專利名稱：顯示器件及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有晶體管的一種半導(dǎo)體器件的構(gòu)成。本發(fā)明還涉及 包含具有制造于絕緣材料如玻璃和塑料上的薄膜晶體管(此后稱作 TFT)的半導(dǎo)體器件的有源矩陣顯示器件的構(gòu)成。此外，本發(fā)明涉及采 用這樣的顯示器件的電子裝置。
背景技術(shù)：
最近幾年，使用發(fā)光元件包括電致發(fā)光(EL)元件的顯示器件的 研制已積極展開。發(fā)光元件具有高可見(jiàn)度，因?yàn)樗鼮樽约喊l(fā)光。它不 需要在液晶顯示器(LCD)中所需要的背光，因此它適合形成不引人注 目的外形，并且對(duì)視場(chǎng)幾乎沒(méi)有限制。此處，EL元件是一種具有能夠通過(guò)施加電場(chǎng)得到光發(fā)射的光發(fā)射 層的元件。光發(fā)射層具有從單重激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)的光發(fā)射(熒光)， 和從三重激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)的光發(fā)射(磷光)。本發(fā)明中，光發(fā)射器 件可具有上面任何一種光發(fā)射形式。EL元件被構(gòu)成，其中光發(fā)射層被夾在一對(duì)電極(陽(yáng)極和陰極)之 間，形成一般的疊層結(jié)構(gòu)。典型地，陽(yáng)極/空穴傳輸層/發(fā)射層/電子傳 輸層/陰極的疊層結(jié)構(gòu)是很有名的，它由Eastman Kodak公司的Tang 等人提出。該結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)高的發(fā)光效率，它適用于目前研究中的許 多EL器件。此外，在陽(yáng)極和陰極之間還有按照空穴注入層/空穴傳輸層/光發(fā) 射層/電子傳輸層，或空穴注入層/空穴傳輸層/光發(fā)射層/電子傳輸層/ 電子注入層順序排列的其它疊層結(jié)構(gòu)。作為用于本發(fā)明光發(fā)射器件的 EL元件結(jié)構(gòu)，可采用以上描述的任何結(jié)構(gòu)。此外，焚光染料可被摻雜 到光發(fā)射層中。本說(shuō)明書中，位于陽(yáng)極和陰極間的所有層在EL元件中被總稱為 EL層。因此，空穴注入層，空穴傳輸層，光發(fā)射層，電子傳輸層和電 子注入層都包括在EL元件中。由陽(yáng)極、EL層和陰極形成的發(fā)光元件稱 為EL元件。圖2A和2B描述了一般發(fā)光器件的像素的構(gòu)成。另外，作為典型 的光發(fā)射器件，舉例說(shuō)明了一種EL顯示器件。示于圖2A和2B的像素 具有源極信號(hào)線201，柵極信號(hào)線202，開關(guān)TFT203，驅(qū)動(dòng)TFT2 04, 電容元件205，電流供電線206， EL元件207，以及電源線208。圖2A 中的驅(qū)動(dòng)TFT204采用p-溝道型，圖2B中的驅(qū)動(dòng)TFT204采用n-溝道 型。開關(guān)TFT203是一個(gè)用作輸入視頻信號(hào)到像素的開關(guān)TFT，因此極 性不被限定。每一部分的連接將被描述。此處，TFT具有三個(gè)極一柵極、源極和 漏極，但是由于TFT的結(jié)構(gòu)，源極和漏極彼此不能明顯不同。因此， 在描述元件間的連接時(shí)，源極和漏極其中之一被表示為第一電極，而 另外一個(gè)被表示為第二電極。當(dāng)需要描述關(guān)于開啟、關(guān)斷TFT的每個(gè) 電極的電位(某種TFT的柵極-源極電壓)時(shí)，表示為源極和漏極。此外，本說(shuō)明書中，處于開的TFT是指TFT的柵極-源極電壓超過(guò) 閾值并且源極和漏極間有電流的狀態(tài)。處于關(guān)的TFT指柵極-源極電壓 下降到低于閾值并且源極和漏極間沒(méi)有電流的狀態(tài)。開關(guān)TFT 203的柵電極被連接到柵極信號(hào)線202，開關(guān)TFT 203 的第一電極被連接到源極信號(hào)線201，而開關(guān)TFT203的笫二電極被連 接到驅(qū)動(dòng)TFT204的TFT的柵電極。驅(qū)動(dòng)TFT204的第一電極被連接到 電流供電線206，而驅(qū)動(dòng)TFT204的第二電極被連接到EL元件207的 陽(yáng)極。EL元件207的陰極被連接到電源線208。電流供電線206和電 源線208彼此間有電位差。另外，為了保持驅(qū)動(dòng)TFT204的柵極-源極 電壓，某個(gè)固定的電位，例如，可在驅(qū)動(dòng)TFT204的柵電極和電流供電 線206間放置電容元件205。當(dāng)給柵極信號(hào)線202輸入一個(gè)脈沖來(lái)開啟開關(guān)TFT203時(shí)，已被輸 出到源極信號(hào)線201的視頻信號(hào)被輸入到驅(qū)動(dòng)TFT204的柵電極。驅(qū)動(dòng) TFT204的柵極-源極電壓根據(jù)被輸入的視頻信號(hào)的電位確定，并且驅(qū) 動(dòng)TFT204的源極和漏極間輸送的電流(以后被表示為漏極電流)被確 定。該電流被提供給EL元件2 07來(lái)發(fā)光。

發(fā)明內(nèi)容
利用其體積小重量輕的優(yōu)點(diǎn)，其中在基片上形成TFT并且像素部 分和外圍電路被安裝在一塊板內(nèi)的顯示器件被應(yīng)用于明顯增長(zhǎng)的移動(dòng) 裝置中。同時(shí)，TFT通過(guò)許多工藝如膜淀積、通過(guò)重復(fù)地刻蝕的器件制 造、以及用于使半導(dǎo)體具有傳導(dǎo)性的雜質(zhì)元素注入來(lái)形成，因此有通 過(guò)簡(jiǎn)化工藝使成本減少的艱巨任務(wù)。然后，當(dāng)像素部分和外圍電路由單極TFT構(gòu)成，注入雜質(zhì)元素工 藝的一部分可被省略。作為通過(guò)使用單極TFT形成的像素的實(shí)例，在 發(fā)表于ASIA DISPLAY, 315頁(yè)(2001 )，"基于非晶硅薄膜晶體管的 有源矩陣有機(jī)光發(fā)射顯示器件，， 一文中，提出了如圖8所示的像素。圖8所示的像素具有源極信號(hào)線801，柵極信號(hào)線802，開關(guān) TFT803,驅(qū)動(dòng)TFT804，有源電阻TFT805，電容元件806，電流供電線 807， EL元件808，以及電源線809， TFT803到805采用n-溝道TFT。開關(guān)TFT803的柵電極被連接到柵極信號(hào)線802，開關(guān)TFT803的 第一電極被連接到源極信號(hào)線801，而開關(guān)TFT803的第二電極被連接 到驅(qū)動(dòng)TFT804的柵電極。驅(qū)動(dòng)TFT804的笫一電極被連接到EL元件 808的陽(yáng)極，而驅(qū)動(dòng)TFT804的第二電極被連接到有源電阻TFT805的 第一電極。有源電阻TFT805的柵電極和第二電極彼此連接，他們被連 接到電流供電線807。 EL元件808的陰極被連接到電源線809，和電 流供電線807彼此有電位差。電容元件806被配置于驅(qū)動(dòng)TFT804的柵 電極和電流供電線807之間，保持施加于驅(qū)動(dòng)TFT804的柵電極的信號(hào) 電位。如圖2A和8所示，使用N-溝道TFT作驅(qū)動(dòng)TFT的操作將被考慮。 圖2C僅顯示了圖2A和B中所示的像素中電流供電線206到驅(qū)動(dòng) TFT204到EL元件207到電源線208的構(gòu)成部分。驅(qū)動(dòng)TFT204被形成 為n-溝道型，這樣被連接到EL元件207陽(yáng)極的一側(cè)為源極，而被連接 到電流供電線的另 一 側(cè)為漏極?，F(xiàn)在，假設(shè)電流供電線206的電位為Vdd， EL元件207的陽(yáng)極電位 為VA，它的陰極電位為Ve，并且驅(qū)動(dòng)TFT204的柵電極電位為VSig。驅(qū) 動(dòng)TFT2 04的源極-柵極電壓Vos為Vgs= ( Vsu-Va) ， EL元件2 07的陽(yáng)極 一陰極電壓V機(jī)為Vel= (Va-Vc)。圖2D顯示了驅(qū)動(dòng)TFT2 04和EL元件207的電壓-電流特性曲線。 驅(qū)動(dòng)TFT204的電壓-電流曲線與EL元件207的電壓-電流曲線的交點(diǎn)為工作點(diǎn)，它決定被輸送通過(guò)EL元件207的電流值和EL元件的陽(yáng)極 電位V纟。此時(shí)，當(dāng)EL元件207的電壓-電流曲線由211表示，并且TFT204 的電壓-電流曲線用213表示時(shí)，工作點(diǎn)落在215，由此電流值和1 = V"被確定。此外，這時(shí)驅(qū)動(dòng)TFT204的柵極-源極電壓Ves被表示為Vcs= (Vsig-V")。此處，EL元件207已經(jīng)退化的情況將被考慮。當(dāng)EL元件207已 經(jīng)退化時(shí)，開始發(fā)光的電壓增加，曲線向右移動(dòng)并由212表示。此處， 假設(shè)驅(qū)動(dòng)TFT204在飽和區(qū)工作，以及退化的EL元件207不引起柵極-源極電壓改變，工作點(diǎn)移到216。更特殊地，它變?yōu)閂A-V"。在這種 情況下，即使驅(qū)動(dòng)TFT204的源極-漏極電壓被改變，電流值沒(méi)有很大 改變，因此發(fā)光沒(méi)有很大改變。但是，目前N-溝道TFT被用作驅(qū)動(dòng) TFT204，并且被連接到EL元件2 07陽(yáng)極的一側(cè)的是源極。這樣，驅(qū)動(dòng) TFT204的柵極-源極電壓V"變小為VGS=( VSig-V")。所以，驅(qū)動(dòng)TFT204 的電壓-電流曲線這時(shí)由214表示。因此工作點(diǎn)降到217。更特殊地， 退化的EL元件207引起驅(qū)動(dòng)TFT204的源極電位升高和柵極-源極電壓 減小，這樣電流值被改變很大，導(dǎo)致發(fā)光下降。本發(fā)明中，目的是提供一種能夠解決如上所描述由退化的EL元件 所引起問(wèn)題的半導(dǎo)體器件，其中N-溝道TFT被用作驅(qū)動(dòng)TFT，用于為 EL元件提供電流。上面所描述的目的的主要點(diǎn)是退化的EL元件引起EL元件陽(yáng)極電 位，即驅(qū)動(dòng)TFT的源極電位升高和由此使驅(qū)動(dòng)TFT的柵極-源極電壓的 減小。為了使當(dāng)EL元件退化時(shí)電流值不被改變，有必要當(dāng)退化的EL元 件引起EL元件的陽(yáng)極電位升高時(shí)使驅(qū)動(dòng)TFT的柵極-源極電壓不被改 變。在本發(fā)明中，采用自舉(bootstrap)運(yùn)行的結(jié)構(gòu)被應(yīng)用到像素。 在驅(qū)動(dòng)TFT的柵極和源極間提供一個(gè)電容元件，并且在圖象信號(hào)被輸 入到柵電極的過(guò)程中，源極電位被設(shè)定在某個(gè)值。圖象信號(hào)被輸入后， 柵電極處于浮置狀態(tài)。此時(shí)，如果驅(qū)動(dòng)TFT的源極-漏極電壓超過(guò)閾值， 驅(qū)動(dòng)TFT變?yōu)殚_。但是，如果驅(qū)動(dòng)TFT的設(shè)定源極電位被釋放，電流 流向EL元件，結(jié)果陽(yáng)極電位即驅(qū)動(dòng)TFT的源極電位升高。因此處于浮 置狀態(tài)的柵電極的電位，通過(guò)置于驅(qū)動(dòng)TFT的柵極和源極間的電容元件的耦合，升高相同量。結(jié)果，當(dāng)陽(yáng)極電位由于EL元件退化不同地升 高時(shí)，這種升高可同樣加在柵電極電位上，因此可使驅(qū)動(dòng)TFT的柵極-源極電壓保持不變。電容元件(存儲(chǔ)電容器)的作用被解釋。已輸入圖象信號(hào)的驅(qū)動(dòng) TFT的柵極電位被晶體管等的漏泄電流改變，并且驅(qū)動(dòng)TFT的源極-柵 極電壓被改變。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)TFT的漏極電流被改變，并且發(fā)光減少。 因此電容元件需要具有保持電荷使驅(qū)動(dòng)TFT的柵極電位在一個(gè)恒定值 或在預(yù)定的顯示時(shí)期內(nèi)為幾乎恒定值的能力。以下描述本發(fā)明的構(gòu)造。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于包含一個(gè)具有發(fā)光元件的像素； 其中像素具有有兩種狀態(tài)一導(dǎo)電和非導(dǎo)電狀態(tài)的笫一和第二開關(guān)元件、 一個(gè)晶體管， 一個(gè)電容元件以及發(fā)光元件；視頻信號(hào)被輸入到第一開關(guān)元件的第一電極，并且笫一開關(guān)元件的第二電極被電連接于晶體管的柵電極；晶體管的第一電極被電連接于第二開關(guān)元件的第一電極和發(fā)光元件的第一電極，并且晶體管的第二電極被電連接于第一電源； 第二開關(guān)元件的第二電極被電連接于笫二電源； 發(fā)光元件的第二電極被電連接于第三電源，并且 電容元件被配置于晶體管的柵電極和第一電極之間。 本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于包含具有發(fā)光元件的像素； 其中像素具有有兩種狀態(tài)一導(dǎo)電和非導(dǎo)電狀態(tài)的第一、笫二和第三開關(guān)元件、 一個(gè)晶體管、 一個(gè)電容元件以及發(fā)光元件；視頻信號(hào)被輸入到第一開關(guān)元件的第一電極，并且第一開關(guān)元件的第二電極被電連接于晶體管的柵電極；晶體管的第一電極被電連接于第二開關(guān)元件的第一電極和發(fā)光元件的第一電極，并且晶體管的第二電極被電連接于第一電源； 第二開關(guān)元件的第二電極被電連接于第二電源； 發(fā)光元件的第二電極被電連接于笫三電源； 電容元件被配置于晶體管的柵電極和第一電極之間，并且 第三開關(guān)元件的第一電極被電連接于晶體管的柵電極，而第三開關(guān)元件的第二電極被電連接于晶體管的第一電極、第二電源和笫三電源中任何一個(gè)。
本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件的特征在于包含具有發(fā)光元件的像素；其中像素具有有兩種狀態(tài)一導(dǎo)電和非導(dǎo)電狀態(tài)的第一、第二和第 三開關(guān)元件、 一個(gè)晶體管、 一個(gè)電容元件以及發(fā)光元件；視頻信號(hào)被輸入到第一開關(guān)元件的第一電極，并且第一開關(guān)元件 的第二電極被電連接于晶體管的柵電極；晶體管的第一電極被電連接于第二開關(guān)元件的第一電極和發(fā)光元 件的第一電極，并且晶體管的第二電極被電連接于第一電源；第二開關(guān)元件的第二電極被電連接于第二電源；發(fā)光元件的第二電極被電連接于第三電源；電容元件被配置于晶體管的柵電極和第一電極之間，并且第三開關(guān)元件的笫一電極被電連接于發(fā)光元件的笫一電極，而第 三開關(guān)元件的笫二電極被電連接于笫二電源。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包含具有發(fā)光元件的像素，其中像素具有有兩種狀態(tài)一導(dǎo)電和非導(dǎo)電狀態(tài)的笫一、第二和第 三開關(guān)元件、 一個(gè)晶體管、 一個(gè)電容元件以及發(fā)光元件；視頻信號(hào)被輸入到第一開關(guān)元件的第一電極，并且第一開關(guān)元件 的第二電極被電連接于晶體管的柵電極；晶體管的第一電極被電連接于第二開關(guān)元件的第一電極和發(fā)光元 件的第一電極，并且晶體管的笫二電極通過(guò)第三開關(guān)元件被電連接于 第一電源；第二開關(guān)元件的第二電極被電連接于第二電源； 發(fā)光元件的第二電極被電連接于第三電源，并且 電容元件被配置于晶體管的柵電極和第一電極之間。 在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，當(dāng)晶體管的電導(dǎo)類型為N-溝道型時(shí)，第一電源的電位V"第二電源的電位l以及第三電源的電位V3可能是V》V2和Vt〉V"在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，第二電源的電位V2和第三電源的電位V3也可能是v2<v3。在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，當(dāng)晶體管的電導(dǎo)類型為p-溝道型時(shí)，笫一電源的電位V,，第二電源的電位V2以及第三電源的電位V3可能是 V'〈V2和V,〈V3。在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，笫二電源的電位v2以及第三電源的電位V3也可能是v2>v3。本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件的特征在于包含具有發(fā)光元件的像素； 其中像素具有源極信號(hào)線、笫一和笫二柵極信號(hào)線、電流供電線、第一、第二和笫三晶體管、電容元件以及發(fā)光元件；第一晶體管的柵電極被電連接于第一柵極信號(hào)線，第一晶體管的第一電極被電連接于第二晶體管的第一電極和發(fā)光元件的第一電極，而第一晶體管的第二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的第一電源，或不包括該像素的任何一個(gè)像素中的第一或第二柵極信號(hào) 線；第二晶體管的柵電極被電連接于第三晶體管的第一電極，而第二晶體管的第二電極被電連接于電流供電線；第三晶體管的柵電極被電連接于第二柵極信號(hào)線，而第三晶體管 的第二電極被電連接于源極信號(hào)線；發(fā)光元件的第二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的 第二電源，并且電容元件被配置于第二晶體管的柵電極和第一電極之間。本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件的特征在于包含具有發(fā)光元件的像素；其中像素具有源極信號(hào)線、柵極信號(hào)線、電流供電線、笫一、第 二和第三晶體管、電容元件以及發(fā)光元件；笫一晶體管的柵電極被電連接于柵極信號(hào)線，笫一晶體管的笫一 電極被電連接于第二晶體管的第一電極和發(fā)光元件的第一電極，而笫 一晶體管的第二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的第一 電源，或不包括該像素的任何一個(gè)像素中的柵極信號(hào)線；第二晶體管的柵電極被電連接于第三晶體管的第一電極，而第二晶體管的第二電極被電連接于電流供電線；第三晶體管的柵電極被電連接于柵極信號(hào)線，而第三晶體管的第二電極被電連接于源極信號(hào)線；發(fā)光元件的第二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的笫二電源，并且電容元件被配置于第二晶體管的柵電極和第一電極之間。 本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件的特征在于包含具有發(fā)光元件的像素； 其中像素具有源極信號(hào)線、第一、第二和第三柵極信號(hào)線、電流 供電線、第一、笫二、第三和第四晶體管、電容元件以及發(fā)光元件；第一晶體管的柵電極被電連接于第一柵極信號(hào)線，笫一晶體管的 第一電極被電連接于第二晶體管的第一電極和發(fā)光元件的第一電極， 而第一晶體管的笫二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的第一電源、在不包括該像素的任何一個(gè)像素中的第一、第二和第三柵 極信號(hào)線以及在該像素中的第二和笫三柵極信號(hào)線中的任何一個(gè)；第二晶體管的柵電極被電連接于笫三晶體管的第一電極，而第二 晶體管的第二電極被電連接于電流供電線；第三晶體管的柵電極被電連接于第二柵極信號(hào)線，而笫三晶體管 的第二電極被電連接于源極信號(hào)線；發(fā)光元件的第二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的 第二電源；電容元件被配置于第二晶體管的柵電極和笫一電極之間，并且 第四晶體管的柵電極被電連接于第三柵極信號(hào)線，第四晶體管的 第一電極被電連接于第二晶體管的柵電極，而第四晶體管的笫二電極 被電連接于第二晶體管的第一電極、第一電源和第二電源中的任何一 個(gè)。本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件的特征在于包含具有發(fā)光元件的像素； 其中像素具有源極信號(hào)線，第一和笫二柵極信號(hào)線、電流供電線、 第一、第二、第三和第四晶體管、電容元件以及發(fā)光元件；第一晶體管的柵電極被電連接于第一柵極信號(hào)線，笫一晶體管的 第一電極被電連接于第二晶體管的笫一電極和發(fā)光元件的笫一電極， 而笫一晶體管的第二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的第一電源，在不包括該像素的任何一個(gè)像素中的第一和第二柵極信號(hào) 線以及在該像素中的第二柵極信號(hào)線中的任何一個(gè)；笫二晶體管的柵電極被電連接于笫三晶體管的第一電極，而第二 晶體管的第二電極被電連接于電流供電線；第三晶體管的柵電極被電連接于第一柵極信號(hào)線，而第三晶體管 的第二電極被電連接于源極信號(hào)線；發(fā)光元件的第二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的 第二電源；電容元件被配置于第二晶體管的柵電極和第一電極之間，并且
第四晶體管的柵電極被電連接于笫二柵極信號(hào)線，第四晶體管的 第一電極被電連接于第二晶體管的柵電極，而第四晶體管的第二電極 被電連接于第二晶體管的第一電極、第一電源和第二電源中的任何一 個(gè)-本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件的特征在于包含具有發(fā)光元件的像素；其中像素具有源極信號(hào)線、第一、笫二和第三柵極信號(hào)線、電流 供電線、第一、第二、第三和第四晶體管、電容元件以及發(fā)光元件；第一晶體管的柵電極被電連接于第一柵極信號(hào)線，第一晶體管的 第一電極被電連接于第二晶體管的第一電極和發(fā)光元件的笫一電極， 而第一晶體管的第二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的 第一電源，在不包括該像素的任何一個(gè)像素中的第一、第二和第三柵 極信號(hào)線以及在該像素中的笫二和笫三柵極信號(hào)線中的任何一個(gè)；第二晶體管的柵電極被電連接于第三晶體管的第一電極，而第二 晶體管的第二電極被電連接于電流供電線；第三晶體管的柵電極被電連接于第二柵極信號(hào)線，而第三晶體管 的第二電極被電連接于源極信號(hào)線；發(fā)光元件的第二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的 第二電源；電容元件被配置于第二晶體管的柵電極和第一電極之間，并且 第四晶體管的柵電極被電連接于第三柵極信號(hào)線，第四晶體管的 第一電極被電連接于發(fā)光元件的第一電極，而第四晶體管的第二電極 被電連接于第一電源。本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件的特征在于包含具有發(fā)光元件的像素； 其中像素具有源極信號(hào)線、笫一和第二柵極信號(hào)線、電流供電線、 第一、第二、第三和笫四晶體管、電容元件以及發(fā)光元件；第一晶體管的柵電極被電連接于第一柵極信號(hào)線，第一晶體管的 第一電極被電連接于第二晶體管的第一電極和發(fā)光元件的第一電極， 而第一晶體管的第二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的 第一電源，在不包括該像素的任何一個(gè)像素中的笫一、第二和笫三柵 極信號(hào)線以及在該像素中的第二和第三柵極信號(hào)線中的任何一個(gè)；第二晶體管的柵電極被電連接于第三晶體管的第一電極，而第二 晶體管的第二電極被電連接于電流供電線；
第三晶體管的柵電極被電連接于第一柵極信號(hào)線，而笫三晶體管的第二電極被電連接于源極信號(hào)線；發(fā)光元件的笫二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的 第二電源；電容元件被配置于笫二晶體管的柵電極和笫一電極之間，并且 第四晶體管的柵電極被電連接于第二柵極信號(hào)線，第四晶體管的第一電極被電連接于發(fā)光元件的第一電極，而第四晶體管的第二電極被電連接于第一電源。本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件的特征在于包含具有發(fā)光元件的像素； 其中像素具有源極信號(hào)線、第一、第二和第三柵極信號(hào)線、電流供電線，第一、第二、笫三和第四晶體管、電容元件以及發(fā)光元件；第一晶體管的柵電極被電連接于第一柵極信號(hào)線，第一晶體管的第一電極被電連接于笫二晶體管的第一電極和發(fā)光元件的笫一電極， 而第一晶體管的第二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的第一電源，在不包括該像素的任何一個(gè)像素中的第一、第二和第三柵 極信號(hào)線以及在該像素中的第二和第三柵極信號(hào)線中的任何一個(gè)； 笫二晶體管的柵電極被電連接于笫三晶體管的第一電極，而第二晶體管的第二電極被電連接于電流供電線；第三晶體管的柵電極被電連接于第二柵極信號(hào)線，而笫三晶體管 的第二電極被電連接于源極信號(hào)線；發(fā)光元件的第二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的 第二電源；電容元件被配置于第二晶體管的柵電極和第一電極之間，電容元 件保持第二晶體管的柵電極和第一電極之間的電壓，并且第四晶體管被配置于笫二晶體管的第二電極和電流供電線之間， 或第二晶體管的第一電極和發(fā)光元件的第一電極之間，并且第四晶體 管的柵電極被電連接于第三柵極信號(hào)線。本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件的特征在于包含具有發(fā)光元件的像素；其中像素具有源極信號(hào)線、第一和第二柵極信號(hào)線、電流供電線、 第一、第二、第三和第四晶體管、電容元件以及發(fā)光元件；第一晶體管的柵電極被電連接于第一柵極信號(hào)線，第一晶體管的 第一電極被電連接于笫二晶體管的第一電極和發(fā)光元件的笫一電極， 而笫一晶體管的第二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的 第 一 電源，在不包括該像素的任何一個(gè)像素中的第 一和笫二柵極信號(hào)線以及在該像素中的第二柵極信號(hào)線中的任何一個(gè)；第二晶體管的柵電極被電連接于第三晶體管的笫一電極，而笫二 晶體管的第二電極被電連接于電流供電線；第三晶體管的柵電極被電連接于第一柵極信號(hào)線，而第三晶體管的第二電極被電連接于源極信號(hào)線；發(fā)光元件的第二電極被電連接于與電流供電線彼此間有電位差的 第二電源；電容元件被配置于第二晶體管的柵電極和第一電極之間，電容元 件保持第二晶體管的柵電極和第一電極之間的電壓，并且第四晶體管被配置于第二晶體管的笫二電極和電流供電線之間， 或第二晶體管的第一電極和發(fā)光元件的第一電極之間，并且第四晶體管的柵電極被電連接于第三柵極信號(hào)線。在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，第一和第三晶體管可以是相同的導(dǎo)電 類型。在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，包含于像素中的晶體管可以是相同的 導(dǎo)電類型。在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，當(dāng)?shù)诙w管的一種導(dǎo)電類型為一種 N-溝道型時(shí)，電流供電線的電位V"第一電源的電位V2以及第二電源的電位V3是V!〉V2和V》V3。在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，當(dāng)?shù)诙w管的導(dǎo)電類型為N溝道型時(shí)，第一電源的電位V2以及笫二電源的電位V3是V2〉V"在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，當(dāng)?shù)诙w管的導(dǎo)電類型為p-溝道型時(shí)，電流供電線的電位V!、笫一電源的電位V2以及第二電源的電位V3在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，當(dāng)?shù)诙w管的導(dǎo)電類型為p-溝道型時(shí)，第一電源的電位V2以及第二電源的電位V3是V2〈V3。用于驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的方法的特征在于具有發(fā)光元件的 像素被配置，其中像素具有有兩種狀態(tài)一導(dǎo)通和非導(dǎo)通狀態(tài)的第一和笫二開關(guān) 元件，具有一個(gè)晶體管， 一個(gè)電容元件以及發(fā)光元件，
視頻信號(hào)被輸入到笫一開關(guān)元件的笫一電極，并且第一開關(guān)元件 的第二電極被電連接于晶體管的柵電極，晶體管的第一電極被電連接于第二開關(guān)元件的第一電極和發(fā)光元 件的第一電極，而晶體管的第二電極被電連接于第一電源，第二開關(guān)元件的第二電極被電連接于笫二電源，發(fā)光元件的第二電極被電連接于第三電源，電容元件被配置于晶體管的柵電極和笫一電極之間，用于驅(qū)動(dòng)顯示器件的方法包含第一步導(dǎo)通第一和第二開關(guān)元件以輸入視頻信號(hào)到晶體管的柵電極，并固定晶體管的第一電極電位；第二步不導(dǎo)通笫一和第二開關(guān)元件以使晶體管的柵電極處于浮置狀態(tài)；以及笫三步提供對(duì)應(yīng)于施加到晶體管柵電極電位的電流給發(fā)光元件來(lái) 發(fā)射光，其中在第三步，電容元件保持晶體管的柵極-源極電壓以使晶體管 的第一電極的電位的改變等于晶體管的柵電極的電位改變。用于驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的方法的特征在于具有發(fā)光元件的 像素被配置，其中像素具有有兩種狀態(tài)一導(dǎo)通和非導(dǎo)通狀態(tài)的第一、笫二和第 三開關(guān)元件，具有晶體管，電容元件和發(fā)光元件，視頻信號(hào)被輸入到第一開關(guān)元件的第一電極，并且第一開關(guān)元件 的第二電極被電連接于晶體管的柵電極，晶體管的第一電極被電連接于笫二開關(guān)元件的第一電極和發(fā)光元 件的第一電極，而晶體管的第二電極被電連接于第一電源，第二開關(guān)元件的第二電極被電連接于笫二電源，發(fā)光元件的第二電極被電連接于第三電源，電容元件被配置于晶體管的柵電極和第一電極之間，并且第三開關(guān)元件的笫一電極被電連接于晶體管的柵電極，而笫三開 關(guān)元件的第二電極被電連接于晶體管的第一電極，笫二電源和第三電 源中任何一個(gè)，用于驅(qū)動(dòng)顯示器件的方法包含第一步導(dǎo)通第一和笫二開關(guān)元件以輸入視頻信號(hào)到晶體管的柵電
極，并固定晶體管的第一電極電位；第二步不導(dǎo)通笫一和笫二開關(guān)元件以使晶體管的柵電極處于浮置狀態(tài)；第三步提供對(duì)應(yīng)于施加到晶體管柵電極電位的電流給發(fā)光元件來(lái) 發(fā)射光；并且笫四步導(dǎo)通第三開關(guān)元件使得晶體管的柵極-源極電壓等于或低 于閾值電壓絕對(duì)值，并停止提供電流給發(fā)光元件，其中在第三步，電容元件保持晶體管的柵極-源極電壓以使晶體管 的第一電極的電位的改變等于晶體管的柵電極的電位改變。用于驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的方法的特征在于具有發(fā)光元件的 像素被配置，其中像素具有有兩種狀態(tài)一導(dǎo)通和非導(dǎo)通狀態(tài)的第一、笫二和笫 三開關(guān)元件，具有晶體管，電容元件和發(fā)光元件，視頻信號(hào)被輸入到笫一開關(guān)元件的第一電極，并且第一開關(guān)元件 的第二電極被電連接于晶體管的柵電極，晶體管的第一電極被電連接于第二開關(guān)元件的第一電極和發(fā)光元 件的第一電極，而晶體管的第二電極被電連接于第一電源，第二開關(guān)元件的笫二電極被電連接于第二電源，發(fā)光元件的第二電極被電連接于第三電源，電容元件被配置于晶體管的柵電極和第一電極之間，并且第三開關(guān)元件的第一電極被電連接于發(fā)光元件的第一電極，而笫 三開關(guān)元件的第二電極被電連接于第二電源，用于驅(qū)動(dòng)顯示器件的方法包含第一步導(dǎo)通第一和笫二開關(guān)元件以輸入視頻信號(hào)到晶體管的柵電極，并固定晶體管的第一電極電位；第二步不導(dǎo)通第一和第二開關(guān)元件以使晶體管的柵電極處于浮置狀態(tài)；第三步提供對(duì)應(yīng)于施加到晶體管柵電極電位的電流給發(fā)光元件來(lái) 發(fā)射光；并且第四步導(dǎo)通第三開關(guān)元件使得晶體管的柵極-源極電壓等于或低 于閾值電壓絕對(duì)值，并停止提供電流給發(fā)光元件，其中在第三步，電容元件保持晶體管的柵極-源極電壓以使晶體管
的第一電極的電位的改變等于晶體管的柵電極的電位改變。用于驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的方法的特征在于具有發(fā)光元件的 《象素被配置，其中像素具有有兩種狀態(tài)一導(dǎo)通和非導(dǎo)通狀態(tài)的第一、第二和笫 三開關(guān)元件，具有晶體管，電容元件和發(fā)光元件，視頻信號(hào)被輸入到第一開關(guān)元件的笫一電極，并且第一開關(guān)元件 的第二電極被電連接于晶體管的柵電極，晶體管的第一電極被電連接于第二開關(guān)元件的第一電極和發(fā)光元 件的第一電極，而晶體管的笫二電極通過(guò)第三開關(guān)元件被電連接于笫 一電源，第二開關(guān)元件的第二電極被電連接于第二電源， 光發(fā)射元件的第二電極被電連接于第三電源，并且 電容元件被配置于晶體管的柵電極和第一電極之間，用于驅(qū)動(dòng)顯示器件的方法包含第一步導(dǎo)通第一和笫二開關(guān)元件以輸入視頻信號(hào)到晶體管的柵電 極，并固定晶體管的第一電極電位；第二步不導(dǎo)通第一和第二開關(guān)元件以使晶體管的柵電極處于浮置狀態(tài)；第三步導(dǎo)通第三開關(guān)元件以提供對(duì)應(yīng)于施加到晶體管柵電極電位的電流給發(fā)光元件來(lái)發(fā)射光；并且第四步不導(dǎo)通第三開關(guān)元件并停止提供電流給發(fā)光元件，其中在第三步，電容元件保持晶體管的柵極-源極電壓以使晶體管 的第一電極的電位的改變等于晶體管的柵電極的電位改變。


圖1A和1B是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例和其工作的實(shí)施例的示意圖； 圖2A ~ 2D是說(shuō)明在通過(guò)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形成單極TFT的情況下的工作示 意圖；圖3A 3C是說(shuō)明根據(jù)圖1A所示結(jié)構(gòu)的電路的工作示意圖；圖4A 4C是說(shuō)明本發(fā)明和工作的實(shí)施例的示意圖；圖5A~ 5C是說(shuō)明本發(fā)明和工作的實(shí)施例的示意圖；圖6A-6E是說(shuō)明本發(fā)明和工作的實(shí)施例的示意圖；圖7A ~ 7H是對(duì)比本發(fā)明和傳統(tǒng)實(shí)例在驅(qū)動(dòng)TFT的柵電極和源極區(qū)
周圍電位變化的示意圖；圖8介紹由單極TFT構(gòu)造的像素的一個(gè)實(shí)例的示意圖；圖9是描述本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖；圖IOA和IOB是說(shuō)明時(shí)間灰度等級(jí)系統(tǒng)的示意圖；圖11A~ IIC是說(shuō)明時(shí)間灰度等級(jí)系統(tǒng)的示意圖；圖12A-12D是說(shuō)明本發(fā)明和工作的實(shí)施例的示意圖；圖13A 13D是說(shuō)明半導(dǎo)體器件制造工藝的示意圖；圖14A 14C是說(shuō)明半導(dǎo)體器件制造工藝的示意圖；圖15A~ 15C是半導(dǎo)體器件的俯視圖和橫截面圖；圖16A~ 16C是描述用于利用模擬視頻信號(hào)的顯示器的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖17A和17B是描述如圖16A-16C所示器件中源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路和柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例的示意圖；圖18A和18B是描述用于利用數(shù)字視頻信號(hào)的顯示器的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的示意圖；圖19A和19B是描述圖18A和18B所示器件中的源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例的示意圖；圖20A 20H是描述可適用于本發(fā)明的電子器件實(shí)例的示意圖； 圖21A 21C是說(shuō)明本發(fā)明和工作的實(shí)施例的示意圖；以及 圖22是描述本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的俯視圖的示意圖。
具體實(shí)施方式
[實(shí)施例1]圖1A表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。本發(fā)明的像素具有源極信號(hào)線 101，柵極信號(hào)線102，笫一、第二和笫三TFT103 ~ 105，電容元件106， 電流供電線107， EL元件108，以及電源線109和110。 TFT103的柵 電極被連接到柵極信號(hào)線102， TFT103的笫一電極被連接到源極信號(hào) 線IOI，而TFT103的第二電極被連接到TFT104的柵電極。TFT104的 第一電極被連接到電流供電線107,而TFT104的第二電極被連接到 TFT105的笫一電極和EL元件的第一電極。TFT105的柵電極被連接到 柵極信號(hào)線102，而TFT105的第二電極被連接到電源線110。 EL元件 108的第二電極被連接到電源線109。電容元件106被配置于TFT104 的柵電極和第二電極之間，用來(lái)保持柵極-源極電壓。
現(xiàn)在，所有TFT103~ 105為N-溝道TFT，并且當(dāng)柵極-源極電壓超 過(guò)閾值時(shí)它們被開啟。此外，在EL元件108中，第一電極是陽(yáng)極，而 第二電極為陰極。陽(yáng)極電位設(shè)定為Va,而陰極電位即電源線109的電 位設(shè)定為Ve。此外，電流供電線107的電位設(shè)定為Vdd，電源線110的 電位設(shè)定為Vss。視頻信號(hào)的電位設(shè)定為VSig。電路的工作將用圖1A， lB和3A 3Ci兌明。此處，TFT104的柵極 (G)、源極(S)，和漏極(D)如圖3A所定義。在某些像素中選擇柵極信號(hào)線102來(lái)開啟TFT103和105。如圖3A 所示，視頻信號(hào)從源極信號(hào)線101被輸入到TFT104的柵電極，并且電 位變?yōu)閂Sig。同時(shí)，TFT105導(dǎo)通，這樣V產(chǎn)Vss。此時(shí)當(dāng)設(shè)定Vss《Vc時(shí)， 在書寫視頻信號(hào)時(shí)電流不流經(jīng)EL元件108。但是，設(shè)定Vss〉V"則電 流可以流經(jīng)EL元件108。這里關(guān)鍵是VA被固定在一固定電位。根據(jù)該 工作，電容元件106的兩個(gè)電極間的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?VSig-Vss)。然后， 當(dāng)柵極信號(hào)線102的選擇期結(jié)束，并且TFT103和105關(guān)閉時(shí)，儲(chǔ)存于 電容元件106的電荷的遷移路徑已不存在，以及TFT104的柵極-源極 電壓(Vsi廣Vss)被保持。(圖3B )。此時(shí)，當(dāng)(Vsu-Vss)超過(guò)TFT104的閾值時(shí)，TFT104開啟，電流 被啟動(dòng)從電流供電線流107經(jīng)EL元件，并且啟動(dòng)光發(fā)射(圖3C )，增 加TFT104的源極電位。在這一時(shí)期，TFT104的柵電極處于浮置狀態(tài)， 并且電容元件106保持TFT104的柵極-源極電壓。因此，柵電極的電 位隨源極電位的上升而增加。在這一時(shí)期，在TFT104和105中的半導(dǎo) 體層(在源極區(qū)或漏極區(qū))和柵電極間存在電容分量，但是電容元件 106的電容值被設(shè)定為遠(yuǎn)遠(yuǎn)高該于電容分量，由此使TFT104源極電位 的增加量幾乎等于TFT104柵極電位的增加量?；谠摴ぷ?，根據(jù)退化或不退化的EL元件的工作將在圖1B中考 慮。圖1B圖解示出151為柵極信號(hào)線102的電位，152和153為TFT104 的柵電極的電位Ve，154和155是EL元件108的陽(yáng)極電位Va即TFT104 的源極電位，而156是TFT104的柵極-源極電壓Vcs。現(xiàn)在，在圖1B所示由i表示的部分中，柵極信號(hào)線102被選定在 高電位。因此視頻信號(hào)被寫在這部分，并且TFT104的柵極電位V6升高。 同時(shí)，TFT105導(dǎo)通，因此EL元件108的陽(yáng)極電位Va，即TFT104的源 極電位變?yōu)榈扔赩ss。結(jié)果TFT104的柵極-源極電壓V。s變大。此外， 當(dāng)在這部分中VA=Vss< Vc時(shí)，無(wú)論視頻信號(hào)值Vsig為多大，EL元件108 不發(fā)射光。在由ii表示的時(shí)刻，柵極信號(hào)線102的選定是低電位結(jié)束，并且 TFT103和105被關(guān)閉。此時(shí)在電容元件106中保持(Vsu-VO 。隨后，進(jìn)入由iii表示的部分，并且光發(fā)射被啟動(dòng)。此時(shí)，當(dāng)TFT104 的柵極-源極電位Ves超過(guò)閾值，TFT104開啟以傳送漏極電流，發(fā)光元 件108發(fā)射光。同時(shí)，TFT104的源極電位也升高。此處如上所述，TFT104 的柵極電位處于浮置狀態(tài)，因此該電位類似于在TFT104的源極電位上 升而上升。此處，將考慮EL元件108已退化的情況。當(dāng)EL元件108退化時(shí)， 如上所述在傳送一定值電流經(jīng)過(guò)EL元件108時(shí)，陰極-陽(yáng)極電壓變大。結(jié)果Va上升如155所表示。但是，在本發(fā)明中，Ve也由于VA的上升而上升，結(jié)果表現(xiàn)出V"保持不變。另一方面，如圖7A 7H所示，在圖2B所示傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)情況下，當(dāng) 視頻信號(hào)一旦被輸入并且電位變?yōu)閂sig時(shí)，在此之后TFT104的柵極電 位不被改變。因此，當(dāng)EL元件207退化且l上升時(shí)，TFT204的柵極-源極電壓變得比退化前小(圖7G和7H)。在這種狀況下，即使TFT204 在飽和區(qū)工作，工作點(diǎn)的電流值也將凈皮改變。因此，當(dāng)EL元件207退 化且電壓-電流特性曲線被改變，流經(jīng)EL元件207的電流變小導(dǎo)致光 發(fā)射減小。如上所述，即使在EL元件退化時(shí)電流值也不被改變，由此本發(fā)明 可消除EL元件退化的影響。此外，電源線的兩個(gè)電位Vss和Ve可被任意設(shè)定。因此，設(shè)定Vss <Vc，由此反向偏壓可以容易地施加到EL元件。此外，TFT103和105僅起開關(guān)元件的功能是好的，并且因此極性 不被限定。更特別地，即使所有構(gòu)成像素的TFT被設(shè)定為單極型，也 可以進(jìn)行正常工作。在圖1A中，TFTF103和105被設(shè)定為具有相同極 性并且只被柵極信號(hào)線102控制。但是，使用彼此不同的第一和笫二 柵極信號(hào)線來(lái)控制各個(gè)TFT是可以的。在這種情況下，TFT103和105 彼此可以具有不同的極性。但是，考慮到像素的數(shù)字孔徑，引線數(shù)量 盡可能地少是理想的。實(shí)施例2 根據(jù)圖1A所示結(jié)構(gòu)，用于通向像素部分的線路，需要五條源極 信號(hào)線、柵極信號(hào)線、電流供電線(Vdd)、電源線(Ve)以及電源線(Vss)。在本實(shí)施例中，將描述用于引線的線路共享的結(jié)構(gòu)，由此使得用于每個(gè)像素的引線的線路數(shù)量減少并獲得高數(shù)字孔徑。圖9描述本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。與實(shí)施例1所不同點(diǎn)僅僅在于TFT906 的第二電極被連接到電源線(Vss)，但在本實(shí)施例中它被連接到下一 行像素中的柵極信號(hào)線。假定由虛線框900表示的像素處于第I行， TFT906的第二電極被連接到第i+l行的柵極信號(hào)線。作為選擇柵極信號(hào)線的脈沖條件，TFT904的柵極-源電壓足夠大 地超過(guò)在高電位的閾值是可以接受的。更特別地，電位足夠大于閾值 達(dá)到視頻信號(hào)Vsu的最大值是可以接受的。同時(shí)，電位以低電位安全地 關(guān)閉TFT904為好。因此，處于低電位的電位被設(shè)定為等于柵極信號(hào)線的Vss。當(dāng)?shù)趇柵極信號(hào)線被選擇在高電位并且TFT904和906被開啟時(shí)， 第i+l柵極信號(hào)線卻不被選擇。更特別地，它處于低電位并且電位為 Vss。因此，與本實(shí)施例相似，EL元件的陽(yáng)極電位l通過(guò)TFT906變得 等于Vss。因此，當(dāng)用于引線的線路與本實(shí)施例一致被共享，可得到與 實(shí)施例1相同的效果。此外，連接TFT906的第二電極的位置不限定于笫i + l柵極信號(hào) 線，此時(shí)它是一個(gè)能夠施加固定電位Vss的位置，同時(shí)第i柵極信號(hào)線 被選擇在高電位，且TFT906導(dǎo)通。例如，它可以是笫i-l柵極信號(hào)線 或此外的其它線。當(dāng)鄰近行中的信號(hào)線被共享，信號(hào)線的脈沖彼此不 重疊是理想的。此外，如實(shí)施例l所描述的，TFT904和906僅起開關(guān)元件的功能 為好。因此極性不被限定，極性不限于被如圖9所示的單個(gè)柵極信號(hào) 線902所控制。實(shí)施例3驅(qū)動(dòng)TFT的柵極-源極電壓被控制，和流經(jīng)EL元件的電流值被用 于顯示的模擬量控制被稱為模擬灰度等級(jí)系統(tǒng)。同時(shí)，提出數(shù)字灰度 等級(jí)系統(tǒng)，其中EL元件只通過(guò)兩種狀態(tài)驅(qū)動(dòng)一零發(fā)光或百分之百發(fā) 光。在該系統(tǒng)中，只有兩個(gè)灰度等級(jí)，黑和白可被顯示，但是它具有 幾乎不受限于TFT特性變化的優(yōu)點(diǎn)。為了想通過(guò)數(shù)字灰度等級(jí)系統(tǒng)獲
得多級(jí)灰度等級(jí)，采用與時(shí)間灰度等級(jí)系統(tǒng)相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)方法。時(shí)間 灰度等級(jí)系統(tǒng)是一種通過(guò)元件長(zhǎng)時(shí)間或短時(shí)間發(fā)光的時(shí)間長(zhǎng)度表示灰 度等級(jí)的方法。當(dāng)數(shù)字灰度等級(jí)系統(tǒng)與時(shí)間灰度等級(jí)系統(tǒng)結(jié)合時(shí)，如圖10A所示 一個(gè)幀周期被分成幾個(gè)子幀周期。每個(gè)子幀周期具有尋址(寫)期， 持續(xù)(光發(fā)射)期和擦除期，如圖10B所示?；叶鹊燃?jí)被表示出來(lái)， 其中對(duì)應(yīng)于用于顯示的比特?cái)?shù)的子幀周期被排列，其中持續(xù)(光發(fā)射) 期的長(zhǎng)度在每個(gè)子幀周期被設(shè)定為2"—": 2"—2):…2: 1， EL元件 在每個(gè)持續(xù)(光發(fā)射)期被選擇發(fā)光或不發(fā)光，并且當(dāng)EL元件發(fā)光時(shí) 在總時(shí)間長(zhǎng)度上的不同被利用。當(dāng)發(fā)光時(shí)間長(zhǎng)則亮度高，而發(fā)光時(shí)間 短則亮度低。此外，圖10A和10B描述了四比特灰度等級(jí)的實(shí)例，其 中一個(gè)幀周期被分成四個(gè)子幀周期，且24=16灰度等級(jí)電平可通過(guò)持續(xù) (光發(fā)射)期的組合表示。此外，灰度等級(jí)可以在不特別設(shè)定持續(xù)期 的長(zhǎng)度比為二的冪次比時(shí)被表示出來(lái)。另外，某個(gè)子幀周期可以被進(jìn) 一步分割。當(dāng)利用時(shí)間灰度等級(jí)系統(tǒng)獲得多級(jí)灰度等級(jí)時(shí)，較低比特的持續(xù) (光發(fā)射)期的長(zhǎng)度變得更短。因此后續(xù)的尋址期必須緊隨持續(xù)(光 發(fā)射)期完成后開始時(shí)，與不同子幀周期的尋址(寫)期重疊的周期 產(chǎn)生。在此情況下，被輸入到某個(gè)像素的視頻信號(hào)同時(shí)也被輸入到不 同像素，因此不能進(jìn)行正常的顯示。擦除期被配置用于解決該問(wèn)題。 如圖10B所示，它被配置于Ts3和Ts4后以便兩個(gè)不同的尋址(寫) 期彼此不重疊。相應(yīng)地，在持續(xù)(光發(fā)射)期足夠長(zhǎng)并且兩個(gè)不同尋 址(寫)期彼此將不會(huì)重疊的SF1和SF2中不配置擦除期。這樣，為了通過(guò)將數(shù)字灰度等級(jí)系統(tǒng)和時(shí)間灰度等級(jí)系統(tǒng)相結(jié)合 的方法驅(qū)動(dòng)EL元件，可能出現(xiàn)增加光發(fā)射被強(qiáng)制停止和配置擦除期的 工作的情況。圖4A描述了增加一個(gè)笫二柵極信號(hào)線403和一個(gè)擦除TFT407到 具有實(shí)施例1所示結(jié)構(gòu)的像素，以響應(yīng)將數(shù)字灰度等級(jí)系統(tǒng)和時(shí)間灰 度等級(jí)系統(tǒng)相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)方法的實(shí)例。擦除TFT407的柵電極被連接到 第二柵極信號(hào)線403，擦除TFT407的第一電極被連接到TFT405的柵 電極和電容元件408的笫一電極，而擦除TFT407的笫二電極被連接到 TFT405的第二電極和電容元件408的笫二電極。
第一柵極信號(hào)線402被選擇以輸入視頻信號(hào)的工作與實(shí)施例1所 示相同，因此此處將其省略。此外，視頻信號(hào)輸入過(guò)程中，第二柵極 信號(hào)線處于低電平且擦除TFT407是關(guān)閉的。此時(shí)Vsu既產(chǎn)生確實(shí)開啟 TFT405的電位也產(chǎn)生關(guān)閉TFT405的電位。此處，從持續(xù)(光發(fā)射)期到擦除期的工作將用圖4A~4C和圖 11A 11C描述。圖IIA與圖IOA所示相同。如圖IIB所示， 一個(gè)幀周 期有四個(gè)子幀周期。在具有短持續(xù)(光發(fā)射)期的子幀周期SF3和SF4 中，他們分別具有擦除期Te3和Te4。此處，在SF3中的工作將被舉 例說(shuō)明。視頻信號(hào)輸入完成后，對(duì)應(yīng)于TFT405的柵極-源極電壓V。s的電流 傳送經(jīng)EL元件410以發(fā)射光，如圖10B所示。然后，當(dāng)計(jì)時(shí)到達(dá)持續(xù) (光發(fā)射)期的完成時(shí)，脈沖被輸入到要處于高電位的笫二柵極信號(hào) 線403，并且擦除TFT407被開啟以將TFT405的柵極-源極電壓V。s設(shè) 定為零，如圖4C所示。相應(yīng)地，TFT405被關(guān)閉，通入EL元件的電流 被截止，EL元件410被強(qiáng)制停止光發(fā)射。工作是如圖11C所示時(shí)間表。擦除期Te3是持續(xù)(光發(fā)射)期Ts3 之后的周期， 一個(gè)脈沖被輸入到第二柵極信號(hào)線403， EL元件停止光 發(fā)射，然后一個(gè)脈沖再被輸入到第一柵極信號(hào)線402以開始輸入下一 個(gè)視頻信號(hào)。此外，在圖4A所示的結(jié)構(gòu)中，TFT406的第二電極被連接到電源 線412，但是電源線412可被如實(shí)施例2中所示的鄰近行中的柵極信號(hào) 線所代替。此外，在本實(shí)施例中，第二柵極信號(hào)線403被配置用于控 制擦除TFT407，并且因此TFT406的第二電極可被連接到第二柵極信 號(hào)線403。雖然TFT404和406被柵極信號(hào)線402控制，但可增加一條新的柵 極信號(hào)線。在這種情況下，TFT404和406可被柵極信號(hào)線402和新增 柵極信號(hào)線分別控制。實(shí)施例4圖5A描述了在不同于實(shí)施例3中示出的位置配置擦除TFT的實(shí)施 例。在本實(shí)施例中， 一個(gè)擦除TFT507被配置于通向電容元件508的第 一電極的TFT505的柵電極和電源線512之間。類似實(shí)施例3，有關(guān)從視頻信號(hào)輸入到光發(fā)射，通過(guò)將數(shù)字灰度等
級(jí)系統(tǒng)和時(shí)間灰度等級(jí)系統(tǒng)結(jié)合的方法實(shí)施驅(qū)動(dòng)方法是可以接受的。 因此，此處省略該描述，而擦除期的工作將被描述。當(dāng)計(jì)時(shí)到達(dá)持續(xù)(光發(fā)射)期的結(jié)束時(shí)，脈沖被輸入到第二柵極信號(hào)線503達(dá)到高電平，擦除TFT507被開啟，并且TFT505的柵電極 的電位轉(zhuǎn)變?yōu)閂ss，如圖5C所示。更特別地，在擦除期，TFT505的柵 極-源極電壓V"設(shè)定在閾值以下為好。TFT505的源極電位處于至少等于或大于Vss的電位。因此擦除 TFT507的工作允許TFT505的柵極-源極電壓V"為< 0，并且TFT505 被關(guān)閉。相應(yīng)地，擦除期是EL元件510停止光發(fā)射的周期。 一個(gè)脈沖 被再次輸入到第一柵極信號(hào)線502，并且下一個(gè)視頻信號(hào)再開始被輸 入。此外，在圖5A所示的結(jié)構(gòu)中，TFT506的第二電極被連接到電源 線512，但電源線512可被如實(shí)施例2所示的鄰近行中的柵極信號(hào)線所 取代。另外，在本實(shí)施例中，第二柵極信號(hào)線503被配置用于控制擦 除TFT507。因此，TFT506的第二電極可被連接到笫二柵極信號(hào)線503。雖然TFT5 04和5 06被柵極信號(hào)線5 02控制，但是可增加一條新的 柵極信號(hào)線。在這種情況下，TFT5 04和5 06可被柵極信號(hào)線402和新 增柵極信號(hào)線分別控制。實(shí)施例5圖6A描述了在不同于實(shí)施例3和4所示位置配置擦除TFT的實(shí) 例。在本實(shí)施例中，擦除TFT607被配置于TFT605的第一電極和電流 供電線之間。電路的工作將被描述。第一柵極信號(hào)線602被選定在高電平， TFT604被開啟，并且視頻信號(hào)被從源極信號(hào)線601輸入到像素。同時(shí)， TFT606也被開啟使EL元件610的陽(yáng)極電位VA等于Vss。此時(shí)，當(dāng)設(shè)定 Vss《V"在寫視頻信號(hào)時(shí)電流不被傳送流經(jīng)EL元件610，因此TFT607 處于導(dǎo)通或關(guān)閉為好。當(dāng)視頻信號(hào)輸入完成并且第一柵極信號(hào)線602不被選擇時(shí)， TFT605的柵電極處于浮置狀態(tài)并且所儲(chǔ)存電荷的遷移路徑在電容元件 608中受阻塞。因此，柵極-源極電壓Ves在電容元件608中被保持。隨后，第二柵極信號(hào)線603被選定在高電平并且TFT607被開啟， 由此電流如圖6D所示被傳送，EL元件610的陽(yáng)極電位Va上升，產(chǎn)生
與陰極電位Ve的電位差，電流被傳送以發(fā)射光。此外，TFT607從輸入 視頻信號(hào)狀態(tài)被開啟是可以接受的。在此情況下，在第一柵極信號(hào)線 602轉(zhuǎn)變?yōu)椴槐贿x擇的時(shí)刻，電流通過(guò)TFT607和605被提供給EL元 件610，并且EL元件610的陽(yáng)極電位Va上升，產(chǎn)生與陰極電位Ve的電 位差，傳送電流以發(fā)射光。
當(dāng)計(jì)時(shí)到達(dá)持續(xù)(光發(fā)射)期的結(jié)束時(shí)，笫二柵極信號(hào)線603不 被選定在低電平，TFT607被關(guān)閉，并且從電流供電線609到EL元件 610的電流路徑被阻塞。因此，電流不流經(jīng)EL元件610，光發(fā)射停止。 之后，擦除期是一個(gè)脈沖被再次輸入到第一柵極信號(hào)線602，并且下一個(gè)視頻信號(hào)再開始被輸入的周期。
此外，在TFT605的第一電極和EL元件610的陽(yáng)極間配置TFT607 為好。更特別地，TFT607被配置于電流供電線609和EL元件610之 間的電流路徑中，并且在擦除期中提供給EL元件610的電流可能被切 斷是可以接受的。雖然TFT604和606被柵極信號(hào)線602控制，但是可增加一條新的 柵極信號(hào)線。在這種情況下，TFT604和606可被柵極信號(hào)線602和新 增柵極信號(hào)線分別控制。
實(shí)施例6
在實(shí)施例3~5中，增加TFT來(lái)配置擦除期的實(shí)例已被描述，但在 本實(shí)施例中，將描述不增加擦除TFT而進(jìn)行相同工作的實(shí)例。
圖2U描述該結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)幾乎類似于實(shí)施例1所示結(jié)構(gòu)，但不 同在于TFT2104和2106分別被獨(dú)立的柵極信號(hào)線2102和2103控制。
如圖21B所示，在持續(xù)(光發(fā)射)期，電容元件2107固定TFT2105 的柵極-源極電壓，并且與之相伴的電流流經(jīng)EL元件2109以發(fā)射光。
隨后，進(jìn)入擦除期， 一個(gè)脈沖信號(hào)被輸入到第二柵極信號(hào)線2103 以開啟TFT2106。此時(shí)，被連接到TFT2106的第二電極的電源線2111 的電位被設(shè)定為低于EL元件2109的陰極電位，即電源線2110的電 位，由此電流不凈皮傳送流經(jīng)EL元件2109。相應(yīng)地，此時(shí)的電流如圖 21C所示被傳送。
此外，在鄰近行的柵極信號(hào)線可用作電源線2111,如其它實(shí)施例 中所描述的。 實(shí)施例7N-溝道型TFT被用作向EL元件提供電流的TFT。但是，本發(fā)明可 通過(guò)用P-溝道型TFT作為驅(qū)動(dòng)TFT來(lái)完成。圖12A描述了范例結(jié)構(gòu)。該電路結(jié)構(gòu)與圖1A中所示的使用N-溝道型TFT的結(jié)構(gòu)相同。但 是，不同點(diǎn)在于EL元件1208的結(jié)構(gòu)是反向的，被連接于TFT1204的 第二電極的一側(cè)是陰極，而被連接于電源先1209的另一側(cè)是陽(yáng)極，并 且電流供電線1207的電位為Vss，電源線1209的電位為Va，而電源線 1210的電位為V。d。此處，Vss〈Vdd且Va〈Vdd。電路的工作將用圖12B 12D描述。此外，TFT的極性為P-溝道型， 輸入一個(gè)低電平到柵電極以開啟TFT，而輸入高電平用以關(guān)閉TFT。在某一行，柵極信號(hào)線1202被選定在低電平，并且TFT1203和 1205被開啟。如圖12B所示，視頻信號(hào)從源極信號(hào)線1201被輸入到 TFT1204的柵電極，并且電位變?yōu)閂Sig。同時(shí)，TFT1205是導(dǎo)通的，并 且因此EL元件1208的陰極電位Vc變?yōu)閂c=VDD。此時(shí)，當(dāng)設(shè)定KVm) 時(shí)，在寫視頻信號(hào)時(shí)，電流不被傳送流經(jīng)EL元件1208。根據(jù)該工作， 電容元件1206的兩個(gè)電極間的電壓，即TFT1204的柵極-源極電壓變 為((Vsu-Vdd)。然后，當(dāng)柵極信號(hào)線1202的選擇期結(jié)束處于高電平 并且TFT1203和1205被關(guān)閉時(shí)，電容元件1206中儲(chǔ)存的電荷的遷移 路徑消失，并且TFT1204的柵極-源極電壓(Vsu-VdO被保持(圖12C)。此處，當(dāng)(Vsig-V。。)低于TFT1204的閾值電壓時(shí)，TFT1204被開 啟，電流被傳送流經(jīng)電源線1209、 EL元件1208和電流供電線1207以 開始光發(fā)射(圖12D),并且TFT1204的源極電位下降。此時(shí)，TFT1204 的柵電極處于浮置狀態(tài)，而電容元件1206保持TFT1204的柵極-源極 電壓。因此，柵極電位也隨源極電位的減小而下降。在圖12A中，所有構(gòu)成像素的TFT使用P-溝道型TFT。但是， TFT1203和1205只起開關(guān)元件功能作用為好，如在其它實(shí)施例中所描 述的。因此，極性不被限定。此外，TFT1203和1205不必只被柵極信 號(hào)線1202驅(qū)動(dòng)。各獨(dú)立的TFT被另一個(gè)柵極信號(hào)線控制的結(jié)構(gòu)也是可 以接受的。實(shí)例此后，本發(fā)明的實(shí)例將被描述。 [實(shí)例1]在該實(shí)例中，將描述一個(gè)光發(fā)射器件的結(jié)構(gòu)，其中采用模擬視頻
信號(hào)作為顯示用視頻信號(hào)。圖16A描述了光發(fā)射器件的范例結(jié)構(gòu)。器 件具有像素部分1602，在此多個(gè)像素在基片1601上按矩陣形排列， 而且在像素部分周圍它具有一個(gè)源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1603和第一和第 二柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1604和1605。在圖16A中使用兩個(gè)柵極信號(hào) 線驅(qū)動(dòng)電路。但是，當(dāng)在如圖1A所示的像素中使用一條柵極信號(hào)線時(shí)， 則柵極信號(hào)線被從兩側(cè)同時(shí)控制。當(dāng)在圖4A和5A所示^f象素中使用兩 條柵極信號(hào)線時(shí)，各獨(dú)立柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路控制各自的柵極信號(hào) 線。被輸入到源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1603和笫一及第二柵極信號(hào)驅(qū)動(dòng)電 路1604和1605的信號(hào)通過(guò)一個(gè)柔性的印刷電路(FPC) 1606被從外側(cè)饋送。圖16B描述源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的范例結(jié)構(gòu)。這是用于使用模擬 視頻信號(hào)作顯示視頻信號(hào)的源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路，它具有一個(gè)移位寄 存器1611、 一個(gè)緩沖器1612，以及一個(gè)取樣電路1613。雖然沒(méi)有特 地指出，但必要時(shí)可增加一個(gè)電平移位器。源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的工作將被描述。圖17A表示更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)， 因此參考附圖。移位寄存器1701由多個(gè)雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路(FF) 1702形成， 時(shí)鐘信號(hào)(S-CLK)、反時(shí)鐘信號(hào)(S-CLKb),以及啟動(dòng)脈沖(S-SP ) 被輸入到該電路。響應(yīng)這些信號(hào)的計(jì)時(shí)，取樣脈沖被按順序地輸出。從移位寄存器1701輸出的取樣脈沖經(jīng)過(guò)緩沖器1703并被放大， 然后被輸入到取樣電路。取樣電路1704由多個(gè)取樣開關(guān)(SW) 1705 形成，取樣電路根據(jù)輸入的取樣脈沖計(jì)時(shí)取樣某個(gè)列的視頻信號(hào)。更 特別地，當(dāng)取樣脈沖被輸入到取樣開關(guān)時(shí)，取樣開關(guān)1705開啟。此時(shí) 視頻信號(hào)保持的電位被通過(guò)取樣開關(guān)輸出到各獨(dú)立源極信號(hào)線。隨后，描述柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的工作。圖17B描述了圖16C中 所示的第一和笫二柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1604和1605的更詳細(xì)的范例 結(jié)構(gòu)。第一柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路具有一個(gè)移位寄存器電路1711，和一 個(gè)緩沖器1712，它響應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)(G-CLK1 )、反時(shí)鐘信號(hào)(G-CLKbl )， 以及啟動(dòng)脈沖(G-SP1)被驅(qū)動(dòng)。第二柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1605也可 同樣被構(gòu)造。從移位寄存器到緩沖器的工作與源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路相同。被緩 沖器放大的取樣脈沖各自選擇獨(dú)立的柵極信號(hào)線。第一柵極信號(hào)線驅(qū) 動(dòng)電路按順序選擇第一柵極信號(hào)線Gn、 G"、…Gna，而第二柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路按順序選擇笫二柵極信號(hào)線G"、 G"、 ...Gm2。第三柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路，圖中未示出，也像第一和笫二柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路一樣，按順序選擇第三柵極信號(hào)線Gn、 Gn、…Gw。在被選擇行中，視頻信號(hào)被寫在像素中以根據(jù)實(shí)施例中所描述的程序發(fā)射光。此外，作為移位寄存器的實(shí)例，此處顯示了由多個(gè)D雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路形成的移位寄存器。但是通過(guò)一個(gè)解碼器選擇信號(hào)線的結(jié)構(gòu) 也是可以接受的。[實(shí)例2]在本實(shí)例中，將描述其中使用數(shù)字視頻信號(hào)作為顯示用視頻信號(hào)的光發(fā)射器件的結(jié)構(gòu)。圖18A描述了光發(fā)射器件的范例結(jié)構(gòu)。該器件 具有像素部分1802，在此多個(gè)像素在基片1801上按矩陣形排列，而 且在像素部分周圍它具有一個(gè)源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1803和第一和笫二 柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1804和1805。在圖18A中使用兩個(gè)柵極信號(hào)線 驅(qū)動(dòng)電路。但是，當(dāng)在如圖1A所示的像素中使用一條柵極信號(hào)線時(shí)， 柵極信號(hào)線被從兩側(cè)同時(shí)控制。當(dāng)在圖4A和5A所示像素中使用兩條 柵極信號(hào)線時(shí)，獨(dú)立的柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路控制各自的柵極信號(hào)線。被輸入到源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1803以及第一和第二柵極信號(hào)線驅(qū) 動(dòng)電路1804和1805的信號(hào)通過(guò)一個(gè)柔性的印刷電路(FPC) 1806被 從外側(cè)饋送。圖18B描述源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的范例結(jié)構(gòu)。這是用于使用數(shù)字 視頻信號(hào)作為顯示用視頻信號(hào)的源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路，它具有一個(gè)移 位寄存器1811、 一個(gè)笫一閂鎖電路1812、 一個(gè)第二閂鎖電路1813， 以及一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器電路1814。雖然圖中沒(méi)有特地示出，但必要時(shí)可 增加一個(gè)電平移位器。笫一和笫二柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1804和1805是實(shí)例1中所示結(jié) 構(gòu)為好，因此此處省略圖示和描述。源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的工作將被描述。圖19A示出更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)， 因此參考附圖。移位寄存器1901由多個(gè)雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路(FF) 1910形成， 時(shí)鐘信號(hào)(S-CLK)、反時(shí)鐘信號(hào)(S-CLKb)，以及啟動(dòng)脈沖(S-SP)
被輸入到該電路。響應(yīng)這些信號(hào)的計(jì)時(shí)，取樣脈沖被按順序輸出。從移位寄存器1901輸出的取樣脈沖被輸入到第一閂鎖電路 1902。數(shù)字視頻信號(hào)被輸入到第一閂鎖電路1902。響應(yīng)輸入取樣脈沖 的計(jì)時(shí)，數(shù)字視頻信號(hào)被保留在每一階段。此處，數(shù)字視頻信號(hào)按三 比特被輸入。在每個(gè)比特的視頻信號(hào)被保留在單獨(dú)的笫一閂鎖電路 中。此處，三個(gè)第一閂鎖電路由一個(gè)取樣脈沖平行操作。當(dāng)?shù)谝婚V鎖電路1902完成將數(shù)字視頻信號(hào)保留直到最后階段時(shí)， 閂鎖脈沖在水平回掃期被輸入到第二閂鎖電路1903，并且保留在第一 閂鎖電路1902中的數(shù)字視頻信號(hào)立即被傳輸?shù)降诙V鎖電路1903。 之后，保留在第二閂鎖電路1903中的一行數(shù)字視頻信號(hào)同時(shí)被輸入到 D/A轉(zhuǎn)換器電路1904。當(dāng)保留在第二閂鎖電路1903的數(shù)字視頻信號(hào)被輸入到D/A轉(zhuǎn)換器 電路1904的同時(shí)，移位寄存器1901再次輸出取樣脈沖。隨之重復(fù)該 操作以處理一個(gè)幀的視頻信號(hào)。D/A轉(zhuǎn)換器電路1904將輸入的數(shù)字視頻信號(hào)從數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬信 號(hào)，并輸出到源極信號(hào)線作為具有模擬電壓的視頻信號(hào)。上述工作在一個(gè)水平周期的所有階段進(jìn)行。因此視頻信號(hào)被輸出 到全部源極信號(hào)線。此外，如實(shí)例1所述，使用解碼器取代移位寄存器來(lái)選擇信號(hào)線 的結(jié)構(gòu)也是可接受的。[實(shí)例3]在實(shí)例2中，數(shù)字視頻信號(hào)通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器電路被從數(shù)字轉(zhuǎn)換到 模擬信號(hào)，并且被寫入像素中。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件也可通過(guò)時(shí)間灰 度等級(jí)系統(tǒng)表示灰度等級(jí)。在此情況下，不需要D/A轉(zhuǎn)換器電路，如 圖19B所示，并且通過(guò)由EL元件長(zhǎng)時(shí)間或短時(shí)間發(fā)射光的時(shí)間長(zhǎng)度決 定的表達(dá)式控制灰度等級(jí)。因此，每個(gè)比特視頻信號(hào)不需進(jìn)行平行處 理。因此，笫一和笫二閂鎖電路以一比特為好。此時(shí)，每個(gè)比特的數(shù) 字視頻信號(hào)被依次輸入，按順序保存在閂鎖電路中并被寫入像素中。 當(dāng)然，必要比特?cái)?shù)的閂鎖電路平行排列是可以接受的。實(shí)例4在本說(shuō)明書中， 一個(gè)其上具有驅(qū)動(dòng)器電路、具有用于開關(guān)的TFT 和用于驅(qū)動(dòng)的TFT的像素部分的基片被形成，為方便起見(jiàn)，該基片被
稱為有源矩陣基片。在本實(shí)例中，通過(guò)使用單極TFT制造的有源基片 將參考圖13A 14C被描述。在其表面上形成絕緣膜的石英基片、硅基片、金屬基片或不銹基 片被用作基片5000。此外，具有熱阻的塑料基片，它可承受本制造工 藝中的處理溫度，可被使用。在本實(shí)例中，由玻璃諸如鋇硼硅酸鹽玻 璃或鋁硼硅酸鹽玻璃制成的基片5000被使用。其次，在基片5000上形成由絕緣膜諸如氧化硅膜、氮化硅膜或氮 氧化硅膜制成的基底膜5001。在本實(shí)例中， 一雙層結(jié)構(gòu)被用于基底膜 5001。然而絕緣膜的單層結(jié)構(gòu)或其中兩層或多層絕緣膜疊層的結(jié)構(gòu)也 可以使用。在本實(shí)例中，作為基底膜5001的第一層，厚度為10nm- 200nm(優(yōu) 選50nm~ 100nm)的氮氧化硅膜5001a通過(guò)使用SiH" NH3和N20作反 應(yīng)氣體的等離子體CVD法被形成。在本實(shí)例中，厚度50nm的氮氧化硅 膜5001a被形成。其次，作為基底膜5001的第二層，厚度為5 0nm~ 2 00nm(優(yōu)選1 OOnm ~ 15Onm )的氮氧化硅膜5001b通過(guò)使用Si化和N20 作反應(yīng)氣體的等離子體CVD法被形成。在本實(shí)例中，厚度100nm的氮 氧化硅膜5001b被形成。順序地，在基底膜5001上形成半導(dǎo)體層5 002 ~ 5 005。半導(dǎo)體層 5 002 ~ 5 005形成如下。即厚度為25nm~ 80nm (優(yōu)選30nm~ 60nm)的 半導(dǎo)體膜通過(guò)已知方法(如濺射法、LPCVD法或等離子體CVD法)形 成。其次，半導(dǎo)體膜通過(guò)已知結(jié)晶化法(如激光結(jié)晶化法、使用RTA 或退火爐的熱結(jié)晶化法、使用促進(jìn)結(jié)晶化的金屬元素的熱結(jié)晶化法 等)被結(jié)晶化。然后，所得結(jié)晶半導(dǎo)體膜被作成預(yù)定形狀圖案以形成 半導(dǎo)體層5002 ~ 5005。注意無(wú)定形半導(dǎo)體膜、微晶半導(dǎo)體膜、結(jié)晶半 導(dǎo)體膜、具有無(wú)定形結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體膜如非晶硅鍺膜等可被用作 半導(dǎo)體膜。在本實(shí)例中，通過(guò)等離子體CVD法形成厚度55nm的非晶硅膜。含 有鎳的溶液被吸附在非晶硅膜上，并且在500X:進(jìn)行1小時(shí)的脫水處 理，然后于550*€進(jìn)行4小時(shí)熱結(jié)晶化以形成結(jié)晶硅膜。之后，使用光 刻技術(shù)的圖案加工工藝被實(shí)施以形成半導(dǎo)體層5002 ~ 5005。注意，當(dāng)通過(guò)激光結(jié)晶化法形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜時(shí)，優(yōu)選使用進(jìn)行 連續(xù)振蕩或脈沖振蕩的氣體或固體激光器。準(zhǔn)分子激光器、YAG激光
器、YV04激光器、YLF激光器、YA103激光器、玻璃激光器、紅寶石激 光器、Ti:藍(lán)寶石激光器等可被用作前者氣體激光器。此外，使用晶 體如YAG、 YVO" YLF或YA103的激光器，其中添加Cr、 Nd、 Er、 Ho、 Ce、 Co、 Ti或Tm，可用作后者固體激光器。激光器的基波根據(jù)摻雜材 料而變化，并且具有1 jim領(lǐng)域的基波的激光被得到。通過(guò)使用非線性 光學(xué)元件可獲得基波的諧波。注意，為了在無(wú)定形半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化 過(guò)程中獲得具有大晶粒尺寸的晶體，優(yōu)先使用能夠進(jìn)行連續(xù)振蕩的固 體激光器，并且采用基波的二次到四次諧波。典型地，采用Nd: YV(h 激光器(1064nm基波)的二次諧波(532nm)和三次諧波(355nm)。并且從具有IOW功率輸出的連續(xù)振蕩YV04激光器發(fā)射的激光通過(guò) 非線性光學(xué)元件被轉(zhuǎn)換成諧波。此外，有一種將一個(gè)YVO^晶體和一個(gè) 非線性光學(xué)元件放置在一個(gè)諧振器并發(fā)射諧波的方法。優(yōu)選地，通過(guò) 光學(xué)系統(tǒng)和輻照被處理物體在輻照表面上形成具有矩形或橢圓形狀的 激光。此時(shí)，要求具有約0. 01MW/cm2~ 100MW/cm2 (優(yōu)選0. 1 MW/cm2 ~ 10MW/cm2)的能量密度。半導(dǎo)體膜相對(duì)于激光以約10cm/s ~ 2000cm/s 的速度被移動(dòng)來(lái)被激光輻照。并且當(dāng)上述激光器被使用時(shí)，優(yōu)選從激光振蕩器發(fā)射的激光束通 過(guò)光學(xué)系統(tǒng)被線性聚光并輻照到半導(dǎo)體膜。結(jié)晶化條件被適當(dāng)設(shè)定。 當(dāng)使用準(zhǔn)分子激光器時(shí)，優(yōu)選脈沖振蕩頻率設(shè)定為300Hz，和激光能量 密度i殳定為100mJ/cm2 ~ 700 nJ/cm2 (典型地200 mJ/cm2 ~ 300 mJ/cm2)。此外，當(dāng)使用YAG激光器時(shí)，優(yōu)選使用二次諧波，脈沖振 蕩頻率被設(shè)定為到lHz~ 300Hz，和激光能量密度設(shè)定為300mJ/cm2~ 1000 mJ/cm2 (典型地350 mJ/cm2~ 500 mJ/cm2)。寬度在100nm~ 1000 mm (優(yōu)選400 jam)的線性聚光的激光束被輻照掃過(guò)基片整個(gè)表 面。此時(shí)，關(guān)于線性激光束的重疊比率可被設(shè)定為50%~98%。但是，在本實(shí)例中，非晶硅膜被使用促進(jìn)結(jié)晶化的金屬元素結(jié)晶 化，以至金屬元素保留在結(jié)晶硅膜中。因此，在結(jié)晶硅膜上形成厚 50nm~ 100nm的非晶硅膜，進(jìn)行熱處理(使用RTA法或退火爐熱處理) 使金屬元素?cái)U(kuò)散進(jìn)入非晶硅膜，并且熱處理后通過(guò)腐蝕去除非晶硅 膜。結(jié)果，包含在結(jié)晶硅膜中的金屬元素可被減少或去除。注意，形成半導(dǎo)體層5002 ~ 5005后，為了控制TFT的閾值可進(jìn)行 少量雜質(zhì)元素(硼或磷)添加。
其次，覆蓋半導(dǎo)體層5002 ~ 5005的柵極絕緣膜5006被形成。柵 極絕緣膜5006通過(guò)等離子體CVD法或?yàn)R射法由包含硅的膜厚40mn~ 150nm的絕緣膜形成。在本實(shí)例中，通過(guò)等離子體CVD法形成厚115nm 的氮氧化硅膜作為柵極絕緣膜5006。當(dāng)然，柵極絕緣膜不限于氮氧化 硅膜。另一種包含硅的絕緣膜可被用作單層或疊層結(jié)構(gòu)。注意，當(dāng)氧化硅膜被用作柵極絕緣膜5 006時(shí)，等離子體CVD法被 采用，TE0S(四乙基正硅酸脂)和02被混合，反應(yīng)壓力被設(shè)定為40Pa， 基片溫度被設(shè)定為3001C ~ 4001C。然后，在高頻(13. 56MHz)功率密 度0. 5W/cm2-0. 8W/cm2下可發(fā)生放電形成氧化硅膜。之后，當(dāng)對(duì)通過(guò) 上述步驟形成的氧化硅膜在4001C ~ 5001C下進(jìn)行熱退火時(shí)，作為柵極 絕緣膜5006可獲得優(yōu)選性能。其次，具有2 0nm~ 100nm膜厚的第一導(dǎo)電膜5007和具有l(wèi)OOnm-400nm膜厚的第二導(dǎo)電膜5008被疊加在柵極絕緣膜5006上。在本實(shí) 例中，膜厚30nm且由TaN膜構(gòu)成的第一導(dǎo)電膜5007和膜厚370nm且 由W膜構(gòu)成的第二導(dǎo)電膜5008被疊加。在本實(shí)例中，作為第一導(dǎo)電膜5007的TaN膜通過(guò)'減射法使用Ta 靶在含氮?dú)夥罩行纬伞Ｗ鳛榈诙?dǎo)電膜5008的W膜通過(guò)濺射法使用W 靼形成。此外，它可通過(guò)熱CVD法使用六氟化鵠(WFO形成。在任何 情況下，當(dāng)他們被用作柵電極時(shí)，有必要減少電阻，W膜電阻率被設(shè)定 為20ju Ocm或更低是理想的。當(dāng)晶體顆粒被增大，W膜的電阻率可能 被減小。但是，如果大量雜質(zhì)元素如氧存在于W膜中，則結(jié)晶化被抑 制，結(jié)果使電阻率增加。因此，在本實(shí)例中，考慮到雜質(zhì)在膜形成時(shí) 不能從氣相進(jìn)入膜中，W膜通過(guò)濺射法采用高純W (純度99.9999%) 作耙形成。這樣可獲得9 n Qcm~ 20n Qcm的電阻率。注意，在本實(shí)例中，TaN膜被用作第一導(dǎo)電膜5007，而W膜被用 作第二導(dǎo)電膜5008。但是，構(gòu)成第一導(dǎo)電膜5007和第二導(dǎo)電膜5008 的材料不特別限定。第一導(dǎo)電膜5007和笫二導(dǎo)電膜5008各自可從Ta、 W、 Ti、 Mo、 Al、 Cu、 Cr和Nd中選擇一種元素形成，或由主要包含上 述元素的合金材料或化合物形成。此外，它們可由一種以添加雜質(zhì)元 素如磷或AgPdCu合金的多晶硅膜為代表的半導(dǎo)體膜形成。其次，由抗蝕劑制成的掩模5009被通過(guò)光刻法形成，并且進(jìn)行用 于形成電極和引線的笫一刻蝕工藝。該第一刻蝕工藝在第一刻蝕條件
和第二刻蝕條件下進(jìn)行(圖13B)。在本實(shí)例中，作為第一刻蝕條件，采用ICP (感應(yīng)耦合等離子體) 刻蝕法。此外，CF" CL和02被用作刻蝕氣體，并且各氣體流速比設(shè) 定為25: 25: 10 (sccm)。具有500W和13. 56MHz的RF功率被供給 線圈型電極使處于1. OPa壓強(qiáng)下產(chǎn)生等離子體，由此進(jìn)行刻蝕。具有 150W和13. 56MHz的RF功率被供給基片一側(cè)(樣品臺(tái))，為其施加實(shí) 際上的負(fù)自偏壓。W膜在這種第一刻蝕條件下被刻蝕，結(jié)果第一導(dǎo)電層 5007的末端部分被作成斜坡形。隨后，不將由抗蝕劑制成的掩模5009移走，把刻蝕條件變?yōu)轶识?刻蝕條件。Ch和CL被用作刻蝕氣體，并且各氣體流量比設(shè)定為30: 30 ( sccm)。具有500W和13. 56MHz的RF功率被供給線圈型電極以 在1. OPa壓強(qiáng)下產(chǎn)生等離子體，由此進(jìn)行約15秒的刻蝕。具有20W和 13. 56MHz的RF功率被供給基片一側(cè)(樣品臺(tái))，為其施加實(shí)際上的 負(fù)自偏壓。在第二刻蝕條件下，笫一導(dǎo)電膜5007和第二導(dǎo)電膜5008 都被刻蝕到相同程度。注意，為了進(jìn)行刻蝕并不留殘留物在柵極絕緣 膜5006上，優(yōu)選刻蝕時(shí)間增加約10%~ 20%的速率。在上述第一刻蝕工藝中，當(dāng)由抗蝕劑制成的掩模的形狀制作合適 時(shí)，第一導(dǎo)電膜5007的末端部分和笫二導(dǎo)電膜5008的末端部分通過(guò) 施加到基片一側(cè)的偏壓的作用變?yōu)樾逼滦?。這樣，從第一導(dǎo)電層5007 和第二導(dǎo)電層5008制成的第一形狀導(dǎo)電層5010~ 5014通過(guò)笫一刻蝕 工藝被形成。關(guān)于絕緣膜5006，未被第一形狀導(dǎo)電層5010~5014覆 蓋的區(qū)域被刻蝕約20nm~ 50nm，以4更形成較薄區(qū)域。其次，不去掉由抗蝕劑制成的掩模5009 (圖13C)進(jìn)行第二刻蝕 工藝。在第二刻蝕工藝中，SF" CL和02被用作刻蝕氣體，并且有關(guān) 氣體流速比被設(shè)定為24: 12: 24 (sccm)。具有7OOW和13. 56MHz的 RF功率被供給線圈型電極使處于1. 3Pa壓強(qiáng)下產(chǎn)生等離子體，由此進(jìn) 行約25秒的刻蝕。具有IOW和13. 56MHz的RF功率被供給基片 一側(cè)(樣 品臺(tái))，為其施加實(shí)際上的負(fù)自偏壓。這樣，W膜被有選擇地刻蝕形成 第二形狀導(dǎo)電層5015 ~ 5019。此時(shí)第一導(dǎo)電層5015a ~ 5018a幾乎沒(méi) 有被刻蝕。然后不去掉由抗蝕劑制成的掩模5009而進(jìn)行笫一摻雜工藝，以添 加低濃度雜質(zhì)元素，用于為半導(dǎo)體層5002 ~ 5005提供N-型電導(dǎo)。第
一摻雜工藝優(yōu)選通過(guò)離子摻雜法或離子注入法進(jìn)行。至于離子摻雜法的條件，劑量設(shè)定為lxl(T原子/cm2-5xiO"原子/cm2，并且加速電 壓設(shè)定為40KeV~80KeV。在本實(shí)例中，劑量設(shè)定為5.0xio"原子 /cm2，且加速電壓設(shè)定為50KeV。作為用于提供N-型電導(dǎo)的雜質(zhì)元素， 優(yōu)選使用屬于15族的元素，典型地，使用磷(P)或砷(As)。在本 實(shí)例中，使用磷(P)。在此情況下，笫二形狀導(dǎo)電層5015~5019成 為提供N-型電導(dǎo)的雜質(zhì)元素的掩模。因此第一雜質(zhì)區(qū)(N—區(qū))5020 ~ 5023被自對(duì)準(zhǔn)形成。然后，提供N-型電導(dǎo)的雜質(zhì)元素以1 x 1()18原子 /cm3-1 x 10"原子/cm3的濃度范圍被添加到笫一雜質(zhì)區(qū)5020 ~ 5023。隨后，去掉抗蝕劑制成的掩模5009后，形成一個(gè)新的抗蝕劑掩模 5024，并且在高于第一摻雜工藝的加速電壓下進(jìn)行第二摻雜工藝。在 離子摻雜法條件下，劑量設(shè)定為lxl0'3原子/cm2 3xl0"原子/cm2， 并且加速電壓設(shè)定為60KeV~ 120KeV。在本實(shí)例中，劑量設(shè)定為3.0 xl0"原子/cin2，且加速電壓設(shè)定為65KeV。在笫二摻雜工藝中，第二 導(dǎo)電層5015b ~ 5018b被用作雜質(zhì)元素的掩模，這樣進(jìn)行摻雜使雜質(zhì)元 素被添加到位于第一導(dǎo)電層5015a~5018a的斜坡部分下的半導(dǎo)體層 中。作為上述笫二摻雜工藝的結(jié)果，用于提供N-型電導(dǎo)的雜質(zhì)元素以 1 x 10'8原子/cm3 ~ 5 x 1(T原子/cm3濃度范圍被添加到與笫一導(dǎo)電層重 疊的第二雜質(zhì)區(qū)(N—區(qū)；Lov區(qū))5026、 5029。此外，用于提供N-型電導(dǎo)的雜質(zhì)元素以1 x 10"原子/cm3 ~ 5 x 10"原子/cm3濃度范圍被添 加到第三雜質(zhì)區(qū)(N+區(qū))5025、 5028、 5031和5034。經(jīng)過(guò)第一和第 二摻雜工藝，在半導(dǎo)體層5002 ~ 5005內(nèi)形成了未添加雜質(zhì)元素區(qū)域或 添加少量雜質(zhì)元素區(qū)域。在本實(shí)例中，沒(méi)有完全添加雜質(zhì)元素的區(qū)域 或添加示蹤雜質(zhì)元素的區(qū)域稱為溝道區(qū)5027、 5030、 5033和5036。 此外，存在通過(guò)上述第一摻雜工藝形成的笫一雜質(zhì)區(qū)(N-區(qū))5020 ~ 5023中的被笫二摻雜工藝中的抗蝕劑5024覆蓋的區(qū)域。在本實(shí)例中， 它們繼續(xù)被稱作第一雜質(zhì)區(qū)(N-區(qū)；LDD區(qū))5032、 5035。注意，在本實(shí)例中，第二雜質(zhì)區(qū)(N-區(qū))5026和第三雜質(zhì)區(qū)(N+ 區(qū))5025、 5028、 5031和5034只通過(guò)第二摻雜工藝形成。但是，本 發(fā)明不限于此。摻雜工藝條件可適當(dāng)改變，并且可進(jìn)行多次摻雜工藝 以形成這些區(qū)域。
其次，如圖14A所示，去掉抗蝕劑制成的掩模5024并形成笫一層 間絕緣膜5037。厚度為100nm~ 200nm的含硅絕緣膜通過(guò)等離子體CVD 法或?yàn)R射法被形成，作為笫一層間絕緣膜5037。在本實(shí)例中，通過(guò)等 離子體CVD法形成膜厚100nm的氮氧化硅膜。當(dāng)然第一層間絕緣膜 5037不限于氮氧化硅膜，因此，另一種含硅絕緣膜可被用作單層或疊 層結(jié)構(gòu)。其次，進(jìn)行熱處理，用于半導(dǎo)體層結(jié)晶性的恢復(fù)和添加到半導(dǎo)體 層的雜質(zhì)元素的激活。這種熱處理通過(guò)熱退火法利用退火爐進(jìn)行。熱 退火法優(yōu)選在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行，其中氧濃度為lppffl或更小，優(yōu)選0. lppm 或更小在4001C ~ 700*C。在本實(shí)例中，為激活工藝進(jìn)行410*C1小時(shí) 的熱處理。注意，除熱退火法外，可使用激光退火法或快速熱退火法 UTA法)。熱處理也可在第一層間絕緣膜5037形成之前進(jìn)行。但是，如果構(gòu) 成第一導(dǎo)電層5015a ~ 5019a和第二導(dǎo)電層5015b~ 5019b的材料對(duì)熱 敏感，優(yōu)選形成用于保護(hù)引線等的第一層間絕緣膜5037 (主要含硅的 絕緣膜，如氮化硅膜)之后再進(jìn)行熱處理，如同本實(shí)例一樣。如上所述，當(dāng)熱處理是在第一層間絕緣膜5037 (主要含硅的絕緣 膜，如氮化硅膜)形成后進(jìn)行時(shí)，半導(dǎo)體層的氫化也可與激活處理工 藝同時(shí)進(jìn)行。在氫化步驟中，半導(dǎo)體層的懸空鍵被包含于笫一層間絕 緣膜中的氫終止。注意，可進(jìn)行不同于用于激活工藝的熱處理的用于氫化的熱處理。此處，無(wú)論第一層間絕緣膜5037存在與否，半導(dǎo)體層可被氫化。 作為另一些氫化方法，可采用利用等離子體激發(fā)氫的方法(等離子體 氫化)或在含氫3%~ 100%的氣氛中進(jìn)行300 ~ 450"C， 1小時(shí)~12小時(shí) 的熱處理的方法。其次，第二層間絕緣膜5038在第一層間絕緣膜5037上形成。無(wú) 機(jī)絕緣膜可被用作第二層間絕緣膜5038。例如由CVD法形成的氧化硅 膜、通過(guò)SOG (在玻璃上旋涂)法等施加的氧化硅膜可被使用。此外， 有機(jī)絕緣膜可被用作第二層間絕緣膜5038。例如，由聚酰亞胺、聚酰 胺、BCB苯并環(huán)丁烯(benzocyclobutene)、丙烯酸類(acrylic)等 構(gòu)成的膜可被使用。另外，有一種由丙烯酸類膜和氧化硅膜構(gòu)成的疊
層結(jié)構(gòu)可被使用。在本實(shí)例中，厚度為1. 6im的丙烯酸類膜被形成。當(dāng)?shù)诙娱g絕 緣膜5038被形成之后，由形成于基片5000上的TFT引起的不平度降 低，表面可被調(diào)平。特別地，第二層間絕緣膜5038具有很強(qiáng)的拉平趨 向。因此可獲得良好的平整膜。其次，利用干法或濕法刻蝕，第二層間絕緣膜5038、第一層間絕 緣膜5037，以及柵極絕緣膜5006被刻蝕形成通向雜質(zhì)區(qū)5025、 5028、 5031和5034的接觸孔。其次，由透明導(dǎo)電膜構(gòu)成的像素電極5039被形成。氧化銦和氧化 錫的化合物(氧化銦錫ITO)、氧化鋅和氧化銦的化合物、氧化鋅、 氧化錫、氧化銦等可被用于透明導(dǎo)電膜。此外，可使用添加鎵的透明 導(dǎo)電膜。像素電極對(duì)應(yīng)于EL元件的陽(yáng)極。在本實(shí)例中，厚度為110nm的ITO膜被形成，并被進(jìn)行圖案化形 成像素電極5039。其次，電連接于有關(guān)雜質(zhì)區(qū)的引線5040 ~ 5046被形成。注意，在 本實(shí)例中，膜厚為100n邁的Ti膜、膜厚350nm的鋁膜以及膜厚100nm 的Ti膜通過(guò)賊射法被形成一個(gè)連續(xù)的疊層，并且最終的疊層膜被按照 預(yù)定形狀進(jìn)行圖案加工，以便形成引線5040 ~ 5046。當(dāng)然，它們不限于三層結(jié)構(gòu)。單層結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)、由四層或更 多層構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)可被使用。引線材料不限于Al和Ti，因此其它導(dǎo) 電膜可被使用。例如，在TaN膜上形成AL膜或Cu膜，其上再形成Ti 膜，然后最終的疊層膜被圖案加工形成引線。此處，像素電極5039上的一部分和引線5045的一部分彼此重疊， 以便產(chǎn)生引線5 0 4 5和像素電極5 0 3 9間的電連接。通過(guò)上述步驟，如圖14B所示，包含N-溝道TFT的驅(qū)動(dòng)電路部分 和包含開關(guān)TFT及驅(qū)動(dòng)TFT的像素部分可在同一基片上被形成。在驅(qū)動(dòng)電路部分的N-溝道TFT包含與構(gòu)成柵電極一部分的笫一導(dǎo) 電層5015a重疊的低濃度雜質(zhì)區(qū)5026 ( Lov區(qū))和分別作為源極區(qū)或 漏極區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)5025。像素部分的N-溝道開關(guān)TFT包含在柵電極之外形成的低濃度雜質(zhì) 區(qū)5032 (Loff區(qū))和分別作為源極區(qū)或漏極區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)5031。其次，形成第三層間絕緣膜5047。無(wú)機(jī)絕緣膜或有機(jī)絕緣膜可被 用作笫三層間絕緣膜5047。由CVD法形成的氧化硅膜、通過(guò)S0G(在 玻璃上旋涂)法施加的氧化硅膜，或由賊射法等形成的氮氧化硅膜可 被用作無(wú)機(jī)絕緣膜。此外，丙烯酸類樹脂膜等可被用作有機(jī)絕緣膜。下面將描述第二層間絕緣膜5038和笫三層間絕緣膜5047的組合 實(shí)例。有一種組合，其中由丙烯酸類和濺射法形成的氮氧化硅膜被用作 第二層間絕緣膜5038，而由'減射法形成的氮氧化硅膜被用作笫三層間 絕緣膜5047。此外有一種組合，其中由SOG法形成的氧化硅膜被用作 第二層間絕緣膜5038，并且由SOG法形成的氧化硅膜被用作第三層間 絕緣膜5047。此外有一種組合，其中由SOG法形成的氧化硅膜和由等 離子體CVD法形成的氧化硅膜組成的疊層膜被用作第二層間絕緣膜 5038 ，而由等離子體CVD法形成的氧化硅膜被用作第三層間絕緣膜5047。 此外，有一種組合，其中丙烯酸類被用作第二層間絕緣膜5038， 并且丙烯酸類被用作第三層間絕緣膜5047。此外有一種組合，其中丙 烯酸類膜和由等離子體CVD法法形成的氧化硅膜組成的疊層膜被用作 第二層間絕緣膜5038，而由等離子體CVD法形成的氧化硅膜被用作第 三層間絕緣膜5047。此外有一種組合，其中由等離子體CVD法形成的 氧化硅膜被用作第二層間絕緣膜5038，而丙烯酸類被用作第三層間絕 緣膜5047。在對(duì)應(yīng)于笫三層間絕緣膜5047中的像素電極5039的位置處形成 一個(gè)開口部分。第三層間絕緣膜作為堤壩(bank)。當(dāng)在形成開口部 分時(shí)使用濕法刻蝕，它可以容易地形成為具有斜坡形的側(cè)壁。如果凹 槽部分的側(cè)壁不是足夠柔軟，EL元件的逐步退化成為突出問(wèn)題。因此 需要注意。碳顆?；蚪饘兕w?？赡鼙惶砑拥襟嗜龑娱g絕緣膜5 047中以減少電 阻率，由此抑制靜電產(chǎn)生。此時(shí)，優(yōu)選所添加的碳顆?；蚪饘兕w粒的 量被調(diào)節(jié)，以使電阻率為1 x I06￡im~ 1 x io12Qm (優(yōu)選1 x 108Qm~ 1 x 10'。Qm)。其次，EL層5048被在暴露于笫三層間絕緣膜5047的凹槽部分的 像素電極5039上形成。已知的有機(jī)光發(fā)射材料或無(wú)機(jī)光發(fā)射材料可以被用作EL層5048。
基于低分子量的有機(jī)光發(fā)射材料，基于高分子量的有機(jī)光發(fā)射材 料，或基于中分子量的有機(jī)光發(fā)射材料可任意用作有機(jī)光發(fā)射材料。 注意在本說(shuō)明書中，基于中分子量的有機(jī)光發(fā)射材料表示沒(méi)有升華特性并且其中分子數(shù)量為20或更少或分子鏈的長(zhǎng)度為10im或更小的有 機(jī)光發(fā)射材料。EL層5048 —般具有疊層結(jié)構(gòu)。典型地，具有"空穴輸運(yùn)層，光發(fā) 射層，和電子輸運(yùn)層"組成的疊層結(jié)構(gòu)，它由Estman Kodak />司地 Tang等提出。除此之外，可使用一種結(jié)構(gòu)，其中"空穴注入層，空穴 輸運(yùn)層，光發(fā)射層，和電子輸運(yùn)層"或"空穴注入層，空穴輸運(yùn)層， 光發(fā)射層，電子輸運(yùn)層和電子注入層"按此順序被疊放在陽(yáng)極上。光 發(fā)射層可能摻雜熒光顏料等。在本實(shí)例中，EL層5048通過(guò)蒸發(fā)法利用基于低分子量的有機(jī)光發(fā) 射材料被形成。特別地， 一種疊層結(jié)構(gòu)被使用，其中厚度20nm的銅酞 化菁(CuPc)膜被提供作為空穴注入層，并在其上提供厚度為70nm的 三-8-羥基喹啉鋁化合物(Alq3)膜作為光發(fā)射層。發(fā)光顏色可通過(guò)向 Alq3中添加熒光顏料如會(huì)吖咬酮(quinacridon) 、 二萘嵌苯或DCM1 加以控制。注意圖14C中只有一個(gè)像素被示出。但是，可使用一種結(jié)構(gòu)，其 中對(duì)應(yīng)于多色，例如R (紅色)，G (綠色)B (藍(lán)色)中各有關(guān)顏色的 EL層5048被分別形成。作為利用基于高分子量的有機(jī)光發(fā)射材料的實(shí)例，EL層5048也可 通過(guò)一種疊層結(jié)構(gòu)被構(gòu)造，其中厚度為20nm的聚蓉吩(PED0T)膜通 過(guò)旋涂法被作為空穴注入層被提供，其上提供厚度約100nm的對(duì)亞苯 亞乙烯(paraphenylenevinylene) ( PPV )膜作為光發(fā)射層。當(dāng)使用 兀共軛系統(tǒng)PPV聚合物時(shí)，從紅色到藍(lán)色的光發(fā)射波長(zhǎng)可被選擇。此外， 無(wú)機(jī)材料如碳化硅可被用作電子輸運(yùn)層和電子注入層。注意EL層5048不限于具有其中的空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、光 發(fā)射層、電子輸運(yùn)層、電子注入層等各不相同的疊層結(jié)構(gòu)的層。換言 之，EL層5048可以具有一種疊層結(jié)構(gòu)，其中構(gòu)成空穴注入層、空穴輸 運(yùn)層、光發(fā)射層、電子輸運(yùn)層、電子注入層等的材料被相混合。例如，EL層5(M8可具有一種結(jié)構(gòu)，其中由構(gòu)成電子輸運(yùn)層的材料 (此后稱為電子輸運(yùn)材料)和構(gòu)成光發(fā)射層的材料(此后稱為光發(fā)射 材料)組成的混合層被置于電子輸運(yùn)層和光發(fā)射層之間。其次，在EL層5048上提供由導(dǎo)電膜制成的像素電極5049。在本 實(shí)例情況下， 一種鋁和鋰的合金膜可被用作導(dǎo)電膜。當(dāng)然，已知的MgAg 膜(鎂和銀的合金膜)可被使用。像素電極5049對(duì)應(yīng)于EL元件的陰 極。由屬于元素周期表中第一族和第二族的一種元素構(gòu)成的導(dǎo)電膜或 其中添加這些元素的導(dǎo)電膜可隨意被用作陰極材料。當(dāng)像素電極5049被形成時(shí)，EL元件被完成。注意，EL元件表示 由像素電極(陽(yáng)極)5039、 EL層5048和像素電極(陰極)5049構(gòu)成 的元件。提供完全覆蓋EL元件的鈍化膜5050是有效的。單層絕緣膜如碳 膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜或這些膜組合成的疊層膜可被用作鈍化膜 5050。優(yōu)選具有良好覆蓋能力的膜作為鈍化膜5050，使用碳膜，特別是 DLC (類金剛石碳)膜和CN膜是有效的。DLC膜可在從室溫到100*€溫 度范圍內(nèi)被形成。這樣，可以很容易地在具有低熱阻的EL層5047上 形成一種膜。此外DLC膜對(duì)氧有高的阻擋效應(yīng)，因而可以抑制EL層的 氧化。注意，第三層間絕緣膜5047形成后，利用多反應(yīng)室型(或連續(xù)型) 成膜裝置，在不暴露大氣情況下，連續(xù)進(jìn)行直到形成鈍化膜5050的所 有步驟是有效的。注意，實(shí)際上當(dāng)完成直到如圖14C所示狀態(tài)時(shí)，為了不暴露大氣， 優(yōu)選利用保護(hù)膜(疊層膜、紫外線固化樹脂膜等)或具有高氣密性和 低放氣性的透明密封部件進(jìn)行封裝(密封)。此時(shí)，當(dāng)被密封部件包 圍的內(nèi)部部分被形成惰性氣氛或在內(nèi)部放入吸濕材料(例如氧化鋇)， 則EL元件的可靠性被改善。而且當(dāng)氣密度被通過(guò)諸如封裝的工藝增加后，附接一個(gè)連接器(柔 性印刷電路FPC)，用于和從形成于具有外部信號(hào)終端的基片5000 上的元件或電路引出的終端連接，以使它作為產(chǎn)品被完成。而且根據(jù)本實(shí)例描述的步驟，制造半導(dǎo)體器件要求的光掩模的數(shù) 量可被減少。結(jié)果工藝被減少并且對(duì)降低制造成本和提高產(chǎn)量有貢 獻(xiàn)。[實(shí)例5]
在本實(shí)例中，通過(guò)圖15A 15C將描述根據(jù)本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件 的一個(gè)實(shí)例。圖15A是一個(gè)通過(guò)密封部件密封其中形成TFT元件的基片而獲得 的半導(dǎo)體器件的俯視圖。圖15B是沿圖15A中A-A，線的截面圖。圖15C 是沿圖15A中B-B，線的截面圖。密封部件4009被提供以包圍提供在基片4001上的像素部分 4002，源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003，以及第一和第二柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電 路4004a和4004b。此外，在像素部分4002、源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003 以及第一和第二柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4004a和4004b上提供密封部件 4008。這樣〗象素部分4002、源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003以及第一和第 二柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4004a和4004b被用基片4001、密封部件4009 和密封部件4008密封。而且提供于基片4001上的像素部分4002、源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路 4003以及第一和第二柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4004a和4004b各有多個(gè) TFT。在圖15B中，典型示出包含于源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003的TFT (注意此處示出一個(gè)N-溝道TFT和一個(gè)P-溝道TFT )42 01和包含于l象 素部分4002中的TFT4202, 二者形成于基底膜4010上。層間絕緣膜(平面化膜)4301形成于TFT4201和4202上，其上 形成與TFT4202的漏極電連接的像素電極(陽(yáng)極)4203。具有大功函 數(shù)的透明導(dǎo)電膜被用作像素電極4203。氧化銦和氧化錫的化合物、氧 化鋅和氧化銦的化合物、氧化鋅、氧化錫或氧化銦等可被用于透明導(dǎo) 電膜。此外，可使用添加鎵的透明導(dǎo)電膜。在像素電極4203上形成絕緣膜4302。在像素電極4203上的絕緣 膜4302中形成開口部分。在開口部分中，有機(jī)光發(fā)射層4204被形成 于像素電極4203上。已知的有機(jī)光發(fā)射材料或無(wú)機(jī)光發(fā)射材料可被用 作有機(jī)光發(fā)射層4204。此外，有機(jī)光發(fā)射材料包括基于低分子量(單 體系統(tǒng))材料和基于高分子量(聚合物系統(tǒng))材料，并且可使用其中 任何一種材料。優(yōu)選已知的蒸發(fā)技術(shù)或施加法技術(shù)作為形成有機(jī)光發(fā)射層4204的 方法。此外，通過(guò)隨意組合空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、光發(fā)射層、電 子輸運(yùn)層、電子注入層獲得的疊層結(jié)構(gòu)或單層結(jié)構(gòu)優(yōu)選用作有機(jī)光發(fā) 射層結(jié)構(gòu)。
由具有光屏蔽特性的導(dǎo)電膜(典型地主要包含鋁、銅、或銀的導(dǎo)電膜或?qū)щ娔づc另一種導(dǎo)電膜的疊層膜)制成的陰極4205被形成于有 機(jī)光發(fā)射層4204上。此外，存在于陰極4205和有機(jī)光發(fā)射層4204間 界面的水分和氧被減少到最小是理想的。因此，需要一種器件，其中 有機(jī)光發(fā)射層4204在氮?dú)夥栈蛳∮袣怏w中被形成，且陰極4205不暴 露于氧和濕氣中被形成。在本實(shí)例中，通過(guò)使用多反應(yīng)室型(組合工 具型cluster tool type)成膜裝置形成上述膜是可能的。預(yù)定電壓 被提供給陰極4205。通過(guò)上述步驟，由像素電極(陽(yáng)極)4203、有機(jī)光發(fā)射層4204以 及陰極4205構(gòu)成的發(fā)光元件4303被形成。在絕緣膜4302上形成覆蓋 發(fā)光元件4303的保護(hù)膜4209。保護(hù)膜4209有效防止氧、濕氣等滲入 發(fā)光元件4303。參考數(shù)4005a表示與電源相連的引線，它與TFT4202的第一電極 連接。引線4005a從密封部件4009和基片4001之間通過(guò)，并通過(guò)各 向異性導(dǎo)電膜4300與FPC4006的FPC引線4301電連接。玻璃材料、金屬部件(典型地，不銹部件)、陶瓷部件、塑料部 件(包括塑料膜)可被用作封接部件4008。 FRP (玻璃纖維增強(qiáng)塑料) 板、PVF (聚氟乙烯)膜、Mylar膜、聚酯膜或丙烯酸類膜可被用作塑 料部件。此外，具有一種結(jié)構(gòu)的薄片可被使用，該結(jié)構(gòu)中鋁箔被夾在 PVT膜和聚脂(Mylar)膜之間。注意，當(dāng)來(lái)自發(fā)光元件的光的輻射方向朝向覆蓋部件一側(cè)時(shí)，要 求覆蓋部件是透明的。在此情況下，透明材料如玻璃板、塑料板聚酯 膜或丙烯酸類膜可被使用。并且除惰性氣體如氮?dú)饣驓鍤庖酝猓贤饩€固化樹脂或熱固型樹 脂可被用于填充劑4210。 PVC (聚氯乙烯)、丙烯酸衍生物、聚酰亞 胺、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、PVB (聚乙烯醇縮丁醛)或EVA (乙烯乙酸乙 烯酯)可被使用。在本實(shí)例中，氮被用做填充劑。并且為了將填充劑4210暴露到吸濕材料(優(yōu)選氧化鋇)或能吸收 氧的材料，在基片4001 —側(cè)中的密封部件4008的表面提供一個(gè)凹形 部分4007，并且放置由4207表示的吸濕材料或能吸收氧的材料。為 防止具有吸濕特性或能吸收氧的材料4207飛出，具有吸濕特性或能吸 收氧的材料4207通過(guò)凹形覆蓋部件4208被固定在凹形部分4007中。
注意凹形覆蓋部件4208被形成細(xì)網(wǎng)狀，并且被構(gòu)造成能透過(guò)空氣或濕 氣但不能透過(guò)具有吸濕特性或能吸收氧的材料4207。當(dāng)具有吸濕特性 或能吸收氧的材料4207被提供時(shí)，發(fā)光元件4303的退化可被抑制。如圖15C所示，在引線4005a上形成導(dǎo)電膜4203a，以使它與像 素電極4203形成的同時(shí)與引線4005a接觸。而且各向異性導(dǎo)電膜4300具有導(dǎo)電添充劑4300a。當(dāng)基片4001 和FPC4006通過(guò)熱壓彼此鍵合時(shí)，位于基片4001上的導(dǎo)電膜4203a 和位于FPC4006上的FPC引線4301彼此通過(guò)導(dǎo)電添充劑4300a電連 接。[實(shí)例6]在本實(shí)例中，通過(guò)使用有機(jī)光發(fā)射材料，其三重激發(fā)產(chǎn)生的磷光 可用于發(fā)射光，外部光發(fā)射量子效率可得到顯著改善。結(jié)果，發(fā)光元 件的功耗可被減少，其壽命可被延長(zhǎng)，并且重量可減輕。下面是外部光發(fā)射量子效率通過(guò)使用三重激發(fā)被改善的報(bào)告 (T.Tsutsui， C. Adachi， S. saito，有機(jī)分子系統(tǒng)中的光化學(xué)過(guò)程， ed丄Honda， (Elsevier Sci.Pub.， Tokyo, 1991 ) 437頁(yè))。上述文章報(bào)告的有機(jī)光發(fā)射材料的分子式(香豆素色素)表示如下<formula>formula see original document page 43</formula>化學(xué)式1(M丄Baldo， D. F. O，Brien， Y. You ， A. Shoust ikov ， S. Sibley ， M.E.Thompson, S丄Forrest, Nature 395 ( 1998 ) p. 151 )上述文章報(bào)告的有機(jī)光發(fā)射材料的分子式(Pt絡(luò)合物)表示如下:<formula>formula see original document page 44</formula>化學(xué)式2
(M. A. Baldo， S. Lamansky， P. E. Burrows, M. E. Thompson, S丄 Forrest, AppL Phys. Lett, 75 (1999) p. 4,)(T. Tsutsui， M.-J. Yang, M. Yahiro， K. Nakamura， T. Watanabe， T. Tsuji， Y. Fukuda， T. Waki邁oto， S. Mayaguchi， Jpn， Appl. Phys.， 38 (12B) (1999) L1502)上述文章報(bào)告的有機(jī)光發(fā)射材料的分子式(Ir絡(luò)合物)表示如下:<formula>formula see original document page 44</formula>如上所述，如果來(lái)自三重激發(fā)的磷光能被投入實(shí)際應(yīng)用，原則上 可實(shí)現(xiàn)外部光發(fā)射量子效率達(dá)到使用來(lái)自單重激發(fā)焚光情況下的3 ~ 4倍。[實(shí)例7]使用發(fā)光元件的光發(fā)射器件是自發(fā)射型，與液晶顯示器相比，呈 現(xiàn)更優(yōu)秀的圖象顯示分辨能力。此外，光發(fā)射器件具有更寬的視角。 因此光發(fā)射器件可被用于不同的電子裝置中的顯示部分。使用本發(fā)明光發(fā)射器件的這些電子裝置包括攝像機(jī)、數(shù)字照相 機(jī)、護(hù)目鏡式顯示器(頭置顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、聲音復(fù)制系統(tǒng)(汽
車聲頻設(shè)備和組合音響設(shè)備)、膝上型計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息 終端(移動(dòng)計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、便攜式游戲機(jī)、電子記事本等)、包括記錄媒介(更特別地， 一種能復(fù)制記錄媒介如數(shù)字視盤(DVD )等等， 并且包括用于顯示復(fù)制圖象的顯示器的設(shè)備)等。特殊地，在便攜式 信息終端情況下，優(yōu)選使用光發(fā)射器件，因?yàn)榭赡鼙粡囊粋€(gè)傾斜方向 觀看的便攜式信息終端常常要求具有寬的視角。圖20分別表示出這種 電子裝置的各種特例。圖20A表示一種光發(fā)射顯示器件，它包括機(jī)殼3001、支撐臺(tái)3002、 顯示部分3003、揚(yáng)聲器部分3004、視頻輸入終端3005等。本發(fā)明可 用于顯示部分3003。光發(fā)射器件為自發(fā)射型，因此不需要背光。因此 它的顯示部分可具有比液晶顯示器薄的厚度。光發(fā)射顯示器件包括用 于顯示信息的整個(gè)顯示器件，如個(gè)人計(jì)算機(jī)、TV廣播接收機(jī)和廣告顯 示器。圖20B圖解示出一種數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)，它包括主體3101、顯示部 分3102、圖象接收部分3103、操作鍵3104、外部連接端口 3105、快 門3106等。根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)射器件可被用作顯示部分3102。圖20C圖解示出一種膝上型計(jì)算機(jī)，它包括主體3201、機(jī)殼3202、 顯示部分3203、鍵盤3204、外部連接端口 3205、定位鼠標(biāo)3206等。 根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)射器件可被用作顯示部分3203。圖20D圖解示出一種移動(dòng)計(jì)算機(jī)，它包括主體3301、顯示部分 3302、開關(guān)3303、操作鍵3304、紅外端口 3305等。根據(jù)本發(fā)明的光 發(fā)射器件可被用作顯示部分3302。圖20E圖解示出一種包括記錄媒介(更特別地，DVD復(fù)制裝置)的 便攜式圖象復(fù)制裝置，它包括主體3401、機(jī)殼3402、顯示部分A3403、 另一個(gè)顯示部分B3404、記錄媒介(DVD等)讀出部分3405、操作鍵 3406、揚(yáng)聲器部分3407等。顯示部分A3403主要用于顯示圖象信息， 而顯示部分B3404主要用于顯示字符信息。根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)射器件 可被用作顯示部分A3403和B3404。包括記錄媒介的圖象復(fù)制裝置進(jìn) 一步包括游戲機(jī)等。圖20F圖解示出一種護(hù)目鏡式顯示器(頭置顯示器)，它包括主 體3501、顯示部分3502、鏡臂部分3503等。根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)射器 件可被用作顯示部分3502。
圖20G圖解示出一種攝像機(jī)，它包括主體3601、顯示部分3602、 機(jī)殼3603、外部連接端口 3604、遙控接收部分3605、圖象接收部分 3606、電池3607、聲音輸入部分3608、操作鍵3609、目鏡3610等。 根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)射器件可被用作顯示部分3602。圖20H圖解示出一種移動(dòng)電話，它包括主體3701、機(jī)殼3702、顯 示部分3703、聲音輸入部分3704、聲音輸出部分3705、操作鍵3706、 外部連接端口 3707、天線3708等。根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)射器件可被用 作顯示部分3703。注意顯示部分3703通過(guò)在黑色背景下顯示白色字 符可減少移動(dòng)電話的功耗。將來(lái)當(dāng)從有機(jī)光發(fā)射材料可發(fā)射亮度較亮的光時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的 光發(fā)射器件將適用于前投式和后投式投影儀，其中包含輸出圖象信息 的光被透鏡裝置等放大而投影。前面提到的電子裝置更可能被用于顯示通過(guò)電信路徑如因特網(wǎng)、 CATV (電纜電視系統(tǒng))傳播的信息，以及特別地可能用于顯示活動(dòng)圖 像信息。光發(fā)射器件適合顯示活動(dòng)圖像，因?yàn)橛袡C(jī)光發(fā)射材料可呈現(xiàn) 高響應(yīng)速度。光發(fā)射器件的發(fā)光部分消耗能量，因此通過(guò)其中光發(fā)射部分變得 盡可能小的方式來(lái)顯示信息是所希望的。因此，當(dāng)光發(fā)射器件被應(yīng)用 于主要顯示字符信息的顯示部分，例如便攜式信息終端，以及更特別 地的便攜式電話或聲音再生裝置的顯示部分時(shí)，理想的是驅(qū)動(dòng)光發(fā)射 器件以使字符信息通過(guò)光發(fā)射部分形成而非發(fā)射部分對(duì)應(yīng)于背景。如上面提到的，本發(fā)明可不同地被應(yīng)用于各領(lǐng)域廣泛的電子裝置 中。本實(shí)例中的電子裝置可通過(guò)利用具有由實(shí)例1~6結(jié)構(gòu)自由組合所 得結(jié)構(gòu)的光發(fā)射器件獲得。[實(shí)例8]在本實(shí)例中，用圖22描述圖21A所示像素結(jié)構(gòu)的俯視圖。 在圖22中，通過(guò)對(duì)區(qū)域中的同一層進(jìn)行圖案加工形成TFT來(lái)形成 多個(gè)有源層。然后，通過(guò)對(duì)同一層的圖案加工，形成第一柵極線2102、 第二柵極線2103以及各個(gè)TFT的柵電極。隨后，源極信號(hào)線2101和 電流供電線2108通過(guò)對(duì)同一層的圖案加工被形成。最后，EL元件(發(fā) 光元件)的第一電極(此處為陽(yáng)極)被形成。然后， 一個(gè)選擇TFT2104被配置，其第一柵極線2102的一部分 柵電極。TFT2104被形成具有雙柵極結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)柵電極在一個(gè)有 源層中形成，由此它比在一個(gè)有源層中形成一個(gè)柵電極的單柵極結(jié)構(gòu) 有更可靠的選擇(開關(guān))。此外TFT2104也可被形成具有多柵極結(jié)構(gòu)， 其中在一個(gè)有源層中形成三個(gè)或更多柵電極。此外，為了減少TFT中的變化，TFT2105的溝道長(zhǎng)度(L)被設(shè)定 得較長(zhǎng)。另外，L進(jìn)一步加長(zhǎng)，由此可使TFT的飽和區(qū)是平的。除此之外，柵電極通過(guò)接觸被連接于第二柵電極線2103的 TFT2106被形成。另外，由有源層和作為掃描線的同一層所形成的電 容元件被配置。對(duì)于每個(gè)TFT這樣的構(gòu)造是可采用的，柵電極被置于半導(dǎo)體膜(溝 道形成區(qū))上的頂部柵極結(jié)構(gòu)或與此相反的底部柵極結(jié)構(gòu)被使用，和 補(bǔ)償結(jié)構(gòu)或GOLD結(jié)構(gòu)被用于雜質(zhì)區(qū)(源區(qū)或漏區(qū))。根據(jù)本發(fā)明，在由單極TFT、作為器件電特性特別優(yōu)秀的N-溝道 TFT構(gòu)成的半導(dǎo)體器件中，形成這樣一種構(gòu)造，以至不會(huì)由于EL元件 的退化而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)TFT的柵極-源極電壓變化，由此，即使EL元件退 化也幾乎不會(huì)使發(fā)光減少。此外，本發(fā)明提出的構(gòu)造既不必是復(fù)雜構(gòu) 造也不必增加形成像素的元件數(shù)量。因此它可被應(yīng)用而不引起諸如數(shù) 字孔徑減少的缺點(diǎn)。因此是非常有用的。雖然本發(fā)明已結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例被描述，但本發(fā)明并不應(yīng)限于這些 實(shí)施例。例如，在本發(fā)明中使用的晶體管可以是其中的有源層由結(jié)晶 半導(dǎo)體或非晶半導(dǎo)體構(gòu)成的薄膜晶體管(TFT)、單晶晶體管或使用有機(jī)半導(dǎo)體材料作為其有源層的晶體管中的任何一種。例如通過(guò)使用S01 技術(shù)形成的晶體管可被用作單晶薄膜晶體管，而包含多晶硅或非晶硅 的薄膜晶體管可被用作薄膜晶體管。
權(quán)利要求
1.一種包含像素的半導(dǎo)體器件，所述像素包括發(fā)光元件；包括微晶半導(dǎo)體膜的晶體管；晶體管的源電極電連接到發(fā)光元件的一個(gè)電極；電連接在晶體管的源電極和柵電極之間的電容器；以及電連接到晶體管的漏電極的電源線。
2. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中所述像素還包括電連接到該 晶體管的電極的第二晶體管，并且其中該晶體管和第二晶體管具有相 同的導(dǎo)電類型。
3. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，還包括連接到晶體管的源電極或 漏電極的布線，其中布線是鈦膜、鋁膜和鈦膜的三層疊層膜。
4. 權(quán)利要求l的半導(dǎo)體器件，其中晶體管的柵電極包括鉬。
5. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中將所述半導(dǎo)體器件引入選自 發(fā)光顯示器件、數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)、聲音再現(xiàn)裝置、膝上型計(jì)算機(jī)、移 動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式圖像再現(xiàn)裝置、護(hù)目鏡式顯示器、攝像機(jī)以及移動(dòng) 電話的電子裝置。
6. —種包括像素的半導(dǎo)體器件，所述像素包括 基片；基片上的發(fā)光元件； 基片上的晶體管；晶體管的源電極電連接到發(fā)光元件的一個(gè)電極； 電連接在晶體管的源電極和柵電極之間的電容器； 電連接到晶體管的漏電極的電源線；以及 發(fā)光元件上的透明元件。
7. 權(quán)利要求6的半導(dǎo)體器件，其中所述像素還包括電連接到該 晶體管的電極的第二晶體管，并且其中該晶體管和第二晶體管具有相 同的導(dǎo)電類型。
8. 權(quán)利要求6的半導(dǎo)體器件，還包括連接到晶體管的源電極或 漏電極的布線，其中布線是鈦膜、鋁膜和鈦膜的三層疊層膜。
9. 權(quán)利要求6的半導(dǎo)體器件，其中晶體管的柵電極包括鉬。
10. 權(quán)利要求6的半導(dǎo)體器件，其中將所述半導(dǎo)體器件引入選自 發(fā)光顯示器件、數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)、聲音再現(xiàn)裝置、膝上型計(jì)算機(jī)、移 動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式圖像再現(xiàn)裝置、護(hù)目鏡式顯示器、攝像機(jī)以及移動(dòng) 電話的電子裝置。
11. 一種包括像素的半導(dǎo)體器件，所述像素包括 發(fā)光元件；底部柵電極結(jié)構(gòu)晶體管； 晶體管的源電極電連接到發(fā)光元件的一個(gè)電極； 電連接在晶體管的源電極和柵電極之間的電容器；以及 電連接到晶體管的漏電極的電源線。
12. 權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其中所述像素還包括電連接到 該晶體管的電極的第二晶體管，并且其中該晶體管和第二晶體管具有 相同的導(dǎo)電類型。
13. 權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，還包括連接到晶體管的源電極 或漏電極的布線，其中布線是鈦膜、鋁膜和鈦膜的三層疊層膜。
14. 權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其中晶體管的柵電極包括鉬。
15. 權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其中將所述半導(dǎo)體器件引入選 自發(fā)光顯示器件、數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)、聲音再現(xiàn)裝置、膝上型計(jì)算機(jī)、 移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式圖像再現(xiàn)裝置、護(hù)目鏡式顯示器、攝像機(jī)以及移 動(dòng)電話的電子裝置。
16. —種聲音再現(xiàn)裝置，包括 使用包括像素的發(fā)光器件的顯示部分，所述像素包括 發(fā)光元件；晶體管；晶體管的源電極電連接到發(fā)光元件的一個(gè)電極； 電連接到晶體管的源電極和柵電極之間的電容器； 電連接到晶體管的漏電極的電源線。
17. 權(quán)利要求16的聲音再現(xiàn)裝置，其中所述像素還包括電連接 到該晶體管的電極的笫二晶體管，并且其中該晶體管和笫二晶體管具 有相同的導(dǎo)電類型。
18. 權(quán)利要求16的聲音再現(xiàn)裝置，還包括連接到晶體管的源電 極或漏電極的布線，其中布線是鈦膜、鋁膜和鈦膜的三層疊層膜。
19. 權(quán)利要求16的聲音再現(xiàn)裝置，其中晶體管的柵電極包括鉬。
20. —種顯示器件，包括使用包括像素的發(fā)光器件的顯示部分，所述像素包括發(fā)光元件；晶體管；晶體管的源電極電連接到發(fā)光元件的一個(gè)電極；電連接在晶體管的源電極和柵電極之間的電容器；電連接到晶體管的漏電極的電源線。
21. 權(quán)利要求20的顯示器件，其中所述像素還包括電連接到該 晶體管的電極的笫二晶體管，并且其中該晶體管和第二晶體管具有相 同的導(dǎo)電類型。
22. 權(quán)利要求20的顯示器件，還包括連接到晶體管的源電極或 漏電極的布線，其中布線是鈦膜、鋁膜和鈦膜的三層疊層膜。
23. 權(quán)利要求20的顯示器件，其中晶體管的柵電極包括鉬。
24. —種包含像素的半導(dǎo)體器件，所述像素包括 發(fā)光元件；包括單晶半導(dǎo)體膜的晶體管；晶體管的源電極電連接到發(fā)光元件的一個(gè)電極； 電連接在晶體管的源電極和柵電極之間的電容器；以及 電連接到晶體管的漏電極的電源線。
25. 權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，其中所述像素還包括電連接到 該晶體管的電極的第二晶體管，并且其中該晶體管和第二晶體管具有 相同的導(dǎo)電類型。
26. 權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，還包括連接到晶體管的源電極 或漏電極的布線，其中布線是鈦膜、鋁膜和鈦膜的三層疊層膜。
27. 權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，其中晶體管的柵電極包括鉬。
28. 權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，其中將所述半導(dǎo)體器件引入選 自發(fā)光顯示器件、數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)、聲音再現(xiàn)裝置、膝上型計(jì)算機(jī)、 移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式圖像再現(xiàn)裝置、護(hù)目鏡式顯示器、攝像機(jī)以及移 動(dòng)電話的電子裝置。
全文摘要
一種具有幾乎不會(huì)由于退化的EL元件而產(chǎn)生電流值改變的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件被提供。電容元件被配置于驅(qū)動(dòng)TFT柵極和源極之間，視頻信號(hào)輸入到柵電極，然后它處于浮置狀態(tài)。此時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)TFT的柵極源極電壓超過(guò)閾值時(shí)，驅(qū)動(dòng)TFT被開啟。假定EL元件退化并且陽(yáng)極電位上升，即驅(qū)動(dòng)TFT的源極電位上升，則通過(guò)電容元件的耦合處于浮置狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)TFT的柵電極的電位將上升相同量。因此，即使當(dāng)陽(yáng)極電位由于EL元件退化而上升，這種上升同樣被加到柵電極電位，而允許驅(qū)動(dòng)TFT的柵極源極電壓保持不變。
文檔編號(hào)G09G3/32GK101127188SQ20071015339
公開日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2002年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月13日
發(fā)明者木村肇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所