TWI512704B - 顯示器、驅動顯示器之方法、以及電子裝置 - Google Patents

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Description

顯示器、驅動顯示器之方法、以及電子裝置
本發明係關於一種顯示器、一種驅動一顯示器之方法以及電子裝置，且特定言之，係關於一種在裏面以列及行(一矩陣中)排列各包括一電光元件之圖元的扁平型(平板)顯示器、一種驅動該顯示器之方法以及包括該顯示器之電子裝置。
本發明包括在2007年4月9日向日本專利局申請的日本專利申請案JP 2007-101282的相關標的，該案之全文以引用的方式併入本文中。
近年來，在用於影像顯示之顯示器領域中，藉由在矩陣中排列各包括一發光元件之圖元(圖元電路)所獲取之扁平型顯示器正快速盛行。正開發並商業化有機電致發光(EL)顯示器作為扁平型顯示器。有機EL顯示器包括作為各別圖元之發光元件的有機EL元件。有機EL元件為所謂的電流驅動電光元件(其光發射亮度視流經元件之電流的值而變化)，且基於光發射回應於至有機薄膜之電場施加而發生之現象。
有機EL顯示器具有下列特徵。特定地，因為有機EL元件可由低於10V之施加電壓驅動，所以有機EL顯示器具有較低功率消耗。此外，因為有機EL元件為自發光元件，所以有機EL顯示器與液晶顯示 器相比提供更高影像能見度，液晶顯示器藉由用一液晶晶格對於包括該液晶晶格之每一圖元控制來自光源(背光)之光的強度而顯示影像。另外，有機EL顯示器無需具有為液晶顯示器所需之諸如背光的照明單元，且因此可輕易達成有機EL顯示器之重量及厚度之減少。此外，有機EL元件之回應速度非常高僅需幾微秒，此使得在藉由有機EL顯示器顯示移動影像時無影像滯後發生。
類似於液晶顯示器，可使用簡單(被動)矩陣系統或主動矩陣系統作為有機EL顯示器之驅動系統。然而，簡單矩陣系統之顯示器儘管其組態簡單但涉及由於發光元件之發光週期歸因於掃描線(亦即，圖元數目)之增加而減小因而難以實現大尺寸與高精度顯示的問題。
為此原因，近年來，正積極開發主動矩陣系統之顯示器，其中流經電光元件之電流由提供於與包括此電光元件之圖元電路相同的圖元電路中之主動元件(諸如絕緣閘場效電晶體(通常為薄膜電晶體(TFT))控制。在主動矩陣系統之顯示器中，電光元件在一個框週期上連續發光。此輕易實現具有大尺寸及高精度之顯示。
大體已知有機EL元件之I-V特性(電流-電壓特性)隨時間流逝而劣化(所謂的老化)。在包括N通道TFT作為用以藉由電流驅動有機EL元件之電晶體(下文稱為"驅動電晶體")的圖元電路中，將有機EL元件連接至驅動電晶體之源極側。因此，有機EL元件之I-V特性之老化導致驅動電晶體之閘極-源極電壓Vgs的改變，此導致有機EL元件之光發射亮度的改變。
以下將就此點進行更具體之描述。視驅動電晶體及有機EL元件之操作點來確定驅動電晶體之源極電位。有機EL元件之I-V特性之劣化改變驅動電晶體及有機EL元件之操作點。因此，甚至在將相同電壓施加於驅動電晶體之閘極時，驅動電晶體之源極電位亦發生變化。此改變驅動電晶體之源極-閘極電壓Vgs，此電壓變化改變流經驅動電 晶體之電流的值。結果，流經有機EL元件之電流的值亦改變，此改變有機EL元件之光發射亮度。
此外，使用多晶矽TFT之圖元電路除有機EL元件之I-V特性之老化外亦涉及驅動電晶體之臨限電壓Vth及用作驅動電晶體之通道之半導體薄膜中的移動率μ(下文稱為"驅動電晶體之移動率")隨時間之改變，及歸因於製造過程中之變化(各別驅動電晶體當中的電晶體特性之變化)之臨限電壓Vth及移動率μ在圖元間的差異。
若驅動電晶體之臨限電壓Vth及移動率μ在圖元間不同，則流經驅動電晶體之電流之值的變化以逐圖元為基礎而出現。因此，甚至在將相同電壓施加於圖元當中之驅動電晶體的閘極時，圖元當中之有機EL元件之光發射亮度的變化亦出現，此導致顯示幕之降低的均一性。
為處理此問題，已建議目的在於允許有機EL元件之光發射亮度不受有機EL元件之I-V特性之老化及驅動電晶體之臨限電壓Vth及移動率μ隨時間之改變影響而保持恆定的一組態。特定地，在此組態中，圖元電路中之每一者具備相對於有機EL元件之特性之改變的補償功能，及用於相對於驅動電晶體之臨限電壓Vth之變化的校正(下文稱為"臨限校正")及相對於驅動電晶體之移動率μ之變化的校正(下文稱為"移動率校正")的校正功能(參考(例如)日本專利特許公開案第2006-133542號(下文稱為專利文獻1))。
藉由因此向每一圖元電路提供相對於有機EL元件之特性之改變的補償功能及相對於驅動電晶體之臨限電壓Vth及移動率μ之變化的校正功能，有機EL元件之光發射亮度可不受有機EL元件之I-V特性之老化及驅動電晶體的臨限電壓Vth及移動率μ隨時間之改變影響而保持恆定。
經由以下電路操作系列來實施相對於有機EL元件之特性之改變 的補償功能。起初，在經由信號線供應之視訊信號由寫入電晶體寫入並保持於連接於驅動電晶體之閘極與源極之間的保持電容器中之時序處，將寫入電晶體轉變至非導電狀態以藉此電分離驅動電晶體之閘電極與信號線用以將閘電極轉變至浮置狀態。
若驅動電晶體之閘電極進入浮置狀態，則回應於驅動電晶體之源極電位Vs之改變，驅動電晶體之閘極電位Vg亦歸因於驅動電晶體之閘極與源極之間的保持電容器之連接而與源極電位Vs之改變相聯繫(以跟隨源極電位Vs之改變的方式)發生改變。此為自我啟動操作。歸因於自我啟動操作，驅動電晶體之閘極-源極電壓Vgs可保持恆定。因此，甚至在有機EL元件之I-V特性隨時間改變時，有機EL元件之光發射亮度亦可保持恆定。
在此自我啟動操作中，驅動電晶體之閘極電位Vg之上升量△Vg與其源極電位Vs之上升量△Vs的比(下文稱為自我啟動比Gbst)為重要因素。特定地，若此自我啟動比Gbst較低，則驅動電晶體之閘極-源極電壓Vgs變得低於在視訊信號保持於保持電容器中之時序處所獲取之電壓。
較低自我啟動比Gbst等效於閘極電位Vg之上升量△Vg相對於源極電位Vs之上升量△Vs較小之事實。因此，閘極-源極電壓Vgs變得較低。此導致無法確保需要作為待施加於有機EL元件之驅動電流的電流(亦即，對應於由寫入電晶體寫入之視訊信號的電流)，此導致亮度降低。因此，亮度不均勻性出現，此引起影像品質之劣化。
自我啟動比Gbst視保持電容器之電容及附著至驅動電晶體之閘極之寄生電容器的電容而定。此等電容器之電容愈高，自我啟動比Gbst愈高(將於稍後描述此點之細節)。寄生電容之電容視連接至驅動電晶體之閘電極的電路元件(諸如電晶體)而定。若圖元電路中所包括之元件之數目減少且因此連接至驅動電晶體之閘電極之電晶體的數目減 少，則寄生電容器之電容相應變得較低。
因此，增加保持電容器之電容有效增加自我啟動比Gbst。保持電容器之電容與形成保持電容器且彼此面對安置之兩個金屬電極的面積成正比，且與此等兩個金屬電極之間的距離成反比。因此，可藉由增加兩個金屬電極之面積或減小兩個金屬電極之間的距離來增加保持電容器之電容。因為存在對於減小兩個金屬電極之間的距離之限制，所以優先嘗試增加兩個金屬電極之面積(亦即，增加保持電容器之尺寸)。
然而，因為在有限圖元尺寸之條件下形成保持電容器，所以亦存在對於增加保持電容器之尺寸的限制。相反，伴隨精度提高之近來朝向圖元尺寸之小型化的趨勢使得經由增加保持電容器之尺寸來增加自我啟動比Gbst變得困難。
作為另一機制，可利用的是，藉由並非增加自我啟動比Gbst而是預期對應於自我啟動比Gbst之電壓下降而最初設計一較大電流作為待經由驅動電晶體施加於有機EL元件之驅動電流來確保對應於視訊信號的驅動電流。然而，此機制涉及功率消耗之增加的問題。
需要本發明提供一種被允許經由在有限圖元尺寸之條件下設計一高自我啟動比而具有提高之影像品質卻不增加功率消耗的顯示器，且提供一種製造該顯示器之方法以及使用該顯示器之電子裝置。
根據本發明之一實施例，提供一種顯示器，其包括以一矩陣排列且各具有一電光元件之圖元、一用以寫入一視訊信號之寫入電晶體、一用以基於由該寫入電晶體寫入之該視訊信號來驅動該電光元件的驅動電晶體，及一連接於該驅動電晶體之閘極與源極之間的保持電容器。在此顯示器中，該保持電容器藉由使用一第一電極、一面朝該第一電極之一個表面安置用以形成一第一電容器之第二電極，及一面 朝該第一電極之另一表面安置用以形成一第二電容器的第三電極而形成，且該第一電容器與該第二電容器彼此並聯而電連接。
根據具有此組態之顯示器及包括此顯示器之電子裝置，藉由使用該第一電極，該第二電極及該第三電極形成該第一電容器及該第二電容器且彼此並聯而電連接此等第一電容器及第二電容器，若該第一電極，該第二電極及該第三電極當中的距離彼此相等，則與藉由使用兩個電極形成之保持電容器相比可增加保持電容器之電容而不增加保持電容器的尺寸。因此，可在有限圖元尺寸之條件下設計一高自我啟動比。
因為該自我啟動比可經設定為高，所以當該驅動電晶體之源極電位上升時，在自我啟動操作中閘極電位之上升量實質上等於源極電位之上升量，且因此該驅動電晶體之閘極-源極電壓不降低。此允許在無需預期對應於自我啟動比之電壓下降而最初設計一大電流作為驅動電流的情況下確保需要作為待施加於電光元件之驅動電流的電流。
根據本發明之該實施例，可在有限圖元尺寸之條件下設計一高自我啟動比，且因此可在無需預期對應於自我啟動比之電壓下降而最初設計一大電流作為驅動電流的情況下確保需要作為待施加於電光元件之驅動電流的電流。此可提高影像品質而不增加功率消耗。
此外，若設計與藉由使用兩個電極所形成之電容器之電容相同的電容而不試圖增加保持電容器之電容，則可減小保持電容器之電極的面積。因此，保持電容器之電極的面積與圖元之總面積之比降低。舉例而言，此使抑制歸因於在製造過程中進入圖元之金屬灰塵或其類似物之短路的發生及因此圖元中之疵點成為可能，此可提高良率。
10‧‧‧有機EL顯示器
20‧‧‧圖元
21‧‧‧有機EL元件
22‧‧‧驅動電晶體
23‧‧‧寫入電晶體
24‧‧‧保持電容器
24-1‧‧‧第一電容器
24-2‧‧‧第二電容器
24A‧‧‧第一電極
24B‧‧‧第二電極
24C‧‧‧第三電極
25‧‧‧接點
26‧‧‧接點
27‧‧‧接點
30‧‧‧圖元陣列部分
31‧‧‧掃描線
31-1至31-m‧‧‧掃描線
32‧‧‧電源線
32-1至32-m‧‧‧電源線
33‧‧‧信號線
33-1至33-n‧‧‧信號線
34‧‧‧共用電源線
40‧‧‧寫入掃描電路
50‧‧‧電源掃描電路
60‧‧‧水準驅動電路
70‧‧‧顯示面板(基板)
101‧‧‧視訊顯示幕
102‧‧‧前面板
103‧‧‧濾光玻璃
111‧‧‧光發射器
112‧‧‧顯示部分
113‧‧‧選單開關
114‧‧‧快門按鈕
121‧‧‧主體
122‧‧‧鍵盤
123‧‧‧顯示部分
131‧‧‧主體
132‧‧‧透鏡
133‧‧‧開始/停止開關
134‧‧‧顯示部分
141‧‧‧上殼
142‧‧‧下殼
143‧‧‧連接(鉸鏈)
144‧‧‧顯示器
145‧‧‧次顯示器
146‧‧‧展示燈
147‧‧‧相機
201‧‧‧玻璃基板
202‧‧‧絕緣薄膜
203‧‧‧絕緣平坦化薄膜
204‧‧‧窗口絕緣薄膜
204A‧‧‧凹座
205‧‧‧陽極電極
206‧‧‧有機層
207‧‧‧陰極電極
208‧‧‧鈍化薄膜
209‧‧‧密封基板
210‧‧‧黏著劑
211‧‧‧絕緣保護薄膜
241‧‧‧互連
242‧‧‧互連
243‧‧‧區域
2061‧‧‧電洞輸送層/電洞注入層
2062‧‧‧發光層
2063‧‧‧電子輸送層
Cd‧‧‧電容
Cel‧‧‧寄生電容器
Cgd‧‧‧電容
Cgs‧‧‧電容
Ck‧‧‧時脈脈衝
Cs‧‧‧電容
d1‧‧‧距離
d2‧‧‧距離
DS‧‧‧電源線電位
DS1至DSm‧‧‧電源線電位
Ids‧‧‧汲極-源極電流
Ids1‧‧‧電流
Ids1'‧‧‧汲極-源極電流
Ids2‧‧‧電流
Ids2'‧‧‧汲極-源極電流
PXLC‧‧‧圖元
sp‧‧‧起動脈衝
t‧‧‧時間
t1-t8‧‧‧時間
Vcath‧‧‧電位
Vccp‧‧‧第一電位
Vel‧‧‧臨限電壓
Vg‧‧‧閘極電位
Vini‧‧‧第二電位
Vofs‧‧‧偏移電壓
Vs‧‧‧源極電位
Vsig‧‧‧信號電壓
Vth‧‧‧臨限電壓
Vth1‧‧‧電壓
Vth2‧‧‧電壓
WS‧‧‧掃描信號/電位
WS1至WSm‧‧‧掃描信號
μ‧‧‧移動率
△V‧‧‧上升量
△V1‧‧‧反饋量
△V2‧‧‧反饋量
圖1為展示根據本發明之一實施例之有機EL顯示器的圖解組態之系統組態圖； 圖2為展示一圖元(圖元電路)之具體組態實例之電路圖；圖3為展示該圖元之剖面結構之一實例的剖視圖；圖4為解釋根據該實施例之有機EL顯示器之操作的時序圖；圖5A至圖5D為根據該實施例之有機EL顯示器中之電路操作的解釋圖；圖6A至圖6D為根據該實施例之有機EL顯示器中之電路操作的解釋圖；圖7為解釋歸因於一驅動電晶體之臨限電壓Vth之變化的問題之特性圖；圖8為解釋歸因於該驅動電晶體之移動率μ之變化的問題之特性圖；圖9A至圖9C為解釋與臨限校正及移動率校正之存在/不存在相關聯的視訊信號之信號電壓Vsig與驅動電晶體之汲極-源極電流Ids之間的關係之特性圖；圖10為圖元之等效電路圖；圖11為展示一圖元中之各別電路元件當中的連接關係(包括保持電容器之電連接)之電路圖；圖12為展示根據該實施例之圖元中之互連層的結構之平面樣式圖；圖13為展示根據本發明之一工作實例之保持電容器的結構之剖視圖；圖14為展示根據先前技術之一圖元中之互連層的結構之平面樣式圖；圖15為展示根據本發明之一工作實例之保持電容器的製造方法之步驟圖；圖16為展示根據本發明之另一工作實例之保持電容器的結構之 剖視圖；圖17為展示應用該實施例之電視之透視圖；圖18A及圖18B為展示應用該實施例之數位相機之透視圖：圖18A為前側視圖且圖18B為後側視圖；圖19為展示應用該實施例之筆記型個人電腦之透視圖；圖20為展示應用該實施例之視訊攝影機之透視圖；及圖21A至圖21G為展示應用該實施例之蜂巢式電話之透視圖；圖21A及圖21B分別為打開狀態之前視圖及側視圖，且圖21C至圖21G分別為關閉狀態之前視圖、左側視圖、右側視圖、俯視圖及仰視圖。
以下將參看隨附圖式詳細描述本發明之一實施例。
圖1為展示根據本發明之一實施例之主動矩陣顯示器的圖解組態之系統組態圖。作為一實例，以下描述將涉及使用一有機EL元件作為每一圖元(圖元電路)之發光元件的主動矩陣有機EL顯示器，該有機EL元件為光發射亮度視流經該元件之電流而變化之電流驅動電光元件。
如圖1中所示，一根據本實施例之有機EL顯示器10包括一圖元陣列部分30，其中圖元(PXLC)20二維地排列於列及行上(在矩陣中)。此外，有機EL顯示器10包括一驅動部分，其安置於圖元陣列部分30之周邊中並驅動各別圖元20。驅動部分包括一寫入掃描電路40、一電源掃描電路50及(例如)作為驅動部分之一水準驅動電路60。
在圖元陣列部分30中，對應於m列及n行之圖元排列，掃描線31-1至31-m及電源線32-1至32-m經提供用於各別圖元列，且信號線33-1至33-n經提供用於各別圖元行。
圖元陣列部分30通常形成於諸如玻璃基板之透明絕緣基板上，且具有扁平型面板結構。圖元陣列部分30中之圖元20中的每一者可藉 由使用非晶矽薄膜電晶體(TFT)或低溫多晶矽TFT形成。在使用低溫多晶矽TFT之狀況下，掃描電路40、電源掃描電路50及水準驅動電路60亦可安裝於在上面形成圖元陣列部分30之顯示面板(基板)70上。
寫入掃描電路40包括用以順序地移位(轉移)與一時脈脈衝ck同步之起動脈衝sp的移位暫存器。為將視訊信號寫入至圖元陣列部分30中之圖元20，寫入掃描電路40將掃描信號WS1至WSm順序地供應至掃描線31-1至31-m，用於以逐列為基礎順序地掃描圖元20(線序掃描(line-sequential scanning))。
電源掃描電路50包括用以順序地移位與時脈脈衝ck同步之起動脈衝sp之移位暫存器。與藉由寫入掃描電路40之線序掃描同步，電源掃描電路50將電源線電位DS1至DSm(各自切換於一第一電位Vccp與低於該第一電位Vccp之第二電位Vini之間)供應給電源線32-1至32-m，以藉此控制待稍後描述之一驅動電晶體22(見圖2)的傳導狀態(ON)/非傳導狀態(OFF)。
水準驅動電路60適當選擇自一信號供應源(未圖示)供應且對應於亮度資訊之視訊信號的一信號電壓Vsig及一偏移電壓Vofs中之任一者，且(例如)以列為單位同時經由信號線33-1至33-n將視訊信號寫入至圖元陣列部分30中之圖元20。亦即，水準驅動電路60使用以列(線)為單位同時寫入視訊信號之信號電壓Vsig的線序寫入之驅動形式。
偏移電壓Vofs為用作視訊信號之信號電壓(下文，其常常被簡稱為"信號電壓")Vsig之參考(等效於(例如)黑色位準)的電壓。將第二電位Vini設定為充分低於偏移電壓Vofs之電位：將其設定為(例如)滿足關係Vofs-Vth>Vini之電位，其中Vth表示驅動電晶體22之臨限電壓。
(圖元電路)
圖2為展示圖元(圖元電路)20之具體組態實例之電路圖。如圖2中 所示，圖元20包括一作為發光元件之有機EL元件21，其為光發射亮度視流經該元件之電流而變化的電流驅動電光元件。除有機EL元件21外，圖元20亦包括一驅動電晶體22、一寫入電晶體23及一保持電容器24。
在此組合中，N通道TFT用作驅動電晶體22及寫入電晶體23。驅動電晶體22及寫入電晶體23之導電型之此組合僅為一個實例，且組合不限於此。
有機EL元件21之陰極電極連接至經提供為所有圖元20共用之一共用電源線34。驅動電晶體22之源電極連接至有機EL元件21之陽極電極，且驅動電晶體22之汲電極連接至電源線32(32-1至32-m)。
寫入電晶體23之閘電極連接至掃描線31(31-1至31-m)。寫入電晶體23之一個電極(源電極/汲電極)連接至信號線33(33-1至33-n)，且其另一電極(汲電極/源電極)連接至驅動電晶體22之閘電極。
保持電容器24之一端連接至驅動電晶體22之閘電極，且其另一端連接至驅動電晶體22之源電極(有機EL元件21之陽極電極)。亦可能使用一輔助電容器與此保持電容器24並聯連接以藉此補償保持電容器24的電容之不足的組態。
在具有此組態之圖元20中，寫入電晶體23回應於經由掃描線31自寫入掃描電路40施加於寫入電晶體23之閘電極的掃描信號WS而進入傳導狀態。藉此，寫入電晶體23取樣經由信號線33自水準驅動電路60供應並視亮度資訊而定之視訊信號的信號電壓Vsig或偏移電壓Vofs，且將經取樣之電壓寫入圖元20中。此寫入輸入信號電壓Vsig或偏移電壓Vofs保持於保持電容器24中。
當電源線32(32-1至32-m)之電位DS處於第一電位Vccp時，驅動電晶體22被供應來自電源線32之電流並將具有視保持於保持電容器24中之輸入信號電壓Vsig之電壓值而定的電流值之驅動電流供應給有機 EL元件21，以藉此藉由電流驅動有機EL元件21。
(圖元結構)
圖3為展示圖元20之剖面結構之一個實例的剖視圖。如圖3中所示，圖元20具有以下結構：一絕緣薄膜202、一絕緣平坦化薄膜203及一視窗絕緣薄膜204順序地形成於在上面形成由驅動電晶體22、寫入電晶體23等構成之圖元電路的一玻璃基板201上，且將有機EL元件21提供於該視窗絕緣薄膜204之一凹座204A中。
有機EL元件21由形成於視窗絕緣薄膜204之凹座204A之底部處的一陽極電極205構成且由金屬或其類似物、形成於陽極電極205上之一有機層(電子輸送層、發光層、電洞輸送層/電洞注入層)206，及形成於為所有圖元共用之有機層206上且由透明導電薄膜或其類似物形成之陰極電極207構成。
在此有機EL元件21中，有機層206藉由在陽極電極205上順序地沈積一電洞輸送層/電洞注入層2061、一發光層2062、一電子輸送層2063及一電子注入層(未圖示)而形成。在由圖2之驅動電晶體22藉由電流所進行之驅動下，電流經由陽極電極205自驅動電晶體22流經有機層206。此引起有機層206中之發光層2062中的電子與電洞之間的重組，且回應於此重組而發射光。
如圖3中所示，在於在上面藉由絕緣薄膜202之中間物、一絕緣平坦化薄膜203及視窗絕緣薄膜204而形成圖元電路之玻璃基板201上形成有機EL元件21用於每一圖元之後，藉由一黏著劑210將一密封基板209與一鈍化薄膜208之中間物接合，使得有機EL元件21被密封基板209密封。此完成顯示面板70。
(臨限校正功能)
在水準驅動電路60於寫入電晶體23進入傳導狀態之後將偏移電壓Vofs供應至信號線33(33-1至33-n)的週期中，電源掃描電路50將電 源線33之電位DS自第二電位Vini切換至第一電位Vccp。歸因於電源線32之電位DS之切換，等效於驅動電晶體22之臨限電壓Vth的電壓保持於保持電容器24中。
等效於驅動電晶體22之臨限電壓Vth的電壓於保持電容器24中之保持係出於以下原因。
歸因於驅動電晶體22之製造過程中之變化及驅動電晶體22隨時間的改變，存在來自每一圖元之驅動電晶體22之電晶體特性(諸如臨限電壓Vth及移動率μ)的變化。歸因於電晶體特性之變化，甚至在將相同閘極電位施加於圖元當中的驅動電晶體22時，汲極-源極電流(驅動電流)Ids亦在圖元間變化，且此電流變化將表現為有機EL元件21之光發射亮度的變化。為消除(校正)臨限電壓Vth在圖元間之變化的影響，等效於臨限電壓Vth之電壓保持於保持電容器24中。
如下進行驅動電晶體22之臨限電壓Vth的校正。特定地，預先將臨限電壓Vth保持於保持電容器24中。歸因於此操作，在驅動電晶體22藉由視訊信號之信號電壓Vsig所進行之驅動中，驅動電晶體22之臨限電壓Vth與保持於保持電容器24中且等效於臨限電壓Vth之電壓彼此相消。換言之，進行臨限電壓Vth之校正。
此對應於臨限校正功能。歸因於此臨限校正功能，甚至在存在圖元間的臨限電壓Vth隨時間之變化及改變時，有機EL元件21之光發射亮度亦可不受隨時間之變化及改變的影響而保持恆定。稍後將詳細描述臨限校正之原理。
(移動率校正功能)
圖2中所示之圖元20具備除上述臨限校正功能外之移動率校正功能。特定地，在水準驅動電路60將視訊信號之信號電壓Vsig供應至信號線33(33-1至33-n)且寫入電晶體23回應於自寫入掃描電路40輸出之掃描信號WS(WS1至WSm)而處於傳導狀態的週期期間(亦即，在移動 率校正週期期間)，在將輸入信號電壓Vsig保持於保持電容器24中的操作中進行消除驅動電晶體22之汲極-源極電流Ids對移動率μ之相依性的移動率校正。稍後將描述此移動率校正之具體原理及操作。
(自舉功能)
圖2中所示之圖元20亦具備自舉功能。特定地，在已將視訊信號之信號電壓Vsig保持於保持電容器24中之時序處，寫入掃描電路40停止將掃描信號WS(WS1至WSm)供應至掃描線31(31-1至31-m)，以藉此將寫入電晶體23切換至非傳導狀態，用以使驅動電晶體22之閘電極與信號線33(33-1至33-n)電隔離。因此，驅動電晶體22之閘電極進入浮置狀態。
若驅動電晶體22之閘電極進入浮置狀態，則回應於驅動電晶體22之源極電位Vs的改變，驅動電晶體22之閘極電位Vg亦歸因於驅動電晶體22之閘極與源極之間的保持電容器24之連接而與源極電位Vs之改變相聯繫(以跟隨源極電位Vs之改變的方式)發生改變(自我啟動操作)。歸因於此自我啟動操作，甚至在有機EL元件21之I-V特性隨時間改變時，有機EL元件21之光發射亮度亦可保持恆定。
特定地，甚至在有機EL元件21之I-V特性已隨時間改變且相應地驅動電晶體22之源極電位Vs已改變時，驅動電晶體22之閘極-源極電壓Vgs亦歸因於自我啟動操作而保持恆定。因此，流經有機EL元件21之電流不發生改變，且因此有機EL元件21之光發射亮度亦保持恆定。因此，甚至在有機EL元件21之I-V特性隨時間改變時，亦准許不具有伴隨隨時間之改變之亮度劣化的影像顯示。
(有機EL顯示器之電路操作)
隨後，以下將參看圖5及圖6之操作解釋圖基於圖4之時序圖來描述根據本實施例之有機EL顯示器10的電路操作。在圖5及圖6之操作解釋圖中，寫入電晶體23由開關符號表示用以簡化諸圖。此外，因為 有機EL元件21具有一寄生電容器Cel，所以亦在此等圖中展示此寄生電容器Cel。
在圖4之時序圖中，沿同一時間軸展示1-H(H表示水準掃描週期)處之下列電位的改變：掃描線31(31-1至31-m)之電位(掃描信號)WS、電源線32(32-1至32-m)之電位DS，及驅動電晶體22之閘極電位Vg及源極電位Vs。
<光發射週期>
根據圖4之時序圖，有機EL元件21在時間t1之前(光發射週期)處於光發射狀態。在此光發射週期中，電源線32之電位DS處於較高電位Vccp(第一電位)處，且寫入電晶體23處於非傳導狀態。驅動電晶體22在此週期中經設計以操作於飽和區中。因此，如圖5A中所示，經由驅動電晶體22自電源線32將視驅動電晶體22之閘極-源極電壓Vgs而定的驅動電流(汲極-源極電流)Ids供應至有機EL元件21。此使有機EL元件21發射具有視驅動電流Ids之電流值而定之亮度的光。
<臨限校正預備週期>
在時間t1處，線序掃描之新領域開始，且如圖5B中所示，將電源線32之電位DS自較高電位Vccp切換至充分低於信號線33之偏移電壓Vofs的電位Vini(第二電位)。在有機EL元件21之臨限電壓為Vel且共用電源線34之電位為Vcath之定義下，若較低電位Vini經設定以滿足關係Vini<Vel+Vcath，則有機EL元件21進入反向偏壓狀態且因此其光發射停止，因為驅動電晶體22之源極電位Vs變得幾乎等於較低電位Vini。
隨後，在時間t2處將掃描線31之電位WS自較低電位側切換至較高電位側，使得寫入電晶體23如圖5C中所示進入傳導狀態。此時，將偏移電壓Vofs自水準驅動電路60供應至信號線33。因此，驅動電晶體22之閘極電位Vg變得等於偏移電壓Vofs。驅動電晶體22之源極電位 Vs處於充分低於偏移電壓Vofs之電位Vini處。
此時，驅動電晶體22之閘極-源極電壓Vgs為Vofs-Vini。此時，除非此電壓Vofs-Vini高於驅動電晶體22之臨限電壓Vth，否則可能不進行上述臨限校正操作。因此，電位應經設計以滿足關係Vofs-Vini>Vth。以此方式將驅動電晶體22之閘極電位Vg固定(安置)於偏移電壓Vofs處且將源極電位Vs固定於較低電位Vini處用於初始化的此操作對應於臨限校正預備之操作。
<臨限校正週期>
隨後，如圖5D中所示，在於時間t3處將電源線32之電位DS自較低電位Vini切換至較高電位Vccp後，驅動電晶體22之源極電位Vs即開始上升。在適當的過程中，驅動電晶體22之源極電位Vs達到電位Vofs-Vth。此時，驅動電晶體22之閘極-源極電壓Vgs等於驅動電晶體22之臨限電壓Vth，使得等效於此臨限電壓Vth之電壓被寫入至保持電容器24。
在本說明書中，為便利起見，將等效於臨限電壓Vth之電壓寫入保持電容器24中的週期被稱為臨限校正週期。共用電源線34之電位Vcath經設計使得有機EL元件21在此臨限校正週期中保持於切斷狀態，以便電流在臨限校正週期中不流向有機EL元件21而是專門地流向保持電容器24。
隨後，在時間t4處將掃描線31之電位WS移位至較低電位側，使得寫入電晶體23如圖6A中所示進入非傳導狀態。此時，驅動電晶體22之閘電極變為浮置狀態。然而，因為閘極-源極電壓Vgs等於驅動電晶體22之臨限電壓Vth，所以驅動電晶體22處於切斷狀態。因此，汲極-源極電流Ids不流至驅動電晶體22。
<寫入週期/移動率校正週期>
隨後，如圖6B中所示，在時間t5處將信號線33之電位自視訊信號 之偏移電壓Vofs切換至信號電壓Vsig。且接著在時間t6處將掃描線31之電位WS移位至較高電位側。歸因於此操作，如圖6C中所示，寫入電晶體23進入傳導狀態以取樣視訊信號之信號電壓Vsig並將經取樣之電壓寫入圖元20中。
歸因於信號電壓Vsig藉由寫入電晶體23之寫入，驅動電晶體22之閘極電位Vg變為信號電壓Vsig。在驅動電晶體22藉由視訊信號之信號電壓Vsig之驅動中，驅動電晶體22之臨限電壓Vth與保持於保持電容器24中且等效於臨限電壓Vth的電壓彼此相消，使得臨限校正被進行。稍後將描述臨限校正之原理。
此時，有機EL元件21起初處於切斷狀態(高阻抗狀態)。因此，視視訊信號之信號電壓Vsig而定經由驅動電晶體22自電源線32供應的電流(汲極-源極電流Ids)流入有機EL元件21之寄生電容器Cel中，且因此開始寄生電容器Cel之充電。
歸因於此寄生電容器Cel之充電，驅動電晶體22之源極電位Vs隨時間流逝一起上升。此時，驅動電晶體22之臨限電壓Vth之變化已被校正，且驅動電晶體22之汲極-源極電流Ids視驅動電晶體22之移動率μ而定。
在適當的過程中，驅動電晶體22之源極電位Vs上升至電位Vofs-Vth+△V。此時，驅動電晶體22之閘極-源極電壓Vgs等於Vsig-Vofs+Vth-△V。特定地，源極電位Vs以量△V之上升的功能為自保持於保持電容器24中之電壓(Vsig-Vofs+Vth)減去電位△V。換言之，此電位上升之功能為對保持電容器24中之電荷放電，此操作等效於負反饋。因此，源極電位Vs之上升量△V等效於負反饋之反饋量。
藉由因此進行至驅動電晶體22之閘極輸入(亦即，至閘極-源極電壓Vgs)的流經驅動電晶體22之汲極-源極電流Ids的負反饋，進行用以消除驅動電晶體22之汲極-源極電流Ids對移動率μ之相依性(亦即，用 以校正圖元間的移動率μ之變化)的移動率校正。
更特定地，當視訊信號之信號電壓Vsig較高時，汲極-源極電流Ids較大且因此負反饋之反饋量(校正量)△V的絕對值亦較大。因此，進行視光發射亮度位準而定之移動率校正。此外，當視訊信號之信號電壓Vsig恆定時，因為驅動電晶體22之較高移動率μ提供負反饋之反饋量△V的較大絕對值，所以圖元間的移動率μ之變化可被消除。稍後將描述移動率校正之原理。
<光發射週期>
隨後，在時間t7處將掃描線31之電位WS移位至較低電位側，使得寫入電晶體23如圖6D中所示進入非傳導狀態。此使驅動電晶體22之閘電極與信號線33隔離。同時，汲極-源極電流Ids開始流經有機EL元件21，有機EL元件21視汲極-源極電流Ids而提昇其陽極電位。
有機EL元件21之陽極電位之上升等效於驅動電晶體22之源極電位Vs的上升。與驅動電晶體22之源極電位Vs之上升相聯繫，驅動電晶體22之閘極電位Vg亦歸因於保持電容器24之自我啟動操作而上升。閘極電位Vg之上升量等於源極電位Vs之上升量。因此，在光發射週期期間，驅動電晶體22之閘極-源極電壓Vgs保持恆定在Vsig-Vofs+Vth-△V。在時間t8處，將信號線33之電位自視訊信號之信號電壓Vsig切換至偏移電壓Vofs。
(臨限校正之原理)
以下將描述用於驅動電晶體22之臨限校正之原理。驅動電晶體22作為恆定電流源而操作，因為其經設計以操作於飽和區中。因此，將由等式(1)表示之恆定汲極-源極電流(驅動電流)Ids自驅動電晶體22供應至有機EL元件21。
Ids=(1/2)．μ (W/L)Cox(Vgs-Vth)2 (1)
在等式(1)中，W表示驅動電晶體22之通道寬度，L表示其通道長 度，且Cox表示每單位面積之閘極電容。
圖7展示驅動電晶體22之汲極-源極電流Ids對閘極-源極電壓Vgs之特性。如此特性圖中所示，除非進行相對於驅動電晶體22之臨限電壓Vth之變化的校正，否則相同電壓Vgs提供不同電流Ids。特定地，當臨限電壓Vth為Vth1時，對應於閘極-源極電壓Vgs之汲極-源極電流Ids為Ids1。另一方面，當臨限電壓Vth為Vth2(Vth2>Vth1)時，對應於相同閘極-源極電壓Vgs之汲極-源極電流Ids為Ids2(Ids2<Ids1)。亦即，若存在驅動電晶體22之臨限電壓Vth之變化，則汲極-源極電流Ids甚至在閘極-源極電壓Vgs恆定時亦發生變化。
相比而言，在具有上述組態之圖元(圖元電路)20中，光發射狀態下之驅動電晶體22之閘極-源極電壓Vgs為如上所述之Vsig-Vofs+Vth-△V。因此，汲極-源極電流Ids由等式(2)表示，該等式(2)藉由以此電壓替代等式(1)中之Vgs而獲得。
Ids=(1/2)．μ (W/L)Cox(Vsig-Vofs-△V)2 (2)
亦即，消除驅動電晶體22之臨限電壓Vth之項，且因此自驅動電晶體22供應至有機EL元件21之汲極-源極電流Ids不視驅動電晶體22之臨限電壓Vth而定。結果，甚至在驅動電晶體22之臨限電壓Vth歸因於驅動電晶體22之製造過程中的變化及驅動電晶體22隨時間之改變而在圖元間變化時，汲極-源極電流Ids不會變化且因此有機EL元件21之光發射亮度亦不會變化。
(移動率校正之原理)
以下將描述用於驅動電晶體22之移動率校正的原理。圖8展示驅動電晶體22之移動率μ相對較高的一圖元A與驅動電晶體22之移動率μ相對較低的一圖元B之間的比較之特性曲線。若驅動電晶體22由多晶矽薄膜電晶體或其類似物形成，則移動率μ必然如同圖元A與圖元B之間的移動率差異一樣在圖元間變化。
若(例如)在移動率μ於圖元A與圖元B之間不同之狀態下將相同位準之輸入信號電壓Vsig寫入至圖元A與圖元B兩者，則不進行移動率μ之校正產生流經移動率μ較高之圖元A的汲極-源極電流Ids1'與流經移動率μ較低之圖元B的汲極-源極電流Ids2'之間的較大差異。歸因於移動率μ之變化之圖元之間的汲極-源極電流Ids之此較大差異之出現將降低顯示幕之均一性。
如自上述電晶體特性等式(1)而顯見，較高移動率μ提供較大汲極-源極電流Ids。因此，移動率μ愈高，負反饋之反饋量△V愈大。如圖8中所示，具有高移動率μ之圖元A之反饋量△V1大於具有低移動率μ之圖元B的反饋量△V2。因此，藉由進行藉由移動率校正操作之至輸入信號電壓Vsig之驅動電晶體22的汲極-源極電流Ids之負反饋，可抑制移動率μ之變化，因為較高移動率μ提供較高程度之負反饋。
特定地，歸因於對於具有高移動率μ之圖元A的反饋量△V1之校正，圖元A中之汲極-源極電流Ids自Ids1'至Ids1大大減小。另一方面，因為具有低移動率μ之圖元B之反饋量△V2小，所以圖元B中之汲極-源極電流Ids之減小並非很大：自Ids2'至Ids2。結果，圖元A之汲極-源極電流Ids1與圖元B之汲極-源極電流Ids2變得幾乎相等，使得移動率μ之變化被校正。
綜上所述，當存在具有不同移動率μ之圖元A與圖元B時，具有高移動率μ之圖元A之反饋量△V1大於具有低移動率μ之圖元B的反饋量△V2。亦即，在具有較高移動率μ之圖元中，反饋量△V較大且因此汲極-源極電流Ids之減小量較大。因此，經由至輸入信號電壓Vsig之驅動電晶體22之汲極-源極電流Ids的負反饋來等化具有不同移動率μ之圖元中之汲極-源極電流Ids的電流值。結果，可校正移動率μ之變化。
藉由使用圖9A至圖9C，以下將進行關於與臨限校正及移動率校正之存在/不存在相關聯的圖2中所示之圖元(圖元電路)20中之視訊信 號的信號電位(取樣電位)Vsig與驅動電晶體22的汲極-源極電流Ids之間的關係之描述。
圖9A展示既不進行臨限校正亦不進行移動率校正之狀況。圖9B展示不進行移動率校正而僅進行臨限校正之狀況。圖9C展示進行臨限校正與移動率校正兩者之狀況。如圖9A中所示，若既不進行臨限校正亦不進行移動率校正，則歸因於圖元A與B之間的臨限電壓Vth及移動率μ之變化的圖元A與B之間的汲極-源極電流Ids之較大差異出現。
相比而言，若僅進行臨限校正，則汲極-源極電流Ids之變化可如圖9B中所示由臨限校正在某種程度上減小。然而，歸因於圖元A與B之間的移動率μ之變化的圖元A與B之間的汲極-源極電流Ids之差仍保持。
若進行臨限校正與移動率校正兩者，則如圖9C中所示，可實質上消除歸因於圖元A與B之間的臨限電壓Vth及移動率μ之變化的圖元A與B之間的汲極-源極電流Ids之差。因此，有機EL元件21之亮度之變化不在任何灰階處發生，此可提供具有有利影像品質之顯示器。
(本實施例之有利效應)
(自我啟動操作中之問題)
以下將藉由使用圖10來描述自我啟動操作中之問題，圖10展示圖元20之等效電路。
在圖10中，Cs表示保持電容器24之電容，Cgs表示驅動電晶體22之閘極與源極之間的寄生電容器之電容，Cgd表示驅動電晶體22之閘極與汲極之間的寄生電容器之電容，且Cd表示寫入電晶體23之閘極與汲極/源極之間的寄生電容器之電容。若將驅動電晶體22之源極電位Vs之上升量表示為△Vs且將其閘極電位Vg之上升量表示為△Vg，則驅動電晶體之閘極電位Vg的上升量△Vg與其源極電位Vs的上升量 △Vs之比(亦即，自我啟動比Gbst)由等式(3)表示。
Gbst=△Vg/△Vs={(Cs+Cgs)/(Cs+Cgs+Cgd+Cd)} (3)
在自我啟動操作中，若自我啟動比Gbst較低，則閘極電位Vg之上升量△Vg相對於源極電位Vs之上升量△Vs較小，且因此閘極-源極電壓Vgs降低且變得低於對應於經由藉由寫入電晶體23之寫入而保持於保持電容器24中之信號電壓Vsig的電壓。
此導致無法確保需要作為待施加於有機EL元件21之驅動電流Ids的電流(亦即，對應於由寫入電晶體23寫入之視訊信號之信號電壓Vsig的電流)，此導致亮度降低。因此，亮度不均勻性出現，此引起影像品質之劣化。
如自等式(3)所顯見，自我啟動比Gbst由保持電容器24之電容Cs及附著至驅動電晶體22之閘極的寄生電容Cgs、Cgd及Cd確定。此等電容Cs、Cgs、Cgd及Cd愈高，自我啟動比Gbst愈高。
[本實施例之特徵]
本實施例之一特徵在於因上述原因(先前技術中所述之原因)增加保持電容器24之電容Cs而不增加保持電容器24之電極的面積(亦即，保持電容器24之尺寸)，以藉此在有限圖元尺寸之條件下設計一高自我啟動比Gbst，用於提高之影像品質。
特定地，在本實施例中，對於保持電容器24，將由金屬構成之第一電極插入各自由金屬構成之第二電極與第三電極之間，該插入以第二電極及第三電極面朝第一電極之各別表面之方式進行。藉此，在第一電極與第二電極之間形成一第一電容器24-1，且在第一電極與第三電極之間形成一第二電容器24-2。此等第一電容器24-1與第二電容器24-2彼此並聯而電連接。
圖11為展示圖元20中之各別電路元件當中的連接關係(包括保持電容器24(第一電容器24-1與第二電容器24-2)之電連接)的電路圖。在 圖11中，對與圖2中之部分相同之部分提供相同數字。
參看圖11，保持電容器24由形成於一第一電極24A與經安置而面朝該電極24A之一個表面的一第二電極24B之間的第一電容器24-1及形成於該第一電極24A與經安置而面朝該電極24A之另一表面的一第三電極24C之間的第二電容器24-2構成。此等第一電容器24-1與第二電容器24-2彼此並聯而電連接。
圖12為展示圖元20中之互連層之結構的平面樣式圖。參看圖11及圖12，第二電極24B及其一互連241由與驅動電晶體22之閘電極之層相同的第一金屬層形成。第一電極24A及其一互連242由與驅動電晶體22之源電極及寫入電晶體23之另一電極(汲電極/源電極)之層相同的第二金屬層形成。第三電極24C由與有機EL元件21之陽極電極之層相同的第三金屬層形成。
第一電極24A之互連242經由一接點25連接至驅動電晶體22之閘電極用以將第一金屬層電連接至第二金屬層。第二電極24B之互連241經由一接點26連接至驅動電晶體22之源電極用以將第一金屬層電連接至第二金屬層。第二金屬層中之驅動電晶體22之源電極經由一接點27電連接至第三金屬層中之有機EL元件21的陽極電極。
如自此電連接關係而顯見，保持電容器24藉由使用處於與驅動電晶體22之閘電極之電位相同的電位之由第二金屬層形成之第一電極24A、處於與驅動電晶體22之源電極之電位相同的電位之由第一金屬層形成之第二電極24B，及處於與驅動電晶體22之源電極之電位相同的電位之由第三金屬層形成之第三電極24C形成。
儘管保持電容器24之第二電極24B與驅動電晶體22之閘電極兩者均由第一金屬層形成，但該兩者處於不同電位。此外，儘管保持電容器24之第一電極24A與驅動電晶體22之源電極兩者均由第二金屬層形成，但該兩者處於不同電位。
(本實施例之有利效應)
藉由因此使用第一電極24A、第二電極24B及第三電極24C形成第一電容器24-1及第二電容器24-2並使此等第一電容器24-1與第二電容器24-2彼此並聯而電連接，若三個電極24A、24B及24C當中的距離彼此相等，則與藉由使用兩個電極形成之保持電容器24相比保持電容器24之電容Cs可增加(原則上可加倍)，而不增加保持電容器24之尺寸。此允許在有限圖元尺寸之條件下設計一高自我啟動比Gbst。
因為可將自我啟動比Gbst設定為高，且理想地可將其設定為1，所以當驅動電晶體22之源極電位Vs上升時，在自我啟動操作中閘極電位Vg之上升量△Vg實質上等於源極電位Vs之上升量△Vs，且因此閘極-源極電壓Vgs不降低。此允許確保需要作為待施加於有機EL元件21之驅動電流Ids的電流。
此特徵可消除除非可確保對應於由寫入電晶體23寫入之視訊信號之信號電壓Vsig的驅動電流Ids否則出現之亮度降低及伴隨之亮度不均勻，而無需預期對應於自我啟動比Gbst之電壓降低來最初設計一大電流作為待施加於有機EL元件21之驅動電流。因此，可在不增加功率消耗之情況下提高影像品質。
在使用圖2中所示之圖元組態之有機EL顯示器10的狀況下，連接至驅動電晶體22之電晶體僅為寫入電晶體23。因此，連接至驅動電晶體22之電晶體的數目與專利文獻1(日本專利特許公開案第2006-133542號)等中所述之有機EL顯示器相比較小。因此，附著至驅動電晶體22之閘電極的寄生電容相應較低，且因此自我啟動比Gbst傾向於較低。因此，在不增加保持電容器24之尺寸的情況下增加保持電容器24之電容Cs的技術對於使用圖2中所示之圖元組態之有機EL顯示器10特別有效。
(本實施例之其他有利效應)
即使無需增加保持電容器24之電容Cs，藉由使用三個電極24A、24B及24C形成第一電容器24-1及第二電容器24-2並使此等第一電容器24-1與第二電容器24-2彼此並聯而電連接，若在三個電極24A、24B及24C當中的距離彼此相等，則與藉由使用兩個電極形成之保持電容器24相比保持電容器24之電極的面積亦可能減小。原則上，該面積可減小至原面積之一半。
保持電容器24之電極的面積可減小之特徵等效於保持電容器24之尺寸可減小之特徵，且因此可有助於圖元20之小型化。此外，若保持電容器24之電極的面積減小而圖元尺寸保持於未進行圖元20之小型化時的尺寸，則保持電容器24之電極的面積與圖元20之總面積的比減小。因此，甚至在金屬灰塵或其類似物在(例如)製造過程中進入圖元20時，亦可能抑制歸因於金屬灰塵或其類似物及因此圖元20中之錯誤的保持電容器24之電極與另一金屬互連之間的短路之發生，此可提高良率。
(工作實例)
以下將描述具體工作實例。圖13為展示根據本發明之一個工作實例之保持電容器24的結構之沿圖12中之線A-A'的剖視圖。在圖13中，對與圖3中之部分相同之部分提供相同數字。
如圖13中所示，保持電容器24藉由使用第二電極24B、第一電極24A，及有機EL元件21之陽極電極205而形成。第二電極24B由諸如一玻璃基板201之透明絕緣結構上的第一金屬層之圖案形成。第一電極24A由藉由一絕緣薄膜202之中間物而安置於第二電極24B上之第二金屬層的圖案形成。陽極電極205由藉由一絕緣保護薄膜211之中間物而安置於第一電極24A上之第三金屬層的圖案形成。
在有機EL元件21之陽極電極205中，與第一電極24A相對之部分區(區域)用作第三電極24C。第一電容器24-1形成於第二電極24B與第 一電極24A之間，且第二電容器24-2形成於第一電極24A與第三電極24C之間。如上所述，此等第一電容器24-1與第二電容器24-2彼此並聯而電連接用以形成保持電容器24。
本工作實例之特徵在於自第一電極24A面朝第三電極24C所通過之區域(圖12中由點劃線包圍之區域243)部分移除起初提供於絕緣保護薄膜211與第三金屬層之間的一絕緣平坦化薄膜203。
對於絕緣平坦化薄膜203之此部分移除，用以形成絕緣平坦化薄膜203之圖案的圖案化光罩經製造以具有用以提供對應於保持電容器24之區域之孔的圖案。此允許絕緣平坦化薄膜203在形成絕緣平坦化薄膜203之圖案中自第一電極24A面朝第三電極24C所通過之區域移除，而不增加步驟之數目。
藉由因此自第一電極24A面朝第三電極24C所通過之區域移除絕緣平坦化薄膜203，電極24A與24C兩者之間的距離d1可減小至等效於絕緣保護薄膜211之薄膜厚度的值。如眾所熟知，電容與兩個電極之面積成正比且與兩個電極之間的距離成反比。
因此，歸因於第一電極24A與第三電極24C之間的距離d1之減小，與大體具有絕緣保護薄膜211之厚度的若干倍之厚度的絕緣平坦化薄膜203存在於電極24A與24C之間的狀況不同，形成於此等電極24A與24C之間的第二電容器24-2之電容可增加至幾乎與形成於第一電極24A與第二電極24B之間的第一電容器24-1之電容相同的電容。
將比較本工作實例與圖14中所示之先前技術，在該先前技術中，保持電容器24藉由使用第二金屬層之第一電極24A及與第一電極24A相對之第一金屬層的部分區(第二電極24B)形成。此比較係基於圖12中所示之第一電極24A之面積等於圖14中所示的第一電極24A之面積的假設。
根據此比較，允許本工作實例確保作為保持電容器24之電容Cs 的約兩倍於圖14中所示之先前技術中之電容的電容，因為藉由自第一電極24A面朝第三電極24C所通過之區域移除絕緣平坦化薄膜203，形成於第一電極24A與第三電極24C之間的第二電容器24-2可增加至幾乎與形成於第一電極24A與第二電極24B之間的第一電容器24-1之電容相同的電容。
(保持電容器之製造方法)
以下將藉由使用圖15中所示之步驟圖來描述根據本工作實例之保持電容器24的製造方法。在圖15中，對於與圖13中之部分相同之部分提供相同數字。
起初，形成第二電極24B作為諸如玻璃基板201之透明絕緣基板上之第一金屬層的圖案(步驟1)，且接著形成絕緣薄膜202以覆蓋第二電極24B(步驟2)。隨後，形成第一電極24A作為第二金屬層之圖案(步驟3)，且接著形成絕緣保護薄膜211以覆蓋第一電極24A(步驟4)。
隨後，藉由用光阻製造圖案化光罩而形成絕緣平坦化薄膜203作為一圖案。圖案化光罩經製造使得光罩亦形成於與第一電極24A相對之區域上，使得絕緣平坦化薄膜203經形成作為圖案(步驟5)。藉由因此形成絕緣平坦化薄膜203作為該圖案，可與形成絕緣平坦化薄膜203之步驟同時來移除與第一電極24A相對之絕緣平坦化薄膜203的部分區。
隨後，形成有機EL元件21之陽極電極205作為第三金屬層之圖案(步驟6)。此時，因為移除了與第一電極24A相對之絕緣平坦化薄膜203的部分區，所以在此經移除之部分中將陽極電極205形成於絕緣保護薄膜211上。在下面移除絕緣平坦化薄膜203之陽極電極205的部分區用作第三電極24C。
如上所述，在形成絕緣平坦化薄膜203之步驟(步驟5)中，自第一電極24A與第三電極24C之間的區域移除絕緣平坦化薄膜203。因此， 可將第一電極24A與第三電極24C之間的距離d1設定為小，此可增加形成於電極24A與24C之間的第二電容器24-2之電容而不增加步驟之數目。
(其他工作實例)
在上述工作實例中，作為實施例之較佳模式，自第一電極24A面朝第三電極24C所通過之區域移除絕緣平坦化薄膜203。然而，如圖16中所示，未必需要自此區域移除絕緣平坦化薄膜203。甚至在圖16之狀況下，可在第一電極24A與第三電極24C之間形成具有對應於距離d2之電容的第二電容器24-2，距離d2等效於絕緣平坦化薄膜203之薄膜厚度與絕緣保護薄膜211之薄膜厚度的總和。
此外，藉由以如上所述第二電容器24-2與第一電容器24-1並聯連接之方式形成電連接，由第一電容器24-1與第二電容器24-2之間的並聯連接產生之保持電容器24的電容Cs可對應於第二電容器24-2之存在而增加。
[修改實例]
在上述實施例中，作為一實例，將該實施例之特徵應用於具有具電路組態之圖元電路20的有機EL顯示器10，圖元電路20包括用以驅動有機EL元件21之驅動電晶體22、用以取樣視訊信號之信號電壓Vsig並將該信號電壓Vsig寫入圖元的寫入電晶體23，及連接於驅動電晶體22之閘極與源極之間並保持由寫入電晶體23寫入之信號電壓Vsig的保持電容器24。然而，本發明不限於此應用實例。
亦可將該實施例類似地應用於具有下列圖元電路中之任一者之有機EL顯示器：具有連接於驅動電晶體22與一電源線之間並操作以將來自該電源線之驅動電流選擇性地供應至驅動電晶體22之切換電晶體的圖元電路；及進一步具有及時地進入傳導狀態以藉此操作以偵測驅動電晶體22之臨限電壓Vth並在藉由電流驅動有機EL元件21之前將 所偵測之臨限電壓Vth保持於保持電容器24中之切換電晶體的圖元電路。
此外，在上述實施例中，作為一實例，將驅動機制應用於在圖元電路20中使用有機EL元件作為電光元件之有機EL顯示器。然而，該實施例不限於此應用實例而可應用於使用一電流驅動電光元件(發光元件)之全部顯示器，該電光元件之光發射亮度視流經該元件之電流的值而變化。
[應用實例]
根據上述實施例之顯示器可作為一個實例而應用於圖17至圖21中所示之各種種類的電子裝置。特定地，該顯示器可用作任何領域中之電子裝置中之顯示器(其將輸入至其的視訊信號或產生於其中的視訊信號顯示為影像或視訊)，諸如數位相機、筆記型個人電腦、以蜂巢式電話為代表之攜帶型終端裝置及視訊攝影機。
將根據該實施例之顯示器用作任何領域中之電子裝置中的顯示器提供一優點：可在各種種類之電子裝置中於低功率消耗下顯示具有高品質之影像，因為如自以上實施例之描述而顯見，經由在有限圖元尺寸之條件下設計高自我啟動比而允許根據該實施例之顯示器具有提高之影像品質而不增加功率消耗。
根據該實施例之顯示器亦包含具有密封結構之模組形狀顯示器。此顯示器之實例包括藉由將由透明玻璃或其類似物構成之對應物附著至圖元陣列部分30所形成之顯示模組。此透明對應物可具備彩色濾光片、保護薄膜、遮光薄膜等。顯示模組可具備電路部分、可撓性印刷電路(FPC)等用於來自/去向外部之去向/來自圖元陣列部分之信號等的輸入/輸出。
以下將描述應用該實施例之電子裝置的實例。
圖17為展示應用該實施例之電視之透視圖。此電視包括一由一 前面板102構成之視訊顯示幕101、一濾光玻璃103等，且藉由使用根據該實施例之顯示器作為視訊顯示幕101來製造。
圖18A及圖18B為展示應用該實施例之數位相機之透視圖：圖18A為前側視圖且圖18B為後側視圖。此數位相機包括一用於閃光之光發射器111、一顯示部分112、一選單開關113、一快門按鈕114等，且藉由使用根據該實施例之顯示器作為顯示部分112來製造。
圖19為展示應用該實施例之筆記型個人電腦之透視圖。此筆記型個人電腦在其主體121中包括一在字元等之輸入中操作之鍵盤122、一用以顯示影像之顯示部分123等。該筆記型個人電腦藉由使用根據該實施例之顯示器作為顯示部分123來製造。
圖20為展示應用該實施例之視訊攝影機之透視圖。此視訊攝影機包括一主體131、一安置於相機之前側並用以捕獲主題影像之透鏡132、一用於成像操作之開始/停止開關133、一顯示部分134等。該視訊攝影機藉由使用根據該實施例之顯示器作為顯示部分134來製造。
圖21A至圖21G為展示作為應用該實施例之攜帶型終端裝置之一實例的蜂巢式電話的透視圖；圖21A及圖21B分別為打開狀態之前視圖及側視圖，且圖21C至圖21G分別為關閉狀態之前視圖、左側視圖、右側視圖、俯視圖及仰視圖。此蜂巢式電話包括一上殼141、一下殼142、一連接(鉸鏈)143、一顯示器144、一次顯示器145、一展示燈(picture light)146、一相機147等。該蜂巢式電話藉由使用根據該實施例之顯示器作為顯示器144及次顯示器145來製造。
熟習此項技術者應理解，各種修改、組合、次組合及更改可在其屬於附加之申請專利範圍或其等效物之範疇內時視設計要求及其他因素而發生。
20‧‧‧圖元
21‧‧‧有機EL元件
22‧‧‧驅動電晶體
23‧‧‧寫入電晶體
24‧‧‧保持電容器
24-1‧‧‧第一電容器
24-2‧‧‧第二電容器
24A‧‧‧第一電極
24B‧‧‧第二電極
24C‧‧‧第三電極
25‧‧‧接點
26‧‧‧接點
33‧‧‧信號線
34‧‧‧共用電源線
241‧‧‧互連
242‧‧‧互連
Vccp‧‧‧第一電位
Vini‧‧‧第二電位
Vsig‧‧‧信號電壓
WS‧‧‧掃描信號

Claims (20)

  1. 一種顯示裝置，其包含一圖元陣列部分，其經組態以包括以一矩陣排列且各具有一電光元件之圖元、一寫入電晶體、一驅動電晶體，及一電容部分，該驅動電晶體經組態以基於施加至該寫入電晶體之一閘電極之一電位而控制用於驅動該電光元件之一電流，其中該電容部分包含一第一電極部分、一第二電極部分、及一第三電極部分；該第二電極部分係安置於面朝該第一電極部分之一個表面用以形成一第一電容器，且至少一第一絕緣層被夾入於該第一電極部分及該第二電極部分之間；該第三電極層係安置於面朝該第一電極之另一表面以形成一第二電容器，且至少一第二絕緣層被夾入於該第二電極部分及該第三電極部分之間；及具有一開放區域之一第三絕緣層係安置於該第二絕緣層上，且該開放區域係重疊於該第一電極部分及該第二電極部分之至少一者。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中該第三電極部分係於該開放區域直接接觸於該第二絕緣層。
  3. 如請求項1之顯示裝置，其中該電光元件包含一電光材料層，且該電光材料層於該開放區域被安置於該第三電極部分上。
  4. 如請求項3之顯示裝置，其中該電光材料層包含能夠回應於電流流過而發射光之一有機發光材料。
  5. 如請求項3之顯示裝置，其中一透明導電層通常安置於對應至該等複數個圖元之該電光材料層上。
  6. 如請求項3之顯示裝置，其中一透明導電層通常安置於對應至該等複數個圖元之該電光材料層上。
  7. 如請求項1之顯示裝置，其中該開放區域之所有區域係實質上重疊於該第一電極部分及第二電極部分。
  8. 如請求項1之顯示裝置，進一步包含一第一基板及一第二基板，該圖元陣列部分係排列於該第一基板上且該第二基板係安置於該圖元陣列部分之上，其中該第一電極部分之一表面係面對該第一基板，該第一電極部分之另一表面係面對該第二基板。
  9. 如請求項1之顯示裝置，其中該第二基板係以一黏著材料接合至該第一基板以使該電光材料被密封於該第一基板及該第二基板之間。
  10. 如請求項1之顯示裝置，其中該第一電極係透過穿過該第一絕緣層之一接觸孔而電性連接於該驅動電晶體之該閘電極。
  11. 如請求項1之顯示裝置，其中該第三電極層係延伸至非位於該第三絕緣層之該開放區域之其他區域上之該第三絕緣層。
  12. 如請求項1之顯示裝置，其中該第三電極層具有對應於該開放區域之一凹陷部分。
  13. 一自發光顯示面版，其包含：一基板；一第一導電部分，該第一導電部分安置於該基板上；一第一絕緣體，該第一絕緣體覆蓋於該第一導電部分；一第二導電部分，該第二導電部分安置於該第一絕緣體上以用於至少部分地重疊於該第一導電部分而形成一第一電容器；一第二絕緣體，該第二絕緣體覆蓋於該第二導電部分；一第三絕緣體，其具有一開放區域且安置於該第二絕緣體上之一開放區域； 一第三導電部分，該第三導電部分安置於該第二絕緣體上，該第三導電部分至少於該第三絕緣體之該開放區域處直接地形成於該第二絕緣體上，且該第三導電部分係電性連接於該第一導電部分以用於形成該第一電容器及該第二電容器之一公用節點；及一有機薄膜，其係用於一發光元件且安置於該第三導電部分。
  14. 如請求項13之自發光顯示面版，其進一步包含：複數條掃瞄佈線，該等複數條掃瞄佈線之每一者係以一第一方向排列；及複數條信號佈線，該等複數條信號佈線之每一者係以一第二方向排列，該第二方向係實質上垂直於該第一方向。
  15. 如請求項14之自發光顯示面版，其中該等複數條掃瞄佈線係與由相同材料製造之該第二導電部分被安置於相同層。
  16. 如請求項14之自發光顯示面版，其中該等複數條信號佈線之至少一部分係係與由相同材料製造之該第一導電部分被安置於相同層。
  17. 如請求項15之自發光顯示面版，其中該等複數條信號佈線之一者係透過一開關元件以連接至該第二導電部分，該開關元件之控制節點係連接至該等複數條掃瞄佈線之一者。
  18. 如請求項14之自發光顯示面版，其進一步包含複數條電源供應佈線，該等複數條電源供應佈線之每一者係以該第一方向排列，且該等複數條電源供應佈線係與由相同材料製造之該第二導電部分被安置於相同層。
  19. 如請求項18之自發光顯示面版，其中該等複數條掃瞄佈線係與由相同材料製造之該第二導電部分被安置於相同層。
  20. 如請求項14之自發光顯示面版，其中該第三導電部分係延伸至該第三絕緣體之上。
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