专利名称：显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如使用有机电致发光元件(有机EL元件)的显示设备。
技术背景
在使用像素中的有机电致发光(EL 电致发光)发光元件的有源矩阵显示设备中， 流到每个像素电路内部的发光元件的电流由像素电路内提供的有源元件(通常，薄膜晶体 管TFT)控制。即，因为有机EL是电致发光元件，所以通过控制流到EL元件的电流量来获 得用于着色的灰度级。
图16A示出使用有机EL元件的像素电路的示例。
另外，虽然在此仅示出一个像素电路，但是在实际的显示设备中，在此示出的多个 像素电路以矩阵排列，并且每个像素电路由水平选择器11和写入扫描器13选择和驱动。
像素电路具有由η沟道TFT (薄膜晶体管)形成的采样晶体管Ts、存储电容器Cs、 由ρ沟道TFT形成的驱动晶体管Td和有机EL元件1。像素电路被布置在信号线DTL与写 入控制线WSL之间的交叉部分。信号线DTL连接到采样晶体管Ts的一端，而写入控制线 WSL连接到采样晶体管Ts的栅极。
驱动晶体管Td和有机EL元件1串联连接在电源Vcc与地电位之间。另外，采样 晶体管Ts与存储电容器Cs连接到驱动晶体管Td的栅极。驱动晶体管Td的栅极与源极之 间的电压由Vgs表示。
在像素电路中，当使写入控制线WSL处于选择状态并且响应于亮度信号将信号值 施加到信号线DTL时，采样晶体管Ts变为导电的，因此将信号值写入存储电容器Cs中。写 入存储电容器Cs中的信号值的电势变成等于驱动晶体管Td的栅极的电势。
当使写入控制线WSL处于非选择状态时，信号线DTL与驱动晶体管Td电气断开， 但是驱动晶体管Td的栅极的电势由存储电容器Cs稳定地保持。然后，驱动电流Ids从电 源电位Vcc经过驱动晶体管Td和有机EL元件1流向地电位。
这时，因为电流Ids变成等于与驱动晶体管Td的栅极和源极之间的电压Vgs相对 应的值，所以有机EL元件1以基于电流Ids的电平的亮度发光。
S卩，在像素电路的情况下，通过将从信号线DTL传输的信号的电势写入存储电容 器Cs中，改变驱动晶体管Td的栅极电压。用如此方式，通过控制流到有机EL元件1的电 流，获得灰度级电平。
由P沟道TFT形成的驱动晶体管Td的源极连接到电源Vcc，且因此被设定为在饱 和区连续操作。因此，例如，假定驱动晶体管Td的阈值电压是Vth ；驱动晶体管Td的栅极 与源极之间的电压是VgS ；且驱动晶体管Td的漏极与源极之间的电压是Vds，使设定满足以 下条件Vgs-Vth < Vds。
这时，在驱动晶体管Td的漏极与源极之间流动的电流Ids由下列表达式表示。此 外，在下列表达式中，Γ2]表示2次方。
Ids = (1/2) · μ · (ff/L) · Cox · (Vgs-Vgh) "2-(表达式 1)
在饱和区中，在栅极-源极电压Vgs恒定的条件下，无论漏极-源极电压Vds是否 改变，电流Ids都不会改变。也就是说，在栅极-源极电压Vgs恒定的条件下，认为驱动晶 体管Td是恒流源。
此外，甚至在饱和区中，电流Ids响应于栅极-源极电压Vgs而线性地改变。艮口， 驱动晶体管Td在饱和区操作，且随后改变栅极-源极电压Vgs,从而控制具有可选电平的 电流Ids以便它稳定地流动。因此，通过控制栅极-源极电压Vgs，有可能使有机EL元件1 在期望亮度稳定地发光。
这里，图16B示出随着时间经过的有机EL元件的电流-电压(I_V)特性的改变。 实线指示的曲线示出初始条件下的特性，且虚线指示的曲线示出在时间经过之后改变了的 特性。通常，如图所示，有机EL元件的I-V特性随时间过去而恶化。就是说，即使施加相同 的电压V，随着时间过去，流到有机EL元件的电流也会减小。这意味着有机EL元件的发光 效率随时间经过而降低和恶化。
如下所述，有机EL元件的恶化导致例如老化(burn-in)。
例如，如图17A所示，假定在某一时段期间在黑色屏幕上显示白色窗口的形状，且 其后将屏幕再次改变成全白色屏幕。则显示窗口形状的部分的亮度降低，且该部分看上去 就好象比周围的白色部分更暗。结果，导致显示不均勻。
例如，日本未审查专利申请公开第2007-171507和2007-72305号中公开了用于减 少和校正上述老化的技术。发明内容
本发明解决了校正有机EL元件的恶化所导致的老化和获取更加改善的老化校正 的效果的问题。
鉴于上述问题，根据本发明的实施例，如下配置显示设备。
就是说，显示设备包括具有基于预定阵列模式而以矩阵排列的像素单元的像素阵 列，每个像素单元具有在其中形成的发光元件和具有配置为发射从发光元件生成的光的结 构。在像素单元的结构中，提供允许电流响应于所接收的光而流动的光电检测元件，以便与 形成发光元件的发光层的内部区域相对应。像素单元具有配置为允许从发光元件生成的光 入射到光电检测元件上的光入射结构。
在上述配置中，显示设备被配置为具有以矩阵排列像素单元的像素阵列，其中每 个像素单元具有用于发射从发光元件生成的光的结构。
此外，在每个像素单元中，提供光电检测元件，并且将光电检测元件布置为垂直地 位于发光层的区域中。另外，像素单元具有用于允许从发光元件生成的光入射到光电检测 元件的结构。用如此配置，光电检测元件能够更敏感地接收在相同像素单元中生成的光。
如上所述，因为光电检测元件能够敏感地接收相同像素单元中生成的光，所以有 可能改善例如通过使用光电检测元件获得的老化校正等的效果。
图1是说明根据实施例的有机EL显示设备的示例性配置的图2A和图2B是说明根据实施例的像素电路的第一示例的配置的图3是说明根据实施例的像素电路的第二示例的配置的图4A和图4B是说明光入射结构的第一示例的图5A和图5B是说明光入射结构的第二示例的图6A和图6B是说明光入射结构的第三示例的图7A和图7B是说明光入射结构的第四示例的图8是说明光入射结构的第五示例的图9是说明根据实施例的设定EL层的厚度的图IOA和图IOB是说明作为B光阻塞配置的第一示例的有机EL面板的示例性结 构的图IlA和图IlB是说明作为B光阻塞配置的第二示例的有机EL面板的示例性结 构的图12A和图12B是说明作为B光阻塞配置的第三示例的有机EL面板的示例性结 构的图13是说明根据实施例的修改示例的有机EL显示设备的另一示例性配置的图14是说明图13所示的像素电路的示例性配置的图15A、图15B和图15C说明根据光电检测元件的布置的示例性方式的有机EL面 板的示例性结构；
图16A和图16B是说明有机EL显示设备的一般配置的示例和说明EL元件的I-V 特性的图；和
图17A和图17B是说明有机EL显示面板的老化的图。
具体实施方式
以下，将按下列条目顺序描述实施本发明(指的是实施例)的方式。
1.显示设备的配置
2.像素电路的配置
2-1.像素电路(第一示例)
2-2.像素电路(第二示例)
3.光电检测元件的布置的示例性方式
4.根据实施例的光电检测元件的布置
4-1.与根据实施例的光电检测元件的布置相对应的像素单元的结构
4-2.光入射结构(第一示例)
4-3.光入射结构(第二示例)
4-4.光入射结构(第三示例)
4-5.光入射结构(第四示例)
4-6.光入射结构(第五示例)
5. EL层的厚度设定
6. B-光屏幕显示配置
6-1. B-光屏幕显示配置(第一示例)
6-2. B-光屏幕显示配置(第二示例)5
6-3. B-光屏幕显示配置(第三示例)
7.显示设备(修改示例)的配置
1.显示设备的配置
图1示出根据实施例的有机EL显示设备的示例性配置。
有机EL显示设备被配置为使用作为发光元件的有机EL元件驱动每个像素电路 10，而以有源矩阵方式执行发光驱动。
如图所示，有机EL显示设备具有像素阵列20，其中以行和列的矩阵(m行Xn列) 排列多个像素电路10。另外，像素电路10与R(红)、G(绿)、和B(蓝)的几个发光像素相 对应。配置彩色显示设备，以便以预定格式排列各个颜色的像素电路10。
作为用于驱动每个像素电路10以执行发光的组件，根据实施例的显示设备包括 水平选择器11和写入扫描器13。
另外，当由水平选择器11选择时，根据作为显示数据的亮度信号的信号值(灰度级电平)向像素电路10供给电压的信号线DTL1、DTL2........被排列在像素阵列20中的列方向上。根据以矩阵排列在像素阵列20中的像素电路10的列数排列信号线DTL1、 DTL2、.......
另外，在像素阵列20中，以行方向排列写入控制线WSL1、WSL2........根据以矩阵排列在像素阵列20中的像素电路10的行数排列这些写入控制线WSL。
写入控制线WSL(WSL1、WSL2......)由写入扫描器13驱动。写入扫描器13在预定定时顺序供给扫描脉冲WS(WS 1、WS2......)到以行排列的各个写入控制线WSL1、WSL2......，从而逐行线顺序地扫描像素电路10。
此外，写入扫描器13基于时钟ck和起始脉冲sp而设定扫描脉冲WS。
根据由写入扫描器13执行的线顺序扫描，水平选择器11输出与像素单元的显示 数据(灰度级电平)相对应的信号电压到排列在列方向上的信号线DTL1、DTL2.......
首先，例如，图16A中示出像素电路10的基本配置。
就是说，在基本配置中，像素电路10包括由η沟道TFT形成的采样晶体管Ts、存储 电容器Cs、由ρ沟道TFT形成的驱动晶体管Td和有机EL元件1。
例如，在这种情况下，采样晶体管Ts是η沟道TFT (薄膜晶体管)，而驱动晶体管 Td是ρ沟道TFT，但是所有晶体管都可以采用η沟道TFT。晶体管的沟道材料可以采用诸如 ZnO和IGZO的氧化物。
采样晶体管Ts的栅极连接到从写入扫描器13延伸的写入控制线WSL。采样晶体 管Ts的漏极和源极连接在信号线DTL与驱动晶体管Td的栅极之间。
驱动晶体管Td的源极与漏极连接在电源Vcc与有机EL元件1的阳极之间。有机 EL元件1的阴极连接到地。有机EL元件1具有二极管结构，并包括如上所述的阳极与阴 极。
另外，存储电容器Cs被插入在驱动晶体管Td的栅极和驱动晶体管Td(源极)与 电源Vcc的连接点之间。
有机EL元件1的发光基本上如下驱动。
在信号电压施加到信号线DTL的定时处，采样晶体管Ts响应于从写入扫描器13 经过写入控制线WSL传输的扫描脉冲WS变为导电。于是，来自信号线DTL的信号电压被写入存储电容器Cs中，然后由存储电容器Cs保持。
因为存储电容器Cs保持信号电压，所以在驱动晶体管Td中生成存储电容器Cs的 两端之间的电压，即，根据信号电压的栅极-源极电压Vgs。于是，驱动晶体管Td将根据栅 极-源极电压Vgs的电流Ids传递到有机EL元件1。即，根据信号电压的电流Ids流到有 机EL元件1，且因此有机EL元件1以根据电流Ids的灰度级电平的亮度发光。
例如，驱动像素，以便为每个帧时段顺序扫描一个水平线，从而显示图像。另外，包 括像素电路10的每个像素结构被配置为根据其位置发射任意R、G、和B光，从而显示彩色 图像。
2.像素电路的配置
2-1.像素电路(第一示例)
首先，如上参考图16B所述，有机EL元件1恶化以致发光效率随时间而降低。也 就是说，随着时间过去，与恒定电压V有关的电流量(Ids)减少，且因此发光量降低到那个 程度。这是图17A中描述的老化的原因。
在实施例中，为了校正老化，将像素电路10配置为如图2所示。另外，图2中示出 的像素电路10的配置是第一示例。
图2A中示出的像素电路10具有与图16A所示的相同的基本配置，因此包括由η 沟道TFT形成的采样晶体管Ts、存储电容器Cs、由ρ沟道TFT形成的驱动晶体管Td和有机 EL元件1。优选地使用与以上提到的像素电路10的基本配置中所描述的元件相同的材料 和结构。另外，元件的连接方式与像素电路10的基本配置的情况下的相同。
然而，在图中，光电检测元件Dl的阴极不是连接到地电位，而是连接到预定阴极 电位Vcat0
此外，图2A中示出的像素电路10包括光电检测元件D1。光电检测元件Dl形成为 二极管等。例如，配置光电检测元件Dl以便其阳极连接到驱动晶体管Td的栅极，且其阴极 连接到电源Vcc，且因此并联连接到存储电容器Cs。
在这种情况下，当检测到具有给定负偏压的光时，光电检测元件Dl生成电流，且 光电检测元件Dl具有电流量根据所检测的光量的增大而增大的特性。提供光电检测元件 Dl以便能够接收和检测从有机EL元件1生成的光。
另外，通常光电检测元件Dl通过使用PIN 二极管或者无定形硅而形成，但是本发 明的实施例并不特别局限于此。例如，只要元件具有根据入射光量而改变流动的电流量的 特性，就可以使用其它元件。
图2A示出根据机EL元件1的恶化没有发展时的实施例的、具有光电检测元件Dl 的像素电路10的操作。
这时，通过有机EL元件1的发光可以获得的光量相应地增大。然后，光电检测元 件Dl检测到大的光量，因此允许相应地流过大电流。用如此方式，响应于电流经过与存储 电容器Cs并联的路径的流动，存储电容器Cs//光电检测元件Dl的并联电路的两端之间的 电压，即，驱动晶体管Td的栅极与源极之间的电压Vgs降低。从而，控制流到有机EL元件 1的电流以减少到相同的程度。
接下来，图2B示出当根据从例如图2A的时间以来经过某一时段而有机EL元件1 的恶化发展了时的像素电路10的操作。
当如图2B所示有机EL元件1的恶化发展时，在与图2A相同的电源Vcc和信号电 压条件下，有机EL元件1的发光的亮度减小。
由此，光电检测元件Dl检测到小于图2A情况下的光量，且因此允许电流以小于图 2A的情况下的量流动。然后，驱动晶体管Td的栅极和源极之间的电压Vgs的减小度变为 小于图2A的情况。所以，控制栅极-源极电压Vgs增大。从而，驱动晶体管Td传递根据栅 极-源极电压Vgs的增大而增大的电流Ids。结果，流到有机EL元件1的电流也增大，且因 此有机EL元件1的发光的亮度也增大。
用如此方式，图2A和图2B示出的每个像素电路10控制从驱动晶体管Td流到有 机EL元件1的电流量，以根据由于有机EL元件1的恶化的发展引起的发光效率的减小而 增加。从而，抑制由于有机EL元件1的恶化引起的发光亮度的改变。例如，甚至当在如图 17A所示的时间经过期间执行显示时，只要提供图2A或者图2B的像素电路10，显示窗口形 状的部分的亮度就几乎等于如图17B所示的周围的白色部分。因此，校正了老化。
2-2.像素电路(第二示例)
图3示出根据实施例的像素电路10的第二示例的配置。另外，在图中，与图2A和 图2B中的那些共有的组件将用相同的附图标记引用，且将省略其描述。
在图3中，光电检测元件Dl的阴极连接到Vcc，且阳极经过晶体管Tdt的漏极和源 极连接到检测线DEL。检测线DEL从检测驱动器60中引出。
在如图所示的配置中，例如，在设定检测定时驱动晶体管Tdt以导通。在晶体管 Tdt导通期间，与光电检测元件Dl检测的光量相对应的电流被从检测线DEL输入到检测驱 动器60。
当检测到输入电流时，检测驱动器60比较电流值与从信号线DTL施加的信号电 压。由于比较，有可能确定根据信号电压应该获得的理想电流值与实际输入电流值之间的 偏离(aberration)。于是，检测驱动器为水平选择器11提供基于偏离而校正了的信号电压 值。水平选择器11输出信号电压值。在第二示例的像素电路10的配置中，由包括检测驱 动器60和水平选择器11的控制系统的反馈控制执行老化校正。
3.光电检测元件的布置的示例性方式
这里，在显示面板中，将与一个像素电路10相对应的物理部分(physical part) 定义为像素单元。
当由有机EL显示设备显示基于R(红)、G (绿)、和B (蓝)三基色的彩色图像时， 配置显示面板，以便以预定阵列模式排列R像素单元、G像素单元、和B像素单元。每个R像 素单元是发射红光(R光)的像素单元，且每个G像素单元是发射绿光(G光)的像素单元。 另外，每个B像素单元是发射蓝光(B光)的像素单元。
图15A至图15C示出由与光电检测元件的布置相对应的一组R像素单元10A_R、G 像素单元IOA-GJP B像素单元10A-B形成的显示面板部分的结构的可观的示例。
在该示例中，例如，组成能够显示彩色的一组像素群的R像素单元10A_R、G像素单 元10A-G和B像素单元10A-B被排列在水平方向上。另外，图示出的结构与有机分子的光 从TFT基片的顶部发出的顶部发射结构相对应。顶部发射结构与例如光从TFT基片的底部 发出的底部发射结构相比较，具有光使用效率增加的优点。
图15A是一组R像素单元10A-R、G像素单元10A-G和B像素单元10A-B的顶部平面图。图15B是沿图15A的线XVB-XVB获得的剖面图。图15C是沿图15A的线XVC-XVC获 得的剖面图。
另外，在下列描述中，当不需要将像素单元特别地区别为R像素单元10A_R、G像素 单元10A-G和B像素单元10A-B时，像素单元可以简单表示为像素单元10A。
首先，与R、G和B像素单元IOA相对应的部分具有分层结构，其中从图15B和图 15C所示的图的底部到顶部，依次层叠栅极绝缘层31、层间绝缘层32和平面化层(PLNR) 33。 此外，如图15B所示，对于R像素单元10A-R、G像素单元10A-G和B像素单元10A-B中的每 个，在平面化层33上形成每个阳极金属34，且在其上另外形成窗口层37。例如，用如此配 置，在形成阳极金属34之后形成窗口层37，且因此阳极金属34的周边覆盖着在其上形成的 窗口层37。另外，在图15A中，形成的阳极金属34的平面部分被表示为平面阳极金属部分 34a。
每个阳极触点40起用于连接驱动晶体管Td与有机EL元件1的阳极(阳极金属 34)的线连接端子的作用。
切去与图15A和图15B所示的EL开口部分38相对应的窗口层37的部分，并将阳 极金属34暴露在切去部分中。
接下来，形成EL层35 (发光层)以覆盖EL开口部分38的阳极金属34的暴露部 分，且在EL层35上另外形成阴极36。由阳极金属34、EL层35和阴极36形成的部分与有 机EL元件1相对应。
另外，通过使用预定方法，基于上述结构的R像素单元10A_R、G像素单元10A-G和 B像素单元10A-B分别只发射R光、G光、和B光。有用于选择性地发射R光、G光、和B光 的几种方法和配置。在该实施例中，可以采用上述方法中的任意一种。
另外，从R像素单元10A-R、G像素单元10A-G和B像素单元10A-B的各个EL开口 部分38中发射各个颜色的光。
这里，在图15B所示的分层结构中，例如，栅极绝缘层31、层间绝缘层32、平面化层 (PLNR) 33、窗口层37等具有不同的材料和功能。然而，任意一层都具有绝缘特性，因此各层 被认为是绝缘层。相反，阳极金属34、阴极36等被认为是导电层。
这里，关于光电检测元件Dl的布置方式，首先图15A示出元件在平面图中的位置。 光电检测元件Dl分别位于与R像素单元10A-R、G像素单元10A-G和B像素单元10A-B的 周边部分45相对应的部分上。
每个周边部分45是每个像素单元IOA中的EL开口部分38和平面阳极金属部分 3 外侧的部分。此外，在这种情况下，每个光电检测元件Dl位于图的页面中的周边部分 45的右下方。
另外，图15C示出光电检测元件Dl在像素单元IOA的分层结构中的位置。在图中， 光电检测元件Dl在包括栅极绝缘层31、层间绝缘层32、平面化层33和阴极36的四层部分 中形成。
每个光电检测元件Dl用图2A、图2B和图3中的二极管符号来表示，但是实际上， 其端子物理地形成为如图6A和图6B等所示的栅极金属和源极金属。作为光电检测元件Dl 的二极管的阳极和阴极的任意一个与栅极金属相对应，而另一个与源极金属相对应。
在分层结构中，至少窗口层37、平面化层33和阴极36具有光学透明性。例如，阴极36由诸如MgAg之类的金属制成，但是很薄，因此具有光学透明性。
由此，在如上所述布置的光电检测元件Dl中，从EL开口部分38发射和在下层侧 上回转的泄漏光经过平面化层33由阴极36和窗口层37接收。
图2A和图2B或者图3所示的像素驱动电路的配置可以应用于图15所示的结构。 在这种情况下，理想地，在R像素单元10A-R中提供的光电检测元件Dl不得不只接收从同 一 R像素单元10A-R的EL开口部分38发射的光。同样地，在G像素单元10A-G中提供的 光电检测元件Dl不得不只接收从同一 G像素单元10A-G的EL开口部分38发射的光，且在 B像素单元10A-B中提供的光电检测元件Dl不得不只接收从同一 B像素单元10A-B的EL 开口部分38发射的光。理由如下例如，当某一像素单元IOA中的光电检测元件Dl接收从 其它像素单元IOA发射的入射光时，电流值根据光接收而改变，且因此难以获得适当的校 正亮度。
然而，例如，如图15A至图15C所示，光电检测元件Dl可被布置在与周边部分45 相对应的位置。在该条件下，基本上光量不仅从在其中提供光电检测元件Dl本身的像素单 元IOA而且从布置在其附近的其它像素单元IOA入射在每个光电检测元件Dl上。这意味 着每个光电检测元件Dl不仅接收和检测作为原始检测目标的颜色的光，而且接收和检测 其它颜色的光分量。因此，这使得难以获得适当的老化校正效果。
4.根据实施例的光电检测元件的布置
4-1.与根据实施例的光电检测元件的布置相对应的像素单元的结构
根据该实施例，尽可能可靠地防止每个光电检测元件Dl接收不是其检测目标的 颜色的光，以便主要接收是其检测目标的颜色的光，从而获得老化校正的更优化的结果。以 下，将描述为此的配置。
这里，首先，在图15A至图15C所示的光电检测元件的布置的示例中，在平面图中， 将每个光电检测元件Dl布置在与EL开口部分38外的周边部分45相对应的位置上。
相反，在根据本实施例的光电检测元件的布置中，如图4A和图4B所示布置光电检 测元件D1。另外，图4A和图4B示出一个所选的像素单元10A。图中示出的像素单元IOA 与图15A至图15C中所示的R像素单元10A-R、G像素单元10A-G和B像素单元10A-B中的 任意相对应。另外，与图15A至图15C的那些共有的组件将用相同的附图标记引用，并将省 略其描述。这与根据稍后图5A至图8描述的第二至第五示例的光入射结构的情况相同。
根据该实施例，如图4A的顶部平面图所示，在平面图中，将光电检测元件Dl布置 在EL开口部分38内。图4A示出将光电检测元件Dl布置在具有基本上矩形形状的EL开 口部分38的基本上中心的方式。
另外，在沿图4A的线IVB-IVB获得的剖面图中示出在有机EL面板的厚度方向上 布置的光电检测元件Dl的位置。S卩，类似于图15A至图15C所示的光电检测元件的布置的 第一示例，在包括栅极绝缘层31、层间绝缘层32和平面化层33的三层部分中形成光电检测 元件D1。
通过将光电检测元件Dl布置在该位置上，在平面图中，将光电检测元件Dl定位在 由EL层35占据的区域内。因此，设定光电检测元件Dl在能够仅从其上侧接收从EL层35 辐射的光的位置。
然而，在该布置中，为了光电检测元件Dl有效地接收从EL层35辐射的光，必须形成至少与EL开口部分38相对应的一部分，作为在EL层35中生成的光不仅入射到上侧而 且入射到下侧的层的结构。稍后将参考第一至第五示例描述光入射结构。
通过采取在EL层35中生成的光入射到下侧的层的结构，相同像素单元IOA的EL 层35中生成的光以非常短的距离直接入射到光电检测元件D1。这时，光电检测元件Dl能 够以很强的光强接收中EL层35中生成的光。换句话说，光电检测元件Dl能够主要接收应 该主要由它本身接收的颜色的光。
如上所述，在根据本实施例的光电检测元件的布置的部分中，考虑光电检测元件 Dl的布置，光电检测元件Dl能够更有效地接收原来应该由它本身接收的颜色的光。
4-2.光入射结构(第一示例)
接下来，将描述用于使EL层35中生成的光入射到下层侧的结构(光入射结构) 的第一至第五示例。首先，将描述光入射结构的第一示例。
示出光电检测元件的布置的图4A和图4B还示出光入射结构的第一示例。
在附图所示的第一示例的光入射结构的情况下，前提是阳极金属34由不具有光 学透明性的材料形成。此外，如沿图4B的线IVB-IVB获得的剖面图所示，在阳极金属34的 部分上形成孔部分，从而提供阳极金属开口部分39。
在平面图中，例如在基本上与图4A的顶部平面图所示的光电检测元件Dl相同的 位置处形成阳极金属开口部分39。
用如此结构，使得在EL层35中生成的光能够从阳极金属开口部分39辐射到其下 层侧。另外，使得辐射到下层侧的光能够更直接地入射到恰好在阳极金属开口部分39下形 成的光电检测元件D1。
另外，在附图中，阳极金属开口部分39的尺寸稍微小于平面图中的光电检测元件 1，且具有矩形形状，但是这仅是所有方面的示例。例如，阳极金属开口部分39的尺寸可以 大于光电检测元件Dl的尺寸。另外，其形状也并不局限于诸如矩形形状之类的方形形状。 例如，其形状可以是圆形或者椭圆形。
4-3.光入射结构(第二示例)
图5A和图5B示出光入射结构的第二示例。
根据光入射结构的第二示例，如沿图5A的线VB-VB获得的剖面图所示，代替不透 射光的阳极金属34，提供由透射光的材料组成的透明阳极金属34A。另外，在这种情况下， 透明阳极金属34A没有在其上形成的开口部分，而是作为固体模式形成。如上所述，因为透 明阳极金属34A形成为固体模式，例如有可能使为此的处理简单化。
在该结构中，EL层35中生成的光透射经过透明阳极金属34A，且还辐射到下层。 结果，光还有效地入射在光电检测元件Dl上。
4-4.光入射结构(第三示例)
图6A和图6B示出光入射结构的第三示例。
根据光入射结构的第三示例，如图6A的顶部平面图和沿图6A的线VIB-VIB获得 的剖面图所示，阳极金属在与图4A和图4B的阳极金属开口部分39相对应的其部分中形成 为透明阳极金属34A，剩余周边部分形成为不透射光的阳极金属34。
在这种情况下，EL层35中生成的光也透射经过透明阳极金属34A，辐射到下层，且 入射在光电检测元件Dl上。可以说，类似于第一示例，在这种情况下，透射光到下层侧的部分是限制尺寸小于阳极金属34的限制尺寸的区域，因此有例如外来光很少可能在其上有 效的优点。
另外，在这种情况下，与透明阳极金属34A相对应的区域的平面形状和尺寸也并 不特别限于此。
4-5.光入射结构(第四示例)
光入射结构的第四示例在图7A的顶部平面图和沿图7A的线VIIB-VIIB获得的剖 面图中示出。在该示例中，首先，类似于图4A和图4B的第一示例形成阳极金属开口部分39。 同此，在与平面方向上的阳极金属开口部分39相对应的位置之上提供透明窗口层37B。在 这种情况下，在透明窗口层37B之上形成EL层35和阴极36。
在该结构中，EL层35中生成的光从透明窗口层37B经过阳极金属开口部分39辐 射到位于平面化层33 (或者B光阻塞平面化层33A)下的各层，且入射在光电检测元件Dl上。
另外，在这种情况下，透明窗口层37B的形状和尺寸也并不特别限于此。
另外，光入射结构的第四示例的更改示例可以基于例如光入射结构的第二示例。 在这种情况下，可以认为阳极金属形成为固体和透明阳极金属34A。另外，类似于图6A和 图6B示出的光入射结构的第三示例，该结构可以与在阳极金属34的开口部分中形成透明 阳极金属34A的结构组合。
另外，在采用作为稍后将描述的B光阻塞配置的第二示例或者第三示例的情况 下，图中示出的窗口层37和透明窗口层37B由B光阻塞窗口层37A的材料组成。
4-6.光入射结构(第五示例)
在第五示例的光入射结构中，如图8的剖面图所示，前提是提供有黑色矩阵42的 面板结构。另外图中的剖面图还示出在例如与图4A、图5A、图6A和图7A相同的位置沿 IVB-IVB、VB-VB, VIB-VIB、和 VIIB-VIIB 获得的剖面。
黑色矩阵42遍及像素单元IOA的整个阵列表面形成，并以例如切去其与EL开口 部分38(发光元件的开口部分)相对应的部分的黑色模式形成。另外，黑色矩阵42形成为 位于有机EL元件1之上的层。与EL开口部分38相对应的黑色矩阵42的切去部分是黑色 矩阵开口部分43。在这种情况下，透明保护层41在阴极36上形成，且黑色矩阵42在保护 层41的表面上形成。
通过提供黑色矩阵42，不透射黑颜色的光的部分在各个彩色像素单元IOA的边界 部分上形成。从而，例如，改善了显示图像的对比度。
此外，根据光入射结构的第五示例，如图所示，在黑色矩阵42下提供阳极金属开 口部分39。另外，还在相同黑色矩阵42下的位置处提供光电检测元件Dl以在平面方向上 正好位于阳极金属开口部分39下。
用如此配置，通过在黑色矩阵42下提供阳极金属开口部分39，有可能减少外来光 从例如黑色矩阵开口部分43入射在光电检测元件Dl上的效果。
另外，第五示例可以与图4A至图7B描述的光入射结构的第一至第四示例中的任思组合。
5. EL层的厚度设定
另外，在采用实施例的光电检测元件的布置的配置的情况下，根据实施例，以下列方式设定EL层35的厚度。
另外，实施例中的EL层35的厚度设定可以应用于上述光入射结构的第一示例和 第三至第五示例中的任意一个。另外，该设定可以有效地应用于稍后描述的B光阻塞配置 的第一至第三示例。
首先，该实施例的有机EL元件1具有如至今描述的图9、图4A至图8等的结构图 (剖面图)所示的腔结构。即，EL层35(发光层)之上的阴极36形成为半透射膜(半反射 膜)，且EL层35下的阳极金属34形成为反射膜。从而，EL层35中生成的光在阴极36和 阳极金属34的电极之间相互重复反射和干涉，并经过阴极36辐射。
图9中的发光中心被定义为例如EL层35中在其剖面的高度方向上发射强度最高 的位置。然后，在发光中心生成和向上辐射的光有两条路径。即，如图的右侧所示，首先，在 路径P1，光直接向上辐射。在路径P2，光首先向下行进，由阳极金属34反射，然后向上辐射。
在这种情况下，与整个EL层35的厚度相对应的、从阴极36的下侧表面到阳极金 属34的表面的距离LO有关，从阴极36的发光中心到下侧表面的EL层35的距离用Ll表 示，从阳极金属34的发光中心到表面的距离用L2表示(L0 = L1+L2)。另外，从EL层35辐 射的彩色光的光谱的峰值波长用λ表示。另外，距离Ll和L2被设定为λ的整数倍。艮口， 设定光学路径Pl和Ρ2中的任意具有等于λ整数倍的距离。光学路径Pl具有等于距离Ll 的长度，且光学路径Ρ2的长度表示为L1+2XL2。如上所述，当直接光学路径Pl和反射光 学路径Ρ2分别被设定为具有等于λ整数倍的光学路径长度时，由于反射所导致的干涉效 果，经过阴极36引出的光的光谱变陡。因此，例如，在彩色显示中，有可能获得改善色纯度 (chromatic purity)等的效果。
另外，如上所述，当距离Ll和L2被设定为λ的整数倍时，甚至从下层侧上引出的 光中，也可以获得陡的光谱。
S卩，图9的右侧示出的直接光学路径Ρ3具有从阳极金属34的发光中心到表面的 距离。然而，这等于距离L2，且因此光学路径Ρ3的长度等于λ的整数倍。另外，图9的左 侧示出的反射光学路径Ρ4用2*L1+L2表示，且因此具有等于λ整数倍的光学路径长度。 然后，例如，虽然在图中未示出，甚至在阴极36和阳极金属34之间重复反射并从阳极金属 开口部分39离开的光具有陡的光谱。这里，辐射光的光谱变陡，这意味着能够加强辐射光。 即，如上所述，根据EL层35的厚度(Li，L2)的设定，有可能不仅加强辐射到上层侧的光， 而且加强入射在下层侧上的光电检测元件Dl上的光。在该实施例中，用EL层35的如此配 置，还使得相同像素单元IOA中生成的光更有效地入射在EL层35的下层侧上的光电检测 元件Dl上。
6. B-光屏幕显示配置
6-1. B"光屏幕显示配置(第一示例)
顺便提及，在从R像素单元10A-R辐射的R光、从G像素单元10A-G辐射的G光和 从B像素单元10Α-Β辐射的B光之中，具有最短波长的光是B光。由此，B光的能量比R光 和G光的更强。例如，实际上，取决于光电检测元件D1，设定高灵敏度以便能够有效地检测 到布置是弱到某一程度的光。根据亮度设定，实际上，具有相对于R光和G光的短波长的B 光的能量被设定为极其强。由此，关于入射在光电检测元件Dl上的光的串扰，实际上特别 地，出现B光入射在与不同颜色(R和G)相对应的像素单元IOA上的问题。相反地，当有效13地抑制入射在R像素单元10A-R和G像素单元10A-G的光电检测元件Dl上的B光的入射 光量时，有可能很满意地校正老化。
为此，在实施例中，除图4A至图9描述的配置之外，有机EL显示设备还具有稍后 描述的B光阻塞配置。
作为B光阻塞配置，给出第一至第三示例。
图IOA和图IOB示出第一示例的B光阻塞结构。
另外，在图IOA和图IOB中，各个部分的结构和布置与图15A至图15C的相同。所 以，与图15A至图15C中的那些共有的组件将用相同的附图标记引用，并将省略其描述。另 外，在图中，形成不具有开口部分的阳极金属34。因此，图中的光入射结构与第二示例的相 对应，但是在此描述的B光阻塞结构可以应用于其它光入射结构的示例。从此观点来看，其 在图IlA至图12B中与稍后描述的第二和第三示例的B光阻塞配置相对应的相同。
根据第一示例，如图IOB所示，作为R像素单元10A-R和G像素单元10A-G中的平 面化层，采用B光阻塞平面化层33A。B光阻塞平面化层33A具有通过波长的选择来阻塞B光 和透射R光和G光的特性。另外，在此描述的“阻塞”指的是B光的透射率(transmittance) 低到光电检测元件Dl不能有效地接收B光的程度。即，B光阻塞平面化层33A是具有B光 的透射率低于R光和G光的透射率的特性的层。
另外，剩下的B像素单元10A-B采用至少透射B光的平面化层33 (其中B光的透 射率高于B光阻塞平面化层33A的透射率)。
如上所述阻塞B光的B光阻塞平面化层33A的材料可以采用例如酯醛树脂 (novolac)。在图IOA和图IOB示出的结构中，使R像素单元10A-R和G像素单元10A-G相 互邻近。所以，可以在R像素单元10A-R和G像素单元10A-G的范围内公共地形成B光阻 塞平面化层33A。
另外，透射B光的平面化层33的材料可以采用聚酰亚胺。
在包括平面化层和其下侧的层的层叠部分中形成光电检测元件D1。可以看出平面 化层位于从EL开口部分38辐射的光入射在下层侧上，以便回转和到达光电检测元件Dl的 路径中。
于是，通过用如此方式提供B光阻塞平面化层33A，阻塞入射在R像素单元10A-R 和G像素单元10A-G的光电检测元件Dl上的B光，或者使入射光量极其小。
结果，R光和G光分别在R像素单元10A-R和G像素单元10A-G的光电检测元件 Dl接收的光中是主要的。从而，在每个R像素单元10A-R和G像素单元10A-G中，有可能 执行适合于EL层35的恶化状态的老化校正操作。另外，在B像素单元10A-B中，通过提供 透射B光的平面化层33，B光主要入射在光电检测元件Dl上。所以，有可能执行适合于EL 层35的恶化状态的老化校正操作。
6-2. B-光屏幕显示配置(第二示例)
图IlA和图IlB示出B光阻塞配置的第二示例。
在附图的情况下，R像素单元10A-R和G像素单元10A-G的窗口层37A采用通过 波长的选择来阻塞B光并透射R光和G光的材料。另外，在B像素单元10A-B中，提供透射 B光的窗口层37。
用如此配置，入射在R像素单元10A-R和G像素单元10A-G的光电检测元件Dl上的B光的强度减少，R光和G光的入射是主要的。另外，在B像素单元10A-B中，B光的入射 是主要的。从而，在各个颜色的像素单元IOA中，有可能执行适合于EL层35的恶化状态的 老化校正操作。
另外，在图IlA和图IlB示出的结构中，还使R像素单元10A-R和G像素单元10A-G 相互邻近。所以，B光阻塞窗口层37A可以在R像素单元10A-R和G像素单元10A-G的范 围内公共地形成。
此外，在这种情况下，因为与R像素单元10A-R和G像素单元10A-G相对应的B光 阻塞窗口层37A和与B像素单元10A-B相对应的窗口层37具有不同的材料，所以它们的处 理也不同。
因此，在这种情况下，如图IlB所示，首先形成B光阻塞窗口层37A，然后形成窗口 层37。用如此方式，在窗口层37中，形成重叠部分37a，其是覆盖B光阻塞窗口层37A的上 侧的部分。
在如上所述在其上形成重叠部分37a的部分中，从阳极金属34到窗口层表面的距 离被设定为比之前更长。从而，在用于形成作为有机EL元件1的各层的气相淀积时，有可 能减少一概率，即蒸发掩膜、传递基片等与暴露在EL开口部分38中的阳极金属34相接触 的可能性。当蒸发掩膜或者传递基片接触到阳极金属34时，这导致基于黑点的点状缺陷。 即，通过形成重叠部分37a，导致点状缺陷的概率减少。从而，有可能改善有机EL面板的生 产率，且也有可能获得具有更少点状缺陷的高质量有机EL面板。
在图IlA和图IlB的情况下，在B像素单元10A-B的窗口层37中形成重叠部分 37a。所以，在B像素单元10A-B中能够显著地获得上述效果。然而，关于R像素单元10A-R 和G像素单元10A-G，如图IlB所示，可以认为这两个像素单元串联排列的部分是一个像素 单元。在这种情况下，可以认为重叠部分37a在其两个边缘。于是，在R像素单元10A-R和 G像素单元10A-G中，充分地减少蒸发掩膜和传递基片与阳极金属34接触的概率也是可能 的。
另外，在形成B像素单元10A-B的窗口层37之后，可以形成R像素单元10A-R和 G像素单元10A-G的B光阻塞窗口层37A，因此可以在B光阻塞窗口层37A侧上形成重叠部 分。在这种情况下，也有可能获得与如上所述相同的效果。
6-3. B-光屏幕显示配置(第三示例)
图12A和图12B示出B光阻塞配置的第三示例。
在附图示出的第三示例中，组合图IOA至图IlB示出的第一示例和第二示例的配置。
S卩，在R像素单元10A-R和G像素单元10A-G中，形成B光阻塞平面化层33A和B 光阻塞窗口层37A。在B像素单元IO-B中，形成至少透射B光的平面化层33和窗口层37。
因此，通过采用B光阻塞平面化层33A和B光阻塞窗口层37A作为有机EL面板中 的两个层，有可能减少入射在R像素单元10A-R和G像素单元10A-G上的B光的强度。结 果，能够预期更适当的老化校正操作。
另外，如从图12B中可以看出的，在第三示例中，类似于第二示例，在窗口层37中 形成重叠部分37a，从而实现黑点的减少。
7.显示设备(修改示例)的配置15
图13示出根据实施例的修改示例的有机EL显示设备的另一示例性配置。另外， 在该图中，与图1中的那些共有的组件将用相同的附图标记引用，且将省略其描述。
图13中示出的有机EL显示设备还提供有驱动扫描器12。
驱动扫描器12与电源控制线DSL(DSL1、DSL2......)连接。每个电源控制线DSL(DSL1、DSL2......)以与每个写入控制线WSL(WSL1、WSL2......)相同的方式逐行地公共连接到形成一个水平线的像素电路10。
图14示出以上提到的图13的像素电路10的示例性配置。另外，该图一起示出了 水平选择器11、驱动扫描器12和写入扫描器13。另外，与图2中示出的像素电路10的那 些共有的组件将用相同的附图标记引用，且将省略其描述。
图14中示出的像素电路10的组件和组件的连接方式与图2的相同。然而，在图 14中，由驱动扫描器12驱动的电源控制线DSL作为驱动晶体管Td的电源连接。
驱动扫描器12基于时钟ck和起始脉冲sp而在适当的定时交替施加驱动电压Vcc 和初始电压Vss到电源控制线DSL。
例如，首先驱动扫描器12施加初始电压Vss到电源控制线DSL，然后初始化驱动 晶体管Td的源极电位。接下来，在水平选择器11供给参考值电压(VofS)到信号线DTL的 时段中，写入扫描器13使采样晶体管Ts导电，且驱动晶体管Td的栅极电位固定在参考值。 在该状态下，驱动扫描器12施加驱动电压Vcc，从而允许驱动晶体管Td的阈值电压Vth由 存储电容器Cs保持。这是校正驱动晶体管Td的阈值电压的操作。
其后，在水平选择器11施加信号电压(Vsig)到信号线DTL的时段中，通过控制写 入扫描器13将采样晶体管Ts变为导电的，从而在存储电容器Cs中写入信号值。这时，还 校正驱动晶体管Td的迁移率(mobility)。
随后，根据写入存储电容器Cs的信号值的电流流到有机EL元件1，从而以根据信 号值的亮度发光。
该操作取消了诸如驱动晶体管Td的阈值和迁移率之类的驱动晶体管Td的特性的 变化的效果。另外，驱动晶体管Td的栅极和源极之间的电压维持在恒定值。所以，流到有 机EL元件1的电流不会波动。
另外，在至此给出的描述中，在形成像素阵列20的每个像素电路10中提供每个光 电检测元件Dl。
然而，在大多数情况下，事实上与老化相对应的有机EL元件的恶化分布在等效地 恶化的宽像素区域上。基于此，可以考虑布局(lay out)光电检测元件以便提供一个光电 检测元件Dl与水平像素单元的预定数目X垂直像素单元的预定数目的尺寸的区域部分相 对应。在这种情况下，适当地采用例如根据图3中示出的第二示例的像素电路的配置。
在该配置的情况下，响应于光电检测元件Dl中检测到的光量(电流电平)，检测驱 动器60设定形成与光电检测元件Dl相对应的区域部分的像素电路的校正信号电压。
另外，该配置可以应用于例如R、G、和B的不同颜色。即，为水平像素单元的预定 数目X垂直像素单元的预定数目的尺寸的每个区域部分提供用于R光、G光和B光中每个 的一个光电检测元件D1。在如此情况下，通过应用该实施例的B光阻塞结构到提供有与R 光和G光相对应的光电检测元件Dl的像素单元，有可能获得至今描述的相同效果。
另外，在至今给定的描述中，用于阻塞B光的公共配置和结构应用于R像素单元10A-R禾口 G像素单元IOA-G0
然而，例如，如果只提供材料，则可以考虑不同光阻塞配置应用于R像素单元 10A-R、G像素单元10A-G和B像素单元10A-B中的每个。例如，在R像素单元10A-R中，形 成由只透射R光和阻塞G光和B光的材料制成的平面化层和/或者窗口层。同样地，在G 像素单元10A-G中，形成由只透射G光和阻塞R光和B光的材料制成的平面化层和/或者 窗口层。另外，在B像素单元10A-B中，形成由只透射B光和阻塞R光和G光的材料制成的 平面化层和/或者窗口层。
因此，在本发明的实施例中，在提供辐射多种不同颜色的光的像素单元的情况下， 在辐射除了该一个特定颜色的光之外的光的像素单元中提供能够阻塞或者稀释该至少一 个特定颜色的光的绝缘层。
另外，能够应用于有机EL面板的分层结构并不局限于至今给定的图。于是，甚至 阻塞或者稀薄该一个特定颜色的光的绝缘层也并不局限于至今例示的平面化层和窗口层。
本申请包含与于2009年9月25日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-220504中公开的相关的主题，在此将其全部内容通过引用并入。
本领域技术人员应该理解，只要在附加的权利要求或者其等价物的范围内，取决 于设计要求及其它因素，可以进行多种修改、组合、部分组合和变更。
权利要求
1.一种显示设备，包括具有基于预定阵列模式而以矩阵排列的像素单元的像素阵列，每个像素单元具有在其 中形成的发光元件并具有配置为发射从所述发光元件生成的光的结构，其中在所述像素单元的所述结构中，提供允许电流响应于所接收的光流动的光电检测 元件，以与形成所述发光元件的发光层的内部区域相对应，和其中所述像素单元具有被配置为允许从所述发光元件生成的光入射到所述光电检测 元件的光入射结构。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述发光元件包括所述发光层、在所述发光层上形成的半反射膜和在所述发光层 下形成的反射膜，和其中从所述发光层的发光中心到所述半反射膜的距离和从所述发光层的发光中心到 所述反射膜的距离分别被设定为等于从相对应的像素单元发射的颜色的光的波长的整数 倍的长度。
3.根据权利要求1或2所述的显示设备，其中，所述光入射结构包括开口部分，所述开 口部分形成在与不具有光学透明性的阳极金属中的所述光电检测元件相对应的位置上，并 作为在形成所述发光元件的所述发光层下形成的反射膜。
4.根据权利要求1或2所述的显示设备，其中，所述光入射结构包括固体阳极金属，所 述固体阳极金属具有光学透明性，并作为在形成所述发光元件的所述发光层下形成的反射 膜。
5.根据权利要求1或2所述的显示设备，其中，所述光入射结构包括透明阳极金属，所 述透明阳极金属具有光学透明性，且形成在与所述光电检测元件相对应的位置上，并作为 在形成所述发光元件的所述发光层下形成的阳极金属。
6.根据权利要求2所述的显示设备，其中，所述光入射结构还包括窗口层，所述窗口层 具有光学透明性，并形成在所述发光元件的所述发光层下。
7.根据权利要求2所述的显示设备，其中，在每个像素单元的所述发光元件之上提供黑色矩阵，且所述黑色矩阵形成为黑 色模式，其中形成该黑色模式以切去与所述发光元件的开口部分相对应的黑色模式的部 分，和其中所述光电检测元件被布置在所述黑色矩阵下。
全文摘要
一种显示设备，包括具有基于预定阵列模式而以矩阵排列的像素单元的像素阵列，每个像素单元具有在其中形成的发光元件并具有配置为发射从发光元件生成的光的结构。在像素单元的结构中，提供允许电流响应于所接收的光而流动的光电检测元件，以与形成发光元件的发光层的内部区域相对应。像素单元具有被配置为允许从发光元件生成的光入射到光电检测元件的光入射结构。
文档编号G09G3/32GK102034427SQ20101028766
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月17日 优先权日2009年9月25日
发明者内野胜秀, 山本哲郎 申请人:索尼公司