JP2001100653A - シフトレジスタおよび画像表示装置 - Google Patents

シフトレジスタおよび画像表示装置

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JP2001100653A JP27630099A JP27630099A JP2001100653A JP 2001100653 A JP2001100653 A JP 2001100653A JP 27630099 A JP27630099 A JP 27630099A JP 27630099 A JP27630099 A JP 27630099A JP 2001100653 A JP2001100653 A JP 2001100653A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリシリコンの動作速度の影響をなくし、高
速、高精細の表示を可能とするシフトレジスタを実現す
る。 【解決手段】 活性層がポリシリコンで形成されている
スイッチング素子を有するシフトレジスタであって、電
源ラインから充放電される電荷が、１つのスイッチング
素子（Ｍ１，Ｍ３）のみを介して次段（Ｍ２，Ｍ４）に
転送される構成のシフトレジスタおよび画像表示装置と
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＰｏｌｙ−Ｓｉを用
いたシフトレジスタに関し、特に有機エレクトロルミネ
センス（ＥＬ）表示装置等の高速表示が可能な表示素子
に好適な、高速のシフトレジスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年において、有機ＥＬ素子を用いた表
示装置が開発されている。有機ＥＬ素子を多数使用した
有機ＥＬ素子装置をアクティブマトリックス回路により
駆動する場合、各ＥＬのピクセル（画素）には、このビ
クセルに対して供給する電流を制御するための薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）の如きＦＥＴ（電界効果トランジス
タ）が一組ずつ接続されている。すなわち有機ＥＬ素子
に駆動電流を流すバイアス用のＴＦＴと、そのバイアス
用ＴＦＴを選択すべきかを示すスイッチ用のＴＦＴが一
組ずつ接続されている。
【０００３】従来のアクティブマトリックス型の有機Ｅ
Ｌ表示装置の回路図の一例を図１１，１２に示す。この
有機ＥＬ表示装置は、Ｘ方向信号線Ｘ１，Ｘ２…、Ｙ方
向信号線Ｙ１，Ｙ２…、電源Ｖｄｄ線Ｖdd１，Ｖdd２
…、スイッチ用ＴＦＴトランジスタＴｙ１１，１２、Ｔ
ｙ２１，２２…、電流制御用ＴＦＴトランジスタＭ１
１，１２、Ｍ２１，２２…、有機ＥＬ素子ＥＬ１１０，
１２０、ＥＬ２１０，２２０…、コンデンサＣ１１，１
２、Ｃ２１，２２…、Ｘ方向周辺駆動回路１２，Ｙ方向
周辺駆動回路１３等により構成される。
【０００４】Ｘ方向信号線Ｘ１，Ｘ２、Ｙ方向信号線Ｙ
１，Ｙ２により画素が特定され、その画素においてスイ
ッチ用ＴＦＴトランジスタＴｙ１１，１２、Ｔｙ２１，
２２がオンにされてその信号保持用コンデンサＣ１１，
１２、Ｃ２１，２２に画像データが保持される。これに
より、電流制御用のＴＦＴのＴＦＴトランジスタＭ１
１，１２、Ｍ２１，２２がオンにされ、電源線Ｖdd１、
Ｖdd２により有機ＥＬ素子ＥＬ１１０，１２０、ＥＬ２
１０，２２０に画像データに応じたバイアス用の電流が
流れ、これが発光される。
【０００５】例えばｘ方向信号線Ｘ１に画像データに応
じた信号が出力され、Ｙ方向信号線Ｙ１にＹ方向走査信
号が出力されると、これにより特定された画素のスイッ
チ用ＴＦＴトランジスタＴｙ１１がオンになり、画像デ
ータに応じた信号により電流制御用ＴＦＴトランジスタ
Ｍ１１が導通されて有機ＥＬ素子えＬ１１０に、この画
像データに応じた発光電流が流れ、発光制御される。こ
のように、画素毎に、薄膜型のＥＬ素子と、前記ＥＬ素
子の発光制御用の電流制御用ＴＦＴトランジスタと、前
記電流制御用ＴＦＴトランジスタのゲート電極に接続さ
れた信号保持用のコンデンサと、前記キャパシタへのデ
ータ書き込み用のスイッチ用のＴＦＴトランジスタ等を
有するアクティブマトリックス型ＥＬ画像表示装置にお
いて、ＥＬ素子の発光強度は、信号保持用のキャパシタ
に蓄積された電圧によって制御された発光電流制御用の
非線形素子であるＴＦＴトランジスタに流れる電流で決
定される(A66-in 201pi Electroluminescent Display
T.P.Brody、F.C.Luo、et.al、IEEE Trans ElectronI)evice
s、Vol. ED-22、No. 9、Sep. 1975, P739~P749参照）。
【０００６】このとき、使用される信号保持用のコンデ
ンサの容量は、微少な選択時間内で画素スイッチＴＦＴ
トランジスタが十分に電荷を充電できる容量以下であ
り、また、この画素スイッチＴＦＴトランジスタの非選
択時のリーク電流が次の書き込み時間まで失わせる電荷
により発生するコンデンサの保持電圧の低下が表示パネ
ルの画像に悪影響を与えない容量以上であることが求め
られる。
【０００７】ところで、アクティブマトリックスの表示
装置は、その視認性から拡大投影を行う光学系を用いな
い場合は、４インチ以上の画角が要求される。
【０００８】このサイズの表示面をシリコン単結晶基板
上に構成することは、現在の単結晶Ｓｉ基板の製作技術
では１枚の単結晶基板から得られる枚数が非常に少ない
ため大変コストがかかってしまう。
【０００９】そこで、アクティブマトリックスの表示装
置では、ガラス基板等の平面基板上に作成した非単結晶
Ｓｉ等の半導体層を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
を使用することが望ましい。
【００１０】ところで、平面基板上に形成される半導体
層は大面積のものが比較的容易に成膜できることから、
アモルフアスＳｉ膜（以下ａ−Ｓｉ膜という）を用いる
ことが一般的である。
【００１１】しかし、ａ−Ｓｉ膜で形成されたＴＦＴ
は、一方向に定常的に電流を流し続けると、しきい値が
ドリフトして電流値が変わり、画質に変動が生ずる。し
かも、ａ−Ｓｉ膜では移動度が小さいため高速応答でド
ライブできる電流にも限界があり、またＰチヤネルの形
成が困難なところより、小規模なｃ−ＭＯＳ回路の構成
さえも困難である。
【００１２】そのため、アクティブマトリックス型有機
ＥＬ画像表示装置の半導体層としては、比較的大面積化
が容易でかつ高信頼性で移動度も高く、ｃ−ＭＯＳ回路
の形成も可能なＰｏｌｙ−Ｓｉを用いることが望まし
い。
【００１３】しかし、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ層を用いて形成さ
れたＴＦＴは、そのチャネル中に存在する結晶粒界や、
結晶の歪みにより移動度が単結晶より少なく、より高速
の駆動を求められる高精細ディスプレイ用の駆動回路へ
の応用は難しかった。
【００１４】従来のポリシリコンＴＦＴを用いたシフト
レジスタとして、例えば特開平１−２８９９１７に記載
されているようなものが挙げられる。このようなシフト
レジスタの回路例を図１３，１４に示す。
【００１５】図１３に示すシフトレジスタは、ｐチャン
ネルトランジスタＭ１３，Ｍ１４とｎチャンネルトラン
ジスタＭ１５，Ｍ１６とから構成される第１のクロック
ドインバータと、ｐチャンネルトランジスタＭ１２とｎ
チャンネルトランジスタＭ１１とから構成されるインバ
ータと、ｐチャンネルトランジスタＭ１７，Ｍ１８とｎ
チャンネルトランジスタＭ１９，Ｍ２０とから構成され
る第２のクロックドインバータとを基本構成単位とす
る。そして、第１のクロックドインバータのｐチャンネ
ルトランジスタＭ１３には正論理のクロックＣＬが、ｎ
チャンネルトランジスタＭ１６には負論理のクロック−
ＣＬが入力される。また、第２のクロックドインバータ
のｐチャンネルトランジスタＭ１７には負論理のクロッ
ク−ＣＬが、ｎチャンネルトランジスタＭ１９には正論
理のクロックＣＬが入力される。また、インバータの出
力と第２のクロックドインバータの入力、インバーター
の入力と第２のクロックドインバータの出力とが接続さ
れている。
【００１６】このような構成により、入力端子ＩＮに与
えられた入力パルスは、クロック信号ＣＬに同期して取
り込まれ、１クロック分遅延した信号が出力端子ＯＵＴ
より出力される。
【００１７】また、図１４に示すシフトレジスタは、ｐ
チャンネルトランジスタＭ３１とｎチャンネルトランジ
スタＭ３２とから構成される第１のインバータと、ｐチ
ャンネルトランジスタＭ３３とｎチャンネルトランジス
タＭ３４とから構成される第２のインバータと、これら
のインバータの間に介在するｐチャンネルトランジスタ
Ｍ３５とｎチャンネルトランジスタＭ３６とから構成さ
れるスイッチ回路とを基本構成単位とする。
【００１８】このような構成により、やはり入力端子Ｉ
Ｎに与えられた入力パルスは、クロック信号ＣＬに同期
して取り込まれ、１クロック分遅延した信号が出力端子
ＯＵＴより出力される。
【００１９】しかしながら、これらのシフトレジスタ
は、入力された信号をクロック信号に同期させて次段に
転送するまでに少なくとも２つのスイッチング素子を必
要とする。換言すれば電源ラインから充放電される電荷
が、少なくとも２つのスイッチング素子みを介して次段
に転送される。このため、単結晶に比べ動作速度の遅い
Ｐｏｌｙ−Ｓｉを活性層とするスイッチング素子を構成
素子に用いた場合、高速動作に対応させることが困難で
あった。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉの動作速度の影響をなくし、低価格で高速の
動作を可能とするシフトレジスタ、および画像表示装置
を実現することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的は以
下の構成により達成される。 （１） 活性層がポリシリコンで形成されているスイッ
チング素子を有するシフトレジスタであって、電源ライ
ンから充放電される電荷が、１つのスイッチング素子
（Ｍ１，Ｍ３）のみを介して次段（Ｍ２，Ｍ４）に転送
されるシフトレジスタ。 （２） 相補的に動作する一対のスイッチング素子（Ｍ
１，Ｍ３）を動作単位として有し、この一対のスイッチ
ング素子（Ｍ１，Ｍ３）により信号を次段（Ｍ２，Ｍ
４）へ転送する上記（１）のシフトレジスタ。 （３） 前記動作単位は、クロック信号に同期して入力
信号を次段へ転送する上記（１）または（２）のシフト
レジスタ。 （４） 活性層がポリシリコンで形成されていて相補的
に動作し、インバータとして機能する一対のスイッチン
グ素子（Ｍ１，Ｍ３）を動作単位として有し、これらの
スイッチング素子（Ｍ１，Ｍ３）のうち一方のスイッチ
ング素子（Ｍ１）の被制御端子にクロック信号を供給す
るとともに、この動作単位の出力を、相補性を有し直列
接続されたスイッチング素子（Ｍ２，Ｍ４）の一方のス
イッチング素子（Ｍ４）の制御端子に供給するととも
に、他方のスイッチング素子（Ｍ２）の制御端子には前
記クロック信号を入力し、この直列接続されたスイッチ
ング素子（Ｍ２，Ｍ４）の中点より出力信号を取り出す
シフトレジスタ。 （５） オフ電流が、１×１０-7Ａ以下である上記
（１）〜（４）のいずれかのシフトレジスタ。 （６） スイッチング素子の被制御電極間に加える電界
が、０．２ＭＶ／cm以下である上記（１）〜（５）のい
ずれかのシフトレジスタ。 （７） 上記（１）〜（６）のいずれかのシフトレジス
タを有する画像表示装置。 （８） 有機ＥＬ素子を画素として有する上記（７）の
画像表示装置。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の画像表示装置は、活性層
がポリシリコンで形成されているスイッチング素子を有
するシフトレジスタであって、電源ラインから充放電さ
れる電荷が、１つのスイッチング素子Ｍ１，Ｍ３のみを
介して次段Ｍ２，Ｍ４に転送される。つまり、相補的に
動作する一対のスイッチング素子Ｍ１，Ｍ３を動作単位
として有し、この一対のスイッチング素子Ｍ１，Ｍ３に
より信号を次段Ｍ２，Ｍ４へ転送する。また、この動作
単位は、クロック信号に同期して入力信号を次段へ転送
する。
【００２３】このように、電源ラインから充放電される
電荷、または入力を、１つのスイッチング素子Ｍ１，Ｍ
３のみを介して次段Ｍ２，Ｍ４に転送しているので、１
素子の動作に要する遅延がなくなり、シフトレジスタ全
体での動作速度を格段に向上させることができる。
【００２４】より具体的には、活性層がＰｏｌｙ−Ｓｉ
で形成されていて相補的に動作し、インバータとして機
能する一対のスイッチング素子Ｍ１，Ｍ３を動作単位と
して有し、これらのスイッチング素子Ｍ１，Ｍ３のうち
一方のスイッチング素子Ｍ１の被制御端子にクロック信
号を供給するとともに、この動作単位の出力を相補性を
有し直列接続されたスイッチング素子Ｍ２，Ｍ４の一方
のスイッチング素子Ｍ４の制御端子に供給するととも
に、他方のスイッチング素子Ｍ２の制御端子には前記ク
ロック信号を入力する。そして、この直列接続されたス
イッチング素子Ｍ２，Ｍ４の中点より出力信号を取り出
す。
【００２５】このようにインバータの基本構成単位の初
段において、プッシュプル（コンプリメタリー）接続さ
れたスイッチング素子の被制御端子の一方に、電源では
なくクロック信号を供給する。さらに次段にカスケード
接続され、相補性を有する一対のスイッチング素子を設
けるとともに、このスイッチング素子の一方の制御端子
に前記初段の出力信号を入力させ、他方のスイッチング
素子の制御端子にはクロック信号を入力させ、これらの
スイッチング素子の中点より出力を取り出すことによ
り、１つのスイッチング素子のみを介して、クロックに
同期して信号を転送し、これにより１クロック分遅延し
た信号を取り出すことができる。
【００２６】次に、図を参照しつつ本発明のシフトレジ
スタについてより詳細に説明する。図１は本発明のシフ
トレジスタの１構成例を示した部分回路図である。ま
た、図２はこのような回路の動作を示すタイミングチャ
ートである。
【００２７】図１において、初段を構成する一対のスイ
ッチング素子Ｍ１，Ｍ３は、その制御端子（ゲート）が
ともに入力端子ＩＮに接続されている。また、このうち
の第１のスイッチング素子Ｍ１の被制御端子の他端（ソ
ース）にはクロック入力端子ＣＬが接続され、その被制
御端子の一端（ドレイン）と第３のスイッチング素子Ｍ
３の被制御端子の一端（ドレイン）は相互に接続されて
いる。また、この第３のスイッチング素子Ｍ３の被制御
端子の他端（ソース）には電源ＶＤＤが接続されてい
る。
【００２８】これら初段を構成する第１のスイッチング
素子Ｍ１と第３のスイッチング素子Ｍ３とは、それぞれ
相補的に動作（プッシュプル動作）するような特性のス
イッチング素子が選択され使用される。この例では、第
１のスイッチング素子Ｍ１がＮ型であり、第３のスイッ
チング素子Ｍ３がＰ型である。
【００２９】次段を構成する一対のスイッチング素子Ｍ
２，Ｍ４は、その一方のスイッチング素子である第２の
スイッチング素子Ｍ２の制御端子（ゲート）が前記クロ
ック入力端子ＣＬに接続されている。また、その被制御
端子の一端（ドレイン）と第４のスイッチング素子Ｍ４
の被制御端子の一端（ドレイン）は相互に接続され、さ
らに出力端子ＯＵＴと接続されている。また、その被制
御端子の他端（ソース）は、マイナス電源ＶＳＳに接続
されている。第４のスイッチング素子Ｍ４の制御端子
は、前記初段を構成する第１のスイッチング素子の被制
御端子の一端（ドレイン）と第３のスイッチング素子Ｍ
３の被制御端子の一端（ドレイン）とに接続され、その
被制御端子の他端（ソース）は電源ＶＤＤに接続されて
いる。
【００３０】これら次段を構成する第２のスイッチング
素子Ｍ２と第４のスイッチング素子Ｍ４とは、好ましく
はそれぞれ相補的に動作（プッシュプル動作）するよう
な特性のスイッチング素子が選択され使用される。この
例では、第２のスイッチング素子Ｍ２がＮ型であり、第
４のスイッチング素子Ｍ４がＰ型である。
【００３１】このような構成のシフトレジスタにおい
て、いま図２に示すような入力信号パルスが与えられる
と、初段において、第１および第３のスイッチング素子
Ｍ１，Ｍ３の制御端子に与えられる。第１および第３の
スイッチング素子Ｍ１，Ｍ３は入力信号に従い動作する
が、第１のスイッチング素子Ｍ１の被制御端子の他端に
はクロック信号が入力されている。このため、入力信号
はクロック信号に同期して取り込まれ、次段に送られ
る。次段の第４のスイッチング素子Ｍ４は、初段の出力
信号により動作するが、これと直列接続された第２のス
イッチング素子Ｍ２はクロック信号ＣＬに従って動作す
るので、これらの出力もまたクロック信号に従って出力
される。そして、初段においてはクロックの立ち下が
り、次段においてはクロックの立ち上がりで信号を処理
するように動作するため、出力信号は図示例のように１
クロック分遅延した信号となる。
【００３２】スイッチング素子としては、一般に用いら
れているバイポーラトランジスタやＦＥＴ（電界効果ト
ランジスタ）も使用することができるが、特に薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）であって、ｃ−ＭＯＳタイプのもの
が好ましい。
【００３３】本発明のシフトレジスタは、オフ電流が好
ましくは１×１０-7Ａ以下、特に１×１０-8Ａ以下が好
ましい。その下限としては特に限定されるものではない
が、通常１×１０-10Ａ程度である。オフ電流が上記値
を超えると、安定性が悪化してくる。
【００３４】本発明のシフトレジスタにおいて、スイッ
チング素子の被制御端子間（ドレイン−ソース間）に加
える電界は、好ましくは０．２ＭＶ／cm以下、より好ま
しくは０．１ＭＶ／cm以下である。その下限としては特
に限定されるものではないが、通常０．０５ＭＶ／cm程
度である。電界強度が上記値を超えると、安定性が悪化
してくる。
【００３５】本発明のシフトレジスタは、従来のＰｏｌ
ｙ−Ｓｉを用いたシフトレジスタと比べ、約２倍の最大
動作周波数を得ることができる。
【００３６】本発明のシフトレジスタは、スイッチング
素子の活性層がＰｏｌｙ−Ｓｉで構成され、その用途に
おいて高速動作が要求されるものであれば、特に限定さ
れるものではなく、種々の用途、特に液晶や無機、有機
ＥＬなどの表示装置に応用することができる。
【００３７】なかでも、自発光素子であって、高速動作
が可能な有機ＥＬ素子と組み合わせて表示装置として使
用することが好ましい。
【００３８】次に、本発明に好適に用いられる有機ＥＬ
素子の構成について説明する。有機ＥＬ素子は、第１の
電極と、第２の電極との間に、少なくとも発光機能に関
与する有機物質を含有する有機層を有する。そして、第
１の電極と、第２の電極とから与えられる電子・ホール
が、有機層中で再結合することにより発光する。
【００３９】第１の電極、および第２の電極は、いずれ
をホール注入電極、電子注入電極としてもよいが、通
常、基板側の第１の電極がホール注入電極となり、第２
の電極は電子注入電極となる。
【００４０】電子注入電極としては、低仕事関数の物質
が好ましく、例えば、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚ
ｎ、Ｚｒ等の金属元素単体、または安定性を向上させる
ためにそれらを含む２成分、３成分の合金系を用いるこ
とが好ましい。合金系としては、例えばＡｇ・Ｍｇ（Ａ
ｇ：０．１〜５０at％）、Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．０１
〜１４at％）、Ｉｎ・Ｍｇ（Ｍｇ：５０〜８０at％）、
Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：０．０１〜２０at％）等が挙げられ
る。なお、電子注入電極は蒸着法やスパッタ法でも形成
することが可能である。
【００４１】電子注入電極薄膜の厚さは、電子注入を十
分行える一定以上の厚さとすれば良く、０．５nm以上、
好ましくは１nm以上、より好ましくは３nm以上とすれば
よい。また、その上限値には特に制限はないが、通常膜
厚は３〜５００nm程度とすればよい。電子注入電極の上
には、さらに補助電極ないし保護電極を設けてもよい。
【００４２】蒸着時の圧力は好ましくは１×１０-8〜１
×１０-5Torrで、蒸発源の加熱温度は、金属材料であれ
ば１００〜１４００℃、有機材料であれば１００〜５０
０℃程度が好ましい。
【００４３】ホール注入電極は、発光した光を取り出す
ため、透明ないし半透明な電極が好ましい。透明電極と
しては、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、ＩＺＯ
（亜鉛ドープ酸化インジウム）、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 、Ｉ
ｎ2 Ｏ3 等が挙げられるが、好ましくはＩＴＯ（錫ドー
プ酸化インジウム）、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウ
ム）が好ましい。ＩＴＯは、通常Ｉｎ2 Ｏ3 とＳｎＯと
を化学量論組成で含有するが、Ｏ量は多少これから偏倚
していてもよい。ホール注入電極は、透明性が必要でな
いときは、不透明の公知の金属材質であってもよい。
【００４４】ホール注入電極の厚さは、ホール注入を十
分行える一定以上の厚さを有すれば良く、好ましくは５
０〜５００nm、さらには５０〜３００nmの範囲が好まし
い。また、その上限は特に制限はないが、あまり厚いと
剥離などの心配が生じる。厚さが薄すぎると、製造時の
膜強度やホール輸送能力、抵抗値の点で問題がある。
【００４５】このホール注入電極層は蒸着法等によって
も形成できるが、好ましくはスパッタ法、特にパルスＤ
Ｃスパッタ法により形成することが好ましい。
【００４６】有機ＥＬ構造体の有機層は、次のような構
成とすることができる。
【００４７】発光層は、ホール（正孔）および電子の注
入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合によ
り励起子を生成させる機能を有する。発光層には、比較
的電子的にニュートラルな化合物を用いることが好まし
い。
【００４８】ホール注入輸送層は、ホール注入電極から
のホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送
する機能および電子を妨げる機能を有するものであり、
電子注入輸送層は、電子注入電極からの電子の注入を容
易にする機能、電子を安定に輸送する機能およびホール
を妨げる機能を有するものである。これらの層は、発光
層に注入されるホールや電子を増大・閉じこめさせ、再
結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。
【００４９】発光層の厚さ、ホール注入輸送層の厚さお
よび電子注入輸送層の厚さは、特に制限されるものでは
なく、形成方法によっても異なるが、通常５〜５００nm
程度、特に１０〜３００nmとすることが好ましい。
【００５０】ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸
送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光
層の厚さと同程度または１／１０〜１０倍程度とすれば
よい。ホールまたは電子の各々の注入層と輸送層とを分
ける場合は、注入層は１nm以上、輸送層は１nm以上とす
るのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上
限は、通常、注入層で５００nm程度、輸送層で５００nm
程度である。このような膜厚については、注入輸送層を
２層設けるときも同じである。
【００５１】有機ＥＬ素子の発光層には、発光機能を有
する化合物である蛍光性物質を含有させる。このような
蛍光性物質としては、例えば、特開昭６３−２６４６９
２号公報に開示されているような化合物、例えばキナク
リドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択
される少なくとも１種が挙げられる。また、トリス（８
−キノリノラト）アルミニウム等の８−キノリノールま
たはその誘導体を配位子とする金属錯体色素などのキノ
リン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラセ
ン、ペリレン、コロネン、１２−フタロペリノン誘導体
等が挙げられる。さらには、特開平８−１２６００号公
報（特願平６−１１０５６９号）に記載のフェニルアン
トラセン誘導体、特開平８−１２９６９号公報（特願平
６−１１４４５６号）のテトラアリールエテン誘導体等
を用いることができる。
【００５２】また、それ自体で発光が可能なホスト物質
と組み合わせて使用することが好ましく、ドーパントと
しての使用が好ましい。このような場合の発光層におけ
る化合物の含有量は０．０１〜２０体積% 、さらには
０．１〜１５体積% であることが好ましい。特にルブレ
ン系では、０．０１〜２０体積％であることが好まし
い。ホスト物質と組み合わせて使用することによって、
ホスト物質の発光波長特性を変化させることができ、長
波長に移行した発光が可能になるとともに、素子の発光
効率や安定性が向上する。
【００５３】ホスト物質としては、キノリノラト錯体が
好ましく、さらには８−キノリノールまたはその誘導体
を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このよう
なアルミニウム錯体としては、特開昭６３−２６４６９
２号、特開平３−２５５１９０号、特開平５−７０７７
３号、特開平５−２５８８５９号、特開平６−２１５８
７４号等に開示されているものを挙げることができる。
【００５４】具体的には、まず、トリス（８−キノリノ
ラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネ
シウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜
鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、
トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−
８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−
キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キ
ノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−
８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜
鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メ
タン］等がある。
【００５５】このほかのホスト物質としては、特開平８
−１２６００号公報（特願平６−１１０５６９号）に記
載のフェニルアントラセン誘導体や特開平８−１２９６
９号公報（特願平６−１１４４５６号）に記載のテトラ
アリールエテン誘導体なども好ましい。
【００５６】発光層は電子注入輸送層を兼ねたものであ
ってもよく、このような場合はトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム等を使用することが好ましい。これら
の蛍光性物質を蒸着すればよい。
【００５７】また、発光層は、必要に応じて、少なくと
も１種のホール注入輸送性化合物と少なくとも１種の電
子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましく、
さらにはこの混合層中にドーパントを含有させることが
好ましい。このような混合層における化合物の含有量
は、０．０１〜２０体積% 、さらには０．１〜１５体積
% とすることが好ましい。
【００５８】混合層では、キャリアのホッピング伝導パ
スができるため、各キャリアは極性的に有利な物質中を
移動し、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるた
め、有機化合物がダメージを受けにくくなり、素子寿命
がのびるという利点がある。また、前述のドーパントを
このような混合層に含有させることにより、混合層自体
のもつ発光波長特性を変化させることができ、発光波長
を長波長に移行させることができるとともに、発光強度
を高め、素子の安定性を向上させることもできる。
【００５９】混合層に用いられるホール注入輸送性化合
物および電子注入輸送性化合物は、各々、後述のホール
注入輸送層用の化合物および電子注入輸送層用の化合物
の中から選択すればよい。なかでも、ホール注入輸送層
用の化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、
例えばホール輸送材料であるトリフェニルジアミン誘導
体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持
つアミン誘導体を用いるのが好ましい。
【００６０】電子注入輸送性の化合物としては、キノリ
ン誘導体、さらには８−キノリノールないしその誘導体
を配位子とする金属錯体、特にトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）を用いることが好まし
い。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラ
アリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。
【００６１】ホール注入輸送層用の化合物としては、強
い蛍光を持ったアミン誘導体、例えば上記のホール輸送
材料であるトリフェニルジアミン誘導体、さらにはスチ
リルアミン誘導体、芳香族縮合環を持つアミン誘導体を
用いるのが好ましい。
【００６２】この場合の混合比は、それぞれのキャリア
移動度とキャリア濃度によるが、一般的には、ホール注
入輸送性化合物の化合物／電子注入輸送機能を有する化
合物の重量比が、１／９９〜９９／１、さらに好ましく
は１０／９０〜９０／１０、特に好ましくは２０／８０
〜８０／２０程度となるようにすることが好ましい。
【００６３】また、混合層の厚さは、分子層一層に相当
する厚み以上で、有機化合物層の膜厚未満とすることが
好ましい。具体的には１〜８５nmとすることが好まし
く、さらには５〜６０nm、特には５〜５０nmとすること
が好ましい。
【００６４】また、混合層の形成方法としては、異なる
蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧（蒸
発温度）が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同
じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもでき
る。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ま
しいが、場合によっては、化合物が島状に存在するもの
であってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質
を蒸着するか、あるいは、樹脂バインダー中に分散させ
てコーティングすることにより、発光層を所定の厚さに
形成する。
【００６５】ホール注入輸送層には、例えば、特開昭６
３−２９５６９５号公報、特開平２−１９１６９４号公
報、特開平３−７９２号公報、特開平５−２３４６８１
号公報、特開平５−２３９４５５号公報、特開平５−２
９９１７４号公報、特開平７−１２６２２５号公報、特
開平７−１２６２２６号公報、特開平８−１００１７２
号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１等に記載されている各
種有機化合物を用いることができる。例えば、テトラア
リールベンジシン化合物（トリアリールジアミンないし
トリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族三級アミン、
ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール
誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサ
ジアゾール誘導体、ポリチオフェン等である。これらの
化合物は、１種のみを用いても、２種以上を併用しても
よい。２種以上を併用するときは、別層にして積層した
り、混合したりすればよい。
【００６６】ホール注入輸送層をホール注入層とホール
輸送層とに分けて積層する場合は、ホール注入輸送層用
の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いるこ
とができる。このとき、ホール注入電極（ＩＴＯ等）側
からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の順に積層す
ることが好ましい。また、ホール注入電極表面には薄膜
性の良好な化合物を用いることが好ましい。このような
積層順については、ホール注入輸送層を２層以上設ける
ときも同様である。このような積層順とすることによっ
て、駆動電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポ
ットの発生・成長を防ぐことができる。また、素子化す
る場合、蒸着を用いているので１〜１０nm程度の薄い膜
も均一かつピンホールフリーとすることができるため、
ホール注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部
に吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変
化や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。ホー
ル注入輸送層は、発光層等と同様に上記の化合物を蒸着
することにより形成することができる。
【００６７】電子注入輸送層には、トリス（８−キノリ
ノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）等の８−キノリノー
ルまたはその誘導体を配位子とする有機金属錯体などの
キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘
導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリ
ン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオ
レン誘導体等を用いることができる。電子注入輸送層は
発光層を兼ねたものであってもよく、このような場合は
トリス（８−キノリノラト）アルミニウム等を使用する
ことが好ましい。電子注入輸送層の形成は、発光層と同
様に、蒸着等によればよい。
【００６８】電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層
とに分けて積層する場合には、電子注入輸送層用の化合
物の中から好ましい組み合わせを選択して用いることが
できる。このとき、電子注入電極側から電子親和力の値
の大きい化合物の順に積層することが好ましい。このよ
うな積層順については、電子注入輸送層を２層以上設け
るときも同様である。
【００６９】ホール注入輸送層、発光層および電子注入
輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから、
真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用い
た場合、アモルファス状態または結晶粒径が０．２μm
以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．２μm を
超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を
高くしなければならなくなり、電荷の注入効率も著しく
低下する。
【００７０】真空蒸着の条件は特に限定されないが、１
０-4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は０．０１〜１nm／
sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続し
て各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形
成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げる
ため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低く
したり、ダークスポットの発生・成長を抑制したりする
ことができる。
【００７１】これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場
合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。
【００７２】基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む
色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコン
トロールしてもよい。
【００７３】色フィルター膜には、液晶ディスプレイ等
で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、
有機ＥＬ素子の発光する光に合わせてカラーフィルター
の特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すれば
よい。
【００７４】また、ＥＬ素子材料や蛍光変換層が光吸収
するような短波長の外光をカットできるカラーフィルタ
ーを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向
上する。
【００７５】また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用
いてカラーフィルターの代わりにしても良い。
【００７６】本発明における有機ＥＬ素子は、通常、直
流駆動型、パルス駆動型のＥＬ素子として用いられる。
印加電圧は、通常、２〜３０V 程度とされる。
【００７７】以下に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の一形
態を図を参照しつつ説明する。図４〜１０は本発明の画
像表示装置を棉成するＴＦＴ、特に有機ＥＬ素子の駆動
電流を流す発光電流駆動用ＴＦＴの製造工程図である。
【００７８】（１）図４に示すように、基板１０１とし
て例えば石英基板を使用し、この基板１０１上にスパッ
タ法によりＳｉＯ2 膜１０２を約１００nmの厚さに成膜
する。
【００７９】（２）次いで、図４に示すようにこのＳｉ
Ｏ2 膜１０２の上にアモルフアスＳｉ（ａ−Ｓｉ）層１
０３を約１００nmの厚さでＬＰＣＶＤ法により成膜す
る。このとき成膜条件は以下の通りである。 Ｓｉ2 Ｈ6 ガス １００〜５００ ＳＣＣＭ Ｈｅ ガス ５００ ＳＳＣＭ 圧力 ０．１〜１ Ｔｏｒｒ 加熱温度 ４３０〜５００ ℃
【００８０】（３）次いで、加熱処理を行い、このａ−
Ｓｉ層１０３を固相成長させてポリシリコンにする。こ
の固相成長の条件は、例えば以下の通りである。 Ｎ2 １ ＳＬＭ 処理温度 ６００ ℃ 処理時間 ５〜２０ 時間 次に、 処理温度 ８５０ ℃ 処理時間 ０．５〜３ 時間 このようにしてａ−Ｓｉ層１０３を、図５に示すような
活性Ｓｉ層１０３ａとすることができる。
【００８１】（４）次に、図６に示すように、前記
（３）により形成したポリシリコン層１０３ａをアイラ
ンドを形成するためバターニングする。
【００８２】（５）さらに、図７に示すように、このバ
ターニングしたポリシリコン層１０３ａにゲート酸化膜
１０４を形成する。このゲート酸化膜１０４の形成条件
は、例えば以下の通りである。 Ｈ2 ４ ＳＬＭ Ｏ2 １０ ＳＣＣＭ 処理温度 ８００ ℃ 処理時間 ５ 時間
【００８３】（６）次いで、図８に示すように、ゲート
酸化膜１０４の上にゲート電極となるシリコン層１０５
を減圧ＣＶＤ法により、厚さ２５０nmに形成する。その
成膜条件は、例えば以下の通りである。０・１％のＰＨ
3 が入ったＳｉＨ4 ガス ２００ＳＣＣＭ 処理温度 ６４０ ℃ 処理時間 ０．４ 時間
【００８４】（７）次に、図９に示すように、所定のパ
ターンに従ったエッチング工程により、ゲート電極１０
５とゲート酸化膜１０４とを形成する。
【００８５】（８）さらに、図９に示すように、このゲ
ート電極１０５をマスクとして、ソース、ドレイン領域
となるべき部分にイオンドーピング法により、ドーパン
ト例えばリンをドービングしてゲート電極に対してセル
フアラインとなるようにソース、ドレイン領域１０６、
１０９を形成する。
【００８６】（９）これらの素子を含む基板を窒素雰囲
気中に６００℃で６時間処理し、その後、更に８５０℃
で３０分間加熱し、ドーパントの活性化を行う。
【００８７】（１０）さらに、図１０に示すように、こ
の基板全体にＴＥＯＳを出発材料として、ＳｉＯ2 膜を
層間絶縁膜１１２として厚さ４００nmに形成する。この
ＳｉＯ 2 膜の成膜条件は、例えば以下の通りである。 ＴＥＯＳガス １００ ＳＳＣＭ 加熱温度 ７００ ℃ またはプラズマＴＥＯＳ法により下記の条件でＳｌＯ2
膜を成膜する。 ＴＥＯＳガス １０〜５０ ＳＣＣＭ Ｏ2 ガス ５００ ＳＣＣＭ パワー ５０〜３００ Ｗ 処理温度 ６００ ℃ そして、このＳｉＯ2 膜を形成後、各電極の配線のた
め、必要とするパターンに従ってバターニングを行い、
層間絶縁膜１１２等を形成する。
【００８８】（１１）前記の如く形成した薄膜トランジ
スタをさらに水素雰囲気中で３５０℃で１時間加熱処理
し、水素化を行い、半導体層の欠陥準位密度を減少させ
る。
【００８９】この方法によれば、０．５〜２μm 系のグ
レインサイズのポリシリコン層を形成することができ、
これを活性層に用いたＴＦＴは、Ｎチャンネルでの移動
度が〜１００cm2 ／V・S、しきい値が〜０．５Ｖを得る
ことができる。
【００９０】このようにして形成されたＴＦＴを用い
て、以下の実施例に示す駆動回路を構成した。
【００９１】
【実施例】＜実施例１＞図１に示す回路で構成されるシ
フトレジスタを上記手法に従い、形成した。
【００９２】具体的には図１の回路で示される構成単位
を６４８段有するシフトレジスタを形成し、クロックパ
ルスを供給しながら、入力信号を与え、正常に動作する
か否かを確認した。その結果、クロックに同期しながら
各段の出力からそれぞれ遅延信号が取り出せることが確
認できた。
【００９３】次に、このシフトレジスタの電源電圧に対
する最大動作周波数を測定した。なお、比較例として、
図１３に示す回路で構成されるシフトレジスタについて
も同様にして評価した。結果を図３に示す。
【００９４】図３から明らかなように、本発明のシフト
レジスタは、各電源電圧において、比較例のシフトレジ
スタより約２倍程度高い動作周波数が得られていること
がわかる。
【００９５】＜実施例２＞この実施例では、上記で得ら
れたシフトレジスタを用い、画像表示用素子として高速
動作が可能な有機ＥＬ素子を使用して画像表示装置を形
成した。
【００９６】例えば、画素となる有機ＥＬ素子を駆動す
るためのＴＦＴは以下の様にして形成した。先ず、基板
の上にアモルファス・シリコン層を約６００Åの厚さで
ＣＶＤ法により成膜した。この成膜条件は、下記の通り
である。 Ｓｉ2Ｈ6 ガス ：１００SCCM、圧力 ：０．３Torr、温
度 ：４８０℃。
【００９７】それからこのアモルファス・シリコン層を
固相成長させて活性層（ポリシリコン層）とした。この
固相成長は、熱アニールとレーザーアニールを併用し
た。その条件は下記の通りである。
【００９８】＜熱アニール＞ Ｎ2 ：１ＳＬＭ、温度：６００℃、処理時間：２４時間
【００９９】＜レーザーアニール＞ ＫｒＦ：２５４nm、エネルギー密度：２００mJ／cm2 、
ショット数：５０
【０１００】次いで、このポリシリコン層をパターニン
グして活性シリコン層：５００Åを得た。
【０１０１】この活性シリコン層の上にゲート酸化膜と
なるＳｉＯ2 層を、例えばプラズマＣＶＤ法により、約
８００Å成膜した。成膜条件は例えば下記の通りであ
る。 投入パワー：５０Ｗ 、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラ
ン）ガス：５０SCCM、Ｏ2 ：５００SCCM、圧力：０．１
〜０．５Torr、温度：３５０℃。
【０１０２】このＳｉＯ2 層の上に、ゲート電極となる
Ｍｏ−Ｓｉ2 層を、スパッタ法により、約１０００Å成
膜した。それからこのＭｏ−Ｓｉ2 層および上記で形成
したＳｉＯ2 層を、例えばドライエッチングによりパタ
ーニングし、ゲート電極およびゲード酸化膜を得た。
【０１０３】次いで、このゲート電極をマスクとしてシ
リコン活性層のソース・ドレイン領域となるべき部分に
イオンドーピング法により、それぞれの構成素子として
必要なドーパントをドーピングした。
【０１０４】次に、これを窒素雰囲気中で約５５０℃で
１０時間加熱して、ドーパントの活性化を行った。さら
に、水素雰囲気中で約４００℃で３０分加熱処理して水
素化を行い、半導体の欠陥準位密度を減少させた。
【０１０５】そして、この基板全体に層間絶縁層となる
ＳｉＯ2 層を、厚さ約８０００Å成形した。この層間絶
縁層となるＳｉＯ2 の成膜条件は、以下の通りである。
【０１０６】
【０１０７】この層間絶縁層となるＳｉＯ2 膜をエッチ
ングし、コンタクト用のホールを形成した。次いで、ド
レイン、ソース配線電極としてＡｌを蒸着した。
【０１０８】得られたＴＦＴアレイのオフ電流は４×１
０ー10 A、ドレイン−ソース間に加える電界は０．２Ｍ
Ｖ／cm以下であった。
【０１０９】次に、有機ＥＬ素子の形成領域にホール注
入電極となるＩＴＯを成膜し、前記配線電極と接続し
た。
【０１１０】以上のように作製された、本発明サンプル
ＴＦＴ薄膜パターンの画素領域（ＩＴＯ上）に高抵抗の
電子注入輸送層および／または高抵抗の電子注入輸送
層、発光層を含む有機層を真空蒸着法により成膜した。
成膜した材料は以下の通りである。ここでは一例のみを
挙げるが、本発明はその概念から明らかなように、蒸着
法で形成可能であれば成膜材料によらずに適用できる。
【０１１１】ＩＴＯ電極層等が形成された基板の表面を
ＵＶ／Ｏ3 洗浄した後、スパッタ装置の基板ホルダーに
固定して、槽内を１×１０-4Pa以下まで減圧した。
【０１１２】減圧を保ったまま、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−
テトラキス（ｍ−ビフェニル）−１，１’−ビフェニル
−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）を全体の蒸着速度０．
２nm/secとして２００nmの厚さに蒸着し、ホール注入輸
送層とした。
【０１１３】さらに、減圧を保ったまま、Ｎ，Ｎ，
Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｍ−ビフェニル）−１，１’
−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）と、トリ
ス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）と、
ルブレンとを、全体の蒸着速度０．２nm/secとして１０
０nmの厚さに蒸着し、発光層とした。ＴＰＤ：Ａｌｑ３
＝１：１（体積比）、この混合物に対してルブレンを１
０vol％ドープした。
【０１１４】次いで、基板をスパッタ装置に移し、Ｌｉ
2ＯにＶを４ mol％混合したターゲットを用い、高抵抗
の無機電子注入層を１０nmの膜厚に成膜した。このとき
のスパッタガスはＡｒ：３０sccm、Ｏ2：５sccmで、室
温（２５℃）下、成膜レート１nm／min 、動作圧力０．
２〜２Pa、投入電力５００Ｗとした。成膜した無機電子
注入層の組成は、ターゲットとほぼ同様であった。
【０１１５】次いで、減圧を保ったまま、Ａｌを１００
nmの厚さに蒸着し、陰電極とし、最後にガラス封止して
有機ＥＬ素子を得た。
【０１１６】得られた有機ＥＬ表示装置を空気中で、１
０mA／cm2 の定電流密度で駆動したところ、初期輝度は
８００cd／m2 、駆動電圧７．５V で正常に動作した。
【０１１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、Ｐｏｌｙ
−Ｓｉの動作速度の影響をなくし、低価格で高速の動作
を可能とするシフトレジスタ、および画像表示装置を実
現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシフトレジスタの１構成例を示した回
路図である。
【図２】図１の回路の動作を示すタイミングチャートで
ある。
【図３】本発明の実施例であるシフトレジスタの電源電
圧に対する最大動作周波数の関係を示したグラフであ
る。
【図４】本発明のシフトレジスタを構成するＴＦＴの、
一製造工程を示した概略断面図である。
【図５】本発明のシフトレジスタを構成するＴＦＴの、
一製造工程を示した概略断面図である。
【図６】本発明のシフトレジスタを構成するＴＦＴの、
一製造工程を示した概略断面図である。
【図７】本発明のシフトレジスタを構成するＴＦＴの、
一製造工程を示した概略断面図である。
【図８】本発明のシフトレジスタを構成するＴＦＴの、
一製造工程を示した概略断面図である。
【図９】本発明のシフトレジスタを構成するＴＦＴの、
一製造工程を示した概略断面図である。
【図１０】本発明のシフトレジスタを構成するＴＦＴ
の、一製造工程を示した概略断面図である。
【図１１】従来の画像表示装置の一例を示した概略構成
図である。
【図１２】図１１のＡ部拡大図である。
【図１３】従来のシフトレジスタの構成例を示した回路
図である。
【図１４】従来のシフトレジスタの構成例を示した回路
図である。
【符号の説明】
Ｍ１ 第１のスイッチング素子 Ｍ２ 第２のスイッチング素子 Ｍ３ 第３のスイッチング素子 Ｍ４ 第４のスイッチング素子 Ｄ１ 表示素子 Ｃ１，Ｃ２ 容量 Ｖid ビデオ信号線 Ｓel 選択線 ＶＤ 電源線 Ｖcom 接地線 １０１ 基板 １０２ シリコン酸化膜 １０３ アモルファスシリコン層 １０３ａ 活性層 １０４ ゲート酸化膜 １０５ ゲート電極

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 活性層がポリシリコンで形成されている
    スイッチング素子を有するシフトレジスタであって、 電源ラインから充放電される電荷が、１つのスイッチン
    グ素子のみを介して次段に転送されるシフトレジスタ。
  2. 【請求項２】 相補的に動作する一対のスイッチング素
    子を動作単位として有し、 この一対のスイッチング素子により信号を次段へ転送す
    る請求項１のシフトレジスタ。
  3. 【請求項３】 前記動作単位は、クロック信号に同期し
    て入力信号を次段へ転送する請求項１または２のシフト
    レジスタ。
  4. 【請求項４】 活性層がポリシリコンで形成されていて
    相補的に動作し、インバータとして機能する一対のスイ
    ッチング素子を動作単位として有し、これらのスイッチ
    ング素子のうち一方のスイッチング素子の被制御端子に
    クロック信号を供給するとともに、この動作単位の出力
    を、 相補性を有し直列接続されたスイッチング素子の一方の
    スイッチング素子の制御端子に供給するとともに、他方
    のスイッチング素子の制御端子には前記クロック信号を
    入力し、 この直列接続されたスイッチング素子の中点より出力信
    号を取り出すシフトレジスタ。
  5. 【請求項５】 オフ電流が、１×１０-7Ａ以下である請
    求項１〜４のいずれかのシフトレジスタ。
  6. 【請求項６】 スイッチング素子の被制御電極間に加え
    る電界が、０．２ＭＶ／cm以下である請求項１〜５のい
    ずれかのシフトレジスタ。
  7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかのシフトレジス
    タを有する画像表示装置。
  8. 【請求項８】 有機ＥＬ素子を画素として有する請求項
    ７の画像表示装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104599630A (zh) * 2014-12-16 2015-05-06 上海天马有机发光显示技术有限公司 一种驱动电路及发光控制电路、显示面板、显示装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019091516A (ja) * 2017-11-15 2019-06-13 シャープ株式会社 シフトレジスタおよびそれを備えた表示装置
CN110728945B (zh) * 2019-11-27 2023-05-30 京东方科技集团股份有限公司 移位寄存器单元及其驱动方法、栅极驱动电路和显示装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3513371B2 (ja) * 1996-10-18 2004-03-31 キヤノン株式会社 マトリクス基板と液晶装置とこれらを用いた表示装置
JPH1185114A (ja) * 1997-09-12 1999-03-30 Sanyo Electric Co Ltd データ線駆動回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104599630A (zh) * 2014-12-16 2015-05-06 上海天马有机发光显示技术有限公司 一种驱动电路及发光控制电路、显示面板、显示装置

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