CN1501497A - 电子电路装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种能够减少伴随信号传播而产生的电磁波的电子电路装置。该电子电路装置包括多片透明的衬底，其上形成光传感器和光闸。由外部将光信号输入该电子电路装置，并使其直接照射到透明衬底上设置的光传感器上，或者光信号透射通过透明衬底并输入其它衬底上的光传感器。光传感器将光信号转换成电信号，使置于衬底上的电路工作。光闸由电路输出控制，光从外部输入此光闸，接着对光是否已透射作出判断，从而取出信号。以这种方式，通过减少输入和输出的电信号，从而防止不必要的电磁波产生。

Description

电子电路装置
技术领域
本发明涉及用于光输入的电子电路装置，具体讲，涉及一种用于光输入的电子电路装置，该电子电路装置是通过在由石英、玻璃、塑料等制成的透明衬底上形成薄膜晶体管而构成的。而且，本发明还涉及利用所述电子电路装置构成的诸如计算机之类的电子设备。
背景技术
如今，电子器件的发展一直在促进信息化的进展。可以预料，从现在起这种趋势还将进一步加强。一般而言，目前人们普遍使用的构成电子设备的电子电路器件构成了印刷电路板上的电路。具体讲，将金属(例如铜等)电镀到利用玻璃环氧树脂等形成的衬底上，然后，通过腐蚀衬底而形成作为其一部分的布线。然后，在已经形成印刷电路板之后，插入例如LSI(大规模集成电路)、电阻、电容器等电子部件，并通过焊接将它们连接起来。至于这种印刷电路板，制造它的方法既容易又常用。
此外，另一方面，从工作速度的观点来看，虽然电子器件的性能已经得到提高，但还要求进一步提高工作速度。
下面，将描述图10所示的传统的熟知的电子电路装置。图10所示的传统电子电路装置由电子衬底1001、1002和1003构成。电子衬底1001是按照如下程序制造的：在玻璃环氧树脂衬底上形成铜(Cu)箔图案，再设置电子元件1010-1020，例如LSI(大规模集成电路)、电阻、电容器等并且使其相连。电子衬底1002和1003也采用类似的方式制造。而且，还将电子衬底1001插入插槽1004、1005和1006，这些插槽通过布线1007、1008彼此相连。而布线1009连接到外部电路。
在如上所述的传统电子电路装置中存在如下这些问题：首先，强电磁波会从已安装在电子电路衬底上的LSI等中产生，这种情况一直存在。而且，强电磁波还从用于连接电子电路衬底的连线以及电子电路衬底中产生。从而一直存在这样的问题：即这种电磁波对位于电子电路装置外部的其它电子元件(未示出)产生不良影响，导致这些元件的误操作，性能变坏，如此等等。当电子电路工作于高速度以及电子电路的规模较大时，这些问题就会以其严重的形式显著地表现出来。
发明内容
本发明的目的之一是解决例如这些问题：噪声的产生以及由电磁波引起的误操作的发生。
为了解决上述问题，在本发明中，构成电子电路装置的电子电路衬底用透明衬底构成，让信号以光的形式输入，并提供光闸或光传感器且将它们设置在透明衬底上，用光执行信号的发送和接收，从而防止不必要的电磁波的产生。
本发明的电子电路装置包括多片透明衬底，并在衬底上形成光传感器和光闸。光信号从外部输入电子电路装置，光信号直接照射到设置在透明衬底上的光传感器上或者光信号透过透明衬底，输入其它衬底上设置的光传感器。光传感器将光信号转换成电信号，并让衬底上设置的电路工作。电路的输出控制光闸，将光输入从外部传到该光闸，判断光是透射通过光闸还是光已被阻断，从而取出信号。以这种方式，通过用光信号执行输入和输出，从而减少了不必要的电磁波的发生。
本发明的特征在于，在具有多片其上设置了光闸或光传感器或者同时设置了以上两者的电子电路衬底的电子电路装置中，前述的多片电子电路衬底包括透明衬底，光信号从外部输入，在前述光信号已经透过至少一片或多片前述透明衬底之后，将已经输入的前述光信号输入不同于前述衬底的透明衬底上设置的光闸或光传感器，前述光闸控制前述光信号的透射和不透射，光传感器通过前述光传感器所在相同透明衬底上设置的电子电路将前述光信号转换成电信号。
本发明的特征在于，在具有多片其上设置了光闸或光传感器或者同时设置了以上两者的透明衬底的电子电路装置中，已将所述多片透明衬底层压在一起，光信号从外部输入，在前述光信号已经透射通过至少一片或多片前述透明衬底之后，将已经输入的前述光信号输入到不同于前述衬底的透明衬底上设置的光闸或光传感器中，前述光闸控制光的透射和不透射，前述光传感器通过前述光传感器所在相同透明衬底上的电子电路将前述光信号转换成电信号。
本发明的特征在于，在具有多片其上设置了光闸或光传感器或者同时设置了以上两者的透明衬底的电子电路装置中，光信号从外部输入，将前述光信号直接输入透明衬底上设置的光闸，或者在前述光信号已经透射通过透明衬底之后，将前述光信号输入透明衬底上设置的光闸，在光闸已让前述光信号透射的情况下，将已经透射通过光闸的光信号直接输入透明衬底上设置的光传感器，或者在该光信号已透射通过不同于前述衬底的透明衬底之后，将光信号输入透明衬底上设置的光传感器。
本发明的特征在于，在具有多片其上设置了光闸或光传感器或者同时设置了以上两者的透明衬底的电子电路装置中，由透明衬底上设置的电子电路控制前述光闸，将已从外部输入的光信号输入前述光闸，并判断前述光信号是否已通过前述光闸，从而取出前述电子电路的输出信号。
本发明的特征在于，在具有多片其上设置了光闸或光传感器或者同时设置了以上两者的透明衬底的电子电路装置中，已将前述透明衬底层压在一起，然后，由前述透明衬底上的电子电路控制前述光闸，将已从外部输入的光信号输入前述光闸，并判断前述光信号是否已透射通过前述光闸，从而取出前述电子电路的输出信号。
本发明的特征在于，在上述本发明的构造中，用薄膜晶体管构造透明衬底上的电子电路。
在本发明的上述构造中，透明衬底上设置的电子电路的特征在于，前述电子电路是用薄膜晶体管和单晶IC(集成电路)芯片构成的。
在本发明的上述构造中，透明衬底上设置的光传感器的特征在于，前述光传感器是非晶硅光电二极管或非晶硅光电三极管。
在本发明的上述构造中，透明衬底上设置的光传感器的特征在于，前述光传感器是多晶硅(p-Si)光电二极管或多晶硅光电三极管。
在本发明的上述构造中，透明衬底上设置的光传感器的特征在于，前述光传感器是单晶硅光电二极管或单晶硅光电三极管。
在本发明的上述构造中，前述光闸的特征在于，它由夹在两片透明衬底之间的液晶构成。
在本发明的上述构造中，前述透明衬底的特征在于，在前述透明衬底上设置偏转板，且仅在光闸附近设置前述偏转板。
本发明的特征在于，一种具有多个算术和逻辑单元的计算机是用设置在多个透明衬底上的薄膜晶体管和多个存储器构造的，前述衬底之间的电子信息交换由被薄膜晶体管控制的光闸和光传感器来执行。
本发明的特征在于一种具有多个算术和逻辑单元的计算机，它是用设置在多个透明衬底上的薄膜晶体管和多个存储器构造的，前述衬底之间的电子信息交换由被薄膜晶体管控制的光闸和光传感器并行执行。
附图说明
为了更好地理解本发明及其优点，现参照结合附图所作的详细说明，附图中：
图1是显示本发明的电子电路装置构造的图；
图2是显示本发明的信号输入部分的图；
图3是显示本发明的信号输出部分的图；
图4是显示本发明的信号连接部分的图；
图5是显示本发明的透明衬底的示例的图；
图6表示本发明的光传感器的光电二极管特性的电压-电流特性曲线；
图7是显示本发明的信号输入部分的图；
图8是显示本发明的信号输入部分的图；
图9是显示本发明的信号输入部分的图；
图10是显示传统电子电路装置的图；
图11是显示本发明的光传感器电路的图；
图12是显示本发明的光传感器和DFF(延迟触发器)电路的图；
图13是本发明的光传感器的横断面视图；
图14是本发明的光闸的横断面视图；
图15表示本发明的光传感器和DFF(延迟触发器)的定时图；
图16是显示本发明的光闸电路的图；
图17是显示本发明的光闸电路的图；以及
图18是显示本发明应用于计算机的图。
具体实施方式
随后，将参照附图对本发明的电子电路装置作详细描述。
图1显示本发明的构造。在本发明中，在透明衬底，例如玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底等上形成电子电路。在图1中，用四片透明衬底101、102、103和104形成本发明的电子电路装置，但本发明不受此限，衬底数可以增加或减少。
光信号从外部光源(未示出)输入透明衬底101-104。在图1中，光信号表示为光通量109-114。在透明衬底101-104上形成用薄膜晶体管等构造的电子电路105-108。在图1中，将电子电路设置在透明衬底的中央，然而，本发明中的电子电路不受此限制，可以将电子电路设置在衬底上的任何位置。
而且，虽然图1所示的任何光信号是从透明衬底的外围附近输入的，但本发明的电子电路装置不受此限制，光输入的位置可以自由设定在衬底上的任何位置。
接下来，下面将描述本发明的信号输入。在本发明中，输入信号以光信号形式输入。在本发明中，输入和输出的接口用所述装置内的输入部分、输出部分、接口构造。依构造而定，可以用这三部分中的一部分或两部分构造接口。
首先，下面将描述光输入部分。图2显示输入部分和透明衬底的横断面视图。光信号从外部光源21-24输入。首先，光源21发出的光信号透射通过透明衬底201，照射到透明衬底202上设置的光传感器205。光传感器205将光信号转换成电信号，并将该已经转换的电信号输出到透明衬底202上设置的电子电路。光源22发出的光信号透过透明衬底201、202照射到透明衬底203上设置的光传感器207。光传感器207将光信号转换成电信号，并将该已转换的电信号输出到透明衬底203上设置的电子电路。
光源23发出的光信号照射到透明衬底201上设置的光传感器204。光传感器204将光信号转换成电信号，并将该已转换的电信号输出到透明衬底201上设置的电子电路。光源24发出的光信号透过透明衬底201照射到透明衬底202上设置的光传感器206上。光传感器206将光信号转换成电信号，并将该已转换的电信号输出到透明衬底202上设置的电子电路。
以这种方式，通过传感器204-207在透明衬底上将从光源21-24输入的光信号转换成电信号。由于不像传统示例，故无需对电信号作多余的解压缩(decompress)，所以就能够消除诸如噪声等传统问题。
接着，图3显示输出部分的构造。图3类似于图2，它显示各透明衬底的横断面视图。输出部分是用于提取各透明衬底到外部部件的输出的部分。至于从光源31输入的光信号，要判断透明衬底301上设置的光闸304是否已让光信号透射通过。光闸304由透明衬底301上设置的电子电路的信号控制。如果光闸未让光信号透射，则光源31的光信号就不能传到透明衬底301及其后。如果光闸已让光信号透射，则光源31的光信号透过透明衬底301、302和303，到达光传感器308，在那里将光信号转换成电信号，然后输出到外部。
类似地，光源32发出的光信号透过透明衬底301、302输入光闸307。现在，在光闸307由透明衬底303上设置的电子电路控制且已让该光信号透射的情况下，该光信号透过透明衬底303输入光传感器309，转换成电信号并输出。此外，光源33、34发出的光信号通过透明衬底301输入光闸305、306。光闸305、306由透明衬底302上设置的电子电路控制，在已确定这些光信号透过衬底的情况下，这些光信号透射通过透明衬底302、303，并由光传感器310、311分别转换成电信号输出。以这种方式，就能够提取电子电路的输出，输出到外部。
接下来，下面将描述各透明衬底之间的信号接口。虽然描述将要参照图4进行，但这里所示的各透明衬底的横断面视图亦类似于图2和图3。首先，下面将会描述透明衬底401上的信号传送给透明衬底402上设置的电路的情形。是否让光源41输出的光信号透射通过由透明衬底401上设置的光闸404控制，而光闸404则由透明衬底401上设置的电子电路控制。在已确定传送光信号的情况下，光源41发出的光信号透过透明衬底401输入透明衬底402上设置的光传感器408，并在转换成电信号后输入透明衬底402上设置的电子电路。以这种方式，就能够将透明衬底401的信号传送给透明衬底402上设置的电子电路。
接下来，下面将会描述将透明衬底401上的信号传送给透明衬底403上设置的电路的情形。在是否让光源42输出的光信号透射通过由透明衬底401上设置的光闸405控制，且已确定让光透射通过该衬底的情况下，该光信号透射通过透明衬底401、402，输入透明衬底403上设置的光传感器409。光传感器409将该光信号转换成电信号，并将其输入透明衬底403上设置的电子电路。
接下来，下面将会描述将透明衬底402上的信号传送给透明衬底403上设置的电路的情形。在光源43输入的光透过透明衬底401，以及是否透射从光源43输入的光由透明衬底402上设置的光闸406控制，且已确定让光透过该衬底的情况下，所述光透过透明衬底402输入透明衬底403上设置的光传感器410。光传感器410将该光信号转换成电信号，并将其输入透明衬底403上设置的电子电路。
接着，下面将会描述将透明衬底402上的信号传送给透明衬底401上设置的电路的情形。在光源44输入的光透过透明衬底403，以及是否透射从光源44输入的光由透明衬底402上设置的光闸407控制，且已确定让所述光透过该衬底的情况下，所述光透过透明衬底401输入透明衬底401上设置的光传感器411。光传感器411将该光信号转换成电信号，并将其输入透明衬底401上设置的电子电路。
如上所述，本发明中未使用各衬底之间的电布线，而是使用了光信号，从而在各衬底之间实现数据交换。因此，可以解决诸如上述不必要的电磁波等引起的噪声之类的问题。
图5所示的是这样一个实施例：其中，本发明的多条光路未设置在衬底的外围，而是设置在包括中心附近区域的几乎所有衬底上。本发明中以这种方式，就不会像传统的印制衬底那样利用来自衬底终端部分的布线提取信号，而是仅当透光时能够从衬底上的任何部分执行信号的输入和输出。所以，布线数量的局限就比传统印制衬底的小，并且能够并行处理许多信号。
此外，如果由该部分并行处理的信号数量增加，就能够降低信号频率。例如，在每秒传送1亿个数据信息单元的情况下，如果传输路径数为10，则一条传输路径必须传输1千万个数据信息单元，因此，有必要使频率为10MHz，但是如果传输路径数为1000，则因为仅有10万个数据信息单元在一条路径中传输，就可以将频率降到100KHz的水平。
以这种方式，由于能够实现许多并行处理，这就能够降低频率，而且能够进一步减少一直是传统技术的问题的电磁噪声。而且，图5显示利用本发明制造的计算机的实施例，该计算机用算术电路衬底501、存储器衬底502、503和504构造。算术电路和存储器电路之间的信息交换可以通过使用光信号执行并行处理而加以简化。505、506、507和508是算术电路，它们用作光接口，以接收光信号并将其转换成电信号。509、510、511和512是经由光接口输入的光束。
示例
随后将描述本发明的各示例。
示例1
首先，将参照图7描述本发明的光输入部分。图7是图2的进一步具体化。在本示例中，构成电路衬底的两片透明衬底用作一个单元。这是因为后述的光闸由液晶构成。本领域的普通技术人员周知，液晶板是通过将液晶材料注入宽度为几微米的单元间隙而制造出来的，光的透射率由所施加的电压控制，因此液晶可充当光闸。不过，图7所示的光输入部分不需要液晶的功能，因为如果将液晶注入衬底的整个表面，则衬底的制造就变得较为容易，在本示例中，所注入的是液晶。尽管制造变得复杂，但还是能够采用将液晶从光输入部分去除的结构。在这种情况下，仅在光闸所在位置周围用密封材料包围，且可仅将液晶注入该部分。
光源71发出的光在已透过透明衬底701、液晶702、透明衬底703、704以及液晶705后到达光传感器711。光源72发出的光在已透过透明衬底701、液晶702、透明衬底703、704、液晶705、透明衬底706、707以及液晶708后到达光传感器713。光源73发出的光在已透过透明衬底701以及液晶702后到达光传感器710。类似地，光源74发出的光在已透过透明衬底701、液晶702、透明衬底703、704以及液晶705后到达光传感器712。
示例2
下面，将详细描述图7所示光传感器部分。图11显示表示根据本发明的光传感器部分的电路的图。在本发明中，用光电二极管构造光传感器。下面将参照图11描述这种操作。首先将复位脉冲输入复位晶体管1105。这里，由于将Pch(P沟道极性)的TFT(薄膜晶体管)用作复位晶体管，故信号低有效。当此复位晶体管1105导通时，就将光电二极管1101的阴极电位升高到电源电位水平。此时，保持电容器1102也类似地升高到电源的电位水平。如果光电二极管1101的电容较大，则可能不会特地安装该保持电容器1102。接着，复位脉冲变高，于是复位晶体管1105截至。
在没有输入光的情况下，如果复位晶体管1105和用于缓冲的反相器1103的漏电流足够小，则光电二极管1101的阴极电位保持不变。
接着，当输入光时，电流流经光电二极管1101，保持电容的电荷被拉向GND(地)。以这种方式，在输入光时光电二极管1101的输出电位就会降低，并经由通向光电二极管1101输出端的反相器1103、1104输出。图6显示光电二极管特性的示意图。当对光电二极管1101施加反向偏置时，无论电压如何，都有近似恒定的电流流过，并且该电流由所照射的光量控制。应注意，本发明的本实施例的光电二极管不限于光电二极管，还可以采用使用其它方法的光检测器。具体讲，光传感器可由非晶硅、多晶硅(p-Si)、单晶硅或其它半导体材料构成。此外，至于元件结构，不但可以使用光电二极管还可以使用光电三极管。
另外，图12显示这样一个电路示例：其中使用了多个光电二极管，且用锁存脉冲接收其数据并保存。图12显示这样一个示例：其中设置了多个如图11所示的电路，以及将DFF(延迟触发器)1210、1211和1212连接在复位晶体管1201、1202和1203、光电二极管1204、1205、1206以及缓冲电路1207、1208和1209之后。图15显示图12所示电路的定时。随后，将参照图15描述工作过程。
图15A表示用于驱动复位晶体管1201目的的复位脉冲，如上所述，在将Pch的TFT(具有P沟道极性的薄膜晶体管)用作复位晶体管1201的情况下，该信号低有效。当复位晶体管1201导通时，就使光电二极管1204的阴极电位升高到电源电位水平。当复位脉冲变高时，复位晶体管1201就截至，之后的行为取决于是否执行光照射。图15C表示光照射存在或光照射不存在，在复位为高的情况下，它表示已经执行光照射，而在复位脉冲为低的情况下，它表示尚未执行光照射。图15D表示光电二极管1204的阴极电位，在已执行光照射的情况下，由于复位晶体管1201被关断，将使该电压降低。
图15E表示这样的复位脉冲：即光电二极管1204的输出已传输通过反相器构成的缓冲电路1207，光电二极管1204的阴极电位在电源和地(地＝0)之间的中点电位附近逆向翻转(turn in reverse)，且缓冲电路1207的输出将要从高电位变到低电位。另一方面，在未执行光照射的情况下，由于光电二极管1204未放电，当复位晶体管1201被关断时，则光电二极管1204的阴极电位保持不变，且缓冲电路1207的输出仍旧保持原样。图15B表示锁存脉冲，但该锁存脉冲为高时，DFF 1210就锁存缓冲电路1207的输出，并保持它一直到随后又输入锁存脉冲。以这种方式，就将所照射的光信号转换成电信号。
示例3
图13显示透明衬底上形成的光电二极管的横断面视图。图13中显示已用多个非晶硅光电二极管和一个TFT(薄膜晶体管)构成的光传感器。之后，将描述图13。在本示例中，用以下方法形成TFT(薄膜晶体管)和光电二极管：首先，在玻璃衬底1304上形成保护膜1305。至于这种薄膜，可通过CVD(化学汽相淀积)法形成氧化物膜或氮化物膜。接着，以类似的方式通过CVD(化学汽相淀积)法在薄膜中形成非晶硅。采用激光退火法或热退火法使非晶硅薄膜结晶。以这种方式，就可以形成多晶硅(p-Si)薄膜。接着，通过在多晶硅(p-Si)构成的薄膜上形成图案从而生成岛1306、1307和1308。然后，通过CVD(化学汽相淀积)法形成门绝缘薄膜1309。
接着，采用Al(铝)、Ta(钽)、W(钨)等作为将成为栅电极的金属，即用作将通过溅射法形成到薄膜中的栅电极金属。在通过形成图案而形成栅电极1310、1311和1312之后，借助光致抗蚀剂用掩模掺入用于源漏极的杂质。在已将用于Nch(N沟道极性)的杂质掺入岛1308，以及已将用于Pch(P沟道极性)的杂质掺入岛1306、1307之后，用激光退火法或热退火法使杂质活化。随后形成第一层间薄膜1313并打开接触孔。
此外，形成用于源极和漏极的金属薄膜并使其图案化，从而形成源极和漏极的电极1314、1315和1316。金属薄膜用隔离金属和铝构成的分层薄膜构成。按照上述程序，形成作为复位晶体管1301的TFT(薄膜晶体管)，作为反相器1302、1303的TFT(薄膜晶体管)。接着，形成作为第二层间薄膜的氮化物薄膜1317和树脂薄膜1318，并打开一个接触孔。然后，形成光电二极管1319的阴极电极。随后，形成非晶形膜并使之图案化，从而形成光电二极管1320。接着形成阳极电极1321。进而，形成第三层间薄膜1322并开接触孔。接着，将ITO(锡铟氧化物)形成薄膜并图案化(patterned)，从而形成用于连接光电二极管的阳极和TFT(薄膜晶体管)的电路的连线1323。该ITO(铟锡氧化物)将成为后述光闸中的液晶电极。通过上述步骤，就完成了光传感器的电路。
示例4
接下来，图8显示图3所示的已被进一步具体化了的示例。光源81发出的光输入用偏转板813、814、液晶802以及电极821、822构造的光闸。现在，如果已在透明衬底803上形成用TFT(薄膜晶体管)制成的电路，使电极821的电位固定，电极822的电位由衬底803上设置的电路控制，包括在液晶中的电极上的电场是受控的，这样就能够判断光源81发出的光是透射通过还是被阻断。在光已透射通过光闸的情况下，光透过透明衬底804、806、807、809和810到达光传感器829，在那里将光信号转换成电信号。这里，光传感器可以为以上描述的结构。而且，不必将液晶输入用其上配备了光传感器的透明衬底810、812构造的一对衬底。以这种方式，透明衬底803、812上构造的电路的信号就能够通过光源81发出的光传送给透明衬底812上构造的电路。
接着，光源82发出的光透过透明衬底801、803、804和806，输入用偏转板815、816、电极823、824以及液晶808构造的光闸。将固定电位加到电极823，电极824的电位由衬底809上形成的电路控制，这样就可控制光源82发出的光的透射或阻断。在光已透射通过光闸的情况下，光透过透明衬底810输入光传感器830并转换成电信号。
接着，光源83发出的光信号透过透明衬底801、803，输入用偏转板817、818、电极825、826以及液晶805构造的光闸。将固定电位加到电极825，电极826的电位由衬底806上形成的电路控制，这样就可控制光闸的透射和阻断。已透射通过光闸的光透过透明衬底807、809和810输入光传感器831，转换成电信号。输入光源84的光信号也类似地在光传感器832中转换成电信号。以这种方式，就能够通过光在衬底812上收集各透明衬底的输出。
示例5
图16显示作为光闸的部分的电路图。因为用中间电压作为TN液晶的有效驱动(这表示使用透射率与所加电压特性曲线的中间部分的半色调法(half tone))是不必要的，故加到液晶上的电压可以是二进制。所以，可以使用在高速工作条件下耐用的液晶材料，例如FLC(铁电液晶)等在较TN液晶高的工作速度下耐用的液晶材料。不用说，在不要求较高响应速度的情况下，可以使用TN液晶等。
在图16中，通过反相器构成的缓冲电路1601、1602用打开和关闭光闸的控制信号驱动液晶元件1603。当开关1604接通且开关1605断开时，控制信号为高电平值，当把通常为白色的材料用作液晶时，液晶光闸就阻断光。当控制信号为低电平值时，由于加到液晶的电压为0V，故光闸让光透射。
因为如果长时间施加特定电压液晶元件会劣化，故通过开关1604、1605使加到液晶的电压反向翻转。在这种情况下，由于显示屏不是由人们当做通常的液晶显示装置观看，故以等于或超过60Hz的频率反向翻转以作为抗闪烁措施是不必要的。可以采用较低的频率。而且，如果对于即使施加特定电压也较不易劣化的液晶材料，还有可能停止反向翻转。此外，在使液晶驱动作反向翻转的情况下，还有必要使控制信号随反向的信号作反向翻转。
图17显示这样一个示例：其中，使用开关晶体管和电容执行DRAM(动态随机存取存储器)类型的驱动，以便可将该种驱动应用于有源矩阵类型的液晶显示装置。从控制信号输入1输入用于打开和关闭光闸的控制信号。另外，从控制信号输入2输入用于将控制信号写入液晶元件1706和保持电容1707的写信号。当高电平输入控制信号输入2时，使写晶体管1705导通，将液晶1706的电位连到控制信号1的缓冲电路1702，且将缓冲电路1702的输出电位写入液晶1706和保持电容1707。在本示例中，有必要像DRAM那样通过周期性地使写晶体管1705导通使其刷新。类似于图16所示，开关1708、1709具有用于防止液晶材料劣化的功能。
图14显示光闸的横断面视图。尽管各层的构造与传感器的横断面视图几乎相同，但光电二极管层不存在的这一事实使它有别于光传感器部分。构成反相器的Pch TFT(具有P沟道极性的薄膜晶体管)1402和Nch TFT(具有N沟道极性的薄膜晶体管)1401的漏极连接到光闸电极1417，并由TFT 1402和TFT 1401驱动。尽管光闸电极1417是用ITO(锡铟氧化物)形成的，如果它是透明电极，则材料不限于ITO。液晶1418由对置电极(counter electrode)1419和光闸电极1417之间的电压驱动，并且如上所述，希望极板1419随交流电反向翻转，以确保液晶的可靠性。
示例6
图9显示在各透明衬底之间交换信号的示例。光源92发出的光输入用偏转板912、913、液晶902以及电极920、921构造的光闸。电极921的电位由透明衬底903上设置的电路控制，从而控制光的透射和阻断。在光已透射通过光闸的情况下，光输入透明衬底909上设置的光传感器927，并被转换成电信号，而信号的处理由透明衬底909上设置的电路完成。
光源93发出的光输入用偏转板914、915、液晶905以及电极922、923构造的光闸。电极923的电位由透明衬底906上设置的电路控制，从而控制光的透射和阻断。在光已透射通过光闸的情况下，光输入透明衬底909上设置的光传感器928，并被转换成电信号，而信号的处理由透明衬底909上设置的电路完成。
光源94发出的光输入用偏转板916、917、液晶905以及电极924、925构造的光闸。电极925的电位由透明衬底906上设置的电路控制，从而控制光的透射和阻断。在光已透射通过光闸的情况下，光输入透明衬底903上设置的光传感器929，并被转换成电信号，而信号的处理由透明衬底903上设置的电路完成。
示例7
图18显示利用本发明的计算机的示例。在透明衬底1807-1814上设置算术电路1801、存储电路1802、光闸1803、1804以及光闸1805、1806等等。如上所述，在本发明中，由于各衬底间衬底上任意位置之间的连接可以使用光信号执行，故信号的交换可不受衬底布局的限制而得以执行。至于算术电路和存储电路之间的连接，信号的交换也能够不受外部总线连接的限制而得以执行。而且，与使用印制衬底的传统交换相比，各衬底之间交换的次数也可以显著增加。以这种方式，通过利用本发明，就能够构造大规模的并行处理计算机。
如图18所示，在利用本发明的并行处理计算机中，由于存储电路的所有输出等可在与透明衬底正交的方向上输出，就可以解决串行提取存储器内容过程中的常规故障，即诸如频率增加、调用电路变得复杂等问题。
至此，如上所述，在本发明中，在由玻璃或塑料构成的透明衬底上，而不是在印制衬底上用TFT(薄膜晶体管)形成电子电路，通过使用光信号而非电信号来输入和输出信号，就能够减少电子电路信号线产生的电磁噪声。此外，虽然通常从衬底的外围进行信号的输入和输出，但是，在本发明中，通过发送光信号，信号的输入和输出能够从衬底上的任何位置进行，从而就能够进行信号的并行处理。以这种方式，本发明具有通过光信号能够执行更多并行处理的效果。

Claims (42)

1.一种电子电路装置，它包括：
多片其上设置光闸或光传感器或者同时设置以上两者的电子电路衬底，
其中，所述多片电子电路衬底包括透明衬底，
光信号从外部输入，在所述光信号已经透过至少一片或多片所述透明衬底之后，将已输入的所述光信号输入不同于所述透明衬底的透明衬底之上的光闸或光传感器，
所述光闸控制所述光信号的透射或不透射，以及
所述光传感器通过所述光传感器所在相同透明衬底之上配备的电子电路将所述光信号转换成电信号。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电子电路包括薄膜晶体管。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电子电路包括薄膜晶体管和单晶体IC(集成电路)芯片。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光传感器是非晶硅光电二极管或非晶硅光电晶体管。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光传感器是多晶硅(P-Si)光电二极管或多晶硅光电晶体管。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光传感器是单晶硅光电二极管或单晶硅光电三极管。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光闸包括夹在两片透明衬底之间的液晶。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述透明衬底上设置偏转板，且所述偏转板仅设置在所述光闸的附近。
9.一种电子电路装置，它包括：
多片其上设置光闸或光传感器或者同时设置以上两者的透明衬底，
其中，已将所述多片透明衬底层压在一起，
光信号从外部输入，在所述光信号已经透过至少一片或多片所述透明衬底之后，将已输入的所述光信号输入不同于所述透明衬底的透明衬底之上的光闸或光传感器，
所述光闸控制光的透射和不透射，以及
所述光传感器通过所述光传感器所在相同透明衬底之上配备的电子电路将所述光信号转换成电信号。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电子电路包括薄膜晶体管。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电子电路包括薄膜晶体管和单晶IC(集成电路)芯片。
12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述光传感器是非晶硅光电二极管或非晶硅光电三极管。
13.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述光传感器是多晶硅(p-Si)光电二极管或多晶硅光电三极管。
14.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述光传感器是单晶硅光电二极管或单晶硅光电三极管。
15.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述光闸包括夹在两片透明衬底之间的液晶。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，在所述透明衬底上设置偏转板，且仅将所述偏转板设置在所述光闸附近。
17.一种电子电路装置，它包括多片其上设置光闸或光传感器或者同时设置以上两者的透明衬底，
其中，光信号从外部直接输入所述光闸，或者在所述光信号已经透过所述透明衬底之后将所述光信号输入所述光闸，在所述光闸已让所述光信号透射的情况下，将所述透射通过的光信号直接输入所述光传感器或在所述光信号已经透射通过不同于所述透明衬底的透明衬底之后输入所述光传感器。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述电子电路包括薄膜晶体管。
19.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述电子电路包括薄膜晶体管和单晶IC(集成电路)芯片。
20.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述光传感器是非晶硅光电二极管或非晶硅光电三极管。
21.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述光传感器是多晶硅(p-Si)光电二极管或多晶硅光电三极管。
22.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述光传感器是单晶硅光电二极管或单晶硅光电三极管。
23.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述光闸包括夹在两片透明衬底之间的液晶。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，在所述透明衬底上设置偏转板，以及仅在所述光闸附近设置所述偏转板。
25.一种电子电路装置，它包括：
多片其上设置光闸或光传感器或者同时设置以上两者的透明衬底，
其中，所述光闸由透明衬底上的电子电路控制，
将从外部输入的光信号输入所述光闸，并判断是否已让所述光信号透射，从而取出所述电子电路的输出信号。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述电子电路包括薄膜晶体管。
27.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述电子电路包括薄膜晶体管和单晶IC(集成电路)芯片。
28.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述光传感器是非晶硅光电二极管或非晶硅光电三极管。
29.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述光传感器是多晶硅(p-Si)光电二极管或多晶硅光电三极管。
30.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述光传感器是单晶硅光电二极管或单晶硅光电三极管。
31.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述光闸包括夹在两片透明衬底之间的液晶。
32.如权利要求31所述的装置，其特征在于，在所述透明衬底上设置偏转板，且仅在所述光闸附近设置所述偏转板。
33.一种电子电路装置，它包括：
多片其上设置光闸或光传感器或者同时设置以上两者的透明衬底，
其中，已将所述透明衬底层压在一起，
所述光闸由所述透明衬底上配备的电子电路控制，
将从外部输入的光信号输入所述光闸，并判断是否已让所述光信号透射，从而取出所述电子电路的输出信号。
34.如权利要求33所述的装置，其特征在于，所述电子电路包括薄膜晶体管。
35.如权利要求33所述的装置，其特征在于，所述电子电路包括薄膜晶体管和单晶IC(集成电路)芯片。
36.如权利要求33所述的装置，其特征在于，所述光传感器是非晶硅光电二极管或非晶硅光电三极管。
37.如权利要求33所述的装置，其特征在于，所述光传感器是多晶硅(p-Si)光电二极管或多晶硅光电三极管。
38.如权利要求33所述的装置，其特征在于，所述光传感器是单晶硅光电二极管或单晶硅光电三极管。
39.如权利要求33所述的装置，其特征在于，所述光闸包括夹在两片透明衬底之间的液晶。
40.如权利要求39所述的装置，其特征在于，在所述透明衬底上设置偏转板，且仅在所述光闸附近设置所述偏转板。
41.一种计算机，它包括：
多个包括基于多片透明衬底的薄膜晶体管的算术单元，以及多个存储装置，
其中，由光闸和光传感器执行所述衬底之间的电子信息交换，所述光闸和光传感器由薄膜晶体管控制。
42.一种计算机，它包括：
多个包括基于多片透明衬底的薄膜晶体管的算术单元，以及多个存储装置，
其中，由光闸和光传感器并行执行所述衬底之间的电子信息交换，所述光闸和光传感器由薄膜晶体管控制。
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