半导体设备、显示面板和电子器件制造技术

本发明专利技术公开了一种半导体设备、显示面板和电子器件。本发明专利技术提供一种半导体设备，其具有使用单一沟道型薄膜晶体管在绝缘基底上形成的缓冲器电路，其中所述缓冲器电路具有输出阶，其包括在第一和第二电源之间串联连接的第一和第二薄膜晶体管，以及通过适用于控制所述第一薄膜晶体管的置位信号和适用于控制所述第二薄膜晶体管的复位信号的输入定时，以互补的方式将所述输出阶的输出端电势切换到所述第一或第二电源的电势。

【技术实现步骤摘要】

在本说明书中描述的专利技术涉及使用单一沟道型薄膜晶体管在绝缘基底上 形成的通用緩冲器电路。应该注意，根据本专利技术的緩冲器电路不局限于任何 具体的应用，而可用于各种应用、设备和产品。顺带提及，在本说明书中描 述的专利技术具有半导体设备、显示面板和电子器件的方面。
技术介绍
低温多晶硅(LTPS)工艺可以使用n沟道金属氧化物半导体(NMOS) 和p沟道金属氧化物半导体(PMOS )薄膜晶体管(TFT)这两者来形成电路。 因此，在LTPS工艺中，通常使用这两类薄膜晶体管来制造所谓CMOS (互 补金属氧化物晶体管)电路的电路。另一方面，CMOS电路由于所使用的两类薄膜晶体管而不可避免地导致 工艺步骤数量上的增加。这种在工艺步骤数量上的增加导致生产效率降低， 因此造成制造成本增加。因此，即使使用多晶硅工艺，也应该优选地仅使用单一沟道型(NMOS 或PMOS)薄膜晶体管来实现在功能上与CMOS电路等同的电路。另外，当用无定形硅或有机半导体来形成电路时，可应用此类单一沟道 型电路。例如，在无定形硅的情况下，NMOS薄膜晶体管是制造电路的唯一选择。 在有机TFT的情况下，PMOS模板晶体管是制造电路的唯一选择。针对该背景，应该优选地仅使用单一沟道型(NMOS或PMOS)薄膜晶 体管来实现在功能上与CMOS电路等同的电路。本说明书关注緩冲器电路。不用说，緩冲器电路是在各种电路中包含的 通用电路。因此，緩冲器电路基本上不局限于任何具体应用。但是，应该注 意，在以下描述中，为了方便起见，我们假设在适用于驱动显示面板的驱动 电路中使用緩冲器电路。在以下描述中，将关于有源矩阵驱动的有机EL (电致发光)面板来描述緩冲器电路的现有例子。图1图示了有机EL面板的系统配置例子。在图1中图示的有机EL面玲反 l包括像素阵列部分3、信号线驱动部分5、第一控制线驱动部分7和第二控 制线驱动部分9。这些组件被布置在面板基底上。像素阵列部分3具有根据显示分辨率以矩阵形式排列的子像素11。图2 和3图示了子像素11的等同电路例子。应该理解，在图2和3中示出的子 像素11都包括仅NMOS薄膜晶体管。在两个图中，附图标记Nl表示采样晶体管，N2表示驱动晶体管，N3 表示发光控制晶体管，且Cs表示保持电容器。另外，附图标记WSL对应于 写控制线，且LSL对应于发光控制线。顺带提及，图2对应于当通过作为驱动方法的导通或截止发光控制晶体 管T3来点亮或熄灭有机EL元件OLED时的电路配置。另一方面，图3对应于当通过作为驱动方法的改变发光控制线LSL的电 势来点亮或熄灭有机EL元件OLED时的电路配置。应该注意，在图3的情况下，发光控制线LSL还用作电流供应线。图4A到4C图示了当向图2和3所示的子像素11写入信号电势Vsig (Data)时的定时图。顺带提及，图4A图示了信号线DTL的驱动波形。信 号线DTL被供应了与像素灰度级Data有关的信号电势Vsig。在此，由信号 电势Vsig的幅度来确定由驱动晶体管N2供应的驱动电流的幅度。有机EL 元件OLED是电流驱动的元件。在此，驱动电流越大，亮度越高。图4B图示了写控制线WSL的驱动波形。当同一线WSL处于高电平时， 采样晶体管Nl导通，使得信号线DTL的电势被写入到驱动晶体管N2的栅 极电极。图4C图示了发光控制线LSL的驱动波形。由两个值或高和低电平来驱 动发光控制线LSL。该电势的切换允许点亮或熄灭有机EL元件OLED。应该注意，图2和图3中所示的子像素11在发光控制线LSL的控制幅 度上彼此不同。在图2的情况下，发光控制线LSL仅需要驱动该驱动晶体管 N2。形成对比地，在图3的情况下，发光控制线LSL必须向驱动晶体管N2 和有机EL元件OLED供应操作电压。如图4A到4C所示，在信号电势Vsig的写之后，当发光控制线LSL处 于高电平时点亮有机EL元件OLED,且当发光控制线LSL处于低电平时熄灭有机EL元件OLED。应该注意，可以通过可变地控制发光时段长度(Duty)与一场时^:的比 例来控制峰值亮度电平。除此之外，图4C中所示的发光控制线LSL还被用于调整运动图像特性。 为了调整运动图像特性，必须调整每场时段的发光次数和发光时段定时 (timing )。因此，必须向第二控制线驱动部分9输出多种不同类型的脉冲。另外，在通用于有源矩阵驱动的线顺序写机制的情况下，必须能够以逐 个线为基础来顺序地移位(shift)这些脉冲波形。也就是，该类控制线驱动部分必须能够用于两个目的，即，如所期望地 设置控制脉冲的长度，和以逐个线为基础来顺序地将脉冲移位到下一阶段。在图2和3所示的子像素11的情况下，在信号电势Vsig的写期间，可 能需要驱动晶体管N2的阈值和迁移率校正。图5A到5F图示了与图2相关 的子像素11的定时图。顺带提及，如果图2所示的子像素11具有校正能力， 则如图5C所示驱动电流供应线PSL。另外，图6A到6E图示了与图3有关 的子像素11的定时图。应该注意，图2和3中所示的子像素11不同于彼此 之处在于，在一个中对子像素11分离地进行初始化和发光时段控制，而另一 个中不分离地进行初始化和发光时段控制。发光时段控制必须改变在发光和不发光时段(Duty)之间的比例来调整 峰值亮度。另外，发光时段控制必须改变每个场时段中发光和不发光时段切 换的次数来调整运动图像特性。因为这些目的，第二控制线驱动部分9的电 路配置一般是复杂的。因此，图2的电路配置优势在于提供简单的控制界面，因为针对适用于 控制移位输出脉冲的定时的初始化脉冲和发光时段控制脉冲，提供分开的供 应线。但是，应该注意，该电路配置需要三个控制线，即，如图2所示的写 控制线WSL、发光控制线LSL和电流供应线PSL。将给出不仅阈值和迁移率校正操作的描述还有包括图3所示的像素电路 的发光时段控制在内的子像素11的控制操作的描述。因此，将参考图6A到 6E用于描述。应该注意，除了分开地进行初始化和发光时段控制以外，图2所示的像 素电路的控制操作与图3所示的像素电路的控制操作相同。因此，将省略其描述。图6A图示了写控制线WSL的驱动波形。例如，当同一线WSL处于高电平时，采样晶体管Nl导通，使得信号线DTL的电势被写入驱动晶体管N2的栅极电极。应该注意，在图6A中的第一高电平时段被用于校正驱动晶体管N2的阈值电势Vth的变化。另一方面，在图6A中的第二高电平时段不仅被用于写与像素灰度级相当的信号电势Vsig，还用于校正驱动晶体管N2的迁移率n的变化。顺带提及，第二高电平时段的后沿(trailing edge )倾斜地(diagonally)下降以便对于从从高亮度电平(高信号电势)到低亮度电平(低信号电势)的所有灰度级均设置最佳迁移率校正时段。术语"迁移率校正"指的是适用于校正在不同驱动晶体管N2 (—些具有高迁移率)i且另一些具有低迁移率ia )之间的迁移率的差别的操作。原则上，亮度(信号电势)越低，校正时段(period)越长。图6B图示了信号线DTL的驱动波形。两个不同的电势被施加到同一线DTL。偏移(offset)电压Vofs适用于校正驱动晶体管N2的阈值。信号电势Vsig提供像素灰度级。在此，通过信号电势Vsig的幅度来确定由驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体设备，具有使用单一沟道型薄膜晶体管在绝缘基底上形成的缓冲器电路，其中　所述缓冲器电路具有输出阶，该输出阶包括在第一电源和第二电源之间串联连接的第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，以及　通过适用于控制所述第一薄膜晶体管的置位 信号和适用于控制所述第二薄膜晶体管的复位信号的输入定时，以互补的方式将所述输出阶的输出端电势切换到所述第一电源的电势或第二电源的电势。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：甚田诚一郎，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]