JP2017198995A - 半導体装置、電子機器、及び表示モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の配線と、第1及び第2の容量素子のそれぞれの一対の電極の一方との導通を制御する機能を有する第1のスイッチと、第2の配線と、ソース及びドレインの一方が第2の配線に電気的に接続され、ゲートが第1の容量素子の一対の電極の他方に電気的に接続されるトランジスタと、トランジスタのゲートと、トランジスタのソース及びドレインの一方との導通を制御する機能を有する第2のスイッチと、トランジスタのソース
及びドレインの他方と、第1及び第2の容量素子のそれぞれの一対の電極の一方との導通を制御する機能を有する第3のスイッチと、第2の容量素子の一対の電極の他方と、トランジスタのソース及びドレインの他方との導通を制御する機能を有する第4のスイッチと、第3の配線と、第2の容量素子の一対の電極の他方との導通を制御する機能を有する第5のスイッチと、を有する。
【選択図】図1
Description
製造方法に関する。特に、負荷に電流を供給する機能を有する半導体装置、表示装置、発
光装置に関する。又は、特に、トランジスタの特性ばらつきを低減した半導体装置、表示
装置、発光装置に関する。又は、本発明の一態様は、電子機器に関する。
量を制御して所望の動作を行う半導体装置などが挙げられる(例えば特許文献1)。
る影響を低減すること、トランジスタの移動度のばらつきによる影響を低減すること、及
びトランジスタの劣化による影響を低減することの一つ又は複数を課題の一つとする。
提供することを課題の一つとする。又は、本発明の一態様は、ムラの少ない表示を行う半
導体装置、発光装置、又は、表示装置を提供することを課題の一つとする。又は、本発明
の一態様は、少ないトランジスタ数で、所望の回路を実現できるような、半導体装置、発
光装置、又は、表示装置を提供することを課題の一つとする。又は、本発明の一態様は、
少ない配線数で、所望の回路を実現できるような、半導体装置、発光装置、又は、表示装
置を提供することを課題の一つとする。又は、本発明の一態様は、発光素子の劣化の影響
が抑えられる半導体装置、発光装置、又は、表示装置を提供することを課題の一つとする
。又は、本発明の一態様は、少ない工程数で製造される半導体装置、発光装置、又は、表
示装置を提供することを課題の一つとする。
ば、明細書、図面、特許請求の範囲の内容の少なくとも一部を上記以外の課題の一つ又は
複数とすることもできる。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要
はないものとする。
ス、及びドレインに印加される電位を制御し、動作時のトランジスタのソースとドレイン
の間に流れる電流量の制御を図る。
、第1及び第2の容量素子のそれぞれの一対の電極の一方との導通を制御する機能を有す
る第1のスイッチと、第2の配線と、ソース及びドレインの一方が第2の配線に電気的に
接続され、ゲートが第1の容量素子の一対の電極の他方に電気的に接続されるトランジス
タと、トランジスタのゲートと、トランジスタのソース及びドレインの一方の導通を制御
する機能を有する第2のスイッチと、トランジスタのソース及びドレインの他方と、第1
及び第2の容量素子のそれぞれの一対の電極の一方との導通を制御する機能を有する第3
のスイッチと、第2の容量素子の一対の電極の他方と、トランジスタのソース及びドレイ
ンの他方との導通を制御する機能を有する第4のスイッチと、第3の配線と、第3の配線
と、第2の容量素子の一対の電極の他方との導通を制御する機能を有する第5のスイッチ
と、を有する半導体装置である。
、第1及び第2の容量素子のそれぞれの一対の電極の一方との導通を制御する機能を有す
る第1のスイッチと、第2の配線と、ソース及びドレインの一方が第2の配線に電気的に
接続され、ゲートが第1の容量素子の一対の電極の他方に電気的に接続されるトランジス
タと、トランジスタのゲートと、トランジスタのソース及びドレインの一方との導通を制
御する機能を有する第2のスイッチと、トランジスタのソース及びドレインの他方と、第
1及び第2の容量素子のそれぞれの一対の電極の一方との導通を制御する機能を有する第
3のスイッチと、第2の容量素子の一対の電極の他方と、トランジスタのソース及びドレ
インの他方との導通を制御する機能を有する第4のスイッチと、を有する半導体装置であ
る。
、第1及び第2の容量素子のそれぞれの一対の電極の一方との導通を制御する機能を有す
る第1のスイッチと、第2の配線と、ソース及びドレインの一方が第2の配線に電気的に
接続され、ゲートが第1の容量素子の一対の電極の他方に電気的に接続されるトランジス
タと、トランジスタのゲートと、トランジスタのソース及びドレインの一方との導通を制
御する機能を有する第2のスイッチと、トランジスタのソース及びドレインの他方と、第
1及び第2の容量素子のそれぞれの一対の電極の一方との導通を制御する機能を有する第
3のスイッチと、第3の配線と、第3の配線と、第2の容量素子の一対の電極の他方との
導通を制御する機能を有する第4のスイッチと、を有する半導体装置である。
、第1及び第2の容量素子のそれぞれの一対の電極の一方との導通を制御する機能を有す
る第1のスイッチと、第2の配線と、ソース及びドレインの一方が第2の配線に電気的に
接続され、ゲートが第1の容量素子の一対の電極の他方に電気的に接続されるトランジス
タと、トランジスタのゲートと、トランジスタのソース及びドレインの一方との導通を制
御する機能を有する第2のスイッチと、トランジスタのソース及びドレインの他方と、第
1及び第2の容量素子のそれぞれの一対の電極の一方との導通を制御する機能を有する第
3のスイッチと、を有する半導体装置である。
、第1及び第2の容量素子のそれぞれの一対の電極の一方との導通を制御する機能を有す
る第1のスイッチと、第2の配線と、ゲートが第1の容量素子の一対の電極の他方に電気
的に接続されるトランジスタと、トランジスタのゲートと、トランジスタのソース及びド
レインの一方との導通を制御する機能を有する第2のスイッチと、トランジスタのソース
及びドレインの他方と、第1及び第2の容量素子のそれぞれの一対の電極の一方との導通
を制御する機能を有する第3のスイッチと、第3の配線と、第3の配線と、第2の容量素
子の一対の電極の他方との導通を制御する機能を有する第4のスイッチと、第4の配線と
、第4の配線と、トランジスタのソース及びドレインの一方との導通を制御する機能を有
する第5のスイッチと、第2の配線と、トランジスタのソース及びドレインの一方との導
通を制御する機能を有する第6のスイッチと、を有する半導体装置である。
よる影響を低減すること、トランジスタの移動度のばらつきによる影響を低減すること、
及びトランジスタの劣化による影響を低減することの一つ又は複数の効果を得ることがで
きる。
置を提供できる。又は、本発明の一態様により、ムラの少ない表示を行う半導体装置、発
光装置、又は、表示装置を提供できる。又は、本発明の一態様により、少ないトランジス
タ数で、所望の回路を実現できるような、半導体装置、発光装置、又は、表示装置を提供
できる。又は、本発明の一態様により、少ない配線数で、所望の回路を実現できるような
、半導体装置、発光装置、又は、表示装置を提供できる。又は、本発明の一態様により、
発光素子の劣化の影響が抑えられる半導体装置、発光装置、又は、表示装置を提供できる
。又は、本発明の一態様により、少ない工程数で製造される半導体装置、発光装置、又は
、表示装置を提供できる。
の範囲から逸脱することなく実施の形態の内容を変更することは、当業者であれば容易で
ある。よって、本発明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定されない。なお、以下
に説明する構成において、同様のものを指す符号は異なる図面間で共通の符号を用いて示
し、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。
更、追加、修正、削除、応用、上位概念化、又は、下位概念化した構成に相当する。従っ
て、各実施の形態の一部又は全部について、他の実施の形態の一部又は全部と自由に適用
、組合せ、及び置換を行うことができる。
、序数の数に限定されない。
って実施される場合もある。例えば、送受信システムの場合において、A社が送信機を製
造及び販売し、B社が受信機を製造及び販売する場合がある。別の例としては、TFT及
び発光素子を有する発光装置の場合において、TFTが形成された半導体装置をA社が製
造及び販売し、B社が該半導体装置を購入して該半導体装置に発光素子を成膜して発光装
置として完成させる、という場合がある。
を構成できる。例えば、送受信システムの場合において、送信機のみで発明の一態様を構
成でき、受信機のみで発明の一態様を構成できる。別の例では、TFT及び発光素子を有
する発光装置の場合において、TFTが形成された半導体装置のみで発明の一態様を構成
でき、TFT及び発光素子を有する発光装置で発明の一態様を構成できる。上記例に示す
A社又はB社に対して特許侵害を主張できるような発明の一態様は、明確であり、本明細
書等に記載されていると判断できる。
る場合を含む。さらに、実施の形態に示す各構成要素の接続関係は、図又は文章に示す接
続関係のみに限定されない。
、スイッチ、トランジスタ、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、
負荷など)を2つの対象物の間に設けてもよい。
論理回路(インバータ、NAND回路、NOR回路など)、信号変換回路(DA変換回路
、AD変換回路、ガンマ補正回路など)、又は電位レベル変換回路(電源回路(昇圧回路
、降圧回路など)、又はレベルシフタ回路など)、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅
回路(オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など)、信号生成
回路、記憶回路、又は制御回路など)を2つの対象物の間に設けてもよい。
オン状態)若しくは非導通状態(オフ状態)になり、電流を流すか流さないかを制御する
機能、又は電流を流す経路を選択して切り替える機能を有する。例えば、スイッチは、経
路1に電流を流すことができるようにするか、経路2に電流を流すことができるようにす
るかを選択して切り替える機能を有する。
本実施の形態では、半導体装置の例について説明する。一例として、電流源としての機能
を有する半導体装置の例を示す。
ば発光装置、表示装置、半導体回路、及び電子機器は、半導体装置の一例、又は、半導体
装置を用いて構成した装置の一例として当てはまる場合がある。
電流源の両端に印加される電圧の値に因らず一定とみなすことができる。
れる電流が変化しても、一定の電圧を供給する機能を有する。従って、電圧源も電流源も
、電圧と電流とを供給する機能を有するが、少なくとも一部が異なる。例えば、電流源は
、両端の電圧が変化しても一定の電流を供給する機能を有し、電圧源は、電流が変化して
も、一定の電圧を供給する機能を有する。
111と、容量素子112と、スイッチ113と、トランジスタ114と、スイッチ11
5と、スイッチ116と、スイッチ117と、スイッチ118と、を有する。なお、図1
(A)に示す半導体装置の構成を、単位回路100と、配線101と、配線102と、配
線103と、を有する構成とみなすこともできる。このとき、単位回路100が配線以外
の素子(例えば図1(A)では、容量素子111、容量素子112、スイッチ113、ト
ランジスタ114、スイッチ115、スイッチ116、スイッチ117、及びスイッチ1
18)を有する。これに限定されず、単位回路100が配線101乃至配線103を有す
るとみなすこともできる。なお、必ずしも容量素子111、容量素子112、スイッチ1
13、トランジスタ114、スイッチ115、スイッチ116、スイッチ117、スイッ
チ118、配線101、配線102、及び配線103の一つ又は複数を設けなくてもよい
。
供給できる機能、又は伝えることができる機能を有する。
する。一例として、データ信号、ソース信号、映像信号は、アナログ信号である。ただし
、本発明の一態様は、これに限定されず、一定の電位や、デジタル信号でもよい。
31は、例えば駆動回路、ソースドライバなどを用いて構成される。なお、必ずしも回路
131を設けなくてもよい。
リチャージを行ってもよい。
加してもよい。
又は伝えることができる機能を有する。又は、配線102は、トランジスタに電流を供給
することができる機能を有する。又は、配線102は、負荷に電流を供給することができ
る機能を有する。
32は、例えば駆動回路、ソースドライバ、又は電源回路などを用いて構成される。なお
、必ずしも回路132を設けなくてもよい。
33は、例えば駆動回路、ソースドライバ、又は電源回路などを用いて構成される。なお
、必ずしも回路133を設けなくてもよい。
リチャージを行ってもよい。
加してもよい。
の電極の一方との導通を制御する機能を有する。
タ114のゲートは、容量素子111の一対の電極の他方に接続される。トランジスタ1
14は、ゲート、ソース、及びドレインの電位に応じて、ソースとドレインの間に流れる
電流量が制御される。トランジスタ114が電流源の機能を有していてもよい。
14のゲートとの導通を制御する機能を有する。
、トランジスタ114のソース及びドレインの他方との導通を制御する機能を有する。
及びドレインの他方との導通を制御する機能を有する。
る機能を有する。
118が無い構成であり、図2(B)に示す半導体装置は、図2(A)に示す半導体装置
の配線103、スイッチ118及び回路133が無い構成である。
成であり、図2(C)に示す半導体装置は、図2(A)に示す半導体装置のスイッチ11
7が無い構成である。
03、及びスイッチ118が無い構成であり、図2(D)に示す半導体装置は、図2(A
)に示す半導体装置のスイッチ117、配線103、スイッチ118及び回路133が無
い構成である。
104、スイッチ119、及びスイッチ122を有し、スイッチ117がない構成であり
、図2(E)に示す半導体装置は、図2(A)に示す半導体装置の構成に加え、さらに配
線104、スイッチ119、スイッチ122及び回路134を有し、スイッチ117がな
い構成である。図1(E)及び図2(E)に示す半導体装置において、スイッチ122は
、配線104と、トランジスタ114のソース及びドレインの一方との導通を制御する機
能を有する。
34は、例えば駆動回路、ソースドライバ、又は電源回路などを用いて構成される。なお
、必ずしも回路134を設けなくてもよい。
リチャージを行ってもよい。
加してもよい。
スイッチ119、及びスイッチ122などのスイッチとしては、例えば電気的スイッチ又
は機械的なスイッチなどを用いることができる。例えば、スイッチ113、スイッチ11
5、スイッチ116、スイッチ117、スイッチ118、スイッチ119、及びスイッチ
122などのスイッチとしては、トランジスタ、ダイオード、微小電気機械システム(M
EMSともいう)、又はデジタルマイクロミラーデバイス(DMDともいう)などを用い
ることができる。なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、該トランジスタの極
性は特に限定されない。
スイッチ119、及びスイッチ122などのスイッチとしては、複数のトランジスタを組
み合わせた論理回路を用いてもよい。例えば、論理回路として相補型の論理回路(Nチャ
ネル型トランジスタ及びPチャネル型トランジスタを用いた論理回路)を用いてもよい。
スイッチ119、及びスイッチ122としてトランジスタを適用する場合の半導体装置の
例について図3を用いて説明する。
示す半導体装置を構成した一例である。
方は、配線101に接続される。トランジスタ113Tのゲートは、例えば回路143に
接続されてもよい。
ぞれの一対の電極の一方は、トランジスタ113Tのソース及びドレインの他方に接続さ
れる。
ンの一方は、配線102に接続され、トランジスタ115Tのソース及びドレインの他方
は、トランジスタ114のゲートに接続される。トランジスタ115Tのゲートは、例え
ば回路145に接続されてもよい。
ンの一方は、容量素子111及び容量素子112のそれぞれの一対の電極の一方に接続さ
れ、トランジスタ116Tのソース及びドレインの他方は、トランジスタ114のソース
及びドレインの他方に接続される。トランジスタ116Tのゲートは、例えば回路146
に接続されてもよい。
ンの一方は、トランジスタ114のソース及びドレインの他方に接続され、トランジスタ
117Tのソース及びドレインの他方は、容量素子112の一対の電極の他方に接続され
る。トランジスタ117Tのゲートは、例えば回路147に接続されてもよい。
ンの一方は、配線103に接続され、トランジスタ118Tのソース及びドレインの他方
は、容量素子112の一対の電極の他方に接続される。トランジスタ118Tのゲートは
、例えば回路148に接続されてもよい。
スタ118T及び回路133、回路148が無い構成である。
び回路147が無い構成である。図3(C)に示す半導体装置において、トランジスタ1
18Tのソース及びドレインの他方は、トランジスタ114のソース及びドレインの他方
に接続される。
び回路147が無い構成である。図3(D)に示す半導体装置において、トランジスタ1
14のソース及びドレインの他方は、容量素子112の一対の電極の他方に接続される。
9T及びトランジスタ122T及び回路134、回路142、回路149を有し、スイッ
チ117を有さない構成である。図3(E)に示す半導体装置において、トランジスタ1
22Tのソース及びドレインの一方が配線104に接続され、トランジスタ122Tのソ
ース及びドレインの他方は、トランジスタ114のソース及びドレインの一方に接続され
る。トランジスタ122Tのゲートは、例えば回路142に接続されてもよい。又は、ト
ランジスタ119Tのソース及びドレインの一方は、配線102に接続され、トランジス
タ119Tのソース及びドレインの他方は、トランジスタ114のソース及びドレインの
一方に接続される。トランジスタ119Tのゲートは、例えば回路149に接続されても
よい。
スタ115T、トランジスタ116T、トランジスタ117T、トランジスタ118T、
トランジスタ119T、及びトランジスタ122Tのそれぞれのゲートに信号が入力され
てもよい。なお、複数のスイッチを同じタイミングでオン状態又はオフ状態にする場合、
該複数のスイッチであるトランジスタのそれぞれのゲートには、同じ信号を入力してもよ
い。図3(A)乃至図3(E)に示す半導体装置において、動作が同じであるならばトラ
ンジスタ113T、トランジスタ115T、トランジスタ116T、トランジスタ117
T、トランジスタ118T、トランジスタ119T、及びトランジスタ122Tのいずれ
かの配線を共通にしてもよい。トランジスタ113T、トランジスタ115T、トランジ
スタ116T、トランジスタ117T、トランジスタ118T、トランジスタ119T、
トランジスタ122Tの機能はスイッチに限定されない。
ースドライバ、又は電源回路などを用いて構成される。なお、必ずしも回路142、14
3、145、146、147、148、149を設けなくてもよい。
105と、負荷120を有する。なお、単位回路100が負荷120を含む構成にしても
よい。
電位は、配線103に与えられる電位と同じでもよい。このとき、配線105及び配線1
03を接続して1つの配線としてまとめてもよい。
ドライバ、又は電源回路などを用いて構成される。なお、必ずしも回路135を設けなく
てもよい。
リチャージを行ってもよい。
加してもよい。
素子112の一対の電極の他方に接続され、負荷120の2つの端子の他方は、配線10
5に接続される。
一つ又は複数を用いた回路などを用いることができる。例えば、負荷120としては、表
示素子又は発光素子などを用いることができる。負荷120としては、例えば液晶素子又
はエレクトロルミネセンス素子(EL素子ともいう)などを用いることができる。例えば
、液晶素子又はEL素子の一部を負荷120としてもよい。本実施の形態では、負荷12
0が画素回路であってもよい。
る装置である発光装置は、様々な形態を用いること、又は様々な素子を有することができ
る。表示素子、表示装置、発光素子、又は発光装置の一例としては、電気磁気的作用によ
り、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体などを用いることがで
き、例えばEL素子(有機物及び無機物を含むEL素子、有機EL素子、無機EL素子)
、LED(白色LED、赤色LED、緑色LED、青色LEDなど)、トランジスタ(電
流に応じて発光するトランジスタ)、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素
子、グレーティングライトバルブ(GLVともいう)、プラズマディスプレイ(PDPと
もいう)、デジタルマイクロミラーデバイス(DMDともいう)、圧電セラミックディス
プレイ、又はカーボンナノチューブなどを用いることができる。EL素子を用いた表示装
置の一例としては、ELディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例
としては、フィールドエミッションディスプレイ(FEDともいう)、表面伝導型電子放
出素子ディスプレイ(SED:Surface−conduction Electro
n−emitter Display)などがある。液晶素子を用いた表示装置の一例と
しては、液晶ディスプレイ(透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射
型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ)などがある。
電子インク又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーなどがある
。
の代わりに、スイッチ123を有する構成である。図4(B)に示す半導体装置において
、スイッチ123は、配線103と、容量素子112の一対の電極の一方との導通を制御
する機能を有する。
に、スイッチ124を有する構成である。図4(C)に示す半導体装置において、スイッ
チ124は、配線103と、トランジスタ114のソース及びドレインの他方との導通を
制御する機能を有する。
異なる構成である。図4(D)に示す半導体装置において、スイッチ117は、負荷12
0の2つの端子の一方と、容量素子112の一対の電極の他方との導通を制御する機能を
有する。
異なる構成である。図4(E)に示す半導体装置において、スイッチ117は、負荷12
0の2つの端子の一方と、容量素子112の一対の電極の他方との導通を制御する機能を
有する。
成である。図5(A)に示す半導体装置において、スイッチ118は、配線103と、容
量素子112の一対の電極の他方並びにトランジスタ114のソース及びドレインの他方
との導通を制御する機能を有する。
成である。図5(B)に示す半導体装置において、スイッチ123は、配線103と、容
量素子111及び容量素子112のそれぞれの一対の電極の一方との導通を制御する機能
を有する。
チ118、回路133が無い構成である。
、スイッチ122及び回路134を有し、スイッチ117を有さない構成である。図5(
D)に示す半導体装置において、スイッチ122は、配線104と、トランジスタ114
のソース及びドレインの一方との導通を制御する機能を有する。
成である。図5(E)に示す半導体装置において、容量素子112の一対の電極の他方、
並びにトランジスタ114のソース及びドレインの他方は、配線103に接続される。
18及び回路133が無い構成である。
5の代わりに、配線106を有し、回路133及び回路135の代わりに回路136を有
する。
5の代わりに、配線106を有し、回路133及び回路135の代わりに回路136を有
する。
5の代わりに、配線106を有し、回路133及び回路135の代わりに回路136を有
する。
体装置において、スイッチ118は、配線106と、容量素子112の一対の電極の他方
との導通を制御する機能を有する。負荷120の2つの端子の他方は、配線106に接続
される。
ドライバ、又は電源回路などを用いて構成される。なお、必ずしも回路136を設けなく
てもよい。
リチャージを行ってもよい。
加してもよい。
図4(C)、図4(D)、図5(E)に示す半導体装置の配線103及び配線105の代
わりに、配線106を設けてもよい。
て、図7を用いて説明する。
に示す半導体装置は、図4(A)に示す半導体装置の構成に加え、容量素子141を有す
る。図7(A)に示す半導体装置において、容量素子141の一対の電極の一方は、容量
素子112の一対の電極の他方に接続される。
41を有し、スイッチ123、配線103、及び回路133を有さない構成、すなわち図
7(A)に示す半導体装置の配線103、スイッチ118及び回路133が無い構成であ
る。
41を有する構成、すなわち図7(A)に示す半導体装置のスイッチ117が無い構成で
ある。図7(C)に示す半導体装置において、スイッチ118は、配線103と、容量素
子112の一対の電極の他方並びにトランジスタ114のソース及びドレインの他方との
導通を制御する機能を有する。容量素子141の一対の電極の一方は、容量素子112の
一対の電極の他方及びトランジスタ114のソース及びドレインの他方に接続される。
41を有する構成、すなわち図7(C)に示す半導体装置のスイッチ118、配線103
及び回路133が無い構成である。
41を有する構成、すなわち図7(A)に示す半導体装置のスイッチ117の代わりにス
イッチ122を有し、図7(A)に示す半導体装置の構成に加え、配線104及びスイッ
チ119を有する構成である。
装置に限定されず、例えば図4(C)乃至図4(E)、図5(B)、及び図5(E)に示
す半導体装置の構成に加え、容量素子を設けてもよい。
明する。
ングチャートを用いて説明する。図8(A)に示す半導体装置は、図4(A)に示す半導
体装置の負荷120の代わりに発光ダイオード120Aを有し、トランジスタ114がN
チャネル型トランジスタである場合の半導体装置の例である。このとき、発光ダイオード
120Aのアノードは、容量素子112の一対の電極の他方に接続され、発光ダイオード
120Aのカソードは、配線105に接続される。配線102には、電位Vdd(単にV
ddともいう)が与えられ、配線105には、電位Vddよりも低い電位Vcat(単に
Vcatともいう)が与えられ、配線103には、電位Vcatと同じ、又は、それより
も低い電位Vinit(単にVinitともいう)が与えられるとする。ここでは、発光
ダイオード120Aを有する場合の半導体装置の駆動方法例について示すが、これに限定
されず、発光ダイオード120Aが無い構成であっても発光ダイオード120Aを除く部
分の駆動方法例を適宜用いることができる。
、期間T11において、スイッチ113をオフ状態(状態OFFともいう)にし、スイッ
チ115をオン状態(状態ONともいう)にし、スイッチ116をオン状態にし、スイッ
チ117をオン状態にし、スイッチ118をオン状態にする。なお、期間T11を初期化
期間とすることもできる。
り、トランジスタ114のソースの電位が電位Vinitになる。これにより、トランジ
スタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgsともいう)がVdd−Vinit(Va
)になる。Vdd−Vinitの値は、トランジスタ114の閾値電圧(Vth114と
もいう)の値よりも大きい。このため、トランジスタ114がオン状態になる。容量素子
111に印加される電圧は、Vdd−Vinitとなる。電位Vinitが電位Vcat
より低い場合には、発光ダイオード120Aを逆バイアス状態にして発光ダイオード12
0Aに電流を流れにくくすることができ、例えば発光ダイオード120Aの劣化を抑制で
きる。
スイッチ116をオン状態にし、スイッチ117をオフ状態にし、スイッチ118をオン
状態にする。なお、期間T12において、スイッチ118をオフ状態にしてもよい。なお
、期間T12を閾値電圧データ取得期間とすることもできる。
のソースとドレインの間に電流が流れることにより、トランジスタ114のソースの電位
が変化し、トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)がトランジ
スタ114の閾値電圧(Vth114)(Vb)以下になった時点でトランジスタ114
がオフ状態になる。容量素子111に印加される電圧は、トランジスタ114の閾値電圧
(Vth114)と同等の値になる。なお、必ずしも期間T12において、トランジスタ
114のゲートとソースの間の電圧をトランジスタ114の閾値電圧(Vth114)以
下に変化させなくてもよく、例えば、トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧が
トランジスタ114の閾値電圧(Vth114)より大きくてもよい。
チ115をオフ状態にし、スイッチ116をオフ状態にし、スイッチ117をオフ状態に
し、スイッチ118をオン状態にし、配線101を介して信号を入力する。期間T13に
おいて、スイッチ116及びスイッチ117の少なくとも1つがオフ状態であればよい。
容量素子112の容量が発光ダイオード120Aの容量を無視できる程度に大きければス
イッチ118をオフ状態にしてもよい。
gともいう)と同等の値になる。さらに、トランジスタ114のゲートが浮遊状態になり
、トランジスタ114のゲートの電位が入力された信号に応じて変化する。容量素子11
1に印加される電圧は、トランジスタ114の閾値電圧(Vth114)と同じであり、
容量素子112に印加される電圧は、Vsig−Vinitになる。なお、トランジスタ
114をオン状態にしてもよい。
チ115をオフ状態にし、スイッチ116をオフ状態にし、スイッチ117をオン状態に
し、スイッチ118をオフ状態にする。
ンの間に電流が流れる。さらに、容量素子111の一対の電極のそれぞれ、及び容量素子
112の一対の電極のそれぞれが浮遊状態であるため、トランジスタ114のゲートの電
位が変化する。さらに、発光ダイオード120Aのアノードとカソードの間に電流が流れ
ることにより発光ダイオード120Aが発光する。このとき、トランジスタ114のソー
スの電位を電位Vel(単にVelともいう)とすると、トランジスタ114のゲートの
電位がVth114+Vsig−Vinit+Velになるため、トランジスタ114の
ゲートとソースの間の電圧(Vgs114)は、Vth114+Vsig−Vinit(
Vc)となる。よって、トランジスタ114のソースの電位の変化によるトランジスタの
ゲートとソースの間の電圧(Vgs114)の変化を抑制できる。
、スイッチ115をオン状態にし、スイッチ116をオフ状態にし、スイッチ117をオ
ン状態にし、スイッチ118をオフ状態にしてもよい。なお、期間T13’を移動度補正
期間とすることもできる。
がVth114−Vx(Vd)に変化する。電位Vxは、期間T13’の長さに応じて変
化する電位の変化量である。その後、期間T14では、トランジスタ114のゲートとソ
ースの間の電圧がVth114+Vsig−Vinit−Vx(Vc)になる。
ソースの間の電圧を所望の値にすることにより、トランジスタ114の移動度のばらつき
による影響を抑制できる。
チャネル型トランジスタとしてもよい。このとき、発光ダイオード120Aのアノードは
、配線105に接続され、発光ダイオード120Aのカソードは、容量素子112の一対
の電極の他方に接続される。配線102には、電位Vcatが与えられるとし、配線10
5には、電位Vinit2又は電位Vddが与えられるとする。図8(D)に示す半導体
装置の駆動方法例としては、例えば図8(A)に示す半導体装置の駆動方法例(スイッチ
113、スイッチ115、スイッチ116、スイッチ117、スイッチ118の動作及び
配線101、103の電位)を用いることができる。
タイミングチャートを用いて説明する。図9(A)に示す半導体装置は、図4(B)に示
す半導体装置の負荷120の代わりに発光ダイオード120Aを有し、スイッチ123、
配線103、及び回路133を有さず、トランジスタ114がNチャネル型トランジスタ
である場合の半導体装置の例である。このとき、発光ダイオード120Aのアノードは、
容量素子112の一対の電極の他方に接続され、発光ダイオード120Aのカソードは、
配線105に接続される。配線102には、電位Vddが与えられ、配線105には、電
位Vcatが与えられるとする。ここでは、発光ダイオード120Aを有する場合の半導
体装置の駆動方法例について示すが、これに限定されず、発光ダイオード120Aが無い
構成であっても発光ダイオード120Aを除く部分の駆動方法例を適宜用いることができ
る。
態にし、スイッチ115をオン状態にし、スイッチ116をオン状態にし、スイッチ11
7をオン状態にし、配線101の電位を電位Vinitにする。なお、期間T11を初期
化期間とすることもできる。
り、トランジスタ114のソースの電位が電位Vinitになる。これにより、トランジ
スタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)がVdd−Vinit(Va)
になる。Vdd−Vinitの値は、トランジスタ114の閾値電圧(Vth114)よ
り大きい。このため、トランジスタ114がオン状態になる。容量素子111に印加され
る電圧は、Vdd−Vinitとなる。電位Vinitが電位Vcatより低いため、発
光ダイオード120Aを逆バイアス状態にして発光ダイオード120Aに電流を流れにく
くすることができ、例えば発光ダイオード120Aの劣化を抑制できる。
スイッチ116をオン状態にし、スイッチ117をオフ状態にする。なお、期間T12を
閾値電圧データ取得期間とすることもできる。
のソースとドレインの間に電流が流れることにより、トランジスタ114のソースの電位
が変化し、トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)がトランジ
スタ114の閾値電圧(Vth114)(Vb)以下になった時点でトランジスタ114
がオフ状態になる。容量素子111に印加される電圧は、トランジスタ114の閾値電圧
(Vth114)と同等の値になる。なお、必ずしも期間T12において、トランジスタ
114のゲートとソースの間の電圧をトランジスタ114の閾値電圧(Vth114)以
下に変化させなくてもよく、例えば、トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(
Vgs114)がトランジスタ114の閾値電圧(Vth114)よりも大きくてもよい
。
スイッチ116をオフ状態にし、スイッチ117をオフ状態にし、配線101を介して信
号を入力する。このとき、配線101を介して入力される信号の電位を電位Vsigとす
る。期間T13において、スイッチ116及びスイッチ117の少なくとも1つがオフ状
態であればよい。なお、期間T13を信号入力期間とすることもできる。
)になる。さらに、トランジスタ114のゲートが浮遊状態になり、トランジスタ114
のゲートの電位が入力された信号に応じて変化する。容量素子111に印加される電圧は
、トランジスタ114の閾値電圧(Vth114)と同等の値である。容量素子112の
一対の電極の他方の電位がVinit+Vαになる。Vαは、容量素子112と発光ダイ
オード120Aの容量比に応じて決まる。よって、容量素子112に印加される電圧は、
Vsig−Vinit+Vαになる。さらに、トランジスタ114のゲートとソースの間
の電圧(Vgs114)は、電圧Vb(Vth114)となる。なお、トランジスタ11
4をオン状態にしてもよい。
スイッチ116をオフ状態にし、スイッチ117をオン状態にする。なお、期間T14を
電流生成期間とすることもできる。
ンの間に電流が流れる。さらに、容量素子111の一対の電極のそれぞれ、及び容量素子
112の一対の電極のそれぞれが浮遊状態であるため、トランジスタ114のゲートの電
位が変化する。さらに、発光ダイオード120Aのアノードとカソードの間に電流が流れ
ることにより発光ダイオード120Aが発光する。このとき、トランジスタ114のソー
スの電位をVelとすると、トランジスタ114のゲートの電位がVth114+Vsi
g−Vinit−Vα+Velとなるため、トランジスタ114のゲートとソースの間の
電圧(Vgs114)は、Vth114+Vsig−Vinit−Vα(Vc)となる。
よって、トランジスタ114のソースの電位の変化によるトランジスタ114のゲートと
ソースの間の電圧(Vgs114)の変化を抑制できる。
、スイッチ115をオン状態にし、スイッチ116をオフ状態にし、スイッチ117をオ
ン状態にしてもよい。なお、期間T13’を移動度補正期間とすることもできる。
がVth114−Vx(Vd)に変化する。電位Vxは、期間T13’の長さに応じて変
化する電位の変化量である。その後、期間T14では、トランジスタ114のゲートとソ
ースの間の電圧がVth114+Vsig−Vinit−Vα−Vx(Vc)になる。
ソースの間の電圧を所望の値にすることにより、トランジスタ114の移動度のばらつき
による影響を抑制できる。
チャネル型トランジスタとしてもよい。このとき、発光ダイオード120Aのアノードは
、配線105に接続され、発光ダイオード120Aのカソードは、容量素子112の一対
の電極の他方に接続される。配線102には、電位Vcatが与えられるとし、配線10
5には、電位Vinit2又は電位Vddが与えられるとする。図9(D)に示す半導体
装置の駆動方法例としては、例えば図9(A)に示す半導体装置の駆動方法例(スイッチ
113、スイッチ115、スイッチ116、スイッチ117の動作及び配線101の電位
)を用いることができる。
C)のタイミングチャートを用いて説明する。図10(A)に示す半導体装置は、図5(
A)に示す半導体装置の負荷120の代わりに発光ダイオード120Aを有し、トランジ
スタ114がNチャネル型トランジスタである場合の半導体装置の例である。このとき、
発光ダイオード120Aのアノードは、容量素子112の一対の電極の他方に接続され、
発光ダイオード120Aのカソードは、配線105に接続される。配線103には、電位
Vinit1(単にVinit1ともいう)が与えられ、配線105には、電位Vcat
が与えられるとする。ここでは、発光ダイオード120Aがある場合について示すが、こ
れに限定されず、発光ダイオード120Aが無い構成であっても発光ダイオード120A
を除く部分の駆動方法例を適宜用いることができる。
フ状態にし、スイッチ115をオン状態にし、スイッチ116をオン状態にし、スイッチ
118をオン状態にする。配線102の電位を電位Vinit2にする。なお、期間T1
1を初期化期間とすることもできる。
2になる。トランジスタ114のソースの電位が電位Vinit1になる。これにより、
トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)がVinit2−Vi
nit1(Va)になる。Vinit2−Vinit1の値は、トランジスタ114の閾
値電圧(Vth114ともいう)よりも大きい。このため、トランジスタ114がオン状
態になり、容量素子111に印加される電圧がVinit2−Vinit1となる。電位
Vinit1が電位Vcatよりも低いため、発光ダイオード120Aを逆バイアス状態
にして発光ダイオード120Aに電流を流れにくくすることができ、例えば発光ダイオー
ド120Aの劣化を抑制できる。
スイッチ116をオン状態にし、スイッチ118をオフ状態にし、配線102の電位を電
位Vinit2にする。なお、期間T12を閾値電圧データ取得期間とすることもできる
。
のソースとドレインの間に電流が流れることにより、トランジスタ114のソースの電位
が変化し、トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)がトランジ
スタ114の閾値電圧(Vth114)(Vb)以下になった時点でトランジスタ114
がオフ状態になる。容量素子111に印加される電圧は、トランジスタ114の閾値電圧
(Vth114)と同等の値になる。なお、必ずしも期間T12において、トランジスタ
114のゲートとソースの間の電圧をトランジスタ114の閾値電圧(Vth114)以
下に変化させなくてもよく、例えば、トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(
Vgs114)がトランジスタ114の閾値電圧(Vth114)よりも大きくてもよい
。
スイッチ116をオフ状態にし、スイッチ118をオン状態にし、配線101を介して信
号を入力し、配線102の電位を電位Vinit2にする。このとき、配線101を介し
て入力される信号の電位を電位Vsigとする。なお、期間T13を信号入力期間とする
こともできる。期間T13において、配線102の電位を電位Vddにしてもよい。
)になる。さらに、トランジスタ114のゲートが浮遊状態になり、トランジスタ114
のゲートの電位が入力された信号に応じて変化する。容量素子111に印加される電圧は
、トランジスタ114の閾値電圧(Vth114)と同じである。トランジスタ114の
ソースの電位、及び容量素子112の一対の電極の他方の電位がVinit1になる。よ
って、容量素子112に印加される電圧は、Vsig−Vinit1になる。さらに、ト
ランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)は、Vth114+Vs
ig−Vinit1(Vc)になる。なお、トランジスタ114をオン状態にしてもよい
。
スイッチ116をオフ状態にし、スイッチ118をオフ状態にし、配線102の電位を電
位Vddにする。なお、期間T14を電流生成期間とすることもできる。
ンの間に電流が流れる。さらに、容量素子111の一対の電極のそれぞれ、及び容量素子
112の一対の電極のそれぞれが浮遊状態であるため、トランジスタ114のゲートの電
位が変化する。さらに、発光ダイオード120Aのアノードとカソードの間に電流が流れ
ることにより発光ダイオード120Aが発光する。このとき、トランジスタ114のソー
スの電位をVelとすると、トランジスタ114のゲートの電位がVth114+Vsi
g−Vinit1+Velとなるため、トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧
(Vgs114)は、Vth114+Vsig−Vinit1(Vc)となる。よって、
トランジスタ114のソースの電位の変化によるトランジスタのゲートとソースの間の電
圧(Vgs114)の変化を抑制できる。
し、スイッチ115をオン状態にし、スイッチ116をオフ状態にし、スイッチ118を
オフ状態にしてもよい。このとき、期間T13’を移動度補正期間とすることもできる。
がVth114+Vsig−Vinit1−Vx(Vd)に変化する。電位Vxは、期間
T13’の長さに応じて変化する電位の変化量である。その後、期間T14では、トラン
ジスタ114のゲートとソースの間の電圧がVth114+Vsig−Vinit1−V
x(Vd)になる。
とソースの間の電圧を所望の値にすることにより、トランジスタ114の移動度のばらつ
きによる影響を抑制できる。
をPチャネル型トランジスタとしてもよい。このとき、発光ダイオード120Aのアノー
ドは、配線105に接続され、発光ダイオード120Aのカソードは、容量素子112の
一対の電極の他方に接続される。配線102には、電位Vcatが与えられるとし、配線
105には、電位Vinit2又は電位Vddが与えられるとする。図10(D)に示す
半導体装置の駆動方法例としては、例えば図10(A)に示す半導体装置の駆動方法例(
スイッチ113、スイッチ115、スイッチ116、スイッチ118の動作及び配線10
1、103の電位例)を用いることができる。
C)のタイミングチャートを用いて説明する。図11(A)に示す半導体装置は、図5(
C)に示す半導体装置の負荷120の代わりに発光ダイオード120Aを有し、トランジ
スタ114がNチャネル型トランジスタである場合の半導体装置の例である。このとき、
発光ダイオード120Aのアノードは、容量素子112の一対の電極の他方に接続され、
発光ダイオード120Aのカソードは、配線105に接続される。配線105には、電位
Vcatが与えられるとする。ここでは、発光ダイオード120Aを有する場合の半導体
装置の駆動方法例について示すが、これに限定されず、発光ダイオード120Aが無い構
成であっても発光ダイオード120Aを除く部分の駆動方法例を適宜用いることができる
。
ン状態にし、スイッチ115をオン状態にし、スイッチ116をオン状態にし、配線10
1の電位を電位Vinit1にし、配線102の電位を電位Vinit2にする。なお、
期間T11を初期化期間とすることもできる。
2になり、トランジスタ114のソースの電位が電位Vinit1になる。これにより、
トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)がVinit2−Vi
nit1(Va)になる。Vinit2−Vinit1の値は、トランジスタ114の閾
値電圧(Vth114)よりも大きい。このため、トランジスタ114がオン状態になり
、容量素子111に印加される電圧がVinit2−Vinit1となる。電位Vini
t1が電位Vcatよりも低いため、発光ダイオード120Aを逆バイアス状態にして発
光ダイオード120Aに電流を流れにくくすることができ、例えば発光ダイオード120
Aの劣化を抑制できる。
スイッチ116をオン状態にし、配線102の電位を電位Vinit2にする。なお、期
間T12を閾値電圧データ取得期間とすることもできる。
ソースとドレインの間に電流が流れることにより、トランジスタ114のソースの電位が
変化し、トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)がトランジス
タ114の閾値電圧(Vth114)(Vb)以下になった時点でトランジスタ114が
オフ状態になる。容量素子111に印加される電圧は、トランジスタ114の閾値電圧(
Vth114)と同等の値になる。なお、必ずしも期間T12において、トランジスタ1
14のゲートとソースの間の電圧をトランジスタ114の閾値電圧(Vth114)以下
に変化させなくてもよく、例えば、トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(V
gs114)がトランジスタ114の閾値電圧(Vth114)よりも大きくてもよい。
スイッチ116をオフ状態にし、配線101の電位を電位Vinit1にし、配線102
の電位を電位Vinit2にする。なお、期間T13を信号入力前処理期間とすることも
できる。
スタ114のゲートが浮遊状態になり、トランジスタ114のゲートの電位が入力された
信号に応じてVinit1+Vth114に変化する。容量素子111に印加される電圧
は、Vth114と同等の値である。容量素子112に印加される電圧が0になる。さら
に、トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)は、Vth114
になる。
スイッチ116をオフ状態にし、配線101を介して信号を入力し、配線102の電位を
電位Vinit2にする。このとき、配線101を介して入力される信号の電位を電位V
sigとする。
)になる。さらに、トランジスタ114のゲートが浮遊状態になり、トランジスタ114
のゲートの電位が入力された信号に応じて変化する。容量素子111に印加される電圧は
、Vth114と同等の値である。容量素子112の一対の電極の他方の電位は、Vin
it1+Vαになる。Vαは、容量素子112と発光ダイオード120Aの容量比に応じ
て決まる。よって、容量素子112に印加される電圧は、Vsig−Vinit1−Vα
になる。さらに、トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)は、
Vth114+Vsig−Vinit1−Vα(Vc)になる。なお、トランジスタ11
4をオン状態にしてもよい。
スイッチ116をオフ状態にし、配線102の電位を電位Vddにする。なお、期間T1
5を電流生成期間としてもよい。
ンの間に電流が流れる。さらに、容量素子111の一対の電極のそれぞれ、及び容量素子
112の一対の電極のそれぞれが浮遊状態であるため、トランジスタ114のゲートの電
位が変化する。さらに、発光ダイオード120Aのアノードとカソードの間に電流が流れ
ることにより発光ダイオード120Aが発光する。このとき、トランジスタ114のソー
スの電位をVelとすると、トランジスタ114のゲートの電位がVth114+Vsi
g−Vinit1−Vα+Velとなるため、トランジスタ114のゲートとソースの間
の電圧(Vgs114)は、Vth114+Vsig−Vinit1−Vα(Vc)とな
る。よって、トランジスタ114のソースの電位の変化によるトランジスタのゲートとソ
ースの間の電圧(Vgs114)の変化を抑制できる。
し、スイッチ115をオン状態にし、スイッチ116をオフ状態にしてもよい。なお、期
間T14’を移動度補正期間とすることもできる。
がVth114+Vsig−Vinit1−Vx(Vd)に変化する。電位Vxは、期間
T14’の長さに応じて変化する電位の変化量である。その後、期間T15では、トラン
ジスタ114のゲートとソースの間の電圧がVth114+Vsig−Vinit1−V
x(Vd)になる。
とソースの間の電圧を所望の値にすることにより、トランジスタ114の移動度のばらつ
きによる影響を抑制できる。
をPチャネル型トランジスタとしてもよい。このとき、発光ダイオード120Aのアノー
ドは、配線105に接続され、発光ダイオード120Aのカソードは、容量素子112の
一対の電極の他方に接続される。配線102には、電位Vcatが与えられるとし、配線
105には、電位Vinit2又は電位Vddが与えられるとする。図11(D)に示す
半導体装置の駆動方法例としては、例えば図11(A)に示す半導体装置の駆動方法例(
スイッチ113、スイッチ115、スイッチ116の動作及び配線101の電位)を用い
ることができる。
C)のタイミングチャートを用いて説明する。図12(A)に示す半導体装置は、図5(
D)に示す半導体装置の負荷120の代わりに発光ダイオード120Aを有し、トランジ
スタ114がNチャネル型トランジスタである場合の半導体装置の例である。このとき、
発光ダイオード120Aのアノードは、容量素子112の一対の電極の他方に接続され、
発光ダイオード120Aのカソードは、配線105に接続される。配線102には、電位
Vddが与えられ、配線103には、電位Vinit1が与えられ、配線104には、電
位Vinit2が与えられ、配線105には、電位Vcatが与えられるとする。ここで
は、発光ダイオード120Aを有する場合の半導体装置の駆動方法例について示すが、こ
れに限定されず、発光ダイオード120Aが無い構成であっても発光ダイオード120A
を除く部分の駆動方法例を適宜用いることができる。
フ状態にし、スイッチ115をオン状態にし、スイッチ116をオン状態にし、スイッチ
117をオン状態にし、スイッチ118をオン状態にし、スイッチ119をオフ状態にす
る。なお、期間T11を初期化期間とすることもできる。
2になり、トランジスタ114のソースの電位が電位Vinit1になる。これにより、
トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)がVinit2−Vi
nit1(Va)になる。Vinit2−Vinit1の値は、トランジスタ114の閾
値電圧(Vth114)よりも大きい。このため、トランジスタ114がオン状態になる
。容量素子111に印加される電圧がVinit2−Vinit1となる。電位Vini
t1が電位Vcatよりも低いため、発光ダイオード120Aを逆バイアス状態にして発
光ダイオード120Aに電流を流れにくくすることができ、例えば発光ダイオード120
Aの劣化を抑制できる。
スイッチ116をオン状態にし、スイッチ117をオン状態にし、スイッチ118をオフ
状態にし、スイッチ119をオフ状態にする。なお、期間T12を閾値電圧データ取得期
間とすることもできる。
ソースとドレインの間に電流が流れることにより、トランジスタ114のソースの電位が
変化し、トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)がトランジス
タ114の閾値電圧(Vth114)(Vb)以下になった時点でトランジスタ114が
オフ状態になる。容量素子111に印加される電圧は、トランジスタ114の閾値電圧(
Vth114)と同等の値になる。なお、必ずしも期間T12において、トランジスタ1
14のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)をトランジスタ114の閾値電圧(V
th114)以下に変化させなくてもよく、例えば、トランジスタ114のゲートとソー
スの間の電圧(Vgs114)がトランジスタ114の閾値電圧(Vth114)よりも
大きくてもよい。
スイッチ116をオフ状態にし、スイッチ117をオン状態にし、スイッチ118をオン
状態にし、スイッチ119をオフ状態にする。このとき、配線101を介して入力される
信号の電位を電位Vsigとする。なお、期間T13を信号入力前処理期間とすることも
できる。
)になる。さらに、トランジスタ114のゲートが浮遊状態になり、トランジスタ114
のゲートの電位が入力された信号に応じて変化し、トランジスタ114のソースの電位が
Vinit1になる。容量素子111に印加される電圧は、Vth114と同等の値であ
る。容量素子112に印加される電圧は、Vsig−Vinit1になる。さらに、トラ
ンジスタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)は、Vsig−Vth11
4−Vinit1(Vc)になる。
スイッチ116をオフ状態にし、スイッチ117をオフ状態にし、スイッチ118をオフ
状態にし、スイッチ119をオン状態にする。なお、期間T14を電流生成期間としても
よい。
ンの間に電流が流れる。さらに、容量素子111の一対の電極のそれぞれ、及び容量素子
112の一対の電極のそれぞれが浮遊状態であるため、トランジスタ114のゲートの電
位が変化する。さらに、発光ダイオード120Aのアノードとカソードの間に電流が流れ
ることにより発光ダイオード120Aが発光する。このとき、トランジスタ114のソー
スの電位をVelとすると、トランジスタ114のゲートの電位がVth114+Vsi
g−Vinit1+Velとなるため、トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧
(Vgs114)は、Vth114+Vsig−Vinit1(Vc)となる。よって、
トランジスタ114のソースの電位の変化によるトランジスタのゲートとソースの間の電
圧(Vgs114)の変化を抑制できる。
し、スイッチ115をオン状態にし、スイッチ116をオフ状態にし、スイッチ117を
オン状態にし、スイッチ118をオン状態にし、スイッチ119をオフ状態にしてもよい
。なお、期間T13’を移動度補正期間としてもよい。
(Vgs114)がVth114+Vsig−Vinit1−Vx(Vd)に変化する。
電位Vxは、期間T13’の長さに応じて変化する電位の変化量である。その後、期間T
14では、トランジスタ114のゲートとソースの間の電圧(Vgs114)がVth1
14+Vsig−Vinit1−Vx(Vd)になる。
とソースの間の電圧(Vgs114)を所望の値にすることにより、トランジスタ114
の移動度のばらつきによる影響を抑制できる。
をPチャネル型トランジスタとしてもよい。このとき、発光ダイオード120Aのアノー
ドは、配線105に接続され、発光ダイオード120Aのカソードは、容量素子112の
一対の電極の他方に接続される。配線102には、電位Vcatが与えられるとし、配線
105には、電位Vinit2又は電位Vddが与えられるとする。図12(D)に示す
半導体装置の駆動方法例としては、例えば図12(A)に示す半導体装置の駆動方法例(
スイッチ113、スイッチ115、スイッチ116、スイッチ117、スイッチ118、
スイッチ119の動作及び配線101、103の電位)を用いることができる。
装置において、発光ダイオード120Aに流れる電流値は、トランジスタ114のソース
とドレインの間に流れる電流値(Ids114ともいう)によって決まり、トランジスタ
114を飽和領域で動作させる場合、トランジスタ114のソースとドレインの間に流れ
る電流値(Ids114)は、トランジスタ114の閾値電圧(Vth114)に関係な
く、入力された信号の値に応じて決まる。このことは、図8(D)、図9(D)、図10
(D)、図11(D)、及び図12(D)を用いて説明した半導体装置の駆動方法例でも
同じである。
値電圧データ取得期間を設け、トランジスタの閾値電圧のデータを予め取得しておく。こ
れにより、トランジスタのソースとドレインの間に流れる電流量を、トランジスタの閾値
電圧に関係なく決めることができるため、トランジスタの閾値電圧のばらつきによる影響
を抑制することができ、トランジスタの劣化による影響を抑制できる。
度に応じて該トランジスタのゲートの電位を設定することにより、トランジスタの移動度
のばらつきによる影響を抑制できる。
間に流れる電流量を制御できるため、動作不良を抑制できる。
)、受動素子(容量素子、抵抗素子など)などが有する全ての端子の接続先を特定しなく
ても、発明の一態様を構成できる場合がある。つまり、接続先を特定しなくても、発明の
一態様が明確であり、本明細書等に記載されていると判断できる場合がある。特に、端子
の接続先が複数存在する場合には、その端子の接続先を特定の箇所に限定してなくてもよ
い。従って、能動素子(トランジスタ、ダイオードなど)、受動素子(容量素子、抵抗素
子など)などが有する一部の端子についてのみ、その接続先を特定することによって、発
明の一態様を構成できる場合がある。
機能を特定すれば、本発明の一態様を特定できる場合がある。すなわち、接続先又は機能
を特定すれば、発明の一態様が明確であり、本明細書等に記載されていると判断できる場
合がある。従って、ある回路について、機能を特定しなくても、接続先を特定すれば、発
明の一態様として開示されているとみなすことができる。又は、ある回路について、接続
先を特定しなくても、機能を特定すれば、発明の一態様として開示されているとみなすこ
とができる。
ことを規定することにより本発明の一態様を構成してもよい。例えば、従来技術が本発明
の技術的範囲内に入らないことを規定することにより本発明の一態様を構成できる。
は全部について、他の実施の形態の一部また全部と、適宜組み合わせ、適用、又は置換を
行い実施できる。
本実施の形態では、電流源としての機能を有する複数の単位回路を有する半導体装置の例
について説明する。
自然数)、単位回路200_j+1)と、複数の配線(配線201_jと、配線201_
j+1)と、を有する。単位回路200_jは、配線201_jに接続され、単位回路2
00_j+1は、配線201_j+1に接続される。
自然数)、単位回路200_i+1)と、複数の配線(配線202_i及び配線202_
i+1)と、を有する。単位回路200_iは、配線202_iに接続され、単位回路2
00_i+1は、配線202_i+1に接続される。
i+1としては、例えば上記実施の形態1の半導体装置に示す単位回路100を用いるこ
とができる。各単位回路200_j、単位回路200_j+1、単位回路200_i、単
位回路200_i+1に上記実施の形態1の半導体装置に示す負荷120を設けてもよい
。又は、3つ以上の単位回路を半導体装置に設けてもよい。
配線101又は配線102などとして機能させることができる配線である。
配線103又は配線104などとして機能させることができる配線である。
及び単位回路200_j+1が共通の配線201に接続される構成である。上記構成にす
ることにより、配線の数を少なくでき、半導体装置の面積を小さくできる。
及び単位回路200_i+1が共通の配線202に接続される構成である。上記構成にす
ることにより、配線の数を少なくでき、半導体装置の面積を小さくできる。
導体装置の単位回路200_j及び単位回路200_j+1を共通の配線202に接続さ
せて半導体装置を構成してもよい。例えば、図13(F)に示すように、図13(B)に
示す半導体装置の単位回路200_i及び単位回路200_i+1を共通の配線201に
接続させて半導体装置を構成してもよい。
200_i+1を有する半導体装置の具体例として、上記実施の形態1の半導体装置に示
す単位回路100を複数有する半導体装置の構成例について、図14を用いて説明する。
なお、図14では、一例として図4(A)に示す構成の単位回路100であり、且つスイ
ッチ113の代わりにトランジスタ113T、スイッチ115の代わりにトランジスタ1
15T、スイッチ116の代わりにトランジスタ116T、スイッチ117の代わりにト
ランジスタ117T、スイッチ118の代わりにトランジスタ118Tを有する構成の場
合について説明するが、これに限定されず、他の構成の単位回路100を用いてもよい。
(Mは自然数),N(Nは自然数))、単位回路100(M+1,N)、単位回路100
(M,N+1)、単位回路100(M+1,N+1))と、複数の配線(配線101_N
、配線101_N+1)と、配線102、配線103、配線105と、複数の配線(配線
151_M、配線151_M+1)と、複数の配線(配線152_M、配線152_M+
1)と、複数の配線(配線153_M、配線153_M+1)と、複数の配線(配線15
4_M、配線154_M+1)と、複数の配線(配線155_M、配線155_M+1)
と、を有する。
)、単位回路100(M,N+1)、単位回路100(M+1,N+1)のそれぞれのス
イッチ118であるトランジスタ118Tのソース及びドレインの一方が同じ配線103
に接続され、負荷120の2つの端子の他方が同じ配線105に接続される。
+1,N)のそれぞれのスイッチ113であるトランジスタ113Tのソース及びドレイ
ンの一方が配線101_Nに接続され、N+1列目の単位回路100(M,N+1)、単
位回路100(M+1,N+1)のそれぞれのスイッチ113であるトランジスタ113
Tのソース及びドレインの一方が配線101_N+1に接続される。
,N+1)のそれぞれのスイッチ113であるトランジスタ113Tのゲートが配線15
1_Mに接続され、スイッチ115であるトランジスタ115Tのゲートが配線152_
Mに接続され、スイッチ116であるトランジスタ116Tのゲートが配線153_Mに
接続され、スイッチ117であるトランジスタ117Tのゲートが配線154_Mに接続
され、スイッチ118であるトランジスタ118Tのゲートが配線155_Mに接続され
る。M+1行目の単位回路100(M+1,N)、単位回路100(M+1,N+1)の
それぞれのスイッチ113であるトランジスタ113Tのゲートが配線151_M+1に
接続され、スイッチ115であるトランジスタ115Tのゲートが配線152_M+1に
接続され、スイッチ116であるトランジスタ116Tのゲートが配線153_M+1に
接続され、スイッチ117であるトランジスタ117Tのゲートが配線154_M+1に
接続され、スイッチ118であるトランジスタ118Tのゲートが配線155_M+1に
接続される。このとき、配線151_M、151_M+1、152_M、152_M+1
と、153_M、153_M+1、154_M、154_M+1、155_M、155_
M+1のそれぞれの電位を制御することにより、スイッチ113であるトランジスタ11
3T、スイッチ115であるトランジスタ115T、スイッチ116であるトランジスタ
116T、スイッチ117であるトランジスタ117T、及びスイッチ118であるトラ
ンジスタ118Tをオン状態にするか否かを制御できる。
0(I,J)において、スイッチ113であるトランジスタ113Tのソース及びドレイ
ンの一方は、配線101_Jに接続され、スイッチ113であるトランジスタ113Tの
ゲートは、配線151_Iに接続される。スイッチ115であるトランジスタ115Tの
ゲートは、配線152_Iに接続される。スイッチ116であるトランジスタ116Tの
ゲートは、配線153_Iに接続される。スイッチ117であるトランジスタ117Tの
ゲートは、配線154_Iに接続される。スイッチ118であるトランジスタ118Tの
ゲートは、配線155_Iに接続される。
これにより、配線数をさらに少なくできる。
11_3)と、複数の単位回路(単位回路220_1乃至単位回路220_3)と、複数
のスイッチ(スイッチ221_1乃至スイッチ221_3)と、負荷222と、を有する
。
を介して電位又は信号を与えることにより、複数の単位回路220_1乃至220_3の
それぞれにおいて、生成される電流量が設定される。さらに、複数のスイッチ221_1
乃至221_3により、負荷222に流れる電流量が制御される。
としての機能を有する半導体装置を構成できる。
きる。
ジスタの閾値電圧のばらつきによる影響を抑制でき、トランジスタの劣化による影響を抑
制できる。
ジスタの移動度に応じて該トランジスタのゲートの電位を設定することにより、トランジ
スタの移動度のばらつきによる影響を抑制できる。
、トランジスタのソースとドレインの間に流れる電流量を制御できるため、動作不良を抑
制できる。
本実施の形態では、上記実施の形態の半導体装置のトランジスタの例について説明する。
と、絶縁層402_Aと、半導体層403_Aと、導電層405a_Aと、導電層405
b_Aと、絶縁層406と、を含む。
と、絶縁層402_Bと、領域404a及び領域404bを含む半導体層403_Bと、
導電層405a_Bと、導電層405b_Bと、絶縁層407と、を含む。
を複数の材料の積層構造により構成してもよい。
基板などを用いることができる。
Silicon On Insulator)基板、ガラス基板、石英基板、プラスチッ
ク基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板
、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィ
ルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。例えば、ガラス基板の一例
としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガ
ラスなどがある。可撓性基板の一例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、
ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表される
プラスチック、又はアクリル等の可撓性を有する合成樹脂などがある。貼り合わせフィル
ムの一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビ
ニルなどがある。基材フィルムの一例としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド
、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又はSOI
基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状などの
ばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造できる。このよ
うなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化
を図ることができる。
し、該別の基板上にトランジスタを配置してもよい。トランジスタが転置される基板の一
例としては、上述したトランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロフ
ァン基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナイロン
、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レーヨン、
再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を
用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形
成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
。つまり、所定の機能を実現させるために必要な回路の一部をある基板に形成し、所定の
機能を実現させるために必要な回路の別の一部を別の基板に形成してもよい。例えば、所
定の機能を実現させるために必要な回路の一部をガラス基板に形成し、所定の機能を実現
させるために必要な回路の別の一部を単結晶基板(又はSOI基板)に形成してもよい。
このとき、所定の機能を実現させるために必要な回路の別の一部が形成される単結晶基板
(IC(Integrated Circuit)チップともいう)を、COG(Chi
p On Glass)によって、ガラス基板に接続して、ガラス基板にICチップを配
置してもよい。
(Chip On Film)、SMT(Surface Mount Technol
ogy)、又はプリント基板などを用いてガラス基板と上記ICチップを接続できる。こ
のように、回路の一部を画素部と同じ基板に形成することにより、部品点数が減りコスト
が低減する、又は回路部品間の接続点数が減り信頼性が向上する。特に、駆動電圧の大き
い部分の回路、又は駆動周波数の高い部分の回路などは、消費電力が大きくなってしまう
場合が多い。そこで、このような回路を、画素部とは別の基板(例えば単結晶基板)に形
成して、ICチップを構成する。ICチップを用いることにより、消費電力の増加を防ぐ
ことができる。
する。なお、トランジスタのゲートとしての機能を有する層をゲート電極又はゲート配線
ともいう。
クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、若しくはスカンジウム
などの金属材料、又はこれらを主成分とする合金材料の層を用いることができる。
能を有する。
化窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、窒化アルミニウム層、酸
化窒化アルミニウム層、窒化酸化アルミニウム層、酸化ハフニウム層、又は酸化ランタン
層を用いることができる。
素を含む材料の絶縁層を用いることもできる。
層(チャネル形成層ともいう)としての機能を有する。半導体層403_A及び403_
Bに適用可能な半導体としては、例えば元素周期表の第14族の半導体(シリコンなど)
を含有する半導体を用いることができる。このとき、半導体層は、単結晶半導体層、多結
晶半導体層、微結晶半導体層、又は非晶質半導体層であってもよい。
もよい。
とる。酸化物半導体層がアモルファス層と結晶を含む層との積層であってもよい。
を含む金属酸化物、又は該金属酸化物に含まれるガリウムの一部若しくは全部の代わりに
他の金属元素を含む金属酸化物などが挙げられる。
属酸化物、又はIn−Ga−Zn系金属酸化物などを用いることができる。又は、上記I
n−Ga−Zn系金属酸化物に含まれるGa(ガリウム)の一部若しくは全部の代わりに
他の金属元素を含む金属酸化物を用いてもよい。
及び錫の一つ又は複数などを用いることができる。又は、上記他の金属元素としては、ラ
ンタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム
、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、
及びルテチウムの一つ又は複数などを用いることもできる。上記他の金属元素は、スタビ
ライザーとしての機能を有する。なお、上記他の金属元素の添加量は、該金属酸化物が半
導体として機能することが可能な量である。
に錫を用いるとIn−Sn−Zn系金属酸化物となり、上記In−Ga−Zn系金属酸化
物に含まれるGa(ガリウム)の一部の代わりにチタンを用いるとIn−Ti−Ga−Z
n系金属酸化物となる。
Axis Aligned Crystal)、多結晶、微結晶、非晶質部を有する。
非晶質部は、微結晶、CAACよりも欠陥準位密度が高い。また、微結晶は、CAACよ
りも欠陥準位密度が高い。なお、CAACを有する酸化物半導体を、CAAC−OS(C
Axis Aligned Crystalline Oxide Semicond
uctor)と呼ぶ。
c軸配向し、a軸または/およびb軸はマクロに揃っていない。
、微結晶酸化物半導体と呼ぶ。微結晶酸化物半導体層は、例えば、1nm以上10nm未
満のサイズの微結晶(ナノ結晶ともいう。)を含む。
体を、非晶質酸化物半導体と呼ぶ。非晶質酸化物半導体層は、例えば、原子配列が無秩序
であり、結晶成分を有さない。または、非晶質酸化物半導体層は、例えば、完全な非晶質
であり、結晶部を有さない。
混合層であってもよい。混合層は、例えば、非晶質酸化物半導体の領域と、微結晶酸化物
半導体の領域と、CAAC−OSの領域と、を有する。また、混合層は、例えば、非晶質
酸化物半導体の領域と、微結晶酸化物半導体の領域と、CAAC−OSの領域と、の積層
構造を有してもよい。
たは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃っていることが好ましい。なお、異なる結晶部
間で、それぞれa軸およびb軸の向きが異なっていてもよい。そのような酸化物半導体層
の一例としては、CAAC−OS層がある。
であることが多い。また、透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission El
ectron Microscope)による観察像では、CAAC−OS層に含まれる
結晶部と結晶部との境界は明確ではない。また、TEMによってCAAC−OS層には明
確な粒界(グレインバウンダリーともいう。)は確認できない。そのため、CAAC−O
S層は、粒界に起因する電子移動度の低下が抑制される。
線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃い、かつab面に垂直
な方向から見て金属原子が三角形状または六角形状に配列し、c軸に垂直な方向から見て
金属原子が層状または金属原子と酸素原子とが層状に配列している。なお、異なる結晶部
間で、それぞれa軸およびb軸の向きが異なっていてもよい。本明細書において、単に垂
直と記載する場合、80°以上100°以下、好ましくは85°以上95°以下の範囲も
含まれることとする。また、単に平行と記載する場合、−10°以上10°以下、好まし
くは−5°以上5°以下の範囲も含まれることとする。
C−OS層の形成過程において、酸化物半導体層の表面側から結晶成長させる場合、被形
成面の近傍に対し表面の近傍では結晶部の占める割合が高くなることがある。また、CA
AC−OS層へ不純物を添加することにより、当該不純物添加領域において結晶部の結晶
性が低下することもある。
ルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃うため、CAAC−OS層の形
状(被形成面の断面形状または表面の断面形状)によっては互いに異なる方向を向くこと
がある。また、結晶部は、成膜したとき、または成膜後に加熱処理などの結晶化処理を行
ったときに形成される。従って、結晶部のc軸は、CAAC−OS層が形成されたときの
被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃う。
ンジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が低いため、信頼性が高い。
ンジスタのソース又はドレインとしての機能を有する。ドーパントとしては、例えば元素
周期表の13族の元素(例えば硼素など)、元素周期表の15族の元素(例えば窒素、リ
ン、及び砒素の一つ又は複数)、及び希ガス元素(例えばヘリウム、アルゴン、及びキセ
ノンの一つ又は複数)の一つ又は複数を用いることができる。なお、トランジスタのソー
スとしての機能を有する領域をソース領域ともいい、トランジスタのドレインとしての機
能を有する領域をドレイン領域ともいう。領域404a及び404bにドーパントを添加
することにより導電層との間の抵抗を小さくできる。
ランジスタのソース又はドレインとしての機能を有する。なお、トランジスタのソースと
しての機能を有する層をソース電極又はソース配線ともいい、トランジスタのドレインと
しての機能を有する層をドレイン電極又はドレイン配線ともいう。
アルミニウム、マグネシウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、若しくはタ
ングステンなどの金属材料、又はこれらの金属材料を主成分とする合金材料の層を用いる
ことができる。
用いることができる。
用いることができる。
脱水素化を行い、酸化物半導体層中の水素、水、水酸基、又は水素化物(水素化合物とも
いう)などの不純物を排除し、且つ酸化物半導体層に酸素を供給することにより、酸化物
半導体層を高純度化させることができる。例えば、酸化物半導体層に接する層として酸素
を含む層を用い、加熱処理を行うことにより、酸化物半導体層を高純度化させることがで
きる。
理を行う。さらに、その後の工程において加熱処理を行ってもよい。このとき、上記加熱
処理を行う加熱処理装置としては、例えばGRTA(Gas Rapid Therma
l Anneal)装置又はLRTA(Lamp Rapid Thermal Ann
eal)装置などのRTA(Rapid Thermal Anneal)装置を用いる
ことができる。高温のガスとしては、例えば希ガス、又は加熱処理によって被処理物と反
応しない不活性気体(例えば窒素)を用いることができる。
程で該加熱処理を行った炉と同じ炉に高純度の酸素ガス、高純度のN2Oガス、又は超乾
燥エア(露点が−40℃以下、好ましくは−60℃以下の雰囲気)を導入してもよい。こ
のとき、酸素ガス又はN2Oガスは、水、水素などを含まないことが好ましい。加熱処理
装置に導入する酸素ガス又はN2Oガスの純度を、6N以上、好ましくは7N以上、すな
わち、酸素ガス又はN2Oガス中の不純物濃度を1ppm以下、好ましくは0.1ppm
以下とすることが好ましい。酸素ガス又はN2Oガスの作用により、酸化物半導体層に酸
素が供給され、酸化物半導体層中の酸素欠乏に起因する欠陥を低減できる。なお、上記高
純度の酸素ガス、高純度のN2Oガス、又は超乾燥エアの導入は、上記加熱処理時に行っ
てもよい。
ャリア密度を1×1014/cm3未満、好ましくは1×1012/cm3未満、さらに
好ましくは1×1011/cm3未満にすることができ、トランジスタの閾値電圧をプラ
スシフトさせ、ノーマリ・オフ化させることができる。チャネル幅1μmあたりのトラン
ジスタのオフ電流を、10aA(1×10−17A)以下、さらには1aA(1×10−
18A)以下、さらには10zA(1×10−20A)以下、さらには1zA(1×10
−21A)以下、さらには100yA(1×10−22A)以下にすることができる。ト
ランジスタのオフ電流は、低ければ低いほどよいが、本実施の形態に係るトランジスタの
オフ電流の下限値は、約10−30A/μmであると見積もられる。
様の半導体装置のトランジスタに適用することにより半導体装置を構成できる。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置の構造例について説明する。
)は、平面模式図であり、図17(B)は、図17(A)の線分A−Bの断面模式図であ
る。なお、図17では、実際の寸法と異なる構成要素を含む。便宜のため、図17(B)
では、図17(A)の線分A−Bの断面の一部を省略している。なお、図17では、一例
として図1(A)のスイッチ113、115、116、117、及び118のそれぞれの
代わりにトランジスタを有する構成の半導体装置の例について示しているが、これに限定
されず、他の構成の半導体装置にも本実施の形態に係る半導体装置の構造を適宜用いるこ
とができる。
513a乃至513fと、導電層515a乃至515hと、絶縁層516と、を含む。
ンジスタのゲート及び配線としての機能を有する。
及び容量素子111の一対の電極の他方としての機能を有する。
ンジスタのゲート及び配線としての機能を有する。
ンジスタのゲート及び配線としての機能を有する。
ンジスタのゲート及び配線としての機能を有する。
ンジスタのゲート及び配線としての機能を有する。
他方としての機能を有する。なお、複数の単位回路を有する場合、複数の単位回路毎に容
量素子111及び112の一つ又は複数の面積を変えてもよい。
。
素子112の誘電体層、スイッチ113の代わりのトランジスタのゲート絶縁層、トラン
ジスタ114のゲート絶縁層、スイッチ115の代わりのトランジスタのゲート絶縁層、
スイッチ116の代わりのトランジスタのゲート絶縁層、スイッチ117の代わりのトラ
ンジスタのゲート絶縁層、スイッチ118の代わりのトランジスタのゲート絶縁層として
の機能を有する。
ランジスタのチャネル形成層としての機能を有する。
ル形成層としての機能を有する。なお、他のスイッチであるトランジスタのチャネル形成
層としての機能を有する半導体層の面積より、半導体層513bの面積が大きい。必ずし
もこれに限定されないが半導体層513bの面積を大きくすることにより、トランジスタ
114のソースとドレインの間に流れる電流量を調整できる。
ランジスタのチャネル形成層としての機能を有する。
ランジスタのチャネル形成層としての機能を有する。
ランジスタのチャネル形成層としての機能を有する。
ランジスタのチャネル形成層としての機能を有する。
ンジスタのソース及びドレインの一方、並びに配線101としての機能を有する。
介して導電層511bに重畳する。導電層515bは、絶縁層512を介して導電層51
1gに重畳する。導電層515bは、半導体層513dに接続される。
一方、容量素子112の一対の電極の一方、及びスイッチ113の代わりのトランジスタ
のソース及びドレインの他方としての機能を有する。
cに接続される。
びドレインの一方、スイッチ115の代わりのトランジスタのソース及びドレインの一方
、並びに配線102としての機能を有する。
貫通して設けられた開口部で導電層511bに接続される。
ンジスタのソース及びドレインの他方としての機能を有する。
dに接続される。導電層515eは、半導体層513eに接続される。
びドレインの他方、スイッチ116の代わりのトランジスタのソース及びドレインの他方
、スイッチ117の代わりのトランジスタのソース及びドレインの一方としての機能を有
する。
fに接続される。導電層515fは、絶縁層512を貫通して設けられた開口部で導電層
511gに接続される。
ンジスタのソース及びドレインの他方、スイッチ118の代わりのトランジスタのソース
及びドレインの他方としての機能を有する。
ンジスタのソース及びドレインの一方、並びに配線103としての機能を有する。
れる。
絶縁層512の一平面に設けられる。
(A)及び図18(B)に示す半導体装置は、図17に示す半導体装置の導電層515c
及び515eの形状が異なる。このとき、導電層515cは、半導体層513bに重畳す
る部分がU字型である。
。図19(A)は、平面模式図であり、図19(B)は、図19(A)の線分C−Dの断
面模式図である。なお、図19では、実際の寸法と異なる構成要素を含む。便宜のため、
図19(B)では、図19(A)の線分C−Dの断面の一部を省略している。
12と、半導体層613a乃至613gと、導電層615a乃至615iと、絶縁層61
7と、を含む。
に設けられる。
ランジスタのチャネル形成層としての機能を有する。
の一方、容量素子112の一対の電極の他方としての機能を有する。なお、複数の単位回
路を有する場合、複数の単位回路毎に容量素子111及び112の一つ又は複数の面積を
変えてもよい。
ル形成層としての機能を有する。
ランジスタのチャネル形成層としての機能を有する。
ランジスタのチャネル形成層としての機能を有する。
ランジスタのチャネル形成層としての機能を有する。
ランジスタのチャネル形成層としての機能を有する。
一平面に設けられる。
素子112の誘電体層、スイッチ113の代わりのトランジスタのゲート絶縁層、トラン
ジスタ114のゲート絶縁層、スイッチ115の代わりのトランジスタのゲート絶縁層、
スイッチ116の代わりのトランジスタのゲート絶縁層、スイッチ117の代わりのトラ
ンジスタのゲート絶縁層、スイッチ118の代わりのトランジスタのゲート絶縁層として
の機能を有する。
ンジスタのゲート及び配線としての機能を有する。
する。
及び容量素子111の一対の電極の他方としての機能を有する。
他方としての機能を有する。
ンジスタのゲート及び配線としての機能を有する。
ンジスタのゲート及び配線としての機能を有する。
ンジスタのゲート及び配線としての機能を有する。
ンジスタのゲート及び配線としての機能を有する。
る。
3aに接続される。
3aに接続される。導電層615bは、絶縁層612及び617を貫通して設けられた開
口部で半導体層613bに接続される。
3cに接続される。導電層615cは、絶縁層612及び617を貫通して設けられた開
口部で半導体層613dに接続される。
3bに接続される。導電層615dは、絶縁層617を貫通して設けられた開口部で導電
層611bに接続される。
3cに接続される。導電層615eは、絶縁層612及び617を貫通して設けられた開
口部で半導体層613eに接続される。導電層615eは、絶縁層612及び617を貫
通して設けられた開口部で半導体層613fに接続される。
3fに接続される。導電層615fは、絶縁層612及び617を貫通して設けられた開
口部で半導体層613gに接続される。導電層615fは、絶縁層617を貫通して設け
られた開口部で導電層611cに接続される。
3gに接続される。
れる。
3bに接続される。導電層615iは、絶縁層612及び617を貫通して設けられた開
口部で半導体層613eに接続される。
。図20は、本実施の形態に係る表示装置の構造例を示す断面模式図である。なお、本実
施の形態では、表示装置の発光素子が上面方向に光を射出される構造であるが、これに限
定されず、下面方向に光を射出する構造又は上面及び下面方向に光を射出する構造でもよ
い。
層518と、絶縁層521と、発光層522と、導電層523と、基板524と、着色層
525と、絶縁層526と、絶縁層527と、を含む。なお、これに限定されず、例えば
図18及び図19に示す半導体装置の構成を用いて発光素子を有する半導体装置を構成し
てもよい。
て設けられた開口部で導電層515hに接続される。
部で導電層518に接続される。
524の一平面に設けられる。
なお、各層を複数の材料の積層により構成してもよい。
板を用いることができる。なお、必ずしも基板500、基板524及び基板600を設け
なくてもよい。
窒化酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、窒化アルミニウム層、酸化窒化アルミニウム
層、窒化酸化アルミニウム層、又は酸化ハフニウム層を用いることができる。例えば、絶
縁層601としては、酸化シリコン層又は酸化窒化シリコン層などを用いることができる
。上記酸化絶縁層がハロゲンを含んでいてもよい。なお、必ずしも絶縁層601を設けな
くてもよい。
(A)に示すトランジスタの導電層401_Aに適用可能な材料の層を用いることができ
る。
16(A)に示すトランジスタの半導体層403_Aに適用可能な材料の層を用いること
ができる。
_Aに適用可能な材料の層を用いることができる。
(A)に示すトランジスタの導電層405a_A及び405b_Aに適用可能な材料の層
を用いることができる。
用いることができる。
ができる。
ることができる。
絶縁層521は、隔壁ともいう。
は、例えば特定の色を呈する光を射出する発光材料を用いた発光層を用いることができる
。なお、互いに異なる特性の色を呈する光を射出する発光層の積層を用いて発光層522
を構成してもよい。発光材料としては、蛍光材料又は燐光材料などのエレクトロルミネセ
ンス材料を用いることができる。複数のエレクトロルミネセンス材料を含む材料を用いて
発光材料を構成してもよい。例えば青色を呈する光を射出する蛍光材料の層、橙色を呈す
る光を射出する第1の燐光材料の層、及び橙色を呈する光を射出する第2の燐光材料の層
の積層により、白色を呈する光を射出する発光層を構成してもよい。エレクトロルミネセ
ンス材料としては、有機エレクトロルミネセンス材料又は無機エレクトロルミネセンス材
料を用いることができる。上記発光層に加え、例えばホール注入層、ホール輸送層、電子
輸送層、及び電子注入層の一つ又は複数を設けて電界発光層を構成してもよい。
に適用可能な材料の層のうち、光を透過する材料の層を用いることができる。
を呈する波長の光を透過し、染料又は顔料を含む層を用いることができる。着色層525
として、シアン、マゼンタ、又はイエローの色を呈する光を透過し、染料又は顔料を含む
層を用いてもよい。例えば、染料を含む場合、着色層525は、例えばフォトリソグラフ
ィ法、印刷法、又はインクジェット法を用いて形成され、顔料を含む場合、着色層525
は、フォトリソグラフィ法、印刷法、電着法、又は電子写真法などを用いて形成される。
例えばインクジェット法を用いることにより、室温で製造、低真空度で製造、又は大型基
板上に製造できる。レジストマスクを用いなくても製造できるため、製造コスト及び製造
工程数を低減できる。
。絶縁層526に適用可能な材料の積層により絶縁層526を構成してもよい。なお、絶
縁層526を必ずしも設けなくてもよいが、絶縁層526を設けることにより、着色層5
25からの発光素子への不純物の侵入を抑制できる。
いることができる。絶縁層527に適用可能な材料の積層により絶縁層527を構成して
もよい。
光素子として特定の色の光を呈する光を射出する発光素子と、発光素子が射出する光のう
ち、特定の波長を有する光を透過する着色層を含む構造である。上記構造にすることによ
り、作製工程を容易にし、歩留まりを向上させることができる。例えば、メタルマスクを
用いなくても表示素子を作製できるため、作製工程が容易になる。
い。このとき、駆動回路などの回路のトランジスタの構造を、単位回路のトランジスタの
構造と同じにしてもよい。単位回路と同一基板上に駆動回路などの回路を設けることによ
り、単位回路及び駆動回路の接続配線の数を低減できる。
本実施の形態では、駆動回路を有する半導体装置の例について説明する。
2と、配線903と、配線904と、配線905と、単位回路(UCともいう)910と
、を有する。なお、単位回路910を複数設けてもよい。例えば、単位回路を画素回路と
して複数設けることにより、表示装置を構成できる。900は単位回路910が設けられ
る領域を示す。
より単位回路910を制御する機能を有する。
より単位回路910を制御する機能を有する。
る。配線905は、駆動回路901又は他の回路に接続される。なお、配線905の数は
、複数でもよい。
回路910が設けられる領域900の外で接続することにより配線905としてもよい。
び駆動回路を同一基板上に設けることができる。
本実施の形態では、電子モジュールとしての機能を有する半導体装置の例について説明す
る。
実施の形態に係る半導体装置の構成例を説明するための図である。
に接続された回路基板952と、表示パネル951に重畳するタッチパネル954と、を
有する。
機能を有する回路などが設けられる。
光学式タッチパネルなどの一つ又は複数を用いることができる。なお、タッチパネル95
4の代わりに又はタッチパネル954に加えて、例えばハウジング、放熱板、光学フィル
ム、偏光板、位相差板、プリズムシート、拡散板、バックライトなどを設けて、表示モジ
ュールにしてもよい。
置とタッチパネルなどの他の構成要素を用いて構成される。
本実施の形態では、上記実施の形態の半導体装置を用いて構成されるパネルを筐体に有す
る電子機器の例について、図23を用いて説明する。
12と、ボタン1013と、スピーカー1014を具備する。
、図23(A)に示す電子機器を操作するためのボタンのうち、一つ又は複数を設けても
よい。
としては、本発明の一態様である半導体装置にタッチパネルを重ねて構成されるパネルを
用いることができる。
3を設けることにより、ボタン1013を押すことにより電子機器をオン状態にするか否
かを制御できる。
する機能を有する。
(A)に示す電子機器を電話機として機能させることができる。
び遊技機の一つ又は複数としての機能を有する。
に設けられたパネル1022aと、筐体1021bに設けられたパネル1022bと、軸
部1023と、ボタン1024と、接続端子1025と、記録媒体挿入部1026と、ス
ピーカー1027と、を有する。
有する。パネル1022a及びパネル1022bとしては、本発明の一態様である半導体
装置にタッチパネルを重ねて構成されるパネルを適用できる。
筐体1021bを動かして筐体1021aを筐体1021bに重畳させ、電子機器を折り
畳むことができる。
4を設けてもよい。例えば、電源ボタンとしての機能を有するボタン1024を設けるこ
とにより、ボタン1024を押すことで電子機器内の回路に電力を供給するか否かを制御
できる。
025を設けてもよい。複数の接続端子1025を筐体1021a及び筐体1021bの
一方又は両方に設けてもよい。接続端子1025は、図23(B)に示す電子機器と他の
機器を接続するための端子である。
媒体挿入部1026を設けてもよい。複数の記録媒体挿入部1026を筐体1021a及
び筐体1021bの一方又は両方に設けてもよい。例えば記録媒体挿入部にカード型記録
媒体を挿入することにより、カード型記録媒体から電子機器へのデータの読み出し、又は
電子機器内データのカード型記録媒体への書き込みを行うことができる。
力する機能を有する。なお、スピーカー1027を筐体1021bの代わりに筐体102
1aに設けてもよい。
により、例えば図23(B)に示す電子機器を電話機として機能させることができる。
び遊技機の一つ又は複数としての機能を有する。
情報端末は、筐体1031と、筐体1031に設けられたパネル1032と、ボタン10
33と、スピーカー1034と、を具備する。
としては、本発明の一態様である半導体装置とタッチパネルを重ねて構成されるパネルを
適用できる。
又は複数を設けてもよい。
るボタン1033を設けることにより、ボタン1033を押すことで電子機器内の回路に
電力を供給するか否かを制御できる。
する機能を有する。
ための情報通信端末(マルチメディアステーションともいう)、又は遊技機としての機能
を有する。
41と、筐体1041に設けられたパネル1042と、筐体1041を支持する支持台1
043と、ボタン1044と、接続端子1045と、スピーカー1046と、を有する。
器を操作するためのボタンのうち、一つ又は複数を設けてもよい。
の一態様である半導体装置を適用できる。本発明の一態様である半導体装置にタッチパネ
ルを重ね、パネル1042にタッチパネルとしての機能を加えてもよい。
るボタン1044を設けることにより、ボタン1044を押すことで電子機器内の回路に
電力を供給するか否かを制御できる。
示す電子機器と他の機器を接続するための端子である。例えば、接続端子1045により
図23(D)に示す電子機器とパーソナルコンピュータを接続することにより、パーソナ
ルコンピュータから入力されるデータ信号に応じた画像をパネル1042に表示させるこ
とができる。例えば、図23(D)に示す電子機器のパネル1042が接続する電子機器
のパネルより大きければ、他の電子機器の表示画像を拡大でき、複数の人が同時に視認し
やすくなる。
する機能を有する。
ビジョン装置としての機能を有する。
できる。
るため、さらに、トランジスタを追加することができる。逆に、回路図の各ノードにおい
て、トランジスタ、スイッチ、受動素子などを設けないようにすることもできる。例えば
、あるノードにおいて、直接的に接続されたトランジスタを、これ以上は設けないことも
できる。
を取り出して、発明の一態様を構成してもよい。従って、ある部分を述べる図又は文章が
記載されている場合、そこから一部分の図又は文章を取り出した内容も、発明の一態様に
できる。そのため、例えば能動素子(トランジスタ、ダイオードなど)、配線、受動素子
(容量素子、抵抗素子など)、導電層、絶縁層、半導体層、有機材料、無機材料、部品、
装置、動作方法、製造方法などが単数又は複数記載された図面又は文章において、その一
部分を取り出して、発明の一態様を構成できる。例えば、X個(Xは整数)の回路素子(
トランジスタ、容量素子など)が記載された回路図から、Y個(YはXよりも小さい整数
)の回路素子(トランジスタ、容量素子など)を抜き出して、発明の一態様を構成しても
よい。別の例としては、X個の層が記載された断面図から、Y個の層を抜き出して、発明
の一態様を構成してもよい。さらに別の例としては、X個の要素を有して構成されるタイ
ミングチャートから、Y個の要素を抜き出して、発明の一態様を構成してもよい。
、少なくとも一つの具体例が記載される場合、その具体例の上位概念を導き出すことは、
当業者であれば容易である。従って、ある一つの実施の形態において述べる図又は文章に
おいて、少なくとも一つの具体例が記載される場合、その具体例の上位概念も、発明の一
態様として開示しており、発明の一態様を構成できる。
発明の一態様として開示され、上記図に記載した内容により発明の一態様を構成できる。
従って、ある内容について、図に記載されていれば、文章を用いて述べていなくても、そ
の内容は、発明の一態様として開示されており、上記図から発明の一態様を構成できる。
同様に、図の一部を取り出した図についても、発明の一態様として開示されており、発明
の一態様を構成できる。
101 配線
102 配線
103 配線
104 配線
105 配線
106 配線
111 容量素子
112 容量素子
113 スイッチ
113T トランジスタ
114 トランジスタ
115 スイッチ
115T トランジスタ
116 スイッチ
116T トランジスタ
117 スイッチ
117T トランジスタ
118 スイッチ
118T トランジスタ
119 スイッチ
119T トランジスタ
120 負荷
120A 発光ダイオード
122 スイッチ
122T トランジスタ
123 スイッチ
124 スイッチ
131 回路
132 回路
133 回路
134 回路
135 回路
136 回路
141 容量素子
142 回路
143 回路
145 回路
146 回路
147 回路
148 回路
149 回路
151 配線
152 配線
153 配線
154 配線
155 配線
200 単位回路
201 配線
202 配線
210 駆動回路
211 配線
220 単位回路
221 スイッチ
222 負荷
400_A 被素子形成層
400_B 被素子形成層
401_A 導電層
401_B 導電層
402 絶縁層
402_A 絶縁層
402_B 絶縁層
403_A 半導体層
403_B 半導体層
404a 領域
404b 領域
405a_A 導電層
405a_B 導電層
405b_A 導電層
405b_B 導電層
406 絶縁層
407 絶縁層
500 基板
511a 導電層
511b 導電層
511c 導電層
511d 導電層
511e 導電層
511f 導電層
511g 導電層
512 絶縁層
513a 半導体層
513b 半導体層
513c 半導体層
513d 半導体層
513e 半導体層
513f 半導体層
515a 導電層
515b 導電層
515c 導電層
515d 導電層
515e 導電層
515f 導電層
515g 導電層
515h 導電層
516 絶縁層
517 絶縁層
518 導電層
521 絶縁層
522 発光層
523 導電層
524 基板
525 着色層
526 絶縁層
527 絶縁層
600 基板
601 絶縁層
611a 導電層
611b 導電層
611c 導電層
611d 導電層
611e 導電層
611f 導電層
611g 導電層
612 絶縁層
613a 半導体層
613b 半導体層
613c 半導体層
613d 半導体層
613e 半導体層
613f 半導体層
613g 半導体層
615a 導電層
615b 導電層
615c 導電層
615d 導電層
615e 導電層
615f 導電層
615g 導電層
615h 導電層
615i 導電層
617 絶縁層
900 領域
901 駆動回路
902 駆動回路
903 配線
904 配線
905 配線
910 単位回路
951 表示パネル
952 回路基板
953 端子
954 タッチパネル
1011 筐体
1012 パネル
1013 ボタン
1014 スピーカー
1021a 筐体
1021b 筐体
1022a パネル
1022b パネル
1023 軸部
1024 ボタン
1025 接続端子
1026 記録媒体挿入部
1027 スピーカー
1031 筐体
1032 パネル
1033 ボタン
1034 スピーカー
1035 甲板部
1041 筐体
1042 パネル
1043 支持台
1044 ボタン
1045 接続端子
1046 スピーカー
Claims (1)
- 第1の配線と、
第1の容量素子と、
第2の容量素子と、
前記第1の配線と、前記第1及び第2の容量素子のそれぞれの一対の電極の一方との導通を制御する機能を有する第1のスイッチと、
第2の配線と、
ソース及びドレインの一方が前記第2の配線に電気的に接続され、ゲートが前記第1の容量素子の一対の電極の他方に電気的に接続されるトランジスタと、
前記トランジスタのゲートと、前記トランジスタのソース及びドレインの一方との導通を制御する機能を有する第2のスイッチと、
前記トランジスタのソース及びドレインの他方と、前記第1及び第2の容量素子のそれぞれの一対の電極の一方との導通を制御する機能を有する第3のスイッチと、
前記第2の容量素子の一対の電極の他方と、前記トランジスタのソース及びドレインの他方との導通を制御する機能を有する第4のスイッチと、
第3の配線と、
前記第3の配線と、前記第2の容量素子の一対の電極の他方との導通を制御する機能を有する第5のスイッチと、を有する半導体装置。
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