TWI433080B - 半導體裝置，和具有該半導體裝置的顯示裝置和電子設備 - Google Patents

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Description

半導體裝置，和具有該半導體裝置的顯示裝置和電子設備
本發明係關於半導體裝置。本發明特別關於包括發光元件且使用半導體裝置而製造的主動矩陣型顯示器中的像素的結構。本發明還關於配置有半導體裝置的顯示裝置，以及配置有該顯示裝置的電子設備。
注意，在此該的半導體裝置指的是藉由利用半導體特性而能夠發揮作用的所有裝置。
近年，對以電視、PC監視器、移動用終端等為主要用途的薄型顯示器的需要迅速地擴大，而正在進行對其的進一步的開發研究。作為薄型顯示器有液晶顯示裝置(LCD)和具有發光元件的顯示裝置，特別是使用發光元件的主動矩陣型顯示器不但具有現有LCD所具有的厚度薄、重量輕、影像品質高等的優點，而且還具有回應速度快、視野特性廣等的特徵，因此它被期望為下一代顯示器。
作為使用發光元件的主動矩陣型顯示器中的最基本的像素結構，可以舉出圖24A所示的結構(例如，參照專利文件1的圖19和圖20A、20B)。在圖24A中，像素包括：控制向發光元件2404的電流供給的驅動電晶體2402；利用掃描線2405而將資料線2406的電位導入於驅動電晶體2402的閘極(以下，也稱為節點G)的開關電晶體2401；以及用於保持上述節點G的電位的保持電容器2403。
[專利文件1]日本專利申請公開第2004－004910號公報
在圖24A中，作為具有發光元件2404的主動矩陣型顯示器的驅動方法，可以分類為類比驅動和數位驅動。類比驅動是藉由將類比值供給於驅動電晶體2402的閘極，並使該類比值連續地變化而表現灰度的。而數位驅動將數位值供給於驅動電晶體2402的閘極。數位驅動包括將一個框週期分割為多個子框，並藉由控制發光週期而表現灰度的數位時間灰度方法。數位驅動與類比驅動相比，具有電晶體不容易受到變化的影響的優點。
在圖24B中示出當驅動上述圖24A的像素時的電位關係以及工作時脈的具體例子，而說明其工作。此時，發光元件2404的驅動方法為數位驅動。如圖24B所示，在圖24A所示的像素結構中，當掃描線2405成為使驅動電晶體2402導通(ON)的電位(在此，High電位)時，資料線2406的電位被導入到節點G。
在圖24A中，由於開關電晶體2401為N通道型電晶體而且驅動電晶體2402為P通道型，因此當掃描線2405的電位成為High時，開關電晶體2401就導通，且資料線2406的電位導入到節點G。設定各電位並使經由接收資料線2406的Low電位而使發光元件2404發光，而且藉由將資料線2406的High電位導入到節點G而使發光元件2404成為不發光狀態(light off)。
以下將舉出各電位的具體例子而說明。在圖24A中，發光元件2404的相對電極的電位為GND(以下，為0V)，電流供給線2407的電位為7V，資料線2406的High電位為7V，其Low電位為0V，掃描線2405的High電位為10V，其Low電位為0V。
參照圖24C說明各佈線的電位的變化。在掃描線2400為10V的週期中，開關電晶體2401導通，資料線2406的電位被導入到節點G。當0V的電位被導入到節點G時，7V的Vgs(閘極和源極之間的電壓)就施加於驅動電晶體2402，從而使驅動電晶體2402在線性區內充分地工作。此時，發光元件2404施加有大約7V的電壓，根據發光元件2404的電阻，電流流動從而使發光元件發光。此外，當7V的電位被導入到節點G時，對驅動電晶體2402施加的Vgs成為0V而斷開(OFF)，因此發光元件2404成為不發光狀態。在直到掃描線2405的電位再次成為High週期，保持電容器2403保持節點G的電位。
在圖24A所說明的例子中，資料線2406的High電位或Low電位為節點G的電位。通常，將資料線2406的High電位設定為跟電流供給線2407的電位相等或更高。因此，如果提高施加到發光元件2404的電壓，就是電流供給線2407的電位，則需要也提高資料線2406的電壓。
在數位驅動方法中，選擇脈衝從掃描線驅動電路依次被輸入到掃描線2405的各列中，同時根據輸入到各列中的選擇脈衝，資料訊號從資料線驅動電路被輸出到資料線2406的行中。數位驅動顯示裝置的驅動電路的耗電量主要為對資料線2406進行充電/放電的上述資料線驅動電路的緩衝部分的耗電量。當使頻率為F，電容為C，電壓為V時，通常用算式(1)而可以算出耗電量P。
P＝FCV2 (F：頻率,C：電容,V：電壓) (1)
因此，藉由算式(1)而可以得知：藉由將資料線2406的電壓設定為小，可以有效地減少耗電量。
鑒於上述課題，本發明提出了一種像素結構和驅動方法。該像素結構和驅動方法關於發光元件的發光狀態、不發光狀態的控制，其能夠使資料線的電壓為小，而且能夠減少耗電量。
本發明的半導體裝置具有如下的結構。即，其包括：第一掃描訊號經由第一掃描線而施加到閘極的第一電晶體；第二掃描訊號經由第二掃描線而施加到閘極的第二電晶體；依照施加到閘極的第一訊號以及第二訊號而被驅動控制的第三電晶體；像素電極；利用在像素電極和相對電極之間流過的驅動電流而發光的發光元件，其中，經由第一電晶體從電流供給線供給的第一訊號為將經由第三電晶體的電流供給線和像素電極間的電連接割斷的訊號，經由第二電晶體從資料線供給的第二訊號為經由第三電晶體而使電流供給線與像素電極互相電連接的訊號。
再者，本發明的另一半導體裝置具有如下的結構。即，其包括：第一掃描訊號經由第一掃描線而施加到閘極的第一電晶體；第二掃描訊號經由第二掃描線而施加到閘極的第二電晶體；依照施加到閘極的第一訊號以及第二訊號而被驅動控制的第三電晶體；像素電極；利用在像素電極和相對電極之間流過的驅動電流而發光的發光元件，其中，經由第一電晶體從電源線供給的第一訊號為將經由第三電晶體而將電流供給線和像素電極間電連接割斷的訊號，經由第二電晶體從資料線供給的第二訊號為經由第三電晶體而使電流供給線與像素電極互相電連接的訊號。
此外，也可以採用如下的結構，即電源線的電位跟電流供給線的電位不同。
此外，也可以採用如下的結構，即第一電晶體以及第二電晶體為N通道型電晶體，第三電晶體為P通道型電晶體。
而且，本發明的另一半導體裝置具有如下的結構。即，其包括：第一掃描訊號經由第一掃描線而施加到閘極的第一電晶體；第二掃描訊號經由第二掃描線而施加到閘極的第二電晶體；依照電流供給線的電位而被驅動控制的第三電晶體；依照施加到閘極的第一訊號以及第二訊號而被驅動控制的第四電晶體；像素電極；利用在像素電極和相對電極之間流過的驅動電流而發光的發光元件，其中，經由第一電晶體以及第三電晶體從第一掃描線供給的第一訊號為將經由第四電晶體的電流供給線和像素電極間的電連接割斷的訊號，經由第二電晶體從資料線供給的第二訊號為經由第四電晶體而使電流供給線與像素電極互相電連接的訊號。
此外，也可以採用如下的結構，即第一電晶體、第二電晶體以及第三電晶體為N通道型電晶體，第四電晶體為P通道型電晶體。
本發明的另一半導體裝置具有如下的結構。即，其包括：第一掃描訊號經由第一掃描線而施加到閘極的第一電晶體；第二掃描訊號經由第二掃描線而施加到閘極的第二電晶體；依照電流供給線的電位而被驅動控制的第三電晶體；由第一掃描訊號驅動控制的第四電晶體；依照施加到閘極的第一訊號以及第二訊號而被驅動控制的第五電晶體；像素電極；利用在像素電極和相對電極之間流過的驅動電流而發光的發光元件，其中，經由第一電晶體以及第四電晶體從第一掃描線供給的第一訊號為將經由第五電晶體的電流供給線和像素電極間的電連接割斷的訊號，經由第二電晶體從資料線供給的第二訊號為經由第五電晶體而使電流供給線與像素電極互相電連接的訊號。
此外，也採用如下的結構，即第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體以及第四電晶體為N通道型電晶體，第五電晶體為P通道型電晶體。
此外，也採用如下的結構，即第一掃描訊號的振幅比第二掃描訊號的振幅大。
此外，本發明的半導體裝置的驅動方法如下。即，該半導體裝置包括：第一掃描訊號經由第一掃描線而施加到閘極的第一電晶體；第二掃描訊號經由第二掃描線而施加到閘極的第二電晶體；依照施加到閘極的電位而被驅動控制的第三電晶體；像素電極；利用在像素電極和相對電極之間流過的驅動電流而發光的發光元件。該方法包含第一週期、第二週期以及第三週期。在該第一週期中，經由第一掃描訊號而導通第一電晶體，和經由第一電晶體從電流供給線將第一訊號輸入到第三電晶體的閘極。該第一訊號是為了割斷經由第三電晶體的電流供給線和像素電極間的電連接的訊號。在該第二週期中，經由第一掃描訊號而使第一電晶體斷開，和經由第二掃描訊號而使第二電晶體斷開。在該第三週期中，第二掃描訊號被輸入到第二電晶體。在該第三週期中，當資料線的電位為小於第二掃描訊號的電位時，經由第二電晶體從資料線將第二訊號輸入到第三電晶體的閘極，該第二訊號是為了經由第三電晶體使電流供給線與像素電極互相電連接的訊號。
此外，也可以採用如下的方式，即經由第一電晶體從具有跟電流供給線不同的電位的佈線輸入第一訊號。
此外，也可以採用如下的方式，即第一電晶體以及第二電晶體為N通道型電晶體，第三電晶體為P通道型電晶體。
再者，本發明的另一半導體裝置的驅動方法如下。即，該半導體裝置包括：第一掃描訊號經由第一掃描線而施加到閘極的第一電晶體；第二掃描訊號經由第二掃描線而施加到閘極的第二電晶體；由電流供給線的電位驅動控制的第三電晶體；依照施加到閘極的訊號而被驅動控制的第四電晶體；像素電極；利用在像素電極和相對電極之間流過的驅動電流而發光的發光元件。該方法具有第一週期、第二週期以及第三週期。在該第一週期中，經由第一掃描訊號而導通第一電晶體，和經由第一電晶體以及第三電晶體從第一掃描線將第一訊號輸入到第四電晶體的閘極。該第一訊號是為了割斷經由第四電晶體的電流供給線和像素電極間的電連接的訊號。在該第二週期中，經由第一掃描訊號而使第一電晶體斷開，和經由第二掃描訊號而使第二電晶體斷開。在該第三週期中，第二掃描訊號被輸入到第二電晶體。在該第三週期中，當資料線的電位為小於第二掃描訊號的電位時，經由第一電晶體以及第二電晶體從資料線將第二訊號輸入到第四電晶體的閘極。該第二訊號是為了經由第四電晶體使電流供給線與像素電極互相電連接的訊號。
此外，也可以採用如下的方式，即第一電晶體、第二電晶體以及第三電晶體為N通道型電晶體，第四電晶體為P通道型電晶體。
而且，本發明的另一半導體裝置的驅動方法如下。即，該半導體裝置包括：第一掃描訊號經由第一掃描線而施加到閘極的第一電晶體；第二掃描訊號經由第二掃描線而施加到閘極的第二電晶體；由電流供給線的電位驅動控制的第三電晶體；由第一掃描訊號驅動控制的第四電晶體；依照施加到閘極的訊號而被驅動控制的第五電晶體；像素電極；利用在像素電極和相對電極之間流過的驅動電流而發光的發光元件。該方法具有第一週期、第二週期以及第三週期。在該第一週期中，經由第一掃描訊號而導通第一電晶體以及第四電晶體，和經由第一電晶體以及第四電晶體從第一掃描線將第一訊號輸入到第五電晶體的閘極。該第一訊號是為了割斷經由第五電晶體的電流供給線和像素電極間的電連接的訊號。在該第二週期中，經由第一掃描訊號而使第一電晶體斷開，和經由第二掃描訊號而使第二電晶體斷開。在該第三週期中，第二掃描訊號被輸入到第二電晶體。在該第三週期中，當資料線的電位為小於第二掃描訊號的電位時，經由第一電晶體從資料線將第二訊號輸入到第四電晶體的閘極。該第二訊號是為了經由第四電晶體使電流供給線與像素電極互相電連接的訊號。
此外，也可以採用如下的方式，即第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體以及第四電晶體為N通道型電晶體，第五電晶體為P通道型電晶體。
此外，也採用如下的方式，即第一掃描訊號的振幅比第二掃描訊號的振幅大。
藉由採用本發明的半導體裝置以及其驅動方法，可以從資料線供給施加到驅動電晶體的閘極而使驅動電晶體導通的電位，而且可以從電流供給線等的其他佈線供給使驅動電晶體斷開的電位。因此，本發明的半導體裝置以及驅動方法能夠將資料線的電壓設定為低，從而可以大幅度地減少耗電量。
下面，關於本發明的實施例模式和實施例，參照附圖而說明。但是，所屬領域的普通人員可以很容易地理解一個事實，就是本發明能夠以多個不同方式而實施，其方式和詳細內容可以被變換為各種各樣的形式，而不脫離本發明的宗旨及其範圍。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施例模式所記載的內容中。注意，對以下所示的各個附圖中的共同部分或者具有相似的功能的部分使用相同的符號，而省略反復地說明。
實施例模式1
下面將對本發明的半導體裝置的第一實施例模式進行說明。在圖1示出具體的像素結構，並對其詳細內容進行說明。儘管這裏僅示出一個像素，但實際上在半導體裝置的像素部分中有多個像素設置在列和行方向的矩陣中。
本發明的像素結構包括第一電晶體101(也稱為重置電晶體)、第二電晶體102(也稱為選擇電晶體)、第三電晶體103(也稱為驅動電晶體)、以及保持電容器104。該第一電晶體101在第一掃描線106被第一掃描訊號選擇的週期中，將電流供給線109的電位導入於節點G。該第二電晶體被控制為：在第二掃描線107被選擇的週期中，根據資料線108的電位和第二掃描線107的電位來決定導通或斷開節點G與資料線108。該第三電晶體103根據節點G的電位而控制將電流從電流供給線109供給到發光元件105。該保持電容器104保持節點G的電位。注意，在本實施例模式中為了說明使第一電晶體101、第二電晶體102使用N通道型電晶體，第三電晶體103使用P通道型電晶體。這裏說明的發光元件105是藉由使電流從電流供給線109向相對電極110的方向流過，而使其發光的發光元件。但是，當改變發光元件的結構時或當改變電晶體的極性時，可以適當地改變各電晶體的端子的連接或發向各佈線的訊號而構成像素。
注意，保持電容器104所具有的兩個電極中，一個連接到第三電晶體103的閘極，另一個連接到電流供給線109。設置保持電容器104是為了更確實地維持第三電晶體103的閘極和源極之間的電壓(閘極電壓)。但是，如果可以由第三電晶體103等的寄生電容而保持節點G的電位，就不一定必須設置保持電容器。此外，如果可以保持第三電晶體103的閘極的電位，就不需要將保持電容器104的一個電極連接到電流供給線109。
注意，在本說明書中作為電晶體的一個例子，對於使用薄膜電晶體(TFT)的情況進行說明。作為用於通道形成區的半導體，使用非晶矽或結晶矽。此外，作為用於通道形成區的半導體，也可以使用化合物半導體，較佳的使用氧化物半導體。作為氧化物半導體，例如可以使用氧化鋅(ZnO)、氧化鈦(TiO2 )、氧化鎂鋅(Mgx Zn1 － x O)、氧化鎘鋅(Cdx Zn1 － x O)、氧化鎘(CdO)或In－Ga－Zn－O系的非晶氧化物半導體(a－IGZO)等。
注意，在本說明書中，除非特別有記載，連接意味著電連接。反之，割斷意味著藉由電晶體等的開關而電分離的情況。
第一電晶體101的源極和汲極中的一個連接到電流供給線109。此外，第一電晶體101的源極和汲極中的另一個連接到第三電晶體103的閘極。此外，第一電晶體101的閘極連接到第一掃描線106。此外，第二電晶體102的源極和汲極中的一個連接到資料線108。此外，第二電晶體102的源極和汲極中的另一個連接到第三電晶體103的閘極。此外，第二電晶體102的閘極連接到第二掃描線107。此外，第三電晶體103的源極和汲極中的一個連接到電流供給線109。此外，第三電晶體103的源極和汲極中的另一個連接到像素電極(未圖示)。此外，發光元件105的一個電極連接到像素電極，另一個電極連接到相對電極110。此外，保持電容器104的一個電極連接到第三電晶體103的閘極，另一個電極連接到電流供給線109。
注意，在本說明書中，可以採用發光元件夾在像素電極和相對電極之間的結構。
在本實施例模式中採用了如下結構，即發光元件的一個電極連接到像素電極，其另一個電極連接到相對電極。但是也可以採用像素電極兼作發光元件的一個電極，並且相對電極兼作發光元件的另一個電極的結構。在這種情況下，像素電極當成發光元件的陽極，相對電極當成發光元件的陰極。
注意，發光元件105的相對電極110被設定為具有比電流供給線109低的電位Vss。注意，Vss是以電位Vdd為基準而滿足Vss<Vdd的電位。該Vdd為在像素發光週期中設定於電流供給線109的電位。例如，Vss也可以等於GND(接地電位)。
接下來，參照圖2A和2B、圖3A和3B以及圖4A和4B而說明圖1所示的像素結構的工作方法。
首先，在圖2A中，示出關於本發明的圖1所示的像素結構的第一掃描線106、第二掃描線107、資料線108、以及節點G的時脈圖。本發明的像素結構具有重置週期、空白週期、維持週期(根據資料訊號而成為發光或不發光狀態，在直到下一個資料訊號進入的週期，由保持電容器維持狀態的週期)。
在本發明的像素結構中，預先將用於使驅動電晶體斷開的電位輸入到像素內的驅動電晶體的閘極，即保持電容器。在本說明書中，將這種預先將用於使驅動電晶體斷開的訊號輸入到像素內的驅動電晶體的閘極的週期稱為重置週期。
此外，在本發明的像素結構中，用第一掃描線和第二掃描線控制用於控制驅動電晶體的導通或斷開的訊號。因此，在本發明的像素結構中，如果第一掃描線和第二掃描線同時使第一電晶體和第二電晶體導通，就會在電流供給線和資料線之間通上電流，而這是不希望發生的。於是，在本發明的像素結構中，為了防止在電流供給線和資料線之間通上電流而設置空白週期，所以設置第一電晶體和第二電晶體都斷開的週期。在本實施例模式中，將這種由於第一掃描線和第二掃描線的控制而使第一電晶體和第二電晶體都斷開的週期稱為空白週期。當然，在本發明的像素結構中，在為了防止在電流供給線和資料線之間通上電流而另外設置別的開關等的情況下，不一定設置這種空白週期。
在圖2A、2B，圖3A、3B，以及圖4A、4B中，關於在重置週期、空白週期、維持週期中的各部分的電位變化和時脈，以及各電晶體的導通/斷開，將舉出具體例子而說明。當將對發光元件施加的電壓設定為8V時，電流供給線109的電位成為8V而相對電極110的電位成為0V，使第一掃描線106的High電位為10V，其Low電位為0V，第二掃描線107的High電位為3V，其Low電位為0V，資料線108的High電位為3V，其Low電位為0V。此外，使第一電晶體101和第二電晶體102的臨界值為1V，並使第三電晶體103在線性區內足夠地工作。
首先，在重置週期中，第一掃描線106的電位成為High(10V)，而使第一電晶體101導通。節點G成為電流供給線109的電位8V，第三電晶體103的Vgs(閘極和源極之間的電壓)成為0V，而使第三電晶體103斷開(圖3A)。
接著，設置空白週期，以防止第一電晶體101和第二電晶體102同時導通而在電流供給線109和資料線108之間通上電流。此外，在使第二掃描線107為High(3V)之前，需要確定資料訊號的電位。如果使發光元件發光，資料線108的電位就為Low(0V)。如果使發光元件不發光，資料線108的電位就為High(3V)(圖3B)。
在維持週期中，當使第二掃描線107為High(3V)時，如果資料線108的電位為High(3V)，則第二電晶體102的Vgs(閘極和源極之間的電壓)成為0V而第二電晶體102斷開，節點G維持8V(圖4B)。此外，當使第二掃描線107為High(3V)時，如果資料線108的電位為Low(0V)，則第二電晶體102的Vgs成為3V而第二電晶體102導通，節點G成為與資料線108的電位相同的0V(圖4A)。據此，確定節點G的電位是High(8V)還是Low(0V)，而由保持電容器104保持一定週期。
如上所述，本發明的半導體裝置的像素結構或驅動方法，在關於依照資料訊號的發光元件的發光狀態、不發光狀態的控制中，其中在發光狀態中，可以將資料線的電位當成為用於驅動的第三電晶體的閘極電位，而在不發光狀態中，可以將用於驅動的第三電晶體的閘極作為電流供給線的電位。因此，可以將資料線的電壓設定為低，而大幅度地減少耗電量。
本實施例模式可以跟其他實施例模式以及實施例自由組合。
實施例模式2
在本實施例模式中，說明圖1所示的像素結構以外的本發明的結構。在圖5示出具體的結構而說明。儘管這裏僅示出一個像素，但實際上在半導體裝置的像素部分中有多個像素設置在列和行方向的矩陣中。
在實施例模式1中，使發光元件不發光時的驅動電晶體的閘極為與電流供給線相同的電位。在本實施例模式中，配置能夠供給與電流供給線不同的電位的電源線，從而可以更確實地使驅動電晶體斷開。據此，當用保持電容器在一定週期保持電位時，對當電晶體斷開時的漏電流等的變動因素有應付的餘地。
如圖5所示，本實施例模式的像素結構包括第一電晶體101(也稱為重置電晶體)、第二電晶體102(也稱為選擇電晶體)、第三電晶體103(也稱為驅動電晶體)、以及保持電容器104。該第一電晶體101經由第一掃描線106而導入電源線551的電位，該第二電晶體102經由第二掃描線107而將資料線108的電位導入於節點G，該第三電晶體根據節點G的電位，控制從電流供給線109到發光元件105的電流供給，該保持電容器104保持節點G的電位。注意，在本實施例模式中為了說明，作為第一電晶體101、第二電晶體102使用N通道型電晶體，作為第三電晶體103使用P通道型電晶體。作為發光元件105，將說明電流從電流供給線109流向相對電極110的方向流動而發光的發光元件。但是，當改變發光元件的結構或改變電晶體的極性時，可以適當地改變端子的連接或訊號而構成像素。關於保持電容器，也跟實施例模式1所示的同樣。
第一電晶體101的源極和汲極中的一個連接到電源線551。此外，第一電晶體101的源極和汲極中的另一個連接到第三電晶體103的閘極。此外，第一電晶體101的閘極連接到第一掃描線106。此外，第二電晶體102的源極和汲極中的一個連接到資料線108。此外，第二電晶體102的源極和汲極中的另一個連接到第三電晶體103的閘極。此外，第二電晶體102的閘極連接到第二掃描線107。此外，第三電晶體103的源極和汲極中的一個連接到電流供給線109。此外，第三電晶體103的源極和汲極中的另一個連接到像素電極(未圖示)。此外，發光元件105的一個電極連接到像素電極，另一個電極連接到相對電極110。此外，保持電容器104的一個電極連接到第三電晶體103的閘極，另一個電極連接到電源線551。
注意，在實施例模式中，採用了如下結構，即發光元件的一個電極連接到像素電極，發光元件的另一個電極連接到相對電極。但是，也可以採用像素電極兼作發光元件的一個電極的結構，並且相對電極兼作發光元件的另一個電極的結構。
在圖6A和6B示出電晶體的Vgs(閘極和源極之間的電壓)－Ids(汲極和源極之間的電流)曲線的例子。在圖6A和6B中，圖6A為N通道型電晶體的特性，圖6B為P通道型電晶體的特性。理想的電晶體，如圖6A的曲線601、圖6B的曲線603所示，當Vgs為0V時Ids變得足夠小，以可以發揮作為電晶體的功能。然而，如圖6A的曲線602、圖6B的曲線604所示，即使當電晶體的特性改變而Vgs為0V時，電流也流過，因此引起工作不良或耗電量的增加等的缺陷。特別在發光效率好的發光元件中，即使流過微量的電流，視覺也會確認到發光，而容易成為顯示不良。
在本實施例模式中，設置電源線551。電源線551的電位Vdd2為跟電流供給線109的電位Vdd1相比滿足Vdd1<Vdd2的電位。舉例而言，電流供給線109的電位為8V，則電源線551的電位為10V。據此，不發光狀態時的驅動電晶體103的閘極成為10V，而驅動電晶體103成為確實地斷開的電位。
注意，在本實施例模式的圖5所示的像素結構中，驅動方法和時脈等和實施例模式1所示的圖2A、2B，圖3A、3B，圖4A、4B以及其說明部分相同。此外，雖然電源線551被設置得和資料線108平行，但是不用說，電源線551也可以被配置得和資料線108垂直，其配置是沒有限制的。
根據本實施例模式，藉由將電流供給線和電源線的電位分別設定，可以確實地將使驅動電晶體斷開的訊號輸入到驅動電晶體的閘極，同時，可以從資料線供給施加於驅動電晶體的閘極而使驅動電晶體導通的電位，並可以從電流供給線等的別的佈線供給使驅動電晶體斷開的電位。因此，可以將資料線的電壓設定為低，而大幅度地減少耗電量。
本實施例模式可以跟其他實施例模式以及實施例自由組合。
實施例模式3
在本實施例模式中，說明圖1和圖5所示的像素結構以外的本發明的結構。以圖7示出具體的結構而說明。儘管這裏僅示出一個像素，但實際上，在半導體裝置的像素部分中有多個像素設置在列和行方向的矩陣中。
在本發明的像素結構中，使第一掃描線706為三個階段的電位，即高電位(High電位)、中間電位(Middle電位)、低電位(Low電位)。在第一掃描線706被選擇的週期中，第一掃描線706的電位成為高電位(High電位)，且第三電晶體711以及第一電晶體701都導通，且從第一掃描線706的高電位(High電位)減去第三電晶體711的臨界值的絕對值程度的電位被導入於節點G。接著，第一掃描線706成為中間電位(Middle電位)，而第三電晶體711就斷開。此外，本實施例模式的像素結構具有第二電晶體702、第一電晶體701、第四電晶體703(也稱為驅動電晶體)、第三電晶體711以及保持電容器704。其中，該第二電晶體702根據資料線708的電位、第二掃描線707的電位被控制；該第一電晶體701根據為中間電位(Middle電位)的第一掃描線706的電位被控制；該第四電晶體703根據節點G的電位控制從電流供給線709到發光元件705的電流供給；該第三電晶體711根據第一掃描線的電位而被控制；並且該保持電容器704保持節點G的電位。而且，在第二掃描線707被選擇的週期中，由第二電晶體702以及第一電晶體701控制節點G和資料線之間的導通。注意，在本實施例模式中為了方便說明，作為第一電晶體701、第二電晶體702使用N通道型電晶體，作為第三電晶體711、第四電晶體703使用P通道型電晶體。作為發光元件705，以從電流供給線709向相對電極710的方向流過電流而發光的發光元件進行說明。但是，當改變發光元件的結構或改變電晶體的極性時，可以適當地改變端子的連接或訊號而構成像素。
注意，保持電容器704具有的兩個電極中，一個連接到第四電晶體703的閘極，另一個連接到電流供給線709。設置保持電容器704是為了更確實地維持第四電晶體的閘極和源極之間的電壓(閘極電壓)，但是如果用第四電晶體703等的寄生電容能夠保持節點G的電位，就不一定設置保持電容器。此外，如果能夠保持第四電晶體703的閘極的電位，就不需要將保持電容器704的一個電極連接到電流供給線709。
第一電晶體701的源極和汲極中的一個經由第三電晶體711而連接到第一掃描線706。此外，第一電晶體701的源極和汲極中的另一個連接到第四電晶體703的閘極。此外，第一電晶體701的閘極連接到第一掃描線706。此外，第二電晶體702的源極和汲極中的一個連接到資料線708。此外，第二電晶體702的源極和汲極中的另一個連接到第一電晶體701的源極和汲極中的一個。此外，第二電晶體702的閘極連接到第二掃描線707。此外，第三電晶體711的源極和汲極中的一個連接到第一掃描線706。此外，第三電晶體711的源極和汲極中的另一個連接到第一電晶體701的源極和汲極中的一個。此外，第三電晶體711的閘極連接到電流供給線709。此外，第四電晶體703的源極和汲極中的一個連接到電流供給線709。此外，第四電晶體703的源極和汲極中的另一個連接到像素電極(未圖示)。此外，發光元件705的一個電極連接到像素電極，另一個電極連接到相對電極710。此外，保持電容器704的一個電極連接到第四電晶體703的閘極，另一個電極連接到電流供給線709。
注意，在本說明書中，可以採用發光元件夾在像素電極和相對電極之間的結構。
在本實施例模式中採用了如下結構，即發光元件的一個電極連接到像素電極，其另一個電極連接到相對電極。但是也可以採用像素電極兼作發光元件的一個電極，並且相對電極兼作發光元件的另一個電極的結構。在這種情況下，像素電極當成發光元件的陽極，相對電極當成發光元件的陰極。
注意，發光元件705的相對電極710被設定為具有比電流供給線709低的電位Vss。注意，Vss是以電位Vdd為基準而滿足Vss<Vdd的電位。該Vdd為在像素發光週期中設定於電流供給線709的電位。例如，Vss也可以等於GND(接地電位)。
接下來，參照圖8A和8B、圖9A和9B以及圖10A至10D而說明圖7所示的像素結構的工作方法。
首先，在圖8A示出關於本發明的圖7所示的像素結構的第一掃描線706、第二掃描線707、資料線708、以及節點G的時脈圖。在本發明的像素結構中有重置週期、空白週期、維持週期(根據資料訊號成為發光或不發光狀態，並在直到下一個資料訊號進入的週期，由保持電容器維持狀態的週期)。
在本發明的像素結構中，預先將用於使驅動電晶體斷開的電位輸入到像素內的驅動電晶體的閘極，即保持電容器。在本說明書中，將這種預先將用於使驅動電晶體斷開的訊號輸入到像素內的驅動電晶體的閘極的週期稱為重置週期。
此外，在本發明的像素結構中，用第一掃描線和第二掃描線控制用於控制驅動電晶體的導通或斷開的訊號。因此，在本發明的像素結構中，如果第一掃描線和第二掃描線同時使第一電晶體和第二電晶體導通，就在第一掃描線和資料線之間通上電流，而這是不希望發生的。於是，在本發明的像素結構中，設置空白週期以防止在第一掃描線和資料線之間通上電流。該空白週期為第一電晶體和第二電晶體都斷開的週期。在本實施例模式中，將這種依據第一掃描線和第二掃描線而第一電晶體和第二電晶體都斷開的週期稱為空白週期。當然，在該像素結構中，在為了防止在第一掃描線和資料線之間通上電流而另外設置別的開關等的情況下，不一定設置這種空白週期。
在圖8B，圖9A、9B，以及圖10A至10D中，關於在重置週期、空白週期、維持週期中的各部分的電位變化和時脈，以及各電晶體的導通/斷開，將舉出具體例子而說明。在將對發光元件施加的電壓設為8V時，電流供給線709的電位成為8V而相對電極710的電位成為0V，使第一掃描線706的High電位為10V，其Middle電位為3V，其Low電位為0V，第二掃描線707的High電位為3V，其Low電位為0V，資料線708的High電位為3V，其Low電位為0V。此外，第一電晶體701、第二電晶體702以及第三電晶體711的臨界值的絕對值為1V，並使第四電晶體703在線性區內足夠地工作。
首先，如圖9A所示，在重置週期中，第一掃描線706的電位成為High(10V)，而使第一電晶體701、第三電晶體711都導通，並且節點G成為從第一掃描線706的電位10V減去第一電晶體701的臨界值程度的值9V，而使第四電晶體703斷開。
接著，如圖9B所示，設置空白週期，以防止第二電晶體702和第三電晶體711同時導通，而在第一掃描線706和資料線708之間通上電流。藉由使第一掃描線706的電位為小於電流供給線709的電位的中間電位(3V)，而使第三電晶體711斷開，而可以防止在第一掃描線706和資料線708之間通上電流。此外，在使第二掃描線707為High(3V)之前，需要確定資料訊號的電位。如果要使發光元件發光，資料線708的電位就為Low(0V)。如果要使發光元件不發光，資料線708的電位就為High(3V)。
接著，如圖10A至10D所示，在維持週期中，當使第二掃描線707為High(3V)時，第一掃描線706也為中間電位(3V)，如果資料線708的電位為High(3V)，則第二電晶體702的Vgs成為0V而第二電晶體702斷開，並且第一電晶體701也斷開，節點G維持9V(圖10C、10D)。此外，當使第二掃描線707為High(3V)時，如果資料線708的電位為Low(0V)，則第二電晶體702的Vgs成為3V而第二電晶體702導通，並且第一電晶體701也導通，節點G成為與資料線708的電位相同的0V(圖10A、10B)。因此，確定節點G的電位是High(9V)還是Low(0V)，而由保持電容器704保持一定週期。
如上所述，藉由使用本發明的半導體裝置的像素結構或驅動方法，來控制依據資料訊號的發光元件的發光狀態或不發光狀態，其中在發光狀態中，可以將第四電晶體的電位當成為資料線的電位，而在不發光狀態中，可以將第四電晶體的閘極電位當成為電流供給線的電位。因此，可以將資料線的電壓設定為低，而大幅度地減少耗電量。
本實施例模式可以跟其他實施例模式以及實施例自由組合。
實施例模式4
在本實施例模式中，對圖1、圖5、圖7所示的像素結構以外的本發明的結構進行說明。以圖11示出具體的結構而說明。儘管這裏僅示出一個像素，但實際上在半導體裝置的像素部分中有多個像素設置在列和行方向的矩陣中。
在本發明的像素結構中，在第一掃描線1106被選擇的週期內，第一電晶體1101導通，並將High電位藉由第四電晶體1112從第一掃描線1106導入於節點G，且使第五電晶體1103斷開。節點G的High電位比電流供給線1109的電位高，而成為從第一掃描線1106減去第四電晶體1112的臨界值的絕對值程度的值。接著，本實施例模式的像素結構為具有第二電晶體1102、第一電晶體1101、第五電晶體1103(也稱為驅動電晶體)、第三電晶體1111、第四電晶體1112以及保持電容器1104的結構。其中，該第二電晶體1102根據資料線1108的電位和第二掃描線1107的電位而被控制；該第五電晶體1103根據節點G的電位控制從電流供給線1109到發光元件1105的電流供給；該第三電晶體1111由源極端子或汲極端子的電位控制；該第四電晶體1112由第一掃描線1106的電位控制；並且，該保持電容器1104保持節點G的電位。而且，在第二掃描線1107被選擇的週期中，藉由第二電晶體1102而控制在節點G和資料線之間的導通。注意，在本實施例模式中為了方便說明，作為第一電晶體1101、第二電晶體1102、第三電晶體1111以及第四電晶體1112使用N通道型電晶體，作為第五電晶體1103使用P通道型電晶體。作為發光元件1105，以電流從電流供給線1109向相對電極1110的方向流過而發光的發光元件進行說明。但是，當改變發光元件的結構或改變電晶體的極性時，可以適當地改變端子的連接或訊號而構成像素。
注意，保持電容器1104具有的兩個電極中，一個連接到第五電晶體1103的閘極，另一個連接到電流供給線1109。設置保持電容器1104是為了更確實地維持第五電晶體1103的閘極和源極之間的電壓(閘極電壓)，但是如果能夠用第五電晶體1103等的寄生電容保持節點G的電位，就不一定設置保持電容器。此外，如果能夠保持第五電晶體1103的閘極的電位，就不需要將保持電容器1104的一個電極連接到電流供給線1109。
第一電晶體1101的源極和汲極中的一個藉由第四電晶體1112而連接到第一掃描線1106。此外，第一電晶體1101的源極和汲極中的另一個連接到第五電晶體1103的閘極。此外，第一電晶體1101的閘極連接到第一掃描線1106。此外，第二電晶體1102的源極和汲極中的一個連接到資料線1108。此外，第二電晶體1102的源極和汲極中的另一個連接到第五電晶體1103的閘極。此外，第二電晶體1102的閘極連接到第二掃描線1107。此外，第三電晶體1111的源極和汲極中的一個連接到電流供給線1109。此外，第三電晶體1111的源極和汲極中的另一個連接到第一電晶體1101的源極和汲極中的一個。此外，第三電晶體1111的閘極連接到電流供給線1109。此外，第四電晶體1112的源極和汲極中的一個連接到第一掃描線1106。此外，第四電晶體1112的源極和汲極中的另一個連接到第一電晶體1101的源極和汲極中的一個。此外，第四電晶體1112的閘極連接到第一掃描線1106。此外，第五電晶體1103的源極和汲極中的一個連接到電流供給線1109。此外，第五電晶體1103的源極和汲極中的另一個連接到像素電極(未圖示)。此外，發光元件1105的一個電極連接到像素電極，另一個電極連接到相對電極1110。此外，保持電容器1104的一個電極連接到第五電晶體1103的閘極，另一個電極連接到電流供給線1109。
注意，在本實施例模式中採用了如下結構，即發光元件的一個電極連接到像素電極，其另一個電極連接到相對電極。但是也可以採用像素電極兼作發光元件的一個電極，並且相對電極兼作發光元件的另一個電極的結構。
注意，將發光元件1105的相對電極1110設定為比電流供給線1109低的電位Vss。注意，Vss是以電位Vdd為基準而滿足Vss<Vdd的電位。該Vdd為在像素發光週期中設定於電流供給線1109的電位。例如，Vss也可以等於GND(接地電位)。接下來，參照圖12A和12B、圖13A和13B以及圖14A和14B而說明圖11所示的像素結構的工作方法。
首先，在圖12A示出關於本發明的圖11所示的像素結構的第一掃描線1106、第二掃描線1107、資料線1108、以及節點G的時脈圖。在本發明的像素結構中有重置週期、空白週期、維持週期(根據資料訊號成為發光或不發光狀態，並在直到下一個資料訊號進入的週期，由保持電容器維持狀態的週期)。
在本發明的像素結構中，預先將用於使驅動電晶體斷開的電位輸入到像素內的驅動電晶體的閘極，即保持電容器。在本說明書中，將這種預先將用於使驅動電晶體斷開的訊號輸入到像素內的驅動電晶體的閘極的週期稱為重置週期。
此外，在本發明的像素結構中，用第一掃描線和第二掃描線控制用於控制驅動電晶體的導通或斷開的訊號。因此，在本發明的像素結構中，如果第一掃描線和第二掃描線同時使第一電晶體和第二電晶體導通，就在電流供給線或第一掃描線1106和資料線之間通上電流，而這是不希望發生的。於是，在本發明的像素結構中，設置空白週期以防止在電流供給線或第一掃描線1106和資料線之間通上電流。該空白週期為第一電晶體和第二電晶體都斷開的週期。在本實施例模式中，將這種依據第一掃描線和第二掃描線而第一電晶體和第二電晶體都斷開的週期稱為空白週期。當然，在該像素結構中，在為了防止在電流供給線或第一掃描線和資料線之間通上電流而另外設置別的開關等的情況下，不一定設置這種空白週期。
在圖12B，圖13A、13B以及圖14A、14B中，關於在重置週期、空白週期、維持週期中的各部分的電位變化和時脈，以及各電晶體的導通/斷開，將舉出具體例子而說明。在將對發光元件施加的電壓設為8V時，電流供給線1109的電位成為8V而相對電極1110的電位成為0V，使第一掃描線1106的High電位為10V，其Low電位為0V，第二掃描線1107的High電位為3V，其Low電位為0V，資料線1108的High電位為3V，其Low電位為0V。此外，第一電晶體1101、第二電晶體1102、第三電晶體1111以及第四電晶體1112的臨界值的絕對值為1V，並使第五電晶體1103在線性區內足夠地工作。
首先，如圖13A所示，在重置週期中，第一掃描線1106的電位成為High(10V)，而使第一電晶體1101導通，根據第三電晶體1111和第四電晶體1112而節點G成為High(9V)。在此，第三電晶體1111從電流供給線1109導入電流，而第四電晶體1112從第一掃描線1106導入電流。但是，關於電流供給能力，從佈線電阻方面考慮，將電流從電流供給線1109導入更有利。將電流從電流供給線和第一掃描線雙方導入是因為可以縮短節點G的High電位週期，而且可以使其電位高於電流供給線的緣故。因此，當不發光時，可以更確實地使第五電晶體斷開。
接著，如圖13B，設置空白週期，以防止第一電晶體1101和第二電晶體1102同時導通，而在第一掃描線1106或電流供給線1109和資料線1108之間通上電流。此外，在使第二掃描線1107為High(3V)之前，需要確定資料訊號的電位。如果要使發光元件發光，則資料線1108的電位就為Low(0V)。如果要使發光元件不發光，則資料線1108的電位就為High(3V)。
接著，如圖14A和14B所示，在維持週期中，當使第二掃描線1107為High(3V)時，如果資料線1108的電位為High(3V)，則第二電晶體1102的Vgs成為0V而第二電晶體1102斷開，並且節點G維持High(9V)(圖14B)。此外，當使第二掃描線1107為High(3V)時，如果資料線1108的電位為Low(0V)，則第二電晶體1102的Vgs成為3V而第二電晶體1102導通，並且節點G成為與資料線1108的電位相同的0V(圖14A)。因此，確定節點G的電位是High(9V)還是Low(0V)，並由保持電容器1104保持一定週期。
如上所述，藉由使用本發明的半導體裝置的像素結構或驅動方法，來控制依據資料訊號的發光元件的發光狀態、不發光狀態，其中在發光狀態中，可以將資料線的電位當成為用於驅動的第五電晶體的閘極電位，而在不發光狀態中，可以將電流供給線的電位寫入到用於驅動的第五電晶體的閘極。因此，可以將資料線的電壓設定為低，而大幅度地減少耗電量。
本實施例模式可以跟其他實施例模式以及實施例自由組合。
實施例1
參照附圖而說明具有本發明的半導體裝置的發光裝置的截面結構。在此，使用圖15按順序說明圖1所示的包括用於選擇的第二電晶體、用於驅動的第三電晶體、以及發光元件的發光裝置的疊層結構的截面結構。
玻璃基板、石英基板、不銹鋼基板等可以當成具有絕緣表面的基板1201。或者，如果可承受製造步驟中的處理溫度，則可以使用由有撓性的合成樹脂，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等的塑膠或丙烯酸等而形成的基板。
首先，在基板1201上形成底膜。作為底膜，可以使用由氧化矽、氮化矽、氮氧化矽等形成的絕緣膜。然後，在該底膜上形成非晶半導體膜。該非晶半導體膜的厚度為25至100nm。另外，非晶半導體膜不僅可以使用矽而且可以使用矽鍺來形成。隨後，根據需要使非晶半導體膜結晶，從而形成結晶半導體膜1202。可以使用加熱爐、雷射輻照、用從燈中發出的光輻照，或者它們的組合而進行結晶。舉例來說，在將金屬元素添加入非晶半導體膜後，用加熱爐進行熱處理，形成結晶半導體膜。如上所述，因為可以在低溫下進行結晶，所以較佳的添加金屬元素。
注意，由結晶半導體形成的薄膜電晶體(TFT)比由非晶半導體形成的TFT具有更高的電場效應遷移率，且具有更大的導通電流，因此更適合於作為用於半導體裝置的電晶體。
然後，將結晶半導體膜1202圖案化而形成預定的形狀。然後，形成絕緣膜作為閘極絕緣膜。形成覆蓋半導體膜的10至150nm厚的絕緣膜。舉例來說，絕緣膜可以藉由使用氧氮化矽膜、氧化矽膜等來形成，並且可以形成為具有單層結構或者疊層結構。
然後，中間夾閘極絕緣膜形成當成閘極的導電膜。儘管閘極可以為單層或者疊層，但是此處藉由層疊形成導電膜來形成閘極。導電膜1203A和1203B由選自Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu中的元素，或者以這些元素為主要成分的合金材料或化合物材料來形成。在本實施例中，作為導電膜1203A，形成10至50nm厚的氮化鉭膜，並且作為導電膜1203B，形成200至400nm厚的鎢膜。
接下來，將閘極作為掩模而添加雜質元素，從而形成雜質區。此時，除了高濃度雜質區外，還可以形成低濃度雜質區。低濃度雜質區被稱作LDD(輕摻雜的汲極)區。
接下來，形成絕緣膜1204和1205，以作為中間層絕緣膜發揮作用。絕緣膜1204較佳的是含氮的絕緣膜，在此使用藉由電漿CVD法形成的厚度為100nm的氮化矽膜。絕緣膜1205較佳的使用有機材料或無機材料來形成。有機材料有聚醯亞胺、丙烯酸、聚醯胺、聚醯亞胺－醯胺、苯並環丁烯或矽氧烷。矽氧烷的骨架結構由矽(Si)氧(O)鍵形成，其取代基包括至少含有氫的有機基團(例如烷基或芳香烴)。或者，可以使用氟基團作為該取代基，或者可以使用氟基團和至少包含氫的有機基團作為該取代基。無機材料有包含氧或氮的絕緣膜，例如氧化矽(SiOx )、氮化矽(SiNx )、氧氮化矽(SiOx Ny )(x>y)或氮氧化矽(SiNx Oy )(x>y)(其中x和y分別是自然數)。注意，儘管由有機材料形成的膜具有有利的平整性，但是有機材料會吸入濕氣或氧氣。為了防止這一點，較佳的在由有機材料形成的絕緣膜上形成包含無機材料的絕緣膜。
接下來，在中間層絕緣膜1206中形成接觸孔後，形成導電膜1207當成電晶體的源極佈線和汲極佈線。作為導電膜1207，可以使用由選自鋁(Al)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)和矽(Si)中的元素來形成的膜，或者包含這些元素的合金膜。在本實施例中，形成鉭膜、氮化鈦膜、鈦－鋁合金膜和鈦膜的疊層膜作為導電膜1207。
然後，形成覆蓋導電膜的絕緣膜1208。絕緣膜1208可以使用中間層絕緣膜1206所示例的材料來形成。然後，在提供在絕緣膜1208上的開口部分中形成像素電極1209(也稱作第一電極)。在開口部分中，為了提高像素電極1209的步階覆蓋度，較佳的將開口部分的側面形成為具有多個曲率半徑的圓形。
較佳的，使用具有高功函率(4.0 eV或更高)的導電材料，例如金屬、合金、導電化合物，或這些的混合物等來形成像素電極1209。作為導電材料的具體實例，有包含氧化鎢的氧化銦(IWO)、包含氧化鎢的氧化銦鋅(IWZO)、包含氧化鈦的氧化銦(ITiO)、包含氧化鈦的氧化銦錫(ITTiO)等。不用說，也可以使用氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、摻雜有氧化矽的氧化銦錫(ITSO)等。
上述導電材料的組成比例為如下所述。包含氧化鎢的氧化銦的組成比較佳為：氧化鎢為1.0wt%和氧化銦為99.0wt%。包含氧化鎢的氧化銦鋅的組成比較佳為：氧化鎢為1.0wt%、氧化鋅為0.5wt%，和氧化銦為98.5wt%。包含氧化鈦的氧化銦的組成比較佳為：氧化鈦為1.0wt%至5.0wt%和氧化銦為99.0wt%至95.0wt%。氧化銦錫(ITO)的組成比較佳為：氧化錫為10.0wt%和氧化銦為90.0wt%。氧化銦鋅(IZO)的組成比較佳為：氧化鋅為10.7wt%和氧化銦為89.3wt%。包含氧化鈦的氧化銦錫的組成比較佳為：氧化鈦為5.0wt%、氧化錫為10.0wt%，和氧化銦為85.0wt%。上述組成比只是些實例，可以適當地設定這些組成比。
接下來，藉由氣相沈積法或者噴墨法形成場致發光層1210。場致發光層1210包含有機材料或無機材料，並且藉由適當地組合電子注入層(EIL)、電子傳輸層(ETL)、發光層(EML)、電洞傳輸層(HTL)、電洞注入層(HIL)等來形成。注意，每層之間的界限不必是清晰的，會有形成各層的材料彼此部分混合，而使介面不清晰的情況。
注意，較佳的，使用具有不同功能的多個層，例如電洞注入/傳輸層、發光層和電子注入/傳輸層等來形成場致發光層。
注意，電洞注入/傳輸層較佳的藉由使用具有電洞傳輸性質的有機化合物材料和對該有機化合物材料具有電子接受性質的無機化合物材料的複合材料來形成。藉由採用這種結構，使本身幾乎沒有載子的有機化合物中產生大量的電洞載子，因而可以獲得極其優異的電洞注入/傳輸性質。根據該效果，可以使驅動電壓低於現有技術。此外，因為可以形成厚的電洞注入/傳輸層而不會增加驅動電壓，所以可以抑制源於灰塵等的發光元件的短路。
注意，作為具有電洞傳輸性質的有機化合物材料，可以舉出例如酞菁銅(縮寫：CuPc)、釩氧酞菁(縮寫：VOPc)、4,4’,4”－三(N,N－二苯胺)三苯胺(縮寫：TDATA)、4,4’,4”－三[N－(3－甲基苯)－N－苯胺]三苯胺(縮寫：MTDATA)、1,3,5－三[N,N－二(間－甲苯基)氨基]苯(縮寫：m－MTDAB)、N,N’－雙(3－甲基苯)－N,N’－二苯基－[1,1’－聯苯]－4,4’－二胺(縮寫：TPD)、4,4’－二[N－(1－萘基)－N－苯基氨基]聯苯(縮寫：NPB)、4,4’－雙{N－[4－二(間－甲苯基)氨基]苯基－N－苯基氨基}聯苯(縮寫：DNTPD)、4,4’,4”－三(N－哢唑基)三苯胺(縮寫：TCTA)等。然而，具有電洞傳輸性質的有機化合物材料不局限於這些化合物。
注意，作為具有電子接受性質的無機化合物材料，可以舉出氧化鈦、氧化鋯、氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化釕、氧化鋅等。特別是因為氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸容易處理，能夠在真空下氣相沈積，所以是較佳的。
注意，使用具有電子傳輸性質的有機化合物材料形成電子注入/傳輸層。具體地說，可以舉出三(8－喹啉醇合)鋁(縮寫：Alq3 )、三(4－甲基－8－喹啉醇合)鋁(縮寫：Almq3 )、雙(10－羥基苯並[h]喹啉)鈹(縮寫：BeBq2 )、雙(2－甲基－8－喹啉醇合)－(4－苯基苯酚)－鋁(縮寫：BAlq)、雙[2－(2’－羥基苯基)－苯並惡唑]鋅(縮寫：Zn(BOX)2 )、雙[2－(2’－羥基苯基)－苯並噻唑]鋅(縮寫：Zn(BTZ)2 )、紅菲繞啉(縮寫：BPhen)、浴銅靈(縮寫：BCP)、2－(4－聯苯基)－5－(4－tert－丁基苯基)－1,3,4－惡二唑(縮寫：PBD)、1,3－雙[5－(4－tert－丁基苯基)－1,3,4－惡二唑－2－某基]苯(縮寫：OXD－7)2,2’,2”－(1,3,5－三價苯基)－三(1－苯基－1H－苯並咪唑)(縮寫：TPBI)、3－(4－聯苯基)－4－苯基－5－(4－tert－丁基苯基)－1,2,4－三唑(縮寫：TAZ)、3－(4－聯苯基)－4－(4－乙基苯基)－5－(4－三元胺－丁基苯基)－1,2,4－三唑(縮寫：p－EtTAZ)等。然而，具有電子傳輸性質的有機化合物材料不局限於這些化合物。
注意，作為發光層可以舉出：9,10－二(2－萘基)蒽(縮寫：DNA)、9,10－二(2－萘基)－2－tert－丁基蒽(縮寫：t－BuDNA)、4,4’－二(2,2－二苯基乙烯基)聯苯(縮寫：DPVBi)、香豆素30、香豆素6、香豆素545、香豆素545T、二萘嵌苯、紅熒烯、吡啶醇、2,5,8,11－四(叔丁基)二萘嵌苯(縮寫：TBP)、9,10－二苯基蒽(縮寫：DPA)、5,12－二苯基並四苯、4－(二氰基亞甲基)－2－甲基－(p－二甲基氨基苯乙烯基)－4H－吡喃(縮寫：DCM1)、4－(二氰基亞甲基)－2－甲基－6－[2－(久洛尼定－9－基)乙烯基]－4H－吡喃(縮寫：DCM2)、4－(二氰基亞甲基)－2，6－2[p－(二甲基氨基)苯乙烯基]－4H－吡喃(縮寫：BisDCM)等。或者，可以使用如下能夠發出磷光的化合物：雙[2－(4’,6’－二氟苯基)吡啶－N,C2 ’ ]銥(吡啶甲酸鹽)(縮寫：FIrpic)、雙{2－[3’,5’－雙(三氟甲基)苯基]吡啶－N,C2 ’ }銥(吡啶甲酸鹽)(縮寫：Ir(CF3 ppy)2 (pic))、三(2－苯基吡啶基－N,C2 ’ )銥(縮寫：Ir(ppy)3 )、雙(2－苯基吡啶－N,C2 ’ )銥(乙醯基丙酮鹽)(縮寫：Ir(ppy)2 (acac))、雙[2－(2’－噻吩基)吡啶－N,C3 ’ ]銥(乙醯基丙酮鹽)(縮寫：Ir(thp)2 (acac))、雙(2－苯基喹啉－N,C2 ’ )銥(乙醯基丙酮鹽)(縮寫：Ir(pq)2 (acac))、或者雙[2－(2’－苯基噻吩基)吡啶－N,C3 ’ ]銥(乙醯基丙酮鹽)(縮寫：Ir(btp)2 (acac))等。
此外，使用除了單態激發發光材料以外的包括金屬複合物等的三態激發材料來形成發光層。舉例來說，在用於發紅光、發綠光和發藍光的發光像素中，使用三態激發發光材料形成亮度半衰期較短的發紅光的發光像素，而使用單態激發發光材料形成其他的發光像素。三態激發發光材料具有高的發光效率，這在獲得相同亮度需要較低耗電量方面是有利的。即，當對於紅光的像素適用三態激發發光材料時，可以抑制流向發光元件的電流量，從而提高了可靠性。從節能角度來看，使用三態激發發光材料形成發紅光和發綠光的發光像素，而使用單態激發發光材料形成發藍光的發光像素。當人的視感度高的發綠光的發光元件也使用三態激發發光材料來形成時，可以實現更低的耗電量。
作為發光層的結構，可以採用在每個像素中形成具有不同發光波長帶的發光層而進行顏色顯示的結構。典型地，形成相應於R(紅色)、G(綠色)和B(藍色)各種顏色的發光層。在此情況下，藉由採用在像素的發光面上提供用於傳透過發光波長帶內的光的濾光器的結構，也可以提高色純度並且防止像素部分的鏡面化(眩光)。藉由提供該濾光器，可以省略現有技術所需要的圓偏振板等，這會挽回從發光層發射的光的損失。此外，可以降低當側著看像素部分(顯示幕)時看到的色調變化。
此外，作為可以用於形成發光層的高分子的電致發光材料，可以舉出例如聚對苯撐乙炔基和聚對苯撐基、聚噻吩基或聚芴基。
在任何情況中，只要能實現發光元件的功能，就可以改變場致發光層的層結構，並且可以是這樣一種情形，即，不提供特定的電洞或電子注入/傳輸層或發光層，取而代之的是提供主要用於電洞或電子注入/傳輸層或發光層的電極層，或者在層中分散發光材料。
另外，也可以在密封基板上形成濾色片(著色層)。可以藉由氣相沈積法或液滴噴射法形成該濾色片(著色層)。採用該濾色片(著色層)，也可以進行高分辨的顯示。這是因為提供濾色片(著色層)可以將RGB每種發光光譜的寬峰校正為尖峰。
另外，藉由形成顯示單色的發光材料並且組合該發光材料和濾色片或顏色變換層，可以進行全彩色顯示。舉例來說，可以在第二基板(密封基板)上形成該濾色片(著色層)或顏色變換層，然後將它和基板1201黏在一起。
然後，藉由濺射法或氣相沈積法形成相對電極1211(也稱作第二電極)。像素電極1209和相對電極1211中的一個當成陽極而另一個當成陰極。
較佳的，使用具有低功函率(3.8 eV或更低)的材料，例如金屬、合金、導電化合物，或者它們的混合物等作為陰極材料。陰極材料的具體實例有屬於元素週期表1族或2族的金屬，即諸如Li或Cs等的鹼金屬、例如Mg、Ca或Sr等的鹼土金屬、包含這些金屬的合金(Mg：Ag或Al：Li)、包含這些金屬的化合物(LiF、CsF或CaF2 )、或者包含稀土金屬的過渡金屬。注意，因為陰極需要有透光性，所以將上述金屬或含有上述金屬的合金形成得很薄，並且在其上面堆疊例如ITO等的金屬(包括合金)。
然後，也可以提供覆蓋相對電極1211的由氮化矽膜或DLC(類金剛石碳)膜形成的保護膜。藉由上述步驟，完成本發明的發光裝置。
本實施例可以跟上述實施例模式和實施例自由組合。即，可以將施加於驅動電晶體的閘極而使驅動電晶體導通的電位從資料線供給，而且將使驅動電晶體斷開的電位從電流供給線等的別的佈線供給。因此，可以將資料線的電壓設定為低，而大幅度地減少耗電量。
實施例2
在本實施例中，將使用本發明的像素結構的主動矩陣型顯示器的一個例子示出在圖16中，而進行說明。
上述主動矩陣型顯示器包括形成有電晶體和佈線的基板501、將上述佈線部分連接到外部的FPC508、發光元件以及將上述發光元件密封的相對基板502。
基板501包括由以矩陣狀配置的多個像素構成的顯示部分506、資料線驅動電路503、掃描線驅動電路A504、掃描線驅動電路B505、以及與將各種電源和訊號輸入的FPC508連接的FPC連接部分507。
資料線驅動電路503包括移位暫存器、鎖存器、位準移位電路以及緩衝器等的電路，其將資料輸出到各行的資料線中。此外，掃描線驅動電路A504和掃描線驅動電路B505各包括移位暫存器、位準移位電路以及緩衝器等的電路。掃描線驅動電路A504依次將選擇脈衝輸出到各列的第二掃描線中，而掃描線驅動電路B505依次將選擇脈衝輸出到各列的第一掃描線中。
依照掃描線驅動電路輸出選擇脈衝時寫入到各像素中的資料訊號，控制發光元件的發光。
另外，除了上述驅動電路以外，可以將如中央處理單元和控制器等的電路與基板501整合形成為一體。因此，由於可以減少連接的外部電路(IC)的數量，並且可以謀求實現進一步的輕量化和薄型化，所以對於攜帶型終端等尤其有效。
注意，如圖16所示，在本說明書中，將進行到連接有FPC的步驟並且EL元件被用於發光元件的面板稱為EL模組。
本實施例可以和上述實施例模式和實施例自由組合。即，可以將施加於驅動電晶體的閘極而使驅動電晶體導通的電位從資料線供給，而且將使驅動電晶體斷開的電位從電流供給線等的別的佈線供給。因此，可以將資料線的電壓設定為低，而大幅度地減少耗電量。
實施例3
在本實施例中，對於為了抑制由於周圍溫度的變化和隨著時間的退化引起的發光元件電流值的波動影響而校正電流供給線的電位的例子進行說明。
發光元件具有其電阻值(內電阻值)根據周圍溫度的變化而變化的特性。具體地說，假定室溫是通常溫度，當周圍溫度變得高於通常溫度時，發光元件的電阻值降低，而當周圍溫度變得低於通常溫度時，發光元件的電阻值升高。因此，當周圍溫度變高時，發光元件的電流值增加，而其亮度變得高於所希望的亮度。另一方面，當周圍溫度變低時，即使在施加相同電壓的情況下，發光元件的電流值也會降低，因此其亮度變得低於所希望的亮度。另外，發光元件具有其電流值隨著時間變化而降低的特性。具體地說，當發光時間和不發光時間積累時，隨著發光元件的退化而電阻值增加。因此，當發光時間和不發光時間積累時，即使在施加相同電壓的情況下，發光元件的電流值也會降低，因此其亮度變得低於所希望的亮度。
由於上述發光元件具有的特性，當周圍溫度變化或發生隨著時間引起的退化時，其亮度成為不均勻。在本實施例中，藉由使用本發明的電流供給線的電位進行校正，可以抑制由於周圍溫度的變化和隨著時間的退化而引起的發光元件電流值的波動影響。
圖17顯示電路的結構。在像素中配置有在圖1所示的半導體裝置，因此，省略與圖1相同部分的說明。在圖17中，在電流供給線1401和相對電極1402之間連接用於驅動的第三電晶體1403和發光元件1404。而且，電流從電流供給線1401流向相對電極1402。發光元件1404依照其中流過的電流量而發光。
在這種像素結構中，如果固定電流供給線1401和相對電極1402的電位，而且電流連續流入發光元件1404，發光元件1404的特性會退化。另外，依照其溫度的變化，發光元件1404的特性也會變化。
具體地說，如果電流連續流入發光元件1404，其電壓－電流特性就逐漸改變。即，發光元件1404的電阻值增加，並且即使施加相同電壓，其中流動的電流值也會降低。另外，即使相同的電流量注入發光元件1404時，發光效率也會降低並且亮度變低。作為溫度特性，當周圍溫度變低時，發光元件1404的電壓－電流特性改變，因此發光元件1404的電阻值增加。
因此，藉由使用監控電路校正上述的退化和波動的影響。在本實施例中，藉由調節電流供給線1401的電位，來校正發光元件1404的退化和溫度的波動。
這裏，對監控電路的結構進行說明。在第一監控電源線1406和第二監控電源線1407之間連接監控用電流源1408和監控用發光元件1409。再者，用於輸出監控用發光元件1409的電位的取樣電路1410的輸入端子被連接到監控用發光元件1409和監控電流源1408的接點。取樣電路1410的輸出端子與電流供給線1401連接。因此，藉由取樣電路1410的輸出控制電流供給線1401的電位。
接下來，說明監控用電路的工作。首先，在以最明亮的灰度數使發光元件1404發光的情況下，監控用電流源1408向發光元件1404供應所要數量的電流。將此時的電流值假設為Imax。
然後，對監控用發光元件1409的兩頭的電壓施加為流動Imax的電流需要的電壓。即使監控用發光元件1409的電壓－電流特性因退化或溫度等而變化，監控用發光元件1409的兩頭的電壓也根據該變化而變化，而成為最合適的值。因此，可以校正監控用發光元件1409的波動(退化或溫度的變化等)的影響。
施加到監控用發光元件1409的電壓被輸入到取樣電路1410的輸入端子。因此，取樣電路1410的輸出端子，即電流供給線1401的電位由監控用電路校正，而且校正發光元件1404的因退化或溫度的波動。
注意，取樣電路1410可以為能夠將與輸入電流相應的電壓輸出的任何電路。例如，電壓從動電路也為放大電路的一種，但是不局限於此。可以使用運算放大器、雙極電晶體和MOS電晶體中的任何一個，或者其組合來構成該電路。
注意，較佳的，藉由與像素的發光元件1404相同的製造方法並且與其同時在同一基板上形成監控用發光元件1409。這是因為如果監控用發光元件和配置在像素中的發光元件之間存在特性差異，則不能進行精確的校正。
注意，由於在配置在像素中的發光元件1404中頻繁發生不供應電流的週期，因此如果連續地向監控用發光元件1409供應電流，監控用發光元件1409會以更快的速度退化。因此，從取樣電路1410輸出的電位成為施加最高程度校正的電位。因此，也可以相應於在像素中配置的發光元件1404的實際退化程度來控制監控用發光元件1409的退化程度。舉例來說，如果整個顯示幕的平均發光率為30%，也可以僅在相應於30%亮度的週期，向監控用發光元件1409供應電流。此時，會發生不向監控用發光元件1409供應電流的週期，但是需要從取樣電路1410的輸出端子連續供應電壓的情況。為了實現這一點，可以在取樣電路1410的輸入端子提供電容器，以保持當向監控用發光元件1409供應電流時的電位。
注意，當相應最明亮的灰度數而使監控用電路工作時，輸出接受最高程度校正的電位，這會使像素的老化(burning－in)(由於像素中退化程度的變化而使亮度成為不均勻)變得不太明顯。因此，較佳的，相應最明亮的灰度數使監控用電路工作。在本實施例中，更佳的，使用於驅動的第三電晶體1403在線性區工作。藉由使用於驅動的第三電晶體1403在線性區工作，可以使它可以大體作為開關而工作。因此，可以減小用於驅動的第三電晶體1403由於退化或者溫度等的特性變化的影響。在僅在線性區使用於驅動的第三電晶體1403工作的情況下，大多以數位方式控制向發光元件1404供應電流與否。在此情況下，較佳的，組合時間灰度方法、面積灰度方法等以實現多灰度化。
本實施例可以跟上述實施例模式和實施例自由組合。
實施例4
作為具有本發明半導體裝置的電子設備，可以舉出電視接收機、視頻相機、數位相機、護目鏡型顯示器、導航系統、聲音再生裝置(汽車音響元件等)、電腦、遊戲機、攜帶型資訊終端(移動電腦、手機、攜帶型遊戲機或電子書等)、具備記錄媒體的影像再生設備(具體地說，具有能夠再生例如數位通用光碟(DVD)等的記錄媒體並顯示其影像的顯示器的設備)等。將這些電子設備的具體例子表示在圖18、圖19、圖20A和圖20B、圖21A和圖21B、圖22、以及圖23A至圖23E中。
圖18顯示了組合顯示面板5001和電路基板5011而形成的EL模組。在電路基板5011上形成控制電路5012、訊號分割電路5013等，該電路基板5011藉由連接佈線5014與顯示面板5001電連接。
該顯示板5001包括提供有多個像素的像素部分5002、掃描線驅動電路5003和對被選擇的像素供應視頻訊號的訊號線驅動電路5004。注意，在製造EL模組的情況下，可以使用上述實施例而製造構成像素部分5002的像素的半導體裝置。另外，可以使用根據上述實施例形成的TFT而製造掃描線驅動電路5003和訊號線驅動電路5004等的用於控制的驅動電路部分。根據上述方法，可以完成圖18所示的EL模組電視機。
圖19為表示EL電視接收機的主要結構的方塊圖。調諧器5101接收視頻訊號和聲頻訊號。藉由視頻訊號放大電路5102；將從視頻訊號放大電路5102輸出的訊號改變為與紅、綠、藍的各種顏色相應的彩色訊號的視頻訊號處理電路5103；以及將該視頻訊號改變為驅動IC的輸入規格的控制電路5012來處理視頻訊號。控制電路5012對掃描線側和訊號線側分別輸出訊號。當進行數位驅動時，也可以採用如下的結構，即在訊號線側提供訊號分路電路5013，從而將輸入數位訊號分成m個而供給。
在調諧器5101所接收的訊號中，聲頻訊號被傳送到聲頻訊號放大電路5105中，並且藉由聲頻訊號處理電路5106向揚聲器5107供應其輸出。控制電路5108從輸入部分5109接受接收站(接收頻率)或音量的控制資訊，並且將該訊號傳送給調諧器5101或聲頻訊號處理電路5106。
如圖20A所示，可以藉由將EL模組組合到外殼5201中而完成電視接收機。由EL模組形成顯示幕5202。另外，適當地提供揚聲器5203、操作開關5204等。
此外，圖20B顯示了無線且可僅搬運其顯示器的電視接收機。在外殼5212中裝有電池和訊號接收器，並且用該電池驅動顯示部分5213和揚聲器部分5217。該電池可以用充電器5210重復充電。另外，該充電器5210可以傳送和接收視頻訊號，並且將該視頻訊號向顯示器的訊號接收器傳送。用操作鍵5216控制外殼5212。此外，圖20B所示的裝置還可以藉由操作操作鍵5216將來自外殼5212的訊號傳送給充電器5210，因此它也可以被稱作視頻/聲頻雙向通訊裝置。另外，藉由操作操作鍵5216，可以從外殼5212向充電器5210傳送訊號，而且藉由使其他電子設備接受充電器5210能夠傳送的訊號，還可以控制其他電子設備的通訊，因此這樣的裝置也可以稱為通用遙控裝置。本發明可以適用於顯示部分5213。
藉由將本發明的半導體裝置運用於圖18、圖19、圖20A和圖20B所示的電視接收機，在顯示部分的像素中，可以分別設定施加於驅動電晶體的閘極以控制該電晶體的導通/斷開的電位以及資料線的振幅的電位。因此，可以將資料線的振幅設定為低，並且可以提供耗電量被大幅度地抑制了的半導體裝置。因此，可以向顧客提供耗電量被大幅度抑制的商品。
不用說，本發明不局限於電視接收機，並且可以運用於各種各樣的用途，如個人電腦的監視器、尤其是大面積的顯示媒體、如火車站或機場的資訊顯示板或者街頭的廣告顯示板等。
圖21A顯示了藉由組合顯示面板5301和印刷線路板5302而形成的模組。顯示面板5301配置有提供有多個像素的像素部分5303、第一掃描線驅動電路5304、第二掃描線驅動電路5305和向被選擇了的像素供應視頻訊號的訊號線驅動電路5306。
印刷線路板5302中配置有控制器5307、中央處理單元(CPU)5308、記憶體5309、電源電路5310、聲頻處理電路5311以及傳送/接收訊號電路5312等。印刷線路板5302和顯示面板5301藉由撓性印刷線路板(FPC)5313連接。在印刷線路板5313中可以設置電容器、緩衝電路等以成為可以防止噪音對電源電壓或訊號的干擾或使訊號的啟動延遲的結構。另外，可以藉由COG(玻璃上載晶片)方法在顯示面板5301上安裝控制器5307、聲頻處理電路5311、記憶體5309、中央處理單元5308、電源電路5310等。藉由COG方法，可以縮小印刷線路板5302的規模。
藉由在印刷線路板5302上提供的介面(I/F)部分5314輸入/輸出各種控制訊號。另外，在印刷線路板5302上提供有天線埠5315，以便跟天線之間進行傳送/接收訊號。
圖21B為圖21A中所示的模組的方塊圖。作為記憶體5309，該模組包括VRAM 5316、DRAM 5317、快閃記憶體5318等。VRAM 5316儲存在顯示面板上顯示的影像資料，DRAM 5317儲存影像資料或聲頻資料，且快閃記憶體5318儲存各種程式。
電源電路5310供給電力。該電力用於使顯示面板5301、控制器5307、中央處理單元5308、聲頻處理電路5311、記憶體5309和傳送/接收訊號電路5312工作。此外，根據顯示面板的規格，有可能在電源電路5310設置有電流源。
中央處理單元5308包括控制訊號產生電路5320、解碼器5321、暫存器5322、計算電路5323、RAM 5324、用於中央處理單元5308的介面5319等。藉由介面5319輸入到中央處理單元5308的各種訊號暫且由暫存器5322保持後，被輸入到計算電路5323、解碼器5321等。在計算電路5323中基於輸入的訊號進行計算，並且指定發送各種指令的地點。另一方面，對輸入到解碼器5321的訊號進行解碼，並且被解碼後的訊號被輸入到控制訊號產生電路5320。控制訊號產生電路5320基於被輸入的訊號而產生包含各種指令的訊號，並且將其傳送到計算電路5323指定的地點，具體地說傳送到例如記憶體5309、傳送/接收訊號電路5312、聲頻處理電路5311、控制器5307等中。
記憶體5309、傳送/接收訊號電路5312、聲頻處理電路5311、控制器5307各自根據接收的指令而工作。下面簡要地說明這種工作。
從輸入裝置5325輸入的訊號藉由介面部分5314被傳送到安裝在印刷線路板5302上的中央處理單元5308。控制訊號產生電路5320根據從例如定位器或鍵盤等的輸入裝置5325傳送的訊號，將儲存在VRAM5316中的影像資料變換為規定的格式，然後將該變換的影像資料傳送給控制器5307。
控制器5307根據顯示面板的規格處理包含從中央處理單元5308傳送來的影像資料的訊號，然後將該訊號提供給顯示面板5301。另外，控制器5307基於從電源電路5310輸入的電源電壓和從中央處理單元5308輸入的各種訊號產生Hsync訊號、Vsync訊號、時鐘訊號CLK、交流電壓(AC Cont)和開關訊號L/R，並且將其供給於顯示面板5301。
傳送/接收訊號電路5312處理在天線5328中作為電波被傳送/接收的訊號，傳送/接收訊號電路5312具體包括例如隔離器、帶通濾波器、VCO(電壓控制振蕩器)、LPF(低通濾波器)、耦合器或平衡不平衡轉換器等的高頻電路。在傳送/接收訊號電路5312中被傳送/接收的訊號中的包含聲頻資料的訊號，根據中央處理單元5308的指令而被傳送到聲頻處理電路5311。
根據中央處理單元5308的指令傳送來的包含聲頻資料的訊號在聲頻處理電路5311中被解調為聲頻訊號，然後被傳送到揚聲器5327。此外，從微音器5326傳送來的聲頻訊號在聲頻處理電路5311中被調制，然後根據中央處理單元5308的指令而被傳送到傳送/接收訊號電路5312。
控制器5307、中央處理單元5308、電源電路5310、聲頻處理電路5311和記憶體5309可以安裝為本實施例的組裝樣式。除了高頻電路，例如隔離器、帶通濾波器、VCO(電壓控制振蕩器)、LPF(低通濾波器)、耦合器或平衡不平衡轉換器等以外，本實施例還可以運用於任何電路。
圖22顯示了包括圖21A和圖21B所示的模組的手機的一種方式。顯示面板5301以可自由裝卸的方式被組合到外殼5330中。外殼5330的形狀和尺寸可以根據顯示面板5301的尺寸適當地改變。固定有顯示面板5301的外殼5330被嵌入印刷板5331中，從而被組裝為模組。
顯示面板5301藉由撓性線路板5313與印刷基板5331連接。在印刷板5331上形成揚聲器5332、麥克風5333、傳送/接收訊號電路5334，以及包括中央處理單元以及控制器等的訊號處理電路5335。將這種模組與輸入裝置5336、電池5337和天線5340組合，然後將其收入外殼5339中。配置顯示面板5301的像素部分並使其能夠從形成在外殼5339中的開口窗中視覺確認到。
本實施例的手機根據其功能和用途可以被改變為各種方式。舉例來說，也可以採用提供有多個顯示面板，或將外殼適當地分成多個並藉由使用鉸鏈使其成為開關式的結構。
在圖22的手機中，將與實施例模式1所述的同樣的半導體裝置矩陣排列而構成顯示面板5301。該半導體裝置可以在像素中將施加到驅動電晶體的閘極而控制該電晶體的導通或斷開的電位，以及資料線的振幅的電位分別設定。因此，具有如下的特徵，即可以將輸入於資料線的訊號的振幅設定為低，而可以提供耗電量被大幅度地抑制了的半導體裝置。因為由這種半導體裝置構成的顯示面板5301也具有相似的特徵，所以該手機可以實現大幅度的低耗電量化。由於這種特徵，可以給顧客提供耗電量被大幅度地抑制了的商品。
圖23A為包括外殼6001、支撐台6002、顯示部分6003等的電視機。在該電視機中，作為顯示部分6003，將與在實施例1中說明的同樣的半導體裝置矩陣排列而構成。該半導體裝置在像素中可以將施加到驅動電晶體的閘極而控制該電晶體的導通或斷開的電位，以及資料線的振幅的電位分別設定。因此，具有如下的特徵，即可以將輸入於資料線的訊號的振幅設定為低，而可以提供耗電量被大幅度地抑制了的半導體裝置。因為由這種半導體裝置構成的顯示部分6003也具有相似的特徵，所以該電視機可以實現大幅度的低耗電量化。由於這種特徵，可以給顧客提供耗電量被大幅度地抑制了的商品。
圖23B為包括主體6101、外殼6102、顯示部分6103、鍵盤6104、外部連接埠6105、定位滑鼠6106等的電腦。在該電腦中，作為顯示部分6103，將與在實施例模式1中說明的同樣的半導體裝置矩陣排列而構成。該半導體裝置在像素中可以將施加到驅動電晶體的閘極而控制該電晶體的導通或斷開的電位，以及資料線的振幅的電位分別設定。因此，具有如下的特徵，即可以將輸入於資料線的訊號的振幅設定為低，而可以提供耗電量被大幅度地抑制了的半導體裝置。因為由這種半導體裝置構成的顯示部分6103也具有相似的特徵，所以該電腦可以實現大幅度的低耗電量化。由於這種特徵，可以給顧客提供耗電量被大幅度地抑制了的商品。
圖23C為包括主體6201、顯示部分6202、開關6203、操作鍵6204、紅外線埠6205等的攜帶型電腦。在該攜帶型電腦中，作為顯示部分6202，將與在實施例模式1中說明的同樣的半導體裝置矩陣排列而構成。該半導體裝置在像素中可以將施加到驅動電晶體的閘極而控制該電晶體的導通或斷開的電位，以及資料線的振幅的電位分別設定。因此，具有如下的特徵，即可以將輸入於資料線的訊號的振幅設定為低，而可以提供耗電量被大幅度地抑制了的半導體裝置。因為由這種半導體裝置構成的顯示部分6202也具有相似的特徵，所以該攜帶型電腦可以實現大幅度的低耗電量化。由於這種特徵，可以給顧客提供耗電量被大幅度地抑制了的商品。
圖23D為包括外殼6301、顯示部分6302、揚聲器部分6303、操作鍵6304、記錄媒體插入部分6305等的攜帶型遊戲機。在該攜帶型遊戲機中，作為顯示部分6302，將與在實施例模式1中說明的同樣的半導體裝置矩陣排列而構成。該半導體裝置在像素中可以將施加到驅動電晶體的閘極而控制該電晶體的導通或斷開的電位，以及資料線的振幅的電位分別設定。因此，具有如下的特徵，即可以將輸入於資料線的訊號的振幅設定為低，而可以提供耗電量被大幅度地抑制了的半導體裝置。因為由這種半導體裝置構成的顯示部分6302也具有相似的特徵，所以該攜帶型遊戲機可以實現大幅度的低耗電量化。由於這種特徵，可以給顧客提供耗電量被大幅度地抑制了的商品。
圖23E為包括主體6401、外殼6402、顯示部分A6403、顯示部分B6404、記錄媒體(DVD等)讀出部分6405、操作鍵6406、揚聲器部分6407等並且具有記錄媒體的攜帶型影像再生裝置(具體地說DVD再生裝置)。顯示部分A6403主要顯示圖像資料，且顯示部分B6404主要顯示文字資料。在該攜帶型影像再生裝置中，作為顯示部分A6403和顯示部分B6404，將與在實施例模式1中說明的同樣的半導體裝置矩陣排列而構成。該半導體裝置在像素中可以將施加到驅動電晶體的閘極而控制該電晶體的導通或斷開的電位，以及資料線的振幅的電位分別設定。因此，具有如下的特徵，即可以將輸入於資料線的訊號的振幅設定為低，而可以提供耗電量被大幅度地抑制了的半導體裝置。因為由這種半導體裝置構成的顯示部分A6403和顯示部分B6404也具有相似的特徵，所以該攜帶型影像再生裝置可以實現大幅度的低耗電量化。由於這種特徵，可以給顧客提供耗電量被大幅度地抑制了的商品。
根據尺寸、強度和使用目的，不僅可以使用玻璃基板而且可以使用耐熱性塑膠基板來形成在這些電子設備中使用的顯示裝置。據此，可以謀求實現進一步的輕量化。
注意，在本實施例中所示的實施例不過為一個例子而已，本發明不局限於這些用途。
再者，本實施例可以與上述實施例模式和上述實施例中的任何記載自由組合而實施。
2401．．．開關電晶體
2402．．．驅動電晶體
2403．．．保持電容器
2404．．．發光元件
2405．．．掃描線
2406．．．資料線
2407．．．電流供給線
101．．．第一電晶體
102．．．第二電晶體
103．．．第三電晶體
104．．．保持電容器
105．．．發光元件
106．．．第一掃描線
107．．．第二掃描線
108．．．資料線
109．．．電流供給線
110．．．相對電極
551．．．電源線
601．．．曲線
602．．．曲線
603．．．曲線
604．．．曲線
701．．．第一電晶體
702．．．第二電晶體
703．．．第四電晶體
704．．．保持電容器
705．．．發光元件
706．．．第一掃描線
707．．．第二掃描線
708．．．資料線
709．．．電流供給線
710．．．相對電極
711．．．第三電晶體
1101．．．第一電晶體
1102．．．第二電晶體
1103．．．第五電晶體
1104．．．保持電容器
1105．．．發光元件
1106．．．第一掃描線
1107．．．第二掃描線
1108．．．資料線
1109．．．電流供給線
1110．．．相對電極
1111．．．第三電晶體
1112．．．第四電晶體
1201．．．基板
1202．．．結晶半導體膜
1203A，1203B．．．導電膜
1204．．．絕緣膜
1205．．．絕緣膜
1206．．．中間層絕緣膜
1207．．．導電膜
1208．．．絕緣膜
1209．．．像素電極
1210．．．場致發光層
1211．．．相對電極
501．．．基板
502．．．相對電極
503．．．資料線驅動電路
504．．．掃描線驅動電路A
505．．．掃描線驅動電路B
506．．．顯示部分
507．．．FPC連接部分
508．．．FPC
1401．．．電流供給線
1402．．．相對電極
1403．．．用於驅動的第三電晶體
1404．．．發光元件
1406．．．第一監控電源線
1407．．．第二監控電源線
1408．．．監控用電流源
1409．．．監控用發光元件
1410．．．取樣電路
5001．．．顯示面板
5002．．．像素部分
5003．．．掃描線驅動電路
5004．．．訊號線驅動電路
5011．．．電路基板
5012．．．控制電路
5013．．．訊號驅動電路
5014．．．連接佈線
5101．．．調諧器
5102．．．視頻訊號放大電路
5103．．．視頻訊號處理電路
5105．．．音頻訊號放大電路
5106．．．音頻訊號處理電路
5107．．．揚聲器
5108．．．控制電路
5109．．．輸入部分
5201．．．外殼
5202．．．顯示幕
5203．．．揚聲器
5204．．．操作開關
5210．．．充電器
5212．．．外殼
5213．．．顯示部分
5217．．．揚聲器部分
5216．．．操作鍵
5301．．．顯示面板
5302．．．印刷電路板
5303．．．像素部分
5304．．．第一掃描線驅動電路
5305．．．第二掃描線驅動電路
5306．．．訊號線驅動電路
5307．．．控制器
5308．．．CPU
5309．．．記憶體
5310．．．電源電路
5311．．．音頻處理電路
5312．．．傳送/接收訊號電路
5313．．．撓性印刷線路板
5314．．．介面部分(I/F)
5315．．．天線埠
5316．．．VRAM
5317．．．DRAM
5318．．．快閃記憶體
5319．．．介面
5320．．．控制訊號產生電路
5321．．．解碼器
5322．．．暫存器
5323．．．計算電路
5324．．．RAM
5325．．．輸入裝置
5326．．．微音器
5327．．．揚聲器
5328．．．天線
5330．．．外殼
5331．．．印刷基板
5332．．．揚聲器
5333．．．微音器
5334．．．傳送/接收訊號電路
5335．．．訊號處理電路
5336．．．輸入裝置
5337．．．電池
5339．．．外殼
5340．．．天線
6001．．．外殼
6002．．．支撐台
6003．．．顯示部分
6101．．．主體
6102．．．外殼
6103．．．顯示部分
6104．．．鍵盤
6105．．．外部連接埠
6106．．．定位滑鼠
6201．．．主體
6202．．．顯示部分
6203．．．開關
6204．．．操作鍵
6205．．．紅外線埠
6301．．．外殼
6302．．．顯示部分
6303．．．揚聲器部分
6304．．．操作鍵
6305．．．記錄媒體插入部分
6401．．．主體
6402．．．外殼
6403．．．顯示部分A
6404．．．顯示部分B
6405．．．記錄媒體讀取部分
6406．．．操作鍵
6407．．．揚聲器部分
圖1為本發明的實施例模式1的電路圖；圖2A和2B為本發明的實施例模式1的時脈圖；圖3A和3B為本發明的實施例模式1的一個方式的圖；圖4A和4B為本發明的實施例模式1的一個方式的圖；圖5為本發明的實施例模式2的電路圖；圖6A和6B為說明本發明的實施例模式2的圖；圖7為本發明的實施例模式3的電路圖；圖8A和8B為本發明的實施例模式3的時脈圖；圖9A和9B為本發明的實施例模式3的一個方式的圖；圖10A至10D為本發明的實施例模式3的一個方式的圖；圖11為本發明的實施例模式4的電路圖；圖12A和12B為本發明的實施例模式4的時脈圖；圖13A和13B為本發明的實施例模式4的一個方式的圖；圖14A和14B為本發明的實施例模式4的一個方式的圖；圖15為本發明的實施例1的截面圖；圖16為本發明的實施例2的透視圖；圖17為本發明的實施例3的電路圖；圖18為本發明的實施例4的電子設備的圖；圖19為本發明的實施例4的電子設備的圖；圖20A和20B為本發明的實施例4的電子設備的圖；圖21A和21B為本發明的實施例4的電子設備的圖；圖22為本發明的實施例4的電子設備的圖；圖23A至23E為本發明的實施例4的電子設備的圖；圖24A至24C為顯示現有技術的例子的圖。
101．．．第一電晶體
102．．．第二電晶體
103．．．第三電晶體
104．．．保持電容器
105．．．發光元件
106．．．第一掃描線
107．．．第二掃描線
108．．．資料線
109．．．電流供給線
110．．．相對電極
nodeG．．．節點G

Claims (17)

  1. 一種半導體裝置，包含：第一掃描訊號經由第一掃描線被施加到閘極的第一電晶體，其中該第一電晶體的該閘極連接至該第一掃描線；第二掃描訊號經由第二掃描線被施加到閘極的第二電晶體；依據電流供給線的電位而被導通或斷開的第三電晶體，其中該第三電晶體的源極或汲極的其中之一連接至該第一掃描線；依據施加到閘極的第一訊號和第二訊號而被導通或斷開的第四電晶體；像素電極；以及藉由在該像素電極和相對電極之間流過的驅動電流而發光的發光元件，其中從該第一掃描線經由該第一電晶體以及該第三電晶體而供給的該第一訊號為將經由該第四電晶體的該電流供給線和該像素電極間的電連接割斷的訊號；和其中從資料線經由該第二電晶體而供給的該第二訊號為經由該第四電晶體使該電流供給線和該像素電極互相電連接的訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項的半導體裝置，其中在該第四電晶體的該閘極和該電流供給線之間設置有保持電容器。
  3. 如申請專利範圍第1項的半導體裝置，其中該第 一電晶體、以及該第二電晶體為N通道型電晶體，而該第三電晶體、以及該第四電晶體為P通道型電晶體。
  4. 一種半導體裝置，包含：第一掃描訊號經由第一掃描線被施加到閘極的第一電晶體，其中該第一電晶體的該閘極連接至該第一掃描線；第二掃描訊號經由第二掃描線被施加到閘極的第二電晶體；依據電流供給線的電位而被導通或斷開的第三電晶體；依據該第一掃描訊號而被導通或斷開的第四電晶體，其中該第四電晶體的源極或汲極的其中之一連接至該第一掃描線；依據施加到閘極的第一訊號和第二訊號而被導通或斷開的第五電晶體；像素電極；以及藉由在該像素電極和相對電極之間流過的驅動電流而發光的發光元件，其中，從該第一掃描線經由該第一電晶體以及該第四電晶體而供給的該第一訊號為將經由該第五電晶體的該電流供給線和該像素電極間的電連接割斷的訊號；和其中，從資料線經由該第二電晶體而供給的該第二訊號為經由該第五電晶體使該電流供給線和該像素電極互相電連接的訊號。
  5. 如申請專利範圍第4項的半導體裝置，其中在該 第五電晶體的該閘極和該電流供給線之間設置有保持電容器。
  6. 如申請專利範圍第4項的半導體裝置，其中該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體為N通道型電晶體，而且該第五電晶體為P通道型電晶體。
  7. 如申請專利範圍第1或4項中任一項的半導體裝置，其中該第一掃描訊號的振幅比該第二掃描訊號的振幅大。
  8. 一種顯示裝置，包含提供於基板上的像素，其中對各個像素提供有如申請專利範圍第1或4項中任一項的半導體裝置。
  9. 一種電子設備，包含如申請專利範圍第8項所述的顯示裝置，其中該電子設備為電視接收機、視頻相機、數位相機、護目鏡型顯示器、導航系統、聲音再生裝置、電腦、遊戲機、攜帶型資訊終端、具備記錄媒體的影像再生設備的其中之一者。
  10. 一種半導體裝置的驅動方法，該半導體裝置包含：第一掃描訊號經由第一掃描線被施加到閘極的第一電晶體；第二掃描訊號經由第二掃描線被施加到閘極的第二電晶體；依據施加到閘極的電位而被導通或斷開的第三電晶 體；像素電極；以及藉由在該像素電極和相對電極之間流過的驅動電流而發光的發光元件，該驅動方法包含：第一週期，其中該第一電晶體藉由該第一掃描訊號而導通，而且第一訊號從電流供給線經由該第一電晶體輸入到該第三電晶體的該閘極，該第一訊號割斷經由該第三電晶體的該電流供給線和該像素電極間的電連接；第二週期，其中該第一電晶體由該第一掃描訊號而斷開，而且該第二電晶體由該第二掃描訊號而斷開；以及第三週期，其中該第二掃描訊號被輸入到該第二電晶體中，其中，在該第三週期中，當資料線的電位比該第二掃描訊號的電位小時，第二訊號從該資料線經由該第二電晶體而輸入到該第三電晶體的該閘極，該第二訊號經由該第三電晶體使該電流供給線和該像素電極電連接。
  11. 如申請專利範圍第10項的半導體裝置的驅動方法，其中該第一訊號從具有與該電流供給線不同的電位的佈線經由該第一電晶體被輸入。
  12. 如申請專利範圍第10項的半導體裝置的驅動方法，其中該第一電晶體以及該第二電晶體為N通道型電晶體，而該第三電晶體為P通道型電晶體。
  13. 一種半導體裝置的驅動方法，該半導體裝置包 含：第一掃描訊號經由第一掃描線被施加到閘極的第一電晶體；第二掃描訊號經由第二掃描線被施加到閘極的第二電晶體；依據電流供給線的電位而被導通或斷開的第三電晶體；依據施加到閘極的訊號而被導通或斷開的第四電晶體；像素電極；以及經由在該像素電極和相對電極之間流過的驅動電流而發光的發光元件，該驅動方法包含：第一週期，其中該第一電晶體藉由該第一掃描訊號而導通，而且第一訊號從該第一掃描線經由該第一電晶體以及該第三電晶體輸入到該第四電晶體的該閘極，該第一訊號割斷經由該第四電晶體的該電流供給線和該像素電極間的電連接；第二週期，其中該第一電晶體由該第一掃描訊號而斷開，而且該第二電晶體由該第二掃描訊號而斷開；以及第三週期，其中該第二掃描訊號被輸入到該第二電晶體中，其中，在該第三週期中，當資料線的電位比該第二掃描訊號的電位小時，第二訊號從該資料線經由該第一電晶 體以及該第二電晶體輸入到該第四電晶體的該閘極，該第二訊號經由該第四電晶體使該電流供給線和該像素電極互相電連接。
  14. 如申請專利範圍第13項的半導體裝置的驅動方法，其中該第一電晶體、以及該第二電晶體為N通道型電晶體，而該第三電晶體、以及該第四電晶體為P通道型電晶體。
  15. 一種半導體裝置的驅動方法，該半導體裝置包含：第一掃描訊號經由第一掃描線被施加到閘極的第一電晶體；第二掃描訊號經由第二掃描線被施加到閘極的第二電晶體；依據電流供給線的電位而被導通或斷開的第三電晶體；依據該第一掃描訊號而被導通或斷開的第四電晶體；依據施加到閘極的訊號而被導通或斷開的第五電晶體；像素電極；以及經由在該像素電極和相對電極之間流過的驅動電流而發光的發光元件，該驅動方法包含：第一週期，其中該第一電晶體以及該第四電晶體藉由該第一掃描訊號而導通，而且第一訊號從該第一掃描線經 由該第一電晶體以及該第四電晶體輸入到該第五電晶體的該閘極，該第一訊號割斷經由該第五電晶體的該電流供給線和該像素電極間的電連接；第二週期，其中該第一電晶體由該第一掃描訊號而斷開，而該第二電晶體由該第二掃描訊號而斷開；以及第三週期，其中該第二掃描訊號被輸入到該第二電晶體，其中，在該第三週期中，當資料線的電位比該第二掃描訊號的電位小時，第二訊號從該資料線經由該第一電晶體輸入到該第五電晶體的該閘極，該第二訊號經由該第五電晶體使該電流供給線和該像素電極電連接。
  16. 如申請專利範圍第15項的半導體裝置的驅動方法，其中該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體為N通道型電晶體，而且該第五電晶體為P通道型電晶體。
  17. 如申請專利範圍第10、13和15項中任一項的半導體裝置的驅動方法，其中該第一掃描訊號的振幅比該第二掃描訊號的振幅大。
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