CN1474274A - 半导体、图像输出设备、以及功能设备的驱动方法 - Google Patents

半导体、图像输出设备、以及功能设备的驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低能耗低成本的半导体设备。半导体设备(50)基本上由半导体衬底(1)和外部信号处理衬底(8)构成。半导体衬底(1)具有存储部件(3)、数据驱动器(4)、元件阵列(2)、扫描电路(35)和时钟发生器(36)。当将同一数据信号连续多次输出至元件阵列(2)时，使用存储部件(3)中保留的数据信号。

Description

半导体、图像输出设备、以及功能设备的驱动方法
本申请基于日本专利申请No.2002-211825，这里包含了该申请的内容，作为参考。
技术领域
本发明涉及用于从存储部件中读出数据信号并驱动功能设备的技术。
背景技术
参考打印机，其作为读出存储部件中暂时存储的数据信号并驱动功能设备的常见例子。图26是显示了具有用于暂时存储并读出电信号的半导体设备的常见打印机的构造的框图。
图26特别显示了用于通过射出一微小墨滴使得墨滴飞出并粘附在诸如纸张这样的记录介质上，从而记录字母或图像的现有喷墨打印机的功能框图。
喷墨打印机具有主机，主机包括安装在其中的衬底105和打印头100。打印头100具有驱动电路101、墨盒102和喷射器103。衬底105包括存储部件106和数据信号提供部件104。
墨水从墨盒102通过指定的流程提供至喷射器103。当从数据信号提供部件104输出的数据信号被输入驱动电路101时，在驱动电路101产生用于启动喷射器103的驱动信号，且该驱动信号被输入喷射器103。在接收到驱动信号时，喷射器103喷射墨滴。现有的喷墨打印机具有用于喷射墨滴的多个喷嘴，但是由于制造故障等造成的喷嘴性能不一致有时会降低打印质量。为了防止这个问题，一种现有的喷墨打印机设计为执行被称为“多通模式”的喷射操作。
参考图27和28描述多通打印操作。图27和28分别显示了多通打印操作的一个例子。参考图27，打印头100当从起点位置111向右移动时重复喷射动作。在这种情况下，在右向动作和左向动作期间，打印头100分别在被称为多通打印区110的部分上向同一点或移位预定距离的不同点喷射墨滴。当打印头100达到结束位置112时，它向下移动至转变位置113。然后，打印头100向左移动，重复喷射动作。同时参考图28，打印头100在多通打印区110上来回移动，重复喷射动作，直至它达到转变位置113，此后打印头100重复类似动作。在这两种情况中，从不同喷嘴喷射的墨滴落在多通打印区110的同一点上，从而，即使喷射器103中发生不均匀喷射，该不均匀现象也可以通过叠加墨滴或以一定位移放置墨滴而得到平整和校正。
为了执行这种多通操作，图26中显示的现有喷墨打印机的存储部件106至少存储了在多通区域110上打印所需的数据信号。通常，通过将地址信号从主机设备(未显示)输入至存储部件106而读出存储部件106中的数据。这里，地址信号代表用于指定以矩阵阵列形式存储在存储部件106中的存储单元的信号，该信号可以指定单个存储单元或多个存储单元，并且进一步是主要存储单元的地址信号和指示存储单元数目的信号的组合，因而这里可以将与构成存储部件106的系统一致的地址信号整体称为地址信号。从存储部件106中读出的数据信号通过数据信号提供部件104被发送至打印头100上的驱动电路101，并从驱动电路发送至喷射器103，使得喷射器103响应驱动电路101的指令，执行喷射动作。重复该操作，直至完成对于整个多通区的喷射动作。
近来，在喷墨打印机领域中对于更高速的打印性能及更高的打印质量的需求正在增加。为了实现这样的需求，必须采取补偿，例如增加喷嘴数目或打印头的工作频率。由于这样的方法自然导致用于打印的数据信号增加，所以必须提升图26中的打印机主机中的衬底105上的电路或打印头100的驱动电路101等的性能水平。而且，随着喷嘴数的增加，必须采取一些措施来防止要从各喷嘴喷射的墨滴体积的变化。因为这些原因，多通打印执行校正以达到喷墨打印机的高质量打印。然而，对于要在图26所示的现有打印机上执行多通打印的情况，必须从存储部件106通过数据信号提供部件将同一数据信号多次发送至驱动电路101，这必将导致在得到打印作业的较快操作和较高质量的同时，能耗增加及打印机成本较高。
前面所提的问题不仅限于喷墨打印机，而是普遍存在于其它半导体设备中，在这些半导体设备中，从存储部件读出的数据信号或基于该数据信号而生成的其它信号要驱动有源元件，且此外在各驱动周期重复地需要相同的数据信号。因此，在这种情况下，作为半导体设备的较快动作或较高性能水平的结果，产生了与喷墨打印机的情况类似的问题。特别地，工作频率的提高导致耗能增加，或数据信号提供部件104得到较高性能将导致成本增加。
本发明考虑了上面提到的情况，目的是抑制半导体设备的能耗增加。本发明的另一目的是抑制由于提升半导体设备的性能水平而引起的成本增加。而且，本发明的另一目的是抑制由于提升打印机的性能水平而引起的耗能增加。本发明还有一个目的是抑制由于提升图像输出设备的性能水平而引起的成本增加。
发明内容
本发明的一个方面提供了半导体设备，其包含存储部件，具有用于暂时存储数据信号的多个地址；数据信号提供部件，用于向存储部件提供数据信号；驱动部件，用于根据从存储部件读出的数据信号生成控制功能元件的控制信号并将控制信号提供给功能元件；和数据更新控制部件，用于多次连续地从存储部件中的同一地址提供同一数据信号。
为了避免存储部件中存储的数据信号在连续向功能元件提供同一数据信号时被更新，数据更新控制部件可以使数据信号提供部件暂停提供数据信号的操作或者关闭从数据信号提供部件至存储部件的数据信号传输路径。
这里，“暂停数据信号提供操作”可以包括这种情况：抑制数据信号提供部件向存储部件输出数据信号，以及抑制在未更新数据信号的存储部件区中提供数据信号的产生。而且，“关闭传输路径”可以通过在数据信号提供部件和存储部件之间提供开关设备并将该开关设备关闭而执行。尽管通常从减少能耗的角度来看，在数据信号提供部件侧提供开关设备更好，但开关设备可以任意地在数据信号提供部件侧，或在用于驱动存储部件的驱动部件上。
由于同一数据信号通过从存储部件中的同一地址多次读出数据信号而被连续多次地提供至功能元件，所以从主机设备到存储部件的数据信号的传输在这样的操作期间变为不必要，因此有望减少半导体设备的能耗。而且，由于同一数据信号被连续用于功能元件，所以来自主机设备的数据信号的传输频率可以减小，从而有望削减成本。进一步，从存储部件连续读出的数据信号要存入的区域可以是整个存储部件的区域或它的一部分。
这里，功能元件代表要受到暂时存储于存储部件中的数据信号控制的元件，如有源元件、光学元件、开关元件等。而且，这种功能元件的数目可以任意地确定。而且，功能元件可能构成包括多个功能元件的元件阵列。有源矩阵型显示部件可以作为合并了元件阵列的设备例子。进一步，数据信号不限于常用的电信号，而是也可以使用电磁波，如光。换言之，只要信号可以被传输，传输介质就不是问题。另外，可以使用例如RAM(随机存储器)作为存储部件。
本发明的另一个方面还提供了一种半导体设备。这种半导体设备包括：存储部件，具有用于暂时存储数据信号的多个地址；驱动部件，用于根据从存储部件中读出的数据信号选择从外部输入的用来控制功能元件的控制信号，并向功能元件提供该控制信号；和数据更新控制部件，用于从存储部件中的同一地址多次连续地提供同一信号。
本发明还有一个方面也提供了一种半导体设备。这种半导体设备包括：存储部件，具有用于暂时存储数据信号的多个地址；第一驱动部件，用于根据从存储部件中读出的数据信号，向功能元件输出一信号，该信号用于选择从外部输入的用来控制功能元件的控制信号；第二驱动部件，用于将该控制信号提供给功能元件；和数据更新控制部件，用于从存储部件中的同一地址多次连续地提供同一信号。
在这些方面的半导体设备中，驱动部件和存储器可以构成联合部件。在存储部件和驱动部件位于同一衬底上的情况，由于不需要诸如电缆这样的连接装置，所以可以将在电缆等上可能发生的传输损耗最小化。因此可以降低信号的输出电平，这导致较低的能耗和较低的成本。在这些方面的半导体设备中，驱动部件和功能元件可以构成联合部件。在这种情况中，由于驱动部件和功能元件安装在同一衬底上，所以无需使用诸如电缆这样的连接装置，这导致可能在电缆等上发生的传输损耗最小化。结果，可以降低信号的输出电平，这导致较低的能耗和较低的成本。在这些方面的半导体设备中，存储部件、驱动部件和功能元件可以构成联合部件。在这种情况中，由于存储部件、驱动部件和功能元件安装在同一衬底上，所以可以得到与上述相似的优点。进一步，数据更新控制部件也可以安装在同一衬底上。
前述方面的半导体设备可以进一步包括：第一信号传递部件，用于将数据信号从向半导体设备提供数据信号的主机设备传递至存储部件；第二信号传递部件，用于将数据信号从存储部件传递至驱动部件；并且第二信号传递部件可以比第一传递部件短。结果，例如在半导体设备具有第一信号传递部件和第二信号传递部件的情况下，其中第一信号传递部件用于通过在电路上连接主机设备和存储部件而传递电信号，第二信号传递部件通过在电路上连接存储部件和驱动部件而传递电信号，由于第二信号传递部件的长度比第一信号传递部件的长度短，所以可以抑制在将存储部件中存储的电信号重复传递至功能元件时可能产生的损耗。减少电信号的损失使得可以抑制要输出的数据信号的幅度，从而减少能耗。
前述方面的半导体设备可以进一步包括电平变换器，用于将输入存储部件的数据信号的幅度转换为期望的幅度。通过这种安排，有可能例如将输入信号设置在低电压，然后通过诸如放大器这样的电平变换器输出高电压信号，在这种情况下，由于信号是由较低的电压在较长的信号通路上驱动的，所以可以较少能耗。进一步，电平变换器也可以安装在同一衬底上。
而且，要输入至半导体设备的数据信号可能是串行信号，在这种情况下，前述方面的半导体设备可能进一步包括用于将输入的串行数据信号转换为并行信号的串行/并行转换器(后面简称为“S/P转换器”)。由于S/P转换器，例如当信号数据可以以串行信号的形式同时被输入多个功能元件时，可以减少与主机设备相连的外部连接终端的数目。结果，可以提高制造过程中的成品率，并从而可以降低制造成本。
前述方面的半导体设备可以进一步包括用于将O-相并行信号转换为P-相并行信号的扩相部件。这里，O和P是自然数，且P大于O。作为在半导体设备中提供扩相部件的结果，可以输入具有小于半导体设备所需数目的相位的信号，例如可以输入小于P-相位的O-相位，从而可以减少用于与主机设备相连的外部连接终端的数目。
前述方面的半导体设备可以进一步包括锁存装置，用于锁存来自S/P转换器的数据信号的输出。通过锁存装置，有可能暂时存储从S/P转换器输出的并行信号，并在期望的时间将其输出。
前述方面的半导体设备可以进一步包括锁存装置，用于锁存来自扩相部件的数据信号的输出。通过这种锁存装置，有可能暂时存储从扩相部件输出的O-相并行信号，并在期望的时间将其输出。
将前述方面的半导体设备中，构成驱动部件、第一信号传递部件、存储部件和第二信号传递部件的至少一个电路可以由薄膜晶体管(下面简称为“TFT”)构成。在电路由TFT构成的情况下，可以使用例如具有大面积的玻璃衬底，它使得可以进行大规模的设备形成。另一方面，在使用小面积设备的情况下，由于在对于大面积衬底上的多个设备同时形成衬底时可以分配更多的衬底，所以可以减少成本。
在驱动部件、存储部件和功能元件通常以同一衬底上的TFT的形式形成于联合部件中的情况下，可以通过集成构成电路的元件而使来自存储部件的输出并行。在这种情况下，不需要扩相部件，因而可以达到设备进一步的微型化。
TFT的半导体层可以由多晶硅构成。由多晶硅形成TFT半导体层的结果是有可能例如在大面积玻璃衬底上提供多种功能电路。
功能元件可以是有源元件或光学元件、或通过控制信号而物理上变形的元件、或进一步是在控制信号的控制下发热的元件。另外，功能元件可以是用于喷射液滴的喷射器，其中控制信号可能控制要喷射的液滴量。
有源元件的例子可以包括压电元件或陶瓷元件、或电阻元件如加热器。作为光学元件，可以使用例如EL(电致发光)元件或液晶元件。
本发明还有一个方面提供了一种图像输出设备。该图像输出设备包括：存储部件，用于暂时存储要提供给用于喷射液滴的喷射器的数据信号；驱动部件，用于读出存储于存储部件中的数据信号，生成控制喷射器的控制信号并基于该控制信号驱动喷射器；和数据更新控制部件，用于当将同一控制信号连续提供给喷射器时，关闭数据信号到存储部件的输入通路，使得存储部件不更新其中存储的信号。
本发明还有一个方面也提供了一种图像输出设备。该图像输出设备具有用于喷射打印用的液滴的喷射器，还包括：存储部件，用于暂时存储要提供给喷射器的数据信号；驱动部件，用于读出存储于存储部件中的数据信号，生成控制喷射器的控制信号并基于该控制信号驱动喷射器；和数据更新控制部件，用于在连续多次向喷射器提供同一控制信号时，令数据信号提供部件暂停将数据信号输出至存储部件，使得存储部件不更新其中存储的数据信号。
本发明还有一个方面也提供了一种图像输出设备。该图像输出设备具有用于喷射打印用的液滴的喷射器，并且包括：存储部件，用于暂时存储用于选择要提供给喷射器的驱动波形的数据信号；和驱动部件，用于读出存储部件中存储的数据信号，基于该数据信号选择从外部输入的驱动波形，并基于该驱动波形驱动喷射器。
驱动部件和存储部件可以构成联合部件。而且，驱动部件和功能元件可以成为一体，并且进一步，驱动部件、喷射器和存储部件可以联合形成一个部件。
存储部件可以安装在数据信号从主机设备到驱动部件的传输路径上，该主机设备将数据信号提供至图像输出设备。
前述方面的图像输出设备可以进一步包括：第一信号传递部件，用于将数据信号从主机设备传递至存储部件，该主机设备向图像输出设备提供数据信号；第二信号传递部件，用于将数据信号从存储部件传递至驱动部件；且第二信号传递部件可以设置为比第一传递部件短。
前述方面的图像输出设备可以进一步包括电平变换器，用于将输入图像输出设备的数据信号的幅度转换为期望的幅度。通常将放大器用作电平变换器。而且，电平变换器可以形成在同一衬底上。
而且，要输入图像输出设备的数据信号可以是串行信号，且前述方面的图像输出设备可以进一步包括用于将输入的串行数据信号转换为并行信号的S/P转换器。
前述方面的图像输出设备可以进一步包括用于将O-相并行信号转换为P-相并行信号的扩相部件。而且，前述方面的图像输出设备可以进一步包括用于锁存来自S/P转换器的数据信号输出的锁存装置。前述方面的半导体设备可以进一步包括用于锁存来自扩相部件的数据信号输出的锁存装置。
构成驱动部件、第一信号传递部件、存储部件和第二信号传递部件的至少一个电路可以由TFT构成。TFT的半导体层可以由多晶硅构成。
根据前述方面的图像射出设备，由于第一信号传递部件和存储部件、或第二信号传递部件和存储部件是通过相同的制造过程而形成于同一衬底上的，所以由于改进的吞吐量可以达到成本降低。
而且，通过形成对于打印头的控制电路以及用于在玻璃衬底上打印的墨水喷射器的一部分，可以制成尺寸减小的打印头。于是，打印设备的主机可以做得更紧凑，并且可以得到更高的设计自由度。
喷射器可以包括由控制信号在物理上变形的压电元件或陶瓷元件。而且，喷射器可以包括电阻元件，其在控制信号的控制下发热。喷射器中使用压电元件的系统通常称为压电喷墨系统，而使用电阻元件的系统被称为热喷墨系统。
前述安排的结果是，对于可以得到期望输出的图像输出设备重复使用同一数据信号，可以得到较低的能耗和较低的成本。
进一步，本发明还有一个方面提供了功能元件的驱动方法。该驱动方法包括一下步骤：暂时将用于控制功能元件的数据信号存储在存储部件中；读出数据信号并将其传递至功能元件；在预先确定要连续使用存储部件中存储的同一数据的情况下，从存储部件的同一地址传递用于控制功能元件的数据信号，而不是更新其中存储的数据信号。
本发明还有一个方面提供了半导体设备的制造方法。根据该制造方法，通过相同的过程在同一绝缘衬底上形成TFT电路、元件阵列和驱动部件，其中TFT电路包括用于暂时存储用于控制元件阵列的信号的存储部件，驱动部件用于驱动元件阵列。这里，绝缘衬底可能是玻璃衬底。
本发明还有一个方面提供了一种图像输出设备的制造方法，特别是图像输出设备中的打印头的制造方法，该方法包括以下步骤：通过相同的过程在同一绝缘衬底上形成TFT电路、喷射器和驱动部件，其中TFT电路包括用于存储对于打印头中的墨水喷射器的控制信号的存储部件，驱动部件用于驱动喷射器。这里，绝缘衬底可能是玻璃衬底。
另外，应当理解，对任何前述元件的任一组合，或者与方法、设备、系统或记录介质等有关的本发明的表现方式的改动，都是本发明的一个方面。
附图说明
图1是显示根据本发明实施例A1和A2的半导体设备结构的框图；
图2是显示根据本发明实施例A1和A2的存储部件结构的框图；
图3是显示根据本发明实施例A1和A2的扫描电路结构的框图；
图4是显示根据本发明实施例A1和A2的数据驱动器的操作的时序图；
图5是显示根据本发明实施例A1和A2的扫描电路的操作的时序图；
图6是显示根据本发明实施例A1和A2，从数据信号提供部件到元件阵列的数据传递步骤的流程图；
图7是显示扩相电路的框图；
图8是显示在并行信号从存储部件输出至数据驱动器的情况下的存储部件的结构框图；
图9是模拟信号的时序图；
图10是显示根据本发明实施例A3和A4的半导体设备结构的框图；
图11是显示根据本发明实施例A5和A6的半导体设备结构的框图；
图12是显示根据本发明实施例A5和A6，元件阵列和第二数据驱动器的结构的框图；
图13是显示根据本发明实施例A5和A6的选择器的结构的框图；
图14是显示根据本发明实施例A7的半导体设备结构的框图；
图15是显示根据本发明实施例A7的开关电路结构的框图；
图16是显示根据本发明实施例A8的半导体设备结构的框图；
图17是显示根据本发明实施例A9的半导体设备结构的框图；
图18是显示根据本发明实施例B1的打印设备的结构的框图；
图19是显示根据本发明实施例B1的打印头的结构的透视图；
图20是显示根据本发明实施例B1的打印头中的玻璃衬底的结构的透视图；
图21是沿图19中所示的打印头的A-A’线截取的剖面图；
图22是显示根据本发明实施例B2的有机EL显示设备的结构的框图；
图23是显示根据本发明实施例B2的有机EL显示板的结构的框图；
图24是显示构成根据本发明实施例B2的有机EL显示设备的单象素的结构的电路图；
图25包括了显示根据本发明实施例B1的打印头的制造过程中的TFT电路的制造过程的剖面图；
图26是显示现有的喷墨打印机的常见结构的框图；
图27是显示打印设备的多通打印操作的示意图；和
图28是显示打印设备的另一多通打印操作的示意图。
具体实施方式
现在参考附图，根据不同的实施例说明本发明。在实施例A1至A9中，本发明实施为半导体设备。半导体设备包括：元件阵列，由功能元件的矩阵阵列构成；存储部件，用于暂时存储要输入元件阵列的数据信号；和驱动电路，用于驱动功能元件。这里，在同一数据信号被连续输入同一功能元件的情况下，元件阵列中的数据更新被暂停，且存储的数据信号被重复使用，从而可以减少能耗。而且，通过将功能元件、存储部件和驱动电路统一为联合部件，可以使设备的整体尺寸更小。进一步，实施例B1涉及图像输出设备，实施例B2涉及显示设备，实施例B3涉及光开关设备。
实施例A1
图1是显示根据本发明实施例A1的半导体设备50的结构的框图。半导体设备50包括半导体衬底1和外部信号处理衬底8。
半导体设备1具有存储部件3、数据驱动器4、元件阵列2、扫描电路35和时钟发生器36。当将数据信号输入到元件阵列2时，扫描电路35控制水平方向上的扫描定时。时钟发生器36生成时钟信号，其用作确定扫描定时的参考。外部信号处理衬底8具有数据信号提供部件6和控制器9。
数据驱动器4具有电平移动电路31、数据移位寄存器电路32、锁存电路33和数据缓冲电路34。
电平移动电路31转换数据信号的幅度。由于这种功能，可以将要从外部信号处理衬底传递至存储部件3的数据信号的幅度设置在一个相对小的值。因此，可以为从外部数据处理衬底8到存储部件3的传递，或从存储部件3到数据驱动器4的传递设置合适的数据幅度。结果可以将不必要的能耗最小化。
数据移位寄存器电路32将输入到数据驱动器4的串行信号转换为并行信号。锁存电路33暂时保留该数据信号并在期望的时间将其输出。数据缓冲电路34对从锁存电路输出的数据信号的波形进行成形，并将其传递至元件阵列。因此，通过电平移动电路31、数据移位寄存器电路32、锁存电路33和数据缓冲电路34顺序传递从存储部件3输入的数据信号，以将其输出至元件阵列2。
这里，数据信号代表用于控制元件阵列2的数字信号。而且，数据驱动器4将从存储部件3输出的数据信号传递至元件阵列2。
而且，元件阵列2应定义为M列N行排列的二维阵列，其由通过数据总线5输入的数据信号所控制的功能元件构成。在图1所示的结构中，元件阵列由12列8行构成。因此，数据总线5具有12列线。
功能元件包括例如：晶体管，其用作开关；压电元件，其通过施加电场而在物理上变形；和有源元件，如电阻元件，用作由电信号等引起温度变化的热源。进一步，功能元件还包括光学元件，如EL元件或液晶元件，以及光开关等。
控制器9至少控制存储部件3、数据驱动器4和数据信号提供部件6。同时，图1所示的结构只是一个例子，控制器9位于外部信号处理衬底8中，作为另一种结构，它也可以位于半导体衬底1侧。
现在，将连接数据信号提供部件6和存储部件3的传输路径表示为第一发射器DB1，且连接存储部件3和数据驱动4的传输路径被表示为第二发射器DB2。在该实施例中，由于第二发射器DB2位于半导体设备50中，所以第二发射器DB2比第一发射器DB1短。通常，发射器路径越长，可能导致的发射损耗越大。因此，在本实施例中，数据信号被重复地多次从存储部件3输出，由于第二发射器DB2较短所以可以降低能耗。
数据信号提供部件包括图中未显示的开关电路，并在将存储部件3中存储的数据信号不更新地传递至元件阵列2时，关闭开关电路。通过这种动作，暂停了对存储部件3中的数据信号的更新。该开关电路可以安装在存储部件3侧，然而从减少能耗的角度来看，将开关电路安装在数据信号提供部件6侧更好，这是因为信号不被输入到连接存储部件3和数据信号提供部件6的路径。
图2显示了存储部件3的结构。存储部件3具有：存储单元阵列21，其由排列为矩阵形式的多个存储单元构成；和存储驱动器30，其环绕在存储单元阵列周围。存储单元22是用于将数据信号保留一定时间的存储元件。
存储驱动器30由控制器9的指令执行从数据信号提供部件6对存储部件3上的数据信号的写操作，以及将数据信号传递到数据驱动器4的传递操作(参考图1)。后面的实施例中提到的存储部件3的结构与根据图2的存储部件3相同。
用于驱动存储部件3中的存储单元22的存储驱动器30将存储单元22中保留的数据信号以串行信号的形式传递至数据驱动器4。然而，存储驱动器30可以在将数据信号传递至数据驱动器4之前，将其转换为P-相并行信号。图3显示了扫描电路35的结构。扫描电路35进一步具有元件阵列移位寄存器电路37和元件阵列缓冲电路38。
图4是显示数据驱动器4的操作的时序图。从顶部顺序显示了开始信号、时钟信号和数据信号。其下显示了用于控制在数据移位寄存器电路32中生成的数据总线5的M条线的信号，最后在其下显示了锁存信号。
当开始信号升至高电平时，串行的数据信号被数据移位寄存器电路32按照时钟信号扩展为M-相并行信号。在这个步骤，数据信号到数据缓冲电路34的传递被暂时保留在锁存电路33，直至数据信号被完全扩展为M-相。一旦数据信号到M-相的扩展完成，锁存信号就在期望的定时升至高电平，并且现在扩展至并行信号的数据信号被传递到数据缓冲电路34。然后，达到指定的水平扫描定时，数据信号从数据缓冲电路34输出到元件阵列2。
图5是显示扫描电路35的操作的时序图。从顶部顺序显示了开始信号、时钟信号和扫描信号，其中扫描信号用于将数据信号输入元件阵列2的第一至第N行中的功能元件。
当开始信号升至高电平时，来自扫描电路35的从左边向着元件阵列2而顺序延伸的N行扫描线被元件阵列移位寄存器电路37按照时钟信号而升高。对于扫描线已经变高的行中的元件，数据信号从数据缓冲电路34中输出。
现在参考图6所示的流程图介绍数据信号的流程。从数据信号提供部件6输出的数据信号输入到要将该数据信号保留于其中的存储部件3(S10)。存储部件3中保留的数据信号被传递至数据驱动器4(S12)。
在这一步，例如在数据位于图2中的存储单元阵列21上的区域A中的情况下，指示该区域的地址信号被输入到存储驱动器30，使得数据被从区域A中的存储元件顺序读出，并通过存储驱动器30传递至数据驱动器4。这里，地址信号代表指示存储单元22的信号，并且可以指示单独的存储单元22或多个存储单元22，并且可以进一步是第一存储单元22的地址信号和指示存储单元22的数目的信号的组合。
输入到数据驱动器4的数据信号首先在电平移动电路3 1被放大(S14)。然后，已经是串行信号的数据信号在数据移位寄存器电路32被转换为并行信号(S16)。锁存电路33在预定的定时通过数据缓冲电路34将数据信号输出至元件阵列2(S18)。
在元件阵列2中，功能元件由从数据驱动器4传递的数据信号控制，使得元件阵列2执行期望的操作。在通过重复提供同一数据信号而操作元件阵列2的情况(S20的Y)下，数据信号提供部件6暂停将数据信号传递至存储部件3(S24)，然后从S12开始执行过程。在不重复使用同一数据的情况(S20的N)下，如果数据信号提供部件6继续传递数据(S22的N)，则从S10开始执行过程，并且存储部件3中的数据信号被更新且新的数据信号被传递至元件阵列2。在结束了数据信号的传递的情况(S22的Y)下，整个过程结束。
根据前述的实施例A1，由于不在构成较长数据信号传递路径的数据信号提供部件6和存储部件3之间执行数据传递，所以可以用半导体设备50得到较低的能耗和较低的成本，并且可以抑制在外部信号处理衬底8一侧的操作频率。而且，由于输入存储部件3的数据信号在电平移动电路31被放大，所以数据信号提供部件6和存储部件3之间的数据信号的能耗可以得到抑制。
在本实施例A1中，用作功能元件的存储单元22排列为M×N矩阵形式或二维的，存储单元22也可排列为一行或一维的。在这种情况，将扫描电路35省略。
而且，数据驱动器4可以包括扩相电路，用于例如在数据信号的幅度在电平移动电路31被移动之前或之后，如图7所示，将O-相并行数据信号扩展为P-相信号(假设P大于O)。例如，在元件阵列2被转换为2×2区域的4-相的情况下，在垂直和水平方向的扫描定时降至1/2，即操作频率变为1/2。结果得到进一步的成本降低。
图8是显示在数据信号以并行信号的形式输出的情况下的存储部件3的结构的框图。在这种情况下，存储部件具有第一存储驱动器41和第二存储驱动器42，第一存储驱动器41的功能与图2所示的存储驱动器30相同，第二存储驱动器42能够执行S/P转换。另外，在这种排列下，通常在数据驱动器4中省略数据移位寄存器32。
进一步，在实施例A1中，要输入元件阵列2的信号是数字信号，而该信号也可以是模拟信号，例如在图9中，电压V随时间t的推移而变化。在这种情况中，优选地在数据移位寄存器电路32和锁存电路33之间安装用于选择具有数据信号的模拟信号的选择电路。选择电路也可用于构成元件阵列2的功能元件的情况下，即存储元件22由模拟信号控制。
实施例A2
根据本实施例的半导体的结构与实施例A1的相同，即与图1和2中所示的结构相同。因此省略对于结构的说明。其与实施例A1的区别在于驱动方法，下面进行描述。
现在，根据本实施例A2的存储部件3同时执行写操作和读出操作，写操作导致存储单元22存储并保留从数据信号提供部件6输出的数据信号，读出操作将由除上述存储单元22外的另一存储单元22保留的数据信号传递给数据驱动器4。
每次从存储部件3读出数据信号并通过数据驱动器4将其传递至元件阵列2时，执行对元件阵列2上的数据信号的写操作。此刻，通过将数据信号从数据信号提供部件6传递至存储部件3，也在存储部件3上执行数据信号的写操作。因此，一旦多通打印操作完成了，由于存储部件3保留下一步所需的数据信号，即要从存储部件3传递至数据驱动器4的数据信号，所以可以立即执行数据信号的读出操作，即通过数据驱动器4将数据信号传递至元件阵列2。
而且，由于数据信号提供部件6能够在元件阵列2的操作期间传递数据信号，所以数据传递期间的驱动频率可以设置得相对低。于是由于数据信号提供部件6无需执行高速操作，所以可以得到低成本的半导体设备。进一步，由于数据信号提供部件6的驱动频率可以设置得相对较低，所以可以降低整个设备的能耗。
实施例A3
图10是显示根据实施例A3的半导体设备50的结构的框图。与根据实施例A1和A2的半导体设备50的不同方面是，外部信号处理衬底8中的数据信号提供部件6被第一数据信号提供部件12和第二数据信号提供部件13所代替。这里，实施例A1的数据信号提供部件6输出数字信号。相对而言，在本实施例A3中，第一数据信号提供部件12输出的第一数据信号是数字信号，而第二数据信号提供部件13输出的第二数据信号是模拟信号。而且，数据驱动器4具有数据移位寄存器电路32、锁存电路33、选择电路43和数据缓冲电路34。
现在，从第一数据信号提供部件12输出的第一数据信号是数字信号，通过它选择要提供给元件阵列2的模拟信号。而且，从第二数据信号提供部件13输出的第二数据信号是要提供给元件阵列2的多种类型的模拟信号。这种第二数据信号对于构成元件阵列2的各功能元件不同，它们各自具有不同的波形，可以例如是电压常量，如对于LCD设备的分层电压或图9中所示的模拟波形。选择电路43选择由第一数据信号指定的一个或多个模拟信号，即第二数据信号。在指定了多个模拟信号的情况下，选择电路43合并选择的模拟信号的波形，并通过数据缓冲电路34将其输出至元件阵列2。
这里，存储部件3的结构与根据实施例A1的图2中所示的结构相同。而且，数据驱动器4根据从存储部件3输出的第一数据信号和从第二数据信号提供部件13输出的第二数据信号，确定要输出至元件阵列2的电信号，并将电信号传递至元件阵列2。进一步，元件阵列2由功能元件构成，这些功能元件由公共数据总线5输入的电信号控制且以例如矩阵形式排列。而且控制器9用于控制存储部件3和数据驱动器4。这里，图10只是一个可能的结构的例子，而且例如安装在图10中的外部信号处理衬底8内的控制器9可以安装在半导体衬底1侧。
然后，实施例A3与实施例A1和A2的区别在于至少一个模拟信号被根据选择电路43中的第一数据信号而从多个模拟信号中选择出来，并被传递至元件阵列2，而不是将从存储部件3中读出的数据信号传递至元件阵列2。
根据实施例A3的半导体设备50提供了与实施例A1和A2相似的优点，即由于当同一数据被连续多次输入至元件阵列2时，暂停了从第一数据信号提供部件12向存储部件13的数据信号的传递，所以有望在半导体设备50的操作期间减少能耗。而且，可以将模拟信号输入元件阵列2。
实施例A4
根据该实施例的半导体的结构与实施例A3相同，即与图10所示的结构相同。由于与实施例A3的区别在于驱动方法，所以下面只描述半导体设备的驱动方法，省略对于结构的描述。
这里，根据该实施例A4的存储部件3能够同时执行写操作和读出操作，写操作使得存储元件存储并保留从第一数据信号提供部件12输出的数据信号，读出操作将除上述存储元件外的另一存储元件保留的数据信号传递至数据驱动器4。
根据该实施例的驱动方法是重复以下步骤：从存储部件3读出数据信号、将该数据信号传递至数据驱动器4、并进一步传递至元件阵列2。在这个过程期间，控制器9通过将数据信号从第一数据信号提供部件12传递至存储部件3而执行写操作。因此，一旦完成了多通打印操作，存储部件3就保留下一步骤所需的数据信号，即要传递至数据驱动器4的数据信号，从而数据驱动器4可以立即开始读出数据信号。
而且，第一数据信号提供部件12可以在帧操作期间传递数据信号，从而可以将对于数据传递的驱动频率设置得相对较低。于是由于第一数据信号提供部件12无需执行高速操作，所以可以得到低成本的半导体设备。进一步，由于可以将驱动频率设置得较低，所以可以降低整个设备的能耗。
实施例A5
图11是显示根据实施例A5的半导体设备50的结构的框图。下面将描述该实施例的独特特征，省略它与实施例A1至A4相同的功能的描述。在实施例A5中，认为选择电路43的功能是元件阵列2中的第二数据驱动器15，而选择电路43在实施例A4中用作选择模拟信号。因此，实施例A4中撤出了选择电路43的数据驱动器4应被称为第一数据驱动器14。
图12是显示元件阵列2和第二数据驱动器15的结构的框图。第二数据驱动器15分配从第二数据信号提供部件13延伸的模拟信号线，该模拟信号线用于将第二数据信号提供给位于元件阵列2中的功能元件46的各行的选择器44。在附图中，有四条模拟信号线，因而模拟信号具有四种波形。
图13显示了选择器44的结构。选择器44具有合并部件45，用于从四条模拟信号线中选择并合并想要的信号，并将经合并的信号传递至功能元件46。合并部件45具有由从第一数据驱动器14输入的信号控制的晶体管，用作开关，位于各条模拟线上。
这里，第一数据信号是数字信号，由它选择要提供给元件阵列2的模拟信号。而且，第二数据信号包括要提供给元件阵列2的具有多种类型波形的模拟信号。而且，存储部件3至少包括用于将数字信号保留一定时间的存储元件和用于驱动这些存储元件的驱动电路。进一步，第一数据驱动器14将从存储部件3输出的第一数据信号传递至元件阵列2，且第二数据驱动器15将从第二数据提供器13输出的第二数据信号传递至元件阵列2。
而且，从第一数据驱动器14输出的多个电信号，即多个第一数据信号中，至少有一个数据信号通过数据总线5输入元件阵列2。
而且，控制器9控制存储部件3和第一数据驱动器14。这里，图11只是半导体设备50可能的结构的一个例子，控制器9例如在图11中安装在外部信号处理衬底8中，也可以安装在半导体衬底1侧。
下面说明如上结构的半导体设备50的操作。从第一数据信号提供部件12输出的第一数据信号被输入至存储部件3并保留在其中。存储部件3中保留的数据信号被传递至第一数据驱动器14。
传递至第一数据驱动器14的数据信号在数据移位寄存器电路32被转换为并行信号，并在期望的定时通过数据缓冲电路34从锁存电路33传递至元件阵列2。
同时，从第二数据信号提供部件13输出的多个模拟信号，即第二数据信号被传递至第二数据驱动器15。然后，第二数据信号也由第二数据驱动器15输入至元件阵列2。在元件阵列2中，由第一数据信号从多个模拟信号中选择出至少一个模拟信号，使得元件阵列2根据选择的模拟信号执行想要的操作。
然后，本实施例与实施例A1和A2的区别在于，根据元件阵列2中的第一数据信号，从多个模拟信号中选择出至少一个模拟信号，使得元件阵列2执行想要的操作，而不是将从存储部件3中读出的数据信号传递至元件阵列2。
根据实施例A5，可以得到与实施例A1至A4类似的优点。进一步，可以将模拟信号输入元件阵列2。
实施例A6
根据该实施例的半导体的构造与实施例A5的相同，即与图11所示的结构相同。由于其与实施例A5所描述的半导体的设备之间的区别在于驱动方法，所以下面只描述根据本实施例的驱动方法。然而，实施例A5与本实施例的驱动方法之间的不同方面同实施例A1和A2之间以及实施例A3和A4之间的区别相同。
这里，根据本实施例的存储部件3能够同时执行写操作和读出操作，写操作导致存储单元22存储并保留从第一数据信号提供部件12输出的数据信号，读出操作将由除上述存储单元22外的另一存储单元22保留的数据信号传递给第二数据驱动器15。
根据该实施例的驱动方法是重复以下步骤：从存储部件3读出数据信号、将该数据信号传递至第一数据驱动器14、并进一步传递至元件阵列2。在这个过程期间，第一数据信号提供部件12将数据信号传递至存储部件3，且存储部件3执行写操作。因此，一旦完成了多通打印操作，存储部件3就保留下一步骤所需的数据信号，即要传递至数据驱动器4的数据信号，从而数据驱动器4可以立即开始读出数据信号。
因此，一旦操作结束，则存储部件3保留下一步骤所需的数据信号，从而第一数据驱动器14可以立即开始读出该数据信号。
而且，第一数据信号提供部件12可以在该操作期间传递数据信号，从而可以将数据传递的驱动频率设置得相对较低。于是由于第一数据信号提供部件12无需执行高速操作，所以可以得到低成本的半导体设备。进一步，由于可以将驱动频率设置得较低，所以可以降低整个设备的能耗。
实施例A7
图14是显示根据实施例A7的半导体设备50的结构的框图。半导体设备50基本上由两层衬底构成，即半导体衬底1和外部信号处理衬底8。半导体衬底1具有开关电路20、存储部件3、数据驱动器4、元件阵列2、扫描电路35和时钟发生器36。外部信号处理衬底8具有数据信号提供部件6和控制器9。因此，根据该实施例的半导体设备50与实施例A1和A2的构造相同，只是增加了开关电路20。所有其它部件都与图1中所示的相同，因此这里省略对它们的描述。
图15显示了开关电路20的结构。具有第一开关SW1和第二开关SW2的开关电路20由控制器9控制，以确定将从数据信号提供部件6输出的数据信号传递至存储部件3还是数据驱动器4中的电平移动电路31。开关电路20可以以任何方式构成，只要它能够执行上述功能即可。在从数据信号提供部件6输出的数据信号与最后将在元件阵列2中重复使用的数据信号相同的情况下，数据信号被传递至存储部件3，否则数据信号被直接传递至数据驱动器4。
而且，控制器9控制存储部件3、数据驱动器6和开关电路20。这里，图14只是可能的结构的一个例子，而且控制器9例如安装在图14中的外部信号处理衬底8中，可以安装在半导体衬底1侧。
因此，参考根据本实施例的半导体设备50，对于存储部件3中保留的数据信号没有被重复读出的区域，由于开关20的操作，数据信号可以被直接传递至数据驱动器4而无需通过存储部件3。因此半导体设备50的能耗可以通过暂停存储部件3的操作而降低。
实施例A8
图16是显示了根据实施例A8的半导体设备50的结构的框图。根据该实施例的半导体设备的显著特征是相对于根据实施例A3或A4的半导体设备50增添了开关电路20。
半导体设备50包括半导体衬底1和外部信号处理衬底8。半导体衬底1具有开关电路20、存储部件3、数据驱动器4、元件阵列2、扫描电路35和时钟发生器36。外部信号处理衬底8具有控制器9、第一数据信号提供部件12和第二数据信号提供部件13。
开关电路20的结构与图15相同。但是，实施例A7中第二开关SW2与电平移动电路31相连，而本实施例中第二开关SW2与数据移位寄存器电路32相连。第一开关SW1和第二开关SW2由控制器9控制，当打开第一开关SW1时数据信号被提供至存储部件3，且当打开第二开关SW2时数据信号被提供至数据驱动器4。换言之，开关电路20确定将从第一数据信号提供部件12输出的数据信号传递至存储部件3还是数据驱动器4中的数据移位寄存器电路32。而且，控制器9控制第一数据信号提供部件12、存储部件3、数据驱动器4和开关电路20。这里，图16只是可能的结构的一个例子，且控制器9例如在图16中安装在外部信号处理衬底8中，可以安装在半导体衬底1侧。
参考根据本实施例的半导体设备50，由于开关电路20的操作，在存储部件3中保留的数据信号不被重复读出的期间，要输入元件阵列2的数据信号可以直接被传递至数据驱动器4而无需通过存储部件3。因此，存储部件3可以暂停整个操作，而不仅是免于高速操作。
实施例A9
图17是显示根据实施例A9的半导体设备50的结构的框图。根据本实施例的半导体设备50的显著特征是相对于根据实施例A5或A6的半导体设备50添加了开关电路20。
半导体设备50包括半导体衬底1和外部信号处理衬底8。半导体衬底1具有开关电路20、存储部件3、第一数据驱动器14、第二数据驱动器15、元件阵列2、扫描电路35和时钟发生器36。外部信号处理衬底8具有控制器9、第一数据信号提供部件12和第二数据信号提供部件13。
这里，开关电路20确定将从第一数据信号提供部件12输出的数据信号传递至存储部件3还是第一数据驱动器14中的数据移位寄存器电路32。而且，控制器9控制存储部件3、第一数据驱动器14、开关电路20和第一数据信号提供部件12。这里，图17只是可能的结构的一个例子，并且控制器9例如在图17中安装在外部信号处理衬底8中，可以安装在半导体衬底1侧。
参考根据本实施例的半导体设备50，由于开关电路20的操作，在存储部件3中保留的数据信号不被重复读出的期间，要输入元件阵列2的数据信号可以直接传递至数据驱动器4而无需通过存储部件3。因此存储部件3可以暂停整个操作，而不仅是免于高速操作。
实施例B1
本实施例涉及一种图像输出设备，特别涉及一种打印设备。打印设备的构造与实施例A1至A9相似，因此下面只描述其显著特征，部分省略对于其它方面的描述。而且，在通常称为热喷墨型的打印设备中，数字信号被输入对应于元件阵列2的热电阻元件。另一方面，在称为压电喷墨型的打印设备中，模拟信号被输入对应于元件阵列2的压电元件。
因此，实施例A1和A2中所示的半导体设备的结构要应用于热喷墨型打印设备，而实施例A3至A9中所示的半导体设备的结构要应用于压电喷墨型打印设备。这里，描述将根据实施例A3的半导体设备50的结构应用于压电喷墨型打印机。另外，根据其它实施例A1、A2和A4至A9的任一种半导体设备50应用于打印设备的构造也将包括在本发明中。
如前面所述，在喷墨打印机领域，对于高速打印性能和高速打印质量的需求不断增长。对于这种用途，需要增加打印头的操作频率，然而它经常导致能耗增加，从而减少能耗也是在半导体设备50中要解决的问题。而且，为了增加打印速度，需要增加打印头的行进速度。现在，由于打印头的微型化使得可以更简单地设计能够承受较高速度驱动的打印头驱动机制的构造，所以打印头的微型化是有利的。进一步，在设计打印设备中保证了较高的自由度。
图18是显示打印设备60的结构的框图，根据实施例A3的半导体设备50的构造应用于该打印设备60。半导体衬底1对应打印头70，外部信号处理衬底8对应主机设备72。而且，元件阵列2对应喷射器74。由于模拟信号被输入前面提到的喷射器74，打印设备60执行压电喷墨打印。在本例中，喷射器74具有排列为矩阵形式的压电元件。
而且，图19显示了打印头70的结构。图20显示了打印头70中的玻璃衬底210的结构。图21是沿图19中所示的打印头的A-A’线的剖面图。
打印头70具有喷射部件80、压电元件75和玻璃衬底210。然而压电元件75插在喷射部件80和玻璃衬底之间，因此在图19中省略压电元件75。而且，喷射部件80包括；平板状部件81(下面称为“喷嘴板”)，其具有许多用作喷嘴的小孔78；压力舱结构构件82；和振动板83。在玻璃衬底210的表面上一致地形成TFT电路77，其中用于启动振动板83的压电元件75封装在玻璃衬底210上，TFT电路77用于向压电元件75提供驱动电信号。进一步，TFT电路77中具有存储部件3、数据驱动器4、扫描电路35和时钟发生器36。
在构成压力舱结构构件82的框架内部，以预定的间隙安装了多面墙，形成由相对的两面墙所定义的多个压力舱256、喷嘴板81和振动板83。
而且，在压力舱结构构件82的内部，具有墨池257，墨水从这里被通过墨水出口262供给压力舱。
在振动板83上放置了多个压电元件75，以对应通过连接器77A的各压力舱256；并且在喷嘴板81上多个位置也打了多个小孔78，以对应各压力舱256。
然而，在打印设备60是热喷墨型的情况下，元件阵列由热电阻元件构成，使得热电阻元件产生的热生成气泡，导致喷射墨水。
下面描述如上构造的打印设备60的操作。从第一数据信号提供部件12输出的第一数据信号被输入至存储部件并保留在其中。存储部件3中保留的数据信号被传递至数据驱动器4。
传递至数据驱动器4的数据信号在数据移位寄存器电路32被转换为并行信号，并在期望的时间从锁存电路33传递至选择电路43。
同时，从第二数据信号提供部件13输出的第二数据信号被传递至数据驱动器4中的选择电路43。然后由选择电路43中的第一数据信号指定的第二数据信号通过数据缓冲电路34被传递至元件阵列2。在元件阵列2中，压电元件75根据第二数据信号执行想要的操作。
在要执行多通打印的情况下，控制器9暂停来自第一数据信号提供部件12的数据信号向存储部件3的传递，且存储部件中保留的数据信号不被更新。第一数据信号从存储部件3中读出，并传递至选择电路43，在选择电路43，根据第一数据信号从存储部件3输出的多个第二数据信号中选择出至少一个第二数据信号，然后将选择的第二数据信号传递至元件阵列2。以这种方式执行多通打印。
实施例B2
对于实施例B2，根据实施例A1和A2的半导体设备50应用于显示设备。这里采用有源矩阵型有机EL显示设备作为例子。这种显示设备包括以矩阵形式放置的TFT电路，每一TFT电路具有有机EL元件。下面只描述显著的特征，省略对于其它方面的描述。另外，应用于显示设备的根据其它实施例A3至A9的任一种半导体设备的构造也有效地包括在本发明中。
图22是显示有机EL显示设备200的结构的功能框图。有机显示设备200包括外部信号处理衬底和玻璃衬底210。玻璃衬底210对应根据实施例A1至A9的半导体设备50的半导体衬底1。在本实施例中，DAC电路143在图1的半导体设备50中包含的数据驱动器4的构造中，位于数据移位寄存器电路32和锁存电路33之间，使得模拟信号被输出至有机EL显示板220。换言之，有机EL板220代替了元件阵列2。
图23显示了有机EL显示板220的结构。在有机EL显示板220上，象素电路230位于排列为M×N矩阵形式的区域中，该区域由包括第一扫描线G1直至第N扫描线Gn的N条扫描线和包括第一数据线DL1直至第M数据线DLm的M条数据线定义，每一扫描线从扫描电路35延伸，每一数据线从数据缓冲电路34延伸。
图24显示了位于由第二扫描线G2和第三扫描线G3以及第二数据线DL2和第三数据线DL3所定义的区域中的一个象素电路230的典型结构。
象素电路230具有：选择晶体管Tr1，其为n-沟道TFT；驱动晶体管Tr2，其为p-沟道TFT；和有机EL元件OLED。选择晶体管Tr1用作开关电路。驱动晶体管Tr2用作有机EL元件OLED的驱动电路。
选择晶体管Tr1串联在在第二数据线DL2和驱动晶体管Tr2的栅极之间。而且，选择晶体管Tr1的栅极连接至第二扫描线G2。驱动晶体管Tr2的源极连接至源电势PVdd，漏极连接至地电位。而且，保持电容C位于驱动晶体管Tr2的栅极和源极之间。
当选择了第二扫描线G2并将其升至高电平时，选择晶体管Tr1打开，使得输入第二数据线DL2的数据信号被输入驱动晶体管Tr2的栅极。驱动晶体管Tr2根据栅极和保持电容C中保留的数据信号提供来自源电势PVdd的电流馈电，从而有机EL元件OLED根据提供的电流发射期望的光。制造过程
参考图25，描述在有机EL显示设备200中的玻璃衬底210上的TFT的制造过程。这里，打印头70的主要成分形成于玻璃衬底上。图25显示了使用玻璃衬底上的多晶硅制造驱动电路和存储部件的制造过程。
首先，在玻璃衬底210上形成氧化硅层211之后，生长了非晶硅212。并且非晶硅以准分子(exima)激光退火并转变为多晶硅(图25(a))。
然后生长厚约10nm的氧化硅层213，在应用了构图(图25(b))光致抗蚀剂214并执行构图(对p-沟道区域掩模)之后，通过掺杂磷离子而形成n-沟道源/漏区域(图25(c))。
进一步，在生长了厚约90nm的用作栅绝缘层的氧化硅层215之后，生长微晶硅(μ-c-Si)216和硅化钨(Wsi)217，用于形成栅极，且它们被构图为栅状(图25(d))。
施加并构图(掩模n-沟道区域)光致抗蚀剂218，并通过掺杂硼而形成p-沟道源/漏区域(图25(e))。
在相继生长了氧化硅层和氮化硅层219之后，接触孔打开(图25(f))，并且通过喷涂沉积铝和钛223，然后执行构图(图25(g))。通过这种构图，形成外围电路中的CMOS的源/漏极、用于与用作压电元件的驱动开关的开关TFT漏极相连的数据线布线、同象素电极的触点等。
在上面之后，形成绝缘层的存储单元221并打开接触孔，然后形成用作象素电极的透明电极ITO(氧化铟锡)222，并执行构图(图25(h))。
通过上述过程，构造平面结构的开关TFT，并形成TFT阵列。
在外围电路区域中，也要构造类似开关TFT的n-沟道TFT和p-沟道TFT，后者是通过与n-沟道TFT基本相同的过程形成的，但是通过掺杂硼而转化为p-沟道TFT。
在图25(h)中，n-沟道TFT在外围电路中，p-沟道TFT在外围电路中，开关TFT(n-沟道TFT)、保持电容和象素电极从左顺序显示。
在本实施例中，准分子(exima)激光用于形成多晶硅层，而也可以使用其它类型的激光，如连续震荡CW激光，或者可以执行通过热处理的固相生长。
如上所述，通过图25中所示的过程在玻璃衬底210上形成由多晶硅构成的TFT电路77。
实施例B3
在本实施例中，根据实施例A1至A9的半导体设备应用于光开关。因此，元件阵列2或实施例A1至A9中的元件阵列2中提供的更特定的功能元件在本实施例中驱动光开关。
光开关可粗分为机械光开关和电子光开关，机械光开关的驱动机制中具有活动部件，电子光开关基于光电效应。电子光开关的制造成本通常高于机械开关的成本，因此使用机械光开关的使用更普遍。机械光开关具有损耗较低和串扰较低的优点，但是由于活动部件的响应受机械开/关信号控制所以响应慢。因此，通过将本发明应用于用于驱动光开关的设备，包括光开关的整个设备的性能水平得到提升，而不必改变光开关本身。
已经参考若干实施例描述了本发明。应当理解，这些实施例仅是示例性的，对于本领域技术人员可以看出，可以在不脱离本发明的精神和范围的前提下，对各组成或处理步骤或它们的组合作出多种改动。
前面所述的实施例中描述的构造可以由CPU实现，硬件方面由存储部件或常见计算机中使用的其它LSI实现，软件方面由存储部件上加载的程序实现，因此前面的实施例提供了可以由这些元件的组合得到的功能块。因此对于本领域熟练人员可以看出，仅通过硬件或软件或它们的组合，可以以多种形式得到这些功能块。
如上所述，根据本发明，得到较低能耗的半导体设备。而且，从另一个角度看，得到了低成本、高速的半导体设备。从另一个角度来看，得到了低能耗的图像输出设备。进一步，当提升图像输出设备的性能水平时，抑制了成本的增长。

Claims (61)

1.一种半导体设备，包括：
存储部件，具有用于暂时存储数据信号的多个地址；
数据信号提供部件，用于向所述存储部件提供所述数据信号；
驱动部件，用于生成控制信号，所述控制信号用于根据从所述存储部件读出的所述数据信号控制功能元件并将所述控制信号提供给所述功能元件；和
数据更新控制部件，用于从所述存储部件中的同一地址连续多次地提供同一数据信号。
2.如权利要求1的半导体设备，其中所述数据更新控制部件使得所述数据信号提供部件暂停提供数据信号的操作，以在向所述功能元件连续提供同一数据信号时，阻止在所述存储部件中存储的所述数据信号被更新。
3.如权利要求1的半导体设备，其中所述数据更新控制部件使得所述数据信号提供部件关闭从所述数据信号提供部件至所述存储部件的数据信号传输路径，以在向所述功能元件连续提供同一数据信号时，防止在所述存储部件中存储的所述数据信号被更新。
4.一种半导体设备，包括：
存储部件，具有用于暂时存储数据信号的多个地址；
驱动部件，用于选择从外部输入的控制信号并将所述控制信号提供给功能元件，其中所述控制信号用于根据从所述存储部件读出的所述数据信号控制所述功能元件；和
数据更新控制部件，用于从所述存储部件中的同一地址连续多次地提供同一信号。
5.一种半导体设备，包括：
存储部件，具有用于暂时存储数据信号的多个地址；
第一驱动部件，用于将一信号输出至功能元件，该信号用于根据从所述存储部件读出的所述数据信号，选择从外部输入的用于控制所述功能元件的控制信号；
第二驱动部件，用于将所述控制信号提供至所述功能元件；和
数据更新控制部件，用于从所述存储部件中的同一地址连续多次地提供同一信号。
6.如权利要求1的半导体设备，其中所述驱动部件和所述存储部件构成联合部件。
7.如权利要求4的半导体设备，其中所述驱动部件和所述存储部件构成联合部件。
8.如权利要求5的半导体设备，其中所述驱动部件和所述存储部件构成联合部件。
9.如权利要求1的半导体设备，其中所述驱动部件、所述功能元件和所述存储部件构成联合部件。
10.如权利要求4的半导体设备，其中所述驱动部件、所述功能元件和所述存储部件构成联合部件。
11.如权利要求5的半导体设备，其中所述驱动部件、所述功能元件和所述存储部件构成联合部件。
12.如权利要求1的半导体设备，进一步包括：
第一信号传递部件，用于从将所述数据信号提供至半导体设备的主机设备，将所述数据信号传递至所述存储部件；
第二信号传递部件，用于将所述数据信号从所述存储部件传递至所述驱动部件；其中
所述第二信号传递部件比所述第一传递部件短。
13.如权利要求4的半导体设备，进一步包括：
第一信号传递部件，用于从将所述数据信号提供至半导体设备的主机设备，将所述数据信号传递至所述存储部件；
第二信号传递部件，用于将所述数据信号从所述存储部件传递至所述驱动部件；其中
所述第二信号传递部件比所述第一传递部件短。
14.如权利要求5的半导体设备，进一步包括：
第一信号传递部件，用于从将所述数据信号提供至半导体设备的主机设备，将所述数据信号传递至所述存储部件；
第二信号传递部件，用于将所述数据信号从所述存储部件传递至所述驱动部件；其中
所述第二信号传递部件比所述第一传递部件短。
15.如权利要求1的半导体设备，进一步包括电平转换器，用于将输入到所述存储部件的所述数据信号的幅度转换至期望的幅度。
16.如权利要求4的半导体设备，进一步包括电平转换器，用于将输入到所述存储部件的所述数据信号的幅度转换至期望的幅度。
17.如权利要求5的半导体设备，进一步包括电平转换器，用于将输入到所述存储部件的所述数据信号的幅度转换至期望的幅度。
18.如权利要求1的半导体设备，串行信号要输入该半导体设备，其进一步包括串行/并行转换器，用于将输入的串行数据信号转换为并行信号。
19.如权利要求4的半导体设备，串行信号要输入该半导体设备，其进一步包括串行/并行转换器，用于将输入的串行数据信号转换为并行信号。
20.如权利要求5的半导体设备，串行信号要输入该半导体设备，其进一步包括串行/并行转换器，用于将输入的串行数据信号转换为并行信号。
21.如权利要求1的半导体设备，其具有O-相并行信号的传递路径，进一步包括：
扩相部件，用于将O-相并行信号转换至P-相并行信号。
22.如权利要求4的半导体设备，其具有O-相并行信号的传递路径，进一步包括：
扩相部件，用于将O-相并行信号转换至P-相并行信号。
23.如权利要求5的半导体设备，其具有O-相并行信号的传递路径，进一步包括：
扩相部件，用于将O-相并行信号转换至P-相并行信号。
24.如权利要求1的半导体设备，其中所述驱动部件、所述第一信号传递部件、所述存储部件和所述第二信号传递部件中至少有一个由薄膜晶体管构成。
25.如权利要求4的半导体设备，其中所述驱动部件、所述第一信号传递部件、所述存储部件和所述第二信号传递部件中至少有一个由薄膜晶体管构成。
26.如权利要求5的半导体设备，其中所述驱动部件、所述第一信号传递部件、所述存储部件和所述第二信号传递部件中至少有一个由薄膜晶体管构成。
27.如权利要求24的半导体设备，其中所述薄膜晶体管的半导体层由多晶硅构成。
28.如权利要求25的半导体设备，其中所述薄膜晶体管的半导体层由多晶硅构成。
29.如权利要求26的半导体设备，其中所述薄膜晶体管的半导体层由多晶硅构成。
30.一种具有用于喷射打印用液滴的喷射器的图像输出设备，包括：
存储部件，用于暂时存储要提供给所述喷射器的数据信号；
驱动部件，用于读出在所述存储部件中存储的所述数据信号，生成用于控制所述喷射器的控制信号，并根据所述控制信号驱动所述喷射器；和
数据更新控制部件，用于在将同一控制信号连续多次地提供给所述喷射器时，使得数据信号提供部件暂停将所述数据信号输出至所述存储部件，以使所述存储部件不更新其中存储的所述数据信号。
31.一种具有用于喷射打印用液滴的喷射器的图像输出设备，包括：
存储部件，用于暂时存储用于选择要提供给所述喷射器的驱动波形的数据信号；
驱动部件，用于读出在所述存储部件中存储的所述数据信号，根据所述数据信号选择从外部输入的所述驱动波形，并根据所述选择的驱动波形驱动所述喷射器；和
数据更新控制部件，用于在将同一控制信号连续多次地提供给所述喷射器时，使得数据信号提供部件暂停将所述数据信号输出至所述存储部件，以使所述存储部件不更新其中存储的所述数据信号。
32.一种具有用于喷射打印用液滴的喷射器的图像输出设备，包括：
存储部件，用于暂时存储用于选择要提供给所述喷射器的驱动波形的数据信号；
第一驱动部件，用于读出在所述存储部件中存储的所述数据信号，并将用于根据所述数据信号选择从外部输入的所述驱动波形的信号输出至所述喷射器；
第二驱动部件，用于将所述选择的驱动波形提供给所述喷射器；和
数据更新控制部件，用于在将同一控制信号连续多次地提供给所述喷射器时，使得数据信号提供部件暂停将所述数据信号输出至所述存储部件，以使所述存储部件不更新其中存储的所述数据信号。
33.如权利要求30的图像输出设备，其中所述驱动部件和所述存储部件可以构成联合部件。
34.如权利要求31的图像输出设备，其中所述驱动部件和所述存储部件可以构成联合部件。
35.如权利要求32的图像输出设备，其中所述驱动部件和所述存储部件可以构成联合部件。
36.如权利要求30的图像输出设备，其中所述驱动部件和所述存储部件构成联合部件。
37.如权利要求31的图像输出设备，其中所述驱动部件和所述存储部件构成联合部件。
38.如权利要求32的图像输出设备，其中所述驱动部件和所述存储部件构成联合部件。
39.如权利要求30的图像输出设备，进一步包括：
第一信号传递部件，用于从将所述数据信号提供至图像输出设备的主机设备，将所述数据信号传递至所述存储部件；
第二信号传递部件，用于将所述数据信号从所述存储部件传递至所述驱动部件；其中
所述第二信号传递部件比所述第一传递部件短。
40.如权利要求31的图像输出设备，进一步包括：
第一信号传递部件，用于从将所述数据信号提供至图像输出设备的主机设备，将所述数据信号传递至所述存储部件；
第二信号传递部件，用于将所述数据信号从所述存储部件传递至所述驱动部件；其中
所述第二信号传递部件比所述第一传递部件短。
41.如权利要求32的图像输出设备，进一步包括：
第一信号传递部件，用于从将所述数据信号提供至图像输出设备的主机设备，将所述数据信号传递至所述存储部件；
第二信号传递部件，用于将所述数据信号从所述存储部件传递至所述驱动部件；其中
所述第二信号传递部件比所述第一传递部件短。
42.如权利要求30的图像输出设备，进一步包括电平转换器，用于将输入到图像输出设备的所述数据信号的幅度转换为期望的幅度。
43.如权利要求31的图像输出设备，进一步包括电平转换器，用于将输入到图像输出设备的所述数据信号的幅度转换为期望的幅度。
44.如权利要求32的图像输出设备，进一步包括电平转换器，用于将输入到图像输出设备的所述数据信号的幅度转换为期望的幅度。
45.如权利要求30的图像输出设备，所述数据信号要以串行信号的形式输入该半导体设备，其进一步包括：
S/P转换器，用于将所述输入的串行数据信号转换为并行信号。
46.如权利要求31的图像输出设备，所述数据信号要以串行信号的形式输入该半导体设备，其进一步包括：
S/P转换器，用于将所述输入的串行数据信号转换为并行信号。
47.如权利要求32的图像输出设备，所述数据信号要以串行信号的形式输入该半导体设备，其进一步包括：
S/P转换器，用于将所述输入的串行数据信号转换为并行信号。
48.如权利要求45的图像输出设备，其具有O-相并行信号的传递路径，进一步包括：
扩相部件，用于将O-相并行信号转换为P-相并行信号。
49.如权利要求46的图像输出设备，其具有O-相并行信号的传递路径，进一步包括：
扩相部件，用于将O-相并行信号转换为P-相并行信号。
50.如权利要求47的图像输出设备，其具有O-相并行信号的传递路径，进一步包括：
扩相部件，用于将O-相并行信号转换为P-相并行信号。
51.如权利要求47的图像输出设备，其中所述驱动部件、所述第一信号传递部件、所述存储部件和所述第二信号传递部件中至少有一个由薄膜晶体管构成。
52.如权利要求48的图像输出设备，其中所述驱动部件、所述第一信号传递部件、所述存储部件和所述第二信号传递部件中至少有一个由薄膜晶体管构成。
53.如权利要求49的图像输出设备，其中所述驱动部件、所述第一信号传递部件、所述存储部件和所述第二信号传递部件中至少有一个由薄膜晶体管构成。
54.如权利要求51的图像输出设备，其中所述薄膜晶体管的半导体层由多晶硅构成。
55.如权利要求52的图像输出设备，其中所述薄膜晶体管的半导体层由多晶硅构成。
56.如权利要求53的图像输出设备，其中所述薄膜晶体管的半导体层由多晶硅构成。
57.功能元件的驱动方法，包括以下步骤：
将用于控制功能元件的数据信号暂时存储于存储部件中；
读出所述数据信号并将所述数据信号传递至所述功能元件；并且
在确定了与所述存储部件中存储的所述数据信号相同的数据信号要连续使用的情况下，从所述存储部件的同一地址传递用于控制功能元件的所述数据信号，而不更新在所述存储部件中保留的所述数据信号。
58.半导体设备的制造方法，包括形成薄膜晶体管电路的步骤，所述薄膜晶体管电路包括：存储部件，用于暂时存储用来控制元件阵列的信号；元件阵列；和驱动部件，用于通过同一过程在相同的绝缘衬底上驱动所述元件阵列。
59.如权利要求58的制造方法，其中所述绝缘衬底是玻璃衬底。
60.具有打印头的图像输出设备的制造方法，包括在相同的绝缘衬底上形成薄膜晶体管电路的步骤，所述薄膜晶体管电路包括：存储部件，用于暂时存储用于所述打印头中的墨水喷射器的控制信号；喷射器；和驱动部件，用于通过同一过程驱动所述喷射器。
61.如权利要求60的制造方法，其中所述绝缘衬底是玻璃衬底。
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