TWI246051B - Semiconductor circuit - Google Patents

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1246051 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明，是有關具備切換元件所構成半導體電路中的 電平位移電路及具備該電平位移電路之信號輸出電路，特 別是，關於可適用於作爲圖像顯示裝置或圖像讀取裝置的 周邊電路所設置之驅動電路的輸出部之電平位移電路，及 具備該電平位移電路的信號輸出電路。 【先前技術】 先前，在作爲圖像顯示裝置或圖像讀取裝置的周邊電 路所設置之驅動電路的輸出部之信號輸出電路，爲了用來 驅動圖像顯示裝置的顯示畫素之驅動電晶體或圖像讀取 裝置的讀取畫素之光感測器等並爲了用來生成具有預定 電壓振幅的驅動信號電壓，而使用將輸入信號來變換成不 同電壓振幅的驅動信號之電平位移電路。 這樣的驅動電路中，爲了對應一體形成到驅動電路之 1C晶片化、顯示板或感測器板的基板，可適用由薄膜電晶 體而成的電路構成，這種情況下，含電平位移電路之信號 輸出電路中，亦可適用由薄膜電晶體而成的電路構成。 第5圖是顯示先前技術中電平位移電路之一構成例的 等效電路圖。 先前技術中之電平位移電路，譬如，如第5圖所示， 在由高電位電源所供給的高電位電壓Vdd及由低電位電源 所供給之低電位電壓Vss間，具有將p通路型之薄膜電晶 體TplOl及η通路型的薄膜電晶體Τη102之電流路互相連 接成串聯的輸入側之CMOS反相器、及將ρ通路型之薄膜 1246051 電晶體Τρ 103及η通路型的薄膜電晶體Τη 104之電流路互 相連接成串聯的輸出側之CMOS反相器，連接成串聯的電 路構成（圖中，是將初段之CMOS反相器的輸出接點，連 接次段之CMOS反相器的輸入接點之電路）。 這樣的電平位移電路中，在共通連接在用來構成輸入 側之CMOS反相器之薄膜電晶體TplOl及Tnl02的各閘端 子在之輸入端子Tin，藉由供給具有預定的電壓振幅之輸 入信號IN，在從設於用來構成輸出側的CMOS反相器之薄 膜電晶體Tpl03及Tnl04的連接接點之輸出端子Tout，來 輸出具有比上述輸入信號IN更大的電壓振幅之輸出信號 OUT。於此，輸出信號OUT的電壓振幅，特別是將用來構 成輸出側之CMOS反相器的薄膜電晶體Tp 103及Τη 104之 各自電晶體尺寸（通路尺寸）藉由適宜設定而可任意地加 以設定。 而且，作爲用來構成具備含此種電平位移電路之信號 輸出電路的驅動電路之各薄膜電晶體，一般而言，是可用 來適用使用由多晶矽（poly-silicon)而成半導體層的薄膜電 晶體（以下，簡稱「多晶矽薄膜電晶體」），或，使用由 非晶矽而成的半導體層之薄膜電晶體（以下，簡稱「非晶 矽薄膜電晶體」）。 可是，如先前技術所示之電平位移電路中，會有如下 所示的問題。 即，如上述將電平位移電路，來適用於圖像顯示裝置 或圖像讀取裝置之驅動電路的輸出部之信號輸出電路的 情況下，有必要生成具有根據圖像顯示裝置之顯示畫素 1246051 (顯示板）或圖像讀取裝置的讀取畫素（感測器板）之規 格的電壓振幅之驅動電壓（驅動信號）。因此，根據圖像 顯示裝置或圖像讀取裝置，爲了用來驅動顯示畫素或讀取 畫素，譬如，有必須將具有數十V程度之電壓振幅的驅動 信號，在信號輸出電路之電平位移電路中生成並加以輸出 者。 可是，在使用多晶矽薄膜電晶體構成含信號輸出電路 之驅動電路的情況下，因ON電流較大，電子移動度較大， 所以可獲得具有較良好的動作速度之信號輸出電路，但信 號輸出電路的電平位移電路中，因爲多晶矽薄膜電晶體之 絕緣耐壓較低，所以不能耐於如上述數十V的電壓振幅 (電壓變化），有可能會產生元件破壞的問題。 另一方面，使用非晶矽薄膜電晶體構成含信號輸出電 路之驅動電路的情況下，比起使用多晶矽薄膜電晶體之情 形’因爲多晶矽薄膜電晶體的絕緣耐壓較高，所以信號輸 出電路之電平位移電路中，對於上述數十V的電壓變化可 用來抑制元件破壞的產生，但因爲元件電阻（通路電阻） 較高所以ON電流小，因爲電子移動度低，所以會有使信 號輸出電路之動作速度變成緩慢的問題。 【發明內容】 〔發明揭示〕 本發明，是具有薄膜電晶體所構成之電平位移電路及 含電平位移電路的信號輸出電路中，用來生成具有較大的 電壓振幅之輸出信號的情況下，亦具有適度的動作進度， 同時可較高的來設定絕緣耐壓，因此，具有可用來輸出具 1246051 有適切之電壓範圍的輸出信號之優點。 n 爲了獲得上述優點，本發明中之電平位移電路，是將 · 具有第1電壓振幅的第1信號來變換成具有比前述第1電 壓振幅更大之第2電壓振幅的第2信號並進行輸出者，具 備：輸入段反相電路，作爲切換元件，至少，具備使用由 具有單一通路極性的非晶矽而成半導體層之薄膜電晶體 所構成；具有二個輸入端子，在任一方的前述輸入端子來輸 入前述第1信號，在另一方之前述輸入端子來輸入前述第 1信號的反相信號，且用來生成前述第1信號之反轉信號 · 並進行輸出；輸出段反相信號，具有二個輸入端子及一個輸 出端子’在任一方的前述輸入端子來輸入前述第1信號， 在另一方之前述輸入端子來輸入前述反轉信號，且用來生 成前述第2信號並輸出到前述輸出端子；及自舉電路部，設 於前述輸出段反相電路的一方之前述輸入端子和前述輸 出端子間，將前述第1信號及前述第2信號的電位差作爲 電壓成分來保持，且在前述輸出段反相電路的一方之前述 輸入端子用來昇壓所輸入的信號電壓之電壓値。 · 前述輸入段反相電路，是具備在第1電源電壓及第2 電源電壓間使電流路以串聯所連接的第1切換元件及第2 切換元件，使前述第1切換元件之控制端子連接於另一方 的前述輸入端子，來輸入前述第1信號反相信號，並使前 述第2切換元件的控制端子連接於一方之前述輸入端子， 來輸入前述第1信號，並在前述第1切換元件及前述第2 切換元件的連接接點來輸出前述反轉信號° 前述輸出段反相電路，是具備在第1電源電壓及第2 1246051 電源電壓間使電流路以串聯所連接的第3切換元件及第4 切換元件，使前述第3切換元件之控制端子連接於另一方 的前述輸入端子，來輸入前述第1信號，並使前述第4切 換元件的控制端子連接於一方之前述輸入端子，來輸入前 述反轉信號，並使前述第3切換元件及前述第4切換元件 的連接接點連接於前述輸出端子’來輸出前述輸出信號。 前述自舉電路部，具備：設於前述輸出段反相電路的 前述第3切換元件之控制端子’和該第3切換元件及前述 第4切換元件之連接接點之間，用來保持前述電壓成分的 電容元件；及使電流路之一端連接於前述第3切換元件的 控制端子，來阻礙保持於前述電容元件之電荷移動的第5 切換元件；而前述電容元件，譬如，係形成在前述第3切 換元件之控制端子和電流端子間的寄生電容，前述第5切 換元件，是在電流路之另一端來輸入前述第1信號，並使 控制端子連接於前述第1電源電壓。 爲了獲得上述優點，本發明中之信號輸出電路，是用 來生成具有預定電壓振幅的輸出信號並進行輸出者，具 備：用來生成具有第1電壓振幅的第1信號之信號生成 部；及將前述第1信號變換成具有比前述第1電壓振幅更 大的第2電壓振幅之第2信號並進行輸出的信號輸出部； 而前述信號生成部，係至少具備使用由多晶矽而成半導體 層之薄膜電晶體作爲切換元件所構成，而前述信號輸出 部，係至少具備使用由具有單一通路極性的非晶矽而成半 導體層之薄膜電晶體作爲切換元件所構成’而前述信號輸 出部，係具備：輸入段反相電路是具有二個輸入端子，在 1246051 任一方的前述輸入端子來輸入前述第1信號’在另一方之 前述輸入端子來輸入前述第1信號的反相信號’而生成前 述第1信號之反轉信號並進行輸出；輸出段反相電路’具 有二個輸入端子及一個輸出端子，在任一方的前述輸入端 子來輸入前述第1信號’在另一方之前述輸入端子來輸入 前述反轉信號，而生成前述第2信號並作爲前述輸出信號 來輸出到前述輸出端子；及自舉電路部’設於與則述輸出 段反相電路的一方之前述輸入端子和前述輸出端子間’將 前述第1信號及前述第2信號的電位差作爲電壓成分來保 持，且在前述輸出段反相電路的一方之前述輸入端子’用 來昇壓所輸入的信號電壓之電壓値。 前述輸入段反相電路，是具備在第1電源電壓及第2 電源電壓間使電流路以串聯所連接的第1切換元件及第2 切換元件，使前述第1切換元件之控制端子連接於另一方 的前述輸入端子，來輸入前述第1信號反相信號’使前述 第2切換元件的控制端子連接於一方之前述輸入端子’來 輸入前述第1信號，並在前述第1切換元件及前述第2切 換元件的連接接點來輸出前述反轉信號。 前述輸出段反相電路，是具備在第1電源電壓及第2 電源電壓間使電流路以串聯所連接的第3切換元件及第4 切換元件，使前述第3切換元件之控制端子連接於另一方 的前述輸入端子，來輸入前述第1信號’使前述第4切換 元件的控制端子連接於一方之前述輸入端子，來輸入前述 反轉信號，並使前述第3切換元件及前述第4切換元件的 連接接點連接於前述輸出端子’來輸出前述輸出信號。 -10- 1246051 前述信號輸出部中之前述自舉電路部’具備：設於前 述輸出段反相電路的前述第3切換元件之控制端子’和該 第3切換元件及前述第4切換元件之連接接點之間’用來 保持前述電壓成分的電容元件；及使電流路之一端連接於 前述第3切換元件的控制端子，來阻礙保持於前述電容元 件之電荷移動的第5切換元件；而前述電容元件’係譬如 形成在前述第3切換元件之控制端子和電流端子間的寄生 電容，前述第5切換元件，是在電流路之另一端來輸入前 述第1信號，並使控制端子連接於前述第1電源電壓。 前述第1電源電壓是高電位電壓，前述第2電源電壓 是低電位電壓，前述第1至第5之切換元件，是使用由η 通路型非晶矽而成半導體層之薄膜電晶體，又，前述第1 電源電壓是低電位電壓，前述第2電源電壓是高電位電 壓，前述第1至第5之切換元件，是使用由Ρ通路型非晶 矽而成半導體層之薄膜電晶體。 【實施方式】 〔實施發明之最佳形態〕 以下，對於有關本發明之電平位移電路及具備該電平 位移電路的信號輸出電路，根據圖式所示之實施形態來加 以說明。 <第1實施形態> 第1圖是有關本發明之電平位移電路的第1實施形態 之等效電路圖。 於此，對於與上述之先前技術所示的電平位移電路之 同等構成，是賦與同等或同樣圖號並加以說明。 -11- 1246051 如第1圖所示，有關本實施形態之電平 1 0 A ’例如是具備有：在施加高電位電壓（I V d d的電壓端子T v d及接點N 1 1之間連接電 汲極端子），使控制端子（閘端子）連接在 (第1信號）IN+的反相信號（輸入信號I n · 丁 i n a的η通路型薄膜電晶體（第1切換元件 點Ν 1 1及施加低電位電壓（第2電源電壓） 子Τ ν s之間連接電流路，並使控制端子連接 號ΙΝ +的輸入端子Tinb之η通路型薄膜電晶 元件）Trl2;在輸入端子Tinb及接點Ν12之間 使控制端子連接在電壓端子Tvd之η通路型 (第5切換元件）Tr 15;在電壓端子Tvd及 出端子Tout )之間連接電流路，並使控制端 N12之η通路型薄膜電晶體（第3切換元件 點Ν13及電壓端子Tvs之間連接電流路，使 在接點Ν 1 1之η通路型薄膜電晶體（第4切ί 連接在接點Ν 1 2及接點Ν 1 3之間的電容器（ Cbs ;及連接在接點Ν13之輸出端子Tout所 即，有關本實施形態之電平位移電路中 Trll及TH2係用來構成輸入段反相電路，j 壓Vdd及低電位電壓Vss之間以串聯所連接 電晶體Trll的控制端子施加輸入信號IN +反 信號IN·)，且在薄膜電晶體Trl2的控制端 入信號IN +所構成。 又，薄膜電晶體Trl3及Trl4係用來構 位移電路 I 1電源電壓） 流路（源極-施加輸入信號 )之輸入端子 )Τι·11 ;在接 V s s的電壓端 在施加輸入信 體（第2切換 連接電流路， 薄膜電晶體 接點Ν 1 3 (輸 子連接在接點 )ΤΗ3 ;在接 控制端子連接 奥元件）Trl4 ; 電容元件） 構成。 ，薄膜電晶體 善在高電位電 ，且，在薄膜 相信號（輸入 子同時施加輸 成輸出段的反 -12- 1246051 相電路，是在局電位電壓Vdd及低電位電壓Vss之間以串 聯所連接，且在薄膜電晶體TH 3的控制端子施加接點n 1 2 之電位，又在薄膜電晶體Τι: 1 4的控制端子同時施加接點 Nil之電位（輸入段反相電路之輸出電位，且成爲輸入信 號IN +的反轉信號；如後述，成爲接點N12之電位的大致反 相）所構成。 因此，各薄膜電晶體Τι· 1 1〜Tr 1 5，譬如，使用由非晶 矽而成半導體層之薄膜電晶體所構成，並在單一絕緣性基 板上形成。 接著，對於具有上述電路構成之電平位移電路的動作 來加以說明。 第2圖是顯示有關本實施形態之電平位移電路的各端 子及接點中之信號電壓的變化之模擬結果。 於此，是在上述電平位移電路10A中，使高電位電壓 Vdd設定爲+15V，並使低電位電壓Vss設定爲-18V，對於 將具有〇〜1 5 V之電壓振幅（第丨電壓振幅）的輸入信號 IN+，藉由上述電平位移電路l〇A，來變換成具有-15〜+15V 之電壓振幅（第2電壓振幅）的輸出信號（第2信號）OUT 而輸出之情況來加以說明。 首先，對於輸入段反相電路，來說明其動作特性，則 如第2圖所示，在輸入端子Tinb作爲輸入信號IN +來輸入 咼電平（=+15V)，同時在輸入端子Tina來輸入與輸入信 號IN +成爲反相的低電平（=〇 V )之輸入信號IN ·，則使第 1圖所示之電平位移電路10A的薄膜電晶體Trl 2呈ON狀 態動作，同時使薄膜電晶體Tr 1 1呈OFF狀態動作。藉此， 1246051 接點N1 1，是經由薄膜電晶體Τι: 12連接於電壓端子Tvs (低電位電壓Vss = -18V)，而其電位Vnll，是成爲薄膜 電晶體Trl2之導通電阻（ON電阻）分較高的電壓，且設 定成具有充分低信號電壓（大約-13V )之低電平。 另一方面，在輸入端子Tinb作爲輸入信號IN +來輸入 低電平（=〇V )，同時在輸入端子Tina來輸入與輸入信號 IN +成爲反相的高電平（=+15V)之輸入信號IN·，則使薄 膜電晶體Trll呈ON狀態動作，同時使薄膜電晶體Tr 12 呈OFF狀態動作。藉此，接點Nil，是經由薄膜電晶體Tr 11 連接於電壓端子Tvd (高電位電壓Vdd = +15V)，而其電位 Vn 11，是設定成具有薄膜電晶體Tr 11之導通電阻分較低 的電壓之高電平。於此，非晶矽薄膜電晶體的電路特性 上，在高電位電壓Vdd側所連接之薄膜電晶體ΤΠ 1的導 通電阻是較大，因爲要將該導通電阻設定很小有困難，所 以接點N 1 1電位Vn 1 1，是高電平，並且如第2圖所示， 只能獲得大槪+3〜+4V程度之極低的電壓。 如此地在第1圖所示之電平位移電路10A中，輸入段 反相電路（薄膜電晶體Trll、Tr 12)的輸出電壓（接點Nil的 電位Vnl 1)是高電平側的電壓較低，不具有充分之電壓振 幅。因此，在本實施形態中，如以下所示，具備藉由將輸 入段反相電路的輸出電壓輸入（施加）到輸出段反相電路， 而生成與輸入信號形成同相的輸出信號，並擴大其電壓振 幅之構造。 即，在輸出段反相電路中，上述輸入段反相電路的輸 出電壓（接點Nil的電位Vnll)爲高電平（大約+ 3〜+4V) 1246051 時，薄膜電晶體Τι:1 4呈〇N狀態動作，接點N1 3(輸出端子 Tout)係經由薄膜電晶體ΤΠ4連接在電壓端子Tvs(低電位 電壓Vss= -18V)，其電位（輸出信號OUT)係成爲薄膜電晶 體Tr 1 4之導通電阻分較高的電壓，且設定成所要之信號 電壓（所要的電壓振幅-15〜+15V之下限側電壓-15V ;低電 平）。 此外，在輸出段反相電路中，在薄膜電晶體Tr 1 3的 閘端子（接點N12 )，經由將高電位電壓Vdd ( =+15V ) — 直施加於閘端子，用來維持預定之導通狀態的薄膜電晶體 Trl5，來施加輸入信號IN +的信號電壓，所以上述輸入段 反相電路的輸出電壓（接點Nil之電位Vnll)成爲高電 平之時間信號（timing)(輸入信號IN +成爲低電平的時間信 號），如第2圖所示，其電位Vnl2，是設定成大約0V之 低電平。藉此，使在接點N 1 2及N 1 3之間所產生的電位差， 在電容器Cbs作爲電壓成分所保持。因此，保持於電容器 Cbs之電荷，因爲藉由薄膜電晶體Trl5的導通電阻來妨礙 移動，所以使根據上述電位差之電壓成分在電容器Cbs被 良好保持。 其次’使上述輸入段反相電路的輸出電壓（接點N 1 1 之電位Vnll )成爲低電平（大約-13V)，則使薄膜電晶體 Tr 14呈〇FF狀態動作，同時在薄膜電晶體Tr 13之閘端子 (接點N12 )，藉由根據高電平（+15V )的輸入信號IN + 來施加電壓，使薄膜電晶體Tr 1 3呈ON狀態動作，並使接 點N13(輸出端子Tout )經由薄膜電晶體Trl3連接在電壓 端子Tvd (高電位電壓Vdd = +15V)。 1246051 藉此’接點N 1 3之電位（輸出信號〇υτ )，是來施加 薄膜電晶體T r 1 3的導通電阻分低的電壓，但隨著該接點 N13之電位的上昇，在薄膜電晶體Trl3之閘端子（接點 N12) ’如第2圖所示，在該接點N13之電位產生追加有 相當於保持在上述電容器Cbs的電壓成分之電位差的電壓 (大約25〜27 V )(自舉電路現象），使薄膜電晶體Trl3 以略飽和狀態下呈ON狀態動作，所以作爲輸出信號〇υτ 可獲得近似於高電位電壓V d d (=+ 1 5 V )的充分地高信號 電壓（即，所要之電壓振幅-1 5〜+ 1 5 V的近似於上限側電 壓之+13〜+14V;高電平）。 這樣，有關本實施形態之電平位移電路中，是適用η 通路型的非晶矽薄膜電晶體，並用來構成2段反相電路， 且藉由使用自舉電路（薄膜電晶體Tr 15，電容器Cbs)將 施加在輸出段反相電路的一方之信號電壓（高電平）來進 行昇壓，即使由輸入段反相電路所輸出的高電平側之信號 電壓低的情況下，亦可將由輸出段反相電路所輸出的高電 平側之信號電壓進行充分的提高。於此，各薄膜電晶體Tr 1 1〜Tr 1 5因爲皆具有藉由非晶矽薄膜電晶體所構成的高 絕緣耐壓，所以以具有數十V的電壓振幅（電壓變化）之 輸出信號，亦不會產生元件破壞，可良好地生成、來進行 輸出。 因而，將使用這樣之非晶矽薄膜電晶體所構成的電平 位移電路，譬如，藉由在使用多晶矽薄膜電晶體構成之信 號生成電路（譬如，移位寄存器電路（slift regi stor circuit) 等；信號生成部）的後段作爲輸出段（信號輸出部）來進行 -16 - 1246051 連接，在前段之信號生成電路中，使多晶矽薄膜電晶體的 元件電阻較低，所以可迅速地來執行信號生成動作，另一 方面，在後段之電平位移電路中，因爲使用非晶矽薄膜電 晶體，藉由高的耐壓特性可良好地來生成具有較大的電壓 振幅（數十V )之輸出信號，所以作爲全體具有適度的動 作速度，同時將具有適切之電壓範圍的輸出信號不會產生 元件破壞可用來實現可輸出的信號輸出電路。 第3圖是顯示有關上述第1實施形態之電平位移電路 的其他電路構成例之等效電路圖。 於此，對於與上述電平位移電路（第1圖）同等構成， 則略其說明。 上述之實施形態中，在輸出段反相電路（薄膜電晶體 Trl3、Trl4)，在施加高電位電壓Vdd之薄膜電晶體ΤΠ3 的閘端子（接點N12 )及輸出端子Tout (接點N13 )之間， 顯示用來連接來構成自舉電路的電容器Cbs之構成，但本 構成例中，如第3圖所示，具有省略該電容器Cbs的電路 構成。 即，爲了來提高電平位移電路1 0B之驅動能力（即， 爲了藉由電平位移電路驅動所生成的輸出信號OUT所供 給之負荷（譬如，先前技術中如記載的顯示畫素或讀取畫 素）的能力），將薄膜電晶體Tr 1 3之電晶體尺寸（通路 寬度）設計成較大的情況下，在該薄膜電晶體ΤΠ 3之閘-源極間亦將所形成寄生電容Cgs變大，所以使該寄生電容 Cgs具有某程度大小的電容値之情況下，形成具有與上述 實施形態的電容器Cbs同等之功能’即使省略該電容器Cbs -17 - 1246051 的電路構成，亦可獲得與上述實施形態同等之作用效果° <第2實施形態> 其次，對於有關本發明電平位移電路之第2實施形態 來加以說明。 第4A、4B圖是顯示有關本發明之電平位移電路的第2 實施形態之等效電路圖。 於此，對於上述電平位移電路（第1圖、第3圖）同 等構成，則賦與同等或相同圖號並簡略化或省略其說明。 上述第1實施形態中，對於使用η通路型之非晶矽薄 膜電晶體來構成電平位移電路的情況加以說明，但本實施 形態中，是使用具有Ρ通路型之非晶矽薄膜電晶體的電路 構成。 即，如第4Α圖所示，有關本實施形態之電平位移電 路1 0C，是具有使輸入段及輸出段的反相電路，在供給高 電位電壓（第2電源電壓）Vdd及低電位電壓（第1電源 電壓）Vss的電壓端子Tvd、Tvs間以並聯所設置，並使各 自P通路型之薄膜電晶體Tr22及Tr21、Tr24及Tr23連接 成串聯的構成。又，在輸入段及輸出段反相電路之間，具 有與用來構成自舉電路的薄膜電晶體Τι:25來連接電容器 Cbs之構成。 於此，與上述第1實施形態所示之情況同樣，使用來 構成輸出段反相電路之薄膜電晶體Τι:23的電晶體尺寸變 大，具有預定之閘-源極間電容（寄生電容）的情況下， 是如第4 Β圖所示電平位移電路1 0D，亦可適用省略電容 器Cbs之電路構成。 -18- 1246051 於此，與上述第1實施形態所示情形同樣，構成輸出 段反相電路的薄膜電晶體Tr23的電晶體尺寸較大，具有 預定之閘一源極間電容（寄生電容）的情況下，如第4B圖所 示之電平位移電路10D，亦可適用省略電容器Cbs的電路 構成。 因此，有關本實施形態之電平位移電路中，薄膜電晶 體之極性是與上述實施形態所示的電平位移電路（第1 圖、第3圖）形成相反，並與電壓端子Tvd、Tvs的連接 狀態亦形成相反，所以可與第2圖來實現略同等之信號電 壓特性。 還有，對於有關本發明之電平位移電路及具備該電平 位移電路的信號輸出電路中根據所生成、輸出之輸出信號 來進行動作的負荷（顯示畫素或讀取畫素等），並無特別 加以限定，但主要是，若藉由具有數十V程度較大的電壓 振幅之驅動信號（輸出信號）來進行動作者即可，譬如， 在形成在絕緣基板上的單一非晶矽所構成的半導體層（通 路層）之上方及下方來形成個別的閘電極，即具有所謂雙 閘型的薄膜電晶體構造之光感測器的驅動控制可良好地 來適用。 【圖式之簡單說明】 第1圖是顯示有關本發明之電平位移電路的第1實施 形態之等效電路圖。 第2圖是顯示有關本發明之電平位移電路的各端子及 接點中之信號電壓變化的模擬結果圖。 第3圖是顯示有關第1實施形態之電平位移電路的另 -19- 1246051 外電路構成例之等效電路圖。 第4A、4B圖是顯示有關本發明之電平位移電路的第2 實施形態之等效電路圖。 第5圖是顯示先前技術中之電平位移電路的一構成例 之等效電路圖。 【主要元件符號說明】 10A、10B、IOC、10D…電平位移電路 Cbs…電容器（電容元件）

Cgs…寄生電容 IN、IN+…輸入信號（第1信號） IN·…反相信號（輸入信號） N1 1、N12、N13…接點 OUT…輸出信號（第2信號）

Tin、Tina、Tinb···輸入端子 Τη 1 02、Τη 104…η通路型之薄膜電晶體

Tout…輸出端子

Tvd、Tvs…電壓端子 TP101、TP103、Tr21〜Tr25…p通路型之薄膜電晶體 Tirl 1…η通路型薄膜電晶體（第丨切換元件）

Tr 12··· η通路型薄膜電晶體（第2切換元件）

Tr 13··· η通路型薄膜電晶體（第3切換元件）

Tr 14··· η通路型薄膜電晶體（第4切換元件） ΤΠ5··· η通路型薄膜電晶體（第5切換元件）

Vdd…高電位電壓（第1電源電壓） V η 1 1…電位

Vss…低電位電壓Vss (第2電源電壓） -20-

Claims (1)

1246051 十、申請專利範圍· i .一種電平位移電路，是將具有第1電壓振幅的第1信號 來變換成具有比前述第1電壓振幅更大之第2電壓振幅 的第2信號並進行輸出’是具備如下： 至少具備使用由具有單一通路極性的非晶矽而成半導 體層之薄膜電晶體作爲切換元件所構成； 具有二個輸入端子，在任一方的前述輸入端子來輸入 前述第1信號，在另一方之前述輸入端子來輸入前述第 1信號的反相信號，而生成前述第1信號之反轉信號並 進行輸出的輸入段反相電路； 具有二個輸入端子及一個輸出端子，在任一方的前述 輸入端子來輸入前述第1信號，在另一方之前述輸入端 子來輸入前述反轉信號，而生成前述第2信號並輸出到 前述輸出端子之輸出段的反相電路·，及 設於前述輸出段反相電路的一方之前述輸入端子與前 述輸出端子間，將前述第1信號及前述第2信號的電位 差作爲電壓成分來保持，且在前述輸出段反相電路的一 方之前述輸入端子，用來昇壓所輸入的信號電壓之電壓 値的自舉電路部。 2.如申請專利範圍第1項所記載之電平位移電路， 其中前述輸入段反相電路，是具備在第1電源電壓及 第2電源電壓間使電流路以串聯所連接的第丨切換元件 及第2切換元件； 使前述第1切換元件之控制端子連接於另一方的前述 輸入端子，來輸入前述第1信號反相信號； -21- 1246051 使前述第2切換元件的控制端子連接於一方之前述輸 _ 入端子，來輸入前述第1信號； 並在前述第1切換元件及前述第2切換元件的連接接 點來輸出前述反轉信號。 3. 如申請專利範圍第2項所記載之電平位移電路， 其中前述第1電源電壓是高電位電壓，前述第2電源 電壓是低電位電壓， 而前述第1、2之切換元件，是使用由η通路型非晶 矽半導體層而成半導體層的薄膜電晶體。 ® 4. 如申請專利範圍第2項所記載之電平位移電路， 其中前述第1電源電壓是低電位電壓，前述第2電源 電壓是高電位電壓， 而前述第1、2之切換元件，是使用由ρ通路型非晶矽 半導體層而成半導體層的薄膜電晶體。 5. 如申請專利範圍第1項所記載之電平位移電路， 其中前述輸出段反相電路，是具備在第1電源電壓及 第2電源電壓間使電流路以串聯所連接的第3切換元件 β 及第4切換元件； 使前述第3切換元件之控制端子連接於另一方的前述 輸入端子，來輸入前述第1信號； 使前述第4切換元件的控制端子連接於一方之前述輸 入端子，來輸入前述反轉信號； 並使前述第3切換元件及前述第4切換元件的連接接 點連接於前述輸出端子，來輸出前述輸出信號。 6 ·如申請專利範圍第5項所記載之電平位移電路， -22- 1246051 其中前述自舉電路部，是具備：設於前述輸出段反相 電路的前述第3切換元件之控制端子，及該第3切換元 件及前述第4切換元件之連接接點之間，用來保持前述 電壓成分的電容元件；及 使電流路之一端連接於前述第3切換元件的控制端 子，來阻礙保持於前述電容元件之電荷移動的第5切換 元件。 7. 如申請專利範圍第6項所記載之電平位移電路， 其中前述電容元件，是形成在前述第3切換元件之控 制端子，和前述第3切換元件及前述第4切換元件的連 接接點間的寄生電容。 8. 如申請專利範圍第6項所記載之電平位移電路， 其中前述第5切換元件， 是在電流路之另一端來輸入前述第1信號， 並使控制端子連接於前述第1電源電壓。 9. 如申請專利範圍第5項所記載之電平位移電路， 其中前述第1電源電壓是高電位電壓，前述第2電源 電壓是低電位電壓， 而前述第3至第5之切換元件，是使用由η通路型非 晶矽而成半導體層的薄膜電晶體。 10. 如申請專利範圍第5項所記載之電平位移電路， 其中前述第1電源電壓是低電位電壓，前述第2電源 電壓是高電位電壓， 而前述第3至第5之切換元件，是使用由ρ通路型非 晶矽而成半導體層的薄膜電晶體。 -23- 1246051 1 1. 一種信號輸出電路’是用來生成具有預定電壓振幅的輸 出信號並進行輸出，是具備如下： 用來生成具有第1電壓振幅的第1信號之信號生成 部；及 將前述第1信號變換成具有比前述第丨電壓振幅更 大的第2電壓振幅之第2信號並進行輸出的信號輸出 部； 而則述信號生成部’係至少具備使用由多晶矽而成半 導體層之薄膜電晶體作爲切換元件所構成， 而前述信號輸出部，係至少具備使用由具有單一通路 極性的非晶矽而成半導體層之薄膜電晶體作爲切換元 件所構成， 而前述信號輸出部係具備： 是具有二個輸入端子，在任一方的前述輸入端子來輸 入前述第1信號，在另一方之前述輸入端子來輸入前述 第1信號的反相信號，而生成前述第1信號之反轉信號 並進行輸出的輸入段反相電路； 具有二個輸入端子及一個輸出端子，在任一方的前述 輸入端子來輸入前述第1信號，在另一方之前述輸入端 子來輸入前述反轉信號，而生成前述第2信號作爲前述 輸出信號來輸出到前述輸出端子之輸出段的反相電路； 及 設於前述輸出段反相電路的一方之前述輸入端子與 前述輸出端子間，將前述第1信號及前述第2信號的電 位差作爲電壓成分來保持，且在前述輸出段反相電路的 -24- 1246051 一方之前述輸入端子，用來昇壓所輸入的信號電壓之電 壓値的自舉電路部。 12·如申請專利範圍第1 1項所記載之信號輸出電路， 其中前述輸入段反相電路，是具備在第1電源電壓 及第2電源電壓間使電流路以串聯所連接的第1切換元 件及第2切換元件； 使前述第1切換元件之控制端子連接於另一方的前 述輸入端子，來輸入前述第1信號反相信號； 使前述第2切換元件的控制端子連接於一方之前述輸 入端子，來輸入前述第1信號； 並在前述第1切換元件及前述第2切換元件的連接接 點來輸出前述反轉信號。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項所記載之信號輸出電路， 其中前述第1電源電壓是高電位電壓，前述第2電源 電壓是低電位電壓， 而前述第1、第2之切換元件，是使用由n通路型非 晶矽而成半導體層的薄膜電晶體。 1 4 .如申請專利範圍第1 2項所記載之信號輸出電路， 其中前述第1電源電壓是低電位電壓，前述第2電源電 壓是高電位電壓， 而前述第1、第2之切換元件，是使用由ρ通路型非 晶矽而成半導體層的薄膜電晶體。 1 5 .如申請專利範圍第1 1項所記載之信號輸出電路， 其中前述輸出段反相電路，是具備在第1電源電壓 及第2電源電壓間使電流路以串聯所連接的第3切換 -25· 1246051 元件及第4切換元件； 使前述第3切換元件之控制端子連接於另一方的前 述輸入端子，來輸入前述第1信號； 使前述第4切換元件的控制端子連接於一方之前述 輸入端子，來輸入前述反轉信號； 並使前述第3切換元件及前述第4切換元件的連接 接點連接於前述輸出端子，來輸出前述輸出信號。 16.如申請專利範圍第15項所記載之信號輸出電路， 其中前述信號輸出部中之前述自舉電路部，是具備： 設於前述輸出段反相電路的前述第3切換元件之控制 端子，及該第3切換元件及前述第4切換元件之連接接 點之間，用來保持前述電壓成分的電容元件；及 使電流路之一端連接於前述第3切換元件的控制端 子，來阻礙保持於前述電容元件之電荷移動的第5切換 元件。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項所記載之信號輸出電路， 其中前述電容元件，是形成在前述第3切換元件之控 制端子，和前述第3切換元件及前述第4切換元件的連 接接點間的寄生電容。 18.如申請專利範圍第16項所記載之信號輸出電路， 其中前述第5切換元件， 是在電流路之另一端來輸入前述第1信號， 並使控制端子連接於前述第1電源電壓。 1 9 ·如申請專利範圍第1 5項所記載之信號輸出電路， 其中前述第1電源電壓是高電位電壓，前述第2電源 1246051 電壓是低電位電壓， 而前述第3至第5之切換元件，是使用由η通路型非 晶矽而成半導體層之薄膜電晶體。 20.如申請專利範圍第15項所記載之信號輸出電路， 其中前述第1電源電壓是低電位電壓，前述第2電源 電壓是高電位電壓， 而前述第3至第5之切換元件，是使用由ρ通路型非 晶矽而成半導體層之薄膜電晶體。

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