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)明涉及包括晶體管構(gòu)成的顯示器件，以及該顯示器件的驅(qū)動(dòng)方法。具體地，本發(fā)明涉及包含包括薄膜晶體管(此后還稱為晶體管)構(gòu)成的像素的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
有源矩陣顯示器，其通過組合電致發(fā)光元件(還被稱為有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)和EL元件或本說明書中的發(fā)光元件)和晶體管來構(gòu)成，已經(jīng)吸引了人們的注意，并在國內(nèi)和國際上作為薄且重量輕的顯示器進(jìn)行了積極的研究和開發(fā)。在致力于小型2英寸顯示器到40英寸或更大的大型顯示器的實(shí)際應(yīng)用階段中，對(duì)這種也被稱為有機(jī)EL顯示器(OLED)的顯示器進(jìn)行了廣泛的研究和開發(fā)。
EL元件的亮度和流經(jīng)其的電流值在理論上具有線性關(guān)系。因此，對(duì)于利用EL元件作為顯示介質(zhì)的有機(jī)EL顯示器來說，通過控制提供給EL元件的電流值來表示灰度級(jí)的方法是已知的。此外，作為控制提供給EL元件的電流值的方法，電壓輸入驅(qū)動(dòng)方法和電流輸入驅(qū)動(dòng)方法是已知的。
在電壓輸入驅(qū)動(dòng)方法中，提供給驅(qū)動(dòng)晶體管(此后也稱為驅(qū)動(dòng)晶體管)和EL元件的電流值通過將電壓信號(hào)輸入到驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極以便在其中保持從而獲得的柵源電壓來控制，該驅(qū)動(dòng)晶體管串聯(lián)連接到EL元件。在電流輸入驅(qū)動(dòng)方法中，提供給驅(qū)動(dòng)晶體管和EL元件的電流值通過將電流信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)晶體管而獲得的驅(qū)動(dòng)晶體管的柵源電壓來控制(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。
然而，在傳統(tǒng)的電流輸入驅(qū)動(dòng)方法中，需要將微量的電流從源信號(hào)線提供以表示低灰度級(jí)。由于需要用于為源信號(hào)線等的寄生電容充電的時(shí)間以便將微量電流作為視頻信號(hào)輸入到像素，因此存在需要長(zhǎng)寫入時(shí)間的問題。
此外，作為電流輸入驅(qū)動(dòng)方法的另一個(gè)示例，這種像素是已知的，其中通過在兩個(gè)電容器中保持作為電流輸入到驅(qū)動(dòng)TFT的Vgs及其閾值電壓并將它們?nèi)菪择詈?，在補(bǔ)償該閾值電壓的同時(shí)，提供給EL元件的電流可以小于實(shí)際的視頻信號(hào)(例如，參見專利文獻(xiàn)2)。
然而，即使是這種像素配置也需要周期T1來獲得閾值電壓，并需要周期T2來寫入視頻信號(hào)。由于一個(gè)像素的面積是有限的，因此兩個(gè)電容器的電容也是有限的。因此，存在這樣的問題，即，沒有足夠的寫入時(shí)間用于寫入微量電流作為視頻信號(hào)，特別是在大型面板中，每像素的寫入周期相比于小型面板變得更短。
國際公布No.9848403[專利文獻(xiàn)2]日本專利公開No.2004-310006發(fā)明內(nèi)容鑒于這些問題，本發(fā)明提供了一種顯示器件以及驅(qū)動(dòng)方法，其中每像素的寫入時(shí)間被進(jìn)一步縮短，并且其能夠擴(kuò)大面板。
本發(fā)明的特征包括第一晶體管、第二晶體管、保持對(duì)應(yīng)于流經(jīng)其中的電流的第一晶體管的柵源電壓的第一電容器、以及保持第二晶體管的閾值電壓并與第一電容器容性耦合的第二電容器。
根據(jù)本發(fā)明的顯示器件的一個(gè)特征，該顯示器件包括像素，其包括第一晶體管，具有連接到第一布線的第一端、經(jīng)過第一開關(guān)元件連接到第二布線并經(jīng)過第二開關(guān)元件連接到其柵極的第二端；第二晶體管，具有連接到第一布線的第一端，和經(jīng)過第三開關(guān)元件連接到柵極的第二端；第一電容器，具有連接到該第一布線的一個(gè)電極，和連接到該第一晶體管的柵極的另一個(gè)電極；第二電容器，具有連接到該第一布線的一個(gè)電極，和連接到該第二晶體管的柵極并經(jīng)過第四開關(guān)元件連接到第一電容器的另一個(gè)電極的另一個(gè)電極；以及發(fā)光元件，具有經(jīng)過第五開關(guān)元件連接到第一晶體管的第二端的一個(gè)電極。
本發(fā)明的顯示器件的另一個(gè)特征包括像素，其包括第一晶體管，具有連接到第一布線的第一端，和經(jīng)過第一開關(guān)元件連接到其柵極的第二端；第二晶體管，具有連接到第一布線的第一端，和經(jīng)過第二開關(guān)元件連接到第二布線并經(jīng)過第三開關(guān)元件連接到其柵極的第二端；第一電容器，具有連接到該第一布線的一個(gè)電極，和連接到該第一晶體管的柵極的另一個(gè)電極；第二電容器，具有連接到該第一布線的一個(gè)電極，和連接到該第二晶體管的柵極并經(jīng)過第四開關(guān)元件連接到第一電容器的另一個(gè)電極的另一個(gè)電極；以及發(fā)光元件，具有經(jīng)過第五開關(guān)元件連接到第一晶體管的第二端的一個(gè)電極。
在本發(fā)明的顯示器件中，第一晶體管的溝道長(zhǎng)度可以比第二晶體管的溝道長(zhǎng)度更長(zhǎng)。第一晶體管的溝道寬度可以比第二晶體管的溝道寬度更寬。
本發(fā)明提供了一種具有像素的顯示器件的驅(qū)動(dòng)方法，該顯示器件包括第一晶體管，第二晶體管，第一電容器，其保持對(duì)應(yīng)于流經(jīng)其中的電流的第一晶體管的柵源電壓，以及與第一電容器容性耦合的第二電容器，其中進(jìn)行在第一電容器中獲得第一晶體管的柵源電壓的操作，在第二電容器中獲得第二晶體管的柵源電壓的操作，以及容性地耦合保持在第一電容器中的電壓和保持在第二電容器中的電壓的操作。在第一電容器中獲得第一晶體管的柵源電壓的操作和在第二電容器中獲得第二晶體管的柵源電壓的操作可以同時(shí)進(jìn)行。
本發(fā)明提供了一種具有像素的顯示器件的驅(qū)動(dòng)方法，該顯示器件包括第一晶體管，具有連接到第一布線的第一端和經(jīng)過第一開關(guān)元件連接到第二布線并經(jīng)過第二開關(guān)元件連接到其柵極的第二端；第二晶體管，具有連接到第一布線的第一端和經(jīng)過第三開關(guān)元件連接到其柵極的第二端；第二電容器，具有連接到該第一布線的一個(gè)電極和連接到該第二晶體管的柵極的另一個(gè)電極；第一電容器，具有連接到該第一布線的一個(gè)電極和連接到該第一晶體管的柵極并經(jīng)過第四開關(guān)元件連接到第二晶體管的柵極和該第二電容器的另一個(gè)電極的另一個(gè)電極；以及發(fā)光元件，具有經(jīng)過第五開關(guān)元件連接到第一晶體管的第二端的一個(gè)電極，其中進(jìn)行在第一電容器中獲得第一晶體管的柵源電壓的操作，在第二電容器中獲得第二晶體管的柵源電壓的操作，以及容性地耦合保持在第一電容器中的電壓和保持在第二電容器中的電壓的操作。在第一電容器中獲得第一晶體管的柵源電壓的操作和在第二電容器中獲得第二晶體管的柵源電壓的操作可以同時(shí)進(jìn)行。
本發(fā)明提供了一種具有像素的顯示器件的驅(qū)動(dòng)方法，該顯示器件包括第一晶體管，具有連接到第一布線的第一端和經(jīng)過第一開關(guān)元件連接到其柵極的第二端；第二晶體管，具有連接到第一布線的第一端和經(jīng)過第二開關(guān)元件連接到第二布線并經(jīng)過第三開關(guān)元件連接到其柵極的第二端；第二電容器，具有連接到該第一布線的一個(gè)電極和連接到該第一晶體管的柵極的另一個(gè)電極；第一電容器，具有連接到該第一布線的一個(gè)電極，和連接到該第一晶體管的柵極并經(jīng)過第四開關(guān)元件連接到第二電容器的另一個(gè)電極的另一個(gè)電極；以及發(fā)光元件，具有經(jīng)過第五開關(guān)元件連接到第一晶體管的第二端的一個(gè)電極，其中進(jìn)行在第一電容器中獲得第一晶體管的柵源電壓的操作，在第二電容器中獲得第二晶體管的柵源電壓的操作，以及容性地耦合保持在第一電容器中的電壓和保持在第二電容器中的電壓的操作。在第一電容器中獲得第一晶體管的柵源電壓的操作和在第二電容器中獲得第二晶體管的柵源電壓的操作可以同時(shí)進(jìn)行。
各種模式的開關(guān)可以用作本發(fā)明中所描述的開關(guān)。例如，可以使用電開關(guān)、機(jī)械開關(guān)等等。這就是說，它可以是任何事物，只要它能控制電流。它可以是晶體管、二極管(例如，PN二極管、PIN二極管、肖特基二極管、連接成二極管的晶體管等等)、閘流晶體管、或利用它們配置的邏輯電路。因此，在應(yīng)用晶體管作為開關(guān)的情況中，由于其僅作為開關(guān)工作，因此并不特別限定其極性(導(dǎo)電類型)。然而，當(dāng)截止電流優(yōu)選為小時(shí)，有利地使用具有較小截止電流的極性的晶體管。例如，提供有LDD區(qū)的晶體管、具有多柵極結(jié)構(gòu)的晶體管等等具有小的截止電流。此外，期望在作為開關(guān)的晶體管的源極端電位接近于低電位側(cè)電源電位(Vss、GND、0V等等)時(shí)，使用n溝道晶體管，在源極端電位接近于高電位側(cè)電源電位(Vdd等等)時(shí)，期望使用p溝道晶體管。由于可以增加晶體管的柵源電壓的絕對(duì)值，因此這有助于開關(guān)有效地工作。
還應(yīng)當(dāng)注意的是，CMOS開關(guān)也可以通過使用n溝道和p溝道晶體管來形成。如果p溝道晶體管或n溝道晶體管變?yōu)閷?dǎo)通的，則CMOS開關(guān)可以使電流流動(dòng)；因此，可以有助于作為開關(guān)的功能。例如，當(dāng)?shù)介_關(guān)的輸入信號(hào)的電壓是高或低時(shí)，可以輸出適當(dāng)?shù)碾妷骸４送?，由于用于?dǎo)通或關(guān)斷開關(guān)的信號(hào)的電壓幅度可以設(shè)定為更小，因此也可以減小功率消耗。
用作開關(guān)的晶體管包括輸入端(源極端和漏極端中的一個(gè))、輸出端(源極端和漏極端中的另一個(gè))、以及控制導(dǎo)通的端(柵極端)。另一方面，當(dāng)使用二極管作為開關(guān)時(shí)，也可以不包括用于控制導(dǎo)通的端。因此，可以減小用于控制端子的布線數(shù)目。
在本發(fā)明中應(yīng)當(dāng)注意的是，連接意味著電連接、功能性連接和直接連接。因此，在本發(fā)明披露的結(jié)構(gòu)中，也包括除了預(yù)定連接以外的其他元件。例如，能夠?qū)崿F(xiàn)電連接的一個(gè)或多個(gè)元件(例如開關(guān)、晶體管、電容器、電感器、電阻器、二極管等等)可以設(shè)置在特定部分之間。此外，能夠?qū)崿F(xiàn)功能性連接的一個(gè)或多個(gè)電路(例如邏輯電路(反相器、NAND電路、NOR電路等等)、信號(hào)轉(zhuǎn)換器電路(DA轉(zhuǎn)換器電路、AD轉(zhuǎn)換器電路、伽馬修正電路等等)、電位電平轉(zhuǎn)換器電路(諸如升壓器電路和降壓電路的電源電路、其改變H信號(hào)或L信號(hào)的電位電平的電平移位器電路，等等)、電壓源、電流源、開關(guān)電路、放大器電路(可以增加信號(hào)幅度、電流量等等的電路，諸如運(yùn)算放大器、差分放大器電路、源極跟隨器電路、緩沖器電路等等)、信號(hào)發(fā)生電路、存儲(chǔ)器電路、控制電路等等)可以設(shè)置在特定部分之間?；蛘?，元件可以被直接連接而無需在其之間插入其他元件或電路。
應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)元件被連接而在其之間沒有插入其他元件或電路時(shí)，將描述為直接連接?！氨浑娺B接”的描述包括了電連接(即，另一元件插入在其之間)、功能性連接(即，另一電路插入在其之間)、和直接連接(即，沒有其他元件或電路插入在其之間)。
應(yīng)當(dāng)注意的是，顯示元件、顯示器件、發(fā)光元件和發(fā)光器件可以具有各種模式或元件。例如，作為顯示元件、顯示器件、發(fā)光元件和發(fā)光器件，可以使用通過電磁效應(yīng)改變對(duì)比度的顯示介質(zhì)，諸如EL元件(有機(jī)EL元件、無機(jī)EL元件、或包含有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)的EL元件)、電子放電元件、液晶元件、電子墨水、光柵光閥(GLV)、等離子體顯示器(PDP)、數(shù)字微鏡器件(DMD)、壓電陶瓷顯示器、和碳納米管。應(yīng)當(dāng)注意的是，使用EL元件的顯示器件包括EL顯示器，使用電子放電元件的顯示器件包括場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)、SED型平面顯示器(表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器)等等，使用液晶元件的顯示器件包括液晶顯示器、透射型液晶顯示器、半透射型液晶顯示器、以及反射型液晶顯示器，使用電子墨水的顯示器包括電子紙。
應(yīng)當(dāng)注意的是，各種模式的晶體管可以應(yīng)用于本發(fā)明的晶體管。因此，任意類型的晶體管可以應(yīng)用于本發(fā)明而沒有限制。因此，例如，可以使用具有以非晶硅、多晶硅等等為代表的非單晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管(TFT)。結(jié)果，晶體管甚至可以在低制造溫度下、以低成本、在大型襯底或透明襯底上制造，或者可以透射光。此外，可以使用利用半導(dǎo)體襯底或SOI襯底形成的MOS晶體管、結(jié)型晶體管、雙極型晶體管等等。利用這些晶體，可以形成具有較小變化的晶體管、具有高電流提供能力的晶體管、具有小型尺寸的晶體管、或具有較小功耗的電路。此外，可以使用包含諸如ZnO、a-InGaZnO、SiGe和GaAs的化合物半導(dǎo)體的晶體管，其薄膜晶體管。結(jié)果，可以在低制造溫度下、在室溫下、或者直接在諸如塑料襯底或膜襯底的低熱阻襯底上制造晶體管。
進(jìn)一步地，可以使用通過噴墨方法或印刷方法形成的晶體管等。結(jié)果，可以在室溫下、在低真空度中、或者在大型襯底上制造晶體管。由于不要求制造晶體管的掩模(劃線板)，因此可以容易地改變晶體管的布局。此外，可以使用具有有機(jī)半導(dǎo)體或碳納米管的晶體管或其他晶體管。結(jié)果，可以在柔性襯底上形成晶體管。
應(yīng)當(dāng)注意的是，氫或鹵素可以包含在非晶半導(dǎo)體膜中。此外，作為在其上設(shè)置晶體管的襯底，可以使用各種類型的襯底而不限于特定類型。因此，例如可以使用單晶襯底、SOI襯底、玻璃襯底、石英襯底、塑料襯底、紙襯底、玻璃紙襯底、石頭襯底、不銹鋼襯底、由不銹鋼箔形成的襯底等等。或者，晶體管可以形成在特定襯底上，然后轉(zhuǎn)移到另一襯底上。通過使用這些襯底，可以形成具有令人滿意的特性的晶體管、具有較小功耗的晶體管、不易于斷裂的晶體管、或具有高熱阻的晶體管。
應(yīng)當(dāng)注意的是，晶體管可以具有各種模式而不限于特定的類型。例如，可以使用具有兩個(gè)或多個(gè)柵電極的多柵極結(jié)構(gòu)。借助多柵極結(jié)構(gòu)，溝道區(qū)被串聯(lián)連接，其和串聯(lián)連接的多個(gè)晶體管是相同的。結(jié)果，可以減小截止電流，通過提高晶體管的耐受電壓可以改進(jìn)可靠性，或者可以獲得平坦特性，其中即使當(dāng)漏源電壓在飽和區(qū)的工作中發(fā)生改變時(shí)，漏源電流也不會(huì)改變很多。柵電極可以設(shè)置在溝道上方和下方。在這種結(jié)構(gòu)中，由于易于形成耗盡層，增加了溝道區(qū)，其可以增加電流值或改進(jìn)S值。當(dāng)柵電極在溝道上方和下方形成時(shí)，該結(jié)構(gòu)和并聯(lián)連接的多個(gè)晶體管是相同的。
或者，柵電極可以設(shè)置在溝道上方或下方?？梢允褂谜蚪诲e(cuò)結(jié)構(gòu)或反向交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，或者溝道區(qū)可以被分成多個(gè)并聯(lián)連接或串聯(lián)連接的區(qū)域。此外，源電極或漏電極可以與溝道(或其部分)交迭。在這種結(jié)構(gòu)中，可以防止由于在溝道的一部分中積累的電荷而引起的不穩(wěn)定操作。此外，還可以提供LDD區(qū)。在這種結(jié)構(gòu)中，可以減小截止電流，通過提高晶體管的耐受電壓可以改進(jìn)可靠性，或者可以獲得平坦特性，其中即使當(dāng)漏源電壓在飽和區(qū)的工作中發(fā)生改變時(shí)，漏源電流也不會(huì)改變很多。
應(yīng)當(dāng)注意的是，作為本發(fā)明的晶體管，可以使用各種類型的晶體管，并且晶體管可以形成在各種襯底上。因此，整個(gè)電路可以形成在玻璃襯底、塑料襯底、單晶襯底、SOI襯底或任意襯底上。在這種結(jié)構(gòu)中，通過減小部件的數(shù)目可以減小成本，或者通過減小與電路部件的連接數(shù)目可以改進(jìn)可靠性?；蛘?，一部分電路可以形成在特定襯底上，而其另一部分形成在另一襯底上。這就是說，整個(gè)電路不需要形成在同一襯底上。例如，一部分電路可以使用晶體管形成在玻璃襯底上，而其另一部分可以形成在單晶襯底上，由此以這種方式形成的IC芯片可以通過將要連接的COG(玻璃上芯片)設(shè)置在玻璃襯底上。作為另外的選擇，IC芯片可以通過使用TAB(自動(dòng)載帶接合)連接到玻璃襯底或印刷的襯底。以這種方式，當(dāng)一部分電路形成在同一襯底上時(shí)，通過減小部件的數(shù)目可以減小成本，或者通過減小與電路部件的連接數(shù)目可以改進(jìn)可靠性。此外，趨于消耗更多功率的具有高驅(qū)動(dòng)電壓的部分或具有高驅(qū)動(dòng)頻率的部分最好不形成在同一襯底上，以防止功耗增加。
在本發(fā)明中應(yīng)當(dāng)注意的是，一個(gè)像素對(duì)應(yīng)于一個(gè)元件以便控制亮度。例如，一個(gè)像素表示通過其表示亮度的一種顏色元素。因此，此時(shí)，在由R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))的顏色元素形成的彩色顯示器件的情況中，圖像的最小單位由R像素、G像素和B像素的三個(gè)像素形成。
應(yīng)當(dāng)注意的是，顏色元素不限于三種顏色，也可以使用三種或更多的顏色，或RGB以外的其他顏色。例如，通過增加白色，可以利用RGBW(W對(duì)應(yīng)于白色)?；蛘?，例如可以附加地利用黃色、青色、品紅色、鮮綠色、朱紅色等等中的一種或多種。此外，例如可以附加地利用與RGB中的至少一種相類似的顏色。例如，可以利用R、G、B1和B2。B1和B2都是具有略微不同頻率的藍(lán)色。采用這種顏色元素，可以進(jìn)行更接近于原始目標(biāo)的顯示，或者可以減小功率消耗。
作為另一個(gè)示例，在通過使用多個(gè)區(qū)域來控制一種顏色元素的亮度的情況下，該多個(gè)區(qū)域中的一個(gè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素。因此，例如，在區(qū)域灰度等級(jí)顯示的情況下，用來控制亮度的多個(gè)區(qū)域被設(shè)置用于一種顏色元素以表示灰度等級(jí)，其中用于控制亮度的多個(gè)區(qū)域中的一個(gè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素。因此，在該情況下，一種顏色元素由多個(gè)像素形成。在該情況下，對(duì)于顯示有貢獻(xiàn)的區(qū)域可以對(duì)于每個(gè)像素在一些情況下具有不同的大小。此外，在用于控制一種顏色元素的亮度的多個(gè)區(qū)域中，即構(gòu)成一種顏色元素的多個(gè)像素，提供給每個(gè)像素的信號(hào)可以設(shè)定得略微不同以便擴(kuò)大視角。
應(yīng)當(dāng)注意的是，“一個(gè)像素(三種顏色)”的描述對(duì)應(yīng)于由R、G和B三個(gè)像素形成的一個(gè)像素?！耙粋€(gè)像素(一種顏色)”的描述對(duì)應(yīng)于由一種顏色元素的多個(gè)像素形成的一個(gè)像素。
應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明包括了其中像素排列(對(duì)準(zhǔn))成矩陣的情況。這里，像素的矩陣排列(對(duì)準(zhǔn))包括了其中像素在垂直或水平方向上線形排列的情況，或者其中像素排列成Z字形的情況。因此，在通過三種顏色分量(例如，R、G和B)進(jìn)行全色顯示的情況下，包括了三種顏色分量的點(diǎn)的條形排列或三角形排列。此外，也包括了Bayer排列。應(yīng)當(dāng)注意的是，顏色分量不限于三種顏色，可以利用三種或更多的顏色。例如，可以利用具有黃色、青色、品紅色等等中的一種或多種的RGB或RGBW(W對(duì)應(yīng)于白色)。此外，顯示區(qū)域的大小可以在顏色分量的每個(gè)點(diǎn)中是不同的。因此，可以減小功率消耗或可以延長(zhǎng)顯示元件的壽命。
應(yīng)當(dāng)注意的是，晶體管是具有包括柵極、漏極和源極的至少三端的元件。溝道區(qū)設(shè)置在漏區(qū)和源區(qū)之間。電流可以流經(jīng)漏區(qū)、溝道區(qū)和源區(qū)。這里，源極和漏極根據(jù)晶體管的結(jié)構(gòu)或工作條件等等而改變；因此，難于確定哪個(gè)是源極或漏極。在本發(fā)明中，用作源極和漏極的區(qū)域可以不被稱為源極和漏極。在該情況下，例如，該區(qū)域可以被稱為第一端和第二端。
應(yīng)當(dāng)注意的是，晶體管可以是包括基極、發(fā)射極和集電極的至少三端的元件。在這種情況下同樣可以將發(fā)射極和集電極稱為第一端和第二端。
應(yīng)當(dāng)注意的是，柵極包括柵電極和柵極布線(也被稱為柵極線、柵極信號(hào)線等等)或其一部分。柵電極對(duì)應(yīng)于與形成溝道區(qū)、LDD(輕摻雜漏)區(qū)等等的半導(dǎo)體相重疊的部分中的導(dǎo)電膜，并且在其之間插有柵絕緣膜。柵極布線對(duì)應(yīng)于在像素的柵電極之間或者在柵電極和另一布線之間連接的布線。
然而，存在有用作柵電極和柵極布線的部分。這種區(qū)域可以被稱為柵電極或柵極布線。即，存在有不能被清楚地辨別作為柵電極或柵極布線的區(qū)域。例如，當(dāng)溝道區(qū)與延伸的柵極布線相重疊時(shí)，該溝道區(qū)用作柵極布線也用作柵電極。因此，這種區(qū)域可以被稱為柵電極或柵極布線。
此外，由和柵電極相同的材料形成并連接到柵電極的區(qū)域也可以被稱為柵電極。類似地，由和柵極布線相同的材料形成并連接到柵極布線的區(qū)域也可以被稱為柵極布線。這種區(qū)域精確地來說可能不與溝道區(qū)重疊，或者可能不具有連接到另一柵電極的功能。然而，由于制造余量等等，因而存在由和柵電極或柵極布線相同的材料形成并連接到柵電極或柵極布線的區(qū)域。因此，這種區(qū)域可以被稱為柵電極或柵極布線。
例如，在多柵晶體管中，一個(gè)晶體管的柵電極和另一晶體管的柵電極通常借助由和柵電極相同的材料形成的導(dǎo)電膜而連接。這種區(qū)域是在柵電極之間連接的區(qū)域；因此，它可以被稱為柵極布線。然而，由于多柵晶體管可以被認(rèn)為是一個(gè)晶體管，這種區(qū)域也可以被稱為是柵電極。即，由和柵電極或柵極布線相同的材料形成并與其連接的區(qū)域可以被稱為柵電極或柵極布線。
此外，例如，在柵電極和柵極布線之間連接的部分中的導(dǎo)電膜也可以被稱為柵電極或柵極布線。
應(yīng)當(dāng)注意的是，柵極端對(duì)應(yīng)于柵電極的區(qū)域或電連接到柵電極的區(qū)域的一部分。
應(yīng)當(dāng)注意的是，源極包括源區(qū)、源電極和源極布線(也被稱為源極線、源極信號(hào)線等等)或其一部分。源區(qū)對(duì)應(yīng)于包含大量p型雜質(zhì)(硼、鎵等等)或n型雜質(zhì)(磷、砷等等)的半導(dǎo)體區(qū)。因此，包含少量p型雜質(zhì)或n型雜質(zhì)的區(qū)域，即LDD(輕摻雜漏)區(qū)不包括在源區(qū)中。源電極對(duì)應(yīng)于由和源區(qū)不同的材料形成并電連接到源區(qū)的部分中的導(dǎo)電層。然而，包括源區(qū)的源電極有時(shí)被稱為源電極。源極布線對(duì)應(yīng)于在像素的源電極之間或源電極和另一布線之間連接的布線。
然而，存在有用作源電極并也用作源極布線的部分。這種區(qū)域可以被稱為源電極或源極布線。即，存在有不能被清楚地辨別作為源電極或源極布線的區(qū)域。例如，當(dāng)源區(qū)與延伸的源極布線相重疊時(shí)，該源區(qū)用作源極布線也用作源電極。因此，這種區(qū)域可以被稱為源電極或源極布線。
此外，由和源電極相同的材料形成并連接到源電極的部分、或者連接在源電極之間的部分也可以被稱為源電極。此外，與源區(qū)重疊的部分也被稱為源電極。類似地，由和源極布線相同的材料形成并連接到源極布線的區(qū)域也可以被稱為源極布線。這種區(qū)域精確地來說可能不具有連接到另一源電極的功能。然而，由于制造余量等等，因而存在由和源電極或源極布線相同的材料形成并連接到源電極或源極布線的區(qū)域。因此，這種區(qū)域可以被稱為源電極或源極布線。
此外，例如，在源電極和源極布線之間連接的部分中的導(dǎo)電膜也可以被稱為源電極或源極布線。
應(yīng)當(dāng)注意的是，源極端對(duì)應(yīng)于源區(qū)、源電極或電連接到源電極的區(qū)域的一部分。
注意類似于源極的描述可以應(yīng)用于漏極。
應(yīng)當(dāng)注意的是，在本發(fā)明中，半導(dǎo)體器件對(duì)應(yīng)于包括具有半導(dǎo)體元件(晶體管、二極管等等)的電路的器件，或者能夠通過利用半導(dǎo)體特性發(fā)揮作用的一般器件。
此外，顯示器件對(duì)應(yīng)于包括顯示元件(液晶元件、發(fā)光元件等等)的器件。
應(yīng)當(dāng)注意的是，顯示器件也可以對(duì)應(yīng)于由多個(gè)像素構(gòu)成的顯示面板的主體，該多個(gè)像素均具有諸如液晶元件或EL元件的顯示元件或驅(qū)動(dòng)像素的外圍驅(qū)動(dòng)電路，其形成在同一襯底上。此外，顯示器件可以包括通過引線接合、凸塊等等設(shè)置在襯底上的外圍驅(qū)動(dòng)電路，即玻璃上芯片(COG)。此外，顯示器件還可以包括柔性印刷電路(FPC)或印刷線路板(PWB)附著于其上的部件(IC、電阻器、電容器、電感器、晶體管等等)。此外，還可以包括光學(xué)板，如偏振片、相位改變片等。此外，可以包括背光單元(可以包括導(dǎo)電片、棱鏡板、擴(kuò)展板、反射板、光源(LED、冷陰極管等等))。
此外，發(fā)光器件尤其對(duì)應(yīng)于包括諸如EL元件或用于FED的元件的自發(fā)光型顯示元件的顯示器件。液晶顯示器件對(duì)應(yīng)于包括液晶元件的顯示器件。
應(yīng)當(dāng)注意的是，在本發(fā)明中，“形成在特定物體上方”或“形成在特定物體上”的描述中的“在……上方”或“在……上”的描述并不限于與該特定物體直接接觸。這些描述包括了其中物體不彼此直接接觸的情況，即另一部件夾在其之間的情況。因此，例如，“層B形成在層A上方(或在層A上)”的描述包括了其中層B直接接觸地形成在層A上的情況，以及另一層(例如層C、D等等)直接接觸地形成在層A上并且層B直接接觸地形成在其上的情況。此外，對(duì)于“在……之上”的描述也是類似的，其并不限于直接接觸地位于特定物體上的情況，而是也包括另一物體夾在其之間的情況。因此，例如，“層B形成在層A之上”的描述包括了其中層B直接接觸地形成在層A上的情況，以及另一層(例如層C、D等等)直接接觸地形成在層A上并且層B直接接觸地形成在其上的情況。應(yīng)當(dāng)注意對(duì)于“在……下”或“在……下方”的描述也是類似的，其包括了部件直接接觸的情況和它們不直接接觸的情況。
在本發(fā)明中，可以通過獲得驅(qū)動(dòng)晶體管的閾值電壓同時(shí)在視頻信號(hào)的寫入周期中寫入視頻信號(hào)而縮短寫入周期。因此，每像素的寫入周期可以設(shè)置得更長(zhǎng)，由此可以更精確地寫入視頻信號(hào)，并且可以提供具有更高圖像質(zhì)量的有機(jī)EL顯示器。此外，由于視頻信號(hào)可以在同一寫入周期中被寫入到更多的像素，因此可以提供大型EL顯示器和具有更高分辨率的EL顯示器。


圖1是示出實(shí)施例模式1的示意圖。
圖2是示出實(shí)施例模式1的示意圖。
圖3是示出實(shí)施例模式1和2的示意圖。
圖4是示出實(shí)施例模式1和2的示意圖。
圖5是示出實(shí)施例模式2的示意圖。
圖6是示出實(shí)施例模式2的示意圖。
圖7是示出實(shí)施例模式3的示意圖。
圖8是示出實(shí)施例模式3的示意圖。
圖9是示出實(shí)施例模式3和4的示意圖。
圖10是示出實(shí)施例模式3和4的示意圖。
圖11是示出實(shí)施例模式4的示意圖。
圖12是示出實(shí)施例模式4的示意圖。
圖13是示出實(shí)施例模式5的示意圖。
圖14是示出實(shí)施例模式5的示意圖。
圖15是示出實(shí)施例模式5和6的示意圖。
圖16是示出實(shí)施例模式5和6的示意圖。
圖17是示出實(shí)施例模式6的示意圖。
圖18是示出實(shí)施例模式6的示意圖。
圖19是示出實(shí)施例模式7的示意圖。
圖20是示出實(shí)施例模式7的示意圖。
圖21是示出實(shí)施例模式7和8的示意圖。
圖22是示出實(shí)施例模式7和8的示意圖。
圖23是示出實(shí)施例模式8的示意圖。
圖24A和24B是示出實(shí)施例1的示意圖。
圖25A至25C是示出實(shí)施例5的示意圖。
圖26是示出實(shí)施例6的示意圖。
圖27A至27D是示出實(shí)施例7的示意圖。
圖28A和28B是示出實(shí)施例2的示意圖。
圖29A和29B是示出實(shí)施例2的示意圖。
圖30A和30B是示出實(shí)施例2的示意圖。
圖31A至31C是示出實(shí)施例3的示意圖。
圖32A-1至32D-2是示出實(shí)施例3的示意圖。
圖33A-1至33C-2是示出實(shí)施例3的示意圖。
圖34A-1至34D-2是示出實(shí)施例3的示意圖。
圖35A-1至35D-2是示出實(shí)施例3的示意圖。
圖36A-1至36D-2是示出實(shí)施例3的示意圖。
圖37A-1和37B-2是示出實(shí)施例3的示意圖。
圖38A和38B是示出實(shí)施例5的示意圖。
圖39A和39B是示出實(shí)施例5的示意圖。
圖40A和40B是示出實(shí)施例5的示意圖。
圖41是示出實(shí)施例8的示意圖。
圖42是示出實(shí)施例9的示意圖。
圖43是示出實(shí)施例9的示意圖。
圖44是示出實(shí)施例9的示意圖。
圖45是示出實(shí)施例9的示意圖。
圖46是示出實(shí)施例8的示意圖。
圖47A和47B是示出實(shí)施例8的示意圖。
圖48是示出實(shí)施例8的示意圖。
圖49是示出實(shí)施例8的示意圖。
圖50是示出實(shí)施例8的示意圖。
圖51A和51B是示出實(shí)施例8的示意圖。
具體實(shí)施例方式
盡管將借助實(shí)施例模式和實(shí)施例并參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行完整的描述，然而應(yīng)當(dāng)理解，各種變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都是顯而易見的。因此，除非這種變化和修改偏離了本發(fā)明的范圍，否則都應(yīng)將其解釋為包含在本發(fā)明中。
實(shí)施例模式1在該實(shí)施例模式中，參考圖1描述了一種顯示器件的結(jié)構(gòu)，該顯示器件包括用于寫入視頻信號(hào)并用于控制提供給EL元件的電流的晶體管，以及用于獲得閾值電壓以便縮短每個(gè)像素的寫入時(shí)間的晶體管。
在圖1中，第一晶體管100是工作在飽和區(qū)并通過其柵源電壓控制流經(jīng)EL元件109的電流值的晶體管。第二晶體管101是具有與第一晶體管100類似特性的晶體管，諸如閾值電壓和遷移率，并且與第一晶體管100耦合。第一開關(guān)102、第二開關(guān)103、第三開關(guān)104、第四開關(guān)105和第五開關(guān)106中的每一個(gè)具有兩端和控制端。它們是通過控制端來控制兩端之間的導(dǎo)通(開啟)或非導(dǎo)通(關(guān)斷)的開關(guān)元件。第一電容器107具有一對(duì)電極，并且保持第一晶體管100的柵源電壓。第二電容器108具有一對(duì)電極，并且保持第二晶體管101的柵源電壓。EL元件109是具有一對(duì)電極的EL元件，其亮度與電流值成比例地被確定。電源線110對(duì)于一行或一列是共用的，以便為像素提供電壓。反向電極111作為EL元件109的另一電極對(duì)于所有像素是共用的，以便為像素提供電壓。源極信號(hào)線112對(duì)于一行或一列是共用的，以便為像素傳輸電流信號(hào)作為視頻信號(hào)。
下面描述圖1中的連接關(guān)系。電源線110連接到第一晶體管100的第一端、第二晶體管101的第一端、第一電容器107的一個(gè)電極、以及第二電容器108的一個(gè)電極。第一電容器107的另一個(gè)電極連接到第一晶體管100的柵極，第二電容器108的另一個(gè)電極連接到第二晶體管101的柵極。第一電容器107的另一個(gè)電極和第一晶體管100的柵極經(jīng)過第四開關(guān)105連接到第二電容器108的另一個(gè)電極和第二晶體管101的柵極。第一晶體管100的第二端經(jīng)過第二開關(guān)103連接到第一晶體管100的柵極、經(jīng)過第一開關(guān)102連接到源極信號(hào)線112、并且經(jīng)過第五開關(guān)106連接到EL元件109的一個(gè)電極。第二晶體管101的第二端經(jīng)過第三開關(guān)104連接到第二晶體管101的柵極。
這里，第一電容器107的一個(gè)電極和第二電容器108的一個(gè)電極僅需要連接到其電位在工作中變?yōu)楹愣ǖ亩俗?。例如，它們可以連接到前一行的第一開關(guān)102的控制端，或者可以附加地提供另一參考線以便連接。第一開關(guān)102、第二開關(guān)103、第三開關(guān)104、第四開關(guān)105和第五開關(guān)106可以設(shè)置在任何位置，只要圖1所示的電路圖在圖2的周期T1中與圖3等效，并且在圖2的周期T2中與圖4等效即可。也可以增加開關(guān)的數(shù)目。此外，圖3是在周期T1中如圖1所示的像素電路的等效電路，而圖4是在周期T2中如圖1所示的像素電路的等效電路。
參考圖2所示的時(shí)序圖來描述圖1所示的像素電路的工作。描述在周期T1中的工作。在周期T1中，第二開關(guān)103導(dǎo)通，由此第一晶體管100連接成二極管，第三開關(guān)104導(dǎo)通，由此第二晶體管101連接成二極管。第四開關(guān)105關(guān)斷，由此第一晶體管100和第二晶體管101電斷開。第五開關(guān)106關(guān)斷，由此阻擋了提供給EL元件109的電流供應(yīng)。第一開關(guān)102導(dǎo)通，并且通過來自源極信號(hào)線112的電流輸入的視頻信號(hào)流向第一晶體管100。第一電容器107保持第一晶體管100的柵源電壓，使得視頻信號(hào)的電流流經(jīng)第一晶體管100。第二電容器108保持柵源電壓，其使得沒有電流流向第二晶體管101。即，由于第二晶體管101的閾值電壓被保持，并且第一晶體管100的諸如閾值電壓的特性和第二晶體管101的那些特性(閾值電壓、遷移率等等)彼此相類似，因此第二電容器108保持了與第一晶體管100的閾值電壓幾乎相等的電壓。此時(shí)，輸入作為視頻信號(hào)的Idata由公式(1)表示，在第一電容器107中保持的電壓由公式(2)表示。
Idata=β2[Vgs(T1)-Vth]2---(1)]]>[公式2]Vgs(T1)=2βIdata+Vth---(2)]]>在公式(1)和(2)中，Idata是流經(jīng)源極信號(hào)線112的視頻信號(hào)的電流值，其在周期T1中被輸入到像素。β是包含諸如第一晶體管100的溝道長(zhǎng)度、溝道寬度、遷移率、或氧化膜的電容的參數(shù)的常數(shù)。Vgs(T1)是第一晶體管100的柵源電壓。Vth是第一晶體管100的閾值電壓以及第二晶體管101的閾值電壓，這是由于第一晶體管100和第二晶體管101是成對(duì)的。
下面描述在周期T2中的工作。在周期T2中，第二開關(guān)103關(guān)斷，由此第一晶體管100沒有連接成二極管。第三開關(guān)104關(guān)斷，由此第二晶體管101沒有連接成二極管。第四開關(guān)105導(dǎo)通，由此第一電容器107和第二電容器108連接。在電容器中保持的電壓通過容性耦合被劃分。第五開關(guān)106導(dǎo)通，并且將與第一晶體管100的柵源電壓相對(duì)應(yīng)的電流提供給EL元件109。第一開關(guān)102關(guān)斷，并且阻擋了來自第一源極信號(hào)線112的視頻信號(hào)。此時(shí)，第一晶體管100的柵極電壓由公式(3)表示，提供給EL元件109的電流值由公式(4)表示。
Vgs(T2)=(C107C107+C108)[Vgs(T1)-Vth]+Vth---(3)]]>[公式4]Ioled=(C107C107+C108)2Idata---(4)]]>在公式(3)和(4)中，Idata、β、Vth和Vgs(T1)與周期T1中的相類似。Ioled是在周期T2中提供給EL元件109的電流值。即，Ioled等于流經(jīng)第一晶體管100的電流，這是由于在周期T2中電壓保持在第一晶體管100的柵極和源極之間。C107是第一電容器107的電容，包括第一晶體管100的柵極電容。C108是第二電容器108的電容，包括第二晶體管101的柵極電容。
在上述公式(4)中，通過Idata乘以[C107/(C107+C108)]的平方獲得的電流可以提供給EL元件109。此外，在周期T2中，只要第一晶體管100的特性(閾值電壓、遷移率等等)和第二晶體管101的特性(閾值電壓、遷移率等等)彼此相類似，即使當(dāng)其他像素之間的特性發(fā)生變化時(shí)，如果是相同的視頻電壓，則提供給EL元件109的電流值也不會(huì)變化。
以這種方式，可以將比輸入到像素的視頻信號(hào)的電流更小的電流提供給EL元件，同時(shí)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管特性的變化。因此，即使當(dāng)表示低灰度等級(jí)時(shí)也可以輸入一定程度的大電流，代替輸入微量電流作為視頻信號(hào)。結(jié)果，可以增大為源極信號(hào)線等的寄生電容充電的速度。由于在周期T1中獲得了閾值電壓并且同時(shí)寫入了視頻信號(hào)，因此可以縮短每個(gè)像素的寫入時(shí)間。
在該實(shí)施例模式中，由于第二開關(guān)103和第三開關(guān)104以相同的時(shí)序被導(dǎo)通或關(guān)斷，因此它們可以具有公共的控制端。在這種結(jié)構(gòu)中，可以減小將要輸入到像素的信號(hào)數(shù)目或布線的數(shù)目。因此，可以簡(jiǎn)化控制像素的驅(qū)動(dòng)電路，并且可以實(shí)現(xiàn)高孔徑比。
第一晶體管100的溝道寬度、溝道長(zhǎng)度等優(yōu)選大于第二晶體管101的那些。僅要求第一晶體管100的特性與第二晶體管101的那些特性(閾值電壓、遷移率等等)相類似，因此，可以通過使第二晶體管101的溝道寬度更窄并且使第二晶體管101的溝道長(zhǎng)度更短，來實(shí)現(xiàn)更高的孔徑比。
下面描述在本實(shí)施例中使用的開關(guān)元件的種類。在本發(fā)明中，開關(guān)元件可以是電開關(guān)或機(jī)械開關(guān)，只要它能夠控制電流流動(dòng)即可。也可以使用二極管或其中組合了二極管和晶體管的邏輯電路。
此外，可應(yīng)用于本發(fā)明的晶體管的種類不受限制?？梢允褂美靡苑蔷Ч杌蚨嗑Ч铻榇淼姆菃尉О雽?dǎo)體膜的晶體管、MOS晶體管、結(jié)型晶體管、或使用半導(dǎo)體襯底或SOI襯底形成的雙極型晶體管，使用有機(jī)半導(dǎo)體或碳納米管的晶體管，或其他晶體管。此外，在其上形成晶體管的襯底種類不受限制，可以自由地使用單晶襯底、SOI襯底、石英襯底、玻璃襯底、樹脂襯底等等。
晶體管的極性(導(dǎo)電類型)可以是n溝道型或p溝道型，這是因?yàn)榫w管僅作為開關(guān)元件工作。應(yīng)當(dāng)注意的是，在需要截止電流很小的情況中，期望使用具有較小截止電流的晶體管。作為這種晶體管，存在有在溝道形成區(qū)和源或漏區(qū)之間設(shè)置了這樣的區(qū)域的晶體管，即，以低濃度對(duì)該區(qū)域添加賦予導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素(稱為L(zhǎng)DD區(qū))。
此外，在晶體管以源極電位接近于低電位側(cè)電源進(jìn)行工作的情況中，期望該晶體管是n溝道晶體管。另一方面，在晶體管以源極電位接近于高電位側(cè)電源進(jìn)行工作的情況中，期望該晶體管是p溝道晶體管。采用這種結(jié)構(gòu)，晶體管的柵源電壓的絕對(duì)值可以設(shè)定得更大，由此晶體管可以易于作為開關(guān)工作。注意，CMOS開關(guān)元件可以通過一起使用n溝道晶體管和p溝道晶體管來形成。
實(shí)施例模式2在實(shí)施例模式1中，晶體管可以用作開關(guān)元件。該實(shí)施例模式參考圖5描述了其中將p溝道晶體管用作開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)。
在圖5中，第一晶體管100、第二晶體管101、第一電容器107、第二電容器108、EL元件109、電源線110、反向電極111和源極信號(hào)線112類似于實(shí)施例模式1中的那些。第三晶體管502、第四晶體管503、第五晶體管504、第六晶體管505、第七晶體管506均具有作為開關(guān)元件的功能，并且工作在線性區(qū)。第三晶體管502、第四晶體管503、第五晶體管504、第六晶體管505和第七晶體管506通過分別來自第一柵極信號(hào)線512、第二柵極信號(hào)線513、第三柵極信號(hào)線514、第四柵極信號(hào)線515和第五柵極信號(hào)線516的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行控制，當(dāng)數(shù)字信號(hào)為高時(shí)它們被關(guān)斷，而當(dāng)數(shù)字信號(hào)為低時(shí)它們導(dǎo)通。使將要輸入的晶體管的柵源電壓高于其閾值電壓的信號(hào)電壓被稱為高，而使將要輸入的晶體管的柵源電壓低于其閾值電壓的信號(hào)電壓被稱為低。
下面描述圖5的連接關(guān)系。電源線110連接到第一晶體管100的第一端、第二晶體管101的第一端、第一電容器107的一個(gè)電極、以及第二電容器108的一個(gè)電極。第一電容器107的另一個(gè)電極連接到第一晶體管100的柵極，而第二電容器108的另一個(gè)電極連接到第二晶體管101的柵極。第一電容器107的另一個(gè)電極和第一晶體管100的柵極連接到第六晶體管505的第一端，而第二電容器108的另一個(gè)電極和第二晶體管101的柵極連接到第六晶體管505的第二端。第一晶體管100的第二端連接到第四晶體管503的第一端，而第四晶體管503的第二端連接到第一晶體管100的柵極。第一晶體管100的第二端連接到第三晶體管502的第一端，而第三晶體管502的第二端連接到源極信號(hào)線112。第一晶體管100的第二端連接到第七晶體管506的第一端，而第七晶體管506的第二端連接到EL元件109的一個(gè)電極。第二晶體管101的第二端連接到第五晶體管504的第一端，而第五晶體管504的第二端連接到第二晶體管101的柵極。
這里，與實(shí)施例模式1相類似，第一電容器107的一個(gè)電極和第二電容器108的一個(gè)電極僅需要連接到其電位在工作中變?yōu)楹愣ǖ亩俗印＠?，它們可以連接到前一行的第一柵極信號(hào)線512，或者可以附加地提供另一參考線以便連接。第三晶體管502、第四晶體管503、第五晶體管504、第六晶體管505和第七晶體管506可以設(shè)置在任何位置，只要圖5所示的電路圖在圖6的周期T1中與圖3等效，并且在圖6的周期T2中與圖4等效即可。也可以增加晶體管的數(shù)目。此外，圖3是在周期T1中如圖5所示的像素電路的等效電路，而圖4是在周期T2中如圖5所示的像素電路的等效電路。
參考圖6所示的時(shí)序圖來描述圖5所示的像素電路的工作。描述在周期T1中的工作。在周期T1中，第四晶體管503導(dǎo)通，由此第一晶體管100連接成二極管，第五晶體管504導(dǎo)通，由此第二晶體管101連接成二極管。第六晶體管505關(guān)斷，由此第一晶體管100和第二晶體管101電斷開。第七晶體管506關(guān)斷，由此阻擋了提供給EL元件109的電流供應(yīng)。第三晶體管502導(dǎo)通，并且通過來自源極信號(hào)線112的電流輸入的視頻信號(hào)流向第一晶體管100。第一電容器107保持第一晶體管100的柵源電壓，使得視頻信號(hào)的電流流經(jīng)第一晶體管100。第二電容器108保持柵源電壓，其使得沒有電流流向第二晶體管101。即，由于第二晶體管101的閾值電壓被保持，并且第一晶體管100的特性(閾值電壓、遷移率等等)和第二晶體管101的那些特性彼此相類似。因此，第一電容器107保持了與第一晶體管100的閾值電壓幾乎相等的電壓。此時(shí)，輸入作為視頻信號(hào)的Idata由公式(1)表示，在第一電容器107中保持的電壓由公式(2)表示，類似于實(shí)施例模式1。
在公式(1)和(2)中，Idata是流經(jīng)源極信號(hào)線112的視頻信號(hào)的電流值，其在周期T1中被輸入到像素。β是包含諸如第一晶體管100的溝道長(zhǎng)度、溝道寬度、遷移率、或氧化膜的電容的參數(shù)的常數(shù)。Vgs(T1)是第一晶體管100的柵源電壓。Vth是第一晶體管100的閾值電壓以及第二晶體管101的閾值電壓，這是由于第一晶體管100和第二晶體管101是成對(duì)的。
下面描述在周期T2中的工作。在周期T2中，第四晶體管503關(guān)斷，由此第一晶體管100沒有連接成二極管。第五晶體管504關(guān)斷，由此第二晶體管101沒有連接成二極管。第六晶體管505導(dǎo)通，由此第一電容器107和第二電容器108連接。在電容器中保持的電壓通過容性耦合被劃分。第七晶體管506導(dǎo)通，并且將與第一晶體管100的柵源電壓相對(duì)應(yīng)的電流提供給EL元件109。第三開關(guān)502關(guān)斷，并且阻擋了來自源極信號(hào)線112的視頻信號(hào)。此時(shí)，第一晶體管100的柵極電壓由公式(3)表示，提供給EL元件109的電流值由公式(4)表示。
在公式(3)和(4)中，Idata、β、Vth和Vgs(T1)與周期T1中的相類似。Ioled是在周期T2中提供給EL元件109的電流值。即，Ioled等于流經(jīng)第一晶體管100的電流，這是由于在周期T2中電壓保持在第一晶體管100的柵極和源極之間。C107是第一電容器107的電容，包括第一晶體管100的柵極電容。C108是第二電容器108的電容，包括第二晶體管101的柵極電容。
在上述公式(4)中，通過Idata乘以[C107/(C107+C108)]的平方獲得的電流可以提供給EL元件109。此外，在周期T2中，只要第一晶體管100的特性(閾值電壓、遷移率等等)和第二晶體管101的特性(閾值電壓、遷移率等等)彼此相類似，即使當(dāng)其他像素之間的特性發(fā)生變化時(shí)，如果是相同的視頻電壓，則提供給EL元件109的電流值也不會(huì)變化。
以這種方式，可以將比輸入到像素的視頻信號(hào)的電流更小的電流提供給EL元件，同時(shí)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管特性的變化。因此，即使當(dāng)表示低灰度等級(jí)時(shí)也可以輸入一定程度的大電流，代替輸入微量電流作為視頻信號(hào)。結(jié)果，可以增大為源極信號(hào)線等的寄生電容充電的速度。由于在周期T1中獲得了閾值電壓并且同時(shí)寫入了視頻信號(hào)，因此可以縮短每個(gè)像素的寫入時(shí)間。
通過對(duì)于所有開關(guān)元件使用p溝道晶體管，無需n溝道晶體管的摻雜步驟。因此，可以簡(jiǎn)化并廉價(jià)地進(jìn)行制造步驟。
在該實(shí)施例模式中，由于公共信號(hào)流經(jīng)第二柵極信號(hào)線513和第三柵極信號(hào)線514，因此可以共用第二柵極信號(hào)線513和第三柵極信號(hào)線514。通過共用柵極信號(hào)線，可以減小輸入到像素的信號(hào)數(shù)目和布線數(shù)目。因此，可以簡(jiǎn)化控制像素的驅(qū)動(dòng)電路并可以實(shí)現(xiàn)高孔徑比。
第一晶體管100的溝道寬度、溝道長(zhǎng)度等優(yōu)選大于第二晶體管101的那些。僅要求第一晶體管100的特性與第二晶體管101的那些特性(閾值電壓、遷移率等等)相類似，因此，可以通過使第二晶體管101的溝道寬度更窄并且使第二晶體管101的溝道長(zhǎng)度更短，來實(shí)現(xiàn)更高的孔徑比。
盡管這里使用p溝道晶體管作為開關(guān)元件，但也可以使用n溝道晶體管。在該情況中，使輸入到作為開關(guān)元件工作的晶體管的柵極的信號(hào)反相。
實(shí)施例模式3該實(shí)施例模式參考圖7描述了一種顯示器件的結(jié)構(gòu)，其用于通過使用獲得閾值電壓的晶體管來控制提供給EL元件的電流，以便防止由于到其中一個(gè)晶體管的電流集中而導(dǎo)致的晶體管的特性退化。
在圖7中，第一晶體管700是驅(qū)動(dòng)晶體管，其工作在飽和區(qū)中并通過柵源電壓控制提供給EL元件709的電流。第二晶體管701具有類似于第一晶體管700的諸如閾值電壓和遷移率的特性，并且與第一晶體管700配對(duì)。第一開關(guān)702、第二開關(guān)703、第三開關(guān)704、第四開關(guān)705和第五開關(guān)706是每一個(gè)都具有兩端和控制端的開關(guān)元件，其通過控制端來控制兩端之間的導(dǎo)通(開啟)或非導(dǎo)通(關(guān)斷)。第一電容器707具有一對(duì)電極，并且保持第一晶體管700的柵源電壓。第二電容器708具有一對(duì)電極，并且保持第二晶體管701的柵源電壓。EL元件709具有一對(duì)電極，其亮度與電流值成比例地被確定。電源線710對(duì)于一行或一列是共用的，以便為像素提供電壓。反向電極711作為EL元件709的另一電極對(duì)于所有像素是共用的，以便為像素提供電壓。源極信號(hào)線712對(duì)于一行或一列是共用的，以便為像素傳輸電流信號(hào)作為視頻信號(hào)。
下面描述圖7中的連接關(guān)系。電源線710連接到第一晶體管700的第一端、第二晶體管701的第一端、第一電容器707的一個(gè)電極、以及第二電容器708的一個(gè)電極。第一電容器707的另一個(gè)電極連接到第一晶體管700的柵極，而第二電容器708的另一個(gè)電極連接到第二晶體管701的柵極。第一電容器707的另一個(gè)電極和第一晶體管700的柵極經(jīng)過第四開關(guān)705連接到第二電容器708的另一個(gè)電極和第二晶體管701的柵極。第一晶體管700的第二端經(jīng)過第二開關(guān)703連接到第一晶體管700的柵極，并且經(jīng)過第五開關(guān)706連接到EL元件709的一個(gè)電極。第二晶體管701的第二端經(jīng)過第三開關(guān)704連接到第二晶體管701的柵極，并且經(jīng)過第一開關(guān)702連接到源極信號(hào)線712。
這里，第一電容器707的一個(gè)電極和第二電容器708的一個(gè)電極僅需要連接到其電位在工作中變?yōu)楹愣ǖ亩俗?。例如，它們可以連接到前一行的第一開關(guān)702的控制端，或者可以附加地提供另一參考線以便連接。第一開關(guān)702、第二開關(guān)703、第三開關(guān)704、第四開關(guān)705和第五開關(guān)706可以設(shè)置在任何位置，只要圖7所示的電路圖在圖8的周期T1中與圖9等效，并且在圖8的周期T2中與圖10等效即可。也可以增加開關(guān)的數(shù)目。此外，圖9是在周期T1中如圖7所示的像素電路的等效電路，而圖10是在周期T2中如圖7所示的像素電路的等效電路。
參考圖8所示的時(shí)序圖來描述圖7所示的像素電路的工作。描述在周期T1中的工作。在周期T1中，第二開關(guān)703導(dǎo)通，由此第一晶體管700連接成二極管，第三開關(guān)704導(dǎo)通，由此第二晶體管701連接成二極管。第四開關(guān)705關(guān)斷，由此第一晶體管700和第二晶體管701電斷開。第五開關(guān)706關(guān)斷，由此阻擋了提供給EL元件709的電流供應(yīng)。第一開關(guān)702導(dǎo)通，并且通過來自源極信號(hào)線712的電流輸入的視頻信號(hào)流向第二晶體管701。第二電容器708保持第二晶體管701的柵源電壓，使得視頻信號(hào)的電流流經(jīng)第二晶體管701。第一電容器707保持柵源電壓，其使得沒有電流流經(jīng)第一晶體管700。即，由于第一晶體管700的閾值電壓被保持，第一晶體管700的特性(閾值電壓、遷移率等等)和第二晶體管701的那些特性彼此相類似，第二電容器708保持了與第二晶體管701的閾值電壓幾乎相等的電壓。此時(shí)，輸入作為視頻信號(hào)的Idata由公式(5)表示，在第二電容器708中保持的電壓由公式(6)表示。
Idata=β2[Vgs(T1)-Vth]2---(5)]]>[公式6]Vgs(T1)=2βIdata+Vth---(6)]]>在公式(5)和(6)中，Idata是流經(jīng)源極信號(hào)線712的視頻信號(hào)的電流值，其在周期T1中被輸入到像素。β是包含諸如第二晶體管701的溝道長(zhǎng)度、溝道寬度、遷移率、或氧化膜的電容的參數(shù)的常數(shù)。Vgs(T1)是第二晶體管701的柵源電壓。Vth是第一晶體管700的閾值電壓以及第二晶體管701的閾值電壓，這是由于第一晶體管700和第二晶體管701是成對(duì)的。
下面描述在周期T2中的工作。在周期T2中，第二開關(guān)703關(guān)斷，由此第一晶體管700沒有連接成二極管。第三開關(guān)704關(guān)斷，由此第二晶體管701沒有連接成二極管。第四開關(guān)705導(dǎo)通，由此第一電容器707和第二電容器708連接。在電容器中保持的電壓通過容性耦合被劃分。第五開關(guān)706導(dǎo)通，并且將與第一晶體管700的柵源電壓相對(duì)應(yīng)的電流提供給EL元件709。第一開關(guān)702關(guān)斷，并且阻擋了來自源極信號(hào)線712的視頻信號(hào)。此時(shí)，第一晶體管700的柵極電壓由公式(7)表示，提供給EL元件709的電流值由公式(8)表示。
Vgs(T2)=(C708C707+C708)[Vgs(T1)-Vth]+Vth---(7)]]>[公式8]Ioled=(C708C707+C708)2Idata---(8)]]>在公式(7)和(8)中，Idata、β、Vth和Vgs(T1)與周期T1中的相類似。Ioled是在周期T2中提供給EL元件709的電流值。即，Ioled等于流經(jīng)第一晶體管700的電流，這是由于在周期T2中電壓保持在第一晶體管700的柵極和源極之間。C707是第一電容器707的電容，包括第一晶體管700的柵極電容。C708是第二電容器708的電容，包括第二晶體管701的柵極電容。
在上述公式(8)中，通過Idata乘以[C708/(C707+C708)]的平方獲得的電流可以提供給EL元件709。此外，在周期T2中，只要第一晶體管700的特性(閾值電壓、遷移率等等)和第二晶體管701的特性彼此相類似，即使當(dāng)其他像素之間的特性發(fā)生變化時(shí)，如果是相同的視頻信號(hào)，則提供給EL元件709的電流值也不會(huì)變化。
以這種方式，可以將比輸入到像素的視頻信號(hào)的電流更小的電流提供給EL元件，同時(shí)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管特性的變化。因此，即使當(dāng)表示低灰度等級(jí)時(shí)也可以輸入一定程度的大電流，代替輸入微量電流作為視頻信號(hào)。結(jié)果，可以增大為源極信號(hào)線等的寄生電容充電的速度。由于在周期T1中獲得了閾值電壓并且同時(shí)寫入了視頻信號(hào)，因此可以縮短每個(gè)像素的寫入時(shí)間。
通過提供第一晶體管700作為驅(qū)動(dòng)晶體管并且提供第二晶體管701用于寫入視頻信號(hào)，可以防止電流持續(xù)流經(jīng)任一晶體管。結(jié)果，可以防止第一晶體管700和第二晶體管701之間特性退化的差異很大，并且防止了特性彼此不同。以這種方式，可以提供具有高圖像質(zhì)量且像素間亮度具有較小差異的有機(jī)EL顯示器。
在該實(shí)施例模式中，由于第二開關(guān)703和第三開關(guān)704以相同的時(shí)序被導(dǎo)通或關(guān)斷，因此它們可以具有公共控制端。在這種結(jié)構(gòu)中，可以減小將要輸入到像素的信號(hào)數(shù)目或布線的數(shù)目。因此，可以簡(jiǎn)化控制像素的驅(qū)動(dòng)電路，并且可以實(shí)現(xiàn)高孔徑比。
第一晶體管700的溝道寬度、溝道長(zhǎng)度等優(yōu)選大于第二晶體管701的那些。僅要求第一晶體管700的特性(閾值電壓、遷移率等等)與第二晶體管701的那些特性相類似，因此，可以通過使第二晶體管701的溝道寬度更窄并且使第二晶體管701的溝道長(zhǎng)度更短，來實(shí)現(xiàn)更高的孔徑比。
在該實(shí)施例中描述的開關(guān)元件可以與實(shí)施例模式1中的描述的相類似。
實(shí)施例模式4在實(shí)施例模式3中，晶體管可以用作開關(guān)元件。在該實(shí)施例模式中，參考圖11描述其中p溝道晶體管用作開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)。
在圖11中，第一晶體管700、第二晶體管701、第一電容器707、第二電容器708、EL元件709、電源線710、反向電極711和源極信號(hào)線712類似于實(shí)施例模式3中的那些。第三晶體管1102、第四晶體管1103、第五晶體管1104、第六晶體管1105、第七晶體管1106均具有作為開關(guān)元件的功能，并且工作在線性區(qū)。第三晶體管1102、第四晶體管1103、第五晶體管1104、第六晶體管1105和第七晶體管1106通過分別來自第一柵極信號(hào)線1112、第二柵極信號(hào)線1113、第三柵極信號(hào)線1114、第四柵極信號(hào)線1115和第五柵極信號(hào)線1116的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行控制，當(dāng)數(shù)字信號(hào)為高時(shí)它們被關(guān)斷，而當(dāng)數(shù)字信號(hào)為低時(shí)它們導(dǎo)通。使將要輸入的晶體管的柵源電壓高于其閾值電壓的信號(hào)電壓被稱為高，而使將要輸入的晶體管的柵源電壓低于其閾值電壓的信號(hào)電壓被稱為低。
下面描述圖11的連接關(guān)系。電源線710連接到第一晶體管700的第一端、第二晶體管701的第一端、第一電容器707的一個(gè)電極、以及第二電容器708的一個(gè)電極。第一電容器707的另一個(gè)電極連接到第一晶體管700的柵極，而第二電容器708的另一個(gè)電極連接到第二晶體管701的柵極。第一電容器707的另一個(gè)電極和第一晶體管700的柵極連接到第六晶體管1105的第一端，而第二電容器708的另一個(gè)電極和第二晶體管701的柵極連接到第六晶體管1105的第二端。第一晶體管700的第二端連接到第四晶體管1103的第一端，而第四晶體管1103的第二端連接到第一晶體管700的柵極。第一晶體管700的第二端連接到第七晶體管1106的第一端，而第七晶體管1106的第二端連接到EL元件709的一個(gè)電極。第二晶體管701的第二端連接到第五晶體管1104的第一端，而第五晶體管1104的第二端連接到第二晶體管701的柵極。第二晶體管701的第二端連接到第三晶體管1102的第一端，而第三晶體管1102的第二端連接到源極信號(hào)線712。
這里，與實(shí)施例模式3相類似，第一電容器707的一個(gè)電極和第二電容器708的一個(gè)電極僅需要連接到其電位在工作中變?yōu)楹愣ǖ亩俗?。例如，它們可以連接到前一行的第一柵極信號(hào)線1112，或者可以附加地提供另一參考線以便連接。第三晶體管1102、第四晶體管1103、第五晶體管1104、第六晶體管1105和第七晶體管1106可以設(shè)置在任何位置，只要圖11所示的電路圖在圖12的周期T1中與圖15等效，并且在圖12的周期T2中與圖16等效即可。也可以增加晶體管的數(shù)目。此外，圖15是在周期T1中如圖11所示的像素電路的等效電路，而圖16是在周期T2中如圖11所示的像素電路的等效電路。
參考圖12的時(shí)序圖來描述圖11所示的電路的工作。描述在周期T1中的工作。在周期T1中，第四晶體管1103導(dǎo)通，由此第一晶體管700連接成二極管，第五晶體管1104導(dǎo)通，由此第二晶體管701連接成二極管。第六晶體管1105關(guān)斷，由此第一晶體管700和第二晶體管701電斷開。第七晶體管1106關(guān)斷，由此阻擋了提供給EL元件709的電流供應(yīng)。第三晶體管1102導(dǎo)通，并且通過來自源極信號(hào)線712的電流輸入的視頻信號(hào)流向第二晶體管701。第二電容器708保持第二晶體管701的柵源電壓，使得視頻信號(hào)的電流流經(jīng)第二晶體管701。第一電容器707保持柵源電壓，其使得沒有電流流經(jīng)第一晶體管700。即，由于第一晶體管700的閾值電壓被保持，第一晶體管700的特性(閾值電壓、遷移率等等)和第二晶體管701的特性彼此相類似。因此第一電容器707保持了與第二晶體管701的閾值電壓幾乎相等的電壓。此時(shí)，與實(shí)施例模式3相類似，輸入作為視頻信號(hào)的Idata由公式(5)表示，在第二電容器708中保持的電壓由公式(6)表示。
在公式(5)和(6)中，Idata是流經(jīng)源極信號(hào)線712的視頻信號(hào)的電流值，其在周期T1中被輸入到像素。β是包含諸如第二晶體管701的溝道長(zhǎng)度、溝道寬度、遷移率、或氧化膜的電容的參數(shù)的常數(shù)。Vgs(T1)是第二晶體管701的柵源電壓。Vth是第一晶體管700的閾值電壓以及第二晶體管701的閾值電壓，這是由于第一晶體管700和第二晶體管701是成對(duì)的。
下面描述在周期T2中的工作。在周期T2中，第四晶體管1103關(guān)斷，由此第一晶體管700沒有連接成二極管。第五晶體管1104關(guān)斷，由此第二晶體管701沒有連接成二極管。第六晶體管1105導(dǎo)通，由此第一電容器707和第二電容器708連接。在電容器中保持的電壓通過容性耦合被劃分。第七晶體管1106導(dǎo)通，并且將與第一晶體管700的柵源電壓相對(duì)應(yīng)的電流提供給EL元件709。第三晶體管1102關(guān)斷，并且阻擋了來自源極信號(hào)線712的視頻信號(hào)。此時(shí)，與實(shí)施例模式3相類似，第一晶體管700的柵極電壓由公式(7)表示，提供給EL元件709的電流值由公式(8)表示。
在公式(7)和(8)中，Idata、β、Vth和Vgs(T1)與周期T1中的相類似。Ioled是在周期T2中提供給EL元件709的電流值。即，Ioled等于流經(jīng)第一晶體管700的電流，這是由于在周期T2中電壓保持在第一晶體管700的柵極和源極之間。C707是第一電容器707的電容，包括第一晶體管700的柵極電容。C708是第二電容器708的電容，包括第二晶體管701的柵極電容。
在上述公式(8)中，通過Idata乘以[C708/(C707+C708)]的平方獲得的電流可以提供給EL元件709。此外，在周期T2中，只要第一晶體管700的特性(閾值電壓、遷移率等等)和第二晶體管701的特性彼此相類似，即使當(dāng)其他像素之間的特性發(fā)生變化時(shí)，如果是相同的視頻信號(hào)電壓，則提供給EL元件709的電流值也不會(huì)變化。
以這種方式，可以將比輸入到像素的視頻信號(hào)的電流更小的電流提供給EL元件，同時(shí)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管特性的變化。因此，即使當(dāng)表示低灰度等級(jí)時(shí)也可以輸入一定程度的大電流，代替輸入微量電流作為視頻信號(hào)。結(jié)果，可以增大為源極信號(hào)線等的寄生電容充電的速度。由于在周期T1中獲得了閾值電壓并且同時(shí)寫入了視頻信號(hào)，因此可以縮短每個(gè)像素的寫入時(shí)間。
通過對(duì)于所有開關(guān)元件使用p溝道晶體管，無需n溝道晶體管的摻雜步驟。因此，可以簡(jiǎn)化并廉價(jià)地進(jìn)行制造步驟。
通過提供第一晶體管700作為驅(qū)動(dòng)晶體管并且提供第二晶體管701用于寫入視頻信號(hào)，可以防止電流持續(xù)流經(jīng)任一晶體管。結(jié)果，可以防止第一晶體管700和第二晶體管701之間特性退化的差異很大，并且防止了特性彼此不同。以這種方式，可以提供具有高圖像質(zhì)量且像素間亮度具有較小差異的有機(jī)EL顯示器。
在該實(shí)施例模式中，由于第二柵極信號(hào)線1103和第三柵極信號(hào)線1104使用公共控制信號(hào)，因此它們可以被共用。在這種結(jié)構(gòu)中，可以減小將要輸入到像素的信號(hào)數(shù)目或布線的數(shù)目。因此，可以簡(jiǎn)化控制像素的驅(qū)動(dòng)電路，并且可以實(shí)現(xiàn)高孔徑比。
第一晶體管700的溝道寬度、溝道長(zhǎng)度等優(yōu)選大于第二晶體管701的那些。僅要求第一晶體管700的特性與第二晶體管701的那些特性(閾值電壓、遷移率等等)相類似，因此，可以通過使第二晶體管701的溝道寬度更窄并且使第二晶體管701的溝道長(zhǎng)度更短，來實(shí)現(xiàn)更高的孔徑比。
盡管這里使用p溝道晶體管作為開關(guān)元件，但也可以使用n溝道晶體管。在該情況中，使輸入到作為開關(guān)元件工作的晶體管的柵極的信號(hào)反相。
實(shí)施例模式5該實(shí)施例模式參考圖13描述了一種顯示器件的結(jié)構(gòu)，其中n溝道晶體管用作寫入視頻信號(hào)并控制提供給EL元件的電流的晶體管，以及用于獲得閾值電壓的晶體管。
在圖13中，第一晶體管1300是驅(qū)動(dòng)晶體管，其工作在飽和區(qū)中并通過其柵源電壓控制提供給EL元件1309的電流。第二晶體管1301是具有類似于第一晶體管1300的諸如閾值電壓和遷移率的特性的晶體管，并且與第一晶體管1300耦合。第一開關(guān)1302、第二開關(guān)1303、第三開關(guān)1304、第四開關(guān)1305和第五開關(guān)1306每一個(gè)都具有兩端和控制端。它們是通過控制端來控制兩端之間的導(dǎo)通(開啟)或非導(dǎo)通(關(guān)斷)的開關(guān)元件。第一電容器1307具有一對(duì)電極，并且保持第一晶體管1300的柵源電壓。第二電容器1308具有一對(duì)電極，并且保持第二晶體管1301的柵源電壓。EL元件1309是具有一對(duì)電極的EL元件，其亮度與電流值成比例地被確定。電源線1310對(duì)于一行或一列是共用的，以便為像素提供電壓。反向電極1311作為EL元件1309的另一電極對(duì)于所有像素是共用的，以便為像素提供電壓。源極信號(hào)線1312對(duì)于一行或一列是共用的，以便為像素傳輸電流信號(hào)作為視頻信號(hào)。
下面描述圖13的連接關(guān)系。電源線1310連接到第一晶體管1300的第一端、第二晶體管1301的第一端、第一電容器1307的一個(gè)電極、以及第二電容器1308的一個(gè)電極。第一電容器1307的另一個(gè)電極連接到第一晶體管1300的柵極，而第二電容器1308的另一個(gè)電極連接到第二晶體管1301的柵極。第一電容器1307的另一個(gè)電極和第一晶體管1300的柵極經(jīng)第四開關(guān)1305連接到第二電容器1308的另一個(gè)電極和第二晶體管1301的柵極。第一晶體管1300的第二端經(jīng)第二開關(guān)1303連接到第一晶體管1300的柵極，經(jīng)第一開關(guān)1302連接到源極信號(hào)線1312，并且經(jīng)第五開關(guān)1306連接到EL元件1309的一個(gè)電極。第二晶體管1301的第二端經(jīng)第三開關(guān)1304連接到第二晶體管1301的柵極。
這里，第一電容器1307的一個(gè)電極和第二電容器1308的一個(gè)電極僅需要連接到其電位在工作中變?yōu)楹愣ǖ亩俗?。例如，它們可以連接到前一行的第一開關(guān)1302的控制端，或者可以附加地提供另一參考線以便連接。第一開關(guān)1302、第二開關(guān)1303、第三開關(guān)1304、第四開關(guān)1305和第五開關(guān)1306可以設(shè)置在任何位置，只要圖13所示的電路圖在圖14的周期T1中與圖15等效，并且在圖14的周期T2中與圖16等效即可。也可以增加開關(guān)的數(shù)目。此外，圖15是在周期T1中如圖13所示的像素電路的等效電路，而圖16是在周期T2中如圖13所示的像素電路的等效電路。
參考圖14所示的時(shí)序圖來描述圖13所示的像素電路的工作。描述在周期T1中的工作。在周期T1中，第二開關(guān)1303導(dǎo)通，由此第一晶體管1300連接成二極管，并且第三開關(guān)1304導(dǎo)通，由此第二晶體管1301連接成二極管。第四開關(guān)1305關(guān)斷，由此第一晶體管1300和第二晶體管1301電斷開。第五開關(guān)1306關(guān)斷，由此阻擋了提供給EL元件1309的電流供應(yīng)。第一開關(guān)1302導(dǎo)通，并且通過來自源極信號(hào)線1312的電流輸入的視頻信號(hào)流向第一晶體管1300。第一電容器1307保持第一晶體管1300的柵源電壓，使得視頻信號(hào)的電流流經(jīng)第一晶體管1300。第二電容器1308保持柵源電壓，其使得沒有電流流經(jīng)第二晶體管1301。即，由于第二晶體管1301的閾值電壓被保持，并且第一晶體管1300的特性(閾值電壓、遷移率等等)和第二晶體管1301的那些特性彼此相類似，第二電容器1308保持了與第一晶體管1300的閾值電壓幾乎相等的電壓。此時(shí)，輸入作為視頻信號(hào)的Idata由公式(9)表示，在第一電容器1307中保持的電壓由公式(10)表示。
Idata=β2[Vgs(T1)-Vth]2---(9)]]>[公式10]Vgs(T1)=2βIdata+Vth---(10)]]>在公式(9)和(10)中，Idata是流經(jīng)源極信號(hào)線1312的視頻信號(hào)的電流值，其在周期T1中被輸入到像素。β是包含諸如第一晶體管1300的溝道長(zhǎng)度、溝道寬度、遷移率、或氧化膜的電容的參數(shù)的常數(shù)。Vgs(T1)是第一晶體管1300的柵源電壓。Vth是第一晶體管1300的閾值電壓以及第二晶體管1301的閾值電壓，這是由于第一晶體管1300和第二晶體管1301是成對(duì)的。
下面描述在周期T2中的工作。在周期T2中，第二開關(guān)1303關(guān)斷，由此第一晶體管1300沒有連接成二極管。第三開關(guān)1304關(guān)斷，由此第二晶體管1301沒有連接成二極管。第四開關(guān)1305導(dǎo)通，由此第一電容器1307和第二電容器1308連接。在電容器中保持的電壓通過容性耦合被劃分。第五開關(guān)1306導(dǎo)通，并且將與第一晶體管1300的柵源電壓相對(duì)應(yīng)的電流提供給EL元件1309。第一開關(guān)1302關(guān)斷，并且阻擋了來自源極信號(hào)線1312的視頻信號(hào)。此時(shí)，第一晶體管1300的柵極電壓由公式(11)表示，提供給EL元件1309的電流值由公式(12)表示。
Vgs(T2)=(C1307C1307+C1308)[Vgs(T1)-Vth]+Vth---(11)]]>[公式12]Ioled=(C1307C1307+C1308)2Idata---(12)]]>在公式(11)和(12)中，Idata、β、Vth和Vgs(T1)與周期T1中的相類似。Ioled是在周期T2中提供給EL元件1309的電流值。即，Ioled等于流經(jīng)第一晶體管1300的電流，這是由于在周期T2中電壓保持在第一晶體管1300的柵極和源極之間。C1307是第一電容器1307的電容，包括第一晶體管1300的柵極電容。C1308是第二電容器1308的電容，包括第二晶體管1301的柵極電容。
在上述公式(12)中，通過Idata乘以[C1307/(C1307+C1308)]的平方獲得的電流可以提供給EL元件1309。此外，在周期T2中，只要第一晶體管1300的特性(閾值電壓、遷移率等等)和第二晶體管1301的特性彼此相類似，即使當(dāng)其他像素之間的特性發(fā)生變化時(shí)，如果是相同的視頻信號(hào)，則提供給EL元件1309的電流值也不會(huì)變化。
以這種方式，可以將比輸入到像素的視頻信號(hào)的電流更小的電流提供給EL元件，同時(shí)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管特性的變化。因此，即使當(dāng)表示低灰度等級(jí)時(shí)也可以輸入一定程度的大電流，代替輸入微量電流作為視頻信號(hào)。結(jié)果，可以增大為源極信號(hào)線等的寄生電容充電的速度。由于在周期T1中獲得了閾值電壓并且同時(shí)寫入了視頻信號(hào)，因此可以縮短每個(gè)像素的寫入時(shí)間。
在該實(shí)施例模式中，由于第二開關(guān)1303和第三開關(guān)1304以相同的時(shí)序被導(dǎo)通或關(guān)斷，因此它們可以具有公共控制端。在這種結(jié)構(gòu)中，可以減小將要輸入到像素的信號(hào)數(shù)目或布線的數(shù)目。因此，可以簡(jiǎn)化控制像素的驅(qū)動(dòng)電路，并且可以實(shí)現(xiàn)高孔徑比。
第一晶體管1300的溝道寬度、溝道長(zhǎng)度等優(yōu)選大于第二晶體管1301的那些。僅要求第一晶體管1300的特性(閾值電壓、遷移率等等)與第二晶體管1301的那些特性相類似，因此，可以通過使第二晶體管1301的溝道寬度更窄并且使第二晶體管1301的溝道長(zhǎng)度更短，來實(shí)現(xiàn)更高的孔徑比。
在該實(shí)施例中描述的開關(guān)元件可以與實(shí)施例模式1中的描述的相類似。
實(shí)施例模式6作為在實(shí)施例模式5中的開關(guān)元件，可以使用晶體管。該實(shí)施例模式參考圖17描述了使用n溝道晶體管作為開關(guān)元件的情況的結(jié)構(gòu)。
在圖17中，第一晶體管1300、第二晶體管1301、第一電容器1307、第二電容器1308、EL元件1309、電源線1310、反向電極1311和源極信號(hào)線1312類似于實(shí)施例模式5中的那些。第三晶體管1702、第四晶體管1703、第五晶體管1704、第六晶體管1705、第七晶體管1706均具有作為開關(guān)元件的功能，并且工作在線性區(qū)。第三晶體管1702、第四晶體管1703、第五晶體管1704、第六晶體管1705和第七晶體管1706通過分別來自第一柵極信號(hào)線1712、第二柵極信號(hào)線1713、第三柵極信號(hào)線1714、第四柵極信號(hào)線1715和第五柵極信號(hào)線1716的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行控制，當(dāng)數(shù)字信號(hào)為高時(shí)它們被導(dǎo)通，而當(dāng)數(shù)字信號(hào)為低時(shí)它們被關(guān)斷。使將要輸入的晶體管的柵源電壓高于其閾值電壓的信號(hào)電壓被稱為高，而使將要輸入的晶體管的柵源電壓低于其閾值電壓的信號(hào)電壓被稱為低。
下面描述圖17的連接關(guān)系。電源線1310連接到第一晶體管1300的第一端、第二晶體管1301的第一端、第一電容器1307的一個(gè)電極、以及第二電容器1308的一個(gè)電極。第一電容器1307的另一個(gè)電極連接到第一晶體管1300的柵極，而第二電容器1308的另一個(gè)電極連接到第二晶體管1301的柵極。第一電容器1307的另一個(gè)電極和第一晶體管1300的柵極連接到第六晶體管1705的第一端，而第二電容器1308的另一個(gè)電極和第二晶體管1301的柵極連接到第六晶體管1705的第二端。第一晶體管1300的第二端連接到第四晶體管1703的第一端，而第四晶體管1703的第二端連接到第一晶體管1300的柵極。第一晶體管1300的第二端連接到第三晶體管1702的第一端，而第三晶體管1702的第二端連接到源極信號(hào)線1312。第一晶體管1300的第二端連接到第七晶體管1706的第一端，而第七晶體管1706的第二端連接到EL元件1309的一個(gè)電極。第二晶體管1301的第二端連接到第五晶體管1704的第一端，而第五晶體管1704的第二端連接到第二晶體管1301的柵極。
這里，與實(shí)施例模式5類似，第一電容器1307的一個(gè)電極和第二電容器1308的一個(gè)電極僅需要連接到其電位在工作中變?yōu)楹愣ǖ亩俗?。例如，它們可以連接到前一行的第一柵極信號(hào)線1712，或者可以附加地提供另一參考線以便連接。第三晶體管1702、第四晶體管1703、第五晶體管1704、第六晶體管1705和第七晶體管1706可以設(shè)置在任何位置，只要圖17所示的電路圖在圖18的周期T1中與圖15等效，并且在圖18的周期T2中與圖16等效即可。也可以增加晶體管的數(shù)目。此外，圖15是在周期T1中如圖17所示的像素電路的等效電路，而圖16是在周期T2中如圖17所示的像素電路的等效電路。
參考圖18所示的時(shí)序圖來描述圖17所示的電路的工作。描述在周期T1中的工作。在周期T1中，第四晶體管1703導(dǎo)通，由此第一晶體管1300連接成二極管，并且第五晶體管1704導(dǎo)通，由此第二晶體管1301連接成二極管。第六晶體管1705關(guān)斷，由此第一晶體管1300和第二晶體管1301電斷開。第七晶體管1706關(guān)斷，由此阻擋了提供給EL元件1309的電流供應(yīng)。第三晶體管1702導(dǎo)通，并且通過來自源極信號(hào)線1312的電流輸入的視頻信號(hào)流向第一晶體管1300。第一電容器1307保持第一晶體管1300的柵源電壓，使得視頻信號(hào)的電流流經(jīng)第一晶體管1300。第二電容器1308保持第二晶體管1301的柵源電壓，其使得沒有電流流經(jīng)第二晶體管1301。即，由于第二晶體管1301的閾值電壓被保持，并且第一晶體管1300的特性和第二晶體管1301的那些特性彼此相類似，第二電容器1308保持了與第一晶體管1300的閾值電壓幾乎相等的電壓。此時(shí)，與實(shí)施例模式5類似，輸入作為視頻信號(hào)的Idata由公式(9)表示，在第一電容器1307中保持的電壓由公式(10)表示。
在公式(9)和(10)中，Idata是流經(jīng)源極信號(hào)線1312的視頻信號(hào)的電流值，其在周期T1中被輸入到像素。β是包含諸如第一晶體管1300的溝道長(zhǎng)度、溝道寬度、遷移率、或氧化膜的電容的參數(shù)的常數(shù)。Vgs(T1)是第一晶體管1300的柵源電壓。Vth是第一晶體管1300的閾值電壓以及第二晶體管1301的閾值電壓，這是由于第一晶體管1300和第二晶體管1301是成對(duì)的。
下面描述在周期T2中的工作。在周期T2中，第四晶體管1703關(guān)斷，由此第一晶體管1300沒有連接成二極管。第五晶體管1704關(guān)斷，由此第二晶體管1301沒有連接成二極管。第六晶體管1705導(dǎo)通，由此第一電容器1307和第二電容器1308連接。在電容器中保持的電壓通過容性耦合被劃分。第七晶體管1706導(dǎo)通，并且將與第一晶體管1300的柵源電壓相對(duì)應(yīng)的電流提供給EL元件1309。第三晶體管1702關(guān)斷，并且阻擋了來自源極信號(hào)線1312的視頻信號(hào)。此時(shí)，與實(shí)施例模式5類似，第一晶體管1300的柵極電壓由公式(11)表示，提供給EL元件1309的電流值由公式(12)表示。
在公式(11)和(12)中，Idata、β、Vth和Vgs(T1)與周期T1中的相類似。Ioled是在周期T2中提供給EL元件1309的電流值。即，Ioled等于流經(jīng)第一晶體管1300的電流，這是由于在周期T2中電壓保持在第一晶體管1300的柵極和源極之間。C1307是第一電容器1307的電容，包括第一晶體管1300的柵極電容。C1308是第二電容器1308的電容，包括第二晶體管1301的柵極電容。
在上述公式(12)中，通過Idata乘以[C1307/(C1307+C1308)]的平方獲得的電流可以提供給EL元件1309。此外，在周期T2中，只要第一晶體管1300的特性(閾值電壓、遷移率等等)和第二晶體管1301的特性彼此相類似，即使當(dāng)其他像素之間的特性發(fā)生變化時(shí)，如果是相同的視頻信號(hào)，則提供給EL元件1309的電流值也不會(huì)變化。
以這種方式，可以將比輸入到像素的視頻信號(hào)的電流更小的電流提供給EL元件，同時(shí)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管特性的變化。因此，即使當(dāng)表示低灰度等級(jí)時(shí)也可以輸入一定程度的大電流，代替輸入微量電流作為視頻信號(hào)。結(jié)果，可以增大為源極信號(hào)線等的寄生電容充電的速度。由于在周期T1中獲得了閾值電壓并且同時(shí)寫入了視頻信號(hào)，因此可以縮短每個(gè)像素的寫入時(shí)間。
盡管這里使用n溝道晶體管作為開關(guān)元件，但也可以使用p溝道晶體管。在該情況中，使輸入到作為開關(guān)元件工作的晶體管的柵極的信號(hào)反相。
通過對(duì)于所有開關(guān)元件使用n溝道晶體管，則無需p溝道晶體管的摻雜步驟。因此，可以簡(jiǎn)化并廉價(jià)地進(jìn)行制造步驟。此外，由于僅采用n溝道晶體管，因此可以使用非晶硅來形成晶體管。在這種情況下，制造步驟易于且適于襯底的擴(kuò)大，因此，可以制造廉價(jià)且大型的有機(jī)EL顯示器。
在該實(shí)施例模式中，由于第二柵極信號(hào)線1713和第三柵極信號(hào)線1714使用公共的控制信號(hào)，因此它們可以被共用。在這種結(jié)構(gòu)中，可以減小輸入到像素的信號(hào)數(shù)目和布線數(shù)目。因此，可以簡(jiǎn)化控制像素的驅(qū)動(dòng)電路并可以實(shí)現(xiàn)高孔徑比。
第一晶體管1300的溝道寬度、溝道長(zhǎng)度等優(yōu)選大于第二晶體管1301的那些。僅要求第一晶體管1300的特性(閾值電壓、遷移率等等)與第二晶體管1301的那些特性相類似，因此，可以通過使第二晶體管1301的溝道寬度更窄并且使第二晶體管1301的溝道長(zhǎng)度更短，來實(shí)現(xiàn)更高的孔徑比。
盡管這里使用n溝道晶體管作為開關(guān)元件，但也可以使用p溝道晶體管。在該情況中，使輸入到作為開關(guān)元件工作的晶體管的柵極的信號(hào)反相。
實(shí)施例模式7該實(shí)施例模式參考圖19描述了一種顯示器件的結(jié)構(gòu)，其用于通過使用獲得閾值電壓的晶體管來控制提供給EL元件的電流，以便防止由于到其中一個(gè)晶體管的電流集中而導(dǎo)致的晶體管的特性退化。
在圖19中，第一晶體管1900是驅(qū)動(dòng)晶體管，其工作在飽和區(qū)中并通過柵源電壓控制提供給EL元件1909的電流值。第二晶體管1901具有類似于第一晶體管1900的諸如閾值電壓和遷移率的特性，并且與第一晶體管1900配對(duì)。第一開關(guān)1902、第二開關(guān)1903、第三開關(guān)1904、第四開關(guān)1905和第五開關(guān)1906是每一個(gè)都具有兩端和控制端的開關(guān)元件，其通過控制端來控制兩端之間的導(dǎo)通(開啟)或非導(dǎo)通(關(guān)斷)。第一電容器1907具有一對(duì)電極，并且保持第一晶體管1900的柵源電壓。第二電容器1908具有一對(duì)電極，并且保持第二晶體管1901的柵源電壓。EL元件1909具有一對(duì)電極，其亮度與電流值成比例地被確定。電源線1910對(duì)于一行或一列是共用的，以便為像素提供電壓。反向電極1911作為EL元件1909的另一電極對(duì)于所有像素是共用的，以便為像素提供電壓。源極信號(hào)線1912對(duì)于一行或一列是共用的，以便為像素傳輸電流信號(hào)作為視頻信號(hào)。
下面描述圖19中電路的連接關(guān)系。電源線1910連接到第一晶體管1900的第一端、第二晶體管1901的第一端、第一電容器1907的一個(gè)電極、以及第二電容器1908的一個(gè)電極。第一電容器1907的另一個(gè)電極連接到第一晶體管1900的柵極，而第二電容器1908的另一個(gè)電極連接到第二晶體管1901的柵極。第一電容器1907的另一個(gè)電極和第一晶體管1900的柵極經(jīng)過第四開關(guān)1905連接到第二電容器1908的另一個(gè)電極和第二晶體管1901的柵極。第一晶體管1900的第二端經(jīng)過第二開關(guān)1903連接到第一晶體管1900的柵極，并且經(jīng)過第五開關(guān)1906連接到EL元件1909的一個(gè)電極。第二晶體管1901的第二端經(jīng)過第三開關(guān)1904連接到第二晶體管1901的柵極，并且經(jīng)過第一開關(guān)1902連接到源極信號(hào)線1912。
這里，第一電容器1907的一個(gè)電極和第二電容器1908的一個(gè)電極僅需要連接到其電位在工作中變?yōu)楹愣ǖ亩俗?。例如，它們可以連接到前一行的第一開關(guān)1902的控制端，或者可以附加地提供另一參考線以便連接。第一開關(guān)1902、第二開關(guān)1903、第三開關(guān)1904、第四開關(guān)1905和第五開關(guān)1906可以設(shè)置在任何位置，只要圖19所示的電路圖在圖20的周期T1中與圖21等效，并且在圖20的周期T2中與圖22等效即可。也可以增加開關(guān)的數(shù)目。此外，圖21是在周期T1中如圖19所示的像素電路的等效電路，而圖22是在周期T2中如圖19所示的像素電路的等效電路。
參考圖20所示的時(shí)序圖來描述圖19所示電路的工作。描述在周期T1中的工作。在周期T1中，第二開關(guān)1903導(dǎo)通，由此第一晶體管1900連接成二極管，第三開關(guān)1904導(dǎo)通，由此第二晶體管1901連接成二極管。第四開關(guān)1905關(guān)斷，由此第一晶體管1900和第二晶體管1901電斷開。第五開關(guān)1906關(guān)斷，由此阻擋了提供給EL元件1909的電流供應(yīng)。第一開關(guān)1902導(dǎo)通，并且通過來自源極信號(hào)線1912的電流輸入的視頻信號(hào)流向第二晶體管1901。第二電容器1908保持第二晶體管1901的柵源電壓，使得視頻信號(hào)的電流流經(jīng)第二晶體管1901。第一電容器1907保持第一晶體管1900的柵源電壓，使得沒有電流流經(jīng)第一晶體管1900。即，由于第一晶體管1900的閾值電壓被保持，并且第一晶體管1900的特性和第二晶體管1901的那些特性彼此相類似，第一電容器1907保持了與第二晶體管1901的閾值電壓幾乎相等的電壓。此時(shí)，輸入作為視頻信號(hào)的Idata由公式(13)表示，在第二電容器1908中保持的電壓由公式(14)表示。
Idata=β2[Vgs(T1)-Vth]2---(13)]]>[公式14]Vgs(T1)=2βIdata+Vth---(14)]]>在公式(13)和(14)中，Idata是流經(jīng)源極信號(hào)線1912的視頻信號(hào)的電流值，其在周期T1中被輸入到像素。β是包含諸如第二晶體管1901的溝道長(zhǎng)度、溝道寬度、遷移率、或氧化膜的電容的參數(shù)的常數(shù)。Vgs(T1)是第二晶體管1901的柵源電壓。Vth是第一晶體管1900的閾值電壓以及第二晶體管1901的閾值電壓，這是由于第一晶體管1900和第二晶體管1901是成對(duì)的。
下面描述在周期T2中的工作。在周期T2中，第二開關(guān)1903關(guān)斷，由此第一晶體管1900沒有連接成二極管。第三開關(guān)1904關(guān)斷，由此第二晶體管1901沒有連接成二極管。第四開關(guān)1905導(dǎo)通，由此第一電容器1907和第二電容器1908連接。在電容器中保持的電壓通過容性耦合被劃分。第五開關(guān)1906導(dǎo)通，并且將與第一晶體管1900的柵源電壓相對(duì)應(yīng)的電流提供給EL元件1909。第一開關(guān)1902關(guān)斷，并且阻擋了來自源極信號(hào)線1912的視頻信號(hào)。此時(shí)，第一晶體管1900的柵極電壓由公式(15)表示，提供給EL元件1909的電流值由公式(16)表示。
Vgs(T2)=(C1908C1907+C1908)[Vgs(T1)-Vth]+Vth---(15)]]>[公式16]Ioled=(C1908C1907+C1908)2Idata---(16)]]>在公式(15)和(16)中，Idata、β、Vth和Vgs(T1)與周期T1中的相類似。Ioled是在周期T2中提供給EL元件1909的電流值。即，Ioled等于流經(jīng)第一晶體管1900的電流，這是由于在周期T2中電壓保持在第一晶體管1900的柵極和源極之間。C1907是第一電容器1907的電容，包括第一晶體管1900的柵極電容。C1908是第二電容器1908的電容，包括第二晶體管1901的柵極電容。
在上述公式(16)中，通過Idata乘以[C1908/(C1907+C1908)]的平方獲得的電流可以提供給EL元件1909。此外，在周期T2中，只要第一晶體管1900的特性(閾值電壓、遷移率等等)和第二晶體管1901的特性彼此相類似，即使當(dāng)其他像素之間的特性發(fā)生變化時(shí)，如果是相同的視頻信號(hào)，則提供給EL元件1909的電流值也不會(huì)變化。
以這種方式，可以將比輸入到像素的視頻信號(hào)的電流更小的電流提供給EL元件，同時(shí)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管特性的變化。因此，即使當(dāng)表示低灰度等級(jí)時(shí)也可以輸入一定程度的大電流，代替輸入微量電流作為視頻信號(hào)。結(jié)果，可以增大為源極信號(hào)線等的寄生電容充電的速度。由于在周期T1中獲得了閾值電壓并且同時(shí)寫入了視頻信號(hào)，因此可以縮短每個(gè)像素的寫入時(shí)間。
通過提供第一晶體管1900作為驅(qū)動(dòng)晶體管并且提供第二晶體管1901用于寫入視頻信號(hào)，可以防止電流持續(xù)流經(jīng)任一晶體管。結(jié)果，可以防止第一晶體管1900和第二晶體管1901之間特性退化的差異很大，并且防止了特性彼此不同。以這種方式，可以提供具有高圖像質(zhì)量且像素間亮度具有較小差異的有機(jī)EL顯示器。此外，已知了當(dāng)晶體管由非晶硅形成時(shí)其特性會(huì)顯著地退化。
在該實(shí)施例模式中，由于第二開關(guān)1903和第三開關(guān)1904以相同的時(shí)序被導(dǎo)通或關(guān)斷，因此它們可以具有公共控制端。在這種結(jié)構(gòu)中，可以減小將要輸入到像素的信號(hào)數(shù)目或布線的數(shù)目。因此，可以簡(jiǎn)化控制像素的驅(qū)動(dòng)電路，并且可以實(shí)現(xiàn)高孔徑比。
第一晶體管1900的溝道寬度、溝道長(zhǎng)度等優(yōu)選大于第二晶體管1901的那些。僅要求第一晶體管1900的特性與第二晶體管1901的那些特性(閾值電壓、遷移率等等)相類似，因此，可以通過使第二晶體管1901的溝道寬度更窄并且使第二晶體管1901的溝道長(zhǎng)度更短，來實(shí)現(xiàn)更高的孔徑比。
在該實(shí)施例中描述的開關(guān)元件可以與實(shí)施例模式1中的描述的相類似。
實(shí)施例模式8作為在實(shí)施例模式7中的開關(guān)元件，可以使用晶體管。該實(shí)施例模式參考圖23描述了使用n溝道晶體管作為開關(guān)元件的情況的結(jié)構(gòu)。
在圖23中，第一晶體管1900、第二晶體管1901、第一電容器1907、第二電容器1908、EL元件1909、電源線1910、反向電極1911和源極信號(hào)線1912類似于實(shí)施例模式7中的那些。第三晶體管2302、第四晶體管2303、第五晶體管2304、第六晶體管2305、第七晶體管2306均具有作為開關(guān)元件的功能，并且工作在線性區(qū)。第三晶體管2302、第四晶體管2303、第五晶體管2304、第六晶體管2305和第七晶體管2306通過分別來自第一柵極信號(hào)線2312、第二柵極信號(hào)線2313、第三柵極信號(hào)線2314、第四柵極信號(hào)線2315和第五柵極信號(hào)線2316的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行控制，當(dāng)數(shù)字信號(hào)為高時(shí)它們被導(dǎo)通，而當(dāng)數(shù)字信號(hào)為低時(shí)它們被關(guān)斷。使將要輸入的晶體管的柵源電壓高于其閾值電壓的信號(hào)電壓被稱為高電位，而使將要輸入的晶體管的柵源電壓低于其閾值電壓的信號(hào)電壓被稱為低電位。
下面描述圖23的連接關(guān)系。電源線1910連接到第一晶體管1900的第一端、第二晶體管1901的第一端、第一電容器1907的一個(gè)電極、以及第二電容器1908的一個(gè)電極。第一電容器1907的另一個(gè)電極連接到第一晶體管1900的柵極，而第二電容器1908的另一個(gè)電極連接到第二晶體管1901的柵極。第一電容器1907的另一個(gè)電極和第一晶體管1900的柵極連接到第六晶體管2305的第一端，而第二電容器1908的另一個(gè)電極和第二晶體管1901的柵極連接到第六晶體管2305的第二端。第一晶體管1900的第二端連接到第四晶體管2303的第一端，而第四晶體管2303的第二端連接到第一晶體管1900的柵極。第一晶體管1900的第二端連接到第七晶體管2306的第一端，而第七晶體管2306的第二端連接到EL元件1909的一個(gè)電極。第二晶體管1901的第二端連接到第五晶體管2304的第一端，而第五晶體管2304的第二端連接到第二晶體管1901的柵極。第二晶體管1901的第二端連接到第三晶體管2302的第一端，而第三晶體管2302的第二端連接到源極信號(hào)線1912。
這里，第一電容器1907的一個(gè)電極和第二電容器1908的一個(gè)電極僅需要連接到其電位在工作中變?yōu)楹愣ǖ亩俗?。例如，它們可以連接到前一行的第一柵極信號(hào)線2312，或者可以附加地提供另一參考線以便連接。第三晶體管2302、第四晶體管2303、第五晶體管2304、第六晶體管2305和第七晶體管2306可以設(shè)置在任何位置，只要圖23所示的電路圖在圖41的周期T1中與圖21等效，并且在圖41的周期T2中與圖22等效即可。也可以增加晶體管的數(shù)目。此外，圖21是在周期T1中如圖41所示的像素電路的等效電路，而圖22是在周期T2中如圖41所示的像素電路的等效電路。
描述在周期T1中的工作。在周期T1中，第四晶體管2303導(dǎo)通，由此第一晶體管1900連接成二極管，并且第五晶體管2304導(dǎo)通，由此第二晶體管1901連接成二極管。第六晶體管2305關(guān)斷，由此第一晶體管1900和第二晶體管1901電斷開。第七晶體管2306關(guān)斷，由此阻擋了提供給EL元件1909的電流供應(yīng)。第三晶體管2302導(dǎo)通，并且通過來自源極信號(hào)線1912的電流輸入的視頻信號(hào)流向第二晶體管1901。第二電容器1908保持第二晶體管1901的柵源電壓，使得視頻信號(hào)的電流流經(jīng)第二晶體管1901。第一電容器1907保持第一晶體管1900的柵源電壓，使得沒有電流流經(jīng)第一晶體管1900。即，由于第一晶體管1900的閾值電壓被保持，并且第一晶體管1900的特性(閾值電壓、遷移率等等)和第二晶體管1901的那些特性彼此相類似，第一電容器1907保持了與第二晶體管1901的閾值電壓幾乎相等的電壓。此時(shí)，與實(shí)施例模式7類似，輸入作為視頻信號(hào)的Idata由公式(13)表示，在第二電容器1908中保持的電壓由公式(14)表示。
在公式(13)和(14)中，Idata是流經(jīng)源極信號(hào)線1912的視頻信號(hào)的電流值，其在周期T1中被輸入到像素。β是包含諸如第二晶體管1901的溝道長(zhǎng)度、溝道寬度、遷移率、或氧化膜的電容的參數(shù)的常數(shù)。Vgs(T1)是第二晶體管1901的柵源電壓。Vth是第一晶體管1900的閾值電壓以及第二晶體管1901的閾值電壓，這是由于第一晶體管1900和第二晶體管1901是成對(duì)的。
下面描述在周期T2中的工作。在周期T2中，第一晶體管2303關(guān)斷，由此第一晶體管1900沒有連接成二極管。第五晶體管2304關(guān)斷，由此第二晶體管1901沒有連接成二極管。第六晶體管2305導(dǎo)通，由此第一電容器1907和第二電容器1908連接。在電容器中保持的電壓通過容性耦合被劃分。第七晶體管2306導(dǎo)通，并且將與第一晶體管1900的柵源電壓相對(duì)應(yīng)的電流提供給EL元件1909。第三晶體管2302關(guān)斷，并且阻擋了來自源極信號(hào)線1912的視頻信號(hào)。此時(shí)，與實(shí)施例模式7類似，第一晶體管1900的柵極電壓由公式(14)表示，提供給EL元件1909的電流值由公式(16)表示。
在公式(14)和(16)中，Idata、β、Vth和Vgs(T1)與周期T1中的相類似。Ioled是在周期T2中提供給EL元件1909的電流值。即，Ioled等于流經(jīng)第一晶體管1900的電流，這是由于在周期T2中電壓保持在第一晶體管1900的柵極和源極之間。C1907是第一電容器1907的電容，包括第一晶體管1900的柵極電容。C1908是第二電容器1908的電容，包括第二晶體管1901的柵極電容。
在上述公式(16)中，通過Idata乘以[C1908/(C1907+C1908)]的平方獲得的電流可以提供給EL元件1909。此外，在周期T2中，只要第一晶體管1900的特性(閾值電壓、遷移率等等)和第二晶體管1901的特性彼此相類似，即使當(dāng)其他像素之間的特性發(fā)生變化時(shí)，如果是相同的視頻信號(hào)，則提供給EL元件1909的電流值也不會(huì)變化。
以這種方式，可以將比輸入到像素的視頻信號(hào)的電流更小的電流提供給EL元件，同時(shí)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管特性的變化。因此，即使當(dāng)表示低灰度等級(jí)時(shí)也可以輸入一定程度的大電流，代替輸入微量電流作為視頻信號(hào)。結(jié)果，可以增大為源極信號(hào)線等的寄生電容充電的速度。由于在周期T1中獲得了閾值電壓并且同時(shí)寫入了視頻信號(hào)，因此可以縮短每個(gè)像素的寫入時(shí)間。
通過提供第一晶體管1900作為驅(qū)動(dòng)晶體管并且提供第二晶體管1901用于寫入視頻信號(hào)，可以防止電流持續(xù)流經(jīng)任一晶體管。結(jié)果，可以防止第一晶體管1900和第二晶體管1901之間特性退化的差異很大，并且防止了特性彼此不同。以這種方式，可以提供具有高圖像質(zhì)量且像素間亮度具有較小差異的有機(jī)EL顯示器。此外，已知了當(dāng)晶體管由非晶硅形成時(shí)其特性會(huì)顯著地退化。
通過對(duì)于所有開關(guān)元件使用n溝道晶體管，則無需p溝道晶體管的摻雜步驟。因此，可以簡(jiǎn)化并廉價(jià)地進(jìn)行制造步驟。此外，由于僅采用n溝道晶體管，因此可以使用非晶硅來形成晶體管。在這種情況下，制造步驟易于且適于襯底的擴(kuò)大，因此，可以制造廉價(jià)且大型的有機(jī)EL顯示器。
在該實(shí)施例模式中，由于第二柵極信號(hào)線2313和第三柵極信號(hào)線2314使用公共的控制信號(hào)，因此它們可以被共用。在這種結(jié)構(gòu)中，可以減小輸入到像素的信號(hào)數(shù)目或布線數(shù)目。因此，可以簡(jiǎn)化控制像素的驅(qū)動(dòng)電路并可以實(shí)現(xiàn)高孔徑比。
第一晶體管1900的溝道寬度、溝道長(zhǎng)度等優(yōu)選大于第二晶體管1901的那些。僅要求第一晶體管1900的特性(閾值電壓、遷移率等等)與第二晶體管1901的那些特性相類似，因此，可以通過使第二晶體管1901的溝道寬度更窄并且使第二晶體管1901的溝道長(zhǎng)度更短，來實(shí)現(xiàn)更高的孔徑比。
盡管這里使用n溝道晶體管作為開關(guān)元件，但也可以使用p溝道晶體管。在該情況中，使輸入到作為開關(guān)元件工作的晶體管的柵極的信號(hào)反相。
實(shí)施例模式9該實(shí)施例模式描述了具有在實(shí)施例模式1到8中描述的像素的顯示器件、在顯示器件中包括的源極驅(qū)動(dòng)器、柵極驅(qū)動(dòng)器等的結(jié)構(gòu)示例，以及其操作。
首先，參考圖42描述具有在實(shí)施例模式1到8中描述的像素的顯示器件。
在圖42中，源極驅(qū)動(dòng)器9000是向像素部分9003順序地輸出電流信號(hào)作為視頻信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路。源極信號(hào)線S-1、S-2和S-m是用于傳送從源極驅(qū)動(dòng)器9000輸出到像素9002的視頻信號(hào)的信號(hào)線，并且存在有m(m是2或更大的自然數(shù))行源極信號(hào)線。柵極驅(qū)動(dòng)器9001是向像素部分9003順序地輸出控制信號(hào)以掃描并控制像素9002的驅(qū)動(dòng)電路。柵極信號(hào)線G1-1、G1-2、G1-3、G1-4、G1-5、G2-1、G2-2、G2-3、G2-4、G2-5、Gn-1、Gn-2、Gn-3、Gn-4和Gn-5是用于傳送從柵極驅(qū)動(dòng)器9001輸出到像素9002的控制信號(hào)的信號(hào)線，并且存在有n(n是2或更大的自然數(shù))行柵極信號(hào)線。像素9002具有實(shí)施例模式1到8中描述的像素結(jié)構(gòu)。在圖42中所示的顯示器件中，為了方便起見沒有示出諸如電源線的布線，但是它可以根據(jù)需要而被另外地提供。
在圖42所示的操作中，源極驅(qū)動(dòng)器9000輸出視頻信號(hào)，并且柵極驅(qū)動(dòng)器9001輸出控制信號(hào)，以便可以執(zhí)行在實(shí)施例模式1到8中描述的操作。在圖42中，此外，柵極驅(qū)動(dòng)器9001通過使用五個(gè)柵極信號(hào)線來傳送控制信號(hào)，然而，如果其控制信號(hào)可以被共用，則柵極信號(hào)線可以被共用。此外，如果柵極驅(qū)動(dòng)器9001可以實(shí)現(xiàn)實(shí)施例模式1到8中描述的控制信號(hào)，例如，可以使用移位寄存器或譯碼器電路。無需說的是，可以通過使用緩沖器電路、電平移位器電路、脈沖寬度控制電路等等來改變波形或電壓。
這里，參考圖43描述圖42中所示的源極驅(qū)動(dòng)器9000的結(jié)構(gòu)示例。
在圖43中，移位寄存器9100是以任意時(shí)序從第一行順序地輸出掃描信號(hào)以選擇開關(guān)9101的導(dǎo)通或關(guān)斷的電路。移位寄存器9100通過未示出的起始脈沖來開始掃描。電流源9104是產(chǎn)生視頻信號(hào)的電流源，并且可以根據(jù)像素的亮度改變視頻信號(hào)的電流值。開關(guān)9101通過從移位寄存器9100輸出的掃描信號(hào)來控制為導(dǎo)通或關(guān)斷。當(dāng)開關(guān)9101導(dǎo)通時(shí)，視頻信號(hào)通過其被傳送到第一鎖存器電路9102。第一鎖存器電路9102順序地保持通過開關(guān)9101從第一列傳送的視頻信號(hào)。當(dāng)所有列的信號(hào)被保持時(shí)，第一鎖存器電路9102同時(shí)輸出被保持的所有列的視頻信號(hào)到第二鎖存器電路9103。此外，第一鎖存器電路9102由通過第一鎖存器電路控制線9105傳送的控制信號(hào)所控制。第二鎖存器電路9103保持從第一鎖存器電路9102輸出的視頻信號(hào)，并且同時(shí)輸出被保持的所有列的視頻信號(hào)到源極信號(hào)線。此外，第二鎖存器電路9103由第二鎖存器電路控制線9106來控制。
分別描述在第一周期和第二周期中的圖43的工作。描述第一周期。在第一周期中，開關(guān)9101通過從移位寄存器9100輸出的掃描信號(hào)被順序地導(dǎo)通。在開關(guān)9101被導(dǎo)通的列中，視頻信號(hào)通過開關(guān)9101被傳送并且被保持在第一鎖存器電路9102中。重復(fù)這一操作，直到在最后一列中視頻信號(hào)被保持在第一鎖存器電路9102中。此時(shí)，第一鎖存器電路9102和第二鎖存器電路9103沒有被電連接。第一鎖存器電路9102的輸出不被輸入到第二鎖存器電路9103。第二鎖存器電路9103輸出與在前一操作中保持的視頻信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電流到源極信號(hào)線。
描述第二周期。在第二周期中，掃描信號(hào)不從移位寄存器9100輸出，并且每個(gè)開關(guān)9101是關(guān)斷的。因此，視頻信號(hào)不被輸入到任一第一鎖存器電路9102。第一鎖存器電路9102在所有列同時(shí)輸出在前一操作中保持的視頻信號(hào)到第二鎖存器電路9103。第二鎖存器電路9103保持被輸入的視頻信號(hào)。此時(shí)，第二鎖存器電路9103和源極信號(hào)線沒有被電連接，因此視頻信號(hào)不被輸出到源極信號(hào)線。以這種方式，通過重復(fù)第一周期和第二周期，可以將視頻信號(hào)傳送到像素。
在圖43中，電流源9104的電流方向是源極信號(hào)線中的電流從每個(gè)像素流向第二鎖存器電路9103的方向。該方向在像素的驅(qū)動(dòng)晶體管是p溝道晶體管的情況中是有利的。此外，在像素的驅(qū)動(dòng)晶體管是n溝道晶體管的情況中，電流源9104的電流方向可以被反相。
在使用晶體管在玻璃襯底上形成電流源9104的情況中，可以利用電流鏡電路作為電流源的結(jié)構(gòu)。當(dāng)使用電流鏡電路時(shí)，從諸如控制器的外部電路輸入的電流可以易于被放大或減小，因此，可以使用更精確的電流作為視頻信號(hào)。
在圖43中，僅存在產(chǎn)生視頻信號(hào)的一個(gè)電流源，然而，本發(fā)明不限于此。例如，當(dāng)提供兩個(gè)電流源時(shí)，可以同時(shí)生成兩個(gè)視頻信號(hào)，因此，可以通過從移位寄存器9100輸出的掃描信號(hào)來同時(shí)導(dǎo)通兩列開關(guān)9101，并且可以同時(shí)操作該兩列。即，由于移位寄存器9100的電路規(guī)模和掃描所有列的時(shí)間可以被減半，即使是具有很多列的大型顯示器件也可以進(jìn)行操作。
從第二鎖存器電路9103輸出的視頻信號(hào)被輸出到源極信號(hào)線，然而，它可以通過模擬緩沖電路等被輸出。結(jié)果，可以更精確地將高度抗噪聲的視頻信號(hào)寫入到像素。
作為輸入到用于控制第一鎖存器電路9102的第一鎖存器電路控制線9105以及用于控制第二鎖存器電路9103的第二鎖存器電路控制線9106的控制信號(hào)，可以使用移位寄存器9100的輸出脈沖。或者，也可以使用移位寄存器9100的起始脈沖。通過使用移位寄存器9100的輸出脈沖或起始脈沖，減少了從控制器輸入的信號(hào)數(shù)目。因此，可以易于形成外部電路，其可以節(jié)省空間和功率消耗。
這里，參考圖44描述了圖42中示出的源極驅(qū)動(dòng)器9000的結(jié)構(gòu)示例。
在圖44中，移位寄存器9200是以任意時(shí)序從第一列順序地輸出掃描信號(hào)以選擇第一鎖存器電路9201是否可以鎖存的電路。該移位寄存器9200通過未示出的起始脈沖開始掃描。視頻信號(hào)線9206是通過電壓傳送均具有數(shù)字值的視頻信號(hào)、并可以根據(jù)像素的亮度改變視頻信號(hào)的信號(hào)線。第一鎖存器電路9201從第一列順序地保持視頻信號(hào)。當(dāng)在所有列中保持視頻信號(hào)時(shí)，被保持的視頻信號(hào)在所有列同時(shí)被輸出到第二鎖存器電路9202。第一鎖存器電路9201通過由第一鎖存器電路控制線9207傳送的控制信號(hào)來控制。第二鎖存器電路9202保持從第一鎖存器電路9201輸出的視頻信號(hào)，并在所有列同時(shí)輸出被保持的視頻信號(hào)到DAC 9203。第二鎖存器電路9202通過第二鎖存器電路控制線9208來控制。DAC 9203是數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，其輸入多個(gè)從第二鎖存器電路9202輸出的均具有數(shù)字值的視頻信號(hào)，并且輸出視頻信號(hào)到晶體管9204作為模擬電壓。晶體管9204是作為電流源工作、且基于作為源的參考電壓9205和從DAC 9203輸出的模擬電壓之間的電位差來確定輸出到源極信號(hào)線的電流值的晶體管。
分別描述在第一周期和第二周期中的圖44的工作。描述第一周期。在第一周期中，第一鎖存器電路9201通過從移位寄存器9200輸出的掃描信號(hào)從第一列順序地保持視頻信號(hào)。重復(fù)這一操作，直到視頻信號(hào)被保持在最后一列的第一鎖存器電路9201中。此外，第一鎖存器電路9201和第二鎖存器電路9202沒有被電連接，因此，第一鎖存器電路9201的輸出不被輸入到第二鎖存器電路9202。第二鎖存器電路9202將在前一操作中保持的視頻信號(hào)輸出到DAC 9203，其將與該輸入的視頻信號(hào)相對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)輸出到晶體管9204的柵極。這里，參考電壓9205必須工作作為源電壓。即，流經(jīng)源極信號(hào)線的電流值由DAC 9203的輸出電壓和參考電壓9205之間的電壓來確定。
描述第二周期。在第二周期中，掃描信號(hào)不從移位寄存器9200輸出，并且沒有第一鎖存器電路9201額外地保持視頻信號(hào)。第一鎖存器電路9201在所有列同時(shí)輸出在前一操作中保持的視頻信號(hào)到第二鎖存器電路9202，并且第二鎖存器電路9202保持被輸入的視頻信號(hào)。此時(shí)，源極驅(qū)動(dòng)器9000和源極信號(hào)線沒有被電連接。
以這種方式，通過重復(fù)第一周期和第二周期，可以將視頻信號(hào)傳送到像素。
在圖43中，視頻信號(hào)線9206可以被分成多個(gè)組。例如，當(dāng)它們被分成兩個(gè)時(shí)，通過從移位寄存器9200輸出的掃描信號(hào)，可以同時(shí)在第一鎖存器電路9201的兩列中保持不同的視頻信號(hào)。即，由于移位寄存器9200的電路規(guī)模和掃描所有列的時(shí)間可以被減半，即使是具有很多列的大型顯示器件也可以進(jìn)行操作。
從晶體管9204輸出的視頻信號(hào)可以經(jīng)模擬緩沖器電路等被輸出到源極信號(hào)線。當(dāng)視頻信號(hào)經(jīng)模擬緩沖器電路被輸出時(shí)，可以更精確地將高度抗噪聲的視頻信號(hào)寫入到像素。
在圖44中晶體管9204采用了n溝道晶體管，然而也可以使用p溝道晶體管。使用n溝道晶體管的有利之處在于當(dāng)電流以到參考電壓9205的方向被輸出時(shí)源電位被固定。使用p溝道晶體管的有利之處在于當(dāng)電流被輸出到源極信號(hào)線時(shí)源電位被固定。
作為輸入到控制第一鎖存器電路9201的第一鎖存器電路控制線9207和控制第二鎖存器電路9202的第二鎖存器電路控制線9208的控制信號(hào)，可以使用移位寄存器9200的輸出脈沖?；蛘?，也可以使用移位寄存器9200的起始脈沖。通過使用移位寄存器9200的輸出脈沖或起始脈沖，減小了從控制器輸入的信號(hào)數(shù)目。因此，可以易于形成外部電路，其可以節(jié)省空間和功率消耗。
這里，參考圖45描述圖42中所示的源極驅(qū)動(dòng)器9000的結(jié)構(gòu)示例。
在圖45中，移位寄存器9300是以任意時(shí)序從第一行順序地輸出掃描信號(hào)以選擇第一鎖存器電路9301是否可以鎖存的電路。該移位寄存器9300通過未示出的起始脈沖開始掃描。視頻信號(hào)線9309是通過電壓傳送均具有數(shù)字值的視頻信號(hào)、并可以根據(jù)像素的亮度改變視頻信號(hào)的信號(hào)線。第一鎖存器電路9301從第一列順序地保持視頻信號(hào)。當(dāng)在所有列中保持視頻信號(hào)時(shí)，第一鎖存器電路9301將被保持的視頻信號(hào)在所有列同時(shí)輸出到第二鎖存器電路9302。第一鎖存器電路9301通過由第一鎖存器電路控制線9307傳送的控制信號(hào)來控制。第二鎖存器電路9302保持從第一鎖存器電路9301輸出的視頻信號(hào)，并在所有列同時(shí)輸出被保持的視頻信號(hào)到第一開關(guān)9303、第二開關(guān)9304和第三開關(guān)9305，以控制它們的開/關(guān)。第二鎖存器電路9302通過第二鎖存器電路控制線9311來控制。第一開關(guān)9303包含具有第一電流源9306的一個(gè)端。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)9303導(dǎo)通時(shí)，它將第一電流源9306的電流值輸出到源極信號(hào)線。第二開關(guān)9304包含具有第二電流源9307的一個(gè)端。當(dāng)?shù)诙_關(guān)9304導(dǎo)通時(shí)，它將第二電流源9307的電流值輸出到源極信號(hào)線。第三開關(guān)9305包含具有第三電流源9308的一個(gè)端。當(dāng)?shù)谌_關(guān)9305導(dǎo)通時(shí)，它將第三電流源9308的電流值輸出到源極信號(hào)線。
分別描述在第一周期和第二周期中的圖45的工作。描述第一周期。在第一周期中，第一鎖存器電路9301通過從移位寄存器9300輸出的掃描信號(hào)從第一列順序地保持視頻信號(hào)。重復(fù)這一操作，直到視頻信號(hào)被保持在最后一列的第一鎖存器電路9301中。此外，第一鎖存器電路9301和第二鎖存器電路9302沒有被電連接，因此，第一鎖存器電路9301的輸出不被輸入到第二鎖存器電路9302。第二鎖存器電路9302將在前一操作中保持的視頻信號(hào)輸出到第一開關(guān)9303、第二開關(guān)9304和第三開關(guān)9305，其每一個(gè)通過所輸入的視頻信號(hào)被導(dǎo)通或關(guān)斷。即，輸出到源極信號(hào)線的電流值對(duì)應(yīng)于連接到被導(dǎo)通的開關(guān)的第一電流源9306、第二電流源9307和第三電流源9308的電流值之和。
描述第二周期。在第二周期中，掃描信號(hào)不從移位寄存器9300輸出，并且沒有第一鎖存器電路9301額外地保持視頻信號(hào)。第一鎖存器電路9301在所有列同時(shí)輸出在前一操作中保持的視頻信號(hào)到第二鎖存器電路9302，并且第二鎖存器電路9302保持被輸入的視頻信號(hào)。此時(shí)，源極驅(qū)動(dòng)器9000和源極信號(hào)線沒有被電連接。以這種方式，通過重復(fù)第一周期和第二周期，可以將視頻信號(hào)傳送到像素。
在圖45中，視頻信號(hào)線9309可以被分成多個(gè)線。例如，當(dāng)它們被分成兩個(gè)時(shí)，通過從移位寄存器9300輸出的掃描信號(hào)，可以同時(shí)在第一鎖存器電路9301的兩列中保持不同的視頻信號(hào)。即，由于移位寄存器9300的電路規(guī)模和掃描所有列的時(shí)間可以被減半，即使是具有很多列的大型顯示器件也可以進(jìn)行操作。
作為輸入到控制第一鎖存器電路9301的第一鎖存器電路控制線9310和控制第二鎖存器電路9302的第二鎖存器電路控制線9311的控制信號(hào)，可以使用移位寄存器9300的輸出脈沖。或者，也可以使用移位寄存器9300的起始脈沖。通過使用移位寄存器9300的輸出脈沖或起始脈沖，減小了從控制器輸入的信號(hào)數(shù)目。因此，可以易于形成外部電路，其可以節(jié)省空間和功率消耗。
在該實(shí)施例模式中描述的開關(guān)元件可以類似于實(shí)施例模式1中描述的那些。
實(shí)施例1在該實(shí)施例中，描述了像素結(jié)構(gòu)示例。圖24A和24B是本發(fā)明的面板中像素的截面圖。在該示例中，晶體管用作設(shè)置在像素中的開關(guān)元件，發(fā)光元件用作設(shè)置在像素中的顯示介質(zhì)。
在圖24A和24B中，附圖標(biāo)記2400表示襯底，2401表示基膜，2402表示第一半導(dǎo)體層，2412表示第二半導(dǎo)體層，2403表示第一絕緣膜，2404表示柵電極，2414表示第三電極，2405表示第二絕緣膜，2406表示第一電極，2407表示第二電極，2408表示第三絕緣膜，2409表示發(fā)光層，2416表示第五電極。附圖標(biāo)記2410表示晶體管，2415表示發(fā)光元件，2411表示電容器。在圖24A和24B中，示出了晶體管2410和電容器2411表示構(gòu)成像素的元件。描述了圖24A的結(jié)構(gòu)。
作為襯底2400，例如可以使用由硼硅酸鋇玻璃、硼硅酸鋁玻璃等制成的玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等等。此外，也可以使用包括不銹鋼襯底的金屬襯底或具有以絕緣膜覆蓋的表面的半導(dǎo)體襯底。也可以使用由柔性合成樹脂如塑料制成的襯底。襯底2400的表面可以通過CMP方法等的拋光來平面化。
作為基膜2401，可以使用由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等等形成的絕緣膜?；?401可以防止在襯底2400中包含的諸如Na的堿金屬或堿土金屬分散在第一半導(dǎo)體層2402上，并不利地影響晶體管2401的特性(閾值電壓、遷移率等等)。在圖24A和24B中，基膜2401具有單層結(jié)構(gòu)，然而，它也可以由兩個(gè)或更多的多層形成。應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)雜質(zhì)的分散不是大問題時(shí)，諸如在使用石英襯底的情況中，沒有必要提供基膜2401。
作為第一半導(dǎo)體層2402和第二半導(dǎo)體層2412，可以使用被構(gòu)圖的結(jié)晶半導(dǎo)體膜或非晶半導(dǎo)體膜。結(jié)晶半導(dǎo)體膜可以通過對(duì)非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶化而形成。作為結(jié)晶化方法，可以使用激光結(jié)晶化方法、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶化方法、使用促進(jìn)結(jié)晶化的金屬元素的熱結(jié)晶化方法等等。第一半導(dǎo)體層2402具有溝道形成區(qū)和對(duì)其添加賦予導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素的一對(duì)雜質(zhì)區(qū)。應(yīng)當(dāng)注意的是，以低濃度添加雜質(zhì)元素的雜質(zhì)區(qū)可以設(shè)置在溝道形成區(qū)和這對(duì)雜質(zhì)區(qū)之間。可以對(duì)整個(gè)第二半導(dǎo)體層2412添加賦予導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素。
作為第一絕緣膜2403，可以使用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等等的單層或疊層。應(yīng)當(dāng)注意的是，使用包含氫的膜作為第一絕緣膜2403，由此第一半導(dǎo)體層2402可以被脫氫。
作為柵電極和第四電極2414，可以使用選自Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr和Nd的元素，或包含多個(gè)元素的合金或化合物的單層或疊層結(jié)構(gòu)。
晶體管2410由第一半導(dǎo)體層2402、柵電極2404、以及第一半導(dǎo)體層2402和柵電極2404之間的第一絕緣膜2403形成。在圖24A和24B中，僅示出了連接到發(fā)光元件2915的第二電極2407的晶體管2410作為構(gòu)成像素的晶體管，然而，也可以使用多個(gè)晶體管。此外，在該實(shí)施例中，晶體管2410示出為頂柵型晶體管，然而，它可以是在半導(dǎo)體層下方具有柵電極的底柵型晶體管，或在半導(dǎo)體層上方和下方具有柵電極的雙柵型晶體管。
在電容器2411中，第一絕緣膜2403用作電介質(zhì)，將第一絕緣膜2403夾在中間的彼此相對(duì)的第二半導(dǎo)體層2412和第四電極2414用作一對(duì)電極。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖24A和24B示出了其中與第一半導(dǎo)體層2402同時(shí)形成的第二半導(dǎo)體層2412用作該對(duì)電極中的一個(gè)，以及與晶體管2410的柵電極2404同時(shí)形成的第四電極2414用作另一個(gè)電極的示例，然而，本發(fā)明不限于該結(jié)構(gòu)。
作為第二絕緣膜2405，可以使用單層或無機(jī)絕緣膜或有機(jī)絕緣膜的疊層。作為無機(jī)絕緣膜，可以使用由CVD方法形成的氧化硅膜、由SOG(玻璃上旋涂)形成的氧化硅膜等等。作為有機(jī)絕緣膜，可以使用由聚酰亞胺、聚酰胺、BCB(苯并環(huán)丁烯)、丙烯酸、正型光敏有機(jī)樹脂、負(fù)型光敏有機(jī)樹脂等等。
作為第二絕緣膜2405，可以使用具有硅(Si)和氧(O)鍵的骨架結(jié)構(gòu)的材料。作為該材料的替代，使用至少包含氫的有機(jī)基團(tuán)(例如，烷基基團(tuán)或芳香烴)。作為替代，也可以使用氟基團(tuán)?；蛘?，可以使用至少包含氫和氟基團(tuán)的有機(jī)基團(tuán)。
第二絕緣膜2405的表面可以通過高密度等離子體進(jìn)行處理以便被氮化。高密度等離子體通過使用例如2.45GHz的高頻微波來生成。注意，作為高密度等離子體，使用其電子密度為1×1011至1×1013cm-3且電子溫度為0.2至2.0eV(更優(yōu)選地，0.5至1.5eV)的高密度等離子體。由于這種以低電子溫度為特征的高密度等離子體具有低動(dòng)能的活性物質(zhì)，可以和常規(guī)等離子體處理相比具有較小等離子體損傷而形成具有較少缺陷的膜。在高密度等離子體處理中，襯底2400的溫度設(shè)定在350至450C。此外，在用于產(chǎn)生高密度等離子體的裝置中，用于產(chǎn)生微波的天線和襯底2400之間的距離設(shè)置為20至80mm(優(yōu)選20至60mm)。
在氮(N)和稀有氣體(包含He、Ne、Ar、Kr和Xe中的至少一種)的氣氛中，或者氮、氫(H)和稀有氣體的氣氛中，或者氨(NH3)和稀有氣體的氣氛中，進(jìn)行上述高密度等離子體處理以氮化第二絕緣膜2405的表面。以高密度等離子體通過氮化處理形成的第二絕緣膜2405的表面混合以諸如H、He、Ne、Ar、Kr或Xe的元素。例如，使用氧化硅膜或氧氮化硅膜作為第二絕緣膜2405，并且其表面以高密度等離子體進(jìn)行處理以形成氮化硅膜。通過利用所形成的氮化硅膜中包含的氫，晶體管2410的第一半導(dǎo)體層2402可以被氫化。此外，該氫化處理可以結(jié)合上述使用在第一絕緣膜2403中包含的氫的氫化處理。應(yīng)當(dāng)注意，絕緣膜還可以形成在通過上述高密度等離子體處理形成的氮化物膜上以便用作第二絕緣膜2405。
作為第一電極2406，可以使用由選自Al、Ni、C、W、Mo、Ti、Pt、Cu、Ta、Au和Mn中的一種元素，或包含多個(gè)元素的合金的單層或疊層。
第二電極2407和第四電極2417中的一個(gè)或兩個(gè)可以由透明電極形成。對(duì)于透明電極，可以使用包含氧化鎢的氧化銦(IWO)、包含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)、包含氧化鈦的氧化銦(ITiO)、包含氧化鈦的氧化銦錫(ITTiO)等等。無需說的是，也可以使用氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、對(duì)其添加了氧化硅的氧化銦錫(ITSO)等等。
優(yōu)選的是使用具有不同功能的多個(gè)層形成發(fā)光層，諸如空穴注入/輸運(yùn)層、發(fā)光層和電子注入/輸運(yùn)層。
優(yōu)選的是使用包含具有空穴輸運(yùn)特性的有機(jī)化合物材料、以及相對(duì)于有機(jī)化合物材料具有電子接受特性的無機(jī)化合物材料的復(fù)合材料來形成空穴注入/輸運(yùn)層。結(jié)果，在最初具有少量?jī)?nèi)部載流子的有機(jī)化合物中生成大量空穴載流子，并且因此可以獲得優(yōu)異的空穴注入/輸運(yùn)特性。通過該效果，可以比以前降低驅(qū)動(dòng)電壓。此外，由于空穴注入/輸運(yùn)層可以形成得很厚而無需增加驅(qū)動(dòng)電壓，因此也可以抑制由灰塵等引起的發(fā)光元件的短路。
作為具有空穴輸運(yùn)特性的有機(jī)化合物材料，可以給出4，4’，4”-三[N-(3-甲苯基)-N-苯氨基]三苯氨(縮寫MTDATA)；1，3，5-三[N，N-二(m-甲苯基)氨]苯(縮寫m-MTDAB)；N，N’-聯(lián)苯-N，N’-雙(3-甲苯基)-1，1’-二苯基-4，4’-二氨(縮寫TPD)；4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯氨基]二苯基(縮寫NPB)等等。然而，本發(fā)明不限于此。
作為具有電子接受特性的無機(jī)化合物材料，可以給出氧化鈦、氧化鋯、氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化釕、氧化鋅等等。具體地，氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸是優(yōu)選的，這是因?yàn)樗鼈兡軌蜻M(jìn)行真空蒸鍍并且可以易于處理。
電子注入/輸運(yùn)層通過使用具有電極輸運(yùn)特性的有機(jī)化合物材料來形成。具體地，可以給出三(8-羥基喹啉)鋁(縮寫Alq3)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(縮寫Almq3)等等；然而，本發(fā)明不限于此。
對(duì)于發(fā)光層，可以使用9，10-二(2-萘基)蒽(縮寫DNA)；9，10-二(2-萘基)-2-叔-丁基蒽(縮寫t-BuDNA)；4，4’-雙(2，2-二苯乙烯)聯(lián)苯(縮寫DPVBi)；香豆素30；香豆素6；香豆素545；香豆素545T；二萘嵌苯；紅熒烯；periflanthene；2，5，8，11-四(叔-丁基)二萘嵌苯(縮寫TBP)；9，10-二苯蒽(縮寫DPA)；5，12-二苯并四苯；4-(亞甲基二氰)-2-甲基-[p-(二甲氨基)苯乙烯基]-4H-吡喃(縮寫DCM1)；4-(亞甲基二氰)-2-甲基-6-[2-(久洛尼定-9-基)乙炔基]-4H-吡喃(縮寫DCM2)；4-(亞甲基二氰)-2-6-雙[p-(二甲氨基)苯乙烯基]-4H-吡喃(縮寫B(tài)isDCM)等等。此外，還可以使用能夠發(fā)射磷光的下列化合物雙[2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶-N，C2’]銥(甲基吡啶)(縮寫FIrpic)；雙{2-[3’，5’-雙(三氟甲基)苯基]吡啶-N，C2’]銥(甲基吡啶)(縮寫Ir(CF3ppy)2(pic))；三(2-苯基吡啶-N，C2’)銥(縮寫Ir(ppy)3)；雙(2-苯基吡啶-N，C2’)銥(乙酰丙酮)(縮寫Ir(ppy)2(acac))；雙[2-(2’-噻吩)吡啶-N，C3’]銥(乙酰丙酮)(縮寫Ir(t hp)2(acac))；雙(2-苯基羥基喹啉-N，C2’)銥(乙酰丙酮)(縮寫Ir(pq)2(acac))；雙[2-(2’-苯并噻吩)吡啶-N，C3’]銥(乙酰丙酮)(縮寫Ir(btp)2(acac))等等。
此外，作為可以用于形成發(fā)光層的高分子電致發(fā)光材料，可以給出聚對(duì)苯撐乙烯基、聚對(duì)苯撐基、聚噻吩基、或聚芴(polyflorene)基材料。
在任何情況下，可以改變發(fā)光層的結(jié)構(gòu)。只要實(shí)現(xiàn)作為發(fā)光元件的功能，這種改變則解釋為被包含作為代替提供特定空穴或電子注入/輸運(yùn)層或發(fā)光層或分散發(fā)光材料而提供專用電極。
第二電極2407和第四電極2417的另一個(gè)可以使用不具有光傳輸特性的材料來形成。例如，可以使用諸如Li或Cs的堿金屬、諸如Mg、Ca或Sr的堿土金屬、包含這些元素的合金(例如Mg:Ag、Al:Li、Mg:In等等)、這些元素的化合物(例如諸如CaF2的氟化鈣或諸如Ca3N2的氮化鈣)。此外，可以使用諸如Yb或Er的稀土金屬。
作為第三絕緣膜2408，可以使用與第二絕緣膜2405類似的材料。第三絕緣膜2408形成在第二電極2407的外圍以便覆蓋第二電極2407的邊緣部分，并且具有分離相鄰像素之間的發(fā)光層2409的功能。
發(fā)光層2409由單層或多層形成。當(dāng)發(fā)光層2409由多層形成時(shí)，考慮到載流子傳輸特性，這些層可以被分類為空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、發(fā)光層、電子輸運(yùn)層、電子注入層等等。應(yīng)當(dāng)注意的是，這些層之間的邊界并不總是要求很清楚。形成兩個(gè)層的材料可以被部分混合，其中邊界可以不清楚。可以對(duì)于每個(gè)層使用有機(jī)材料或無機(jī)材料。作為有機(jī)材料，可以使用任意高分子、中分子和低分子材料。
發(fā)光元件2415由發(fā)光層2409、重疊的并將發(fā)光層2409夾在中間的第二電極2407、和第四電極2417構(gòu)成。第二電極2407和第四電極2417中的一個(gè)對(duì)應(yīng)于陽極，而另一個(gè)對(duì)應(yīng)于陰極。當(dāng)在陽極和陰極之間施加高于閾值電壓的偏置電壓時(shí)，電流從陽極流向陰極，由此發(fā)光元件2415發(fā)光。
描述圖24B中示出的結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)注意的是，與圖24A中的那些相同的部分由相同的附圖標(biāo)記表示，并省略其描述。圖24B對(duì)應(yīng)于圖24A，其中第四絕緣膜2418額外地設(shè)置在第二絕緣膜2405和第三絕緣膜2408之間。第五電極2416和第一電極2406通過設(shè)置在第四絕緣膜2418中的接觸孔而連接。
第四絕緣膜2418可以具有與第二絕緣膜2405相類似的結(jié)構(gòu)。第五電極2416可以具有與第一電極2406相類似的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例2該實(shí)施例描述了使用非晶硅(a-Si:H)膜作為晶體管的半導(dǎo)體層的情況。圖28A和28B示出了頂柵型晶體管，圖29A至30B示出了底柵型晶體管。
圖28A示出了具有由非晶硅形成的半導(dǎo)體層的晶體管的截面視圖。如圖28A中所示，基膜2802形成在襯底2801上。此外，像素電極2803形成在基膜2802上。第一電極2804由和像素電極2803相同的材料形成，并形成在和像素電極2803相同的層中。
對(duì)于襯底可以使用玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等等。此外，作為基膜2802，可以使用氮化鋁、氧化硅、氧氮化硅等等的單層或疊層。
此外，第一布線2805和第二布線2806形成在基膜2802上。像素電極2803的邊緣部分由第一布線2805覆蓋。具有n型導(dǎo)電性的第一n型半導(dǎo)體層2807和第二n型半導(dǎo)體層2808形成在第一布線2805和第二布線2806上。半導(dǎo)體層2809形成在第一布線2805和第二布線2806之間的基膜2802上。半導(dǎo)體層2809的一部分延伸以便位于第一n型半導(dǎo)體層2807和第二n型半導(dǎo)體層2808上。應(yīng)當(dāng)注意的是，該半導(dǎo)體層由具有非結(jié)晶性的半導(dǎo)體膜，如非晶硅(a-Si:H)和微晶半導(dǎo)體(μ-Si:H)形成。柵極絕緣膜2810形成在半導(dǎo)體層2809上。此外，由和柵極絕緣膜2810相同的材料形成、并形成在和柵極絕緣膜2810相同的層中的絕緣膜2811也形成在第一電極2804上。應(yīng)當(dāng)注意的是，氧化硅膜、氮化硅膜等用于柵極絕緣膜2810。
柵電極2812形成在柵極絕緣膜2810上。此外，由和柵電極相同的材料形成、并形成在和柵電極相同的層中的第二電極2813形成在第一電極2804上，其間插有絕緣膜2811。將絕緣膜2811夾在中間的第一電極2804和第二電極2813形成電容器2819。此外，形成層間絕緣膜2814以便覆蓋像素電極2803的邊緣部分、驅(qū)動(dòng)晶體管2818和電容器2819。
包含有機(jī)化合物的層2815和反向電極2816形成在層間絕緣層2814和設(shè)置在其中的開口部分中的像素電極2803上。其中包含有機(jī)化合物的層2815夾在像素電極2803和反向電極2816之間的區(qū)域形成了發(fā)光元件2817。
圖28A中示出的第一電極2804可以由圖28B中示出的第一電極2802形成。第一電極2820由和第一布線2805和第二布線2806相同的材料形成，并形成在和第一布線2805和第二布線2806相同的層中。
圖29A和29B均示出了使用具有由非晶硅形成的半導(dǎo)體層的底柵型晶體管的半導(dǎo)體器件中一部分面板的截面圖。柵電極2903形成在襯底2901上。第一電極2904由和柵電極相同的材料形成，并形成在和柵電極相同的層中。柵電極2903可以由高熔點(diǎn)金屬如Ti、Cr、Mo、W和Ta形成。
柵極絕緣膜2905形成以便覆蓋柵電極2903和第一電極2904。氧化硅膜、氮化硅膜等等用作柵極絕緣膜2905。
第一半導(dǎo)體層2906形成在柵極絕緣膜2905上。第二半導(dǎo)體層2907由和第一半導(dǎo)體層2906相同的材料形成，并形成在和第一半導(dǎo)體層2906相同的層中。玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等等可用作襯底。
具有n型導(dǎo)電性的第一n型半導(dǎo)體層2908和第二n型半導(dǎo)體層2909形成在第一半導(dǎo)體層2906上，第三n型半導(dǎo)體層2910形成在第二半導(dǎo)體層2907上。第一布線2911和第二布線2912分別形成在第一n型半導(dǎo)體層2908和第二n型半導(dǎo)體層2909上。由和第一布線2911和第二布線2912相同的材料形成、并形成在和第一布線2911和第二布線2912相同的層中的導(dǎo)電層2913形成在第三n型半導(dǎo)體層2910上。
第二電極由第二半導(dǎo)體層2907、第三n型半導(dǎo)體層2910和導(dǎo)電層2913形成。應(yīng)當(dāng)注意的是，將柵極絕緣膜2905夾在中間的第二電極和第一電極2904形成了電容器2920。
第一布線2911的一個(gè)邊緣部分被延伸，在其上形成了像素電極2914。
形成絕緣膜2915以便覆蓋像素電極2914的邊緣部分、驅(qū)動(dòng)晶體管2918和電容器2920。包含有機(jī)化合物的層2916和反向電極2917形成在像素電極2914和絕緣層2915上。其中包含有機(jī)化合物的層2916夾在像素電極2914和反向電極2917之間的區(qū)域形成了發(fā)光元件2918。
并不總是要求提供作為電容器的一部分第二電極的第二半導(dǎo)體層2907和第三n型半導(dǎo)體層2910。即，第二導(dǎo)電層2913可以用作第二電極，以便電容器具有其中柵極絕緣膜夾在第一電極2904和導(dǎo)電層2913之間的結(jié)構(gòu)。
在圖29A中，通過在形成第一布線2911之前形成像素電極2914，電容器2920可以形成具有其中柵極絕緣膜2905夾在第一電極2904和由和圖29B中示出的像素電極2914相同的材料形成的第二電極2921之間的結(jié)構(gòu)。
圖29A和29B中的每一個(gè)示出了具有溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的反向交錯(cuò)晶體管，然而，也可以采用具有溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管。參考圖30A和30B描述了具有溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管。
圖30A中示出的具有溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管與圖29A中示出的具有溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)晶體管2919的不同之處在于，作為用于蝕刻的掩模的絕緣層3001設(shè)置在其中形成第一半導(dǎo)體層2906的溝道的區(qū)域上。其他共同的部分由相同的附圖標(biāo)記表示。
類似地，圖30B中示出的具有溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管與圖29B中示出的具有溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)晶體管2919的不同之處在于，作為用于蝕刻的掩模的絕緣層3001設(shè)置在其中形成了具有溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)晶體管2919中的第一半導(dǎo)體層2906的溝道的區(qū)域上。其他共同的部分由相同的附圖標(biāo)記表示。
通過使用非晶半導(dǎo)體膜作為形成該實(shí)施例的像素的晶體管的半導(dǎo)體層(溝道形成區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)等等)，可以減小制造成本。非晶半導(dǎo)體膜例如可以應(yīng)用于如圖7中所示的像素結(jié)構(gòu)。
可應(yīng)用該實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)的晶體管的結(jié)構(gòu)和電容器的結(jié)構(gòu)不限于上文所提到的，可以使用具有各種結(jié)構(gòu)的晶體管和電容器。
該實(shí)施例可以結(jié)合實(shí)施例1自由地實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施例3該實(shí)施例描述了使用等離子體處理的半導(dǎo)體器件的制造方法來作為諸如晶體管的半導(dǎo)體器件的制造方法。
圖31A至31C是示出了包括晶體管的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示例的視圖。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖31B對(duì)應(yīng)于沿圖31A的a-b的截面視圖，圖31C對(duì)應(yīng)于沿圖31A的c-d的截面視圖。
圖31A至31C中示出的半導(dǎo)體器件包括形成在襯底4601上的第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b，其間插有第一絕緣膜4602，形成在第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b上的柵電極4605，其間插有柵極絕緣膜4604，覆蓋柵電極的第二絕緣膜4606和第三絕緣膜4607，以及電連接到第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b的源區(qū)或漏區(qū)并形成在第三絕緣膜4607上的導(dǎo)電膜4608。應(yīng)當(dāng)注意的是，在圖31A至31C中，提供了具有一部分第一半導(dǎo)體膜4603a作為溝道區(qū)的n溝道晶體管4610a和具有一部分第二半導(dǎo)體膜4603b作為溝道區(qū)的p溝道晶體管4601b，然而，本發(fā)明不限于該結(jié)構(gòu)。例如，在圖31A至31C中，LDD區(qū)設(shè)置在n溝道晶體管4610a中，并且不設(shè)置在p溝道晶體管4601b，然而，LDD區(qū)可以設(shè)置在兩個(gè)晶體管中或者不設(shè)置在任一晶體管中。
在該實(shí)施例中，通過對(duì)襯底4601、第一絕緣膜4602、第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b、柵極絕緣膜4604、第二絕緣膜4606或第三絕緣膜4607中的至少任意一層進(jìn)行等離子體處理，來氧化或氮化半導(dǎo)體膜或絕緣膜，由此制造如圖31A至31C中所示的半導(dǎo)體器件。以這種方式，通過等離子體處理氧化或氮化半導(dǎo)體膜或絕緣膜，改進(jìn)了半導(dǎo)體膜或絕緣膜的表面質(zhì)量，由此可以形成和通過CVD方法或?yàn)R射方法形成的絕緣膜相比更致密的絕緣膜。結(jié)果，可以抑制諸如針孔的缺陷，可以改進(jìn)半導(dǎo)體器件等的特性。
該實(shí)施例參考附圖描述了通過對(duì)如圖31A至31C中所示的第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b或柵極絕緣膜4604施加等離子體處理，并氧化或氮化第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b、柵極絕緣膜4604，來制造半導(dǎo)體器件的方法。
首先，描述了設(shè)置在襯底上的島形半導(dǎo)體膜，其中其邊緣部分具有幾乎垂直的形狀。
首先，在襯底4601上形成第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b(圖32A-1和32A-2)。第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b的形成可以通過在預(yù)先形成在襯底4601上的第一絕緣膜4602上通過濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等等，使用包含硅(Si)作為主要組分的材料(例如，SixGe1-x等)來形成非晶半導(dǎo)體膜，結(jié)晶化非晶半導(dǎo)體膜，并且選擇性地蝕刻該半導(dǎo)體膜。應(yīng)當(dāng)注意的是，非晶半導(dǎo)體膜可以通過諸如激光結(jié)晶化法的結(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、或這些方法的組合來進(jìn)行結(jié)晶化。應(yīng)當(dāng)注意的是，在圖32A-1和32A-2中，第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b的邊緣部分形成為以便具有幾乎垂直的形狀(θ＝85至100°)。
接下來，通過等離子體處理氧化或氮化第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b，在第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b的表面上形成了氧化膜或第一絕緣膜4621a和第二絕緣膜4621b(以下也稱為第一絕緣膜4621a和第二絕緣膜4621b)(圖32B)。例如，在其中Si用作第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b的情況下，氧化硅或氮化硅形成作為第一絕緣膜4621a和第二絕緣膜4621b。此外，在第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b通過等離子體處理被氧化之后，它們可以再次通過等離子體處理被氮化。在該情況下，氧化硅與第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b接觸形成，并且氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)形成在氧化硅的表面上。在通過等離子體處理氧化半導(dǎo)體膜的情況下，在氧氣氣氛中進(jìn)行等離子體處理(例如，包含氧氣(O2)和稀有氣體(He、Ne、Ar、Kr和Xe中的至少一種)的氣氛，包含氧氣、氫氣(H2)和稀有氣體的氣氛，或包含一氧化二氮和稀有氣體的氣氛)。另一方面，當(dāng)通過等離子體氮化半導(dǎo)體膜時(shí)，等離子體處理在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行(例如，包含氮?dú)?N2)和稀有氣體(包含He、Ne、Ar、Kr和Xe中的至少一種)的氣氛，包含氮?dú)?、氫氣和稀有氣體的氣氛，或包含NH3和稀有氣體的氣氛)。作為稀有氣體，例如可以使用Ar?；蛘?，也可以使用其中混合了Ar和Kr的氣體。因此，第一絕緣膜4621a和第二絕緣膜4621b包含用于等離子體處理的稀有氣體(包含He、Ne、Ar、Kr和Xe中的至少一種)。當(dāng)使用Ar時(shí)，第一絕緣膜4621a和第二絕緣膜4621b包含Ar。
此外，在包含前述氣體的氣氛中進(jìn)行等離子體處理，其中電子密度為1×1011至1×1013cm-3且等離子體的電子溫度為0.5至1.5eV。等離子體的電子密度很高，且在襯底4601上形成的將要被處理的對(duì)象(這里是第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b)附近的電子溫度很低。因此，可以避免對(duì)將要被處理的對(duì)象的等離子體損傷。此外，由于等離子體的電子密度是1×1011cm-3或更高，通過等離子體處理對(duì)將要被處理的對(duì)象進(jìn)行氧化或氮化而形成的氧化膜或氮化膜可以是和通過CVD方法、濺射方法等形成的膜相比具有優(yōu)異的膜厚度平坦性的致密膜。此外，由于等離子體的電子溫度是1eV或更低，可以在比常規(guī)等離子體處理或熱氧化方法更低的溫度下進(jìn)行氧化處理或氮化處理。例如，即使當(dāng)在比玻璃襯底的形變點(diǎn)低100℃或以上的溫度下進(jìn)行等離子體處理時(shí)，也可以充分地進(jìn)行氧化處理或氮化處理。作為產(chǎn)生等離子體的頻率，可以采用諸如微波(2.45GHz)的高頻波。之后，除非特別指明的，均以上述條件進(jìn)行等離子體處理。
接下來，形成柵極絕緣膜4604以覆蓋第一絕緣膜4621a和第二絕緣膜4621b(圖32C-1和32C-2)。柵極絕緣膜4604可以通過濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等等形成為具有單層結(jié)構(gòu)或包含諸如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)、或氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)的氮化物或氧化物的絕緣膜的疊層結(jié)構(gòu)。例如，當(dāng)Si用于第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b時(shí)，Si通過等離子體處理被氧化，在第一絕緣膜4621a和第二絕緣膜4621b上形成氧化硅作為柵極絕緣膜。在圖32B-1和32B-2中，當(dāng)通過氧化或氮化第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b形成的第一絕緣膜4621a和第二絕緣膜4621b具有足夠厚度時(shí)，第一絕緣膜4621a和第二絕緣膜4621b可以用作柵極絕緣膜。
接著，通過在柵極絕緣膜4604上形成柵電極4605等，可以在柵極絕緣膜4604上制造分別具有第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b作為溝道區(qū)的n溝道晶體管4610a和p溝道晶體管4610b(圖32D-1和32D-2)。
以這種方式，在第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b上提供柵極絕緣膜4604之前，通過等離子體處理來氧化或氮化第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b的表面，可以防止由第一溝道區(qū)的邊緣部分4651a、第二溝道區(qū)的邊緣部分4651b處的柵極絕緣膜4604的覆蓋中的缺陷引起的柵電極和半導(dǎo)體膜之間的短路。即，在島形半導(dǎo)體膜的邊緣部分具有幾乎垂直的形狀(θ＝85至100°)的情況中，當(dāng)通過CVD法、濺射法等等將柵極絕緣膜形成為覆蓋半導(dǎo)體膜時(shí)，柵極絕緣膜可能斷裂并在半導(dǎo)體膜的邊緣部分處具有有缺陷的覆蓋。然而，通過對(duì)其表面應(yīng)用等離子體處理來預(yù)先氧化或氮化半導(dǎo)體膜，可以防止在半導(dǎo)體膜的邊緣部分處柵極絕緣膜的缺陷覆蓋等等。
在圖32A-1至D-2中，在形成柵極絕緣膜4604之后可以通過進(jìn)行等離子體處理來氧化或氮化柵極絕緣膜4604。在該情況下，通過對(duì)形成為覆蓋第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b的柵極絕緣膜4604(圖33A-1和33A-2)應(yīng)用等離子體處理來氧化或氮化柵極絕緣膜4604，氧化膜或氮化膜(此后稱為絕緣膜4623)形成在柵極絕緣膜4604的表面上(圖33B-1和33B-2)。等離子體處理的條件可以類似于圖32B-1和32B-2進(jìn)行設(shè)置。此外，絕緣膜4623包含用于等離子體處理的稀有氣體。例如，當(dāng)使用Ar時(shí)，絕緣膜4623包含Ar。
在33B-1和33B-2中，在通過在氧氣氣氛中進(jìn)行等離子體處理來氧化柵極絕緣膜4604之后，可以再次在氮?dú)鈿夥罩型ㄟ^進(jìn)行等離子體處理來氮化柵極絕緣膜4604。在該情況中，根據(jù)第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b的突出和凹陷在其上形成氧化硅或氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)，并且接觸柵電極4605形成氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)。之后，通過在絕緣膜4623上形成柵電極4605等，可以制造包括分別具有第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b作為溝道區(qū)的n溝道晶體管4610a和p溝道晶體管4610b的半導(dǎo)體器件(33C-1和33C-2)。以這種方式，通過對(duì)柵極絕緣膜應(yīng)用等離子體處理來氧化或氮化柵極絕緣膜的表面，可以改進(jìn)柵極絕緣膜的表面質(zhì)量，并可以形成更致密的膜。通過進(jìn)行等離子體處理獲得的絕緣膜和通過CVD法或?yàn)R射法形成的絕緣膜相比更致密，并具有更少諸如針孔的缺陷，因此，可以改進(jìn)晶體管的特性。
在33A-1至33C-2中，通過預(yù)先對(duì)第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b應(yīng)用等離子體處理，第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b的表面被氧化或氮化，然而，可以在形成柵極絕緣膜4604之后應(yīng)用等離子體處理，而不對(duì)第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b應(yīng)用等離子體處理。以這種方式，通過在形成柵電極之前應(yīng)用等離子體處理，即使由于在半導(dǎo)體膜邊緣部分處的柵極絕緣膜斷裂而產(chǎn)生了缺陷覆蓋，通過缺陷覆蓋暴露的半導(dǎo)體膜也可以被氧化或氮化。因此，可以防止柵電極和半導(dǎo)體膜之間的短路等等，該短路是由半導(dǎo)體膜邊緣部分處的柵極絕緣膜的缺陷覆蓋所引起的。
以這種方式，即使當(dāng)島形半導(dǎo)體膜的邊緣部分形成為幾乎垂直形狀時(shí)，通過等離子體處理氧化或氮化半導(dǎo)體膜或柵極絕緣膜，可以防止柵電極和半導(dǎo)體膜之間的短路等等，該短路是由半導(dǎo)體膜邊緣部分處的柵極絕緣膜的缺陷覆蓋所引起的。
接著，描述設(shè)置在襯底上的島形半導(dǎo)體膜的邊緣部分形成為具有錐形形狀(θ＝30至85°)的情況。
首先，在襯底4601上形成第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b(圖34A-1和34A-2)。對(duì)于島形半導(dǎo)體膜4603a和4603b，通過濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等等，使用主要包含硅(Si)(例如SixGe1-x等等)的材料，在預(yù)先形成在襯底4601上的第一絕緣膜4602上形成非晶半導(dǎo)體膜。接著，通過諸如激光結(jié)晶化方法、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶化方法、使用促進(jìn)結(jié)晶化的金屬元素的熱結(jié)晶化方法的結(jié)晶化方法來結(jié)晶化非晶半導(dǎo)體膜。然后，選擇性地蝕刻并移除半導(dǎo)體膜。在圖34A-1至34D-2中，島形半導(dǎo)體膜4603a和4603b的邊緣部分被錐形化(θ＝30至85°)。
接著，形成柵極絕緣膜4604以便覆蓋第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b(圖34B-1和34B-2)。柵極絕緣膜4604可以通過濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等等形成為包含諸如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)、或氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)的氮化物或氧化物的絕緣膜的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。
接著，通過等離子體處理氧化或氮化柵極絕緣膜4604，并且因此在柵極絕緣膜4604的表面上形成氧化物膜或氮化物膜(此后稱為絕緣膜4624)(圖34C-1和34C-2)。注意等離子體處理的條件可以類似于以上所述的。例如，當(dāng)氧化硅或氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)用作柵極絕緣膜4604時(shí)，在包含氧氣的氣氛中進(jìn)行等離子體處理以便氧化柵極絕緣膜4604。通過等離子體處理在柵極絕緣膜的表面上獲得的膜和通過CVD法或?yàn)R射法形成的柵極絕緣膜相比更致密，并具有更少諸如針孔的缺陷，另一方面，當(dāng)在包含氮?dú)獾臍夥罩羞M(jìn)行等離子體處理以便氮化柵極絕緣膜4604時(shí)，可以在柵極絕緣膜4604表面上提供氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)作為絕緣膜4624。此外，在包含氧氣的氣氛中進(jìn)行等離子體處理以便氧化柵極絕緣膜4604之后，可以再次在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行等離子體處理以便氮化柵極絕緣膜4604。絕緣膜4624包含等離子體處理中使用的稀有氣體。例如，當(dāng)使用Ar時(shí)，絕緣膜4624包含Ar。
接著，通過在柵極絕緣膜4604上形成柵電極4605等等，可以制造包括分別具有第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b作為溝道區(qū)的n溝道晶體管4610a和p溝道晶體管4610b(圖34D-1和34D-2)。
以這種方式，通過對(duì)柵極絕緣膜進(jìn)行等離子體處理，在柵極絕緣膜的表面上形成由氧化膜或氮化物膜形成的絕緣膜，可以改進(jìn)柵極絕緣膜表面的質(zhì)量。通過等離子體處理而氧化或氮化的絕緣膜和通過CVD法或?yàn)R射法形成的柵極絕緣膜相比更致密，并具有更少諸如針孔的缺陷，因此可以改進(jìn)薄膜晶體管的特性。此外，通過將半導(dǎo)體膜的邊緣部分形成為錐形形狀，可以防止在半導(dǎo)體膜邊緣部分處的柵極絕緣膜等的缺陷覆蓋引起的柵電極和半導(dǎo)體膜之間的短路。然而，通過在形成柵極絕緣膜之后進(jìn)行等離子體處理，可以進(jìn)一步防止在柵電極和半導(dǎo)體膜之間的短路等等。
參考附圖描述與圖34A-1至34D-2不同的半導(dǎo)體器件的制造方法。具體地，描述將等離子體處理選擇性地應(yīng)用于具有錐形形狀的半導(dǎo)體膜的邊緣部分的情況。
首先，在襯底4601上形成第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b(圖35A-1和35A-2)。對(duì)于第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b，通過濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等等，在預(yù)先形成在襯底4601上的第一絕緣膜4602上使用主要包含硅(Si)的材料(例如，SixGe1-x等)來形成非晶半導(dǎo)體膜。然后，將該非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶化，并且使用第一抗蝕劑4625a和第二抗蝕劑4625b作為掩模來選擇性地蝕刻?？梢詰?yīng)用諸如激光結(jié)晶化方法、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶化方法、使用促進(jìn)結(jié)晶化的金屬元素的熱結(jié)晶化方法或這些方法的組合的結(jié)晶化方法來結(jié)晶化非晶半導(dǎo)體膜。
接下來，在去除用于蝕刻半導(dǎo)體膜的第一抗蝕劑4625a和第二抗蝕劑4625b之前，進(jìn)行等離子體處理以便選擇性地氧化或氮化第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b的邊緣部分。在第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b的邊緣部分處形成氧化物膜或氮化物膜(此后也稱為絕緣膜4626)(圖35B-1和35B-2)。以上述條件執(zhí)行等離子體處理。此外，絕緣膜4626包含在等離子體處理中使用的稀有氣體。
接著，形成柵極絕緣膜4604以便覆蓋第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b(圖35C-1和35C-2)?？梢灶愃粕鲜龅匦纬蓶艠O絕緣膜4604。
接著，通過在柵極絕緣膜4604上形成柵電極4605等，可以制造分別具有第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b作為溝道區(qū)的n溝道晶體管4610a和p溝道晶體管4610b的半導(dǎo)體器件(圖35D-1和35D-2)。
當(dāng)?shù)谝粛u形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b的邊緣部分被錐形化時(shí)，在第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b的每一部分中形成的第一和第二溝道區(qū)的邊緣部分4652a和4652b也被錐形化。因此，由于半導(dǎo)體膜和柵極絕緣膜的厚度和中心部分相比發(fā)生了變化，因此可能影響晶體管的特性。因此，通過等離子體處理選擇性地氧化或氮化溝道區(qū)的邊緣部分，在變成溝道區(qū)的邊緣部分的半導(dǎo)體膜中形成了絕緣膜。因此，可以減小由于溝道區(qū)的邊緣部分而導(dǎo)致的對(duì)晶體管的影響。
圖35A-1至35D-2示出了僅對(duì)將被氧化或氮化的第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b的邊緣部分應(yīng)用等離子體處理的情況。然而無需說的是，等離子體處理還可以應(yīng)用于將被氧化或氮化的柵極絕緣膜4604(圖36A-1和36A-2)。
接下來，參考附圖描述與上述不同的半導(dǎo)體器件的制造方法。具體地，對(duì)具有錐形形狀的半導(dǎo)體膜應(yīng)用等離子體處理。
首先，類似于前述在襯底4601上形成第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b(圖36A-1和36A-2)。
接著，對(duì)第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b應(yīng)用等離子體處理以便氧化或氮化第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b，由此形成氧化物膜或氮化物膜(此后也稱為第一絕緣膜4627a和第二絕緣膜4627b)(圖36B-1和36B-2)?？梢耘c上述條件類似地進(jìn)行等離子體處理。例如，當(dāng)Si用于第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b時(shí)，形成氧化硅或氮化硅作為第一絕緣膜4627a和第二絕緣膜4627b。此外，在通過等離子體處理氧化第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b之后，可以再次進(jìn)行等離子體處理以便氮化第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b。在該情況下，與第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b接觸形成氧化硅或氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)，并在氧化硅的表面上形成氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)。因此，第一絕緣膜4627a和第二絕緣膜4627b包含用于等離子體處理的稀有氣體。通過等離子體處理，第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b的邊緣部分同時(shí)被氧化或氮化。
接著，形成柵極絕緣膜4604以便覆蓋第一絕緣膜4627a和第二絕緣膜4627b(圖36C-1和36C-2)。作為柵極絕緣膜4604，可以通過濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等等使用單層結(jié)構(gòu)，或包含諸如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)、或氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)的氮化物或氧化物的絕緣膜的疊層結(jié)構(gòu)。例如，在通過等離子體處理氧化使用Si的第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b以便形成氧化硅作為在第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b的表面上的第一絕緣膜4627a和第二絕緣膜4627b的情況中，形成氧化硅作為在第一絕緣膜4627a和第二絕緣膜4627b上的柵極絕緣膜。
接下來，通過在柵極絕緣膜4604上形成柵電極4605等，可以制造包括分別具有第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b作為溝道區(qū)的n溝道晶體管4610a和p溝道晶體管4610b的半導(dǎo)體器件(圖36D-1和36D-2)。
當(dāng)半導(dǎo)體膜的邊緣部分形成為錐形形狀時(shí)，在一部分半導(dǎo)體膜中形成的溝道區(qū)的邊緣部分變?yōu)殄F形形狀，其可以影響半導(dǎo)體元件的特性。因此，通過等離子體處理氧化或氮化半導(dǎo)體膜，氧化或氮化了溝道區(qū)的邊緣部分，其可以減小對(duì)半導(dǎo)體元件的影響。
圖36A-1至36D-2示出了僅對(duì)將被氧化或氮化的第一島形半導(dǎo)體膜4603a和第二島形半導(dǎo)體膜4603b應(yīng)用等離子體處理的情況。然而無需說的是，等離子體處理還可以應(yīng)用于將被氧化或氮化的柵極絕緣膜4604(圖36B-1和36B-2)。在這種情況下，柵極絕緣膜4604可以在氧氣氣氛中通過等離子體處理被氧化，然后在氮?dú)鈿夥罩型ㄟ^等離子體處理被氮化。因此，根據(jù)第一半導(dǎo)體膜4603a和第二半導(dǎo)體膜4603b的突出和凹陷在其上形成氧化硅或氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)，并且接觸柵電極4605形成氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)。
以這種方式，通過使用等離子體處理進(jìn)行氧化或氮化來改進(jìn)半導(dǎo)體膜或柵極絕緣膜的質(zhì)量，可以形成致密且令人滿意的絕緣膜。結(jié)果，即使當(dāng)絕緣膜形成得很薄時(shí)也可以防止諸如針孔的缺陷，由此可以實(shí)現(xiàn)微小且高功能性的半導(dǎo)體元件，諸如晶體管。
應(yīng)當(dāng)注意的是，在該實(shí)施例中，對(duì)圖31A至31C中的第一島形半導(dǎo)體膜4603a、第二島形半導(dǎo)體膜4603b、或柵極絕緣膜4604應(yīng)用等離子體處理以便氧化或氮化第一島形半導(dǎo)體膜4603a、第二島形半導(dǎo)體膜4603b、或柵極絕緣膜4604，然而，通過等離子體處理氧化或氮化的層不限于這些。例如，等離子體處理還可以應(yīng)用于襯底4601或第一絕緣膜4602、第二絕緣膜4606或第三絕緣膜4607。
該實(shí)施例可以自由地與實(shí)施例1或2結(jié)合來實(shí)施。
實(shí)施例4在該實(shí)施例中，參考圖38A至40B描述了制造諸如晶體管的半導(dǎo)體器件的掩模圖案的示例。
第一半導(dǎo)體層5610和第二半導(dǎo)體層5611優(yōu)選由硅形成的或包含硅的結(jié)晶半導(dǎo)體形成。例如，使用多晶硅、單晶硅等等，其通過激光退火等結(jié)晶化硅膜來獲得。此外，還可以應(yīng)用呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化物半導(dǎo)體、非晶硅、或有機(jī)半導(dǎo)體。
在任意情況中，在具有絕緣表面的襯底的整個(gè)表面或一部分上(具有比用作晶體管的半導(dǎo)體區(qū)更寬面積的區(qū)域)形成首先將要形成的半導(dǎo)體層。然后，通過光刻法在半導(dǎo)體上形成掩模圖案。通過利用掩模圖案蝕刻半導(dǎo)體層，形成具有島形形狀的第一半導(dǎo)體層5610和第二半導(dǎo)體層5611，以便包括晶體管的源區(qū)、漏區(qū)和溝道形成區(qū)。第一半導(dǎo)體層5610和第二半導(dǎo)體層5611考慮版圖布局來確定。
在圖38A中示出的用于形成第一半導(dǎo)體層5610和第二半導(dǎo)體層5611的光掩模提供有如圖38B中所示的掩模圖案5630。該掩模圖案5630根據(jù)用于光刻的抗蝕劑是正型還是負(fù)型而不同。在使用正型抗蝕劑的情況中，圖38B中所示的掩模圖案5630制作為光屏蔽部分。掩模圖案5630具有其中去除了多邊形的頂部部分A的形狀。此外，彎曲部分B具有通過多個(gè)步驟被彎曲以便角部不具有直角的形狀。在該光掩模的圖案中，例如，該圖案的角部(直角三角形)被移除以便直角三角形的一邊變?yōu)?0μm或更短。
圖38B中示出的掩模圖案5630的形狀被反映到圖38A中所示的第一半導(dǎo)體層5610和第二半導(dǎo)體層5611。在該情況下，可以轉(zhuǎn)移與掩模圖案5630類似的形狀，然而，掩模圖案5630的角部可以具有進(jìn)一步圓形的形狀。即，可以提供圖案形狀比掩模圖案5630進(jìn)一步被平滑的圓形部分。
至少部分地包含氧化硅或氮化硅的絕緣層形成在第一半導(dǎo)體層5610和第二半導(dǎo)體層5611上。該絕緣層其中一個(gè)功能是柵極絕緣層。如圖39A所示，第一柵極布線5712、第二柵極布線5713、和第三柵極布線5714形成為部分地與半導(dǎo)體層重疊。第一柵極布線5712形成為對(duì)應(yīng)于第一半導(dǎo)體層5610。第二柵極布線5713形成為對(duì)應(yīng)于第一半導(dǎo)體層5610和第二半導(dǎo)體層5611。此外，第三柵極布線5714形成為對(duì)應(yīng)于第一半導(dǎo)體層5610和第二半導(dǎo)體層5611。柵極布線通過形成金屬層或高度導(dǎo)電的半導(dǎo)體層、并在絕緣層上通過光刻構(gòu)圖該層而形成。
用于形成柵極布線的光掩模提供有如圖39B中所示的掩模圖案5731。掩模圖案5731具有這樣的圖案，其中具有彎曲成L形狀的直角三角形的角部被去除以便三角形的一邊是10μm或更短，或等于或長(zhǎng)于布線線寬的五分之一、并且等于或短于布線線寬的一半，由此使角部變圓。這就是說，當(dāng)從上面看時(shí)，角部中布線層的周界是彎曲的。如圖39B中示出的掩模圖案5731的形狀被反映到如圖39A中示出的第一柵極布線5712、第二柵極布線5713、和第三柵極布線5714。在該情況下，可以轉(zhuǎn)移與掩模圖案5731類似的形狀，然而，掩模圖案5731的角部可以具有進(jìn)一步圓形的形狀。即，可以提供圖案形狀比掩模圖案5731進(jìn)一步被平滑的圓形部分。即，在第一柵極布線5712、第二柵極布線5713、和第三柵極布線5714的角部中，為了形成角部的圓形周界，一部分布線層被去除，其對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形，具有彼此垂直產(chǎn)生該角的兩個(gè)第一直線，以及以該兩個(gè)第一直線產(chǎn)生約45度角的第二直線。當(dāng)去除該三角形時(shí)，在布線層中形成兩個(gè)鈍角。此時(shí)，布線層優(yōu)選通過適當(dāng)調(diào)節(jié)蝕刻條件和/或掩模設(shè)計(jì)來進(jìn)行蝕刻，以便在每個(gè)鈍角部分中與第一直線和第二直線接觸地形成圓形線。注意，等腰直角三角形彼此相等的兩個(gè)邊的長(zhǎng)度等于或長(zhǎng)于布線寬度的五分之一，且等于或短于布線寬度的一半。此外，角部的內(nèi)周界也按照角部的周界形成為圓形。突出部分具有抑制由于當(dāng)通過等離子體進(jìn)行干法蝕刻而導(dǎo)致的異常放電所引起的極細(xì)粉末產(chǎn)生的效應(yīng)，凹陷部分具有當(dāng)清洗襯底時(shí)沖洗掉易于堆積在角部的極細(xì)粉末的效應(yīng)。結(jié)果，預(yù)期可以顯著提高產(chǎn)量。
在形成第一柵極布線5712、第二柵極布線5713、和第三柵極布線5714之后形成層間絕緣層。層間絕緣層由諸如氧化硅的無機(jī)絕緣材料或使用聚酰亞胺、丙烯酸樹脂等等的有機(jī)絕緣材料形成。諸如氮化硅或氮氧化硅的絕緣層可以插入在層間絕緣層、第一柵極布線5712、第二柵極布線5713、和第三柵極布線5714之間。此外，由氮化硅或氮氧化硅形成的絕緣層也可以設(shè)置在層間絕緣層上。該絕緣層可以防止半導(dǎo)體層或柵極絕緣層被對(duì)晶體管不利的諸如外來金屬離子或濕氣的雜質(zhì)所污染。
層間絕緣膜在預(yù)定位置處具有開口。例如，提供了開口以便對(duì)應(yīng)于柵極布線或下面形成的半導(dǎo)體層。由金屬或金屬化合物的單層或多層形成的布線層通過以光刻形成的掩模圖案進(jìn)行蝕刻而被構(gòu)圖為預(yù)定的圖案。接著，如圖40A所示，第一布線5815至第四布線5820形成為部分重疊半導(dǎo)體層。該布線在特定元件之間連接。該布線不在特定元件之間線性連接，而是由于版圖布局的限制而以彎曲方式連接。此外，布線的寬度在接觸部分或其他區(qū)域中發(fā)生改變。在接觸部分中，當(dāng)接觸孔和布線寬度一樣大或更大時(shí)，布線寬度改變以便在該部分中擴(kuò)展。
用于形成第一布線5815至第四布線5820的光掩模提供有圖40B中所示的掩模圖案5832。在該情況中，掩模圖案5832具有這樣的圖案，其中具有彎曲成L形狀的直角三角形的角部被去除以便三角形的一邊是10μm或更短，或等于或長(zhǎng)于布線線寬的五分之一、并且等于或短于布線線寬的一半，由此使角部變圓。這就是說，當(dāng)從上面看時(shí)，角部中布線層的周界是彎曲的。即，為了形成角部的圓形周界，一部分掩模圖案5832被去除，其對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形，具有彼此垂直產(chǎn)生該角的兩個(gè)第一直線，以及以該兩個(gè)第一直線產(chǎn)生約45度角的第二直線。當(dāng)去除該三角形時(shí)，在布線層中形成兩個(gè)鈍角。此時(shí)，布線層優(yōu)選通過適當(dāng)調(diào)節(jié)蝕刻條件和/或掩模設(shè)計(jì)來進(jìn)行蝕刻，以便在每個(gè)鈍角部分中與第一直線和第二直線接觸地形成圓形線。注意，等腰直角三角形彼此相等的兩個(gè)邊的長(zhǎng)度等于或長(zhǎng)于布線寬度的五分之一，且等于或短于布線寬度的一半。此外，角部的內(nèi)周界也按照角部的周界形成為圓形。突出部分具有抑制由于當(dāng)通過等離子體進(jìn)行干法蝕刻而導(dǎo)致的異常放電所引起的極細(xì)粉末產(chǎn)生的效應(yīng)，凹陷部分具有當(dāng)清洗襯底時(shí)沖洗掉易于堆積在角部的極細(xì)粉末的效應(yīng)。結(jié)果，預(yù)期可以顯著提高產(chǎn)量。當(dāng)布線的角部變圓時(shí)，還預(yù)期產(chǎn)生更有效的電傳導(dǎo)。此外，清洗掉多個(gè)平行布線中的灰塵是相當(dāng)方便的。
圖40A示出了第一n溝道晶體管5821至第四n溝道晶體管5824，第一p溝道晶體管5825和第二p溝道晶體管5826。第三n溝道晶體管5823和第一p溝道晶體管5825構(gòu)成第一反相器5827，而第四n溝道晶體管5824和第二p溝道晶體管5826構(gòu)成第二反相器5828。應(yīng)當(dāng)注意的是，包括這六個(gè)晶體管的電路構(gòu)成了SRAM。由氮化硅、氧化硅等形成的絕緣層可以形成在這些晶體管上。
該實(shí)施例可以結(jié)合實(shí)施例1至3自由地實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施例5在該實(shí)施例中，參考圖25A至25C描述了將其中形成像素的襯底密封的結(jié)構(gòu)。圖25A是通過密封其中形成像素的襯底而形成的面板的頂視圖。圖25B和25C是沿圖25A中的A-A’的截面圖。圖25B和25C中示出的襯底通過不同的方法進(jìn)行密封。
在圖25A至25C中，包括多個(gè)像素的像素部分2502提供在襯底2501上，提供密封劑2506以便環(huán)繞像素部分2502，并且密封材料2507附著于此。對(duì)于像素結(jié)構(gòu)，可以使用在實(shí)施例模式或?qū)嵤├?中描述的結(jié)構(gòu)。
在如圖25B所示的面板中，如圖25A所示的密封材料2507對(duì)應(yīng)于反向襯底2521。透明的反向襯底2521通過使用密封劑2506作為粘附層而附著，由此通過襯底2501、反向襯底2521和密封劑2506形成了密封空間2522。反向襯底2521提供有濾色器2520和用于保護(hù)濾色器的保護(hù)膜2523。從像素部分2502中設(shè)置的發(fā)光元件發(fā)出的光通過濾色器2520被釋放到外部。密封空間2522被填充以惰性樹脂、液體等。應(yīng)當(dāng)注意的是，其中分散有吸濕材料的具有透光性質(zhì)的樹脂可以用作在密封空間2522中填充的樹脂。此外，通過對(duì)密封劑2506和將要在密封空間2522中填充的材料使用相同的材料，可以附著反向襯底2521并可以同時(shí)密封像素部分2502。
在如圖25C所示的顯示面板中，如圖25A所示的密封材料2507對(duì)應(yīng)于密封材料2524。通過使用密封劑2506作為粘附層，附著了密封材料2524，由此通過襯底2501、密封劑2506和密封材料2524形成了密封空間2508。吸濕劑2509預(yù)先提供在密封材料2524的凹陷部分中，用于通過在密封空間2508中吸收濕氣、氧氣等來保持清潔的氣氛，以便抑制發(fā)光元件的退化。該凹陷部分覆蓋有細(xì)網(wǎng)型覆蓋材料2510。該覆蓋材料2510透過空氣和濕氣，但是吸濕劑2509不透過。應(yīng)當(dāng)注意的是，密封空間2508可以填充以諸如氮?dú)饣驓鍤獾南∮袣怏w，或者可以填充以惰性樹脂或液體。
用于將信號(hào)傳輸?shù)较袼夭糠?502等的輸入端部分2511設(shè)置在襯底2501上。諸如視頻信號(hào)的信號(hào)通過柔性印刷電路(FPC)2512被傳輸?shù)捷斎攵瞬糠?511。在輸入端部分2511中，形成在襯底2501上的布線和設(shè)置在柔性印刷電路(FPC)2512中的布線通過使用其中分散了導(dǎo)體的樹脂(各向異性導(dǎo)電膜(ACF))被電連接。
用于將信號(hào)輸入到像素部分2502的驅(qū)動(dòng)電路可以集成在其中形成像素部分2502的襯底2501上。用于將信號(hào)輸入到像素部分2502的驅(qū)動(dòng)電路可以形成為IC芯片，其然后可以通過COG(玻璃上芯片)連接在襯底2501上，或者IC芯片可以通過TAB(載帶自動(dòng)接合)或使用印刷板設(shè)置在襯底2501上。
該實(shí)施例可以自由地與實(shí)施例1至4結(jié)合來實(shí)施。
實(shí)施例6本發(fā)明可以應(yīng)用于結(jié)合了用于將信號(hào)輸入到面板的電路的顯示模塊。
圖26示出了其中組合了面板2600和電路襯底2604的顯示模塊。在圖26中，控制器2605、信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路2606等形成在電路襯底2604上作為示例，然而，在電路襯底2604上形成的電路不限于這些，可以設(shè)置產(chǎn)生用于控制面板的信號(hào)的任何電路。
從在電路襯底2604上形成的這些電路中輸出的信號(hào)通過連接布線2607被輸入到面板2600。
面板2600包括像素部分2601、源極驅(qū)動(dòng)器2602和柵極驅(qū)動(dòng)器2603。面板2600的配置可以類似于在實(shí)施例1、2等中所描述的。在圖26中，源極驅(qū)動(dòng)器2602和柵極驅(qū)動(dòng)器2603形成在與像素部分2601相同的襯底上，然而，本發(fā)明的顯示模塊不限于該配置。僅有柵極驅(qū)動(dòng)器2603可以形成在和像素部分2601相同的襯底上，而源極驅(qū)動(dòng)器可以形成在電路襯底上?；蛘?，源極驅(qū)動(dòng)器和柵極驅(qū)動(dòng)器都可以形成在電路襯底上。
通過結(jié)合這種顯示模塊，可以形成各種電子器件的顯示部分。
該實(shí)施例可以自由地與實(shí)施例1至5結(jié)合來實(shí)施。
實(shí)施例模式7在該實(shí)施例中，描述了可以應(yīng)用本發(fā)明的電子器件。電子器件包括照相機(jī)(攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)等等)、投影儀、頭戴式顯示器(目鏡型顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車音響、個(gè)人計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息終端(移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式電話、電子書等等)、提供有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)裝置(具體地，再現(xiàn)諸如DVD(數(shù)字化視頻光盤)的存儲(chǔ)介質(zhì)并具有能夠顯示所再現(xiàn)的圖像的顯示器的裝置)等等。在圖27A至27D中示出了電子器件的典型示例。
圖27A示出了個(gè)人計(jì)算機(jī)，包括主體2711、外殼2712、顯示部分2713、鍵盤2714、外部連接端口2715、指向鼠標(biāo)2716等等。本發(fā)明應(yīng)用于顯示部分2713。通過使用本發(fā)明，可以減小顯示部分的功率消耗。
圖27B示出了提供有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)裝置(具體是DVD再現(xiàn)裝置)，包括主體2721、外殼2722、第一顯示部分2723、第二顯示部分2724、記錄介質(zhì)讀取部分2725(DVD等)、操作鍵2726、揚(yáng)聲器部分2727等等。第一顯示部分2723主要顯示圖像數(shù)據(jù)而第二顯示部分2724主要顯示文本數(shù)據(jù)。本發(fā)明應(yīng)用于第一顯示部分2723和第二顯示部分2724。通過使用本發(fā)明，可以減小顯示部分的功率消耗。
圖27C示出了便攜式電話，包括主體2731、音頻輸出部分2732、音頻輸入部分2733、顯示部分2734、操作開關(guān)2735、天線2736等等。本發(fā)明應(yīng)用于顯示部分2734。通過使用本發(fā)明，可以減小顯示部分的功率消耗。
圖27D示出了照相機(jī)，包括主體2741、顯示部分2742、外殼2743、外部連接端口2744、遙控接收部分2745、圖像接收部分2746、電池2747、音頻輸入部分2748、操作鍵2749等等。本發(fā)明應(yīng)用于顯示部分2742。通過使用本發(fā)明，可以減小顯示部分的功率消耗。
該實(shí)施例可以自由地與實(shí)施例1至6結(jié)合來實(shí)施。
實(shí)施例8該實(shí)施例參考附圖中示出的應(yīng)用模式描述了具有顯示部分的顯示面板的應(yīng)用示例，該顯示部分包含使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件。
具有包含使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板可以與運(yùn)輸工具、建筑物等集成。
圖47A和47B示出了集成有顯示器件的運(yùn)輸工具的例子，作為具有包含使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板的例子。圖47A示出了其中顯示面板9702用于列車主體9701中的玻璃門的示例，作為集成有顯示器件的運(yùn)輸工具的例子。在均具有包括使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板9702中，通過外部信號(hào)可以容易地改變顯示部分中顯示的圖像。因此，根據(jù)列車的乘客種類改變的時(shí)間可以改變顯示面板的圖像，其有望提供更有效的廣告效應(yīng)。
應(yīng)當(dāng)注意的是，具有包括使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板不限于能夠應(yīng)用于圖47A所示的列車主體中的玻璃門，而是可以通過改變其形狀應(yīng)用于各種場(chǎng)合。圖47B示出了其示例。
圖47B示出了列車主體的內(nèi)部。在圖47B中，除了用于圖47A所示的玻璃門的顯示面板9702以外，還示出了設(shè)置在玻璃窗上的第一顯示面板9703和懸掛在天花板上的第二顯示面板9704。具有本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的第一顯示面板9703提供有發(fā)光顯示元件。因此，當(dāng)列車滿載乘客時(shí)它顯示廣告圖像，而當(dāng)列車不擁擠時(shí)它不進(jìn)行顯示，由此可以從列車內(nèi)看到外面的景象。此外，在具有本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的第二顯示面板9704中，通過在膜型襯底上提供諸如有機(jī)晶體管的開關(guān)元件以驅(qū)動(dòng)自發(fā)光型顯示元件，顯示面板本身可以彎曲并進(jìn)行顯示。
參考圖49，描述了集成有顯示器件的運(yùn)輸工具的另一應(yīng)用示例，該運(yùn)輸工具使用了具有包含使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板。
圖49示出了集成有顯示器件的運(yùn)輸工具，作為具有包含使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板的示例。圖49示出了與汽車車身9901集成的顯示面板9902的示例，作為集成有顯示器件的運(yùn)輸工具的例子。圖49中示出的具有包含使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板9902與汽車車身集成，并具有顯示汽車運(yùn)動(dòng)以及按需要內(nèi)部或外部輸入的信息的功能，并且導(dǎo)航汽車到達(dá)目的地。
應(yīng)當(dāng)注意的是，具有包括使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板不限于能夠應(yīng)用于圖49所示的汽車車身前部，而是可以通過改變其形狀應(yīng)用于諸如玻璃窗和門的各種場(chǎng)合。
參考圖51A和51B，描述了集成有顯示器件的運(yùn)輸工具的另一應(yīng)用模式，該運(yùn)輸工具使用了具有包含使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板。
圖51A和51B的每一個(gè)均示出了集成有顯示器件的運(yùn)輸工具，作為具有包含使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板的示例。圖51A示出了顯示面板10102的示例，其與飛機(jī)機(jī)身10101中的乘客座位的天花板集成，作為集成有顯示器件的運(yùn)輸工具的示例。具有包含使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板10102通過鉸鏈部分10103與飛機(jī)機(jī)身10101集成。通過鉸鏈部分10103的擴(kuò)展和收縮，乘客可以觀看顯示面板10102。顯示面板10102具有通過乘客的操作顯示信息、并且用于廣告和娛樂的功能。如圖51B所示，通過折疊鉸鏈部分從而將顯示面板10102儲(chǔ)藏在飛機(jī)機(jī)身10101中，可以提供起飛和著陸的安全性。在緊急情況下，通過使顯示面板中的顯示元件發(fā)光，可以將顯示面板用作飛機(jī)機(jī)身10101的引導(dǎo)光。
應(yīng)當(dāng)注意的是，具有包括使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板不限于能夠應(yīng)用于圖51A和51B所示的飛機(jī)機(jī)身10101的天花板部分，而是可以通過改變其形狀應(yīng)用于諸如座位和門的各種場(chǎng)合。例如，顯示面板可以設(shè)置在乘客前方的座位后備上以便操作和觀看。
在該實(shí)施例中應(yīng)當(dāng)注意的是，示出了列車車身、汽車車身和飛機(jī)機(jī)身作為運(yùn)輸工具的示例，然而，本發(fā)明不限于這些，并且可以應(yīng)用于諸如摩托車、四輪交通工具(包括汽車、公共汽車等等)、火車(包括單軌列車、火車等等)和輪船。通過利用具有包括使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板，可以實(shí)現(xiàn)顯示面板的尺寸減小和低功耗，同時(shí)，可以提供設(shè)置有具有滿意操作的顯示介質(zhì)的運(yùn)輸工具。具體地，運(yùn)輸工具中顯示面板的顯示器可以易于通過外部信號(hào)同時(shí)全部改變，因此，這種顯示面板作為對(duì)于一般消費(fèi)者的廣告板和災(zāi)害時(shí)刻的信息板是非常有效的。
參考圖48，描述了具有包含使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板的應(yīng)用示例。
圖48示出了包括在膜型襯底上的諸如有機(jī)晶體管的開關(guān)元件的顯示面板以驅(qū)動(dòng)自發(fā)光型顯示元件的應(yīng)用示例，由此顯示面板本身可以彎曲并進(jìn)行顯示。在圖48中，顯示面板設(shè)置在戶外設(shè)置的柱體的彎曲表面上，諸如作為建筑物的電線桿。這里，顯示面板9802設(shè)置用于作為柱體的電線桿9801。
如圖48所示的顯示面板9802放置在電線桿的高度中央處，其位于高于人的視線的位置。在顯示面板9802上顯示的圖像可以通過從運(yùn)輸工具9803中觀看顯示面板9082來識(shí)別。當(dāng)在相同的圖像顯示在設(shè)置用于豎立在戶外的大量電線桿的顯示面板9802中時(shí)，觀看者可以識(shí)別信息和廣告顯示。在圖48中，設(shè)置用于電線桿9801的顯示面板9802可以通過外部信號(hào)易于顯示相同的圖像，有望實(shí)現(xiàn)相當(dāng)有效的信息顯示和廣告效應(yīng)。此外，通過提供自發(fā)光顯示元件作為本發(fā)明的顯示面板中的顯示元件，即使在夜間顯示面板也可以有效地用作高可視性顯示介質(zhì)。
參考圖50，描述了具有包含使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板的應(yīng)用于圖48以外的另一結(jié)構(gòu)的示例。
圖50示出了具有包含使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板的應(yīng)用示例。圖50示出了結(jié)合在預(yù)制浴室的側(cè)壁中的顯示面板10002的示例，作為集成型顯示器件的示例。圖50中示出的具有包含使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板10002與預(yù)制浴室10001集成，因此用戶可以觀看顯示面板10002。顯示面板10002具有通過用戶的操作顯示信息、并且用于廣告和娛樂的功能。
具有包括使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板不限于能夠應(yīng)用于圖50所示的預(yù)制浴室10001的側(cè)壁，而是可以通過改變其形狀應(yīng)用于各種場(chǎng)合，包括集成在鏡子表面或浴盆的部分中。
圖46示出了提供在建筑物中具有大型顯示部分的電視設(shè)備的示例。圖46包括外殼2010、顯示部分2011、作為操作部分的遙控裝置2012、揚(yáng)聲器部分2013等等。具有包括使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示面板應(yīng)用于制造顯示部分2011。如圖46所示的電視設(shè)備，其與建筑物集成作為壁掛型，可以不占用很大空間而設(shè)置。
在該實(shí)施例中，示出了電線桿作為具有柱體的建筑物的示例，并且示出了預(yù)制浴室作為建筑物，然而，該實(shí)施例不限于這些，并且可以使用可以設(shè)置顯示面板的任何建筑物。通過應(yīng)用具有包括使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示器件的顯示部分的顯示器件，可以實(shí)現(xiàn)顯示器件的尺寸減小和低功耗，同時(shí)，可以提供設(shè)置有具有滿意操作的顯示介質(zhì)的運(yùn)輸工具。
本申請(qǐng)基于2005年9月16日于日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)第2005-269323號(hào)，其全文在此結(jié)合作為參考。
權(quán)利要求
1.一種顯示器件，包括第一晶體管；第二晶體管；第一電容器，其根據(jù)流經(jīng)第一晶體管的電流保持第一晶體管的柵源電壓；第二電容器，其保持第二晶體管的閾值電壓；以及開關(guān)元件，其連接在第一晶體管和第二晶體管之間用于容性地耦合第一電容器和第二電容器。
2.一種包括像素的顯示器件，包括第一晶體管，包括連接到第一布線的第一端、經(jīng)過第一開關(guān)元件連接到第二布線并經(jīng)過第二開關(guān)元件連接到第一晶體管的柵極的第二端；第二晶體管，包括連接到第一布線的第一端，和經(jīng)過第三開關(guān)元件連接到第二晶體管的柵極的第二端；第一電容器，包括連接到該第一布線的一個(gè)電極，和連接到該第一晶體管的柵極的另一個(gè)電極；第二電容器，包括連接到該第一布線的一個(gè)電極，和連接到該第二晶體管的柵極并經(jīng)過第四開關(guān)元件連接到第一電容器的另一個(gè)電極的另一個(gè)電極；以及發(fā)光元件，包括經(jīng)過第五開關(guān)元件連接到第一晶體管的第二端的一個(gè)電極。
3.一種包括像素的顯示器件，包括第一晶體管，包括連接到第一布線的一個(gè)端子，和經(jīng)過第一開關(guān)元件連接到第一晶體管的柵極的第二端；第二晶體管，包括連接到第一布線的第一端、經(jīng)過第二開關(guān)元件連接到第二布線并經(jīng)過第三開關(guān)元件連接到第二晶體管的柵極的第二端；第一電容器，包括連接到該第一布線的一個(gè)電極，和連接到該第一晶體管的柵極的另一個(gè)電極；第二電容器，包括連接到該第一布線的一個(gè)電極，和連接到該第二晶體管的柵極并經(jīng)過第四開關(guān)元件連接到第一電容器的另一個(gè)電極的另一個(gè)電極；以及發(fā)光元件，包括經(jīng)過第五開關(guān)元件連接到第一晶體管的第二端的一個(gè)電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中該第一晶體管和第二晶體管具有相同的導(dǎo)電類型。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示器件，其中該第一晶體管和第二晶體管具有相同的導(dǎo)電類型。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示器件，其中該第一晶體管和第二晶體管具有相同的導(dǎo)電類型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中第一晶體管的溝道長(zhǎng)度比第二晶體管的溝道長(zhǎng)度更長(zhǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示器件，其中第一晶體管的溝道長(zhǎng)度比第二晶體管的溝道長(zhǎng)度更長(zhǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示器件，其中第一晶體管的溝道長(zhǎng)度比第二晶體管的溝道長(zhǎng)度更長(zhǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中第一晶體管的溝道寬度比第二晶體管的溝道寬度更寬。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示器件，其中第一晶體管的溝道寬度比第二晶體管的溝道寬度更寬。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示器件，其中第一晶體管的溝道寬度比第二晶體管的溝道寬度更寬。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中第一晶體管串聯(lián)連接到發(fā)光元件，并控制流經(jīng)第一晶體管的電流以控制發(fā)光元件的亮度。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示器件，其中第一晶體管串聯(lián)連接到發(fā)光元件，并控制流經(jīng)第一晶體管的電流以控制發(fā)光元件的亮度。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示器件，其中第一晶體管串聯(lián)連接到發(fā)光元件，并控制流經(jīng)第一晶體管的電流以控制發(fā)光元件的亮度。
16.一種包括像素的顯示器件的驅(qū)動(dòng)方法，該顯示器件包括第一晶體管；第二晶體管；第一電容器，其根據(jù)流經(jīng)第一晶體管的電流保持第一晶體管的柵源電壓；第二電容器，其保持第二晶體管的閾值電壓；以及開關(guān)元件，其連接在第一晶體管和第二晶體管之間，所述方法包括在第一電容器中獲得第一晶體管的柵源電壓；在第二電容器中獲得第二晶體管的柵源電壓；以及導(dǎo)通開關(guān)元件以便容性地耦合第一電容器和第二電容器。
17.一種包括像素的顯示器件的驅(qū)動(dòng)方法，該顯示器件包括第一晶體管，包括連接到第一布線的一個(gè)端子、經(jīng)過第一開關(guān)元件連接到第二布線并經(jīng)過第二開關(guān)元件連接到第一晶體管的柵極的第二端；第二晶體管，包括連接到第一布線的第一端，和經(jīng)過第三開關(guān)元件連接到第二晶體管的柵極的第二端；第一電容器，包括連接到該第一布線的一個(gè)電極，和連接到該第一晶體管的柵極的另一個(gè)電極；第二電容器，包括連接到該第一布線的一個(gè)電極，和連接到該第二晶體管的柵極并經(jīng)過第四開關(guān)元件連接到第一電容器的另一個(gè)電極的另一個(gè)電極；以及發(fā)光元件，包括經(jīng)過第五開關(guān)元件連接到第一晶體管的第二端的一個(gè)電極，所述方法包括在第一電容器中獲得第一晶體管的柵源電壓；在第二電容器中獲得第二晶體管的柵源電壓；以及導(dǎo)通第四開關(guān)元件以便容性地耦合第一電容器和第二電容器。
18.一種包括像素的顯示器件的驅(qū)動(dòng)方法，該顯示器件包括第一晶體管，包括連接到第一布線的一個(gè)端子，和經(jīng)過第一開關(guān)元件連接到第一晶體管的柵極的第二端；第二晶體管，包括連接到第一布線的第一端、經(jīng)過第二開關(guān)元件連接到第二布線并經(jīng)過第三開關(guān)元件連接到第二晶體管的柵極的第二端；第一電容器，包括連接到該第一布線的一個(gè)電極，和連接到該第一晶體管的柵極的另一個(gè)電極；第二電容器，包括連接到該第一布線的一個(gè)電極，和連接到該第二晶體管的柵極并經(jīng)過第四開關(guān)元件連接到第一電容器的另一個(gè)電極的另一個(gè)電極；以及發(fā)光元件，包括經(jīng)過第五開關(guān)元件連接到第一晶體管的第二端的一個(gè)電極，所述方法包括在第一電容器中獲得第一晶體管的柵源電壓；在第二電容器中獲得第二晶體管的柵源電壓；以及導(dǎo)通第四開關(guān)元件以便容性地耦合第一電容器和第二電容器。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的顯示器件的驅(qū)動(dòng)方法，其中在第一電容器中獲得第一晶體管的柵源電壓的操作和在第二電容器中獲得第二晶體管的柵源電壓的操作是同時(shí)進(jìn)行的。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件的驅(qū)動(dòng)方法，其中在第一電容器中獲得第一晶體管的柵源電壓的操作和在第二電容器中獲得第二晶體管的柵源電壓的操作是同時(shí)進(jìn)行的。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的顯示器件的驅(qū)動(dòng)方法，其中在第一電容器中獲得第一晶體管的柵源電壓的操作和在第二電容器中獲得第二晶體管的柵源電壓的操作是同時(shí)進(jìn)行的。
全文摘要
第一電容器獲得根據(jù)流經(jīng)第一晶體管的編程電流的第一晶體管的柵源電壓，第二電容器獲得第二晶體管的閾值電壓。然后，在第一電容器和第二電容器中保持的電荷被容性耦合。通過使用以容性耦合獲得的電壓作為第一晶體管的柵源電壓，可以將根據(jù)編程電流的恒定電流提供給發(fā)光元件。
文檔編號(hào)H01L51/50GK1932943SQ200610153498
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者梅崎敦司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所