JP4192690B2 - Luminescent display device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス(以下、ELという)素子等の発光素子を備えた発光装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】
本願発明の発明者は、薄膜トランジスタ駆動有機EL表示素子について精査した。その結果次のことがわかった。
【0003】
(1)薄膜トランジスタ駆動有機EL表示素子においては、有機EL表示素子が直流電流素子であるため、これを制御するために直列に挿入される薄膜トランジスタにも直流電流が流れる。
【0004】
(2)薄膜トランジスタは、nチャネル型とpチャネル型に分類される。nチャネル型とpチャネル型とは、経時劣化の様相が極めて異なる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、薄膜トランジスタにより駆動される電流発光素子において、薄膜トランジスタの経時劣化を抑制することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の発光表示装置は、走査線と、データ線と、画素と、を備えた発光表示装置であって、前記画素は、前記走査線の電位により導通が制御される第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタを介して前記データ線から供給される画像信号を保持する保持容量と、前記保持容量の電位により画素電極と共通電極との導通を制御する第2のトランジスタと、前記画素電極と対向電極との間にある発光素子と、を含み、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタの少なくとも一つはpチャネル型トランジスタであること、を特徴とする。
【0007】
本発明の第2の発光表示装置は、走査線と、データ線と、画素と、を備えた発光表示装置であって、前記画素は、前記走査線の電位により導通が制御される第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタを介して前記データ線から供給される画像信号を保持する保持容量と、前記保持容量の電位により画素電極と共通電極との導通を制御する第2のトランジスタと、前記画素電極と対向電極との間にある発光素子と、を含み、前記第2のトランジスタはpチャネル型トランジスタであること、を特徴とする。
【0008】
本発明の第3の発光表示装置は、走査線と、データ線と、画素と、を備えた発光表示装置であって、前記画素は、前記走査線の電位により導通が制御される第1のトランジスタと、画素電極と対向電極との間にある発光素子と、前記第1のトランジスタを介して前記データ線から供給される画像信号を保持する保持容量と、前記画素電極と共通線との間に直列に挿入された第2のトランジスタと、を含み、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタの少なくとも一つはpチャネル型トランジスタであること、を特徴とする。
【0009】
本発明の第4の発光表示装置は、走査線と、データ線と、画素と、を備えた発光表示装置であって、前記画素は、前記走査線の電位により導通が制御される第1のトランジスタと、画素電極と対向電極との間にある発光素子と、前記第1のトランジスタを介して前記データ線から供給される画像信号を保持する保持容量と、前記画素電極と共通線との間に直列に挿入された第2のトランジスタと、を含み、前記第2のトランジスタはpチャネル型トランジスタであること、を特徴とする。
【0010】
本発明の第5の表示装置は、走査線と、データ線と、画素と、を備えた発光表示装置であって、前記画素は、前記走査線の電位により導通が制御される第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタを介して前記データ線から供給される画像信号を保持する保持容量と、前記保持容量の電位により画素電極と共通電極との導通を制御する第2のトランジスタと、前記画素電極と対向電極との間にある発光素子と、を含み、前記第1のトランジスタ及び第2のトランジスタはそれぞれnチャネル型トランジスタ及びp型トランジスタであること、を特徴とする。
【0011】
本発明の第6の発光表示装置は、基板と、前記基板上に設けられた複数の走査線と、前記基板上に設けられた複数のデータ線と、前記複数の走査線と前記複数のデータ線との交差によりマトリクス状に設けられた複数の画素と、前記複数の走査線に対して走査信号を出力する、前記基板上に設けられた走査線駆動回路と、を備え、前記複数の画素の各々は、前記走査信号により導通が制御される第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタを介して前記データ線から供給される画像信号を保持する保持容量と、前記保持容量の電位により画素電極と共通電極との導通を制御する第2のトランジスタと、前記画素電極と対向電極との間にある発光素子と、を含み、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタの少なくとも一つはpチャネル型トランジスタであること、を特徴とする。
【0012】
上記の発光表示装置において、前記走査側駆動回路はトランジスタを含み、当該トランジスタは、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタとともに薄膜トランジスタであることが好ましい。
【0013】
上記の発光表示装置において、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタのうち少なくともいずれか一方と、前記走査側駆動回路に含まれる薄膜トランジスタと、は同一の工程により形成されてなることが好ましい。
【0014】
本発明の第7の発光表示装置は、基板と、前記基板上に設けられた複数の走査線と、前記基板上に設けられた複数のデータ線と、前記複数の走査線と前記複数のデータ線との交差によりマトリクス状に設けられた複数の画素と、前記複数の走査線に対して走査信号を出力する、前記基板上に設けられた走査側駆動回路と、前記複数のデータ線に対して画像信号を出力する、前記基板上に設けられたデータ側駆動回路と、を備え、前記複数の画素の各々は、前記走査信号により導通が制御される第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタを介して前記データ線から供給される画像信号を保持する保持容量と、前記保持容量の電位により画素電極と共通電極との導通を制御する第2のトランジスタと、前記画素電極と対向電極との間にある発光素子と、を含み、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタの少なくとも一つはpチャネル型トランジスタであること、を特徴とする。
【0015】
上記の発光表示装置において、前記データ側駆動回路及び前記走査側駆動回路はトランジスタを含み、当該トランジスタは、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタとともに薄膜トランジスタであることが好ましい。
【0016】
上記の発光表示装置において、前記走査側駆動回路及び前記データ側駆動回路に含まれる薄膜トランジスタと、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタの少なくともいずれか一方と、は同一工程により形成されてなることが好ましい。
【0017】
本発明の第8の発光表示装置は、基板と、前記基板上に設けられた複数の走査線と、前記基板上に設けられた複数のデータ線と、前記複数の走査線と前記複数のデータ線との交差によりマトリクス状に設けられた複数の画素と、前記複数の走査線あるいは前記複数のデータ線に対して信号を出力する、前記基板上に設けられた駆動回路、を備え、前記複数の画素の各々は、前記走査信号により導通が制御される第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタを介して前記データ線から供給される画像信号を保持する保持容量と、前記保持容量の電位により画素電極と共通電極との導通を制御する第2のトランジスタと、前記画素電極と対向電極との間にある発光素子と、を含み、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタの少なくとも一つはpチャネル型トランジスタであること、を特徴とする。
【0018】
上記の発光表示装置において、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタの少なくとも一つはpチャネル型薄膜トランジスタであり、前記駆動回路は、薄膜トランジスタを含み、当該薄膜トランジスタは、前記pチャネル型薄膜トランジスタと、同一工程により形成されてなることが好ましい。
【0019】
上記の発光表示装置において、前記駆動回路は相補型薄膜トランジスタを含み、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタは、ぞれぞれ、Nチャネル型薄膜トランジスタ及びPチャネル型薄膜トランジスタであること、を特徴とする。
【0020】
上記の発光表示装置の製造方法であって、前記相補型薄膜トランジスタのNチャネル型薄膜トランジスタを前記第1のトランジスタと同一工程により形成し、前記相補型薄膜トランジスタのPチャネル型薄膜トランジスタを前記第2のトランジスタと同一工程により形成すること、を特徴とする。これによれば、製造工程を増やすことなく、経時劣化の少ない高性能な発光表示装置を提供することができる。
【0021】
(1)さらに本発明は、複数の走査線および複数のデータ線が形成され、走査線とデータ線との各交点に対応して、薄膜トランジスタおよび電流発光素子が形成された電流駆動型発光表示装置において、薄膜トランジスタのうち少なくともひとつはpチャネル型薄膜トランジスタであることを特徴とする。
【0022】
上記の発明によれば、薄膜トランジスタの経時劣化を抑制することができる。
【0023】
(2)さらに本発明は、複数の走査線、複数のデータ線、共通電極および対向電極が形成され、走査線とデータ線との各交点に対応して、第1薄膜トランジスタ、第2薄膜トランジスタ、保持容量、画素電極および電流発光素子が形成され、前記第1薄膜トランジスタは、走査線の電位により、データ線と保持容量との導通を制御し、前記第2薄膜トランジスタは、保持容量の電位により、共通電極と画素電極との導通を制御することにより、画素電極と対向電極間にある前記電流発光素子を流れる電流を制御する電流駆動型発光表示装置において、第2薄膜トランジスタはpチャネル型薄膜トランジスタであることを特徴とする。
【0024】
(3)さらに上記の発明において、基板上に前記複数の走査線と、前記複数のデータ線と、前記薄膜トランジスタと前記電流発光素子がとともに、前記発光素子を駆動するための駆動回路を形成されてなり、前記pチャネル型薄膜トランジスタは、前記駆動回路内の薄膜トランジスタと、同一の工程により形成されていることが好ましい。
【0025】
上記の発明において、前記薄膜トランジスタはポリシリコン薄膜トランジスタからなることが好ましい。
【0026】
さらに、上記の発明において、前記駆動回路は相補型薄膜トランジスタからなり、前記第1薄膜トランジスタと前記駆動回路内のNチャネル型薄膜トランジスタとは同一工程により形成されてなり、前記第2薄膜トランジスタと前記駆動回路内のpチャネル型薄膜トランジスタとは同一工程により形成されてなることが好ましい。
【0027】
これによれば、製造工程を増やすことなく、経時劣化のない高性能な発光装置を提供することができる。
さらに本発明の発光装置は、走査線と、データ線と、画素と、を備えた発光装置であって、前記画素は、前記走査線の電位により導通状態が制御される第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタを介して前記データ線から供給される画像信号に応じて導通状態が制御される第2のトランジスタと、画素電極と対向電極との間に設けられ、前記画素電極と前記対向電極との間の電位差がしきい値以下のときは発光せず、前記しきい値を超えるときは直流電流によって発光する有機EL素子と、を含み、前記第2のトランジスタの導通状態に応じて前記有機EL素子に供給される電流の電流量が設定され、前記画素を消灯状態とする場合に、前記画像信号として所定の信号を前記データ線に出力する駆動回路を備え、前記所定の信号は、前記第1のトランジスタを介して前記第2のトランジスタのゲート電極に供給され、前記所定の信号の電位は、前記第2のトランジスタを完全にオフ状態にしない電位であって、且つ前記第2のトランジスタのソースドレイン間抵抗と前記有機EL素子の抵抗値によって設定される前記画素電極の電位と、前記対向電極の電位との間の電位差が前記しきい値以下となる電位であることを特徴とする。
上記の発光装置において、さらに共通線を含み、前記共通線と前記発光素子とは、前記第2のトランジスタを介して電気的に接続されることが好ましい。
上記の発光装置において、さらに容量線を含み、前記第2のトランジスタのゲート電極は保持容量の第1の電極に接続され、前記保持容量の第2の電極は前記容量線に接続されていてもよい。
上記の発光装置において、前記第2のトランジスタのゲート電極は保持容量の第1の電極に接続され、前記保持容量の第2の電極は前記走査線に隣接する走査線に接続されていてもよい。
【0028】
【発明の実施の形態】
(有機EL表示素子の全体構造)
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図1に示されるように、基板1上の中央部分が表示部とされている。透明基板1の外周部のうち、図面に向かって上側には、データ線112に対して画像信号を出力するデータ側駆動回路3が構成され、図面に向かって左側には、走査線111に対して走査信号を出力する走査側駆動回路4が構成されている。これらの駆動回路3、4ではN型の薄膜トランジスタとP型の薄膜トランジスタとによって相補型TFTが構成され、この相補型薄膜トランジスタは、シフトレスジスタ回路、レベルシフタ回路、アナログスイッチ回路などが構成されている。
【0029】
透明基板1上に、複数の走査線111と該走査線111の延設方向に対して交差する方向に延設された複数のデータ線112とが構成され、これらのデータ線112と走査線111との交差によりマトリクス状に画素7が構成される。
【0030】
これらの画素7は、走査線111を介して走査信号がゲート電極21(第1のゲート電極)に供給される第1薄膜トランジスタ(以下、スイッチング薄膜トランジスタと称す。)121が構成されている。このスイッチング薄膜トランジスタ121のソース・ドレイン領域の一方は、データ線112に電気的に接続され、他方のソース・ドレイン領域は電位保持電極113に電気的に接続されている。また、走査線111に対して共通線114が並列配置され、この共通線114と電位保持電極113との間には保持容量123が形成されている。共通線は定電位に保持されている。従って、走査信号によって選択されてスイッチング薄膜トランジスタ121がオン状態になると、データ線112から画像信号がスイッチング薄膜トランジスタを介して保持容量123に書き込まれる。
【0031】
電位保持電極113には第2薄膜トランジスタ(以下、カレント薄膜トランジスタと称す。)122のゲート電極が電気的に接続し、このカレント薄膜トランジスタ122のソース・ドレイン領域の一方は、共通線114に電気的に接続する一方、他方のソース・ドレイン領域は発光素子131の一方の電極115に電気的に接続している。カレント薄膜トランジスタ122がオン状態になった時に、カレント薄膜トランジスタ122を介して共通線114の電流が有機EL表示素子等の発光素子131に流れ、この発光素子131が発光される。尚、本構成では、保持容量の一方の電極は共通線114に接続されているが、共通線114に接続せずに、別に容量線を設けて容量線に接続されるように構成してもよい。さらに、保持容量の一方の電極を隣接するゲート線に接続するように構成してもよい。(実施例1)
図2は、本発明の実施例1に係る薄膜トランジスタを備えた有機EL表示素子の等価回路図、図3は、本発明の実施例1に係る薄膜トランジスタを備えた有機EL表示素子の駆動電圧図、図4は、本発明の実施例1に係るカレント薄膜トランジスタの電流電圧特性図、図5は、本発明の実施例1に係る有機EL表示素子の電流電圧特性図である。
【0032】
図2において、111は走査線、112はデータ線、113は保持電極、114は共通線、115はAlで形成された画素電極、116はITOで形成された対向電極、121はスイッチング薄膜トランジスタ、122はnチャネル型カレント薄膜トランジスタ、123は保持容量、131は対向電極116から画素電極115に向かって流れる電流により発光する有機EL表示素子(以下、正置有機EL表示素子と称す。)13、141は有機EL表示素子の電流の向きである。
【0033】
図3において、211は走査電位、212は信号電位、213は保持電位、214は共通電位、215は画素電位、216は対向電位である。尚、図3には各電位関係を説明するために各電位の一部だけが記載されている。走査線111の電位が走査電位211、データ線112の電位が信号電位212、保持電極113の電位が保持電位213、共通線114の電位が共通電位214、Alで形成された画素電極115の電位が画素電位215、ITO(Indiumu Tin Oxide)で形成された対向電極116の電位が対向電位216に対応する。尚、図3は、各信号電位を模式的に部分的に記載するものである。
【0034】
221は、画素が表示状態となる期間で、正置有機EL表示素子131に電流が流れて発光し、222は、画素が非表示状態となる期間で、正置有機EL表示素子131に電流が流れず発光しない。
【0035】
図4おいて、31は、ドレイン電圧4Vのときの、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122の電流電圧特性、32はドレイン電圧8Vのときの、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122の電流電圧特性である。どちらのドレイン電圧においても、ゲート電圧が低電圧のとき、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122はオフ状態となり、小さなドレイン電流が流れ、ソースドレイン間抵抗は高抵抗となり、ゲート電圧が高電圧のとき、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122はオン状態となり、大きなドレイン電流が流れ、ソースドレイン間抵抗は低抵抗となることがわかる。
【0036】
図5において、4は正置有機EL表示素子131の電流電圧特性である。ここでは、電圧は、画素電位215に対する対向電位216を表し、電流は、対向電極116から画素電極115へと流れる電流を表すものとする。正置有機EL表示素子131は、あるしきい値電圧以下では、オフ状態となり、高抵抗で、電流が流れず、発光しない。しきい値電圧以上では、オン状態となり、低抵抗で、電流が流れ、発光する。ここでは、しきい値電圧は、およそ2Vである。
【0037】
本実施例の薄膜トランジスタを備えた有機EL表示素子の動作を、図2、図3、図4および図5を用いて説明する。
【0038】
スイッチング薄膜トランジスタ121は、走査線111の電位により、データ線112と保持電極113との導通を制御する。すなわち、走査電位211により、信号電位212と保持電位213との導通を制御する。なお、ここでは、スイッチング薄膜トランジスタ121は、nチャネル薄膜トランジスタであるが、pチャネル薄膜トランジスタでもかまわない。
【0039】
画素が表示状態となる期間221に対しては、信号電位212が高電位となり、保持電位213にはその高電位が保持される。画素が非表示状態となる期間222に対しては、信号電位212が低電位となり、保持電位213にはその低電位が保持される。
【0040】
nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122は、図4に示す特性をもっており、保持電極113の電位により、共通線114と画素電極115との導通を制御する。すなわち、保持電位213により、共通電位214と画素電位215との導通を制御する。画素が表示状態となる期間221に対しては、保持電位213は高電位であるため、共通線114と画素電極115が導通され、画素が非表示状態となる期間222に対しては、保持電位213は低電位であるため、共通線114と画素電極115が切断される。
【0041】
有機EL表示素子131は、図5に示す特性をもっており、画素が表示状態となる期間221に対しては、画素電極115と対向電極116間に電流が流れ、有機EL表示素子131が発光する。画素が非表示状態となる期間222に対しては、電流が流れず、発光しない。
【0042】
図6(a)は、本発明の実施例に係る薄膜トランジスタ有機EL表示素子(画素)の断面図、図6(b)は、本発明の実施例に係る薄膜トランジスタ有機EL表示素子(1画素)の平面図である。図6(a)の断面A−A’は、図6(b)の断面A−A’に対応する。
【0043】
図6(a)において、132は正孔注入層、133は有機EL層、151はレジストである。
【0044】
なお、ここでは、スイッチング薄膜トランジスタ121およびnチャネル型カレント薄膜トランジスタ122に関して、薄膜トランジスタ液晶表示素子で用いられている、低温ポリシリコン薄膜トランジスタの構造およびプロセス、すなわち、トップゲート構造および最高温度600度以下のプロセスを使用したが、他の構造およびプロセスであってもかまわない。
【0045】
Alで形成された画素電極115、ITOで形成された対向電極116、正孔注入層132および有機EL層133により、正置有機EL表示素子131が形成されている。この正置有機EL表示素子131では、有機EL表示素子の電流の向き141を、ITOで形成された対向電極116から、Alで形成された画素電極115への向きとすることができる。なお、有機EL表示素子に関して、ここで用いた構造でなくても、有機EL表示素子の電流の向き141を、対向電極から画素電極への向きにできるのであれば、他の構造であってもかまわない。
【0046】
なお、ここでは、正孔注入層132および有機EL層133は、レジスト151を各画素間の分離構造として用いた、インクジェットプリンティング法によって形成され、ITOで形成された対向電極116は、スパッタ法により形成されるが、他の方法であってもかまわない。
【0047】
本実施例では、共通電位214が、対向電位216よりも、低電位である。かつ、カレント薄膜トランジスタがnチャネル型カレント薄膜トランジスタ122である。
【0048】
画素が表示状態になる期間221において、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122は、オン状態となる。正置有機EL表示素子131を流れる電流、すなわち、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122のオン電流は、図4に示すように、ゲート電圧に依存する。ここで、ゲート電圧とは、保持電位213と、共通電位214と画素電位215との低い方の電位との、電位差である。本実施例によれば、共通電位214が画素電位215よりも低電位となるので、ゲート電圧は、保持電位213と共通電位214との電位差となる。この電位差は、十分大きくとれるので、十分大きなオン電流が得られる。なお、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122のオン電流は、ドレイン電圧にも依存するが、ここでの結論は変わらない。
【0049】
また、逆に、必要なオン電流を得るために、保持電位213をより低電位にすることが可能となり、信号電位212の振幅、ひいては、走査電位211の振幅を低減することが可能となる。すなわち、スイッチング薄膜トランジスタ121や、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122において、画質の劣化や、動作の異常や、動作可能な周波数の低下を招くことなく、駆動電圧の低減を実現できる。
さらに、本実施例では、表示状態にする画素に対する信号電位212は、対向電位216と比べて低電位である。
【0050】
上記のように、画素が表示状態になる期間221において、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122のオン電流は、保持電位213と共通電位214との電位差に依存し、保持電位213と対向電位216との電位差には、直接には依存しない。そこで、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122において十分大きなオン電流を確保しながら、保持電位213、すなわち、表示状態にする画素に対する信号電位212を、対向電位216よりも低電位にすることが可能となり、ひいては、信号電位212の振幅や、走査電位211の振幅を低減することが可能となる。すなわち、スイッチング薄膜トランジスタ121や、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122において、画質の劣化や、動作の異常や、動作可能な周波数の低下を招くことなく、駆動電圧の低減を実現できる。
【0051】
さらに、本実施例では、非表示状態にする画素に対する信号電位212は、共通電位214と比べて高電位である。画素が非表示状態になる期間222において、信号電位212を、共通電位214と比べて、わずかに高電位とした場合、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122は、完全にオフ状態とはならない。しかし、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122のソース−ドレイン間抵抗は、図4に示すように、かなり高抵抗となる。このため、共通電位214と対向電位216を、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122の抵抗値と正置有機EL表示素子131の抵抗値で、分割することで決定される、画素電位215は、対向電位216に近い電位となる。
【0052】
正置有機EL表示素子131に印加される電圧は、画素電位215と対向電位216との電位差であるが、図5に示すように、あるしきい値電圧以下では、オフ状態となり、電流が流れず、発光しない。すなわち、正置有機EL表示素子131のしきい値電圧を利用することにより、信号電位212が、共通電位214と比べて、わずかに高電位であり、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122が、完全にオフ状態にならなくとも、正値有機EL表示素子131を発光させないことが可能である。
【0053】
ここでは、非表示状態にする画素に対する信号電位212を、共通電位214と比べて、高電位にすることで、信号電位212の振幅、ひいては、走査電位211の振幅を低減することが可能となる。すなわち、スイッチング薄膜トランジスタ121や、nチャネル型カレント薄膜トランジスタ122において、画質の劣化や、動作の異常や、動作可能な周波数の低下を招くことなく、駆動電圧の低減を実現できる。
【0054】
なお、本実施例の薄膜トランジスタを備えた有機EL表示素子の動作は、上記のように単純ではなく、より複雑な電圧および電流の関係のもとに動作するが、近似的および定性的には上記の説明が成り立つ。
(実施例2)
図7は、本発明の実施例2に係る薄膜トランジスタを備えた有機EL表示素子の等価回路図、図8は、本発明の実施例2に係る薄膜トランジスタを備えた有機EL表示素子の駆動電圧図、図9は、本発明の実施例2に係るカレント薄膜トランジスタの電流電圧特性図、図10は、本発明の実施例2に係る有機EL表示素子の電流電圧特性図である。
【0055】
図7において、615はITOで形成された画素電極、616はAlで形成された対向電極、622はpチャネル型カレント薄膜トランジスタ、631は画素電極615から対向電極616に流れる電流により発光する有機EL表示素子(以下、逆置有機EL表示素子と称す。)である。641は有機EL表示素子の電流の向きであるが、図2とは方向が逆である。それ以外は、上記の実施例1及び図2と同様である。
【0056】
図8において、各電位のレベルは、図3とは異なっている。それ以外は、図3と同様である。
【0057】
図9において、81は、ドレイン電圧4Vのときの、pチャネル型カレント薄膜トランジスタ622の電流電圧特性、82はドレイン電圧8Vのときの、pチャネル型カレント薄膜トランジスタ622の電流電圧特性である。
【0058】
図10において、9は逆置有機EL表示素子631の電流電圧特性である。本実施例の薄膜トランジスタを備えた有機EL表示素子の動作は、カレント薄膜トランジスタがpチャネル型薄膜トランジスタ622であることにより、カレント薄膜トランジスタに関連する電位関係が反転していること以外は、実施例1と同様である。
【0059】
図11(a)は、本発明の実施例に係る薄膜トランジスタを備えた有機EL表示素子(1画素)の断面図、図11(b)は、本発明の実施例2に係る薄膜トランジスタ有機EL表示素子(1画素)の平面図である。図11(a)の断面A−A’は、図11(b)の断面A−A’に対応する。
【0060】
図11(a)において、632は正孔注入層、633は有機EL層である。それ以外は、図6(a)と同様である。ITOで形成された画素電極615、Alで形成された対向電極616、正孔注入層632および有機EL層633により、逆置有機EL表示素子631が形成されている。この逆置有機EL表示素子631では、有機EL表示素子の電流の向き641を、ITOで形成された画素電極615から、Alで形成された対向電極616への向きとすることができる。
【0061】
本実施例では、共通電位714が、対向電位716よりも、高電位である。かつ、カレント薄膜トランシスタがpチャネル型カレント薄膜トランジスタ622である。
【0062】
さらに、本実施例では、表示状態にする画素に対する信号電位712は、対向電位716と比べて、高電位である。
さらに、本実施例では、非表示状態にする画素に対する信号電位712は、共通電位714と比べて、低電位である。
【0063】
本実施例の薄膜トランジスタ有機EL表示素子のすべての効果も、カレント薄膜トランジスタがpチャネル型薄膜トランジスタ622であることにより、カレント薄膜トランジスタに関連する電位関係が反転していること以外は、実施例1と同様である。
【0064】
本実施例では、カレント薄膜トランジスタ122は、pチャネル型薄膜トランジスタである。この構成により、カレント薄膜トランジスタ122の経時劣化を、著しく低減することが可能となる。また、pチャネル型のポリシリコン薄膜トランジスタで構成することにより、カレント薄膜トランジスタ122の経時劣化をさらに低減することが可能となる。
【0065】
図14は上述の本発明の実施例に係る薄膜トランジスタを備えた電流駆動型発光表示装置の製造工程図である。まず、図14(a)に示されるように、基板1上にアモルファスシリコン層200〜600オングストロームを基板全面に形成し、レーザー等のアニールを施すことによりアモルファスシリコンを多結晶化して、多結晶シリコン層を形成する。 その後、多結晶シリコン層をパターニングして、スイッチング薄膜トランジスタ121のソース・ドレイン・チャネル領域となるシリコン薄膜421と、蓄積容量123の第1電極423と、カレント薄膜トランジスタ122のソース・ドレイン・チャネル領域となるシリコン薄膜422を形成する。
【0066】
次に、シリコン薄膜421、422と第1電極423の上にゲート絶縁膜となる絶縁膜424を形成する。次に、第1電極423にリン(P)イオンを選択的に打ち込み、低抵抗化する。次に、図14(b)に示されるように、シリコン薄膜421と422の上にゲート絶縁膜を介してTaN層からなるゲート電極111と111’を形成する。
【0067】
次に、レジストマスク42をカレント薄膜トランジスタとなるシリコン層422の上に形成して、ゲート電極をマスクとしてセルフアラインでリン(P)をイオン打ち込みしてシリコン層421にn型のソース・ドレイン領域を形成する。次に、図14(c)に示されるように、第1シリコン層421及び第1電極上にレジストマスク412’を形成して、シリコン層422にゲート電極111’をマスクとしてセルフアラインでボロン(B)をイオン打ち込みしてシリコン層422にp型のソース・ドレイン領域を形成する。このように、nチャネル型不純物ドープ411により、スイッチング薄膜トランジスタ121が形成される。このとき、カレント薄膜トランジスタ122は、レジストマスク42に保護されて、nチャネル型不純物ドープ411は行われない。次に、pチャネル型不純物ドープ412により、カレント薄膜トランジスタ122が形成されるのである。
【0068】
また、図示しないが、スイッチングトランジスタ121を駆動する駆動回路部のシフトレジスタ、サンプルホールド回路等を構成する薄膜トランジスタを同一基板に形成する場合も上記の工程と同一のプロセスで同時に形成することが可能である。尚、蓄積容量の第2電極425は、ゲート電極111及び111’と同時に同
一材料で形成してもよいし、別の材料で形成してもよい。次に、図14(d)に示されるように、層間絶縁膜43を形成した後、コンタクトホールを形成した後、アルミニウムやITOからなる電極層426、427、428及び429を形成する。
【0069】
次に、層間絶縁膜44を形成して平坦化した後、コンタクトホールを形成して、カレント薄膜トランジスタの一方の電極の接続されるようにITO45を1000〜2000オングストローム、好ましくは約1600オングストローム形成する。次に、各画素領域に対して、2.0μm以上のバンク層46、47を区画形成する。次に、バンク層46、47で囲われた領域に、インクジェット方式等により有機EL層48を形成する。有機EL48を形成した後に、有機EL層48上に6000〜8000オングストロームからなるアルミニウムリチウムを対向電極49として形成する。有機EL48と対向電極49の間に図6(a)に示されるように正孔注入層を設けてもよい。
【0070】
上述の工程により、高性能な薄膜トランジスタ駆動の有機EL表示素子を形成することが可能となる。また、ポリシリコンはアモルファルシリコンに比べてキャリアの移動度が格段に大きいので高速動作が可能である。特に、本実施例では、p型のカレント薄膜トランジスタ122とn型のスイッチング薄膜トランジスタ121を形成する際に、駆動回路のシフトレジスタ、サンプルホールド回路等を構成する相補型薄膜トランジスタのp型及びn型の薄膜トランジスタを上記の実施例を用いて同時に形成することが可能である。この構成によれば、カレント薄膜トランジスタ122の経時劣化を低減する構成を得ることが、製造過程の増加なしに実現できる。
【0071】
上述のように実施例1ではカレント薄膜トランジスタをnチャネル型で、実施例2ではカレント薄膜トランジスタをpチャネル型の構成について記載したが、ここで、pチャネル型とnチャネル型の薄膜トランジスタの経時劣化について検討する。
【0072】
図12および図13は、同等の電圧印加条件に対する、nチャネル型およびpチャネル型薄膜トランジスタ、特にポリシリコン薄膜トランジスタの経時劣化を示す図である。図12の511、512は電圧印加前のVd=4V、Vd=8Vにおけるnチャネル型薄膜トランジスタの伝達特性を示す。また、521、522はVg=0V、Vd=15V、1000秒程度の電圧印加後のVd=4V、Vd=8Vにおけるnチャネル型薄膜トランジスタの伝達特性を示す。
【0073】
図13の811、812は電圧印加前のVd=4V、Vd=8Vにおけるpチャネル型薄膜トランジスタの伝達特性を示す。また、821、822はVg=0V、Vd=15V、1000秒程度の電圧印加後のVd=4V、Vd=8Vにおけるpチャネル型薄膜トランジスタの伝達特性を示す。明らかに、pチャネル型薄膜トランジスタの方が、オン電流の減少およびオフ電流の増加が、小さいことがわかる。
【0074】
図12及び図13に示されるp型とn型の薄膜トランジスタの経時劣化特性の違いを考慮して、スイッチング薄膜トランジスタとカレント薄膜トランジスタの少なくとも一方をpチャネル型薄膜トランジスタ、特にp型のポリシリコン薄膜トランジスタで構成することにより、経時劣化を抑制することができる。さらに、カレント薄膜トランジスタだけではなく、スイッチング薄膜トランジスタもp型薄膜トランジスタで構成することにより、さらに表示素子の特性を維持することが可能となる。
【0075】
また上述の実施例は、発光素子として有機EL表示素子を用いて説明したが、有機EL表示素子に限らず、無機EL素子あるいはその他の電流駆動型発光素子にも適用可能であることは言うまでもない。
【0076】
(産業上の利用分野)
本発明に係わる表示装置は、有機EL表示素子、無機EL素子等の各種の電流駆動型発光素子とこれを駆動する薄膜トランジスタ等のスイッチング素子とを備えた表示装置として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した表示装置の基本的な構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施例1に係る薄膜トランジスタを備えた表示素子の等価回路図である。
【図3】本発明の実施例1に係る薄膜トランジスタを備えた表示素子の駆動電圧図である。
【図4】本発明の実施例1に係るカレント薄膜トランジスタの電流電圧特性図である。
【図5】本発明の実施例1に係る有機EL表示素子の電流電圧特性図である。
【図6】(a)本発明の実施例1に係る薄膜トランジスタを備えた有機EL表示素子の断面図であり、(b)本発明の実施例1に係る薄膜トランジスタを備えた有機EL表示素子の平面図である。
【図7】本発明の実施例2に係る薄膜トランジスタを備えた有機EL表示素子の等価回路図である。
【図8】本発明の実施例2に係る薄膜トランジスタを備えた有機EL表示素子の駆動電圧図である。
【図9】本発明の実施例2に係るカレント薄膜トランジスタの電流電圧特性図である。
【図10】本発明の実施例2に係る有機EL表示素子の電流電圧特性図である。
【図11】(a)本発明の実施例2に係る薄膜トランジスタを備えた有機EL表示素子の断面図であり、(b)本発明の実施例2に係る薄膜トランジスタを備えた有機EL表示素子の平面図である。
【図12】nチャネル型薄膜トランジスタの経時劣化を示す図である。
【図13】pチャネル型薄膜トランジスタの経時劣化を示す図である。
【図14】本発明に係わる薄膜トランジスタ駆動の有機EL表示素子の製造工程図である。
【符号の説明】
111 走査線
112 データ線
113 電位保持電極
114 共通線
115 Alで形成された画素電極
116 ITOで形成された対向電極
121 スイッチング薄膜トランジスタ
122 nチャネル型カレント薄膜トランジスタ
123 保持容量
131 正置有機EL表示素子
132 正孔注入層
133 有機EL層
141 電流発光素子の電流の向き
151 レジスト
211 走査電位
212 信号電位
213 保持電位
214 共通電位
215 画素電位
216 対向電位
221 画素が表示状態となる期間
222 画素が非表示状態となる期間
31 ドレイン電圧4Vのときの、nチャネル型カレント薄膜トランジスタの電流電圧特性
32 ドレイン電圧8Vのときの、nチャネル型カレント薄膜トランジスタの電流電圧特性
4 正置有機EL表示素子の電流電圧特性
611 走査線
612 データ線
613 電位保持電極
614 共通線
615 ITOで形成された画素電極
616 Alで形成された対向電極
621 スイッチング薄膜トランジスタ
622 pチャネル型カレント薄膜トランジスタ
623 保持容量
631 逆置有機EL表示素子
632 正孔注入層
633 有機EL層
641 電流発光素子の電流の向き
651 レジスト
711 走査電位
712 信号電位
713 保持電位
714 共通電位
715 画素電位
716 対向電位
721 画素が表示状態となる期間
722 画素が非表示状態となる期間
81 ドレイン電圧4Vのときの、pチャネル型カレント薄膜トランジスタの電流電圧特性
82 ドレイン電圧8Vのときの、pチャネル型カレント薄膜トランジスタの電流電圧特性
9 逆置有機EL表示素子の電流電圧特性
511 電圧印加前のVd=4Vにおけるnチャネル型薄膜トランジスタの伝達特性
512 電圧印加前のVd=8Vにおけるnチャネル型薄膜トランジスタの伝達特性
521 電圧印加後のVd=4Vにおけるnチャネル型薄膜トランジスタの伝達特性
522 電圧印加後のVd=8Vにおけるnチャネル型薄膜トランジスタの伝達特性
811 電圧印加前のVd=4Vにおけるpチャネル型薄膜トランジスタの伝達特性
812 電圧印加前のVd=8Vにおけるpチャネル型薄膜トランジスタの伝達特性
821 電圧印加後のVd=4Vにおけるpチャネル型薄膜トランジスタの伝達特性
822 電圧印加後のVd=8Vにおけるpチャネル型薄膜トランジスタの伝達特性[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light emitting device including a light emitting element such as an organic electroluminescence (hereinafter referred to as EL) element and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
The inventor of the present invention scrutinized the thin film transistor driving organic EL display element. As a result, the following was found.
[0003]
(1) In the organic EL display element driven by a thin film transistor, since the organic EL display element is a direct current element, direct current also flows through the thin film transistors inserted in series to control the organic EL display element.
[0004]
(2) Thin film transistors are classified into n-channel and p-channel types. The n-channel type and the p-channel type have very different aspects of deterioration with time.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to suppress deterioration of a thin film transistor with time in a current light emitting element driven by the thin film transistor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A first light-emitting display device of the present invention is a light-emitting display device including a scan line, a data line, and a pixel, and the pixel is controlled in conduction by a potential of the scan line. A transistor, a storage capacitor that holds an image signal supplied from the data line via the first transistor, a second transistor that controls conduction between the pixel electrode and the common electrode by the potential of the storage capacitor, A light-emitting element between the pixel electrode and the counter electrode, and at least one of the first transistor and the second transistor is a p-channel transistor.
[0007]
A second light-emitting display device of the present invention is a light-emitting display device including a scan line, a data line, and a pixel. The first light-emitting display device whose conduction is controlled by a potential of the scan line. A transistor, a storage capacitor that holds an image signal supplied from the data line via the first transistor, a second transistor that controls conduction between the pixel electrode and the common electrode by the potential of the storage capacitor, A light-emitting element between the pixel electrode and the counter electrode, and the second transistor is a p-channel transistor.
[0008]
A third light-emitting display device of the present invention is a light-emitting display device including a scan line, a data line, and a pixel, and the pixel is controlled in conduction by the potential of the scan line. A transistor, a light-emitting element between the pixel electrode and the counter electrode, a storage capacitor for holding an image signal supplied from the data line via the first transistor, and the pixel electrode and the common line And at least one of the first transistor and the second transistor is a p-channel transistor.
[0009]
A fourth light-emitting display device of the present invention is a light-emitting display device including a scan line, a data line, and a pixel, and the pixel is controlled in conduction by the potential of the scan line. A transistor, a light-emitting element between the pixel electrode and the counter electrode, a storage capacitor for holding an image signal supplied from the data line via the first transistor, and the pixel electrode and the common line And a second transistor inserted in series with the second transistor, wherein the second transistor is a p-channel transistor.
[0010]
A fifth display device of the present invention is a light-emitting display device including a scan line, a data line, and a pixel, and the pixel is a first transistor whose conduction is controlled by the potential of the scan line. A storage capacitor that holds an image signal supplied from the data line via the first transistor, a second transistor that controls conduction between the pixel electrode and the common electrode by the potential of the storage capacitor, A light emitting element between a pixel electrode and a counter electrode, wherein the first transistor and the second transistor are an n-channel transistor and a p-type transistor, respectively.
[0011]
A sixth light emitting display device of the present invention includes a substrate, a plurality of scanning lines provided on the substrate, a plurality of data lines provided on the substrate, the plurality of scanning lines, and the plurality of data. A plurality of pixels provided in a matrix by crossing lines, and a scanning line driving circuit provided on the substrate for outputting a scanning signal to the plurality of scanning lines. Each pixel includes a first transistor whose conduction is controlled by the scanning signal, a storage capacitor that holds an image signal supplied from the data line via the first transistor, and a pixel that is driven by the potential of the storage capacitor. A second transistor for controlling conduction between the electrode and the common electrode, and a light emitting element between the pixel electrode and the counter electrode, wherein at least one of the first transistor and the second transistor is p It is Yaneru type transistors, and wherein.
[0012]
In the above light-emitting display device, the scan side driver circuit preferably includes a transistor, and the transistor is preferably a thin film transistor together with the first transistor and the second transistor.
[0013]
In the above light-emitting display device, it is preferable that at least one of the first transistor and the second transistor and the thin film transistor included in the scanning side driver circuit are formed in the same process.
[0014]
A seventh light-emitting display device of the present invention includes a substrate, a plurality of scanning lines provided on the substrate, a plurality of data lines provided on the substrate, the plurality of scanning lines, and the plurality of data. A plurality of pixels provided in a matrix by crossing the lines, a scanning side driving circuit provided on the substrate for outputting a scanning signal to the plurality of scanning lines, and the plurality of data lines A data-side driving circuit provided on the substrate for outputting an image signal, wherein each of the plurality of pixels includes a first transistor whose conduction is controlled by the scanning signal, and the first transistor A storage capacitor for holding an image signal supplied from the data line via a transistor; a second transistor for controlling conduction between the pixel electrode and the common electrode by a potential of the storage capacitor; the pixel electrode and a counter electrode; Between Wherein the optical element, the at least one of the first transistor and the second transistor being a p-channel transistor, and wherein.
[0015]
In the above light-emitting display device, it is preferable that the data side driving circuit and the scanning side driving circuit include a transistor, and the transistor is a thin film transistor together with the first transistor and the second transistor.
[0016]
In the above light-emitting display device, the thin film transistor included in the scanning side driving circuit and the data side driving circuit and at least one of the first transistor and the second transistor are formed in the same process. It is preferable.
[0017]
An eighth light-emitting display device of the present invention includes a substrate, a plurality of scanning lines provided on the substrate, a plurality of data lines provided on the substrate, the plurality of scanning lines, and the plurality of data. A plurality of pixels provided in a matrix by crossing lines, and a driving circuit provided on the substrate for outputting signals to the plurality of scanning lines or the plurality of data lines, Each of the pixels includes a first transistor whose conduction is controlled by the scanning signal, a storage capacitor that holds an image signal supplied from the data line via the first transistor, and a potential of the storage capacitor A second transistor that controls conduction between the pixel electrode and the common electrode, and a light-emitting element between the pixel electrode and the counter electrode, and includes a small number of the first transistor and the second transistor. Both it One is a p-channel transistor, and wherein.
[0018]
In the above light-emitting display device, at least one of the first transistor and the second transistor is a p-channel thin film transistor, the driving circuit includes a thin film transistor, and the thin film transistor includes the p-channel thin film transistor, It is preferable to be formed by the same process.
[0019]
In the above light-emitting display device, the driving circuit includes a complementary thin film transistor, and the first transistor and the second transistor are an N-channel thin film transistor and a P-channel thin film transistor, respectively. And
[0020]
In the method for manufacturing the light emitting display device, an N-channel thin film transistor of the complementary thin film transistor is formed in the same process as the first transistor, and a P-channel thin film transistor of the complementary thin film transistor is formed with the second transistor. It is characterized by forming by the same process. According to this, a high-performance light-emitting display device with little deterioration with time can be provided without increasing the number of manufacturing steps.
[0021]
(1) Further, the present invention provides a current driven light emitting display device in which a plurality of scanning lines and a plurality of data lines are formed, and a thin film transistor and a current light emitting element are formed corresponding to each intersection of the scanning lines and the data lines. In the above, at least one of the thin film transistors is a p-channel thin film transistor.
[0022]
According to the above invention, the deterioration of the thin film transistor with time can be suppressed.
[0023]
(2) Further, according to the present invention, a plurality of scanning lines, a plurality of data lines, a common electrode, and a counter electrode are formed, and the first thin film transistor, the second thin film transistor, and the holding are provided corresponding to each intersection of the scanning line and the data line. A capacitor, a pixel electrode, and a current light emitting element are formed. The first thin film transistor controls conduction between the data line and the storage capacitor by the potential of the scanning line, and the second thin film transistor has a common electrode by the potential of the storage capacitor. The second thin film transistor is a p-channel thin film transistor in a current-driven light emitting display device that controls a current flowing through the current light emitting element between the pixel electrode and the counter electrode by controlling conduction between the second thin film transistor and the pixel electrode. Features.
[0024]
(3) Further, in the above invention, a drive circuit for driving the light emitting element is formed on the substrate together with the plurality of scanning lines, the plurality of data lines, the thin film transistor, and the current light emitting element. Thus, the p-channel thin film transistor is preferably formed in the same process as the thin film transistor in the driver circuit.
[0025]
In the above invention, the thin film transistor is preferably a polysilicon thin film transistor.
[0026]
Further, in the above invention, the driving circuit is composed of complementary thin film transistors, and the first thin film transistor and the N channel thin film transistor in the driving circuit are formed in the same process, and the second thin film transistor and the driving circuit are formed in the driving circuit. The p-channel thin film transistor is preferably formed by the same process.
[0027]
According to this, it is possible to provide a high-performance light-emitting device that does not deteriorate with time without increasing the number of manufacturing steps.
Furthermore, the light-emitting device of the present invention is a light-emitting device including a scan line, a data line, and a pixel, and the pixel includes a first transistor whose conduction state is controlled by a potential of the scan line; A second transistor whose conduction state is controlled according to an image signal supplied from the data line via the first transistor, and a pixel electrode and a counter electrode;Organic EL that does not emit light when the potential difference between the pixel electrode and the counter electrode is less than or equal to a threshold value, and emits light by direct current when the threshold value is exceededAn element, and depending on a conduction state of the second transistor,Organic ELWhen the amount of current supplied to the element is set and the pixel is turned off,A driving circuit for outputting a predetermined signal as the image signal to the data line; the predetermined signal is supplied to the gate electrode of the second transistor via the first transistor; The potential is a potential that does not completely turn off the second transistor, and the potential of the pixel electrode that is set by the resistance between the source and drain of the second transistor and the resistance value of the organic EL element, The potential difference with respect to the potential of the counter electrode is not more than the threshold value.It is characterized by.
In the above light-emitting device, it is preferable that the light-emitting device further includes a common line, and the common line and the light-emitting element are electrically connected via the second transistor.
In the above light-emitting device, even if a capacitor line is further included, the gate electrode of the second transistor is connected to the first electrode of the storage capacitor, and the second electrode of the storage capacitor is connected to the capacitor line. Good.
In the above light-emitting device, the gate electrode of the second transistor may be connected to a first electrode of a storage capacitor, and the second electrode of the storage capacitor may be connected to a scan line adjacent to the scan line. .
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Overall structure of organic EL display element)
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the central portion on the
[0029]
On the
[0030]
Each
[0031]
A gate electrode of a second thin film transistor (hereinafter referred to as a current thin film transistor) 122 is electrically connected to the
Figure2These are the equivalent circuit schematics of the organic electroluminescent display element provided with the thin-film transistor based on Example 1 of this invention, FIG.3These are the drive voltage figure of an organic electroluminescent display element provided with the thin-film transistor which concerns on Example 1 of this invention, FIG.4FIG. 3 is a current-voltage characteristic diagram of the current thin film transistor according to the first embodiment of the invention.5These are the current-voltage characteristics figure of the organic electroluminescent display element which concerns on Example 1 of this invention.
[0032]
Figure2, 111 is a scanning line, 112 is a data line, 113 is a holding electrode, 114 is a common line, 115 is a pixel electrode made of Al, 116 is a counter electrode made of ITO, 121 is a switching thin film transistor, and 122 is n Channel-type current thin film transistor, 123 is a storage capacitor, 131 isCounter electrodeOrganic EL display elements (hereinafter, referred to as “fixed organic EL display elements”) 13 and 141 that emit light by current flowing from 116 toward the
[0033]
Figure3, 211 is a scanning potential, 212 is a signal potential, 213 is a holding potential, 214 is a common potential, 215 is a pixel potential, and 216 is a counter potential. The figure3Shows only a part of each potential in order to explain each potential relationship. The potential of the
[0034]
[0035]
In FIG. 4, 31 is a current-voltage characteristic of the n-channel current
[0036]
In FIG. 5,
[0037]
The operation of the organic EL display element including the thin film transistor of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2, 3, 4 and 5. FIG.
[0038]
The switching
[0039]
In the
[0040]
The n-channel current
[0041]
The organic
[0042]
6A is a cross-sectional view of a thin film transistor organic EL display element (pixel) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a cross-sectional view of a thin film transistor organic EL display element (one pixel) according to an embodiment of the present invention. It is a top view. The cross section A-A ′ in FIG. 6A corresponds to the cross section A-A ′ in FIG.
[0043]
Figure6 (a), 132 is a hole injection layer, 133 is an organic EL layer, and 151 is a resist.
[0044]
Here, regarding the switching
[0045]
The
[0046]
Here, the
[0047]
In this embodiment, the
[0048]
In the
[0049]
Conversely, in order to obtain a required on-current, the holding potential 213 can be set to a lower potential, and the amplitude of the
Further, in this embodiment, the
[0050]
As described above, in the
[0051]
Further, in this embodiment, the
[0052]
The voltage applied to the in-place organic
[0053]
Here, by setting the
[0054]
Note that the operation of the organic EL display device including the thin film transistor of this embodiment is not simple as described above, and operates based on more complicated voltage and current relationships. The explanation of is valid.
(Example 2)
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of an organic EL display device including a thin film transistor according to Example 2 of the invention.8These are the drive voltage figure of the organic electroluminescent display element provided with the thin-film transistor which concerns on Example 2 of this invention, FIG.9FIG. 4 is a current-voltage characteristic diagram of the current thin film transistor according to the second embodiment of the present invention.10These are the current-voltage characteristics figure of the organic electroluminescent display element which concerns on Example 2 of this invention.
[0055]
In FIG. 7,
[0056]
In FIG. 8, the level of each potential is shown in FIG.3Is different. Otherwise, figure3It is the same.
[0057]
In FIG. 9, 81 is the current-voltage characteristic of the p-channel current
[0058]
In FIG. 10, 9 is the current-voltage characteristic of the inverted organic
[0059]
11A is a cross-sectional view of an organic EL display element (one pixel) provided with a thin film transistor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a thin film transistor organic EL display element according to an
[0060]
Figure11 (a), 632 is a hole injection layer, and 633 is an organic EL layer. Otherwise, figure6 (a)It is the same. A reverse organic
[0061]
In this embodiment, the
[0062]
Furthermore, in this embodiment, the
Further, in this embodiment, the
[0063]
All the effects of the thin film transistor organic EL display element of the present embodiment are the same as those of the first embodiment except that the current thin film transistor is a p-channel
[0064]
In this embodiment, the current
[0065]
FIG. 14 is a manufacturing process diagram of the current drive type light emitting display device including the thin film transistor according to the embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 14 (a), an amorphous silicon layer of 200 to 600 angstroms is formed on the entire surface of the
[0066]
Next, an insulating
[0067]
Next, a resist
[0068]
Although not shown, when a thin film transistor constituting a shift register, a sample hold circuit, or the like of a driving circuit unit that drives the switching
You may form with one material and may form with another material. Next, as shown in FIG. 14D, after forming the
[0069]
Next, after an
[0070]
Through the above-described steps, a high-performance thin film transistor-driven organic EL display element can be formed. Further, since polysilicon has a remarkably high carrier mobility compared to amorphous silicon, it can operate at high speed. In particular, in this embodiment, when the p-type current
[0071]
As described above, in the first embodiment, the current thin film transistor is an n-channel type, and in the second embodiment, the current thin film transistor is a p-channel type. However, the deterioration with time of the p-channel type and the n-channel type thin film transistor is examined here. To do.
[0072]
FIG. 12 and FIG. 13 are diagrams showing the deterioration over time of n-channel and p-channel thin film transistors, particularly polysilicon thin film transistors, under the same voltage application conditions. 511 and 512 in FIG. 12 show transfer characteristics of the n-channel thin film transistor at Vd = 4V and Vd = 8V before voltage application.
[0073]
[0074]
Considering the difference in aging characteristics of the p-type and n-type thin film transistors shown in FIGS. 12 and 13, at least one of the switching thin film transistor and the current thin film transistor is formed of a p-channel thin film transistor, particularly a p-type polysilicon thin film transistor. As a result, deterioration with time can be suppressed. Furthermore, not only the current thin film transistor but also the switching thin film transistor is formed of a p-type thin film transistor, whereby the characteristics of the display element can be further maintained.
[0075]
Moreover, although the above-mentioned Example demonstrated using the organic EL display element as a light emitting element, it cannot be overemphasized that it is applicable not only to an organic EL display element but to an inorganic EL element or other current drive type light emitting elements. .
[0076]
(Industrial application fields)
The display device according to the present invention can be used as a display device including various current-driven light-emitting elements such as organic EL display elements and inorganic EL elements and switching elements such as thin film transistors for driving the light-emitting elements.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a display device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a display element including a thin film transistor according to the first embodiment of the invention.
FIG. 3 is a drive voltage diagram of a display element including a thin film transistor according to the first embodiment of the invention.
FIG. 4 is a current-voltage characteristic diagram of the current thin film transistor according to the first embodiment of the invention.
FIG. 5 is a current-voltage characteristic diagram of the organic EL display element according to Example 1 of the invention.
6A is a cross-sectional view of an organic EL display device including a thin film transistor according to Example 1 of the present invention, and FIG. 6B is a plan view of an organic EL display device including a thin film transistor according to Example 1 of the present invention. FIG.
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of an organic EL display device including a thin film transistor according to Example 2 of the invention.
FIG. 8 is a drive voltage diagram of an organic EL display device including a thin film transistor according to Example 2 of the invention.
FIG. 9 is a current-voltage characteristic diagram of the current thin film transistor according to the second embodiment of the invention.
10 is a current-voltage characteristic diagram of an organic EL display element according to Example 2 of the invention. FIG.
11A is a cross-sectional view of an organic EL display element including a thin film transistor according to Example 2 of the present invention, and FIG. 11B is a plan view of an organic EL display element including a thin film transistor according to Example 2 of the present invention. FIG.
FIG. 12 is a graph showing deterioration over time of an n-channel thin film transistor.
FIG. 13 shows the process of a p-channel thin film transistor.TimeIt is a figure which shows deterioration.
FIG. 14 is a manufacturing process diagram of an organic EL display element driven by a thin film transistor according to the present invention.
[Explanation of symbols]
111 scan lines
112 data lines
113Potential holding electrode
114Common line
A pixel electrode formed of 115 Al
116 Counter electrode made of ITO
121 switching thin film transistor
122 n-channel current thin film transistor
123 Retention capacity
131 In-place organic EL display element
132 Hole injection layer
133 Organic EL layer
141 Current direction of current light emitting device
151 resist
211 Scanning potential
212 Signal potential
213 Holding potential
214 Common potential
215 pixel potential
216 Counter potential
221 period when pixel is in display state
222 period during which pixels are not displayed
31 Current-voltage characteristics of an n-channel current thin film transistor when the drain voltage is 4V
32 Current-voltage characteristics of n-channel current thin film transistor when drain voltage is 8V
4 Current-voltage characteristics of in-place organic EL display elements
611 scan line
612 data line
613Potential holding electrode
614Common line
615 Pixel electrode made of ITO
Counter electrode made of 616 Al
621 Switching thin film transistor
622 p-channel current thin film transistor
623 Retention capacity
631 Reverse organic EL display element
632 Hole injection layer
633 Organic EL layer
641 Current direction of current light emitting device
651 resist
711 Scanning potential
712 Signal potential
713 Holding potential
714 Common potential
715 pixel potential
716 Counter potential
721 Period of pixel display state
722 Period in which pixels are not displayed
81 Current-voltage characteristics of p-channel current thin-film transistor when drain voltage is 4V
82 Current-voltage characteristics of p-channel current thin film transistor when drain voltage is 8V
9 Current-voltage characteristics of inverted organic EL display elements
511 Transfer characteristics of n-channel thin film transistor at Vd = 4 V before voltage application
512 Transfer characteristics of n-channel thin film transistor at Vd = 8 V before voltage application
521 Transfer characteristics of n-channel thin film transistor at Vd = 4 V after voltage application
522 Transfer characteristics of n-channel thin film transistor at Vd = 8V after voltage application
811 Transfer characteristics of p-channel thin film transistor at Vd = 4 V before voltage application
812 Transfer characteristics of p-channel thin film transistor at Vd = 8V before voltage application
821 Transfer characteristics of p-channel thin film transistor at Vd = 4V after voltage application
822 Transfer characteristics of p-channel thin film transistor at Vd = 8V after voltage application
Claims (4)
前記画素は、
前記走査線の電位により導通状態が制御される第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタを介して前記データ線から供給される画像信号に応じて導通状態が制御される第2のトランジスタと、
画素電極と対向電極との間に設けられ、前記画素電極と前記対向電極との間の電位差がしきい値以下のときは発光せず、前記しきい値を超えるときは直流電流によって発光する有機EL素子と、を含み、
前記第2のトランジスタの導通状態に応じて前記有機EL素子に供給される電流の電流量が設定され、
前記画素を消灯状態とする場合に、前記画像信号として所定の信号を前記データ線に出力する駆動回路を備え、
前記所定の信号は、前記第1のトランジスタを介して前記第2のトランジスタのゲート電極に供給され、
前記所定の信号の電位は、前記第2のトランジスタを完全にオフ状態にしない電位であって、且つ前記第2のトランジスタのソースドレイン間抵抗と前記有機EL素子の抵抗値によって設定される前記画素電極の電位と、前記対向電極の電位との間の電位差が前記しきい値以下となる電位であること
を特徴とする発光装置。A light emitting device including a scanning line, a data line, and a pixel,
The pixel is
A first transistor whose conduction state is controlled by the potential of the scanning line;
A second transistor whose conduction state is controlled according to an image signal supplied from the data line via the first transistor;
Organic that is provided between the pixel electrode and the counter electrode, does not emit light when the potential difference between the pixel electrode and the counter electrode is below a threshold value, and emits light by a direct current when the threshold value is exceeded An EL element,
The amount of current supplied to the organic EL element is set according to the conduction state of the second transistor,
A drive circuit that outputs a predetermined signal to the data line as the image signal when the pixel is turned off ;
The predetermined signal is supplied to the gate electrode of the second transistor through the first transistor,
The potential of the predetermined signal is a potential that does not completely turn off the second transistor, and is set by the resistance between the source and drain of the second transistor and the resistance value of the organic EL element A light-emitting device, wherein a potential difference between an electrode potential and the counter electrode potential is equal to or less than the threshold value .
さらに共通線を含み、
前記共通線と前記有機EL素子とは、前記第2のトランジスタを介して電気的に接続されること、
を特徴とする発光装置。The light-emitting device according to claim 1.
Including common lines,
The common line and the organic EL element are electrically connected via the second transistor;
A light emitting device characterized by the above.
さらに容量線を含み、
前記第2のトランジスタのゲート電極は保持容量の第1の電極に接続され、
前記保持容量の第2の電極は前記容量線に接続されていること、
を特徴とする発光装置。The light-emitting device according to claim 1 or 2,
In addition, including capacitance lines
A gate electrode of the second transistor is connected to a first electrode of a storage capacitor;
The second electrode of the storage capacitor is connected to the capacitor line;
A light emitting device characterized by the above.
前記第2のトランジスタのゲート電極は保持容量の第1の電極に接続され、
前記保持容量の第2の電極は前記走査線に隣接する走査線に接続されていること、
を特徴とする発光装置。The light-emitting device according to claim 1 or 2,
A gate electrode of the second transistor is connected to a first electrode of a storage capacitor;
The second electrode of the storage capacitor is connected to a scanning line adjacent to the scanning line;
A light emitting device characterized by the above.
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