全n型晶体管反相器电路的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请案
[0002] 本专利申请案主张2013年7月9日申请且受让于本受让人且特此以引用的方式 明确并入本文中的标题为"ALLN-TYPETRANSISTORINVERTERCIRCUIT"的美国实用申请 案第13/937, 752号的优先权。
技术领域
[0003] 本发明涉及半导体电路设计，且具体来说，涉及全η型晶体管电路。
【背景技术】
[0004] 当前薄膜金属氧化物半导体（M0S)电路（例如，基于氧化铟镓锌（IGZ0)的电路） 具有缺少容易可用的p-mos晶体管的缺点。同样，普通硅电路中的可用的共同互补金属氧 化物半导体（CMOS)数字电路（例如，反相器、缓冲器及各种逻辑栅极）不可用于基于金属 氧化物薄膜过程。已提出用全η型晶体管制作的电路替代此类CMOS组件，但几乎（如果非 全部）具有各种缺点。举例来说，某些提出的IGZ0反相器处于至少一个逻辑状态具有驻流 的缺点。一些提出的IGZ0反相器还缺少完整轨对轨电压摆动。因此，需要更高的电压源来 获得所需的电压输出。
【发明内容】
[0005] 本发明的系统、方法和装置各自具有若干创新方面，其中没有单个方面单独负责 本文所揭示的合乎需要的属性。
[0006] 本发明中所描述的标的物的一个创新方面可实施于全η型薄膜晶体管（TFT)电路 中。所述电路可包含第一反相器。第一反相器可包含输入电压互连件。第一反相器可包含 输入TFT，所述输入TFT在其栅极处耦合到输入电压互连件且在其源极处耦合到第一低电 压源。第一反相器可包含下拉TFT，所述下拉TFT在其栅极处耦合到输入电压互连件且在其 源极处耦合到第二低电压源。第一反相器可包含放电TFT，所述放电TFT在其栅极处耦合 到输入电压互连件且在其源极处耦合到第三低电压源。第一反相器可包含第一上拉TFT， 所述第一上拉TFT从其源极耦合到下拉TFT的汲极和电容器的第一端子，从其栅极耦合到 输入TFT的汲极和电容器的第二端子，且从其汲极耦合到第一高电压源。第一反相器可包 含第二上拉TFT，所述第二上拉TFT从其源极耦合到放电TFT的汲极，从其栅极耦合到第一 上拉晶体管的源极且耦合到第一电容器的第一端子和下拉TFT的汲极，且从其汲极耦合到 第二高电压源。第一反相器可包含输出电压互连件，所述输出电压互连件耦合到第二上拉 TFT与放电TFT之间的节点。
[0007] 在一些实施方案中，第二低电压源输出比由第一低电压源输出的电压更负的电 压。在一些实施方案中，第一低电压源为接地装置。在一些实施方案中，第一高电压源输出 比由第二高电压源输出的电压更正的电压。在一些实施方案中，第一、第二和第三低电压源 及第一和第二高压区源为DC电压源。
[0008] 在一些实施方案中，输入TFT、下拉TFT、放电TFT及第一和第二上拉TFT经配置， 使得在输出电压互连件上的电压与在输入电压互连件上的电压逻辑相反。在一些实施方案 中，电容器为浮动电容器。在一些实施方案中，逻辑低输入电压与由第二低电压源输出的电 压之间的差的绝对值小于第一上拉TFT的阈值电压。
[0009] 在一些实施方案中，逻辑低输入电压约等于由第一低电压源输出的电压且高输入 电压等于由第二高电压源输出的电压。在一些实施方案中，输入TFT、下拉TFT、放电TFT、第 一上拉TFT及第二上拉TFT中的至少一者包含由导电氧化物形成的通道。在一些实施方案 中，由第一低电压源输出的电压约等于由第三低电压源输出的电压。在一些实施方案中，电 路包含第二反相器。第一反相器的输出电压互连件可电耦合到第二反相器的输入电压互连 件，使得第一和第二反相器一起作为缓冲器而操作。
[0010] 在一些实施方案中，电路包含第六TFT，所述第六TFT在其栅极处耦合到触发信 号，在其汲极处耦合到数据输入互连件，且在其源极处耦合到第一反相器的输入电压互连 件。电路可包含第二反相器，所述第二反相器在其输入电压互连件处耦合到第一反相器的 输出电压互连件，且在其输出电压互连件处耦合到第一反相器的输入电压互连件。电路可 包含第七晶体管，所述第七晶体管在其栅极处耦合到反相触发信号且在其汲极处耦合到第 一反相器电路的输出电压互连件。电路还可包含第三反相器，所述第三反相器在其输入电 压互连件处耦合到第七晶体管的源极和第四反相器的输出电压互连件，且在其输出电压互 连件处耦合到第四反相器的输入电压互连件。第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四 反相器、第六晶体管及第七晶体管可形成D触发器。
[0011] 在一些实施方案中，电路可包含显示器和经配置以与显示器通信的处理器。处理 器可经配置以处理图像数据。电路还可包含经配置以与处理器通信的存储器装置。在一些 实施方案中，电路还可包含经配置以将至少一个信号发送到显示器的驱动器电路和经配置 以将图像数据的至少一部分发送到驱动器电路的控制器。在一些实施方案中，电路还可包 含经配置以件图像数据发送到处理器的图像源模块。图像源模块可包含接收器、收发器或 发射器。电路还可包含经配置以接收输入数据且经配置以将输入数据传达到处理器的输入 装置。
[0012] 本发明中所描述的标的物的另一创新方面可实施于控制电子显示器的设备中。设 备可包含多个D触发器，每一D触发器串联耦合到相应缓冲器电路以形成多个行驱动器。多 个D触发器和相应缓冲器电路可由全TFT形成。设备还可包含触发信号互连件，所述触发 信号互连件并联耦合到D触发器中的每一者以用于发射触发信号。每一D触发器的输出可 耦合到后续D触发器的输入且至对应于电子显示器的第一行的行驱动器的输入耦合到独 立控制输入，使得响应于在独立控制输入处施加的逻辑高压区而在触发信号连续循环期间 循序启用缓冲器电路的输出。设备还可包含具有多个扫描线互连件的控制矩阵。每一扫描 线互连件可耦合到相应缓冲器电路和实质上布置成一行的多个显示元件。
[0013] 在一些实施方案中，设备还可包含衬底。形成D触发器的TFT、缓冲器电路及控制 矩阵可在衬底上制作。在一些实施方案中，设备可包含用于输出独立控制输入的控制器。独 立控制输入可起始显示寻址过程。在一些实施方案中，设备还可包含用于将数据电压循序 输出到由对应扫描线互连件启用的成行显示元件的数据驱动器。控制器可输出信号以将数 据驱动器与缓冲器电路的输出同步。
[0014] 在附图和下文描述中阐述本说明书中描述的标的物的一个或一个以上实施方案 的细节。尽管此
【发明内容】
中所提供的实例主要依据基于MEMS的显示器来描述，但本文中所 提供的概念可适用于其它类型的显示器（例如，液晶显示器（LCD)、有机发光二极管（0LED) 显示器、电泳显示器及场发射显示器）以及其它非显示器MEMS装置（例如，MEMS麦克风、传 感器及光学开关）。其它特征、方面及优点将从描述、图式及权利要求书变得显而易见。应 注意，下图的相对尺寸可能未按比例绘制。
【附图说明】
[0015] 图1A展示实例直观式基于微机电系统（MEMS)的显示设备的示意图。
[0016] 图1B展示实例主机装置的框图。
[0017] 图2展示实例反相器电路的电路图。
[0018] 图3展示实例缓冲器电路的电路图。
[0019] 图4展示实例D触发器电路的框图。
[0020] 图5A展示有源矩阵显示器的实例行驱动器的框图。
[0021] 图5B展示图5中所展示的实例行驱动器的电路图。
[0022] 图6和7展示包含多个显示元件的实例显示装置的系统框图。
[0023] 各个图式中的相同元件符号及名称指示相同元件。
【具体实施方式】
[0024] 以下描述涉及出于描述本发明的创新方面的目的的某些实施方案。然而，所属领 域的一般技术人员将容易认识到，可以许多不同方式应用本文中的教示。所描述的实施方 案可在可经配置以显示图像的任何装置、设备或系统中实施，而不论图像是在运动中（例 如，视频）还是静止的（例如，静态图像），且不论图像为文字的、图形的还是图片的。更 确切地说，预期所描述的实施方案可包含在多种电子装置中或与其相关联，例如（但不限 于）：移动电话、具多媒体因特网功能的蜂窝式电话、移动电视接收器、无线装置、智能电 话、BluekKUMi装置、个人数据助理（PDA)、无线电子邮件接收器、手持式或便携式计算机、 上网本、笔记本计算机、智能笔记本计算机、平板计算机、打印机、复印机、扫描器、传真装 置、全球定位系统（GPS)接收器/导航仪、摄像机、数字媒体播放器（例如，MP3播放器）、便 携式摄像机、游戏控制台、腕表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读装置（例 如，电子阅读器）、计算机监视器、汽车显示器（包含里程表及速度计显示器等）、驾驶舱控 制和/或显示器、摄像机景观显示器（例如，车辆中的后视摄像机的显示器）、电子照片、电 子布告板或标牌、投影仪、建筑结构、微波、冰箱、立体声系统、盒式记录器或播放器、DVD播 放器、⑶播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、洗衣机、烘干机、洗衣机/烘干机、停车计 时器、包装（例如，机电系统（EMS)应用中，包含微机电系统（MEMS)应用以及非EMS应用）、 美观性结构（例如，关于一件珠宝或服装的图像的显示）及多种EMS装置。本文中的教示还 可用于非显示器应用中，例如（但不限于）电子切换装置、射频滤波器、传感器、加速度计、 陀螺仪、运动感测装置、磁力计、用于消费型电子装置的惯性组件、消费型电子产品的零件、 变容器、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造工艺及电子测试设备。因而，所述教示并不希 望仅限于图中所描绘的实施方案，而实际上具有广泛适用性，如所属领域的技术人员将容 易显而易见的。
[0025] 全η型晶体管反相器可用轨对轨输出电压切换制作，且其通过适当合并浮动电容 器而不具有处于两个逻辑状态的驻流。更具体地说，浮动电容器可并入到反相器电路中，使 得浮动电容器的一个端子并联耦合到输入晶体管的汲极和第一上拉晶体管的栅极。电容器 的其它端子并联耦合到第一上拉晶体管的源极、第二上拉晶体管的栅极及下拉晶体管的汲 极。
[0026] 另外，下拉晶体管的源极和输入晶体管耦合到两个低电压电压源。耦合到下拉晶 体管的电压源比耦合到输入晶体管和放电晶体管的电压源更负。这些低电压电压源的相应 电压的差的绝对值大于第一上拉晶体管的阈值电压。
[0027] 可实施本发明中所描述的主题的特定实施方案以实现以下可能优点中的一或多 者。反相器电路可经配置以输出实质上等于由电耦合到反相器电路的电力供应器输出的电 压的电压。反相器电路的此轨对轨性能特性允许选择电压源，使得高电压电压源的电压对 应于逻辑1的电压且低电压电压