电子器件制造技术

提供一种电子器件，它可防止因连接到对置电极的大电功率外部开关所引起的频率特性的劣化和防止灰度等级数量的减少。该电子器件包括多条源信号线；多条栅信号线；多条电源供给线；多条电源控制线；和多个像素。每一多个像素包括开关薄膜晶体管；ＥＬ驱动薄膜晶体管；电源控制薄膜晶体管；和ＥＬ元件。其中，电源控制薄膜晶体管控制ＥＬ元件的阴极和阳极之间的电位差。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及EL(电致发光)显示器，通过在衬底上装入EL元件形成该显示器。更具体地说，本专利技术涉及使用半导体元件(使用半导体薄膜的元件)的EL显示器(电子器件)。并且，本专利技术涉及其中EL显示器用作其显示部分的电子设备(EL显示装置)。近年来，在衬底上形成薄膜晶体管(以下称为TFT)的技术已得到很大发展，TFT在有源矩阵显示器件的应用也得到发展。特别是，使用多晶硅膜的TFT比起使用常规非晶硅膜的TFT有较高的电场效应迁移率，因此，前一TFT可高速操作。这样，在衬底外部的驱动电路进行的像素控制可用与像素相同的衬底上形成的驱动电路来进行。通过在相同衬底上装入各种电路和元件，这样的有源矩阵显示器件可获得各种优点，例如制造成本降低、显示器件尺寸减小、成品率提高和生产量减少。并且，对具有作为自发光器件的EL元件(以下称为EL显示器)的有源矩阵EL显示器件的研究变得越来越活跃。EL显示器被称为有机EL显示器(0ELD)或有机发光二极管(OLED)。EL显示器是与液晶显示器件不同的自发光型。以EL层被夹置于电极对之间的这种方式构成EL元件。可是，EL层通常具有叠层结构。典型地，可列举Eastman Kodak Company的Tang等人提出的“空穴传输层/发光层/电子传输层”的叠层结构。该结构具有非常高的发光效率，该结构在当前正在进行研究并得到发展的几乎所有EL显示器中被采用。此外，它可以具有这样的结构，按所述顺序在像素电极上叠置空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层，或空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层。磷光性的染料等可掺入发光层中。在本说明书中，设置在像素电极与对置电极之间的所有层一般都称为EL层。结果，空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等都包括在EL层中。从电极对将预定电压施加给上述结构的EL层，结果，在发光层中产生载流子的复合，从而发光。应指出，在本说明书中，EL元件的发光被称为驱动EL元件。此外，在本说明书中，由阳极、EL层和阴极形成的发光元件被称为EL元件。再有，EL元件的阳极与阴极之间产生的电位差被称为EL驱动器电压。图23是常规多灰度等级系统EL显示器的方框图。图23中所示的EL显示器使用在衬底上形成的TFT，并包括像素部分101、源信号侧驱动器电路102和设置于像素部分周边的栅信号侧驱动器电路103。控制EL驱动器电压的外部开关116连接到像素部分101。源信号侧驱动器电路102基本上包括移位寄存器102a、锁存器(A)102b和锁存器(B)102c。并且，时钟信号CK和起动脉冲SP被输入到移位寄存器102a、数字数据信号被输入到锁存器(A)102b和锁存信号被输入到锁存器(B)102c。由时分灰度等级数据信号发生电路114形成输入到像素部分101的数字数据信号。由模拟信号或数字信号构成的视频信号(包含图像信息的信号)被转换成数字数据信号，用于在时分灰度等级数据信号发生电路114中实施时分灰度等级。同时，在该电路中产生进行时分灰度等级显示所需的定时脉冲。具体地说，时分灰度等级数据信号发生电路114包含下列装置将一帧周期划分成相应于n位(其中n是等于或大于2的整数)灰度等级的多个子帧周期的装置；在多个子帧周期中选择写入周期和显示周期的装置；和设置显示周期的长度的装置。附图说明图18中所示的像素部分101的结构是常规的。图18中，在像素部分101中配置用于输入栅信号的栅信号线(G1-Gn)和用于输入数字数据信号的源信号线(也称为数据信号线)(S1-Sn)。应指出，数字数据信号指数字视频信号。此外，电源供给线(V1-Vn)与源信号线(S1-Sn)平行地配置。电源供给线(V1-Vn)的电位被称为电源电位。此外，布线(Vb1-Vbn)与栅极线(G1-Gn)平行地配置。布线(Vb1-Vbn)连接到外部开关116。多个像素104在像素部分101中以矩阵形式设置。图19是像素104的放大图。图19中，参考标号1701表示起开关元件作用的TFT(以下称为开关TFT)；1702表示起用于控制施加给EL元件1703的电流的元件(电流控制元件)作用的TFT(以下称为EL驱动TFT)；1704表示电容器(保持电容器)。开关TFT 1701的栅极连接到用于输入栅信号的栅信号线(G1-Gn)之一的栅信号线1705。开关TFT 1701的源区和漏区之一连接到用于输入数字数据信号的源信号线(S1-Sn)之一的源信号线1706，另一个则分别连接到EL驱动TFT 1702的栅极和电容器1704。驱动TFT 1702的源区和漏区之一连接到电源供给线(V1-Vn)之一的电源供给线1707，另一个则分别连接到EL元件1703。电容器1704连接到电源供给线(V1-Vn)之一的电源供给线1707。EL元件1703由阳极、阴极和配置于阳极与阴极之间的EL层形成。在阳极连接到EL驱动TFT 1702的源区或源区的情况下，换言之，在阳极是像素电极的情况下，阴极变为对置电极。相反，在阴极连接到EL驱动TFT 1702的源区或漏区的情况下，即在阴极是像素电极的情况下，阳极变为对置电极。在本说明书中，对置电极的电位被称为对置电位。在对置电极电位与像素电极电位之间的差被称为EL驱动器电压，该EL驱动器电压施加给EL层。EL元件的对置电极通过布线(Vb1-Vbn)之一连接到外部开关116(图18)。下面，描述多灰度等级系统EL显示器的驱动。其中，将描述通过n位数字驱动系统的2n级显示。图5表示多灰度等级系统EL显示器的数字系统时分灰度等级显示的定时图。首先，将一帧周期分成n个子帧周期(SF1-SFn)。应指出，像素部分的所有像素显示一幅图像的周期被称为一帧周期(F)。划分一帧周期所获得的周期被称为子帧周期。随着灰度等级数变大，一帧周期的划分数量也变大，驱动器电路必须用高频来驱动。一个子帧周期被分成写入周期(Ta)和显示周期(Ts)。写入周期是在一个子帧周期中将数字数据信号输入到所有像素的周期。显示周期(也称为发光周期)是选择EL元件的发射或非发射状态并进行显示的周期。此外，图5中所示的EL驱动器电压指被选择为发射状态的EL元件的EL驱动器电压。即，被选择为发射状态EL元件的EL驱动器电压(图5)在写入周期期间变为0V，在显示周期期间具有使EL元件发光的幅值。用外部开关116来控制对置电位。在写入周期中，对置电位保持为电源电位，在显示周期中，在对置电位与电源电位之间产生可使EL元件发光的电位差(图18中的地)。首先，利用图18和19的符号来描述各子帧的写入周期和显示周期，然后，说明时分灰度等级显示。首先，栅信号输入到栅信号线G1，与栅信号线G1连接的所有开关TFT 1701接通。数字数据信号顺序输入到源信号线(S1-Sn)。对置电位保持电源供给线(V1-Vn)的电源电位。数字数据信号包括“0”或“1”的信息。“0”或“1”的数字数据信号分别表示具有高或低电压的信号。输入到源信号线(S1-Sn)的数字数据信号通过处于导通状态的开关TFT 1701输入到EL驱动TFT 1702的栅极。数字数据信号还输入到电容器1704并被保持。栅信号顺序地输入到栅信号线G2-Gn，以便重复上述操作，数字数据信号输入到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电致发光有源矩阵显示器，包括：　　　　多条源信号线；　　　　多条栅信号线；　　　　多条电源供给线；　　　　多条电源控制线；和　　　　以矩阵形式排列的多个像素，　　　　所述多个像素中的每一像素均包括：　　　　开关薄膜晶体管，　　　　ＥＬ驱动薄膜晶体管，　　　　电源控制薄膜晶体管，和　　　　ＥＬ元件，和　　　　其中：　　　　所述开关薄膜晶体管的源区和漏区之一电连接到所述多条源信号线之一，而另一个则电连接到所述ＥＬ驱动薄膜晶体管的栅电极；　　　　所述开关薄膜晶体管的栅电极电连接到所述栅信号线之一；　　　　所述ＥＬ驱动薄膜晶体管的源区和漏区之一电连接到所述多条电源供给线之一；　　　　所述电源控制薄膜晶体管控制所述ＥＬ元件的阴极和阳极之间的电位差；　　　　所述ＥＬ驱动薄膜晶体管的源区和漏区的另一个电连接到所述电源控制薄膜晶体管的源区和漏区之一；　　　　所述电源控制薄膜晶体管的源区和漏区的另一个电连接到所述ＥＬ元件的阳极和阴极之一；以及　　　　所述电源控制薄膜晶体管的栅电极电连接到所述多条电源控制线之一。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小山润，
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：JP[日本]