有机电致发光显示单元和电子设备的制作方法
专利名称：有机电致发光显示单元和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有机电致发光(EL)显示单元和ー种电子设备，更具体地，涉及ー 种采用底发射方法作为从有机EL器件中取光的方法的有机EL显示单元，以及ー种具有该有机EL显示单元的电子设备。
背景技术：
作为平板型显示单元中的ー种，存在采用所谓的电流驱动型电光器件的显示单元，在该电光器件中，发光亮度根据流过作为像素的发光部(发光器件)的该器件的电流值而发生变化。已知有机EL器件作为电流驱动型电光器件，其采用有机材料的电致发光(EL) 并利用当施加电场时有机薄膜发光的现象。采用有机EL器件作为像素的发光部的有机EL显示单元具有以下特点。即，有机 EL器件耗能低，因为其可通过施加IOV以下的电压进行驱动。由于有机EL器件是ー种自发光器件，图像的可视性高于液晶显示单元，并且，由于不需要诸如背光的照明组件，因此有机EL器件可以重量轻且厚度薄。而且，有机EL器件中的响应速度极高，为几微秒，在显示动态图像时不会产生残像。在有机EL显示单元中，底发射方法是ー种已知的有机EL器件的取光方法，其中， 光从基板的背面取出，在基板上形成有像素电路，每个像素电路均包括薄膜晶体管(TFT)、 电容器器件等，(例如，參见JP2008-218427A(专利文献1))。当在底发射型有机EL显示单元上安装滤色器吋，例如，应用在像素电路上(其形成在基板上)形成滤色器的结构。
发明内容
在底发射型有机EL显示单元中，当从有机EL器件发出的光通过滤色器传输吋， 滤色器的内部电阻会通过接收自像素(self-pixel)的光发射根据滤色器的材料而发生改变。在底发射型有机EL显示单元中，像素电路形成在该滤色器下方，因此，当滤色器的内部电阻变化吋，滤色器中的内部电阻的变化影响电路操作。鉴于上述情況，期望提供一种有机EL显示单元和ー种具有该有机EL显示单元的电子设备，当采用该底发射方法吋，其可关于像素电路的电路操作抑制滤色器内部电阻变化所导致的不利影响。本发明的一个实施方式涉及ー种应用底发射结构的有机EL显示单元，该底发射结构从像素电路形成于其上的基板的反面提取从有机EL器件发射的光，该有机EL显示单元包括形成在像素电路上的滤色器和形成为围绕该滤色器周边的金属布线，其中，该金属布线被设定为该有机EL器件的阳极电位。在具有上述配置的有机EL显示单元中，滤色器可等效地表示为包括并联连接的电容组件和阻抗组件的并联电路。从而，当滤色器的周围被设定为阳极电位的金属布线所围绕时，滤色器等效电路的两个终端具有相同的电位。因此，即使当通过接收自像素的光发射、滤色器的内部电阻发生变化吋，由于该等效电路的两个终端具有相同的电位，该滤色器的内部电阻的变化也不会影响该像素电路的电路操作。根据本发明的该实施方式，当滤色器的内部电阻通过在应用底发射方法的有机EL 显示单元中接收自像素的光发射而发生变化吋，关于像素电路的电路操作，可抑制滤色器的内部电阻的变化所导致的不利影响。
图1是示出应用本发明的有源矩阵型有机EL显示单元的配置概况的系统配置图；图2是示出像素(像素电路)的具体电路配置的实例的电路图；图3是用于解释应用本发明的有机EL显示单元的基本电路操作的时序波形图；图4A至图4D是应用本发明的有机EL显示单元的基本电路操作的操作说明图(第一)；图5A至图5D应用本发明的有机EL显示单元的基本电路操作的操作说明图(第
ニ)；图6A和图6B是用于解释驱动晶体管的阈值电压Vth的变化所导致的问题(图6A) 和驱动晶体管的迁移率μ的变化导致的问题(图6Β)的特性图；图7是示出底发射结构的实例的截面图；图8是示出滤色器的等效电路的电路图；图9是用于解释滤色器的内部电阻所导致的问题的时序波形图；图10是示出根据实施方式的有机EL显示单元中的像素配置的实例的平面视图；图11是沿着图10中的A-A'线的截面视图；图12是沿着图10中的B-B'线的截面视图；图13是示出用于解释本实施方式的操作和效果的滤色器的等效电路的电路图；图14是示出应用本发明的电视机的外观的斜视图；图15Α和图15Β是示出应用本发明的数码相机的外观的斜视图，其中，图15Α是从前面观察的斜视图，并且图15Β是从后面观察的斜视图；图16是示出应用本发明的笔记本个人电脑的斜视图；图17是示出应用本发明的摄像机的外观的斜视图；以及图18Α至图18G是应用本发明的蜂窝电话设备的外观视图，其中，图18Α是在打开状态下的前视图，图18Β是其侧视图，图18C是在关闭状态下的前视图，图18D是左视图，图 18Ε是右视图，图18F是上表面视图，并且图18G是底表面视图。
具体实施例方式下文中，将參考附图详细说明实施本发明的方式(下文中称为“实施方式”)。将以以下順序进行说明。1.应用本发明的有机EL显示单元1-1系统配置1-2基本电路操作1-3底发射结构
1-4滤色器的内部电阻变化导致的问题2.实施方式的说明2-1根据实施方式的像素配置2-2实施方式的操作和效果3.应用例4.电子设备<1.应用本发明的有机EL显示单元〉[1-1.系统配置]图1是示出应用本发明的有源矩阵有机EL显示单元的配置概况的系统配置图。有源矩阵有机EL显示单元是ー种控制流过有机EL器件的电流的显示单元，该有机EL器件是ー种由有源器件(例如，在具有该有机EL器件的同一像素中设置的绝缘栅场效应晶体管)来驱动的电流驱动型电光器件。典型地采用薄膜晶体管(TFT)作为绝缘栅场效应晶体管。如图1所示，根据本应用例的有机EL显示单元10包括具有有机EL器件的多个像素20、像素阵列部30和布置在像素阵列部30周围的驱动电路単元，在像素阵列部30中像素20以矩阵形式ニ维排列。驱动电路单元包括写扫描电路40、电源扫描电路50、信号输出电路60等，驱动电路单元驱动像素阵列部30中的各像素20。此处，当有机EL显示单元10支持彩色显示时，ー个像素(単位像素，用于形成彩色图像的単位)包括多个子像素，每个子像素对应于图1中的像素20。更具体地，例如在支持彩色显示的显示单元中，一个像素包括三个子像素发射红光(R)的子像素、发射绿光 (G)的子像素和发射蓝光(B)的子像素。然而，ー个像素并不限于由三原色RGB的子像素的組合形成，也可将ー个或多个颜色的子像素添加到三原色的子像素来形成ー个像素。更具体地，例如，可加入发射白光 (W)的子像素来形成ー个像素以提高高度，或者加入至少ー个发互补色的光的子像素来形成一个像素以扩展颜色再现范围。在像素阵列部30中，在各像素行处沿着行的方向(像素行中的像素布置方向)关于m行和η列的像素20的布局来布置扫描线3^-31,0电源线32i 32m。并且，在各像素列处沿着列的方向(像素列中的像素布置方向)关于m行和η列的像素20的布局来布置信号线33i 33n。扫描线3ら 31m分别连接到写扫描电路40的相应行的输出端，电源线3 3 分别连接到电源扫描电路50的相应行的输出端，信号线33i 3 分别连接到信号输出电路60的相应列的输出端。像素阵列部30通常形成在诸如玻璃基板等透明绝缘基板上。因此，有机EL显示単元10具有平板型结构。像素阵列部30中的各像素20的驱动电路可采用非晶硅TFT或低温多晶硅TFT来形成。当采用低温多晶硅TFT吋，写扫描电路40、电源扫描电路50和信号输出电路60也可安装在像素阵列部30形成于其上的显示面板(基板)70上，如图1所示。
写扫描电路40包括与时钟脉冲“ck”同步地顺序地移位(传送)启动脉冲“sp” 的移位寄存器电路等。当将视频信号的信号电压写入像素阵列部30中的各像素20吋，写扫描电路40順序地将写扫描信号WS (WS1到WSm)提供给扫描线31 (3ら 31m)，从而在像素阵列部30中以行为单位顺序扫描(线顺序扫描)各像素20。电源扫描电路50包括与时钟脉冲“ck”同步地顺序地移位启动脉冲“sp”的移位寄存器电路等。电源扫描电路50将能够在第一电源电位V。。p和低于第一电源电位V。。p的第 ニ电源电位Vini之间切換的电源电位DS (DS1到DSm)与写扫描电路40的线顺序扫描同步地提供给电源线32(3 32m)。如后面所描述的，像素20的发光与非发光由电源电位DS在 vccp/vini之间切換来控制。信号输出电路60对应于从信号供应源(未示出)提供的亮度信息来选择性地输出视频信号的信号电压Vsig(下文中仅称作“信号电压”)和基准电压v。fs。此处，基准电压 Vtrfs是作为视频信号的信号电压Vsig的基准的电位(例如，对应于视频信号的黑电平的电位)，并在后述的阈值校正处理过程中使用。从信号输出电路60输出的信号电压Vsig/基准电压Vrfs通过写扫描电路40的扫描选择以像素行为单位经由信号线33(33i 33n)写入像素阵列部30的各像素20。S卩，信号输出电路60应用线順序写入的驱动模式，其中，信号电压Vsig被以行(线)为单位写入。(像素电路)图2是示出像素(像素电路)20的具体电路配置的实例的电路图。像素20的发光部包括有机EL器件21，该有机EL器件21是ー种发光亮度根据流过器件的电流值而发生变化的电流驱动型电光器件。如图2所示，像素20包括有机EL器件21和通过允许电流流入有机EL器件21来驱动该有机EL器件21的驱动电路。有机EL器件21的阴极连接到公共电源线34，该公共电源线34公共地连接到所有像素(所谓的面引线)。驱动有机EL器件21的驱动电路包括驱动晶体管22、写入晶体管23和存储电容器对，可采用N沟道TFT作为驱动晶体管22和写入晶体管23。然而，驱动晶体管22和写入晶体管23的导电类型的組合只是ー种实例，且并不限于该组合。驱动晶体管22的一个电极(源/漏电极)连接到有机EL器件21的阳极，其另ー 电极(漏/源电极)连接到电源线32 (32! 32J。写入晶体管23的一个电极(源/漏电极)连接到信号线33(33i 33n)，并且其另ー电极连接到驱动晶体管22的栅电扱，写入晶体管23的栅电极连接到扫描线31(3ら
υ I111/ O在驱动晶体管22和写入晶体管23中，一个电极对应于电连接到源/漏区的金属引线，并且另ー电极对应于电连接到漏/源区的金属引线。根据ー个电极和另ー电极之间的电位关系，一个电极可以是源电极或漏电极，另ー电极可以是漏电极或源电极。存储电容器M的一个电极连接到驱动晶体管22的栅电扱，且其另一电极连接到驱动晶体管22的另ー电极和有机EL器件21的阳极。有机EL器件21的驱动电路不限于具有两个晶体管(驱动晶体管22和写入晶体管23)和ー个电容器器件(存储电容器24)的电路配置。即，作为实例，可采用以下电路配置其中，根据需要来设置辅助电容器，其通过将ー个电极连接到有机EL器件21的阳极并且将另一电极连接到固定电位来补偿有机EL器件21中电容的不足。在具有上述配置的像素20中，响应于从写扫描电路40通过扫描线31施加至栅电极的高有效(high-active)写入扫描信号WS，写入晶体管23变为导通。因此，写入晶体管 23对从信号输出电路60通过信号线33提供的相应于亮度信息的视频信号的信号电压Vsig 或者基准电压V-执行采样，并将该电压写入像素20中。被写入的信号电压Vsig或者基准电压V。fs施加到驱动晶体管22的栅电扱，并存储在存储电容器M中。当电源线32(3 32m)的电源电位DS为第一电源电位V。。p吋，驱动晶体管22在一个电极是漏电极且另一电极是源电极的状态下工作在饱和区。因此，驱动晶体管22通过从电源线32接收的电流供应获得的电流驱动来驱动有机EL器件21发光。更具体地，驱动晶体管22工作在饱和区，从而提供了电流值对应于存储在存储电容器M中的信号电压Vsig 的电压值的驱动电流，并通过电流驱动有机EL器件21发光。当电源电位DS从第一电源电位V。。p切換到第二电源电位Vini时，驱动晶体管22在一个电极是源电极且另一电极是漏电极的状态下还作为开关晶体管工作。因此，驱动晶体管22停止对有机EL器件21提供驱动电流，并允许有机EL器件21处于非发光状态。艮ロ， 驱动晶体管22还具有控制有机EL器件21发光/不发光的晶体管的功能。根据驱动晶体管22的开关操作，提供了有机EL器件21不发光的期间(非发光时段)，从而控制有机EL器件21的发光时段和非发光时段的比例(占空比)。可通过占空比控制来减小像素在ー个显示帧周期上的发光导致的残像模糊，因此，可显著改善运动图像
ノ贝里。在通过电源线32从电源扫描电路50选择性提供的第一和第二电源电位V。。p和Vini 中，第一电源电位V。。p是用于向驱动晶体管22提供驱动有机EL器件21发光的驱动电流的电源电位。第二电源电位Vini是用于向有机EL器件21提供反向偏压的电源电位。第二电源电位Vini被设定为低于基准电压V。fs的电位，例如，当驱动晶体管22的阈值电压为Vth吋， 其为低于V。fs-Vth的电位，优选地为充分低于V。fs-Vth的电位。[1-2.基本电路操作]接下来，将基于图3的时序波形图參照图4A至图4D以及图5A至图5D来说明具有上述配置的有机EL显示单元10的基本电路操作。在图4A至图4D和图5A至图5D的操作说明图中，写入晶体管23由开关符号来表示，以简化示图。另外，还示出了有机EL器件 21的等效电容器25。在图3的时序波形图中，分別示出了扫描线31的电位(写扫描信号)WS的变化、 电源线32的电位(电源电位)DS、信号线33的电位(Vsig/V。fs)、驱动晶体管22的栅电位Vg 和源电位Vs。(在前一显示帧中的发光时段)在图3的时序波形图中，时间点“ til”之前的时段是有机EL器件21在前ー显示帧中的发光时段。在前一显示帧的发光时段中，电源线32的电位DS是第一电源电位(下文中称为“高电位”)V。。p，且写入晶体管23处于非导通状态。此时，驱动晶体管22被设计为工作在饱和区。这样，如图4A所示，从电源线32通过驱动晶体管22向有机EL器件21提供对应于驱动晶体管22的栅-源电压Vgs的驱动电流(漏-源电流)Ids。因此，有机EL器件21以对应于驱动电流Ids的电流值的亮度发光。(阈值校正预备时段)在时间点“ tll”，线顺序扫描进入新的显示帧(当前显示帧)。从而，如图4B所示，电源线32的电位DS从高电位V。。p切換到第二电源电位(下文中称作“低电位”)Vini，相对于信号线33的基准电压V。fs，第二电源电位Vini充分低于V。fs_Vth。此处，有机EL器件21的阈值电压是VthelI公共电源线34(阴极电位)的电位是 VcathO此时，当低电位Vini低于Vthel+V。ath吋，驱动晶体管22的源电位Vs近似等于低电位 Vini，因此，有机EL器件21变成反偏压状态并停止发光。接下来，如图4C所示，当扫描线31的电位WS在时间点“tl2”从低电位侧变化到高电位侧吋，写入晶体管23变得导通。此时，当从信号输出电路60向信号线33提供基准电压Vrfs吋，驱动晶体管22的栅电位Vg变成基准电压V。fs。驱动晶体管22的源电压Vs处于充分低于基准电压Vrfs的电位，即为低电位Vini。此时，驱动晶体管22的栅-源电压Vgs为V。fs_Vini。此处，除非V。fs_Vini高于驱动晶体管22的阈值电压Vth，否则难以执行后述的阈值校正处理，因此，必须设定V。fs_Vini > Vth 的电位关系。如上所述，将驱动晶体管22的栅电位Vg固定到基准电压V。fs、并且将源电位Vs固定(确定)到低电位Vini的初始化处理是在执行后述的阈值校正处理(阈值校正操作)之前的预备处理(阈值校正预备)。因此，基准电压V。fs和低电位Vini分别是驱动晶体管20 的栅电位Vg和源电位Vs的初始化电位。(阈值校正时段)接下来，如图4D所示，在时间点“tl3”，当电源线32的电位DS从低电位Vini切換到高电位V。。p吋，阈值校正处理在驱动晶体管22的栅极电位Vg維持在基准电压V。fs的状态下启动，即，驱动晶体管22的源电位Vs开始向通过从栅电位Vg减去驱动晶体管22的阈值电压Vth所获得的电位增加。此处，基于驱动晶体管22的栅电位Vg的初始化电位V。fs，向着通过从该初始化电位Vrfs减去驱动晶体管22的阈值电压Vth所获得的电位来改变源电位Vs的处理被方便地称为阈值校正处理。随着阈值校正处理进行，驱动晶体管22的柵-源电压Vgs最终收敛于驱动晶体管22的阈值电压Vth。对应于阈值电压Vth的电压被存储在存储电容器M中。在执行阈值校正处理的时段(阈值校正时段)中，公共电源线34的电位Veath被设定为使得有机EL器件21处于关断状态，允许电流仅流过存储电容器M侧而不流过有机EL 器件21侧。接下来，如图5A所示，在时间点“114”，当扫描线31的电位WS变到低电位侧时，写入晶体管23变为非导通。此时，驱动晶体管22的栅电极被从信号线33电性切断并被置于浮置状态。然而，驱动晶体管22处于关断状态，因为栅-源电压Vgs等于驱动晶体管22的阈值电压Vth。因此，漏-源电流Ids不会流过驱动晶体管22。(信号写入和迁移率校正时段)接下来，如图5B所示，在时间点“tl5”，信号线33的电位从基准电压V。fs切換到视频信号的信号电压Vsig。接着，如图5C所示，在时间点“tl6”，当扫描线31的电位WS变到高电位侧吋，写入晶体管23变得导通，并执行视频信号的信号电压Vsig的采样，以写入像素 20中。通过写入晶体管23的信号电压Vsig的写入，驱动晶体管22的栅电位Vg将成为信号电压Vsig。从而，当驱动晶体管22由视频信号的信号电压Vsig驱动吋，驱动晶体管22的阈值电压Vth被存储在存储电容器M中的对应于阈值电压Vth的电压所抵消。阈值电压抵消的具体原理将在下面描述。此时，有机EL器件21处于关断状态(高阻抗状态)，因此，对应于视频信号的信号电压Vsig从电源线32向驱动晶体管22流动的电流(漏-源电流Ids)流入有机EL器件21 的等效电容器25中，結果，有机EL器件21的等效电容器25开始充电。当有机EL器件21的等效电容器25充电吋，驱动晶体管22的源电位Vs随着时间的推移而升高。此时，各像素中的驱动晶体管的阈值电压Vth的差异已经被抵消，驱动晶体管22的漏-源电流Ids取决于驱动晶体管22的迁移率μ。驱动晶体管22的迁移率μ是形成驱动晶体管22的沟道的半导体薄膜的迁移率。此处，假设存储在存储电容器M中的电压Vgs关于视频信号的信号电压Vsig的比例 (即，写入増益G)为1(期望值)。则当驱动晶体管22的源电位Vs増加到电位V。fs-Vth+AV 吋，驱动晶体管22的栅-源电压Vgs将为Vsig-V。fs+Vth-Δ V。即，驱动晶体管22的源电位Vs的増量Δ V起作用以从存储在存储电容器M中的电压(Vsig-V。fs+Vth)减去该増量Δν，换句话说，以释放存储电容器M中存储的电荷。简而言之，源电位Vs的増量ΔΥ意味着赋予存储电容器对负反馈。因此，源电位Vs的増量AV 是该负反馈的反馈量。如上所述，赋予柵-源电压Vgs以反馈量为Δ V(对应于流过驱动晶体管22的漏-源电流Ids)的负反馈，从而抵消驱动晶体管22的漏-源电流Ids对迁移率μ的依赖。 抵消处理对应于迁移率校正处理，其校正各像素中的驱动晶体管22的迁移率μ的差异。更具体地，当驱动晶体管22的栅电极中写入的视频信号的信号幅度Vin(= Vsig-Vofs)变得更高吋，漏-源电流し增加，因此，负反馈的反馈量Δν的绝对值也増加。这样，执行对应于发光亮度水平的迁移率校正处理。当视频信号的信号幅度Vin被固定吋，负反馈的反馈量Δ V的绝对值随着驱动晶体管的迁移率μ变高而増加，因此，各像素中迁移率μ的差异被抵消。因此，负反馈的反馈量δν也可被定义为迁移率校正处理的校正量。迁移率校正的具体原理将在后面描述。(发光时段)接下来，如图5D所示，在时间点“117”，当扫描线31的电位WS变到低电位侧时，写入晶体管23变成非导通状态。相应地，驱动晶体管22的栅电极从信号线33上电性断开并变成浮置状态。此处，当驱动晶体管22的栅电极处于浮置状态时，由于存储电容器对连接在驱动晶体管22的栅极和源极之间，因此栅极电位Vg随着驱动晶体管22的源电位Vs的变化而变化。上述的驱动晶体管22的栅极电位Vg随着源电位Vs的变化而变化的操作被定义为通过存储电容器M的自举(bootstrap)操作。当驱动晶体管22的栅电极处于浮置状态时，与此同吋，驱动晶体管22的漏-源电流Ids开始流入有机EL器件21，有机EL器件21的阳极电位根据电流Ids而上升。然后，当有机EL器件21的阳极电位超过Vthel+V。ath吋，因为驱动电流开始流入有机 EL器件21，因此有机EL器件21开始发光。有机EL器件21的阳极电位的上升无非是驱动晶体管22的源电位Vs的上升。当驱动晶体管22的源电位Vs上升吋，驱动晶体管22的栅电位Vg由于通过存储电容器M的自举操作而随着源电位Vs上升。
这时，当假设自举增益为1(期望值)吋，栅电位Vg的増量等于源电位Vs的増量。 因此，驱动晶体管22的栅-源电压Vgs在发光时段期间保持恒定的Vsig-V。fs+Vth- Δ V。然后， 在时间点“tl8”处，信号线33的电位从视频信号的信号电压Vsig切換到基准电压V。fs。在如上说明的一系列电路操作中，阈值校正预备、阈值校正、信号电压Vsig的写入 (信号写入)以及迁移率校正等各处理操作在ー个水平扫描周期(IH)期间进行。信号写入和迁移率校正的各处理操作在时间点“ 116 ”和“ 117 ”之间的时段期间并行进行。(分阈值校正)此处已将仅进行一次阈值校正处理的驱动方法的情况作为实例进行了说明，然而，该驱动方法只是ー个实例，且并不限于此。例如，可以应用一种驱动方法，所谓的分阈值校正驱动方法，其中，在其中执行阈值校正处理以及迁移率校正和信号写入处理的ー个IH 周期之前，阈值校正处理额外地在多个水平扫描周期上分离地执行多次。根据该分阈值校正驱动方法，即使当由于伴随着器件的高分辨率像素增加而使得分配给ー个水平扫描周期的时间减少时，也可确保在多个水平扫描周期上有足够的时间作为阈值校正时段。这样，即使当分配给ー个水平扫描周期的时间减少时，也能确保作为阈值校正时段的时间，因此，阈值校正处理可被确实地执行。(阈值抵消的原理)此处将说明驱动晶体管22的阈值抵消(即阈值校正)的原理。当驱动晶体管22 被设计为在饱和区工作吋，其作为恒流源工作。这样，由下式(1)给出的恒定的漏-源电流 (驱动电流)Ids被从驱动晶体管22提供给有机EL器件21。Ids = (1/2) · μ (ff/L) Cox (Vgs-Vth)2. · · (1)此处，W代表驱动晶体管22的沟道宽度，L代表沟道长度，C。x代表単位面积的栅电容。图6A示出了驱动晶体管22中的漏-源电流Ids与柵-源电压Vgs之间的特性。如图6A的特性图中所示，如果对于各像素中的驱动晶体管22的阈值电压Vth的差异不执行抵消处理(校正处理)，则对应于栅-源电压Vgs的漏-源电流Ids在阈值电压Vth为Vthl时将为 Idsl。当阈值电压Vth为Vth2 (Vth2 > Vthl)吋，对应于相同的柵-源电压Vgs的漏-源电流 Ids将为Ids2(Ids2 < Idsl)。即，当驱动晶体管22的阈值电压Vth变化时，即使在柵-源电压 Vgs固定吋，漏-源电流Ids也会变化。另ー方面，在具有上述配置的像素(像素电路)20中，在发光期间，驱动晶体管22 的柵-源电压Vgs是Vsig-V。fs+Vth-AV。这样，将上式代入表达式(1)，漏-源电流Ids由下列表达式( 来表示。Ids = (1/2) · μ (ff/L)Cox(Vsig-Vofs-ΔV)2. · · (2)BP,驱动晶体管22的阈值电压Vth项被抵消，从驱动晶体管22提供给有机EL器件 21的漏-源电流Ids不会依赖于驱动晶体管22的阈值电压Vth。結果，即使由于驱动晶体管 22的制造过程的差异、随时间的变化等导致各像素中的驱动晶体管22的阈值电压Vth发生变化，漏-源电流Ids也不会发生变化，因此，有机EL器件21的发光亮度可保持恒定。(迁移率校正原理)接下来将说明驱动晶体管22的迁移率校正原理。图6B示出了通过对其中驱动晶体管22具有较高迁移率μ的像素A和其中驱动晶体管22具有较低迁移率μ的像素B进行比较而获得的特性曲线。当驱动晶体管22由多晶硅薄膜晶体管等制成吋，在诸如像素A 和像素B中的这种像素之间的迁移率μ的差异是不可避免的。我们来考虑这种情形，例如，在像素A和像素B之间迁移率μ存在差异的状态下， 将相同水平的信号幅度vin( = Vsig-Vofs)写入到像素A和B的驱动晶体管22的栅电扱。在这种情况下，如果不进行迁移率μ的校正，则流过具有较高迁移率μ的像素A的漏-源电流Idノ与流过具有较低迁移率μ的像素B的漏-源电流Ids2'之间就会产生大的差別。 当由于如上所述各像素中迁移率μ的差异而导致像素之间的漏-源电流Ids产生大的差別吋，画面均勻性被降低。此处，如同从表达式(1)的晶体管特性表达式中显而易见地，当迁移率μ高吋， 漏-源电流し增加。因此，迁移率μ越高，负反馈中的反馈量ΔΥ变得越大。如图6Β所示，具有高迁移率μ的像素A的反馈量AV1大于具有低迁移率的像素B的反馈量AV2。这样，当通过迁移率校正处理将具有对应于驱动晶体管的漏-源电流Ids的反馈量 AV的负反馈赋予柵-源电压Vgs吋，随着迁移率μ变得更高，负反馈被赋予更大的量。结果，可抑制各像素中迁移率μ的差异。具体而言，当在具有较高迁移率μ的像素A中以反馈量AV1-行校正吋，漏-源电流IdsAids/大幅度地降低到idsl。另ー方面，具有较低迁移率μ的像素Β中的反馈量八も较小，因此，漏-源电流、从しノ减小到Ids2，这种减小并不大。結果，像素A的漏-源电流Idsl变得近似等于像素B的漏-源电流Ids2，因此，可校正各像素中的迁移率μ 的差异。总结上面所提到的，当存在迁移率μ不同的像素A和像素B吋，具有较高迁移率 μ的像素A的反馈量Δ V1会大于具有较低迁移率μ的像素B的反馈量Δ v2，S卩，像素的迁移率μ越高，反馈量Δ V越大，漏-源电流Ids的减小量也越大。因此，当将具有与驱动晶体管22的漏-源电流Ids对应的反馈量Δ V的负反馈赋予柵-源电压Vgs吋，在具有不同迁移率μ的像素中的漏-源电流Ids的电流值被均勻化。 結果，可校正各像素中迁移率μ的差异。也就是说，对驱动晶体管22的柵-源电压Vgs(即， 对存储电容器24)赋予具有与流入驱动晶体管22的电流(漏-源电流Ids)对应的反馈量 (校正量)ΔV的负反馈的处理被定义为迁移率校正处理。[1-3.底发射结构]顺便提及，具有上述配置的有机EL显示单元10采用底发射结构(方法)作为提取由有机EL器件21发射的光的方法，其中，从透明绝缘基板(例如玻璃基板)的背面取光， 在透明绝缘基板上形成有像素电路，各像素电路均包括TFT、电容器元件等。此处将说明底发射结构的实例。图7是示出了底发射结构的实例的截面图，在图中与图2相同的标记表示相同的部分。在图7中，示出了包括驱动晶体管22和存储电容器M的区域的截面结构。如图7所示，包括驱动晶体管22和存储电容器M的像素电路(有机EL器件21 的驱动电路)20形成于透明绝缘基板(例如，玻璃基板)71上。更具体地，驱动晶体管22 的栅电极221、存储电容器M的一个电极241和信号线33的底层布线331形成在玻璃基板 71上。像素电路20形成于其上的玻璃基板71通常被称为TFT基板。
在驱动晶体管22的栅电极221和存储电容器M的一个电极241上，半导体层 222 (该处形成驱动晶体管22的沟道区和源/漏区)和存储电容器M的另ー电极242通过绝缘膜72而形成。在像素电路20上，滤色器74通过绝缘平坦化膜73被直接地(S卩，以片上(on-chip)方式)形成。即，滤色器74是片上滤色器。在绝缘平坦化膜73上，形成信号线33的上层布线332以连接下层布线331。此外，在滤色器74上形成层间绝缘膜75，并在层间绝缘膜75上以像素为单位形成有机EL器件21的阳极211。有机EL器件21被设置在层叠在层间绝缘膜75上的窗ロ绝缘膜76的凹陷部分76A处。此外，对所有像素共同形成有机EL器件21的阴极212。此处，根据应用例的有机EL显示单元10采用发白光的白光有机EL器件21作为有机EL器件21，从而例如通过片上滤色器74来获得各子像素的彩色RGB发光。作为白光有机EL器件，例如是具有级联(tandem)结构的有机EL器件，其中，RGB的各有机EL器件被形成为多级形式，更具体地，其中，RGB的各发光层通过连接层而层叠。如上所述，底发射结构是ー种从像素电路20形成于其上的玻璃基板71的背面来取出从有机EL器件发出的光的结构。在底发射结构中，由于玻璃基板上存在电路组件、布线等，光取出的区域是有限的，因此，与从基板前面取光的顶发射结构相比，有机EL器件21 的发光利用率通常会降低。然而，在根据本应用例的有机EL显示单元10中，像素电路20具有包括两个晶体管(22，23)和ー个电容器04)的电路配置。因此，可减少形成于TFT基板(玻璃基板71) 上的晶体管数量和布线的数量，因此，当采用底发射结构时，与具有三个或更多晶体管等的像素电路相比，具有可提高有机EL器件21的发光利用率的优势。[1-4.滤色器的内部电阻的变化导致的问题] 在上述具有底发射结构的有机EL显示单元10中，当从有机EL器件发出的光通过滤色器74传输吋，滤色器74的内部电阻会通过接收自像素的光发射而根据滤色器74的材料发生变化。在底发射型有机EL显示单元10中，像素电路20形成在滤色器74的下方，因此，当滤色器74的内部电阻改变时，滤色器74中的内部电阻的变化影响像素电路20的电路操作。滤色器74的内部电阻的变化导致的问题将參照图8所示的滤色器74的等效电路来具体说明。如图8所示，滤色器74可等效地表示为电容组件Crf和阻抗组件R。f的并联电路。 为了简化示图，除滤色器7的等效电路之外，图8还示出了所提取的写入晶体管23和存储电容器M的电路组件。在图8中，“Ca”表示滤色器74和有机EL器件21的阳极211之间寄生的电容分量(參见图7)，“Cs”表示存储电容器24。“Vs”表示驱动晶体管22的源电位。此处，为了使得说明便于理解，參考如图9所示的时序波形图，以不同于上述实际驱动的、分离地方式说明信号写入时段和发光时段。如图9所示，在信号写入时段中，当扫描线31 (写入扫描信号)WS的电位转变到高电位侧，且响应于该转变写入晶体管23变为导通状态时，视频信号的信号电压Vsig被写入节点B。此处，节点B是在图2所示的像素电路中驱动晶体管22的栅电极和存储电容器M 的一个电极共同连接的节点。
当信号电压Vsig被写入节点B时，节点A的电位Va将是由以下表达式定义的电位。Va = V11 = (Vsig-Vs) Ccf/ (Ccf+Ca) · · · (3)在非发射时段期间，即，当没有接收到自像素的光发射吋，滤色器74的阻抗特别高，因此，节点A和B的各自电位Va和Vb不变。然而，当有机EL器件21发光并且光照射在滤色器74上吋，也就是说，当接收到自像素的光发射吋，由于滤色器74的阻抗(内部电阻) 减小，漏电流流入滤色器74的内部。因此，节点A的电位Va升高，而节点B的电位Vb降低。如图9的时序波形图所示，节点A和B各自的电位Va和Vb发生变化，使得最终具有相同的电位。节点A和B各自的电位Va和Vb的最终电位V12由以下表达式来定义。V12 = Vs+ {(Vsig-Vs) (CcfCs+CsCa+CaCcf)} / (Cs+Ca) (Ccf+Ca) · · · (4)如上所述，滤色器74的内部电阻通过接收自像素的光发射而发生变化，存储在存储电容器M中的电荷由于电阻改变的影响而泄漏，結果，节点B的电位VB( S卩，驱动晶体管 22的栅极电位Vg)降低。从而，当驱动晶体管22的栅极电位Vg降低吋，与滤色器74的内部电阻不变的情形相比，通过驱动晶体管22提供给有机EL器件21的驱动电流减小，因此， 像素20的发光亮度大幅降低。<2.实施方式的说明>因此，具有底发射结构(方法)的有机EL显示单元10采用下述结构，以对于像素电路20的电路操作，抑制滤色器74的内部电阻的变化所导致的不良影响。也就是说，在通过采用底发射结构并且在像素电路20上设置滤色器来配置的有机EL显示单元10中，形成金属布线从而围绕滤色器74的周围。将该金属布线设定为有机 EL器件21的阳极电位。如上所述，滤色器74可等效地表示为电容组件Crf和阻抗组件I 。f的并联电路。从而，当滤色器74的周围被设定为阳极电位的金属布线围绕时，滤色器74的等效电路的两个终端具有相同的电位。因此，即使当滤色器74的内部电阻通过接收自像素的光反射而发生改变吋，由于等效电路的两个终端具有相同的电位，滤色器74的内部电阻的变化也不会影响像素电路的电路操作。[2-1.根据本实施方式的像素配置]下文中，将參照图10至图12来具体说明根据本实施方式的有机EL显示单元的像
素配置。图10是示出根据本实施方式的有机EL显示单元中的像素结构的实例的平面视图。图11是沿着图10的A-A'线的截面视图，且图12是沿着图10的B-B'线的截面视图。 在图10至图12中，与图2和图7相同的标记表示相同的部分。根据本实施方式的有机EL显示单元，以与根据上述应用例的有机EL显示单元10 的情形相同的方式，在像素20中具有底发射结构。像素20的底发射结构基本上具有与图 7所示的底发射结构相同的结构。具体而言，如图11和图12所示，驱动晶体管22的栅电极221、存储电容器M的一个电极(下文称作“下电极” )241和信号线33的下层布线331例如形成于被称作TFT基板的玻璃基板71上。驱动晶体管22的栅电极221、存储电容器M的一个电极241和信号线 33的下层布线331的材料例如可采用钼(Mo)等材料。在驱动晶体管22的栅电极221和存储电容器M的一个电极241上，半导体层222(该处形成驱动晶体管22的沟道区和源/漏区)和存储电容器M的另ー电极(下文称作“上电极”)242通过绝缘膜72而形成。在包括驱动晶体管22和存储电容器M的像素电路20上，滤色器74通过绝缘平面化膜73被直接地(即，以片上(on-chip)方式)形成。在绝缘平面化薄膜73上形成信号线33的上层布线332和晶体管22的接触部223。 信号线33的上层布线332和晶体管22的接触部223的材料例如可以采用铝(Al)等材料。此外，在滤色器74上形成层间绝缘膜75，且以像素为单位将有机EL器件21的阳极211形成在层间绝缘膜75上。有机EL器件21被设置在层叠在层间绝缘膜75上的窗ロ 绝缘膜76的凹陷部分76a处。有机EL器件21例如可以是白光有机EL器件，且可形成所有像素共用的阳极212。具体地，从图10可明显看出，包括下层布线331和上层布线332的信号线33沿着像素20的纵向布置在像素(像素电路)20的左端侧。下层布线331和上层布线332在像素20中的两点处通过接触部333和334电连接。电源线32沿着像素20的横向被布线在像素20中的顶端侧，驱动晶体管22形成在电源线32的附近。驱动晶体管22包括形成在玻璃基板71上的栅电极221和如上所述通过绝缘膜72形成在栅电极221上的作为沟道区和源/漏区的半导体层222。在驱动晶体管22中，栅电极221与存储电容器M的下电极241 —体形成。半导体层222的ー个源/漏区通过接触部224电连接到存储电容器M的上电极M2。半导体层 222的另一源/漏区通过接触部223电连接到电源线32。通过采用绝缘膜72作为电介质并采用下电极241和上电极242夹住绝缘膜72的方式配置的存储电容器M被形成在像素20的右端侧上的沿着像素20的纵向的大区域上。 在存储电容器24中，通过下电极241面对上电极对2的区域的面积、两个电极241和242 之间的距离以及绝缘膜72的介电常数来限定电容值。在像素20中的底端侧上沿着像素20的横向来布置扫描线31。写入晶体管23形成在扫描线31的附近。写入晶体管23包括形成于玻璃基板71上的栅电极231和通过绝缘膜72形成在栅电极231上的作为沟道区和源/漏区的半导体层232。在写入晶体管23中，栅电极通过接触部233电连接到扫描线31。半导体层232的 ー个源/漏区通过接触部234电连接到信号线33。半导体层232的另ー个源/漏区通过接触部235、金属布线236和接触部237电连接到存储电容器M的下电极Ml。如上所述，存储电容器M的下电极241与驱动晶体管22的栅电极221 —体形成。 从而，当写入晶体管23的另一源/漏区连接到存储电容器M的下电极241吋，写入晶体管 23的另一源/漏区电连接到驱动晶体管22的栅电极221。在像素20中，在被左边的信号线33、右边的存储电容器对、上边的电源线32和下边的扫描线31所围绕的中央部分处，即，在避开驱动晶体管22的状态下在窗ロ绝缘膜76 的凹陷部分7 中形成有机EL器件21。有机EL器件21的阳极211通过接触部224电连接到驱动晶体管22的另一源/漏区和存储电容器M的上电极M2。在有机EL器件21的下方、在避开驱动晶体管22的状态下沿着窗ロ绝缘膜76的凹陷部分7 的开ロ形成滤色器74。在图10中，为了将滤色器与其他组件区别开来，用点划线示出滤色器74。金属布线77形成于绝缘平坦化膜73上以围绕滤色器74的周边。在图10中，用阴影示出金属布线77。
优选地，金属布线77沿着滤色器74的边缘部形成，当金属布线77沿着滤色器74 的边缘部形成吋，可赋予金属布线77以作为遮挡像素之间的光的遮光层的功能。优选金属布线77被形成为与滤色器74的边缘部重叠。因为通过重叠可抑制在形成滤色器74时渐缩(tapered)状态下的边缘部所产生的台阶的影响。在这种情况下，通过形成金属布线77以使得其与滤色器74的边缘部重叠有滤色器膜厚以上的尺寸，可有效地抑制渐缩台阶的影响。金属布线77被设定为有机EL器件21的阳极电位。在本实施方式中，金属布线77 通过接触部224电连接到驱动晶体管22的ー个源/漏区。因此，金属布线77也可被定义为驱动晶体管22的ー个源/漏区的布线。此外，如上所述，有机EL器件21的阳极211和驱动晶体管22的ー个源/漏区通过接触部2 连接，因此，通过接触部224，金属布线77被设定为有机EL元件21的阳极电位。[2-2.实施方式的操作和效果]如上所述，在具有底发射结构的有机EL显示单元10中，金属布线77被形成为围绕滤色器74的周边。从而，通过将金属布线77设定为有机EL器件21的阳极电位并遮挡滤色器74，可获得下列操作和效果。S卩，当滤色器74的周边被金属布线77所围绕从而遮挡滤色器74、该金属布线77 被设定为有机EL器件21的阳极电位时，滤色器74的等效电路的两个终端将具有相同的电位。被设定为有机EL器件21的阳极电位的金属布线77可被称为遮挡布线。如上所述，滤色器74可被等效地表示为电容组件Crf和阻抗组件R。f的并联电路。围绕在滤色器74周边的金属布线77的电位是有机EL器件21的阳极电位，因此， 当从电路的角度看时，滤色器74的等效电路的两个终端都连接到有机EL器件21的阳极， 如图13所示。因此，即使当自像素的光照射在滤色器74上且滤色器74的内部电阻发生变化吋，由于等效电路的两个终端具有相同的电位，所以也不会与位于滤色器74下方的存储电容器M发生电荷交換。也就是说，当滤色器74的内部电阻发生变化时，存储在存储电容器M中的电荷不会由于变化的影响而泄漏。因此，驱动晶体管22的栅极电位Vg不会由于滤色器74的内部电阻的变化而降低。結果，可抑制当滤色器74的内部电阻变化时发光亮度的降低，因此，可获得良好的显示图像。<3.应用例〉在上面的实施方式中，已经将有机EL器件21的驱动电路基本上具有包括两个晶体管(驱动晶体管22和写入晶体管23)的电路配置的情形作为实例进行了说明，但是，本发明不限于上述电路配置。例如，本发明可用于具有各种电路配置的像素配置，诸如以下电路配置，即，其包括与驱动晶体管22串联的发光控制晶体管，而电源线32的电位被固定，有机EL器件21的发光/非发光由该发光控制晶体管来控制。如上所述，在应用底发射结构的有机EL显示单元中，鉴于有机EL器件21的发光利用率，由于如上所述可减少电路组件的数量，因此优选应用采用两个晶体管作为像素晶体管的电路配置。
在本发明中，也已将白光有机EL器件用作有机EL器件21的情形作为实例进行了说明，然而，本发明不限于这种情形。也就是说，在采用分别发射RGB彩色光的有机EL器件作为有机EL器件21的有机EL显示单元中，为了增加色纯度例如可以使用滤色器。因此， 本发明可用于应用底发射结构和使用滤色器的所有有机EL显示单元。<4.电子设备〉根据本发明的实施方式的上述有机EL显示单元可用于各种领域的电子设备的显示部(显示単元)，在这些领域中，被输入到电子设备中的视频信号或者在电子设备中产生的视频信号被显示为图像或视频。作为实例，有机EL显示单元可应用于图14至图18A至 18G所示的各种电子设备的显示部，例如，数码相机、笔记本个人电脑、诸如手机的便携终端装置、摄像机等。如上所述，当根据本发明的实施方式的有机EL显示单元用作各种领域中的电子设备的显示部吋，可提高各种类型的电子设备中的显示图像的质量。也就是说，如从对本实施方式的说明显而易见的，根据本发明的实施方式的有机EL器件単元可在滤色器的内部电阻发生变化时抑制发光亮度的降低。因此，可在各种类型的电子设备中获得具有高图像质量的良好显示图像。根据本发明的实施方式的有机EL装置包括具有密封结构的模块式装置。作为实例，通过把由透明玻璃等制成的对向部贴合至像素阵列部而形成的显示模块相当于这种类型。该显示模块也可设置有电路单元、FPC(柔性印刷电路)等，用于从外部向像素阵列部输入/输出信号等。以下将说明应用了本发明的电子设备的具体实例。图14是示出应用了本发明的电视机的外观的斜视图。根据本应用例的电视机包括具有前面板102、滤色玻璃103等的视频显示屏幕单元101，其通过使用根据本发明的实施方式的有机EL显示单元作为视频显示屏幕単元101而构造。图15A和图15B是示出应用了本发明的数码相机的外观的斜视图。图15A是从前面观察的斜视图，图15B是从后面观察的斜视图。根据本应用例的数码相机包括用于闪光的发光单元111、显示单元112、菜单开关113、快门按钮114等，其通过使用根据本发明的实施方式的有机EL显示单元作为显示単元112而构造。图16是示出应用了本发明的笔记本个人电脑的外观的斜视图。根据该应用例的笔记本个人电脑包括在主体121中输入字母等时操作的键盘、显示图像等的显示单元123， 其通过使用根据本发明的实施方式的有机EL显示单元作为显示単元123而构造。图17是示出应用了本发明的摄像机的外观的斜视图，根据该应用例的摄像机包括主体131、用于将对象成像在面向前面的侧面上的透镜132、在摄像时使用的开始/停止开关133、显示单元134等，其通过使用根据本发明的实施方式的有机EL显示单元作为显示単元1；34来构造。图18A至图18B是应用了本发明的便携终端设备(例如，蜂窝电话设备)的外观视图。图18A是在打开状态下的前视图，图18B是其侧视图，图18C是在关闭状态下的前视图，图18D是左视图，图18E是右视图，图18F是上表面视图并且图18G是底表面视图。根据该应用例的手机包括上壳体141、下壳体142、连接部(本例中为铰链部)143、显示器144、 副显示器145、闪光灯146和相机147等。根据本发明的实施方式的蜂窝电话设备通过使用根据本发明的实施方式的有机EL显示单元作为显示器144和副显示器145来构造。本发明包含涉及2011年1月6日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-000940所公开的主題，其全部内容结合于此作为參考。本领域技术人员应理解，根据设计需要和其他因素，可进行各种修改、組合、子组合和改变，其均在所附权利要求或其等价物的范围内。
权利要求
1.一种采用底发射结构的有机EL显示单元，所述底发射结构从像素电路形成于其上的基板的背面来提取从有机EL器件发射的光，所述有机EL显示单元包括滤色器，形成在所述像素电路上；以及金属布线，形成为围绕所述滤色器的周边，其中，所述金属布线被设定为所述有机EL器件的阳极电位。
2.根据权利要求1所述的有机EL显示单元，其中，所述金属布线沿着所述滤色器的边缘部形成。
3.根据权利要求2所述的有机EL显示单元，其中，所述金属布线被形成为与所述滤色器的所述边缘部重叠。
4.根据权利要求3所述的有机EL显示单元，其中，所述金属布线与所述滤色器的所述边缘部重叠有所述滤色器的膜厚以上的尺寸。
5.根据权利要求1所述的有机EL显示单元， 其中，所述像素电路包括写入晶体管，将信号电压写入像素；存储电容器，存储由所述写入晶体管写入的所述信号电压；驱动晶体管，其ー个源/漏电极连接至所述有机EL器件的阳极，并基于所述存储电容器的存储电压来驱动所述有机EL器件。
6.根据权利要求5所述的有机EL显示单元，其中，所述金属布线被设定为与所述驱动晶体管的所述ー个源/漏电极的电位相同的电位。
7.根据权利要求6所述的有机EL显示单元，其中，所述金属布线是所述驱动晶体管的所述ー个源/漏电极的布线。
8.根据权利要求7所述的有机EL显示单元，其中，所述驱动晶体管的另ー个源/漏电极连接至选择性地提供第一电源电位和低于所述第一电源电位的第二电源电位的电源线，所述第一电源电位是用于将驱动所述有机EL器件发光的驱动电流提供给所述驱动晶体管的电源电位，并且所述第二电源电位是用于向所述有机EL器件施加反偏压的电源电位。
9.根据权利要求1所述的有机EL显示单元， 其中，所述滤色器是片上滤色器。
10.根据权利要求1所述的有机EL显示单元，其中，所述金属布线具有作为遮挡像素之间的光的遮光层的作用。
11.一种电子设备，包括采用底发射结构的有机EL显示单元，所述底发射结构从像素电路形成于其上的基板的背面来提取从有机EL器件发射的光，所述有机EL显示单元包括 滤色器，形成在所述像素电路上；以及金属布线，形成为围绕所述滤色器的周边， 其中，所述金属布线被设定为所述有机EL器件的阳极电位。
全文摘要
本发明涉及一种有机电致发光显示单元和电子设备，其中该有机电致发光显示单元采用底发射结构，该底发射结构从像素电路形成于其上的基板的背面来提取从有机EL器件发射的光，该有机EL显示单元包括形成在像素电路上的滤色器；以及形成为围绕滤色器的周边的金属布线，其中，金属布线被设定为有机EL器件的阳极电位。
文档编号G09G3/20GK102592532SQ20111045618
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年1月6日
发明者尾本启介 申请人:索尼公司
技术领域：
本发明涉及一种有机电致发光(EL)显示单元和ー种电子设备，更具体地，涉及ー 种采用底发射方法作为从有机EL器件中取光的方法的有机EL显示单元，以及ー种具有该有机EL显示单元的电子设备。
背景技术：
作为平板型显示单元中的ー种，存在采用所谓的电流驱动型电光器件的显示单元，在该电光器件中，发光亮度根据流过作为像素的发光部(发光器件)的该器件的电流值而发生变化。已知有机EL器件作为电流驱动型电光器件，其采用有机材料的电致发光(EL) 并利用当施加电场时有机薄膜发光的现象。采用有机EL器件作为像素的发光部的有机EL显示单元具有以下特点。即，有机 EL器件耗能低，因为其可通过施加IOV以下的电压进行驱动。由于有机EL器件是ー种自发光器件，图像的可视性高于液晶显示单元，并且，由于不需要诸如背光的照明组件，因此有机EL器件可以重量轻且厚度薄。而且，有机EL器件中的响应速度极高，为几微秒，在显示动态图像时不会产生残像。在有机EL显示单元中，底发射方法是ー种已知的有机EL器件的取光方法，其中， 光从基板的背面取出，在基板上形成有像素电路，每个像素电路均包括薄膜晶体管(TFT)、 电容器器件等，(例如，參见JP2008-218427A(专利文献1))。当在底发射型有机EL显示单元上安装滤色器吋，例如，应用在像素电路上(其形成在基板上)形成滤色器的结构。
发明内容
在底发射型有机EL显示单元中，当从有机EL器件发出的光通过滤色器传输吋， 滤色器的内部电阻会通过接收自像素(self-pixel)的光发射根据滤色器的材料而发生改变。在底发射型有机EL显示单元中，像素电路形成在该滤色器下方，因此，当滤色器的内部电阻变化吋，滤色器中的内部电阻的变化影响电路操作。鉴于上述情況，期望提供一种有机EL显示单元和ー种具有该有机EL显示单元的电子设备，当采用该底发射方法吋，其可关于像素电路的电路操作抑制滤色器内部电阻变化所导致的不利影响。本发明的一个实施方式涉及ー种应用底发射结构的有机EL显示单元，该底发射结构从像素电路形成于其上的基板的反面提取从有机EL器件发射的光，该有机EL显示单元包括形成在像素电路上的滤色器和形成为围绕该滤色器周边的金属布线，其中，该金属布线被设定为该有机EL器件的阳极电位。在具有上述配置的有机EL显示单元中，滤色器可等效地表示为包括并联连接的电容组件和阻抗组件的并联电路。从而，当滤色器的周围被设定为阳极电位的金属布线所围绕时，滤色器等效电路的两个终端具有相同的电位。因此，即使当通过接收自像素的光发射、滤色器的内部电阻发生变化吋，由于该等效电路的两个终端具有相同的电位，该滤色器的内部电阻的变化也不会影响该像素电路的电路操作。根据本发明的该实施方式，当滤色器的内部电阻通过在应用底发射方法的有机EL 显示单元中接收自像素的光发射而发生变化吋，关于像素电路的电路操作，可抑制滤色器的内部电阻的变化所导致的不利影响。
图1是示出应用本发明的有源矩阵型有机EL显示单元的配置概况的系统配置图；图2是示出像素(像素电路)的具体电路配置的实例的电路图；图3是用于解释应用本发明的有机EL显示单元的基本电路操作的时序波形图；图4A至图4D是应用本发明的有机EL显示单元的基本电路操作的操作说明图(第一)；图5A至图5D应用本发明的有机EL显示单元的基本电路操作的操作说明图(第
ニ)；图6A和图6B是用于解释驱动晶体管的阈值电压Vth的变化所导致的问题(图6A) 和驱动晶体管的迁移率μ的变化导致的问题(图6Β)的特性图；图7是示出底发射结构的实例的截面图；图8是示出滤色器的等效电路的电路图；图9是用于解释滤色器的内部电阻所导致的问题的时序波形图；图10是示出根据实施方式的有机EL显示单元中的像素配置的实例的平面视图；图11是沿着图10中的A-A'线的截面视图；图12是沿着图10中的B-B'线的截面视图；图13是示出用于解释本实施方式的操作和效果的滤色器的等效电路的电路图；图14是示出应用本发明的电视机的外观的斜视图；图15Α和图15Β是示出应用本发明的数码相机的外观的斜视图，其中，图15Α是从前面观察的斜视图，并且图15Β是从后面观察的斜视图；图16是示出应用本发明的笔记本个人电脑的斜视图；图17是示出应用本发明的摄像机的外观的斜视图；以及图18Α至图18G是应用本发明的蜂窝电话设备的外观视图，其中，图18Α是在打开状态下的前视图，图18Β是其侧视图，图18C是在关闭状态下的前视图，图18D是左视图，图 18Ε是右视图，图18F是上表面视图，并且图18G是底表面视图。
具体实施例方式下文中，将參考附图详细说明实施本发明的方式(下文中称为“实施方式”)。将以以下順序进行说明。1.应用本发明的有机EL显示单元1-1系统配置1-2基本电路操作1-3底发射结构
1-4滤色器的内部电阻变化导致的问题2.实施方式的说明2-1根据实施方式的像素配置2-2实施方式的操作和效果3.应用例4.电子设备<1.应用本发明的有机EL显示单元〉[1-1.系统配置]图1是示出应用本发明的有源矩阵有机EL显示单元的配置概况的系统配置图。有源矩阵有机EL显示单元是ー种控制流过有机EL器件的电流的显示单元，该有机EL器件是ー种由有源器件(例如，在具有该有机EL器件的同一像素中设置的绝缘栅场效应晶体管)来驱动的电流驱动型电光器件。典型地采用薄膜晶体管(TFT)作为绝缘栅场效应晶体管。如图1所示，根据本应用例的有机EL显示单元10包括具有有机EL器件的多个像素20、像素阵列部30和布置在像素阵列部30周围的驱动电路単元，在像素阵列部30中像素20以矩阵形式ニ维排列。驱动电路单元包括写扫描电路40、电源扫描电路50、信号输出电路60等，驱动电路单元驱动像素阵列部30中的各像素20。此处，当有机EL显示单元10支持彩色显示时，ー个像素(単位像素，用于形成彩色图像的単位)包括多个子像素，每个子像素对应于图1中的像素20。更具体地，例如在支持彩色显示的显示单元中，一个像素包括三个子像素发射红光(R)的子像素、发射绿光 (G)的子像素和发射蓝光(B)的子像素。然而，ー个像素并不限于由三原色RGB的子像素的組合形成，也可将ー个或多个颜色的子像素添加到三原色的子像素来形成ー个像素。更具体地，例如，可加入发射白光 (W)的子像素来形成ー个像素以提高高度，或者加入至少ー个发互补色的光的子像素来形成一个像素以扩展颜色再现范围。在像素阵列部30中，在各像素行处沿着行的方向(像素行中的像素布置方向)关于m行和η列的像素20的布局来布置扫描线3^-31,0电源线32i 32m。并且，在各像素列处沿着列的方向(像素列中的像素布置方向)关于m行和η列的像素20的布局来布置信号线33i 33n。扫描线3ら 31m分别连接到写扫描电路40的相应行的输出端，电源线3 3 分别连接到电源扫描电路50的相应行的输出端，信号线33i 3 分别连接到信号输出电路60的相应列的输出端。像素阵列部30通常形成在诸如玻璃基板等透明绝缘基板上。因此，有机EL显示単元10具有平板型结构。像素阵列部30中的各像素20的驱动电路可采用非晶硅TFT或低温多晶硅TFT来形成。当采用低温多晶硅TFT吋，写扫描电路40、电源扫描电路50和信号输出电路60也可安装在像素阵列部30形成于其上的显示面板(基板)70上，如图1所示。
写扫描电路40包括与时钟脉冲“ck”同步地顺序地移位(传送)启动脉冲“sp” 的移位寄存器电路等。当将视频信号的信号电压写入像素阵列部30中的各像素20吋，写扫描电路40順序地将写扫描信号WS (WS1到WSm)提供给扫描线31 (3ら 31m)，从而在像素阵列部30中以行为单位顺序扫描(线顺序扫描)各像素20。电源扫描电路50包括与时钟脉冲“ck”同步地顺序地移位启动脉冲“sp”的移位寄存器电路等。电源扫描电路50将能够在第一电源电位V。。p和低于第一电源电位V。。p的第 ニ电源电位Vini之间切換的电源电位DS (DS1到DSm)与写扫描电路40的线顺序扫描同步地提供给电源线32(3 32m)。如后面所描述的，像素20的发光与非发光由电源电位DS在 vccp/vini之间切換来控制。信号输出电路60对应于从信号供应源(未示出)提供的亮度信息来选择性地输出视频信号的信号电压Vsig(下文中仅称作“信号电压”)和基准电压v。fs。此处，基准电压 Vtrfs是作为视频信号的信号电压Vsig的基准的电位(例如，对应于视频信号的黑电平的电位)，并在后述的阈值校正处理过程中使用。从信号输出电路60输出的信号电压Vsig/基准电压Vrfs通过写扫描电路40的扫描选择以像素行为单位经由信号线33(33i 33n)写入像素阵列部30的各像素20。S卩，信号输出电路60应用线順序写入的驱动模式，其中，信号电压Vsig被以行(线)为单位写入。(像素电路)图2是示出像素(像素电路)20的具体电路配置的实例的电路图。像素20的发光部包括有机EL器件21，该有机EL器件21是ー种发光亮度根据流过器件的电流值而发生变化的电流驱动型电光器件。如图2所示，像素20包括有机EL器件21和通过允许电流流入有机EL器件21来驱动该有机EL器件21的驱动电路。有机EL器件21的阴极连接到公共电源线34，该公共电源线34公共地连接到所有像素(所谓的面引线)。驱动有机EL器件21的驱动电路包括驱动晶体管22、写入晶体管23和存储电容器对，可采用N沟道TFT作为驱动晶体管22和写入晶体管23。然而，驱动晶体管22和写入晶体管23的导电类型的組合只是ー种实例，且并不限于该组合。驱动晶体管22的一个电极(源/漏电极)连接到有机EL器件21的阳极，其另ー 电极(漏/源电极)连接到电源线32 (32! 32J。写入晶体管23的一个电极(源/漏电极)连接到信号线33(33i 33n)，并且其另ー电极连接到驱动晶体管22的栅电扱，写入晶体管23的栅电极连接到扫描线31(3ら
υ I111/ O在驱动晶体管22和写入晶体管23中，一个电极对应于电连接到源/漏区的金属引线，并且另ー电极对应于电连接到漏/源区的金属引线。根据ー个电极和另ー电极之间的电位关系，一个电极可以是源电极或漏电极，另ー电极可以是漏电极或源电极。存储电容器M的一个电极连接到驱动晶体管22的栅电扱，且其另一电极连接到驱动晶体管22的另ー电极和有机EL器件21的阳极。有机EL器件21的驱动电路不限于具有两个晶体管(驱动晶体管22和写入晶体管23)和ー个电容器器件(存储电容器24)的电路配置。即，作为实例，可采用以下电路配置其中，根据需要来设置辅助电容器，其通过将ー个电极连接到有机EL器件21的阳极并且将另一电极连接到固定电位来补偿有机EL器件21中电容的不足。在具有上述配置的像素20中，响应于从写扫描电路40通过扫描线31施加至栅电极的高有效(high-active)写入扫描信号WS，写入晶体管23变为导通。因此，写入晶体管 23对从信号输出电路60通过信号线33提供的相应于亮度信息的视频信号的信号电压Vsig 或者基准电压V-执行采样，并将该电压写入像素20中。被写入的信号电压Vsig或者基准电压V。fs施加到驱动晶体管22的栅电扱，并存储在存储电容器M中。当电源线32(3 32m)的电源电位DS为第一电源电位V。。p吋，驱动晶体管22在一个电极是漏电极且另一电极是源电极的状态下工作在饱和区。因此，驱动晶体管22通过从电源线32接收的电流供应获得的电流驱动来驱动有机EL器件21发光。更具体地，驱动晶体管22工作在饱和区，从而提供了电流值对应于存储在存储电容器M中的信号电压Vsig 的电压值的驱动电流，并通过电流驱动有机EL器件21发光。当电源电位DS从第一电源电位V。。p切換到第二电源电位Vini时，驱动晶体管22在一个电极是源电极且另一电极是漏电极的状态下还作为开关晶体管工作。因此，驱动晶体管22停止对有机EL器件21提供驱动电流，并允许有机EL器件21处于非发光状态。艮ロ， 驱动晶体管22还具有控制有机EL器件21发光/不发光的晶体管的功能。根据驱动晶体管22的开关操作，提供了有机EL器件21不发光的期间(非发光时段)，从而控制有机EL器件21的发光时段和非发光时段的比例(占空比)。可通过占空比控制来减小像素在ー个显示帧周期上的发光导致的残像模糊，因此，可显著改善运动图像
ノ贝里。在通过电源线32从电源扫描电路50选择性提供的第一和第二电源电位V。。p和Vini 中，第一电源电位V。。p是用于向驱动晶体管22提供驱动有机EL器件21发光的驱动电流的电源电位。第二电源电位Vini是用于向有机EL器件21提供反向偏压的电源电位。第二电源电位Vini被设定为低于基准电压V。fs的电位，例如，当驱动晶体管22的阈值电压为Vth吋， 其为低于V。fs-Vth的电位，优选地为充分低于V。fs-Vth的电位。[1-2.基本电路操作]接下来，将基于图3的时序波形图參照图4A至图4D以及图5A至图5D来说明具有上述配置的有机EL显示单元10的基本电路操作。在图4A至图4D和图5A至图5D的操作说明图中，写入晶体管23由开关符号来表示，以简化示图。另外，还示出了有机EL器件 21的等效电容器25。在图3的时序波形图中，分別示出了扫描线31的电位(写扫描信号)WS的变化、 电源线32的电位(电源电位)DS、信号线33的电位(Vsig/V。fs)、驱动晶体管22的栅电位Vg 和源电位Vs。(在前一显示帧中的发光时段)在图3的时序波形图中，时间点“ til”之前的时段是有机EL器件21在前ー显示帧中的发光时段。在前一显示帧的发光时段中，电源线32的电位DS是第一电源电位(下文中称为“高电位”)V。。p，且写入晶体管23处于非导通状态。此时，驱动晶体管22被设计为工作在饱和区。这样，如图4A所示，从电源线32通过驱动晶体管22向有机EL器件21提供对应于驱动晶体管22的栅-源电压Vgs的驱动电流(漏-源电流)Ids。因此，有机EL器件21以对应于驱动电流Ids的电流值的亮度发光。(阈值校正预备时段)在时间点“ tll”，线顺序扫描进入新的显示帧(当前显示帧)。从而，如图4B所示，电源线32的电位DS从高电位V。。p切換到第二电源电位(下文中称作“低电位”)Vini，相对于信号线33的基准电压V。fs，第二电源电位Vini充分低于V。fs_Vth。此处，有机EL器件21的阈值电压是VthelI公共电源线34(阴极电位)的电位是 VcathO此时，当低电位Vini低于Vthel+V。ath吋，驱动晶体管22的源电位Vs近似等于低电位 Vini，因此，有机EL器件21变成反偏压状态并停止发光。接下来，如图4C所示，当扫描线31的电位WS在时间点“tl2”从低电位侧变化到高电位侧吋，写入晶体管23变得导通。此时，当从信号输出电路60向信号线33提供基准电压Vrfs吋，驱动晶体管22的栅电位Vg变成基准电压V。fs。驱动晶体管22的源电压Vs处于充分低于基准电压Vrfs的电位，即为低电位Vini。此时，驱动晶体管22的栅-源电压Vgs为V。fs_Vini。此处，除非V。fs_Vini高于驱动晶体管22的阈值电压Vth，否则难以执行后述的阈值校正处理，因此，必须设定V。fs_Vini > Vth 的电位关系。如上所述，将驱动晶体管22的栅电位Vg固定到基准电压V。fs、并且将源电位Vs固定(确定)到低电位Vini的初始化处理是在执行后述的阈值校正处理(阈值校正操作)之前的预备处理(阈值校正预备)。因此，基准电压V。fs和低电位Vini分别是驱动晶体管20 的栅电位Vg和源电位Vs的初始化电位。(阈值校正时段)接下来，如图4D所示，在时间点“tl3”，当电源线32的电位DS从低电位Vini切換到高电位V。。p吋，阈值校正处理在驱动晶体管22的栅极电位Vg維持在基准电压V。fs的状态下启动，即，驱动晶体管22的源电位Vs开始向通过从栅电位Vg减去驱动晶体管22的阈值电压Vth所获得的电位增加。此处，基于驱动晶体管22的栅电位Vg的初始化电位V。fs，向着通过从该初始化电位Vrfs减去驱动晶体管22的阈值电压Vth所获得的电位来改变源电位Vs的处理被方便地称为阈值校正处理。随着阈值校正处理进行，驱动晶体管22的柵-源电压Vgs最终收敛于驱动晶体管22的阈值电压Vth。对应于阈值电压Vth的电压被存储在存储电容器M中。在执行阈值校正处理的时段(阈值校正时段)中，公共电源线34的电位Veath被设定为使得有机EL器件21处于关断状态，允许电流仅流过存储电容器M侧而不流过有机EL 器件21侧。接下来，如图5A所示，在时间点“114”，当扫描线31的电位WS变到低电位侧时，写入晶体管23变为非导通。此时，驱动晶体管22的栅电极被从信号线33电性切断并被置于浮置状态。然而，驱动晶体管22处于关断状态，因为栅-源电压Vgs等于驱动晶体管22的阈值电压Vth。因此，漏-源电流Ids不会流过驱动晶体管22。(信号写入和迁移率校正时段)接下来，如图5B所示，在时间点“tl5”，信号线33的电位从基准电压V。fs切換到视频信号的信号电压Vsig。接着，如图5C所示，在时间点“tl6”，当扫描线31的电位WS变到高电位侧吋，写入晶体管23变得导通，并执行视频信号的信号电压Vsig的采样，以写入像素 20中。通过写入晶体管23的信号电压Vsig的写入，驱动晶体管22的栅电位Vg将成为信号电压Vsig。从而，当驱动晶体管22由视频信号的信号电压Vsig驱动吋，驱动晶体管22的阈值电压Vth被存储在存储电容器M中的对应于阈值电压Vth的电压所抵消。阈值电压抵消的具体原理将在下面描述。此时，有机EL器件21处于关断状态(高阻抗状态)，因此，对应于视频信号的信号电压Vsig从电源线32向驱动晶体管22流动的电流(漏-源电流Ids)流入有机EL器件21 的等效电容器25中，結果，有机EL器件21的等效电容器25开始充电。当有机EL器件21的等效电容器25充电吋，驱动晶体管22的源电位Vs随着时间的推移而升高。此时，各像素中的驱动晶体管的阈值电压Vth的差异已经被抵消，驱动晶体管22的漏-源电流Ids取决于驱动晶体管22的迁移率μ。驱动晶体管22的迁移率μ是形成驱动晶体管22的沟道的半导体薄膜的迁移率。此处，假设存储在存储电容器M中的电压Vgs关于视频信号的信号电压Vsig的比例 (即，写入増益G)为1(期望值)。则当驱动晶体管22的源电位Vs増加到电位V。fs-Vth+AV 吋，驱动晶体管22的栅-源电压Vgs将为Vsig-V。fs+Vth-Δ V。即，驱动晶体管22的源电位Vs的増量Δ V起作用以从存储在存储电容器M中的电压(Vsig-V。fs+Vth)减去该増量Δν，换句话说，以释放存储电容器M中存储的电荷。简而言之，源电位Vs的増量ΔΥ意味着赋予存储电容器对负反馈。因此，源电位Vs的増量AV 是该负反馈的反馈量。如上所述，赋予柵-源电压Vgs以反馈量为Δ V(对应于流过驱动晶体管22的漏-源电流Ids)的负反馈，从而抵消驱动晶体管22的漏-源电流Ids对迁移率μ的依赖。 抵消处理对应于迁移率校正处理，其校正各像素中的驱动晶体管22的迁移率μ的差异。更具体地，当驱动晶体管22的栅电极中写入的视频信号的信号幅度Vin(= Vsig-Vofs)变得更高吋，漏-源电流し增加，因此，负反馈的反馈量Δν的绝对值也増加。这样，执行对应于发光亮度水平的迁移率校正处理。当视频信号的信号幅度Vin被固定吋，负反馈的反馈量Δ V的绝对值随着驱动晶体管的迁移率μ变高而増加，因此，各像素中迁移率μ的差异被抵消。因此，负反馈的反馈量δν也可被定义为迁移率校正处理的校正量。迁移率校正的具体原理将在后面描述。(发光时段)接下来，如图5D所示，在时间点“117”，当扫描线31的电位WS变到低电位侧时，写入晶体管23变成非导通状态。相应地，驱动晶体管22的栅电极从信号线33上电性断开并变成浮置状态。此处，当驱动晶体管22的栅电极处于浮置状态时，由于存储电容器对连接在驱动晶体管22的栅极和源极之间，因此栅极电位Vg随着驱动晶体管22的源电位Vs的变化而变化。上述的驱动晶体管22的栅极电位Vg随着源电位Vs的变化而变化的操作被定义为通过存储电容器M的自举(bootstrap)操作。当驱动晶体管22的栅电极处于浮置状态时，与此同吋，驱动晶体管22的漏-源电流Ids开始流入有机EL器件21，有机EL器件21的阳极电位根据电流Ids而上升。然后，当有机EL器件21的阳极电位超过Vthel+V。ath吋，因为驱动电流开始流入有机 EL器件21，因此有机EL器件21开始发光。有机EL器件21的阳极电位的上升无非是驱动晶体管22的源电位Vs的上升。当驱动晶体管22的源电位Vs上升吋，驱动晶体管22的栅电位Vg由于通过存储电容器M的自举操作而随着源电位Vs上升。
这时，当假设自举增益为1(期望值)吋，栅电位Vg的増量等于源电位Vs的増量。 因此，驱动晶体管22的栅-源电压Vgs在发光时段期间保持恒定的Vsig-V。fs+Vth- Δ V。然后， 在时间点“tl8”处，信号线33的电位从视频信号的信号电压Vsig切換到基准电压V。fs。在如上说明的一系列电路操作中，阈值校正预备、阈值校正、信号电压Vsig的写入 (信号写入)以及迁移率校正等各处理操作在ー个水平扫描周期(IH)期间进行。信号写入和迁移率校正的各处理操作在时间点“ 116 ”和“ 117 ”之间的时段期间并行进行。(分阈值校正)此处已将仅进行一次阈值校正处理的驱动方法的情况作为实例进行了说明，然而，该驱动方法只是ー个实例，且并不限于此。例如，可以应用一种驱动方法，所谓的分阈值校正驱动方法，其中，在其中执行阈值校正处理以及迁移率校正和信号写入处理的ー个IH 周期之前，阈值校正处理额外地在多个水平扫描周期上分离地执行多次。根据该分阈值校正驱动方法，即使当由于伴随着器件的高分辨率像素增加而使得分配给ー个水平扫描周期的时间减少时，也可确保在多个水平扫描周期上有足够的时间作为阈值校正时段。这样，即使当分配给ー个水平扫描周期的时间减少时，也能确保作为阈值校正时段的时间，因此，阈值校正处理可被确实地执行。(阈值抵消的原理)此处将说明驱动晶体管22的阈值抵消(即阈值校正)的原理。当驱动晶体管22 被设计为在饱和区工作吋，其作为恒流源工作。这样，由下式(1)给出的恒定的漏-源电流 (驱动电流)Ids被从驱动晶体管22提供给有机EL器件21。Ids = (1/2) · μ (ff/L) Cox (Vgs-Vth)2. · · (1)此处，W代表驱动晶体管22的沟道宽度，L代表沟道长度，C。x代表単位面积的栅电容。图6A示出了驱动晶体管22中的漏-源电流Ids与柵-源电压Vgs之间的特性。如图6A的特性图中所示，如果对于各像素中的驱动晶体管22的阈值电压Vth的差异不执行抵消处理(校正处理)，则对应于栅-源电压Vgs的漏-源电流Ids在阈值电压Vth为Vthl时将为 Idsl。当阈值电压Vth为Vth2 (Vth2 > Vthl)吋，对应于相同的柵-源电压Vgs的漏-源电流 Ids将为Ids2(Ids2 < Idsl)。即，当驱动晶体管22的阈值电压Vth变化时，即使在柵-源电压 Vgs固定吋，漏-源电流Ids也会变化。另ー方面，在具有上述配置的像素(像素电路)20中，在发光期间，驱动晶体管22 的柵-源电压Vgs是Vsig-V。fs+Vth-AV。这样，将上式代入表达式(1)，漏-源电流Ids由下列表达式( 来表示。Ids = (1/2) · μ (ff/L)Cox(Vsig-Vofs-ΔV)2. · · (2)BP,驱动晶体管22的阈值电压Vth项被抵消，从驱动晶体管22提供给有机EL器件 21的漏-源电流Ids不会依赖于驱动晶体管22的阈值电压Vth。結果，即使由于驱动晶体管 22的制造过程的差异、随时间的变化等导致各像素中的驱动晶体管22的阈值电压Vth发生变化，漏-源电流Ids也不会发生变化，因此，有机EL器件21的发光亮度可保持恒定。(迁移率校正原理)接下来将说明驱动晶体管22的迁移率校正原理。图6B示出了通过对其中驱动晶体管22具有较高迁移率μ的像素A和其中驱动晶体管22具有较低迁移率μ的像素B进行比较而获得的特性曲线。当驱动晶体管22由多晶硅薄膜晶体管等制成吋，在诸如像素A 和像素B中的这种像素之间的迁移率μ的差异是不可避免的。我们来考虑这种情形，例如，在像素A和像素B之间迁移率μ存在差异的状态下， 将相同水平的信号幅度vin( = Vsig-Vofs)写入到像素A和B的驱动晶体管22的栅电扱。在这种情况下，如果不进行迁移率μ的校正，则流过具有较高迁移率μ的像素A的漏-源电流Idノ与流过具有较低迁移率μ的像素B的漏-源电流Ids2'之间就会产生大的差別。 当由于如上所述各像素中迁移率μ的差异而导致像素之间的漏-源电流Ids产生大的差別吋，画面均勻性被降低。此处，如同从表达式(1)的晶体管特性表达式中显而易见地，当迁移率μ高吋， 漏-源电流し增加。因此，迁移率μ越高，负反馈中的反馈量ΔΥ变得越大。如图6Β所示，具有高迁移率μ的像素A的反馈量AV1大于具有低迁移率的像素B的反馈量AV2。这样，当通过迁移率校正处理将具有对应于驱动晶体管的漏-源电流Ids的反馈量 AV的负反馈赋予柵-源电压Vgs吋，随着迁移率μ变得更高，负反馈被赋予更大的量。结果，可抑制各像素中迁移率μ的差异。具体而言，当在具有较高迁移率μ的像素A中以反馈量AV1-行校正吋，漏-源电流IdsAids/大幅度地降低到idsl。另ー方面，具有较低迁移率μ的像素Β中的反馈量八も较小，因此，漏-源电流、从しノ减小到Ids2，这种减小并不大。結果，像素A的漏-源电流Idsl变得近似等于像素B的漏-源电流Ids2，因此，可校正各像素中的迁移率μ 的差异。总结上面所提到的，当存在迁移率μ不同的像素A和像素B吋，具有较高迁移率 μ的像素A的反馈量Δ V1会大于具有较低迁移率μ的像素B的反馈量Δ v2，S卩，像素的迁移率μ越高，反馈量Δ V越大，漏-源电流Ids的减小量也越大。因此，当将具有与驱动晶体管22的漏-源电流Ids对应的反馈量Δ V的负反馈赋予柵-源电压Vgs吋，在具有不同迁移率μ的像素中的漏-源电流Ids的电流值被均勻化。 結果，可校正各像素中迁移率μ的差异。也就是说，对驱动晶体管22的柵-源电压Vgs(即， 对存储电容器24)赋予具有与流入驱动晶体管22的电流(漏-源电流Ids)对应的反馈量 (校正量)ΔV的负反馈的处理被定义为迁移率校正处理。[1-3.底发射结构]顺便提及，具有上述配置的有机EL显示单元10采用底发射结构(方法)作为提取由有机EL器件21发射的光的方法，其中，从透明绝缘基板(例如玻璃基板)的背面取光， 在透明绝缘基板上形成有像素电路，各像素电路均包括TFT、电容器元件等。此处将说明底发射结构的实例。图7是示出了底发射结构的实例的截面图，在图中与图2相同的标记表示相同的部分。在图7中，示出了包括驱动晶体管22和存储电容器M的区域的截面结构。如图7所示，包括驱动晶体管22和存储电容器M的像素电路(有机EL器件21 的驱动电路)20形成于透明绝缘基板(例如，玻璃基板)71上。更具体地，驱动晶体管22 的栅电极221、存储电容器M的一个电极241和信号线33的底层布线331形成在玻璃基板 71上。像素电路20形成于其上的玻璃基板71通常被称为TFT基板。
在驱动晶体管22的栅电极221和存储电容器M的一个电极241上，半导体层 222 (该处形成驱动晶体管22的沟道区和源/漏区)和存储电容器M的另ー电极242通过绝缘膜72而形成。在像素电路20上，滤色器74通过绝缘平坦化膜73被直接地(S卩，以片上(on-chip)方式)形成。即，滤色器74是片上滤色器。在绝缘平坦化膜73上，形成信号线33的上层布线332以连接下层布线331。此外，在滤色器74上形成层间绝缘膜75，并在层间绝缘膜75上以像素为单位形成有机EL器件21的阳极211。有机EL器件21被设置在层叠在层间绝缘膜75上的窗ロ绝缘膜76的凹陷部分76A处。此外，对所有像素共同形成有机EL器件21的阴极212。此处，根据应用例的有机EL显示单元10采用发白光的白光有机EL器件21作为有机EL器件21，从而例如通过片上滤色器74来获得各子像素的彩色RGB发光。作为白光有机EL器件，例如是具有级联(tandem)结构的有机EL器件，其中，RGB的各有机EL器件被形成为多级形式，更具体地，其中，RGB的各发光层通过连接层而层叠。如上所述，底发射结构是ー种从像素电路20形成于其上的玻璃基板71的背面来取出从有机EL器件发出的光的结构。在底发射结构中，由于玻璃基板上存在电路组件、布线等，光取出的区域是有限的，因此，与从基板前面取光的顶发射结构相比，有机EL器件21 的发光利用率通常会降低。然而，在根据本应用例的有机EL显示单元10中，像素电路20具有包括两个晶体管(22，23)和ー个电容器04)的电路配置。因此，可减少形成于TFT基板(玻璃基板71) 上的晶体管数量和布线的数量，因此，当采用底发射结构时，与具有三个或更多晶体管等的像素电路相比，具有可提高有机EL器件21的发光利用率的优势。[1-4.滤色器的内部电阻的变化导致的问题] 在上述具有底发射结构的有机EL显示单元10中，当从有机EL器件发出的光通过滤色器74传输吋，滤色器74的内部电阻会通过接收自像素的光发射而根据滤色器74的材料发生变化。在底发射型有机EL显示单元10中，像素电路20形成在滤色器74的下方，因此，当滤色器74的内部电阻改变时，滤色器74中的内部电阻的变化影响像素电路20的电路操作。滤色器74的内部电阻的变化导致的问题将參照图8所示的滤色器74的等效电路来具体说明。如图8所示，滤色器74可等效地表示为电容组件Crf和阻抗组件R。f的并联电路。 为了简化示图，除滤色器7的等效电路之外，图8还示出了所提取的写入晶体管23和存储电容器M的电路组件。在图8中，“Ca”表示滤色器74和有机EL器件21的阳极211之间寄生的电容分量(參见图7)，“Cs”表示存储电容器24。“Vs”表示驱动晶体管22的源电位。此处，为了使得说明便于理解，參考如图9所示的时序波形图，以不同于上述实际驱动的、分离地方式说明信号写入时段和发光时段。如图9所示，在信号写入时段中，当扫描线31 (写入扫描信号)WS的电位转变到高电位侧，且响应于该转变写入晶体管23变为导通状态时，视频信号的信号电压Vsig被写入节点B。此处，节点B是在图2所示的像素电路中驱动晶体管22的栅电极和存储电容器M 的一个电极共同连接的节点。
当信号电压Vsig被写入节点B时，节点A的电位Va将是由以下表达式定义的电位。Va = V11 = (Vsig-Vs) Ccf/ (Ccf+Ca) · · · (3)在非发射时段期间，即，当没有接收到自像素的光发射吋，滤色器74的阻抗特别高，因此，节点A和B的各自电位Va和Vb不变。然而，当有机EL器件21发光并且光照射在滤色器74上吋，也就是说，当接收到自像素的光发射吋，由于滤色器74的阻抗(内部电阻) 减小，漏电流流入滤色器74的内部。因此，节点A的电位Va升高，而节点B的电位Vb降低。如图9的时序波形图所示，节点A和B各自的电位Va和Vb发生变化，使得最终具有相同的电位。节点A和B各自的电位Va和Vb的最终电位V12由以下表达式来定义。V12 = Vs+ {(Vsig-Vs) (CcfCs+CsCa+CaCcf)} / (Cs+Ca) (Ccf+Ca) · · · (4)如上所述，滤色器74的内部电阻通过接收自像素的光发射而发生变化，存储在存储电容器M中的电荷由于电阻改变的影响而泄漏，結果，节点B的电位VB( S卩，驱动晶体管 22的栅极电位Vg)降低。从而，当驱动晶体管22的栅极电位Vg降低吋，与滤色器74的内部电阻不变的情形相比，通过驱动晶体管22提供给有机EL器件21的驱动电流减小，因此， 像素20的发光亮度大幅降低。<2.实施方式的说明>因此，具有底发射结构(方法)的有机EL显示单元10采用下述结构，以对于像素电路20的电路操作，抑制滤色器74的内部电阻的变化所导致的不良影响。也就是说，在通过采用底发射结构并且在像素电路20上设置滤色器来配置的有机EL显示单元10中，形成金属布线从而围绕滤色器74的周围。将该金属布线设定为有机 EL器件21的阳极电位。如上所述，滤色器74可等效地表示为电容组件Crf和阻抗组件I 。f的并联电路。从而，当滤色器74的周围被设定为阳极电位的金属布线围绕时，滤色器74的等效电路的两个终端具有相同的电位。因此，即使当滤色器74的内部电阻通过接收自像素的光反射而发生改变吋，由于等效电路的两个终端具有相同的电位，滤色器74的内部电阻的变化也不会影响像素电路的电路操作。[2-1.根据本实施方式的像素配置]下文中，将參照图10至图12来具体说明根据本实施方式的有机EL显示单元的像
素配置。图10是示出根据本实施方式的有机EL显示单元中的像素结构的实例的平面视图。图11是沿着图10的A-A'线的截面视图，且图12是沿着图10的B-B'线的截面视图。 在图10至图12中，与图2和图7相同的标记表示相同的部分。根据本实施方式的有机EL显示单元，以与根据上述应用例的有机EL显示单元10 的情形相同的方式，在像素20中具有底发射结构。像素20的底发射结构基本上具有与图 7所示的底发射结构相同的结构。具体而言，如图11和图12所示，驱动晶体管22的栅电极221、存储电容器M的一个电极(下文称作“下电极” )241和信号线33的下层布线331例如形成于被称作TFT基板的玻璃基板71上。驱动晶体管22的栅电极221、存储电容器M的一个电极241和信号线 33的下层布线331的材料例如可采用钼(Mo)等材料。在驱动晶体管22的栅电极221和存储电容器M的一个电极241上，半导体层222(该处形成驱动晶体管22的沟道区和源/漏区)和存储电容器M的另ー电极(下文称作“上电极”)242通过绝缘膜72而形成。在包括驱动晶体管22和存储电容器M的像素电路20上，滤色器74通过绝缘平面化膜73被直接地(即，以片上(on-chip)方式)形成。在绝缘平面化薄膜73上形成信号线33的上层布线332和晶体管22的接触部223。 信号线33的上层布线332和晶体管22的接触部223的材料例如可以采用铝(Al)等材料。此外，在滤色器74上形成层间绝缘膜75，且以像素为单位将有机EL器件21的阳极211形成在层间绝缘膜75上。有机EL器件21被设置在层叠在层间绝缘膜75上的窗ロ 绝缘膜76的凹陷部分76a处。有机EL器件21例如可以是白光有机EL器件，且可形成所有像素共用的阳极212。具体地，从图10可明显看出，包括下层布线331和上层布线332的信号线33沿着像素20的纵向布置在像素(像素电路)20的左端侧。下层布线331和上层布线332在像素20中的两点处通过接触部333和334电连接。电源线32沿着像素20的横向被布线在像素20中的顶端侧，驱动晶体管22形成在电源线32的附近。驱动晶体管22包括形成在玻璃基板71上的栅电极221和如上所述通过绝缘膜72形成在栅电极221上的作为沟道区和源/漏区的半导体层222。在驱动晶体管22中，栅电极221与存储电容器M的下电极241 —体形成。半导体层222的ー个源/漏区通过接触部224电连接到存储电容器M的上电极M2。半导体层 222的另一源/漏区通过接触部223电连接到电源线32。通过采用绝缘膜72作为电介质并采用下电极241和上电极242夹住绝缘膜72的方式配置的存储电容器M被形成在像素20的右端侧上的沿着像素20的纵向的大区域上。 在存储电容器24中，通过下电极241面对上电极对2的区域的面积、两个电极241和242 之间的距离以及绝缘膜72的介电常数来限定电容值。在像素20中的底端侧上沿着像素20的横向来布置扫描线31。写入晶体管23形成在扫描线31的附近。写入晶体管23包括形成于玻璃基板71上的栅电极231和通过绝缘膜72形成在栅电极231上的作为沟道区和源/漏区的半导体层232。在写入晶体管23中，栅电极通过接触部233电连接到扫描线31。半导体层232的 ー个源/漏区通过接触部234电连接到信号线33。半导体层232的另ー个源/漏区通过接触部235、金属布线236和接触部237电连接到存储电容器M的下电极Ml。如上所述，存储电容器M的下电极241与驱动晶体管22的栅电极221 —体形成。 从而，当写入晶体管23的另一源/漏区连接到存储电容器M的下电极241吋，写入晶体管 23的另一源/漏区电连接到驱动晶体管22的栅电极221。在像素20中，在被左边的信号线33、右边的存储电容器对、上边的电源线32和下边的扫描线31所围绕的中央部分处，即，在避开驱动晶体管22的状态下在窗ロ绝缘膜76 的凹陷部分7 中形成有机EL器件21。有机EL器件21的阳极211通过接触部224电连接到驱动晶体管22的另一源/漏区和存储电容器M的上电极M2。在有机EL器件21的下方、在避开驱动晶体管22的状态下沿着窗ロ绝缘膜76的凹陷部分7 的开ロ形成滤色器74。在图10中，为了将滤色器与其他组件区别开来，用点划线示出滤色器74。金属布线77形成于绝缘平坦化膜73上以围绕滤色器74的周边。在图10中，用阴影示出金属布线77。
优选地，金属布线77沿着滤色器74的边缘部形成，当金属布线77沿着滤色器74 的边缘部形成吋，可赋予金属布线77以作为遮挡像素之间的光的遮光层的功能。优选金属布线77被形成为与滤色器74的边缘部重叠。因为通过重叠可抑制在形成滤色器74时渐缩(tapered)状态下的边缘部所产生的台阶的影响。在这种情况下，通过形成金属布线77以使得其与滤色器74的边缘部重叠有滤色器膜厚以上的尺寸，可有效地抑制渐缩台阶的影响。金属布线77被设定为有机EL器件21的阳极电位。在本实施方式中，金属布线77 通过接触部224电连接到驱动晶体管22的ー个源/漏区。因此，金属布线77也可被定义为驱动晶体管22的ー个源/漏区的布线。此外，如上所述，有机EL器件21的阳极211和驱动晶体管22的ー个源/漏区通过接触部2 连接，因此，通过接触部224，金属布线77被设定为有机EL元件21的阳极电位。[2-2.实施方式的操作和效果]如上所述，在具有底发射结构的有机EL显示单元10中，金属布线77被形成为围绕滤色器74的周边。从而，通过将金属布线77设定为有机EL器件21的阳极电位并遮挡滤色器74，可获得下列操作和效果。S卩，当滤色器74的周边被金属布线77所围绕从而遮挡滤色器74、该金属布线77 被设定为有机EL器件21的阳极电位时，滤色器74的等效电路的两个终端将具有相同的电位。被设定为有机EL器件21的阳极电位的金属布线77可被称为遮挡布线。如上所述，滤色器74可被等效地表示为电容组件Crf和阻抗组件R。f的并联电路。围绕在滤色器74周边的金属布线77的电位是有机EL器件21的阳极电位，因此， 当从电路的角度看时，滤色器74的等效电路的两个终端都连接到有机EL器件21的阳极， 如图13所示。因此，即使当自像素的光照射在滤色器74上且滤色器74的内部电阻发生变化吋，由于等效电路的两个终端具有相同的电位，所以也不会与位于滤色器74下方的存储电容器M发生电荷交換。也就是说，当滤色器74的内部电阻发生变化时，存储在存储电容器M中的电荷不会由于变化的影响而泄漏。因此，驱动晶体管22的栅极电位Vg不会由于滤色器74的内部电阻的变化而降低。結果，可抑制当滤色器74的内部电阻变化时发光亮度的降低，因此，可获得良好的显示图像。<3.应用例〉在上面的实施方式中，已经将有机EL器件21的驱动电路基本上具有包括两个晶体管(驱动晶体管22和写入晶体管23)的电路配置的情形作为实例进行了说明，但是，本发明不限于上述电路配置。例如，本发明可用于具有各种电路配置的像素配置，诸如以下电路配置，即，其包括与驱动晶体管22串联的发光控制晶体管，而电源线32的电位被固定，有机EL器件21的发光/非发光由该发光控制晶体管来控制。如上所述，在应用底发射结构的有机EL显示单元中，鉴于有机EL器件21的发光利用率，由于如上所述可减少电路组件的数量，因此优选应用采用两个晶体管作为像素晶体管的电路配置。
在本发明中，也已将白光有机EL器件用作有机EL器件21的情形作为实例进行了说明，然而，本发明不限于这种情形。也就是说，在采用分别发射RGB彩色光的有机EL器件作为有机EL器件21的有机EL显示单元中，为了增加色纯度例如可以使用滤色器。因此， 本发明可用于应用底发射结构和使用滤色器的所有有机EL显示单元。<4.电子设备〉根据本发明的实施方式的上述有机EL显示单元可用于各种领域的电子设备的显示部(显示単元)，在这些领域中，被输入到电子设备中的视频信号或者在电子设备中产生的视频信号被显示为图像或视频。作为实例，有机EL显示单元可应用于图14至图18A至 18G所示的各种电子设备的显示部，例如，数码相机、笔记本个人电脑、诸如手机的便携终端装置、摄像机等。如上所述，当根据本发明的实施方式的有机EL显示单元用作各种领域中的电子设备的显示部吋，可提高各种类型的电子设备中的显示图像的质量。也就是说，如从对本实施方式的说明显而易见的，根据本发明的实施方式的有机EL器件単元可在滤色器的内部电阻发生变化时抑制发光亮度的降低。因此，可在各种类型的电子设备中获得具有高图像质量的良好显示图像。根据本发明的实施方式的有机EL装置包括具有密封结构的模块式装置。作为实例，通过把由透明玻璃等制成的对向部贴合至像素阵列部而形成的显示模块相当于这种类型。该显示模块也可设置有电路单元、FPC(柔性印刷电路)等，用于从外部向像素阵列部输入/输出信号等。以下将说明应用了本发明的电子设备的具体实例。图14是示出应用了本发明的电视机的外观的斜视图。根据本应用例的电视机包括具有前面板102、滤色玻璃103等的视频显示屏幕单元101，其通过使用根据本发明的实施方式的有机EL显示单元作为视频显示屏幕単元101而构造。图15A和图15B是示出应用了本发明的数码相机的外观的斜视图。图15A是从前面观察的斜视图，图15B是从后面观察的斜视图。根据本应用例的数码相机包括用于闪光的发光单元111、显示单元112、菜单开关113、快门按钮114等，其通过使用根据本发明的实施方式的有机EL显示单元作为显示単元112而构造。图16是示出应用了本发明的笔记本个人电脑的外观的斜视图。根据该应用例的笔记本个人电脑包括在主体121中输入字母等时操作的键盘、显示图像等的显示单元123， 其通过使用根据本发明的实施方式的有机EL显示单元作为显示単元123而构造。图17是示出应用了本发明的摄像机的外观的斜视图，根据该应用例的摄像机包括主体131、用于将对象成像在面向前面的侧面上的透镜132、在摄像时使用的开始/停止开关133、显示单元134等，其通过使用根据本发明的实施方式的有机EL显示单元作为显示単元1；34来构造。图18A至图18B是应用了本发明的便携终端设备(例如，蜂窝电话设备)的外观视图。图18A是在打开状态下的前视图，图18B是其侧视图，图18C是在关闭状态下的前视图，图18D是左视图，图18E是右视图，图18F是上表面视图并且图18G是底表面视图。根据该应用例的手机包括上壳体141、下壳体142、连接部(本例中为铰链部)143、显示器144、 副显示器145、闪光灯146和相机147等。根据本发明的实施方式的蜂窝电话设备通过使用根据本发明的实施方式的有机EL显示单元作为显示器144和副显示器145来构造。本发明包含涉及2011年1月6日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-000940所公开的主題，其全部内容结合于此作为參考。本领域技术人员应理解，根据设计需要和其他因素，可进行各种修改、組合、子组合和改变，其均在所附权利要求或其等价物的范围内。
权利要求
1.一种采用底发射结构的有机EL显示单元，所述底发射结构从像素电路形成于其上的基板的背面来提取从有机EL器件发射的光，所述有机EL显示单元包括滤色器，形成在所述像素电路上；以及金属布线，形成为围绕所述滤色器的周边，其中，所述金属布线被设定为所述有机EL器件的阳极电位。
2.根据权利要求1所述的有机EL显示单元，其中，所述金属布线沿着所述滤色器的边缘部形成。
3.根据权利要求2所述的有机EL显示单元，其中，所述金属布线被形成为与所述滤色器的所述边缘部重叠。
4.根据权利要求3所述的有机EL显示单元，其中，所述金属布线与所述滤色器的所述边缘部重叠有所述滤色器的膜厚以上的尺寸。
5.根据权利要求1所述的有机EL显示单元， 其中，所述像素电路包括写入晶体管，将信号电压写入像素；存储电容器，存储由所述写入晶体管写入的所述信号电压；驱动晶体管，其ー个源/漏电极连接至所述有机EL器件的阳极，并基于所述存储电容器的存储电压来驱动所述有机EL器件。
6.根据权利要求5所述的有机EL显示单元，其中，所述金属布线被设定为与所述驱动晶体管的所述ー个源/漏电极的电位相同的电位。
7.根据权利要求6所述的有机EL显示单元，其中，所述金属布线是所述驱动晶体管的所述ー个源/漏电极的布线。
8.根据权利要求7所述的有机EL显示单元，其中，所述驱动晶体管的另ー个源/漏电极连接至选择性地提供第一电源电位和低于所述第一电源电位的第二电源电位的电源线，所述第一电源电位是用于将驱动所述有机EL器件发光的驱动电流提供给所述驱动晶体管的电源电位，并且所述第二电源电位是用于向所述有机EL器件施加反偏压的电源电位。
9.根据权利要求1所述的有机EL显示单元， 其中，所述滤色器是片上滤色器。
10.根据权利要求1所述的有机EL显示单元，其中，所述金属布线具有作为遮挡像素之间的光的遮光层的作用。
11.一种电子设备，包括采用底发射结构的有机EL显示单元，所述底发射结构从像素电路形成于其上的基板的背面来提取从有机EL器件发射的光，所述有机EL显示单元包括 滤色器，形成在所述像素电路上；以及金属布线，形成为围绕所述滤色器的周边， 其中，所述金属布线被设定为所述有机EL器件的阳极电位。
全文摘要
本发明涉及一种有机电致发光显示单元和电子设备，其中该有机电致发光显示单元采用底发射结构，该底发射结构从像素电路形成于其上的基板的背面来提取从有机EL器件发射的光，该有机EL显示单元包括形成在像素电路上的滤色器；以及形成为围绕滤色器的周边的金属布线，其中，金属布线被设定为有机EL器件的阳极电位。
文档编号G09G3/20GK102592532SQ20111045618
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年1月6日
发明者尾本启介 申请人:索尼公司
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