半导体器件的制作方法

专利名称：半导体器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件和一种显示设备，该半导体器件具有利用晶体管来控制提供给负载的电流的功能，而该显示设备包括利用其亮度根据信号而改变的电流驱动显示元件形成的像素以及驱动像素的信号线驱动器电路和扫描线驱动器电路。本发明也涉及一种这样的半导体器件和显示设备的驱动方法。此外，本发明涉及一种在显示部分中具有该显示设备的电子设备。
背景技术：
近年来，具有利用诸如电致发光(EL)元件(即，发光器件)之类的发光元件形成的像素的自发光显示设备已经引起了关注。作为用于这种自发光显示设备的发光元件，有机发光二极管(OLED)和EL元件已经引起了关注，其已用于EL显示器等。由于这些发光元件通过自身发光，所以其相对于液晶显示器来讲的优点在于具有更高的像素可见性、不需要背光以及更快的响应速度。应该注意，大部分发光元件的亮度由流入发光元件的电流值控制。此外，已经提高了有源矩阵显示设备的开发，其中每个像素被提供有用于控制发光元件的发光的晶体管。期望将有源矩阵显示设备投入实际的应用中，这是因为它不仅可以实现相对于无源矩阵显示器而言难以达到的高分辨率和大屏幕的显示器，而且其利用低于无源矩阵显示设备的功耗来操作。在图45中示出了传统有源矩阵显示设备的像素配置(参考文献1 日本公布的专利申请No. H8-234683)。图45中示出的像素包括薄膜晶体管(TFT) 11和12、电容器13和发光元件14，并且被连接到信号线15和扫描线16。应该注意，TFT 12的源电极或漏电极以及电容器13的一个电极被提供有电源电位Vdd，而发光元件14的对置电极被提供有接地电位。当将非晶硅用于控制提供给发光元件的电流值的TFT 12(S卩，驱动TFT)的半导体层时，由于衰退等造成阈值电压(Vth)的波动。在那种情况下，尽管相同的电位通过信号线 15被施加到不同的像素，但是流入发光元件14的电流在各个像素之间不同并且在像素当中所得亮度不均勻。应该注意，在对于驱动TFT的半导体层使用多晶硅的情况下，晶体管的特性衰退或者发生改变。为了克服以上问题，在参考文献2 (参考文献2 日本公布的专利申请 No. 2004-295131)中提出了使用图46中的像素的操作方法。图46中示出的像素包括晶体管21、控制提供给发光元件24的电流值的驱动晶体管22、电容器23以及发光元件24，并且像素被连接到信号线25和扫描线26。应该注意，驱动晶体管22是NMOS晶体管。驱动晶体管22的源电极或漏电极被提供有接地电位，而发光元件24的对置电极被提供有Vca。图47示出这种像素操作的时序图。在图47中，一帧周期被分成初始化周期31、阈值(Vth)写入周期32、数据写入周期33和发光周期34。应该注意，一帧周期对应于显示一个屏幕的图像的周期，而初始化周期、阈值(Vth)写入周期以及数据写入周期被统称为寻址周期。首先，在阈值写入周期32中，驱动晶体管22的阈值电压被写入电容器23。此后，在数据写入周期33中，表示像素亮度的数据电压(Ddate)被写入电容器23，并且因此 Vdata+Vth被累积在电容器23中。然后，在发光周期34中，使驱动晶体管22导通，从而发光元件24通过改变Vca而按照数据电压指定的亮度发光。这样的操作可以减少由驱动晶体管的阈值电压的波动弓I起的亮度变化。参考文献3也公开了将驱动TFT的栅-源电压设置在对应于数据电位和驱动TFT 的阈值电压的总和的电压，并且因此，甚至当TFT的阈值电压波动时，流入发光元件的电流不改变(参考文献3 :日本公布的专利申请No. 2004-280059)。在公开于参考文献2和3中的每种操作方法中，在每帧周期中通过改变Vca的电位若干次来执行初始化、阈值电压写入和发光。在这些像素中，被提供有电位Vca的发光元件的一个电极，即，对置电极被完全地形成在像素区上。所以，如果存在除了初始化和阈值电压写入之外还执行数据写入操作的甚至单个像素，那么发光元件不发光。因此，发光周期相对一帧周期的比(即，占空比)降低，如图48所示。当占空比低时，通过驱动晶体管提供给发光元件的电流量必定增加；所以，施加到发光元件的电压变得较高，这导致高功耗。此外，因为发光元件和驱动晶体管由于低占空比而容易使性能变差，所以甚至需要更高的功率来获得与性能变差之前的亮度电平相同的亮度电平。此外，由于对置电极被连接到所有的像素，所以发光元件起到具有大电容的元件的作用。因此，为了改变对置电极的电位，需要大的功耗。

发明内容
鉴于前述的问题，本发明的目的在于提供一种具有低功耗和高占空比的显示设备。本发明的另一目的在于提供一种像素配置、半导体器件和显示设备，其中与由数据电位指定的电平的亮度偏离较小。应该注意，本发明不只是针对具有发光元件的显示设备，所以，本发明的另一目的在于抑制由晶体管的阈值电压变化引起的电流值的变化。所以，利用驱动晶体管控制的电流的目标不限于发光元件。本发明的一方面提供了一种半导体器件，其包括晶体管；第一开关，其中所述晶体管的栅极电连接到所述第一开关的一端；第二开关，其中所述晶体管的栅极电连接到所述第二开关的一端；电连接到所述晶体管的源极和漏极中的一个的电极；以及电容器；其中所述电容器的第一端电连接到所述电极以及所述晶体管的源极和漏极中的所述一个，并且其中所述电容器的第二端电连接到所述晶体管的栅极。本发明的一方面提供了一种具有像素的半导体器件，其包括晶体管、第一开关、第二开关、第一布线和第二布线。晶体管的源电极和漏电极中的一个被电连接到像素电极和第二开关；晶体管的源电极和漏电极中的另一个被电连接到第一布线；以及晶体管的栅电极通过第一开关被电连接到第二布线。根据像素的灰度值的信号被输入到晶体管的栅电极。本发明的一方面提供了一种半导体器件，其包括晶体管、存储电容器、第一开关、 第二开关和第三开关。晶体管的源电极和漏电极中的一个被电连接到像素电极并且也通过第三开关被电连接到第三布线；晶体管的源电极和漏电极中的另一个被电连接到第一布线；以及晶体管的栅电极通过第二开关被电连接到第二布线并且也通过第一开关被电连接第四布线。晶体管的源电极和漏电极中的一个通过存储电容器被电连接到晶体管的栅电极。第三布线可以是从分别控制前一行或下一行的第一至第三开关的三条布线中选择的布线。本发明的一方面提供了一种半导体器件，其包括晶体管、存储电容器、第一开关、 第二开关、第三开关和第四开关。晶体管的源电极和漏电极中的一个被电连接到像素电极并且也通过第三开关被电连接到第三布线；晶体管的源电极和漏电极中的另一个被电连接到第一布线；以及晶体管的栅电极通过第四开关和第二开关被电连接到第二布线并且也通过第四开关和第一开关被电连接第四布线。晶体管的源电极和漏电极中的一个通过存储电容器和第四开关被电连接到晶体管的栅电极。本发明的一方面提供了一种半导体器件，其包括晶体管、存储电容器、第一开关、 第二开关、第三开关和第四开关。晶体管的源电极和漏电极中的一个被电连接到像素电极并且也通过第三开关被电连接到第三布线；晶体管的源电极和漏电极中的另一个被电连接到第一布线；以及晶体管的栅电极通过第二开关被电连接到第二布线并且也通过第四开关和第一开关被电连接第四布线。晶体管的源电极和漏电极中的一个通过存储电容器和第四开关被电连接到晶体管的栅电极。本发明的一方面提供了一种半导体器件，其包括晶体管、存储电容器、第一开关、 第二开关、第三开关和第四开关。晶体管的源电极和漏电极中的一个被电连接到像素电极并且也通过第三开关被电连接到第三布线；晶体管的源电极和漏电极中的另一个通过第四开关被电连接到第一布线；以及晶体管的栅电极通过第二开关被电连接到第二布线并且也通过第一开关被电连接第四布线。晶体管的源电极和漏电极中的一个通过存储电容器被电连接到晶体管的栅电极。本发明的一方面提供了一种半导体器件，其包括晶体管、存储电容器、第一开关、 第二开关、第三开关和第四开关。晶体管的源电极和漏电极中的一个通过第四开关被电连接到像素电极并且也通过第四开关和第三开关被电连接到第三布线；晶体管的源电极和漏电极中的另一个被电连接到第一布线；以及晶体管的栅电极通过第二开关被电连接到第二布线并且也通过第一开关被电连接第四布线。晶体管的源电极和漏电极中的一个通过第四开关和存储电容器被电连接到晶体管的栅电极。第三布线可以与控制第三开关的布线相同。第三布线可以是从分别控制前一行和下一行的第一至第四开关的四条布线中选择的布线。晶体管可以是η沟道晶体管。此外，晶体管的半导体层可以由非晶态半导体膜形成。此外，晶体管的半导体层可以由非晶硅形成。可供选择地，晶体管的半导体层可以由晶态半导体膜形成。在前述的发明中，提供给第二布线的电位可以高于提供给第三布线的电位，并且该两个电位之间的差可以大于晶体管的阈值电压。晶体管也可以是ρ沟道晶体管。在这种情况下，提供给第二布线的电位可以低于提供给第三布线的电位，并且该两个电位之间的差可以大于晶体管的阈值电压的绝对值。本发明的一方面提供了一种半导体器件，其包括晶体管，其源电极和漏电极中的一个被电连接到第一布线，其源电极和漏电极中的另一个被电连接到第三布线，而其栅电极被电连接到第二布线和第四布线；存储电容器，其保持晶体管的栅_源电压；用于通过向存储电容器施加提供给第二布线的第一电位和提供给第三布线的第二电位而在存储电容器中保持第一电压的装置；用于将存储电容器的电压放电降至第二电压的装置；用于通过向存储电容器施加作为第一电位和第三电压的总和的电位而在存储电容器中保持作为第二电压和第四电压的总和的第五电压的装置；以及用于根据第五电压向负载提供为晶体管设置的电流的装置。本发明的一方面提供了一种半导体器件，其包括晶体管，其源电极和漏电极中的一个被电连接到第一布线，其源电极和漏电极中的另一个被电连接到第三布线，而其栅电极被电连接到第二布线和第四布线；存储电容器，其保持晶体管的栅_源电压；用于通过向存储电容器施加提供给第二布线的第一电位和提供给第三布线的第二电位而在存储电容器中保持第一电压的装置；用于将存储电容器的电压放电降至晶体管的阈值电压的装置； 用于通过向存储电容器施加作为第一电位和第二电压的总和的电位而在存储电容器中保持作为晶体管的阈值电压和第三电压的总和的第四电压的装置；以及用于根据第四电压向负载提供为晶体管设置的电流的装置。晶体管可以是η沟道晶体管。此外，晶体管的半导体层可以由非晶态半导体膜形成。此外，晶体管的半导体层可以由非晶硅形成。可供选择地，晶体管的半导体层可以由晶态半导体膜形成。在前述的发明中，第一电位可以高于第二电位，并且第一电位和第二电位之间的差可以大于晶体管的阈值电压。晶体管也可以是ρ沟道晶体管。在这种情况下，第一电位可以低于第二电位，并且第一电位和第二电位之间的差可以大于晶体管的阈值电压的绝对值。本发明的一方面提供了一种显示设备，其包括前述的半导体器件，并且也提供一种电子设备，其包括该显示设备作为显示部分。应该注意，不具体限制本说明书中描述的开关，其可以是电子开关或机械开关，只要它可以控制电流。该开关可以是晶体管、二极管或组合它们的逻辑电路。在用晶体管作为开关的情况下，晶体管只作为开关来操作。所以，不具体地限制晶体管的极性(导电类型)。 然而，使用具有较小截止电流特性的晶体管是令人满意的。就具有较小截止电流的晶体管而言，存在具有LDD区的晶体管和具有多栅结构的晶体管等。此外，当将作为开关操作的晶体管在其源电极的电位较接近于低电位侧电源(例如，Vss、GND、0V等)的状态下操作时，使用η沟道晶体管是令人满意的，而当晶体管在其源电极的电位较接近于高电位侧电源(例如，Vdd等)的状态下操作时，使用ρ沟道晶体管是令人满意的。这是因为可以增加栅-源电压的绝对值，从而晶体管容易作为开关来操作。应该注意，该开关可以是使用η沟道晶体管和P沟道晶体管两者的CMOS电路。应该注意，在本发明中的描述“连接”与“电连接”是同义的。因此，可以插入另外的元件或开关等。应该注意，负载可以是任何元件。例如，可以使用其对比度随电磁作用而改变的显示媒介，诸如包括EL元件(例如，有机EL元件、无机EL元件或包含有机材料和无机材料的 EL元件)的发光元件、电子发射元件以及液晶元件或电子墨水。应该注意，使用电子发射元件的显示设备包括场致电子发射显示器(FED)和SED平板显示器(SED 表面传导电子发射显示器)等。此外，使用电子墨水的显示设备包括电子纸。不具体限制可应用到本发明的晶体管，而它可以是使用以非晶硅膜或多晶硅膜为代表的非单晶态半导体膜的薄膜晶体管(TFT)、使用半导体衬底或SOI衬底形成的晶体管、 MOS晶体管、结型晶体管、双极晶体管、使用有机半导体或碳纳米管的晶体管或者其它晶体管。此外，不具体限制其上形成晶体管的衬底，而可以在单晶态衬底、SOI衬底、玻璃衬底或塑料衬底等上形成晶体管。应该注意，如上所述，在本发明中的晶体管可以是任何类型的并且可以被形成在任何类型的衬底上。所以，可以将所有电路形成在玻璃衬底、塑料衬底、单晶态衬底、SOI衬底或任何其它衬底上。可供选择地，可以将一部分电路形成在一衬底上，而可以将另一部分电路形成在另一衬底上。即，不需要将所有的电路形成在同一衬底上。例如，可以将一部分电路形成在使用TFT的玻璃衬底上，而可以将另一部分电路形成在使用单晶态衬底的IC 芯片上，从而通过COG(玻璃上芯片)将IC芯片连接到玻璃衬底上。可供选择地，可以通过 TAB (带式自动接合)或使用印刷电路板将IC芯片连接到玻璃衬底上。在本说明书中，一个像素意味着一个色彩单元。所以，在包括R(红)、G(绿)和 B (蓝)色彩单元的全彩色显示设备的情况下，一个像素意味着R、G和B色彩单元中的任何一种。应该注意，在本说明书中“以矩阵形式布置像素”的描述不仅包括以作为垂直条和水平条的组合的栅格图案布置像素的情况，而且包括当利用三种色彩单元(例如，RGB)执行全彩色显示时构成图像的最小单元的三种色彩单元的像素以所谓的德耳塔图案来布置的情况。此外，根据色彩单元，每个像素的尺寸可以彼此不同。应该注意，在说明书中的“半导体器件”意味着具有包括半导体元件(诸如晶体管或二极管)的电路的器件。此外，“显示设备”不仅包括显示面板的主体而且包括具有附接于其柔性印刷电路(FPC)或印刷线路板(PWB)的显示面板，在显示面板的主体中，各自包括负载和用于驱动像素的外围驱动电路的多个像素被形成在衬底上。根据本发明，可以抑制由晶体管的阈值电压变化引起的电流值变化。所以，可以将期望的电流提供给诸如发光元件的负载。尤其，当将发光元件用所负载时，可以提供很少亮度改变和高占空比的显示设备。


在附图中，图1示出了在实施方式1中显示的像素配置；
图2是图解说明图1中示出的像素操作的时序图；图3A至3D图解说明了图1中示出的像素操作；图4是根据沟道长度调制的电压_电流特性的模型图；图5图解说明了在实施方式1中示出的像素配置；图6图解说明了在实施方式1中示出的像素配置；图7图解说明了在实施方式1中示出的像素配置；图8图解说明了在实施方式1中示出的像素配置；图9图解说明了在实施方式1中示出的显示设备；图10是图解说明在实施方式1中示出的显示设备的写入操作的图；图11图解说明了在实施方式2中示出的像素配置；图12图解说明了在实施方式4中示出的像素配置；图13图解说明了在实施方式4中示出的像素配置；图14图解说明了在实施方式4中示出的像素配置；图15图解说明了在实施方式4中示出的像素配置；图16A至16F图解说明了在实施方式3中示出的像素配置；图17是在实施方式8中示出的像素的部分截面视图；图18A和18B图解说明了在实施方式8中示出的发光元件；图19A至19C图解说明了在实施方式8中示出的发光方向；图20A和20B是在实施方式8中示出的像素的部分截面视图；图21A和21B是在实施方式8中示出的像素的部分截面视图；图22A和22B是在实施方式8中示出的像素的部分截面视图；图23是在实施方式8中示出的像素的部分截面视图；图24是在实施方式8中示出的像素的部分截面视图；图25A和25B的每一个图解说明了在实施方式9中示出的显示设备图26A和26B的每一个图解说明了在实施方式9中示出的显示设备图27A和27B的每一个图解说明了在实施方式9中示出的显示设备图28是在实施方式9中示出的像素的部分截面视图；图29是在实施方式5中示出的像素配置；图30是在实施方式5中示出的像素配置；图31是在实施方式6中示出的像素配置；图32是图解说明图31中示出的像素操作的时序图；图33A至33H是可以应用本发明的电子设备的视图；图34示出了移动电话的示例性配置；图35示出了 EL模块的示例；图36是示出EL电视接收机的主要配置的框图；图37图解说明了在实施方式6中示出的像素配置；图38图解说明了在实施方式6中示出的像素配置；图39图解说明了在实施方式7中示出的像素配置；图40是图解说明图39中示出的像素操作的时序图41A至41D图解说明了图39中示出的像素的操作；图42图解说明了在实施方式2中示出的像素配置；图43是图11所示出的像素的顶视图；图44是图11所示出的像素的顶视图；图45图解说明了利用传统技术的像素配置；图46图解说明了利用传统技术的像素配置；图47图解说明了利用传统技术使像素操作的时序图；图48图解说明了在使用传统技术的情况下发光周期相对一帧周期的比；以及图49图解说明了组合数字灰度方法和时间灰度方法的驱动方案。附图标记说明110:晶体管；111 第一开关；112:第二开关；113:第三开关；114:第四开关； 115 电容器；116 发光元件；117 信号线；118 第一扫描线；119 第二扫描线；120 第三扫描线；121 第四扫描线；122 第一电位供应线；123 第二电位供应线；124 电源线；125 对置电极；511 第一开关晶体管；512 第二开关晶体管；513 第三开关晶体管；514 第四开关晶体管；614 第四开关；714 第四开关；814 第四开关；911 信号线驱动器电路； 912 扫描线驱动器电路；913 像素部分；914 像素；1200 像素；1218 第一扫描线；1300 像素；1319 第二扫描线；1400 像素；1420 第三扫描线；1500 像素；1521 第四扫描线； 1613 整流器元件；1620 第三扫描线；1651 肖特基势垒二极管；1652 :PIN 二极管；1653 PN 二极管；1654 晶体管；1655 晶体管；2910 晶体管；3010 晶体管；3101 晶体管；3102 晶体管；3103 第五开关；3104 第六开关；3111 第一开关；3112 第二开关；3113 第三开关；3114 第四开关；3115 电容器；3116 发光元件；3117 :信号线；3118 第一扫描线； 3119 第二扫描线；3120 第三扫描线；3121 第四扫描线；3122 第一电位供应线；3123 第二电位供应线；3123 对置电极；3124 电源线；3125 对置电极；3910 晶体管；3911 第一开关；3912 第二开关；3913 第三开关；3914 第四开关；3915 电容器；3916 发光元件； 3917 信号线；3918 第一扫描线；3919 第二扫描线；3920 第三扫描线；3921 第四扫描线；3922 第一电位供应线；3923 第二电位供应线；3924 电源线；3925 对置电极；4215 栅电容；4240 像素电极；4301 第一开关晶体管；4302 第二开关晶体管；4303 第三开关晶体管；4310 导电层；4311 导电层；4312 导电层；4313 导电层；4314 布线；4315 导电层；4316 :导电层；4317 布线；4318 :导电层；4319 :导电层；4320 :导电层；4321 :导电层； 4322 导电层；4323 布线；4324 布线；4333 半导体层；4334 半导体层；4335 半导体层； 4336 半导体层；4344 像素电极；4401 导电层；4402 布线；以及4422 第一电位供应线。
具体实施例方式下文中，将说明本发明的实施例和实施方式。应该注意，本领域的技术人员容易理解，本发明可以以多种不同的模式来体现并且可以以各种方式来改变而不偏离本发明的精神和范围。所以，不将本发明限制于以下的描述。应该注意，在整个说明本发明的结构的附图中，相同的附图标记被用来表示类似的元素。(实施方式1)参考图1来描述本发明的像素的基本配置。图1中示出的像素包括晶体管110、第一开关111、第二开关112、第三开关113、第四开关114、电容器115和发光元件116。该像素被连接到信号线117、第一扫描线118、第二扫描线119、第三扫描线120、第四扫描线121、 第一电位供应线122、第二电位供应线123和电源线124。在本实施方式中，晶体管110是 η沟道晶体管，当其栅_源电压(Vgs)超过阈值电压(Vth)时，该晶体管被导通。此外，发光元件116的像素电极是阳极，而其对置电极125是阴极。应该注意，晶体管的栅-源电压由Vgs表示；漏-源电压由Vds表示；阈值电压由Vth表示；以及在电容器中累积的电压由 Vcs表示。此外，电源线124、第一电位供应线122、第二电位供应线123和信号线117也分别被称作第一布线、第二布线、第三布线和第四布线。晶体管110的第一电极(源电极和漏电极中的一个)被连接到发光元件116的像素电极；其第二电极(源电极和漏电极中的另一个)被连接到电源线124 ；以及其栅电极通过第四开关114和第二开关112被连接到第一电位供应线122。应该注意，第四开关114被连接在晶体管110的栅电极和第二开关112之间。当第四开关114和第二开关112的连接点由结点130表示时，结点130通过第一开关111被连接到信号线117。此外，晶体管110 的第一电极也通过第三开关113被连接到第二电位供应线123。此外，电容器115被连接在结点130和晶体管110的第一电极之间。即，电容器 115的第一电极通过第四开关114被连接到晶体管110的栅电极，而电容器115的第二电极被连接到晶体管110的第一电极。电容器115可以通过将绝缘膜夹在布线、半导体层和电极之间来形成，或者可以通过利用晶体管110的栅电容而省略。这样一种用于保持电压的装置被称作存储电容器。应该注意，结点130、第一开关111和电容器115的第一电极的连接点由结点131来表示，而晶体管110的第一电极、电容器115的第二电极和发光元件116 的像素电极的连接点由结点132表示。应该注意，通过分别向第一扫描线118、第二扫描线119、第三扫描线120和第四扫描线121输入信号来控制第一开关111、第二开关112、第三开关113和第四开关114的接通/断开。根据对应于视频信号的像素的灰度值的信号，S卩，根据亮度数据的电位被输入到信号线117。接着，参考图2和图3Α至3D中的时序图来描述在图1中示出的像素的操作。应该注意，对应于显示一个屏幕的图像的周期的一帧周期被分成图2中的初始化周期、阈值写入周期、数据写入周期和发光周期。初始化周期、阈值写入周期和数据写入周期被统称为寻址周期。不具体地限制一帧周期的长度，但1/60秒或更小是优选的，从而图像观众不会察觉闪烁。电位Vl被输入到发光元件116的对置电极125和第一电位供应线122，而电位 vi-vth-α (α 任意正数)被输入到第二电位线123。此外，电位V2被输入到电源线124。在此，为了说明的目的，将发光元件116的对置电极125的电位设置为等于第一电位供应线122的电位。然而，假设对于发光元件116进行发光来讲是必要的最小电位差由 Va来表示，只要对置电极125的电位高于电位Vl-Vth-α 就可接受。此外，只要电源线 124的电位V2高于对置电极125的电位和对于发光元件116进行发光来讲是必要的最小电位差(VJ的总和，就可接受。然而，由于为了说明的目的，对置电极125的电位在此被设置在VI，所以只要V2高于V1+V&，就可接受。
首先，使第一开关111断开，而在初始化周期中接通第二开关112、第三开关113和第四开关114，如图2的(A)和图3A中所示。此时，晶体管110的第一电极用作源电极，而其电位等于第二电位供应线123的电位，其为Vl-Vth-α。另一方面，晶体管110的栅电极的电位是VI。因此，晶体管110的栅-源电压Vgs是Vth+α，并且因此晶体管110被导通。 然后，Vth+α被保持在提供在栅电极和晶体管110的第一电极之间的电容器115中。尽管在此所示的第四开关114处于接通状态，但是其可以处于断开状态。接着，在图2的(B)和图3B中所示的阈值写入周期中，第三开关113被断开。所以，第一电极的电位，即，晶体管110的源电极的电位逐渐升高，并且当其达到Vl-Vth时，换句话讲，当晶体管110的栅-源电压Vgs达到阈值电压(Vth)时，晶体管110被截止。因此， 在电容器115中保持的电压成为Vth。在图2的(C)和图3C中所示的下一个数据写入周期中，第二开关112和第四开关114被接通，然后第一开关111被接通，从而从信号线117输入根据亮度数据的电位 (Vl+Vdata)。应该注意，晶体管110可以通过断开第四开关114而被保持在截止状态。所以，可以抑制在数据写入时从电源线124提供的电流引起的电容器115的第二电极的电位波动。此时，保持在电容器115中的电压Vcs可以由公式(1)表示，其中电容器115和发光元件116的电容分别是Cl和C2。
权利要求
1.一种半导体器件，包括晶体管；第一开关，其中所述晶体管的栅极电连接到所述第一开关的一端； 第二开关，其中所述晶体管的栅极电连接到所述第二开关的一端； 电连接到所述晶体管的源极和漏极中的一个的电极；以及电容器；其中所述电容器的第一端电连接到所述电极以及所述晶体管的源极和漏极中的所述一个，并且其中所述电容器的第二端电连接到所述晶体管的栅极。
2.如权利要求1所述的半导体器件，其中第一开关是第二晶体管，所述第一开关的所述一端是所述第二晶体管的源极和漏极中的一个，并且其中第二开关是第三晶体管，所述第二开关的所述一端是所述第三晶体管的源极和漏极中的一个。
3.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述第二开关的另一端电连接到第一布线，并且其中所述晶体管的源极和漏极中的另一个电连接到第二布线。
4.如权利要求1所述的半导体器件，还包括第三开关，其中所述晶体管的栅极通过所述第三开关电连接到所述电容器的第二端，并且其中所述第三开关的一端电连接到所述电容器的第二端和所述第二开关的所述一端。
5.如权利要求1-4中任何一项所述的半导体器件，其中所述第一开关、所述第二开关以及所述晶体管中的每一个都是N沟道晶体管。
6.如权利要求1-3中任何一项所述的半导体器件，还包括第三开关，其中所述晶体管的栅极通过所述第三开关电连接到所述电容器的第二端，并且其中所述第三开关的一端电连接到所述晶体管的栅极和所述第二开关的所述一端。
7.如权利要求1-3中任何一项所述的半导体器件，还包括第三开关和布线， 其中所述晶体管的源极和漏极中的另一个通过所述第三开关电连接到所述布线。
8.如权利要求1-3中任何一项所述的半导体器件，还包括第三开关，其中所述晶体管的源极和漏极中的所述一个通过所述第三开关电连接到所述电极和所述电容器的第一端。
9.如权利要求1所述的半导体器件，还包括第三开关，其中第三开关的第一端电连接到所述电容器的第一端、所述电极以及所述晶体管的所述源极和漏极中的所述一个，并且其中所述第三开关的第二端电连接到布线。
10.如权利要求1或4所述的半导体器件，还包括整流器元件，其中所述整流器元件的第一端电连接到所述电容器的第一端、所述电极以及所述晶体管的所述源极和漏极中的所述一个，并且其中所述整流器元件的第二端电连接到布线。
11.如权利要求4所述的半导体器件，还包括第四开关，其中所述第四开关的第一端电连接到所述电容器的第一端、所述电极以及所述晶体管的所述源极和漏极中的所述一个，并且其中所述第四开关的第二端电连接到布线。
12.如权利要求1或2所述的半导体器件，其中所述晶体管具有多栅结构，其中两个晶体管被串联。
13.如权利要求1或4所述的半导体器件，其中所述电极是EL元件的电极。
全文摘要
公开了一种半导体器件，其包括晶体管；第一开关，其中所述晶体管的栅极电连接到所述第一开关的一端；第二开关，其中所述晶体管的栅极电连接到所述第二开关的一端；电连接到所述晶体管的源极和漏极中的一个的电极；以及电容器；其中所述电容器的第一端电连接到所述电极以及所述晶体管的源极和漏极中的所述一个，并且其中所述电容器的第二端电连接到所述晶体管的栅极。
文档编号G09G3/32GK102222464SQ201110117418
公开日2011年10月19日 申请日期2006年11月21日 优先权日2005年12月2日
发明者木村肇 申请人:株式会社半导体能源研究所