本发明专利技术提供一种具有电流输入型像素的半导体装置，其中提高了信号写入速度并减小了相邻晶体管之间变化的影响。当进行设定操作时（写入信号），串联连接的两个晶体管之一的源－漏电压变得非常低，因而对另一晶体管进行设定操作。在输出操作中，两个晶体管作为多栅极晶体管工作，因此，输出操作中的电流值可以小。换言之，设定操作中的电流可以大。因此，寄生在布线等上的交叉电容和布线电阻的效应影响不大，因此可以迅速进行设定操作。由于在设定操作和输出操作中使用一个晶体管，减小了相邻晶体管之间变化的影响。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体装置，其具有通过晶体管控制提供给负载的电流的功能。具体地，本专利技术涉及由亮度根据电流改变的电流驱动的发光元件形成的像素和包括信号线驱动电路的半导体装置。
技术介绍
近几年，像素由诸如发光二极管(LED)的发光元件形成的自发光型显示装置引起了关注。随着发光元件用在这种自发光型显示装置中，有机发光二极管(OLED)、有机EL元件和电致发光(EL)元件引起了关注并开始用在有机EL显示装置等中。作为自发光型，与液晶显示器相比，这种诸如OLED的发光元件具有清晰度更高且响应更快的像素，且无需背光。而且，通过流过它的电流值控制发光元件的亮度。在使用这种自发光型发光元件的显示装置中，无源矩阵法和有源矩阵法是其已知的驱动方法。前者具有简单的结构，但存在问题以致于难以实现大的清晰度高的显示器。因此，有源矩阵法在近几年积极发展起来，其中通过在像素电路中提供的薄膜晶体管(TFT)控制流到发光元件的电流。在有源矩阵法的显示装置的情况下，问题在于流到发光元件的电流因驱动TFT的电流特性改变而改变，因而亮度改变。也就是说，在这种有源矩阵法的显示装置的情况下，在像素电路中使用驱动TFT，其驱动流到发光元件的电流。当这些驱动TFT的特性改变时，流到发光元件的电流改变，这改变了亮度。因此，已经提出多种电路，其中流到发光元件的电流不改变，因此，即使在像素电路中的驱动TFT的性能改变时也可以抑制亮度的改变，这可以抑制亮度的改变。专利文件1已公布的专利申请号No.2002-517806的PCT国际公布的日文译文专利文件2 国际公布WO01/0648专利文件3已公布的专利申请号No.2002-514320的PCT国际公布的日文译文专利文件4国际公布WO02/39420专利文献1至4的每一个公开了一种有源矩阵型显示装置的结构。专利文献1至3公开了一种电路结构，其中流到发光元件的电流并不由于在像素电路中提供的驱动TFT的特性改变而改变。该结构被称作电流写入型像素或电流输入型像素。专利文献4公开了一种电路结构，其用于抑制由于源驱动电路中TFT的改变而引起的信号电流的改变。图169示出了专利文献1中公开的常规有源矩阵型显示装置的第一结构示例。图169中所示的像素包括源极信号线16901、第一至第三栅极信号线16902至16904、电流供给线16905、TFT 16906至16909、电容器16910、EL元件16911和用于输入信号电流的电流源16912。TFT 16906的栅电极连接到第一栅极信号线16902，其第一电极连接到源极信号线16901，且其第二电极连接到TFT 16907的第一电极、TFT 16908的第一电极和TFT 16909的第一电极。TFT 16907的栅电极连接到第二栅极信号线16903且其第二电极连接到TFT 16908的栅电极。TFT 16908的第二电极连接到电流供给线16905。TFT 16909的栅电极连接到第三栅极信号线16904且其第二电极连接到EL元件16911的阳极。电容器16910连接在TFT 16908的栅电极和输入电极之间并保持TFT 16908的栅—源电压。电流供给线16905和EL元件16911的阴极分别输入有预定的电位且具有彼此不同的电位。参考图172描述从写入信号电流到光发射的操作。图中表示每个部分的参考标记与图169中的那些相对应。图172A至172C的每一个示意性地示出了电流。图172D示出了当写入信号电流时每个路径流动的电流的关系。图172E示出了当写入信号电流时蓄积在电容器16910中的电压，其是TFT 16908的栅—源电压。首先，将脉冲输入到第一栅极信号线16902和第二栅极信号线16903且导通TFT 16906和16907。此时，流过源极信号线的电流，即信号电流，表示为Idata。当电流Idata流过源极信号线时，电流路径被分成如图172A所示的I1和I2。这些关系在图172D中示出。不用说，满足Idata＝I1+I2。在TFT 16906导通时电容器16910中未保持电荷，由此，TFT 16908截止。因此，满足I2＝0且Idata＝I1。其间，电流仅流到电容器16910并蓄积其中。此后，随着电荷在电容器16910中逐渐蓄积，两个电极之间开始产生电位差(图172E)。当两个电极之间的电位差达到Vth(图172E中的点A)时，TFT16908导通且I2产生。如上所述，由于满足Idata＝I1+I2，因此电流仍然流动且在电容器中蓄积电荷，同时I1逐渐减小。电荷不断在电容器16910中蓄积，直到其两个电极之间的电位差，即TFT16908的栅—源电压达到希望的电压，即可以使TFT 16908提供电流Idata的电压(VGS)。当电荷停止蓄积时(图172E中的点B)，电流I1停止流动，此时与VGS相对应的电流流过TFT 16908且满足Idata＝I2(图172B)。由此，达到稳定状态。最后，终止第一栅极信号线16902和第二栅极信号线16903的选择以关断TFT 16906和16907。随后，发光操作开始。脉冲输入到第三栅极信号线16904以导通TFT16909。由于电容器16910保持之前写入的VGS，TFT 16908导通且电流Idata从电流供给线16905流出。由此，EL元件16911发射光。假如设置TFT 16908使其在饱和区工作，即使当TFT 16908的源—漏电压改变时，Idata保持流动而不改变。在这种方式中，输出设定电流的操作在下文中称作输出操作。以上示出的电流写入型像素的示例的优点在于，可以精确地将希望的电流供给EL元件，因为即使当TFT 16908的特性等改变时，提供电流Idata所需的栅—源电压也保持在电容器16910中。因此，可以抑制由TFT特性的改变引起的亮度变化。前述示例涉及用于校正由像素电路中的驱动TFT的变化而引起电流变化的技术，然而，在源极驱动电路中也出现相同的问题。专利文献4公开了一种电路结构，用于防止由于在制造中产生的源驱动电路中TFT的改变而引起信号电流的改变。
技术实现思路
如此，常规电流驱动电路和使用它的显示装置具有这样的结构信号电流和用于驱动TFT的电流、或信号电流和在其发光期间流到发光元件的电流彼此相等或彼此成比例。因此，在用于驱动发光元件的驱动TFT的驱动电流小的情况下，或在通过发光元件进行低灰度级显示的情况下，信号电流成比例地变小。因此，由于用于向驱动TFT和发光元件提供信号电流的布线的寄生电容非常大，当信号电流小时，存在的问题是对布线寄生电容充电的时间常数变大，因此信号写入速度变慢。也就是说，问题在于当向晶体管提供电流时，要花费更多的时间在栅极端产生晶体管提供电流所需要的电压。本专利技术是考虑到前述问题而提出的，并提供一种电流驱动电路和使用它的显示装置，所述电流驱动电路即使在信号电流小时也能够提高信号的写入速度和元件的驱动速度。本专利技术的半导体装置包括第一晶体管、第二晶体管、开关和电容器。第一晶体管包括栅极端、第一端和第二端，而第二晶体管包括栅极端、第一端和第二端。第一晶体管的栅极端和第一晶体管的第一端通过开关连接。第一晶体管的第二端连接到第二晶体管的第一端。第一晶体管的栅极端连接到第二晶体管的栅极端和电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置，包括第一晶体管；第二晶体管；开关；和电容器，其中第一晶体管包括栅极端、第一端和第二端；其中第二晶体管包括栅极端、第一端和第二端； 其中第一晶体管的栅极端与第一晶体管的第 一端通过该开关连接；其中第一晶体管的第二端连接到第二晶体管的栅极端；其中第一晶体管的栅极端连接到电容器的一端；且其中包括用于在第一晶体管的第一端和第一晶体管的第二端之间或第二晶体管的第一端和第二晶体管的第二端之间短路 的装置。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：木村肇，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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