[发明专利]显示设备、制造方法及其制造设备

说明书

相关申请的交叉引用

本发明包含于2007年11月28日向日本专利局提交的日本专利申请JP2007-307860的主题，将其全部内容通过引用的方式合并在此。

技术领域

本发明涉及显示设备，其包括包含以行和列放置并且其每一个均包括电光元件(在下文中也称为显示元件或发光元件)的多个像素电路(在下文中也称为像素)的像素阵列部分。更具体地说，本发明涉及有源矩阵型显示设备，其中每一个均包括发光亮度根据流过其的电流而变化的电光元件的多个像素电路以行和列放置，并且由每一个像素电路中包括的有源元件执行以像素为单元的显示驱动。

背景技术

使用发光亮度根据施加到其的电压或者根据流过其的电流而变化的电光元件作为像素的显示元件的显示设备是可获得的。例如，液晶显示元件是其发光亮度根据施加到其的电压而变化的电光元件的代表性的一个。同时，诸如有机发光二极管(OLED)之类的有机电致发光(在下文中称为有机EL)元件是其发光亮度根据流过其的电流而变化的电光元件的代表性的一个。使用后者有机EL元件的有机EL显示设备是使用作为自发光元件的电光元件作为像素的显示元件的自发光显示设备。

有机EL元件包括下电极、上电极以及放置在上电极和下电极之间、通过分层有机空穴传输层(organic hole transport layer)、有机发光层等而形成的有机薄膜或有机层。使用有机EL元件，通过控制流过有机EL元件的电流值来获得色彩灰度的改进。

由于可以使用相对低的施加电压驱动有机EL元件，例如，10V或更低，因此展示了低功耗。此外，由于有机EL元件是自己发射光线的自发光元件，因此有机EL显示设备不需要诸如液晶显示设备需要的背光之类的辅助照明组件，并且因此使用有机EL显示设备可以容易地实现重量和厚度的减小。此外，由于有机EL元件的响应速度非常高，如大约几微秒，因此在动态图像显示时不会出现残留图像。由于有机EL元件具有如上所述的优点，因此近些年中，已经并且正在积极地开发使用有机EL元件作为电光元件的平面自发光型显示设备。

顺便提及，包括使用液晶显示元件的液晶显示设备和使用有机EL元件的有机EL显示设备的、使用电光元件的显示设备可以采用简单或无源矩阵系统和有源矩阵系统作为驱动方法。然而，尽管简单矩阵系统的显示设备在结构上简单，但是其存在难以实现大尺寸、高清晰度的显示设备的问题。

因此，近些年来，积极地开发有源矩阵系统的显示设备，其中使用在像素内形成的有源元件(如绝缘栅场效应晶体管，通常是薄膜晶体管(TFT))作为开关晶体管来控制要提供到像素中的发光元件的像素信号。

为了使像素电路中的电光元件发光，通过开关晶体管(在下文中称为采样晶体管)将通过图像信号线提供的输入图像信号取出到提供在驱动晶体管的栅极端(控制输入端)的存储电容器或像素电容器。然后，将根据取出的输入图像信号的驱动信号提供到电光元件。

在使用液晶显示元件作为电光元件的液晶显示设备中，由于液晶显示元件是电压驱动型元件，因此液晶显示元件通过与在存储电容器中取出的输入图像信号相对应的电压信号本身来驱动。相反，在使用诸如有机EL元件之类的电流驱动型元件作为电光元件的有机EL显示设备中，通过驱动晶体管将与存储电容器中取出的输入图像信号对应的电压信号形式的驱动信号转换为电流信号。然后，将驱动电流提供到有机EL元件等。

在由有机EL元件表示的电流驱动型电光元件中，在驱动电流值不同的情况下，发光亮度也不同。因此，为了使电光元件发射具有稳定亮度的光，向电光元件提供稳定的驱动电流是非常重要的。例如，可以将用于向有机EL元件提供驱动电流的驱动方法大体分为恒流驱动法和恒压驱动法。这样的驱动方法是公知的且不在此具体描述。

由于有机EL元件的电压-电流特性具有陡峭的斜率，因此如果应用恒压驱动，那么电压的很小偏移或元件特性的很小偏移将会引起电流的很大偏移且引起很大的亮度偏移。因此，一般使用恒流驱动，其中在饱和区使用驱动晶体管。自然地，即使使用恒流驱动，如果存在某种电流波动，那么这也会引起亮度的偏移。然而，如果电流偏移很小，那么仅会发生很小的亮度偏移。

反过来说，即使在使用恒流驱动方法的情况下，为了使电光元件的发光亮度不变，对于响应于输入图像信号而写入并存储在存储电容器中的驱动信号来说保持固定是很重要的。例如，为了使有机EL元件的发光亮度不变，对于与输入图像信号对应的驱动电流来说保持固定是很重要的。