显示装置和包括显示装置的电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及显示装置和包括显示装置的电子设备。本发明专利技术的一个目的在于提供具有减少的功耗的显示装置以及提供具有减少的功耗且在暗处能够长时间地使用的自发光型显示装置。利用薄膜晶体管形成电路，在该薄膜晶体管中使用了高度纯净化的氧化物半导体，并且像素能够保持一定的状态(视频信号已被写入的状态)。因此，即使在显示静止图像的情况下，也能容易地执行稳定的操作。此外，可以延长驱动器电路的操作间隔，这使得显示装置的功耗降低。而且，在自发光型显示装置的像素部分中使用蓄光材料以存储光，由此能够在暗处较长时间地使用该显示装置。

【技术实现步骤摘要】
显示装置和包括显示装置的电子设备本分案申请是基于申请号为201080039655X，申请日为2010年9月24日，专利技术名称为“显示装置和包括显示装置的电子设备”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及显示装置和分别包括显示装置的电子设备。更具体地，本专利技术的一个实施例涉及一种显示装置和包括该显示装置的电子设备，其中，该显示装置包括发光元件和使用了氧化物半导体的场效应晶体管。
技术介绍
使用在具有绝缘表面的衬底上形成的半导体薄膜来形成薄膜晶体管(TFT)的技术引起了人们的关注。这种薄膜晶体管被用在以液晶电视为代表的显示装置中。已知基于硅的半导体材料是一种可以被用在薄膜晶体管中的半导体薄膜材料。此外，氧化物半导体作为另一种材料也引起了人们的关注。作为氧化物半导体的材料，已知氧化锌和包含氧化锌的物质。专利文献1至3中公开了如下薄膜晶体管，该薄膜晶体管中的每一个均是使用电子载流子浓度低于1018/cm3的非晶态氧化物(氧化物半导体)而形成的。例如，使用氧化物半导体的场效应晶体管可以被用在显示装置中。作为该显示装置的示例，给出了：用于通过发射光来显示图像的自发光型显示装置，用于通过选择性地透射部分来自背光的光来显示图像的透射型显示装置，以及用于通过反射外部光来显示图像的反射型显示装置。自发光型显示装置和透射型显示装置不易受到外部光的影响，发射强光，而且具有极好的显示图像的性能。反射型显示装置的特征在于能够容易地实现节能，因为反射型显示装置不需要加入光源。更不用说，所显示的图像能够被重写。因此，作为替代打印介质的电子纸张，反射型显示装置引起了以节约自然资源为目的的社会团体的关注。然而，在外部光量小的环境中，反射型显示装置的可见性降低；因此，在使用反射型显示装置的时候需要照明。而使用照明破坏了反射型装置的低能耗的特征。由此，专利文献4和5公开了以下专利技术，在这些专利技术中，诸如蓄光荧光材料或者蓄光材料的存储外部光的物质被用在反射型显示装置中，以用于在暗处增强可见性同时抑制功耗。【参考文献】【专利文献1】日本公开专利申请号2006－165527【专利文献2】日本公开专利申请号2006－165528【专利文献3】日本公开专利申请号2006－165529【专利文献4】日本公开专利申请号2006－3924【专利文献5】日本公开专利申请号2008－116855
技术实现思路
当将氧化物半导体形成为薄膜时，出现了偏离该氧化物半导体理想配比成分的偏差。例如，由于氧气过量或者氧气不足，氧化物半导体的电导率发生变化。此外，在薄膜形成期间混入氧化物半导体中的氢气形成氧-氢键(O-H键)并且该OH键充当电子供体，这是改变电导率的一个因素。而且，O-H是极性分子，因此它成为了改变有源器件(诸如，使用该氧化物半导体而制备的薄膜晶体管)的特性的因素。即使当电子载流子浓度低于1018/cm3时，该氧化物半导体也基本上是n型，而且在上述专利文献中公开的薄膜晶体管的导通/截止率只有103。该薄膜晶体管的上述低导通/截止率是由大的断态电流引起的。当在显示装置的像素部分中使用具有大的断态电流的薄膜晶体管时，需要额外地提供电容器，用于保持施加在像素上的信号电压。而在像素中提供电容器会引起诸如像素的开口率的减小以及显示装置的功耗的增加等问题。进一步地，为了降低显示装置的功耗而使供给包括在自发光型显示装置或者透射型显示装置中的发光元件的能量减少对显示质量有着很重要的影响，诸如暗场显示或者显示消失等。此外，在上述专利文献中公开的使用了蓄光材料的反射型显示装置即使在外部光量低的环境中也能够以低的功耗执行显示；然而，需要预先利用外部光照射蓄光材料，以存储光。因此，这种类型的反射型显示装置不适于在暗处被长时间地使用。鉴于上述技术背景，提出了本专利技术。因此，本专利技术的一个实施例的目的在于提供一种显示装置，该显示装置的功耗得到了抑制。另一个目的在于提供一种自发光型显示装置，该自发光型显示装置的功耗得到了抑制。再一个目的在于提供一种自发光型显示装置，该自发光型显示装置的功耗得到了抑制并且该自发光型显示装置可以在暗处被长时间地使用。本专利技术的一个实施例是自发光型显示装置，在该自发光型显示装置中使用了具有稳定的电特性(例如，极小量的断态电流)的薄膜晶体管。具体地，在该自发光型显示装置中，发光元件的驱动器电路包括其中利用氧化物半导体形成沟道区的薄膜晶体管，该氧化物半导体是去除了杂质的本征半导体或者基本上本征半导体并且具有大于硅半导体的能隙，这些杂质在该氧化物半导体中形成为电子供体(施主)。换句话说，在本专利技术的一个实施例中，发光元件的驱动器电路包括其中使用氧化物半导体膜形成沟道形成区的薄膜晶体管，其中包含在该氧化物半导体中的氢或OH基的氢浓度被减少到5×1019/cm3或更低，优选地5×1018/cm3或更低，更优选地5×1017/cm3或更低，并且其中载流子浓度低于1×1014/cm3，优选地1×1012/cm3或更低。能隙为2eV或更大，优选地2.5eV或更大，更优选地3eV或更大，诸如形成施主的氢之类的杂质被尽可能多地减少，并且载流子浓度低于1×1014/cm3，优选地1×1012/cm3或更低。如上所述高度纯净化的氧化物半导体被用在薄膜晶体管的沟道形成区中，由此该薄膜半导体使得即使在沟道宽度为10mm的情况下当漏电压为1V和10V时在-5V到-20V的栅电压的范围中，漏电流为1×10-13A或更少。进一步地，本专利技术的一个实施例关注于包括在自发光型显示装置中的驱动器电路消耗的功率。换句话说，通过降低驱动器电路的工作频率可以减少显示装置消耗的功率。此外，可以通过在自发光型显示装置的像素部分中提供蓄光层来减少显示装置消耗的功率，发光元件发射的光被存储在蓄光层中，并且当利用蓄光层发射的光来显示图像的时候，供给发光元件的能量得到了抑制。换句话说，本专利技术的一个实施例是显示装置，该显示装置在像素中包括：向其供给脉冲式直流电的电源线、从电源线向其供给电的发光元件、控制连接电源线和发光元件的电路的开关的第一薄膜晶体管、供给视频信号的信号线、以及控制连接信号线和第一薄膜晶体管的电路的开关的第二薄膜晶体管。使用具有2eV或更大的带隙以及5×1019/cm3或更小的氢浓度的氧化物半导体形成第二薄膜晶体管中的沟道形成区。其中每1μm沟道宽度的断态电流被抑制至1×10-16A/μm或更低的第二薄膜晶体管将第一薄膜晶体管保持在导通状态并且将电源线连接至发光元件以显示静止图像。本专利技术的一个实施例是显示装置，该显示装置的载流子在氧化物半导体中的浓度低于1×1014/cm3。本专利技术的一个实施例是显示装置，该显示装置具有在静止图像被显示的时段(period)中扫描线信号的输出被终止的时段。本专利技术的一个实施例是包括发光元件的显示装置，该发光元件包括一对电极以及在该一对电极之间的包含发光有机物质的层。本专利技术的一个实施例是在像素中包括蓄光层的显示装置。本专利技术的一个实施例是包括该显示装置的电子设备。注意，在本说明书中，“蓄光材料”是指一般吸收诸如外部光之类的外部能量的材料，其相对稳定并产生寿命较长的激子，而且其中该激子在相对较长时间的光发射之后才被去激活。其中存储了寿命较长的激子的蓄光材料即使在不存在外部能量的情况下也继续本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示装置，包括：电源线；信号线；第一晶体管，电连接至所述电源线；第二晶体管，电连接至所述信号线，所述第二晶体管电连接至所述第一晶体管的栅极；以及发光元件，通过所述第一晶体管电连接至所述电源线，其中所述第二晶体管中的沟道形成区包括氧化物半导体层，所述氧化物半导体层具有通过从所述氧化物半导体层中去除氢而获得的小于或等于5×1019/cm3的氢浓度。

【技术特征摘要】
2009.10.21 JP 2009-242757;2009.12.08 JP 2009-278991.一种显示装置，包括：电源线；信号线；第一晶体管，电连接至所述电源线；第二晶体管，电连接至所述信号线，所述第二晶体管电连接至所述第一晶体管的栅极；以及发光元件，通过所述第一晶体管电连接至所述电源线，其中所述第二晶体管中的沟道形成区包括氧化物半导体层，所述氧化物半导体层具有通过从所述氧化物半导体层中去除氢而获得的小于或等于5×1019/cm3的氢浓度。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，小山润，三宅博之，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP