[go: up one dir, main page]

TWI587261B - 半導體裝置及半導體裝置的驅動方法 - Google Patents

半導體裝置及半導體裝置的驅動方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI587261B
TWI587261B TW102118046A TW102118046A TWI587261B TW I587261 B TWI587261 B TW I587261B TW 102118046 A TW102118046 A TW 102118046A TW 102118046 A TW102118046 A TW 102118046A TW I587261 B TWI587261 B TW I587261B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
transistor
switch
wiring
circuit
electrically connected
Prior art date
Application number
TW102118046A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201403564A (zh
Inventor
木村肇
Original Assignee
半導體能源研究所股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 半導體能源研究所股份有限公司 filed Critical 半導體能源研究所股份有限公司
Publication of TW201403564A publication Critical patent/TW201403564A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI587261B publication Critical patent/TWI587261B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/80—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
    • H10D84/811—Combinations of field-effect devices and one or more diodes, capacitors or resistors
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G09G3/3233—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix with pixel circuitry controlling the current through the light-emitting element
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/062—Light-emitting semiconductor devices having field effect type light-emitting regions, e.g. light-emitting High-Electron Mobility Transistors
    • H10W44/601—
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0421—Structural details of the set of electrodes
    • G09G2300/0426—Layout of electrodes and connections
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0819—Several active elements per pixel in active matrix panels used for counteracting undesired variations, e.g. feedback or autozeroing
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842—Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • G09G2300/0852—Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor being a dynamic memory with more than one capacitor
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842—Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • G09G2300/0861—Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor with additional control of the display period without amending the charge stored in a pixel memory, e.g. by means of additional select electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0243—Details of the generation of driving signals
    • G09G2310/0251—Precharge or discharge of pixel before applying new pixel voltage
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0243—Details of the generation of driving signals
    • G09G2310/0254—Control of polarity reversal in general, other than for liquid crystal displays
    • G09G2310/0256—Control of polarity reversal in general, other than for liquid crystal displays with the purpose of reversing the voltage across a light emitting or modulating element within a pixel
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0262—The addressing of the pixel, in a display other than an active matrix LCD, involving the control of two or more scan electrodes or two or more data electrodes, e.g. pixel voltage dependent on signals of two data electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/04—Maintaining the quality of display appearance
    • G09G2320/043—Preventing or counteracting the effects of ageing
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3275—Details of drivers for data electrodes
    • G09G3/3291—Details of drivers for data electrodes in which the data driver supplies a variable data voltage for setting the current through, or the voltage across, the light-emitting elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Control Of El Displays (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Description

半導體裝置及半導體裝置的驅動方法
本發明係關於一種半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、這些的製造方法以及這些的驅動方法。
此外，在本說明書等中，半導體裝置是指藉由利用半導體特性而能夠工作的所有裝置，例如在很多情況下，電光裝置、顯示裝置、發光裝置、半導體電路以及電器設備包括半導體裝置。
尤其是，本發明關於一種具備根據電流改變亮度的電流驅動型發光元件的顯示裝置。或者，本發明關於一種具備該顯示裝置的電子裝置。
近年來，液晶顯示器(LCD)等平面顯示器不斷得到普及。正在對作為LCD以外的顯示器，具有根據電流改變亮度的電流驅動型發光元件的有機EL元件(也稱為電致發光元件、有機發光二極體、OLED等)的顯示器(OELD)積極進行研究開發(專利文獻1)。例如，正在研討校正電晶體的臨界電壓的偏差的方法(參照專利文 獻1)。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2003-195810號公報
本發明的一個方式的課題是提出可以降低電晶體的臨界電壓的偏差的影響的結構。或者，本發明的一個方式的課題是提出可以降低電晶體的遷移率的偏差的影響的新結構。或者，本發明的一個方式的課題是提出可以降低電晶體的電流特性的偏差的影響的新結構。或者，本發明的一個方式的課題是提出可以降低電晶體的劣化的影響的新結構。或者，本發明的一個方式的課題是提出可以降低顯示元件的劣化的影響的新結構。或者，本發明的一個方式的課題是提出可以降低顯示不均勻的新結構。或者，本發明的一個方式的課題是提出可以實現高品質的顯示的新結構。或者，本發明的一個方式的課題是提出可以使用較少的電晶體實現所希望的電路的新結構。或者，本發明的一個方式的課題是提出可以使用較少的佈線實現所希望的電路的新結構。或者，本發明的一個方式的課題是提出可以以低成本實現所希望的電路的新結構。或者，本發明的一個方式的課題是提出可以降低常導通型(空乏型)電晶體的臨界電壓的偏差的影響的新結構。或者，本發明的一個方式的課題是提出可以降低常導通型(空乏型)電晶體的遷移率的偏差的影響的新結構。或者，本發明的一個方式 的課題是提出可以降低常導通型(空乏型)電晶體的電流特性的偏差的影響的新結構。或者，本發明的一個方式的課題是提出可以降低常導通型(空乏型)電晶體的劣化的影響的新結構。
注意，這些課題的記載不妨礙其他課題的存在。此外，本發明的一個方式並不需要解決所有上述課題。另外，根據說明書、圖式、申請專利範圍等的記載，這些課題以外的課題是顯然的，從而可以從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載中抽出這些以外的課題。
本發明的一個方式是一種半導體裝置，包括電晶體、負載、第一電容元件、第二電容元件、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關以及第五開關，其中電晶體的源極和汲極中的一方連接到負載的一個電極，電晶體的源極和汲極中的另一方連接到第一佈線，負載的另一個電極連接到第二佈線，第一開關的一個電極連接到第三佈線，第一開關的另一個電極連接到電晶體的閘極，第一電容元件的一個電極連接到第一開關的另一個電極，第一電容元件的另一個電極連接到第二開關的一個電極，第二開關的另一個電極連接到第四佈線，第三開關的一個電極連接到第二開關的一個電極，第三開關的另一個電極連接到第二電容元件的一個電極，第二電容元件的另一個電極連接到負載的一個電極，第四開關的一個電極連接到電晶體的閘極，第四開關的另一個電極連接到第二電容元件的一個電極，第五開關的一個電極連接到負載的一個電極，並且第 五開關的另一個電極連接到第五佈線。
本發明的一個方式是具有電晶體、負載、第一電容元件和第二電容元件的半導體裝置的驅動方法，其中在第一電容元件中保持對應於影像信號的電壓，在第二電容元件中保持對應於電晶體的臨界電壓的電壓，對電晶體的源極和閘極之間施加保持在第一電容元件中的電壓和保持在第二電容元件中的電壓的總計電壓，來對負載供應對應於總計電壓的電流。
本發明的一個方式是具有電晶體、負載、第一電容元件和第二電容元件的半導體裝置的驅動方法，其中在第一期間中進行用來取得電晶體的臨界電壓的初始化工作和對第一電容元件寫入影像信號的工作，在第一期間之後的第二期間中進行對第二電容元件寫入臨界電壓的工作，在第二期間之後的第三期間中使第一電容元件和第二電容元件處於浮動狀態，在第三期間之後的第四期間中對電晶體的源極和閘極之間施加保持在第一電容元件中的電壓和保持在第二電容元件中的電壓的總計電壓來使電流流過負載。
上述電晶體既可以是增強型電晶體，又可以是空乏型電晶體。
此外，第一開關至第五開關也可以為第一電晶體至第五電晶體。上述電晶體與第一電晶體至第五電晶體也可以使用相同導電型電晶體。
另外，關於在說明書中的圖式或文章中不規定的內容，本發明可以構成規定了該內容除外的發明。或者，在 關於某個值記載有用上限值及下限值等所示的數值範圍的情況下，藉由任意地縮小該範圍或該範圍的一個點除外，由此可以以該範圍的一部分除外的方式規定發明。由此，例如可以規定本發明不包括在現有技術中。
作為具體例子，當在某個電路圖中記載有使用第一電晶體至第五電晶體的電路時，可以在發明中規定該電路沒有第六電晶體。或者，可以規定該電路沒有電容元件。再者，可以規定該電路沒有具有某個特定的連接結構的第六電晶體而構成發明。或者，可以規定某個電路沒有具有某個特定的連接結構的電容元件而構成發明。例如，可以在發明中規定沒有其閘極與第三電晶體的閘極連接的第六電晶體。或者，例如可以在發明中規定沒有其第一電極與第三電晶體的閘極連接的電容元件。
作為另一個具體例子，關於某個值，例如，記載有“某個電壓較佳為3V以上且10V以下”。在此情況下，例如，可以在發明中規定某個電壓為-2V以上且1V以下的情況除外。或者，例如，可以在發明中規定某個電壓為13V以上的情況除外。此外，例如，也可以在發明中規定該電壓為5V以上且8V以下。另外，例如，也可以在發明中規定該電壓為9V左右。此外，例如，可以在發明中規定該電壓為3V以上且10V以下，且9V的情況除外。
作為另一個具體例子，當關於某個值，例如，記載有“某個電壓較佳為10V”時，例如，可以在發明中規定某個電壓為-2V以上且1V以下的情況除外。或者，例如， 可以在發明中規定某個電壓為13V以上的情況除外。
作為另一個具體例子，當關於某個物質的性質，例如，記載有“某個膜是絕緣膜”時，例如，可以在發明中規定該絕緣膜是有機絕緣膜的情況除外。或者，例如，可以在發明中規定該絕緣膜是無機絕緣膜的情況除外。
作為另一個具體例子，當關於某個疊層結構，例如，記載有“在A與B之間設置有某個膜”時，例如，可以在發明中規定該膜是四層以上的疊層膜的情況除外。或者，例如，可以在發明中規定在A與該膜之間設置有導電膜的情況除外。
本發明的一個方式可以降低電晶體的臨界電壓的偏差的影響。或者，本發明的一個方式可以降低電晶體的遷移率的偏差的影響。或者，本發明的一個方式可以降低電晶體的劣化的影響。或者，本發明的一個方式可以降低顯示元件的劣化的影響。或者，本發明的一個方式可以降低顯示不均勻。或者，本發明的一個方式可以實現高品質的顯示。或者，本發明的一個方式可以使用較少的電晶體實現所希望的電路。或者，本發明的一個方式可以使用較少的佈線實現所希望的電路。或者，本發明的一個方式可以藉由較少的製程製造。
17‧‧‧負載
51‧‧‧顯示裝置
52‧‧‧像素區域
53‧‧‧閘極線驅動電路
54‧‧‧信號線驅動電路
55‧‧‧移位暫存器
56‧‧‧鎖存電路
57‧‧‧鎖存電路
58‧‧‧數位類比轉換電路
59‧‧‧參考電流源電路
60‧‧‧參考電流源電路
70‧‧‧開關
100‧‧‧像素電路
101‧‧‧電晶體
109‧‧‧佈線
111‧‧‧開關
112‧‧‧開關
113‧‧‧開關
114‧‧‧開關
115‧‧‧開關
121‧‧‧電容元件
122‧‧‧電容元件
123‧‧‧電容元件
131‧‧‧佈線
132‧‧‧佈線
133‧‧‧佈線
134‧‧‧佈線
135‧‧‧佈線
141‧‧‧節點
142‧‧‧節點
143‧‧‧節點
144‧‧‧節點
145‧‧‧節點
146‧‧‧節點
147‧‧‧節點
150‧‧‧負載
161‧‧‧佈線
162‧‧‧佈線
163‧‧‧佈線
164‧‧‧佈線
165‧‧‧佈線
166‧‧‧佈線
167‧‧‧佈線
171‧‧‧開關
172‧‧‧開關
174‧‧‧開關
181‧‧‧電路
182‧‧‧電路
183‧‧‧電路
184‧‧‧電路
185‧‧‧電路
186‧‧‧電路
187‧‧‧電路
190‧‧‧電路
201‧‧‧期間
202‧‧‧期間
203‧‧‧期間
204‧‧‧期間
205‧‧‧期間
301‧‧‧信號線驅動電路
303‧‧‧電位供應電路
304‧‧‧電位供應電路
305‧‧‧電位供應電路
306‧‧‧電位供應電路
310‧‧‧像素區域
400‧‧‧基板
401‧‧‧絕緣層
402‧‧‧絕緣層
403‧‧‧絕緣層
412‧‧‧絕緣層
413‧‧‧絕緣層
600‧‧‧像素電路
601‧‧‧電晶體
851‧‧‧導電層
852‧‧‧半導體層
853‧‧‧導電層
854‧‧‧導電層
855‧‧‧導電層
856‧‧‧觸摸孔
858‧‧‧觸摸孔
859‧‧‧觸摸孔
860‧‧‧半導體層
900‧‧‧區域
901‧‧‧驅動電路
902‧‧‧驅動電路
903‧‧‧佈線
904‧‧‧佈線
905‧‧‧佈線
910‧‧‧單位電路
951‧‧‧顯示面板
952‧‧‧電路基板
953‧‧‧端子
954‧‧‧觸控面板
2021‧‧‧期間
2041‧‧‧期間
5000‧‧‧外殼
5001‧‧‧顯示部
5002‧‧‧顯示部
5003‧‧‧揚聲器
5004‧‧‧LED燈
5005‧‧‧操作鍵
5006‧‧‧連接端子
5007‧‧‧感測器
5008‧‧‧麥克風
5009‧‧‧開關
5010‧‧‧紅外線埠
5011‧‧‧儲存介質讀取部
5012‧‧‧支撐部
5013‧‧‧耳機
5014‧‧‧天線
5015‧‧‧快門按鈕
5016‧‧‧接收部
5017‧‧‧充電器
5018‧‧‧支架
5019‧‧‧外部連接埠
5020‧‧‧指向裝置
5021‧‧‧讀寫器
5022‧‧‧外殼
5023‧‧‧顯示部
5024‧‧‧遙控單元
5025‧‧‧揚聲器
5026‧‧‧顯示面板
5027‧‧‧浴室
5028‧‧‧顯示面板
5029‧‧‧車體
5030‧‧‧天花板
5031‧‧‧顯示面板
5032‧‧‧鉸鏈部
6000‧‧‧顯示面板
6701‧‧‧信號線驅動電路
6702‧‧‧像素部
6703‧‧‧掃描線驅動電路
6704‧‧‧密封基板
6705‧‧‧密封材料
6706‧‧‧掃描線驅動電路
6707‧‧‧空間
6708‧‧‧佈線
6709‧‧‧FPC
6710‧‧‧基板
6711‧‧‧電晶體
6712‧‧‧電晶體
6713‧‧‧電極
6714‧‧‧絕緣層
6716‧‧‧層
6717‧‧‧電極
6718‧‧‧發光元件
6719‧‧‧IC晶片
6720‧‧‧電晶體
6721‧‧‧電晶體
101B‧‧‧電晶體
101G‧‧‧電晶體
101R‧‧‧電晶體
111T‧‧‧電晶體
112T‧‧‧電晶體
113T‧‧‧電晶體
114T‧‧‧電晶體
115T‧‧‧電晶體
122B‧‧‧電容元件
122G‧‧‧電容元件
122R‧‧‧電容元件
131B‧‧‧佈線
131G‧‧‧佈線
131R‧‧‧佈線
150B‧‧‧負載
150G‧‧‧負載
150R‧‧‧負載
171T‧‧‧電晶體
172T‧‧‧電晶體
174T‧‧‧電晶體
186A‧‧‧電路
186B‧‧‧電路
186C‧‧‧電路
186D‧‧‧電路
186E‧‧‧電路
186F‧‧‧電路
186G‧‧‧電路
190_1‧‧‧電路
190_2‧‧‧電路
190_3‧‧‧電路
302A‧‧‧掃描線驅動電路
302B‧‧‧掃描線驅動電路
302C‧‧‧掃描線驅動電路
302D‧‧‧掃描線驅動電路
302E‧‧‧掃描線驅動電路
611T‧‧‧電晶體
615T‧‧‧電晶體
70_1‧‧‧開關
70_2‧‧‧開關
70_3‧‧‧開關
852n‧‧‧雜質區域
在圖式中：圖1是說明本發明的一個方式的電路圖； 圖2A至圖2C是說明本發明的一個方式的流程圖；圖3是說明本發明的一個方式的時序圖；圖4A和圖4B是說明本發明的一個方式的電路圖；圖5A和圖5B是說明本發明的一個方式的電路圖；圖6是說明本發明的一個方式的電路圖；圖7A至圖7D是說明本發明的一個方式的電路圖；圖8是說明本發明的一個方式的電路圖；圖9是說明本發明的一個方式的電路圖；圖10是說明本發明的一個方式的電路圖；圖11是說明本發明的一個方式的電路圖；圖12是說明本發明的一個方式的電路圖；圖13是說明本發明的一個方式的電路圖；圖14是說明本發明的一個方式的電路圖；圖15是說明本發明的一個方式的電路圖；圖16是說明本發明的一個方式的電路圖；圖17A和圖17B是說明本發明的一個方式的電路圖；圖18是示出本發明的一個方式的像素電路的圖；圖19是示出顯示裝置的結構例子的圖；圖20是說明本發明的一個方式的電路圖；圖21是說明本發明的一個方式的圖；圖22是說明本發明的一個方式的圖；圖23是說明本發明的一個方式的電路圖；圖24是說明本發明的一個方式的圖； 圖25是說明本發明的一個方式的俯視圖；圖26A和圖26B是說明本發明的一個方式的剖面圖；圖27是說明本發明的一個方式的俯視圖；圖28是說明本發明的一個方式的俯視圖；圖29是說明本發明的一個方式的俯視圖；圖30是說明本發明的一個方式的俯視圖；圖31是說明本發明的一個方式的俯視圖；圖32是說明本發明的一個方式的俯視圖；圖33A和圖33B是說明本發明的一個方式的剖面圖；圖34是說明本發明的一個方式的俯視圖；圖35是說明本發明的一個方式的電路圖；圖36A至圖36E是說明氧化物材料的結晶結構的圖；圖37A至圖37C是說明氧化物材料的結晶結構的圖；圖38A至圖38C是說明氧化物材料的結晶結構的圖；圖39A和圖39B是說明氧化物材料的結晶結構的圖；圖40A和圖40B是說明半導體裝置的結構例子的圖；圖41A和圖41B是說明本發明的一個方式的俯視圖 及剖面圖；圖42是說明本發明的一個方式的圖；圖43A至圖43H是說明電子裝置的圖；圖44A至圖44H是說明電子裝置的圖；圖45是示出本發明的一個方式的像素電路的圖；圖46是示出本發明的一個方式的像素電路的圖；圖47是示出本發明的一個方式的像素電路的圖；圖48是示出本發明的一個方式的像素電路的圖；圖49是示出本發明的一個方式的像素電路的圖；圖50是示出本發明的一個方式的像素電路的圖；圖51是示出本發明的一個方式的像素電路的圖；圖52是示出本發明的一個方式的像素電路的圖；圖53是示出本發明的一個方式的像素電路的圖。
下面，參照圖式對本發明的實施方式進行詳細說明。但是，本發明不侷限於以下說明，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實，就是本發明在不脫離其宗旨及其範圍的條件下，其方式及詳細內容可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定於以下所示的實施方式的記載內容中。注意，在以下說明的結構中，在不同的圖式之間共同使用同一元件符號來表示同一部分或具有同一功能的部分，而省略其重複說明。
此外，在某一個實施方式中說明的內容(也可以是其 一部分的內容)對於在該實施方式中說明的其他內容(也可以是其一部分的內容)和/或在一個或多個其他實施方式中說明的內容(也可以是其一部分的內容)可以進行應用、組合或置換等。
另外，可以將在某一個實施方式中說明的圖式(也可以是其一部分)的結構與該圖式的其他部分的結構、在該實施方式中說明的其他圖式(也可以是其一部分)的結構和/或在一個或多個其他實施方式中說明的圖式(也可以是其一部分)的結構組合。
注意，在圖式中，大小、厚度或區域有時為了明確起見而被誇大。因此，本發明的實施方式的一個方式並不限於圖式中的尺寸。或者，在圖式中，示意性地示出理想例子。因此，本發明的實施方式的一個方式不侷限於圖式中所示的形狀等。例如，可以包括製造技術所引起的形狀偏差、誤差所引起的形狀偏差等。
此外，當明確地記載“X和Y連接”時，包括如下情況：X和Y電連接；X和Y在功能上連接；以及X和Y直接連接。在此，X和Y為目標物(例如，裝置、元件、電路、佈線、電極、端子、導電膜、層等)。因此，還包括圖式或文章所示的連接關係以外的連接關係，而不侷限於規定的連接關係例如圖式或文章所示的連接關係。
作為X和Y電連接的情況的一個例子，可以在X和Y之間連接一個以上的能夠電連接X和Y的元件(例如開關、電晶體、電容元件、電感器、電阻元件、二極體、 顯示元件、發光元件、負載等)。此外，開關具有控制導通或截止的功能。換言之，開關具有成為導通狀態或非導通狀態而控制是否使電流流過的功能。
作為X和Y在功能上連接的情況的一個例子，可以在X和Y之間連接一個以上的能夠在功能上連接X和Y的電路(例如，邏輯電路(反相器、NAND電路、NOR電路等)、信號轉換電路(DA轉換電路、AD轉換電路、γ(伽馬)校正電路等)、電位位準轉換電路(電源電路(升壓電路、降壓電路等)、改變信號的電位位準的位準轉移器電路等)、電壓源、電流源、切換電路、放大電路(能夠增大信號振幅或電流量等的電路、運算放大器、差動放大電路、源極跟隨電路、緩衝器電路等)、信號產生電路、記憶體電路、控制電路等)。另外，例如，即使在X和Y之間夾有其他電路，在從X輸出的信號傳送到Y的情況下也可以說X和Y在功能上連接。
此外，當明確地記載“X和Y連接”時，包括如下情況：X和Y電連接；X和Y在功能上連接；以及X和Y直接連接。換言之，明確地記載“電連接”的情況與簡單地明確記載“連接”的情況相同。
此外，在將在電路圖上獨立的結構要素圖示為它們彼此電連接的情況下，在實際上也有時有一個導電層具有如佈線及電極那樣多個結構要素的功能的情況，例如佈線的一部分還被用作電極的情況等。在本說明書中的“電連接”的範疇內包括這種一個導電層兼具有多個構成要素的 功能的情況。
另外，有時即使不指定有源元件(電晶體、二極體等)、無源元件(電容元件、電阻元件等)等所具有的所有元件的連接位置，所屬技術領域的普通技術人員也能夠構成發明的一個方式。尤其是，在作為端子的連接位置可考慮出多個部分的情況下，該端子的連接位置不限於特定的部分。因此，有時藉由僅指定有源元件(電晶體、二極體等)、無源元件(電容元件、電阻元件等)等所具有的端子的一部分的連接位置，能夠構成發明的一個方式。
另外，當至少指定某個電路的連接位置時，有時所屬技術領域的普通技術人員能夠指定發明。或者，當至少指定某個電路的功能時，有時所屬技術領域的普通技術人員能夠指定發明。因此，當指定某個電路的連接位置而不指定功能時，該電路是作為本發明的一個方式公開的，所以可以構成發明的一個方式。或者，當指定某個電路的功能而不指定連接位置時，該電路是作為本發明的一個方式公開的，所以可以構成發明的一個方式。
另外，電晶體是具有閘極、汲極和源極的至少三個端子的元件。在汲極(汲極端子、汲極區或汲極電極)和源極(源極端子、源極區或源極電極)之間具有通道區域，經過汲極、通道區域、源極能夠使電流流過。在此，因為源極和汲極根據電晶體的結構或工作條件等而更換，所以很難限定哪個是源極哪個是汲極。因此，在本檔(說明書、申請專利範圍或圖式等)中，有時不將用作源極和汲 極的區域稱為源極或汲極。在此情況下，例如，有時將它們分別表示為第一端子、第二端子。或者，有時將它們分別表示為第一電極、第二電極。或者，有時將它們分別表示為第一區、第二區。或者，有時將它們表示為源極區、汲極區。
注意，在本說明書中像素相當於能夠控制一個色彩單元(例如，R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)中任一種)的亮度的顯示單位。因此，當採用彩色顯示裝置時，彩色影像的最小顯示單位由R的像素、G的像素和B的像素的三種像素構成。但是，用來顯示彩色影像的色彩單元不侷限於三種顏色，而也可以是三種以上的顏色或RGB以外的顏色。
另外，第一、第二、第三等詞句是用來區分描述各種因素、構件、領域、層、區域的詞句。因此，第一、第二、第三等詞句不是限定因素、構件、領域、層、區域等的個數的詞句。再者，例如，可以用“第二”或“第三”等替換“第一”。
另外，開關是具有切換端子間的導通狀態(ON)和非導通狀態(OFF)而工作的功能，並具有控制是否使電流流過的功能的元件。作為開關的一個例子，可以使用電開關或機械開關等。例如，使用如電晶體、二極體、數位微鏡裝置(DMD)那樣，利用MEMS(微電子機械系統)技術的開關等構成即可。此外，開關也可以是組合電晶體的邏輯電路。在將電晶體用作開關的情況下，對該電晶體 的極性(導電型)沒有特別的限制。但是，較佳為使用關態電流(off-state current)較小的電晶體，並較佳為採用根據輸入電位適當地使用電晶體的極性的結構。
作為關態電流較小的電晶體，有具有LDD區域的電晶體、具有多閘極結構的電晶體或作為半導體層使用氧化物半導體的電晶體等。此外，在組合電晶體將其用作開關的情況下，開關可以是使用n通道型和p通道型兩者的互補型開關。藉由使用互補型開關，即使輸入到開關的電位與輸出電位之間有相對變化，互補型開關也可以適當地工作。
另外，當使用電晶體作為開關時，開關有時具有輸入端子(源極和汲極中的一方)、輸出端子(源極和汲極中的另一方)以及控制導通的端子(閘極)。另一方面，當使用二極體作為開關時，該開關有時沒有用來控制導通的端子。因此，與使用電晶體作為開關的情況相比，藉由使用二極體作為開關可以減少用來控制端子的佈線。
另外，作為電晶體的一個例子，可以應用在通道上下配置有閘極電極的結構的電晶體。藉由採用在通道上下配置有閘極電極的結構，實現多個電晶體如以串聯的方式連接的電路結構。因此，通道區域增加，所以可以增大電流值。或者，藉由採用在通道上下配置有閘極電極的結構，容易產生空乏層，因此可以改善S值。
另外，作為電晶體的一個例子，可以採用具有源極電極、汲極電極重疊於通道區域(或其一部分)的結構的電 晶體。藉由採用源極電極、汲極電極重疊於通道區域(或其一部分)的結構，可以防止因電荷聚集在通道區域的一部分中而導致的工作不穩定。
在本說明書中，“平行”是指在從-10°以上且10°以下的範圍中兩個直線形成的角度，因此也包括-5°以上且5°以下的角度的情況。另外，“垂直”是指在80°以上且100°以下的範圍中兩個直線形成的角度，因此也包括85°以上且95°以下的角度的情況。
另外，在本說明書中，六方晶系包括三方晶系和菱方晶系。
實施方式1
本發明的一個方式所說明的電路例如可以用於具有發光元件的像素電路。但是，除了像素電路以外，還可以用於用作使電流流過負載的電流源的電路。或者，例如，本發明的實施方式之一既可以用作類比電路，又可以用作影像信號線驅動電路(源極驅動器)的一部分。
此外，電流源具有即使施加到與其連接的負載(電路)的電壓有變化也供應固定的電流的功能。此外，作為電流源以外的電源，有電壓源。電壓源具有即使流過與其連接的負載(電路)的電流有變化也供應固定的電壓的功能。因此，雖然電流源和電壓源都具有供應電壓和電流的功能，但是在供應固定電流或供應固定電壓這一點上具有不同功能。
另外，在本說明書中，負載例如是指具有整流性的元件、具有電容性的元件、具有電阻性的元件、具有開關的電路、像素電路等。因此，負載不侷限於特定的元件。例如，“具有整流性的元件”是指具有根據所施加的偏壓方向而具有不同的電阻值的電流電壓特性，並具有幾乎只在一個方向上電流流過的電特性的元件。在圖1的電路結構中，例如，負載150設置為從電晶體101向佈線132使電流流過。
注意，有可能負載和具有電流源的電路由別的人製造。因此，具有電流源的電路並不需要與負載連接。
或者，作為負載150的另一個例子，有顯示元件(例如，液晶元件)、發光元件(例如，EL元件、無機LED元件、LED晶片等)或者顯示元件的一部分或發光元件的一部分(例如，像素電極、陽極電極、陰極電極)等。於是，在本實施方式中，說明作為發光元件(EL元件等)將負載用於半導體裝置的一個方式的顯示裝置的像素電路的情況的一個例子。
首先，使用圖1說明本發明的像素電路的一個例子。圖1所示的像素電路100具有電晶體101、負載150、開關111、開關112、開關113、開關114、開關115、電容元件121、電容元件122。
此外，藉由利用電晶體的閘極電容(寄生電容)可以刪掉電容元件。因此，像素電路100可以不具有電容元件。
此外，圖1所示的像素電路100為了校正電晶體的臨界電壓等的電流特性的偏差具有用來釋放保持在電晶體的閘極中的電荷的電路。實際上，上述電路具有如下電路連接關係，即藉由控制設置在佈線間的多個開關的導通或截止，可以校正電晶體的電流特性的偏差。
此外，像素電路100具有作為可以對負載150供應電流的電流源電路的功能。
開關111的一個電極(端子)連接到佈線133，而另一個電極(端子)連接到電容元件121的一個電極(端子)。將連接於開關111的另一個電極和電容元件121的一個電極的節點稱為節點141。電容元件121的另一個電極連接到開關112的一個電極。將連接於電容元件121的另一個電極和開關112的一個電極的節點稱為節點142。開關112的另一個電極連接到佈線134。開關114的一個電極連接到節點141，而另一個電極連接到電容元件122的一個電極。將連接於開關114的另一個電極和電容元件122的一個電極的節點稱為節點143。電容元件122的另一個電極連接到開關115的另一個電極，而開關115的另一個電極連接到佈線135。將連接於電容元件122的另一個電極和開關115的一個電極的節點稱為節點144。開關113的一個電極連接到節點142，而另一個電極連接到節點143。電晶體101的源極和汲極中的一方(也稱為第一電極(端子))連接到節點144，源極和汲極中的另一方(也稱為第二電極(端子))連接到佈線131，而閘極連 接到節點141。負載150的一個電極連接到節點144，而另一個電極連接到佈線132。此外，將連接於電晶體101的第二電極的節點稱為節點145。在圖1中，電晶體101的第二電極和佈線131藉由節點145連接。
此外，圖1所示的像素電路100連接到佈線131、佈線132、佈線133、佈線134和佈線135。此外，在圖1中，連接到像素電路100的佈線131、佈線132、佈線133、佈線134和佈線135設置在像素電路100的外側。但是，在實際上佈線和像素電路100電連接，因此也可以以像素電路100包括各佈線的結構為前提進行說明。
此外，作為一個例子，佈線131至少連接到供應高電位側電源電位的電位VDD(以下，也簡單地稱為“VDD”)的電路181。此外，根據電晶體101的極性或負載150的電流特性等，電路181有時供應低電位側電源電位的電位VSS(以下，也簡單地稱為“VSS”)。作為電路181的例子，有電源電路、放大電路等。因此，佈線131具有能夠傳送或供應電位VDD的功能。此外，佈線131具有能夠對電晶體101供應電流的功能。此外，佈線131具有作為電源線的功能。此外，佈線131具有能夠對負載150供應電流的功能。此外，作為一個例子，有時對佈線131供應用來使負載150處於反偏壓狀態的電位或用來控制節點144的電位的電位。注意，較佳為對佈線131供應固定的電位。注意，本發明的實施方式之一不侷限於此，也可以供應不固定的電位，例如脈衝信號。作為此時 的電路181的例子，有數碼電路、移位暫存器電路、掃描線驅動電路等。
此外，作為一個例子，佈線133至少連接到具有供應影像信號Vsig(以下，也簡單地稱為“Vsig”)的功能的電路183。作為電路183的例子，有源極驅動器(信號線驅動電路)等。因此，佈線133具有能夠傳送Vsig或能夠供應Vsig的功能。此外，作為一個例子，有時對佈線133供應預充電信號、初始化信號、用來能夠將負載150控制為反偏壓狀態的信號等。
Vsig例如具有根據對負載150供應的電流的大小而變動的電位。例如，當對負載150供應的電流是固定值時Vsig是固定的電位的信號，而當對負載150供應的電流不是固定值時Vsig是隨著時間的推移根據對負載150供應的電流的大小而變化的電位的信號。使用該信號可以顯示影像。
此外，作為一個例子，佈線134至少連接到供應電位V1(以下，也簡單地稱為“V1”)的電路184。作為電路184的例子，有電源電路、放大電路等。因此，佈線134具有能夠傳送V1或能夠供應V1的功能。此外，佈線134具有能夠對電容元件121供應電荷的功能。此外，佈線134具有能夠將節點142的電位固定為V1的功能。此外，較佳為對佈線134供應固定的電位。注意，本發明的實施方式之一不侷限於此，也可以供應不固定的電位，例如脈衝信號。作為此時的電路184的例子，有數碼電路、 移位暫存器電路、掃描線驅動電路等。
此外，作為一個例子，佈線135至少連接到供應電位V2(以下，也簡單地稱為“V2”)的電路185。作為電路185的例子，有電源電路、放大電路等。因此，佈線135具有能夠傳送V2或能夠供應V2的功能。此外，佈線135具有能夠對電容元件122供應電荷的功能。此外，佈線135具有能夠將節點144的電位固定為V2的功能。此外，佈線135具有能夠將電晶體101的源極的電位固定為V1的功能。此外，佈線135具有能夠使電晶體101初始化的功能。注意，較佳為對佈線135供應固定的電位。注意，本發明的實施方式之一不侷限於此，也可以供應不固定的電位，例如脈衝信號。作為此時的電路185的例子，有數碼電路、移位暫存器電路、掃描線驅動電路等。
此外，作為一個例子，佈線132至少連接到供應電位V3(以下，也簡單地稱為“V3”)的電路182。作為電路182的例子，有電源電路、放大電路等。因此，佈線132具有能夠傳送V3或能夠供應V3的功能。此外，佈線132具有能夠對負載150供應電荷的功能。此外，佈線132具有能夠將負載150的陰極的電位固定為V3的功能。注意，較佳為對佈線132供應固定的電位。注意，本發明的一個方式不侷限於此，也可以供應不固定的電位，例如脈衝信號。作為此時的電路182的例子，有數碼電路、移位暫存器電路、掃描線驅動電路等。
此外，作為一個例子，電容元件121及電容元件122 採用使用佈線、半導體層或電極等夾著絕緣膜的結構即可。此外，作為一個例子，電容元件121具有能夠保持根據Vsig的電壓的功能。此外，作為一個例子，電容元件122具有能夠保持根據電晶體101的特性的電壓(例如，根據臨界電壓的電壓、根據遷移率的電壓等)的功能。此外，電容元件122具有能夠保持根據對負載150供應的電流的大小的電壓的功能。
接著，作為一個例子，使用圖2A至圖8說明將以電致發光元件(EL元件)為代表的發光元件用作負載150的情況下的像素電路100的工作。即使在負載150不是EL元件的情況下，也可以使像素電路100同樣地工作。
圖2A至圖2C是說明從期間201到期間205的工作的流程圖。圖2A是在期間201中進行初始化工作和Vsig取得工作的情況的流程圖，圖2B是在期間202中進行Vth取得工作和Vsig取得工作的情況的流程圖。此外，根據需要既可以省略期間203，又可以在期間203中進行Vsig取得工作。此外，也可以同時進行期間204和期間205。Vth取得工作和Vsig取得工作即可以分別在不同期間進行，又可以同時進行。
圖2C是在進行Vth取得工作之後進行Vsig取得工作的情況的流程圖。如圖2C所示那樣，也可以在期間202中進行Vth取得工作之後，作為期間2021進行Vsig取得工作。此外，也可以在期間202中進行Vsig取得工作之後，作為期間2021進行Vth取得工作。因為不同時進行 Vth取得工作和Vsig取得工作，所以工作期間比圖2A和圖2B多一個，但是可以使半導體裝置進一步正確地工作。
如圖2A至圖2C所示那樣，期間201至期間205分別被設置作為不同期間。因此，容易適當地進行每一個工作。尤其是，可以保持期間201、期間202、期間2021、期間204及/或期間205的較長工作期間，因此可以使半導體裝置進一步正確地工作。
此外，在圖2A至圖2C的流程圖中，也可以在各步驟之間或者在各步驟的同時追加進行其他工作。
此外，較佳為在上一個步驟完全結束之後進入下一個步驟。注意，本發明的實施方式之一不侷限於此，也可以在上一個步驟完全結束之前進入下一個步驟。
此外，在圖2A至圖2C中，期間201至期間205分別被設置作為不同期間，但是本發明的實施方式之一不侷限於此。
圖3是說明對應於圖2A的流程圖的像素電路100的工作的時序圖的一個例子。在此，作為一個例子，示出佈線131的電位高於佈線132的電位的情況。因此，電晶體101的源極相當於連接到節點144的端子。在圖3中，一個圖框期間包括進行初始化工作和Vsig取得工作的期間201、進行電晶體101的臨界電壓Vth(以下，也簡單地稱為“Vth”)取得工作的期間202、進行Vth和Vsig的保持工作的期間203、算出Vth和Vsig的總計的期間204 以及進行影像顯示工作的期間205。注意，本發明的實施方式之一不侷限於此，例如可以不設置一部分期間(期間203等)，也可以還設置其他期間。
此外，一個圖框期間相當於用來顯示一個畫面的影像的期間，有時將期間201至期間203或期間201至期間204總稱為地址期間。
圖4A至圖8是說明各工作期間中的像素電路100的工作的一個例子的電路圖。圖7A至圖7D以及圖8是省略在圖4A至圖6中記載的開關111至開關115，以易於理解地示出像素電路100的工作的電路圖。在本實施方式中，作為一個例子，在負載150所具有的電極中，連接到節點144的電極用作陽極，而連接到佈線132的電極用作陰極。此外，當負載150所具有的陽極和陰極之間的電位差超過VEL(負載150的臨界電壓)時，負載150發光。此外，在本實施方式中，作為一個例子，將n通道型電晶體用於電晶體101，並且當閘極電極和源極電極之間的電位差Vgs(以下，也簡單地稱為“Vgs”)超過Vth時，源極電極和汲極電極之間處於導通狀態(開關狀態)。
在此，Vsig是用來表示相當於影像信號的像素的灰階的信號。在本實施方式中Vsig是對應於亮度資料的電位。此外，將用來獲得最大亮度的Vsig設定為VsigH，而將用來獲得最小亮度的Vsig設定為VsigL。因此，Vsig的電位在VsigL與VsigH的範圍內有變化。此外，Vsig既可以使用其電位連續地改變的類比信號，又可以使用其 電位在離散值之間變化的數碼信號。
此外，V1至少在期間201及期間202的期間中較佳為固定電位。此外，例如也可以使V1為與VsigL相同的電位。注意，本說明書中的“相同”包括20%以下，較佳為10%以下，更佳為5%以下的誤差。此外，藉由調整V1的電位，可以改變電晶體101的Vgs。
此外，V2及V3至少在期間201的期間中較佳為固定電位。此外V2及V3較佳為低於VDD的電位。此外，當將n通道型電晶體用於電晶體101時，V2及V3較佳為低於VDD-Vth的電位。例如，V2及V3也可以是GND電位或VSS電位。注意，本發明的實施方式之一不侷限於此。
此外，根據後述的公式3，較佳為將V3設定為滿足V3Vsig-Vth-VEL。注意，本發明的實施方式之一不侷限於此。此外，較佳為考慮Vth及VEL的變動(偏差)而決定V3。此外，也可以根據需要使V1至V3的電位變動。
在本實施方式中，作為一個例子，對Vth=2V、VEL=1V、VsigH=5V、VsigL=0V、V1=0V、V2=-3V和V3=2V的情況進行說明。
首先，在期間201中，進行像素電路100的初始化工作和Vsig取得工作(參照圖4A和圖7A)。初始化工作是指在電容元件122中積蓄使電晶體101處於導通狀態所需要的電荷，來使電晶體101處於導通狀態的工作。或者，初始化工作也是指設定節點144的電位以將電晶體 101的節點144一側成為源極的工作。此外，在期間201中，較佳為停止對負載150的電荷供應。在本實施方式中，在期間201中，較佳為停止來自負載150的發光。
在期間201中，開關111、開關112、開關114、開關115處於導通狀態。開關113處於截止狀態。於是，節點141的電位成為Vsig，節點142的電位成為V1。此外，節點143的電位成為Vsig，節點144的電位成為V2。在本實施方式中，電晶體101為n通道型電晶體，因此藉由將V2設定為低於VDD的電位，電晶體101的節點144一側成為源極，而電晶體101的佈線131一側成為汲極。
此外，較佳為將V2設定為滿足公式1。藉由將V2設定為滿足公式1，可以使節點144和佈線132之間的電位差為VEL以下或者實現負載150被施加反偏壓的狀態，從而可以防止不必要的電流流過負載150導致耗電量的增加。在本實施方式中，作為負載150的一個例子使用發光元件，因此可防止來自負載150的不必要的發光。此外，藉由反偏壓狀態降低負載150的劣化，而也可以改善劣化的負載150的特性。
此外，為了更確實地進行之後進行的Vth取得，較佳為將Vsig設定為滿足公式2。
[公式2]Vsig>Vth+V2
在此，在圖2A的情況下，還進行Vsig取得工作。Vsig取得工作是指對電容元件121寫入對應於Vsig的電壓的工作。藉由使開關113處於截止狀態且使開關111和開關112處於導通狀態，對電容元件121供應Vsig和V1之間的電位差。在本實施方式中，V1=0V，因此對電容元件121供應Vsig的電壓。
Vsig是與從VsigH到VsigL的亮度資料對應的電位。在本實施方式中，對節點141及節點143供應對應於亮度資料的從5V到0V的電位作為Vsig。此外，將V1、V2、V3分別設定為0V、-3V、2V，且對節點142供應0V，對節點144供應-3V，對與佈線132連接的負載150的陰極供應2V。此外，較佳為考慮Vth及VEL的變動(偏差)決定V2及Vsig。
此外，當不進行Vsig取得工作時，也可以使開關112及開關113處於截止狀態。此時，節點142處於浮動狀態。或者，此時，也可以使開關112截止且使開關113導通。
此外，如圖2B所示那樣，也可以在期間202中進行Vsig取得工作。當在期間202中進行Vsig取得工作時，只要在期間201中開關112處於截止狀態，可以使開關113處於導通狀態來防止在電容元件121中積蓄電荷。就是說，在期間201中既可以對電容元件121寫入影像信 號，又可以對電容元件121不寫入影像信號。換言之，也可以在期間201中不完全對電容元件121供應影像信號，而在期間201中到中途對電容元件121供應影像信號且在期間202中結束寫入工作。就是說，也可以使用期間201和期間202的兩者期間完成Vsig取得工作。
接著，在期間202中，進行電晶體101的Vth取得工作(參照圖4B、圖7B)。Vth取得工作是指對電容元件122寫入對應於Vth的電壓的工作。此外，寫入到電容元件122中的電壓也可以不是與電晶體101的Vth完全相同的電壓。
首先，在期間201結束之後，使開關115處於截止狀態。藉由使開關115處於截止狀態，節點144處於浮動狀態。但是，在期間201中，電晶體101處於導通狀態，因此電流經過電晶體101從佈線131到節點144流過。
當節點144處於浮動狀態時電流經過電晶體101到節點144流過，則根據流過的電流量節點144的電位上升。而且，當節點143與節點144之間的電位差(Vgs)等於Vth時，電晶體101處於截止狀態，而節點144的電位上升停止。或者，Vgs越靠近Vth，流過電晶體101的電流越小，而節點144的電位上升變緩。因此，節點144的電位上升到Vsig-Vth的電位或者近於Vsig-Vth的電位。而且，此時的Vgs積蓄在電容元件122中。就是說，相當於電晶體101的Vth的電位寫入到電容元件122中。
此外，有時到Vgs等於電晶體101的臨界電壓Vth為 止需要非常長時間。因此，在很多情況下，在Vgs完全降低到臨界電壓Vth之前開始驅動。就是說，在本實施方式中電晶體101是n通道型電晶體，因此在很多情況下，在Vgs呈現比臨界電壓Vth稍微高的值的狀態下結束期間202。此外，當將p通道型電晶體用於電晶體101時，在很多情況下，在Vgs呈現比臨界電壓Vth稍微低的值的狀態下結束期間202。換言之，在期間202結束時的點上，Vgs成為對應於電晶體101的Vth的大小的電壓。
此外，節點144的電位上升到電晶體101處於截止狀態為止。因此，節點144的電位也可以比節點141的電位高。因此，不管電晶體101的臨界電壓Vth是正值(常截止型或增強型電晶體)還是負值(常導通型或空乏型電晶體)都可以取得電晶體101的臨界電壓。或者，即使在因電晶體的劣化而電晶體101從常截止型變為常導通型的情況下，也可以經常取得電晶體101的臨界電壓。
此外，到Vgs等於電晶體101的臨界電壓Vth的時間(到節點144的電位上升而電晶體101處於截止狀態的時間)根據電晶體101的遷移率而不同。就是說，遷移率較高的電晶體101可以以比遷移率較低的電晶體101短的時間使Vgs等於臨界電壓Vth，另一方面，遷移率較低的電晶體101需要比遷移率較高的電晶體101長的時間。因此，藉由以相同時間使遷移率較高的電晶體101和遷移率較低的電晶體101進行放電，可以使前者的情況下的Vgs較小，而可以使後者的情況下的Vgs較大。就是說，藉由 適當地設定放電的時間，可以取得其遷移率的偏差被校正的Vgs，因此可以降低遷移率的偏差所導致的亮度偏差。明確地說，在Vgs成為與遷移率較高的電晶體101的臨界電壓Vth相當的電壓之前，結束期間202即可。
此外，當節點144的電位上升時，如果節點144與佈線132之間的電位差比VEL大，則電流流過負載150而有時節點143與節點144之間的電位差不成為Vth。因此，較佳為將Vsig設定為滿足公式3的關係。注意，本發明的實施方式之一不侷限於此。
在本實施方式中，因為採用Vsig=5V至0V、VEL=1V、V3=2V、Vth=2V的關係，因此滿足了公式3的關係。
此外，在期間202中，開關112可以處於導通狀態，也可以處於截止狀態，還可以中途改變其狀態。如圖2B的流程圖所示那樣，當在期間202中取得Vsig時，在期間202中使開關113處於截止狀態，而使開關111和開關112處於導通狀態即可。當在期間201中取得Vsig時，也可以在期間202中使開關112處於截止狀態，而使節點142處於浮動狀態。就是說，在期間201和期間202中的一個或兩個期間中，對電容元件121寫入Vsig即可。當在兩個期間中寫入Vsig時，可以以較長的時間輸入信號，因此可以更正確地輸入信號。
接著，在期間203中，使開關111至開關115處於截止狀態，進行所取得的Vsig和Vth的保持工作(參照圖5A、圖7C)。此時，在電容元件121中保持Vsig-V1的電壓，並且在電容元件122中保持對應於Vth的大小的電壓。此時，Vsig-V1較佳為0V以上。由此，可以在期間205中，從電晶體101對負載150供應電流。但是，當顯示黑色時，為了進一步減少電晶體101的關態電流，有時使Vsig-V1成為負電壓。由此，可以進一步降低顯示黑色時的亮度，因此可以提高對比度。
在期間203中，節點141至節點144處於浮動狀態，因此即使佈線133至佈線135的電位變動，也可以保持寫入到電容元件121及電容元件122中的電壓。
此外，也可以在期間203中，使開關115處於導通狀態。由此，可以降低負載150亂發光。
此外，在期間203中，佈線133和節點141不導通。因此，當佈線133連接於其他像素電路100時，也可以在其他像素電路100中開始期間201。就是說，也可以使其他像素電路100中的開關111處於導通狀態。藉由上述步驟，即使當佈線133連接於多個像素電路100時，也可以對各像素電路100分配充分的期間，由此可以正確地取得信號。
在本實施方式中，在電容元件121中保持5V至0V，並且在電容元件122中保持2V。
此外，也可以不設置期間203而在期間202之後設置 期間204。
接著，在期間204中進行算出電容元件121的電壓和電容元件122的電壓的總計的工作。該總計電壓相當於電晶體101的Vgs。在期間204中，使開關111、開關112和開關114處於截止狀態，而使開關113和開關115處於導通狀態。於是，電容元件121和電容元件122串聯連接，而對電晶體101的閘極和源極之間施加保持在電容元件121和電容元件122中的電壓的總和(參照圖5B、圖7D)。
在本實施方式中，獨立取得Vsig和Vth，然後進行將該兩種電壓加在一起的工作。就是說，不同時進行Vth取得工作、Vsig取得工作和算出Vth和Vsig的總計的工作。
此時，較佳先使開關111、開關112和開關114處於截止狀態，然後開關113和開關115處於導通狀態。這是因為如下緣故：例如，如果開關112和開關113同時處於導通狀態，則有節點143被供應V1而導致保持在電容元件122中的電壓變動的憂慮。
此外，當在期間204中使開關113處於導通狀態時，電容元件121的電壓和電容元件122的電壓被加在一起，而電晶體101處於導通狀態，電流流過。此外，藉由使開關115處於導通狀態，節點144的電位固定為V2。因此，上述電流不向負載150的方向流過而經過開關115流過佈線135，因此負載150不發光。
開關113導通的那一瞬間的節點141的電位可以表示為2×Vsig-V1。此外，節點141與節點144之間的電位差相當於Vgs並可以表示為Vgs=Vsig-V1+Vth。在本實施方式中，將V1設定為0V，因此可以表示為Vgs=Vsig+Vth。
接著，當在期間205中使開關115處於截止狀態時，對應於該Vgs的電流流過電晶體101和負載150，並且根據所流過的電流值節點144的電位上升，負載150(在本實施方式中，是發光元件)發光(參照圖6、圖8)。
此外，當在期間204中使開關115處於截止狀態時，在剛期間204之後或者在幾乎同時期間205開始並進行影像顯示工作。
此外，因為節點141至節點143處於浮動狀態，所以伴隨節點144的電位的上升節點141至節點143的電位也上升。就是說，伴隨電晶體101的源極電位的上升電晶體101的閘極電位也上升，因此電晶體101的Vgs沒有變化。就是說，進行自舉工作。
當使用本實施方式所公開的結構時，即使因劣化等而電晶體101的Vth變化，也可以將對應於所變化的Vth的電壓保持在電容元件122中。就是說，即使電晶體101的Vth變化，也可以對負載150正確地供應對應於Vsig的電流。
此外，即使在多個像素電路100中，各像素電路100所具有的電晶體101的Vth發生偏差時，可以看作實際上 各像素電路100所具有的電晶體101的Vth沒有偏差。由此，藉由對顯示裝置應用本實施方式所公開的結構，可以實現顯示品質良好的顯示裝置。
此外，也可以將電晶體101的Vth和Vsig分別寫入到不同的電容元件中，然後可以將這兩個電壓加在一起並供應該總計電壓作為電晶體101的Vgs。由此，當取得各電壓時，可以使每個工作正確結束，因此可以防止信號波形的畸變所導致的電位的變動。藉由對顯示裝置應用本實施方式所公開的結構，可以實現顯示品質良好的顯示裝置。
此外，根據本實施方式所公開的結構，在取得Vth和Vsig之後可以保持它們，因此可以有時間裕度而開始對負載150的電流流過。因此，可以減小週邊驅動電路的負載而降低耗電量。
此外，在期間205中，當在飽和區域中使電晶體101工作時，可以以公式4表示流過負載150的電流I。
此外，在期間205中，當在線性區域中使電晶體101工作時，可以以公式5表示流過負載150的電流I。
在此，W表示電晶體101的通道寬度，L表示通道長度，μ表示遷移率，Cox表示積蓄容量，Vds表示汲極和源極之間的電壓。
根據公式4及公式5可知，不管電晶體101的工作區域是飽和區域還是線性區域，流過負載150的電流都不依賴於電晶體101的Vth。因此，可以抑制起因於電晶體101的Vth偏差的電流I偏差，對負載150供應對應於亮度資料的電流值。
由此，可以抑制起因於電晶體101的Vth的偏差的負載150的亮度偏差。
而且，當在飽和區域中使電晶體101工作時，也可以抑制起因於負載150的劣化或特性偏差的亮度偏差。當負載150劣化時，負載150的VEL或電壓電流特性變動，因此節點144的電位也變動。就是說，電晶體101的源極的電位變動。此時，電晶體101的閘極連接到節點141，並且電晶體101的閘極處於浮動狀態。因此，隨著源極電位的變動，電晶體101的閘極電位也變動與源極電位相同的電位量。因此，即使VEL有變化，電晶體101的Vgs也沒有變化，而即使負載150劣化，也沒有對流過電晶體101及負載150的電流的影響。此外，從公式4中可知，流過負載150的電流I不依賴於源極電位或汲極電位。
因此，當在飽和區域中使電晶體101工作時，可以抑制起因於電晶體101及負載150的特性的劣化或偏差的流過電晶體101的電流偏差。
注意，當在飽和區域中使電晶體101工作時，通道長度L越短，在顯著增大汲極電壓時由於屈服現象而大量的電流越容易流過。
此外，當將汲極電壓增大為比夾斷電壓多時，夾中斷點轉移到源極一側且實質上被用作通道的實效通道長度減少。由此，電流值增多。將該現象稱為通道長度調變、扭結效應等。此外，夾中斷點是指隨著通道消滅而閘極下的通道的厚度成為0的邊界部分，並且夾斷電壓是指夾中斷點成為汲極端時的電壓。該現象也通道長度L越短越容易發生。
由此，當在飽和區域中使電晶體101工作時，相對於Vds的電流I較佳為近於恆定。因此，電晶體101的通道長度L較佳長。例如，電晶體的通道長度L較佳比通道寬度W長。此外，通道長度L較佳為10μm以上且50μm以下，更佳為15μm以上且40μm以下。或者，較佳為與像素電路100所具有的其他電晶體(例如，開關111至開關115使用電晶體構成的情況)或電路181至電路185所具有的電晶體相比，電晶體101的通道長度L較長。注意，電晶體101的通道長度L及通道寬度W不侷限於此。
此外，在通道形成區域中，使用氧化物半導體形成的電晶體的少數載流子的個數非常少，因此不容易發生夾斷現象。由此，藉由作為電晶體101使用如其通道形成區域具有氧化物半導體那樣的電晶體，可以進一步降低負載150的劣化所帶來的影響。
如上所述，可以抑制起因於電晶體的Vth偏差的電流值的偏差，因此，在本發明中對由電晶體控制的電流的供應目的地沒有特別的限制。因此，作為負載150，可以典型地應用EL元件(有機EL元件、無機EL元件或包含有機物及無機物的EL元件)。此外，也可以使用電子發射元件、液晶元件、電子墨水等。
另外，電晶體101只要具有控制對負載150供應的電流或電壓的功能即可，因此對電晶體的種類沒有限制而可以使用各種各樣的電晶體。例如，可以將如下電晶體應用於電晶體101：使用結晶性半導體膜的薄膜電晶體(TFT)、使用以非晶矽或多晶矽代表的非單晶半導體膜的薄膜電晶體、使用半導體基板或SOI基板形成的電晶體、MOS型電晶體、接合型電晶體、雙極電晶體、使用GaAs或CdTe等化合物半導體的電晶體、使用ZnO或InGaZnO等氧化物半導體的電晶體、使用有機半導體或碳奈米管的電晶體或者其他電晶體。
此外，藉由將產生在像素電路100中的寄生電容或電晶體101的閘極電容用作電容元件121及電容元件122，可以省略電容元件121及電容元件122。本實施方式所公開的像素結構只是一個例子而已，只要在本發明的技術思想的範圍內，就可以省略電晶體101、負載150、開關111、開關112、開關113、開關114、開關115、電容元件121和電容元件122中的一個或多個，也可以改變上述結構的連接。此外，也可以對上述結構的一部分或全部還 追加其他元件或佈線。
因此，可以將本發明的一個方式換稱為如下半導體裝置：具有或沒有電晶體101、具有或沒有負載150、具有或沒有開關111、具有或沒有開關112、具有或沒有開關113、具有或沒有開關114、具有或沒有開關115、具有或沒有電容元件121、具有或沒有電容元件122的半導體裝置。
此外，作為像素電路100的工作例子使用期間201至期間205進行說明，但是本實施方式所公開的工作例子只是一個例子而已，只要在本發明的技術思想的範圍內，就可以省略期間201至期間205中的一個或多個，也可以改變各期間的順序或追加新期間。此外，也可以對期間201至期間205的一部分或全部之內追加在本實施方式中沒有公開的工作。
因此，可以將本發明的一個方式換稱為如下半導體裝置的驅動方法：有或沒有期間201、有或沒有期間202、有或沒有期間203、有或沒有期間204、有或沒有期間205的半導體裝置的驅動方法。
此外，在上述說明中使用的公式只是用來說明工作條件的一個例子而已。因此，在本發明的一個方式中，當然既可以使用上述公式，又可以不使用上述公式。
此外，作為像素電路100可以使用圖9至圖14所示的結構。在這些電路中，也可以取得電晶體101的Vth。
圖9所示的像素電路100具有如下結構：在圖1所示 的像素電路100的節點141和節點145之間設置開關171，並且在節點144和佈線132之間設置電容元件123的結構。藉由以下步驟，可以進行圖9所示的像素電路100中的Vth取得。首先，作為初始化工作，在使開關111及開關113處於截止狀態之後使開關171、開關114及開關115處於導通狀態。此外，當開關113處於截止狀態時，開關112可以處於截止狀態或導通狀態。但是，當開關113處於導通狀態時，較佳為使開關112處於截止狀態。另外，雖然開關113也可以處於導通狀態，但是因為當開關113處於導通狀態時電容元件121的電荷被釋放，因此當希望防止電荷的釋放時較佳為使開關113處於截止狀態。於是，節點141和節點145的電位成為VDD，節點144的電位成為V2。此時，電晶體101處於導通狀態，因此電流流過節點145與節點144之間，但是節點144的電位保持V2，而電流不流過負載150。接著，作為Vth取得工作，使開關115處於截止狀態。於是，節點144的電位上升到節點141與節點144之間的電位差成為相當於Vth的電壓為止。然後，藉由使開關114處於截止狀態，在電容元件122中保持相當於Vth的電壓。此外，較佳為在Vth取得工作結束之後，使開關171處於截止狀態。
此外，在圖9所示的像素電路100中，也可以在期間204中將電容元件121的電壓和電容元件122的電壓加在一起之後，設置使開關111、開關112及開關114處於截 止狀態且使開關113及開關171處於導通狀態的期間2041(未圖示)。此外，在期間2041中，開關115既可以處於導通狀態，又可以處於截止狀態。
在期間2041中，根據期間2041的長度電晶體101的閘極和源極之間的電壓減少dVx。dVx是指對應於期間2041的長度和電晶體的遷移率等電特性而變化的電位的變化量。
藉由將期間2041的長度設定為適當的長度且將電晶體101的閘極和源極之間的電壓設定為所希望的值，可以減輕像素之間的電晶體101的遷移率偏差，而抑制電晶體101的遷移率偏差所導致的顯示品質的降低。此外，藉由調整電容元件123的電容值，可以使dVx變化。此外，在圖9中，雖然使電容元件123的一個端子連接到佈線132，但是電容元件123的一個端子的連接關係不侷限於此。電容元件123的一個端子至少連接到在期間2041中被供應任意的固定電位的佈線，即可。例如，使電容元件123的一個端子既可以連接到佈線134或佈線135，又可以連接到未圖示的被供應共同電位的佈線。
此外，電容元件123也可以設置在具有圖9以外的結構的像素電路100中。此外，在具有圖9以外的結構的像素電路100中，也可以適用期間2041來減輕電晶體101的遷移率偏差。
此外，即使在不適用期間2041的情況下，也可以在像素電路100中設置電容元件123。此外，也可以不設置 電容元件123而適用期間2041。
圖10所示的像素電路100具有對圖1所示的像素電路100的節點141連接開關171的一個端子的結構。此外，開關171的另一個端子連接到電路186。電路186可以採用與電路181至電路185相同的結構。電路186藉由開關171對節點141供應使電晶體101處於導通狀態的電位。可以以與圖9所示的像素電路100中的Vth取得工作同樣的方式進行圖10所示的像素電路100中的Vth取得工作。此外，在此情況下，藉由使用電路186可以控制開關171處於導通狀態時的電晶體101的閘極電位的大小。因此，藉由降低電晶體101的閘極電位，可以當進行Vth取得工作時，以電位不成為過高的方式調節節點141的電位。因為節點141的電位不成為過高，所以電流不容易流過負載150。或者，因為可以控制電晶體101的閘極電位的大小，所以即使電晶體101是常導通(空乏型)的電晶體也可以正常取得Vth。
圖11所示的像素電路100具有在圖9所示的像素電路100的節點145與佈線131之間設置開關172的結構。藉由以下步驟，可以進行圖11所示的像素電路100中的Vth取得。首先，作為初始化工作，在使開關111及開關113處於截止狀態之後使開關171、開關172、開關114及開關115處於導通狀態。此外，當開關113處於截止狀態時，開關112可以處於截止狀態或導通狀態。但是，當開關113處於導通狀態時，較佳為使開關112處於截止狀 態。此外，雖然開關113也可以處於導通狀態，但是因為當開關113處於導通狀態時電容元件121的電荷被釋放，因此當希望防止電荷的釋放時較佳為使開關113處於截止狀態。於是，節點141和節點145的電位成為VDD，節點144的電位成為V2。此時，電晶體101處於導通狀態，因此電流流過節點145與節點144之間，但是節點144的電位保持V2，而電流不流過負載150。接著，作為Vth取得工作，使開關172處於截止狀態。於是，在初始化工作時積蓄在電容元件122中的電荷轉移，由此節點145的電位降低到節點141與節點144之間的電位差成為相當於Vth的電壓。然後，藉由使開關114處於截止狀態，在電容元件122中保持相當於Vth的電壓為止。此外，較佳為在Vth取得工作結束之後，使開關171處於截止狀態。此外，在Vth取得工作中，開關115也可以處於導通狀態或截止狀態。但是，當開關115處於導通狀態時，節點144的電位穩定，所以是較佳的。
圖12所示的像素電路100具有在圖9所示的像素電路100中的節點144與負載150之間設置開關174的結構。可以以與圖9所示的像素電路100中的Vth取得工作同樣的方式進行圖12所示的像素電路100中的Vth取得工作。此外，藉由在初始化工作及Vth取得工作中使開關174處於截止狀態，即使不滿足上述公式1的條件也可以使不必要的電流不流過負載150，因此可以提高適用於像素電路100的電位設定的自由度。
圖13所示的像素電路100具有在圖1所示的像素電路100中的節點144與負載150之間設置開關174的結構。可以以與圖1所示的像素電路100中的Vth取得工作同樣的方式進行圖13所示的像素電路100中的Vth取得工作。此外，藉由在初始化工作及Vth取得工作中使開關174處於截止狀態，即使不滿足上述公式1的條件也可以使不必要的電流不流過負載150，因此可以提高適用於像素電路100的電位設定的自由度。此外，藉由使開關174處於截止狀態，可以防止電流流過電晶體101和負載150。因此，當設置電流不流過負載150的期間時，藉由控制開關174來可以實現該期間。
圖14所示的像素電路100具有從圖13所示的像素電路100去除開關115的結構。除了沒有開關115的工作這一點以外，可以以與圖1所示的像素電路100中的Vth取得工作同樣的方式進行圖14所示的像素電路100中的Vth取得工作。藉由在Vth取得工作中使開關174處於截止狀態，可以實現在圖14所示的像素電路100中的Vth取得。此外，在Vth取得工作以外的工作期間中，使開關174處於導通狀態，因此在初始化工作中節點144和佈線132導通，而電流流過負載150。就是說，在將發光元件用作負載150時，在初始化工作中負載150發光，但是在非常短時間內完成初始化工作，因此在實質上不產生顯示品質的降低。
此外，在圖9至圖14所示的像素電路100中，在進 行初始化工作及Vth取得工作的情況下，當開關113處於截止狀態時，開關112也可以處於導通狀態或截止狀態。此外，在圖9至圖14所示的像素電路100中，在初始化工作及Vth取得工作以外的工作期間中進行Vsig的取得，因此也可以不滿足上述公式2的條件。因此，可以提高適用於像素電路100的電位設定的自由度。此外，當開關111處於截止狀態時進行初始化工作及Vth取得工作，因此可以進行初始化工作及Vth取得工作而與佈線133的電位狀態無關。因此，可以充分確保初始化工作及Vth取得工作的期間長度。此外，在圖12至圖14所示的像素電路100中，藉由在節點144與負載150之間設置開關174，不需要考慮上述公式3的條件。因此，可以提高適用於像素電路100的電位設定的自由度。
此外，在本實施方式中，說明了將n通道型電晶體用於電晶體101的情況，但是也可以將p通道型電晶體用於電晶體101。圖15示出將p通道型電晶體用於電晶體101時的像素電路的一個例子。當將p通道型電晶體用於電晶體101時，將供應給佈線131的電位設定為低於V2或V3的電位，例如電位VSS(以下，也簡單地稱為“VSS”)。此外，在負載150所具有的電極中，連接到佈線132的電極用作陽極，而連接到節點144的電極用作陰極。此外，藉由將公式1至公式3中的不等號的方向逆轉，可以將公式1至公式3適於圖15所公開的結構例子。
此外，也可以將p通道型電晶體用於開關111至開關115，而將n通道型電晶體用於電晶體101。此外，也可以以具有彼此不同的導電型的方式設置構成像素電路100的各開關。例如，也可以使用p通道型電晶體形成開關111，使用n通道型電晶體形成開關112，使用p通道型電晶體形成開關113，使用n通道型電晶體形成開關114，而且使用p通道型電晶體形成開關115。
圖16示出圖1所示的像素電路100的配置例。在圖16中，像素電路100(R)相當於對應於紅色(R)的像素，像素電路100(G)相當於對應於綠色(G)的像素，並且像素電路100(B)相當於對應於藍色(B)的像素。在本發明的一個方式中，也可以在像素電路100(R)所具有的電晶體101(R)、像素電路100(G)所具有的電晶體101(G)和像素電路100(B)所具有的電晶體101(B)中的至少一個中，其通道寬度和通道長度的比例與其他的比例不同。藉由採用上述結構，將供應到像素電路100(R)所具有的負載150(R)、供應到像素電路100(G)所具有的負載150(G)和供應到像素電路100(B)所具有的負載150(B)的每一個的電流設定為不同的值。作為負載150(R)、負載150(G)和負載150(B)，可以使用對應於各色調的發光元件。
此外，像素電路100(R)連接到佈線131(R)、佈線132(R)、佈線133(R)、佈線134(R)和佈線135(R)，像素電路100(G)連接到佈線131(G)、佈線 132(G)、佈線133(G)、佈線134(G)和佈線135(G)，並且像素電路100(B)連接到佈線131(B)、佈線132(B)、佈線133(B)、佈線134(B)和佈線135(B)。
此外，圖17A示出與圖16不同的配置例。圖17A示出作為在圖16中與各個像素連接的佈線131(R)、佈線131(G)和佈線131(B)使用共同佈線131的例子。佈線131配置為與佈線133(R)、佈線133(G)、佈線133(B)交叉。
此外，圖17A示出作為在圖16中與各個像素連接的佈線135(R)、佈線135(G)和佈線135(B)使用共同佈線135的例子。此外，圖17A示出作為在圖16中與各個像素連接的佈線132(R)、佈線132(G)和佈線132(B)使用共同佈線132的例子。此外，圖17A示出作為在圖16中與各個像素連接的佈線134(R)、佈線134(G)和佈線134(B)使用共同佈線134的例子。
藉由使用在圖17A中例示出的結構，由於縮減佈線，可以縮減設置像素的區域中的佈線所占的面積。因此，可以容易實現高精細化，而可以實現顯示品質良好的顯示裝置。此外，也可以容易實現半導體裝置的積體化。此外，由於縮減佈線而可以縮減週邊電路，因此可以縮減構成顯示裝置的部件數，並且可以提高顯示裝置的產生性和可靠性。
此外，在圖17B中，示出省略在圖17A中示出的連 接到像素電路100的佈線134以及佈線135，而將連接到佈線134以及佈線135的端子連接到佈線132的結構例子。藉由使用在圖17B中例示出的結構，可以進一步縮減設置像素的區域中的佈線所占的面積。
此外，在圖16及在圖17A和圖17B中示出的佈線131至佈線135的一部分或全部既可以交叉配置，又可以並行配置。
另外，作為圖1的開關111、開關112、開關113、開關114及開關115例如可以使用電晶體。作為一個例子，圖18示出作為開關111、開關112、開關113、開關114及開關115使用n通道型電晶體的情況的電路圖。注意，使用同一元件符號表示與圖1的結構相同的部分，省略其說明。如圖18所示，藉由使用具有同一極性的電晶體作為所有的電晶體，可以以較少的製程數製造半導體裝置，來可以減少製造成本。此外，作為開關111、開關112、開關113、開關114和開關115中的至少一個可以應用p通道型電晶體。
在圖18中，電晶體111T相當於開關111。電晶體112T相當於開關112。電晶體113T相當於開關113。電晶體114T相當於開關114。電晶體115T相當於開關115。
電晶體111T的閘極與佈線161連接，第一端子與佈線133連接，第二端子與節點141連接。因此，當佈線161的電位為H位準時電晶體111T處於導通狀態，當佈 線161的電位為L位準時，電晶體111T處於非導通狀態。
此外，電晶體112T的閘極與佈線162連接，第一端子與佈線134連接，第二端子與節點142連接。因此，當佈線162的電位為H位準時電晶體112T處於導通狀態，當佈線162的電位為L位準時電晶體112T處於非導通狀態。
此外，電晶體113T的閘極與佈線163連接，第一端子與節點142連接，第二端子與節點143連接。因此，當佈線163的電位為H位準時電晶體113T處於導通狀態，當佈線163的電位為L位準時電晶體113T處於非導通狀態。
此外，電晶體114T的閘極與佈線164連接，第一端子與節點141連接，第二端子與節點143連接。因此，當佈線164的電位為H位準時電晶體114T處於導通狀態，當佈線164的電位為L位準時電晶體114T處於非導通狀態。
此外，電晶體115T的閘極與佈線165連接，第一端子與佈線135連接，第二端子與節點144連接。因此，當佈線165的電位為H位準時電晶體115T處於導通狀態，當佈線165的電位為L位準時電晶體115T處於非導通狀態。
另外，作為一個例子，佈線161與電路186A連接，佈線162與電路186B連接，佈線163與電路186C連 接，佈線164與電路186D連接，佈線165與電路186E連接。電路186A至電路186E例如至少具有供應H位準或L位準的信號的功能。此外，電路186A至電路186E既可以是獨立的電路，又可以將幾個電路組合為一個電路。作為電路186A至電路186E的例子，有閘極驅動器(掃描線驅動電路)等。因此，佈線161具有能夠傳送H位準或L位準的信號的功能或能夠供應H位準或L位準的信號的功能。或者，佈線161具有能夠控制開關111或電晶體111T的導通狀態的功能。佈線162具有能夠控制開關112或電晶體112T的導通狀態的功能。佈線163具有能夠控制開關113或電晶體113T的導通狀態的功能。佈線164具有能夠控制開關114或電晶體114T的導通狀態的功能。佈線165具有能夠控制開關115或電晶體115T的導通狀態的功能。
另外，佈線161、佈線162、佈線163、佈線164、佈線165分別可以是獨立的佈線。注意，本發明的實施方式的一個方式不侷限於此，可以將多個佈線組合為一個佈線。由此，可以用較少的佈線構成電路。
此外，電晶體101當電流流過時在很多情況下在飽和區域中進行工作。因此，較佳為使電晶體101的通道長度或閘極長度比電晶體111T、電晶體112T、電晶體113T、電晶體114T、電晶體115T長。藉由使通道長度或閘極長度長，飽和區域中的特性為平坦，從而可以降低扭結效應(kink effect)。注意，本發明的實施方式的一個方式不 侷限於此。
此外，電晶體101當電流流過時在很多情況下在飽和區域中進行工作。因此，較佳為使電晶體101的通道寬度或閘極寬度比電晶體111T、電晶體112T、電晶體113T、電晶體114T、電晶體115T中的任一個或全部寬。藉由使通道寬度或閘極寬度寬，即使在飽和區域中電晶體101工作時也可以使較多電流流過。注意，本發明的實施方式的一個方式不侷限於此，電晶體101的通道寬度或閘極寬度既可以與電晶體111T、電晶體112T、電晶體113T、電晶體114T、電晶體115T中的任一個或全部相同，又可以比電晶體111T、電晶體112T、電晶體113T、電晶體114T、電晶體115T中的任一個或全部短。
此外，圖19的塊圖示出應用圖18所示的像素電路100的顯示裝置的結構例子。
顯示裝置例如具有信號線驅動電路301、掃描線驅動電路302A、掃描線驅動電路302B、掃描線驅動電路302C、掃描線驅動電路302D、掃描線驅動電路302E、電位供應電路303、電位供應電路304、電位供應電路305、電位供應電路306及像素區域310。在像素區域310中設置有從信號線驅動電路301在列方向上延伸配置的多個信號線S1至Sn。此外，在像素區域310中設置有從掃描線驅動電路302A在行方向上延伸配置的掃描線Ga1至Gam。此外，在像素區域310中設置有從掃描線驅動電路302B在行方向上延伸配置的多個掃描線Gb1至Gbm。此 外，在像素區域310中設置有從掃描線驅動電路302C在行方向上延伸配置的多個掃描線Gc1至Gcm。此外，在像素區域310中設置有從掃描線驅動電路302D在行方向上延伸配置的多個掃描線Gd1至Gdm。另外，在像素區域310中設置有從掃描線驅動電路302E在行方向上延伸配置的多個掃描線Ge1至Gem。
此外，在像素區域310中設置有從電位供應電路303在列方向上延伸配置的多個佈線Ba1至Ban。此外，在像素區域310中設置有從電位供應電路304在列方向上延伸配置的多個佈線Bb1至Bbn。此外，在像素區域310中設置有從電位供應電路305在列方向上延伸配置的多個佈線P1至Pn。此外，在像素區域310中設置有從電位供應電路306在列方向上延伸配置的多個佈線L1至Ln。
另外，在像素區域310中設置有配置為矩陣狀的多個像素電路100。各像素電路100分別與信號線Sj(信號線S1至Sn中的任一個)、掃描線Gai(掃描線Ga1至Gam中的任一個)、掃描線Gbi(掃描線Gb1至Gbm中的任一個)、掃描線Gci(掃描線Gc1至Gcm中的任一個)、掃描線Gdi(掃描線Gd1至Gdm中的任一個)、掃描線Gei(掃描線Ge1至Gem中的任一個)、佈線Baj(佈線Ba1至Ban)中的任一個)、佈線Bbj(佈線Bb1至Bbn)中的任一個)、佈線Lj(佈線L1至Ln中的任一個)、佈線Pj(佈線P1至Pn)中的任一個)以及佈線Lj(佈線L1至Ln)中的任一個)。
此外，掃描線Gai相當於圖18的佈線161。掃描線Gbj相當於圖18的佈線162。掃描線Gcj相當於圖18的佈線163。掃描線Gdj相當於圖18的佈線164。掃描線Gej相當於圖18的佈線165。信號線Sj相當於圖18的佈線133。佈線Pj相當於圖18的佈線131。佈線Lj相當於圖18的佈線132。
另外，將左右相鄰的像素分別具有的佈線Pj組合在一起，例如每兩個像素具有一個佈線，而可以減少佈線的個數。而且，將左右相鄰的像素分別具有的佈線Lj組合在一起，例如每兩個像素具有一個佈線，而減少佈線的個數。
另外，佈線Pj也可以延伸在行方向上並與掃描線Gai等平行配置。此時，將上下相鄰的像素分別具有的佈線Pj組合在一起，例如每兩個像素具有一個佈線，而減少佈線的個數。而且，佈線Lj也可以延伸在行方向上並與掃描線Gai等平行配置。此時，將上下相鄰的像素分別具有的佈線Lj組合在一起，例如每兩個像素具有一個佈線，而減少佈線的個數。
圖20示出省略圖18所示的連接到像素電路100的佈線135，並將電晶體112T的第一端子和電晶體115T的第一端子連接到佈線134的結構例子。藉由採用這種結構，由於縮減佈線135而可以縮減設置像素的區域中的佈線所占的面積。此外，因為不必要電路185，可以縮減構成顯示裝置的部件數，因此可以提高顯示裝置的產生性和可靠 性。
圖45示出省略圖18所示的連接到像素電路100的佈線162，並將電晶體112T的閘極連接到佈線161的結構例子。藉由採用這種結構，由於縮減佈線162而可以縮減設置像素的區域中的佈線所占的面積。此外，因為不必要電路186B，可以縮減構成顯示裝置的部件數，因此可以提高顯示裝置的產生性和可靠性。
圖46示出將p通道型電晶體用於圖18所示的像素電路100所具的電晶體114T，省略連接到像素電路100的佈線164，並將電晶體114T的閘極連接到佈線163的結構例子。藉由採用這種結構，由於縮減佈線164而可以縮減設置像素的區域中的佈線所占的面積。此外，因為不必要電路186D，可以縮減構成顯示裝置的部件數，因此可以提高顯示裝置的產生性和可靠性。
圖47示出將p通道型電晶體用於圖18所示的像素電路100所具有的電晶體111T、電晶體112T、電晶體113T，省略連接到像素電路100的佈線162、佈線164，並將電晶體112T的閘極連接到佈線161且將電晶體114T的閘極連接到佈線163的結構例子。藉由採用這種結構，由於縮減佈線162、佈線164而可以縮減設置像素的區域中的佈線所占的面積。此外，因為不必要電路186B、電路186D，可以縮減構成顯示裝置的部件數，因此可以提高顯示裝置的產生性和可靠性。
圖48示出省略圖18所示的連接到像素電路100的佈 線134、佈線135，並將電晶體112T的第一端子連接到節點146且將電晶體115T的第一端子連接到節點147的結構例子。此外，節點146、節點147連接到控制與該像素電路100連接的行不同的行的電晶體的導通的佈線161至佈線165中的任一個。藉由採用這種結構，由於縮減佈線134、佈線135而可以縮減設置像素的區域中的佈線所占的面積。此外，因為不必要電路184、電路185，可以縮減構成顯示裝置的部件數，因此可以提高顯示裝置的產生性和可靠性。
圖49示出將n通道型電晶體用於圖9所示的像素電路100的開關171的情況的結構例子。此外，省略與使用其他圖式說明的結構共同的結構的說明。在圖49中，電晶體171T相當於圖9中的開關171。電晶體171T的閘極與佈線166連接，電晶體171T的源極和汲極中的一方與節點141連接，並且電晶體171T的源極和汲極中的另一方與節點145連接。此外，佈線166與電路186F連接。電路186F具有與電路186A至電路186E相同的功能。例如，電路186F具有對佈線166至少供應H位準或L位準的信號的功能。此外，佈線166具有能夠控制開關171或電晶體171T的導通狀態的功能。
圖50示出省略圖49所示的連接到像素電路100的佈線166，並將像素電路100所具有的電晶體171T的閘極連接到佈線164的結構例子。藉由採用這種結構，由於縮減佈線166而可以縮減設置像素的區域中的佈線所占的面 積。此外，藉由不使用電路186F可以縮減構成顯示裝置的部件數，因此可以提高顯示裝置的產生性和可靠性。此外，也可以使電晶體171T的閘極連接到前一行的佈線161或佈線162。
圖51示出將圖49所示的像素電路100所具有的電晶體171T的源極和汲極中的另一方連接到電路187的結構例子。作為電路187的例子，有電源電路、放大電路等。此外，電路187不侷限於只輸出固定的電位的電路，也可以使用輸出不固定的電路，例如輸出脈衝信號的電路。作為此時的電路187的一個例子，有數碼電路、移位暫存器電路、掃描線驅動電路等。
圖52示出將n通道型電晶體用於圖11所示的像素電路100的開關172的情況的結構例子。此外，省略與使用其他圖式說明的結構共同的結構的說明。在圖52中，電晶體172T相當於圖11中的開關172。電晶體172T的閘極與佈線167連接，電晶體172T的源極和汲極中的一方與節點145連接，並且電晶體172T的源極和汲極中的另一方與佈線131連接。此外，佈線167與電路186G連接。電路186G具有與電路186A至電路186F相同的功能。例如，電路186G具有對佈線167至少供應H位準或L位準的信號的功能。此外，佈線167具有能夠控制開關172或電晶體172T的導通狀態的功能。
圖53示出將n通道型電晶體用於圖13所示的像素電路100的開關174的情況的結構例子。此外，省略與使用 其他圖式說明的結構共同的結構的說明。在圖53中，電晶體174T相當於開關174。電晶體174T的閘極與佈線166連接，電晶體174T的源極和汲極中的一方與負載150連接，電晶體174T的源極和汲極中的另一方與節點144連接。
另外，在本實施方式中，進行了校正電晶體的臨界電壓等的偏差的工作，但是本發明的一個方式不侷限於此。例如，也可以不進行校正臨界電壓的偏差的工作，而對負載150供應電流來進行工作。
本實施方式相當於對其他實施方式的一部分或整體進行改變、追加、修正、去除、應用、上位概念化或下位概念化的方式。因此，可以將本實施方式的一部分或整體自由地組合於或替換為其他實施方式的一部分或整體而實施。
實施方式2
在本實施方式中，使用圖21至圖24對將在上述方式中說明的像素電路用作電流源的結構的一個例子進行說明，該電流源用來使電流流過顯示裝置的信號線驅動電路的一部分中的負載。
圖21所示的顯示裝置51包括像素區域52、閘極線驅動電路53、信號線驅動電路54。閘極線驅動電路53對像素區域52依次輸出選擇信號。信號線驅動電路54對像素區域52依次輸出視頻信號。像素區域52具有多個像素 並藉由根據視頻信號控制光的狀態來顯示影像。從信號線驅動電路54輸入到像素區域52的視頻信號是電流。換言之，根據從信號線驅動電路54輸入的視頻信號(電流)，配置在每個像素中的顯示元件和用來控制顯示元件的元件改變它們的狀態。作為配置在像素中的顯示元件的例子，可以舉出EL元件、在FED(場致發射顯示器)中使用的元件、液晶元件、電子墨水、電泳元件、光柵光閥(GLV)等。作為使用液晶元件的顯示裝置的一個例子，有液晶顯示器(透過型液晶顯示器、半透過型液晶顯示器、反射型液晶顯示器、直觀型液晶顯示器、投射型液晶顯示器)等。作為使用電子墨水或電泳元件的顯示裝置的一個例子，有電子紙等。
注意，也可以配置多個閘極線驅動電路53和信號線驅動電路54。
信號線驅動電路54的結構可以被分成多個部分。作為一個例子，可以大致分成移位暫存器55、第一鎖存電路56(LAT1)、第二鎖存電路57(LAT2)以及數位類比轉換電路58。數位類比轉換電路58可以具有將電壓轉換為電流的功能或進行伽馬校正的功能。換言之，數位類比轉換電路58具有向像素輸出電流(視頻信號)的電路，即電流源電路，而作為該電流源電路可以適用上述實施方式所說明的像素電路。
下面，簡單地說明信號線驅動電路54的工作。藉由利用觸發電路(FF)等的多個列形成移位暫存器55，且 時脈信號(S-CLK)、起始脈衝(SP)和時脈反相信號(S-CLKb)輸入到移位暫存器55。根據這些信號順序地輸出取樣脈衝。
從移位暫存器55輸出的取樣脈衝被輸入到第一鎖存電路56(LAT1)。視頻信號VS從視頻信號線輸入到第一鎖存電路56(LAT1)，並且根據取樣脈衝輸入的時序將視頻信號保持在每列中。此外，在配置有數位類比轉換電路58的情況下，視頻信號具有數位值。此外，在這個階段的視頻信號通常為電壓。
但是，在第一鎖存電路56和第二鎖存電路57可以儲存類比值的情況下，在很多情況下可以省略數位類比轉換電路58。在此情況下，視頻信號通常為電流。而且，在輸出到像素區域52的資料具有二值，即數位值的情況下，在很多情況下可以省略數位類比轉換電路58。
當視頻信號被保持直到第一鎖存電路56(LAT1)的最後一列時，鎖存脈衝LP(Latch Pulse)在水平回描期間從鎖存控制線輸入，並且保持在第一鎖存電路56(LAT1)中的視頻信號被一次傳送到第二鎖存電路57(LAT2)。然後，保持在第二鎖存電路57(LAT2)中的一行視頻信號一次輸入到數位類比轉換電路58。然後，從數位類比轉換電路58輸出的信號輸入到像素區域52。
在保持在第二鎖存電路57(LAT2)的視頻信號輸入到數位類比轉換電路58然後輸入到像素區域52的同時，再次從移位暫存器55輸出取樣脈衝。換言之，同時進行 兩個工作。由此，可以實現線順序驅動。以後，反復上述工作。
另外，在數位類比轉換電路58所具有的電流源電路為進行設定工作和輸出工作的電路的情況下，需要用來向電流源電路提供電流的電路。在此情況下，配置有參考電流源電路59。
另外，有時信號線驅動電路或其一部分不存在於與像素區域52同一的基板上，例如使用外部IC晶片構成。在此情況下，在IC晶片與基板之間使用COG(Chip On Glass：玻璃上晶片)、TAB(Tape Automated Bonding：卷帶式自動結合)或印刷基板等連接。
注意，顯示裝置或信號線驅動電路等的結構不侷限於圖21的結構。
例如，在第一鎖存電路56和第二鎖存電路57可以儲存類比值的情況下，如圖22所示，視頻信號VS(類比電流)可以從參考電流源電路60向第一鎖存電路56(LAT1)輸入。此外，也有在圖22中不存在第二鎖存電路57的情況。
接著，對將上述實施方式所說明的像素電路用於信號線驅動電路54作為電流源時的具體結構進行說明。
首先，圖23示出應用於信號線驅動電路的電流源電路的電路結構的一個例子。圖23所示的電路190具有與在實施方式1中使用圖1說明的像素電路100的結構幾乎相同的結構。另外，使用同一元件符號表示與像素電路 100的結構相同的部分，省略其說明。圖23所示的電路190可以根據從電路183供應的電位Vsig輸出減少了電晶體101的臨界電壓的偏差的電流。
另外，根據設置在電路190與負載17之間的開關70的導通狀態或非導通狀態的控制，控制對負載17的在電路190中設定的減少了臨界電壓的偏差的電流的供應。在此情況下，例如配置多個電路190和多個開關70，根據由多個開關70控制，也可以控制在負載17中流過的電流量。
例如，如圖24所示，作為多個電路190設置電路190_1至電路190_3，此外，作為多個開關70設置開關70_1、開關70_2以及開關70_3，藉由控制開關70_1、開關70_2以及開關70_3可以切換在負載17中流過的電流量。此外，可以使用電路183以將在電路190_1、電路190_2以及電路190_3中流過的電流量設定為不同或相同的方式設定電位Vsig，而且，也可以根據開關的導通狀態控制負載17中流過的電流量。
本實施方式相當於對其他實施方式的一部分或整體進行改變、追加、修正、去除、應用、上位概念化或下位概念化的方式。因此，可以將本實施方式的一部分或整體自由地組合於或替換為其他實施方式的一部分或整體而實施。
實施方式3
在本實施方式中，使用圖25至圖34說明圖18所示的像素電路的結構例子。
圖25是對應於圖18所示的像素電路的結構的俯視圖。此外，圖26A是圖25中的雙點劃線A1-A2所示的部分的剖面圖，圖26B是圖25中的雙點劃線B1-B2所示的部分的剖面圖。
在圖25中，作為對應於圖18的結構，示出電晶體101、電晶體111T、電晶體112T、電晶體113T、電晶體114T、電晶體115T、負載150(只圖示出一個電極)、電容元件121、電容元件122、佈線109、佈線161、佈線162、佈線163、佈線164、佈線165、佈線132、佈線134以及佈線135。此外，在本實施方式中，對作為負載150使用發光元件(EL元件等)的例子進行說明。
此外，圖25所示的各結構由導電層851、半導體層852、導電層853、導電層854、導電層855、接觸孔856及接觸孔858形成。注意，在本實施方式中使用的俯視圖中，省略基板及絕緣層的記載。
導電層851具有用作閘極電極或掃描線的區域。導電層851設置在形成電晶體等的各元件的基板上。
對可以用於基板的基板沒有特別的限制，但是較佳為使用玻璃基板。作為基板的例子，可以使用半導體基板(例如，單晶基板或矽基板)、SOI基板、石英基板、塑膠基板、金屬基板、不鏽鋼基板、具有不鏽鋼箔的基板、鎢基板、具有鎢箔的基板、撓性基板、貼合薄膜、包含纖 維狀的材料的紙或者基材薄膜等。作為玻璃基板的一個例子，有鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃等。作為撓性基板的一個例子，有以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)為代表的塑膠或丙烯酸樹脂等的具有撓性的合成樹脂等。作為貼合薄膜的一個例子，有聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯、聚氯乙烯等。作為基材薄膜的一個例子，有聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、無機蒸鍍薄膜、紙類等。尤其是，藉由使用半導體基板、單晶基板或SOI基板等製造電晶體，可以製造特性、尺寸或形狀等的偏差小、電流能力高且尺寸小的電晶體。當利用上述電晶體構成電路時，可以實現電路的低功耗化或電路的高積體化。
另外，也可以使用某個基板形成電晶體，然後將電晶體轉置到其他基板上並且在該其他基板上配置電晶體。作為將電晶體轉置到其上的基板的一個例子，除了上述可形成電晶體的基板之外還有紙基板、玻璃紙基板、石基板、木基板、布基板(包括天然纖維(例如絲、棉、麻)、合成纖維(例如尼龍、聚氨酯、聚酯)、再生纖維(例如醋酸纖維、銅氨纖維、人造絲、再生聚酯)等)、皮革基板、橡膠基板等。藉由使用上述基板，可以實現特性良好的電晶體的形成、功耗低的電晶體的形成、耐久性高的裝置的製造、耐熱性的賦予、輕量化或薄型化。
此外，也可以採用在基板和導電層851之間設置用作基底的絕緣層的結構。此外，用作基底的絕緣層較佳使用 選自氮化矽、氧化矽、氮氧化矽、氧氮化矽、氮化鋁、氧化鋁、氮氧化鋁或氧氮化鋁中的材料的單層或疊層形成。藉由使用這些材料形成用作基底的絕緣層，可以防止從基板的雜質元素的擴散。
注意，在本說明書中，氮氧化物是指在其組成中氮的含量多於氧的含量的物質，而氧氮化物是指在其組成中氧的含量多於氮的含量的物質。另外，例如可以使用盧瑟福背散射光譜學法(RBS：Rutherford Backscattering Spectrometry)等來測量各元素的含量。
導電層851可以使用鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鎢(W)、鋁(Al)、鎂(Mg)、銅(Cu)、釹(Nd)、鈧(Sc)等金屬材料或以這些金屬材料為主要成分的合金材料的單層或疊層來形成。
半導體層852具有被形成電晶體的半導體層的區域。
半導體層852也可以包括非晶矽。半導體層852也可以包括多晶矽。或者，半導體層852也可以包括有機半導體、氧化物半導體等。
導電層853具有用作佈線、電晶體的源極或汲極的區域。
此外，作為導電層853，例如可以使用選自Mo、Ti、Cr、Ta、W、Al、Mg、Cu中的元素或以上述元素為成分的合金、組合上述元素的合金膜等。另外，也可以採用在Al、Cu等金屬層的下側和上側的一者或兩者層疊Ti、Mo、W等高熔點金屬層的結構。此外，藉由使用添 加有防止產生在Al膜中的小丘或晶鬚的元素(Si、Nd、Sc等)的Al材料，可以提高耐熱性。
另外，導電層853也可以使用導電金屬氧化物形成。作為導電金屬氧化物，可以使用氧化銦(In2O3)、氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦氧化錫(In2O3-SnO2，縮寫為ITO)，氧化銦氧化鋅(In2O3-ZnO)或者包含氧化矽的上述金屬氧化物材料。
導電層855具有用作負載150(在本實施方式中，發光元件)的一個電極的區域。當從對置基板一側取出負載150發射的光時使用具有反射光的功能的材料形成導電層855，而當從元件基板一側取出發光元件發射的光時使用具有透過光的功能的材料形成導電層855。
接觸孔856具有連接導電層851和導電層853的功能。在導電層851與導電層853之間具有用作閘極絕緣層的絕緣層401。
絕緣層401可以藉由電漿CVD法或濺射法等使用氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、氮化鋁、氧氮化鋁、氮氧化鋁或氧化鉿的單層或疊層形成。
接觸孔858具有連接導電層853和導電層855的功能。在導電層853與導電層855之間具有賦予表面的平坦性的絕緣層403。作為賦予表面的平坦性的絕緣層的材料，可以使用聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、苯並環丁烯樹脂等有機材料。此外，除了上述有機材料之外，還可以使用低介電常數材料(low-k材料)等。
此外，也可以在導電層853與導電層855之間設置用作鈍化層的絕緣層402。作為鈍化層，可以使用氮化矽、氮化鋁、氮氧化矽、氮氧化鋁等無機絕緣物。此外，如圖26A所示那樣，也可以在導電層853和導電層855之間層疊而設置用作鈍化層的絕緣層402和賦予表面的平坦性的絕緣層403。
接著，使用圖26A和圖26B說明在圖25所示的俯視圖中的電晶體101和電容元件121的剖面結構。
在圖25及圖26A中，例示出作為電晶體101使用底閘極型電晶體的例子。在圖25及圖26A中例示出的底閘極型電晶體101也稱為反交錯型電晶體。此外，對電晶體的結構沒有特別的限制，例如可以使用具有頂閘極結構或底閘極結構的交錯型電晶體或平面型電晶體等。此外，電晶體可以採用在半導體層中形成有一個通道形成區域的單閘結構，也可以採用形成有兩個通道形成區域的兩閘結構，還可以採用形成有三個通道形成區域的三閘結構。此外，也可以是具有分別隔著閘極絕緣層配置在通道形成區域上下的兩個閘極電極層的雙閘型結構(dual-gate structure)。
圖26A所示的電晶體101在基板400上包括成為閘極的導電層851、用作閘極絕緣層的絕緣層401、半導體層852、成為源極及汲極的導電層853。此外，設置有覆蓋電晶體101並用作鈍化層的絕緣層402。此外，在絕緣層402上設置有賦予表面的平坦性的絕緣層403。
在圖26B所示的電容元件121的剖面圖中，在基板400上包括成為一個電極的導電層851、絕緣層401、半導體層852、成為另一個電極的導電層853。此外，設置有覆蓋電容元件121並用作鈍化層的絕緣層402。此外，在絕緣層402上設置有賦予表面的平坦性的絕緣層403。
另外，可以應用於顯示裝置的像素的結構不侷限於圖25的俯視圖所示的結構，也可以採用其他結構。
圖27示出具有與圖25的結構不同的結構的像素的俯視圖。圖25與圖27不同之處在於可以將電路用作電流源的電晶體101的尺寸大於用作開關的電晶體的尺寸。藉由採用上述結構，可以增加可以將電路用作電流源的電晶體101能夠流過的電流量。
另外，圖28及圖29示出具有與圖25及圖27的結構不同的結構的像素的俯視圖。圖28及圖29與圖25及圖27不同之處在於：以圍繞用作電晶體101的一個端子的電極的方式用作電晶體101的另一個端子的電極具有U字形狀。藉由採用上述結構，即使電晶體所占的面積小，也可以將通道寬度設定為長，因此可以增加可以將電路用作電流源的電晶體101能夠流過的電流量。此外，也可以使產生在成為電晶體101的另一個端子的U字狀的電極一側的寄生電容大於產生在成為電晶體101的一個端子的電極一側的寄生電容。
另外，在作為負載150並列配置發射不同顏色的光的發光元件的像素的情況下，上述圖18所說明的像素電路 也可以採用根據各顏色使可以將電路用作電流源的電晶體101或電容元件122的尺寸彼此不同的結構。圖30的俯視圖示出根據各顏色使可以將電路用作電流源的電晶體101的尺寸彼此不同的像素電路的結構例子。在圖30中，電晶體101R是在具有發射紅光的負載150的像素中可以將電路用作電流源的電晶體。此外，在圖30中，電晶體101G是在具有發射綠光的負載150的像素中可以將電路用作電流源的電晶體。此外，在圖30中，電晶體101B是在具有發射藍光的負載150的像素中可以將電路用作電流源的電晶體。此外，在圖30中，電容元件122R是具有發射紅光的負載150的像素中的電容元件。此外，在圖30中，電容元件122G是具有發射綠光的負載150的像素中的電容元件。此外，在圖30中，電容元件122B是具有發射藍光的負載150的像素中的電容元件。藉由採用上述結構，可以向各顏色的負載150供應適當量的電流。
另外，在並列配置發射不同顏色的光的負載150的像素的情況下，上述圖18所說明的像素的俯視圖也可以採用在各顏色中用作電源線的佈線131的寬度不同的結構。圖31示出根據各顏色使用作電源線的佈線131的寬度不同的俯視圖的結構。在圖31中，佈線131R對應於用來向發射紅光的負載150供應電流的佈線。此外，在圖31中，佈線131G對應於用來向發射綠光的負載150供應電流的佈線。此外，在圖31中，佈線131B對應於用來向發射藍光的負載150供應電流的佈線。藉由採用上述結構， 可以向各顏色的負載150供應適當量的電流。
另外，在並列配置發射不同顏色的光的負載150的像素的情況下，上述圖18所說明的像素電路也可以採用按各顏色使負載150的電極面積不同的結構。圖31還示出在按顏色使負載150的電極面積不同的俯視圖的結構。在圖31中，負載150R對應於發射紅光的發光元件。此外，在圖31中，負載150G對應於發射綠光的發光元件。另外，在圖31中，負載150B對應於發射藍光的發光元件。藉由採用上述結構，可以調整各顏色的亮度的平衡。
另外，在上述俯視圖中示出各電晶體是反交錯型電晶體，但是各電晶體也可以是頂閘極型電晶體。圖32示出構成像素電路的各電晶體是頂閘極型時的俯視圖。圖33A是圖32中的雙點劃線C1-C2所示的部分的剖面圖，圖33B是圖32中的雙點劃線D1-D2所示的部分的剖面圖。另外，當關於圖32和圖25的電晶體的結構以外的部分進行比較時，與圖25相比圖32的接觸孔859的個數增加。
接觸孔859形成在絕緣層401和絕緣層412中並具有連接半導體層852和導電層853的功能。
另外，如圖32所示，當構成像素電路的電晶體是頂閘極型時，半導體層較佳為使用非晶矽或多晶矽形成。藉由採用上述結構，在半導體層中導入磷或硼等雜質元素來提高導電性，從而可以將半導體層用作電晶體間的佈線。
在此，使用圖33A和圖33B說明圖32所說明的俯視圖中的電晶體101和電容元件121的剖面圖的結構。
圖33A示出可以應用於電晶體101的頂閘極型電晶體的剖面圖結構的一個例子。圖33B示出可以應用於電容元件121的剖面結構的一個例子。
圖32及圖33A所例示出的頂閘極型電晶體101也稱為平面型電晶體。此外，電晶體可以採用形成有一個通道形成區域的單閘結構，也可以採用形成有兩個通道形成區域的兩閘結構，還可以採用形成有三個通道形成區域的三閘結構。此外，也可以是具有隔著閘極絕緣層配置在通道形成區域上下的兩個閘極電極層的雙閘型結構(dual-gate structure)。
在圖33A所示的電晶體101的剖面圖中，在基板400上包括具有被導入雜質而提高了導電性的雜質區域852n的半導體層852、用作閘極絕緣層的絕緣層401、成為閘極的導電層851、用作層間絕緣層的絕緣層412、成為源極及汲極的導電層853。此外，設置有覆蓋絕緣層412及導電層853並賦予表面的平坦性的絕緣層413。
此外，在圖33B所示的電容元件121的剖面圖中，在基板400上包括絕緣層401、成為一個電極的導電層851、絕緣層412、成為另一個電極的導電層853。此外，設置有覆蓋絕緣層412及導電層853並賦予表面的平坦性的絕緣層413。
圖34示出將導入磷或硼等雜質元素等來提高導電性的半導體層用作佈線的結構的俯視圖。此外，在圖34中，將提高了導電性的導電層表示為半導體層860。
本實施方式相當於對其他實施方式的一部分或整體進行改變、追加、修正、去除、應用、上位概念化或下位概念化的方式。因此，可以將本實施方式的一部分或整體自由地組合於或替換為其他實施方式的一部分或整體而實施。
實施方式4
在本實施方式中，對構成在上述實施方式中使用圖18說明的顯示裝置的像素電路的各電晶體應用在被形成通道的半導體層中使用氧化物半導體的電晶體的電路結構進行說明。
圖35所示的像素電路600具有如下結構：對圖18所示的像素電路100所具有的電晶體應用在被形成通道的半導體層中使用氧化物半導體的電晶體的結構。圖35中的電晶體601、電晶體611T至電晶體615T分別相當於圖18中的電晶體101、電晶體111T至電晶體115T。藉由在被形成通道的半導體層中使用氧化物半導體，可以降低電晶體的關態電流。因此，可以實現錯誤工作少的電路結構。
另外，在本說明書中說明的關態電流是指當電晶體處於非導通狀態時流過源極與汲極之間的電流。在n通道型電晶體(例如，臨界電壓為0V至2V左右)中，關態電流是指當施加到閘極與源極之間的電壓為負電壓時流過源極與汲極之間的電流。
接著，以下說明用於被形成通道的半導體層的氧化物 半導體。
作為氧化物半導體，例如可以使用：四元金屬氧化物的In-Sn-Ga-Zn類氧化物半導體；三元金屬氧化物的In-Ga-Zn類氧化物半導體、In-Sn-Zn類氧化物半導體、In-Al-Zn類氧化物半導體、Sn-Ga-Zn類氧化物半導體、Al-Ga-Zn類氧化物半導體、Sn-Al-Zn類氧化物半導體、Hf-In-Zn類氧化物半導體；二元金屬氧化物的In-Zn類氧化物半導體、Sn-Zn類氧化物半導體、Al-Zn類氧化物半導體、Zn-Mg類氧化物半導體、Sn-Mg類氧化物半導體、In-Mg類氧化物半導體、In-Ga類氧化物半導體；以及一元金屬氧化物的In類氧化物半導體、Sn類氧化物半導體、Zn類氧化物半導體等。此外，也可以使用使上述氧化物半導體含有In、Ga、Sn、Zn以外的元素如SiO2而得到的氧化物半導體。
例如，In-Sn-Zn類氧化物半導體是指包含銦(In)、錫(Sn)、鋅(Zn)的氧化物半導體，而對其組成沒有限制。此外，例如，In-Ga-Zn類氧化物半導體是指包含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)的氧化物半導體，而對其組成沒有限制。另外，也可以將In-Ga-Zn類氧化物半導體稱為IGZO。
此外，當使用濺射法形成In-Sn-Zn類氧化物半導體時，靶材組成的原子數比為In：Sn：Zn=1：2：2、2：1：3、1：1：1或20：45：35等。
此外，當使用濺射法形成In-Zn類氧化物半導體時， 靶材組成的原子數比為In：Zn=50：1至1：2(換算為莫耳數比則為In2O3：ZnO=25：1至1：4)，較佳為In：Zn=20：1至1：1(換算為莫耳數比則為In2O3：ZnO=10：1至1：2)，更佳為In：Zn=1.5：1至15：1(換算為莫耳數比則為In2O3：ZnO=3：4至15：2)。例如，在靶材的原子數比為In：Zn：O=X：Y：Z時，滿足Z>1.5X+Y。
另外，當使用濺射法形成In-Ga-Zn類氧化物半導體時，可以將靶材組成的原子數比設定為In：Ga：Zn=1：1：0.5、In：Ga：Zn=1：1：1或In：Ga：Zn=1：1：2等。
另外，藉由將靶材的純度設定為99.99%以上，可以降低混入到氧化物半導體中的鹼金屬、氫原子、氫分子、水、羥基或氫化物等。另外，藉由使用該靶材，在氧化物半導體中可以降低鋰、鈉、鉀等鹼金屬的濃度。
另外，一般地認為，由於氧化物半導體對雜質不敏感，因此即使在膜中包含多量的金屬雜質也沒有問題，而也可以使用包含多量的鹼金屬諸如鈉(Na)等的廉價的鈉鈣玻璃(神谷、野村以及細野，“酸化物半導體物性開発現狀(Carrier Transport Properties and Electronic Structures of Amorphous Oxide Semiconductors：The present status：非晶氧化物半導體的物性及裝置開發的現狀)”，固體物理，2009年9月號，Vol.44，pp.621-633)。但是，這種意見不是適當的。因為鹼金屬不是構成氧化物半導體的元素，所以是雜質。在鹼土金屬不是構成氧化物半導體的元素的情況下， 鹼土金屬也是雜質。尤其是，鹼金屬中的Na在與氧化物半導體層接觸的絕緣膜為氧化物的情況下擴散到該絕緣膜中而成為Na+。另外，在氧化物半導體層內，Na斷裂構成氧化物半導體的金屬與氧的接合或擠進其接合之中。其結果是，例如，產生因臨界電壓漂移到負方向而導致的常導通化、遷移率的降低等的電晶體特性的劣化，而且還產生特性偏差。尤其是在氧化物半導體層中的氫濃度充分低時，該雜質所導致的電晶體的特性劣化及特性偏差的問題變得明顯。因此，當氧化物半導體層中的氫濃度為1×1018/cm3以下，尤其是1×1017/cm3以下時，較佳為降低上述雜質的濃度。明確而言，利用二次離子質譜分析法測量的Na濃度的測定值較佳為5×1016/cm3以下，更佳為1×1016/cm3以下，進一步佳為1×1015/cm3以下。同樣地，Li濃度的測定值較佳為5×1015/cm3以下，更佳為1×1015/cm3以下。同樣地，K濃度的測定值較佳為5×1015/cm3以下，更佳為1×1015/cm3以下。
以下說明氧化物半導體膜的結構。
氧化物半導體膜大致分為單晶氧化物半導體膜和非單晶氧化物半導體膜。非單晶氧化物半導體膜包括非晶氧化物半導體膜、微晶氧化物半導體膜、多晶氧化物半導體膜及CAAC-OS(C-Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor：c軸配向結晶氧化物半導體)膜等。
非晶氧化物半導體膜具有無序的原子排列並不具有結晶成分。其典型例子是在微小區域中也不具有結晶部而膜 整體具有完全的非晶結構的氧化物半導體膜。
微晶氧化物半導體膜例如包括大於或等於1nm且小於10nm的尺寸的微晶(也稱為奈米晶體)。因此，微晶氧化物半導體膜的原子排列的有序度比非晶氧化物半導體膜高。因此，微晶氧化物半導體膜的缺陷態密度低於非晶氧化物半導體膜。
CAAC-OS膜是包含多個結晶部的氧化物半導體膜之一，大部分的結晶部為能夠容納在一邊短於100nm的立方體的尺寸。因此，有時包括在CAAC-OS膜中的結晶部為能夠容納在一邊短於10nm、短於5nm或短於3nm的立方體的尺寸。CAAC-OS膜的缺陷態密度低於微晶氧化物半導體膜。下面，詳細說明CAAC-OS膜。
在利用透射電子顯微鏡(TEM：Transmission Electron Microscope)所得到的CAAC-OS膜的影像中，不能明確地觀察到結晶部與結晶部之間的邊界，即晶界(grain boundary)。因此，在CAAC-OS膜中，不容易產生起因於晶界的電子遷移率的降低。
由從大致平行於樣本面的方向利用TEM所得到的CAAC-OS膜的影像(剖面TEM影像)可知，在結晶部中金屬原子排列為層狀。各金屬原子層具有反映被形成CAAC-OS膜的面(也稱為被形成面)或CAAC-OS膜的頂面的凸凹的形狀並以平行於CAAC-OS膜的被形成面或頂面的方式排列。
另一方面，由從大致垂直於樣本面的方向利用TEM 所得到的CAAC-OS膜的影像(平面TEM影像)可知，在結晶部中金屬原子排列為三角形狀或六角形狀。但是，在不同的結晶部之間沒有確認到金屬原子的排列的有序性。
由剖面TEM影像及平面TEM影像可知，CAAC-OS膜的結晶部具有配向性。
使用X射線繞射(XRD：X-Ray Diffraction)裝置對CAAC-OS膜進行結構分析。例如，在藉由out-of-plane法分析包括InGaZnO4的結晶的CAAC-OS膜的情況下，在繞射角度(2θ)為31°附近有時出現峰值。由於該峰值歸屬於InGaZnO4結晶的(009)面，所以可以確認到CAAC-OS膜的結晶具有c軸配向性並且c軸在大致垂直於CAAC-OS膜的被形成面或頂面的方向上配向。
另一方面，在藉由從大致垂直於c軸的方向使X線入射到樣本的in-plane法分析CAAC-OS膜的情況下，在2θ為56°附近有時出現峰值。該峰值歸屬於InGaZnO4結晶的(110)面。在此，假設樣本是InGaZnO4的單晶氧化物半導體膜，在將2θ固定為56°附近的狀態下，一邊以樣本面的法線向量為軸(φ軸)旋轉樣本一邊進行分析(φ掃描)，此時觀察到六個歸屬於等價於(110)面的結晶面的峰值。另一方面，在該樣本是CAAC-OS膜的情況下，即使在將2θ固定為56°附近的狀態下進行φ掃描也不能觀察到明確的峰值。
由上述結果可知，在具有c軸配向的CAAC-OS膜中，雖然a軸及b軸的方向在結晶部之間不同，但是c軸 在平行於被形成面或頂面的法線向量的方向上配向。因此，在上述剖面TEM影像中觀察到的排列為層狀的各金屬原子層相當於平行於結晶的ab面的面。
注意，結晶部在形成CAAC-OS膜或進行加熱處理等晶化處理時形成。如上所述，結晶的c軸在平行於CAAC-OS膜的被形成面或頂面的法線向量的方向上配向。由此，例如，在藉由蝕刻等改變CAAC-OS膜的形狀的情況下，有時結晶的c軸未必平行於CAAC-OS膜的被形成面或頂面的法線向量。
此外，CAAC-OS膜中的晶化度未必均勻。例如，在CAAC-OS膜的結晶部藉由從CAAC-OS膜的頂面近旁產生的結晶生長而形成的情況下，有時頂面附近的區域的晶化度高於被形成面附近的區域。另外，在對CAAC-OS膜添加雜質時，被添加雜質的區域的晶化度變化，有時部分性地形成晶化度不同的區域。
注意，在藉由out-of-plane法分析包括InGaZnO4結晶的CAAC-OS膜的情況下，除了2θ為31°附近的峰值之外，有時還觀察到2θ為36°附近的峰值。2θ為36°附近的峰值示出不具有c軸配向性的結晶包括在CAAC-OS膜的一部分中。較佳的是，CAAC-OS膜在2θ為31°附近出現峰值並在2θ為36°附近不出現峰值。
在使用CAAC-OS膜的電晶體中，起因於可見光或紫外光的照射的電特性的變動小。因此，該電晶體具有高可靠性。
注意，氧化物半導體膜例如既可以包括非晶氧化物半導體膜、微晶氧化物半導體膜和CAAC-OS膜中的兩種以上的疊層膜。
另外，也可以用氮取代構成氧化物半導體的氧的一部分。以下，參照圖36A至圖39B詳細地說明包括在CAAC-OS中的結晶結構的一個例子。注意，在沒有特別的說明時，在圖36A至圖39B中，以垂直方向為c軸方向，並以與c軸方向正交的面為ab面。另外，在只說“上一半”或“下一半”時，其是指以ab面為邊界時的上一半或下一半。另外，在圖36A至圖36E中，使用圓圈圍繞的O示出四配位O，而使用雙重圓圈圍繞的O示出三配位O。
圖36A示出具有一個六配位In以及靠近In的六個四配位氧原子(以下稱為四配位O)的結構。這裏，將對於一個金屬原子只示出靠近其的氧原子的結構稱為小組。雖然圖36A所示的結構採用八面體結構，但是為了容易理解示出平面結構。另外，在圖36A的上一半及下一半中分別具有三個四配位O。圖36A所示的小組的電荷為0。
圖36B示出具有一個五配位Ga、靠近Ga的三個三配位氧原子(以下稱為三配位O)以及靠近Ga的兩個四配位O的結構。三配位O都存在於ab面上。在圖36B的上一半及下一半分別具有一個四配位O。另外，因為In也採用五配位，所以也有可能採用圖36B所示的結構。圖36B所示的小組的電荷為0。
圖36C示出具有一個四配位Zn以及靠近Zn的四個四配位O的結構。在圖36C的上一半具有一個四配位O，並且在下一半具有三個四配位O。或者，也可以在圖36C的上一半具有三個四配位O，並且在下一半具有一個四配位O。圖36C所示的小組的電荷為0。
圖36D示出具有一個六配位Sn以及靠近Sn的六個四配位O的結構。在圖36D的上一半具有三個四配位O，並且在下一半具有三個四配位O。圖36D所示的小組的電荷為+1。
圖36E示出包括兩個Zn的小組。在圖36E的上一半具有一個四配位O，並且在下一半具有一個四配位O。圖36E所示的小組的電荷為-1。
在此，將多個小組的集合體稱為中組，而將多個中組的集合體稱為大組(也稱為單元)。
這裏，說明這些小組彼此接合的規則。圖36A所示的六配位In的上一半的三個O在下方向上分別具有三個靠近的In，而In的下一半的三個O在上方向上分別具有三個靠近的In。圖36B所示的五配位Ga的上一半的一個O在下方向上具有一個靠近的Ga，而Ga的下一半的一個O在上方向上具有一個靠近的Ga。圖36C所示的四配位Zn的上一半的一個O在下方向上具有一個靠近的Zn，而Zn的下一半的三個O在上方向上分別具有三個靠近的Zn。像這樣，金屬原子的上方向上的四配位O的個數與位於該O的下方向上的靠近的金屬原子的個數相等。與此同樣， 金屬原子的下方向上的四配位O的個數與位於該O的上方向上的靠近的金屬原子的個數相等。因為O為四配位，所以位於下方向上的靠近的金屬原子的個數和位於上方向上的靠近的金屬原子的個數的總和成為4。因此，在位於一金屬原子的上方向上的四配位O的個數和位於另一金屬原子的下方向上的四配位O的個數的總和為4時，具有金屬原子的兩種小組可以彼此接合。以下示出其理由。例如，在六配位金屬原子(In或Sn)藉由下一半的四配位O接合時，因為四配位O的個數為3，所以其與五配位金屬原子(Ga或In)和四配位金屬原子(Zn)中的任何一種接合。
具有這些配位數的金屬原子在c軸方向上藉由四配位O接合。另外，除此以外，以使層結構的總和電荷成為0的方式使多個小組接合構成中組。
圖37A示出構成In-Sn-Zn類氧化物的層結構的中組的模型圖。圖37B示出由三個中組構成的大組。另外，圖37C示出從c軸方向上觀察圖37B的層結構時的原子排列。
在圖37A中，為了容易理解，省略三配位O，關於四配位O只示出其個數，例如，以③表示Sn的上一半及下一半分別具有三個四配位O。與此同樣，在圖37A中，以①表示In的上一半及下一半分別具有一個四配位O。此外，與此同樣，在圖37A中示出：下一半具有一個四配位O而上一半具有三個四配位O的Zn；以及上一半具有一 個四配位O而下一半具有三個四配位O的Zn。
在圖37A中，構成In-Sn-Zn類氧化物的層結構的中組具有如下結構：在從上面按順序說明時，上一半及下一半分別具有三個四配位O的Sn與上一半及下一半分別具有一個四配位O的In接合；該In與上一半具有三個四配位O的Zn接合；藉由該Zn的下一半的一個四配位O與上一半及下一半分別具有三個四配位O的In接合；該In與上一半具有一個四配位O的由兩個Zn構成的小組接合；藉由該小組的下一半的一個四配位O與上一半及下一半分別具有三個四配位O的Sn接合。多個上述中組彼此接合而構成大組。
這裏，三配位O及四配位O的一個接合的電荷分別可以被認為是-0.667及-0.5。例如，In(六配位或五配位)、Zn(四配位)以及Sn(五配位或六配位)的電荷分別為+3、+2以及+4。因此，包含Sn的小組的電荷為+1。因此，為了形成包含Sn的層結構，需要消除電荷+1的電荷-1。作為具有電荷-1的結構，可以舉出圖36E所示的包含兩個Zn的小組。例如，因為如果對於一個包含Sn的小組有一個包含兩個Zn的小組則電荷被消除，而可以使層結構的總電荷為0。
明確而言，藉由反復圖37B所示的大組來可以得到In-Sn-Zn類氧化物的結晶(In2SnZn3O8)。注意，可以得到的In-Sn-Zn類氧化物的層結構可以由組成式In2SnZn2O7(ZnO)m(m是0或自然數)表示。
此外，使用如下材料時也與上述相同：四元金屬氧化物的In-Sn-Ga-Zn類氧化物；三元金屬氧化物的In-Ga-Zn類氧化物(也表示為IGZO)、In-Al-Zn類氧化物、Sn-Ga-Zn類氧化物、Al-Ga-Zn類氧化物、Sn-Al-Zn類氧化物、In-Hf-Zn類氧化物、In-La-Zn類氧化物、In-Ce-Zn類氧化物、In-Pr-Zn類氧化物、In-Nd-Zn類氧化物、In-Sm-Zn類氧化物、In-Eu-Zn類氧化物、In-Gd-Zn類氧化物、In-Tb-Zn類氧化物、In-Dy-Zn類氧化物、In-Ho-Zn類氧化物、In-Er-Zn類氧化物、In-Tm-Zn類氧化物、In-Yb-Zn類氧化物、In-Lu-Zn類氧化物；二元金屬氧化物的In-Zn類氧化物、Sn-Zn類氧化物、Al-Zn類氧化物、Zn-Mg類氧化物、Sn-Mg類氧化物、In-Mg類氧化物、In-Ga類氧化物等。
例如，圖38A示出構成In-Ga-Zn類氧化物的層結構的中組的模型圖。
在圖38A中，構成In-Ga-Zn類氧化物的層結構的中組具有如下結構：在從上面按順序說明時，上一半和下一半分別具有三個四配位O的In與上一半具有一個四配位的O的Zn接合；藉由該Zn的下一半的三個四配位O與上一半及下一半分別具有一個四配位O的Ga接合；藉由該Ga的下一半的一個四配位O與上一半及下一半分別具有三個四配位O的In接合。多個上述中組彼此接合而構成大組。
圖38B示出由三個中組構成的大組。另外，圖38C 示出從c軸方向上觀察圖38B的層結構時的原子排列。
在此，因為In(六配位或五配位)、Zn(四配位)、Ga(五配位)的電荷分別是+3、+2、+3，所以包含In、Zn及Ga中的任一個的小組的電荷為0。因此，組合這些小組而成的中組的總電荷一直為0。
此外，構成In-Ga-Zn類氧化物的層結構的中組不侷限於圖38A所示的中組，而有可能是組合In、Ga、Zn的排列不同的中組而成的大組。
明確而言，藉由反復圖38B所示的大組來可以得到In-Ga-Zn類氧化物的結晶。注意，可以得到的In-Ga-Zn類氧化物的層結構可以由組成式InGaO3(ZnO)n(n是自然數)表示。
在n=1(InGaZnO4)時，例如會得到圖39A所示的結晶結構。另外，在圖39A所示的結晶結構中，如圖36B所說明，因為Ga及In採用五配位，所以也會得到In取代Ga的結構。
在n=2(InGaZn2O5)時，例如會得到圖39B所示的結晶結構。另外，在圖39B所示的結晶結構中，如圖36B所說明，因為Ga及In採用五配位，所以也會得到In取代Ga的結構。
此外，包括CAAC-OS的膜(以下，也稱為“CAAC-OS膜”)例如可以使用多晶的氧化物半導體濺射靶材，且利用濺射法形成。當離子碰撞到該濺射靶材時，有時包含在濺射靶材中的結晶區域從a-b面劈開，即具有平行於 a-b面的面的平板狀或顆粒狀的濺射粒子剝離。此時，由於該平板狀的濺射粒子保持結晶狀態到達基板，使濺射靶材的結晶狀態轉置到基板上，因此在基板上可以形成CAAC-OS膜。
另外，為了形成CAAC-OS膜，較佳為適用如下條件。
藉由降低成膜時的雜質濃度，可以抑制因雜質導致的結晶狀態的破壞。例如，可以降低存在於成膜室內的雜質(氫、水、二氧化碳及氮等)。另外，可以降低成膜氣體中的雜質。明確而言，使用露點為-80℃以下，較佳為-100℃以下的成膜氣體。
另外，藉由增高成膜時的基板加熱溫度，在濺射粒子附著到基板之後發生濺射粒子的遷移。明確而言，在將基板加熱溫度設定為100℃以上且740℃以下，較佳為200℃以上且500℃以下的狀態下進行成膜。藉由增高成膜時的基板加熱溫度，當平板狀的濺射粒子到達基板時，在基板上發生遷移，平坦的面附著到基板。
另外，較佳的是，藉由增高成膜氣體中的氧比例並對電力進行最優化，減輕成膜時的電漿損傷。將成膜氣體中的氧比例設定為30vol.%以上，較佳為100vol.%。
以下，作為濺射靶材的一個例子示出In-Ga-Zn類氧化物靶材。
將InOX粉末、GaOY粉末及ZnOZ粉末以規定的比率混合，進行加壓處理，然後在1000℃以上且1500℃以下 的溫度下進行加熱處理，由此得到多晶的In-Ga-Zn類氧化物靶材。另外，X、Y及Z為任意正數。在此，InOX粉末、GaOY粉末及ZnOZ粉末的規定的莫耳數比例如為2：2：1、8：4：3、3：1：1、1：1：1、4：2：3或3：1：2。另外，粉末的種類及其混合比率可以根據所製造的濺射靶材適當地改變。
另外，形成CAAC-OS膜的膜表面(被形成面)較佳為平坦。這是因為：由於CAAC-OS膜具有大致垂直於該被形成面的c軸，所以存在於該被形成面的凹凸會引發CAAC-OS膜中的晶界的產生。因此，較佳在形成CAAC-OS膜之前對該被形成表面進行化學機械拋光(CMP，即Chemical Mechanical Polishing)等平坦化處理。另外，該被形成面的平均粗糙度較佳為0.5nm以下，更佳為0.3nm以下。
另外，有時在藉由濺射等形成的氧化物半導體中包含作為雜質的水分或氫(包括羥基)。在本發明的一個方式中，為了減少氧化物半導體(或者，使用氧化物半導體形成的半導體層)中的水分或氫等雜質(實現脫水化或脫氫化)，在減壓氛圍下、氮或稀有氣體等惰性氣體氛圍下、氧氣氛圍下或超乾燥空氣(使用CRDS(cavity ring-down laser spectroscopy：光腔衰蕩光譜法)方式的露點計進行測量時的水分量是20ppm(露點換算為-55℃)以下，較佳的是1ppm以下，更佳的是10ppb以下的空氣)氛圍下對氧化物半導體進行加熱處理。
藉由對氧化物半導體進行加熱處理，可以使氧化物半導體中的水分或氫脫離。明確而言，在250℃以上且750℃以下，較佳為在400℃以上且低於基板的應變點的溫度下進行加熱處理，即可。例如，以500℃進行3分鐘以上且6分鐘以下左右的加熱處理即可。當作為加熱處理使用RTA法時，可以在短時間內進行脫水化或脫氫化，因此也能以超過玻璃基板的應變點的溫度進行處理。
這樣在使氧化物半導體中的水分或氫脫離之後添加氧。像這樣，藉由減少氧化物半導體中等的氧缺陷，可以使氧化物半導體成為i型化或無限趨近於i型。
例如，藉由形成接觸於氧化物半導體且具有其氧量多於化學計量組成的區域的絕緣膜，然後進行加熱來可以進行氧的添加。這樣，可以對氧化物半導體供應絕緣膜中的過剩的氧，來可以使氧化物半導體處於包含過剩的氧的狀態。過剩包含的氧例如存在於構成氧化物半導體的結晶的晶格間。
另外，也可以將具有其氧量多於化學計量組成的區域的絕緣膜僅用於與氧化物半導體接觸的絕緣膜中的位於上層的絕緣膜和位於下層的絕緣膜中的某一方，但是較佳為用於兩者的絕緣膜。藉由將具有其氧量多於化學計量組成的區域的絕緣膜用於與氧化物半導體接觸的絕緣膜中的位於上層及下層的絕緣膜，以形成夾著氧化物半導體的結構，從而可以進一步提高上述效果。
在此，具有其氧量多於化學計量成分比區域的絕緣膜 既可以為單層的絕緣膜又可以為層疊的多個絕緣膜構成。此外，該絕緣膜較佳儘量不包含水分或氫等雜質。當在絕緣膜中包含氫時，該氫侵入到氧化物半導體，或氫抽出氧化物半導體中的氧，而使氧化物半導體低電阻化(n型化)，因此有可能形成寄生通道。因此，為了使絕緣膜儘量不含有氫，當形成膜時不使用氫是重要的。此外，絕緣膜較佳為使用阻擋性高的材料。例如，作為阻擋性高的絕緣膜，可以使用氮化矽膜、氮氧化矽膜、氮化鋁膜、氧化鋁膜或氮氧化鋁膜等。當使用多個層疊的絕緣膜時，將氮的含有比率低的氧化矽膜、氧氮化矽膜等的絕緣膜形成在與上述阻擋性高的絕緣膜相比更接近氧化物半導體一側。然後，以夾著含氮比率低的絕緣膜且與氧化物半導體重疊的方式形成阻擋性高的絕緣膜。藉由使用阻擋性高的絕緣膜，可以防止水分或氫等雜質侵入到氧化物半導體內或者氧化物半導體與其他絕緣膜的介面及其附近。另外，藉由以與氧化物半導體接觸的方式形成氮比率低的氧化矽膜、氧氮化矽膜等的絕緣膜，從而可以防止使用阻擋性高的材料的絕緣膜直接接觸於氧化物半導體。
此外，使氧化物半導體中的水分或氫脫離之後的氧的添加也可以在氧氣氛圍下對氧化物半導體進行加熱處理來實施。加熱處理的溫度例如為100℃以上且小於350℃，較佳為150℃以上且小於250℃。上述用於氧氣氛圍下的加熱處理的氧氣較佳為不包含水、氫等。或者，較佳將導入到加熱處理裝置中的氧氣的純度設定為6N (99.9999%)以上，更佳設定為7N(99.99999%)以上(即，將氧中的雜質濃度設定為1ppm以下，較佳設定為0.1ppm以下)。
或者，使氧化物半導體中的水分或氫脫離之後的氧添加也可以利用離子植入法或離子摻雜法等進行。例如，將以2.45GHz的微波電漿化後的氧添加到氧化物半導體，即可。
可以將上述那樣形成的氧化物半導體層用於電晶體的半導體層。像這樣，可以得到關態電流顯著降低了的電晶體。
或者，電晶體601的半導體層也可以包含微晶矽。微晶矽是具有非晶和晶體結構(包括單晶、多晶)之間的中間結構的半導體。在微晶矽中結晶粒徑為2nm以上且200nm以下，較佳為10nm以上且80nm以下，更佳為20nm以上且50nm以下，進一步佳為25nm以上且33nm以下的柱狀結晶或針狀結晶相對於基板表面沿法線方向成長。因此，柱狀結晶或針狀結晶的介面有時形成有晶界。
或者，電晶體601的半導體層也可以包含非晶矽。或者，電晶體601的半導體層也可以包含多晶矽。或者，電晶體601的半導體層也可以包含有機半導體或碳奈米管等。
另外，電晶體601的半導體層也可以採用層疊有多個氧化物半導體層的結構。例如，也可以作為半導體層使用第一氧化物半導體層和第二氧化物半導體層的疊層，並且 第一氧化物半導體層和第二氧化物半導體層分別使用不同的組成的金屬氧化物。例如，也可以作為第一氧化物半導體層使用三元金屬氧化物，作為第二氧化物半導體層使用二元金屬氧化物。另外，例如，也可以作為第一氧化物半導體層和第二氧化物半導體層都使用三元金屬氧化物。
此外，也可以使第一氧化物半導體層和第二氧化物半導體層的構成元素相同，並使兩者的組成不同。例如，也可以將第一氧化物半導體層的原子數比設定為In：Ga：Zn=1：1：1，將第二氧化物半導體層的原子數比設定為In：Ga：Zn=3：1：2。另外，也可以將第一氧化物半導體層的原子數比設定為In：Ga：Zn=1：3：2，將第二氧化物半導體層的原子數比設定為In：Ga：Zn=2：1：3。
此時，較佳將第一氧化物半導體層和第二氧化物半導體層中的離閘極電極近的一側(通道一側)的氧化物半導體層的In和Ga的含有率設定為In>Ga。另外，較佳將離閘極電極遠的一側(背通道一側)的氧化物半導體層的In和Ga的含有率設定為InGa。
在氧化物半導體中，重金屬的s軌道主要有助於載流子傳導，並且藉由增加In的含有率呈現增加s軌道的重疊率的傾向，由此具有In>Ga的組成的氧化物的遷移率比具有InGa的組成的氧化物高。另外，Ga的氧缺陷的形成能量比In大而Ga不容易產生氧缺陷，由此具有InGa的組成的氧化物與具有In>Ga的組成的氧化物相比具有穩定的特性。
藉由在通道一側使用具有In>Ga的組成的氧化物半導體並在背通道一側使用具有InGa的組成的氧化物半導體，可以進一步提高電晶體的遷移率及可靠性。
另外，也可以作為第一氧化物半導體層和第二氧化物半導體層使用結晶性不同的氧化物半導體。就是說，也可以採用適當地組合單晶氧化物半導體、多晶氧化物半導體、非晶氧化物半導體或CAAC-OS的結構。此外，在作為第一氧化物半導體層和第二氧化物半導體層中的至少一方使用非晶氧化物半導體時，可以緩和半導體層的內部應力或外部應力，降低電晶體的特性不均勻，並進一步提高電晶體的可靠性。
另一方面，非晶氧化物半導體容易吸收氫等成為施體的雜質，並且，容易產生氧缺陷而成為n型化。由此，通道一側的氧化物半導體層較佳為使用CAAC-OS等具有結晶性的氧化物半導體。
另外，在作為電晶體使用底閘極結構的通道蝕刻型電晶體的情況下，在背通道一側使用非晶氧化物半導體時，形成源極電極及汲極電極時的蝕刻處理導致氧缺陷，而容易使非晶氧化物半導體n型化。因此，在使用通道蝕刻型電晶體時，較佳為作為背通道一側的氧化物半導體層使用具有結晶性的氧化物半導體。
另外，作為半導體層也可以採用三層以上的疊層結構。並且，作為半導體層也可以採用非晶氧化物半導體層夾在具有結晶性的多個氧化物半導體層之間的結構。另 外，也可以採用具有結晶性的氧化物半導體層與非晶氧化物半導體層交替層疊的結構。
在作為氧化物半導體層採用多個層的疊層結構時，上述結構可以適當地組合而使用。
本實施方式相當於對其他實施方式的一部分或整體進行改變、追加、修正、去除、應用、上位概念化或下位概念化的方式。因此，可以將本實施方式的一部分或整體自由地組合於或替換為其他實施方式的一部分或整體而實施。
實施方式5
在本實施方式中，說明具有驅動電路的半導體裝置的一個例子。
使用圖40A和圖40B說明根據本實施方式的半導體裝置的結構例子。
圖40A所示的半導體裝置具有驅動電路(也稱為Drv)901、驅動電路902、佈線903、佈線904、佈線905以及單位電路(也稱為UC)910。此外，也可以設置多個單位電路910。例如，藉由設置多個單位電路作為像素電路，可以構成顯示裝置。
驅動電路901具有藉由佈線903對單位電路910輸入電位或信號來控制單位電路910的功能。
驅動電路901例如使用移位暫存器等構成。
驅動電路902具有藉由佈線904對單位電路910輸入 電位或信號來控制單位電路910的功能。
驅動電路902例如使用移位暫存器等構成。
此外，也可以在與單位電路910同一的基板上設置驅動電路901和驅動電路902中的一個。
作為佈線905，例如可以舉出供應電位的佈線或供應信號的佈線等。佈線905與驅動電路901或其他電路連接。此外，佈線905的個數也可以是複數。
如圖40B所示那樣，也可以將與單位電路910的不同元件連接的多個佈線在設置有單位電路910的區域900的外部彼此連接，來將其用作佈線905。
如使用圖40A和圖40B進行說明那樣，在根據本實施方式的半導體裝置的一個例子中，可以將單位電路和驅動電路設置在同一基板上。
本實施方式相當於對其他實施方式的一部分或整體進行改變、追加、修正、去除、應用、上位概念化或下位概念化的方式。因此，可以將本實施方式的一部分或整體自由地組合於或替換為其他實施方式的一部分或整體而實施。
實施方式6
在本實施方式中，參照圖41A和圖41B說明具有上述實施方式所示的像素結構的顯示面板的結構。
另外，圖41A是示出顯示面板6000的俯視圖。圖41B是圖41A中的點劃線E1-E2所示的部分的剖面圖。顯 示面板6000包括在圖41A中以虛線表示的信號線驅動電路6701、像素部6702、第一掃描線驅動電路6703、第二掃描線驅動電路6706。此外，顯示面板6000還包括基板6710、密封基板6704、密封材料6705。由密封材料6705圍繞的內側是空間6707。
另外，形成在基板6710上的佈線6708是用來傳輸輸入到信號線驅動電路6701、第一掃描線驅動電路6703以及第二掃描線驅動電路6706的信號的佈線。並且，從用作外部輸入端子的FPC(FPC：Flexible Printed Circuit，撓性印刷電路)6709接收視頻信號、時脈信號、起始信號等。在FPC6709和顯示面板的連接部分上，藉由COG(Chip On Glass：玻璃上晶片)等安裝有IC晶片6719(形成有記憶體電路、緩衝器電路等的半導體晶片)。此外，儘管在此僅圖示了FPC6709，但是也可以在該FPC6709上安裝有印刷線路板(PWB：Printed Wiring Board)。本說明書中的顯示裝置不僅包括顯示面板的主體，還包括安裝有FPC或PWB的顯示面板。此外，還包括安裝有IC晶片等的顯示面板。
下面，參照圖41B說明剖面結構。在基板6710上形成有像素部6702和其週邊驅動電路(第一掃描線驅動電路6703、第二掃描線驅動電路6706以及信號線驅動電路6701)。在此，示出信號線驅動電路6701和像素部6702。
另外，信號線驅動電路6701由單一導電型的電晶體 如n通道型電晶體6720和n通道型電晶體6721構成。另外，藉由作為像素結構使用圖25以及圖33A和圖33B的像素結構，可以使用單一導電型的電晶體構成像素。因此，當由n通道型電晶體形成週邊驅動電路時，可以製造使用單一導電型的電晶體的顯示面板。當然，不僅使用單一導電型的電晶體，而且還可以使用p通道型電晶體形成CMOS電路。此外，在本實施方式中示出在基板上一起形成有週邊驅動電路的顯示面板，但是本發明不侷限於此，週邊驅動電路的整體或一部分也可以形成在IC晶片等上並且藉由COG等安裝。在上述情況下，驅動電路不需要是單一導電型的，而可以組合p通道型電晶體使用。
另外，像素部6702具有電晶體6711、電晶體6712。另外，電晶體6712的源極電極連接到第一電極6713(像素電極)。此外，以覆蓋第一電極6713的端部的方式形成有絕緣層6714。在此，藉由使用正型感光性丙烯樹脂膜，形成絕緣層6714。
此外，為了改善覆蓋率，以將覆蓋第一電極6713的端部的絕緣層6714的上端部或下端部形成為具有曲率的曲面的方式形成絕緣層6714。例如，在採用正型感光性丙烯酸樹脂作為絕緣層6714的材料的情況下，較佳僅將絕緣層6714的上端部形成為具有曲率半徑(0.2μm至3μm)的曲面。此外，作為絕緣層6714，可以使用負型感光性樹脂或正型感光性樹脂。
在第一電極6713上分別形成有包含有機化合物的層 6716以及第二電極6717(反電極)。在此，作為用於用作陽極的第一電極6713的材料，較佳為使用具有高功函數的材料。例如，除了使用ITO(銦錫氧化物)膜、氧化銦鋅膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜等的單層膜以外，還可以使用氮化鈦膜和以鋁為主要成分的膜的疊層以及氮化鈦膜、以鋁為主要成分的膜與氮化鈦膜的三層結構等。此外，當採用疊層結構時，可以降低佈線的電阻，並實現優良的歐姆接觸，且將該疊層結構用作陽極。
此外，藉由使用蒸鍍遮罩的蒸鍍法或噴墨法形成包含有機化合物的層6716。作為包含有機化合物的層6716，其一部分使用元素週期表的第四族的金屬錯合物。作為能夠與該金屬錯合物組合而使用的材料，可以使用低分子類材料或高分子類材料。此外，通常，作為用於包含有機化合物的層的材料，大多使用單層或疊層的有機化合物。但是，在本實施方式中也包括在由有機化合物構成的膜中的一部分使用無機化合物的結構。再者，也可以使用已知的三重態材料。
再者，作為用於形成在包含有機化合物的層6716上的用作陰極的第二電極6717的材料，使用具有低功函數的材料(Al、Ag、Li、Ca，或這些材料的合金諸如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或Ca3N2)，即可。另外，當在包含有機化合物的層6716中產生的光透過第二電極6717時，較佳為使用使其膜厚成為薄的金屬薄膜和透明導電膜(ITO(氧化銦氧化錫)、氧化銦氧化鋅(In2O3- ZnO)或者氧化鋅(ZnO)等)的疊層作為第二電極6717(陰極)。
再者，藉由利用密封材料6705將密封基板6704和基板6710貼在一起，得到發光元件6718被配置在由基板6710、密封基板6704以及密封材料6705圍繞的空間6707中的結構。注意，空間6707可以填充有惰性氣體(氮、氬等)、樹脂材料、密封材料6705。
另外，較佳為使用環氧類樹脂作為密封材料6705。此外，這些材料較佳是盡可能不使水分和氧透過的材料。此外，作為密封基板6704，除了使用玻璃基板、石英基板以外，還可以使用由FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics：玻璃纖維強化塑膠)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸樹脂等構成的塑膠基板。
藉由上述步驟，可以得到具有上述實施方式的像素結構的顯示面板。
本實施方式相當於對其他實施方式的一部分或整體進行改變、追加、修正、去除、應用、上位概念化或下位概念化的方式。因此，可以將本實施方式的一部分或整體自由地組合於或替換為其他實施方式的一部分或整體而實施。
實施方式7
在本實施方式中，說明具有作為顯示模組的功能的半導體裝置的例子。
使用圖42說明根據本實施方式的半導體裝置的結構例子。圖42是用來說明根據本實施方式的半導體裝置的結構例子的圖。
圖42所示的半導體裝置包括顯示面板951、藉由端子953連接到顯示面板951的電路基板952以及與顯示面板951重疊的觸摸屏954。
作為顯示面板951，可以適用本發明的一個方式的半導體裝置。
在電路基板952中，例如設置有具有控制顯示面板951或觸摸屏954的驅動的功能的電路等。
作為觸摸屏954，例如可以使用電容式觸摸屏、電阻膜式觸摸屏和光學式觸摸屏等中的一個或多個。此外，也可以代替觸摸屏954或者除了觸摸屏954以外例如設置外殼、放熱板、光學薄膜、偏光板、相位差板、稜鏡片、擴散板、背光等來形成顯示模組。
如圖42所示那樣，根據本實施方式的半導體裝置使用在其他實施方式中示出的半導體裝置和觸摸屏等其他構成要素構成。
此外，也可以一起形成觸摸屏與顯示面板951。例如，當在形成有電晶體或發光元件的基板(元件基板)上設置有對置基板時，也可以在該對置基板的表面上形成觸摸屏用電極等。對置基板有時具有密封發光元件的功能，也可以具有觸摸屏的功能。或者，元件基板也可以具有觸摸屏功能。
實施方式8
在本實施方式中說明電子裝置的例子。
圖43A至圖43H以及圖44A至圖44H是示出電子裝置的圖。這些電子裝置可以包括外殼5000、顯示部5001、揚聲器5003、LED燈5004、操作鍵5005(包括電源開關或操作開關)、連接端子5006、感測器5007(它具有測定如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)、麥克風5008等。
圖43A示出移動電腦，該移動電腦除了上述以外還可以包括開關5009、紅外線埠5010等。圖43B示出具備儲存介質的可攜式影像再現裝置(例如DVD再現裝置)，該可攜式影像再現裝置除了上述以外還可以包括第二顯示部5002、儲存介質讀取部5011等。圖43C示出護目鏡型顯示器，該護目鏡型顯示器除了上述以外還可以包括第二顯示部5002、支撐部5012、耳機5013等。圖43D示出可攜式遊戲機，該可攜式遊戲機除了上述以外還可以包括儲存介質讀取部5011等。圖43E示出具有電視接收功能的數位相機，該數位相機除了上述以外還可以包括天線5014、快門按鈕5015、影像接收部5016等。圖43F示出可攜式遊戲機，該可攜式遊戲機除了上述以外還可以包括 第二顯示部5002、儲存介質讀取部5011等。圖43G示出電視接收機，該電視接收機除了上述以外還可以包括調諧器、影像處理部等。圖43H示出可攜式電視接收機，該可攜式電視接收機除了上述以外還可以包括能夠收發信號的充電器5017等。圖44A示出顯示器，該顯示器除了上述以外還可以包括支撐台5018等。圖44B示出相機，該相機除了上述以外還可以包括外部連接埠5019、快門按鈕5015、影像接收部5016等。圖44C示出電腦，該電腦除了上述以外還可以包括指向裝置5020、外部連接埠5019、讀寫器5021等。圖44D示出行動電話機，該行動電話機除了上述以外還可以包括發送部、接收部、用於行動電話/移動終端的單波段播放(one-segment broadcasting)部分接收服務用調諧器等。
圖43A至圖43H、圖44A至圖44D所示的電子裝置可以具有各種功能。例如，可以具有如下功能：將各種資訊(靜態影像、動態影像、文字影像等)顯示在顯示部上；觸控面板；顯示日曆、日期或時刻等；藉由利用各種軟體(程式)控制處理；進行無線通信；藉由利用無線通信功能來連接到各種電腦網路；藉由利用無線通信功能，進行各種資料的發送或接收；讀出儲存在儲存介質中的程式或資料來將其顯示在顯示部上等。再者，在具有多個顯示部的電子裝置中，可以具有如下功能：一個顯示部主要顯示影像資訊，而另一個顯示部主要顯示文字資訊；或者，在多個顯示部上顯示考慮到視差的影像來顯示立體影 像等。再者，在具有影像接收部的電子裝置中，可以具有如下功能：拍攝靜態影像；拍攝動態影像；對所拍攝的影像進行自動或手動校正；將所拍攝的影像儲存在儲存介質(外部或內置於相機)中；將所拍攝的影像顯示在顯示部上等。注意，圖43A至圖43H、圖44A至圖44D所示的電子裝置可具有的功能不侷限於上述功能，而可以具有各種各樣的功能。
本實施方式所述的電子裝置的特徵在於具有用來顯示某些資訊的顯示部。
下面，說明半導體裝置的應用例子。
圖44E示出將半導體裝置和建築物設置為一體的例子。圖44E包括外殼5022、顯示部5023、作為操作部的遙控單元5024、揚聲器5025等。半導體裝置以壁掛式的方式結合到建築物內並且可以不需要較大的空間而設置。
圖44F示出在建築物內將半導體裝置和建築物設置為一體的另一個例子。顯示面板5026和浴室5027設置為一體，並且洗澡的人可以觀看顯示面板5026。
注意，在本實施方式中，舉出牆、浴室作為建築物的例子。但是，本實施方式不侷限於此，也可以將半導體裝置安裝到各種建築物。
下面，示出將半導體裝置和移動體設置為一體的例子。
圖44G是示出將半導體裝置設置到汽車中的例子的圖。顯示面板5028被安裝到汽車的車體5029，並且可以 根據需要而顯示車體的工作或從車體內部或外部輸入的資訊。另外，也可以具有導航功能。
圖44H是示出將半導體裝置和旅客用飛機設置為一體的例子的圖。圖44H是示出在將顯示面板5031設置在旅客用飛機的座位上方的天花板5030的情況下的使用形狀的圖。顯示面板5031藉由鉸鏈部5032被結合到天花板5030，並且利用鉸鏈部5032的伸縮乘客可以觀看顯示面板5031。顯示面板5031具有藉由乘客的操作來顯示資訊的功能。
注意，在本實施方式中，例示出汽車、飛機作為移動體，但是不限於此，還可以設置在各種移動體諸如摩托車、自動四輪車(包括汽車、公共汽車等)、電車(包括單軌、鐵路等)以及船舶等。
注意，在本說明書等中，可以在某一個實施方式中所述的圖式或文章中取出其一部分而構成發明的一個方式。從而，在記載有說明某一部分的圖式或文章的情況下，取出其一部分的圖式或文章的內容也是作為發明的一個方式被公開的，所以能夠構成發明的一個方式。因此，例如，可以在記載有一個或多個有源元件(電晶體、二極體等)、佈線、無源元件(電容元件、電阻元件等)、導電層、絕緣層、半導體層、有機材料、無機材料、構件、裝置、工作方法、製造方法等的圖式或文章中，取出其一部分而構成發明的一個方式。例如，可以從具有N個(N是整數)電路元件(電晶體、電容元件等)構成的電路圖中 取出M個(M是整數，M<N)電路元件(電晶體、電容元件等)來構成發明的一個方式。作為其他例子，可以從具有N個(N是整數)層構成的剖面圖中取出M個(M是整數，M<N)層來構成發明的一個方式。再者，作為其他例子，可以從具有N個(N是整數)要素構成的流程圖中取出M個(M是整數，M<N)要素來構成發明的一個方式。
此外，在本說明書等中，在某一個實施方式所述的圖式或文章中記載至少一個具體例子的情況下，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是由上述具體例子導出該具體例子的上位概念。從而，在某一個實施方式中所述的圖式或文章中記載至少一個具體例子的情況下，該具體例子的上位概念也作為發明的一個方式被公開，並可以構成發明的一個方式。
另外，在本說明書等中，至少在圖式中記載的內容(也可以是圖式中的一部分)作為發明的一個方式被公開，並可以構成發明的一個方式。因此，只要在圖式中記載某一個內容，即使不使用文章描述，就該內容作為發明的一個方式被公開，並可以構成發明的一個方式。同樣地，取出圖式中的一部分的圖式也作為發明的一個方式被公開，並可以構成發明的一個方式。
131、132、133、134、135‧‧‧佈線
181、182、183、184、185‧‧‧電路
100‧‧‧像素電路
141、142、143、144、145‧‧‧節點
101‧‧‧電晶體
111、112、113、114、115‧‧‧開關
121、122‧‧‧電容元件
150‧‧‧負載

Claims (24)

  1. 一種半導體裝置，包括：電晶體；負載；第一電容元件；第二電容元件；第一開關；第二開關；第三開關；第四開關；以及第五開關，其中，該電晶體的源極和汲極中的一方與該負載電連接，該電晶體的源極和汲極中的另一方與第一佈線電連接，該電晶體的閘極藉由該第一開關與第二佈線電連接，該電晶體的閘極與該第一電容元件的第一電極電連接，該第一電容元件的第二電極藉由該第二開關與第三佈線電連接，該第一電容元件的第二電極藉由該第三開關與該第二電容元件的第一電極電連接，該第二電容元件的第一電極藉由該第四開關與該電晶體的閘極電連接， 該第二電容元件的第二電極與該負載電連接，並且，該第二電容元件的第二電極藉由該第五開關與第四佈線電連接。
  2. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，還包括第六開關，其中該電晶體的閘極藉由該第六開關與該電晶體的源極和汲極中的另一方電連接。
  3. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，還包括第六開關，其中該電晶體的閘極藉由該第六開關與第五佈線電連接。
  4. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，還包括第六開關以及第七開關，其中該電晶體的閘極藉由該第六開關與該電晶體的源極和汲極中的另一方電連接，並且該電晶體的源極和汲極中的另一方藉由該第七開關與該第一佈線電連接。
  5. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，還包括第六開關以及第七開關，其中該電晶體的閘極藉由該第六開關與該電晶體的源極和汲極中的另一方電連接，並且該電晶體的源極和汲極中的一方藉由該第七開關與該負載電連接。
  6. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，還包括第 六開關，其中該電晶體的源極和汲極中的一方藉由該第六開關與該負載電連接。
  7. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該電晶體是空乏型電晶體。
  8. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該第一開關是第一電晶體，該第二開關是第二電晶體，該第三開關是第三電晶體，該第四開關是第四電晶體，並且該第五開關是第五電晶體。
  9. 根據申請專利範圍第8項之半導體裝置，其中該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體、該第四電晶體以及該第五電晶體具有相同導電型。
  10. 一種包括根據申請專利範圍第1項之半導體裝置的顯示面板，其中該負載是顯示元件。
  11. 一種包括根據申請專利範圍第1項之半導體裝置以及操作開關的電子裝置。
  12. 一種半導體裝置，包括：第一電容元件；第二電容元件；第一電晶體；第二電晶體； 第三電晶體；第四電晶體；第五電晶體；以及第六電晶體，其中，該第一電晶體的源極和汲極中的一方與像素電極電連接，該第一電晶體的源極和汲極中的另一方與第一佈線電連接，該第二電晶體的源極和汲極中的一方與該第一電晶體的閘極電連接，該第二電晶體的源極和汲極中的另一方與第二佈線電連接，該第一電容元件的第一電極與該第一電晶體的閘極電連接，該第一電容元件的第二電極與該第三電晶體的源極和汲極中的一方電連接，該第三電晶體的源極和汲極中的另一方與第三佈線電連接，該第四電晶體的源極和汲極中的一方與該第一電容元件的第二電極電連接，該第四電晶體的源極和汲極中的另一方與該第二電容元件的第一電極電連接，該第二電容元件的第二電極與該像素電極電連接，該第五電晶體的源極和汲極中的一方與該第二電容元 件的第一電極電連接，該第五電晶體的源極和汲極中的另一方與該第一電晶體的閘極電連接，該第六電晶體的源極和汲極中的一方與該第二電容元件的第二電極電連接，並且，該第六電晶體的源極和汲極中的另一方與第四佈線電連接。
  13. 根據申請專利範圍第12項之半導體裝置，還包括第七電晶體，其中該第七電晶體的源極和汲極中的一方與該第一電晶體的閘極電連接，並且該第七電晶體的源極和汲極中的另一方與該第一電晶體的源極和汲極中的另一方電連接。
  14. 根據申請專利範圍第12項之半導體裝置，還包括第七電晶體，其中該第七電晶體的源極和汲極中的一方與該第一電晶體的閘極電連接，並且該第七電晶體的源極和汲極中的另一方與第五佈線電連接。
  15. 根據申請專利範圍第12項之半導體裝置，還包括第七電晶體以及第八電晶體，其中該第七電晶體的源極和汲極中的一方與該第一電晶體的閘極電連接，該第七電晶體的源極和汲極中的另一方與該第一電晶 體的源極和汲極中的另一方電連接，該第八電晶體的源極和汲極中的一方與該第一電晶體的源極和汲極中的另一方電連接，並且該第八電晶體的源極和汲極中的另一方與該第一佈線電連接。
  16. 根據申請專利範圍第12項之半導體裝置，還包括第七電晶體以及第八電晶體，其中該第七電晶體的源極和汲極中的一方與該第一電晶體的閘極電連接，該第七電晶體的源極和汲極中的另一方與該第一電晶體的源極和汲極中的另一方電連接，該第八電晶體的源極和汲極中的一方與該第一電晶體的源極和汲極中的一方電連接，並且該第八電晶體的源極和汲極中的另一方與該像素電極電連接。
  17. 根據申請專利範圍第12項之半導體裝置，還包括第七電晶體，其中該第七電晶體的源極和汲極中的一方與該第一電晶體的源極和汲極中的一方電連接，並且該第七電晶體的源極和汲極中的另一方與該像素電極電連接。
  18. 根據申請專利範圍第12項之半導體裝置，其中該第一電晶體是空乏型電晶體。
  19. 根據申請專利範圍第12項之半導體裝置， 該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體、該第四電晶體、該第五電晶體以及該第六電晶體具有相同導電型。
  20. 一種包括根據申請專利範圍第12項之半導體裝置的顯示面板，其中顯示元件包括該像素電極。
  21. 一種包括根據申請專利範圍第12項之半導體裝置以及操作開關的電子裝置。
  22. 一種半導體裝置的驅動方法，該半導體裝置包括電晶體、負載、第一電容元件、第二電容元件、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關以及第五開關，其中該電晶體的源極和汲極中的一方與該負載電連接，該電晶體的源極和汲極中的另一方與第一佈線電連接，該電晶體的閘極藉由該第一開關與第二佈線電連接，該電晶體的閘極與該第一電容元件的第一電極電連接，該第一電容元件的第二電極藉由該第二開關與第三佈線電連接，該第一電容元件的第二電極藉由該第三開關與該第二電容元件的第一電極電連接，該第二電容元件的第一電極藉由該第四開關與該電晶體的閘極電連接，該第二電容元件的第二電極與該負載電連接，並且該第二電容元件的第二電極藉由該第五開關與第四佈線電連接，該方法包括如下步驟：當該第一開關、該第二開關、該第四開關和該第五開關處於導通狀態且該第三開關處於截止狀態時，對該第一電容元件的第一電極與該第一電容元件的第二電極之間施 加第一電壓且對該第二電容元件的第一電極與該第二電容元件的第二電極之間施加第二電壓；當該第一開關、該第二開關和該第四開關處於導通狀態且該第三開關和該第五開關處於截止狀態時，直到該第二電容元件的第一電極與該第二電容元件的第二電極之間的電位差成為第三電壓為止釋放積蓄在該第二電容元件中的電荷；當該第一開關、該第二開關和該第四開關處於截止狀態且該第三開關和該第五開關處於導通狀態時，對該電晶體的閘極與該電晶體的源極和汲極中的一方之間施加該第一電壓和該第三電壓的總計電壓；以及當該第一開關、該第二開關、該第四開關和該第五開關處於截止狀態且該第三開關處於導通狀態時，對該負載供應對應於該總計電壓的電流。
  23. 根據申請專利範圍第22項之半導體裝置的驅動方法，其中該第三電壓實質上等於該電晶體的臨界電壓。
  24. 根據申請專利範圍第22項之半導體裝置的驅動方法，其中該供應到該負載的電流量依賴於供應到該第二佈線的影像信號。
TW102118046A 2012-06-01 2013-05-22 半導體裝置及半導體裝置的驅動方法 TWI587261B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012126402 2012-06-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201403564A TW201403564A (zh) 2014-01-16
TWI587261B true TWI587261B (zh) 2017-06-11

Family

ID=49669565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102118046A TWI587261B (zh) 2012-06-01 2013-05-22 半導體裝置及半導體裝置的驅動方法

Country Status (3)

Country Link
US (2) US9013457B2 (zh)
JP (2) JP6111142B2 (zh)
TW (1) TWI587261B (zh)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3164273B2 (ja) 1995-01-27 2001-05-08 新東工業株式会社 模型定盤付キャリア装置
JP6228753B2 (ja) * 2012-06-01 2017-11-08 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、表示装置、表示モジュール、及び電子機器
JP6426402B2 (ja) * 2013-08-30 2018-11-21 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
CN105280136B (zh) * 2014-07-10 2018-11-30 信利半导体有限公司 一种amoled像素电路及其驱动方法
KR102242350B1 (ko) * 2014-12-31 2021-04-20 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 디스플레이 장치
US9756420B2 (en) * 2015-01-19 2017-09-05 Texas Instruments Incorporated Duty-cycling microphone/sensor for acoustic analysis
CN107208251B (zh) * 2015-02-10 2019-10-25 大日本印刷株式会社 蒸镀掩模的制造方法和蒸镀掩模
US9806608B2 (en) 2015-02-13 2017-10-31 Apple Inc. Charge pump having AC and DC outputs for touch panel bootstrapping and substrate biasing
KR102285398B1 (ko) * 2015-04-29 2021-08-03 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
KR102464283B1 (ko) * 2015-06-29 2022-11-09 삼성디스플레이 주식회사 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치와 그의 구동방법
US9653038B2 (en) * 2015-09-30 2017-05-16 Synaptics Incorporated Ramp digital to analog converter
CN105677109B (zh) * 2016-01-12 2018-06-05 京东方科技集团股份有限公司 触控扫描电路、其驱动方法、触控驱动电路及触摸显示屏
WO2018151673A1 (en) * 2017-02-14 2018-08-23 Nanyang Technological University Subpixel circuit, and display system and electronic device having the same
TWI780204B (zh) * 2017-08-31 2022-10-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 顯示裝置及電子裝置
WO2019048966A1 (ja) 2017-09-05 2019-03-14 株式会社半導体エネルギー研究所 表示システム
US11302278B2 (en) 2017-09-15 2022-04-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device including pixel and electronic device
KR102448030B1 (ko) * 2017-09-21 2022-09-28 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
US11048134B2 (en) * 2017-12-21 2021-06-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device
US11430404B2 (en) * 2018-05-25 2022-08-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device including pixel and electronic device
JP7344892B2 (ja) * 2018-09-12 2023-09-14 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
CN109272930B (zh) 2018-11-23 2020-04-24 上海天马有机发光显示技术有限公司 一种显示面板及显示装置
US20210074653A1 (en) * 2019-09-09 2021-03-11 Thin Film Electronics Asa Barriers for Flexible Substrates and Methods of Making the Same
WO2022034424A1 (ja) 2020-08-12 2022-02-17 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置、その動作方法および電子機器
JP2024012727A (ja) * 2020-12-09 2024-01-31 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 画素回路、表示装置及び駆動方法
US12402496B2 (en) * 2020-12-24 2025-08-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
US11901004B2 (en) * 2022-04-08 2024-02-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Memory array, memory structure and operation method of memory array
US11978393B1 (en) * 2023-05-29 2024-05-07 Novatek Microelectronics Corp. Pixel circuit and operation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050140605A1 (en) * 2003-11-24 2005-06-30 Jin-Tae Jung Image display device and driving method thereof
US20090309816A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Sang-Moo Choi Organic light emitting display device
US20110090200A1 (en) * 2009-10-19 2011-04-21 Sang-Moo Choi Organic light emitting display device and driving method thereof
US20120026145A1 (en) * 2010-08-02 2012-02-02 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Pixel and Organic Light Emitting Display Device Using the Same

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5684365A (en) 1994-12-14 1997-11-04 Eastman Kodak Company TFT-el display panel using organic electroluminescent media
JP3647523B2 (ja) 1995-10-14 2005-05-11 株式会社半導体エネルギー研究所 マトリクス型液晶表示装置
JP2001318627A (ja) 2000-02-29 2001-11-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置
KR100675319B1 (ko) 2000-12-23 2007-01-26 엘지.필립스 엘시디 주식회사 일렉트로 루미네센스 패널
JP4785271B2 (ja) 2001-04-27 2011-10-05 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置、電子機器
TW582005B (en) 2001-05-29 2004-04-01 Semiconductor Energy Lab Pulse output circuit, shift register, and display device
SG148032A1 (en) 2001-07-16 2008-12-31 Semiconductor Energy Lab Light emitting device
JP4831895B2 (ja) 2001-08-03 2011-12-07 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
JP4650601B2 (ja) 2001-09-05 2011-03-16 日本電気株式会社 電流駆動素子の駆動回路及び駆動方法ならびに画像表示装置
US7365713B2 (en) 2001-10-24 2008-04-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and driving method thereof
US7456810B2 (en) 2001-10-26 2008-11-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device and driving method thereof
JP4498669B2 (ja) 2001-10-30 2010-07-07 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、表示装置、及びそれらを具備する電子機器
KR100940342B1 (ko) 2001-11-13 2010-02-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시장치 및 그 구동방법
JP2003195810A (ja) 2001-12-28 2003-07-09 Casio Comput Co Ltd 駆動回路、駆動装置及び光学要素の駆動方法
WO2003063124A1 (en) 2002-01-17 2003-07-31 Nec Corporation Semiconductor device incorporating matrix type current load driving circuits, and driving method thereof
EP1331627B1 (en) 2002-01-24 2012-04-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of driving the semiconductor device
JP3997109B2 (ja) 2002-05-08 2007-10-24 キヤノン株式会社 Ｅｌ素子駆動回路及び表示パネル
SG119186A1 (en) 2002-05-17 2006-02-28 Semiconductor Energy Lab Display apparatus and driving method thereof
KR100432651B1 (ko) 2002-06-18 2004-05-22 삼성에스디아이 주식회사 화상 표시 장치
US7696952B2 (en) 2002-08-09 2010-04-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd Display device and method of driving the same
US7738014B2 (en) 2002-12-05 2010-06-15 Atlab Inc. Image sensor and optical pointing system
WO2004066249A1 (en) * 2003-01-24 2004-08-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Active matrix display devices
JP4734529B2 (ja) 2003-02-24 2011-07-27 奇美電子股▲ふん▼有限公司 表示装置
US7612749B2 (en) 2003-03-04 2009-11-03 Chi Mei Optoelectronics Corporation Driving circuits for displays
EP1604347A1 (en) 2003-03-12 2005-12-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emissive active matrix display devices with optical feedback effective on the timing, to counteract ageing
JP4168836B2 (ja) 2003-06-03 2008-10-22 ソニー株式会社 表示装置
JP4062179B2 (ja) 2003-06-04 2008-03-19 ソニー株式会社 画素回路、表示装置、および画素回路の駆動方法
US20050114060A1 (en) 2003-11-03 2005-05-26 The Lubrizol Corpration On-line fluid monitoring that compensates for a fluid's temperature dependance
JP4297438B2 (ja) 2003-11-24 2009-07-15 三星モバイルディスプレイ株式會社 発光表示装置，表示パネル，及び発光表示装置の駆動方法
US7405713B2 (en) 2003-12-25 2008-07-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and electronic equipment using the same
JP2005189643A (ja) 2003-12-26 2005-07-14 Sony Corp ディスプレイ装置及びディスプレイ装置の駆動方法
JP4501429B2 (ja) 2004-01-05 2010-07-14 ソニー株式会社 画素回路及び表示装置
US7928937B2 (en) 2004-04-28 2011-04-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
US7173590B2 (en) 2004-06-02 2007-02-06 Sony Corporation Pixel circuit, active matrix apparatus and display apparatus
JP4160032B2 (ja) 2004-09-01 2008-10-01 シャープ株式会社 表示装置およびその駆動方法
US8681084B2 (en) 2004-09-17 2014-03-25 Gold Charm Limited Semiconductor device, method for driving same, display device using same and personal digital assistant
KR100592636B1 (ko) 2004-10-08 2006-06-26 삼성에스디아이 주식회사 발광표시장치
KR100604053B1 (ko) 2004-10-13 2006-07-24 삼성에스디아이 주식회사 발광 표시장치
TWI237913B (en) 2004-10-13 2005-08-11 Chi Mei Optoelectronics Corp Circuit and method for OLED with voltage compensation abstract of the invention
KR101239162B1 (ko) 2004-11-30 2013-03-05 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시장치와 그 구동방법, 반도체장치, 및 전자기기
JP4923410B2 (ja) 2005-02-02 2012-04-25 ソニー株式会社 画素回路及び表示装置
KR101139527B1 (ko) 2005-06-27 2012-05-02 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광소자 및 유기전계발광 표시장치
US7986287B2 (en) 2005-08-26 2011-07-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and method of driving the same
EP1995787A3 (en) 2005-09-29 2012-01-18 Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. Semiconductor device having oxide semiconductor layer and manufacturing method therof
US7728810B2 (en) 2005-11-28 2010-06-01 Lg Display Co., Ltd. Display device and method for driving the same
CN102176304B (zh) 2005-12-02 2013-07-03 株式会社半导体能源研究所 半导体器件
EP1793366A3 (en) 2005-12-02 2009-11-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, display device, and electronic device
JP2007206590A (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Seiko Epson Corp 画素回路、その駆動方法、表示装置および電子機器
TWI570691B (zh) 2006-04-05 2017-02-11 半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置，顯示裝置，和電子裝置
JP4882536B2 (ja) * 2006-06-19 2012-02-22 セイコーエプソン株式会社 電子回路及び電子機器
TWI442368B (zh) 2006-10-26 2014-06-21 Semiconductor Energy Lab 電子裝置，顯示裝置，和半導體裝置，以及其驅動方法
JP5665256B2 (ja) 2006-12-20 2015-02-04 キヤノン株式会社 発光表示デバイス
KR100860684B1 (ko) 2007-01-31 2008-09-26 삼성전자주식회사 화면 밝기 기능을 갖는 디스플레이 장치
KR100823199B1 (ko) 2007-04-05 2008-04-18 삼성에스디아이 주식회사 유기 발광 표시 장치
JP5028207B2 (ja) * 2007-09-28 2012-09-19 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 画像表示装置および画像表示装置の駆動方法
JP5536349B2 (ja) * 2009-01-30 2014-07-02 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 画像表示装置
JP5736114B2 (ja) 2009-02-27 2015-06-17 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の駆動方法、電子機器の駆動方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050140605A1 (en) * 2003-11-24 2005-06-30 Jin-Tae Jung Image display device and driving method thereof
US20090309816A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Sang-Moo Choi Organic light emitting display device
US20110090200A1 (en) * 2009-10-19 2011-04-21 Sang-Moo Choi Organic light emitting display device and driving method thereof
US20120026145A1 (en) * 2010-08-02 2012-02-02 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Pixel and Organic Light Emitting Display Device Using the Same

Also Published As

Publication number Publication date
US20130321248A1 (en) 2013-12-05
TW201403564A (zh) 2014-01-16
JP2014006516A (ja) 2014-01-16
US9013457B2 (en) 2015-04-21
US20150221637A1 (en) 2015-08-06
JP6111142B2 (ja) 2017-04-05
US9721942B2 (en) 2017-08-01
JP2017107247A (ja) 2017-06-15
JP6412190B2 (ja) 2018-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI587261B (zh) 半導體裝置及半導體裝置的驅動方法
JP7241220B2 (ja) 発光装置
USRE48576E1 (en) Semiconductor device and driving method thereof
US9136287B2 (en) Semiconductor device
JP7247316B2 (ja) 半導体装置、表示システム、電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees