半导体器件及其驱动方法技术

本发明专利技术涉及半导体器件及其驱动方法。阻止发光器件中的不规则显示以增加发光器件的图像质量，发光器件中的不规则显示是由于每一像素的供给电流到发光元件的TFT阈值离散形成的。在电容器装置(108)中存储从复位信号线(110)的电位加上或减去TFT(105)的阈值电压后得到的电位。其中相应的阈值电压加入到图像信号的电压施加到TFT(106)的栅电极。像素内的TFT邻近地排列，且不易形成TFT特性离散。即使每一像素中TFT(106)的阈值不同，TFT(105)的阈值被抵销，并且可以提供给EL元件(109)预定的漏极电流。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有晶体管的。进一步，本专利技术涉及具有半导体器件的有源矩阵发光器件及其驱动方法，该半导体器件具有在绝缘体例如玻璃或塑料上形成的薄膜晶体管(以下简称TFT)。本专利技术还涉及使用这类发光器件的电子设备。
技术介绍
近年来使用发光元件例如电致发光(EL)元件的显示器件的研制很活跃。由于是自发光，因此发光元件可见度高且不需要背景光，背景光在液晶显示器(LCD)等中是必要的，由此能够减小这类器件的厚度。并且，该发光器件几乎没有视角度限制。术语EL元件指具有发光层的元件，在发光层中可以获得通过施加电场产生的发光。当从单重激发态(荧光)返回基态以及从三重激发态(磷光)返回基态时发光层发出光。本专利技术的发光器件可以使用上述任何一种发光类型。EL元件一般具有层叠结构，其中发光层夹在一对电极(阳极和阴极)之间。给出由阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层以及阴极构成的层叠结构作为典型结构。此外，还存在具有在阳极和阴极之间按顺序依次层叠的如下层的结构空穴注入层、空穴传输层、发光层以及电子传输层；空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层以及电子注入层。上述任一种结构都可以用作本专利技术的发光器件使用的EL元件结构。而且，发光层内还可以掺入荧光颜料等。这里，在EL元件的阳极和阴极之间形成的所有层通常都称为“EL层”。前面提到的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、以及电子注入层全都包括在EL层的范畴内，由阳极、EL层以及阴极构成的发光元件称为EL元件。—般发光器件中的像素结构展示图8中。注意使用EL显示器件用作为典型的发光器件的例子。图8中所示的像素具有源极信号线801、栅极信号线802、开关TFT 803、驱动器TFT 804、电容器装置805、EL元件806、电流源线807以及电源线808。下面解释各个部分之间的连接关系。这里使用的术语TFT指具有栅极、源极以及漏极的三端元件，但是由于TFT的结构难以清楚区分源极和漏极。因此当解释元件之间的连接时，一端，即源极或漏极指第一电极，另一端指第二电极。在需要定义各个元件关于TFT 的开关状态(例如，当解释TFT的栅极和源极之间的电压时)的电位的情况下使用术语源极和漏极。而且，TFT导通态是指这样一种状态，其中TFT的栅极和源极之间的电压超过TFT 的阈值，电流在源极和漏极之间流动。TFT截止是指这样一种状态，其中TFT的栅极和源极之间的电压小于TFT的阈值，没有电流在源极和漏极之间流动。注意有这样一种情况，其中即使TFT的栅极和源极之间的电压小于阈值，仍有微量电流，称为漏电流在源极和漏极之间流动。但是，该状态同样以截止态对待。 开关TFT803的栅电极连接到栅极信号线802，开关TFT803的第一电极连接到源极信号线801，以及开关TFT803的第二电极连接到驱动器TFT804的栅电极。驱动器TFT804 的第一电极连接到电流源线807，以及驱动器TFT804的第二电极连接到EL元件806的第一电极。EL元件806的第二电极连接到电源线808。在电流源线807和电源线808之间存在相互电位差。而且，为了在发光期间保持驱动器TFT 804的栅极和源极之间的电压，可以在驱动器TFT 804的栅电极和具有固定电位的线之间形成电容器装置805，具有固定电位的线如电流源线807。 如果脉冲输入到栅极信号线802且开关TFT 803导通，那么输入到源极信号线801 的图像信号输入到驱动器TFT 804的栅电极。驱动器TFT 804的栅极和源极之间的电压和驱动器TFT 804的源极和漏极之间流动的电流量(以下称为漏电流)由输入图像信号的电位决定。该电流提供给EL元件806，EL元件806发光。由多晶硅(以下称为P-Si)形成的TFT比由非晶硅(以下称为Α-Si)形成的TFT 具有更高的场效应迁移率，且导通电流大，因此很适合用作发光器件中使用的晶体管。相反，由P-Si形成的TFT由于晶粒边界的缺陷具有电特性易于离散(dispersion) 的问题。如果TFT阈值有离散，例如图8中的驱动器TFT 804的阈值每一像素有离散，由于对应于TFT阈值离散，TFT的漏电流值离散，那么即使相同的图像信号输入到不同的像素， EL元件806的亮度也将有差异。这对于使用模拟灰度方法的显示器件尤其成为一个问题。最近已经提出可以纠正这类TFT的阈值离散。附图说明图10所示结构可以作为这种提议的一个例子(参考专利文献1)。国际公开号99-48403小册子(p.25，图3，图4)。图IOA所示的像素具有源信号线1001、第一到第三栅极信号线1002到1004、TFT 1005至1008、电容器装置1009 (C2)和1010 (C1)、EL元件1011、电流源线1012，以及电源线 1013。TFT 1005的栅电极连接到第一栅极信号线1002，TFT 1005的第一电极连接到源信号线1001以及TFT 1005的第二电极连接到电容器装置1009的第一电极。电容器装置 1009的第二电极连接到电容器装置1010的第一电极，电容器装置1010的第二电极连接到电流源线1012。TFT 1006的栅电极连接到电容器装置1009的第二电极和电容器装置1010 的第一电极，TFT1006的第一电极连接到电流源线1012，TFT 1006的第二电极连接到TFT 1007的第一电极和TFT 1008的第一电极。TFT 1007的栅电极连接到第二栅极信号线1003， TFT 1007的第二电极连接到电容器装置1009的第二电极。TFT 1008的栅电极连接到第三栅极信号线1004，TFT 1008的第二电极连接到EL元件1011的第一电极。EL元件1011的第二电极连接到电源线1013，且与电流源线1012具有相互电位差。使用图IOA和IOB以及图IlA至IlF说明了动作。图IOB展示了输入到源信号线 1001和第一至第三栅极信号线1002至1004的图像信号，并展示了脉冲时序。图IOB被分成部分I至VIII，对应于图IlA至IlF所示的每个动作。而且，使用四个TFT的结构作为图 IOA和IOB所示像素的例子，四个TFT都是ρ型TFT。因此当低电平信号输入至TFT的栅电极时TFT导通，当高电平信号输入时截止。而且，尽管这里展示的输入到源极信号线1001的图像信号具有脉冲波形，以便仅为了表明输入周期，但预定的模拟电位也可以用于模拟灰度方法。首先，低电平输入到第一和第三栅极信号线1002和1004，并且TFT 1005和1008 导通(部分I)。然后第二栅极信号线1003变成低电平，TFT 1007导通。如图IlA所示，电荷堆积在电容器装置1009和1010中。当电容器装置1010的两个电极之间的电位差，换言之当电容器装置1010维持的电压超过TFT 1006的阈值IVthI时，TFT 1006导通(第II部分)。之后第三栅极信号线1004变为高电平，TFT 1008截止。因此积累在电容器装置 1009和1010中的电荷再一次移动，电容器装置1010中存储的电压立刻变成等于IvthI。如 IlB所示，此时电流源线1012的电位和源极信号线1001的电位都是电位VDD，因此电容器装置1009中保持的电压也变为等于Iv本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体器件，包括多个像素，每个像素包括：源极信号线；第一栅极信号线；第二栅极信号线；复位电源线；电流源线；第一晶体管；第二晶体管；第三晶体管；第四晶体管；电容器装置；以及发光元件，其中：第一晶体管的栅电极电连接到第一栅极信号线；第一晶体管的第一电极电连接到源极信号线；第一晶体管的第二电极电连接到电容器装置的第一电极；电容器装置的第二电极电连接到第二晶体管的第一电极；第二晶体管的第一电极电连接到第二晶体管的栅电极；电容器装置的第二电极电连接到第三晶体管的栅电极；第二晶体管的第二电极电连接到复位电源线；第三晶体管的第一电极电连接到电流源线；第三晶体管的第二电极电连接到发光元件的第一电极；第四晶体管的栅电极电连接到第二栅极信号线；第四晶体管的第一电极电连接到源极信号线或第一晶体管的第二电极；以及第四晶体管的第二电极电连接到第三晶体管的栅电极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：木村肇，棚田好文，
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