移位寄存器和显示装置以及其驱动方法制造方法及图纸

移位寄存器或者包含该移位寄存器的显示装置的功率消耗被降低。时钟信号由多条布线，而不是由一条布线来供应给移位寄存器。该多条布线中的任一条仅在移位寄存器的操作时段的部分时间内，而不是在移位寄存器的整个操作时段内供应时钟信号。因此，由供应时钟信号所引起的容量负载能够得以降低，从而使得移位寄存器的功率消耗降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及移位寄存器以及包含移位寄存器的显示装置。
技术介绍
形成于平板(例如，玻璃基板)之上的薄膜晶体管(TFT) —般使用诸如非晶硅或多晶硅之类的半导体材料来形成，其中薄膜晶体管通常用于液晶显示装置中。虽然使用非晶硅形成的TFT具有低的场效应迁移率，但是这样的TFT能够形成于较大的玻璃基板之上。另一方面，虽然使用多晶硅形成的TFT具有高的场效应迁移率，但是这样的TFT需要诸如激光退火之类的结晶步骤，而且并不总是适合于形成在较大的玻璃基板之上。鉴于上述情况，使用氧化物半导体作为半导体材料形成的TFT已经引起了人们的注意。例如，专利文献I和2各自公开了其中使用氧化锌或基于In-Ga-Zn-O的氧化物半导 体作为半导体材料来形成TFT并且TFT被应用于图像显示装置中的开关元件的技木。与使用非晶硅形成的TFT相比，其中沟道形成区被形成于氧化物半导体中的TFT会具有较高的场效应迁移率。此外，氧化物半导体膜能够通过溅射法等在300°C或更低的温度下形成，并且使用氧化物半导体形成的TFT的制造处理比使用多晶硅形成的TFT的制造处理简単。预期将使用此类氧化物半导体形成的TFT应用于包含于显示装置(例如，液晶显示器、电致发光显示器和电子纸)的像素部分和驱动电路中的开关元件。例如，非专利文献I公开了用以使显示装置的像素部分和驱动电路包括使用以上氧化物半导体形成的TFT的技术。注意，使用氧化物半导体形成的TFT全部都是η沟道晶体管。因此，在驱动电路用使用氧化物半导体形成的TFT形成的情形中，驱动电路只包括η沟道TFT(以下也称为单极TFT) ο[专利文献I]日本公开专利申请No.2007-123861[专利文献2]日本公开专利申请No.2007-096055[非专利文献I] T. Osada 等，SID 09 DIGEST, pp. 184-187 (2009)
技术实现思路
驱动电路包括移位寄存器、缓冲器等。例如，在移位寄存器只包括单极TFT的情形中，存在信号与TFT的阈值电压等量减小或増大的问题。因此，通常在发生该问题的部分内执行自举(bootstrap)操作。具体地说，通常在用以驱动显示装置中的信号线或扫描线的模拟开关中执行自举操作。此外，在使用自举的驱动电路的负载重的情形中，需要使包含于驱动电路中的TFT的栅极宽度变大。由此，在TFT中所引起的寄生电容变得更大。特别地，在其中用作栅极端子的导电层与用作源极或漏极端子的导电层需要彼此重叠，其间设置有栅极绝缘层(例如，所谓的反交错型TFT)的TFT中的寄生电容变得更大。结果，存在着输入到驱动电路的时钟信号的功率消耗因寄生电容而变大的问题。鉴于以上问题，本专利技术的一种实施方式的目的是降低移位寄存器或包含移位寄存器的显示装置的功率消耗。以上问题能够通过将包含于移位寄存器中的时钟信号线划分成多条脉冲信号线来解決。換言之，包含于移位寄存器中的多个触发器不与一条时钟信号线电连接；以及设置多条脉冲信号线并且该多个触发器中的一部分与该多条脉冲信号线之ー电连接。脉冲信号线在移位寄存器的部分操作时段内，而不是在移位寄存器的整个操作时段内供应时钟信号。因此，由向移位寄存器供应时钟信号所引起的容量负载(capacity load)能够得以降低，从而致使移位寄存器的功率消耗降低。本专利技术的一种实施方式是ー种移位寄存器，其包括第一脉冲信号线，用作用于在第一时段内供应时钟信号的布线，该时钟信号在高电源电位与低电源电位之间周期性地交替；第二脉冲信号线，用作用于在第二时段内供应时钟信号的布线；第三脉冲信号线，用作用于在第三时段内供应作为时钟信号的反转(inversion)的反相时钟信号的布线；第四脉冲信号线，用作用于在第四时段内供应反相时钟信号的布线；第一触发器，与第一脉冲信号线电连接并且在第一时段内输出高电源电位；第二触发器，与第二脉冲信号线电连接并且在第二时段内输出高电源电位；第三触发器，与第一触发器及第三脉冲信号线连接并且在第三时段内输出高电源电位；以及第四触发器，与第二触发器及第四脉冲信号线连接并且在第四时段内输出高电源电位。第三时段与第一时段重叠，以及第四时段与第二时段重叠。本专利技术的另ー种实施方式是具有上述结构的移位寄存器，在该移位寄存器中，第ー脉冲信号线用作用于在除第一时段外的时段内供应低电源电位的布线；第二脉冲信号线用作用于在除第二时段外的时段内供应低电源电位的布线；第三脉冲信号线用作用于在除第三时段外的时段内供应低电源电位的布线；以及第四脉冲信号线用作用于在除第四时段外的时段内供应低电源电位的布线。本专利技术的另ー种实施方式是具有任意ー种上述结构的移位寄存器，其中，触发器包括其沟道形成区使用氧化物半导体形成的晶体管。本专利技术的另ー种实施方式是具有任意ー种上述结构的移位寄存器，其中，脉冲信号线经由晶体管与參考时钟信号线或反相參考信号线电连接，该晶体管在脉冲信号线供应时钟信号或反相时钟信号的时段内保持导通。本专利技术的另ー种实施方式是具有任意ー种上述结构的移位寄存器，其中，脉冲信号线经由晶体管与用于供应低电源电位的布线电连接，该晶体管在脉冲信号线不供应时钟信号或反相时钟信号的时段内保持导通。本专利技术的另ー种实施方式是包含具有任意ー种上述结构的移位寄存器的显示装置。在作为本专利技术的一种实施方式的移位寄存器中，时钟信号由多条布线，而不是一条布线来供应。该多条布线中的任一条仅在移位寄存器的操作时段的部分时间内，而不是在移位寄存器的整个操作时段内供应时钟信号。因此，由供应时钟信号所引起的容量负荷能够得以降低，从而降低移位寄存器的功率消耗。附图说明、在附图中图IA和IB分别是示出在实施方式I中所描述的移位寄存器的配置实例的示意图及时序图；图2A和2B分别是示出在实施方式I中所描述的触发器的配置实例的示意图及时序图；图3A和3B分别是示出在实施方式I中所描述的脉冲信号线的配置实例的示意图及时序图；图4A和4B分别是示出在实施方式I中所描述的脉冲信号线的配置实例的示意图及时序图；图5A到5C是示出在实施方式I中所描述的移位寄存器的修改实例的示意图； 图6A和6B是示出在实施方式I中所描述的移位寄存器的修改实例的示意图，图6C是示出在实施方式I中所描述的移位寄存器的修改实例的时序图；图7A和7B分别是示出在实施方式I中所描述的触发器的修改实例的示意图及时序图；图8A到8C分别是示出在实施方式2中所描述的晶体管的顶视图及截面图；图9A和9B分别是在实施方式2中所描述的晶体管的顶视图及截面图；图IOA和IOB分别是在实施方式2中所描述的多个晶体管的顶视图及截面图；图IlA到IlD是示出用于制造在实施方式2中所描述的晶体管的处理的截面图；图12A和12B分别是在实施方式3中所描述的多个晶体管的顶视图及截面图；图13A和13B分别是在实施方式4中所描述的多个晶体管的顶视图及截面图；图14A到14C分别是在实施方式5中所描述的显示装置的框图、扫描线驱动电路的框图及信号线驱动电路的框图；图15A到15C分别是在实施方式6中所描述的液晶显示装置的像素的电路图、顶视图及截面图；图16A是在实施方式7中所描述的发光显示装置的像素的电路图，图16B到16D是在实施方式7中所描述的发光显示装置的像素的截面图；图17A和17B分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.09 JP 2009-2348451.一种驱动移位寄存器的方法，所述移位寄存器包含第一线路、第二线路、第三线路、第四线路、第一触发器、第二触发器、第三触发器及第四触发器，所述驱动方法包括 在第一时段内，将来自所述第一线路的时钟信号供应给所述第一触发器，并且将起始脉冲供应给所述第一触发器； 在第二时段内，将来自所述第二线路的时钟信号供应给所述第二触发器； 在第三时段内，将来自所述第三线路的反相时钟信号供应给所述第三触发器，并且将来自所述第一触发器的第一信号供应给所述第三触发器；以及 在第四时段内，将来自所述第四线路的反相时钟信号供应给所述第四触发器，并且将来自所述第二触发器的第二信号供应给所述第四触发器， 其中所述第三时段与所述第一时段重叠，并且所述第四时段与所述第二时段重叠，以及 其中所述第一信号和所述第二信号两者皆具有高电平电位。2.根据权利要求I所述的驱动移位寄存器的方法， 其中所述第一线路在除所述第一时段外的时段内供应低电源电位， 其中所述第二线路在除所述第二时段外的时段内供应低电源电位， 其中所述第三线路在除所述第三时段外的时段内供应低电源电位，以及 其中所述第四线路在除所述第四时段外的时段内供应低电源电位。3.根据权利要求I所述的驱动移位寄存器的方法， 其中所述第一触发器包括含有氧化物半导体膜的晶体管。4.根据权利要求I所述的驱动移位寄存器的方法， 其中所述第一触发器包括第一晶体管和第二晶体管， 其中所述第一晶体管的第一端子与第一线路电连接，以及所述第一晶体管的第二端子与所述第一触发器的输出端子电连接， 其中所述第二晶体管的第一端子与所述第一晶体管的第二端子以及所述第一触发器的输出端子电连接，所述第二晶体管的第二端子与用于供应低电源电位的布线电连接，以及 其中所述第一晶体管和所述第二晶体管中的每一个都包含氧化物半导体膜。5.根据权利要求I所述的驱动移位寄存器的方法， 其中所述第一触发器包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管及第六晶体管， 其中所述第三晶体管的第一端子与用于供应高电源电位的布线电连接， 其中所述第四晶体管的第一端子与所述第一晶体管的第二端子电连接，所述第四晶体管的第二端子与用于供应低电源电位的布线电连接， 其中所述第五晶体管的第一端子与用于供应高电源电位的布线电连接， 其中所述第六晶体管的栅极端子与所述第三晶体管的第二端子以及所述第四晶体管的第一端子电连接，所述第六晶体管的第一端子与所述第五晶体管的第二端子电连接，以及所述第六晶体管的第二端子与用于供应低电源电位的布线电连接， 其中所述第一晶体管的栅极端子与所述第五晶体管的第二端子以及所述第六晶体管的第一端子电连接，所述第一晶体管的第一端子与所述第一线路电连接，以及所述第一晶体管的第二端子与所述第一触发器的输出端子电连接， 其中所述第二晶体管的栅极端子与所述第三晶体管的第二端子、所述第四晶体管的第一端子以及所述第六晶体管的栅极端子电连接， 其中所述第二晶体管的第一端子与所述第一晶体管的第二端子以及所述第一触发器的输出端子电连接，以及所述第二晶体管的第二端子与用于供应低电源电位的布线电连接，以及 其中所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管及所述第六晶体管中的每一个都包含氧化物半导体膜。6.根据权利要求I所述的驱动移位寄存器的方法， 其中所述移位寄存器包括 第七晶体管，在所述第七晶体管中，第一端子与所述第一线路电连接，以及第二端子与参考时钟信号线路电连接，所述第七晶体管在所述第一时段内保持导通； 第八晶体管，在所述第八晶体管中，第一端子与所述第二线路电连接，以及第二端子与所述参考时钟信号线路电连接，所述第八晶体管在所述第二时段内保持导通； 第九晶体管，在所述第九晶体管中，第一端子与所述第三线路电连接，以及第二端子与反相参考时钟信号线路电连接，所述第九晶体管在所述第三时段内保持导通；以及 第十晶体管，在所述第十晶体管中，第一端子与所述第四线路电连接，以及第二端子与所述反相参考时钟信号线路电连接，所述第十晶体管在所述第四时段内保持导通。7.根据权利要求I所述的驱动移位寄存器的方法， 其中所述移位寄存器包括 第十一晶体管，在所述第十一晶体管中，第一端子与所述第一线路电连接，以及第二端子与用于供应低电源电位的布线电连接，所述第十一晶体管在除所述第一时段外的时段内保持导通； 第十二晶体管，在所述第十二晶体管中，第一端子与所述第二线路电连接，以及第二端子与用于供应低电源电位的布线电连接，所述第十二晶体管在除所述第二时段外的时段内保持导通； 第十三晶体管，在所述第十三晶体管中，第一端子与所述第三线路电连接，以及第二端子与用于供应低电源电位的布线电连接，所述第十三晶体管在除所述第三时段外的时段内保持导通；以及 第十四晶体管，在所述第十四晶体管中，第一端子与所述第四线路电连接，以及第二端子与用于供应低电源电位的布线电连接，所述第十四晶体管在除所述第四时段外的时段内保持导通。8.—种移位寄存器,包括 第一线路； 第二线路； 第三线路； 第四线路； 第一触发器； 第二触发器；第三触发器；以及 第四触发器， 其中所述第一线路被配置用于供应时钟信号， 其中所述第二线路被配置用于供应反相时钟信号， 其中所述第三线路被配置用于供应时钟信号， 其中所述第四线路被配置用于供应反相时钟信号， 其中所述第一触发器与所述第一线路电连接， 其中所述第一触发器的输出端子与所述第二触发器的输入端子电连接， 其中所述第二触发器与所述第二线路电连接， 其中所述第三触发器与所述第三线路电连接， 其中所述第三触发器的输出端子与所述第四触发器的输入端子电连接，以及 其中所述第四触发器与所述第四线路电连接。9.根据权利要求8所述的移位寄存器， 其中所述第一触发器包括含有氧化物半导体膜的晶体管。10.根据权利要求8所述的移位寄存器， 其中所述第一触发器包括第一晶体管和第二晶体管， 其中所述第一晶体管的第一端子与所述第一线路电连接，所述第一晶体管的第二端子与所述第一触发器的输出端子电连接， 其中所述第二晶体管的第一端子与所述第一晶体管的第二端子以及所述第一触发器的输出端子电连接，所述第二晶体管的第二端子与用于供应低电源电位的布线电连接，以及 其中所述第一晶体管和所述第二晶体管中的每一个都包含氧化物半导体膜。11.根据权利要求8所述的移位寄存器， 其中所述第一触发器包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管及第六晶体管， 其中所述第三晶体管的第一端子与用于供应高电源电位的布线电连接， 其中所述第四晶体管的第一端子与所述第一晶体管的第二端子电连接，所述第四晶体管的第二端子与用于供应低电源电位的布线电连接， 其中所述第五晶体管的第一端子与用于供应高电源电位的布线电连接， 其中所述第六晶体管的栅极端子与所述第三晶体管的第二端子以及所述第四晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：小山润，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：