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半導(dǎo)體裝置和具有其的電子設(shè)備的制作方法

文檔序號:2654368閱讀:236來源:國知局
專利名稱:半導(dǎo)體裝置和具有其的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置和半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動方法。此外,本發(fā)明涉及一種具有半導(dǎo)體裝置的顯示裝置,具體而言,涉及一種具有半導(dǎo)體裝置的液晶顯示裝置和具有該液晶顯示裝置的電子設(shè)備。
背景技術(shù)
近年來,順應(yīng)諸如液晶電視的大型顯示裝置的發(fā)展,已經(jīng)積極開發(fā)了諸如液晶顯示裝置和發(fā)光裝置的顯示裝置。具體而言,已經(jīng)積極開發(fā)出這樣的技術(shù),其中,利用在絕緣體上由單晶半導(dǎo)體形成的晶體管在同一基板上形成像素電路和包括移位寄存器電路等的驅(qū)動電路(以下稱為內(nèi)電路),這對降低功耗和成本有很大貢獻(xiàn)。通過FPC等將形成于絕緣體上的內(nèi)電路連接到設(shè)置于絕緣體之外的控制器IC等(以下稱為外電路)并控制內(nèi)電路的運(yùn)行。
作為形成于絕緣體上的內(nèi)電路,已經(jīng)發(fā)明了多種電平移動器(參見參考文獻(xiàn)1日本公開專利申請No.2001-257581和參考文獻(xiàn)2日本公開專利申請No.2002-118458)。

發(fā)明內(nèi)容
參考文獻(xiàn)1和2中所述的每種電平移動器都不能同時移動正和負(fù)電源側(cè)上的輸入信號的電平。亦即,在移動負(fù)和正電源側(cè)上的輸入信號的電平的情況下,需要用于移動負(fù)電源側(cè)上的輸入信號的電平的電平移動器和用于移動正電源側(cè)上的輸入信號的電平的電平移動器。
有鑒于該問題,本發(fā)明的目的在于提供一種能夠同時移動負(fù)電源側(cè)和正電源側(cè)上的輸入信號的電平的電平移動器,均具有這種電平移動器的半導(dǎo)體裝置和諸如液晶顯示裝置的顯示裝置以及具有這種顯示裝置的電子設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一個特征,包括第一電容器、第二電容器、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管和第四晶體管,且所述第一電容器的第一電極電連接到第三線路,所述第二電容器的第一電極電連接到第四線路,所述第一晶體管的柵極電連接到所述第一電容器的第二電極,所述第一晶體管的第一端子電連接到第二線路,所述第一晶體管的第二端子電連接到所述第二電容器的第二電極,所述第二晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的第二電極,所述第二晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第二晶體管的第二端子電連接到所述第一電容器的所述第二電極,所述第三晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的所述第二電極,所述第三晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第三晶體管的第二端子電連接到第五線路,所述第四晶體管的柵極和第一端子電連接到第一線路,且所述第四晶體管的第二端子電連接到所述第五線路。
注意,所述第一到第四晶體管可以為相同導(dǎo)電類型的晶體管。在所述第一到第四晶體管為P溝道晶體管的情況下,所述第一線路的電勢可以高于所述第二線路的電勢。在所述第一到第四晶體管為N溝道晶體管的情況下,所述第一線路的電勢可以低于所述第二線路的電勢。
根據(jù)本發(fā)明的一個特征,包括第一電容器、第二電容器、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管和第六晶體管,且所述第一電容器的第一電極電連接到第三線路,所述第二電容器的第一電極電連接到第四線路,所述第一晶體管的柵極電連接到所述第一電容器的第二電極,所述第一晶體管的第一端子電連接到第二線路,所述第一晶體管的第二端子電連接到所述第二電容器的第二電極,第二晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的第二電極,所述第二晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第二晶體管的第二端子電連接到所述第一電容器的第二電極,所述第三晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的第二電極,所述第三晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第三晶體管的第二端子電連接到第五線路,所述第四晶體管的柵極和第一端子電連接到第一線路,所述第四晶體管的第二端子電連接到所述第五線路,所述第五晶體管的柵極電連接到所述第一電容器的第二電極,所述第五晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第五晶體管的第二端子電連接到第六線路,所述第六晶體管的柵極和第一端子電連接到所述第一線路,且所述第六晶體管的第二端子電連接到所述第六線路。
注意,所述第一到第六晶體管可以為相同導(dǎo)電類型的晶體管。在所述第一到第六晶體管為P溝道晶體管的情況下,所述第一線路的電勢可以高于所述第二線路的電勢。在所述第一到第六晶體管為N溝道晶體管的情況下,所述第一線路的電勢可以低于所述第二線路的電勢。
根據(jù)本發(fā)明的一個特征,包括第一電容器、第二電容器、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管和第六晶體管,且所述第一電容器的第一電極電連接到第三線路,所述第二電容器的第一電極電連接到第四線路,所述第一晶體管的柵極電連接到所述第一電容器的第二電極,所述第一晶體管的第一端子電連接到第二線路,所述第一晶體管的第二端子電連接到所述第二電容器的第二電極,所述第二晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的第二電極,所述第二晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第二晶體管的第二端子電連接到所述第一電容器的所述第二電極,所述第三晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的第二電極,所述第三晶體管的第一端子電連接到所屬第二線路,所述第四晶體管的柵極和第一端子電連接到第一線路,所述第四晶體管的第二端子電連接到所述第三晶體管的第二端子,所述第五晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的第二電極,所述第五晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第五晶體管的第二端子電連接到第五線路,所述第六晶體管的柵極電連接到所述第三晶體管的第二端子和所述第四晶體管的第二端子,所述第六晶體管的第一端子電連接到所述第一線路,且所述第六晶體管的第二端子電連接到所述第五線路。
注意,所述第一到第六晶體管可以為相同導(dǎo)電類型的晶體管。在所述第一到第六晶體管為P溝道晶體管的情況下,所述第一線路的電勢可以高于所述第二線路的電勢。在所述第一到第六晶體管為N溝道晶體管的情況下,所述第一線路的電勢可以低于所述第二線路的電勢。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的一個特征,包括像素,該像素包括液晶元件和驅(qū)動電路,驅(qū)動電路包括第一電容器、第二電容器、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管和第四晶體管,且所述第一電容器的第一電極電連接到第三線路,所述第二電容器的第一電極電連接到第四線路,所述第一晶體管的柵極電連接到所述第一電容器的第二電極,所述第一晶體管的第一端子電連接到第二線路,所述第一晶體管的第二端子電連接到所述第二電容器的第二電極,所述第二晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的第二電極,所述第二晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第二晶體管的第二端子電連接到所述第一電容器的第二電極,所述第三晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的第二電極,所述第三晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第三晶體管的第二端子電連接到第五線路,所述第四晶體管的柵極和第一端子電連接到第一線路,且所述第四晶體管的第二端子電連接到所述第五線路。
注意,所述第一到第四晶體管可以為相同導(dǎo)電類型的晶體管。在所述第一到第四晶體管為P溝道晶體管的情況下,所述第一線路的電勢可以高于所述第二線路的電勢。在所述第一到第四晶體管為N溝道晶體管的情況下,所述第一線路的電勢可以低于所述第二線路的電勢。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的一個特征,包括像素,該像素包括液晶元件和驅(qū)動電路,驅(qū)動電路包括第一電容器、第二電容器、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管和第六晶體管,且所述第一電容器的第一電極電連接到第三線路,所述第二電容器的第一電極電連接到第四線路,所述第一晶體管的柵極電連接到所述第一電容器的第二電極,所述第一晶體管的第一端子電連接到第二線路,所述第一晶體管的第二端子電連接到所述第二電容器的第二電極,所述第二晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的第二電極,所述第二晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第二晶體管的第二端子電連接到所述第一電容器的第二電極,所述第三晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的所述第二電極,所述第三晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第三晶體管的第二端子電連接到第五線路,所述第四晶體管的柵極和第一端子電連接到第一線路,所述第四晶體管的第二端子電連接到所述第五線路,所述第五晶體管的柵極電連接到所述第一電容器的所述第二電極,所述第五晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第五晶體管的第二端子電連接到第六線路,所述第六晶體管的柵極和第一端子電連接到所述第一線路,且所述第六晶體管的第二端子電連接到所述第六線路。
注意,所述第一到第六晶體管可以為相同導(dǎo)電類型的晶體管。在所述第一到第六晶體管為P溝道晶體管的情況下,所述第一線路的電勢可以高于所述第二線路的電勢。在所述第一到第六晶體管為N溝道晶體管的情況下,所述第一線路的電勢可以低于所述第二線路的電勢。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的一個特征,包括像素,該像素包括液晶元件和驅(qū)動電路,驅(qū)動電路包括第一電容器、第二電容器、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管和第六晶體管,且所述第一電容器的第一電極電連接到第三線路,所述第二電容器的第一電極電連接到第四線路,所述第一晶體管的柵極電連接到所述第一電容器的第二電極,所述第一晶體管的第一端子電連接到第二線路,所述第一晶體管的第二端子電連接到所述第二電容器的第二電極,所述第二晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的所述第二電極,所述第二晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第二晶體管的第二端子電連接到所述第一電容器的所述第二電極,所述第三晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的所述第二電極,所述第三晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第四晶體管的柵極和第一端子電連接到第一線路,所述第四晶體管的第二端子電連接到所述第三晶體管的第二端子,所述第五晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的所述第二電極,所述第五晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,所述第五晶體管的第二端子電連接到第五線路,所述第六晶體管的柵極電連接到所述第三晶體管的第二端子和所述第四晶體管的第二端子,所述第六晶體管的第一端子電連接到所述第一線路,且所述第六晶體管的第二端子電連接到第五線路。
注意,所述第一到第六晶體管可以為相同導(dǎo)電類型的晶體管。在所述第一到第六晶體管為P溝道晶體管的情況下,所述第一線路的電勢可以高于所述第二線路的電勢。在所述第一到第六晶體管為N溝道晶體管的情況下,所述第一線路的電勢可以低于所述第二線路的電勢。
還要注意,本發(fā)明的開關(guān)可以是諸如電子開關(guān)或機(jī)械開關(guān)的任何開關(guān)。亦即,只要其可以控制電流,它可以是任何開關(guān)。例如,可以使用晶體管、二極管(例如PN二極管、PIN二極管、肖特基二極管或以二極管方式連接的晶體管)、晶閘管或配置了這些元件的邏輯電路。因此,在將晶體管用作開關(guān)的情況下,開關(guān)的極性(導(dǎo)電類型)(恰象開關(guān)一樣工作)不受特定限制。不過,在優(yōu)選截止電流較小的時候,優(yōu)選使用具有較小截止電流的極性的晶體管??梢越o出配有LDD區(qū)域的晶體管、具有多柵極結(jié)構(gòu)的晶體管等作為具有小截止電流的晶體管的例子。此外,當(dāng)被作為開關(guān)工作的晶體管的源極端子的電勢更接近低電勢側(cè)電源(例如Vss、GND或0V)時,優(yōu)選使用N溝道晶體管,而當(dāng)作為開關(guān)工作的晶體管的源極端子的電勢更接近高電勢側(cè)電源(例如Vdd)時,使用P溝道晶體管。這是因為可以提高晶體管的柵極-源極電壓的絕對值,從而能夠容易地將晶體管作為開關(guān)操作。
注意,還可以同時使用N溝道和P溝道開關(guān)來使用CMOS開關(guān)。CMOS開關(guān)可以容易地作為開關(guān)而工作,因為當(dāng)導(dǎo)通P溝道和N溝道中的任一個時電流都可以流過。例如,可以適當(dāng)?shù)剌敵鲭妷?,而不論開關(guān)的輸入信號的電壓是高還是低。此外,由于可以使用于導(dǎo)通或截止開關(guān)的信號的電壓輻值變小,因此能夠降低功率消耗。
注意,在將晶體管用作開關(guān)的情況下,有輸入端子(源極端子和漏極端子之一)、輸出端子(源極端子和漏極端子中的另一個)以及用于控制導(dǎo)電性的端子(柵極端子)。另一方面,在將二極管用作開關(guān)的情況下,未必會有控制導(dǎo)電性的端子;因此,可以減少用于控制端子的線路數(shù)量。
注意,在本發(fā)明中,被“連接”包括電連接、功能連接和直接連接。因此,在本發(fā)明中公開的每個結(jié)構(gòu)可以包括除預(yù)定連接之外的對象。例如,也可以在某一部分和另一部分之間設(shè)置至少一個允許電連接的元件(例如開關(guān)、晶體管、電容器、電感器、電阻器或二極管)。此外,也可以在其間設(shè)置至少一個允許功能連接的電路(例如,諸如反相器、與非電路或或非電路的邏輯電路;諸如數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路或伽瑪校正電路的信號轉(zhuǎn)換電路;諸如電源電路的電勢電平轉(zhuǎn)換電路(例如升壓電路或降壓電路或改變高信號或低信號的電勢電平的電平移動器電路);電壓源;電流源;開關(guān)電路;諸如能夠增大信號振幅、電流量等的放大器電路,諸如運(yùn)算放大器、差分放大器電路、源極跟隨器電路或緩沖電路;信號發(fā)生電路;存儲電路;或控制電路)?;蛘?,不在其間插入另一元件或電路,可以直接進(jìn)行連接。
將僅包括不插入任何其他元件或電路而進(jìn)行連接的情形描述為“直接連接”。此外,被描述為“電連接”的情形包括電連接的情形(即,利用插入到其間的另一元件連接的情形),功能連接的情形(即,利用插入到其間的另一電路連接的情形)以及直接連接的情形(即不在其間插入另一元件或電路而連接的情形)。
注意,顯示元件、顯示裝置、發(fā)光元件或發(fā)光裝置可以是多種模式或可以包括多種元件。例如,作為顯示元件,可以使用顯示裝置、發(fā)光元件或發(fā)光裝置,可以施加電磁功能改變對比度的顯示媒體,諸如電致發(fā)光元件(例如有機(jī)電致發(fā)光元件、無機(jī)電致發(fā)光元件或含有有機(jī)和無機(jī)材料二者的電致發(fā)光元件)、電子發(fā)射元件、液晶、電子墨水、光柵光閥(GLV)、等離子體顯示板(PDP)、數(shù)字微鏡裝置(DMD)、壓電陶瓷顯示器或碳納米管。注意,使用電致發(fā)光元件的顯示裝置包括電致發(fā)光顯示器;利用電子發(fā)射元件的顯示裝置包括場致發(fā)射顯示器(FED)、表面導(dǎo)電電子發(fā)射器顯示器(SED)等;利用液晶元件的顯示裝置包括液晶顯示器,透射型液晶顯示器,半透射型液晶顯示器和反射型液晶顯示器等;且利用電子墨水的顯示裝置包括電子紙張。
注意,在本發(fā)明中,作為晶體管,可以使用任何模式的晶體管。因此,可用種類的晶體管不受特定限制。于是,例如,可以使用包括由非晶硅或多晶硅代表的非單晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管(TFT)等。結(jié)果,例如,可以在低制造溫度下,以低成本,在大基板上或在透明基板上進(jìn)行制造,且晶體管可以透光。此外,也可以使用用半導(dǎo)體基板或SOI基板形成的晶體管,MOS晶體管,結(jié)型晶體管,雙極晶體管等。結(jié)果,例如,可以制造具有較小變化的晶體管,可以制造具有高電流供應(yīng)能力的晶體管,可以制造具有小尺寸的晶體管,或者可以形成具有較小功耗的電路。此外,也可以使用包括諸如ZnO、a-InGaZnO、SiGe或GaAs的化合物半導(dǎo)體的晶體管,通過形成晶體管薄膜形成的薄膜晶體管等。結(jié)果,例如,可以在低制造溫度下進(jìn)行制造,可以在室溫下進(jìn)行制造,且可以在耐熱性低的基板,例如塑料基板或膜基板上直接形成晶體管。此外,也可以使用利用噴墨法或印刷法等形成的晶體管。結(jié)果,例如,可以在室溫下進(jìn)行制造,可以以低真空度進(jìn)行制造,或可以利用大基板進(jìn)行制造。此外,也可以不用掩模(中間掩模)進(jìn)行制造,從而可以容易地改變晶體管的布局。此外,也可以使用包括有機(jī)半導(dǎo)體或碳納米管的晶體管或另一種晶體管。結(jié)果,可以在能夠彎曲的基板上形成晶體管。注意,非單晶半導(dǎo)體膜可以含有氫或鹵素。此外,在其上布置晶體管的基板種類不受特別限制,可以使用各種基板。因此,例如,可以為單晶基板、SOI基板、玻璃基板、石英基板、塑料基板、紙基板、玻璃紙基板、石基板、不銹鋼基板、具有不銹鋼箔的基板等提供晶體管。此外,可以在基板上形成晶體管,然后可以將晶體管轉(zhuǎn)移到另一基板上,由此在另一基板上設(shè)置晶體管。利用這些基板,例如,可以形成具有良好特性的晶體管,可以形成具有較小功耗的晶體管,可以形成不那么容易破損的裝置,或可以提供耐熱性。
晶體管的結(jié)構(gòu)可以采用各種模式,不限于某一結(jié)構(gòu)。例如,可以采用包括兩個或更多柵電極的多柵極結(jié)構(gòu)。對于多柵極結(jié)構(gòu)而言,由于溝道區(qū)域是串聯(lián)的,看起來像多個晶體管串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。對于多柵極結(jié)構(gòu)而言,例如,可以減小截止電流,可以通過提高晶體管的耐壓提高可靠性,即使在飽和區(qū)中工作時漏極-源極電壓變化時,漏極-源極電流也不會改變過多,從而可以實現(xiàn)平坦的特性。此外,也可以采用在溝道上下提供有柵電極的結(jié)構(gòu)。通過采用在溝道上下提供有柵電極的結(jié)構(gòu),增大了溝道區(qū),從而例如可以增大電流值且可以減小S值,因為容易形成耗盡層。在溝道上方和下方提供有柵電極的結(jié)構(gòu)看起來像多個晶體并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。此外,也可以采用以下任何結(jié)構(gòu)在溝道上方設(shè)置柵電極的結(jié)構(gòu);在溝道下方設(shè)置柵電極的結(jié)構(gòu);交錯構(gòu)造;以及反交錯結(jié)構(gòu)??梢詫系绤^(qū)分成多個區(qū)域,被分割的溝道區(qū)可以是并聯(lián)或串聯(lián)的。此外,源電極或漏電極可以與溝道(或其一部分)重疊。通過采用源電極或漏電極與溝道(或其一部分)重疊的結(jié)構(gòu),可以防止由于溝道一部分中的電荷積聚導(dǎo)致的運(yùn)行不穩(wěn)定。此外,也可以提供LDD區(qū)域。通過提供LDD區(qū)域,例如,可以減小截止電流,可以通過提高晶體管的耐壓提高可靠性,即使在飽和區(qū)中工作時漏極-源極電壓變化時,漏極-源極電流也不會改變過多,從而可以實現(xiàn)平坦的特性。
注意,在本發(fā)明中可以將各種晶體管用作晶體管,且可以在各種基板上形成晶體管。因此,可以為諸如玻璃基板、塑料基板、單晶基板或SOI基板的任何基板提供所有電路。通過在相同基板上形成所有電路,例如,可以減少零件數(shù)量以降低成本,且可以減少到電路元件的連接數(shù)量以提高可靠率?;蛘?,可以在一基板上形成電路的部分,可以在另一基板上形成電路的其他部分。亦即,不要求在同一基板形成所有電路。例如,可以在玻璃基板上用晶體管形成電路的部分,可以使用單晶基板形成電路的另一部分,且其IC芯片可以通過COG(玻璃上芯片)連接,以便被設(shè)置在玻璃基板上?;蛘?,可以通過TAB(帶式自動接合)或印制電路板將IC芯片連接至玻璃基板。通過這種方式,通過在相同基板上形成電路的部分,例如,可以減少零件數(shù)量以降低成本,且可以減少到電路元件的連接數(shù)量以提高可靠率。此外,通過在不同基板上形成消耗大功率的高驅(qū)動電壓部分或高驅(qū)動頻率部分,可以防止功耗的增大。
還要注意,在本發(fā)明中一個像素對應(yīng)于能夠控制亮度的一個元件。例如,一個像素對應(yīng)于一種彩色要素且以這一種色彩要素表達(dá)亮度。因此,在這種情況下,對于具有R(紅色)、G(綠色)和B(藍(lán)色)彩色要素的彩色顯示裝置而言,圖像的最小單元由R像素、G像素和B像素三種像素構(gòu)成。注意,彩色要素不限于三種顏色,可以使用超過三種顏色的彩色要素。例如,也可以采用RGBW(W表示白色)或RGB加黃色、青色、品紅、翡翠綠和朱紅色中的至少一種。此外,也可以增加與RGB中的至少一種類似的顏色;例如可以采用R,G,B1和B2。雖然B1和B2都是藍(lán)色,但它們頻率稍有不同。通過采用這些彩色要素,例如,可以進(jìn)行更逼真的顯示,且可以降低功耗?;蛘撸鳛榱硪粋€例子,在利用多個區(qū)域控制一個彩色要素的亮度的情況下,一個區(qū)域?qū)?yīng)于一個像素。因此,在這種情況下,一個彩色要素由多個像素構(gòu)成。此外,在這種情況下,對顯示有貢獻(xiàn)的區(qū)域面積可能根據(jù)每個像素而不同。此外,通過稍微改變提供給用于控制每個彩色要素所提供的亮度的多個區(qū)域中的每個(也就是說,形成一個彩色要素的多個像素中的每個)的每個信號,也可以拓寬視角。注意,描述“(用于三種顏色的)一個像素”表說將R、G和B三個像素看作一個像素的情形。同時,描述“(用于一種顏色的)一個像素”表示為一個彩色要素提供的多個像素被總地看作一個像素的情形。
注意,在本發(fā)明中,可以將像素設(shè)置(布置)成矩陣。這里,將像素設(shè)置(布置)成矩陣的情形包括沿縱向或橫向?qū)⑾袼卦O(shè)置成直線或鋸齒狀線。因此,在利用三種顏色(例如RGB)的彩色要素執(zhí)行全色顯示的情況下,包括三種彩色要素點(diǎn)的條布置和三角形布置。注意,彩色要素不限于三種顏色,可以采用超過三種顏色的彩色要素。例如,也可以采用RGBW(W表示白色)或RGB加黃色、青色、品紅等中的至少一種。此外,顯示區(qū)面積可以根據(jù)彩色要素的點(diǎn)而不同。由此,例如,可以降低功耗且可以延長顯示裝置的壽命。
注意,晶體管是一種包括柵極、漏極和源極的三端子元件,其中在漏極區(qū)和源極區(qū)之間形成溝道區(qū)??梢酝ㄟ^漏極區(qū)、溝道區(qū)和源極區(qū)提供電流。由于源極和漏極隨晶體管的結(jié)構(gòu)、工作條件等而變,因此難以指定源極和漏極。因此,在本發(fā)明中,不一定將充當(dāng)源極和漏極的區(qū)域稱為源極和漏極;例如,分別將它們稱為第一端子和第二端子。
注意,晶體管也可以是至少具有包括基極、發(fā)射極和集電極三個端子的元件。在這種情況下類似地,可以將發(fā)射極和集電極稱為第一端子和第二端子。
注意,柵極表示柵電極和柵極線路(也稱為柵極線、柵極信號線等)的整體或其部分。柵電極表示與形成溝道區(qū)、LDD(輕摻雜漏極)區(qū)等重疊的導(dǎo)電層的部分,在其間插置有柵極絕緣膜。柵極線路表示用于連接像素的柵電極或用于將柵電極連接到另一線路的線路。
要指出的是,也有既充當(dāng)柵電極又充當(dāng)柵極線路的部分??梢詫⑦@種部分稱為柵電極或柵極線路。亦即,也存在不能清晰區(qū)分柵電極和柵極線路的區(qū)域。例如,在提供溝道區(qū)以與延長的線路重疊的情況下,重疊區(qū)域充當(dāng)柵電極同時也充當(dāng)柵極線路。因此,可以將這種區(qū)域稱為柵電極或柵極線路。
此外,也可以將與柵電極由相同材料形成且連接到柵電極的區(qū)域稱為柵電極。類似地,也可以將與柵極線路由相同材料形成且連接到柵極線路的區(qū)域稱為柵極線路。準(zhǔn)確地講,在一些情況下,這種區(qū)域不與溝道區(qū)重疊或不具有連接到另一柵電極的功能。不過,由于制造工藝的原因,存在著與柵電極或柵極線路由相同材料形成且連接到柵電極或柵極線路的區(qū)域。因此,也可以將這種區(qū)域稱為柵電極或柵極線路。
此外,例如在多柵極晶體管中,在很多情況下通過由和每個柵電極相同的材料形成的導(dǎo)電膜連接一個晶體管的柵電極和另一個晶體管的柵電極??梢詫⑦@種將柵電極彼此連接的區(qū)域稱為柵極線路;不過,也可以將其稱為柵電極,因為多柵極晶體管也可以被視為一個晶體管。亦即,也可以將由和柵電極或柵極線路相同的材料形成且連接到柵電極或柵極線路的區(qū)域稱為柵電極或柵極線路。此外,例如,也可以將用于把柵電極連接到柵極線路的部分的導(dǎo)電膜稱為柵電極或柵極線路。
注意,柵極端子表示柵電極區(qū)域或電連接到柵電極的區(qū)域的一部分。
源極表示源極區(qū)、源電極和源極線路(也稱為源極線、源極信號線等)的整體或其部分。源極區(qū)表示含有高濃度P型雜質(zhì)(例如硼或鎵)或N型雜質(zhì)(例如磷或砷)的半導(dǎo)體區(qū)域。因此,含有低濃度P型雜質(zhì)或N型雜質(zhì)的區(qū)域,即LDD(輕摻雜漏極)區(qū)不包括在源極區(qū)中。源電極表示由和源極區(qū)不同的材料形成且電連接到源極區(qū)的導(dǎo)電層的一部分。不過,源電極可以包括源極區(qū)。源極線路表示用于連接像素的源電極或用于將源電極連接到另一線路的線路。
要指出的是,也存在著既充當(dāng)源電極又充當(dāng)源極線路的部分。可以將這種部分稱為源電極或源極線路。亦即,也存在著不能清晰地區(qū)分源電極和源極線路的區(qū)域。例如,在提供源極區(qū)以與延長的源極線路重疊的情況下,重疊區(qū)充當(dāng)著源電極也充當(dāng)著源極線路。因此,可以將這種區(qū)域稱為源電極或源極線路。
此外,也可以將與源電極由相同材料形成且連接到源電極或用于連接源電機(jī)的部分的區(qū)域稱為源電極。此外,也可以將與源極區(qū)重疊的部分稱為源電極。類似地,也可以將與源極線路由相同材料形成且連接到源極線路的區(qū)域稱為源極線路。準(zhǔn)確地講,在一些情況下這種區(qū)域具有連接到另一源電極的功能。不過,由于制造工藝的原因,存在著與源電極或源極線路由相同材料形成且連接到源電極或源極線路的區(qū)域。因此,也可以將這種區(qū)域稱為源電極或源極線路。
此外,例如,也可以將連接源電極和源極線路的導(dǎo)電膜的一部分稱為源電極或源極線路。
注意,源極端子表示源極區(qū)區(qū)域、源電極或電連接到源電極的區(qū)域的一部分。
漏極類似于源極。
注意,在本發(fā)明中,半導(dǎo)體裝置表示包括一電路的裝置,該電路包括半導(dǎo)體元件(例如晶體管或二極管)。此外,半導(dǎo)體裝置可以對應(yīng)于利用半導(dǎo)體特性工作的任何裝置。
顯示裝置對應(yīng)于包括顯示元件(例如液晶元件或發(fā)光元件)的裝置。注意,顯示裝置可以對應(yīng)于顯示屏自身,其中,在一塊基板上形成多個像素和用于驅(qū)動像素的周邊驅(qū)動電路,所述像素包括諸如液晶元件或電致發(fā)光元件的顯示元件。此外,顯示裝置可以包括通過絲焊或凸點(diǎn),所謂的玻璃上芯片(COG)提供于基板上的周邊驅(qū)動電路。此外,顯示裝置可以包括利用柔性印刷電路(FPC)或印刷線路板(PWB)(例如IC、電阻器、電容器、電感器或晶體管)提供的裝置。此外,顯示裝置可以包括諸如偏振板或相位差板的光學(xué)片。此外,顯示裝置可以包括背光單元(其可以包括導(dǎo)光板、棱鏡片、漫射片、反射片或諸如LED或冷陰極管的光源)。
此外,發(fā)光裝置具體對應(yīng)于包括諸如電致發(fā)光元件或用于FED的元件的自發(fā)光顯示元件的顯示裝置。液晶顯示裝置對應(yīng)于包括液晶元件的顯示裝置。
在本發(fā)明中,描述一個對象形成于其他對象上或上方不一定表示該一個對象與其他對象直接接觸。該描述可以包括兩個對象不直接彼此接觸的情形,即,其間插入了另一對象的情形。因此,例如,在描述層B形成于層A上(或上方)時,表示層B形成于層A上且直接接觸層A的情形或另一層(例如層C或?qū)覦)形成于層A上且直接接觸層A而層B形成于層C或D上且直接接觸層C或D的情形。類似地,在描述一個對象形成于其他對象上方時,不一定表示這一個對象在其他對象上且直接接觸其他對象,之間可以插入另一對象。因此,例如,在描述層B形成于層A上方時,表示層B形成于層A上且直接接觸層A的情形或另一層(例如層C或?qū)覦)形成于層A上且直接接觸層A而層B形成于層C或D上且直接接觸層C或D的情形。類似地,在描述一個對象形成于其他對象下或下方時,表示它們彼此直接接觸的情形或彼此不接觸的情形。
根據(jù)本發(fā)明,可以提供一種包括電平移動器的顯示裝置,該電平移動器能夠同時移動負(fù)電源側(cè)和正電源側(cè)上的輸入信號的電平。此外,可以使用相同導(dǎo)電類型的晶體管形成本發(fā)明的顯示裝置,由此能夠提供低成本的顯示裝置。


圖1A到1C為均示出本發(fā)明的電平移動器結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2A和2B為均示出本發(fā)明的電平移動器的時間圖的示意圖。
圖3A到3C為均示出本發(fā)明的電平移動器的偏移電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4A和4B為均示出本發(fā)明的電平移動器的偏移電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖5A到5C為均示出本發(fā)明的電平移動器的偏移電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6A和6B為均示出本發(fā)明的電平移動器的偏移電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖7A到7C為均示出本發(fā)明的電平移動器的偏移電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖8A和8B為均示出本發(fā)明的電平移動器的偏移電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖9A到9C為均示出本發(fā)明的電平移動器的偏移電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖10A和10B為均示出本發(fā)明的電平移動器的偏移電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖11為示出本發(fā)明的電平移動器的偏移電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖12為示出本發(fā)明的電平移動器的偏移電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖13為示出本發(fā)明的電平移動器的偏移電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖14為示出本發(fā)明的電平移動器的偏移電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖15為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖16A到16C為均示出本發(fā)明的電平移動器的時間圖的示意圖。
圖17為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖18為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖19為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖20A到20C為均示出本發(fā)明的電平移動器的時間圖的示意圖。
圖21為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖22A到22D為均示出本發(fā)明的電平移動器的時間圖的示意圖。
圖23為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖24為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖25為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖26為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖27為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖28為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖29為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖30A到30C為均示出本發(fā)明的電平移動器的時間圖的示意圖。
圖31為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖32為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖33為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖34A到34C為均示出本發(fā)明的電平移動器的時間圖的示意圖。
圖35為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖36A到36D為均示出本發(fā)明的電平移動器的時間圖的示意圖。
圖37為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖38為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖39為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖40為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖41為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖42為示出本發(fā)明的電平移動器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖43為本發(fā)明的電平移動器的布局圖。
圖44為本發(fā)明的電平移動器的布局圖。
圖45為本發(fā)明的電平移動器的布局圖。
圖46為本發(fā)明的電平移動器的布局圖。
圖47A和47B均為本發(fā)明的電平移動器的布局圖。
圖48A和48B均為示出本發(fā)明的像素的截面圖的示意圖。
圖49為本發(fā)明的像素的截面示意圖。
圖50A和50B均為示出本發(fā)明的像素的截面圖的示意圖。
圖51A到51C均為示出本發(fā)明的像素的截面圖的示意圖。
圖52A和52B均為示出本發(fā)明的像素的截面圖的示意圖。
圖53A到53C均為示出本發(fā)明的顯示模塊的示意圖。
圖54為示出本發(fā)明的顯示模塊的示意圖。
圖55A到55D為示出本發(fā)明的電子設(shè)備的應(yīng)用的示意圖。
圖56A和56B為示出本發(fā)明的電子設(shè)備的應(yīng)用的示意圖。
圖57為示出本發(fā)明的電子設(shè)備的應(yīng)用的示意圖。
圖58A和58B為示出本發(fā)明的電子設(shè)備的應(yīng)用的示意圖。
圖59為示出本發(fā)明的電子設(shè)備的應(yīng)用的示意圖。
圖60為示出本發(fā)明的電子設(shè)備的應(yīng)用的示意圖。
圖61為示出本發(fā)明的電子設(shè)備的應(yīng)用的示意圖。
圖62A和62B均為示出本發(fā)明的顯示屏的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖63A和63B為分別示出本發(fā)明的顯示屏的結(jié)構(gòu)和電致發(fā)光像素的構(gòu)造的示意圖。
圖64A為示出顯示屏的結(jié)構(gòu)的示意圖,圖64B和64C均為示出本發(fā)明的電致發(fā)光像素的構(gòu)造的示意圖。
圖65A和65B為分別示出本發(fā)明的顯示屏的結(jié)構(gòu)和液晶像素的構(gòu)造的示意圖。
具體實施例方式
在下文中參考附圖描述本發(fā)明的實施模式。不過,本發(fā)明能夠以許多不同模式來執(zhí)行,且本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解,在不背離本發(fā)明的目的和范圍的情況下可以以多種方式修改模式和細(xì)節(jié)。因此,不應(yīng)將本發(fā)明視為受限于實施模式的描述。注意,在下文中描述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中,附圖標(biāo)記是通用的,不對相同部分或具有類似功能部分的詳細(xì)說明進(jìn)行重復(fù)。
(實施模式1)本實施模式參考圖1A描述本發(fā)明的電平移動器的基本結(jié)構(gòu)。
圖1A中所示的電平移動器包括電路101和102。
如圖1A中的電平移動器所示,電路101連接到線路103、104、105、106、107和108。電路102連接到線路103、104、107、108和109。
注意,將正電源VDD和負(fù)電源VSS提供給線路103和線路104。電源電勢VDD高于電源電勢VSS。
將信號(在下文中也稱為輸入信號)提供給線路105和106。電路101由提供給線路105和106的信號控制。
向線路107和108提供來自電路101的信號(在下文中也稱為偏移信號)。電路102由提供給線路107和108的信號控制。
向線路109提供來自電路102的信號(在下文中也稱為輸出信號)。
提供給線路105和106的每種信號都是二元數(shù)字信號。對H信號(在下文中也稱為H電平)而言,數(shù)字信號的電勢為VH,對L信號(在下文中也稱為L電平)而言,數(shù)字信號的電勢為VL。電勢VH低于電源電勢VDD且高于電勢VL。電勢VL高于電源電勢VSS且低于電勢VH。亦即,電源電勢和信號之間的關(guān)系如下電源電勢VDD>電勢VH>電勢VL>電源電勢VSS。
接著,參考圖2A中的時間圖描述圖1A中所示的電平移動器的運(yùn)行。在圖2A的時間圖中,示出了線路105、107和108的信號。雖然在附圖中未示出,其H和L電平與線路105的信號相反的信號對應(yīng)于線路106的信號。
這里,電路101具有偏移工作的功能。具體而言,電路101偏移提供給線路105和106的輸入信號并將偏移后的信號提供給線路107和108。每個偏移后的信號具有與提供給線路105的信號相同的定時(或與之相反的定時),且具有與提供給線路105的信號幾乎相當(dāng)?shù)姆惦妷?。相對于輸入信號,提供給線路107的偏移后的信號的電勢向著H側(cè)移動。相對于輸入信號,提供給線路108的偏移后的信號的電勢向著L側(cè)移動。注意,電路101也被稱為偏移電路。
因此,如圖2A中的時間圖所示,線路107的信號的定時和幅值電壓幾乎與線路105的信號相同,其電勢向著H側(cè)移動。具體而言,對于線路107的信號而言,L信號的電勢為VDD,H信號的電勢為(VDD+(VH-VL))。亦即,線路107的信號的幅值電壓為(VH-VL),這幾乎與線路105的信號的幅值電壓相同。
類似于線路107的信號,線路108的信號的定時和幅值電壓幾乎與線路105的信號相同,其電勢向著L側(cè)移動。具體而言,對于線路108的信號而言,L信號的電勢為VSS,H信號的電勢為(VSS+(VH-VL))。亦即,線路108的信號的幅值電壓為(VH-VL),這幾乎與線路105的信號的幅值電壓相同。
注意,如上所述,線路107的信號和線路108的信號可以是其H和L信號與線路105的信號相反的信號。
或者,如圖2B所示,對于線路107的信號而言,L信號的電勢可以是(VDD-(VH-VL)),H信號的電勢可以是VDD。此外,對于線路108的信號而言,L信號的電勢可以是(VSS-(VH-VL))。即使在圖2B所示的情形中,線路107的信號的幅值電壓或線路108的信號的幅值電壓為(VH-VL),這幾乎與線路105的信號的幅值電壓相同。
還要注意,圖2B中所示的線路107的信號和線路108的信號也可以是其H和L信號與線路105的信號相反的信號。
這里,電路102為諸如反相器、與非電路或或非電路的邏輯電路。具體而言,電路102由偏移后的信號控制且向線路109提供輸出信號。對于H信號而言,輸出信號的電勢等于電源電勢VDD,對于L信號而言等于電源電勢VSS。
注意,由于線路107和線路108的信號的幅值電壓小,降低了電路102的直通電流,以獲得低電耗。此外,由于電路102的輸入信號的幅值電壓小,從而能夠減小噪聲。
如上所述,本發(fā)明的電平移動器通過以偏移后的信號驅(qū)動邏輯電路實現(xiàn)了電平移動器的功能。此外,在本發(fā)明的電平移動器中,能夠?qū)崿F(xiàn)低能耗和低噪聲。此外,根據(jù)本發(fā)明的電平移動器,能夠利用一個電平移動器同時移動輸入信號的H電平和L電平。
注意,如圖1B所示,電路102也可以僅由線路105和106的每個信號的電勢向H側(cè)移動的信號(線路107的信號)控制。在電路102僅由線路107的信號控制的情形中,不必要把電源電勢VSS提供給電路101。
類似地,如圖1C所示,電路102也可以僅由線路105和106的每個信號的電勢向L側(cè)移動的信號(線路108的信號)控制。在電路102僅由線路108的信號控制的情形中,不必要把電源電勢VDD提供給電路101。
通過僅由線路107的信號或線路108的信號控制電路102,圖1B和1C領(lǐng)進(jìn)每個電平移動器能夠采用簡單結(jié)構(gòu)。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式2)本實施模式描述在實施模式1中所述的電平移動器中包括的電路101(偏移電路)的結(jié)構(gòu)示例。注意,在本實施模式中,描述了以下情形在將電勢向著H側(cè)移動而不改變定時(或反轉(zhuǎn))且幅值電壓不改變太大之后,將提供給線路105和106的每個信號提供給線路107。
注意,在本實施模式和實施模式1中,附圖標(biāo)記是通用的,對于相同部分或具有類似功能的部分的詳細(xì)說明不進(jìn)行重復(fù)。
首先,參考圖3A描述偏移電路的結(jié)構(gòu)示例。
圖3A中所示的偏移電路包括電容器301、電容器302、晶體管303和晶體管304。
如圖3A中的偏移電路所示,電容器301的第一電極連接到線路105。電容器302的第一電極連接到線路106。晶體管303的柵極連接到電容器301的第二電極,晶體管303的第一端子連接到線路103,晶體管303的第二端子連接到電容器301的第二電極。晶體管304的柵極連接到電容器302的第二電極,晶體管304的第一端子連接到線路103,晶體管304的第二端子連接到電容器302的第二電極。注意,電容器301的第二電極、晶體管303的柵極和晶體管304的第二端子的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N31表示。電容器302的第二電極、晶體管303的第二端子和晶體管304的柵極的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N32表示。節(jié)點(diǎn)N31或節(jié)點(diǎn)N32的任一個連接到圖1A中所示的線路107。
接著,參考圖3B和3C描述圖3A中所示的偏移電路的運(yùn)行。
圖3B示出了在線路105的信號從H信號變?yōu)長信號且線路106的信號從L信號變?yōu)镠信號時圖3A中所示的偏移電路的運(yùn)行。
圖3C示出了在線路105的信號從L信號變?yōu)镠信號且線路106的信號從H信號變?yōu)長信號時圖3A中所示的偏移電路的運(yùn)行。亦即,圖3A中所示的偏移電路以一定時間重復(fù)圖3B所示的操作和圖3C所示的操作。這里注意,用第一操作表示圖3B所示的操作,用第二操作表示圖3C所示的操作。
注意,值(VH-VL)等于或大于晶體管303和304的每個閾值電壓。
首先,參考圖3B描述圖3A所示的偏移電路的第一操作。這里注意,節(jié)點(diǎn)N32的初始電勢為VDD。
在初始狀態(tài)中,電容器302保持線路106的電勢VL(L信號)和節(jié)點(diǎn)N32的電勢VDD之間的電勢差(VDD-VL)。然后,當(dāng)線路106的電勢從VL變?yōu)閂H時,節(jié)點(diǎn)N32的電勢通過電容器302的電容耦合變成(VDD+(VH-VL))。因此,晶體管304導(dǎo)通。
通過導(dǎo)通晶體管304,將電源電勢VDD提供給節(jié)點(diǎn)N31,使得節(jié)點(diǎn)N31的電勢變成VDD。因此,電容器301保持線路105的電勢VL(L信號)和節(jié)點(diǎn)N31的電勢VDD之間的電勢差(VDD-VL)。此外,晶體管303截止。
通過截止晶體管303,節(jié)點(diǎn)N32變成浮置狀態(tài),以保持電勢(VDD+(VH-VL))。
接著,參考圖3C描述圖3A所示的偏移電路的第二操作。
如上所述,通過第一操作在電容器301中保持(VDD-VL)。然后,當(dāng)線路105的電勢從VL變?yōu)閂H時,節(jié)點(diǎn)N31的電勢通過電容器301的電容耦合變成(VDD+(VH-VL))。因此,晶體管303導(dǎo)通。
通過導(dǎo)通晶體管303,將電源電勢VDD提供給節(jié)點(diǎn)N32,使得節(jié)點(diǎn)N32的電勢變成VDD。因此,電容器302保持線路106的電勢VL(L信號)和節(jié)點(diǎn)N32的電勢VDD之間的電勢差(VDD-VL)。此外,晶體管304截止。
通過截止晶體管304,節(jié)點(diǎn)N31變成浮置狀態(tài),以保持電勢(VDD+(VH-VL))。
這里,分別描述電容器301和302以及晶體管303和304的功能。
首先,在第一操作中,電容器301保持線路105的電勢VL和節(jié)點(diǎn)N31的電勢VDD之間的電勢差。然后,在第二操作中,電容器301通過電容耦合根據(jù)線路105的電勢的增加提高節(jié)點(diǎn)N31的電勢。
在第二操作中,電容器302保持線路106的電勢VL和節(jié)點(diǎn)N32的電勢VDD之間的電勢差。然后,在第一操作中,電容器302通過電容耦合根據(jù)線路106的電勢的增加提高節(jié)點(diǎn)N32的電勢。
晶體管303起到開關(guān)的功能,其根據(jù)節(jié)點(diǎn)N31的電勢選擇是否連接線路103和節(jié)點(diǎn)N32。此外,在第一操作中,晶體管303截止,使得節(jié)點(diǎn)N32變成浮置狀態(tài)。在第二操作中,晶體管303導(dǎo)通,從而將電源電勢VDD提供給節(jié)點(diǎn)N32。
晶體管304起到開關(guān)的功能,其根據(jù)節(jié)點(diǎn)N32的電勢選擇是否連接線路103和節(jié)點(diǎn)N31。此外,在第一操作中,晶體管304導(dǎo)通,從而將電源電勢VDD提供給節(jié)點(diǎn)N31。在第二操作中,晶體管304截止,使得節(jié)點(diǎn)N31變成浮置狀態(tài)。
通過上面描述的第一和第二操作,圖3A中所示的偏移電路如下運(yùn)行在第一操作中,將電源電勢VDD提供給節(jié)點(diǎn)N31,并使節(jié)點(diǎn)N32進(jìn)入浮置狀態(tài),以保持電勢(VDD+(VH-VL));在第二操作中,使節(jié)點(diǎn)N31進(jìn)入浮置狀態(tài),以保持電勢(VDD+(VH-VL)),并將電源電勢VDD提供給節(jié)點(diǎn)N32。
因此,至于從圖3A中所示的偏移電路生成的信號,H信號為(VDD+(VH-VL)),L信號為VDD。亦即,圖3A中所示的偏移電路可以基于電源電勢VDD生成信號。
注意,作為在第一操作中的節(jié)點(diǎn)N32的電勢和在第二操作中節(jié)點(diǎn)N31的電勢中的每一個,保持(VDD+(VH-VL))。不過在實踐中,由于布線電容、寄生電容等的原因,在第一操作中節(jié)點(diǎn)N32的電勢和在第二操作中節(jié)點(diǎn)N31的電勢中的每一個變得低于(VDD+(VH-VL))。因此,為了減小布線電容或寄生電容的這種效應(yīng),可以將電容器301和302的每個電容設(shè)定為充分大于布線電容或寄生電容。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)N31連接到圖1A中所示的線路107時,可以向線路107提供其H和L電平與提供給線路105的信號相同的信號。類似地,當(dāng)節(jié)點(diǎn)N32連接到圖1A中所示的線路107時,可以向線路107提供其H和L電平與提供給線路105的信號相反的信號。
在節(jié)點(diǎn)N31連接到線路107的情形下,優(yōu)選電容器302的電容小于電容器301的電容。這是因為,如上所述,由于前面描述過可以將電容器301的電容設(shè)定為充分大于布線電容或寄生電容,只要晶體管304能夠被導(dǎo)通,節(jié)點(diǎn)N32的電勢不一定要是(VDD+(VH-VL))。于是,電容器302的電容可以小于電容器301的電容,由此可以減小電容器302的元件區(qū)域。
由于和節(jié)點(diǎn)N31連接到線路107的情形相似的原因,在節(jié)點(diǎn)N32連接到線路107的情形下,優(yōu)選電容器301的電容小于電容器302的電容。
注意,電容器301和302中的每個可以采用在兩個電極層之間插入絕緣層的結(jié)構(gòu)。通過為電容器301和302的每個采用在兩個電極層之間插入絕緣層的結(jié)構(gòu),不論外加電壓是多少,電容器301和302都能保持電容,從而能夠穩(wěn)定地操作本發(fā)明的電平轉(zhuǎn)移電路。
此外,優(yōu)選電容器301和302的每個的絕緣層為柵極絕緣膜。這是因為電容器301和302能夠有效地獲得電容,因為柵極絕緣膜通常比其他絕緣膜(例如層間膜或平坦化膜)薄。
還要注意,可以將MOS電容器用作電容器301和302中的每個。圖4A示出了將MOS電容器用作電容器301和302的情況下的結(jié)構(gòu)。在圖4A中所示的偏移電路中,用N溝道晶體管401代替電容器301,用N溝道晶體管402代替電容器302。這里注意,晶體管401的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N31,晶體管401的第一和第二端子連接到線路105。這是因為晶體管401能夠像電容器一樣工作,因為節(jié)點(diǎn)N31的電勢高于線路105的電勢,從而導(dǎo)通晶體管401,以便在晶體管401的溝道區(qū)域中形成溝道。類似地,晶體管402的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N32,晶體管402的第一和第二端子連接到線路106。這是因為晶體管402能夠像電容器一樣工作,因為節(jié)點(diǎn)N32的電勢高于線路106的電勢,從而導(dǎo)通晶體管402,以便在晶體管402的溝道區(qū)域中形成溝道。
此外,如圖4B所示,也可以將P溝道晶體管用作每個電容器。在圖4B中所示的偏移電路中,用P溝道晶體管403代替電容器301,用P溝道晶體管404代替電容器302。這里注意,晶體管403的柵極連接到線路105,晶體管403的第一和第二端子連接到節(jié)點(diǎn)N31。這是因為晶體管403能夠像電容器一樣工作,因為節(jié)點(diǎn)N31的電勢高于線路105的電勢,從而導(dǎo)通晶體管403,以便在晶體管403的溝道區(qū)域中形成溝道。類似地,晶體管404的柵極連接到線路106,晶體管404的第一和第二端子連接到節(jié)點(diǎn)N32。這是因為晶體管404能夠像電容器一樣工作,因為節(jié)點(diǎn)N32的電勢高于線路106的電勢,從而導(dǎo)通晶體管404,以便在晶體管404的溝道區(qū)域中形成溝道。
注意,如上所述,在圖4A中,在節(jié)點(diǎn)N31連接到線路107的情況下,優(yōu)選晶體管402的溝道區(qū)(L×WL為溝道長度,W為溝道寬度)小于晶體管401的溝道區(qū)。在節(jié)點(diǎn)N32連接到線路107的情況下,優(yōu)選晶體管402的溝道區(qū)大于晶體管401的溝道區(qū)。
類似地,在圖4B中,在節(jié)點(diǎn)N31連接到線路107的情況下,優(yōu)選晶體管404的溝道區(qū)(L×WL為溝道長度,W為溝道寬度)小于晶體管403的溝道區(qū)。在節(jié)點(diǎn)N32連接到線路107的情況下,優(yōu)選晶體管404的溝道區(qū)大于晶體管403的溝道區(qū)。
這里,雖然圖3A所示的偏移電路包括N溝道晶體管和電容器,其也可以包括P溝道晶體管和電容器。圖5A示出了包括P溝道晶體管和電容器的偏移電路。
圖5A中所示的偏移電路包括電容器301、電容器302、晶體管501和晶體管502。
注意,晶體管501和502對應(yīng)于圖3A中的晶體管303和304且具有和它們類似的功能。節(jié)點(diǎn)N51和N52對應(yīng)于圖3A中的節(jié)點(diǎn)N31和N32。
如圖5A中的偏移電路所示,電容器301的第一電極連接到線路105。電容器302的第一電極連接到線路106。晶體管501的柵極連接到電容器301的第二電極,晶體管501的第一端子連接到線路103,晶體管501的第二端子連接到電容器302的第二電極。晶體管502的柵極連接到電容器302的第二電極,晶體管502的第一端子連接到線路103,晶體管502的第二端子連接到電容器301的第二電極。注意,電容器301的第二電極、晶體管501的柵極和晶體管502的第二端子的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N51表示。電容器302的第二電極、晶體管501的柵極和晶體管502的第二端子的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N52表示。節(jié)點(diǎn)N51或節(jié)點(diǎn)N52的任一個連接到圖1A中所示的線路107。
接著,參考圖5B和5C描述圖5A中所示的偏移電路的運(yùn)行。
圖5B示出了在線路105的信號從H信號變?yōu)長信號且線路106的信號從L信號變?yōu)镠信號時圖5A中所示的偏移電路的運(yùn)行。
圖5C示出了在線路105的信號從L信號變?yōu)镠信號且線路106的信號從H信號變?yōu)長信號時圖5A中所示的偏移電路的運(yùn)行。亦即,圖5A中所示的偏移電路以一定時間重復(fù)圖5B所示的操作和圖5C所示的操作。這里注意,圖5B中所示的操作由第一操作表示,圖5C中所示的操作由第二操作表示。
首先,參考圖5B描述圖5A所示的偏移電路的第一操作。這里注意,節(jié)點(diǎn)N51的初始電勢為VDD。
I在初始狀態(tài)中,電容器301保持線路105的電勢VH(H信號)和節(jié)點(diǎn)N51的電勢VDD之間的電勢差(VDD-VH)。然后,當(dāng)線路105的電勢從VH變?yōu)閂L時,節(jié)點(diǎn)N51的電勢通過電容器301的電容耦合變成(VDD-(VH-VL))。因此,晶體管501導(dǎo)通。
通過導(dǎo)通晶體管501,將電源電勢VDD提供給節(jié)點(diǎn)N52,使得節(jié)點(diǎn)N52的電勢變成VDD。因此,電容器302保持線路106的電勢VH(H信號)和節(jié)點(diǎn)N52的電勢VDD之間的電勢差(VDD-VH)。此外,晶體管502截止。
通過截止晶體管502,節(jié)點(diǎn)N51變成浮置狀態(tài),以保持電勢(VDD-(VH-VL))。
接著,參考圖5C描述圖5A所示的偏移電路的第二操作。
如上所述,通過第一操作在電容器302中保持(VDD-VH)。然后,當(dāng)線路106的電勢從VH變?yōu)閂L時,節(jié)點(diǎn)N52的電勢通過電容器302的電容耦合變成(VDD-(VH-VL))。因此,晶體管502導(dǎo)通。
通過導(dǎo)通晶體管502,將電源電勢VDD提供給節(jié)點(diǎn)N51,使得節(jié)點(diǎn)N51的電勢變成VDD。因此,電容器301保持線路105的電勢VH(H信號)和節(jié)點(diǎn)N51的電勢VDD之間的電勢差(VDD-VH)。此外,晶體管501截止。
通過截止晶體管501,節(jié)點(diǎn)N52變成浮置狀態(tài),以保持電勢(VDD-(VH-VL))。
通過上面描述的第一和第二操作,圖5A中所示的偏移電路如下運(yùn)行在第一操作中,使節(jié)點(diǎn)N51進(jìn)入浮置狀態(tài),以保持電勢(VDD-(VH-VL)),并將電源電勢VDD提供給節(jié)點(diǎn)N52;在第二操作中,將電源電勢VDD提供給節(jié)點(diǎn)N51,并使節(jié)點(diǎn)N52進(jìn)入浮置狀態(tài),以保持電勢(VDD-(VH-VL))。
因此,至于從圖5A中所示的偏移電路生成的信號,H信號為VDD,L信號為(VDD-(VH-VL))。亦即,圖5A中所示的電路101可以基于電源電勢VDD生成信號。
注意,與圖3A中所示的偏移電路類似,雖然從圖5A中所示的偏移電路生成的信號的L信號的電勢為(VDD-(VH-VL)),在實踐中它比(VDD-(VH-VL))稍高。
此外,類似于圖3A中所示的偏移電路,當(dāng)節(jié)點(diǎn)N51連接到圖1A中所示的線路107時,可以向線路107提供其H和L電平與提供給線路105的信號相同的信號。類似地,當(dāng)節(jié)點(diǎn)N52連接到圖1A中所示的線路107時,可以向線路107提供其H和L電平與提供給線路105的信號相反的信號。
此外,類似于圖3A中所示的偏移電路,在節(jié)點(diǎn)N51連接到線路107時,優(yōu)選電容器302的電容小于電容器301的電容。
此外,類似于圖3A中所示的偏移電路,在節(jié)點(diǎn)N52連接到線路107時,優(yōu)選電容器301的電容小于電容器302的電容。
此外,類似于圖4A和4B中所示的每個偏移電路,可以將MOS電容器用作電容器301和302的每一個。如圖6A所示,可以用P溝道晶體管601代替電容器301,可以用P溝道晶體管602代替電容器302。這里注意,晶體管601的柵極連接到線路105,晶體管601的第一和第二端子連接到節(jié)點(diǎn)N51。類似地,晶體管602的柵極連接到線路106,晶體管602的第一和第二端子連接到節(jié)點(diǎn)N52。
此外,類似于圖4A和4B中所示的每個偏移電路,如圖6B所示,也可以將N溝道晶體管603和604用作電容器301和302。這里注意,晶體管603的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N51,晶體管603的第一和第二端子連接到線路105。類似地,晶體管604的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N52,晶體管604的第一和第二端子連接到線路106。
此外,類似于圖4A和4B中所示的每個偏移電路,在圖6A中,在節(jié)點(diǎn)N51連接到線路107的情況下,優(yōu)選晶體管602的溝道區(qū)小于晶體管601的溝道區(qū)。在節(jié)點(diǎn)N52連接到線路107的情況下,優(yōu)選晶體管602的溝道區(qū)大于晶體管601的溝道區(qū)。
類似地,在圖6B中,在節(jié)點(diǎn)N51連接到線路107的情況下,優(yōu)選晶體管604的溝道區(qū)小于晶體管603的溝道區(qū)。在節(jié)點(diǎn)N52連接到線路107的情況下,優(yōu)選晶體管604的溝道區(qū)大于晶體管603的溝道區(qū)。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式3)本實施模式描述在實施模式1中所述的電平移動器中包括的電路101(偏移電路)的結(jié)構(gòu)示例。注意,在本實施模式中,描述了以下情形在將電勢向著H側(cè)移動而不改變定時(或反轉(zhuǎn))且幅值電壓不改變太大之后,將提供給線路105和106的每個信號提供給線路108。
注意,在本實施模式和實施模式1和2中,附圖標(biāo)記是通用的,對于相同部分或具有類似功能的部分的詳細(xì)說明不進(jìn)行重復(fù)。
首先,參考圖7A描述偏移電路的結(jié)構(gòu)示例。
圖7A中所示的偏移電路包括電容器701、電容器702、晶體管703和晶體管704。
如圖7A中的偏移電路所示,電容器701的第一電極連接到線路105。電容器702的第一電極連接到線路106。晶體管703的柵極連接到電容器701的第二電極,晶體管703的第一端子連接到線路104,晶體管703的第二端子連接到電容器702的第二電極。晶體管704的柵極連接到電容器702的第二電極,晶體管704的第一端子連接到線路104,晶體管704的第二端子連接到電容器701的第二電極。注意,電容器701的第二電極、晶體管703的柵極和晶體管704的第二端子的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N71表示。電容器702的第二電極、晶體管703的第二端子和晶體管704的柵極的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N72表示。節(jié)點(diǎn)N71或節(jié)點(diǎn)N72的任一個連接到圖1A中所示的線路108。
接著,參考圖7B和7C描述圖7A中所示的偏移電路的運(yùn)行。
圖7B示出了在線路105的信號從H信號變?yōu)長信號且線路106的信號從L信號變?yōu)镠信號時圖7A中所示的偏移電路的運(yùn)行。
圖7C示出了在線路105的信號從L信號變?yōu)镠信號且線路106的信號從H信號變?yōu)長信號時圖7A中所示的偏移電路的運(yùn)行。亦即,圖7A中所示的偏移電路以一定時間重復(fù)圖7B所示的操作和圖7C所示的操作。這里注意,圖7B中所示的操作由第一操作表示,圖7C中所示的操作由第二操作表示。
注意,值(VH-VL)等于或大于晶體管703和704的每個閾值電壓。
首先,參考圖7B描述圖7A所示的偏移電路的第一操作。這里注意,節(jié)點(diǎn)N72的初始電勢為VSS。
在初始狀態(tài)下,電容器702保持線路106的電勢VL(L信號)和節(jié)點(diǎn)N72的電勢VSS之間的電勢差(VL-VSS)。然后,當(dāng)線路106的電勢從VL變?yōu)閂H時,節(jié)點(diǎn)N72的電勢通過電容器702的電容耦合變成(VSS+(VH-VL))。因此,晶體管704導(dǎo)通。
通過導(dǎo)通晶體管704,將電源電勢VSS提供給節(jié)點(diǎn)N71,使得節(jié)點(diǎn)N71的電勢變成VSS。因此,電容器701保持線路105的電勢VL(L信號)和節(jié)點(diǎn)N71的電勢VSS之間的電勢差(VL-VSS)。此外,晶體管703截止。
通過截止晶體管703,節(jié)點(diǎn)N72變成浮置狀態(tài),以保持電勢(VSS+(VH-VL))。
接著,參考圖7C描述圖7A所示的偏移電路的第二操作。
如上所述,通過第一操作在電容器701中保持(VL-VSS)。然后,當(dāng)線路105的電勢從VL變?yōu)閂H時,節(jié)點(diǎn)N71的電勢通過電容器701的電容耦合變成(VSS+(VH-VL))。因此,晶體管703導(dǎo)通。
通過導(dǎo)通晶體管703,將電源電勢VSS提供給節(jié)點(diǎn)N72,使得節(jié)點(diǎn)N72的電勢變成VSS。因此,電容器702保持線路106的電勢VL(L信號)和節(jié)點(diǎn)N72的電勢VSS之間的電勢差(VL-VSS)。此外,晶體管704截止。
通過截止晶體管704,節(jié)點(diǎn)N71變成浮置狀態(tài),以保持電勢(VSS+(VH-VL))。
這里,分別描述電容器701和702以及晶體管703和704的功能。
首先,在第一操作中,電容器701保持線路105的電勢VL和節(jié)點(diǎn)N71的電勢VSS之間的電勢差。然后,在第二操作中,電容器701通過電容耦合根據(jù)線路105的電勢的增加提高節(jié)點(diǎn)N71的電勢。
在第二操作中,電容器702保持線路106的電勢VL和節(jié)點(diǎn)N72的電勢VSS之間的電勢差。然后,在第一操作中,電容器702通過電容耦合根據(jù)線路106的電勢的增加提高節(jié)點(diǎn)N72的電勢。
晶體管703起到開關(guān)的功能,其根據(jù)節(jié)點(diǎn)N71的電勢選擇是否連接線路104和節(jié)點(diǎn)N72。此外,在第二操作中,晶體管703截止,使得節(jié)點(diǎn)N72變成浮置狀態(tài)。在第二操作中,晶體管703導(dǎo)通,從而將電源電勢VSS提供給節(jié)點(diǎn)N72。
晶體管704起到開關(guān)的功能,其根據(jù)節(jié)點(diǎn)N72的電勢選擇是否連接線路104和節(jié)點(diǎn)N71。此外,在第二操作中,晶體管704導(dǎo)通,從而將電源電勢VSS提供給節(jié)點(diǎn)N71。在第二操作中,晶體管704截止,使得節(jié)點(diǎn)N71變成浮置狀態(tài)。
通過上面描述的第一和第二操作,圖7A中所示的偏移電路如下運(yùn)行在第一操作中,將電源電勢VSS提供給節(jié)點(diǎn)N71,并使節(jié)點(diǎn)N72進(jìn)入浮置狀態(tài),以保持電勢(VSS+(VH-VL));在第二操作中,使節(jié)點(diǎn)N71進(jìn)入浮置狀態(tài),以保持電勢(VSS+(VH-VL)),并將電源電勢VSS提供給節(jié)點(diǎn)N72。
因此,至于從圖7A中所示的偏移電路生成的信號,H信號為(VSS+(VH-VL)),L信號為VSS。亦即,圖7A中所示的偏移電路可以基于電源電勢VSS生成信號。
注意,作為在第一操作中的節(jié)點(diǎn)N72的電勢和在第二操作中節(jié)點(diǎn)N71的電勢中的每一個,保持(VSS+(VH-VL))。不過在實踐中,由于布線電容、寄生電容等的原因,在第一操作中節(jié)點(diǎn)N72的電勢和在第二操作中節(jié)點(diǎn)N71的電勢中的每一個變得低于(VSS+(VH-VL))。因此,為了減小布線電容或寄生電容的這種效應(yīng),可以將電容器701和702的每個電容設(shè)定為充分大于布線電容或寄生電容。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)N71連接到圖1A中所示的線路108時,可以向線路108提供其H和L電平與提供給線路105的信號相同的信號。類似地,當(dāng)節(jié)點(diǎn)N72連接到圖1A中所示的線路108時,可以向線路108提供其H和L電平與提供給線路105的信號相反的信號。
在節(jié)點(diǎn)N71連接到線路108的情形下,優(yōu)選電容器702的電容小于電容器701的電容。這是因為,如上所述,由于前面描述過可以將電容器701的電容設(shè)定為充分大于布線電容或寄生電容,只要晶體管704能夠被導(dǎo)通,節(jié)點(diǎn)N72的電勢不一定要是(VSS+(VH-VL))。于是,電容器702的電容可以小于電容器701的電容,由此可以減小電容器702的元件區(qū)域。
由于和節(jié)點(diǎn)N71連接到線路108的情形相似的原因,在節(jié)點(diǎn)N72連接到線路108的情形下,優(yōu)選電容器701的電容小于電容器702的電容。
注意,電容器701和702中的每個可以采用在兩個電極層之間插入絕緣層的結(jié)構(gòu)。通過為電容器701和702的每個采用在兩個電極層之間插入絕緣層的結(jié)構(gòu),不論外加電壓是多少,電容器701和702都能保持電容,從而能夠穩(wěn)定地操作本發(fā)明的電平轉(zhuǎn)移電路。
此外,優(yōu)選電容器701和702的每個的絕緣層為柵極絕緣膜。這是因為電容器701和702能夠有效地獲得電容,因為柵極絕緣膜通常比其他絕緣膜(例如層間膜或平坦化膜)薄。
還要注意,可以將MOS電容器用作電容器701和702的每個。圖8A示出了MOS電容器被用作電容器701和702的情形中的結(jié)構(gòu)。在圖8A中所示的偏移電路中,用N溝道晶體管801代替電容器701,用N溝道晶體管802代替電容器702。這里注意,晶體管801的柵極連接到線路105,晶體管801的第一和第二端子連接到節(jié)點(diǎn)N71。這是因為晶體管801能夠像電容器一樣工作,因為線路105的電勢高于節(jié)點(diǎn)N71的電勢,從而導(dǎo)通晶體管801,以便在晶體管901的溝道區(qū)域中形成溝道。類似地,晶體管802的柵極連接到線路106,晶體管802的第一和第二端子連接到節(jié)點(diǎn)N72。這是因為晶體管802能夠像電容器一樣工作,因為線路106的電勢高于節(jié)點(diǎn)N72的電勢,從而導(dǎo)通晶體管802,以便在晶體管802的溝道區(qū)域中形成溝道。
此外,如圖6B所示,也可以將P溝道晶體管用作每個電容器。在圖6B所示的偏移電路中,用P溝道晶體管803代替電容器701,用P溝道晶體管804代替電容器702。這里注意,晶體管803的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N71,晶體管803的第一和第二端子連接到線路105。這是因為晶體管803能夠像電容器一樣工作,因為節(jié)點(diǎn)N71的電勢低于線路105的電勢,從而導(dǎo)通晶體管803,以便在晶體管803的溝道區(qū)域中形成溝道。類似地,晶體管804的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N72,晶體管804的第一和第二端子連接到線路106。這是因為晶體管804能夠像電容器一樣工作,因為節(jié)點(diǎn)N72的電勢低于線路106的電勢,從而導(dǎo)通晶體管804,以便在晶體管804的溝道區(qū)域中形成溝道。
注意,如上所述,在圖8A中,在節(jié)點(diǎn)N71連接到線路108的情況下,優(yōu)選晶體管802的溝道區(qū)(L×WL為溝道長度,W為溝道寬度)小于晶體管801的溝道區(qū)。在節(jié)點(diǎn)N72連接到線路108的情況下,優(yōu)選晶體管802的溝道區(qū)大于晶體管801的溝道區(qū)。
類似地,在圖8B中,在節(jié)點(diǎn)N71連接到線路108的情況下,優(yōu)選晶體管804的溝道區(qū)(L×WL為溝道長度,W為溝道寬度)小于晶體管803的溝道區(qū)。在節(jié)點(diǎn)N72連接到線路108的情況下,優(yōu)選晶體管804的溝道區(qū)大于晶體管803的溝道區(qū)。
這里,雖然圖7A所示的偏移電路包括N溝道晶體管和電容器,其也可以包括P溝道晶體管和電容器。圖9A示出了包括P溝道晶體管和電容器的偏移電路。
圖9A中所示的偏移電路包括電容器701、電容器702、晶體管901和晶體管902。
注意,晶體管901和902對應(yīng)于圖7A中的晶體管703和704并具有類似于它們的功能。節(jié)點(diǎn)N91和N92對應(yīng)于圖7A中的節(jié)點(diǎn)N71和N72。
如圖9A中的偏移電路所示,電容器701的第一電極連接到線路105。電容器702的第一電極連接到線路106。晶體管901的柵極連接到電容器701的第二電極,晶體管901的第一端子連接到線路104,晶體管901的第二端子連接到電容器702的第二電極。晶體管902的柵極連接到電容器702的第二電極,晶體管902的第一端子連接到線路104,晶體管902的第二端子連接到電容器701的第二電極。注意,電容器701的第二電極、晶體管901的柵極和晶體管902的第二端子的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N91表示。電容器702的第二電極、晶體管901的第二端子和晶體管902的柵極的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N92表示。節(jié)點(diǎn)N91或節(jié)點(diǎn)N92的任一個連接到圖1A中所示的線路108。
接著,參考圖9B和9C描述圖9A中所示的偏移電路的運(yùn)行。
圖9B示出了在線路105的信號從H信號變?yōu)長信號且線路106的信號從L信號變?yōu)镠信號時圖9A中所示的偏移電路的運(yùn)行。
圖9C示出了在線路105的信號從L信號變?yōu)镠信號且線路106的信號從H信號變?yōu)長信號時圖9A中所示的偏移電路的運(yùn)行。亦即,圖9A中所示的偏移電路以一定時間重復(fù)圖9B所示的操作和圖9C所示的操作。這里注意,圖9B中所示的操作由第一操作表示,圖9C中所示的操作由第二操作表示。
首先,參考圖9B描述圖9A所示的偏移電路的第一操作。這里注意,節(jié)點(diǎn)N91的初始電勢為VSS。
在初始狀態(tài)下,電容器701保持線路105的電勢VH(H信號)和節(jié)點(diǎn)N91的電勢VSS之間的電勢差(VH-VSS)。然后,當(dāng)線路105的電勢從VH變?yōu)閂L時,節(jié)點(diǎn)N91的電勢通過電容器701的電容耦合變成(VSS-(VH-VL))。因此,晶體管901導(dǎo)通。
通過導(dǎo)通晶體管901,將電源電勢VSS提供給節(jié)點(diǎn)N92,使得節(jié)點(diǎn)N92的電勢變成VSS。因此,電容器702保持線路106的電勢VH(H信號)和節(jié)點(diǎn)N92的電勢VSS之間的電勢差(VH-VSS)。此外,晶體管902截止。
通過截止晶體管902,節(jié)點(diǎn)N91變成浮置狀態(tài),以保持電勢(VSS-(VH-VL))。
接著,參考圖9C描述圖9A所示的偏移電路的第二操作。
如上所述,通過第一操作在電容器702中保持(VH-VSS)。然后,當(dāng)線路106的電勢從VH變?yōu)閂L時,節(jié)點(diǎn)N92的電勢通過電容器702的電容耦合變成(VSS-(VH-VL))。因此,晶體管902導(dǎo)通。
通過導(dǎo)通晶體管902,將電源電勢VSS提供給節(jié)點(diǎn)N91,使得節(jié)點(diǎn)N91的電勢變成VSS。因此,電容器701保持線路105的電勢VH(H信號)和節(jié)點(diǎn)N91的電勢VSS之間的電勢差(VH-VSS)。此外,晶體管901截止。
通過截止晶體管901,節(jié)點(diǎn)N92變成浮置狀態(tài),以保持電勢(VSS-(VH-VL))。
通過上面描述的第一和第二操作,圖9A中所示的偏移電路如下運(yùn)行在第一操作中,使節(jié)點(diǎn)N91進(jìn)入浮置狀態(tài),以保持電勢(VSS-(VH-VL)),并將電源電勢VSS提供給節(jié)點(diǎn)N92;在第二操作中,將電源電勢VSS提供給節(jié)點(diǎn)N91,并使節(jié)點(diǎn)N92進(jìn)入浮置狀態(tài),以保持電勢(VSS-(VH-VL))。
因此,至于從圖9A中所示的偏移電路生成的信號,H信號為VSS,L信號為(VSS-(VH-VL))。亦即,圖9A中所示的偏移電路可以基于電源電勢VSS生成信號。
注意,與圖7A中所示的偏移電路類似,雖然從圖9A中所示的偏移電路生成的信號的L信號的電勢為(VSS-(VH-VL)),在實踐中它比(VSS-(VH-VL))稍高。
此外,類似于圖7A中所示的偏移電路,當(dāng)節(jié)點(diǎn)N91連接到圖1A中所示的線路108時,可以向線路108提供其H和L電平與提供給線路105的信號相同的信號。類似地,當(dāng)節(jié)點(diǎn)N92連接到圖1A中所示的線路108時,可以向線路108提供其H和L電平與提供給線路105的信號相反的信號。
此外,類似于圖7A中所示的偏移電路,在節(jié)點(diǎn)N91連接到線路108時,優(yōu)選電容器702的電容小于電容器701的電容。
此外,類似于圖7A中所示的偏移電路,在節(jié)點(diǎn)N92連接到線路108時,優(yōu)選電容器701的電容小于電容器702的電容。
此外,類似于圖8A和8B中所示的每個偏移電路,可以將MOS電容器用作電容器701和702的每一個。如圖10A所示,可以用P溝道晶體管1091代替電容器701,可以用P溝道晶體管1092代替電容器702。這里注意,晶體管1091的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N91,晶體管1091的第一和第二端子連接到線路105。類似地,晶體管1092的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N92,晶體管1092的第一和第二端子連接到線路106。
此外,類似于圖8A和8B中所示的每個偏移電路,如圖10B所示,也可以將N溝道晶體管1093和1094用作電容器701和702。這里注意,晶體管1093的柵極連接到線路105,晶體管1093的第一和第二端子連接到節(jié)點(diǎn)N91。類似地,晶體管1094的柵極連接到線路106,晶體管1094的第一和第二端子連接到節(jié)點(diǎn)N92。
此外,類似于圖8A和8B中所示的每個偏移電路,在圖10A中,在節(jié)點(diǎn)N91連接到線路108的情況下,優(yōu)選晶體管1092的溝道區(qū)小于晶體管1091的溝道區(qū)。在節(jié)點(diǎn)N92連接到線路108的情況下,優(yōu)選晶體管1092的溝道區(qū)大于晶體管1091的溝道區(qū)。
類似地,在圖10B中,在節(jié)點(diǎn)N91連接到線路108的情況下,優(yōu)選晶體管1094的溝道區(qū)小于晶體管1093的溝道區(qū)。在節(jié)點(diǎn)N92連接到線路108的情況下,優(yōu)選晶體管1094的溝道區(qū)大于晶體管1093的溝道區(qū)。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式4)本實施模式描述在實施模式1中所述的電平移動器中包括的電路101(偏移電路)的結(jié)構(gòu)示例。注意,在本實施模式中,描述了以下情形在將電勢向著H側(cè)和L側(cè)移動而不改變定時(或反轉(zhuǎn))且幅值電壓不改變太大之后,將提供給線路105和106的每個信號提供給線路107和108。
注意,在本實施模式和實施模式1到3中,附圖標(biāo)記是通用的,對于相同部分或具有類似功能的部分的詳細(xì)說明不進(jìn)行重復(fù)。
首先,參考圖11描述偏移電路的結(jié)構(gòu)示例。
圖11中所示的偏移電路包括電容器301、電容器302、晶體管303、晶體管304、電容器701、電容器702、晶體管703和晶體管704。
如圖11中的偏移電路所示,電容器301的第一電極連接到線路105。電容器302的第一電極連接到線路106。晶體管303的柵極連接到電容器301的第二電極,晶體管303的第一端子連接到線路103,晶體管303的第二端子連接到電容器302的第二電極。晶體管304的柵極連接到電容器302的第二電極,晶體管304的第一端子連接到線路103,晶體管304的第二端子連接到電容器301的第二電極。電容器702的第一電極連接到線路106。晶體管703的柵極連接到電容器701的第二電極,晶體管703的第一端子連接到線路104,晶體管703的第二端子連接到電容器702的第二電極。晶體管704的柵極連接到電容器702的第二電極,晶體管704的第一端子連接到線路104,晶體管704的第二端子連接到電容器701的第二電極。
注意,電容器301的第二電極、晶體管303的柵極和晶體管304的第二端子的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N31表示。電容器302的第二電極、晶體管303的第二端子和晶體管304的柵極的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N32表示。電容器701的第二電極、晶體管703的柵極和晶體管704的第二端子的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N71表示。電容器702的第二電極、晶體管703的第二端子和晶體管704的柵極的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N72表示。
節(jié)點(diǎn)N31或節(jié)點(diǎn)N32的任一個連接到圖1A中所示的線路107。節(jié)點(diǎn)N71或節(jié)點(diǎn)N72的任一個連接到圖1A中所示的線路108。
圖3A中所示的偏移電路包括電容器301、電容器302、晶體管303和晶體管304。圖7A中所示的偏移電路包括電容器701、電容器702、晶體管703和晶體管704。
如上所述,將電源電勢VDD和電源電勢VSS提供給線路103和104。對于線路105的信號而言,H和L電平與線路106的信號相反。
圖11中所示的偏移電路的運(yùn)行類似于圖3A和7A中的,于是省略其描述。
還要注意,如上所述,可以將MOS電容器用作電容器301、302、701和702中的每個。圖12示出了將MOS電容器用作電容器301、302、701和702的情形中的結(jié)構(gòu)。
如在圖12中的偏移電路所示,可以用晶體管401、402、801和802分別代替電容器301、302、701和702。注意,晶體管401、402、801和802為N溝道晶體管。
這里注意,晶體管401的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N31,晶體管401的第一和第二端子連接到線路105。晶體管402的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N32,晶體管402的第一和第二端子連接到線路106。晶體管801的柵極連接到線路105,晶體管801的第一和第二端子連接到節(jié)點(diǎn)N71。晶體管802的柵極連接到線路106,晶體管802的第一和第二端子連接到節(jié)點(diǎn)N72。
這里,雖然圖11所示的偏移電路包括N溝道晶體管和電容器,其也可以包括P溝道晶體管和電容器。圖13示出了包括P溝道晶體管和電容器的偏移電路。
圖13中所示的偏移電路包括電容器301、電容器302、晶體管501、晶體管502、電容器701、電容器702、晶體管901和晶體管902。
如圖13中的偏移電路所示,電容器301的第一電極連接到線路105。電容器302的第一電極連接到線路106。晶體管501的柵極連接到電容器301的第二電極,晶體管501的第一端子連接到線路103,晶體管501的第二端子連接到電容器302的第二電極。晶體管502的柵極連接到電容器302的第二電極,晶體管502的第一端子連接到線路103,晶體管502的第二端子連接到電容器301的第二電極。電容器702的第一電極連接到線路106。晶體管901的柵極連接到電容器701的第二電極,晶體管901的第一端子連接到線路104,晶體管901的第二端子連接到電容器702的第二電極。晶體管902的柵極連接到電容器702的第二電極,晶體管902的第一端子連接到線路104,晶體管902的第二端子連接到電容器701的第二電極。
注意,電容器301的第二電極、晶體管501的柵極和晶體管502的第二端子的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N51表示。電容器302的第二電極、晶體管501的第二端子和晶體管502的柵極的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N52表示。電容器701的第二電極、晶體管901的柵極和晶體管902的第二端子的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N91表示。電容器702的第二電極、晶體管901的第二端子和晶體管902的柵極的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N92表示。
節(jié)點(diǎn)N51或節(jié)點(diǎn)N52的任一個連接到圖1A中所示的線路107。節(jié)點(diǎn)N91或節(jié)點(diǎn)N92的任一個連接到圖1A中所示的線路108。
圖5A中所示的偏移電路包括電容器301、電容器302、晶體管503和晶體管504。圖9A中所示的偏移電路包括電容器701、電容器702、晶體管903和晶體管904。
如上所述,將電源電勢VDD和電源電勢VSS提供給線路103和104。對于線路105的信號而言,H和L電平與線路106的信號相反。
圖13中所示的偏移電路的運(yùn)行類似于圖5A和9A中的,于是省略其描述。
還要注意,如上所述,可以將MOS電容器用作電容器301、302、701和702中的每個。圖14示出了將MOS電容器用作電容器301、302、701和702的情形中的結(jié)構(gòu)。
如在圖14中的偏移電路所示,可以用晶體管601、602、1091和1092分別代替電容器301、302、701和702。注意,晶體管601、602、1091和1092為P溝道晶體管。
這里注意,晶體管601的柵極連接到線路105,晶體管601的第一和第二端子連接到節(jié)點(diǎn)N51。晶體管602的柵極連接到線路106,晶體管602的第一和第二端子連接到節(jié)點(diǎn)N52。晶體管1091的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N91,晶體管1091的第一和第二端子連接到線路105。晶體管1092的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N92,晶體管1092的第一和第二端子連接到線路106。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式5)本實施模式描述實施模式1中所述的電平移動器的具體結(jié)構(gòu)。
注意,在本實施模式和實施模式1到4中,附圖標(biāo)記是通用的,對于相同部分或具有類似功能的部分的詳細(xì)說明不進(jìn)行重復(fù)。
首先,參考圖15描述本發(fā)明的電平移動器的具體結(jié)構(gòu)示例。
圖15中所示的電平移動器包括電容器701、電容器702、晶體管703、晶體管704、晶體管1501和晶體管1502。
如圖15中的電平移動器所示,電容器701的第一電極連接到線路105。電容器702的第一電極連接到線路106。晶體管703的柵極連接到電容器701的第二電極,晶體管703的第一端子連接到線路104,晶體管703的第二端子連接到電容器702的第二電極。晶體管704的柵極連接到電容器702的第二電極,晶體管704的第一端子連接到線路104,晶體管704的第二端子連接到電容器701的第二電極。注意,電容器701的第二電極、晶體管703的柵極和晶體管704的第二端子的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N71表示。電容器702的第二電極、晶體管703的第二端子和晶體管704的柵極的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N72表示。晶體管1502的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N72,晶體管1502的第一端子連接到線路104,晶體管1502的第二端子連接到線路109。晶體管1501的柵極連接到線路103,晶體管1501的第一端子連接到線路103,晶體管1502的第二端子連接到線路109。
偏移電路1503包括電容器701、電容器702、晶體管703和晶體管704。偏移電路1503類似于圖7A中所示的偏移電路。
邏輯電路1500包括晶體管1501和晶體管1502。邏輯電路1500對應(yīng)于圖1A到1C中所示的電路102。
注意,晶體管1501和1502是N溝道晶體管。因此,由于可以僅用N溝道型晶體管形成圖15中所示的電平移動器,因此可以將非晶硅用于圖15中所示的電平移動器中的半導(dǎo)體層,從而能夠簡化制造工藝。因此,可以降低制造成本,且可以提高成品率。此外,還可以制造大型半導(dǎo)體裝置。
此外,在圖15中所示的電平移動器中,即使將多晶硅或單晶硅用于半導(dǎo)體層,也能夠簡化制造工藝。
接著,參考圖16A到16C的時間圖描述圖15中所示的電平移動器的運(yùn)行。不過,可以酌情確定圖16A到16C中所示的時間圖中的電勢變化時間,該時間不限于圖16A到16C中的時間圖。
在圖16A中所示的時間圖中,示出了提供給線路105的信號(電勢)和節(jié)點(diǎn)N71的電勢。在圖16B中所示的時間圖中,示出了提供給線路106的信號(電勢)和節(jié)點(diǎn)N72的電勢。在圖16C中所示的時間圖中,示出了提供給線路109的信號(電勢)。
圖17示出了當(dāng)將L信號提供給線路105且將H信號提供給線路106時圖15中所示的電平移動器的運(yùn)行。圖18示出了當(dāng)將H信號提供給線路105且將L信號提供給線路106時圖15中所示的電平移動器的運(yùn)行。這里注意,圖17中所示的操作由第一操作表示,圖18中所示的操作由第二操作表示。
由于偏移電路1503的運(yùn)行類似于圖7A中的偏移電路,于是省略其具體描述。
首先,參考圖16A到16C和圖17中所示的時間圖描述圖15中所示的電平移動器的第一操作。
當(dāng)線路105變成L電平時,節(jié)點(diǎn)N71的電勢變成VSS。另一方面,當(dāng)線路106變成H電平時,節(jié)點(diǎn)N72的電勢變成(VSS+(VH-VL))。因此,晶體管1502導(dǎo)通,將電源電勢VSS提供給線路109,從而從線路109輸出L信號。注意,線路109的電勢由晶體管1501和1502的工作點(diǎn)決定,于是其比電源電勢VSS稍高。
接著,參考圖16A到16C和圖18中所示的時間圖描述圖15中所示的電平移動器的第二操作。
當(dāng)線路105變成H電平時,節(jié)點(diǎn)N71的電勢變成(VSS+(VH-VL))。另一方面,當(dāng)線路106變成L電平時,節(jié)點(diǎn)N72的電勢變成VSS。因此,晶體管1502截止,將電源電勢VDD提供給線路109,使得線路109的電勢提高。線路109的這種電勢增加一直持續(xù)到線路109的電勢變成電源電勢VDD減去晶體管1501的閾值電壓Vth1501獲得的電勢(VDD-Vth1501),晶體管1501截止。因此,線路109的電勢變成(VDD-Vth1501),從線路109輸出H信號。
這里,描述邏輯電路1500和偏移電路1503的功能。
首先,偏移電路1503具有類似于圖7A中所示的偏移電路的功能。此外,偏移電路1503從H信號和L信號電勢為VH和VL的控制信號生成H信號和L信號電勢為(VSS+(VH-VL))和VSS的偏移后的信號,并將偏移后的信號提供給邏輯電路1500。
邏輯電路1500從H信號和L信號電勢分別為(VSS+(VH-VL))和VSS的偏移后的信號生成H信號和L信號電勢分別為(VDD-Vth1501)和大約VSS的輸出信號,并將輸出信號提供給線路109。
這里,描述晶體管1501和1502的功能。
首先,晶體管1501具有二極管的功能。其輸入端子為柵極和第一端子,其輸出端子為第二端子。晶體管1501為任何具有電阻成分的元件。通過用電阻器代替晶體管1501,可以在邏輯電路1500的第二操作中使線路109的電勢等于電源電勢VDD。
晶體管1502具有開關(guān)的功能,根據(jù)節(jié)點(diǎn)N72的電勢選擇是否使線路104和線路109彼此連接。在第一操作中晶體管1502導(dǎo)通并將電源電勢VSS提供給線路109。
通過上述第一和第二操作,圖15中所示的電平移動器可以移動提供給線路105和106的每個控制信號,從而將H信號電勢從VH移動到VDD并將L信號電勢從VL移動到VSS,然后通過線路109輸出。
由于晶體管1502的柵極電壓在第一操作中為(VSS+(VH-VL))而在第二操作中為VSS,因此減小了邏輯電路1500的直通電流。這是因為晶體管1502的柵極的幅值電壓為小的(VH-VL)。因此,包括圖15中所示的電平移動器的半導(dǎo)體裝置的功率消耗被減小,因為邏輯電路1500的直通電流小了。
此外,由于晶體管1502的柵極的幅值電壓小,減小了邏輯電路1500中產(chǎn)生的噪聲。這是因為通過晶體管1502的柵極和第二端子(線路109)之間的寄生電容產(chǎn)生的噪聲變小了。
還要注意,如上所述,可以將MOS電容器用作電容器701和702中的每個。此外,對于圖15中所示的電平移動器來說,與圖8A中所示的偏移電路類似,優(yōu)選為每個電容器使用N溝道晶體管。這是因為通過用N溝道晶體管形成每個電容器,可以將非晶硅用于圖15中所示的電平移動器中的半導(dǎo)體層,從而可以簡化制造工藝。因此,可以降低制造成本,且可以提高成品率。此外,還可以制造大型半導(dǎo)體裝置。
此外,在圖15中所示的電平移動器中,即使將多晶硅或單晶硅用于半導(dǎo)體層,也能夠簡化制造工藝。
注意,如圖19所示,晶體管1502的柵極也可以連接到圖15中所示的電平移動器中的節(jié)點(diǎn)N71。如圖20A到20C中的時間圖所示,在晶體管1502的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N71的情況下(圖19),線路109的信號(電勢)的H和L電平與晶體管1502的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N72的情況下(圖15)相反。圖19中所示的電平移動器的運(yùn)行與圖15中所示的電平移動器類似。因此,可以酌情決定將晶體管1502的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N71還是節(jié)點(diǎn)N72。
這里,雖然圖15所示的電平移動器包括N溝道晶體管和電容器,其也可以包括P溝道晶體管和電容器。圖29示出了包括P溝道晶體管和電容器的電平移動器。
圖29中所示的電平移動器包括電容器301、電容器302、晶體管501、晶體管502、晶體管2901和晶體管2902。
注意,電容器301、電容器302、晶體管501、晶體管502、晶體管2901和晶體管2902分別對應(yīng)于圖15中的電容器701、電容器702、晶體管703、晶體管704、晶體管1501和晶體管1502并具有類似功能。邏輯電路2900和偏移電路2903分別對應(yīng)于圖15中的邏輯電路1500和偏移電路1503并具有類似功能。節(jié)點(diǎn)N51和N52分別對應(yīng)于圖15中的節(jié)點(diǎn)N71和N72。
如圖29中的電平移動器所示,電容器301的第一電極連接到線路105。電容器302的第一電極連接到線路106。晶體管501的柵極連接到電容器301的第二電極,晶體管501的第一端子連接到線路103,晶體管501的第二端子連接到電容器302的第二電極。晶體管502的柵極連接到電容器302的第二電極,晶體管502的第一端子連接到線路103,晶體管502的第二端子連接到電容器301的第二電極。注意,電容器301的第二電極、晶體管501的柵極和晶體管502的第二端子的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N51表示。電容器302的第二電極、晶體管501的第二端子和晶體管502的柵極的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N52表示。晶體管2902的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N52,晶體管2902的第一端子連接到線路103,晶體管2902的第二端子連接到線路109。晶體管2901的柵極連接到線路104,晶體管2901的第一端子連接到線路104,晶體管2901的第二端子連接到線路109。
接著,參考圖30A到30C的時間圖描述圖29中所示的電平移動器的運(yùn)行。不過,可以酌情確定圖30A到30C中所示的時間圖中的電勢變化時間,該時間不限于圖30A到30C中的時間圖。
在圖30A中所示的時間圖中,示出了提供給線路105的信號(電勢)和節(jié)點(diǎn)N51的電勢。在圖30B中所示的時間圖中,示出了提供給線路106的信號(電勢)和節(jié)點(diǎn)N52的電勢。在圖30C中所示的時間圖中,示出了提供給線路109的信號(電勢)。
圖31示出了當(dāng)將L信號提供給線路105且將H信號提供給線路106時圖29中所示的電平移動器的運(yùn)行。圖32示出了當(dāng)將H信號提供給線路105且將L信號提供給線路106時圖29中所示的電平移動器的運(yùn)行。這里注意,圖31中所示的操作由第一操作表示,圖32中所示的操作由第二操作表示。
由于偏移電路2903的運(yùn)行類似于圖5A中的偏移電路,于是省略其具體描述。
首先,參考圖30A到30C和圖31中所示的時間圖描述圖29中所示的電平移動器的第一操作。
當(dāng)線路105變成L電平時,節(jié)點(diǎn)N51的電勢變成(VDD-(VH-VL))。另一方面,當(dāng)線路106變成H電平時,節(jié)點(diǎn)N52的電勢變成VDD。因此,晶體管2902截止,將電源電勢VSS提供給線路109,使得線路109的電勢降低。線路109的這種電勢降低一直持續(xù)到線路109的電勢變成電源電勢VSS加上晶體管2901的閾值電壓Vth2901的絕對值獲得的電勢(VSS+|Vth2901|),然后晶體管2901截止。因此,線路109的電勢變成(VSS+|Vth2901|),且從線路109輸出L信號。
接著,參考圖30A到30C和圖32中所示的時間圖描述圖29中所示的電平移動器的第二操作。
當(dāng)線路105變成H電平時,節(jié)點(diǎn)N51的電勢變成VDD。另一方面,當(dāng)線路106變成L電平時,節(jié)點(diǎn)N52的電勢變成(VDD-(VH-VL))。因此,晶體管2902導(dǎo)通,將電源電勢VDD提供給線路109,從而從線路109輸出H信號。注意,線路109的電勢由晶體管2901和2902的工作點(diǎn)決定,于是其比電源電勢VDD稍低。
通過上述第一和第二操作,圖29中所示的電平移動器可以移動提供給線路105和106的每個控制信號,從而將H信號電勢從VH移動到VDD并將L信號電勢從VL移動到VSS,然后通過線路109輸出。
由于晶體管2902的柵極電壓在第一操作中為VDD而在第二操作中為(VDD-(VH-VL)),因此減小了邏輯電路2900的直通電流。這是因為晶體管2902的柵極的幅值電壓為小的(VH-VL)。因此,包括圖29中所示的電平移動器的半導(dǎo)體裝置的功率消耗被減小,因為邏輯電路2900的直通電流小了。
此外,由于晶體管2902的柵極的幅值電壓小,減小了邏輯電路2900中產(chǎn)生的噪聲。這是因為通過晶體管2902的柵極和第二端子(線路109)之間的寄生電容產(chǎn)生的噪聲變小了。
還要注意,如上所述,可以將MOS電容器用作電容器301和302中的每個。此外,對于圖29中所示的電平移動器來說,與圖6A中所示的偏移電路類似,優(yōu)選為每個電容器使用P溝道晶體管。
注意,如圖33所示,晶體管2902的柵極也可以連接到圖29中所示的電平移動器中的節(jié)點(diǎn)N51。在圖34A到34C中示出了晶體管2902的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N51的情形下的時間圖。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式6)本實施模式描述與實施模式5不同的實施模式1中所述的電平移動器的具體結(jié)構(gòu)。
注意,在本實施模式和實施模式1到5中,附圖標(biāo)記是通用的,對于相同部分或具有類似功能的部分的詳細(xì)說明不進(jìn)行重復(fù)。
首先,參考圖21描述本發(fā)明的電平移動器的具體結(jié)構(gòu)示例。
圖21中所示的電平移動器包括電容器701、電容器702、晶體管703、晶體管704、晶體管2101、晶體管2102、晶體管2103和晶體管2104。
如圖21中的電平移動器所示,晶體管2101的柵極連接到線路103,晶體管2101的第一端子連接到線路103,晶體管2101的第二端子連接到線路109-2。晶體管2102的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N72,晶體管2102的第一端子連接到線路104,晶體管2102的第二端子連接到線路109-2。晶體管2103的柵極連接到線路103,晶體管2103的第一端子連接到線路103,晶體管2103的第二端子連接到線路109-1。晶體管2104的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N71,晶體管2104的第一端子連接到線路104,晶體管2104的第二端子連接到線路109-1。
圖15中所示的邏輯電路1500包括晶體管2101和晶體管2102。類似地,圖15中所示的邏輯電路1500包括晶體管2103和晶體管2104。邏輯電路2100包括晶體管2101、2102、2103和2104。
注意,晶體管2101、2102、2103和2104為N溝道晶體管。因此,由于可以僅用N溝道型晶體管形成圖21中所示的電平移動器,因此可以將非晶硅用于圖21中所示的電平移動器中的半導(dǎo)體層,從而能夠簡化制造工藝。因此,可以降低制造成本,且可以提高成品率。此外,還可以制造大型半導(dǎo)體裝置。
此外,在圖21中所示的電平移動器中,即使將多晶硅或單晶硅用于半導(dǎo)體層,也能夠簡化制造工藝。
接著,參考圖22A到22D的時間圖描述圖21中所示的電平移動器的運(yùn)行。不過,可以酌情確定圖22A到22D中所示的時間圖中的電勢變化時間,該時間不限于圖22A到22D中的時間圖。
圖23示出了當(dāng)將L信號提供給線路105且將H信號提供給線路106時圖21中所示的電平移動器的運(yùn)行。圖24示出了當(dāng)將H信號提供給線路105且將L信號提供給線路106時圖21中所示的電平移動器的運(yùn)行。這里注意,圖23中所示的操作由第一操作表示,圖24中所示的操作由第二操作表示。
由于偏移電路1503的運(yùn)行類似于圖7A中的偏移電路,于是省略其具體描述。
此外,由于包括晶體管2101和2102的電路以及包括晶體管2103和2104的電路的運(yùn)行類似于圖15中所示的邏輯電路1500,因此省略其具體描述。
首先,參考圖22A到22D和圖23中所示的時間圖描述圖21中所示的電平移動器的第一操作。
在第一操作中,如圖23所示,從線路109-1輸出H信號,從線路109-2輸出L信號。注意,類似于圖15中所示的邏輯電路1500,線路109-1的電勢為電源電勢VDD減去晶體管2103的閾值電壓Vth2103獲得的電勢(VDD-Vth2103)。此外,類似于圖15中所示的邏輯電路1500,線路109-2的電勢由晶體管2101和2102的工作點(diǎn)決定,因此其比電源電勢VSS稍高。
接著,參考圖22A到22D和圖24中所示的時間圖描述圖21中所示的電平移動器的第二操作。
在第二操作中,如圖24所示,從線路109-1輸出L信號,從線路109-2輸出H信號。注意,類似于圖15中所示的邏輯電路1500,線路109-1的電勢由晶體管2103和2104的工作點(diǎn)決定,因此其比電源電勢VSS稍高。此外,類似于圖15中所示的邏輯電路1500,線路109-2的電勢為電源電勢VDD減去晶體管2101的閾值電壓Vth2101獲得的電勢(VDD-Vth2101)。
這里,描述邏輯電路2100的功能。
邏輯電路2100包括兩個圖15中所示的邏輯電路1500,并分別通過線路109-1和109-2輸出兩個相反的信號。
這里,描述晶體管2101和2104的功能。
首先,晶體管2101具有二極管的功能。其輸入端子為柵極和第一端子,其輸出端子為第二端子。晶體管2101為任何具有電阻成分的元件。通過用電阻器代替晶體管2101,可以在邏輯電路2100的第二操作中使線路109-2的電勢等于電源電勢VDD。
晶體管2102具有開關(guān)的功能,根據(jù)節(jié)點(diǎn)N72的電勢選擇是否使線路104和線路109-2彼此連接。在第一操作中晶體管2102導(dǎo)通并將電源電勢VSS提供給線路109-2。
晶體管2103具有二極管的功能。其輸入端子為柵極和第一端子,其輸出端子為第二端子。晶體管2103為任何具有電阻成分的元件。通過用電阻器代替晶體管2103,可以在邏輯電路2100的第一操作中使線路109-1的電勢等于電源電勢VDD。
晶體管2104具有開關(guān)的功能,根據(jù)節(jié)點(diǎn)N71的電勢選擇是否使線路104和線路109-1彼此連接。在第一操作中晶體管2104導(dǎo)通并將電源電勢VSS提供給線路109-1。
通過上述第一和第二操作,圖21中所示的電平移動器可以移動提供給線路105和106的每個控制信號,從而將H信號電勢從VH移動到VDD并將L信號電勢從VL移動到VSS,然后通過線路109-1和109-2輸出。
圖21中所示的電平移動器可以分別通過線路109-1和109-2輸出兩個信號,每個信號的H和L電平是相反的。
由于晶體管2102的柵極電壓在第一操作中為(VSS+(VH-VL))而在第二操作中為VSS,因此減小了邏輯電路2100的直通電流。這是因為晶體管2102的柵極的幅值電壓為小的(VH-VL)。因此,包括圖21中所示的電平移動器的半導(dǎo)體裝置的功率消耗被減小,因為邏輯電路2100的直通電流小了。
類似于晶體管2102,由于晶體管2104的柵極電壓在第一操作中為VSS而在第二操作中為(VSS+(VH-VL)),因此減小了邏輯電路2100的直通電流。這是因為晶體管2104的柵極的幅值電壓為小的(VH-VL)。因此,包括圖21中所示的電平移動器的半導(dǎo)體裝置的功率消耗被減小,因為邏輯電路2100的直通電流小了。
此外,由于晶體管2102的柵極的幅值電壓小,減小了邏輯電路2100中產(chǎn)生的噪聲。這是因為通過晶體管2102的柵極和第二端子(線路109-2)之間的寄生電容產(chǎn)生的噪聲變小了。
類似于晶體管2102,由于晶體管2104的柵極的幅值電壓小,減小了邏輯電路2100中產(chǎn)生的噪聲。這是因為通過晶體管2104的柵極和第二端子(線路109-1)之間的寄生電容產(chǎn)生的噪聲變小了。
此外,優(yōu)選電容器701和702的電容幾乎彼此相等。這是因為如果電容器701和702的電容彼此相等,線路109-1和109-2的時間差異,例如輸出信號延遲可以彼此相等。
還要注意,如上所述,可以將MOS電容器用作電容器701和702中的每個。此外,對于圖21中所示的電平移動器來說,與圖8A中所示的偏移電路類似,優(yōu)選為每個電容器使用N溝道晶體管。這是因為通過用N溝道晶體管形成每個電容器,可以將非晶硅用于圖21中所示的電平移動器中的半導(dǎo)體層,從而可以簡化制造工藝。因此,可以降低制造成本,且可以提高成品率。此外,還可以制造大型半導(dǎo)體裝置。
此外,在圖21中所示的電平移動器中,即使將多晶硅或單晶硅用于半導(dǎo)體層,也能夠簡化制造工藝。
這里,雖然圖21所示的電平移動器包括N溝道晶體管和電容器,其也可以包括P溝道晶體管和電容器。圖35示出了包括P溝道晶體管和電容器的電平移動器。
圖35中所示的電平移動器包括電容器701、電容器702、晶體管501、晶體管502、晶體管3501、晶體管3502、晶體管3503和晶體管3504。
注意,電容器301、電容器302、晶體管501、晶體管502、晶體管3501、晶體管3502、晶體管3503和晶體管3504分別對應(yīng)于圖21中的電容器701、電容器702、晶體管703、晶體管704、晶體管2101、晶體管2102、晶體管2103和晶體管2104并具有類似功能。偏移電路2903和邏輯電路3500分別對應(yīng)于圖21中的偏移電路1503和邏輯電路2100并具有類似功能。節(jié)點(diǎn)N51和N52分別對應(yīng)于圖21中的節(jié)點(diǎn)N71和N72。
如圖35中的電平移動器所示,晶體管3501的柵極連接到線路104,晶體管3501的第一端子連接到線路104,晶體管3501的第二端子連接到線路109-2。晶體管3502的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N52,晶體管3502的第一端子連接到線路103,晶體管3502的第二端子連接到線路109-2。晶體管3503的柵極連接到線路104,晶體管3503的第一端子連接到線路104,晶體管3503的第二端子連接到線路109-1。晶體管3504的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N51,晶體管3504的第一端子連接到線路103,晶體管3504的第二端子連接到線路109-1。
接著,參考圖36A到36D的時間圖描述圖35中所示的電平移動器的運(yùn)行。不過,可以酌情確定圖36A到36D中所示的時間圖中的電勢變化時間,該時間不限于圖36A到36D中的時間圖。
圖37示出了當(dāng)將L信號提供給線路105且將H信號提供給線路106時圖35中所示的電平移動器的運(yùn)行。圖38示出了當(dāng)將H信號提供給線路105且將L信號提供給線路106時圖35中所示的電平移動器的運(yùn)行。這里注意,圖37中所示的操作由第一操作表示,圖38中所示的操作由第二操作表示。
由于偏移電路2903的運(yùn)行類似于圖5A中的偏移電路,于是省略其具體描述。
此外,由于包括晶體管3501和3502的電路以及包括晶體管3503和3504的電路的運(yùn)行類似于圖29中所示的邏輯電路2900的運(yùn)行,因此省略其具體描述。
首先,參考圖36A到36D和圖37中所示的時間圖描述圖35中所示的電平移動器的第一操作。
在第一操作中,如圖37所示,從線路109-1輸出H信號,從線路109-2輸出L信號。注意,類似于圖29中所示的邏輯電路2900,線路109-1的電勢由晶體管3503和3504的工作點(diǎn)決定,因此其比電源電勢VDD稍低。此外,類似于圖29中所示的邏輯電路2900,線路109-2的電勢為電源電勢VSS加上晶體管3501的閾值電壓Vth3501的絕對值獲得的電勢(VSS+|Vth3501|)。
接著,參考圖36A到36D和圖38中所示的時間圖描述圖35中所示的電平移動器的第二操作。
在第二操作中,如圖38所示,從線路109-1輸出L信號,從線路109-2輸出H信號。注意,類似于圖29中所示的邏輯電路2900,線路109-1的電勢為電源電勢VSS加上晶體管3503的閾值電壓Vth3503的絕對值獲得的電勢(VSS+|Vth3503|)。此外,類似于圖29中所示的邏輯電路2900,線路109-2的電勢由晶體管3501和3502的工作點(diǎn)決定,因此其比電源電勢VDD稍低。
通過上述第一和第二操作,圖35中所示的電平移動器可以移動提供給線路105和106的每個控制信號,從而將H信號電勢從VH移動到VDD并將L信號電勢從VL移動到VSS,然后通過線路109-1和109-2輸出。
圖35中所示的電平移動器可以分別通過線路109-1和109-2輸出兩個信號,每個信號的H和L電平是相反的。
由于晶體管3502的柵極電壓在第一操作中為VDD而在第二操作中為(VDD-(VH-VL)),因此減小了邏輯電路3500的直通電流。這是因為晶體管3502的柵極的幅值電壓為小的(VH-VL)。因此,包括圖35中所示的電平移動器的半導(dǎo)體裝置的功率消耗被減小,因為邏輯電路3500的直通電流小了。
類似于晶體管3502,于晶體管3504的柵極電壓在第一操作中為(VDD-(VH-VL))而在第二操作中為VDD,因此減小了邏輯電路3500的直通電流。這是因為晶體管3504的柵極的幅值電壓為小的(VH-VL)。因此,包括圖35中所示的電平移動器的半導(dǎo)體裝置的功率消耗被減小,因為邏輯電路3500的直通電流小了。
此外,由于晶體管3502的柵極的幅值電壓小,減小了邏輯電路3500中產(chǎn)生的噪聲。這是因為通過晶體管3502的柵極和第二端子(線路109-2)之間的寄生電容產(chǎn)生的噪聲變小了。
類似于晶體管3502,于晶體管3504的柵極的幅值電壓小,減小了邏輯電路3500中產(chǎn)生的噪聲。這是因為通過晶體管3504的柵極和第二端子(線路109-1)之間的寄生電容產(chǎn)生的噪聲變小了。
此外,優(yōu)選電容器301和302的電容幾乎彼此相等。這是因為如果電容器301和302的電容彼此相等,線路109-1和109-2的時間差異,例如輸出信號延遲可以彼此相等。
還要注意,如上所述,可以將MOS電容器用作電容器301和302中的每個。此外,對于圖35中所示的電平移動器來說,與圖6A中所示的偏移電路類似,優(yōu)選為每個電容器使用P溝道晶體管。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式7)本實施模式描述了與實施模式5和6不同的實施模式1中所述的電平移動器的具體結(jié)構(gòu)。
注意,在本實施模式和實施模式1到6中,附圖標(biāo)記是通用的,對于相同部分或具有類似功能的部分的詳細(xì)說明不進(jìn)行重復(fù)。
首先,參考圖25描述本發(fā)明的電平移動器的具體結(jié)構(gòu)示例。
圖25中所示的電平移動器包括電容器701、電容器702、晶體管703、晶體管704、晶體管2501、晶體管2502、晶體管2503和晶體管2504。
如圖35中的電平移動器所示,晶體管2501的第一端子連接到線路103,晶體管2501的第二端子連接到線路109。晶體管2502的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N72,晶體管2502的第一端子連接到線路104,晶體管2502的第二端子連接到線路109。晶體管2503的柵極連接到線路103,晶體管2503的第一端子連接到線路103,晶體管2503的第二端子連接到晶體管2501的柵極。晶體管2504的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N72,晶體管2504的第一端子連接到線路104,晶體管2504的第二端子連接到晶體管2501的柵極。注意,晶體管2501的柵極、晶體管2503的第二端子和晶體管2504的第二端子的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N251表示。
邏輯電路2500包括晶體管2501到2504。邏輯電路2500對應(yīng)于圖1A到1C中所示的電路102。
注意,晶體管2501到2504為N溝道晶體管。因此,由于可以僅用N溝道型晶體管形成圖25中所示的電平移動器,因此可以將非晶硅用于圖25中所示的電平移動器中的半導(dǎo)體層,從而能夠簡化制造工藝。因此,可以降低制造成本,且可以提高成品率。此外,還可以制造大型半導(dǎo)體裝置。
此外,在圖25中所示的電平移動器中,即使將多晶硅或單晶硅用于半導(dǎo)體層,也能夠簡化制造工藝。
接著,類似于圖15中所示的電平移動器,參考圖16A到16C的時間圖描述圖25中所示的電平移動器的運(yùn)行。不過,可以酌情確定圖16A到16C中所示的時間圖中的電勢變化時間,該時間變化不限于圖16A到16C中的時間圖。
圖26示出了當(dāng)將L信號提供給線路105且將H信號提供給線路106時圖25中所示的電平移動器的運(yùn)行。圖27示出了當(dāng)將H信號提供給線路105且將L信號提供給線路106時圖25中所示的電平移動器的運(yùn)行。這里注意,圖26中所示的操作由第一操作表示,圖27中所示的操作由第二操作表示。
由于偏移電路1503的運(yùn)行類似于圖7A中的偏移電路,于是省略其具體描述。
首先,參考圖16A到16C和圖26中所示的時間圖描述圖25中所示的電平移動器的第一操作。
當(dāng)線路105變成L電平時,節(jié)點(diǎn)N71的電勢變成VSS。另一方面,當(dāng)線路106變成H電平時,節(jié)點(diǎn)N72的電勢變成(VSS+(VH-VL))。因此,晶體管2502和2504導(dǎo)通。由于晶體管2504導(dǎo)通,將電源電勢VSS提供給節(jié)點(diǎn)N251,使得節(jié)點(diǎn)N251的電勢降低。注意,節(jié)點(diǎn)N251的電勢由晶體管2503和2504的工作點(diǎn)決定,因此它比電源電勢VSS稍高。由于節(jié)點(diǎn)N251變成L電平,所以晶體管2501截止。此外,由于晶體管2502導(dǎo)通,將電源電勢VSS提供給線路109,使得線路109的電勢降低。線路109的電勢降低到電源電勢VSS,并從線路109輸出L信號。
接著,參考圖16A到16C和圖27中所示的時間圖描述圖25中所示的電平移動器的第二操作。
當(dāng)線路105變成H電平時,節(jié)點(diǎn)N71的電勢變成(VSS+(VH-VL))。另一方面,當(dāng)線路106變成L電平時,節(jié)點(diǎn)N72的電勢變成VSS。因此,晶體管2502和2504截止。由于晶體管2504截止,將電源電勢VDD提供給節(jié)點(diǎn)N251,使得節(jié)點(diǎn)N251的電勢升高。與節(jié)點(diǎn)N251的電勢升高同時,晶體管2501導(dǎo)通,將電源電勢VDD提供給線路109,使得線路109的電勢也升高。當(dāng)節(jié)點(diǎn)N251的電勢變成電源電勢VDD減去晶體管2503的閾值電壓Vth2503獲得的值(VDD-Vth2503)時,晶體管2503截止,且節(jié)點(diǎn)N251變成浮置狀態(tài)。不過,即使在節(jié)點(diǎn)N251的電勢變成(VDD-Vth2503)之后,線路109的電勢仍繼續(xù)升高。因此,通過晶體管2501的柵極(節(jié)點(diǎn)N251)和第二端子(線路109)之間的寄生電容的電容耦合,節(jié)點(diǎn)N251的電勢繼續(xù)升高。節(jié)點(diǎn)N251的電勢升高一直持續(xù)到線路109的電勢升高停止為止,使得節(jié)點(diǎn)N251的電勢變成等于或高于晶體管2501的閾值電壓Vth2501加上電源電勢VDD所獲得的值(VDD+Vth2501)的值。注意,當(dāng)線路109的電勢變成等于電源電勢VDD時,線路109的電勢升高停止。這就是所謂的引導(dǎo)。因此,線路109的電勢變成等于電源電勢VDD并從線路109輸出H信號。
這里,描述邏輯電路2500的功能。
邏輯電路2500具有選擇將電源電勢VDD和電源電勢VSS中的哪一個提供給線路109的功能。在將電源電勢VDD提供給線路109的情況下,使得晶體管2501的柵極電勢等于或高于(VDD+Vth2501),由此線路109的電勢通過引導(dǎo)變成等于電源電勢VDD。
這里,描述晶體管2501到2504的功能。
首先,晶體管2501具有開關(guān)的功能,根據(jù)節(jié)點(diǎn)N251的電勢選擇是否使線路103和線路109彼此連接。在第二操作中晶體管2501導(dǎo)通并將電源電勢VDD提供給線路109。
晶體管2502具有開關(guān)的功能,根據(jù)節(jié)點(diǎn)N72的電勢選擇是否使線路104和線路109彼此連接。在第一操作中晶體管2502將電源電勢VSS提供給線路109。
晶體管2503具有二極管的功能。其輸入端子為柵極和第一端子,其輸出端子為第二端子。
晶體管2504具有開關(guān)的功能,根據(jù)節(jié)點(diǎn)N72的電勢選擇是否使線路104和節(jié)點(diǎn)N251彼此連接。在第一操作中晶體管2504將電源電勢VSS提供給節(jié)點(diǎn)N251。
通過上述第一和第二操作,圖25中所示的電平移動器可以在第一操作中使線路109的電勢等于電源電勢VSS,可以在第二操作使線路109的電勢等于電源電勢VDD。
此外,類似于圖15中所示的邏輯電路1500,由于晶體管2502和2504的柵極的每個幅值電壓都小,因此可以降低邏輯電路2500的直通電流。
此外,類似于圖15中所示的邏輯電路1500,由于晶體管2502和2504的柵極的每個幅值電壓都小,因此可以降低邏輯電路2500中產(chǎn)生的噪聲。
還要注意,如上所述,可以將MOS電容器用作電容器701和702中的每個。此外,對于圖25中所示的電平移動器來說,與圖8A中所示的偏移電路類似,優(yōu)選為每個電容器使用N溝道晶體管。這是因為通過用N溝道晶體管形成每個電容器,可以將非晶硅用于圖25中所示的電平移動器中的半導(dǎo)體層,從而可以簡化制造工藝。因此,可以降低制造成本,且可以提高成品率。此外,還可以制造大型半導(dǎo)體裝置。
此外,在圖25中所示的電平移動器中,即使將多晶硅或單晶硅用于半導(dǎo)體層,也能夠簡化制造工藝。
注意,如圖28所示,晶體管2502和2504的柵極也可以連接到圖25中所示的電平移動器中的節(jié)點(diǎn)N71。如圖20A到20C中的時間圖所示,在晶體管2502和2504的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N71的情況下(圖28),線路109的信號(電勢)的H和L電平與晶體管2502和2504的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N72的情況下(圖25)相反。圖28中所示的電平移動器的運(yùn)行與圖25中所示的電平移動器類似。因此,可以酌情決定將晶體管2502和2504的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N71還是節(jié)點(diǎn)N72。
此外,雖然未示出,但也可以將兩個邏輯電路連接到節(jié)點(diǎn)N71和N72中的每個。利用兩個邏輯電路2500,可以輸出兩個信號,每個信號的H和L電平是相反的。在兩個邏輯電路連接到節(jié)點(diǎn)N71和N72中的每個的情形下,類似于圖21中所示的電平移動器,優(yōu)選電容器701和702的電容幾乎彼此相等。
這里,雖然圖25所示的電平移動器包括N溝道晶體管和電容器,其也可以包括P溝道晶體管和電容器。圖39示出了包括P溝道晶體管和電容器的電平移動器。
圖39中所示的電平移動器包括電容器301、電容器302、晶體管501、晶體管502、晶體管3901、晶體管3902、晶體管3903和晶體管3904。
注意,電容器301、電容器302、晶體管501、晶體管502、晶體管3901、晶體管3902、晶體管3903和晶體管3904分別對應(yīng)于圖25中的電容器701、電容器702、晶體管703、晶體管704、晶體管2501、晶體管2502、晶體管2503和晶體管2504并具有類似功能。邏輯電路3900和偏移電路2903分別對應(yīng)于圖25中的邏輯電路2500和偏移電路1503并具有類似功能。節(jié)點(diǎn)N51和N52分別對應(yīng)于圖25中的節(jié)點(diǎn)N71和N72。
晶體管3902的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N52,晶體管3902的第一端子連接到線路103,晶體管3902的第二端子連接到線路109。晶體管3901的第一端子連接到線路104,晶體管3901的第二端子連接到線路109。晶體管3903的柵極連接到線路104,晶體管3903的第一端子連接到線路104,晶體管3903的第二端子連接到晶體管3901的柵極。晶體管3904的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N52,晶體管3904的第一端子連接到線路103,晶體管3904的第二端子連接到晶體管3901的柵極。注意,晶體管3901的柵極、晶體管3903的第二端子和晶體管3904的第二端子的連接點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)N391表示。
接著,類似于圖29中所示的電平移動器,參考圖30A到30C的時間圖描述圖39中所示的電平移動器的運(yùn)行。不過,可以酌情確定圖30A到30C中所示的時間圖中的電勢變化時間,該時間不限于圖30A到30C中的時間圖。
圖40示出了當(dāng)將L信號提供給線路105且將H信號提供給線路106時圖39中所示的電平移動器的運(yùn)行。圖41示出了當(dāng)將H信號提供給線路105且將L信號提供給線路106時圖39中所示的電平移動器的運(yùn)行。這里注意,圖40中所示的操作由第一操作表示,圖41中所示的操作由第二操作表示。
由于偏移電路2903的運(yùn)行類似于圖5A中的偏移電路,于是省略其具體描述。
首先,參考圖30A到30C和圖40中所示的時間圖描述圖39中所示的電平移動器的第一操作。
當(dāng)線路105變成L電平時,節(jié)點(diǎn)N51的電勢變成(VDD-(VH-VL))。另一方面,當(dāng)線路106變成H電平時,節(jié)點(diǎn)N52的電勢變成VDD。因此,晶體管3902和3904截止。由于晶體管3904截止,將電源電勢VSS提供給節(jié)點(diǎn)N391,使得節(jié)點(diǎn)N391的電勢降低。與節(jié)點(diǎn)N391的電勢降低同時,晶體管3901導(dǎo)通,將電源電勢VSS提供給線路109,使得線路109的電勢也降低。當(dāng)節(jié)點(diǎn)N391的電勢變成電源電勢VSS加上晶體管3903的閾值電壓Vth3903的絕對值所獲得的值(VSS+|Vth3903|)時,晶體管3903截止,節(jié)點(diǎn)N391變成浮置狀態(tài)。不過,即使在節(jié)點(diǎn)N391的電勢變成(VSS+|Vth3903|)之后,線路109的電勢仍繼續(xù)降低。因此,通過晶體管3901的柵極(節(jié)點(diǎn)N391)和第二端子(線路109)之間的寄生電容的電容耦合,節(jié)點(diǎn)N391的電勢繼續(xù)降低。節(jié)點(diǎn)N391的電勢降低一直持續(xù)到線路109的電勢降低停止為止,使得節(jié)點(diǎn)N391的電勢變成等于或小于電源電勢VSS加上晶體管3901的閾值電壓Vth3901的絕對值所獲得的值(VSS+|Vth3901|)的值。注意,當(dāng)線路109的電勢變成等于電源電勢VSS時,線路109的電勢降低停止。這就是所謂的引導(dǎo)。因此,線路109的電勢變成等于電源電勢VSS并從線路109輸出L信號。
接著,參考圖30A到30C和圖41中所示的時間圖描述圖39中所示的電平移動器的第二操作。
當(dāng)線路105變成H電平時,節(jié)點(diǎn)N51的電勢變成VDD。另一方面,當(dāng)線路106變成L電平時,節(jié)點(diǎn)N52的電勢變成(VDD-(VH-VL))。因此,晶體管3902和3904導(dǎo)通。由于晶體管3902導(dǎo)通,將電源電勢VDD提供給節(jié)點(diǎn)N391,使得節(jié)點(diǎn)N391的電勢升高。注意,由于節(jié)點(diǎn)N391的電勢由晶體管3903和3904的工作點(diǎn)決定,因此它比電源電勢VDD稍低。由于節(jié)點(diǎn)N391變成L電平,所以晶體管3901截止。此外,由于晶體管3902導(dǎo)通,將電源電勢VDD提供給線路109,使得線路109的電勢升高。線路109的電勢升高到電源電勢VDD并從線路109輸出H信號。
通過上述第一和第二操作,圖39中所示的電平移動器可以在第一操作中使線路109的電勢等于電源電勢VSS,可以在第二操作使線路109的電勢等于電源電勢VDD。
此外,類似于圖39中所示的邏輯電路3900,由于晶體管3902和3904的柵極的每個幅值電壓都小,因此可以降低邏輯電路3900的直通電流。
此外,類似于圖39中所示的邏輯電路3900,由于晶體管3902和3904的柵極的每個幅值電壓都小,因此可以降低邏輯電路3900中產(chǎn)生的噪聲。
還要注意,如上所述,可以將MOS電容器用作電容器301和302中的每個。此外,對于圖39中所示的電平移動器來說,與圖6A中所示的偏移電路類似,優(yōu)選為每個電容器使用P溝道晶體管。
此外,如圖42所示,晶體管3902和3904的柵極也可以連接到圖39中所示的電平移動器的節(jié)點(diǎn)N51。圖36A到36D中示出了在晶體管3902和3904的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N51的情況下的時間圖。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式8)本實施模式描述本發(fā)明的電平移動器的布局圖。
首先,參考圖43描述圖15中所示的電平移動器的布局圖。
在形成了半導(dǎo)體層4301、第一導(dǎo)電層4302和第二導(dǎo)電層4303的情形下示出了圖43中的布局圖。注意,第一導(dǎo)電層4302起到柵電極的功能,第二導(dǎo)電層4303起到線路層的功能。
在圖43中所示的布局圖中,將多晶半導(dǎo)體(多晶硅)用于每個晶體管的半導(dǎo)體層4301。
在圖43中所示的布局圖中,提供了電容器701、電容器702、晶體管703、晶體管704、晶體管1501和晶體管1502。線路103、104、105、106和109類似于圖15中所述的線路。
晶體管703、704、1501和1502為N溝道晶體管。
電容器702由半導(dǎo)體層4301和第一導(dǎo)電層4302(柵電極)形成。亦即,電容器702起到MOS電容器的功能。如上所述,由于電容器702的第一導(dǎo)電層4302的電勢高于其半導(dǎo)體層4301的電勢,因此在半導(dǎo)體層4301的溝道區(qū)中形成了溝道。于是電容器702可以獲得大的電容。
類似于電容器702,電容器701由半導(dǎo)體層4301和第一導(dǎo)電層4302(柵電極)形成。亦即,電容器701也起到MOS電容器的功能。如上所述,由于電容器701的第一導(dǎo)電層4302的電勢高于其半導(dǎo)體層4301的電勢,因此在半導(dǎo)體層4301的溝道區(qū)中形成了溝道。于是電容器701可以獲得大的電容。
接著,參考圖44描述圖29中所示的電平移動器的布局圖。
在形成了半導(dǎo)體層4401、第一導(dǎo)電層4402和第二導(dǎo)電層4403的情形下示出了圖44中的布局圖。注意,第一導(dǎo)電層4402起到柵電極的功能,第二導(dǎo)電層4403起到線路層的功能。
在圖44中所示的布局圖中,將多晶半導(dǎo)體(多晶硅)用于每個晶體管的半導(dǎo)體層4401。
在圖44中所示的布局圖中,提供了電容器301、電容器302、晶體管501、晶體管502、晶體管2901和晶體管2902。線路103、104、105、106和109類似于圖29中所述的線路。
晶體管501、502、2901和2902為P溝道晶體管。
電容器301由半導(dǎo)體層4401和第一導(dǎo)電層4402(柵電極)形成。亦即,電容器301起到MOS電容器的功能。如上所述,由于電容器301的第一導(dǎo)電層4402的電勢低于其半導(dǎo)體層4401的電勢,因此在半導(dǎo)體層4401的溝道區(qū)中形成了溝道。于是電容器301可以獲得大的電容。
類似于電容器301,電容器302由半導(dǎo)體層4401和第一導(dǎo)電層4402(柵電極)形成。亦即,電容器302也起到MOS電容器的功能。如上所述,由于電容器302的第一導(dǎo)電層4402的電勢低于其半導(dǎo)體層4401的電勢,因此在半導(dǎo)體層4401的溝道區(qū)中形成了溝道。于是電容器302可以獲得大的電容。
接著,參考圖45描述圖15中所示的電平移動器的布局圖,其是與圖43不同的示例。
在形成了半導(dǎo)體層4301、第一導(dǎo)電層4302和第二導(dǎo)電層4303的情形下示出了圖45中的布局圖。注意,第一導(dǎo)電層4302起到柵電極的功能,第二導(dǎo)電層4303起到線路層的功能。
在圖45中所示的布局圖中,將多晶半導(dǎo)體(多晶硅)用于每個晶體管的半導(dǎo)體層4301。
在圖45中所示的布局圖中,提供了電容器701、電容器702、晶體管703、晶體管704、晶體管1501和晶體管1502。線路103、104、105、106和109類似于圖15中所述的線路。
晶體管703、704、1501和1502為N溝道晶體管。
電容器702由第一導(dǎo)電層4302和第二導(dǎo)電層4303形成。這是因為由于第一導(dǎo)電層4302和第二導(dǎo)電層4303是由導(dǎo)電材料形成的,所以電容器702的電容不隨所加的電壓而變化。因此,可以穩(wěn)定地操作圖45中所示的電平移動器。
電容器701由第一導(dǎo)電層4302和第二導(dǎo)電層4303形成。這是因為由于第一導(dǎo)電層4302和第二導(dǎo)電層4303是由導(dǎo)電材料形成的,所以電容器701的電容不隨所加的電壓而變化。因此,可以穩(wěn)定地操作圖45中所示的電平移動器。
此外,電容器701的第一電極和電容器702的第二電極由第二導(dǎo)電層4303形成,電容器701的第二電極和電容器702的第一電極由第一導(dǎo)電層4302形成。這是因為可以減小圖45中所示的電平移動器的布局面積。具體而言,在電容器701的第二電極由第一導(dǎo)電層4302形成的情況下,可以使圖45中所示的電平移動器的布局面積小于電容器701的第二電極由第二導(dǎo)電層4303形成的情況,因為電容器701的第二電極連接到晶體管703的柵極。類似地,在電容器702的第二電極由第二導(dǎo)電層4303形成的情況下,可以使圖45中所示的電平移動器的布局面積小于電容器702的第二電極由第一導(dǎo)電層4302形成的情況,因為電容器702的第二電極連接到晶體管703的第二端子。
接著,參考圖46描述圖29中所示的電平移動器的布局圖,其是與圖44不同的示例。在形成了半導(dǎo)體層4401、第一導(dǎo)電層4402和第二導(dǎo)電層4403的情形下示出了圖46中的布局圖。注意,第一導(dǎo)電層4402起到柵電極的功能,第二導(dǎo)電層4403起到線路層的功能。
在圖46中所示的布局圖中,將多晶半導(dǎo)體(多晶硅)用于每個晶體管的半導(dǎo)體層4401。
在圖46中所示的布局圖中,提供了電容器301、電容器302、晶體管501、晶體管502、晶體管2901和晶體管2902。線路103、104、105、106和109類似于圖29中所述的線路。
晶體管501、502、2901和2902為P溝道晶體管。
電容器302由第一導(dǎo)電層4402和第二導(dǎo)電層4403形成。這是因為由于第一導(dǎo)電層4402和第二導(dǎo)電層4403是由導(dǎo)電材料形成的,所以電容器302的電容不隨所加的電壓而變化。因此,可以穩(wěn)定地操作圖46中所示的電平移動器。
電容器301由第一導(dǎo)電層4402和第二導(dǎo)電層4403形成。這是因為由于第一導(dǎo)電層4402和第二導(dǎo)電層4403是由導(dǎo)電材料形成的,所以電容器301的電容不隨所加的電壓而變化。因此,可以穩(wěn)定地操作圖46中所示的電平移動器。
此外,電容器301的第一電極和電容器302的第二電極由第二導(dǎo)電層4403形成,電容器301的第二電極和電容器302的第一電極由第一導(dǎo)電層4402形成。這是因為可以減小圖46中所示的電平移動器的布局面積。具體而言,在電容器301的第二電極由第一導(dǎo)電層4402形成的情況下,可以使圖46中所示的電平移動器的布局面積小于電容器301的第二電極由第二導(dǎo)電層4403形成的情況,因為電容器301的第二電極連接到晶體管501的柵極。類似地,在電容器302的第二電極由第二導(dǎo)電層4403形成的情況下,可以使圖46中所示的電平移動器的布局面積小于電容器302的第二電極由第一導(dǎo)電層4402形成的情況,因為電容器302的第二電極連接到晶體管501的第二端子。
接著,參考圖47A描述圖15中所示的電平移動器的布局圖。
在形成了半導(dǎo)體層4701、第一導(dǎo)電層4702、第二導(dǎo)電層4703和第三導(dǎo)電層4704的情形下示出了圖47A中的布局圖。注意,第一導(dǎo)電層4702起到柵電極的功能,第二導(dǎo)電層4703起到線路層的功能,第三導(dǎo)電層4704起到高電阻線路層的功能。
在圖47A中所示的布局圖中,將非晶半導(dǎo)體(非晶硅)用于每個晶體管的半導(dǎo)體層4701。
在圖47A中所示的布局圖中,提供了電容器701、電容器702、晶體管703、晶體管704、晶體管1501和晶體管1502。線路103、104、105、106和109類似于圖15中所述的線路。
電容器702由半導(dǎo)體層4701和第一導(dǎo)電層4702(柵電極)形成。亦即,電容器702起到MOS電容器的功能。如上所述,由于電容器702的第一導(dǎo)電層4702的電勢高于其半導(dǎo)體層4701的電勢,因此在半導(dǎo)體層4701的溝道區(qū)中形成了溝道。于是電容器702可以獲得大的電容。
類似于電容器702,電容器701由半導(dǎo)體層4701和第一導(dǎo)電層4702(柵電極)形成。亦即,電容器701也起到MOS電容器的功能。如上所述,由于電容器701的第一導(dǎo)電層4702的電勢高于其半導(dǎo)體層4701的電勢,因此在半導(dǎo)體層4701的溝道區(qū)中形成了溝道。于是電容器701可以獲得大的電容。
接著,參考圖47B描述圖15中所示的電平移動器的布局圖,其是與圖47A不同的示例。
在形成了半導(dǎo)體層4701、第一導(dǎo)電層4702、第二導(dǎo)電層4703和第三導(dǎo)電層4704的情形下示出了圖47B中的布局圖。注意,第一導(dǎo)電層4702起到柵電極的功能,第二導(dǎo)電層4703起到線路層的功能,第三導(dǎo)電層4704起到高電阻線路層的功能。
在圖47B中所示的布局圖中,將非晶半導(dǎo)體(非晶硅)用于每個晶體管的半導(dǎo)體層4701。
在圖47B中所示的布局圖中,提供了電容器701、電容器702、晶體管703、晶體管704、晶體管1501和晶體管1502。線路103、104、105、106和109類似于圖15中所述的線路。
電容器702由第一導(dǎo)電層4702和第二導(dǎo)電層4703形成。這是因為由于第一導(dǎo)電層4702和第二導(dǎo)電層4703是由導(dǎo)電材料形成的,所以電容器702的電容不隨所加的電壓而變化。因此,可以穩(wěn)定地操作圖47B中所示的電平移動器。
電容器701由第一導(dǎo)電層4702和第二導(dǎo)電層4703形成。這是因為由于第一導(dǎo)電層4702和第二導(dǎo)電層4703是由導(dǎo)電材料形成的,所以電容器701的電容不隨所加的電壓而變化。因此,可以穩(wěn)定地操作圖47B中所示的電平移動器。
此外,電容器701的第一電極和電容器702的第二電極由第二導(dǎo)電層4703形成,電容器701的第二電極和電容器702的第一電極由第一導(dǎo)電層4702形成。這是因為可以減小圖47B中所示的電平移動器的布局面積。具體而言,在電容器701的第二電極由第一導(dǎo)電層4702形成的情況下,可以使圖47B中所示的電平移動器的布局面積小于電容器701的第二電極由第二導(dǎo)電層4703形成的情況,因為電容器701的第二電極連接到晶體管703的柵極。類似地,在電容器702的第二電極由第二導(dǎo)電層4703形成的情況下,可以使圖47B中所示的電平移動器的布局面積小于電容器702的第二電極由第一導(dǎo)電層4702形成的情況,因為電容器702的第二電極連接到晶體管703的第二端子。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式9)實施模式9參考圖62A和62B描述其中形成了多個像素的屏板示例。在圖62A中,屏板191包括像素部分591,其包括以矩陣形式設(shè)置的多個像素590。像素部分591可以采用有源矩陣結(jié)構(gòu),在該結(jié)構(gòu)中為每個像素590提供諸如薄膜晶體管的開關(guān)元件。作為每個像素590的顯示介質(zhì),可以提供諸如電致發(fā)光元件的發(fā)光元件或液晶元件。
此外,如圖62B所示,還可以在與像素部分591相同的基板上方提供用于驅(qū)動像素部分591的驅(qū)動電路。在圖62B中,與圖62A相同的部分用相同的附圖標(biāo)記表示,并省略其描述。在圖62B中,源極驅(qū)動器593和柵極驅(qū)動器594被示為驅(qū)動電路。本發(fā)明不限于此,除了源極驅(qū)動器593和柵極驅(qū)動器594之外,可以提供驅(qū)動電路??梢栽诨迳闲纬蛇@種驅(qū)動電路并可以將其安裝在其上形成了像素部分591的另一基板上。例如,可以利用薄膜晶體管在玻璃基板上形成像素部分591,可以在單晶基板上形成這種驅(qū)動電路,可以通過COG(玻璃上芯片)在玻璃基板上連接驅(qū)動電路的IC芯片,或者,可以通過TAB(帶式自動接合)在玻璃基板上連接IC芯片或利用印刷電路板將其連接到玻璃基板。
此外,也可以利用薄膜晶體管在與像素部分591相同的基板上且在與每個像素590中包括的薄膜晶體管相同的過程中形成這種驅(qū)動電路??梢岳枚嗑О雽?dǎo)體或非晶半導(dǎo)體形成每個薄膜晶體管的溝道形成區(qū)。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式10)圖63A示出了圖62A或62B中所示的像素部分591的結(jié)構(gòu)示例(以下稱為第一像素結(jié)構(gòu))。像素部分591包括多個源極信號線S1到Sp(p為自然數(shù))、多個與所述多個源極信號線S1到Sp相交的掃描線G1到Gq(q為自然數(shù)),以及為源極信號線S1到Sp和掃描線G1到Gq的每個交點(diǎn)提供的像素690。
在圖63B中示出了圖63A中所示的像素690的構(gòu)造。圖63B示出了形成于多個源極信號線S1到Sp中的一個Sx(x為小于等于p的自然數(shù))和多個掃描線G1到Gq中的一個Gy(y為小于等于q的自然數(shù))的交點(diǎn)處的像素690。像素690包括第一晶體管691、第二晶體管692、電容器693和發(fā)光元件694。在本實施模式中,作為發(fā)光元件694,使用了包括一對電極且當(dāng)在一對電極之間流過電流時發(fā)光的元件。此外,作為電容器693,也可以積極地利用第二晶體管692等的寄生電容。第一晶體管691和第二晶體管692中的每個可以是N溝道晶體管或P溝道晶體管。作為用于形成像素690的每個晶體管,可以使用薄膜晶體管。
第一晶體管691的柵極連接到掃描線Gy,其源極和漏極之一連接到源極信號線Sx,其源極和漏極的另一個連接到第二晶體管692的柵極和電容器693的電極之一。電容器693的另一個電極連接到被供以電勢V3的節(jié)點(diǎn)695。第二晶體管692的源極和漏極之一連接到發(fā)光元件694的一個電極,其源極和漏極的另一個連接到被供以電勢V2的節(jié)點(diǎn)696。發(fā)光元件694的另一個電極連接到被供以電勢V1的節(jié)點(diǎn)697。
描述圖63A和63B中所示的像素部分591的顯示方法。
選擇多個掃描線G1到Gq之一,在選擇掃描線的時間期間,將圖像信號輸入到多個源極信號線S1到Sp的所有中。通過這種方式,將圖像信號輸入到像素部分591中的一行的像素中。依次選擇多個掃描線G1到Gq,且每次執(zhí)行類似的操作,從而將圖像信號輸入到像素部分591中的所有像素690中。
描述的是像素690的操作,其中,選擇多個掃描線G1到Gq中的一個Gy,并從多個源極信號線S1到Sp的一個Sx輸入圖像信號。當(dāng)選擇了掃描線Gy后,第一晶體管691導(dǎo)通。晶體管的ON狀態(tài)表示源極和漏極是電連接的,晶體管的OFF狀態(tài)表示源極和漏極不是電連接的。當(dāng)?shù)谝痪w管691變成ON狀態(tài)時,將輸入到源極信號線Sx中的圖像信號通過第一晶體管691輸入到第二晶體管692的柵極中。根據(jù)輸入的圖像信號選擇第二晶體管692是變成ON狀態(tài)還是OFF狀態(tài)。在選擇了第二晶體管692的ON狀態(tài)時,第二晶體管692的漏極電流流到發(fā)光元件694,發(fā)光元件694發(fā)光。
保持電勢V2和電勢V3,使得當(dāng)?shù)诙w管692變成ON狀態(tài)時,它們之間的電勢差始終恒定。電勢V2和電勢V3可以是相同的電勢。在電勢V2和電勢V3是相同電勢的情況下,節(jié)點(diǎn)695和節(jié)點(diǎn)696可以連接至相同的線路。在選擇發(fā)光元件694發(fā)光時,將電勢V1和電勢V2設(shè)定為具有預(yù)定電勢差。于是電流流到發(fā)光元件694,發(fā)光元件694發(fā)光。
每個線路和電極是利用以下材料形成的從鋁(Al)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)、釹(Nd)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎂(Mg)、鈧(Sc)、鈷(Co)、鋅(Zn)、鈮(Nb)、硅(Si)、磷(P)、硼(B)、砷(As)、鎵(Ga)、銦(In)、錫(Sn)、和氧(O)中選擇的一種元素或多種元素;含有從以上元素中選擇的一種元素或多種元素的化合物或合金材料(例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、含氧化硅的ITO(ITSO)、氧化鋅(ZnO)、鋁釹(Al-Nd)或鎂銀(Mg-Ag));通過組合任何上述化合物獲得的材料;等等。此外,也可以使用硅和任何上述材料的化合物(硅化物)(例如鋁-硅、鉬-硅或鎳硅化物),或氮和任何上述材料化物的化合物(例如氮化鈦、氮化鉭或氮化鉬等)。注意,硅(Si)可以含有高濃度的N型雜質(zhì)(例如磷)或P型雜質(zhì)(例如硼);通過含有這種雜質(zhì),提高了導(dǎo)電率或者執(zhí)行了對任何導(dǎo)體的類似動作,由此更容易地將硅用作線路或電極。注意,可以將單晶硅、多晶硅(polysilicon)和非晶硅中的任何一種用作硅??梢岳脝尉Ч杌蚨嗑Ч杞档碗娮?,且可以通過利用非晶硅的簡易制造工藝進(jìn)行制造。注意,對于鋁或銀而言,因為其高導(dǎo)電性,可以降低信號延遲,且可以容易執(zhí)行構(gòu)圖以進(jìn)行微制作,因為其容易被蝕刻。此外,同樣,對于使用銅的情形而言,由于其高導(dǎo)電性可以降低信號延遲。對于使用鉬的情形而言,即使鉬與諸如ITO或IZO的氧化物半導(dǎo)體或硅接觸,在制造工藝中也不會發(fā)生諸如材料缺陷的問題,可以容易地進(jìn)行構(gòu)圖或蝕刻,且耐熱性高。同樣,對于使用鈦的情形而言,即使鈦與諸如ITO或IZO的氧化物半導(dǎo)體或硅接觸,也不會在制造工藝中發(fā)生諸如材料缺陷的問題,且耐熱性高。此外,鎢或釹也是優(yōu)選的,因為其耐熱性高。具體而言,釹和鋁的合金是優(yōu)選的,因為其耐熱性得到提高,且可以抑制鋁的小丘。此外,硅是優(yōu)選的,因為它可以與晶體管中包括的半導(dǎo)體層同時被形成且耐熱性高。此外,當(dāng)用于通過其透光的部分時,優(yōu)選具有透光特性的氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、含氧化硅的ITO(ITSO)、氧化鋅(ZnO)或硅(Si);例如可以將它們用于像素電極或公共電極。
注意,每個線路或電極可以利用使用任何上述材料的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。通過利用單層結(jié)構(gòu),可以簡化制造工藝,可以減少加工天數(shù),可以降低成本?;蛘?,利用多層結(jié)構(gòu),可以利用材料的優(yōu)點(diǎn)而減少其缺點(diǎn),由此可以形成高性能線路或電極。例如,通過在多層結(jié)構(gòu)中含有低電阻材料(例如鋁),可以降低線路的電阻。此外,通過在多層結(jié)構(gòu)中含有高耐熱材料(例如,利用高耐熱材料夾住具有優(yōu)點(diǎn)的低耐熱材料的疊層結(jié)構(gòu)),可以改善線路或電極整體的耐熱性。例如,優(yōu)選使用通過含鉬或鈦的層夾入含鋁層的疊層結(jié)構(gòu)。注意,當(dāng)線路或電極具有直接與另一種材料形成的線路或電極接觸的部分時,它們可以彼此具有不良影響。例如,將一種材料混入另一種材料中以改變兩種材料的特性,由此,例如,不能實現(xiàn)最初目的且在制造時發(fā)生問題,使得不能進(jìn)行正常的制造。在這種情況下,可以通過用另一層夾住或覆蓋一層來解決這種問題。例如,當(dāng)氧化銦錫(ITO)和鋁彼此接觸時,優(yōu)選在其間夾入鈦或鉬。類似地,在使硅和鋁彼此接觸時,優(yōu)選在其間夾入鈦或鉬。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式11)圖64A示出了與實施模式10中所述的第一像素結(jié)構(gòu)不同的圖62A或62B中所示的像素部分591的結(jié)構(gòu)示例(以下稱為第二像素結(jié)構(gòu)。)。像素部分591包括多個源極信號線S1到Sp(p為自然數(shù))、與所述多個源極信號線S1到Sp相交的多個掃描線G1到Gq(q為自然數(shù))和多個掃描線R1到Rq,以及為源極信號線S1到Sp和掃描線G1到Gq的每個交點(diǎn)提供的像素790。
在圖64B中示出了圖64A中所示的像素790的構(gòu)造。圖64B示出了形成于多個源極信號線S1到Sp中的一個Sx(x為小于等于p的自然數(shù)),多個掃描線G1到Gq中的一個Gy(y為小于等于q的自然數(shù))和多個掃描線R1到Rq中的一個Ry的交點(diǎn)處的像素790。注意,與圖63B相同的部分以與圖64B中所示的像素結(jié)構(gòu)中相同的附圖標(biāo)記表示,省略其描述。圖64B中的像素790與圖63B中的像素690不同之處在于額外提供了第三晶體管791。第三晶體管791可以是N溝道晶體管或P溝道晶體管。作為用于形成像素790的每個晶體管,可以使用薄膜晶體管。
第三晶體管791的柵極連接到掃描線Ry,其源極和漏極之一連接到第二晶體管692的柵極和電容器693的一個電極,其源極和漏極的另一個連接到被供以電勢V4的節(jié)點(diǎn)792。
描述圖64A和64B中所示的像素部分591的顯示方法。
發(fā)光元件694發(fā)光的方法與實施模式10中所述的相同。根據(jù)圖64A和64B中所示的像素結(jié)構(gòu),由于提供了掃描線Ry和第三晶體管791,即使從源極線Sx輸入了圖像信號,也能夠獲得發(fā)光元件694的不發(fā)光狀態(tài)。利用輸入到掃描線Ry中的信號,設(shè)定了像素790中發(fā)光元件694發(fā)光的時間。通過這種方式,可以設(shè)定比依次選擇所有掃描線G1到Gq期間更短的發(fā)光時段。通過這種方式,可以在利用時分灰度級方法進(jìn)行顯示的情況下設(shè)定短的子幀周期,由此可以執(zhí)行高灰度級水平的顯示。
可以這樣設(shè)定電勢V4,使得當(dāng)?shù)谌w管791變成ON狀態(tài)時,第二晶體管692變成OFF狀態(tài)。例如,可以這樣設(shè)定電勢V4,使得當(dāng)?shù)谌w管791變成ON狀態(tài)時,它變成等于電勢V3。通過將電勢V3和V4設(shè)定為相同電勢,釋放了電容器693中保持的電荷,第二晶體管692的柵極-源極電壓變成零,由此截止第二晶體管692。在電勢V3和電勢V4是相同電勢的情況下,節(jié)點(diǎn)695和節(jié)點(diǎn)792可以連接至相同的線路。
注意,第三晶體管791的設(shè)置不限于圖64B所示。例如,也可以將第三晶體管791提供為與第二晶體管692串聯(lián)。在這種構(gòu)造,通過利用輸入到掃描線Ry中的信號使第三晶體管791為OFF狀態(tài),使流入發(fā)光元件694的電流截止,并可以獲得發(fā)光元件694的不發(fā)光狀態(tài)。
也可以使用二極管代替圖64B中所示的第三晶體管791。圖64C示出了用二極管代替第三晶體管791的像素的構(gòu)造。注意,與圖64B相同的部分以與圖64C中所示的像素結(jié)構(gòu)中相同的附圖標(biāo)記表示,省略其描述。二極管781的一個電極連接到掃描線Ry,其另一個電極連接到第二晶體管692的柵極和電容器693的一個電極。
在二極管781中,電流從一個電極流到另一個電極。第二晶體管692為P溝道晶體管。通過升高二極管781的一個電極的電勢,升高了第二晶體管692的柵極的電勢,從而第二晶體管692可以變成OFF狀態(tài)。
雖然電流從二極管781的連接至掃描線Ry的一個電極流到其連接至第二晶體管692的柵極的另一個電極且第二晶體管692為P溝道晶體管,但本發(fā)明不限于此。也可以使用這樣的構(gòu)造,其中電流從二極管781的連接至第二晶體管692的柵極的另一個電極流到其連接至掃描線Ry的一個電極且第二晶體管692為N溝道晶體管。在第二晶體管692為N溝道晶體管的情況下,通過降低二極管781的一個電極的電勢,降低了第二晶體管692的柵極的電勢,使得第二晶體管692可以變成OFF狀態(tài)。
作為二極管781,也可以使用以二極管方式連接的晶體管。以二極管方式連接的晶體管表示其柵極和漏極彼此連接的晶體管。作為以二極管方式連接的晶體管,可以使用P溝道晶體管或N溝道晶體管。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式12)圖65A示出了圖62A或62B中所示的像素部分591的結(jié)構(gòu)示例(以下稱為第三像素結(jié)構(gòu))。像素部分591包括多個源極信號線S1到Sp(p為自然數(shù))、多個與所示多個源極信號線S1到Sp相交的掃描線G1到Gq(q為自然數(shù)),以及為源極信號線S1到Sp和掃描線G1到Gq的每個交點(diǎn)提供的像素690。
圖65B示出了圖65A中所示的像素690的構(gòu)造。圖65B示出了形成于多個源極信號線S1到Sp中的一個Sx(x為小于等于p的自然數(shù))和多個掃描線G1到Gq中的一個Gy(y為小于等于q的自然數(shù))的交點(diǎn)處的像素690。此外,為每一行提供電容線C0。像素690包括晶體管4691、液晶元件4692和電容器4693。晶體管4691可以是N溝道晶體管或P溝道晶體管。作為用于形成像素690的每個晶體管,可以使用薄膜晶體管。
晶體管4691的柵極連接到掃描線Gy,其源極和漏極之一連接到源極信號線Sx,其源極和漏極的另一個連接到液晶元件4692的一個電極和電容器4693的一個電極。液晶元件4692的另一個電極連接到被供以電勢V0的節(jié)點(diǎn)4694。電容器4693的另一個電極連接到電容線C0。向電容線C0提供與提供給節(jié)點(diǎn)4694的電勢V0相同的電勢。
描述圖65A和65B中所示的像素部分591的顯示方法。
選擇多個掃描線G1到Gq之一,在選擇掃描線的時間期間,將圖像信號輸入到多個源極信號線S1到Sp的所有中。通過這種方式,將圖像信號輸入到像素部分591中一行的像素中。依次選擇多個掃描線G1到Gq,且每次執(zhí)行類似的操作,從而將圖像信號輸入到像素部分591中的所有像素690中。
描述的是像素690的操作,其中,選擇多個掃描線G1到Gq中的一個Gy,并從多個源極信號線S1到Sp的一個Sx輸入圖像信號。在選擇了掃描線Gy時,晶體管4691變成ON狀態(tài)。晶體管的ON狀態(tài)表示源極和漏極是電連接的,晶體管的OFF狀態(tài)表示源極和漏極不是電連接的。當(dāng)晶體管4691變成ON狀態(tài)時,將輸入到源極信號線Sx的圖像信號通過晶體管4691輸入到液晶元件4692的一個電極和電容器4693的一個電極。通過這種方式,在液晶元件4692的一對電極之間施加電壓(該電壓對應(yīng)于所輸入的圖像信號的電勢和節(jié)點(diǎn)4694處的電勢V0之間的電勢差),由此改變液晶元件4692的透射率。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式13)本實施模式描述實際制造的像素示例。圖48A和48B的每個都是在實施模式11和12的每個中描述的屏板的像素的截面圖。所示出的發(fā)光裝置的例子中,TFT被用作設(shè)置于像素中的開關(guān)元件,發(fā)光元件被用作設(shè)置于像素中的顯示介質(zhì)。
在圖48A和48B中,1000表示基板,1001表示基膜,1002表示半導(dǎo)體層,1102表示半導(dǎo)體層,1003表示第一絕緣膜,1004表示柵電極,1104表示電極,1005表示第二絕緣膜,1006表示電極,1007表示第一電極,1008表示第三絕緣膜,1009表示發(fā)光層,1010表示第二電極。附圖標(biāo)記1100表示TFT,1011表示發(fā)光元件,1101表示電容器。在圖48A和48B中,將TFT 1100和電容器1101典型地示為用于形成每一像素的元件。描述圖48A中所示的結(jié)構(gòu)。
作為基板1000,可以使用鋇硼硅玻璃、鋁硼硅玻璃等制成的玻璃基板;石英基板;陶瓷基板等。此外,也可以使用含有不銹鋼的金屬基板或其上形成有絕緣膜的半導(dǎo)體基板。也可以使用由諸如塑料的柔性合成樹脂形成的基板??梢酝ㄟ^諸如CMP的拋光平坦化基板1000的表面。
作為基膜1001,可以使用由氧化硅、氮化硅、氧氮化硅等制成的絕緣膜?;?001可以防止基板1000中所含的諸如Na的堿金屬或堿土金屬擴(kuò)散到半導(dǎo)體層1002中,否則這可能不利地影響TFT 1100的特性。雖然基膜1001采用了圖48A和48B中的單層結(jié)構(gòu),它也可以采用兩層或多層的多層結(jié)構(gòu)。注意,在雜質(zhì)的擴(kuò)散無關(guān)緊要時,例如在使用石英基板的情況下,不必提供基膜1001。
作為半導(dǎo)體層1002和半導(dǎo)體層1102,可以使用已構(gòu)圖的晶態(tài)半導(dǎo)體膜或非晶半導(dǎo)體膜。可以通過晶化非晶半導(dǎo)體膜獲得晶態(tài)半導(dǎo)體膜。作為結(jié)晶方法,可以使用激光結(jié)晶、利用RTA或退火爐的熱結(jié)晶、利用促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶等。半導(dǎo)體層1002包括溝道形成區(qū)和一對摻有雜質(zhì)元素的雜質(zhì)區(qū),雜質(zhì)元素賦予導(dǎo)電類型。注意,還可以在溝道形成區(qū)和一對雜質(zhì)區(qū)之間提供以低濃度摻有前述雜質(zhì)元素的雜質(zhì)區(qū)(LDD區(qū))。半導(dǎo)體層1102可以整體摻有賦予導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素。
第一絕緣膜1003可以由氧化硅、氮化硅、氧氮化硅等形成,可以采用單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。
注意,第一絕緣膜1003可以由含氫膜形成,從而氫化半導(dǎo)體層1002。
柵電極1004和電極1 104可以由從Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr和Nd中選擇的一種元素或含有這種元素的合金或化合物形成。此外,可以采用其單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。
TFT 1100包括半導(dǎo)體層1002、柵電極1004和夾在半導(dǎo)體層1002和柵電極1004之間的第一絕緣膜1003。雖然在圖48A和48B中僅僅連接至發(fā)光元件1011的第一電極1007的TFT 1100被示為用于形成每個像素的TFT,也可以提供多個TFT。此外,雖然在本實施模式中將TFT 1100描述為頂柵極晶體管,TFT 1100也可以是柵電極在半導(dǎo)體層下方的底柵極晶體管或具有半導(dǎo)體層上方和下方的柵電極的雙柵極晶體管。
形成電容器1101,使其具有作為電介質(zhì)的第一絕緣膜1003和一對電極,所述一對電極為彼此面對的半導(dǎo)體層1102和電極1104,其間插置有第一絕緣膜1003。雖然將與TFT 1100的半導(dǎo)體層1002同時形成的半導(dǎo)體層1102用作圖48A和48B中所示的每一像素中包括的電容器的一對電極之一且將與TFT 1100的柵電極1004同時形成的電極1104用作電容器的另一電極,但本發(fā)明不限于此結(jié)構(gòu)。
作為第二絕緣膜1005,可以使用采用無機(jī)絕緣膜或有機(jī)絕緣膜的單層或疊層。作為無機(jī)絕緣膜,可以使用由CVD形成的氧化硅膜、由SOG(玻璃上旋涂)形成的氧化硅膜等。作為有機(jī)絕緣膜,可以使用由聚酰亞胺、聚酰胺、BCB(苯并環(huán)丁烯)、丙烯酸、正性光敏有機(jī)樹脂、負(fù)性光敏有機(jī)樹脂等制成的膜。
此外,第二絕緣膜1005也可以由具有硅(Si)和氧(O)鍵的骨架結(jié)構(gòu)的材料形成。作為這種材料的替代物,使用至少含有氫(例如烷基或芳香烴)的有機(jī)基?;蛘撸梢詫⒎米魅〈?,或者可以將至少含有氫的氟代基和有機(jī)基二者用作取代基。
注意,可以通過高密度等離子體處理氮化第二絕緣膜1005的表面。使用高頻微波,例如2.45GHz的微波生成高濃度等離子體。注意,作為高濃度等離子體,使用電子密度為1×1011cm-3或更高,電子溫度等于或高于0.2eV且等于或小于2.0eV(優(yōu)選等于或高于0.5eV且等于或小于1.5eV)的等離子體。由于如上所述的電子溫度低的高濃度等離子體具有低的活性中心動能,與通過常規(guī)等離子體處理形成的比較,可以形成幾乎沒有等離子體損傷的低缺陷膜。在執(zhí)行高密度等離子體處理中,將基板1000設(shè)定在350到450℃的溫度。此外,將用于產(chǎn)生高濃度等離子體的設(shè)備中產(chǎn)生微波的天線和基板1000之間的距離設(shè)定為20到80mm(優(yōu)選為20到60mm)。
在含有氮(N)和稀有氣體(包括He、Ne、Ar、Kr和Xe的至少一種)的氣氛;含有氮、氫(H)和稀有氣體的氣氛,或含有NH3和稀有氣體的氣氛下通過執(zhí)行上述高密度等離子體處理氮化第二絕緣膜1005的表面。在通過這種利用高濃度等離子體的氮化處理形成的第二絕緣膜1 005的表面中,混合了諸如H、He、Ne、Ar、Kr或Xe的元素。例如,通過使用氧化硅膜或氮氧化硅膜作為第二絕緣膜1005并利用高濃度等離子體處理膜的表面,形成了氮化硅膜??梢詫⑼ㄟ^這種方式形成的氮化硅膜中所含的氫用于氫化TFT 1100的半導(dǎo)體層1002。注意,可以將該氫化處理與上述使用第一絕緣膜1003中所含的氫的氫化處理結(jié)合。
注意,可以在通過高密度等離子體處理形成的氮化物膜上形成進(jìn)一步形成絕緣膜,用于形成第二絕緣膜1005。
可以使用從Al、W、Mo、Ti、Pt、Cu、Ta、Au和Mn中選擇的一種元素,或者含有從Al、Ni、C、W、Mo、Ti、Pt、Cu、Ta、Au和Mn中選擇的兩種或多種元素的合金形成電極1006。此外,可以采用單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。
可以將第一電極1007和第二電極1010之一或兩者形成為透光電極。透光電極可以由含有氧化鎢的氧化銦(IWO)、含有氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)、含有氧化鈦的氧化銦(ITiO)、含有氧化鈦的氧化銦錫(ITTiO)等形成。不用說,也可以使用氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、摻有氧化硅的氧化銦錫(ITSO)等。
將發(fā)光元件分為向其施加直流電壓以發(fā)光的發(fā)光元件(以下稱為直流驅(qū)動發(fā)光元件)和向其施加交流電壓以發(fā)光的發(fā)光元件(以下稱為交流驅(qū)動發(fā)光元件)。
在直流驅(qū)動發(fā)光元件中,發(fā)光層優(yōu)選由具有不同功能的多個層形成,諸如空穴注入/傳輸層、發(fā)光層和電子注入/傳輸層。
優(yōu)選用具有空穴傳輸特性的有機(jī)化合物材料和相對于有機(jī)化合物材料表現(xiàn)出電子接受特性的無機(jī)化合物材料的復(fù)合材料形成空穴注入/傳輸層。通過采用這種結(jié)構(gòu),在本具有很少載流子的有機(jī)化合物中生成大量空穴載流子,由此可以獲得極優(yōu)異的空穴注入/傳輸特性。由于這種效應(yīng),可以比常規(guī)結(jié)構(gòu)減小驅(qū)動電壓。此外,由于可以不升高驅(qū)動電壓而將空穴注入/傳輸層形成得厚,也可以抑制由灰塵等引起的發(fā)光元件的短路。
作為具有空穴傳輸特性的有機(jī)化合物材料,有以下幾種但本發(fā)明不限于此4,4′,4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯胺(縮寫為MTDATA);1,3,5-三[N,N-二(m-甲苯基)氨基]苯(縮寫為m-MTDAB);N,N′-二苯基-N,N′-雙(3-甲基苯基)-1,1′-二苯基-4,4′-二胺(縮寫為TPD);4,4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]二苯基(縮寫為NPB);等。
作為表現(xiàn)出電子接受特性的無機(jī)化合物材料,有以下氧化鈦、氧化鋯、氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化釕、氧化鋅等。具體而言,優(yōu)選為氧化釩、氧化鉬、氧化鎢和氧化錸,因為它們可以在真空中淀積,且容易處理。
電子注入/傳輸層由具有電子傳輸特性的有機(jī)化合物材料形成。具體而言,有以下幾種,但本發(fā)明不限于此三(8-羥基喹啉)鋁(縮寫為Alq3);三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(縮寫為Almq3)等。
在直流驅(qū)動發(fā)光元件中,可以使用如下材料形成發(fā)光層9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫DNA)、9,10-二(2-萘基)-2-特-丁基蒽(縮寫t-BuDNA)、4,4′-雙(2,2-二苯基乙烯基)二苯基(縮寫DPVBi)、香豆素30、香豆素6、香豆素545、香豆素545T、二萘嵌苯、紅熒烯、periflanthene、2,5,8,11-四(特-丁基)二萘嵌苯(縮寫TBP)、9,10-二苯蒽(縮寫DPA)、5,12-二苯并四苯、4-(氰基亞甲基)-2-甲基-[p-(二甲基胺基)苯乙烯基]-4H-吡喃(縮寫DCM1)、4-(氰基亞甲基)-2-甲基-6-[2-(久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(縮寫DCM2)、4-(氰基亞甲基)-2,6-雙[p-(二甲基胺基)苯乙烯基]-4H-吡喃(縮寫B(tài)isDCM)等?;蛘撸梢允褂靡韵履軌虬l(fā)出熒光的化合物雙[2-(4′,6′-二氟苯基)pyridinato-N,C2′]銥(吡啶鹽)(縮寫FIrpic)、雙{2-[3′,5′-雙(三氟甲基)苯基]pyridinato-N,C2′}銥(吡啶鹽)(縮寫Ir(CF3ppy)2(pic))、三(2-苯基pyridinato-N,C2′)銥(縮寫Ir(ppy)3)、雙(2-苯基pyridinato-N,C2′)銥(乙酰丙酮化物)(縮寫Ir(ppy)2(acac))、雙[2-(2′-噻吩基)pyridinato-N,C3′)銥(乙酰丙酮化物)(縮寫Ir(thp)2(acac))、雙(2-苯基羥基喹啉-N,C2′)銥(乙酰丙酮化物)(縮寫Ir(pq)2(acac))、雙[2-(2′-苯噻吩基)pyridinato-N,C3′)銥(乙酰丙酮化物)(縮寫Ir(btp)2(acac))等。
再或者,發(fā)光層可以由諸如基于聚對苯撐亞乙烯基的材料、基于聚對苯撐的材料、基于聚噻吩的材料或基于聚芴的材料的電致發(fā)光聚合物材料形成。
第一電極1007和第二電極中的另一個可以由不透光的材料形成。例如,其可以由諸如Li或Cs的堿金屬,諸如Mg、Ca或Sr的堿土金屬,含有任何這些元素的合金(例如MgAg、AlLi或MgIn),任何這些元素的化合物(例如CaF2和氮化鈣)或諸如Yb或Er的稀土金屬形成。
可以使用類似于第二絕緣膜1005的材料形成第三絕緣膜1008。在第一電極1007周邊形成第三絕緣膜1008,以便覆蓋第一電極1007的端部,第三絕緣膜1008具有分隔每個像素的發(fā)光層1009的功能。
發(fā)光層1009由單層或多層形成。在發(fā)光層1009由多層形成時,可以根據(jù)載流子輸運(yùn)特性將這些層分為空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、發(fā)光層、電子輸運(yùn)層、電子注入層等。注意,相鄰層之間的每個邊界不必是清楚的,可能有這種情形,即形成相鄰層的材料彼此部分混合,這使得相鄰層之間的界面不清楚??梢杂糜袡C(jī)材料或無機(jī)材料形成每一層。作為有機(jī)材料,可以使用高分子材料或低分子材料。
發(fā)光元件1011由發(fā)光層1009以及彼此重疊的第一電極1007和第二電極1010形成,發(fā)光層1009插置于第一電極1007和第二電極之間。第一電極1007和第二電極1010之一對應(yīng)于陽極,其另一個對應(yīng)于陰極。當(dāng)在陽極和陰極之間施加高于閾值電壓的正向偏置電壓且電流從陽極流到陰極時,發(fā)光元件1011發(fā)光。
另一方面,對于交流驅(qū)動發(fā)光元件而言,采用雙絕緣結(jié)構(gòu),其中在一對電極之間提供夾置在兩個絕緣膜之間的發(fā)光層,可以通過在一對電極之間施加交流電壓獲得光發(fā)射。在交流驅(qū)動發(fā)光元件中,發(fā)光層可以由ZnS、SrS、BaAl2S4等形成。用于夾置發(fā)光層的每個絕緣膜可以由Ta2O5、SiO2、Y2O3、BaTiO3、SrTiO3、氮化硅等形成。
接著描述圖48B的結(jié)構(gòu)。注意,用相同的附圖標(biāo)記表示與圖48A相同的部分,且省略其描述。
圖48B示出了在圖48A中的第二絕緣膜1005和第三絕緣膜1008之間提供絕緣膜1108的結(jié)構(gòu)。通過形成于絕緣膜1108中的接觸孔中的電極1106將電極1006和第一電極1007連接。
注意,不必一定要提供電極1106。亦即,也可以不提供電極1106而直接將第一電極1007連接至電極1006。可以省去形成電極1106的過程,由此可以降低成本。
不過,在不提供電極1106而直接將第一電極1007連接到電極1006的情況下,根據(jù)第一電極1007的材料或制造方法,可能劣化第一電極1007的覆蓋而使其被破壞。在這種情況下,有利的是如圖48B所示那樣,通過形成于絕緣膜1108中的接觸孔中的電極1106連接電極1006和第一電極1007。
絕緣膜1108可以采用與第二絕緣膜1005類似的結(jié)構(gòu)。電極1106可以采用與電極1006類似的結(jié)構(gòu)。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式14)本實施模式描述實際制造的像素示例。圖49為在實施模式9到11中的每個中描述的屏板的像素的截面圖。所示出的發(fā)光裝置的例子中,TFT被用作設(shè)置于像素中的開關(guān)元件,發(fā)光元件被用作設(shè)置于像素中的顯示介質(zhì)。注意,用相同的附圖標(biāo)記表示與實施模式13中描述的圖48A和48B中相同的部分且省略其描述。
圖49中所示的像素與實施模式13中的圖48中所示的結(jié)構(gòu)不同之處在于TFT 1100和電容器1101的每個結(jié)構(gòu)。在示例中,將底柵極TFT用作TFT 1100。TFT 1100包括柵電極2703;包括溝道形成區(qū)2706、LDD區(qū)2707和雜質(zhì)區(qū)2708的半導(dǎo)體層;以及柵電極2703和半導(dǎo)體層之間的第一絕緣膜2705。第一絕緣膜2705起到TFT 1100的柵極絕緣膜的功能。雜質(zhì)區(qū)2708變成TFT 1100的源極區(qū)和漏極區(qū)。
形成電容器1101,使其具有作為電介質(zhì)的第一絕緣膜2705和一對電極,所述一對電極為彼此面對的半導(dǎo)體層1102和電極2704,其間插置有第一絕緣膜2705。半導(dǎo)體層包括溝道形成區(qū)2709、LDD區(qū)2710和雜質(zhì)區(qū)2711。雖然將與TFT 1100的變成有源層的半導(dǎo)體層同時形成的半導(dǎo)體層用作圖49中所示的每一像素中包括的電容器的一對電極之一且將與TFT 1100的柵電極2703同時形成的電極2704用作電容器的另一電極,但本發(fā)明不限于此結(jié)構(gòu)。
包括溝道形成區(qū)2706、LDD區(qū)2707和雜質(zhì)區(qū)2708的半導(dǎo)體層以及包括溝道形成區(qū)2709、LDD區(qū)2710和雜質(zhì)區(qū)2711的半導(dǎo)體層中的每個都由與圖48A和48B中的半導(dǎo)體層1002或半導(dǎo)體層1102相同的材料形成。第一絕緣膜2705可以由與圖48A和48B中的第一絕緣膜1003相同的材料形成。柵電極2703和電極2704的每個可以由與圖48A和48B中的柵電極1004相同的材料形成。
溝道形成區(qū)2706和2709的每個也可以摻有賦予導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式15)本實施模式描述實際制造的像素示例。圖50為實施模式11中描述的屏板的像素的截面圖。所示出的發(fā)光裝置的例子中,TFT被用作設(shè)置于像素中的開關(guān)元件,發(fā)光元件被用作設(shè)置于像素中的顯示介質(zhì)。注意,用相同的附圖標(biāo)記表示與實施模式13中描述的圖48A和48B中相同的部分且省略其描述。
圖50A和50B中所示的每個像素與實施模式13中的圖48A中所示的結(jié)構(gòu)不同之處在于TFT 1100和電容器1101的每個結(jié)構(gòu)。在圖50A中所示的示例中,將溝道蝕刻型底柵極TFT用作TFT 1100。在圖50B中所示的示例中,將溝道保護(hù)型底柵極TFT用作TFT 1100。圖50B中所示的溝道保護(hù)型TFT 1100與圖50A中所示的溝道蝕刻型TFT1100的不同之處在于在用于在半導(dǎo)體膜2906中形成溝道的區(qū)域上方提供將作為蝕刻掩模的絕緣體3001。
在圖50A和50B中,TFT 1100包括柵電極2993、柵電極2993上方的第一絕緣膜2905、第一絕緣膜2905上方的半導(dǎo)體層2906和半導(dǎo)體層2906上方的N型半導(dǎo)體層2908和2909。第一絕緣膜2905起到TFT 1100的柵極絕緣膜的功能。N型半導(dǎo)體層2908和2909變成TFT1100的源極和漏極。在N型半導(dǎo)體層2908和2909上方形成電極2911和2912。電極2911的一端延伸到?jīng)]有半導(dǎo)體層2906的區(qū)域,在沒有半導(dǎo)體層2906的區(qū)域中,將電極1006形成為與電極2911的頂部接觸。
將電容器1101形成為具有作為電介質(zhì)的第一絕緣膜2905;作為一個電極的電極2904;以及作為另一個電極的與電極2904相對的半導(dǎo)體層2907(其間插置有第一絕緣膜2905)、半導(dǎo)體層2907上方的N型半導(dǎo)體層2910和N型半導(dǎo)體層2910上方的電極2913。可以與柵電極2993同時形成電極2904??梢耘c半導(dǎo)體層2906同時形成半導(dǎo)體層2907。可以與n型半導(dǎo)體層2908和2909同時形成N型半導(dǎo)體層2910。可以與電極2911和2912同時形成電極2913。
柵電極2993和電極2904的每個可以由與圖48A和48B中的柵電極1004相同的材料形成。作為半導(dǎo)體層2906和2907的每個,可以使用非晶半導(dǎo)體膜。第一絕緣膜2905可以由與圖48A和48B中的第一絕緣膜1003相同的材料形成。每一電極2911、2912和2913可以由與電極1006相同的材料形成。作為每一N型半導(dǎo)體層2910、2908和2909,可以使用含有N型雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式16)本實施模式描述實際制造的像素示例。圖51A到51C為實施模式11中所述的屏板的像素的截面圖。所示出的例子中,TFT被用作設(shè)置于像素中的開關(guān)元件,液晶元件被用作設(shè)置于像素中的顯示介質(zhì)。
在圖51A到51C中所示的每一像素中,提供液晶元件代替在實施模式13中所述的圖48A和48B中所示的結(jié)構(gòu)和實施模式14中所述的圖49中所示的結(jié)構(gòu)中的每個中的發(fā)光元件1011。注意,用相同的附圖標(biāo)記表示與圖48A、48B和49中相同的部分且省略其描述。
液晶元件由第一電極4000,形成于第一電極4000上方的配向膜4001,液晶4002,配向膜4003和第二電極4004形成。通過在第一電極4000和第二電極4004之間施加電壓,改變液晶的排列,從而改變液晶元件的透射率。為相對基板4005形成第二電極4004和配向膜4003。
可以將第一電極4000和第二電極4004之一或兩者形成為透光電極。透光電極可以由含有氧化鎢的氧化銦(IWO)、含有氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)、含有氧化鈦的氧化銦(ITiO)、含有氧化鈦的氧化銦錫(ITTiO)等形成。不用說,也可以使用氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、摻有氧化硅的氧化銦錫(ITSO)等。第一電極4000和第二電極4004中的另一個也可以由不透光的材料形成。例如,其可以由諸如Li或Cs的堿金屬,諸如Mg、Ca或Sr的堿土金屬,含有任何這些元素的合金(例如MgAg、AlLi或MgIn),任何這些元素的化合物(例如CaF2和氮化鈣)或諸如Yb或Er的稀土金屬形成。
對于液晶4002而言,可以酌情使用已知的液晶。例如,可以將鐵電液晶或反鐵電液晶用作液晶4002。此外,作為液晶的驅(qū)動模式,可以酌情使用TN(扭轉(zhuǎn)向列)模式、MVA(多域垂直配向)模式、ASM(軸向?qū)ΨQ排列微單元)模式、OCB(光學(xué)補(bǔ)償彎曲)模式等。
雖然用于向液晶4002施加電壓的一對電極(第一電極4000和第二電極4004)是形成于不同基板上的,但本發(fā)明不限于此。第二電極4004可以形成于基板1000上,那么可以將IPS(平面內(nèi)切換)模式用作液晶的驅(qū)動模式。此外,根據(jù)液晶4002,不必一定提供配向?qū)?001和4003中的一個或兩者。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式17)本實施模式描述實際制造的像素示例。圖52A和52B為實施模式13中所述的屏板的像素的截面圖。所示出的例子中,TFT被用作設(shè)置于像素中的開關(guān)元件,液晶元件被用作設(shè)置于像素中的顯示介質(zhì)。
在圖52A和52B中所示的每一像素中,提供液晶元件代替實施模式15中的圖50A和50B中所示的每一結(jié)構(gòu)中的發(fā)光元件1011。注意,用相同的附圖標(biāo)記表示與圖50A和50B相同的部分,且省略其描述。此外,液晶元件的結(jié)構(gòu)等類似于在實施模式16中所述的圖51A到50C中所示的每一結(jié)構(gòu)中的那些,于是省略其描述。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式18)本實施模式參考圖53A到53C描述包括像素的基板的密封結(jié)構(gòu)。圖53A為通過密封包括像素的基板形成的屏板的頂部視圖,圖53B和53C為取自圖53A中的線A-A′的截面圖。圖53B和53C中的密封方法不同。
在圖53A到53C中,在基板1301上提供具有多個像素的像素部分1302,并提供密封材料1306以圍繞像素部分1302,而密封材料1307附著于其上。對于每一像素的結(jié)構(gòu)而言,可以采用實施模式14、15或16中所述的結(jié)構(gòu)。
在圖53B中的顯示屏中,圖53A中的密封材料1307對應(yīng)于相對基板1321。利用作為粘結(jié)層的密封材料1306貼附透明的相對基板1321,由此通過基板1301、相對基板1321和密封材料1306形成氣密密封空間1322。相對基板1321設(shè)有濾色器1320和用于保護(hù)濾色器的保護(hù)膜1323。通過濾色器1320將設(shè)置在像素部分1302中的發(fā)光元件所發(fā)的光釋放到外部。用惰性樹脂、液體等填充氣密密封空間1322。注意,作為用于填充氣密密封空間1322的樹脂,可以使用其中分散了吸濕劑的透光樹脂。此外,可以將相同的材料用于密封劑1306和填充氣密密封空間1322的材料,從而能夠同時進(jìn)行相對基板1321的粘附和像素部分1302的密封。
在圖53C中所示的顯示屏中,圖53A中的密封材料1307對應(yīng)于密封材料1324。利用作為粘結(jié)層的密封材料1306貼附密封材料1324,由此通過基板1301、密封材料1306和密封材料1324形成氣密密封空間1308。預(yù)先在密封材料1324的凹陷部分中提供吸濕劑1309,在氣密密封空間1308內(nèi)部,吸濕劑1309通過吸收濕氣、氧氣等保持清潔的氣氛并抑制發(fā)光元件的劣化。凹陷部分被細(xì)目覆蓋材料1310覆蓋。覆蓋材料1310透過空氣和濕氣,吸濕劑1309不透過它們。注意,氣密密封的空間1308可以用諸如氮?dú)饣驓鍤獾南∮袣怏w填充,也可以用惰性樹脂或液體填充。
在基板1301上提供用于將信號傳輸?shù)较袼夭糠?302等的輸入端子部分1311。通過FPC(柔性印制電路)1312將諸如視頻信號的信號傳輸?shù)捷斎攵俗硬糠?311。在輸入端子部分1311處,利用其中散布有導(dǎo)體的樹脂(各向異性導(dǎo)電樹脂ACF)將形成于基板1301上的線路電連接到提供于FPC 1312中的線路。
可以在與像素部分1302相同的基板1301上形成用于將信號輸入到像素部分1302的驅(qū)動電路?;蛘?,用于將信號輸入到像素部分1302中的驅(qū)動電路可以形成于將要通過COG(玻璃上芯片)連接到基板1301的IC芯片中,或者,可以通過TAB(帶式自動接合)或印制電路板將IC芯片設(shè)置于基板1301上。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式19)可以將本發(fā)明應(yīng)用于將用于向屏板輸入信號的電路安裝在屏板上的顯示模塊。
圖54示出了屏板1900與電路板1904組合的顯示模塊。雖然控制器1905、信號分割電路1906等形成于圖54中的電路板1904上,但形成于電路板1904上的電路不限于此??梢孕纬扇魏文軌蛏捎糜诳刂破涟宓男盘柕碾娐?。
通過連接線路1907將形成于電路板1904上的這些電路所輸出的信號輸入到屏板1900。
屏板1900包括像素部分1901、源極驅(qū)動器1902和柵極驅(qū)動器1903。屏板1900的結(jié)構(gòu)可以類似于在實施模式9到12中的任何一個中所述的結(jié)構(gòu)。雖然源極驅(qū)動器1902和柵極驅(qū)動器1903形成于與圖54中的像素部分1901相同的基板上,但本發(fā)明的顯示模件不限于此。也可以采用這樣的結(jié)構(gòu),即僅柵極驅(qū)動器1903形成于與像素部分1901相同的基板上,而源極驅(qū)動器形成于電路板上?;蛘?,源極驅(qū)動器和柵極驅(qū)動器都可以形成于電路板上。
可以通過引入這種顯示模塊形成多種電子設(shè)備的顯示部分。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式20)可以將本發(fā)明用于各種電子設(shè)備。電子設(shè)備包括相機(jī)(例如攝像機(jī)或數(shù)字照相機(jī))、投影儀、頭戴式顯示器(眼鏡顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車用立體聲收音機(jī)、個人計算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息終端(例如便攜式電腦、移動電話、或電子圖書)、具有記錄介質(zhì)的圖像復(fù)現(xiàn)裝置等。作為設(shè)有記錄介質(zhì)的圖像復(fù)現(xiàn)裝置的例子,可以舉出的是復(fù)現(xiàn)諸如數(shù)字多用盤(DVD)的記錄介質(zhì)的內(nèi)容且具有顯示所復(fù)現(xiàn)的圖像的顯示部分的裝置。圖55A到55D示出了電子設(shè)備的示例。
圖55A示出了一種膝上型個人計算機(jī),其包括主體911、外殼912、顯示部分913、鍵盤914、外部連接端口915、定點(diǎn)設(shè)備916等。將本發(fā)明應(yīng)用于顯示部分913。利用本發(fā)明,能夠降低顯示部分的功率消耗。
圖55B示出了設(shè)有記錄介質(zhì)(具體而言為DVD復(fù)現(xiàn)裝置)的圖像復(fù)現(xiàn)裝置,其包括主體921、外殼922、第一顯示部分923、第二顯示部分924、記錄介質(zhì)(例如DVD)讀取部分925、操作鍵926、揚(yáng)聲器部分927等。第一顯示部分923主要顯示圖像數(shù)據(jù),而第二顯示部分924主要顯示文本數(shù)據(jù)。將本發(fā)明應(yīng)用于第一顯示部分923和第二顯示部分924。利用本發(fā)明,能夠降低顯示部分的功率消耗。
圖55C示出了一種移動電話,其包括主體931、音頻輸出部分932、音頻輸入部分933、顯示部分934、操作開關(guān)935、天線936等。將本發(fā)明應(yīng)用于顯示部分934。利用本發(fā)明,能夠降低顯示部分的功率消耗。
圖55D示出了一架相機(jī),其包括主體941、顯示部分942、外殼943、外部連接端口944、遙控部分945、圖像接收部分946、電池947、音頻輸入部分948、操作鍵949等。將本發(fā)明應(yīng)用于顯示部分942。利用本發(fā)明,能夠降低顯示部分的功率消耗。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
(實施模式21)本實施模式參考應(yīng)用模式附圖描述使用顯示屏的應(yīng)用實例,在所述顯示屏中將采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置用在顯示部分中。也可以將在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏板引入活動物體、建筑產(chǎn)品等中。
作為在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏的例子,圖56A和56B中示出了引入了顯示裝置的活動物體。圖56A示出了引入了顯示裝置的活動物體的例子,其中顯示屏9702被用于列車主體9701上的玻璃門中。圖56A中所示的在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏9702可以容易地通過外部信號切換顯示于顯示部分上的圖像。因此,通過在乘客種類變化時切換顯示屏上的圖像,可以期望獲得更好的廣告效果。
不僅可以如圖56A所示,將在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏應(yīng)用于列車主體上的玻璃門上,而且可以通過改變性狀將其應(yīng)用于任何位置。在圖56B中示出了其一個示例。
圖56B示出了列車車廂的內(nèi)部。在圖56B中,除了在圖56A中所示出的玻璃門中的顯示屏9702之外,還示出了提供于玻璃窗上的顯示屏9703和懸于天花板上的顯示屏9704。由于具有本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示屏9703包括自照明顯示元件,通過在交通高峰時間之外的時間不進(jìn)行顯示也可以從車內(nèi)看到外界景象,而在交通高峰時間顯示廣告圖像。此外,通過在膜基板上提供諸如有機(jī)晶體管的開關(guān)元件并驅(qū)動自照明顯示元件,具有本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示屏9704可以在彎折顯示屏自身的時候顯示圖像。
此外,作為引入了顯示裝置的活動物體的應(yīng)用實例,參考圖57描述另一應(yīng)用模式,所述顯示裝置使用了在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏。
作為其中在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏的一個例子,圖57中示出了引入了顯示裝置的活動物體。圖57示出了一例,其中貼附了將被引入汽車車體9901中的顯示屏9902,作為引入了顯示裝置的活動物體的示例。在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏9902被貼附以被引入汽車車體內(nèi),并具有根據(jù)需要顯示汽車車體的操作或從汽車車體內(nèi)外輸入的信息的功能,此外還具有到目的地的導(dǎo)航功能。
注意,不僅可以如圖57所示,將在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏應(yīng)用于汽車車體的前部,而且可以通過改變形狀將其應(yīng)用于任何位置,例如玻璃窗或門。
此外,作為引入了顯示裝置的活動物體的應(yīng)用實例,參考圖58A和58B描述另一應(yīng)用模式,所述顯示裝置使用了在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏。
作為其中在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏的一個例子,圖58A和58B中示出了引入了顯示裝置的活動物體。圖58A示出了一例,其中貼附了將被引入飛機(jī)主體10101內(nèi)機(jī)艙中天花板部分中的顯示屏10102,作為引入了顯示裝置的活動物體的示例。貼附其中顯示裝置采用在顯示部分中使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示屏10102以通過鉸鏈10103將其引入飛機(jī)主體10101。鉸鏈10103伸展或折疊,由此乘客可以看到顯示屏10102。顯示屏10102可以顯示信息且在其被乘客操作時可以用作廣告發(fā)布或娛樂裝置。此外,通過如圖58B所示折疊鉸鏈將顯示屏10102存儲在飛機(jī)主體10101中,可以提高起飛和著陸期間的安全。此外,通過在緊急時刻照明顯示屏的顯示元件,也可以將顯示屏10102用作飛機(jī)主體10101的信號燈。
注意,不僅可以如圖58A和58B所示,將在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏應(yīng)用于飛機(jī)主體10101的天花板部分,而且可以通過改變形狀將其應(yīng)用于任何位置,例如座位或門上。例如,通過在您前方座位的后側(cè)提供顯示屏,可以操作并觀看顯示屏。
雖然在本實施模式中將列車車身、汽車車體和飛機(jī)主體描述為例子,但本發(fā)明不限于此,本發(fā)明可以得到廣泛應(yīng)用到例如兩輪機(jī)動車、四輪機(jī)動車(包括汽車、公共汽車等)、列車(包括單軌列車、列車等)或船只。通過利用在其顯示部分中使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示屏,可以實現(xiàn)顯示屏尺寸的減小和功率消耗的降低,且可以提供具有能夠良好地運(yùn)行的顯示介質(zhì)的活動物體。此外,具體而言,可以通過外部信號容易地一次全部切換活動物體內(nèi)部的顯示屏上的顯示,由此作為針對未指定大多數(shù)顧客的廣告顯示屏或災(zāi)難中的信息顯示板,該顯示屏是非常有用的。
作為使用其中在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏的應(yīng)用實例,參考圖59描述建筑產(chǎn)品的應(yīng)用模式。
在圖59中,作為在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏,使用了這樣的顯示屏,通過在膜基板上為其提供諸如有機(jī)晶體管的開關(guān)元件并驅(qū)動自照明顯示元件該顯示屏可以在彎曲其自身的時候顯示圖像,且描述了其應(yīng)用例。在圖59中,顯示屏提供于作為建筑產(chǎn)品的戶外圓柱物體,例如電線桿的彎曲表面上,這里描述的是這樣的結(jié)構(gòu),其中顯示屏9802提供于作為建筑產(chǎn)品的電線桿9801上。
圖59中所示的顯示屏9802設(shè)置于這樣的位置,該位置接近電線桿的中間高度且高于人的視點(diǎn)。于是,通過從活動物體9803觀看顯示屏,可以識別顯示屏9802上的圖像。利用戶外成排的電線桿等,通過在提供于它們上的顯示屏9802上顯示相同的圖像,可以使人看到信息和/或廣告顯示。圖59中提供于電線桿9801上的顯示屏9802可以使用外部信號容易地顯示相同的圖像,由此可以期望獲得非常高效的信息顯示和廣告效果。此外,通過提供自照明顯示元件作為顯示元件,本發(fā)明的顯示屏作為即使在夜間也高度可見的顯示媒體是有用的。
此外,作為使用其中在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏的應(yīng)用實例,參考圖60描述建筑產(chǎn)品的另一應(yīng)用模式。
圖60示出了其中在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏的應(yīng)用例。作為引入了顯示裝置的物體的一個例子,圖60示出的例子中,貼附顯示屏10002以將其引入單位浴缸10001內(nèi)部側(cè)壁上。貼附其中在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏10002以將其引入單位浴缸10001中。洗澡的人可以看到顯示屏10002。顯示屏10002可以顯示信息且在其被洗澡者操作時可以用作廣告發(fā)布或娛樂裝置。
注意,不僅可以如圖60所示,將在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏應(yīng)用于單位浴缸10001的側(cè)壁,而且可以通過改變形狀將其應(yīng)用于任何位置,例如鏡子或浴缸起身的一部分上。
圖61示出了在建筑產(chǎn)品內(nèi)部提供包括大型顯示部分的電視機(jī)的例子。圖61包括外殼8010、顯示部分8011、作為操作部分的遙控單元8012、揚(yáng)聲器部分8013等。將在顯示部分中使用采用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示屏用于顯示部分8011。將圖61中所示的電視機(jī)結(jié)合到建筑物中作為壁掛式電視機(jī),能夠不需要大的空間設(shè)置電視機(jī)。
雖然在本實施模式中將作為圓柱物體的電線桿、單位浴缸等描述為建筑產(chǎn)品的例子,但本發(fā)明不限于此,只要它是能夠包容顯示屏的建筑產(chǎn)品即可。通過利用在其顯示部分中使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示屏,可以實現(xiàn)顯示屏尺寸的減小和功率消耗的降低,且可以提供具有能夠良好地運(yùn)行的顯示介質(zhì)的建筑產(chǎn)品。
注意,可以結(jié)合本說明書的其他實施模式中的任何描述自由實施本實施模式。此外,可以將本實施模式中的描述自由組合加以實施。
本申請以于2006年6月2日向日本特許廳提交的日本專利申請No.2006-155460為基礎(chǔ),在此引入其全部內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置,包括第一電容器、第二電容器、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管和第四晶體管,其中所述第一電容器的第一電極電連接到第三線路,且所述第二電容器的第一電極電連接到第四線路;所述第一晶體管的柵極電連接到所述第一電容器的第二電極;所述第一晶體管的第一端子電連接到第二線路,且所述第一晶體管的第二端子電連接到所述第二電容器的第二電極;所述第二晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的第二電極;所述第二晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,且所述第二晶體管的第二端子電連接到所述第一電容器的所述第二電極;所述第三晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的所述第二電極;所述第三晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,且所述第三晶體管的第二端子電連接到第五線路;且所述第四晶體管的柵極和第一端子電連接到第一線路,且所述第四晶體管的第二端子電連接到所述第五線路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置,其中所述第一到第四晶體管為相同導(dǎo)電類型的晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置,其中所述第一到第四晶體管為P溝道晶體管,且所述第一線路的電勢高于所述第二線路的電勢。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置,其中所述第一到第四晶體管為N溝道晶體管,且所述第一線路的電勢低于所述第二線路的電勢。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置,所述半導(dǎo)體裝置為顯示裝置。
6.一種半導(dǎo)體裝置,包括第一電容器、第二電容器、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管和第六晶體管,其中所述第一電容器的第一電極電連接到第三線路,且所述第二電容器的第一電極電連接到第四線路;所述第一晶體管的柵極電連接到所述第一電容器的第二電極;所述第一晶體管的第一端子電連接到第二線路,且所述第一晶體管的第二端子電連接到所述第二電容器的第二電極;所述第二晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的所述第二電極;所述第二晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,且所述第二晶體管的第二端子電連接到所述第一電容器的第二電極;所述第三晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的所述第二電極;所述第三晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,且所述第三晶體管的第二端子電連接到第五線路;所述第四晶體管的柵極和第一端子電連接到第一線路,且所述第四晶體管的第二端子電連接到所述第五線路;所述第五晶體管的柵極電連接到所述第一電容器的所述第二電極;所述第五晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,且所述第五晶體管的第二端子電連接到第六線路;且所述第六晶體管的柵極和第一端子電連接到所述第一線路,且所述第六晶體管的第二端子電連接到所述第六線路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置,其中所述第一到第六晶體管為相同導(dǎo)電類型的晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置,其中所述第一到第六晶體管為P溝道晶體管,且所述第一線路的電勢高于所述第二線路的電勢。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置,其中所述第一到第六晶體管為N溝道晶體管,且所述第一線路的電勢低于所述第二線路的電勢。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置,所述半導(dǎo)體裝置為顯示裝置。
11.一種半導(dǎo)體裝置,包括第一電容器、第二電容器、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管和第六晶體管;其中所述第一電容器的第一電極電連接到第三線路,且所述第二電容器的第一電極電連接到第四線路;所述第一晶體管的柵極電連接到所述第一電容器的第二電極;所述第一晶體管的第一端子電連接到第二線路,且所述第一晶體管的第二端子電連接到所述第二電容器的第二電極;所述第二晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的所述第二電極;所述第二晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,且所述第二晶體管的第二端子電連接到所述第一電容器的第二電極;所述第三晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的所述第二電極;所述第三晶體管的第一端子電連接到所述第二線路;所述第四晶體管的柵極和第一端子電連接到第一線路,且所述第四晶體管的第二端子電連接到所述第三晶體管的第二端子;所述第五晶體管的柵極電連接到所述第二電容器的所述第二電極;所述第五晶體管的第一端子電連接到所述第二線路,且所述第五晶體管的第二端子電連接到第五線路;且所述第六晶體管的柵極電連接到所述第三晶體管的所述第二端子和所述第四晶體管的所述第二端子,所述第六晶體管的第一端子電連接到所述第一線路,且所述第六晶體管的第二端子電連接到所述第五線路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置,其中所述第一到第六晶體管為相同導(dǎo)電類型的晶體管。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置,其中所述第一到第六晶體管為P溝道晶體管,且所述第一線路的電勢高于所述第二線路的電勢。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置,其中所述第一到第六晶體管為N溝道晶體管,且所述第一線路的電勢低于所述第二線路的電勢。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置,所述半導(dǎo)體裝置為顯示裝置。
16.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備。
17.一種包括根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備。
18.一種包括根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備。
全文摘要
利用包括同樣導(dǎo)電類型的晶體管的偏移電路執(zhí)行輸入信號的偏移。然后,將偏移之后的輸入信號提供給包括與偏移電路的晶體管相同導(dǎo)電類型的晶體管的邏輯電路,由此可以同時偏移輸入信號的H和L電平。此外,由于使用相同導(dǎo)電類型的晶體管形成偏移電路和邏輯電路,因此可以以低成本制造顯示裝置。
文檔編號G09G3/36GK101090266SQ20071010648
公開日2007年12月19日 申請日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月2日
發(fā)明者木村肇, 梅崎敦司 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所
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