发光器件
2020-01-10

发光器件

提供了一种能够进行多灰度清晰彩色显示的有源矩阵发光器件。该发光器件具有象素部分,而象素部分具有多个象素。多个象素中的每一个具有EL元件。第一EL驱动TFT、第二EL驱动TFT、开关TFT、和擦除TFT。第一EL驱动TFT和第二EL驱动TFT并联连接。

注意,与实施方案1到7结合实现实施方案8是可能的。

注意实现实施方案3和实施方案2的结合是可能的。

锁存器(A)102b包括多个锁存级,以处理n位数字视频信号。当定时信号输入时,锁存器(A)102b从源极信号线驱动电路102外部获得和保持n位数字视频信号。

在象素电极849上形成第三层间绝缘膜850,它由氧化硅膜,氮氧化硅膜或有机树脂膜构成,厚度从0.3到1μm。第三层间绝缘膜850的作用是作为边沿。通过刻蚀,在象素电极849上面,在第三层间绝缘膜850中形成开孔部分,而且开孔部分的边缘被刻蚀成为楔形的形状。楔形角可以设定为10到60°,(最好在30到50°之间)。特别是,由于象素电极849中在接触孔部分发展的台阶,EL层851发光不规则,该不规则能通过形成第三层间绝缘膜850加以防止,而第三层间绝缘膜850在象素电极849、第一EL驱动TFT8202、第二EL驱动TFT和漏极引线被连接的部分上形成。

此时形成栅电极512,使其经过栅极绝缘膜510,与n型杂质区(b)505的一部分重叠。这个重叠部分稍后成为与栅区重叠的LDD区。(图10E)

当第4位数字视频信号输入到第一行象素时,存储在象素中的第3位数字视频信号,被第4位数字视频信号代替。显示周期Tr4开始,并且第一行象素执行显示。第4位数字视频信号被保存在象素中,直到下一个帧周期的第1位数字视频信号被输入。

对于锁存器(A)(802)的详细结构,作为例子描述了相应于源极信号线St的锁存器(A)(802)的一部分804。锁存器(A)(802)的一部分804包括两个定时反相器和两个反相器。

由于EL显示器件的发光部分消耗能量,故最好将信息显示得发光部分尽可能小。因此,当在主要显示字符信息的显示部分使用EL显示器件时,比如便携信息终端,特别是便携式电话和声音重放设备中,最好借助于设定非发光部分作为背景,而在发光部分形成字符信息来对其进行驱动。

图22A所示实施方案15的EL显示器件具有被分成象素部分A6501和象素部分B6502两部分的象素部分。一幅图像的一半在象素部分A6501中显示,通过驱动源极信号线驱动电路A6503、写入栅极信号线驱动电路A6504和擦除栅极信号线驱动电路A6505实现。而且,图像的另外一半在象素部分B6502中显示,通过驱动源极信号线驱动电路B6506、写入栅极信号线驱动电路B6507和擦除栅极信号线驱动电路B6508实现。

单个象素105的放大图如图3所示。参考号107代表一个开关TFT,参考号108代表一个EL驱动TFT,参考号109代表一个擦除TFT,参考号110是一个EL元件,参考号111是一个反向电源,参考号112是一个电容器。EL驱动TFT108由两个EL驱动TFT(一个第一EL驱动TFT和一个第二EL驱动TFT)并联组成。第一EL驱动TFT和第二EL驱动TFT在本说明书中称为EL驱动TFT。

发光器件

一种发光器件,显示出来的图像高度均匀。这种发光器件配备有一个印刷布线板(第二衬底)面对着上面形成有一个发光元件(102)的一个衬底(第一衬底)(107)配置。印刷布线板(107)上的PWB侧布线(第二布线群)通过各向异性导电膜(105a,105b)与元件侧布线(第一布线群)电连接。这里,由于用低电阻的铜箔形成PWB侧布线(110),因而减少了元件侧布线(103,104)的电压降和信号的延迟,从而提高了图像质量的均匀性和驱动电路部分的工作速度。

FPC(柔质印刷电路)108附在印刷布线板107的端部。此外,布线110制成1和20微米之间厚(以下称PWB侧布线或第二布线群),供将原光传送给各向异性导电膜109的电信号传送给导体105a和105b。一般说来,铜箔、金箔、银箔、镍箔或铝箔制成的布线图案用作PWB侧布线110。应该指出的是,FPC虽然在板的意义上讲是个印刷布线板但并不包括在本发明所述印刷布线板中。

FPC(柔质印刷电路)108附在印刷布线板107的端部。此外,布线110制成1和20微米之间厚(以下称PWB侧布线或第二布线群),供将原光传送给各向异性导电膜109的电信号传送给导体105a和105b。一般说来,铜箔、金箔、银箔、镍箔或铝箔制成的布线图案用作PWB侧布线110。应该指出的是,FPC虽然在板的意义上讲是个印刷布线板但并不包括在本发明所述印刷布线板中。

此外,通过采用本发明可以抑制设在第一衬底上的电流供应线和栅控制布线的布线电阻引起的电压降的产生,从而可以制造出可均匀显示出图像的EL显示器件。

在这个部分,由于电压降的影响,电流供应线205的电压随着电流供应线临近图2的底部而下降。就是说,原先在像素部分上部分的电压V1成为像素部分下部分的电压V2,变成V1>V2的关系。这个影响随着像素部分(图像显示区)的扩大而更加突出。

本发明是鉴于上述问题而提出的,因此本发明的目的是提供一种通过抑制上述布线电阻引起的电压降的影响使图像的质量均匀的发光器件。此外,本发明还有另一个目的,即抑制电连接驱动电路部分和输入/输出部分的布线的延迟,从而提高驱动电路部分的工作速度。

这里,检测环境亮度的传感器可采用CMOS传感器或CCD(电荷耦合器件)。这类CMOS传感器一般可集成在形成有发光元件的衬底上,或者在外面附上一个半导体芯片。此外,还可以将上面形成有这类CCD的半导体芯片附在形成有发光元件的衬底上,或者给显示部分采用发光器件的电气设备的部分配备CCD或CMOS传感器。

此外,在第一衬底330与印刷布线板320之间的密封间隙321中还可充以惰性气体(最好是氩气、氖气、氮气或氦气)或树脂。树脂可采用紫外线固化处理过的树脂、热固性树脂、硅树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、PVC(聚氯乙烯)树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)或EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)。

因此,本发明的应用范围特别广,本发明可应用到所有领域的电子设备。此外,实施例1至6中所示发光器件的任何结构可应用于本实施例的电子设备中。

图3A和3B是发光器件顶部结构的示意图,图3C是发光器件剖面结构的示意图。

在本发明的实施例中,先是将第一印刷布线板300和第二印刷布线板310彼此粘结在一起(以印制布线板320表示),再用密封剂331将粘结好的板与第一衬底330粘结起来。不是第一印刷布线板300就是第二印刷布线板310通过导体307或314与第一衬底330电连接。应该指出的是,设置导体307和314的位置是没有限制的。

此外,本发明的一个特点是印刷布线板107采用选自玻璃布环氧树脂、玻璃布耐热环氧树脂、陶瓷、氧化铝、纸质酚或纸质环氧树脂的材料,因而具有耐冲击的性能。因此,可以保护发光元件不致因受外力的冲击而损坏,从而可以制取高度可靠的发光器件。

发光器件

本发明提供一种有源矩阵电光器件,它允许清淅的多灰度等级彩色显示。在按照本发明的电光显示器中,包括象素部分的多个象素具有第一和第二源极信号线、第一和第二栅极信号线和电源线。每一个象素具有第一开关用TFT、第二开关用TFT和驱动用的TFT和发光元件。

在传统模拟驱动的情况下,最好电流控制用和发光元件的TFT驱动得使工作点处于饱和区内,在这里电流值可以只受|VGS|控制。

接着,连接到第二栅极信号线GR1的所有象素(第一行象素)的第二开关用TFT 201b截止,于是,从第二栅极信号线驱动电路103b输出的选择信号选择第二栅极信号线GR2,使连接到第二栅极信号线GR2上的所有象素的第二开关用TFT 201b导通。然后,第二位数字视频信号通过源极信号线(SR1至SRx)从第二源极信号线驱动电路102b输入到第二行象素。

发光器件可以具有这样的特征,即第一开关用TFT和第二开关用TFT具有相同的极性。

(实施例12)在实施例12中,图19a和19b示出其结构不同于图3的电路图。在实施例12中,标号3801,3801a和3801b表示第一源极信号线;3802,3802a和3802b表示第二源极信号线;3805表示第一开关用TFT;3806表示第二开关用TFT;3807表示电流控制用TFT;3808表示发光元件;3809表示电源线;而3810表示电容。

(实施例7)现将利用图11至13解释本发明的实施例。这里解释同时制造象素部分和在象素部分的周边部分形成的驱动电路部分的TFT的方法。应当指出,为了便于解释,示出CMOS(互补金属氧化物半导体)电路作为驱动电路的基本电路。第一开关用TFT可以通过与第二开关用TFT相同的方法形成,因此在本实施例中以象素TFT的形式逐一示出第一开关用TFT与电流控制用TFT。

在本实施例中,黑显示时间周期以外的显示时间周期Td1至Td6的长度比率是Td6∶Td4∶Td2∶Td1∶Td3∶Td5=20∶21∶22∶23∶24∶25。显示时间周期的长度比率不限于这种次序。只要在显示时间周期Td1至Td6按照短长度顺序排列的情况下,长度比率为20∶21∶......∶24∶25,任何顺序都是可以接受的。

发光器件可以具有这样的特征,即第一开关用TFT和第二开关用TFT具有相同的极性。

至于已知的结晶方法,有利用电炉的热学结晶方法、利用激光的激光退火结晶方法、利用红外光的灯退火结晶方法和利用触媒金属的结晶方法。

然后,由光刻胶形成掩模409至412,并为了形成电极和引线进行第一蚀刻处理。在实施例7中采用ICP(电感耦合等离子体)蚀刻法。用CF4和Cl2的气体混合物作为蚀刻气体,在1Pa下把500W射频电功率(13.56MHz)加在线圈形电极上来产生等离子体。也可以把100W射频电功率加在衬底侧(测试件阶段),有效地施加负的自偏压。在CF4和Cl2混合的情况下,W薄膜和Ta薄膜被蚀刻至大致相同的程度。

可以求出在一个帧时间周期内其间发光元件发光的显示时间周期的长度的总和,以确定帧时间周期期间该象素所显示的灰度。

(实施例1)在本实施例中,将参照图6描述在按照本发明的发光器件中用6位数字视频信号完成26个灰度等级显示的情况。本实施例的发光器件具有图1至3所示结构。

另外,CMOS电路p-沟道TFT 504的半导体层包含源极区531、漏极区532、Lov区533和沟道形成区534。

更具体地说,在ID-VGS特性曲线波动的情况下,在饱和区中漏极电流随着栅极电压的变化而呈指数变化。所以,即使施加相同的栅极电压,也会输出不同的电流(漏极电流),结果造成无法获得所需要的灰度的不便。

应该指出,在本实施例中,在形成填充材料6004之后粘结覆盖材料6000并粘附密封材料7000,以便覆盖填充材料6004的侧表面(暴露表面),但是,填充材料6004也可以在形成在粘结覆盖材料6000和粘附密封材料7000之后形成。在这种情况下,填充材料的注入开孔是通过由衬底4010、覆盖材料6000和框材料6001形成的间隙形成的。使间隙处于真空状态(压力等于或小于10-2乇),并在把注入开孔浸入装有填充材料的罐内之后,使间隙外部空气压力高于间隙内部压力,并用填充材料填充间隙。

有各种类型的PPV型有机材料;例如,H.Schenk,H.Becker,O.Gelsen,E.Kluge,W.Kreuder和H.Spreitzer等人“在发光二极管用的聚合物”(Euro Display,Proceedings,1999,pp。33-37)一文和日本公开特许公报平10-92576中所描述的材料。

发光器件

本发明的目的是提供一种能有效率地防止杂质从衬底扩散到晶体管,以及在向其外提取光的过程中减少光的反射的发光器件。本发明的一个特征是发光器件包括衬底,设置在衬底上的第一绝缘层,设置在第一绝缘层上的晶体管,以及具有设置成暴露衬底的第一开口部分以及覆盖晶体管的第二绝缘层,其中发光元件设置在第一开口部分内。

在实施例模式1到7中叙述了这样的发光器件,在该发光器件中,晶体管和连接晶体管和发光元件的第一电极的连接部分通过堆积而电连接。但是,发光器件的结构不限于此,也可以应用具有这样的结构的发光器件,该结构中,发光元件的第一电极和每个连接部分由在其间插入一个绝缘层的不同的层次设置,发光元件的第一电极和连接部分通过穿透该绝缘层的接触孔互相电连接。

接着,形成覆盖发光层61的第二电极62。这样就可以制造包括第一电极59,发光层61和第二电极62的发光元件63。

作为本发明的发光器件的一个元件的发光元件通过施加正偏压发光。通过使用发光元件形成的显示器件的像素可以由有源矩阵驱动。不管怎样,通过在一定的特定时刻施加正偏压使每个像素发光;但是,每个像素在一定的周期处于非发射状态。在非发射周期向每个像素施加反偏压;因此可以加强发光元件的可靠性。发光元件具有发射强度的退化,发射强度在固定的驱动条件或亮度的退化模式下降低,该亮度由于像素中的非发射区域的扩大明显降低。但是,通过施加正反偏压的交替驱动退化的进程可以放慢;因此,可以加强发光器件的可靠性。

在该实施例模式中,参考图8叙述本发明的具有和实施例模式1到4中的显示不同的结构的发光器件。

本发明的发光器件也可以通过如上所述的制造方法制造,另外,实施例模式4和5中所示的方法可以应用到将第一电极连接到晶体管上。

晶体管17是一种交错晶体管,但也可以用倒转的交错晶体管。在倒转的交错晶体管的情况下,可以用在半导体层上有保护层的所谓的沟道保护晶体管或部分半导体层被刻蚀的所谓的沟道刻蚀晶体管。

接着,形成穿透绝缘层18和19到达半导体层14的接触孔。注意,该接触孔也穿透栅绝缘层15。

这里,作为发光物质,可以应用4-二环亚甲基-2-甲基-6--4H-吡喃(简称DCJT),4-二环亚甲基-2-叔丁基-6--4H-吡喃(简称DCJTB),Periflanthene,2,5-二环-1,4-二苯,N,N’-二甲基喹吖啶酮(简称DMQd),香豆素6,香豆素545T,三(8-喹啉根合)铝(简称Alq3),9,9’-biantolyl,9,10-二苯基蒽(简称DPA),9,10-二(2-萘基)蒽(简称DNA)等。另外,也可以用其他材料。

保护层22的边缘部分的曲率半径最好如图1所示地连续变化。另外,保护层22通过使用丙烯酸,硅氧烷(由硅(Si)和氧(O)键形成并至少包含作为取代基的氢的物质),光刻胶,氧化硅等形成。另外,保护层22可以由无机薄膜或有机薄膜形成,或可以通过同时使用该两种薄膜形成。

本发明的发光器件也可以通过如上所述的制造方法制造,另外,实施例模式4和5中所示的方法可以应用到将第一电极连接到晶体管上。

在该实施例中叙述为像素部分设置从而驱动本发明的发光器件中的发光元件的电路。但是,用于驱动发光器件的电路不限于该实施例的显示。

在实施例模式1到7中叙述了这样的发光器件,在该发光器件中,晶体管和连接晶体管和发光元件的第一电极的连接部分通过堆积而电连接。但是,发光器件的结构不限于此,也可以应用具有这样的结构的发光器件,该结构中,发光元件的第一电极和每个连接部分由在其间插入一个绝缘层的不同的层次设置,发光元件的第一电极和连接部分通过穿透该绝缘层的接触孔互相电连接。

利用来自电致发光元件(发光元件)的光的发光器件因其作为具有宽视角的低功耗显示器件而引起广泛注意。

另外,半导体层14可以是晶体或无定形体。另外,半导体可以是半无定形体等。