. 如申請專利範圍第1、2或3項之發光裝置，其中 前述第1電晶體及前述第2電晶體的極性爲相同極性。 5. 如申請專利範圍第1、2或3項之發光裝置，其中 Φ前述第1電晶體爲空乏型。 6. —種元件基板，其特徵爲： 像素具有像素電極、及決定流到前述像素電極的電流 値之第1電晶體、及依據視頻訊號來決定電流是否供應給 前述像素電極之第2電晶體， 前述第1電晶體其通道長度與通道寬度的比爲5以上 ，前述第2電晶體其通道長度，與通道寬度相同或是比通 道寬度還短， 在第1電源與前述像素電極之間串聯前述第1電晶體 -2- s IMSiSS_：..>；,-.... 1 年：月曰修(更)正替換頁I 及前述第2電晶體， 前述第1電晶體的閘極電極連接第2電源。 7. 如申請專利範圍第6項之元件基板，其中前述第 * 1電晶體及前述第2電晶體的極性都是P型， 前述第1電晶體的臨界値比前述第2電晶體的臨界値 還高。 8. 如申請專利範圍第6項之元件基板，其中前述第 1電晶體及前述第2電晶體的極性都是N型， 前述第1電晶體的臨界値比前述第2電晶體的臨界値 還低。 9. 如申請專利範圍第6、7或8項之元件基板，其中 前述第1電晶體爲空乏型。
    -3-
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