專利名稱:電荷泵電路及具有其的半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有新穎結(jié)構(gòu)的電荷泵電路，更具體而言涉及使用電荷泵電路作為升壓電路或降壓電路的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
升壓電路包括使用線圈的升壓電路和使用電容器的升壓電路。使用電容器的升壓電路通常稱為電荷泵。傳統(tǒng)電荷泵具有兩個(gè)二極管串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，其問(wèn)題為輸出電壓降低了與該二極管閾值電壓相等的數(shù)量。為了解決這個(gè)問(wèn)題，已經(jīng)提出了使用開(kāi)關(guān)替代二極管的另一種結(jié)構(gòu)(見(jiàn)參考1日本公布專利申請(qǐng)No.2001-136733，參考2日本公布專利申請(qǐng)No.H07-327357，參考3日本公布專利申請(qǐng)No.H07-099772)。
為了實(shí)現(xiàn)參考1中揭示的電路，需要一種用于將電壓升壓到等于或高于外部電源電壓的電壓，以導(dǎo)通/截止包括晶體管(下文中也稱為TFT)的開(kāi)關(guān)。
通常，當(dāng)該晶體管為p溝道晶體管時(shí)，通過(guò)向柵端輸入低電勢(shì)(Lowpotential)而導(dǎo)通晶體管。該低電勢(shì)小于p溝道晶體管的源端的電勢(shì)，該低電勢(shì)與p溝道晶體管源端電勢(shì)之間的電勢(shì)差等于或小于該p溝道晶體管的閾值電壓。此外，通過(guò)輸入高電勢(shì)(High potential)導(dǎo)通n溝道晶體管。該高電勢(shì)高于n溝道源端的電勢(shì)，該高電勢(shì)和n溝道晶體管源端電勢(shì)之間的電勢(shì)差等于或大于該n溝道晶體管的閾值電壓。注意，正常p溝道晶體管的閾值電壓小于0V。此外，正常n溝道晶體管的閾值電壓大于0V。因此，當(dāng)晶體管的柵-源電壓為0V時(shí)，該晶體管被截止，無(wú)電流流動(dòng)。這種晶體管稱為增強(qiáng)型晶體管(也稱為常截止晶體管)。
另一方面，存在一種晶體管，即使當(dāng)其柵-源電壓為0V時(shí)，仍有電流流動(dòng)。注意，這種晶體管稱為耗盡型晶體管(也稱為常導(dǎo)通晶體管)。
通常，將晶體管制造成為常截止。在顯示裝置所包括的電荷泵中，如果包括晶體管的開(kāi)關(guān)是常截止的，則該晶體管的工作電壓增大。因此，也需要增大來(lái)自外部的升壓電路的輸出。因此，電路規(guī)模增大，這導(dǎo)致電路面積增大、產(chǎn)率降低、以及功耗增大。
此外，當(dāng)結(jié)合到顯示裝置時(shí)，上述的傳統(tǒng)電荷泵開(kāi)關(guān)元件具有如下問(wèn)題。正常電荷泵不像其他開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器那樣起著反饋輸出電壓以穩(wěn)定輸出的功能。因此，當(dāng)電流負(fù)載重和輸出電流增大時(shí)，傳統(tǒng)電荷泵開(kāi)關(guān)元件存在損失電源穩(wěn)定性的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種具有不同于上述參考的結(jié)構(gòu)的電荷泵電路，以及使用該電荷泵電路的半導(dǎo)體裝置。
鑒于上述目標(biāo)，本發(fā)明的一個(gè)方面是包括具有如下結(jié)構(gòu)的電荷泵電路的半導(dǎo)體裝置。
圖1A示出了該結(jié)構(gòu)的示例。在圖1A的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)調(diào)整溝道摻雜濃度，例如添加硼的情形中減少硼的數(shù)量，或者不執(zhí)行溝道摻雜，將第一晶體管101形成為常導(dǎo)通和具有n溝道型導(dǎo)電性。這可以實(shí)現(xiàn)一種電荷泵電路，其不需要升壓電路且具有抗閾值電壓的變化。
具有本發(fā)明的電荷泵電路的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)特征為，電荷泵電路包括第一晶體管101、開(kāi)關(guān)102、第一電容器103、第二電容器104和反相器105，其中第一晶體管的一個(gè)電極連接到第一電勢(shì)，反相器的輸入側(cè)連接到第一晶體管的柵電極，反相器的輸出側(cè)通過(guò)第一電容器連接到第一晶體管的另一個(gè)電極并連接到開(kāi)關(guān)的一側(cè)，開(kāi)關(guān)的另一側(cè)通過(guò)第二電容器連接到第二電勢(shì)。
使用n溝道或p溝道晶體管形成該開(kāi)關(guān)，該n溝道晶體管是常導(dǎo)通的。
上述電荷泵電路中的開(kāi)關(guān)的一個(gè)特征為包括第二晶體管、第三晶體管和第四晶體管，其中第四晶體管的一個(gè)電極連接到第二電勢(shì)，第三晶體管的一個(gè)電極、第二晶體管的一個(gè)電極和第一晶體管的另一個(gè)電極連相互連接，第三晶體管的另一個(gè)電極和第四晶體管的另一個(gè)電極相互連接，第二晶體管的另一個(gè)電極通過(guò)第二電容器連接到第二電勢(shì)。
具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的另一個(gè)特征為，第一晶體管具有n溝道型導(dǎo)電性，第一晶體管的一個(gè)電極所連接到的第一電勢(shì)為高電平電勢(shì)，第二晶體管具有n溝道型導(dǎo)電性，第三晶體管具有p溝道型導(dǎo)電性，第四晶體管具有n溝道型導(dǎo)電性，第四晶體管的一個(gè)電極所連接到的第二電勢(shì)為低電平電勢(shì)，第一晶體管和第二晶體管為常導(dǎo)通的。
具有另一種結(jié)構(gòu)的電荷泵電路的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)特征為，該電荷泵電路包括第一晶體管、開(kāi)關(guān)、第一電容器、第二電容器和第一反相器，其中該開(kāi)關(guān)包括第二晶體管、第三晶體管、第二反相器、第三反相器、第四反相器和第三電容器；第一晶體管的一個(gè)電極連接到第一電勢(shì)；第一反相器的輸入側(cè)連接到第一晶體管的柵電極；第一反相器的輸出側(cè)通過(guò)第一電容器連接到第一晶體管的另一個(gè)電極；第三晶體管的一個(gè)電極連接到第一電勢(shì)；第二反相器的輸出側(cè)通過(guò)第三反相器連接到第四反相器的輸入側(cè)和第三晶體管的柵電極；第四反相器的輸出側(cè)通過(guò)第三電容器連接到第三晶體管的另一個(gè)電極和第二晶體管的柵電極；第二晶體管的一個(gè)電極連接到第一晶體管的另一個(gè)電極；以及，第二晶體管的另一個(gè)電極通過(guò)第二電容器連接到第二電勢(shì)。
具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的另一個(gè)特征為，第一晶體管具有n溝道型導(dǎo)電性，第一晶體管的所述一個(gè)電極所連接到的第一電勢(shì)為高電平電勢(shì)，第二晶體管具有p溝道型導(dǎo)電性，第三晶體管具有n溝道導(dǎo)電性，第二晶體管的另一個(gè)電極所連接到的第二電勢(shì)為低電平電勢(shì)，第一晶體管或第三晶體管為常導(dǎo)通的。
具有另一種結(jié)構(gòu)的電荷泵電路的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)特征為，該電荷泵電路包括第一晶體管、開(kāi)關(guān)、第一電容器、第二電容器和第一反相器，其中該開(kāi)關(guān)包括第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第二反相器、第三反相器、第四反相器和第三電容器；第一晶體管的一個(gè)電極連接到第一電勢(shì)；第一反相器的輸入側(cè)連接到第一晶體管的柵電極；第一反相器的輸出側(cè)通過(guò)第一電容器連接到第一晶體管的另一個(gè)電極；第三晶體管的一個(gè)電極連接到第一電勢(shì)；第二反相器的輸出側(cè)通過(guò)第三反相器連接到第四反相器的輸入側(cè)和第三晶體管的柵電極；第四反相器的輸出側(cè)通過(guò)第三電容器連接到第四晶體管的一個(gè)電極和第二晶體管的柵電極；第二晶體管的一個(gè)電極連接到第一晶體管的另一個(gè)電極和第四晶體管的柵電極；以及，第二晶體管的另一個(gè)電極通過(guò)第二電容器連接到第四晶體管的另一個(gè)電極并連接到第二電勢(shì)。
具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的另一個(gè)特征為，第一晶體管具有n溝道型導(dǎo)電性，第一晶體管的一個(gè)電極所連接到的第一電勢(shì)為高電平電勢(shì)，第二晶體管具有p溝道型導(dǎo)電性，第三晶體管具有n溝道導(dǎo)電性，第四晶體管具有p溝道型導(dǎo)電性，第二晶體管的另一個(gè)電極通過(guò)第二電容器所連接到的第二電勢(shì)為低電平電勢(shì)，第一晶體管或第三晶體管為常導(dǎo)通的。
一個(gè)特征為，具有上述結(jié)構(gòu)的電荷泵電路的輸出電壓都被升壓。
另一個(gè)特征為，在上述電荷泵電路中，通過(guò)下述措施將電荷泵電路的輸出電壓降壓將第一晶體管的一個(gè)電極所連接到的第一電勢(shì)設(shè)置為低電平電勢(shì)，將第一晶體管設(shè)置為具有p溝道型導(dǎo)電性且為常導(dǎo)通的，將開(kāi)關(guān)所包含的每個(gè)晶體管的導(dǎo)電性從p溝道型改變?yōu)閚溝道型或者從n溝道型改變?yōu)閜溝道型，以及將連接到晶體管的每個(gè)電勢(shì)從低電勢(shì)改變?yōu)楦唠妱?shì)或者從高電勢(shì)改變?yōu)榈碗妱?shì)。
包括反相器的上述電荷泵電路的另一個(gè)特征為，將時(shí)鐘信號(hào)輸入到反相器。
本發(fā)明的上述電荷泵電路的另一個(gè)特征為，晶體管為薄膜晶體管(TFT)。
本發(fā)明可以提供一種半導(dǎo)體裝置，其包括具有新穎結(jié)構(gòu)的升壓或降壓電路。因此，可以實(shí)現(xiàn)由于電路規(guī)模減小所帶來(lái)的功耗降低、輸出電流和輸出電勢(shì)的改善以及電路面積減小。
此外，由于可以使用薄膜晶體管形成本發(fā)明的電荷泵電路，可以根據(jù)顯示模式選擇液晶顯示裝置、包括發(fā)光元件的顯示裝置(下文中也稱為發(fā)光裝置)或其他顯示裝置的時(shí)鐘信號(hào)頻率，并可以降低該顯示裝置的功耗。
此外，通過(guò)在同一襯底上形成電荷泵電路以及半導(dǎo)體裝置所需的電路，可以簡(jiǎn)化外部電路。因此，可以減小電路部分的數(shù)目，可以實(shí)現(xiàn)成本降低。
圖1A至1C為示出了本發(fā)明的電荷泵電路的結(jié)構(gòu)示例的圖示以及工作時(shí)序。
圖2為示出了本發(fā)明電荷泵電路的結(jié)構(gòu)示例的圖示。
圖3A和3B為示出了本發(fā)明電荷泵電路的結(jié)構(gòu)示例的圖示。
圖4為示出了本發(fā)明電荷泵電路的結(jié)構(gòu)示例的圖示。
圖5A和5B為示出了根據(jù)實(shí)施模式6的顯示裝置結(jié)構(gòu)的圖示。
圖6A和6B為示出了圖5A和5B的顯示裝置中像素部分的結(jié)構(gòu)示例的圖示。
圖7A至7C為示出了圖5A和5B的顯示裝置中像素部分的結(jié)構(gòu)示例的圖示。
圖8為示出了圖5A和5B的顯示裝置中像素的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的圖示。
圖9為示出了根據(jù)實(shí)施模式9的調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)的圖示。
圖10為示出了根據(jù)實(shí)施模式10的短路環(huán)(short ring)的圖示。
圖11為示出了根據(jù)實(shí)施模式12的顯示模塊的圖示。
圖12為示出了根據(jù)實(shí)施模式13的蜂窩電話的結(jié)構(gòu)的圖示。
圖13A和13B為示出了根據(jù)實(shí)施模式13的蜂窩電話的驅(qū)動(dòng)方法的圖示。
圖14A至14C為示出了根據(jù)實(shí)施模式13的蜂窩電話的驅(qū)動(dòng)方法的圖示。
圖15為示出了根據(jù)實(shí)施模式14的電視機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖示。
具體實(shí)施方式以下，按照附圖解釋本發(fā)明的實(shí)施模式。然而，本發(fā)明可以實(shí)施為許多不同模式，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對(duì)本發(fā)明的模式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種改變。因此，本發(fā)明不應(yīng)理解為受限于對(duì)實(shí)施模式的描述。
注意，在包括形成于絕緣襯底等上的硅薄膜作為有源層的薄膜晶體管中，由于其結(jié)構(gòu)而難以區(qū)分源電極和漏電極。因此，源電極和漏電極之一稱為第一電極，另一個(gè)稱為第二電極，除非特別需要區(qū)分源電極和漏電極。一般而言，在n溝道晶體管中，具有低電平電勢(shì)的電極為源電極，具有高電平電勢(shì)的電極為漏電極，在p溝道晶體管中，具有高電平電勢(shì)的電極為源電極，具有低電平電勢(shì)的電極為漏電極。因此，當(dāng)在解釋電路工作時(shí)給出對(duì)柵-源電壓等的描述時(shí)，上述描述適用。
實(shí)施模式1圖1B示出了本發(fā)明該實(shí)施模式的電荷泵電路的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明該實(shí)施模式的電荷泵電路包括多個(gè)元件，例如第一晶體管106、第二晶體管107、第三晶體管108、第四晶體管109、第一電容器110、第二電容器111和反相器112。在本實(shí)施模式中，將第一晶體管106、第二晶體管107和第四晶體管109的導(dǎo)電性設(shè)置為n溝道型。此外，將第三晶體管108的導(dǎo)電性設(shè)置為p溝道型。另外，本實(shí)施模式的一個(gè)特征為，第一晶體管106和第二晶體管107為常導(dǎo)通。
接著，解釋各個(gè)元件的連接關(guān)系。
第一晶體管106的第一電極連接到為高電平電勢(shì)的Vdd。反相器112的輸出側(cè)(點(diǎn)S)通過(guò)第一電容器110連接到第一晶體管106的第二電極、第二晶體管107的第一電極以及第三晶體管108的第一電極。該連接點(diǎn)在圖1B中用“a”表示，下文中稱為“節(jié)點(diǎn)a”。反相器112的輸入側(cè)(點(diǎn)Q)連接到第一晶體管106、第三晶體管108以及第四晶體管109的柵電極。此外，第三晶體管108和第四晶體管109的第二電極相互連接，第四晶體管109的第一電極連接到為低電平電勢(shì)的Vss，第二晶體管107的第二電極通過(guò)第二電容器111連接到Vss。
解釋具有這種電路結(jié)構(gòu)的電荷泵電路的工作。注意，為了解釋簡(jiǎn)單，高電平電勢(shì)(高電勢(shì))設(shè)置為5V，低電平電勢(shì)(低電勢(shì))設(shè)置為0V；然而，本實(shí)施模式不限于此。高電勢(shì)為5V且低電勢(shì)為0V的時(shí)鐘信號(hào)輸入到反相器112的輸入側(cè)(點(diǎn)Q)。無(wú)需說(shuō)，這些數(shù)值不限于此。例如，當(dāng)高電勢(shì)(5V)輸入到反相器112的輸入側(cè)(點(diǎn)Q)時(shí)，0V輸入到第一電容器110，且高電勢(shì)輸入到第一晶體管106、第三晶體管108和第四晶體管109每個(gè)的柵電極。此時(shí)，第一晶體管106導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)a電勢(shì)為5V。同時(shí)，高電勢(shì)(5V)輸入到第三晶體管108和第四晶體管109的柵電極，使得第三晶體管108截止且第四晶體管109導(dǎo)通。因此，0V輸入到其柵電極的第二晶體管107截止，預(yù)定電荷累積于第一電容器110而無(wú)泄漏。
當(dāng)?shù)碗妱?shì)(0V)隨后輸入反相器112的輸入側(cè)(點(diǎn)Q)時(shí)，高電勢(shì)(5V)輸入到第一電容器110；低電勢(shì)(0V)輸入到其柵電極的第一晶體管106截止；由于累積于第一電容器110內(nèi)的電荷，可以確保無(wú)泄漏地獲得為Vdd(5V)兩倍的節(jié)點(diǎn)a的電勢(shì)。注意，低電勢(shì)(0V)輸入到第三晶體管108和第四晶體管109每個(gè)的柵電極，使得第四晶體管109截止，第三晶體管108和第二晶體管107導(dǎo)通。因此，由于第二電容器111和第二晶體管107，可以確保將為Vdd(5V)兩倍的輸出電壓保持為Vout。
通過(guò)重復(fù)上述操作，Vout的電勢(shì)可為(2×Vdd)(見(jiàn)圖1C)。
注意，當(dāng)負(fù)載未連接到Vout時(shí)，Vout變?yōu)?2×Vdd)。當(dāng)連接了負(fù)載(例如電阻器、電容器、晶體管或電路)時(shí)，負(fù)載上消耗電流，使得Vout變?yōu)樾∮?2×Vdd)。
本實(shí)施模式不限于如圖1B所示的連接關(guān)系。例如，點(diǎn)S和點(diǎn)Q通過(guò)反相器112相互連接；然而本實(shí)施模式不限于此。
不使用反相器112，電勢(shì)可以分別施加到點(diǎn)Q和點(diǎn)S。這種情況下，施加到點(diǎn)Q和點(diǎn)S的電勢(shì)優(yōu)選相互反相。注意，只要可實(shí)現(xiàn)正常工作，施加到點(diǎn)Q的電勢(shì)和施加到點(diǎn)S的電勢(shì)不一定相互反相。
在本實(shí)施模式中，施加到點(diǎn)Q的高電勢(shì)不一定為Vdd。該高電勢(shì)可以為低于Vdd的電壓或者高于Vdd的電壓。類似地，施加到點(diǎn)S的低電勢(shì)不一定為0V。該低電勢(shì)可以為低于0V的電壓或者高于0V的電壓。類似地，施加到點(diǎn)Q的低電勢(shì)可以為低于0V的電壓或者高于0V的電壓。
在上文中，本實(shí)施模式解釋了第一和第二晶體管具有n溝道型導(dǎo)電性且為常導(dǎo)通的情形；然而，晶體管的導(dǎo)電性不限于此。例如，電路結(jié)構(gòu)可以為這樣的結(jié)構(gòu)，其中通過(guò)調(diào)整溝道摻雜量，將第一和第二晶體管設(shè)置為具有p溝道型導(dǎo)電性且常導(dǎo)通，并且第一晶體管的一個(gè)電極保持為低電平電勢(shì)。這種情況下，電路結(jié)構(gòu)為，第三和第四晶體管具有和圖示相反的導(dǎo)電性，第四晶體管的一個(gè)電極保持為高電平電勢(shì)。如前所述，在本實(shí)施模式中，通過(guò)將各個(gè)晶體管的導(dǎo)電性從n溝道型改變?yōu)閜溝道型或者從p溝道型改變?yōu)閚溝道型，以及將一個(gè)電極的電勢(shì)設(shè)置為高電平電勢(shì)或低電平電勢(shì)，可以使該電荷泵電路的輸出電壓降壓。
在上述電荷泵電路中，可以形成薄膜晶體管作為該晶體管。因此，該電荷泵電路可形成于與顯示裝置或者例如閃存的非易失性存儲(chǔ)器相同的襯底上。然而，當(dāng)在電荷泵中使用薄膜晶體管時(shí)，難以將電壓升壓到預(yù)定電勢(shì)，因?yàn)楸∧ぞw管具有高的閾值電壓。此外，由于薄膜晶體管之間閾值電壓有差別，輸出的電勢(shì)可能改變。因此，當(dāng)使用本實(shí)施模式的電荷泵時(shí)，由于如前所述輸出由第二晶體管是導(dǎo)通還是截止決定，可以防止閾值電壓引起的電壓降。結(jié)果，當(dāng)使用閾值電壓高于由硅晶片形成的晶體管閾值電壓的薄膜晶體管時(shí)，本實(shí)施模式的電荷泵提供了顯著的效應(yīng)。
此外，使用薄膜晶體管形成的電荷泵可以形成于與例如液晶顯示裝置或發(fā)光裝置的半導(dǎo)體裝置相同的襯底上。這樣，第一電容器和第二電容器之一或二者可形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上。當(dāng)電荷泵形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上時(shí)，部件數(shù)目減小。另一方面，當(dāng)不形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上時(shí)，可以設(shè)置具有大電容的電容器。由于第二電容器需要具有大于第一電容器的電容，可具有小電容的第一電容器可形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上，從而減少部件數(shù)目和實(shí)現(xiàn)成本降低。通過(guò)不形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上，可以設(shè)置具有大電容的電容器作為具有大電容的第二電容器。
實(shí)施模式2圖2示出了另一種電荷泵電路的結(jié)構(gòu)示例。與圖1B不同，該電荷泵電路包括第一晶體管301、第二晶體管302、第一電容器303、第二電容器304和反相器305，并進(jìn)一步包括升壓電路306。將第一晶體管301和第二晶體管302的導(dǎo)電性設(shè)置為n溝道型。此外，本實(shí)施模式的一個(gè)特征為，第一晶體管301和第二晶體管302為常導(dǎo)通。
接著，解釋各個(gè)元件的連接關(guān)系。第一晶體管301的第一電極連接到為高電平電勢(shì)的Vdd。反相器305的輸出側(cè)(點(diǎn)S)通過(guò)第一電容器303連接到第一晶體管301的第二電極和第二晶體管302的第一電極。該連接點(diǎn)在圖2中用“a”表示，下文中稱為“節(jié)點(diǎn)a”。此外，反相器305的輸出側(cè)(點(diǎn)S)通過(guò)升壓電路306的輸入側(cè)(圖中的IN)和輸出側(cè)(圖中的OUT)連接到第二晶體管302的柵電極。此外，升壓電路306的高電平電勢(shì)(圖中的V+)和低電平電勢(shì)(圖中的V-)分別連接到Vout和Vss。第二晶體管302的第二電極通過(guò)第二電容器304連接到為低電平電勢(shì)的Vss。
本實(shí)施模式不限于如圖2所示的連接關(guān)系。例如，點(diǎn)S和點(diǎn)Q通過(guò)反相器305相互連接；然而本實(shí)施模式不限于此。
不使用反相器305，電勢(shì)可以分別施加到點(diǎn)Q和點(diǎn)S。這種情況下，施加到點(diǎn)Q和點(diǎn)S的電勢(shì)優(yōu)選相互反相。注意，只要可實(shí)現(xiàn)正常工作，施加到點(diǎn)Q的電勢(shì)和施加到點(diǎn)S的電勢(shì)不一定相互反相。
此外，盡管升壓電路306的高電平電勢(shì)(V+)和低電平電勢(shì)(V-)分別連接到Vout和Vss，但是本實(shí)施模式不限于此。例如，對(duì)應(yīng)于Vout的電勢(shì)連接到高電平電勢(shì)(V+)，對(duì)應(yīng)于Vss的電勢(shì)連接到低電平電勢(shì)(V-)。
此外，盡管反相器305的輸出(點(diǎn)S)輸入到升壓電路306的IN，但是任意時(shí)鐘信號(hào)可輸入到該IN。換而言之，只要升壓電路306提供的輸出使得可以以與圖1B相似的時(shí)序?qū)ɑ蚪刂沟诙w管，就是可以接受的。
具有這種電路結(jié)構(gòu)的電荷泵的操作與參考圖1B解釋的操作相同。
于是，按照與圖1B相似的方式，可以輸出對(duì)應(yīng)于(2×Vdd)的電壓作為Vout的電勢(shì)(見(jiàn)圖1C)。
在本實(shí)施模式中，施加到點(diǎn)Q的高電勢(shì)不一定為Vdd。該高電勢(shì)可以為低于Vdd的電壓或者高于Vdd的電壓。類似地，施加到點(diǎn)S的低電勢(shì)不一定為0V。該低電勢(shì)可以為低于0V的電壓或者高于0V的電壓。類似地，施加到點(diǎn)Q的低電勢(shì)可以為低于0V的電壓或者高于0V的電壓。
在上文中，本實(shí)施模式解釋了第一和第二晶體管具有n溝道型導(dǎo)電性且為常導(dǎo)通的情形；然而，晶體管的導(dǎo)電性不限于此。例如，電路結(jié)構(gòu)可以為，通過(guò)調(diào)整溝道摻雜量，將第一和第二晶體管設(shè)置為具有p溝道型導(dǎo)電性且為常導(dǎo)通，以及第一晶體管的一個(gè)電極保持為低電平電勢(shì)。如前所述，在本實(shí)施模式中，通過(guò)將各個(gè)晶體管的導(dǎo)電性從n溝道型改變?yōu)閜溝道型或者從p溝道型改變?yōu)閚溝道型，以及將一個(gè)電極的電勢(shì)設(shè)置為高電平電勢(shì)或低電平電勢(shì)，可以使該電荷泵電路的輸出電壓降壓。
在上述電荷泵電路中，可以形成薄膜晶體管作為該晶體管。因此，該電荷泵電路可形成于與顯示裝置或者例如閃存的非易失性存儲(chǔ)器相同的襯底上。然而，當(dāng)在電荷泵中使用薄膜晶體管時(shí)，難以將電壓升壓到預(yù)定電勢(shì)，因?yàn)楸∧ぞw管具有高的閾值電壓。此外，由于薄膜晶體管之間閾值電壓有差別，輸出的電勢(shì)可能改變。因此，當(dāng)使用本實(shí)施模式的電荷泵時(shí)，由于如前所述輸出由第二晶體管是導(dǎo)通還是截止決定，可以防止閾值電壓引起的電壓降。結(jié)果，當(dāng)使用閾值電壓高于由硅晶片形成的晶體管閾值電壓的薄膜晶體管時(shí)，本實(shí)施模式的電荷泵提供了顯著的效應(yīng)。
此外，使用薄膜晶體管形成的電荷泵可以形成于與例如液晶顯示裝置或發(fā)光裝置的半導(dǎo)體裝置相同的襯底上。這樣，第一電容器和第二電容器之一或二者可形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上。當(dāng)電荷泵形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上時(shí)，部件數(shù)目減小。另一方面，當(dāng)不形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上時(shí)，可以設(shè)置具有大電容的電容器。由于第二電容器需要具有大于第一電容器的電容，可具有小電容的第一電容器可形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上，從而減少部件數(shù)目和實(shí)現(xiàn)成本降低。通過(guò)不形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上，可以設(shè)置具有大電容的電容器作為具有大電容的第二電容器。
實(shí)施模式3本實(shí)施模式解釋與上述實(shí)施模式不同的電荷泵的結(jié)構(gòu)和工作。
圖3A示出了本發(fā)明的該實(shí)施模式的電荷泵電路的結(jié)構(gòu)。
圖3A所示電荷泵包括第一晶體管201、第二晶體管202、第三晶體管203、第一電容器204、第二電容器205、第三電容器206、第一反相器207、第二反相器208、第三反相器209和第四反相器230，第一晶體管201和第三晶體管203設(shè)置為具有n溝道型導(dǎo)電性，第二晶體管202設(shè)置為具有p溝道型導(dǎo)電性。此外，本實(shí)施模式的一個(gè)特征為，第一晶體管201和第二晶體管203為常導(dǎo)通。
接著，解釋各個(gè)元件的連接關(guān)系。
第一晶體管201和第三晶體管203的第一電極連接到為高電平電勢(shì)的Vdd。第一反相器207的輸入側(cè)(點(diǎn)Q)連接到第一晶體管201的柵電極；第一反相器207的輸出側(cè)(點(diǎn)S)通過(guò)第一電容器204連接到第一晶體管201的第二電極和第二晶體管202的第一電極；第二反相器208的輸出側(cè)通過(guò)第三反相器209連接到第四反相器230的輸入側(cè)和第三晶體管203的柵電極。第四反相器230的輸出側(cè)通過(guò)第三電容器206連接到第三晶體管203的第二電極和第二晶體管202的柵電極。此外，第二晶體管202的第二電極通過(guò)第二電容器205連接到為低電平電勢(shì)的Vss。
第一晶體管201的第二電極的上述連接點(diǎn)在圖中用“a”表示，下文中稱為“節(jié)點(diǎn)a”，第三晶體管203的第二電極的連接點(diǎn)在圖中用“b”表示，下文中稱為“節(jié)點(diǎn)b”。
解釋具有這種電路結(jié)構(gòu)的電荷泵電路的工作。注意，為了解釋簡(jiǎn)單，高電平電勢(shì)(高電勢(shì))設(shè)置為5V，低電平電勢(shì)(低電勢(shì))設(shè)置為0V；然而，本實(shí)施模式不限于此。高電勢(shì)為5V且低電勢(shì)為0V的時(shí)鐘信號(hào)輸入到第一反相器207的輸入側(cè)(點(diǎn)Q)。無(wú)需說(shuō)，實(shí)際上這些數(shù)值不限于此。例如，當(dāng)高電勢(shì)(5V)輸入到第一反相器207的輸入側(cè)(點(diǎn)Q)時(shí)，0V輸入到第一電容器204。此時(shí)，第一晶體管201導(dǎo)通，節(jié)點(diǎn)a電勢(shì)為5V。同時(shí)，通過(guò)第二反相器208和第三反相器209，0V輸入到第三晶體管203的柵電極，使得第三晶體管203截止。此外，5V從第四反相器230輸入到第三電容器206，使得節(jié)點(diǎn)b的電勢(shì)為5V，第二晶體管202截止。因此，預(yù)定電荷累積于第一電容器204中而無(wú)泄漏。
當(dāng)?shù)碗妱?shì)(0V)隨后輸入第一反相器207的輸入側(cè)(點(diǎn)Q)時(shí)，高電勢(shì)(5V)輸入到第一電容器；低電勢(shì)(0V)輸入到其柵電極的第一晶體管201截止；由于累積于第一電容器204內(nèi)的電荷，可以確保無(wú)泄漏地獲得為Vdd(5V)兩倍的節(jié)點(diǎn)a的電勢(shì)。同時(shí)，高電勢(shì)(5V)通過(guò)第二反相器208和第三反相器209輸入到第三晶體管203的柵電極和第四反相器230的輸入側(cè)(點(diǎn)O)，使得第三晶體管203導(dǎo)通，且低電勢(shì)(0V)通過(guò)第三反相器230輸入到第三電容器206，這樣節(jié)點(diǎn)b為5V，第二晶體管202確定地導(dǎo)通。因此，由于通過(guò)第二電容器205和第二晶體管202，電荷累積于第一電容器204，可以確保將為Vdd(5V)兩倍的電壓輸出為Vout。
于是，按照與實(shí)施模式1相似的方式，對(duì)于Vout的電勢(shì)，可以輸出對(duì)應(yīng)于(2×Vdd)的電壓的(見(jiàn)圖1C)。
本實(shí)施模式不限于如圖3A所示的連接關(guān)系。例如，盡管點(diǎn)S和點(diǎn)Q通過(guò)反相器207相互連接，點(diǎn)O和點(diǎn)S通過(guò)反相器208及反相器209相互連接，然而本實(shí)施模式不限于此。
電勢(shì)可以分別施加到點(diǎn)Q、點(diǎn)S和點(diǎn)O，而不使用反相器207、反相器208和反相器209。這種情況下，輸入到點(diǎn)Q和點(diǎn)S的電勢(shì)以及施加到點(diǎn)Q和點(diǎn)O的電勢(shì)優(yōu)選相互反相。注意，只要可實(shí)現(xiàn)正常工作，施加到點(diǎn)Q和點(diǎn)S的電勢(shì)以及施加到點(diǎn)Q和點(diǎn)O的電勢(shì)不一定相互反相。
如前所述，在本實(shí)施模式的電荷泵電路中，僅兩個(gè)值，即電源電壓Vdd以及Vdd×2被傳送到節(jié)點(diǎn)a，且根據(jù)第二晶體管導(dǎo)通還是截止，可確保輸出電壓Vdd×2作為輸出電壓Vout。
在上文中，本實(shí)施模式解釋了第一和第三晶體管具有n溝道型導(dǎo)電性且為常導(dǎo)通的以及第二晶體管具有p溝道型導(dǎo)電性的情形；然而，晶體管的導(dǎo)電性不限于此。例如，電路結(jié)構(gòu)可以為，通過(guò)調(diào)整溝道摻雜量，將第一和第三晶體管設(shè)置為具有p溝道型導(dǎo)電性且常導(dǎo)通，第一晶體管的第一電極保持為低電平電勢(shì)，以及第二晶體管設(shè)置為具有n溝道型導(dǎo)電性。換而言之，在本實(shí)施模式中，通過(guò)將各個(gè)晶體管的導(dǎo)電性從n溝道型改變?yōu)閜溝道型或者從p溝道型改變?yōu)閚溝道型，以及將第一晶體管的第一電極的電勢(shì)從高電平電勢(shì)設(shè)置為低電平電勢(shì)，可以使該電荷泵電路的輸出電壓降壓。
在上述電荷泵電路中，可以形成薄膜晶體管作為該晶體管。因此，該電荷泵電路可形成于與顯示裝置或者例如閃存的非易失性存儲(chǔ)器相同的襯底上。然而，當(dāng)在電荷泵中使用薄膜晶體管時(shí)，難以將電壓升壓到預(yù)定電勢(shì)，因?yàn)楸∧ぞw管具有高的閾值電壓。此外，由于薄膜晶體管之間閾值電壓有差別，輸出的電勢(shì)可能改變。因此，當(dāng)使用本實(shí)施模式的電荷泵時(shí)，由于如前所述輸出由第二晶體管是導(dǎo)通還是截止決定，可以防止閾值電壓引起的電壓降。結(jié)果，當(dāng)使用閾值電壓高于由硅晶片形成的晶體管閾值電壓的薄膜晶體管時(shí)，本實(shí)施模式的電荷泵提供了顯著的效應(yīng)。
此外，使用薄膜晶體管形成的電荷泵可以形成于與例如液晶顯示裝置或發(fā)光裝置的半導(dǎo)體裝置相同的襯底上。這樣，第一電容器、第二電容器和第三電容器任一或全部可形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上。當(dāng)電荷泵形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上時(shí)，部件數(shù)目減小。另一方面，當(dāng)不形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上時(shí)，可以設(shè)置具有大電容的電容器。由于第二電容器需要具有大于第一電容器和第三電容器的電容，可具有小電容的第一電容器和第三電容器可形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上，從而減少部件數(shù)目和實(shí)現(xiàn)成本降低。通過(guò)不形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上，可以設(shè)置具有大電容的電容器作為具有大電容的第二電容器。
實(shí)施模式4圖3B示出了另一種電荷泵電路的結(jié)構(gòu)。與圖3A相似，圖3B所示電荷泵包括第一晶體管210、第二晶體管211、第三晶體管212、第一電容器214、第二電容器215、第三電容器216、第一反相器217、第二反相器218、第三反相器219和第四反相器220，但是不同于圖3A，該電荷泵電路進(jìn)一步包括第四晶體管213。第四晶體管213設(shè)置為具有p型導(dǎo)電性。其他晶體管的導(dǎo)電性和圖3A相似。
接著，解釋各個(gè)元件的連接關(guān)系。與圖3A不同，在圖3B所示的電荷泵中，第四晶體管213的柵電極和第一電極分別連接到節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b，其第二電極連接到Vout。其他連接關(guān)系與圖3A相似。
具有這種電路結(jié)構(gòu)的電荷泵電路的操作與參考圖3A所解釋的操作類似。
此外，按照與實(shí)施模式1相似的方式，對(duì)于Vout的電勢(shì)，可以輸出對(duì)應(yīng)于(2×Vdd)的電壓(見(jiàn)圖1C)。
在本實(shí)施模式中，一直由第四晶體管驅(qū)動(dòng)Vout的節(jié)點(diǎn)；因此，可以供給幾乎沒(méi)有波紋的穩(wěn)定輸出電壓。
如前所述，在本實(shí)施模式的電荷泵電路中，僅兩個(gè)值，即電源電壓Vdd以及Vdd×2被傳送到節(jié)點(diǎn)a，且根據(jù)第二晶體管導(dǎo)通還是截止，可確保輸出電壓Vdd×2作為輸出電壓Vout。
本實(shí)施模式的連接關(guān)系不限于在實(shí)施模式3中所描述的如圖3B所示的連接關(guān)系。
在上文中，本實(shí)施模式解釋了第一和第三晶體管具有n溝道型導(dǎo)電性且為常導(dǎo)通的且第二晶體管具有p溝道型導(dǎo)電性的情形；然而，該晶體管的導(dǎo)電性不限于此。例如，電路結(jié)構(gòu)可以為，通過(guò)調(diào)整溝道摻雜量，將第一和第三晶體管設(shè)置為具有p溝道型導(dǎo)電性且常導(dǎo)通，第一晶體管的第一電極保持為低電平電勢(shì)，且第二晶體管具有n溝道型導(dǎo)電性。這樣，該電路結(jié)構(gòu)可以是，第四晶體管具有與圖示相反的導(dǎo)電性。換而言之，在本實(shí)施模式中，通過(guò)將各個(gè)晶體管的導(dǎo)電性從n溝道型改變?yōu)閜溝道型或者從p溝道型改變?yōu)閚溝道型，以及將第一晶體管的第一電極的電勢(shì)從高電平電勢(shì)設(shè)置為低電平電勢(shì)，可以使該電荷泵電路的輸出電壓降壓。
在上述電荷泵電路中，可以形成薄膜晶體管作為該晶體管。因此，該電荷泵電路可形成于與顯示裝置或者例如閃存的非易失性存儲(chǔ)器相同的襯底上。然而，當(dāng)在電荷泵中使用薄膜晶體管時(shí)，難以將電壓升壓到預(yù)定電勢(shì)，因?yàn)楸∧ぞw管具有高的閾值電壓。此外，由于薄膜晶體管之間閾值電壓有差別，輸出的電勢(shì)可能改變。因此，當(dāng)使用本實(shí)施模式的電荷泵時(shí)，由于如前所述輸出由第二晶體管是導(dǎo)通還是截止決定，可以防止閾值電壓引起的電壓降。結(jié)果，當(dāng)使用閾值電壓高于由硅晶片形成的晶體管閾值電壓的薄膜晶體管時(shí)，本實(shí)施模式的電荷泵提供了顯著的效應(yīng)。
此外，使用薄膜晶體管形成的電荷泵可以形成于與例如液晶顯示裝置或發(fā)光裝置的半導(dǎo)體裝置相同的襯底上。在這種情況下，第一電容器、第二電容器和第三電容器任一或全部可形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上。當(dāng)電荷泵形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上時(shí)，部件數(shù)目減小。另一方面，當(dāng)不形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上時(shí)，可以設(shè)置具有大電容的電容器。由于第二電容器需要具有大于第一電容器和第三電容器的電容，可具有小電容的第一電容器和第三電容器可形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上，從而減少部件數(shù)目和實(shí)現(xiàn)成本降低。通過(guò)不形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上，可以設(shè)置具有大電容的電容器作為具有大電容的第二電容器。
實(shí)施模式5在本實(shí)施模式中，通過(guò)使用圖1A的第一級(jí)中虛線所示框形成圖4所示結(jié)構(gòu)而增加級(jí)數(shù)，可以使用一級(jí)將電勢(shì)調(diào)整為Vdd×2，使用兩級(jí)將電勢(shì)調(diào)整為Vdd×3以及使用三級(jí)將電勢(shì)調(diào)整為Vdd×4。換而言之，對(duì)于上述電荷泵電路的輸出電壓，通過(guò)調(diào)整級(jí)數(shù)可以輸出期望的電勢(shì)。
圖4所示電荷泵電路包括晶體管401、多個(gè)開(kāi)關(guān)402至404、多個(gè)電容器405至407以及多個(gè)反相器408至410。晶體管401的一個(gè)電極處于預(yù)定電勢(shì)；反相器408的輸入側(cè)連接到晶體管401的柵電極；且反相器408的輸出側(cè)通過(guò)電容器405連接到第一晶體管401的另一個(gè)電極并連接到開(kāi)關(guān)402的一側(cè)。注意，電容器、開(kāi)關(guān)、反相器等的數(shù)目不限于圖4所示。
此外，本實(shí)施模式可以與實(shí)施模式1至4中任一個(gè)或多個(gè)組合使用。
在上述電荷泵電路中，可以形成薄膜晶體管作為晶體管。因此，該電荷泵電路可形成于與顯示裝置或者例如閃存的非易失性存儲(chǔ)器相同的襯底上。然而，當(dāng)在電荷泵中使用薄膜晶體管時(shí)，難以將電壓升壓到預(yù)定電勢(shì)，因?yàn)楸∧ぞw管具有高的閾值電壓。此外，由于薄膜晶體管之間閾值電壓有差別，輸出的電勢(shì)可能改變。因此，當(dāng)使用本實(shí)施模式的電荷泵時(shí)，由于輸出如前所述由第二晶體管是導(dǎo)通還是截止決定，可以防止閾值電壓引起的電壓降。結(jié)果，當(dāng)使用閾值電壓高于由硅晶片形成的晶體管閾值電壓的薄膜晶體管時(shí)，本實(shí)施模式的電荷泵提供了顯著的效應(yīng)。
此外，使用薄膜晶體管形成的電荷泵可以形成于與例如液晶顯示裝置或發(fā)光裝置的半導(dǎo)體裝置相同的襯底上。這樣，任何或全部電容器可形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上。當(dāng)電荷泵形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上時(shí)，部件數(shù)目減小。另一方面，當(dāng)不形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上時(shí)，可以設(shè)置具有大電容的電容器。由于第二電容器需要具有大于第一電容器的電容，可具有小電容的第一電容器可形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上，從而減少部件數(shù)目和實(shí)現(xiàn)成本降低。通過(guò)不形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上，可以設(shè)置具有大電容的電容器作為具有大電容的第二電容器。
實(shí)施模式6本實(shí)施模式參考圖5A和5B解釋了一種顯示裝置，其中該顯示裝置包括任何實(shí)施模式1至5中所描述的電荷泵電路，且通過(guò)將使用呈現(xiàn)電致發(fā)光的材料的發(fā)光元件應(yīng)用于像素而形成該顯示裝置的顯示屏幕。
在圖5A中，顯示面板501具有包括布置成矩陣的多個(gè)像素502的像素部分503。每個(gè)像素502設(shè)有例如晶體管的開(kāi)關(guān)元件以及連接到該開(kāi)關(guān)元件的發(fā)光元件。在顯示面板501的端部提供了輸入端子。包括信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路504和掃描線驅(qū)動(dòng)電路505的驅(qū)動(dòng)IC安裝在連接布線506上。實(shí)施模式1至5中任一個(gè)描述的電荷泵電路都可結(jié)合到該驅(qū)動(dòng)IC中。
在另一個(gè)模式中，信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路504和掃描線驅(qū)動(dòng)電路505可設(shè)于與像素部分503相同的襯底上，如圖5B所示?？梢允褂门c像素502中所包括的晶體管相似的p溝道和n溝道晶體管形成這些驅(qū)動(dòng)電路。使用晶體管形成實(shí)施模式1至5中任一項(xiàng)描述的電荷泵電路。這種情況下，優(yōu)選使用多晶硅半導(dǎo)體形成晶體管的溝道形成區(qū)。
這種顯示裝置不需要外部電路的電壓被升壓，并可實(shí)現(xiàn)功耗與電路面積的減小以及產(chǎn)率的提高，因?yàn)樵撾姾杀秒娐窐?gòu)造成，在不受晶體管之間閾值電壓變化影響的情況下，降低功耗并實(shí)現(xiàn)特定操作。
實(shí)施模式7圖6A示出了圖5A和5B所示像素部分503的結(jié)構(gòu)(下文中稱為第一像素結(jié)構(gòu))的示例。像素部分503包括多個(gè)信號(hào)線S1至Sp(p為自然數(shù))、設(shè)成與多個(gè)信號(hào)線S1至Sp相交的多個(gè)掃描線G1至Gq(q為自然數(shù))、以及設(shè)在信號(hào)線S1至Sp與掃描線G1至Gq的每個(gè)交叉處的像素502。這種情況下，像素502是指包括由信號(hào)線和掃描線圍繞的分隔區(qū)域的區(qū)域。
圖6B示出了圖6A的像素502的結(jié)構(gòu)。圖6B示出了像素502，其形成于多個(gè)信號(hào)線S1至Sp中的信號(hào)線Sx(x為等于或小于p的自然數(shù))與多個(gè)掃描線G1至Gq中的掃描線Gy(y為等于或小于q的自然數(shù))的交叉點(diǎn)。像素502包括第一TFT 601、第二TFT 602、電容器603和發(fā)光元件604。注意，本實(shí)施模式給出了使用發(fā)光元件604的示例，該發(fā)光元件包括一對(duì)電極并通過(guò)該對(duì)電極之間的電流發(fā)光。作為電容器603，可以正面地使用第二TFT 602的寄生電容等。第一TFT 601和第二TFT 602每一個(gè)均可以為n溝道TFT或p溝道TFT。
第一TFT 601的柵極連接到掃描線Gy；第一TFT 601的源和漏之一連接到信號(hào)線Sx；另一個(gè)連接到第二TFT 602的柵極和電容器603的一個(gè)電極。電容器603的另一個(gè)電極連接到端子605，電勢(shì)V3施加到該端子605。第二TFT 602的源和漏之一連接到發(fā)光元件604的一個(gè)電極，另一個(gè)連接到端子606，電勢(shì)V2施加到該端子606。發(fā)光元件604的另一個(gè)電極連接到端子607，電勢(shì)V1施加到該端子607。
以下解釋具有這種結(jié)構(gòu)的像素502的工作。選擇多條掃描線G1至Gq之一，且當(dāng)選擇該掃描線時(shí)，將視頻信號(hào)輸入到全部該多個(gè)信號(hào)線S1至Sp。這樣，視頻信號(hào)輸入到像素部分503內(nèi)的一行像素。通過(guò)依次選擇該多個(gè)掃描線G1至Gq并執(zhí)行相似操作，將視頻信號(hào)輸入到像素部分503內(nèi)的所有像素502。
接著解釋像素502的工作，其中在選擇所述多個(gè)掃描線G1至Gq中的掃描線Gy時(shí)，來(lái)自多個(gè)信號(hào)線S1至Sp中的信號(hào)線Sx的視頻信號(hào)被輸入到該像素502。當(dāng)掃描線Gy被選擇時(shí)，第一TFT 601被置于導(dǎo)通狀態(tài)。該TFT的導(dǎo)通狀態(tài)意味著源和漏之間的區(qū)域?qū)щ?，該TFT的截止?fàn)顟B(tài)意味著源和漏之間的區(qū)域不導(dǎo)電。當(dāng)?shù)谝籘FT 601處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，輸入到信號(hào)線Sx的視頻信號(hào)通過(guò)第一TFT 601輸入到第二TFT 602的柵。根據(jù)所輸入的視頻信號(hào)，選擇第二TFT 602是處于導(dǎo)通狀態(tài)還是截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)?shù)诙FT 602選擇為處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，第二TFT 602的漏極電流流入發(fā)光元件604，使得發(fā)光元件604發(fā)光。
維持電勢(shì)V2和電勢(shì)V3，使得當(dāng)?shù)诙FT 602處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)該電勢(shì)差總是恒定。電勢(shì)V2和電勢(shì)V3可以彼此相等。當(dāng)電勢(shì)V2和電勢(shì)V3彼此相等時(shí)，端子605和端子606可連接到相同布線。當(dāng)發(fā)光元件604被選擇發(fā)光時(shí)，將電勢(shì)V1和電勢(shì)V2設(shè)置成具有預(yù)定的電勢(shì)差。這樣，致使電流流到發(fā)光元件604，從而發(fā)光元件604發(fā)光。
包括像素部分503的該顯示裝置具有顯著的效應(yīng)，因?yàn)榕c實(shí)施模式6相似，其包括實(shí)施模式1至5任一項(xiàng)中描述的電荷泵電路。換而言之，這種顯示裝置不需要外部電路的電壓被升壓，并可實(shí)現(xiàn)功耗與電路面積的減小以及產(chǎn)率的提高，因?yàn)樵撾姾杀秒娐窐?gòu)造成降低功耗并實(shí)現(xiàn)特定工作而不受晶體管之間閾值電壓變化的影響。
實(shí)施模式8圖7A示出了圖5A和5B所示像素部分503的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)示例。該像素部分503包括多條信號(hào)線S1至Sp(p為自然數(shù))、設(shè)置成與多條信號(hào)線S1至Sp相交的多條掃描線G1至Gq(q為自然數(shù))和多條掃描線R1至Rq、以及設(shè)在信號(hào)線S1至Sp與掃描線G1至Gq的每個(gè)交叉點(diǎn)的像素502。
圖7B示出了圖7A的像素502的結(jié)構(gòu)。圖7B示出了像素502，其形成于多條信號(hào)線S1至Sp中的一條信號(hào)線Sx(x為等于或小于p的自然數(shù))與多條掃描線G1至Gq中的一條掃描線Gy(y為等于或小于q的自然數(shù))以及多條掃描線R1至Rq中的一條掃描線Ry的交叉點(diǎn)。注意，在具有圖7B所示結(jié)構(gòu)的像素中，相同參考數(shù)字用于表示與圖6B相同的部分，并省略了對(duì)其的解釋。圖7B所示像素與圖6B所示像素502不同之處為包括第三晶體管701。第三晶體管701可以為n溝道晶體管或p溝道晶體管。
第三晶體管701的柵連接到掃描線Ry；第三晶體管701的源和漏之一連接到第二晶體管602的柵以及電容器603的一個(gè)電極；另一個(gè)連接到端子702，其中電勢(shì)V4施加到該端子702。
具有圖7A與7B所示結(jié)構(gòu)的像素的一個(gè)特征為，像素502的發(fā)光元件604可以置于不發(fā)光狀態(tài)而不管從信號(hào)線Sx輸入的視頻信號(hào)如何，因?yàn)槠浒⊕呙杈€Ry和第三晶體管701?？捎奢斎霋呙杈€Ry的信號(hào)設(shè)置像素502的發(fā)光元件604發(fā)光的時(shí)間段。因此，可以設(shè)置這樣的發(fā)光時(shí)間段，其短于用于通過(guò)依次選擇掃描線G1至Gq而選擇所有掃描線G1至Gq的時(shí)間段。這樣，由于在通過(guò)時(shí)分灰度級(jí)方法執(zhí)行顯示時(shí)可以設(shè)置短的子幀，因此可以實(shí)現(xiàn)高級(jí)灰度級(jí)表示。
電勢(shì)V4可設(shè)置為使得當(dāng)?shù)谌w管701處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，第二晶體管602處于截止?fàn)顟B(tài)。例如，當(dāng)?shù)谌w管701置于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電勢(shì)V4可以設(shè)置為等于電勢(shì)V3。通過(guò)將電勢(shì)V3和電勢(shì)V4設(shè)置成彼此相等，由電容器603保持的電荷被放電且第二晶體管602的源和柵之間的電壓設(shè)置為零，使得第二晶體管602可處于截止?fàn)顟B(tài)。注意，當(dāng)電勢(shì)V3和電勢(shì)V4設(shè)置成彼此相等時(shí)，端子605和端子702可連接相同的布線。
注意，第三晶體管701的布置不限于圖7B所示。例如，第三晶體管701可布置成與第二晶體管602串聯(lián)。在這種結(jié)構(gòu)中，通過(guò)使用輸入到掃描線Ry的信號(hào)將第三晶體管701置于截止?fàn)顟B(tài)，可以阻止電流流到發(fā)光元件604，且發(fā)光元件604可置于不發(fā)光狀態(tài)。
還可以使用二極管代替圖7B所示的第三晶體管701。圖7C示出了使用二極管代替第三晶體管701的像素的結(jié)構(gòu)。注意，在圖7C中使用相同參考數(shù)字表示與圖7B相同的部分，且省略了對(duì)其的解釋。二極管771的一個(gè)電極連接到掃描線Ry，另一個(gè)連接到第二晶體管602的柵以及電容器603的一個(gè)電極。
二極管771導(dǎo)致電流從一個(gè)電極流到另一個(gè)電極。第二晶體管602為p溝道晶體管。通過(guò)增大二極管771的一個(gè)電極的電勢(shì)，可以增大第二晶體管602的柵極電勢(shì)并可以將第二晶體管602置于截止?fàn)顟B(tài)。
盡管在圖7C所示結(jié)構(gòu)中，二極管771導(dǎo)致電流從連接到掃描線Ry的一個(gè)電極流動(dòng)到連接到第二晶體管602的柵的另一個(gè)電極，且第二晶體管602為p溝道晶體管，但是該像素的結(jié)構(gòu)不限于此。該結(jié)構(gòu)可以為，其中二極管771導(dǎo)致電流從連接到第二晶體管602的柵的所述另一個(gè)電極流到連接到掃描線Ry的所述一個(gè)電極，且第二晶體管602為n溝道晶體管。當(dāng)?shù)诙w管602為n溝道晶體管時(shí)，通過(guò)使二極管771的一個(gè)電極的電勢(shì)下降，可以使第二晶體管602的柵極電勢(shì)下降，且可將第二晶體管602置于截止?fàn)顟B(tài)。
二極管771可以使用二極管連接的晶體管。該二極管連接的晶體管是指漏和柵彼此連接的晶體管?？梢允褂胮溝道晶體管或n溝道晶體管作為該二極管連接的晶體管。
包括像素部分503的該顯示裝置具有顯著的效應(yīng)，因?yàn)榕c實(shí)施模式6相似，其包括在實(shí)施模式1至5任一項(xiàng)中描述的電荷泵電路。換而言之，這種顯示裝置不需要外部電路的電壓被升壓，并可實(shí)現(xiàn)功耗與電路面積的減小以及產(chǎn)率的提高，因?yàn)樵撾姾杀秒娐窐?gòu)造成降低功耗并實(shí)現(xiàn)特定工作而不受晶體管之間閾值電壓變化的影響。
實(shí)施模式9參考圖8解釋在實(shí)施模式6至8中任一個(gè)描述的顯示裝置內(nèi)像素結(jié)構(gòu)的一個(gè)模式。圖8為包括晶體管和連接到該晶體管的發(fā)光元件的像素的剖面視圖。
在圖8中，基底層1001、為晶體管1100一部分的半導(dǎo)體層1002、以及形成電容器部分1101的一個(gè)電極的半導(dǎo)體層1102形成于襯底1000上。其上形成了第一絕緣層1003，該第一絕緣層1003作為晶體管1100內(nèi)的柵絕緣層，并作為形成電容器部分1101內(nèi)的電容器的介電層。
柵電極1004和形成電容器部分1101的另一個(gè)電極的導(dǎo)電層1104形成于第一絕緣層1003上。連接到晶體管1100的布線1007連接到發(fā)光元件1012的第一電極1008。該第一電極1008形成于第三絕緣層1006上。第二絕緣層1005可形成于第一絕緣層1003和第三絕緣層1006之間。發(fā)光元件1012包含第一電極1008、EL層1009和第二電極1010。此外，形成第四絕緣層1011以覆蓋第一電極1008的外圍端部以及第一電極1008與布線1007的連接部分。
接著，解釋上述結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。襯底1000可以為例如鋇硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃等形成的玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等。也可以使用包含不銹鋼的金屬襯底或者表面上具有絕緣膜的半導(dǎo)體襯底?；蛘?，可以使用由具有柔性的合成樹(shù)脂(例如塑料)制成的襯底?？梢酝ㄟ^(guò)拋光，例如化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法平坦化襯底1000的表面。
作為基底層1001，可以使用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅(siliconnitride oxide)等的絕緣膜?；讓?001可防止襯底1000內(nèi)包含的堿金屬(例如Na)或堿土金屬擴(kuò)散到半導(dǎo)體層1002中并對(duì)晶體管1100的特性產(chǎn)生負(fù)面影響。盡管基底層1001在圖8中具有單層結(jié)構(gòu)，但可通過(guò)堆疊兩層或多層形成該基底層。注意，當(dāng)雜質(zhì)擴(kuò)散不是顯著的問(wèn)題時(shí)，例如，當(dāng)使用石英襯底等時(shí)，不一定提供基底層1001。
可以直接在由微波激勵(lì)的高密度等離子體中處理該玻璃襯底的表面，其中該高密度等離子體的電子溫度等于或小于2eV，離子能量等于或小于5eV，電子密度約為1011/cm3至1013/cm3?？梢允褂脧较蚩p天線(radial slot antenna)由微波激勵(lì)的等離子體處理設(shè)備產(chǎn)生該等離子體。此時(shí)，當(dāng)引入氮?dú)?N2)或者例如氨氣(NH3)或一氧化二氮(N2O)的氮化物氣體時(shí)，可以氮化玻璃襯底的表面。由于形成于玻璃襯底表面上的該氮化層包含氮化硅作為主要成份，該氮化層可用做阻擋層防止雜質(zhì)從玻璃襯底側(cè)擴(kuò)散。可使用等離子體CVD方法在該氮化層上形成氧化硅膜或氧氮化硅膜，提供該基底層1001。
此外，通過(guò)對(duì)由氧化硅、氧氮化硅等制成的基底層1001的表面進(jìn)行相似的等離子體處理，可以對(duì)該表面進(jìn)行氮化處理至距表面1nm至10nm的深度。使用這種極薄的氮化硅層，可以形成阻擋層，且對(duì)將形成于氮化硅層上的半導(dǎo)體層不產(chǎn)生應(yīng)力影響。
半導(dǎo)體層1002和半導(dǎo)體層1102優(yōu)選使用圖案化的結(jié)晶半導(dǎo)體膜。通過(guò)使非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶可以獲得結(jié)晶半導(dǎo)體膜。結(jié)晶的方法可以采用激光結(jié)晶方法、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶方法、使用促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶方法等。半導(dǎo)體層1002包含溝道形成區(qū)和一對(duì)雜質(zhì)區(qū)，其中將提供一種導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素添加到該一對(duì)雜質(zhì)區(qū)。以低濃度添加雜質(zhì)元素的雜質(zhì)區(qū)可設(shè)于溝道形成區(qū)和該對(duì)雜質(zhì)區(qū)之間。半導(dǎo)體層1102可具有這樣的結(jié)構(gòu)，即其中完全添加提供一種導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素或者提供與前一種導(dǎo)電類型相反的導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素。
使用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等，可使用單個(gè)膜或者通過(guò)堆疊多個(gè)膜而形成第一絕緣層1003。這種情況下，可以通過(guò)由微波激勵(lì)的高密度等離子體處理氧化或者氮化該絕緣膜的表面以使其更致密，其中該高密度等離子體的電子溫度等于或小于2eV，離子能量等于或小于5eV，電子密度約為1011/cm3至1013/cm3。可以在形成第一絕緣層1003之前執(zhí)行該處理。也就是說(shuō)，可以對(duì)半導(dǎo)體層1002的表面進(jìn)行該等離子體處理。此時(shí)，通過(guò)在氧化氣氛(O2、N2O等)或者氮化氣氛(N2、NH3等)中在300℃至450℃的襯底溫度下進(jìn)行處理，可以形成其上將沉積柵絕緣層的良好界面。
柵電極1004和導(dǎo)電層1104可具有單層結(jié)構(gòu)或疊層層結(jié)構(gòu)，包括選自Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr和Nd的一種元素或多種元素，或者包括選自上述元素的多種元素的合金或化合物。
晶體管1100包括半導(dǎo)體層1002、柵電極1004、以及半導(dǎo)體層1002和柵電極1004之間的第一絕緣層1003。在圖8中，連接到發(fā)光元件1012第一電極1008的晶體管被示為包含在該像素內(nèi)的晶體管1100。該晶體管1100具有多柵結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)柵電極1004置于半導(dǎo)體層1002上。換而言之，多個(gè)晶體管串聯(lián)連接。這種結(jié)構(gòu)使得可以抑制截止電流的不必要增大。此外，晶體管1100在圖8中為頂柵晶體管；然而，還可以采用柵電極位于半導(dǎo)體層下方的底柵晶體管。此外，具有位于半導(dǎo)體層上方和下方的柵電極的雙柵晶體管也是適用的。
電容器部分1101具有作為電介質(zhì)的第一絕緣層1003，并具有作為一對(duì)電極的半導(dǎo)體層1102和導(dǎo)電層1104，其中該半導(dǎo)體層1102和導(dǎo)電層1104彼此對(duì)立且其間插入了第一絕緣層1003。在圖8中，在設(shè)于該像素內(nèi)的電容器部分中，該對(duì)電極之一為與晶體管110的半導(dǎo)體層1002同時(shí)形成的半導(dǎo)體層1102，另一個(gè)為與柵電極1004同時(shí)形成的導(dǎo)電層1104。然而，本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。
第二絕緣層1005優(yōu)選地為具有用于阻擋離子雜質(zhì)的阻擋性能的絕緣膜，例如氮化硅膜。第二絕緣層1005由氮化硅或氧氮化硅形成。第二絕緣層1005還作為保護(hù)膜以防止半導(dǎo)體層1002被污染。在沉積第二絕緣層1005之后，通過(guò)引入氫氣而如前所述地執(zhí)行由微波激勵(lì)的高密度等離子體處理，從而氫化第二絕緣層1005?；蛘?，可引入氨氣以氮化和氫化第二絕緣層1005。此外，可以與氫氣一起引入氧氣、N2O氣體等，從而執(zhí)行氧氮化處理和氫化處理。通過(guò)根據(jù)該方法進(jìn)行氮化處理、氧化處理或氧氮化處理，可以使第二絕緣層1005的表面更致密。因此，作為保護(hù)膜的功能得到加強(qiáng)。通過(guò)隨后在400℃至450℃執(zhí)行熱處理，可以從形成第二絕緣層1005的氮化硅釋放被引入到第二絕緣層1005內(nèi)的氫氣，使得可以氫化半導(dǎo)體層1002。
可以使用無(wú)機(jī)絕緣膜或有機(jī)絕緣膜形成第三絕緣層1006。無(wú)機(jī)絕緣膜可以使用由CVD方法形成的氧化硅膜、SOG(旋涂玻璃)膜(通過(guò)涂敷形成的氧化硅膜)等。有機(jī)絕緣膜可以使用由聚酰亞胺、聚酰胺、BCB(苯并環(huán)丁烯(benzocyclobutene))、丙烯酸樹(shù)脂、正光敏有機(jī)樹(shù)脂、負(fù)光敏有機(jī)樹(shù)脂等形成的膜。此外，第三絕緣層1006可以使用其骨架結(jié)構(gòu)包含硅(Si)和氧(O)鍵的材料?？墒褂弥辽侔瑲涞挠袡C(jī)基團(tuán)(例如烷基或芳香烴)作為這種材料的取代基。此外，可以使用氟代基作為該取代基。另外，可以使用氟代基和至少包含氫的有機(jī)基團(tuán)作為取代基。
布線1007可以使用單層或疊層結(jié)構(gòu)，包括選自Al、Ni、C、W、Mo、Ti、Pt、Cu、Ta、Au和Mn的一種元素或者包含選自上述元素中的多種元素的合金。
第一電極1008和第二電極1010之一或二者可以為透明電極。作為透明電極，可以使用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)、包含鉬的氧化銦錫(ITMO)等。無(wú)需說(shuō)，可以使用氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、添加了氧化硅的氧化銦錫(ITSO)等。
第一電極1008和第二電極1010中的至少一個(gè)可使用不具有透光性能的材料形成。例如，可以使用例如Li或Cs的堿金屬；例如Mg、Ca或Sr的堿土金屬；包含任一這些元素的合金(例如Mg∶Ag、Al∶Li或Mg∶In)；或者這些元素的化合物(CaF2、氮化鈣)。除此以外，還可以使用例如Yb或Er的稀土金屬。
可以使用與第三絕緣層1006相似的材料形成第四絕緣層1011。
發(fā)光元件1012包含EL層1009、以及將該EL層1009夾在中間的第一電極1008和第二電極1010。第一電極1008和第二電極1010之一對(duì)應(yīng)陽(yáng)極，而另一個(gè)對(duì)應(yīng)陰極。當(dāng)使用正向偏壓將高于閾值電壓的電壓施加于陽(yáng)極和陰極之間時(shí)，電流從陽(yáng)極流到陰極，由此發(fā)光元件1012發(fā)光。
EL層1009具有單層或多層結(jié)構(gòu)。對(duì)于多層結(jié)構(gòu)的情形，形成EL層1009的層根據(jù)載流子輸運(yùn)性能可分類為空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、發(fā)光層、電子輸運(yùn)層、電子注入層等。這些層之間的邊界不一定總是清楚的，在一些情況下，這些層的材料部分混合，邊界不清楚。可以使用有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料形成這些層。作為有機(jī)材料，可以使用高分子材料、中等分子量材料和低分子材料中的任意一種。
優(yōu)選使用具有不同功能的多個(gè)層形成EL層1009，例如空穴注入/輸運(yùn)層、發(fā)光層、以及電子注入/輸運(yùn)層。優(yōu)選使用包含具有空穴輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物材料與相對(duì)于該有機(jī)化合物材料表現(xiàn)電子接受性能的無(wú)機(jī)化合物材料的復(fù)合材料形成該空穴注入/輸運(yùn)層。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，在原來(lái)幾乎沒(méi)有本征載流子的有機(jī)化合物內(nèi)產(chǎn)生許多空穴載流子，并可以獲得極佳的空穴注入/輸運(yùn)性能。該效果使得與之前相比可以降低驅(qū)動(dòng)電壓。此外，可以使該空穴注入/輸運(yùn)層變厚而不引起驅(qū)動(dòng)電壓增大。因此，可以抑制由于灰塵等引起的發(fā)光元件的短路。
具有空穴輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物材料可以使用例如銅酞菁(簡(jiǎn)寫CuPc)；4，4′，4″-三[N(3-甲基苯基)-N-苯胺]三苯基胺(簡(jiǎn)寫為MTDATA)；1，3，5-三[N，N-二(m-甲苯基)氨基]苯(簡(jiǎn)寫為m-MTDAB)；N，N’-二苯基-N，N’-雙(3-甲基苯基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺(簡(jiǎn)寫為TPD)；4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯胺]聯(lián)苯(簡(jiǎn)寫NPB)；4，4’-雙{N-[4-二(m-甲苯基)氨基]苯基-N-苯胺}聯(lián)苯(簡(jiǎn)寫DNTPD)等。然而，具有空穴輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物材料不限于此。
具有電子接受性能的無(wú)機(jī)化合物材料的示例為氧化鈦、氧化鋯、氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化鋅等。具體而言，氧化釩、氧化鉬、氧化鎢和氧化錸是優(yōu)選的，因?yàn)檫@些材料可以通過(guò)真空蒸鍍形成且容易處理。
使用具有電子輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物材料形成電子注入/輸運(yùn)層。具體地，使用三(8-羥基喹啉)鋁(簡(jiǎn)寫Alq3)；三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(簡(jiǎn)寫Almq3)；雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚(phenylphenolato))鋁(簡(jiǎn)寫B(tài)Alq)；浴銅靈(bathocuproin，簡(jiǎn)寫B(tài)CP)；2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1，3，4-惡二唑(簡(jiǎn)寫PBD)；3-(4-聯(lián)苯基)-4-苯基-5-(4-叔-丁基苯基)-1，2，4-三唑(簡(jiǎn)寫TAZ)等，然而具有電子輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物材料不限于此。
可以使用如下材料形成該發(fā)光層9，10-二(2-萘基)蒽(簡(jiǎn)寫DNA)；9，10-二(2-萘基)-2-叔-丁基蒽(簡(jiǎn)寫t-BuDNA)；4，4’-雙(2，2-雙苯基乙烯基(diphenylvinyl))聯(lián)苯(簡(jiǎn)寫DPVBi)；香豆素30、香豆素6、香豆素545、香豆素545T；紅熒??；2，5，8，11-四(叔丁基)二萘嵌苯(簡(jiǎn)寫TBP)；9，10-雙苯蒽(簡(jiǎn)寫DPA)；5，12-雙苯并四苯，4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-[p-(二甲基胺)苯乙烯基]-4H-吡喃(簡(jiǎn)寫DCM1)；4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-[2-久洛尼定(julolidine)-9-基]-4 H-吡喃(簡(jiǎn)寫DCM2)等。此外，可以使用產(chǎn)生磷光的如下化合物雙{2-[3’，5’-雙(三氟甲基)苯基]pyridinato-N，C2’}銥(吡啶甲酸(picolinate))(簡(jiǎn)寫Ir(CF3ppy)2(pic))；三(2-苯基pyridinato-N，C2’)銥(簡(jiǎn)寫Ir(ppy)3)；雙(2-苯基pyridinato-N，C2’)銥(乙酰丙酮)(簡(jiǎn)寫Ir(ppy)2(acac))；雙[(2-(2’-噻吩)pyridinato-N，C3’]銥(乙酰丙酮)(簡(jiǎn)寫Ir(thp)2(acac))；雙(2-苯pyridinato-N，C2’]銥(乙酰丙酮)(簡(jiǎn)寫Ir(pq)2(acac))等。
發(fā)光層可使用包含金屬絡(luò)合物等的單態(tài)激發(fā)發(fā)光材料和三態(tài)激發(fā)發(fā)光材料。例如，在發(fā)紅光的像素、發(fā)綠光的像素以及發(fā)藍(lán)光的像素中，使用三態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成亮度半衰期相對(duì)短的發(fā)紅光的像素，使用單態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成其他像素。由于發(fā)光效率高，三態(tài)激發(fā)發(fā)光材料的特征為，獲得相同的亮度所需的功耗小于單態(tài)激發(fā)發(fā)光材料。換而言之，由于如果使用三態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成發(fā)紅光的像素，其可靠性可以得到改善，因?yàn)樯倭康碾娏鞴┙o到該發(fā)光元件。為了降低功耗，可以使用三態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成發(fā)紅光的像素和發(fā)綠光的像素，使用單態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成發(fā)藍(lán)光的像素。通過(guò)如此使用三態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成對(duì)人眼具有高可見(jiàn)度的發(fā)綠光的元件，可以實(shí)現(xiàn)功耗的進(jìn)一步降低。
該發(fā)光元件可具有如下結(jié)構(gòu)，即，通過(guò)為各個(gè)像素形成具有不同發(fā)光波段的發(fā)光層而執(zhí)行彩色顯示。通常，形成分別對(duì)應(yīng)于R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))顏色的發(fā)光層。即使在這種情況下，當(dāng)在像素的發(fā)光側(cè)提供透射該光發(fā)射波段的濾光片，可以提高顏色純度并可以防止像素部分的反射。通過(guò)提供該濾光片，可以省略通常認(rèn)為是必需的圓偏振片等，并可以避免從發(fā)光層發(fā)生的光的損耗。此外，可以減小傾斜觀看像素部分(顯示屏幕)時(shí)的色調(diào)改變。
包含具有圖8所示結(jié)構(gòu)的像素的顯示裝置可以降低功耗，因?yàn)槠浒趯?shí)施模式1至5中任一個(gè)描述的電荷泵電路。換而言之，這種顯示裝置不需要升壓外部電路的電壓，并可以實(shí)現(xiàn)功耗及電路面積的減小和產(chǎn)率的提高，因?yàn)樵撾姾杀秒娐窐?gòu)造成降低功耗并執(zhí)行特定工作而不受晶體管之間閾值電壓變化的影響。
實(shí)施模式10圖9示出了本發(fā)明該實(shí)施模式的短路環(huán)的結(jié)構(gòu)。
在圖9中，相同的參考數(shù)字用于表示相同部分或具有相似功能的部分，省略了對(duì)其的重復(fù)解釋。
圖9所示短路環(huán)包含第一晶體管1201、第二晶體管1202、第一電阻器1203、第二電阻器1204、第一焊盤(pad)1205、第二焊盤1206和第三焊盤1207，且第一晶體管1201的一個(gè)電極連接到第二晶體管1202的一個(gè)電極、第一電阻器1203的一側(cè)以及第二電阻器1204的一側(cè)；該連接點(diǎn)稱為線1；第一晶體管1201的另一個(gè)電極連接到第二晶體管的另一個(gè)電極、第一電阻器的另一側(cè)、第二電阻器的另一側(cè)、第一焊盤、第二焊盤和第三焊盤。
在本實(shí)施模式中，第一晶體管1201的導(dǎo)電性為n溝道型，第二晶體管1202的導(dǎo)電性為p溝道型，該第一晶體管是常導(dǎo)通的。
在薄膜晶體管的制造步驟中以及在顯示裝置的面板組裝階段，由于靜電影響，高壓靜電可能施加于一個(gè)薄膜晶體管。具體而言，由于每個(gè)薄膜晶體管具有極小的尺寸，由于輕微荷電即可產(chǎn)生靜電放電損傷和缺陷。該短路環(huán)起著防止產(chǎn)生該靜電損傷和缺陷的功能。
解釋圖9的短路環(huán)的工作。
即使在面板組裝階段所有焊盤都處于浮置狀態(tài)且所有焊盤都處于相同電勢(shì)，當(dāng)任何焊盤的電勢(shì)增大時(shí)，第二晶體管1202導(dǎo)通以消除端子之間的電勢(shì)差。當(dāng)任何焊盤的電勢(shì)降低時(shí)，第一晶體管1201導(dǎo)通以消除端子之間的電勢(shì)差。
在檢查時(shí)，將第一襯底1205設(shè)為高電勢(shì)，將第二焊盤1206設(shè)為低電勢(shì)。例如，通過(guò)當(dāng)?shù)谝浑娮杵?203等于第二電阻器1204時(shí)將第二焊盤1206設(shè)為-10V和將第一焊盤1205設(shè)為10V，線1的電勢(shì)變?yōu)?V且各個(gè)焊盤之間的電阻增大。因此，可以在高阻狀態(tài)下進(jìn)行檢查。
由于在顯示裝置完成之后不需要該短路環(huán)，通過(guò)在最后步驟中使用激光輻射沿圖示線2將該短路環(huán)與面板內(nèi)部的布線分離，并可執(zhí)行正常工作。
在圖9的短路環(huán)中，第三焊盤1207的連接終點(diǎn)可以與形成薄膜晶體管的布線圖案短路。
如前所述，本實(shí)施模式的短路環(huán)實(shí)現(xiàn)了面板組裝階段端子之間的低電阻和檢查時(shí)的高電阻。
實(shí)施模式11本實(shí)施模式解釋使來(lái)自電荷泵的輸出電勢(shì)穩(wěn)定的電路，即穩(wěn)定的電源電路(調(diào)節(jié)器)。
首先，在穩(wěn)定電路的最簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)中，具有大電容的電容器位于電荷泵的輸出部分內(nèi)。具有大電容的該電容器抑制電勢(shì)變化并穩(wěn)定電勢(shì)。
這種情況下，具有大電容的該電容器可形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上或形成于其他元件內(nèi)。通過(guò)在與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上形成具有大電容的該電容器，可以減少部件數(shù)目。另一方面，通過(guò)不將其形成于與半導(dǎo)體裝置相同的襯底上，可以設(shè)置具有大電容的電容器。
作為不同于上述穩(wěn)定電源電路的結(jié)構(gòu)，解釋了如下情況，即通過(guò)監(jiān)測(cè)電荷泵的輸出電勢(shì)而控制供給到電荷泵的時(shí)鐘信號(hào)的操作，使得電壓恒定。
換而言之，對(duì)于輸入到電荷泵的時(shí)鐘信號(hào)，不一定需要輸入高電勢(shì)或低電勢(shì)，例如，當(dāng)輸出端子的電勢(shì)達(dá)到特定電勢(shì)時(shí)，可以阻止輸入該時(shí)鐘信號(hào)。
參考圖10解釋如前所述根據(jù)輸出負(fù)載確定是否輸入時(shí)鐘信號(hào)的結(jié)構(gòu)。
將電壓Vdd從恒壓源1301供給到電荷泵1302的輸入端子，使得可以從輸出端子獲得升壓的電勢(shì)。這里，電勢(shì)檢測(cè)電路1304檢測(cè)輸出端子的電勢(shì)，當(dāng)該電勢(shì)達(dá)到特定水平時(shí)輸出控制信號(hào)，并控制時(shí)鐘信號(hào)不從時(shí)鐘脈沖發(fā)生電路1303輸入到電荷泵。
當(dāng)供給時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，電荷泵的輸出電勢(shì)增大，當(dāng)該供給停止時(shí)，電荷泵的電勢(shì)增加停止。這可以用于控制輸出電勢(shì)。
通過(guò)使用這種穩(wěn)定電源電路，可以穩(wěn)定電勢(shì)且可以輸出預(yù)定電勢(shì)。
實(shí)施模式12圖11示出了通過(guò)組合顯示面板800和控制電路804而獲得的顯示模塊。顯示面板800通過(guò)連接布線805連接到控制電路804。顯示面板800包括像素部分801、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路802和掃描線驅(qū)動(dòng)電路803，該結(jié)構(gòu)與圖5B所示類似。通過(guò)結(jié)合該顯示模塊可以形成各種電子裝置。
實(shí)施模式13本實(shí)施模式描述作為根據(jù)本發(fā)明電子裝置的蜂窩電話的示例。
在圖12所示蜂窩電話900中，主體(A)901通過(guò)鉸鏈910連接到主體(B)902成為可開(kāi)啟和閉合的，其中主體(A)901包括操作開(kāi)關(guān)904、麥克風(fēng)905等，主體(B)902包含顯示面板(A)908、顯示面板(B)909、揚(yáng)聲器906等。顯示面板(A)908和顯示面板(B)909與電路板907一起容納于顯示主體(B)902的框架903內(nèi)。顯示面板(A)908和顯示面板(B)909的像素部分置成通過(guò)形成于框架903內(nèi)的開(kāi)放窗口是可見(jiàn)的。
對(duì)于顯示面板(A)908和顯示面板(B)909，可以按照蜂窩電話900的功能恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置規(guī)格，例如像素?cái)?shù)目。例如，顯示面板(A)908和顯示面板(B)909可分別作為主屏幕和子屏幕組合。
于是，顯示面板(A)908可以是顯示字符和圖像的高清晰彩色顯示屏幕，顯示面板(B)909可以是顯示文本信息的單色信息顯示屏幕。具體而言，顯示面板(B)909為具有更高清晰度的有源矩陣型，可以顯示各種類型的文本信息并提高每個(gè)屏幕的信息顯示密度。例如，當(dāng)顯示面板(A)908為具有64個(gè)灰度級(jí)和260000色的2至2.5英寸QVGA(320點(diǎn)×240點(diǎn))面板，顯示面板(B)909為具有2至8個(gè)灰度級(jí)和180至220ppi的單色高清晰面板時(shí)，可以顯示漢字(中文字符)、阿拉伯字符等以及羅馬字符、平假名(日文草體音節(jié)字符)和片假名(日文楷書體音節(jié)字符)。
顯示面板(A)908和顯示面板(B)909分別具有類似實(shí)施模式6至9及12所描述的結(jié)構(gòu)。換而言之，這種顯示面板不需要升壓外部電路的電壓，并可以實(shí)現(xiàn)功耗及電路面積的減小和產(chǎn)率的提高，因?yàn)樵趯?shí)施模式1至5中任一個(gè)描述的電荷泵電路構(gòu)造成降低功耗并執(zhí)行特定工作而不受晶體管之間閾值電壓變化的影響。這有助于降低蜂窩電話900的功耗。這可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用該蜂窩電話。此外，由于電池尺寸可縮小，蜂窩電話的重量可減小。
蜂窩電話900可通過(guò)各種驅(qū)動(dòng)方法執(zhí)行顯示。這些驅(qū)動(dòng)方法的一個(gè)示例為時(shí)間灰度級(jí)方法。根據(jù)時(shí)間灰度級(jí)方法，通過(guò)改變發(fā)光元件的發(fā)光周期而顯示灰度級(jí)，其中該發(fā)光元件發(fā)射亮度恒定的光。例如，如果發(fā)光元件在一個(gè)幀周期是開(kāi)啟的，則發(fā)光比率為100％。如果發(fā)光元件在一個(gè)幀周期的一半是開(kāi)啟的，則發(fā)光比率為50％。當(dāng)幀頻率高到一定程度時(shí)，通常60Hz或以上，人眼無(wú)法察覺(jué)到閃爍(blinking)，該閃爍被識(shí)別為中間色(halftone)。這樣，通過(guò)改變發(fā)光比率可以表達(dá)灰度級(jí)。
在圖13A中，水平軸表示時(shí)間，垂直軸表示顯示屏幕的像素行。在本示例中，從顯示屏幕的頂部開(kāi)始依次執(zhí)行寫入，從而顯示延遲。盡管在圖13A中從頂部開(kāi)始依次執(zhí)行寫入，本實(shí)施模式不限于此。以下以4位的情形為示例進(jìn)行解釋。
在圖13A中，一個(gè)幀劃分為四個(gè)子幀(Ts1、Ts2、Ts3和Ts4)。子幀周期的長(zhǎng)度比為Ts1∶Ts2∶Ts3∶Ts4＝8∶4∶2∶1。通過(guò)組合這些子幀，發(fā)光周期長(zhǎng)度可以設(shè)置為0至15中的任何值。這樣，通過(guò)將一個(gè)幀劃分成2的冪子幀，可以表達(dá)灰度級(jí)。此外，由于Ts4的發(fā)光周期短，需要在下一半的寫入完成之前將屏幕的上一半關(guān)閉，同時(shí)執(zhí)行寫入和擦除。
圖13B示出了使用與圖13A不同的時(shí)間劃分的灰度級(jí)表達(dá)。在圖13A的灰度級(jí)表達(dá)中，當(dāng)高次位改變時(shí)，出現(xiàn)稱為贗輪廓(pseudocontour)的缺陷。這是因?yàn)?，?dāng)人眼交替地看到第七灰度級(jí)水平和第八灰度級(jí)水平時(shí)，他們看到一種錯(cuò)覺(jué)，其中覺(jué)到的圖像的灰度級(jí)水平不同于真實(shí)的灰度級(jí)水平。因此，在圖13B中，將高次位分開(kāi)以減少上述贗輪廓現(xiàn)象。具體地，高次位(在此為Ts1)被分成四個(gè)并布置于一個(gè)幀內(nèi)。此外，第二位(在此為Ts2)分成兩個(gè)并布置于一個(gè)幀內(nèi)。這樣，對(duì)時(shí)間長(zhǎng)的位進(jìn)行分割，由此減少了贗輪廓。
在圖14A中，將一個(gè)幀均勻地分成多個(gè)子幀而不是2的冪，使得不發(fā)生贗輪廓。在該方法中，由于不存在時(shí)間長(zhǎng)的位，不發(fā)生贗輪廓，但是灰度級(jí)本身變得粗糙。因此，需要使用FRC(幀頻控制)、抖動(dòng)等執(zhí)行灰度級(jí)互補(bǔ)。
圖14B示出了使用兩個(gè)灰度級(jí)水平顯示圖像的情形。這種情況下，一個(gè)幀僅包含一個(gè)子幀，因此重新寫入次數(shù)為每幀一次，且可以降低控制器和驅(qū)動(dòng)器的功耗。對(duì)于蜂窩電話，主要顯示例如電子郵件的文本信息的情形(郵件模式)所需的灰度級(jí)水平少于顯示運(yùn)動(dòng)圖像或靜止圖像的情形，因此可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)先考慮功耗的顯示。通過(guò)將這種顯示與圖13A、圖13B、圖14A等組合，可以分別使用需要大數(shù)目灰度級(jí)水平的情形以及需要小數(shù)目灰度級(jí)水平的情形，由此可以實(shí)現(xiàn)功耗降低。
圖14C示出了如下情形，其中表達(dá)了四個(gè)灰度級(jí)水平，且通過(guò)在一個(gè)幀周期內(nèi)三次執(zhí)行寫入而進(jìn)行顯示。這可以適用于顯示例如漫畫的靜止圖像的情形，這種情形中灰度級(jí)水平的數(shù)目?jī)?yōu)選大于顯示文本信息的情形?？梢栽诩s4至16個(gè)灰度級(jí)水平的范圍內(nèi)設(shè)置灰度級(jí)水平的數(shù)目。
通過(guò)這樣將包含在實(shí)施模式1至5任一個(gè)所述電荷泵電路的顯示面板與下述驅(qū)動(dòng)方法相結(jié)合，可以降低蜂窩電話的功耗，其中該驅(qū)動(dòng)方法包括具有16個(gè)或以上灰度級(jí)水平的自然圖像或運(yùn)動(dòng)圖像模式、具有4至16個(gè)灰度級(jí)水平的靜止圖像模式以及具有2至8個(gè)灰度級(jí)水平的郵件模式。
根據(jù)本實(shí)施模式的蜂窩電話可以根據(jù)其功能和用途以各種模式調(diào)整。例如，通過(guò)將成像元件結(jié)合到鉸鏈910中，可以成為配備照相機(jī)的蜂窩電話。即使當(dāng)操作開(kāi)關(guān)904、顯示面板(A)908和顯示面板(B)909容納于一個(gè)框架內(nèi)，仍可獲得上述效果。此外，當(dāng)本實(shí)施模式的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于設(shè)有多個(gè)顯示部分的信息顯示終端時(shí)，仍可獲得相似的效果。另外，根據(jù)本實(shí)施模式的結(jié)構(gòu)可以廣泛應(yīng)用于通常為計(jì)算機(jī)和PDA(個(gè)人數(shù)字助理)的信息終端而不限于蜂窩電話，其中所述信息終端包含顯示面以及例如操作開(kāi)關(guān)的輸入裝置。
實(shí)施模式14本實(shí)施模式描述作為根據(jù)本發(fā)明的電子裝置的電視機(jī)的示例。
圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的電視機(jī)，包括主體950、顯示部分951、揚(yáng)聲器部分952、操作開(kāi)關(guān)953等。在該電視機(jī)中，顯示部分951具有與實(shí)施模式3至7所述相似的結(jié)構(gòu)。換而言之，這種顯示部分不需要升壓外部電路的電壓，并可以實(shí)現(xiàn)功耗及電路面積的減小和產(chǎn)率的提高，因?yàn)樵趯?shí)施模式1至5任一個(gè)中描述的電荷泵電路構(gòu)造成降低功耗并執(zhí)行特定工作而不受晶體管之間閾值電壓變化的影響。這有助于降低該電視機(jī)的功耗。
由于具有這種特征，該電視機(jī)中的電源電路的數(shù)目可以減少或者其尺寸可以顯著減?。灰虼丝梢詫?shí)現(xiàn)主體950的尺寸、重量和厚度的減小。功耗降低、圖像質(zhì)量改善、且尺寸和重量減小的電視機(jī)可以提供適用于住宅的產(chǎn)品。
本申請(qǐng)是基于2005年12月27在日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)No.2005-376634，其全部?jī)?nèi)容與此引入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種具有電荷泵電路的半導(dǎo)體裝置，所述電荷泵電路包括第一晶體管；開(kāi)關(guān)；第一電容器；第二電容器；和反相器，其中所述反相器的輸入側(cè)和所述第一晶體管的柵電極相互連接，其中所述第一晶體管的一個(gè)電極連接到第一電勢(shì)，其中所述反相器的輸出側(cè)通過(guò)所述第一電容器連接到所述第一晶體管的另一個(gè)電極并連接到所述開(kāi)關(guān)的一個(gè)電極，并且其中所述開(kāi)關(guān)的另一個(gè)電極通過(guò)所述第二電容器連接到第二電勢(shì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一晶體管具有n溝道型導(dǎo)電性，并且其中所述第一晶體管的一個(gè)電極所連接到的所述第一電勢(shì)為高電平電勢(shì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的半導(dǎo)體裝置，其中所述開(kāi)關(guān)的另一個(gè)電極通過(guò)所述第二電容器所連接到的所述第二電勢(shì)為低電平電勢(shì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的半導(dǎo)體裝置，其中所述開(kāi)關(guān)包括具有n溝道型導(dǎo)電性或p溝道型導(dǎo)電性的晶體管，且當(dāng)使用n溝道型晶體管時(shí)是常導(dǎo)通的。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的半導(dǎo)體裝置，其中所述開(kāi)關(guān)包括第二晶體管、第三晶體管和第四晶體管，其中所述第四晶體管的一個(gè)電極連接到所述第二電勢(shì)，其中所述反相器的輸入側(cè)、所述第三晶體管的柵電極和所述第四晶體管的柵電極相互連接，其中所述第三晶體管的所述一個(gè)電極連接到所述第二晶體管的一個(gè)電極，其中所述第三晶體管的另一個(gè)電極連接到所述第四晶體管的另一個(gè)電極，其中所述第二晶體管的所述一個(gè)電極連接到所述第一電容器和所述第一晶體管的另一個(gè)電極，并且其中所述第二晶體管的另一個(gè)電極通過(guò)所述第二電容器連接到所述第二電勢(shì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5的半導(dǎo)體裝置，其中所述第二晶體管具有n溝道型導(dǎo)電性且是常導(dǎo)通的。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5的半導(dǎo)體裝置，其中所述第三晶體管具有p溝道型導(dǎo)電性。
8.根據(jù)權(quán)利要求
5的半導(dǎo)體裝置，其中所述第四晶體管具有n溝道型導(dǎo)電性，并且其中所述第四晶體管的一個(gè)電極所連接到的所述第二電勢(shì)為低電平電勢(shì)。
9.一種具有電荷泵電路的半導(dǎo)體裝置，所述電荷泵電路包括第一晶體管；開(kāi)關(guān)；第一電容器；第二電容器；和第一反相器，其中所述開(kāi)關(guān)包括第二晶體管、第三晶體管、第二反相器、第三反相器、第四反相器和第三電容器，其中所述第一晶體管的一個(gè)電極連接到第一電勢(shì)，其中所述第一反相器的輸入側(cè)連接到所述第一晶體管的柵電極，其中所述第一反相器的輸出側(cè)通過(guò)所述第一電容器連接到所述第一晶體管的另一個(gè)電極，其中所述第三晶體管的一個(gè)電極連接到所述第一電勢(shì)，其中所述第二反相器的輸出側(cè)通過(guò)所述第三反相器連接到所述第四反相器的輸入側(cè)和所述第三晶體管的柵電極，其中所述第四反相器的輸出側(cè)通過(guò)所述第三電容器連接到所述第三晶體管的另一個(gè)電極和所述第二晶體管的柵電極，其中所述第二晶體管的一個(gè)電極連接到所述第一晶體管的另一個(gè)電極，并且其中所述第二晶體管的另一個(gè)電極通過(guò)所述第二電容器連接到第二電勢(shì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9的半導(dǎo)體裝置，其中所述第二晶體管具有p溝道型導(dǎo)電性。
11.根據(jù)權(quán)利要求
9的半導(dǎo)體裝置，其中所述第三晶體管具有n溝道型導(dǎo)電性且是常導(dǎo)通的，并且其中所述第三晶體管的一個(gè)電極所連接到的所述第一電勢(shì)為高電平電勢(shì)。
12.一種具有電荷泵電路的半導(dǎo)體裝置，所述電荷泵電路包括第一晶體管；開(kāi)關(guān)；第一電容器；第二電容器；以及第一反相器，其中所述開(kāi)關(guān)包括第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第二反相器、第三反相器、第四反相器和第三電容器，其中所述第一晶體管的一個(gè)電極連接到第一電勢(shì)，其中所述第一反相器的輸入側(cè)連接到所述第一晶體管的柵電極，其中所述第一反相器的輸出側(cè)通過(guò)所述第一電容器連接到所述第一晶體管的另一個(gè)電極，其中所述第三晶體管的一個(gè)電極連接到所述第一電勢(shì)，其中所述第二反相器的輸出側(cè)通過(guò)所述第三反相器連接到所述第四反相器的輸入側(cè)和所述第三晶體管的柵電極，其中所述第四反相器的輸出側(cè)通過(guò)所述第三電容器連接到所述第四晶體管的一個(gè)電極和所述第二晶體管的柵電極，其中所述第二晶體管的一個(gè)電極連接到所述第一晶體管的另一個(gè)電極和所述第四晶體管的柵電極，并且其中所述第二晶體管的另一個(gè)電極通過(guò)所述第二電容器連接到所述第四晶體管的另一個(gè)電極并連接到第二電勢(shì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求
12的半導(dǎo)體裝置，其中所述第二晶體管具有p溝道型導(dǎo)電性。
14.根據(jù)權(quán)利要求
12的半導(dǎo)體裝置，其中所述第三晶體管具有n溝道導(dǎo)電性且是常導(dǎo)通的。
15.根據(jù)權(quán)利要求
12的半導(dǎo)體裝置，其中所述第四晶體管具有p溝道型導(dǎo)電性。
16.根據(jù)權(quán)利要求
1的半導(dǎo)體裝置，其中所述電荷泵電路的輸出電壓被升壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求
9的半導(dǎo)體裝置，其中所述電荷泵電路的輸出電壓被升壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求
12的半導(dǎo)體裝置，其中所述電荷泵電路的輸出電壓被升壓。
19.根據(jù)權(quán)利要求
5的半導(dǎo)體裝置，其中通過(guò)下述措施將所述電荷泵電路的輸出電壓降壓將所述第一晶體管設(shè)置為具有p溝道型導(dǎo)電性且是常導(dǎo)通的；將所述第一晶體管的一個(gè)電極所連接到的所述第一電勢(shì)設(shè)置為低電平電勢(shì)；將所述第二晶體管設(shè)置為具有p溝道型導(dǎo)電性且是常導(dǎo)通的；將所述第三晶體管設(shè)置為具有n溝道型導(dǎo)電性；將所述第四晶體管設(shè)置為具有p溝道型導(dǎo)電性；以及將所述第二晶體管的另一個(gè)電極通過(guò)所述第二電容器所連接到的所述第二電勢(shì)設(shè)置為高電平電勢(shì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求
9的半導(dǎo)體裝置，其中通過(guò)下述措施將所述電荷泵電路的輸出電壓降壓將所述第一晶體管設(shè)置為具有p溝道型導(dǎo)電性且是常導(dǎo)通的；將所述第一晶體管的一個(gè)電極所連接到的所述第一電勢(shì)設(shè)置為低電平電勢(shì)；將所述第二晶體管設(shè)置為具有n溝道型導(dǎo)電性；將所述第三晶體管設(shè)置為具有p溝道型導(dǎo)電性且是常導(dǎo)通的；以及將所述第四晶體管設(shè)置為具有n溝道型導(dǎo)電性。
21.根據(jù)權(quán)利要求
12的半導(dǎo)體裝置，其中通過(guò)下述措施將所述電荷泵電路的輸出電壓降壓將所述第一晶體管設(shè)置為具有p溝道型導(dǎo)電性且是常導(dǎo)通的；將所述第一晶體管的一個(gè)電極所連接到的所述第一電勢(shì)設(shè)置為低電平電勢(shì)；將所述第二晶體管設(shè)置為具有n溝道型導(dǎo)電性；將所述第三晶體管設(shè)置為具有p溝道型導(dǎo)電性且是常導(dǎo)通的；以及將所述第四晶體管設(shè)置為具有n溝道型導(dǎo)電性。
22.根據(jù)權(quán)利要求
1的半導(dǎo)體裝置，其中時(shí)鐘信號(hào)輸入到所述反相器。
23.根據(jù)權(quán)利要求
9的半導(dǎo)體裝置，其中時(shí)鐘信號(hào)輸入到所述第一反相器。
24.根據(jù)權(quán)利要求
12的半導(dǎo)體裝置，其中時(shí)鐘信號(hào)輸入到所述第一反相器。
專利摘要
傳統(tǒng)電荷泵電路需要升壓電路等用于導(dǎo)通或截止晶體管。因此，傳統(tǒng)電荷泵電路存在規(guī)模增大的問(wèn)題，這導(dǎo)致電路面積和功耗增大。本發(fā)明的一個(gè)特征是提供一種電荷泵電路，包括第一晶體管、開(kāi)關(guān)、第一電容器、第二電容器和反相器，其中第一晶體管的一個(gè)電極連接到第一電勢(shì)，反相器的輸出側(cè)通過(guò)第一電容器連接到第一晶體管的另一個(gè)電極并連接到開(kāi)關(guān)的一側(cè)，開(kāi)關(guān)的另一側(cè)通過(guò)第二電容器連接到第二電勢(shì)。
文檔編號(hào)H03K19/094GK1992489SQ200610156244
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年12月27日
發(fā)明者巖淵友幸, 上野達(dá)郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan