專利名稱：顯示器件及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行彩色顯示的顯示器件，特別涉及具備彩色空間轉(zhuǎn)換功能的顯示器件。
背景技術(shù)：
為了使液晶、電致發(fā)光等顯示面板顯示圖像，需要與掃描信號同步的視頻信號。視頻信號具有關(guān)于亮度和顏色的信息。作為視頻信號，除了被編碼了的信號以外，還包括使用沒有編碼的視頻信號的情況。這些視頻信號由亮度信號及色差信號構(gòu)成。并且，在輸入沒有編碼的圖像數(shù)據(jù)作為視頻信號的情況下，該圖像數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的三基色信號。在輸入編碼了的圖像數(shù)據(jù)作為視頻信號的情況下，該圖像數(shù)據(jù)由復(fù)合單元復(fù)合，然后被轉(zhuǎn)換為紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的三基色信號(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。
此外，現(xiàn)在研討著在液晶顯示器件(LCD)中使用CRT的圖像信號進(jìn)行顯示。在此情況下，輸入由亮度信號及色差信號構(gòu)成且由用于CRT的伽瑪系數(shù)(Gamma Coefficient)校正了的視頻信號，將該視頻信號轉(zhuǎn)換為R、G、B的三基色信號，然后進(jìn)行反伽瑪轉(zhuǎn)換。進(jìn)一步地，對應(yīng)于由傳感器獲得了的外光色溫對于反伽瑪轉(zhuǎn)換了的視頻信號進(jìn)行最適合于液晶面板的彩色平衡調(diào)整，然后將其通過模擬驅(qū)動電路輸出到液晶面板(例如，參見專利文獻(xiàn)2)。
特開平5-197353號公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特開平7-255063號公報(bào)在現(xiàn)有技術(shù)中，以輸入到顯示器件中的視頻信號是亮度信號及色差信號為前提。但是，視頻信號不局限于亮度信號及色差信號，還可能是紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的三基色信號(RGB信號)。在此情況下，只有顯示器件的信號處理電路對應(yīng)于其視頻信號的格式，才可以顯示圖像。此外，由于以使用模擬灰度級方式顯示為前提，所以模擬信號受到噪聲的影響。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種顯示器件，其中不論亮度信號及色差信號還是RGB信號被輸入作為視頻信號，都可以顯示圖像。
本發(fā)明是一種可以根據(jù)視頻信號的種類轉(zhuǎn)換格式而顯示圖像的顯示器件，即，可以切換RGB信號和亮度色差信號而顯示圖像的顯示器件。此外，本發(fā)明是一種使用數(shù)字亮度色差信號以數(shù)字灰度級方式進(jìn)行顯示的顯示器件。
本發(fā)明提供一種顯示器件，其包括具有由多個發(fā)光顏色不同的子像素構(gòu)成的像素的顯示面板；輸入包括亮度信息和色差信息的亮度色差信號、并且將所述亮度色差信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)于所述像素的發(fā)光顏色的RGB信號的視頻格式轉(zhuǎn)換電路；以及輸入所述RGB信號、并且按照驅(qū)動定時(shí)將所述RGB信號輸出到所述顯示面板的控制器。
本發(fā)明還提供一種顯示器件，其包括具有由多個發(fā)光顏色不同的子像素構(gòu)成的像素的顯示面板；輸入包括亮度信息和色差信息的亮度色差信號、并且將所述亮度色差信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)于所述像素的發(fā)光顏色的數(shù)字RGB信號的視頻格式轉(zhuǎn)換電路；將所述數(shù)字RGB信號轉(zhuǎn)換為模擬RGB信號的D/A轉(zhuǎn)換電路；以及輸入所述模擬RGB信號、并且按照驅(qū)動定時(shí)輸出所述模擬RGB信號的控制器。
本發(fā)明還提供一種顯示器件，其包括具有由多個發(fā)光顏色不同的子像素構(gòu)成的像素的顯示面板；當(dāng)包括亮度信息和色差信息的亮度色差信號被輸入時(shí)，根據(jù)表示圖像信號是RGB信號還是亮度色差信號的模式信號，將該亮度色差信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)于像素的發(fā)光顏色的RGB信號的視頻格式轉(zhuǎn)換電路；輸入模式信號、RGB信號或從視頻格式轉(zhuǎn)換電路輸出的RGB信號，并且根據(jù)所述模式信號將RGB信號或從亮度色差信號轉(zhuǎn)換來的RGB信號輸出到控制器的輸入切換電路；以及輸入RGB信號或從亮度色差信號轉(zhuǎn)換來的RGB信號，并且按照驅(qū)動定時(shí)將所述RGB輸出到所述顯示面板的控制器。
本發(fā)明還提供一種顯示器件，其包括具有由多個發(fā)光顏色不同的子像素構(gòu)成的像素的顯示面板；基于載有輸入信號的總線的根數(shù)判別輸入信號是RGB信號還是包括亮度信息和色差信息的亮度色差信號而產(chǎn)生模式信號的信號判別電路；根據(jù)模式信號將亮度色差信號轉(zhuǎn)換為RGB信號的視頻格式轉(zhuǎn)換電路；輸入模式信號、RGB信號或從視頻格式轉(zhuǎn)換電路輸出的RGB信號，并且根據(jù)模式信號將RGB信號或從亮度色差信號轉(zhuǎn)換來的RGB信號輸出到控制器的輸入切換電路；以及輸入RGB信號或從亮度色差信號轉(zhuǎn)換來的RGB信號，并且按照驅(qū)動定時(shí)將所述RGB輸出到所述顯示面板的控制器。
本發(fā)明還提供一種顯示器件，其中所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路、所述輸入切換電路、所述控制器設(shè)置在一個IC芯片中。
根據(jù)本發(fā)明，通過具備視頻格式轉(zhuǎn)換電路，可以切換RGB信號和亮度色差信號而顯示。由此，可以改善對比度，提高圖像質(zhì)量。此外，還可以使視頻信號的處理系統(tǒng)全數(shù)字化，從而可以獲得抗噪聲的電路結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，由于可以使顯示器件小型化，所以可以降低耗電量。


圖1是說明本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)的附圖；圖2是說明本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)的附圖；圖3是說明本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)的附圖；圖4是說明本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)的附圖；圖5是說明本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)的附圖；圖6是說明本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)的附圖；圖7是說明本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)的附圖；圖8是說明本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)的附圖；
圖9是表示本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖10是表示本發(fā)明的顯示器件的像素部分的結(jié)構(gòu)的附圖；圖11是表示本發(fā)明的顯示器件的像素的結(jié)構(gòu)的附圖；圖12A和12B是表示本發(fā)明的時(shí)間灰度級方式的驅(qū)動方法的定時(shí)圖；圖13是表示本發(fā)明的顯示器件的驅(qū)動方法的附圖；圖14A和14B是表示本發(fā)明的顯示器件的驅(qū)動方法的附圖；圖15是表示本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖16是表示本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖17是表示本發(fā)明的顯示器件的存儲控制器的結(jié)構(gòu)的附圖；圖18是表示本發(fā)明的顯示器件的顯示控制器的結(jié)構(gòu)的附圖；圖19是表示控制電路的方框圖的一個例子的附圖；圖20是表示圖19的工作的定時(shí)圖；圖21是表示控制電路的方框圖的一個例子的附圖；圖22是表示圖21的工作的定時(shí)圖；圖23是表示獲取與寫入、讀取定時(shí)同步的定時(shí)的方法的定時(shí)圖；圖24是表示控制電路的方框圖的一個例子的附圖；圖25是表示使用本發(fā)明的顯示器件的一個例子的附圖；圖26是表示使用本發(fā)明的顯示器件的一個例子的附圖；圖27是表示使用本發(fā)明的顯示器件的一個例子的附圖；圖28是表示使用本發(fā)明的顯示器件的一個例子的附圖；圖29是表示本發(fā)明的顯示器件的源極信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的附圖；圖30是表示本發(fā)明的顯示器件的柵極信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的附圖；圖31是表示本發(fā)明的顯示器件的驅(qū)動方法的定時(shí)圖；圖32是表示本發(fā)明的顯示器件的像素的結(jié)構(gòu)的附圖；圖33是表示本發(fā)明的顯示器件的像素的結(jié)構(gòu)的附圖；圖34是表示本發(fā)明的顯示器件的像素的結(jié)構(gòu)的附圖；
圖35是表示本發(fā)明的顯示器件的驅(qū)動方法的定時(shí)圖；圖36是表示本發(fā)明的顯示器件的驅(qū)動方法的定時(shí)圖；圖37是表示本發(fā)明的顯示器件的柵極信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的附圖；圖38是表示本發(fā)明的顯示器件的顯示控制器的結(jié)構(gòu)的附圖；圖39是表示本發(fā)明的顯示器件的驅(qū)動方法的定時(shí)圖；圖40是表示本發(fā)明的顯示器件的柵極信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的附圖；圖41是表示本發(fā)明的顯示器件的源極信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的附圖；圖42是表示本發(fā)明的驅(qū)動TFT的工作條件的附圖；圖43是表示本發(fā)明的顯示器件的像素的結(jié)構(gòu)的附圖；圖44是表示本發(fā)明的顯示器件的像素的結(jié)構(gòu)的附圖；圖45A和45B是表示用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的結(jié)構(gòu)的附圖；圖46A和46B是表示用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的結(jié)構(gòu)的附圖；圖47A和47B是表示用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的結(jié)構(gòu)的附圖；圖48A至48C是表示用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的結(jié)構(gòu)的附圖；圖49A至49D是說明用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的制造方法的附圖；圖50A至50C是說明用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的制造方法的附圖；圖51A至51D是說明用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的制造方法的附圖；圖52A至52D是說明用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的制造方法的附圖；
圖53A至53D是說明用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的制造方法的附圖；圖54A和54B是說明用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的制造方法的附圖；圖55A和55B是說明用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的制造方法的附圖；圖56是表示用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的剖面結(jié)構(gòu)的附圖；圖57A至57E是表示用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的俯視圖；圖58A和58B是說明用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的一個掩模圖形例子的附圖；圖59A和59B是說明用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的一個掩模圖形例子的附圖；圖60A和60B是說明用于本發(fā)明的顯示器件的晶體管的一個掩模圖形例子的附圖；圖61A至61G是表示本發(fā)明的電子設(shè)備的附圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。注意，本發(fā)明可以通過多種不同的方式來實(shí)施，所屬領(lǐng)域的普通人員可以很容易地理解一個事實(shí)，就是其方式和詳細(xì)內(nèi)容可以被變換為各種各樣的形式，而不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在以下實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。
實(shí)施方式1在本實(shí)施方式中，將說明可以使用亮度色差信號作為輸入信號而進(jìn)行顯示的顯示器件。
視頻格式包括以對應(yīng)于光的三基色的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的各個顏色信號為成分的RGB方式；和使用亮度信號及色差信號的亮度色差方式。在RGB方式的情況下，由于對全部顏色成分進(jìn)行相同處理，所以其圖像質(zhì)量優(yōu)良。但是，這需要很大的信號量。因此，信號傳輸和處理的負(fù)擔(dān)很大。
另一方面，在亮度色差方式的情況下，例如可以通過將色差的信息量降低到1/2，以RGB方式的2/3的信息量處理。在此情況下，雖然圖像質(zhì)量實(shí)際上退化，但是當(dāng)實(shí)際使用時(shí)并不產(chǎn)生什么問題。這是由于人的視覺對亮度的變化敏感而對色差即顏色的變化不敏感。
如此，通過使用亮度色差信號進(jìn)行顯示，可以降低信號量，從而減少信號傳送量，可以容易進(jìn)行信號的處理和傳送。
圖1示出本實(shí)施方式的顯示器件的結(jié)構(gòu)。該顯示器件具有顯示器106。顯示器106根據(jù)RGB信號控制其顯示。在該顯示器件中，將亮度色差信號101輸入到視頻格式轉(zhuǎn)換電路102作為視頻信號。在視頻格式轉(zhuǎn)換電路102中，將亮度色差信號101轉(zhuǎn)換為RGB信號103。RGB信號103輸入到控制器104。在控制器104中，將信號輸入到存儲器105。由于在使用時(shí)間灰度級方式的情況下，必須要將一個幀周期分割為多個子幀周期，所以使用存儲器105。存儲在存儲器105中的信號由控制器104按照驅(qū)動定時(shí)輸入到顯示器106作為圖像信號107?？刂破?04還生成為了在顯示器106上顯示所需要的信號(時(shí)鐘信號或起始脈沖信號等同步信號、各種控制信號等)，將該信號與圖像信號107一起輸出到顯示器106。在輸入了圖像信號107的顯示器106中，相應(yīng)于該圖像信號107、同步信號或控制信號進(jìn)行顯示。
在此情況下，當(dāng)顯示器106以數(shù)字灰度級方式顯示時(shí)，可以將從亮度色差信號101到圖像信號107全部作為數(shù)字信號進(jìn)行處理。由此，可以得到抗噪聲的電路結(jié)構(gòu)。此外，可以實(shí)現(xiàn)顯示器件的小型化、低耗電化。
圖2示出在以模擬灰度級方式進(jìn)行顯示的情況下的顯示器件的結(jié)構(gòu)。在此情況下，由于顯示器106以模擬灰度級方式進(jìn)行顯示，所以需要輸入模擬信號作為RGB信號103。在模擬灰度級方式的情況下，由于不需要將一個幀周期分割為多個子幀周期等操作，因此可以省略用于暫時(shí)存儲控制器114的信號的存儲器。從視頻格式轉(zhuǎn)換電路102輸出的RGB信號103被輸入到DA轉(zhuǎn)換電路110，以轉(zhuǎn)換為模擬方式的RGB信號112。RGB信號112被輸入到控制器114，按照驅(qū)動定時(shí)被輸入到顯示器106作為圖像信號116?？刂破?14還生成為了在顯示器106上顯示所需要的信號(時(shí)鐘信號或起始脈沖信號等的同步信號、各種控制信號等)，將該信號與圖像信號116一起輸出到顯示器106。在輸入了圖像信號116的顯示器106中，相應(yīng)于該圖像信號116、同步信號或控制信號進(jìn)行顯示。
在圖1中，雖然視頻格式轉(zhuǎn)換電路102和控制器104表示在不同方框中，然而，也可以是如圖中所示的虛線框那樣的包括視頻格式轉(zhuǎn)換電路的功能的控制器108。與此相同，在圖2中，也可以是如虛線框所示那樣的包括視頻格式轉(zhuǎn)換電路及DA轉(zhuǎn)換電路的功能的控制器118。
作為這種顯示器件的結(jié)構(gòu)，可以采用在一個IC芯片中設(shè)置有控制器以及視頻格式轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)。與此同樣，存儲器105也可以形成在控制器中。此時(shí)，該IC芯片也可以通過COG(玻璃上芯片安裝；Chip On Glass)等安裝在顯示器106上。通過這樣安裝有助于實(shí)現(xiàn)面板的小型化。
圖3所示的顯示器件具有如下結(jié)構(gòu)從外部電路輸入亮度色差信號101和RGB信號103，并且適當(dāng)?shù)厍袚Q這兩種信號而進(jìn)行顯示。輸入到視頻格式轉(zhuǎn)換電路122及輸入切換電路124中的模式信號120是用于選擇亮度色差信號101和RGB信號103的輸入的信號。例如，當(dāng)輸入RGB信號103時(shí)的模式信號120成為L信號，當(dāng)輸入亮度色差信號101時(shí)的模式信號120成為H信號。在模式信號120是H信號的情況下，視頻格式轉(zhuǎn)換電路122處理被輸入了的亮度色差信號101。另一方面，在模式信號120是L信號的情況下，視頻格式轉(zhuǎn)換電路122不進(jìn)行轉(zhuǎn)換工作。由此，可以降低顯示器件的耗電量。
模式信號120、和RGB信號103或從視頻格式轉(zhuǎn)換電路122輸出的RGB信號103被輸入到輸入切換電路124中。輸入切換電路124根據(jù)模式信號120的值將任何一種RGB信號103輸出到控制器104。例如，在模式信號120是L信號的情況下，由于輸入了RGB信號103，所以將其輸出到控制器104。在模式信號120是H信號的情況下，由于輸入了亮度色差信號101，所以將其在視頻格式轉(zhuǎn)換電路122中轉(zhuǎn)換為RGB信號，然后輸出到控制器104。在控制器104中，將信號輸入到存儲器105。存儲在存儲器105中的信號被控制器104按照驅(qū)動定時(shí)輸入到顯示器106作為圖像信號107。控制器104還生成為了在顯示器106上顯示所需要的信號(時(shí)鐘信號和起始脈沖信號等同步信號、各種控制信號等)，將該信號與圖像信號107一起輸出到顯示器106。在輸入了圖像信號107的顯示器106中，相應(yīng)于該圖像信號107、同步信號或控制信號進(jìn)行顯示。在此情況下，當(dāng)顯示器106以數(shù)字灰度級方式顯示時(shí)，可以將亮度色差信號101、RGB信號103、圖像信號107作為數(shù)字信號進(jìn)行處理。由此，可以得到抗噪聲的電路結(jié)構(gòu)。此外，可以實(shí)現(xiàn)顯示器件的小型化、低耗電化。
圖4是輸入切換電路124的一個結(jié)構(gòu)示例。其中，可以使用按照模式信號120而進(jìn)行開關(guān)工作的開關(guān)128及開關(guān)130來切換要輸出的信號。在圖4中，由于模式信號120通過反相器被提供給開關(guān)128，所以開關(guān)128以與開關(guān)130相反的定時(shí)進(jìn)行開關(guān)動作。
在圖3中，雖然視頻格式轉(zhuǎn)換電路122、輸入切換電路124、和控制器104表示為不同方框，然而，也可以是如圖中所示的虛線框那樣的包括視頻格式轉(zhuǎn)換電路和輸入切換電路的功能的控制器126。
作為這種顯示器件的結(jié)構(gòu)，可以采用在一個IC芯片中設(shè)置有控制器、視頻格式轉(zhuǎn)換電路及輸入切換電路的結(jié)構(gòu)。與此同樣，存儲器105也可以包括在控制器中。此時(shí)，該IC芯片也可以通過COG等安裝在顯示器106上。通過這樣安裝，有助于實(shí)現(xiàn)面板的小型化。
圖3示出了RGB信號103和亮度色差信號101被互相不同的總線輸入到顯示器件的結(jié)構(gòu)。另一方面，圖5示出了用相同總線輸入RGB信號103和亮度色差信號101的結(jié)構(gòu)。在圖5中，RGB信號或亮度色差信號作為輸入信號132。RGB信號和亮度色差信號的為了用總線傳輸信號所需要的信號線數(shù)量互相不同，一般來說，亮度色差信號所需信號線的數(shù)量比RGB信號少。也就是說，在輸入信號132是亮度色差信號的情況下，若使用物理上相同的總線時(shí)，會有幾條信號線沒有信號輸入。通過利用該特性，在信號判別電路134中，可以判別輸入信號132是RGB信號還是亮度色差信號。例如，通過監(jiān)視總線中的特定信號線有沒有信號，可以判別輸入信號132的種類。此外，信號判別電路134用判別結(jié)果生成模式信號120，然后輸出到視頻格式轉(zhuǎn)換電路122及輸入切換電路124。
圖6示出信號判別電路134的結(jié)構(gòu)。輸入信號132為由具有多個信號線的總線輸入的信號。作為輸入信號132，可以選擇RGB信號103或亮度色差信號101，然而在此情況下，為傳輸這些信號所需要的總線數(shù)量互相不同。在圖6中示出了在總線中包括了僅在傳輸RGB信號時(shí)使用的信號線的情況。該僅在傳輸RGB信號時(shí)使用的信號線還輸入到判定電路138中。在判定電路138中，根據(jù)有沒有信號來判斷輸入信號132是RGB信號還是亮度色差信號，并且根據(jù)其結(jié)果輸出模式信號120。
雖然在圖6中，與模式信號120的值無關(guān)地輸出RGB信號103、亮度色差信號101，但是本發(fā)明不局限于該結(jié)構(gòu)。也可以根據(jù)模式信號120的值輸出RGB信號103或亮度色差信號101。
在圖5中，雖然控制器104、視頻格式轉(zhuǎn)換電路122、輸入切換電路124、和信號判別電路134表示為互相不同的方框，然而，也可以是如圖中所示的虛線框那樣的包括視頻格式轉(zhuǎn)換電路和輸入切換電路的功能的控制器136。與此相同，存儲器105也可以包括在控制器中。此時(shí)，其IC芯片也可以通過COG等安裝在顯示器106上。通過這樣安裝，有助于實(shí)現(xiàn)面板的小型化。
在圖5中，可以將亮度色差信號101、RGB信號103、圖像信號107作為數(shù)字信號進(jìn)行處理。圖3及圖5雖然示出了當(dāng)采用數(shù)字灰度級方式時(shí)的例子，但是也可以如圖2所示那樣通過設(shè)置DA轉(zhuǎn)換電路采用模擬灰度級方式。
下面，參照圖7說明對于被壓縮了的圖像信號的處理方法。被壓縮了的文件存儲在如硬盤和半導(dǎo)體存儲器等存儲媒體144中。該文件是MPEG格式、JPEG格式、數(shù)字視頻規(guī)格的DV格式等的圖像或映像文件。這些壓縮文件以亮度色差信號的狀態(tài)被壓縮。讀出該文件，以將壓縮圖像信號140輸入到圖像伸長電路142。在圖像伸長電路142中，將被壓縮了的文件恢復(fù)到原來的狀態(tài)。此時(shí)，從圖像伸長電路142以亮度色差信號的狀態(tài)輸出。本來該信號在被壓縮了的狀態(tài)下為亮度色差信號，因此，以亮度色差信號進(jìn)行圖像伸長。結(jié)果，可以減輕圖像伸長電路142的負(fù)擔(dān)。也就是說，可以使圖像伸長電路142的電路規(guī)模減小，并且不需要提高處理速度?？梢詫⒘炼壬钚盘栐瓨虞斎氲綀D1至6中所示的視頻格式轉(zhuǎn)換電路102或信號判別電路134等。
在具備顯示部分的電子設(shè)備類中，圖7所示的結(jié)構(gòu)適合于將被壓縮并存儲在硬盤或半導(dǎo)體存儲器中的圖像或映像文件顯示在顯示部分上的情況，這是因?yàn)榭梢允箞D像伸長電路的結(jié)構(gòu)較為簡單。以手機(jī)為代表的電子設(shè)備所具備的顯示部分包括顯示特定圖像如操作菜單畫面等的情況，以及顯示被壓縮了的任意圖像信息的情況。在顯示特定圖像的情況下大多采用RGB方式，因此如圖3和圖5所示那樣，優(yōu)選設(shè)定為可以切換RGB方式和亮度色差方式。
視頻信號包括將亮度信號和色差信號合在一起的復(fù)合信號和將色差信號進(jìn)一步分離為藍(lán)色差和紅色差的分量信號。通常電視廣播采用復(fù)合信號。在使用復(fù)合信號的情況下，如圖8所示那樣使用分量信號轉(zhuǎn)換電路146將復(fù)合信號150轉(zhuǎn)換為分量信號。另外，使用輸入切換電路148切換信號并輸出，也可以顯示電視等的復(fù)合信號。
通過具備如圖8所示的分量信號轉(zhuǎn)換電路146，可以提供將被壓縮并存儲在硬盤和半導(dǎo)體存儲器的圖像或映像文件以及電視廣播的雙方進(jìn)行切換并顯示的顯示裝置。此外，在顯示特定圖像如操作菜單畫面等的情況下，大多采用RGB方式。因此，如圖3和圖5所示那樣，切換RGB方式和亮度色差方式可以有效地提高顯示器件的操作性。
亮度色差信號可以對應(yīng)于各種格式，例如ITU-R BT.601方式、BTA S-001B方式、YCbCr方式、YPbPr方式、YUV方式、YIQ方式、YCC方式等。
在此，雖然輸入的是亮度色差信號，但只要是除了RGB信號以外的信號，也可以輸入亮度色差信號以外的形式的信號。例如，即使在采用CMYK方式或HSV方式的數(shù)據(jù)的情況下，也可以與亮度色差信號的情況同樣地構(gòu)成。CMYK是青色(cyan；藍(lán)綠)、洋紅色(magenta；紅紫)、黃色(yellow；黃)、黑色(black；墨，K表示關(guān)鍵顏色的key color的K)的縮寫。此外，HSV意味著色調(diào)(Hue)、色飽和度(Saturation)、明暗度(Value)。
在涉及本實(shí)施方式的顯示器件中，對顯示部分中的像素結(jié)構(gòu)沒有特別的限制。只要是使用數(shù)字灰度級方式的顯示器件，就可以將本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)適用于各種顯示器件。例如，顯示部分可以為其像素由EL元件構(gòu)成的EL顯示器、PDP(等離子體顯示器)、使用DMD(數(shù)字微鏡器件)的DLP(數(shù)字光處理器)等。
根據(jù)本實(shí)施方式，通過具備視頻格式轉(zhuǎn)換電路，可以將RGB信號和亮度色差信號切換而顯示。由此，可以改善對比度，并且提高圖像質(zhì)量。此外，還可以使視頻信號的處理系統(tǒng)全數(shù)字化，從而可以獲得抗噪聲的電路結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，由于可以使顯示器件小型化，所以可以實(shí)現(xiàn)降低耗電量。
實(shí)施方式2在本實(shí)施方式中，將描述構(gòu)成顯示器件的顯示器的結(jié)構(gòu)和灰度級的顯示方法。
顯示器件由顯示面板和向該顯示面板輸入視頻信號等的驅(qū)動電路構(gòu)成。圖9示出這種顯示面板的一個結(jié)構(gòu)例子。顯示器200包括源極信號線驅(qū)動電路202、柵極信號線驅(qū)動電路204、以及像素部分206。像素部分具有將像素以矩陣形狀配置的結(jié)構(gòu)。
作為像素部分206的典型結(jié)構(gòu)，有將開關(guān)元件配置在各個像素中的有源矩陣方式的結(jié)構(gòu)。下面說明通過將兩個薄膜晶體管(TFT)配置在各個像素中以控制各個像素中的發(fā)光元件的發(fā)光的方法。
圖10示出顯示面板的像素部分的結(jié)構(gòu)。在像素部分209中配置有源極信號線S1至Sx、柵極信號線G1至Gy、電源線V1至Vx、以及x(x為自然數(shù))列y(y為自然數(shù))行的像素。像素207具有選擇TFT208、驅(qū)動TFT210、保持電容212、以及發(fā)光元件214。
圖10中的像素207詳細(xì)地示于圖11。選擇TFT208的柵電極連接到柵極信號線G。選擇TFT208的源區(qū)及漏區(qū)的一個連接到源極信號線S，另一個連接到驅(qū)動TFT210的柵電極及保持電容212的一個電極。驅(qū)動TFT210的源區(qū)及漏區(qū)的一個連接到電源線V，另一個連接到發(fā)光元件214的陽極或陰極。保持電容212的兩個電極中不連接到驅(qū)動TFT210及選擇TFT208的一側(cè)連接到電源線V。
在本說明書中，在驅(qū)動TFT210的源區(qū)或漏區(qū)與發(fā)光元件214的陽極相連接的情況下，將發(fā)光元件214的陽極稱作像素電極，將其陰極稱作對置電極。另一方面，在驅(qū)動TFT210的源區(qū)或漏區(qū)與發(fā)光元件214的陰極相連接的情況下，將發(fā)光元件214的陰極稱作像素電極，將其陽極稱作對置電極。此外，將施加到電源線V的電位稱作電源電位，將施加到對置電極的電位稱作相對電位。
選擇TFT208及驅(qū)動TFT210可以選自P溝道型TFT及N溝道型TFT。保持電容根據(jù)需要適當(dāng)?shù)卦O(shè)置即可。例如，在用作驅(qū)動TFT210的N溝道型TFT具有隔著柵極絕緣膜重疊于柵電極的LDD區(qū)域的情況下，稱為柵電容的寄生電容形成在該互相重疊的區(qū)域中。也可以使用該寄生電容作為保持電容，該保持電容用于保持施加到驅(qū)動TFT210的柵電極的電壓。
下面將說明在使用上述結(jié)構(gòu)的像素顯示圖像的情況下的驅(qū)動方法。
掃描信號一旦輸入到柵極信號線G，選擇TFT208的柵電極的電位就發(fā)生變化，使選擇TFT208開啟即處于導(dǎo)通狀態(tài)。由此，視頻信號輸入到該像素中。這是將基于視頻信號的電位從源極信號線通過選擇TFT208施加到驅(qū)動TFT210的柵電極的狀態(tài)。與此同時(shí)，電荷根據(jù)視頻信號被保持于保持電容212。驅(qū)動TFT210由施加到驅(qū)動TFT210的柵電極的電壓處于導(dǎo)通狀態(tài)，電源線V的電位通過驅(qū)動TFT210施加到發(fā)光元件214的像素電極。由此，發(fā)光元件214就發(fā)光。
下面，說明當(dāng)使用這種結(jié)構(gòu)的像素顯示圖像時(shí)的灰度級顯示。
灰度級顯示的方法大致分類成模擬方式和數(shù)字方式。與模擬方式相比，數(shù)字方式的特征在于不容易受到構(gòu)成像素的TFT的偏差的影響。此外，數(shù)字方式適合于多灰度級顯示。
作為數(shù)字方式的灰度級顯示方法的一個例子，已知有時(shí)間灰度級方式。該方式的驅(qū)動方法是通過控制顯示器件的各個像素發(fā)光的周期來顯示灰度級。
在時(shí)間灰度級方式中，將一個幀周期分割為多個子幀周期。并且，在每一個子幀周期選擇點(diǎn)亮或不點(diǎn)亮，以控制發(fā)光元件每一個幀周期中的發(fā)光的周期來顯示灰度級。
參照圖12A和12B所示的定時(shí)圖詳細(xì)地描述該時(shí)間灰度級方式的驅(qū)動方法。圖12A和12B示出了使用4位的數(shù)字映像信號顯示灰度級的情況作為一個例子。對于像素及像素部分的結(jié)構(gòu)參照圖10及圖11。在此，相對電位可以通過連接到外部的電源切換為與電源線V1至Vx的電位(電源電位)相同程度的電位或與電源線V1至Vx的電位之間具有使發(fā)光元件214發(fā)光的程度的電位差的電位。
在圖12A中，一個幀周期F1被分割為多個子幀周期SF1至SF4。在第一子幀周期SF1中，首先柵極信號線G1被選擇。并且，在具有柵電極連接到柵極信號線G1的選擇TFT208的像素中，從源極信號線S1至Sx輸入數(shù)字映像信號。各個像素的驅(qū)動TFT210根據(jù)被輸入的數(shù)字映像信號成為接通狀態(tài)或斷開狀態(tài)。
在此，TFT處于接通狀態(tài)意味著源極和漏極之間根據(jù)所施加的某一種柵極電壓而成為導(dǎo)通狀態(tài)。在此，TFT處于斷開狀態(tài)意味著源極和漏極之間根據(jù)所施加的某一種柵極電壓而成為不導(dǎo)通狀態(tài)。
此時(shí)，由于發(fā)光元件214的相對電位設(shè)定為與電源線V1至Vx的電位(電源電位)大致相等，所以即使在驅(qū)動TFT210處于開啟狀態(tài)的像素中，發(fā)光元件214也不發(fā)光。
圖12B示出了將數(shù)字映像信號輸入到每個像素的驅(qū)動TFT210的工作的定時(shí)圖。在圖12B中，S1至Sx表示源極信號線驅(qū)動電路對于對應(yīng)于各個源極信號線的信號進(jìn)行采樣的周期。被采樣了的信號在圖中所示的回掃周期中同時(shí)輸出到全部源極信號線。這樣輸出的信號輸入到由柵極信號線所選擇的像素的驅(qū)動TFT210的柵電極。
對于全部柵極信號線G1至Gy重復(fù)進(jìn)行上述操作，寫入周期Ta1結(jié)束。在此，將第一子幀周期SF1的寫入周期稱作Ta1。一般地，將第j(j是自然數(shù))的子幀周期的寫入周期稱作Taj。
在寫入周期Ta1結(jié)束后，對置電極的電位發(fā)生變化，以與電源電位之間具有使發(fā)光元件214發(fā)光程度的電位差。這樣點(diǎn)亮周期Ts1就開始。第一子幀周期SF1的點(diǎn)亮周期稱作Ts1。第j(j是自然數(shù))的子幀周期的點(diǎn)亮周期稱作Tsj。在點(diǎn)亮周期Ts1中，各個像素的發(fā)光元件214根據(jù)被輸入的信號成為發(fā)光或不發(fā)光的狀態(tài)。
對于全部子幀周期SF1至SF4重復(fù)進(jìn)行上述操作，1幀周期F1結(jié)束。適當(dāng)?shù)卦O(shè)定子幀周期SF1至SF4的點(diǎn)亮周期Ts1至Ts4的長度，通過累計(jì)在每一個幀周期F1中發(fā)光元件214發(fā)光的子幀周期的點(diǎn)亮周期來顯示灰度級。也就是說，由一個幀周期中的顯示時(shí)間的總和顯示灰度級。
下面說明輸入n位的數(shù)字視頻信號來顯示2n灰度級的方法。例如，將一個幀周期分割為n個子幀周期SF1至SFn，并且將各個子幀周期SF1至SFn的點(diǎn)亮周期Ts1至Tsn的長度比率設(shè)定為Ts1∶Ts2∶...∶Tsn-1∶Tsn＝20∶2-1∶...2-(n-2)∶2-(n-1)。寫入周期Ta1至Tan的長度相同。
在一個幀周期中的像素的灰度級由在該幀周期的發(fā)光元件214中選擇了發(fā)光狀態(tài)的點(diǎn)亮周期Ts的總和而確定。例如，在n＝8的情況下，如果將在全部點(diǎn)亮周期中像素發(fā)光時(shí)的亮度為100％，當(dāng)在Ts8和Ts7中像素發(fā)光時(shí)可以顯示1％的亮度，當(dāng)選擇Ts6、Ts4和Ts1時(shí)可以顯示60％的亮度。
另外，也可以將一個子幀周期進(jìn)一步分割為多個子幀周期。
在使用時(shí)間灰度級方式來顯示灰度級的情況下，可以任意設(shè)定子幀數(shù)量。此外，對于各個子幀周期的點(diǎn)亮周期的長度、或使哪個子幀點(diǎn)亮即子幀的選擇方法沒有特別的限制。
例如，圖13示出了顯示16灰度級的情況?？梢詫⒁粋€幀周期分割為4個子幀(SF1至SF4)，并且將SF1至SF4的點(diǎn)亮周期的比率Ts1∶Ts2∶Ts3∶Ts4設(shè)定為20∶21∶22∶23。
此外，作為灰度級的顯示方法，也可以通過順次加上在分割一個幀而成的一部分或全部的子幀中的點(diǎn)亮周期，而顯示灰度級。換言之，也可以采用如下結(jié)構(gòu)灰度級越大，點(diǎn)亮的子幀越多。在此情況下，在低灰度級中點(diǎn)亮的子幀也在高灰度級中點(diǎn)亮。在本說明書中，將這種灰度級方式稱作重疊時(shí)間灰度級方式。例如，圖14A和14B示出了在顯示16灰度級的情況下，應(yīng)用重疊時(shí)間灰度級方式的例子。
在圖14A中，將一個幀周期分割為5個子幀(SF1至SF5)，將SF1至SF5的點(diǎn)亮周期的比率Ts1∶Ts2∶Ts3∶Ts4∶Ts5設(shè)定為20∶21∶22∶22∶22，對于點(diǎn)亮周期的長度相同的SF3至SF5適用重疊時(shí)間灰度級方式。在圖14B中，將一個幀周期分割為5個子幀(SF1至SF5)，將SF1至SF5的點(diǎn)亮周期的比率Ts1∶Ts2∶Ts3∶Ts4∶Ts5設(shè)定為22∶21∶20∶22∶22，對于點(diǎn)亮周期的長度相同的SF1、SF4、SF5適用重疊時(shí)間灰度級方式。通過適用重疊時(shí)間灰度級方式可以抑制偽輪廓。
適用重疊時(shí)間灰度級方式的子幀不局限于點(diǎn)亮周期相同的周期。此外，子幀的出現(xiàn)順序不局限于此。
作為本發(fā)明的顯示器件的顯示器具有的像素部分的結(jié)構(gòu)，除了圖10所示結(jié)構(gòu)的像素以外還可以自由地使用公知結(jié)構(gòu)的像素。此外，作為本發(fā)明的顯示器件的顯示器具有的源極信號線驅(qū)動電路及柵極信號線驅(qū)動電路，可以自由地使用公知結(jié)構(gòu)的電路。此外，本發(fā)明除了使用發(fā)光元件的顯示器件以外，還可以應(yīng)用于其他自發(fā)光型顯示器件等如FED、PDP等。
根據(jù)本實(shí)施方式，即使在使用時(shí)間灰度級方式的情況下，通過具備視頻格式轉(zhuǎn)換電路，可以對RGB信號和亮度色差信號進(jìn)行切換并顯示。由此，可以改善對比度，并且提高圖像質(zhì)量。此外，還可以使視頻信號的處理系統(tǒng)全數(shù)字化，從而可以獲得抗噪聲的電路結(jié)構(gòu)。另外，由于可以使顯示器件小型化，所以可以實(shí)現(xiàn)降低耗電量。
實(shí)施方式3在本實(shí)施方式中，參照圖15說明將為了驅(qū)動時(shí)間灰度級方式的信號輸入到顯示器的源極信號線驅(qū)動電路及柵極信號線驅(qū)動電路的電路。在本實(shí)施方式中，以輸入4位的數(shù)字視頻信號而顯示圖像的顯示器件為例子進(jìn)行說明。
信號控制電路312讀取數(shù)字視頻信號(輸入到顯示器的映像信號)，然后將數(shù)字映像信號(VD)輸出到顯示器300。在信號控制電路312中將數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換為輸入到顯示器的信號，該轉(zhuǎn)換后的信號在此稱作數(shù)字映像信號。
通過顯示控制器310輸入用于驅(qū)動顯示器300的源極信號線驅(qū)動電路302及柵極信號線驅(qū)動電路304的信號及驅(qū)動電壓。顯示器300的源極信號線驅(qū)動電路302由移位寄存器307、LAT(A)308、LAT(B)309構(gòu)成。除此以外，也可以在源極信號線驅(qū)動電路302中設(shè)置電平移動電路和緩沖器等。
信號控制電路312由CPU313、存儲器(A)314、存儲器(B)315及存儲控制器316構(gòu)成。
輸入到信號控制電路312的數(shù)字視頻信號由存儲控制器316控制，被輸入到存儲器(A)314。在此，存儲器(A)314具有可以存儲顯示器300的像素部分306中全部像素的4位數(shù)字視頻信號的容量。當(dāng)存儲器(A)314存儲一個幀周期的信號時(shí)，存儲控制器316順次讀出各位信號，然后輸入到源極信號線驅(qū)動電路作為數(shù)字映像信號VD。
當(dāng)開始讀出存儲在存儲器(A)314中的信號時(shí)，對應(yīng)于下一個幀周期的數(shù)字視頻信號通過存儲控制器316被輸入，然后該數(shù)字視頻信號被存儲到存儲器(B)315。存儲器(B)315與存儲器(A)314相同，具有可以存儲顯示器件的全部像素的4位數(shù)字視頻信號的容量。
信號控制電路312具有分別可以存儲一個幀周期的4位數(shù)字視頻信號的存儲器(A)314及存儲器(B)315。通過交替使用該存儲器(A)314及存儲器(B)315，對數(shù)字視頻信號進(jìn)行采樣。
信號控制電路312只要具有可以存儲多個幀的信息的存儲容量，并且具備如上那樣逐一存儲并讀出每一個幀周期的視頻信號的功能即可，并不局限于圖15所示的結(jié)構(gòu)。
圖16示出了進(jìn)行上述操作的顯示器件的方框圖。顯示器件由信號控制電路312、顯示控制器310、和顯示器300構(gòu)成。
顯示控制器310向顯示器300供給起始脈沖SP、以及時(shí)鐘脈沖CLK、驅(qū)動電壓。
圖16示出了如下顯示器件的例子，在該顯示器件中輸入4位數(shù)字視頻信號，在第一顯示模式中使用4位數(shù)字映像信號而顯示灰度級。存儲器(A)314由分別存儲數(shù)字視頻信號的第1位至第4位的信息的存儲器(A)314a至314d構(gòu)成。與此相同，存儲器(B)315由分別存儲數(shù)字視頻信號的第1位至第4位的信息的存儲器(B)315a至315d構(gòu)成。對應(yīng)于各位的存儲器分別具有可以存儲與構(gòu)成一個畫面的像素量相同的數(shù)量的1位信號的存儲元件。
一般說，在可以使用n位數(shù)字映像信號來顯示灰度級的顯示器件中，存儲器(A)314由分別存儲第1位至第n位的信息的存儲器(A)314a至314d構(gòu)成。與此相同，存儲器(B)315由分別存儲第1位至第n位的信息的存儲器(B)315a至315d構(gòu)成。對應(yīng)于各位的存儲器分別具有可以存儲與構(gòu)成一個畫面的像素量相同的數(shù)量的1位信號的容量。
圖17示出了存儲控制器316的結(jié)構(gòu)。在圖17中，存儲控制器316由灰度級限制電路318、存儲控制電路319、基準(zhǔn)振蕩電路320、可變分頻電路321、x計(jì)數(shù)器322a、y計(jì)數(shù)器322b、x譯碼器323a、y譯碼器323b構(gòu)成。
將圖15、圖16等所示的存儲器(A)314及存儲器(B)315等的存儲器雙方都稱作存儲器。此外，存儲器由多個存儲元件構(gòu)成。這些存儲元件由(x、y)的地址選擇。
來自CPU313的信號通過灰度級限制電路318輸入到存儲控制電路319。在灰度級限制電路318中，對應(yīng)于第一顯示模式和第二顯示模式的任何一個地將信號輸入到存儲控制電路319。存儲控制電路319根據(jù)灰度級限制電路318的信號來選擇是否將對應(yīng)于各位的每個數(shù)字視頻信號寫入到存儲器。與此同樣，存儲控制電路319對讀出在存儲器中寫入的數(shù)字映像信號的操作進(jìn)行選擇。
來自CPU313的信號輸入到基準(zhǔn)振蕩電路320。來自基準(zhǔn)振蕩電路320的信號輸入到可變分頻電路321，以轉(zhuǎn)換為適當(dāng)頻率的信號。在此，在可變分頻電路321中，從灰度級限制電路318輸入對應(yīng)于第一顯示模式和第二顯示模式的任何一個的信號。根據(jù)該信號，來自可變分頻電路321的信號通過x計(jì)數(shù)器322a及x譯碼器323a選擇存儲器的x地址。與此同樣，來自可變分頻電路的信號輸入到y(tǒng)計(jì)數(shù)器322b及y譯碼器323b，以選擇存儲器的y地址。
通過使用這樣結(jié)構(gòu)的存儲控制器316，在不需要高灰度級顯示的情況下，可以抑制在輸入到信號控制電路的數(shù)字視頻信號中的寫入到存儲器以及從存儲器讀出的信號的信息量。此外，可以改變從存儲器讀出信號的頻率。
下面說明顯示控制器310的結(jié)構(gòu)。圖18示出了本發(fā)明的顯示控制器的結(jié)構(gòu)。顯示控制器310由基準(zhǔn)時(shí)鐘產(chǎn)生電路328、可變分頻電路329、水平時(shí)鐘產(chǎn)生電路330、垂直時(shí)鐘產(chǎn)生電路331、發(fā)光元件用電源控制電路332、驅(qū)動電路用電源控制電路333構(gòu)成。
從CPU313輸入的時(shí)鐘信號324輸入到基準(zhǔn)時(shí)鐘產(chǎn)生電路328，以產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘。該基準(zhǔn)時(shí)鐘通過可變分頻電路329輸入到水平時(shí)鐘產(chǎn)生電路330及垂直時(shí)鐘產(chǎn)生電路331?；叶燃壙刂菩盘?27輸入到可變分頻電路329。根據(jù)該信號，改變基準(zhǔn)時(shí)鐘的頻率。
實(shí)施者可以適當(dāng)?shù)卮_定在可變分頻電路329中基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率的改變程度。
設(shè)定水平周期的水平同步信號325從CPU313輸入到水平時(shí)鐘產(chǎn)生電路330，然后水平時(shí)鐘產(chǎn)生電路330輸出源極信號線驅(qū)動電路所用的時(shí)鐘脈沖S_CLK及起始脈沖S_SP。與此同樣，設(shè)定垂直周期的垂直周期信號326從CPU313輸入到垂直時(shí)鐘產(chǎn)生電路331，然后垂直時(shí)鐘產(chǎn)生電路331輸出柵極信號線驅(qū)動電路所用的時(shí)鐘脈沖G_CLK及起始脈沖G_SP。
這樣，在信號控制電路的存儲控制器中，不從存儲器讀出低位信號，并且降低從存儲器讀出信號的頻率。對應(yīng)于該操作，顯示控制器可以降低輸入到各個驅(qū)動電路(源極信號線驅(qū)動電路及柵極信號線驅(qū)動電路)的采樣脈沖SP及時(shí)鐘脈沖CLK的頻率，將顯示圖像的子幀周期的寫入周期及點(diǎn)亮周期設(shè)定得較長。
雖然在本實(shí)施方式中，將一個幀周期分割為四個子幀周期，使用4位數(shù)字映像信號而顯示24的灰度級，但是也可以將一個子幀周期進(jìn)一步由多個子幀周期。例如，可以將一個幀周期分割為六個子幀周期。
發(fā)光元件用電源控制電路332控制發(fā)光元件的對置電極的電位(相對電位)，使對置電極的電位在寫入周期中保持與電源電位大致相同的電位，而在點(diǎn)亮周期中與電源電位之間具有發(fā)光元件發(fā)光程度的電位差。在此，灰度級控制信號327還輸入到發(fā)光元件用電源控制電路332。由此，在發(fā)光狀態(tài)被選擇了的像素中，改變發(fā)光元件的對置電極的電位以使施加到發(fā)光元件的兩電極之間的電壓隨著發(fā)光元件發(fā)光的周期變長而減小。
驅(qū)動電路用電源控制電路333控制輸入到各個驅(qū)動電路的電源電壓。在此，灰度級控制信號327還輸入到驅(qū)動電路電源控制電路333中，從而改變所輸出的驅(qū)動電路用電源電壓。
日本專利第3110257號(特開平8-69690號公報(bào))所公開的技術(shù)等公知結(jié)構(gòu)的電路也適用于驅(qū)動電路用電源控制電路333。
上述信號控制電路312、存儲控制器316、CPU313、存儲器(A)314、存儲器(B)315、顯示控制器310既可與像素形成在相同的襯底上，又可用LSI芯片而形成并使用COG貼附到顯示器300的襯底上。此外，既可使用TAB貼附到襯底上，又可形成在與顯示器不同的襯底上，用電布線進(jìn)行連接。
將本實(shí)施方式的顯示器件與實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?組合，可以發(fā)揮同樣的效果。
實(shí)施方式4在本實(shí)施方式中，說明顯示器件的驅(qū)動電路。為了用時(shí)間灰度級進(jìn)行顯示，必須要將信號轉(zhuǎn)換為用于時(shí)間灰度級的信號的電路。作為變換用于時(shí)間灰度級的信號的電路，例如可以使用如圖19所示的控制電路?？刂齐娐?02由存儲數(shù)據(jù)的存儲器(A)405及存儲器(B)406、讀取數(shù)據(jù)并寫入到存儲器的邏輯電路(W邏輯電路403)、從存儲器讀取并輸出到顯示器400的邏輯電路(R邏輯電路404)構(gòu)成。
圖20示出了本實(shí)施方式的控制電路的定時(shí)圖。使用存儲器(A)405及存儲器(B)406交替地寫入及讀取數(shù)據(jù)，以便使輸入到W邏輯電路403的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)成為適合于時(shí)間灰度級方式的數(shù)據(jù)。
R邏輯電路404讀出存儲在存儲器(A)405的信號，同時(shí)對應(yīng)于下一個幀周期的數(shù)字視頻信號通過W邏輯電路403被輸入到存儲器(B)406而開始被存儲。
如上所述，控制電路402具有可以逐一存儲每一個幀周期的數(shù)字視頻信號的存儲器(A)405及存儲器(B)406，并且交替地使用該存儲器(A)405及存儲器(B)406而對于數(shù)字視頻信號進(jìn)行采樣。
此時(shí)，在寫入到存儲器(A)405或存儲器(B)406之后，直到讀取信號再次到來為止，控制電路402一直處于Wait(等待)狀態(tài)。此外，按照需要更長時(shí)間的讀取一側(cè)的定時(shí)來轉(zhuǎn)換存儲器(A)405及存儲器(B)406的寫入和讀取的功能。
此外，也可以對每一個寫入信號的周期，確定兩個存儲器的分工，根據(jù)寫入開始信號和水平方向同步信號而確定讀取開始。由此，可以防止幀頻率降低。
圖21示出了本實(shí)施方式的其他結(jié)構(gòu)的方框圖。
控制電路422由存儲器(A)425及存儲器(B)426、用于選擇存儲器寫入或讀取的選擇器(A)427及選擇器(B)428、對存儲器進(jìn)行寫入的邏輯電路(W邏輯電路423)、從存儲器讀取并輸出到顯示器420的邏輯電路(R邏輯電路424)、判定垂直方向同步信號(SYNC)的開始點(diǎn)的電路(TOP429)構(gòu)成。
作為獲取同步的方法，新增加了信號SYNC、G_CK、RAM_SELECTOR、READ_ENABLE。
SYNC信號每一次被輸入，RAM_SELECTOR反相一次，并且由選擇器(A)427及選擇器(B)428確定存儲器425及存儲器(B)426的寫入/讀取的功能。
圖22示出了表示TOP429、W邏輯電路、R邏輯電路的操作的定時(shí)圖。SYNC信號一旦被輸入RAM_SELECTOR就反相，兩個存儲器(A)425及存儲器(B)426的寫入/讀取功能就交替切換。此外，與此同時(shí)，W邏輯電路進(jìn)行寫入，R邏輯電路開始讀取，READ_ENABLE信號成為H電平(或L電平)。
圖23示出了與寫入/讀取定時(shí)取得同步的方法的定時(shí)圖。RAM_SELECTOR由垂直方向同步信號(SYNC)反相，以交替切換用于寫入的存儲器和用于讀取的存儲器的功能。因此，W邏輯電路交替使用圖21所示的存儲器(A)425及存儲器(B)426而寫入數(shù)據(jù)。
READ_ENABLE當(dāng)處于H電平時(shí)為表示R邏輯電路為讀取開始可能狀態(tài)的信號，當(dāng)為L電平時(shí)為表示等待(Wait)狀態(tài)的信號。
READ_ENABLE在RAM_SELECTOR反相后，從水平方向同步信號(G_CK)的開始點(diǎn)(High)成為寫入可能狀態(tài)(High)，R邏輯電路的狀態(tài)從讀取等待狀態(tài)(Wait)成為讀取開始可能狀態(tài)。R邏輯電路的讀取等待狀態(tài)(Wait)在讀取周期結(jié)束時(shí)，自動成為讀取等待狀態(tài)(Wait)。也就是說，通過垂直方向同步信號使RAM_SELECTOR反相，由G_CK、READ_ENABLE信號的各個狀態(tài)來改變讀取等待狀態(tài)(Wait)周期。表示水平方向同步信號(G_CK)的開始和讀取開始可能狀態(tài)或等待狀態(tài)的READ_ENABLE可以為H電平或L電平。
因此，通過調(diào)整R邏輯電路的等待狀態(tài)(Wait)周期，可以獲得與互不相同的寫入周期和讀取周期的同步。
在本實(shí)施方式中，可以使用圖24所示的方框圖而不局限于圖21的方框圖。在圖24中，雖然使用與圖21相同的標(biāo)記，但是選擇器(A)427和選擇器(B)428的功能不相同。選擇器(A)427可以將數(shù)據(jù)寫入到R邏輯電路424，選擇器(B)428可以從W邏輯電路讀取數(shù)據(jù)。由此，對于存儲器(A)425和存儲器(B)426的兩者，可以交替切換數(shù)據(jù)的讀取和寫入的功能。
接下來，參照圖25說明輸出到使用發(fā)光元件的顯示面板的控制電路的一個結(jié)構(gòu)例子。
18位(6位×RGB)的Video_Data和控制信號輸入到控制電路即FPGA 442中。下面將說明從Video_Data被輸入到輸出到顯示器440的操作。
各行的讀取的控制由VCLK(周期68.6μsec)進(jìn)行。首先，通過輸入SYNC信號而Video_Data的輸入開始。在SYNC信號被輸入之后，經(jīng)過一定周期的斷開周期，Video_Data開始被輸入到W邏輯電路443。對于每個VCLK的半周期，一行的Video_Data被讀取。在220行的輸入結(jié)束后，通過一定周期的斷開周期，SYNC信號再被輸入，以輸入Video_Data。整個輸入周期為16.6698msec(243個VCLK周期，在一秒中有60周期)。
在一行中的各個塊(block)的讀取控制由HCLK(周期400ns)進(jìn)行。在Video_Enable是High的周期中，讀取Video_Data。在一行即176塊的數(shù)據(jù)的讀取結(jié)束后，經(jīng)過一定周期的斷開周期(Video_Enable是L電平)，讀取下一行的Video_Data。通過反復(fù)進(jìn)行220行的該操作，而成為一屏畫面的數(shù)據(jù)。
另一方面，F(xiàn)PGA 442與存儲器(A)445及存儲器(B)446連接，SYNC信號每一次被輸入，RAM_SELECT的值就反相。
選擇器(A)447和選擇器(B)448由來自FPGA 442的信號RAM_SELECT而操作，以確定寫入到哪個存儲器或從哪個存儲器讀取。
FPGA由6×8×3＝144個的觸發(fā)器構(gòu)成，并且各個觸發(fā)器可以存儲在某一點(diǎn)上的一個顏色的數(shù)據(jù)(6位)。數(shù)據(jù)根據(jù)HCLK順次移動到相鄰的觸發(fā)器，當(dāng)觸發(fā)器具有八個塊的數(shù)據(jù)時(shí)，就被存儲到144個寄存器，然后被寫入到由RAM_SELECT確定的存儲器。
為了使用時(shí)間灰度級進(jìn)行顯示器440的顯示，寫入到存儲器(A)445或存儲器(B)446的數(shù)據(jù)為了用于顯示器輸出而重新排列，并順次輸出到顯示器440。R邏輯電路444從存儲器(A)445或存儲器(B)446讀取為了用于顯示器輸出而重新排列了的整個畫面的數(shù)據(jù)，然后將此輸出到顯示器440。
當(dāng)顯示器440顯示時(shí)，視頻信號數(shù)據(jù)以4(地址)×RGB(三色)＝12位為單位而處理。G1_CK、G2_CK、G1_CKB、G2_CKB都是周期為12μs的時(shí)鐘。在G1_CK、G1_CKB上升或下降的定時(shí)，輸入了視頻信號數(shù)據(jù)的行移動。
在G1_SP下降的2周期(24μsec)后，從上邊的行開始順次寫入。雖然220行的寫入結(jié)束后成為一屏畫面的顯示，但是，為了在下一個屏畫面顯示之前延遲寫入，插入4周期(48μsec)的啞周期(dummycycle)。此外，當(dāng)根據(jù)需要刪除寫入時(shí)，使G2_SP上升。
S_CK、S_CKB都是周期為200nsec的時(shí)鐘。在S_CK、S_CKB上升或下降的定時(shí)，輸入了Video_Data的塊移動。在G1_CLK上升或下降的4周期(800nsec)后，S_LAT成為High而保持電荷，接著當(dāng)S_SP從H電平成為L電平時(shí)，視頻信號數(shù)據(jù)就開始輸入。輸入對于每4個地址進(jìn)行，因此通過反復(fù)44次而結(jié)束一行的寫入。
通過輸入來自振蕩元件450并經(jīng)過了PLL 451的時(shí)鐘來進(jìn)行W邏輯電路443和R邏輯電路444的操作。此外，使用通過了TOP 449的時(shí)鐘上升及下降沿作為寫入到存儲器(A)445及存儲器(B)446以及從存儲器(A)445及存儲器(B)446讀取的定時(shí)。
作為W邏輯電路443及R邏輯電路444既可使用LSI，又可使用FPGA。
接下來，參照圖26說明使用利用控制電路的發(fā)光元件的顯示器件的一個例子。
顯示器件由控制電路462、源極信號線驅(qū)動電路464、柵極信號線驅(qū)動電路466及467、顯示部分468、存儲器470、FPC 474和連接器472構(gòu)成。顯示器件的各個電路形成在面板460上或提供在面板460的外部。
從FPC474經(jīng)過連接器472傳送的數(shù)據(jù)及控制信號輸入到控制電路462，然后在存儲器470中將該數(shù)據(jù)重新排列為用于輸出的數(shù)據(jù)，并再一次傳送到控制電路462。控制電路462將數(shù)據(jù)及用于顯示的信號傳送到源極信號線驅(qū)動電路464、柵極信號線驅(qū)動電路466及467，在使用了發(fā)光元件的顯示部分468上進(jìn)行顯示。
源極信號線驅(qū)動電路464、柵極信號線驅(qū)動電路466及467可以使用公知的電路。此外，根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)，也可以具有一個柵極信號線驅(qū)動電路。
接下來，參照圖27說明使用利用控制電路的發(fā)光元件的顯示器件的另一個例子。
顯示器件包括控制電路462、源極信號線驅(qū)動電路464、柵極信號線驅(qū)動電路466及467、顯示部分468、存儲器470、以及具有FPC 474的連接器472。顯示器件的各個電路形成在面板460上或提供在面板460的外部。
下面說明顯示器件的操作。從FPC474經(jīng)過連接器472傳送的數(shù)據(jù)及控制信號輸入到控制電路462，然后其中數(shù)據(jù)被返回到FPC474內(nèi)部的存儲器470且被重新排列為用于輸出的數(shù)據(jù)，再一次傳送到控制電路462?？刂齐娐?62將數(shù)據(jù)及用于顯示的信號傳送到源極信號線驅(qū)動電路464、柵極信號線驅(qū)動電路466及467，在使用了發(fā)光元件的顯示部分468進(jìn)行顯示。
源極信號線驅(qū)動電路464、柵極信號線驅(qū)動電路466及467可以使用公知的電路。此外，根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)，也可以具有一個柵極信號線驅(qū)動電路。
通過采用如圖27的結(jié)構(gòu)，存儲器470嵌入到FPC474內(nèi)，從而可以實(shí)現(xiàn)顯示器件的小型化。
接下來，參照圖28說明輸出到使用具有其他結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件的顯示器的控制電路的一個例子。
與模擬顯示相比，時(shí)間灰度級顯示的工作頻率必然高。為了增加1位的灰度級，必須加上至少1個子幀；為了得到8位灰度級而必須8個或8個以上的子幀。再者，為了進(jìn)行伽瑪校正以增加暗部的灰度級數(shù)量以獲得自然的圖像，必須進(jìn)一步增加子幀數(shù)量，并且有需要10個或更多子幀的情況。因此，必須要使工作頻率成為10倍或更大。
為了以這種頻率進(jìn)行驅(qū)動，所使用的SRAM也必須要高速動作，必須要使用高速SRAM-IC。
但是，高速SRAM由于其中保持時(shí)的耗電量大，所以不適合于移動設(shè)備。此外，為了使用低耗電量的SRAM，必須要進(jìn)一步降低頻率。
如圖28所示那樣，在將數(shù)字映像信號481寫入到SRAM(1)486、SRAM(2)487之前，使用串行-并行轉(zhuǎn)換電路482將數(shù)字映像信號從串行轉(zhuǎn)換為并行，然后通過開關(guān)484、488寫入到顯示器480。
通過采用這種措施，可以以低頻率進(jìn)行并行讀取，所以可以使用低頻率的低功耗SRAM，從而可以降低移動設(shè)備的功率。
實(shí)施方式5在本實(shí)施方式中，說明本發(fā)明的顯示器件的源極信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)例子。圖29示出了源極信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)例子。
源極信號線驅(qū)動電路由移位寄存器501、掃描方向切換電路、LAT(A)502及LAT(B)503構(gòu)成。雖然圖29僅僅示出了對應(yīng)于從移位寄存器501的輸出之一的LAT(A)502的一部分和LAT(B)503的一部分，但是具有相同結(jié)構(gòu)的LAT(A)502及LAT(B)503對應(yīng)于移位寄存器501的全部輸出。
移位寄存器501由鐘控反相器、反相器、NAND電路構(gòu)成。在移位寄存器501中，源極信號線驅(qū)動電路起始脈沖S_SP被輸入，并且鐘控反相器根據(jù)源極信號線驅(qū)動電路時(shí)鐘脈沖S_CLK和該信號的極性反相了的信號，即源極信號線驅(qū)動電路反相時(shí)鐘脈沖S_CLKB變成為導(dǎo)通狀態(tài)或非導(dǎo)通狀態(tài)，由此從NAND電路將采樣脈沖順次輸出到IAT(A)502。
此外，掃描方向切換電路由開關(guān)構(gòu)成，并且將移位寄存器501的掃描方向在圖面的左和右方向之間轉(zhuǎn)換。在圖29中，在左右切換信號L/R對應(yīng)于Lo的信號的情況下，移位寄存器501從相對附圖左邊到右邊順次輸出采樣脈沖。另一方面，在左右切換信號L/R對應(yīng)于H電平信號的情況下，移位寄存器501從相對附圖右邊到左邊順次輸出采樣脈沖。
在各級(Stage)的LAT(A)502包括鐘控反相器和反相器構(gòu)成的鎖存器電路504。在此，各級的LAT(A)502指的是鎖存輸入到一條源極信號線的映像信號的LAT(A)502。
從信號控制電路輸出的數(shù)字映像信號VD被分割為p(p是自然數(shù))份而輸入。換言之，對應(yīng)于向p條源極信號線的輸出的信號被并行輸入。當(dāng)采樣脈沖通過緩沖器同時(shí)輸入到p個級的LAT(A)502的鐘控反相器時(shí)，分割為p個的輸入信號在p個級的LAT(A)502中同時(shí)分別被采樣。
在本實(shí)施方式中，以將信號電壓輸出到x條源極信號線的源極信號線驅(qū)動電路為例而進(jìn)行說明，因此在每一個水平周期中x/p個采樣脈沖從移位寄存器順次被輸出。對應(yīng)于各個采樣脈沖，p個級的LAT(A)502對于與向p條源極信號線的輸出相對應(yīng)的數(shù)字映像信號同時(shí)進(jìn)行采樣。
在本說明書中，把如上所述的將輸入到源極信號線驅(qū)動電路的數(shù)字映像信號分割為p相的并行信號，并且由一個采樣脈沖同時(shí)鎖存p個數(shù)字映像信號的方式稱為p分割驅(qū)動。在圖29中進(jìn)行了4分割。
通過進(jìn)行上述分割驅(qū)動，可以使源極信號線驅(qū)動電路的移位寄存器的采樣具有余量。由此，可以提高顯示器件的可靠性。
當(dāng)一個水平周期的信號全部輸入到各級的LAT(A)502時(shí)，鎖存脈沖LS及其極性反相了的反相鎖存脈沖LSB被輸入，以將輸入到各級的LAT(A)502的信號一齊輸出到各級的LAT(B)503。
在此，各級的LAT(B)503指的是輸入來自各級的LAT(A)502的信號的LAT(B)503。
LAT(B)503的各級由鐘控反相器及反相器構(gòu)成。從LAT(A)502輸出的信號保持在LAT(B)503，同時(shí)輸出到各個源極信號線S1至Sx。在此未示圖，也可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置電平移動器和緩沖器等。
輸入到移位寄存器501及LAT(A)502、LAT(B)503的起始脈沖S_SP、時(shí)鐘脈沖S_CLK等由本發(fā)明的實(shí)施方式所示的顯示控制器輸入。
在本實(shí)施方式中，使用信號控制電路來將位數(shù)少的數(shù)字映像信號輸入到源極信號線驅(qū)動電路的LAT(A)。同時(shí)，使用顯示控制器來減少輸入到源極信號線驅(qū)動電路的移位寄存器的時(shí)鐘脈沖S_CLK或起始脈沖S_SP等的頻率，并且降低使源極信號線驅(qū)動電路工作的驅(qū)動電壓。
如上那樣，在第二顯示模式中，可以減少源極信號線驅(qū)動電路對于數(shù)字映像信號采樣的動作，抑制顯示器件的耗電量。
本實(shí)施方式的顯示器件不局限于本實(shí)施方式所示的源極信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)，而可以自由使用公知結(jié)構(gòu)的源極信號線驅(qū)動電路。此外，根據(jù)源極信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)，從顯示控制器輸入到源極信號線驅(qū)動電路的信號線的數(shù)量或驅(qū)動電壓的電源線的數(shù)量互不相同。
本實(shí)施方式可以與實(shí)施方式1至4自由組合而實(shí)施。
實(shí)施方式6在本實(shí)施方式中說明本發(fā)明的顯示器件的柵極信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示例。
柵極信號線驅(qū)動電路由移位寄存器、掃描方向切換電路等構(gòu)成。盡管此處未示出，但也可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置電平移動器、緩沖器等等。
起始脈沖G_SP、時(shí)鐘脈沖G_CLK、驅(qū)動電壓等被輸入到移位寄存器中，并輸出柵極信號線選擇信號。
參照圖30說明柵極信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。移位寄存器505由鐘控反相器506和507、反相器508和NAND電路511構(gòu)成。起始脈沖G_SP被輸入到移位寄存器505，鐘控反相器506和507根據(jù)時(shí)鐘脈沖G_CLK和極性與時(shí)鐘脈沖G_CLK極性相反的反相時(shí)鐘脈沖G_CLKB而變化為導(dǎo)通狀態(tài)和不導(dǎo)通狀態(tài)，這樣，采樣脈沖從NAND電路511順序地輸出。
掃描方向切換電路由開關(guān)509、開關(guān)510構(gòu)成，其功能是將移位寄存器的掃描方向在圖面的左和右方向之間轉(zhuǎn)換。在圖30中，如果掃描方向切換信號U/D對應(yīng)于Lo信號時(shí)，移位寄存器從圖面的左到右順序地輸出采樣脈沖。另一方面，如果掃描方向轉(zhuǎn)換信號U/D對應(yīng)于H電平的信號時(shí)，則從圖面的右到左順序地輸出采樣脈沖。
從移位寄存器輸出的采樣脈沖被輸入到NOR電路512，且與使能信號ENB進(jìn)行運(yùn)算。執(zhí)行該運(yùn)算是為了避免下述情況發(fā)生，即由于采樣脈沖的遲鈍同時(shí)選中鄰近的柵極信號線。從NOR電路512輸出的信號通過緩沖器513和514被輸出到柵極信號線G1到Gy中。盡管此處未示出，但也可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置電平移動器、緩沖器等等。
從實(shí)施方式所述的顯示控制器中輸入將要輸入到移位寄存器的起始脈沖G_SP、時(shí)鐘脈沖G_CLK、驅(qū)動電壓等。
本實(shí)施方式的顯示器件可自由地采用具有已知結(jié)構(gòu)的柵極信號線驅(qū)動電路，而不局限于圖30中所示的柵極信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。此外，從顯示控制器輸入到柵極信號線驅(qū)動電路的信號線的數(shù)量以及驅(qū)動電壓的電源線的數(shù)量依據(jù)柵極信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)而不同。
本實(shí)施方式可以自由地結(jié)合實(shí)施方式1至實(shí)施方式5實(shí)施。
實(shí)施方式7至于利用時(shí)間灰度級方法的顯示器件，除了上文所述的將地址周期和點(diǎn)亮周期分離的方式之外，已經(jīng)提出了一種同時(shí)執(zhí)行寫入和顯示的驅(qū)動方法。這已經(jīng)公開在日本專利公開號2001-343933中。根據(jù)該方法，除了常規(guī)的選擇TFT和驅(qū)動TFT之外，還提供擦除TFT從而可以增加灰度級的數(shù)量。
具體地，提供多個柵極信號線驅(qū)動電路，由第一柵極信號線驅(qū)動電路執(zhí)行寫入操作，在對所有行完成寫操作之前，由第二柵極信號線驅(qū)動電路執(zhí)行擦除操作。如果是4位左右的話這沒有多大效果，然而如果灰度級的數(shù)量是6位或更多，或如果必須增加子幀的數(shù)量以采取措施防止偽輪廓，這是一個非常有效的措施。本發(fā)明還適用于利用這種驅(qū)動方法的顯示器件。
圖31示出了進(jìn)行4位灰度級顯示時(shí)的定時(shí)圖。在圖31中，在第4位用第二柵極信號線驅(qū)動電路擦除，以短縮點(diǎn)亮周期。
實(shí)現(xiàn)該驅(qū)動方法的像素結(jié)構(gòu)的示例如圖32、圖33和圖34所示。圖32示出提供了擦除TFT的示例。當(dāng)要想寫入信號時(shí)，通過提高第一柵極信號線601的電位，選擇第一柵極信號線601，使選擇TFT605處于導(dǎo)通狀態(tài)，從源極信號線603將信號輸入到保持電容器606。從而，對應(yīng)于該信號，驅(qū)動TFT607的電流被控制，電流從電源線604流到發(fā)光元件608。
當(dāng)要想擦除信號時(shí)，通過提高第二柵極信號線602的電位，選擇第二柵極信號線602，使擦除TFT609處于導(dǎo)通狀態(tài)，驅(qū)動TFT607處于截止?fàn)顟B(tài)。從而，電流不從電源線604流到發(fā)光元件608。結(jié)果，可以形成不點(diǎn)亮周期，可以自由控制點(diǎn)亮周期的長度。
盡管圖32中使用了擦除TFT 609，但是還可使用其他方法。這是因?yàn)閺?qiáng)制地形成不點(diǎn)亮周期，可以通過阻止電流被提供到發(fā)光元件608而形成。因此，可以通過在電流從電源線604流向發(fā)光元件608的路徑中的某處設(shè)置開關(guān)并且控制開關(guān)的接通/斷開而形成不點(diǎn)亮周期。還可以控制驅(qū)動TFT 607的柵極-源極電壓而迫使驅(qū)動TFT截止。
圖33示出當(dāng)迫使驅(qū)動TFT截止的情況下的示例。圖33設(shè)置有選擇TFT 605、驅(qū)動TFT 607、擦除二極管610和發(fā)光元件608。選擇TFT 605的源極和漏極分別連接于源極信號線603和驅(qū)動TFT 607的柵電極。選擇TFT 605的柵電極連接于第一柵極信號線601。驅(qū)動TFT607的源極和漏極分別連接于電源線604和發(fā)光元件608。擦除二極管610連接于驅(qū)動TFT 607的柵電極和第二柵極信號線602。
保持電容器606用于保持驅(qū)動TFT 607的柵極電位。因此，保持電容器606連接于驅(qū)動TFT 607的柵電極和電源線604之間，但本發(fā)明不局限于此。只要設(shè)置得能夠保持驅(qū)動TFT 607的柵極電位即可。此外，在使用驅(qū)動TFT607的柵極電容等可以保持驅(qū)動TFT 607的柵極電位的情況下，也可以省略保持電容器606。
作為操作方法，當(dāng)要想寫入信號時(shí)，通過提高第一柵極信號線601的電位，選擇第一柵極信號線601，使選擇TFT 605處于導(dǎo)通狀態(tài)，從源極信號線603將信號輸入到保持電容器606。從而，對應(yīng)于該信號，驅(qū)動TFT 607的電流被控制，電流從電源線604流到發(fā)光元件608。
當(dāng)要想擦除信號時(shí)，通過提高第二柵極信號線602的電位，選擇第二柵極信號線602，擦除二極管610導(dǎo)通，使電流從第二柵極信號線602流到驅(qū)動TFT 607的柵電極。結(jié)果，驅(qū)動TFT 607截止。從而，電流不從電源線604流到發(fā)光元件608。結(jié)果，可以形成不點(diǎn)亮周期，并且可以自由控制點(diǎn)亮周期的長度。
當(dāng)要想保持信號時(shí)，不選擇第二柵極信號線602。這樣由于擦除二極管610截止從而使驅(qū)動TFT 607的柵極電位被保持。
驅(qū)動TFT 607可以是任何元件，只要其具有整流特性即可。并且可以適用各種整流元件，如PN型二極管、PIN型二極管、肖特基二極管或齊納二極管等。
另外，驅(qū)動TFT 607也可以是二極管連接的晶體管(其柵電極和漏極連接起來)。圖34是這種情況下的電路圖。二極管連接的晶體管被用作擦除二極管611。盡管在這里使用N溝道晶體管，但是本發(fā)明不限于此。還可以使用P溝道晶體管。
本實(shí)施方式可以自由地組合實(shí)施方式1至實(shí)施方式6。
實(shí)施方式8在本實(shí)施方式中，說明與實(shí)施方式7相同的同時(shí)進(jìn)行地址周期和點(diǎn)亮周期的另一種方法。該情況的定時(shí)圖如在圖35所示。像素結(jié)構(gòu)是與圖11所示相同的結(jié)構(gòu)。
如圖36所示，一個柵極選擇周期被分為多個子?xùn)艠O選擇周期(圖36的情況中被分為三個)。然后，在各個子?xùn)艠O選擇周期中，各柵極信號線的電位為高，由此選擇各柵極信號線，且相應(yīng)的信號被輸入到源極信號線。例如在一個柵極選擇周期中，在第一子?xùn)艠O選擇周期中選擇第i行，在第二子?xùn)艠O選擇周期中選擇第j行，在第三子?xùn)艠O選擇周期中選擇第k行。然后，在下一柵極選擇周期中，在第一子?xùn)艠O選擇周期中選擇第i+1行，在第二子?xùn)艠O選擇周期中選擇第j+1行，在第三子?xùn)艠O選擇周期中選擇第k+1行。這樣，可以實(shí)現(xiàn)在一個柵極選擇周期中似乎是同時(shí)選擇了三行的操作。
圖37中示出當(dāng)實(shí)現(xiàn)上述驅(qū)動方法時(shí)的柵極信號線驅(qū)動電路的構(gòu)成示例。在一個柵極選擇周期被分為三個子?xùn)艠O選擇周期的情況下，準(zhǔn)備第一移位寄存器621、第二移位寄存器622和第三移位寄存器623。至于移位寄存器，例如，可以使用實(shí)施方式6中描述的柵極線選擇電路(圖30)中示出的移位寄存器505。分別用起始脈沖G_SP1、G_SP2和G_SP3驅(qū)動第一移位寄存器621、第二移位寄存器622和第三移位寄存器623并其分別輸出采樣脈沖。接下來，各個采樣脈沖和用于劃分一個柵極選擇周期的信號G_CP1、G_CP2和G_CP3被分別輸入到AND電路624、625和626中，執(zhí)行邏輯積運(yùn)算。最后，AND電路624、625和626的各個輸出被輸入到OR電路627，執(zhí)行邏輯和運(yùn)算。然后，僅在OR電路627的輸出信號為H電平的周期中選擇柵極信號線。
起始脈沖G_SP1、G_SP2和G_SP3和用于劃分一個柵極選擇周期的信號G_CP1、G_CP2和G_CP3從顯示控制器被發(fā)送。圖38示出該實(shí)施方式中的顯示控制器的構(gòu)成示例。在圖38所示的示例中，設(shè)有生成各個移位寄存器的各個起始脈沖和用于劃分一個柵極選擇周期的信號的垂直時(shí)鐘產(chǎn)生電路334a、334b、334c。據(jù)此，可以獨(dú)立驅(qū)動各個移位寄存器。
接下來，圖39示出了本實(shí)施方式的柵極線選擇電路的時(shí)序圖。圖39示出通過利用第一移位寄存器621選擇第i行的柵極線的情況。
劃分一個柵極選擇周期的信號是周期為一個柵極選擇周期的信號，且劃分一個柵極選擇周期的信號G_CP1僅在一個柵極選擇周期的最初1/3周期中是H電平信號，在一個柵極選擇周期的余下2/3周期中是Lo電平信號。同樣，劃分一個柵極選擇周期的信號G_CP2僅在一個柵極選擇周期的中間1/3周期中是H電平信號，在一個柵極選擇周期的余下2/3周期中是Lo電平信號。劃分一個柵極選擇周期的信號G_CP3僅在一個柵極選擇周期的最后1/3周期中是H電平信號，在一個柵極選擇周期的余下2/3周期中是Lo電平信號。
例如，考慮只有第一移位寄存器621的第i行的采樣脈沖是H電平信號的情況。這里，AND電路關(guān)于各個移位寄存器的第i行的采樣脈沖和用于劃分一個柵極選擇周期的信號的相應(yīng)輸出信號被表示為AND1_i、AND2_i和AND3_i。由于僅第一移位寄存器621的第i行的采樣脈沖是H電平信號，當(dāng)與劃分一個柵極選擇周期的信號G_CP1執(zhí)行邏輯積運(yùn)算時(shí)，可以獲得只在一個柵極選擇周期的最初1/3周期中是Hi電平的信號。此外，由于第二移位寄存器622和第三移位寄存器623的第i行的各自的采樣脈沖是Lo電平信號，當(dāng)與劃分一個柵極選擇周期的各信號執(zhí)行邏輯積運(yùn)算時(shí)，可以獲得在一個柵極選擇周期中是Lo的信號。最后，執(zhí)行AND1_i、AND2_i和AND3_i的邏輯和操作，從而可以獲得一個柵極選擇周期的僅在最初1/3周期是H電平的信號。因此，僅在一個柵極選擇周期的最初1/3周期中選擇第i行的柵極信號線。
與此相同，在僅第二移位寄存器622的第j行的采樣脈沖是H電平信號的情況下，使用劃分一個柵極選擇周期的信號G_CP2，可以只在一個柵極選擇周期的中間1/3周期中選擇第j行的柵極信號線。此外，例如在僅第三移位寄存器623的第k行的采樣脈沖是H電平信號的情況下，使用劃分一個柵極選擇周期的信號G_CP3，可以只在一個柵極選擇周期的最后1/3周期中選擇第k行的柵極信號線。
圖40示出柵極信號線選擇電路的另一構(gòu)成示例。在一個柵極選擇周期被劃分為三個子?xùn)艠O選擇周期的情況下，準(zhǔn)備第一移位寄存器631、第二移位寄存器632和第三移位寄存器633，且第一移位寄存器631、第二移位寄存器632和第三移位寄存器633分別置于像素部分630的兩側(cè)。第一移位寄存器631將其輸出的采樣脈沖和劃分一個柵極選擇周期的信號G_CP1輸入到AND電路634。然后，僅在AND電路634的輸出信號是H電平的周期中選擇柵極信號線。另一方面，第二移位寄存器632和第三移位寄存器633分別將從該相應(yīng)移位寄存器輸出的各個采樣脈沖和用于劃分一個柵極選擇周期的信號G_CP2和G_CP3輸入到AND電路635和636，且其輸出被輸入到OR電路637。然后，僅在OR電路637的輸出信號是H電平的周期中選擇柵極信號線。開關(guān)638和639分別連接于AND電路634以及OR電路637的各自輸出線和柵極信號線之間。這些開關(guān)由從顯示控制傳送的開關(guān)控制信號G_SW控制，并接通與AND電路634和OR電路637各自的輸出信號為H電平的柵極信號線相連接的開關(guān)，從而選擇柵極信號線。
分別連接于各個行的柵極信號線的兩端的一對開關(guān)638和639被控制以互斥地操作。當(dāng)利用第一移位寄存器631選擇第i行的柵極信號線時(shí)，在連接于第i行的柵極信號線的開關(guān)中，開關(guān)638接通而開關(guān)639斷開。結(jié)果，只有第一移位寄存器631的輸出被輸入到第i行柵極信號線。當(dāng)利用第二移位寄存器632選擇第j行柵極信號線時(shí)，在連接于第j行的柵極信號線的開關(guān)中，開關(guān)639接通而開關(guān)638斷開。結(jié)果，只有第二移位寄存器632的輸出被輸入到第j行柵極信號線。
如上所述，通過利用本實(shí)施方式的柵極信號線選擇電路，在一個柵極選擇周期可以選擇三行的柵極信號線。
如果一個柵極選擇周期被劃分為a個子?xùn)艠O選擇周期(其中a是大于或等于2的自然數(shù))，準(zhǔn)備a個級的移位寄存器，且柵極信號選擇電路可以由與本實(shí)施方式相同的方式構(gòu)成。
接下來，圖41示出當(dāng)實(shí)施該驅(qū)動方法時(shí)的源極信號線驅(qū)動電路的構(gòu)成示例。圖41說明第i列源極信號線驅(qū)動電路。例如，在一個柵極選擇周期被劃分為三個子?xùn)艠O選擇周期的情況下，在移位寄存器的后級準(zhǔn)備三組第一鎖存電路和第二鎖存電路。在第一鎖存電路和第二鎖存電路的每組中，不同行的視頻信號被存儲。例如，從視頻信號線(A)649輸入的第i行的視頻信號存儲在第一鎖存電路(A)642和第二鎖存電路(A)643中，從視頻信號線(B)650輸入的第j行的視頻信號存儲在第一鎖存電路(B)644和第二鎖存電路(B)645中，從視頻信號(C)651輸入的第k行的視頻信號存儲在第一鎖存電路(C)646和第二鎖存電路(C)647中。鎖存控制線(A)652、鎖存控制線(B)653、鎖存控制線(C)654分別控制第二鎖存電路(A)643、第二鎖存電路(B)645、第二鎖存電路(C)647。然后，通過切換開關(guān)655來選擇要輸入到第i列的源極信號線的一行視頻信號，并通過電平移動器648輸入。控制切換開關(guān)的操作使得對于三個子?xùn)艠O選擇周期中每一個接通不同的開關(guān)。例如，可以如圖37所示的那樣使用用于柵極信號線驅(qū)動電路中劃分一個柵極選擇周期的信號G_CP，僅存儲在第一鎖存電路(A)642和第二鎖存電路(A)643中的第i行的視頻信號在一個柵極選擇周期的最初1/3周期中被輸入到源極信號線。同樣，僅存儲在第一鎖存電路(B)644和第二鎖存電路(B)645中的第j行的視頻信號在一個柵極選擇周期的中間1/3周期中被輸入到源極信號線。僅存儲在第一鎖存電路(C)646和第二鎖存電路(C)647中的第k行的視頻信號在一個柵極選擇周期的最后1/3周期中被輸入到源極信號線。
通過利用這種源極信號線驅(qū)動電路，可以在一個柵極選擇周期期間將三行的視頻信號輸入到源極信號線。通過一起使用上述源極信號線驅(qū)動電路和圖37所示的柵極信號線驅(qū)動電路，可以實(shí)現(xiàn)在一個柵極選擇周期中選擇多條柵極信號線的驅(qū)動方法。
通過利用上述的驅(qū)動方法，可以增加每一幀周期的發(fā)光元件的點(diǎn)亮周期，從而改善亮度。此外，可以減小被輸入到各驅(qū)動電路(源極信號線驅(qū)動電路和柵極信號線驅(qū)動電路)的移位寄存器的時(shí)鐘脈沖、起始脈沖等各自的頻率，且可以減小操作各驅(qū)動電路的驅(qū)動電壓。另外，可以簡化電路的結(jié)構(gòu)，因此其可以應(yīng)用于廉價(jià)的顯示器件中。
關(guān)于這種驅(qū)動方法的細(xì)節(jié)，已經(jīng)在日本專利公開號2001-324958(美國專利公開2001/0022565)等中公開，本申請可以結(jié)合它們的內(nèi)容而運(yùn)用。
本實(shí)施方式可以與實(shí)施方式1至實(shí)施方式7自由地組合。
實(shí)施方式9
在本實(shí)施方式中，將說明使像素內(nèi)的驅(qū)動TFT在飽和狀態(tài)下工作以將驅(qū)動TFT用作電流源的恒定電流驅(qū)動方法。圖42示出了驅(qū)動TFT的工作點(diǎn)226、228、230。當(dāng)進(jìn)行恒定電流驅(qū)動時(shí)，在有工作點(diǎn)228的飽和區(qū)域中工作，而當(dāng)進(jìn)行恒定電壓驅(qū)動時(shí)，在有工作點(diǎn)230的線性區(qū)域中操作。
在恒定電流驅(qū)動法中，通過控制驅(qū)動TFT的工作周期，可以進(jìn)行利用時(shí)間灰度級的顯示。這已經(jīng)在日本專利公開號2002-108285(美國專利公開2002/0047568)中進(jìn)行描述。本發(fā)明可以應(yīng)用于這種恒定電流時(shí)間灰度級。也就是說，可以使用實(shí)施方式1至實(shí)施方式8所示的像素，以恒定電流驅(qū)動法進(jìn)行利用時(shí)間灰度級的灰度級顯示。通過利用恒定電流驅(qū)動法，即使在發(fā)光元件產(chǎn)生退化而發(fā)光特性變化了的情況下，也可以抑制圖像質(zhì)量的劣化。
實(shí)施方式10在實(shí)施方式1～9中，說明了使用時(shí)間灰度級方式的顯示器件，但本發(fā)明的顯示器件也可以應(yīng)用其他灰度級顯示方式。例如，可以適用于使用面積灰度級方式的驅(qū)動方法。圖43和44示出了適用面積灰度級方式的情況下的像素結(jié)構(gòu)的一個示例。進(jìn)行面積灰度級方式的像素具有一個特點(diǎn)，即一個像素包括多個可以被單獨(dú)控制的發(fā)光元件。圖43和44中示出的發(fā)光元件671和691各包括三個顯示元件，其中的兩個顯示元件可相對于另一個被獨(dú)立地控制。該可獨(dú)立控制的含兩個顯示元件的單元可以發(fā)出2個單位的亮度，而另一個(包括一個顯示元件)可以發(fā)出1個單位的亮度。根據(jù)這一點(diǎn)，即使當(dāng)發(fā)光元件用發(fā)光和不發(fā)光的二值驅(qū)動時(shí)，在一個像素中也可以表示0、1、2和3的亮度。
圖43是一結(jié)構(gòu)示例，其中提供多條源極信號線，向哪一條源極信號線輸入何種信號來改變使之發(fā)光的發(fā)光元件的數(shù)量，以表示灰度級。在圖43中，通過提高柵極信號線661的電位，選擇柵極信號線661，使第一選擇TFT 665和第二選擇TFT 666為導(dǎo)通狀態(tài)，將來自第一源極信號線662和第二源極信號線663的信號分別輸入到第一保持電容器667和第二保持電容器668。結(jié)果，根據(jù)上述信號，第一驅(qū)動TFT 669和第二驅(qū)動TFT 670的電流得到了控制，且電流從電源線664流到發(fā)光元件671。
這時(shí)，依據(jù)輸入到第一和第二源極信號線的信號，發(fā)光的發(fā)光元件671的數(shù)量發(fā)生改變。例如，當(dāng)H電平信號輸入到第一源極信號線662，而Lo信號輸入到第二源極信號線663時(shí)，僅第一驅(qū)動TFT 669為導(dǎo)通狀態(tài)，兩個發(fā)光元件發(fā)光。另一方面，當(dāng)Lo信號輸入到第一源極信號線662，而H電平信號輸入到第二源極信號線663時(shí)，僅第二驅(qū)動TFT 670為導(dǎo)通狀態(tài)，一個發(fā)光元件發(fā)光。另外，當(dāng)H電平信號輸入到第一源極信號線662和第二源極信號線663時(shí)，第一驅(qū)動TFT669和第二驅(qū)動TFT 670都為導(dǎo)通狀態(tài)，從而三個發(fā)光元件發(fā)光。
圖44是一結(jié)構(gòu)示例，其中提供多條柵極信號線，通過對選擇哪一條柵極信號線進(jìn)行控制從而改變發(fā)光的發(fā)光元件的數(shù)量，以表示灰度級。在圖44中，通過提高第一柵極信號線681和第二柵極信號線682的電位，選擇第一柵極信號線681和第二柵極信號線682，使第一選擇TFT 685和第二選擇TFT 686為導(dǎo)通狀態(tài)，源極信號線683的信號被輸入到第一保持電容器687和第二保持電容器688。結(jié)果，根據(jù)該信號，第一驅(qū)動TFT 689和第二驅(qū)動TFT 690的電流被控制，電流從電源線684流到發(fā)光元件691。
這時(shí)，依據(jù)在第一和第二柵極信號線中選擇的柵極信號線，發(fā)光的發(fā)光元件691的數(shù)量發(fā)生改變。例如，當(dāng)只選擇第一柵極信號線681時(shí)，只有第一選擇TFT 685導(dǎo)通，且僅第一驅(qū)動TFT 689的電流被控制，從而兩個發(fā)光元件發(fā)光。另一方面，當(dāng)只選擇第二柵極信號線682時(shí)，僅第二選擇TFT 686導(dǎo)通，僅第二驅(qū)動TFT 690的電流被控制，從而一個發(fā)光元件發(fā)光。另外，當(dāng)?shù)谝粬艠O信號線681和第二柵極信號線682都被選擇時(shí)，第一選擇TFT 685和第二選擇TFT 686導(dǎo)通，且第一驅(qū)動TFT 689和第二驅(qū)動TFT 690各自的電流被控制，從而三個發(fā)光元件發(fā)光。
利用這種像素電路，本發(fā)明可以應(yīng)用于面積灰度級方式。
本實(shí)施方式可以與實(shí)施方式1至實(shí)施方式9自由地組合而實(shí)施。
實(shí)施方式11在本說明書中，發(fā)光元件是指具有由陽極和陰極夾著當(dāng)產(chǎn)生電場時(shí)會發(fā)光的EL層的結(jié)構(gòu)的元件。發(fā)光元件是指利用從單重態(tài)激子躍遷到基態(tài)時(shí)的發(fā)光(熒光)的元件，以及利用從三重態(tài)激子躍遷到基態(tài)時(shí)的發(fā)光(磷光)的元件。
作為EL層，可以舉出空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層等。發(fā)光元件基本上由陽極/發(fā)光層/陰極按順序?qū)盈B的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。除此以外，可以舉出如下結(jié)構(gòu)陽極/空穴注入層/發(fā)光層/電子注入層/陰極按順序?qū)盈B的結(jié)構(gòu)；陽極/空穴注入層/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層/電子注入層/陰極按順序?qū)盈B的結(jié)構(gòu)等。
EL層不局限于具有空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層等之間有明確區(qū)別的疊層結(jié)構(gòu)的層。換言之，EL層也可以具有構(gòu)成空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層等的材料混合在一起的層的結(jié)構(gòu)。此外，也可以混合有無機(jī)物。
作為發(fā)光元件的EL層，可以使用低分子有機(jī)材料、高分子有機(jī)材料、中分子有機(jī)材料的任一種材料。此外，也可以含有有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料。在本說明書中，中分子材料意味著分子數(shù)量為20或更少、或分子鏈長度為10μm或更短、且沒有升華性的材料。
此外，發(fā)光層的材料不局限于有機(jī)材料，也可以用無機(jī)材料形成。作為形成發(fā)光層的母體材料，可以使用無機(jī)材料。作為無機(jī)材料，優(yōu)選使用鋅、鎘、鎵等金屬材料的硫化物、氧化物、氮化物。例如，作為硫化物，可以使用硫化鋅(ZnS)、硫化鎘(CdS)、硫化鈣(CaS)、硫化釔(Y2S3)、硫化鎵(Ga2S3)、硫化鍶(SrS)、硫化鋇(BaS)等。作為氧化物，可以使用氧化鋅(ZnO)、氧化釔(Y2O3)等。此外，作為氮化物，可以使用氮化鋁(AlN)、氮化鎵(GaN)、氮化銦(InN)等。另外，也可使用硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)等，還可使用三元系的混晶例如硫化鈣-鎵(CaGa2S4)、硫化鍶-鎵(SrGa2S4)、硫化鋇-鎵(BaGa2S4)等。
作為雜質(zhì)元素，可以使用錳(Mn)、銅(Cu)、釤(Sm)、鋱(Tb)、鉺(Er)、銩(Tm)、銪(Eu)、鈰(Ce)、鐠(Pr)等金屬元素作為形成利用金屬離子的內(nèi)殼電子躍遷的發(fā)光中心。也可以添加有氟(F)、氯(Cl)等鹵族元素作為電荷補(bǔ)償。
此外，作為利用施主-受主復(fù)合的發(fā)光中心，可以使用含有第一雜質(zhì)元素及第二雜質(zhì)元素的發(fā)光材料。作為第一雜質(zhì)元素，例如可以使用銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鉑(Pt)等金屬元素及硅(Si)等。作為第二雜質(zhì)元素，例如可以使用氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)、鉈(Tl)等。
發(fā)光材料通過固相反應(yīng)來形成。該固相反應(yīng)如下稱量母體材料和雜質(zhì)元素，并使用乳缽混合它們，然后，使用電爐而進(jìn)行加熱而引起反應(yīng)，來使母體材料包含雜質(zhì)元素。例如，分別稱量母體材料、第一雜質(zhì)元素或包含第一雜質(zhì)元素的化合物、以及第二雜質(zhì)元素或包含第二雜質(zhì)元素的化合物，并使用乳缽混合它們，然后，使用電爐進(jìn)行加熱、焙燒。焙燒溫度優(yōu)選為700至1500℃。這是因?yàn)闇囟忍途筒荒艽偈构滔喾磻?yīng)，而溫度太高母體材料就分解的緣故。此外，也可以在粉末狀態(tài)下進(jìn)行焙燒，但是，優(yōu)選在顆粒狀態(tài)下進(jìn)行焙燒。
此外，作為利用固相反應(yīng)時(shí)的雜質(zhì)元素，可以組合使用由第一雜質(zhì)元素和第二雜質(zhì)元素構(gòu)成的化合物。在此情況下，由于雜質(zhì)元素容易擴(kuò)散并且固相反應(yīng)容易進(jìn)行，所以可以得到均勻的發(fā)光材料。進(jìn)而，由于沒有混入多余的雜質(zhì)元素，所以可以得到高純度的發(fā)光材料。作為由第一雜質(zhì)元素和第二雜質(zhì)元素構(gòu)成的化合物，例如可以使用氟化銅(CuF2)、氯化銅(CuCl)、碘化銅(CuI)、溴化銅(CuBr)、氮化銅(Cu3N)、磷化銅(Cu3P)、氟化銀(AgF)、氯化銀(AgCl)、碘化銀(AgI)、溴化銀(AgBr)、氯化金(AuCl3)、溴化金(AuBr3)、以及氯化鉑(PtCl2)等。此外，也可以使用含有第三雜質(zhì)元素以代替第二雜質(zhì)元素的發(fā)光材料。
作為第三雜質(zhì)元素，例如可以使用鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)等。這些雜質(zhì)元素的濃度對于母體材料為0.01至10mol％即可，優(yōu)選為0.1至5mol％的范圍。
作為具有高導(dǎo)電性的發(fā)光材料，可以將上述材料用作母體材料，使用添加有含有上述第一雜質(zhì)元素、第二雜質(zhì)元素及第三雜質(zhì)元素的發(fā)光材料的發(fā)光材料。這些雜質(zhì)元素的濃度對于母體材料為0.01至10mol％即可，優(yōu)選為0.1至5mol％的范圍。
作為由第二雜質(zhì)元素和第三雜質(zhì)元素構(gòu)成的化合物，例如可以使用氟化鋰(LiF)、氯化鋰(LiCl)、碘化鋰(LiI)、溴化銅(CuBr)、氯化鈉(NaCl)等的鹵化堿、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)、銻化鋁(AlSb)、磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、砷化銦(InAs)、銻化銦(InSb)等。
以上述材料為母體材料，使用了上述含有第一雜質(zhì)元素、第二雜質(zhì)元素和第三雜質(zhì)元素的發(fā)光材料構(gòu)成的發(fā)光層可以發(fā)光而不需要由強(qiáng)電場加速的熱電子。也就是說，由于不需要將高電壓施加到發(fā)光元件上，所以可以得到能夠以低驅(qū)動電壓工作的發(fā)光元件。此外，因?yàn)榭梢栽诘万?qū)動電壓下發(fā)光，所以可以得到耗電量降低了的發(fā)光元件。此外，還可以含有其他成為發(fā)光中心的元素。
此外，可以使用上述材料作為母體材料，并且含有第二雜質(zhì)元素、第三雜質(zhì)元素、以及利用上述金屬離子的內(nèi)殼電子躍遷的發(fā)光中心的發(fā)光材料。此時(shí)，成為發(fā)光中心的金屬離子優(yōu)選對于母體材料為0.05至5原子％。此外，第二雜質(zhì)元素的濃度優(yōu)選對于母體材料為0.05至5原子％。此外，第三雜質(zhì)元素的濃度優(yōu)選對于母體材料為0.05至5原子％。具有這種結(jié)構(gòu)的發(fā)光材料可以在低電壓下發(fā)光。從而，由于可以獲得在低驅(qū)動電壓下發(fā)光的發(fā)光元件，所以可以獲得耗電量降低了的發(fā)光元件。此外，還可以含有其他成為發(fā)光中心的元素。通過使用這種發(fā)光材料，可以抑制發(fā)光元件的亮度退化。此外，可以使用晶體管進(jìn)行低電壓驅(qū)動。
通過將本實(shí)施方式所示的發(fā)光元件應(yīng)用于涉及本發(fā)明的顯示器件，從而可以改善對比度，提高圖像質(zhì)量。此外，可以降低耗電量。
本實(shí)施方式可以與實(shí)施方式1至10自由地組合而實(shí)施。
實(shí)施方式12在本實(shí)施方式中，說明構(gòu)成顯示器件的晶體管的結(jié)構(gòu)。在此說明將非晶硅(a-Si:H)膜用于晶體管的半導(dǎo)體層的情況。圖45A和45B示出頂部柵極晶體管，圖46A和46B及圖47A和47B示出底部柵極晶體管。
圖45A示出了將非晶硅用于半導(dǎo)體層的頂部柵極晶體管的截面。如圖45A所示，在襯底701上形成有基底絕緣膜702。再者，在基底絕緣膜702上形成有像素電極703。此外，在與像素電極703相同的層中形成有由相同材料構(gòu)成的第一電極704。
作為襯底，可以使用玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等。此外，作為基底絕緣膜702，可以使用氮化鋁(AlN)、氧化硅(SiO2)、氧氮化硅(SiOxNy)等的單層或疊層。
在基底絕緣膜702上形成有布線705及706，其中布線705覆蓋像素電極703的邊緣。在布線705及706上形成有具有N型導(dǎo)電性的N型半導(dǎo)體層707及708。此外，在布線705和706之間，在基底絕緣膜702上形成有半導(dǎo)體層709。
半導(dǎo)體層709的一部分延伸到N型半導(dǎo)體層707及708上。注意，該半導(dǎo)體層由具有非晶性的半導(dǎo)體膜如非晶硅(a-Si:H)、微晶半導(dǎo)體(μc-Si:H)等形成。在半導(dǎo)體層709上形成有柵極絕緣膜710。在第一電極704上也形成有與柵極絕緣膜710在相同層中且由相同材料制作的絕緣膜711。注意，作為柵極絕緣膜710，使用氧化硅膜或氮化硅膜等。
在柵極絕緣膜710上形成有柵電極712。與柵電極在相同層中，由相同材料構(gòu)成的第二電極713隔著絕緣膜711形成在第一電極704上。形成有電容元件719，其中第一電極704和第二電極713夾著絕緣膜711。此外，形成層間絕緣膜714覆蓋像素電極703的邊緣、驅(qū)動晶體管718及電容元件719。
在位于層間絕緣膜714及其開口部分的像素電極703上形成有發(fā)光層715及對置電極716，在由像素電極703和對置電極716夾著發(fā)光層715的區(qū)域中，形成有發(fā)光元件717。
可以將圖45A所示的第一電極704形成為如圖45B所示的第一電極720。第一電極720是與布線705及706在相同層中且由相同材料形成的。
圖46A和46B示出了如下顯示器件的面板的部分截面，該顯示器件中使用將非晶硅用于半導(dǎo)體層的底部柵極結(jié)構(gòu)的晶體管。在襯底721上形成有絕緣膜722。再者，在絕緣膜722上形成有柵電極723。在與柵電極相同的層中形成有由相同材料構(gòu)成的第一電極724?？梢允褂锰砑佑辛椎亩嗑Ч枳鳛闁烹姌O723的材料。除了多晶硅以外，也可以使用金屬和硅的化合物即硅化物。
覆蓋柵電極723和第一電極724地形成有柵極絕緣膜725。作為柵極絕緣膜725，使用氧化硅膜或氮化硅膜等。
在柵極絕緣膜725上形成有半導(dǎo)體層726。此外，在與半導(dǎo)體層726相同的層中形成有由相同材料構(gòu)成的半導(dǎo)體層727。
作為襯底，可以使用玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等。此外，作為絕緣膜722，可以使用氮化鋁(AlN)、氧化硅(SiO2)、氧氮化硅(SiOxNy)等的單層或疊層。
在半導(dǎo)體層726上形成有具有N型導(dǎo)電性的N型半導(dǎo)體層728、729，在半導(dǎo)體層727上形成有N型半導(dǎo)體層730。在N型半導(dǎo)體層728、729上分別形成有布線731、732，而在N型半導(dǎo)體層730上形成有與布線731及732在相同層中且由相同材料構(gòu)成的導(dǎo)電層733。
第二電極由半導(dǎo)體層727、N型半導(dǎo)體層730及導(dǎo)電層733構(gòu)成。此外，還形成有具有該第二電極和第一電極724之間夾著柵極絕緣膜725的結(jié)構(gòu)的電容元件740。
布線731一側(cè)的端部向一方延伸，在該延伸的布線731上與之接觸地形成有像素電極734。形成絕緣層735覆蓋像素電極734的端部、驅(qū)動晶體管739及電容元件740。
在像素電極734及絕緣層735上形成有發(fā)光層736及對置電極737，并且在由像素電極734和對置電極737夾著發(fā)光層736的區(qū)域中形成有發(fā)光元件738。
可以不形成作為電容元件的第二電極的一部分的半導(dǎo)體層727及N型半導(dǎo)體層730。就是說，也可以采用如下結(jié)構(gòu)的電容元件，將第二電極為導(dǎo)電層733、由第一電極724和導(dǎo)電層733夾著柵極絕緣膜的結(jié)構(gòu)。
在圖46A中，如果在形成布線731之前形成像素電極734，可以形成如圖46B所示的電容元件742，該電容元件具有由與像素電極734相同材料構(gòu)成的第二電極741和第一電極724夾著柵極絕緣膜725的結(jié)構(gòu)。
參照圖47A和47B說明溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管。圖47A所示的溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管和圖46A所示的溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的驅(qū)動晶體管739的差別在于在形成半導(dǎo)體層726的溝道的區(qū)域上設(shè)置有絕緣層743。絕緣層743用作蝕刻源極及漏極時(shí)的掩模。與圖46A相同的成分用相同的標(biāo)記表示。
圖47B所示的溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管和圖46B所示的溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的驅(qū)動晶體管739的差別在于在形成半導(dǎo)體層726的溝道的區(qū)域上設(shè)置有絕緣層743。絕緣層743用作蝕刻源極及漏極時(shí)的掩模。與圖46B相同的成分用相同的標(biāo)記表示。
通過將非晶硅用于構(gòu)成本發(fā)明的像素的晶體管的半導(dǎo)體層(溝道形成區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)等)，可以降低制造成本。
本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)可以適用的晶體管結(jié)構(gòu)和電容元件結(jié)構(gòu)不局限于上述結(jié)構(gòu)，而可以使用各種結(jié)構(gòu)的晶體管結(jié)構(gòu)和電容元件結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施方式所示的內(nèi)容可以與實(shí)施方式1至實(shí)施方式11所示的內(nèi)容自由地組合而實(shí)施。
實(shí)施方式13在本實(shí)施方式中，說明實(shí)施方式1至實(shí)施方式10所示的顯示器件的主要元件即晶體管的制造方法。特別地說明用等離子體處理制造晶體管的方法。
圖48A至48C示出了晶體管的結(jié)構(gòu)例子。在圖48A至48C中，圖48B相當(dāng)于沿著圖48A的a-b之間的截面圖，圖48C相當(dāng)于沿著48A的c-d之間的截面圖。
在圖48A至48C中，在襯底801上隔著絕緣膜802形成有半導(dǎo)體膜803a和803b。在該半導(dǎo)體膜803a和803b上隔著柵極絕緣膜804形成有柵電極805。覆蓋柵電極805地形成有絕緣膜806、807。在半導(dǎo)體膜803a和803b中形成有源極區(qū)域及漏極區(qū)域，通過形成在絕緣膜807中的接觸孔與導(dǎo)電膜808連接。
圖48A至48C示出了設(shè)有使用半導(dǎo)體膜803a的一部分作為溝道區(qū)的N溝道型晶體管810a以及使用半導(dǎo)體膜803b的一部分作為溝道區(qū)域來提供P溝道型晶體管810b的情況，但是，本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。例如，可以在N溝道型晶體管810a中設(shè)置LDD區(qū)，而不在P溝道型晶體管810b中設(shè)置LDD區(qū)，但也可以采用在這兩種晶體管中都設(shè)置LDD區(qū)的結(jié)構(gòu)或在這兩種晶體管中都不設(shè)置LDD區(qū)的結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施方式中，包括如下步驟通過等離子體處理氧化或氮化襯底801、絕緣膜802、半導(dǎo)體膜803a和803b、柵極絕緣膜804、絕緣膜806、以及絕緣膜807中至少任何一層，以氧化或氮化半導(dǎo)體膜或絕緣膜。通過等離子體處理氧化或氮化半導(dǎo)體膜或絕緣膜，將該半導(dǎo)體膜或絕緣膜的表面改性。由此，可以形成比通過CVD方法或?yàn)R射法形成的絕緣膜更致密的絕緣膜。因此，可以抑制如針孔等的缺陷，以及可以改善晶體管等的特性等。
在本實(shí)施方式中，參考

通過對在圖48A至48C中的半導(dǎo)體膜803a、803b、或柵極絕緣膜804執(zhí)行等離子體處理來氧化或氮化該半導(dǎo)體膜803a、803b、或柵極絕緣膜804來制造晶體管的方法。
首先，將說明設(shè)在襯底上的島狀半導(dǎo)體膜的端部形成為大致垂直的情況。
島形半導(dǎo)體膜803a和803b形成于襯底801上(圖49A)。通過如下步驟形成島形半導(dǎo)體膜803a和803b通過濺射法、LPCVD方法、等離子體CVD法等使用含硅(Si)作為主要成分的材料(例如SixGe1-x等)等將非晶半導(dǎo)體膜形成在預(yù)先形成在襯底801的絕緣膜802上，然后使該非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶并選擇性地蝕刻該半導(dǎo)體膜。可以通過如下結(jié)晶方法來使非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶如激光結(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等。在圖49A至49D中，島形半導(dǎo)體膜803a和803b的端部形成為大致垂直的形狀(θ＝85°至100°)。
接下來，通過等離子體處理氧化或氮化半導(dǎo)體膜803a和803b，以分別在該半導(dǎo)體膜803a和803b的表面上形成氧化膜或氮化膜等(以下也稱作絕緣膜821a和821b)(圖49B)。例如，在使用Si作為半導(dǎo)體膜803a和803b的情況下，形成了氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)作為絕緣膜821a和821b。此外，在通過等離子體處理氧化半導(dǎo)體膜803a和803b之后，可以再次通過等離子體處理氮化它們。在此情況下，形成氧化硅(SiOx)使之與半導(dǎo)體膜803a和803b接觸，并在該氧化硅的表面上形成氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)。在通過等離子體處理氧化半導(dǎo)體膜的情況下，該等離子體處理在含氧氣氛(例如在含有氧氣(O2)和稀有氣體(含有He、Ne、Ar、Kr和Xe中的至少一種)下、含氧、氫氣(H2)以及稀有氣體的氣氛下，或含有一氧化二氮和稀有氣體的氣氛下)下進(jìn)行。另一方面，在通過等離子體處理氮化半導(dǎo)體膜的情況下，該等離子體處理在含氮?dú)夥障聢?zhí)行(例如在含有氮?dú)?N2)和稀有氣體(含有He、Ne、Ar、Kr和Xe中的至少一種)的氣氛下、含氮?dú)狻錃庖约跋∮袣怏w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。還可以使用混合了Ar和Kr的氣體。因此，絕緣膜821a和821b包含用于等離子體處理的稀有氣體(含He、Ne、Ar、Kr和Xe中的至少一種)。當(dāng)使用Ar時(shí)，絕緣膜821a和821b含有Ar。
此外，該等離子體處理在如下條件來執(zhí)行，即在含有上述氣體的氣氛中以等離子體的電子密度為1×1011至1×1013cm-3(包括1×1011cm-3和1×1013cm-3)、等離子體的電子溫度為0.5至1.5eV(包括0.5eV和1.5eV)的條件下進(jìn)行。等離子體的電子密度高，而形成于基板801上的被處理物(這里是半導(dǎo)體膜803a和803b)附近的電子溫度低，從而可以避免等離子體對被處理物的損害。此外，因?yàn)榈入x子體的電子密度是1×1011cm-3或更高的高密度，所以通過等離子體處理氧化或氮化被處理物形成的氧化膜或氮化膜在膜厚度等上與通過CVD方法、濺射法等形成的膜相比具有更好的均勻性，并且可以形成細(xì)致的膜。再者，因?yàn)榈入x子體的電子溫度是1eV或更低的低溫度，所以氧化處理或氮化處理與常規(guī)等離子體處理或熱氧化方法相比可以在更低溫度下執(zhí)行。例如，即使在比玻璃襯底的應(yīng)變度溫度低至少100℃或更低的溫度下執(zhí)行等離子體處理，也可以充分執(zhí)行氧化處理或氮化處理。作為產(chǎn)生等離子體的頻率，可以采用高頻波，如微波(2.45GHz)等。除非特別指出，下文中等離子體處理依據(jù)上述條件執(zhí)行。
接下來，形成柵極絕緣膜804，以覆蓋絕緣膜821a和821b(圖49C)。柵極絕緣膜804可以通過濺射法、LPCVD方法、等離子體CVD法等形成為諸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)或氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)等含氧或氮的絕緣膜的單層結(jié)構(gòu)或它們的疊層結(jié)構(gòu)。例如，在使用Si作為半導(dǎo)體膜803a和803b，通過等離子體處理氧化該Si而在該半導(dǎo)體膜803a和803b的表面上形成氧化硅作為絕緣膜821a和821b的情況下，在該絕緣膜821a和821b上形成氧化硅(SiOx)作為柵極絕緣膜。此外，在圖49B中，當(dāng)通過等離子體處理氧化或氮化半導(dǎo)體膜803a和803b所形成的絕緣膜821a和821b的厚度足夠厚時(shí)，可以使用該絕緣膜821a和821b作為柵極絕緣膜。
然后，通過在柵極絕緣膜804上形成柵電極805等，可以制造分別使用島形半導(dǎo)體膜803a和803b作為溝道區(qū)的N溝道型晶體管810a和P溝道型晶體管810b(圖49D)。
像這樣，通過在半導(dǎo)體膜803a和803b上形成柵極絕緣膜804之前，利用等離子體處理氧化或氮化半導(dǎo)體膜803a和803b的表面，可以防止由溝道區(qū)域的端部851a和851b等中的柵極絕緣膜804的覆蓋缺陷導(dǎo)致柵電極與半導(dǎo)體膜之間的短路等。換言之，在島形半導(dǎo)體膜的端部形成為大致垂直(θ＝85至100°)的形狀的情況下，當(dāng)通過CVD方法、濺射法等形成了覆蓋半導(dǎo)體膜的柵極絕緣膜時(shí)，在半導(dǎo)體膜的端部上有由柵極絕緣膜破損等而導(dǎo)致覆蓋缺陷的問題。但是，當(dāng)預(yù)先對半導(dǎo)體膜的表面執(zhí)行等離子體處理以氧化或氮化該表面時(shí)，可以防止在半導(dǎo)體膜的端部上的柵極絕緣膜的覆蓋缺陷等。
在圖49A至49D中，可以通過在形成柵極絕緣膜804之后執(zhí)行等離子體處理來氧化或氮化柵極絕緣膜804。在該情況下，對覆蓋著半導(dǎo)體膜803a和803b而形成的柵絕緣膜804(圖50A)執(zhí)行等離子體處理，以氧化或氮化柵極絕緣膜804，由此在柵極絕緣膜804的表面上形成氧化膜或氮化膜(以下也稱作絕緣膜823)(圖50B)。等離子體處理的條件可以與圖49B相同。此外絕緣膜823包含在等離子體處理中使用的稀有氣體，例如使用Ar的情況中，絕緣膜823中含有Ar。
在圖50B中，在含有氧的氣氛中執(zhí)行等離子體處理以氧化柵極絕緣膜804之后，可以在含氮的氣氛中再次執(zhí)行等離子體處理，以氮化柵極絕緣膜804。在該情況下，在半導(dǎo)體膜803a和803b上形成氧化硅(SiOx)或氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)，并與柵電極805接觸地形成氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)。此后，通過在絕緣膜802上形成柵電極805等，可以制造使用島形半導(dǎo)體膜803a和803b作為溝道區(qū)的N溝道型晶體管810a和P溝道型晶體管810b(圖50C)。以此方式，通過對柵極絕緣膜執(zhí)行等離子體處理來氧化或氮化該柵極絕緣膜的表面，改進(jìn)柵極絕緣膜的表面的質(zhì)量，由此可以獲得致密的膜。進(jìn)行等離子體處理而獲得的絕緣膜與通過CVD方法或?yàn)R射法形成的絕緣膜相比更加致密，且針孔等的缺陷更少，由此可以提高晶體管的特性。
在圖50A至50C中，說明預(yù)先對半導(dǎo)體膜803a和803b執(zhí)行等離子體處理以氧化或氮化半導(dǎo)體膜803a和803b的表面的情況。但是，可以采用如下的一種方法，即不對半導(dǎo)體膜803a和803b執(zhí)行等離子體處理地形成柵極絕緣膜804，然后執(zhí)行等離子體處理。以此方式，通過在形成柵電極之前執(zhí)行等離子體處理，即使在半導(dǎo)體膜的端部發(fā)生由柵極絕緣膜的破損等導(dǎo)致的覆蓋缺陷時(shí)，仍可以氧化或氮化因這些覆蓋缺陷而暴露的半導(dǎo)體膜，由此，可以防止由柵極絕緣膜在半導(dǎo)體膜的端部的覆蓋缺陷導(dǎo)致的柵電極與半導(dǎo)體膜之間的短路等。
像這樣，即使島形半導(dǎo)體膜的端部形成為大致垂直的形狀，仍對半導(dǎo)體膜或柵極絕緣膜執(zhí)行等離子體處理，以氧化或氮化該半導(dǎo)體膜或柵極絕緣膜，由此避免由柵極絕緣膜在半導(dǎo)體膜的端部的覆蓋缺陷導(dǎo)致的柵電極與半導(dǎo)體膜之間的短路等。
接下來，說明在設(shè)置于襯底上的島形半導(dǎo)體膜的端部具有錐形(θ＝30°至85°)的情況。
首先，在襯底801上形成島形半導(dǎo)體膜803a和803b(圖51A)。至于島形半導(dǎo)體膜803a和803b，可以通過濺射法、LPCVD方法、等離子體CVD法等使用含硅(Si)作為主要成分的材料(例如SixGey等)等將非晶半導(dǎo)體膜形成在預(yù)先形成在襯底801上的絕緣膜802上，然后通過結(jié)晶方法如激光結(jié)晶方法、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶方法或使用促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶方法等將非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶，然后選擇性蝕刻而除去半導(dǎo)體膜來設(shè)置。在圖51A至51D中，島形半導(dǎo)體膜的端部設(shè)置為錐形(θ＝30°至85°)。
接下來，形成柵極絕緣膜804，以覆蓋半導(dǎo)體膜803a和803b(圖51B)。柵極絕緣膜804可以通過濺射法、LPCVD方法、等離子體CVD法等形成為諸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)或氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)等的含氧或氮的絕緣膜的單層結(jié)構(gòu)或它們的疊層結(jié)構(gòu)。
然后，通過等離子體處理氧化或氮化柵極絕緣膜804，由此在柵極絕緣膜804的表面形成氧化膜或氮化膜(以下也稱作絕緣膜824)(圖51C)。此外，該等離子體處理的條件可以與上文所述的相同。例如，當(dāng)使用氧化硅(SiOx)或氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)作為柵極絕緣膜804時(shí)，在含氧的氣氛中執(zhí)行等離子體處理以氧化柵極絕緣膜804，由此可以在柵極絕緣膜的表面上獲得與通過CVD方法、濺射法等形成的柵極絕緣膜相比諸如針孔等缺陷更少的致密的膜。另一方面，在含氮的氣氛中執(zhí)行等離子體處理以氮化柵極絕緣膜804，可以在柵極絕緣膜804的表面上提供氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)作為絕緣膜824。此外，在含有氧的氣氛中執(zhí)行等離子體處理以氧化柵極絕緣膜804之后，可以在含氮的氣氛中再次執(zhí)行等離子體處理，以氮化柵極絕緣膜804。此外絕緣膜824包含等離子體處理中使用的稀有氣體，例如使用Ar的情況中，絕緣膜824中含有Ar。
接下來，通過在柵極絕緣膜804上形成柵電極805等，可以制造分別使用島形半導(dǎo)體膜803a和803b作為溝道區(qū)的N溝道型晶體管810a和P溝道型晶體管810b(圖51D)。
以此方式，通過對柵極絕緣膜執(zhí)行等離子體處理，在柵極絕緣膜的表面上形成包括氧化膜或氮化膜的絕緣膜，可以重整柵極絕緣膜的表面。通過等離子體處理而形成的氧化或氮化絕緣膜比通過CVD方法或?yàn)R射法形成的柵極絕緣膜更致密，且諸如針孔等的缺陷更少，因此可以提高晶體管的特性。再者，通過將半導(dǎo)體膜的端部形成為錐形，可以防止由柵極絕緣膜在半導(dǎo)體膜端部的覆蓋缺陷導(dǎo)致的柵電極與半導(dǎo)體膜之間的短路等，而通過在形成柵極絕緣膜之后執(zhí)行等離子體處理，可以進(jìn)一步防止柵電極和半導(dǎo)體膜之間的短路等。
下文參照

與圖51A至51D所示晶體管不同的晶體管制造方法。具體地來說，說明選擇性地對具有錐形的半導(dǎo)體膜端部實(shí)施等離子體處理的情況。
首先，在襯底801上形成島形半導(dǎo)體膜803a和803b(圖52A)。至于島形半導(dǎo)體膜803a和803b，可以通過濺射法、LPCVD方法、等離子體CVD法等使用含硅(Si)作為主要成分的材料(例如SixGey等)等將非晶半導(dǎo)體膜形成在預(yù)先形成在襯底801上的絕緣膜802上，然后使該非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶，使用抗蝕劑825a和825b作為掩模選擇性地蝕刻半導(dǎo)體膜來設(shè)置?？梢圆捎萌缂す饨Y(jié)晶方法、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶法、使用促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶法或這些方法的組合等結(jié)晶方法來使非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶。
接下來，在除去用于蝕刻半導(dǎo)體膜的抗蝕劑825a和825b之前，執(zhí)行等離子體處理以選擇性地氧化或氮化島形半導(dǎo)體膜803a和803b的端部，由此在半導(dǎo)體膜803a和803b的端部分別形成氧化膜或氮化膜(以下也稱作絕緣膜826)(圖52B)。該等離子體處理在上文所述的條件下執(zhí)行。此外，絕緣膜826包含著在等離子體處理中使用的稀有氣體。
然后，形成柵極絕緣膜804，以覆蓋半導(dǎo)體膜803a和803b(圖52C)。柵極絕緣膜804可以按與上文所述相同的方式形成。
接下來，通過在柵極絕緣膜804上形成柵電極805等，可以制造分別使用島形半導(dǎo)體膜803a和803b作為溝道區(qū)的N溝道型晶體管810a和P溝道型晶體管810b(圖52D)。
當(dāng)半導(dǎo)體膜803a和803b的端部是錐形時(shí)，形成在半導(dǎo)體膜803a和803b的一部分上的溝道區(qū)的端部852a和852b也是錐形的。由此，半導(dǎo)體膜或柵極絕緣膜的厚度較之中央部分有所不同，因此可能影響到晶體管的特性。由此，通過等離子體處理選擇性地氧化或氮化溝道區(qū)域的端部以在成為溝道區(qū)域的端部的半導(dǎo)體膜上形成絕緣膜，可以減少由溝道區(qū)域端部導(dǎo)致的對晶體管的影響。
圖52A至52D示出僅對半導(dǎo)體膜803a和803b的端部執(zhí)行等離子體處理以實(shí)施氧化或氮化的示例。當(dāng)然也可以如圖51A至圖51D所示，對柵極絕緣膜804執(zhí)行等離子體處理，以實(shí)施氧化或氮化(圖54A)。
接下來，下面參考

一種不同于上文所述的制造晶體管的方法。具體地來說，涉及將等離子體處理應(yīng)用于具有錐形的半導(dǎo)體膜的情況。
首先，按上文所述在襯底801上形成島形半導(dǎo)體膜803a和803b(圖53A)。
執(zhí)行等離子體處理以氧化或氮化半導(dǎo)體膜803a和803b，并由此在半導(dǎo)體膜803a和803b的表面形成氧化膜或氮化膜(以下也稱作絕緣膜827a和827b)(圖53B)。該等離子體處理可以在上文的條件下執(zhí)行。例如，當(dāng)使用Si作為半導(dǎo)體膜803a和803b時(shí)，形成氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)作為絕緣膜827a和827b。此外，也可以在通過等離子體處理氧化半導(dǎo)體膜803a和803b之后，通過再次執(zhí)行等離子體處理以氮化半導(dǎo)體膜803a和803b。在此情況下，與半導(dǎo)體膜803a和803b接觸地形成氧化硅(SiOx)或氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)，并在該氧化硅的表面上形成氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)。因此，絕緣膜827a和827b包含有在等離子體處理中使用的稀有氣體。通過等離子體處理，同時(shí)氧化或氮化了半導(dǎo)體膜803a和803b的端部。
然后，形成柵極絕緣膜804，以覆蓋絕緣膜827a和827b(圖53C)。作為柵極絕緣膜804，可以通過濺射法、LPCVD方法、等離子體CVD法等形成諸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)或氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)等含氧或氮的絕緣膜的單層結(jié)構(gòu)或它們的疊層結(jié)構(gòu)。例如，在通過等離子體處理氧化使用了Si的半導(dǎo)體膜803a和803b以在半導(dǎo)體膜803a和803b的表面上形成氧化硅作為絕緣膜827a和827b的情況下，在該絕緣膜827a和827b上形成氧化硅(SiOx)作為柵極絕緣膜。
接下來，通過在柵極絕緣膜804上形成柵電極805等，可以制造使用島形半導(dǎo)體膜803a和803b作為溝道區(qū)的N溝道型晶體管810a和P溝道型晶體管810b(圖53D)。
當(dāng)半導(dǎo)體膜的端部是錐形時(shí)，形成在該半導(dǎo)體膜803a和803b的一部分上的溝道區(qū)域的端部也是錐形的。由此，存在影響半導(dǎo)體元件特性的問題。因此，進(jìn)行等離子體處理來氧化或氮化半導(dǎo)體膜，從而氧化或氮化溝道區(qū)的端部，因而可以減少對半導(dǎo)體元件的影響。
在圖53A至53D中，示出了其中僅利用等離子體處理對半導(dǎo)體膜803a和803b進(jìn)行氧化或氮化的示例，但是還可以如圖51A至圖51D所示，對柵極絕緣膜804執(zhí)行等離子體處理，以實(shí)施氧化或氮化(圖54B)。在此情況下，在含有氧的氣氛中執(zhí)行等離子體處理以氧化柵極絕緣膜804之后，可以在含氮的氣氛中再次執(zhí)行等離子體處理，以氮化柵極絕緣膜804。在此情況下，氧化硅(SiOx)或氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)形成在半導(dǎo)體膜803a和803b上，并與柵電極805接觸地形成氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)。
通過以上述方式執(zhí)行等離子體處理，可以容易地除去附著于半導(dǎo)體膜或絕緣膜的如灰塵等的雜質(zhì)。一般來說，在通過CVD方法、濺射法等形成的膜附著有灰塵(也稱為顆粒)。例如，如圖55A所示，有在CVD方法、濺射法等形成的絕緣膜832上形成有灰塵833的情況，其中絕緣膜832形成于如絕緣膜、導(dǎo)電膜或半導(dǎo)體膜等的膜831上。即使在這種情況下，也通過等離子體處理來氧化或氮化絕緣膜832以在絕緣膜832上的表面上形成氧化膜或氮化膜(以下也稱作絕緣膜834)。至于絕緣膜834，不僅不存在灰塵833的部分被氧化或氮化，而且灰塵833下的部分也被氧化或氮化，由此增加了絕緣膜834的體積?；覊m833的表面也因等離子體處理而被氧化或氮化以形成絕緣膜835，結(jié)果，也增加了灰塵833的體積(圖55B)。
此時(shí)，灰塵833變?yōu)榭梢酝ㄟ^如刷子清洗等簡單清潔而容易地從絕緣膜834的表面被除去的狀態(tài)。以此方式，通過等離子體處理，甚至可以容易地除去附著于絕緣膜或半導(dǎo)體膜的微小灰塵。這是通過執(zhí)行等離子體處理獲得的效果，不僅對于本實(shí)施方式而且對其他實(shí)施方式也成立。
如上所述，通過進(jìn)行等離子體處理來氧化或氮化半導(dǎo)體膜或柵極絕緣膜、重整其表面，可以形成具有良好膜質(zhì)量的致密絕緣膜。此外，可以通過清洗容易地除去附著于絕緣膜的表面的灰塵等。因此，即使絕緣膜形成得薄，也可以避免如針孔等的缺陷，可以實(shí)現(xiàn)如晶體管等的半導(dǎo)體元件的微細(xì)化和更高性能。
在本實(shí)施方式中，對在圖48A至48C中的半導(dǎo)體膜803a和803b或柵極絕緣膜804執(zhí)行等離子體處理，以氧化或氮化該半導(dǎo)體膜803a和803b或柵極絕緣膜804，但是，通過等離子體處理來氧化或氮化的層不限于此。例如，可以對襯底801或絕緣膜802執(zhí)行等離子體處理，或者也可以對絕緣膜806或807執(zhí)行等離子體處理。
本實(shí)施方式說明了在襯底上制造晶體管的方法。通過使用這樣的晶體管可以制造實(shí)施方式1至10中的顯示器件。就是說，可以與實(shí)施方式1至10所示的內(nèi)容自由地組合而實(shí)施。
實(shí)施方式14在本實(shí)施方式中，說明實(shí)施方式1至10中所示的顯示器件的主要元件即晶體管的制造方法。特別地說明使用半色調(diào)(half-tone)曝光方法制造晶體管的方法。
圖56示出了晶體管、和可以與此相同的步驟制造的電容元件以及電阻器元件的截面結(jié)構(gòu)。圖56示出了N溝道型晶體管951和952、電容元件954、電阻元件955以及P溝道型晶體管953。每個晶體管設(shè)有半導(dǎo)體層905、絕緣層908以及柵電極909。柵電極909由第一和第二導(dǎo)電層903和902的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。此外，圖57A至57E分別對應(yīng)于圖56中所示的晶體管、電容元件和電阻元件的俯視圖。可以一起參照。
在圖56中，N溝道型晶體管951具有在半導(dǎo)體層905中且在溝道形成區(qū)域的兩側(cè)的沿著溝道長度方向(載流子流動的方向)的雜質(zhì)區(qū)域907，它們也稱為輕摻雜漏極(LDD)，該LDD以比形成與布線904接觸的源極和漏極區(qū)域的雜質(zhì)區(qū)域906的雜質(zhì)濃度低的濃度實(shí)施摻雜。在構(gòu)成N溝道型晶體管951的情況下，在雜質(zhì)區(qū)域906和907中添加有以磷等作為賦予N型導(dǎo)電性的雜質(zhì)。LDD是作為抑制熱電子退化和短溝道效應(yīng)的手段而形成的。
如圖57A所示，N溝道型晶體管951的柵電極909具有在第二導(dǎo)電層902的兩側(cè)延伸地形成的第一導(dǎo)電層903。在此情況下，第一導(dǎo)電層903形成為具有比第二導(dǎo)電層薄的膜厚度。第一導(dǎo)電層903形成為具有使通過10至100kV的電場加速的離子種(ion species)能夠通過的厚度。雜質(zhì)區(qū)域907形成為與柵電極909的第一導(dǎo)電層903重疊，即，形成了與柵電極909重疊的LDD區(qū)域。在該結(jié)構(gòu)中，在柵電極909中，通過使用第二導(dǎo)電層902作為掩模經(jīng)第一導(dǎo)電層903添加一種導(dǎo)電性類型雜質(zhì)，以自對準(zhǔn)方式形成雜質(zhì)區(qū)域907。換言之，以自對準(zhǔn)方式形成與柵電極重疊的LDD。
在圖56中，N溝道型晶體管952具有形成在半導(dǎo)體層905中且在柵電極一側(cè)的雜質(zhì)區(qū)域907，該雜質(zhì)區(qū)域907被摻雜為具有比雜質(zhì)區(qū)域906的雜質(zhì)濃度低的濃度。如圖57B所示，N溝道型晶體管952的柵電極909具有在第二導(dǎo)電層902的一側(cè)延伸地形成的第一導(dǎo)電層903。在此情況中，也可以通過使用第二導(dǎo)電層902作為掩模經(jīng)第一導(dǎo)電層903添加一種導(dǎo)電性類型雜質(zhì)，以自對準(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。具體地來說可以應(yīng)用于構(gòu)成如下邏輯門如反相器電路、NAND電路、NOR電路或閂鎖電路的晶體管，以及可以應(yīng)用于構(gòu)成如下模擬電路如讀出放大器、恒壓發(fā)生電路或VCO的晶體管。
在圖56中，電容元件954是由第一導(dǎo)電層903與半導(dǎo)體層905夾著絕緣層908而形成的。形成電容元件954的半導(dǎo)體層905包括雜質(zhì)區(qū)域910和雜質(zhì)區(qū)域911。雜質(zhì)區(qū)域911形成在半導(dǎo)體層905中且與第一導(dǎo)電層903重疊的位置上。此外，雜質(zhì)區(qū)域910與布線904接觸地形成。因?yàn)殡s質(zhì)區(qū)域911可以通過第一導(dǎo)電層903添加以一種導(dǎo)電性類型的雜質(zhì)，所以雜質(zhì)區(qū)域910中所含的雜質(zhì)的濃度可以與雜質(zhì)區(qū)域911中所含的雜質(zhì)的濃度相同或不同。因?yàn)樵谌魏吻闆r中，半導(dǎo)體層905在電容元件954中都起電極的作用，所以優(yōu)選摻雜一種導(dǎo)電性類型的雜質(zhì)以使電阻降低。此外，如圖57C所示，第一導(dǎo)電層903可以通過使用第二導(dǎo)電層902作為輔助電極來足以用作電極。以此方式，電容元件954可以使用其中組合第一和第二導(dǎo)電層903和902的復(fù)合電極結(jié)構(gòu)來以自對準(zhǔn)方式形成。
在圖56中，電阻器元件955利用第一導(dǎo)電層903形成。因?yàn)榈谝粚?dǎo)電層903形成為具有約30至150nm的厚度，所以可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定其寬度和長度而構(gòu)成電阻元件。
可以使用包括較高濃度的雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體層或膜厚度薄的金屬層來制成電阻元件。相對于半導(dǎo)體層的電阻值取決于其膜厚度、膜質(zhì)量、雜質(zhì)濃度、激活率等等，金屬層由于其電阻值由其膜厚度和膜質(zhì)量決定因此偏差較小，因此優(yōu)選采用金屬層。圖57D示出電阻元件955的俯視圖。
在圖56中，P溝道型晶體管953的半導(dǎo)體層905包括雜質(zhì)區(qū)域912。該雜質(zhì)區(qū)域912形成與布線904接觸的源和漏區(qū)。柵電極909具有層疊的第一和第二導(dǎo)電層903和902的結(jié)構(gòu)。P溝道型晶體管953是沒有LDD的單漏結(jié)構(gòu)的晶體管。在形成P溝道型晶體管953的情況下，在摻雜區(qū)域912中添加硼等作為賦予P型導(dǎo)電性的雜質(zhì)。另一方面，當(dāng)在雜質(zhì)區(qū)域912中添加磷時(shí)，可以形成具有單漏結(jié)構(gòu)的N溝道型晶體管。圖57E示出了P溝道型晶體管953的俯視圖。
可以通過用微波激發(fā)的具有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的電子密度的高密度等離子體處理使半導(dǎo)體層905和柵極絕緣層908的其中之一或二者經(jīng)受氧化或氮化處理。在此情況中，可以通過使襯底溫度為300到450℃并在氧化氣氛(O2、N2O等)或氮化氣氛(如N2、NH3等)的條件下執(zhí)行處理來減少半導(dǎo)體層905與柵極絕緣層908之間的界面的缺陷等級。通過對柵極絕緣層908執(zhí)行該處理，可以使該絕緣層致密。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，在以3V或更低的電壓驅(qū)動晶體管的情況下，可以將通過該等離子體處理來氧化或氮化的絕緣層作為柵極絕緣層908?；蛘?，在晶體管的驅(qū)動電壓是3V或更高的情況下，可以組合通過該等離子體處理在半導(dǎo)體層905的表面上形成的絕緣層和通過CVD方法(等離子體CVD法或熱CVD方法)淀積的絕緣層，以形成柵極絕緣層908。再者，可以使用該絕緣層作為電容元件954的電介質(zhì)層。在此情況下，由該等離子體處理而形成的該絕緣層具有1至10nm的厚度，且是致密膜，因此可以形成具有大電荷容量的電容元件。
如參考圖56和圖57A至57E所說明的那樣，可以通過組合膜厚度不同的導(dǎo)電層形成具有多種結(jié)構(gòu)的元件。可以使用設(shè)有輔助圖案的光掩?；蛑虚g掩模(reticle)形成僅形成有第一導(dǎo)電層的區(qū)域和層疊有第一導(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圖案或半透膜構(gòu)成且具有降低光強(qiáng)度的功能。換言之，在光刻工藝中對光致抗蝕劑曝光時(shí)，控制通過光掩模的光量來使被顯影的抗蝕劑掩模的厚度不同。在此情況下，也可以將小于等于分辨率極限的窄縫設(shè)置在光掩?；蛑虚g掩模來形成具有上文所述復(fù)雜形狀的抗蝕劑。此外，也可以在顯影之后執(zhí)行約200℃下的焙燒，以使由光致抗蝕劑材料形成的掩模圖案的形狀發(fā)生改變。
此外，通過使用設(shè)有輔助圖案的光掩?；蛑虚g掩?？梢赃B續(xù)形成僅形成有第一導(dǎo)電層的區(qū)域和層疊有第一導(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圖案或半透膜構(gòu)成且具有降低光強(qiáng)度的功能。如圖57A所示，可以選擇性地在半導(dǎo)體層上形成僅形成有第一導(dǎo)電層的區(qū)域。該區(qū)域在半導(dǎo)體層上是有效的，但是在其他區(qū)域(從柵電極連續(xù)的布線區(qū)域)中并非必不可少的。由于使用該光掩?；蛑虚g掩模，布線部分不需要制作只有第一導(dǎo)電層的區(qū)域，所以實(shí)際上可以增加布線密度。
在圖56和圖57A至57E的情況下，第一導(dǎo)電層使用如下材料而形成為30至50nm的厚度如鎢(W)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、或鉬(Mo)等高熔點(diǎn)金屬，或包含上述高熔點(diǎn)金屬作為其主要成分的合金或化合物。此外，第二導(dǎo)電層使用如下材料而形成為300至600nm的厚度如鎢(W)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、或鉬(Mo)等高熔點(diǎn)金屬，或包含上述高熔點(diǎn)金屬作為其主要成分的合金或化合物。例如，對于第一和第二導(dǎo)電層分別使用不同的導(dǎo)電材料，以在后續(xù)執(zhí)行的蝕刻工藝中產(chǎn)生蝕刻速率上的差。例如，可以對第一導(dǎo)電層使用TaN，而使用鎢膜作為第二導(dǎo)電層。
本實(shí)施方式表示了可以使用設(shè)有輔助圖案的光掩?；蛑虚g掩模在同一個圖案化工藝中分別形成具有不同電極結(jié)構(gòu)的晶體管、電容元件和電阻元件，其中輔助圖案由衍射光柵圖案或半透膜構(gòu)成且具有降低光強(qiáng)度的功能。這樣可以基于電路特性來集成不同形態(tài)的元件，而無需增加工藝步驟的數(shù)量。
本實(shí)施方式說明了在襯底上制造晶體管的方法，但也可以使用這樣的晶體管來制造實(shí)施方式1至10中的顯示器件。就是說，可以與實(shí)施方式1至10所示的內(nèi)容自由地組合而實(shí)施。
實(shí)施方式15下面參考圖58A和58B、圖59A和59B以及圖60A和60B說明制造晶體管時(shí)的掩模圖案的一個示例。
優(yōu)選的是，利用硅或含硅作為其成分的半導(dǎo)體形成圖58A所示的半導(dǎo)體層920和921。例如，使用由激光退火使硅膜結(jié)晶的多晶硅、單晶硅等。此外，可以使用呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化物半導(dǎo)體、非晶硅、有機(jī)半導(dǎo)體。
通過對形成在襯底上的半導(dǎo)體層執(zhí)行光刻工序和蝕刻工序而形成半導(dǎo)體層920和921。在光刻工序中，在半導(dǎo)體層中形成掩模圖案。在蝕刻工序中，利用該掩模圖案選擇性地除去形成在襯底上的半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層920和921的形狀是考慮到要制造的晶體管的特性或電路的設(shè)計(jì)來確定的。
作為一個例子，用于形成如圖58A所示的半導(dǎo)體層920和921的光掩模設(shè)有圖58B所示的掩模圖案940。該掩模圖案940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下，圖58B所示的掩模圖案940制造為遮光部分。掩模圖案940具有切除了頂部A的多邊形形狀。此外，彎曲部分B的角部呈多個段過渡地彎曲的形狀以不成直角的形狀。
圖58A所示的半導(dǎo)體層920和921中反映了圖58B所示的掩模圖案940的形狀。在此情況下，既可以轉(zhuǎn)印與掩模圖案940相似的形狀，也可以轉(zhuǎn)印得使掩模圖案940的角更圓滑。換言之，也可以設(shè)置圓角的部分，把該部分的圖案形狀做得比掩模圖案940更平滑。
在半導(dǎo)體層920和921上形成絕緣層，該絕緣層的至少一部分中含有氧化硅或氮化硅。形成絕緣層的一個目的是將其用作柵極絕緣層。然后，如圖59A所示，形成柵極布線922、923和924，以部分地與半導(dǎo)體層重疊。對應(yīng)于半導(dǎo)體層920地形成柵極布線922。對應(yīng)于半導(dǎo)體層920和921地形成柵極布線923。此外，對應(yīng)于半導(dǎo)體層920和921地形成柵極布線924。形成金屬層或具有高導(dǎo)電性的半導(dǎo)體層，然后，通過光刻技術(shù)在絕緣層上形成柵極布線的形狀。
圖59B示出了用于形成柵極布線922、923、924的光掩模的圖案。掩模圖案941為角部外側(cè)被切除以不彎曲成直角的形狀。此外，角部內(nèi)側(cè)為多個段過渡地彎曲而不成為直角。切除部分的尺寸根據(jù)線寬確定即可。例如，可以在角部的外側(cè)頂部以線寬的1/2至1/5的長度形成切除部分。圖59A所示的柵極布線922、923、924反映了圖59B所示的掩模圖案941的形狀。在此情況下，可以轉(zhuǎn)印與掩模圖案941相似的形狀，或可以轉(zhuǎn)印得使掩模圖案941的角更圓滑。換言之，也可以設(shè)置圓角的部分，把該部分的圖案形狀做成比掩模圖案941更平滑。通過使角部成圓角，在使用等離子體的干法蝕刻中，可以防止因過度放電生成細(xì)微顆粒。通過使凹部的角部成圓角，可以具有可以將清洗下來的、容易在角部聚集的細(xì)微顆粒沖洗掉的效果，其結(jié)果是可以提高成品率。
層間絕緣層是在柵極布線922、923和924之后形成的層。該層間絕緣層使用如氧化硅等的無機(jī)絕緣材料形成，或使用如聚酰亞胺或丙烯酸樹脂等的有機(jī)絕緣材料形成。在層間絕緣層與柵極布線922、923、以及924之間可以隔著如氮化硅或氮氧化硅等的絕緣層。此外，也可以在層間絕緣層之上設(shè)置如氮化硅或氮氧化硅等的絕緣層。該絕緣層可以阻止半導(dǎo)體層和柵極絕緣層被諸如外來金屬離子或水分等對TFT不利的雜質(zhì)所污染。
在層間絕緣層的規(guī)定位置處形成有開口。例如，對應(yīng)于下層中的柵極布線或半導(dǎo)體層地設(shè)置該開口。通過光刻技術(shù)形成掩模圖案，并通過蝕刻加工將由金屬或金屬化合物的單層或多個層構(gòu)成的布線層形成為規(guī)定的圖案。然后，如圖60A所示，形成布線925至930以部分地與半導(dǎo)體層重疊。通過這些布線連接特定的元件之間。由于布局的局限，這些布線不是以直線連接特定元件之間，而是具有彎曲部分地連接它們。此外，布線的寬度在接觸部分或在其他區(qū)域各有所不同。當(dāng)接觸孔的尺寸與布線的寬度相同或更大時(shí)，布線的寬度在接觸部分變得更大。
圖60B示出了用于形成該布線925至930的光掩模的圖案。掩模圖案939為角部外側(cè)被切除而不彎曲成直角的形狀。此外，角部內(nèi)側(cè)為多個段過渡地彎曲而不成為直角。切除的尺寸是根據(jù)線寬確定即可。例如，在角部的外側(cè)頂部以線寬的1/2至1/5的長度形成切除部分。圖60A所示的布線925至930反映了圖60B所示的掩模圖案939的形狀。在此情況下，可以轉(zhuǎn)印與掩模圖案939相似的形狀，或可以轉(zhuǎn)印得使掩模圖案939的角更圓滑。換言之，可以設(shè)置圓角的部分，將該部分的圖案形狀做得比掩模圖案939更平滑。通過使角部具有圓角，在使用等離子體的干法蝕刻中，可以防止因過度放電生成細(xì)微顆粒。通過使凹部的角部成圓角，可以具有可以將清洗下來的、容易在角部聚集的細(xì)微顆粒沖洗掉的效果，其結(jié)果是可以提高成品率。
在圖60A中，形成有N溝道型晶體管931、932、933、以及939，和P溝道型晶體管935和936。N溝道型晶體管933和P溝道型晶體管935、N溝道型晶體管939和P溝道型晶體管936分別構(gòu)成反相器937和938。包括這六個晶體管的電路形成了SRAM。也可以在這些晶體管的上層形成如氮化硅或氧化硅等的絕緣層。
本實(shí)施方式中所述的內(nèi)容可以與實(shí)施方式1至14所述的內(nèi)容自由地組合而實(shí)施。
實(shí)施方式16在本實(shí)施方式中，參照圖61A至61G說明利用本發(fā)明的顯示器件的電子設(shè)備。
圖61A示出了利用了本發(fā)明的顯示器件的便攜式信息終端的示意圖。便攜式信息終端包括主體10、操作開關(guān)11、電源開關(guān)12、天線13、顯示部分14、外部輸入端口15。本發(fā)明的顯示器件可用于顯示部分14中。
圖61B示出了利用了本發(fā)明的顯示器件的個人計(jì)算機(jī)的示意圖。個人計(jì)算機(jī)包括主體20、外殼21、顯示部分22、操作開關(guān)23、電源開關(guān)24、外部輸入端口25。本發(fā)明的顯示器件可用于顯示部分22中。
圖61C示出了利用了本發(fā)明的顯示器件的圖像再現(xiàn)裝置的示意圖。圖像再現(xiàn)裝置包括主體30、外殼31、記錄介質(zhì)32、顯示部分33、音頻輸出部分34、操作開關(guān)35。本發(fā)明的顯示器件可用于顯示部分33中。
圖61D示出了利用了本發(fā)明的顯示器件的電視機(jī)的示意圖。該電視機(jī)包括主體40、外殼41、顯示部分42、操作開關(guān)43。本發(fā)明的顯示器件可用于顯示部分42中。
圖61E示出了利用了本發(fā)明的顯示器件的頭戴式顯示器的示意圖。頭戴式顯示器包括主體50、監(jiān)視器部分51、頭部固定帶52、顯示部分53、光學(xué)系統(tǒng)54。本發(fā)明的顯示器件可用于顯示部分53中。
圖61F示出了利用了本發(fā)明的顯示器件的攝像機(jī)的示意圖。該攝像機(jī)包括主體60、外殼61、連接部分62、圖像接收部分63、目鏡部分64、電池65、音頻輸入部分66、顯示部分67。本發(fā)明的顯示器件可用于顯示部分67中。
圖61G示出了利用了本發(fā)明的顯示器件的便攜式圖像再現(xiàn)裝置的示意圖。該便攜式圖像再現(xiàn)裝置包括主體70、顯示部分71、電源開關(guān)72、操作按鍵73、外部輸入接口74、外部輸出接口75。此外，其內(nèi)部安裝有硬磁盤驅(qū)動器。本發(fā)明的顯示器件可用于顯示部分71中。
本發(fā)明不局限于上述應(yīng)用電子設(shè)備，還可應(yīng)用于各種電子設(shè)備。
本實(shí)施方式可以與實(shí)施方式1至實(shí)施方式16自由地組合而實(shí)施。
本說明書根據(jù)2005年8月22日在日本專利局受理的日本專利申請編號2005-240506而制作，所述申請內(nèi)容包括在本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種顯示器件，包括具有由多個各發(fā)射不同發(fā)光顏色的子像素構(gòu)成的像素的顯示面板；以及視頻格式轉(zhuǎn)換電路，其中，將包含亮度信息和色差信息的亮度色差信號輸入到所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路，所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路將所述亮度色差信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)于所述子像素的發(fā)光顏色的、用于所述顯示面板的RGB信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，還包括控制器，其中，所述RGB信號從所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路被輸入到所述控制器，所述控制器將所述RGB信號輸出到所述顯示面板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中，所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路設(shè)置在一個IC芯片上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中，所述顯示面板按數(shù)字灰度級方式進(jìn)行顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中，所述亮度色差信號和所述RGB信號是數(shù)字信號。
6.一種顯示器件，包括具有由多個各發(fā)射不同發(fā)光顏色的子像素構(gòu)成的像素的顯示面板；視頻格式轉(zhuǎn)換電路；以及D/A轉(zhuǎn)換電路，其中，將包含亮度信息和色差信息的亮度色差信號輸入到所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路，所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路將所述亮度色差信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)于所述子像素的發(fā)光顏色的數(shù)字RGB信號；以及所述D/A轉(zhuǎn)換電路將所述數(shù)字RGB信號轉(zhuǎn)換為用于所述顯示面板的模擬RGB信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示器件，還包括控制器，其中，所述模擬RGB信號被輸入到所述控制器，所述控制器將所述模擬RGB信號輸出到所述顯示面板。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示器件，其中，所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路設(shè)置在一個IC芯片上。
9.一種顯示器件，包括具有由多個各發(fā)射不同發(fā)光顏色的子像素構(gòu)成的像素的顯示面板；視頻格式轉(zhuǎn)換電路；以及輸入切換電路，其中，當(dāng)輸入包含亮度信息和色差信息的亮度色差信號時(shí)，所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路響應(yīng)表示圖像信號是RGB信號還是亮度色差信號的模式信號將所述亮度色差信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)于所述子像素的發(fā)光顏色的RGB信號；以及將所述模式信號和所述RGB信號或從所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路輸出的所述RGB信號輸入到所述輸入切換電路，所述輸入切換電路響應(yīng)所述模式信號輸出用于所述顯示面板的所述RGB信號或從所述亮度色差信號變換來的所述RGB信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示器件，還包括控制器，其中，所述RGB信號或從所述亮度色差信號轉(zhuǎn)換來的所述RGB信號從所述輸入切換電路被輸入到所述控制器，所述控制器將所述RGB信號輸出到所述顯示面板。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器件，其中，所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路和所述輸入切換電路設(shè)置在一個IC芯片上。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器件，其中，所述顯示面板按數(shù)字灰度級方式進(jìn)行顯示。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器件，其中，所述亮度色差信號和所述RGB信號是數(shù)字信號。
14.一種顯示器件，包括具有由多個各發(fā)射不同發(fā)光顏色的子像素構(gòu)成的像素的顯示面板；信號判斷電路；視頻格式轉(zhuǎn)換電路；以及輸入切換電路，其中，所述信號判斷電路基于載有輸入信號的總線的根數(shù)判斷所述輸入信號是RGB信號還是具有亮度信息和色差信息的亮度色差信號，生成模式信號；所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路響應(yīng)所述模式信號將所述亮度色差信號轉(zhuǎn)換為RGB信號；以及將所述模式信號、以及所述RGB信號或從所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路輸出的所述RGB信號輸入到所述輸入切換電路，所述輸入切換電路響應(yīng)所述模式信號輸出用于所述顯示面板的所述RGB信號或從所述亮度色差信號轉(zhuǎn)換來的所述RGB信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示器件，還包括控制器，其中，所述RGB信號或從所述亮度色差信號轉(zhuǎn)換來的所述RGB信號從所述輸入切換電路被輸入到所述控制器，所述控制器將所述RGB信號輸出到所述顯示面板。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示器件，其中，所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路和所述輸入切換電路設(shè)置在一個IC芯片上。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示器件，其中，所述顯示面板按數(shù)字灰度級方式進(jìn)行顯示。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示器件，其中，所述亮度色差信號和所述RGB信號是數(shù)字信號。
19.一種顯示器件，包括具有由多個子像素構(gòu)成的像素的顯示面板；可操作地與所述顯示面板相連接的視頻格式轉(zhuǎn)換電路；以及可操作地與所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路相連接的輸入切換電路。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的顯示器件，還包括控制器，其中，所述控制器與所述輸入切換電路可操作地連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的顯示器件，其中，所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路和所述輸入切換電路設(shè)置在一個IC芯片上。
22.一種顯示器件，包括具有由多個子像素構(gòu)成的像素的顯示面板；可操作地與所述顯示面板相連接的信號判斷電路；可操作地與所述信號判斷電路相連接的視頻格式轉(zhuǎn)換電路；以及可操作地與所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路相連接的輸入切換電路。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的顯示器件，還包括控制器，其中，所述控制器與所述輸入切換電路可操作地連接。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的顯示器件，其中，所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路和所述輸入切換電路設(shè)置在一個IC芯片上。
25.一種顯示器件的驅(qū)動方法，該顯示器件包括具有由多個各發(fā)射不同發(fā)光顏色的子像素構(gòu)成的像素的顯示面板，所述方法包括以下步驟在將包含亮度信息和色差信息的亮度色差信號輸入到視頻格式轉(zhuǎn)換電路時(shí)，在所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路中響應(yīng)表示圖像信號是RGB信號還是亮度色差信號的模式信號將所述亮度色差信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)于所述子像素的發(fā)光顏色的RGB信號；將所述模式信號以及所述RGB信號或從所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路輸出的所述RGB信號輸入到輸入切換電路；根據(jù)所述模式信號從所述輸入切換電路輸出用于所述顯示面板的所述RGB信號或從所述亮度色差信號轉(zhuǎn)換來的所述RGB信號。
26.一種顯示器件的驅(qū)動方法，所述顯示器件包括具有由多個各發(fā)射不同發(fā)光顏色的子像素構(gòu)成的像素的顯示面板，所述方法包括以下步驟將信號輸入到信號判斷電路；在所述信號判斷電路中，基于載有輸入信號的總線的根數(shù)來判斷所述輸入信號是RGB信號還是包含亮度信息和色差信息的亮度色差信號；在所述信號判斷電路中生成模式信號；在視頻格式轉(zhuǎn)換電路中，響應(yīng)所述模式信號將所述亮度色差信號轉(zhuǎn)換為RGB信號；將所述模式信號以及所述RGB信號或從所述視頻格式轉(zhuǎn)換電路輸出的所述RGB信號輸入到輸入切換電路；響應(yīng)所述模式信號從所述輸入切換電路輸出用于所述顯示面板的所述RGB信號或從所述亮度色差信號轉(zhuǎn)換來的所述RGB信號。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種顯示器件及其驅(qū)動方法，其中，將正確的視頻信號作為視頻信號輸入到顯示器，不管該信號是亮度信號、色差信號還是RGB的三基色信號。并且也應(yīng)用于視頻信號為數(shù)字信號的情況。本發(fā)明的顯示器件包括顯示面板和視頻格式轉(zhuǎn)換電路。
文檔編號G09G5/04GK1920938SQ20061012130
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月22日
發(fā)明者小山潤, 傳保洋樹, 木村肇 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所