JPH0670879B2 - Thin film shift register - Google Patents
Thin film shift registerInfo
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- JPH0670879B2 JPH0670879B2 JP58165421A JP16542183A JPH0670879B2 JP H0670879 B2 JPH0670879 B2 JP H0670879B2 JP 58165421 A JP58165421 A JP 58165421A JP 16542183 A JP16542183 A JP 16542183A JP H0670879 B2 JPH0670879 B2 JP H0670879B2
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- thin film
- shift register
- film transistor
- clock signal
- film transistors
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C19/00—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
- G11C19/28—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using semiconductor elements
Landscapes
- Shift Register Type Memory (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は薄膜シフトレジスタの駆動方法、特にアクテイ
ブマトリクス基板へ駆動回路を内蔵した場合の薄膜シフ
トレジスタの駆動方法に関する。The present invention relates to a driving method of a thin film shift register, and more particularly to a driving method of a thin film shift register when a driving circuit is built in an active matrix substrate.
従来アクテイブマトリクス基板は、複数のゲート線、該
ゲート線に直交する複数のデータ線及び該ゲート線と該
データ線の交点に形成された薄膜トランジスタアレイに
よつて形成されていたため駆動回路は外付であり、該駆
動回路を薄膜トランジスタで設ける必要はなかつた。該
アクテイブマトリクス基板及び駆動回路により、アクテ
イブマトリクス型液晶画像表示装置が実現されるが、該
アクテイブマトリクス型液晶画像表示装置の小型化、高
性能化、低コスト化のため、周辺駆動回路のアクテイブ
マトリクス基板への内蔵が要求される。Conventionally, an active matrix substrate is formed by a plurality of gate lines, a plurality of data lines orthogonal to the gate lines, and a thin film transistor array formed at the intersections of the gate lines and the data lines, so that a driving circuit is externally attached. Therefore, it is not necessary to provide the driver circuit with a thin film transistor. The active matrix type liquid crystal image display device is realized by the active matrix substrate and the drive circuit. However, in order to make the active matrix type liquid crystal image display device smaller, higher in performance and lower in cost, the active matrix of the peripheral drive circuit is realized. Built-in to the board is required.
そこで、周辺駆動回路内蔵型アクテイブマトリクス基板
が出現したわけであるが、該駆動回路のシフトレジスタ
及び従来の動作例を第1図及び第2図に示す。第1図は
シフトレジスタ(CMOSダイナミツク型)の回路図であ
り、第2図は、該シフトレジスタの従来の動作例であ
る。第1図において、100及び101はクロツク線であり、
101には、100に印加されるクロツク信号と逆相のものが
入力されるようになつている。102はデータ入力端子、1
03乃至106は正電源、107乃至110は負電源、111,112,11
5,117,118及び121はPチヤネル薄膜トランジスタ、113,
114,116,119,120及び122はNチヤネル薄膜トランジス
タ、123は薄膜トランジスタ115及び116のゲート、124は
薄膜トランジスタ118及び119のゲートでシフトレジスタ
の出力端子125は薄膜トランジスタ121,122のゲート、12
6はシフトレジスタの出力端子であり、薄膜トランジス
タ111乃至122でシフトレジスタ1ビツトが形成されてい
る。第2図において、200及び201はそれぞれクロツク線
100及び101に印加されるクロツク信号、202はデータ入
力端子102に印加されるシフトレジスタのデータ信号、2
03,204,205,206はそれぞれ123,124,125,126で観測され
る信号波形である。Therefore, an active matrix substrate with a built-in peripheral drive circuit has appeared, and a shift register of the drive circuit and a conventional operation example are shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a circuit diagram of a shift register (CMOS dynamic type), and FIG. 2 is a conventional operation example of the shift register. In FIG. 1, 100 and 101 are black lines,
A signal having a phase opposite to that of the clock signal applied to 100 is input to 101. 102 is a data input terminal, 1
03 to 106 are positive power supplies, 107 to 110 are negative power supplies, 111, 112, 11
5, 117, 118 and 121 are P-channel thin film transistors, 113,
114, 116, 119, 120 and 122 are N-channel thin film transistors, 123 is a gate of the thin film transistors 115 and 116, 124 is a gate of the thin film transistors 118 and 119, and an output terminal 125 of the shift register is a gate of the thin film transistors 121 and 122, 12
Reference numeral 6 denotes an output terminal of the shift register, and the thin film transistors 111 to 122 form a shift register 1 bit. In FIG. 2, 200 and 201 are black lines, respectively.
Clock signals applied to 100 and 101, 202 is a shift register data signal applied to the data input terminal 102, 2
03,204,205,206 are signal waveforms observed at 123,124,125,126, respectively.
ところで、第1図のダイナミツクシフトレジスタの動作
下限周波数を支配するのは、ゲート電位をクロツク線か
ら供給するようになつている薄膜トランジスタ111,114,
117,120等のオフリーク電流である。出力端子124の信号
がハイになつている時間t1乃至t3を考えると、t1乃至t2
の時間は、薄膜トランジスタ111及び114は導通状態であ
るから、薄膜トランジスタ111乃至114で形成されたクロ
ツクドインバータは、単にインバータとして働く。t2乃
至t3の期間は、薄膜トランジスタ111,114共に非導通と
なるが、Pチヤネル薄膜トランジスタ111のリーク電流
がPチヤネル薄膜トランジスタ112を通つて流れるた
め、薄膜トランジスタ115及び116のゲート123の電位は
徐々に上がり、ついには出力端子124の信号がローにな
つてしまう。また、出力端子124の信号がローになつて
いる期間t3乃至t5を考えると、t3乃至t4の期間は、薄膜
トランジスタ111乃至114は、インバータとして働いてい
るため、123の信号はハイに固定されているが、t4乃至t
5の期間には、Nチヤネル薄膜トランジスタ113及び114
のリーク電流がPチヤネル薄膜トランジスタ111及び112
を流れる電流より多くなれば123の電位は徐々に下が
り、ついには出力端子124の信号がハイになつてしま
う。By the way, the lower limit of the operation frequency of the dynamic shift register of FIG. 1 is governed by the thin film transistors 111, 114, which supply the gate potential from the clock line.
The off-leakage current is 117, 120, etc. Considering the times t 1 to t 3 during which the signal at the output terminal 124 is high, t 1 to t 2
During this period, the thin film transistors 111 and 114 are in the conductive state, so that the clocked inverter formed by the thin film transistors 111 to 114 simply functions as an inverter. During the period from t 2 to t 3 , both the thin film transistors 111 and 114 are non-conducting, but since the leak current of the P-channel thin film transistor 111 flows through the P-channel thin film transistor 112, the potential of the gate 123 of the thin film transistors 115 and 116 gradually rises. Eventually the signal at output terminal 124 goes low. In addition, considering the period t 3 to t 5 in which the signal of the output terminal 124 is low, the thin film transistors 111 to 114 function as inverters during the period of t 3 to t 4 , and thus the signal of 123 is high. Fixed at t 4 to t
During the period of 5 , N-channel thin film transistors 113 and 114
Leakage current of P channel thin film transistors 111 and 112
If the current becomes larger than the current flowing through, the potential of 123 gradually decreases, and the signal of the output terminal 124 eventually becomes high.
第3図はPチヤネル薄膜トランジスタのドレイン、ソー
ス間電流(以下IDSとする)対ゲートソース間電圧(以
下VGSとする)特性の一例を示したものである。これよ
りわかるように、IDSが最小値をとるVGSの値は0ではな
く、マイナス側にずれている。一般的に薄膜トランジス
タにおけるIDS最小値をとるVGSは0でなく、プラス側も
しくはマイナス側にずれている事がほとんどである。従
来例の場合、薄膜トランジスタが非導通の場合、VGS=0
Vであつたため、オフリーク電流が多く、そのため動作
下限周波数が高く、動作周波数帯域が狭くなり充分なマ
ージンがとれず、アクテイブマトリクス基板への周辺駆
動回路内蔵化はたいへん困難であつた。またリーク電流
が多いためにシフトレジスタにおける消費電流が多く、
アクテイブマトリクス基板への周辺駆動回路内蔵による
アクテイブマトリクス型液晶画像表示装置の高性能化と
いう点からみれば、かえつて逆効果であつた。FIG. 3 shows an example of characteristics of a drain-source current (hereinafter referred to as IDS) vs. gate-source voltage (hereinafter referred to as VGS) of a P-channel thin film transistor. As can be seen from this, the value of VGS at which IDS has the minimum value is not 0, but is shifted to the negative side. In general, VGS that takes the minimum value of IDS in a thin film transistor is not 0, and it is almost shifted to the plus side or the minus side. In the case of the conventional example, when the thin film transistor is non-conducting, VGS = 0
Since it was V, the off-leakage current was large, and therefore the operating lower limit frequency was high, the operating frequency band was narrow and a sufficient margin could not be taken, and it was very difficult to embed the peripheral drive circuit in the active matrix substrate. Also, since the leak current is large, the current consumption in the shift register is large,
In terms of improving the performance of the active matrix type liquid crystal image display device by incorporating the peripheral drive circuit on the active matrix substrate, it was rather the opposite effect.
本発明の目的は、薄膜トランジスタのオフリーク電流を
できるだけ抑えられるような駆動方法で薄膜シフトレジ
スタの駆動を行い、該薄膜シフトレジスタを高性能化
し、アクテイブマトリクス基板への高性能周辺駆動回路
の内蔵化を実現することにある。An object of the present invention is to drive a thin film shift register by a driving method capable of suppressing the off-leakage current of a thin film transistor as much as possible, to improve the performance of the thin film shift register, and to incorporate a high performance peripheral drive circuit in an active matrix substrate. It is to be realized.
本発明の要旨は、クロツクドインバーターのスイツチン
グトランジスタのオフリーク電流を制御するため、クロ
ツク信号に適切なバイアス電圧を印加するようにした点
にある。The gist of the present invention is that an appropriate bias voltage is applied to the clock signal in order to control the off-leakage current of the switching transistor of the clocked inverter.
以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.
第4図は本発明の実施例である。第1図と同一の記号は
第1図と同一のものを表わす。400及び401はそれぞれク
ロツク線100及び101にバイアス電圧を印加する電源で、
極性を含めてその値を可変できるようになつている。41
0及び411はクロツク信号入力端子である。400及び401を
適切に定めてやることにより、クロツク信号に適切なバ
イアス電圧が印加され、薄膜トランジスタ111及び117も
しくは114及び120のオフリーク電流を制御し、シフトレ
ジスタの動作周波数帯域を広げ、消費電流を抑えること
ができる。FIG. 4 shows an embodiment of the present invention. The same symbols as those in FIG. 1 represent the same components as those in FIG. 400 and 401 are power supplies for applying a bias voltage to the clock lines 100 and 101, respectively.
The value can be changed including the polarity. 41
Reference numerals 0 and 411 are clock signal input terminals. By properly setting 400 and 401, an appropriate bias voltage is applied to the clock signal, the off-leakage current of the thin film transistors 111 and 117 or 114 and 120 is controlled, the operating frequency band of the shift register is widened, and the current consumption is reduced. Can be suppressed.
第5図は本発明のもう1つの実施例である。第1図と同
一の記号は第1図と同一のものを表わす。500,501,502
及び503はシフトレジスタのクロツク線で、510,511,512
及び513はそれぞれクロツク線500,501,502及び503にバ
イアス電圧を印加する電源で、極性を含めてその値を可
変できるようになつている。514乃至517はクロツク信号
入力端子で、514及び515には第1図の101に入力するも
のと同相のクロツク信号、516及び517には第1図の100
に入力するものと同相のクロツク信号が入力される。ま
た、520及び521はシフトレジスタの出力端子である。一
般的に、Pチヤネル薄膜トランジスタの場合IDSが最小
になる点のVGSは、Nチヤネル薄膜トランジスタの場合
のVGSと異なるため、第5図の如く同相クロツク線を2
本ずつとり、別々にバイアス電圧を印加してやるように
すると、すべてのクロツクドインバーターのスイツチン
グトランジスタについて、オフリーク電流を最小値にす
ることができる。一般的に薄膜トランジスタの場合、ID
S最小点のVGSの値は、プロセス条件等のばらつきによ
り、一様にならず、ロツト間のばらつきが大きいが、極
性も含めて可変できる電源510乃至513を用いることによ
り、トランジスタ特性のばらつきまでカバーし、リーク
電流を最小に抑えて使用できるようになつた。FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. The same symbols as those in FIG. 1 represent the same components as those in FIG. 500,501,502
And 503 are the shift register clock lines, 510,511,512
Reference numerals 513 and 513 denote power supplies for applying a bias voltage to the clock lines 500, 501, 502 and 503, respectively, and their values can be varied including the polarity. 514 to 517 are clock signal input terminals, 514 and 515 are clock signals in phase with those input to 101 in FIG. 1, and 516 and 517 are 100 in FIG.
The clock signal of the same phase as that input to is input. 520 and 521 are output terminals of the shift register. Generally, in the case of the P-channel thin film transistor, the VGS at the point where the IDS is the minimum is different from the VGS in the case of the N-channel thin film transistor, so as shown in FIG.
If the bias voltage is applied separately to each of the books, the off-leakage current can be minimized for all the switching transistors of the clocked inverter. Generally, in the case of thin film transistor, ID
The value of VGS at the S minimum point is not uniform due to variations in process conditions, etc., but variation between lots is large, but even with variations in transistor characteristics by using the power supplies 510 to 513 that can be changed including polarity. It is now covered and can be used with minimal leakage current.
以上述べた如く、本発明を用いることにより、動作周波
数帯域がたいへん広く、消費電流も少ない、高性能な薄
膜シフトレジスタが実現され、アクテイブマトリクス基
板への高性能周辺駆動回路の内蔵が実現される。As described above, by using the present invention, a high-performance thin film shift register having an extremely wide operating frequency band and low current consumption can be realized, and a high-performance peripheral drive circuit can be built in an active matrix substrate. .
第1図及び第2図は従来の薄膜シフトレジスタの駆動方
法を説明するための図。 第3図は一般的な薄膜トランジスタの特性を示した図。 第4図及び第5図は本発明の実施例を説明するための
図。1 and 2 are views for explaining a driving method of a conventional thin film shift register. FIG. 3 is a diagram showing characteristics of a general thin film transistor. 4 and 5 are views for explaining an embodiment of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−34755(JP,A) 特開 昭50−34756(JP,A) 特開 昭54−21227(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-50-34755 (JP, A) JP-A-50-34756 (JP, A) JP-A-54-21227 (JP, A)
Claims (1)
なるインバータ回路と、該インバータ回路に電源電圧を
供給してなる薄膜トランジスタとから構成されてなる薄
膜シフトレジスタにおいて、 該インバータ回路に電源電圧を供給してなる薄膜トラン
ジスタのゲート電極は、該ゲート電極にクロック信号を
供給してなるクロック信号線に接続されると共に、該ク
ロック信号線には該インバータ回路に電源電圧を供給し
てなる薄膜トランジスタのOFF時のリーク電流が最小と
なるようにOFF時のゲート電圧を調整するバイアス手段
が接続されてなることを特徴とする薄膜シフトレジス
タ。1. A thin film shift register comprising an inverter circuit formed of a thin film transistor formed on a substrate and a thin film transistor formed by supplying a power supply voltage to the inverter circuit, wherein a power supply voltage is supplied to the inverter circuit. The gate electrode of the thin film transistor is connected to a clock signal line that supplies a clock signal to the gate electrode, and the clock signal line is supplied with a power supply voltage to the inverter circuit. A thin film shift register, characterized in that a bias means for adjusting a gate voltage when OFF is connected so that a leak current is minimized.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58165421A JPH0670879B2 (en) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | Thin film shift register |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58165421A JPH0670879B2 (en) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | Thin film shift register |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS6057599A JPS6057599A (en) | 1985-04-03 |
JPH0670879B2 true JPH0670879B2 (en) | 1994-09-07 |
Family
ID=15812099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58165421A Expired - Lifetime JPH0670879B2 (en) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | Thin film shift register |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0670879B2 (en) |
Families Citing this family (3)
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US6515648B1 (en) | 1999-08-31 | 2003-02-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Shift register circuit, driving circuit of display device, and display device using the driving circuit |
US7483013B2 (en) * | 2005-05-20 | 2009-01-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor circuit, display device, and electronic appliance therewith |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5710519B2 (en) * | 1973-07-31 | 1982-02-26 | ||
JPS5034756A (en) * | 1973-07-31 | 1975-04-03 | ||
JPS5421227A (en) * | 1977-07-19 | 1979-02-17 | Mitsubishi Electric Corp | Temporary memory circuit |
-
1983
- 1983-09-08 JP JP58165421A patent/JPH0670879B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS6057599A (en) | 1985-04-03 |
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