專利名稱：顯示裝置、電子裝置和驅(qū)動(dòng)顯示裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有其上顯示字符和圖像的顯示屏的顯示裝置，以及涉及用于改進(jìn)顯示屏的可視性的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，所說(shuō)的自發(fā)光顯示裝置一直受到關(guān)注，它具有由如發(fā)光二極管的發(fā)光元件構(gòu)成的像素。作為此類自發(fā)光顯示裝置中使用的發(fā)光元件，有有機(jī)發(fā)光二極管(也稱為OLED，有機(jī)EL元件、電致發(fā)光(EL)元件等)，它一直受到關(guān)注并用于EL顯示器(例如，有機(jī)EL顯示器)。因?yàn)槿鏞LED的發(fā)光元件是自發(fā)光類型，所以較之液晶顯示器，在保證像素的高可視性、無(wú)需背光、實(shí)現(xiàn)高響應(yīng)速度等方面具有優(yōu)勢(shì)。發(fā)光元件的亮度由流入其中的電流值來(lái)控制。
作為此類顯示裝置中控制發(fā)光的灰度級(jí)(亮度)的驅(qū)動(dòng)方法，有數(shù)字灰度級(jí)方法和模擬灰度級(jí)方法。在數(shù)字灰度級(jí)方法中，通過(guò)以數(shù)字方式控制發(fā)光元件的開/關(guān)來(lái)表示灰度級(jí)。另一方面，就模擬灰度級(jí)方法而言，有以模擬方式控制發(fā)光元件的發(fā)光強(qiáng)度的方法和以模擬方式控制發(fā)光元件的發(fā)光時(shí)間的方法。
在數(shù)字灰度級(jí)方法中，可以僅選擇兩個(gè)狀態(tài)的發(fā)光元件，它們是發(fā)光狀態(tài)和非發(fā)光狀態(tài)；因此，僅可以表示兩個(gè)灰度級(jí)。由此，數(shù)字灰度級(jí)方法常常與實(shí)現(xiàn)多灰度級(jí)顯示器的另一種方法組合來(lái)使用。作為用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)灰度級(jí)的方法，時(shí)間灰度級(jí)方法常常組合使用(參考1日本公開特許公報(bào)編號(hào)2001-324958和參考2日本公開特許公報(bào)編號(hào)2001-343933)。此外，在一些情況中，使用區(qū)域灰度級(jí)方法(參考3日本公開特許公報(bào)編號(hào)2001-125526)。
另一方面，開發(fā)了清晰顯示圖像和字符的像素配置(參考4日本專利公開編號(hào)2005-062416)。一般來(lái)說(shuō)，采用三角形陣列或條形陣列作為像素配置；但是在參考4中，采用六邊形像素配置。

發(fā)明內(nèi)容
然而，當(dāng)采用六邊形像素配置時(shí)難以為每種顏色形成像素。具體來(lái)說(shuō)，在有機(jī)EL元件的情況中，因?yàn)閷?duì)應(yīng)于每種顏色淀積一個(gè)有機(jī)層，所以在此類復(fù)雜結(jié)構(gòu)的情況中，有機(jī)層淀積得不是很好。
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提出一種顯示裝置，其中可以利用簡(jiǎn)單像素配置，根據(jù)需要更改顯示方法。
本發(fā)明的一個(gè)特征是一種顯示裝置，包括第一顯示區(qū)域；第二顯示區(qū)域；以及第三顯示區(qū)域；其中在第一、第二和第三區(qū)域中，顯示相同顏色；在第一狀態(tài)下，像素包括第一顯示區(qū)域和第二顯示區(qū)域；其中在第二狀態(tài)下，像素包括第二顯示區(qū)域和第三顯示區(qū)域；以及第一顯示區(qū)域的面積等于第三顯示區(qū)域的面積。
本發(fā)明的另一個(gè)特征是在上述的顯示裝置中，像素通過(guò)選擇包括在像素中的顯示區(qū)域來(lái)發(fā)光以表示灰度級(jí)。
注意在本發(fā)明中可以使用多種晶體管。因此，可應(yīng)用于本發(fā)明的晶體管不限于特定類型。由此，本發(fā)明可以采用如薄膜晶體管(TFT)的晶體管，它使用以非晶硅或多晶硅為代表的非單晶半導(dǎo)體薄膜。由此，制造可以在低制造溫度、低成本下完成，裝置可以在大基板或透明基板上形成，或者晶體管可以傳導(dǎo)光。還可以使用利用半導(dǎo)體基板或SOI基板等形成的MOS晶體管、結(jié)型晶體管、雙極晶體管。由此，可以形成變化小的晶體管、電流供電能力高的晶體管或尺寸小的晶體管，或者可以獲得功耗小的電路。此外，還可以應(yīng)用利用如ZnO、a-InGaZnO、SiGe或GaAs的復(fù)合半導(dǎo)體形成的晶體管、及其薄膜晶體管等。由此，制造可以在低制造溫度或室溫下完成，或者可以直接在如塑料基板或薄膜基板的低耐熱基板上形成。還可以使用通過(guò)噴墨方法或印刷方法獲得的晶體管。由此，在室溫或低真空度條件下制造或利用大基板制造是可能的。因?yàn)樵跓o(wú)掩模(絲網(wǎng))的制造是可能的，所以可以容易地更改晶體管的布局。還可以應(yīng)用使用有機(jī)半導(dǎo)體或納米碳管的晶體管或其他晶體管。由此，可以在柔性基板上形成此類晶體管。在使用非單晶半導(dǎo)體薄膜的情況中，它可以含有氫或鹵素。此外，形成晶體管的基板不限于特定類型，還可以使用多種類型的基板。因此，晶體管可以形成在單晶基板、SOI基板、玻璃基板、石英基板、塑料基板、紙基板、玻璃紙基板、石質(zhì)基板、不銹鋼基板、含不銹鋼片的基板等上。或者，在將晶體管形成于某種基板上之后，可以將該晶體管轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基板。使用此類基板，可以形成具有良好特征的晶體管或功耗低的晶體管，或者可以制造不易脆裝置或耐熱裝置。
還要注意，晶體管的結(jié)構(gòu)不限于特定類型，還可以采用多種結(jié)構(gòu)。例如，可以使用具有兩個(gè)或多個(gè)柵的多柵結(jié)構(gòu)。在多柵結(jié)構(gòu)的情況中，因?yàn)闇系绤^(qū)域是串聯(lián)的，所以獲得多個(gè)晶體管串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。使用多柵結(jié)構(gòu)，可以降低截止電流(off-current)，以及可以提高耐電壓，以改進(jìn)晶體管的可靠性，即使當(dāng)漏源電壓在晶體管于飽和區(qū)域工作時(shí)波動(dòng)，仍可以提高平穩(wěn)特征，而不會(huì)導(dǎo)致漏源電流的變化。此外，還可以采用將柵電極形成為包夾溝道的此類結(jié)構(gòu)。使用柵電極形成為包夾溝道的此類結(jié)構(gòu)，可以擴(kuò)大溝道區(qū)域的面積，以增加其中流動(dòng)的電流值，以及可以容易地形成耗盡層以提高S值。當(dāng)柵電極形成為包夾溝道時(shí)，獲得一種以并聯(lián)方式配置多個(gè)晶體管的結(jié)構(gòu)。此外，還可以采用如下結(jié)構(gòu)的任何一種柵電極形成在溝道上的結(jié)構(gòu)；柵電極形成在溝道下的結(jié)構(gòu)；交錯(cuò)式結(jié)構(gòu)；反交錯(cuò)式結(jié)構(gòu)；溝道區(qū)域被分成多個(gè)區(qū)域且溝道區(qū)域并聯(lián)的結(jié)構(gòu)；溝道區(qū)域被分成多個(gè)區(qū)域且溝道區(qū)域串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。此外，溝道(或它的一部分)可以覆蓋源電極或漏電極。利用溝道(或它的一部分)覆蓋源電極或漏電極的結(jié)構(gòu)，可以防止溝道的一部分中累積的電荷導(dǎo)致的不穩(wěn)定操作。此外，還可以設(shè)置LDD區(qū)域。通過(guò)設(shè)置LDD區(qū)域，可以降低截止電流，以及提高耐電壓以改進(jìn)晶體管的可靠性。即使漏源電壓在晶體管在飽和區(qū)域工作時(shí)波動(dòng)時(shí)，仍可以提供穩(wěn)定的特征，而不會(huì)導(dǎo)致漏源電流的變化。
注意，本發(fā)明中的晶體管可以任何類型的晶體管以及可以形成于多種類型的基板上。由此，可以將所有電路形成于玻璃基板、塑料基板、單晶基板、SOI基板或其他基板上。通過(guò)在一個(gè)基板上形成所有電路，可以減少部件數(shù)量以降低制造成本，或可以減少與電路元件的連接點(diǎn)以增強(qiáng)可靠性。或者，可以采用如下結(jié)構(gòu)，將一部分電路形成于一個(gè)基板上而將另一部分電路形成于另一個(gè)基板上。即，無(wú)需將所有電路形成于同一個(gè)基板上。例如，可以采用如下結(jié)構(gòu)，將一部分電路形成于具有晶體管的玻璃基板上而將另一部分電路形成于單晶基板上，由此通過(guò)COG(玻璃晶片(Chip on Glass))將IC芯片綁定在玻璃基板上?；蛘?，可以通過(guò)TAB(卷帶自動(dòng)綁定)或使用印刷板將IC芯片連接到玻璃基板。以此方式，通過(guò)在同一個(gè)基板上形成一部分電路，可以減少部件數(shù)量以降低制造成本，或可以減少與電路元件的連接點(diǎn)以增強(qiáng)可靠性。此外，因?yàn)楦唑?qū)動(dòng)電壓部分或高驅(qū)動(dòng)頻率部分消耗大量功率，所以不允許此部分形成在同一個(gè)基板上，由此可以防止功耗的增加。
注意，晶體管是具有至少三個(gè)端即柵極、漏極和源極的元件。溝道區(qū)域設(shè)在漏極區(qū)域和源極區(qū)域之間，以及電流可以流經(jīng)漏極區(qū)域、溝道區(qū)域和源極區(qū)域。這里，視晶體管的結(jié)構(gòu)、操作條件等而定，源極和漏極可以交換，由此難以確定哪個(gè)是源極或漏極。由此，在本發(fā)明的一些情況中，作為源極和漏極的區(qū)域不稱為源極或漏極。在此情況中，例如將它們稱為第一端或第二端。再者，晶體管可以是包括至少三個(gè)端即基極、發(fā)射極和集電級(jí)的元件。在此情況中，也可以將發(fā)射極和集電級(jí)稱為第一端和第二端。
此外，在多柵晶體管的情況中，例如，導(dǎo)電薄膜將晶體管的柵電極連接到另一個(gè)晶體管的柵電極，在許多情況中，該導(dǎo)電薄膜是由與柵電極相同的材料制成。因?yàn)樵搮^(qū)域是用于將柵電極連接到另一個(gè)柵電極的區(qū)域，所以可以稱它為柵極導(dǎo)線，而還可以稱它為柵電極，因?yàn)槎鄸啪w管可以被視為一個(gè)晶體管。即，只要是由與柵電極或柵極導(dǎo)線相同的材料制成并與之連接，則可以稱此類區(qū)域?yàn)闁烹姌O或柵極導(dǎo)線。此外，導(dǎo)電薄膜中將柵電極連接到柵極導(dǎo)線的部分，例如也可以稱為柵電極或柵導(dǎo)線。
注意柵極端系指柵電極的區(qū)域或電氣連接到柵電極的區(qū)域部分。
注意源極系指源極區(qū)域的一部分或整個(gè)部分、源電極和源極導(dǎo)線(也稱為源極線、源極信號(hào)線等)。源極區(qū)域是含有大量p型雜質(zhì)(例如硼或鎵)或n型雜質(zhì)(例如磷或砷)的半導(dǎo)體區(qū)域。因此，它不包括含有少量p型雜質(zhì)或n型雜質(zhì)的區(qū)域，即所說(shuō)的LDD(輕摻雜漏極)區(qū)域。源電極是由與源極區(qū)域不同的材料制成的導(dǎo)電層，電氣連接到源極區(qū)域。注意有一種情況，源電極和源極區(qū)域通稱為源電極。源極導(dǎo)線是用于連接不同像素的源電極的導(dǎo)線，或用于將源電極與另一個(gè)導(dǎo)線連接的導(dǎo)線。
注意，有一個(gè)部分同時(shí)用作源電極和源極導(dǎo)線。此類區(qū)域可以稱為源電極或源極導(dǎo)線。即，有一個(gè)區(qū)域，其中無(wú)法明確地將源電極和源極導(dǎo)線彼此區(qū)分。注意有一種情況，其中源極區(qū)域覆蓋延伸的源極導(dǎo)線，被覆蓋區(qū)域同時(shí)用作源極導(dǎo)線和源電極。因此，此類區(qū)域可以稱為源電極或源極導(dǎo)線。
此外，以與源電極相同的材料制成同時(shí)連接到源電極的區(qū)域可以稱為源電極。覆蓋源極區(qū)域的部分也可以稱為源電極。相似地，以與源極導(dǎo)線相同的材料制成同時(shí)連接到源極導(dǎo)線的區(qū)域也可以稱為源極導(dǎo)線。就嚴(yán)格的意義而言，在一些情況中，此類區(qū)域沒有連接到另一個(gè)源電極的功能。但是，有一種情況，其中該區(qū)域以與源電極或源極導(dǎo)線相同的材料制成同時(shí)連接到源電極或源極導(dǎo)線，以便提供足夠的制造余裕。因此，此類區(qū)域也可以稱為源電極或源極導(dǎo)線。
此外，將源電極連接到源極導(dǎo)線的導(dǎo)電薄膜例如可以稱為源電極或源極導(dǎo)線。
注意源極端系指源極區(qū)域的一部分、源電極或電氣連接到源電極的區(qū)域。
注意與源極相似，這也適用于漏極。
在本發(fā)明中，連接包括電氣連接、功能連接和直接連接。因此，在本發(fā)明公開的配置中，還包括非預(yù)定的連接的其他連接。啟用電氣連接的至少一個(gè)源極(例如開關(guān)、晶體管、電容器元件、電感器、電阻器元件或二極管)可以插入一個(gè)元件與另一個(gè)元件之間。此外，啟用功能連接的至少一個(gè)電路(例如邏輯電路(如NAND電路或NOP電路)；信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(如DA轉(zhuǎn)換電路、AD轉(zhuǎn)換電路或迦瑪校正電路)；電位轉(zhuǎn)換電路(如升壓電路或降壓電路，或用于更改H信號(hào)或L信號(hào)的電位的電位偏移電路)、電源、電流源或開關(guān)電路、放大器電路(例如運(yùn)算放大器、差分放大器電路、源輸出電路、緩沖器電路或可以增加信號(hào)振幅或電流量的電路)；信號(hào)發(fā)生電路、存儲(chǔ)器電路；控制電路等)可以配置在一個(gè)元件與另一個(gè)元件之間?；蛘?，可以直接導(dǎo)通連接，而不插入其他元件或其他電路。注意，僅可以直接導(dǎo)通連接，而不插入其他元件或其他電路被描述為“直接連接”。同時(shí)，“電氣連接”的描述包括電連接(即與插入的另一個(gè)元件的連接)、功能連接(即與插入的另一個(gè)電路的連接)以及直接連接(即沒有插入的另一個(gè)元件或另一個(gè)電路的連接)。
在本發(fā)明中，像素系指圖像的最小單元。由此，在具有色元件R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))的彩色顯示裝置的情況中，一個(gè)像素由R色元件的一個(gè)點(diǎn)、G色元件的一個(gè)點(diǎn)和B色元件的一個(gè)點(diǎn)構(gòu)成。注意，色元件不限于三種顏色，以及它可以由多于三種顏色構(gòu)成。例如，有RGBW(W系指白色)、或RGB加黃色、青色和/或洋紅色。此外，還可以添加與RGB的至少其中一種顏色相似的顏色。例如，可以采用R、G、B1和B2。B1和B2都是藍(lán)色，但是具有稍微不同的頻率。使用此類色元件，可以實(shí)現(xiàn)如同真實(shí)物體的圖像或可以達(dá)到功耗的降低。注意可以將某種色元件的多個(gè)點(diǎn)包括在一個(gè)像素中。此時(shí)，多個(gè)色元件可以具有不同尺寸的有助于顯示的區(qū)域。此外，通過(guò)控制電路色元件的多個(gè)點(diǎn)，可以表示灰度級(jí)。這稱為區(qū)域灰度級(jí)方法?；蛘撸梢允褂枚鄠€(gè)點(diǎn)的電路色元件，以及提供到每個(gè)點(diǎn)的信號(hào)可以稍微不同以拓寬視角。
注意在本發(fā)明中，“半導(dǎo)體裝置”系指包括含有半導(dǎo)體元件(如晶體管或二極管)的電路的裝置。此外，可接受的是“半導(dǎo)體裝置”系指可以利用半導(dǎo)體特征工作的一般裝置?！帮@示裝置”系指具有顯示元件(如液晶元件或發(fā)光元件)的裝置。再者，它還系指其中包含如液晶元件或EL元件的顯示元件或用于驅(qū)動(dòng)像素的周邊驅(qū)動(dòng)器電路形成于基板上的顯示屏本身。再者，“顯示裝置”可以包括通過(guò)線焊接或使用凸塊(bump)，即所說(shuō)的玻璃晶片(COG)配置在基板上的周邊驅(qū)動(dòng)器電路。再者，它還可以包括被柔性印刷電路(FPC)或印刷線路板(PWB)附著的裝置(例如IC、電阻器元件、電容器元件、電感器、晶體管等)。它可以包括光學(xué)鏡片，如偏光板或相位板。再者，它可以包括背光(例如光導(dǎo)板、三棱鏡片、散射鏡片、反射鏡片或光源(例如LED或冷陰極管))。再者，“發(fā)光裝置”系指具有自發(fā)光型顯示元件，具體如EL元件或FED元件的顯示裝置。“液晶顯示裝置”系指具有液晶元件的顯示裝置。
在本發(fā)明中，一個(gè)對(duì)象“形成在”或“形成于”不同對(duì)象之上的表述并非一定系指該對(duì)象直接與另一個(gè)對(duì)象直接接觸。該表述可以包括兩個(gè)對(duì)象彼此不直接接觸，而有另一個(gè)對(duì)象包夾在它們之間的情況。因此，當(dāng)描述層B形成在層A上(于層A之上)時(shí)，系指層B形成在層A上并與之直接接觸，或另一個(gè)層(例如層C或?qū)覦)形成在層A上且與之直接接觸，然后層B形成在層C或D上并與之直接接觸的情況。此外，當(dāng)描述一個(gè)對(duì)象“形成于”不同對(duì)象上方時(shí)，系指該對(duì)象與另一個(gè)對(duì)象直接接觸，以及可以在它們之間包夾另一個(gè)對(duì)象。因此，當(dāng)描述層B形成于層A之上或上方時(shí)，系指層B形成以與層A直接接觸，或另一個(gè)層(例如層C或?qū)覦)形成以與層A直接接觸，然后層B形成以與層C或D直接接觸的情況。相似地，當(dāng)描述一個(gè)對(duì)象“形成于”不同對(duì)象之下或下方時(shí)，系指這些對(duì)象彼此直接接觸或彼此不直接接觸。
根據(jù)本發(fā)明，可以根據(jù)圖像更改構(gòu)成一個(gè)像素的單元。因此，可以清晰地顯示字符和平滑地顯示圖像。


在這些附圖中圖1示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖2示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖3示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖4示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖5示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖6示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖7示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖8示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖9示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖10示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖11示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖12A至12D分別示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖13示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖14示出本發(fā)明的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法；圖15示出本發(fā)明的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法；圖16示出本發(fā)明的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法；
圖17示出本發(fā)明的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法；圖18示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖19示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖20示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖21示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖22示出本發(fā)明的顯示裝置的截面圖；圖23A至23B分別示出本發(fā)明的顯示裝置的截面圖；圖24A至24B分別示出本發(fā)明的顯示裝置的截面圖；圖25A至25B分別示出本發(fā)明的顯示裝置的截面圖；圖26示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖27示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖28A和28B分別示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖29示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖30示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖31A至31H分別圖示應(yīng)用本發(fā)明的電子裝置；圖32A至32C是本發(fā)明的顯示裝置的俯視圖和剖視圖；圖23A至33D示出本發(fā)明的顯示裝置的橫截面結(jié)構(gòu)；圖24A至34C示出本發(fā)明的顯示裝置的橫截面結(jié)構(gòu)；圖25A至35D示出本發(fā)明的顯示裝置的橫截面結(jié)構(gòu)；圖26A至36D示出本發(fā)明的顯示裝置的橫截面結(jié)構(gòu)；圖37A至37D示出本發(fā)明的顯示裝置的橫截面結(jié)構(gòu)；圖38A至38B示出本發(fā)明的顯示裝置的橫截面結(jié)構(gòu)；圖39A至39B示出本發(fā)明的顯示裝置的橫截面結(jié)構(gòu)；圖40示出本發(fā)明的顯示裝置的橫截面結(jié)構(gòu)；圖41A至41E分別示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖42A和42B示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖43A和43B示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖44A和44B示出本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；
圖45示出本發(fā)明的顯示屏的結(jié)構(gòu)；圖46示出本發(fā)明的顯示屏的子像素配置；圖47示出本發(fā)明的顯示屏的子像素配置；圖48示出用于形成EL層的蒸鍍?cè)O(shè)備的結(jié)構(gòu)；以及圖49示出用于形成EL層的蒸鍍?cè)O(shè)備的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
下文，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。要注意本發(fā)明并不局限于下文說(shuō)明，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，在不背離本發(fā)明精神和范圍的前提下可以以多種方式修改本文所公開的方式和細(xì)節(jié)。因此，本發(fā)明不應(yīng)視為限于下文將給出的實(shí)施方式的說(shuō)明。
實(shí)施方式1圖1示出三個(gè)像素的像素配置。通常，區(qū)域101對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素。
R1和R2構(gòu)成紅色子像素，G1和G2構(gòu)成綠色子像素以及B1和B2構(gòu)成藍(lán)色子像素。一個(gè)像素由每種顏色的子像素構(gòu)成。這里，在R1和R2中，有助于發(fā)光或顯示的區(qū)域設(shè)置R1和R2＝1∶2。在G1和G2中，有助于發(fā)光或顯示的區(qū)域設(shè)置G1和G2＝1∶2。在B1和B2中，有助于發(fā)光或顯示的區(qū)域設(shè)置B1和B2＝1∶2?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)R1和R2選擇其中之一、同時(shí)都選或都不選來(lái)發(fā)光(或有助于顯示)以表示灰度級(jí)。換言之，可以使用區(qū)域灰度級(jí)方法。在圖1中，粗線包圍的正方形區(qū)域(點(diǎn))是構(gòu)成子像素一部分的顯示區(qū)域。該顯示區(qū)域的形狀不限于圖1所示的形狀。R1是構(gòu)成紅色子像素的最小顯示區(qū)域，而R2是具有R1兩倍面積的顯示區(qū)域。由此，這適用于構(gòu)成藍(lán)色子像素的B1和B2，以及構(gòu)成綠色子像素的G1和G2。此外，這還適用于R1、R2、R4、G1、G2、G4、B1、B2和B4。
引用號(hào)101所示的部分是正方形。當(dāng)該正方形被視為一個(gè)像素單元時(shí)，可以在整個(gè)顯示屏幕上產(chǎn)生條形陣列。由此可以產(chǎn)生清晰的顯示。在每種顏色中，子像素按列對(duì)齊，由此易于形成有機(jī)EL元件。
接下來(lái)，示出一種情況，其中引用號(hào)102所示的部分構(gòu)成一個(gè)像素。在紅色子像素中，R2和R1依此順序?qū)R，并在藍(lán)色子像素中，B2和B1依此順序?qū)R。在綠色子像素中，G2和G1依此順序?qū)R。在一個(gè)像素101的情況中，采用G1和G2的順序形成一個(gè)像素，而在一個(gè)像素102的情況中，則采用G2和G1的順序。因此，構(gòu)成一個(gè)像素的部分的形狀是鋸齒化形的。由此，可以實(shí)施模糊化顯示，由于模糊化顯示，可以實(shí)現(xiàn)平滑顯示。這使結(jié)構(gòu)與以三角形陣列配置子像素的情況相似。
通過(guò)采用更鋸齒化的形狀，部分103可以構(gòu)成一個(gè)像素。由此可以產(chǎn)生平滑的顯示。
以此方式，可以根據(jù)需要更改一個(gè)像素單元，換言之確定哪些子像素構(gòu)成一個(gè)像素，由此可以更改表示顯示的方式。例如，當(dāng)主要顯示字符時(shí)，形成具有正方形形狀的一個(gè)像素即清晰顯示，而當(dāng)主要顯示圖像時(shí)，通過(guò)向上和向下移動(dòng)子像素來(lái)形成具有鋸齒化形狀，即非正方形形狀的一個(gè)像素。由此可以執(zhí)行平滑的顯示。
每種顏色的子像素中的顯示區(qū)域(有助于顯示)被分成多個(gè)區(qū)域。該區(qū)域的尺寸比設(shè)為1∶2.由此，可以應(yīng)用區(qū)域灰度級(jí)方法。
要注意圖1示出一列中三個(gè)像素；但是，本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。
例如，如圖2所示，在紅色子像素中，R1和R2依此順序?qū)R，在藍(lán)色子像素中，B1和B2依此順序?qū)R，以及在綠色子像素中，G2和G1依此順序?qū)R。
就圖2而言，可以通過(guò)利用部分201、部分202和部分203與圖1所示的相同方式構(gòu)成一個(gè)像素，以根據(jù)需要更改像素配置。部分201是正方形；部分202是具有鋸齒化形狀的正方形；部分203是更鋸齒化的形狀。
在圖1或圖2中，示出一列，以及當(dāng)形成多列時(shí)，圖1或圖2所示的多個(gè)這種列可以平行地排列。或者，可以交替地排列圖1的列和圖2的列。在交替地排列這些列的情況中，子像素排列成更復(fù)雜(鋸齒化)，由此構(gòu)成更平滑的顯示。
注意，在圖1或圖2中，子像素按水平方向上紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的順序排列，但是，本發(fā)明不限于此。可以以適合的順序排列這些子像素。
再者，在圖1或圖2中，紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的顯示區(qū)域(有助于顯示或也稱為發(fā)光區(qū)域)的面積是相等的。但是，本發(fā)明不限于此。在考慮速度降級(jí)的情況下，可以對(duì)應(yīng)于每種顏色來(lái)更改這些子像素的尺寸。
注意，圖1或圖2示出三種顏色紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)構(gòu)成一個(gè)像素的情況；但是，本發(fā)明不限于此。還將白色(W)添加到這三種顏色，或者將所有這三種顏色替換為其他顏色。
注意在圖1和圖2中，每種顏色的子像素包括兩個(gè)顯示區(qū)域；但是，本發(fā)明不限于此?？梢圆捎酶嗟娘@示區(qū)域。圖3中作為示例示出每種顏色的子像素包括三個(gè)顯示區(qū)域的情況。每種顏色的子像素的顯示區(qū)域(有助于顯示或也稱為發(fā)光區(qū)域)的尺寸之比設(shè)為1∶2∶4。由此，可以在采用區(qū)域灰度級(jí)方法的情況中表示3位灰度級(jí)。相似地，在圖3中，可以如301至303所表示的部分所示構(gòu)成一個(gè)像素。
此外，在圖1至圖3中，每種顏色的子像素的顯示區(qū)域(有助于顯示)的面積比設(shè)為1∶2或1∶2∶4；但是，本發(fā)明不限于此。該比例還可以設(shè)為1∶4或1∶1，只要該比例可以較好表示灰度級(jí)即可。表示灰度級(jí)的最佳方法是采用2的冪，它是優(yōu)選的。
實(shí)施方式2在實(shí)施方式2中，將描述對(duì)每個(gè)子像素的信號(hào)提供。在圖4中，對(duì)應(yīng)于每種顏色配置一個(gè)信號(hào)線，對(duì)應(yīng)于每種顏色的每個(gè)顯示區(qū)域配置一個(gè)柵極信號(hào)線。圖4對(duì)應(yīng)于圖1的結(jié)構(gòu)；但是，本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。
第二行的R2經(jīng)選擇晶體管401連接到信號(hào)線421。第二行的R1經(jīng)選擇晶體管402連接到信號(hào)線421。換言之，R1和R2連接到相同的信號(hào)線。第三行的R2經(jīng)選擇晶體管403連接到信號(hào)線421。
柵極信號(hào)線連接到每個(gè)選擇晶體管。柵極信號(hào)線411連接到選擇晶體管401。柵極信號(hào)線412連接到選擇晶體管402。柵極信號(hào)線413連接到選擇晶體管403。通過(guò)依次選擇每個(gè)柵極信號(hào)線，可以經(jīng)信號(hào)線421將信號(hào)提供到每個(gè)子像素。
這里，柵極信號(hào)線配置在部分101的上方和下方。由此，可以將柵極信號(hào)線配置為直線。
接下來(lái)，圖5示出通過(guò)共享柵極信號(hào)線來(lái)減少柵極信號(hào)線的數(shù)量的情況。
第二行的R2經(jīng)選擇晶體管501連接到信號(hào)線521。第二行的R1經(jīng)選擇晶體管502連接到信號(hào)線522。換言之，R1和R2連接到不同的信號(hào)線。相似地，第三行的R2經(jīng)選擇晶體管503連接到信號(hào)線521。
上下方子像素的兩個(gè)選擇晶體管連接到柵極信號(hào)線的其中一個(gè)柵極信號(hào)線。換言之，共享一個(gè)柵極信號(hào)線。選擇晶體管501連接到柵極信號(hào)線511，選擇晶體管502連接到柵極信號(hào)線512，以及選擇晶體管503也連接到該柵極信號(hào)線512。當(dāng)選擇柵極信號(hào)線512時(shí)，選擇晶體管502和503同時(shí)轉(zhuǎn)為開狀態(tài)。但是因?yàn)樾盘?hào)線是不同的，所以可以無(wú)問(wèn)題地將信號(hào)提供到子像素。
注意，該實(shí)施方式與實(shí)施例模式1相關(guān)地進(jìn)行詳細(xì)描述。由此該實(shí)施方式可以自由地與實(shí)施方式1組合。
實(shí)施方式3接下來(lái)，示出像素電路的一個(gè)示例。圖6示出有機(jī)EL的像素。圖6表示每個(gè)顯示區(qū)域的像素電路。
使用作為第一導(dǎo)線的柵極信號(hào)線4901控制作為第一個(gè)晶體管的選擇晶體管4904。當(dāng)選擇晶體管4904轉(zhuǎn)為開狀態(tài)時(shí)，從作為第二導(dǎo)線的源極信號(hào)線4902將視頻信號(hào)輸入到存儲(chǔ)電容器4905中。此時(shí)，作為第二晶體管的驅(qū)動(dòng)晶體管4906根據(jù)視頻信號(hào)轉(zhuǎn)為開/關(guān)狀態(tài)，以及電流經(jīng)發(fā)光元件4907從作為第三導(dǎo)線的電源線4903流到相對(duì)電極4908。
注意圖6的選擇晶體管4904對(duì)應(yīng)于圖4的晶體管401至403，以及圖5的晶體管501至503。此外，圖6的源極信號(hào)線4902對(duì)應(yīng)于圖4的信號(hào)線421和圖5的信號(hào)線521或522。
接下來(lái)，圖7示出兩個(gè)顯示區(qū)域的像素電路。其中示出兩個(gè)發(fā)光元件4907和4807。相應(yīng)地適當(dāng)設(shè)置兩個(gè)發(fā)光元件的顯示區(qū)域的尺寸。這些尺寸通常設(shè)為1∶2。雖然圖7對(duì)應(yīng)于圖4的情況，但是可以將圖7的配置應(yīng)用于圖5。
注意圖7的選擇晶體管4904對(duì)應(yīng)于圖4的晶體管401，以及圖7的選擇晶體管4804對(duì)應(yīng)于圖4的晶體管402。此外，圖7的源極信號(hào)線4902對(duì)應(yīng)于圖4的信號(hào)線421。圖7的柵極信號(hào)線4901對(duì)應(yīng)于圖4的柵極信號(hào)線411，以及圖7的柵極信號(hào)線4801對(duì)應(yīng)于圖4的柵極信號(hào)線412。
像素配置不限于圖6和圖7所示的那些。例如可以應(yīng)用一種用于校正驅(qū)動(dòng)晶體管的特征變化的配置。
作為廣義分類的用于校正特征變化的像素配置，有一種用于校正閾值電壓的變化的像素配置或一種將電流作為視頻信號(hào)輸入其中的像素配置。
圖8示出一種用于校正閾值電壓的變化的像素配置。通過(guò)控制開關(guān)3106將驅(qū)動(dòng)晶體管3101的閾值電壓保存在電容器元件3104中。開關(guān)3103具有初始化驅(qū)動(dòng)晶體管3101的柵電位的功能。將視頻信號(hào)從源極信號(hào)線3111經(jīng)開關(guān)3102輸入。該視頻信號(hào)被寫入到電容器元件3105。開關(guān)3107控制驅(qū)動(dòng)晶體管3101的源極端與電源線3116之間的導(dǎo)通或非導(dǎo)通。第一掃描線3113控制開關(guān)3102的開/關(guān)狀態(tài)。第二掃描線3114控制開關(guān)3103的開/關(guān)狀態(tài)。第三掃描線3115控制開關(guān)3107的開/關(guān)狀態(tài)。
圖8的配置需要用于初始化驅(qū)動(dòng)晶體管3101的柵電位的導(dǎo)線3112。換言之，圖9示出取消了導(dǎo)線3112的一種配置。驅(qū)動(dòng)晶體管3101的柵極經(jīng)開關(guān)3203連接到驅(qū)動(dòng)晶體管3101的漏極。
應(yīng)該注意，有多種不同的像素配置，用于校正閾值電壓的變化；由此，本發(fā)明不限于圖8和圖9的配置。以此方式，通過(guò)使用用于校正閾值電壓的變化的像素配置，可以減少流到發(fā)光元件的電流的變化。
接下來(lái)，圖10示出將電流作為視頻信號(hào)輸入其中的一種像素配置。當(dāng)根據(jù)視頻信號(hào)的電流提供到源極信號(hào)線3311，且開關(guān)3302和3304轉(zhuǎn)為開狀態(tài)時(shí)，該電流流過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管3301，并由此通過(guò)該電流在柵極和源極之間生成電壓。柵極和源極之間的電壓保存在電容器元件3305中，然后當(dāng)開關(guān)3302和3304轉(zhuǎn)為關(guān)狀態(tài)且開關(guān)3306轉(zhuǎn)為開狀態(tài)時(shí)，電流從電源線3316提供到發(fā)光元件。第一掃描線3313控制開關(guān)3302的開/關(guān)狀態(tài)。第二掃描線3314控制開關(guān)3304的開/關(guān)狀態(tài)。第三掃描線3315控制開關(guān)3306的開/關(guān)狀態(tài)。在圖10中，要提供給信號(hào)電流的晶體管和將電流提供到發(fā)光元件的晶體管是同一個(gè)元件；但是，它們也可以是不同元件。圖11中示出了這些晶體管不是同一個(gè)元件的情況。在圖11中，要提供給信號(hào)電流的晶體管3401和將電流提供到發(fā)光元件的晶體管3421是不同的元件。
注意有多種不同的像素配置，其中輸入電流來(lái)校正變化；由此，本發(fā)明不限于圖10和圖11的配置。如上所述，使用通過(guò)輸入電流來(lái)校正變化的像素配置，可以減少流到發(fā)光元件的電流的變化。
在圖8至圖11中，示出了根據(jù)顯示區(qū)域的像素電路；但是，連同圖6的情況，即使設(shè)置多個(gè)顯示區(qū)域，仍可以容易地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
注意特定的發(fā)光元件不一定配置在像素中。再者，發(fā)光元件可以采用多種模式。例如，有許多其對(duì)比度通過(guò)電磁操作來(lái)改變的顯示媒體，如EL元件(例如有機(jī)EL元件、無(wú)機(jī)EL元件或包含有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的EL元件)、電子放射元件、液晶元件、電子墨水、光學(xué)衍射元件、放電元件、數(shù)字微鏡裝置(DMD)、壓電元件或納米碳管。此外，使用EL元件設(shè)有EL板的顯示裝置包括EL顯示器；使用電子放射元件的顯示裝置包括場(chǎng)致發(fā)射顯示器(FED)、表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器(SED)等；使用液晶元件設(shè)有液晶屏的顯示裝置包括液晶顯示器；使用電子墨水的數(shù)字紙類型的顯示裝置包括電子紙張；使用光學(xué)衍射元件的顯示裝置包括光柵閥(GLV)型顯示器；以及使用放電元件的等離子顯示屏(PDP)型的顯示器包括等離子顯示器；使用數(shù)字微鏡裝置(DMD)的顯示裝置包括數(shù)字光處理(DLR)顯示裝置；)使用液晶元件設(shè)有液晶屏的顯示裝置包括液晶顯示器；使用壓電元件的顯示裝置包括壓電陶瓷顯示器；以及使用納米碳管的顯示裝置包括NED(納米發(fā)射顯示器)等。
注意如存儲(chǔ)電容器4905的存儲(chǔ)電容器用于保存驅(qū)動(dòng)晶體管的柵電位。雖然存儲(chǔ)電容器4905連接在驅(qū)動(dòng)晶體管4906與電源線4903之間，但是本發(fā)明不限于此配置。存儲(chǔ)電容器4905可以設(shè)在任何位置，只要它可以保存驅(qū)動(dòng)晶體管4906的柵電位即可。此外，在可以使用驅(qū)動(dòng)晶體管4906的柵電容等來(lái)保存驅(qū)動(dòng)晶體管4906的柵電位的情況中，還可以省略存儲(chǔ)電容器4905。
注意，對(duì)于圖8至圖11所示的開關(guān)，例如可以使用多種類型的元件，如電子開關(guān)或機(jī)械開關(guān)。即，可以使用任何開關(guān)，只要它可以控制電流流動(dòng)即可，以及可以不限于特定元件地使用多種元件。例如，它可以是晶體管、二極管(例如PN二極管、PIN二極管、肖特基二極管或二極管連接的晶體管)、閘流晶體管或配置有它們的邏輯電路。因此，在使用晶體管作為開關(guān)的情況中，不特定地限制其極性(連通性)，因?yàn)樗鼉H用作開關(guān)。但是當(dāng)截止電流優(yōu)選為小值時(shí)，最好使用具有截止電流小的極性的晶體管。作為一種截止電流小的晶體管，有設(shè)有LDD區(qū)域的晶體管、具有多柵結(jié)構(gòu)的晶體管等。再者，最好當(dāng)用作開關(guān)的晶體管的源極端的電位接近于低電位端電源電位(例如Vss、GND或0V)時(shí)采用N溝道晶體管，而當(dāng)源極端的電位接近于高電位端的電源電位(例如Vdd)時(shí)采用P溝道晶體管。這有助于開關(guān)有效率地工作，因?yàn)榭梢栽黾訓(xùn)旁措妷旱慕^對(duì)值。注意還可以同時(shí)用N溝道和P溝道晶體管來(lái)構(gòu)造CMOS開關(guān)。在此類CMOS開關(guān)的情況中，因?yàn)楫?dāng)P溝道晶體管或N溝道晶體管是導(dǎo)通時(shí)可以流過(guò)電流，所以CMOS可以容易地用作開關(guān)。例如，即使至開關(guān)的輸入信號(hào)的電壓是高或低時(shí)，仍可以輸出適合的電壓。此外，因?yàn)榭梢允棺鳛榇蜷_/關(guān)閉開關(guān)的信號(hào)的電壓的振幅值降低，所以可以降低功耗。注意當(dāng)晶體管用作開關(guān)時(shí)，包括了輸入端(源極端和漏極端的其中一端)、輸出端(源極端和漏極端的另一端)以及用于控制導(dǎo)通的端(柵極端)。換言之，當(dāng)二極管用作開關(guān)時(shí)，存在一種情況。，不包括用于控制導(dǎo)通的端。由此，可以減少用于控制端的導(dǎo)線。
圖12A至12D分別示出一個(gè)開關(guān)的示例。圖12A以示意圖形式示出一種開關(guān)。圖12B示出一種使用AND電路的開關(guān)。是否將來(lái)自輸入1501的信號(hào)傳送到輸出1503由控制線1502控制。注意在圖12B中，此類控制是可能的，其中不管輸入信號(hào)，而從輸出1503輸出L信號(hào)。但是輸出1503從不處于浮空狀態(tài)。因此，在輸出1503連接到數(shù)字電路等的輸入的情況中，優(yōu)選地使用圖12B所示的開關(guān)。只要數(shù)字電路的輸入設(shè)在浮空狀態(tài)，則其輸出變得不穩(wěn)定，這是非期望的。因此，當(dāng)開關(guān)連接到數(shù)字電路的輸入時(shí)，可以優(yōu)選地使用圖12B所示的開關(guān)。
雖然圖12B示出一種使用AND電路的開關(guān)，但是本發(fā)明不限于此?？梢允褂肙R電路、NAND電路或NOR電路實(shí)施相似的功能。
換言之，為了將開關(guān)的輸出側(cè)上的電路輸入設(shè)在浮空狀態(tài)，可以使用圖12C或圖12D所示的開關(guān)。圖12C示出一種稱為傳輸門或模擬開關(guān)的電路。在圖12C中，輸入1511的電位幾乎直接傳輸?shù)捷敵?513。因此，這適于傳輸模擬信號(hào)。圖12D是稱為拍頻倒相器的電路。在圖12D中，將來(lái)自輸入1521的信號(hào)倒相，以便傳送到輸出1523。因此，這適于傳輸數(shù)字信號(hào)。
在圖6至圖11中，示出了有機(jī)EL的像素電路；但是，本發(fā)明不限于此。圖13示出一種作為示例使用液晶元件的情況。圖13示出兩個(gè)顯示區(qū)域的像素電路。其中示出兩個(gè)液晶元件5907、5807和相對(duì)電極5908。相應(yīng)地適當(dāng)設(shè)置液晶元件的顯示區(qū)域的尺寸。這些尺寸通常設(shè)為1∶2。注意圖13的選擇晶體管5904對(duì)應(yīng)于圖4的晶體管401，以及圖13的選擇晶體管5804對(duì)應(yīng)于圖4的晶體管402。此外，圖13的源極信號(hào)線5902對(duì)應(yīng)于圖4的信號(hào)線421。圖13的柵極信號(hào)線5901對(duì)應(yīng)于圖4的柵極信號(hào)線411，以及圖13的柵極信號(hào)線5801對(duì)應(yīng)于圖4的柵極信號(hào)線412。
該實(shí)施方式與實(shí)施例模式1和2相關(guān)地來(lái)詳細(xì)描述。由此該實(shí)施方式可以自由地與實(shí)施方式1或2組合。
實(shí)施方式4在使用數(shù)字灰度級(jí)方法時(shí)，僅可以表示發(fā)光元件的兩個(gè)狀態(tài)，它們是發(fā)光狀態(tài)(也稱為透光狀態(tài))和非發(fā)光狀態(tài)(也稱為不透光狀態(tài))。由此，數(shù)字灰度級(jí)方法常常與實(shí)現(xiàn)多個(gè)灰度級(jí)顯示器的另一種方法組合使用。下文將描述用于多灰度級(jí)的像素的驅(qū)動(dòng)方法。
作為用于實(shí)現(xiàn)多灰度級(jí)的方法，有時(shí)間灰度級(jí)方法和區(qū)域灰度級(jí)方法。時(shí)間灰度級(jí)方法是一種用于通過(guò)在某個(gè)周期更改發(fā)光時(shí)間的長(zhǎng)度來(lái)表示灰度級(jí)的方法。區(qū)域灰度級(jí)方法是一種用于通過(guò)更改發(fā)光區(qū)域的大小來(lái)表示灰度級(jí)的方法。
注意，時(shí)間灰度級(jí)方法和區(qū)域灰度級(jí)方法可以彼此組合。
就區(qū)域灰度級(jí)方法而言，如圖1至圖3所示，設(shè)置多個(gè)顯示區(qū)域(有助于顯示的區(qū)域)，并使哪個(gè)顯示區(qū)域來(lái)發(fā)光，由此表示灰度級(jí)。
這里，將詳細(xì)描述時(shí)間灰度級(jí)方法。在數(shù)字時(shí)間灰度級(jí)方法中，將一個(gè)幀周期分成多個(gè)子幀周期。然后通過(guò)更改每個(gè)幀周期的發(fā)光子幀周期的組合來(lái)表示灰度級(jí)。
圖14示出分開向像素寫信號(hào)的周期(也稱為信號(hào)寫周期)和發(fā)光的周期(也稱為發(fā)光周期)的情況中的時(shí)序圖。首先，在信號(hào)寫周期內(nèi)將一個(gè)屏幕的信號(hào)輸入到所有像素。在該周期，像素不發(fā)光。在完成信號(hào)寫周期之后，發(fā)光周期開始以及像素發(fā)光。接下來(lái)，后續(xù)子幀開始，以及在信號(hào)寫周期內(nèi)將一個(gè)屏幕的信號(hào)輸入到所有像素。在該周期，像素不發(fā)光。在完成信號(hào)寫周期之后，發(fā)光周期開始以及像素發(fā)光。
通過(guò)重復(fù)相似的操作，可以表示灰度級(jí)。此時(shí)，以每個(gè)子幀周期的發(fā)光周期長(zhǎng)度的2次冪，如1:2:4:8:...來(lái)表示多種灰度級(jí)是可能的。
再者，將區(qū)域灰度級(jí)方法與時(shí)間灰度級(jí)方法組合，由此表示更多的灰度級(jí)。例如，在通過(guò)區(qū)域灰度級(jí)方法表示兩位以及通過(guò)時(shí)間灰度級(jí)方法表示六位的情況中，總共可以表示8位。
該情況中的像素配置具有圖6和圖7的配置。
注意，在信號(hào)寫周期，控制電源線4903和相對(duì)電極4908的電位，使得無(wú)電壓施加到發(fā)光元件4907。注意，使相對(duì)電極4908的電位處于高，由此無(wú)電壓施加到發(fā)光元件4907，或者可以使相對(duì)電極4908處于浮空狀態(tài)，而不提供電荷。由此，可以防止發(fā)光元件4907在信號(hào)寫周期發(fā)光。
接下來(lái)，圖15示出不分開向像素寫信號(hào)的周期(也稱為信號(hào)寫周期)和發(fā)光的周期(也稱為發(fā)光周期)的情況中的時(shí)序圖。在每行寫入信號(hào)之后，發(fā)光周期隨即開始。
在某一行中，寫入信號(hào)以及預(yù)定的發(fā)光周期完成之后，在后續(xù)子幀開始信號(hào)寫操作。通過(guò)重復(fù)此類操作，可以分別控制發(fā)光周期的長(zhǎng)度。
以此方式，即使慢速寫入信號(hào)，仍可以將多個(gè)子幀配置在一個(gè)幀中。此外，因?yàn)橐粋€(gè)幀周期的發(fā)光周期的比例(所說(shuō)的占空比)可以是高的，所以降低功耗，抑制發(fā)光元件的損耗或抑制偽輪廓是可能的。
在該情況中的像素配置可以具有圖6和圖7的配置。在該情況中，圖15中時(shí)間是t0，同時(shí)將信號(hào)輸入到三行的像素中是必要的。通常，無(wú)法同時(shí)將信號(hào)輸入到多行的像素中。由此，如圖16所示，將一個(gè)柵極選擇周期分成多個(gè)周期(圖16中為三個(gè)周期)。在每個(gè)劃分的選擇周期內(nèi)選擇每個(gè)柵極信號(hào)線4901，并將對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸入到源極信號(hào)線4902。例如，在一個(gè)柵極選擇周期，在G1(t0)內(nèi)選擇第i行，在G2(t0)內(nèi)選擇第j行，以及在G3(t0)內(nèi)選擇第k行。因此，可以如同在一個(gè)柵極選擇周期內(nèi)同時(shí)選擇三行一樣執(zhí)行操作。
注意，雖然圖15和圖16分別顯示同時(shí)將信號(hào)輸入到三行的像素中的情況，但是本發(fā)明不限于此。還可以將信號(hào)輸入更多行或更少行。
注意，此類驅(qū)動(dòng)方法的細(xì)節(jié)在例如日本公開特許公報(bào)編號(hào)2001-324958、美國(guó)專利申請(qǐng)公布編號(hào)2001/0022565等中予以公開，它可以結(jié)合本發(fā)明來(lái)應(yīng)用。以及這些專利的整個(gè)公開內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于本文。
這樣，圖17示出擦除像素中的信號(hào)的情況中的時(shí)序圖。在每行中，執(zhí)行信號(hào)寫操作，并在后續(xù)信號(hào)寫操作之前擦除像素中的信號(hào)。據(jù)此，可以容易地控制發(fā)光周期的長(zhǎng)度。
在某一行中，寫入信號(hào)以及預(yù)定的發(fā)光周期完成之后，在后續(xù)子幀開始信號(hào)寫操作。在發(fā)光周期短的情況中，執(zhí)行信號(hào)擦除操作以提供不發(fā)光狀態(tài)。通過(guò)重復(fù)此類操作，可以控制發(fā)光周期的長(zhǎng)度。
據(jù)此，即使慢速寫入信號(hào)，仍可以將多個(gè)子幀配置在一個(gè)幀中。再者，在執(zhí)行信號(hào)擦除操作的情況中，無(wú)需以與獲得視頻信號(hào)的方法相同的方法來(lái)獲得用于擦除的數(shù)據(jù)；因此，還可以減少源驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)頻率。
圖18示出此情況中的像素配置。擦除晶體管1104連接在驅(qū)動(dòng)晶體管4906的柵極與電源線4903之間。
使用柵極信號(hào)線4901控制選擇晶體管4904。當(dāng)選擇晶體管4904轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，從源極信號(hào)線4902將視頻信號(hào)輸入到存儲(chǔ)電容器4905中。由此，驅(qū)動(dòng)晶體管4906根據(jù)視頻信號(hào)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)，以及電流經(jīng)發(fā)光元件4907從電源線4903流到相對(duì)電極4908。
當(dāng)需要擦除信號(hào)時(shí)，選擇第二柵極線1101以將擦除晶體管1104轉(zhuǎn)為開狀態(tài)，從而將驅(qū)動(dòng)晶體管4906轉(zhuǎn)為關(guān)狀態(tài)。這樣，無(wú)電流經(jīng)發(fā)光元件4907從電源線4903流到相對(duì)電極4908。由此，可以提供不發(fā)光周期，以及可以自由地控制發(fā)光周期的長(zhǎng)度。
雖然在圖18中使用擦除晶體管1104，但是也可以使用另一種方法。這是因?yàn)榭梢詮?qiáng)制提供不發(fā)光周期，由此不提供電流到發(fā)光元件4907。由此，可以通過(guò)在電流經(jīng)發(fā)光元件4907從電源線4903到相對(duì)電極4908的路徑中任何位置配置開關(guān)并控制該開關(guān)的開/關(guān)狀態(tài)來(lái)提供不發(fā)光周期?；蛘?，可以控制驅(qū)動(dòng)晶體管4906的柵源電壓來(lái)強(qiáng)制將驅(qū)動(dòng)晶體管轉(zhuǎn)為關(guān)狀態(tài)。
圖19示出強(qiáng)制關(guān)閉驅(qū)動(dòng)晶體管的情況中的像素配置的一個(gè)示例。擦除二極管1204連接在驅(qū)動(dòng)晶體管4906的柵極與第二柵極線1201之間。
當(dāng)需要擦除信號(hào)時(shí)，選擇第二柵極線1201(這里是高電位)以將該擦除二極管1204轉(zhuǎn)為開狀態(tài)，從而電流從第二柵極線1201流到驅(qū)動(dòng)晶體管4906的柵極。由此，將驅(qū)動(dòng)晶體管4906關(guān)閉。這樣，無(wú)電流經(jīng)發(fā)光元件4907從電源線4903流到相對(duì)電極4908。由此，可以提供不發(fā)光周期，以及可以自由地控制發(fā)光周期的長(zhǎng)度。
當(dāng)需要保存信號(hào)時(shí)，不選擇第二柵極信號(hào)線1201(這里是低電位)。這樣，擦除二極管1204轉(zhuǎn)為關(guān)狀態(tài)，由此保存驅(qū)動(dòng)晶體管4906的柵極電位。
注意擦除二極管1204可以是任何元件，只要它具有整流的特性即可。擦除二極管1204可以是PN二極管、PIN二極管、肖特基二極管或齊納二極管。
此外，還可以使用二極管連接的晶體管(其柵極和漏極連接)。圖20示出此情況中的電路圖。作為擦除二極管1204，使用二極管連接的晶體管1304。雖然這里使用N溝道晶體管，但是本發(fā)明不限于此，還可以是P溝道晶體管。
注意作為再一種電路，如圖17所示的驅(qū)動(dòng)方法可以使用圖6和圖7中的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。該情況的時(shí)序圖可以與圖16中所示的情況相似。如圖16所示，將一個(gè)柵極選擇周期分成三個(gè)周期；但是，這里將一個(gè)柵極選擇周期分成二個(gè)周期。在每個(gè)劃分的選擇周期內(nèi)選擇一個(gè)柵極線，并將對(duì)應(yīng)的信號(hào)(視頻信號(hào)和擦除信號(hào))輸入到源極信號(hào)線4902。例如，在一個(gè)柵極選擇周期，在前半個(gè)周期內(nèi)選擇第i行，在后半個(gè)周期內(nèi)選擇第j行。然后，當(dāng)選擇第i行時(shí)，將視頻信號(hào)輸入其中。另一方面，當(dāng)選擇第j行時(shí)，輸入將驅(qū)動(dòng)晶體管轉(zhuǎn)為關(guān)的信號(hào)。因此，可以如同在一個(gè)柵極選擇周期內(nèi)同時(shí)選擇二行一樣執(zhí)行操作。
注意，此類驅(qū)動(dòng)方法的細(xì)節(jié)在例如日本專利早期公開編號(hào)2001-324958、美國(guó)專利申請(qǐng)公布編號(hào)2001/0022565等中予以公開，它可以結(jié)合本發(fā)明來(lái)應(yīng)用。以及這些專利的整個(gè)公開內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于本文。
注意，本實(shí)施方式中所示的時(shí)序圖、像素配置和驅(qū)動(dòng)方法僅僅是示例，本發(fā)明本發(fā)明不限于這些示例。應(yīng)用多種時(shí)序圖、像素配置和驅(qū)動(dòng)方法是可能的。
然后，下文將描述數(shù)字灰度級(jí)方法的情況中的驅(qū)動(dòng)晶體管的操作區(qū)域。
例如，在驅(qū)動(dòng)晶體管在飽和區(qū)域中工作的情況中，有如下優(yōu)點(diǎn)，即使其電壓電流特征下降時(shí)，發(fā)光元件中流動(dòng)的電流值也不改變。因此，不可能發(fā)生圖像燒傷。但是，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管的電流特征變化時(shí)，其中流過(guò)的電流也會(huì)變化。在這種情況中，可能發(fā)生顯示不均勻。
相反，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管在線性區(qū)域中工作時(shí)，即使驅(qū)動(dòng)晶體管的電流特征變化，也幾乎不影響其中流動(dòng)的電流值。因此，不可能發(fā)生圖像模糊不均勻。此外，因?yàn)榭梢苑乐跪?qū)動(dòng)晶體管的此柵源電壓(電壓的絕對(duì)值)增加太多，所以可以降低功耗。再者，當(dāng)增加驅(qū)動(dòng)晶體管的柵源電壓(電壓的絕對(duì)值)時(shí)，即使驅(qū)動(dòng)晶體管的電流特征變化，也幾乎不影響其中流動(dòng)的電流值。但是，當(dāng)發(fā)光元件的電壓電流特征下降時(shí)，其中流過(guò)的電流值可能變化。因此，不可能發(fā)生圖像燒傷。
以此方式，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管在飽和區(qū)域中工作時(shí)，即使發(fā)光元件的特征變化，其中流動(dòng)的電流值也不改變。因此，在此情況中，驅(qū)動(dòng)晶體管可以視為作為電流源在工作。由此，此類驅(qū)動(dòng)器稱為恒定電流驅(qū)動(dòng)器。
此外，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管在線性區(qū)域中工作時(shí)，即使驅(qū)動(dòng)晶體管的電流特征變化，流動(dòng)的電流值也不改變。因此，在此情況中，驅(qū)動(dòng)晶體管可以視為作為開關(guān)在工作。此外，可以認(rèn)為電源線的電壓直接施加到發(fā)光元件。由此，此類驅(qū)動(dòng)器稱為恒定電壓驅(qū)動(dòng)器。
該實(shí)施方式與實(shí)施例模式1至3相關(guān)地來(lái)詳細(xì)描述。由此，該實(shí)施方式可以自由地與實(shí)施方式1至3組合。
實(shí)施方式5接下來(lái)，將描述本發(fā)明的顯示裝置中的像素布局。圖21示出例如圖7所示的電路圖的布局圖。注意電路圖和布局圖不限于圖7和圖21中的那些。
敷設(shè)了選擇晶體管4904和4804、驅(qū)動(dòng)晶體管4906和4806以及發(fā)光元件4907和4807。選擇晶體管4904和4804的源極和漏極連接到源極信號(hào)線4902以及分別連接到驅(qū)動(dòng)晶體管4906和4806的柵極。驅(qū)動(dòng)晶體管4904的柵極連接到柵極信號(hào)線4901，以及選擇晶體管4804的柵極連接到柵極信號(hào)線4801。驅(qū)動(dòng)晶體管4906和4806的源極和漏極分別連接到電源線4903和發(fā)光元件4907和4807的電極。存儲(chǔ)電容器4905和4805各連接在驅(qū)動(dòng)晶體管4906或4806的柵極與電源線4903之間。
源極信號(hào)線4902和電源線4903由第二導(dǎo)線構(gòu)成，而柵極信號(hào)線4901和4801由第一導(dǎo)線構(gòu)成。
在上柵極結(jié)構(gòu)的情況中，基板、半導(dǎo)體層、柵極絕緣膜、第一導(dǎo)線、內(nèi)層絕緣膜以及第二導(dǎo)線依此順序形成，以形成薄膜。在下柵極結(jié)構(gòu)的情況中，基板、第一導(dǎo)線、柵極絕緣膜、半導(dǎo)體層、內(nèi)層絕緣膜以及第二導(dǎo)線依此順序形成，以形成薄膜。
接下來(lái)，圖22示出包括薄膜晶體管(TFT)和發(fā)光元件與之連接的像素的截面圖。
在圖22中，基層701、用于形成TFT 750的半導(dǎo)體層702以及用于形成電容器部分751的一個(gè)電極的半導(dǎo)體層752形成在基板700上。第一絕緣層703形成于其上，它用作TFT 750的柵極絕緣層以及用于形成電容器部分751的電容的電介質(zhì)層。
用于形成電容器部分751的另一個(gè)電極的柵電極704和導(dǎo)電層754形成在第一絕緣層703上。連接到TFT 750的導(dǎo)線707連接到發(fā)光元件712的第一電極708。第一電極708形成于第三絕緣層706上。第二絕緣層705可以形成于第一絕緣層703和第三絕緣層706之間。發(fā)光元件712由第一電極708、EL層709和第二電極710構(gòu)成。再者，形成第四絕緣層711以覆蓋第一電極708的周邊端部以及第一電極708與導(dǎo)線707之間的連接部分。
接下來(lái)，將描述前述結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。基板700可以是例如，如鋇硼矽酸玻璃或鋁硼矽酸玻璃的玻璃基板、石英基板、陶瓷基板等?；蛘?，它可以是具有表面覆蓋由絕緣薄膜的含不銹鋼的金屬基板或半導(dǎo)體基板。此外，還可以使用由如塑料的柔性合成樹脂制成的基板?？梢酝ㄟ^(guò)如化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的拋光來(lái)平整基板700的表面。
基層701可以是由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等制成的絕緣薄膜?；鶎?01可以用于防止基板700中所含的如鈉或堿土金屬等的堿金屬擴(kuò)散到半導(dǎo)體層702，這會(huì)負(fù)面影響TFT 750的特征。雖然圖22示出基層701具有單層結(jié)構(gòu)的示例，但是它可以具有兩層或多層。注意當(dāng)雜質(zhì)擴(kuò)散不是大問(wèn)題時(shí)，如使用石英基板的情況中，不一定需要基層701。
此外，可以通過(guò)微波激勵(lì)、2eV或更低的電子溫度、5eV或更低的離子能量以及約1011至1013/cm3的電子密度條件下的高密度等離子直接處理玻璃基板的表面?？梢允褂玫入x子處理設(shè)備利用使用徑向槽天線的微波激勵(lì)生成等離子。此時(shí)，通過(guò)引入含氮?dú)怏w如氮(N2)、氨(NH3)或一氧化氮(N2O)，可以氮化玻璃基板的表面。形成在玻璃基板表面的氮層具有氮化硅作為它的主要成分；因此，它可以用作阻擋從玻璃基板一側(cè)擴(kuò)散的雜質(zhì)的阻隔層。通過(guò)等離子CVD可以將氧化硅薄膜或氮氧化硅薄膜可以形成于氮層，以便也用作基層701。
此外，當(dāng)使用氧化硅、氮氧化硅等對(duì)基層701的表面執(zhí)行相似的處理時(shí)，也可以氮化基層701的表面或基層701中從表面深達(dá)1至10納米處的部分。此類極薄氮化硅層可以用作阻隔層，而不會(huì)對(duì)形成于其上的半導(dǎo)體層產(chǎn)生應(yīng)力影響。
半導(dǎo)體層702和半導(dǎo)體層752的每一個(gè)優(yōu)選地利用圖案化晶體半導(dǎo)體薄膜制成。注意，“圖案化”系指通過(guò)光刻技術(shù)將薄膜變換成特定形狀(例如在光敏丙烯酸中形成接觸孔或?qū)⒐饷舯┧崽幚沓啥ň嗥男螤?，通過(guò)光刻技術(shù)形成掩模圖案以及使用掩模圖案來(lái)蝕刻等的過(guò)程。可以通過(guò)將非晶半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶來(lái)獲得晶狀半導(dǎo)體薄膜。作為一種結(jié)晶方法，有激光結(jié)晶、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶、使用促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶等。半導(dǎo)體層702具有溝道形成區(qū)域和摻雜有加入一種導(dǎo)電性類型的雜質(zhì)元素的一對(duì)雜質(zhì)區(qū)域。注意低濃度地?fù)诫s有前述雜質(zhì)元素的雜質(zhì)區(qū)域可以設(shè)在溝道形成區(qū)域與雜質(zhì)區(qū)域?qū)χg。半導(dǎo)體層752可以具有如下結(jié)構(gòu)，整個(gè)層摻雜有加入一種導(dǎo)電性類型的雜質(zhì)元素或摻雜有與之相反導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素。
第一絕緣層703可以通過(guò)堆疊氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或/和類似物質(zhì)以單層或多層形式形成。在此情況中，與前述處理相似，可以對(duì)絕緣薄膜的表面氧化或氮化，以便通過(guò)微波激勵(lì)、2eV或更低的電子溫度、5eV或更低的離子能量以及約1011至1013/cm3的電子密度條件下的高密度等離子處理進(jìn)行增密。該處理可以先于第一絕緣層703的薄膜淀積執(zhí)行。即，可以對(duì)半導(dǎo)體層702的表面執(zhí)行等離子處理。此時(shí)，可以通過(guò)在基板溫度300到450℃以及氧氣氛(如O2或N2O)或氮?dú)夥?如N2或NH3)的條件下執(zhí)行等離子處理來(lái)形成將要堆疊于其上的柵極絕緣層的有利界面。
可以形成柵電極704和導(dǎo)電層754的每一個(gè)，以具有含從Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr或Nd中選擇的元素或含此類元素的合金或混合物的單層結(jié)構(gòu)或堆疊層結(jié)構(gòu)。
TFT 750由半導(dǎo)體層702、柵電極704和位于半導(dǎo)體層702與柵電極704之間的第一絕緣層703構(gòu)成。圖22示出構(gòu)成像素的TFT 750連接到發(fā)光元件712的第一電極708的情況的一個(gè)示例。TFT 750具有多柵極結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)柵電極704形成于半導(dǎo)體層702上。即，多個(gè)TFT串聯(lián)。利用此類結(jié)構(gòu)，可以防止截止電流超過(guò)需要地增加。雖然圖22示出TFT 750是上柵極TFT的示例，但是還可以采用在半導(dǎo)體層下方具有柵電極的下柵極TFT或在半導(dǎo)體層上下具有柵電極的雙柵極TFT。
電容器部分751包括用作電介質(zhì)的第一絕緣層703和通過(guò)包夾第一絕緣層703彼此面對(duì)的一對(duì)電極，即半導(dǎo)體層752和導(dǎo)電層754。雖然圖22示出與TFT 750的半導(dǎo)體層702同時(shí)形成的半導(dǎo)體層752用作設(shè)在像素中的電容器元件的一對(duì)電極的其中之一，與柵電極704同時(shí)形成的導(dǎo)電層754用作另一個(gè)電極，但是本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。
第二絕緣層705優(yōu)選地是對(duì)離子雜質(zhì)具有阻隔特性的阻隔絕緣薄膜，例如氮化硅薄膜。第二絕緣薄膜705由氮化硅或氮氧化硅制成。第二絕緣層705具有用于防止半導(dǎo)體層702的污染的保護(hù)薄膜的功能。在淀積第二絕緣薄膜705之后，可以通過(guò)以與前述處理相似地引入氫氣的微波激勵(lì)下的高密度等離子處理來(lái)對(duì)它氫化。或者，可以通過(guò)引入氨氣氮化并氫化第二絕緣薄膜705。再者，可以通過(guò)引入氧氣、N2O氣體等以及氫氣來(lái)氮氧化和氫化第二絕緣薄膜705。利用前述方法執(zhí)行氮化、氧化或氮氧化處理，可以增密第二絕緣層705的表面。因此，可以增強(qiáng)它用作保護(hù)薄膜的功能?？梢酝ㄟ^(guò)執(zhí)行400至450℃的熱處理將引入氮化硅制成的第二絕緣層705中的氫釋放，從而氫化半導(dǎo)體層702。
第三絕緣層706可以利用無(wú)機(jī)絕緣薄膜或有機(jī)絕緣薄膜制成。無(wú)機(jī)絕緣薄膜包括CVD、SOG(旋涂玻璃)薄膜(通過(guò)涂敷形成的氧化硅薄膜)等形成的氧化硅薄膜。有機(jī)絕緣薄膜包括聚酰亞胺、聚胺、BCB(苯并環(huán)丁烯)、丙烯酸、正光敏有機(jī)樹脂、負(fù)光敏有機(jī)樹脂等制成的薄膜。此外，第三絕緣層706還可以利用具有硅(Si)和氧(O)的骨架結(jié)構(gòu)的材料制成。作為該材料的一種替代品，使用含有至少氫(例如烷基或芳烴)的有機(jī)基。作為一種替代品，可以使用氟基作為替代品。再者，可以使用含氫的有機(jī)基和氟基作為替代品。
可以形成導(dǎo)線707，以具有從Al、Ni、C、W、Mo、Ti、Pt、Cu、Ta、Au或Mn中選擇的元素的單層結(jié)構(gòu)或堆疊層結(jié)構(gòu)。
第一電極708或第二電極710的其中之一或二者可以形成為透明電極。作為透明電極，有含三氧化鎢的氧化銦(IWO)、含氧化鎢的氧化銦(IWZO)、含氧化鈦的氧化銦(ITiO)、含氧化鈦的氧化銦錫(ITTiO)、含鉬的氧化銦錫(ITMO)等。不必說(shuō)，還可以使用氧化銦(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、摻雜氧化硅的氧化銦錫(ITSO)等。
第一電極708和第二電極710的至少其中之一或二者可以由不具有發(fā)光特性的材料制成。例如，它可以利用如Li或Cs的強(qiáng)堿材料、如Mg、Ca或Sr的堿土材料、含此類金屬的合金(例如MgAg、AlLi、或Mgln)、含此類金屬的化合物(例如CaF2或Ca3N2)或如Yb或Er的稀土材料制成。
第四絕緣層711可以利用與第三絕緣層706相似的材料制成。
發(fā)光元件712由第一電極708、第二電極710和被包夾于其間的EL層709形成。第一電極708和第二電極710的至少其中之一或二者用作陽(yáng)極，而另一個(gè)用作陰極。當(dāng)將高于閾值電壓的電壓正向施加于陽(yáng)極和陰極之間時(shí)，發(fā)光元件712利用經(jīng)陽(yáng)極流到陰極的電流發(fā)光。
EL層709以單層或多層形式形成。當(dāng)EL層709利用多個(gè)層形成時(shí)，根據(jù)載流子傳輸特性，這些層可以分成空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層等。注意每個(gè)層之間的邊界并非一定是明確的，以及可能存在如下情況，因?yàn)樾纬擅總€(gè)層的材料彼此混合，所以邊界是不明確的。每個(gè)層可以使用有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料形成。作為有機(jī)材料，可以使用高分子化合物、中分子化合物和低分子化合物。
EL層709優(yōu)選地利用具有不同功能的多個(gè)層形成，如空穴注入-傳輸層、發(fā)光層以及電子注入-傳輸層?？昭ㄗ⑷?傳輸層優(yōu)選地利用含具有空穴傳輸特性的有機(jī)化合物材料和向有機(jī)化合物材料表征電子接受特性的無(wú)機(jī)化合物材料的復(fù)合材料形成。采用這種結(jié)構(gòu)，在固有地具有很少載流子的有機(jī)化合物中生成許多空穴載流子，由此可以獲得優(yōu)良的空穴注入和傳輸特性。根據(jù)這種效應(yīng)，可以較常規(guī)技術(shù)中更大地抑制驅(qū)動(dòng)電壓。再者，因?yàn)榭昭ㄗ⑷?傳輸層可以形成得厚一些而不會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電壓的增加，所以可以抑制因灰塵等導(dǎo)致的發(fā)光元件的短路。
作為具有空穴傳輸特性的有機(jī)化合物材料，例如有銅酞菁(簡(jiǎn)稱為CuPc)；4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(簡(jiǎn)稱為MTDATA)；1，3，5-三[N，N-二(間-甲苯基)氨基]苯(簡(jiǎn)稱為m-MTDAB)；N，N′-二苯基-N，N′-雙(3-甲基苯基)-1，1′-聯(lián)苯基-4，4′-二胺(簡(jiǎn)稱為TPD)；4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱為NPB)；4，4′-雙{N-[4-二(間-甲苯基)氨基]苯基-N-苯基氨基}聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱為DNTPD)等等。但是，本發(fā)明不限于這些。
作為表征電子接受特性的無(wú)機(jī)化合物材料，有氧化鈦、氧化鋯、氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化釕、氧化鋅等。具體來(lái)說(shuō)，氧化釩、氧化鉬、氧化鎢和氧化錸是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈兛梢栽谡婵罩械矸e，并易于處理。
電子注入-傳輸層使用具有電子傳輸特性的有機(jī)化合物材料形成。確切地來(lái)說(shuō)，有三(8-喹啉酚根)合鋁(簡(jiǎn)稱為Alq3)；三(4-甲基-8-喹啉酚根)合鋁(簡(jiǎn)稱為Almq3)；雙(2-甲基-8-喹啉酚根)(4-苯基酚根)合鋁(簡(jiǎn)稱為Balq)；浴銅靈(簡(jiǎn)稱為BCP)；2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-二唑(簡(jiǎn)稱為PBD)；3-(4-聯(lián)苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(簡(jiǎn)稱為TAZ)等等。但是，本發(fā)明不限于這些。
EL層709可以利用如下材料形成，例如9，10-二(2-萘基)蒽(簡(jiǎn)稱為DNA)；9，10-二(2-萘基)-2-叔丁基蒽(簡(jiǎn)稱為t-BuDNA)；4，4′-雙(2，2-二苯基乙烯基)聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱為DPVBi)；coumarin 30；coumarin6；coumarin 545；coumarin 545T；紅熒烯；2，5，8，11-四(叔丁基)芘(簡(jiǎn)稱為TBP)；9，10-二苯基蒽(簡(jiǎn)稱為DPA)；5，12-二苯基并四苯(簡(jiǎn)稱為DPT)；4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(對(duì)二甲氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(簡(jiǎn)稱為DCM1)；4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-[2-(久洛里定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(簡(jiǎn)稱為DCM2)等等?；蛘?，可以使用能夠生成磷光的如下化合物(吡啶甲酸根)·雙{2-[3′，5′-雙(三氟甲基)苯基]吡啶酚根-N，C2′}合銥(簡(jiǎn)稱為Ir(CF3PPy)2(pic))；雙(2-苯基吡啶酚根-N，C2′)合銥(簡(jiǎn)稱為Ir(ppy)3)；(乙酰丙酮根)·雙(2-苯基吡啶酚根-N，C2’)合銥(簡(jiǎn)稱為Ir(ppy)2(acac))；(乙酰丙酮根)·雙[2-(2′-噻吩基)吡啶酚根-N，C3’]合銥(簡(jiǎn)稱為Ir(thp)2(acac))；(乙酰丙酮根)·雙(2-苯基喹啉酚根-N，C2’)合銥(簡(jiǎn)稱為Ir(pq)2(acac))等等。
再者，EL層709可以使用包括金屬絡(luò)合物的單態(tài)激發(fā)(singletexcitation)發(fā)光材料以及三態(tài)激發(fā)(triplet excitation)發(fā)光材料來(lái)形成。例如，在用于紅色發(fā)光、綠色發(fā)光和藍(lán)色發(fā)光的發(fā)光像素中，具有相對(duì)較短亮度壽命減半的紅色發(fā)光的發(fā)光像素使用三態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成，而其他發(fā)光像素使用單態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成。三態(tài)激發(fā)發(fā)光材料具有高亮度效率，這在需要以較低功耗獲得相同亮度時(shí)是優(yōu)勢(shì)。即，當(dāng)將三態(tài)激發(fā)發(fā)光材料應(yīng)用于紅色發(fā)光的像素時(shí)，可以減小施加到發(fā)光元件的電流值，從而促成提高的可靠性。為了抑制功耗，用于紅色發(fā)光和綠色發(fā)光的發(fā)光像素可以使用三態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成，而用于藍(lán)色發(fā)光的發(fā)光元件可以使用單態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成。當(dāng)使用三態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成用于對(duì)人眼高度可見的綠色發(fā)光的發(fā)光元件時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)更低的功耗。
作為EL層709的一種結(jié)構(gòu)，可以在每個(gè)像素中形成具有不同發(fā)射光譜的發(fā)光層，以執(zhí)行顏色顯示。通常，形成對(duì)應(yīng)于R(紅色)、G(綠色)和B(藍(lán)色)的發(fā)光層。在該情況中，采用在像素發(fā)光側(cè)設(shè)置用于以前述發(fā)射光譜發(fā)光的濾光鏡的結(jié)構(gòu)，可以提高顏色的純凈度，還可以防止像素部分的類似反射鏡的表面(眩光)。通過(guò)設(shè)置濾光鏡，可以省略常規(guī)技術(shù)所必需的圓偏振片等，并由此可以無(wú)光損耗地抽取從發(fā)光層發(fā)射的光。再者，可以降少斜角觀察像素部分時(shí)覺察到的色調(diào)變化。
作為晶體管，可以采用使用非晶硅的晶體管，以及使用多晶硅作為半導(dǎo)體層的晶體管。
接下來(lái)，將描述使用非晶硅(a-Si:H)薄膜形成晶體管的半導(dǎo)體層的情況。圖23A和23B示出上柵極晶體管的示例，而圖24A和24B和圖25A和25B示出下柵極晶體管的示例。
圖23A示出使用非晶硅作為其半導(dǎo)體層的上柵極晶體管的橫截面。如圖23A所示，基薄膜2802形成于基板2801上。再者，像素電極2803形成于基薄膜2802上。此外，第一電極2804利用與像素電極2803相同的材料以及在相同層中形成。
基板可以是玻璃基板、石英基板、陶瓷基板等的任何一種。此外，基薄膜2802可以利用氮化鋁(AlN)、氧化硅(SiO2)和/或氮氧化硅(SiOxNy)以單層或多層形式形成。
此外，導(dǎo)線2805和導(dǎo)線2806形成于基薄膜2802上，像素電極2803的端部被導(dǎo)線2805覆蓋。在導(dǎo)線2805和導(dǎo)線2806上，形成各具有n型導(dǎo)電性的n型半導(dǎo)體層2807和n型半導(dǎo)體層2808。半導(dǎo)體層2809形成在導(dǎo)線2806與導(dǎo)線2805之間以及基薄膜2802之上。半導(dǎo)體層2809的一部分延伸到n型半導(dǎo)體層2807和n型半導(dǎo)體層2808上。注意，半導(dǎo)體層2809利用如非晶硅(a-Si:H)或微晶半導(dǎo)體(μ-Si:H)的非晶半導(dǎo)體薄膜形成。柵極絕緣薄膜2810形成于半導(dǎo)體層2809上。此外，絕緣薄膜2811利用與柵極絕緣薄膜2810相同的材料以及在相同層中形成于第一電極2804上。注意柵極絕緣薄膜2810由氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜等制成。
柵電極2812形成于柵極絕緣薄膜2810上。此外，第二電極2813利用與柵電極2812相同的材料以及在相同層中形成于第一電極2804上，其間設(shè)有絕緣薄膜2811。由此，形成將絕緣薄膜2811包夾在第一電極2804與第二電極2813之間的電容器元件2819。形成中間層絕緣薄膜2814，以覆蓋像素電極2803的端部、驅(qū)動(dòng)晶體管2818和電容器元件2819。
含有有機(jī)化合物的層2815和相對(duì)電極2816形成于中間層絕緣薄膜2814和位于中間層絕緣薄膜2814的開口部分中的像素電極2803上。由此，發(fā)光元件2817形成于含有機(jī)化合物的層2815被包夾在像素電極2803和相對(duì)電極2816之間的區(qū)域。
如圖23A所示的第一電極2804可以以圖23B所示的第一電極2820替代。第一電極2820利用與導(dǎo)線2805和2806相同的材料以及在相同層中形成。
圖24A和24B示出具有使用非晶硅作為其半導(dǎo)體層的下柵極晶體管的顯示裝置的顯示屏的局部橫截面。
基薄膜2902形成于基板2901上。再者，柵電極2903形成于基薄膜2902上。此外，第一電極2904在與柵電極2903相同的層中以及利用相同的材料形成。作為柵電極2903的材料，可以使用摻雜磷的多晶硅。不僅可以使用多晶硅，而且還可以使用由金屬和硅合成的硅化物。
此外，柵極絕緣薄膜2905形成為覆蓋柵電極2903和第一電極2904。柵極絕緣薄膜2905使用氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜等形成。
半導(dǎo)體層2906形成于柵極絕緣薄膜2905上。此外，半導(dǎo)體層2907利用與半導(dǎo)體層2906相同的材料以及在相同層中形成。
基板可以是玻璃基板、石英基板、陶瓷基板等的任何一種。此外，基薄膜2902可以利用氮化鋁(AlN)、氧化硅(SiO2)和/或氮氧化硅(SiOxNy)以單層或多層形式形成。
各具有n型導(dǎo)電性的N型半導(dǎo)體層2908和2909形成于半導(dǎo)體層2906上，而n型半導(dǎo)體層2910形成于半導(dǎo)體層2907上。
導(dǎo)線2911和2912分別形成于n型半導(dǎo)體層2908和2909上，以及半導(dǎo)體層2913利用與導(dǎo)線2911和2912相同的材料以及在相同層中形成于n型半導(dǎo)體層2910上。
第二電極由半導(dǎo)體層2907、n型半導(dǎo)體層2910和導(dǎo)電層2913形成。注意電容器元件2920形成為具有如下結(jié)構(gòu)，其中柵極絕緣薄膜2905被包夾在第二電極與第一電極2904之間。
此外，導(dǎo)線2911的一部分延伸，以及形成像素電極2914以與導(dǎo)線2911的延伸部分的上表面接觸。
形成絕緣體2915，以覆蓋像素電極2914的端部、驅(qū)動(dòng)晶體管2919和電容器元件2920。
含有有機(jī)化合物的層2916和相對(duì)電極2917形成于像素電極2914和絕緣體2915上，以及發(fā)光元件2918形成于含有機(jī)化合物的層2916被包夾在像素電極2914和相對(duì)電極2917之間的區(qū)域。
部分用作電容器元件的第二電極的半導(dǎo)體層2907和n型半導(dǎo)體2910并非一定設(shè)置。即，導(dǎo)電層2913可以用作第二電極，以便設(shè)置具有如下結(jié)構(gòu)的電容器元件，其中柵極絕緣薄膜2905被包夾在第一電極2904與導(dǎo)電層2913之間。
注意通過(guò)在形成圖24A所示的導(dǎo)線2911之前形成像素電極2914，可以形成如圖24B所示的電容器元件2920，它具有如下結(jié)構(gòu)，其中柵極絕緣薄膜2905被包夾在與像素電極2914相同材料制成的第二電極2921與第一電極2904之間。
雖然圖24A和圖24B示出具有溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的逆向交錯(cuò)晶體管(inversely staggered transistor)，但是還可以采用具有溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管。接下來(lái)，將參考圖25A和25B描述具有溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管的情況。
圖25A所示具有溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管與圖24A所示具有溝道蝕刻結(jié)的驅(qū)動(dòng)晶體管2919不同之處在于，用作蝕刻掩模的絕緣體3001設(shè)在半導(dǎo)體層2906中的溝道形成區(qū)域。圖25A與圖24A之間的共同部分通過(guò)共同的引用號(hào)表示。
相似地，圖25B所示具有溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管與圖24B所示具有溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)晶體管2919不同之處在于，用作蝕刻掩模的絕緣體3001設(shè)在半導(dǎo)體層2906中的溝道形成區(qū)域。圖25B與圖24B之間的共同部分通過(guò)共同的引用號(hào)表示。
通過(guò)對(duì)構(gòu)成本發(fā)明的像素的晶體管的半導(dǎo)體層(例如溝道形成區(qū)域、源極區(qū)域或漏極區(qū)域)使用非晶半導(dǎo)體薄膜，可以降低制造成本。例如，在使用圖6或圖7所示的像素結(jié)構(gòu)的情況中，可以使用非晶半導(dǎo)體薄膜。
注意可應(yīng)用本發(fā)明像素結(jié)構(gòu)的晶體管電容器元件結(jié)構(gòu)不限于上文所述結(jié)構(gòu)，以及可以采用多種結(jié)構(gòu)的晶體管或電容器元件。
注意該實(shí)施方式可以自由地與實(shí)施方式1至4組合。
實(shí)施方式6將參考圖45至47描述本發(fā)明的顯示裝置中的像素和驅(qū)動(dòng)器電路的配置。
圖45示出本發(fā)明的顯示屏的配置。該顯示屏包括其中配置構(gòu)成子像素的多個(gè)顯示區(qū)域30的像素部分21、控制掃描線33的信號(hào)的掃描線驅(qū)動(dòng)器電路22和控制基板上數(shù)據(jù)線31的信號(hào)的數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路23。再者，還可以設(shè)有監(jiān)視器電路24，用于校正包括在構(gòu)成子像素的顯示區(qū)域30中的發(fā)光元件37的亮度變化。發(fā)光元件37和包括在監(jiān)視器電路24中的發(fā)光元件具有相同的結(jié)構(gòu)。發(fā)光元件37具有如下結(jié)構(gòu)，其中含有表征場(chǎng)致發(fā)光的材料的層被包夾在一對(duì)電極之間。
在基板20的周邊部分中設(shè)有用于將信號(hào)從外部電路輸入到掃描線驅(qū)動(dòng)器電路22的輸入端25、用于將信號(hào)從外部電路輸入到數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器電路23的輸入端26以及用于將信號(hào)輸入到監(jiān)視器電路24的輸入端29。
構(gòu)成子像素的顯示區(qū)域30包括，連接到數(shù)據(jù)線31的晶體管34和串聯(lián)在電源線32與發(fā)光元件37之間的晶體管35。晶體管34的柵極連接到掃描線33。當(dāng)掃描信號(hào)選擇晶體管34時(shí)，它將數(shù)據(jù)線31的信號(hào)輸入到構(gòu)成子像素的顯示區(qū)域30。將該輸入信號(hào)施加到晶體管35的柵極，并對(duì)存儲(chǔ)電容器部分36充電。根據(jù)該信號(hào)，電源線32和發(fā)光元件37變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，由此發(fā)光元件37發(fā)光。
電源需要從外部電路提供，以使設(shè)在構(gòu)成子像素的顯示區(qū)域30中的發(fā)光元件37發(fā)光。設(shè)在像素部分21中的電源線32在輸入端27連接到外部電路。因?yàn)殡娫淳€32中發(fā)生由要引入的導(dǎo)線長(zhǎng)度決定的電阻損耗，所以優(yōu)選的是將輸入端27設(shè)在基板20的周邊部分中的多個(gè)位置上。將輸入端27設(shè)在基板20的相對(duì)端部，以使像素部分21的區(qū)域中亮度變化不致變得明顯。即，防止屏幕的一側(cè)變得明亮，而其另一側(cè)變得暗淡。再者，在具有一對(duì)電極的發(fā)光元件37中，形成位于與電源線32連接的電極相對(duì)側(cè)的電極，以作為多個(gè)構(gòu)成子像素的顯示區(qū)域30共享的公共電極。為了減少該電極的電阻損耗，設(shè)置多個(gè)端28。
接下來(lái)，將參考圖46和47描述構(gòu)成子像素的顯示區(qū)域30的示例。要注意圖46示出構(gòu)成子像素的顯示區(qū)域的俯視圖，以及圖47示出沿圖46中直線A-B、C-D和E-F的縱向截面圖。下文參考圖46至圖47進(jìn)行描述。
掃描線33和數(shù)據(jù)線31形成在不同的層中并彼此交叉，且其間插入有絕緣層57。掃描線33在它與半導(dǎo)體層40交叉且其間插入有柵極絕緣層55的位置處用作晶體管的柵電極。在該情況中，通過(guò)根據(jù)半導(dǎo)體層40的布置設(shè)置半導(dǎo)體34并使掃描線33偏離以在多個(gè)位置處與半導(dǎo)體層40交叉，可以提供其中多個(gè)溝道形成區(qū)域串聯(lián)配置在一對(duì)源極和漏極之間的所說(shuō)的多柵極晶體管。
優(yōu)選的是，連接到晶體管35的電源線32的電阻應(yīng)該低，因此優(yōu)選地使用具有特別低電阻的Al、Cu等材料。在形成Cu導(dǎo)線的情況中，Cu導(dǎo)線可以與阻隔層組合形成在絕緣層中。圖47示出其中電源線32形成在基板20上以及半導(dǎo)體層41之下的示例。阻隔層50形成在基板的表面上，由此阻止基板20中所含如堿金屬的雜質(zhì)滲透。電源線32在絕緣層51中形成的開口中，由阻隔層52和Cu層59形成。阻隔層52由鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、氮化鎢(WN)、氮化鈦(TiN)等。Cu層59通過(guò)電鍍并以化學(xué)機(jī)械拋光濺鍍和累積1至5μm的厚度形成。即，使用金屬鑲嵌工藝，可以將Cu導(dǎo)線嵌入絕緣層51中。
半導(dǎo)體層40和41的基極絕緣薄層40形成于絕緣層51上?；鶚O絕緣層的結(jié)構(gòu)不限于此；但是，它優(yōu)選地由氮化硅層53和氧化硅層54形成。此外，作為絕緣層的結(jié)構(gòu)，絕緣層56還作為保護(hù)薄膜由氮化硅等形成于柵極絕緣層55上，以及半導(dǎo)體層40和41上。
電源線32和晶體管35通過(guò)導(dǎo)線45經(jīng)穿通前述絕緣層的接觸孔連接。再者，柵電極42通過(guò)導(dǎo)線44連接到晶體管34。晶體管34和35的柵電極可以通過(guò)堆疊多個(gè)層形成。例如，可以考慮與柵極絕緣層的粘合以及電阻以將第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層組合。此外，覆蓋層和底層的形狀可以改變(例如具有護(hù)目鏡的帽子形狀)，由此可以將源極和漏極區(qū)域以及低濃度雜質(zhì)(LDD)區(qū)域可以以自對(duì)準(zhǔn)方式形成在半導(dǎo)體層中。
通過(guò)延伸柵電極42設(shè)置的存儲(chǔ)電容器部分36的電極43通過(guò)利用第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層的組合優(yōu)選地形成為具有低電阻，即設(shè)置第一導(dǎo)電層的薄膜部分并將摻雜一種導(dǎo)電性類型的雜質(zhì)元素添加到半導(dǎo)體層作為下層。即，存儲(chǔ)電容器部分36由如下部分形成存儲(chǔ)電容器部分36中通過(guò)延伸柵電極設(shè)置的電極43、通過(guò)延伸晶體管35的半導(dǎo)體層41獲得的半導(dǎo)體層60和它們包夾的柵極絕緣層55。存儲(chǔ)電容器36可以通過(guò)將摻雜一種導(dǎo)電性類型的雜質(zhì)元素添加到半導(dǎo)體層60以便具有低電阻來(lái)有效率地實(shí)施功能。
發(fā)光元件的像素電極可以具有晶體管35的半導(dǎo)體層41的直接接觸，但是他們也可以如圖47所示通過(guò)導(dǎo)線46連接。在該情況中，優(yōu)選的是在導(dǎo)線46的端部處設(shè)置多個(gè)階梯，因?yàn)榭梢栽黾优c像素電極47的接觸面積。此類階梯可以通過(guò)使用如縫隙或半透光膜的減光功能的光掩模來(lái)形成。
該實(shí)施方式中所述的顯示屏具有如Cu的低電阻材料制成的電源線，因此，特別當(dāng)屏幕尺寸大時(shí)它是有效率的。例如當(dāng)屏幕尺寸約13英寸時(shí)，屏幕的對(duì)角線長(zhǎng)度是340mm，而它在約60英寸的屏幕中是1500mm或更長(zhǎng)。在此類情況中，無(wú)法忽略導(dǎo)線電阻，因此導(dǎo)線優(yōu)選地由如Cu的低電阻材料制成。再者，當(dāng)考慮到導(dǎo)線延遲時(shí)，數(shù)據(jù)線和掃描線可以相似的方式形成。
要注意該實(shí)施方式可以自由地與實(shí)施方式1至5組合。
實(shí)施方式7在實(shí)施方式7中，參考附圖描述用于制造顯示屏的蒸鍍?cè)O(shè)備。
顯示屏是通過(guò)在元件基板上形成EL層來(lái)制造的，而在元件基板中使用晶體管形成像素電路和/或驅(qū)動(dòng)器電路。EL層形成為含有至少其一部分中表征場(chǎng)致發(fā)光的材料。EL層可以由具有不同功能的多個(gè)層形成。在該情況中，EL層在一些情況使用具有不同功能的層形成，它們也稱為空穴注入-傳輸層、發(fā)光層、電子注入-傳輸層等。
圖48示出用于在形成晶體管的元件基板上形成EL層的蒸鍍?cè)O(shè)備的結(jié)構(gòu)。該蒸鍍?cè)O(shè)備具有與傳送室60和61連接的多個(gè)處理室。這些處理室包括用于提供基板的裝載室62、用于收集基板的卸載室63、熱處理室68、等離子處理室72、用于蒸鍍EL材料的薄膜形成處理室69至71以及73至75以及用于形成鋁或含鋁的導(dǎo)電薄膜作為EL元件的其中一個(gè)電極的主要元件的薄膜形成處理室76。再者，在傳送室和每個(gè)處理室之間設(shè)有閥門77a至77m。每個(gè)處理室的氣壓可以獨(dú)立控制，由此防止處理室之間的互相污染。
從裝載室62引入到傳送室60的基板通過(guò)能夠旋轉(zhuǎn)的臂型傳送部件66傳送到預(yù)定處理室?；灞粋魉筒考?6從某個(gè)處理室傳送到另一個(gè)處理室。傳送室60和61通過(guò)薄膜形成處理室70連接，其中執(zhí)行在單元66與傳送部件67之間傳送基板。
連接到傳送室60和61的每個(gè)處理室保持在降低的氣壓下。因此，在該蒸鍍?cè)O(shè)備中，連續(xù)執(zhí)行EL元件的薄膜形成處理，而不會(huì)使基板暴露于空氣中。施加了薄膜形成處理且具有EL層的顯示屏可能因水汽等而質(zhì)量下降。因此，密封處理室65連接到用于密封處理的傳送室61，以在與空氣接觸之前保持質(zhì)量。密封室65保持在大氣壓下或接近大氣壓的降低的氣壓下，因此在傳送室61與密封處理室65之間設(shè)有中間處理室64。中間處理室65設(shè)為用于傳送基板并緩沖這些室之間的氣壓。
裝載室62、卸載室63、傳送室和薄膜形成處理室設(shè)有用于保持降低的氣壓的抽氣部件。作為此類抽氣部件，可以使用多種真空泵，如干泵、渦輪分子泵以及擴(kuò)散泵。
在圖48所示的蒸鍍?cè)O(shè)備中，與傳送室60和61連接的處理室的數(shù)量和組成可以根據(jù)EL元件的堆疊層結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合。下文描述該組合的一個(gè)示例。
熱處理室68通過(guò)加熱其上形成有下方電極、絕緣分區(qū)等的基板來(lái)執(zhí)行脫氣處理。等離子處理室72利用稀有氣體或氧氣對(duì)下方電極的表面執(zhí)行等離子處理。執(zhí)行該等離子處理是為了清理表面，穩(wěn)定表面狀況以及在物理或化學(xué)方面穩(wěn)定該表面(例如功函數(shù))。
薄膜形成處理室69是用于形成接觸EL元件的一個(gè)電極的電極緩沖層的處理室。電極緩沖層具有載流子注入特性(空穴注入特性或電子注入特性)，并抑制EL元件的短路以及暗點(diǎn)缺陷。電極緩沖層通常由有機(jī)和無(wú)機(jī)混合物材料形成，以具有5×104至1×106Ωcm以及30到300納米的厚度。薄膜形成處理室71是用于形成空穴傳送層的處理室。
在單色發(fā)光和發(fā)射白光的情況中，EL元件的發(fā)光層具有不同的結(jié)構(gòu)。在蒸鍍?cè)O(shè)備中，薄膜形成處理室優(yōu)選地根據(jù)發(fā)光顏色來(lái)配置。例如，在顯示屏中形成多種類型具有不同發(fā)光顏色的EL元件的情況中，需要形成根據(jù)每種發(fā)光顏色的發(fā)光層。在該情況中，薄膜形成處理室70可以用于形成第一發(fā)光層，薄膜形成處理室73可以用于形成第二發(fā)光層，以及薄膜形成處理室74用于形成第三發(fā)光層。通過(guò)對(duì)應(yīng)于每個(gè)發(fā)光層更改薄膜形成處理室，可以防止不同發(fā)光材料的互相污染，從而提高薄膜形成處理的生產(chǎn)量。
再者，薄膜形成處理室70、73和74的每一個(gè)可以用于依次蒸鍍具有不同發(fā)光顏色的三種EL材料。在該情況中，通過(guò)根據(jù)要淀積的區(qū)域移動(dòng)蔭罩來(lái)執(zhí)行蒸鍍。
在形成表征發(fā)白光的EL元件的情況中，垂直堆疊具有不同發(fā)光顏色的發(fā)光層。在該情況中，還可以順序?qū)⒃鍙囊粋€(gè)薄膜形成處理室移到另一個(gè)薄膜形成處理室，以便形成每個(gè)發(fā)光層?；蛘?，也可以將不同的發(fā)光層連續(xù)在同一個(gè)薄膜形成處理室中形成。
在薄膜形成處理室76中，在EL層上形成電極?？梢酝ㄟ^(guò)電子束蒸鍍方法或?yàn)R鍍方法形成電極，但是優(yōu)選使用耐熱蒸鍍方法。
形成到電極的元件基板經(jīng)中間處理室64傳送到密封處理室65。如氦、氬、氖或氮的惰性氣體填充密封處理室65。在這種氣氛中，將密封基板附著于形成EL層的元件基板一側(cè)。在密封的條件中，惰性氣體或樹脂材料可以填充元件基板與密封基板之間的空間。在密封處理室65中，設(shè)有用于抽取密封材料的配料器、機(jī)械部件，如用于固定密封基板以對(duì)置元件基板的支架或固定臺(tái)、用于填充樹脂材料的配料器或旋轉(zhuǎn)涂鍍裝置等。
圖49示出薄膜形成處理室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。薄膜形成處理室保持在降低的氣壓下。上板91和下板92之間包夾的空間是保持降低的氣壓的內(nèi)部。
在該處理室中，設(shè)有一個(gè)或多個(gè)蒸鍍?cè)?。在形成具有不同成分的多個(gè)層或共同蒸鍍不同材料的情況中，優(yōu)選地設(shè)置多個(gè)蒸鍍?cè)?。在圖49中，蒸鍍?cè)?1a、81b和81c設(shè)在蒸鍍?cè)慈萜?0中。蒸鍍?cè)慈萜?0被多關(guān)節(jié)機(jī)械臂夾持住。多關(guān)節(jié)機(jī)械臂83可以通過(guò)關(guān)節(jié)的展開或收縮在其可移動(dòng)的區(qū)域內(nèi)自由地移動(dòng)蒸鍍?cè)慈萜?0。再者，可以在蒸鍍?cè)慈萜?0中設(shè)置距離傳感器82以蒸鍍?cè)?1a至81c與基板89之間的距離，以便控制蒸鍍的最優(yōu)距離。在該情況中，多關(guān)節(jié)機(jī)械臂還可以沿上下方向(Z方向)移動(dòng)。
基板臺(tái)86和基板夾具87成對(duì)地固定基板89?；迮_(tái)86可以結(jié)合于其中的加熱器構(gòu)成，以便可以加熱基板89?；?9被基板夾具87固定在基板臺(tái)86上來(lái)傳送?？梢愿鶕?jù)需要淀積的圖案使用設(shè)有開口部分的蔭罩90。在該情況中，蔭罩90設(shè)在基板89與蒸鍍?cè)?1a至81c之間。蔭罩90通過(guò)遮罩夾具88固定在基板上或與基板保持某個(gè)距離。當(dāng)蔭罩90需要對(duì)齊時(shí)，在處理室中設(shè)置攝像頭，以及為遮罩夾具88設(shè)置定位部件以用于在X-Y-Z方向上微調(diào)移動(dòng)。由此，完成定位對(duì)齊。
將用于持續(xù)向蒸鍍?cè)刺峁┱翦儾牧系恼翦儾牧瞎┝喜考B接到蒸鍍?cè)?1。蒸鍍材料供料部件包括與蒸鍍?cè)?1分設(shè)的蒸鍍材料供料源85a、85b和85c，以及連接它們的材料供應(yīng)管84。材料供料源85a、85b和85c通常對(duì)應(yīng)于蒸鍍?cè)?1來(lái)設(shè)置。在圖49中，材料供料源85a和蒸鍍?cè)?1a彼此對(duì)應(yīng)。這同樣適用于材料供料源85b和蒸鍍?cè)?1b，以及材料供料源85c和蒸鍍?cè)?1c。
蒸鍍材料可以通過(guò)氣流傳送方法、噴霧方法等來(lái)提供。通過(guò)氣流傳送方法，微粒狀粉末的蒸鍍材料通過(guò)如惰性氣體的氣流傳送到蒸鍍?cè)?1。噴霧方法是一種蒸鍍方法，傳送在溶劑中溶解或擴(kuò)散蒸鍍材料的材料液體并通過(guò)噴槍將其形成噴霧，由此蒸發(fā)噴霧中的溶劑。在任何一種情況中，為蒸鍍?cè)?1設(shè)有加熱部件，它將傳送的蒸鍍材料蒸發(fā)以在基板89上形成為薄膜。在圖49的情況中，材料供料管84由可以柔韌彎曲并具有足夠硬度不致在甚至降低的氣壓下變形的窄管形成。
在應(yīng)用氣流傳送方法或噴霧方法的情況中，優(yōu)選的是在大氣壓或較低氣壓下在薄膜形成處理室中形成薄膜，優(yōu)選的條件是133至13300帕的降低的氣壓。薄膜形成處理室填充以惰性氣體，如氦、氬、氖、氪、氙或氮。或者，可以在提供氣體時(shí)控制氣壓(同時(shí)抽氣)。再者，用于形成氧化薄膜的薄膜形成處理室通過(guò)引入如氧氣或氧化亞氮的氣體而具有含氧氣氛。再者，可以向薄膜形成處理室中引入如氫的氣體，以用于蒸鍍有機(jī)材料，以便具有降低的氣氛。
作為提供蒸鍍材料的另一種方法，可以在材料供料管184中設(shè)置螺栓，以便持續(xù)地將蒸鍍材料推送到蒸鍍?cè)础?br> 利用該實(shí)施方式的蒸鍍?cè)O(shè)備，可以持續(xù)為甚至大顯示屏均勻地形成薄膜。再者，無(wú)需每次用完蒸鍍?cè)粗械恼翦儾牧喜盘峁┱翦儾牧?，因此可以提高生產(chǎn)量要注意該實(shí)施方式可以自由地與實(shí)施方式1至6組合。
實(shí)施方式8在實(shí)施方式8中，將描述用于控制實(shí)施方式1至5中描述的形式裝置的硬件。
圖26示出示意圖。像素陣列2704設(shè)在基板2701上方。在許多情況中，源極驅(qū)動(dòng)器2706和柵極驅(qū)動(dòng)器2705形成于基板2701上方。此外，還可以將電源電路、預(yù)充電路、定時(shí)發(fā)生電路等設(shè)在基板2701上方。還有一種情況，未設(shè)驅(qū)動(dòng)器2706或柵極驅(qū)動(dòng)器2705。在該情況中，基板2701上未設(shè)的電路常常形成在IC中。IC常常通過(guò)COG(玻璃晶片)綁定貼裝在基板2701上?；蛘?，IC可以貼裝在連接板2707上，以用于將周邊電路基板2702連接到基板2701。
換言之，本發(fā)明中的晶體管可以任何類型的晶體管以及可以形成于任何類型的基板上。因此，可以將所有電路形成于玻璃基板、塑料基板、單晶基板、SOI基板或其他基板上?；蛘?，可以采用如下結(jié)構(gòu)，將一部分驅(qū)動(dòng)器電路形成于一個(gè)基板上而將另一部分電路形成于另一個(gè)基板上。即，無(wú)需將所有電路形成于同一個(gè)基板上。例如，在圖26等中，可以采用如下結(jié)構(gòu)，像素陣列和柵極驅(qū)動(dòng)器通過(guò)TFT形成于玻璃基板上，同時(shí)源驅(qū)動(dòng)器(或其一部分)形成于單晶基板上，以便通過(guò)COG(玻璃晶片)將IP芯片附著于玻璃基板上?；蛘撸梢酝ㄟ^(guò)TAB(卷帶自動(dòng)綁定)或使用印刷板將IC芯片連接到玻璃基板。
將信號(hào)2703輸入到周邊電路基板2702，以及控制器2708控制該信號(hào)以便將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器2709、存儲(chǔ)器2710等中。在信號(hào)2703是模擬信號(hào)的情況中，常常要經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后再存儲(chǔ)在存儲(chǔ)2709、存儲(chǔ)器2710等中。控制器2708使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器2709、存儲(chǔ)器2710等中的信號(hào)將信號(hào)輸出到基板2701。
為了實(shí)現(xiàn)實(shí)施方式1至5所述的驅(qū)動(dòng)方法，控制器2708控制多種類型的脈沖信號(hào)，并將它們輸出到基板2701。
注意該實(shí)施方式可以自由地與實(shí)施方式1至6任何一個(gè)組合。
實(shí)施方式9下文將參考圖27描述具有本發(fā)明的顯示裝置的移動(dòng)電話的一個(gè)示范結(jié)構(gòu)。
顯示屏5410以可連接/分拆方式集成在外殼5400中。外殼5400的形狀和尺寸可以根據(jù)顯示屏5410的尺寸適合地更改。固定顯示屏5410的外殼5400設(shè)在印刷板5401中，以便裝備模塊。
顯示屏5410經(jīng)FPC 5411連接到印刷板5401。在印刷板5401上，形成有揚(yáng)聲器5402、麥克風(fēng)5403、發(fā)射-接收電路5404以及包括CPU、控制器等的信號(hào)處理電路5405。這種模塊與輸入部件5406和電池5407組合，然后集成到外殼5409中。顯示屏5410的像素部分敷設(shè)為使它可以從外殼5412中形成的開口窗口看到。
可以如下方式構(gòu)造顯示屏5410，使用TFT將周邊驅(qū)動(dòng)器電路的一部分(例如多個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路中具有低工作頻率的驅(qū)動(dòng)器電路)形成于與像素部分相同的基板上，而將周邊驅(qū)動(dòng)器電路的另一部分(多個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路中具有高工作頻率的驅(qū)動(dòng)器電路)形成在IC芯片中。然后，可以使用COG(玻璃晶片)方法將該IC芯片貼裝在顯示屏5410上。或者，可以通過(guò)TAB(卷帶自動(dòng)綁定)或使用印刷板將IC芯片連接到玻璃基板。圖28A示出其中周邊驅(qū)動(dòng)器電路的一部分形成于與像素部分相同的基板上的這種顯示屏的示范結(jié)構(gòu)，而將周邊驅(qū)動(dòng)器電路的另一部分形成在IC芯片中以便通過(guò)COG方法等貼裝在基板上。注意圖28A中所示的顯示屏包括基板5300、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路5301、像素部分5302、第一掃描線驅(qū)動(dòng)器電路5303、第二掃描線驅(qū)動(dòng)器電路5304、FPC 5305、IC芯片5306、IC芯片5307、密封基板5308以及密封材料5309，以及通過(guò)COG方法等貼裝形成在IC芯片中的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路5301。采用此類結(jié)構(gòu)，可以降低顯示裝置的功耗，以及可以延長(zhǎng)移動(dòng)電話的每次充電的工作時(shí)間。此外，還可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電話的成本降低。
此外，通過(guò)利用緩沖器阻抗轉(zhuǎn)換設(shè)置到掃描線或信號(hào)線的信號(hào)，可以縮短每行將信號(hào)寫入到像素中所需的時(shí)間。由此，可以提供高分辨率的顯示裝置。
此外，為了進(jìn)一步降低功耗，可以采用如下結(jié)構(gòu)，將像素部分形成于具有TFT的基板上，以及將所有周邊電路形成在通過(guò)COG(玻璃晶片)貼裝在顯示屏上的IC芯片中。
利用本發(fā)明的這種顯示裝置，可以提供精細(xì)且高對(duì)比度的圖像注意該實(shí)施方式中所示的配置僅是移動(dòng)電話的示范示例，以及由此可以將本發(fā)明的顯示裝置應(yīng)用于具有多種結(jié)構(gòu)的移動(dòng)電話，而不限于具有前述結(jié)構(gòu)的移動(dòng)電話。
注意該實(shí)施方式還可以自由地與實(shí)施方式1至8的任何一個(gè)組合。
實(shí)施方式10圖29示出通過(guò)將顯示屏5701與電路板5702組合構(gòu)造的EL模塊。顯示屏5701包括像素部分5703、掃描線驅(qū)動(dòng)器電路5704以及信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路5705。在電路板5702上，形成例如控制電路5706、信號(hào)分路電路5707等。利用連接導(dǎo)線5708將顯示屏5701和電路板5702彼此連接。可以使用FPC等作為連接導(dǎo)線。
在實(shí)施方式8中，控制電路5706對(duì)應(yīng)于控制器2708、存儲(chǔ)器2709、存儲(chǔ)器2710等。在實(shí)施方式8中，控制電路5706對(duì)應(yīng)于控制器2708、存儲(chǔ)器2709、存儲(chǔ)器2710等。
可以如下方式構(gòu)造顯示屏5701，使用TFT將(例如多個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路中具有低工作頻率的驅(qū)動(dòng)器電路)周邊驅(qū)動(dòng)器電路的一部分形成于與像素部分相同的基板上，而將周邊驅(qū)動(dòng)器電路的另一部分(多個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路中具有高工作頻率的驅(qū)動(dòng)器電路)形成在IC芯片中，以便通過(guò)COG(玻璃晶片)綁定等將IC芯片貼裝在顯示屏5701?；蛘?，可以通過(guò)TAB(卷帶自動(dòng)綁定)或使用印刷板將IC芯片貼裝到顯示屏5701上。圖28A示出如下情況的示范配置周邊驅(qū)動(dòng)器電路的一部分形成于與像素部分相同的基板上，以及該周邊驅(qū)動(dòng)器電路的另一部分形成在IC芯片中，以便通過(guò)COG綁定等將IC芯片貼裝在基板上。采用此類結(jié)構(gòu)，可以降低顯示裝置的功耗，以及可以延長(zhǎng)移動(dòng)電話的每次充電的工作時(shí)間。此外，還可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電話的成本降低。
此外，通過(guò)利用緩沖器阻抗轉(zhuǎn)換設(shè)置到掃描線或信號(hào)線的信號(hào)，可以縮短每行將信號(hào)寫入到像素中所需的時(shí)間。由此，可以提供高分辨率的顯示裝置。
此外，為了進(jìn)一步降低功耗，可以采用如下結(jié)構(gòu)，將像素部分形成于具有TFT的基板上，以及將所有信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路形成在通過(guò)COG(玻璃晶片)綁定貼裝在顯示屏上的IC芯片中。
注意還期望有如下結(jié)構(gòu)，將像素部分形成于具有TFT的基板上，以及將所有周邊驅(qū)動(dòng)器電路形成在通過(guò)COG(玻璃晶片)綁定貼裝在顯示屏上的IC芯片中。圖28B示出如下的示范結(jié)構(gòu)，其中將像素部分形成于具有TFT的基板上，以及通過(guò)COG方法等將形成在IC芯片中的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路貼裝在基板上。注意圖28B中所示的顯示屏包括基板5310、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路5311、像素部分5312、第一掃描線驅(qū)動(dòng)器電路5313、第二掃描線驅(qū)動(dòng)器電路5314、FPC 5315、IC芯片5316、IC芯片5317、密封基板5318以及密封材料5319，以及通過(guò)COG方法等貼裝形成在IC芯片中的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路5311、第一掃描線驅(qū)動(dòng)器電路5313和第二掃描線驅(qū)動(dòng)器電路5314。
利用這種EL模塊，可以完成EL電視接收機(jī)。圖30是示出EL電視接收機(jī)的主要配置的框圖。頻道調(diào)諧器5801接收視頻信號(hào)和音頻信號(hào)。視頻信號(hào)由視頻信號(hào)放大器電路5802、視頻信號(hào)處理電路5803以及控制電路5706處理，其中視頻信號(hào)處理電路5803用于將從視頻信號(hào)放大器電路5802輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于紅色、綠色和藍(lán)色的每種顏色的顏色信號(hào)，以及控制電路5706用于轉(zhuǎn)換視頻信號(hào)以便輸入到驅(qū)動(dòng)器電路?？刂齐娐?706將信號(hào)輸出到每個(gè)掃描線側(cè)和信號(hào)線側(cè)。在執(zhí)行數(shù)字驅(qū)動(dòng)的情況中，可以在信號(hào)線側(cè)上設(shè)置信號(hào)分路電路5007，以便將輸入的數(shù)字信號(hào)分路成m個(gè)(m是自然數(shù))信號(hào)，以便提供到像素部分。
在頻道調(diào)諧器5801上接收到的信號(hào)中，將音頻信號(hào)傳送到音頻信號(hào)放大器電路5804、以及經(jīng)音頻信號(hào)處理電路5805將其輸出提供到揚(yáng)聲器5806?？刂齐娐?807接收接收臺(tái)上的控制數(shù)據(jù)(接收頻率)或從輸入部分5808接收音量，并將信號(hào)傳送到頻道調(diào)諧器5801以及音頻信號(hào)處理電路5805。
將EL模塊集成在外殼中，可以完成TV接收機(jī)。TV接收機(jī)的顯示部分利用這種EL模塊形成。此外，根據(jù)需要設(shè)置揚(yáng)聲器、視頻輸入終端等。
無(wú)需提及，本發(fā)明不限于TV接收機(jī)，而是可以應(yīng)用于多種裝置作為具有大面積的顯示媒體，如個(gè)人計(jì)算機(jī)的監(jiān)視器、火車站、機(jī)場(chǎng)等中的信息顯示牌或街道上的廣告顯示牌。
以此方式，使用本發(fā)明的顯示裝置，可以提供精細(xì)且高對(duì)比度的圖像。
注意該實(shí)施方式可以自由地與實(shí)施方式1至9組合。
實(shí)施方式11實(shí)施方式11將解釋使用等離子處理作為用于制造包括晶體管的半導(dǎo)體裝置的方法的制造半導(dǎo)體裝置的方法。
圖32A至32C是分別示出包括晶體管的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)示例的示意圖。注意在圖32A至32C中，圖32B對(duì)應(yīng)于沿圖32A中的a-b截取的截面圖，以及圖32C是沿圖32A中的c-d截取的截面圖。
圖32A至32C中所示的半導(dǎo)體裝置包括設(shè)在基板4601上且其間包夾絕緣薄膜4602的半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b、設(shè)在半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b之上且其間包夾柵極絕緣薄膜4604的柵電極4605、設(shè)為覆蓋柵電極的絕緣薄膜4606和4607、以及電氣連接到半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的源極和漏極區(qū)域且設(shè)在絕緣薄膜4607上的導(dǎo)電薄膜4608。注意圖32A至32C分別示出使用半導(dǎo)體薄膜4603a的一部分作為溝道區(qū)域來(lái)提供N-溝道晶體管4610a以及使用半導(dǎo)體薄膜4603b的一部分作為溝道區(qū)域來(lái)提供P-溝道晶體管4610b的情況；但是，本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。例如，雖然在圖32A至32C中，LDD區(qū)域設(shè)在N-溝道晶體管4610a中，而不是在P溝道晶體管4610b中，但是可以采用LDD區(qū)域同時(shí)設(shè)在這兩種晶體管中的結(jié)構(gòu)或LDD區(qū)域同時(shí)都不設(shè)在這兩種晶體管中的結(jié)構(gòu)。
注意，在該實(shí)施方式中，圖32A至32C所示的半導(dǎo)體裝置通過(guò)如下步驟來(lái)制造，通過(guò)等離子處理氧化或氮化基板4601、絕緣薄膜4602、半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b、柵極絕緣薄膜4604、絕緣薄膜4606、以及絕緣薄膜4607，以氧化或氮化半導(dǎo)體薄膜和絕緣薄膜。以此方式，通過(guò)等離子處理氧化或氮化半導(dǎo)體薄膜或絕緣薄膜，修改了半導(dǎo)體薄膜或絕緣薄膜的表面。由此，可以形成較之通過(guò)CVD方法或?yàn)R鍍方法形成的絕緣薄膜更致密的絕緣薄膜。因此，可以抑制如針孔等的缺陷，以及可以改進(jìn)半導(dǎo)體裝置的特征等。
在該實(shí)施方式中，下文將參考附圖解釋制造半導(dǎo)體裝置的方法，它通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體薄膜4603a、半導(dǎo)體薄膜4603b、或上述圖32A至32C的柵極絕緣薄膜4604執(zhí)行等離子處理，并氧化或氮化半導(dǎo)體薄膜4603a、半導(dǎo)體薄膜4603b、或柵極絕緣薄膜4604來(lái)實(shí)現(xiàn)。
最初，設(shè)在基板上的島形半導(dǎo)體薄膜的端部形成為差不多垂直的。
首先，島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b形成于基板4601上(圖33A)。通過(guò)如下步驟形成島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b通過(guò)濺鍍方法、LPCVD方法、等離子CVD方法等使用含硅(Si)的材料作為主要成分(例如SixGe1-x等)將非晶半導(dǎo)體薄膜形成在預(yù)先在基板4601形成的絕緣薄膜4602上，然后結(jié)晶并選擇性地蝕刻該非晶半導(dǎo)體薄膜。注意，可以通過(guò)如下方法來(lái)結(jié)晶非晶半導(dǎo)體薄膜如激光結(jié)晶方法的結(jié)晶方法，使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶方法、使用促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶方法、或組合使用這些方法的方法。注意，在圖33A至33D中，島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的端部形成為差不多垂直的(θ＝85°至100°)。
接下來(lái)，通過(guò)等離子處理氧化或氮化半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b，以分別在半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的表面上形成絕緣薄膜4621a和4621b(圖33B)。注意可以使用氧化薄膜或氮化薄膜作為絕緣薄膜4621a和4621b。在對(duì)半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b使用Si的情況中，例如，氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)作為絕緣薄膜4621a和4621b形成。此外，在通過(guò)等離子處理氧化半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b之后，可以再次通過(guò)等離子處理氮化它們。在此情況中，氧化硅(SiOx)形成為與半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b接觸，以及將氮化亞硅(SiNxOy)(x＞y)形成于氧化硅的表面上。注意，在通過(guò)等離子處理氧化半導(dǎo)體薄膜的情況中，該等離子處理在含氧氣氛下執(zhí)行，(例如在含有氧氣(O2)和稀有氣體(在He、Ne、Ar、Kr和Xe的至少其中之一)下，含氧、氫氣(H2)以及稀有氣體的氣氛下，或含有氧化亞氮以及稀有氣體的氣氛下)。另一方面，在通過(guò)等離子處理氮化半導(dǎo)體薄膜的情況中，該等離子處理在氮?dú)夥障聢?zhí)行(例如在含有氮?dú)?N2)和稀有氣體(在He、Ne、Ar、Kr和Xe的至少其中之一)的氣氛下，含氮?dú)?、氫氣以及稀有氣體的氣氛下，或含NH3以及稀有氣體的氣氛下)。作為稀有氣體，例如可以使用Ar。還可以使用混合Ar和Kr的氣體。因此，絕緣薄膜4621a和4621b包含用于等離子處理的稀有氣體(含He、Ne、Ar、Kr和Xe的至少其中之一)。當(dāng)使用Ar時(shí)，絕緣薄膜4621a和4621b含有Ar。
此外，該等離子處理在如下條件來(lái)執(zhí)行，在含有上述氣體的氣氛中等離子的電子密度為1×1011至1×1013cm-3，以及等離子的電子溫度為0.5至1.5eV。等離子的電子密度高，而形成于基板4601上的物體(這里是半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b)周圍的電子溫度低。由此，可以避免等離子對(duì)物體的損害。此外，因?yàn)榈入x子的電子密度是1×1011cm-3或更高，通過(guò)等離子處理氧化或氮化物體形成的氧化薄膜或氮化薄膜在薄膜厚度上較之通過(guò)CVD方法、濺鍍方法等形成的薄膜具有更好的平滑度，因此可以是密致的薄膜。再者，因?yàn)榈入x子的電子溫度是1eV或更低，所以氧化處理或氮化處理較之常規(guī)等離子處理或熱氧化方法可以在更低溫度下執(zhí)行。例如，即使在比玻璃基板的畸變點(diǎn)低至少100℃的溫度下執(zhí)行等離子處理，也可以充分執(zhí)行氧化處理或氮化處理。作為產(chǎn)生等離子的頻率，可以采用高頻波，如微波(2.45GHz)。除非特別指出，下文中等離子依據(jù)上述條件執(zhí)行。
接下來(lái)，形成柵極絕緣薄膜4604，以覆蓋絕緣薄膜4621a和4621b(圖33C)。柵極絕緣薄膜4604可以通過(guò)濺鍍方法、LPD方法、等離子CVD方法等形成為具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)的含氮或氧的絕緣薄膜，如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)或氮化亞硅(SiNxOy)(x＞y)。例如，當(dāng)對(duì)半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b使用Si，以及通過(guò)等離子方法氧化硅時(shí)，在半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的表面上形成氧化硅以作為絕緣薄膜4621a和4621b。在該情況中，在絕緣薄膜4621a和4621b上形成氧化硅(SiOx)作為柵極絕緣薄膜。此外，在圖33B中，當(dāng)通過(guò)等離子處理氧化或氮化半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b形成的絕緣薄膜4621a和4621b的厚度足夠厚時(shí)，可以使用絕緣薄膜4621a和4621b作為柵極絕緣薄膜。
然后，通過(guò)在柵極絕緣薄膜4604上形成柵電極4605等，可以制造具有分別使用島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b作為溝道區(qū)域的N-溝道晶體管4610a和P-溝道晶體管4610b的半導(dǎo)體裝置。
在半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b上形成柵極絕緣薄膜4604之前，通過(guò)等離子處理氧化或氮化半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的每一個(gè)的表面。由此，可以防止因?yàn)闇系绤^(qū)域的端部4651a和4651b等中的柵極絕緣薄膜460的覆蓋缺陷導(dǎo)致柵電極與半導(dǎo)體薄膜之間的短路等。換言之，在島形半導(dǎo)體薄膜的端部的角度形成為差不多垂直(θ＝85至100°)的情況中，當(dāng)通過(guò)CVD方法、濺鍍方法等柵極絕緣薄膜形成為覆蓋半導(dǎo)體薄膜時(shí)，存在半導(dǎo)體薄膜的端部上因柵極絕緣薄膜破損等導(dǎo)致覆蓋缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。但是，當(dāng)對(duì)半導(dǎo)體薄膜的表面執(zhí)行等離子處理以氧化或氮化該表面時(shí)，可以防止半導(dǎo)體薄膜的端部上柵極絕緣薄膜的覆蓋缺陷等。
在圖33A至圖33D中，可以通過(guò)在形成柵極絕緣薄膜4604之后執(zhí)行等離子處理來(lái)氧化或氮化柵極絕緣薄膜4604。在該情況中，柵極絕緣4604形成為覆蓋半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b(圖34A)，并對(duì)柵極絕緣薄膜4604執(zhí)行等離子處理，以氧化或氮化柵極絕緣薄膜4604；因此，在柵極絕緣薄膜4604的表面上方形成絕緣薄膜4623(圖34B)。注意可以使用氧化薄膜或氮化薄膜作為絕緣薄膜4623。等離子處理的條件可以類似于圖33B的那些。此外絕緣薄膜4623包含等離子處理中的稀有氣體，例如使用Ar的情況中，絕緣薄膜4623中含有Ar。
在圖34B中，在含有氧的氣氛中執(zhí)行等離子處理以氧化柵極絕緣薄膜4604之后，可以在含氮的氣氛中再次執(zhí)行等離子處理，以氮化柵極絕緣薄膜4604。在該情況中，在半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b上形成氧化硅(SiOx)或氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)，以及形成氮化亞硅(SiNxOy)(x＞y)與柵電極4605接觸。此后，通過(guò)在絕緣薄膜4623上形成柵電極4605等，可以制造使用島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b作為溝道區(qū)域的N-溝道晶體管4610a和P-溝道晶體管4610b的半導(dǎo)體裝置(圖34C)。以此方式，通過(guò)對(duì)柵極絕緣薄膜執(zhí)行等離子處理，氧化或氮化柵極絕緣薄膜的表面，以在其薄膜質(zhì)量上予以增強(qiáng)。由此可以獲得致密的薄膜。等離子處理獲得的絕緣薄膜較之通過(guò)CVD方法或?yàn)R鍍方法形成的絕緣薄膜是較致密的，且具有更少如針孔等的缺陷，由此可以增強(qiáng)薄膜晶體管的特征。
在圖34A至34C中，描述該情況，其中預(yù)先對(duì)半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b執(zhí)行等離子處理，以及氧化或氮化半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的表面。但是，可以采用如下的一種方法，其中不對(duì)半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b執(zhí)行等離子處理，而在形成柵極絕緣薄膜4604之后執(zhí)行等離子處理。以此方式，通過(guò)在形成柵電極之前執(zhí)行等離子處理，即使在半導(dǎo)體薄膜的端部發(fā)生因柵極絕緣薄膜的破損導(dǎo)致的覆蓋缺陷，仍可以氧化或氮化因這些覆蓋缺陷而暴露的半導(dǎo)體薄膜，由此，可以防止因柵極絕緣薄膜在半導(dǎo)體薄膜的端部的覆蓋缺陷導(dǎo)致的柵電極與半導(dǎo)體薄膜之間的短路。
即使島形半導(dǎo)體薄膜的端部形成為差不多垂直，仍對(duì)半導(dǎo)體薄膜或柵極絕緣薄膜執(zhí)行等離子處理，以氧化或氮化半導(dǎo)體薄膜或柵極絕緣薄膜，由此避免柵極絕緣薄膜在半導(dǎo)體薄膜的端部的覆蓋缺陷導(dǎo)致的柵電極與半導(dǎo)體薄膜之間的短路。
接下來(lái)，將描述一種情況，其中在設(shè)置于基板上的島形半導(dǎo)體薄膜中，島形半導(dǎo)體薄膜的端部具有錐形(θ＝30°至85°以下)。
首先，島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b形成于基板4601上(圖35A)。至于島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b，通過(guò)濺鍍方法、LPCVD方法、等離子CVD方法等使用主要含硅(Si)的材料(例如SixGe1-x等)將非晶半導(dǎo)體薄膜形成在預(yù)先在基板4601形成的絕緣薄膜4602上，然后，通過(guò)如激光結(jié)晶方法、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶方法或使用金屬元素促進(jìn)結(jié)晶的熱結(jié)晶方法將非晶半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶。然后，選擇性蝕刻和移除半導(dǎo)體薄膜。在圖35A至35D中，島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的端部是錐形的(θ＝30°至85°以下)。
接下來(lái)，形成柵極絕緣薄膜4604，以覆蓋半導(dǎo)體薄膜4603a和4621b(圖35B)。柵極絕緣薄膜4604可以通過(guò)濺鍍方法、LPCVD方法、等離子CVD方法等形成為具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)的含氮或氧的絕緣薄膜，如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)或氮化亞硅(SiNxOy)(x＞y)。
然后，通過(guò)等離子處理氧化或氮化柵極絕緣薄膜4064，并由此在柵極絕緣薄膜4604的表面形成絕緣薄膜4624(圖35C)。注意可以使用氧化薄膜或氮化薄膜作為絕緣薄膜4624。此外，該等離子處理的條件可以類似于上文所述的那些。例如，當(dāng)使用氧化硅(SiOx)或氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)作為柵極絕緣薄膜4604時(shí)，在含氧的氣氛中執(zhí)行等離子處理以氧化柵極絕緣薄膜4604。通過(guò)等離子處理在柵極絕緣薄膜上獲得的薄膜較之通過(guò)CVD方法、濺鍍方法等形成的柵極絕緣薄膜可以是致密的且具有更少如針孔的缺陷。另一方面，在含氮的氣氛中執(zhí)行等離子處理，以氮化柵極絕緣薄膜4604，可以提供氮化亞硅(SiNxOy)(x＞y)作為柵極絕緣薄膜4604的表面上的絕緣薄膜4624。此外，在含有氧的氣氛中執(zhí)行一次等離子處理以氧化柵極絕緣薄膜4604之后，可以在含氮的氣氛中再次執(zhí)行等離子處理，以氮化柵極絕緣薄膜4604。此外絕緣薄膜4624包含等離子處理中的稀有氣體，例如使用Ar的情況中，絕緣薄膜4624中含有Ar。
接下來(lái)，通過(guò)在柵極絕緣薄膜4604上形成柵電極4605等，可以制造具有分別使用島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b作為溝道區(qū)域的N-溝道晶體管4610a和P-溝道晶體管4610b的半導(dǎo)體裝置(圖35D)。
以此方式，通過(guò)對(duì)柵極絕緣薄膜執(zhí)行等離子處理，在柵極絕緣薄膜的表面上形成由氧化薄膜或氮化薄膜構(gòu)成的絕緣薄膜，以及可以在其薄膜質(zhì)量上增強(qiáng)柵極絕緣薄膜的表面。通過(guò)等離子處理的氧化或氮化絕緣薄膜較之通過(guò)CVD方法或?yàn)R鍍方法形成的柵極絕緣薄膜更致密，且有更少如針孔的缺陷，以及由此，可以增強(qiáng)薄膜晶體管的特征。再者，通過(guò)將半導(dǎo)體薄膜的端部形成為錐形，可以防止柵極絕緣薄膜等在半導(dǎo)體薄膜端部的覆蓋缺陷導(dǎo)致的柵電極與半導(dǎo)體薄膜之間的短路。但是，通過(guò)在形成柵極絕緣薄膜之后執(zhí)行等離子處理，可以進(jìn)一步防止柵電極和半導(dǎo)體薄膜之間的短路等。
下文將參考附圖解釋與圖35A至圖35D不同的半導(dǎo)體裝置制造方法。確切地來(lái)說(shuō)，描述一種情況，其中選擇性地對(duì)具有錐形的半導(dǎo)體薄膜端部實(shí)施等離子處理。
首先，島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b形成于基板4601上(圖36A)。至于島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b，通過(guò)濺鍍方法、LPCVD方法、等離子CVD方法等使用主要含硅(Si)的材料(例如SixGe1-x等)將非晶半導(dǎo)體薄膜形成在預(yù)先在基板4601形成的絕緣薄膜4602上。然后，使非晶半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶，使用抗蝕劑4625a和4625b作為掩模選擇性地蝕刻半導(dǎo)體薄膜。可以采用如激光結(jié)晶方法、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶、使用金屬元素促進(jìn)結(jié)晶的熱結(jié)晶或這些方法的組合等結(jié)晶方法來(lái)使非晶半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶。
接下來(lái)，在移除用于蝕刻半導(dǎo)體薄膜的抗蝕劑4625a和4625b之前，執(zhí)行等離子處理，以選擇性地氧化或氮化島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的端部。在半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的每個(gè)端部形成絕緣薄膜4626(圖36B)。可以使用氧化薄膜或氮化薄膜作為該絕緣薄膜4626。該等離子處理利用上文的條件執(zhí)行。此外，絕緣薄膜4626包含在等離子處理中使用的稀有氣體。
然后，形成柵極絕緣薄膜4604，以覆蓋半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b(圖36C)。柵極絕緣薄膜4604可以按上文所述相似的方式形成。
接下來(lái)，通過(guò)在柵極絕緣薄膜4604上形成柵電極4605等，可以制造具有分別使用島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b作為溝道區(qū)域的N-溝道晶體管4610a和P-溝道晶體管4610b的半導(dǎo)體裝置(圖36D)。
當(dāng)半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的端部是錐形時(shí)，半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的局部上形成的溝道區(qū)域的端部4652a和4652b也是錐形的。由此，半導(dǎo)體薄膜或柵極絕緣薄膜的厚度較之中心部分有所不同，以及存在影響晶體管特征的風(fēng)險(xiǎn)。由此，通過(guò)等離子處理選擇性地氧化或氮化溝道區(qū)域的端部，在變成溝道區(qū)域的端部的半導(dǎo)體薄膜上形成絕緣薄膜。由此，可以減少因溝道端部導(dǎo)致對(duì)晶體管的影響。
圖36A至圖36D示出僅對(duì)半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的端部執(zhí)行等離子處理以實(shí)施氧化或氮化的示例。不必說(shuō)，還可以對(duì)柵極絕緣薄膜4604執(zhí)行等離子處理，以實(shí)施如圖35A至圖35D所示的氧化或氮化(圖38A)。
接下來(lái)，下文將參考附圖解釋一種制造半導(dǎo)體裝置的方法。該方法不同于上文所述的方法。確切地來(lái)說(shuō)，將等離子處理應(yīng)用于具有錐形的半導(dǎo)體薄膜。
首先，按上文所述在基板4601上形成島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b(圖37A)。
接下來(lái)，對(duì)半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b執(zhí)行等離子處理，以氧化或氮化半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b，并由此在半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的表面形成絕緣薄膜4627a和4627b(圖37B)。可以使用氧化薄膜或氮化薄膜作為絕緣薄膜4627a和4627b。該等離子處理可以利用上文的條件執(zhí)行。例如，當(dāng)對(duì)半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b使用Si時(shí)，氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)作為絕緣薄膜4627a和4627b形成。此外，在通過(guò)等離子處理氧化半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b之后，可以再次執(zhí)行等離子處理以氮化半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b。在此情況中，氧化硅(SiOx)或氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)形成為與半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b接觸，以及將氮化亞硅(SiNxOy)(x＞y)形成于氧化硅的表面上。因此，絕緣薄膜4627a和4627b包含在等離子處理中使用的稀有氣體。通過(guò)等離子處理，同時(shí)氧化或氮化了半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的端部。
然后，形成柵極絕緣薄膜4604，以覆蓋絕緣薄膜4627a和4627b(圖37C)。作為柵極絕緣薄膜4604，可以通過(guò)濺鍍方法、LPD方法、等離子CVD方法等形成為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)的含氮或氧的絕緣薄膜，如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)或氮化亞硅(SiNxOy)(x＞y)。例如，在通過(guò)等離子處理氧化使用Si的半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b，以在半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b的表面上形成氧化硅作為絕緣薄膜4627a和4627b的情況中，在絕緣薄膜4627a和4627b上形成氧化硅(SiOx)作為柵極絕緣薄膜。
接下來(lái)，通過(guò)在柵極絕緣薄膜4604上形成柵電極4605等，可以制造具有使用島形半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b作為溝道區(qū)域的N-溝道晶體管4610a和P-溝道晶體管4610b的半導(dǎo)體裝置(圖37D)。
當(dāng)半導(dǎo)體薄膜的端部是錐形時(shí)，該半導(dǎo)體薄膜的局部上形成的溝道區(qū)域的端部4603a和4603b也是錐形的。由此，存在影響晶體管元件特征的風(fēng)險(xiǎn)。由于等離子處理氧化或氮化半導(dǎo)體薄膜，從而氧化或氮化溝道區(qū)域的端部，可以減少對(duì)半導(dǎo)體元件的影響。
在圖37A至37D中，示出其中僅半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b受到等離子處理的氧化或淡化的示例；但是，還可以對(duì)柵極絕緣薄膜4604執(zhí)行等離子處理，以實(shí)施如圖35A至圖35D所示的氧化或氮化(圖38B)。在此情況中，在含有氧的氣氛中執(zhí)行一次等離子處理以氧化柵極絕緣薄膜4604之后，可以在含氮的氣氛中再次執(zhí)行等離子處理，以氮化柵極絕緣薄膜4604。在此情況中，氧化硅(SiOx)或氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)形成在半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b中，以及氮化亞硅(SiNxOy)(x＞y)形成為與柵電極4605接觸。
通過(guò)以此方式執(zhí)行等離子處理，可以容易地移除附著于半導(dǎo)體薄膜或絕緣薄膜的如灰塵的雜質(zhì)。具體來(lái)說(shuō)，在一些情況中，灰塵(也稱為顆粒)附著于通過(guò)CVD方法、濺鍍方法等形成的薄膜。例如，如圖39A所示，有在CVD方法、濺鍍方法等形成的絕緣薄膜4672上形成灰塵4673的情況，其中絕緣薄膜4672形成于如絕緣薄膜、導(dǎo)電薄膜或半導(dǎo)體薄膜等的薄膜4671上。在這種情況中，通過(guò)等離子處理氧化或氮化絕緣薄膜4672，并在絕緣薄膜4672上形成絕緣薄膜4674?？梢允褂醚趸∧せ虻∧ぷ鳛樵摻^緣薄膜4674。至于絕緣薄膜4674，氧化或氮化灰塵4673下的部分以及不存在灰塵4673的部分，由此增加了絕緣薄膜4674的容積?；覊m4673的表面也因等離子處理被氧化或氮化而形成絕緣薄膜4675，因此，也增加了灰塵4673的容積(圖39B)。
此時(shí)，只需通過(guò)如刷子清掃的清理即可容易地將灰塵4673從絕緣薄膜4674的表面移除。以此方式，通過(guò)等離子處理，甚至可以容易地移除附著于絕緣薄膜或半導(dǎo)體薄膜的微小灰塵。注意這是通過(guò)執(zhí)行等離子處理獲得的效果，以及這對(duì)于其他實(shí)施方式以及本實(shí)施方式都成立。
如上所述，通過(guò)等離子處理的氧化或氮化來(lái)提高半導(dǎo)體薄膜或柵極絕緣薄膜的表面的薄膜質(zhì)量，可以形成具有良好薄膜質(zhì)量的致密絕緣薄膜。此外，可以通過(guò)清掃容易地移除附著于絕緣薄膜的表面的灰塵等。因此，即使絕緣薄膜形成得薄，也可以避免如針孔的缺陷，以及可以實(shí)現(xiàn)如薄膜晶體管的半導(dǎo)體元件的小型化和更高性能。
注意，在該實(shí)施方式中，上圖32A至圖32C中對(duì)半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b或柵極絕緣薄膜4604執(zhí)行等離子處理，以氧化或氮化半導(dǎo)體薄膜4603a和4603b或柵極絕緣薄膜4604；但是，通過(guò)等離子處理氧化或氮化的層不限于此。例如，可以對(duì)基板4601或絕緣薄膜4602執(zhí)行等離子處理，或者可以對(duì)絕緣薄膜4606或4607執(zhí)行等離子處理。
注意該實(shí)施方式還可以自由地與實(shí)施方式1至10組合。
實(shí)施方式12實(shí)施方式12將解釋使用半色調(diào)方法作為制造包括晶體管的半導(dǎo)體裝置的過(guò)程。
圖40是示出一種半導(dǎo)體裝置的橫截面結(jié)構(gòu)的示意圖，該半導(dǎo)體裝置包括晶體管、電容器元件以及電阻器元件。圖40示出N-溝道晶體管4001和4002、電容器元件4004、電阻器元件4005以及P-溝道晶體管4003。每個(gè)晶體管設(shè)有半導(dǎo)體層5505、絕緣薄膜5508以及柵電極5509。柵電極5509形成在堆疊結(jié)構(gòu)的第一和第二導(dǎo)電層5503和5502中。此外，圖41A至41E分別是圖40中所示的對(duì)應(yīng)于還可能涉及到的晶體管、電容器元件和電阻器元件的俯視圖。
在圖40中，N-溝道晶體管4001具有在半導(dǎo)體層5505中與溝道縱向方向(載流子流動(dòng)的方向)上的溝道信息區(qū)域相對(duì)側(cè)的雜質(zhì)區(qū)域5507，它們也稱為輕摻雜漏極(LDD)，以及其中以比形成與導(dǎo)線5504接觸的源極和漏極區(qū)域的雜質(zhì)區(qū)域5506的摻雜濃度低的濃度實(shí)施摻雜。在配置N-溝道晶體管4001的情況中，摻雜區(qū)域5506和5507摻雜以磷等作為摻雜N型導(dǎo)電性的雜質(zhì)。LDD作為抑制熱電子降解和短溝道效應(yīng)的部件而形成。
如圖41A所示，N-溝道晶體管4001的柵電極5509具有形成以在第二導(dǎo)電層5502的相對(duì)側(cè)延伸的第一導(dǎo)電層5503。在此情況中，第一導(dǎo)電層5503形成為具有比第二導(dǎo)電層薄的薄膜厚度。第一導(dǎo)電層5503形成為具有使通過(guò)10至100kV的電場(chǎng)加速的離子個(gè)體能夠通過(guò)的厚度。雜質(zhì)區(qū)域5507形成為與柵電極5509的第一導(dǎo)電層5503重疊，即，形成與柵電極5509重疊的LDD區(qū)域。在該結(jié)構(gòu)中，通過(guò)使用第二導(dǎo)電層5502作為掩模經(jīng)柵電極5509的第一導(dǎo)電層5503添加一種導(dǎo)電性類型雜質(zhì)，以自對(duì)準(zhǔn)方式形成雜質(zhì)區(qū)域5507。換言之，與柵電極重疊的LDD以自對(duì)準(zhǔn)方式形成。
在圖40中，N-溝道晶體管4002具有形成在半導(dǎo)體層5505中柵電極一側(cè)的雜質(zhì)區(qū)域5507，其中實(shí)施摻雜而具有比雜質(zhì)區(qū)域5506的雜質(zhì)濃度低的濃度。如圖41B所示，N-溝道晶體管4002的柵電極5509具有形成以在第二導(dǎo)電層5502的一側(cè)延伸的第一導(dǎo)電層5503。在此情況中，也可以通過(guò)使用第二導(dǎo)電層5502作為掩模經(jīng)第一導(dǎo)電層5503添加一種導(dǎo)電性類型雜質(zhì)，以自對(duì)準(zhǔn)方式形成LDD。
在一側(cè)具有LDD的晶體管可以應(yīng)用于在源電極與漏電極之間僅施加正電壓或負(fù)電壓的晶體管，以及確切地來(lái)說(shuō)可以應(yīng)用于構(gòu)成如下邏輯門的晶體管，如倒相器電路、NAND電路、NOR電路或閂鎖電路，以及可以應(yīng)用于構(gòu)成如下模擬電路的晶體管，如讀出放大器、恒壓發(fā)生電路或VCO。
在圖40中，電容器元件4004形成為具有包夾在第一導(dǎo)電層5503與第二導(dǎo)電層5505之間的絕緣薄膜5508。形成電容器元件4004的半導(dǎo)體層5505包括雜質(zhì)區(qū)域5510和雜質(zhì)區(qū)域5511。雜質(zhì)區(qū)域5511形成在與半導(dǎo)體層5505的第一導(dǎo)電層5503重疊的位置上。此外，雜質(zhì)區(qū)域5510與導(dǎo)線5504接觸。因?yàn)殡s質(zhì)區(qū)域5511可以通過(guò)第一導(dǎo)電層5503摻雜以一種導(dǎo)電性類型的雜質(zhì)，所以雜質(zhì)區(qū)域5510中所含的雜質(zhì)的濃度可以與雜質(zhì)區(qū)域5511中所含的雜質(zhì)的濃度相同或不同。在任何情況中，因?yàn)?，半?dǎo)體層5505制成為用作電容器元件4004中的電極，所以優(yōu)選地，半導(dǎo)體層5505摻雜以使電阻較低的一種導(dǎo)電性類型的雜質(zhì)。此外，第一導(dǎo)電層5503可以通過(guò)使用第二導(dǎo)電層5502作為輔助電極來(lái)制成以足以用作電極，如圖41C所示。以此方式，電容器元件4004可以使用其中組合第一和第二導(dǎo)電層5503和5502的復(fù)合電極結(jié)構(gòu)來(lái)以自對(duì)準(zhǔn)方式形成。
在圖40中，電阻器元件4005利用第一導(dǎo)電層5503形成。因?yàn)榈谝粚?dǎo)電層5503形成為具有約30至150納米的厚度，所以其寬度和長(zhǎng)度可以大約設(shè)為安置電阻器元件。
可以使用包括較高濃度的雜質(zhì)元素或具有薄膜厚度的金屬層的半導(dǎo)體層來(lái)制成電阻器元件。半導(dǎo)體層的電阻取決于薄膜的厚度、薄膜的質(zhì)量、雜質(zhì)濃度、激活速率等等。但是，優(yōu)選采用金屬層，因?yàn)榻饘賹拥碾娮栌杀∧ず穸群捅∧べ|(zhì)量決定，因此它是較不可變的。圖41D示出電阻器元件4005的俯視圖。
在圖40中，P-溝道晶體管4003具有包括雜質(zhì)區(qū)域5512的半導(dǎo)體層5505。雜質(zhì)區(qū)域5512形成與導(dǎo)線5504接觸的源極和漏極區(qū)域。柵電極5509具有彼此堆疊的第一和第二導(dǎo)電層5503和5502的結(jié)構(gòu)。P-溝道晶體管4003是具有單個(gè)漏極結(jié)構(gòu)而沒有LDD的晶體管。在形成P-溝道晶體管4003的情況中，摻雜區(qū)域5512摻雜以硼等作為摻雜P型導(dǎo)電性的雜質(zhì)。另一方面，當(dāng)雜質(zhì)區(qū)域5512摻雜以磷時(shí)，可以形成具有單個(gè)漏極結(jié)構(gòu)的N-溝道晶體管。圖41E示出P-溝道晶體管4003的俯視圖。
可以通過(guò)具有2eV或更低的電子溫度、5eV或更低的離子能量以及約1011至1013/cm3的電子密度的微波激勵(lì)的高密度等離子處理使半導(dǎo)體層5505和絕緣層5508的其中之一或二者經(jīng)受氧化或氮化處理。在此情況中，可以通過(guò)在基板溫度300到450℃以及氧化氣氛(O2、N2O等)或氮?dú)夥?如N2、NH3等)的條件下執(zhí)行等離子處理來(lái)減少半導(dǎo)體層5505與絕緣薄膜5508之間的界面處的缺陷等級(jí)。通過(guò)對(duì)絕緣薄膜5508執(zhí)行該處理，可以使該絕緣薄膜致密。換言之，可以抑制帶電缺陷的生成，以防止晶體管的閾值電壓的變化。此外，在3V或更低的電壓下驅(qū)動(dòng)晶體管的情況中，可以應(yīng)用通過(guò)該等離子處理來(lái)氧化或氮化的絕緣薄膜作為絕緣薄膜5508?；蛘?，在晶體管的驅(qū)動(dòng)電壓是3V或更高的情況中，可以組合通過(guò)該等離子處理在半導(dǎo)體層5505的表面上形成的絕緣薄膜和通過(guò)CVD方法(等離子CVD方法或熱CVD方法)敷設(shè)的絕緣薄膜，以形成絕緣薄膜5508。再者，可以使用該絕緣薄膜作為電容器元件4004的電介質(zhì)層。在此情況中，可以形成具有大電荷容量的電容器元件，因?yàn)榈入x子處理形成的該絕緣薄膜具有1至10納米的厚度且是致密薄膜。
如參考圖40和圖41A至圖41E所解釋的，可以通過(guò)組合薄膜厚度上不同的導(dǎo)電層形成具有多種結(jié)構(gòu)的元件?？梢允褂迷O(shè)有輔助圖案的光掩模或光柵形成僅形成第一導(dǎo)電層的區(qū)域和堆疊第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的區(qū)域，其中輔助圖案由衍射光柵或半透明薄膜組成且具有降低光強(qiáng)度的功能。換言之，在光蝕刻工藝中光阻材料暴露于光下時(shí)，控制通過(guò)光掩模的光量來(lái)使要沖洗的抗蝕掩模的厚度不同。在此情況中，可以使用光掩?；蛟O(shè)有分辨率極限或更低的窄縫的光柵來(lái)形成具有上文所述復(fù)雜形狀的抗蝕劑。此外，在沖洗之后可以執(zhí)行約200℃下的烘烤，以更改由光阻材料形成的掩模圖案的形狀。
此外，可以連續(xù)使用設(shè)有輔助圖案的光掩模或光柵形成僅形成第一導(dǎo)電層的區(qū)域和堆疊第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的區(qū)域，其中輔助圖案由衍射光柵或半透明薄膜組成且具有降低光強(qiáng)度的功能。如圖41A所示，可以選擇性地在半導(dǎo)體層上形成僅形成第一導(dǎo)電層的區(qū)域。該區(qū)域在半導(dǎo)體層上有效，但是在非此情況的區(qū)域(從柵電極延伸的導(dǎo)線區(qū)域)中并非必不可少的。因?yàn)橛捎谑褂迷摴庋谀；蚬鈻?，僅形成第一導(dǎo)電層的區(qū)域不一定要在導(dǎo)線區(qū)域中形成，所以實(shí)質(zhì)可以增加導(dǎo)線密度。
在圖40和圖41A至圖41E的情況中，第一導(dǎo)電層形成為具有使用如下的高熔點(diǎn)金屬作為其主要成分的30至50納米的厚度，如鎢(W)、鉻(Cr)、鈦(Ta)、氮化鈦(TaN)、或鉬(Mo)，或包含上文所述高熔點(diǎn)金屬的合金或化合物。此外，第二導(dǎo)電層形成為具有使用如下的高熔點(diǎn)金屬作為其主要成分的300至600納米的厚度，如鎢(W)、鉻(Cr)、鈦(Ta)、氮化鈦(TaN)、或鉬(Mo)，或包含上文所述高熔點(diǎn)金屬的合金或化合物。例如，對(duì)于第一和第二導(dǎo)電層使用不同的導(dǎo)電材料，以產(chǎn)生后來(lái)要執(zhí)行的蝕刻工藝中蝕刻速率上的不同。例如，可以對(duì)第一導(dǎo)電層使用TaN，以及使用鎢薄膜作為第二導(dǎo)電層。
該實(shí)施方式顯示，可以使用設(shè)有輔助圖案的光掩模或光柵在同一個(gè)圖案化工藝中分別形成具有不同電極結(jié)構(gòu)、電容器元件和電阻器元件的晶體管，其中輔助圖案由衍射光柵或半透明薄膜組成且具有降低光強(qiáng)度的功能。這樣允許基于電路特征集成不同的模式，而無(wú)需增加工藝步驟的數(shù)量。
注意該實(shí)施方式還可以自由地與實(shí)施方式1至11組合。
實(shí)施方式13下文將參考圖42A和42B、圖43A和圖43B以及圖44A和圖44B解釋制造如晶體管的半導(dǎo)體裝置中的掩模圖案的一個(gè)示例。
優(yōu)選的是，利用硅或含硅作為其主要成分的晶態(tài)半導(dǎo)體形成圖42A所示的半導(dǎo)體層5610和5611。例如，使用多晶硅、單晶硅或激光退火結(jié)晶的硅薄膜的晶態(tài)硅。此外，優(yōu)選的還有，使用金屬氧化物半導(dǎo)體、非晶硅、或表現(xiàn)有半導(dǎo)體特征的有機(jī)半導(dǎo)體。
在任何情況中，要首先形成的半導(dǎo)體層形成于具有絕緣表面的基板的整個(gè)表面或一部分上(區(qū)域的面積大于要確定為晶體管的半導(dǎo)體區(qū)域的區(qū)域)。然后，通過(guò)光刻技術(shù)在半導(dǎo)體層上形成掩模圖案。通過(guò)利用掩模圖案對(duì)半導(dǎo)體層執(zhí)行蝕刻處理，形成具有特定形狀且包括源極和漏極區(qū)域以及晶體管的溝道信息區(qū)域的島形半導(dǎo)體層5610和5611。
用于形成如圖42A所示的半導(dǎo)體層5610和5611的光掩模設(shè)有圖42B所示的掩模圖案5630。掩模圖案5630具體根據(jù)用于光刻工藝的抗蝕劑的類型，即正型或負(fù)型而有所不同。在使用正抗蝕劑的情況中，圖42B所示的掩模圖案5630制造為遮光部分。掩模圖案5630具有移除預(yù)部A的多邊形形狀。此外，彎曲部分B還具有將角彎曲多個(gè)程度以不成直角的形狀。該光掩模圖案具有角部。在該角部中，移除其斜邊為10μm或更小的直角三角形形狀或?yàn)榫€寬的1/5到1/2的長(zhǎng)度的圖案。
圖42A所示的半導(dǎo)體層5610和5611中反映了圖42B所示的掩模圖案5630的形狀。在此情況中，可以變換與掩模圖案5630相似的形狀，或可以變換它以使掩模圖案5630的角更圓滑。換言之，可以使圖案形狀比掩模圖案5630更平滑而具有圓度。
在半導(dǎo)體層5610和5611上形成部分地含有至少氧化硅或氮化硅的絕緣層。形成絕緣層的一個(gè)目的是，將其用作柵極絕緣層。然后，如圖43A所示，形成柵極導(dǎo)線5712、5713和5714，以部分地與半導(dǎo)體層重疊。柵極導(dǎo)線5712形成為對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體層5610。柵極導(dǎo)線5713形成為對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體層5610和5611。此外，柵極導(dǎo)線5714形成為對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體層5610和5611。通過(guò)形成金屬層或具有高導(dǎo)電性的半導(dǎo)體層，通過(guò)光刻技術(shù)在絕緣層上形成柵極導(dǎo)線的形狀。
用于形成這些柵極導(dǎo)線的光掩模設(shè)有圖43B所示的掩模圖案5731。掩模圖案5731具有角部。在一些角部中，移除具有斜邊為10μm或更小的直角三角形形狀或?yàn)榫€寬的1/5到1/2的長(zhǎng)度的圖案。圖43A所示的柵極導(dǎo)線5712、5713和5714中反映了圖43B所示的掩模圖案5713的形狀。在此情況中，可以變換與掩模圖案5731相似的形狀，或可以變換它以使掩模圖案5731的角進(jìn)一步圓滑。換言之，可以使圖案形狀比掩模圖案5731更平滑而具有圓度。確切地來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)移除具有斜邊為10或更小的直角三角形形狀或?yàn)榫€寬的1/5到1/2的長(zhǎng)度來(lái)圓化柵極導(dǎo)線5712、5713和5714的角部。當(dāng)通過(guò)等離子執(zhí)行干式蝕刻時(shí)可以抑制在凸起部分中因過(guò)度放電導(dǎo)致的細(xì)微顆粒的生成。另一方面，在內(nèi)凸部分中，即使在利用等離子的干式蝕刻中因過(guò)度放電生成細(xì)微顆粒時(shí)，仍可以防止細(xì)微顆粒積累在角部，由此可以在清掃時(shí)容易地移除。因此，有完全可以預(yù)期到產(chǎn)率提高的效果。
中間層絕緣層是柵極導(dǎo)線5712、5713和5714之后形成的一個(gè)層。該中間層絕緣層使用如氧化硅的無(wú)機(jī)絕緣材料形成，或使用如聚酰亞胺樹脂或丙烯酸樹脂的有機(jī)絕緣材料形成。如氮化硅或氮氧化硅的絕緣層可以介于中間層絕緣層與柵極導(dǎo)線5712、5713、以及5714之間。此外，如氮化硅或氮氧化硅的絕緣層可以設(shè)在中間層絕緣層之上。絕緣層可以阻止半導(dǎo)體層和柵極絕緣層被晶體管所不期望有的如外來(lái)金屬離子或水汽的雜質(zhì)污染。
在中間層絕緣層的預(yù)定位置中形成一個(gè)開口。例如，該開口設(shè)為對(duì)應(yīng)于下層中的柵極導(dǎo)線或半導(dǎo)體層。在由金屬或金屬化合物的多個(gè)層構(gòu)成的導(dǎo)線層中，通過(guò)光刻技術(shù)形成其掩模圖案，并通過(guò)蝕刻工藝形成預(yù)定的圖案。然后，如圖44A所示，導(dǎo)線5815至5820形成為部分地與半導(dǎo)體層重疊。通過(guò)這些導(dǎo)線連接特定的元件。由于布局的局限，這些導(dǎo)線不是以直線連接特定元件，而是具有彎曲部分地連接它們。此外，導(dǎo)線的寬度在觸點(diǎn)部分或在其他區(qū)域各有所不同。當(dāng)接觸孔的尺寸與導(dǎo)線的寬度相同或比它大時(shí)，導(dǎo)線的寬度在觸點(diǎn)部分變得更大。
用于形成這些導(dǎo)線5815至5820的光掩模設(shè)有圖44B所示的掩模圖案5832。在此情況中，導(dǎo)線還具有其角被圓化的圖案，此圖案被彎曲成L形，以及其中移除具有斜邊為10μm或更小的直角三角形形狀或?yàn)榫€寬的1/5到1/2的長(zhǎng)度。確切地來(lái)說(shuō)，為了形成圓形外周緣的角部，移除具有兩個(gè)彼此垂直且構(gòu)成角部的第一直線以及與兩個(gè)第一直線成約45度角的第二直線的等腰直角三角形所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線部分。當(dāng)移除它時(shí)，在導(dǎo)線中形成兩個(gè)鈍角。此時(shí)，通過(guò)適合地調(diào)整蝕刻條件和/或掩模設(shè)計(jì)優(yōu)選地蝕刻導(dǎo)線，以便在每個(gè)鈍角部分中形成與第一直線和第二直線接觸的曲線。注意彼此相等的等腰直角三角形的兩個(gè)邊的長(zhǎng)度是導(dǎo)線長(zhǎng)度的1/5至1/2的長(zhǎng)度。此外，角部的內(nèi)周緣也與該角部的外周緣相符地制成曲線形。在此類導(dǎo)線中，當(dāng)通過(guò)等離子執(zhí)行干式蝕刻時(shí)可以抑制在凸形部分中因過(guò)度放電導(dǎo)致的細(xì)微顆粒的生成。另一方面，在內(nèi)凸部分中，即使在利用等離子的干式蝕刻中因過(guò)度放電生成細(xì)微顆粒時(shí)，可以防止在角部收集細(xì)微顆粒，由此可以在清掃時(shí)容易地移除。因此，有完全可以預(yù)期到產(chǎn)率提高的效果?？梢灶A(yù)想到可以通過(guò)使這些導(dǎo)線的角部為圓形來(lái)優(yōu)選地實(shí)施這些導(dǎo)線的導(dǎo)電。此外，在多個(gè)導(dǎo)線并行設(shè)置的結(jié)構(gòu)中使用具有圓形角部的導(dǎo)線，在清掃灰塵時(shí)是極其有利的。
在圖44A中，形成N-溝道晶體管5821至5824，和P-溝道晶體管5825至5826。N-溝道晶體管5823和P-溝道晶體管5825、N-溝道晶體管5824和P-溝道晶體管5826分別構(gòu)成倒相器5827和倒相器5828。包括這六個(gè)晶體管的電路形成SRAM。如氮化硅或氧化硅的絕緣層可以形成在這些晶體管的上層。
注意該實(shí)施方式還可以自由地與實(shí)施方式1至12組合。
實(shí)施方式14本發(fā)明可以應(yīng)用于多種電子裝置。確切地來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以應(yīng)用于電子裝置的顯示部分。作為此類電子裝置的示例，有如錄像機(jī)和數(shù)字照相機(jī)的攝像機(jī)、眼鏡式顯示器(goggle display)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻再現(xiàn)裝置(例如汽車音響或音響組件)、計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息終端(例如，移動(dòng)計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、便攜式游戲機(jī)或電子書籍)、設(shè)有記錄媒體的圖像再現(xiàn)裝置(確切地來(lái)說(shuō)，用于再現(xiàn)入電子多用途光盤(DVD)的記錄媒體的內(nèi)容和具有用于顯示再現(xiàn)的圖像的發(fā)光裝置的設(shè)備)等等。
圖31A示出一種發(fā)光裝置，它包括外殼35001、支撐座35002、顯示部分35003、揚(yáng)聲器部分35004、視頻輸入端35005等等。本發(fā)明的顯示裝置可以應(yīng)用于顯示部分35003。注意發(fā)光裝置包括所有用于信息顯示的發(fā)光裝置，如用于個(gè)人計(jì)算機(jī)的發(fā)光裝置、電視廣播接收或廣告顯示。利用具有使用本發(fā)明的顯示裝置的顯示部分35003的發(fā)光裝置，可以提供精細(xì)且高對(duì)比度的圖像。
圖31B示出一種攝像機(jī)，它包括本體35101、顯示部分35102、圖像接收部分35103、操作按鍵35104、外部連接端口35105、快門開關(guān)35106等等。
利用具有使用本發(fā)明的顯示裝置的顯示部分35102的數(shù)字照相機(jī)，可以提供精細(xì)且高對(duì)比度的圖像。
圖31C示出一種計(jì)算機(jī)，它包括本體35201、外殼35202、顯示部分35203、鍵盤35204、外部連接端口35205、指向鼠標(biāo)35206等等。利用具有使用本發(fā)明的顯示裝置的顯示部分35203的計(jì)算機(jī)，可以提供精細(xì)且高對(duì)比度的圖像。
圖31D示出一種移動(dòng)計(jì)算機(jī)，它包括本體35301、顯示部分35302、開關(guān)35303、操作按鍵35304、IR端口35305、等等。利用具有采用本發(fā)明的顯示裝置的顯示部分35302的移動(dòng)計(jì)算機(jī)，可以提供精細(xì)且高對(duì)比度的圖像。
圖31E示出一種設(shè)有記錄媒體的便攜式圖像再現(xiàn)裝置(確切地來(lái)說(shuō)DVD播放器)，它包括本體35401、外殼35402、顯示部分A 35403、顯示部分B 35404、記錄媒體(DVD)記錄部分35405、操作按鍵35406、揚(yáng)聲器部分35407等等。顯示部分A 35403主要可以顯示圖像，而顯示部分B 35404主要可以顯示字符。利用具有使用本發(fā)明的顯示裝置的顯示部分A 35403和顯示部分B 35404的圖像再現(xiàn)裝置，可以提供精細(xì)且高對(duì)比度的圖像。
圖31F示出一種眼鏡式顯示器，它包括本體35501、顯示部分35502以及支撐臂部分35503。利用具有采用本發(fā)明的顯示裝置的顯示部分35502的眼鏡式顯示器，可以提供精細(xì)且高對(duì)比度的圖像。
圖31G示出一種錄像機(jī)，它包括本體35601、顯示部分35602、外殼35603、外部連接端口35604、遙控器接收部分35605、圖像接收部分35606、電池35607、音頻輸入部分35608、操作按鍵35609、目鏡部分35610等等。利用具有采用本發(fā)明的顯示裝置的顯示部分35602的錄像機(jī)，可以提供精細(xì)且高對(duì)比度的圖像。
圖31H示出一種移動(dòng)電話，它包括本體35701、外殼35702、顯示部分35703、音頻輸入部分35704、音頻輸出部分35705、操作按鍵35706、外部連接端口35707、天線35708等等。利用具有使用本發(fā)明的顯示裝置的顯示部分35703的移動(dòng)電話，可以提供精細(xì)且高對(duì)比度的圖像。
如上所述，本發(fā)明的可應(yīng)用范圍如此之廣，使本發(fā)明可以應(yīng)用于多種領(lǐng)域的電子裝置。該實(shí)施方式的電子裝置可以使用具有實(shí)施例模式1至11中所示的任何結(jié)構(gòu)的顯示裝置。
本申請(qǐng)基于日本特許公報(bào)編號(hào)2005-194668，于2005年7月4日向日本專利局提交，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于本文。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括多個(gè)像素，其中每個(gè)所述像素中包括用于每種顏色的子像素；所述子像素具有成對(duì)的多個(gè)顯示區(qū)域，以及所述成對(duì)包括的所述多個(gè)顯示區(qū)域具有不同的面積；所述子像素以條形方式對(duì)齊；構(gòu)成所述子像素的顯示區(qū)域的組合在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下是不同的，以及構(gòu)成所述子像素的顯示區(qū)域的總面積是相等的。
2.一種顯示裝置，包括第一顯示區(qū)域；第二顯示區(qū)域；以及第三顯示區(qū)域，其中在所述第一、第二和第三區(qū)域中，顯示相同的顏色；在第一狀態(tài)下，像素包括所述第一顯示區(qū)域和所述第二顯示區(qū)域；在第二狀態(tài)下，所述像素包括所述第二顯示區(qū)域和所述第三顯示區(qū)域；以及所述第一顯示區(qū)域的面積等于所述第三顯示區(qū)域的面積。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于所述像素通過(guò)選擇所述像素中包含的所述顯示區(qū)域來(lái)發(fā)光以表示灰度級(jí)。
4.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于所述像素通過(guò)調(diào)制所述像素中包含的所述顯示區(qū)域發(fā)光的周期以表示灰度級(jí)。
5.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于所述像素通過(guò)調(diào)制所述像素中包含的所述顯示區(qū)域的每一個(gè)發(fā)光的周期以表示灰度級(jí)。
6.一種電子裝置，包括如權(quán)利要求2所述的顯示裝置。
7.一種顯示裝置，包括在像素部分中的多個(gè)像素；其中所述像素部分包括多個(gè)顯示區(qū)域；在所述多個(gè)顯示區(qū)域中包括具有不同面積的多個(gè)矩形顯示區(qū)域；所述多個(gè)顯示區(qū)域?qū)τ诿糠N顏色以條形方式對(duì)齊；所述多個(gè)顯示區(qū)域中具有最大面積的顯示區(qū)域具有與條形方向垂直的一個(gè)邊，所述邊與相鄰列中具有最小面積的顯示區(qū)域的一個(gè)邊對(duì)齊；以及與所述條形方向垂直的另一個(gè)邊不與所述相鄰列中具有最大面積的顯示區(qū)域的邊對(duì)齊。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征在于顯示區(qū)域的面積與對(duì)于每種顏色的所述多個(gè)顯示區(qū)域中所包括的具有最小面積的所述顯示區(qū)域的2n(n是等于或大于1的整數(shù))倍一樣大。
9.一種驅(qū)動(dòng)顯示裝置的方法，它包括如下步驟在第一模式下驅(qū)動(dòng)像素以形成第一圖像，其中在所述第一模式下，所述像素包括多個(gè)第一顯示區(qū)域；以及在第二模式下驅(qū)動(dòng)像素以形成第二圖像，其中在所述第二模式下，所述像素包括多個(gè)第二顯示區(qū)域，所述多個(gè)第一顯示區(qū)域部分地與所述多個(gè)第二顯示區(qū)域共有。
10.如權(quán)利要求9所述的驅(qū)動(dòng)顯示裝置的方法，其特征在于所述第一模式下的所述像素具有正方形形狀，以及所述第二模式下的所述像素具有非正方形形狀。
11.一種電子裝置，包括權(quán)利要求1所述的顯示裝置。
全文摘要
本發(fā)明提出一種可以清晰地顯示字符和平滑地顯示圖像的顯示裝置。采用區(qū)域灰度級(jí)方法，以及通過(guò)選擇每個(gè)像素中的一個(gè)或多個(gè)顯示區(qū)域，以根據(jù)模式更改一個(gè)像素的配置。當(dāng)需要清晰顯示字符時(shí)，通過(guò)選擇條形配置來(lái)配置一個(gè)像素。由此，可以產(chǎn)生清晰的顯示。當(dāng)需要顯示圖像時(shí)，通過(guò)選擇鋸齒形狀態(tài)來(lái)配置一個(gè)像素。由此，可以產(chǎn)生平滑的顯示。
文檔編號(hào)G09G3/00GK1892734SQ20061010301
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月4日
發(fā)明者木村肇, 山崎舜平 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所