半导体器件制造技术

本发明专利技术提供一种半导体器件，包括：晶体管、保持电容器、第一开关、第二开关、第三开关以及整流元件，其中，晶体管的源极及漏极中的一方电连接到像素电极，晶体管的源极及漏极中的一方通过整流元件电连接到扫描线，晶体管的源极及漏极中的另一方电连接到布线，晶体管的栅极通过第三开关及第二开关电连接到布线，晶体管的栅极通过第三开关及第一开关电连接到信号线，并且晶体管的栅极通过第三开关及保持电容器电连接到晶体管的源极及漏极中的一方。根据本发明专利技术，能够抑制由晶体管的阈值电压的不均匀性导致的电流值的不均匀性，能够向发光元件等负载供应所需电流，能够通过使电源线的电位改变而提供占空比高的显示装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件以及显示装置，所述半导体器件具有使用晶体管控制向负载供应的电流的功能，所述显示装置包括由其亮度根据信号而改变的电流驱动显示元件形成的像素、以及驱动该像素的信号线驱动电路或扫描线驱动电路。本专利技术还涉及其驱动方法。此外，本专利技术还涉及在其显示部分具有所述显示装置的电子设备。
技术介绍
近年来，将电致发光(EL=Electro Luminescence)等的发光元件用于像素的自发光显示装置，即所谓的发光器件引人注目。作为用于这种自发光显示装置的发光元件，有机发光二极管0)LED Organic Light Emitting Diode)和EL元件引人注目，并且已经应用于 EL显示器等。由于这些发光元件自身发光，所以它们的像素的可见度比液晶显示器好，因而不需要背光灯。此外，它们具有响应速度快等优点。注意，在很多情况下，发光元件的亮度由流过发光元件的电流值控制。另外，正在展开对在每个像素中提供有控制发光元件的发光的晶体管的有源矩阵显示装置的开发。有源矩阵型显示装置被期望着能实用化，因为不仅它实现了无源矩阵型显示装置难以实现的高清晰度和大屏幕的显示，而且它在比无源矩阵显示装置耗电量更低的情况下工作。图50中示出了现有的有源矩阵型显示装置的像素结构(参见专利文献1)。图50 中所示的像素具有薄膜晶体管(TFT)11、TFT12、电容元件13、以及发光元件14，并且连接到信号线15及扫描线16。注意，电源电位Vdd供应给TFT12的源电极或漏电极、以及电容元件13的一个电极，并且接地电位供应给发光元件14的对置电极。此时，当将非晶硅用于控制供应给发光元件14的电流值的TFT12的半导体层，即驱动TFT的半导体层时，会由于劣化等造成阈值电压(Vth)的改变。在此情况下，尽管通过信号线15向不同的像素施加相同的电位，在每个像素中流过发光元件14的电流却不同，并且显示亮度根据像素变得不均勻。注意，在将多晶硅用于驱动TFT的半导体层的情况下，晶体管的特性也会劣化或发生不均勻性。专利文献2中提出了使用图51的像素的工作方法，以便改善上述问题。图51中所示的像素包括晶体管21、控制向发光元件对供应的电流值的驱动晶体管22、电容元件23 和发光元件24，并且所述像素连接到信号线25和扫描线26。注意，驱动晶体管22是NMOS 晶体管，对驱动晶体管22的源电极或漏电极供应接地电位，并且对发光元件M的对置电极供应Vca。图52中示出了上述像素工作的时序图。在图52中，将一个帧周期分成初始化周期31、阈值电压(Vth)写入周期32、数据写入周期33、以及发光周期34。注意，一个帧周期相当于显示一个画面的图像的周期，并且将初始化周期、阈值电压(Vth)写入周期及数据写入周期统称为地址周期。首先，在阈值电压写入周期32中，将驱动晶体管22的阈值电压写入到电容元件23 中。之后，在数据写入周期33中，将表示像素亮度的数据电压(Vdata)写入到电容元件23 中，以在电容元件23中累积Vdata+Vth。然后，在发光周期34中，通过使驱动晶体管22导通(ON)来使Vca改变，从而使发光元件对在由数据电压指定的亮度下发光。这种工作降低了由驱动晶体管22的阈值电压的改变导致的亮度的不均勻性。专利文献3也公开了对驱动TFT的阈值电压加上数据电位的电压相当于驱动TFT 的栅-源电压，并且即使在TFT的阈值电压改变时，流过发光元件的电流也不会改变的方案。日本专利申请公开第8-234683号日本专利申请公开第2004-295131号日本专利申请公开第2004-280059号在上述的显示装置中，要求抑制由驱动TFT的阈值电压的不均勻性而导致的电流值的不均勻性。在专利文献2及3所记载的任一种工作方法中，通过在每个帧周期中多次改变Vca 的电位来进行上述的初始化、阈值电压的写入和发光。在专利文献2及3所记载的像素中， 由于被提供了 Vca的发光元件的一个电极、即对置电极形成在整个像素区域中，所以如果即使除了初始化及阈值电压的写入以外，只有一个像素还进行数据写入工作，发光元件就不能发光。因此，如图53所示，发光周期在一个帧周期中所占的比例(即占空比)降低。由于占空比低需要对发光元件或驱动晶体管流过大电流值，所以供应给发光元件的电压和耗电量增大。另外，发光元件或驱动晶体管变得容易劣化，因此产生屏幕的图像烧伤，并且为了获得与劣化前相等的亮度而需要更大的功率。此外，因为对置电极与所有像素连接，所以发光元件起着大电容的元件的作用。因此，为了改变对置电极的电位而需要更高的耗电量。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种耗电量低并亮度高的显示装置。此外， 本专利技术的目的还在于制作出与数据电位所指定的亮度之间的偏差小的像素结构、半导体器件、以及显示装置。注意，本专利技术的范围不局限于具有发光元件的显示装置，并且本专利技术的目的在于抑制由晶体管的阈值电压的不均勻性而导致的电流值的不均勻性。本专利技术的显示装置具有在控制流向由电流控制的负载(发光元件等的显示介质) 的电流的晶体管的栅极和源极之间设有电容部的像素结构，该电容部能够保持相当于所述晶体管的阈值电压的电位和对应于输入给所述晶体管的视频信号的电位的合计的电位。通过在该电容部保持相当于所述晶体管的阈值电压的电位和对应于视频信号的电位的合计的电位，可以抑制由电流控制晶体管的特性的不均勻性而导致的电流的改变，即图像质量的失真。注意，电流的供应通过使所述晶体管的漏极电位改变来进行。此外，当对像素输入对应于视频信号的电位(写入周期)时，通过使所述晶体管处于非导通状态或截断其电流通路，可以抑制由从所述晶体管供应的电流导致的电容元件的电压的改变。本专利技术的显示装置具有控制电流的晶体管和被供应由该晶体管控制的电流的负载，该负载不局限于以电致发光(EL)元件(有机EL元件、无机EL元件、或包含有机物及无机物的EL元件)为代表的发光元件，而可以使用通过流过电流而改变亮度、色调、偏振等的显示介质。本专利技术的技术方案之一是一种半导体器件，其具有包括晶体管、第一开关、第二开关和第三开关的像素，其中，所述晶体管的源电极及漏电极的一方电连接到像素电极，并且通过所述第二开关电连接到第一布线；所述晶体管的源电极及漏电极的另一方通过所述第三开关电连接到第二布线；所述晶体管的栅电极通过所述第一开关电连接到所述第二布线，并且对该栅电极输入根据灰度的信号。本专利技术的技术方案之一是一种半导体器件，其具有晶体管、保持电容器、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，其中，所述晶体管的源电极及漏电极的一方与像素电极电连接，并且通过所述第三开关与第二布线电连接；所述晶体管的源电极及漏电极的另一方电连接到第一布线；所述晶体管的栅电极通过所述第四开关及所述第二开关与所述第一布线电连接，并通过所述第四开关及所述第一开关与第三布线电连接，并且通过所述第四开关及所述保持电容器与所述晶体管的源电极及漏电极的一方电连接。本专利技术的技术方案之一是一种半导体器件，其具有晶体管、保持电容器、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，其中，所述晶体管的源电极及漏电极的一方与像素电极电连接，并且通过所述第三开关与第二布线电连接；所述晶体管的源电极及漏电极的另一方电连接到第一布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：木村肇，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：