專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件具有通過晶體管控制提供給負(fù)載的電流的功能，并尤其涉及包含象素的半導(dǎo)體器件以及向象素提供信號(hào)的電路，其中象素包含其亮度隨電流變化的電流驅(qū)動(dòng)型發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
作為使用以有機(jī)發(fā)光二極管(OLED，也被稱作有機(jī)EL元件、電致發(fā)光(EL)元件等)為代表的自發(fā)光元件的顯示器件，根據(jù)其驅(qū)動(dòng)方法可分為兩種類型無源矩陣型和有源矩陣型。無源矩陣顯示器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是其難以實(shí)現(xiàn)大尺寸和高亮度的顯示。近年來，有源矩陣顯示器件得到了發(fā)展，其中提供給發(fā)光元件的電流由象素電路中提供的薄膜晶體管(TFT)控制。
有源矩陣顯示器件的問題在于提供給發(fā)光元件的電流由于驅(qū)動(dòng)TFT的電流特性的變化而變化，導(dǎo)致亮度變化。即，象素電路采用驅(qū)動(dòng)TFT驅(qū)動(dòng)提供給發(fā)光元件的電流，因此提供給發(fā)光元件的電流隨所述驅(qū)動(dòng)TFT的特性變化而變化，使得亮度也變化?？紤]到這一點(diǎn)，提出了各種電路，其中即使在象素電路中的驅(qū)動(dòng)TFT的特性發(fā)生變化的情況下，不改變提供給發(fā)光元件的電流也能夠抑制亮度變化(例如，參考專利文獻(xiàn)1～4)。
(專利文獻(xiàn)1)專利申請(qǐng)No.2002-517806的PCT國(guó)際公布的
公開日文翻譯。
(專利文獻(xiàn)2)專利申請(qǐng)No.WO01/06484的PCT國(guó)際公布單行本。
(專利文獻(xiàn)3)專利申請(qǐng)No.2002-514320的PCT國(guó)際公布的
公開日文翻譯。
(專利文獻(xiàn)4)專利申請(qǐng)No.WO02/39420的PCT國(guó)際公布單行本。
專利文獻(xiàn)1～3中公開的是用于防止由于象素電路中的驅(qū)動(dòng)TFT的特性變化導(dǎo)致的提供給發(fā)光元件的電流值波動(dòng)的電路結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)被稱作電流寫入型象素或者電流輸入型象素。專利文獻(xiàn)4中公開了用于抑制由于源驅(qū)動(dòng)器電路中的TFT的變化導(dǎo)致的信號(hào)電流波動(dòng)的電路。
圖6示出了專利文獻(xiàn)1中公開的傳統(tǒng)有源矩陣顯示器件的第一結(jié)構(gòu)示例。圖6中的象素包括源信號(hào)線601、第一到第三柵信號(hào)線602～604、供電線(current supply line)605、TFT606～609、存儲(chǔ)電容器610、EL元件611以及用于輸入圖象信號(hào)的電流源612。
參照?qǐng)D7A～圖7E描述了從信號(hào)電流寫入到發(fā)光的操作。在圖7A～圖7E中，表示各部分的參考數(shù)字與圖6中所示的一致。圖7A～圖7E中示意性示出了電流通路。圖7D示出了信號(hào)電流寫入期間流過各通路的電流之間的關(guān)系。圖7E示出了信號(hào)電流寫入期間存儲(chǔ)電容器610中積累的電壓，即TFT608的柵極—源極電壓。
首先，向第一柵信號(hào)線602和第二柵信號(hào)線603輸入脈沖以導(dǎo)通TFT606和607。此時(shí)流過源信號(hào)線601的電流，即信號(hào)電流在此處被稱作Idata。
電流Idata流過源信號(hào)線601，因此，該電流分別流過象素中的通路I1和I2。圖7D中示出了I1和I2之間的關(guān)系。不言而喻，Idata＝I1+I2是滿足的。
在TFT606導(dǎo)通的時(shí)刻，存儲(chǔ)電容器610中還未保留電荷，因此TFT608截止。相應(yīng)地，I2＝0和Idata＝I1是滿足的。那就是說，此時(shí)只有由于存儲(chǔ)電容器610中的積累電荷的電流流動(dòng)。
然后，存儲(chǔ)電容器610中逐漸開始積累電荷從而在兩個(gè)電極之間引起電勢(shì)差(圖7E)。當(dāng)兩個(gè)電極之間的電勢(shì)差達(dá)到Vth(圖7E中的點(diǎn)A)時(shí)，TFT608導(dǎo)通，產(chǎn)生I2。如上所述，由于Idata＝I1+I2是滿足的，I1的量逐漸減小而電流繼續(xù)流動(dòng)，并且在存儲(chǔ)電容器610中積累電荷。
在存儲(chǔ)電容器610中，電荷持續(xù)積累直到兩個(gè)電極之間的電勢(shì)差，即TFT608的柵極-源極電壓達(dá)到所期望的電壓，即允許TFT608流動(dòng)電流Idata的電壓(VGS)。當(dāng)電流積累完成后(圖7E中的點(diǎn)B)，電流I1停止流動(dòng)，對(duì)應(yīng)于VGS的電流此時(shí)流過TFT608，因此Idata＝I2是滿足的(圖7B)。以這種方式獲得穩(wěn)態(tài)并且完成信號(hào)寫入操作。最后，完成對(duì)第一柵信號(hào)線602和第二柵信號(hào)線603的選擇從而使TFT606和607截止。上面的操作在此處被稱為設(shè)定操作。
接下來，開始發(fā)光操作。脈沖被輸入給第三柵信號(hào)線604以使TFT609導(dǎo)通。由于存儲(chǔ)電容器610保持已寫入的VGS，TFT608導(dǎo)通并且電流Idata從供電線605流過TFT608。因此，EL元件611發(fā)光。此時(shí)，在TFT608被設(shè)定在飽和區(qū)域工作的情況下，即使TFT608的源極-漏極電壓變化，Idata也能夠繼續(xù)流動(dòng)。
所述的輸出設(shè)定電流的操作此處被稱作輸出操作。通過使用電流寫入型象素，流動(dòng)電流Idata所需要的柵極-源極電壓在存儲(chǔ)電容器610中保持，因此即使在TFT608的特性等有變化的情況下也能夠精確地向EL元件611提供所希望的電流。因此，由于TFT特性變化引起的亮度變化可以被抑制。
上述例子涉及用于校正由于象素電路中驅(qū)動(dòng)TFT的變化引起的電流變化的技術(shù)，然而，在源驅(qū)動(dòng)電路中也發(fā)生同樣的問題。專利文獻(xiàn)4公開了一種電路結(jié)構(gòu)用于防止由于源驅(qū)動(dòng)電路中的TFT制造變化引起的信號(hào)電流的變化。
(專利文獻(xiàn)5)日本專利公開出版物No.2003-66908專利文獻(xiàn)5公開了一種結(jié)構(gòu)，其中不僅提供電流源還另外提供電壓源來控制灰度，并且在行選擇周期的開始通過電源轉(zhuǎn)換裝置使浮動(dòng)電容的電荷立即被電壓源改變，電源轉(zhuǎn)換裝置用于轉(zhuǎn)換兩個(gè)電源向源信號(hào)線的輸入，然后通過用于實(shí)現(xiàn)所希望的亮度的電流源進(jìn)行灰度顯示。

發(fā)明內(nèi)容
然而，由于用于向驅(qū)動(dòng)TFT和發(fā)光元件提供信號(hào)電流的布線的寄生電容很大，在小信號(hào)電流的情況下給布線的寄生電容充電的時(shí)間常數(shù)變大，這降低了信號(hào)寫入速度。即，甚至當(dāng)信號(hào)電流提供給晶體管時(shí)，也要花很長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生在其柵端產(chǎn)生流動(dòng)該信號(hào)電流所需的電壓，因此，信號(hào)寫入速度降低。
在專利文獻(xiàn)5中公開的結(jié)構(gòu)中，雖然源信號(hào)線的電荷立即變化，但是在行選擇周期開始時(shí)提供的電壓值不在最佳水平。此外，這種結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。
考慮到前述問題，本發(fā)明的目的是提供半導(dǎo)體器件，其中晶體管特性變化的影響被減小并且可以提供預(yù)定的電流，因此即使在信號(hào)電流很小時(shí)也可以充分提高信號(hào)寫入速度。
根據(jù)本發(fā)明，為了取得上面的目的，當(dāng)向象素輸入電流時(shí)提前提供最佳水平的電壓。
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，其包括一個(gè)其中提供給負(fù)載的電流由晶體管控制的電路，該晶體管的源極或漏極連接到電流源電路，以及包括當(dāng)電流從電流源電路提供到該晶體管時(shí)用于控制該晶體管的柵極-源極電壓和漏極-源極電壓的放大器電路。
根據(jù)本發(fā)明，從提供電壓和電流的電路向電流存儲(chǔ)電路提供電流，并且從提供電壓和電流的電路向負(fù)載提供電壓，以及從電流存儲(chǔ)電路向負(fù)載提供電流。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括電流存儲(chǔ)電路，該電流存儲(chǔ)電路設(shè)有向負(fù)載提供電流的裝置；以及提供電壓和電流的電路，該電路設(shè)有向電流存儲(chǔ)電路提供電流和向負(fù)載提供電壓的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的前述結(jié)構(gòu)，提供電壓和電流的電路通過電流存儲(chǔ)電路向負(fù)載提供電壓。提供給負(fù)載的電壓可以用于負(fù)載的預(yù)充電電壓。
對(duì)于負(fù)載，適當(dāng)?shù)氖潜浑娏骰蛘唠娏餍盘?hào)控制的元件，典型的有其亮度可以通過電流改變的發(fā)光元件。根據(jù)本發(fā)明，顯示器件可以在每個(gè)象素中配置這種發(fā)光元件，其中象素排列成矩陣。
提供電壓和電流的電路具有提供對(duì)應(yīng)于信號(hào)的電流的功能，其中信號(hào)作為電流或電壓輸入并提供預(yù)充電電壓。注意，預(yù)充電電壓對(duì)于由提供電壓和電流的電路提供的電流快速寫入是處在最佳水平。
電流存儲(chǔ)電路具有從存儲(chǔ)電流輸入端輸入電流和從存儲(chǔ)電流輸出端輸出對(duì)應(yīng)于該輸入電流的電流的功能。甚至在電流輸入完成以后，對(duì)應(yīng)于該電流的信號(hào)被存儲(chǔ)，因此對(duì)應(yīng)于該輸入電流的電流可以從存儲(chǔ)電流輸出端輸出。
本發(fā)明可以采用任何種類的晶體管，包括使用以非晶硅和多晶硅為代表的非單晶半導(dǎo)體薄膜的薄膜晶體管(TFT)、使用半導(dǎo)體襯底或者SOI襯底形成的MOS晶體管、結(jié)型晶體管、使用有機(jī)半導(dǎo)體或者碳納米管的晶體管等等。此外，晶體管可以布置在任何種類的襯底上，例如單晶襯底、SOI襯底以及玻璃襯底。
注意，在本發(fā)明中，連接的意思是電連接。因此本發(fā)明中公開的結(jié)構(gòu)可以包括在預(yù)定連接之間能夠?qū)崿F(xiàn)電連接的其它附加元件(例如，諸如其它元件或者開關(guān))。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)向象素提供電流時(shí)提前提供預(yù)充電電壓。因此，可以快速完成電流寫入。因?yàn)轭A(yù)充電電壓是從向象素提供電流的電路中輸出，所以可以提供最佳預(yù)充電電壓。


圖1是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖6是說明傳統(tǒng)象素的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖7A～7E是說明傳統(tǒng)象素的操作的框圖。
圖8是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖9是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖10是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖11是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖12是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖13是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖14是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖15是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖16是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖17是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的操作的框圖。
圖18是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的操作的框圖。
圖19是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的操作的框圖。
圖20是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的操作的框圖。
圖21是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的操作的框圖。
圖22是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的操作的框圖。
圖23是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖24是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖25是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖26是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖27是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖28是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖29是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖30是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖31是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖32是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖33是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖34是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖35是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖36是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖37是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖38是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖39是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖40是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖41是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖42是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖43是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖44是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖45是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖46是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖47是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖48是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖49是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖50A～50H是使用本發(fā)明的各電子裝置的視圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明，象素配有能夠基于流過發(fā)光元件的電流值控制亮度的元件。典型地，可以使用EL元件。有各種已知的EL元件結(jié)構(gòu)，任何元件配置都可以在本發(fā)明中使用，只要可以基于電流值控制其發(fā)光。即，通過自由組合發(fā)光層、電荷輸運(yùn)層和電荷注入層形成EL元件。作為用于EL元件的材料，可以采用低分子量有機(jī)材料、中分子量有機(jī)材料(沒有升華性質(zhì)的有機(jī)發(fā)光材料，其中分子的數(shù)量是20或更少，或者鏈接分子的長(zhǎng)度是10m或更小)、或者聚合物有機(jī)材料?；蛘?，這些有機(jī)材料中的每一種可以與無機(jī)材料混合或分散在其中。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)應(yīng)于顯示的視頻信號(hào)電壓和對(duì)應(yīng)于顯示的視頻信號(hào)電流提供給布置在象素中的電流源電路、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路等等。視頻信號(hào)電壓和視頻信號(hào)電流是彼此相關(guān)的。首先，下面描述提供視頻信號(hào)電壓和視頻信號(hào)電流的電路。
注意，下面描述的電路不僅可以提供視頻信號(hào)電壓和視頻信號(hào)電流，而且還可以提供其它信號(hào)電壓和其它信號(hào)電流。
提供視頻信號(hào)電壓和視頻信號(hào)電流的電路可以如圖1、圖2、圖3或者圖4的結(jié)構(gòu)。其細(xì)節(jié)在日本專利申請(qǐng)No.2003-273765中公開，其內(nèi)容可以與本申請(qǐng)結(jié)合。在本申請(qǐng)中，首先簡(jiǎn)要描述該電路。
在圖1中，信號(hào)從原始信號(hào)輸入端212輸入到提供電壓和電流的電路211。對(duì)應(yīng)于該信號(hào)，信號(hào)電流從電流輸出端213輸出，并且信號(hào)電壓從電壓輸出端214輸出。電流輸出端213和電壓輸出端214分別通過開關(guān)202和201連接到將被設(shè)置的電路221的輸入端222。
在將被設(shè)置的電路221中，使用從提供電壓和電流的電路211的電壓輸出端214提供的信號(hào)電壓進(jìn)行預(yù)充電，之后，使用從提供電壓和電流的電路211的電流輸出端213提供的信號(hào)電流來設(shè)置電流。由此，將被設(shè)置的電路221能夠提供精確的電流而幾乎不受其中晶體管的電流特性變化的影響。
從提供電壓和電流的電路211的電壓輸出端214提供的信號(hào)電壓，與提供電壓和電流的電路211的電流輸出端213向?qū)⒈辉O(shè)置的電路221提供信號(hào)電流之后獲得的穩(wěn)態(tài)時(shí)，即當(dāng)信號(hào)寫入完成時(shí)的信號(hào)電壓近似等電勢(shì)。通過使用從電壓輸出端214提供的信號(hào)電壓進(jìn)行預(yù)充電，預(yù)充電后當(dāng)從提供電壓和電流的電路211的電流輸出端213提供信號(hào)電流時(shí)可以迅速獲得穩(wěn)態(tài)。
即，從提供電壓和電流的電路211的電壓輸出端214提供的信號(hào)電壓與從提供電壓和電流的電路211的電流輸出端213提供的信號(hào)電流彼此相關(guān)。
至于從提供電壓和電流的電路211的電流輸出端213向?qū)⒈辉O(shè)置的電路221的輸入端222提供的電流，必須考慮電流方向。即，在電流從提供電壓和電流的電路211流出(此處稱作漏型)的情況下，必須使該電流流入將被設(shè)置的電路221(此處稱作抽取型)中。在這種情況下，提供電壓和電流的電路211的電勢(shì)高于將被設(shè)置的電路221的電勢(shì)，因此電流從提供電壓和電流的電路211流向?qū)⒈辉O(shè)置的電路221。相反，在電流流向用于提供電壓和電流的電路211(抽取型的情況)的情況下，必須使該電流從將被設(shè)置的電路221(漏型的情況)中流出。在這種情況下，提供電壓和電流的電路211的電勢(shì)低于將被設(shè)置的電路221的電勢(shì)，因此電流從將被設(shè)置的電路221流向提供電壓和電流的電路211。
在提供電壓和電流的電路211和將被設(shè)置的電路221都是抽取型或者都是漏型的情況下，電流不正常流動(dòng)，因此不能實(shí)現(xiàn)正常操作。因此，必須是提供電壓和電流的電路211和將被設(shè)置的電路221其中之一是抽取型而另一個(gè)是漏型。
首先，簡(jiǎn)要描述將被設(shè)置的電路221的結(jié)構(gòu)。圖5～8示出了漏型的將被設(shè)置的電路221的結(jié)構(gòu)實(shí)例。圖5中充當(dāng)電流源的晶體管501是P-溝道型，而圖8中充當(dāng)電流源的晶體管801是N-溝道型。由于此處將被設(shè)置的電路221是漏型，布線502的電勢(shì)為高。
電容器503和803分別保持晶體管501和晶體管801的柵極-源極電壓。注意，根據(jù)晶體管501和801的柵極電容，并不必須提供電容器503和803。參考標(biāo)號(hào)504表示連接到圖5中的電容器503的布線或者連接到圖8中的電容器803的布線。參考標(biāo)號(hào)805表示連接到圖8中的電容器803的布線。
在圖8中，晶體管801的源端不是連接到恒定電勢(shì)線，而是連接到將被設(shè)置的電路221的輸入端222。因此，晶體管801的源極電勢(shì)可以對(duì)應(yīng)于操作狀態(tài)而變化?？紤]到這一點(diǎn)，優(yōu)選布線805連接到晶體管801的源端，以使即便晶體管801的源極電勢(shì)變化時(shí)晶體管801的柵極-源極電壓也不變。此外，晶體管801的柵端和漏端可以相互連接。
將被設(shè)置的電路221中的晶體管可以通過使用從提供電壓和電流的電路211中提供的信號(hào)來提供預(yù)定電流，從而可以進(jìn)行電流設(shè)置。將被設(shè)置的電路221中的晶體管作為電流源向其它電路或元件等提供預(yù)定電流。在圖5和8中為了簡(jiǎn)單起見省略了將被設(shè)置的電路221中的晶體管(晶體管501和801)在設(shè)定電流之后向其提供電流的其它電路或元件等。
在很多情況下為了保持電容器503和803的電荷而提供開關(guān)，但是在圖5和8中為了簡(jiǎn)單起見也將其省略。
即為了簡(jiǎn)單起見，圖5和8示出了當(dāng)通過從提供電壓和電流的電路211提供的信號(hào)進(jìn)行電流設(shè)置時(shí)，將被設(shè)置的電路221的結(jié)構(gòu)。
圖9和10示出了抽取型的將被設(shè)置的電路221的結(jié)構(gòu)實(shí)例。在圖10中晶體管1001是P-溝道型，而在圖9中晶體管901是N-溝道型，這兩個(gè)晶體管都作為電流源。在這一點(diǎn)上，圖5和8中的描述可以在此應(yīng)用。在圖9中布線902連接到晶體管901的源極或者漏極。參考標(biāo)號(hào)903表示電容器，904表示連接到電容器903的布線。在圖10中布線902連接到晶體管1001的源極或者漏極。電容器1003的一端連接到布線904和晶體管1001的柵極，電容器1003的另一端連接到布線1005。
下面描述提供電壓和電流的電路211。提供電壓和電流的電路211具有提供對(duì)應(yīng)于作為電流或電壓輸入的信號(hào)的電流以及提供預(yù)充電電壓的功能。預(yù)充電電壓對(duì)于由提供電壓和電流的電路211所提供的電流的快速寫入處于最佳水平。
提供電壓和電流的電路211可以采用各種結(jié)構(gòu)。其詳細(xì)內(nèi)容在日本專利申請(qǐng)No.2003-273765中公開，其內(nèi)容可以與本申請(qǐng)結(jié)合。
圖11中示出了其中的一例。在圖11中，向N-溝道型晶體管1101提供電流以控制晶體管5101的柵極電勢(shì)。即，晶體管5101的柵端連接到晶體管1101的柵端，并且晶體管5103的柵端連接到晶體管5105的柵端。此外，晶體管1101的源極或漏極與晶體管5101的源極或漏極通過布線5102相互連接。晶體管5103的源極或漏極與晶體管5105的源極或漏極通過布線5104相互連接。因此，對(duì)應(yīng)于提供給晶體管1101的電流的電流在晶體管5101、5103和5105中流動(dòng)。此處假設(shè)晶體管1101的溝道寬度W與溝道長(zhǎng)度L之比為W51/L51，晶體管5101的溝道寬度W與溝道長(zhǎng)度L之比為W52/L52，晶體管5103的溝道寬度W與溝道長(zhǎng)度L之比為W53/L53，晶體管5105的溝道寬度W與溝道長(zhǎng)度L之比為W54/L54，并且此外，滿足(W51/L51)＝(W52/L52)/ε以及(W53/L53)＝(W54/L54)/ζ。因此，晶體管5101和5103中流動(dòng)的電流是提供給晶體管1101的電流的ε倍。晶體管5105中流動(dòng)的電流是提供給晶體管5103的電流的ζ倍。
晶體管1101的柵極電勢(shì)通過放大器電路1201輸出到電壓輸出端214。然而，本發(fā)明并不僅限于此，在不需要阻抗變換的情況下可以不提供放大器電路1201。
優(yōu)選調(diào)整晶體管1101的比例W51/L51，晶體管5101的比例W52/L52，晶體管5103的比例W53/L53、晶體管5105的比例W54/L54，以及圖9中晶體管901的比例W21/L21，從而使得由提供電壓和電流的電路211的電壓輸出端214提供的信號(hào)電壓與提供電壓和電流的電路211的電流輸出端213提供信號(hào)電流后達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，即當(dāng)信號(hào)寫入完成時(shí)的信號(hào)電壓近似等電勢(shì)。即，優(yōu)選滿足(W21/L21)＝(W51/L51)×ε×ζ。因此，晶體管1101的柵極-源極電壓和晶體管901的柵極-源極電壓變得近似相等，這意味著從電壓輸出端214提供信號(hào)電壓通常對(duì)應(yīng)于預(yù)充電操作。這樣，在預(yù)充電之后當(dāng)從提供電壓和電流的電路211的電流輸出端213提供信號(hào)電流時(shí)，可以快速達(dá)到穩(wěn)態(tài)。
提供電壓和電流的電路211可以采用其它各種結(jié)構(gòu)。在日本專利申請(qǐng)No.2003-273765中描述了各種結(jié)構(gòu)，其在此引入作為參考。該參考文獻(xiàn)的內(nèi)容可以與本申請(qǐng)結(jié)合。
下面描述的是在提供電壓和電流的電路211和將被設(shè)置的電路221之間插入電流存儲(chǔ)電路231的情況，如圖2所示。
如圖2所示，信號(hào)電流從提供電壓和電流的電路211的電流輸出端213輸出，經(jīng)過開關(guān)203輸出到電流存儲(chǔ)電路231，從而執(zhí)行了電流設(shè)置并且電流值存儲(chǔ)在電流存儲(chǔ)電路231中。此時(shí)，信號(hào)電壓從提供電壓和電流的電路211的電壓輸出端214輸出到將被設(shè)置的電路221。即，在將被設(shè)置的電路221中進(jìn)行預(yù)充電。然后，信號(hào)電流從電流存儲(chǔ)電路231輸出到將被設(shè)置的電路221并且電流在其中設(shè)置。應(yīng)當(dāng)注意，從電流存儲(chǔ)電路231輸出到將被設(shè)置的電路221的電流與從提供電壓和電流的電路211的電流輸出端213輸出到電流存儲(chǔ)電路231的電流成比例。根據(jù)電流存儲(chǔ)電路231的結(jié)構(gòu)，上述的電流可以近似相等。
在圖1的情況中，必須是提供電壓和電流的電路211和電路221其中之一是抽取型并且另一個(gè)是漏型。在圖2的結(jié)構(gòu)中，除了考慮提供電壓和電流的電路211和將被設(shè)置的電路221的類型之外，也必須考慮電流存儲(chǔ)電路231的類型。
首先，考慮一種情況，其中在電流從提供電壓和電流的電路211的電流輸出端213輸入到電流存儲(chǔ)電路231的情況下和電流從電流存儲(chǔ)電路231輸出到將被設(shè)置的電路221的情況下，電流存儲(chǔ)電路231的類型是相同的。例如，在電流存儲(chǔ)電路231是漏型的情況下，提供電壓和電流的電路211和將被設(shè)置的電路221中的每一個(gè)都需要是抽取型的。相反，例如，在電流存儲(chǔ)電路231是抽取型的情況下，提供電壓和電流的電路211和將被設(shè)置的電路221中的每一個(gè)都需要是漏型的。即，提供電壓和電流的電路211和將被設(shè)置的電路221必須是相同類型的。
然后，假設(shè)在電流從提供電壓和電流的電路211的電流輸出端213輸入到電流存儲(chǔ)電路231的情況下和電流從電流存儲(chǔ)電路231輸出到將被設(shè)置的電路221的情況下，電流存儲(chǔ)電路231的類型是相反的。例如，在當(dāng)電流從提供電壓和電流的電路211輸入到電流存儲(chǔ)電路231時(shí)電流存儲(chǔ)電路231是漏型的，而當(dāng)電流從電流存儲(chǔ)電路231輸出到將被設(shè)置的電路221時(shí)電流存儲(chǔ)電路231是抽取型的情況下，提供電壓和電流的電路211需要是抽取型并且將被設(shè)置的電路221需要是漏型。相反，例如，在當(dāng)電流從提供電壓和電流的電路211輸入到電流存儲(chǔ)電路231時(shí)電流存儲(chǔ)電路231是抽取型的，而當(dāng)電流從電流存儲(chǔ)電路231輸出到將被設(shè)置的電路221時(shí)電流存儲(chǔ)電路231是漏型的情況下，提供電壓和電流的電路211需要是漏型并且將被設(shè)置的電路221需要是抽取型。即，提供電壓和電流的電路211和將被設(shè)置的電路221必須是相反類型的。
下面描述圖2中的提供電壓和電流的電路211。提供電壓和電流的電路211可以采用各種結(jié)構(gòu)。其詳細(xì)內(nèi)容在日本專利申請(qǐng)No.2003-273765中公開，其內(nèi)容可以與本申請(qǐng)結(jié)合。
圖12中示出了圖2中的提供電壓和電流的電路211的一個(gè)例子。在圖12中，從原始信號(hào)輸入端212向P-溝道晶體管1203提供電流以控制P-溝道晶體管1203和晶體管5201的柵極電勢(shì)。這樣，晶體管5201的柵極—源極電壓變化，因此提供給晶體管5201的電流變化。晶體管5201和晶體管1203通過布線5202相互連接。
從電流存儲(chǔ)電路231輸出的電流流入將被設(shè)置的電路221中的晶體管501。從電流存儲(chǔ)電路231輸出到將被設(shè)置的電路221的電流的大小是從提供電壓和電流的電路211向電流存儲(chǔ)電路231輸入的電流的κ倍。
晶體管5201的柵極電勢(shì)輸出到電壓輸出端214。注意，可以在原始信號(hào)輸入端212和電壓輸出端214之間設(shè)置諸如電壓跟隨器電路的放大器電路1201，而在不需要阻抗變換的情況下，也可以不提供放大器電路1201。
優(yōu)選調(diào)節(jié)晶體管5201的比例W81/L81以及晶體管501的比例W23/L23，以使從提供電壓和電流的電路211的電壓輸出端214提供的信號(hào)電壓與從電流存儲(chǔ)電路231向?qū)⒈辉O(shè)置的電路221提供信號(hào)電流后獲得穩(wěn)態(tài)時(shí)，即當(dāng)信號(hào)寫入完成時(shí)的信號(hào)電壓近似等電勢(shì)。即，優(yōu)選滿足(W23/L23)＝κ×(W82/L82)。由此，晶體管5201的柵極-源極電壓和晶體管501的柵極-源極電壓近似相等，這意味著從電壓輸出端214提供信號(hào)電壓通常對(duì)應(yīng)于預(yù)充電操作。這樣預(yù)充電之后當(dāng)從電流存儲(chǔ)電路231的電流輸出端233提供信號(hào)電流時(shí)，可以快速達(dá)到穩(wěn)態(tài)。
接下來，描述圖2中電流存儲(chǔ)電路231的結(jié)構(gòu)。電流存儲(chǔ)電路231具有從存儲(chǔ)電流輸入端232輸入電流并且從存儲(chǔ)電流輸出端233輸出對(duì)應(yīng)于該輸入電流的電流的功能。甚至在電流輸入完成后，對(duì)應(yīng)于該電流的信號(hào)被存儲(chǔ)，從而對(duì)應(yīng)于該輸入電流的電流能夠從存儲(chǔ)電流輸出端233被輸出。電流存儲(chǔ)電路231可以采用任何結(jié)構(gòu)，只要其具有前面提到的功能即可。
圖13中示出了抽取型的電流存儲(chǔ)電路231，圖14中示出了漏型的電流存儲(chǔ)電路231。參考標(biāo)號(hào)5501表示晶體管，5502表示電容器，5503～5505表示開關(guān)。
可以以適當(dāng)選擇抽取型或者漏型這種方式配置電流存儲(chǔ)電路231。
提供電壓和電流的電路211和電流存儲(chǔ)電路231可以采用各種結(jié)構(gòu)。其詳細(xì)內(nèi)容在日本專利申請(qǐng)No.2003-273765中公開，其內(nèi)容可以與本申請(qǐng)相結(jié)合。
在圖2中，信號(hào)電流通過電流輸出端213從提供電壓和電流的電路211提供給電流存儲(chǔ)電路231，然而，并不僅限于這種結(jié)構(gòu)，信號(hào)電壓和信號(hào)電流都可以如圖1所示那樣輸入到電流存儲(chǔ)電路231。
圖3輸出了信號(hào)電壓和信號(hào)電流被輸入給電流存儲(chǔ)電路231的情況。
如圖3所示，信號(hào)從原始信號(hào)輸入端242輸入到提供電壓和電流的電路241。對(duì)應(yīng)于該信號(hào)，信號(hào)電壓從提供電壓和電流的電路241的第二電壓輸出端343通過開關(guān)303輸出到電流存儲(chǔ)電路231，這即是預(yù)充電操作。接下來，信號(hào)電流從電流輸出端243輸出到電流存儲(chǔ)電路231，從而進(jìn)行電流設(shè)置并且在電流存儲(chǔ)電路231中存儲(chǔ)電流值。信號(hào)電壓從提供電壓和電流的電路241的電壓輸出端244輸出到將被設(shè)置的電路221。即，在將被設(shè)置的電路221中進(jìn)行預(yù)充電。然后，信號(hào)電流從電流存儲(chǔ)電路231輸出到將被設(shè)置的電路221并且在其中設(shè)置電流。注意，從電流存儲(chǔ)電路231輸出到將被設(shè)置的電路221的電流與從提供電壓和電流的電路241的電流輸出端243輸出到電流存儲(chǔ)電路231的電流成比例。根據(jù)電流存儲(chǔ)電路231的結(jié)構(gòu)，上面提到的電流可以近似相等。
根據(jù)電流存儲(chǔ)電路231和將被設(shè)置的電路221的各自的類型，即抽取型或漏型、構(gòu)成這些電路的晶體管的導(dǎo)電類型等，分別調(diào)整從提供電壓和電流的電路241的電壓輸出端244輸出的電壓和從該電路241的第二電壓輸出端343輸出的電壓是必須的。
即，設(shè)置從提供電壓和電流的電路241的電壓輸出端244輸出的電壓以便能夠?qū)⒈辉O(shè)置的電路221進(jìn)行預(yù)充電操作，而設(shè)置從提供電壓和電流的電路241的第二電壓輸出端343輸出的電壓以便能夠?qū)﹄娏鞔鎯?chǔ)電路231進(jìn)行預(yù)充電操作。
如上所述，通過調(diào)整提供給各晶體管的電流、晶體管的導(dǎo)電類型、晶體管的尺寸以及電流存儲(chǔ)電路231和將被設(shè)置的電路221的類型，即抽取型或者漏型，產(chǎn)生各個(gè)電壓。
其詳細(xì)內(nèi)容在日本專利申請(qǐng)No.2003-273765中公開，其內(nèi)容可以與本申請(qǐng)相結(jié)合。
上面描述的是圖2中的情況，其中電流存儲(chǔ)電路231置于提供電壓和電流的電路211和將被設(shè)置的電路221之間，因此在向?qū)⒈辉O(shè)置的電路221輸入電流之前信號(hào)電流被存儲(chǔ)?；蛘?，可以在提供電壓和電流的電路211和將被設(shè)置的電路221之間放置電壓存儲(chǔ)電路251。圖4中示出了一種結(jié)構(gòu)，其中是在圖2的結(jié)構(gòu)中附加提供了電壓存儲(chǔ)電路251。參考標(biāo)號(hào)204表示開關(guān)，252表示輸入端，以及253表示輸出端。
注意，本發(fā)明并不僅限于此，可以在圖3的結(jié)構(gòu)中附加提供電壓存儲(chǔ)電路251。此外，在圖3的結(jié)構(gòu)中可以將電壓存儲(chǔ)電路251放置在提供電壓和電流的電路241與電流存儲(chǔ)電路231之間。
電壓存儲(chǔ)電路251可以采用各種結(jié)構(gòu)。電壓存儲(chǔ)電路251具有被輸入電壓并且輸出對(duì)應(yīng)于該被輸入電壓的電壓的功能。甚至在電壓輸入完成后，對(duì)應(yīng)于該電壓的信號(hào)被存儲(chǔ)，由此可以輸出對(duì)應(yīng)于該輸入電壓的電壓。只要其具有前述的功能，任何結(jié)構(gòu)都可以應(yīng)用于電壓存儲(chǔ)電路251。圖15中示出了一個(gè)例子。其詳細(xì)內(nèi)容日本專利申請(qǐng)No.2003-273765中公開，其內(nèi)容可以與本申請(qǐng)結(jié)合。在圖15中，電容器1501作為存儲(chǔ)電壓的元件，并且提供了放大器電路1502。注意，放大器電路1502是用于輸出近似等于輸入電勢(shì)的電勢(shì)的電路，優(yōu)選為電壓跟隨器電路。然而，本發(fā)明并不僅限于此，任何電路都可以使用，只要其執(zhí)行阻抗變換即可。在不需要阻抗變換的情況下，可以不提供放大器電路1502。
上面描述的是用于提供視頻信號(hào)電壓和視頻信號(hào)電流的電路。下面，將這些提供視頻信號(hào)電壓和視頻信號(hào)電流的電路應(yīng)用到顯示器件。其結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)物如下所述。
圖16示出了應(yīng)用這些提供頻信號(hào)電壓和視頻信號(hào)電流的電路的顯示器件的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。多個(gè)象素5309aa和5309ab連接到信號(hào)線5302a。信號(hào)線5302a通過開關(guān)201連接到電壓存儲(chǔ)電路251，并通過開關(guān)202連接到電流存儲(chǔ)電路231。提供電壓和電流的電路211的電壓輸出端214通過開關(guān)204連接到電壓存儲(chǔ)電路251，并且該電路211的電流輸出端213連接到電流存儲(chǔ)電路231。信號(hào)從提供電壓和電流的電路211的原始信號(hào)輸入端212輸入。
圖16中的結(jié)構(gòu)采用了圖4中的結(jié)構(gòu)。即，圖4中的提供電壓和電流的電路211對(duì)應(yīng)于圖16中的提供電壓和電流的電路211，圖4中的電流存儲(chǔ)電路231對(duì)應(yīng)于圖16中的電流存儲(chǔ)電路231，圖4中的電壓存儲(chǔ)電路251對(duì)應(yīng)于圖16中的電壓存儲(chǔ)電路251，并且將被設(shè)置的電路221對(duì)應(yīng)于圖16中的象素5309aa和5309ab。
下面描述圖16中的顯示器件的操作方法。如圖17所示，信號(hào)從原始信號(hào)輸入端212輸入并且電流從電流輸出端213提供到電流存儲(chǔ)電路231。此時(shí)，視頻信號(hào)電壓通過電壓存儲(chǔ)電路251提供給信號(hào)線5302a以及象素5309aa～5309ab。該視頻信號(hào)電壓是預(yù)充電電壓。
然后，停止從提供電壓和電流的電路211提供信號(hào)并且開始從電流存儲(chǔ)電路231向信號(hào)線5302a提供視頻信號(hào)電流，同時(shí)從電壓存儲(chǔ)電路251向信號(hào)線5302a提供視頻信號(hào)電壓。然后，當(dāng)向信號(hào)線5302a提供視頻信號(hào)電流時(shí)停止從電壓存儲(chǔ)電路251提供視頻信號(hào)電壓，如圖19中所示。通過前面的操作，提供了視頻信號(hào)電壓，并且隨后向象素提供了視頻信號(hào)電流。由此，可以快速達(dá)到穩(wěn)態(tài)，因而可以減少晶體管的變化的影響。
在圖16～19中，布線1601和1602控制向信號(hào)線5302a提供視頻信號(hào)電壓的時(shí)序，然而本發(fā)明并不僅限于此。例如，在圖20所示的結(jié)構(gòu)中，可以像圖21所示的那樣提供視頻信號(hào)電壓，并且之后可以像圖22所示的那樣提供視頻信號(hào)電流。由此，可以減少布線的數(shù)量。在這種情況下，由于不要求電壓存儲(chǔ)電路251存儲(chǔ)信號(hào)電壓，因此電壓存儲(chǔ)電路251只需要具有提供足夠大的信號(hào)的功能，即變換阻抗的功能。在從提供電壓和電流的電路211提供足夠的視頻信號(hào)電壓的情況下，不需要提供電壓存儲(chǔ)電路251，如圖23所示。在這種情況下，采用圖2中的結(jié)構(gòu)。注意在圖20中參考標(biāo)號(hào)2001表示布線。
圖24中所示的結(jié)構(gòu)采用了圖1中的結(jié)構(gòu)。使用從提供電壓和電流的電路211提供的視頻信號(hào)電壓進(jìn)行預(yù)充電，并且之后提供視頻信號(hào)電流。在圖24中參考標(biāo)號(hào)2401表示布線。
圖25中的結(jié)構(gòu)采用了圖3中的結(jié)構(gòu)。在圖25的結(jié)構(gòu)中，甚至對(duì)于從提供電壓和電流的電路241向電流存儲(chǔ)電路231提供電流，也使用從第二電壓輸出端343提供的視頻信號(hào)電壓進(jìn)行預(yù)充電。注意，可以如圖20和23所示的那樣，可以減少布線的數(shù)量以及可以不提供電壓存儲(chǔ)電路251。
下面描述圖16、20等中的電流存儲(chǔ)電路231的結(jié)構(gòu)實(shí)例，其與圖13和14中所示的電流存儲(chǔ)電路231具有相同的結(jié)構(gòu)。圖26是圖16和20中的電流源電路的視圖。如圖26所示，電流源電路5307至少包括電流輸入端2602、時(shí)序控制端2603以及電流輸出端2601。此處，開關(guān)5305連接到電流輸出端2601。
圖27詳細(xì)示出了圖26中的結(jié)構(gòu)實(shí)例。通過接通開關(guān)2703和2704同時(shí)關(guān)斷開關(guān)2705，電流通過電流輸入端2602輸入到電流源晶體管2701和存儲(chǔ)電容器2702。電流輸入完成后，即達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，在存儲(chǔ)電容器2702中存儲(chǔ)了適當(dāng)?shù)碾妷?，從而可以減小電流源晶體管的電流特性變化的影響。隨后，開關(guān)2703和2704關(guān)斷且開關(guān)2705接通，從而通過電流輸出端2601輸出電流。
注意，在圖27中，通過電流輸入端2602輸入到電流源電路5307的視頻電流信號(hào)以及通過電流輸出端2601從電流源電路5307輸出的視頻電流信號(hào)可以近似相等。這取決于電路結(jié)構(gòu)。即，用于通過電流輸入端2602輸入電流的晶體管和用于通過電流輸出端2601輸出電流的晶體管是相同的，因此這兩個(gè)電流近似相等。
因此，通過采用圖28所示的結(jié)構(gòu)，其中包括電流源晶體管2801和鏡像晶體管2806，它們的溝道寬度W與溝道長(zhǎng)度L的比值互不相同，則這兩個(gè)電流互不相同。在這種情況下，通過電流輸入端2602輸入到電流源電路5307的視頻電流信號(hào)以及通過電流輸出端2601從電流源電路5307輸出的視頻電流信號(hào)相互成比例。在圖28中，參考標(biāo)號(hào)2802表示電容器，2803和2804表示開關(guān)。
在圖29所示的結(jié)構(gòu)中，開關(guān)2907能夠控制電流源晶體管2901和多晶體管2906的工作以便作為多柵晶體管工作?；陂_關(guān)2907的ON/OFF的定時(shí)，通過電流輸入端2602輸入到電流源電路5307的視頻電流信號(hào)以及通過電流輸出端2601從電流源電路5307輸出的視頻電流信號(hào)成比例或者近似相等。注意，在圖29中參考標(biāo)記2902表示電容器，2903～2905表示開關(guān)。
在日本專利申請(qǐng)No.2002-380252和日本專利申請(qǐng)No.2003-055018中描述了如圖29所示的電流源電路的操作，其在此引入作為參考。該參考文獻(xiàn)的內(nèi)容可以與本申請(qǐng)結(jié)合。
在圖27～29中經(jīng)過電流輸入端2602的電流和經(jīng)過電流輸出端2601的電流都流向電流源電路，然而本發(fā)明并不僅限于此。經(jīng)過電流輸入端2602的電流和經(jīng)過電流輸出端2601的電流可以以彼此相反的方向流動(dòng)。
在圖27～29中，電流源晶體管的導(dǎo)電類型是N-溝道型；然而本發(fā)明并不僅限于此。例如，圖30所示的結(jié)構(gòu)包括P-溝道型的電流源晶體管并采用了圖27的結(jié)構(gòu)。在圖28和29的結(jié)構(gòu)中，也可以基于相同的原理也可以改變電流源晶體管的導(dǎo)電類型。
在圖27～30中，電流流向電流源電路；然而，本發(fā)明并不僅限于此。即使在電流方向發(fā)生改變的情況下，也能夠容易地修改電流源電路。例如，即使在電流方向改變的情況下，通過將電流源晶體管的導(dǎo)電類型改變成相反的導(dǎo)電類型就不需要改變電路中的連接。在圖30中，參考標(biāo)號(hào)3001表示晶體管，3002表示電容器，3003～3005表示開關(guān)。
前面描述了各種結(jié)構(gòu)的電流源電路，但是本發(fā)明并不僅限于此。關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)、電流源晶體管的數(shù)量、其導(dǎo)電類型和布置，電流的方向等，可以采用通過組合各部件或各部件的原理獲得的其它結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)而言之，只要其能用作電流源電路，任何結(jié)構(gòu)都可以采用。
此外，可以容易地修改各部分的開關(guān)的布置或數(shù)量，或者與其對(duì)應(yīng)的連接。開關(guān)的布置和數(shù)量并不是唯一限定的，只要這些開關(guān)能正常工作即可。例如，可以將多個(gè)開關(guān)集成為一個(gè)，或者通過改變連接來增加或減少開關(guān)的數(shù)量。
在專利申請(qǐng)No.WO03/038793、WO03/038794、WO03/038795、WO03/038796以及WO03/038797的PCT國(guó)際公布中描述了電流源電路的結(jié)構(gòu)，它們?cè)诖艘胱鳛閰⒖肌＿@些參考文獻(xiàn)的內(nèi)容可以應(yīng)用到本發(fā)明或者與本發(fā)明相結(jié)合。
在實(shí)施方式1中，描述的是電路連接到一條信號(hào)線的情況，即一列的情況。在布置多列的情況下，象素以二維的方式排列并且也提供多個(gè)提供電壓和電流的電路211。
在提供多個(gè)提供電壓和電流的電路211的情況下，必須向每個(gè)提供電壓和電流的電路211的原始信號(hào)輸入端212提供信號(hào)。下面描述用于控制向每個(gè)提供電壓和電流的電路211的原始信號(hào)輸入端212提供信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器電路。
圖31示出了最標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)器電路。為了簡(jiǎn)單起見，此處描述提供了三列的提供電壓和電流的電路的情況。提供電壓和電流的電路211a～211c分別通過開關(guān)3101a～3101c連接到原始信號(hào)供給線3104。驅(qū)動(dòng)器電路3103順序選擇開關(guān)3101a～3101c。相應(yīng)地，由原始信號(hào)電流源電路3102提供的視頻信號(hào)被順序提供給提供電壓和電流的電路211a～211c。
然而，在這種情況下，在選擇開關(guān)并且將視頻信號(hào)從原始信號(hào)電流源電路3102提供給一個(gè)提供電壓和電流的電路之后，接著將視頻信號(hào)提供給另一個(gè)提供電壓和電流的電路?？紤]到這一點(diǎn)，甚至在停止向原始信號(hào)輸入端212a～212c提供每一個(gè)信號(hào)之后，也要求提供電壓和電流的電路211a～211c持續(xù)從電流輸出端213a～213c和電壓輸出端214a～214c分別提供視頻信號(hào)電流和視頻信號(hào)電壓。為此，提供電壓和電流的電路211a～211c中的每個(gè)都需要有存儲(chǔ)信號(hào)的功能。
示出了具有存儲(chǔ)信號(hào)功能的提供電壓和電流的電路的例子。圖32示出了一種結(jié)構(gòu)，其中在圖12的提供電壓和電流的電路中附加提供了信號(hào)存儲(chǔ)功能。在圖32中，附加提供了電容器3202，并且開關(guān)3201防止電容器3202中保持的信號(hào)漏失。
相似地，圖33～39示出的結(jié)構(gòu)，其中在提供電壓和電流的電路中附加提供信號(hào)存儲(chǔ)功能。在圖33中，參考標(biāo)號(hào)5601表示晶體管。在圖35中，參考標(biāo)號(hào)5701表示晶體管，該晶體管5701通過布線5102連接到晶體管5101。在圖36中，參考標(biāo)號(hào)701和702表示晶體管，703表示連接到晶體管702的布線，1201a和1201b表示放大器電路，3601表示開關(guān)。在圖37中，參考標(biāo)號(hào)3701表示開關(guān)，3702表示電容器，5803、5806、5808和5809表示晶體管，5804和5807表示布線。在圖38中，參考標(biāo)號(hào)3801表示開關(guān)，3802表示電容器，5901、5903和5905表示晶體管，5902和5904表示布線。在圖39中，參考標(biāo)記3901表示開關(guān)，3902表示電容器。
配置提供電壓和電流的電路，以便放置保持存儲(chǔ)狀態(tài)的開關(guān)或例如電容器的存儲(chǔ)裝置，從而分別從電流輸出端213和電壓輸出端214持續(xù)提供視頻信號(hào)電流和視頻信號(hào)電壓。
注意，可以使用晶體管的柵電容代替電容器等。
至于具有存儲(chǔ)信號(hào)功能的提供電壓和電流的電路，在從原始信號(hào)輸入端輸入信號(hào)期間不需要從電流輸出端和電壓輸出端輸出信號(hào)的情況下，可以采用其它結(jié)構(gòu)。圖40示出了其一實(shí)例。當(dāng)信號(hào)從原始信號(hào)輸入端212輸入時(shí)，開關(guān)4001和4003接通而開關(guān)4002關(guān)斷。然后，信號(hào)在電容器4004中保持。當(dāng)電流從電流輸出端213輸出時(shí)，開關(guān)4001和4003關(guān)斷而開關(guān)4002接通。
用于通過原始信號(hào)輸入端212輸入信號(hào)的晶體管5201和用于通過電流輸出端213輸出該信號(hào)的晶體管是相同的，因此，在這種方式中這兩個(gè)電流近似相等。由此，消除了晶體管的特性變化的影響。
關(guān)于不具有信號(hào)存儲(chǔ)功能的提供電壓和電流的電路，可以采用圖41中所示的結(jié)構(gòu)。即，在提供電壓和電流的電路輸出信號(hào)期間，需要通過具有信號(hào)存儲(chǔ)電路的電路持續(xù)進(jìn)行信號(hào)輸入。因此，在信號(hào)從原始信號(hào)電流源電路3102順序提供給電流源電路4131a～4131c期間，預(yù)先提供和存儲(chǔ)的信號(hào)被持續(xù)提供給提供電壓和電流的電路211a～211c。
注意，驅(qū)動(dòng)器電路的結(jié)構(gòu)并不僅限于圖31中所示的那種。例如，如圖42所示，可以有多個(gè)原始信號(hào)電流源3102a和3102b連接到原始信號(hào)供給線3104a和3104b，并且信號(hào)可以分別通過開關(guān)3101aa、3101ab、和3101ba輸入到多列的提供電壓和電流的電路211a～211c。
或者，如圖43所示，可以有多個(gè)原始信號(hào)電流源3102c和3102d連接到原始信號(hào)供給線3104c和3104d，來自開關(guān)3101da的電流和來自開關(guān)3101db的電流加起來而獲得的電流可以輸入到提供電壓和電流的電路214a，來自開關(guān)3101ea的電流和來自開關(guān)3101eb的電流加起來而獲得的電流可以輸入到提供電壓和電流的電路214b。
或者，如圖44所示，具有原始信號(hào)輸入端212z的提供電壓和電流的電路211z可以用作原始信號(hào)電流源電路以便向提供電壓和電流的電路211a～211c輸入信號(hào)。在這種情況下，提供電壓和電流的電路211z首先從電流輸出端213z輸出預(yù)充電電壓，然后輸出信號(hào)電流。因此，可以快速完成信號(hào)寫入。參考標(biāo)號(hào)4401和4402表示開關(guān)。
圖45示出了結(jié)合圖31和16的結(jié)構(gòu)的例子。參考標(biāo)號(hào)201a、201b、202a和202b表示開關(guān)，5309aa、5309ab、5309ba和5309bb表示象素。此外，5302a和5302b表示信號(hào)線，251a和251b表示電壓存儲(chǔ)電路，231a和231b表示電流存儲(chǔ)電路。
圖46～49示出了使用晶體管解釋的例子。圖46～49中分別示出了用于一列的電路圖。
在圖46中，近似等于從原始信號(hào)電流源電路3102提供的視頻信號(hào)電流的電流輸入到象素中的晶體管4601a和4601b。因此，優(yōu)選晶體管4605的W/L以及晶體管4601a和4601b中每一個(gè)的W/L彼此近似相等。因此，可以從電壓跟隨器電路4606向象素提供最佳預(yù)充電電壓。參考標(biāo)號(hào)4602和4604表示布線，4603表示晶體管，4607表示放大器電路，4608和4609表示開關(guān)。
圖47對(duì)應(yīng)于沒有電壓跟隨器電路4606的圖46中的電路。即，圖47是圖20的電路圖。
在圖48中，圖16中的電流存儲(chǔ)電路231是電流鏡像型。因此，從原始信號(hào)電流源電路3102提供的視頻信號(hào)電流和輸入到象素中晶體管4601a和4601b中的信號(hào)電流不必彼此相等。此處假設(shè)晶體管4803的W/L是晶體管4804的W/L的A倍，優(yōu)選將晶體管4605的W/L設(shè)計(jì)為是晶體管4601a和4601b的每一個(gè)W/L的A倍。因此，可以從電壓跟隨器電路4606向象素提供最佳預(yù)充電電壓。
在圖49中，圖45中的提供電壓和電流的電路211a和211b的各電流源部分是電流鏡像型。因此，從原始信號(hào)電流源電路3102提供的視頻信號(hào)電流和輸入到象素中的晶體管4601a和4601b的信號(hào)電流不必彼此相等。注意，近似等于從晶體管4904輸出的信號(hào)電流的電流被輸入到象素中的晶體管4601a和4601b。因此，優(yōu)選設(shè)計(jì)晶體管4904的W/L近似等于晶體管4601a和4601b的每一個(gè)的W/L。因此，可以從電壓跟隨器電路4606向象素輸出最佳預(yù)充電電壓。
電路結(jié)構(gòu)并不僅限于此；可以采用結(jié)合各個(gè)電路的各種結(jié)構(gòu)。
應(yīng)當(dāng)注意，象素結(jié)構(gòu)可以采用任何結(jié)構(gòu)，只要其是電流輸入型即可。此外，象素中布置的負(fù)載不限于EL元件。例如，可以在象素中布置作為負(fù)載的元件，諸如電阻器、晶體管、EL元件、其它發(fā)光元件，包含有晶體管、電容器和開關(guān)的電流源電路，連接到任何電路的布線、信號(hào)線、信號(hào)線和連接到該信號(hào)線的象素。該象素可以包括EL元件、用于FED的元件或者使用電流工作的其它元件。
在前面提到的各種結(jié)構(gòu)中，每個(gè)開關(guān)的布置不限于前述的布置。只要該開關(guān)正常工作，可以采用任何布置。
只要該開關(guān)能夠控制電流，可以使用任何開關(guān)，例如電開關(guān)或機(jī)械開關(guān)。它可以是晶體管、二極管或者利用它們構(gòu)成的邏輯電路。因此，在使用晶體管作為開關(guān)的情況下，由于其只是作為開關(guān)工作，所以其極性(導(dǎo)電類型)并不被唯一限定。但是，當(dāng)希望關(guān)斷電流小時(shí)，優(yōu)選使用具有小關(guān)斷電流的極性的晶體管。例如，具有LDD區(qū)域的晶體管具有小關(guān)斷電流。當(dāng)作為開關(guān)的晶體管的源端的工作電勢(shì)更接近低電勢(shì)側(cè)的電源(Vss，Vgnd，0V等)時(shí)，理想的是使用N-溝道型晶體管，當(dāng)該源端的工作電勢(shì)更接近高電勢(shì)側(cè)的電源(Vdd等)時(shí)，理想的是使用P-溝道型晶體管。由于該晶體管的柵極-源極電壓的絕對(duì)值可以增加，這可以使開關(guān)有效地工作?；蛘撸梢酝ㄟ^使用N-溝道型和P-溝道型晶體管而采用CMOS型開關(guān)。
使用本發(fā)明的各電子設(shè)備包括攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、護(hù)目鏡式顯示器(頭戴式顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、聲音再現(xiàn)設(shè)備(汽車音頻設(shè)備和音響)，膝上型計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息終端(移動(dòng)計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、便攜式游戲機(jī)、電子本等)、包括記錄介質(zhì)的圖象再現(xiàn)設(shè)備(更具體地，能夠再現(xiàn)例如數(shù)字多用光盤(DVD)的記錄介質(zhì)并且顯示再現(xiàn)圖象的設(shè)備)，等等。這些電子設(shè)備的具體例子在圖50A～50H中示出。
圖50A示出了發(fā)光設(shè)備，其包括外殼13001、支撐底座13002、顯示部分13003、揚(yáng)聲器部分13004、視頻輸入端13005等。本發(fā)明可以應(yīng)用到配置該顯示部分13003的電子電路中。使用本發(fā)明完成圖50A中所示的發(fā)光器件。由于該發(fā)光設(shè)備是自發(fā)光型，其不需要背光；因此可以獲得比液晶顯示器的顯示部分更薄的顯示部分。注意，該發(fā)光設(shè)備包括所有用于個(gè)人計(jì)算機(jī)的、用于電視廣播接收機(jī)的、用于廣告顯示器等的信息顯示設(shè)備。
圖50B示出了數(shù)碼相機(jī)，其包括主體13101、顯示部分13102、圖象接收部分13103、操作鍵13104，外部連接端口13105、快門13106等。本發(fā)明可以應(yīng)用于配置顯示部分13102的電子電路。使用本發(fā)明完成圖50B所示的數(shù)碼相機(jī)。
圖50C示出了筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)，其包括主體13201、外殼13202、顯示部分13203、鍵盤13204、外部連接端口13205、指針鼠標(biāo)13206等。本發(fā)明可以應(yīng)用于配置顯示部分13203的電子電路。使用本發(fā)明完成圖50C中所示的膝上型計(jì)算機(jī)。
圖50D示出了移動(dòng)計(jì)算機(jī)，其包括主體13301、顯示部分13302、開關(guān)13303、操作鍵133304、紅外端口13305等。本發(fā)明可以應(yīng)用于配置顯示部分13302的電子電路。使用本發(fā)明完成圖50D中所示的移動(dòng)計(jì)算機(jī)。
圖50E示出了配有記錄介質(zhì)的便攜式圖象再現(xiàn)設(shè)備(具體地，DVD再現(xiàn)設(shè)備)，其包括主體13401、外殼13402、顯示部分A13403、顯示部分B13404、記錄介質(zhì)(例如DVD)讀取部分13405、操作鍵13406、揚(yáng)聲器部分13407等。顯示部分A13403主要顯示圖象數(shù)據(jù)，而顯示部分B13404主要顯示字符數(shù)據(jù)。本發(fā)明可以應(yīng)用于配置顯示部分A13403和B13404的電子電路。注意家庭游戲機(jī)等也包括在配有記錄介質(zhì)的圖象再現(xiàn)設(shè)備中。使用本發(fā)明完成圖50E中所示的DVD再現(xiàn)設(shè)備。
圖50F示出了護(hù)目鏡式顯示器(頭戴式顯示器)，其包括主體13501、顯示部分13502、支架部分13503等。本發(fā)明可以應(yīng)用于配置顯示部分13502的電子電路。使用本發(fā)明完成圖50F中所示的護(hù)目鏡式顯示器。
圖50G示出了攝像機(jī)，其包括主體13601、顯示部分13602、外殼13603、外部連接端口13604、遠(yuǎn)程控制接收部分13605、圖象接收部分13606、電池13607、音頻輸入部分13608、操作鍵13609、目鏡部分13610等。本發(fā)明可以應(yīng)用于配置顯示部分13602的電子電路。使用本發(fā)明完成圖50G中所示的攝像機(jī)。
圖50H示出了移動(dòng)電話，其包括主體13701、外殼13702、顯示部分13703、音頻輸入部分13704、音頻輸出部分13705、操作鍵13706、外部連接端口13707、天線13708等。本發(fā)明可以應(yīng)用于配置顯示部分13703的電子電路。注意，在顯示部分13703中通過在黑色背景上顯示白色字符，可以減少移動(dòng)電話的電流損耗。使用本發(fā)明完成圖50H中所示的移動(dòng)電話。
當(dāng)在未來提高了發(fā)光材料的亮度時(shí)，發(fā)光器件將可以應(yīng)用到前端投射式或者后面投射式投影機(jī)，這種投影機(jī)通過透鏡等放大和投射含有圖象數(shù)據(jù)的輸出光。
上述電子設(shè)備更可能用于顯示通過通訊路徑，例如Internet和CATV(有線電視)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。尤其是，更頻繁地顯示移動(dòng)圖象數(shù)據(jù)。由于發(fā)光材料的響應(yīng)速度很高，發(fā)光設(shè)備優(yōu)選用于移動(dòng)圖象顯示。
由于發(fā)光器件在發(fā)光部分中消耗電能，理想的數(shù)據(jù)顯示是使得發(fā)光部分盡可能小。因此，在發(fā)光器件用于主要顯示字符數(shù)據(jù)的便攜式信息終端的顯示部分，尤其是移動(dòng)電話、聲音再現(xiàn)設(shè)備等的顯示部分時(shí)，優(yōu)選在無發(fā)光部分作為背景的發(fā)光部分顯示字符數(shù)據(jù)。
如上所述，本發(fā)明的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，其可以應(yīng)用于所有領(lǐng)域中的電子裝置。本實(shí)施方式中的電子裝置可以采用實(shí)施方式1和2中所示的任何結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
本發(fā)明基于2003年8月15日在日本專利局提出的序列號(hào)為no.2003-294023的日本專利申請(qǐng)，其內(nèi)容在此引入作為參考。
雖然已經(jīng)通過實(shí)施方式并參照附圖充分描述了本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員各種改變和修改是顯而易見的。因此，除非這種改變和修改脫離權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍，否則其將被認(rèn)為是包含在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括提供電壓和電流的電路；電流存儲(chǔ)電路；以及象素，其中提供電壓和電流的電路向電流存儲(chǔ)電路提供電流，其中提供電壓和電流的電路向象素提供電壓，并且其中電流存儲(chǔ)電路向象素提供電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中提供電壓和電流的電路通過電壓存儲(chǔ)電路向象素提供電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中從提供電壓和電流的電路向象素提供的電壓是對(duì)該象素的預(yù)充電電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中該半導(dǎo)體器件被引入到從由顯示設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式圖象再現(xiàn)設(shè)備、護(hù)目鏡式顯示器、攝像機(jī)和移動(dòng)電話構(gòu)成的組中選出的電子設(shè)備中。
5.一種半導(dǎo)體器件，包括提供電壓和電流的電路；電流存儲(chǔ)電路；以及象素，其中提供電壓和電流的電路具有向電流存儲(chǔ)電路提供電流的裝置和向象素提供電壓的裝置，并且其中電流存儲(chǔ)電路具有向象素提供電流的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件，其中提供電壓和電流的電路通過電壓存儲(chǔ)電路向象素提供電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件，其中從提供電壓和電流的電路向象素提供的電壓是對(duì)該象素的預(yù)充電電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件，其中該半導(dǎo)體器件被引入到從由顯示設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式圖象再現(xiàn)設(shè)備、護(hù)目鏡式顯示器、攝像機(jī)和移動(dòng)電話構(gòu)成的組中選出的電子設(shè)備中。
全文摘要
提供了一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件具有向包含EL元件的象素提供電流的晶體管，即使在小信號(hào)電流時(shí)該晶體管也能夠不受變化的影響提供精確的電流。為象素提供電流而預(yù)先提供預(yù)充電電壓，隨后快速完成信號(hào)寫入。預(yù)充電電壓從提供電壓和電流的電路輸出，該提供電壓和電流的電路向電流源電路提供電流，該電流源電路用于向象素提供電流。用于向電流源電路提供電流的晶體管的柵極電壓作為預(yù)充電電壓被提供給象素。在象素中的晶體管的W/L與在提供電壓和電流的電路中的用于提供電流的晶體管的W/L彼此近似相等的情況下，可以提供最佳預(yù)充電電壓。
文檔編號(hào)G09G3/32GK1581273SQ200410057760
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月15日
發(fā)明者木村肇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所