KR20130108128A - 반도체 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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KR20130108128A
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하지메 기무라
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은 동작 불량을 억제한다.
제 1 배선과, 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나 및 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나 각각과 제 1 배선 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 1 스위치와, 제 2 배선과, 소스 및 드레인 중 하나가 제 2 배선에 전기적으로 접속되고 게이트가 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 전기적으로 접속되는 트랜지스터와, 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나와 트랜지스터의 게이트 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 2 스위치와, 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나 및 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나 각각과 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 3 스위치와, 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나와 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 4 스위치와, 제 3 배선과, 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 다른 하나의 전극과 제 3 배선 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 5 스위치를 구비한다.

Description

반도체 장치 및 전자 기기{SEMICONDUCTOR DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명의 일 형태는 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법에 관한 것이다. 특히 부하에 전류를 공급하는 기능을 갖는 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치에 관한다. 또는, 특히 트랜지스터의 특성 편차를 저감한 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치에 관한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 전자 기기에 관한 것이다.
최근에 트랜지스터를 사용한 반도체 장치의 개발이 진행되고 있다.
상기 반도체 장치로서는 예를 들어, 상기 트랜지스터의 소스와 드레인 사이에 흐르는 전류량을 제어하여, 원하는 동작을 수행하는 반도체 장치 등을 들 수 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본국 특개2005-316474호 공보
본 발명의 일 형태에서는 동작 불량을 억제하는 것, 트랜지스터의 문턱 전압의 편차에 의한 영향을 저감하는 것, 트랜지스터의 이동도의 편차에 의한 영향을 저감하는 것, 및 트랜지스터의 열화에 의한 영향을 저감하는 것 중 하나 또는 복수를 과제 중 하나로 한다.
또는, 본 발명의 일 형태는 질이 높은 표시를 수행하는 반도체 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 얼룩(unevenness)이 적은 표시를 수행하는 반도체 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 원하는 회로를 적은 수의 트랜지스터로 실현할 수 있는 반도체 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 원하는 회로를 적은 수의 배선으로 실현할 수 있는 반도체 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 발광 소자 열화의 영향을 억제할 수 있는 반도체 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 적은 수의 공정으로 제조되는 반도체 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
다만, 본 발명의 일 형태에 의해 해결되는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상술한 과제 이외에, 명세서, 도면, 특허청구범위에 기재된 내용의 적어도 일부를 과제 중 하나 또는 복수로 할 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 형태는 상술한 과제들 모두를 해결할 필요는 없다.
본 발명의 일 형태에서는 트랜지스터의 문턱 전압을 고려하여, 트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인에 인가되는 전위를 제어하여, 동작시의 트랜지스터의 소스와 드레인 사이에 흐르는 전류량을 제어한다.
본 발명의 일 형태는 제 1 배선과, 제 1 용량 소자와, 제 2 용량 소자와, 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나 및 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나 각각과 제 1 배선 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 1 스위치와, 제 2 배선과, 소스 및 드레인 중 하나가 제 2 배선에 전기적으로 접속되고 게이트가 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 전기적으로 접속되는 트랜지스터와, 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 하나와 트랜지스터의 게이트 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 2 스위치와, 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나 및 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나 각각과 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 3 스위치와, 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나와 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 다른 하나 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 4 스위치와, 제 3 배선과, 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 다른 하나와 제 3 배선 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 5 스위치를 포함하는, 반도체 장치이다.
본 발명의 일 형태는 제 1 배선과, 제 1 용량 소자와, 제 2 용량 소자와, 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나 및 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나 각각과 제 1 배선 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 1 스위치와, 제 2 배선과, 소스 및 드레인 중 하나가 제 2 배선에 전기적으로 접속되고 게이트가 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 전기적으로 접속되는 트랜지스터와, 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 하나와 트랜지스터의 게이트 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 2 스위치와, 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나 및 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나 각각과 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 3 스위치와, 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나와 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 다른 하나 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 4 스위치를 포함하는, 반도체 장치이다.
본 발명의 일 형태는 제 1 배선과, 제 1 용량 소자와, 제 2 용량 소자와, 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나 및 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나 각각과 제 1 배선 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 1 스위치와, 제 2 배선과, 소스 및 드레인 중 하나가 제 2 배선에 전기적으로 접속되고 게이트가 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 전기적으로 접속되는 트랜지스터와, 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 하나와 트랜지스터의 게이트 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 2 스위치와, 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나 및 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나 각각과 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 3 스위치와, 제 3 배선과, 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나와 제 3 배선 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 4 스위치를 포함하는, 반도체 장치이다.
본 발명의 일 형태는 제 1 배선과, 제 1 용량 소자와, 제 2 용량 소자와, 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나 및 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나 각각과 제 1 배선 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 1 스위치와, 제 2 배선과, 소스 및 드레인 중 하나가 제 2 배선에 전기적으로 접속되고 게이트가 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 전기적으로 접속되는 트랜지스터와, 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 하나와 트랜지스터의 게이트 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 2 스위치와, 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나 및 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나 각각과 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 3 스위치를 포함하는, 반도체 장치이다.
본 발명의 일 형태는 제 1 배선과, 제 1 용량 소자와, 제 2 용량 소자와, 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나 및 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나 각각과 제 1 배선 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 1 스위치와, 제 2 배선과, 게이트가 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 전기적으로 접속되는 트랜지스터와, 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 하나와 트랜지스터의 게이트 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 2 스위치와, 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나 및 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나 각각과 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 3 스위치와, 제 3 배선과, 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나와 제 3 배선 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 4 스위치와, 제 4 배선과, 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 하나와 제 4 배선 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 5 스위치와, 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 하나와 제 2 배선 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는 제 6 스위치를 포함하는, 반도체 장치이다.
본 발명의 일 형태에 의해, 동작 불량을 억제하는 것, 트랜지스터의 문턱 전압의 편차에 의한 영향을 저감하는 것, 트랜지스터의 이동도의 편차에 의한 영향을 저감하는 것, 및 트랜지스터의 열화에 의한 영향을 저감하는 것 중 하나 또는 복수의 효과를 얻을 수 있다.
또는, 본 발명의 일 형태에 의해, 질이 높은 표시를 수행하는 반도체 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의해, 얼룩이 적은 표시를 수행하는 반도체 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의해, 원하는 회로를 적은 수의 트랜지스터로 실현할 수 있는 반도체 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의해, 원하는 회로를 적은 수의 배선으로 실현할 수 있는 반도체 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의해, 발광 소자 열화의 영향을 억제할 수 있는 반도체 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의해, 적은 수의 공정으로 제조되는 반도체 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1(A) 내지 도 1(E)는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 2(A) 내지 도 2(E)는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 3(A) 내지 도 3(E)는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 4(A) 내지 도 4(E)는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 5(A) 내지 도 5(F)는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 6(A) 내지 도 6(C)는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 7(A) 내지 도 7(E)는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 8(A) 내지 도 8(D)는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 9(A) 내지 도 9(D)는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 10(A) 내지 도 10(D)는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 11(A) 내지 도 11(D)는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 12(A) 내지 도 12(D)는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 13(A) 내지 도 13(F)는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 14는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 15는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 16(A) 및 도 16(B)는 트랜지스터의 예를 설명하기 위한 도면.
도 17(A) 및 도 17(B)는 반도체 장치의 구조의 예를 설명하기 위한 도면.
도 18(A) 및 도 18(B)는 반도체 장치의 구조의 예를 설명하기 위한 도면.
도 19(A) 및 도 19(B)는 반도체 장치의 구조의 예를 설명하기 위한 도면.
도 20은 반도체 장치의 구조의 예를 설명하기 위한 도면.
도 21(A) 및 도 21(B)는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 22는 반도체 장치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 23(A) 내지 도 23(D)는 전자 기기의 예를 설명하기 위한 도면.
본 발명에 따른 실시형태의 일례에 대해서 이하에서 설명한다. 다만, 본 발명의 취지 및 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시형태의 내용을 변경하는 것은 당업자라면 용이하다. 따라서, 본 발명은 이하에 기재되는 실시형태의 내용에 한정되지 않는다. 또한, 이하에 설명하는 구성에 있어서, 같은 것을 가리키는 부호는 다른 도면간에서 공통의 부호를 사용해서 제시하며, 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분의 상세한 설명은 생략한다.
또한, 각 실시형태는 다른 실시형태의 일부분 또는 모든 부분을 변경, 추가, 정정, 삭제, 응용, 상위 개념화, 또는 하위 개념화한 구성에 상당한다. 따라서, 각 실시형태의 일부분 또는 모든 부분을 자유롭게 다른 실시형태의 일부분 또는 모든 부분에 적용하거나, 다른 실시형태의 일부분 또는 모든 부분과 조합하거나, 다른 실시형태의 일부분 또는 모든 부분으로 치환할 수 있다.
제 1, 제 2 등의 서수는 구성 요소의 혼동을 피하기 위해서 붙인 것이며, 각 구성 요소의 개수는 서수의 숫자로 한정되지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 실시형태의 일례는 다양한 사람들이 실시할 수 있으며, 예를 들어 복수의 사람들이 관여하여 실시하는 경우도 있다. 예를 들어, 송수신 시스템에 관해서, A사가 송신기를 제조 및 판매하고 B사가 수신기를 제조 및 판매하는 경우가 있다. 다른 예로서는 TFT 및 발광 소자를 갖는 발광 장치에 관해서, TFT가 형성된 반도체 장치를 A사가 제조 및 판매하고, B사가 그 반도체 장치를 구입하여 그 반도체 장치에 발광 소자를 형성하여 발광 장치로 완성시키는 경우 등이 있다.
이러한 경우에는 A사 및 B사 양쪽 회사에 의해 특허가 침해되었다고 주장할 수 있도록 발명의 일 형태를 구성할 수 있다. 예를 들어, 송수신 시스템에 관해서, 송신기만으로 발명의 일 형태를 구성할 수 있고 수신기만으로 발명의 일 형태를 구성할 수 있다. 다른 예로서는 TFT 및 발광 소자를 갖는 발광 장치에 관해서, TFT가 형성된 반도체 장치만으로 발명의 일 형태를 구성할 수 있고, TFT 및 발광 소자를 갖는 발광 장치로 발명의 일 형태를 구성할 수 있다. 상기 예에 제시된 A사 또는 B사에 의해 특허가 침해되었다고 주장할 수 있는 발명의 일 형태는 명확하며, 본 명세서 등에 기재되어 있다고 판단된다.
또한 '접속'이란, 전기적으로 접속되는 경우, 기능적으로 접속되는 경우, 및 직접 접속되는 경우를 포함한다. 또한, 실시형태에 제시하는 각 구성 요소의 접속 관계는 도면 또는 문장에서 제시한 접속 관계만으로 한정되는 것이 아니다.
예를 들어, 2개의 대상물이 전기적으로 접속되는 경우에, 전기적인 접속이 가능한 다른 소자(예를 들어, 스위치, 트랜지스터, 인덕터, 저항 소자, 다이오드, 표시 소자, 발광 소자, 부하 등)를 2개의 대상물 사이에 제공하여도 좋다.
2개의 대상물이 기능적으로 접속되어 있는 경우에, 기능적으로 접속이 가능한 다른 회로(예를 들어, 논리 회로(인버터, NAND 회로, NOR 회로 등), 신호 변환 회로(DA 변환 회로, AD 변환 회로, 감마(gamma) 보정 회로 등), 또는 전위 레벨 변환 회로(전원 회로(승압 회로, 강압 회로 등), 또는 레벨 시프터 회로 등), 전압원, 전류원, 전환 회로, 증폭 회로(연산 증폭기, 차동 증폭 회로(differential amplifier circuit), 소스 폴로어 회로, 버퍼 회로 등), 신호 생성 회로, 기억 회로, 또는 제어 회로 등)를 2개의 대상물 사이에 제공하여도 좋다.
또한, 스위치는 온/오프를 제어하는 기능을 갖는다. 즉 스위치는 도통 상태(온 상태) 또는 비도통 상태(오프 상태)가 되어 전류를 흘릴지 또는 흘리지 않을지를 제어하는 기능, 또는 전류를 흘리는 경로를 선택하여 전환하는 기능을 갖는다. 예를 들어, 스위치는 경로 1 및 경로 2 중 어느 쪽에 전류를 흘릴 수 있는 상태로 할지를 선택하여 전환하는 기능을 갖는다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 반도체 장치의 예에 대해서 설명한다. 일례로서, 전류원으로서의 기능을 갖는 반도체 장치의 예를 제시한다.
또한 반도체 장치란, 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치를 뜻하며, 예를 들어 발광 장치, 표시 장치, 반도체 회로, 및 전자 기기는 반도체 장치의 일례, 또는 반도체 장치를 이용하여 구성한 장치의 일례에 포함되는 경우가 있다.
전류원은 전류를 공급하는 기능을 갖는다. 전류원에 의해 공급되는 전류는 이상적으로 말하면, 전류원의 양쪽 단자에 인가되는 전압의 값에 상관없이 일정한 것으로 간주할 수 있다.
또한 전류원과 다른 전원으로서, 전압원이 있다. 전압원은 이것과 접속된 회로에 흐르는 전류가 변화되어도 일정한 전압을 공급하는 기능을 갖는다. 따라서, 전압원 및 전류원 양쪽 모두가 전압과 전류를 공급하는 기능을 갖지만, 적어도 일부의 기능은 다르다. 예를 들어, 전류원은 양쪽 단자의 전압이 변화되어도 일정한 전류를 공급하는 기능을 갖고, 전압원은 전류가 변화되어도 일정한 전압을 공급하는 기능을 가지고 있다.
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 예에 대해서, 도 1(A) 내지 도 12(D)를 사용하여 설명한다.
도 1(A)에 도시한 반도체 장치는 배선(101), 배선(102), 배선(103), 용량 소자(111), 용량 소자(112), 스위치(113), 트랜지스터(114), 스위치(115), 스위치(116), 스위치(117), 및 스위치(118)를 갖는다. 또한, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 구성은 단위 회로(100), 배선(101), 배선(102), 및 배선(103)을 갖는 구성인 것으로 간주할 수도 있다. 이 때, 단위 회로(100)가 배선 이외의 소자(예를 들어, 도 1(A)에서는 용량 소자(111), 용량 소자(112), 스위치(113), 트랜지스터(114), 스위치(115), 스위치(116), 스위치(117), 및 스위치(118))를 갖는다. 다만, 이것에 한정되지 않으며, 단위 회로(100)가 배선(101) 내지 배선(103)을 갖는 것으로 간주할 수도 있다. 또한, 용량 소자(111), 용량 소자(112), 스위치(113), 트랜지스터(114), 스위치(115), 스위치(116), 스위치(117), 스위치(118), 배선(101), 배선(102), 및 배선(103) 중 하나 또는 복수를 반드시 제공할 필요는 없다.
배선(101)은 예를 들어, 데이터 신호, 소스 신호, 또는 영상 신호를 입력할 수 있는 기능, 공급할 수 있는 기능, 또는 전송할 수 있는 기능을 갖는다.
배선(101)은 예를 들어, 데이터 신호선, 소스 신호선, 또는 영상 신호선으로서의 기능을 갖는다. 일례로서는 데이터 신호, 소스 신호, 영상 신호는 아날로그 신호이다. 다만, 본 발명의 일 형태는 이것에 한정되지 않으며, 데이터 신호, 소스 신호, 영상 신호가 일정한 전위나 디지털 신호이어도 좋다.
배선(101)은 예를 들어, 도 2(A)에 도시한 바와 같이 회로(131)에 접속되어도 좋다. 회로(131)는 예를 들어, 구동 회로, 소스 드라이버 등으로 구성된다. 또한, 반드시 회로(131)를 제공할 필요는 없다.
본 실시형태에서는 배선(101)의 전위를 제어함으로써, 반도체 장치의 초기화 또는 프리차지(precharge)를 수행하여도 좋다.
본 실시형태에서는 어느 임의의 기간과는 다른 기간에, 상기 임의의 기간의 역 바이어스를 배선(101)에 인가하여도 좋다.
배선(102)은 예를 들어, 전원 전위를 인가할 수 있는 기능, 공급할 수 있는 기능, 또는 전송할 수 있는 기능을 갖는다. 또는, 배선(102)은 트랜지스터에 전류를 공급할 수 있는 기능을 갖는다. 또는, 배선(102)은 부하에 전류를 공급할 수 있는 기능을 갖는다.
배선(103)은 예를 들어, 전위가 인가되는 배선(전위 공급선)으로서의 기능을 갖는다.
배선(102)은 예를 들어, 도 2(A)에 도시한 바와 같이 회로(132)에 접속되어도 좋다. 회로(132)는 예를 들어, 구동 회로, 소스 드라이버, 또는 전원 회로 등으로 구성된다. 또한, 반드시 회로(132)를 제공할 필요는 없다.
본 실시형태에서는 배선(102)에 펄스 신호를 공급하여도 좋다.
배선(103)은 예를 들어, 도 2(A)에 도시한 바와 같이 회로(133)에 접속되어도 좋다. 회로(133)는 예를 들어, 구동 회로, 소스 드라이버, 또는 전원 회로 등으로 구성된다. 또한, 반드시 회로(133)를 제공할 필요는 없다.
본 실시형태에서는 배선(103)의 전위를 제어함으로써, 반도체 장치의 초기화 또는 프리차지를 수행하여도 좋다.
본 실시형태에서는 어느 임의의 기간과는 다른 기간에, 상기 임의의 기간의 역 바이어스를 배선(103)에 인가하여도 좋다.
본 실시형태에서는 배선(103)에 펄스 신호를 공급하여도 좋다.
스위치(113)는 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 하나 및 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 하나 각각과 배선(101) 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다.
트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 하나는 배선(102)에 접속되고, 트랜지스터(114)의 게이트는 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속된다. 트랜지스터(114)는 게이트, 소스, 및 드레인의 전위에 따라, 소스와 드레인 사이에 흐르는 전류량이 제어된다. 트랜지스터(114)가 전류원의 기능을 가져도 좋다.
스위치(115)는 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 하나와 트랜지스터(114)의 게이트 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다.
스위치(116)는 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 하나 및 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 하나 각각과 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다.
스위치(117)는 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나와, 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다.
스위치(118)는 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나와 배선(103) 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다.
또한, 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 구성은 도 1(A)에 도시한 구성에 한정되지 않는다.
도 1(B)에 도시한 반도체 장치는 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 배선(103) 및 스위치(118)가 없는 구성이고, 도 2(B)에 도시한 반도체 장치는 도 2(A)에 도시한 반도체 장치의 배선(103), 스위치(118), 및 회로(133)가 없는 구성이다.
도 1(C)에 도시한 반도체 장치는 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117)가 없는 구성이고, 도 2(C)에 도시한 반도체 장치는 도 2(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117)가 없는 구성이다.
도 1(D)에 도시한 반도체 장치는 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117), 배선(103), 및 스위치(118)가 없는 구성이고, 도 2(D)에 도시한 반도체 장치는 도 2(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117), 배선(103), 스위치(118), 및 회로(133)가 없는 구성이다.
도 1(E)에 도시한 반도체 장치는 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 구성에 더하여 배선(104), 스위치(119), 및 스위치(122)를 구비하며 스위치(117)가 없는 구성이고, 도 2(E)에 도시한 반도체 장치는 도 2(A)에 도시한 반도체 장치의 구성에 더하여 배선(104), 스위치(119), 스위치(122), 및 회로(134)를 구비하며 스위치(117)가 없는 구성이다. 도 1(E) 및 도 2(E)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 스위치(122)는 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 하나와 배선(104) 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다.
배선(104)은 예를 들어, 도 2(E)에 도시한 바와 같이 회로(134)에 접속되어도 좋다. 회로(134)는 예를 들어, 구동 회로, 소스 드라이버, 또는 전원 회로 등으로 구성된다. 또한, 반드시 회로(134)를 제공할 필요는 없다.
본 실시형태에서는 배선(104)의 전위를 제어함으로써, 반도체 장치의 초기화 또는 프리차지를 수행하여도 좋다.
본 실시형태에서는 어느 임의의 기간과는 다른 기간에, 상기 임의의 기간의 역 바이어스를 배선(104)에 인가하여도 좋다.
본 실시형태에서는 배선(104)에 펄스 신호를 공급하여도 좋다.
스위치(113), 스위치(115), 스위치(116), 스위치(117), 스위치(118), 스위치(119), 및 스위치(122) 등의 스위치로서는 예를 들어, 전기적인 스위치 또는 기계적인 스위치 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 스위치(113), 스위치(115), 스위치(116), 스위치(117), 스위치(118), 스위치(119), 및 스위치(122) 등의 스위치로서는 트랜지스터, 다이오드, 미소 전기 기계 시스템(MEMS라고도 함), 또는 디지털 마이크로 미러 디바이스(DMD라고도 함) 등을 사용할 수 있다. 또한, 스위치로서 트랜지스터를 사용하는 경우에는 상기 트랜지스터의 극성은 특별히 한정되지 않는다.
스위치(113), 스위치(115), 스위치(116), 스위치(117), 스위치(118), 스위치(119), 및 스위치(122) 등의 스위치로서는 복수의 트랜지스터를 조합한 논리 회로를 사용하여도 좋다. 예를 들어, 논리 회로로서 상보형 논리 회로(N채널형 트랜지스터 및 P채널형 트랜지스터를 이용한 논리 회로)를 이용하여도 좋다.
스위치(113), 스위치(115), 스위치(116), 스위치(117), 스위치(118), 스위치(119), 및 스위치(122)로서 트랜지스터를 적용하는 경우의 반도체 장치의 예에 대해서 도 3(A) 내지 도 3(E)를 사용하여 설명한다.
도 3(A)에 도시한 반도체 장치는 스위치 대신에 트랜지스터를 이용하여 도 2(A)에 도시한 반도체 장치를 구성한 일례이다.
도 3(A)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 트랜지스터(113T)의 소스 및 드레인 중 하나는 배선(101)에 접속된다. 트랜지스터(113T)의 게이트는 예를 들어, 회로(143)에 접속되어도 좋다.
또는, 도 3(A)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 하나 및 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 하나 각각은 트랜지스터(113T)의 소스 및 드레인 중 다른 하나에 접속된다.
또는, 도 3(A)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 트랜지스터(115T)의 소스 및 드레인 중 하나는 배선(102)에 접속되고, 트랜지스터(115T)의 소스 및 드레인 중 다른 하나는 트랜지스터(114)의 게이트에 접속된다. 트랜지스터(115T)의 게이트는 예를 들어, 회로(145)에 접속되어도 좋다.
또는, 도 3(A)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 트랜지스터(116T)의 소스 및 드레인 중 하나는 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 하나 및 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 하나에 접속되고, 트랜지스터(116T)의 소스 및 드레인 중 다른 하나는 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 다른 하나에 접속된다. 트랜지스터(116T)의 게이트는 예를 들어, 회로(146)에 접속되어도 좋다.
또는, 도 3(A)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 트랜지스터(117T)의 소스 및 드레인 중 하나는 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 다른 하나에 접속되고, 트랜지스터(117T)의 소스 및 드레인 중 다른 하나는 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속된다. 트랜지스터(117T)의 게이트는 예를 들어, 회로(147)에 접속되어도 좋다.
또는, 도 3(A)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 트랜지스터(118T)의 소스 및 드레인 중 하나는 배선(103)에 접속되고, 트랜지스터(118T)의 소스 및 드레인 중 다른 하나는 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속된다. 트랜지스터(118T)의 게이트는 예를 들어, 회로(148)에 접속되어도 좋다.
도 3(B)에 도시한 반도체 장치는 도 3(A)에 도시한 반도체 장치의 배선(103), 트랜지스터(118T), 회로(133), 및 회로(148)가 없는 구성이다.
도 3(C)에 도시한 반도체 장치는 도 3(A)에 도시한 반도체 장치의 트랜지스터(117T) 및 회로(147)가 없는 구성이다. 도 3(C)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 트랜지스터(118T)의 소스 및 드레인 중 다른 하나는 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 다른 하나에 접속된다.
도 3(D)에 도시한 반도체 장치는 도 3(B)에 도시한 반도체 장치의 트랜지스터(117T) 및 회로(147)가 없는 구성이다. 도 3(D)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 다른 하나는 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속된다.
도 3(E)에 도시한 반도체 장치는 도 3(A)에 도시한 반도체 장치에 더하여, 트랜지스터(119T) 및 트랜지스터(122T), 회로(134), 회로(142), 및 회로(149)를 구비하며 스위치(117)가 없는 구성이다. 도 3(E)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 트랜지스터(122T)의 소스 및 드레인 중 하나는 배선(104)에 접속되고, 트랜지스터(122T)의 소스 및 드레인 중 다른 하나는 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 하나에 접속된다. 트랜지스터(122T)의 게이트는 예를 들어, 회로(142)에 접속되어도 좋다. 또는, 트랜지스터(119T)의 소스 및 드레인 중 하나는 배선(102)에 접속되고, 트랜지스터(119T)의 소스 및 드레인 중 다른 하나는 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 하나에 접속된다. 트랜지스터(119T)의 게이트는 예를 들어, 회로(149)에 접속되어도 좋다.
도 3(A) 내지 도 3(E)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 트랜지스터(113T), 트랜지스터(115T), 트랜지스터(116T), 트랜지스터(117T), 트랜지스터(118T), 트랜지스터(119T), 및 트랜지스터(122T) 각각의 게이트에 신호가 입력되어도 좋다. 또한, 복수의 스위치를 같은 타이밍으로 온 상태 또는 오프 상태로 하는 경우에, 상기 복수의 스위치인 트랜지스터 각각의 게이트에 같은 신호를 입력하여도 좋다. 도 3(A) 내지 도 3(E)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 동작이 같은 것이라면, 트랜지스터(113T), 트랜지스터(115T), 트랜지스터(116T), 트랜지스터(117T), 트랜지스터(118T), 트랜지스터(119T), 및 트랜지스터(122T)의 어느 임의의 배선을 공통적으로 사용하여도 좋다. 트랜지스터(113T), 트랜지스터(115T), 트랜지스터(116T), 트랜지스터(117T), 트랜지스터(118T), 트랜지스터(119T), 및 트랜지스터(122T)의 기능은 스위치로서의 기능에 한정되지 않는다.
회로(142), 회로(143), 회로(145), 회로(146), 회로(147), 회로(148), 회로(149)는 예를 들어, 구동 회로, 소스 드라이버, 또는 전원 회로 등으로 구성된다. 또한, 반드시 회로(142), 회로(143), 회로(145), 회로(146), 회로(147), 회로(148), 회로(149)를 제공할 필요는 없다.
부하를 갖는 반도체 장치의 예에 대해서 도 4(A) 내지 도 5(F)를 사용하여 설명한다.
도 4(A)에 도시한 반도체 장치는 도 2(A)에 도시한 반도체 장치의 구성에 더하여, 배선(105) 및 부하(120)를 갖는다. 또한, 단위 회로(100)가 부하(120)를 포함하는 구성으로 하여도 좋다.
배선(105)은 예를 들어, 전위 공급선으로서의 기능을 갖는다. 또한, 배선(105)에 인가되는 전위는 배선(103)에 인가되는 전위와 같은 값이라도 좋다. 이 때, 배선(105) 및 배선(103)을 접속하여 하나의 배선으로 하여도 좋다.
배선(105)은 회로(135)에 접속되어도 좋다. 회로(135)는 예를 들어, 구동 회로, 소스 드라이버, 또는 전원 회로 등으로 구성된다. 다만, 반드시 회로(135)를 제공할 필요는 없다.
본 실시형태에서는 배선(105)의 전위를 제어함으로써, 반도체 장치의 초기화 또는 프리차지를 수행하여도 좋다.
본 실시형태에서는 어느 임의의 기간과는 다른 기간에, 상기 임의의 기간의 역 바이어스를 배선(105)에 인가하여도 좋다.
본 실시형태에서는 배선(105)에 펄스 신호를 공급하여도 좋다.
본 실시형태에서는 배선(105)을 음극 또는 대향 전극으로 하여도 좋다.
부하(120)는 적어도 2개의 단자를 갖는다. 부하(120)의 2개의 단자 중 하나는 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속되고, 부하(120)의 2개의 단자 중 다른 하나는 배선(105)에 접속된다.
부하(120)로서는 예를 들어, 능동 소자 또는 수동 소자, 또는 상기 능동 소자 및 수동 소자 중 하나 또는 복수를 사용한 회로 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 부하(120)로서는 표시 소자 또는 발광 소자 등을 사용할 수 있다. 부하(120)로서는 예를 들어, 액정 소자 또는 일렉트로루미네선스(electroluminescence) 소자(EL 소자라고도 함) 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 액정 소자 또는 EL 소자의 일부를 부하(120)로 하여도 좋다. 본 실시형태에서는 부하(120)가 화소 회로이어도 좋다.
또한, 표시 소자, 표시 소자를 갖는 장치인 표시 장치, 발광 소자, 및 발광 소자를 갖는 장치인 발광 장치는 다양한 형태를 사용할 수 있고, 또는 다양한 소자를 가질 수 있다. 표시 소자, 표시 장치, 발광 소자, 또는 발광 장치의 일례로서는 전기 자기적 작용에 의해, 콘트라스트, 휘도, 반사율, 투과율 등이 변화하는 표시 매체 등을 사용할 수 있으며, 예를 들어 EL 소자(유기물 및 무기물을 함유한 EL 소자, 유기 EL 소자, 무기 EL 소자), LED(백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED 등), 트랜지스터(전류에 따라 발광하는 트랜지스터), 전자 방출 소자, 액정 소자, 전자 잉크, 전기 영동 소자, 그레이팅 라이트 밸브(GLV라고도 함), 플라즈마 디스플레이(PDP라고도 함), 디지털 마이크로 미러 디바이스(DMD라고도 함), 압전 세라믹 디스플레이, 또는 카본 나노 튜브 등을 사용할 수 있다. EL 소자를 사용한 표시 장치의 일례로서는 EL 디스플레이 등이 있다. 전자 방출 소자를 사용한 표시 장치의 일례로서는 필드 이미션 디스플레이(FED라고도 함), 표면 전도형 전자 방출 소자 디스플레이(SED: Surface-conduction Electron-emitter Display) 등이 있다. 액정 소자를 사용한 표시 장치의 일례로서는 액정 디스플레이(투과형 액정 디스플레이, 반투과형 액정 디스플레이, 반사형 액정 디스플레이, 직시형 액정 디스플레이, 투사형 액정 디스플레이) 등이 있다. 전자 잉크 또는 전기 영동 소자를 사용한 표시 장치의 일례로서는 전자 종이 등이 있다.
또한, 도 4(B)에 도시한 반도체 장치는 도 4(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(118) 대신에 스위치(123)를 갖는 구성이다. 도 4(B)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 스위치(123)는 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 하나와 배선(103) 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다.
도 4(C)에 도시한 반도체 장치는 도 4(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(118) 대신에 스위치(124)를 갖는 구성이다. 도 4(C)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 스위치(124)는 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 다른 하나와 배선(103) 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다.
도 4(D)에 도시한 반도체 장치는 도 4(C)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117)의 기능이 상이한 구성이다. 도 4(D)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 스위치(117)는 부하(120)의 2개의 단자 중 하나와, 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다.
도 4(E)에 도시한 반도체 장치는 도 4(B)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117)의 기능이 상이한 구성이다. 도 4(E)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 스위치(117)는 부하(120)의 2개의 단자 중 하나와 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다.
도 5(A)에 도시한 반도체 장치는 도 4(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117)가 없는 구성이다. 도 5(A)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 스위치(118)는 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나 및 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 각각과 배선(103) 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다.
도 5(B)에 도시한 반도체 장치는 도 4(B)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117)가 없는 구성이다. 도 5(B)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 스위치(123)는 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 하나 및 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 하나 각각과 배선(103) 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다.
도 5(C)에 도시한 반도체 장치는 도 5(A)에 도시한 반도체 장치의 배선(103), 스위치(118), 및 회로(133)가 없는 구성이다.
도 5(D)에 도시한 반도체 장치는 도 4(A)에 도시한 반도체 장치의 구성에 더하여, 배선(104), 스위치(122), 및 회로(134)를 구비하며 스위치(117)를 갖지 않는 구성이다. 도 5(D)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 스위치(122)는 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 하나와 배선(104) 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다.
도 5(E)에 도시한 반도체 장치는 도 5(D)에 도시한 반도체 장치의 스위치(118)가 없는 구성이다. 도 5(E)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나 및 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 다른 하나는 배선(103)에 접속된다.
도 5(F)에 도시한 반도체 장치는 도 5(D)에 도시한 반도체 장치의 배선(103), 스위치(118), 및 회로(133)가 없는 구성이다.
또한, 배선의 개수가 적은 반도체 장치의 예에 대해서 도 6(A) 내지 도 6(C)를 사용하여 설명한다.
도 6(A)에 도시한 반도체 장치는 도 4(A)에 도시한 반도체 장치의 배선(103) 및 배선(105) 대신에 배선(106)을 갖고, 회로(133) 및 회로(135) 대신에 회로(136)를 갖는다.
도 6(B)에 도시한 반도체 장치는 도 5(A)에 도시한 반도체 장치의 배선(103) 및 배선(105) 대신에 배선(106)을 갖고, 회로(133) 및 회로(135) 대신에 회로(136)를 갖는다.
도 6(C)에 도시한 반도체 장치는 도 5(D)에 도시한 반도체 장치의 배선(103) 및 배선(105) 대신에 배선(106)을 갖고, 회로(133) 및 회로(135) 대신에 회로(136)를 갖는다.
배선(106)은 전위 공급선으로서의 기능을 갖는다. 도 6(A) 내지 도 6(C)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 스위치(118)는 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나와 배선(106) 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다. 부하(120)의 2개의 단자 중 다른 하나는 배선(106)에 접속된다.
배선(106)은 회로(136)에 접속되어도 좋다. 회로(136)는 예를 들어, 구동 회로, 소스 드라이버, 또는 전원 회로 등으로 구성된다. 또한, 반드시 회로(136)를 제공할 필요는 없다.
본 실시형태에서는 배선(106)의 전위를 제어함으로써, 반도체 장치의 초기화 또는 프리차지를 수행하여도 좋다.
본 실시형태에서는 어느 임의의 기간과는 다른 기간에, 상기 임의의 기간의 역 바이어스를 배선(106)에 인가하여도 좋다.
본 실시형태에서는 배선(106)에 펄스 신호를 공급하여도 좋다.
본 실시형태에서는 배선(106)을 음극 또는 대향 전극으로 하여도 좋다.
또한 도 4(A), 도 5(A), 및 도 5(D)에 도시한 반도체 장치에 한정되지 않고, 예를 들어, 도 4(C), 도 4(D), 도 5(E)에 도시한 반도체 장치의 배선(103) 및 배선(105) 대신에 배선(106)을 제공하여도 좋다.
부하(120)의 2개의 단자 중 하나에 접속되는 용량 소자를 갖는 반도체 장치의 예에 대해서 도 7(A) 내지 도 7(E)를 사용하여 설명한다.
예를 들어, 도 1(A) 내지 도 6(C)에 도시한 반도체 장치에 용량 소자를 추가할 수 있다. 일례로서 도 7(A)에 도시한 반도체 장치는 도 4(A)에 도시한 반도체 장치의 구성에 더하여, 용량 소자(141)를 갖는다. 도 7(A)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 용량 소자(141)의 한 쌍의 전극 중 하나는 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속된다.
도 7(B)에 도시한 반도체 장치는 도 4(B)에 도시한 반도체 장치의 구성에 더하여 용량 소자(141)를 갖고, 스위치(123), 배선(103), 및 회로(133)를 갖지 않는 구성, 즉 도 7(A)에 도시한 반도체 장치의 배선(103), 스위치(118), 회로(133)가 없는 구성이다.
도 7(C)에 도시한 반도체 장치는 도 5(A)에 도시한 반도체 장치의 구성에 더하여 용량 소자(141)를 갖는 구성, 즉 도 7(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117)가 없는 구성이다. 도 7(C)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 스위치(118)는 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나 및 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 각각과, 배선(103) 사이의 도통을 제어하는 기능을 갖는다. 용량 소자(141)의 한 쌍의 전극 중 하나는 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나 및 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 다른 하나에 접속된다.
도 7(D)에 도시한 반도체 장치는 도 5(C)에 도시한 반도체 장치의 구성에 더하여 용량 소자(141)를 갖는 구성, 즉 도 7(C)에 도시한 반도체 장치의 스위치(118), 배선(103), 회로(133)가 없는 구성이다.
도 7(E)에 도시한 반도체 장치는 도 5(D)에 도시한 반도체 장치의 구성에 더하여 용량 소자(141)를 갖는 구성, 즉 도 7(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117) 대신에 스위치(122)를 갖고, 도 7(A)에 도시한 반도체 장치의 구성에 더하여 배선(104) 및 스위치(119)를 갖는 구성이다.
또한, 도 4(A), 도 4(B), 도 5(A), 도 5(C), 및 도 5(D)에 도시한 반도체 장치에 한정되지 않고, 예를 들어, 도 4(C) 내지 도 4(E), 도 5(B), 및 도 5(E)에 도시한 반도체 장치의 구성에 더하여 용량 소자를 제공하여도 좋다.
다음에, 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 구동 방법의 예에 대해서 도 8(A) 내지 도 12(D)를 사용하여 설명한다.
도 8(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례에 대해서 도 8(B) 및 도 8(C)의 타이밍 차트를 이용하여 설명한다. 도 8(A)에 도시한 반도체 장치는 도 4(A)에 도시한 반도체 장치의 부하(120) 대신에 발광 다이오드(120A)를 갖고, 트랜지스터(114)가 N채널형 트랜지스터인 경우의 반도체 장치의 일례이다. 이 때, 발광 다이오드(120A)의 양극(anode)은 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속되고, 발광 다이오드(120A)의 음극(cathode)은 배선(105)에 접속된다. 배선(102)에는 전위 Vdd(단순히 Vdd라고도 함)가 인가되고, 배선(105)에는 전위 Vdd보다 낮은 전위 Vcat(단순히 Vcat라고도 함)가 인가되고, 배선(103)에는 전위 Vcat와 같거나 또는 더 낮은 전위 Vinit(단순히 Vinit라고도 함)가 인가된다고 가정한다. 여기서는 발광 다이오드(120A)를 갖는 경우의 반도체 장치의 구동 방법의 예를 제시하지만, 이것에 한정되지 않으며, 발광 다이오드(120A)가 없는 구성으로 한 경우에도, 발광 다이오드(120A)를 제외한 부분의 구동 방법의 예를 적절히 사용할 수 있다.
도 8(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례로서는 도 8(B) 및 도 8(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T11에 스위치(113)를 오프 상태(상태 OFF라고도 함)로 하고, 스위치(115), 스위치(116), 스위치(117), 및 스위치(118)를 온 상태(상태 ON이라고도 함)로 한다. 또한, 기간 T11을 초기화 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 트랜지스터(114)의 게이트 및 드레인 각각의 전위가 전위 Vdd가 되고, 트랜지스터(114)의 소스의 전위가 전위 Vinit가 된다. 이로써, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs라고도 함)이 Vdd－Vinit(Va)가 된다. Vdd－Vinit의 값은 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114라고도 함)의 값보다 크다. 그러므로, 트랜지스터(114)가 온 상태가 되고, 용량 소자(111)에 인가되는 전압은 Vdd－Vinit가 된다. 전위 Vinit가 전위 Vcat보다 낮은 경우에는 발광 다이오드(120A)를 역 바이어스 상태로 하여 발광 다이오드(120A)에 전류가 흐르기 어렵게 할 수 있으며, 예를 들어 발광 다이오드(120A)의 열화를 억제할 수 있다.
기간 T12에 스위치(113) 및 스위치(117)를 오프 상태로 하고, 스위치(115), 스위치(116), 및 스위치(118)를 온 상태로 한다. 또한, 기간 T12에 스위치(118)를 오프 상태로 하여도 좋다. 또한, 기간 T12를 문턱 전압 데이터 취득 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 트랜지스터(114)는 온 상태가 그대로 유지된다. 따라서, 트랜지스터(114)의 소스와 드레인 사이에 전류가 흘러, 트랜지스터(114)의 소스의 전위가 변화되면서 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)(Vb) 이하가 된 시점에서 트랜지스터(114)가 오프 상태가 된다. 용량 소자(111)에 인가되는 전압은 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)과 동등한 값이 된다. 또한, 반드시 기간 T12에 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압을 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114) 이하로 변화시킬 필요는 없으며, 예를 들어, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압이 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)보다 커도 좋다.
기간 T13(신호 입력 기간이라고도 함)에 스위치(113) 및 스위치(118)를 온 상태로 하고, 스위치(115), 스위치(116), 및 스위치(117)를 오프 상태로 하고, 배선(101)을 통하여 신호를 입력한다. 기간 T13에 스위치(116) 및 스위치(117) 중 적어도 하나가 오프 상태이면 좋다. 용량 소자(112)의 용량이 다이오드(120A)의 용량을 무시할 수 있을 만큼 크면 스위치(118)를 오프 상태로 하여도 좋다.
이 때, 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 하나의 전극의 전위는 입력된 신호의 전위(Vsig라고도 함)와 동등한 값이 된다. 또한, 트랜지스터(114)의 게이트가 부유 상태가 되어, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위는 입력된 신호에 따라 변화된다. 용량 소자(111)에 인가되는 전압은 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)과 같은 값이고, 용량 소자(112)에 인가되는 전압은 Vsig－Vinit가 된다. 또한, 트랜지스터(114)를 온 상태로 하여도 좋다.
기간 T14(전류 생성 기간이라고도 함)에, 스위치(113), 스위치(115), 스위치(116), 및 스위치(118)를 오프 상태로 하고, 스위치(117)를 온 상태로 한다.
이 때, 트랜지스터(114)가 온 상태가 되어 트랜지스터(114)의 소스와 드레인 사이에 전류가 흐른다. 또한, 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극의 각각, 및 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극의 각각이 부유 상태이기 때문에, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위가 변화된다. 또한, 발광 다이오드(120A)의 양극과 음극 사이에 전류가 흐름으로써 발광 다이오드(120A)가 발광한다. 이 때, 트랜지스터(114)의 소스의 전위를 전위 Vel(단순히 Vel이라고도 함)로 하면, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위가 Vth114＋Vsig－Vinit＋Vel이 되기 때문에, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)은 Vth114＋Vsig－Vinit(Vc)가 된다. 따라서, 트랜지스터(114)의 소스의 전위의 변화에 따른 트랜지스터의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)의 변화를 억제할 수 있다.
또한, 도 8(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T13'에 스위치(113), 스위치(116), 및 스위치(118)를 오프 상태로 하고, 스위치(115) 및 스위치(117)를 온 상태로 하여도 좋다. 또한, 기간 T13'을 이동도 보정 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 기간 T13'의 길이에 따라, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압이 Vth114－Vx(Vd)로 변화된다. 전위 Vx는 기간 T13'의 길이에 따라 변화되는 전위의 변화량이다. 이 후, 기간 T14에는 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압이 Vth114＋Vsig－Vinit－Vx(Vc)가 된다.
도 8(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T13'의 길이를 설정하여, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압을 원하는 값으로 함으로써, 트랜지스터(114)의 이동도의 편차에 의한 영향을 억제할 수 있다.
여기까지가 도 8(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례에 관한 설명이다.
또한, 도 8(D)에 도시한 바와 같이, 도 8(A)에 도시한 반도체 장치의 트랜지스터(114)를 P채널형 트랜지스터로 하여도 좋다. 이 때, 발광 다이오드(120A)의 양극은 배선(105)에 접속되고, 발광 다이오드(120A)의 음극은 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속된다. 배선(102)에는 전위 Vcat가 인가되고, 배선(105)에는 전위 Vinit2 또는 전위 Vdd가 인가된다고 가정한다. 도 8(D)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례로서는 예를 들어, 도 8(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례(스위치(113), 스위치(115), 스위치(116), 스위치(117), 스위치(118)의 동작 및 배선(101), 배선(103)의 전위)를 이용할 수 있다.
다음에, 도 9(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례에 대해서 도 9(B) 및 도 9(C)의 타이밍 차트를 이용하여 설명한다. 도 9(A)에 도시한 반도체 장치는 도 4(B)에 도시한 반도체 장치의 부하(120) 대신에 발광 다이오드(120A)를 갖고, 스위치(123), 배선(103), 및 회로(133)를 구비하지 않고, 트랜지스터(114)가 N채널형 트랜지스터인 경우의 반도체 장치의 일례이다. 이 때, 발광 다이오드(120A)의 양극은 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속되고, 발광 다이오드(120A)의 음극은 배선(105)에 접속된다. 배선(102)에는 전위 Vdd가 인가되고, 배선(105)에는 전위 Vcat가 인가된다고 가정한다. 여기서는 발광 다이오드(120A)를 갖는 경우의 반도체 장치의 구동 방법의 예를 제시하지만, 이것에 한정되지 않으며, 발광 다이오드(120A)가 없는 구성으로 한 경우에도, 발광 다이오드(120A)를 제외한 부분의 구동 방법의 예를 적절히 사용할 수 있다.
도 9(B) 및 도 9(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T11에 스위치(113), 스위치(115), 스위치(116), 및 스위치(117)를 온 상태로 하고, 배선(101)의 전위를 전위 Vinit로 한다. 또한, 기간 T11을 초기화 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 트랜지스터(114)의 게이트 및 드레인 각각의 전위가 전위 Vdd가 되고, 트랜지스터(114)의 소스의 전위가 전위 Vinit가 된다. 이로써, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 Vdd－Vinit(Va)가 된다. Vdd－Vinit의 값은 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)보다 크다. 그러므로, 트랜지스터(114)가 온 상태가 되고, 용량 소자(111)에 인가되는 전압은 Vdd－Vinit가 된다. 전위 Vinit가 전위 Vcat보다 낮기 때문에, 발광 다이오드(120A)를 역 바이어스 상태로 하여 발광 다이오드(120A)에 전류가 흐르기 어렵게 할 수 있으며, 예를 들어 발광 다이오드(120A)의 열화를 억제할 수 있다.
기간 T12에 스위치(113) 및 스위치(117)를 오프 상태로 하고, 스위치(115) 및 스위치(116)를 온 상태로 한다. 또한, 기간 T12를 문턱 전압 데이터 취득 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 트랜지스터(114)는 온 상태가 그대로 유지된다. 따라서, 트랜지스터(114)의 소스와 드레인 사이에 전류가 흘러, 트랜지스터(114)의 소스의 전위가 변화되면서 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)(Vb) 이하가 된 시점에서 트랜지스터(114)가 오프 상태가 된다. 용량 소자(111)에 인가되는 전압은 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)과 동등한 값이 된다. 또한, 반드시 기간 T12에 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압을 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114) 이하로 변화시킬 필요는 없으며, 예를 들어, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)보다 커도 좋다.
기간 T13에 스위치(113)를 온 상태로 하고, 스위치(115), 스위치(116), 및 스위치(117)를 오프 상태로 하고, 배선(101)을 통하여 신호를 입력한다. 이 때, 배선(101)을 통하여 입력되는 신호의 전위를 전위 Vsig로 한다. 기간 T13에 스위치(116) 및 스위치(117) 중 적어도 하나가 오프 상태이면 좋다. 또한, 기간 T13을 신호 입력 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 하나의 전극의 전위는 입력된 신호의 전위(Vsig)가 된다. 또한, 트랜지스터(114)의 게이트가 부유 상태가 되어, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위는 입력된 신호에 따라 변화된다. 용량 소자(111)에 인가되는 전압은 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)과 동등한 값이다. 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나의 전극의 전위는 Vinit＋Vα가 된다. Vα는 용량 소자(112)와 발광 다이오드(120A)의 용량비에 따라 결정된다. 따라서, 용량 소자(112)에 인가되는 전압은 Vsig－Vinit＋Vα가 된다. 그리고, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)은 전압 Vb(Vth114)가 된다. 또한, 트랜지스터(114)를 온 상태로 하여도 좋다.
기간 T14에, 스위치(113), 스위치(115), 및 스위치(116)를 오프 상태로 하고, 스위치(117)를 온 상태로 한다. 또한, 기간 T14를 전류 생성 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 트랜지스터(114)가 온 상태가 되어 트랜지스터(114)의 소스와 드레인 사이에 전류가 흐른다. 또한, 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극의 각각, 및 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극의 각각이 부유 상태이기 때문에, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위가 변화된다. 또한, 발광 다이오드(120A)의 양극과 음극 사이에 전류가 흐름으로써 발광 다이오드(120A)가 발광한다. 이 때, 트랜지스터(114)의 소스의 전위를 전위 Vel로 하면, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위가 Vth114＋Vsig－Vinit－Vα＋Vel이 되기 때문에, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)은 Vth114＋Vsig－Vinit－Vα(Vc)가 된다. 따라서, 트랜지스터(114)의 소스의 전위의 변화에 따른 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)의 변화를 억제할 수 있다.
또한, 도 9(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T13'에 스위치(113) 및 스위치(116)를 오프 상태로 하고, 스위치(115) 및 스위치(117)를 온 상태로 하여도 좋다. 또한, 기간 T13'을 이동도 보정 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 기간 T13'의 길이에 따라, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압이 Vth114－Vx(Vd)로 변화된다. 전위 Vx는 기간 T13'의 길이에 따라 변화되는 전위의 변화량이다. 이 후, 기간 T14에는 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압이 Vth114＋Vsig－Vinit－Vα－Vx(Vc)가 된다.
도 9(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T13'의 길이를 설정하여, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압을 원하는 값으로 함으로써, 트랜지스터(114)의 이동도의 편차에 의한 영향을 억제할 수 있다.
여기까지가 도 9(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례에 관한 설명이다.
또한, 도 9(D)에 도시한 바와 같이, 도 9(A)에 도시한 반도체 장치의 트랜지스터(114)를 P채널형 트랜지스터로 하여도 좋다. 이 때, 발광 다이오드(120A)의 양극은 배선(105)에 접속되고, 발광 다이오드(120A)의 음극은 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속된다. 배선(102)에는 전위 Vcat가 인가되고, 배선(105)에는 전위 Vinit2 또는 전위 Vdd가 인가된다고 가정한다. 도 9(D)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례로서는 예를 들어, 도 9(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례(스위치(113), 스위치(115), 스위치(116), 스위치(117)의 동작 및 배선(101)의 전위)를 이용할 수 있다.
다음에, 도 10(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례에 대해서 도 10(B) 및 도 10(C)의 타이밍 차트를 이용하여 설명한다. 도 10(A)에 도시한 반도체 장치는 도 5(A)에 도시한 반도체 장치의 부하(120) 대신에 발광 다이오드(120A)를 갖고, 트랜지스터(114)가 N채널형 트랜지스터인 경우의 반도체 장치의 일례이다. 이 때, 발광 다이오드(120A)의 양극은 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속되고, 발광 다이오드(120A)의 음극은 배선(105)에 접속된다. 배선(103)에는 전위 Vinit1(단순히 Vinit1이라고도 함)이 인가되고, 배선(105)에는 전위 Vcat가 인가된다고 가정한다. 여기서는 발광 다이오드(120A)를 갖는 예를 제시하지만, 이것에 한정되지 않으며, 발광 다이오드(120A)가 없는 구성으로 한 경우에도, 발광 다이오드(120A)를 제외한 부분의 구동 방법의 예를 적절히 사용할 수 있다.
도 10(B) 및 도 10(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T11에 스위치(113)를 오프 상태로 하고, 스위치(115), 스위치(116), 및 스위치(118)를 온 상태로 하고, 배선(102)의 전위를 전위 Vinit2로 한다. 또한, 기간 T11을 초기화 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 트랜지스터(114)의 게이트 및 드레인 각각의 전위가 전위 Vinit2가 되고, 트랜지스터(114)의 소스의 전위가 전위 Vinit1이 된다. 이로써, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 Vinit2－Vinit1(Va)이 된다. Vinit2－Vinit1의 값은 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)보다 크다. 그러므로, 트랜지스터(114)가 온 상태가 되고, 용량 소자(111)에 인가되는 전압이 Vinit2－Vinit1이 된다. 전위 Vinit1이 전위 Vcat보다 낮기 때문에, 발광 다이오드(120A)를 역 바이어스 상태로 하여 발광 다이오드(120A)에 전류가 흐르기 어렵게 할 수 있으며, 예를 들어 발광 다이오드(120A)의 열화를 억제할 수 있다.
기간 T12에 스위치(113) 및 스위치(118)를 오프 상태로 하고, 스위치(115) 및 스위치(116)를 온 상태로 하고, 배선(102)의 전위를 전위 Vinit2로 한다. 또한, 기간 T12를 문턱 전압 데이터 취득 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 트랜지스터(114)는 온 상태가 그대로 유지된다. 따라서, 트랜지스터(114)의 소스와 드레인 사이에 전류가 흘러, 트랜지스터(114)의 소스의 전위가 변화되면서 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)(Vb) 이하가 된 시점에서 트랜지스터(114)가 오프 상태가 된다. 용량 소자(111)에 인가되는 전압은 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)과 동등한 값이 된다. 또한, 반드시 기간 T12에 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압을 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114) 이하로 변화시킬 필요는 없으며, 예를 들어, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)보다 커도 좋다.
기간 T13에 스위치(113) 및 스위치(118)를 온 상태로 하고, 스위치(115) 및 스위치(116)를 오프 상태로 하고, 배선(101)을 통하여 신호를 입력하고, 배선(102)의 전위를 전위 Vinit2로 한다. 이 때, 배선(101)을 통하여 입력되는 신호의 전위를 전위 Vsig로 한다. 또한, 기간 T13을 신호 입력 기간으로 할 수도 있다. 기간 T13에 배선(102)의 전위를 전위 Vdd로 하여도 좋다.
이 때, 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 하나의 전극의 전위는 입력된 신호의 전위(Vsig)가 된다. 또한, 트랜지스터(114)의 게이트가 부유 상태가 되어, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위는 입력된 신호에 따라 변화된다. 용량 소자(111)에 인가되는 전압은 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)과 동등한 값이다. 트랜지스터(114)의 소스의 전위 및 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나의 전극의 전위가 Vinit1이 된다. 따라서, 용량 소자(112)에 인가되는 전압은 Vsig－Vinit1이 된다. 그리고, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)은 전압 Vth114＋Vsig－Vinit1(Vc)이 된다. 또한, 트랜지스터(114)를 온 상태로 하여도 좋다.
기간 T14에, 스위치(113), 스위치(115), 스위치(116), 및 스위치(118)를 오프 상태로 하고, 배선(102)의 전위를 전위 Vdd로 한다. 또한, 기간 T14를 전류 생성 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 트랜지스터(114)가 온 상태가 되어 트랜지스터(114)의 소스와 드레인 사이에 전류가 흐른다. 또한, 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극의 각각, 및 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극의 각각이 부유 상태이기 때문에, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위가 변화된다. 또한, 발광 다이오드(120A)의 양극과 음극 사이에 전류가 흐름으로써 발광 다이오드(120A)가 발광한다. 이 때, 트랜지스터(114)의 소스의 전위를 전위 Vel로 하면, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위가 Vth114＋Vsig－Vinit1＋Vel이 되기 때문에, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)은 Vth114＋Vsig－Vinit1(Vc)이 된다. 따라서, 트랜지스터(114)의 소스의 전위의 변화에 따른 트랜지스터의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)의 변화를 억제할 수 있다.
또한, 도 10(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T13'에 스위치(113), 스위치(116), 및 스위치(118)를 오프 상태로 하고, 스위치(115)를 온 상태로 하여도 좋다. 이 때, 기간 T13'을 이동도 보정 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 기간 T13'의 길이에 따라, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압이 Vth114＋Vsig－Vinit1－Vx(Vd)로 변화된다. 전위 Vx는 기간 T13'의 길이에 따라 변화되는 전위의 변화량이다. 이 후, 기간 T14에는 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압이 Vth114＋Vsig－Vinit1－Vx(Vd)가 된다.
도 10(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T13'의 길이를 설정하여, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압을 원하는 값으로 함으로써, 트랜지스터(114)의 이동도의 편차에 의한 영향을 억제할 수 있다.
여기까지가 도 10(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례에 관한 설명이다.
또한, 도 10(D)에 도시한 바와 같이, 도 10(A)에 도시한 반도체 장치의 트랜지스터(114)를 P채널형 트랜지스터로 하여도 좋다. 이 때, 발광 다이오드(120A)의 양극은 배선(105)에 접속되고, 발광 다이오드(120A)의 음극은 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속된다. 배선(102)에는 전위 Vcat가 인가되고, 배선(105)에는 전위 Vinit2 또는 전위 Vdd가 인가된다고 가정한다. 도 10(D)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례로서는 예를 들어, 도 10(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례(스위치(113), 스위치(115), 스위치(116), 스위치(118)의 동작 및 배선(101), 배선(103)의 전위의 예)를 이용할 수 있다.
다음에, 도 11(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례에 대해서 도 11(B) 및 도 11(C)의 타이밍 차트를 이용하여 설명한다. 도 11(A)에 도시한 반도체 장치는 도 5(C)에 도시한 반도체 장치의 부하(120) 대신에 발광 다이오드(120A)를 갖고, 트랜지스터(114)가 N채널형 트랜지스터인 경우의 반도체 장치의 일례이다. 이 때, 발광 다이오드(120A)의 양극은 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속되고, 발광 다이오드(120A)의 음극은 배선(105)에 접속된다. 배선(105)에는 전위 Vcat가 인가된다고 가정한다. 여기서는 발광 다이오드(120A)를 갖는 경우의 반도체 장치의 구동 방법의 예를 제시하지만, 이것에 한정되지 않으며, 발광 다이오드(120A)가 없는 구성으로 한 경우에도, 발광 다이오드(120A)를 제외한 부분의 구동 방법의 예를 적절히 사용할 수 있다.
도 11(B) 및 도 11(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T11에 스위치(113), 스위치(115), 스위치(116)를 온 상태로 하고, 배선(101)의 전위를 전위 Vinit1로 하고, 배선(102)의 전위를 전위 Vinit2로 한다. 또한, 기간 T11을 초기화 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 트랜지스터(114)의 게이트 및 드레인 각각의 전위가 전위 Vinit2가 되고, 트랜지스터(114)의 소스의 전위가 전위 Vinit1이 된다. 이로써, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 Vinit2－Vinit1(Va)이 된다. Vinit2－Vinit1의 값은 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)보다 크다. 그러므로, 트랜지스터(114)가 온 상태가 되고, 용량 소자(111)에 인가되는 전압이 Vinit2－Vinit1이 된다. 전위 Vinit1이 전위 Vcat보다 낮기 때문에, 발광 다이오드(120A)를 역 바이어스 상태로 하여 발광 다이오드(120A)에 전류가 흐르기 어렵게 할 수 있으며, 예를 들어 발광 다이오드(120A)의 열화를 억제할 수 있다.
기간 T12에 스위치(113)를 오프 상태로 하고, 스위치(115) 및 스위치(116)를 온 상태로 하고, 배선(102)의 전위를 전위 Vinit2로 한다. 또한, 기간 T12를 문턱 전압 데이터 취득 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 트랜지스터(114)는 온 상태가 그대로 유지된다. 따라서, 트랜지스터(114)의 소스와 드레인 사이에 전류가 흘러, 트랜지스터(114)의 소스의 전위가 변화되면서 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)(Vb) 이하가 된 시점에서 트랜지스터(114)가 오프 상태가 된다. 용량 소자(111)에 인가되는 전압은 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)과 동등한 값이 된다. 또한, 반드시 기간 T12에 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압을 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114) 이하로 변화시킬 필요는 없으며, 예를 들어, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)보다 커도 좋다.
기간 T13에 스위치(113)를 온 상태로 하고, 스위치(115) 및 스위치(116)를 오프 상태로 하고, 배선(101)의 전위를 전위 Vinit1로 하고, 배선(102)의 전위를 전위 Vinit2로 한다. 또한, 기간 T13을 신호 입력 전처리 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 트랜지스터(114)의 소스의 전위가 Vinit1이 된다. 또한, 트랜지스터(114)의 게이트가 부유 상태가 되어, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위는 입력된 신호에 따라 Vinit1＋Vth114로 변화된다. 용량 소자(111)에 인가되는 전압은 Vth114와 동등한 값이다. 용량 소자(112)에 인가되는 전압은 0이 된다. 또한, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)은 Vth114가 된다.
기간 T14에 스위치(113)를 온 상태로 하고, 스위치(115) 및 스위치(116)를 오프 상태로 하고, 배선(101)을 통하여 신호를 입력하고, 배선(102)의 전위를 전위 Vinit2로 한다. 이 때, 배선(101)을 통하여 입력되는 신호의 전위를 전위 Vsig로 한다.
이 때, 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 하나의 전극의 전위는 입력된 신호의 전위(Vsig)가 된다. 또한, 트랜지스터(114)의 게이트가 부유 상태가 되어, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위는 입력된 신호에 따라 변화된다. 용량 소자(111)에 인가되는 전압은 Vth114와 동등한 값이다. 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나의 전극의 전위는 Vinit1＋Vα가 된다. Vα는 용량 소자(112)와 발광 다이오드(120A)의 용량비에 따라 결정된다. 따라서, 용량 소자(112)에 인가되는 전압은 Vsig－Vinit1－Vα가 된다. 그리고, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)은 Vth114＋Vsig－Vinit1－Vα(Vc)가 된다. 또한, 트랜지스터(114)를 온 상태로 하여도 좋다.
기간 T15에, 스위치(113), 스위치(115), 및 스위치(116)를 오프 상태로 하고, 배선(102)의 전위를 전위 Vdd로 한다. 또한, 기간 T15를 전류 생성 기간으로 하여도 좋다.
이 때, 트랜지스터(114)가 온 상태가 되어 트랜지스터(114)의 소스와 드레인 사이에 전류가 흐른다. 또한, 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극의 각각, 및 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극의 각각이 부유 상태이기 때문에, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위가 변화된다. 또한, 발광 다이오드(120A)의 양극과 음극 사이에 전류가 흐름으로써 발광 다이오드(120A)가 발광한다. 이 때, 트랜지스터(114)의 소스의 전위를 전위 Vel로 하면, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위가 Vth114＋Vsig－Vinit1－Vα＋Vel이 되기 때문에, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)은 Vth114＋Vsig－Vinit1－Vα(Vc)가 된다. 따라서, 트랜지스터(114)의 소스의 전위의 변화에 따른 트랜지스터의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)의 변화를 억제할 수 있다.
또한, 도 11(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T14'에 스위치(113) 및 스위치(116)를 오프 상태로 하고, 스위치(115)를 온 상태로 하여도 좋다. 또한, 기간 T14'를 이동도 보정 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 기간 T14'의 길이에 따라, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압이 Vth114＋Vsig－Vinit1－Vx(Vd)로 변화된다. 전위 Vx는 기간 T14'의 길이에 따라 변화되는 전위의 변화량이다. 이 후, 기간 T15에는 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압이 Vth114＋Vsig－Vinit1－Vx(Vd)가 된다.
도 11(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T14'의 길이를 설정하여, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압을 원하는 값으로 함으로써, 트랜지스터(114)의 이동도의 편차에 의한 영향을 억제할 수 있다.
여기까지가 도 11(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례에 관한 설명이다.
또한, 도 11(D)에 도시한 바와 같이, 도 11(A)에 도시한 반도체 장치의 트랜지스터(114)를 P채널형 트랜지스터로 하여도 좋다. 이 때, 발광 다이오드(120A)의 양극은 배선(105)에 접속되고, 발광 다이오드(120A)의 음극은 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속된다. 배선(102)에는 전위 Vcat가 인가되고, 배선(105)에는 전위 Vinit2 또는 전위 Vdd가 인가된다고 가정한다. 도 11(D)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례로서는 예를 들어, 도 11(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례(스위치(113), 스위치(115), 스위치(116)의 동작 및 배선(101)의 전위)를 이용할 수 있다.
다음에, 도 12(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례에 대해서 도 12(B) 및 도 12(C)의 타이밍 차트를 이용하여 설명한다. 도 12(A)에 도시한 반도체 장치는 도 5(D)에 도시한 반도체 장치의 부하(120) 대신에 발광 다이오드(120A)를 갖고, 트랜지스터(114)가 N채널형 트랜지스터인 경우의 반도체 장치의 일례이다. 이 때, 발광 다이오드(120A)의 양극은 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속되고, 발광 다이오드(120A)의 음극은 배선(105)에 접속된다. 배선(102)에는 전위 Vdd, 배선(103)에는 전위 Vinit1, 배선(104)에는 전위 Vinit2, 배선(105)에는 전위 Vcat가 각각 인가된다고 가정한다. 여기서는 발광 다이오드(120A)를 갖는 경우의 반도체 장치의 구동 방법의 예를 제시하지만, 이것에 한정되지 않고, 발광 다이오드(120A)가 없는 구성으로 한 경우에도, 발광 다이오드(120A)를 제외한 부분의 구동 방법의 예를 적절히 사용할 수 있다.
도 12(B) 및 도 12(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T11에 스위치(113) 및 스위치(119)를 오프 상태로 하고, 스위치(115), 스위치(116), 스위치(117), 및 스위치(118)를 온 상태로 한다. 또한, 기간 T11을 초기화 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 트랜지스터(114)의 게이트 및 드레인 각각의 전위가 전위 Vinit2가 되고, 트랜지스터(114)의 소스의 전위가 전위 Vinit1이 된다. 이로써, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 Vinit2－Vinit1(Va)이 된다. Vinit2－Vinit1의 값은 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)보다 크다. 그러므로, 트랜지스터(114)가 온 상태가 되고, 용량 소자(111)에 인가되는 전압은 Vinit2－Vinit1이 된다. 전위 Vinit1이 전위 Vcat보다 낮기 때문에, 발광 다이오드(120A)를 역 바이어스 상태로 하여 발광 다이오드(120A)에 전류가 흐르기 어렵게 할 수 있으며, 예를 들어 발광 다이오드(120A)의 열화를 억제할 수 있다.
기간 T12에 스위치(113), 스위치(118), 및 스위치(119)를 오프 상태로 하고, 스위치(115), 스위치(116), 및 스위치(117)를 온 상태로 한다. 또한, 기간 T12를 문턱 전압 데이터 취득 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 트랜지스터(114)는 온 상태가 그대로 유지된다. 따라서, 트랜지스터(114)의 소스와 드레인 사이에 전류가 흘러, 트랜지스터(114)의 소스의 전위가 변화되면서 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)(Vb) 이하가 된 시점에서 트랜지스터(114)가 오프 상태가 된다. 용량 소자(111)에 인가되는 전압은 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)과 동등한 값이 된다. 또한, 반드시 기간 T12에 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)을 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114) 이하로 변화시킬 필요는 없으며, 예를 들어, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)보다 커도 좋다.
기간 T13에 스위치(113), 스위치(117), 및 스위치(118)를 온 상태로 하고, 스위치(115), 스위치(116), 및 스위치(119)를 오프 상태로 한다. 이 때, 배선(101)을 통하여 입력되는 신호의 전위를 전위 Vsig로 한다. 또한, 기간 T13을 신호 입력 전처리 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 하나의 전극의 전위는 입력된 신호의 전위(Vsig)가 된다. 또한, 트랜지스터(114)의 게이트가 부유 상태가 되어, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위는 입력된 신호에 따라 변화되어, 트랜지스터(114)의 소스의 전위가 Vinit1이 된다. 용량 소자(111)에 인가되는 전압은 Vth114와 동등한 값이다. 용량 소자(112)에 인가되는 전압은 Vsig－Vinit1이 된다. 그리고, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)은 Vsig－Vth114－Vinit1(Vc)이 된다.
기간 T14에, 스위치(113), 스위치(115), 스위치(116), 스위치(117), 및 스위치(118)를 오프 상태로 하고, 스위치(119)를 온 상태로 한다. 또한, 기간 T14를 전류 생성 기간으로 하여도 좋다.
이 때, 트랜지스터(114)가 온 상태가 되어 트랜지스터(114)의 소스와 드레인 사이에 전류가 흐른다. 또한, 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극의 각각, 및 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극의 각각이 부유 상태이기 때문에, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위가 변화된다. 또한, 발광 다이오드(120A)의 양극과 음극 사이에 전류가 흐름으로써 발광 다이오드(120A)가 발광한다. 이 때, 트랜지스터(114)의 소스의 전위를 전위 Vel로 하면, 트랜지스터(114)의 게이트의 전위가 Vth114＋Vsig－Vinit1＋Vel이 되기 때문에, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)은 Vth114＋Vsig－Vinit1(Vc)이 된다. 따라서, 트랜지스터(114)의 소스의 전위의 변화에 따른 트랜지스터의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)의 변화를 억제할 수 있다.
또한, 도 12(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T13'에 스위치(113), 스위치(115), 스위치(117), 및 스위치(118)를 온 상태로 하고, 스위치(116) 및 스위치(119)를 오프 상태로 하여도 좋다. 또한, 기간 T13'을 이동도 보정 기간으로 할 수도 있다.
이 때, 기간 T13'의 길이에 따라, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 Vth114＋Vsig－Vinit1－Vx(Vd)로 변화된다. 전위 Vx는 기간 T13'의 길이에 따라 변화되는 전위의 변화량이다. 이 후, 기간 T14에는 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)이 Vth114＋Vsig－Vinit1－Vx(Vd)가 된다.
도 12(C)에 도시한 바와 같이, 기간 T13'의 길이를 설정하여, 트랜지스터(114)의 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs114)을 원하는 값으로 함으로써, 트랜지스터(114)의 이동도의 편차에 의한 영향을 억제할 수 있다.
여기까지가 도 12(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례에 관한 설명이다.
또한, 도 12(D)에 도시한 바와 같이, 도 12(A)에 도시한 반도체 장치의 트랜지스터(114)를 P채널형 트랜지스터로 하여도 좋다. 이 때, 발광 다이오드(120A)의 양극은 배선(105)에 접속되고, 발광 다이오드(120A)의 음극은 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 접속된다. 배선(102)에는 전위 Vcat가 인가되고, 배선(105)에는 전위 Vinit2 또는 전위 Vdd가 인가된다고 가정한다. 도 12(D)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례로서는 예를 들어, 도 12(A)에 도시한 반도체 장치의 구동 방법의 일례(스위치(113), 스위치(115), 스위치(116), 스위치(117), 스위치(118), 스위치(119)의 동작 및 배선(101), 배선(103)의 전위)를 이용할 수 있다.
도 8(A), 도 9(A), 도 10(A), 도 11(A), 도 12(A)에 도시한 반도체 장치에 있어서, 발광 다이오드(120A)에 흐르는 전류값은 트랜지스터(114)의 소스와 드레인 사이에 흐르는 전류값(Ids114라고도 함)에 따라 결정되며, 트랜지스터(114)를 포화 영역에서 동작시키는 경우에는 트랜지스터(114)의 소스와 드레인 사이에 흐르는 전류값(Ids114)은 트랜지스터(114)의 문턱 전압(Vth114)에 상관없이, 입력된 신호의 값에 따라 결정된다. 이것은 도 8(D), 도 9(D), 도 10(D), 도 11(D), 도 12(D)를 사용하여 설명한 반도체 장치의 구동 방법의 예에 관해서도 마찬가지이다.
여기까지가 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 구동 방법의 예에 관한 설명이다.
도 1(A) 내지 도 12(D)를 사용하여 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 일례에서는 문턱 전압 데이터 취득 기간을 설정하고, 트랜지스터의 문턱 전압의 데이터를 미리 취득한다. 이로써, 트랜지스터의 소스와 드레인 사이에 흐르는 전류량을 트랜지스터의 문턱 전압에 상관없이 결정할 수 있기 때문에, 트랜지스터의 문턱 전압의 편차에 의한 영향을 억제할 수 있어, 트랜지스터의 열화에 의한 영향을 억제할 수 있다.
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 일례에서는 이동도 보정 기간을 설정하고, 트랜지스터의 이동도에 따라 상기 트랜지스터의 게이트의 전위를 설정함으로써, 트랜지스터의 이동도의 편차에 의한 영향을 억제할 수 있다.
따라서, 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 일례에서는 트랜지스터의 소스와 드레인 사이에 흐르는 전류량을 제어할 수 있기 때문에, 동작 불량을 억제할 수 있다.
또한 본 명세서 등에 있어서, 능동 소자(트랜지스터, 다이오드 등), 수동 소자(용량 소자, 저항 소자 등) 등이 갖는 모든 단자의 접속처를 특정하지 않아도 당업자라면 발명의 일 형태를 구성할 수 있는 경우가 있다. 즉 접속처를 특정하지 않아도 발명의 일 형태는 명확하며, 본 명세서 등에 기재되어 있다고 판단할 수 있는 경우가 있다. 특히 어느 임의의 단자의 접속처가 복수 존재하는 경우에는 그 단자의 접속처를 특정한 것으로 한정할 필요는 없다. 따라서, 능동 소자(트랜지스터, 다이오드 등), 수동 소자(용량 소자, 저항 소자 등) 등이 갖는 일부의 단자의 접속처를 특정하는 것만으로도 발명의 일 형태를 구성할 수 있는 경우가 있다.
또한, 본 명세서 등에서, 어느 임의의 회로의 적어도 접속처 또는 기능을 특정하면, 본 발명의 일 형태를 특정할 수 있는 경우가 있다. 즉 접속처 또는 기능을 특정하면, 발명의 일 형태는 명확하며, 본 명세서에 기재되어 있다고 판단할 수 있는 경우가 있다. 따라서, 어느 임의의 회로의 기능을 특정하지 않아도 접속처를 특정하면, 발명의 일 형태로서 개시(開示)되어 있는 것으로 간주할 수 있다. 또는, 어느 임의의 회로의 접속처를 특정하지 않아도 기능을 특정하면, 발명의 일 형태로서 개시되어 있는 것으로 간주할 수 있다.
또한, 명세서나 도면에서 개시되지 않은 내용을 제외하는 것을 규정함으로써, 본 발명의 일 형태를 구성하여도 좋다. 예를 들어, 종래 기술이 본 발명의 기술적 범위 내에 포함되지 않는 것을 규정함으로써, 본 발명의 일 형태를 구성할 수 있다.
본 실시형태에서는 기본 원리의 일례에 관해서 기재하였다. 따라서, 본 실시형태의 일부 또는 모두는 다른 실시형태의 일부분 또는 모든 부분에 적용하거나, 다른 실시형태의 일부분 또는 모든 부분과 조합하거나, 다른 실시형태의 일부분 또는 모든 부분으로 치환함으로써 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 전류원으로서의 기능을 갖는 복수의 단위 회로를 갖는 반도체 장치의 예에 대해서 설명한다.
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 예에 대해서 도 13(A) 내지 도 16(B)를 사용하여 설명한다.
도 13(A)에 도시한 반도체 장치는 행 방향으로 복수의 단위 회로(단위 회로(200_j)(j는 자연수), 단위 회로(200_j＋1))와, 복수의 배선(배선(201_j) 및 배선(201_j＋1))을 갖는다. 단위 회로(200_j)는 배선(201_j)에 접속되고, 단위 회로(200_j＋1)는 배선(201_j＋1)에 접속된다.
도 13(B)에 도시한 반도체 장치는 열 방향으로 복수의 단위 회로(단위 회로(200_i)(i는 자연수), 단위 회로(200_i＋1))와, 복수의 배선(배선(202_i) 및 배선(202_i＋1))을 갖는다. 단위 회로(200_i)는 배선(202_i)에 접속되고, 단위 회로(200_i＋1)는 배선(202_i＋1)에 접속된다.
단위 회로(200_j), 단위 회로(200_j＋1), 단위 회로(200_i), 단위 회로(200_i＋1)로서는 예를 들어, 실시형태 1의 반도체 장치에 제시된 단위 회로(100)를 사용할 수 있다. 단위 회로(200_j), 단위 회로(200_j＋1), 단위 회로(200_i), 단위 회로(200_i＋1) 각각에 실시형태 1의 반도체 장치에 제시된 부하(120)를 제공하여도 좋다. 또는, 반도체 장치에 3개 이상의 단위 회로를 제공하여도 좋다.
배선(201_j)과 배선(201_j＋1)은 예를 들어, 실시형태 1의 반도체 장치에 제시된 배선(101) 또는 배선(102) 등으로서 기능할 수 있는 배선이다.
배선(202_i)과 배선(202_i＋1)은 예를 들어, 실시형태 1의 반도체 장치에 제시된 배선(103) 또는 배선(104) 등으로서 기능할 수 있는 배선이다.
도 13(C)에 도시한 반도체 장치는 도 13(A)에 도시한 반도체 장치의 단위 회로(200_j) 및 단위 회로(200_j＋1)가 공통의 배선(201)에 접속되는 구성이다. 이러한 구성으로 함으로써, 배선의 개수를 줄일 수 있으며 반도체 장치의 면적을 작게 할 수 있다.
도 13(D)에 도시한 반도체 장치는 도 13(B)에 도시한 반도체 장치의 단위 회로(200_i) 및 단위 회로(200_i＋1)가 공통의 배선(202)에 접속되는 구성이다. 이러한 구성으로 함으로써, 배선의 개수를 줄일 수 있으며 반도체 장치의 면적을 작게 할 수 있다.
또한, 이러한 구성에 한정되지 않고, 예를 들어, 도 13(E)에 도시한 바와 같이 도 13(A)에 도시한 반도체 장치의 단위 회로(200_j) 및 단위 회로(200_j＋1)를 공통의 배선(202)에 접속시켜 반도체 장치를 구성하여도 좋다. 예를 들어, 도 13(F)에 도시한 바와 같이 도 13(B)에 도시한 반도체 장치의 단위 회로(200_i) 및 단위 회로(200_i＋1)를 공통의 배선(201)에 접속시켜 반도체 장치를 구성하여도 좋다.
복수의 단위 회로(단위 회로(200_j), 단위 회로(200_j＋1), 단위 회로(200_i), 단위 회로(200_i＋1))를 갖는 반도체 장치의 구체적인 예로서, 실시형태 1의 반도체 장치에 제시된 단위 회로(100)를 복수로 갖는 반도체 장치의 구성의 일례를 도 14를 사용하여 설명한다. 또한, 도 14에서는 일례로서 도 4(A)에 도시한 구성의 단위 회로(100)이며, 스위치(113) 대신에 트랜지스터(113T), 스위치(115) 대신에 트랜지스터(115T), 스위치(116) 대신에 트랜지스터(116T), 스위치(117) 대신에 트랜지스터(117T), 스위치(118) 대신에 트랜지스터(118T)를 갖는 구성에 대해서 설명하지만, 이것에 한정되지 않고 다른 구성의 단위 회로(100)를 사용하여도 좋다.
도 14에 도시한 반도체 장치는 매트릭스 형태로 배치된 복수의 단위 회로(단위 회로(100(M(M은 자연수), N(N은 자연수)), 단위 회로(100(M＋1, N)), 단위 회로(100(M, N＋1)), 단위 회로(100(M＋1, N＋1))와, 복수의 배선(배선(101_N), 배선(101_N＋1))과, 배선(102), 배선(103), 배선(105)과, 복수의 배선(배선(151_M), 배선(151_M＋1))과, 복수의 배선(배선(152_M), 배선(152_M＋1))과, 복수의 배선(배선(153_M), 배선(153_M＋1))과, 복수의 배선(배선(154_M), 배선(154_M＋1))과, 복수의 배선(배선(155_M), 배선(155_M＋1))을 갖는다.
도 14에 도시한 반도체 장치에서는 단위 회로(100(M, N)), 단위 회로(100(M＋1, N)), 단위 회로(100(M, N＋1)), 단위 회로(100(M＋1, N＋1)) 각각의 스위치(118)인 트랜지스터(118T)의 소스 및 드레인 중 하나가 같은 배선(103)에 접속되고, 각각의 부하(120)의 2개의 단자 중 다른 하나가 같은 배선(105)에 접속된다.
도 14에 도시한 반도체 장치에서는 N번째 열의 단위 회로(100(M, N)), 단위 회로(100(M＋1, N)) 각각의 스위치(113)인 트랜지스터(113T)의 소스 및 드레인 중 하나가 배선(101_N)에 접속되고, N＋1번째 열의 단위 회로(100(M, N＋1)), 단위 회로(100(M＋1, N＋1)) 각각의 스위치(113)인 트랜지스터(113T)의 소스 및 드레인 중 하나가 배선(101_N＋1)에 접속된다.
도 14에 도시한 반도체 장치에서는 M번째 행의 단위 회로(100(M, N)), 단위 회로(100(M, N＋1)) 각각의 스위치(113)인 트랜지스터(113T)의 게이트가 배선(151_M)에 접속되고, 스위치(115)인 트랜지스터(115T)의 게이트가 배선(152_M)에 접속되고, 스위치(116)인 트랜지스터(116T)의 게이트가 배선(153_M)에 접속되고, 스위치(117)인 트랜지스터(117T)의 게이트가 배선(154_M)에 접속되고, 스위치(118)인 트랜지스터(118T)의 게이트가 배선(155_M)에 접속된다. M＋1번째 행의 단위 회로(100(M＋1, N)), 단위 회로(100(M＋1, N＋1)) 각각의 스위치(113)인 트랜지스터(113T)의 게이트가 배선(151_M＋1)에 접속되고, 스위치(115)인 트랜지스터(115T)의 게이트가 배선(152_M＋1)에 접속되고, 스위치(116)인 트랜지스터(116T)의 게이트가 배선(153_M＋1)에 접속되고, 스위치(117)인 트랜지스터(117T)의 게이트가 배선(154_M＋1)에 접속되고, 스위치(118)인 트랜지스터(118T)의 게이트가 배선(155_M＋1)에 접속된다. 이 때, 배선(151_M), 배선(151_M＋1), 배선(152_M), 배선(152_M＋1), 배선(153_M), 배선(153_M＋1), 배선(154_M), 배선(154_M＋1), 배선(155_M), 배선(155_M＋1) 각각의 전위를 제어함으로써, 스위치(113)인 트랜지스터(113T), 스위치(115)인 트랜지스터(115T), 스위치(116)인 트랜지스터(116T), 스위치(117)인 트랜지스터(117T), 및 스위치(118)인 트랜지스터(118T)를 온 상태로 할지 여부를 제어할 수 있다.
I(M 이상 M＋1 이하의 자연수)번째 행이고 J(N 이상 N＋1 이하의 자연수)번째 열의 단위 회로(100)(I, J)에서, 스위치(113)인 트랜지스터(113T)의 소스 및 드레인 중 하나는 배선(101_J)에 접속되고, 스위치(113)인 트랜지스터(113T)의 게이트는 배선(151_I)에 접속된다. 스위치(115)인 트랜지스터(115T)의 게이트는 배선(152_I)에 접속된다. 스위치(116)인 트랜지스터(116T)의 게이트는 배선(153_I)에 접속된다. 스위치(117)인 트랜지스터(117T)의 게이트는 배선(154_I)에 접속된다. 스위치(118)인 트랜지스터(118T)의 게이트는 배선(155_I)에 접속된다.
도 14에 일례로서 도시한 바와 같이, 복수의 단위 회로에 접속되는 배선을 복수 제공하여도 좋다. 이로써, 배선의 개수를 더 줄일 수 있다.
또한, 복수의 단위 회로를 갖는 반도체 장치의 다른 예에 대해서 도 15를 사용하여 설명한다.
도 15에 도시한 반도체 장치는 구동 회로(210)와, 복수의 배선(배선(211_1) 내지 배선(211_3))과, 복수의 단위 회로(단위 회로(220_1) 내지 단위 회로(220_3))와, 복수의 스위치(스위치(221_1) 내지 스위치(221_3))와, 부하(222)를 갖는다.
실시형태 1에서 제시한 단위 회로(100)를 단위 회로(200)로서 사용할 수 있다.
도 15에 도시한 반도체 장치에서는 구동 회로(210)로부터 복수의 배선(배선(211_1) 내지 배선(211_3))을 통하여 전위 또는 신호를 공급함으로써, 복수의 단위 회로(단위 회로(220_1) 내지 단위 회로(220_3)) 각각에서 생성되는 전류량이 설정된다. 또한 복수의 스위치(스위치(221_1) 내지 스위치(221_3))에 의해, 부하(222)에 흐르는 전류량이 제어된다.
이러한 구성으로 함으로써, 복수의 단위 회로에 의해 부하에 흐르는 전류량을 제어하는 전류원으로서의 기능을 갖는 반도체 장치를 구성할 수 있다.
여기까지가 도 15에 도시한 반도체 장치의 예에 관한 설명이다.
도 13(A) 내지 도 15를 사용하여 설명한 바와 같이, 복수의 단위 회로를 사용하여 반도체 장치를 구성할 수 있다.
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 일례에서는 복수의 단위 회로 각각에서, 트랜지스터의 문턱 전압의 편차에 의한 영향을 억제할 수 있어, 트랜지스터의 열화에 의한 영향을 억제할 수 있다.
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 일례에서는 복수의 단위 회로 각각에서, 트랜지스터의 이동도에 따라 상기 트랜지스터의 게이트의 전위를 설정함으로써, 트랜지스터의 이동도의 편차에 의한 영향을 억제할 수 있다.
따라서, 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 일례에서는 복수의 단위 회로 각각에서, 트랜지스터의 소스와 드레인 사이에 흐르는 전류량을 제어할 수 있기 때문에 동작 불량을 억제할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 상술한 실시형태에 제시된 반도체 장치의 트랜지스터의 예에 대해서 설명한다.
본 실시형태에 따른 트랜지스터의 구조의 예에 대해서 도 16(A) 및 도 16(B)를 사용하여 설명한다.
도 16(A)에 도시한 트랜지스터는 소자 피형성층(400_A) 위에 도전층(401_A), 절연층(402_A), 반도체층(403_A), 도전층(405a_A), 도전층(405b_A), 및 절연층(406)을 포함한다.
도 16(B)에 도시한 트랜지스터는 소자 피형성층(400_B) 위에 도전층(401_B), 절연층(402_B), 영역(404a) 및 영역(404b)을 포함하는 반도체층(403_B), 도전층(405a_B), 도전층(405b_B), 및 절연층(407)을 포함한다.
또한, 도 16(A) 및 도 16(B)에 도시한 각 구성 요소에 대하여 설명한다. 또한, 각 층을 복수의 재료의 적층 구조로 구성하여도 좋다.
소자 피형성층(400_A) 및 소자 피형성층(400_B)으로서는, 예를 들어 절연층, 또는 절연 표면을 갖는 기판 등을 사용할 수 있다.
상기 기판의 일례로서는, 반도체 기판(예를 들어, 단결정 기판 또는 실리콘 기판), SOI(Silicon On Insulator) 기판, 유리 기판, 석영 기판, 플라스틱 기판, 금속 기판, 스테인리스 스틸 기판, 스테인리스 스틸 포일을 갖는 기판, 텅스텐 기판, 텅스텐 포일을 갖는 기판, 가요성 기판, 접합 필름, 섬유형 재료를 함유한 종이, 또는 베이스 필름 등이 있다. 예를 들어, 유리 기판의 일례로서, 바륨 보로실리케이트 유리, 알루미노 보로실리케이트 유리, 또는 소다라임 유리 등이 있다. 가요성 기판의 일례로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르설폰(PES)으로 대표되는 플라스틱, 또는 아크릴 등의 가요성을 갖는 합성 수지 등이 있다. 접합 필름의 일례로서는, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리불화 비닐, 또는 폴리염화비닐 등이 있다. 베이스 필름의 일례로서는, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 무기 증착 필름, 또는 종이류 등이 있다. 특히 반도체 기판, 단결정 기판, 또는 SOI 기판 등을 사용하여 트랜지스터를 제조함으로써, 특성, 크기, 또는 형상 등의 편차가 적고 전류 능력이 높고 작은 크기의 트랜지스터를 제조할 수 있다. 이러한 트랜지스터를 이용하여 회로를 구성하면, 회로의 소비 전력을 저감하거나 회로의 집적도를 높일 수 있다.
또한, 어느 임의의 기판을 사용하여 트랜지스터를 형성하고 나서, 다른 기판에 트랜지스터를 전치(轉置)하여 상기 다른 기판 위에 트랜지스터를 배치하여도 좋다. 트랜지스터가 전치되는 기판의 일례로서는 상술한 트랜지스터의 형성이 가능한 기판뿐만 아니라, 종이 기판, 셀로판 기판, 석재 기판, 목재 기판, 천 기판(천연 섬유(비단, 솜, 모시), 합성 섬유(나일론, 폴리우레탄, 폴리에스테르) 또는 재생 섬유(아세테이트, 큐프라, 레이온, 재생 폴리에스테르) 등을 포함함), 가죽 기판, 또는 고무 기판 등이 있다. 이러한 기판을 사용함으로써, 특성이 양호한 트랜지스터의 형성, 소비 전력이 작은 트랜지스터의 형성, 깨지기 어려운 장치의 제작, 내열성의 부여, 경량화, 또는 박형화를 도모할 수 있다.
또한, 소정의 기능을 실현시키기 위해서 필요한 모든 회로를 동일한 기판에 형성하지 않아도 좋다. 즉 소정의 기능을 실현시키기 위해서 필요한 회로의 일부를 어느 기판에 형성하고, 소정의 기능을 실현시키기 위해서 필요한 회로의 다른 일부를 다른 기판에 형성하여도 좋다. 예를 들어, 소정의 기능을 실현시키기 위해서 필요한 회로의 일부를 유리 기판에 형성하고, 소정의 기능을 실현시키기 위해서 필요한 회로의 다른 일부를 단결정 기판(또는 SOI 기판)에 형성하여도 좋다. 이 때, 소정의 기능을 실현시키기 위해서 필요한 회로의 다른 일부가 형성되는 단결정 기판(IC(Integrated Circuit)칩이라고도 함)을 COG(Chip On Glass)에 의해 유리 기판에 접속시켜, 유리 기판에 그 IC칩을 배치하여도 좋다.
본 실시형태에서는 TAB(Tape Automated Bonding), COF(Chip On Film), SMT(Surface Mount Technology), 또는 프린트 기판 등을 이용하여 유리 기판과 상기 IC칩을 접속할 수 있다. 이와 같이 회로의 일부를 화소부와 동일한 기판에 형성함으로써, 부품 수가 줄어들어 비용이 삭감되거나, 또는 회로 부품간의 접속 수가 줄어들어 신뢰성이 향상된다. 특히, 구동 전압이 큰 부분의 회로, 또는 구동 주파수가 높은 부분의 회로 등은 소비 전력이 커질 경우가 많다. 그래서, 이러한 회로를 화소부와는 다른 기판(예를 들어, 단결정 기판)에 형성하여 IC칩을 구성한다. IC칩을 사용함으로써 소비 전력의 증가를 방지할 수 있다.
도전층(401_A) 및 도전층(401_B) 각각은 트랜지스터의 게이트로서의 기능을 갖는다. 또한, 트랜지스터의 게이트로서의 기능을 갖는 층을 게이트 전극 또는 게이트 배선이라고도 한다.
도전층(401_A) 및 도전층(401_B)으로서는 예를 들어, 몰리브덴, 마그네슘, 티타늄, 크롬, 탄탈, 텅스텐, 알루미늄, 구리, 네오디뮴, 또는 스칸듐 등의 금속 재료, 또는 이들을 주성분으로 함유한 합금 재료의 층을 사용할 수 있다.
절연층(402_A) 및 절연층(402_B) 각각은 트랜지스터의 게이트 절연층으로서의 기능을 갖는다.
절연층(402_A) 및 절연층(402_B)으로서는, 예를 들어 산화 실리콘층, 질화 실리콘층, 산화질화 실리콘층, 질화산화 실리콘층, 산화 알루미늄층, 질화 알루미늄층, 산화질화 알루미늄층, 질화산화 알루미늄층, 산화 하프늄층, 또는 산화 란탄층을 사용할 수 있다.
또한, 절연층(402_A) 및 절연층(402_B)으로서는, 예를 들어 원소 주기율표의 13족 원소 및 산소 원소를 함유한 재료의 절연층을 사용할 수도 있다.
반도체층(403_A) 및 반도체층(403_B) 각각은 트랜지스터의 채널이 형성되는 층(채널 형성층이라고도 함)으로서의 기능을 갖는다. 반도체층(403_A) 및 반도체층(403_B)에 적용할 수 있는 반도체로서는, 예를 들어 원소 주기율표의 14족 반도체(실리콘 등)를 함유한 반도체를 사용할 수 있다. 이 때, 반도체층은 단결정 반도체층, 다결정 반도체층, 미결정 반도체층, 또는 비정질 반도체층이어도 좋다.
반도체층(403_A) 및 반도체층(403_B)에 적용 가능한 반도체층으로서 산화물 반도체층을 사용하여도 좋다.
산화물 반도체층은 단결정, 다결정(폴리크리스탈이라고도 함), 또는 비정질 등의 상태를 취한다. 산화물 반도체층이 비정질층과 결정을 포함한 층의 적층이어도 좋다.
산화물 반도체로서는, 예를 들어 인듐 및 갈륨 중 하나 또는 양쪽 모두와, 아연을 함유한 금속 산화물, 또는 상기 금속 산화물에 함유되는 갈륨의 일부 또는 모든 갈륨 대신에 다른 금속 원소를 함유한 금속 산화물 등을 들 수 있다.
상기 금속 산화물로서는, 예를 들어 In계 금속 산화물, Zn계 금속 산화물, In-Zn계 금속 산화물, 또는 In-Ga-Zn계 금속 산화물 등을 사용할 수 있다. 또는, 상기 In-Ga-Zn계 금속 산화물에 함유되는 Ga(갈륨)의 일부 또는 모든 갈륨 대신에 다른 금속 원소를 함유한 금속 산화물을 사용하여도 좋다.
상기 다른 금속 원소로서는 예를 들어, 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 게르마늄, 및 주석 중 어느 하나 또는 복수의 원소 등을 사용할 수 있다. 또는, 상기 다른 금속 원소로서는 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 및 루테튬 중 어느 하나 또는 복수의 원소 등을 사용할 수도 있다. 상기 다른 금속 원소는 스테빌라이저로서의 기능을 갖는다. 또한, 상기 다른 금속 원소의 첨가량은 상기 금속 산화물이 반도체로서 기능할 수 있는 양이다.
예를 들어, 상기 In-Ga-Zn계 금속 산화물에 함유되는 모든 Ga(갈륨) 대신에 주석을 사용하면, In-Sn-Zn계 금속 산화물이 되어, 상기 In-Ga-Zn계 금속 산화물에 함유되는 Ga(갈륨)의 일부 대신에 티타늄을 사용하면, In-Ti-Ga-Zn계 금속 산화물이 된다.
산화물 반도체층은 예를 들어, 비단결정을 가져도 좋다. 비단결정은 예를 들어 CAAC(C Axis Aligned Crystal), 다결정, 미결정, 비정질부를 갖는다. 비정질부는 미결정 및 CAAC보다 결함 준위 밀도가 높다. 또한, 미결정은 CAAC보다 결함 준위 밀도가 높다. 또한, CAAC를 갖는 산화물 반도체를 CAAC-OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor)라고 부른다.
산화물 반도체층은 예를 들어, CAAC-OS를 가져도 좋다. CAAC-OS는 예를 들어 c축이 배향하고, a축 또는/및 b축은 거시적으로 보면 정렬되어 있지 않다.
산화물 반도체층은 예를 들어, 미결정을 가져도 좋다. 또한, 미결정을 갖는 산화물 반도체를 미결정 산화물 반도체라고 부른다. 미결정 산화물 반도체층은 예를 들어 1nm 이상 10nm 미만의 크기의 미결정(나노 결정이라고도 함)을 갖는다.
산화물 반도체층은 예를 들어, 비정질부를 가져도 좋다. 또한, 비정질부를 갖는 산화물 반도체를 비정질 산화물 반도체라고 부른다. 비정질 산화물 반도체층은 예를 들어, 원자 배열이 무질서하며 결정 성분을 갖지 않는다. 또는, 비정질 산화물 반도체층은 예를 들어, 완전한 비정질이고 결정부를 갖지 않는다.
또한, 산화물 반도체층이 CAAC-OS, 미결정 산화물 반도체, 비정질 산화물 반도체의 혼합층이어도 좋다. 혼합층은 예를 들어, 비정질 산화물 반도체의 영역과, 미결정 산화물 반도체의 영역과, CAAC-OS의 영역을 갖는다. 또한, 혼합층은 예를 들어, 비정질 산화물 반도체의 영역과, 미결정 산화물 반도체의 영역과, CAAC-OS의 영역의 적층 구조를 가져도 좋다.
또한, 산화물 반도체층은 예를 들어, 단결정을 가져도 좋다.
산화물 반도체층은 복수의 결정부를 갖고, 상기 결정부의 c축이 피형성면(산화물 반도체층이 형성되는 면)의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향으로 정렬되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상이한 결정부 사이에서 a축 및 b축의 방향이 각각 상이하여도 좋다. 이와 같은 산화물 반도체층의 일례로서는 CAAC-OS층이 있다.
CAAC-OS층에 포함되는 결정부는 하나의 변이 100nm 미만인 입방체 내에 들어가는 크기인 경우가 많다. 또한, 투과형 전자 현미경(TEM: Transmission Electron Microscope)에 의한 관찰상에서는 CAAC-OS층에 포함되는 결정부와 결정부간의 경계는 명확하지 않다. 또한, TEM에 의하여 CAAC-OS막에 명확한 입계(그레인 바운더리(grain boundary)라고도 함)가 확인되지 않는다. 따라서, CAAC-OS층은 입계에 기인한 전자 이동도의 저하가 억제된다.
CAAC-OS층에 포함되는 결정부는 예를 들어, c축이 CAAC-OS층의 피형성면의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향으로 정렬되며, 또 ab면에 수직인 방향에서 볼 때 금속 원자가 삼각형 또는 육각형으로 배열되고, c축에 수직인 방향에서 볼 때 금속 원자가 층상 또는 금속 원자와 산소 원자가 층상으로 배열되어 있다. 또한, 상이한 결정부 사이에서 a축 및 b축의 방향이 각각 상이하여도 좋다. 본 명세서에서 단순히 '수직'이라고 기재하는 경우에는 80° 이상 100° 이하, 바람직하게는 85° 이상 95° 이하의 범위도 그 범주에 포함된다. 또한, 단순히 '평행'이라고 기재하는 경우에는 -10° 이상 10° 이하, 바람직하게는 -5° 이상 5° 이하의 범위도 그 범주에 포함된다.
또한, CAAC-OS층 내에서 결정부가 균일하게 분포되지 않아도 좋다. 예를 들어, CAAC-OS층의 형성 과정에서 산화물 반도체층의 표면 측으로부터 결정 성장시킬 때 피형성면 근방보다 표면 근방에서 결정부가 차지하는 비율이 높은 경우가 있다. 또한, CAAC-OS층에 불순물을 첨가함으로써 상기 불순물 첨가 영역에서 결정부의 결정성이 저하될 수도 있다.
CAAC-OS층에 포함되는 결정부의 c축은 CAAC-OS층의 피형성면의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향으로 정렬되기 때문에, CAAC-OS층의 형상(피형성면의 단면 형상 또는 표면의 단면 형상)에 따라서는 서로 다른 방향을 향할 수 있다. 또한, 막을 형성하였을 때, 또는 막 형성 후에 가열 처리 등의 결정화 처리를 수행하였을 때, 결정부가 형성된다. 따라서, 결정부의 c축은 CAAC-OS층이 형성되었을 때의 피형성면의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향으로 정렬된다.
상기 CAAC-OS를 포함한 산화물 반도체층을 채널 형성층으로서 사용한 전계 효과 트랜지스터는 가시광이나 자외광의 조사로 인한 전기적 특성의 변동이 작기 때문에, 신뢰성이 높다.
또한, 도 16(B)에 도시한 영역(404a) 및 영역(404b)은 도펀트가 첨가되어, 트랜지스터의 소스 또는 드레인으로서의 기능을 갖는다. 도펀트로서는, 예를 들어 원소 주기율표의 13족 원소(예를 들어, 붕소 등), 원소 주기율표의 15족 원소(예를 들어, 질소, 인, 및 비소 중 하나 또는 복수의 원소), 및 희가스 원소(예를 들어, 헬륨, 아르곤, 및 크세논 중 하나 또는 복수의 원소) 중 하나 또는 복수의 원소를 사용할 수 있다. 또한, 트랜지스터의 소스로서의 기능을 갖는 영역을 소스 영역이라고도 하고, 트랜지스터의 드레인으로서의 기능을 갖는 영역을 드레인 영역이라고도 한다. 영역(404a) 및 영역(404b)에 도펀트를 첨가함으로써, 도전층과 상기 영역 사이의 저항을 작게 할 수 있다.
도전층(405a_A), 도전층(405b_A), 도전층(405a_B), 및 도전층(405b_B) 각각은 트랜지스터의 소스 또는 드레인으로서의 기능을 갖는다. 또한, 트랜지스터의 소스로서의 기능을 갖는 층을 소스 전극 또는 소스 배선이라고도 하고, 트랜지스터의 드레인으로서의 기능을 갖는 층을 드레인 전극 또는 드레인 배선이라고도 한다.
도전층(405a_A), 도전층(405b_A), 도전층(405a_B), 및 도전층(405b_B)으로서는, 예를 들어 알루미늄, 마그네슘, 크롬, 구리, 탄탈, 티타늄, 몰리브덴, 또는 텅스텐 등의 금속 재료, 또는 이들의 금속 재료를 주성분으로 함유한 합금 재료의 층을 사용할 수 있다.
절연층(406)으로서는, 예를 들어 절연층(402_A) 및 절연층(402_B)에 적용 가능한 재료의 층을 사용할 수 있다.
절연층(407)으로서는, 예를 들어 절연층(402_A) 및 절연층(402_B)에 적용 가능한 재료의 층을 사용할 수 있다.
반도체층(403_A) 또는 반도체층(403_B)으로서 산화물 반도체층을 사용하는 경우에는 예를 들어, 탈수화 또는 탈수소화를 수행하여 산화물 반도체층 내의 수소, 물, 수산기, 또는 수소화물(수소 화합물이라고도 함) 등의 불순물을 제거하고 또 산화물 반도체층에 산소를 공급함으로써, 산화물 반도체층을 고순도화시킬 수 있다. 예를 들어, 산화물 반도체층에 접촉하는 층으로서 산소를 함유한 층을 사용하여 열처리함으로써, 산화물 반도체층을 고순도화시킬 수 있다.
예를 들어, 400℃ 이상 750℃ 이하, 또는 400℃ 이상 기판의 변형점 미만의 온도로 열처리를 수행한다. 또한, 이후의 공정에서 열처리를 수행하여도 좋다. 이 때, 상기 열처리를 수행하는 열처리 장치로서는, 예를 들어 GRTA(Gas Rapid Thermal Anneal) 장치 또는 LRTA(Lamp Rapid Thermal Anneal) 장치 등의 RTA(Rapid Thermal Anneal) 장치를 사용할 수 있다. 고온 가스로서는, 예를 들어 희가스, 또는 열처리에 의해 피처리물과 반응하지 않는 불활성 기체(예를 들어, 질소)를 사용할 수 있다.
상기 열처리를 수행한 후, 그 가열 온도를 유지한 채 또는 그 가열 온도로부터 온도를 내리는 과정에서 상기 열처리를 수행한 노(furnace)와 동일한 노에 고순도의 산소 가스, 고순도의 N2O 가스, 또는 초건조 공기(이슬점이 -40℃ 이하, 바람직하게는 -60℃ 이하의 분위기)를 도입하여도 좋다. 이 때, 산소 가스 또는 N2O 가스는 물이나 수소 등을 함유하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 열처리 장치에 도입하는 산소 가스 또는 N2O 가스의 순도를 6N 이상, 바람직하게는 7N 이상, 즉 산소 가스 또는 N2O 가스 중의 불순물 농도를 1ppm 이하, 바람직하게는 0.1ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 산소 가스 또는 N2O 가스의 작용에 의해, 산화물 반도체층에 산소가 공급되어, 산화물 반도체층 내의 산소 결핍에 기인한 결함을 저감할 수 있다. 또한 상기 열처리를 수행할 때, 상기 고순도의 산소 가스, 고순도의 N2O 가스, 또는 초건조 공기를 도입하여도 좋다.
고순도화시킨 산화물 반도체층을 트랜지스터에 사용함으로써, 산화물 반도체층의 캐리어 밀도를 1×1014/cm3 미만, 바람직하게는 1×1012/cm3 미만, 더 바람직하게는 1×1011/cm3 미만으로 할 수 있어, 트랜지스터의 문턱 전압을 양의 방향으로 이동시켜 노멀리 오프화시킬 수 있다. 트랜지스터의 채널 폭 1μm당 오프 전류를 10aA(1×10-17A) 이하, 또한 1aA(1×10-18A) 이하, 또한 10zA(1×10-20A) 이하, 또한 1zA(1×10-21A) 이하, 또한 100yA(1×10-22A) 이하로 할 수 있다. 트랜지스터의 오프 전류는 낮으면 낮을수록 좋지만, 본 실시형태에 따른 트랜지스터의 오프 전류의 하한값은 약 10-30A/μm인 것으로 어림잡을 수 있다.
도 16(A) 및 도 16(B)를 사용하여 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 트랜지스터의 일례를 본 발명의 일 형태인 반도체 장치의 트랜지스터에 적용함으로써, 반도체 장치를 구성할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태인 반도체 장치의 구조의 예에 대하여 설명한다.
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 구조의 일례에 대하여 도 17(A) 및 도 17(B)를 사용하여 설명한다. 도 17(A)는 평면 모식도이고, 도 17(B)는 도 17(A)의 선분 A-B 부분의 단면 모식도이다. 또한, 도 17(A) 및 도 17(B)에서는 실제의 치수와 상이한 구성 요소를 포함한다. 편의상 도 17(B)에서는 도 17(A)의 선분 A-B 부분의 단면의 일부를 생략하였다. 또한, 도 17(A) 및 도 17(B)에서는 일례로서, 도 1(A)의 스위치(113), 스위치(115), 스위치(116), 스위치(117), 및 스위치(118) 각각을 대신하여 트랜지스터를 갖는 구성의 반도체 장치의 예를 도시하였지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 구성의 반도체 장치에도 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 구조를 적절히 사용할 수 있다.
도 17(A) 및 도 17(B)에 도시한 반도체 장치는 도전층(511a) 내지 도전층(511g)과, 절연층(512)과, 반도체층(513a) 내지 반도체층(513f)과, 도전층(515a) 내지 도전층(515h)과, 절연층(516)을 포함한다.
도전층(511a) 내지 도전층(511g) 각각은 기판(500)의 일 평면에 제공된다.
도전층(511a)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(113)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 및 배선으로서의 기능을 갖는다.
도전층(511b)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 트랜지스터(114)의 게이트, 및 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(511c)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(115)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 및 배선으로서의 기능을 갖는다.
도전층(511d)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(116)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 및 배선으로서의 기능을 갖는다.
도전층(511e)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 및 배선으로서의 기능을 갖는다.
도전층(511f)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(118)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 및 배선으로서의 기능을 갖는다.
도전층(511g)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나로서의 기능을 갖는다. 또한, 복수의 단위 회로를 갖는 경우에는 복수의 단위 회로마다 용량 소자(111) 및 용량 소자(112) 중 하나 또는 양쪽 모두의 면적을 상이하게 하여도 좋다.
절연층(512)은 도전층(511a) 내지 도전층(511g)을 개재하여 기판(500)의 일 평면에 제공된다.
절연층(512)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 용량 소자(111)의 유전체층, 용량 소자(112)의 유전체층, 스위치(113)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 절연층, 트랜지스터(114)의 게이트 절연층, 스위치(115)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 절연층, 스위치(116)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 절연층, 스위치(117)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 절연층, 스위치(118)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 절연층으로서의 기능을 갖는다.
반도체층(513a)은 절연층(512)을 개재하여 도전층(511a)과 중첩된다.
반도체층(513a)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(113)를 대신하는 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
반도체층(513b)은 절연층(512)을 개재하여 도전층(511b)과 중첩된다.
반도체층(513b)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 트랜지스터(114)의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다. 또한, 다른 스위치인 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는 반도체층의 면적보다 반도체층(513b)의 면적이 크다. 반드시 이것에 한정되지 않지만, 반도체층(513b)의 면적을 크게 함으로써, 트랜지스터(114)의 소스와 드레인 사이에 흐르는 전류량을 조정할 수 있다.
반도체층(513c)은 절연층(512)을 개재하여 도전층(511c)과 중첩된다.
반도체층(513c)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(115)를 대신하는 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
반도체층(513d)은 절연층(512)을 개재하여 도전층(511d)과 중첩된다.
반도체층(513d)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(116)를 대신하는 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
반도체층(513e)은 절연층(512)을 개재하여 도전층(511e)과 중첩된다.
반도체층(513e)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117)를 대신하는 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
반도체층(513f)은 절연층(512)을 개재하여 도전층(511f)과 중첩된다.
반도체층(513f)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(118)를 대신하는 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
도전층(515a)은 반도체층(513a)에 접속된다.
도전층(515a)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(113)를 대신하는 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나, 및 배선(101)으로서의 기능을 갖는다.
도전층(515b)은 반도체층(513a)에 접속된다. 도전층(515b)은 절연층(512)을 개재하여 도전층(511b)과 중첩된다. 도전층(515b)은 절연층(512)을 개재하여 도전층(511g)과 중첩된다. 도전층(515b)은 반도체층(513d)에 접속된다.
도전층(515b)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 하나, 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 하나, 및 스위치(113)를 대신하는 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(515c)은 반도체층(513b)에 접속된다. 도전층(515c)은 반도체층(513c)에 접속된다.
도전층(515c)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 하나, 및 스위치(115)를 대신하는 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나, 및 배선(102)으로서의 기능을 갖는다.
도전층(515d)은 반도체층(513c)에 접속된다. 도전층(515d)은 절연층(512)을 관통하여 형성된 개구부에서 도전층(511b)에 접속된다.
도전층(515d)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(115)를 대신하는 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(515e)은 반도체층(513b)에 접속된다. 도전층(515e)은 반도체층(513d)에 접속된다. 도전층(515e)은 반도체층(513e)에 접속된다.
도전층(515e)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 트랜지스터(114)의 소스 및 드레인 중 다른 하나, 및 스위치(116)를 대신하는 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나, 및 스위치(117)를 대신하는 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(515f)은 반도체층(513e)에 접속된다. 도전층(515f)은 반도체층(513f)에 접속된다. 도전층(515f)은 절연층(512)을 관통하여 형성된 개구부에서 도전층(511g)에 접속된다.
도전층(515f)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117)를 대신하는 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나, 및 스위치(118)를 대신하는 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(515g)은 반도체층(513f)에 접속된다.
도전층(515g)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(118)를 대신하는 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나, 및 배선(103)으로서의 기능을 갖는다.
도전층(515h)은 절연층(512)을 관통하여 형성된 개구부에서 도전층(511g)에 접속된다.
절연층(516)은 반도체층(513a) 내지 반도체층(513f), 도전층(515a) 내지 도전층(515h)을 개재하여 절연층(512)의 일 평면에 제공된다.
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 다른 구조의 예에 대하여 도 18(A) 및 도 18(B)를 사용하여 설명한다. 도 18(A) 및 도 18(B)에 도시한 반도체 장치는 도 17(A) 및 도 17(B)에 도시한 반도체 장치의 도전층(515c) 및 도전층(515e)의 형상이 다르다. 이 때, 도전층(515c)은 반도체층(513b)과 중첩되는 부분이 U자형이다.
또한, 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 다른 구조의 예에 대하여 도 19(A) 및 도 19(B)를 사용하여 설명한다. 도 19(A)는 평면 모식도이고, 도 19(B)는 도 19(A)의 선분 C-D 부분의 단면 모식도이다. 또한, 도 19(A) 및 도 19(B)에서는 실제의 치수와 상이한 구성 요소를 포함한다. 편의상 도 19(B)에서는 도 19(A)의 선분 C-D 부분의 단면의 일부를 생략하였다.
도 19(A) 및 도 19(B)에 도시한 반도체 장치는 절연층(601)과, 도전층(611a) 내지 도전층(611g)과, 절연층(612)과, 반도체층(613a) 내지 반도체층(613g)과, 도전층(615a) 내지 도전층(615i)과, 절연층(617)을 포함한다.
반도체층(613a) 내지 반도체층(613g) 각각은 절연층(601)을 개재하여 기판(600)의 일 평면에 제공된다.
반도체층(613a)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(113)를 대신하는 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
반도체층(613b)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 하나, 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나로서의 기능을 갖는다. 또한, 복수의 단위 회로를 갖는 경우에는 복수의 단위 회로마다 용량 소자(111) 및 용량 소자(112) 중 하나 또는 양쪽 모두의 면적을 상이하게 하여도 좋다.
반도체층(613c)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 트랜지스터(114)의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
반도체층(613d)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(115)를 대신하는 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
반도체층(613e)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(116)를 대신하는 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
반도체층(613f)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117)를 대신하는 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
반도체층(613g)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(118)를 대신하는 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
절연층(612)은 절연층(601) 및 반도체층(613a) 내지 반도체층(613g)을 개재하여 기판(600)의 일 평면에 제공된다.
절연층(612)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 용량 소자(111)의 유전체층, 용량 소자(112)의 유전체층, 스위치(113)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 절연층, 트랜지스터(114)의 게이트 절연층, 스위치(115)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 절연층, 스위치(116)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 절연층, 스위치(117)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 절연층, 스위치(118)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 절연층으로서의 기능을 갖는다.
도전층(611a)은 절연층(612)을 개재하여 반도체층(613a)과 중첩된다.
도전층(611a)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(113)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 및 배선으로서의 기능을 갖는다.
도전층(611b)은 절연층(612)을 개재하여 반도체층(613b) 및 반도체층(613c)과 중첩된다.
도전층(611b)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 트랜지스터(114)의 게이트, 및 용량 소자(111)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(611c)은 절연층(612)을 개재하여 반도체층(613b)과 중첩된다.
도전층(611c)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 용량 소자(112)의 한 쌍의 전극 중 다른 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(611d)은 절연층(612)을 개재하여 반도체층(613d)과 중첩된다.
도전층(611d)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(115)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 및 배선으로서의 기능을 갖는다.
도전층(611e)은 절연층(612)을 개재하여 반도체층(613e)과 중첩된다.
도전층(611e)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(116)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 및 배선으로서의 기능을 갖는다.
도전층(611f)은 절연층(612)을 개재하여 반도체층(613f)과 중첩된다.
도전층(611f)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(117)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 및 배선으로서의 기능을 갖는다.
도전층(611g)은 절연층(612)을 개재하여 반도체층(613g)과 중첩된다.
도전층(611g)은 예를 들어, 도 1(A)에 도시한 반도체 장치의 스위치(118)를 대신하는 트랜지스터의 게이트 및 배선으로서의 기능을 갖는다.
절연층(617)은 도전층(611a) 내지 도전층(611g)을 개재하여 절연층(612)의 일 평면에 제공된다.
도전층(615a)은 절연층(612) 및 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 반도체층(613a)에 접속된다.
도전층(615b)은 절연층(612) 및 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 반도체층(613a)에 접속된다. 도전층(615b)은 절연층(612) 및 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 반도체층(613b)에 접속된다.
도전층(615c)은 절연층(612) 및 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 반도체층(613c)에 접속된다. 도전층(615c)은 절연층(612) 및 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 반도체층(613d)에 접속된다.
도전층(615d)은 절연층(612) 및 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 반도체층(613b)에 접속된다. 도전층(615d)은 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 도전층(611b)에 접속된다.
도전층(615e)은 절연층(612) 및 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 반도체층(613c)에 접속된다. 도전층(615e)은 절연층(612) 및 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 반도체층(613e)에 접속된다. 도전층(615e)은 절연층(612) 및 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 반도체층(613f)에 접속된다.
도전층(615f)은 절연층(612) 및 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 반도체층(613f)에 접속된다. 도전층(615f)은 절연층(612) 및 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 반도체층(613g)에 접속된다. 도전층(615f)은 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 도전층(611c)에 접속된다.
도전층(615g)은 절연층(612) 및 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 반도체층(613g)에 접속된다.
도전층(615h)은 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 도전층(611c)에 접속된다.
도전층(615i)은 절연층(612) 및 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 반도체층(613b)에 접속된다. 도전층(615i)은 절연층(612) 및 절연층(617)을 관통하여 형성된 개구부에서 반도체층(613e)에 접속된다.
또한, 반도체 장치가 발광 소자를 갖는 경우의 구조의 일례에 대해서 도 20을 사용하여 설명한다. 도 20은 본 실시형태에 따른 표시 장치의 구조의 일례를 도시한 단면 모식도이다. 또한, 본 실시형태에서는 표시 장치의 발광 소자가 상면 방향으로 빛을 사출하는 구조를 제시하지만, 이것에 한정되지 않고 하면 방향으로 빛을 사출하는 구조 또는 상면 및 하면의 양쪽 방향으로 빛을 사출하는 구조이어도 좋다.
도 20에 도시한 표시 장치는 도 17(A) 및 도 17(B)에 도시한 반도체 장치의 구성에 더하여, 절연층(517), 도전층(518), 절연층(521), 발광층(522), 도전층(523), 기판(524), 착색층(525), 절연층(526), 및 절연층(527)을 포함한다. 또한, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 도 18(A) 내지 도 19(B)에 도시한 반도체 장치의 구성을 사용하여 발광 소자를 갖는 반도체 장치를 구성하여도 좋다.
절연층(517)은 절연층(516) 위에 제공된다.
도전층(518)은 절연층(517) 위에 제공되고, 절연층(516) 및 절연층(517)을 관통하여 형성된 개구부에서 도전층(515h)에 접속된다.
도전층(518)은 예를 들어, 발광 다이오드의 전극으로서의 기능을 갖는다.
절연층(521)은 도전층(518) 위에 제공된다.
발광층(522)은 절연층(521) 위에 제공되며, 절연층(521)을 관통하여 형성된 개구부에서 도전층(518)에 접속된다.
발광층(522)은 예를 들어, 발광 다이오드의 발광층으로서의 기능을 갖는다.
도전층(523)은 발광층(522) 위에 제공되고 발광층(522)에 접속된다.
도전층(523)은 예를 들어, 발광 다이오드의 전극으로서의 기능을 갖는다.
착색층(525)은 발광층(522)으로부터의 빛 중에서 특정한 파장을 갖는 빛을 투과시키도록 기판(524)의 일 평면에 제공된다.
절연층(526)은 착색층(525)을 개재하여 기판(524)의 일 평면에 제공된다.
절연층(527)은 절연층(526)과 도전층(523) 사이에 제공된다.
또한, 도 17(A) 내지 도 20을 사용하여 설명한 반도체 장치의 각 구성 요소에 대하여 설명한다. 또한, 각 층을 복수의 재료의 적층으로 구성하여도 좋다.
기판(500), 기판(524), 및 기판(600)으로서는, 예를 들어 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 또한, 기판(500), 기판(524), 및 기판(600)을 반드시 제공할 필요는 없다.
절연층(601)으로서는 예를 들어 산화 실리콘층, 질화 실리콘층, 산화질화 실리콘층, 질화산화 실리콘층, 산화 알루미늄층, 질화 알루미늄층, 산화질화 알루미늄층, 질화산화 알루미늄층, 또는 산화 하프늄층을 사용할 수 있다. 예를 들어, 절연층(601)으로서는, 산화 실리콘층 또는 산화질화 실리콘층 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 산화 절연층이 할로겐을 함유하여도 좋다. 또한, 절연층(601)을 반드시 제공할 필요는 없다.
도전층(511a) 내지 도전층(511g), 및 도전층(611a) 내지 도전층(611g)으로서는 예를 들어, 도 16(A)에 도시한 트랜지스터의 도전층(401_A)에 적용 가능한 재료의 층을 사용할 수 있다.
반도체층(513a) 내지 반도체층(513f), 및 반도체층(613a) 내지 반도체층(613g)으로서는 예를 들어, 도 16(A)에 도시한 트랜지스터의 반도체층(403_A)에 적용 가능한 재료의 층을 사용할 수 있다.
절연층(512), 절연층(612)으로서는, 예를 들어 도 16(A)에 도시한 트랜지스터의 절연층(402_A)에 적용 가능한 재료의 층을 사용할 수 있다.
도전층(515a) 내지 도전층(515h), 및 도전층(615a) 내지 도전층(615i)으로서는 예를 들어, 도 16(A)에 도시한 트랜지스터의 도전층(405a_A) 및 도전층(405b_A)에 적용 가능한 재료의 층을 사용할 수 있다.
절연층(516)으로서는, 예를 들어 도 16(A)에 도시한 절연층(406)에 적용 가능한 재료의 층을 사용할 수 있다.
절연층(517), 절연층(617)으로서는, 예를 들어 절연층(512)에 적용 가능한 재료의 층을 사용할 수 있다.
도전층(518)으로서는, 예를 들어 도전층(515a) 내지 도전층(515h)에 적용 가능한 재료의 층을 사용할 수 있다.
절연층(521)으로서는, 예를 들어 유기 절연층 또는 무기 절연층을 사용할 수 있다. 또한, 절연층(521)은 격벽이라고도 한다.
발광층(522)은 특정한 색의 빛을 나타내는 단색광을 사출하는 층이다. 발광층(522)으로서는, 예를 들어 특정한 색을 나타내는 빛을 사출하는 발광 재료를 사용한 발광층을 사용할 수 있다. 또한, 서로 상이한 특성의 색을 나타내는 빛을 사출하는 발광층의 적층으로 발광층(522)을 구성하여도 좋다. 발광 재료로서는, 형광 재료 또는 인광 재료 등의 일렉트로루미네선스(electroluminescence) 재료를 사용할 수 있다. 또한, 복수의 일렉트로루미네선스 재료를 함유한 재료를 사용하여 발광 재료를 구성하여도 좋다. 예를 들어, 청색을 나타내는 빛을 사출하는 형광 재료의 층, 주황색을 나타내는 빛을 사출하는 제 1 인광 재료의 층, 및 주황색을 나타내는 빛을 사출하는 제 2 인광 재료의 층의 적층에 의해, 백색을 나타내는 빛을 사출하는 발광층을 구성하여도 좋다. 일렉트로루미네선스 재료로서는 유기 일렉트로루미네선스 재료 또는 무기 일렉트로루미네선스 재료를 사용할 수 있다. 또한, 상기 발광층에 더하여, 예를 들어 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 중 하나 또는 복수를 제공하여 전계 발광층을 구성하여도 좋다.
도전층(523)으로서는 도전층(515a) 내지 도전층(515h), 및 도전층(615a) 내지 도전층(615i)에 적용 가능한 재료의 층 중에서 빛을 투과시키는 재료의 층을 사용할 수 있다.
착색층(525)으로서는, 예를 들어 적색을 나타내는 파장을 갖는 빛, 녹색을 나타내는 파장을 갖는 빛, 또는 청색을 나타내는 파장을 갖는 빛을 투과시키며, 염료 또는 안료를 포함한 층을 사용할 수 있다. 또한 착색층(525)으로서, 시안(cyan), 마젠타(magenta), 또는 황색을 나타내는 빛을 투과시키며, 염료 또는 안료를 포함한 층을 사용하여도 좋다. 예를 들어, 염료를 포함하는 경우에는 착색층(525)은 예를 들어, 포토리소그래피법, 인쇄법, 또는 잉크젯법을 이용하여 형성되고, 안료를 포함하는 경우에는 착색층(525)은 포토리소그래피법, 인쇄법, 전착법, 또는 전자 사진법 등을 이용하여 형성된다. 예를 들어 잉크젯법을 이용함으로써 실온에서 제조할 수 있거나, 진공도가 낮은 분위기에서 제조할 수 있거나, 또는 대형 기판 위에 제조할 수 있다. 레지스트 마스크를 이용하지 않고도 제조할 수 있으므로 제조 비용 및 제조 공정수를 감소시킬 수 있다.
절연층(526)으로서는 예를 들어, 절연층(601)에 적용 가능한 재료의 층을 사용할 수 있다. 또한, 절연층(526)에 적용 가능한 재료의 적층으로 절연층(526)을 구성하여도 좋다. 또한, 절연층(526)을 반드시 제공할 필요는 없지만, 절연층(526)을 제공함으로써 착색층(525)으로부터 발광 소자로의 불순물 침입을 억제할 수 있다.
절연층(527)으로서는, 예를 들어 절연층(601)에 적용 가능한 재료의 층 또는 수지 재료의 층을 사용할 수 있다. 절연층(527)에 적용 가능한 재료의 적층에 의해 절연층(527)을 구성하여도 좋다.
도 17(A) 내지 도 20을 사용하여 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 일례는 발광 소자로서 특정한 색을 나타내는 빛을 사출하는 발광 소자와, 발광 소자가 사출하는 빛 중에서 특정한 파장을 갖는 빛을 투과시키는 착색층을 포함하는 구조이다. 이러한 구조로 함으로써 제작 공정을 용이하게 하여, 수율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 메탈 마스크를 이용하지 않고도 표시 소자를 제작할 수 있으므로 제작 공정이 용이해진다.
본 실시형태에 따른 표시 장치의 일례에서는 단위 회로와 동일한 기판 위에 구동 회로를 제공하여도 좋다. 이 때, 구동 회로 등의 회로의 트랜지스터의 구조를 단위 회로의 트랜지스터의 구조와 동일하게 하여도 좋다. 단위 회로와 동일 기판 위에 구동 회로 등의 회로를 제공함으로써 단위 회로 및 구동 회로의 접속 배선의 개수를 감소시킬 수 있다.
(실시형태 5)
본 실시형태에서는 구동 회로를 갖는 반도체 장치의 예에 대해서 설명한다.
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 구성의 일례에 대해서 도 21(A) 및 도 21(B)를 사용하여 설명한다.
도 21(A)에 도시한 반도체 장치는 구동 회로(Drv라고도 함)(901), 구동 회로(902), 배선(903), 배선(904), 배선(905), 및 단위 회로(UC라고도 함)(910)를 갖는다. 또한, 복수의 단위 회로(910)를 제공하여도 좋다. 예를 들어, 화소 회로로서 복수의 단위 회로를 제공함으로써 표시 장치를 구성할 수 있다. 900은 단위 회로(910)가 제공되는 영역을 가리킨다.
구동 회로(901)는 배선(903)을 통하여 단위 회로(910)에 전위 또는 신호를 입력함으로써 단위 회로(910)를 제어하는 기능을 갖는다.
구동 회로(901)는 예를 들어, 시프트 레지스터 등을 사용하여 구성된다.
구동 회로(902)는 배선(904)을 통하여 단위 회로(910)에 전위 또는 신호를 입력함으로써 단위 회로(910)를 제어하는 기능을 갖는다.
구동 회로(902)는 예를 들어, 시프트 레지스터 등을 사용하여 구성된다.
또한, 단위 회로(910)와 동일한 기판 위에 구동 회로(901) 및 구동 회로(902) 중 하나를 제공하여도 좋다.
배선(905)으로서는, 예를 들어 전위를 공급하는 배선 또는 신호를 공급하는 배선 등을 들 수 있다. 배선(905)은 구동 회로(901) 또는 다른 회로에 접속된다. 또한, 배선(905)의 개수는 복수이어도 좋다.
도 21(B)에 도시한 바와 같이, 단위 회로(910) 내의 상이한 소자에 접속된 복수의 배선들을 단위 회로(910)가 제공되는 영역(900) 이외에서 서로 접속함으로써 배선(905)으로 하여도 좋다.
도 21(A) 및 도 21(B)를 사용하여 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 일례에서는 단위 회로 및 구동 회로를 동일한 기판 위에 제공할 수 있다.
(실시형태 6)
본 실시형태에서는 전자 모듈로서의 기능을 갖는 반도체 장치의 예에 대해서 설명한다.
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 구성의 일례에 대해서 도 22를 사용하여 설명한다. 도 22는 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 구성의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 22에 도시한 반도체 장치는 표시 패널(951), 단자(953)를 통하여 표시 패널(951)에 접속된 회로 기판(952), 및 표시 패널(951)과 중첩되는 터치 패널(954)을 갖는다.
표시 패널(951)로서는 본 발명의 일 형태에 따른 반도체 장치를 적용할 수 있다.
회로 기판(952)에, 예를 들어 표시 패널(951) 또는 터치 패널(954)의 구동을 제어하는 기능을 갖는 회로 등이 제공된다.
터치 패널(954)로서는 예를 들어, 용량식 터치 패널, 저항막식 터치 패널, 및 광학식 터치 패널 등 중에서 하나 또는 복수를 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(954) 대신에, 또는 터치 패널(954)에 더하여, 예를 들어 하우징, 방열판, 광학 필름, 편광판, 위상차판, 프리즘 시트, 확산판, 백라이트 등을 제공하여 표시 모듈로 하여도 좋다.
도 22에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 반도체 장치는 상술한 실시형태에 제시된 반도체 장치와 터치 패널 등의 다른 구성 요소를 사용하여 구성된다.
(실시형태 7)
본 실시형태에서는 상술한 실시형태에 제시된 반도체 장치를 사용하여 구성되는 패널을 하우징에 구비하는 전자 기기의 예에 대하여 도 23(A) 내지 도 23(D)를 사용하여 설명한다.
도 23(A)에 도시한 전자 기기는 휴대형 정보 단말의 일례이다.
도 23(A)에 도시한 전자 기기는 하우징(1011), 하우징(1011)에 제공된 패널(1012), 버튼(1013), 및 스피커(1014)를 구비한다.
또한, 도 23(A)에 도시한 전자 기기를 외부 기기에 접속하기 위한 접속 단자, 도 23(A)에 도시한 전자 기기를 조작하기 위한 버튼 중에서 하나 또는 복수를 하우징(1011)에 제공하여도 좋다.
패널(1012)은 표시 패널 및 터치 패널로서의 기능을 갖는다. 패널(1012)로서는 본 발명의 일 형태인 반도체 장치와 터치 패널을 중첩시켜 구성되는 패널을 사용할 수 있다.
버튼(1013)은 하우징(1011)에 제공된다. 예를 들어 전원 버튼인 버튼(1013)을 제공한 경우에는, 버튼(1013)을 누름으로써 전자 기기를 온 상태로 할지 여부를 제어할 수 있다.
스피커(1014)는 하우징(1011)에 제공된다. 스피커(1014)는 음성을 출력하는 기능을 갖는다.
또한, 하우징(1011)에 마이크를 제공하여도 좋다. 마이크를 제공함으로써 예를 들어, 도 23(A)에 도시한 전자 기기를 전화기로서 기능시킬 수 있다.
도 23(A)에 도시한 전자 기기는 예를 들어, 전화기, 전자 서적, 퍼스널 컴퓨터, 및 게임기 중 하나 또는 복수로서의 기능을 갖는다.
도 23(B)에 도시한 전자 기기는 폴더형 정보 단말의 일례이다.
도 23(B)에 도시한 전자 기기는 하우징(1021a), 하우징(1021b), 하우징(1021a)에 제공된 패널(1022a), 하우징(1021b)에 제공된 패널(1022b), 축부(1023), 버튼(1024), 접속 단자(1025), 기록 매체 삽입부(1026), 및 스피커(1027)를 구비한다.
하우징(1021a)과 하우징(1021b)은 축부(1023)로 접속된다.
패널(1022a) 및 패널(1022b)은 표시 패널 및 터치 패널로서의 기능을 갖는다. 패널(1022a) 및 패널(1022b)로서는 본 발명의 일 형태인 반도체 장치와 터치 패널을 중첩시켜 구성되는 패널을 사용할 수 있다.
도 23(B)에 도시한 전자 기기에서는 축부(1023)가 있기 때문에 예를 들어, 하우징(1021a) 또는 하우징(1021b)을 움직여서 하우징(1021a)과 하우징(1021b)을 중첩시켜 전자 기기를 접을 수 있다.
버튼(1024)은 하우징(1021b)에 제공된다. 또한, 하우징(1021a)에 버튼(1024)을 제공하여도 좋다. 예를 들어, 전원 버튼으로서의 기능을 갖는 버튼(1024)을 제공한 경우에는, 버튼(1024)을 누름으로써 전자 기기 내의 회로에 전력을 공급할지 여부를 제어할 수 있다.
접속 단자(1025)는 하우징(1021a)에 제공된다. 또한 하우징(1021b)에 접속 단자(1025)를 제공하여도 좋다. 또한, 복수의 접속 단자(1025)를 하우징(1021a) 및 하우징(1021b) 중 하나 또는 양쪽 모두에 제공하여도 좋다. 접속 단자(1025)는 도 23(B)에 도시한 전자 기기와 다른 기기를 접속하기 위한 단자이다.
기록 매체 삽입부(1026)는 하우징(1021a)에 제공된다. 또한, 하우징(1021b)에 기록 매체 삽입부(1026)를 제공하여도 좋다. 복수의 기록 매체 삽입부(1026)를 하우징(1021a) 및 하우징(1021b) 중 하나 또는 양쪽 모두에 제공하여도 좋다. 예를 들어, 기록 매체 삽입부에 카드형 기록 매체를 삽입함으로써, 카드형 기록 매체로부터 데이터를 판독하여 전자 기기에 기록하거나, 또는 전자 기기 내의 데이터를 카드형 기록 매체에 기록할 수 있다.
스피커(1027)는 하우징(1021b)에 제공된다. 스피커(1027)는 음성을 출력하는 기능을 갖는다. 또한, 하우징(1021b) 대신에 하우징(1021a)에 스피커(1027)를 제공하여도 좋다.
또한 하우징(1021a) 또는 하우징(1021b)에 마이크를 제공하여도 좋다. 마이크를 제공함으로써 예를 들어, 도 23(B)에 도시한 전자 기기를 전화기로서 기능시킬 수 있다.
도 23(B)에 도시한 전자 기기는 예를 들어, 전화기, 전자 서적, 퍼스널 컴퓨터, 및 게임기 중 하나 또는 복수로서의 기능을 갖는다.
도 23(C)에 도시한 전자 기기는 설치형 정보 단말의 일례이다. 도 23(C)에 도시한 설치형 정보 단말은 하우징(1031), 하우징(1031)에 제공된 패널(1032), 버튼(1033), 및 스피커(1034)를 구비한다.
패널(1032)은 표시 패널 및 터치 패널로서의 기능을 갖는다. 패널(1032)로서는 본 발명의 일 형태인 반도체 장치와 터치 패널을 중첩시켜 구성되는 패널을 사용할 수 있다.
또한, 패널(1032)을 하우징(1031)의 갑판부(deck portion; 1035)에 제공할 수도 있다.
또한, 티켓 등을 출력하는 티켓 출력부, 코인 투입부, 및 지폐 삽입부 중 하나 또는 복수를 하우징(1031)에 제공하여도 좋다.
버튼(1033)은 하우징(1031)에 제공된다. 예를 들어, 전원 버튼으로서의 기능을 갖는 버튼(1033)을 제공한 경우에는, 버튼(1033)을 누름으로써 전자 기기 내의 회로에 전력을 공급할지 여부를 제어할 수 있다.
스피커(1034)는 하우징(1031)에 제공된다. 스피커(1034)는 음성을 출력하는 기능을 갖는다.
도 23(C)에 도시한 전자 기기는 예를 들어, 현금 자동 입출금기, 티켓 등을 구하기 위한 정보 통신 단말(멀티 미디어 스테이션이라고도 함), 또는 게임기로서의 기능을 갖는다.
도 23(D)는 설치형 정보 단말의 일례이다. 도 23(D)에 도시한 전자 기기는 하우징(1041), 하우징(1041)에 제공된 패널(1042), 하우징(1041)을 지탱하는 지지대(1043), 버튼(1044), 접속 단자(1045), 및 스피커(1046)를 구비한다.
또한, 외부 기기와 접속시키기 위한 접속 단자, 도 23(D)에 도시한 전자 기기를 조작하기 위한 버튼 중 하나 또는 복수를 하우징(1041)에 제공하여도 좋다.
패널(1042)은 표시 패널로서의 기능을 갖는다. 패널(1042)로서는 본 발명의 일 형태인 반도체 장치를 적용할 수 있다. 본 발명의 일 형태인 반도체 장치와 터치 패널을 중첩시켜 패널(1042)에 터치 패널로서의 기능을 추가하여도 좋다.
버튼(1044)은 하우징(1041)에 제공된다. 예를 들어, 전원 버튼으로서의 기능을 갖는 버튼(1044)을 제공한 경우에는, 버튼(1044)을 누름으로써 전자 기기 내의 회로에 전력을 공급할지 여부를 제어할 수 있다.
접속 단자(1045)는 하우징(1041)에 제공된다. 접속 단자(1045)는 도 23(D)에 도시한 전자 기기와 다른 기기를 접속하기 위한 단자이다. 예를 들어, 접속 단자(1045)에 의하여, 도 23(D)에 도시한 전자 기기와 퍼스널 컴퓨터를 접속함으로써, 퍼스널 컴퓨터로부터 입력되는 데이터 신호에 따른 화상을 패널(1042)에 표시시킬 수 있다. 예를 들어, 도 23(D)에 도시한 전자 기기의 패널(1042)이 접속되는 전자 기기의 패널보다 크면 다른 전자 기기의 표시 화상을 확대시킬 수 있으며 여러 사람들이 동시에 화상을 보기 쉬워진다.
스피커(1046)는 하우징(1041)에 제공된다. 스피커(1046)는 음성을 출력하는 기능을 갖는다.
도 23(D)에 도시한 전자 기기는 예를 들어, 출력 모니터, 퍼스널 컴퓨터, 또는 텔레비전 장치로서의 기능을 갖는다.
도 23(A) 내지 도 23(D)를 사용하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 형태인 반도체 장치를 패널에 사용할 수 있다.
또한, 본 명세서 등에서는 다양한 도면을 참조하여 설명한 회로는 회로 구성의 일례이기 때문에, 트랜지스터를 더 추가할 수 있다. 이와 반대로, 회로도의 각 노드에, 트랜지스터, 스위치, 수동 소자 등을 제공하지 않는 것도 가능하다. 예를 들어, 어느 임의의 노드에서 직접 접속된 트랜지스터를 더 이상 제공하지 않는 것도 가능하다.
또한, 본 명세서 등에서, 어느 하나의 실시형태를 설명하기 위한 도면 또는 문장의 일부분을 꺼내서 발명의 일 형태를 구성하여도 좋다. 따라서, 어느 임의의 부분에 관한 도면 또는 문장이 있는 경우에는 거기서부터 일부의 도면 또는 문장을 꺼낸 내용도 발명의 일 형태로 할 수 있다. 그러므로, 예를 들어, 능동 소자(트랜지스터, 다이오드 등), 배선, 수동 소자(용량 소자, 저항 소자 등), 도전층, 절연층, 반도체층, 유기 재료, 무기 재료, 부품, 장치, 동작 방법, 제조 방법 등이 하나 또는 복수 기재된 도면 또는 문장에서, 그 일부분을 꺼내서 발명의 일 형태를 구성할 수 있다. 예를 들어, X개(X는 정수)의 회로 소자(트랜지스터, 용량 소자 등)가 기재된 회로도로부터 Y개(Y는 X보다 작은 정수)의 회로 소자(트랜지스터, 용량 소자 등)를 꺼내서 발명의 일 형태를 구성하여도 좋다. 다른 예로서는 X개의 층이 기재된 단면도로부터 Y개의 층을 꺼내서 발명의 일 형태를 구성하여도 좋다. 또 다른 예로서는 X개의 요소에 의해 구성되는 타이밍 차트로부터, Y개의 요소를 꺼내서 발명의 일 형태를 구성하여도 좋다.
또한, 본 명세서 등에서는 어느 하나의 실시형태에 관한 도면 또는 문장에 적어도 하나의 구체적인 예가 기재되어 있는 경우에는, 당업자라면 그 구체적인 예의 상위 개념을 용이하게 도출할 수 있다. 따라서, 어느 하나의 실시형태에 관한 도면 또는 문장에 적어도 하나의 구체적인 예가 기재되어 있는 경우, 그 구체적인 예의 상위 개념도 발명의 일 형태로서 개시되어 있는 것이며, 발명의 일 형태를 구성할 수 있다.
또한, 본 명세서 등에서는 적어도 도면에 도시된 내용(도면 중의 일부이어도 좋음)은 발명의 일 형태로서 개시되어 있는 것이며, 상기 도면에 도시된 내용에 의해 발명의 일 형태를 구성할 수 있다. 따라서, 어느 내용이 도면에 도시되어 있으면, 문장에 기재되어 있지 않더라도 그 내용은 발명의 일 형태로서 개시되어 있으며, 상기 도면으로부터 발명의 일 형태를 구성할 수 있다. 마찬가지로, 도면의 일부를 추출하여 도시한 도면도 발명의 일 형태로서 개시되어 있으며, 발명의 일 형태를 구성할 수 있다.
100: 단위 회로
101: 배선
102: 배선
103: 배선
104: 배선
105: 배선
106: 배선
111: 용량 소자
112: 용량 소자
113: 스위치
113T: 트랜지스터
114: 트랜지스터
115: 스위치
115T: 트랜지스터
116: 스위치
116T: 트랜지스터
117: 스위치
117T: 트랜지스터
118: 스위치
118T: 트랜지스터
119: 스위치
119T: 트랜지스터
120: 부하
120A: 발광 다이오드
122: 스위치
122T: 트랜지스터
123: 스위치
124: 스위치
131: 회로
132: 회로
133: 회로
134: 회로
135: 회로
136: 회로
141: 용량 소자
142: 회로
143: 회로
145: 회로
146: 회로
147: 회로
148: 회로
149: 회로
151: 배선
152: 배선
153: 배선
154: 배선
155: 배선
200: 단위 회로
201: 배선
202: 배선
210: 구동 회로
211: 배선
220: 단위 회로
221: 스위치
222: 부하
400_A: 소자 피형성층
400_B: 소자 피형성층
401_A: 도전층
401_B: 도전층
402: 절연층
402_A: 절연층
402_B: 절연층
403_A: 반도체층
403_B: 반도체층
404a: 영역
404b: 영역
405a_A: 도전층
405a_B: 도전층
405b_A: 도전층
405b_B: 도전층
406: 절연층
407: 절연층
500: 기판
511a: 도전층
511b: 도전층
511c: 도전층
511d: 도전층
511e: 도전층
511f: 도전층
511g: 도전층
512: 절연층
513a: 반도체층
513b: 반도체층
513c: 반도체층
513d: 반도체층
513e: 반도체층
513f: 반도체층
515a: 도전층
515b: 도전층
515c: 도전층
515d: 도전층
515e: 도전층
515f: 도전층
515g: 도전층
515h: 도전층
516: 절연층
517: 절연층
518: 도전층
521: 절연층
522: 발광층
523: 도전층
524: 기판
525: 착색층
526: 절연층
527: 절연층
600: 기판
601: 절연층
611a: 도전층
611b: 도전층
611c: 도전층
611d: 도전층
611e: 도전층
611f: 도전층
611g: 도전층
612: 절연층
613a: 반도체층
613b: 반도체층
613c: 반도체층
613d: 반도체층
613e: 반도체층
613f: 반도체층
613g: 반도체층
615a: 도전층
615b: 도전층
615c: 도전층
615d: 도전층
615e: 도전층
615f: 도전층
615g: 도전층
615h: 도전층
615i: 도전층
617: 절연층
900: 영역
901: 구동 회로
902: 구동 회로
903: 배선
904: 배선
905: 배선
910: 단위 회로
951: 표시 패널
952: 회로 기판
953: 단자
954: 터치 패널
1011: 하우징
1012: 패널
1013: 버튼
1014: 스피커
1021a: 하우징
1021b: 하우징
1022a: 패널
1022b: 패널
1023: 축부
1024: 버튼
1025: 접속 단자
1026: 기록 매체 삽입부
1027: 스피커
1031: 하우징
1032: 패널
1033: 버튼
1034: 스피커
1035: 갑판부
1041: 하우징
1042: 패널
1043: 지지대
1044: 버튼
1045: 접속 단자
1046: 스피커

Claims (17)

  1. 반도체 장치에 있어서,
    제 1 배선과;
    제 1 용량 소자와;
    제 2 용량 소자와;
    상기 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나와 상기 제 1 배선 사이 및 상기 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나와 상기 제 1 배선 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 1 스위치와;
    제 2 배선과;
    소스 및 드레인 중 하나가 상기 제 2 배선에 전기적으로 접속되고, 게이트가 상기 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 전기적으로 접속되는 트랜지스터와;
    상기 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 하나와 상기 트랜지스터의 게이트 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 2 스위치와;
    상기 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나와 상기 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나 사이 및 상기 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나와 상기 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 다른 하나 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 3 스위치를 포함하는, 반도체 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 3 배선과;
    2개의 단자를 포함하고, 상기 2개의 단자 중 하나가 상기 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 전기적으로 접속되고, 상기 2개의 단자 중 다른 하나가 상기 제 3 배선에 전기적으로 접속되는 부하를 포함하는, 반도체 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나와 상기 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 다른 하나 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 4 스위치를 포함하는, 반도체 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 3 배선과;
    상기 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나와 상기 제 3 배선 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 4 스위치를 포함하는, 반도체 장치.
  5. 제 1 항에 따른 반도체 장치를 포함하는, 전자 기기.
  6. 표시 모듈에 있어서,
    제 1 항에 따른 반도체 장치와;
    터치 패널을 포함하는, 표시 모듈.
  7. 제 6 항에 따른 표시 모듈을 포함하는, 전자 기기.
  8. 반도체 장치에 있어서,
    제 1 배선과;
    제 1 용량 소자와;
    제 2 용량 소자와;
    상기 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나와 상기 제 1 배선 사이 및 상기 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나와 상기 제 1 배선 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 1 스위치와;
    제 2 배선과;
    소스 및 드레인 중 하나가 상기 제 2 배선에 전기적으로 접속되고, 게이트가 상기 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 전기적으로 접속되는 트랜지스터와;
    상기 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 하나와 상기 트랜지스터의 게이트 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 2 스위치와;
    상기 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나와 상기 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나 사이 및 상기 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나와 상기 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 다른 하나 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 3 스위치와;
    상기 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나와 상기 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 다른 하나 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 4 스위치와;
    제 3 배선과;
    상기 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 다른 하나와 상기 제 3 배선 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 5 스위치를 포함하는, 반도체 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    제 4 배선과;
    2개의 단자를 포함하고, 상기 2개의 단자 중 하나가 상기 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 다른 하나에 전기적으로 접속되고, 상기 2개의 단자 중 다른 하나가 상기 제 4 배선에 전기적으로 접속되는 부하를 포함하는, 반도체 장치.
  10. 제 9 항에 따른 반도체 장치를 포함하는, 전자 기기.
  11. 표시 모듈에 있어서,
    제 9 항에 따른 반도체 장치와;
    터치 패널을 포함하는, 표시 모듈.
  12. 제 11 항에 따른 표시 모듈을 포함하는, 전자 기기.
  13. 반도체 장치에 있어서,
    제 1 배선과;
    제 1 용량 소자와;
    제 2 용량 소자와;
    상기 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나와 상기 제 1 배선 사이 및 상기 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 하나와 상기 제 1 배선 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 1 스위치와;
    제 2 배선과;
    게이트가 상기 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 다른 하나에 전기적으로 접속되는 트랜지스터와;
    상기 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나와 상기 트랜지스터의 게이트 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 2 스위치와;
    상기 제 1 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나와 상기 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나 사이 및 상기 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 하나와 상기 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 다른 하나 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 3 스위치와;
    제 3 배선과;
    상기 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 다른 하나와 상기 제 3 배선 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 4 스위치와;
    제 4 배선과;
    상기 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 하나와 상기 제 4 배선 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 5 스위치와;
    상기 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 상기 하나와 상기 제 2 배선 사이의 전기적인 접속을 제어하는 기능을 갖는 제 6 스위치를 포함하는, 반도체 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    제 5 배선과;
    2개의 단자를 포함하고, 상기 2개의 단자 중 하나가 상기 제 2 용량 소자의 한 쌍의 전극 중 상기 다른 하나에 전기적으로 접속되고, 상기 2개의 단자 중 다른 하나가 상기 제 5 배선에 전기적으로 접속되는 부하를 포함하는, 반도체 장치.
  15. 제 13 항에 따른 반도체 장치를 포함하는, 전자 기기.
  16. 표시 모듈에 있어서,
    제 13 항에 따른 반도체 장치와;
    터치 패널을 포함하는, 표시 모듈.
  17. 제 16 항에 따른 표시 모듈을 포함하는, 전자 기기.
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