CN101183435B - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种半导体装置，该半导体装置可以准确检测装在其内部的电池的电能残留量。本发明的半导体装置包括电池、解调电路、控制电路、以及传达媒介，所述控制电路产生包括关于存储在所述电池中的电能的残留量的信息的信号，并且所述传达媒介根据所述信号显示电能的残留量。解调电路解调从天线输入了的指示显示电能的残留量的信号。并且，控制电路可以根据解调了的信号，开始产生包括关于电池的残留量的信息的信号。

Description

半导体装置
技术领域
本发明涉及一种可以以无线方式进行通讯的半导体装置。
背景技术
在读取器与组合有集成电路及天线的媒体(ID标签)之间以非接触的方式收发信号的技术(RFID，射频识别技术)已经在各种领域获得实际使用，并且作为一种新的信息通讯的方式而有望进一步扩展其市场。在很多情况下用于RFID的ID标签的形状是卡状或比卡状更小型的芯片状，但可以根据其用途采用各种各样的形状。
在RFID中，可以利用电波来进行ID标签和读取器之间的通讯。具体而言，从读取器发射的电波在ID标签中的天线被转换为电信号，ID标签中的集成电路根据该电信号而工作。并且，通过从天线发射根据从集成电路输出的电信号而被调制的电波，可以以非接触的方式将信号发送到读取器。
另外，ID标签大致分为以下两种，即内部装有电池的类型和内部没有电池的类型。内部没有电池的ID标签通过将来自读取器的电波转换为电能来每次地产生所需电力。由此，若来自读取器的电波中断，则供应给ID标签所具有的集成电路的电能也中断。另一方面，在内部装有电池的ID标签中，即使来自读取器的电波的供应中断，也可以由ID标签中的电池在一定程度上确保驱动集成电路所需的电能。
在下述的专利文献1中公开了关于内部装有一次电池的ID标签的技术。另外，在下述的专利文献2中公开了关于内部装有二次电池的ID标签的技术。
[专利文献1]日本专利申请公开2005-316724号公报
[专利文献2]日本专利申请公开2004-021612号公报
发明内容
如上所述，内部装有电池的ID标签只要在电池中存储有电能，就可以维持集成电路的工作。由此，当连续使用内部装有电池的ID标签时，知道存储在电池中的电能的残留量是非常重要的。这是因为如下缘故：在使用内部装有一次电池的ID标签的情况下，当电池耗尽时需要更换电池或ID标签本身，并且有可能发生当ID标签在意想不到的时候停止其工作时，因其使用状况不能立即进行上述更换的情况。另外，内部装有二次电池的ID标签也同样，有可能因其使用状况不能立即向二次电池供应电能的情况。因此，与使用一次电池的情况相同，知道存储在电池中的电能的残留量是非常重要的。
然而，通常有以下问题，即从ID标签的外部不能准确检测电池中的电能的残留量。虽然可以通过预测ID标签的耗电量来推测电池的残留量，但由于ID标签的耗电量因使用时间和工作条件而不同，从而难以准确推测残留量。
另外，内部装有电池的ID标签当装在内部的电池的电能耗尽时，其对来自读取器的询问没有反应。在此情况下存在有如下问题：使用者很难一看就判断出是因为ID标签的电池耗尽而没有反应还是因为电池以外的原因如电波状态不好、读取器中发生缺陷等而没有反应。
另外，当存在有多个对象物时，很难使用ID标签来检测位置信息。这是与有没有电池无关的共同问题。为了获得对象物的位置信息而使用ID标签是非常有效的，但当存在有多个对象物时，很难立即只检测出特定对象物的位置信息。
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种半导体装置，该半导体装置可以准确检测装在内部的电池的电能的残留量。另外，本发明的目的在于提供一种半导体装置，该半导体装置在因为电池耗尽而停止工作时，容易判断出电池耗尽是停止工作的原因而不与其他原因混淆。而且本发明的目的在于提供一种半导体装置，该半导体装置即使在存在有多个对象物的情况下，也可以容易检测出对象物的位置信息。
具有本发明的第一结构的半导体装置包括电池、控制电路、以及传达媒介，所述控制电路产生包括作为信息的存储在所述电池中的电能的残留量的信号，所述传达媒介根据该信号传达电能的残留量。可以全时地传达电能的残留量直到电池耗尽，也可以只有当半导体装置接收从读取器以电波发送来的指示时，才传达残留量。在此情况下，具有本发明的第一结构的半导体装置除了具有电池、控制电路、以及传达媒介之外，还具有解调电路。通过使用该解调电路，可以解调从天线输入的指示传达残留量的信号。并且，控制电路可以根据解调了的信号，开始产生包括作为信息的电池的残留量的信号。
另外，具有本发明的第一结构的半导体装置可以使用一次电池或二次电池作为电池。在使用二次电池的情况下，本发明的半导体装置还可以具有整流电路。由整流电路将从天线输入的信号整流来产生直流电压，而可以在二次电池中存储电能。
在具有本发明的第一结构的半导体装置中，传达媒介是这样一种媒介，即可以以不依赖于电信号的方法将电池的残留量传达给半导体装置的使用者或另行准备的装置。作为传达方式可以采用靠使用者的五官如视觉、听觉等感觉到的方法。另外，也可以利用以红外光和紫外光为代表的不可见光或者以超声波和次声为代表的频率超过可听频率范围的弹性波等作为传达方法，它们是靠人的五官不能直接感觉到而通过特别的装置来可以读取的方法。
另外，具有本发明的第一结构的半导体装置也可以在其结构中包括接收存储在电池中的电能且消耗该电能的负载。作为负载，除了使用根据以无线方式供应了的信号而工作的集成电路和传感器之外，也可以使用各种器件。
具有本发明的第二结构的半导体装置包括将从天线输入了的交流电压整流来产生直流电压的整流电路、产生包括作为信息的该直流电压的大小的信号的控制电路、以及使用该信号间接传达ID标签和读取器之间的通讯距离的传达媒介。在从读取器发送来的电波的电力相同的情况下，ID标签和读取器之间的通讯距离越短，在整流电路产生的直流电压就越大，而通讯距离越长，直流电压就越小。因此，能够根据该直流电压的大小，间接把握ID标签和读取器之间的相对距离。
另外，具有本发明的第二结构的半导体装置可以全时地传达通讯距离，也可以只有当半导体装置接收指示时才传达通讯距离。在此情况下，具有本发明的第二结构的半导体装置除了具有整流电路、控制电路、以及传达媒介之外，还具有解调电路。通过使用该解调电路，可以解调从天线输入了的指示传达通讯距离的信号。并且根据解调了的信号，在控制电路可以开始产生包括作为信息的在整流电路产生的直流电压的大小的信号，即产生包括作为信息的通讯距离的信号。
在具有本发明的第二结构的半导体装置中，传达媒介是这样一种媒介，即可以不依靠电信号而将通讯距离传达给半导体装置的使用者或另行准备的装置。传达方法与具有第一结构的半导体装置同样可以采用靠使用者的五官如视觉、听觉等感觉到的方法。另外，也可以利用以红外光和紫外光为代表的不可见光或者以超声波和次声为代表的频率超过可听频率范围的弹性波等作为传达方法，它们是靠人的五官不能直接感觉到而通过特别的装置来可以读取的方法。
另外，具有本发明的第二结构的半导体装置也可以在其结构中包括消耗在整流电路产生的直流电压的负载。作为负载，除了使用根据以无线方式供应的信号而工作的集成电路和传感器之外，也可以使用各种器件。
另外，具有本发明的第一结构的半导体装置和具有第二结构的半导体装置可以包括天线，但不一定要包括天线。本发明的半导体装置只要可以根据在天线接收的指示传达残留量的信号来工作即可。
在本发明的第一结构中，通过使传达媒介传达电池内的电能的残留量，而可以从半导体装置的外部准确检测该电池的残留量。因此，不会出现如下情况，即由于在意想不到的时候半导体装置的电池耗尽，而妨碍顺利工作。
另外，在本发明的第一结构中，在半导体装置中的电池耗尽时，传达媒介停止传达电池的残留量。因此，当半导体装置因为电池耗尽而对读取器的询问没有反应时，使用者可以容易判断出这是因为电池耗尽。
另外，通过采用本发明的第二结构，可以相对把握读取器和半导体装置之间的距离。通过使用相对于读取器的半导体装置的位置信息，即使在存在有多个对象物的情况下，也可以立即只检测出特定对象物的位置信息。
附图说明
图1是示出本发明的半导体装置的结构的框图；
图2是示出本发明的半导体装置的结构的框图；
图3是示出本发明的半导体装置的结构的框图；
图4是示出本发明的半导体装置的结构的框图；
图5是示出本发明的半导体装置的结构的框图；
图6是示出本发明的半导体装置的结构的框图；
图7是示出控制电路及传达媒介的结构的框图；
图8是示出控制电路及传达媒介的结构的框图；
图9是示出控制电路及传达媒介的结构的框图；
图10是示出控制电路及传达媒介的结构的框图；
图11是示出控制电路及传达媒介的结构的框图；
图12是示出传达媒介的结构的框图；
图13是示出传达媒介的结构的电路图；
图14A和14B是示出传达媒介的结构的电路图；
图15A和15B是示出本发明的半导体装置的结构的透视图；
图16A和16B是示出本发明的半导体装置的结构的透视图；
图17是电压控制振荡电路的电路图；
图18是环形振荡器的电路图；
图19是取样保持电路的电路图。
具体实施方式
下面，将参照附图说明本发明的实施方式。但本发明可以通过多种不同的方式来实施，所属技术领域的普通人员可以很容易地理解一个事实就是其方式和详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在本实施方式所记载的内容中。
实施方式1
参照图1说明本发明的半导体装置的结构。图1示出了具有本发明的第一结构且具有一次电池的半导体装置的框图。本实施方式的半导体装置100具有天线101、解调电路102、控制电路103、传达媒介104、以及一次电池105。解调电路102及控制电路103相当于集成电路。
存储在一次电池105中的电能可以在负载106消耗。另外，存储在一次电池105中的电能不仅在负载106，而且在以解调电路102及控制电路103为代表的集成电路和传达媒介104也被消耗。注意，作为负载106，除了使用ID标签、传感器以外，还可以使用各种器件。本发明的半导体装置100也可以在其结构中包括负载106。作为传感器，例如可以使用压力传感器、温度传感器、湿度传感器、光传感器、气味传感器、声音传感器等。
这里假设：指示传达存储在一次电池105中的电能的残留量的信号从读取器以电波发送来。天线101接收该电波，产生具有交流电压的电信号，并且向解调电路102输出。解调电路102解调从天线101输入了的电信号，并且向后级的控制电路103输出。控制电路103根据从解调电路102输入了的信号检测从一次电池105输出的电压，使用该电压产生包含作为信息的一次电池105的残留量的信号，并且将该信号输入到传达媒介104。
传达媒介104根据输入了的信号相对地传达一次电池105的残留量。可以通过采用靠使用者的五官如视觉、听觉等感觉到的方法来传达残留量。例如，可以使用发光元件、液晶、电子墨水等来视觉上传达残留量，也可以使用扬声器等将电信号转换为声音的设备来听觉上传达残留量。另外，也可以采用靠人的五官不能直接感觉到而通过特别的装置可以读取的方法。例如，可以利用以红外光和紫外光为代表的不可见光，或者也可以利用以超声波和次声为代表的频率超过可听频率范围的弹性波。
在本实施方式中，通过使传达媒介104传达在一次电池105中的电能的残留量，从半导体装置100的外部也可以准确检测一次电池105的残留量。因此，不会发生如下情况，即因为在意想不到的时候一次电池105耗尽，而妨碍顺利工作。
注意，在图1中虽然说明了根据来自读取器的指示来传达残留量的情况，但也可以全时地传达残留量而不依靠来自读取器的指示。在此情况下，不需要使用天线101及解调电路102，所以可以简化半导体装置100的结构。而且，在此情况下，当在半导体装置100中一次电池105耗尽时，传达媒介104自动停止传达一次电池105的残留量。因此，当半导体装置100因为电池耗尽而对来自读取器的询问没有反应时，使用者可以容易判断出这是因为电池耗尽。
注意，可以使用125kHz、13.56MHz、950MHz、2.45GHz等各种频率的电波来进行半导体装置100和读取器之间的通讯。调制方式也有各种方式如振幅调制、频率调制和相位调制等，对此无特别限制。另外，使用电波的信号的传达方式可以根据载流子的波长来分成电磁耦合方式、电磁感应方式和微波方式等的各种种类。在本发明中能够使用上述传达方式。
在本实施方式中虽然说明了具有天线101的半导体装置100的结构，但本发明的半导体装置不一定要具有天线。
实施方式2
参照图2说明本发明的半导体装置的结构。图2示出了具有本发明的第一结构且具有二次电池的半导体装置的框图。本实施方式的半导体装置200具有天线201、解调电路202、控制电路203、传达媒介204、二次电池205、整流电路207、以及充电电路208。解调电路202、控制电路203、整流电路207、以及充电电路208相当于集成电路。
存储在二次电池205中的电能可以在负载206消耗。另外，存储在二次电池205中的电能不仅在负载206，而且在以解调电路202、控制电路203、整流电路207及充电电路208为代表的集成电路和传达媒介204也被消耗。注意，作为负载206，除了使用ID标签、传感器以外，还可以使用各种器件。本发明的半导体装置也可以在其结构中包括负载。作为传感器，例如可以使用压力传感器、温度传感器、湿度传感器、光传感器、气味传感器、声音传感器等。
这里假设：指示传达存储在二次电池205中的电能的残留量的信号从读取器以电波发送来。天线201接收该电波，产生具有交流电压的电信号，并且向解调电路202输出。解调电路202解调从天线201输入的电信号，并且向后级的控制电路203输出。控制电路203根据从解调电路202输入的信号检测从二次电池205输出的电压，使用该电压产生包含作为信息的二次电池205的残留量的信号，并且将该信号输入到传达媒介204。
传达媒介204根据输入了的信号相对地传达二次电池205的残留量。可以通过采用靠使用者的五官如视觉、听觉等感觉到的方法来传达残留量。例如，可以使用发光元件、液晶、电子墨水等来视觉上传达残留量，也可以使用扬声器等将电信号转换为声音的设备来听觉上传达残留量。另外，也可以采用靠人的五官不能直接感觉到而通过特别的装置可以读取的方法。例如，可以利用以红外光和紫外光为代表的不可见光，或者也可以利用以超声波和次声为代表的频率超过可听频率范围的弹性波。
另一方面，整流电路207将输入了的交流电压整流，来产生电源用直流电压。充电电路208基于在整流电路207产生的电源用直流电压产生电流，来对二次电池205充电。充电电路208可以使用调节器和开关电路来形成。通过使用二极管作为上述开关电路，可以抑制二次电池205过于被充电，但也可以另行提供控制充电电路的电路以抑制过于被充电。另外，作为充电电路208，也可以使用恒压电路或恒电流电路。
在本实施方式中，通过使传达媒介204传达在二次电池205中的电能的残留量，从半导体装置200的外部也可以准确检测二次电池205的残留量。因此，不会发生如下情况，即因为在意想不到的时候二次电池205耗尽，而妨碍顺利工作。
注意，在图2中虽然说明了根据来自读取器的指示来传达残留量的情况，但也可以全时地传达残留量而不依靠来自读取器的指示。在此情况下，不需要使用天线201及解调电路202，所以可以简化半导体装置200的结构。而且，在此情况下，当在半导体装置200中二次电池205耗尽时，传达媒介204自动停止传达二次电池205的残留量。因此，当半导体装置200因为电池耗尽而对来自读取器的询问没有反应时，使用者可以容易判断出这是因为电池耗尽。
另外，在本实施方式中虽然说明了使用二次电池的情况，但也可以使用电容器代替二次电池。
注意，可以使用125kHz、13.56MHz、950MHz、2.45GHz等各种频率的电波来进行半导体装置200和读取器之间的通讯。调制方式也有各种方式如振幅调制、频率调制和相位调制等，对此无特别限制。另外，使用电波的信号的传达方式可以根据载流子的波长来分成电磁耦合方式、电磁感应方式和微波方式等的各种种类。在本发明中能够使用上述传达方式。
在本实施方式中虽然说明了具有天线201的半导体装置200的结构，但本发明的半导体装置不一定要具有天线。
实施方式3
参照图3说明本发明的半导体装置的结构。图3是具有本发明的第二结构的半导体装置的框图。本实施方式的半导体装置300具有天线301、解调电路302、控制电路303、传达媒介304、以及整流电路307。解调电路302、控制电路303、以及整流电路307相当于集成电路。
这里假设：指示传达半导体装置的位置信息的信号从读取器以电波发送来。天线301接收该电波，产生具有交流电压的电信号，并且向解调电路302及整流电路307输出。解调电路302解调从天线301输入了的电信号，并且向后级的控制电路303输出。另一方面，整流电路307将输入了的电信号整流来产生电源用直流电压，并且向后级的控制电路303输出。
控制电路303根据从解调电路302输入的信号，检测从整流电路307输出的直流电压，来开始产生包含作为信息的该直流电压的大小的信号。该信号输入到传达媒介304。传达媒介304根据输入了的信号传达电源用直流电压的相对大小。在整流电路产生的电压的大小相当于ID标签和读取器之间的相对通讯距离。因此，通过由传达媒介304传达电源用直流电压的相对大小，可以间接传达半导体装置和读取器之间的相对通讯距离。
可以通过采用靠使用者的五官如视觉、听觉等感觉到的方法来传达位置信息。例如，可以使用发光元件、液晶、电子墨水等来视觉上传达残留量，也可以使用扬声器等将电信号转换为声音的设备来听觉上传达残留量。另外，也可以采用靠人的五官不能直接感觉到而通过特别的装置可以读取的方法。例如，可以利用以红外光和紫外光为代表的不可见光，或者也可以利用以超声波和次声为代表的频率超过可听频率范围的弹性波。
负载306可以将在整流电路307产生的电源用直流电压作为电能消耗。另外，在整流电路307所产生的电源用直流电压不仅在负载306，而且在以解调电路302、控制电路303和整流电路307为代表的集成电路、以及传达媒介304也作为电能被消耗。作为电能被消耗的电源用直流电压的大小可以在供应给集成电路之前由调节器等保持为恒定。注意，作为负载306，除了使用ID标签、传感器以外，还可以使用各种器件。本发明的半导体装置也可以在其结构中包括负载。作为传感器，例如可以使用压力传感器、温度传感器、湿度传感器、光传感器、气味传感器和声音传感器等。
在本实施方式中，可以容易把握半导体装置和读取器之间的通讯距离。因此，即使在存在有多个对象物的情况下，也可以立即只检测出特定对象物的位置信息。
另外，通过在三个以上的不同位置的地点布置读取器来测量读取器和ID标签之间的距离，而可以获得在二维空间的位置信息。另外，通过在四个以上的不同位置的地点布置读取器来测量读取器和ID标签之间的距离，而可以获得在三维空间的位置信息。
注意，在图3中虽然说明了根据来自读取器的指示传达位置信息的情况，但也可以全时地传达位置信息而不根据来自读取器的指示。在此情况下，由于不需要使用解调电路302，所以可以简化半导体装置300的结构。
另外，在本实施方式中虽然说明了没有电池的半导体装置的结构，但本发明不局限于此。在本实施方式所示的半导体装置也可以还具有电池。但是，在电池是二次电池或电容器的情况下，提供充电电路。
注意，可以使用125kHz、13.56MHz、950MHz、2.45GHz等各种频率的电波来进行半导体装置300和读取器之间的通讯。调制方式也有各种方式如振幅调制、频率调制和相位调制等，对此无特别限制。另外，使用电波的信号的传达方式可以根据载流子的波长来分成电磁耦合方式、电磁感应方式和微波方式等的各种种类。在本发明中能够使用上述传达方式。
在本实施方式中虽然说明了具有天线301的半导体装置300的结构，但本发明的半导体装置不一定要具有天线。
实施方式4
在本实施方式中，说明当在实施方式1中使用ID标签作为负载106时的本发明的半导体装置。
图4是本实施方式的半导体装置的框图。本实施方式的半导体装置100具有天线101、解调电路102、控制电路103、传达媒介104、一次电池105、调制电路107、编码器108、信号产生电路109、以及存储器110。解调电路102、控制电路103、传达媒介104、调制电路107、编码器108、信号产生电路109、以及存储器110相当于集成电路。另外，天线101、解调电路102、调制电路107、编码器108、信号产生电路109、以及存储器110包括在负载106。
注意，在本实施方式中，相当于负载106的ID标签的解调电路和半导体装置100的解调电路共用一个解调电路102，但是本发明不局限于该结构。除了提供负载106所具有的解调电路以外，也可以另行提供半导体装置100本来应该具有的解调电路。另外，在本实施方式中，相当于负载106的ID标签的天线和半导体装置100的天线公用一个天线101，但本发明不局限于该结构。除了提供负载106所具有的天线以外，也可以另行提供半导体装置100的天线。
存储在一次电池105中的电能可以供应给解调电路102、控制电路103、传达媒介104、一次电池105、调制电路107、编码器108、信号产生电路109、以及存储器110。
在本实施方式中，从天线101输入的交流电压在解调电路102被解调，并且除了输入到控制电路103以外，还输入到后级的信号产生电路109。信号产生电路109根据从解调电路102输入的信号进行运算处理，并且另行产生信号。在进行上述运算处理时，可以使用存储器110作为一次高速缓冲存储器或二次高速缓冲存储器。在信号产生电路109产生的信号在编码器108编码，然后输出到调制电路107。调制电路107根据该信号对天线101添加负载调制。在天线101产生添加了该负载调制的电波，读取器通过接收该电波，可以接收来自信号产生电路109的信号。
在本实施方式中，通过使传达媒介104传达在一次电池105中的电能的残留量，从半导体装置100的外部也可以准确检测一次电池105的残留量。因此，不会发生如下情况，即因为在意想不到的时候一次电池105耗尽，而妨碍顺利工作。
注意，在图4中虽然说明了根据来自读取器的指示来传达残留量的情况，但也可以全时地传达残留量而不根据来自读取器的指示。在此情况下，当在半导体装置100中一次电池105耗尽时，传达媒介104自动停止传达一次电池105的残留量。因此，当半导体装置100因为电池耗尽而对来自读取器的询问没有反应时，使用者可以容易判断出这是因为电池耗尽。
注意，可以使用125kHz、13.56MHz、950MHz、2.45GHz等各种频率的电波来进行在半导体装置100和读取器之间的通讯。调制方式也有各种方式如振幅调制、频率调制和相位调制等，对此无特别限制。另外，使用电波的信号的传达方式可以根据载流子的波长来分成电磁耦合方式、电磁感应方式和微波方式等的各种种类。在本发明中能够使用上述传达方式。
在本实施方式中虽然说明了具有天线101的半导体装置100的结构，但本发明的半导体装置不一定要具有天线。
实施方式5
在本实施方式中，说明当在实施方式2中使用ID标签作为负载206时的本发明的半导体装置的结构。
图5是本实施方式的半导体装置的框图。本实施方式的半导体装置200具有天线201、解调电路202、控制电路203、传达媒介204、二次电池205、整流电路207、充电电路208、调制电路209、编码器210、信号产生电路211、以及存储器212。解调电路202、控制电路203、整流电路207、充电电路208、调制电路209、编码器210、信号产生电路211、以及存储器212相当于集成电路。另外，天线201、解调电路202、调制电路209、编码器210、信号产生电路211、以及存储器212包括在负载206。
注意，在本实施方式中相当于负载206的ID标签的解调电路和半导体装置200的解调电路共用一个解调电路202，但本发明不局限于该结构。除了提供负载206所具有的解调电路以外，也可以另行提供半导体装置200本来应该具有的解调电路。另外，在本实施方式中，相当于负载206的ID标签的天线和半导体装置200的天线公用一个天线201，但本发明不局限于该结构。除了提供负载206所具有的天线以外，也可以另行提供半导体装置200的天线。
存储在二次电池205中的电能可以供应给解调电路202、控制电路203、整流电路207、充电电路208、调制电路209、编码器210、信号产生电路211、以及存储器212。
在本实施方式中，从天线201输入了的交流电压在解调电路202被解调，并且除了输入到控制电路203以外，还输入到后级的信号产生电路211。信号产生电路211根据从解调电路202输入了的信号进行运算处理，并且另行产生信号。在进行上述运算处理时，可以使用存储器212作为一次高速缓冲存储器或二次高速缓冲存储器。在信号产生电路211产生的信号在编码器210编码，然后向调制电路209输出。调制电路209根据该信号对天线201添加负载调制。在天线201产生添加了该负载调制的电波，读取器通过接收该电波，而可以接收来自信号产生电路211的信号。
在本实施方式中，通过使传达媒介204传达在二次电池205中的电能的残留量，从半导体装置200的外部也可以准确检测二次电池205的残留量。因此，不会发生如下情况，即因为在意想不到的时候二次电池205耗尽，而妨碍顺利工作。
注意，在图5中虽然说明了根据来自读取器的指示来传达残留量的情况，但也可以全时地传达残留量而不根据来自读取器的指示。在此情况下，当在半导体装置200中二次电池205耗尽时，传达媒介204自动停止传达二次电池205的残留量。因此，当半导体装置200因为电池耗尽而对来自读取器的询问没有反应时，使用者可以容易判断这是因为电池耗尽。
另外，在本实施方式中虽然说明了使用二次电池的情况，但也可以使用电容器代替二次电池。
注意，可以使用125kHz、13.56MHz、950MHz、2.45GHz等各种频率的电波来进行在半导体装置200和读取器之间的通讯。调制方式也有各种方式如振幅调制、频率调制和相位调制等，对此无特别限制。另外，使用电波的信号的传达方式可以根据载流子的波长来分成电磁耦合方式、电磁感应方式和微波方式等的各种种类。在本发明中能够使用上述传达方式。
在本实施方式中虽然说明了具有天线201的半导体装置200的结构，但本发明的半导体装置不一定要具有天线。
实施方式6
在本实施方式中，说明当在实施方式3中使用ID标签作为负载306时的本发明的半导体装置的结构。
图6是本实施方式的半导体装置的框图。本实施方式的半导体装置300具有天线301、解调电路302、控制电路303、传达媒介304、整流电路307、调制电路308、编码器309、信号产生电路310、存储器311、以及调节器312。解调电路302、控制电路303、整流电路307、调制电路308、编码器309、信号产生电路310、存储器311、以及调节器312相当于集成电路。另外，天线301、解调电路302、调制电路308、编码器309、信号产生电路310、以及存储器311包括在负载306。
注意，在本实施方式中，相当于负载306的ID标签的解调电路和半导体装置300的解调电路共用一个解调电路302，但本发明不局限于该结构。除了提供负载306所具有的解调电路以外，也可以另行提供半导体装置300本来应该具有的解调电路。另外，在本实施方式中，相当于负载306的ID标签的天线和半导体装置300的天线公用一个天线301，但本发明不局限于该结构。除了提供负载306所具有的天线以外，也可以另行提供半导体装置300的天线。
在整流电路307产生的电源用直流电压供应给控制电路303。另外，在整流电路307产生的电源用直流电压的大小由调节器312保持为恒定，并且作为驱动用电压供应给集成电路。
在本实施方式中，从天线301输入了的交流电压在解调电路302被解调，并且除了输入到控制电路303以外，还输入到后级的信号产生电路310。信号产生电路310根据从解调电路302输入了的信号进行运算处理，并且另行产生信号。在进行上述运算处理时，可以使用存储器311作为一次高速缓冲存储器或二次高速缓冲存储器。在信号产生电路310产生的信号在编码器309编码，然后向调制电路308输出。调制电路308根据该信号对天线301添加负载调制。在天线301产生添加了该负载调制的电波，读取器通过接收该电波，而可以接收来自信号产生电路310的信号。
在本实施方式中，可以容易把握半导体装置和读取器之间的通讯距离。因此，即使在存在有多个对象物的情况下，也可以立即只检测出特定对象物的位置信息。
另外，在三个以上的不同位置的地点布置读取器来测量读取器和ID标签之间的距离，而可以获得在二维空间的位置信息。另外，在四个以上的不同位置的地点布置读取器来测量读取器和ID标签之间的距离，而可以获得在三维空间的位置信息。
注意，在图6中虽然说明了根据来自读取器的指示传达位置信息的情况，但也可以全时地传达位置信息而不根据来自读取器的指示。在此情况下，不需要使用解调电路302，所以可以简化半导体装置300的结构。
另外，在本实施方式中虽然说明了没有电池的半导体装置的结构，但本发明不局限于此。在本实施方式所示的半导体装置也可以还具有电池。但是，在电池是二次电池或电容器的情况下，提供充电电路。
注意，可以使用125kHz、13.56MHz、950MHz、2.45GHz等各种频率的电波来进行在半导体装置300和读取器之间的通讯。调制方式也有各种方式如振幅调制、频率调制和相位调制等，对此无特别限制。另外，使用电波的信号的传达方式可以根据载流子的波长来分成电磁耦合方式、电磁感应方式和微波方式等的各种种类。在本发明中能够使用上述传达方式。
在本实施方式中虽然说明了具有天线301的半导体装置300的结构，但本发明的半导体装置不一定要具有天线。
实施方式7
在本发明中，通过使用发光元件作为传达媒介，并且控制该发光元件闪烁的间隔，可以传达电池的残留量或位置信息。在本实施方式中，说明在上述情况下的控制电路及传达媒介的结构。
图7示出了本实施方式的控制电路700和传达媒介701的结构的框图。在图7中虽然示出了使用发光二极管702作为传达媒介701所具有的发光元件的实例，但本实施方式不局限于发光二极管702。作为发光元件，只要使用根据电流或电压控制其亮度的元件即可，具体而言，除了使用发光二极管以外，还可以使用用于OLED(有机发光二极管)和FED(电致发光显示器)的MIM型电子源元件(电子发射元件)等。
控制电路700具有信号处理电路705、开关电路703、以及振荡电路704。当从解调电路发送指示传达电池的残留量或位置信息的信号来时，信号处理电路705将该信号译码并输出。控制开关电路703，使得振荡电路704根据从信号处理电路705输出的信号开始驱动。向振荡电路704供应从电池供应的电压或从整流电路供应的电压。具体地说，在传达电池的残留量的情况下，供应从电池供应的电压，而在传达位置信息的情况下，供应从整流电路供应的电压。
振荡电路704根据供应了的电压的大小来产生不同频率的信号，并且向传达媒介701输出。在传达媒介701中，发光二极管702根据输入了的信号闪烁。由于闪烁的频率依赖于从振荡电路704输出的信号的频率，从而可以通过该闪烁的频率来把握供应给振荡电路704的电压的大小。因此，通过发光二极管702的闪烁的频率能够间接把握电池的残留量或读取器和半导体装置之间的通讯距离。
注意，在图7中虽然从振荡电路704输出的信号直接输入到传达媒介701，但本实施方式不局限于该结构。从振荡电路704输出的信号也可以由缓冲器等去除干扰声或对波形整形，然后输入到传达媒介701。另外，从振荡电路704输出的信号也可以在由电平转移电路等控制其振幅之后输入到传达媒介701。
另外，在本实施方式中虽然说明了振荡电路704仅在从解调电路输入指示传达电池的残留量或传达位置信息的信号时工作的结构，但本发明不局限于此。若全时地传达电池的残留量或位置信息，则不需要特地设置信号处理电路705及开关电路703，只要使振荡电路704全时地工作即可。
另外，如果振荡电路704还具有作为开关电路的功能，就不需要在控制电路中另行设置开关电路703。
另外，在本实施方式中虽然说明了将发光元件用于传达媒介701的实例，但本发明不局限于该结构。也可以使用液晶单元、电子墨水、DMD而代替发光元件。还可以根据来自振荡电路704的信号来周期性地改变该发光元件的灰度级，而可以根据该周期间接把握电池的残留量或读取器和半导体装置之间的通讯距离。
另外，在本实施方式中虽然说明了传达媒介仅具有一个发光二极管702的结构，但本发明不局限于该结构。还可以通过设置多个发光二极管702且使该多个发光二极管702闪烁，来传达电池的残留量或读取器和半导体装置之间的通讯距离。
实施方式8
在本发明中，通过根据供应给传达媒介的信号的电压或电流的大小显示灰度级，可以传达电池的残留量或位置信息。在本实施方式中，将说明在上述情况下的控制电路及传达媒介的结构。
图8使用框图来示出本实施方式的控制电路710和传达媒介711的结构。图8虽然示出了将液晶单元用于传达媒介711所具有的像素712的实例，但本实施方式不局限于该结构。在本实施方式中，除了使用液晶单元以外，例如还使用根据电流或电压可以显示灰度级的显示元件如发光元件、电子墨水或DMD等。
控制电路710具有信号处理电路714和取样保持电路713。当从解调电路发送指示传达电池的残留量或位置信息的信号来时，信号处理电路714将该信号译码并输出。取样保持电路713根据从信号处理电路714输出了的信号开始驱动。取样保持电路713将从电池供应的电压或从整流电路供应的电压取样，并且以信号向传达媒介711输出。
在传达媒介711中，根据从取样保持电路713输入了的信号来在像素712上显示灰度级。因此，根据像素712的灰度级能够相对把握电池的残留量或读取器和半导体装置之间的通讯距离。另外，也可以在取样保持电路713的后级设置AD(模拟数字)转换电路，利用被输出的数字信号，以时间灰度级法为代表的数字灰度级法显示灰度级。
在本实施方式中，将液晶单元用于像素712。液晶单元具有像素电极、相对电极、以及夹在该两个电极之间的液晶。不管从取样保持电路713输入的信号的电位如何，恒定电位供应给像素712所具有的相对电极。通过以从取样保持电路713输入的信号的电位控制像素712所具有的像素电极的电位，能够改变像素712的灰度级。注意，液晶单元可以是透过型液晶，也可以是反射型液晶或半透过型液晶。当液晶单元是透过型液晶或半透过型液晶时，传达媒介711具有背光灯。
另外，在图8中，虽然从取样保持电路713输出了的信号直接输入到传达媒介711，但本实施方式不局限于该结构。从取样保持电路713输出了的信号也可以由缓冲器等去除干扰声或对波形整形，然后输入到传达媒介711。
另外，在本实施方式中虽然说明了取样保持电路713仅在从解调电路输入指示传达电池的残留量或位置信息的信号时工作的结构，但本发明不局限于此。也可以全时地传达电池的残留量或位置信息。在此情况下，不需要设置信号处理电路714。
另外，在本实施方式中虽然说明了传达媒介仅具有一个像素712的结构，但本发明不局限于该结构。也可以通过设置多个像素，使用该多个像素显示灰度级。
实施方式9
在本发明中，可以通过使用具有多个像素的显示装置并且根据被输入的电压的大小在该多个像素的每一个显示二值的灰度级，来传达电池的残留量或位置信息。在本实施方式中，将说明在上述情况下的控制电路及传达媒介的结构。
在图9中使用框图示出了本实施方式的控制电路720和传达媒介721的结构。传达媒介721包括具有多个像素722的像素部723和用于控制该像素722的工作的驱动电路726。图9虽然示出了将液晶单元用于传达媒介721所具有的像素722的实例，但本实施方式不局限于该结构。在本实施方式中，除了使用液晶单元以外，例如还使用可以根据电流或电压显示二值的灰度级的显示元件如发光元件、电子墨水或DMD等。
控制电路720具有信号处理电路727、开关电路724、以及AD(模拟数字)转换电路725。当从解调电路发送指示传达电池的残留量或位置信息的信号来时，信号处理电路727将该信号译码并输出。控制开关电路724，使得AD转换电路725根据从信号处理电路727输出的信号开始驱动。从电池供应的电压或从整流电路供应的电压供应给AD转换电路725。具体地说，在传达电池的残留量时，从电池供应电压，而在传达位置信息时，从整流电路供应电压。
AD转换电路725产生包括作为信息的供应了的电压的大小的数字信号，并且向传达媒介721的驱动电路726输出。驱动电路726根据输入了的数字信号，选择多个像素722中的与供应给控制电路720的电压的大小相平衡的数目的像素722，来改变该像素722的灰度级。据此，根据灰度级变化了的像素722的数目能够间接把握电池的残留量或在读取器和半导体装置之间的通讯距离。
在本实施方式中，将液晶单元用于像素722。液晶单元具有像素电极、相对电极、以及夹在该两个电极之间的液晶。向所有的像素722所具有的相对电极供应共同电位。并且，通过由控制电路720控制像素722所具有的各个像素电极的电位，能够仅在选择了的像素722改变灰度级。另外，液晶单元可以是透过型液晶、反射型液晶或半透过型液晶。在采用透过型液晶或半透过型液晶的情况下，传达媒介721具有背光灯。
另外，在图9中虽然从AD转换电路725输出的信号直接输入到传达媒介721，但本实施方式不局限于该结构。从AD转换电路725输出的信号也可以由缓冲器等去除干扰声或对波形整形，然后输入到传达媒介721。另外，从AD转换电路725输出的信号也可以在由电平转移电路等控制其振幅之后输入到传达媒介721。
另外，在本实施方式中虽然说明了AD转换电路725仅在从解调电路输入指示传达电池的残留量或位置信息的信号时工作的结构，但本发明不局限于此。若全时地传达电池的残留量或位置信息，则不需要特地设置信号处理电路727及开关电路724，只要使AD转换电路725全时地工作即可。
另外，如果AD转换电路725还具有作为开关电路的功能，就不需要在控制电路中另行设置开关电路724。
实施方式10
在本发明中，通过使用具有多个像素的显示装置并且根据被输入的电压的大小在该多个像素的每一个上显示预定图形，可以传达电池的残留量或位置信息。在本实施方式中，将说明上述情况下的控制电路及传达媒介的结构。
在图10中使用框图示出本实施方式的控制电路730和传达媒介731的结构。传达媒介731包括具有多个像素732的像素部733、用于控制该像素732的工作的信号线驱动电路734及扫描线驱动电路735。图10虽然示出了将发光元件用于传达媒介731所具有的像素732的实例，但本实施方式不局限于该结构。在本实施方式中，除了使用发光元件以外，例如还使用可以根据电流或电压显示灰度级的显示元件如液晶单元、电子墨水或DMD等即可。
控制电路730具有信号处理电路739、开关电路736、AD转换电路737、以及控制器738。当从解调电路发送指示传达电池的残留量或位置信息的信号来时，信号处理电路739将该信号译码并输出。控制开关电路736，使得AD转换电路737根据从信号处理电路739输出的信号开始驱动。将从电池供应的电压或从整流电路供应的电压供应给AD转换电路737。具体地说，在传达电池的残留量时，从电池供应电压，而在传达位置信息时，从整流电路供应电压。
AD转换电路737产生包括作为信息的供应了的电压的大小的数字信号，并输出到控制器738。控制器738基于输入了的数字信号从存储器抽出对应于该数字信号的图像数据。然后，控制器738具有作为信息的该图像的数据，并且产生符合信号线驱动电路734及扫描线驱动电路735的规格的视频信号，并且向传达媒介731输出。控制器738产生用于控制信号线驱动电路734及扫描线驱动电路735的驱动的控制信号，并输出到传达媒介731。另外，本实施方式虽然示出了保持图像的数据的存储器设置在控制电路730外部的实例，但本发明不局限于该结构。该存储器也可以设置在控制电路730中。
另一方面，在像素部733中，以矩阵状布置有像素732。扫描线驱动电路735根据从控制器738输入的控制信号以每行选择像素732。信号线驱动电路734根据从控制器738输入的控制信号对视频信号取样，并且按顺序输入到被扫描线驱动电路735选择的像素732。像素732的灰度级根据输入了的视频信号而变化，所以通过所有的像素732的灰度级的变化，图像显示在像素部733上。通过该图像显示，能够间接把握电池的残留量或读取器和半导体装置之间的通讯距离。
另外，也可以通过以时间灰度级法或面积灰度级法等为代表的使用数字视频信号的数字灰度级法来显示像素732中的灰度级。或者，也可以通过使用模拟视频信号控制发光元件的亮度的模拟灰度级法来显示。
在本实施方式中，将发光元件用于像素732。发光元件具有像素电极、相对电极、以及夹在该两个电极之间的电致发光层。将共同电位供应给所有的像素732所具有的相对电极。并且，通过由视频信号控制像素732所具有的各个像素电极的电位，能够仅在选择了的像素732中改变灰度级。
注意，在图10中虽然从AD转换电路737输出的信号直接输入到传达媒介731，但本实施方式不局限于该结构。从AD转换电路737输出的信号也可以由缓冲器等去除干扰声或对波形整形，然后输入到传达媒介731。另外，从AD转换电路737输出的信号也可以在由电平转移电路等控制其振幅之后输入到传达媒介731。
另外，在本实施方式中虽然说明了AD转换电路737仅在从解调电路输入指示传达电池的残留量或位置信息的信号时工作的结构，但本发明不局限于此。若全时地传达电池的残留量或位置信息，则不需要特地设置信息处理电路739及开关电路736，而只要使AD转换电路737全时地工作即可。
另外，如果AD转换电路737还具有作为开关电路的功能，就不需要在控制电路中另行设置开关电路736。
实施方式11
在本发明中，可以通过使用扬声器作为传达媒介并且控制该扬声器所发的声音的间隔，来传达电池的残留量或位置信息。在本实施方式中，将说明上述情况下的控制电路及传达媒介的结构。
在图11中，使用框图示出本实施方式的控制电路740和传达媒介741的结构。传达媒介741具有扬声器742。扬声器742是能够将电信号转换成音波的元件，并且具有根据电信号振动的振子和将该振子的振动作为音波有效地发射的发射部。控制电路740具有信号处理电路746、开关电路743、振荡电路744、以及声音处理电路745。当从解调电路发送指示传达电池的残留量或位置信息的信号来时，信号处理电路746将该信号译码并输出。控制开关电路743，使得振荡电路744根据从信号处理电路746输出的信号开始驱动。将从电池供应的电压或从整流电路供应的电压供应到振荡电路744。具体地说，在传达电池的残留量的情况下，供应从电池供应的电压，而在传达位置信息的情况下，供应从整流电路供应的电压。
振荡电路744根据供应了的电压的大小产生不同频率的信号，并且向声音处理电路745输出。声音处理电路745对输入了的信号进行去除干扰声或波形整形的处理或者将信号处理成符合扬声器742的规格的信号，并向传达媒介741输出。在传达媒介741中，扬声器742根据输入了的信号发射脉冲状的声音。该脉冲的频率依赖于从振荡电路744输出的信号的频率，所以可以根据该脉冲的频率来把握供应给振荡电路744的电压的大小。因此，通过使用来自扬声器742的声音所具有的脉冲的频率来能够间接把握电池的残留量或读取器和半导体装置之间的通讯距离。
另外，在图11中，虽然在声音处理电路745对从振荡电路744输出的信号进行了某些处理，但本发明不局限于该结构。也可以将从振荡电路744输出的信号直接输入到传达媒介741，而不设置声音处理电路745。
另外，在本实施方式中虽然说明了振荡电路744仅在从解调电路输入指示传达电池的残留量或位置信息的信号时工作的结构，但本发明不局限于此。若全时地传达电池的残留量或位置信息，则不需要特地设置信号处理电路746及开关电路743，而只要使振荡电路744全时地工作即可。
另外，如果振荡电路744还具有作为开关电路的功能，就不需要在控制电路中另行设置开关电路743。
另外，在本实施方式中，虽然可以根据来自扬声器742的声音的脉冲状的频率来把握电池的残留量或读取器和半导体装置之间的通讯距离，但本发明不局限于该结构。可以根据从电池供应的电压或从整流电路供应的电压来改变来自扬声器742的声音的大小，并根据音量来把握电池的残留量或读取器和半导体装置之间的通讯距离。在此情况下，在控制电路740中，将用于使信号增幅的放大器设置在振荡电路744和声音处理电路745之间即可。
另外，在本实施方式中虽然说明了传达媒介仅具有一个扬声器742的结构，但本发明不局限于该结构。也可以通过设置多个扬声器742并且使用该多个扬声器742，来传达电池的残留量或读取器和半导体装置之间的通讯距离。
实施例1
在本实施例中，将说明用作传达媒介的有源矩阵型显示装置的结构。
图12示出了本实施例的传达媒介的框图。图12所示的传达媒介具有像素部350、扫描线驱动电路351、以及信号线驱动电路352，像素部350具有多个由显示元件如发光元件或液晶单元等形成的像素，扫描线驱动电路351选择各个像素，信号线驱动电路352控制将视频信号输入到选择了的像素。
在图12中，信号线驱动电路352包括移位寄存器353、第一锁存器354、以及第二锁存器355。根据输入到移位寄存器353的信号线用时钟信号(S-CLK)和信号线用起始信号(S-SP)，在移位寄存器353中产生时序信号。产生了的时序信号按顺序输入到第一级的第一锁存器354。当将时序信号输入到第一锁存器354时，根据该时序信号的脉冲，视频信号按顺序写入且保持在第一锁存器354。另外，在本实施例中虽然将视频信号按顺序写入到第一锁存器354，但本发明不局限于该结构。也可以进行所谓的分割驱动，其中将多个级的第一锁存器354分成几个组并且以每个组同时输入视频信号。另外，将此时的组的数目称为分割数。例如，在将锁存器以每四个级分成组时，进行四分驱动。
在对第一锁存器354的所有级进行的视频信号的写入结束时，保持在第一锁存器354的视频信号根据锁存信号同时写入且保持在第二锁存器355。第二次根据来自移位寄存器353的时序信号将下一行周期的视频信号按顺序写入到对第二锁存器355发送完视频信号的第一锁存器354。在与该第二次的对第一锁存器354写入的同时，写入且保持在第二锁存器355的视频信号输入到像素部350。
另外，也可以使用可以选择信号线的其他方式的电路而代替移位寄存器353。
接着，将说明扫描线驱动电路351的结构。扫描线驱动电路351具有用于产生选择信号的移位寄存器356和缓冲器357。注意，缓冲器357是不一定需要设置的，但为了使一行像素中的所有晶体管同时接通，设置可以使大电流流过的缓冲器357是非常有效的。另外，除了具有缓冲器以外，还可以具有电平转移电路。
在扫描线驱动电路351中，移位寄存器356根据输入了的扫描线驱动电路用的时钟信号(G-CLK)及扫描线驱动电路用的起始脉冲信号(G-SP)产生选择信号。产生了的选择信号在缓冲器357被去除干扰声或波形整形，并且输入到对应的扫描线。在扫描线上连接有一行像素的晶体管的栅极。
另外，也可以使用可以选择扫描线的其他方式的电路作为用于产生选择信号的电路而代替移位寄存器356。
在本实施例中所示的显示装置可以使用时间灰度级法，该方法使用数字视频信号所具有的二值电压并且控制像素发光的期间来显示灰度级。在具体地使用时间灰度级法进行显示时，将一个帧期间分成多个子帧期间。然后根据视频信号，在各个子帧期间中使像素处于发光或非法光状态。使用上述结构，可以由视频信号控制像素在一个帧期间中实际上发光的总期间的长度，以显示灰度级。
在本发明中，能够使用各种方式的有源矩阵型显示装置如液晶显示装置、发光装置、使用DMD(数字微镜装置)的显示装置或使用电子墨水的显示装置等。作为用于本发明的有源矩阵型显示装置在其范围内不仅包括在各个像素中具有以有机发光元件(OLED)为代表的发光元件的发光装置，还包括液晶显示装置、DMD(数字微镜装置)、FED(电致发光显示器)、以及使用电子墨水的显示装置等。
本实施例可以与上述实施方式所记载的结构组合来实施。
实施例2
在本实施例中，将说明作为本发明的传达媒介之一的有源矩阵型液晶显示装置中的像素部的结构。
图13示出了本实施例的像素部的结构。在像素部450中，输入有来自信号线驱动电路的视频信号的信号线S1至Sx与输入有来自扫描线驱动电路的选择信号的扫描线G1至Gy交叉。另外，像素部450具有多个像素451，各个像素451具有用作开关元件的晶体管452、在相对电极和像素电极之间夹有液晶的液晶单元453、以及用于保持相对电极和像素电极之间的电压的电容454。
晶体管452的开关由输入到扫描线G1至Gy中的选择信号以每个行被控制。并且，将分别输入到信号线S1至Sx的视频信号的电压通过接通的晶体管452供应给液晶单元453所具有的像素电极。
另外，在本实施例中虽然说明了有源矩阵型液晶显示装置的结构，但用于本发明的显示装置也可以是在其像素中没有开关元件的无源矩阵型液晶显示装置。
另外，本实施例可以与实施方式、实施例1组合来实施。
实施例3
在本实施例中，将说明作为本发明的传达媒介之一的有源矩阵型发光装置的结构。
在有源矩阵型发光装置中，在各个像素设置有发光元件。由于发光元件靠自身发光而可见度好，并且由于不需要液晶显示装置所需要的背光灯而最适合于制造成薄形，而且，其视角没有限制。发光元件在其范围内包括根据电流或电压控制其亮度的元件，具体地包括用于OLED(有机发光二极管)、发光二极管和FED(电致发光显示器)的MIM型电子源元件(电子发射元件)等。
作为发光元件之一的OLED具有包含电致发光材料的层(以下称为电致发光层)、阳极和阴极，电致发光材料可以获得通过施加电场而产生的发光(电致发光)。电致发光层设置在阳极和阴极之间，并且由单层或多个层构成。也有在这些层中包含无机化合物的情况。在电致发光层中的发光包括当从单态激发态回到基态时的发光(荧光)和当从三重态激发态回到基态时的发光(磷光)。在本实施例中虽然说明将OLED用作发光元件的情况，但本发明也可以使用其他发光元件。
图14A示出了本实施例的发光装置中的像素部的结构。在图14A中，在像素部550中设置有信号线S1至Sx、电源线V1至Vx、以及扫描线G1至Gy。在本实施例中，具有信号线S1至Sx中的一个、电源线V1至Vx中的一个、以及扫描线G1至Gy中的一个的区域相当于像素551。在像素部550中以矩阵状布置有多个像素551。
图14B示出了像素551的放大图。在图14B中，附图标记552是开关用晶体管。开关用晶体管552的栅电极连接到扫描线Gj(j＝1至y)。开关用晶体管552的源区和漏区中的一方连接到信号线Si(i＝1至x)，而另一方连接到驱动用晶体管553的栅电极和各个像素551所具有的电容555。
设置电容555，以便当开关用晶体管552处于非选择状态(关断状态)时保持驱动用晶体管553的栅极电压(栅电极和源区之间的电位差)。另外，在本实施例中虽然示出了设置电容555的结构，但本发明不局限于该结构，也可以不设置电容555。
另外，驱动用晶体管553的源区和漏区中的一方连接到电源线Vi(i＝1至x)，而另一方连接到发光元件554。电源线Vi还连接到电容555。
发光元件554具有阳极、阴极、以及设置在阳极和阴极之间的电致发光层。在阳极与驱动用晶体管553的源区或漏区连接的情况下，阳极用作像素电极并且阴极用作相对电极。而在阴极与驱动用晶体管553的源区或漏区连接的情况下，阴极用作像素电极并且阳极用作相对电极。
对发光元件554的相对电极和电源线Vi分别供应预定电压。
n沟道型晶体管和p沟道型晶体管都可以用作开关用晶体管552和驱动用晶体管553。但是，在驱动用晶体管553的源区或漏区与发光元件554的阳极连接的情况下，驱动用晶体管553优选为p沟道型晶体管。另外，在驱动用晶体管553的源区或漏区与发光元件554的阴极连接的情况下，驱动用晶体管553优选为n沟道型晶体管。
另外，开关用晶体管552和驱动用晶体管553除了具有单栅极结构以外，还可以具有双栅极结构或三栅极结构等多栅极结构。
另外，在本实施例中虽然说明了有源矩阵型发光装置的结构，但用于本发明的显示装置可以是在像素中没有开关元件的无源矩阵型发光装置。
本实施例可以与实施方式、实施例1组合来实施。
实施例4
在本实施例中，将说明本发明的半导体装置的结构。
图15A所示的半导体装置具有衬底1501和覆盖材料1502。在衬底1501上设置有集成电路1507、电池1503、传达媒介1504、以及线圈状天线1505。集成电路1507和传达媒介1504可以与衬底1501形成为一体或者也可以在另行形成之后贴合在一起。另外，在本实施例中虽然将实施方式9所示的结构应用于传达媒介1504，但本实施例不局限于该结构。也可以将实施方式7、8、10、11所示的结构应用于传达媒介1504。另外，在本实施例中虽然举出具有电池1503的半导体装置作为实例，但本实施例的结构也能够应用于没有电池1503的半导体装置。
在衬底1501上贴合覆盖材料1502来覆盖集成电路1507、电池1503和天线1505。在本实施例中，在覆盖材料1502的一部分中形成有开口部1506。并且，在衬底1501上贴合覆盖材料1502，并使该开口部1506与传达媒介1504重合。另外，在本实施例中通过在覆盖材料1502中形成开口部来将传达媒介1504露出在半导体装置的表面，但本发明不局限于该结构。在将实施方式8、9、10的结构应用于传达媒介1504的情况下，即使不形成开口部1506，也通过将具有透光性的材料用于覆盖材料1502，可以从半导体装置的外部看到传达媒介1504的显示。另外，在将实施方式8、9、10的结构应用于传达媒介1504的情况下，也可以仅在覆盖材料1502中的与传达媒介1504重合的区域使用具有透光性的材料。
另外，在本实施例中虽然示出了在衬底1501上设置有天线1505的实例，但本发明不局限于该结构。也可以在覆盖材料1502一侧设置天线1505，并且当将衬底1501和覆盖材料1502贴合在一起时，使天线1505与集成电路1507电连接。
通过使衬底1501和覆盖材料1502重合，可以获得图15B所示的半导体装置。
实施例可以与实施方式、实施例1至3组合来实施。
实施例5
在本实施例中，将说明本发明的半导体装置的结构。
图16A所示的半导体装置具有衬底1601和覆盖材料1602。在衬底1601上设置有集成电路1607、传达媒介1604、以及偶极天线1605。集成电路1607和传达媒介1604可以与衬底1601形成为一体或者也可以在另行形成之后贴合在一起。另外，在本实施例中虽然将实施方式8所示的结构应用于传达媒介1604，但是本实施例不局限于该结构。也可以将实施方式7、9、10、11所示的结构应用于传达媒介1604。另外，在本实施例中虽然举出了没有电池的半导体装置作为实例，但本实施例的结构也能够应用于具有电池的半导体装置。
在衬底1601上贴合覆盖材料1602来覆盖集成电路1607和偶极天线1605。在本实施例中，在覆盖材料1602的一部分中形成有开口部1606。并且，在衬底1601上贴合覆盖材料1602，并使该开口部1606与传达媒介1604重合。另外，在本实施例中通过在覆盖材料1602中形成开口部来将传达媒介1604露出在半导体装置的表面，但本发明不局限于该结构。在将实施方式7、9、10的结构应用于传达媒介1604的情况下，即使不形成开口部1606，也通过将具有透光性的材料用于覆盖材料1602，可以从半导体装置的外部看到传达媒介1604的显示。另外，在将实施方式7、9、10的结构应用于传达媒介1604的情况下，也可以仅在覆盖材料1602中的与传达媒介1604重合的区域使用具有透光性的材料。
另外，在本实施例中虽然示出了在衬底1601上设置有偶极天线1605的实例，但本发明不局限于该结构。也可以在覆盖材料1602一侧设置偶极天线1605，并且当将衬底1601和覆盖材料1602贴合在一起时，使偶极天线1605与集成电路1607电连接。
通过使衬底1601和覆盖材料1602重合，可以获得图16B所示的半导体装置。
另外，实施例可以与实施方式、实施例1至3组合来实施。
实施例6
在本实施例中，将说明用于本发明的半导体装置的振荡电路的具体结构。
图17示出了作为振荡电路之一的电压控制振荡电路的电路图。在图17所示的电压控制振荡电路中，p沟道型晶体管(PTr)801、p沟道型晶体管(PTr)802、n沟道型晶体管(NTr)803、以及n沟道型晶体管(NTr)804按顺序串联连接。若以具有该PTr801、PTr802、NTr803和NTr804的电路810为一级，则电压控制振荡电路通过具有三个以上的单数级的上述电路来振荡。图17所示的电压控制振荡电路具有五级的电路810至814。
各个电路810、811、812和813分别具有的PTr802及NTr803的漏区连接到后级的PTr802及NTr803的栅电极。最后级的电路814所具有的PTr802及NTr803的漏区连接到最前级的电路810所具有的PTr802及NTr803的栅电极。
另外，图17所示的电压控制振荡电路具有p沟道型晶体管(PTr)805、p沟道型晶体管(PTr)806、n沟道型晶体管(NTr)807、以及n沟道型晶体管(NTr)808。PTr805和NTr807串联连接，并且PTr806和NTr808串联连接。并且在PTr806中，其栅电极和漏区连接。另外，在NTr807中，其栅电极和漏区连接。
并且，所有级的电路810至814分别具有的PTr801的源区与PTr805的源区及PTr806的源区连接。另外，所有级的电路810至814分别具有的PTr801的栅电极与PTr805的栅电极及PTr806的栅电极连接。另外，所有级的电路810至814分别具有的NTr804的源区与NTr807的源区及NTr808的源区连接。另外，所有级的电路810至814分别具有的NTr804的栅电极与NTr807的栅电极连接。
在具有上述结构的电压控制振荡电路中，向PTr806的源区供应高于接地的电压(VDD)。另外，从整流电路或电池供应给控制电路的电压施加到NTr808的栅电极。并且，最后级的电路814所具有的PTr802及NTr803的漏区的电位作为信号向传达媒介输出。另外，从电压控制振荡电路输出的信号也可以在由缓冲器等波形整形或去除干扰声之后向传达媒介输出。
另外，在传达电池的残留量的情况下，也可以使用调节器等来使供应给PTr806的源区的电压成为恒定，而不依赖于电池的残留量。
根据从整流电路或电池供应给控制电路的电压，具有上述结构的电压控制振荡电路所输出的信号的频率变化。另外，根据来自信号处理电路的信号来控制电压控制振荡电路开始驱动。具体而言，通过在NTr808的栅电极的前级设置开关电路，并且使用来自信号处理电路的信号来控制该开关电路的开关即可。
本实施例可以与实施方式1至7、实施例4和5组合来实施。
实施例7
在本实施例中，将说明用于本发明的半导体装置的振荡电路的具体结构。
图18示出了作为振荡电路之一的环形振荡器900的电路图。在图18所示的环形振荡器900中，p沟道型晶体管(PTr)901和n沟道型晶体管(NTr)902串联连接。若以具有PTr901和NTr902的电路910作为一级，则环形振荡器900通过具有三个以上的单数级的上述电路来振荡。图18所示的环形振荡器900具有五级的电路910至914。
各个电路910至913分别具有的PTr901及NTr902的漏区连接到后级的PTr901及NTr902的栅电极。最后级的电路914所具有的PTr901及NTr902的漏区连接到最前级的电路910所具有的PTr901及NTr902的栅电极。并且所有级的电路910至914分别具有的PTr901的源区连接到开关电路920所具有的n沟道型晶体管的漏区。另外，接地的电位供应给所有级的电路910至914分别具有的NTr902的源区。
来自整流电路或电池的电压供应给开关电路920的漏区。另外，来自信号处理电路的信号的电压供应给NTr902的栅电极。
在具有上述结构的环形振荡器900中，从整流电路或电池供应给控制电路的电压通过开关电路920供应给PTr901的源区。并且，最后级的电路914所具有的PTr901及NTr902的漏区的电位作为信号向传达媒介输出。另外，从环形振荡器900输出的信号也可以在由缓冲器等波形整形或去除干扰声之后向传达媒介输出。
在具有上述结构的环形振荡器900中，若以当PTr901及NTr902的漏区的电位上升时的传达延迟为tPLH、以当下降时的传达延迟为tPHL、并且以具有PTr901及NTr902的电路的级数为n，则被输出的信号的频率F可以由F＝1/{n×(tPLH+tPHL)}表示。传达延迟依赖于来自整流电路或电池的电压，该电压越高延迟时间越短，而被输出的信号的频率F上升。另外，延迟时间也依赖于PTr901及NTr902所具有的电阻和电容。因此，为了获得具有所希望的频率的信号，电路的设计者适当地使PTr901及NTr902的尺寸或级数最佳化即可。
另外，在本实施例中虽然在整流电路或电池和环形振荡器900之间设置了开关电路920，但本发明不局限于该结构。也可以在所有级的电路910至914分别具有的NTr902的源区和接地之间设置开关电路920。在此情况下，来自整流电路或电池的电压直接供应到所有级的电路910至914分别具有的PTr901的源区。
本实施例可以与实施方式1至7、实施例4和5组合来实施。
实施例8
在本实施例中，将说明用于本发明的半导体装置的取样保持电路的具体结构。
图19所示的取样保持电路具有晶体管1001、电容1002、以及放大器1003。来自整流电路或电池的电压供应给晶体管1001的源区和漏区中的任一方。而另一方连接到电容1002的电极及放大器1003的同相输入端。来自信号处理电路的信号的电压供应给晶体管1001的栅电极。放大器1003的反相输入端连接到输出端。放大器1003的输出端的电位作为信号供应给传达媒介。
本实施例可以与实施方式1至6和8、实施例4和5组合来实施。本说明书根据2006年11月14日在日本专利局受理的日本专利申
请编号2006-307298而制作，所述申请内容包括在本说明书中。

Claims (13)

1.一种半导体装置，包括：
接收电波的天线；
解调电路，该解调电路解调所述天线所产生的第一信号；
电池；
控制电路，该控制电路根据所述解调了的第一信号检测从所述电池输出的电压，来产生包括关于所述电池的电能的残留量的信息的第二信号；以及
传达媒介，该传达媒介通过传达不可见光或频率在可听频率范围之外的弹性波、根据所述第二信号来显示所述电池的电能的残留量。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述传达媒介是发光元件、液晶单元、电子墨水、DMD或扬声器。
3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述电池是一次电池或二次电池。
4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述控制电路包括控制所述第二信号的频率的振荡电路。
5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述天线是线圈状天线或偶极天线。
6.一种半导体装置，包括：
接收电波的天线；
解调电路，该解调电路解调所述天线所产生的第一信号；
整流电路，该整流电路将第一信号整流来产生直流电压；
二次电池；
充电电路，该充电电路使用所述直流电压来对所述二次电池充电；
控制电路，该控制电路根据所述解调了的第一信号检测从所述二次电池输出的电压，来产生包括关于所述二次电池的电能的残留量的信息的第二信号；以及
传达媒介，该传达媒介通过传达不可见光或频率在可听频率范围之外的弹性波、根据所述第二信号来显示所述二次电池的电能的残留量。
7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中所述传达媒介是发光元件、液晶单元、电子墨水、DMD或扬声器。
8.根据权利要求6所述的半导体装置，其中所述控制电路包括控制所述第二信号的频率的振荡电路。
9.根据权利要求6所述的半导体装置，其中所述天线是线圈状天线或偶极天线。
10.一种半导体装置，包括：
接收电波的天线；
解调电路，该解调电路解调所述天线所产生的第一信号；
整流电路，该整流电路将所述第一信号整流来产生直流电压；
控制电路，该控制电路根据所述解调了的第一信号检测所述直流电压，来产生包括所述半导体装置的位置信息的第二信号；以及
传达媒介，该传达媒介通过传达不可见光或频率在可听频率范围之外的弹性波、根据所述第二信号来显示所述半导体装置的所述位置信息。
11.根据权利要求10所述的半导体装置，其中所述传达媒介是发光元件、液晶单元、电子墨水、DMD或扬声器。
12.根据权利要求10所述的半导体装置，其中所述控制电路包括控制所述第二信号的频率的振荡电路。
13.根据权利要求10所述的半导体装置，其中所述天线是线圈状天线或偶极天线。
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