有源矩阵显示器件驱动电路及制造方法技术

每根数据线的数据保持控制信号提供给并联在一起的多个源极跟随器。并联的源极跟随器是至少一个只用激光照射一次的第一跟随器和至少一个照射两次的第二跟随器的组合。用于结晶的激光照射的宽度等于源极跟随器的间隔乘以一个不小于３的整数。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由薄膜晶体管构成的有源矩阵型显示器件的驱动电路。具体地说，本专利技术涉及有源矩阵型显示器件的驱动电路，其中采用源极跟随器作为模拟缓冲器，从而它们的特性变化得到了抑制。有源矩阵型显示器件是这样一种显示器件，其中象素排列在矩阵的交点，每个象素与一个开关元件相连，通过开关元件的导通/截止来控制图象信息。这种类型的显示器件采用液晶、等离子体或其它材料或状态作为显示媒体，它们的光学特性(反射率、折射率、透射率、发光强度等)都可以通过电来加以改变。在本专利技术中，特别是采用具有栅极、源极和漏极的场效应晶体管(三端元件)作为开关元件。在以下对本专利技术的描述中，矩阵的一行是指这样一种结构，其中与所述行平行放置的信号线(栅极线)与所述行的晶体管的栅极电极相连。一列是指这样一种结构，其中与所述列平行放置的信号线(源极线)与所述列的晶体管的源极(或漏极)电极相连。驱动栅极线的电路称为栅极驱动电路，驱动源极线的电路称为源极驱动电路。在栅极驱动电路中，对应于垂直方向上栅极线的数目的移位寄存器的级成直线排列并相互串联，产生有源矩阵型显示器件的垂直扫描时序信号。以这种方式，有源矩阵型显示器件的薄膜晶体管通过栅极驱动电路进行开关操作。在源极驱动电路中，对应于水平方向上源极线的数目的移位寄存器的级成直线排列并相互串联，产生有源矩阵型显示器件的显示图象数据的水平图象数据。模拟开关通过与水平扫描信号同步的闩锁脉冲导通/截止。以这种方式，通过源极驱动电路，电流提供给有源矩阵型显示器件的薄膜晶体管，控制液晶单元的定向。图9示意性地表示一种常规的有源矩阵型显示器件。有两种多晶硅薄膜晶体管制造工艺高温工艺和低温工艺。在高温工艺中，多晶硅淀积在形成在石英基片上的绝缘膜上，并且形成作为栅极绝缘膜的加热氧化的SiO2。然后，形成栅极电极，植入N型或P型离子，并形成源极和漏极电极。于是，多晶硅薄膜晶体管便制造出来了。在低温工艺中，硅通过两种方法结晶固相生长和激光热处理。用固相生长法，例如通过将形成在玻璃基底上的绝缘膜上的非晶硅膜进行600℃和20小时的热处理，得到多晶硅膜。用激光热处理法，通过将激光施加在玻璃基底表面的非晶硅上，从而只对膜表面部分在高温下进行热处理，得到多晶硅膜。一般通过以上一种或两种方法得到晶膜。然后通过等离子体CVD形成作为栅极绝缘膜的SiO2膜。这之后，形成栅极电极，植入N型或P型离子，并形成源极和漏极电极。于是，多晶硅薄膜晶体管便制造出来了。源极驱动电路通过对有源矩阵型显示器件的有源矩阵板进行垂直扫描向其提供图象数据，该电路包括移位寄存器、薄膜晶体管构成的模拟开关、电容器构成的模拟存储器和薄膜晶体管构成的模拟缓冲器。模拟缓冲器是需要的，因为由于源极线的大的承载容量，模拟存储器不能直接驱动有源矩阵型显示器件的薄膜晶体管。模拟缓冲器的薄膜晶体管具有源极跟随器的结构。如图6A和6B所示，对每根数据保持控制信号线提供一个单一的薄膜晶体管，这样来制造薄膜晶体管，以便它们以有规律的间隔来排列。图6A表示采用N沟道薄膜晶体管的一个例子。另外，也可以采用P沟道薄膜晶体管(参见图6b)或两种类型的晶体管。构成常规的有源矩阵型显示器件源极驱动电路的模拟缓冲器具有以下问题。每个模拟缓冲器具有单个结构为源极跟随器的薄膜晶体管。当薄膜晶体管制造工艺中如上所述用激光热处理作为结晶手段时，玻璃基底上的硅膜用宽度为L的带状激光照射，同时沿X轴方向即水平方向(参见图7A)对其扫描，以便使硅结晶，因为不存在如此大尺寸的激光器可以一次照射大面积的基底。当激光每次以恒定的长度沿X轴方向移动而进行照射时，会出现照射重叠问题。由于带状激光的宽度L不必与源极跟随器的间隔d一致(参见图7B)，所以激光的照射量根据激光结晶步骤中的硅膜的位置而变化。因此，从上述硅膜生产出来薄膜晶体管中会出现位置变化即特性变化，一个薄膜晶体管到另一个之间的阈值电压Vth在VthL至VthH的范围内变化，这取决于X轴上的位置X(参见图8)。在激光束相互重叠的位置，阈值电压Vth具有小的值，而在激光束不重叠的位置，具有大的值。结果，源极跟随器的输出电压的幅度发生了变化，这直接导致施加到液晶器件的电压的变化。附图说明图11表示普通白色液晶器件的施加电压与透射率特性之间的关系。可以理解，阈值电压Vth的变化量△Vth引起了相应的透射率的变化，它将在被显示的图象中反映出来。如上所述，根据其位置源极驱动电路的输出电压发生了不希望的变化，这导致了有源矩阵型显示器件的象素显示不均匀。本专利技术的一个目的是减小有源矩阵型显示器件中的象素显示不均匀。与常规的器件不同，其中对每根数据线的数据保持控制信号提供一个单一的模拟缓冲器，本专利技术的特征在于数据保持控制信号与并联在一起的多个源极跟随器相连。此外，根据本专利技术的一个最佳实施例，并联的源极跟随器是这样一种组合，其中包括为了结晶由激光照射的至少一个源极跟随器和由激光照射两次的至少一个源极跟随器。结晶用的激光照射的宽度L最好大于源极跟随器的间隔d，并等于间隔d乘以不小于3的整数n。此外，本专利技术的特征在于2至n-1个源极跟随器并联在一起。通过把照射不同次数的源极跟随器加以组合，可以抑制薄膜晶体管的阈值电压的变化。虽然以上提到了源极跟随器的间隔和激光照射的宽度，但是术语“源极跟随器的间隔”也可以用另一术语“象素间隔”代替，因为一般来说它们是等同的。图1是根据本专利技术的第一实施例的有源矩阵型显示器件的模拟缓冲器的电路图；图2是根据本专利技术的第二实施例的有源矩阵型显示器件的模拟缓冲器的电路图；图3是根据本专利技术的第三实施例的有源矩阵型显示器件的模拟缓冲器的电路图；图4是根据本专利技术的第四实施例的有源矩阵型显示器件的模拟缓冲器的电路图；图5是根据本专利技术的第五实施例的有源矩阵型显示器件的模拟缓冲器的电路图；图6A和6B是用于常规的有源矩阵型显示器件的模拟缓冲器的例子的电路图；图7A和7B示意性地表示在常规的模拟缓冲器的制造步骤中的激光照射；图8表示用于常规的模拟缓冲器中的薄膜晶体管的阈值电压Vth与薄膜晶体管制造工艺中激光照射位置X之间的关系；图9示意性地表示常规的有源矩阵型显示器件；图10A—10F表示互补反相器电路的制造工艺；以及图11表示普通白色液晶器件的施加电压与透射率特性之间的关系。首先参照图10A—10F描述用于本专利技术的薄膜晶体管的制造工艺。通过实施例来描述互补反相器电路。通过在氧气氛中的溅射，在玻璃基底上(低碱玻璃、石英玻璃等；例如Corning7059)形成厚度为1,000—3,000的二氧化硅膜作为底层氧化膜。为了提高生产率，可以用通过等离子体CVD分解和淀积TEOS得到的膜。然后，通过等离子体CVD或LPCVD淀积厚度为300—5,000最好是500—1,000的非晶硅膜，并通过留在550℃至600℃的还原气氛中4—48小时进行结晶。上述步骤以后，通过进行激光照射(波长308或248nm)提高结晶度。如此结晶的硅膜形成岛状区域1和2。通过溅射在上面形成700—1,500的二氧化硅膜3。接着，通过电子束发射或溅射，形成1,000至3μm的铝膜(包括重量百分比为1％的Si或重量百分比为0.1-0.3％的Sc)。然后通过旋转涂覆形成光刻胶(例如由Toky本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源矩阵型显示器件的驱动电路，包括： 模拟开关； 每一个都包括一个电容器的模拟存储器；以及 每一个都包括多个并联的源极跟随器的模拟缓冲器，每个源极跟随器具有一个薄膜晶体管。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：小山润，河崎祐司，
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]