JP5712310B2 - 半導体装置、表示装置、表示モジュール及び電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置に関する。特に、トランジスタを用いて構成されるシフトレジスタ
に関する。また、半導体装置を具備する表示装置、及び当該表示装置を具備する電子機器
に関する。
近年、液晶表示装置や発光装置などの表示装置は、液晶テレビなどの大型表示装置の増加
から、活発に開発が進められている。特に絶縁体上に非結晶半導体により形成されたトラ
ンジスタを用いて、画素回路、及びシフトレジスタ回路等を含む駆動回路(以下、内部回
路という)を一体形成する技術は、低消費電力化、低コスト化に大きく貢献するため、活
発に開発が進められている。絶縁体上に形成された内部回路は、FPC等を介して絶縁体
の外に配置されたコントローラIC等に(以下、外部回路という)接続され、その動作が
制御されている。
また、絶縁体上に一体形成された内部回路として、非結晶半導体のトランジスタを用いて
構成されるシフトレジスタ回路が考案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、上記シフトレジスタ回路は、出力端子がフローティング状態になる期間が
あるため、ノイズが出力端子に発生しやすくなっていた。この出力端子に発生したノイズ
によって、シフトレジスタ回路が誤動作していた。
上記問題点を解決するために、出力端子がフローティング状態にならないシフトレジスタ
回路が考案されている。いわゆるスタティック駆動によって、このシフトレジスタ回路は
動作する(特許文献2参照)。
特許文献2に示すシフトレジスタ回路は、スタティック駆動を可能にしている。そのため
、このシフトレジスタ回路は、出力端子がフローティング状態にならないため、出力端子
に発生するノイズを減らすことができる。
国際公開第95/31804号パンフレット 特開2004−78172号公報
上記、特許文献2に示すシフトレジスタ回路では、その動作期間が1選択信号を出力する
選択期間と、非選択信号を出力する非選択期間とに分かれており、この動作期間のうちほ
とんどの期間が非選択期間になる。非選択期間においては、出力端子にトランジスタを介
して低電位を供給している。つまり、この出力端子に低電位を供給するためのトランジス
タは、シフトレジスタ回路の動作期間のうちほとんどの期間においてオンしている。
非結晶半導体を用いて作製されるトランジスタの特性は、オンする時間、及び印加する電
位に従って、劣化することが知られている。中でも、トランジスタのしきい値電位が上昇
するしきい値電位シフトは、トランジスタ特性が劣化するときに顕著に表れる。このしき
い値電位シフトがシフトレジスタ回路の誤動作の大きな原因の1つであった。
このような問題点に鑑み、本発明では、非選択期間においてもノイズが少なく、且つトラ
ンジスタの劣化を抑制できるシフトレジスタ回路、当該シフトレジスタ回路を具備する半
導体装置又は表示装置、若しくは当該表示装置を具備する電子機器を提供することを目的
とする。
本発明は、半導体装置が有するトランジスタが常時オンしていることをなくして、当該ト
ランジスタの特性劣化を抑制することを特徴としている。
本発明の半導体装置の一は、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトラ
ンジスタと、インバータと、第1の配線と、第2の配線と、第3の配線とを有し、前記第
1のトランジスタは、第1端子が前記第1の配線に電気的に接続され、第2端子が前記第
2のトランジスタの第2端子に電気的に接続され、ゲート端子が前記インバータの第1端
子に電気的に接続され、前記第2のトランジスタは、第1端子が前記第2の配線に電気的
に接続され、ゲート端子が前記第3のトランジスタの第2端子に電気的に接続され、前記
第3のトランジスタは、第1端子が前記第3の配線に電気的に接続され、ゲート端子が前
記インバータの第2端子に電気的に接続され、前記第1のトランジスタのゲート端子は、
当該ゲート端子を浮遊状態にするためのトランジスタに電気的に接続されていることを特
徴とする。
本発明の半導体装置の一は、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトラ
ンジスタと、第4のトランジスタと、第5のトランジスタと、第1の配線と、第2の配線
と、第3の配線と、第4の配線とを有し、前記第1のトランジスタは、第1端子が前記第
1の配線に電気的に接続され、第2端子が前記第2のトランジスタの第2端子に電気的に
接続され、ゲート端子が前記第4のトランジスタのゲート端子に電気的に接続され、前記
第2のトランジスタは、第1端子が前記第2の配線に電気的に接続され、ゲート端子が前
記第3のトランジスタの第2端子に電気的に接続され、前記第3のトランジスタは、第1
端子が前記第3の配線に電気的に接続され、ゲート端子が前記第4のトランジスタの第2
端子、及び前記第5のトランジスタの第2端子に電気的に接続され、前記第4のトランジ
スタは、第1端子が前記第2の配線に電気的に接続され、前記第5のトランジスタは、第
1端子が前記第4の配線に電気的に接続され、ゲート端子が前記第4の配線に電気的に接
続され、前記第1のトランジスタのゲート端子は、当該ゲート端子を浮遊状態にするため
のトランジスタに電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の半導体装置の一は、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトラ
ンジスタと、第4のトランジスタと、第5のトランジスタと、第6のトランジスタと、第
1の配線と、第2の配線と、第3の配線と、第4の配線と、第5の配線とを有し、前記第
1のトランジスタは、第1端子が前記第1の配線に電気的に接続され、第2端子が前記第
2のトランジスタの第2端子に電気的に接続され、ゲート端子が前記第4のトランジスタ
のゲート端子、及び前記第6のトランジスタの第2端子に電気的に接続され、前記第2の
トランジスタは、第1端子が前記第2の配線に電気的に接続され、ゲート端子が前記第3
のトランジスタの第2端子に電気的に接続され、前記第3のトランジスタは、第1端子が
前記第3の配線に電気的に接続され、ゲート端子が前記第4のトランジスタの第2端子、
及び前記第5のトランジスタの第2端子に電気的に接続され、前記第4のトランジスタは
、第1端子が前記第2の配線に電気的に接続され、前記第5のトランジスタは、第1端子
が前記第4の配線に電気的に接続され、ゲート端子が前記第4の配線に電気的に接続され
、前記第6のトランジスタは、第1端子が前記第4のトランジスタに電気的に接続され、
ゲート端子が前記第5の配線に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の半導体装置の一は、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトラ
ンジスタと、第4のトランジスタと、第5のトランジスタと、第6のトランジスタと、第
7のトランジスタと、第1の配線と、第2の配線と、第3の配線と、第4の配線と、第5
の配線とを有し、前記第1のトランジスタは、第1端子が前記第1の配線に電気的に接続
され、第2端子が前記第2のトランジスタの第2端子に電気的に接続され、ゲート端子が
前記第4のトランジスタのゲート端子、前記第6のトランジスタの第2端子、及び前記第
7のトランジスタの第2端子に電気的に接続され、前記第2のトランジスタは、第1端子
が前記第2の配線に電気的に接続され、ゲート端子が前記第3のトランジスタの第2端子
、及び前記第7のトランジスタのゲート端子に電気的に接続され、前記第3のトランジス
タは、第1端子が前記第3の配線に電気的に接続され、ゲート端子が前記第4のトランジ
スタの第2端子、及び前記第5のトランジスタの第2端子に電気的に接続され、前記第4
のトランジスタは、第1端子が前記第2の配線に電気的に接続され、前記第5のトランジ
スタは、第1端子が前記第4の配線に電気的に接続され、ゲート端子が前記第4の配線に
電気的に接続され、前記第6のトランジスタは、第1端子が前記第4のトランジスタに電
気的に接続され、ゲート端子が前記第5の配線に電気的に接続され、前記第7のトランジ
スタは、第1端子が前記第2の配線に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の半導体装置の一は、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトラ
ンジスタと、第4のトランジスタと、第5のトランジスタと、第6のトランジスタと、第
7のトランジスタと、第8のトランジスタと、第1の配線と、第2の配線と、第3の配線
と、第4の配線と、第5の配線と第6の配線とを有し、前記第1のトランジスタは、第1
端子が前記第1の配線に電気的に接続され、第2端子が前記第2のトランジスタの第2端
子に電気的に接続され、ゲート端子が前記第4のトランジスタのゲート端子、前記第6の
トランジスタの第2端子、前記第7のトランジスタの第2端子、及び前記第8のトランジ
スタの第2端子に電気的に接続され、前記第2のトランジスタは、第1端子が前記第2の
配線に電気的に接続され、ゲート端子が前記第3のトランジスタの第2端子、及び前記第
7のトランジスタのゲート端子に電気的に接続され、前記第3のトランジスタは、第1端
子が前記第3の配線に電気的に接続され、ゲート端子が前記第4のトランジスタの第2端
子、及び前記第5のトランジスタの第2端子に電気的に接続され、前記第4のトランジス
タは、第1端子が前記第2の配線に電気的に接続され、前記第5のトランジスタは、第1
端子が前記第4の配線に電気的に接続され、ゲート端子が前記第4の配線に電気的に接続
され、前記第6のトランジスタは、第1端子が前記第4のトランジスタに電気的に接続さ
れ、ゲート端子が前記第5の配線に電気的に接続され、前記第7のトランジスタは、第1
端子が前記第2の配線に電気的に接続され、前記第8のトランジスタは、第1端子が前記
第2の配線に電気的に接続され、ゲート端子が前記第6の配線に電気的に接続されている
ことを特徴とする。
また、本発明において、前記第4のトランジスタのチャネル長Lとチャネル幅Wの比W/
Lは、前記第5のトランジスタのチャネル長Lとチャネル幅Wの比W/Lの10倍以上で
あってもよい。
また、本発明において、前記第1のトランジスタ、及び前記第3のトランジスタは、同じ
導電型でもよい。
また、本発明において、前記第1のトランジスタ、及び前記第4のトランジスタは、Nチ
ャネル型でもよいし、Pチャネル型でもよい。
また、本発明において、前記第1のトランジスタの第2端子と、ゲート端子との間に電気
的に接続された容量素子が設けられていてもよい。
また、本発明において、前記容量素子の代わりに、MOSトランジスタを用いて、容量が
形成されていてもよい。
また、本発明において、前記容量素子は、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第
2の電極とに挟持された絶縁体とを有し、前記第1の電極が半導体層であり、前記第2の
電極がゲート配線層であり、前記絶縁体がゲート絶縁膜でもよい。
また、本発明において、前記第1の配線には、クロック信号が供給され、前記第3の配線
には、前記クロック信号と位相が180度異なる反転クロック信号が供給されていてもよ
い。
本発明の表示装置の一は、複数の画素と、駆動回路とを有する表示装置であって、前記画
素は、駆動回路によって制御され、前記駆動回路は、複数のトランジスタと、前記トラン
ジスタを常時オンしないようにする回路とを有することを特徴とする。
また、本発明において、駆動回路は上記説明した半導体装置を有していてもよい。
また、本発明において、前記画素は、少なくとも1つのトランジスタを有し、前記画素が
有するトランジスタと、前記駆動回路が有するトランジスタとは、同じ導電型であっても
よい。
また、本発明において、前記画素は、前記駆動回路と同一基板上に形成されてもよい。
また、本発明の表示装置は電子機器に適用されたものであってもよい。
以上、本発明は、前記第2のトランジスタ、及び前記第7のトランジスタを常時オンしな
いようにするために、前記第3の配線に供給されている信号によって、前記第2のトラン
ジスタ、及び前記第7のトランジスタのオンあるいはオフを制御するものである。
また、前記第1のトランジスタがオンするときに、前記第2のトランジスタがオンしない
ように、前記第1のトランジスタのゲート端子をインバータを介して前記第2のトランジ
スタのゲート端子に接続することで、前記第3のトランジスタをオフしている。この前記
第3のトランジスタがオフする前に、前記第2のトランジスタがオフしていれば、前記第
2のトランジスタは引き続きオフする。したがって、前記第1の配線と第2の配線とが前
記第1のトランジスタ、及び前記第2のトランジスタを介して導通することはない。
なお、前記第1のトランジスタがオンして、前記第2のトランジスタがオフしているとき
に、前記第1の配線の電位が変化すれば、前記第1のトランジスタの第2端子の電位も変
化する。このとき、前記第1のトランジスタのゲート端子が浮遊状態であれば、前記第1
のトランジスタのゲート端子の電位は、前記容量素子の容量結合によって同時に変化する
。ここで、前記第1のトランジスタのゲート端子の電位は、前記第1の配線の電位と前記
第1のトランジスタのしきい値電位との和以上、又は以下の値まで変化すれば、前記第1
のトランジスタは引き続きオンする。このように、前記第1の配線の電位が変化しても、
前記第1のトランジスタがオンし、前記第1のトランジスタの第1端子と第2端子とを同
電位にする機能も有する。
なお、明細書に示すスイッチは、例えば電気的スイッチ、機械的なスイッチを用いること
ができる。つまり電流の流れを制御できるものであればよく、特定のものに限定されない
。トランジスタでもよいし、ダイオード(PNダイオード、PINダイオード、ショット
キーダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど)でもよいし、それらを組み合わせ
た論理回路でもよい。よって、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、そのトランジ
スタは、単なるスイッチとして動作するため、トランジスタの極性(導電型)は特に限定
されない。ただし、オフ電流が少ない方が望ましい場合、オフ電流が少ない方の極性のト
ランジスタを用いることが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、LDD領
域を設けているものやマルチゲート構造にしているもの等がある。また、スイッチとして
動作させるトランジスタのソース端子の電位が、低電位側電源(Vss、GND、0Vな
ど)に近い状態の場合はNチャネル型を、反対に、ソース端子の電位が、高電位側電源(
Vddなど)に近い状態の場合はPチャネル型を用いることが望ましい。なぜなら、ゲー
トとソースの間の電圧の絶対値を大きくできるため、スイッチとして機能させる際に動作
させやすいからである。なお、Nチャネル型とPチャネル型の両方を用いて、CMOS型
のスイッチにしてもよい。
なお、本発明において接続されているとは、電気的に接続されていることと同義である。
したがって、間に別の素子やスイッチなどが配置されていてもよい。
なお、表示素子、表示素子を有する装置である表示装置、発光素子、発光素子を有する装
置である発光装置は、様々な形態を用いたり、様々な素子を有することが出来る。例えば
、EL素子(有機EL素子、無機EL素子又は有機物及び無機物を含むEL素子)、電子
放出素子、液晶素子、電子インクなど、電気磁気的作用によりコントラストが変化する表
示媒体を適用することができる。なお、EL素子を用いた表示装置としてはELディスプ
レイ、電子放出素子を用いた表示装置としてはフィールドエミッションディスプレイ(F
ED)やSED方式平面型ディスプレイ(SED:Surface−conductio
n Electron−emitter Display)など、液晶素子を用いた表示
装置としては液晶ディスプレイ、電子インクを用いた表示装置としては電子ペーパーがあ
る。
なお、本発明において、適用可能なトランジスタの種類に限定はなく、非結晶シリコンや
多結晶シリコンに代表される非単結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタ(TFT)、半
導体基板やSOI基板を用いて形成されるトランジスタ、MOS型トランジスタ、接合型
トランジスタ、バイポーラトランジスタ、ZnO、a−InGaZnOなどの化合物半導
体を用いたトランジスタ、有機半導体やカーボンナノチューブを用いたトランジスタ、そ
の他のトランジスタを適用することができる。また、トランジスタが配置されている基板
の種類に限定はなく、単結晶基板、SOI基板、ガラス基板、プラスチック基板などに配
置することが出来る。
なお、すでに述べたように、本発明におけるトランジスタは、どのようなタイプのトラン
ジスタでもよいし、どのような基板上に形成されていてもよい。したがって、回路の全て
ガラス基板上に形成されていてもよいし、プラスチック基板に形成されていてもよいし、
単結晶基板に形成されていてもよいし、SOI基板上に形成されていてもよいし、どのよ
うな基板上に形成されていてもよい。あるいは、回路の一部が、ある基板に形成されてお
り、回路の別の一部が、別の基板に形成されていてもよい。つまり、回路の全てが同じ基
板上に形成されていなくてもよい。例えば、回路の一部は、ガラス基板上にトランジスタ
を用いて形成し、回路の別の一部は、単結晶基板上に形成し、そのICチップをCOG(
Chip On Glass)で接続してガラス基板上に配置してもよい。あるいは、そ
のICチップをTAB(Tape Automated Bonding)やプリント基
板を用いてガラス基板と接続してもよい。
なお、トランジスタの構成は、特に限定されない。例えば、ゲート本数が2本以上になっ
ているマルチゲート構造になっていてもよいし、チャネルの上下にゲート電極が配置され
ている構造でもよいし、チャネルの上にゲート電極が配置されている構造でもよいし、チ
ャネルの下にゲート電極が配置されている構造でもよいし、正スタガ構造であってもよい
し、逆スタガ構造でもよいし、チャネル領域が複数の領域に分かれていてもよいし、並列
に接続されていてもよいし、直列に接続されていてもよいし、チャネル(もしくはその一
部)にソース電極やドレイン電極が重なっていてもよいし、LDD領域があってもよい。
なお、本明細書においては、一画素とは画像の最小単位を示すものとする。よって、R(
赤)G(緑)B(青)の色要素からなるフルカラー表示装置の場合には、一画素とはRの
色要素のドットとGの色要素のドットとBの色要素のドットとから構成されるものとする
なお、本明細書において、画素がマトリクスに配置されているとは、縦縞と横縞を組み合
わせたいわゆる格子状に配置されている場合はもちろんのこと、三色の色要素(例えばR
GB)でフルカラー表示を行う場合に、三つの色要素のドットがいわゆるデルタ配置され
ている場合も含むものとする。また、色要素のドット毎にその発光領域の大きさが異なっ
ていてもよい。
トランジスタとは、それぞれ、ゲート電極と、ドレイン領域と、ソース領域とを含む少な
くとも三つの端子を有する素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル形成領
域を有する。ここで、ソース領域とドレイン領域とは、トランジスタの構造や動作条件等
によって変わるため、いずれがソース領域またはドレイン領域であるかを限定することが
困難である。そこで、本明細書においては、ソース領域及びドレイン領域として機能する
領域を、それぞれ第1端子、第2端子と表記する。
なお、本明細書において、半導体装置とは半導体素子(トランジスタやダイオードなど)
を含む回路を有する装置をいう。また、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般
でもよい。また、表示装置とは、基板上に液晶素子やEL素子などの表示素子を含む複数
の画素やそれらの画素を駆動させる周辺駆動回路が形成された表示パネル本体だけでなく
、それにフレキシブルプリントサーキット(FPC)やプリント配線基板(PWB)が取
り付けられたものも含む。また、発光装置とは、EL素子やFEDで用いる素子などの自
発光型の表示素子を用いている表示装置をいう。
本発明の半導体装置は、第3の配線に供給されている信号によってオン、オフが制御され
るトランジスタを一定時間毎にオンさせることができる。こうすることで、本発明の半導
体装置を用いたシフトレジスタ回路の該トランジスタは非選択期間において常時オンして
いないので、該トランジスタのしきい値電位のシフトを抑制することができる。また、本
発明の半導体装置を用いたシフトレジスタ回路の出力端子は、該トランジスタを介して一
定期間毎に電源電位が供給される。そのため、本発明の半導体装置を用いたシフトレジス
タ回路は、出力端子に発生するノイズを抑制することができる。
実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態1を示す図。 実施の形態2を示す図。 実施の形態2を示す図。 実施の形態2を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態4を示す図。 実施の形態4を示す図。 実施の形態4を示す図。 実施の形態4を示す図。 実施例1を示す図。 実施例1を示す図。 実施例1を示す図。 実施例2を示す図。 実施例3を示す図。 実施例3を示す図。 実施例3を示す図。 実施例3を示す図。 実施例4を示す図。 実施例4を示す図。 実施例4を示す図。 実施例4を示す図。 実施例4を示す図。 実施例4を示す図。 実施例4を示す図。 実施例4を示す図。 実施例4を示す図。 実施例4を示す図。 実施例4を示す図。 実施例4を示す図。 実施例7を示す図。 実施例7を示す図。 実施例7を示す図。 実施例7を示す図。 実施例6を示す図。 実施例5を示す図。 実施例3を示す図。 実施例3を示す図。 実施例3を示す図。 実施例3を示す図。 実施の形態4を示す図。 実施の形態5を示す図。 実施の形態3を示す図。 実施の形態3を示す図。
以下、本発明の実施の形態及び実施例において図面を参照しながら説明する。但し、本発
明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱
することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解され
る。従って、本実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。
(実施の形態1)
図1に、本発明のシフトレジスタ回路が有するフリップフロップ回路10の一形態を示す
。本発明のシフトレジスタ回路はフリップフロップ回路10を複数段有している。図1に
示すフリップフロップ回路10は、トランジスタ11、トランジスタ12、トランジスタ
13、トランジスタ14、トランジスタ15、トランジスタ16、トランジスタ17、ト
ランジスタ18、及び2つの電極を持つ容量素子19を有している。ただし、容量素子1
9は、トランジスタ12のゲート容量で代用できる場合には、必ずしも必要ではない。
フリップフロップ回路10に示すように、トランジスタ11のゲート端子が入力端子IN
1に接続され、第1端子が第1の電源に接続され、第2端子がトランジスタ12のゲート
端子、トランジスタ14の第2端子、トランジスタ15のゲート端子、トランジスタ17
の第2端子、及び容量素子19の第2電極に接続されている。トランジスタ15の第1端
子が第2の電源に接続され、第2端子がトランジスタ16の第2端子、及びトランジスタ
18のゲート端子に接続されている。トランジスタ16のゲート端子、及び第1端子が第
1の電源に接続されている。トランジスタ18の第1端子が入力端子IN3に接続され、
第2端子がトランジスタ13のゲート端子、及びトランジスタ14のゲート端子に接続さ
れている。トランジスタ13の第1端子が第2の電源に接続され、第2端子が容量素子1
9の第1電極、トランジスタ12の第2端子、及び出力端子OUTに接続されている。ト
ランジスタ12の第1端子が入力端子IN2に接続されている。トランジスタ14の第1
端子が第2の電源に接続されている。トランジスタ17のゲート端子が入力端子IN4に
接続され、第1端子が第2の電源に接続されている。
なお、フリップフロップ回路10では、トランジスタ11の第2端子、トランジスタ12
のゲート端子、トランジスタ14の第2端子、トランジスタ15のゲート端子、トランジ
スタ17の第2端子、及び容量素子19の第2電極の節点をN1とする。トランジスタ1
5の第2端子、及びトランジスタ16の第2端子の節点をN2とする。トランジスタ13
のゲート端子、トランジスタ14のゲート端子、及びトランジスタ18の第2端子の節点
をN3とする。
また、第1の電源には、電源電位VDDが供給され、第2の電源には電源電位VSSが供
給されている。第1の電源の電源電位VDDと第2の電源の電源電位VSSとの電位差(
VDD−VSS)が、フリップフロップ回路10の電源電圧に相当する。また、電源電位
VDDは、電源電位VSSよりも高い電位である。
また、入力端子IN1〜入力端子IN4には、それぞれ制御信号が供給されている。また
、出力端子OUTは、出力信号を出力している。入力端子IN1には、制御信号として前
の段のフリップフロップ回路10の出力信号が供給されている。入力端子IN4には、制
御信号として次の段のフリップフロップ回路10の出力信号が供給されている。
また、トランジスタ11〜トランジスタ18は、それぞれNチャネル型である。ただし、
トランジスタ11〜トランジスタ18は、それぞれPチャネル型でもよい。
次に、図2に示すタイミングチャートを用いて、図1に示すフリップフロップ回路10の
動作について説明する。図2は、図1に示した入力端子IN1〜入力端子IN4にそれぞ
れ供給される制御信号と、出力端子OUTから出力される出力信号と、節点N1〜節点N
3の電位のタイミングチャートを示している。また、図2に示すタイミングチャートは、
便宜上、期間T1〜期間T4に分割している。
なお、期間T4以降の期間では、期間T3と期間T4とを順に繰り返している。また、図
2では、期間T1を選択準備期間と定義し、期間T2を選択期間と定義し、期間T3、及
び期間T4を非選択期間と定義する。つまり、1つの選択準備期間と、1つの選択期間と
、複数の非選択期間とを順に繰り返している。
また、図2に示すタイミングチャートでは、制御信号、及び出力信号は2値の値をもって
いる。つまり、これらの信号はデジタル信号であり、これらのデジタル信号の電位はH信
号のときは第1の電源の電源電位と同電位であるVDD(以下、電位VDD、又はHレベ
ルともいう)であり、L信号のときは第2の電源の電源電位と同電位であるVSS(以下
、電位VSS、又はLレベルともいう)である。
また、図3〜図6は、それぞれ期間T1〜期間T4の動作に対応したフリップフロップ回
路10を示している。
また、図3〜図6では、実線で示したトランジスタがオンしていることを示している。破
線で示したトランジスタがオフしていることを示している。実線で示した配線は電源、又
は入力端子に接続されていることを示している。破線で示した配線が電源、又は入力端子
に接続されていないことを示している。
次に、図3〜図6を用いて、各期間ごとの動作について説明する。
まず、期間T1におけるフリップフロップ回路10の動作について、図3を用いて説明す
る。図3は、期間T1におけるフリップフロップ回路10の接続状態を示す図である。
期間T1では、入力端子IN1はHレベルになり、トランジスタ11がオンする。入力端
子IN4はLレベルになり、トランジスタ17がオフする。節点N3は後に説明する期間
T3で得たVSSを維持しているため、トランジスタ14がオフする。節点N1はトラン
ジスタ11を介して第1の電源と導通し、節点N1の電位が上昇してVn11になる。節
点N1がVn11になると、トランジスタ11がオフする。ここで、Vn11は、電源電
位VDDからトランジスタ11のしきい値電位Vth11を引いた値(VDD−Vth1
1)である。なお、Vn11は、トランジスタ12、及びトランジスタ15をオンできる
電位である。
節点N1の電位はVn11になり、トランジスタ11がオフし、トランジスタ12、及び
トランジスタ15がオンする。節点N2はトランジスタ15を介して第2の電源と導通、
及びトランジスタ16を介して第1の電源と導通し、節点N2の電位がVn21になる。
ここで、Vn21は、トランジスタ16とトランジスタ15との動作点によって決定され
る。なお、トランジスタ15とトランジスタ16は、その2つのトランジスタを用いてイ
ンバータを構成している。よって、トランジスタ15のゲート端子(節点N1)にHレベ
ルの信号が入力されたときには、節点N2にはLレベルの信号が入力される。ここで、V
n21は、トランジスタ18をオフできる電位である。したがって、入力端子IN3がH
レベルであっても、トランジスタ18がオフしているので、節点N3はVSSを維持する
ことができる。入力端子IN2はLレベルになっており、出力端子OUTはトランジスタ
12を介して入力端子IN2と導通し、出力端子OUTの電位がVSSになる。
節点N2の電位はVn21になり、トランジスタ18がオフしているので、節点N3はV
SSを維持し、トランジスタ13、及びトランジスタ14がオフする。
以上の動作により、期間T1では、トランジスタ12をオンしており、出力端子OUTを
Lレベルにしている。また、トランジスタ11がオフなので、節点N1をフローティング
状態にしている。
次に、期間T2におけるフリップフロップ回路10の動作について、図4を用いて説明す
る。図4は、期間T2におけるフリップフロップ回路10の接続状態を示す図である。
期間T2では、入力端子IN1はLレベルになり、トランジスタ11がオフしている。入
力端子IN4はLレベルのままであり、トランジスタ17がオフしている。そのため、節
点N1は期間T1に引き続きフローティング状態になり、期間T1の電位Vn11を維持
する。
節点N1の電位はVn11を維持しているため、トランジスタ12がオンしている。そし
て、入力端子IN2がHレベルになる。すると、出力端子OUTはトランジスタ12を介
して入力端子IN2と導通しているため、出力端子OUTの電位がVSSから上昇する。
節点N1の電位は容量素子19の容量結合によってVn12に変化し、トランジスタ12
がオンし続ける。いわゆるブートストラップ動作が行われる。その結果、出力端子OUT
は入力端子IN2の電位であるVDDと等しい電位まで上昇する。なお、Vn12は、電
位VDDとトランジスタ12のしきい値電位Vth12との和以上の値である。
節点N1の電位がVn12になっても、トランジスタ15は引き続きオンのままである。
そのため、節点N2の電位、及び節点N3の電位は、期間T1のときの電位と同じ電位に
なる。
以上の動作により、期間T2では、ブートストラップ動作により、フローティング状態の
節点N1の電位を上昇させることで、トランジスタ12がオンし続けている。よって、出
力端子OUTの電位をVDDにし、出力端子OUTをHレベルにしている。
次に、期間T3におけるフリップフロップ回路10の動作について、図5を用いて説明す
る。図5は、期間T3におけるフリップフロップ回路10の接続状態を示す図である。
期間T3では、入力端子IN1はLレベルのままであり、トランジスタ11がオフしてい
る。入力端子IN4はHレベルになり、トランジスタ17がオンする。すると、節点N1
はトランジスタ17を介して第2の電源と導通し、節点N1の電位がVSSになる。
節点N1の電位はVSSになり、トランジスタ12、及びトランジスタ15がオフする。
節点N2はトランジスタ16を介して第1の電源と導通しているので、節点N2の電位が
上昇してVn22になる。ここで、Vn22は、電源電位VDDからトランジスタ16の
しきい値電位Vth16を引いた値(VDD−Vth16)である。なお、Vn22は、
トランジスタ18をオンできる電位である。
節点N2の電位はVn22になり、トランジスタ18がオンする。そして、入力端子IN
3はHレベルになっているので、節点N3はトランジスタ18を介して入力端子IN3と
導通し、節点N3の電位がVn31になる。ここで、Vn31は、節点N2の電位Vn2
2からトランジスタ18のしきい値電位Vth18を引いた値(Vn22−Vth18)
になる。なお、Vn31は、電源電位VDDからトランジスタ16のしきい値電位Vth
16、及びトランジスタ18のしきい値電位Vth18を引いた値(VDD−Vth16
−Vth18)に相当する。また、Vn31は、トランジスタ13、及びトランジスタ1
4をオンできる電位である。
節点N3の電位はVn31になり、トランジスタ13がオンする。そして、出力端子OU
Tはトランジスタ13を介して第2の電源と導通しているので、出力端子OUTの電位が
VSSになる。
以上の動作により、期間T3では、節点N1にVSSを供給し、トランジスタ12、及び
トランジスタ15をオフしている。また、節点N3をHレベルにし、トランジスタ13、
及びトランジスタ14をオンしている。よって、出力端子OUTの電位をVSSにし、出
力端子OUTをLレベルにしている。
次に、期間T4におけるフリップフロップ回路10の動作について、図6を用いて説明す
る。図6は、期間T4におけるフリップフロップ回路10の接続状態を示す図である。
期間T4では、入力端子IN3はLレベルになり、節点N3の電位がVSSになる。よっ
て、トランジスタ13がオフする。また、トランジスタ14もオフする。入力端子IN4
はLレベルになり、トランジスタ17がオフする。すると、節点N1はフローティング状
態になり、節点N1の電位はVSSを維持する。
節点N1の電位はVSSのままなので、トランジスタ12がオフのままであり、トランジ
スタ15もオフのままである。よって、節点N2はVn22のままであり、トランジスタ
18がオフのままである。
トランジスタ12、及びトランジスタ13はオフするため、出力端子OUTはフローティ
ング状態になる。よって、出力端子OUTの電位は、VSSを維持する。
以上の動作により、期間T4では、出力端子OUTの電位をVSSに維持し、トランジス
タ13、及びトランジスタ14をオフできる。このようにトランジスタ13、及びトラン
ジスタ14は常時、オンにならないので、トランジスタ13、及びトランジスタ14の特
性劣化を抑制することができる。
期間T1〜期間T4の関係について説明する。期間T1の次の期間は期間T2であり、期
間T2の次の期間は期間T3であり、期間T3の次の期間は期間T4である。ここで、期
間T4の次の期間は期間T1、又は期間T3である。つまり、期間T4の次の期間は、入
力端子IN1がHレベルになれば期間T1になり、入力端子IN1がLレベルのままであ
れば期間T3になる。また、期間T3が期間T4の次の期間だった場合は、入力端子IN
4はLレベルのままであり、トランジスタ17がオフのままである。
ここで、トランジスタ11〜トランジスタ18、及び容量素子19が有する機能を以下に
説明する。
トランジスタ11は、入力端子IN1に供給される制御信号に応じて、第1の電源と節点
N1とを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。期間T1におい
て、トランジスタ11は節点N1に電源電位VDDを供給し、節点N1の電位がVn11
になるとオフする機能を有する。
また、トランジスタ11は、入力端子IN1に供給される制御信号に応じて、節点N1を
フローティング状態(浮遊状態)にする機能を有する。期間T1、及び期間T2において
、節点N1の電位がVn11以上になるとオフする機能を有する。
トランジスタ12は、節点N1の電位に応じて、入力端子IN2と出力端子OUTとを接
続するかしないかを選択するスイッチしての機能を有する。期間T1において、トランジ
スタ12は、出力端子OUTにVSSを供給する機能を有する。期間T2において、トラ
ンジスタ12は、出力端子OUTにVDDを供給する機能を有する。
トランジスタ13は、節点N3の電位に応じて、第2の電源と出力端子OUTとを接続す
るかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。期間T3において、トランジス
タ13は出力端子OUTに電源電位VSSを供給する機能を有する。
トランジスタ14は、節点N3の電位に応じて、第2の電源と節点N1とを接続するかし
ないかを選択するスイッチとしての機能を有する。期間T3において、トランジスタ13
は、節点N1に電源電位VSSを供給する機能を有する。
トランジスタ15は、節点N1の電位に応じて、第2の電源と節点N2とを接続するかし
ないかを選択するスイッチとしての機能を有する。期間T1、及び期間T2において、ト
ランジスタ15は、節点N2に電源電位VSSを供給する機能を有する。
トランジスタ16は、入力端子を第1の電源、出力端子を節点N2とするダイオードとし
ての機能を有する。
トランジスタ17は、入力端子IN4に供給される制御信号に応じて、第2の電源と節点
N1とを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。期間T2の後の
期間T3において、トランジスタ17は、電源電位VSSを節点N1に供給するための機
能を有する。
トランジスタ18は、節点N2の電位に応じて、入力端子IN3と節点N3とを接続する
かしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。期間T3において、トランジスタ
18は、節点N3にVDDを供給するための機能を有する。また、期間T4において、ト
ランジスタ18は、節点N3にVSSを供給する機能を有する。
容量素子19は、出力端子OUTの電位に応じて、節点N1の電位を変化させるための機
能を有する。期間T2において、容量素子19は、出力端子OUTの電位の上昇によって
、節点N1の電位を上昇させる機能を有する。
このように、図1に示すフリップフロップ回路10では、トランジスタ13、及びトラン
ジスタ14が期間T3においてオンし、期間T4においてオフすることで、トランジスタ
13、及びトランジスタ14が常時オンすることを避けられる。従って、トランジスタ1
3、及びトランジスタ14の特性劣化が抑制される。そのため、図1に示すフリップフロ
ップ回路10は、トランジスタ13、及びトランジスタ14の特性劣化による誤動作も抑
制することができる。
また、トランジスタ13、及びトランジスタ14がオンすると、電源電位VSSが出力端
子OUT、及び節点N1に供給される。そのため、図1に示すフリップフロップ回路10
は、一定期間毎に出力端子OUT、及び節点N1に電源電位VSSを供給でき、出力端子
OUT、及び節点N1の電位の変動を減らすことができる。
また、図1に示したフリップフロップ回路10は、全てNチャネル型のトランジスタで構
成されているので、半導体層にアモルファスシリコンを用いることができ、製造工程の簡
略化を図ることができる。したがって、製造コストの削減や歩留まりの向上を図ることが
できる。さらに、大型の表示パネルを作成することも可能となる。また、本発明のフリッ
プフロップ回路を用いることにより、特性が劣化しやすいアモルファスシリコンのトラン
ジスタを用いても、半導体装置の寿命を長くすることができる。
なお、期間T1〜期間T4において、フリップフロップ回路10がそれぞれ図3〜図6の
状態を満たすようにトランジスタ、又はスイッチなどの素子を入れてればよい。
なお、容量素子19は、ゲート配線層と半導体層とによって形成されることが望ましい。
ゲート配線層と半導体層とは、ゲート絶縁膜を介して堆積されている。ゲート絶縁膜の膜
圧は層間膜などの他の絶縁層に比べて非常に薄いため、容量素子は絶縁体としてゲート絶
縁膜を用いると小面積、大容量になる。
なお、トランジスタ15のサイズ(W/L)は、トランジスタ16のサイズよりも大きい
ことが望ましい。ここで、「W」はトランジスタのチャネル幅を示し、「L」はトランジ
スタのチャネル長を示す。トランジスタ15がオンする場合、節点N2の電位はトランジ
スタ15、トランジスタ16との動作点によって決定される。つまり、トランジスタ15
のサイズがトランジスタ16のサイズよりも十分大きくないと、節点N2の電位が高くな
り、トランジスタ18がオフできなくなる。したがって、トランジスタ18がオフするよ
うにするために、トランジスタ15のサイズは、トランジスタ16のサイズよりも十分大
きくしておく必要がある。
また、トランジスタ15のサイズは、トランジスタ16のサイズの4倍以上であることが
望ましい。より望ましくは、10倍以上である。電源電圧が小さいときは、トランジスタ
のサイズ比は4倍程度でいいが、電源電圧が大きくなると、トランジスタのサイズ比は1
0倍程度必要となる。
ここで、レベルシフト回路などがフリップフロップ回路10の出力端子OUTに接続され
ている場合は、トランジスタのサイズ比は4倍以上が望ましい。なぜなら、フリップフロ
ップ回路10の出力信号の振幅電圧はレベルシフト回路などによって大きくなるため、フ
リップフロップ回路10が小さい電源電圧で動作することが多いからである。
また、レベルシフト回路などがフリップフロップ回路10の出力端子OUTに接続されて
いない場合は、トランジスタのサイズ比は10倍以上が望ましい。なぜなら、フリップフ
ロップ回路10の出力信号はレベルシフトせずに、なんらかの動作に適用されるため、フ
リップフロップ回路10が大きい電源電圧で動作することが多いからである。
なお、各電源電位、及び制御信号の電位は、対象とするトランジスタのオン・オフを制御
できれば、どんな電位でもよい。
例えば、電源電位VDDは、制御信号のHレベルの電位よりも高くてもよい。なぜなら、
節点N3の電位はVn31(VDD−Vth16−Vth18)であるため、電源電位V
DDが高くなれば、節点N3の電位Vn31も高くなるからである。したがって、節点N
3の電位Vn31が高くなることで、トランジスタ13、及びトランジスタ14のしきい
値電位が特性劣化によって高くなっても、トランジスタ13、及びトランジスタ14は確
実にオンすることができる。
また、電源電位VDDは、各トランジスタのオン・オフを制御できれば、制御信号のHレ
ベルの電位よりも低くてもよい。
なお、容量素子19は、トランジスタ12のゲート端子と第2端子との間のゲート容量(
寄生容量)が十分大きければ、必ずしも必要ではない。
例えば、図7のフリップフロップ回路70のように、容量素子19を接続しなくてもよい
。したがって、フリップフロップ回路70の素子数がフリップフロップ回路10の素子数
に比べて1つ少なくなるので、フリップフロップ回路70は各素子を高密度に配置するこ
とができる。
また、別の例として、図10のフリップフロップ回路100のように、トランジスタ10
1を用いて容量素子を形成してもよい。なぜなら、トランジスタ101がオンしていれば
、トランジスタ101のゲート容量は容量素子として十分に機能するからである。
なお、期間T1、及び期間T2(ブートストラップ動作時)において、トランジスタ10
1はオンしているため、チャネル領域がトランジスタ101に形成され、トランジスタ1
01が容量素子として機能する。一方、期間T3、期間T4(ブートストラップ動作をし
ていないとき)において、トランジスタ101はオフしているため、チャネル領域がトラ
ンジスタ101に形成されず、トランジスタ101は容量素子として機能しないか、小さ
い容量素子として機能する。
ここで、先ほど述べた図7のフリップフロップ回路70のように、トランジスタ101を
用いて容量素子を形成することで、トランジスタ101は必要なとき(期間T1、及び期
間T2)だけ容量素子として機能し、不必要なとき(期間T3、及び期間T4)には容量
素子として機能しないので、フリップフロップ回路100は節点N1や出力端子OUTの
電位の変化によって誤動作しにくくなる。
なお、トランジスタ101は、トランジスタ12と同じ極性である。
なお、トランジスタ11の第1端子は、期間T1、及び期間T2において、節点N1をフ
ローティング状態にできれば、どこに接続されていてもよい。
例えば、図8のフリップフロップ回路80のように、トランジスタ11の第1端子は、入
力端子IN1に接続されていてもよい。なぜなら、トランジスタ11の第1端子が入力端
子IN1に接続されていても、期間T1、及び期間T2において、節点N1をフローティ
ング状態にできるからである。
なお、図1のフリップフロップ回路10において、入力端子IN1の電位が変化すると、
ノイズがトランジスタ11の第1端子とゲート端子との間の寄生容量によって第1の電源
に発生する。また、電流がトランジスタ11のオン、オフによって第1の電源から節点N
1に流れると、ノイズがその電流の電圧降下によって第1の電源に発生する。これらのノ
イズは入力端子IN1の電位の変化によって発生する。
ここで、先ほど述べた図8のフリップフロップ回路80のように接続することにより、先
ほど述べたノイズを抑制することができる。また、第1の電源のノイズが抑制されること
により、第1の電源を用いている他の回路が安定して動作することができる。
なお、第1の電源を用いている他の回路とは、フリップフロップ回路80の出力端子OU
Tに接続されるインバータ回路、レベルシフト回路、ラッチ回路、又はPWC回路などで
ある。
なお、トランジスタ16は、トランジスタ15とでインバータ回路を構成できれば、様々
なものを用いることができる。トランジスタ16は必ずしも整流性を有している必要はな
く、電流が流れると、電圧が発生する素子であれば様々なものを用いることができる。
例えば、図9のフリップフロップ回路90のように、トランジスタ16の代わりに抵抗素
子91を接続してもよい。なぜなら、トランジスタ16の代わりに抵抗素子91を接続し
ても、抵抗素子91とトランジスタ15とで、インバータ回路を構成できるからである。
なお、トランジスタ15がオフのときに、節点N2の電位は第1の電源の電位と同じVD
Dになる。また、このときの節点N3の電位は電源電位VDDからトランジスタ18のし
きい値電位Vth18を引いた値(VDD−Vth18)になる。
ここで、先ほど述べた図9のフリップフロップ回路90のように、トランジスタ16の代
わりに抵抗素子91を用いることで、各トランジスタのしきい値電位が特性劣化によって
高くなっても、節点N2の電位はVDDになり、節点N3の電位はトランジスタ18のし
きい値電位分だけVDDよりも小さくなるだけなので、トランジスタ13、及びトランジ
スタ14がオンしやすくできる。
なお、入力端子IN1、入力端子IN2、入力端子IN3、及び入力端子IN4は制御信
号を供給されているが、本発明は必ずしもこれに限定しない。
例えば、入力端子IN1、入力端子IN2、入力端子IN3、及び入力端子IN4は、電
源電位VDDを供給されていてもよいし、電源電位VSSを供給されていてもよいし、他
の電位を供給されていてもよい。
なお、トランジスタ11の第1端子、及びトランジスタ16の第1端子は第1の電源に接
続されているが、本発明は必ずしもこれに限定しない。
例えば、トランジスタ11の第1端子、及びトランジスタ16の第1端子はそれぞれ別の
電源に接続されていてもよい。このとき、トランジスタ16の第1端子に接続する電源の
電位は、トランジスタ11の第1端子に接続されている電源の電位よりも高いことが望ま
しい。
別の例として、トランジスタ11の第1端子、及びトランジスタ16の第1端子はそれぞ
れ制御信号が供給されていてもよい。
なお、トランジスタ13の第1端子、トランジスタ14の第1端子、及びトランジスタ1
7の第1端子は第2の電源に接続されているが、本発明は必ずしもこれに限定しない。
例えば、トランジスタ13の第1端子、トランジスタ14の第1端子、及びトランジスタ
17の第1端子はそれぞれ別の電源に接続されていてもよい。
別の例として、トランジスタ13の第1端子、トランジスタ14の第1端子、及びトラン
ジスタ17の第1端子はそれぞ制御信号が供給されていてもよい。
図1で示したフリップフロップ回路10では、すべてNチャネル型のトランジスタで構成
しているが、すべてPチャネル型のトランジスタで構成していてもよい。ここで、すべて
Pチャネル型のトランジスタで構成した場合のフリップフロップ回路を図11に示す。
図11に、本発明のシフトレジスタ回路が有するフリップフロップ回路110の一形態を
示す。本発明のシフトレジスタ回路はフリップフロップ回路110を複数段有している。
図11に示すフリップフロップ回路110は、トランジスタ111、トランジスタ112
、トランジスタ113、トランジスタ114、トランジスタ115、トランジスタ116
、トランジスタ117、トランジスタ118、及び2つの電極を持つ容量素子119を有
している。ただし、容量素子119は、トランジスタ112のゲート容量で代用できる場
合には、必ずしも必要ではない。
フリップフロップ回路110に示すように、トランジスタ111のゲート端子が入力端子
IN1に接続され、第1端子が第1の電源に接続され、第2端子がトランジスタ112の
ゲート端子、トランジスタ114の第2端子、トランジスタ115のゲート端子、トラン
ジスタ117の第2端子、及び容量素子119の第2電極に接続されている。トランジス
タ115の第1端子が第2の電源に接続され、第2端子がトランジスタ116の第2端子
、及びトランジスタ118のゲート端子に接続されている。トランジスタ116のゲート
端子、及び第1端子が第1の電源に接続されている。トランジスタ118の第1端子が入
力端子IN3に接続され、第2端子がトランジスタ113のゲート端子、及びトランジス
タ114のゲート端子に接続されている。トランジスタ113の第1端子が第2の電源に
接続され、第2端子が容量素子119の第1電極、トランジスタ112の第2端子、及び
出力端子OUTに接続されている。トランジスタ112の第1端子が入力端子IN2に接
続されている。トランジスタ114の第1端子が第2の電源に接続されている。トランジ
スタ117のゲート端子が入力端子IN4に接続され、第1端子が第2の電源に接続され
ている。
なお、フリップフロップ回路110では、トランジスタ111の第2端子、トランジスタ
112のゲート端子、トランジスタ114の第2端子、トランジスタ115のゲート端子
、トランジスタ117の第2端子、及び容量素子119の第2電極の節点をN1とする。
トランジスタ115の第2端子、及びトランジスタ116の第2端子の節点をN2とする
。トランジスタ113のゲート端子、トランジスタ114のゲート端子、及びトランジス
タ118の第2端子の節点をN3とする。
また、第1の電源には、電源電位VSSが供給され、第2の電源には電源電位VDDが供
給されている。第1の電源の電源電位VSSと第2の電源の電源電位VDDとの電位差(
VDD−VSS)が、フリップフロップ回路110の電源電圧に相当する。また、電源電
位VDDは、電源電位VSSよりも高い電位である。
また、入力端子IN1〜入力端子IN4には、それぞれ制御信号が供給されている。また
、出力端子OUTは、出力信号を出力している。入力端子IN1には、制御信号として前
の段のフリップフロップ回路110の出力信号が供給されている。入力端子IN4には、
制御信号として次の段のフリップフロップ回路110の出力信号が供給されている。
また、トランジスタ111〜トランジスタ118は、それぞれPチャネル型である。ただ
し、トランジスタ111〜トランジスタ118は、それぞれNチャネル型でもよい。
次に、図12に示すタイミングチャートを用いて、図11に示すフリップフロップ回路1
10の動作について説明する。図12は、図11に示した入力端子IN1〜入力端子IN
4にそれぞれ供給される制御信号と、出力端子OUTから出力される出力信号と、節点N
1〜節点N3の電位のタイミングチャートを示している。なお、制御信号、及び出力信号
のタイミングについては、すべてNチャネル型のトランジスタで構成される場合(図1)
に対してHレベル、及びLレベルが反転している。また、図12に示すタイミングチャー
トは、便宜上、期間T1〜期間T4に分割している。
なお、期間T4以降の期間では、期間T3と期間T4とを順に繰り返している。また、図
12では、期間T1を選択準備期間と定義し、期間T2を選択期間と定義し、期間T3、
及び期間T4を非選択期間と定義する。つまり、1つの選択準備期間と、1つの選択期間
と、複数の非選択期間とを順に繰り返している。
また、図12に示すタイミングチャートでは、制御信号、及び出力信号を2値の値を持っ
たデジタル信号とする。このデジタル信号の持つ2値の電位は、H信号のときは第2の電
源の電源電位と同電位であるVDD(以下、電位VDD、又はHレベルともいう)であり
、L信号のときは第1の電源の電源電位と同電位であるVSS(以下、電位VSS、又は
Lレベルともいう)である。
次に、フリップフロップ回路110の各期間ごとの動作について説明する。
まず、期間T1におけるフリップフロップ回路110の動作について説明する。
期間T1では、入力端子IN1はLレベルになり、トランジスタ111がオンする。入力
端子IN4はHレベルになり、トランジスタ117がオフする。節点N3は後に説明する
期間T3で得たVDDを維持しているため、トランジスタ114がオフする。節点N1は
トランジスタ111を介して第1の電源と導通し、節点N1の電位が下がってVn11に
なる。節点N1がVn11になると、トランジスタ111がオフする。ここで、Vn11
は、電源電位VSSとトランジスタ111のしきい値電位Vth111の絶対値との和と
なる値(VSS+|Vth111|)である。なお、Vn11は、トランジスタ112、
及びトランジスタ115をオンできる電位である。
節点N1の電位はVn11になり、トランジスタ111がオフし、トランジスタ112、
及びトランジスタ115がオンする。節点N2はトランジスタ115を介して第2の電源
と導通、及びトランジスタ116を介して第1の電源と導通し、節点N2の電位がVn2
1になる。ここで、Vn21は、トランジスタ116とトランジスタ115との動作点に
よって決定される。なお、トランジスタ115とトランジスタ116は、その2つのトラ
ンジスタを用いてインバータを構成している。よって、トランジスタ115のゲート端子
(節点N1)にLレベルの信号が入力されたときには、節点N2にはHレベルの信号が入
力される。ここで、Vn21は、トランジスタ118をオフできる電位である。したがっ
て、入力端子IN3がLレベルであっても、トランジスタ118はオフしているので、節
点N3はVDDを維持することができる。入力端子IN2はHレベルになり、出力端子O
UTはトランジスタ112を介して入力端子IN2と導通しているので、出力端子OUT
の電位がVDDになる。
節点N2の電位はVn21になり、トランジスタ118がオフしているので、節点N3は
VDDを維持し、トランジスタ113、及びトランジスタ114がオフする。
以上の動作により、期間T1では、トランジスタ112をオンしており、出力端子OUT
をHレベルにしている。また、トランジスタ111がオフなので、節点N1をフローティ
ング状態にしている。
次に、期間T2におけるフリップフロップ回路110の動作について説明する。
期間T2では、入力端子IN1はHレベルになり、トランジスタ111がオフしている。
入力端子IN4はHレベルのままであり、トランジスタ117がオフしている。そのため
、節点N1は期間T1に引き続きフローティング状態になり、期間T1の電位Vn11を
維持する。
節点N1の電位はVn11を維持しているため、トランジスタ112がオンしている。そ
して、入力端子IN2がHレベルになる。すると、出力端子OUTはトランジスタ112
を介して入力端子IN2と導通し、出力端子OUTの電位がVDDから減少する。節点N
1の電位は容量素子119の容量結合によってVn12に変化し、トランジスタ112が
オンし続ける。いわゆるブートストラップ動作が行われる。その結果、出力端子OUTは
入力端子IN2の電位であるVSSと等しい電位まで減少する。なお、Vn12は、電位
VSSからトランジスタ112のしきい値電位Vth112の絶対値を引いた値(VSS
−|Vth112|)以下である。入力端子IN2はLレベルになっており、出力端子O
UTはトランジスタ112を介して入力端子IN2と導通しているので、出力端子OUT
の電位がVSSになる。
節点N1の電位がVn12になっても、トランジスタ115は引き続きオフのままである
。そのため、節点N2の電位、及び節点N3の電位は、期間T1のときの電位と同じ電位
になる。
以上の動作により、期間T2では、ブートストラップ動作により、フローティング状態の
節点N1の電位を下げることで、出力端子OUTをVSSにしている。
次に、期間T3におけるフリップフロップ回路110の動作について説明する。
期間T3では、入力端子IN1はHレベルのままであり、トランジスタ111がオフして
いる。入力端子IN4はLレベルになり、トランジスタ117がオンする。すると、節点
N1はトランジスタ117を介して第2の電源と導通し、節点N1の電位がVDDになる
節点N1の電位はVDDになり、トランジスタ112、及びトランジスタ115がオフす
る。節点N2はトランジスタ116を介して第1の電源と導通しているので、節点N2の
電位が減少してVn22になる。ここで、Vn22は、電源電位VSSとトランジスタ1
16のしきい値電位Vth116の絶対値との和となる値(VSS+|Vth116|)
である。なお、Vn22は、トランジスタ118をオンできる電位である。
節点N2の電位はVn22になり、トランジスタ118がオンする。そして、入力端子I
N3はLレベルになっているので、節点N3はトランジスタ118を介して入力端子IN
3と導通し、節点N3の電位がVn31になる。ここで、Vn31は、節点N2の電位V
n22とトランジスタ118のしきい値電位Vth118の絶対値との和となる値(Vn
22+|Vth118|)になる。なお、Vn31は、電源電位VSSとトランジスタ1
16のしきい値電位Vth116の絶対値、及びトランジスタ118のしきい値電位Vt
h118の絶対値との和となる値(VSS+|Vth116|+|Vth118|)に相
当する。また、Vn31は、トランジスタ113、及びトランジスタ114をオンできる
電圧である。
節点N3の電位はVn31になり、トランジスタ113がオンする。そして、出力端子O
UTはトランジスタ113を介して第2の電源と導通しているので、出力端子OUTの電
位がVDDになる。
以上の動作により、期間T3では、節点N1にVDDを供給し、トランジスタ112、及
びトランジスタ115をオフしている。また、節点N3をLレベルにし、トランジスタ1
13、及びトランジスタ114をオンしている。よって、出力端子OUTの電位をVDD
にし、出力端子OUTをHレベルにしている。
次に、期間T4におけるフリップフロップ回路110の動作について説明する。
期間T4では、入力端子IN3はHレベルになり、節点N3の電位がVDDになる。よっ
て、トランジスタ113がオフする。また、トランジスタ114もオフする。入力端子I
N4はHレベルになり、トランジスタ117がオフする。すると、節点N1はフローティ
ング状態になり、節点N1の電位がVDDを維持する。
節点N1の電位はVDDのままなので、トランジスタ112がオフのままであり、トラン
ジスタ115もオフのままである。よって、節点N2はVn22のままであり、トランジ
スタ118がオフのままである。
トランジスタ112、及びトランジスタ113はオフするため、出力端子OUTはフロー
ティング状態になる。よって、出力端子OUTの電位がVDDを維持する。
以上の動作により、期間T4では、出力端子OUTの電位をVDDに維持し、トランジス
タ113、及びトランジスタ114をオフできる。このようにトランジスタ113、及び
トランジスタ114は常時、オンにならないので、トランジスタ113、及びトランジス
タ114の特性劣化を抑制することができる。
期間T1〜期間T4の関係について説明する。期間T1の次の期間は期間T2であり、期
間T2の次の期間は期間T3であり、期間T3の次の期間は期間T4である。ここで、期
間T4の次の期間は期間T1、又は期間T3である。つまり、期間T4の次の期間は、入
力端子IN1がLレベルになれば期間T1になり、入力端子IN1がHレベルのままであ
れば期間T3になる。また、期間T3が期間T4の次の期間だった場合は、入力端子IN
4はHレベルのままであり、トランジスタ117がオフのままである。
ここで、トランジスタ111〜トランジスタ118、及び容量素子119が有する機能は
、それぞれ図1に示したトランジスタ11〜トランジスタ18、及び容量素子19と同じ
機能を有する。
このように、図11に示すフリップフロップ回路110では、トランジスタ113、及び
トランジスタ114が期間T3においてオンし、期間T4においてオフすることで、トラ
ンジスタ113、及びトランジスタ114が常時オンしていることを避けられる。従って
、トランジスタ113、及びトランジスタ114の特性劣化が抑制される。そのため、図
11に示すフリップフロップ回路110は、トランジスタ113、及びトランジスタ11
4の特性劣化による誤動作も抑制することができる。
また、トランジスタ113、及びトランジスタ114がオンすると、電源電位VDDが出
力端子OUT、及び節点N1に供給される。そのため、図11に示すフリップフロップ回
路110は、一定期間毎に出力端子OUT、及び節点N1に電源電位VDDを供給でき、
出力端子OUT、及び節点N1の電位の変動を減らすことができる。
また、図11に示したフリップフロップ回路110は、半導体層にポリシリコンを用いる
ことができ、製造工程の簡略化を図ることができる。したがって、製造コストの削減や歩
留まりの向上を図ることができる。さらに、ポリシリコンの特性は劣化しにくいため、半
導体層にアモルファスシリコンを用いた場合よりも、半導体装置の長寿命を長くすること
ができる。また、本発明のフリップフロップ回路を用いることにより、半導体装置の寿命
をさらに長くすることができる。さらに、ポリシリコンを用いたトランジスタの移動度は
大きいため、フリップフロップ回路110は高速動作が可能となる。
なお、容量素子119は、ゲート配線層と半導体層とによって形成されることが望ましい
。ゲート配線層と半導体層とは、ゲート絶縁膜を介して堆積されている。ゲート絶縁膜の
膜圧は層間膜などの他の絶縁層に比べて非常に薄いため、容量素子は絶縁体としてゲート
絶縁膜を用いると小面積、大容量になる。
なお、トランジスタ115のサイズ(W/L)は、トランジスタ116のサイズよりも大
きいことが望ましい。ここで、「W」はトランジスタのチャネル幅を示し、「L」はトラ
ンジスタのチャネル長を示す。トランジスタ115がオンする場合、節点N2の電位はト
ランジスタ115、トランジスタ116との動作点によって決定される。つまり、トラン
ジスタ115のサイズはトランジスタ116のサイズよりも十分大きくないと、節点N2
の電位が高くなり、トランジスタ118がオフできなくなる。したがって、トランジスタ
118がオフするようにするために、トランジスタ115のサイズは、トランジスタ11
6のサイズよりも十分大きくしておく必要がある。
また、トランジスタ115のサイズは、トランジスタ116のサイズの4倍以上であるこ
とが望ましい。より望ましくは、10倍以上である。電源電圧が小さいときは、トランジ
スタのサイズ比は4倍程度でいいが、電源電圧が大きくなると、トランジスタのサイズ比
は10倍程度必要となる。
ここで、レベルシフト回路などがフリップフロップ回路110の出力端子OUTに接続さ
れている場合は、トランジスタのサイズ比は4倍以上が望ましい。なぜなら、フリップフ
ロップ回路110の出力信号の振幅電圧はレベルシフト回路などによって大きくなるため
、フリップフロップ回路110が小さい電源電圧で動作することが多いからである。
また、レベルシフト回路などがフリップフロップ回路110の出力端子OUTに接続され
ていない場合は、トランジスタのサイズ比は10倍以上が望ましい。なぜなら、フリップ
フロップ回路110の出力信号はレベルシフトせずに、なんらかの動作に適用されるため
、フリップフロップ回路110が大きい電源電圧で動作することが多いからである。
なお、各電源電位、及び制御信号の電位は、対象とするトランジスタのオン・オフを制御
できれば、どんな電位でもよい。
例えば、電源電位VSSは、制御信号のLレベルの電位よりも低くてもよい。なぜなら、
節点N3の電位はVn31(VSS+|Vth16|+|Vth18|)であるため、電
源電位VSSが低くなれば、節点N3の電位Vn31も低くなるからである。したがって
、節点N3の電位Vn31が低くなることで、トランジスタ113、及びトランジスタ1
14のしきい値電位が特性劣化によって低くなっても、トランジスタ113、及びトラン
ジスタ114は確実にオンすることができる。
また、電源電位VSSは、各トランジスタのオン・オフを制御できれば、制御信号のLレ
ベルの電位よりも高くてもよい。
なお、容量素子119は、トランジスタ112のゲート端子と第2端子との間のゲート容
量(寄生容量)が十分大きければ、必ずしも必要ではない。
例えば、図13のフリップフロップ回路130のように、容量素子119を接続しなくて
もよい。したがって、フリップフロップ回路130の素子数がフリップフロップ回路11
0の素子数に比べて1つ少なくなるので、フリップフロップ回路130は各素子を高密度
に配置することができる。
また、別の例として、図16のフリップフロップ回路160のように、トランジスタ16
1を用いて容量素子を形成してもよい。なぜなら、トランジスタ161がオンしていれば
、トランジスタ161のゲート容量は容量素子として十分に機能するからである。
なお、期間T1、及び期間T2(ブートストラップ動作時)において、トランジスタ16
1はオンしているため、チャネル領域がトランジスタ161に形成され、トランジスタ1
61が容量素子として機能する。一方、期間T3、期間T4(ブートストラップ動作をし
ていないとき)において、トランジスタ161はオフしているため、チャネル領域がトラ
ンジスタ101に形成されず、トランジスタ161は容量素子として機能しないか、小さ
い容量素子として機能する。
ここで、先ほど述べた図16のフリップフロップ回路160のように、トランジスタ16
1を用いて容量素子を形成することで、トランジスタ161は必要なとき(期間T1、及
び期間T2)だけ容量素子として機能し、不必要なとき(期間T3、及び期間T4)には
容量素子として機能しないので、フリップフロップ回路160は節点N1や出力端子OU
Tの電位の変化によって誤動作しにくくなる。
なお、トランジスタ161は、トランジスタ112と同じ極性である。
なお、トランジスタ111の第1端子は、期間T1、及び期間T2において、節点N1を
フローティング状態にできれば、どこに接続されていてもよい。
例えば、図14のフリップフロップ回路140のように、トランジスタ111の第1端子
は、入力端子IN1に接続されていてもよい。なぜなら、トランジスタ111の第1端子
が入力端子IN1に接続されていても、期間T1、及び期間T2において、節点N1をフ
ローティング状態にできるからである。
なお、図11のフリップフロップ回路110において、入力端子IN1の電位が変化する
と、ノイズがトランジスタ111の第1端子とゲート端子との間の寄生容量によって第1
の電源に発生する。また、電流がトランジスタ111のオン、オフによって第1の電源か
ら節点N1に流れると、ノイズがその電流の電圧降下によって第1の電源に発生する。こ
れらのノイズが入力端子IN1の電位の変化によって発生する。
ここで、先ほど述べた図14のフリップフロップ回路140のように接続することにより
、先ほど述べたノイズを抑制することができる。また、第1の電源のノイズが抑制される
ことにより、第1の電源を用いている他の回路が安定して動作することができる。
なお、第1の電源を用いている他の回路とは、フリップフロップ回路140の出力端子O
UTに接続されるインバータ回路、レベルシフト回路、ラッチ回路、又はPWC回路など
である。
なお、トランジスタ116は、トランジスタ115とでインバータ回路を構成できれば、
様々なものを用いることができる。トランジスタ116は必ずしも整流性を有している必
要はなく、電流が流れると、電圧が発生する素子であれば様々なものを用いることができ
る。
例えば、図15のフリップフロップ回路150のように、トランジスタ116の代わりに
抵抗素子151を接続してもよい。なぜなら、トランジスタ116の代わりに抵抗素子1
51を接続しても、抵抗素子151とトランジスタ115とで、インバータ回路を構成で
きるからである。
なお、トランジスタ115がオフのときに、節点N2の電位は第1の電源の電位と同じV
SSになる。また、このときの節点N3の電位は電源電位VSSとトランジスタ118の
しきい値電位Vth118の絶対値との和となる値(VSS+|Vth118|)になる
ここで、先ほど述べた図15のフリップフロップ回路150のように、トランジスタ11
6の代わりに抵抗素子151を用いることで、各トランジスタのしきい値電位が特性劣化
によって高くなっても、節点N2の電位はVSSになり、節点N3の電位はトランジスタ
118のしきい値電位分だけVSSよりも高くなるだけなので、トランジスタ113、及
びトランジスタ114がオンしやすくできる。
なお、入力端子IN1、入力端子IN2、入力端子IN3、及び入力端子IN4は制御信
号を供給されているが、本発明は必ずしもこれに限定しない。
例えば、入力端子IN1、入力端子IN2、入力端子IN3、及び入力端子IN4は、電
源電位VDDを供給されていてもよいし、電源電位VSSを供給されていてもよいし、他
の電位を供給されていてもよい。
なお、トランジスタ111の第1端子、及びトランジスタ116の第1端子は第1の電源
に接続されているが、本発明は必ずしもこれに限定しない。
例えば、トランジスタ111の第1端子、及びトランジスタ116の第1端子はそれぞれ
別の電源に接続されていてもよい。このとき、トランジスタ116の第1端子に接続する
電源の電位は、トランジスタ111の第1端子に接続されている電源の電位よりも高いこ
とが望ましい。
別の例として、トランジスタ111の第1端子、及びトランジスタ116の第1端子はそ
れぞれ制御信号が供給されていてもよい。
なお、トランジスタ113の第1端子、トランジスタ114の第1端子、及びトランジス
タ117の第1端子は第2の電源に接続されているが、本発明は必ずしもこれに限定しな
い。
例えば、トランジスタ113の第1端子、トランジスタ114の第1端子、及びトランジ
スタ117の第1端子はそれぞれ別の電源に接続されていてもよい。
なお、本実施形態は、本明細書中の他の実施形態、実施例のいかなる記載とも自由に組み
合わせて実施することができる。すなわち、本発明のシフトレジスタ回路は、非選択期間
において、トランジスタが一定時間毎にオンすることで、出力端子に電源電位を供給する
。こうすることで、シフトレジスタ回路の出力端子は、該トランジスタを介して電源電位
が供給される。該トランジスタは非選択期間において常時オンしていないので、該トラン
ジスタのしきい値電位のシフトは、抑制される。また、シフトレジスタ回路の出力端子は
、該トランジスタを介して一定期間毎に電源電位が供給される。そのため、シフトレジス
タ回路は、ノイズが出力端子に発生することを抑制できる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明のシフトレジスタ回路の構成について説明する。
図17に、本発明のシフトレジスタ回路の一形態を示す。図17に示すシフトレジスタ回
路は、複数のフリップフロップ回路171、制御信号線172、制御信号線173、及び
制御信号線174を有している。
図17のシフトレジスタ回路に示すように、各フリップフロップ回路171は、入力端子
IN1が前段のフリップフロップ回路171の出力端子OUTに接続されている。出力端
子OUTが次の段のフリップフロップ回路171の入力端子IN1、前段のフリップフロ
ップ回路171の入力端子IN4、及びシフトレジスタ回路の出力端子SRoutに接続
されている。ただし、1段目のフリップフロップ回路171の入力端子IN1は、制御信
号線172に接続されている。また、最終段のフリップフロップ回路171の入力端子I
N4は、電源と接続されている。奇数段のフリップフロップ回路171では、入力端子I
N2が制御信号線173に接続され、入力端子IN3が制御信号線174に接続されてい
る。一方で、偶数段のフリップフロップ回路171では、入力端子IN2が制御信号線1
74に接続され、入力端子IN3が制御信号線173に接続されている。
なお、フリップフロップ回路171は、実施の形態1で示したフリップフロップ回路と同
様なものを用いることができる。
また、フリップフロップ回路171の入力端子IN1〜入力端子IN4、及び出力端子O
UTは、実施の形態1で説明したものと同様なものを用いることができる。
また、本発明のシフトレジスタ回路の1段目の出力端子SRoutを出力端子SRout
1とし、2段目の出力端子SRoutを出力端子SRout2とし、3段目の出力端子S
Routを出力端子SRout3とし、4段目の出力端子SRoutを出力端子SRou
t4とし、n段目の出力端子SRoutを出力端子SRoutnとする。
また、フリップフロップ回路171は、便宜上、電源、及び電源線を図示していない。電
源、及び電源線は、実施の形態1で説明した第1の電源、及び第2の電源を用いることが
できる。よって、第1の電源の電源電位VDDと第2の電源の電源電位VSSとの電位差
(VDD−VSS)が、フリップフロップ回路171の電源電圧に相当する。
また、制御信号線172〜制御信号線174には、それぞれ制御信号SSP、CK、CK
Bが供給されている。また、シフトレジスタ回路の出力端子SRout1〜出力端子SR
out4、及び出力端子SRoutnには、それぞれ1段目〜4段目、及びn段目のフリ
ップフロップ回路171の出力信号が供給されている。
次に、図18に示すタイミングチャートを用いて、図17に示すシフトレジスタ回路の動
作について説明する。図18は、図17に示した制御信号線172〜制御信号線174に
それぞれ供給される制御信号SSP、制御信号CK、制御信号CKBと、出力端子SRo
ut1〜出力端子SRout4、及び出力端子SRoutnの出力信号のタイミングチャ
ートを示している。また、図18に示すタイミングチャートは、便宜上、期間T0〜期間
T5、期間Tn、及び期間Tn+1に分割している。
なお、図18は、フリップフロップ回路171のトランジスタがそれぞれNチャネル型の
場合のタイミングチャートである。つまり、図18は、フリップフロップ回路171とし
て、図1、図7、図8、図9、及び図10に示したフリップフロップ回路を用いた場合の
タイミングチャートである。
なお、図18に示すタイミングチャートでは、制御信号、及び出力信号を実施の形態1と
同様な2値の値を持ったデジタル信号とする。
図17に示すシフトレジスタ回路の動作について図18を参照して、説明する。
まず、期間T0におけるシフトレジスタ回路の動作について説明する。期間T0では、制
御信号SSPがHレベルになり、制御信号CKがLレベルになり、制御信号CKBがHレ
ベルになる。
1段目のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がHレベルになり、入力
端子IN2がLレベルになり、入力端子IN3がHレベルになり、入力端子IN4がLレ
ベルになる。よって、出力端子OUTは、Lレベルになる。この状態は、図2に示すタイ
ミングチャートの期間T1と同様である。
1段目を除く奇数段のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がLレベル
になり、入力端子IN2がLレベルになり、入力端子IN3がHレベルになり、入力端子
IN4がLレベルになる。よって、出力端子OUTは、Lレベルになる。この状態は、図
2に示すタイミングチャートの期間T3と同様である。
偶数段のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がLレベルになり、入力
端子IN2がHレベルになり、入力端子IN3がLレベルになり、入力端子IN4がLレ
ベルになる。よって、出力端子OUTは、Lレベルになる。この状態は、図2に示すタイ
ミングチャートの期間T4と同様である。
こうして、全てのシフトレジスタ回路の出力端子SRoutがLレベルになっている。
次に、期間T1におけるシフトレジスタ回路の動作について説明する。期間T1では、制
御信号SSPがLレベルになり、制御信号CKがHレベルになり、制御信号CKBがLレ
ベルになる。
1段目のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がLレベルになり、入力
端子IN2がHレベルになり、入力端子IN3がLレベルになり、入力端子IN4がLレ
ベルのままである。よって、出力端子OUTは、Hレベルになる。この状態は、図2に示
すタイミングチャートの期間T2と同様である。
2段目のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がHレベルになり、入力
端子IN2がLレベルになり、入力端子IN3がHレベルになり、入力端子IN4がLレ
ベルのままである。よって、出力端子OUTは、Lレベルのままである。この状態は、図
2に示すタイミングチャートの期間T1と同様である。
1段目を除く奇数段のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がLレベル
のままであり、入力端子IN2がHレベルになり、入力端子IN3がLレベルになり、入
力端子IN4がLレベルのままである。よって、出力端子OUTは、Lレベルのままであ
る。この状態は、図2に示すタイミングチャートの期間T4と同様である。
2段目を除く偶数段のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がLレベル
のままであり、入力端子IN2がLレベルになり、入力端子IN3がHレベルになり、入
力端子IN4がLレベルのままである。よって、出力端子OUTは、Lレベルのままであ
る。この状態は、図2に示すタイミングチャートの期間T3と同様である。
こうして、シフトレジスタ回路の出力端子SRout1がHレベルになり、他の出力端子
SRoutがLレベルのままである。
次に、期間T2におけるシフトレジスタ回路の動作について説明する。期間T2では、制
御信号SSPがLレベルになり、制御信号CKがLレベルになり、制御信号CKBがHレ
ベルになる。
1段目のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がLレベルのままであり
、入力端子IN2がLレベルになり、入力端子IN3がHレベルになり、入力端子IN4
がHレベルになる。よって、出力端子OUTは、Lレベルになる。この状態は、図2に示
すタイミングチャートの期間T3と同様である。
2段目のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がLレベルになり、入力
端子IN2がHレベルになり、入力端子IN3がLレベルになり、入力端子IN4がLレ
ベルのままである。よって、出力端子OUTは、Hレベルになる。この状態は、図2に示
すタイミングチャートの期間T2と同様である。
3段目のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がHレベルになり、入力
端子IN2がLレベルになり、入力端子IN3がHレベルになり、入力端子IN4がLレ
ベルのままである。よって、出力端子OUTは、Lレベルのままである。この状態は、図
2に示すタイミングチャートの期間T1と同様である。
1段目、及び3段目を除く奇数段のフリップフロップ回路171において、入力端子IN
1がLレベルのままであり、入力端子IN2がLレベルになり、入力端子IN3がHレベ
ルになり、入力端子IN4がLレベルのままである。よって、出力端子OUTはLレベル
のままである。この状態は、図2に示すタイミングチャートの期間T3と同様である。
2段目を除く偶数段のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がLレベル
のままであり、入力端子IN2がHレベルになり、入力端子IN3がLレベルになり、入
力端子IN4がLレベルのままである。よって、出力端子OUTはLレベルのままである
。この状態は、図2に示すタイミングチャートの期間T4と同様である。
こうして、シフトレジスタ回路の出力端子SRout1がLレベルになり、出力端子SR
out2がHレベルになり、他の出力端子SRoutがLレベルのままである。
後の期間でも同様に、期間T3ではシフトレジスタ回路の出力端子SRout3がHレベ
ルになり、期間T4ではシフトレジスタ回路の出力端子SRout4がHレベルになり、
期間T5ではシフトレジスタ回路の5段目の出力端子SRout5がHレベルになり、期
間Tnではシフトレジスタ回路のn段目の出力端子SRoutnがHレベルになる。この
ように、シフトレジスタ回路の出力端子は1期間だけ順にHレベルになる。また、1期間
分とは、制御信号CK、又は制御信号CKBの半周期である。
以上の動作により、図17に示すシフトレジスタ回路の出力端子SRoutを一段ずつH
レベルにすることができる。また、フリップフロップ回路171として、実施の形態1で
示したフリップフロップ回路を用いることによって、図17に示すフリップフロップ回路
はトランジスタの特性劣化による誤動作を起こしにくく、出力信号のノイズが少なくなる
図18はフリップフロップ回路171のトランジスタがNチャネル型の場合のタイミング
チャートを示したが、図19はフリップフロップ回路171のトランジスタがPチャネル
型の場合のタイミングチャートを示している。つまり、図19は、フリップフロップ回路
171として、図11、図13、図14、図15、及び図16に示したフリップフロップ
回路を用いた場合のタイミングチャートである。
次に、図19に示すタイミングチャートを用いて、図17に示すシフトレジスタ回路の動
作について説明する。図19は、図17に示した制御信号線172〜制御信号線174に
それぞれ供給される制御信号SSP、制御信号CK、制御信号CKBと、出力端子SRo
ut1〜出力端子SRout4、及び出力端子SRoutnの出力信号のタイミングチャ
ートを示している。また、図19に示すタイミングチャートは、便宜上、期間T0〜期間
T5、期間Tn、及び期間Tn+1に分割している。なお、制御信号、及び出力信号のタ
イミングについては、フリップフロップ回路171がすべてNチャネル型のトランジスタ
で構成される場合(図18)に対してHレベル、及びLレベルが反転している。
なお、図19に示すタイミングチャートでは、制御信号、及び出力信号を実施の形態1と
同様な2値の値を持ったデジタル信号とする。
図17に示すシフトレジスタ回路の動作について図19を参照して、説明する。
まず、期間T0におけるシフトレジスタ回路の動作について説明する。期間T0では、制
御信号SSPがLレベルになり、制御信号CKがHレベルになり、制御信号CKBがLレ
ベルになる。
1段目のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がLレベルになり、入力
端子IN2がHレベルになり、入力端子IN3がLレベルになり、入力端子IN4がHレ
ベルになる。よって、出力端子OUTは、Hレベルになる。この状態は、図12に示すタ
イミングチャートの期間T1と同様である。
1段目を除く奇数段のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がHレベル
になり、入力端子IN2がHレベルになり、入力端子IN3がLレベルになり、入力端子
IN4がHレベルになる。よって、出力端子OUTは、Hレベルになる。この状態は、図
12に示すタイミングチャートの期間T3と同様である。
偶数段のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がHレベルになり、入力
端子IN2がLレベルになり、入力端子IN3がHレベルになり、入力端子IN4がHレ
ベルになる。よって、出力端子OUTは、Hレベルになる。この状態は、図12に示すタ
イミングチャートの期間T4と同様である。
こうして、全てのシフトレジスタ回路の出力端子SRoutがHレベルになっている。
次に、期間T1におけるシフトレジスタ回路の動作について説明する。期間T1では、制
御信号SSPがHレベルになり、制御信号CKがLレベルになり、制御信号CKBがHレ
ベルになる。
1段目のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がHレベルになり、入力
端子IN2がLレベルになり、入力端子IN3がHレベルになり、入力端子IN4がHレ
ベルのままである。よって、出力端子OUTは、Lレベルになる。この状態は、図12に
示すタイミングチャートの期間T2と同様である。
2段目のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がLレベルになり、入力
端子IN2がHレベルになり、入力端子IN3がLレベルになり、入力端子IN4がHレ
ベルのままである。よって、出力端子OUTは、Hレベルのままである。この状態は、図
12に示すタイミングチャートの期間T1と同様である。
1段目を除く奇数段のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がHレベル
のままであり、入力端子IN2がLレベルになり、入力端子IN3がHレベルになり、入
力端子IN4がHレベルのままである。よって、出力端子OUTは、Hレベルのままであ
る。この状態は、図12に示すタイミングチャートの期間T4と同様である。
2段目を除く偶数段のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がHレベル
のままであり、入力端子IN2がHレベルになり、入力端子IN3がLレベルになり、入
力端子IN4がHレベルのままである。よって、出力端子OUTは、Hレベルのままであ
る。この状態は、図12に示すタイミングチャートの期間T3と同様である。
こうして、シフトレジスタ回路の出力端子SRout1がLレベルになり、他の出力端子
SRoutがHレベルのままである。
次に、期間T2におけるシフトレジスタ回路の動作について説明する。期間T2では、制
御信号SSPがHレベルになり、制御信号CKがHレベルになり、制御信号CKBがLレ
ベルになる。
1段目のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がHレベルのままであり
、入力端子IN2がHレベルになり、入力端子IN3がLレベルになり、入力端子IN4
がLレベルになる。よって、出力端子OUTは、Hレベルになる。この状態は、図12に
示すタイミングチャートの期間T3と同様である。
2段目のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がHレベルになり、入力
端子IN2がLレベルになり、入力端子IN3がHレベルになり、入力端子IN4がHレ
ベルのままである。よって、出力端子OUTは、Lレベルになる。この状態は、図12に
示すタイミングチャートの期間T2と同様である。
3段目のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がLレベルになり、入力
端子IN2がHレベルになり、入力端子IN3がLレベルになり、入力端子IN4がHレ
ベルのままである。よって、出力端子OUTは、Hレベルのままである。この状態は、図
12に示すタイミングチャートの期間T1と同様である。
1段目、及び3段目を除く奇数段のフリップフロップ回路171において、入力端子IN
1がHレベルのままであり、入力端子IN2がHレベルになり、入力端子IN3がLレベ
ルになり、入力端子IN4がHレベルのままである。よって、出力端子OUTはHレベル
のままである。この状態は、図12に示すタイミングチャートの期間T3と同様である。
2段目を除く偶数段のフリップフロップ回路171において、入力端子IN1がHレベル
のままであり、入力端子IN2がLレベルになり、入力端子IN3がHレベルになり、入
力端子IN4がHレベルのままである。よって、出力端子OUTはHレベルのままである
。この状態は、図12に示すタイミングチャートの期間T4と同様である。
こうして、シフトレジスタ回路の出力端子SRout1がHレベルになり、出力端子SR
out2がLレベルになり、他の出力端子SRoutがHレベルのままである。
後の期間でも同様に、期間T3ではシフトレジスタ回路の出力端子SRout3がLレベ
ルになり、期間T4ではシフトレジスタ回路の出力端子SRout4がLレベルになり、
期間T5ではシフトレジスタ回路の5段目の出力端子SRout5がLレベルになり、期
間Tnではシフトレジスタ回路のn段目の出力端子SRoutnがLレベルになる。この
ように、シフトレジスタ回路の出力端子は1期間だけ順にLレベルになる。また、1期間
分とは、制御信号CK、又は制御信号CKBの半周期である。
以上の動作により、図17に示すシフトレジスタ回路の出力端子SRoutを一段ずつL
レベルにすることができる。また、フリップフロップ回路171として、実施の形態1で
示したフリップフロップ回路を用いることによって、図17に示すフリップフロップ回路
はトランジスタの特性劣化による誤動作を起こしにくく、出力信号のノイズが少なくなる
なお、フリップフロップ回路171は1段目から順に選択信号をシフトレジスタ回路の出
力端子SRoutに供給できれば、どんなフリップフロップ回路でもよい。
なお、フリップフロップ回路171の出力端子OUTは、いかなる素子、及び回路を介し
てシフトレジスタ回路の出力端子SRoutに接続されていてもよい。いかなる素子、及
び回路とは、インバータ回路、バッファ回路、NAND回路、NOR回路、トライステー
トバッファ回路、PWC回路などの論理回路、スイッチ、抵抗素子、容量素子、他の素子
などである。また、これらの素子、回路を組み合わせることによって、様々な回路を構成
することができる。
なお、制御信号線172〜制御信号線174にはそれぞれ制御信号が供給されているが、
本発明は必ずしもこれに限定しない。
例えば、制御信号線172〜制御信号線174は、電源電位VDDを供給されていてもよ
いし、電源電位VSSを供給されていてもよいし、他の電位を供給されていてもよい。
なお、制御信号線173には制御信号CKが供給され、制御信号線174には制御信号C
KBが供給されているが、本発明は必ずしもこれに限定しない。
例えば、制御信号線173には制御信号CKを供給し、制御信号線174にはインバータ
回路を介して制御信号CKの反転信号を供給してもよい。また、制御信号線173にはイ
ンバータ回路を介して制御信号CKBの反転信号を供給し、制御信号線174には制御信
号CKBを供給してもよい。なお、このインバータ回路は、シフトレジスタ回路と同一基
板上に形成することが望ましい。
なお、最終段のフリップフロップ回路171の入力端子IN4は電源と接続されているが
、本発明は必ずしもこれに限定しない。
例えば、最終段のフリップフロップ回路171の入力端子IN4は制御信号線172〜制
御信号線174のいずれかに接続されていてもよいし、他の制御信号に接続されていても
よいし、他の段のフリップフロップ回路171の出力端子OUTに接続されていてもよい
なお、本実施形態は、本明細書中の他の実施形態、実施例のいかなる記載とも自由に組み
合わせて実施することができる。すなわち、本発明のシフトレジスタ回路は、非選択期間
において、トランジスタが一定時間毎にオンすることで、出力端子に電源電位を供給する
。こうすることで、シフトレジスタ回路の出力端子は、該トランジスタを介して電源電位
が供給される。該トランジスタは非選択期間において常時オンしていないので、該トラン
ジスタのしきい値電位のシフトは、抑制される。また、シフトレジスタ回路の出力端子は
、該トランジスタを介して一定期間毎に電源電位が供給される。そのため、シフトレジス
タ回路は、ノイズが出力端子に発生することを抑制できる。
(実施の形態3)
本実施形態では、駆動回路の一部に、実施の形態1で説明したフリップフロップ回路、及
び実施の形態2で説明したシフトレジスタ回路などを用いた場合の構成例について説明す
る。
駆動回路として、ゲートドライバに適応できる駆動回路の構成例を図20〜27を参照し
て説明する。しかし、図20〜図27の駆動回路は、ゲートドライバだけに適応できるも
のではなく、いかなる回路構成においても適応可能である。
図20に、本発明のゲートドライバの一形態を示す。本発明のゲートドライバは、シフト
レジスタ回路200、及びバッファ回路201を有している。
図20のゲートドライバに示すように、シフトレジスタ回路200の出力端子SRout
がバッファ回路201を介してゲートドライバの出力端子GDoutに接続されている。
なお、シフトレジスタ回路200は、実施の形態2で説明したものと同様なものとする。
また、シフトレジスタ回路200の出力端子SRout1〜出力端子SRout4、出力
端子SRoutnは、実施の形態2で説明したものと同様なものとする。
また、本発明のゲートドライバの1段目の出力端子GDoutを出力端子GDout1と
し、2段目の出力端子GDoutを出力端子GDout2とし、3段目の出力端子GDo
utを出力端子GDoutとし、n段目の出力端子GDoutを出力端子GDoutnと
する。
また、バッファ回路201は、インバータ回路、バッファ回路、NAND回路、NOR回
路、トライステートバッファ回路、PWC回路などの論理回路、スイッチ、抵抗素子、容
量素子、又は他の素子などを有している。また、これらの素子、及び回路を組み合わせる
ことによって、様々な回路を構成することができる。
また、図20のゲートドライバには、電源線、及び制御信号線を便宜上、図示していない
また、シフトレジスタ回路200がNチャネル型のトランジスタで構成されている場合、
バッファ回路201もNチャネル型のトランジスタで構成されていることが望ましい。シ
フトレジスタ回路200がPチャネル型のトランジスタで構成されている場合、バッファ
回路201もPチャネル型のトランジスタで構成されていることが望ましい。
また、シフトレジスタ回路200がNチャネル型のトランジスタで構成されている場合、
シフトレジスタ回路200の出力信号は図18のタイミングチャートと同様である。シフ
トレジスタ回路200がPチャネル型のトランジスタで構成されている場合、シフトレジ
スタ回路200の出力信号は図19のタイミングチャートと同様である。
ここで、バッファ回路201の具体的な構成例について説明する。図21〜図27は、バ
ッファ回路を含むゲートドライバの構成例である。ただし、バッファ回路201は、図2
1〜図27の構成に限定されない。
図21に、本発明のバッファ回路を含むゲートドライバの一形態を具体的に説明する。図
21のゲートドライバは、シフトレジスタ回路200、及びバッファ回路210を有して
いる。バッファ回路210は、1段目のインバータ回路211A、及び2段目のインバー
タ回路211Bを有している。
図21のゲートドライバに示すように、シフトレジスタ回路200の出力端子SRout
は、バッファ回路210を介してゲートドライバの出力端子GDoutに接続されている
バッファ回路210の接続関係について説明する。インバータ回路211Aの入力端子I
Nがシフトレジスタ回路200の出力端子SRoutに接続され、出力端子OUTがイン
バータ回路211Bの入力端子INに接続されている。インバータ回路211Bの出力端
子OUTがゲートドライバの出力端子GDoutに接続されている。つまり、バッファ回
路210において、2つのインバータ回路211が各段のシフトレジスタ回路200の出
力端子SRoutごとに、直列に接続されている。
図21のゲートドライバの動作について、出力端子SRoutがHレベルの場合と、Lレ
ベルの場合について、それぞれ説明する。
まず、出力端子SRoutがHレベルの場合について説明する。出力端子SRoutは2
つのインバータ回路211を介して出力端子GDoutに接続されているので、出力端子
GDoutがHレベルになる。
次に、出力端子SRoutがLレベルの場合について説明する。出力端子SRoutは2
つのインバータ回路211を介して出力端子GDoutに接続されているので、出力端子
GDoutがLレベルになる。
以上の動作により、出力端子SRoutはHレベルになると、出力端子GDoutがHレ
ベルになる。また、出力端子SRoutはLレベルになると、出力端子GDoutがLレ
ベルになる。
また、インバータ回路211は整流作用をもつので、出力端子SRoutのノイズがゲー
トドライバの出力端子GDoutに影響することを抑制することができる。
なお、バッファ回路210において、2つのインバータ回路211が直列に接続されてい
るが、複数のインバータ回路211が直列に接続されていてもよい。例えば、奇数個のイ
ンバータ回路211が直列に接続されている場合、出力端子GDoutは出力端子SRo
utと逆のレベルになる。偶数個のインバータ回路211が直列に接続されている場合、
出力端子GDoutは出力端子SRoutと同じレベルになる。
また、バッファ回路210において、2つのインバータ回路211が直列に接続されてい
るが、複数のインバータ回路211が並列に接続されていてもよい。こうすれば、インバ
ータ回路211の電流密度は小さくなるため、インバータ回路211を構成する素子の特
性劣化が抑制される。
図22に、本発明のバッファ回路を含むゲートドライバの別の一形態を具体的に説明する
。図22のゲートドライバは、シフトレジスタ回路200、バッファ回路220、及び制
御信号線222を有している。バッファ回路210は、NAND回路221を有している
図22のゲートドライバに示すように、シフトレジスタ回路200の出力端子SRout
は、バッファ回路220を介してゲートドライバの出力端子GDoutに接続されている
バッファ回路220の接続関係について説明する。NAND回路221の入力端子IN1
が制御信号線222に接続され、入力端子IN2がシフトレジスタ回路200の出力端子
SRoutに接続され、出力端子OUTがゲートドライバの出力端子GDoutに接続さ
れている。
また、制御信号線222には、イネーブル信号Enが供給されている。イネーブル信号E
nは、デジタル信号である。
図22のゲートドライバの動作について、制御信号線222がHレベルの場合と、Lレベ
ルの場合と、出力端子SRoutがHレベルの場合と、Lレベルの場合について、それぞ
れ説明する。
まず、制御信号線222がHレベル、出力端子SRoutがHレベルの場合について説明
する。NAND回路221の入力端子IN1がHレベルになり、入力端子IN2がHレベ
ルになる。よって、NAND回路221の出力端子OUTはLレベルになるので、出力端
子GDoutがLレベルになる。
次に、制御信号線222がHレベル、出力端子SRoutがLレベルの場合について説明
する。NAND回路221の入力端子IN1がHレベルになり、入力端子IN2がLレベ
ルになる。よって、NAND回221路の出力端子OUTはHレベルになるので、出力端
子GDoutがHレベルになる。
次に、制御信号線222がLレベル、出力端子SRoutがHレベルの場合について説明
する。NAND回路221の入力端子IN1がLレベルになり、入力端子IN2がHレベ
ルになる。よって、NAND回路221の出力端子OUTはHレベルになるので、出力端
子GDoutがHレベルになる。
次に、制御信号線222がLレベル、出力端子SRoutがLレベルの場合について説明
する。NAND回路221の入力端子IN1がLレベルになり、入力端子IN2がLレベ
ルになる。よって、NAND回路221の出力端子OUTはHレベルになるので、出力端
子GDoutがHレベルになる。
以上の動作により、制御信号線222がHレベルであれば、出力端子SRoutがHレベ
ルのときに、出力端子GDoutがLレベルになり、出力端子SRoutがLレベルのと
きに、出力端子GDoutはHレベルになる。制御信号線222がLレベルであれば、出
力端子SRoutに関係なく、出力端子GDoutはHレベルになる。
このように、ゲートドライバの出力信号は、イネーブル信号Enによって任意に変更する
ことができる。図22のゲートドライバは、いわゆるパルス幅制御(PWC)を行うこと
ができる。
ここで、パルス幅制御は、イネーブル信号EnがLレベルのときに出力端子SRoutに
関係なく、出力端子がHレベルになることを利用して、行われる。つまり、シフトレジス
タ回路200の出力信号があるLレベルのパルス幅(周期)でも、イネーブル信号Enを
Lレベルにすることで、その出力信号を短くすることができる。
なお、NAND回路221は2つの入力端子を有しているが、シフトレジスタ回路200
の出力信号がいずれかの入力端子に供給されていれば、NAND回路221の入力端子の
数はいくつでもよい。NAND回路221の入力端子が複数あれば、バッファ回路220
はより正確にゲートドライバの出力信号を制御できる。
なお、図24のバッファ回路240ように、出力端子SRoutは、インバータ回路21
1を介してNAND回路221の入力端子IN2に接続されてもよい。この場合、制御信
号線222がHレベルであれば、出力端子SRoutがHレベルのときに、出力端子GD
outはHレベルになり、出力端子SRoutがLレベルのときに、出力端子GDout
はLレベルになる。制御信号線222がLレベルであれば、出力端子SRoutに関係な
く、出力端子GDoutはHレベルになる。
なお、図26のバッファ回路260ように、NAND回路221の出力端子OUTは、イ
ンバータ回路211を介して出力端子GDoutに接続されていてもよい。この場合、制
御信号線222がHレベルであれば、出力端子SRoutがHレベルのときに、出力端子
GDoutはHレベルになり、出力端子SRoutがLレベルのときに、出力端子GDo
utはLレベルになる。制御信号線222がLレベルであれば、出力端子SRoutに関
係なく、出力端子GDoutはLレベルになる。
なお、制御信号線222には、イネーブル信号Enが供給されているが、本発明はこれに
限定されない。
例えば、制御信号線222には、別の制御信号が供給されていてもよい。
別の例として、制御信号線222には、電源が供給されていてもよい。
図23に、本発明のバッファ回路を含むゲートドライバの別の一形態を具体的に説明する
。図23のゲートドライバは、シフトレジスタ回路200、バッファ回路230、及び制
御信号線222を有している。バッファ回路230は、NOR回路231を有している。
図23のゲートドライバに示すように、シフトレジスタ回路200の出力端子SRout
は、バッファ回路230を介してゲートドライバの出力端子GDoutに接続されている
バッファ回路230の接続関係について説明する。NOR回路231の入力端子IN1が
制御信号線222に接続され、入力端子IN2がシフトレジスタ回路200の出力端子S
Routに接続され、出力端子OUTがゲートドライバの出力端子GDoutに接続され
ている。
また、制御信号線222には、イネーブル信号Enが供給されている。
図23のゲートドライバの動作について、制御信号線222がHレベルの場合と、Lレベ
ルの場合と、シフトレジスタ回路200の出力端子SRoutがHレベルの場合と、Lレ
ベルの場合について、それぞれ説明する。。
まず、制御信号線222がHレベル、シフトレジスタ回路200の出力端子SRoutが
Hレベルの場合について説明する。NOR回路231の入力端子IN1がHレベルになり
、入力端子IN2がHレベルになる。よって、NOR回路の出力端子OUTはLレベルに
なるので、出力端子GDoutがLレベルになる。
次に、制御信号線222がHレベル、シフトレジスタ回路200の出力端子SRoutが
Lレベルの場合について説明する。NOR回路231の入力端子IN1がHレベルになり
、入力端子IN2がLレベルになる。よって、NOR回路の出力端子OUTはLレベルに
なるので、出力端子GDoutがLレベルになる。
次に、制御信号線222がLレベル、シフトレジスタ回路200の出力端子SRoutが
Hレベルの場合について説明する。NOR回路231の入力端子IN1がLレベルになり
、入力端子IN2がHレベルになる。よって、NOR回路の出力端子OUTはLレベルに
なるので、出力端子GDoutがLレベルになる。
次に、制御信号線222がLレベル、シフトレジスタ回路200の出力端子SRoutが
Lレベルの場合について説明する。NOR回路231の入力端子IN1がLレベルになり
、入力端子IN2がLレベルになる。よって、NOR回路の出力端子OUTはHレベルに
なるので、出力端子GDoutがHレベルになる。
以上の動作により、制御信号線222がHレベルであれば、出力端子SRoutに関係な
く、出力端子GDoutがLレベルになる。制御信号線222がLレベルであれば、出力
端子SRoutがHレベルのときに、出力端子GDoutがLレベルになり、出力端子S
RoutがLレベルのときに、出力端子GDoutがHレベルになる。
このように、ゲートドライバの出力端子GDoutはイネーブル信号Enによって任意に
変更することができる。図22のゲートドライバは、いわゆるパルス幅制御(PWC)を
行うことができる。
ここで、パルス幅制御は、イネーブル信号EnがHレベルのときに出力端子SRoutに
関係なく、出力端子がLレベルになることを利用して、行うことができる。つまり、シフ
トレジスタ回路200の出力信号があるHレベルのパルス幅(周期)でも、イネーブル信
号EnをHレベルにすることで、その出力信号を短くすることができる。
なお、NOR回路231は2つの入力端子を有しているが、シフトレジスタ回路200の
出力信号がいずれかの入力端子に供給されていれば、NOR回路231の入力端子はいく
でもよい。NOR回路231の入力端子が複数れば、バッファ回路230はより正確にゲ
ートドライバの出力信号制御できる。
なお、図25のバッファ回路250ように、シフトレジスタ回路200の出力端子SRo
utは、インバータ回路211を介してNOR回路231の入力端子IN2に接続されて
いてもよい。この場合、制御信号線222がHレベルであれば、出力端子SRoutに関
係なく、出力端子GDoutはHレベルになる。制御信号線222がLレベルであれば、
出力端子SRoutがHレベルのときに、出力端子GDoutはHレベルになり、出力端
子SRoutがLレベルのときに、出力端子GDoutはLレベルになる。
なお、図27のバッファ回路270ように、NOR回路231の出力端子OUTは、イン
バータ回路211を介してゲートドライバの出力端子GDoutに接続されていてもよい
。この場合、制御信号線222がHレベルであれば、出力端子SRoutに関係なく、出
力端子GDoutはLレベルになる。制御信号線222がLレベルであれば、出力端子S
RoutがHレベルのときに、出力端子GDoutはHレベルになり、出力端子SRou
tがLレベルのときに、出力端子GDoutはLレベルの信号を出力する。
ここで、インバータ回路211に適応可能な構成例について説明する。
図28に、インバータ回路211の一形態を示す。図28のインバータ回路280はトラ
ンジスタ281、及びトランジスタ282を有している。
図28のインバータ回路280に示すように、トランジスタ281の第1端子が第2の電
源に接続され、第2端子がトランジスタ282の第2端子、及び出力端子OUTに接続さ
れ、ゲート端子が入力端子INに接続されている。トランジスタ282の第1端子が第1
の電源に接続され、ゲート端子が第1の電源に接続されている。
なお、第1の電源には、電源電位VDDが供給され、第2の電源には電源電位VSSが供
給されている。第1の電源の電源電位VDDと第2の電源の電源電位VSSとの電位差(
VDD−VSS)が、インバータ回路280の電源電圧に相当する。また、電源電位VD
Dは、電源電位VSSよりも高い電位である。
なお、入力端子INには、デジタルの制御信号が供給されている。また、出力端子OUT
は、出力信号を出力している。
また、トランジスタ281、及びトランジスタ282は、それぞれNチャネル型である。
図28のインバータ回路280の動作について、入力端子INがHレベルの場合と、Lレ
ベルの場合について、それぞれ説明する。
まず、入力端子INがHレベルの場合について説明する。入力端子INはHレベルになる
と、トランジスタ281がオンする。出力端子OUTはトランジスタ281を介して第2
の電源と導電、及びトランジスタ282を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの
電位が下がる。このときの出力端子OUTの電位はトランジスタ281とトランジスタ2
82との動作点によって決定され、出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子INがLレベルの場合について説明する。入力端子INはLレベルになる
と、トランジスタ281がオフする。出力端子OUTはトランジスタ282を介して第1
の電源と導通し、出力端子OUTの電位が上昇する。このときの出力端子OUTの電位は
電源電位VDDからトランジスタ282のしきい値電位Vth282を引いた値(VDD
−Vth282)になり、出力端子OUTがHレベルになる。
なお、トランジスタ282は整流性を有している必要はなく、電流が流れると電圧が発生
する素子であれば様々なものを用いることができる。例えば、図32のインバータ回路3
20のように、トランジスタ282の代わりに抵抗素子321を接続してもよい。
ここで、トランジスタ281、及びトランジスタ282が有する機能を以下に説明する。
トランジスタ281は、入力端子INの電位に応じて、第2の電源と、出力端子OUTと
を接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。入力端子INがHレベ
ルのときに、トランジスタ281は出力端子OUTに電源電位VSSを供給する機能を有
する。
トランジスタ282は、ダイオードとしての機能を有する。
図29に、インバータ回路211の別の一形態を示す。図29のインバータ回路290は
トランジスタ291、トランジスタ292、トランジスタ293、及び2つの電極を持つ
容量素子294を有している。なお、容量素子294は必ずしも必要ではない。
図29のインバータ回路290に示すように、トランジスタ291の第1端子が第2の電
源に接続され、第2端子がトランジスタ292の第2端子、容量素子294の第2電極、
及び出力端子OUTに接続され、ゲート端子が入力端子INに接続されている。トランジ
スタ292の第1端子が第1の電源に接続され、ゲート端子がトランジスタ293の第2
端子、及び容量素子294の第1電極に接続されている。トランジスタ293の第1端子
が第1の電源に接続され、ゲート端子が第1の電源に接続されている。
なお、第1の電源、第2の電源、入力端子IN、及び出力端子OUTは図28と同様なも
のを用いることができる。
また、トランジスタ291〜トランジスタ293は、それぞれNチャネル型である。
図29のインバータ回路290の動作について、入力端子INがHレベルの場合と、Lレ
ベルの場合について、それぞれ説明する。
まず、入力端子INがHレベルの場合について説明する。入力端子INはHレベルになる
と、トランジスタ291がオンする。トランジスタ292のゲート端子の電位は電源電位
VDDからトランジスタ293のしきい値電位Vth293を引いた値(VDD−Vth
293)になっており、トランジスタ292がオンしている。また、トランジスタ292
のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ291を介して第2の電源と導通、及びトランジ
スタ292を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの電位が下がる。このときの出
力端子OUTの電位はトランジスタ291とトランジスタ292との動作点によって決定
され、出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子INがLレベルの場合について説明する。入力端子INはLレベルになる
と、トランジスタ291がオフする。トランジスタ292のゲート端子の電位は電源電位
VDDからトランジスタ293のしきい値電位Vth293を引いた値(VDD−Vth
293)になっており、トランジスタ292がオンしている。また、トランジスタ292
のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ292を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が上昇する。トランジスタ292のゲート端子の電位は容量素子294の容量
結合によって、電源電位VDDとトランジスタ292のしきい値電位Vth292との和
以上の値まで上昇し、トランジスタ292がオンし続ける。いわゆるブートストラップ動
作が行われる。このときの出力端子OUTの電位はVDDになり、出力端子OUTがHレ
ベルになる。
このように、図29のインバータ回路290では、ブートストラップ動作によって、Hレ
ベルの出力端子OUTの電位を第1の電源の電源電位VDDまで上昇させることができる
なお、図29のインバータ回路290は、入力端子INがLレベルのときに、ブートスト
ラップ動作を行うことができれば、図29の回路構成に限定されない。入力端子INがH
レベルのときは、トランジスタ292のゲート端子に電位を供給していてもよい。
例えば、図33のインバータ回路330のように、トランジスタ331を追加してもよい
。なぜなら、出力端子OUTがLレベルのときに、出力端子OUTの電位をVSSにでき
るからである。つまり、入力端子INがHレベルのときに、トランジスタ331がオンす
るため、トランジスタ292のゲート端子がLレベルになる。そして、トランジスタ29
2はオフして、出力端子OUTはトランジスタ291を介して第2の電源のみと導通する
からである。
なお、トランジスタ331は、Nチャネル型である。
別の例として、図36のインバータ回路360のように、トランジスタ293の第1端子
が入力端子INbに接続されていてもよい。なぜなら、出力端子OUTがLレベルのとき
に、出力端子OUTの電位をVSSにできるからである。つまり、入力端子INがHレベ
ルのときに、入力端子INbがLレベルになるため、トランジスタ292のゲート端子が
Lレベルになる。そして、トランジスタ292はオフして、出力端子OUTはトランジス
タ291を介して第2の電源のみと導通するからである。
なお、入力端子INbは入力端子INの信号の反転信号が供給されている。また、入力端
子INbに供給される信号を生成する方法について説明する。
例えば、図124に示すように、入力端子INbには、入力端子INの信号をインバータ
回路1241を介して供給していてもよい。また、インバータ回路1241は、図28〜
図35で説明したインバータ回路を適用することができる。
なお、入力端子INbは入力端子INの信号の反転信号が供給されているとは限らない。
また、入力信号INbに供給される信号について説明する。
例えば、入力端子INがn段目の出力端子SRoutnに接続されている場合、入力端子
INbはn−1段目の出力端子SRoutn−1に接続されていてもよい。
別の例として、入力端子INがn段目の出力端子SRoutnに接続されている場合、入
力端子INbはn+1段目の出力端子SRoutn+1に接続されていてもよい。
別の例として、入力端子INがn段目の出力端子SRoutに接続されている場合、入力
端子INbはn段目のフリップフロップ回路の節点N2に接続されていてもよい。なぜな
ら、非選択期間において、フリップフロップ回路の節点N2の電位は出力端子SRout
の電位と反転した関係にあるため、フリップフロップ回路の節点N2の電位は反転信号と
して利用できるからである。したがって、インバータ回路360の入力端子INbにフリ
ップフロップ回路の節点N2の電位を供給することで、反転信号を生成するためのインバ
ータ回路を不要にすることができる。
別の例として、入力端子INbには制御信号(デジタル値)を供給すれば、図36のイン
バータ回路は、トライステートバッファ回路として動作することができる。なぜなら、入
力端子INがLレベル、入力端子INbがLレベルになれば、トランジスタ291、及び
トランジスタ292がオフするため、出力端子OUTはどの電源とも接続されないからで
ある。したがって、インバータ回路360がトライステートバッファ回路、又はインバー
タ回路としての機能を有することができる。
このように、インバータ回路360の入力端子INbには、様々な方法で、信号を供給す
ることができる。
以下に、再び、図29の応用例について説明する。
別の例として、図39のインバータ回路390のように、トランジスタ293の第1端子
、及びゲート端子が入力端子INbに接続され、トランジスタ391を追加してもよい。
なぜなら、出力端子OUTがLレベルのときに、出力端子OUTの電位がVSSにできる
からである。つまり、入力端子INbがLレベルのときに、トランジスタ292のゲート
端子がLレベルになる。そして、トランジスタ292はオフして、出力端子OUTはトラ
ンジスタ291を介して第2の電源のみと導通するからである。
なお、容量素子294は、容量性を持つ素子であれば様々なものを用いることができる。
例えば、図30のインバータ回路300、図34のインバータ回路340、図37のイン
バータ回路370、及び図40のインバータ回路400のように、容量素子294の代わ
りにそれぞれトランジスタ301、トランジスタ341、トランジスタ371、トランジ
スタ401を接続してもよい。
なお、容量素子294は、トランジスタ292の第2端子とゲート端子との間の容量値が
十分大きければ、必ずしも必要ではない。例えば、図31のインバータ回路310、図3
5のインバータ回路350、図38のインバータ回路380、及び図41のインバータ回
路410のように、容量素子294を接続しなくてもよい。
ここで、トランジスタ291〜トランジスタ293、トランジスタ301、トランジスタ
331、トランジスタ341、及び容量素子294が有する機能を以下に説明する。
トランジスタ291は、入力端子INの電位に応じて、第2の電源と、出力端子OUTと
を接続するかしないかを選択するスイッチしての機能を有する。入力端子INがHレベル
のときに、トランジスタ291は出力端子OUTに電源電位VSSを供給する機能を有す
る。
トランジスタ292は、第1の電源と、出力端子OUTとを接続するかしないかを選択す
るスイッチとしての機能を有する。
トランジスタ293は、ダイオードとしての機能を有する。また、トランジスタ293は
、トランジスタ292のゲート端子をフローティング状態にする機能を有する。
トランジスタ301は、出力端子OUTと、トランジスタ292のゲート端子との間に接
続された容量素子としての機能を有する。入力端子INがLレベルのときに、トランジス
タ301はトランジスタ292のゲート端子の電位を上昇させる機能を有する。
トランジスタ331は、入力端子INの電位に応じて、第2の電源と、トランジスタ29
2のゲート端子とを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。
トランジスタ341は、出力端子OUTと、トランジスタ292のゲート端子との間に接
続された容量素子としての機能を有する。入力端子INがLレベルのときに、容量素子3
41は出力端子OUTの電位の上昇によって、トランジスタ292のゲート端子の電位を
上昇させる機能を有する。
容量素子294は、出力端子OUTの電位に応じて、トランジスタ292のゲート端子の
電位を変化させるための機能を有する。入力端子INがLレベルのときに、容量素子29
4は出力端子OUTの電位の上昇によって、トランジスタ292のゲート端子の電位を上
昇させる機能を有する。
このように、図28〜図41のインバータ回路はHレベルの信号を出力するときに、電源
電位VDDを変化することによって、出力端子OUTの電位を自由に変えることができる
。つまり、図28〜図41のインバータ回路は、インバータ回路として動作するだけでな
く、レベルシフト回路としても動作することができる。
図28〜図41のインバータ回路では、すべてNチャネル型のトランジスタで構成されて
いる場合について説明したが、すべてPチャネル型のトランジスタで構成されていてもよ
い。ここで、すべてPチャネル型のトランジスタで構成された場合のインバータ回路を図
58〜図71に示す。
図58に、インバータ回路211の一形態を示す。図58のインバータ回路580はトラ
ンジスタ581、及びトランジスタ582を有している。
図58のインバータ回路580に示すように、トランジスタ581の第1端子が第2の電
源に接続され、第2端子がトランジスタ582の第2端子、及び出力端子OUTに接続さ
れ、ゲート端子が入力端子INに接続されている。トランジスタ582の第1端子が第1
の電源に接続され、ゲート端子が第1の電源に接続されている。
なお、第1の電源には、電源電位VSSが供給され、第2の電源には電源電位VDDが供
給されている。第1の電源の電源電位VSSと第2の電源の電源電位VDDとの電位差(
VDD−VSS)が、インバータ回路580の電源電圧に相当する。また、電源電位VD
Dは、電源電位VSSよりも高い電位である。
なお、入力端子INには、デジタルの制御信号が供給されている。また、出力端子OUT
は、出力信号を出力している。
また、トランジスタ581、及びトランジスタ582は、それぞれPチャネル型である。
図58のインバータ回路580の動作について、入力端子INがHレベルの場合と、Lレ
ベルの場合について、それぞれ説明する。
まず、入力端子INがHレベルの場合について説明する。入力端子INはHレベルになる
と、トランジスタ581がオフする。出力端子OUTはトランジスタ582を介して第1
の電源と導通し、出力端子OUTの電位が下がる。このときの出力端子OUTの電位は電
源電位VSSとトランジスタ582のしきい値電位Vth582の絶対値との和となる値
(VSS+|Vth582|)になり、出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子INがLレベルの場合について説明する。入力端子INはLレベルになる
と、トランジスタ581がオンする。出力端子OUTはトランジスタ581を介して第2
の電源と導通、及びトランジスタ582を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの
電位が上昇する。このときの出力端子OUTの電位はトランジスタ581とトランジスタ
582との動作点によって決定され、出力端子OUTがHレベルになる。
なお、トランジスタ582は整流性を有している必要はなく、電流が流れると電圧が発生
する素子であれば様々なものを用いることができる。例えば、図62のインバータ回路6
20のように、トランジスタ582の代わりに抵抗素子621を接続してもよい。
ここで、トランジスタ581、及びトランジスタ582が有する機能を以下に説明する。
トランジスタ581は、入力端子INの電位に応じて、第2の電源と、出力端子OUTと
を接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。入力端子INがLレベ
ルのときに、トランジスタ581は出力端子OUTに電源電位VDDを供給する機能を有
する。
トランジスタ582は、ダイオードとしての機能を有する。
図59に、インバータ回路211の別の一形態を示す。図59のインバータ回路590は
トランジスタ591、トランジスタ592、トランジスタ593、及び2つの電極を持つ
容量素子594を有している。なお、容量素子594は必ずしも必要ではない。
図59のインバータ回路590に示すように、トランジスタ591の第1端子が第2の電
源に接続され、第2端子がトランジスタ592の第2端子、容量素子594の第2電極、
及び出力端子OUTに接続され、ゲート端子が入力端子INに接続されている。トランジ
スタ592の第1端子が第1の電源に接続され、ゲート端子がトランジスタ593の第2
端子、及び容量素子594の第1電極に接続されている。トランジスタ593の第1端子
が第1の電源に接続され、ゲート端子が第1の電源に接続されている。
なお、第1の電源、第2の電源、入力端子IN、及び出力端子OUTは図58と同様なも
のを用いることができる。
また、トランジスタ591〜トランジスタ593は、それぞれPチャネル型である。
図59のインバータ回路590の動作について、入力端子INがHレベルの場合と、Lレ
ベルの場合について、それぞれ説明する。
まず、入力端子INがHレベルの場合について説明する。入力端子INはHレベルになる
と、トランジスタ591がオフする。トランジスタ592のゲート端子の電位は電源電位
VSSとトランジスタ593のしきい値電位Vth593の絶対値との和となる値(VS
S+|Vth593|)になっており、トランジスタ592がオンしている。また、トラ
ンジスタ592のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ592を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が下がる。トランジスタ592のゲート端子の電位は容量素子594の容量結
合によって、電源電位VSSからトランジスタ592のしきい値電位Vth592の絶対
値|Vth592|を引いた値(VSS−|Vth592|)以下まで下がり、トランジ
スタ592がオンし続ける。いわゆるブートストラップ動作が行われる。このときの出力
端子OUTの電位はVSSになり、出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子INがLレベルの場合について説明する。入力端子INはLレベルになる
と、トランジスタ591がオンする。トランジスタ592のゲート端子の電位は電源電位
VSSとトランジスタ593のしきい値電位の絶対値|Vth593|との和となる値(
VSS+|Vth593|)になっており、トランジスタ592がオンしている。また、
トランジスタ592のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ591を介して第2の電源と導通、及びトランジ
スタ592を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの電位が上昇する。このときの
出力端子OUTの電位はトランジスタ591とトランジスタ592との動作点によって決
定され、出力端子OUTがHレベルになる。
このように、図59のインバータ回路590では、ブートストラップ動作によって、Lレ
ベルの出力端子OUTの電位を第1の電源の電源電位VSSまで下げることができる。
なお、図59のインバータ回路590は、入力端子INがHレベルのときに、ブートスト
ラップ動作を行うことができれば、図59の回路構成に限定されない。入力端子INがL
レベルのときは、トランジスタ592のゲート端子に電位を供給していてもよい。
例えば、図63のインバータ回路630のように、トランジスタ631を追加してもよい
。なぜなら、出力端子OUTがHレベルのときに、出力端子OUTの電位をVDDにでき
るからである。つまり、入力端子INがLレベルのときに、トランジスタ631がオンす
るため、トランジスタ592のゲート端子がHレベルになる。そして、トランジスタ59
2はオフして、出力端子OUTはトランジスタ591を介して第2の電源のみと導通する
からである。
なお、トランジスタ631は、Pチャネル型である。
別の例として、図66のインバータ回路660のように、トランジスタ593の第1端子
が入力端子INbに接続されていてもよい。なぜなら、出力端子OUTがHレベルのとき
に、出力端子OUTの電位をVDDにできるからである。つまり、入力端子INがLレベ
ルのときに、入力端子INbがHレベルになるため、トランジスタ592のゲート端子が
Hレベルになる。そして、トランジスタ592はオフして、出力端子OUTはトランジス
タ591を介して第2の電源のみと導通するからである。
なお、入力端子INbは入力端子INの信号の反転信号が供給されている。また、図36
の入力端子INbと同様なものを用いることができる。
例えば、図125に示すように、入力端子INbには、入力端子INの信号をインバータ
回路1251を介して供給していてもよい。また、インバータ回路1251は、図58〜
図65で説明したインバータ回路を適用することができる。
また、図36では、入力端子INbに制御信号を供給することで、インバータ回路360
がトライステートバッファ回路としても機能することを示した。ここで、図66のインバ
ータ回路660も同様に、入力端子INbに制御信号を供給することで、トライステート
バッファ回路としても機能することができる。つまり、入力端子INがHレベル、入力端
子INbがHレベルになれば、トランジスタ591、及びトランジスタ592がオフすた
め、出力端子OUTはどの電源とも接続されないため、インバータ回路660はトライス
テートバッファ回路として機能することができる。
以下に、再び、図59の応用例について説明する。
別の例として、図69のインバータ回路690のように、トランジスタ593の第1端子
、及びゲート端子が入力端子INbに接続され、トランジスタ631を追加してもよい。
なぜなら、出力端子OUTがHレベルのときに、出力端子OUTの電位をVDDにできる
からである。つまり、入力端子INbがHレベルのときに、トランジスタ592のゲート
端子がHレベルになる。そして、トランジスタ592はオフして、出力端子OUTはトラ
ンジスタ591を介して第2の電源のみと導通するからである。
なお、容量素子594は、容量性を持つ素子であれば様々なものを用いることができる。
例えば、図60のインバータ回路600、図64のインバータ回路640、図67のイン
バータ回路670、及び図70のインバータ回路700のように、容量素子594の代わ
りにそれぞれトランジスタ601、トランジスタ641、トランジスタ671、トランジ
スタ701を接続してもよい。
なお、容量素子594は、トランジスタ592の第2端子とゲート端子との間の容量値が
十分大きければ、必ずしも必要ではない。例えば、図61のインバータ回路610、図6
5のインバータ回路650、図68のインバータ回路680、及び図71のインバータ回
路710のように、容量素子594を接続しなくてもよい。
ここで、トランジスタ591〜トランジスタ593、トランジスタ601、トランジスタ
631、トランジスタ641、及び容量素子594が有する機能を以下に説明する。
トランジスタ591は、入力端子INの電位に応じて、第2の電源と、出力端子OUTと
を接続するかしないかを選択するスイッチしての機能を有する。入力端子INがLレベル
のときに、トランジスタ591は出力端子OUTに電源電位VDDを供給する機能を有す
る。
トランジスタ592は、第1の電源と、出力端子OUTとを接続するかしないかを選択す
るスイッチとしての機能を有する。
トランジスタ593は、ダイオードとしての機能を有する。また、トランジスタ593は
、トランジスタ592のゲート端子をフローティング状態にする機能を有する。
トランジスタ601は、出力端子OUTと、トランジスタ592のゲート端子との間に接
続された容量素子としての機能を有する。入力端子INがHレベルのときに、トランジス
タ601はトランジスタ592のゲート端子の電位を下げる機能を有する。
トランジスタ631は、入力端子INの電位に応じて、第2の電源と、トランジスタ59
2のゲート端子とを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。入力
端子INがLレベルのときに、トランジスタ631はトランジスタ592のゲート端子に
電源電位VDDを供給する機能を有する。
トランジスタ641は、出力端子OUTと、トランジスタ592のゲート端子との間に接
続された容量素子としての機能を有する。入力端子INがLレベルのときに、容量素子5
94は出力端子OUTの電位の上昇によって、トランジスタ592のゲート端子の電位を
上昇させる機能を有する。
容量素子594は、出力端子OUTの電位に応じて、トランジスタ592のゲート端子の
電位を変化させるための機能を有する。入力端子INがHレベルのときに、容量素子59
4は出力端子OUTの電位の上昇によって、トランジスタ592のゲート端子の電位を下
げる機能を有する。
このように、図58〜図71のインバータ回路はLレベルの信号を出力するときに、電源
電位VSSを変化することによって、出力端子OUTの電位を自由に変えることができる
。つまり、図58〜図71のインバータ回路は、インバータ回路として動作するだけでな
く、レベルシフト回路としても動作することができる。
ここで、NAND回路221に適用可能な構成例についていくつか説明する。
図42に、NAND回路221の一形態を示す。図42のNAND回路420はトランジ
スタ421、トランジスタ422、及びトランジスタ423を有している。
図42のNAND回路420に示すように、トランジスタ421の第1端子が第2の電源
に接続され、第2端子がトランジスタ422の第1端子に接続され、ゲート端子が入力端
子IN1に接続されている。トランジスタ422の第2端子がトランジスタ423の第1
端子、及び出力端子OUTに接続され、ゲート端子が入力端子IN2に接続されている。
トランジスタ423の第2端子が第1の電源に接続され、ゲート端子が第1の電源に接続
されている。
なお、第1の電源には、電源電位VDDが供給され、第2の電源には電源電位VSSが供
給されている。第1の電源の電源電位VDDと第2の電源の電源電位VSSとの電位差(
VDD−VSS)が、NAND回路420の電源電圧に相当する。また、電源電位VDD
は、電源電位VSSよりも高い電位である。
なお、入力端子IN1、及び入力端子IN2には、それぞれデジタルの制御信号が供給さ
れている。また、出力端子OUTは、出力信号を出力している。
また、トランジスタ421〜トランジスタ423は、それぞれNチャネル型である。
図42のNAND回路420の動作について、入力端子IN1がHレベルの場合と、Lレ
ベルの場合と、入力端子IN2がHレベルの場合と、Lレベルの場合について、それぞれ
説明する。
まず、入力端子IN1がHレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がHレベルになると、トランジスタ421がオンする。入力端子IN2が
Hレベルになるとトランジスタ422がオンする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ421とトランジスタ422を介して第2の電源
と導通、及びトランジスタ423を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの電位が
下がる。このときの出力端子OUTの電位はトランジスタ421とトランジスタ422と
トランジスタ423との動作点によって決定され、出力端子OUTはLレベルになる。
次に、入力端子IN1がHレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がHレベルになると、トランジスタ421がオンする。入力端子IN2が
Lレベルになると、トランジスタ422がオフする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ423を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が上昇する。このときの出力端子OUTの電位は電源電位VDDからトランジ
スタ423のしきい値電位Vth423を引いた値(VDD−Vth423)になり、出
力端子OUTがHレベルになる。
次に、入力端子IN1がLレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がLレベルになると、トランジスタ421がオフする。入力端子IN2が
Hレベルになると、トランジスタ422がオンする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ423を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が上昇する。このときの出力端子OUTの電位は電源電位VDDからトランジ
スタ423のしきい値電位Vth423を引いた値(VDD−Vth423)になり、出
力端子OUTがHレベルになる。
次に、入力端子IN1がLレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がLレベルになると、トランジスタ421がオフする。入力端子IN2が
Lレベルになると、トランジスタ422がオフする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ423を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が上昇する。このときの出力端子OUTの電位は電源電位VDDからトランジ
スタ423のしきい値電位Vth423を引いた値(VDD−Vth423)になり、出
力端子OUTがHレベルになる。
なお、トランジスタ423は整流性を有している必要はなく、電流が流れると電圧が発生
する素子であれば様々なものを用いることができる。例えば、図46のNAND回路46
0のように、トランジスタ423の代わりに抵抗素子461を接続してもよい。
ここで、トランジスタ421〜トランジスタ423が有する機能を以下に説明する。
トランジスタ421は、入力端子IN1の電位に応じて、第2の電源と、トランジスタ4
22の第1端子とを接続するかしないかを選択するスイッチしての機能を有する。
トランジスタ422は、入力端子IN2の電位に応じて、トランジスタ421の第2端子
と、出力端子OUTとを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。
トランジスタ423は、ダイオードとしての機能を有する。
図43に、NAND回路221の一形態を示す。図43のNAND回路430はトランジ
スタ431、トランジスタ432、トランジスタ433、トランジスタ434、及び容量
素子435を有している。
図43のNAND回路430に示すように、トランジスタ431の第1端子が第2の電源
に接続され、第2端子がトランジスタ432の第1端子に接続され、ゲート端子が入力端
子IN1に接続されている。トランジスタ432の第2端子がトランジスタ433の第2
端子、容量素子435の第2電極、及び出力端子OUTに接続され、ゲート端子が入力端
子IN2に接続されている。トランジスタ433の第1端子が第1の電源に接続され、ゲ
ート端子がトランジスタ434の第2端子、容量素子435の第1電極に接続されている
。トランジスタ434の第1端子が第1の電源に接続され、ゲート端子が第1の電源に接
続されている。
なお、第1の電源、第2の電源、入力端子IN1、入力端子IN2、及び出力端子OUT
は図42と同様なものを用いることができる。
また、トランジスタ431〜トランジスタ434は、それぞれNチャネル型である。
図43のNAND回路430の動作について、入力端子IN1がHレベルの場合と、Lレ
ベルの場合と、入力端子IN2がHレベルの場合と、Lレベルの場合について、それぞれ
説明する。
まず、入力端子INがHレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。入
力端子IN1はHレベルになると、トランジスタ431がオンする。入力端子IN2はH
レベルになると、トランジスタ432がオンする。トランジスタ433のゲート端子の電
位は電源電位VDDからトランジスタ434のしきい値電位Vth434を引いた値(V
DD−Vth434)になっており、トランジスタ433がオンしている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ431とトランジスタ432を介して第2の電源
と導通、トランジスタ433を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの電位が下が
る。このときの出力端子OUTの電位はトランジスタ431とトランジスタ432とトラ
ンジスタ433との動作点によって決定され、出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子IN1がHレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。
入力端子IN1はHレベルになると、トランジスタ431がオンする。入力端子IN2は
Lレベルになると、トランジスタ432がオフする。トランジスタ433のゲート端子の
電位は電源電位VDDからトランジスタ434のしきい値電位Vth434を引いた値(
VDD−Vth434)になっており、トランジスタ433がオンしている。また、トラ
ンジスタ433のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ433を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が上昇する。トランジスタ433のゲート端子の電位は容量素子435の容量
結合によって、電源電位VDDとトランジスタ433のしきい値電位Vth433との和
以上の値まで上昇し、トランジスタ433がオンし続ける。いわゆるブートストラップ動
作が行われる。このときの出力端子OUTの電位はVDDになり、出力端子OUTがHレ
ベルになる。
次に、入力端子IN1がLレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。
入力端子IN1はLレベルになると、トランジスタ431がオフする。入力端子IN2は
Hレベルになると、トランジスタ432がオンする。トランジスタ433のゲート端子の
電位は電源電位VDDからトランジスタ434のしきい値電位Vth434を引いた値(
VDD−Vth434)になっており、トランジスタ433がオンしている。また、トラ
ンジスタ433のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ433を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が上昇する。トランジスタ433のゲート端子の電位は容量素子435の容量
結合によって、電源位VDDとトランジスタ433のしきい値電位Vth433との和以
上の値まで上昇し、トランジスタ433がオンし続ける。いわゆるブートストラップ動作
が行われる。このときの出力端子OUTの電位はVDDになり、出力端子OUTがHレベ
ルになる。
次に、入力端子IN1がLレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。
入力端子IN1はLレベルになると、トランジスタ431がオフする。入力端子IN2は
Lレベルになると、トランジスタ432がオフする。トランジスタ433のゲート端子の
電位は電源電位VDDからトランジスタ434のしきい値電位Vth434を引いた値(
VDD−Vth434)になっており、トランジスタ433がオンしている。また、トラ
ンジスタ433のゲート端子はフローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ433を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が上昇する。トランジスタ433のゲート端子の電位は容量素子435の容量
結合によって、電源位VDDとトランジスタ433のしきい値電位Vth433との和以
上の値まで上昇し、トランジスタ433がオンし続ける。いわゆるブートストラップ動作
が行われる。このときの出力端子OUTの電位はVDDになり、出力端子OUTがHレベ
ルになる。
このように、図43のNAND回路430では、ブートストラップ動作によって、Hレベ
ルの出力端子OUTの電位を第1の電源の電源電位VDDまで上昇することができる。
なお、図43のNAND回路430は、入力端子IN1、又は入力端子IN2がLレベル
のときに、ブートストラップ動作を行うことができれば、図43の回路構成に限定されな
い。入力端子IN1、及び入力端子IN2がHレベルのときは、トランジスタ433のゲ
ート端子に電位を供給してもよい。
例えば、図47のNAND回路470のように、トランジスタ471、及びトランジスタ
472を追加してもよい。なぜなら、出力端子OUTがLレベルのときに、出力端子OU
Tの電位をVSSにできるからである。つまり、入力端子IN1、及び入力端子IN2が
Hレベルのときに、トランジスタ471、及びトランジスタ472がオンするため、トラ
ンジスタ433のゲート端子がLレベルになる。そして、トランジスタ433はオフして
、出力端子OUTはトランジスタ431、及びトランジスタ432を介して第2の電源の
みと導通するからである。
なお、トランジスタ471、及びトランジスタ472は、それぞれNチャネル型である。
なお、容量素子435は、容量性を持つ素子であれば様々なものを用いることができる。
例えば、図44のNAND回路440、及び図48のNAND回路480のように、容量
素子435の代わりにそれぞれトランジスタ441、トランジスタ481を接続してもよ
い。
なお、容量素子435は、トランジスタ433の第2端子とゲート端子との間の容量値が
十分大きければ、必ずしも必要ではない。例えば、図45のNAND回路450、及び図
49のNAND回路490のように、容量素子435を接続しなくてもよい。
ここで、トランジスタ431〜トランジスタ434、トランジスタ441、トランジスタ
471、トランジスタ472、トランジスタ481、容量素子435が有する機能を以下
に説明する。
トランジスタ431は、入力端子IN1の電位に応じて、第2の電源と、トランジスタ4
32の第1端子とを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。
トランジスタ432は、入力端子IN2の電位に応じて、トランジスタ432の第2端子
と、出力端子OUTとを接続するかしないを選択するスイッチとしての機能を有する。
トランジスタ433は、第1の電源と、出力端子OUTとを接続するかしないかを選択す
るスイッチしての機能を有する。
トランジスタ434は、ダイオードとしての機能を有する。また、トランジスタ434は
、トランジスタ433のゲート端子をフローティング状態にする機能を有する。
トランジスタ441は、出力端子OUTと、トランジスタ433のゲート端子との間に接
続された容量素子としての機能を有する。入力端子IN1、又は入力端子IN2がLレベ
ルのときに、トランジスタ441はトランジスタ433のゲート端子の電位を上昇させる
機能を有する。
トランジスタ471は、入力端子IN1の電位に応じて、第2の電源と、トランジスタ4
72の第1端子と接続するかしないかを選択するスイッチしての機能を有する。
トランジスタ472は、入力端子IN2の電位に応じて、トランジスタ471の第1端子
と、トランジスタ433のゲート端子とを接続するかしないかを選択するスイッチしての
機能を有する。
トランジスタ481は、出力端子OUTと、トランジスタ433のゲート端子との間に接
続された容量素子としての機能を有する。入力端子IN1、又は入力端子IN2がLレベ
ルのときに、トランジスタ441はトランジスタ433のゲート端子の電位を上昇させる
機能を有する。
容量素子435は、出力端子OUTの電位に応じて、トランジスタ433のゲート端子の
電位を変化させるための機能を有する。入力端子IN1、又は入力端子IN2がLレベル
のときに、容量素子435はトランジスタ433のゲート端子の電位を上昇させる機能を
有する。
このように、図42〜図49のNAND回路はHレベルの信号を出力するときに、電源電
位VDDを変化することによって、出力端子OUTの電位を自由に変えることができる。
つまり、図42〜図49のNAND回路は、NAND回路として動作するだけでなく、レ
ベルシフト回路としても動作することができる。
図42〜図49のNAND回路では、すべてNチャネル型のトランジスタで構成されてい
る場合について説明したが、すべてPチャネル型のトランジスタで構成されていてもよい
。ここで、すべてPチャネル型のトランジスタで構成された場合のNAND回路を図80
〜図87に示す。
図80に、NAND回路221の別の一形態を示す。図80のNAND回路800はトラ
ンジスタ801、トランジスタ802、及びトランジスタ803を有している。
図80のNAND回路800に示すように、トランジスタ801の第1端子が第2の電源
に接続され、第2端子がトランジスタ802の第2端子、トランジスタ803の第2端子
、及び出力端子OUTに接続され、ゲート端子が入力端子IN1に接続されている。トラ
ンジスタ802の第1端子が第2の電源に接続され、ゲート端子が入力端子IN2に接続
されている。トランジスタ803の第1端子が第1の電源に接続され、ゲート端子が第1
の電源に接続されている。
なお、第1の電源には、電源電位VSSが供給され、第2の電源には電源電位VDDが供
給されている。第1の電源の電源電位VSSと第2の電源の電源電位VDDとの電位差(
VDD−VSS)が、NAND回路800の電源電圧に相当する。また、電源電位VDD
は、電源電位VSSよりも高い電位である。
なお、入力端子IN1、及び入力端子IN2には、それぞれデジタルの制御信号が供給さ
れている。また、出力端子OUTは、出力信号を出力している。
また、トランジスタ801〜トランジスタ803は、それぞれPチャネル型である。
図80のNAND回路800の動作について、入力端子IN1がHレベルの場合と、Lレ
ベルの場合と、入力端子IN2がHレベルの場合と、Lレベルの場合について、それぞれ
説明する。
まず、入力端子IN1がHレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がHレベルになると、トランジスタ801がオフする。入力端子IN2が
Hレベルになると、トランジスタ802がオフする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ803を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が下がる。このときの出力端子OUTの電位は電源電位VSSとトランジスタ
803のしきい値電位Vth803の絶対値との和となる値(VSS+|Vth803|
)になり、出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子IN1がHレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がHレベルになると、トランジスタ801がオフする。入力端子IN2が
Lレベルになるとトランジスタ802がオンする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ802を介して第2の電源と導通、及びトランジ
スタ803を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの電位が上昇する。このときの
出力端子OUTの電位はトランジスタ802とトランジスタ803との動作点によって決
定され、出力端子OUTがHレベルになる。
次に、入力端子IN1がLレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がLレベルになると、トランジスタ801がオンする。入力端子IN2が
Hレベルになるとトランジスタ802がオフする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ801を介して第2の電源と導通、及びトランジ
スタ803を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの電位が上昇する。このときの
出力端子OUTの電位はトランジスタ801とトランジスタ803との動作点によって決
定され、出力端子OUTがHレベルになる。
次に、入力端子IN1がLレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がLレベルになると、トランジスタ801がオンする。入力端子IN2が
Lレベルになるとトランジスタ802がオンする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ801を介して第2の電源と導通、トランジスタ
802を介して第2の電源、及びトランジスタ803を介して第1の電源と導通し、出力
端子OUTの電位が上昇する。このときの出力端子OUTの電位はトランジスタ801と
トランジスタ802とトランジスタ803との動作点によって決定され、出力端子OUT
がHレベルになる。
なお、トランジスタ803は整流性を有している必要はなく、電流が流れると電圧が発生
する素子であれば様々なものを用いることができる。例えば、図84のNAND回路84
0のように、トランジスタ803の代わりに抵抗素子841を接続してもよい。
ここで、トランジスタ801〜トランジスタ803が有する機能を以下に説明する。
トランジスタ801は、入力端子IN1の電位に応じて、第2の電源と、出力端子OUT
とを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。入力端子IN1がL
レベルのときに、トランジスタ801は出力端子OUTに電源電位VDDを供給する機能
を有する。
トランジスタ802は、入力端子IN2の電位に応じて、第2の電源と、出力端子OUT
とを接続するかしないかを選択するスイッチしての機能を有する。入力端子IN2がLレ
ベルのときに、トランジスタ802は出力端子OUTに電源電位VDDを供給する機能を
有する。
トランジスタ803は、ダイオードとしての機能を有する。
図81に、NAND回路221の別の一形態を示す。図81のNAND回路810はトラ
ンジスタ811、トランジスタ812、トランジスタ813、トランジスタ814、及び
容量素子815を有している。
図81のNAND回路810に示すように、トランジスタ811の第1端子が第2の電源
に接続され、第2端子がトランジスタ812の第2端子、トランジスタ813の第2端子
、容量素子815の第1電極に接続され、ゲート端子が入力端子IN1に接続されている
。トランジスタ812の第1端子が第2の電源に接続され、ゲート端子が入力端子IN2
に接続されている。トランジスタ813の第1端子が第1の電源に接続され、ゲート端子
がトランジスタ814の第2端子、及び容量素子815の第2電極に接続されている。ト
ランジスタ814の第1端子が第1の電源に接続され、ゲート端子が第1の電源に接続さ
れている。
なお、第1の電源、第2の電源、入力端子IN1、入力端子IN2、及び出力端子OUT
は図80と同様なものを用いることができる。
また、トランジスタ811〜トランジスタ814は、それぞれPチャネル型である。
図81のNAND回路810の動作について、入力端子IN1がHレベルの場合と、Lレ
ベルの場合と、入力端子IN2がHレベルの場合と、Lレベルの場合について、それぞれ
説明する。
まず、入力端子IN1がHレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。
入力端子IN1はHレベルになると、トランジスタ811がオフする。入力端子IN2は
Hレベルになると、トランジスタ812がオフする。トランジスタ813のゲート端子の
電位は電源電位VSSとトランジスタ814のしきい値電位Vth814の絶対値との和
となる値(VSS+|Vth814|)になっており、トランジスタ813がオンしてい
る。また、トランジスタ813のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ813を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が下がる。トランジスタ813のゲート端子の電位は容量素子815の容量結
合によって、電源位VSSからトランジスタ813のしきい値電位Vth813の絶対値
を引いた値(VSS−|Vth813|)以下まで下がり、トランジスタ813がオンし
続ける。いわゆるブートストラップ動作が行われる。このときの出力端子OUTの電位は
VSSになり、出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子INがHレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。入
力端子IN1はHレベルになると、トランジスタ811がオフする。入力端子IN2はL
レベルになると、トランジスタ812がオンする。トランジスタ813のゲート端子の電
位は電源電位VSSとトランジスタ814のしきい値電位Vth814の絶対値との和と
なる値(Vss+|Vth814|)になっており、トランジスタ813がオンしている
。また、トランジスタ813のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ812を介して第2の電源と導通、トランジスタ
813を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの電位が上昇する。このときの出力
端子OUTの電位はトランジスタ812とトランジスタ813との動作点によって決定さ
れ、出力端子OUTがHレベルになる。
次に、入力端子INがLレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。入
力端子IN1はHレベルになると、トランジスタ811がオンする。入力端子IN2はH
レベルになると、トランジスタ812がオフする。トランジスタ813のゲート端子の電
位は電源電位VSSとトランジスタ814のしきい値電位Vth814の絶対値との和と
なる値(Vss+|Vth814|)になっており、トランジスタ813がオンしている
。また、トランジスタ813のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ811を介して第2の電源と導通、トランジスタ
813を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの電位が上昇する。このときの出力
端子OUTの電位はトランジスタ811とトランジスタ813との動作点によって決定さ
れ、出力端子OUTがHレベルになる。
次に、入力端子INがLレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。入
力端子IN1はLレベルになると、トランジスタ811がオンする。入力端子IN2はL
レベルになると、トランジスタ812がオンする。トランジスタ813のゲート端子の電
位は電源電位VSSとトランジスタ814のしきい値電位Vth814の絶対値との和と
なる値(Vss+|Vth814|)になっており、トランジスタ813がオンしている
。また、トランジスタ813のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ811を介して第2の電源と導通、トランジスタ
812を介して第2の電源と導通、トランジスタ813を介して第1の電源と導通し、出
力端子OUTの電位が上昇する。このときの出力端子OUTの電位はトランジスタ811
とトランジスタ812とトランジスタ813との動作点によって決定され、出力端子OU
TがHレベルになる。
このように、図81のNAND回路810では、ブートストラップ動作によって、Lレベ
ルの出力端子OUTの電位を第1の電源の電源電位VSSまで下げることができる。
なお、図81のNAND回路810は、入力端子IN1、及び入力端子IN2がHレベル
のときに、ブートストラップ動作を行うことができれば、図81の回路構成に限定されな
い。入力端子IN1、又は入力端子IN2がLレベルのときは、トランジスタ813のゲ
ート端子に電位を供給してもよい。
例えば、図85のNAND回路850のように、トランジスタ851、及びトランジスタ
852を追加してもよい。なぜなら、出力端子OUTがHレベルのときに、出力端子OU
Tの電位をVDDにできるからである。つまり、入力端子IN1、又は入力端子IN2が
Lレベルのときに、トランジスタ851、又はトランジスタ852がオンするため、トラ
ンジスタ813のゲート端子がHレベルになる。そして、トランジスタ813はオフして
、出力端子OUTはトランジスタ811、又はトランジスタ812を介して第2の電源の
みと導通するからである。
なお、トランジスタ851、及びトランジスタ852は、それぞれPチャネル型である。
なお、容量素子815は、容量性を持つ素子であれば様々なものを用いることができる。
例えば、図82のNAND回路820、及び図86のNAND回路860のように、容量
素子815の代わりにそれぞれトランジスタ821、トランジスタ861を接続してもよ
い。
なお、容量素子815は、トランジスタ813の第2端子とゲート端子との間の容量値が
十分大きければ、必ずしも必要ではない。例えば、図83のNAND回路830、及び図
87のNAND回路870のように、容量素子815を接続しなくてもよい。
ここで、トランジスタ811〜トランジスタ814、トランジスタ821、トランジスタ
851、トランジスタ452、トランジスタ861、容量素子815が有する機能を以下
に説明する。
トランジスタ811は、入力端子IN1の電位に応じて、第2の電源と、出力端子OUT
とを接続するかしないかを選択するスイッチしての機能を有する。入力端子IN1がLレ
ベルのときに、トランジスタ811は出力端子OUTに電源電位VDDを供給する機能を
有する。
トランジスタ812は、入力端子IN2の電位に応じて、第2の電源と、出力端子OUT
とを接続するかしないかを選択するスイッチそしての機能を有する。入力端子IN2がL
レベルのときに、トランジスタ812は出力端子OUTに電源電位VDDを供給する機能
を有する。
トランジスタ813は、第1の電源と、出力端子OUTとを接続するかしないかを選択す
るスイッチとしての機能を有する。
トランジスタ814は、ダイオードとしての機能を有する。また、トランジスタ814は
、トランジスタ813のゲート端子をフローティング状態にする機能を有する。
トランジスタ821は、出力端子OUTと、トランジスタ813のゲート端子との間に接
続された容量素子としての機能を有する。入力端子IN1、及び入力端子IN2がHレベ
ルのときに、トランジスタ821はトランジスタ813のゲート端子の電位を下げる機能
を有する。
トランジスタ851は、入力端子IN1の電位に応じて、第2の電源と、トランジスタ8
13のゲート端子とを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。入
力端子IN1がLレベルのときに、トランジスタ851はトランジスタ813のゲート端
子に電源電位VDDを供給する機能を有する。
トランジスタ852は、入力端子IN2の電位に応じて、第2の電源と、トランジスタ8
13のゲート端子とを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。入
力端子IN2がLレベルのときに、トランジスタ852はトランジスタ813のゲート端
子に電源電位VDDを供給する機能を有する。
トランジスタ861は、出力端子OUTと、トランジスタ813のゲート端子との間に接
続された容量素子としての機能を有する。入力端子IN1、及び入力端子IN2がHレベ
ルのときに、トランジスタ861はトランジスタ813のゲート端子の電位を下げる機能
を有する。
容量素子815は、出力端子OUTの電位に応じて、トランジスタ813のゲート端子の
電位を変化させるための機能を有する。入力端子IN1、又は入力端子IN2がHレベル
のときに、容量素子815はトランジスタ813のゲート端子の電位を下げる機能を有す
る。
このように、図81〜図87のNAND回路はLレベルの信号を出力するときに、電源電
位VSSを変化することによって、出力端子OUTの電位を自由に変えることができる。
つまり、図81〜図87のNAND回路は、NAND回路として動作するだけでなく、レ
ベルシフト回路としても動作することができる。
ここで、NOR回路231に適応可能な構成例についていくつか説明する。
図50に、NOR回路231の一形態を示す。図50のNOR回路500は、トランジス
タ501、トランジスタ502、及びトランジスタ503を有している。
図50のNOR回路500に示すように、トランジスタ501の第1端子が第2の電源に
接続され、第2端子がトランジスタ502の第2端子、トランジスタ503の第2端子、
及び出力端子OUTに接続され、ゲート端子が入力端子IN1に接続されている。トラン
ジスタ502の第1端子が第2の電源に接続され、ゲート端子が入力端子IN2に接続さ
れている。トランジスタ503の第1端子が第1の電源に接続され、ゲート端子が第1の
電源に接続されている。
なお、第1の電源には、電源電位VDDが供給され、第2の電源には電源電位VSSが供
給されている。第1の電源の電源電位VDDと第2の電源の電源電位VSSとの電位差(
VDD−VSS)が、NOR回路500の電源電圧に相当する。また、電源電位VDDは
、電源電位VSSよりも高い電位である。
なお、入力端子IN1、及び入力端子IN2には、それぞれデジタルの制御信号が供給さ
れている。また、出力端子OUTは、出力信号を出力している。
また、トランジスタ501〜トランジスタ503は、それぞれNチャネル型である。
図50のNOR回路500の動作について、入力端子IN1がHレベルの場合と、Lレベ
ルの場合と、入力端子IN2がHレベルの場合と、Lレベルの場合について、それぞれ説
明する。
まず、入力端子IN1がHレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がHレベルになると、トランジスタ501がオンする。入力端子IN2が
Hレベルになると、トランジスタ502がオンする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ501を介して第2の電源、トランジスタ502
を介して第2の電源、及びトランジスタ503を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が下がる。このときの出力端子OUTの電位はトランジスタ501とトランジ
スタ502とトランジスタ503との動作点によって決定され、出力端子OUTがLレベ
ルになる。
次に、入力端子IN1がHレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がHレベルになると、トランジスタ501がオンする。入力端子IN2が
Lレベルになると、トランジスタ502がオフする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ501を介して第2の電源、及びトランジスタ5
03を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの電位が下がる。このときの出力端子
OUTの電位はトランジスタ501とトランジスタ503との動作点によって決定され、
出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子IN1がLレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がLレベルになると、トランジスタ501がオフする。入力端子IN2が
Hレベルになると、トランジスタ502がオンする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ502を介して第2の電源、及びトランジスタ5
03を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの電位が下がる。このときの出力端子
OUTの電位はトランジスタ502とトランジスタ503との動作点によって決定され、
出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子IN1がLレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がLレベルになると、トランジスタ501がオフする。入力端子IN2が
Lレベルになると、トランジスタ502がオフする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ503を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が上昇する。このときの出力端子OUTの電位は電源電位VDDからトランジ
スタ503のしきい値電位Vth503を引いた値(VDD−Vth503)になり、出
力端子OUTがHレベルになる。
なお、トランジスタ503は整流性を有している必要はなく、電流が流れると電圧が発生
する素子であれば様々なものを用いることができる。例えば、図54のNOR回路540
のように、トランジスタ503の代わりに抵抗素子541を接続してもよい。
ここで、トランジスタ501〜トランジスタ503が有する機能を以下に説明する。
トランジスタ501は、入力端子IN1の電位に応じて、第2の電源と、出力端子OUT
とを接続するかしないかを選択するスイッチしての機能を有する。
トランジスタ502は、入力端子IN2の電位に応じて、第2の電源と、出力端子OUT
とを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。
トランジスタ503は、ダイオードとしての機能を有する。
図51に、NOR回路231の別の一形態を示す。図51のNOR回路510は、トラン
ジスタ511、トランジスタ512、トランジスタ513、トランジスタ514、及び2
つの電極を持つ容量素子515を有している。
図51のNOR回路510に示すように、トランジスタ511の第1端子が第2の電源に
接続され、第2端子がトランジスタ512の第2端子、トランジスタ513の第2端子、
容量素子515の第2電極、及び出力端子OUTに接続され、ゲート端子が入力端子IN
1に接続されている。トランジスタ512の第1端子が第2の電源に接続され、ゲート端
子が入力端子IN2に接続されている。トランジスタ513の第1端子が第1の電源に接
続され、ゲート端子がトランジスタ514の第2端子、及び容量素子515の第1電極に
接続されている。トランジスタ514の第1端子が第1の電源に接続され、ゲート端子が
第1の電源に接続されている。
なお、第1の電源、第2の電源、入力端子IN1、入力端子IN2、及び出力端子OUT
は図50と同様なものを用いることができる。
また、トランジスタ511〜トランジスタ514は、それぞれNチャネル型である。
図51のNOR回路510の動作について、入力端子IN1がHレベルの場合と、Lレベ
ルの場合と、入力端子IN2がHレベルの場合と、Lレベルの場合とについて、それぞれ
説明する。
まず、入力端子INがHレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。入
力端子IN1はHレベルになると、トランジスタ511がオンする。入力端子IN2がH
レベルになると、トランジスタ512がオンする。トランジスタ513のゲート端子の電
位は電源電位VDDからトランジスタ514のしきい値電位Vth514を引いた値(V
DD−Vth514)になっており、トランジスタ513がオンしている。また、トラン
ジスタ513のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ511を介して第2の電源、トランジスタ512
を介して第2の電源、及びトランジスタ513を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が下がる。このときの出力端子OUTの電位はトランジスタ511とトランジ
スタ512とトランジスタ513との動作点によって決定され、出力端子OUTがLレベ
ルになる。
次に、入力端子IN1がHレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。
入力端子IN1はHレベルになると、トランジスタ511がオンする。入力端子IN2が
Lレベルになると、トランジスタ512がオフする。トランジスタ513のゲート端子の
電位は電源電位VDDからトランジスタ514のしきい値電位Vth514を引いた値(
VDD−Vth514)になっており、トランジスタ513がオンしている。また、トラ
ンジスタ513のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ511を介して第2の電源、及びトランジスタ5
13を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの電位が下がる。このときの出力端子
OUTの電位はトランジスタ511とトランジスタ512とトランジスタ513との動作
点によって決定され、出力端子OUTがLレベルになる。
まず、入力端子INがLレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。入
力端子IN1はLレベルになると、トランジスタ511がオフする。入力端子IN2がH
レベルになると、トランジスタ512がオンする。トランジスタ513のゲート端子の電
位は電源電位VDDからトランジスタ514のしきい値電位Vth514を引いた値(V
DD−Vth514)になっており、トランジスタ513がオンしている。また、トラン
ジスタ513のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ512を介して第2の電源、及びトランジスタ5
13を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの電位が下がる。このときの出力端子
OUTの電位はトランジスタ511とトランジスタ512とトランジスタ513との動作
点によって決定され、出力端子OUTがLレベルになる。
まず、入力端子INがLレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。入
力端子IN1はLレベルになると、トランジスタ511がオフする。入力端子IN2がL
レベルになると、トランジスタ512がオフする。トランジスタ513のゲート端子の電
位は電源電位VDDからトランジスタ514のしきい値電位Vth514を引いた値(V
DD−Vth514)になっており、トランジスタ513がオンしている。また、トラン
ジスタ513のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ513を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が上昇する。トランジスタ513のゲート端子の電位は容量素子515の容量
結合によって、電源電位VDDとトランジスタ513のしきい値電位Vth513との和
以上の値まで上昇し、トランジスタ513がオンし続ける。いわゆるブートストラップ動
作が行われる。このときの出力端子OUTの電位はVDDになり、出力端子OUTがHレ
ベルになる。
このように、図51のNOR回路510では、ブートストラップ動作によって、Hレベル
の出力端子OUTの電位を第1の電源の電源電位VDDまで上昇することができる。
なお、図51のNOR回路510は、入力端子IN1、及び入力端子IN2がLレベルの
ときに、ブートストラップ動作を行うことができれば、図51の回路構成に限定されない
。入力端子IN1、又は入力端子IN2がHレベルのときは、トランジスタ513のゲー
ト端子に電位を供給してもよい。
例えば、図55のNOR回路550のように、トランジスタ551、及びトランジスタ5
52を追加してもよい。なぜなら、出力端子OUTがLレベルのときに、出力端子OUT
の電位をVSSにできるからである。つまり、入力端子IN1、又は入力端子IN2の一
方または両方がHレベルのときに、トランジスタ551、トランジスタ552がオンする
ため、トランジスタ513のゲート端子がLレベルになる。そして、トランジスタ513
はオフして、出力端子OUTはトランジスタ511、又はトランジスタ512を介して第
2の電源のみと導通するからである。
なお、トランジスタ551、及びトランジスタ552は、それぞれNチャネル型である。
なお、容量素子515は、容量性を持つ素子であれば様々なものを用いることができる。
例えば、図52のNOR回路520、及び図56のNOR回路560のように、容量素子
515の代わりにそれぞれ、トランジスタ521、トランジスタ561を接続してもよい
なお、容量素子515は、トランジスタ513の第2端子とゲート端子との間の容量値が
十分大きければ、必ずしも必要ではない。例えば、図53のNOR回路530、及び図5
7のNOR回路570のように、容量素子515を接続しなくてもよい。
ここで、トランジスタ511〜トランジスタ514、トランジスタ521、トランジスタ
551、トランジスタ552、トランジスタ561、容量素子515が有する機能をそれ
ぞれ以下に説明する。
トランジスタ511は、入力端子IN1の電位に応じて、第2の電源と、出力端子OUT
とを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。入力端子IN1がH
レベルのときに出力端子OUTに電源電位VSSを供給する。
トランジスタ512は、入力端子IN2の電位に応じて、第2の電源と、出力端子OUT
とを接続するかしないかを選択するスイッチしての機能を有する。入力端子IN2がHレ
ベルのときの出力端子OUTに電源電位VSSを供給する。
トランジスタ513は、第1の電源と、出力端子OUTとを接続するかしないかを選択す
るスイッチとしての機能を有する。
トランジスタ514は、ダイオードとしての機能を有する。また、トランジスタ514は
、トランジスタ513のゲート端子をフローティング状態にする機能を有する。
トランジスタ521は、出力端子OUTと、トランジスタ513のゲート端子との間に接
続された容量素子としての機能を有する。入力端子IN1、及び入力端子IN2がLレベ
ルのときに、トランジスタ521はトランジスタ513のゲート端子の電位を上昇させる
能を有する。
トランジスタ551は、入力端子IN1の電位に応じて、第2の電源と、トランジスタ5
13のゲート端子とを接続すかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。入力
端子IN1がHレベルのときに、トランジスタ551はトランジスタ513のゲート端子
に電源電位VSSを供給する機能を有する。
トランジスタ552は、入力端子IN2の電位に応じて、第2の電源と、トランジスタ5
13のゲート端子とを接続すかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。入力
端子IN2がHレベルのときに、トランジスタ552はトランジスタ513のゲート端子
に電源電位VSSを供給する機能を有する。
トランジスタ561は、出力端子OUTと、トランジスタ513のゲート端子との間に接
続された容量素子としての機能を有する。入力端子IN1、及び入力端子IN2がLレベ
ルのときに、トランジスタ561はトランジスタ513のゲート端子の電位を上昇させる
能を有する。
容量素子515は、出力端子OUTの電位に応じて、トランジスタ513のゲート端子の
電位を変化させるための機能を有する。入力端子IN1、及び入力端子IN2がLレベル
のときに、容量素子515はトランジスタ513のゲート端子の電位を上昇させる機能を
有する。
このように、図50〜図57のNOR回路はHレベルの信号を出力するときに、電源電位
VDDを変化させることによって、出力端子OUTの電位を自由に変えることができる。
つまり、図50〜図57NOR回路は、インバータ回路として動作するだけでなく、レベ
ルシフト回路としても動作することができる。
図50〜図57のNOR回路では、すべてNチャネル型のトランジスタで構成されている
場合について説明したが、すべてPチャネル型のトランジスタで構成されていてもよい。
ここで、すべてPチャネル型のトランジスタで構成された場合のインバータ回路を図72
〜図79に示す。
図72に、NOR回路231の別の一形態を示す。図72のNOR回路720は、トラン
ジスタ721、トランジスタ722、及びトランジスタ723を有している。
図72のNOR回路720に示すように、トランジスタ721の第1端子が第2の電源に
接続され、第2端子がトランジスタ722の第1端子に接続され、ゲート端子が入力端子
IN1に接続されている。トランジスタ722の第2端子がトランジスタ723の第2端
子、及び出力端子OUTに接続され、ゲート端子が入力端子IN2に接続されている。ト
ランジスタ723の第1端子が第1の電源に接続され、ゲート端子が第1の電源に接続さ
れている。
なお、第1の電源には、電源電位VSSが供給され、第2の電源には電源電位VDDが供
給されている。第1の電源の電源電位VSSと第2の電源の電源電位VDDとの電位差(
VDD−VSS)が、NOR回路720の電源電圧に相当する。また、電源電位VDDは
、電源電位VSSよりも高い電位である。
なお、入力端子IN1、及び入力端子IN2には、それぞれ制御信号が供給されている。
また、出力端子OUTは、出力信号を出力している。
また、トランジスタ721〜トランジスタ723は、それぞれPチャネル型である。
図72のNOR回路720の動作について、入力端子IN1がHレベルの場合と、Lレベ
ルの場合と、入力端子IN2がHレベルの場合と、Lレベルの場合について、それぞれ説
明する。
まず、入力端子IN1がHレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がHレベルになると、トランジスタ721がオフする。入力端子IN2が
Hレベルになると、トランジスタ722がオフする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ723を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が下がる。このときの出力端子OUTの電位は電源電位VSSとトランジスタ
723のしきい値電位Vth723の絶対値との和となる値(VSS+|Vth723|
)になり、出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子IN1がHレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がHレベルになると、トランジスタ721がオフする。入力端子IN2が
Lレベルになると、トランジスタ722がオンする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ723を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が下がる。このときの出力端子OUTの電位は電源電位VSSとトランジスタ
723のしきい値電位Vth723の絶対値との和となる値(VSS+|Vth723|
)になり、出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子IN1がLレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がLレベルになると、トランジスタ721がオンする。入力端子IN2が
Hレベルになると、トランジスタ722がオフする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ723を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が下がる。このときの出力端子OUTの電位は電源電位VSSとトランジスタ
723のしきい値電位Vth723の絶対値との和となる値(VSS+|Vth723|
)になり、出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子IN1がLレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。
入力端子IN1がLレベルになると、トランジスタ721がオンする。入力端子IN2が
Lレベルになると、トランジスタ722がオンする。
よって、出力端子OUTはトランジスタ721、及びトランジスタ722を介して第2の
電源、及びトランジスタ723を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの電位が上
昇する。このときの出力端子OUTの電位はトランジスタ721とトランジスタ722と
トランジスタ723との動作点によって決定され、出力端子OUTがHレベルになる。
なお、トランジスタ723は整流性を有している必要はなく、電流が流れると電圧が発生
する素子であれば様々なものを用いることができる。例えば、図76のNOR回路760
のように、トランジスタ723の代わりに抵抗素子761を接続してもよい。
ここで、トランジスタ721〜トランジスタ723が有する機能を以下に説明する。
トランジスタ721は、入力端子IN1の電位に応じて、第2の電源と、トランジスタ7
22の第2端子とを接続するかしないかを選択するスイッチしての機能を有する。
トランジスタ722は、入力端子IN2の電位に応じて、トランジスタ721の第2端子
と、出力端子OUTとを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。
トランジスタ723は、ダイオードとしての機能を有する。
図73に、NOR回路231の別の一例を示す。図73のNOR回路730はトランジス
タ731、トランジスタ732、トランジスタ733、トランジスタ734、及び2つの
電極を持つ容量素子735を有している。
図73のNOR回路730に示すように、トランジスタ731の第1端子が第2の電源に
接続され、第2端子がトランジスタ732の第1端子に接続され、ゲート端子が入力端子
IN1に接続されている。トランジスタ732の第2端子がトランジスタ733の第2端
子、容量素子735の第2電極、及び出力端子OUTに接続され、ゲート端子が入力端子
IN2に接続されている。トランジスタ733の第1端子が第1の電源に接続され、ゲー
ト端子がトランジスタ734の第2端子に接続され、容量素子735の第1電極に接続さ
れている。トランジスタ734の第1端子が第1の電源に接続され、ゲート端子が第1の
電源に接続されている。
なお、第1の電源、第2の電源、入力端子IN1、入力端子IN2、及び出力端子OUT
は図72と同様なものを用いることができる。
また、トランジスタ731〜トランジスタ734は、それぞれPチャネル型である。
図73のNOR回路730の動作について、入力端子IN1がHレベルの場合と、Lレベ
ルの場合と、入力端子IN2がHレベルの場合と、Lレベルの場合とについて、それぞれ
説明する。
まず、入力端子IN1がHレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。
入力端子IN1はHレベルになると、トランジスタ731がオフする。入力端子IN2は
Hレベルになると、トランジスタ732がオフする。トランジスタ733のゲート端子の
電位は電源電位VSSとトランジスタ734のしきい値電位Vth734の絶対値との和
た値(VSS+|Vth734|)になっており、トランジスタ733がオンしている。
また、トランジスタ733のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ733を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が下がる。トランジスタ733のゲート端子の電位は容量素子735の容量結
合によって、電源電位VSSからトランジスタ733のしきい値電位Vth733の絶対
値を引いた値(VSS−|Vth733|)以下まで下がり、トランジスタ733がオン
し続ける。いわゆるブートストラップ動作が行われる。このときの出力端子OUTの電位
はVSSになり、出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子IN1がHレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。
入力端子IN1はHレベルになると、トランジスタ731がオフする。入力端子IN2は
Lレベルになると、トランジスタ732がオンする。トランジスタ733のゲート端子の
電位は電源電位VSSとトランジスタ734のしきい値電位Vth734の絶対値との和
となる値(VSS+|Vth734|)になっており、トランジスタ733がオンしてい
る。また、トランジスタ733のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ733を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が下がる。トランジスタ733のゲート端子の電位は容量素子735の容量結
合によって、電源電位VSSからトランジスタ733のしきい値電位Vth733の絶対
値を引いた値(VSS−|Vth733|)以下まで下がり、トランジスタ733がオン
し続ける。いわゆるブートストラップ動作が行われる。このときの出力端子OUTの電位
はVSSになり、出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子IN1がLレベル、入力端子IN2がHレベルの場合について説明する。
入力端子IN1はLレベルになると、トランジスタ731がオンする。入力端子IN2は
Hレベルになると、トランジスタ732がオフする。トランジスタ733のゲート端子の
電位は電源電位VSSとトランジスタ734のしきい値電位Vth734の絶対値との和
となる値(VSS+|Vth734|)になっており、トランジスタ733がオンしてい
る。また、トランジスタ733のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ733を介して第1の電源と導通し、出力端子O
UTの電位が下がる。トランジスタ733のゲート端子の電位は容量素子735の容量結
合によって、電源電位VSSからトランジスタ733のしきい値電位Vth733の絶対
値を引いた値(VSS−|Vth733|)以下まで下がり、トランジスタ733がオン
し続ける。いわゆるブートストラップ動作が行われる。このときの出力端子OUTの電位
はVSSになり、出力端子OUTがLレベルになる。
次に、入力端子IN1がLレベル、入力端子IN2がLレベルの場合について説明する。
入力端子IN1はLレベルになると、トランジスタ731がオンする。入力端子IN2は
Lレベルになると、トランジスタ732がオンする。トランジスタ733のゲート端子の
電位は電源電位VSSとトランジスタ734のしきい値電位Vth734の絶対値との和
となる値(VSS+|Vth734|)になっており、トランジスタ733がオンしてい
る。また、トランジスタ733のゲート端子は、フローティング状態になっている。
よって、出力端子OUTはトランジスタ731、及びトランジスタ732を介して第2の
電源、並びにトランジスタ733を介して第1の電源と導通し、出力端子OUTの電位が
上昇する。このときの出力端子OUTの電位はトランジスタ731とトランジスタ732
とトランジスタ733との動作点によって決定され、出力端子OUTがHレベルになる。
このように、図73のNOR回路730では、ブートストラップ動作によって、Lレベル
の出力端子OUTの電位を第1の電源の電源電位VSSまで下げることができる。
なお、図73のNOR回路730は、入力端子IN1、又は入力端子IN2がHレベルの
ときに、ブートストラップ動作を行うことができれば、図73の回路構成に限定されない
。入力端子IN1、及び入力端子IN2がLレベルのときは、トランジスタ733のゲー
ト端子に電位を供給してもよい。
例えば、図77のNOR回路770のように、トランジスタ771、及びトランジスタ7
72を追加してもよい。なぜなら、出力端子OUTがHレベルのときに、出力端子OUT
の電位をVDDにできるからである。つまり、入力端子IN1、及び入力端子IN2がL
レベルのときに、トランジスタ771、又はトランジスタ772がオンするため、トラン
ジスタ733のゲート端子がHレベルになる。そして、トランジスタ733はオフして、
出力端子OUTはトランジスタ731、及びトランジスタ732を介して第2の電源のみ
と導通するからである。
なお、トランジスタ771、及びトランジスタ772は、それぞれPチャネル型である。
なお、容量素子735は、容量性を持つ素子であれば様々なものを用いることができる。
例えば、図74のNOR回路740、及び図78のNAND回路780のように、容量素
子735の代わりにそれぞれトランジスタ741、トランジスタ781を接続してもよい
なお、容量素子735は、トランジスタ733の第2端子とゲート端子との間の容量値が
十分大きければ、必ずしも必要ではない。例えば、図75のNOR回路750、及び図7
9のNOR回路790のように、容量素子735を接続しなくてもよい。
ここで、トランジスタ731〜トランジスタ734、トランジスタ741、トランジスタ
771、トランジスタ772、トランジスタ781、容量素子735が有する機能を以下
に説明する。
トランジスタ731は、入力端子IN1の電位に応じて、第2の電源と、トランジスタ7
32の第1端子とを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。
トランジスタ732は、入力端子IN2の電位に応じて、トランジスタ731の第2端子
と、出力端子OUTとを選択するスイッチそしての機能を有する。
トランジスタ733は、第1の電源と、出力端子OUTとを接続するかしないかを選択す
るスイッチとしての機能を有する。
トランジスタ734は、ダイオードとしての機能を有する。また、トランジスタ734は
、トランジスタ733のゲート端子をフローティング状態にする機能を有する。
トランジスタ741は、出力端子OUTと、トランジスタ733のゲート端子との間に接
続された容量素子としての機能を有する。入力端子IN1、又は入力端子IN2の一方ま
たは両方がHレベルのときに、トランジスタ741はトランジスタ733のゲート端子の
電位を下げる機能を有する。
トランジスタ771は、入力端子IN1の電位に応じて、第2の電源と、トランジスタ7
72の第1端子と接続するかしないかを選択するスイッチしての機能を有する。
トランジスタ772は、入力端子IN2の電位に応じて、トランジスタ771の第1端子
と、トランジスタ733のゲート端子とを接続するかしないかを選択するスイッチしての
機能を有する。
トランジスタ781は、出力端子OUTと、トランジスタ733のゲート端子との間に接
続された容量素子としての機能を有する。入力端子IN1、又は入力端子IN2の一方ま
たは両方がHレベルのときに、トランジスタ781はトランジスタ733のゲート端子の
電位を下げる機能を有する。
容量素子735は、出力端子OUTの電位に応じて、トランジスタ733のゲート端子の
電位を変化させるための機能を有する。入力端子IN1、又は入力端子IN2の一方また
は両方がHレベルのときに、容量素子735はトランジスタ733のゲート端子の電位を
下げる機能を有する。
このように、図73〜図78のNOR回路はLレベルの信号を出力するときに、電源電位
VSSを変化することによって、出力端子OUTの電位を自由に変えることができる。つ
まり、図73〜図78のNOR回路は、NAND回路として動作するだけでなく、レベル
シフト回路としても動作することができる。
また、インバータ回路211、NAND回路221、及びNOR回路231として、図2
8〜図87の回路構成を用いることによって、シフトレジスタ回路200を動作させるた
めのマージンが大きくなる。なぜなら、上記のインバータ回路211、NAND回路22
1、及びNOR回路231では、1つのトランジスタのゲート端子が出力端子SRout
に接続されていることを特徴としているからである。よって、出力端子SRoutの負荷
容量は小さくなるため、シフトレジスタ回路200を動作させるためのマージンを大きく
できる。
また、図28〜図87に示したインバータ回路、NAND回路、及びNOR回路では、そ
れぞれ同一の極性のトランジスタで構成されている。よって、これらのトランジスタの極
性が同一基板上の他のトランジスタの極性と同じであれば、製造工程の簡略化を図ること
ができる。したがって、製造コストの削減や歩留まりの向上を図ることができる。
なお、図28〜図87に示した第1の電源、及び第2の電源には、電源電位VDD、又は
電源電位VSSが供給されているが、本発明は必ずしもこれに限定しない。
例えば、図28〜図87の第1の電源、及び第2の電源には、それぞれ別の電位が供給さ
れていてもよい。
別の例として、図28〜図87の第1の電源、及び第2の電源には、制御信号が供給され
ていてもよい。
なお、図28〜図87の入力端子には、それぞれ制御信号が供給されているが、本発明は
必ずしもこれに限定しない。
例えば、図28〜図87の入力端子には、電源電圧が供給されていてもよい。
なお、本実施形態は、本明細書中の他の実施形態、実施例のいかなる記載とも自由に組み
合わせて実施することができる。すなわち、本発明のシフトレジスタ回路は、非選択期間
において、トランジスタが一定時間毎にオンすることで、出力端子に電源電位を供給する
。こうすることで、シフトレジスタ回路の出力端子は、該トランジスタを介して電源電位
が供給される。該トランジスタは非選択期間において常時オンしていないので、該トラン
ジスタのしきい値電位のシフトは、抑制される。また、シフトレジスタ回路の出力端子は
、該トランジスタを介して一定期間毎に電源電位が供給される。そのため、シフトレジス
タ回路は、ノイズが出力端子に発生することを抑制できる。
(実施の形態4)
本実施形態では、実施の形態3で述べた駆動回路とは別の構成について説明する。
駆動回路として、ソースドライバに適応できる構成例を図88〜図91を参照して説明す
る。図88〜図91の駆動回路は、ソースドライバだけに適応できるものではなく、いか
なる回路構成においても適応可能である。
図88に、本発明のソースドライバの一形態を示す。本発明のソースドライバは、シフト
レジスタ回路880、複数のスイッチSW、及びビデオ信号線881を有している。
図88のソースドライバに示すように、ビデオ信号線881がスイッチSWの第1端子に
接続され、スイッチSWの第2端子が出力端子SDoutに接続されている。スイッチS
Wの制御端子は、シフトレジスタ回路880の出力端子SRoutに接続されている。
なお、シフトレジスタ回路880は、実施の形態2で説明したものと同様なものとする。
また、シフトレジスタ回路880には、実施の形態3で説明したゲートドライバを適応し
てもよい。
また、シフトレジスタ回路880の出力端子SRout1〜SRout4、出力端子SR
outnは、実施の形態2で説明したものと同様なものを用いることができる。
また、本発明のゲートドライバの1段目の出力端子SDoutを出力端子SDout1と
し、2段目の出力端子SDoutを出力端子SDout2とし、3段目の出力端子SDo
utを出力端子SDout3とし、n段目の出力端子SDoutを出力端子SDoutn
とする。
また、図88のソースドライバには、電源線、及び制御信号線を便宜上、図示していない
また、シフトレジスタ回路880がNチャネル型のトランジスタで構成されている場合、
シフトレジスタ回路880の出力信号は図18のタイミングチャートと同様である。シフ
トレジスタ回路880がPチャネル型のトランジスタで構成されている場合、シフトレジ
スタ回路880の出力信号は図19のタイミングチャートと同様である。
また、ビデオ信号線881には、ビデオ信号が供給されている。また、ビデオ信号は電流
でも電圧でもよいし、アナログでもデジタルでもよい。望ましくは、ビデオ信号はアナロ
グ電圧であることが望ましい。なぜなら、多くの外部回路は、液晶表示装置用のものが多
いからである。つまり、ビデオ信号がアナログ電圧であれば、外部回路として既存の安価
なものを用いることができるからである。
図88のソースドライバの動作について、シフトレジスタ回路880の出力端子SRou
tがHレベル、Lレベルの場合について、それぞれ説明する。
なお、図88のスイッチSWは、便宜上、制御端子がHレベルのときにオンし、制御端子
がLレベルのときにオフするものとする。もちろん、スイッチSWは、制御端子がHレベ
ルのときにオフし、制御端子がLレベルのときにオンしてもよい。
まず、出力端子SRoutがHレベルの場合について説明する。シフトレジスタ回路の出
力端子SRoutはHレベルになると、スイッチSWがオンする。スイッチSWはオンす
ると、ビデオ信号線881がスイッチSWを介してソースドライバの出力端子SRout
に接続される。
よって、ソースドライバの出力端子SDoutはビデオ信号線881と同じ電位、又は同
じ電流になるため、ソースドライバがビデオ信号を出力する。
次に、出力端子SRoutがLレベルの場合について説明する。シフトレジスタ回路の出
力端子SRoutはLレベルになると、スイッチSWがオフする。スイッチSWはオフす
ると、ビデオ信号線881がソースドライバの出力端子SRoutに接続されなくなる。
よって、ソースドライバの出力端子SDoutはビデオ信号線881の電位に影響されな
くなるため、ソースドライバがビデオ信号を出力しなくなる。
実施の形態2で説明したように、シフトレジスタ回路880はNチャネル型のトランジス
タで構成されている場合、シフトレジスタ回路880が出力端子SRout1から順に、
Hレベルになる。つまり、図88に示すスイッチSWは、スイッチSW1(1列目)から
順にオンし、ソースドライバの出力端子SDoutが出力端子SDout1(1列目)か
ら順にビデオ信号と同じ電位、又は同じ電流になる。
なお、ビデオ信号はシフトレジスタ回路880がHレベルの信号を出力するごとに変える
ことによって、図88に示すソースドライバが出力端子SDout1から順に異なったビ
デオ信号を出力できる。
なお、シフトレジスタ回路880の1つの出力端子SRoutは、それぞれ、1つのスイ
ッチを制御しているが、本発明は必ずしもこれに限定されない。シフトレジスタ回路88
0の1つの出力端子SRoutは、それぞれ、複数のスイッチSWを制御してもよい。そ
の場合、ビデオ信号線も複数にして、それぞれスイッチSWの第1端子に接続すればよい
例えば、図89のソースドライバのように、シフトレジスタ回路880の1つの出力端子
SRoutが3つのスイッチSWを制御していてもよい。なぜなら、3つのスイッチの第
1端子にはそれぞれビデオ信号線891、ビデオ信号線892、及びビデオ信号線893
が接続されているため、3つのソースドライバの出力端子SDoutが同時にビデオ信号
を出力できるからである。よって、シフトレジスタ回路880の動作周波数が遅くできる
ため、シフトレジスタ回路880の消費電力が抑制される。
なお、スイッチSWは、例えば電気的スイッチ、機械的なスイッチを用いることができる
。つまり電流の流れを制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。トラン
ジスタでもよいし、ダイオードでもよいし、それらを組み合わせた論理回路でもよい。よ
って、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、そのトランジスタは、単なるスイッチ
として動作するため、トランジスタの極性(導電型)は特に限定されない。ただし、オフ
電流が少ない方が望ましい場合、オフ電流が少ない方の極性のトランジスタを用いること
が望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、LDD領域を設けているものやマ
ルチゲート構造にしているもの等がある。また、スイッチとして動作させるトランジスタ
のソース端子の電位が、低電位側電源(Vss、GND、0Vなど)に近い状態の場合は
Nチャネル型を、反対に、ソース端子の電位が、高電位側電源(Vddなど)に近い状態
の場合はPチャネル型を用いることが望ましい。なぜなら、ゲートとソースの間の電圧の
絶対値を大きくできるため、スイッチとして機能させる際に動作させやすいからである。
なお、Nチャネル型とPチャネル型の両方を用いて、CMOS型のスイッチにしてもよい
例えば、図90のソースドライバのように、スイッチSWとしてトランジスタ901を接
続してもよい。トランジスタ901は、シフトレジスタ回路880によってオン・オフが
制御されている。トランジスタ901がオンしたときに、ソースドライバの出力端子SD
outがビデオ信号を出力する。
なお、トランジスタ901は、Nチャネル型である。
なお、トランジスタ901は、シフトレジスタ回路880の出力端子SRoutの電位に
応じて、ビデオ信号線881と、ソースドライバの出力端子SDoutとを接続するかし
ないかを選択するスイッチとしての機能を有する。シフトレジスタ回路880の出力端子
SRoutがHレベルのときに、トランジスタ901はソースドライバの出力端子SDo
utにビデオ信号を供給する。
なお、このときのシフトレジスタ回路880は、Nチャネル型のトランジスタで構成され
ていることが望ましい。シフトレジスタ回路880がNチャネル型のトランジスタで構成
されていれば、製造工程の簡略化を図ることができる。したがって、製造コストの削減や
歩留まりの向上を図ることができる。
別の例として、図91のソースドライバのように、スイッチSWとしてトランジスタ91
1を接続してもよい。トランジスタ911は、シフトレジスタ回路880によってオン・
オフが制御されている。トランジスタ911がオンしたときに、ソースドライバ回路の出
力端子SDoutがビデオ信号を出力する。
なお、トランジスタ911は、Pチャネル型である。
なお、トランジスタ911は、シフトレジスタ回路880の出力端子SRoutの電位に
応じて、ビデオ信号線881と、ソースドライバの出力端子SDoutとを接続するかし
ないかを選択するスイッチとしての機能を有する。シフトレジスタ回路880の出力端子
SRoutがLレベルのときに、トランジスタ911はソースドライバの出力端子SDo
utにビデオ信号を供給する。
なお、このときのシフトレジスタ回路880は、Pチャネル型のトランジスタで構成され
ていることが望ましい。シフトレジスタ回路880がPチャネル型のトランジスタで構成
されていれば、製造工程の簡略化を図ることができる。したがって、製造コストの削減や
歩留まりの向上を図ることができる。
なお、本実施形態は、本明細書中の他の実施形態、実施例のいかなる記載とも自由に組み
合わせて実施することができる。すなわち、本発明のシフトレジスタ回路は、非選択期間
において、トランジスタが一定時間毎にオンすることで、出力端子に電源電位を供給する
。こうすることで、シフトレジスタ回路の出力端子は、該トランジスタを介して電源電位
が供給される。該トランジスタは非選択期間において常時オンしていないので、該トラン
ジスタのしきい値電位のシフトは、抑制される。また、シフトレジスタ回路の出力端子は
、該トランジスタを介して一定期間毎に電源電位が供給される。そのため、シフトレジス
タ回路は、ノイズが出力端子に発生することを抑制できる。
(実施の形態5)
本実施形態では、実施の形態1に示したフリップフロップ回路のレイアウト図を説明する
図1に示したフリップフロップ回路10のレイアウト図を図122に示す。
なお、図122に示すフリップフロップ回路のレイアウト図は、アモルファスシリコンの
トランジスタによって構成されている場合である。
図122のフリップフロップ回路は、電源線12201、制御線12202、制御線12
203、制御線12204、制御線12205、電源線12206、出力端子12207
、トランジスタ11、トランジスタ12、トランジスタ13、トランジスタ14、トラン
ジスタ15、トランジスタ16、トランジスタ17、及びトランジスタ18を有している
なお、12208は半導体層であり、12209はゲート電極、及びゲート配線層であり
、12210は第2の配線層であり、12211はコンタクト層である。
図122に示すフリップフロップ回路の接続関係について説明する。フリップフロップ回
路10に示すように、トランジスタ11のゲート端子が入力端子IN1に接続され、第1
端子が第1の電源に接続され、第2端子がトランジスタ12のゲート端子、トランジスタ
14の第2端子、トランジスタ15のゲート端子、トランジスタ17の第2端子、及び容
量素子19の第2電極に接続されている。トランジスタ15の第1端子が第2の電源に接
続され、第2端子がトランジスタ16の第2端子、及びトランジスタ18のゲート端子に
接続されている。トランジスタ16のゲート端子、及び第1端子が第1の電源に接続され
ている。トランジスタ18の第1端子が入力端子IN3に接続され、第2端子がトランジ
スタ13のゲート端子、及びトランジスタ14のゲート端子に接続されている。トランジ
スタ13の第1端子が第2の電源に接続され、第2端子が容量素子19の第1電極、トラ
ンジスタ12の第2端子、及び出力端子OUTに接続されている。トランジスタ12の第
1端子が入力端子IN2に接続されている。トランジスタ14の第1端子が第2の電源に
接続されている。トランジスタ17のゲート端子が入力端子IN4に接続され、第1端子
が第2の電源に接続されている。
なお、図122のトランジスタ11〜トランジスタ18は、図1のトランジスタ11〜ト
ランジスタ18にそれぞれ対応する。図122の制御線12204、制御線12202、
制御線12203、及び制御線12205は、図1の入力端子IN1〜入力端子IN4に
それぞれ対応する。出力端子12207は、図1の出力端子OUTに対応する。
なお、図122のフリップフロップ回路のレイアウト図において、トランジスタ15のチ
ャネル領域の形状がU字型をしていることを特徴とする。なお、前にも述べたように、ト
ランジスタ15のサイズは大きい必要がある。したがって、図122のトランジスタ15
のように、チャネル領域をU字型にすることで、トランジスタ15を小面積、且つトラン
ジスタ15のサイズ(W/L比でもよい)を大きくすることができる。
なお、制御線12202、及び制御線12203の配線幅は、少なくとも電源線1220
1よりも大きいことを特徴とする。なお、図122のフリップフロップ回路では、制御線
12202、及び制御線12203によって、フリップフリップフロップ回路に電源線1
2201よりも多くの電流、又は電圧を供給している。したがって、制御線12202、
及び制御線12203の配線幅が大きければ、制御線12202、及び制御線12203
の電圧降下の影響を小さくすることができる。
なお、図122のフリップフロップ回路は、アモルファスシリコンのトランジスタを用い
て構成されているが、本発明はこれに限定しされない。
例えば、図123のフリップフロップ回路のように、フリップフロップ回路はポリシリコ
ンのトランジスタによって構成されていてもよい。
ここで、フリップフロップ回路がポリシリコンのトランジスタで構成されている場合につ
いて説明する。
図122のフリップフロップ回路は、電源線12201、制御線12202、制御線12
203、制御線12204、制御線12205、電源線12206、出力端子12207
、トランジスタ11、トランジスタ12、トランジスタ13、トランジスタ14、トラン
ジスタ15、トランジスタ16、トランジスタ17、及びトランジスタ18を有している
なお、12208は半導体層であり、12209はゲート電極、及びゲート配線層であり
、12210は第2の配線層であり、12211はコンタクト層である。
図122に示すフリップフロップ回路の接続関係について説明する。フリップフロップ回
路10に示すように、トランジスタ11のゲート端子が入力端子IN1に接続され、第1
端子が第1の電源に接続され、第2端子がトランジスタ12のゲート端子、トランジスタ
14の第2端子、トランジスタ15のゲート端子、トランジスタ17の第2端子、及び容
量素子19の第2電極に接続されている。トランジスタ15の第1端子が第2の電源に接
続され、第2端子がトランジスタ16の第2端子、及びトランジスタ18のゲート端子に
接続されている。トランジスタ16のゲート端子、及び第1端子が第1の電源に接続され
ている。トランジスタ18の第1端子が入力端子IN3に接続され、第2端子がトランジ
スタ13のゲート端子、及びトランジスタ14のゲート端子に接続されている。トランジ
スタ13の第1端子が第2の電源に接続され、第2端子が容量素子19の第1電極、トラ
ンジスタ12の第2端子、及び出力端子OUTに接続されている。トランジスタ12の第
1端子が入力端子IN2に接続されている。トランジスタ14の第1端子が第2の電源に
接続されている。トランジスタ17のゲート端子が入力端子IN4に接続され、第1端子
が第2の電源に接続されている。
なお、電源線12201、制御線12202、制御線12203、制御線12204、制
御線12205、電源線12206、出力端子12207、トランジスタ11、トランジ
スタ12、トランジスタ13、トランジスタ14、トランジスタ15、トランジスタ16
、トランジスタ17、及びトランジスタ18は、図122と同様なものを用いることがで
きる。
なお、半導体層12208、ゲート配線層12209(ゲート電極層)、第2の配線層1
2210、及びコンタクト層12211は図122と同様なものを用いることができる。
なお、図123のフリップフロップ回路のレイアウト図において、トランジスタ13のゲ
ート端子とトランジスタ14のゲート端子とが第2の配線層12210を介して接続され
ていることを特徴とする。このように、トランジスタ13のゲート端子とトランジスタ1
4のゲート端子とを第2の配線層12210を介して接続することで、ゲート配線層12
209を短くすることができる。なお、ゲート配線層12209が長いと、半導体装置の
製造工程において、ゲート配線層12209を介して静電破壊が起こりやすくなることが
知られている。したがって、トランジスタ13のゲート端子とトランジスタ14のゲート
端子とを第2の配線層12210を介して接続することで、ゲート配線層12209を介
した静電破壊を抑制することができる。また、静電破壊を抑制することで、歩留まりの向
上、生産性の向上、半導体装置の長寿命化などのメリットがある。
なお、トランジスタ15はチャネル領域が複数に分割されていることを特徴とする。この
ように、チャネル領域を複数に分割することで、トランジスタ15の発熱を小さくするこ
とができ、トランジスタ15の特性劣化を抑制することができる。
なお、本実施形態は、本明細書中の他の実施形態、実施例のいかなる記載とも自由に組み
合わせて実施することができる。すなわち、本発明のシフトレジスタ回路は、非選択期間
において、トランジスタが一定時間毎にオンすることで、出力端子に電源電位を供給する
。こうすることで、シフトレジスタ回路の出力端子は、該トランジスタを介して電源電位
が供給される。該トランジスタは非選択期間において常時オンしていないので、該トラン
ジスタのしきい値電位のシフトは、抑制される。また、シフトレジスタ回路の出力端子は
、該トランジスタを介して一定期間毎に電源電位が供給される。そのため、シフトレジス
タ回路は、ノイズが出力端子に発生することを抑制できる。
本実施例では、表示装置、ゲートドライバ、及びソースドライバなどの構成について、説
明する。なお、本発明の半導体装置は、ゲートドライバの一部に適用することができる。
また、ソースドライバの一部に適用することができる。
図92に、本発明を適用した表示装置の一形態を示す。本発明を適用した表示装置920
は、画素領域921、ゲートドライバ922、制御信号線923、及びFPC926を有
している。画素領域921は画素を有しており、画素は表示素子、及び表示素子を制御す
る回路を有している。
図92において、FPC926が制御信号線923、及びソース信号線924に接続され
ている。ゲートドライバが制御信号線923、及びゲート信号線925と接続されている
なお、ゲートドライバ922は、第3の実施の形態で説明したものと同様なものを用いる
ことができる。
また、ゲートドライバ922は、複数配置されていてもよい。
また、既に述べているように、表示素子を有する装置である表示装置、又は発光素子を有
する装置である発光装置は、様々な形態を用いたり、様々な素子を有することが出来る。
例えば、EL素子(有機EL素子、無機EL素子又は有機物及び無機物を含むEL素子)
、電子放出素子、液晶素子、電子インクなど、電気又は磁気的作用によりコントラストが
変化する表示媒体を適用することができる。なお、EL素子を用いた表示装置としてはE
Lディスプレイ、電子放出素子を用いた表示装置としてはフィールドエミッションディス
プレイ(FED)やSED方式平面型ディスプレイ(SED:Surface−cond
uction Electron−emitter Display)など、液晶素子を
用いた表示装置としては液晶ディスプレイ、電子インクを用いた表示装置としては電子ペ
ーパーがある。
表示装置920の動作について簡単に説明する。
ゲートドライバ922は、ゲート信号線925を介して、画素領域921に選択信号を順
次出力する。外部回路がFPC926、及びソース信号線924を介して、画素領域92
1にビデオ信号を順次出力する。また、外部回路は図示していない。画素領域921では
、ビデオ信号に従って、光の状態を制御することにより、画像を表示する。
なお、制御信号線923に外部回路から制御信号が供給され、ゲートドライバ922の制
御はその制御信号によって行われている。例えば、制御信号として、スタートパルス、ク
ロック信号、反転クロック信号などがある。
なお、ビデオ信号は電圧値の入力でもよいし、電流値の入力でもよい。例えば、表示素子
として液晶素子を用いる場合、ビデオ信号は電圧値の入力であることが望ましい。なぜな
ら、液晶素子は電界によって液晶素子の配勾が制御されるため、電圧値のビデオ信号のほ
うが液晶素子を容易に制御できるからである。
なお、ビデオ信号はデジタル値でもアナログ値でもよい。例えば、表示素子として液晶素
子を用いる場合、ビデオ信号はアナログ値であることが望ましい。なぜなら、液晶素子の
応答速度が遅いため、液晶素子は1フレーム期間に一度だけアナログ値のビデオ信号を供
給することによって制御できるからである。
なお、FPC926は、1つのFPC926によって構成されているが、本発明は必ずし
もこれに限定されない。FPC926は、複数に分割されていてもよい。
例えば、図93の表示装置920のように、FPC926が3つに分割されていてもよい
。なぜなら、表示装置が大きい場合、又はFPC926と表示装置920との接続数が多
い場合でも、既存のFPC、及び既存のFPC圧着装置を利用できるからである。つまり
、既存のFPC、及び既存のFPC圧着装置を利用することによって、製造コストを抑え
ることができる。また、FPC926と表示装置920との接続が失敗した場合、その失
敗したFPC926だけ変えればよいので、製造コストを抑えることができる。
なお、ビデオ信号はどんな回路、及びどんな素子を介して画素領域921に出力されてい
てもよい。
例えば、図94のように、ビデオ信号は信号線制御回路941を介して画素領域921に
出力されていてもよい。なぜなら、信号線制御回路941が様々な機能を持っていれば、
外部回路の構成が簡単になるため、表示装置全体としてのコストが安くなるからである。
また、FPC926と表示装置920との接続数が大幅に少なくなるからである。
なお、信号線制御回路941は、制御信号線942によって、ビデオ信号や制御信号が供
給されている。
このように、本発明の表示装置には、様々な構成を適用することができる。
なお、本実施例では、様々な表示装置の構成を示したが、本発明の表示装置の構成は、こ
れらの表示装置に限定されない。
なお、本実施例は、本明細書中の他の実施形態、実施例のいかなる記載とも自由に組み合
わせて実施することができる。すなわち、本発明のシフトレジスタ回路を具備するゲート
ドライバ、ソースドライバは、非選択期間において、トランジスタが一定時間毎にオンす
ることで、出力端子に電源電位を供給する。こうすることで、シフトレジスタ回路の出力
端子は、該トランジスタを介して電源電位が供給される。該トランジスタは非選択期間に
おいて常時オンしていないので、該トランジスタのしきい値電位のシフトは、抑制される
。また、シフトレジスタ回路の出力端子は、該トランジスタを介して一定期間毎に電源電
位が供給される。そのため、シフトレジスタ回路は、ノイズが出力端子に発生することを
抑制できる。
次に、実施例1において説明した信号線制御回路941の具体的な構成を説明する。
また、信号線制御回路941として、実施の形態4で説明したソースドライバを適用する
ことができる。
図95に、実施の形態4で説明したソースドライバとは別の信号線制御回路941の一形
態を示す。図95の信号線制御回路950は、複数のスイッチSWを有している。
図95に示すように、ビデオ信号線954がスイッチSW1の第1端子、スイッチSW2
の第1端子、及びスイッチSW3の第1端子に接続されている。スイッチSW1の第2端
子がソース信号線955に接続され、スイッチSW2の第2端子がソース信号線956に
接続され、スイッチSW3の第2端子がソース信号線957に接続されている。スイッチ
SW1の制御端子は制御信号線951に接続され、スイッチSW2の制御端子は制御信号
線952に接続され、スイッチSW3の制御端子は制御信号線953に接続されている。
また、ビデオ信号線954、制御信号線951、制御信号線952及び制御信号線953
はFPCを介して外部回路に接続されている。
なお、制御信号線951には制御信号Aが供給され、制御信号線952には制御信号Bが
供給され、制御信号線953には制御信号Cが供給されている。ビデオ信号線954には
ビデオ信号が供給されている。
また、スイッチSW1〜スイッチSW3は、既に述べているように、例えば電気的スイッ
チ、機械的なスイッチを用いることができる。つまり電流の流れを制御できるものであれ
ばよく、特定のものに限定されない。トランジスタでもよいし、ダイオードでもよいし、
それらを組み合わせた論理回路でもよい。よって、スイッチとしてトランジスタを用いる
場合、そのトランジスタは、単なるスイッチとして動作するため、トランジスタの極性(
導電型)は特に限定されない。ただし、オフ電流が少ない方が望ましい場合、オフ電流が
少ない方の極性のトランジスタを用いることが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタ
としては、LDD領域を設けているものやマルチゲート構造にしているもの等がある。ま
た、スイッチとして動作させるトランジスタのソース端子の電位が、低電位側電源(Vs
s、GND、0Vなど)に近い状態の場合はNチャネル型を、反対に、ソース端子の電位
が、高電位側電源(Vddなど)に近い状態の場合はPチャネル型を用いることが望まし
い。なぜなら、ゲートとソースの間の電圧の絶対値を大きくできるため、スイッチとして
機能させる際に動作させやすいからである。なお、Nチャネル型とPチャネル型の両方を
用いて、CMOS型のスイッチにしてもよい。
図95の信号線制御回路950の動作について説明する。
制御信号A、制御信号B、及び制御信号Cは、スイッチSW1、スイッチSW2、及びス
イッチSW3が順にオンするような信号である。ビデオ信号は、スイッチSW1、スイッ
チSW2、及びスイッチSW3のオン・オフに応じて、値を変化させる。
まず、スイッチSW1が制御信号Aによってオンする。そのとき、スイッチSW2が制御
信号Bによってオフし、スイッチSW3が制御信号Cによってオフしている。よって、ビ
デオ信号は、ビデオ信号線954、及びスイッチSW1を介してソース信号線955に供
給される。このとき、スイッチSW2、及びスイッチSW3はオフしているため、ビデオ
信号がソース信号線956、及びソース信号線957に供給されない。
次に、スイッチSW2が制御信号Bによってオンする。そのとき、スイッチSW1が制御
信号Aによってオフし、スイッチSW3が制御信号Cによってオフしている。よって、ビ
デオ信号は、ビデオ信号線954、及びスイッチSW2を介してソース信号線956に供
給される。このとき、スイッチSW1、及びスイッチSW3はオフしているため、ビデオ
信号がソース信号線955、及びソース信号線957に供給されない。
次に、スイッチSW3が制御信号Cによってオンする。そのとき、スイッチSW1が制御
信号Aによってオフし、スイッチSW3が制御信号Bによってオフしている。よって、ビ
デオ信号は、ビデオ信号線954、及びスイッチSW3を介してソース信号線957に供
給される。このとき、スイッチSW1、及びスイッチSW2はオフしているため、ビデオ
信号がソース信号線955、及びソース信号線956に供給されない。
以上のような動作によって、ビデオ信号は、1つのビデオ信号線954でソース信号線9
55、ソース信号線956、及びソース信号線957の3本に供給される。つまり、ビデ
オ信号線954の数はソース信号線の数に比べて1/3になるため、FPCと表示装置と
の接続数が大幅に低減される。よって、FPCと表示装置との接続の失敗の確率が大幅に
小さくなる。
なお、図95の信号線制御回路950は、3つのスイッチSWを有しているが、本発明は
これに限定されない。スイッチSWは、いくつでもよい。そのとき、制御信号の数は、ス
イッチSWの数に対応して変える必要がある。例えば、スイッチSWが4つの場合、制御
信号は4つにする。
なお、図95の信号線制御回路950は、スイッチSW1〜スイッチSW3がいずれもオ
ンしない期間を設けてもよい。なぜなら、クロストークなどの画像不良が抑制されるから
である。つまり、新たなビデオ信号がソース信号線に供給されても、ソース信号線の電位
はすぐには変化しない。よって、ソース信号線の前の電位の影響がソース信号線に残って
いることがあるため、クロストークなどの画像不良が発生するからである。この期間は、
次の行の書き込みのための準備期間である。
なお、制御信号A、制御信号B、及び制御信号Cは、実施の形態2のシフトレジスタ回路
によって供給されていてもよい。このとき、シフトレジスタ回路は、3つ以上のフリップ
フロップ回路を有している。望ましくは、シフトレジスタ回路は、3つ以上のフリップフ
ロップ回路、5つ以下のフリップフロップ回路を有していることが望ましい。
なお、表示装置920において信号線制御回路950を同じ基板上に形成することによっ
て、FPCと表示装置920との接続数をより少なくすることができる。
このように、本発明の表示装置には、様々な信号制御回路を用いることができる。
なお、本実施例では、様々な信号制御回路を示したが、本発明の表示装置に用いることが
できる信号制御回路は、これらの信号制御回路に限定されない。
なお、本実施例は、本明細書中の他の実施形態、実施例のいかなる記載とも自由に組み合
わせて実施することができる。すなわち、本発明のシフトレジスタ回路を具備する信号制
御回路は、非選択期間において、トランジスタが一定時間毎にオンすることで、出力端子
に電源電位を供給する。こうすることで、シフトレジスタ回路の出力端子は、該トランジ
スタを介して電源電位が供給される。該トランジスタは非選択期間において常時オンして
いないので、該トランジスタのしきい値電位のシフトは、抑制される。また、シフトレジ
スタ回路の出力端子は、該トランジスタを介して一定期間毎に電源電位が供給される。そ
のため、シフトレジスタ回路は、ノイズが出力端子に発生することを抑制できる。
次に、実施例1において説明した画素の具体的な構成を説明する。
図96に、画素の一形態を示す。図96の画素960は、トランジスタ961、2つの電
極を持つ液晶素子962、2つの電極を持つ容量素子963を有している。
図96の画素960に示すように、トランジスタ961の第1端子がソース信号線924
に接続され、第2端子が液晶素子962の第1電極、及び容量素子963の第1電極に接
続され、ゲート端子がゲート信号線925に接続されている。液晶素子962の第2電極
が対向電極964である。容量素子963の第2電極がコモン線965に接続されている
なお、ソース信号線924には、ビデオ信号が供給されている。ゲート信号線925には
、選択信号が供給されている。また、ソース信号線924、及びゲート信号線925は、
実施例1と同様なものを用いることができる。
なお、コモン線965には、コモン電位が供給されている。また、対向電極964には基
板電位が供給されている。コモン電位、及び基板電位は、一定の電位である。
また、トランジスタ961は、Nチャネル型である。
図96の画素960の動作について、ゲート信号線925に、選択信号が供給されている
場合(Hレベル)と、選択信号が供給されていない場合(Lレベル)について、それぞれ
説明する。また、ゲート信号線925に選択信号が供給されている期間を第1の期間、選
択信号が供給されていない期間を第2の期間とする。
まず、第1の期間について説明する。ゲート信号線925がHレベルになり、トランジス
タ961がオンする。ソース信号線924は液晶素子962の第1電極、及び容量素子9
63の第1電極と導通し、液晶素子962の第1電極、及び容量素子963の第1電極の
電位がソース信号線924の電位と同電位になる。
ここで、ソース信号線924の電位は、ビデオ信号に対応した電位である。
液晶素子962はビデオ信号に対応した電位によって光の透過率が決定する。容量素子9
63はビデオ信号に対応した電位を保持する。
次に、第2の期間について説明する。ゲート信号線925がLレベルになり、トランジス
タ961がオフする。ソース信号線924は液晶素子962の第1電極、及び容量素子9
63の第1電極と導通しなくなる。よって、液晶素子962の第1電極、及び容量素子9
63の第1電極の電位は、前に入力されたビデオ信号に対応した電位を維持するため、液
晶素子962の光の透過率も維持される。
ここで、トランジスタ961、及び容量素子963が有する機能を以下に説明する。
トランジスタ961は、ゲート信号線925の電位に応じて、ソース信号線924と、液
晶素子962の第1電極、及び容量素子963の第1電極とを接続するかしないかを選択
するスイッチとしての機能を有する。第1の期間において、トランジスタ961は、画素
960にビデオ信号を供給する機能を有する。
容量素子963は、ビデオ信号を保持する機能を有する。第1の期間において、ビデオ信
号が容量素子963に供給され、容量素子963は、ビデオ信号を保持する機能を有する
。第2の期間において、容量素子963は次の第1の期間までビデオ信号を保持する機能
を有する。
このように、画素960はアクティブ駆動ができる。また、画素960と同一基板上の他
のトランジスタがNチャネル型であれば、製造工程の簡略化を図ることができる。したが
って、製造コストの削減や歩留まりの向上を図ることができる。
なお、容量素子963の第2電極は、画素960の動作期間中に一定の電位になっていれ
ば、どこに接続されていてもよい。例えば、容量素子963の第2電極は、前行のゲート
信号線925に接続されていてもよい。なぜなら、コモン線965が必要なくなるため、
画素960の開口率が上がるからである。
なお、対向電極964は、一定の電位が供給されているが、本発明はこれに限定されない
。例えば、画素960が反転駆動する場合、対向電極964の電位は、反転駆動に対応し
て変化してもよい。そのとき、ビデオ信号が正の電位だった場合、対向電極964の電位
が負の電位になる。また、ビデオ信号が負の電位だった場合、対向電極964の電位が正
の電位になる。
図96の画素では、Nチャネル型のトランジスタで構成されている場合について説明した
が、Pチャネル型のトランジスタで構成されていてもよい。ここで、Pチャネル型のトラ
ンジスタで構成された場合の画素を図120に示す。
図120に、画素の一形態を示す。図120の画素1200は、トランジスタ1201、
2つの電極を持つ液晶素子962、2つの電極を持つ容量素子963を有している。
図120の画素1200に示すように、トランジスタ1201の第1端子がソース信号線
924に接続され、第2端子が液晶素子962の第1電極、及び容量素子963の第1電
極に接続され、ゲート端子がゲート信号線925に接続されている。液晶素子962の第
2電極が対向電極964である。容量素子963の第2電極がコモン線965に接続され
ている。
なお、ソース信号線924には、ビデオ信号が供給されている。ゲート信号線925には
、選択信号が供給されている。また、ソース信号線924、及びゲート信号線925は、
実施例1と同様なものを用いることができる。
なお、コモン線965には、コモン電位が供給されている。また、対向電極964には基
板電位が供給されている。コモン電位、基板電位は、一定の電位である。
なお、液晶素子962、容量素子963、対向電極964、及びコモン線965は図96
と同様なものを用いることができる。
また、トランジスタ1201は、Pチャネル型である。
図120の画素1200の動作について、ゲート信号線925に、選択信号が供給されて
いる場合(Lレベル)と、選択信号が供給されていない場合(Hレベル)について、それ
ぞれ説明する。また、ゲート信号線925に選択信号が供給されている期間を第1の期間
、選択信号が供給されていない期間を第2の期間とする。
まず、第1の期間について説明する。ゲート信号線925がLレベルになり、トランジス
タ1201がオンする。ソース信号線924は液晶素子962の第1電極、及び容量素子
963の第1電極と導通し、液晶素子962の第1電極、及び容量素子963の第1電極
の電位がソース信号線924の電位と同電位になる。
ここで、ソース信号線924の電位は、ビデオ信号に対応した電位である。
液晶素子962はビデオ信号に対応した電位によって光の透過率が決定する。容量素子9
63はビデオ信号に対応した電位を保持する。
次に、第2の期間について説明する。ゲート信号線925がHレベルになり、トランジス
タ1201がオフする。ソース信号線924は液晶素子962の第1電極、及び容量素子
963の第1電極と導通しなくなる。よって、液晶素子962の第1電極、及び容量素子
963の第1電極の電位は、前に入力されたビデオ信号に対応した電位を維持するため、
液晶素子962の光の透過率も維持される。
ここで、トランジスタ1201、及び容量素子963が有する機能を以下に説明する。
トランジスタ1201は、ゲート信号線925の電位に応じて、ソース信号線924と、
液晶素子962の第1端子、及び容量素子963の第1電極とを接続するかしないかを選
択するスイッチとしての機能を有する。第1の期間において、トランジスタ1201は、
画素1200にビデオ信号を供給する機能を有する。
このように、画素1200はアクティブ駆動ができる。また、画素1200と同一基板上
の他のトランジスタがPチャネル型であれば、製造工程の簡略化を図ることができる。し
たがって、製造コストの削減や歩留まりの向上を図ることができる。
なお、容量素子963の第2電極は、画素1200の動作期間中に一定の電位になってい
れば、どこに接続されていてもよい。例えば、容量素子963の第2電極は、前列のゲー
ト信号線925に接続されていてもよい。なぜなら、コモン線965が必要なくなるため
、画素1200の開口率が上がるからである。
なお、対向電極964は、一定の電位が供給されているが、本発明はこれに限定されない
。例えば、画素1200が反転駆動する場合、対向電極964の電位は、反転駆動に対応
して変化してもよい。そのとき、ビデオ信号が正の電位だった場合、対向電極964の電
位が負の電位になる。また、ビデオ信号が負の電位だった場合、対向電極964の電位が
正の電位になる。
図97に、画素の別の一形態を示す。図97の画素970は、トランジスタ971、トラ
ンジスタ972、2つの電極を持つ表示素子973、及び2つの電極を持つ容量素子97
4を有している。
図97の画素970に示すように、トランジスタ971の第1端子がソース信号線924
に接続され、第2端子がトランジスタ972のゲート端子、及び容量素子974の第1電
極に接続され、ゲート端子がゲート信号線925に接続されている。容量素子974の第
2電極が電源線976に接続されている。トランジスタ972の第1端子が電源線976
に接続され、第2端子が表示素子973の第1電極に接続されている。表示素子973の
第2電極が共通電極975である。
なお、ソース信号線924には、ビデオ信号が供給されている。ゲート信号線925には
、選択信号が供給されている。また、ソース信号線924、及びゲート信号線925は、
実施例1と同様なものを用いることができる。
できる。
なお、電源線976には、アノード電位が供給されている。また、共通電極975には、
カソード電位が供給されている。また、アノード電位は、カソード電位よりも高い電位で
ある。
また、トランジスタ971、及びトランジスタ972は、それぞれNチャネル型である。
図97の画素970の動作について、ゲート信号線925に選択信号が供給されている場
合(Hレベル)と、供給されていない場合(Lレベル)について、それぞれ説明する。ま
た、ゲート信号線925に選択信号が供給されている期間を第1の期間、選択信号が供給
されていない期間を第2の期間とする。
まず、第1の期間について説明する。ゲート信号線925がHレベルになり、トランジス
タ971がオンする。ソース信号線924はトランジスタ972のゲート端子、及び容量
素子974の第1電極と導通し、トランジスタ972のゲート端子、及び容量素子974
の第1電極の電位がソース信号線924の電位はソース信号線924の電位と同電位にな
る。
ここで、ソース信号線924の電位は、ビデオ信号に対応した電位である。
トランジスタ972の電流値はビデオ信号に対応した電位とトランジスタ972の第2端
子との間の電位差(Vgs)によって決定し、トランジスタ972と同じ電流が表示素子
973に流れる。また、その場合、トランジスタ972と表示素子973の動作点が飽和
領域で動作する必要がある。こうして、ビデオ信号によって、表示素子973の電流値が
自由に決定することができる。
なお、トランジスタ972と表示素子973の動作点が線形領域で動作する場合、表示素
子973の第1電極はトランジスタ972を介して電源線976と導通し、電源線976
の電位とおおむね等しい電圧が表示素子973の第1電極に印加される。また、トランジ
スタ972と表示素子973の動作点が線形領域で動作すると、トランジスタ972の電
流値はトランジスタ972の特性のばらつき、劣化の影響を受けないため有利である。
次に、ゲート信号線925に選択信号が供給されていない場合について説明する。ゲート
信号線925がLレベルになり、トランジスタ971がオフする。ソース信号線924は
、トランジスタ972の第2端子と導通しなくなる。よって、トランジスタ972の第2
端子の電位は、前に入力されたビデオ信号に対応した電位を維持するため、トランジスタ
972のVgsはそのまま維持される。そのため、表示素子973の電流値も、そのまま
維持される。
ここで、トランジスタ971、トランジスタ972、及び容量素子974が有する機能を
以下に説明する。
トランジスタ971は、ゲート信号線925の電位に応じて、ソース信号線924と、ト
ランジスタ972のゲート端子、及び容量素子974の第1電極とを接続するかしないか
を選択するスイッチとしての機能を有する。第1の期間において、トランジスタ971は
、画素970にビデオ信号を供給する機能を有する。
トランジスタ972は、トランジスタ972のゲート端子、及び容量素子974の第1電
極の電位に応じて、表示素子973に電流、又は電圧を供給する駆動トランジスタとして
の機能を有する。また、トランジスタ972と表示素子973との動作点が飽和領域で動
作する場合、トランジスタ972は表示素子973に電流を供給する電流源としての機能
を有する。また、トランジスタ972と表示素子973との動作点が線形領域で動作する
場合、トランジスタ972は電源線976と、表示素子973の第1電極とを接続するか
しないかを選択するスイッチしての機能を有する。
容量素子974は、ビデオ信号を保持する機能を有する。第1の期間において、ビデオ信
号が容量素子974に供給され、容量素子974はビデオ信号を保持する機能を有する。
第2の期間において、容量素子974は次の第1の期間までビデオ信号を保持する機能を
有する。
このように、画素970はアクティブ駆動ができる。また、画素970と同一基板上の他
のトランジスタがNチャネル型であれば、製造工程の簡略化を図ることができる。したが
って、製造コストの削減や歩留まりの向上を図ることができる。
なお、容量素子974の第2電極は、画素970の動作期間中に一定の電位になっていれ
ば、どこに接続されていてもよい。例えば、容量素子974の第2電極は、前列のゲート
信号線925に接続されていてもよい。
別の例として、図98の画素980のように、トランジスタ972の第2端子に接続され
ていてもよい。なぜなら、トランジスタ972のゲート端子の電位はトランジスタ972
の第2端子の電位の変化に応じて変化するため、より正確な電流が表示素子に供給される
からである。つまり、トランジスタ972の第2端子の電位が変動すると、トランジスタ
のゲート端子の電位は容量素子974の容量結合によって同時に変動する。いわゆるブー
トストラップ動作を行っている。
図97の画素では、全てNチャネル型のトランジスタで構成されている場合について説明
したが、すべてPチャネル型のトランジスタで構成されていてもよい。ここで、すべてP
チャネル型のトランジスタで構成された場合の画素を図121に示す。
図121に、画素の別の一形態を示す。図121の画素1210は、トランジスタ121
1、トランジスタ1212、2つの電極を持つ表示素子973、及び2つの電極を持つ容
量素子974を有している。
図121の画素1210に示すように、トランジスタ1211の第1端子がソース信号線
924に接続され、第2端子がトランジスタ1212のゲート端子、及び容量素子974
の第1電極に接続され、ゲート端子がゲート信号線925に接続されている。容量素子9
74の第2電極が電源線976に接続されている。トランジスタ1212の第1端子が電
源線976に接続され、第2端子が表示素子973の第1電極に接続されている。表示素
子973の第2電極が共通電極975である。
なお、ソース信号線924には、ビデオ信号が供給されている。ゲート信号線925には
、選択信号が供給されている。また、ソース信号線924、及びゲート信号線925は、
実施例1と同様なものを用いることができる。
できる。
なお、電源線976には、アノード電位が供給されている。また、共通電極975には、
カソード電位が供給されている。また、アノード電位は、カソード電位よりも高い電位で
ある。
なお、表示素子973、容量素子974、共通電極975、電源線976は図97と同様
なものを用いることができる。
また、トランジスタ1211、及びトランジスタ1212は、それぞれPチャネル型であ
る。
図121の画素1210の動作について、ゲート信号線925に選択信号が供給されてい
る場合(Lレベル)と、供給されていない場合(Hレベル)について、それぞれ説明する
。また、ゲート信号線925に選択信号が供給されている期間を第1の期間、選択信号が
供給されていない期間を第2の期間とする。
まず、第1の期間について説明する。ゲート信号線925がLレベルになり、トランジス
タ1211がオンする。ソース信号線924はトランジスタ1212のゲート端子、及び
容量素子974の第1電極と導通し、トランジスタ1212のゲート端子、及び容量素子
974の第1電極の電位がソース信号線924の電位はソース信号線924の電位と同電
位になる。
ここで、ソース信号線924の電位は、ビデオ信号に対応した電位である。
トランジスタ1212の電流値はビデオ信号に対応した電位と電源線976の電位との間
の電位差(Vgs)によって決定し、同じ電流が表示素子973に流れる。また、その場
合、トランジスタ1212と表示素子973の動作点が飽和領域で動作する必要がある。
こうして、ビデオ信号によって、表示素子973の電流値が自由に決定することができる
なお、トランジスタ1212と表示素子973の動作点が線形領域で動作する場合、表示
素子973の第1電極はトランジスタ1212を介して電源線976と導通し、表示素子
973の第1電極の電位が印加される。また、トランジスタ1212と表示素子973の
動作点が線形領域で動作すると、トランジスタ1212の電流値はトランジスタ1212
の特性のばらつき、劣化の影響を受けないため有利である。
次に、ゲート信号線925に選択信号が供給されていない場合について説明する。ゲート
信号線925がHレベルになり、トランジスタ1211がオフする。ソース信号線924
は、トランジスタ1212の第2端子と導通しなくなる。よって、トランジスタ1212
の第2端子の電位は、前に入力されたビデオ信号に対応した電位を維持するため、トラン
ジスタ1212のVgsはそのまま維持される。そのため、表示素子973の電流値も、
そのまま維持される。
ここで、トランジスタ1211、及びトランジスタ1212が有する機能を以下に説明す
る。
トランジスタ1211は、ゲート信号線925の電位に応じて、ソース信号線924と、
トランジスタ1212のゲート端子、及び容量素子974の第1端子とを接続するかしな
いかを選択するスイッチとしての機能を有する。第1の期間において、トランジスタ12
11は、画素1210にビデオ信号を供給する機能を有する。
トランジスタ1212は、トランジスタ1212のゲート端子、及び容量素子974の第
2電極の電位に応じて、表示素子973に電流、又は電圧を供給する駆動トランジスタと
しての機能を有する。また、トランジスタ1212と表示素子973との動作点が飽和領
域で動作する場合、トランジスタ1212は表示素子973に電流を供給する電流源とし
ての機能を有する。また、トランジスタ1212と表示素子973との動作点が線形領域
で動作する場合、トランジスタ1212は電源線976と、表示素子973の第1電極と
を接続するかしないかを選択するスイッチしての機能を有する。
このように、画素970はアクティブ駆動ができる。また、画素970と同一基板上の他
のトランジスタがNチャネル型であれば、製造工程の簡略化を図ることができる。したが
って、製造コストの削減や歩留まりの向上を図ることができる。
なお、容量素子974の第2電極は、画素1210の動作期間中に一定の電位になってい
れば、どこに接続されていてもよい。例えば、容量素子974の第2電極は、前列のゲー
ト信号線925に接続されていてもよい。
図99に、画素の別の一形態を示す。図99の画素990は、トランジスタ991、トラ
ンジスタ992、トランジスタ993、2つの電極を持つ表示素子973、2つの電極を
持つ容量素子994を有している。
図99の画素990に示すように、トランジスタ991の第1端子がソース信号線924
に接続され、第2端子がトランジスタ992の第2端子、容量素子994の第1電極、及
び表示素子973の第1電極に接続されている。トランジスタ992の第1端子が電源線
995に接続され、ゲート端子がトランジスタ993の第2端子、及び容量素子994の
第2電極に接続されている。トランジスタ993の第1端子がゲート信号線925に接続
され、ゲート端子が電源線995に接続されている。表示素子973の第2電極が共通電
極975である。
なお、ソース信号線924には、ビデオ信号が供給されている。ゲート信号線925には
、選択信号が供給されている。また、ソース信号線924、及びゲート信号線925は、
実施例1と同様なものを用いることができる。
なお、ビデオ信号は、アナログの電流である。
なお、電源線995には、制御電位が供給されている。また、共通電極には、カソード電
位が供給されている。また、制御電位は、画素990の動作によって変化する。
なお、表示素子973、及び共通電極975は、図97と同様なものを用いることができ
る。
また、トランジスタ991〜トランジスタ993は、それぞれNチャネル型である。
図99の画素990の動作について、ゲート信号線925に選択信号が供給されている場
合(Hレベル)と、供給されていない場合(Lレベル)について、それぞれ説明する。ま
た、ゲート信号線925に選択信号が供給されている期間を第1の期間、選択信号が供給
されていない期間を第2の期間とする。
まず、第1の期間について説明する。ゲート信号線925がHレベルになり、トランジス
タ991、及びトランジスタ993がオンする。トランジスタ992の第1端子とゲート
端子とがトランジスタ993を介して導通し、トランジスタ992がダイオード接続され
る。また、ソース信号線924とトランジスタ992の第2端子、容量素子994の第1
電極、及び表示素子973の第1電極とが導通する。
このとき、電源線995は、表示素子973の第1電極の電位が共通電極975の電位よ
りも低い電位になるような電位に設定される。
ビデオ信号は、電流が電源線995からソース信号線924に、トランジスタ992、及
びトランジスタ991を介して流れるようなアナログの電流を画素990に供給する。そ
して、トランジスタ992には、ビデオ信号と同じ電流が流れる。トランジスタ992は
ダイオード接続になっているので、容量素子994には、そのときのトランジスタ992
の第1端子とゲート端子との間の電圧(Vgs)が保持される。
なお、表示素子973の第1電極は共通電極の電位よりも低いため、表示素子973が発
光することはない。
次に、第2の期間について説明する。ゲート信号線925がLレベルになり、トランジス
タ991、及びトランジスタ993がオフする。トランジスタ992の第1端子とゲート
端子とがトランジスタ993を介して導通しなくなり、トランジスタ992はダイオード
接続されなくなる。また、ソース信号線924とトランジスタ992の第2端子、容量素
子994の第1電極、及び表示素子973の第1電極とが導通しなくなる。
このとき、電源線995は、表示素子973の第1電極の電位が共通電極975の電位よ
りも高い電位になるような電位に設定される。
容量素子994には、トランジスタ992がビデオ信号と同様の電流を流すような電圧が
保持されている。電源線995の電位が上昇すると、容量素子994の第1電極の電位も
上昇する。ここで、トランジスタ992のゲート端子の電位は容量素子994の容量結合
によって上昇し、トランジスタ992のVgsはそのまま維持される。よって、表示素子
973には、ビデオ信号と同じ電流が流れる。
ここで、トランジスタ991〜トランジスタ993、及び容量素子994が有する機能を
以下に説明する。
トランジスタ991は、ゲート信号線925の電位に応じて、ソース信号線924と、ト
ランジスタ992の第2端子、容量素子994の第1電極、及び表示素子973の第1電
極とを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。第1の期間におい
て、トランジスタ991は、画素990にビデオ信号を供給する機能を有する。
トランジスタ992は、トランジスタ992のゲート端子、トランジスタ993の第2端
子、及び容量素子994の第2電極の電位に応じて、表示素子973に電流を供給する電
流源としての機能を有する。
トランジスタ993は、トランジスタ992の第1端子と、トランジスタ992のゲート
端子とを接続するかしないかを選択するスイッチとしての機能を有する。第1の期間にお
いて、トランジスタ993は、トランジスタ992をダイオード接続にする機能を有する
容量素子994は、表示素子973の第1電極に応じて、トランジスタ992のゲート端
子の電位を変化させるための機能を有する。第2の期間において、容量素子994は、表
示素子973の第1電極の電位の上昇によって、トランジスタ992のゲート端子の電位
を上昇させる機能を有する。
このように、画素990はアクティブ駆動ができる。また、画素990と同一基板上の他
のトランジスタがNチャネル型であれば、製造工程の簡略化を図ることができる。したが
って、製造コストの削減や歩留まりの向上を図ることができる。
図118に、画素の別の一形態を示す。図118の画素1180は、トランジスタ118
1、トランジスタ1182、トランジスタ1183、トランジスタ1184、2つの電極
を持つ表示素子973、2つの電極を持つ容量素子974を有している。
図118の画素1180に示すように、トランジスタ1181の第1端子がソース信号線
924に接続され、第2端子がトランジスタ1182の第2端子、トランジスタ1183
のゲート端子、トランジスタ1184のゲート端子、及び容量素子974の第2電極に接
続され、ゲート端子がゲート信号線925に接続されている。トランジスタ1182の第
1端子がトランジスタ1183の第1端子に接続され、ゲート端子がゲート信号線925
に接続されている。トランジスタ1183の第2端子がトランジスタ1184の第2端子
、及び表示素子973の第1電極に接続されている。トランジスタ1184の第1端子が
電源線976に接続されている。容量素子974の第2電極が電源線976に接続されて
いる。表示素子973の第2電極が共通電極975である。
なお、ソース信号線924には、ビデオ信号が供給されている。ゲート信号線925には
、選択信号が供給されている。また、ソース信号線924、及びゲート信号線925は、
実施例1と同様なものを用いることができる。
なお、ビデオ信号は、アナログの電流である。
なお、電源線976には、アノード電位が供給されている。また、共通電極975には、
カソード電位が供給されている。また、アノード電位は、カソード電位よりも高い電位で
ある。
なお、表示素子973、共通電極975、及び電源線976は、図97と同様なものを用
いることができる。
また、トランジスタ1181〜トランジスタ1184は、それぞれNチャネル型である。
図118の画素1180の動作について、ゲート信号線925に選択信号が供給されてい
る場合(Hレベル)と、供給されていない場合(Lレベル)について、それぞれ説明する
。また、ゲート信号線925に選択信号が供給されている期間を第1の期間、選択信号が
供給されていない期間を第2の期間とする。
まず、第1の期間について説明する。ゲート信号線925がHレベルになり、トランジス
タ1181、及びトランジスタ1182がオンする。トランジスタ1183の第1端子と
ゲート端子とがトランジスタ1182を介して導通し、トランジスタ1183がダイオー
ド接続される。また、ソース信号線924とトランジスタ1182の第1端子、トランジ
スタ1183のゲート端子、トランジスタ1184のゲート端子、及び容量素子974の
第2電極とが導通する。
ビデオ信号は、電流がソース信号線924から共通電極975に、トランジスタ1181
、トランジスタ1182、トランジスタ1183、及び表示素子973を介して流れるよ
うなアナログの電流を画素1180に供給する。そして、トランジスタ1183には、ビ
デオ信号と同じ電流が流れる。トランジスタ1183のゲート端子とトランジスタ118
4のゲート端子と容量素子974の第2電極とが接続されているので、容量素子974の
第2電極には、そのときのトランジスタ1183のゲート端子の電位が保持される。
次に、第2の期間について説明する。ゲート信号線925がLレベルになり、トランジス
タ1181、及びトランジスタ1182がオフする。トランジスタ1183の第1端子と
ゲート端子とがトランジスタ1182を介して導通しなくなる。また、ソース信号線92
4とトランジスタ1182の第1端子、トランジスタ1183のゲート端子、トランジス
タ1184のゲート端子、及び容量素子974の第2電極とが導通しなくなる。
容量素子974には、ビデオ信号に対応した電位が保持されている。つまり、トランジス
タ1183のゲート端子の電位は、第1の期間で取得した電位と同様である。よって、ト
ランジスタ1184のゲート端子の電位も容量素子974の第2電極の電位と同様である
ため、トランジスタ1184は表示素子973にビデオ信号に対応した電流を供給するこ
とができる。
ここで、トランジスタ1181〜トランジスタ1184が有する機能を以下に説明する。
トランジスタ1181は、ゲート信号線925の電位に応じて、ソース信号線924と、
トランジスタ1182の第1端子、トランジスタ1183のゲート端子、トランジスタ1
184のゲート端子、及び容量素子974の第2電極とを接続するかしないかを選択する
スイッチしての機能を有する。第1の期間において、トランジスタ1181は、画素11
80にビデオ信号を供給する機能を有する。
トランジスタ1182は、ゲート信号線925の電位に応じて、トランジスタ1183の
第1端子と、トランジスタ1183のゲート端子とを接続するかしないかを選択するスイ
ッチとしての機能を有する。第1の期間において、トランジスタ1182は、トランジス
タ1183をダイオード接続する機能を有する。
トランジスタ1183は、ビデオ信号に応じて、表示素子973の第1電極の電位とトラ
ンジスタ1184のゲート端子の電位とを決定する機能を有する。
トランジスタ1184は、容量素子974の第2電極の電位に応じて、表示素子973に
電流を供給する電流源としての機能を有する。
このように、画素1180はアクティブ駆動ができる。また、画素1180と同一基板上
の他のトランジスタがNチャネル型であれば、製造工程の簡略化を図ることができる。し
たがって、製造コストの削減や歩留まりの向上を図ることができる。
なお、容量素子974の第1電極は、画素1180の動作期間中に一定の電位になってい
れば、どこに接続されていてもよい。例えば、容量素子974の第1電極は、前列のゲー
ト信号線925に接続されていてもよい。
別の例として、容量素子974の第1電極は、図119の画素1190のように、トラン
ジスタ1184の第2端子に接続されていてもよい。なぜなら、トランジスタ1184の
ゲート端子の電位はトランジスタ1184の第2端子の電位の変化に応じて変化するため
、より正確な電流が表示素子に供給されるからである。つまり、トランジスタ1183と
トランジスタ1184とのトランジスタのサイズが違えば、表示素子973の電流も違っ
てくるため、表示素子973の第1電極の電位が第1の期間と第2の期間とで異なる。よ
って、トランジスタ1184のゲート端子の電位は容量素子974の容量結合によって同
時に変動する。いわゆるブートストラップ動作を行っている。
このように、本発明の表示装置には、様々な画素を用いることができる。
なお、本実施例では、様々な画素を示したが、本発明の表示装置に用いることができる画
素は、これらの画素に限定されない。
なお、本実施例は、本明細書中の他の実施形態、実施例のいかなる記載とも自由に組み合
わせて実施することができる。すなわち、本実施例において示した画素に接続される本発
明のシフトレジスタ回路は、非選択期間において、トランジスタが一定時間毎にオンする
ことで、出力端子に電源電位を供給する。こうすることで、シフトレジスタ回路の出力端
子は、該トランジスタを介して電源電位が供給される。該トランジスタは非選択期間にお
いて常時オンしていないので、該トランジスタのしきい値電位のシフトは、抑制される。
また、シフトレジスタ回路の出力端子は、該トランジスタを介して一定期間毎に電源電位
が供給される。そのため、シフトレジスタ回路は、ノイズが出力端子に発生することを抑
制できる。
本実施の形態では、上記実施例で示した画素構成を有する表示パネルの構成について図1
00(a)、(b)を用いて説明する。
なお、図100(a)は、表示パネルを示す上面図、図100(b)は図100(a)を
A−A’で切断した断面図である。点線で示された信号線制御回路6701、画素部67
02、第1のゲートドライバ6703、第2のゲートドライバ6706を有する。また、
封止基板6704、シール材6705を有し、シール材6705で囲まれた内側は、空間
6707になっている。
なお、配線6708は第1のゲートドライバ6703、第2のゲートドライバ6706及
び信号線制御回路6701に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子
となるFPC6709(フレキシブルプリントサーキット)からビデオ信号、クロック信
号、スタート信号等を受け取る。FPC6709と表示パネルとの接続部上にはICチッ
プ6719(メモリ回路や、バッファ回路などが形成された半導体チップ)がCOG(C
hip On Glass)等で実装されている。なお、ここではFPCしか図示されて
いないが、このFPCにはプリント配線基盤(PWB)が取り付けられていてもよい。本
明細書における表示装置とは、表示パネル本体だけでなく、それにFPCもしくはPWB
が取り付けられた状態をも含むものとする。また、ICチップなどが実装されたものを含
むものとする。
次に、断面構造について図100(b)を用いて説明する。基板6710上には画素部6
702とその周辺駆動回路(第1のゲートドライバ6703、第2のゲートドライバ67
06及び信号線制御回路6701)が形成されているが、ここでは、信号線制御回路67
01と、画素部6702が示されている。
なお、信号線制御回路6701はNチャネル型トランジスタ6720やNチャネル型トラ
ンジスタ6721のように単極性のトランジスタで構成されている。なお、画素構成には
図96〜図99、図118、及び図119の画素構成を適用することにより単極性のトラ
ンジスタで画素を構成することができる。よって、周辺駆動回路をNチャネル型トランジ
スタで構成すれば単極性表示パネルを作製することができる。もちろん、単極性のトラン
ジスタだけでなくPチャネル型トランジスタも用いてCMOS回路を形成してもよい。
なお、Nチャネル型トランジスタ6720、及びNチャネル型トランジスタ6721がP
チャネル型だった場合、画素構成には図120や図121の画素構成を適用することによ
り単極性のトランジスタで画素を構成することができる。よって、周辺駆動回路をPチャ
ネル型トランジスタで構成すれば単極性表示パネルを作成することができる。もちろん、
単極性のトランジスタだけでなくNチャネル型トランジスタも用いてCMOS回路を形成
してもよい。
また、本実施例では、基板上に周辺駆動回路を一体形成した表示パネルを示すが、必ずし
もその必要はなく、周辺駆動回路の全部若しくは一部をICチップなどに形成し、COG
などで実装してもよい。その場合には駆動回路は単極性にする必要がなくNチャネル型ト
ランジスタとPチャネル型トランジスタとを組み合わせて用いることができる。
また、画素部6702はトランジスタ6711と、トランジスタ6712とを有している
。なお、トランジスタ6712のソース電極は第1の電極(画素電極6713)と接続さ
れている。また、画素電極6713の端部を覆って絶縁物6714が形成されている。こ
こでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
また、カバレッジを良好なものとするため、絶縁物6714の上端部または下端部に曲率
を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物6714の材料としてポジ型の感
光性アクリルを用いた場合、絶縁物6714の上端部のみに曲率半径(0.2μm〜3μ
m)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物6714として、光によって
エッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポ
ジ型のいずれも使用することができる。
画素電極6713上には、有機化合物を含む層6716、および第2の電極(対向電極6
717)がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する画素電極6713に用
いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ITO(イ
ンジウムスズ酸化物)膜、インジウム亜鉛酸化物(IZO)膜、窒化チタン膜、クロム膜
、タングステン膜、Zn膜、Pt膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主
成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜と
の3層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く
、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
また、有機化合物を含む層6716は、蒸着マスクを用いた蒸着法、またはインクジェッ
ト法によって形成される。有機化合物を含む層6716には、元素周期表第4族金属錯体
をその一部に用いることとし、その他、組み合わせて用いることのできる材料としては、
低分子系材料であっても高分子系材料であってもよい。また、有機化合物を含む層に用い
る材料としては、通常、有機化合物を単層もしくは積層で用いる場合が多いが、本実施例
においては、有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとする
。さらに、公知の三重項材料を用いることも可能である。
さらに、有機化合物を含む層6716上に形成される対向電極6717に用いる材料とし
ては、仕事関数の小さい材料(Al、Ag、Li、Ca、またはこれらの合金MgAg、
MgIn、AlLi、フッ化カルシウム、または窒化カルシウム)を用いればよい。なお
、有機化合物を含む層6716で生じた光が対向電極6717を透過させる場合には、対
向電極6717(陰極)として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜(ITO(酸化
インジウム酸化スズ合金)、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In―ZnO)、酸化
亜鉛(ZnO)等)との積層を用いるのがよい。
さらにシール材6705で封止基板6704を基板6710と貼り合わせることにより、
基板6710、封止基板6704、およびシール材6705で囲まれた空間6707に発
光素子6718が備えられた構造になっている。なお、空間6707には、不活性気体(
窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材6705で充填される構成も含むも
のとする。
なお、シール材6705にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料
はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板670
4に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiberglass−Re
inforcedPlastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、マイラー、ポ
リエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、本発明の画素構成を有する表示パネルを得ることができる。なお、上
述した構成は一例であって本発明の表示パネルの構成はこれに限定されない。
図100に示すように、信号線制御回路6701、画素部6702、第1のゲートドライ
バ6703及び第2のゲートドライバ6706を一体形成することで、表示装置の低コス
ト化が図れる。また、この場合において、信号線制御回路6701、画素部6702、第
1のゲートドライバ6703及び第2のゲートドライバ6706に用いられるトランジス
タを単極性とすることで作製工程の簡略化が図れるためさらなる低コスト化が図れる。
なお、表示パネルの構成としては、図100(a)に示したように信号線制御回路670
1、画素部6702、第1のゲートドライバ6703及び第2のゲートドライバ6706
を一体形成した構成に限られず、信号線制御回路6701に相当する図101に示す信号
線制御回路6801をICチップ上に形成して、COG等で表示パネルに実装した構成と
してもよい。なお、図101(a)の基板6800、画素部6802、第1のゲートドラ
イバ6803、第2のゲートドライバ6804、FPC6805、ICチップ6806、
ICチップ6807、封止基板6808、シール材6809は図100(a)の基板67
10、画素部6702、第1のゲートドライバ6703、第2のゲートドライバ6706
、FPC6709、ICチップ6719、封止基板6704、シール材6705に相当す
る。
つまり、高速動作が要求される信号制御回路のみを、CMOS等を用いてICチップに形
成し、低消費電力化を図る。また、ICチップはシリコンウエハ等の半導体チップとする
ことで、より高速動作且つ低消費電力化を図れる。
そして、第1のゲートドライバ6803や第2のゲートドライバ6804を画素部680
2と一体形成することで、低コスト化が図れる。そして、この第1のゲートドライバ68
03、第2のゲートドライバ6804及び画素部6802は単極性のトランジスタで構成
することでさらなる低コスト化が図れる。画素部6802の有する画素の構成としては第
3の実施例で示した画素を適用することができる。
こうして、高精細な表示装置の低コスト化が図れる。また、FPC6805と基板680
0との接続部において機能回路(メモリやバッファ)が形成されたICチップを実装する
ことで基板面積を有効利用することができる。
また、図100(a)の信号線制御回路6701、第1のゲートドライバ6703及び第
2のゲートドライバ6706に相当する図101(b)の信号線制御回路6811、第1
のゲートドライバ6814及び第2のゲートドライバ6813をICチップ上に形成して
、COG等で表示パネルに実装した構成としてもよい。この場合には高精細な表示装置を
より低消費電力にすることが可能である。よって、より消費電力が少ない表示装置とする
ためには、画素部に用いられるトランジスタの半導体層にはアモルファスシリコンを用い
ることが望ましい。なお、図101(b)の基板6810、画素部6812、FPC68
15、ICチップ6816、ICチップ6817、封止基板6818、シール材6819
は図100(a)の基板6710、画素部6702、FPC6709、ICチップ671
9、封止基板6704、シール材6705に相当する。
また、画素部6812のトランジスタの半導体層にアモルファスシリコンを用いることに
より低コスト化を図ることができる。さらに、大型の表示パネルを作製することも可能と
なる。
また、画素の行方向及び列方向に第2のゲートドライバ、第1のゲートドライバ及び信号
制御回路を設けなくてもよい。例えば、図102(a)に示すようにICチップ上に形成
された周辺駆動回路6901が、図101(b)に示す、第1のゲートドライバ6814
、第2のゲートドライバ6813及び信号線制御回路6811の機能を有するようにして
もよい。なお、図102(a)の基板6900、画素部6902、FPC6904、IC
チップ6905、ICチップ6906、封止基板6907、シール材6908は図100
(a)の基板6710、画素部6702、FPC6709、ICチップ6719、封止基
板6704、シール材6705に相当する。
なお、図102(a)の表示装置の配線の接続を説明する模式図を図102(b)に示す
。基板6910、周辺駆動回路6911、画素部6912、FPC6913、FPC69
14を有する。FPC6913より周辺駆動回路6911に外部からの信号及び電源電位
が入力される。そして、周辺駆動回路6911からの出力は、画素部6912の有する画
素に接続された行方向及び列方向の配線に入力される。
さらに、発光素子6718に適用可能な発光素子の例を図103(a)、(b)に示す。
つまり、上記実施例で示した画素に適用可能な発光素子の構成について図103(a)、
(b)を用いて説明する。
図103(a)の発光素子は、基板7001の上に陽極7002、正孔注入材料からなる
正孔注入層7003、その上に正孔輸送材料からなる正孔輸送層7004、発光層700
5、電子輸送材料からなる電子輸送層7006、電子注入材料からなる電子注入層700
7、そして陰極7008を積層させた素子構造である。ここで、発光層7005は、一種
類の発光材料のみから形成されることもあるが、2種類以上の材料から形成されてもよい
。また本発明の素子の構造は、この構造に限定されない。
また、図103(a)で示した各機能層を積層した積層構造の他、高分子化合物を用いた
素子、発光層に三重項励起状態から発光する三重項発光材料を利用した高効率素子など、
バリエーションは多岐にわたる。ホールブロック層によってキャリアの再結合領域を制御
し、発光領域を二つの領域にわけることによって得られる白色発光素子などにも応用可能
である。
図103(a)に示す本発明の素子作製方法は、まず、陽極7002(ITO)を有する
基板7001に正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料を順に蒸着する。次に電子輸送材
料、電子注入材料を蒸着し、最後に陰極7008を蒸着で形成する。
次に、正孔注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料の材料に好
適な材料を以下に列挙する。
正孔注入材料としては、有機化合物であればポルフィリン系の化合物や、フタロシアニン
(以下「HPc」と記す)、銅フタロシアニン(以下「CuPc」と記す)などが有効
である。また、使用する正孔輸送材料よりもイオン化ポテンシャルの値が小さく、かつ、
正孔輸送機能をもつ材料であれば、これも正孔注入材料として使用できる。導電性高分子
化合物に化学ドーピングを施した材料もあり、ポリスチレンスルホン酸(以下「PSS」
と記す)をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン(以下「PEDOT」と記す)や
、ポリアニリンなどが挙げられる。また、絶縁体の高分子化合物も陽極の平坦化の点で有
効であり、ポリイミド(以下「PI」と記す)がよく用いられる。さらに、無機化合物も
用いられ、金や白金などの金属薄膜の他、酸化アルミニウム(以下「アルミナ」と記す)
の超薄膜などがある。
正孔輸送材料として最も広く用いられているのは、芳香族アミン系(すなわち、ベンゼン
環−窒素の結合を有するもの)の化合物である。広く用いられている材料として、4,4
’−ビス(ジフェニルアミノ)−ビフェニル(以下、「TAD」と記す)や、その誘導体
である4,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェ
ニル(以下、「TPD」と記す)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニ
ル−アミノ]−ビフェニル(以下、「α−NPD」と記す)がある。4,4’,4”−ト
リス(N,N−ジフェニル−アミノ)−トリフェニルアミン(以下、「TDATA」と記
す)、4,4’,4”−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]
−トリフェニルアミン(以下、「MTDATA」と記す)などのスターバースト型芳香族
アミン化合物が挙げられる。
電子輸送材料としては、金属錯体がよく用いられ、Alq、BAlq、トリス(4−メチ
ル−8−キノリノラト)アルミニウム(以下、「Almq」と記す)、ビス(10−ヒド
ロキシベンゾ[h]−キノリナト)ベリリウム(以下、「Bebq」と記す)などのキノ
リン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体などがある。また、ビス[2−(2
−ヒドロキシフェニル)−ベンゾオキサゾラト]亜鉛(以下、「Zn(BOX)」と記
す)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−ベンゾチアゾラト]亜鉛(以下、「Zn
(BTZ)」と記す)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体も
ある。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブ
チルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(以下、「PBD」と記す)、OXD−
7などのオキサジアゾール誘導体、TAZ、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4
−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−23、4−トリアゾール(以下
、「p−EtTAZ」と記す)などのトリアゾール誘導体、バソフェナントロリン(以下
、「BPhen」と記す)、BCPなどのフェナントロリン誘導体が電子輸送性を有する
電子注入材料としては、上で述べた電子輸送材料を用いることができる。その他に、フッ
化カルシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウムなどの金属ハロゲン化物や、酸化リチウ
ムなどのアルカリ金属酸化物のような絶縁体の、超薄膜がよく用いられる。また、リチウ
ムアセチルアセトネート(以下、「Li(acac)」と記す)や8−キノリノラト−リ
チウム(以下、「Liq」と記す)などのアルカリ金属錯体も有効である。
発光材料としては、先に述べたAlq、Almq、BeBq、BAlq、Zn(BOX)
、Zn(BTZ)などの金属錯体の他、各種蛍光色素が有効である。蛍光色素として
は、青色の4,4’−ビス(2,2−ジフェニル−ビニル)−ビフェニルや、赤橙色の4
−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチリル)−4H−ピ
ランなどがある。また、三重項発光材料も可能であり、白金ないしはイリジウムを中心金
属とする錯体が主体である。三重項発光材料として、トリス(2−フェニルピリジン)イ
リジウム、ビス(2−(4’−トリル)ピリジナト−N,C2’)アセチルアセトナトイ
リジウム(以下「acacIr(tpy)」と記す)、2,3,7,8,12,13,
17,18−オクタエチル−21H,23Hポルフィリン−白金などが知られている。
以上で述べたような各機能を有する材料を、各々組み合わせ、高信頼性の発光素子を作製
することができる。
また、第3の実施例で示した表示素子973には図103(b)に示すように図103(
a)とは逆の順番に層を形成した発光素子を用いることができる。つまり、基板7011
の上に陰極7018、電子注入材料からなる電子注入層7017、その上に電子輸送材料
からなる電子輸送層7016、発光層7015、正孔輸送材料からなる正孔輸送層701
4、正孔注入材料からなる正孔注入層7013、そして陽極7012を積層させた素子構
造である。
また、発光素子は発光を取り出すために少なくとも陽極又は陰極の一方が透明であればよ
い。そして、基板上にトランジスタ及び発光素子を形成し、基板とは逆側の面から発光を
取り出す上面射出や、基板側の面から発光を取り出す下面射出や、基板側及び基板とは反
対側の面から発光を取り出す両面射出構造の発光素子があり、本発明の画素構成はどの射
出構造の発光素子にも適用することができる。
上面射出構造の発光素子について図104(a)を用いて説明する。
基板7100上に駆動用TFT7101が形成され、駆動用TFT7101のソース電極
に接して第1の電極7102が形成され、その上に有機化合物を含む層7103と第2の
電極7104が形成されている。
また、第1の電極7102は発光素子の陽極である。そして第2の電極7104は発光素
子の陰極である。つまり、第1の電極7102と第2の電極7104とで有機化合物を含
む層7103が挟まれているところが発光素子となる。
また、ここで、陽極として機能する第1の電極7102に用いる材料としては、仕事関数
の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン
膜、Zn膜、Pt膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との
積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との3層構造等を用
いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミッ
クコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。光を反射する金属膜を
用いることで光を透過させない陽極を形成することができる。
また、陰極として機能する第2の電極7104に用いる材料としては、仕事関数の小さい
材料(Al、Ag、Li、Ca、またはこれらの合金MgAg、MgIn、AlLi、フ
ッ化カルシウム、または窒化カルシウム)からなる金属薄膜と、透明導電膜(ITO(イ
ンジウムスズ酸化物)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化亜鉛(ZnO)等)との
積層を用いるのがよい。こうして薄い金属薄膜と、透明性を有する透明導電膜を用いるこ
とで光を透過させることが可能な陰極を形成することができる。
こうして、図104(a)の矢印に示すように発光素子からの光を上面に取り出すことが
可能になる。つまり、図100の表示パネルに適用した場合には、封止基板6704側に
光が射出することになる。従って上面射出構造の発光素子を表示装置に用いる場合には封
止基板6704は光透過性を有する基板を用いる。
また、光学フィルムを設ける場合には、封止基板6704に光学フィルムを設ければよい
なお、第1の電極7102には陰極として機能するMgAg、MgIn、AlLi等の仕
事関数の小さい材料からなる金属膜を用いることができる。そして、第2の電極7104
にはITO(インジウムスズ酸化物)膜、インジウム亜鉛酸化物(IZO)などの透明導
電膜を用いることができる。よって、この構成によれば、上面射出の透過率を高くするこ
とができる。
また、下面射出構造の発光素子について図104(b)を用いて説明する。射出構造以外
は図104(a)と同じ構造の発光素子であるため同じ符号を用いて説明する。
ここで、陽極として機能する第1の電極7102に用いる材料としては、仕事関数の大き
い材料を用いることが望ましい。例えば、ITO(インジウムスズ酸化物)膜、インジウ
ム亜鉛酸化物(IZO)膜などの透明導電膜を用いることができる。透明性を有する透明
導電膜を用いることで光を透過させることが可能な陽極を形成することができる。
また、陰極として機能する第2の電極7104に用いる材料としては、仕事関数の小さい
材料(Al、Ag、Li、Ca、またはこれらの合金MgAg、MgIn、AlLi、フ
ッ化カルシウム、またはCa)からなる金属膜を用いることができる。こうして、
光を反射する金属膜を用いることで光が透過しない陰極を形成することができる。
こうして、図104(b)の矢印に示すように発光素子からの光を下面に取り出すことが
可能になる。つまり、図100の表示パネルに適用した場合には、基板6710側に光が
射出することになる。従って下面射出構造の発光素子を表示装置に用いる場合には基板6
710は光透過性を有する基板を用いる。
また、光学フィルムを設ける場合には、基板6710に光学フィルムを設ければよい。
両面射出構造の発光素子について図104(c)を用いて説明する。射出構造以外は図1
04(a)と同じ構造の発光素子であるため同じ符号を用いて説明する。
ここで、陽極として機能する第1の電極7102に用いる材料としては、仕事関数の大き
い材料を用いることが望ましい。例えば、ITO(インジウムスズ酸化物)膜、インジウ
ム亜鉛酸化物(IZO)膜などの透明導電膜を用いることができる。透明性を有する透明
導電膜を用いることで光を透過させることが可能な陽極を形成することができる。
また、陰極として機能する第2の電極7104に用いる材料としては、仕事関数の小さい
材料(Al、Ag、Li、Ca、またはこれらの合金MgAg、MgIn、AlLi、フ
ッ化カルシウム、または窒化カルシウム)からなる金属薄膜と、透明導電膜(ITO(イ
ンジウムスズ酸化物)、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In―ZnO)、酸化亜鉛
(ZnO)等)との積層を用いるのがよい。こうして薄い金属薄膜と、透明性を有する透
明導電膜を用いることで光を透過させることが可能な陰極を形成することができる。
こうして、図104(c)の矢印に示すように発光素子からの光を両面に取り出すことが
可能になる。つまり、図100の表示パネルに適用した場合には、基板6710側と封止
基板6704側に光が射出することになる。従って両面射出構造の発光素子を表示装置に
用いる場合には、基板6710および封止基板6704は、ともに光透過性を有する基板
を用いる。
また、光学フィルムを設ける場合には、基板6710および封止基板6704の両方に光
学フィルムを設ければよい。
また、白色の発光素子とカラーフィルターを用いてフルカラー表示を実現する表示装置に
も本発明を適用することが可能である。
図105に示すように、基板7200上に下地膜7202が形成され、その上に駆動用T
FT7201が形成され、駆動用TFT7201のソース電極に接して第1の電極720
3が形成され、その上に有機化合物を含む層7204と第2の電極7205が形成されて
いる。
また、第1の電極7203は発光素子の陽極である。そして第2の電極7205は発光素
子の陰極である。つまり、第1の電極7203と第2の電極7205とで有機化合物を含
む層7204が挟まれているところが発光素子となる。図105の構成では白色光を発光
する。そして、発光素子の上部に赤色のカラーフィルター7206R、緑色のカラーフィ
ルター7206G、青色のカラーフィルター7206Bを設けられており、フルカラー表
示を行うことができる。また、これらのカラーフィルターを隔離するブラックマトリクス
(BM7207)が設けられている。
上述した発光素子の構成は組み合わせて用いることができ、本発明の画素構成を有する表
示装置に適宜用いることができる。また、上述した表示パネルの構成や、発光素子は例示
であり、もちろん本発明の画素構成は他の構成の表示装置に適用することもできる。
次に、表示パネルの画素部の部分断面図を示す。
まず、トランジスタの半導体層に結晶性半導体膜(ポリシリコン(p−Si:H)膜)を
用いた場合について図106及び図107を用いて説明する。
ここで、半導体層は、例えば基板上にアモルファスシリコン(a−Si)膜を公知の成膜
法で形成する。なお、アモルファスシリコン膜に限定する必要はなく、非結晶構造を含む
半導体膜(微結晶半導体膜を含む)であればよい。さらに非結晶シリコンゲルマニウム膜
などの非結晶構造を含む化合物半導体膜でもよい。
そして、アモルファスシリコン膜をレーザ結晶化法や、RTAやファーネスアニール炉を
用いた熱結晶化法や、結晶化を助長する金属元素を用いた熱結晶化法などにより結晶化さ
せる。もちろん、これらを組み合わせて行ってもよい。
上述した結晶化によって、非結晶半導体膜に部分的に結晶化された領域が形成される。
さらに、部分的に結晶性が高められた結晶性半導体膜を所望の形状にパターニングして、
結晶化された領域から島状の半導体膜を形成する。この半導体膜をトランジスタの半導体
層に用いる。
図106(a)に示すように、基板26101上に下地膜26102が形成され、その上
に半導体層が形成されている。半導体層は駆動トランジスタ26118のチャネル形成領
域26103及びソース領域又はドレイン領域となる不純物領域26105、並びに容量
素子26119の下部電極となるチャネル形成領域26106、LDD領域26107及
び不純物領域26108を有する。なお、チャネル形成領域26103及びチャネル形成
領域26106にはチャネルドープが行われていてもよい。
基板はガラス基板、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いることがで
きる。また、下地膜26102としては、窒化アルミ(AlN)や酸化珪素(SiO
、酸化窒化珪素(SiO)などの単層やこれらの積層を用いることができる。
半導体層上にはゲート絶縁膜26109を介してゲート電極26110及び容量素子の上
部電極26111が形成されている。
駆動トランジスタ26118及び容量素子26119を覆って層間絶縁物26112が形
成され、層間絶縁物26112上にコンタクトホールを介して配線26113が不純物領
域26105と接している。配線26113に接して画素電極26114が形成され、画
素電極26114の端部及び配線26113を覆って第2の層間絶縁物26115が形成
されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。そ
して、画素電極26114上に有機化合物を含む層26116及び対向電極26117が
形成され、画素電極26114と対向電極26117とで有機化合物を含む層26116
が挟まれた領域では発光素子26120が形成されている。
また、図106(b)に示すように、容量素子26119の下部電極の一部を構成するL
DD領域が、上部電極26111と重なるような領域26202を設けてもよい。なお、
図106(a)と共通するところは共通の符号を用い、説明は省略する。
また、図107(a)に示すように、駆動トランジスタ26118の不純物領域2610
5と接する配線26113と同じ層に形成された第2の上部電極26301を有していて
もよい。なお、図106(a)と共通するところは共通の符号を用い、説明は省略する。
第2の上部電極26301と上部電極26111とで層間絶縁物26112を挟みこみ、
第2の容量素子を構成している。また、第2の上部電極26301は不純物領域2610
8と接しているため、上部電極26111とチャネル形成領域26106とでゲート絶縁
膜26109を挟みこんで構成される第1の容量素子と、上部電極26111と第2の上
部電極26301とで層間絶縁物26112を挟みこんで構成される第2の容量素子と、
が並列に接続され、第1の容量素子と第2の容量素子からなる容量素子26302を構成
している。この容量素子26302の容量は第1の容量素子と第2の容量素子の容量を加
算した合成容量であるため、小さい面積で大きな容量の容量素子を形成することができる
。つまり、本発明の画素構成の容量素子として用いるとより開口率の向上が図れる。
また、図107(b)に示すような容量素子の構成としてもよい。基板27101上に下
地膜27102が形成され、その上に半導体層が形成されている。半導体層は駆動トラン
ジスタ27118のチャネル形成領域27103及びソース領域又はドレイン領域となる
不純物領域27105を有する。なお、チャネル形成領域27103はチャネルドープが
行われていてもよい。
基板はガラス基板、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いることがで
きる。また、下地膜27102としては、窒化アルミ(AlN)や酸化珪素(SiO
、酸化窒化珪素(SiO)などの単層やこれらの積層を用いることができる。
半導体層上にはゲート絶縁膜27106を介してゲート電極27107及び第1の電極2
7108が形成されている。
駆動トランジスタ27118及び第1の電極27108を覆って第1の層間絶縁物271
09が形成され、第1の層間絶縁物27109上にコンタクトホールを介して配線271
10が不純物領域27105と接している。また、配線27110と同じ材料からなる同
層の第2の電極27111が形成される。
さらに、配線27110及び第2の電極27111を覆うように第3の層間絶縁物271
12が形成され、第2の層間絶縁物27112上にコンタクトホールを介して、配線27
110と接して画素電極27113が形成されている。また、画素電極27113と同じ
材料からなる同層の第3の電極27114が形成されている。ここで、第1の電極271
08、第2の電極27111及び第3の電極27114からなる容量素子27119が形
成される。
画素電極27113と第3の電極27114の端部を覆って層間絶縁物27115が形成
され、第3の層間絶縁物27115及び第3の電極27114上に有機化合物を含む層2
7116及び対向電極27117が形成され、画素電極27113と対向電極27117
とで有機化合物を含む層27116が挟まれた領域では発光素子27120が形成されて
いる。
上述したように、結晶性半導体膜を半導体層に用いたトランジスタの構成は図106及び
図107に示したような構成が挙げられる。なお、図106及び図107に示したトラン
ジスタの構造はトップゲートの構造のトランジスタの一例である。つまり、トランジスタ
はP型でもN型でもよい。N型の場合には、LDD領域はゲート電極と重なっていてもよ
いし、ゲート電極と重ならなくてもよいし、又はLDD領域の一部の領域が重なっていて
もよい。さらに、ゲート電極はテーパー形状でもよく、ゲート電極のテーパー部の下部に
LDD領域が自己整合的に設けられていてもよい。また、ゲート電極は二つに限られず三
以上のマルチゲート構造でもよいし、一つのゲート電極でもよい。
本発明の画素を構成するトランジスタの半導体層(チャネル形成領域やソース領域やドレ
イン領域など)に結晶性半導体膜を用いることで、例えば、図100における第1のゲー
トドライバ6703、第2のゲートドライバ6706及び信号線制御回路6701を画素
部6702と一体形成することが容易になる。
また、半導体層にポリシリコン(p−Si:H)を用いたトランジスタの構成として、基
板と半導体層の間にゲート電極が挟まれた構造、つまり、半導体層の下にゲート電極が位
置するボトムゲートのトランジスタを適用した表示パネルの部分断面を図108に示す。
基板7501上に下地膜7502が形成されている。さらに下地膜7502上にゲート電
極7503が形成されている。また、ゲート電極と同層に同じ材料からなる第1の電極7
504が形成されている。ゲート電極7503の材料にはリンが添加された多結晶シリコ
ンを用いることができる。多結晶シリコンの他に、金属とシリコンの化合物であるシリサ
イドでもよい。
また、ゲート電極7503及び第1の電極7504を覆うようにゲート絶縁膜7505が
形成されている。ゲート絶縁膜7505としては酸化珪素膜や窒化珪素膜などが用いられ
る。
また、ゲート絶縁膜7505上に、半導体層が形成されている。半導体層は駆動トランジ
スタ7522のチャネル形成領域7506、LDD領域7507及びソース領域又はドレ
イン領域となる不純物領域7508、並びに容量素子7523の第2の電極となるチャネ
ル形成領域7509、LDD領域7510及び不純物領域7511を有する。なお、チャ
ネル形成領域7506及びチャネル形成領域7509はチャネルドープが行われていても
よい。
基板はガラス基板、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いることがで
きる。また、下地膜7502としては、窒化アルミ(AlN)や酸化珪素(SiO)、
酸化窒化珪素(SiO)などの単層やこれらの積層を用いることができる。
半導体層を覆って第1の層間絶縁物7512が形成され、第1の層間絶縁物7512上に
コンタクトホールを介して配線7513が不純物領域7508と接している。また、配線
7513と同層に同じ材料で第3の電極7514が形成されている。第1の電極7504
、第2の電極、第3の電極7514によって容量素子7523が構成されている。
また、第1の層間絶縁物7512には開口部7515が形成されている。駆動トランジス
タ7522、容量素子7523及び開口部7515を覆うように第2の層間絶縁物751
6が形成され、第2の層間絶縁物7516上にコンタクトホールを介して、画素電極75
17が形成されている。また、画素電極7517の端部を覆って絶縁物7518が形成さ
れている。例えば、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることができる。そして、画素
電極7517上に有機化合物を含む層7519及び対向電極7520が形成され、画素電
極7517と対向電極7520とで有機化合物を含む層7519が挟まれた領域では発光
素子7521が形成されている。そして、発光素子7521の下部に開口部7515が位
置している。つまり、発光素子7521からの発光を基板側から取り出すときには、開口
部7515を有するため透過率を高めることができる。
また、図108(a)において画素電極7517と同層に同じ材料を用いて第4の電極7
524を形成して、図108(b)のような構成としてもよい。すると、第1の電極75
04、第2の電極、第3の電極7514及び第4の電極7524によって構成される容量
素子7523を形成することができる。
次に、トランジスタの半導体層にアモルファスシリコン(a−Si:H)膜を用いた場合
について説明する。図109にはトップゲートのトランジスタ、図110及び図111に
はボトムゲートのトランジスタの場合について示す。
アモルファスシリコンを半導体層に用いた順スタガ構造のトランジスタの断面を図109
(a)に示す。に示すように、基板7601上に下地膜7602が形成されている。さら
に下地膜7602上に画素電極7603が形成されている。また、画素電極7603と同
層に同じ材料からなる第1の電極7604が形成されている。
基板はガラス基板、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いることがで
きる。また、下地膜7602としては、窒化アルミ(AlN)や酸化珪素(SiO)、
酸化窒化珪素(SiO)などの単層やこれらの積層を用いることができる。
また、下地膜7602上に配線7605及び配線7606が形成され、画素電極7603
の端部が配線7605で覆われている。配線7605及び配線7606の上部にN型の導
電型を有するN型半導体層7607及びN型半導体層7608が形成されている。また、
配線7605と配線7606の間であって、下地膜7602上に半導体層7609が形成
されている。そして、半導体層7609の一部はN型半導体層7607及びN型半導体層
7608上にまで延長されている。なお、この半導体層はアモルファスシリコン(a−S
i:H)、微結晶半導体(μ−Si:H)等の非結晶性を有する半導体膜で形成されてい
る。また、半導体層7609上にゲート絶縁膜7610が形成されている。また、ゲート
絶縁膜7610と同層の同じ材料からなる絶縁膜7611が第1の電極7604上にも形
成されている。なお、ゲート絶縁膜7610としては酸化珪素膜や窒化珪素膜などが用い
られる。
また、ゲート絶縁膜7610上に、ゲート電極7612が形成されている。また、ゲート
電極と同層に同じ材料でなる第2の電極7613が第1の電極7604上に絶縁膜761
1を介して形成されている。第1の電極7604及び第2の電極7613で絶縁膜761
1を挟まれた容量素子7619が形成されている。また、画素電極7603の端部、駆動
トランジスタ7618及び容量素子7619を覆い、層間絶縁物7614が形成されてい
る。
層間絶縁物7614及びその開口部に位置する画素電極7603上に有機化合物を含む層
7615及び対向電極7616が形成され、画素電極7603と対向電極7616とで有
機化合物を含む層7615が挟まれた領域では発光素子7617が形成されている。
また、図109(a)に示す第1の電極7604を図109(b)に示すように第1の電
極7620で形成してもよい。第1の電極7620は配線7605及び7606と同層の
同一材料で形成されている。
また、アモルファスシリコンを半導体層に用いたボトムゲート構造のトランジスタを用い
た表示パネルの部分断面を図110に示す。
基板7701上に下地膜7702が形成されている。さらに下地膜7702上にゲート電
極7703が形成されている。また、ゲート電極と同層に同じ材料からなる第1の電極7
704が形成されている。ゲート電極7703の材料にはリンが添加された多結晶シリコ
ンを用いることができる。多結晶シリコンの他に、金属とシリコンの化合物であるシリサ
イドでもよい。
また、ゲート電極7703及び第1の電極7704を覆うようにゲート絶縁膜7705が
形成されている。ゲート絶縁膜7705としては酸化珪素膜や窒化珪素膜などが用いられ
る。
また、ゲート絶縁膜7705上に、半導体層7706が形成されている。また、半導体層
7706と同層に同じ材料からなる半導体層7707が形成されている。
基板はガラス基板、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いることがで
きる。また、下地膜7602としては、窒化アルミ(AlN)や酸化珪素(SiO)、
酸化窒化珪素(SiO)などの単層やこれらの積層を用いることができる。
半導体層7706上にはN型の導電性を有するN型半導体層7708、7709が形成さ
れ、半導体層7707上にはN型半導体層7710が形成されている。
N型半導体層7708、7709上にはそれぞれ配線7711、7712が形成され、N
型半導体層7710上には配線7711及び7712と同層の同一材料からなる導電層7
713が形成されている。
半導体層7707、N型半導体層7710及び導電層7713からなる第2の電極が構成
される。なお、この第2の電極と第1の電極7704でゲート絶縁膜7705を挟み込ん
だ構造の容量素子7720が形成されている。
また、配線7711の一方の端部は延在し、その延在した配線7711上部に接して画素
電極7714が形成されている。
また、画素電極7714の端部、駆動トランジスタ7719及び容量素子7720を覆う
ように絶縁物7715が形成されている。
画素電極7714及び絶縁物7715上には有機化合物を含む層7716及び対向電極7
717が形成され、画素電極7714と対向電極7717とで有機化合物を含む層771
6が挟まれた領域では発光素子7718が形成されている。
容量素子の第2の電極の一部となる半導体層7707及びN型半導体層7710は設けな
くてもよい。つまり第2の電極は導電層7713とし、第1の電極7704と導電層77
13でゲート絶縁膜が挟まれた構造の容量素子としてもよい。
なお、図110(a)において、配線7711を形成する前に画素電極7714を形成す
ることで、図110(b)に示すような、画素電極7714からなる第2の電極7721
と第1の電極7704でゲート絶縁膜7705が挟まれた構造の容量素子7720を形成
することができる。
なお、図110では、逆スタガ型のチャネルエッチ構造のトランジスタについて示したが
、もちろんチャネル保護構造のトランジスタでもよい。チャネル保護構造のトランジスタ
の場合について、図111(a)、(b)を用いて説明する。
図111(a)に示すチャネル保護型構造のトランジスタは図110(a)に示したチャ
ネルエッチ構造の駆動トランジスタ7719の半導体層7706のチャネルが形成される
領域上にエッチングのマスクとなる絶縁物7801が設けられている点が異なり、他の共
通しているところは共通の符号を用いている。
また、同様に、図111(b)に示すチャネル保護型構造のトランジスタは図110(b
)に示したチャネルエッチ構造の駆動トランジスタ7719の半導体層7706のチャネ
ルが形成される領域上にエッチングのマスクとなる絶縁物7802が設けられている点が
異なり、他の共通しているところは共通の符号を用いている。
本発明の画素を構成するトランジスタの半導体層(チャネル形成領域やソース領域やドレ
イン領域など)に非結晶半導体膜を用いることで、製造コストを削減することができる。
例えば、第3の実施例に示す画素構成を用いることで非結晶半導体膜を適用することが可
能である。
なお、本発明の画素構成の適用することができるトランジスタの構造や、容量素子の構造
は上述した構成に限られず、さまざまな構成のトランジスタの構造や、容量素子の構造の
ものを用いることができる。
なお、本実施例は、本明細書中の他の実施の形態、実施例のいかなる記載とも自由に組み
合わせて実施することが可能である。すなわち、本実施例において示した表示パネルに接
続される本発明のシフトレジスタ回路は、非選択期間において、トランジスタが一定時間
毎にオンすることで、出力端子に電源電位を供給する。こうすることで、シフトレジスタ
回路の出力端子は、該トランジスタを介して電源電位が供給される。該トランジスタは非
選択期間において常時オンしていないので、該トランジスタのしきい値電位のシフトは、
抑制される。また、シフトレジスタ回路の出力端子は、該トランジスタを介して一定期間
毎に電源電位が供給される。そのため、シフトレジスタ回路は、ノイズが出力端子に発生
することを抑制できる。
本発明の表示装置は様々な電子機器に適用することができる。具体的には電子機器の表示
部に適用することができる。そのような電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ
、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、
オーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュー
タ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体
的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し
、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。
図117(A)はディスプレイであり、筐体84101、支持台84102、表示部84
103等を含む。本発明の画素構成を有する表示装置を表示部84103に用いることが
できる。なお、ディスプレイは、パーソナルコンピュータ用、テレビジョン放送受信用、
広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。本発明の画素構成を有する表示
装置を表示部84103に用いたディスプレイは、消費電力を抑えつつ、表示不良を防止
することができる。また、低コスト化を図ることも可能である。
近年、ディスプレイの大型化のニーズが強くなっている。そして、ディスプレイの大型化
に伴い価格の上昇が問題となっている。よって、いかに製造コストの削減を図り、高品質
な製品を少しでも低価格に抑えるかが課題となる。
例えば、第3の実施例に示す画素構成を表示パネルの画素部に用いることで、単極性のト
ランジスタからなる表示パネルを提供することができる。よって、工程数を減らし製造コ
ストを削減することができる。
また、図100(a)に示すように画素部と周辺の駆動回路を一体形成することにより、
単極性のトランジスタからなる回路で構成された表示パネルを形成することができる。
また、画素部を構成する回路のトランジスタの半導体層に非結晶半導体(例えばアモルフ
ァスシリコン(a−Si:H))を用いることで、工程を簡略化し、さらなるコストダウ
ンが図れる。この場合には図101(b)や図102(a)に示したように、画素部の周
辺の駆動回路をICチップ上に形成し、COG等で表示パネルに実装するよい。このよう
に、非結晶半導体を用いることでディスプレイの大型化が容易になる。
図117(B)はカメラであり、本体84201、表示部84202、受像部84203
、操作キー84204、外部接続ポート84205、シャッター84206等を含む。
近年、デジタルカメラなどの高性能化に伴い、生産競争は激化している。そして、いかに
高性能なものを低価格に抑えるかが重要となる。本発明の画素構成を有する表示装置を表
示部84202に用いたデジタルカメラは、消費電力を抑えつつ、表示不良を防止するこ
とができる。また、低コスト化を図ることも可能である。
例えば、第3の実施例に示す画素構成を画素部に用いることで、単極性のトランジスタか
らなる画素部を形成することができる。また、図101(a)に示すように、動作速度の
高い信号制御回路はICチップ上に形成し、比較的動作速度の低いゲートドライバを画素
部と共に単極性のトランジスタで構成される回路で一体形成することで、高性能化を実現
し、低コスト化を図ることができる。また、画素部と、画素部と共に一体形成するゲート
ドライバに用いられるトランジスタの半導体層に非結晶半導体、例えばアモルファスシリ
コンを適用することでさらなる低コスト化が図れる。
図117(C)はコンピュータであり、本体84301、筐体84302、表示部843
03、キーボード84304、外部接続ポート84305、ポインティングデバイス84
306等を含む。本発明の画素構成を有する表示装置を表示部84303に用いたコンピ
ュータは、消費電力を抑えつつ、表示不良を防止することができる。また、低コスト化を
図ることも可能である。
図117(D)はモバイルコンピュータであり、本体84401、表示部84402、ス
イッチ84403、操作キー84404、赤外線ポート84405等を含む。本発明の画
素構成を有する表示装置を表示部84402に用いたモバイルコンピュータは、消費電力
を抑えつつ、表示不良を防止することができる。また、低コスト化を図ることも可能であ
る。
図117(E)は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)
であり、本体84501、筐体84502、表示部A84503、表示部B84504、
記録媒体読み込み部84505、操作キー84506、スピーカー部84507等を含む
。表示部A84503は主として画像情報を表示し、表示部B84504は主として文字
情報を表示することができる。本発明の画素構成を有する表示装置を表示部A84503
や表示部B84504に用いた画像再生装置は、消費電力を抑えつつ、表示不良を防止す
ることができる。また、低コスト化を図ることも可能である。
図117(F)はゴーグル型ディスプレイであり、本体84601、表示部84602、
イヤホン84603、支持部84604を含む。本発明の画素構成を有する表示装置を表
示部84602に用いたゴーグル型ディスプレイは、消費電力を抑えつつ、表示不良を防
止することができる。また、低コスト化を図ることも可能である。
図117(G)は携帯型遊技機であり、筐体84701、表示部84702、スピーカー
部84703、操作キー84704、記憶媒体挿入部84705等を含む。本発明の画素
構成を有する表示装置を表示部84702に用いた携帯型遊技機は、消費電力を抑えつつ
、表示不良を防止することができる。また、低コスト化を図ることも可能である。
図117(H)はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、本体84801、表示部8
4802、操作キー84803、スピーカー84804、シャッター84805、受像部
84806、アンテナ84807等を含む。本発明の画素構成を有する表示装置を表示部
84802に用いたテレビ受像機能付きデジタルカメラは、消費電力を抑えつつ、表示不
良を防止することができる。また、画素の開口率が高く高精細な表示が可能となる。また
、低コスト化を図ることも可能である。
例えば、図96〜図99、図118、及び図119の画素構成を画素部に用いることで、
画素の開口率を向上させることができる。具体的には、発光素子を駆動する駆動トランジ
スタにNチャネル型のトランジスタを用いることで開口率が向上する。よって、高精細な
表示部を有するテレビ受像機能付きデジタルカメラを提供することができる。
このように多機能化し、テレビ受像機能付きデジタルカメラはテレビの視聴等に使用頻度
が高まる一方で、一回の充電により長時間使用できることが要求される。
例えば、図101(b)や図102(a)に示すように周辺駆動回路をICチップ上に形
成し、CMOS等を用いることにより低消費電力化を図ることが可能である。
このように本発明は、あらゆる電子機器に適用することが可能である。
なお、本実施例は、本明細書中の他の実施の形態、実施例のいかなる記載とも自由に組み
合わせて実施することが可能である。すなわち、本実施例において示した電子機器に接続
される本発明のシフトレジスタ回路は、非選択期間において、トランジスタが一定時間毎
にオンすることで、出力端子に電源電位を供給する。こうすることで、シフトレジスタ回
路の出力端子は、該トランジスタを介して電源電位が供給される。該トランジスタは非選
択期間において常時オンしていないので、該トランジスタのしきい値電位のシフトは、抑
制される。また、シフトレジスタ回路の出力端子は、該トランジスタを介して一定期間毎
に電源電位が供給される。そのため、シフトレジスタ回路は、ノイズが出力端子に発生す
ることを抑制できる。
本実施例において、本発明の画素構成を用いた表示装置を表示部に有する携帯電話の構成
例について図116を用いて説明する。
表示パネル8301はハウジング8330に脱着自在に組み込まれる。ハウジング833
0は表示パネル8301のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
表示パネル8301を固定したハウジング8330はプリント基板8331に嵌入されモ
ジュールとして組み立てられる。
表示パネル8301はFPC8313を介してプリント基板8331に接続される。プリ
ント基板8331には、スピーカー8332、マイクロフォン8333、送受信回路83
34、CPU及びコントローラなどを含む信号処理回路8335が形成されている。この
ようなモジュールと、入力手段8336、バッテリー8337を組み合わせ、筐体833
9に収納する。表示パネル8301の画素部は筐体8339に形成された開口窓から視認
できように配置する。
表示パネル8301は、画素部と一部の周辺駆動回路(複数の駆動回路のうち動作周波数
の低い駆動回路)を基板上にトランジスタを用いて一体形成し、一部の周辺駆動回路(複
数の駆動回路のうち動作周波数の高い駆動回路)をICチップ上に形成し、そのICチッ
プをCOG(Chip On Glass)で表示パネル8301に実装してもよい。あ
るいは、そのICチップをTAB(Tape Automated Bonding)や
プリント基板を用いてガラス基板と接続してもよい。このような構成とすることで、表示
装置の低消費電力化を図り、携帯電話機の一回の充電による使用時間を長くすることがで
きる。また、携帯電話機の低コスト化を図ることができる。
また、画素部には上記実施例で示した画素構成を適宜適用することができる。
例えば、第3の実施例に示す画素構成等を適用することで、低コスト化を実現するため画
素部及び画素部と一体形成する周辺駆動回路を単極性のトランジスタで構成して製造工程
の削減を図ることができる。
また、さらに消費電力の低減を図るため、図101(b)や図102(a)に示すように
、基板上にトランジスタを用いて画素部を形成し、全ての周辺駆動回路をICチップ上に
形成し、そのICチップをCOG(ChipOnGlass)などで表示パネルに実装し
てもよい。
また、本実施例に示した構成は携帯電話の一例であって、本発明の画素構成はこのような
構成の携帯電話に限られず様々な構成の携帯電話に適用することができる。
なお、本実施例は、本明細書中の他の実施の形態、実施例のいかなる記載とも自由に組み
合わせて実施することが可能である。すなわち、本実施例において示した携帯電話が具備
する本発明のシフトレジスタ回路は、非選択期間において、トランジスタが一定時間毎に
オンすることで、出力端子に電源電位を供給する。こうすることで、シフトレジスタ回路
の出力端子は、該トランジスタを介して電源電位が供給される。該トランジスタは非選択
期間において常時オンしていないので、該トランジスタのしきい値電位のシフトは、抑制
される。また、シフトレジスタ回路の出力端子は、該トランジスタを介して一定期間毎に
電源電位が供給される。そのため、シフトレジスタ回路は、ノイズが出力端子に発生する
ことを抑制できる。
本実施例においては、本発明の画素構成を用いた表示装置を表示部に有する電子機器、特
にELモジュールを具備するテレビ受像器の構成例について説明する。
図112は表示パネル7901と、回路基板7911を組み合わせたELモジュールを示
している。表示パネル7901は画素部7902、走査線駆動回路7903及び信号線駆
動回路7904を有している。回路基板7911には、例えば、コントロール回路791
2や信号分割回路7913などが形成されている。表示パネル7901と回路基板791
1は接続配線7914によって接続されている。接続配線にはFPC等を用いることがで
きる。
表示パネル7901は、画素部7902と一部の周辺駆動回路(複数の駆動回路のうち動
作周波数の低い駆動回路)を基板上にトランジスタを用いて一体形成し、一部の周辺駆動
回路(複数の駆動回路のうち動作周波数の高い駆動回路)をICチップ上に形成し、その
ICチップをCOG(Chip On Glass)などで表示パネル7901に実装す
るとよい。あるいは、そのICチップをTAB(Tape Automated Bon
ding)やプリント基板を用いて表示パネル7901に実装してもよい。
また、画素部には上記実施例で示した画素構成を適宜適用することができる。
例えば、第3の実施例に示す画素構成等を適用することで、低コスト化を実現するため画
素部及び画素部と一体形成する周辺駆動回路を単極性のトランジスタで構成して製造工程
の削減を図ることができる。
また、さらに消費電力の低減を図るため、ガラス基板上にトランジスタを用いて画素部を
形成し、全ての周辺駆動回路をICチップ上に形成し、そのICチップをCOG(Chi
p On Glass)等で表示パネルに実装してもよい。
また、上記実施例の図96〜図99、図118、及び図119の画素構成を適用すること
で、Nチャネル型のトランジスタのみで画素を構成することができるため、非結晶半導体
(例えば、アモルファスシリコン)をトランジスタの半導体層に適用することが可能とな
る。つまり、均一な結晶性半導体膜を作製することが困難な大型の表示装置の作製が可能
となる。また、画素を構成するトランジスタの半導体層に非結晶半導体膜を用いることに
より、製造工程を削減することができ、製造コストの削減も図ることができる。
なお、非結晶半導体膜を、画素を構成するトランジスタの半導体層に適用する場合には、
基板上にトランジスタを用いて画素部を形成し、全ての周辺駆動回路をICチップ上に形
成し、そのICチップをCOG(ChipOnGlass)で表示パネルに実装するとよ
い。なお、基板上に画素部を形成し、その基板上に周辺駆動回路を形成したICチップを
COG等で実装した構成は図101(b)に一例を示してある。
このELモジュールによりELテレビ受像機を完成させることができる。図113は、E
Lテレビ受像機の主要な構成を示すブロック図である。チューナ8001は映像信号と音
声信号を受信する。映像信号は、映像信号増幅回路8002と、そこから出力される信号
を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路8003と、その映像
信号を駆動回路の入力仕様に変換するためのコントロール回路8012により処理される
。コントロール回路8012は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタ
ル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路8013を設け、入力デジタル信号をm個
に分割して供給する構成としてもよい。
チューナ8001で受信した信号のうち、音声信号は音声信号増幅回路8004に送られ
、その出力は音声信号処理回路8005を経てスピーカー8007に供給される。制御回
路8008は受信局(受信周波数)や音量の制御情報を入力部8009から受け、チュー
ナ8001や音声信号処理回路8005に信号を送出する。
また、図113とは別の形態のELモジュールを組み込んだテレビ受像器について図11
4(A)に示す。図114(A)において、表示画面8102はELモジュールで形成さ
れる。また、スピーカー8103、操作スイッチ8104などが適宜備えられている。
また図114(B)に、ワイヤレスでディスプレイのみを持ち運び可能なテレビ受像器を
示す。筐体8112にはバッテリー及び信号受信器が内蔵されており、そのバッテリーで
表示部8113やスピーカー部8117を駆動させる。バッテリーは充電器8110で繰
り返し充電が可能となっている。また、充電器8110は映像信号を送受信することが可
能で、その映像信号をディスプレイの信号受信器に送信することができる。筐体8112
は操作キー8116によって制御する。また、図114(B)に示す装置は、操作キー8
116を操作することによって、筐体8112から充電器8110に信号を送ることも可
能であるため映像音声双方向通信装置とも言える。また、操作キー8116を操作するこ
とによって、筐体8112から充電器8110に信号を送り、さらに充電器8110が送
信できる信号を他の電子機器に受信させることによって、他の電子機器の通信制御も可能
であり、汎用遠隔制御装置とも言える。本発明は表示部8113に適用することができる
図115(A)は表示パネル8201とプリント配線基板8202を組み合わせたモジュ
ールを示している。表示パネル8201は、複数の画素が設けられた画素部8203と、
第1のゲートドライバ8204、第2のゲートドライバ8205と、選択された画素にビ
デオ信号を供給する信号線駆動回路8206を備えている。
プリント配線基板8202には、コントローラ8207、中央処理装置(CPU8208
)、メモリ8209、電源回路8210、音声処理回路8211及び送受信回路8212
などが備えられている。プリント配線基板8202と表示パネル8201は、フレキシブ
ル配線基板8213(FPC)により接続されている。プリント配線基板8202には、
容量素子、バッファ回路などを設け、電源電圧や信号にノイズがのったり、信号の立ち上
がりが鈍ったりすることを防ぐ構成としてもよい。また、コントローラ8207、音声処
理回路8211、メモリ8209、CPU8208、電源回路8210などは、COG(
ChipOnGlass)方式を用いて表示パネル8201に実装することもできる。C
OG方式により、プリント配線基板8202の規模を縮小することができる。
プリント配線基板8202に備えられたインターフェース部(I/F部8214)を介し
て、各種制御信号の入出力が行われる。また、アンテナとの間の信号の送受信を行うため
のアンテナ用ポート8215が、プリント配線基板8202に設けられている。
図115(B)は、図115(A)に示したモジュールのブロック図を示す。このモジュ
ールは、メモリ8209としてVRAM8216、DRAM8217、フラッシュメモリ
8218などが含まれている。VRAM8216にはパネルに表示する画像のデータが、
DRAM8217には画像データまたは音声データが、フラッシュメモリ8218には各
種プログラムが記憶されている。
電源回路8210は、表示パネル8201、コントローラ8207、CPU8208、音
声処理回路8211、メモリ8209、送受信回路8212を動作させる電力を供給する
。またパネルの仕様によっては、電源回路8210に電流源が備えられている場合もある
CPU8208は、制御信号生成回路8220、デコーダ8221、レジスタ8222、
演算回路8223、RAM8224、CPU8208用のインターフェース8219など
を有している。インターフェース8219を介してCPU8208に入力された各種信号
は、一旦レジスタ8222に保持された後、演算回路8223、デコーダ8221などに
入力される。演算回路8223では、入力された信号に基づき演算を行い、各種命令を送
る場所を指定する。一方デコーダ8221に入力された信号はデコードされ、制御信号生
成回路8220に入力される。制御信号生成回路8220は入力された信号に基づき、各
種命令を含む信号を生成し、演算回路8223において指定された場所、具体的にはメモ
リ8209、送受信回路8212、音声処理回路8211、コントローラ8207などに
送る。
メモリ8209、送受信回路8212、音声処理回路8211、コントローラ8207は
、それぞれ受けた命令に従って動作する。以下その動作について簡単に説明する。
入力手段8225から入力された信号は、I/F部8214を介してプリント配線基板8
202に実装されたCPU8208に送られる。制御信号生成回路8220は、ポインテ
ィングデバイスやキーボードなどの入力手段8225から送られてきた信号に従い、VR
AM8216に格納してある画像データを所定のフォーマットに変換し、コントローラ8
207に送付する。
コントローラ8207は、パネルの仕様に合わせてCPU8208から送られてきた画像
データを含む信号にデータ処理を施し、表示パネル8201に供給する。またコントロー
ラ8207は、電源回路8210から入力された電源電圧やCPU8208から入力され
た各種信号をもとに、Hsync信号、Vsync信号、クロック信号CLK、交流電圧
(ACCont)、切り替え信号L/Rを生成し、表示パネル8201に供給する。
送受信回路8212では、アンテナ8228において電波として送受信される信号が処理
されており、具体的にはアイソレータ、バンドパスフィルタ、VCO(Voltage
Controlled Oscillator)、LPF(Low Pass Filt
er)、カプラ、バランなどの高周波回路を含んでいる。送受信回路8212において送
受信される信号のうち音声情報を含む信号が、CPU8208からの命令に従って、音声
処理回路8211に送られる。
CPU8208の命令に従って送られてきた音声情報を含む信号は、音声処理回路821
1において音声信号に復調され、スピーカー8227に送られる。またマイク8226か
ら送られてきた音声信号は、音声処理回路8211において変調され、CPU8208か
らの命令に従って、送受信回路8212に送られる。
コントローラ8207、CPU8208、電源回路8210、音声処理回路8211、メ
モリ8209を、本実施例のパッケージとして実装することができる。
勿論、本発明はテレビ受像機に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、
鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表
示媒体として様々な用途に適用することができる。
なお、本実施例は、本明細書中の他の実施の形態、実施例のいかなる記載とも自由に組み
合わせて実施することが可能である。すなわち、本実施例において示した電子機器が具備
する本発明のシフトレジスタ回路は、非選択期間において、トランジスタが一定時間毎に
オンすることで、出力端子に電源電位を供給する。こうすることで、シフトレジスタ回路
の出力端子は、該トランジスタを介して電源電位が供給される。該トランジスタは非選択
期間において常時オンしていないので、該トランジスタのしきい値電位のシフトは、抑制
される。また、シフトレジスタ回路の出力端子は、該トランジスタを介して一定期間毎に
電源電位が供給される。そのため、シフトレジスタ回路は、ノイズが出力端子に発生する
ことを抑制できる。
10 フリップフロップ回路
11 トランジスタ
12 トランジスタ
13 トランジスタ
14 トランジスタ
15 トランジスタ
16 トランジスタ
17 トランジスタ
18 トランジスタ
19 容量素子
70 フリップフロップ回路
80 フリップフロップ回路
90 フリップフロップ回路
91 抵抗素子
100 フリップフロップ回路
101 トランジスタ
110 フリップフロップ回路
111 トランジスタ
112 トランジスタ
113 トランジスタ
114 トランジスタ
115 トランジスタ
116 トランジスタ
117 トランジスタ
118 トランジスタ
119 容量素子
120 フリップフロップ回路
130 フリップフロップ回路
140 フリップフロップ回路
150 フリップフロップ回路
151 抵抗素子
160 フリップフロップ回路
161 トランジスタ
171 フリップフロップ回路
172 制御信号線
173 制御信号線
174 制御信号線
181 トランジスタ
183 トランジスタ
200 シフトレジスタ回路
201 バッファ回路
210 バッファ回路
211 インバータ回路
211A インバータ回路
211B インバータ回路
220 バッファ回路
221 NAND回路
222 制御信号線
230 バッファ回路
231 NOR回路
240 バッファ回路
250 バッファ回路
260 バッファ回路
270 バッファ回路
280 インバータ回路
281 トランジスタ
282 トランジスタ
290 インバータ回路
291 トランジスタ
292 トランジスタ
293 トランジスタ
294 容量素子
300 インバータ回路
301 トランジスタ
310 インバータ回路
320 インバータ回路
321 抵抗素子
330 インバータ回路
331 トランジスタ
340 インバータ回路
341 トランジスタ
350 インバータ回路
360 インバータ回路
370 インバータ回路
371 トランジスタ
380 インバータ回路
390 インバータ回路
391 トランジスタ
400 インバータ回路
401 トランジスタ
410 インバータ回路
420 NAND回路
421 トランジスタ
422 トランジスタ
423 トランジスタ
430 NAND回路
431 トランジスタ
432 トランジスタ
433 トランジスタ
434 トランジスタ
435 容量素子
440 NAND回路
441 トランジスタ
450 NAND回路
460 NAND回路
461 抵抗素子
470 NAND回路
471 トランジスタ
472 トランジスタ
480 NAND回路
481 トランジスタ
490 NAND回路
500 NOR回路
501 トランジスタ
502 トランジスタ
503 トランジスタ
510 NOR回路
511 トランジスタ
512 トランジスタ
513 トランジスタ
514 トランジスタ
515 容量素子
520 NOR回路
521 トランジスタ
530 NOR回路
540 NOR回路
541 抵抗素子
550 NOR回路
551 トランジスタ
552 トランジスタ
560 NOR回路
561 トランジスタ
570 NOR回路
580 インバータ回路
581 トランジスタ
582 トランジスタ
590 インバータ回路
591 トランジスタ
592 トランジスタ
593 トランジスタ
594 容量素子
600 インバータ回路
601 トランジスタ
610 インバータ回路
620 インバータ回路
621 抵抗素子
630 インバータ回路
631 トランジスタ
640 インバータ回路
641 トランジスタ
650 インバータ回路
660 インバータ回路
670 インバータ回路
671 トランジスタ
680 インバータ回路
690 インバータ回路
700 インバータ回路
701 トランジスタ
710 インバータ回路
720 NOR回路
721 トランジスタ
722 トランジスタ
723 トランジスタ
730 NOR回路
731 トランジスタ
732 トランジスタ
733 トランジスタ
734 トランジスタ
735 容量素子
740 NOR回路
741 トランジスタ
750 NOR回路
760 NOR回路
761 抵抗素子
770 NOR回路
771 トランジスタ
772 トランジスタ
780 NAND回路
781 トランジスタ
790 NOR回路
800 NAND回路
801 トランジスタ
802 トランジスタ
803 トランジスタ
810 NAND回路
811 トランジスタ
812 トランジスタ
813 トランジスタ
814 トランジスタ
815 容量素子
820 NAND回路
821 トランジスタ
830 NAND回路
840 NAND回路
841 抵抗素子
850 NAND回路
851 トランジスタ
852 トランジスタ
860 NAND回路
861 トランジスタ
870 NAND回路
880 シフトレジスタ回路
881 信号線
891 信号線
892 信号線
893 信号線
901 トランジスタ
911 トランジスタ
920 表示装置
921 画素領域
922 ゲートドライバ
923 制御信号線
924 ソース信号線
925 ゲート信号線
926 FPC
941 信号線制御回路
942 制御信号線
950 信号線制御回路
951 制御信号線
952 制御信号線
953 制御信号線
954 ビデオ信号線
955 ソース信号線
956 ソース信号線
957 ソース信号線
960 画素
961 トランジスタ
962 液晶素子
963 容量素子
964 対向電極
965 コモン線
970 画素
971 トランジスタ
972 トランジスタ
973 表示素子
974 容量素子
975 共通電極
976 電源線
980 画素
990 画素
991 トランジスタ
992 トランジスタ
993 トランジスタ
994 容量素子
995 電源線
1180 画素
1181 トランジスタ
1182 トランジスタ
1183 トランジスタ
1184 トランジスタ
1190 画素
1200 画素
1201 トランジスタ
1210 画素
1211 トランジスタ
1212 トランジスタ
1241 インバータ回路
1251 インバータ回路
6701 信号線制御回路
6702 画素部
6703 第1のゲートドライバ
6704 封止基板
6705 シール材
6706 第2のゲートドライバ
6707 空間
6708 配線
6709 FPC
6710 基板
6711 トランジスタ
6712 トランジスタ
6713 画素電極
6714 絶縁物
6716 有機化合物を含む層
6717 対向電極
6718 発光素子
6719 ICチップ
6720 Nチャネル型トランジスタ
6721 Nチャネル型トランジスタ
6800 基板
6801 信号線制御回路
6802 画素部
6803 第1のゲートドライバ
6804 第2のゲートドライバ
6805 FPC
6806 ICチップ
6807 ICチップ
6808 封止基板
6809 シール材
6810 基板
6811 信号線制御回路
6812 画素部
6813 第2のゲートドライバ
6814 第1のゲートドライバ
6815 FPC
6816 ICチップ
6817 ICチップ
6818 封止基板
6819 シール材
6900 基板
6901 周辺駆動回路
6902 画素部
6904 FPC
6905 ICチップ
6906 ICチップ
6907 封止基板
6908 シール材
6910 基板
6911 周辺駆動回路
6912 画素部
6913 FPC
6914 FPC
7001 基板
7002 陽極
7003 正孔注入層
7004 正孔輸送層
7005 発光層
7006 電子輸送層
7007 電子注入層
7008 陰極
7011 基板
7012 陽極
7013 正孔注入層
7014 正孔輸送層
7015 発光層
7016 電子輸送層
7017 電子注入層
7018 陰極
7100 基板
7101 駆動用TFT
7102 電極
7103 有機化合物を含む層
7104 電極
7200 基板
7201 駆動用TFT
7202 下地膜
7203 電極
7204 有機化合物を含む層
7205 電極
7206B カラーフィルター
7206G カラーフィルター
7206R カラーフィルター
7207 BM
7501 基板
7502 下地膜
7503 ゲート電極
7504 電極
7505 ゲート絶縁膜
7506 チャネル形成領域
7507 LDD領域
7508 不純物領域
7509 チャネル形成領域
7510 LDD領域
7511 不純物領域
7512 層間絶縁物
7513 配線
7514 電極
7515 開口部
7516 層間絶縁物
7517 画素電極
7518 絶縁物
7519 有機化合物を含む層
7520 対向電極
7521 発光素子
7522 駆動トランジスタ
7523 容量素子
7524 電極
7601 基板
7602 下地膜
7603 画素電極
7604 電極
7605 配線
7606 配線
7607 N型半導体層
7608 N型半導体層
7609 半導体層
7610 ゲート絶縁膜
7611 絶縁膜
7612 ゲート電極
7613 電極
7614 層間絶縁物
7615 有機化合物を含む層
7616 対向電極
7617 発光素子
7618 駆動トランジスタ
7619 容量素子
7620 電極
7701 基板
7702 下地膜
7703 ゲート電極
7704 電極
7705 ゲート絶縁膜
7706 半導体層
7707 半導体層
7708 N型半導体層
7709 N型半導体層
7710 N型半導体層
7711 配線
7712 配線
7713 導電層
7714 画素電極
7715 絶縁物
7716 有機化合物を含む層
7717 対向電極
7718 発光素子
7719 駆動トランジスタ
7720 容量素子
7721 電極
7801 絶縁物
7802 絶縁物
7901 表示パネル
7902 画素部
7903 走査線駆動回路
7904 信号線駆動回路
7911 回路基板
7912 コントロール回路
7913 信号分割回路
7914 接続配線
8001 チューナ
8002 映像信号増幅回路
8003 映像信号処理回路
8004 音声信号増幅回路
8005 音声信号処理回路
8007 スピーカー
8008 制御回路
8009 入力部
8012 コントロール回路
8013 信号分割回路
8101 筐体
8102 表示画面
8103 スピーカー
8104 操作スイッチ
8110 充電器
8112 筐体
8113 表示部
8116 操作キー
8117 スピーカー部
8201 表示パネル
8202 プリント配線基板
8203 画素部
8204 第1のゲートドライバ
8205 第2のゲートドライバ
8206 信号線駆動回路
8207 コントローラ
8208 CPU
8209 メモリ
8210 電源回路
8211 音声処理回路
8212 送受信回路
8213 フレキシブル配線基板
8214 I/F部
8215 アンテナ用ポート
8216 VRAM
8217 DRAM
8218 フラッシュメモリ
8219 インターフェース
8220 制御信号生成回路
8221 デコーダ
8222 レジスタ
8223 演算回路
8224 RAM
8225 入力手段
8226 マイク
8227 スピーカー
8228 アンテナ
8301 表示パネル
8313 FPC
8330 ハウジング
8331 プリント基板
8332 スピーカー
8333 マイクロフォン
8334 送受信回路
8335 信号処理回路
8336 入力手段
8337 バッテリー
8339 筐体
8340 アンテナ
12201 電源線
12202 制御線
12203 制御線
12204 制御線
12205 制御線
12206 電源線
12207 出力端子
12208 半導体層
12209 ゲート配線層
12210 配線層
12211 コンタクト層
26101 基板
26102 下地膜
26103 チャネル形成領域
26105 不純物領域
26106 チャネル形成領域
26107 LDD領域
26108 不純物領域
26109 ゲート絶縁膜
26110 ゲート電極
26111 上部電極
26112 層間絶縁物
26113 配線
26114 画素電極
26115 層間絶縁物
26116 有機化合物を含む層
26117 対向電極
26118 駆動トランジスタ
26119 容量素子
26120 発光素子
26202 領域
26301 上部電極
26302 容量素子
27101 基板
27102 下地膜
27103 チャネル形成領域
27105 不純物領域
27106 ゲート絶縁膜
27107 ゲート電極
27108 電極
27109 層間絶縁物
27110 配線
27111 電極
27112 層間絶縁物
27113 画素電極
27114 電極
27115 層間絶縁物
27116 有機化合物を含む層
27117 対向電極
27118 駆動トランジスタ
27119 容量素子
27120 発光素子
84101 筐体
84102 支持台
84103 表示部
84201 本体
84202 表示部
84203 受像部
84204 操作キー
84205 外部接続ポート
84206 シャッター
84301 本体
84302 筐体
84303 表示部
84304 キーボード
84305 外部接続ポート
84306 ポインティングデバイス
84401 本体
84402 表示部
84403 スイッチ
84404 操作キー
84405 赤外線ポート
84501 本体
84502 筐体
84503 表示部A
84504 表示部B
84505 記録媒体読み込み部
84506 操作キー
84507 スピーカー部
84601 本体
84602 表示部
84603 イヤホン
84604 支持部
84701 筐体
84702 表示部
84703 スピーカー部
84704 操作キー
84705 記憶媒体挿入部
84801 本体
84802 表示部
84803 操作キー
84804 スピーカー
84805 シャッター
84806 受像部
84807 アンテナ
SSP 制御信号
CK 制御信号
CKB 制御信号
SRout 出力端子
SRout1 出力端子
SRout2 出力端子
SRout3 出力端子
SRout4 出力端子
SRout5 出力端子
SRoutn 出力端子
GDout 出力端子
GDout1 出力端子
GDout2 出力端子
GDoutn 出力端子
SDout 出力端子
SDout1 出力端子
SDout2 出力端子
SDoutn 出力端子
SW スイッチ
SW1 スイッチ
SW2 スイッチ
SW3 スイッチ
SSP 制御信号
OUT 出力端子

Claims (13)

  1. ゲートドライバを有し、
    前記ゲートドライバは、第1乃至第11のトランジスタを有し、
    前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのゲートは、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第6のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第8のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第9のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第10のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第9のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第9のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの他方は、信号を伝達することができる機能を有する配線と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
  2. ゲートドライバを有し、
    前記ゲートドライバは、第1乃至第11のトランジスタを有し、
    前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのゲートは、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第6のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第8のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第9のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第10のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第9のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第9のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第3のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第3のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの他方は、信号を伝達することができる機能を有する配線と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
  3. ゲートドライバを有し、
    前記ゲートドライバは、第1乃至第11のトランジスタを有し、
    前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのゲートは、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第6のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第8のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第9のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第10のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第9のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第9のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第8のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第6のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの他方は、信号を伝達することができる機能を有する配線と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
  4. ゲートドライバを有し、
    前記ゲートドライバは、第1乃至第11のトランジスタを有し、
    前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのゲートは、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第6のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第8のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第9のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第10のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第9のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第9のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第3のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第3のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第8のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第6のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの他方は、信号を伝達することができる機能を有する配線と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
  5. ゲートドライバを有し、
    前記ゲートドライバは、第1乃至第11のトランジスタを有し、
    前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方と直接接続され、
    前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのゲートは、前記第2のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第6のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第8のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第9のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第10のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第9のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方と直接接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第9のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの他方は、信号を伝達することができる機能を有する配線と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
  6. ゲートドライバを有し、
    前記ゲートドライバは、第1乃至第11のトランジスタを有し、
    前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方と直接接続され、
    前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのゲートは、前記第2のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第6のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第8のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第9のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第10のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第9のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方と直接接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第9のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第3のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第3のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの他方は、信号を伝達することができる機能を有する配線と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
  7. ゲートドライバを有し、
    前記ゲートドライバは、第1乃至第11のトランジスタを有し、
    前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方と直接接続され、
    前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのゲートは、前記第2のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第6のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第8のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第9のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第10のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第9のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方と直接接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第9のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第8のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第6のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの他方は、信号を伝達することができる機能を有する配線と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
  8. ゲートドライバを有し、
    前記ゲートドライバは、第1乃至第11のトランジスタを有し、
    前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方と直接接続され、
    前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第4のトランジスタのゲートは、前記第2のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第6のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第6のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第8のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第9のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第10のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第10のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第8のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第9のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第11のトランジスタのゲートは、前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方と直接接続され、
    前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第7のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第9のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第11のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第3のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第3のトランジスタのゲートと直接接続され、
    前記第8のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第6のトランジスタのソース又はドレインの他方と直接接続され、
    前記第5のトランジスタのソース又はドレインの他方は、信号を伝達することができる機能を有する配線と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
  9. 請求項1乃至請求項のいずれか一項において、
    容量素子を有し、
    前記容量素子の第1の端子は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記容量素子の第2の端子は、前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
  10. 請求項1乃至請求項のいずれか一項において、
    前記第7のトランジスタのW(Wはチャネル幅)/L(Lはチャネル長)は、前記第6のトランジスタのW/Lよりも大きいことを特徴とする半導体装置。
  11. 画素と、
    前記画素に信号を出力することができる機能を有する駆動回路と、を有し、
    前記駆動回路は、請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の半導体装置を有することを特徴とする表示装置。
  12. 請求項11に記載の表示装置と、
    FPCと、を有する表示モジュール。
  13. 請求項12に記載の表示モジュールと、
    バッテーリー、アンテナ、スピーカー、及び/又は、マイクロフォンと、
    を有することを特徴とする電子機器。
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