光电器件制造技术

本发明专利技术的目的是在光电器件中用具有新结构的像素电路来实现高于常规结构像素的数值孔径。因此，要利用在某一时段内除第ｉ行的栅极信号线（１０６）被选取时，一行的栅极信号线电位除第ｉ行外都取恒定值。第（ｉ－１）行的栅极信号线１１１也被用作由第ｉ行的栅极信号线（１０６）控制的ＥＬ元件（１０３）的电流源线。这样，减少了引线数目，实现了高数值孔径。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
光电器件本专利技术涉及一种光电器件的结构。特别是涉及有源矩阵型光电器件，它具有在绝缘衬底上制作的薄膜晶体管(TFT)。近年来，EL显示器作为平板显示器来代替液晶显示器(LCD)已引起了人们的注意，并在积极地开展研究。在本说明书中，EL显示器含有的EL元件也称作发光器件或发光二极管。而这里的EL(电致发光)包括三重跃迁发光或单一跃迁发光。LCD显示器一般有两种类型的驱动系统。一种是用于STN-LCD等的无源矩阵型。另一种是用于TFT-LCD等的有源矩阵型。同样，在EL显示器中一般也有两种驱动系统。一种是无源矩阵型，而另一种是有源矩阵型。对于无源矩阵型的情形，EL元件的上部和下部分别设有作为电极的引线。电压被连续地施加至引线上，使得电流流过EL元件而发光。与此对照，对于有源矩阵的情形，每个像素含有一个TFT，使得信号保持在每个像素内。图15A和15B表示用于EL显示器的有源矩阵型光电器件结构的例子。图15A表示整个电路的结构，其像素部分置于此电路的中间。控制栅极信号线工作的栅极信号线侧驱动电路布置在像素部分左侧。控制源极信号线工作的源极信号线侧驱动电路布置在像素部分上方。在图15A中虚线框包围的部分表示一个像素的电路。图15B表示这个电路的放大图。在图15B中，参考数字1501代表TFT(此后称作开关TFT)，在信号写入像素时它用作开关元件。在图15B中，开关TFT具有双栅结构，但也可具有单栅结构、三栅结构、或具有三个以上栅极的多栅结构。TFT的极性可依据电路的组成形式来选择。参考数字1502代表的TFT(此后称作EL驱动TFT)用作控制供给EL元件1503电流的元件(电流控制元件)。在图15B中，TFT1502被置于EL元件1503的阳极1509与电源线1507之间。在另一种组成方法中，也可将TFT1502置于EL元件1503的阴极1510与阴极电极1508之-->间。TFT的极性可依据电路的组成形式来选择。在这种情况下，通常所用的系统是用p沟道TFT作为EL驱动TFT，并将其置于EL元件1503的阳极1509与电源线1507之间，因为晶体管工作时最好是源极接地，而且对制作EL元件1503有所限制。参考数字1504代表保持电容，它使来自源极信号线1505的输入信号(电压)得以保持。图15B中保持电容1504的一端与电源线1507相连，但也有一种情形使用专用引线。开关TFT1501的栅极与栅极信号线1506相连，而其源极与源极信号线1505相连。EL驱动TFT1502的漏极与EL元件1503的阳极1509相连，而其源极与电源线1507相连。下面将参照图15A和图15B来说明有源矩阵型光电器件电路的工作。首先，当选取栅极信号线1506时，电压信号施加于开关TFT1501的栅极，使开关TFT1501成为开态。于是，源极信号线1505的信号(电压)积聚在保持电容1504上。保持电容1504上的电压就成为EL驱动TFT1502栅极和源极间的电压VGS，从而按照保持电容1504的电压使电流流过EL驱动TFT1502和EL元件1503。结果，EL元件1503发光。EL元件1503的亮度，即流过EL元件1503电流的大小可由VGS来控制。VGS是保持电容1504的电压，而且也是输入源极信号线1505的信号(电压)。也就是，EL元件1503的亮度由控制输入源极信号线1505的信号(电压)来控制。最后，栅极信号线1506被置于非选态，开关TFT1501的栅极被关闭，开关TFT1501则处于关态。此时，积聚在保持电容1504中的电荷得到保持。因此，VGS得到保持，电流依照VGS不断地流过EL驱动TFT1502和EL元件1503。上面所述是在下列文献中报导的；SID99 Digest:p.372:“Current Status and Future of Light-Emitting Polymer DisplayDriven by poly-Si TFT”；ASIA DISPLAY98:p217:“High ResolutionLight Emitting Polymer Display Driven by Low TemperaturePolysilicon Thin Film Transistor with Integrated Driver”；Euro Display 99 Late News:p27:“3.8Green OLED with LowTemperature Poly-Si TFT”等。在有源矩阵型光电器件中，考虑到这种器件的性能，要求像素具有大的保持电容和高孔径比。由于每个像素都具有高孔径比，这就改-->善了光的利用效率，可使显示单元节省功率并做得更紧凑。近年来，像素的尺寸减小了，图像需要有较高的清晰度。由于像素尺寸减小，在一个像素中形成TFT和引线的区域所占的面积变大，像素的孔径比因而减小。因此，在规定的像素尺寸下为使每个像素得到高孔径比，有必要在像素的电路结构中有效地安排所需的元件。如上所述，需要一种不同于常规的新像素结构，用较少数量的掩模来实现具有高像素孔径比的有源矩阵型光电器件。本专利技术是为了满足这样的要求，因此其目的是提供一种光电器件，它的像素使用了新的结构而没有增加掩模和工序的数目从而实现了高孔径比。为解决现有技术的上述问题，本专利技术有以下措施。在本专利技术的光电器件中，要注意这样一个事实，在构成此器件的像素部分时，除了栅极信号线被选取的那段时间外，在一段时间中，某个栅极信号线具有恒定的电位。本专利技术的光电器件的特点是，当第i行的栅极信号线被选取时，栅极信号线(包括第i行的栅极信号线)之一则代替电源线向第i行的像素供给电流。于是，就可省去在像素部分占面积不是很小的电源线。用这种方法可在像素部分实现高孔径比而没有增加掩模片和工序的数目。而且，如果取孔径比为常规结构的孔径比，就可增加信号线的宽度，从而降低电阻和噪声，改善图像质量。按照本专利技术的第一方面，提供了一种光电器件，它包含源极信号线侧驱动电路、栅极信号线侧驱动电路和像素部分，其特点为：源极信号线侧驱动电路具有多个源极信号线；栅极信号线侧驱动电路具有n个(n为自然数，1＜n)栅极信号线；像素部分具有这样的结构，即多个像素按矩阵式排列；多个像素是由n个栅极信号线中扫描于第i列(1≤i≤n)的栅极信号线来控制的，每个像素都具有开关晶体管、EL驱动晶体管和EL元件；开关晶体管的栅极与扫描于第i列的栅极信号线电连接；-->开关晶体管的源区和漏区之一与源极信号线电连接，而源区和漏区的另一个与EL驱动晶体管的一个栅极电连接；EL驱动晶体管的源区和漏区之一与n个栅极信号线之一电连接，而源区和漏区的另一个与EL元件的一个电极电连接。按照本专利技术的第二方面，提供了一种光电器件，它包含源极信号线侧驱动电路、栅极信号线侧驱动电路和像素部分，其特点为：源极信号线侧驱动电路具有多个源极信号线；栅极信号线侧驱动电路具有n个(n为自然数，1＜n)栅极信号线；像素部分具有这样的结构，即多个像素按矩阵式排列；多个像素是由n个栅极信号线中扫描于第i列(1≤i≤n)的栅极信号线来控制的，每个像素分别具有开关晶体管、EL驱动晶体管和EL元件；开关晶体管的栅极与扫描于第i列的栅极信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有源极信号线侧驱动电路、栅极信号线侧驱动电路和像素部分的半导体器件，它包括：与所述源极信号线侧驱动电路相连的多个源极信号线；与所述栅极信号线侧驱动电路相连的多个栅极信号线；以矩阵的形式布置在所述像素部分中的多个像素，每个像 素至少含有一个开关晶体管、一个ＥＬ驱动晶体管和一个ＥＬ元件；其中所述开关晶体管有一个栅极与相应的栅极信号线和杂质区电连接，一个所述杂质区与相应的源极信号线电连接，另一个所述杂质区与所述ＥＬ驱动晶体管的一个栅极电连接，其中所述ＥＬ驱动 晶体管含有杂质区，一个所述杂质区与所述多个栅极信号线之一电连接，另一个所述杂质区与所述ＥＬ元件的一个电极电连接。

【技术特征摘要】
JP 2000-3-27 87683/001．一种含有源极信号线侧驱动电路、栅极信号线侧驱动电路和像素部分的半导体器件，它包括：与所述源极信号线侧驱动电路相连的多个源极信号线；与所述栅极信号线侧驱动电路相连的多个栅极信号线；以矩阵的形式布置在所述像素部分中的多个像素，每个像素至少含有一个开关晶体管、一个EL驱动晶体管和一个EL元件；其中所述开关晶体管有一个栅极与相应的栅极信号线和杂质区电连接，一个所述杂质区与相应的源极信号线电连接，另一个所述杂质区与所述EL驱动晶体管的一个栅极电连接，其中所述EL驱动晶体管含有杂质区，一个所述杂质区与所述多个栅极信号线之一电连接，另一个所述杂质区与所述EL元件的一个电极电连接。2．一种含有源极信号线侧驱动电路、栅极信号线侧驱动电路和像素部分的半导体器件，它包括：与所述源极信号线侧驱动电路相连的多个源极信号线；与所述栅极信号线侧驱动电路相连的多个栅极信号线；以矩阵的形式布置在所述像素部分中的多个像素，每个像素至少含有一个开关晶体管、一个EL驱动晶体管和一个EL元件；其中所述开关晶体管有一个栅极与第i个栅极信号线和杂质区电连接，一个所述杂质区与相应的源极信号线电连接，另一个所述杂质区与所述EL驱动晶体管的一个栅极电连接，且其中所述EL驱动晶体管含有杂质区，一个所述杂质区与所述多个栅极信号线之一电连接，另一个所述杂质区与所述EL元件的一个电极电连接，其中向相应于所述第i个栅极信号线的所述EL元件供给电流是经过多个所述栅极信号线之一馈送的，这些栅极信号线与所述EL驱动晶体管的一个杂质区电连接。3．一种含有源极信号线侧驱动电路、栅极信号线侧驱动电路和像素部分的半导体器件，它包括：与所述源极信号线侧驱动电路相连的多个源极信号线；与所述栅极信号线侧驱动电路相连的多个栅极信号线；以矩阵的形式布置在所述像素部分中的多个像素，每个像素至少含有一个开关晶体管、一个EL驱动晶体管和一个EL元件；其中所述开关晶体管有一个栅极与第i个栅极信号线和杂质区电连接，一个所述杂质区与相应的源极信号线电连接，另一个所述杂质区与所述EL驱动晶体管的一个栅极电连接，其中所述EL驱动晶体管含有杂质区，一个所述杂质区与所述多个栅极信号线之一电连接，另一个所述杂质区与所述EL元件的一个电极电连接，且其中所述第i个栅极信号线有一个功能是控制像素的工作，每个所述像素含有与所述第i个栅极信号线电连接的开关元件以及作为像素电流源线的功能，每个所述像素含有与所述第i个栅极信号线电连接的EL驱动晶体管。4．一种含有源极信号线侧驱动电路、栅极信号线侧驱动电路和像素部分的半导体器件，它包括：与所述源极信号线侧驱动电路相连的多个源极信号线；与所述栅极信号线侧驱动电路相连的多个栅极信号线；以矩阵的形式布置在所述像素部分中的多个像素，每个像素至少含有一个开关晶体管、一个EL驱动晶体管和一个EL元件；其中所述开关晶体管有一个栅极与第i个栅极信号线和杂质区电连接，一个所述杂质区与相应的源极信号线电连接，另一个所述杂质区与所述EL驱动晶体管的一个栅极电连接，且其中所述EL驱动晶体管含有杂质区，一个所述杂质区与除了所述第i个栅极信号线以外的所述多个栅极信号线之一电连接，另一个所述杂质区与所述EL元件的一个电极电连接。5．一种含有源极信号线侧驱动电路、栅极信号线侧驱动电路和像素部分的半导体器件，它包括：与所述源极信号线侧驱动电路相连的多个源极信号线；与所述栅极信号线侧驱动电路相连的多个栅极信号线；以矩阵的形式布置在所述像素部分中的多个像素，每个像素至少含有一个开关晶体管、一个EL驱动晶体管和一个EL元件；其中所述开关晶体管有一个栅极与第i个栅极信号线和杂质区电连接，一个所述杂质区与相应的源极信号线电连接，另一个所述杂质区与所述EL驱动晶体管的一个栅极电连接，且其中所述EL驱动晶体管含有杂质区，一个所述杂质区与第(i-1)个栅极信号线电连接，另一个所述杂质区与所述EL元件的一个电极电连接，6．一种含有源极信号线侧驱动电路、栅极信号线侧驱动电路和像素部分的半导体器件，它包括：与所述源极信号线侧驱动电路相连的多个源极信号线；与所述栅极信号线侧驱动电路相连的多个栅极信号线；以矩阵的形式布置在所述像素部分中的多个像素，每个像素至少含有一个开关晶体管、一个EL驱动晶体管和一个EL元件；其中来自源极信号线的信号经所述开关晶体管被输入到所述EL驱动晶体管，其中所述多个所述栅极信号线之一经所述EL驱动晶体管向所述EL元件供给电流。7．一种含有源极信号线侧驱动电路、栅极信号线侧驱动电路和像素部分的半导体器件，它包括：与所述源极信号线侧驱动电路相连的多个源极信号线；与所述栅极信号线侧驱动电路相连的多个栅极信号线；以矩阵的形式布置在所述像素部分中的多个像素，每个像素至少含有一个开关晶体管、一个EL驱动晶体管和一个EL元件；其中来自相应的源极信号线的信号经所述开关晶体管被输入到所述EL驱动晶体管，所述开关晶体管有一个栅极与第i个栅极信号线电连接，且其中所述多个栅极信号线之一，除了所述第i个栅极信号线外，经所述EL驱动晶体管向所述EL元件供给电流。8．一种含有源极信号线侧驱动电路、栅极信号线侧驱动电路和像素部分的半导体器件，它包括：与所述源极信号线侧驱动电路相连的多个源极信号线；与所述栅极信号线侧驱动电路相连的多个栅极信号线；以矩阵的形式布置在所述像素部分中的多个像素，每个像素至少含有一个开关晶体管、一个EL驱动晶体管和一个EL元件；其中来自源极信号线的信号经所述开关晶体管被输入到...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村肇，
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]