半导体器件及其驱动方法

专利名称：半导体器件及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及具有晶体管的半导体器件及其驱动方法。确切地说，本发明涉及具有各包括薄膜晶体管(以下也称为“TFT”)的像素的半导体器件及其驱动方法。
背景技术：
近年来，采用液晶电光性质或由电致发光来发光的元件的薄显示器(也称为平板显示器)已经引起了注意，且这些工业的市场有望进入扩展状态。作为一种薄显示器，其中具有TFT的像素被形成在玻璃衬底上的所谓有源矩阵显示器赢得了重要地位。确切地说，具有由多晶硅膜组成的沟道部分的TFT，由于与采用非晶硅膜的常规TFT相比具有更高的场效应迁移率而能够得到高速运行。因此，利用由与像素在同一个衬底上的TFT所形成的驱动电路，能够控制这些像素。其中像素和功能电路由TFT形成在同一个衬底上的显示器，具有诸如零件数目减少、由于制造工艺简化而改善成品率、以及改善产率之类的各种优点。
其中电致发光元件(以下在本说明书中也称为“EL元件”)和TFT被组合的有源矩阵显示器(以下也称为“EL显示器”)，能够达到厚度和重量的减小；因此，作为下一代显示器，已经引起了注意。这种显示器被认为要发展成具有各种尺寸的显示器，例如从1-2英寸的小尺寸到40英寸以上的大尺寸。
EL元件的亮度与流过其中的电流量具有正比的关系。因此，采用EL元件作为显示媒质的EL显示器能够利用电流来表示灰度。作为表示灰度的一种方法，已知一种控制EL元件中流动的电流量的方法，其中，EL元件和TFT(以下也称为“驱动TFT”)被串联连接在二个电源线之间，并改变工作于饱和区的驱动TFT的栅-源电压，来控制EL元件中流动的电流量(例如见参考文献1日本专利公开No.2003-271095)。此外，还有一种表示灰度的驱动方法，此方法利用恒定的电流，并控制此电流在EL元件中流动的时间(例如见参考文献2日本专利公开No.2002-5143320)。
然而，常规的像素结构的一个问题在于，若每当视频信号从信号线被输入到驱动TFT(驱动晶体管)的栅时，用来输出视频信号的布线(以下也称为“信号线”)的电位由于信号线的寄生电容储存和释放电荷而改变，则功耗增大。

发明内容
考虑到上述问题，本发明的目的是降低具有TFT的半导体器件的功耗。
本发明的半导体器件包括其上输入视频信号的像素、用来选择其上输入视频信号的像素的栅极信号线、以及用来将视频信号输入到像素的源极信号线。此半导体器件还包括与源极信号线串联连接的开关，当像素未被栅极信号线选择时，此开关被控制成处于导通状态，而当像素被栅极信号线选择时，此开关被控制成关断状态。
根据本发明一种情况的半导体器件包括其上输入视频信号的多个像素，这些像素以行和列的矩阵形式设置；沿行方向延伸的多个栅极信号线，每个栅极信号线为多个像素选择一个视频信号输入；沿列方向延伸的多个源极信号线，每个源极信号线将一个视频信号输入到多个像素；以及分别与对应于多个像素的多个源极信号线串联连接的多个开关。未被栅极信号线选择的行中的开关处于导通状态，而被栅极信号线选择的行中的开关处于关断状态。
根据本发明一种情况的半导体器件包括其上输入视频信号的像素；用来为像素选择一个视频信号输入的栅极信号线；用来将视频信号输入到像素的源极信号线；以及与源极信号线串联连接的第一晶体管。当像素未被栅极信号线选择时，第一晶体管处于导通状态，而当像素被选择时，第一晶体管处于关断状态。此外，像素包括发光元件；用来根据视频信号而控制发光元件的发光状态的发光控制电路；以及第二晶体管，此第二晶体管的源或漏之一被连接到第一晶体管，而第二晶体管的源或漏之另一被连接到发光控制电路。
根据本发明一种情况的半导体器件包括其上输入视频信号的多个像素，这些像素以行和列的矩阵形式设置；沿行方向延伸的多个栅极信号线，每个栅极信号线为多个像素选择一个视频信号输入；沿列方向延伸的多个源极信号线，每个源极信号线将一个视频信号输入到多个像素；以及分别与对应于多个像素的多个源极信号线串联连接的多个第一晶体管。未被栅极信号线选择的行中的第一晶体管处于导通状态，而被栅极信号线选择的行中的第一晶体管处于关断状态。此外，每个像素包括发光元件；用来根据视频信号而控制发光元件的发光状态的发光控制电路；以及第二晶体管，第二晶体管的源或漏之一被连接到第一晶体管，而第二晶体管的源或漏之另一被连接到发光控制电路。
根据本发明一种情况的半导体器件包括其上输入视频信号的像素；用来为像素选择一个视频信号输入的第一栅极信号线；具有借助于对第一栅极信号线的电位进行倒相而得到的电位的第二栅极信号线；用来将视频信号输入到像素的源极信号线；以及与源极信号线串联连接的第一晶体管。第二栅极信号线的电位被施加到第一晶体管的栅。此外，像素包括发光元件；用来根据视频信号而控制发光元件的发光状态的发光控制电路；以及第二晶体管，此第二晶体管的源或漏之一被连接到第一晶体管，而第二晶体管的源或漏之另一被连接到发光控制电路，且第二晶体管的栅被连接到第一栅极信号线。
根据本发明一种情况的半导体器件包括其上输入视频信号的像素；用来为像素选择一个视频信号输入的第一栅极信号线；用来将视频信号输入到像素的源极信号线；与源极信号线串联连接的第一晶体管；以及连接到第一晶体管的栅的第二栅极信号线。此外，像素包括发光元件；用来根据视频信号而控制发光元件的发光状态的发光控制电路；以及第二晶体管，此第二晶体管的源或漏之一被连接到源极信号线，而第二晶体管的源或漏之另一被连接到发光控制电路，且第二晶体管的栅被连接到第一栅极信号线。各个第一栅极信号线和第二栅极信号线具有这样一种电位，当连接到第一栅极信号线的第二晶体管处于导通状态时，此电位使被第二栅极信号线选择的行中的第一晶体管能够处于关断状态，且当连接到第一栅极信号线的第二晶体管处于关断状态时，此电位使被第二栅极信号线选择的行中的第一晶体管能够处于导通状态。
各种类型的元件可以被用作本发明的开关。例如有电气开关或机械开关。亦即，任何能够控制电流流动的物件都可以使用，可以使用各种元件而不局限于某种元件。例如，可以是晶体管、二极管(例如PN结二极管、PIN二极管、肖特基二极管、或二极管连接的晶体管)、闸流管、或组合这些元件的逻辑电路。因此，在采用晶体管作为开关的情况下，由于正如一个开关，故对其极性(导电类型)没有特殊的限制。但当关态电流优选要小时，希望采用关态电流小的极性的晶体管。作为关态电流小的晶体管，有配备了LDD区的晶体管、具有多栅结构的晶体管之类。而且，当用作开关的晶体管的源端子的电位接近低电位侧电源(例如VSS、GND、或0V)时，希望采用n沟道晶体管，而当源端子电位接近高电位侧电源(例如Vdd)时，希望采用p沟道晶体管。由于能够提高晶体管栅-源电压的绝对值，故这有助于开关有效地工作。
还可以利用n沟道和p沟道晶体管来构成CMOS开关。当CMOS被用作开关时，电流能够在p沟道晶体管或n沟道晶体管被导通时流过开关。于是能够有效地用作开关。例如，电压能够被适当地输出而不管开关的输入电压是高还是低。而且，由于能够抑制用来导通或关断开关的信号的电压漂移，故能够抑制功耗。
在使用晶体管作为开关的情况下，此开关具有输入端子(源端子或漏端子之一)、输出端子(源端子或漏端子之另一)、以及用来控制导电的端子(栅端子)。另一方面，在使用二极管作为开关的情况下，此开关可以没有用来控制导电的端子。因此，能够减少用来控制各端子的布线的数目。
在本发明中，“连接”意味着电连接、功能连接、以及直接连接中的任何一种。因此，在本发明所公开的各个结构中，其它的元件可以被插入在具有预定连接关系的各元件之间。例如，能够实现电连接的一个或多个元件(例如开关、晶体管、电容器、电感器、电阻器、或二极管)可以被插入在元件之间。此外，除了预定的元件之外，还可以提供能够实现功能连接的一个或多个电路，诸如逻辑电路(例如倒相器、NAND电路、或NOR电路)、信号转换电路(例如DA转换电路、AD转换电路、或咖玛修正电路)、电位电平转换电路(例如诸如升压电路或电压步降电路之类的电源电路、或用来改变H信号或L信号的电位电平的电平移位电路)、电压源、电流源、开关电路、或放大电路(例如能够提高信号幅度或电流量的电路，诸如运算放大器、差分放大电路、源输出器电路、或缓冲电路)。或者，各元件可以被直接连接而无须在其间插入其它元件或电路。
当本说明书中的各元件被连接而不在其间插入其它元件或电路时，这些元件被描述为“被直接连接”。另一方面，当本说明书中的各元件被描述为“被电连接”时，存在着这些元件被电连接(亦即借助于其间插入其它元件而连接)的情况、这些元件被功能上连接(亦即借助于其间插入其它电路而连接)的情况、以及这些元件被直接连接(亦即不借助于其间插入其它元件或电路而连接)的情况。
显示元件、显示器件、发光元件、以及发光器件可以处于各种模式。作为排列在像素中存在着其反差由电磁作用改变的显示媒质的显示元件的一个例子，有诸如EL元件(例如有机EL元件、无机EL元件、或包含有机和无机材料二者的EL元件)；电子发射元件；液晶元件；电子墨水；光栅阀(GLV)；等离子体显示器(PDP)；数字微镜器件(DMD)；压电陶瓷元件；或碳纳米管。此外，采用EL元件的显示器件包括EL显示器；采用电子发射元件的显示器件包括场发射显示器(FED)、表面导电电子发射极显示器(SED)之类；采用液晶元件的显示器件包括液晶显示器、透射型液晶显示器、半透射型液晶显示器、以及反射型液晶显示器；而采用电子墨水的显示器件包括电子报纸。
各种晶体管可以被应用于本发明的晶体管而不局限于某一种。例如，本发明可以采用使用典型为非晶硅或多晶硅的非单晶半导体膜的薄膜晶体管(TFT)。因此，能够提供各种优点，使晶体管能够在低温下以低的成本被制造，并能够被制作在大衬底以及透光衬底上，这些晶体管还能够透光。此外，本发明可以采用由半导体衬底或SOI衬底制作的MOS晶体管、结型晶体管、双极晶体管之类。因此，能够制造变化小的晶体管、电流馈送能力高的晶体管、以及尺寸小的晶体管，从而能够用这种晶体管来构成功耗低的电路。而且，本发明可以采用包括诸如ZnO、a-InGaZnO、SiGe、或GaAs之类的化合物半导体的晶体管或借助于减薄这种半导体而得到的薄膜晶体管。因此，能够在低温下，例如在室温下制造这种晶体管，并能够直接制作在诸如塑料衬底或薄膜衬底之类的抗热性低的衬底上。此外，本发明可以采用由喷墨淀积或印刷方法制作的晶体管之类。因此能够在室温下和低真空中制造这些晶体管，并能够被制作在大衬底上。此外，由于这种晶体管能够不用掩模(原版)而被制作，故能够容易地改变布局设计。此外，还可以采用包括有机半导体或碳纳米管的晶体管或其它的晶体管。因此，晶体管能够被制作在能够柔性弯曲的衬底上。在采用非单晶半导体膜的情况下，可以包含氢或卤素。此外，其上制作晶体管的衬底不局限于某一种类型，可以采用各种衬底。因此，晶体管可以被制作在例如单晶衬底、SOI衬底、玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、纸张衬底、赛珞玢衬底、不锈钢衬底、由不锈钢箔组成的衬底之类上。此外，在衬底上形成晶体管之后，这些晶体管可以被转移到另一衬底上。利用上述衬底，能够制作具有优异特性的晶体管和具有低功耗的晶体管，从而能够制作具有高容差和高抗热性的器件。
晶体管的结构可以是各种模式的，从而不局限于某一种类型。例如，可以采用具有二个或多个栅电极的多栅结构。当采用多栅结构时，各沟道区被串联连接；因此提供了其中多个晶体管被串联连接的结构。于是，利用多栅结构，能够降低关断电流以及能够提高承受电压，从而改善晶体管的可靠性，且即使当漏-源电压在晶体管工作于饱和区中起伏时，也能够提供平稳的特性而不引起太大的漏-源电流起伏。此外，也可以采用栅电极被形成在沟道上方和下方的结构。利用栅电极被形成在沟道上方和下方的结构，能够加大沟道区以增大其中流动的电流量，并能够容易地形成耗尽层以减小S值。当栅电极被形成在沟道上方和下方时，就提供了多个晶体管被并联连接的结构。
此外，可以采用下列结构中的任何一种栅电极被形成在沟道上方的结构；栅电极被形成在沟道下方的结构；交错结构；倒交错结构；以及沟道区被分成多个区域且并联连接或串联连接的结构。此外，沟道(或其一部分)可以与源电极或漏电极重叠。借助于形成沟道(或其一部分)与源电极或漏电极重叠的结构，能够防止可能引起工作不稳定的电荷在沟道一部分中的聚集。此外，可以提供LDD区。借助于LDD区，能够降低关态电流以及能够提高承受电压，从而改善晶体管的可靠性，且即使当漏-源电压在晶体管工作于饱和区中起伏时，也能够提供平稳的特性而不引起太大的漏-源电流起伏。
在本发明中，可以采用各种类型的晶体管，且这种晶体管可以被制作在各种衬底上。因此，整个电路可以被形成在玻璃衬底、塑料衬底、单晶衬底、SOI衬底、或任何其它衬底上。借助于在同一个衬底上形成整个电路，能够减少零件的数目以降低成本，以及能够减少电路元件连接的数目以改善可靠性。或者，部分电路可以被形成在一个衬底上，而其它部分的电路可以被形成在另一衬底上。亦即，不要求所有电路被形成在同一个衬底上。例如，部分电路可以由晶体管形成在玻璃衬底上，而其它部分的电路可以被形成在单晶衬底上，使IC芯片被COG(玻璃上芯片)键合方法连接到玻璃衬底。或者，可以用TAB(带自动键合)或印刷板将IC芯片连接到玻璃衬底。以这种方式，借助于在同一个衬底上形成各部分电路，能够减少零件的数目以降低成本，以及能够减少电路元件连接的数目以改善可靠性。此外，借助于在不同衬底上形成可能消耗大功率的驱动电压高的部分或驱动频率高的部分，能够防止功耗增大。
在本发明中，像素意味着一个其亮度能够被控制的单元。例如，像素意味着一个彩色单元，且亮度由一个彩色单元表示。于是，在具有R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)的彩色单元的彩色显示器件的情况下，图象的最小单位由R像素、G像素、以及B像素的3个像素组成。注意，彩色单元不局限于三种颜色，也可以采用三种以上的彩色单元，同时可以采用RGB之外的彩色单元。例如，作为增加了白色的一个例子有RGBW(W意味着白色)，或增加黄色、青色、绛红色、祖母绿、和/或朱红色的RGB。此外，其它相似的颜色可以被加入到R、G、B中的至少一个。例如，可以形成R、G、B1、B2的四彩色单元。虽然B1和B2都是蓝色，但它们具有稍许不同的吸收波长。利用这种彩色单元，能够以更接近实际图象的颜色来执行显示，并能够降低功耗。作为另一例子，存在着利用多个区域来控制一种彩色单元的亮度的情况。在此情况下，一个区域对应于一个像素。例如，在执行面积灰度显示的情况下，一个彩色单元具有多个亮度被控制的区域，致使所有区域被用来表示灰度。在此情况下，亮度被控制的一个区域对应于一个像素。因此，在此情况下，一个彩色单元由多个像素组成。而且，可以存在着各个像素之间分担显示灰度的各个区域的尺寸不同的情况。此外，借助于将稍许不同的信号馈送到一个彩色单元中的多个要控制亮度的区域，亦即构成一个彩色单元的多个像素，可以增大视角。
本说明书中对“(三种颜色的)一个像素”的描述对应于R、G、B三个像素被认为是一个像素的情况。同时，本说明书中对“(一种颜色的)一个像素”的描述对应于构成一个彩色单元的多个像素被一起认为是一个像素的情况。
在本发明中，各像素可以被提供(安置)在矩阵中。此处，当描述各像素被提供(安置)在矩阵中时，可以存在着各像素沿纵向或横向被直线地或非直线地被提供的情况。例如，在用三种彩色单元(例如RGB)执行全色显示的情况下，可以存在着三种彩色单元的点被安置在条形或△图形中的情况。而且，可以存在着三种彩色单元的点被提供在Bayer排列中的情况。在各种彩色单元的点之间，显示区的面积可以不同。因此，能够降低功耗，以及能够延长显示元件的寿命。
晶体管是一种至少具有栅、漏、以及源3个端子的元件。沟道区被提供在漏区与源区之间，且电流能够流过漏区、沟道区、以及源区。此处，由于晶体管的源和漏可以依赖于晶体管的结构和工作条件等而改变，故难以确定二个端子中哪一个是源或漏。因此，在本发明中，用作源和漏的区域可以不称为源或漏。在此情况下，例如源和漏之一可以被称为第一端子，而另一可以被称为第二端子。
还要注意的是，晶体管可以是一种具有至少基极、发射极、以及收集极3个端子的元件。在此情况下，发射极和收集极之一也可以被称为第一端子，而另一可以被称为第二端子。
栅意味着栅电极和栅布线(也称为栅线、栅极信号线之类)的一部分或全部。栅电极意味着与用来形成沟道区或LDD(轻掺杂漏)区的半导体重叠的导电膜以栅绝缘膜夹在其间。栅布线意味着用来连接不同像素的栅电极的布线或用来将栅电极连接到其它布线的布线。
注意，存在着用作栅电极和栅布线二者的部分。这种区域可以被称为栅电极或栅布线。亦即，存在着一个区域，其中栅电极和栅布线无法清晰地彼此区分。例如，在沟道区与延伸的栅布线重叠的情况下，此重叠的区域用作栅布线和栅电极二者。因此，这种区域可以被称为栅电极或栅布线。
此外，由相同于栅电极的材料组成且连接到栅电极的区域，可以被称为栅电极。同样，由相同于栅布线的材料组成且连接到栅布线的区域，可以被称为栅布线。严格意义上，这种区域可以不与沟道区重叠，或可以不具有连接到其它栅电极的功能。但存在着由相同于栅电极或栅布线的材料组成且连接到栅电极或栅布线的区域，以便提供足够的制造裕度。因此，这种区域也可以被称为栅电极或栅布线。
在多栅晶体管的情况下，例如利用由相同于栅电极的材料组成的导电膜，晶体管的栅电极常常被连接到另一晶体管的栅电极。由于此区域将栅电极连接到另一栅电极，故可以被称为栅布线，同时，由于多栅晶体管可以被认为是一个晶体管，故也可以被称为栅电极。亦即，一个区域可以被称为栅电极或栅布线，只要由相同于栅电极或栅布线的材料组成并被连接到其上即可。此外，例如连接栅电极和栅布线的部分导电膜也可以被称为栅电极或栅布线。
注意，栅端子意味着部分栅电极或电连接到栅电极的区域。
还要注意的是，源意味着源区、源电极、以及源布线(也称为源线、源极信号线之类)的一部分或全部。源区是包含大量p型杂质(例如硼或镓)或n型杂质(例如磷或砷)的半导体区。因此，不包括包含少量p型杂质或n型杂质的区域亦即LDD(轻掺杂漏)区。源电极是由不同于源区的材料组成并被电连接到源区的导电层。注意，存在着源电极和源区被统称为源电极的情况。源布线是用来连接不同像素的源电极的布线或用来将源电极连接到另一布线的布线。
注意，存在着用作源电极和源布线二者的部分。这种区域可以被称为源电极或源布线。亦即，存在着源电极与源布线无法清晰地彼此区分的区域。例如，在源区与延伸的源布线重叠的情况下，重叠的区域用作源布线和电极二者。因此，这种区域可以被称为源电极或源布线。
此外，由相同于源电极的材料组成且连接到源电极的区域，或用来将电极连接到另一源电极的部分，可以被称为源电极。与源区重叠的部分源布线也可以被称为源电极。同样，由相同于源布线的材料组成且连接到源布线的区域，也可以被称为源布线。严格意义上，这种区域可以不具有连接到其它源电极的功能。但存在着由相同于源电极或源布线的材料组成且连接到源电极或源布线的区域，以便提供足够的制造裕度。因此，这种区域也可以被称为源电极或源布线。
此外，例如连接源电极和源布线的部分导电膜可以被称为源电极或源布线。
注意，源端子意味着部分源区、源电极、或部分电连接到源电极的区域。还要注意的是，对于漏也可以同样说。
在本发明中，“半导体器件”意味着具有包括半导体元件(例如晶体管或二极管)的电路的器件。这包括能够利用半导体特性起作用的所有器件。此外，“显示器件”意味着具有显示元件(例如液晶元件或发光元件)的器件。注意，显示器件还包括显示屏本身，其中，各包括诸如液晶元件或EL元件之类的显示元件的多个像素，被形成在与用来驱动像素的外围驱动电路相同的衬底上。除了这种显示屏之外，显示器件还可以包括用金属丝键合或凸块键合亦即玻璃上芯片(COG)键合方法提供在衬底上的外围驱动电路。而且，显示器件可以包括固定到显示屏的柔性印刷电路(FPC)或印刷电路板(PWB)(例如IC、电阻器、电容器、电感器、或晶体管)。这种显示器件还可以包括诸如偏振片或延迟片之类的光学片。而且可以包括后照光单元(此后照光单元可以包括导光片、棱镜片、散射片、反射片、以及光源(例如LED或冷阴极管))。此外，发光器件意味着具有自发光显示元件，特别是诸如EL元件或用于FED的元件的显示器件。液晶显示器件意味着具有液晶元件的显示器件。
在本发明中，当描述一个物体被形成在另一个物体上时，不一定要意味着此物体与另一物体直接相接触。在上述二个物体不彼此相接触的情况下，额外的一个物体可以被夹在其间。因此，当描述层B被形成在层A上时，意味着层B被形成为与层A直接相接触的情况，或其它层(例如层C和/或层D)被形成为与层A直接相接触，然后层B被形成为与层C或D直接相接触。此外，当描述一个物体被形成在另一物体上方时，不一定要意味着此物体与另一物体直接相接触，额外的一个物体可以被夹在其间。因此，当描述层B被形成在层A上方时，意味着层B被形成为与层A直接相接触的情况，或其它层(例如层C和/或层D)被形成为与层A直接相接触，然后层B被形成为与层C或层D直接相接触的情况。同样，当描述一个物体被形成在另一物体下方时，意味着二个物体彼此直接相接触或不接触的情况。
在本说明书中，“源极信号线”意味着连接到源驱动器的输出以便从用来控制像素工作的源驱动器发送视频信号的布线。
此外，在本说明书中，“栅极信号线”意味着连接到栅驱动器的输出以便从用来控制写入到像素的视频信号的选择/不选择的栅驱动器发送扫描信号的布线。
根据本发明，视频信号从源极信号线被写入到由栅极信号线选择的像素中，且未被栅极信号线选择的像素中的开关元件处于导通状态，而被栅极信号线选择的像素中的开关元件处于关断状态，从而能够抑制源极信号线寄生电容的不利影响。亦即，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的各像素。以这种方式，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。


在附图中图1示出了根据实施方案模式1的本发明的半导体器件；图2示出了根据实施方案模式2的本发明的半导体器件；图3示出了根据实施方案模式3的本发明的半导体器件；图4示出了根据实施方案模式4的本发明的半导体器件；图5示出了根据实施方案模式5的本发明的半导体器件；图6示出了根据实施方案模式6的本发明的半导体器件；图7示出了根据实施方案模式7的本发明半导体器件中的像素；图8示出了根据实施方案模式8的本发明半导体器件中的像素；图9示出了根据实施方案模式9的本发明半导体器件中的像素；图10示出了根据实施方案模式10的本发明半导体器件中的像素；图11示出了根据实施方案模式11的本发明半导体器件中的像素；图12示出了根据实施方案模式12的本发明半导体器件中的像素；图13示出了根据实施方案模式13的本发明半导体器件中的像素；图14示出了根据实施方案模式14的本发明半导体器件中的像素；图15示出了根据实施方案模式15本发明半导体器件中的像素；
图16示出了根据实施方案模式16的本发明半导体器件中的像素；图17示出了根据实施方案模式17的本发明半导体器件中的像素；图18示出了根据实施方案模式18的本发明半导体器件中的像素；图19示出了根据实施方案模式19的本发明半导体器件中的像素；图20示出了根据实施方案模式20的本发明半导体器件中的像素；图21示出了根据实施方案模式21的本发明半导体器件中的像素；图22示出了根据实施方案模式22的本发明半导体器件中的像素；图23示出了根据实施方案模式23的本发明半导体器件中的像素；图24A和24B示出了根据实施方案1的发光单元的剖面；图25A是根据实施方案6的平板的俯视图，而图25B和25C是沿图25A中的线的剖面；图26示出了根据实施方案7的显示模块；图27A-27D示出了根据实施方案8的电子装置的一些例子；图28A和28B示出了根据实施方案2的晶体管的剖面；图29A和29B示出了根据实施方案2的晶体管的剖面；图30A和30B示出了根据实施方案2的晶体管的剖面；图31A是根据实施方案3的半导体器件的俯视图，而图31B和31C是沿图31A中的线的剖面；图32A1-32D2示出了根据实施方案3的半导体器件的制造方法；图33A1-33C2示出了根据实施方案3的半导体器件的制造方法；图34A1-34D2示出了根据实施方案3的半导体器件的制造方法；图35A1-35D2示出了根据实施方案3的半导体器件的制造方法；图36A1-36D2示出了根据实施方案3的半导体器件的制造方法；图37A1-37B2示出了根据实施方案3的半导体器件的制造方法；
图38示出了根据实施方案4的半导体器件；图39A-39E示出了根据实施方案4的半导体器件中的元件；图40A示出了根据实施方案5的各半导体层，图40B示出了其掩模图形；图41A示出了根据实施方案5的栅布线，图41B示出了其掩模图形；而图42A示出了根据实施方案5的布线，图42B示出了其掩模图形。
具体实施例方式
虽然将参照附图用实施方案模式和实施方案来充分地描述本发明，但要理解的是，对于本技术领域的熟练人员来说，各种改变和修正是显而易见的。因此，除非这些改变和修正偏离了本发明的范围，否则就应该认为是包括在其中。
下面参照图1来描述根据本发明的具有第一结构的半导体器件。
在图1中，多个像素103以行和列的矩阵形式设置。源驱动器101具有用来响应于控制信号输入而输出视频信号的电路。源驱动器101通过源极信号线107将视频信号输入到被选择要写入视频信号的像素103中。栅驱动器102具有用来响应于输入到栅驱动器102的控制信号而扫描栅极信号线108，从而选择要写入视频信号的像素的电路。像素103包括发光单元104以及由栅极信号线108导通或关断的开关105和106。此二个开关的工作方式是当开关105被导通时，开关106被关断，反之亦然，当开关105被关断时，开关106被导通。注意，发光单元104包括发光元件和用来控制此发光元件的电路。
在具有这种结构的半导体器件中，描述了通过源极信号线107从源驱动器101将视频信号写入到像素103中的操作。在此情况下，在其中被输入视频信号的像素103中，开关105被关断，而开关106被导通。然后，视频信号通过源极信号线107从源驱动器101被输入到发光单元104。
接着，来描述没有视频信号写入到像素103中的操作。在此情况下，在没有视频信号要写入的像素103中，开关105被导通，而开关106被关断。因此，视频信号不通过源极信号线107从源驱动器101被写入到发光单元104中。
从源驱动器101输出的视频信号可以是电压信号或电流信号。此外，像素的内部结构不受特殊的限制，只要视频信号能够被输入到像素即可。例如，此像素可以包括用来补偿驱动晶体管的阈值电压的电路、用来确定发光元件的发光或不发光以便得到轮廓鲜明的图象的电路、用来关断用于执行时分灰度方法的驱动晶体管的擦除晶体管等。也可以增加用来控制这种晶体管或电路的信号线。而且，像素可以包括电源线，用以在用电流之类将视频信号输入到像素的情况下，用电压对像素进行预充电。此外，可以根据需要增加电源线和信号线。在此情况下，电源线可以供应电压或电流，而信号线可以由电压或电流来控制。
在本实施方案模式中，借助于关断提供在被选择要写入视频信号的像素103中的开关105，源极信号线107的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素103的源驱动器101输出侧之间的各像素103。因此，能够抑制由于源极信号线107寄生电容充电和放电而可能增大的功耗。
此外，由于源极信号线107的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素103的源驱动器101输出侧之间的各像素103，故能够缩短视频信号写入到像素103的周期。在用电流输入来操作像素的情况下，这是一个很大的优点。
以这种方式，根据本实施方案模式，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的各像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图2来描述根据本发明的具有第二结构的半导体器件。
在图2中，多个像素203以行和列的矩阵形式设置。源驱动器201是用来响应于控制信号输入而输出视频信号的电路。源驱动器201通过源极信号线207将视频信号输入到被选择要写入视频信号的像素203中。栅驱动器202响应于输入到栅驱动器202的控制信号而通过栅极信号线208和倒相器210对栅极信号线209进行扫描，使借助于对栅极信号线208的电位进行倒相而得到的电位被输出到栅极信号线209，从而选择要写入视频信号的像素。
像素203包括发光单元204，发光单元204包括发光元件和用来控制此发光元件的电路、由栅极信号线208导通或关断的开关206、以及由栅极信号线209导通或关断的开关205。此二个开关的工作方式是当开关205被导通时，开关206被关断，反之亦然，当开关205被关断时，开关206被导通。
接着，描述了通过源极信号线207从源驱动器201将视频信号写入到像素203中的操作。在此情况下，在要被写入视频信号的像素203中，开关205被关断，而开关206被导通。然后，视频信号通过源极信号线207从源驱动器201被写入到发光单元204中。
接着，来描述没有视频信号写入到像素203中的操作。在此情况下，在没有视频信号要写入的像素203中，开关205被导通，而开关206被关断。因此，视频信号不通过源极信号线207从源驱动器201被写入到发光单元204中。
在本实施方案模式中，开关205和206的工作方式可以是借助于用彼此倒相的信号来控制开关205和206，即使当开关205和206具有相同的特性时，二个开关之一也处于导通状态，而另一开关处于关断状态。
此外，栅极信号线208和209与开关205和206的连接关系可以被设计成相反。亦即，开关205的导通/关断可以由栅极信号线208来控制，而开关206的导通/关断可以由栅极信号线209来控制。
从源驱动器201输出的视频信号可以是电压信号或电流信号。此外，像素的内部结构不受特殊的限制，只要视频信号能够被输入到像素即可。例如，此像素可以包括用来补偿驱动晶体管的阈值电压的电路、用来确定发光元件的发光或不发光以便得到轮廓鲜明的图象的电路、用来关断用于执行时分灰度方法的驱动晶体管的擦除晶体管等。也可以增加用来控制这种晶体管或电路的信号线。而且，像素可以包括电源线，用以在用电流将视频信号输入到像素的情况下，用电压对像素进行预充电。此外，可以根据需要之类增加另一电源线和信号线。在此情况下，电源线可以供应电压或电流，而信号线可以由电压或电流来控制。
在本实施方案模式中，借助于关断提供在被选择要写入视频信号的像素203中的开关205，源极信号线207的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素203的源驱动器201输出侧之间的各像素203。因此，能够抑制由于源极信号线207充电和放电而可能增大的功耗。
此外，由于源极信号线207的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素203的源驱动器201输出侧之间的各像素203，故能够缩短视频信号写入到像素203的周期。在用电流输入来操作像素的情况下，这是一个很大的优点。
以这种方式，根据本实施方案模式，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的各像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图3来描述根据本发明的具有第三结构的半导体器件。
在图3中，多个像素303以行和列的矩阵形式设置。源驱动器301是用来响应于控制信号输入而输出视频信号的电路。源驱动器301通过源极信号线307将视频信号输入到被选择要写入视频信号的像素303中。栅驱动器302响应于输入到栅驱动器302的控制信号而对栅极信号线308进行扫描，从而选择要写入视频信号的像素。
像素303包括发光单元304，此发光单元304包括发光元件和用来控制此发光元件的电路、TFT 305、以及TFT 306。TFT 305与源极信号线307串联连接，而TFT 306被安置成其源或漏之一被连接到TFT305，而另一被连接到发光单元304。TFT 305和306的栅被连接到栅极信号线308，栅极信号线308于是选择这些TFT的导通/关断。在图3中，TFT 305是p沟道TFT，而TFT 306是n沟道TFT；因此，当TFT305被导通时，TFT 306被关断，而当TFT 305被关断时，TFT 306被导通。这些TFT的工作方式是在栅极信号线308选择像素303时，TFT 305被关断，而TFT 306被导通。
TFT 305和306仅仅被要求具有相反的极性(导电类型)。例如，当TFT 305是n沟道TFT时，TFT 306可以是p沟道TFT。同时，当TFT305是p沟道TFT时，TFT 306可以是n沟道TFT。
下面来描述通过源极信号线307从源驱动器301将视频信号写入到像素303中的操作。在此情况下，在要写入视频信号的像素303中，TFT 305处于关断状态，而TFT 306处于导通状态。然后，视频信号通过源极信号线307从源驱动器301被写入到发光单元304中。
接着，来描述没有视频信号写入到像素303中的操作。在此情况下，在没有视频信号要写入的像素303中，TFT 305被导通，而TFT 306被关断。因此，视频信号不通过源极信号线307从源驱动器301被写入到发光单元304中。
在本实施方案模式中，从源驱动器输出的视频信号可以是电压信号或电流信号。此外，可以采用用以能够将视频信号输入到像素中的任何像素结构。例如，此像素可以包括用来补偿驱动晶体管的阈值电压的电路、用来确定发光元件的发光或不发光以便得到轮廓鲜明的图象的电路、用来关断用于执行时分灰度方法的驱动晶体管的擦除晶体管等。也可以增加用来控制这种晶体管或电路的信号线。而且，像素可以包括电源线，用以在用电流之类将视频信号输入到像素的情况下，用电压对像素进行预充电。
而且，可以根据需要增加其它电源线和信号线。在此情况下，电源线可以供应电压或电流，而信号线可以由电压或电流来控制。
在本实施方案模式中，借助于关断提供在被选择要写入视频信号的像素303中的TFT 305，源极信号线307的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素303的源驱动器301输出侧之间的各像素303。因此，能够抑制由于源极信号线307充电和放电而可能增大的功耗。
此外，由于源极信号线307的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素303的源驱动器301输出侧之间的各像素303，故能够缩短视频信号写入到像素303的周期。在用电流输入来操作像素303的情况下，这是一个很大的优点。
以这种方式，根据本实施方案模式，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的各像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图4来描述根据本发明的具有第四结构的半导体器件。
在图4中，多个像素403以行和列的矩阵形式设置。源驱动器401是用来响应于控制信号输入而输出视频信号的电路。源驱动器401通过源极信号线407将视频信号输入到被选择要写入视频信号的像素403中。栅驱动器402响应于输入到栅驱动器402的控制信号而对栅极信号线408进行扫描，从而选择要写入视频信号的像素。
像素403包括发光单元404，此发光单元404包括发光元件和用来控制此发光元件的电路、TFT 405、以及TFT 406。TFT 405与源极信号线407串联连接，而TFT 406被安置成其源或漏之一被连接到TFT405，而另一被连接到发光单元404。TFT 405和406的栅被连接到栅极信号线408，栅极信号线408于是选择这些TFT的导通/关断。由于TFT 405是n沟道TFT，而TFT 406是p沟道TFT，故当TFT 405被导通时，TFT 406被关断，而当TFT 405被关断时，TFT 406被导通。这些TFT的工作方式是在栅极信号线408选择像素403时，TFT 405被关断，而TFT 406被导通。
TFT 405和406仅仅被要求具有相反的极性(导电类型)。例如，当TFT 405是p沟道TFT时，TFT 406可以是n沟道TFT。
下面来描述通过源极信号线407从源驱动器401将视频信号写入到像素403中的操作。在此情况下，在要写入视频信号的像素403中，TFT 405处于关断状态，而TFT 406处于导通状态。然后，视频信号通过源极信号线407从源驱动器401被写入到发光单元404中。
接着，来描述没有视频信号写入到像素403中的操作。在此情况下，在没有视频信号要写入的像素403中，TFT 405被导通，而TFT 406被关断。因此，视频信号不通过源极信号线407从源驱动器401被写入到发光单元404中。
在本实施方案模式中，从源驱动器输出的视频信号可以是电压信号或电流信号。此外，可以采用用以能够将视频信号输入到像素中的任何像素结构。例如，此像素可以包括用来补偿驱动晶体管的阈值电压的电路、用来确定发光元件的发光或不发光以便得到轮廓鲜明的图象的电路、用来关断用于执行时分灰度方法的驱动晶体管的擦除晶体管等。也可以增加用来控制这种晶体管或电路的信号线。而且，像素可以包括电源线，用以在用电流之类将视频信号输入到像素的情况下，用电压对像素进行预充电。
而且，可以根据需要增加其它电源线和信号线。在此情况下，电源线可以供应电压或电流，而信号线可以由电压或电流来控制。
在本实施方案模式中，借助于关断提供在被选择要写入视频信号的像素403中的TFT 405，源极信号线407的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素403的源驱动器401输出侧之间的各像素403。因此，能够抑制由于源极信号线407充电和放电而可能增大的功耗。
此外，由于源极信号线407的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素403的源驱动器401输出侧之间的各像素403，故能够缩短视频信号写入到像素403的周期。在用电流输入来操作像素403的情况下，这是一个很大的优点。
下面参照图5来描述根据本发明的具有第五结构的半导体器件。
在图5中，多个像素503以行和列的矩阵形式设置。源驱动器501是用来响应于控制信号输入而输出视频信号的电路。源驱动器501通过源极信号线507将视频信号输入到被选择要写入视频信号的像素503中。栅驱动器502响应于输入到栅驱动器502的控制信号而通过栅极信号线508和倒相器510对栅极信号线509进行扫描，使借助于对栅极信号线508的电位进行倒相而得到的电位被输入到栅极信号线509，从而选择要写入视频信号的像素。
像素503包括发光单元504，此发光单元504包括发光元件和用来控制此发光元件的电路、TFT 505、以及TFT 506。TFT 505与源极信号线507被串联连接，而TFT 506被安置成其源或漏之一被连接到TFT 505，而另一被连接到发光单元504。TFT 505和506的栅分别被连接到栅极信号线509和508，栅极信号线509于是选择TFT 505的导通/关断，而栅极信号线508选择TFT 506的导通/关断。由于TFT 505和506都是n沟道TFT，故这些TFT的工作方式是它们中的一个被导通，而另一个被关断。
TFT 505和506仅仅被要求具有相同的极性(导电类型)。例如，TFT 505和506可以都是p沟道TFT。
接着，来描述通过源极信号线507从源驱动器501将视频信号写入到像素503中的操作。在此情况下，在要写入视频信号的像素503中，TFT 505处于关断状态，而TFT 506处于导通状态。然后，视频信号通过源极信号线507从源驱动器501被写入到发光单元504中。
接着，来描述没有视频信号写入到像素503中的操作。在此情况下，在没有视频信号要写入的像素503中，TFT 505被导通，而TFT 506被关断。因此，视频信号不通过源极信号线507从源驱动器501被写入到发光单元504中。
在本实施方案模式中，从源驱动器输出的视频信号可以是电压信号或电流信号。此外，可以采用用以能够将视频信号输入到像素中的任何像素结构。例如，此像素可以包括用来补偿驱动晶体管的阈值电压的电路、用来确定发光元件的发光或不发光以便得到轮廓鲜明的图象的电路、用来关断用于执行时分灰度方法的驱动晶体管的擦除晶体管等。也可以增加用来控制这种晶体管或电路的信号线。而且，像素可以包括电源线，用以在用电流之类将视频信号输入到像素的情况下，用电压对像素进行预充电。
此外，可以根据需要增加其它电源线和信号线。在此情况下，电源线可以供应电压或电流，而信号线可以由电压或电流来控制。
在本实施方案模式中，借助于关断提供在被选择要写入视频信号的像素503中的TFT 505，源极信号线507的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素503的源驱动器501输出侧之间的像素503。因此，能够抑制由于源极信号线507充电和放电而可能增大的功耗。
此外，由于源极信号线507的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素503的源驱动器501输出侧之间的像素503，故能够缩短视频信号写入到像素503的周期。在用电流输入来操作像素503的情况下，这是一个很大的优点。
以这种方式，根据本实施方案模式，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图6来描述根据本发明的具有第六结构的半导体器件。
在图6中，多个像素603以行和列的矩阵形式设置。源驱动器601是用来响应于控制信号输入而输出视频信号的电路。源驱动器601通过源极信号线607将视频信号输入到被选择要写入视频信号的像素603中。栅驱动器602响应于输入到栅驱动器602的控制信号而通过栅极信号线608和倒相器610对栅极信号线609进行扫描，使借助于对栅极信号线608的电位进行倒相而得到的电位被输入到栅极信号线609，从而选择要写入视频信号的像素。
像素603包括发光单元604，此发光单元604包括发光元件和用来控制此发光元件的电路、TFT 605、以及TFT 606。TFT 605与源极信号线607被串联连接，而TFT 606被安置成其源或漏之一被连接到TFT 605，而另一被连接到发光单元604。TFT 605和606的栅分别被连接到栅极信号线609和608，栅极信号线609于是选择TFT 605的导通/关断，而栅极信号线608选择TFT 606的导通/关断。由于TFT 605和606都是p沟道TFT，故这些TFT的工作方式是它们中的一个被导通，而另一个被关断。
TFT 605和606仅仅被要求具有相同的极性(导电类型)。例如，TFT 605和606可以都是n沟道TFT。
接着，来描述通过源极信号线607从源驱动器601将视频信号写入到像素603中的操作。在此情况下，在要写入视频信号的像素603中，TFT 605处于关断状态，而TFT 606处于导通状态。然后，视频信号通过源极信号线607从源驱动器601被写入到发光单元604中。
接着，来描述没有视频信号写入到像素603中的操作。在此情况下，在没有视频信号要写入的像素603中，TFT 605被导通，而TFT 606被关断。因此，视频信号不通过源极信号线607从源驱动器601被写入到发光单元604中。
在本实施方案模式中，从源驱动器输出的视频信号可以是电压信号或电流信号。此外，可以采用用以能够将视频信号输入到像素中的任何像素结构。例如，此像素可以包括用来补偿驱动晶体管的阈值电压的电路、用来确定发光元件的发光或不发光以便得到轮廓鲜明的图象的电路、用来关断用于执行时分灰度方法的驱动晶体管的擦除晶体管等。也可以增加用来控制这种晶体管或电路的信号线。而且，像素可以包括电源线，用以在用电流将视频信号输入到像素的情况下，用电压对像素进行预充电。
发光单元的结构不具体局限于实施方案模式1-6所述的这些。此外，如已经描述的那样，从源驱动器输出的视频信号可以是电压或电流。在二种情况下，都仅仅要求像素以视频信号的输入工作。
此外，可以根据需要增加电源线和信号线。在此情况下，电源线可以供应电压或电流，而信号线可以由电压或电流来控制。
在本实施方案模式中，借助于关断提供在被选择要写入视频信号的像素603中的TFT 605，源极信号线607的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素603的源驱动器601输出侧之间的像素603。因此，能够抑制由于源极信号线607充电和放电而可能增大的功耗。
此外，由于源极信号线607的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素603的源驱动器601输出侧之间的像素603，故能够缩短视频信号写入到像素603的周期。在用电流输入来操作像素603的情况下，这是一个很大的优点。
以这种方式，根据本实施方案模式，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图7来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图7中，TFT 701是p沟道晶体管，电容器702是具有一对电极的电容器，发光元件703是具有一对电极的发光元件，且反电极704是发光元件703的一个电极。电源线705是用来通过TFT 701将功率馈送到发光元件703的一个电极的电源线，而信号输入线706是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件703和用来根据视频信号而控制发光元件703的发光状态的发光控制电路。
电源线705被连接到TFT 701的源或漏之一，TFT 701的源或漏之另一被连接到发光元件703的电极之一，且TFT 701的栅被连接到信号输入线706和电容器702的一个电极。电容器702的另一电极被连接到电源线705。
电源线705被设定在高于反电极704的电位，且当发光单元被选择要写入视频信号时，信号输入线706将视频信号输入到发光单元中。
接着，来描述将视频信号写入到发光单元中的操作。从信号输入线706输入的视频信号被立即保持在电容器702中。于是，流入到发光元件703中的电流量及其亮度决定于保持在电容器702中的电位、电源线705的电位、以及发光元件703电极之一的电位之间的关系。亦即，流入到发光元件703中的电流量及其亮度决定于TFT 701的源-栅电位和源-漏电位。此外，在执行用发光时间来表示灰度(亮度)的时间灰度方法的情况下，TFT 701可以作为开关而工作，致使借助于用视频信号控制TFT 701的导通/关断来表示灰度(亮度)。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图8来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图8中，TFT 801是n沟道晶体管，电容器802是具有一对电极的电容器，发光元件803是具有一对电极的发光元件，且反电极804是发光元件803的一个电极。电源线805是用来将功率馈送到发光元件803的一个电极的电源线，而信号输入线806是用来将视频信号输入到发光单元的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件803和用来根据视频信号而控制发光元件803的发光状态的发光控制电路。
电源线805被连接到TFT 801的源或漏之一，TFT 801的源或漏之另一被连接到发光元件803的电极之一，且TFT 801的栅被连接到信号输入线806和电容器802的一个电极。电容器802的另一电极被连接到电源线805。
电源线805被设定在高于反电极804的电位，且当发光单元被选择要写入视频信号时，信号输入线806将视频信号输入到发光单元中。
接着，来描述将视频信号写入到发光单元中的操作。从信号输入线806输入的视频信号被立即保持在电容器802中。于是，流入到发光元件803中的电流量及其亮度决定于保持在电容器802中的电位、电源线805的电位、以及发光元件803电极之一的电位之间的关系。亦即，流入到发光元件803中的电流量及其亮度决定于TFT 801的源-栅电位和源-漏电位。此外，在执行用发光时间来表示灰度(亮度)的时间灰度方法的情况下，TFT 801可以作为开关而工作，致使借助于用视频信号控制TFT 801的导通/关断来表示灰度(亮度)。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图9来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图9中，TFT 901是p沟道晶体管，开关902是其导通/关断由栅极信号线907控制的一种开关，电容器903是具有一对电极的电容器，发光元件904是具有一对电极的发光元件，且反电极905是发光元件904的反电极。电源线906是用来将功率通过TFT 901馈送到发光元件904的一个电极的电源线，而信号输入线908是用来将视频信号输入到发光单元的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件904和用来根据视频信号而控制发光元件904的发光状态的发光控制电路。
电源线906被连接到TFT 901的源或漏之一，TFT 901的源或漏之另一被连接到发光元件904的电极之一，且TFT 901的栅被连接到信号输入线908、电容器903的一个电极、以及开关902的一个端子。电容器903的另一电极被连接到电源线906。TFT 901的导通/关断由栅极信号线907控制。
电源线906被设定在高于反电极905的电位，且当发光单元被选择要写入视频信号时，信号输入线908将视频信号输入到发光单元中。
接着，来描述在利用时间灰度方法表示灰度(亮度)的情况下的一个驱动例子。在本实施方案模式中，描述了一种驱动方法，其中，写入周期和擦除周期被分隔开。注意，本发明不局限于此，借助于改变视频信号的电位，也可以改变亮度，或可以用电流来输入视频信号。
首先来描述写入周期。在写入周期中，具有二进制数值H电平和L电平电位的视频信号从信号输入线908被输入，然后被保持在电容器903中。此时，作为开关而工作的TFT 901的导通/关断，由保持在电容器903中的电位来控制。亦即，发光元件904的发光时间受到控制。此时，开关902被关断。
接着来描述擦除周期。在擦除周期中，开关902处于导通状态，电源线906的电位被保持在电容器903中。因此，TFT 901的栅-源电位被拉到0V左右，TFT 901于是能够被关断。亦即，发光元件904能够被控制成不发光，而不管视频信号如何。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图10来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图10中，开关1002是n沟道晶体管，其导通/关断由栅极信号线1007控制。电容器1003是具有一对电极的电容器，发光元件1004是具有一对电极的发光元件，且反电极1005是发光元件1004的一个电极。电源线1006是用来将功率通过TFT 1001馈送到发光元件1004的一个电极的电源线，栅极信号线1007是用来选择视频信号是否允许被写入到发光单元中的栅极信号线，而信号输入线1008是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件1004和用来根据视频信号而控制发光元件1004的发光状态的发光控制电路。
电源线1006被连接到TFT 1001的源或漏之一，TFT 1001的源或漏之另一被连接到发光元件1004的电极之一，且TFT 1001的栅被连接到信号输入线1008、电容器1003的一个电极、以及开关1002的一个端子。电容器1003的另一电极被连接到电源线1006。TFT 1001的导通/关断由栅极信号线1007控制。
电源线1006被设定在低于反电极1005的电位，且当发光单元被选择要写入视频信号时，信号输入线1008将视频信号输入到发光单元中。
接着，来描述在利用时间灰度方法表示灰度(亮度)的情况下的一个驱动例子。在本实施方案模式中，描述了一种驱动方法，其中，写入周期和擦除周期被分别提供。注意，本发明不局限于此，借助于改变视频信号的电位，也可以改变亮度，或可以用电流来输入视频信号。
首先来描述写入周期。在写入周期中，具有二进制数值H电平和L电平电位的视频信号，从信号输入线1008被输入，然后被保持在电容器1003中。此时，作为开关而工作的TFT 1001的导通/关断，由保持在电容器1003中的电位来控制。亦即，发光元件1004的发光时间受到控制。此时，开关1002被关断。
接着来描述擦除周期。在擦除周期中，开关1002处于导通状态，且电源线1006的电位被保持在电容器1003中。因此，TFT 1001的栅-源电位被拉到0V左右，TFT 1001于是能够被关断。亦即，发光元件1004能够被控制成不发光，而不管视频信号如何。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图11来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图11中，TFT 1101是p沟道晶体管，二极管1102是其输入连接到栅极信号线1107且输出连接到TFT 1101的栅的二极管，电容器1103是具有一对电极的电容器，发光元件1104是具有一对电极的发光元件，且反电极1105是发光元件1104的电极。电源线1106是用来将功率通过TFT 1101馈送到发光元件1104的一个电极的电源线，栅极信号线1107是用来选择视频信号是否允许被写入到发光单元中的栅极信号线，而信号输入线1108是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件1104和用来根据视频信号而控制发光元件1104的发光状态的发光控制电路。
电源线1106被连接到TFT 1101的源或漏之一，TFT 1101的源或漏之另一被连接到发光元件1104的电极之一，且TFT 1101的栅被连接到信号输入线1108、电容器1103的一个电极、以及二极管1102的输出。电容器1103的另一电极被连接到电源线1106。二极管1102的输入被连接到栅极信号线1107。
电源线1106被设定在高于反电极1105的电位，且当发光单元被选择要写入视频信号时，信号输入线1108将视频信号输入到发光单元中。
接着，来描述在利用时间灰度方法表示灰度(亮度)的情况下的一个驱动例子。在本实施方案模式中，描述了一种驱动方法，其中，写入周期和擦除周期被分别提供。注意，本发明不局限于此，借助于改变视频信号的电位，也可以改变亮度，或可以用电流来输入视频信号。
首先来描述写入周期。在写入周期中，具有二进制数值H电平和L电平电位的视频信号从信号输入线1108被输入，然后被保持在电容器1103中。此时，作为开关而工作的TFT 1101的导通/关断，由保持在电容器1103中的电位来控制。亦即，发光元件1104的发光时间受到控制。此时，由于栅极信号线1107被设定在低于保持在电容器1103中的电位，故不影响视频信号的电位。
接着来描述擦除周期。在擦除周期中，栅极信号线1107的电位被设定为具有关断TFT 1101的电平。借助于将栅极信号线1107的电位设定为等于或高于电源线1106的电位，栅极信号线1107的电位被保持在电容器1103中。因此，TFT 1101的栅-源电位被拉到0V左右或高于此，TFT 1101于是能够被关断。亦即，发光元件1104能够被控制成不发光，而不管视频信号如何。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图12来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图12中，TFT 1201是n沟道晶体管，二极管1202是其输入连接到TFT 1201的栅且输出连接到栅极信号线1207的二极管。电容器1203是具有一对电极的电容器，发光元件1204是具有一对电极的发光元件，且反电极1205是发光元件1204的一个电极。电源线1206是用来将功率通过TFT 1201馈送到发光元件1204的一个电极的电源线，栅极信号线1207是用来选择视频信号是否允许被写入到发光单元中的栅极信号线，而信号输入线1208是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件1204和用来根据视频信号而控制发光元件1204的发光状态的发光控制电路。
电源线1206被连接到TFT 1201的源或漏之一，TFT 1201的源或漏之另一被连接到发光元件1204的电极之一，且TFT 1201的栅被连接到信号输入线1208、电容器1203的一个电极、以及二极管1202的输入。电容器1203的另一电极被连接到电源线1206。二极管1202的输出被连接到栅极信号线1207。
电源线1206被设定在低于反电极1205的电位，且当发光单元被选择要写入视频信号时，信号输入线1208将视频信号输入到发光单元中。
接着，来描述在利用时间灰度方法表示灰度(亮度)的情况下的一个驱动例子。在本实施方案模式中，描述了一种驱动方法，其中，写入周期和擦除周期被分别提供。注意，本发明不局限于此，借助于改变视频信号的电位，也可以改变亮度，或可以用电流来输入视频信号。
首先来描述写入周期。在写入周期中，具有二进制数值H电平和L电平电位的视频信号，从信号输入线1208被输入，然后被保持在电容器1203中。此时，作为开关而工作的TFT 1201的导通/关断，由保持在电容器1203中的电位来控制。亦即，发光元件1204的发光时间受到控制。此时，由于栅极信号线1207被设定在高于保持在电容器1203中的电位，故不影响视频信号的电位。
接着来描述擦除周期。在擦除周期中，栅极信号线1207的电位被设定为具有关断TFT 1201的电平。借助于将栅极信号线1207的电位设定为等于或高于电源线1206的电位，栅极信号线1207的电位被保持在电容器1203中。因此，TFT 1201的栅-源电位被拉到0V左右或低于此，TFT 1201于是能够被关断。亦即，发光元件1204能够被控制成不发光，而不管视频信号如何。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图13来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图13中，TFT 1301和1302是p沟道晶体管，电容器1303和1304是各具有一对电极的电容器，发光元件1305和1306是各具有一对电极的发光元件，且反电极1307是发光元件1305和1306的电极。电源线1308是用来将功率分别通过TFT 1301和TFT 1302馈送到发光元件1305和1306的电源线，信号输入线1309和1310是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件1305和用来根据视频信号而控制发光元件1305的发光状态的发光控制电路。
电源线1308被连接到TFT 1301的源或漏之一和TFT 1302的源或漏之一。TFT 1301的源或漏之另一被连接到发光元件1305的电极之一，而TFT 1302的源或漏之另一被连接到发光元件1306的电极之一。TFT 1301的栅被连接到信号输入线1310和电容器1303的一个电极，而TFT 1302的栅被连接到信号输入线1309和电容器1304的一个电极。电容器1303的另一电极以及电容器1304的另一电极被连接到电源线1308。
电源线1308被设定在高于反电极1307的电位，且当发光单元被选择要写入视频信号时，信号输入线1309和1310将视频信号输入到发光单元中。
接着，来描述在利用面积灰度方法和时间灰度方法二者来表示灰度(亮度)的情况下的一个驱动例子。在本实施方案模式中，描述了一种驱动方法，其中，写入周期和擦除周期被分别提供。注意，本发明不局限于此，借助于改变视频信号的电位，也可以改变亮度，或可以用电流来输入视频信号。
首先来描述写入周期。在写入周期中，各具有二进制数值H电平和L电平电位的视频信号，从信号输入线1309和1310被输入，然后分别被保持在电容器1304和1303中。此时，作为开关而工作的TFT1301和1302的导通/关断，由分别保持在电容器1303和1304中的电位来控制。亦即，各发光元件1305和1306的发光时间受到控制。
接着来描述擦除周期。在擦除周期中，从信号输入线输入的视频信号的L电平电位被保持在电容器1303和1304中。因此，TFT 1301和1302的栅-源电位被拉到0V左右或低于此，TFT 1301和1302于是能够被关断。亦即，发光元件1305和1306能够被控制成不发光，而不管视频信号如何。
此外，如在实施方案模式9中已经描述的那样，借助于在电容器1303和1304中储存电源线1308的电位，能够控制发光元件1305和1306不发光。或者，如在实施方案模式11中已经描述的那样，借助于提供其输入连接到栅极信号线而输出连接到TFT 1301和1302的栅的二极管，以及借助于在擦除周期内将栅极信号线设定为具有关断TFT1301和1302的电位电平，发光元件1305和1306能够被控制成不发光。
在本实施方案模式中，一个像素具有发光区域不同的二个发光元件1305和1306。因此，若发光元件1305和1306的亮度被分别控制，则与用信号输入线1309和1310所能够表示的灰度相比，能够表示数目更大的灰度(具有更高等级的亮度)。
此外，虽然在本实施方案模式中已经描述了利用二个发光元件来执行面积灰度方法的情况，但本发明不局限于此，也可以提供二个以上，例如3个或4个发光元件。在此情况下，可以提高能够表示的灰度，从而能够更清晰地表示灰度。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图14来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图14中，TFT 1401和1402是n沟道晶体管，电容器1403和1404是各具有一对电极的电容器，发光元件1405和1406是各具有一对电极的发光元件，且反电极1407是发光元件1405和1406的电极。电源线1408是用来将功率分别通过TFT 1401和TFT 1402馈送到发光元件1405和1406的电源线，信号输入线1409和1410是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件1405和用来根据视频信号而控制发光元件1405的发光状态的发光控制电路。
电源线1408被连接到TFT 1401的源或漏之一和TFT 1402的源或漏之一。TFT 1401的源或漏之另一被连接到发光元件1405的电极之一，而TFT 1402的源或漏之另一被连接到发光元件1406的电极之一。TFT 1401的栅被连接到信号输入线1410和电容器1403的一个电极，而TFT 1402的栅被连接到信号输入线1409和电容器1404的一个电极。电容器1403的另一电极以及电容器1404的另一电极被连接到电源线1408。
电源线1408被设定在低于反电极1407的电位，且当发光单元被选择要写入视频信号时，信号输入线1409和1410将视频信号输入到发光单元中。
接着，来描述在利用面积灰度方法和时间灰度方法二者来表示灰度(亮度)的情况下的一个驱动例子。在本实施方案模式中，描述了一种驱动方法，其中，写入周期和擦除周期被分别提供。注意，本发明不局限于此，借助于改变视频信号的电位，也可以改变亮度，或可以用电流来输入视频信号。
首先来描述写入周期。在写入周期中，各具有二进制数值H电平和L电平电位的视频信号，从信号输入线1409和1410被输入，然后分别被保持在电容器1404和1403中。此时，作为开关而工作的TFT1401和1402的导通/关断，由分别保持在电容器1403和1404中的电位来控制。亦即，各发光元件1405和1406的发光时间受到控制。
接着来描述擦除周期。在擦除周期中，从信号输入线输入的视频信号的L电平电位被保持在电容器1403和1404中。因此，各TFT 1401和1402的栅-源电位被拉到0V左右或低于此，TFT 1401和1402于是能够被关断。亦即，发光元件1405和1406能够被控制成不发光，而不管视频信号如何。
此外，如在实施方案模式9中已经描述的那样，借助于在电容器1403和1404中储存电源线1408的电位，能够控制发光元件1405和1406不发光。或者，如在实施方案模式11中已经描述的那样，借助于提供其输入连接到栅极信号线而输出连接到TFT 1401和1402的栅的二极管，以及借助于在擦除周期内将栅极信号线设定为具有关断TFT1401和1402的电位电平，发光元件1405和1406能够被控制成不发光。
在本实施方案模式中，一个像素具有发光区域不同的二个发光元件1405和1406。因此，若发光元件1405和1406的亮度被分别控制，则与用信号输入线1409和1410所能够表示的灰度相比，能够表示数目更大的灰度(具有更高等级的亮度)。
此外，虽然在本实施方案模式中已经描述了利用二个发光元件来执行面积灰度方法的情况，但本发明不局限于此，只要发光元件的数目大于1即可。利用数目更多的发光元件，可以提高能够表示的灰度，从而能够更清晰地表示灰度。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图15来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图15中，TFT 1501是p沟道晶体管，开关1502和1503是其导通/关断由栅极信号线1511控制的开关，开关1504是其导通/关断由栅极信号线1512控制的开关，电容器1505和1506是各具有一对电极的电容器。发光元件1507是具有一对电极的发光元件，反电极1508是发光元件1507的电极，电源线1509是用来将功率通过开关1504和TFT 1501馈送到发光元件1507的一个电极的电源线。电源线1510是用来馈送参考电位的电源线，栅极信号线1511是用来控制开关1502和1503的信号线，栅极信号线1512是用来控制开关1504的信号线，且信号输入线1513是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件1507和用来根据视频信号而控制发光元件1507的发光状态的发光控制电路。
电源线1509被连接到开关1504的一个端子和电容器1506的一个电极。开关1504的另一端子被连接到TFT 1501的源或漏之一和开关1502的一个端子。TFT 1501的源或漏之另一被连接到发光元件1507的电极之一，TFT 1501的栅被连接到电容器1505的一个电极和开关1503的一个端子。开关1503的另一端子被连接到电源线1510。开关1502的另一端子被连接到电容器1506的另一电极、电容器1505的另一电极、以及信号输入线1513。开关1502和1503的导通/关断由栅极信号线1511控制，而开关1504的导通/关断由栅极信号线1512控制。
电源线1509被设定在高于反电极1508的电位，电源线1510被设定在任意的恒定电位，且当发光单元被选择要写入视频信号时，信号输入线1513将视频信号输入到发光单元中。此外，用电压来输入视频信号。
在本实施方案模式中，发光单元通过阈值电压取样周期、视频信号写入周期、以及发光周期而被驱动；因此，下面来分别描述各个周期内的工作。
下面描述根据本实施方案模式的阈值电压取样周期内的操作。首先，借助于不从信号输入线1513馈送视频信号，开关1502和1503被设定为导通，而开关1504被设定为关断。电容器1505的一个电极于是具有电源线1510的电位，而电容器1505的另一电极和电容器1506的另一电极具有对应于电源线1510的电位与TFT 1501的阈值电压之和的电位。
接着，来描述根据本实施方案模式在视频信号写入周期内的操作。首先，视频信号从信号输入线1513被输入，以便关断开关1502、1503、以及1504。电容器1505的另一电极于是具有从信号输入线1513输入的电位，且电容器1505的一个电极具有借助于从电源线1510的电位与视频信号之和中减去TFT 1501的阈值电压而得到的电位。
下面描述根据本实施方案模式在发光周期内的操作。首先，借助于不从信号输入线1513馈送视频信号，开关1502和1503被设定为关断，而开关1504被设定为导通。因此，电容器1505一个电极的电位被保持。然后，由于电容器1505一个电极的电位对应于借助从电源线1510的电位与视频信号之和中减去TFT 1501的阈值电压而得到的电位，故借助于修正TFT 1501的阈值电压变化而得到的对应于TFT1501的栅-源电位的电流，流入到发光元件1507中。发光元件1507因而能够发光。
借助于根据视频信号输入而确定TFT 1501的栅-源电位来控制流入到发光元件1507中的电流，来表示灰度。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图16来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图16中，TFT 1601是p沟道晶体管，开关1602是其导通/关断由栅极信号线1610控制的开关，而开关1603是其导通/关断由栅极信号线1609控制的开关。电容器1604和1605是各具有一对电极的电容器。发光元件1606是具有一对电极的发光元件，反电极1607是发光元件1606的反电极，而电源线1608是用来将功率通过TFT 1601和开关1602馈送到发光元件1606的一个电极的电源线。栅极信号线1609是用来控制开关1603的信号线，栅极信号线1610是用来控制开关1602的信号线，且信号输入线1611是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件1606和用来根据视频信号而控制发光元件1606的发光状态的发光控制电路。
电源线1608被连接到TFT 1601的源或漏之一和电容器1604的一个电极。TFT 1601的源或漏之另一被连接到开关1602的一个端子和开关1603的一个端子。TFT 1601的栅被连接到电容器1604的另一电极、电容器1604的一个电极、以及开关1603的另一端子。开关1602的另一端子被连接到发光元件1606的一个电极。电容器1605的另一电极被连接到信号输入线1611。开关1602的导通/关断由栅极信号线1610控制，而开关1603的导通/关断由栅极信号线1609控制。
电源线1608被设定在高于反电极1607的电位，且当发光单元被选择要写入视频信号时，信号输入线1611将视频信号输入到发光单元中。
在本实施方案模式中，发光单元通过阈值电压取样周期、视频信号写入周期、以及发光周期而被驱动；因此，下面来分别描述各个周期内的工作。
下面描述根据本实施方案模式的阈值电压取样周期内的操作。首先，借助于不从信号输入线1611馈送视频信号，开关1602和1603被设定为关断。电容器1604的另一电极和电容器1605的一个电极于是具有借助于从电源线1608的电位中减去TFT 1601的阈值电压而得到的电位。
接着，来描述根据本实施方案模式在视频信号写入周期内的操作。首先，视频信号从信号输入线1611被输入，以便关断开关1602和导通开关1603。电容器1605的另一电极于是具有视频信号输入的电位，而电容器1604的另一电极和电容器1605的一个电极具有借助于从电源线1608的电位与视频信号之和中减去TFT 1601的阈值电压而得到的电位。
下面描述根据本实施方案模式在发光周期内的操作。首先，借助于不从信号输入线1611馈送视频信号，开关1602和1603被设定为关断。因此，电容器1604另一电极和电容器1605一个电极的电位被保持。此处，由于电容器1604另一电极和电容器1605一个电极的电位对应于借助从电源线1608的电位与视频信号之和中减去TFT 1601的阈值电压而得到的电位，故借助于修TFT 1601的阈值电压变化而得到的对应于TFT 1601的栅-源电位的电流，流入到发光元件1606中。发光元件1606因而能够发光。
借助于根据视频信号输入而确定TFT 1601的栅-源电位来控制流入到发光元件1606中的电流，来表示灰度。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图17来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图17中，TFT 1701是p沟道晶体管，开关1702是其导通/关断由栅极信号线1708控制的开关，而开关1703是其导通/关断由栅极信号线1709控制的开关。电容器1704是具有一对电极的电容器。发光元件1705是具有一对电极的发光元件，反电极1706是发光元件1705的电极，而电源线1707是用来将功率通过开关1702和TFT 1701馈送到发光元件1705的一个电极的电源线。栅极信号线1708是用来控制开关1702的信号线，栅极信号线1709是用来控制开关1703的信号线，而信号输入线1710是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件1705和用来根据视频信号而控制发光元件1705的发光状态的发光控制电路。
电源线1707被连接到开关1702的一个端子。开关1702的另一端子被连接到TFT 1701的源或漏之一、电容器1704的一个电极、以及信号输入线1710。TFT 1701的源或漏之另一被连接到发光元件1705的一个电极和开关1703的一个端子。TFT 1701的栅被连接到电容器1704的另一电极和开关1703的另一端子。开关1702的导通/关断由栅极信号线1708控制，而开关1703的导通/关断由栅极信号线1709控制。
电源线1707被设定在高于反电极1706的电位，且信号输入线1710将视频信号输入到要写入视频信号的发光单元中。此外，用电流来输入视频信号。
在本实施方案模式中，发光单元通过视频信号写入周期以及发光周期而被驱动；因此，下面来分别描述各个周期内的工作。
下面描述根据本实施方案模式的视频信号写入周期内的操作。首先，视频信号从信号输入线1710被输入，以便关断开关1702和导通开关1703。对应于视频信号输入的电位于是被保持在电容器1704中。由于用电流来输入视频信号，故流入到发光元件1705中的电流不受TFT 1701阈值电压变化的影响。
接着来描述根据本实施方案模式在发光周期内的操作。首先，借助于不从信号输入线1710馈送视频信号，开关1702被导通，且开关1703被关断。然后，由于电源线1707的电位被施加到电容器1704的一个电极和TFT 1701的源或漏之一，故电容器1704另一电极的电位被保持。此处，由于电容器1704另一电极保持了在视频信号写入周期内已经被写入的电位，故借助于修正TFT 1701的阈值电压变化而得到的对应于TFT 1701的栅-源电位的电流，流入到发光元件1705中。发光元件1705因而能够发光。
借助于根据视频信号输入而确定TFT 1701的栅-源电位来控制流入到发光元件1705中的电流，来表示灰度。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图18来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图18中，TFT 1801是p沟道晶体管，开关1802是其导通/关断由栅极信号线1809控制的开关，而开关1803是其导通/关断由栅极信号线1808控制的开关。电容器1804是具有一对电极的电容器。发光元件1805是具有一对电极的发光元件，反电极1806是发光元件1805的电极，而电源线1807是用来将功率通过TFT 1801和开关1802馈送到发光元件1805的一个电极的电源线。栅极信号线1808是用来控制开关1803的信号线，栅极信号线1809是用来控制开关1802的信号线，而信号输入线1810是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件1805和用来根据视频信号而控制发光元件1805的发光状态的发光控制电路。
电源线1807被连接到TFT 1801的源或漏之一和电容器1804的一个电极。TFT 1801的源或漏的另一被连接到开关1802的一个端子、开关1803的一个端子、以及信号输入线1810。开关1802的另一端子被连接到发光元件1805的一个电极。TFT 1801的栅被连接到电容器1804的另一电极和开关1803的另一端子。开关1802的导通/关断由栅极信号线1809控制，而开关1803的导通/关断由栅极信号线1808控制。
电源线1807被设定在高于反电极1806的电位，且信号输入线1810将视频信号输入到要写入视频信号的发光单元中。此外，用电流来输入视频信号。
在本实施方案模式中，发光单元通过视频信号写入周期以及发光周期而被驱动；因此，下面来分别描述各个周期内的工作。
下面描述根据本实施方案模式的视频信号写入周期内的操作。首先，视频信号从信号输入线1810被输入，以便关断开关1802和导通开关1803。对应于视频信号输入的电位于是被保持在电容器1804中。由于用电流来输入视频信号，故流入到发光元件1805中的电流不受TFT 1801阈值电压变化的影响。
接着来描述根据本实施方案模式在发光周期内的操作。首先，借助于不从信号输入线1810馈送视频信号，开关1802被导通，且开关1803被关断。然后，由于电源线1807的电位被施加到电容器1804的一个电极和TFT 1801的源或漏之一，故电容器1804另一电极的电位被保持。此处，由于电容器1804另一电极保持了在视频信号写入周期内已经被写入的电位，故借助于修正TFT 1801的阈值电压变化而得到的对应于TFT 1801的栅-源电位的电流，流入到发光元件1805中。发光元件1805因而能够发光。
借助于根据视频信号输入而确定TFT 1801的栅-源电位来控制流入到发光元件1805中的电流，来表示灰度。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图19来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图19中，TFT 1901是p沟道晶体管，开关1902是其导通/关断由栅极信号线1908控制的开关，而开关1903是其导通/关断由栅极信号线1909控制的开关。电容器1904是具有一对电极的电容器。发光元件1905是具有一对电极的发光元件，反电极1906是发光元件1905的反电极，而电源线1907是用来将功率通过TFT 1901和开关1903馈送到发光元件1905的一个电极的电源线。栅极信号线1908是用来控制开关1902的信号线，栅极信号线1909是用来控制开关1903的信号线，而信号输入线1910是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件1905和用来根据视频信号而控制发光元件1905的发光状态的发光控制电路。
电源线1907被连接到TFT 1901的源或漏之一。TFT 1901的源或漏之另一被连接到开关1903的一个端子以及开关1902的一个端子。开关1903的另一端子被连接到发光元件1905的一个电极。TFT1901的栅被连接到开关1902的另一端子和电容器1904的一个电极。电容器1904的另一电极被连接到信号输入线1910。开关1902的导通/关断由栅极信号线1908控制，而开关1903的导通/关断由栅极信号线1909控制。
电源线1907被设定在高于反电极1906的电位，且信号输入线1910将视频信号输入到要写入视频信号的发光单元中。此外，用电压来输入视频信号。
在本实施方案模式中，发光单元通过阈值电压取样周期、视频信号写入周期、以及发光周期而被驱动；因此，下面来分别描述各个周期内的工作。
下面描述根据本实施方案模式的阈值电压取样周期和视频信号写入周期内的操作。首先，视频信号从信号输入线1910被输入，以便导通开关1902和关断开关1903。然后，电容器1904的一个电极具有借助于从电源线1907的电位减去TFT 1901的阈值电压而得到的电位。电容器1904的另一电极具有视频信号的电位。
接着来描述根据本实施方案模式在发光周期内的操作。首先，三角波从信号输入线1910被输入，以便关断开关1902和导通开关1903。然后，由于电容器1904的一个电极具有对应于信号输入线1910的电位与借助于从电源线1907的电位减去TFT 1901的阈值电压而得到的电位之间的差值的电位，故发光时间依赖于在阈值电压取样周期和视频信号写入周期内输入的视频信号的电位而变化。
借助于根据视频信号输入而确定TFT 1901的栅-源电位来控制流入到发光元件1905中的电流，来表示灰度。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图20来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图20中，TFT 2001和2002是p沟道晶体管，而开关2003是其导通/关断由栅极信号线2008控制的开关。电容器2004是具有一对电极的电容器，发光元件2005是具有一对电极的发光元件，而反电极2006是发光元件2005的反电极。电源线2007是用来将功率通过TFT 2001馈送到发光元件2005的一个电极的电源线。栅极信号线2008是用来控制开关2003的信号线，而信号输入线2009是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件2005和用来根据视频信号而控制发光元件2005的发光状态的发光控制电路。
电源线2007被连接到TFT 2001的源或漏之一、TFT 2002的源或漏之一、以及电容器2004的一个电极。TFT 2001的源或漏之另一被连接到发光元件2005的一个电极。TFT 2002的源或漏之另一被连接到开关2003的一个端子和信号输入线2009。TFT 2001的栅被连接到TFT 2002的栅、电容器2004的另一电极、以及开关2003的另一端子。开关2003的导通/关断由栅极信号线2008控制。
电源线2007被设定在高于反电极2006的电位，且信号输入线2009将视频信号输入到要写入视频信号的发光单元中。此外，用电流来输入视频信号。
在本实施方案模式中，发光单元通过视频信号写入周期以及发光周期而被驱动；因此，下面来分别描述各个周期内的工作。
下面描述根据本实施方案模式的视频信号写入周期内的操作。首先，视频信号从信号输入线2009被输入，以便导通开关2003。然后，对应于视频信号输入的电位被保持在电容器2004中。由于用电流来输入视频信号，故流入到发光元件2005中的电流不受TFT 2002阈值电压变化的影响。
接着来描述根据本实施方案模式在发光周期内的操作。首先，借助于不从信号输入线2009输入视频信号，开关2003被关断。电容器2004另一电极的电位于是被保持。然后，由于电容器2004的另一电极保持了在视频信号写入周期内已经被写入的电位，故TFT 2002的阈值电压变化被修正。此外，由于TFT 2001和2002具有公共栅和公共源或漏，故若TFT 2001和2002的阈值电压被设定为相同，则借助于修正TFT 2001的阈值电压变化而得到的对应于TFT 2001的栅-源电压的电流，流入到发光元件2005中。发光元件2005从而能够发光。
借助于根据视频信号输入而确定TFT 2001和2002的栅-源电位来控制流入到发光元件2005中的电流，来表示灰度。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图21来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图21中，TFT 2101是n沟道晶体管，而开关2102是其导通/关断由栅极信号线2107控制的开关。电容器2103是具有一对电极的电容器。发光元件2104是具有一对电极的发光元件，而反电极2105是发光元件2104的电极。电源线2106是用来将功率通过TFT 2101馈送到发光元件2104的一个电极的电源线。栅极信号线2107是用来控制开关2102的信号线，而信号输入线2108是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件2104和用来根据视频信号而控制发光元件2104的发光状态的发光控制电路。
电源线2106被连接到TFT 2101的源或漏之一和TFT 2102的一个端子。TFT 2101的源或漏之另一被连接到发光元件2104的一个电极、电容器2103的一个电极、以及信号输入线2108。TFT 2101的栅被连接到开关2102的另一端子和电容器2103的另一电极。开关2102的导通/关断由栅极信号线2107控制。
电源线2106被设定在低于反电极2105的电位，且信号输入线2108将视频信号输入到要写入视频信号的发光单元中。此外，用电流来输入视频信号。
在本实施方案模式中，发光单元通过视频信号写入周期以及发光周期而被驱动；因此，下面来分别描述各个周期内的工作。
下面描述根据本实施方案模式的视频信号写入周期内的操作。首先，视频信号从信号输入线2108被输入，以便导通开关2102。然后，对应于视频信号输入的电位被保持在电容器2103中。由于用电流来输入视频信号，故流入到发光元件2104中的电流不受TFT 2101阈值电压变化的影响。
接着来描述根据本实施方案模式在发光周期内的操作。首先，借助于不从信号输入线2108输入视频信号，开关2102被关断。电容器2103另一电极的电位于是被保持。然后，由于电容器2103的另一电极保持了在视频信号写入周期内已经被写入的电位，故借助于修正TFT2101的阈值电压变化而得到的对应于TFT 2101的栅-源电位的电流，流入到发光元件2104中。发光元件2104从而能够发光。
借助于根据视频信号输入而确定TFT 2101的栅-源电位来控制流入到发光元件2104中的电流，来表示灰度。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图22来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图22中，TFT 2201是n沟道晶体管，而开关2202是其导通/关断由栅极信号线2207控制的开关。电容器2203是具有一对电极的电容器。发光元件2204是具有一对电极的发光元件，而反电极2205是发光元件2204的电极。电源线2206是用来将功率通过TFT2201馈送到发光元件2204的一个电极的电源线。栅极信号线2207是用来控制开关2202的信号线，而信号输入线2208是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件2204和用来根据视频信号而控制发光元件2204的发光状态的发光控制电路。
电源线2206被连接到TFT 2201的源或漏之一和开关2202的一个端子。TFT 2201的源或漏之另一被连接到发光元件2204的一个电极和电容器2203的一个电极。TFT 2201的栅被连接到开关2202的另一端子、电容器2203的另一电极、以及信号输入线2208。开关2202的导通/关断由栅极信号线2207控制。
电源线2206被设定在低于反电极2205的电位，且当发光单元被选择要写入视频信号时，信号输入线2208将视频信号输入到发光单元中。此外，用电压来输入视频信号。
在本实施方案模式中，发光单元通过阈值电压取样周期、视频信号写入周期、以及发光周期而被驱动；因此，下面来分别描述各个周期内的工作。
下面描述根据本实施方案模式的阈值电压取样周期内的操作。首先，借助于不从信号输入线2208馈送视频信号，开关2202被导通。然后，TFT 2201的阈值电压被保持在电容器2203的另一电极与发光元件2204的另一电极之间。
接着来描述根据本实施方案模式在视频信号写入周期内的操作。首先，视频信号从信号输入线2208被输入，以便关断开关2202。然后，电容器2203的另一电极具有大约借助于从视频信号的电位中减去TFT 2201的阈值电压而得到的电位。
接着来描述根据本实施方案模式在发光周期内的操作。首先，借助于不从信号输入线2208输入视频信号，开关2202被关断。电容器2203另一电极的电位于是被保持。然后，由于电容器2203的另一电极保持了借助于从反电极2205的电位与视频信号电位之和中减去TFT2201的阈值电压而得到的电位，故借助于修正TFT 2201的阈值电压变化而得到的对应于TFT 2201的栅-源电位的电流，流入到发光元件2204中。发光元件2204从而能够发光。
借助于根据视频信号输入而确定TFT 2201的栅-源电位来控制流入到发光元件2204中的电流，来表示灰度。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
下面参照图23来描述可应用于实施方案模式1-6的发光单元的示例性结构。
在图23中，TFT 2301和2302是n沟道晶体管，而开关2303是其导通/关断由栅极信号线2308控制的开关。电容器2304是具有一对电极的电容器。发光元件2305是具有一对电极的发光元件，而反电极2306是发光元件2305的反电极。电源线2307是用来将功率通过TFT 2301馈送到发光元件2305的一个电极的电源线。栅极信号线2308是用来控制开关2303的信号线，而信号输入线2309是用来将视频信号输入到发光单元中的信号线。本实施方案模式的发光单元具有发光元件2305和用来根据视频信号而控制发光元件2305的发光状态的发光控制电路。
电源线2307被连接到TFT 2301的源或漏之一。TFT 2301的源或漏之另一被连接到发光元件2305的一个电极和TFT 2302的源或漏之另一。TFT 2301的栅被连接到TFT 2302的栅、电容器2304的一个电极、信号输入线2309、以及开关2303的一个端子。TFT 2302的源或漏之一被连接到开关2303的另一端子。开关2303的导通/关断由栅极信号线2308控制。
电源线2307被设定在高于反电极2306的电位，且当发光单元被选择要写入视频信号时，信号输入线2309将视频信号输入到发光单元中。此外，用电流来输入视频信号。
在本实施方案模式中，发光单元通过视频信号写入周期以及发光周期而被驱动；因此，下面来分别描述各个周期内的工作。
下面来描述根据本实施方案模式在视频信号写入周期内的操作。首先，视频信号从信号输入线2309被输入，以便导通开关2303。然后，电容器2304保持对应于视频信号的电位。由于用电流来输入视频信号，故流入到发光元件2304中的电流不受TFT 2302阈值电压变化的影响。
接着来描述根据本实施方案模式在发光周期内的操作。首先，借助于不从信号输入线2309输入视频信号，开关2303被关断。电容器2304另一电极的电位于是被保持。然后，由于电容器2304的另一电极保持了在视频信号写入周期内已经被写入的电位，故TFT 2302的阈值电压变化被修正。此外，由于TFT 2301和2302具有公共栅和公共源或漏，故若TFT 2301和2302的阈值电压被设定为相同，则借助于修正TFT 2301的阈值电压变化而得到的对应于TFT 2301的栅-源电压的电流，流入到发光元件2305中。发光元件2305从而能够发光。
借助于根据视频信号输入而确定TFT 2301的栅-源电位来控制流入到发光元件2305中的电流，来表示灰度。
根据本实施方案模式的发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
如在实施方案模式1-6中已经描述的那样，源极信号线配备有根据本发明的开关或用作开关的TFT。因此，本发明的像素结构不仅能够被应用于实施方案模式7-23所示的像素，而且能够被应用于通过源极信号线被馈以视频信号的其它像素。而且，本发明还能够被应用于其中具有一定幅度的电压或电流从源极信号线被输出的液晶显示器件。
虽然n沟道晶体管或p沟道晶体管在实施方案模式3-6中被用作提供在源极信号线中的开关，但也可以是模拟开关。
虽然晶体管被用作开关元件的例子，但本发明不局限于此。能够控制电流流动的任何物件都可以被用作开关元件，例如电气开关或机械开关。例如可以是二极管或由二极管和晶体管构成的逻辑电路。
此外，可应用于本发明的开关元件的晶体管不局限于某一种类型，采用典型为非晶硅或多晶硅的非单晶半导体膜的TFT、以及用半导体衬底或SOI衬底形成的MOS晶体管、结型晶体管、双极晶体管、采用有机半导体或碳纳米管的晶体管、或其它晶体管，都可以被采用。此外，其上形成晶体管的衬底不局限于某一种类型，诸如单晶衬底、SOI衬底、石英衬底、玻璃衬底、或树脂衬底之类的各种衬底，都能够被采用。
由于晶体管正如一个开关元件而工作，故其极性(导电类型)不受特殊的限制，n沟道晶体管或p沟道晶体管都可以被采用。但当关态电流优选要小时，希望采用关态电流小的极性的晶体管。作为关态电流小的晶体管，有在沟道形成区与源或漏区之间配备有用低浓度的赋予导电类型的杂质掺杂的区域(LDD区)的晶体管。
而且，若用靠近低电位侧电源的源电位进行驱动，则希望采用n沟道晶体管，而若用靠近高电位侧电源的源电位进行驱动，则希望采用p沟道晶体管。由于能够提高晶体管栅-源电压的绝对值，故这有助于开关有效地工作。而且，可以用n沟道晶体管和p沟道晶体管来构成CMOS开关元件。
实施方案模式1-6中方框图内的各种电路结构可以是任何一种电路结构，只要能够实现此处所述的驱动即可。
在本实施方案中，来描述包括晶体管和发光元件的发光单元的示例性结构。本实施方案中的结构能够被应用于图7-23所示的发光单元。
图7中的信号输入线706对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图8中的信号输入线806对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图9中的信号输入线908对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图10中的信号输入线1008对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图11中的信号输入线1108对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图12中的信号输入线1208对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图13中的信号输入线1309或1310对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图14中的信号输入线1409或1410对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图15中的信号输入线1513对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图16中的信号输入线1611对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图17中的信号输入线1710对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图18中的信号输入线1810对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图19中的信号输入线1910对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图20中的信号输入线2009对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图21中的信号输入线2108对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图22中的信号输入线2208对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
图23中的信号输入线2309对应于图1中的源极信号线107、图2中的源极信号线207、图3中的源极信号线307、图4中的源极信号线407、图5中的源极信号线507、以及图6中的源极信号线607。
注意，图7-23所示的其它布线在图1-6中未示出。
参照图24A，可以用诸如钡硼硅酸盐玻璃或铝硼硅酸盐玻璃之类的玻璃衬底、石英衬底、陶瓷衬底之类，来形成衬底2400。或者，可以采用包含不锈钢的金属衬底或其表面上形成有绝缘膜的半导体衬底。还可以采用由诸如塑料之类的柔性合成树脂组成的衬底。可以用诸如CMP之类的抛光方法来整平衬底2400的表面。
包含氧化硅、氮化硅、氧氮化硅之类的绝缘膜，可以被用作基底膜2401。基底膜2401能够防止包含在衬底2400中的诸如钠之类的碱金属或碱土金属扩散进入到半导体层2402中而对TFT 2410的特性造成不利的影响。虽然基底膜2401在图24A中被形成为单层，但也可以具有双层或多层。注意，当不很担心杂质的扩散时，例如在采用石英衬底的情况下，就不必提供基底膜2401。
图形化的结晶半导体膜或非晶半导体膜，可以被用作半导体层2402和半导体层2412。借助于对非晶半导体膜进行晶化，能够得到结晶半导体膜。激光晶化、采用RTA或退火炉的热晶化、采用促进晶化的金属元素的热晶化之类，可以被用作晶化方法。半导体层2402包括沟道形成区以及掺有赋予导电类型的杂质元素的一对杂质区。注意，以低浓度掺有上述杂质元素的另一杂质区，可以被提供在沟道形成区与成对杂质区之间。半导体层2412可以具有其中整个层掺有赋予导电类型的杂质元素的结构。
借助于在单层或多层中层叠氧化硅、氮化硅、氧氮化硅等，能够形成第一绝缘膜2403。
注意，可以用包含氢的膜来形成第一绝缘膜2403，以便对半导体层2402进行氢化。
可以用选自Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr、Nd、或包含这些元素的合金或化合物，在单层或叠层中形成栅电极2404和电极2414。
TFT 2410被形成为具有半导体层2402、栅电极2404、以及夹在半导体层2402与栅电极2404之间的第一绝缘膜2403。虽然图24A仅仅示出了连接到发光元件2415的第一电极2407的TFT 2410作为部分地构成像素的TFT，但也可以提供具有多个TFT的结构。此外，虽然本实施方案示出了顶栅晶体管作为TFT 2410，但TFT 2410也可以是在半导体层下方具有栅电极的底栅晶体管，或在半导体层上下方具有栅电极的双栅晶体管。
电容器2411被形成为具有作为介质的第一绝缘膜2403以及一对电极，亦即彼此面对的半导体层2412和电极2414，以第一绝缘膜2403夹在其间。虽然图24A示出了电容器的一个例子，其中与TFT 2410的半导体层2402同时形成的半导体层2412被用作成对电极之一，而与TFT 2410的栅电极2404同时形成的电极2414被用作另一电极，但本发明不局限于这种结构。
利用无机绝缘膜或有机绝缘膜，第二绝缘膜2405可以被形成为具有单层或多层。作为无机绝缘膜，有用CVD形成的氧化硅膜或用SOG(甩涂玻璃)形成的氧化硅膜。作为有机绝缘膜，有由聚酰亚胺、聚酰胺、BCB(苯并环丁烯)、丙烯酸、正性光敏有机树脂、负性光敏有机树脂之类组成的膜。
也可以用具有硅(Si)和氧(O)键的骨架结构的材料来形成第二绝缘膜2405。至少包含氢的有机原子团(例如烷基原子团或芳香族碳氢化合物)，被用作这种材料的取代基。或者，氟原子团可以被用作取代基，或氟原子团和至少包含氢的有机原子团二者可以被用作取代基。
注意，可以用高密度等离子体处理方法对第二绝缘膜2405的表面进行氮化。利用例如2.45GHz的高频微波，来产生高密度等离子体。注意，电子密度范围为每立方厘米1×1011-1×1013，且电子温度范围为0.2-2.0eV(优选为0.5-1.5eV)的等离子体，被用作此高密度等离子体。于是，与用常规等离子体处理所形成的膜相比，由于高密度等离子体的特征是其低的电子温度并具有低的激活粒子的动能，而能够形成等离子体损伤小且缺陷少的膜。在执行高密度等离子体处理的过程中，衬底2400被设定在350-450℃的温度范围内。此外，在产生高密度等离子体的装置中，用来产生微波的天线与衬底2400之间的距离被设定为20-80mm(优选为20-60mm)。
借助于在氮气氛下，例如在包含氮和稀有气体(至少He、Ne、Ar、Kr、Xe之一)的气氛下，在包含氮、氢、以及稀有气体的气氛下，或在包含NH3和稀有气体的气氛下，执行上述高密度等离子体处理，第二绝缘膜2405的表面被氮化。由利用高密度等离子体的这种氮化处理所形成的第二绝缘膜2405的表面，混合有诸如氮以及He、Ne、Ar、Kr、Xe之类的元素。例如，利用氧化硅膜或氮氧化硅膜作为第二绝缘膜2405，并用高密度等离子体来处理此膜的表面，就形成了氮化硅膜。包含在以这种方式所形成的氮化硅膜中的氢，可以被用来氢化TFT2410的半导体层2402。注意，此氢化处理可以与采用包含在第一绝缘膜2403中的氢的上述氢化处理进行组合。
注意，可以在用高密度等离子体处理方法形成的氮化物上，形成另一绝缘膜作为第二绝缘膜2405。
可以用选自Al、Ni、C、W、Mo、Ti、Pt、Cu、Ta、Au、Mn、或包含这些元素的合金来形成电极2406，使其具有单层结构或叠层结感。
第一电极2407和第二电极2417之一或二者可以被形成为透光电极。可以用包含氧化钨的氧化铟、包含氧化钨的氧化铟锌、包含氧化钛的氧化铟、包含氧化钛的氧化铟锡之类，来形成透光电极。不言而喻，也可以采用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌、掺有氧化硅的氧化铟锡之类。
优选用具有不同功能的层，诸如空穴注入/输运层、发光层、以及电子注入/输运层，来形成发光层。
优选用包含具有空穴输运性质的有机化合物材料和相对于有机化合物材料呈现电子接受性质的无机化合物材料的复合材料，来形成空穴注入/输运层。利用这种结构，在固有载流子很少的有机化合物中产生许多空穴载流子，从而能够得到优异的空穴注入/输运性质。由于这一作用，能够比在常规结构中更多地抑制驱动电压。而且，由于空穴注入/输运层能够被形成得厚而不提高驱动电压，故还能够抑制尘埃之类引起的发光元件短路。
作为具有空穴输运性质的有机化合物材料的例子，有4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯氨基]三苯胺(缩写为MTDATA)；1，3，5-三[N，N-二(m-甲苯基)氨基]苯(缩写为m-MTDAB)；N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-1，1’-联苯基-4，4’-二胺(缩写为TPD)；4-4’-双[N-(1-萘基)-N-苯胺基]-二苯(缩写为NPD)等。但本发明不局限于这些。
作为呈现电子接受性质的无机化合物材料的例子，有氧化钛、氧化锆、氧化钒、氧化钼、氧化钨、氧化铼、氧化钌、氧化锌等。确切地说，优选采用氧化钒、氧化钼、氧化钨、以及氧化铼，因为它们能够在真空中被淀积因而容易处置。
用具有电子输运性质的有机化合物材料来形成电子注入/输运层。作为具体的例子，有三(8-羟基喹啉)铝(缩写为Alq3)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(缩写为Almq3)等。但本发明不局限于这些。
可以用例如9，10-二(2-萘基)蒽(缩写为DNA)；9，10-二(2-萘基)-2-叔-丁基蒽(缩写为t-BuDNA)；4-4’-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯(缩写为DPVBi)；香豆素6；香豆素545；香豆素545T；二萘嵌苯；红荧烯；periflanthene；2，5，8，11-四(叔-丁基)二萘嵌苯(缩写为TBP)；9，10-二苯基蒽(缩写为DPA)；5，12-二苯基丁省；4-(双氰亚甲基)-2-甲基-6-(p-双甲基氨苯乙烯基)-4H-吡喃(缩写为DCM1)；4-(双氰亚甲基)-2-甲基-6-[2-(久洛尼定-9-基)乙基]-4H-吡喃(缩写为DCM2)；4-(双氰亚甲基)-2，6-双[p-(二甲基氨基)苯乙烯基]-4H-吡喃(缩写为BisDCM)之类，来形成发光层。或者，可以采用下列能够发射磷光的化合物双[2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶-N，C2’]铱(III)甲基吡啶酸盐(缩写为FIrpic)；双{2-[3’，5’-双(三氟甲基)苯基]吡啶-N，C2’]铱(甲基吡啶酸盐)(缩写为Ir(CF3ppy)2(pic))；三(2-苯基吡啶-N，C2’)铱(缩写为Ir(ppy)3)；双(2-苯基吡啶-N，C2’]铱(乙酰基丙酮酸盐)(缩写为Ir(ppy)2(acac))；双[2-(2’-噻蒽基)吡啶-N，C3’]铱(乙酰基丙酮酸盐)(缩写为Ir(thp)2(acac))；双(2-苯基喹啉-N，C2’)铱(乙酰基丙酮酸盐)(缩写为Ir(pq)2(acac))；双[2-(2’-苯并噻蒽基)吡啶-N，C3’]铱(乙酰基丙酮酸盐)(缩写为Ir(btp)2(acac))之类。
作为其它的变通，可以用诸如聚对苯乙烯基材料、聚对苯基材料、聚噻吩基材料、或聚芴基材料之类的电致发光聚合物材料，来形成发光层。
无机材料可以被用作形成发光层的基质材料。优选采用诸如锌、镉、或镓之类金属材料的硫化物、氧化物、或氮化物作为此无机材料。作为硫化物的例子，有硫化锌(ZnS)、硫化镉(CdS)、硫化钙(CaS)、硫化钇(Y2S3)、硫化镓(Ga2S3)、硫化锶(SrS)、一硫化钡(BaS)等。作为氧化物的例子，有氧化锌(ZnO)、氧化钇(Y2O3)等。此外，作为氮化物的例子，有氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、氮化铟(InN)等。而且，硒化锌(ZnSe)和碲化锌(ZnTe)之类也可以被采用。或者，可以采用诸如硫镓化钙(CaGa2S4)、硫镓化锶(SrGa2S4)、或硫镓化钡(BaGa2S4)之类的三元混晶。
作为杂质元素，诸如锰(Mn)、铜(Cu)、钐(Sm)铽(Tb)、饵(Er)、铥(Tm)、铕(Eu)、铈(Ce)、或镨(Pr)之类的金属元素可以被用来形成利用金属离子的内壳层电子转移的发光中心。诸如氟(F)或氯(Cl)之类的卤族元素可以被加入作为电荷补偿。
此外，包含第一杂质元素和第二杂质元素的发光材料，可以被用作利用施主-受主复合的发光中心。例如，硅(Si)或者诸如铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、或铂(Pt)之类的金属元素，可以被用作第一杂质元素。第二杂质元素可以是例如氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)之类。
用固相反应，具体地说是借助于对基质材料和杂质元素进行秤重，在研钵中将它们混合，并在电炉中对混合物进行加热使基质材料包含杂质元素，来获得发光材料。例如，基质材料、第一杂质元素或包含第一杂质元素的化合物、以及第二杂质元素或包含第二杂质元素的化合物各被秤重。在研钵中将它们混合之后，在电炉中对混合物进行加热。由于当温度太低时固相反应不进行，而温度太高时基质材料又要分解，故烘焙温度优选为700-1500℃。注意，可以在粉末状态下对混合物进行烘焙，但优选是在颗粒状态下进行烘焙。
而且，在采用固相反应的情况下，借助于组合第一杂质元素和第二杂质元素而形成的化合物，可以被用作杂质元素。在此情况下，由于杂质元素容易扩散，故容易进行固相反应。因此，能够得到均匀的发光材料。而且，由于不混入不需要的杂质元素，故能够得到高纯度的发光材料。作为由第一杂质元素和第二杂质元素组成的化合物的例子，有氟化铜(CuF2)、氯化铜(CuCl)、碘化铜(CuI)、溴化铜(CuBr)、氮化铜(Cu3N)、磷化铜(Cu3P)、氟化银(AgF)、氯化银(AgCl)、碘化银(AgI)、溴化银(AgBr)、氯化金(AuCl3)、溴化金(AuBr3)、氯化铂(PtCl2)等。此外，可以采用包含第三杂质元素代替第二杂质元素的发光材料。
例如，第三杂质元素可以是锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)之类。这些杂质元素在基质材料中的浓度优选为0.01-10克分子百分比，0.1-5克分子百分比更优选。
作为具有高导电率的发光材料，上述材料可以被用作基质材料，且其中可以加入包含上述第一杂质元素、第二杂质元素、以及第三杂质元素的发光材料。这些杂质元素在基质材料中的浓度优选为0.01-10克分子百分比，0.1-5克分子百分比更优选。
作为由第二杂质元素和第三杂质元素组成的化合物，可以使用例如诸如氟化锂(LiF)、氯化锂(LiCl)、碘化锂(LiI)、溴化锂(LiBr)、或氯化钠(NaCl)之类的卤化碱、以及氮化硼(BN)、氮化铝(AlB)、锑化铝(AlSb)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)之类。
利用上述材料作为基质材料以及包含上述第一杂质元素、第二杂质元素、第三杂质元素的发光材料所形成的发光层，能够发光而无须由高电场加速的热电子。亦即，无须将高电压施加到发光元件，因此，能够得到以低驱动电压而工作的发光元件。而且，由于发光元件能够以低的驱动电压而发光，故能够降低功耗。此外，还可以包括成为另一发光中心的元素。
而且，采用上述材料作为基质材料且包含利用第二和第三杂质元素以及上述金属离子的内壳层电子转移的发光中心的发光材料，能够被使用。在此情况下，希望成为发光中心的金属离子在基质材料中的浓度为0.05-5原子百分比。而且，第二杂质元素在基质材料中的浓度优选为0.05-5原子百分比。而且，第三杂质元素在基质材料中的浓度优选为0.05-5原子百分比。具有这种结构的发光材料能够以低的驱动电压而发光。因此，能够得到功耗降低了的以低的驱动电压发光的发光元件。而且，还可以包括成为另一发光中心的元素。利用这种发光材料，能够抑制发光元件的亮度衰减，而且能够利用晶体管以低的电压来驱动发光元件。
在任何一种情况下，发光层可以具有各种层结构，并可以进行修正，只要能够达到其作为发光元件的目的即可。例如，能够使用这样一种结构，其中不提供具体的空穴或电子注入/输运层，而代之以构成为此目的的电极层，或在层中弥散发光材料。
可以用不透光的材料来形成第一电极2407或第二电极2417中的另一个电极。例如，可以用诸如Li或Cs之类的碱金属、诸如Mg、Ca、或Sr之类的碱土金属、包含这些金属的合金(例如MgAg、AlLi、或MgIn)、包含这些金属的化合物(例如CaF2)、或诸如Yb或Er之类的稀土金属，来形成此另一电极。
可以用相似于第二绝缘膜2405的材料来形成第三绝缘膜2408。第三绝缘膜2408被形成在第一电极2407外围，以便覆盖第一电极2407的边沿，并具有分隔相邻像素的发光层2409的功能。
发光层2409被形成为单层或多层。在发光层2409被形成为多层的情况下，就载流子输运性质而言，这些层能够被分成空穴注入层、空穴输运层、发光层、电子输运层、电子注入层等。注意，二个层之间的边界不一定要清晰，可以存在着形成相邻层的材料彼此部分混合的情况，这使得各层之间的界面无法区分。可以用有机材料或无机材料来形成各个层。此有机材料可以是高分子材料、中等分子材料、或低分子材料中的任何一种。
发光元件2415被形成为具有发光层2409以及彼此重叠以发光层2409夹在其间的第一电极2407和第二电极2417。第一电极2407或第二电极2417之一对应于阳极，而另一对应于阴极。当高于阈值电压的正向偏压被施加在发光元件2415的阳极与阴极之间时，电流就从阳极流到阴极，发光元件2415于是就发光。
接着来描述图24B的结构。注意，用共同的参考号来表示图24A和24B的共同部分，其描述从略。
图24B示出了一种结构，其中，另一绝缘膜2418被提供在图24A中的第二绝缘层2405与第三绝缘膜2408之间。电极2406和第一电极2407被连接到提供在绝缘膜2418中的接触孔中的电极2416。
绝缘膜2418可以被形成为具有相似于第二绝缘膜2405的结构。电极2416可以被形成为具有相似于电极2406的结构。
本实施方案说明了图7-23所示发光单元的示例性结构。亦即，利用图24A和24B所示的TFT 2410、电容器2411、以及发光元件2415，能够构成图7-23所示的发光单元。这种发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
在本实施方案中，来描述氢化非晶硅(a-Si:H)被用作晶体管的半导体层的情况。图28A和28B示出了一些顶栅晶体管，而图29A-30B示出了一些底栅晶体管。
图28A示出了具有顶栅结构的晶体管的剖面，其中，氢化非晶硅被用于半导体层。如图28A所示，基底膜2802被形成在衬底2801上。而且像素电极2803被形成在基底膜2802上。此外，第一电极2804以相同于像素电极2803的材料被形成在与像素电极2803同一个层中。
此衬底可以是玻璃衬底、石英衬底、陶瓷衬底之类。此外，可以用氮化铝(AlN)、氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiOxNy)之类来形成单层或层叠的基底膜2802。
而且，布线2805和2806被形成在基底膜2802上，并用布线2805覆盖像素电极2803的边沿。各具有n型导电性的N型半导体层2807和2808分别被形成在布线2805和2806上。此外，半导体层2809被形成在布线2805与2806之间以及基底膜2802上。半导体层2809被延伸成部分地覆盖n型半导体层2807和2808。注意，半导体层2809由诸如氢化非晶硅(a-Si:H)、微晶半导体(μ-Si:H)之类的非晶半导体膜组成。栅绝缘膜2810被形成在半导体层2809上。此外，绝缘膜2811用相同于栅绝缘膜2810的材料被形成在第一电极2804上与栅绝缘膜2810同一个层中。注意，栅绝缘膜2810用氧化硅膜、氮化硅膜之类来形成。
栅电极2812被形成在栅绝缘膜2810上。此外，第二电极2813用相同于栅电极2812的材料被形成在第一电极2804上与栅电极2812同一个层中，以绝缘膜2811夹在其间。于是，电容器2819被形成为具有绝缘膜2811被夹在第一电极2804与第二电极2813之间的结构。此外，层间绝缘膜2814被形成为覆盖像素电极2803的边沿、驱动晶体管2818、以及电容器2819。
包含有机化合物的层2815以及反电极2816被形成在层间绝缘膜2814以及位于层间绝缘膜2814的窗口中的像素电极2803上。于是，发光元件1817被形成在包含有机化合物的层2815被夹在像素电极2803与反电极2816之间的区域中。
图28A所示的第一电极2804可以用图28B所示的第一电极2820来代替。第一电极2820由相同于布线2805和2806的材料形成在与布线2805和2806同一个层中。
图29A和29B示出了一种半导体器件平板的局部剖面，此半导体器件平板具有用氢化非晶硅作为其半导体层的底栅晶体管。
栅电极2903被形成在衬底2901上。此外，第一电极2904用相同于栅电极2903的材料被形成在与栅电极2903同一个层中。掺有磷的多晶硅可以被用作栅电极2903的材料。不但是多晶硅，作为金属与硅的化合物的硅化物也可以被采用。
此外，栅绝缘膜2905被形成为覆盖栅电极2903和第一电极2904。栅绝缘膜2905用氧化硅膜、氮化硅膜之类来形成。
半导体层2906被形成在栅绝缘膜2905上。此外，半导体层2907用相同于半导体层2906的材料被形成在与半导体层2906同一个层中。此衬底可以是玻璃衬底、石英衬底、陶瓷衬底等中的任何一种衬底。
各具有n型导电性的N型半导体层2908和2909，被形成在半导体层2906上，且n型半导体层2910被形成在半导体层2907上。
布线2911和2912被分别形成在n型半导体层2908和2909上，且导电层2913用相同于布线2911和2912的材料被形成在n型半导体层2910上与布线2911和2912同一个层中。
第二电极被形成为具有半导体层2907、n型半导体层2910、以及导电层2913。注意，电容器2920被形成为具有栅绝缘膜2905被夹在第二电极与第一电极2904之间的结构。
此外，布线2911的边沿被延伸，且像素电极2914被形成为与布线2911的延伸部分的顶部表面相接触。
绝缘层2915被形成来覆盖像素电极2914的边沿、驱动晶体管2919、以及电容器2920。
包含有机化合物的层2916和反电极2917被形成在像素电极2914和绝缘层2915上，且发光元件2918被形成在包含有机化合物的层2916被夹在像素电极2914与反电极2917之间的区域中。
半导体层2907和部分地用作电容器第二电极的n型半导体层2910不一定要提供。亦即，导电层2913可以被用作第二电极，致使电容器配备有栅绝缘膜被夹在第一电极2904与导电层2913之间的结构。
注意，若在形成图29A所示的布线2911之前形成像素电极2914，则可以形成图29B所示的电容器2920，此电容器2920具有栅绝缘膜2905被夹在第一电极2904和由相同于像素电极2914的材料形成在与像素电极2914同一个层中的第二电极2921之间的结构。
虽然图29A和29B示出了具有沟道腐蚀结构的反交错晶体管，但也可以采用具有沟道保护结构的晶体管。接着，参照图30A和30B来描述具有沟道保护结构的晶体管。
图30A所示具有沟道保护结构的晶体管与图29A所示具有沟道腐蚀结构的驱动晶体管2919的不同之处在于，用作腐蚀掩模的绝缘层3001被提供在半导体层2906中的沟道形成区上。用共同的参考号来表示图29A和30A的共同部分。
同样，图30B所示具有沟道保护结构的晶体管与图29B所示具有沟道腐蚀结构的驱动晶体管2919的不同之处在于，用作腐蚀掩模的绝缘层3001被提供在半导体层2906中的沟道形成区上。用共同的参考号来表示图29B和30B的共同部分。
利用非晶半导体膜作为本发明的像素的一个组成元件的晶体管的半导体层(例如沟道形成区、源区、或漏区)，能够降低制造成本。例如，在采用图28A-30B所示的像素结构的情况下，可以使用非晶半导体膜。
注意，其中能够应用本发明的像素结构的晶体管或电容器结构，不局限于上述结构，可以采用各种晶体管或电容器结构。
图28A和28B示出了顶栅晶体管的结构，而图29A-30B示出了底栅晶体管的结构。本实施方案说明了图7-23所示发光单元的示例性结构。亦即，可以用图28A和28B所示的驱动晶体管2818、电容器2819、以及发光元件2817，或图29A-30B所示的驱动晶体管2929、电容器2920、以及发光元件2918，来构成图7-23所示的发光单元。这种发光单元能够被应用于图1所示的发光单元104、图2所示的发光单元204、图3所示的发光单元304、图4所示的发光单元404、图5所示的发光单元504、以及图6所示的发光单元604。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因此，能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
在本实施方案中，作为可应用于实施方案1和2的制造方法，来描述用等离子体处理制造半导体器件的方法。
图31A-31C示出了包括晶体管的半导体器件的示例性结构。注意，图31B对应于沿图31A中a-b线的剖面，而图31C对应于沿图31A中c-d线的剖面。
图31A-31C所示的半导体器件包括提供在衬底4601上以绝缘膜4602插入其间的半导体膜4603a和4603b、提供在半导体膜4603a和4603b上以栅绝缘膜4604插入其间的栅电极4605、提供来覆盖栅电极4605的绝缘膜4606和4607、以及以电连接到半导体膜4603a和4603b的源和漏区的方式提供在绝缘膜4607上的导电膜4608。虽然图31A-31C示出了用部分半导体膜4603a作为沟道区而提供n沟道晶体管4610a以及用部分半导体膜4603b作为沟道区而提供p沟道晶体管4610b的情况；但本发明不局限于这种结构。例如，在图31A-31C中，虽然n沟道晶体管4610a配备有LDD区而p沟道晶体管4610b不配备有LDD区，但也可以采用二种晶体管都配备有LDD区以及二种晶体管中的任何一种配备有LDD区的结构。
在本实施方案中，借助于对半导体膜或绝缘膜进行氧化或氮化，亦即借助于对衬底4601、绝缘膜4602、半导体膜4603a和4603b、栅绝缘膜4604、绝缘膜4606、以及绝缘膜4607中的至少一个执行等离子体氧化或氮化，来制造图31A-31C所示的半导体器件。以这种方式，借助于用等离子体处理对半导体膜或绝缘膜进行氧化或氮化，半导体膜或绝缘膜的表面能够被修正。从而与用CVD方法或溅射方法形成的绝缘膜相比，能够形成更致密的绝缘膜。因此，能够抑制诸如针孔之类的缺陷，从而能够改善半导体器件的特性等。
在本实施方案中，参照附图来描述半导体器件的制造方法，此方法用等离子体处理对图31A-31C所示的半导体膜4603a和4603b、或栅绝缘膜4604进行氧化或氮化。注意，图32A1-32D1各对应于沿图31A中a-b线的剖面，而图32A2-32D2各对应于沿图31A中c-d线的剖面。
首先来描述在衬底上提供具有小岛状的半导体膜以便具有大约90度的边沿的情况。
首先，小岛状半导体膜4603a和4603b被形成在衬底4601上(图32A1和32A2)。借助于利用溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法之类，用包含硅(Si)作为主要成分的材料(例如SixGe1-x)，在预先形成在衬底4601上的绝缘膜4602上，形成非晶半导体膜，然后对此非晶半导体膜进行晶化和选择性地腐蚀此半导体膜，能够提供小岛状半导体膜4603a和4603b。注意，可以利用激光晶化方法、采用RTA或退火炉的热晶化方法、采用促进晶化的金属元素的热晶化方法、或这些方法的组合，来执行非晶半导体膜的晶化。注意，在图32A1和32A2中，小岛状半导体膜4603a和4603b被腐蚀形成为具有大约90度(θ＝85-100度)的边沿。
接着，利用等离子体处理，半导体膜4603a和4603b被氧化或氮化，以便分别在半导体膜4603a和4603b的表面上形成氧化物膜或氮化物膜4621a和4621b(以下称为绝缘膜4621a和4621b)(图32B1和32B2)。例如，当采用Si作为半导体膜4603a和4603b时，氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)被形成作为绝缘膜4621a和4621b。而且，在用等离子体处理氧化半导体膜4603a和4603b之后，可以对它们再进行等离子体处理以便被氮化。在此情况下，氧化硅(SiOx)被首先形成在半导体膜4603a和4603b上，然后，氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)被形成在氧化硅的表面上。注意，在用等离子体处理对半导体膜进行氧化的情况下，在氧气氛下(例如在包含氧(O2)和稀有气体(至少He、Ne、Ar、Kr、Xe之一)的气氛下，包含氧、氢(H2)、以及稀有气体的气氛下，或包含一氧化二氮和稀有气体的气氛下)，来执行等离子体处理。同时，在用等离子体处理对半导体膜进行氮化的情况下，在氮气氛下(例如在包含氮(N2)和稀有气体(至少He、Ne、Ar、Kr、Xe之一)的气氛下，包含氮、氢、以及稀有气体的气氛下，或包含NH3和稀有气体的气氛下)，来执行等离子体处理。例如Ar可以被用作稀有气体。也可以采用Ar和Kr的混合气体。绝缘膜4621a和4621b因而包含用于等离子体处理的稀有气体(至少包含He、Ne、Ar、Kr、Xe之一)，在采用Ar的情况下，绝缘膜4621a和4621b包含Ar。
在包含上述气体的气氛下，用每立方厘米1×1011-1×1013的等离子体电子密度以及0.5-1.5eV的等离子体电子温度的条件，来执行等离子体处理。由于等离子体电子密度是高的，而形成在衬底4601上的处理物体(此处是半导体膜4603a和4603b)周围的电子温度是低的，故能够防止对处理物体的等离子体损伤。此外，由于等离子体的电子密度为高达每立方厘米1×1011或以上，故与用CVD方法、溅射方法之类所形成的膜相比，借助于用等离子体处理对处理物体进行氧化或氮化而形成的氧化物膜或氮化物膜具有优异的厚度均匀性等，而且是致密的。而且，由于等离子体的电子温度低达1eV，故与常规等离子体处理或热氧化方法相比，能够在更低的温度下执行氧化处理或氮化处理。例如，即使当在比玻璃衬底应变点低100℃或以上的温度下执行等离子体处理时，也能够充分执行氧化处理或氮化处理。注意，诸如微波(2.45GHz)之类的高频波，可以被用作产生等离子体的频率。还要注意的是，除非另有所指，否则就用上述条件来执行等离子体处理。
接着，栅绝缘膜4604被形成来覆盖绝缘膜4621a和4621b(图32C1和32C2)。利用溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法之类，栅绝缘膜4604可以被形成为具有诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)之类的包含氮或氧的绝缘膜的单层结构或多层结构。例如，当Si被用于半导体膜4603a和4603b，并用等离子体处理来对硅进行氧化，以便形成氧化硅作为半导体膜4603a和4603b表面上的绝缘膜4621a和4621b时，氧化硅(SiOx)被形成作为绝缘膜4621a和4621b上的栅绝缘膜。此外，参照图32B1和32B2，若借助于用等离子体处理对半导体膜4603a和4603b进行氧化或氮化而形成的绝缘膜4621a和4621b足够厚，则绝缘膜4621a和4621b能够被用作栅绝缘膜。
接着，借助于在栅绝缘膜4604上形成栅电极4605之类，能够制造分别具有以小岛状半导体膜4603a和4603b作为沟道区的n沟道晶体管4610a和p沟道晶体管4610b的半导体器件(图32Da和32D2)。
用这种方式，借助于在半导体膜4603a和4603b上提供栅绝缘膜4604之前，用等离子体处理对各半导体膜4603a和4603b的表面进行氧化或氮化，能够防止由于沟道区边沿4651a和4651b处栅绝缘膜4604的覆盖不完全所可能引起的栅电极与半导体膜之间的短路。亦即，若小岛状半导体膜的边沿具有大约90度的角度(θ＝85-100度)，则要关注半导体膜的边沿可能未被栅绝缘膜恰当覆盖的情况。但借助于用等离子体处理预先对半导体膜的表面进行氧化或氮化，能够防止栅绝缘膜在半导体膜边沿处的这种覆盖不完全之类。
参照图32C1和32C2，借助于在形成栅绝缘膜4604之后执行等离子体处理，栅绝缘膜4604可以被氧化或氮化。在此情况下，借助于对形成来覆盖半导体膜4603a和4603b的栅绝缘膜执行等离子体处理而对栅绝缘膜4604进行氧化或氮化(图33A1和33A2)，氧化物膜或氮化物膜(以下也称为绝缘膜4623)被形成在栅绝缘膜4604的表面上(图33B1和33B2)。可以用相似于图32B1和32B2的条件，来执行此等离子体处理。此外，绝缘膜4623包含用于等离子体处理的稀有气体，例如若Ar被用于等离子体处理，则包含Ar。
或者，参照图33B1和33B2，在氧气氛中执行等离子体处理以氧化栅绝缘膜4604之后，可以在氮的气氛中再次对栅绝缘膜4604执行等离子体处理以便进行氮化。在此情况下，氧化硅(SiOx)或氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)首先被形成在半导体膜4603a和4603b上，然后，氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)被形成为与栅电极4605相接触。然后，借助于在绝缘膜4623上形成栅电极4605之类，就能够制造分别具有以小岛状半导体膜4603a和4603b作为沟道区的n沟道晶体管4610a和p沟道晶体管4610b的半导体器件(图33C1和33C2)。以这种方式，借助于用等离子体处理对栅绝缘膜的表面进行氧化或氮化，栅绝缘膜的表面能够被修正，从而形成致密的膜。与用CVD方法或溅射方法形成的绝缘膜相比，用等离子体处理得到的绝缘膜更致密，且诸如针孔之类的缺陷很少。因而能够改善晶体管的特性。
虽然图33A1-33C2描述了借助于预先对半导体膜4603a和4603b执行等离子体处理，半导体膜4603a和4603b从而被氧化或氮化的情况，但也可以采用其中不对半导体膜4603a和4603b执行等离子体处理，而在形成栅绝缘膜4604之后执行等离子体处理的方法。以这种方式，借助于在形成栅电极之前执行等离子体处理，即使由于诸如栅绝缘膜在半导体膜边沿处破裂之类的覆盖不完全而暴露半导体膜，也能够对半导体膜进行氧化或氮化；从而能够防止由于半导体膜边沿处栅绝缘膜覆盖不完全所可能引起的栅电极与半导体膜之间的短路之类。
以这种方式，即使小岛状半导体膜被形成为具有大约90度的边沿，借助于用等离子体处理对半导体膜或栅绝缘膜进行氧化或氮化，也能够防止由于半导体膜边沿处栅绝缘膜覆盖不完全所可能引起的栅电极与半导体膜之间的短路。
接着，示出了一种情况，其中，形成在衬底上的小岛状半导体膜被提供为具有锥状边沿(θ＝30-85度)。
首先，小岛状半导体膜4603a和4603b被形成在衬底4601上(图34A1和34A2)。借助于利用溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法之类，用包含硅(Si)作为主要成分的材料(例如SixGe1-x之类)，在预先形成于衬底4601上的绝缘膜4602上形成非晶半导体膜，然后对此非晶半导体膜进行晶化，能够提供小岛状半导体膜4603a和4603b。用激光晶化方法、采用RTA或退火炉的热晶化方法、采用促进晶化的金属元素的热晶化方法，来执行非晶半导体膜的晶化。注意，在图34A1和34A2中，小岛状半导体膜被腐蚀成具有锥状边沿(θ＝30-85度)。
接着，形成栅绝缘膜4604来覆盖半导体膜4603a和4603b(图34B1和34B2)。利用溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法之类，栅绝缘膜4604能够被提供成具有诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、或氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)之类的包含氮或氧的绝缘膜的单层结构或多层结构。
然后，用等离子体处理，对栅绝缘膜4604进行氧化或氮化，在栅绝缘膜4604的表面上形成氧化物膜或氮化物膜(以下也称为绝缘膜4624)(图34C1和34C2)。此等离子体处理可以用相似于上述的条件来执行。例如，若氧化硅(SiOx)或氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)被用作栅绝缘膜4604，在氧气氛中来执行等离子体处理，以便氧化栅绝缘膜4604，从而与用CVD方法、溅射方法之类所形成的栅绝缘膜相比，能够在栅绝缘膜表面上形成诸如针孔之类的缺陷很少的致密的绝缘膜。另一方面，若在氮气氛中用等离子体处理对栅绝缘膜4604进行氮化，则氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)可以被提供作为栅绝缘膜4604表面上的绝缘膜4624。或者，在氧气氛中执行等离子体处理以氧化栅绝缘膜4604之后，可以在氮气氛中再次对栅绝缘膜4604执行等离子体处理以氮化栅绝缘膜4604。此外，绝缘膜4624包含用于等离子体处理的稀有气体，例如，若Ar被用于等离子体处理，则包含Ar。
接着，借助于在栅绝缘膜4604上形成栅电极4650之类，就能够制造分别具有以小岛状半导体膜4603a和4603b作为沟道区的n沟道晶体管4610a和p沟道晶体管4610b的半导体器件(图34D1和34D2)。
以这种方式，借助于对栅绝缘膜执行等离子体处理，由氧化物膜或氮化物膜组成的绝缘膜，就能够被提供在栅绝缘膜的表面上，栅绝缘膜的表面从而能够被修正。与用CVD方法或溅射防法形成的绝缘膜相比，用等离子体处理氧化或氮化得到的绝缘膜更致密，且诸如针孔之类的缺陷更少；从而能够提高晶体管的特性。此外，借助于将半导体膜形成为具有锥状边沿，能够防止由于半导体膜边沿处栅绝缘膜覆盖不完全所可能引起的栅电极与半导体膜之间的短路之类。借助于在形成栅绝缘膜之后执行等离子体处理，能够更加有效地防止栅电极与半导体膜之间的短路之类。
接着，参照附图来描述不同于图34A1-34D2的半导体器件制造方法。具体地说，描述了其中对具有锥状的半导体膜选择性地进行等离子体处理的情况。
首先，小岛状半导体膜4603a和4603b被形成在衬底4601上(图35A1和35A2)。利用溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法之类，用包含硅(Si)作为主要成分的材料(例如SixGex)之类，在预先形成于衬底4601上的绝缘膜4602上形成非晶半导体膜，然后对非晶半导体膜进行晶化，能够提供小岛状半导体膜4603a和4603b。并利用抗蚀剂4625a和4625b，将半导体膜腐蚀成小岛状。注意，利用激光晶化方法、采用RTA或退火炉的热晶化方法、采用促进晶化的金属元素的热晶化方法、或这些方法发组合，能够执行非晶半导体膜的晶化。
接着，在清除用来腐蚀半导体膜的抗蚀剂4625a和4625b之前，用等离子体处理，对小岛状半导体膜4603a和4603b的边沿选择性地进行氧化或氮化，从而在半导体膜4603a和4603b的各个边沿处形成氧化物膜或氮化物膜(以下也称为绝缘膜4626)(图35B1和35B2)。用上述条件来执行此等离子体处理。此外，绝缘膜4626包含了用于此等离子体处理的稀有气体。
接着，形成栅绝缘膜4604来覆盖半导体膜4603a和4603b(图35C1和35C2)。可以用相似于上述那样的方式来形成栅绝缘膜4604。
接着，借助于在栅绝缘膜4604上形成栅电极4605之类，就能够制造配备有分别具有小岛状半导体膜4603a和4603b作为沟道区的n沟道晶体管4610a和p沟道晶体管4610b的半导体器件(图35D1和35D2)。
若半导体膜4603a和4603b配备有锥状边沿，则形成在部分半导体膜4603a和4603b中的沟道区的边沿4652a和4652b也为锥状，此部分内的半导体膜和栅绝缘膜的厚度从而不同于中心部分的厚度，这可能对晶体管的特性有不利的影响。但借助于在半导体膜的边沿亦即沟道区的边沿上形成绝缘膜，此处是借助于用等离子体处理对沟道区的边沿进行选择性氧化或氮化，能够降低沟道区边沿对晶体管造成的这些影响。
虽然图35A1-35D2示出了其中仅仅半导体膜4603a和4603b的各个边沿被等离子体处理氧化或氮化的一个例子。但如图34C1和34C2所示，也可以用等离子体处理对栅绝缘膜4604进行氧化或氮化，(图37A1和37A2)。
接着，参照附图来描述半导体器件的一种制造方法。此方法不同于上述的方法。具体地说，示出了其中对具有锥状的半导体膜执行等离子体处理的情况。
首先，以相似于上述那样的方式，小岛状半导体膜4603a和4603b被形成在衬底4601上(图36A1和36A2)。
接着，用等离子体处理，对半导体膜4603a和4603b进行氧化或氮化，从而在半导体膜4603a和4603b的各自表面上形成氧化物膜或氮化物膜(以下也称为绝缘膜4627a和4627b)(图36B1和36B2)。可以用上述条件来相似地执行此等离子体处理。例如，当Si被用于半导体膜4603a和4603b时，氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)被形成作为绝缘膜4627a和4627b。此外，在用等离子体处理对半导体膜4603a和4603b进行氧化之后，可以再次对半导体膜4603a和4603b执行等离子体处理，以便使半导体膜4603a和4603b被氮化。在此情况下，氧化硅(SiOx)或氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)首先被形成在半导体膜4603a和4603b上，然后，氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)被形成在氧化硅或氮氧化硅的表面上。因此，绝缘膜4627a和4627b包含用于等离子体处理的稀有气体。注意，借助于执行等离子体处理，半导体膜4603a和4603b的各个边沿被同时氧化或氮化。
接着，栅绝缘膜4604被形成为覆盖绝缘膜4627a和4627b(图36C1和36C2)。利用溅射方法、LPCVD方法、等离子体CVD方法之类，栅绝缘膜4604能够被形成为具有由诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、或氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)之类的包含氧或氮的绝缘膜组成的单层结构或叠层结构。例如，当Si被用于半导体膜4603a和4603b，并用等离子体处理氧化半导体膜4603a和4603b的表面以形成氧化硅作为绝缘膜4627a和4627b时，氧化硅(SiOx)被形成作为绝缘膜4627a和4627b上的栅绝缘膜。
接着，借助于在栅绝缘膜4604上形成栅电极4605之类，就能够制造具有各以小岛状半导体膜4603a和4603b作为沟道区的n沟道晶体管4610a和p沟道晶体管4610b的半导体器件(图36D1和36D2)。
若半导体膜被提供为具有锥状边沿，则形成在部分半导体膜中的沟道区的边沿也为锥状。这可能对晶体管的特性有不利的影响。但借助于用等离子体处理对半导体膜进行氧化或氮化而能够降低对半导体元件的这种影响，因为沟道区的边沿也因而被氧化或氮化。
虽然图36A1-36D2示出了其中仅仅半导体膜4603a和4603b被等离子体处理方法氧化或氮化的例子；但不言而喻，也可以用图34C1和34C2所示的等离子体处理来氧化或氮化栅绝缘膜4604，以便形成绝缘膜4624(图37B1和37B2)。在此情况下，在氧气氛中用等离子体处理氧化栅绝缘膜4604之后，可以再次对栅绝缘膜4604执行等离子体处理，以便使栅绝缘膜4604被氮化。在此情况下，氧化硅(SiOx)或氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)首先被形成在半导体膜4603a和4603b上，然后，氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)被形成为与栅电极4605相接触。
虽然本实施方案示出了其中对图31A-31C所示的半导体膜4603a和4603b或栅绝缘膜4604执行等离子体处理，以便氧化或氮化半导体膜4603a和4603b或栅绝缘膜4604的例子；但被等离子体处理氧化或氮化的层不局限于此。例如，也可以对衬底4601或绝缘膜4602执行等离子体处理，或也可以对绝缘膜4607执行等离子体处理。
注意，借助于与实施方案1或2进行任意组合，能够实现本实施方案。
在本实施方案中，作为可应用于实施方案1和2的晶体管制造方法，描述了一种半色调工艺。
图38示出了包括晶体管、电容器、以及电阻器的半导体器件的剖面结构。图38示出了n沟道晶体管5401和5402、电容器5404、电阻器5405、以及p沟道晶体管5403。各个晶体管和电阻器具有半导体层5505和绝缘层5508，且各个晶体管还具有栅电极5509。栅电极5509被形成为具有由第一导电层5503和第二导电层5502组成的叠层结构。图39A-39E是图38所示的晶体管、电容器、以及电阻器的俯视图，可参见图38。
参照图38，n沟道晶体管5401在半导体层5505中具有杂质区5507(也称为轻掺杂漏LDD区)，此杂质区5507被掺杂到浓度低于形成源和漏区的杂质区5506的杂质浓度。在形成n沟道晶体管5401的过程中，用磷作为赋予n型导电性的杂质，来对杂质区5506和5507进行掺杂。LDD被形成来抑制热电子退化和短沟道效应。
如图39A所示，在n沟道晶体管5401的栅电极5509中，第一导电层5503被形成为各边宽于第二导电层5502。在此情况下，第一导电层5503被形成为薄于第二导电层5502。第一导电层5503被形成为具有足以使10-100kV电场加速的离子粒子能够通过的厚度。杂质区5507被形成为与栅电极5509的第一导电层5503重叠。亦即构成与栅电极5509重叠的LDD区。在此结构中，借助于用第二导电层5502作为掩模，通过栅电极5509的第一导电层5503，用具有一种导电类型的杂质对半导体层5505进行掺杂，以自对准的方式来形成杂质区5507。亦即，以自对准的方式来形成与栅电极重叠的LDD。
再次参照图38，n沟道晶体管5402在半导体层5505中的杂质区5506的一侧上具有杂质区5507，此杂质区被掺杂到浓度低于杂质区5506的杂质浓度。如图39B所示，在n沟道晶体管5402的栅电极5509中，第一导电层5503被形成为宽于第二导电层5502的一边。在此情况下，借助于用第二导电层5502作为掩模，通过第一导电层5503，用一种导电类型的杂质对半导体层5505进行掺杂，能够以自对准的方式形成LDD区。
在杂质区5506一侧上具有LDD区的晶体管，可以被用作其中仅仅正电压或负电压被施加在源和漏电极之间的晶体管。具体地说，这种晶体管可以被应用于部分地构成诸如倒相电路、NAND电路、NOR电路、或锁存电路之类的逻辑门的晶体管，或者部分地构成诸如读出放大器、恒压发生电路、或VCO之类的模拟电路的晶体管。
再次参照图38，借助于用第一导电层5503和半导体层5505将绝缘层5508夹在中间，来形成电容器5404。用来形成电容器元件5404的半导体层5505配备有杂质区5510和5511。杂质区5511被形成在半导体层5505中仅仅与第一导电层5503重叠的位置。杂质区5510与布线5504构成一个接触。借助于用一种导电类型的杂质，通过第一导电层5503对半导体层5505进行掺杂，能够形成杂质区5511；因此，包含在杂质区5510和5511中的具有一种导电类型的杂质的浓度可以被设定为相同或不同。在此二种情况的任一情况下，由于电容器5404中的半导体层5505用作一个电极，故优选借助于将一种导电类型的杂质加入到其中，来降低电阻。而且，如图39C所示，利用第二导电层5502作为辅助电极，第一导电层5503能够充分地用作电极。以这种方式，借助于形成其中第一导电层5503和第二导电层5502被组合的复合电极结构，电容器5404能够以自对准的方式被形成。
再次参照图38，电阻器5405由第一导电层5503组成。第一导电层5503的厚度被形成为30-150nm；故借助于适当地设定第一导电层5503的宽度和长度，能够形成电阻器。
此电阻器可以由包含高浓度杂质元素的半导体层或薄的金属层组成。由于金属层的电阻值决定于膜本身的厚度和质量，因而变化小，而半导体层的电阻值决定于膜的厚度和质量、杂质的浓度、以及杂质的激活率等，故金属层是优选的。图39D示出了电阻器5405的俯视图。
再次参照图38，p沟道晶体管5403中的半导体层5505具有杂质区5512。杂质区5512构成源区或漏区，用来形成与布线5504的接触。栅电极5509具有第一导电层5503和第二导电层5502彼此重叠的结构。p沟道晶体管5403是一种具有单漏结构而不提供LDD区的晶体管。在形成p沟道晶体管5403的过程中，用硼之类作为赋予p型导电性的杂质来对杂质区5512进行掺杂。另一方面，若用磷对杂质区5512进行掺杂，则能够形成具有单漏结构的n沟道晶体管。图39E示出了p沟道晶体管5403的俯视图。
利用微波激发、电子温度为2eV或以下、离子能量为5eV或以下、以及电子密度约为每立方厘米1×1011-1×1013的条件，用高密度等离子体处理，可以对半导体层5505和绝缘层5508之一或二者进行氧化或氮化。此时，借助于在氧气氛(例如O2或N2O)或氮气氛(例如N2或NH3)中，于300-450℃的衬底温度下，对此层进行处理，能够减少半导体层5505与栅绝缘层5508之间界面的缺陷能级。借助于对栅绝缘层5508执行这一处理，能够使栅绝缘层5508致密化。亦即，能够抑制缺陷电荷的产生，从而抑制晶体管阈值电压的起伏。此外，在用3V或以下的电压来驱动晶体管的情况下，用上述等离子体处理氧化或氮化的绝缘层可以被用作栅绝缘层5508。同时，在用3V或以上的电压来驱动晶体管的情况下，借助于组合用上述等离子体处理形成在半导体层5505表面上的绝缘层和用CVD方法(等离子体CVD方法或热CVD方法)淀积的绝缘层，能够形成此栅绝缘层5508。同样，此绝缘膜还能够被用作电容器5404的介质层。在此情况下，用等离子体处理所形成的绝缘层是厚度为1-10nm的致密的膜；故能够形成大容量的电容器。
如参照图38和图39A-39E已经描述的那样，借助于组合各种厚度的导电层，能够形成具有各种结构的元件。利用具有由衍射光栅图形组成的辅助图形或半透明膜且具有降低光强度的功能的光掩模或光环，能够形成其中仅仅形成第一导电层的区域以及其中形成第一导电层和第二导电层二者的区域。亦即，当光抗蚀剂在光刻工艺中被曝光时，借助于控制透过光掩模的光量，要显影的抗蚀剂掩模的厚度被改变。在此情况下，借助于提供具有分辨率限或更窄的缝隙的光掩模或光环，可以形成具有上述复杂形状的抗蚀剂。而且，借助于在显影之后，在大约200℃下进行烘焙，可以转变由光抗蚀剂材料形成的掩模图形。
利用具有由衍射光栅图形组成的辅助图形或半透明膜且具有降低光强度的功能的光掩模或光环，能够连续地形成其中仅仅形成第一导电层的区域以及其中层叠第一导电层和第二导电层的区域。如图39A所示，其中仅仅形成第一导电层的区域能够被选择性地形成在半导体层上。而此区域可以在半导体层上，不必在其它区域(连接到栅电极的布线区)内。利用这种光掩模或光环，在布线部分内不需要其中仅仅形成第一导电层的区域；因此，能够显著地提高布线密度。
在图38和图39A-39E中，利用诸如钨(W)、铬(Cr)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、或钼(Mo)之类的高熔点金属、或包含这种高熔点金属作为其主要成分的合金或化合物，第一导电层被形成为具有30-50nm的厚度。同时，利用诸如钨(W)、铬(Cr)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、或钼(Mo)之类的高熔点金属、或包含这种高熔点金属作为主要成分的合金或化合物，第二导电层被形成为具有300-600nm的厚度。例如，用不同的导电材料形成了第一导电层和第二导电层，以便各导电层在稍后要执行的腐蚀工艺中腐蚀速率能够变化。例如，TaN可以被用于第一导电层，而钨膜可以被用于第二导电层。
本实施方案表明，利用具有由衍射光栅图形组成的辅助图形或半透明膜且具有降低光强度的功能的光掩模或光环，用同一个图形化工艺，能够同时形成各具有不同电极结构的晶体管、电容器、以及电阻器。因此，能够根据电路所要求的特性而形成和集成具有不同模式的元件，而无须增加制造步骤的数目。
注意，借助于与实施方案1-3中任何一个进行自由组合，能够实现本实施方案。
在本实施方案中，参照图40A-42B来描述可应用于实施方案1和2的晶体管的制造方法所用的示例性掩模图形。
优选用硅或包含硅作为主要组分的结晶半导体，来形成图40A所示的半导体层5610和5611。例如，可以采用单晶硅、借助于用激光退火之类对硅膜进行晶化而得到的多晶硅之类。或者，可以采用金属氧化物半导体、非晶硅、或显示半导体特性的有机半导体。
在此情况下，待要形成的半导体层首先被提供在具有绝缘表面的衬底的整个或部分(面积大于被确定为晶体管的半导体区的区域)表面上。然后，用光刻技术将掩模图形形成在半导体层上。借助于利用此掩模图形而对半导体层进行腐蚀，来形成各具有特定的小岛状的半导体层5610和5611。半导体层5610和5611包括晶体管的源和漏区以及沟道形成区。根据布局设计来确定半导体层5610和5611。
图40A所示的用来形成半导体层5610和5611的光掩模，配备有图40B所示的掩模图形5630。掩模图形5630的形状根据用于光刻工艺的抗蚀剂是正型还是负型而不同。在采用正型抗蚀剂的情况下，图40B所示的掩模图形5630被形成为遮光部分。掩模图形5630具有多角形顶部A被清除的形状。此外，角落B具有多个层次被提供成不构成直角的形状。
图40A所示的半导体层5610和5611在光刻工艺中反映了图40B所示的掩模图形。在此情况下，可以以形成相似于掩模原图形的图形或转移图形的角落比掩模原图形的顶点A和角落B更被倒圆的方式，来转移掩模图形5630。亦即，半导体层5610和5611能够被形成为其角落部分具有比掩模图形5630更被倒圆和更加平滑的形状。
至少部分地包含氧化硅或氮化硅的绝缘层，被形成在半导体层5610和5611上。形成此绝缘层的目的之一是为了形成栅绝缘层。然后，如图41A所示，栅布线5712、5713、以及5714被形成为部分地与半导体层重叠。栅布线5712被形成为对应于半导体层5610。栅布线5713被形成为对应于半导体层5610和5611。栅布线5714被形成为对应于半导体层5610和5611。借助于在此绝缘层上淀积金属层或高导电的半导体层，然后利用光刻技术将图形印制到此层上，来形成栅布线。
用图41B所示的掩模图形5731，来提供用来形成这些栅布线的光掩模。此掩模图形5731被形成为使角落的外周边和内周边不以锐角弯曲。亦即，借助于清除角落外周边的顶角，同时将其内周边形成为倒圆，来形成具有不以直角弯曲的角落的图形。
图41A所示的栅布线5712、5713、5714反映了图41B所示的掩模图形5731的形状。在此情况下，可以以形成相似于掩模原图形的图形或转移图形的角落比掩模原图形的角落更被倒圆的方式，来转移掩模图形5731。亦即，可以提供具有比掩模图形5731更被倒圆和更加平滑的形状的角落部分。当在布线图形内存在锐角部分时，由于集中在此部分内的电场的过度放电，就出现缺陷，致使在干法腐蚀中产生细小颗粒。借助于将布线图形的角落形成得圆滑，能够消除这种缺陷。此外，借助于形成具有圆滑角落的布线，就有在清洗工艺中能够完全清洗掉细小颗粒，使之不聚集在弯曲的角落内的优点。
层间绝缘层是在栅布线5712、5713、5714之后要形成的层。用诸如氧化硅之类的无机绝缘材料或诸如聚酰亚胺或丙烯酸树脂之类的有机绝缘材料，来形成此层间绝缘层。诸如氮化硅或氧氮化硅之类的其它绝缘层可以被插入在层间绝缘层与栅布线5712、5713、5714之间。而且，诸如氮化硅或氧氮化硅之类的绝缘层也可以被提供在层间绝缘层上。这种绝缘层能够防止半导体层和栅绝缘层被诸如外来金属离子或潮气之类可能对晶体管有不利影响的杂质所沾污。
窗口被形成在层间绝缘层的预定位置中。例如，对应于栅布线和位于层间绝缘层下方的半导体层，来提供窗口。利用掩模图形，用光刻方法，来形成具有金属或金属化合物的单层或多层的布线层，然后用腐蚀方法形成为所希望的图形。然后，如图42A所示，布线5815-5820被形成为与半导体层部分地重叠。此布线将特定的元件连接到其它元件，这意味着布线不沿直线连接特定元件，而是将它们连接成包括由于布局的限制而形成的各个角落。此外，在接触部分和其它部分内，布线的宽度变化。至于接触部分，若接触孔的宽度等于或大于布线的宽度，则接触部分内的布线被形成为宽于其它部分。
用来形成布线5815-5820的光掩模，具有图42B所示的掩模图形5832。在此情况下，借助于将各个布线形成为具有倒圆的角落，能够防止在干法腐蚀中由于过度放电而产生细小的颗粒，并能够防止细小的颗粒即使在清洗工艺之后仍然残留。
在图42A中，形成了n沟道晶体管5821-5824以及p沟道晶体管5825和5826。n沟道晶体管5823和p沟道晶体管5825以及n沟道晶体管5824和p沟道晶体管5826，分别构成倒相器5827和5828。注意，包括这6个晶体管的电路构成了一个SRAM。诸如氮化硅或氧化硅之类的绝缘层可以被形成在这些晶体管上。
注意，借助于与实施方案1-4中的任何一个自由地组合，能够实现本实施方案模式。
在本实施方案中，参照图25A-25C来描述其中形成有像素的衬底被密封的结构。图25A是其中形成有像素的衬底被密封的一种平板的俯视图，而图25B和25C是沿图25A的A-A’线的剖面。图25B和25C示出了不同密封方法的例子。
在图25A-25C中，具有多个像素的像素部分2502被提供在衬底2501上，且密封材料2506被提供成环绕像素部分2502，而密封材料2507被固定到其上。各个实施方案模式或实施方案1所示的像素结构可以被用于各像素的结构。
在图25B的显示屏中，图25A中的密封材料2507对应于反衬底2521。用密封材料2506作为粘合层，透光的反衬底2521被固定到衬底2501，并利用衬底2501、反衬底2521、以及密封部件2506，形成了气密性的密封空间2522。反衬底2521配备有滤色器2520以及用来保护滤色器的保护膜2523。从位于像素部分2502内的发光元件发射的光，通过滤色器2520被发射到外部。用惰性树脂或液体来填充气密性密封空间2522。注意，用来填充气密性密封空间2522的树脂可以是其中分散了吸潮剂的透光树脂。此外，相同的材料可以被用于密封材料2506和气密性密封空间2522，致使可以同时执行反衬底2521的粘合和像素部分2502的密封。
在图25C的显示屏中，图25A中的密封材料2507对应于密封材料2524。用密封材料2506作为粘合层，密封材料2524被固定到衬底2501，并利用衬底2501、密封材料2506、以及密封材料2524，形成了气密性的密封空间2508。密封材料2524在其凹陷部分内预先配备有吸潮剂2509，且吸潮剂2509用来借助于吸收潮气和氧等而保持气密性密封空间2508内的清洁气氛，并抑制发光元件的退化。用细网格覆盖材料2510来覆盖凹陷部分。尽管覆盖材料2510透空气和透潮气，但不透吸潮剂2509。注意，可以用诸如氮或氩之类的稀有气体或者惰性树脂或液体，来填充气密性密封空间2508。
用来将信号传输到像素部分2502等的输入端子部分2511，被提供在衬底2501上。诸如视频信号之类的信号，通过FPC(柔性印刷电路)2512被传输到输入端子部分2511。利用其中分散了导体的树脂(各向异性导电树脂ACF)，在输入端子部分2511处，形成在衬底2501上的布线被电连接到提供在FPC 2512中的布线。
用来将信号输入到像素部分2502的驱动电路，可以被形成在与像素部分2502同一个衬底2501上。或者，用来将信号输入到像素部分2502的驱动电路，可以被形成在IC芯片中，以便用COG(玻璃上芯片)键合方法连接到衬底2501上，或可以用TAB(带自动键合)或利用印刷板将IC芯片安置在衬底2501上。
借助于与实施方案模式1-6以及实施方案1-5中的任何一个自由地组合，能够实现本实施方案。
本发明可以被应用于显示模块，在此显示模块中，用来将信号输入到平板的电路被安装在平板上。
图26示出了一种显示模块，其中组合了平板2600和电路板2604。虽然图26示出了其中控制器2605、信号分割电路2606等被形成在电路板2604上的例子，但形成在电路板2604上的电路不局限于这些。可以采用任何能够产生用来控制此平板的信号的电路。
从形成在电路板2604上的电路输出的信号，通过连接布线2607被输入到平板2600。
平板2600包括像素部分2601、源驱动器2602、以及栅驱动器2603。平板2600的结构可以相似于实施方案1和2等所示的结构。虽然图26示出了其中源驱动器2602和栅驱动器2603被形成在与像素部分2601同一个衬底上，但本发明的显示模块不局限于此。也可以采用其中仅仅栅驱动器2603被形成在与像素部分2601同一个衬底上，而源驱动器2602被形成在电路板上的结构。或者，源驱动器和栅驱动器二者都可以被形成在电路板上。
借助于组合这种显示模块，能够形成各种电子装置的显示部分。
借助于与实施方案模式1-6以及实施方案1-7中的任何一个自由地组合，能够实现本实施方案。
本发明能够被应用于各种电子装置。这些电子装置包括照相机(例如摄象机或数码相机)、投影仪、头戴式显示器(风镜式显示器)、导航系统、车载立体声、个人计算机、游戏机、便携式信息终端(例如移动计算机、便携式电话、或电子记事本)、配备有记录媒质的放像装置(具体地说是诸如数字万能碟盘(DVD)之类的用来重放记录媒质且具有用来显示重放图象的显示部分的装置)等。图27A-27D示出了这种电子装置的例子。
图27A示出了一种计算机，包括主体2711、机箱2712、显示部分2713、键盘2714、外部连接端口2715、鼠标2716等。本发明被应用于显示部分2713。利用本发明，能够降低显示部分的功耗。
图27B示出了一种配备有记录媒质(具体地说是DVD播放器)的放像装置，包括主体2721、机箱2722、第一显示部分2723、第二显示部分2724、记录媒质(例如DVD)读出部分2725、操作键2726、扬声器部分2727等。第一显示部分2723主要显示图象数据，而第二显示部分2724主要显示文本数据。本发明被应用于第一显示部分2723和第二显示部分2724。利用本发明，能够降低显示部分的功耗。
图27C示出了一种便携式电话，包括主体2731、音频输出部分2732、音频输入部分2733、显示部分2734、操作开关2735、天线2736等。本发明被应用于显示部分2734。利用本发明，能够降低显示部分的功耗。
图27D示出了一种照相机，包括主体2741、显示部分2742、机箱2743、外部连接端口2744、遥控接收部分2745、图象接收部分2746、电池2747、音频输入部分2748、操作键2749等。本发明被应用于显示部分2742。利用本发明，能够降低显示部分的功耗。
借助于与实施方案模式1-6以及实施方案1-7中的任何一个自由地组合，能够实现本实施方案。
本申请基于2005年7月14日在日本专利局提交的日本专利申请No.2005-205147，其整个内容在此处被列为参考。
权利要求
1.一种半导体器件，包含对其输入视频信号的像素；用来选择对像素的视频信号输入的栅极信号线；用来将视频信号输入到像素的源极信号线；以及与源极信号线串联连接的开关，其中，当像素未被栅极信号线选择时，开关处于导通状态，而当像素被栅极信号线选择时，开关处于关断状态。
2.根据权利要求1的半导体器件，其中，开关是模拟开关。
3.根据权利要求1的半导体器件，其中，像素包含发光元件。
4.根据权利要求1的半导体器件，其中，像素包含EL元件。
5.根据权利要求1的半导体器件，其中，像素包含液晶元件。
6.一种半导体器件，包含对其输入视频信号的多个像素，这些像素以行和列的矩阵形式设置；多个栅极信号线，这些栅极信号线沿行方向延伸，其每一个选择对多个像素的视频信号输入；多个源极信号线，这些源极信号线沿列方向延伸，其每一个将视频信号输入到多个像素；以及多个开关，这些开关分别与对应于多个像素的多个源极信号线串联连接，其中，在未被多个栅极信号线选择的行中的开关处于导通状态，而在被多个栅极信号线选择的行中的开关处于关断状态。
7.根据权利要求6的半导体器件，其中，多个开关是模拟开关。
8.根据权利要求6的半导体器件，其中，多个像素均包含发光元件。
9.根据权利要求6的半导体器件，其中，多个像素均包含EL元件。
10.根据权利要求6的半导体器件，其中，多个像素均包含液晶元件。
11.一种半导体器件，包含对其输入视频信号的像素；用来选择对像素的视频信号输入的栅极信号线；以及用来将视频信号输入到像素的源极信号线；其中，该像素包含发光单元，包括发光元件和用来根据视频信号控制发光元件的发光状态的发光控制电路；第一晶体管，与源极信号线串联连接；以及第二晶体管，该第二晶体管的源或漏其中之一被连接到第一晶体管，而其另一个被连接到发光单元，且其中，当像素未被栅极信号线选择时，第一晶体管处于导通状态，而当像素被栅极信号线选择时，第一晶体管处于关断状态。
12.根据权利要求11的半导体器件，其中，第一晶体管或第二晶体管其中之一是p沟道晶体管，而另一个是n沟道晶体管。
13.根据权利要求11的半导体器件，其中，发光元件是EL元件。
14.一种半导体器件，包含对其输入视频信号的多个像素，这些像素以行和列的矩阵形式设置；以及多个栅极信号线，这些栅极信号线沿行方向延伸，其每一个选择对多个像素的视频信号输入；以及多个源极信号线，这些源极信号线沿列方向延伸，其每一个将视频信号输入到多个像素；其中，多个像素均包含发光单元，包括发光元件和用来根据视频信号控制发光元件的发光状态的发光控制电路；第一晶体管，与源极信号线串联连接；以及第二晶体管，该第二晶体管的源或漏其中之一被连接到第一晶体管，而其另一个被连接到发光单元，且其中，当像素未被栅极信号线选择时，第一晶体管处于导通状态，而当像素被栅极信号线选择时，第一晶体管处于关断状态。
15.根据权利要求14的半导体器件，其中，第一晶体管或第二晶体管其中之一是p沟道晶体管，而另一个是n沟道晶体管。
16.根据权利要求14的半导体器件，其中，发光元件是EL元件。
17.一种半导体器件，包含对其输入视频信号的像素；第一栅极信号线，用来选择对像素的视频信号输入；第二栅极信号线，具有借助于将第一栅极信号线的电位进行倒相而得到的电位；以及源极信号线，用于将视频信号输入到像素；其中，该像素包含发光单元，包括发光元件和用来根据视频信号而控制发光元件的发光状态的发光控制电路；第一晶体管，与源极信号线串联连接；以及第二晶体管，该第二晶体管的源或漏其中之一被连接到第一晶体管，而其另一个被连接到发光单元，且其中，当像素未被栅极信号线选择时，第一晶体管处于导通状态，而当像素被栅极信号线选择时，第一晶体管处于关断状态。
18.根据权利要求17的半导体器件，其中，发光元件是EL元件。
19.一种半导体器件，包含对其输入视频信号的像素；第一栅极信号线，用来选择对像素的视频信号输入；第二栅极信号线；以及源极信号线，用于将视频信号输入到像素；其中，该像素包含发光单元，包括发光元件和用来根据视频信号控制发光元件的发光状态的发光控制电路；第一晶体管，与源极信号线串联连接；以及第二晶体管，该第二晶体管的源或漏其中之一被连接到第一晶体管，其另一个被连接到发光单元，而第二晶体管的栅被连接到第二栅极信号线；且其中，当像素未被栅极信号线选择时，第一晶体管处于导通状态，而当像素被栅极信号线选择时，第一晶体管处于关断状态。
20.根据权利要求19的半导体器件，其中，第一晶体管或第二晶体管其中之一是p沟道晶体管，而另一个是n沟道晶体管。
21.根据权利要求19的半导体器件，其中，发光元件是EL元件。
全文摘要
由于储存和释放电荷的信号线的寄生电容，若每当视频信号从信号线被施加到驱动晶体管时信号线的电位改变，则存在着功耗增大的问题。在配备有用来选择对像素视频信号输入的栅极信号线以及用来将视频信号输入到像素的源极信号线的显示部分的结构中，开关与源极信号线串联连接，此开关被控制成，当像素未被栅极信号线选择时，此开关处于导通状态，而当像素被栅极信号线选择时，此开关处于关断状态。因此，储存和释放电荷的源极信号线的寄生电容仅仅影响直至并包括被选择要写入视频信号的像素的源驱动器输出侧之间的像素。因而能够降低源极信号线充电和放电所消耗的功率，从而能够得到低功耗。
文档编号H01L27/00GK1897090SQ200610106350
公开日2007年1月17日 申请日期2006年7月14日 优先权日2005年7月14日
发明者梅崎敦司 申请人:株式会社半导体能源研究所