自发光型图像显示装置的制作方法

专利名称：自发光型图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有例如有机EL(场致发光Electroluminescence)等发光象素元件的自发光型图像显示装置。
下面讨论采用有机EL等发光象素元件构成点阵显示器的情况。

图10表示一个象素单元的发光象素元件的剖视图。该发光象素元件由透明玻璃基板601、在该透明玻璃基板601上形成的透明象素电极602(例如由ITO(掺杂氧化锡的氧化铟)构成，其功能为空穴注入电极)、驱动各象素电极602的驱动元件603、与前述透明玻璃基板601相对设置的共用电极604(例如由MgIn构成，其功能为电子注入电极)及在该共用电极604与前述透明玻璃基板601之间设置的向象素电极602侧发光的发光层600组成。
但是，有机EL等发光象素元件，由于响应速度快(μs量级)，几乎无存储性，因此在显示图像时，存在画面闪烁感很强的缺点。
因此，如日本特开平8-241057号公报(IPC G09G 3/30，H05B 33/08)所公布的那样，考虑与驱动各发光象素元件的各薄膜晶体管并排设置电容，在薄膜晶体管导通时对前述电容进行充电，在薄膜晶体管断开后仍然由各电容向各发光象素元件提供电流。
但是，在上述公报中，关于在哪里设置电容未作任何公开说明。一般认为，在发光象素元件的形成区域外集中形成各发光象素元件用的电容，但这样，必须要有一部分电容形成面积，导致自发光型图像显示装置大型化。另外，当在各发光象素元件的形成区域形成各电容时，该电容部分侵占发光面积而使发光面积减小，担心不能得到足够的亮度。
另外，在日本特开平8-54836号公报(IPC G09F 9/33)中，提出设置电容线、在与象素电极之间形成电容的方法，即将象素电极作为电容的一个电极。但是，在这样将象素电极作为电容的一个电极的构造中，很难保证为形成电容的电介质(电容层)形成区域，特别是不能实现采用液晶作为电介质的电容构造。
本发明的目的在于提供一种自发光型图像显示装置，该装置能够容易保证为形成电容的电介质(电容层)的形成区域，而且不减小各发光象素元件的发光面积，在该发光象素元件的形成区域中分别形成电容。
为解决前述问题，本发明的自发光型图像显示装置，其特征在于，保持给予发光象素元件信号的信号保持用电容装置，相对于前述发光象素元件形成层叠状态，前述电容装置具有与象素电极分开另外设置的独立电容电极，该独立电容电极与前述象素电极电气相连。
采用上述构成，由于各电容相对于象素元件形成层叠状态，因此没有侵占发光象素元件的发光面积，可以避免发光面积过小。另外，还由于前述电容装置具有与前述象素电极分开另外设置的独立电容电极，因此容易保证为形成电容的电介质(电容层)的形成区域。
前述电容装置的电容层也可以是在发光象素元件的光的出射面一侧形成的透明电容层，或者也可以是在发光象素元件的光的出射面的反面一侧形成的不透明或透明电容层。另外，一个驱动元件也可以兼作为各发光象素元件中的驱动装置及各发光象素元件有关的各电容装置中的充电控制装置。
另外，本发明的自发光图像显示装置，其特征在于，具有透明基板、在该透明基板上形成的透明象素电极群及驱动各透明象素电极的驱动元件群、与前述透明基板相对设置的共用电极、在该共用电极与前述透明基板之间设置的向透明象素电极侧发光的发光层、与前述共用电极相对设置的独立电容电极群、在前述共用电极与独立电容电极群之间设置的电容层，前述独立电容电极群与象素电极群对应的每个电极之间电气相连，从而构成该装置。
另外，本发明的自发光型图像显示装置，其特征在于，具有第1透明基板、在该第1透明基板的一面形成的透明象素电极群及驱动各透明独立象素电极的驱动元件群、与前述第1透明基板的一面相对设置的共用电极、在该共用电极与第1透明基板之间设置的向前述透明象素电极侧发光的发光层、在前述第1透明基板的另一面形成的透明独立电容电极群、在与第1透明基板的另一面相对设置的第2透明基板的相对面上形成的透明共用电容电极、在该透明共用电容电极与第1透明基板之间设置的透明电容层，前述透明独立电容电极群与透明象素电极群对应的每个电极之间通过在前述第1透明基板形成的接触孔相连，从而构成该装置。
另外，本发明的自发光型图像显示装置，其特征在于，具有第1透明基板、在该第1透明基板的一面形成的透明独立电容电极群及驱动各透明电容电极的驱动元件群、与前述第1透明基板的一面相对设置的透明共用电容电极、在该透明共用电容电极与第1透明基板之间设置的透明电容层、在一面形成前述透明共用电容电极而在另一面形成独立透明象素电极群的第2透明基板、与该第2透明基板相对设置的共用电极及在该共用电极与透明象素电极群之间形成的向透明象素电极侧发光的发光层，前述透明独立电容电极与透明象素电极对应的每个电极之间相连，从而构成该装置。
另外，本发明的自发光型图像显示装置，其特征在于，具有第1透明基板、在该第1透明基板的一面形成的透明独立电容电极群及驱动各透明独立电容电极的驱动元件群、在与前述第1透明基板的一面相对设置的第2透明基板的相对面上形成的透明共用电容电极、在该透明共用电容电极与第1透明基板之间设置的透明电容层、在前述第1透明基板的另一面形成的透明象素电极群、与第1透明基板的另一面相对设置的共用电极及在该共用电极与透明象素电极群之间设置的向透明象素电极侧发光的发光层，前述透明独立电容电极群与透明象素电极群对应的每个电极之间通过在前述第1透明基板形成的接触孔相连，从而构成该装置。
另外，本发明的自发光型图像显示装置，其特征在于，具有基板、在该基板的一面形成的独立电容电极群及驱动各独立电容电极的驱动元件群、与前述基板的一面设置的共用电容电极、在该共用电容电极与基板之间设置的电容层、在前述基板的另一面形成的象素电极群、在与基板的另一面相对设置的透明基板的相对面上形成的透明共用电极及在该透明共用电极与象素电极群之间设置的向透明共用电极侧发光的发光层，前述独立电容电极群与象素电极群对应的每个电极之间通过在前述基板形成的接触孔相连，从而构成该装置。
另外，本发明的自发光型图像显示装置，其特征在于，具有基板、在该基板的一面形成的独立电容电极群及驱动各独立电容电极的驱动元件群、与前述基板的一面设置的共用电容电极、在该共用电容电极与基板之间设置的电容层、在前述基板的另一面形成的共用电极、在与基板的另一面相对设置的透明基板的相对面上形成的透明象素电极群及在该透明象素电极群与共用电极之间设置的向透明象素电极侧发光的发光层，前述独立电容电极群与透明象素电极群的对应的每个电极之间通过在前述基板形成的接触孔及发光层内设置的导电体相连，从而构成该装置。
前述电容层或透明电容层可以采用液晶或透明电介质陶瓷。发光层也可以是有机场致发光层。
图1(a)为简要表示本发明实施例1的自发光型图像显示板主要部分的剖视图。
图1(b)为该主要部分的具体剖视图。
图2为本发明的自发光型图像显示板的概要平面图。
图3为表示本发明的自发光型图像显示板的发光层之一例的剖视图。
图4为表示本发明的自发光型图像显示板中发光象素元件延长点亮时间情况的说明图。
图5(a)为简要表示本发明实施例2的自发光型图像显示板主要部分的剖视图。
图5(b)为该主要部分的具体剖视图。
图5(c)为表示该显示板一个发光象素元件部分的概要平面图。
图6(a)为简要表示本发明实施例3的自发光型图像显示板主要部分的剖视图。
图6(b)为该主要部分的具体剖视图。
图6(c)为表示该显示板一个发光象素元件部分的概要平面图。
图7(a)为简要表示本发明实施例4的自发光型图像显示板主要部分的剖视图。
图7(b)为该主要部分的具体剖视图。
图7(c)为表示该显示板一个发光象素元件部分的概要平面图。
图8(a)为简要表示本发明实施例5的自发光型图像显示板主要部分的剖视图。
图8(b)为该主要部分的具体剖视图。
图8(c)为表示该显示板一个发光象素元件部分的概要平面图。
图9(a)为简要表示本发明实施例6的自发光型图像显示板主要部分的剖视图。
图9(b)为该主要部分的具体剖视图。
图9(c)为表示该显示板一个发光象素元件部分的概要平面图。
图10为以往的自发光型图像显示板的剖视图。
实施例1下面，根据附图对本发明的实施例1进行说明。
图1(a)为简要表示本实施例的自发光型图像显示板主要部分的剖视图，图1(b)为详细表示该主要部分的剖视图。但是，图1(a)是在透明玻璃基板1上直接形成象素电极2，而图1(b)并不是那样形成的，还有其他一些细小地方，相互之间是有差别的，可是两者都具有本实施例共同的特征。图2为平面表示本实施例的自发光型图像显示板1个象素元件区域的说明图。图2中的A-A线表示前述图1剖视图的剖面。
如图1(b)所示，在透明玻璃基板1(厚度1mm)上形成层间绝缘膜(SiO2)11，在该层间绝缘膜(SiO2)11上形成若干个驱动元件3。驱动元件3由TFT(薄膜晶体管)构成(下面记作TFT3)。该TFT3由形成源极及漏极的n+型多晶硅(p-Si)部分、夹住这些n+型多晶硅(p-Si)部分并形成沟道部分的未掺杂多晶硅(p-Si)部分、栅极绝缘膜12及在前述未掺杂多晶硅(p-Si)部分上隔有前述栅极绝缘膜12而配置的栅极电极(n+型p-Si与Al层积而成)构成。然后，这些TFT3用层间绝缘膜(SiO2)13覆盖。
TFT3的形成源极电极(Al)3b的引线(该引线叫做信号线)与形成栅极电极3c的引线(该引线叫做扫描线)相互垂直，这些位置的间隔与象素的间距相对应。在前述层间绝缘膜13上形成透明的平坦薄膜14。该平坦薄膜14是通过将丙烯系树脂利用旋转涂层方法形成。在本实施例中，由于TFT3的高度为0.3μm左右，而上述平坦薄膜14的厚度取为1.5μm左右，因此可以基本上消除用TFT3而产生的凹凸不平。所以，可以不需要为了磨平而进行研磨处理。
TFT3的漏极电极3a穿过了前述平坦薄膜14、层间绝缘膜13及栅极绝缘膜12，TFT3的漏极与在平坦薄膜14上形成的透明象素电极2电气相连，采用这样的连接构造，可以通过对前述源极电极3b及栅极电极3c输入适当的信号使任意的TFT3导通，对于任意的象素电极2可以分别通电。象素电极2起到空穴注入电极的作用，由例如厚度为1000的ITO(掺杂氧化锡的氧化铟)形成。
在前述平坦薄膜14及象素电极2上形成厚度为1200左右的发光层5。在该发光层5上形成共用电极4。在本实施例中，各象素元件中的共用电极4与电极2有同样的形状与配置，在各象素形成，因此通过图2所示的阴极线15将各共用电极4互相连接。上述共用电极4起到电子注入电极的作用，由例如厚度为2000的MgIn或100的AlLi(铝锂合金)形成。
在共用电极4上形成电容层7。在该电容层7上设置形成独立电容电极6(例如由ITO形成)的玻璃基板8，构成让前述独立电容电极6与前述共用电极4相对的状态。各独立电容电极6及与其对应的各象素电极2通过连接部分9电气相连。然后，前述共用电极4，例如在面板周围边缘处利用连接线10接地。上述的连接部分9，例如由Al、Ag、Cr、ITO等形成，其高度为3700左右。在该连接部分9的周围存在绝缘膜16。上述连接部分9及绝缘膜16的形成方法可以考虑采用多种方法。例如，在象素电极2形成后，对整个基板涂布保护膜，在去除形成连接部分9的区域的保护膜以后，形成Al层。然后，若将前述保护膜去除，则在前述去除部分保留下Al，这就成为连接部分9。接着，再一次对整个基板涂布保护膜，去除形成绝缘膜16的区域的保护膜，在该去除部分形成绝缘膜。然后，去除全部的保护膜，也可继续形成发光层5或共用电极4等。
发光象素元件由前述的共用电极4、象素电极2及与各象素电极2部分对应存在的发光层5构成。然后，电容装置由前述的独立电容电极6、与该部分对应存在的电容层7及前述共用电极4构成，该电容装置在结构上是相对于前述发光象素元件以层叠状态配置，而电路上是相对于前述发光象素元件并联连接，它具有对于该发光象素元件的信号保持功能。也就是说，若象素电极2被通电，那一部分的发光层5发光，其光线从前述透明玻璃基板1射出，同时还通过连接部分9从前述象素电极2通电至独立电容电极6，因此与该独立电容电极6对应的部分的电容层7被充电，即对于发光象素元件的信号保持用的充电。
图3表示在象素电极2及共用电极4之间形成的发光层5的详细构造的剖视图。该发光层5由在象素电极2侧形成的孔穴输送层5a、在共用电极4侧形成的电子输送层5c及在该空穴输送层5a及电子输送层5c之间形成的发光层部分5b构成，分别采用有机EL(场致发光)。具体来说，例如前述空穴输送层5a由下述第1化学结构所示的三苯胺衍生物(MIDATA、Triphenglamine Derivative)形成，发光层部分5b由下述第2化学结构所示的二胺衍生物(TPD、Diamine Derivatine)中将第三化学结构所示的红荧烯(Rubrene)以5wt％的比例掺入而得到的材料所形成，电子输送层5c由下述第四化学结构所示的三(8-羟基喹啉)铝(Alq3、Tris(8-quinolinol aluminum)配合物形成。[化1]
自发光型象素显示板的制造按下列步骤进行。例如，设一个象素的尺寸为50×150μm2，如图1及图2所示，在透明玻璃基板1上，对应于各象素部分用多晶硅(p-Si)形成TFT3，再形成平坦薄膜14等。然后，去除形成漏极电极3a的部分的平坦薄膜14等，在象素部分形成ITO(象素电极2)。这时，利用上述ITO形成TFT3的漏极电极3a。接着堆积三苯胺衍生物(MTDATA)达到400的厚度。该堆积是通过将真空度设在5×100-6Torr、利用电阻加热板的真空蒸镀进行的。接着，利用蒸镀法堆积二胺衍生物(TPD)及红荧烯。使其厚度为300，红荧烯的重量比达到5％。接着，利用真空蒸镀堆积三(8-羟基喹啉)铝，达到500的厚度。进一步，再在其上利用电阻加热蒸镀法MgIn合金(Mg∶In＝50∶3)，达到2000的厚度，或者利用电阻加热蒸镀法AlLi合金(Al∶Li＝99.5∶0.5)，达到1000的厚度。这样制造的自发光型图像显示板，在电压5V，电流密度2mA/cm2的条件下，各发光象素元件能发出200cd/m2的辉度的黄光。
电容层7由液晶构成。该液晶采用下述第五化学结构所示的TN液晶烷基氰基联苯(Aljyl Cyano Biphenyl)。[化5]
由液晶构成的电容层7是这样得到的，在形成前述的TFT3、象素电极2、发光层5及共用电极4的透明玻璃基板1与已经形成了独立电容电极6的玻璃基板8之间加入与其周围边缘形状相对应的隔层(约500)，再把两者互相封贴，从前述隔层形成的注入口注入液晶，在暂时封住注入口后，在真空下将前述注入口浸在液晶中，在常压下退回，然后再一次封住前述注入口。
在上述的结构中，若象素点亮的信号输入至TFT3的栅极电极3c及源极电极3b，则TFT3处于导通状态，在源极电极3b与漏极电极3a之间流过电流，该象素部分的发光层5发光，同时在该象素部分的电容层7积聚电荷。然后，TFT3一旦断开，原来流向发光层5的电流停止供给，但积聚在电容层7的电荷流入发光层5，正是利用该积聚的电荷部分维持发光层5中的发光状态。
设1个象素为50×150μm2，下面就采用前述的有机EL制造VGA(VideoGraphics Array 640×480点)规格的TFT有源矩阵显示器时的前述电容层7的详细情况加以说明。这里，设帧频为60Hz，施加电流的占空比为1/480S，若依次进行线驱动，则当没有电容装置时(相当于在以往技术一段说明的图9的结构)，每1个扫描线的发光/熄灭时间比，如图4虚线所示，为35μs/17ms，产生图像闪烁。
为了不产生闪烁，如该图的实线所示，利用电容层7的放电进行发光，若如该图点划线所示，前述占空比的一半(1/2)即1/240S间点亮，则前述电容层7必须的电容量如下所述。在图4中，横轴表示时间，纵轴表示发光辉度。为了得到辉度200cd/m2，每个象素的电流I为I＝2×10(电流密度)×50×150×10-2(象素尺寸)＝15×10-8[A]
为了在1/240S间点亮所必须的电荷量Q为Q＝I×Δt＝15×10-8×1/120＝125×10-11[C]电容层7必须的电容量C为C＝Q/V＝125×10-11/5＝25×10-11[F]为了有足够的前述电容量C，设S为1个象素的面积、d为电容层7的膜厚、εo为真空介电常数(εo＝8.85×10-12[F/m])，若液晶层7的材料采用前述的烷基氰基联苯(相对介电常数ε＝约10-20)，则有下面的A式[计算2]d＝ε×εo×S/C……A式＝10×8.85×10-12×50×150×10-12/(25×10-11)25[]也就是说，当液晶层7的材料采用烷基氰基联苯时，其厚度25以下即可。另外，如果通过设置电容装置，能够使点亮时间延长一点，相应地闪烁就减少，因此当上述液晶层7的材料采用烷基氰基联苯时，不排除其厚度比25更厚的情况。也就是说，理想情况下希望液晶层7的厚度在25以下，但是如果注意到电容层制造上的方便，例如500当然也可以。
如上所述，根据本发明，由于在发光象素元件的形成区域相对应的区域形成电容装置，而不是在发光象素元件形成区域外，因此能够避免自发光型图像显示装置大型化。另外，由于各电容装置相对于各发光象素元件形成层叠状态，因此不侵占发光象素元件的发光面积，能够避免发光面积的减小。更由于具有独立电容电极6，因此采用上述液晶等有可能很容易得到较大的电容量，将发光象素元件的点亮时间延长至必要的时间，从而能够消除画面的闪烁，取得良好的效果。
实施例2下面，根据图5(a)、(b)及(c)对实施例2的自发光型图像显示板进行说明。图5(a)为简要表示该显示板主要部分的剖视图，图5(b)为具体表示该主要部分的剖视图。图5(a)中，在第1透明基板101上直接形成象素电极102，而在图5(b)中，并不是那样形成的，还有其他一些细小地方，相互之间是有差别的，可是两者都具有本实例共用的特征。图5(c)为平面表示本实施例自发光型图像显示板1个象素元件区域的说明图。图5(c)中的A-A线表示前述图5(a)及(b)的剖视图的剖面。另外，形成驱动元件103的TFT的结构与实施例1相同，因此附加与图1(b)中的符号相同的标号并省略其说明。
本实施例的自发光型图像显示板具有第1透明基板101、在该第1透明基板101的一面形成的透明象素电极(ITO)102及驱动各透明象素电极102的驱动元件103、与前述第1透明基板101的一面相对设置的共用电极(MgIn，AlLi)104、在该共用电极104与第1透明基板101之间设置的向前述象素电极102侧发光的发光层105、在前述第1透明基板101的另一面形成的透明的独立电极(ITO)106、与第1透明基板101的另一面相对设置的第2透明基板120、在该第2透明基板120的一面(与第1透明基板101相对的面)上形成的透明共用电容电极(ITO)111及在该透明共用电容电极111与第1透明基板101之间设置的透明电容层107。
各独立电容电极106及与之对应的各象素电极102利用穿过第1透明基板101的接触孔101相连。另外，透明共用电容电极111及共用电极104利用穿过第1透明基板101及透明电容层107的由Al形成的连接部分110相连，前述共用电极101在例如显示板周围边缘部分接地。在本实施状态中，与实施例1相同，发光层105及透明电容层107分别采用有机EL及液晶。
这样结构的自发光型图像显示板，与实施例1在发光层发出的光不通过电容层而射出相比，其不同之处在于在发光层105发出的光通过电容层107射出，在本实施例2的结构中，与实施例1相同，若驱动元件103断开，则电容层107中积聚的电荷流入发光层105，正是利用该部分积聚的电荷维持发光层105的发光状态。由于对于前述发光象素元件的信号保持电容装置形成相对于发光象素元件为层叠状的结构，也就是说，可以在整个显示板面形成前述电容装置的结构，因此与在显示板面以外别的区域形成电容装置相比，容易小型化，而且容易保证必须的电容量，因此能够更加提高闪烁的能力。
实施例3下面，根据图6(a)、(b)及(c)对实施例3的自发光型图像显示板进行说明。图6(a)为简要表示该显示板主要部分的剖视图，图6(b)为具体表示该主要部分的剖视图。图6(a)中，在第1透明基板201上直接形成透明独立电容电极206，而在图6(b)中，并不是那样形成的，还有其他一些细小地方，相互之间是有差别的，可是两者都具有本实施例共同的特征。图6(c)为平面表示本实施例的自发光型图像显示板1个象素元件区域的说明图、图6(c)中的A-A线表示前述图6(a)及(b)的剖视图的剖面。另外，形成驱动元件203的TFT的结构与实施例1相同，因此附加与图1(b)中的符号相同的标号并省略其说明。
本实施例的自发光型图像显示板具有第1透明基板201、在该第1透明基板201的一面形成的透明独立电容电极(ITO)206及驱动各透明独立电容电极206的驱动元件203、与前述第1透明基板201的一面相对设置的透明共用电容电极(ITO)211、在该透明共用电容电极211与第1透明电极201之间设置的透明电容层207、在一面上形成前述透明共用电容电极211而在另一面上形成独立透明象素电极(ITO)202的第2透明基板220、与该第2透明基板220相对设置的共用电极(MgIn或AlLi)204及在该共用电极204与透明象素电极202之间形成的向透明象素电极202侧发光的发光层205。
各透明独立电容电极206及与之对应的各透明象素电极202利用穿过第2透明基板220的ITO及存在于透明电容层207内的由Al形成的连接部分209相连。另外，透明共用电容电极211及共用电极204利用穿过第2透明基板220的连接部分210互相连接，并在例如显示板周围边缘部分接地。在本实施例中，与实施例1相同，发光层205及透明电容层207分别采用有机EL及液晶。
本实施例3的自发光型图像显示板，与前述实施例2的驱动元件设置在发光层内相比，其不同之处在于驱动元件设置在电容层内。在这样的实施例3的结构中，也与实施例1及2相同，若驱动元件203断开，则电容层207中积聚的电荷流入发光层205，正是利用该部分积聚的电荷维持发光层205的发光状态。
由于对于前述发光象素元件的信号保持用电容装置形成相对于发光象素元件为层叠状的结构，也就是说，可以在整个显示板面形成前述电容装置的结构，因此与在显示板面以外别的区域形成电容装置相比，容易小型化，而且容易保证必须的电容量，因此能够更加提高防止闪烁的能力实施例4下面，根据图7(a)、(b)及(c)对实施例4的自发光型图像显示板进行说明。图7(a)为简要表示该显示板主要部分的剖视图，图7(b)为具体表示该主要部分的剖视图。图7(a)中，在第1透明基板301上直接形成透明独立电容电极306，而在图7(b)中，并不是那样形成的，还有其他一些细小地方，相互之间是有差别的，可是两者都具有本实例共同的特征。图7(c)为平面表示本实施例的自发光型图像显示板1个象素元件区域的说明图，图7(c)中的A-A线表示前述图7(a)及(b)的剖视图的剖面。另外，形成驱动元件303的TFT的结构与实施例1相同，因此附加与图1(b)中的符号相同的标号并省略其说明。
本实施例的自发光型图像显示板具有第1透明基板301、在该第1透明基板301的一面形成的透明独立电容电极(ITO)306及驱动各透明独立电容电极306的驱动元件303、与前述第1透明基板301的一面相对设置的第2透明基板320、在第2透明基板320的一面(与前述第1透明基板301相对的面)上形成的透明共用电容电极(ITO)311、在该透明共用电容电极311与第1透明基板301之间设置的透明电容层307、在前述第1透明基板301的另一面形成的透明象素电极(ITO)302、与第1透明基板301的另一面相对设置的共用电极(AlLi)304及在该共用电极304与透明象素电极302之间设置的向透明象素电极302侧发光的发光层305。
各透明独立电容电极306及与之对应的各透明象素电极302利用穿过第1透明基板301、TFT的绝缘层11、12、13及平坦薄膜14的接触孔301相连。另外，透明共用电容电极311及共用电极304利用穿过TFT的绝缘层11、12、13、平坦薄膜14及电容层307的连接部分310互相连接，并再在显示板周围边缘部分接地、在本实施例中，与实施例1相同，发光层305及透明电容层307分别采用有机EL及液晶。
本实施例4的自发光型图像显示板，象素电极及独立电容电极利用接触孔相连这一点与实施例2相同，而驱动元件设置在电容层内这一点与实施例3相同，在本实施例4的结构中，也与实施例一相同，若驱动元件303断开，则电容层307中积聚的电荷流入发光层305，正是利用该部分积聚的电荷维持发光层305的发光状态。
由于对于前述发光象素元件的信号保持用电容装置形成相对于发光象素元件为层叠状的结构，也就是说，可以在整个显示板面形成前述电容装置的结构，因此与在显示板面以外别的区域形成电容装置相比，容易小型化，而且容易保证必须的电容量，因此能够更加提高防止闪烁的能力。
实施例5下面，根据图8(a)、(b)及(c)对实施例5的自发光型图像显示板进行说明。图8(a)为简要表示该显示板主要部分的剖视图，图8(b)为具体表示该主要部分的剖视图。图8(a)中，在玻璃基板401上直接形成透明独立电容电极406，而在图8(b)中，并不是那样形成的，还有其他一些细小地方，相互之间是有差别的，可是两者都具有本实施例共同的特征。图8(c)为平面表示本实施例的自发光型图像显示板1个象素元件区域的说明图，图8(c)中的A-A线表示前述图8(a)及(b)的剖视图的剖面。另外，形成驱动元件403的TFT的结构与实施例1相同，因此附加与图1(b)中的符号相同的标号并省略其说明。
本实施例的自发光型图像显示板具有玻璃基板401、在该玻璃基板401的一面形成的独立电容电极(ITO)406及驱动各独立电容电极406的驱动元件403、与前述玻璃基板401的一面相对设置的玻璃基板421、在该玻璃基板421的一面(与玻璃基板401相对的面)上形成的共用电容电极(ITO)411、在该共用电容电极411与玻璃基板401之间设置的电容层407、在前述玻璃基板401的另一面形成的象素电极(AlLi或MgIn)402、与玻璃基板401的另一面相对设置的透明玻璃基板420、在该透明玻璃基板420的一面(与玻璃基板401相对的面)上形成的透明共用电极(ITO)404及在该透明共用电极404与象素电极402之间设置的向透明共用电极404侧发光的发光层405。
各独立电容电极406及与之对应的各象素电极402利用穿过玻璃基板401、TFT的绝缘层11、12、13及平坦薄膜14的接触孔401a相连。另外，共用电容电极411及透明共用电极404利用穿过发光层405、TFT的绝缘层11、12、13、平坦薄膜14及电容层407的连接部分401互相连接，并再在显示板周围边缘部分与栅极扫描信号反相输入部分或源极信号反相输入部分相连。在本实施例中，与实施例1相同，发光层405及透明电容层407分别采用有机EL及液晶。
为了得到这样的结构，例如在透明玻璃基板420上形成ITO(共用电极404)，在该ITO上依次形成构成有机EL层的空穴输送层、发光层及电子输送层，然后形成连接部410的一部分，再例如形成AlLi或MgIn(象素电极402)。另一方面，在玻璃基板401上预先形成TFT、ITO(独立电容电极406)及连接部410的一部分。然后，将透明玻璃基板420及玻璃基板401粘结，利用接触孔401a将ITO(独立电容电极406)与AlLi或MgIn(象素电极402)电气相连。接着，将玻璃基板401与形成了ITO(共用电容电极411)的玻璃基板421互相粘贴。在该互相粘贴的状态下，连接部分410将共用电容电极411与透明共用电极404电气相连。最后，在玻璃基板401与玻璃基板421之间充填液晶。
在本实施例5的结构中，如图所示，通过加上栅极信号或源极信号的反相脉冲，当TFT导通时，共用电极404(ITO)的电位比漏极低，有机EL的发光层405因反向偏置而不发光，但是向电容层407充电。而当TFT断开时，漏极电位比共用电极404低，积聚在电容中的电荷流入发光层405而发光。原来发光时间短的，就能够延长总的发光时间。另外，由于是向TFT的反面一侧发光，因此能得到较高的孔径率。
实施例6下面，根据图9(a)、(b)及(c)对实施例6的自发光型图像显示板进行说明。图9(a)为简要表示该显示板主要部分的剖视图，图9(b)为具体表示该主要部分的剖视图。图9(a)中，在玻璃基板501上直接形成透明独立电容电极506，而在图9(b)中，并不是那样形成的，还有其他一些细小地方，相互之间是有差别的，可是两者都具有本实施例共用的特征。图9(c)为平面表示本实施例的自发光型图像显示板1个象素元件区域的说明图，图9(c)中的A-A线表示前述图9(a)及(b)的剖视图的剖面。另外，形成驱动元件503的TFT的结构与实施例1相同，因此附加与图1(b)中的符号相同的标号并省略其说明。
本实施例的自发光型图像显示板具有玻璃基板401、在该玻璃基板401的一面形成的独立电容电极(ITO)406及驱动各独立电容电极406的驱动元件403、与前述玻璃基板401的一面相对设置的玻璃基板421、在玻璃基板421的一面(与玻璃基板401相对的面)上形成的共用电容电极(ITO)411、在该共用电容电极411与玻璃基板401之间设置的电容层407、在前述玻璃基板401的另一面形成的共用电极(AlLi)502、与玻璃基板501的另一面相对设置的透明玻璃基板520、在该透明玻璃基板520的一面(与玻璃基板501相对的面)上形成的透明象素电极(ITO)504及在该透明象素504象素电极502之间设置的向透明象素电极504侧发光的发光层505。
各独立电容电极506及与之对应的各象素电极504利用穿过玻璃基板401、TFT的绝缘层11、12、13及平坦薄膜14的接触孔501a及发光层505内存在的Al金属501b相连。另外，共用电容电极511及共用电极502利用穿过玻璃基板501、TFT的绝缘层11、12、13、平坦薄膜14及电容层507的连接部分510互相连接，并再在显示板周围边缘部分接地、在本实施例中，与实施例1相同，发光层505及透明电容层507分别采用有机EL及液晶。另外，也可以在Al金属501b的周围形成绝缘膜。
为了得到这样的结构，例如在透明玻璃基板520上形成ITO(透明象素电极504)及Al金属501b，在该ITO上依次形成构成有机EL层的空穴输送层、发光层及电子输送层，再例如形成AlLi(共用电极502)。另一方面，在玻璃基板501上预先形成TFT、ITO(独立电容电极506)及连接部510。然后，将透明玻璃基板520及玻璃基板501粘结，利用接触孔501a及Al金属501b将ITO(独立电容电极506)与ITO(透明象素电极504)电气相连。接着，将玻璃基板501与形成了ITO(共用电容电极511)的玻璃基板512互相粘贴。在该互相粘贴的状态下，连接部分510将共用电容电极511与共用电极502电气相连。最后，在玻璃基板501与玻璃基板521之间充填液晶。
在本实施例6的结构中，也与实施例1等相同，若驱动元件503断开，则电容层507中积聚的电荷流入发光层505，正是利用该部分积聚的电荷维持发光层505的发光状态。另外，由于对于前述发光象素元件的信号保持用电容装置形成相对于发光象素元件为层叠状的结构，也就是说，可以在整个显示板面形成前述电容装置的结构。因此与在显示板面以外别的区域形成电容装置相比，容易小型化，而且容易保证必须的电容量，因此能够更加提高防止闪烁的能力，另外，由于是向TFT的反面的一侧发光，因此能得到较高的孔径率。
另外，在上述的实施例中，说明的是电容层采用液晶的情况，但也可以用电介质陶瓷代替液晶。当然，在图5所示的通过电容层射出光线的结构中，电介质陶瓷要采用透明的材料。
透明电介质陶瓷有PLZT(镧锆钛酸铅，Pb-La-Zr-Ti ceramic)及[ZnO，(Pb·Ba)(Zr·Ti)O3]等。采用前述PLZT时，其相对介电常数ε约为1000左右，因此若将该值代入实施例1所示的A式中，则该PLZT所必须的厚度d为d＝1000×8.85×10-12×50×150×10-12/(25×10-11)＝2500，也就是说，电容层采用PLZT时，在前述条件下，其厚度必须在2500[]以下。
当电容层采用透明电介质陶瓷时，采用实施例2所示的图5结构时的制造方法参照图5说明如下。首先，在第2透明基板120上形成ITO(透明独立电容电极111)，在该ITO上利用溅射法等薄膜成形法等形成PLZT。另外，预先形成一部分连接部分110。然后，将形成了ITO(独立电容电极106)的第1透明基板101粘贴在前述PLZT上。再在该第1透明基板101上形成驱动元件(TFT)103及ITO(象素电极102)，利用接触孔101a将ITO(象素电极102)与ITO(独立电容电极106)相连。接着在ITO(象素电极102)上堆积三苯胺衍生物(MTDATA)，达到400的厚度。该堆积是通过将真空度设在5×10-6Torr、利用电阻加热板的真空蒸镀进行的。接着，利用蒸镀法堆积二胺衍生物(TPD)及红荧烯，使其厚度为300，红荧烯的重量比达到5％。接着，利用真空蒸镀堆积三(8-羟基喹啉)铝，达到500的厚度。进一步，再在其上例如利用电阻加热蒸镀法堆积MgIn合金(Mg∶In＝50∶3)，达到2000的厚度。
另外，由于有机EL若加了高热，有可能会丧失发光功能，因此不希望在由有机EL构成的发光层形成后再形成电介质陶瓷。最好按照前述的工艺形成，或者将预先堆积了电介质陶瓷的基板与形成了发光象素元件的部件互相粘贴形成。采用该互相粘贴的制造方法，适合于例如图1的结构中采用电介质陶瓷(该结构的情况不透明也可以)的情况。另外，从该意义来说具有这样的优点，即电容层采用不需加热就可形成的液晶的结构在制造上比较容易。
另外，在前述实施例中，作为发光层的有机EL层具有三层结构，但也可以采用双层结构。另外，由于形成的电容层具有与象素面积同样程度的大小，因此能够保证有较大的电容量，但也未必须与象素面积有同样程度的大小，只要根据必须的电容量或与电容量的膜厚的关系来决定即可。另外，也可以采用铝锂合金(Al∶Li＝99.5∶0.5)代替MgIn合金。另外，电容层采用液晶时也可这样构成，用偏光板夹住该液晶，在发发层发光时，使得与其对应的液晶部分处于透光状态。
如上所述，采用本发明，则由于在发光象素元件的形成区域相对应的区域形成各电容，因此能够避免自发光型图像显示装置的大型化。而且，虽然是这样在发光象素元件的形成区域相对应的区域形成各电容，但由于是形成层叠状态，因此没有侵占发光象素元件的发光面积，可以避免发光面积过小。再加上由于采用液晶等能够很容易得到大的电容量，因此能够将发光象素元件的点亮时间延长至必须的时间，能够消除画面的闪烁，有较好的效果。
权利要求
1.一种自发光型图像显示装置，其特征在于，保持给予发光象素元件信号的信号保持用电容装置相对于所述发光象素元件形成层叠状态，所述电容装置具有与象素电极分开另外设置的独立电容电极，该独立电容电极与所述象素电极电气相连。
2.如权利要求1所述的自发光型图像显示装置，其特征在于，所述电容装置的电容层是在发光象素元件的光的出射面一侧形成的透明电容层。
3.如权利要求1所述的自发光型图像显示装置，其特征在于，所述的电容装置的电容层是在发光象素元件的光的出射面的反面一侧形成的不透明或透明电容层。
4.如权利要求1所述的自发光型图像显示装置，其特征在于，一个驱动元件可以兼作为各发光象素元件中的驱动装置及各发光象素元件有关的各电容装置中的充电控制装置。
5.如权利要求2所述的自发光型图像显示装置，其特征在于，一个驱动元件可以兼作为各发光象素元件中的驱动装置及各发光象素元件有关的各电容装置中的充电控制装置。
6.如权利要求3所述的自发光型图像显示装置，其特征在于，一个驱动元件可以兼作为各发光象素元件中的驱动装置及各发光象素元件有关的各电容装置中的充电控制装置。
7.一种自发光型图像显示装置，其特征在于，具有透明基板、在该透明基板上形成的透明象素电极群及驱动各透明象素电极的驱动元件群、与所述透明基板相对设置的共用电极、在该共用电极与所述透明基板之间设置的向透明象素电极侧发光的发光层、与所述共用电极相对设置的独立电容电极群、在所述共用电极与独立电容电极群之间设置的电容层，所述独立电极群与象素电极群对应的每个电极之间电气相连，从而构成该装置。
8.一种自发光型图像显示装置，其特征在于，具有第1透明基板、在该第1透明基板的一面形成的透明象素电极群及驱动各透明象素电极的驱动元件群、与所述第1透明基板的一面相对设置的共用电极、在该共用电极与第1透明基板之间设置的向所述透明象素电极侧发光的发光层、在所述第1透明基板的另一面形成的透明独立电容电极群、在与第1透明基板的另一面相对设置的第2透明基板的相对面上形成的透明共用电容电极、在该透明共用电容电极与第1透明基板之间设置的透明电容层，所述透明独立电容电极群与透明象素电极群对应的每个电极之间通过在所述第1透明基板形成的接触孔相连，从而构成该装置。
9.一种自发光型图像显示装置，其特征在于，具有第1透明基板、在该第1透明基板的一面形成的透明独立电容电极群及驱动各透明独立电容电极的驱动元件群、与所述第1透明基板的一面相对设置的透明共用电容电极、在该透明共用电容电极与第1透明基板之间设置的透明电容层、在一面形成所述透明共用电容电极而在另一面形成独立透明象素电极群的第2透明基板、与该第2透明基板相对设置的共用电极及在该共用电极与透明象素电极群之间形成的向透明象素电极侧发光的发光层，所述透明独立电容电极与透明象素电极对应的每个电极之间相连，从而构成该装置。
10.一种自发光型图像显示装置，其特征在于，具有第1透明基板、在该第1透明基板的一面形成的透明独立电容电极群及驱动各透明独立电容电极的驱动元件群、在与所述第1透明基板的一面相对设置的第2透明基板的相对面上形成的透明共用电容电极、在该透明共用电容电极与第1透明基板之间设置的透明电容层、在所述第1透明基板的另一面形成的透明象素电极群、与第1透明基板的另一面相对设置的共用电极及在该共用电极与透明象素电极群之间设置的向透明象素电极侧发光的发光层，所述透明独立电容电极群与透明象素电极群对应的每个电极之间通过在所述第1透明基板形成的接触孔相连，从而构成该装置。
11.一种自发光型图像显示装置，其特征在于，具有基板、在该基板的一面形成的独立电容电极群及驱动各独立电容电极的驱动元件群、与所述基板的一面相对设置的共用电容电极、在该共用电容电极与基板之间设置的电容层、在所述基板的另一面形成的象素电极群、在与基板的另一面相对设置的透明基板的相对面上形成的透明共用电极及在该透明共用电极与象素元件群之间设置的向透明共用电极侧发光的发光层，所述独立电容电极群与象素电极群对应的每个电极之间通过在所述基板形成的接触孔相连，从而构成该装置。
12.一种自发光型图像显示装置，其特征在于，具有基板、在该基板的一面形成的独立电容电极群及驱动各独立电容电极的驱动元件群、与所述基板的一面相对设置的共用电容电极、在该共用电容电极与基板之间设置的电容层、在所述基板的另一面形成的共用电极、在与基板的另一面相对设置的透明基板的相对面上形成的透明象素电极群及在该透明象素电极群与共用电极之间设置的向透明象素电极侧发光的发光层，所述独立电容电极群与透明象素电极群对应的每个电极之间通过在所述基板形成的接触孔及发光层内设置的导电体相连，从而构成该装置。
13.如权利要求1至12任一项所述的自发光型图像显示装置，其特征在于，电容层或透明电容层是液晶层。
14.如权利要求1至12任一项所述的自发光型图像显示装置，其特征在于，电容层或透明电容层是电介质陶瓷层或透明电介质陶瓷层。
15.如权利要求1至14任一项所述的自发光型图像显示装置，其特征在于，发光层是有机场致发光层。
全文摘要
本发明揭示一种自发光型图像显示装置。包括:第1透明基板(101)、在(101)的一面形成的透明象素电极(102)及驱动各(102)的驱动元件(103)、共用电极(104)、在(104)与(101)之间设置的发光层(105)、在(101)的另一面形成的透明独立电容电极(106)、透明共用电容电极(111)及在(111)与(101)之间设置的透明电容层(107),独立电容电极(106)及象素电极(102)的相应每个电极之间利用接触孔(101a)相连,透明共用电容电极(111)及共用电极(104)在显示板周围边缘部分利用连接线(110)接地。
文档编号G09F9/30GK1188368SQ9710877
公开日1998年7月22日 申请日期1997年12月19日 优先权日1996年12月19日
发明者西尾佳高, 高桥寿一 申请人:三洋电机株式会社