显示器件.pdf

5、具体实施方式

下面将参考附图说明本发明的实施方式。然而可以理解，对于本领域的技术
人员，进行各种变化和修改是显而易见的。因此，除非此变化和修改脱离了本发
明的范围，否则这种变化和修改应该解释为包括在其内。

【实施方式1】

参考图1说明本发明的一种实施方式。

图1是应用本发明的显示器件的像素部分的俯视平面图。图9是沿图1的线
A-A’切割的剖面图。

在图1中，设有作为传输视频信号的布线的源信号线101(101a，101b)，
以及作为向发光元件提供电流的布线的电流供给线104(104a，104b)。源信号线
101和电流供给线104在不同的层上形成其间插有绝缘层以使彼此重叠。另外，
它们彼此平行地延伸。需要指出的是，尽管整个源信号线101和电流供给线104
在此实施方式中彼此重叠，但也可以是源信号线101的一部分和电流供给线104
的一部分重叠。在任何情况下，电流供给线104的宽度可以利用源信号线101的
上部增加。此外，在此实施方式中，电流供给线104设置在源信号线101的上面，
然而，本发明不限于这种结构，电流供给线104可以设置在源信号线101的下面。

除了源信号线101和电流供给线104，在像素部分还设置用于根据视频信号
确定发光元件是否发光的驱动TFT 110、用于控制视频信号输入的开关TFT 111
和用于使发光元件与视频信号无关处于不发光状态的擦除TFT 112。

在此实施方式中，电流供给线104通过导电层120(120a，120b)连接到驱动
TFT110，该导电层120形成在和源信号线101相同的层上。第一栅信号线102的
一部分用作开关TFT 111的栅电极。第二栅信号线103(103a，103b)的一部分用
作擦除TFT 112的栅电极。另外，驱动TFT 110通过导电层121(121a，121b)连
接到发光元件的第一电极130(130a，130b，130c)，该导电层121形成在和源信
号线101相同的层上。图1中未示出，形成具有开口部分的堤坝从而露出发光元
件的第一电极130、电致发光层和发光元件的第二电极。发光元件的第一电极
130、电致发光层和发光元件的第二电极的重叠区域用作发光元件。

在图9中，参考数字51表示电流供给线，52表示源信号线，53表示发光元
件的第一电极，54表示发光元件，55表示半导体层，56表示栅电极，57表示堤
坝，58和59表示绝缘层，60表示保护膜，以及61表示发光元件的第二电极。

图2示出在此实施方式中所示的像素部分的电路结构。在此实施方式中，设
置驱动TFT 210、开关TFT 211和擦除TFT 212，然而，可以应用仅包括驱动TFT
210和开关TFT 211的电路结构，或者包括其它TFT或布线的电路结构。也就是
说，本发明的线路结构并不仅限于此实施方式所示的结构。

此外，虽然此实施方式使用薄膜晶体管(TFT)，然而，也可以使用通过利
用大块硅晶片或者SOI(绝缘体上的硅)制造的晶体管。作为晶体管的结构，可
以使用单栅结构和其中设置多个栅的多栅结构。也可以使用顶栅结构和底栅结
构。

通过使用本发明，通过有效地利用由源信号线所占的表面的上部或者下部，
可以增加电流供给线的宽度，并可以抑制电流供给线中的电压降。因此，特别是
在下表面发射型或双发射型显示器件中，由于电流供给线宽度的增加而导致的孔
径比的降低可以被抑制得尽可能的小。结果，可以将显示器件制造成几乎没有因
电压降引起的显示不均匀，并能够高清晰度显示。另外，因为源信号线和电流供
给线形成在不同的层上，所以减少了在源信号线和电流供给线之间产生的短路，
并可以制造出具有高图像质量的显示器件。显示器件的产量得到提高。

【实施方式2】

参考图3说明本发明的一个实施方式。

图3是应用本发明的显示器件的像素部分的俯视平面图。图10是沿图3的线
A-A’切割的剖面图。

在图3中，设有作为传输视频信号的布线的源信号线301(301a，301b)和
作为向发光元件提供电流的布线的电流供给线305(305a，305b)。源信号线301
和电流供给线305形成在同一层上并彼此平行地延伸。另外，在源信号线301和
电流供给线305的上面，形成布线304，绝缘层插在其间。布线304与源信号线
301或电流供给线305平行延伸。布线304和电流供给线305通过接触孔彼此连
接。需要指出的是，在此实施方式中，源信号线301的一部分和整个电流供给线
305与布线304重叠，然而，可以是源信号线301的一部分和电流供给线305的
一部分与布线304重叠，或者整个源信号线301和整个电流供给线305与布线304
重叠。在任何情况下，可以通过布线304抑制电流供给线305中的电压降，布线
304可以使用电流供给线305上部提供并连接到电流供给线305。而且，在此实施
方式中，布线304设置在源信号线301和电流供给线305的上面，然而，本发明
不限于这种结构，布线304可以设置在源信号线301和电流供给线305的下面。

除了源信号线301和电流供给线305，在像素部分还设置用于根据视频信号
确定发光元件是否发光的驱动TFT 310、用于控制视频信号输入的开关TFT 311
和用于使发光元件与视频信号无关处于不发光状态的擦除TFT 312。

在图10中，参考数字30表示电流供给线，31表示布线，32表示源信号线，
33表示发光元件的第一电极，34表示发光元件，35表示半导体层，36表示栅电
极，37表示堤坝，38和39表示绝缘层，40表示保护膜，以及41表示发光元件
的第二电极。

在此实施方式中，第一栅信号线302的一部分用作开关TFT 311的栅电极。
第二栅信号线303的一部分用作擦除TFT 312的栅电极。另外，驱动TFT 310通
过导电层321(321a，321b)连接到发光元件的第一电极330(330a，330b，330c)，
该导电层321形成在和源信号线301相同的层。图3中未示出，形成具有开口部
分的堤坝从而露出发光元件的第一电极330、电致发光层和发光元件的第二电极。
发光元件的第一电极330、电致发光层和发光元件的第二电极的重叠区域用作发
光元件。

图2示出在此实施方式中所示的像素部分的电路结构。尽管在此实施例中设
置驱动TFT 210、开关TFT 211和擦除TFT 212，然而，可以应用仅包括驱动TFT
210和开关TFT 211的电路结构，或者包括其它TFT或布线的电路结构。也就是
说，本发明的线路结构并不仅限于此实施方式所示的结构。

此外，尽管此实施例使用薄膜晶体管(TFT)，然而，也可以使用利用大块
硅晶片或者SOI(绝缘体上的硅)制造的晶体管。至于晶体管的结构，单栅结构
和其中设置多个栅的多栅结构都可以使用。也可以使用顶栅结构和底栅结构。

使用本发明，通过有效地利用由源信号线所占的表面的上部或者下部，可以
增加电流供给线的宽度，并可以抑制电流供给线中的电压降。因此，特别是在下
表面发射型或双发射型显示器件中，由于电流供给线宽度的增加而导致的孔径比
的降低可以被抑制得尽可能的小。因此，可以将显示器件制造成几乎没有因电压
降引起的显示不均匀，并能够高清晰度显示。

【实施方式3】

在实施方式1和实施方式2中所示的每个显示器件中，电流供给线104或布
线305分别设置在和发光元件的第一电极130或330相同的层上。

然而，本发明的显示器件的结构并不限于此，发光元件的第一电极130或330
可以分别设置在电流供给线104或布线305上，其间插入绝缘层。由于具有此种
结构，特别是在上表面发射型的显示器件中，可以更灵活地设计开口部分，并可
以提高孔径比。

另外，在显示器件的制造工艺中，可以简化用于形成发光元件的第一电极130
和330的透明导电层形成之后的整平工艺。

【实施例1】

在此实施例中，将说明应用本发明的显示器件像素部分的结构和驱动方法。

在图4中，提供作为传输视频信号的布线的源信号线701(701a，701b)和
作为向发光元件提供电流的布线的电流供给线704(704a，704b)。源信号线701
和电流供给线704形成在不同的层上其间插有绝缘层从而彼此重叠并彼此平行延
伸。电源供给线705设置在和源信号线701相同的层并和源信号线701平行延伸。
整个源信号线701和电源供给线705与电流供给线704重叠。通过使用源信号线
701和电源供给线705的上部形成具有足够宽度和更小电压降的电流供给线704。

在此实施例中，电流供给线704设置在源信号线701和电流供给线705的下
面，然而，本发明不限于这种结构，电流供给线704可以设置在源信号线701的
上面。电流供给线704可以仅与源信号线701或电源供给线705的一部分重叠。

除了源信号线701和电流供给线704，在像素部分还设置用于确定流到发光
元件的电流值的控制TFT 711、用于根据视频信号确定发光元件是否发光的驱动
TFT 710、用于控制视频信号输入的开关TFT 712、用于使发光元件与视频信号无
关处于不发光状态的擦除TFT 713。形成电流控制TFT 711使得L/W(沟道长度/
沟道宽度)大于驱动TFT 710中的一个，并且有源层具有弯曲形状。

图11是沿图4的A-A’线切割的剖面图。在图11中，用有机膜形成绝缘层
18和19。通过溅射形成的氮化物膜设置在绝缘层18上。应注意，绝缘层18和19
既可以用有机膜也可以用如氧化硅膜的无机膜形成。

源信号线701通过导电层720(720a，720b)连接到开关TFT 712，该导电层
720形成在和电流供给线704相同的层上。第一栅信号线702的一部分用作开关
TFT 712的栅电极。第二栅信号线703的一部分用作擦除TFT 713的栅电极。而
且，电源供给线705连接到电流控制TFT 711的栅电极。电流控制TFT 711通过
导电层720连接到发光元件的第一电极730(730a，730b，730c)，该导电层720
形成在和源信号线701相同的层上。发光元件的第一电极730和电流供给线701
形成在同一层上。图4中未示出，形成具有开口部分的堤坝从而露出发光元件的
第一电极730、电致发光层以及阴极。发光元件的第一电极730、电致发光层和发
光元件的第二电极的重叠区域用作发光元件。

在图11中，参考数字10表示电流供给线，11表示电源供给线，12表示源信
号线，13表示发光元件的第一电极，14表示发光元件，15表示半导体层，16表
示栅电极，17表示堤坝，18和19表示绝缘层，20表示保护膜，以及21表示发
光元件的第二电极。

图5表示此实施例中所示的像素部分的电路结构。

在图5中，p沟道晶体管用于驱动TFT 811和电流控制TFT 810，电流控制
TFT 810的漏极和发光元件840的阳极彼此连接。在此实施例中，发光元件的第
一电极730用作阳极，发光元件的第二电极用作阴极。另一方面，在n沟道晶体
管用于驱动TFT 811和电流控制TFT 810的情况下，电流控制TFT 810的源极和
发光元件840的阴极彼此连接。在这种情况下，发光元件的第一电极730用作阴
极，发光元件的第二电极用作阳极。

下面说明图5中所示的像素的驱动方法。可以通过分成写入期和保持期说明
图5中所示的像素的操作。首先，在写入期选择第一栅信号线802，由此导通其
栅极连接到第一栅信号线802的开关TFT 812。然后将输入到源信号线801的视
频信号通过开关TFT 812输入到驱动TFT 811的栅极。注意，由于其栅极与电源
供给线805连接，电流控制 TFT 810一直导通。

在驱动TFT 811被视频信号导通的情况下，通过电流供给线804向发光元件
840提供电流。在此实施例中，驱动TFT 811在线性区工作，流到发光元件840
的电流由工作在饱和区的电流控制TFT 810的电压-电流特性和发光元件840决
定。发光元件840发射出对应于所提供电流的亮度的光。

在电流控制TFT 810被视频信号关断的情况下，没有电流提供到发光元件
840，所以发光元件840不发光。

然后，在保持期，通过控制第一栅信号线802的电位关断开关TFT 812，且
保持已在写入期写入的视频信号的电位。在驱动TFT 811在写入期导通的情况
下，由于电容器814中保持视频信号的电位所以提供到发光元件840的电流被保
持。另一方面，在驱动TFT 811在写入期关断的情况下，不将电流提供到发光元
件840。应该指出的是，尽管在该实施例的电路中设置了电容器814，但是在电路
中也可以没有电容器。

在擦除期，选择第二栅信号线803，且擦除TFT 813导通，通过擦除TFT 813
将电流供给线804的电位施加到驱动TFT 811的栅极。因此，驱动TFT 811关断，
由此可以产生不将电流施加到发光元件840的强制状态。

在上述结构中，电流控制TFT 810在饱和区工作。所以，电流控制TFT 810
的漏极电流的变化相对于电流控制TFT 810的源极和漏极之间的电压变化是小
的，并且流到发光元件840的电流对于驱动TFT 811的栅极和源极之间的电压
(Vgs)的轻微变化更不敏感。流到发光元件840的电流由在饱和区工作的电流控
制TFT 810决定。所以，实现了对流到发光元件840的电流不产生影响，而没有
增加设置在电流控制TFT 810的栅极和源极之间的电容器814的电容，并且将开
关TFT 812的关断电流抑制为低。流到发光元件840的电流对驱动TFT 811的栅
的寄生电容也不敏感。因此，降低了由TFT特性差异等引起的亮度差异，并且减
小了显示不均匀。

至于发光元件840，在此实施例中第一电极730和第二电极用透明导电层形
成。所以，光可以从两侧——上表面和下表面(TFT在其上形成的一侧称为下表
面，其相对侧称为上表面，电致发光层插在其间)接收，应该指出，本发明的显
示器件不限于此结构，可以使用从上表面接收光或从下表面接收光的结构。

通过使用本发明，利用由源信号线和电源供给线所占的表面的下部，可以增
加电流供给线的宽度，并可以抑制电流供给线中的电压降。因此，在从下表面接
收光如此实施例所示的显示器件中，由于电流供给线宽度的增加而导致的孔径比
的降低可以被抑制得尽可能的小。因此，可以将显示器件制造成几乎没有因压降
引起的显示不均匀，并能够高清晰度显示。另外，通过利用本实施例所示的电路
结构，可以抑制由于TFT特性差异引起的显示不均匀，并获得具有高质量的显示
图像。

【实施例2】

在此实施例中，说明包括实施例1所示的像素部分的有源矩阵显示器件的结
构和驱动方法。

在图6中示出外部电路的框图和面板的示意图。

如图6所示，应用本发明的有源矩阵显示器件包括外部电路3004和面板
3010。外部电路3004包括A/D转换器3001、电源部分3002和信号产生部分3003。
在A/D转换器3001中，模拟视频数据信号被转换成数字视频数据信号提供给信
号驱动电路3006。在电源部分3002中，由电池或插座提供的电源产生每个部具
有所要求电压值的电源，并提供给信号驱动电路3006、扫描驱动电路3007、OLED
元件3011、信号产生部分3003等。电源、视频信号、同步信号等输入到信号产
生部分3003，并转换每个信号，在此产生用于驱动信号驱动电路3006和扫描驱
动电路3007的时钟信号等。

来自外部电路3004的信号和电源从面板内的FPC连接部分3005通过FPC输
入到内部电路等。

面板3010包括设置在玻璃衬底3008上的FPC连接部分3005和内部电路，
以及OLED元件3011。内部电路包括信号驱动电路3006、扫描驱动电路3007和
像素部分3009。尽管将实施方式1所描述的像素作为例子应用到图6中，但是在
本发明实施方式中描述的任何一个像素结构都可以应用到像素部分3009。

像素部分3009设置在衬底的中心，信号驱动电路3006和扫描驱动电路3007
设置在像素部分3009周围。多个OLED元件3011和发光元件的反电极形成在像
素部分3009的整个表面上。

在图7中更具体地示出信号驱动电路3006的框图。

信号驱动电路3006包括由D触发器4001的多级构成的移位寄存器4002、数
据闩锁电路4003、闩锁电路4004、电平移动器4005和缓冲器4006等。

要输入到信号驱动电路3006的信号为时钟信号(S-CK)、反相时钟信号(S-
CKB)、启动脉冲(S-SP)、数字视频信号(DATA)和闩锁脉冲(LatchPulse)。

首先，移位寄存器4002以时钟信号的时序顺序输出采样脉冲、反相的时钟脉
冲和启动脉冲。采样脉冲输入到数据闩锁电路4003，其中响应采样脉冲的输入接
收并保持数字视频信号。以从第一列开始的顺序进行此操作。

在将数字视频信号保持在最末列的数据闩锁电路4003后，在水平回描期间输
入闩锁脉冲将保持在数据闭锁电路4003中的数字视频信号同时传输到闭锁电路
4004。然后，在同时输出到信号线S1到Sn之前，数字视频信号通过电平移动器
4005移动电平，并通过缓冲器4006整流。伴随此输出，将H电平/L电平输入到
由扫描驱动电路3007选择的行中的像素，以控制OLED元件3011是否发光。

在此实施例所示的有源矩阵显示器件包括分开设置的面板3010和外部电路
3004。面板和外部电路也可以整体形成在同一的衬底上。此外，虽然在显示器件
中使用了OLED元件，但在发光器件中既可以使用OLED元件也可以使用其它发
光元件。电平移动器4005和缓冲器4006不必设置在信号驱动电路3006中。

【实施例3】

在此实施例中将说明应用本发明的电子装置。通过安装在各种电子装置中，
使用本发明的显示器件实现了具有高质量图像和高清晰度的显示。另外，它可以
安装在如移动式电话的小电子装置上，也可以安装在如电视的大的显示器件上。

图8A是包括外壳5501、支撑底座5502和显示部分5503的显示器件。本发
明可应用于具有显示部分5503的显示器件。

图8B是包括机身5511、显示部分5512、声音输入部分5513、操作开关5514、
电池5515和图像接收部分5516的摄像机。

图8C是使用本发明并包括机身5501、外壳5502、显示部分5503和键盘5504
的笔记本个人电脑。(文中与图中标记不一致)

图8D是使用本发明的个人数据助手(PDA)。机身5531包括显示部分5532
(文中与图中标记不符)、外部接口5535、操作按钮5534等。另外，提供手写
笔5532作为操作附件。

图8E是包括机身5551、显示部分(A)5552、眼接触部分5553、操作开关
5554、显示部分(B)5555和电池5556的数字照相机。

图8F是使用本发明的移动式电话。机身5561包括显示部分5564、声音输出
部分5562、操作开关5565和天线5566。