驱动电路使用该驱动电路的显示器件及电子装置的制作方法

文档序号:7181789
专利名称:驱动电路使用该驱动电路的显示器件及电子装置的制作方法
技术领域
本发明涉及在一种绝缘面上形成的驱动电路。还涉及到设在绝缘面上的具有该驱动电路的显示器件和一种发光元件。本发明特别涉及一种有源矩阵显示器,它具有这种驱动电路,布置成矩阵的许多象素,一种开关元件,以及布置在各个象素上的一种发光元件。
背景技术
一种有源矩阵显示器件,具有许多象素,在各个象素中布置有一个开关元件和一个发光元件,它的优点是响应速度快,用低电压工作并具有宽广的视角。
发光元件是一种由电流或电压控制其亮度的元件。这种发光元件可以采用以OLED(有机发光二极管)元件为典型的电子源元件,FE(场致发光显示)元件,以及MIM(金属-绝缘体-金属)元件等等。
这种发光元件包括一个阳极,一个阴极,以及含有有机化合物并被夹在阳极和阴极之间的一个层(以下简称其为有机化合物层)。发光元件按照施加在阳极和阴极之间的电压发光。以下将发光元件的发光称为驱动发光元件。
有机化合物层通常具有层叠的结构。Eastman Kodak Company的Tang等人提出了一种典型的层叠结构,它是由一个空穴迁移层,一个发光层和一个电子迁移层组成的。层叠结构的其它例子包括依次在阳极上层叠一个空穴注入层,一个空穴迁移层,一个发光层和一个电子迁移层的那一种,以及依次在阳极上层叠一个空穴注入层,一个空穴迁移层,一个发光层,一个电子迁移层和一个电子注入层的那一种。发光层中可以掺杂一种萤光染料。从一对电极(阳极和阴极)上对如上构成的有机化合物层施加一个给定电压,引导在其发光层中的载流子重组。结果就能使发光层发光。
此时,发光元件的发光亮度与流经电极(阳极和阴极)之间的电流成正比。与此相应还提出电流流经各象素的发光元件的象素结构是由输入到象素部分的电流(以下称为控制电流)来控制的。这种象素结构被称为电流控制型象素。
图7表示在有源矩阵显示器件中的电流控制型象素结构的一个例子。
如图7所示,电流控制型象素包括一条信号线701,一条扫描线702,一条电源线703,一条连线710,一个发光元件709,一个开关晶体管704,一个电流储存晶体管705,组成电流镜像电路的电流晶体管706,组成电流镜像电路并且用来驱动发光元件的驱动晶体管707,以及一个储存电容708。
开关晶体管704的源极和漏极之一被连接到信号线701,另一极连接到电流晶体管706的漏极及电流储存晶体管705的源极和漏极之一,而开关晶体管704的栅极连接到扫描线702。
电流晶体管706的源极被连接到电源线703。电流储存晶体管705的源极或是电流储存晶体管705与开关晶体管704断开的漏极一侧被连接到储存电容708的一个电极,电流晶体管706的栅极和驱动晶体管707的栅极。
储存电容708与电流储存晶体管705断开的一侧被连接到电源线703。驱动晶体管707的源极被连接到电源线703,而驱动晶体管707的漏极被连接到发光元件709的一个电极。
以下要解释向图7所示的象素输入一个视频信号并且使发光元件发光的驱动方法(操作方法)。当视频信号被输入到象素时,输入的电流(信号电流)所具有的电流幅值对应着该象素显示的亮度。在图7所示的象素中,用来控制流经各象素中的发光元件的电流的控制电流与视频信号(信号电流)是相同的。
一个信号被输入扫描线702,使开关晶体管704进入ON状态,然后,从信号线701输入的信号电流被输入象素。同时,输入到连线710的信号使电流储存晶体管705处在导通状态。
在信号电流被输入象素之后达到足够时间时,信号电流转向在电流晶体管706的源极和漏极之间流动。同时,在储存电容708中保持能够使电流晶体管706按漏极电流产生一个信号电流的栅极电压(栅极和源极之间的电压)。然后改变连线710的信号,使电流储存晶体管705变成非导通状态。
在电流晶体管706和驱动晶体管707的特性一致的情况下,电流晶体管706的漏极电流等于驱动晶体管707的漏极电流。此时有一个电流输入到发光元件709,它等于从电源线703经驱动晶体管707输入的信号电流。这样就能使发光元件709按照对应信号电流的亮度发光。
即使在不再向象素输入信号电流之后,在存储电容708中保持的电压也能使流经驱动晶体管707的电流等于信号电流。
图8的框图表示具有图7所示的电流控制象素的一种有源矩阵显示器件的结构。
图8表示一个象素部分804,向象素部分804中各象素的扫描线输入信号的扫描驱动电路803a,803b,以及向象素部分804中各象素的信号线输入信号的信号线驱动电路802。象素部分804和扫描驱动电路803a,803b被装在具有一个绝缘面的衬底(以下称其为象素衬底)801上。用TAB805将LSI芯片806之外的信号线驱动电路802等等和LSI芯片806连接到象素衬底801上。
在图7所示的电流控制象素中,输入控制电流的驱动电路被表示成控制电流输出电路。在图8所示的显示器件的结构中,控制电流输出电路对应着信号线驱动电路。
另外,从控制电流输出电路向象素部分提供控制电流输出的连线被表示成控制电流线。在图7所示的象素部分中,控制电流线对应着信号线701。
如图8所示,向电流控制型象素部分输入控制电流的驱动电路(控制电流输出电路)是在一个单晶硅衬底上用LSI芯片形成的。用TAB等等将在其中设有控制电流输出驱动电路的单晶硅衬底连接到象素衬底上。这样就能将象素部分用电路连接到控制电流输出电路。
然而,在连接控制电流输出电路时需要一定面积的重叠宽度。另外,控制电流输出电路和与其相互用电路连接的象素部分之间的连线电阻和连线电容会变得很大,无法获得低功耗的显示器件。
因此就需要用多晶硅晶体管在象素衬底上形成控制电流输出电路。另外还可能用多晶硅晶体管形成的控制电流输出电路获得很高的驱动频率。
另一方面,用多晶硅晶体管形成的控制电流输出电路存在的一个问题是输出电流因沟道形成区中的晶体分散的影响而广泛分散。如上所述,发光元件按照与流过的电流相称的亮度发光。这样,当象素当中出现分散时,就会造成象素中的发光元件的亮度分散(以下称为不均衡显示)。
发明概述本发明的目的是提供一种用多晶硅晶体管形成的控制电流输出电路,其中的输出电流分散可受到抑制。
本发明的另一个目的是提供一种显示器件和采用这种显示器件的电子装置,采用本发明的控制电流输出电路可以实现小型化和低功耗。
以下要描述本发明的驱动电路(控制电流输出电路)的结构。
控制电流输出电路具有m(m是自然数)个输出电流值大致相同的电流输出电路(也称为电流源电路,以下称为准控制电流输出电路),该电流值对应着输入到控制电流输出电路的标准电流。这m个准控制电流输出电路内部分别具有多晶硅晶体管(具体说就是具有多晶硅半导体薄膜的TFT也就是多晶硅TFT)。
按照本发明,来自m个准控制电流输出电路的输出电流被平均并输出到n(n代表等于或小于m的自然数)个输出连线(以下称为输出端子)。
例如是依次切换来自m个准控制电流输出电路的输出电流并输出到n个输出端子。
也就是说,n个输出端子的连接和被连接到m个准控制电流输出电路的输出端子的组合是按周期性而改变的。
换句话说,在设定的时间周期内,可以改编n个输出端子分别与m个准控制电流输出电路一对一连接的结构。
具体地说,在n个输出电路的第一输出端子和第二输出端子和具有第一准控制电流输出电路和第二准控制电流输出电路的一个控制电流输出电路中,可以选择将第一输出端子这样的连接装置连接到第一准控制电流输出电路的输出端子;将第二输出端子连接到第二准控制电流输出电路的输出端子;将第一输出端子连接到第二准控制电流输出电路的输出端子;而将第二输出端子连接到第一准控制电流输出电路的输出端子。
按照上述结构,两个准控制电流输出电路的输出电流按照时间上平均的态势从第一和第二输出端子上输出。
这样,从控制电流输出电路输出到n个控制电流线的输出电流就能在时间上得到平均。
这样就能提供一种能够抑制输出电流分散的驱动电路(控制电流输出电路)。另外,在采用本发明的驱动电路(控制电流输出电路)的显示器中,可以从视觉上减少因控制电流分散而造成的显示分散。
另外,按照本发明,在具有绝缘面的衬底上用多晶硅TFT形成的控制电流输出电路可以和象素部分形成在同一个衬底上。这样就能提供一种可实现小型化和低功耗的显示器件。
另外,在本发明的显示器件中,可以用许多控制电流输出电路构成信号线驱动电路,从多个控制电流输出电路输出的控制电流值可以彼此不同。此外,被输入到多个控制电流输出电路的标准电流可以是相同的。
尽管组成本发明的显示器件的许多象素具有各自的发光元件,这种发光元件可以是OLED元件和采用电子源元件的一种元件等等。
还要注意到,按照本发明的发光元件可以是采用由单态激发子(荧光)发光的元件和采用三态激发子(磷光)发光的元件。
另外,低分子材料,高分子材料和中等分子材料当中的任何材料都可以作为发光元件的有机化合物层的材料。值得注意的是本文中所述的中等分子材料是指一种没有纯化的材料,且链接分子的长度在10μm以下。有机化合物层可以采用包括一个无机材料层和一个有机材料层在内的一层。具体地说,可以用诸如碳化硅等无机材料作为电荷迁移层和电荷注入层。
附图简介

图1是本发明的控制电流输出电路的结构示意图;图2是本发明的控制电流输出电路的结构示意图;图3是用来表示本发明的控制电流输出电路的驱动方法的一个时序图;图4的示意图表示本发明的控制电流输出电路的结构;图5是本发明的控制电流输出电路的结构示意图;图6是本发明的控制电流输出电路的结构示意图;
图7的示意图表示显示器件中一个象素的结构;图8的方框图表示常规显示器件的结构;图9A到9C的示意图表示本发明的显示器件的制备步骤;图10A到10C的示意图表示本发明的显示器件的制备步骤;图11A和11B的示意图表示本发明的显示器件的制备步骤;图12A到12C表示本发明的显示器件结构的顶视图和截面图;图13的示意图表示本发明的电子装置;图14是本发明的控制电流输出电路的结构示意图;图15A和15B是本发明的控制电流输出电路的结构示意图;图16A和16B是本发明的控制电流输出电路的结构示意图;图17A和17B表示本发明的显示器件结构的截面图;图18表示本发明的显示器件结构的截面图;图19表示本发明的显示器件结构的截面图;图20表示本发明的显示器件结构的顶视图;以及图21A和21B表示本发明的显示器件结构的顶视图。
最佳实施例的说明实施例1以下要解释本发明的控制电流输出电路和采用这种控制电流输出电路的一种显示器件。
图1是本发明的控制电流输出电路的一例结构示意图。在本实施例中应该注意到是以控制电流输出电路1100的结构为例的,在其中依次切换4个准控制电流输出电路1102_1-1102_4的输出电流,并且从控制电流输出电路的4个输出端子(输出端子部分)输出。
在图1中控制电流输出电路1100是由一个开关电路1102和准控制电流输出电路1102(1102_1-1102_4)组成的。准控制电流输出电路1102_1-1102_4分别具有晶体管1112_1-1112_4,并且准控制电流输出电路1102_1-1102_4的输出端子C1-C4对应着漏极端子。晶体管1112_1-1112_4的栅极电极被连接到一个参考晶体管1110的栅极电极。连接参考晶体管1110的栅极电极和漏极端子(电极),从一个参考电流源电路1111输入一个流经源极/漏极之间的参考电流10。
注意到参考晶体管1110源极端子(电极)上的电位和晶体管1112_1-1112_4的源极端子上的电位被保持一致。在图1所示的结构中,参考晶体管1110源极端子和晶体管1112_1-1112_4的源极端子被流经到电源线1120并获得相同的电位。
这样就能使参考晶体管1110的栅极电压和晶体管1112_1-1112_4的栅极电极保持一致,并且从晶体管1112_1-1112_4的漏极电流分别获得电流I1-I4。此时,如果晶体管1112_1-1112_4的电流特性是一致的,电流值I1-I4就会相等。但是,由于晶体管1112_1-1112_4是多晶硅TFT,电流I1-I4实际上是分散的。因此,电流I1-I4是通过开关电路1101切换并输出的。
应该注意到参考晶体管1110的电流特性和晶体管1112_1-1112_4的电流特性不一定非要是相同的。也就是说,在为参考晶体管1110和晶体管1112(意指任何一个晶体管1112_1-1112_4)施加相同的栅极电压的情况下,设计人员有可能按照预定的电流比例来设置流动的漏极电流。然而,迁移率,门限电压等特性应该是一致的。
例如,假设参考晶体管1110的栅极长度是Lo,栅极宽度是Wo。假设晶体管1112_1的栅极长度是L1,栅极宽度是W1。如果令Lo/Wo∶L1/W1是1∶2,就能使电流I1达到参考电流I0的大约1/2。
另外,参考晶体管1110和晶体管1102_1-1102_4可以是n沟道型TFT或者是p沟道型TFT,然而参考晶体管1110和晶体管1102_1-1102_4极性必须是相同的。
应该注意到本发明的控制电流输出电路不仅限于此。控制电流输出电路包括m(m是自然数)个准电流输出电路和用来选择上述m个准电流输出电路之一的n个开关装置(n是小于m的自然数),上述n个开关装置各自具有周期性改变上述m个准电流输出电路的选择对手的功能。
接着要解释开关电路1101的结构。开关电路1101是由开关SW1-SW4组成的。
开关SW1-SW4分别依次选择端子1-4(而实际选择的上不是端子而是连接到这些开关的连线)。如果开关SWp(p代表1-4的自然数)选择了端子q(q代表1-4的自然数),除开关SWp之外的其它开关就选择端子q。
端子1-4被连接到各个不同的准控制电流输出电路1102_1-1102_4的输出端子C1-C4。另外,在对应着控制电流线CS1-CS4的4条线的4组端子1-4中,用同样的符号和数字代表的端子被连接到不同的准控制电流输出电路1102_1-1102_4的输出端子C1-C4。
以下在图2中表示了开关SW1-SW4电路结构的具体实施例。在图2中应该注意到与图1相同的部分采用了相同的符号和数字。
在图2中,开关SW1-SW4是分别由4个开关构成的。这4个开关用连线A1-A4和连线A1b-A4b输入的信号依次选择端子1-4,并且被连接到控制电流线CS1-CS4。
对信号应该注意到输入到连线Aq(q代表1-4的自然数)的信号的极性与输入到连线Aqb的信号是相反的。
接着要说明图1和图2所示的控制电流输出电路的驱动方法。在图3中表示了控制电流输出电路的驱动方法的时序图。
图3中所示的A1-A4和A1b-A4b表示输入到连线A1-A4和连线A1b-A4b的信号的电位。另外,帧时间周期F1-F4依次表示一帧的时间周期。应该注意到一帧时间周期就是显示器件显示一个图像的时间周期。通常将一帧时间周期设置为大约1/60秒才不会使人感到耀眼。
在第一帧时间周期F1中,分别向连线A1和连线A1b输入一个信号并且用开关SW1-SW4分别选择端子1。
在第二帧时间周期F2中向连线A2和连线A2b输入一个信号并且用开关SW1-SW4分别选择端子2。
重复同样的操作并且结束帧时间周期F1到帧时间周期F4。这样就能用SW1-SW4依次分别选择端子1-端子4。
如上所述,操作开关电路1101就能使控制电流线CS1-CS4的输出电流的电流值的暂时值变成相同的。
这样就能使输出到控制电流线CS1-CS4的电流在时间上得到平均并且输出。如此为显示器件采用上述结构的控制电流输出电路1100就能从视觉上减少象素因控制电流分散造成的不规则显示。
图3所示的时序图是这样配置的,按每一个帧时间周期依次切换各个开关SW1-SW4,并且依次选择端子1-端子4。按照上述的驱动方法,要按照相同的长度设置某一个开关SWq(q代表1-4的自然数)选择端子1的时间周期,选择端子2的时间周期,选择端子3的时间周期和选择端子4的时间周期。
然而,本发明并不仅限于此。还可以这样来配置,使开关SW1-SW4按给定的长度切换。例如还可以按每2个帧时间周期切换各个开关SW1-SW4,并且依次选择端子1-端子4。
在图1和图2中仅仅有代表性地表示了对应着4条控制电流线的控制电流输出电路。但是,在实际的显示器件中可以这样来配置,将向各个象素输入控制电流的所有控制电流线划分成多组,在各个组中按照类似于图1的配置从控制电流输出电路输出控制电流。
在图15A所示的配置中,向各个象素输入控制电流的所有控制电流线CS1-CSx被划分成多组(第一组-第r组(r代表自然数)),在各组中设置控制电流输出电路1100_B1-1100_Br,其配置与图1所示的控制电流输出电路1100相同。
应该注意到,由于控制电流输出电路1100_B1-1100_Br的各种配置和驱动方法都类似于图1和图2所示的配置和图3所示的驱动方法,在此处省略了有关的说明。
按照图15A的配置,对应着多组控制电流线的各组控制电流输出电路1100_B1-1100_Br可以这样来配置,从公共参考电流源电路输入参考电流I0。另外,在控制电流输出电路1100_B1-1100_Br中可以配置成共享参考电阻。
按照图15A的配置,在图15B中表示了在控制电流输出电路1100_B1-1100_Br中具有公共参考电流源电路1111和参考晶体管1110的配置。
应该注意到,在控制电流输出电路1100_B1-1100_Br中与图1中相同的部分是用相同的符号和数字表示的。
在图15B中,对于配置成控制电流输出电路1100_B1的准控制电流输出电路1102_1-1102_4的晶体管1112_1-1112_4和配置成控制电流输出电路1100_B2的准控制电流输出电路1102_1-1102_4的晶体管1112_1-1112_4,它们的源极端子被连接到电源线1120,而它们的栅极电极被连接到参考晶体管1110的栅极电极。
在图15B中应该注意到,尽管对应着第一组控制电流线CS1-CS4的控制电流输出电路1100_B1和对应着第二组控制电流线CS5-CS8的控制电流输出电路1100_B2是分别表示的,对于配置成所有控制电流输出电路1100_B1-1100_Br的准控制电流输出电路1102_1102_4的晶体管1112_1-1112_4,它们的源极端子被连接到电源线1120,而它们的栅极电极被连接到参考晶体管1110的栅极电极。
这样,作为施加给所有控制电流输出电路1100_B1-1100_Br的准控制电流输出电路1102_1-1102_4的晶体管1112_1-1112_4的栅极电压的那一个电压就等于公共参考晶体管1110的栅极电压。
应该注意到,在控制电流输出电路1100_B1-1100_Br中,可以使开关电路1101的驱动定时相等。也就是可以使配置成图1中用来选择端子1-端子4的开关电路1101的开关SW1-SW4的定时在控制电流输出电路1100_B1-1100_Br的所有开关电路1101中都相等。
例如是以类似于图2中用于开关电路1101的配置的一种配置为例。在此时由控制电流输出电路1100_B1-1100_Br的所有开关电路1101共享开关电路1101的连线A1-A4和连线A1b-A4b。
如图3所示,这样就能向连线A1-A4和连线A1b-A4b输入一个信号,配置成选择端子1-端子4的开关电路1101的开关SW1-SW4的定时对控制电流输出电路1100_B1-1100_Br的所有开关电路1101都是相等的。
按照上述的配置,可以向显示器件的象素部分上所设的所有控制电流线CS1-CS4输出时间上平均的控制电流。这样就能减少显示器件所具有的各个象素的发光元件在亮度上的视觉分散。
实施例2在本实施例中,要参照图14说明的控制电流输出电路的配置与实施例1所示的配置有所不同。
在图14中,本实施例的控制电流输出电路1440具有控制电流输出电路1100,从控制电流输出电路1100的输出端子Q1-Q4输出的输出电流的特征是作为参考电流输入到4个控制电流输出电路1400_1-1400_4。然后,控制电流从控制电流输出电路1400_1-1400_4输出到控制电流线CS1-CS16。
这样就能通过切换参考电流并将其提供给控制电流输出电路1400_1-1400_4来进一步减少输出电流的分散。
应该注意到,控制电流输出电路1100和控制电流输出电路1400_1-1400_4的配置和驱动方法可以做成类似于实施例1中图1和图2所示的配置和图3所示的驱动方法。
在图14中应该注意到控制电流输出电路1100具有这样的配置,用开关电路1101周期性地依次交换从4个准控制电流输出电路1102_1-1102_4的4个输出端子Q1-Q4输出的输出电流,但是本发明不仅限于此。
图14的控制电流输出电路1100包括m(m是自然数)个准电流输出电路和用来选择上述m个准电流输出电路之一的n(n代表小于m的自然数)个开关装置,上述n个开关装置各自具有周期性改变上述m个准电流输出电路的选择对手的功能。
另外,在图14中,各个控制电流输出电路1400_1-1400_4具有这样的配置,用开关电路1401周期性地依次交换从4个准控制电流输出电路输出到来自4个输出端子的4条控制电流线的输出电流,但是本发明不仅限于此。
在图14中的控制电流输出电路1400_1-1400_4包括f(f代表自然数)个准控制电流输出电路和用来选择上述f个准电流输出电路之一的e(e代表小于f的自然数)个开关装置,上述e个开关装置各自具有周期性改变上述f个准电流输出电路的选择对手的功能。
在图14中应该注意到,仅仅表示了对应着控制电流线CS1-CS16的16条线的控制电流输出电路1440。但是,在实际的显示器件中可以这样来配置,将向各个象素输入控制电流的所有控制电流线划分成多组,在各个组中按照类似于图14的配置从控制电流输出电路1440输出控制电流。
在图16A所示的配置中,向显示器件的各个象素输入控制电流的所有控制电流线CS1-CSx被划分成多组(第一组-第r组(r代表自然数)),而控制电流输出电路1440_1-1440_r/4的配置与图16所示的控制电流输出电路1440的设置类似。
控制电流输出电路1440_1-1440_r/4各自的配置与图14所示的控制电流输出电路1440的配置类似。例如,在图16中,各控制电流输出电路1440_1的控制电流输出电路1440_B1-1440_B4对应着图14中的控制电流输出电路1440_1-1440_4,而控制电流输出电路1440_1对应着图14中的控制电流输出电路1100。
按照图1 6A的结构可以这样来配置,让从控制电流输出电路1440_1-1440_r/4中的公共参考电流源电路输入的参考电流I0分别对应着多组控制电流线。
另外还可以配置成让控制电流输出电路1440_1-1440_r/4共享参考晶体管。
在图16B中表示的配置是在图16A所示的配置中的控制电流输出电路1440_1-1440_r/4具有公共参考电流源电路1111和参考晶体管1110。应该注意到,在控制电流输出电路1440_1-1440_r/4中的控制电流输出电路1100_1-1100_2中,与图14中相同的部分用相同的符号数字表示。
在图16B中,对于配置成控制电流输出电路1100_1的准控制电流输出电路1102_1-1102_4的晶体管1112_1-1112_4和配置成控制电流输出电路1100_2的准控制电流输出电路1102_1-1102_4的晶体管1112_1-1112_4,它们的源极端子被连接到电源线1120,而它们的栅极电极被连接到参考晶体管1110的栅极电极。
在图16B中应该注意到,尽管对应着第一组-第四组控制电流线CS1-CS16的控制电流输出电路1440_1和对应着第五组-第八组控制电流线CS17-CS32的控制电流输出电路1440_2是分别表示的,然而,对于配置成所有控制电流输出电路1440_1-1440_r/4的控制电流输出电路1440_1-1440_r/4的准控制电流输出电路1102_1-1102_4的晶体管1112_1-1112_4,它们的源极端子被连接到电源线1120,而它们的栅极电极被连接到参考晶体管1110的栅极电极。
这样,作为施加给所有控制电流输出电路1440_B1-1440_r/4的控制电流输出电路1440_B1-1440_r/4的准控制电流输出电路1102_1-1102_4的晶体管1112_1-1112_4的栅极电压的那一个电压就等于公共参考晶体管1110的栅极电压。
应该注意到,在控制电流输出电路1100_1-1100_r/4中,可以使开关电路1101的驱动定时相等。也就是可以使配置成图1中用来选择端子1-端子4的开关电路1101的开关SW1-SW4的定时在控制电流输出电路1100_B1-1100_r/4的所有开关电路1101中都相等。
例如是以类似于图2中用于开关电路1101的配置的一种配置为例。在此时由控制电流输出电路1100_B1-1100_r/4的所有开关电路1101共享开关电路1101的连线A1-A4和连线A1b-A4b。
如图3所示,这样就能向连线A1-A4和连线A1b-A4b输入一个信号,配置成选择端子1-端子4的开关电路1101的开关SW1-SW4的定时对控制电流输出电路1100_1-1100_r/4的所有开关电路1101都是相等的。
应该注意到控制电流输出电路1100_1-1100_r/4的开关电路1101的驱动定时和控制电流输出电路1400_B1-1400_Br的所有电路1401的驱动定时是能够按独立的定时执行的。
按照上述的配置,可以向显示器件的象素部分上所设的所有控制电流线CS1-CSx输出时间上平均的控制电流。这样就能减少显示器件所具有的各个象素的发光元件在亮度上的视觉分散。
按照实施例1中图15B所示的配置,对应着不同组控制电流线的控制电流输出电流之间的输出电流的分散不会成为问题。
另一方面,按照本实施例如图14所示的配置,来自控制电流输出电路1100的输出端子之一的输出电流可以输出分散较少的电流,并且用控制电流输出电路1400_1-1400_4等等暂时平均给多条控制电流线。在此时,控制电流输出电路1400_1-1400_4输出的电流已经是暂时被平均并且较少分散的控制电流。
因此,如果采用本实施例2的配置,就能减少分别供给对应着控制电流输出电路1440_1-1440_r/4的不同组控制电流线的输出电流的分散。
在本实施例中,如图14所示组合了本发明的多个控制电流输出电路,这样能够进一步减少控制电流输出电路所输出的电流的分散。
实例例1在本例中要说明一种具有多个控制电流输出电路的显示器件,各个控制电流输出电路的控制电流值是按不同方式设置的。
在以下所述的本例中应该注意到,输入数字视频信号的显示器件向一个象素输入对应着输入的数字视频信号的一个模拟电流作为控制电流,并且执行图像显示。
此处由多个控制电流输出电路分别输出的控制电流对应着色调参考电流。应该注意到色调参考电流是这样一种电流,它的电流值对应着数字视频信号从高位到低位的各个位被加权。
对应的色调参考电流是用数字视频信号来选择的。这样就能将数字视频信号变换成对应的模拟电流。然后将模拟电流输出到控制电流线。
本例中所示的多个控制电流输出电路可作为信号线驱动电路的一部分为象素输入信号电流。
图4表示信号线驱动电路220的结构示意图,在图中表示了本发明的显示器件。
以下要参照图4说明一个例子,在图中输入一个3位数字视频信号,并且输出与此相对应的模拟电流作为控制电流。
信号线驱动电路220具有第一控制电流输出电路200A,第二控制电流输出电路200B,第三控制电流输出电路200C,D/A变换部分203,移位寄存器211,第一锁存电路212和第二锁存电路213。
第一控制电流输出电路200A具有由4个准控制电流输出电路组成的第一准控制电流输出电路202A和第一开关电路201A。
第二控制电流输出电路200B具有由4个准控制电流输出电路组成的第二准控制电流输出电路202B和第二开关电路201B。
第三控制电流输出电路200C具有由4个准控制电流输出电路组成的第三准控制电流输出电路202B和第三开关电路201C。
在图4中,各个控制电流输出电路(第一控制电流输出电路200A,第二控制电流输出电路200B和第三控制电流输出电路200C)的结构与实施例中所示的结构几乎相同。
然而,第一控制电流输出电路200A输出的电流(以下称为第一色调参考电流)的电流值所设置的加权电流值对应着输入到显示器件的数字视频信号的第一位。第二控制电流输出电路200B输出的电流(以下称为第二色调参考电流)的电流值所设置的加权电流值对应着输入到显示器件的数字视频信号的第二位。而第三控制电流输出电路200C输出的电流(以下称为第三色调参考电流)的电流值所设置的加权电流值对应着输入到显示器件的数字视频信号的第三位。
另外,在本例中,以下要解释的例子是第一控制电流输出电路200A-第三控制电流输出电路200C的各个电路中的准控制电流输出电路的4个输出电流被依次交换并输出到控制电流输出电路的4个输出端子。
应该注意到本发明的控制电流输出电路并非仅限于此。本发明的控制电流输出电路包括m(m是自然数)个准电流输出电路和用来选择上述m个准电流输出电路之一的n个开关装置(n是小于m的自然数),上述n个开关装置各自具有周期性改变上述m个准电流输出电路的选择对手的功能。
在本例中,第一控制电流输出电路200A-第三控制电流输出电路200C各自的输出电流分别被输入到D/A变换部分203。
另外,一个3位数字视频信号从连线VD1-VD3被输入信号线驱动电路220。此处假设数字视频信号的第一位(最高有效位)信号被输入到连线VD1。假设数字视频信号的第二位信号被输入到连线VD2。而数字视频信号的第三位(最低有效位)信号被输入到连线VD3。
以下要解释对输入到信号线驱动电路220的3位数字视频信号采样的操作。
在本例中应该注意到,假设显示器件具有x(x代表自然数)列象素。
在图6中表示了一种配置的例子,在其中按图4所示已设有移位寄存器211,第一锁存电路212,和第二锁存电路213。
时钟脉冲S_CLK,极性与该时钟脉冲相反的反向时钟脉冲S_CLKB,一个起始脉冲S_SP和一个扫描方向切换信号L/R被输入移位寄存器211。这样就能用移位电阻依次向端子211_1-211_x输出移位脉冲(采样脉冲)。
在图6中仅仅有代表性地表示了第一锁存电路的一部分212_1和第二锁存电路的一部分213_1,它们对应着输出第一象素列的那一部分。
通过对进入211_1的移位寄存器211输出的脉冲采样而将输入到连线VD1-VD3的数字视频信号同时保存在第一锁存电路212_1的各个框212a_1-212a_3中。在第一锁存电路保存完一个象素行部分的3位数字视频信号时,用反向锁存脉冲LPB将所有保存的信号一次传送到第二锁存电路213_1的各个框213a_1-213a_3,锁存脉冲LP的极性和锁存脉冲是反向的。保存在第二锁存电路213_1的各个框213a_1-213a_3中的信号被输出到连线S1d_1-连线S1d_3。
这样,第二锁存电路213就一次输出对应着一个象素行中各象素的3位数字视频信号。
第二锁存电路213的输出被输入到D/A变换部分203。
仍参照图4,在D/A变换部分203中,利用从第二锁存电路213输入的数字视频信号来选择第一色调参考电流-第三色调参考电流。这样,D/A变换部分203就能向控制电流线CS1-CS4输出对应着数字视频信号的模拟电流(信号电流)。
应该注意到,作为构成信号线驱动电路,第一锁存电路212和第二锁存电路213的移位寄存器211的配置,可以采用各种具有公知结构的电路。
另外,可以用解码器等等代替移位寄存器211来使用。
在图5中表示了图4所示结构中的信号线驱动电路220的第一控制电流输出电路200A,第二控制电流输出电路200B和第三控制电流输出电路200C以及D/A变换部分203的具体结构的电路图。
以下要参照图5来解释信号线驱动电路220的结构和工作方式。
第一准控制电流输出电路202A是通过淀积4个准控制电流输出电路111_1-114_1而构成的。第二准控制电流输出电路202B是通过淀积4个准控制电流输出电路111_2-114_2而构成的。第三准控制电流输出电路202C是通过淀积4个准控制电流输出电路111_3-114_3而构成的。
由于参考晶体管100的栅极电极和漏极端子是相互连接的,当参考晶体管100吸取漏极电流时,它工作在饱和区。此时,从参考电流源电路1111输入的一个电流I0被输入到参考晶体管100的源极/漏极端子之间。这样,参考晶体管100就流过一定的漏极电流I0。
在图5中,对于参考晶体管100,构成第一准控制电流输出电路202A的4个准控制电流输出电路111_1-114_1的晶体管101_1-104_1,构成第二准控制电流输出电路202B的4个准控制电流输出电路111_2-114_2的晶体管101-2-104_2,和构成第三准控制电流输出电路202C的4个准控制电流输出电路111_3-114_3的晶体管101_3-104_3都将它们的源极端子连接到电源线,而它们的栅极电极用电路连接。
这样就能使参考晶体管100的栅极电压和晶体管101_1-104_1,101_2-104_2和101_3-104_3的栅极电压保持相等。
晶体管101_1-104_1的漏极端子对应着第一准控制电流输出电路的输出端子,晶体管101_2-104_2的漏极端子对应着第二准控制电流输出电路的输出端子,而晶体管101_3-104_3的漏极端子对应着第三准控制电流输出电路的输出端子。
然而,构成第一准控制电流输出电路111_1-114_1的晶体管101_1-104_1的栅极宽度W1和栅极长度L1都是相等设置的。另外,构成第二准控制电流输出电路111_2-114_2的晶体管101_2-104_2的栅极宽度W2和栅极长度L2都是相等设置的。而构成第三准控制电流输出电路111_3-114_3的晶体管101_3-104_3的栅极宽度W3和栅极长度L3也都是相等设置的。此处将栅极宽度W1和栅极长度L1的比例W1/L1,栅极宽度W2和栅极长度L2的比例W2/L2,和栅极宽度W3和栅极长度L3的比例W3/L3设置在不同的值。
例如可假定W1/L1∶W2/L2∶W3/L3是4∶2∶1。在这种情况下,可以使第一准控制电流输出电路111_1-114_1输出的电流I1_1-I4_1的电流值的平均值I_1,第二准控制电流输出电路111_2-114_2输出的电流I1_2-I4_2的电流值的平均值I_2,和第三准控制电流输出电路111_3-114_3输出的电流I1_3-I4_3的电流值的平均值I_3的比例达到4∶2∶1。
此时,对于参考晶体管100及晶体管101_1-104_1,101_2-104_2和101_3-104_3,尽管它们可以是n沟道型TFT或p沟道型TFT,参考晶体管100及晶体管101_1-104_1,101_2-104_2和101_3-104_3的极性必须是相同的。
晶体管101_1-104_1的电特性是一致的,电流I1_1-I4_1的电流值是彼此相等的。晶体管101_2-104_2的电特性是一致的,电流I1_ 2-I4_2的电流值是彼此相等的。晶体管101_3-104_3的电特性是一致的,电流I1_3-I4_3的电流值是彼此相等的。然而,由于晶体管101_1-104_1,101_2-104_2和101_3-104_3是多晶硅TFT,电流I1_1-I4_1的分散,电流I1_2-I4_2的分散和电流I1_3-I4_3的分散实际上是很大的。
以下要解释开关SW1_1-SW1_3,SW2_1-SW2_3,SW3_1-SW3_3和SW4_1-SW4_3的结构。
例如是用开关SW1_1,SW2_1,SW3_1和SW4_1按照每一个帧时间周期PCS1_1,PCS2_1,PCS3_1和PCS4_1周期性交换第一准控制电流输出电路111_1-114_1的输出电流I1_1-I4_1,并且输出。
例如是用开关SW1_2,SW2_2,SW3_2和SW4_2按照每一个帧时间周期PCS1_2,PCS2_2,PCS3_2和PCS4_2周期性交换第二准控制电流输出电路111_2-114_2的输出电流I1_2-I4_2,并且输出。
例如是用开关SW1_3,SW2_3,SW3_3和SW4_3按照每一个帧时间周期PCS1_3,PCS2_3,PCS3_3和PCS4_3周期性交换第三准控制电流输出电路111_3-114_3的输出电流I1_3-I4_3,并且输出。
对应着各组的各个准控制电流输出电路(111_1-114_1,111_2-114_2和111_3-114_3)的开关(SW1_p-SW4_p)的结构及其驱动方法可以类似于图2中SW1-SW4所示的结构和实施例中图3的时序图,因此在此处省略了有关的说明。
用上述结构将对应着第一色调参考电流的PCS1_1,PCS2_1,PCS3_1和PCS4_1输出的电流暂时平均。另外,用上述结构将对应着第二色调参考电流的PCS1_2,PCS2_2,PCS3_2和PCS4_2输出的电流暂时平均。然后用上述结构将对应着第三色调参考电流的PCS1_3,PCS2_3,PCS3_3和PCS4_3输出的电流暂时平均。
以下要解释D/A变换部分203。
向控制电流线CS1输出信号电流的该部分是通过淀积晶体管401_1-401_3而构成的。
通过连线S1d_1从第二锁存电路213向晶体管401_1的栅极电极输入数字视频信号的第一位。晶体管401_1的源极端子或漏极端子被连接到PCS1_1,而另一端子被连接到控制电流线CS1。
通过连线S1d_2从第二锁存电路213向晶体管401_2的栅极电极输入数字视频信号的第二位。晶体管401_2的源极端子或漏极端子被连接到PCS1_2,而另一端子被连接到控制电流线CS1。
通过连线S1d_3从第二锁存电路213向晶体管401_3的栅极电极输入数字视频信号的第三位。晶体管401_3的源极端子或漏极端子被连接到PCS1_3,而另一端子被连接到控制电流线CS1。
对应着控制电流线CS2-CS4的那一部分也类似于对应着控制电流线CS1的那一部分。
在D/A变换部分203的晶体管401_1-401_3当中通过被经由连线S1d_1-S1d_3从第二锁存电路213输入的数字视频信号导通的那个晶体管向控制电流线CS1输出信号电流的那一部分中,第一色调参考电流-第三色调参考电流是选择流动的。这样就能向控制电流线CS1输出一个对应着数字视频信号的模拟信号电流。
同样对控制电流线CS2-CS4也输出对应着数字视频信号的模拟信号电流。
这样就能在各条控制电流线CS1-CS4所输出的模拟信号电流输入的那些象素中从视觉上减少其发光元件的亮度分散。
在本例中应该注意到,仅仅是有代表性地表示了对应着4条控制电流线的控制电流输出电路。一般来说,向显示器件的各个象素输入控制电流的所有控制电流线被划分成多组,并且在各组中是这样配置的,从类似于图4和图5所示结构的控制电流输出电路输出控制电流。
这样就能从视觉上减少显示器件所具有的各象素的发光元件的亮度分散。
对于本例中的显示器件应该注意到,作为控制电流输入的模拟信号电流被用来控制各象素的发光元件的发光亮度,而用于显示的象素可以采用任何类型。例如是在普通的例子中可以采用图7所示的象素结构。
在本例中是以这样构成的信号控制电路为例的,即多个控制电流输出电路共享一个参考电流源电路并且产生多个色调参考电流,但是本发明还不仅限于此。本发明还能应用于这样一种结构的信号线驱动电路,在其中能为多个控制电流输出电路分别提供输出不同电流值的电流的参考电流源电路。
例2
在本例中要描述在具有绝缘面的衬底上用TFT形成本发明的显示器件的象素部分和驱动电路部分的一种技术。
简而言之,作为构成象素的元件,有代表性地表示了用来选择向象素输入信号电流的一个开关晶体管,为发光元件提供电流的一个驱动晶体管,以及一个发光元件。同样还有代表性地表示了构成驱动电路部分的元件也就是由一个n沟道晶体管和一个p沟道晶体管组成的CMOS电路。
首先如图9A所示,在Coning Corporation用#7059玻璃和#1737玻璃标明的诸如钡硼硅酸盐玻璃或铝硼硅酸盐玻璃等玻璃构成的一个衬底5001上形成诸如氧化硅薄膜,氮化硅薄膜或氮氧化硅薄膜等绝缘薄膜构成的一个基底薄膜5002。例如是用等离子CVD方法用SiH4,NH3和N2O形成一个厚度从10到200nm(最好是50到100mm)的氮氧化硅薄膜5002a。类似地,在上面用SiH4,NH3和N2O层叠一个厚度从50到200nm(最好是100到150nm)的氢化的氮氧化硅薄膜5002b。在本例中,基底薄膜5002具有双层结构,但是也可以是用上述一种绝缘薄膜形成的单层,或者是具有两层以上上述绝缘薄膜的层叠薄膜。
接着形成具有非晶体结构的半导体薄膜,并且构图成岛状半导体层5003到5006。然后在具有非晶体结构的半导体薄膜上执行激光结晶方法或公知的热结晶方法而获得结晶体半导体薄膜。这些岛状半导体层5003到5006各自具有25到80nm(最好是30到60nm)的厚度。对半导体薄膜的材料没有限制,但是最好是用硅,硅锗(SiGe)合金等形成半导体薄膜。
如果要用激光结晶方法制造结晶体半导体薄膜,就要使用脉冲振荡式或连续发光式激元激光器,YAG激光器和YVO4激光器。在使用这些激光器时最好采用这样一种方法,用光学系统将一个激光振荡器发出的激光束汇聚成直线形状照射到半导体薄膜上。由操作人员适当选择一种结晶状态。如果使用激元激光器,脉冲振荡频率被设置在30Hz,而激光能量密度设置在100到400mj/cm2(通常是200到300mj/cm2)。如果使用YAG激光器,就利用其二次谐波将脉冲振荡频率被设置在1到10kHz,而激光能量密度最好设置在300到600mj/cm2(通常是350到500mj/cm2)。汇聚成直线形状并具有100到1000μm例如是400μm宽度的激光束被照射到整个衬底表面上。此时将线性激光束的重叠率设置在50到98%。
接着形成一个覆盖岛状半导层5003到5006的栅极绝缘薄膜5007。采用等离子CVD方法或溅射方法用一种含硅并且厚度为40到50nm的绝缘薄膜形成栅极绝缘薄膜5007。在本例中是用厚度为120nm的氮氧化硅薄膜形成栅极绝缘薄膜5007。然而,栅极绝缘薄膜并不仅限于这种氮氧化硅薄膜,还可以是含其它硅并具有单层或层叠结构的绝缘薄膜。例如,在使用氧化硅薄膜时,用等离子CVD方法混合TEOS(TetraethylOrthosilicate)和O2,将反应压力设置在40Pa衬底温度设置在300到400℃,而放电的高频(13.56MHz)功率密度被设置在0.5到0.8W/cm2。这样就能通过放电形成氧化硅薄膜。用这种方法制造的氧化硅薄膜能够象在400到500℃下热退火的栅极绝缘薄膜一样获得理想的特性。
形成栅极电极的第一导电薄膜5008和第二导电薄膜5009被形成在栅极绝缘薄膜5007上面。在本例中,用Ta形成厚度为50到100nm的第一导电薄膜5008,并且用W形成厚度为100到300nm的第二导电薄膜5009。
用溅射方法形成Ta薄膜,用Ar溅射Ta的靶子。在这种情况下,如果在Ar中添加适量的Xe和Kr,就能释放Ta薄膜内部的应力以免薄膜剥离。α相的Ta薄膜的电阻率大约是20μΩcm,这种Ta薄膜可以用做栅极电极。然而,β相的Ta薄膜的电阻率大约是180μΩcm,不适合用做栅极电极。如果预先形成结晶结构与α相的Ta接近并具有10到50nm厚度的氮化钽作为Ta薄膜的基底来形成α相的Ta薄膜,就容易获得α相的Ta薄膜。
以W作为靶子用溅射方法形成W薄膜。另外也能用六氟化钨(WF6)按热CVD方法形成W薄膜。在任何情况下都需要降低电阻才能用这种薄膜作为栅极电极。应该将W薄膜的电阻率设置在等于或小于20μΩcm。如果增大W薄膜结晶粒度,就能降低W薄膜的电阻率。然而,如果W薄膜内有诸如氧等等许多杂质元素,就会阻碍结晶使电阻率上升。因此,在采用溅射方法时要使用纯度在99.9999%或99.99%的W靶子,并且要非常精细地形成W薄膜,在形成薄膜时不能有气相的杂质混入W薄膜。这样就能获得9到20μΩcm的电阻率。
在本例中,第一导电薄膜5008是用Ta形成的,而第二导电薄膜5009是用W形成的。然而本发明并非仅限于这种情况。也可以从Ta,W,Ti,Mo,Al和Cu或是以这些元素为主要成分的合金材料或化合物材料中选择的一种元素来形成这些薄膜。另外也可以用掺杂有诸如磷等杂质元素的多晶硅薄膜为代表的半导体薄膜。除本例中所示之外的其它组合的例子包括用氮化钽(TaN)形成第一导电薄膜5008,并用W形成第二导电薄膜5009的组合;用氮化钽(TaN)形成第一导电薄膜5008,并用Al形成第二导电薄膜5009的组合;以及用氮化钽(TaN)形成第一导电薄膜5008,并用Cu形成第二导电薄膜5009的组合。
接着用抗蚀剂形成一个掩模5010,并执行形成电极和连线的第一蚀刻步骤。在本例中采用ICP(Inductively Coupled Plasma)蚀刻方法,用CF4和Cl2和一种气体混合进行蚀刻。在1Pa的压力下对线圈式的电极施加500W的RF(13.56MHz)功率产生等离子体。还要对衬底一侧(取样级)施加100W的RF(13.56MHz)功率,并且施加一个明显的反向自偏置电压。在混合CF4和Cl2时,W薄膜和Ta薄膜被蚀刻的程度是相同的。
在上述蚀刻条件下,只要将抗蚀剂构成的掩模制成适当的形状,第一导电层和第二导电层的端部就会因施加在衬底一侧的偏置电压的作用而形成锥形。锥形部位的角度被设置在15°到45°。最好是按10到20%的比例增加蚀刻时间来执行蚀刻,以免在栅极电极薄膜上留下残余物。由于氮氧化硅薄膜与W薄膜的选择比例是2到4(通常是3),氮氧化硅薄膜的暴露面被过蚀刻步骤蚀刻掉20到50nm。这样就能用第一蚀刻步骤形成由第一和第二导电层构成的第一形状的导电层5011到5016(第一导电层5011a到5016a和第二导电层5011b到5016b)。在栅极绝缘薄膜5007中没有被第一形状的导电层5011到5016覆盖的区域被蚀刻掉20到50nm,形成一个变薄的区域。
然后执行第一掺杂步骤添加一种提供n型导电性的杂质元素。掺杂方法可以采用离子掺杂方法或离子注入方法。离子掺杂方法是在以下条件下执行的,杂质被设置在1×1013到5×1014个原子/cm2,而加速电压被设置在60到100keV。用属于15族的一种元素例如是磷(P)或砷(As)作为杂质元素来提供n型导电性。然而此处使用的是磷(P)。在这种情况下,导电层5011到5015相对于提供n型导电性的杂质元素被用做掩模,用自校准方法形成第一杂质区5017到5025。按照1×1020到1×1021个原子/cm3的浓度范围在第一杂质区5017到5025中添加提供n型导电性的杂质元素(图9B)。
接着如图9C所示不用移动抗蚀剂掩模310来执行第二蚀刻步骤。用CF4,Cl2和O2作为蚀刻气体选择蚀刻W薄膜。用第二蚀刻步骤形成第二形状的导电层5026到5031(第一导电层5026a到5031a和第二导电层5026b到5031b)。将栅极绝缘薄膜5007中没有被第二形状的导电层5026到5031覆盖的区域进一步蚀刻掉20到50nm,形成一个变薄的区域。
在用CF4和Cl2的混合气体蚀刻W薄膜或Ta薄膜时的蚀刻反应可以用产生的原子团或离子和反应产物的蒸气压力获得。如果将W和Ta的氟化物和卤化物的蒸气压力相比较,作为W的氟化物的WF6的蒸气压力很高,而其它WCl5,TaF5和TaCl5的蒸气压力彼此是大致相等的。因此,W薄膜和Ta薄膜都是用CF4和Cl2混合气体蚀刻的。然而,如果在混合气体中添加适量的O2,CF4与O2会发生反应变成CO和F,从而产生大量的F原子团或F离子。其结果就能增大其氟化物具有高蒸气压力的W薄膜的蚀刻速度。与此相反,在F增加时,Ta薄膜的蚀刻速度增加比较少。由于Ta比W更容易氧化,添加O2会使Ta薄膜的表面氧化。由于没有氧化的Ta与氟化物或卤化物发生反应,Ta薄膜的蚀刻速度被进一步降低。这样就能在W薄膜和Ta薄膜之间获得不同的蚀刻速度,将W薄膜的蚀刻速度设置得比Ta薄膜的蚀刻速度高。
如图10A所示,随后执行第二掺杂步骤。在这种情况下将剂量降低到第一掺杂步骤的剂量以下,提供n型导电性的杂质元素的掺杂剂量比第一掺杂步骤要小,并且加速电压更高。例如是将加速电压设置在70到120keV,而剂量被设置在1×1013个原子/cm2。这样就能在图9B的岛状半导体层内形成的第一杂质区内部形成一个新的杂质区。在掺杂时,将第二形状的导电层5026到5030作为相对于杂质元素的掩模并执行掺杂,将杂质元素也添加到第一导电层5026a到5030a下面的区域。这样就形成了第三杂质区域5032到5036。第三杂质区域5032到5036含磷(P),并具有与第一导电层5026a到5030a的锥形部位的厚度梯度相符的平缓浓度梯度。在与第一导电层5026a到5030a的锥形部位重叠的半导体层中,在中心周围的杂质浓度稍稍低于第一导电层5026a到5030a的锥形部位边沿的浓度。然而这种差别是细微的,整个半导体层几乎保持相同的杂质浓度。
然后如图10B所示执行第三蚀刻处理。用CHF6作为蚀刻气体,并且采用反应离子蚀刻(RIE)。在第三蚀刻处理过程中局部蚀刻掉第一导电层5026a到5030a的锥形部位,以缩小第一导电层与半导体层重叠的区域。这样就形成了第三形状导电层5037到5043(第一导电层5037a到5042a和第二导电层5037b到5042b)。在此时进一步蚀刻栅极绝缘薄膜5007没有被第三形状导电层5037到5043覆盖的区域并使其变薄20到50nm。
通过第三蚀刻处理形成第三杂质区域5032到5036。在第一杂质区域和第三杂质区域之间各自形成分别与第一导电层5037a到5041a重叠的第三杂质区域5032a到5036a和第二杂质区域5032b到5036b。
如图10C所示,为了形成p沟道型TFT,在岛状半导体层5004和5006中形成与第一导电类型相反的导电类型的第四杂质区域5043到5054。用第三形状导电层5038b和5041b作为阻挡杂质元素的掩模,并且按自校准方法形成杂质区域。在此时用一个抗蚀剂掩模5200整个覆盖要形成n沟道型TFT的岛状半导体层5003和5005。杂质区域5043到5054已经被掺杂有不同浓度的磷。通过离子掺杂对杂质区域5043到5054掺杂乙硼烷(B2H6),并在各杂质区域内将杂质浓度设置在2×1020到2×1021个原子/cm3。
通过以上步骤在各个岛状半导体层内形成杂质区域。与岛状半导体层重叠的第三形状导电层5037到5041可作为栅极电极。而5042可作为岛状信号线。
在去掉抗蚀剂5200之后执行使添加到岛状半导体层中的杂质元素活化的步骤以控制导电类型。该步骤是在一个加热退火的熔炉中用加热退火方法执行的。另外也可以采用激光退火活化或快速加热退火方法(RTA方法)。按照加热退火方法,这一步骤是在400到700℃例如是500到600℃的温度下在氮气环境中执行的,其中氧的浓度等于或小于1ppm,最好是等于或小于0.1ppm。在本例中是在500℃下执行四小时的热处理。当第三形状导电层5037到5042中使用的连线材料遇热变软时,最好是在形成层间绝缘薄膜(以硅为主要成分)之后再执行活化以保护连线等等。进而在包括3到100%的氢环境中在300到450℃的温度下执行1到12小时的热处理,使岛状半导体层被氢化。这一步骤是要用受热激发的氢结收半导体层的悬空键。作为氢化的另一种手段也可以执行等离子体氢化(用等离子体激发的氢)。
接着如图11A所示用厚度为100到200nm的氮氧化硅薄膜形成第一层间绝缘薄膜5055。在第一层间绝缘薄膜上用有机绝缘材料形成第二层间绝缘薄膜5056。然后形成贯通第一层间绝缘薄膜5055,第二层间绝缘薄膜5056和栅极绝缘薄膜5007的接触孔,并在构图和形成连线(包括连接连线和信号连线)5057到5062和5067之后构图并形成连接到连接连线5062的一个象素电极5063。
用一个有机树脂材料的薄膜作为第二层间绝缘薄膜5056。有机树脂可以采用聚酰亚胺,聚酰胺,聚丙烯,BCB(benzocyclobutene)等等。特别是因为第二层间绝缘薄膜5056主要是为了平坦而设置的,聚丙烯对保持薄膜平坦特别有益。在本例中是形成一个聚丙烯薄膜,其厚度足以使TFT造成的水平面差变平坦。最好将其薄膜厚度设置在1到5μm(设置在2到4μm最好)。
在形成接触孔时要分别形成达到n型杂质区域5017,5018,5021和5023或p型杂质区域5043到5054的接触孔,达到连线5042的接触孔,达到电源连线的接触孔(未示出)和达到栅极电极的接触孔(未示出)。
进而按预定形状对三层结构的层叠薄膜构图并且用做连接连线5057到5062和5064。在这种三层结构中,用溅射方法连续形成一个厚度为100nm的Ti薄膜,一个厚度为300nm的含Ti的铝薄膜,和一个厚度为150nm的Ti薄膜。当然也可以采用其它导电薄膜。
在本例中是形成一个厚度为110nm的ITO薄膜作为象素电极5063,并且对其构图。在布置象素电极5063时使象素电极5063接触到连接连线5062并且与连接连线5062重叠而形成接触。另外也可以采用2到20%的氧化锌(ZnO)和氧化铟的混合物构成的一种透明导电薄膜。这一象素电极5063被作为发光元件的阳极(图11A)。
如图11B所示,接着形成一个含硅且厚度为500nm的绝缘薄膜(在本例中是氧化硅薄膜)。形成一个作为边沿的第三层间绝缘薄膜5065,在其中对应着象素电极5063的位置形成一个开口。在形成开口时,容易用湿法蚀刻使开口的侧壁形成锥形。如果开口的侧壁不够平缓,水平差别给有机化合物层造成的缺陷就会成为严重的问题。
接着在密闭环境中用真空蒸气方法连续形成一个有机化合物层5066和一个阴极(MgAg电极)5067。有机化合物层5066的厚度是80到200nm(通常是100到120nm),而阴极5067的厚度是180到300nm(通常是200到250nm)。
在这一步骤中,相对于对应着红色的象素,对应着绿色的象素和对应着蓝色的象素依次形成有机化合物层。在这种情况下,由于有机化合物层不足以耐受溶液,不能采用光刻工艺,而是要单独形成各色的有机化合物层。因而需要用金属掩模覆盖除所需象素之外的部位,仅仅在所需部位选择形成有机化合物层。
具体地说,首先设置覆盖除对应着红色的象素之外的所有部位的一个掩模,用这一掩模选择形成发射红光的有机化合物层。其次设置覆盖除对应着绿色的象素之外的所有部位的一个掩模,用这一掩模选择形成发射绿光的有机化合物层。接着同样设置覆盖除对应着蓝色的象素之外的所有部位的一个掩模,用这一掩模选择形成发射蓝光的有机化合物层。此处采用不同的掩模而不是重复使用同一个掩模。
此处采用的系统是形成对应着RGB的三种发光元件。然而,也可以采用将发射白光的发光元件与彩色滤光器加以组合的系统,将发射蓝光或蓝绿光的发光元件与一种萤光物质(萤光彩色变换介质CCM)加以组合的系统,以及利用透明电极使分别对应着R,G,B的发光元件与阴极(相对电极)重叠的一种系统。
有机化合物层5066可以采用公知的材料。考虑到驱动电压,有机材料最好是选用公知的材料。例如,有机发光层最好是采用由空穴注入层,空穴迁移层,发光层和电子注入层组成的一种四层结构。
接着要形成阴极5067。在本例中的阴极5067采用MgAg,但是不仅限于此。阴极5067也可以采用其它公知的材料。
最后要用厚度为300nm的氮化硅薄膜形成一个无源薄膜5068。用无源薄膜5068保护有机化合物层5066防止污染,进一步提高发光元件的可靠性。然而不一定要形成无源薄膜5068。
这样就制成了图11B所示结构的一个发光器件。在本例显示器件的制造过程中,由于电路的结构和工艺,尽管信号线是用形成栅极电极的材料Ta和W形成的,而栅极信号线是用形成漏极和源极电极的材料Al形成的,也可以使用不同的材料。
本例中的发光器件因不仅在象素部分还在驱动电路中采用了结构上优化的TFT而具有很高的可靠性并改进了操作性能。在结晶步骤中,可以在薄膜中掺杂诸如Ni等金属催化剂促进结晶。通过促进结晶就能将信号线驱动电路的驱动频率设置到10MHz或更高。
首先,尽量要采用具有能减少热载流子注入而又不降低操作速度的结构的TFT作为构成驱动电路部分的CMOS电路的n沟道TFT。
在例2中,n沟道TFT的活跃层包含源极区,漏极区,与栅极电极重叠并将栅极绝缘薄膜夹在中间的LDD(轻微掺杂漏极)区(Lov区),与栅极电极不重叠并将栅极绝缘薄膜夹在中间的LDD区(Loff区),以及沟道形成区。
在这里不需要过于担心CMOS电路的p沟道TFT因热载流子注入的劣化问题,因此不一定要专门形成LDD区。当然,作为阻挡热载流子的一种措施,也可以象n沟道TFT那样形成LDD区。
另外,如果采用电流能在沟道形成区内双向流动的CMOS电路,也就是CMOS电路中源极区和漏极区的角色互换,就应该在构成CMOS电路的n沟道TFT的沟道形成区的两侧形成LDD区,将沟道形成区夹在中间。另外,如果要采用能尽量抑制关断电流值的CMOS电路,构成CMOS电路的n沟道TFT就应该有一个Lov区。
在实践中,在完成图11B的状态之后,最好能用一个具有良好气密特性并且不漏气的保护膜(例如是层叠的薄膜或紫外线固化树脂薄膜)或是透明密封材料在密闭环境中执行封装(密封)。可以在密封材料内部形成惰性环境并在密封材料内部安置干燥剂(例如是氧化钡)来提高发光元件的可靠性。
进而,在通过封装步骤增强了气密特性之后,连接上一个连接器(柔性印刷电路FPC),从设在衬底上的元件或电路将端子引线连接到外部信号端子。这样就制成了成品。
另外,按照例5所示的步骤可以限制制造显示器件所需的光掩模的数量。这样就能缩短工期,降低制造成本,并且提高产量。
例2可以和例1随意组合。
例3以下要参照图19说明显示器件的一种密封方法。象素部分和设在象素部分外围的驱动电路是用一个绝缘衬底上的TFT构成的。
图12A是显示器件的顶视图,图12B是沿图12A中A-A′线提取的一个截面图,而图12C是沿图12A中B-B′线提取的一个截面图。
用一个密封件4009围住设在一个衬底4001上的象素部分4002,信号线驱动电路4003,扫描线驱动电路4004(第一和第二扫描线驱动电路4004a和4004b)的组合。进而在象素部分4002,信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004的组合上面设置一个密封件4008。这样就能用衬底4001,密封件4009,密封件4008和一种填料4210密封象素部分4002,信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004的组合。
另外,设在衬底4001上的象素部分4002,信号线驱动电路4003,第一和第二扫描线驱动电路4004a和4004b包括多个TFT。图12B表示形成在一个下层薄膜4010上的一个象素部分4002所包括的信号线驱动电路4003和驱动TFT4202中所包括的一个驱动电路TFT4201(如本例中所示是n沟道型TFT和p沟道型TFT)。
在本例中,驱动电路TFT4201采用按公知方法制造的p沟道型TFT和n沟道型TFT,而驱动TFT4202采用按公知方法制造的p沟道型TFT。另外在象素部分4002设有一个连接到驱动TFT4202的栅极的存储电容(在图中没有表示)。
在驱动电路TFT4201和驱动TFT4202上面形成第一层间绝缘薄膜(平坦薄膜)4301。然后在上面形成用电路连接到驱动TFT4202漏极的象素电极(阳极)4203。象素电极4203采用具有高工作性能的透明导电薄膜。透明导电薄膜可以采用氧化铟和氧化锡的化合物,氧化铟和氧化锌的化合物,氧化锌,氧化锡或是氧化铟。也可以采用添加镓的透明导电薄膜。
在象素电极4203上形成一个绝缘薄膜4302。在象素电极4203上面的绝缘薄膜4302中形成一个开口部位。在这一开口部位,在象素电极4203上面形成一个有机化合物层4204。有机化合物层4204可以采用公知的有机材料或无机材料。尽管可以采用包括低分子系统(单体系统)和高分子系统(聚合物系统)的有机材料。
有机化合物层的形成方法可以采用公知的蒸镀工艺或敷膜工艺。有机化合物层的结构可以是空穴注入层,空穴迁移层,发光层和电子迁移层或电子注入层自由组合而成的一种层叠结构,或者是一种单层结构。
用具有遮光性质的导电薄膜(通常是含铝,铜或银作为其主要成分的一种导电薄膜或是它们与其它导电薄膜的一种层叠薄膜)制成的阴极4205被形成在有机化合物层4204上面。应该尽量排除阴极4205和有机化合物层4204之间的界面上的存在的湿气和氧。因此就需要想办法在氮气或稀有气体环境中形成有机化合物层4204,有机化合物层不能暴露于氧或湿气。在本实施例中采用了一种一个多舱室系统(组合工具系统)薄膜形成装置来形成上述的薄膜。对阴极4205施加预定的电压。
按照如上所述的方法形成一个由象素电极(阳极)4203,有机化合物层4204和阴极4205构成的发光元件4303。然后在绝缘薄膜4302上形成一个保护薄膜4209覆盖发光元件4303。保护薄膜4209能够有效防止氧和湿气等等渗入发光元件4303。
标号4005a代表连接到电源线的引出连线,并且用电路连接到驱动TFT4202的源极区。引出连线4005a从密封件4009和衬底4001之间穿过,并且通过一个各向异性导电薄膜4300用电路连接到FPC4006中所包括的一条FPC连线4301上。
密封件4008可以采用玻璃件,金属件(例如是不锈钢件),陶瓷件或是塑料件(包括塑料薄膜)。塑料件可以采用FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics)板,PVF(聚氟乙烯)薄膜,Mylar薄膜,聚酯薄膜或聚丙烯树脂薄膜。也可以采用在PVF薄膜或Mylar薄膜之间有一层铝箔的片状结构。
然而,在发光元件4303发出的光的照射方向指向覆盖件一侧的情况下,覆盖件必须是透明的。在这种情况下要采用诸如玻璃板,塑料板,聚酯薄膜或丙烯酸薄膜。
填料4210除了可以采用诸如氮或氩等惰性气体,紫外线固化树脂或热定形树脂外还可以采用PVC(聚氯乙烯),丙烯酸,聚酰亚胺,环氧树脂,硅胶树脂,PVB(聚乙烯醇缩丁醛)或EVA(乙烯-乙酸乙烯)。在本实施例中,用氮气作为填料。
另外,为了使填料暴露于吸水性材料(例如是氧化钡)或能够吸收氧的材料,在密封件4008上衬底4001的一侧设有一个凹槽部位4007用来安置吸水性材料或能够吸收氧的材料4207。然后,为了防止吸水性材料或能够吸收氧的材料4207散漏用于一个凹槽覆盖件4208将吸水性材料或能够吸收氧的材料4207保持在凹槽部位4007。凹槽覆盖件4208是一个精细的筛子,所具有的结构能够透过空气或湿气并且不能透过吸水性材料或能够吸收氧的材料4207。在其间提供吸水性材料或能够吸收氧的材料4207可以抑制发光元件4303的劣化。
如图12C所示,在形成象素电极4203的同时形成一个能接触到引出连线4005a的导电薄膜4203a。
各向异性导电薄膜4300包括一种导电填料4300a。衬底4001和FPC4006被热压缩,使衬底4001上的导电薄膜4203a和FPC4006上的FPC连线4301通过导电填料4300a实现电连接。
另外,本实施例可以和例1和2随意组合使用。
例4在例4中要用图17的截面图来解释本发明的显示器件。另外,在本例中构成显示器件的象素的元件当中仅仅表示了发光元件和连接到发光元件的象素电极上的一个晶体管。
在图17中,晶体管(驱动晶体管)1601是形成在象素衬底1600上的。
驱动晶体管1601具有栅极电极1603,绝缘薄膜1605和一个沟道形成区1604b。驱动晶体管1601的漏极和源极区之一是1604a,而另一区是1604c。沟道形成区1604b和分别对应着源极区和漏极区的1604a,1604c是用一个薄膜半导体层形成的。在驱动晶体管1601上形成一个层间薄膜1606。
另外,驱动晶体管1601不仅限于图示的结构,可以随意采用具有公知结构的任何TFT。例如在此处用单个栅极的TFT作为驱动晶体管1601,但是也能用多个栅极的TFT。在此处用顶部栅极的TFT作为驱动晶体管1601,也可以用底部栅极的TFT。另外也可以采用通过一个栅极绝缘薄膜在沟道区的上、下部位布置有两个栅极电极的双栅极TFT。
接着按所需的设计对一种具有反射性的材料构图并且形成一个象素电极1608。此处将象素电极1608作为阳极。在层间薄膜1606上形成能达到驱动晶体管1601的源极和漏极区1604a,1604c的一个传导孔。形成由Ti构成的,包括Ti的Al和Ti的层叠结构并按所需的设计构图,从而形成连线1607和连线1609。将连线1609和象素电极1608相互连接而导电。
接着形成用光敏聚丙烯等有机树脂制成的一个绝缘薄膜,并且在对应着发光元件1614的象素电极1608的位置形成一个开口部位,这样就形成了绝缘薄膜1610。
此时将绝缘薄膜开口部位的底部连接到象素电极1608的顶部,绝缘薄膜开口部位的底部所具有的曲面是由象素电极和底部朝上的正切线的曲率(O1)的中心和第一曲率半径(R1)所确定的。进而,绝缘薄膜开口部位的顶部所具有的曲面是由象素电极和顶部朝下的正切线的曲率(O2)的中心和第二曲率半径(R2)所确定的。无论是采用酸的水基溶液的蚀刻工艺还是采用反应气体的蚀刻工艺,可控制的曲率半径都能使曲率半径(R1)达到0.2∫m到0.3∫m。
绝缘薄膜开口部位的底部具有平缓的曲面变化,以便改善在开口部位上形成的发光层的分布,并且能防止发光层从底部断开。这样就能减少象素电极和阴极因发光层断开而短路。还能防止发光层局部变薄,并且防止电场在发光层中局部集中。
在形成有机化合物层1611之后,用厚度在2nm以下的铯(Cs)薄膜和厚度在10nm以下的银(Ag)薄膜构成的叠层形成发光元件1614的对立电极(阴极)1612。发光元件1614的对立电极1612的薄膜厚度被减到极小,从发光层1611发出的光能透过对立电极1612,并且将光射向与象素衬底1600相反的方向。接着形成一个保护发光元件1614的保护薄膜1613。
如上所述,在朝着显示器件中的象素衬底1600的反方向发射光的情况下,对于发光元件1614来说,不需要通过包括在象素衬底1600一侧形成的驱动晶体管1601等等在内的元件从视觉上检查发光元件1614,这样就能扩大开放面积的比例。
另外,用TiN作为象素电极1608的材料,用象素电极作为阴极,而对立电极1612作为用ITO等等透明导电薄膜形成的阳极。这样就能实际获得这样一种结构,让发光层1611朝象素电极1600的反方向从阳极上发光。
图17B的截面图表示具有发光元件的一个象素的结构,它与图17A中所示的结构不同。在图17B中,与图17A中相同的部件用和图17A中相同的符号来表示,并且可以沿用图17中所示的结构来制造这些相同的部件,唯独形成驱动晶体管1601和中间层1606的步骤不同。
在中间层薄膜1606上形成达到驱动晶体管1601的源极和漏极区1604a,1604c的传导孔。然后形成由Ti构成的,包括Ti的Al和Ti的层叠结构,并且用ITO形成一个导电薄膜。按所需的设计对由Ti构成的,包括Ti的Al和Ti的层叠结构以及用ITO形成的导电薄膜构图,从而形成由1617和1618构成的连线1621和1619及一个象素电极1620。象素电极1620与发光元件1624的阳极相同。
接着形成一个用光敏聚丙烯等有机树脂材料制成的绝缘薄膜,并且在对应着发光元件1624的象素电极1620的位置形成一个开口部位,这样就形成了绝缘薄膜1610。为了避免因开口部位侧壁的高度差造成有机化合物层分散的问题,用一个切割步骤就能形成开口部位,使其有足够平缓的锥形侧壁。
在形成有机化合物薄膜1611之后,用厚度在2nm以下的铯(Cs)薄膜和厚度在10nm以下的银(Ag)薄膜构成的叠层形成发光元件1624的对立电极(阴极)1612。发光元件1624的对立电极1612的薄膜厚度被减到极小,从发光层1611发出的光能透过对立电极1612,并且将光射向与象素衬底1600相反的方向。接着形成一个保护发光元件1624的保护薄膜1613。
如上所述,在朝着显示器件中的象素衬底1600的反方向发射光的情况下,对于发光元件1624来说,不需要通过包括在象素衬底1600一侧形成的驱动晶体管1601在内的元件从视觉上检查发光元件1624,这样就能扩大开放面积的比例。
在图17B的结构中,与图17A的结构相比,可以用普通的光掩模形成连接到驱动晶体管的源极或漏极区的连线1619和象素电极1620并且构图,这样就能减少制造步骤中所需的光掩模,并且能够简化工艺。
本实施例可以和例1到3随意组合使用。
例5
在例5中要用图18的截面图来解释与图17中所示结构有所不同的本发明的显示器件的象素结构。对于与图17中相同的部件采用了相同的标号。
在本例中,构成显示器件的象素的元件当中仅仅表示了发光元件和连接到发光元件的象素电极上的一个晶体管。
在图18中,晶体管(驱动晶体管)1601是形成在象素衬底1600上的。
驱动晶体管1601包括栅极电极1603,绝缘薄膜1605和一个沟道形成区1604b。驱动晶体管1601的漏极和源极区之一是1604a,而另一区是1604c。沟道形成区1604b和分别对应着源极区和漏极区的1604a,1604c是用一个薄膜半导体层形成的。在驱动晶体管1601上形成一个层间薄膜1606。
另外,驱动晶体管1601不仅限于图18所示的结构,可以随意采用具有公知结构的任何TFT。例如在此处用单个栅极的TFT作为驱动晶体管1601,但是也能用多个栅极的TFT。在图18用顶部栅极的TFT作为驱动晶体管1601,也可以用底部栅极的TFT。另外也可以采用通过一个栅极绝缘薄膜在沟道区的上、下部位布置有两个栅极电极的双栅极TFT。
在层间薄膜1606上形成能达到驱动晶体管1601的源极和漏极区1604a,1604c的一个传导孔,形成一个连线层并按所需的设计构图,从而形成连线1667a和连线1667b。进而在连线1667a和连线1667b上形成第二中间层1666。
形成由Ti,包括Ti的Al和Ti的层叠结构并按所需的设计构图,从而形成连线1607和连线1609。将连线1609和象素电极1608相互连接而导电。
接着按所需的设计对一种具有反射性的材料构图并且形成一个象素电极1608。此处将象素电极1608作为阳极。在第二层间薄膜1666上形成能达到连线1667b的一个传导孔。形成由Ti,包括Ti的Al和Ti的层叠结构并按所需的设计构图,从而形成连线1669。将连线1669和象素电极1608相互连接而导电。
接着形成用光敏聚丙烯等有机树脂制成的一个绝缘薄膜,并且在对应着发光元件1614的象素电极1608的位置形成一个开口部位,这样就形成了绝缘薄膜1610。为了避免因开口部位侧壁的高度差造成有机化合物层分散的问题,用图17A所示的一个切割步骤就能形成开口部位,使其有足够平缓的锥形侧壁。
在形成有机化合物薄膜1611之后,用厚度在2nm以下的铯(Cs)薄膜和厚度在10nm以下的银(Ag)薄膜构成的叠层形成发光元件1614的对立电极(阴极)1612。发光元件1614的对立电极1612的薄膜厚度被减到极小,从发光层1611发出的光能透过对立电极1612,并且将光射向与象素衬底1600相反的方向。接着形成一个保护发光元件1614的保护薄膜1613。
如上所述,在朝着显示器件中的象素衬底1600的反方向发射光的情况下,对于发光元件1614来说,不需要通过包括在象素衬底1600一侧形成的驱动晶体管1601在内的元件从视觉上检查发光元件1614,这样就能扩大开放面积的比例。
另外,用TiN作为象素电极1608的材料,用象素电极作为阴极,而对立电极1612作为用ITO等等透明导电薄膜形成的阳极。这样就能实际获得这样一种结构,让发光层1611朝象素电极1608的反方向从阳极上发光。
在本例中,与图17所示的结构相比,增加了一个连线层,并且在图18中形成连线1667a。这样,与图17所示的结构相比,图18有可能在连线1667a上面形成象素电极。这样就能扩大开放面积的比例。
另外,本实施例可以和例1到3随意组合使用。
例6在本例中要参照图19说明本发明的一例彩色显示器件。图19表示了显示器件一个象素的截面图。
在本例中仅仅表示了OLED显示器件中有代表性的3个象素,而构成各个象素的元件仅仅表示了连接到发光元件的晶体管和发光元件的象素电极。
在图19中,在象素衬底1900上形成晶体管(驱动晶体管)1901_R,1901_G和1901_B。在驱动晶体管1901_R,1901_G和1901_B上形成第一层间薄膜1910。
应该注意到,驱动晶体管1901_R,1901_G和1901_B并非仅限于图19所示的结构,可以随意采用公知结构的TFT。例如在图19中,驱动晶体管1901_R,1901_G和1901_B是用单一栅极型TFT制成的,但是也能用多栅极型TFT。另外,在图19中,驱动晶体管1901_R,1901_G和1901_B是用顶部栅极型TFT制成的,但是也可以用底部栅极型TFT。另外也可以采用通过一个栅极绝缘薄膜在沟道区的上、下部位单独布置有两个栅极电极的双栅极型TFT。
在第一层间薄膜1910中形成一个接触孔,它达到驱动晶体管1901_R,1901_G和1901_B的源极区或漏极区,形成连线层,按设计形状进行构图形成连线1919_R,1919_G和1919_B。然后在连线1919_R,1919_G和1919_B上形成第二层间薄膜1911。
接着在第二层间薄膜1911上形成能达到连线1919_R,1919_G和1919_B的接触孔,并形成象素电极1912_R,1912_G和1912_B。此处的象素电极1912_R,1912_G和1912_B是阳极。
应该注意到在这种结构中可以采用没有第二层间薄膜1911的结构。具体地说可是这样的结构,在连线1919_R,1919_G和1919_B的同一层上形成象素电极1912_R,1912_G和1912_B。
接着形成红色发光有机化合物层1914_R。接着形成绿色发光有机化合物层1914_G。接着形成蓝色发光有机化合物层1914_B。然后形成发光元件1614的相对电极1915。
这样就形成了由象素电极1912_R构成的红色发光元件,红色发光有机化合物层1914_R和相对电极1915。还形成了由象素电极1912_G构成的绿色发光元件,绿色发光有机化合物层1914_G和相对电极1915。另外形成了由象素电极1912_B构成的蓝色发光元件,蓝色发光有机化合物层1914_B和相对电极1915。
按照本例,在(单独涂敷)形成有机化合物层1914_R,1914_G和1914_B时就完成了一种结构,使各个有机化合物层1914_R,1914_G和1914_B在边界上重叠。
用上述结构来缩小单独涂敷有机化合物层的余量,可以增大象素中发光区域的面积。
本实施例可以和例1到例5随意组合使用。
例7在本例中要参照图13说明本发明的电子装置的实施例。
以下给出了本发明的这种装置的例子便携式信息终端;个人计算机;图像重放设备;电视机;头带显示器;摄像机等等。
图13A表示本发明的便携式信息终端的示意图,它包括主体4601a,操作开关4601b,电源开关4601c,天线4601d,显示部分4601e和外部输入端口4601f。显示部分4601e采用实施例和例1到6中所述的显示器件。
图13B表示本发明的个人计算机的示意图,它包括主体4602a,外壳4602b,显示部分4602c,操作开关4602d,电源开关4602e和外部输入端口4602f。显示部分4602c采用实施例和例1到6中所述的显示器件。
图13C表示本发明的图像重放装置的示意图,它包括主体4603a,外壳4603b,记录介质4603c,显示部分4603d,声音输出部分4603e和操作开关4603f。显示部分4603c采用实施例和例1到6中所述的显示器件。
图13D表示本发明的电视机的示意图,它包括主体4604a,外壳4604b,显示部分4604c和操作开关4604d。显示部分4604c采用实施例和例1到6中所述的显示器件。
图13E表示本发明的头带显示器的示意图,它包括主体4605a,监视器部分4605b,头部固定带4605c,显示部分4605d和光学系统。显示部分4605d采用实施例和例1到6中所述的显示器件。
图13F表示本发明的摄像机的示意图,它包括主体4606a,外壳4606b,连接部分4606c,图像接收部分4606d,目镜4606e,电池4606f,声音输入部分4606g和显示部分4606h。显示部分4606h采用实施例和例1到6中所述的显示器件。本发明还不仅限于上述的装置。本发明还可以用于采用实施例和例1到6中所述的显示器件的各种装置。
例8在本例中要参照图20说明在实施例1中所示的本发明的信号线驱动电路(控制电流输出电路)的实际结构。
图20是信号线驱动电路之一部分的顶视图,图中表示了多个电流源(对应着图1中的准控制电流输出电路)和连接到电流源的开关电路(对应着图1中的1101)。应该注意到,尽管在图20中是将4个晶体管(对应着图1中的1112)编成一组,为了执行全色显示,需要将用于RGB各部分的12个晶体管编成一组(然而,由于图的限制在图20中仅仅表示了7个晶体管)。
然后将图2中所示的多个模拟开关用连线连接到开关电路。由这一开关电路也就是模拟开关和连线的连接来切换电流线和信号线(图20中没有表示)的电连接。
另外在图21A中表示了具有n沟道型薄膜晶体管和p沟道型薄膜晶体管的模拟开关。应该注意到,对于电流源的薄膜晶体管,为了减少分散,TFT的沟道形成区的沟道长度(L)和沟道宽度(W)被增大了(特别是沟道长度达到了100μm)。
可以用例2所述的制造方法形成上述的p沟道型薄膜晶体管和n沟道型薄膜晶体管。
本发明提供的控制电流输出电路可以用具有上述结构的多晶硅TFT来实现,并且能抑制输出的控制电流的分散。
另外,在采用上述控制电流输出电路的显示器件中,能够从视觉上减少象素中发光元件的发光亮度的分散。这样就能提供一种小型化,低功耗的显示器件以及采用这种显示器件的电子装置。
权利要求
1.一种驱动电路,包括设在一个绝缘衬底上的m(m是自然数)个电流输出电路,以及用来选择上述m个电流输出电路之一的n(n是自然数)个开关装置,其中的上述n个开关装置具有周期性改变上述m个电流输出电路的选择对手的功能。
2.一种驱动电路,包括设在一个绝缘衬底上的m(m是自然数)个电流输出电路,以及分别用来从上述m个电流输出电路当中选择彼此不同的一个的n(n是自然数)个开关装置,其中的上述n个开关装置各自具有周期性改变上述m个电流输出电路的选择对手的功能。
3.一种驱动电路,包括设在一个绝缘衬底上的n(n是自然数)个输出端子部分;m(m是等于或大于n的自然数)个电流输出电路;以及n个开关装置,用于周期性改变上述m个电流输出电路的各个输出端子部分与上述n个输出端子部分之间的连接。
4.一种驱动电路,包括m(m是自然数)个薄膜晶体管;以及用来选择上述m个薄膜晶体管之一的n(n代表等于或小于m的自然数)个开关装置,上述m个薄膜晶体管具有相同的极性,并且对上述m个薄膜晶体管施加相同的栅极电压,并且上述n个开关装置各自具有周期性改变上述m个薄膜晶体管的选择对手并且输出选定的薄膜晶体管的漏极电流的功能。
5.一种驱动电路,包括m(m是自然数)个薄膜晶体管;以及分别用来从上述m个薄膜晶体管当中选择彼此不同的一个的n(n是等于或小于m的自然数)个开关装置,上述m个薄膜晶体管具有相同的极性,并且对上述m个薄膜晶体管施加相同的栅极电压,并且上述n个开关装置各自具有周期性改变上述m个薄膜晶体管的选择对手并且输出选定的薄膜晶体管的漏极电流的功能。
6.一种驱动电路,包括n(n是自然数)个输出端子部分;m(m是等于或大于n的自然数)个薄膜晶体管;以及n个开关装置,用于周期性改变上述m个薄膜晶体管各自输出的漏极电流所进入的各个输出端子部分与上述n个输出端子部分之间的连接。
7.一种驱动电路,包括n(n是自然数)个输出端子部分;m(m是等于或大于n的自然数)个薄膜晶体管;以及n个开关装置,用于周期性改变上述m个薄膜晶体管各自输出的漏极电流所进入的各个输出端子部分与上述n个输出端子部分之间一对一的连接。
8.按照权利要求4的电路,其特征是上述m个薄膜晶体管的栅极长度和栅极宽度的比例都相等。
9.按照权利要求5的电路,其特征是上述m个薄膜晶体管的栅极长度和栅极宽度的比例都相等。
10.按照权利要求6的电路,其特征是上述m个薄膜晶体管的栅极长度和栅极宽度的比例都相等。
11.按照权利要求7的电路,其特征是上述m个薄膜晶体管的栅极长度和栅极宽度的比例都相等。
12.按照权利要求4的电路,其特征是上述驱动电路包括第m+1个薄膜晶体管,它与上述m个薄膜晶体管具有相同的极性,而漏极端子和栅极电极被连接到一起,并且在源极和漏极之间输入参考电流,并且上述驱动电路包括使上述m个薄膜晶体管的栅极电压与上述第m+1个薄膜晶体管的栅极电压相同的装置。
13.按照权利要求5的电路,其特征是上述驱动电路包括第m+1个薄膜晶体管,它与上述m个薄膜晶体管具有相同的极性,而漏极端子和栅极电极被连接到一起,并且在源极和漏极之间输入参考电流,并且上述驱动电路包括使上述m个薄膜晶体管的栅极电压与上述第m+1个薄膜晶体管的栅极电压相同的装置。
14.按照权利要求6的电路,其特征是上述驱动电路包括第m+1个薄膜晶体管,它与上述m个薄膜晶体管具有相同的极性,而漏极端子和栅极电极被连接到一起,并且在源极和漏极之间输入参考电流,并且上述驱动电路包括使上述m个薄膜晶体管的栅极电压与上述第m+1个薄膜晶体管的栅极电压相同的装置。
15.按照权利要求7的电路,其特征是上述驱动电路包括第m+1个薄膜晶体管,它与上述m个薄膜晶体管具有相同的极性,而漏极端子和栅极电极被连接到一起,并且在源极和漏极之间输入参考电流,并且上述驱动电路包括使上述m个薄膜晶体管的栅极电压与上述第m+1个薄膜晶体管的栅极电压相同的装置。
16.按照权利要求4的电路,其特征是上述驱动电路包括第m+1个薄膜晶体管,它与上述m个薄膜晶体管具有相同的极性,而漏极端子和栅极电极被连接到一起,并且在源极和漏极之间输入参考电流,并且上述第m+1个薄膜晶体管和上述m个薄膜晶体管各自构成一个电流镜像电路。
17.按照权利要求5的电路,其特征是上述驱动电路包括第m+1个薄膜晶体管,它与上述m个薄膜晶体管具有相同的极性,而漏极端子和栅极电极被连接到一起,并且在源极和漏极之间输入参考电流,并且上述第m+1个薄膜晶体管和上述m个薄膜晶体管各自构成一个电流镜像电路。
18.按照权利要求6的电路,其特征是上述驱动电路包括第m+1个薄膜晶体管,它与上述m个薄膜晶体管具有相同的极性,而漏极端子和栅极电极被连接到一起,并且在源极和漏极之间输入参考电流,并且上述第m+1个薄膜晶体管和上述m个薄膜晶体管各自构成一个电流镜像电路。
19.按照权利要求7的电路,其特征是上述驱动电路包括第m+1个薄膜晶体管,它与上述m个薄膜晶体管具有相同的极性,而漏极端子和栅极电极被连接到一起,并且在源极和漏极之间输入参考电流,并且上述第m+1个薄膜晶体管和上述m个薄膜晶体管各自构成一个电流镜像电路。
20.按照权利要求8的电路,其特征是上述驱动电路包括第m+1个薄膜晶体管,它与上述m个薄膜晶体管具有相同的极性,而漏极端子和栅极电极被连接到一起,并且在源极和漏极之间输入参考电流,并且上述第m+1个薄膜晶体管和上述m个薄膜晶体管各自构成一个电流镜像电路。
21.按照权利要求1的电路,其特征是上述驱动电路被装入一个显示器件。
22.按照权利要求2的电路,其特征是上述驱动电路被装入一个显示器件。
23.按照权利要求3的电路,其特征是上述驱动电路被装入一个显示器件。
24.按照权利要求4的电路,其特征是上述驱动电路被装入一个显示器件。
25.按照权利要求5的电路,其特征是上述驱动电路被装入一个显示器件。
26.按照权利要求6的电路,其特征是上述驱动电路被装入一个显示器件。
27.按照权利要求7的电路,其特征是上述驱动电路被装入一个显示器件。
28.按照权利要求21的电路,其特征是上述显示器件具有多个象素,而上述多个象素各自具有发光元件。
29.按照权利要求1的电路,其特征是上述驱动电路被装入从便携式信息终端,个人计算机,图像重放设备,电视机,头带显示器和摄像机构成的一组中选出的一种之中。
30.按照权利要求2的电路,其特征是上述驱动电路被装入从便携式信息终端,个人计算机,图像重放设备,电视机,头带显示器和摄像机构成的一组中选出的一种之中。
31.按照权利要求3的电路,其特征是上述驱动电路被装入从便携式信息终端,个人计算机,图像重放设备,电视机,头带显示器和摄像机构成的一组中选出的一种之中。
32.按照权利要求4的电路,其特征是上述驱动电路被装入从便携式信息终端,个人计算机,图像重放设备,电视机,头带显示器和摄像机构成的一组中选出的一种之中。
33.按照权利要求5的电路,其特征是上述驱动电路被装入从便携式信息终端,个人计算机,图像重放设备,电视机,头带显示器和摄像机构成的一组中选出的一种之中。
34.按照权利要求6的电路,其特征是上述驱动电路被装入从便携式信息终端,个人计算机,图像重放设备,电视机,头带显示器和摄像机构成的一组中选出的一种之中。
35.按照权利要求7的电路,其特征是上述驱动电路被装入从便携式信息终端,个人计算机,图像重放设备,电视机,头带显示器和摄像机构成的一组中选出的一种之中。
全文摘要
由多晶硅TFT构成的m个准控制电流输出电路输出的电流存在分散。按照本发明,从控制电流输出电路的n(n代表等于或小于m的自然数)个输出端子上输出m个准控制电流输出电路的输出电流的平均值。例如是依次交换m个准控制电流输出电路的输出电流,并且从控制电流输出电路的n(n代表等于或小于m的自然数)个输出端子上输出。这样就能提供一种能抑制输出电流分散的驱动电路。
文档编号H01L27/32GK1482591SQ0214359
公开日2004年3月17日 申请日期2002年10月11日 优先权日2001年10月12日
发明者小山润 申请人:株式会社半导体能源研究所
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