DE69829084T2

DE69829084T2 - Elektrolumineszenzanzeige mit aktiver Matrix mit zwei TFTs und Speicherkondensator pro Bildelement

Info

Publication number: DE69829084T2
Application number: DE69829084T
Authority: DE
Inventors: Tokuroh Suwa-shi OZAWA; Mutsumi Suwa-shi Kimura
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2018-02-18
Also published as: CN1506930A; US7880696B2; CN1217807A; EP0895219A4; US20060273995A1; US7221339B2; KR20050056203A; US20020024493A1; JP5018819B2; EP1359789B1; KR100544821B1; KR20050103518A; EP0895219B1; US20120299902A1; CN100341042C; WO1998036407A1; KR100539291B1; KR100539988B1; EP1830342A3; US20020097213A1

Description

TESNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix mit Lumineszenzelementen, wie EL-(Elektrolumineszenz-) Elementen oder LED- (Leuchtdioden-) Elementen, die Licht durch einen Antriebsstrom, der in Dünnfilmen organischer Halbleiter oder dergleichen fließt, emittieren, und auch mit Dünnfilmtransistoren (in der Folge TFTs) zum Steuern des Emissionsvorganges dieser Lumineszenzelemente. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Technik zum Antreiben jedes Elements, das in dieser Art von Anzeigevorrichtung gebildet ist.
HINTERGRUND DER TECHNIK
Anzeigevorrichtungen mit aktiver Matrix, die Lumineszenzelemente vom Stromsteuerungstyp enthalten, wie EL-Elemente und LED-Elemente, wurden bereits vorgeschlagen. Da jedes Lumineszenzelement, das in dieser Art von Anzeigevorrichtung verwendet wird, selbst emittiert, gibt es Vorteile, da kein Gegenlicht verwendet wird und eine minimale Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel und dergleichen vorliegt.
18 ist ein Blockdiagramm, das eine Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix zeigt, die organische Dünnfilm-EL-Elemente vom elektrischen Ladungsfülltyp als Beispiel für diese Arten von Anzeigevorrichtungen zeigt. In der Anzeigevorrichtung 1A, die in dieser Figur dargestellt ist, sind eine Vielzahl von Abtastleitungen "gate", eine Vielzahl von Datenleitungen "sig", die sich in eine Richtung erstrecken, die die Richtung schneidet, in der sich die Abtastleitungen "gate" erstrecken, eine Vielzahl von allgemeinen Stromversorgungsleitungen (com), die sich parallel zu den Datenleitungen "sig" erstrecken, und eine Vielzahl von Pixeln 7, die an den Schnittpunkten der Datenleitungen "sig" und der Abtastleitungen "gate" angeordnet sind, auf einem transparenten Substrat gebildet.
Jedes Pixel 7 umfasst einen ersten TFT 20, in dem ein Abtastsignal zu der Torelektrode (einer ersten Torelektrode) durch das Abtastgatter geleitet wird, einen Haltekondensator "cap", der ein Bildsignal hält, das von der Datenleitung "sig" über den ersten TFT 20 geleitet wird, einen zweiten TFT 30, in dem das Bildsignal, das von dem Haltekondensator "cap" gehalten wird, der Torelektrode (einer zweiten Torelektrode) zugeleitet wird, und ein Lumineszenzelement 40 (das als Widerstand angezeigt ist), in das der Antriebsstrom von der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com" fließt, wenn das Element 40 elektrisch an die allgemeine Stromversorgungsleitung "com" durch den zweiten TFT 30 -angeschlossen ist
In der obengenannten Anzeigevorrichtung 1A sind sowohl der erste TFT 20 als auch der zweite TFT 30 herkömmlich gebildet, wie mit einem TFT vom N-Kanal-Typ oder einem TFT vom P-Kanal-Typ, wie in einem analogen Schaltungsdiagramm von 19 dargestellt, vom Standpunkt der Vereinfachung des Herstellungsprozesses, zum Beispiel im Falle eines N-Kanal-Typs. Wenn zum Beispiel bei einem N-Kanal-Typ, wie in 20(A) und 20(B) dargestellt, das Hochpotenzial-Bildsignal "data" in den Haltekondensator "cap" von der Datenleitung "sig"- geschrieben wird, während das Abtastsignal "Sgate", das durch die Abtastleitung (gate) zugeleitet wird, in seinem Potenzial höher geworden ist, um den ersten TFT 20 einzuschalten, wird der zweite TFT 30 im eingeschalteten Zustand gehalten. Folglich fließt der Antriebsstrom im Lumineszenzelement 40 weiter von einer Pixelelektrode 41 zu einer Gegenelektrode "op" in die Richtung, die durch den Pfeil "E" angezeigt ist, und folglich emittiert das Lumineszenzelement 40 weiter (der eingeschaltete Zustand). Wenn andererseits das Bildsignal (data), das schwächer als der Zwischenwert zwischen dem Potenzial der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com" und dem Potenzial der Gegenelektrode "op" ist, von der Datenleitung "sig" in den Haltekondensator "cap" geschrieben wird, während das Abtastsignal "Sgate", das durch die Abtastleitung "gate" zugeleitet wird, in seinem Potenzial höher geworden ist, um den ersten TFT 20 einzuschalten, wird der zweite TFT 30 ausgeschaltet und folglich wird das Lumineszenzelement 40 ausgeschaltet (der ausgeschaltete Zustand).
In der obengenannten Anzeigevorrichtung 1A sind ein Halbleiterdünnfilm, ein Isolierdünnfilm, eine Elektrode usw., die jedes Element bilden, durch Dünnfilme gebildet, die auf dem Substrat abgeschieden sind. Unter Berücksichtigung der Wärmebeständigkeit des Substrats wird häufig ein Niedertemperaturprozess zur Bildung der Dünnfilme verwendet. Daher ist die Qualität des Dünnfilms schlecht, wie durch häufige Defekte erkennbar ist, die durch einen Unterschied in der physikalischen Eigenschaft zwischen einem Dünnfilm und einer Masse verursacht wird, die zu Problemen, wie einem elektrischen Durchschlag, führen, und wobei eine zeitbedingte Verschlechterung leicht im TFT und ähnlichen Vorrichtungen entstehen kann.
Im Falle einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die Flüssigkristalle als Lichtmodulationselemente enthält, kann trotz der Verwendung der Dünnfilme eine zeitbedingte Verschlechterung nicht nur im Flüssigkristall, sondern auch im TFT unterdrückt werden, da das Lichtmodulationselement durch Wechselstrom angetrieben wird. Andererseits tritt in der Anzeigevorrichtung 1A, die Lumineszenzelemente vom Stromsteuerungstyp enthält, eine zeitbedingte Verschlechterung häufiger im TFT als in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung auf, da die Vorrichtung im Wesentlichen durch Gleichstrom angetrieben wird. Obwohl Verbesserungen in der Struktur des TFT und in den Verfahrenstechniken in der Anzeigevorrichtung 1A vorgenommen wurden, die Lumineszenzelemente vom Stromsteuerungstyp enthalten, scheinen sie noch nicht genug verbessert zu sein.
Wenn Flüssigkristalle als Lichtmodulationselemente eingefügt werden, ist der Stromverbrauch gering, da das Lichtmodulationselement von der Spannung gesteuert wird, die bewirkt, dass der Stromfluss in jedem Element nur vorübergehend ist. Andererseits ist in der Anzeigevorrichtung 1A, die Lumineszenzelemente vom Stromsteuerugnstyp enthält, ein konstanter Antriebsstrom erforderlich, um das Lumineszenzelement eingeschaltet zu halten, und dies führt zu einem hohen Stromverbrauch und zur Gefahr des häufigen Auftretens eines elektrischen Durchschlags und einer zeitbedingten Verschlechterung.
Ferner kann in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung der Flüssigkristall von einem TFT pro Pixel mit Wechselstrom angetrieben werden. Andererseits wird in der Anzeigevorrichtung 1A, die Lumineszenzelemente vom Stromsteuerungstyp enthält, das Lumineszenzelement durch zwei TFTs 20 und 30 pro Pixel mit Gleichstrom angetrieben. Dies erhöht die Antriebsspannung und behebt die obengenannten Probleme, wie einen elektrischen Durchschlag und eine zeitbedingte Verschlechterung. Wie zum Beispiel in 20(A) dargestellt ist, entspricht die Torspannung "Vgsw" des ersten TFT, wenn ein Pixel gewählt wird, der Potenzialdifferenz zwischen dem Potenzial, das gleich dem höheren Potenzial des Abtastsignals "Sgate" ist, und dem Potenzial der Potenzialhalteelektrode "st" (dem Potenzial des Haltekondensators "cap" oder dem Potenzial der Torelektrode des zweiten TFT 30). Wenn daher das Potenzial der Potenzialhalteelektrode "st" und somit die Torspannung "Vgcur" des zweiten TFT 30 erhöht werden, so dass das Lumineszenzelement 40 in hoher Luminanz emittiert, wird die Torspannung "Vgsw" des ersten TFT 20 entsprechend gesenkt. Daher muss die größere Amplitude des Abtastsignals "Sgate" verwendet werden, wodurch die höhere Antriebspannung in der Anzeigevorrichtung 1A erforderlich ist. Da außerdem in der obengenannten Anzeigevorrichtung 1A, wenn das Lumineszenzelement 40 ausgeschaltet ist, das Potenzial des Bildsignals "data" niederer wird als das Zwischenpotenzial zwischen dem Potenzial der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com" und dem Potenzial der Gegenelektrode "op", um den zweiten TFT 30 auszuschalten, entsteht ein weiteres Problem einer vergrößerten Amplitude des Bildsignals "data". Daher müssen in dieser Anzeigevorrichtung 1A im Vergleich zu der Flüssigkristallanzeigevorrichtung der Stromverbrauch und die Spannungsfestigkeit des TFT usw, besonders berücksichtigt werden. Bei der herkömmlichen Anzeigevorrichtung 1A wurden diese Faktoren jedoch nicht ausreichend berücksichtigt.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, die die Anzeigebildqualität verbessert, wie auch den Stromverbrauch, elektrischen Durchschlag und die zeitbedingte Verschlechterung durch Verringerung der Antriebsspannung verringert, abhängig von einem Antriebsverfahren, das die Leitungsarten von TFTs berücksichtigt, die zum Steuern von Emissionsvorgängen der strombetriebenen Lichtlumineszenzelemente verwendet werden, um so die Antriebsspannung zu senken, wodurch sowohl die Anzeigebildqualität wie auch die Eigenschaften wie Stromverbrauch, elektrischer Durchschlag und zeitbedingte Verschlechterung, verbessert werden.
EP 0112700A offenbart eine Anzeigevorrichtung, in der jedes Pixel einen ersten und zweiten Dünnfilmtransistor, einen Kondensator und ein Flüssigkristallelement umfasst. Die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 werden durch dieses Dokument offenbart.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Anzeigevorrichtung bereitgestellt mit einem Substrat, auf dem Folgendes angeordnet ist:
eine Vielzahl von Abtastleitungen;
eine Vielzahl von Datenleitungen, welche die Abtastleitungen schneiden;
eine Vielzahl von allgemeinen Stromversorgungsleitungen; und
eine Vielzahl von Pixeln, die in einer Matrix an den Schnittpunkten der Abtastleitungen und der Datenleitungen gebildet sind, wobei jedes der Pixel Folgendes umfasst:
einen ersten Transistor mit einer ersten Torelektrode, die so angeordnet ist, dass sie mit einem Abtastsignal über eine Abtastleitung versorgt wird;
einen Haltekondensator, der so angeordnet ist, dass er ein Bildsignal hält, das durch eine Datenleitung über den ersten Transistor zugeleitet wird;
einen zweiten Transistor mit einer zweiten Torelektrode, die so angeordnet ist, dass sie mit einem Bildsignal versorgt wird, das von dem Haltekondensator gehalten wird; und
eine Lumineszenzelement mit einem emittierenden Dünnfilm, der zwischen einer Pixelelektrode, die für jedes der Pixel bereitgestellt ist, und einer Gegenelektrode, die der Pixelelektrode entgegengesetzt ist, bereitgestellt ist, wobei der zweite Transistor so angeordnet ist, dass er von dem Bildsignal gesteuert wird, um die Pixelelektrode mit der allgemeinen Stromversorgungsleitung zu verbinden, so dass ein Antriebsstrom zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode fließt und das Lumineszenzelement Licht emittiert; dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst:
Mittel, die angeordnet sind zum Versorgen einer Elektrode des Haltekondensators, die jener entgegengesetzt ist, die elektrisch an die zweite Torelektrode des zweiten Transistors angeschlossen ist, mit einem Impuls, der eine Potenzialpolarität hat, die dem Wählimpuls des Abtastsignals entgegengesetzt ist, und in Bezug auf das Anlegen des Wählimpulses des Abtastsignals verzögert ist.
Da in dieser Struktur das Schreiben der Bildsignale in den Haltekondensator supplementiert werden kann, kann das Potenzial des Bildsignals, das an die Torelektrode des zweiten Transistors angelegt wird, in die Richtung zur Erhöhung einer Luminanz verschoben werden, ohne die Amplitude des Bildsignals zu vergrößern.
Ein organischer Halbleiterfilm kann zum Beispiel für die emittierenden Dünnfilme verwendet werden.
Der zweite Transistor kann so angeordnet werden, dass er in dem gesättigten Bereich angetrieben wird, um die Erzeugung eines abnormalen Stroms in dem Lumineszenzelement zu verhindern, der zur Bildung einer Kreuzkopplung usw. bei einem anderen Pixel aufgrund des Spannungsabfalls oder dergleichen führen würde.
Ferner kann verhindert werden, dass eine Ungleichmäßigkeit der Schwellenspannung einen Anzeigevorgang beeinflusst, indem der zweite TFT so angeordnet wird, dass er im linearen Bereich angetrieben wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht, die schematisch eine Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Grundkonstruktion einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine in Einzelteile aufgelöste Draufsicht, die ein Pixel in der in 2 dargestellten Anzeigevorrichtung zeigt.
4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' von 3.
5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B' von 3.
6(A) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C' von 3 und 6(B) ist eine schematische Darstellung, die einen Effekt zeigt, wenn die Vorrichtung wie in 6(A) konstruiert ist.
7(A) und 7(B) sind jeweils Querschnittsansichten der Lumineszenzelemente, die in der in 2 dargestellten Anzeigevorrichtung verwendet werden.
8(A) und 8(B) sind jeweils Querschnittsansicht der Lumineszenzelemente mit einer anderen Struktur als die Pixel, die in 7 dargestellt sind.
9 ist eine Graphik, die eine Strom-Spannungs-Eigenschaft der in 7(A) und 8(B) dargestellten Lumineszenzelemente zeigt.
10 ist eine Graphik, die eine Strom-Spannungs-Eigenschaft der in 7(B) und 8(A) dargestellten Lumineszenzelemente zeigt.
11 ist eine Graphik, die Strom-Spannungs-Eigenschaften eines TFT vom N-Kanal-Typ zeigt.
12 ist eine Graphik, die Strom-Spannungs-Eigenschaften eines TFT vom P-Kanal-Typ zeigt.
13 ist eine Schnittflussansicht, die ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
14(A) und (B) sind eine Draufsicht beziehungsweise eine Querschnittsansicht der Pixel mit einer anderen Struktur als die Pixel, die in 3 bis 6 dargestellt sind.
15(A) und (B) sind ein analoges Schaltungsdiagramm, das ein Pixel einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, beziehungsweise ein Wellenformdiagramm, das die Signale zum Antreiben der Pixel zeigt.
16 ist ein Blockdiagramm der Antriebsschaltung an der Abtastseite zur Erzeugung der Signale, die in 15 dargestellt sind.
17 ist ein Wellenformdiagramm, das jedes Signal zeigt, das von der Antriebsschaltung an der Abtastseite erzeugt wird, die in 16 dargestellt ist.
18 ist ein Blockdiagramm einer Anzeigevorrichtung.
19 ist ein analoges Schaltungsdiagramm, das eine herkömmliche Pixelkonstruktion in der Anzeigevorrichtung zeigt, die in 18 dargestellt ist.
20(A) und (B) sind ein Wellenformdiagramm, das die Signale zum Antreiben des Pixels zeigt, das in 19 dargestellt ist, beziehungsweise eine schematische Darstellung die Entsprechungen zwischen diesen Signalen und der analogen Schaltung zeigt.
21(A) und (B) sind ein Blockdiagramm, das eine Konstruktion zur Bildung eines Kondensators unter Verwendung einer benachbarten Torleitung zeigt, beziehungsweise eine Wellenform der Torsspannungssignale.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Es wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Vor der Darstellung der Ausführungsform der Erfindung wird auf die gemeinsamen Strukturen Bezug genommen, wobei die Teile mit gemeinsamen Funktionen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, um eine doppelte Beschreibung zu vermeiden.
(Allgemeine Konstruktion eines aktiven Matrixsubstrats)
1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das schematisch eine allgemeine Anordnung einer Anzeigevorrichtung zeigt, und 2 ist ein analoges Schaltungsdiagramm einer aktiven Matrix, die darin ausgebildet ist.
Wie in 1 dargestellt, ist der mittlere Abschnitt eines transparenten Substrats 10 als Grundkörper ein Anzeigeabschnitt 2. Im peripheren Bereich des transparenten Substrats 10, sind an der oberen und unteren Seite, wie in der Figur dargestellt, eine Prüfschaltung 5 beziehungsweise eine Antriebsschaltung 3 an der Datenseite, die ein Bildsignal an eine Datenleitung "sig" ausgibt, gebildet. Und an der rechten und linken Seite, wie in der Figur dargestellt, sind Antriebsschaltungen 4 an der Abtastseite, die Abtastsignale an eine Abtastleitung "gate" ausgeben, ausgebildet. In jeder der Antriebsschaltungen 3, 4, ist ein TFT vom komplementären Typ, der eine Schieberegisterschaltung, eine Pegelverschiebungsschaltung, eine analoge Verknüpfungsschaltung usw, umfasst, durch einen N-Typ-TFT und einen P-Typ-TFT gebildet. Eine Gehäuseanschlussstelle 6, die eine Anschlussgruppe zur Eingabe der Bildsignale, der ver schiedenen elektrischen Potenziale und der Impulssignale ist, ist in dem peripheren Bereich auf dem transparenten Substrat 10 außerhalb der datenseitigen Antriebsschaltung 3 gebildet.
In der Anzeigevorrichtung 1 sind eine Vielzahl von Abtastleitungen "gate" und eine Vielzahl von Datenleitungen "sig", die sich in eine Richtung erstrecken, die jene Richtung schneidet, in die sich die Abtastleitungen "gate" erstrecken, auf dem transparenten Substrat 10 auf dieselbe Weise wie in einem aktiven Matrixsubstrat einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung gebildet. Wie in 2 dargestellt, sind viele Pixel 7 in einer Matrixform durch die Kreuzung der Datenleitungen "sig" und der Abtastleitungen "gate" gebildet.
In jedem der Pixel 7 ist ein erster TFT 20 gebildet, in dem ein Abtastsignal zu einer Torelektrode 21 (einer ersten Torelektrode) durch die Abtastleitung "gate" geleitet wird. Eine Seite eines Source-Drain-Bereichs des TFT 20 ist elektrisch an die Datenleitung "sig" angeschlossen, während die andere Seite des Source-Drain-Bereichs an eine Potenzial-Halteelektrode "st" elektrisch angeschlossen ist. Das heißt, eine Kondensatorleitung "cline" ist parallel zu der Abtastleitung "gate" gebildet und ein Haltekondensator "cap" ist zwischen der Kondensatorleitung "cline" und der Potenzialhaltelektrode "st" ausgebildet. Wenn daher der erste TFT 20 von dem Abtastsignal ausgewählt und auf "EIN" gestellt wird, wird ein Bildsignal, das von der Datenleitung "sig" zugeleitet und durch den ersten TFT 20 weitergeleitet wird, in den Haltekondensator "cap" geschrieben.
Eine Torelektrode 31 (eine zweite Torelektrode) des zweiten TFT 30 ist elektrisch an die Potenzialhalteelektrode "st" angeschlossen. Während eine Seite des Source-Drain-Bereichs des zweiten TFT 30 an eine allgemeine Stromversorgungs leitung "com" angeschlossen ist, ist die andere Seite des Source-Drain-Bereichs elektrisch an eine der Elektroden (eine Pixelelektrode, wie sie in der Folge bezeichnet wird) eines Lumineszenzelements 40 angeschlossen. Die allgemeine Stromversorgungsleitung "com" wird bei konstantem Potenzial gehalten. Wenn der zweite TFT 30 eingeschaltet wird, fließt der elektrische Strom von der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com" zum Erleuchten des Lumineszenzelements 40 durch den zweiten TFT 30 und lässt das Lumineszenzelement 40 emittieren.
Da in der Anzeigevorrichtung 1, die wie zuvor beschrieben konstruiert ist, der Antriebsstrom durch den Stromweg fließt, der durch das Lumineszenzelement 40, den zweiten TFT 30 und die allgemeine Stromversorgungsleitung "com" gebildet wird, stoppt der Stromfluss, wenn der zweite TFT 30 ausgeschaltet wird. Wenn jedoch in der Anzeigevorrichtung 1 der erste TFT 20 durch das Abtastsignal gewählt und eingeschaltet wird, wird das Bildsignal, das von der Datenleitung "sig" zugeleitet und durch den ersten TFT weitergeleitet wird, in den Haltekondensator "cap" geschrieben. Da das Potenzial der Torelektrode des zweiten TFT 30 durch den Haltekondensator "cap" gleich jenem des Bildsignals gehalten wird, bleibt somit der zweite TFT 30 eingeschaltet, selbst wenn der erste TFT 20 ausgeschaltet wird. Daher fließt der Antriebsstrom in dem Lumineszenzelement 40 weiter und dieses Pixel bleibt erleuchtet. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis neue Bilddaten in den Haltekondensator "cap" geschrieben werden und der zweite TFT 30 sich ausschaltet.
In der Anzeigevorrichtung 1 sind verschiedene Anordnungen mit der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com", dem Pixel 7 und der Datenleitung "sig" möglich. Als Beispiel ist eine Vielzahl der Pixel 7 mit der Stromversorgung der Lumineszenzelemente 40, in welchen der Antriebsstrom über die allgemeine Stromversorgungsleitung "com" zugeleitet wird, an beiden Seiten der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com" angeordnet. Zwei Datenleitungen "sig" sind an der Seite dieser Pixel 7 gegenüber der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com" angeordnet. Das heißt, eine Einheit, die die Datenleitung "sig", eine Pixelgruppe, die an diese Datenleitung angeschlossen ist, einen Teil der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com", eine weitere Pixelgruppe, die an diese allgemeine Stromversorgungsleitung angeschlossen ist, und eine weitere Datenleitung "sig", die die Pixelsignale zu dieser Pixelgruppe leitet, enthält, wird in die Richtung wiederholt, in die sich die Abtastleitung "gate" erstreckt. Jede allgemeine Stromversorgungsleitung "com" liefert Antriebsströme zu zwei Linien der Pixel 7. In diesem Beispiel sind in jedem der zwei Pixel 7, die mit der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com" dazwischen versehen sind, die ersten TFTs 20, die zweiten TFTs 30 und die Lumineszenzelemente 40 symmetrisch in Bezug auf die allgemeine Stromversorgungsleitung "com" angeordnet, um die elektrische Verbindung zwischen diesen Elementen und jeder der Verdrahtungsschichten zu erleichtern.
Da in diesem Beispiel ein Teil der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com" zwei Linien der Pixel antreibt, ist somit nur die halbe Anzahl der allgemeinen Stromversorgungsleitungen "com" notwendig, im Vergleich zu der Anzahl der allgemeinen Stromversorgungsleitungen "com", wenn jede von diesen für eine Linie der Pixel ausgebildet ist, und somit kann auch der Raum, der zwischen der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com" und der Datenleitung "sig" vorgesehen ist, die in derselben Schicht gebildet ist, entfallen. Daher kann der Verdrahtungsbereich auf dem transparenten Substrat 10 verringert werden und folglich kann die Anzeigeleistung im Sinne der Luminanz, des Kontrastverhältnisses und so weiter, verbessert werden. Da die allgemeinen Stromversorgungsleitungen so angeordnet sind, dass jede allgemeine Stromversorgungsleitung "com" an zwei Linien der Pixel angeschlossen ist, sind jeweils zwei Datenleitungen "sig" nebeneinander angeordnet und leiten das Bildsignal zu jeder Linie der Pixelgruppen.
(Pixelkonstruktion)
Die Struktur jedes Pixels 7 in der Anzeigevorrichtung 1, die wie zuvor beschrieben gebildet ist, wird ausführlich unter Bezugnahme auf 3 bis 6 erklärt.
3 ist eine vergrößerte Draufsicht, die drei Pixel 7 einer Vielzahl von Pixeln 7 zeigt, die in der Anzeigevorrichtung 1 ausgebildet sind. 4, 5 und 6 sind Schnittansichten entlang der Linie A-A', B-B' beziehungsweise C-C'.
Zunächst wird an der Position auf Linie A-A' in 3 ein Siliziumfilm 200, der in Form von Inseln ausgebildet ist, auf dem transparenten Substrat 10 pro Pixel 7 gebildet, um den ersten TFT 20 zu bilden, wie in 4 dargestellt ist. Auf der Oberfläche des Siliziumfilms 20 wird ein Torisolierfilm 50 gebildet. Die Torelektrode 21 (ein Teil der Abtastleitung "gate") wird auf der Oberfläche des Torisolierfilms 50 gebildet. Die Source-Drain-Bereiche 22 und 23 werden durch Selbstausrichtung in Bezug auf die Torelektrode 21 gebildet. An der Vorderseite des Torisolierfilms 50 wird ein erster Innenschichtisolierfilm 51 gebildet. Die Source-Drain-Bereiche 22 und 23 werden durch Kontaktlöcher 61 und 62, die in dem Innenschichtisolierfilm ausgebildet sind, elektrisch an die Datenleitung "sig" beziehungsweise die Potenzialhalteelektrode "st" angeschlossen.
In jedem Pixel 7 ist parallel zu der Abtastleitung "gate" die Kondensatorleitung "cline" in derselben Innenschicht wie die Abtastleitung "gate" und die Torelektrode 21 (zwischen dem Torisolierfilm 50 und -dem ersten Innenschichtisolierfilm 51) gebildet. Eine Verlängerung "st1" der Potenzialhalteleketrode "st" liegt durch den ersten Innenschichtisolierdünnfilm 51 auf dieser Kondensatorleitung "cline". Auf diese Weise bilden die Kondensatorleitung "cline" und die Verlängerung "st1" der Potenzialhalteelektrode "st" den Haltekondensator "cap", der den ersten Innenschichtisolierfilm 51 als dielektrischen Film enthält. An der Vorderseite der Potenzialhalteelektrode "st" und auf jener der Datenleitung "sig" wird ein zweiter Innenschichtisolierfilm 52 gebildet.
An der Position, die durch die Linie B-B' in 3 angezeigt ist, sind, wie in 5 dargestellt ist, zwei der Datenleitungen "sig", die jedem Pixel 7 entsprechen, parallel auf den Oberflächen des ersten und des zweiten Innenschichtisolierfilms 51 und 52 auf dem transparenten Substrat 10 gebildet.
Wie in 6(A) dargestellt, wird an der Position, die durch die Linie C-C' in 3 angezeigt ist, ein Siliziumfilm 300 in Form von Inseln auf dem transparenten Substrat 10 zur Bildung des zweiten TFT 30 gebildet, der sich über zwei Pixel ausbreitet, zwischen welchen sich die allgemeine Stromversorgungsleitung "com" befindet. Der Torisolierfilm 50 wird auf der Oberfläche des Siliziumfilms 300 gebildet. Die Torelektroden 31, die jedem Pixel 7 entsprechen, werden auf der Oberfläche des Törisolierfilms 50 gebildet und schließen die allgemeine Stromversorgungsleitung "com" ein, und die Source-Drain-Bereiche 32 und 33 werden durch Selbstausrichtung in Bezug auf die Torelektroden 31 gebildet. An der Vorderseite des Torisolierfilms 50 wird der erste Innenschichtisolierfilm 51 gebildet. Ein Source-Drain-Bereich 32 ist elektrisch an eine Übergangselektrode 35 durch ein Kontaktloch 63 angeschlossen, das auf dem ersten Innenschichtisolierfilm 51 gebildet ist. Andererseits ist die allgemeine Stromversorgungsleitung "com" durch ein Kontaktloch 64 des ersten Innenschichtisolier films 51 elektrisch an einen Abschnitt des Source-Drain-Bereichs 33 angeschlossen, der allgemein zwischen zwei der Pixel in der Mitte des Siliziumfilms 300 bereitgestellt ist. Auf den Oberflächen der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com" und der Übergangselektrode 35 ist der zweite Innenschichtisolierfilm 52 gebildet. Auf der Oberfläche des zweiten Innenschichtisolierfilms 52 wird eine Pixelelektrode 41 gebildet, die einen ITO-Film enthält. Diese Pixelelektrode 41 ist an die Übergangselektrode 35 durch ein Kontaktloch 65 elektrisch angeschlossen, das auf dem zweiten Innenschichtisolierfilm 52 gebildet ist, und dann an den Source-Drain-Bereich 32 des zweiten TFT 30 durch die Übergangselektrode 35 angeschlossen.
(Eigenschaften des Lumineszenzelements)
Da jede Art von Strukturen des Lumineszenzelements 40 in der Vorrichtung der Erfindung verwendet werden kann, wird in der Folge eine typische Struktur beschrieben.
Erstens bildet die Pixelelektrode 41, die den ITO-Film umfasst, eine Elektrode (die positive Elektrode) des Lumineszenzelements 40, wie in 7(A) dargestellt. Auf der Oberfläche der Pixelelektrode 41 werden eine Löcherinjektionsschicht 42 und ein organischer Halbleiterfilm 43 als emittierender Dünnfilm laminiert. Ferner wird eine Gegenelektrode "op" (die negative Elektrode), die einen Metallfilm, wie einen lithiumhaltigen Aluminiumfilm oder einen Kalziumfilm, umfasst, auf der Oberfläche des organischen Halbleiterfilms 43 gebildet. Diese Gegenelektrode "op" soll eine gemeinsame Elektrode sein, die vollständig oder in Streifenmustern auf dem transparenten Substrat 10 gebildet und bei konstantem Potenzial gehalten wird. Wenn im Gegensatz dazu der Antriebsstrom in die umgekehrte Richtung zu dem Lumineszenzelement 40 fließt, das in 7(A) dargestellt ist, kann das Lumineszenzelement 40 wie in 7(B) dargestellt gebildet sein. In dieser Struktur werden die Pixelelektrode 41 (die negative Elektrode), die den ITO-Film umfasst, die lithiumhaltige Aluminiumelektrode 45, die sehr dünn ist, so dass sie annähernd transparent ist, die organische Halbleiterschicht 43, die Löcherinjektionsschicht 42, die ITO-Filmschicht 46 und die Gegenelektrode "op" (die positive Elektrode), die einen Metallfilm, wie den aluminiumhaltigen Lithiumfilm oder den Kalziumfilm, umfasst, in dieser Reihenfolge von der unteren zur oberen Schicht laminiert. Selbst in dem Fall, dass der Antriebsstrom entgegengesetzter Polarität in jedem der Lumineszenzelemente 40 fließt, die in 7(A) und (B) dargestellt sind, werden in dieser Struktur die emittierenden Eigenschaften der Elemente 40 nicht verändert, da die Struktur der Elektrodenschichten, mit welchen die Löcherinjektionsschicht 42 und die organische Halbleiterschicht 43 direkt in Kontakt stehen, von derselben Struktur wie die vorangehende sind. Jedes der Lumineszenzelemente 40, die in 7(A) und (B) dargestellt sind, hat die Pixelelektrode 41, die den ITO-Film umfasst, auf der Seite der Unterlagsschicht (der Substratseite). Licht wird von der. Rückseite des transparenten Substrats 10 durch die Pixelelektrode 41 und das transparente Substrat 10 emittiert, wie durch den Pfeil "hv" dargestellt ist.
Wenn im Gegensatz dazu das Lumineszenzelement 40 wie in 8(A) und (B) dargestellt gebildet ist, wird Licht von der Vorderseite des transparenten Substrats 10 durch die Gegenelektrode "op" emittiert, wie durch den Pfeil "hv" dargestellt ist. Das heißt, wie in 8(A) dargestellt ist, die organische Halbleiterschicht 43 und die Löcherinjektionsschicht 42 werden auf die Oberfläche der Pixelelektrode 41 (der negativen Elektrode) laminiert, die einen Metallfilm, wie aluminiumhaltiges Lithium, umfasst. Des Weiteren wird die Gegenelektrode "op", die den ITO-Film (die positive Elektrode) umfasst, auf der Oberfläche der Löcherinjektionsschicht 42 gebildet. Diese Gegenelektrode "op" ist auch eine gemeinsame Elektrode, die vollständig oder in Streifenmustern gebildet und bei konstantem Potenzial gehalten wird. Wenn im Gegensatz dazu der Antriebsstrom in die umgekehrte Richtung des Lumineszenzelements fließen soll, das in 8(A) dargestellt ist, kann das Lumineszenzelement 40 wie in 8(B) dargestellt gebildet sein. Dieses Lumineszenzelement 40 wird durch die Pixelelektrode 41 (die positive Elektrode), die den Metalldünnfilm, wie aluminiumhaltiges Lithium, umfasst, die ITO-Filmschicht 46, die Löcherinjektionsschicht 42, die organische Halbleiterschicht 43, die lithiumhaltige Aluminiumelektrode 45, die sehr dünn ist, so dass sie annähernd transparent ist, und die Gegenelektrode "op" (die negative Elektrode), die den ITO-Film umfasst, gebildet, die in dieser Reihenfolge von oben nach unten laminiert werden.
Bei Bildung jeder Art von Strukturen des Lumineszenzelements 40 ist der Herstellungsprozess nicht kompliziert, selbst wenn das Positionsverhältnis von oben nach unten umgekehrt wird, vorausgesetzt, dass die Löcherinjektionsschickt 42 und die organische Halbleiterschicht 43 im Inneren einer Bankschicht "bank" durch ein Tintenstrahlverfahren gebildet werden, wie in der Folge beschrieben wird. Wenn die lithiumhaltige Aluminiumelektrode 45, die sehr dünn ist, so dass sie annähernd transparent ist, und die ITO-Filmschicht 46 hinzugefügt werden, gibt es ferner kein Hindernis, Bilder anzuzeigen, selbst wenn die lithiumhaltige Aluminiumelektrode 45 in demselben Bereich wie die Pixelelektrode 41 laminiert wird oder wenn der ITO-Film 46 in demselben Bereich wie die Gegenelektrode "op" laminiert wird. Daher können die lithiumhaltige Aluminiumelektrode 45 und die Pixelelektrode 41 entweder getrennt oder gleichzeitig unter Verwendung derselben Resistmaske strukturiert werden. Ebenso können die ITO-Filmschicht 46 und die Gegenelektrode "op" entweder getrennt oder gleichzeitig unter Verwendung derselben Resistmaske strukturiert werden. Die lithiumhaltige Aluminiumelektrode 45 und die ITO-Filmschicht 46 können natürlich nur an dem Innenbereich der Bankschicht "bank" gebildet werden.
Ferner kann die Gegenelektrode "op" durch den ITO-Film gebildet werden, und die Pixelelektrode 41 kann durch den Metallfilm gebildet werden. In jedem Fall wird Licht von dem transparenten ITO-Film emittiert.
Die Spannung wird über die Gegenelektrode "op" als die positive Elektrode und die Pixelelektrode 41 als die negative Elektrode des Lumineszenzelements 40 angelegt, das wie zuvor beschrieben gebildet ist. Wie in 9 dargestellt (Ampere-Volt-Eigenschaften des Lumineszenzelements 40, das in 7(A) und 8(B) dargestellt ist), und in 10 (Ampere-Volt-Eigenschaften des Lumineszenzelements 40, das in 7(B) und 8(A) dargestellt ist), nimmt der Strom durch die organische Halbleiterschicht 43 (der Antriebsstrom) plötzlich in dem Bereich zu, wo die angelegte Spannung (x-Achse/das Potenzial der Gegenelektrode "op" zu der Pixelelektrode 41) über den Schwellenwert. steigt, und es entsteht ein "Ein-Zustand", d.h., der Zustand geringen Widerstands. Folglich emittiert das Lumineszenzelement 40 Licht als Elektrolumineszenzelement oder als LED-Element. Diese Emissionslicht von dem Lumineszenzelement 40 wird durch die Gegenelektrode "op" reflektiert durch durch die transparente Pixelelektrode 41 und das transparente Substrat 10 emittiert. Im Gegensatz dazu wird dort, wo die angelegte Spannung (x-Achse/das Potenzial der Gegenelektrode "op" zu der Pixelelektrode 41) unter den Schwellenwert fällt, der "Aus-Zustand", d.h., der Zustand hohen Widerstands, erzeugt, und der Strom durch die organische Halbleiterschicht 43 (der Antriebsstrom) stoppt. Folglich wird das Lichtlumineszenzelement 40 ausgeschaltet. Die Schwellenspannungen in den Beispielen, die in 9 und 10 dargestellt sind, sind etwa +2 V beziehungsweise etwa –2 V.
Obwohl die lichtemittierende Effizienz dazu neigt, etwas abzunehmen, kann die Löcherinjektionsschicht 42 weggelassen werden. Es kann der Fall eintreten, dass ohne Einfügung der Löcherinjektionsschicht 42 eine Elektroneninjektionsschicht an der entgegengesetzten Position zu jener, wo die Löcherinjektionsschicht 42 gebildet wird, in Bezug auf die organische Halbleiterschicht 43 gebildet wird. Ferner können sowohl die Löcherinjektionsschicht 42 als auch die Elektroneninjektionsschicht eingefügt werden.
(TFT-Eigenschaften)
Als TFTs (der erste TFT 20 und der zweiten TFT 30, die in 2 dargestellt sind) zum Steuern der Lichtemission des Lumineszenzelements 40, das wie zuvor beschrieben konstruiert ist, sind die Ampere-Volt-Eigenschaften von TFTs vom N-Kanal-Typ und P-Kanal-Typ in 11 beziehungsweise 12 dargestellt (in jeder der Figuren sind Beispiele der Senkenspannungen bei 4V und 8V dargestellt). Wie aus diesen Figuren hervorgeht, übt der TFT eine "EIN-AUS"-Steuerfunktion-aus;-abhängig von der Torspannung, die über. die Torelektrode angelegt wird. Das heißt, wenn die Torspannung über die Schwellenspannung steigt, ist der TFT im eingeschalteten Zustand (dem Zustand geringen Widerstands), um den Senkenstrom zu erhöhen. Wenn im Gegensatz dazu die Torspannung unter die Schwellenspannung sinkt, ist der TFT im ausgescnalteten Zustand (dem Zustand hohen Widerstands), um den Senkenstrom zu verringern.
(Verfahren zur Herstellung der Anzeigevorrichtung)
In einem Verfahren zur Herstellung der Anzeigevorrichtung 1, die wie zuvor beschrieben gebildet ist, sind die Schritte bis zur Bildung des ersten TFT 20 und des zweiten TFT 30 auf dem transparenten Substrat 10 annähernd dieselben wie die Schritte zur Herstellung des aktiven Matrixsubstrats der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1. Daher folgt einfach eine allgemeine Beschreibung unter Bezugnahme auf 13.
13 ist eine schematische Flussschnittansicht, die die Schritte zur Bildung jeder Komponente der Anzeigevorrichtung 1 unter einer Temperaturbedingung unter 600°C zeigt.
Wie in 13(A) dargestellt, wird ein Basisschutzfilm (in der Figur nicht dargestellt), der einen Siliziumoxidfilm mit einer Dicke im Bereich von etwa 2000 bis 5000 Å, je nach Bedarf, umfasst, auf dem transparenten Substrat 10 durch ein plasmaverstärktes CVD-Verfahren unter Verwendung von TEOS (Tetraethoxysilan) oder Sauerstoffgas, usw., als Material gebildet. Dann wird nach dem Einstellen der Substrattemperatur bei 350°C ein Halbleiterfilm 100, der einen amorphen Siliziumfilm mit einer Dicke im Bereich von etwa 300 bis 700 Å umfasst, auf der Oberfläche des Basisschutzfilms durch ein plasmaverstärktes CVD-Verfahren gebildet. Danach wird der Halbleiterfilm 100, der den amorphen Siliziumfilm umfasst, einer Kristallisierung, wie einem Laserglühen oder einem Festphasenwachstumsverfahren, zum Kristallisieren des Halbleiterfilms 100 zu einem Polysiliziumfilm unterzogen. Beim Laserglühen wird zum Beispiel ein Exzimer-Laserlinienstrahl mit einer langen Seite von 400 mm verwendet, dessen Ausgangsleistung zum Beispiel 200 mJ,cm2 ist. Die Linienstrahlen werden so gelenkt, dass die Linienstrahlen einander an Abschnitten, die 90% der Spitzenlaserleistung entsprechen, in der kurzen Seite überlappen.
Dann wird, wie in 13(B) dargestellt, der Halbleiterfilm 100 durch Strukturieren zu Halbleiterfilmen 200 und 300 gebildet, die als Inseln geformt sind, und auf deren Oberfläche wird der Torisolierfilm 50, der einen Siliziumoxidfilm oder einen Siliziumnitridfilm umfasst, mit einer Dicke im Bereich von etwa 600 bis 1500 Å durch ein plasma verstärktes CVD-Verfahren unter Verwendung von TEOS (Tetraethoxysilan) oder Sauerstoffgas, usw., als Material gebildet.
Wie in 13(C) dargestellt, wird dann ein leitender Film, der einen Metallfilm, wie Aluminium, Tantal, Molybdän, Titan, Wolfram usw. umfasst, durch ein Sputterverfahren gebildet, die Torelektroden 21 und 31 werden als Abschnitte der Abtastleitungen "gate" durch eine Strukturierung gebildet. In diesem Schritt wird auch die Kondensatorleitung "cline" gebildet, In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 310 ein Verlängerungsteil der Torelektrode 31.
In diesem Zustand werden durch Implantieren von Störstellen, wie Phosphorionen oder Borionen usw, hoher Konzentration, die Source-Drain Bereiche 22, 23, 32 und 33 durch Selbstausrichtung in Bezug auf die Torelektroden 21 und 31 auf den Siliziumfilmen 200 und 300 gebildet. Die Abschnitte, wo die Störstelle nicht implantiert wird, sind Kanalbereiche 27 und 37. Ein TFT von einem anderen Leitungstyp kann auf demselben Substrat gebildet werden, wie später beschrieben wird. In diesem Fall wird in dem Störstellenimplantationsschritt die Störstellenimplantation durch Maskieren eines Bereichs zur Bildung des TFT vom entgegengesetzten Leitungstyp durchgeführt.
Wie in 13(D) dargestellt werden dann nach Bildung des Innenschichtisolierfilms 51 die Kontaktlöcher 61, 62, 63, 64 und 69 gebildet, und dann werden die Datenleitung "siq", die Potenzialhalteelektrode "st" mit dem Verlängerungsteil "st1", der mit der Kondensatorleitung "cline" und mit dem Verlängerungsteil 310 der Torelektrode 31 überlappt, die allgemeine Stromversorgungsleitung "com" und die Übergangselektrode 35 gebildet. Anschließend wird die Potenzialhalteelektrode "st" elektrisch an die Torelektrode 31 durch das Kontaktloch 69 und den verlängerte Abschnitt 310 ange schlossen. Wie oben erwähnt, werden der erste TFT 20 und der zweite TFT 30 gebildet. Ferner wird der Haltekondensator "cap" durch die Kondensatorleitung "cline" und das Verlängerungsteil "st1" der Potenzialhalteelektrode "st" gebildet.
Wie in 13(E) dargestellt, wird anschließend der zweite Innenschichtisolierfilm 52 gebildet und das Kontaktloch 65 wird an der Stelle gebildet, die der Übergangselektrode 35 in diesem Innenschichtisolierfilm entspricht. Nach der Bildung des leitenden Films über die gesamte Oberfläche des zweiten Innenschichtisolierfilms 52 wird eine Strukturierung durchgeführt und die Pixelelektrode 41 so gebildet, dass sie den leitenden Film mit dem Source-Drain-Bereich 32 des zweiten TFT 30 durch das Kontaktloch 65 elektrisch verbindet.
Wie in 13(F) dargestellt, wird dann nach der Bildung einer schwarzen Resistschicht auf der Vorderseite des zweiten Innenschichtisolierfilms 52 eine Bankschicht "bank" gebildet, wobei deser Resist verbleibt, so dass er die Bereiche zur Bildung des organischen Halbleiterfilms 43 des Lumineszenzelements 40 und der Löcherinjektionsschicht 42 umgibt. Unabhängig davon, ob der organische Halbleiterfilm 43 in Kastenform unabhängig pro Pixel oder in einer (treifenform entlang der Datenleitung "sig" gebildet wird, kann in jedem Fall dieser Herstellungsprozess nur durch Bilden der Bankschicht "bank" in einer daran angepassten Form angewendet werden.
Flüssiges Material (ein Vorläufer) zur Bildung des organischen Halbleiterfilms 43 wird in einen inneren Bereich der Bankschicht "bank" von einem Tintenstrahlkopf "IJ" eingespritzt, um den organischen Halbleiterfilm 43 in dem inneren Bereich der Bankschicht "bank" zu bilden. Ebenso wird flüssiges Material (ein Vorläufer) zur Bildung der Löcherinjektionsschicht 42 in einen inneren Bereich der Bankschicht "bank" von dem Tintenstrahlkopf "IJ" eingespritzt, um die Löcherinjektionsschicht 42 zu bilden. Wie aus der voranstehenden Beschreibung bezüglich der Konstruktion des Lumineszenzelements unter Bezugnahme auf 7(A) und (B) und 8(A) und (B) hervorgeht, kann eine Reihenfolge der Schritte zur Bildung des Halbleiterfilms 43 und der Löcherinjektionsschicht 42 abhängig von der Struktur austauschbar sein.
Da die Bankschicht "bank" den Resist umfasst, ist die Schicht wasserabstoßend. Da die Vorläufer des organischen Halbleiterfilms 43 und der Löcherinjektionsschicht 42 ein hydrophiles Lösemittel verwenden, ist im Gegensatz dazu der Beschichtungsbereich des organischen Halbleiterfilms 43 streng durch die Bankschicht "bank" definiert und der Bereich kann nicht zu einem benachbarten Pixel verlängert werden. Wenn die Bankschicht "bank" bei ausreichender Höhe gebildet wird, können der organische Halbleiterfilm 43 und die Löcherinjektionsschicht 42 in einem vorbestimmten Bereich durch ein Beschichtungsverfahren, wie das Spinbesehichtungsverfahren, gebildet werden, selbst wenn die Tintenstrahlmethode nicht angewandt wird.
In diesem Beispiel haben zur Verbesserung der Produktionseffizienz bei der Bildung des organischen Halbleiterfilms 43 oder der Löcherinjektionsschicht 42 durch die Tintenstrahlmethode, wie in 3 dargestellt, die Bildungsbereiche des organischen Halbleiterfilms 43 dieselben Abstände P von Mitte zu Mitte zwischen benachbarten Pixeln 7, die entlang der Verlaufsrichtung der Abtastleitung "gate" liegen. Wie mit dem Pfeil "Q" dargestellt, besteht daher ein Vorteil, dass das Material des organischen Halbleiterfilms 43 usw. durch einen Tintenstrahlkopf "IJ" einfach mit demselben Abstand entlang der Verlaufsrichtung der Abtastleitung "gate" eingespritzt werden kann. Das Einspritzen in demselben Abstand vereinfacht auch eine Vorrichtung zur Verschiebung des Tintenstrahlkopfs "IJ", während die Verbesserung der Einspritzgenauigkeit erleichtert wird.
Wie in 13(G) dargestellt, wird anschließend die Gegenelektrode "op" an der Vorderseite des transparenten Substrats 10 gebildet. Die Gegenelektrode "op" kann entweder auf der gesamten Oberfläche oder in Streifenform gebildet werden. Im letztgenannten Fall wird die Strukturierung ausgeführt, nachdem der Film auf der gesamten Vorderseite des transparenten Substrats 10 gebildet wurde, und dann wird er in Streifenform strukturiert.
Die TFTs werden auch in der Antriebsschaltung an der Datenseite 3 oder der Antriebsseite der Abtastseite 4 ausgebildet, wie in 1 dargestellt. Dieser Bildungsprozess der TFTs verwendet alle oder einen Teil der Schritte für die TFT-Bildung in dem zuvor beschriebenen Pixel 7. Daher sind die TFTs der Antriebsschaltung in derselben Innenschicht bereitgestellt, in der die TFTs des Pixels 7 gebildet sind.
Da in diesem Beispiel die Bankschicht "bank" einen schwarzen und isolierenden Resist enthält, bleibt der Resist unverändert, so dass es als schwarze Matrix "BM" und Isolierschicht zur Verringerung der parasitären Kapazität verwendet werden kann.
Wie in 1 dargestellt, ist die Bankschicht "bank" auch in dem peripheren Bereich des transparenten Substrats 10 (schraffierte Fläche in der Figur) ausgebildet. Wenn daher die Antriebsschaltung an der Datenseite 3 wie auch die Antriebsschaltung an der Abtastseite 4 von der Bankschicht "bank" überlagert wird, ist die Bankschicht "bank" zwischen der Verdrahtungsschicht der Antriebsschaltung und der Gegenelektrode "op" angeordnet, selbst wenn die Gegenelektrode "op" und die Bildungsbereiche dieser Antriebsschaltungen überlappen. Daher kann ein Schutz dieser Antriebsschaltungen 3, 4 vor der parasitären Kapazität er reicht werden, um somit die Last der Antriebsschaltung an der Datenseite 3 zu verringern, was zu einem verringerten Stromverbrauch oder einer Beschleunigung der Anzeige führt.
Wie in 3 bis 5 dargestellt, ist in diesem Beispiel die Bankschicht "bank" so ausgebildet, dass sie mit der Datenleitung "sig" überlappt. Somit ist die Bankschicht "bank" zwischen der Datenleitung "sig" und der Gegenelektrode "op" angeordnet und daher ist es möglich, die parasitäre Kapazität in der Datenleitung "sig" zu verhindern. Dies führt zu einer Verringerung der Last der Antriebsschaltung, was zu einem verringerten Stromverbrauch oder einer Beschleunigung des Anzeigevorgangs führt.
Ferner ist in diesem Beispiel, wie in 3, 4 und 6(A) dargestellt, die Bankschicht "bank" vorzugsweise auch in dem Bereich ausgebildet, wo die Pixelelektrode 41 und die Übergangselektrode 35 überlappen. Das heißt, wenn die Bankschicht "bank", wie in 6(B) dargestellt, nicht in dem Bereich gebildet wird, wo die Pixelelektrode und die Übergangselektrode 35 überlappen, kann- das Licht nicht ausgestrahlt werden und trägt nicht zu dem Anzeigevorgang bei, selbst wenn der organische Halbleiterfilm 43 Licht durch den Antriebsstrom über die Pixelelektrode 51 und die Gegenelektrode op ausstrahlt. Der Grund ist, dass das Licht zwischen die Übergangselektrode 35 und die Gegenelektrode "op" gerät. Der Antriebsstrom, der dem Licht äquivalent ist, das nicht zu dem Anzeigevorgang beiträgt, kann als ineffektiver Strom in Bezug auf die Anzeige bezeichnet werden. Da in diesem Beispiel jedoch die Bankschicht "bank" in dem Bereich gebildet wird, wo der ineffektive Strom fließen soll, um den ineffektiven Storm zu verhindern, kann der Verluststrom in der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com" verhindert werden. Somit kann die Breite der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com entsprechend verringert werden.
Wenn die Bankschicht "bank", die einen schwarzen Resist enthält, wie zuvor besprochen reserviert ist, dient die Bankschicht "bank" als schwarze Matrix zur Verbesserung der Anzeigebildqualität, wie einer Luminanz und eines Kontrastverhältnisses. Das heißt, da in der Anzeigevorrichtung gemäß diesem Beispiel die Gegenelektrode "op" in einem Streifenmuster auf der gesamten Oberfläche oder auf einem breiten Bereich der Vorderseite des transparenten Substrats 10 ausgebildet ist, verringert reflektiertes Licht von der Gegenelektrode "op" das Kontrastverhältnis. Da in diesem Beispiel jedoch die Bankschicht "bank", die die parasitäre Kapazität verhindert, einen schwarzen Resist enthält, während die Bildungsregion des organischen Halbleiterfilms 43 definiert ist, wird ein Vorteil erhalten, dass die Bankschicht "bank", die auch als schwarze Matrix dient, nutzloses Licht blockiert, das von der Gegenelektrode "op" reflektiert wird, und dies führt zu einer Erhöhung des Kontrastverhältnisses. Da ferner der emittierende Bereich durch Selbstausrichtung unter Verwendung der Bankschicht "bank" definiert werden kann, ist ein Spielraum für die Ausrichtung, die für den emittierenden Bereich erforderlich ist, nicht notwendig. Dieser Spielraum war das Problem, wenn eine andere Metallschicht usw. anstelle der Bankschicht "bank" als schwarze Matrix verwendet wurde.
(Andere Struktur des aktiven Matrixsubstrats)
Die vorliegende Erfindung kann bei verschiedenen Arten von aktiven Matrixsubstraten wie auch der zuvor beschriebenen Struktur angewendet werden. Zum Beispiel kann die Erfindung bei der Anzeigevorrichtung 1A angewendet werden, bei der, wie zuvor unter Bezugnahme auf 18 beschrieben, eine Einheit, die eine Datenleitung "sig", eine allgemeine Stromversorgungsleitung "com" und eine Linie der Pixel 7 umfasst, in die Richtung der Abtastleitung "gate" auf einem transparenten Substrat 1 wiederholt wird.
Der Haltekondensator "cap" kann zwischen der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com" und der Potenzialhalteelektrode "st" ohne die Kondensatorleitung gebildet werden. Wie in 14(A) und (B) dargestellt, wird in diesem Fall ein Verlängerungsabschnitt 310 der Torelektrode 31 für die elektrische Verbindung der Potenzialhalteelektrode "st" und der Torelektrode 31 zu der Unterlagsschicht der gemeinsamen Stromversorgungsleitung "com" erweitert, um den Haltekondensator "cap" zu bilden. Dieser Haltekondensator "cap" hat den ersten Innenschichtisolierfilm 51, der zwischen dem Verlängerungsabschnitt 310 und der allgemeinen Stromversorgungsleitung "com" liegt, als dielektrischen Film.
Wie bei dem Haltekondensator "cap" kann dieser des Weiteren, 14 ist gekürzt, unter Verwendung eines Polysiliziumfilms zur Bildung des TFT gebildet werden, und kann auch mit der vorangehenden Abtastleitung außer der Kondensatorleitung und der allgemeinen Stromversorgungsleitung gebildet werden.
Wie unter Bezugnahme auf 15(A) und 15(B) beschrieben wird, kann ein Impuls zu einer der Elektroden des Haltekondensators "cap" geleitet werden. Die Elektrode, die den Impuls empfängt, ist der anderen, die elektrisch an die Torelektrode des zweiten TFT 30 angeschlossen ist, entgegengesetzt. Das Potenzial dieses Impulses ist dem Wählimpuls des Abtastsignals "gate" entgegengesetzt; und der Impuls wird der Elektrode mit einer Verzögerung hinter dem Wählimpuls zugeleitet.
In dieser Ausführungsform der Erfindung, wie in 15(A) dargestellt, wird eine der Elektroden des Haltekondensators "cap", die jener entgegengesetzt ist, die elektrisch an die Torelektrode des zweiten TFT 30 durch die Potenzialhalteelektrode "st" angeschlossen ist, durch die Kondensatorleitung "cline" gebildet, die sich parallel zu der Abtastleitung "gate" erstreckt.
Wie in 15(B) dargestellt, ist diese Kondensatorleitung "cline" so gebildet, dass das Potenzial "st" der Kondensatorleitung "cline" mit einer Verzögerung hinter dem Wählimpuls "Pgate" des Abtastsignals "sgate" zugeleitet wird. Das Potenzial "stg", das der Kondensatorleitung "cline" zugeleitet wird, enthält das Impulssignal "Pstg" und seine Polarität ist der Polarität des Wählimpulses entgegengesetzt.
Nachdem der Wählimpuls nicht-selektiv geworden ist, verschiebt das Impulssignal das Potenzial des Bildsignals "data" unter Verwendung einer kapazitiven Kopplung des Haltekondensators "cap". Daher werden Signale in dem Haltekondensator "cap" bei dem Pixel 7 im "Aus-Zustand" gehalten, entsprechend dem Potenzial, das durch Addieren des Potenzials des Impulssignals "Pstg" zu dem Potenzial des Bildsignals "data" erhalten wird. Aufgrund des hohen "EIN-" Widerstandes des ersten TFT 20 ist es schwierig, die Signale in einer begrenzten Zeit vollständig in die höhere Potenzialseite der Bildsignale "data" zu schreiben. In diesem Fall der Ausführungsform führt eine Knappheit der Schreibkapazität zu einer fehlenden Emission des Pixels. Gemäß der Ausführungsform jedoch ist es möglich, das Schreiben des Bildsignals "data" zu dem Haltekondensator "cap" zu supplementieren, obwohl der Maximalbereich des Potenzials in dem Antriebssignal nicht erweitert wird.
Wenn das Impulssignal "Pstg" in der Kondensatorleitung "cline" gespeichert wird, wie in 16 dargestellt, wird "cline" aus der Antriebsschaltung 4 an der Abtastseite extrahiert. Gleichzeitig wird in der Antriebsschaltung 4 an der Abtastseite das Ausgangssignal von einem Schieberegister 401 zu einer der Torstufen als Abtastsignal "Sgate" durch eine NAND-Torschaltung und einen Inverter ausgegeben. Andererseits wird das Ausgangssignal von dem Schiebewiderstand 401 an die Kondensatorleitung "cline" durch die NAND-Torschaltung und zwei gestufte Inverter mit einer Verzögerung hinter dem Abtastsignal ausgegeben, wodurch der Leistungspegel in der höheren Potenzialseite von "Vddy" zu "Vccy" verschoben wird, wie in 17 dargestellt ist.
In der obengenannten Ausführungsform wurde die Art von Lumineszenzelement mit der Kondensatorleitung "cline" beschrieben. Da diese Ausführungsform jedoch nicht auf diese Struktur mit der Kondensatorleitung "cline" beschränkt ist, ist es auch möglich, eine der Elektroden des Haltekondensators durch die benachbarte Torleitung zu bilden. Als Beispiel für diese Strukturen zeigen 21(A) und (B) ein Schaltungsblockdiagramm beziehungsweise ein Spannungswellenformdiagramm der Torelektrode in die Abtastrichtung der Torleitung. Hier besteht der Vorteil, dass es möglich ist, die Mühen der Bildung der Kondensatorleitung "cline" zu vermeiden, indem die Torleitung, die neben den Pixeln liegt, als eine der Elektroden des Haltekondensators gebildet wird.
(Andere Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung)
In der obengenannten Ausführungsform wurde ein Bereich in den Ampere-Volt-Eigenschaften, in dem der zweite TFT 30 betrieben wird, nicht beschrieben. Wenn der zweite TFT 30 bei dem gesättigten Bereich betrieben wird, ist es möglich, einen abnormalen Stromfluss in dem Lumineszenzelement 40 unter Verwendung einer schwachen konstanten Stromeigenschaft zu verhindern. Zum Beispiel kann der organische Halbleiterfilm usw., der das Lumineszenzelement 40 bildet, möglicherweise Nadellochdefekte aufweisen, obwohl dies aufgrund des begrenzten Stroms in dem Lumineszenzelement mit dem Defekt keinen vollständigen Kurzschluss über den Elektroden des Lumineszenzelements 40 bewirkt.
Wenn der zweite TFT 30 bei dem linearen Bereich betrieben wird, kann verhindert werden, dass der Anzeigevorgang durch eine Ungleichmäßigkeit der Schwellspannung beeinflusst wird.
Zusätzlich kann der TFT vom Boden-Tortyp wie auch vom Kopf-Tortyp gebildet sein, und das Herstellungsverfahren ist nicht auf einen Niedertemperaturprozess in der Herstellung des TFT begrenzt.

Claims

Anzeigevorrichtung (i) mit einem Substrat, auf dem Folgendes angeordnet ist: eine Vielzahl von Abtastleitungen (gate); eine Vielzahl von Datenleitungen (sig), welche die Abtastleitungen schneiden; eine Vielzahl von allgemeinen Stromversorgungsleitungen (com); und eine Vielzahl von Pixeln, die in einer Matrix an den Schnittpunkten der Abtastleitungen und der Datenleitungen gebildet sind, wobei jedes der Pixel Folgendes umfasst: einen ersten Transistor (20) mit einer ersten Torelektroden (21), die so angeordnet ist, dass sie mit einem Abtastsignal über eine Abtastleitung versorgt wird; einen Haltekondensator (cap), der so angeordnet ist, dass er ein Bildsignal hält, das durch eine Datenleitung über den ersten Transistor zugeleitet wird; einen zweiten Transistor (30) mit einer zweiten Torelektrode (31), die so angeordnet ist, dass sie mit einem Bildsignal versorgt wird, das von dem Haltekondensator gehalten wird; und eine Lumineszenzelement (40) mit einem emittierenden Dünnfilm, der zwischen einer Pixelelektrode, die für jedes der Pixel bereitgestellt ist, und einer Gegenelektrode, die der Pixelelektrode entgegengesetzt ist, bereitgestellt ist, wobei der zweite Transistor so an geordnet ist, dass er von dem Bildsignal gesteuert wird, um die Pixelelektrode mit der allgemeinen Stromversorgungsleitung zu verbinden, so dass ein Antriebsstrom zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode fließt und das Lumineszenzelement Licht emittiert; dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst: Mittel (401), die angeordnet sind zum Versorgen einer Elektrode des Haltekondensators, die jener entgegengesetzt ist, die elektrisch an die zweite Torelektrode des zweiten Transistors angeschlossen ist, mit einem Impuls, der eine Potenzialpolarität hat, die dem Wählimpuls des Abtastsignals entgegengesetzt ist, und in Bezug auf das Anlegen des Wählimpulses des Abtastsignals verzögert ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der emittierende Dünnfilm ein organischer Halbleiterfilm ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Transistor so angeordnet ist, dass er in einem gesättigten Bereich angetrieben wird.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zweite Transistor so angeordnet ist, dass er in einem linearen Bereich angetrieben wird.