專利名稱：顯示裝置和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置和電子設(shè)備。特別地，本發(fā)明涉及包括電光元件的像素按矩陣配置的平板(平面)顯示裝置以及具有該顯示裝置的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為平板顯示裝置，有機(jī)EL (電致發(fā)光)顯示裝置、IXD (液晶顯示器)裝置、PDP(等離子體顯示面板)裝置等已廣泛應(yīng)用。在這樣的顯示裝置中，包括電光元件和晶體管的像素(像素電路)在基板(面板)上按矩陣配置。此外，顯示裝置中的像素，例如有機(jī)EL顯示裝置中的像素，除了電光元件和晶體管之外，還可以包括諸如存儲電容器、輔助電容器的電容元件(例如，參見日本未審查專利申請公開第2008-51990號)。

發(fā)明內(nèi)容
配置有包括電容元件的像素的顯示裝置，例如日本未審查專利申請公開第2008-51990號所披露的有機(jī)EL顯示裝置，一般采用如下構(gòu)造，將相對的金屬層之間的絕緣膜用作電介質(zhì)從而在其間形成電容元件。如果要在該像素內(nèi)制造的電容元件可以在除了這些金屬層之間的區(qū)域以外的區(qū)域中形成，則可以提高像素的截面結(jié)構(gòu)的自由度。因此，期望能夠提供這樣的顯示裝置，其中，在像素內(nèi)制造的電容元件形成在除了金屬層之間的區(qū)域以外的區(qū)域，從而可以提高像素的截面結(jié)構(gòu)的自由度，并且能夠提供具有該顯示裝置的電子設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種顯示裝置，其具有包括電光元件和晶體管的像素。每個像素具有在與晶體管的柵電極同一層的金屬層與形成有晶體管的源區(qū)和漏區(qū)的半導(dǎo)體層之間通過向金屬層施加電壓而形成的電容元件。該顯示裝置可以在各種電子設(shè)備中用作顯示裝置。當(dāng)向在形成與晶體管的柵電極同一層的金屬層與形成有晶體管的源區(qū)和漏區(qū)的半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)中的金屬層施加相對于半導(dǎo)體層的電壓更高的電壓時，在半導(dǎo)體層的表面形成溝道，并且利用柵絕緣膜作為電介質(zhì)形成電容器。即，在向金屬層施加電壓時，在半導(dǎo)體層的表面形成溝道，利用在金屬層和半導(dǎo)體層之間的柵絕緣膜形成電容器。將該電容器用作要制作為像素的電容元件使得電容元件形成在除了金屬層之間的區(qū)域以外的區(qū)域中。根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)橐谙袼貎?nèi)制作的電容元件可以形成在除了金屬層之間的區(qū)域以外的區(qū)域中，所以能夠提高像素的截面結(jié)構(gòu)的自由度。


圖I是示出了應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的有源矩陣型有機(jī)EL顯示裝置的基本構(gòu)造的概要的系統(tǒng)框圖。圖2是示出了一個像素(像素電路)的具體電路構(gòu)造的ー個實(shí)例的電路圖。
圖3是示出了應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的有機(jī)EL顯示裝置的基本電路操作的定時波形圖。圖4A至圖4D是示出了應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的有機(jī)EL顯示裝置的基本電路操作的不圖(部分I)。圖5A至圖是示出了施加本發(fā)明實(shí)施方式的有機(jī)EL顯示裝置的基本電路操作的不圖(部分2)。圖6A是示出了由驅(qū)動晶體管的閾值電壓變化所導(dǎo)致的問題的示圖，以及圖6B是示出了驅(qū)動晶體管的遷移率變化所導(dǎo)致的問題的示圖。
圖7是示出了具有頂柵結(jié)構(gòu)的晶體管的截面結(jié)構(gòu)的截面圖。圖8A至圖8C不出了為何對金屬層施加電壓以在金屬層與半導(dǎo)體層之間形成電容元件。圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的像素的截面結(jié)構(gòu)的截面圖。圖10是示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的像素電路的電路圖。圖11示出了用于對輔助電容器的第二電極外部施加恒定電壓的面板布局示例。圖12是示出了當(dāng)相對于半導(dǎo)體層的電位金屬層的電位降低時亮度降低的機(jī)制的定時波形圖；圖13示出了半導(dǎo)體電容的電容特性；圖14是示出了像素中有機(jī)EL元件的操作點(diǎn)變化導(dǎo)致亮度不均勻的機(jī)制的定時波形圖；圖15是示出了第二實(shí)施方式的定時波形圖；圖16是示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的示例性驅(qū)動定時的定時波形圖表；圖17是示出了用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)第二實(shí)施方式的示例性驅(qū)動定時的面板構(gòu)造的實(shí)例的系統(tǒng)框圖；圖18是根據(jù)第二實(shí)施方式的修改例的像素電路的電路圖；圖19是示出了應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的電視機(jī)的外觀的透視圖；圖20A和圖20B分別是示出了應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)的外觀的前透視圖和后透視圖；圖21是示出了應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的筆記本式個人計算機(jī)的外觀的透視圖；圖22是示出了應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的視頻攝像機(jī)的外觀的透視圖；圖23A至圖23G是應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的移動電話的外部視圖，圖23A是移動電話打開時的前視圖，圖23B是其側(cè)視圖，圖23C是移動電話關(guān)閉時的前視圖，圖23D是左側(cè)視圖，圖23E是右側(cè)視圖，圖23F是頂視圖，以及圖23G是底視圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖，詳細(xì)說明用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的模式(下文稱作“實(shí)施方式”)。說明以如下順序給出I.應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施方式的有機(jī)EL顯示裝置1-1.系統(tǒng)構(gòu)造1-2.基本電路操作
1-3.底柵結(jié)構(gòu)和頂柵結(jié)構(gòu)2.實(shí)施方式2-1.第一實(shí)施方式2-2.第二實(shí)施方式3.應(yīng)用例4.電子設(shè)備〈I.應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的有機(jī)EL顯示裝置>[1-1.系統(tǒng)構(gòu)造] 圖I是示出了應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的有源矩陣型顯示裝置的基本構(gòu)造的概述的系統(tǒng)框圖。在有源矩陣型有機(jī)顯示裝置中，設(shè)置在與設(shè)置有電光元件的像素相同的像素內(nèi)的有源元件(例如絕緣柵型場效應(yīng)晶體管)控制在有機(jī)EL元件中流動的電流。絕緣柵型場效應(yīng)晶體管通常使用TFT (薄膜晶體管)實(shí)現(xiàn)。此處將給出這樣的有源矩陣型有機(jī)EL顯示裝置的實(shí)例的說明，其中，將發(fā)光亮度根據(jù)裝置中流經(jīng)的電流值變化的電流驅(qū)動型電光元件(例如有機(jī)EL元件)用作像素(像素電路)的發(fā)光元件。如圖I所示,根據(jù)本應(yīng)用例的有機(jī)EL顯示裝置10具有包括有機(jī)EL元件的像素20 ;像素陣列部30，其中像素20按照矩陣ニ維配置；以及驅(qū)動電路部，設(shè)置在像素陣列部30的附近。驅(qū)動電路部包括寫入掃描電路40、電源掃描電路50以及信號輸出電路60等，以驅(qū)動像素陣列部30中的像素20。當(dāng)有機(jī)EL顯示裝置10是彩色顯示裝置吋，用作形成彩色圖像的一個單位的單個像素(単位像素)由多個子像素構(gòu)成，這些子像素對應(yīng)于圖I的像素20。更具體地說，在彩色顯示裝置中，一個像素由例如發(fā)紅色(R)光的子像素、發(fā)綠色(G)光子像素和發(fā)藍(lán)色(B)光的子像素這3個子像素構(gòu)成。但是，一個像素不限于包括RGB三原色的子像素的組合。即，可以對三原色子像素進(jìn)ー步增加另外一種顏色的子像素或另外幾種顏色的子像素，從而形成單個像素。更加具體地，例如為了提高亮度，可以增加發(fā)白色(W)光的子像素以構(gòu)成單個像素，或者為了擴(kuò)大色彩再現(xiàn)范圍，可以增加至少ー個發(fā)出補(bǔ)色的子像素以構(gòu)成單個像素。對于像素陣列部30中的以m行Xn列配置的像素20，以像素行為單位沿著行方向(即，像素行中像素20的配置方向)配置掃描線31 Ul1至3し)和電源供應(yīng)線32 (3 至32m)0此外，對于以m行Xn列配置的像素20，以像素列為單位沿著列方向(即，像素列中像素20的配置方向)配置信號線33 (33:至33n)。掃描線31:至31m連接至寫入掃描電路40的相應(yīng)行的輸出端。電源供應(yīng)線32:至32_ 連接至電源掃描電路50的相應(yīng)行的輸出端。信號線33i至33 連接至信號輸出電路60的相應(yīng)列的輸出端。通常，像素陣列部30設(shè)置在諸如玻璃基板的透明絕緣基板上。這樣，有機(jī)EL顯示裝置10具有平板結(jié)構(gòu)。像素陣列部30中像素20的驅(qū)動電路可以使用非晶硅TFT或低溫多晶硅TFT制造。當(dāng)使用低溫多晶硅TFT時，如圖I所示，可以在包括像素陣列部30的顯不面板(基板)70上設(shè)置寫入掃描電路40、電源掃描電路50和信號輸出電路60。
寫入掃描電路40包括移位寄存器電路等，其與時鐘脈沖Ck同步地將起始脈沖sp順序移位(轉(zhuǎn)移)。在向像素陣列部30的像素20寫入視頻信號的信號電壓寫入期間，寫入掃描電路40向相應(yīng)掃描線31 (31:至31m)順序地提供寫入掃描信號WS (WS1至WSm)，從而順序地逐行掃描(線順序掃描)像素陣列部30中的像素20。電源掃描電路50包括移位寄存器電路等，其與時鐘脈沖Ck同步地將起始脈沖sp順序移位。該電源掃描電路50與寫入掃描電路40執(zhí)行的線順序掃描同步地提供電源電位DS (DS1至DSm)給相應(yīng)電源供應(yīng)線32 (3 至32m)。每個電源電位DS可以在第一電源電位Vccp和低于該第一電源電位Vcxp的第二電源電位Vini之間切換。通過電源電位DS在電源電位Vcxp和Vini之間的切換，控制像素20的發(fā)光和非發(fā)光。信號輸出電路60選擇性地輸出與從信號源(未不出)提供的亮度信息相對應(yīng)的視頻信號的信號電壓Vsig和參考電壓Vtjfs。參考電壓Vtjfs用作視頻信號的信號電壓Vsig的參考
電位(并且例如對應(yīng)于視頻信號的黑色電平的電壓)，并且用于閾值校正處理(下述)。對于由掃描電路40的掃描所選擇的各個像素行，將從信號輸出電路60選擇性地輸出的信號電壓Vsig和參考電位Vtjfs通過信號線33 (33:至33n)寫入到像素陣列部30中的相應(yīng)像素20。即，信號輸出電路60具有線順序?qū)懭腧?qū)動系統(tǒng)，用于逐行(逐線)寫入信號電壓Vsig。(像素電路)圖2是示出了一個像素(像素電路)20的具體電路構(gòu)造的ー個實(shí)例的電路圖。像素20具有包括有機(jī)EL元件21的發(fā)光部，該有機(jī)EL元件21是電流驅(qū)動型電光元件。有機(jī)EL元件21的發(fā)光亮度根據(jù)裝置中流經(jīng)的電流值而變化。如圖2所示，像素20除了包括有機(jī)EL元件21以外，還包括用于通過使電流流入有機(jī)EL元件21而驅(qū)動有機(jī)EL元件21的驅(qū)動電路。有機(jī)EL元件21具有連接至公共的電源供應(yīng)線34的陰極電極，該公共電源供應(yīng)線34連接至所有像素20 (也被稱為“公共配線”)。用于驅(qū)動有機(jī)EL元件21的驅(qū)動電路具有驅(qū)動晶體管22、寫入晶體管23、存儲電容器24和輔助電容器25。驅(qū)動晶體管22和寫入晶體管23可以由n-溝道TFT實(shí)現(xiàn)。然而，所示的驅(qū)動晶體管22寫入晶體管23的導(dǎo)電類型的組合僅是ー個示例，并且導(dǎo)電類型的組合不限于此。此外，晶體管、存儲電容器和有機(jī)EL器件等的配線連接關(guān)系不限于所公開的關(guān)系。驅(qū)動晶體管22的第一電極(源/漏電極)連接至有機(jī)EL元件21的陽極電極，并且驅(qū)動晶體管22的第二電極(源/漏電極)連接至電源供應(yīng)線32 (32:到32m)中的相應(yīng)ー個。寫入晶體管23第一電極(源/漏電極)連接至信號線33 (33:到33n)中的相應(yīng)ー個，并且寫入晶體管23的第二電極(源/漏電極)連接至驅(qū)動晶體管22的柵電扱。寫入晶體管23的柵電極連接至掃描線31 (31:到31m)中的相應(yīng)ー個。驅(qū)動晶體管22和寫入晶體管23中的表述“第一電極”表示電連接至源/漏區(qū)的金屬配線；表述“第二電極”表示電連接至漏/源區(qū)的金屬配線。根據(jù)第一電極和第二電極之間的電位關(guān)系，第一電極用作源電極或漏電極，或第二電極也用作漏電極或源電極。存儲電容器24的第一電極連接至驅(qū)動晶體管22的柵電扱，并且存儲電容器24的第二電極連接至驅(qū)動晶體管22的第一電極和有機(jī)EL元件21的陽極電扱。輔助電容器25的第一電極連接至有機(jī)EL元件21的陽極電扱，并且輔助電容器25的第二電極連接至公共電源供應(yīng)線34。輔助電容器25用作有機(jī)EL元件21的等效電容的輔助，從而補(bǔ)償有機(jī)EL元件21的設(shè)備電容的不足，并且從而提高對于存儲電容器24的視頻信號的寫入増益。在這種情況下，雖然輔助電容器25的第二電極連接至公共電源供應(yīng)線34，但是輔助電容器25的第二電極可以連接至固定電位的節(jié)點(diǎn)，而不是公共電源供應(yīng)線34。輔助電容器25的第二電極與固定電位的節(jié)點(diǎn)的連接能夠補(bǔ)償有機(jī)EL元件21的電容不足，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對于存儲電容器24的視頻信號的寫入増益的提高。具有上述構(gòu)造的像素20中的寫入晶體管23響應(yīng)于通過掃描線31從寫入掃描電路40提供至寫入晶體管23的柵電極的高(即，激活，active)寫入掃描信號WS而進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。然后寫入晶體管23采樣視頻信號(對應(yīng)于亮度信息)的信號電壓Vsig或通過信號線33從信號輸出電路60提供的參考電位V-，并將采樣的信號電壓Vsig或參考電壓Vtjfs寫入像素20。寫入的信號電壓Vsig或參考電壓Vtjfs被施加至驅(qū)動晶體管22的柵電極并由存儲電容器24存儲。 當(dāng)電源供應(yīng)線32 (32:到32J中的相應(yīng)ー個的電源電位DS是第一電源電位Vrap吋，驅(qū)動晶體管22在飽和區(qū)進(jìn)行操作，其第一電極用作漏電極，而第二電極用作源電極。從而，響應(yīng)于從電源供應(yīng)線32提供的電流，驅(qū)動晶體管22通過向其提供驅(qū)動電流來驅(qū)動有機(jī)EL元件21發(fā)光。更具體地，通過飽和區(qū)中的操作，驅(qū)動晶體管22向有機(jī)EL元件21提供驅(qū)動電流，該驅(qū)動電流具有與存儲電容器24存儲的信號電壓的電壓值相對應(yīng)的電流值Vsig。驅(qū)動電流使有機(jī)EL元件21被驅(qū)動以進(jìn)行發(fā)光。當(dāng)電源電位DS從第一電源電位Vcxp切換至第二電源電位Vini時，驅(qū)動晶體管22用作開關(guān)晶體管，其第一電極用作源電極，其第二電極用作漏電極。通過切換操作，驅(qū)動晶體管22停止對有機(jī)EL元件21提供驅(qū)動電流，從而使有機(jī)EL元件21進(jìn)入非發(fā)光狀態(tài)。即，驅(qū)動晶體管22具有用于控制有機(jī)EL元件21發(fā)光和非發(fā)光的晶體管的功能。驅(qū)動晶體管22執(zhí)行切換操作以提供有機(jī)EL元件21非發(fā)光的期間(非發(fā)光期間)，從而使得能夠控制有機(jī)EL元件21的發(fā)光期間和非發(fā)光期間的(占空)比率。通過占空控制，能夠減少在整個ー個顯示幀期間像素20的發(fā)光中所包括的余像。從而，特別地，運(yùn)動圖像的圖像質(zhì)量進(jìn)一步提尚。在通過電源供應(yīng)線32從電源掃描電路50選擇性地提供的第一和第二電源供應(yīng)電壓Vrap和Vini中，第一電源電位Vrap是用于將驅(qū)動有機(jī)EL元件21發(fā)光的驅(qū)動電流提供至驅(qū)動晶體管22的電源電位。第二電源電位Vini是用于反向偏置有機(jī)EL元件21的電源電位。第二電源電位Vini被設(shè)定為低于參考電壓V—。例如,第二電源電位Vini被設(shè)置為低于Vofs-Vth的電位，優(yōu)選地，設(shè)定為遠(yuǎn)低于Vtjfs-Vth的電位，其中Vth表示驅(qū)動晶體管22的閾值電壓。[1-2 基本電路操作]接下來，將參考圖3示出的定時波形圖和圖4A至圖示出的操作圖，說明具有上述構(gòu)造的有機(jī)EL顯示裝置10的基本電路操作。在圖4A至圖示出的操作圖中，寫入晶體管23由開關(guān)符號表示，以簡化說明。圖3的定時波形圖示出了掃描線31的電位(寫入掃描信號)WS的變化、電源供應(yīng)線32的電位(電源電位)DS的變化、信號線33的電位(Vsig/Xfs)的變化以及驅(qū)動晶體管22的柵電位Vg和源電位Vs的變化。(前ー顯不巾貞的發(fā)光期間)
在圖3的定時波形圖中，在時間til之前的期間是前一顯示幀的有機(jī)EL元件21的發(fā)光期間。在前ー顯不巾貞的發(fā)光期間中，電源供應(yīng)線32的電位DS處在第一電源電位(以下稱為“高電位”)Vccp,并且寫入晶體管23處于非導(dǎo)通狀態(tài)。驅(qū)動晶體管22被設(shè)計為在該點(diǎn)時在飽和區(qū)中進(jìn)行操作。因此，如圖4A所示，與驅(qū)動晶體管22的柵源電壓Vgs相應(yīng)的驅(qū)動電流(漏源電流)Ids通過驅(qū)動晶體管22從電源供應(yīng)線32而提供到有機(jī)EL元件21。因此，有機(jī)EL元件21的發(fā)光亮度與驅(qū)動電流Ids的電流值相應(yīng)。(閾值校正準(zhǔn)備期間)在時間tll，操作進(jìn)入了新的顯示幀(當(dāng)前顯示幀)以執(zhí)行線順序掃描。如圖4B所示，電源供應(yīng)線32的電位DS從高電位Vcxp切換到第二電源電位(以下稱為“低電位”)Vini,其相對于信號線33的參考電位Vtxfs遠(yuǎn)低于Vtjfs-VthO使Vthel為有機(jī)EL元件21的閾值電壓，并使Veath為公共電源供應(yīng)線34的電位(陰 極電位)。在這種情況下，在假定低電位Vini滿足Vini〈Vttel+VMth吋，驅(qū)動晶體管22的源電位Vs基本上等于低電位Vini。因此，有機(jī)EL元件21被置于反向偏置狀態(tài)并且停止發(fā)光。接下來，在時間112，掃描線31的電位WS從低電位側(cè)向高電位側(cè)移動，從而寫入晶體管23被置于導(dǎo)通狀態(tài)，如圖4C所示。在該點(diǎn)，因?yàn)閰⒖茧娢籚tjfs從信號輸出電路60提供到信號線33，所以驅(qū)動晶體管22的柵電位Vg用作參考電位V-。驅(qū)動晶體管22的源電位Vs等于遠(yuǎn)低于參考電位Vtjfs的電位Vini,即等于低電位Vini。在該點(diǎn)，驅(qū)動晶體管22的柵源電壓Vgs等于Vtjfs-Vinit5在這種情況下，除非Vtjfs-Vini遠(yuǎn)大于驅(qū)動晶體管22的閾值電壓Vth，否則難以執(zhí)行下述的閾值校正處理。因此，執(zhí)行設(shè)置從而滿足Vt5fs-DVth表達(dá)的電位關(guān)系。將驅(qū)動晶體管22的柵電位Vg固定(設(shè)置)為參考電位Vtjfs并且將源電位Vs固定為低電位Vini的初始化處理是執(zhí)行下述的閾值校正處理(閾值校正操作)之前的準(zhǔn)備處理(閾值校正準(zhǔn)備)。這樣，參考電位Vtjfs和低電位Vini用作驅(qū)動晶體管22的柵電位Vg和源電位Vs的初始化電位。(閾值校正期間)接下來，在時間tl3，電源供應(yīng)線32的電位DS從低電位Vini切換到高電位Veep，如圖4D所示，并且當(dāng)驅(qū)動晶體管22的柵電位Vg維持在參考電壓Vtjfs吋，開始閾值校正處理。即，驅(qū)動晶體管22的源電位Vs開始向從柵電位Vg中減去驅(qū)動晶體管22的閾值電壓Vth獲得的電位增加。在這里，參考驅(qū)動晶體管22的柵電位Vg的初始化電位Vtjfs,將源電位Vs向從初始化電位Vtjfs中減去驅(qū)動晶體管22的閾值電壓Vth所獲得的電位的處理，為便于說明稱為“閾值校正處理”。在閾值校正處理進(jìn)行吋，驅(qū)動晶體管22的柵源電壓Vgs最后設(shè)置成驅(qū)動晶體管22的閾值電壓Vth。與閾值電壓Vth相對應(yīng)的電壓由存儲電容器24存儲。在執(zhí)行閾值校正處理的期間中(即，在閾值校正期間中)，公共電源供應(yīng)線34的電位VMth被設(shè)置為使得有機(jī)EL元件21被置于截止?fàn)顟B(tài),從而使電流流入存儲電容器24,并防止電流流入有機(jī)EL元件21。接下來，在時間tl4，掃描線31的電位WS向低電位側(cè)移動，從而寫入晶體管23被置于非導(dǎo)通狀態(tài)，如圖5A所示。在該點(diǎn)，驅(qū)動晶體管22的柵電極與信號線33電分離，從而驅(qū)動晶體管22的柵電極進(jìn)入浮置狀態(tài)。然而，因?yàn)闁旁措妷篤gs等于驅(qū)動晶體管22的閾值電壓Vth，所以驅(qū)動晶體管22處于截止?fàn)顟B(tài)。由此，幾乎沒有漏源電流Ids流入驅(qū)動晶體管22。(信號寫入和遷移率校正期間)接下來，在時間tl5，如圖5B所示，信號線33的電位從參考電位Vtjfs切換至視頻信號的信號電壓Vsig。此后,如圖5C所不,在時間tl6,掃描線31的電位WS向高電位側(cè)移動，從而寫入晶體管23進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，從而采樣視頻信號的信號電壓Vsig并將信號電壓Vsig寫入像素20。在寫入晶體管23寫入信號電壓Vsig吋，驅(qū)動晶體管22的柵電位Vg變得等于信號電壓Vsig。當(dāng)驅(qū)動晶體管22通過視頻信號的信號電壓Vsig被驅(qū)動時，驅(qū)動晶體管22的閾值電壓Vth被與存儲電容器24儲存的閾值電壓Vth相對應(yīng)的電壓所抵消。閾值抵消的原理的詳細(xì)情況說明如下。 在該點(diǎn)，有機(jī)EL元件21處于截止?fàn)顟B(tài)(高阻抗?fàn)顟B(tài))。由此，根據(jù)視頻信號的信號電壓Vsig從電源供應(yīng)線32流入驅(qū)動晶體管22的電流(漏源電流Ids)流入有機(jī)EL元件21的等效電容器和輔助電容器25。從而，有機(jī)EL元件21的等效電容器和輔助電容器25的充電開始。作為有機(jī)EL元件21的等效電容器以及輔助電容器25充電的結(jié)果，隨著時間流逝驅(qū)動晶體管22的源電位Vs増加。因?yàn)橄袼氐尿?qū)動晶體管22的閾值電壓Vth的變化在該點(diǎn)已經(jīng)被抵消，所以驅(qū)動晶體管22的漏源電流Ids取決于驅(qū)動晶體管22的遷移率U。驅(qū)動晶體管22的遷移率U指的是包括在驅(qū)動晶體管22的溝道中的半導(dǎo)體薄膜的遷移率?，F(xiàn)在假定由存儲電容器24儲存的電壓Vgs和視頻信號的信號電壓Vsig的比率(該比率稱為“寫入増益G”)是I (理想值)。在這種情況下，驅(qū)動晶體管22的源電位Vs增加到由Vtjfs-Vth+ A V表達(dá)的電位，從而驅(qū)動晶體管22的柵源電壓Vgs達(dá)到由VsigUVth- A V表達(dá)的值。即，驅(qū)動晶體管的22源電位Vs的増加A V起作用，以使得其從存儲電容器24儲存的電壓(Vsig-VtjfJVth)中被減去，即使得存儲電容器24中的電荷被放電。換句話說，將與源電位Vs的增加A V相對應(yīng)的負(fù)反饋施加至存儲電容器24。這樣，源電位Vs的增加AV與負(fù)反饋的量相對應(yīng)。當(dāng)具有與流入驅(qū)動晶體管22的漏源電流Ids相對應(yīng)的負(fù)反饋的量AV的負(fù)反饋以上述方式被施加于柵源電壓Vgs吋，能夠消除驅(qū)動晶體管22的漏源電流Ids對遷移率U的依賴。該用于取消對遷移率U的依賴的處理是用于校正各像素的驅(qū)動晶體管22的遷移率U的變化的遷移率校正處理。更具體地說，寫入驅(qū)動晶體管22的柵電極的視頻信號的信號幅度Vin (=Vsig-Vofs)越高，漏源電流Ids越大。這樣，負(fù)反饋的量AV的絕對值也増大。因此，根據(jù)發(fā)光亮度水平執(zhí)行遷移率校正處理。當(dāng)視頻信號的信號幅度Vin恒定時，負(fù)反饋的量AV的絕對值隨著驅(qū)動晶體管22的遷移率U増大。因此，各個像素的遷移率U的變化能減少或消除。即，負(fù)反饋的量AV也被稱為“遷移率校正處理的校正量”。遷移率校正的原理的詳細(xì)情況說明如下。(發(fā)光期間)
接下來，在時間tl7，掃描線31的電位WS向低電位側(cè)移動，從而寫入晶體管23被置于非導(dǎo)通狀態(tài)，如圖所示。因此，驅(qū)動晶體管22的柵電極與信號線33電分離，從而驅(qū)動晶體管22的柵電極進(jìn)入浮置狀態(tài)。在這種情況下，在驅(qū)動晶體管22的柵電極處于浮置狀態(tài)時，因?yàn)榇鎯﹄娙萜?4連接在驅(qū)動晶體管22的柵極和源極之間，所以柵電位Vg也與驅(qū)動晶體管22的源電位Vs的變化聯(lián)動地變化。驅(qū)動晶體管22的柵電位Vg與源電位Vs的變化聯(lián)動地變化的該操作，即當(dāng)維持存儲電容器24中存儲的柵源電壓Vgs時，柵電位Vg和源電位Vs增加的操作在本文中被稱為“自舉操作”。在驅(qū)動晶體管22的柵電極進(jìn)入浮置狀態(tài)的同時，驅(qū)動晶體管的漏源電流Ids22開始流入有機(jī)EL元件21，從而有機(jī)EL元件21的陽極電位響應(yīng)于漏源電流Ids而增加。當(dāng)有機(jī)EL元件21的陽極電位超過Vthel+Veath吋，驅(qū)動電流開始流入有機(jī)EL元件 21，從而使有機(jī)EL元件21開始發(fā)光。有機(jī)EL元件21的陽極電位的増加，是因?yàn)轵?qū)動晶體管22的源電位Vs的增加。當(dāng)驅(qū)動晶體管22的源電位Vs增加時，存儲電容器24的自舉操作使驅(qū)動晶體管22的柵電位Vg與源電位Vs聯(lián)動地增加。在自舉電路的增益假定為I (理想值)時，柵電位Vg的増加量等于源電位Vs的增加量。因此，在發(fā)光期間中，驅(qū)動晶體管22的柵源電壓Vgs恒定維持在VsigUVth-AL在時間tl8，信號線33的電位從視頻信號的信號電壓Vsig切換至參考電壓V-。在上述的一系列電路操作中，閾值校正準(zhǔn)備、閾值校正、信號電壓Vsig的寫入(信號寫入)以及遷移率校正的處理操作在ー個水平掃描期間(1H)內(nèi)執(zhí)行。信號寫入和遷移率校正的處理操作在時間tl6到時間tl7的期間內(nèi)并行地執(zhí)行。[分割閾值校正]雖然上面給出了利用僅執(zhí)行閾值校正處理一次的驅(qū)動方法的實(shí)例的說明，但是該驅(qū)動方法僅僅是ー個示例，而且也不限于此。例如也可以采用用于執(zhí)行所謂“分割閾值校正”的驅(qū)動方法。在分割閾值校正中，除與遷移率校正和信號寫入處理聯(lián)動地執(zhí)行閾值校正處理的IH期間以外，在IH期間之前，多次執(zhí)行閾值校正處理，即以分割方式在多個水平掃描期間內(nèi)執(zhí)行閾值校正處理。通過分割閾值校正的驅(qū)動方法，即使當(dāng)分配給ー個水平掃描期間的時間由于更高分辨率的像素數(shù)量增加而減少時，也能夠在閾值校正期間的多個掃描期間內(nèi)確保足夠的時間量。因此，由于即使當(dāng)分配給ー個水平掃描期間的時間減少時也能夠確保足夠的時間量作為閾值校正期間，所以能夠可靠地執(zhí)行閾值校正處理。[閾值消除的原理]現(xiàn)在將說明驅(qū)動晶體管22的閾值消除(抵消，cancellation)(即閾值校正)的原理。因?yàn)轵?qū)動晶體管22設(shè)計為在飽和區(qū)中操作，所以其用作恒定電流源。因此，一定量的漏源電流(驅(qū)動電流)Ids從驅(qū)動晶體管22流至有機(jī)EL元件21,并給出為Ids= (1/2) u (ff/L)Cox(Vgs-Vth)2 (I)其中，w表示驅(qū)動晶體管22的溝道寬度，L表示溝道長度，Cm表示每單位面積的柵電容。圖6A是示出了驅(qū)動晶體管22的漏源電流Ids對柵源電壓Vgs的特性的示圖。如圖6A所示，如果不對各個像素的驅(qū)動晶體管22的閾值電壓Vth的變化執(zhí)行消除處理(校正處理)，則當(dāng)閾值電壓Vth是Vthl時，對應(yīng)于柵源電壓Vgs的漏源電流Ids成為Idsl。相反，當(dāng)閾值電壓Vth是Vth2 (Vth2>Vthl)時，對應(yīng)于相同的柵源電壓Vgs的漏源電流し變?yōu)椁?(し2〈し)。即，在驅(qū)動晶體管22的閾值電壓Vth變化時，即使當(dāng)柵源電壓Vgs恒定時，漏源電流Ids也變化。另ー方面，在具有上述構(gòu)造的像素(像素電路)20中， 如上所述，在發(fā)光期間的驅(qū)動晶體管22的柵源電壓Vgs表達(dá)為Vsig-VtjfJVth-AV15這樣，將該表達(dá)式代入到上述等式(I)生成如下給出的漏源電流Ids Ids= (1/2) u (ff/L)Cox(Vsig-Vofs-AV)2 (2)S卩，驅(qū)動晶體管22的閾值電壓Vth的項(xiàng)被消除，使得從驅(qū)動晶體管22提供到有機(jī)EL元件21的漏源電流Ids不取決于驅(qū)動晶體管22的閾值電壓Vth。因此，即使當(dāng)驅(qū)動晶體管22的閾值電壓Vth由于驅(qū)動晶體管22制造處理的變化、老化等對于各個像素變化時，漏源電流Ids也不變。因此，有機(jī)EL元件21的發(fā)光亮度能夠維持恒定。[遷移率校正的原理]接下來將說明驅(qū)動晶體管22的遷移率校正的原理。圖6B是示出了驅(qū)動晶體管22的遷移率U較大的像素A與驅(qū)動晶體管22的遷移率y較小的像素B之間的比較的特征曲線的示圖。當(dāng)驅(qū)動晶體管22通過多晶硅TFT等實(shí)現(xiàn)時，發(fā)生像素的遷移率y的變化，如在像素A和B中那樣?，F(xiàn)在給出這樣的實(shí)例的說明，其中，當(dāng)像素中A和B的遷移率ii變化時，同樣水平的信號幅度Vin (=Vsig-Vtjfs)被寫入像素A和B的驅(qū)動晶體管22的柵電極。在這種情況下，如果不對遷移率U執(zhí)行校正，則在流經(jīng)具有大的遷移率U的像素A的漏源電流Idン與流經(jīng)具有小的遷移率U的像素B的漏源電流Ids2'之間產(chǎn)生大的差異。當(dāng)由于像素的遷移率U的變化而在像素的漏源電流Ids之間產(chǎn)生大的差異時，畫面的均勻性被損壞。如上述等式(I)所給出的晶體管特性所表明的，漏源電流Ids隨著遷移率U増大而増大。因此，隨著遷移率U増大，負(fù)反饋的量AV増大。如圖6B所示，具有大的遷移率U的像素A的負(fù)反饋的量AV1大于具有小的遷移率ii的像素B的負(fù)反饋的量AV2。因此，當(dāng)執(zhí)行遷移率校正處理，使得將具有與驅(qū)動晶體管22的漏源電流Ids相對應(yīng)的反饋的量AV的負(fù)反饋施加至柵源電壓Vgs吋，隨著遷移率y増大，施加更大的負(fù)反饋量。因此，能夠抑制像素的遷移率U的變化。更具體地，當(dāng)對具有較大遷移率U的像素A執(zhí)行與負(fù)反饋的量AV1相對應(yīng)的校正時，漏源電流Ids顯著地從Ids/減小到Idsl。另ー方面，因?yàn)榫哂休^小遷移率U的像素B中的反饋的量八、較小，所以漏源電流IdsAIds2'減小到Ids2，并且該減小量不那么大。因此，像素A的漏源電流Idsl和像素B的漏源電流Ids2變得基本上彼此相等，從而像素的遷移率U的變化得以校正。簡言之，當(dāng)存在具有不同的遷移率U的像素A和B時，具有較大遷移率U的像素A的反饋量AV1大于具有較小遷移率ii的像素B的反饋量AV2。S卩,像素的遷移率y越大，反饋量AV越大，并且漏源電流Ids減小量越大。因此，由于將具有與驅(qū)動晶體管22的漏源電流Ids相對應(yīng)的反饋量AV的負(fù)反饋施加至柵源電壓Vgs，使具有不同的遷移率y的像素的漏源電流Ids的電流值變得彼此相等。因此，能夠校正像素的遷移率y的變化。即，遷移率校正處理是這樣的處理，其中，向驅(qū)動晶體管22的柵源電壓Vgs，即向存儲電容器24施加具有與流入驅(qū)動晶體管22的電流(漏源電流Ids)相對應(yīng)的反饋量(校正量)AV的負(fù)反饋。上述閾值校正和遷移率校正是可在本發(fā)明中執(zhí)行或不執(zhí)行的操作，并且上述的各種校正、發(fā)光等不限于這些操作和定時。[1-3 底柵結(jié)構(gòu)和頂柵結(jié)構(gòu)]在具有上述構(gòu)造的有機(jī)EL顯示裝置10中，像素20中的晶體管，具體地說，構(gòu)成驅(qū)動晶體管22和寫入晶體管23的TFT，根據(jù)結(jié)構(gòu)廣泛地劃分為底柵結(jié)構(gòu)和頂柵結(jié)構(gòu)。在底柵結(jié)構(gòu)中，柵電極位于相對于半導(dǎo)體層更靠近基板的ー側(cè)。在頂柵結(jié)構(gòu)中，柵電極位于相對于半導(dǎo)體層基板的相反側(cè)。當(dāng)具有底柵結(jié)構(gòu)TFT用作像素20中的晶體管時，半導(dǎo)體層和薄絕緣膜位于柵電極的金屬層與源/漏電極的金屬層之間。因此，柵電極的金屬層和源/漏電極的金屬層配置為彼此相対，使得利用薄絕緣膜作為電介質(zhì)的電容器在金屬層之間形成。在這些金屬層之 間利用其間介有的絕緣膜形成的電容器可以用作要制入像素20中的電容元件，例如，作為輔助電容器25，以用作有機(jī)EL元件21的等效電容器的輔助。另ー方面，當(dāng)具有頂柵結(jié)構(gòu)的TFT用作像素20中的晶體管時，在包括晶體管等的電路部上形成絕緣平坦化膜，從而平坦化該電路部的上部，并且在絕緣平坦化膜上形成源/漏電極的金屬層。像素20中的晶體管是驅(qū)動晶體管22的情況將參考圖7更詳細(xì)地說明。如圖7所示，在基板(例如玻璃基板71)上形成驅(qū)動晶體管22的半導(dǎo)體層221。半導(dǎo)體層221的中心區(qū)用作溝道區(qū)222，并且溝道區(qū)222的相反兩端用作源/漏區(qū)223和224。在半導(dǎo)體層221的溝道區(qū)222上沉積柵絕緣膜225，并且在柵絕緣膜225上形成柵電極226。為了平坦化包括如此形成的驅(qū)動晶體管22的TFT電路部的上部，在包括驅(qū)動晶體管22的TFT電路部上形成絕緣平坦化膜72。接觸孔73和74在絕緣平坦化膜72中形成，從而連通半導(dǎo)體層221的相反兩端的相應(yīng)的源/漏區(qū)223和224。源/漏電極227和228在絕緣平坦化膜72上形成，并且接觸孔73和74填充有配線材料(電極材料)，從而源/漏電極227和228分別與源/漏區(qū)223和224電連接。如上所述，在像素20的晶體管由具有頂柵結(jié)構(gòu)的TFT實(shí)現(xiàn)時，絕緣平坦化膜72主要設(shè)置用于平坦化。因此，絕緣平坦化膜72的厚度明顯地大于柵絕緣膜225的厚度。絕緣平坦化膜72的較大厚度使得難以在柵電極226的金屬層和源/漏電極227和228的金屬層之間形成電容器。由于這樣的原因，如果要制入像素20中的電容元件可以形成在除這些金屬層之間的區(qū)域以外的區(qū)域中，則能夠提高像素20的截面結(jié)構(gòu)的自由度。不僅在具有頂柵結(jié)構(gòu)的TFT用作像素20中的晶體管的情況下，而且在具有底柵結(jié)構(gòu)的TFT用作像素20中的晶體管的情況下，同樣如此?！?.實(shí)施方式〉為了提高像素20的截面結(jié)構(gòu)的自由度，本發(fā)明的實(shí)施方式采用這樣的構(gòu)造，其中，要制入像素20中的電容元件形成在與晶體管的柵電極同一層的金屬層和形成有晶體管的源/漏區(qū)的半導(dǎo)體層之間。金屬層與半導(dǎo)體層之間的電容元件的形成涉及對金屬層施加電壓。現(xiàn)在將參考圖8A至圖SC，說明為何將電壓施加至金屬層從而在金屬層和半導(dǎo)體層之間形成電容元件的原因。
圖8A示出了諸如驅(qū)動像素20的操作的高頻率操作期間半導(dǎo)體層和金屬層的C-V(電容電壓)特性。在圖8A的C-V特性中,橫軸表不金屬層相對于半導(dǎo)體層的電位?？v軸表示比率C/Q，其中Ctl表示柵絕緣膜的電容，C表示金屬層與半導(dǎo)體層之間的電容。在圖8A的C-V特性中，特征曲線與縱軸相交的點(diǎn)A處的C/Q如下給出A (C/C0)=1/{1+K0LD/(Ktd)I其中，Ktl表示柵絕緣膜的相對介電常數(shù)，td表示柵絕緣膜的厚度，K表示半導(dǎo)體的相對介電常數(shù)，并且Ld表示載流子的屏蔽距離。現(xiàn)在將通過示例討論像素20中的晶體管是N溝道MOS晶體管的情況。
對于N溝道MOS晶體管，當(dāng)相對于半導(dǎo)體層的電壓足夠高的電壓施加至金屬層時，電子在半導(dǎo)體層的表面積累，即，在半導(dǎo)體層的表面形成溝道，如圖8B (對應(yīng)于圖8A所示的狀態(tài)I)所示。因此，夾置于半導(dǎo)體層和金屬層之間的柵絕緣膜被用作電介質(zhì)以形成電容器。即，能夠在半導(dǎo)體層的表面形成足夠量的溝道的電壓被施加至金屬層。在圖8A的C-V特性中，V1表示使柵絕緣膜的電容Cc/變得可見的電壓值，換句話說，表示作為電介質(zhì)的柵絕緣膜的電容Ctl變?yōu)榈扔诮饘賹雍桶雽?dǎo)體層之間的電容C的電壓值(即C/C^l)。另ー方面，當(dāng)相對于半導(dǎo)體層的電壓的低的電壓施加至金屬層時，在半導(dǎo)體層的表面電子耗盡區(qū)的面積增加，如圖8B所示(其對應(yīng)于圖8A所示的狀態(tài)2)。這減小半導(dǎo)體層和金屬層之間形成并且使用柵絕緣膜作為電介質(zhì)的電容器的電容值。上述表明，在金屬層和半導(dǎo)體層配置為彼此相對并且柵絕緣膜夾置于其間的像素結(jié)構(gòu)中，對金屬層施加電壓會使半導(dǎo)體層的表面形成溝道。這使得能夠使用柵絕緣膜作為電介質(zhì)而形成電容器。例如，電容器可以進(jìn)ー步用作要制入像素20中的電容元件，例如，如圖2中所示的像素電路中的輔助電容器25。通過這種配置，因?yàn)橐迫胂袼?0中的電容元件能在除金屬層之間區(qū)域以外的區(qū)域中形成，所以能夠提高像素20的截面結(jié)構(gòu)的自由度。圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的像素的截面結(jié)構(gòu)的截面圖。圖9示出了圖2中示出的像素電路的驅(qū)動晶體管22和輔助電容器25，即示出了形成在金屬層和半導(dǎo)體層之間并且將柵絕緣膜用作電介質(zhì)的電容器用作輔助電容器25的實(shí)例。在圖9中，與圖7中的同樣的部分以同樣的參考標(biāo)號標(biāo)記。如上所述，參考圖7，包括驅(qū)動晶體管22的TFT電路部形成在玻璃基板71上。驅(qū)動晶體管22包括，形成在玻璃基板71上的半導(dǎo)體層221、與半導(dǎo)體層221的溝道區(qū)222相對設(shè)置的柵電極226以及置于半導(dǎo)體層221和柵電極226之間的柵絕緣膜225。在半導(dǎo)體層221中，溝道區(qū)222的相反兩端分別用作源/漏區(qū)223和224。在包括驅(qū)動晶體管22的TFT電路部上形成絕緣平坦化膜72，從而平坦化其上部。在絕緣平坦化膜72上形成包括源/漏電極227和228的配線層。在該示例中，在驅(qū)動晶體管22的一側(cè)的源/漏電極228也適于用作有機(jī)EL元件21的陽極電扱。在包括源/漏電極227和228的配線層上形成窗ロ絕緣膜75。在窗ロ絕緣膜75中的開ロ部(凹部)76中形成有機(jī)EL元件21的有機(jī)層(未示出)，并且在窗ロ絕緣膜75上形成有機(jī)EL元件21的陰極電極(未示出，所有像素共用)。在具有上述構(gòu)造的像素結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體層221設(shè)置為在有機(jī)EL元件21下部中延伸。半導(dǎo)體層221的一端，即源漏電極224,也用作輔助電容器25的第一電極251。輔助電容器25的第二電極252在與驅(qū)動晶體管22的柵電極226的層的同一層中形成，從而與第一電極251相對。在第一電極251和第二電極252之間設(shè)置柵絕緣膜253。如上所述，使得在半導(dǎo)體層221的表面即在第一電極251的表面形成足夠量的溝道的電壓被施加至作為金屬層的第二電極252。因此，電子在半導(dǎo)體層221的表面積累，從而使用柵絕緣膜253作為電介質(zhì)的電容器形成為用作要制入像素20中的電容元件，即用作該實(shí)例中的輔助電容器25。下面將參考將電壓施加至第二電極252的具體實(shí)施方式
來說明輔助電容器25的第一電極251由半導(dǎo)體層221實(shí)現(xiàn)并且輔助電容器25的第二電極252由金屬層實(shí)現(xiàn)的情況。[2_1 第一實(shí)施方式]圖10是根據(jù)第一實(shí)施方式的像素電路的電路圖。在圖10中，與圖2中的那些同 樣的部分以同樣的參考標(biāo)號表不。 根據(jù)第一實(shí)施方式的像素電路采用如下構(gòu)造，其中，輔助電容器25的第二電極是開路的而不是連接到接地電平的公共電源供應(yīng)線34，其不同于圖2中所示的像素電路的情況，并且恒定電壓Vsub從外部電源(未示出)施加至第二電極。圖11示出了用于將恒定電壓Vsub從外部的電源施加至輔助電容器25的第二電極的面板的布局實(shí)例。如圖11所示，電壓供應(yīng)線L1以行為單位連接到像素電路中輔助電容器25的第二電極。電壓供應(yīng)線L1在像素陣列部30的外圍部被捆束到一起，從而形成例如圍繞像素陣列部30的環(huán)狀的公共電源供應(yīng)線L2。墊片PAD1和PAD2在面板的相反兩端(左右端部)形成，并連接到環(huán)狀的公共電源供應(yīng)線し2。通過墊片PAD1和PAD2、公共電源供應(yīng)線L2和電壓供應(yīng)線L1將恒定電壓Vsub從面板的外部電源(未示出)提供到輔助電容器25的第ニ電極。利用通過在面板的相反兩端的墊片PAD1和PAD2將電壓施加至環(huán)狀的公共電源供 應(yīng)線L2的配置，恒定電壓Vsub能被穩(wěn)定地提供到像素中的輔助電容器25的第二電極。該配置能降低像素中的輔助電容器25的電容值Csub的變化，從而像素電路能被輔助電容器25的穩(wěn)定的電容值Csub所驅(qū)動。在該情況下,優(yōu)選的是，在高灰度級(high-gradation)視頻信號期間,外部提供的恒定電壓Vsub相對于驅(qū)動晶體管22的源電位具有上述的電壓值V1 (即，使柵絕緣膜的電容Cc/變得可見的電壓值)或更大的值。如果相對于驅(qū)動晶體管22的源電位(即半導(dǎo)體層的電位)的輔助電容器25的第二電極的電位(即金屬層的電位)降低，則輔助電容器25的電容值Csub降低，從而像素20的發(fā)光亮度降低?，F(xiàn)在將參考圖12中示出的定時波形圖，說明當(dāng)相對于半導(dǎo)體層的電位的金屬層的電位降低時，亮度降低的機(jī)制。當(dāng)在信號寫入和遷移率校正期間輔助電容器25的電容值Csub小于指定值的情況下，當(dāng)視頻信號的信號電壓Vsig寫入驅(qū)動晶體管22的柵極時源電壓Vs的増加變大，如圖12的虛線所示。因此，緊接發(fā)光之前的驅(qū)動晶體管22的柵源電壓Vgs降低，從而有機(jī)EL元件21的亮度降低。使Ctjled為有機(jī)EL元件21的等效電容的電容值，并使Cs為存儲電容器24的電容值，在信號寫入期間的驅(qū)動晶體管22的源電壓Vs的増加量AVs如下給出A Vs= (Vsig-Vofs) / (Cs+Csub+Coled)
如果輔助電容器25的電容值Csub在發(fā)光期間從大的電容值到小的電容值大幅變化，這將導(dǎo)致與有機(jī)EL元件21的特性向耗盡型特性轉(zhuǎn)變的情況的效果同樣的效果(然而，根據(jù)第一實(shí)施方式的像素電路沒有問題，因?yàn)槠溥m于將恒定電壓Vsub施加至輔助電容器25的第二電極的方式)。因此，各個有機(jī)EL元件21的操作點(diǎn)變化。作為像素中的有機(jī)EL元件21的操作點(diǎn)變化的結(jié)果，發(fā)生亮度不均勻?，F(xiàn)在將參考圖13和圖14說明像素中的有機(jī)EL元件21的操作點(diǎn)的變化引起亮度不均勻的機(jī)制。如圖13所示，半導(dǎo)體電容的電容特性在閾值電壓附近電容值Vth通過電壓而大幅變化的點(diǎn)處可變。因此，在輔助電容器25的第二電極的電壓Vsub相對于半導(dǎo)體層的電位、即相對于驅(qū)動晶體管22的源電位Vs接近閾值電壓Vth吋，輔助電容器25的電容值Csub大的像素以及電容值Csub小的像素在同一面板中共存。在圖13中，輔助電容器25的電容值Csub 大的像素的特性用點(diǎn)劃線表示，并且輔助電容器25的電容值Csub小的像素的特性用雙點(diǎn)劃線表示。對于輔助電容器25的電容值Csub大的像素，因?yàn)轵?qū)動晶體管22的源電壓Vs的增加量小，所以亮度增加，如圖14的點(diǎn)劃線所示。相反，對于輔助電容器25的電容值Csub小的像素，因?yàn)轵?qū)動晶體管22的源電壓Vs的増加量大，所以亮度降低，如圖14的雙點(diǎn)劃線所示。因此，由于具有高亮度的像素和具有低亮度像素在同一面板中共存，所以亮度的變化被觀察為亮度的不均勻。[2-2 第二實(shí)施方式]接下來將說明根據(jù)第二實(shí)施方式的像素電路。根據(jù)第二實(shí)施方式的像素電路采用與圖10中所示的根據(jù)第一實(shí)施方式的像素電路同樣的電路構(gòu)造。即，輔助電容器25的第ニ電極開路。盡管根據(jù)上述第一實(shí)施方式的像素電路用于使得將恒定電壓Vsub提供至輔助電容器25的第二電極，但是根據(jù)第二實(shí)施方式的像素電路采用將脈沖電壓Vsub施加至輔助電容器25的第二電極的構(gòu)造。更具體地，在需要輔助電容器25的電容值Csub保持較大的期間，脈沖電壓Vsub増加至高電壓Vh，如圖15中的定時波形所示。上述說明表明，在高灰度級視頻信號寫入期間，高電壓Vh相對于驅(qū)動晶體管22的源電位具有電壓值V1或更大的值。需要輔助電容器25的電容值Csub保持較大的期間是電源供應(yīng)線32的電位DS是第一電源電位Vcxp的期間。在需要輔助電容器25的電容值Csub保持較大的期間以外的期間，脈沖電壓Vsub降低為低電壓\。當(dāng)電壓連續(xù)施加至金屬層時，在半導(dǎo)體層和金屬層之間形成的電容器的特性轉(zhuǎn)變?yōu)樵鰪?qiáng)型特性，因而可靠性可能降低。此外，因?yàn)樘匦韵蛟鰪?qiáng)型特性轉(zhuǎn)變的速度也因像素而異，所以速度的差異引起像素的電容值的變化。由于這樣的原因，將電壓Vsub脈沖化，從而使電壓不連續(xù)地施加至金屬層，換句話說，使輔助電容器25兩端的電壓的施加時間最小化，從而使得能夠確保輔助電容器25的可靠性。特別地，在有機(jī)EL元件21不發(fā)光的期間，驅(qū)動晶體管22的源電位Vs成為電源供應(yīng)線32的電位DS的第二電源電位Vini，從而脈沖電壓Vsub的低電壓ん用作第二電源電位Vini。如上所述，在需要輔助電容器25的電容值Csub保持較大的期間以外的期間，輔助電容器25的第二電極的電位降低為第二電源電位Vini，從而使輔助電容器25兩端的電壓達(dá)到OV0因?yàn)樵撆渲媚苓M(jìn)ー步確保輔助電容器25的可靠性，所以能夠防止電容器的可靠性降低造成的亮度不均勻和亮度降低。圖16是示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的示例性驅(qū)動定時的定時波形圖。圖16示出了相對于兩個像素行(線)(即第(i_l)像素行和第i像素行)的掃描線31的電位(掃描信號)WS、電源供應(yīng)線32的電位DS以及脈沖電壓Vsub的波形。如圖16所示，期望脈沖電壓Vsub對于各條線(各行)偏移IH (—個水平期間)，從而與電源供應(yīng)線32的相應(yīng)的電位DS同歩。如上所述，脈沖電壓Vsub的高電壓Vh在高灰度級視頻信號寫入期間被設(shè)定為相對于驅(qū)動晶體管22的源電位具有電壓值V1或者更大值的電壓，并且低電壓ん用作電源供應(yīng)線32的電位DS的第二電源電位Vini。
圖17示出了用于提供脈沖電壓Vsub至輔助電容器25的第二電極以及用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)第二實(shí)施方式的示例性驅(qū)動定時的面板構(gòu)造的實(shí)例。如圖17所示，除寫入掃描電路40和電源掃描電路50以外，例如，在顯示面板70上設(shè)置用于生成輔助電容器25的電容器生成掃描電路80。電容器生成掃描電路80與電源掃描電路50的操作同步，具體地，與電源供應(yīng)線32的電位DS同步，從而在順序地掃描像素行的同時順序地輸出脈沖電壓Vsum至Vsubm,從而通過掃描線35i到35m將電壓Vsubl至Vsubm提供至像素20中的輔助電容器25的第二電極。(第二實(shí)施方式的修改例)雖然，第二實(shí)施方式采用設(shè)置用于生成輔助電容器25的專用的電容器生成掃描電路80以實(shí)現(xiàn)提供脈沖電壓Vsub給輔助電容器25的第二電極的示例性驅(qū)動定時，但是也可以采用以下構(gòu)造作為修改例。即，從使用脈沖電壓Vsub的觀點(diǎn)，也可以采用這樣的構(gòu)造，其中，如圖18所示，屬于前一像素行(即緊接的前一行)的電源供應(yīng)線32的電位DS作為脈沖電壓Vsub提供。該構(gòu)造可以通過將輔助電容器25的第二電極連接到屬于前一像素行的電源供應(yīng)線32來實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)?，在高灰度級視頻信號寫入期間，各電源供應(yīng)線32的電位DS的高電位相對于驅(qū)動晶體管22的源電位具有電壓值V1或更大的值，電源供應(yīng)線32的電位DS的低電位是第二電源電位Vini，從而電源供應(yīng)線32的電位DS滿足上述的電壓Vsub的電位的條件。在這種情況下，施加至輔助電容器25的第二電極的電壓Vsub的定時相對于在第二實(shí)施方式的情況下的定時具有IH的偏離。然而，在該IH的偏離被設(shè)置為足夠小而可忽略時，可以提供與第二實(shí)施方式的情況下基本上相同的優(yōu)點(diǎn)。<3.應(yīng)用例 >雖然已經(jīng)在上述實(shí)施方式中說明了本發(fā)明應(yīng)用于具有兩個晶體管(即驅(qū)動晶體管22和寫入晶體管23)和兩個電容元件(即存儲電容器24和輔助電容器25)的像素電路的實(shí)例，但是本發(fā)明的應(yīng)用不局限于像素電路。即，本發(fā)明可適用于有更大量的晶體管的像素電路、具有更大量的電容元件的像素電路等。雖然已經(jīng)在上述實(shí)施方式中說明了本發(fā)明應(yīng)用于有機(jī)EL顯示裝置的實(shí)例，但是本發(fā)明的應(yīng)用并不限于此。更具體地說，本發(fā)明適用于使用發(fā)光亮度根據(jù)流過諸如有機(jī)EL元件、LED元件和半導(dǎo)體激光器元件的器件的電流值而變化的電流驅(qū)動型電光元件(發(fā)光元件)的顯示裝置。除了這樣的使用電流驅(qū)動型電光元件的顯示裝置之外，本發(fā)明還適用于采用在像素中設(shè)置電容元件的構(gòu)造的顯示裝置。這樣的顯示裝置的實(shí)例包括液晶顯示裝置和等離子體顯示裝置。<4.電子設(shè)備〉上述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的顯示裝置適用于各個領(lǐng)域的電子設(shè)備的顯示単元(顯示裝置)，其中，輸入到電子設(shè)備的視頻信號或由其產(chǎn)生的視頻信號以圖像或視頻的形式顯示。例如，如圖19至圖23G中所示，本發(fā)明適用于諸如電視機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、視頻攝像機(jī)、筆記本個人計算機(jī)、以及諸如移動電話的移動終端裝置的各種類型的電子設(shè)備的顯示單元。以上實(shí)施方式的說明表明，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的顯示裝置能夠確保在金屬層和半導(dǎo)體層之間的電容元件形成期間要制入像素中的電容元件的可靠性，從而使其能夠防止亮度不均勻和亮度降低。從而，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的顯示裝置用作各個領(lǐng)域的電子設(shè)備的顯示單元能夠提供高質(zhì)量的顯示圖像。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的顯示裝置還能夠通過具有密封結(jié)構(gòu)的模塊化形式來實(shí)現(xiàn)。例如，模塊化形式對應(yīng)于通過向像素陣列部層壓由透明玻璃等制成的對向部所形成的顯示模塊。例如，顯示模塊還可以設(shè)置有用于向/從像素陣列部外部輸入/輸出信號等的FPC (柔性印刷電路)或電路部。下面將說明應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的電子設(shè)備的具體實(shí)例。圖19是示出了應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的電視機(jī)的外觀的透視圖。根據(jù)本應(yīng)用例的電視機(jī)包括具有前面板102、濾光玻璃103等的視頻顯示畫面部101。該電視機(jī)通過使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的顯示裝置作為視頻顯示畫面部101來制造。圖20A和圖20B分別是示出了應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)的外觀的前透視圖和后透視圖。根據(jù)本應(yīng)用例的數(shù)碼相機(jī)包括閃光燈發(fā)光部111、顯示部112、菜單開關(guān)113、快門按鈕114等。該數(shù)碼相機(jī)通過使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的顯示裝置作為顯示部112來制造。圖21是示出了應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的筆記本個人計算機(jī)的外觀的透視圖。根據(jù)本應(yīng)用例的筆記本個人計算機(jī)具有如下構(gòu)造，其中，主単元121包括用于輸入字符的操作等的鍵盤122、用于顯示圖像的顯示部123等。該筆記本個人計算機(jī)通過使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的顯示裝置作為顯示部123來制造。圖22是示出了應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的視頻攝像機(jī)的外觀的透視圖。根據(jù)本應(yīng)用例的攝像機(jī)包括主単元131、設(shè)置在其前側(cè)表面的對象拍攝鏡頭132、用于拍照的啟動/停止開關(guān)133、顯示部134等。該視頻攝像機(jī)通過使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的顯示裝置作為顯示部134來制造。圖23A至圖23G是示出了應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的移動終端裝置(例如，移動電話)的外部視圖。具體地，圖23A是移動電話打開時的前視圖，圖23B其側(cè)視圖，圖23C是移動電話關(guān)閉時的前視圖，圖23D是左側(cè)視圖，圖23E是右側(cè)視圖，圖23F是頂視圖，圖23G是底視圖。根據(jù)本應(yīng)用例的移動電話包括上殼體141、下殼體142、結(jié)合部(在該情況中為鉸接部)143、顯示器144、副顯示器145、圖片燈146、攝像頭147等。根據(jù)本應(yīng)用例的移動電話使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的顯示裝置作為顯示器144和/或子顯示器145來制造。<5.本發(fā)明的構(gòu)造〉(I) 一種顯示裝置，包括
具有電光元件和晶體管的像素，各個像素具有在與所述晶體管的柵電極同一層的金屬層與形成有所述晶體管的源區(qū)和漏區(qū)的半導(dǎo)體層之間通過向所述金屬層施加電壓而形成的電容元件。(2)根據(jù)(I)所述的顯示裝置，其中，施加至所述金屬層的所述電壓能夠在所述半導(dǎo)體層的表面形成溝道。(3)根據(jù)(2)所述的顯示裝置，其中，施加至所述金屬層的電壓所具有的電壓值大于或等于滿足Cztci=I的電壓值，其中，Ctl表示所述金屬層與所述半導(dǎo)體層之間的電介質(zhì)的電容，C表不所述金屬層與所述半導(dǎo)體層之間的電容。(4)根據(jù)(I)至(3)中的任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其中，各個電容元件用作相應(yīng)的電光元件的等效電容的輔助。(5)根據(jù)(4)所述的顯示裝置，其中，各個晶體管與相應(yīng)的電光元件串聯(lián)連接以用作用于驅(qū)動所述電光元件的驅(qū)動晶體管；并且 各個電容元件具有連接至所述驅(qū)動晶體管的源/漏電極的第一電極。(6)根據(jù)(5)所述的顯示裝置，其中，各個電容元件具有被施加恒定電壓的第二電極，所述恒定電壓作為要施加至相應(yīng)的金屬層的電壓。(7)根據(jù)(6)所述的顯示裝置，其中，所述像素按矩陣形式配置以構(gòu)成像素陣列部；并且所述恒定電壓通過以行為單位連接到所述電容元件的所述第二電極的電壓供應(yīng)線，施加到所述電容元件的所述第二電極。(8)根據(jù)(7)所述的顯示裝置，其中，以行為單位連接到所述電容元件的所述第二電極的電壓供應(yīng)線在所述像素陣列部的外圍部被捆束，以圍繞所述像素陣列部形成環(huán)狀公共電壓供應(yīng)線；并且 所述恒定電壓通過所述環(huán)狀公共電壓供應(yīng)線和所述電壓供應(yīng)線而施加至所述電容元件的所述第二電極。(9)根據(jù)(8)所述的顯示裝置，其中，在設(shè)置有所述像素陣列部的面板的相對的兩個端部處形成焊盤，所述焊盤連接至所述環(huán)狀公共電壓供應(yīng)線；并且所述恒定電壓通過所述焊盤、所述環(huán)狀公共電壓供應(yīng)線和所述電壓供應(yīng)線施加至所述電容元件的第二電極。(10)根據(jù)(5)所述的顯示裝置，其中，各個電容元件具有被施加脈沖電壓的第二電極，所述脈沖電壓作為要施加至相應(yīng)的金屬層的電壓。( 11)根據(jù)(10 )所述的顯示裝置，其中，向所述驅(qū)動晶體管提供電カ的電源供應(yīng)線的電位能夠在用于供應(yīng)用以驅(qū)動所述電光元件發(fā)光的電流的第一電源電位和用于反向偏置所述電光元件的第二電源電位之間切換，并且當(dāng)所述電源供應(yīng)線的電位是所述第一電源電位時，所述脈沖電壓達(dá)到高電位。( 12)根據(jù)(11)所述的顯示裝置，其中，所述脈沖電壓的低電位被設(shè)置為所述第二電源電位。(13)根據(jù)(10)至(12)中的任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其中，所述像素按矩陣形式配置以構(gòu)成像素陣列部；并且所述脈沖電壓被逐行施加至所述電容元件的所述第二電極。
(14)根據(jù)(13)所述的顯示裝置，其中，所述脈沖電壓從用于逐行掃描所述像素陣列部的掃描電路輸出。(15)根據(jù)(13)所述的顯示裝置，其中，所述脈沖電壓通過屬于前一像素行的所述電源供應(yīng)線來提供。(16)根據(jù)(15)所述的顯示裝置，其中，所述電容元件的第二電極連接至屬于所述前一像素行的所述電源供應(yīng)線。(17)—種電子設(shè)備，包括顯示裝置，所述顯示裝置具有包括電光元件和晶體管的像素，各個像素具有在與所述晶體管的柵電極同一層的金屬層與形成有所述晶體管的源區(qū)和漏區(qū)的半導(dǎo)體層之間通過向所述金屬層施加電壓而形成的電容元件 本發(fā)明包括于2011年5月10日向日本專利局提交的日本在先專利申請JP2011-105285所披露的主題，將其全部內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)設(shè)計要求和其他要素，可以進(jìn)行各種修改、組合、子組合和變形，只要它們在所附權(quán)利要求書及其等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括 具有電光元件和晶體管的像素，各個像素具有在與所述晶體管的柵電極同一層的金屬層與形成有所述晶體管的源區(qū)和漏區(qū)的半導(dǎo)體層之間通過向所述金屬層施加電壓而形成的電容元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其中，施加至所述金屬層的所述電壓能夠在所述半導(dǎo)體層的表面形成溝道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中，施加至所述金屬層的電壓所具有的電壓值大 于或等于滿足Cztci=I的電壓值，其中，Ctl表示所述金屬層與所述半導(dǎo)體層之間的電介質(zhì)的電容，C表不所述金屬層與所述半導(dǎo)體層之間的電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其中，各個電容元件用作相應(yīng)的電光元件的等效電容的輔助。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其中，各個晶體管與相應(yīng)的電光元件串聯(lián)連接以用作用于驅(qū)動所述電光元件的驅(qū)動晶體管；并且 各個電容元件具有連接至所述驅(qū)動晶體管的源/漏電極的第一電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其中，各個電容元件具有被施加恒定電壓的第二電極，所述恒定電壓作為要施加至相應(yīng)的金屬層的電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其中，所述像素按矩陣形式配置以構(gòu)成像素陣列部；并且 所述恒定電壓通過以行為單位連接到所述電容元件的所述第二電極的電壓供應(yīng)線，施加到所述電容元件的所述第二電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中，以行為單位連接到所述電容元件的所述第ニ電極的電壓供應(yīng)線在所述像素陣列部的外圍部被捆束，以圍繞所述像素陣列部形成環(huán)狀公共電壓供應(yīng)線；并且 所述恒定電壓通過所述環(huán)狀公共電壓供應(yīng)線和所述電壓供應(yīng)線而施加至所述電容元件的所述第二電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其中，在設(shè)置有所述像素陣列部的面板的相対的兩個端部處形成焊盤，所述焊盤連接至所述環(huán)狀公共電壓供應(yīng)線；并且 所述恒定電壓通過所述焊盤、所述環(huán)狀公共電壓供應(yīng)線和所述電壓供應(yīng)線施加至所述電容元件的第二電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其中，各個電容元件具有被施加脈沖電壓的第二電極，所述脈沖電壓作為要施加至相應(yīng)的金屬層的電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其中，向所述驅(qū)動晶體管提供電カ的電源供應(yīng)線的電位能夠在用于供應(yīng)用以驅(qū)動所述電光元件發(fā)光的電流的第一電源電位和用于反向偏置所述電光元件的第二電源電位之間切換，并且 當(dāng)所述電源供應(yīng)線的電位是所述第一電源電位時，所述脈沖電壓達(dá)到高電位。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中，所述脈沖電壓的低電位被設(shè)置為所述第ニ電源電位。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其中，所述像素按矩陣形式配置以構(gòu)成像素陣列部；并且所述脈沖電壓被逐行施加至所述電容元件的所述第二電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示裝置，其中，所述脈沖電壓從用于逐行掃描所述像素陣列部的掃描電路輸出。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示裝置，其中，所述脈沖電壓通過屬于前一像素行的所述電源供應(yīng)線來提供。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的顯示裝置，其中，所述電容元件的第二電極連接至屬于所述前ー像素行的所述電源供應(yīng)線。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其中，柵絕緣膜夾置于所述半導(dǎo)體層與所述金屬層之間以用作電介質(zhì)。
18.—種電子設(shè)備,包括 顯示裝置，所述顯示裝置具有包括電光元件和晶體管的像素，各個像素具有在與所述晶體管的柵電極同一層的金屬層與形成有所述晶體管的源區(qū)和漏區(qū)的半導(dǎo)體層之間通過向所述金屬層施加電壓而形成的電容元件。
全文摘要
本發(fā)明提供了顯示裝置和電子設(shè)備，其中，該顯示裝置具有包括電光元件和晶體管的像素。各個像素具有在與晶體管的柵電極同一層的金屬層與形成有晶體管的源區(qū)和漏區(qū)的半導(dǎo)體層之間通過向該金屬層施加電壓而形成的電容元件。
文檔編號H01L27/32GK102779829SQ20121013570
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者內(nèi)野勝秀, 多田羅智史 申請人:索尼公司