专利名称：半导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包含晶体管的移位寄存器，尤其涉及一种控制显示装置的移位寄存器。
背景技术：
在使用以有机发光二极管(OLED，也称作有机EL元件，电致发光元件等)为代表的自发光类型的发光元件的显示装置和液晶显示装置中，如像素那样用于驱动像素的电路形成在同一衬底上。在这样的电路中，需要产生顺序选择多个导线、多个电路(例如开关)等的信号，因此，在很多情况下都需要移位寄存器。
移位寄存器一般被提供有时钟信号，与时钟信号同步操作。然而，时钟信号供应到组成移位寄存器的所有单元寄存器，使得用于提供时钟信号的导线具有很大的负载，这将导致很大的功耗。
这里需要注意的是，单元寄存器对应于移位寄存器中的一级或多级电路。多个单元寄存器相互串联组成移位寄存器。
提出了一种技术方案，其中时钟信号被选择地仅施加到有效电平数据一级的单元寄存器上(例如，正逻辑情况下的H信号)(例如，见专利文件1)。
专利文件1日本专利No.3326691图19是专利文件1中描述的单元寄存器的电路图。延迟触发电路(DFF)的输入信号和输出信号被输入到或非(NOR)电路1903。在输入信号和输出信号都是L信号的情况，传输门(也称为模拟开关)1901和传输门1902同时截止(OFF)使得时钟信号CLK1和CLK2不提供给DFF。在输入信号和输出信号至少有一个是H信号时，传输门1901和传输门1902同时都导通(ON)使得时钟信号CLK1和CLK2提供给DFF。
注意图20中示出了一种DFF的特殊电路。
下面，图21中示出了专利文件1中描述的另一种电路。图21中，传输门2101和传输门2102分别由仅有一个极性的晶体管构建。相应的，不像图19所示的电路，它不需要或非电路。当DFF的输入信号和输出信号中的一个是L信号的情况，传输门2101和传输门2102同时截止(OFF)。而且，当DFF的输入信号和输出信号中至少有一个是H信号时，传输门2101和传输门2102同时截止(OFF)。
专利文件1的情况，传输门1901和1902，传输门2101和2102分别同时导通(ON)(ON)，使得时钟信号供给被同时控制。相应的，用于供给时钟信号的导线具有很大的负载，这会导致大的功耗。
而且，图19所示的电路，其中或非电路1903是很复杂的。另一方面，图21中没有或非电路。然而，在图21所示的电路中，如在专利文件1中描述的，传输门2101和2102的阈值电压的电压值降低。因此，供给DFF的时钟信号的幅度降低。相应的，该截止(OFF)的晶体管不截止(OFF)，这将导致出错。另外，电流连续在没有截止(OFF)的晶体管中流动，使得功耗增加。
发明内容
基于上述问题，本发明的一个目的是提供一种移位寄存器，能够提供仅必须的时钟信号到必须的结构简单的单元寄存器。
为获得上述目的，根据本发明，分别提供给触发电路的第一时钟信号和第二时钟信号不是同时控制的，第一时钟信号和第二时钟信号是分别控制。
也就是说，在一个单元寄存器中，当仅需要第一时钟信号时，仅第一时钟信号被供给，当仅需要第二时钟信号时，仅第二时钟信号被供给，当两个信号都需要时，两个信号都被提供，当两个信号都不需要时，两个信号都不提供。
这种操作通过使用单元寄存器的输入信号和输出信号控制。
本发明涉及一种包括移位寄存器的半导体装置，其中多个单元寄存器的各级相连。单元寄存器包括触发电路，第一开关和第二开关。第一时钟信号线通过第一开关和触发电路电连接，第二时钟信号线通过第二开关与触发电路电连接。触发电路的输入信号控制第一开关的导通/截止(ON/OFF)，触发电路的输出信号控制第二开关的导通/截止(ON/OFF)。
本发明涉及一种包括移位寄存器的半导体装置，其中多个单元寄存器的各级相连。单元寄存器包括触发电路，第一开关和第二开关。第一时钟信号线通过第一开关和触发电路电连接，第二时钟信号线通过第二开关与触发电路电连接。当触发电路的输入信号处于有效电平时，第一开关导通(ON)，当触发电路的输出信号处于有效电平时，第二开关导通(ON)。
本发明中，第一开关和第二开关都由互补传输门构建。
本发明中，可以使用任何类型的晶体管，包括使用以非晶硅和多晶硅为代表的非单晶半导体薄膜的薄膜晶体管(TFT)、通过使用半导体衬底或SOI衬底形成的MOS晶体管、结型晶体管、双极晶体管、使用有机半导体或碳纳米管的晶体管或其他晶体管。另外，晶体管可以放置在任何类型的衬底上，例如单晶衬底、SOI衬底、玻璃衬底和塑料衬底。
需要提及的是本发明中，连接指电连接。因此，本发明中公开的结构可以包括在预定连接之间的可以电连接的其他元件(例如元件或开关)。
如上所述，本发明中，第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2分别受控。因此，在不需要提供一个时钟信号时，可以执行停止提供时钟信号的操作。相应的，用于供给第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2的导线的负载减小。时钟信号线上负载的减小导致(a)电路的正常操作，抑制了时钟信号波形的钝化，(b)IC的功耗降低，该IC用于供给时钟信号到在其上形成的晶体管例如移位寄存器的衬底，此后称外部IC，(c)电流供给性能降低，外部IC的尺寸和成本降低等。
另外，因为结构很简单，电路的布图面积减小，框架尺寸减小。相应的，从母玻璃中制造出的板的数目可以增加。结果是，每个板的成本降低，所以可以实现价格降低。
而且，没有发生下面的问题阈值电压的电压降低，供给触发电路的时钟信号的幅度下降，该截止(OFF)的晶体管不截止(OFF)而导致错误发生。
根据本发明以这种方式可以实现成本的降低和尺寸的减小，并且在很多情况下电路可以正常操作。
图1是描述本发明半导体装置结构的图。
图2是描述本发明半导体装置结构的图。
图3是描述本发明半导体装置结构的图。
图4是描述本发明半导体装置的信号定时的图。
图5是描述本发明半导体装置的操作的图。
图6是描述本发明半导体装置的操作的图。
图7是描述本发明半导体装置的操作的图。
图8是描述本发明半导体装置的操作的图。
图9是描述本发明半导体装置的操作的图。
图10是描述本发明半导体装置的操作的图。
图11是描述本发明半导体装置的结构的图。
图12是描述本发明半导体装置的结构的图。
图13是描述本发明半导体装置的结构的图。
图14是描述本发明半导体装置的结构的图。
图15是描述本发明半导体装置的结构的图。
图16是描述应用本发明的显示装置的结构的图。
图17是描述应用本发明的显示装置的结构的图。
图18A到18H示出了应用本发明的电子设备。
图19是描述常规半导体装置的结构的图。
图20是描述常规半导体装置的结构的图。
图21是描述常规半导体装置的结构的图。
图22A到22B是描述应用本发明的显示板的结构的图。
图23是描述应用本发明的显示板结构的图。
具体实施例方式
实施例模式1尽管本发明将参照附图以实施例模式的方式描述，但需要理解的是对于本领域技术人员来说，各种改变和修改是显而易见的。因此，除非这些改变和修改超出本发明的范围，否则它们将被理解为包括在本发明的范围之内。需要注意的是在下面描述的本发明的结构中，不同附图中的相同的附图标记指示相同的部分。
图1示出了移位寄存器的一级的结构举例。这里需要注意移位寄存器的一级或多级被称为单元寄存器。单元寄存器由开关101和102，晶体管103和104，反相器105和106以及触发电路110构成。开关101的一个栅电极与晶体管103的栅电极和反相器105的输入端相连，另一个栅电极与反相器105的输出端相连。开关101的源区和漏区中的一个被提供有第一时钟信号CLK1，另一个与晶体管103的源区或漏区以及导线CLK1_D相连。开关102的一个栅电极与晶体管104的栅电极和反相器106的输出端相连，另一个栅电极与反相器106的输入端相连并被提供有输入信号IN。开关102的源区和漏区中的一个被提供有第二时钟信号CLK2，另一个与晶体管104的源区或漏区以及导线CLK2_D相连。不和开关101的源区或漏区相连的晶体管103的源区或漏区与高电位电源(Vdd)相连。不与开关102的源区或漏区相连的晶体管104的源区或漏区与低电位电源(Vss)相连。
触发电路两个时钟信号的供给通过开关101和102控制。开关101控制触发电路110的第一时钟信号CLK1的供给，其使用触发电路110的输出信号控制。开关102控制触发电路110的第二时钟信号CLK2的供给，其通过使用触发电路110的输入信号控制。
以这种方式，第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2分别控制。因此，在不需要提供一个时钟信号的情况下，可以执行停止提供该时钟信号的操作。相应的，用于供给第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2的导线的负载减小。时钟信号线负载的减小导致(a)电路的正常操作，抑制了时钟信号波形的钝化，(b)外部IC的功耗降低，该外部IC用于供给时钟信号到在其上形成移位寄存器的衬底，(c)电流供给性能降低，外部IC的尺寸和成本降低等。
需要提及的是，在板上提供其上形成晶体管例如移位寄存器的衬底和外部IC，其中它们通过COG(玻璃上芯片)，TAB(带自动键合)或印刷电路板连接。然而，本发明不限于此。另外，供给时钟信号的电路可以在和移位寄存器相同的衬底上形成。
图2示出了触发电路110的结构的示例电路，触发电路由时控反相器201，回路部分的反相器203，和时控反相器202构成。作为时控反相器201的时钟输入部分，第一时钟信号CLK1与P沟道晶体T1相连，第二时钟信号CLK2与N沟道晶体管T4相连。作为时控反相器202的时钟输入部分，第一时钟信号CLK1与N沟道晶体管T8相连，第二时钟信号CLK2与P沟道晶体管T5相连。值得注意的是触发电路的结构不限于图2中所示的形式。
多个这样的单元寄存器的多级相连以形成一个移位寄存器。整个图见图3。每个单元寄存器的第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2与时钟信号CLOCK和时钟禁止信号(clock-bar signal)CLOCKB连接。值得注意的是执行该连接使得时钟信号CLOCK和时钟禁止信号CLOCKB相互交替。相应的，信号可以移位。
另外，通过使用每个单元寄存器的输出信号，可以产生顺序选择多个导线、多个电路(例如开关)等的信号。
下面，描述操作。单元寄存器的操作不是整个移位寄存器的操作，而是移位寄存器一级的操作。第一时钟信号CLK1、第二时钟信号CLK2、输入信号IN、输出信号OUT的波形在图4中分别示出。如图4所示，根据各自的操作状态，操作被分成五个操作部分。
首先，图5中描述操作1的情况。如图4所示，输入信号IN和输出信号OUT都是L信号(对应低信号，低电压，二进制数字0，或在正逻辑情况下的无效电平)。这样，开关101和102截止(OFF)，时钟信号没有提供给电路。相应的，时钟信号线上的负载降低。同时，时控反相器201输出空(浮空状态)，回路部分的反相器203和时控反相器202需要保持数据。为达到这点，晶体管T9和T10需要导通(ON)使得导线CLK1_D和CLK2_D不处于浮空状态。相应的，晶体管T1和T4截止(OFF)，晶体管T5和T8导通(ON)。注意，图5中，在晶体管处的参考标记x指示晶体管处于截止(OFF)状态。另外，在每个终端，参考标记H指示H信号，L指示L信号，？表示H信号或L信号。
接着，图6中描述了操作2的情况。输入信号IN是H信号(对应于一个高信号、高电压、二进制数字1、或正逻辑情况下的有效电平)。因此，开关102导通(ON)，第二时钟信号CLK2提供给电路。同时，开关101保持截止(OFF)，第一时钟信号CLK1不提供给电路。相应的，用于供给第一时钟信号CLK1的信号线上的负载保持减小。
晶体管T10截止(OFF)，第二时钟信号CLK2提供给电路。第二时钟信号CLK2此时是L信号，这样晶体管T4保持截止(OFF)，晶体管T5保持导通(ON)。相应的，时控反相器201输出空(浮空状态)，回路部分中的反相器203和时控反相器202保持数据。
操作3的情况在图7中阐述。第一时钟信号CLK1是L信号，第二时钟信号CLK2是H信号。这样，晶体管T4导通(ON)，晶体管T5截止(OFF)。同时，因为输入信号IN是H信号，晶体管T3导通(ON)。相应的，时控反相器201输出L信号。L信号输入到反相器203，从而输出H信号。然后，开关101导通(ON)，同时晶体管T9截止(OFF)，使得第一时钟信号CLK1提供给电路。相应的，晶体管T1导通(ON)，同时晶体管T8截止(OFF)。
接着，图8中阐述了操作4的情况。第一时钟信号CLK1是H信号，第二时钟信号CLK2是L信号。因此，开关102截止(OFF)，第二时钟信号CLK2不提供给电路。相应的，用于供给第二时钟信号CLK2的信号线上的负载减小。然后，因为晶体管T10是导通(ON)的，导线CLK2_D具有L信号以截止(OFF)晶体管T4和导通(ON)晶体管T5。同时，第一时钟信号CLK1提供给电路，使得晶体管T1截止(OFF)同时晶体管T8导通(ON)。相应的，时控反相器201输出空(浮空状态)，回路部分的反相器203和时控反相器202保持数据。
下面图9中阐述了操作5的情况。第一时钟信号CLK1是L信号，第二时钟信号CLK2是H信号。因为开关101此时导通(ON)，第一时钟信号CLK1提供给电路。晶体管T1导通(ON)，晶体管T8截止(OFF)。同时，因为输入信号IN是L信号，晶体管T2导通(ON)。相应的，时控反相器201输出H信号。H信号被输入到反相器203，使得L信号作为输出信号OUT输出，如图9所示。
相应的，如图10所示，开关101截止(OFF)，晶体管T9导通(ON)，使得导线CLK_D具有H信号以截止(OFF)晶体管T1和导通(ON)晶体管T8。结果是，时控反相器201输出空(浮空状态)，回路部分的反相器203和时控反相器202保持数据。以这种方式，开关101截止(OFF)，使得第一时钟信号CLK1不提供给电路。相应的，用于供给第一时钟信号CLK1的信号线上的负载减小。
以上述方式，可以操作单元寄存器。因为移位寄存器通过连接多个多级单元寄存器构成，此处省略对移位寄存器操作的描述。
需要提及的是，只要电路操作和上面描述的操作类似，即使连接改变，也可以获得单元寄存器。
例如，图11和12示出了连接结构改变的情况。图11中示出的单元寄存器由开关1101和1103，反相器1102和1104，晶体管T9和T10，以及触发电路210构成。开关1101的一个栅电极与晶体管T9和反相器1102的输出端相连，另一个栅电极与反相器1102的输入端相连并提供有来自触发电路210的输入信号CTR_D-2。开关1101的源区或漏区中的一个被提供有第一时钟信号CLK1，另一个与晶体管T9的源区或漏区以及导线CLK1_D-2相连。不和导线CLK1_D-2相连的晶体管T9的源区或漏区与高电位电源(Vdd)相连。开关1103的一个栅电极与晶体管T10和反相器1104的输出端相连，另一个栅电极被提供有输入信号IN并和反相器1104的输入端相连。开关1103的源区和漏区中的一个被提供有第二时钟信号CLK2，另一个与晶体管T10的源区或漏区以及导线CLK2_D-2相连。不和导线CLK2_D-2相连的晶体管T10的源区或漏区与低电位电源(Vss)相连。
图12示出了触发电路210的电路结构的一个实例，触发电路由时控反相器1201和1202、回路中的反相器1203构成。时控反相器1201分别输入来自导线CLK1_D-2和CLK2_D-2的第一和第二时钟信号。时控反相器1202也分别输入来自导线CLK1_D-2和CLK2_D-2的第一和第二时钟信号。回路部分中的反相器1203的输入端与时控反相器1201和1202的输出端相连，其输出端与时控反相器1202的输入端相连，输出输出信号OUT_D-2。需要注意的是触发电路的结构不限于图12中所示的形式。
如图12所示，图11中所示的开关1101通过输入到反相器1203的输入信号CTR_D-2的控制。当和图1的情况比较时，控制开关1101的信号被反转。因此，根据这点，改变了到晶体管T9等的连接，该连接通过反相器1102执行。
另外，晶体管T9和T10通过使用图1或图11中的输入信号IN，输出信号OUT等导通/截止(ON/OFF)，然而，只要导线CLK1_D和CLK2_D不进入浮空状态，本发明就不限于此。
图13示出了与图1和图11不同的结构的实例。图13中示出的单元寄存器由开关1301和1302，反相器1303和1304，晶体管T11和T12，触发电路110构成。开关1301的一个栅电极与反相器1303的输出端相连，另一个栅电极与反相器1303的输入端相连，并被提供有触发电路110的输出信号OUT_D。开关1301的源区和漏区中的一个被提供有第一时钟信号CLK1，另一个与晶体管T11的源区或漏区以及导线CLK1_D相连。开关1302的一个栅电极与反相器1304的输出端相连，另一个与反相器1304的输入端相连并被提供有输入信号IN。开关1302的源区和漏区中的一个被提供有第二时钟信号CLK2，另一个与晶体管T12的源区或漏区以及导线CLK2_D相连。不和开关1301的源区或漏区相连的晶体管T11的源区或漏区与高电平电源(Vdd)以及晶体管T12的栅电极相连。不和开关1302的源区或漏区相连的晶体管T12的源区或漏区与低电平电源(Vss)以及晶体管T11的栅电极相连。
为了防止导线CLK1_D和CLK2_D处于浮空状态，图13中提供的晶体管T11和T12总是处于导通(ON)状态，或者在导线CLK1_D和CLK2_D与高电平电源(Vdd)或低电平电源(Vss)之间分别提供电阻R1和R2，如图14中所示。
另外，图1和3中提供两个时钟信号线，然而，本发明不限于此。可替换的方案是，使用反相器从一个时钟信号中产生反相的信号。图15中，第一时钟信号CLK1提供给单元寄存器。同时，第一时钟信号CLK1输入到反相器1501然后从反相器1501输出，其用作第二时钟信号CLK2。因此，第二时钟信号CLK2从第一时钟信号CLK1通过反相器1501提供给单元寄存器。
根据这点，时钟信号线的数目可以减小。通过减小时钟信号线的数目，用于向衬底(其上形成晶体管例如移位寄存器)提供信号的外部IC的结构可被简单构造。而且，从外部IC输入到衬底(其上形成晶体管例如移位寄存器)的信号的数目减小，使得外部IC和衬底间的连接数目减小。较小数目的连接减小了连接部分的可能困难(不良连接等)，这将改善可靠性。
需要注意的是本实施例模式中采用正逻辑操作的结构，然而，本发明不限于此。通过任意改变，该结构可以采用负逻辑操作。对于本领域技术人员来说改变这些结构是很简单的。
需要注意的是在图2等中的触发电路使用延迟触发电路(DFF)。然而，本发明不限于此，可以使用多种不同类型的触发电路，包括RS触发电路，JK触发电路或T触发电路。
需要注意的是，在图1等中开关101和102分别是CMOS晶体管，然而，本发明不限于此。只要电流可以控制，可以使用任何开关例如电开关或机械开关，其可以是晶体管，二极管，或由这些元件组成的逻辑电路。在晶体管用作开关的情况下，并不特别限制晶体管的极性(导电类型)，这是因为晶体管仅作为开关操作。然而，在优选小的截止电流的情况下，优选的是使用具有极性的截止电流小的晶体管。作为截止电流小的晶体管，可以包括提供LDD区域、具有多栅结构等的晶体管。另外，当晶体管在源端的电势接近低电平电源(例如，Vss，Vgnd和0V)而作为开关操作时，N沟道晶体管是优选的。相反，当晶体管在源端的电势接近高电平电源(例如Vdd)而作为开关操作时，P沟道晶体管是优选的。原因在于，作为开关易于获得大的栅-源绝对值电压。注意可以使用具有N沟道晶体管和P沟道晶体管的CMOS开关。
该实施例模式中，描述了显示装置、信号线驱动电路、栅线驱动电路等的结构和操作。本发明的电路可以部分使用在信号线驱动电路和栅线驱动电路中。
显示装置包括像素阵列1601、栅线驱动电路1602、信号线驱动电路1610，如图16所示。栅线驱动电路1602顺序输出选择信号到像素阵列1601。栅线驱动电路1602由移位寄存器1621，缓冲电路1622等构成。
这里，实施例模式1中描述的图1到3和图11到15中示出的示例电路使用在移位寄存器1621中。相应的，用于供给时钟信号的导线上的负载减小，时钟信号的波形钝化也被抑制，这使得电路正常操作。另外，可以降低功耗。另外，因为结构简单，电路的布图面积减小，框架尺寸减小。而且，供给时钟信号到衬底(其上形成晶体管例如移位寄存器)的外部IC的功耗降低，这使得外部IC的尺寸和成本降低，电流源性能降低。
电平转移电路，脉冲宽度控制电路等可以添加在栅线驱动电路1602中。移位寄存器1621输出用于顺序选择的脉冲到实施例模式1中描述的图1到3和图11到15所示的电路中。信号线驱动电路1610顺序输出视频信号到像素阵列1601。移位寄存器1603顺序输出一个选择脉冲到本发明使用的电路。在像素阵列1601中，依照视频信号控制光条件以显示图像。很多情况下从信号线驱动电路1610输入到像素阵列1601的视频信号是电流。也就是，控制显示元件的每个像素和元件中布置的显示元件根据从信号线驱动电路1610输入的视频信号(电流)改变它们的状态。作为布置在像素中的显示元件，包括EL元件(电致发光EL也被称为有机发光二极管；OLED，有机EL元件等)，在FED(场发射显示器)中使用的元件，液晶元件等。
需要提及的是，可以提供多个栅线驱动电路1602或多个信号线驱动电路1610。
信号线驱动电路1610的结构可以分成多个部分。例如，可以分成移位寄存器1603，第一锁存电路(LAT1)1604，第二锁存电路(LAT2)1605，和数模转换电路1606。数模转换电路1606可以具有将电压转换成电流的功能，以及具有能够执行伽马校正的功能。也就是说，数模转换电路1606可以具有输出电流(视频信号)到像素的电路，称为电流源电路。
在一些情况，依照像素的结构，视频信号的数字电压信号和控制像素中的电流源电路的电流被输入到像素。这种情况，数模转换电路1606没有数模转换功能，但是具有转换电压成电流的功能，电流源电路是输出控制电流到像素的电路。
而且，像素包括例如EL元件的显示元件和电流源电路，即输出电流(视频信号)到显示元件的电路。
现在，简要描述信号线驱动电路1610的操作。移位寄存器1603输入时钟信号(S-CLK)，起始脉冲(SP)和反相时钟信号(S-CLKb)，根据这些信号定时顺序输出一个取样脉冲。
这里，本发明使用移位寄存器1603。相应的，供给时钟信号的导线的负载减小，时钟信号波形的钝化被抑制，使得电路正常操作。另外，功耗可以降低。另外，因为结构简单，电路的布图面积减小，框尺寸减小。而且，供给时钟信号到衬底(其上形成晶体管例如移位寄存器)的外部IC的功耗降低，这时外部IC的尺寸和成本降低，电流源性能降低。
从移位寄存器1603输出的取样脉冲被输入到第一锁存电路(LAT1)1604。第一锁存电路(LAT1)1604输入有从视频信号线1608输出的视频信号并在每一列根据取样脉冲输入的定时保持视频信号。注意在配备数模转换电路1606的情况下，视频信号是数字值。很多情况下这种状态的视频信号是电压。
在第一锁存电路1604和第二锁存电路1605可以存储模拟值的情况下，然而，很多情况数模转换电路1606可以省略。这种情况，很多时候视频信号是电流。而且，当输出到像素阵列1601的数据具有二进制值，即数字值时，很多时候数模转换电路1606可以省略。
在第一锁存电路(LAT1)1604中最后一列的视频信号保持完成以后，锁存脉冲在水平回扫周期(flyback period)从锁存控制线1609输入，第一锁存电路(LAT1)1604中保持的视频信号立刻被传输到第二锁存电路(LAT2)1605。此后，第二锁存电路(LAT2)1605中保持的视频信号被输入到数模转换电路1606，其在一定时间执行一行。从数模转换电路1606输出的信号被输入到像素阵列1601。
当第二锁存电路(LAT2)1605中保持的视频信号被输入到数模转换电路1606和像素阵列1601时，取样脉冲再次从移位寄存器1603输出。即，两个操作同时执行，使得线序列驱动可以执行。相继的，重复该操作。
在数模转换电路1606中的电流源电路是执行设置操作和输出操作的电路的情况下，即输入从不同电流源电路输出的电流并能输出不受晶体管特性改变影响的电流的电路，需要使电流流向电流源电路的电路。这种情况，提供参考电流源电路1614。
需要注意的是，信号线驱动电路或它的一部分(例如，电流源电路和放大器电路)可以在与像素阵列1601不同的衬底上形成。例如，它们可以使用外部IC芯片构建。
需要注意，信号线驱动电路、栅线驱动电路等的结构不受图16所示结构的限制。
例如，在第一锁存电路1604和第二锁存电路1605可以存储模拟值的情况下，视频信号(模拟电流)可以从参考电流源电路1614输入入到第一锁存电路(LAT1)1604，如图17所示。而且，有些时候在图17中可以不提供第二锁存电路1605。这种情况，在第一锁存电路1604中提供更多的电流源电路。可替换的实施方案是，它可以由移位寄存器和取样开关等构成。这种情况，可以执行点序列驱动。
注意，如前描述的，可以使用任何类型的晶体管，其上形成晶体管的衬底的类型不受本发明的限制。因此，图16和17中所示的电路可以在任何类型的衬底上形成，包括玻璃衬底、塑料衬底、单晶衬底、SOI衬底。而且，图16或17中所示电路的一部分可以在一个衬底上形成，而另一部分在另一个衬底上形成。即，图16或17中所示的整个电路不必在相同的衬底上形成。例如，在图16或17中的电路有可能是，像素阵列1601和栅线驱动电路1602使用TFT在玻璃衬底上形成，而信号线驱动电路1610(或其一部分)在单晶衬底上形成，IC芯片通过COG(玻璃上芯片)连接提供在玻璃衬底上，或者IC芯片通过TAB(带自动键合)或印刷电路板连接到玻璃衬底。
值得提及的是，本发明被应用于该实施例模式中的显示装置，然而，不限于此。本发明可以应用到需要输出循序选择信号的电路的情况。因此，本发明可以应用到存储装置，例如存储器，包括掩膜ROM、DRAM、SRAM和非易失性存储器例如闪存。另外，本发明可以应用到配备有光电转换器的图像传感器，包括各种类型的图像传感器例如CMOS传感器和CCD传感器。
注意通过参考实施例模式1的描述，该实施例模式得以描述。实施例模式1的描述可以应用到该实施例模式。
实施例模式3参考图22A和22B本实施例模式中描述的是一种包括实施例模式1中描述的移位寄存器的显示板的结构。
图22A是显示板的顶视图，图22B是图22A中沿着线A-A’的剖视图。包括信号线驱动电路2001，像素部分2002，和扫描线驱动电路2006，它们由点线示出。另外，包括密封衬底2004，密封剂2005，和被密封剂2005环绕的空间2007。本发明的移位寄存器提供在信号线驱动电路2001和扫描线驱动电路2006中。
导线2008用来传输输入到扫描线驱动电路2006和信号线驱动电路2001的信号，并从FPC(柔性印刷电路)2009接收视频信号、时钟信号、起始信号等。IC芯片(配备有存储器电路、缓冲电路等的半导体芯片)2019通过COG(玻璃上芯片)等方法布置在FPC2009和显示板之间的连接部分上。注意附图中仅阐述了FPC，然而，印刷导线板(PWB)可以附着到FPC。
下面图22B描述了其剖面结构。像素部分2002和外围驱动电路(扫描线驱动电路2006和信号线驱动电路2001)在衬底2010上形成。这里在图中阐述信号线驱动电路2001和像素部分2002。
需要注意的是，在信号线驱动电路2001中，CMOS可以被P沟道TFT2020和N沟道TFT2021构建。本实施例模式描述的显示板中，外围驱动电路在一个衬底上形成。然而，本发明不限于此，外围电路的全部或部分可以作为IC芯片形成和通过COG等安装。
像素部分2002包括多个像素电路，每个像素电路都具有开关TFT2011和驱动TFT2012。驱动TFT2012的源电极或漏电极与第一电极2013相连。接着，形成绝缘体2014以覆盖第一电极2013的端部分，第一电极2013通过使用正型光敏丙烯酸树脂薄膜形成。
为改善电极和在后续步骤中形成的包含有机化合物的发光层的覆盖度，形成绝缘体2014使得上边部分或底边部分具有带弧度的曲面。例如，在正型光敏丙烯酸用作绝缘体2014材料时，优选的是仅是绝缘体2014的上边部分具有弧形半径(从0.2um到3um)的曲面。通过光而在刻蚀剂中成为不溶解的光敏负型树脂、或通过光而在刻蚀剂中成为可溶的光敏正型树脂都可以用作绝缘体2014。
第一电极2013之上，形成包含有机化合物的层(电致发光层)2016和第二电极2017。用作阳极的第一电极2013优选的是使用具有高的功函数的材料形成。例如，可以使用单层薄膜例如ITO(氧化铟锡)薄膜、氧化铟锌(IZO)薄膜、氮化钛薄膜、铬薄膜、钨薄膜、Zn薄膜和Pt薄膜、由氮化钽薄膜和包含铝作为主成分的薄膜构成的叠层、或者使用三层结构，该三层结构由氮化钛薄膜、包含铝作为主成分的薄膜、和氮化钛薄膜构成。需要注意的是叠层结构使得有可能减小导线电阻，实现好的欧姆接触。
通过使用蒸发掩膜的气相淀积和喷墨形成包含有机化合物的层2016。作为包含有机化合物的层2016，部分使用周期表中第四族的金属合成物，低分子量的材料和高分子量的材料都可以用在该金属合成物的组合中。一般而言，很多情况下有机化合物用作单层或叠层，作为包含有机化合物的层2016的材料。然而，有机化合物部分用在有机化合物构成的薄膜中的结构包含在本实施例模式中。而且，也可使用已知的三元材料。
作为在包含有机化合物的层2016上形成的第二电极的材料，可以使用具有小的功函数的材料(Al，Ag，Li，Ca，或这些元素的合金，例如MgAg，MgIn，AlLi，CaF2或CaN)。当电致发光层2016产生的光通过第二电极2017发射时，具有薄的金属薄膜的叠层、和透明导电薄膜(例如ITO(氧化铟锡)、氧化铟和氧化锌的合金(In2O3-ZnO)、和氧化锌(ZnO))优选的用作第二电极(阴极)2017。
接着，密封衬底2004和具有密封剂2005的衬底2010键合，完成了这样一个结构，即发光元件2018被提供在由衬底2010、密封衬底2004和密封剂2005环绕的空间2007中，空间2007填充惰性气体(例如，氮或氩气)或密封剂2005。
需要注意的是，环氧树脂优选的用作密封剂2005。另外，希望材料尽可能少的传递湿气和氧气。作为密封衬底2004，可以使用玻璃衬底，石英衬底，由FRP(玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、Myler、聚酯、丙稀酸等形成的塑料衬底。
这种方式，可以形成包含本发明的移位寄存器的显示板。
本发明应用到图22A和图22B所示的显示板的信号线驱动电路2001和扫描线驱动电路2006中提供的移位寄存器，因而，时钟信号的波形钝化被抑制，可以获得正常的电路操作。另外，功耗可以减小。而且，因为结构简单，电路的布图面积减小，框尺寸减小。
需要提及的是，显示板的结构不限于图22A中示出的结构，其中包括信号线驱动电路2001，像素部分2002，和扫描线驱动电路2006，但是，也可以是图23中所示的IC芯片上形成的通过COG等安装在显示板上的信号线驱动电路4201作为信号线驱动电路2001的结构。注意图23中的衬底4200，像素部分4202，扫描线驱动电路4203，FPC4205，IC芯片4206，密封衬底4208，密封剂4209分别对应于图22A中的衬底2010，像素部分2002，扫描线驱动电路2006，FPC2009，IC芯片2019，密封衬底2004和密封剂2005。
也就是，仅在IC芯片上使用CMOS等形成需要快速操作其驱动电路的信号线驱动电路。通过在信号线驱动电路中使用本发明的移位寄存器，像素部分可以正常操作并能减小功耗。而且，当IC芯片是半导体芯片例如硅晶片时，可以进一步获得高速操作和低功耗。
实施例4使用本发明的电子装置包括摄像机，数码相机，护目镜类显示器，导航系统，语音重现装置(例如，汽车语音系统和音频部件系统)，个人电脑，游戏机，便携信息终端(例如，移动电脑，手机，便携式游戏机，和电子图书)，包括记录媒介的图像重现装置(特别是，能够复制记录媒介的装置，例如数字多功能光盘(DVD)、和包括显示它的显示器)。它们的特殊实例在图18A到18H中阐述。
图18A中示出了包括机架13001，支撑基台13002，显示部分13003，扬声器部分13004和视频输入端13005的发光装置。本发明可以应用到构建显示部分13003的半导体装置中。图18A中阐述的发光装置由本发明完成。因为发光装置是自发光类型，因此不需要背光，并且显示部分可以比液晶显示器薄。注意显示装置包括用于显示信息的任何显示装置，例如计算机，电视广播接收，广告显示等。
使用本发明，发光装置可以正常操作，功率可以减小，装置的尺寸和成本可以降低等。
图18B示出了数字静止照相机，其包括主体13101，显示部分13102，图像接收部分13103，操作键13104，外部连接部分13105，和开关13106。本发明可以应用到构成显示部分13102的半导体装置。图18B中阐述的数字静止照相机由本发明完成。
使用本发明，显示部分可以正常操作，功耗可以减小，装置的尺寸和成本可以降低等。
图18C示出了笔记本电脑，其包括主体13201，机架13202，显示部分13203，键盘13204，外部连接端口13205，和指示鼠标13206。本发明可以应用到构成显示部分13203的半导体装置。图18C中所示的发光装置由本发明完成。
使用本发明，发光装置可以正常操作，功耗可以减小，装置的尺寸和成本可以降低等。
图18D示出了移动计算机，其包括主体13301，显示部分13302，开关13303，操作键13304，和红外端口13305。本发明可以应用到构成显示部分13302的半导体装置。图18D中所示的移动计算机由本发明完成。
使用本发明，显示部分可以正常操作，功耗可以减小，装置的尺寸和成本可以降低等。
图18E示出了包括记录媒介的便携式图像重现装置(特别是，DVD重现装置)，其包括主体13401，机架13402，显示部分A13403，显示部分B13404，记录媒介(例如，DVD)读取部分13405，操作键13406，扬声器部分13407。显示部分A13403主要显示图像信息，显示部分B13404主要用于显示字符信息。本发明可以应用到构成显示部分A13403和显示部分B13404的半导体装置。包括记录媒介的图像重现装置进一步包括家庭游戏机等。图18E中所示的DVD重现装置由本发明完成。
使用本发明，显示部分可以正常操作，功耗可以减小，装置的尺寸和成本可以降低等。
图18F示出了护目镜类型显示器(头部安装显示器)，其包括主体13501，显示部分13502，和臂部分13503。本发明可以应用到构成显示部分13502的半导体装置。图18C中所示的护目镜类型显示器由本发明完成。
使用本发明，显示部分可以正常操作，功耗可以减小，装置的尺寸和成本可以降低等。
图18G示出了摄像机，其包括主体13601，显示部分13602，机架13603，外部连接部分13604，遥控接收部分13605，图像接收部分13606，电池13607，语音输入部分13608，操作键13609和镜片13610。本发明可以应用到构成显示部分13602的半导体装置。图18G中所示的摄像机由本发明完成。
使用本发明，显示部分可以正常操作，功耗可以减小，装置的尺寸和成本可以降低等。
图18H示出了手机，其包括主体13701，机架13702，显示部分13703，语音输入部分13704，语音输出部分13705，操作键13706，外部连接部分13707和天线13708。本发明可以应用到构成显示部分13703的半导体装置。图18H中所示的手机由本发明完成。
使用本发明，显示部分可以正常操作，功耗可以减小，装置的尺寸和成本可以降低等。
将来当发光材料的亮度增加时，包含图像信息的输出光可以被放大并且通过透镜等投影到前投影仪或后投影仪。
另外，上述电子装置通过电子通信线路例如Internet和CATV(电缆电视)增加显示所分布的信息。特别是，显示移动图像信息的几率日益增加。因为发光材料具有快速响应，所以发光装置适合显示移动图像。
发光装置中，优选的是显示信息，以尽可能减小损耗功率的发光部分。因此，在发光装置用到便携式信息终端的显示部分时，特别是，手机、语音重现装置等主要显示字符信息的情况，优选的是，通过不发光部分作为背景，驱动发光部分形成字符信息。
如上所述，本发明的应用范围很广泛，本发明可以用到不同领域的电子装置中。另外，本实施例模式描述的电子装置可以使用实施例模式1或2中描述的半导体装置。
本申请是基于日本专利申请序号为No.2004-151772、于2004年5月21日向日本专利局提交的申请，其所有内容包含在此作为参考。
权利要求
1.一种半导体装置，包括移位寄存器，包括多个多级单元寄存器，每个单元寄存器包括触发电路；第一开关；第二开关；第一导线，通过第一开关与触发电路电连接；和第二导线，通过第二开关与触发电路电连接，其中第一开关由触发电路的输出信号控制；和其中第二开关由输入到触发电路的输入信号控制。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中第一开关和第二开关中的至少一个包括互补传输门。
3.一种包括根据权利要求1所述的半导体装置的显示装置。
4.一种包括根据权利要求3所述的显示装置的电子装置。
5.一种半导体装置，包括移位寄存器，包括多个多级单元寄存器，每个单元寄存器包括触发电路；第一开关；第二开关；第一导线，通过第一开关与触发电路电连接；和第二导线，通过第二开关与触发电路电连接，其中当从触发电路输出的输出信号处于有效电平时，第一开关导通(ON)；和其中当输入到触发电路的输入信号处于有效电平时，第二开关导通(ON)。
6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中第一开关和第二开关中的至少一个包括互补传输门。
7.一种包括根据权利要求5所述的半导体装置的显示装置。
8.一种包括根据权利要求7所述的显示装置的电子装置。
9.一种半导体装置，包括移位寄存器，包括多个多级单元寄存器，每个单元寄存器包括触发电路；第一开关；第二开关；第一导线，通过第一开关与触发电路电连接；和第二导线，通过第二开关与触发电路电连接，其中第一开关电连接到触发电路的一个输出，第二开关电连接到触发电路的一个输入。
10.根据权利要求9所述的半导体装置，其中第一开关和第二开关中的至少一个包括互补传输门。
11.一种包括根据权利要求9所述的半导体装置的显示装置。
12.一种包括根据权利要求11所述的显示装置的电子装置。
全文摘要
一种移位寄存器，能够给必要的单元寄存器仅供给必要的时钟信号，并具有简单的结构。一种配备有移位寄存器的半导体装置，其中多个多级单元寄存器连接，其中单元寄存器包括触发电路、第一开关和第二开关，第一时钟信号线通过第一开关与触发电路电连接，第二时钟信号线通过第二开关与触发电路电连接，第一开关由触发电路的输出信号控制为开/关，第二开关由输入到触发电路的输入信号控制为开/关。
文档编号G09G3/00GK1722305SQ200510073910
公开日2006年1月18日 申请日期2005年5月23日 优先权日2004年5月21日
发明者木村肇 申请人:株式会社半导体能源研究所