特開 2024-174995 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024174995

(43)【公開日】2024-12-17

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/20 20060101AFI20241210BHJP

   G09G 3/36 20060101ALI20241210BHJP

   G09G 3/3266 20160101ALI20241210BHJP

   G09G 3/3275 20160101ALI20241210BHJP

   G11C 19/28 20060101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

G09G3/20 622E

G09G3/20 623H

G09G3/20 670J

G09G3/20 670E

G09G3/20 611C

G09G3/36

G09G3/3266

G09G3/3275

G09G3/20 612K

G09G3/20 612E

G09G3/20 621M

G09G3/20 680G

G11C19/28 230

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024157507

(22)【出願日】2024-09-11

(62)【分割の表示】P 2023189281の分割

【原出願日】2006-10-16

(31)【優先権主張番号】P 2005303771

(32)【優先日】2005-10-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000153878

【氏名又は名称】株式会社半導体エネルギー研究所

(72)【発明者】

【氏名】梅崎 敦司

(57)【要約】      （修正有）

【課題】非選択期間においてノイズが少なく、且つトランジスタを常時オンすることのない半導体装置、シフトレジスタ回路を提供することを目的とする。
【解決手段】第１～第４のトランジスタを設け、第１のトランジスタ３１の、ソースとドレインのうち一方を第１の配線ＶＤＤに接続し、他方を第２のトランジスタ３２のゲート電極と接続し、ゲート電極を第５の配線１１に接続し、第２のトランジスタ３２の、ソースとドレインのうち一方を第３の配線１２に接続し、他方を第６の配線に接続し、第３のトランジスタの、ソースとドレインのうち一方を第２の配線に接続し、他方を第２のトランジスタ３２のゲート電極に接続し、ゲート電極を第４の配線１３に接続し、第４のトランジスタの、ソースとドレインのうち一方を第２の配線に接続し、他方を第６の配線１４に接続し、ゲート電極を第４の配線１３に接続する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１乃至第４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４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２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、電源線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、前記電源線と電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方には、第１のクロック信号が入力される半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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、当該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。

【0002】

なお、ここでいう半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を
指すものとする。

【背景技術】

【0003】

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）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等を介してコントロー
ラＩＣ等に（以下、外部回路という）と接続され、その動作が制御されている。

【0004】

例えば、非結晶半導体により形成されたＮチャネル型トランジスタのみを用いて構成さ
れたシフトレジスタ回路が考案されている（例えば、特許文献１）。しかし、特許文献１
に示す回路では、非選択期間にシフトレジスタ回路の出力がフローティングになるため、
非選択期間にノイズが発生しているという問題があった。

【0005】

この問題を解決するために、非選択期間にシフトレジスタ回路の出力をフローティング
にしないシフトレジスタ回路が考案されている（例えば、非特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特表平１０－５００２４３

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】２．０ｉｎｃｈ ａ－Ｓｉ：Ｈ ＴＦＴ－ＬＣＤ ｗｉｔｈ Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｄｒｉｖｅｒ ＳＩＤ’０５ Ｄｉｇｅｓｔ Ｐ９４２－９４５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

非特許文献１では、非選択期間に出力と電源との間に直列に接続したトランジスタを常
時オンすることによって、電源電圧を出力している。また、シフトレジスタ回路の動作期
間の大部分の期間は非選択期間であるため、トランジスタが非選択期間に常時オンしてい
れば、シフトレジスタ回路の動作期間の大部分の期間でオンすることになる。

【0009】

しかしながら、非結晶半導体により形成されたトランジスタは、オンする時間、印加す
る電圧に従って、特性が劣化することが知られている。中でも、しきい値電圧が上昇する
しきい値電圧シフトは顕著であり、シフトレジスタ回路における誤動作の大きな原因の１
つとなる。

【0010】

このような問題点に鑑み、本発明は、非選択期間においてもノイズが少なく、且つトラ
ンジスタを常時オンすることのない半導体装置、シフトレジスタ回路、及びこのような半
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を提供することを目
的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の半導体装置は、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のトランジスタとを有し、第１のトランジスタは、ゲートに第１の信号が
入力され、ソース又はドレインの一方に所定の電位が入力され、ソース又はドレインの他
方は第２のトランジスタのゲート及び第３のトランジスタのソース又はドレインの一方と
接続され、第２のトランジスタは、ソース又はドレインの一方に第２の信号が入力され、
ソース又はドレインの他方が出力端子に接続され、第３のトランジスタは、ゲートに第３
の信号が入力され、ソース又はドレインの他方に所定の電位が入力され、第４のトランジ
スタは、ゲートに第３の信号が入力され、ソース又はドレインの一方に所定の電位が入力
され、ソース又はドレインの他方が出力端子と接続されている。

【0012】

本発明のシフトレジスタは、複数の段からなるシフトレジスタであって、シフトレジス
タ回路の各段は、前の段からハイレベルの出力信号が入力されることによってオンして、
ハイレベル程度の電位を出力する第１のトランジスタと、第１のトランジスタの出力によ
ってオンして、ソースとドレインのうち一方は第１の信号線と接続され、ソースとドレイ
ンのうち他方は次の段の第１のトランジスタと接続されている第２のトランジスタと、前
の段からローレベルの出力信号が入力され、第２のトランジスタがブートストラップ動作
をしていない期間に、第２のトランジスタのゲートにローレベルの電位を一定期間毎に出
力する第１の手段と、前の段からローレベルの出力信号が入力され、第２のトランジスタ
がブートストラップ動作をしていない期間に、第２のトランジスタのソースとドレインの
うち他方にローレベルの電位を一定期間毎に出力する第２の手段とを備えることを特徴と
している。

【0013】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第１の手段と第２の手段は第２の信号
線によって制御されることを特徴としている。

【0014】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第１の手段は第２の信号線がハイレベ
ルのときにローレベルの電位を出力し、第２の信号線がローレベルのときになにも出力し
ない機能を有するに第３のトランジスタを含む回路構成によって実現することを特徴とし
ている。

【0015】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第２の手段は第２の信号線がハイレベ
ルのときにローレベルの電位を出力し、第２の信号線がローレベルのときになにも出力し
ない機能を有するに第４のトランジスタを含む回路構成によって実現することを特徴とし
ている。

【0016】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第１の手段は次の段の出力信号によっ
て制御され、第２の手段は第２の信号線によって制御されることを特徴としている。

【0017】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第１の手段は次の段の出力がハイレベ
ルのときにローレベルの電位を出力し、次の段の出力がローレベルのときになにも出力し
ない機能を有するに第５のトランジスタを含む回路構成によって実現することを特徴とし
ている。

【0018】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第２の手段は第２の信号線がハイレベ
ルのときにローレベルの電位を出力し、第２の信号線がローレベルのときになにも出力し
ない機能を有するに第６のトランジスタを含む回路構成によって実現することを特徴とし
ている。

【0019】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第１の手段は第２の信号線によって制
御され、第２の手段は第２の信号線、及び第３の信号線によって制御されることを特徴と
している。

【0020】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第１の手段は次の段の出力がハイレベ
ルのときにローレベルの電位を出力し、次の段の出力がローレベルのときになにも出力し
ない機能を有するに第７のトランジスタを含む回路構成によって実現することを特徴とし
ている。

【0021】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第２の手段は第２の信号線がハイレベ
ルのときにローレベルの電位を出力し、第２の信号線がローレベルのときになにも出力し
ない機能を有するに第８のトランジスタを含む回路構成によって実現することを特徴とす
るシフトレジスタと、第３の信号線がハイレベルのときにローレベルの電位を出力し、第
３の信号線がローレベルのときになにも出力しない機能を有するに第９のトランジスタを
含む回路構成によって実現することを特徴とするシフトレジスタとを含む回路構成によっ
て実現することを特徴としている。

【0022】

本発明のシフトレジスタは、複数の段からなるシフトレジスタであって、シフトレジス
タ回路の各段は、前の段からハイレベルの出力信号が入力されることによってオンして、
ハイレベル程度の電位を出力する第１のトランジスタと、第１のトランジスタの出力によ
ってオンして、ソースとドレインのうち一方は第１の信号線と接続され、ソースとドレイ
ンのうち他方は次の段の第１のトランジスタと接続されている第２のトランジスタと、前
の段からローレベルの出力信号が入力され、第２のトランジスタがブートストラップ動作
をしていない期間に、第２のトランジスタのゲートにローレベルの電位を一定期間毎に出
力する第１の手段と、第２のトランジスタがブートストラップ動作をしていない期間に、
第２のトランジスタのソースとドレインのうち他方にローレベルの電位を出力する第３の
手段とを備えることを特徴としている。

【0023】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第１の手段は第２の信号線によって制
御され、第３の手段は第１の信号、第２の信号、第３の信号、及び第２のトランジスタの
ゲートの電位の反転信号によって制御されることを特徴としている。

【0024】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第１の手段は第２の信号線がハイレベ
ルのときにローレベルの電位を出力し、第２の信号線がローレベルのときになにも出力し
ない機能を有するに第１０のトランジスタを含む回路構成によって実現することを特徴と
している。

【0025】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第２の手段は第２の信号線がハイレベ
ルのときにローレベルの電位を出力し、第２の信号線がローレベルのときになにも出力し
ない機能を有するに第１１のトランジスタと、第３の信号線がハイレベルのときにローレ
ベルの電位を出力し、第２の信号線がローレベルのときになにも出力しない機能を有する
に第１２のトランジスタと、第２のトランジスタのゲートの電位の反転信号がハイレベル
のときに第１の信号線の信号を出力し、第２のトランジスタのゲートの電位の反転信号が
ローレベルのときになにも出力しない機能を有する第１３のトランジスタと、第１３のト
ランジスタが第１の信号線の信号を出力して、第１の信号線がハイレベルのときにローレ
ベルの電位を出力し、第１の信号線がローレベル、及び第１３のトランジスタがなにも出
力しないときになにも出力しない機能を有する第１４のトランジスタとを含む回路構成に
よって実現することを特徴としている。

【0026】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第２のトランジスタのゲートの電位が
ハイレベルのときにローレベルの電位を出力し、第２のトランジスタのゲートの電位がロ
ーレベルのときになにも出力しない機能を有する第１５のトランジスタと、一方の端子が
ハイレベルの電位と接続され、他方の端子が第１４のトランジスタの出力と接続さされて
いる抵抗成分を持つ素子とを含む回路構成によって実現することを特徴としている。

【0027】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、抵抗成分を持つ素子はダイオード接続
された第１６のトランジスタであることを特徴とするシフトレジスタ。

【0028】

本発明のシフトレジスタは、複数の段からなるシフトレジスタであって、シフトレジス
タ回路の各段は、前の段からハイレベルの出力信号が入力されることによってオンして、
ハイレベル程度の電位を出力する第１のトランジスタと、第１のトランジスタの出力によ
ってオンして、ソースとドレインのうち一方は第１の信号線と接続され、ソースとドレイ
ンのうち他方は次の段の第１のトランジスタと接続されている第２のトランジスタと、前
の段からローレベルの出力信号が入力され、第２のトランジスタがブートストラップ動作
をしていない期間に、第２のトランジスタのゲートにローレベルの電位を出力する第４の
手段と、第２のトランジスタがブートストラップ動作をしていない期間に、第２のトラン
ジスタのソースとドレインのうち他方にローレベルの電位を出力する第３の手段とを備え
ることを特徴としている。

【0029】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第３の手段、及び第４の手段は第１の
信号線、第２の信号線、第３の信号線、及び第２のトランジスタのゲートの電位の反転信
号によって制御されることを特徴としている。

【0030】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第２の手段は第２の信号線がハイレベ
ルのときにローレベルの電位を出力し、第２の信号線がローレベルのときになにも出力し
ない機能を有するに第１７のトランジスタと、第２のトランジスタのゲートの電位の反転
信号がハイレベルのときに第１の信号線の信号を出力し、第２のトランジスタのゲートの
電位の反転信号がローレベルのときになにも出力しない機能を有する第１８のトランジス
タと、第２のトランジスタのゲートの電位の反転信号がハイレベルのときに第３の信号線
の信号を出力し、第２のトランジスタのゲートの電位の反転信号がローレベルのときにな
にも出力しない機能を有する第１９のトランジスタと、第１８のトランジスタが第１の信
号線の信号を出力して、第１の信号線がハイレベルのときにローレベルの電位を出力し、
第１の信号線がローレベル、及び第１８のトランジスタがなにも出力しないときになにも
出力しない機能を有する第２０のトランジスタと、第１８のトランジスタが第１の信号線
の信号を出力して、第１の信号線がハイレベルのときにローレベルの電位を出力し、第１
の信号線がローレベル、及び第１９のトランジスタがなにも出力しないときになにも出力
しない機能を有する第２１のトランジスタとを含む回路構成によって実現することを特徴
としている。

【0031】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第２のトランジスタのゲート、ソース
とドレインのうち他方との間に容量素子を接続することを特徴としている。

【0032】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第１のトランジスタのゲートは前の段
の出力信号が入力され、ソースとドレインのうち一方はハイレベルの電源線と接続され、
ソースとドレインのうち他方は第２のトランジスタのゲート接続されていることを特徴と
している。

【0033】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第１のトランジスタのゲートは前の段
の出力信号が入力され、ソースとドレインのうち一方はハイレベルの電源線と接続され、
ソースとドレインのうち他方は第２のトランジスタのゲートと接続されていることを特徴
としている。

【0034】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第１のトランジスタのゲート及びソー
スとドレインのうち一方は前の段の出力信号が入力され、ソースとドレインのうち他方は
第２のトランジスタのゲートと接続されていることを特徴としている。

【0035】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、Ｎ段目（Ｎは自然数）に入力される第
１の信号線伝達される制御信号と、Ｎ＋１段目に入力される第１の信号線から伝達される
制御信号と、Ｎ＋２段目に入力される第１の信号線から伝達される制御信号とが１２０度
の位相差を持つことを特徴としている。

【0036】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、Ｎ段目（Ｎは自然数）に入力される第
２の信号線から伝達される制御信号と、Ｎ＋１段目に入力される第２の信号線から伝達さ
れる制御信号と、Ｎ＋２段目に入力される第２の信号線から伝達される制御信号とが１２
０度の位相差を持つことを特徴としている。

【0037】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、Ｎ段目（Ｎは自然数）に入力される第
３の信号線から伝達される制御信号と、Ｎ＋１段目に入力される第３の信号線から伝達さ
れる制御信号と、Ｎ＋２段目に入力される第３の信号線から伝達される制御信号とが１２
０度の位相差を持つことを特徴としている。

【0038】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第１のトランジスタ乃至第２１のトラ
ンジスタは非結晶半導体によって構成されることを特徴としている。

【0039】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第１の信号線、第２の信号線、及び第
３の信号線と、第１のトランジスタ乃至第２１のトランジスタとの間に少なくとも１本の
電源線を有することを特徴としている。

【0040】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、第２のトランジスタのチャネル領域は
Ｕ字がたとなっていることを特徴としている。

【0041】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、シフトレジスタの出力信号はレベルシ
フト回路を介して出力することを特徴としている。

【0042】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、シフトレジスタに入力される制御信号
はレベルシフト回路を介して入力されることを特徴としている。

【0043】

本発明のシフトレジスタは、上記構成において、シフトレジスタの出力信号によって複
数のスイッチング素子を順にオンすることを特徴としている。

【0044】

本発明の表示装置は、上記構成において、画素と、シフトレジスタを用いて構成される
ゲートドライバと、ゲートドライバの出力信号を画素に伝達するゲート信号線と、ビデオ
信号を画素に伝達するソース信号線とを少なくとも有し、ゲートドライバの出力信号によ
って画素を選択し、選択された画素にビデオ信号を書き込むことを特徴している。

【0045】

また、画素は、印加される電圧によって透過率が変わる液晶素子と、ゲート信号線によ
ってオン、オフが制御されるスイッチング素子として動作する第２２のトランジスタとを
少なくとも有し、オンとなった第２２のトランジスタ介して液晶素子にビデオ信号が書き
込まれることを特徴としている。

【0046】

本発明の表示装置は、非結晶半導体を用いたトランジスタで構成されるゲートドライバ
であって、ゲートドライバは対向に配置され、同一のタイミングで同一のゲート信号線を
選択することを特徴としている。

【発明の効果】

【0047】

本発明によれば、非選択期間において、電源電圧を出力する複数のトランジスタを順に
オンすることによって、常時オンするトランジスタを無くすことができるため、トランジ
スタの特性劣化を抑制することができる。また、非選択期間において、常時、又は一定期
間固定電圧を出力することでノイズを減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】第１の実施形態を示す図。

【図2】第１の実施形態のタイミングチャートを示す図。

【図3】第１の実施形態を示す図。

【図4】第１の実施形態を示す図。

【図5】第２の実施形態、乃至第４の実施形態を示す図。

【図6】第２の実施形態を示す図。

【図7】第２の実施形態を示す図。

【図8】第３の実施形態を示す図。

【図9】第３の実施形態を示す図。

【図10】第３の実施形態を示す図。

【図11】第４の実施形態を示す図。

【図12】第４の実施形態を示す図。

【図13】第５の実施形態を示す図。

【図14】第５の実施形態を示す図。

【図15】第５の実施形態、及び第６の実施形態を示す図。

【図16】第５の実施形態、及び第６の実施形態を示す図。

【図17】第５の実施形態を示す図。

【図18】第５の実施形態を示す図。

【図19】第５の実施形態を示す図。

【図20】第５の実施形態を示す図。

【図21】第６の実施形態を示す図。

【図22】第６の実施形態を示す図。

【図23】第６の実施形態を示す図。

【図24】実施例１を示す図。

【図25】実施例６を示す図。

【図26】実施例７を示す図。

【図27】実施例８を示す図。

【図28】実施例２を示す図。

【図29】実施例２を示す図。

【図30】実施例２を示す図。

【図31】実施例３を示す図。

【図32】実施例３を示す図。

【図33】実施例３を示す図。

【図34】実施例３を示す図。

【図35】実施例３を示す図。

【図36】実施例３を示す図。

【図37】実施例３を示す図。

【図38】第６の実施形態を示す図。

【図39】第６の実施形態を示す図。

【図40】第６の実施形態を示す図。

【図41】実施例５を示す図。

【図42】実施例５を示す図。

【図43】実施例５を示す図。

【図44】第７の実施形態を示す図。

【図45】第７の実施形態を示す図。

【図46】第６の実施形態を示す図。

【図47】第６の実施形態を示す図。

【図48】第３の実施形態を示す図。

【図49】第６の実施形態を示す図。

【図50】第３の実施形態を示す図。

【図51】第１の実施形態を示す図。

【図52】第２の実施形態を示す図。

【図53】第３の実施形態を示す図。

【図54】第４の実施形態を示す図。

【図55】第１の実施形態を示す図。

【図56】第２の実施形態を示す図。

【図57】第３の実施形態を示す図。

【図58】第４の実施形態を示す図。

【図59】第１の実施形態を示す図。

【図60】第２の実施形態を示す図。

【図61】第３の実施形態を示す図。

【図62】第３の実施形態、及び第４の実施形態を示す。

【図63】第４の実施形態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0049】

本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明
に限定されず、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
をさまざま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、本発明は以下
に示す実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

【0050】

（第１の実施形態）
本実施形態は、非選択期間の出力電圧のノイズを減らすために、一定期間毎にＶＳＳを
出力することでノイズを減らすことを特徴とするシフトレジスタ回路の構成、及び動作に
ついて、図１乃至図４を参照して説明する。

【0051】

図１に示すように、回路１０はｎ個（ｎは２以上の自然数）の回路ＳＲ（１）～ＳＲ（
ｎ）を直列に接続して、シフトレジスタ回路を構成している。

【0052】

入力端子１１は、１段目の回路１０であるＳＲ（１）ではスタートパルスを入力し、２
段目以降の回路１０は前段の出力端子１４からの出力を入力するための入力端子である。
入力端子１２は、１段目の回路１０であるＳＲ（１）ではクロック信号であるＣＫ１、２
段目の回路１０であるＳＲ（２）ではクロック信号であるＣＫ２、３段目の回路１０であ
るＳＲ（３）ではクロック信号ＣＫ３、４段目の回路１０であるＳＲ（４）ではＣＫ１と
いうようにＣＫ１、ＣＫ２、及びＣＫ３を順に入力する入力端子である。

【0053】

入力端子１３は、１段目の回路１０であるＳＲ（１）ではＣＫ２、２段目の回路１０で
あるＳＲ（２）ではＣＫ３、３段目の回路１０であるＳＲ（３）ではＣＫ１、４段目の回
路１０であるＳＲ（４）ではＣＫ２というようにＣＫ１、ＣＫ２、及びＣＫ３を順に入力
する入力端子である。出力端子１４は、回路１０の出力端子であり、１段目の回路１０で
あるＳＲ（１）ではＯＵＴ（１）を出力して、且つ２段目の回路１０であるＳＲ（２）の
入力端子１１にＯＵＴ（１）を出力し、２段目の回路１０であるＳＲ（２）ではＯＵＴ（
２）を出力して、且つ３段目の回路１０であるＳＲ（３）の入力端子１１にＯＵＴ（２）
を出力する。なお、入力端子１１～１４は、それぞれ配線に接続されている。

【0054】

ここで、ＳＳＰ、ＣＫ１、ＣＫ２、及びＣＫ３は、ＨｉｇｈとＬｏｗの２値の値を持つ
１ビットの信号である。また、ＯＵＴ（１）、ＯＵＴ（２）、ＯＵＴ（３）、ＯＵＴ（ｎ
－１）、及びＯＵＴ（ｎ）も、ＨｉｇｈとＬｏｗの２値の値を持つ１ビットの出力である
。Ｈｉｇｈは正電源であるＶＤＤと同一の電位であり、Ｌｏｗは負電源であるＶＳＳと同
一の電位である。

【0055】

図１のシフトレジスタ回路の動作について、図２に示す本実施形態のタイミングチャー
トを参照して説明する。

【0056】

図２において、ＳＳＰは任意のタイミングでパルス幅がＣＫ１、ＣＫ２及びＣＫ３の１
／３周期となるＨｉｇｈのスタートパルスである。ＣＫ１、ＣＫ２、及びＣＫ３は３相の
クロック信号である。また、図１において、ＣＫ３がＨｉｇｈとなるときにＳＳＰもＨｉ
ｇｈとなることが望ましい。ｎｏｄｅＰ（１）は、後に説明する図３のｎｏｄｅＰの電位
である。ＯＵＴ（１）は１段目の回路１０であるＳＲ（１）の出力であり、ＯＵＴ（２）
は２段目の回路１０であるＳＲ（２）の出力であり、ＯＵＴ（３）は３段目の回路１０で
あるＳＲ（３）の出力であり、ＯＵＴ（ｎ－１）はｎ－１段目の回路１０であるＳＲ（ｎ
－１）の出力であり、ＯＵＴ（ｎ）はｎ段目の回路１０であるＳＲ（ｎ）の出力である。

【0057】

図２のタイミングチャートに示すように、期間Ｔ１においてＳＳＰがＨｉｇｈとなると
、期間Ｔ２においてＯＵＴ（１）がＨｉｇｈとなり、期間Ｔ３においてＯＵＴ（２）がＨ
ｉｇｈとなる。こうして、ＳＳＰの出力をシフトすることによってシフトレジスタ回路を
構成している。

【0058】

次に、図３を参照して、１段目の回路１０の構成について説明する。

【0059】

図３に示す回路１０は、入力端子１１、入力端子１２、入力端子１３、出力端子１４、
トランジスタ３１、トランジスタ３２、容量素子３３、回路３４、回路３５から構成され
ている。なお、入力端子１１～１３は、それぞれ配線に接続されている。入力端子１１、
入力端子１２、入力端子１３、出力端子１４は、図１で説明したものと同様なものとする
。トランジスタ３１及びトランジスタ３２は、Ｎチャネル型トランジスタであり、非結晶
半導体、多結晶半導体、若しくは単結晶半導体によって構成されている。容量素子３３は
、２つの電極を持つ容量素子である。回路３４は、ＣＫ２がＨｉｇｈの場合にｎｏｄｅＰ
にＬｏｗを出力し、ＣＫ２がＬｏｗの場合に出力がフローティングになる機能を有する回
路である。回路３５は、ＣＫ２がＨｉｇｈの場合に出力端子１４にＬｏｗを出力し、ＣＫ
２がＬｏｗの場合に出力がフローティングになる機能を有する回路である。

【0060】

図３の接続関係について説明する。トランジスタ３１のゲートは入力端子１１と接続さ
れ、ソースとドレインのうち一方はＶＤＤと接続され、ソースとドレインのうち他方は容
量素子３３の一方の電極、トランジスタ３２のゲート及び回路３４の出力端子、つまりｎ
ｏｄｅＰと接続されている。また、トランジスタ３２のソースとドレインのうち一方は入
力端子１２と接続され、ソースとドレインのうち他方は回路３５の出力端子、容量素子３
３の他方の端子及び出力端子１４と接続されている。入力端子１３は回路３４の入力端子
及び回路３５の入力端子と接続されている。

【0061】

図３の動作について、図２に示す本実施形態のタイミングチャートを参照して、期間Ｔ
１、期間Ｔ２及び期間Ｔ３に分けて説明する。また、初期状態として、ｎｏｄｅＰ及びＯ
ＵＴ（１）の電位はＶＳＳとする。

【0062】

期間Ｔ１において、ＳＳＰがＨｉｇｈ、ＣＫ１がＬｏｗ、ＣＫ２がＬｏｗ、ＣＫ３がＨ
ｉｇｈとなる。このときのトランジスタ３１のゲートの電位はＶＤＤ、ソースとドレイン
のうち一方の電位はＶＤＤ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶＳＳとなるため、当
該トランジスタ３１がオンして、ｎｏｄｅＰの電位がＶＳＳから上昇し始める。ｎｏｄｅ
Ｐの電位の上昇は、ＶＤＤからトランジスタ３１のしきい値電圧分小さい電位となるとこ
ろで止まり、トランジスタ３１はオフする。このときのｎｏｄｅＰの電位をＶｎ１とする
。また、回路３４及び回路３５は、ＣＫ２がＬｏｗとなっているため、出力はフローティ
ングとなる。そのため、ｎｏｄｅＰには電荷が供給されないため、フローティングとなる
。このときのトランジスタ３２のゲートの電位はＶｎ１、ソースとドレインのうち一方の
電位はＶＳＳ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶＳＳとなるため、当該トランジス
タ３２は、オンしている。しかし、ソースとドレインのうち一方の電位とソースとドレイ
ンのうち他方の電位とが同電位であり、電荷の移動はないため、電流は流れず、電位も変
動しない。そして、容量素子３３は出力端子１４の電位であるＶＳＳとｎｏｄｅＰの電位
であるＶｎ１との電位差を保持している。

【0063】

期間Ｔ２において、ＳＳＰがＬｏｗ、ＣＫ１がＨｉｇｈ、ＣＫ２がＬｏｗ、ＣＫ３がＬ
ｏｗとなる。このときのトランジスタ３１のゲートの電位はＶＳＳ、ソースとドレインの
うち一方の電位はＶＤＤ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶｎ１となるため、当該
トランジスタ３１はオフする。回路３４及び回路３５は、ＣＫ２がＬｏｗとなっているた
め、出力はフローティングとなる。このときのトランジスタ３２のゲートの電位はＶｎ１
、ソースとドレインのうち一方の電位はＶＤＤ、ソースとドレインのうち他方、つまり出
力端子１４の電位はＶＳＳとなるため、当該トランジスタ３２がオンして、出力端子１４
の電位が上昇し始める。すると、トランジスタ３２のゲートと、ソースとドレインのうち
他方の間に接続されている容量素子３３は、期間Ｔ１で保持した電位差をそのまま保持す
るため、ソースとドレインのうち他方の電位が上昇すると、ゲート電圧も同時に上昇する
。このときの、ｎｏｄｅＰの電位をＶｎ２とする。ｎｏｄｅＰの電位がＶＤＤとトランジ
スタ３２のしきい値電圧との和まで上昇すると、出力端子１４の電位の上昇はＣＫ１と同
じＶＤＤになるところで止まる。いわゆる、ブートストラップ動作によって、ＣＫ１のＨ
ｉｇｈの電位であるＶＤＤまで、出力端子１４の電位を上昇することができる。

【0064】

期間Ｔ３において、ＳＳＰがＬｏｗ、ＣＫ１がＬｏｗ、ＣＫ２がＨｉｇｈｔ、ＣＫ３が
Ｌｏｗとなる。このとき、ｎｏｄｅＰの電位は、ＣＫ２がＨｉｇｈであり、回路３４から
ＶＳＳが出力されるためＶＳＳとなり、ＯＵＴ（１）の電位も回路３５からＶＳＳが出力
されるためＶＳＳとなる。このときのトランジスタ３１のゲート電位はＶＳＳ、ソースと
ドレインのうち一方の電位はＶＤＤ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶＳＳとなり
、当該トランジスタ３１はオフする。トランジスタ３２のゲートの電位はＶｓｓ、ソース
とドレインのうち一方の電位はＶＳＳ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶＳＳとな
り、当該トランジスタ３２はオフする。

【0065】

上記説明した期間Ｔ１、期間Ｔ２、期間Ｔ３の動作により、期間Ｔ１にＳＳＰが入力さ
れるとＯＵＴ（１）が期間Ｔ２に出力される。つまり、ＳＳＰがクロック信号の１／３周
期ずつシフトして出力される回路１０をｎ段接続することにより、シフトレジスタ回路を
構成している。

【0066】

図３においては、１段目の回路１０であるＳＲ（１）を示したが、ｎ段目の回路１０で
あるＳＲ（ｎ）について図５１を参照して説明する。図５１において、トランジスタ３１
、トランジスタ３２、容量素子３３、回路３４、回路３５、入力端子１１、入力端子１２
、入力端子１３、及び出力端子１４は図３で説明したものと同様なものとする。入力端子
１１から入力される入力信号は前の段の回路１０の出力端子１４と接続されていることを
特徴とする。

【0067】

なお、トランジスタ３１のゲート及びトランジスタ３２のソースとドレインのうち他方
は電源線となる配線（以下、「電源線」と記す）と接続してもよく、例えば正電源ＶＤＤ
、負電源ＶＳＳなどの電源線、又は他の電源線と接続してもよいし、他の信号線となる配
線（以下、「信号線」と記す）と接続してもよい。また、トランジスタ３１のソースとド
レインのうち他方は信号線と接続してもよく、例えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＳＳＰな
どの信号線、又は他の信号線と接続してもよいし、他の電源線と接続してもよい。

【0068】

図３に示したシフトレジスタ回路で用いたトランジスタはＮチャネル型トランジスタの
みで構成する単極性回路であったが、Ｐチャネル型トランジスタのみで構成してもよい。
もちろん、Ｐチャネル型トランジスタとＮチャネル型トランジスタ組み合わせてもよい。
トランジスタを全てＰチャネル型トランジスタで構成した場合のシフトレジスタ回路につ
いて図５５を参照して説明する。

【0069】

図５５に示す回路構成において、正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳ、入力端子１１、入力端
子１２、入力端子１３、出力端子１４は図３と同様なものを用いることができる。トラン
ジスタ５５１、及びトランジスタ５５２はＰチャネル型トランジスタであり、非結晶半導
体、多結晶半導体、若しくは単結晶半導体によって構成されている。容量素子５５３は２
つの電極を持つ容量素子である。回路５５４はＣＫ２がＬｏｗの場合にｎｏｄｅＰにＨｉ
ｇｈを出力し、ＣＫ２がＨｉｇｈの場合に出力がフローティングとなる機能を有する回路
である。回路５５５はＣＫ２がＬｏｗの場合に出力端子１４にＨｉｇｈを出力し、ＣＫ２
がＨｉｇｈの場合に出力がフローティングとなる機能を有する回路である。

【0070】

図５５の接続関係について説明する。トランジスタ５５１のゲートは入力端子１１と接
続され、ソースとドレインのうち一方は正電源ＶＳＳと接続され、ソースとドレインのう
ち他方は容量素子５５３の一方の電極、トランジスタ５５２のゲート及び回路５５４の出
力端子、つまりｎｏｄｅＰと接続されている。トランジスタ５５２のソースとドレインの
うち一方は入力端子１２と接続され、ソースとドレインのうち他方は回路５５５の出力端
子、容量素子５５３の他方の電極、及び出力端子１４と接続されている。入力端子１３は
回路５５４の入力端子、及び回路５５５の入力端子と接続されている。

【0071】

なお、トランジスタ５５１のゲート及びトランジスタ５５２のソースとドレインのうち
他方は電源線と接続してもよく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線、又は
他の電源線と接続してもよいし、他の信号線と接続してもよい。また、トランジスタ５５
１のソースとドレインのうち他方は信号線と接続してもよく、例えばＣＫ１、ＣＫ２、Ｃ
Ｋ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよいし、他の電源線と接続して
もよい。

【0072】

図５９（ａ）を参照して、図５５に示す回路５５４の構成の一例について説明する。図
５９（ａ）に示す回路５５４に示すように、入力端子１３、及びｎｏｄｅＰは図５５と同
様なものとする。トランジスタ５９１はＰチャネル型トランジスタであり、非結晶半導体
、多結晶半導体、若しくは単結晶半導体によって構成されている。

【0073】

図５９（ａ）の接続関係について説明する。トランジスタ５９１のゲートは入力端子１
３と接続され、ソースとドレインのうち一方はＶＤＤと接続され、ソースとドレインのう
ち他方はｎｏｄｅＰと接続されている。

【0074】

図５９（ａ）の動作について説明する。入力端子１３から入力されるＣＫ２がＬｏｗの
場合に、トランジスタ５９１はオンして、ｎｏｄｅＰにＶＤＤを出力し、ＣＫ２がＨｉｇ
ｈの場合に、トランジスタ５９１はオフして、ｎｏｄｅＰにはなにも出力されない。こう
して、回路５５４は、ＣＫ２がＬｏｗの場合にＨｉｇｈを出力して、Ｈｉｇｈの場合には
フローティングになる機能を有する回路を構成している。また、回路構成は説明した回路
構成に限らず、同じ機能を有する回路構成であればよい。

【0075】

なお、トランジスタ５９１のソースとドレインのうち一方は信号線に接続してもよく、
例えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよい
し、他の電源線と接続してもよい。また、トランジスタ５９１のゲートは電源線と接続し
てもよく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線、又は他の電源線と接続して
もよいし、他の信号線と接続してもよい。

【0076】

図５９（ｂ）を参照して、図５５に示す回路５５５の構成の一例について説明する。図
５９（ｂ）に示す回路５５５に示すように、入力端子１３、及び出力端子１４は図５５と
同様なものとする。トランジスタ５９２はＰャネル型トランジスタであり、非結晶半導体
、多結晶半導体、若しくは単結晶半導体によって構成されている。

【0077】

図５９（ｂ）の動作について説明する。入力端子１３から入力されるＣＫ２がＬｏｗの
場合に、トランジスタ５９２はオンして、出力端子１４にＶＤＤを出力し、ＣＫ２がＨｉ
ｇｈの場合に、トランジスタ５９２はオフして、出力端子１４にはなにも出力されない。
こうして、回路５５５は、ＣＫ２がＬｏｗの場合にＨｉｇｈを出力して、Ｈｉｇｈの場合
にはフローティングになる機能を有する回路を構成している。また、回路構成は説明した
回路構成に限らず、同じ機能を有する回路構成であればよい。

【0078】

なお、トランジスタ５９２のソースとドレインのうち一方は信号線に接続してもよく、
例えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよい
し、他の電源線と接続してもよい。また、トランジスタ５９２のゲートは電源線と接続し
てもよく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線、又は他の電源線と接続して
もよいし、他の信号線と接続してもよい。

【0079】

次に、図４（ａ）を参照して、図３に示す回路３４の構成の一例について説明する。

【0080】

図４（ａ）に示す回路３４において、入力端子１３、及びｎｏｄｅＰは図３と同様なも
のとする。トランジスタ４１はＮチャネル型トランジスタであり、非結晶半導体、多結晶
半導体、若しくは単結晶半導体によって構成されている。

【0081】

図４（ａ）の接続関係について説明する。トランジスタ４１のゲートは入力端子１３と
接続され、ソースとドレインのうち一方はＶＳＳと接続され、ソースとドレインのうち他
方はｎｏｄｅＰと接続されている。

【0082】

図４（ａ）の動作について説明する。入力端子１３から入力されるＣＫ２がＨｉｇｈの
場合に、トランジスタ４１はオンして、ｎｏｄｅＰにＶＳＳを出力し、ＣＫ２がＬｏｗの
場合に、トランジスタ４１はオフして、ｎｏｄｅＰにはなにも出力されない。こうして、
回路３４は、ＣＫ２がＨｉｇｈの場合にＬｏｗを出力して、Ｌｏｗの場合にはフローティ
ングになる機能を有する回路を構成している。また、回路構成は説明した回路構成に限ら
ず、同じ機能を有する回路構成であればよい。

【0083】

なお、トランジスタ４１のソースとドレインのうち一方は信号線に接続してもよく、例
えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよいし
、他の電源線と接続してもよい。また、トランジスタ４１のゲートは電源線と接続しても
よく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線、又は他の電源線と接続してもよ
いし、他の信号線と接続してもよい。

【0084】

図４（ｂ）を参照して、図３に示す回路３５の構成の一例について説明する。

【0085】

図４（ｂ）に示す回路３５において、入力端子１３、及び出力端子１４は図３と同様な
ものとする。トランジスタ４２はＮチャネル型トランジスタであり、非結晶半導体、多結
晶半導体、若しくは単結晶半導体によって構成されている。

【0086】

図４（ｂ）の動作について説明する。入力端子１３から入力されるＣＫ２がＨｉｇｈの
場合に、トランジスタ４２はオンして、出力端子１４にＶＳＳを出力し、ＣＫ２がＬｏｗ
の場合に、トランジスタ４２はオフして、出力端子１４にはなにも出力されない。こうし
て、回路３５は、ＣＫ２がＨｉｇｈの場合にＬｏｗを出力して、Ｌｏｗの場合にはフロー
ティングになる機能を有する回路を構成している。また、回路構成は説明した回路構成に
限らず、同じ機能を有する回路構成であればよい。

【0087】

なお、トランジスタ４２のソースとドレインのうち一方は、信号線に接続してもよく、
例えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよい
し、他の電源線と接続してもよい。もちろん、トランジスタ４２のソースとドレインのう
ち一方をトランジスタ４１のソースとドレインのうち一方が接続されたＶＳＳとなる配線
と接続してもよい。また、トランジスタ４２のゲートは電源線と接続してもよく、例えば
正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線、又は他の電源線と接続してもよいし、他の信
号線と接続してもよい。

【0088】

つまり、図３、図４に示す構造は、第１のトランジスタ（トランジスタ３１）と、第２
のトランジスタ（トランジスタ３２）と、第３のトランジスタ（トランジスタ４１）と、
第４のトランジスタ（トランジスタ４２）とを有し、第１のトランジスタは、ソースとド
レインのうち一方が第１の配線（ＶＤＤ）に接続され、ソースとドレインのうち他方が第
２のトランジスタのゲート電極と第３のトランジスタのソースとドレインのうち他方に接
続され、ゲート電極が第５の配線（入力端子１１）に接続され、第２のトランジスタは、
ソースとドレインのうち一方が第３の配線（入力端子１２）に接続され、ソースとドレイ
ンのうち他方が第６の配線（出力端子１４）に接続され、第３のトランジスタは、ソース
とドレインのうち一方が第２の配線（ＶＳＳ）に接続され、ソースとドレインのうち他方
が第２のトランジスタのゲート電極に接続され、ゲート電極が第４の配線（入力端子１３
）に接続され、第４のトランジスタは、ソースとドレインのうち一方が第２の配線（ＶＳ
Ｓ）に接続され、ソースとドレインのうち他方が第６の配線（出力端子１４）に接続され
、ゲート電極が第４の配線（入力端子１３）に接続されている。また、第１のトランジス
タにおいて、ソースとドレインのうち一方を第５の配線（入力端子１１）に接続させた構
成とすることも可能である。

【0089】

以上のような、シフトレジスタ回路では、ＣＫ２がＨｉｇｈになるに従って、ｎｏｄｅ
Ｐ、及び出力端子１４にＶＳＳを供給することができる。つまり、非選択期間に、一定期
間毎にＶＳＳを入力することによって、ノイズを減らすことができ、且つ定常的にオンす
るトランジスタがないため、特性が劣化することを抑制することができる。また、最低で
４つのトランジスタで動作することがきるため、シフトレジスタ回路全体としての素子数
を減らすことができ、絶縁基板上に少ない面積で内部回路を構成することが可能となる。

【0090】

以下に、本実施形態の変更可能な構成例、及び動作例をいくつか述べる。また、以下で
述べる構成例、及び動作例は「課題を解決するための手段」、「発明を実施するための最
良の形態」、及び「実施例」について適用可能である。

【0091】

図１に示すように、ＣＫ１、ＣＫ２、及びＣＫ３のクロック信号は、回路１０が非選択
期間の場合にも入力されているが、スイッチ素子などを設けて、非選択期間の回路１０へ
入力しなくしてもよい。こうすることで、クロック信号線の負荷が減るため、消費電力を
小さくすることができる。

【0092】

また、図１において、上記説明したシフトレジスタ回路を逆向きに走査させてもよい。
例えば、ｎ段目の回路１０の出力をｎ－１段目の回路１０に入力すればよい。これを全段
で繰り返すことで、逆向きに走査することが可能である。

【0093】

図２に示すように、ＳＳＰ、ＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３のパルス幅を１／３周期としたが
、パルス幅を１／３周期より少し短くしてもよい。こうすることで、貫通電流などの瞬間
的に流れる電流を抑制でき、広い動作条件で動作することができ、且つ消費電力を小さく
することができる。また、ブートストラップ動作を行う回路構成においては、浮遊となる
ノードが発生するため、正常なブートストラップ動作を行うためにも有利である。

【0094】

図２において、ＳＳＰがＨｉｇｈとなる期間は、ＣＫ３がＨｉｇｈとなる期間及びパル
ス幅を同一としたが、これに限るものではない。例えば、制御信号によって、外部回路か
ら内部回路へ信号を伝達する場合に、バッファ回路、信号振幅を変えるレベルシフト回路
などによって制御信号どうしの遅延時間が変わる可能性があるためである。

【0095】

図３において、容量素子３３は、ブートストラップ動作をするために接続されており、
トランジスタ３２のゲートと、ソースとドレインのうち他方との間にブートストラップ動
作できるだけのゲートとソース間の容量などがあれば、なくてもよい。また、容量素子３
３の形成方法はなんでもよい。例えば、半導体層とゲート配線層との間で容量素子を形成
してもよいし、非結晶半導体層と配線との間で容量素子を形成してもよい。半導体層とゲ
ート配線層とで容量素子を形成する場合は、ボトムゲートトランジスタ、トップゲート型
トランジスタに関らず薄いＧＩ膜（ゲート絶縁膜）を挟んで形成されているため、小さい
面積でより多くの容量値を得ることが可能となるため、有利である。

【0096】

また、図３において、ＳＳＰはトランジスタ３１のゲートに入力したが、トランジスタ
３１のゲートと、ソースとドレインのうち一方とを接続して、そこにＳＳＰを入力しても
よい。こうすることで、正電源ＶＤＤが必要なくなり電源線を１本減らすことができるた
め、シフトレジスタ回路を形成するための面積を小さくすることができる。その結果、よ
り高精細、且つ狭額縁な表示装置を提供することが可能となる。

【0097】

図３に示した回路３４及び回路３５は、上記で説明したように、ＣＫ２がＨｉｇｈの場
合にＶＳＳを出力し、ＣＫ２がＬｏｗの場合にフローティングとなる回路であればよい。
また、回路３４の入力端子に次の段の回路１０の出力を入力してもよいし、同様に回路３
５の入力端子には次の段の回路１０の出力を入力してもよいし、回路３４の入力端子、及
び回路３５の入力端子に次の段の回路１０の出力を入力してもよい。次の段の回路１０の
出力を利用することで、制御信号だけに同期するのではなく実際のシフトレジスタ回路の
出力とも同期することができるため、よりシフトレジスタ回路の動作にあった電位の切り
替えができるため有利である。

【0098】

図３に示すように、ｎｏｄｅＰと、ＶＳＳ又はＶＤＤの間に容量素子を接続してもよい
。容量素子を接続することでより、ｎｏｄｅＰの電位を安定させることができる。

【0099】

なお、図３において、回路３４は必ずしも必要ではない。つまり、回路３５によって、
一定期間毎にＶＳＳを出力しているため、ｎｏｄｅＰにノイズがあってもトランジスタ３
２をオフしていればよいためである。こうすることで、素子数を減らすことができる。そ
のとき、ｎｏｄｅＰとＶＳＳ、又はＶＤＤの間に容量素子を接続してもよい。

【0100】

（第２の実施形態）
本実施形態は、非選択期間の出力電圧のノイズを減らすために、一定時間毎にＶＳＳを
出力することでノイズを減らすことを特徴とするシフトレジスタ回路の構成、及び動作に
ついて、図２、図５乃至図７を用いて説明する。

【0101】

図５に示すように、回路５０はｎ個（ｎは２以上の自然数）の回路ＳＲ（１）～ＳＲ（
ｎ）を直列に接続して、シフトレジスタ回路を構成している。

【0102】

入力端子５１は、１段目の回路５０であるＳＲ（１）ではスタートパルスを入力し、２
段目以降の回路５０であるＳＲ（２）では前段の出力端子５５からの出力を入力するため
の入力端子である。入力端子５２は、１段目の回路５０であるＳＲ（１）ではクロック信
号であるＣＫ１、２段目の回路５０であるＳＲ（２）ではクロック信号であるＣＫ２、３
段目の回路５０であるＳＲ（３）ではクロック信号ＣＫ３、４段目の回路５０であるＳＲ
（４）ではＣＫ１というようにクロック信号を順に入力する入力端子である。入力端子５
３は、１段目の回路５０であるＳＲ（１）ではＣＫ２、２段目の回路５０であるＳＲ（２
）ではＣＫ３、３段目の回路５０であるＳＲ（３）ではＣＫ１、４段目の回路５０である
ＳＲ（４）ではＣＫ２というようにクロック信号を順に入力する入力端子である。入力端
子５４は、１段目の回路５０であるＳＲ（１）ではＣＫ３、２段目の回路５０であるＳＲ
（２）ではＣＫ１、３段目の回路５０であるＳＲ（３）ではＣＫ２、４段目の回路５０で
あるＳＲ（４）ではＣＫ３というようにクロック信号を順に入力する入力端子である。出
力端子５５は、回路５０の出力端子であり、１段目の回路５０あるＳＲ（１）ではＯＵＴ
（１）を出して、且つ２段目の回路５０であるＳＲ（２）の入力端子５１にＯＵＴ（１）
を出力し、２段目の回路５０であるＳＲ（２）ではＯＵＴ（２）を出力して、且つ３段目
の回路５０であるＳＲ（３）の入力端子５１にＯＵＴ（２）を出力する。

【0103】

ここで、ＳＳＰ、ＣＫ１、ＣＫ２及びＣＫ３は、ＨｉｇｈとＬｏｗの２値の値を持つ１
ビットの信号である。Ｈｉｇｈは正電源であるＶＤＤと同一の電位であり、Ｌｏｗは負電
源であるＶＳＳと同一の電位である。ここで、ＳＳＰ、ＣＫ１、ＣＫ２及びＣＫ３は、Ｈ
ｉｇｈとＬｏｗの２値の値を持つ１ビットの信号である。また、ＯＵＴ（１）、ＯＵＴ（
２）、ＯＵＴ（３）、ＯＵＴ（ｎ－１）及びＯＵＴ（ｎ）も、ＨｉｇｈとＬｏｗの２値の
値を持つ１ビットの出力である。Ｈｉｇｈは正電源であるＶＤＤと同一の電位であり、Ｌ
ｏｗは負電源であるＶＳＳと同一の電位である。

【0104】

図５のシフトレジスタ回路の動作について、図２に示す本実施形態のタイミングチャー
トを参照して説明する。

【0105】

ＳＳＰ、ＣＫ１、ＣＫ２及びＣＫ３は第１の実施形態と同様のものを用いることができ
る。なお、ｎｏｄｅＰ（１）は、後に説明する図６のｎｏｄｅＰの電位である。ＯＵＴ（
１）は１段目の回路５０であるＳＲ（１）の出力であり、ＯＵＴ（２）は２段目の回路５
０であるＳＲ（２）の出力であり、ＯＵＴ（３）は３段目の回路５０であるＳＲ（３）の
出力であり、ＯＵＴ（ｎ－１）はｎ－１段目の回路５０であるＳＲ（ｎ－１）の出力であ
り、ＯＵＴ（ｎ）はｎ段目の回路５０であるＳＲ（ｎ）の出力である。

【0106】

図２のタイミングチャートにおいて、期間Ｔ１においてＳＳＰがＨｉｇｈとなると、期
間Ｔ２においてＯＵＴ（１）がＨｉｇｈとなり、期間Ｔ３においてＯＵＴ（２）がＨｉｇ
ｈとなる。こうして、ＳＳＰの出力をシフトすることによってシフトレジスタ回路を構成
している。

【0107】

次に、図６を参照して、１段目の回路５０の構成について説明する。

【0108】

図６に示す回路５０は、入力端子５１、入力端子５２、入力端子５３、入力端子５４、
出力端子５５、トランジスタ３１、トランジスタ３２、容量素子３３、回路３４、回路３
５から構成されている。入力端子５１、入力端子５２、入力端子５３、入力端子５４、出
力端子５５は図５で説明したものと同様なものとする。トランジスタ３１、トランジスタ
３２及びｎｏｄｅＰは図３で説明したものと同様なものとする。回路６１は、ＣＫ２がＨ
ｉｇｈの場合にｎｏｄｅＰにＬｏｗを出力し、ＣＫ２がＬｏｗの場合に出力がフローティ
ングになる機能を有する回路である。回路６２は、ＣＫ２及びＣＫ３のいずれかがＨｉｇ
ｈの場合に出力端子５５にＬｏｗを出力し、ＣＫ２及びＣＫ３がＬｏｗの場合に出力がフ
ローティングになる機能を有する回路である。

【0109】

図６の接続関係について説明する。トランジスタ３１のゲートは入力端子５１と接続さ
れ、ソースとドレインのうち一方はＶＤＤと接続され、ソースとドレインのうち他方は容
量素子３３の一方の電極、トランジスタ３２のゲート及び回路６１の出力端子、つまりｎ
ｏｄｅＰと接続されている。トランジスタ３２のソースとドレインのうち一方は入力端子
５２と接続され、ソースとドレインのうち他方は回路６２の出力端子、容量素子３３の他
方の電極及び出力端子５５と接続されている。入力端子５３は回路６１の入力端子及び回
路６２の入力端子と接続され、入力端子５４は回路６２の入力端子と接続されている。

【0110】

図６の動作について、図２に示す本実施形態のタイミングチャートを参照して、期間Ｔ
１、期間Ｔ２、及び期間Ｔ３に分けて説明する。また、初期状態として、ｎｏｄｅＰ、及
びＯＵＴ（１）の電位はＶＳＳとする。

【0111】

期間Ｔ１において、ＳＳＰがＨｉｇｈ、ＣＫ１がＬｏｗ、ＣＫ２がＬｏｗ、ＣＫ３がＨ
ｉｇｈとなる。このときのトランジスタ３１のゲートの電位はＶＤＤ、ソースとドレイン
のうち一方の電位はＶＤＤ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶＳＳとなるため、当
該トランジスタ３１がオンして、ｎｏｄｅＰの電位がＶＳＳから上昇し始める。ｎｏｄｅ
Ｐの電位の上昇はＶＤＤからトランジスタ３１のしきい値電圧分小さい電位となるところ
で止まり、トランジスタ３１はオフする。このときのｎｏｄｅＰの電位をＶｎ１とする。
回路６１は、ＣＫ２がＬｏｗとなっているため、出力はフローティングとなる。そのため
、ｎｏｄｅＰには電荷が供給されないため、フローティングとなる。回路６２は、ＣＫ２
がＬｏｗ、ＣＫ３がＨｉｇｈとなっているため、Ｌｏｗを出力する。このときのトランジ
スタ３２のゲート電位はＶｎ１、ソースとドレインのうち一方の電位はＶＳＳ、ソースと
ドレインのうち他方の電位はＶＳＳとなるため、当該トランジスタ３２はオンしている。
しかし、ソースとドレインのうち一方の電位とソースとドレインのうち他方の電位とが同
電位であり、電荷の移動はないため、電流は流れず、電位も変動しない。そして、容量素
子３３は出力端子５５の電位であるＶＳＳとｎｏｄｅＰの電位であるＶｎ１との電位差を
保持している。

【0112】

期間Ｔ２において、ＳＳＰがＬｏｗ、ＣＫ１がＨｉｇｈ、ＣＫ２がＬｏｗ、ＣＫ３がＬ
ｏｗとなる。このときのトランジスタ３１のゲートの電位はＶＳＳ、ソースとドレインの
うち一方の電位はＶＤＤ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶｎ１となるため、当該
トランジスタ３１はオフする。回路６１ではＣＫ２がＬｏｗとなっているため、出力はフ
ローティングとなる。回路６２ではＣＫ２がＬｏｗ、ＣＫ３がＬｏｗとなっているため、
出力はフローティングとなる。このときのトランジスタ３２のゲートの電位はＶｎ１、ソ
ースとドレインのうち一方の電位はＶＤＤ、ソースとドレインのうち他方、つまり出力端
子５５の電位はＶＳＳとなるため、当該トランジスタ３２はオンして、出力端子５５の電
位が上昇し始める。すると、トランジスタ３２のゲートと、ソースとドレインのうち他方
の間に接続されている容量素子３３は期間Ｔ１で保持した電位差をそのまま保持するため
、ソースとドレインのうち他方の電位が上昇すると、ゲート電圧も同時に上昇する。この
ときの、ｎｏｄｅＰの電位をＶｎ２とする。ｎｏｄｅＰの電位がＶＤＤとトランジスタ３
２のしきい値電圧との和まで上昇すれば、出力端子１４の電位の上昇はＣＫ１と同じＶＤ
Ｄになるところで止まる。いわゆる、ブートストラップ動作によって、ＣＫ１のＨｉｇｈ
の電位であるＶＤＤまで、出力端子５５の電位を上昇することができる。

【0113】

期間Ｔ３において、ＳＳＰがＬｏｗ、ＣＫ１がＬｏｗ、ＣＫ２がＨｉｇｈ、ＣＫ３がＬ
ｏｗとなる。このとき、ｎｏｄｅＰの電位は、ＣＫ２がＨｉｇｈであるため、回路６１か
らＶＳＳが出力されるため、ＶＳＳとなり、ＯＵＴ（１）の電位も回路６２からＶＳＳが
出力されるため、ＶＳＳとなる。このときのトランジスタ３１のゲート電位はＶＳＳ、ソ
ースとドレインのうち一方の電位はＶＤＤ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶＳＳ
となり、当該トランジスタ３１はオフする。トランジスタ３２のゲートの電位はＶＳＳ、
ソースとドレインのうち一方の電位はＶＳＳ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶＳ
Ｓとなり、当該トランジスタ３２はオフする。

【0114】

上記説明した期間Ｔ１、期間Ｔ２、期間Ｔ３の動作により、期間Ｔ１にＳＳＰが入力さ
れるとＯＵＴ（１）が期間Ｔ２に出力される。つまり、ＳＳＰがクロック信号の１／３周
期ずつシフトして出力される回路５０をｎ段接続することにより、シフトレジスタ回路を
構成している。

【0115】

図６に示した１段目の回路５０を示したが、ｎ段目の回路５０を図５２を参照して説明
する。図５２において、トランジスタ３１、トランジスタ３２、容量素子３３、回路６１
、回路６２、入力端子５１、入力端子５２、入力端子５３、入力端子５４、及び出力端子
５５は図６で説明したものと同様なものとする。入力端子５１から入力される入力信号は
前の段の回路の出力端子５５と接続されていることを特徴とする。

【0116】

なお、トランジスタ３１のゲート、及びトランジスタ３２のソースとドレインのうち他
方は電源線と接続してもよく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線、又は他
の電源線と接続してもよいし、他の信号線と接続してもよい。また、トランジスタ３１の
ソースとドレインのうち他方は信号線と接続してもよく、例えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３
、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよいし、他の電源線と接続してもよ
い。

【0117】

図６に示したシフトレジスタ回路で用いたトランジスタはＮチャネル型トランジスタの
みで構成する単極性回路であったが、Ｐチャネル型トランジスタのみで構成してもよい。
もちろん、Ｐチャネル型トランジスタとＮチャネル型トランジスタ組み合わせてもよい。
トランジスタを全てＰチャネル型トランジスタで構成した場合のシフトレジスタ回路を図
５６を参照して説明する。

【0118】

図５６に示す回路構成において、正電源ＶＤＤ、負電源ＳＳ、入力端子５１、入力端子
５２、入力端子５３、入力端子５４、トランジスタ５５１、トランジスタ５５２、及び容
量素子５５３は図５５と同様なものを用いることができる。回路５６１は、ＣＫ２がＬｏ
ｗの場合にｎｏｄｅＰにＨｉｇｈを出力し、ＣＫ２がＨｉｇｈの場合に出力がフローティ
ングとなる機能を有する回路である。回路５６２は、ＣＫ２、及びＣＫ３のいずれかがＬ
ｏｗの場合にｎｏｄｅＰにＨｉｇｈを出力し、ＣＫ２、及びＣＫ３がＨＩｇｈの場合に出
力がフローティングとなる機能を有する回路である。

【0119】

図５６の接続関係について説明する。トランジスタ５５１のゲートは入力端子５１と接
続され、ソースとドレインのうち一方は正電源ＶＳＳと接続され、ソースとドレインのう
ち他方は容量素子５５３の一方の電極、トランジスタ５５２のゲート及び回路５６１の出
力端子、つまりｎｏｄｅＰと接続されている。トランジスタ５５２のソースとドレインの
うち一方は入力端子５２と接続され、ソースとドレインのうち他方は回路５６２の出力端
子、容量素子５５３の他方の電極及び出力端子５５接続されている。入力端子５３は回路
５６１の入力端子及び回路５６２の第１の入力端子と接続され、入力端子５４は回路５６
２の第１のトランジスタの第２の入力端子と接続されている。

【0120】

なお、トランジスタ５５１のゲート、及びトランジスタ５５２のソースとドレインのう
ち他方は電源線と接続してもよく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線又は
他の電源線と接続してもよいし、他の信号線と接続してもよい。また、トランジスタ５５
１のソースとドレインのうち他方は信号線と接続してもよく、例えばＣＫ１、ＣＫ２、Ｃ
Ｋ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよいし、他の電源線と接続して
もよい。

【0121】

次に、図６０（ａ）を参照して、図５６に示す回路５６１の構成の一例について説明す
る。

【0122】

図６０（ａ）に示す回路５６１において、入力端子５３、及びｎｏｄｅＰは図５５と同
様なものとする。トランジスタ６０１はＰチャネル型トランジスタであり、非結晶半導体
、多結晶半導体、若しくは単結晶半導体によって構成されている。

【0123】

図６０（ａ）の接続関係について説明する。トランジスタ６０１のゲートは、入力端子
５３と接続され、ソースとドレインのうち一方はＶＤＤと接続され、ソースとドレインの
うち他方はｎｏｄｅＰと接続されている。

【0124】

図６０（ａ）の動作について説明する。入力端子５３から入力されるＣＫ２がＬｏｗの
場合に、トランジスタ６０１はオンして、ｎｏｄｅＰにＶＤＤを出力し、ＣＫ２がＨｉｇ
ｈの場合に、トランジスタ６０１はオフして、ｎｏｄｅＰにはなにも出力されない。こう
して、回路５６１は、ＣＫ２がＬｏｗの場合にＨｉｇｈを出力して、Ｈｉｇｈの場合には
フローティングになる機能を有する回路を構成している。また、回路構成は説明した回路
構成に限らず、同じ機能を有する回路構成であればよい。

【0125】

なお、トランジスタ６０１のソースとドレインのうち一方は信号線に接続してもよく、
例えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよい
し、他の電源線と接続してもよい。また、トランジスタ６０１のゲートは電源線と接続し
てもよく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線、又は他の電源線と接続して
もよいし、他の信号線と接続してもよい。

【0126】

図６０（ｂ）を参照して、図５６に示す回路５６２の構成の一例について説明する。

【0127】

図６０（ｂ）に示す回路５６２において、入力端子５３、５４、及び出力端子５５は図
５５と同様なものとする。トランジスタ６０２、６０３はＰャネル型トランジスタであり
、非結晶半導体、多結晶半導体、若しくは単結晶半導体によって構成されている。

【0128】

図６０（ｂ）の動作について説明する。入力端子５３から入力されるＣＫ２がＬｏｗの
場合に、トランジスタ６０２はオンして、出力端子５５にＶＤＤを出力し、ＣＫ２がＨｉ
ｇｈの場合に、トランジスタ６０２はオフして、出力端子５５にはなにも出力されない。
入力端子５４から入力されるＣＫ３がＬｏｗの場合にトランジスタ６０３はオンして、出
力端子５５にＶＤＤを出力し、ＣＫ３がＨｉｇｈの場合に出力端子５５にはなにも出力さ
れない。こうして、回路５６２は、ＣＫ２、ＣＫ３のいずれかががＬｏｗの場合にＨｉｇ
ｈを出力して、Ｈｉｇｈの場合にはフローティングになる機能を有する回路を構成してい
る。また、回路構成は説明した回路構成に限らず、同じ機能を有する回路構成であればよ
い。

【0129】

なお、トランジスタ５９２のソースとドレインのうち一方は信号線に接続してもよく、
例えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよい
し、他の電源線と接続してもよい。また、トランジスタ５９２のゲートは電源線と接続し
てもよく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線、又は他の電源線と接続して
もよいし、他の信号線と接続してもよい。

【0130】

次に、図７（ａ）を参照して、図６に示す回路６１の構成の一例について説明する。

【0131】

図７（ａ）に示す回路６１に示すように、入力端子５３、及びｎｏｄｅＰは図６と同様
なものとする。トランジスタ７１はＮチャネル型トランジスタであり、非結晶半導体、多
結晶半導体、若しくは単結晶半導体によって構成されている。

【0132】

図７（ａ）の接続関係について説明する。トランジスタ７１のゲートは入力端子５３と
接続され、ソースとドレインのうち一方はＶＳＳと接続され、ソースとドレインのうち他
方はｎｏｄｅＰと接続されている。

【0133】

図７（ａ）の動作について説明する。入力端子５３から入力されるＣＫ２がＨｉｇｈの
場合に、トランジスタ７１はオンして、ｎｏｄｅＰにＶＳＳを出力し、ＣＫ２がＬｏｗの
場合に、トランジスタ７１はオフして、ｎｏｄｅＰにはなにも出力されない。こうして、
回路６１は、ＣＫ２がＨｉｇｈの場合にＬｏｗを出力して、Ｌｏｗの場合にはフローティ
ングになる機能を有する回路を構成している。また、回路構成は説明した回路構成に限ら
ず、同じ機能を有する回路構成であればよい。

【0134】

なお、トランジスタ７１のソースとドレインのうち一方は信号線に接続してもよく、例
えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよいし
、他の電源線と接続してもよい。また、トランジスタ７１のゲートは電源線と接続しても
よく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線、又は他の電源線と接続してもよ
いし、他の信号線と接続してもよい。

【0135】

図７（ｂ）を参照して、図６に示す回路６２の構成の一例について説明する。

【0136】

図７（ｂ）に示す回路６２に示すように、入力端子５３、入力端子５４及びＯＵＴ（１
）は図６と同様なものとする。トランジスタ７２、及びトランジスタ７３はＮチャネル型
トランジスタであり、非結晶半導体、多結晶半導体、若しくは単結晶半導体によって構成
されている。

【0137】

図７（ｂ）の接続関係について説明する。トランジスタ７２のゲートは入力端子５３と
接続され、ソースとドレインのうち一方はＶＳＳと接続され、ソースとドレインのうち他
方は出力端子５５と接続されている。トランジスタ７３のゲートは入力端子５４と接続さ
れ、ソースとドレインのうち一方はＶＳＳと接続され、ソースとドレインのうち他方は出
力端子５５と接続されている。もちろん、トランジスタ７２及びトランジスタ７３のソー
スとドレインのうち一方を、トランジスタ７１のソースとドレインのうち一方が接続され
たＶＳＳとなる配線と接続してもよい。

【0138】

図７（ｂ）の動作について説明する。入力端子５３から入力されるＣＫ２がＨｉｇｈの
場合に、トランジスタ７２はオンして、ＯＵＴ（１）にＶＳＳを出力し、ＣＫ２がＬｏｗ
の場合に、トランジスタ７２はオフしてＯＵＴ（１）にはなにも出力されない。また、入
力端子５４から入力されるＣＫ３がＨｉｇｈの場合に、トランジスタ７３はオンして、Ｏ
ＵＴ（１）にＶＳＳを出力し、ＣＫ３がＬｏｗの場合に、トランジスタ７３はオフしてＯ
ＵＴ（１）にはなにも出力されない。こうして、回路６２は、ＣＫ２及びＣＫ３のいずれ
かがＨｉｇｈの場合にＯＵＴ（１）にＬｏｗを出力し、ＣＫ２及びＣＫ３がＬｏｗの場合
にはフローティングになる機能を有する回路を構成している。また、回路構成は説明した
回路構成に限らず、同じ機能を有する回路構成であればよい。

【0139】

なお、トランジスタ７２のソースとドレインのうち一方、及びトランジスタ７３のソー
スとドレインの一方は信号線に接続してもよく、例えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＳＳＰ
などの信号線、又は他の信号線と接続してもよいし、他の電源線と接続してもよい。また
、トランジスタ７２のゲートは電源線と接続してもよく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源Ｖ
ＳＳなどの電源線、又は他の電源線と接続してもよいし、他の信号線と接続してもよい。
また、トランジスタ７３のゲートは電源線と接続してもよく、例えば正電源ＶＤＤ、負電
源ＶＳＳなどの電源線、又は他の電源線と接続してもよいし、他の信号線と接続してもよ
い。

【0140】

つまり、図６、図７に示す構造は、第１のトランジスタ（トランジスタ３１）と、第２
のトランジスタ（トランジスタ３２）と、第３のトランジスタ（トランジスタ７１）と、
第４のトランジスタ（トランジスタ７２）と、第５のトランジスタ（トランジスタ７３）
とを有し、第１のトランジスタは、ソースとドレインのうち一方が第１の配線（ＶＤＤ）
に接続され、ソースとドレインのうち他方が第２のトランジスタのゲート電極と第３のト
ランジスタのソースとドレインのうち他方に接続され、ゲート電極が第５の配線（入力端
子５１）に接続され、第２のトランジスタは、ソースとドレインのうち一方が第３の配線
（入力端子５２）に接続され、ソースとドレインのうち他方が第６の配線（出力端子５５
）に接続され、第３のトランジスタは、ソースとドレインのうち一方が第２の配線（ＶＳ
Ｓ）に接続され、ソースとドレインのうち他方が第２のトランジスタのゲート電極に接続
され、ゲート電極が第４の配線（入力端子５３）に接続され、第４のトランジスタは、ソ
ースとドレインのうち一方が第２の配線（ＶＳＳ）に接続され、ソースとドレインのうち
他方が第６の配線（出力端子５５）に接続され、ゲート電極が第４の配線（入力端子５３
）に接続され、第５のトランジスタは、ソースとドレインのうち一方が第２の配線（ＶＳ
Ｓ）に接続され、ソースとドレインのうち他方が第６の配線（出力端子５５）に接続され
、ゲート電極が第７の配線（入力端子５４）に接続されている。また、第１のトランジス
タにおいて、ソースとドレインのうち一方を第５の配線（入力端子５１）に接続させた構
成とすることも可能である。

【0141】

以上のような、シフトレジスタ回路では、ＣＫ２及びＣＫ３のいずれかがＨｉｇｈにな
るに従って、出力端子５５にＶＳＳを供給することができる。つまり、非選択期間に、一
定期間毎にＶＳＳを入力することによって、ノイズを減らすことができ、且つ定常的にオ
ンするトランジスタがないため、特性が劣化することを抑制することができる。また、第
１の実施形態に比べ、非選択期間に示すように２倍の期間、ＶＳＳを出力端子５５に供給
することができるため、よりノイズを低減することができる。

【0142】

以下に、本実施形態の変更可能な構成例、及び動作例をいくつか述べる。また、以下で
述べる構成例、及び動作例は「課題を解決するための手段」、「発明を実施するための最
良の形態」、及び「実施例」について適用可能であり、第１の実施形態で説明した変更可
能な構成例、及び動作例を本実施形態に適用することができる。

【0143】

図６に示すように、ｎｏｄｅＰと、ＶＳＳ又はＶＤＤの間に容量素子を接続してもよい
。容量素子を接続することでより、ｎｏｄｅＰの電位を安定させることができる。

【0144】

図６に示すように、容量素子３３はブートストラップ動作をするために接続されており
、トランジスタ３２のゲートと、ソースとドレインのうち他方との間にブートストラップ
動作できるだけの寄生容量などがあれば、なくてもよい。また、容量素子３３の形成方法
はどこでもよい。例えば、非結晶半導体層とゲート配線層との間で容量素子を形成しても
よいし、半導体層と配線との間で容量素子を形成してもよい。半導体層とゲート配線層と
で容量素子を形成する場合は、ボトムゲートトランジスタ、トップゲート型トランジスタ
に関らず薄いＧＩ膜（ゲート絶縁膜）を挟んで形成されているため、小さい面積でより多
くの容量値を得ることが可能となるため、有利である。

【0145】

図６に示すように、回路６１は必ずしも必要ではない。つまり、回路６２によって、一
定期間毎にＶＳＳを出力しているため、ｎｏｄｅＰにノイズがあってもトランジスタ３２
をオフしていればよいためである。こうすることで、素子数を減らすことができる。その
とき、ｎｏｄｅＰと、ＶＳＳ又はＶＤＤの間に容量素子を接続してもよい。

【0146】

図６に示した回路６２の入力端子に次の段の回路５０の出力を入力してもよいし、同様
に回路３５の入力端子には次の段の回路５０の出力を入力してもよいし、回路６１の入力
端子、及び回路６２の入力端子に次の段の回路５０の出力を入力してもよい。次の段の回
路５０の出力を利用することで、制御信号だけに同期するのではなく実際のシフトレジス
タ回路の出力とも同期することができるため、よりシフトレジスタ回路の動作にあった電
位の切り替えができるため有利である。

【0147】

図６に示すように、ｎｏｄｅＰとＶＳＳ、又はＶＤＤの間に容量素子を接続してもよい
。容量素子を接続することでより、ｎｏｄｅＰの電位を安定させることができる。

【0148】

（第３の実施形態）
本実施形態は、非選択期間の出力電圧のノイズを減らすために、非選択期間においてＶ
ＳＳを出力することでノイズを減らすことを特徴とするシフトレジスタ回路の構成、及び
動作について、図２、図５、図８乃至図１０を用いて説明する。

【0149】

図５に示すシフトレジスタ回路の構成、及び動作は第２の実施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。

【0150】

図８を参照して、１段目の回路５０であるＳＲ（１）の構成について説明する。図８に
示す回路５０は、入力端子５１、入力端子５２、入力端子５３、入力端子５４、出力端子
５５、トランジスタ３１、トランジスタ３２、容量素子３３、回路８１、回路８２、回路
８３から構成されている。

【0151】

入力端子５１、入力端子５２、入力端子５３、入力端子５４、出力端子５５、トランジ
スタ３１、トランジスタ３２、容量素子３３は、図５で説明したものと同様なものとする
。

【0152】

回路８１は、ＣＫ２がＨｉｇｈの場合にｎｏｄｅＰにＬｏｗを出力し、ＣＫ２がＬｏｗ
の場合に出力がフローティングになる機能を有する回路である。回路８２は、回路８３の
出力がＨｉｇｈで、且つＣＫ１、ＣＫ２及びＣＫ３のいずれかがＨｉｇｈの場合に出力端
子５５にＬｏｗを出力し、ＣＫ１、ＣＫ２及びＣＫ３がＬｏｗの場合に出力がフローティ
ングになる。そして、回路８３からの出力がＬｏｗで、且つＣＫ２及びＣＫ３のいずれか
がＨｉｇｈの場合に出力端子５５にＬｏｗを出力し、ＣＫ２及びＣＫ３がＬｏｗの場合に
出力がフローティングとなる機能を有する回路である。回路８３は、ｎｏｄｅＰの電位が
ＶＤＤ付近、もしくはそれ以上の場合に回路８２にＬｏｗを出力し、ｎｏｄｅＰの電位が
ＶＳＳの場合に回路８２にＨｉｇｈを出力する回路である。

【0153】

図８の接続関係について説明する。トランジスタ３１のゲートは入力端子５１と接続さ
れ、ソースとドレインのうち一方はＶＤＤと接続され、ソースとドレインのうち他方は容
量素子３３の一方の電極、トランジスタ３２のゲート、回路８３の入力端子及び回路８１
の出力端子、つまりｎｏｄｅＰと接続されている。トランジスタ３２のソースとドレイン
のうち一方は入力端子５２と接続され、ソースとドレインのうち他方は回路８２の出力端
子、容量素子３３の他方の端子、及び出力端子５５と接続されている。入力端子５２は回
路８２の入力端子と接続され、入力端子５３は回路８１の入力端子、及び回路８２の入力
端子と接続され、入力端子５４は回路８２の入力端子と接続されている。回路８３の出力
端子は回路８２の入力端子と接続されている。

【0154】

図８の動作について、図２に示す本実施形態のタイミングチャートを参照して、期間Ｔ
１、期間Ｔ２、及び期間Ｔ３に分けて説明する。また、初期状態として、ｎｏｄｅＰ、及
びＯＵＴ（１）の電位はＶＳＳとする。

【0155】

期間Ｔ１において、ＳＳＰがＨｉｇｈ、ＣＫ１がＬｏｗ、ＣＫ２がＬｏｗ、ＣＫ３がＨ
ｉｇｈとなる。このときのトランジスタ３１のゲートの電位はＶＤＤ、ソースとドレイン
のうち一方の電位はＶＤＤ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶＳＳとなるため、当
該トランジスタ３１がオンして、ｎｏｄｅＰの電位がＶＳＳから上昇し始める。ｎｏｄｅ
Ｐの電位の上昇はＶＤＤからトランジスタ３１のしきい値電圧分小さい電位となるところ
で止まり、トランジスタ３１はオフする。このときのｎｏｄｅＰの電位をＶｎ１とする。
回路８１は、ＣＫ２がＬｏｗとなっているため、出力はフローティングとなる。そのため
、ｎｏｄｅＰには電荷が供給されないため、フローティングとなる。回路８３は、ｎｏｄ
ｅＰの電位がＶｎ１となるため、回路８２の入力端子にＬｏｗを出力する。回路８２は、
回路８３の出力がＬｏｗ、ＣＫ１がＬｏｗ、ＣＫ２がＬｏｗ、ＣＫ３がＨｉｇｈとなるた
め、Ｌｏｗを出力する。このときのトランジスタ３２のゲート電位はＶｎ１、ソースとド
レインのうち一方の電位はＶＳＳ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶＳＳとなるた
め、当該トランジスタ３２はオンしている。しかし、ソースとドレインのうち一方の電位
とソースとドレインのうち他方の電位とが同電位であり、電荷の移動はないため、電流は
流れず、電位も変動しない。そして、容量素子３３には出力端子５５の電位であるＶＳＳ
とｎｏｄｅＰの電位であるＶｎ１との電位差を保持している。

【0156】

期間Ｔ２において、ＳＳＰがＬｏｗ、ＣＫ１がＨｉｇｈ、ＣＫ２がＬｏｗ、ＣＫ３がＬ
ｏｗとなる。このときのトランジスタ３１のゲートの電位はＶＳＳ、ソースとドレインの
うち一方の電位はＶＤＤ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶｎ１となるため、当該
トランジスタ３１はオフする。回路６１ではＣＫ２がＬｏｗとなっているため、出力はフ
ローティングなる。回路８３は、ｎｏｄｅＰの電位がＶｎ１となるため回路８２の入力端
子にＬｏｗを出力する。回路８２は、回路８３の出力がＬｏｗ、ＣＫ１がＨｉｇｈ、ＣＫ
２がＬｏｗ、ＣＫ３がＬｏｗとなるため、出力はフローティングとなる。このときのトラ
ンジスタ３２のゲートの電位はＶｎ１、ソースとドレインのうち一方の電位はＶＤＤ、ソ
ースとドレインのうち他方、つまり出力端子５５の電位はＶＳＳとなるため、当該トラン
ジスタ３２がオンして、出力端子５５の電位が上昇し始める。すると、トランジスタ３２
のゲートと、ソースとドレインのうち他方の間に接続されている容量素子３３は期間Ｔ１
で保持した電位差をそのまま保持するため、ソースとドレインのうち他方の電位が上昇す
ると、ゲート電圧も同時に上昇する。このときの、ｎｏｄｅＰの電位をＶｎ２とする。ｎ
ｏｄｅＰの電位がＶＤＤとトランジスタ３２のしきい値電圧との和まで上昇すれば、出力
端子５５の電位の上昇はＣＫ１の電位と同じＶＤＤになるところで止まる。いわゆる、ブ
ートストラップ動作によって、ＣＫ１のＨｉｇｈの電位であるＶＤＤまで、出力端子５５
の電位を上昇することができる。

【0157】

期間Ｔ３において、ＳＳＰがＬｏｗ、ＣＫ１がＬｏｗ、ＣＫ２がＨｉｇｈｔ、ＣＫ３が
Ｌｏｗとなる。このとき、ｎｏｄｅＰの電位は、ＣＫ２がＨｉｇｈであるため、回路８１
からＶＳＳが出力されるため、ＶＳＳとなり、回路８３は回路８２の入力端子にＨｉｇｈ
を出力する。ＯＵＴ（１）の電位も回路８２からＶＳＳが出力されるため、ＶＳＳとなる
。このときのトランジスタ３１のゲート電位はＶＳＳ、ソースとドレインのうち一方の電
位はＶＤＤ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶＳＳとなり、当該トランジスタ３１
はオフする。トランジスタ３２のゲートの電位はＶＳＳ、ソースとドレインのうち一方の
電位はＶＳＳ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶＳＳとなり、当該トランジスタ３
２はオフする。

【0158】

上記説明した期間Ｔ１、期間Ｔ２、期間Ｔ３の動作により、期間Ｔ１にＳＳＰが入力さ
れるとＯＵＴ（１）が期間Ｔ２に出力される。つまり、ＳＳＰがクロック信号の１／３周
期ずつシフトして出力される回路５０をｎ段接続することにより、シフトレジスタ回路を
構成している。

【0159】

図８に１段目の回路５０を示したが、ｎ段目の回路５０を図５３を参照して説明する。

【0160】

図５３において、トランジスタ３１、トランジスタ３２、容量素子３３、回路８１、回
路８２、回路８３、入力端子５１、入力端子５２、入力端子５３、入力端子５４及び出力
端子５５は、図８で説明したものと同様なものとする。入力端子５１から入力される入力
信号は前の段の回路の出力端子５５と接続されていることを特徴とする。

【0161】

図８に示したシフトレジスタ回路で用いたトランジスタはＮチャネル型トランジスタの
みで構成する単極性回路であったが、Ｐチャネル型トランジスタのみで構成してもよい。
もちろん、Ｐチャネル型トランジスタとＮチャネル型トランジスタ組み合わせてもよい。
トランジスタを全てＰチャネル型トランジスタで構成した場合のシフトレジスタ回路を図
５７を参照して説明する。

【0162】

図５７に示す回路構成において、正電源ＶＤＤ、負電源ＳＳ、入力端子５１、入力端子
５２、入力端子５３、入力端子５４、トランジスタ５５１、トランジスタ５５２、及び容
量素子５５３は図５５と同様なものを用いることができる。回路５７１は、ＣＫ２がＬｏ
ｗの場合にｎｏｄｅＰにＨｉｇｈを出力し、ＣＫ２がＨｉｇｈの場合に出力がフローティ
ングとなる機能を有する回路である。回路５７２はＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３のうちいずれ
かがＬｏｗのときに出力端子５５にＨｉｇｈを出力する回路である。

【0163】

図５７の接続関係について説明する。トランジスタ５５１のゲートは入力端子５１と接
続され、ソースとドレインのうち一方は正電源ＶＳＳと接続され、ソースとドレインのう
ち他方は容量素子５５３の一方の電極、トランジスタ５５２のゲート及び回路５７１の出
力端子、つまりｎｏｄｅＰと接続されている。トランジスタ５５２のソースとドレインの
うち一方は入力端子５２と接続され、ソースとドレインのうち他方は回路５７２の出力端
子、容量素子５５３の他方の電極、及び出力端子５５と接続されている。入力端子５２は
回路５７２の入力端子と接続されている。入力端子５３は回路５７１の入力端子、及び回
路５７２の第１の入力端子と接続され、入力端子５４は回路５７２の第１のトランジスタ
の第２の入力端子と接続されている。

【0164】

なお、トランジスタ５５１のゲート及びトランジスタ５５２のソースとドレインのうち
他方は電源線と接続してもよく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線、又は
他の電源線と接続してもよいし、他の信号線と接続してもよい。また、トランジスタ５５
１のソースとドレインのうち他方は信号線と接続してもよく、例えばＣＫ１、ＣＫ２、Ｃ
Ｋ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよいし、他の電源線と接続して
もよい。

【0165】

次に、図９（ａ）を参照して、図８に示す回路８１の構成の一例について説明する。

【0166】

図９（ａ）に示す回路８１において、入力端子５３、及びｎｏｄｅＰは図８と同様なも
のとする。トランジスタ９１はＮチャネル型トランジスタであり、非結晶半導体、多結晶
半導体、若しくは単結晶半導体によって構成されている。

【0167】

図９（ａ）の接続関係について説明する。トランジスタ９１のゲートは入力端子５３と
接続され、ソースとドレインのうち一方はＶＳＳと接続され、ソースとドレインのうち他
方はｎｏｄｅＰと接続されている。

【0168】

図９（ａ）の動作について説明する。入力端子５３から入力されるＣＫ２がＨｉｇｈの
場合に、トランジスタ９１はオンして、ｎｏｄｅＰにＶＳＳを出力し、ＣＫ２がＬｏｗの
場合に、トランジスタ９１はオフして、ｎｏｄｅＰにはなにも出力されない。こうして、
回路８１は、ＣＫ２がＨｉｇｈの場合にＬｏｗを出力して、Ｌｏｗの場合にはフローティ
ングになる機能を有する回路を構成している。また、回路構成は説明した回路構成に限ら
ず、同じ機能を有する回路構成であればよい。また、Ｐチャネル型トランジスタで構成し
た場合の構成例を図６１に示す。同業者であれば容易に変更が可能である。

【0169】

なお、トランジスタ９１のソースとドレインのうち一方は信号線に接続してもよく、例
えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよいし
、他の電源線と接続してもよい。また、トランジスタ９１のゲートは電源線と接続しても
よく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線、又は他の電源線と接続してもよ
いし、他の信号線と接続してもよい。

【0170】

図９（ｂ）を参照して、図８に示す回路８２の構成の一例について説明する。

【0171】

図９（ｂ）に示す回路８２において、入力端子５２、入力端子５３、入力端子５４及び
ＯＵＴ（１）は図８と同様なものとする。トランジスタ９２、トランジスタ９３、トラン
ジスタ９４及びトランジスタ９５はＮチャネル型トランジスタであり、非結晶半導体、多
結晶半導体、若しくは単結晶半導体によって構成されている。Ｖｏｕｔは回路８２の出力
である。

【0172】

図９（ｂ）の接続関係について説明する。トランジスタ９５のゲートはＶｏｕｔが接続
され、ソースとドレインのうち一方は入力端子５２と接続され、ソースとドレインのうち
他方はトランジスタ９２のゲートと接続されている。トランジスタ９２のソースとドレイ
ンのうち一方はＶＳＳと接続され、ソースとドレインのうち他方は出力端子５５と接続さ
れている。トランジスタ９３のゲートは入力端子５３と接続され、ソースとドレインのう
ち一方はＶＳＳと接続され、ソースとドレインのうち他方は出力端子５５と接続されてい
る。トランジスタ９４のゲートは入力端子５４と接続され、ソースとドレインのうち一方
はＶＳＳと接続され、ソースとドレインのうち他方は出力端子５５と接続されている。

【0173】

図９（ｂ）の動作について説明する。回路８３の出力から入力されるＶｏｕｔがＨｉｇ
ｈの場合に、トランジスタ９５はオンして、トランジスタ９２のゲートにＣＫ１を信号を
伝達する。ＶｏｕｔがＬｏｗの場合に、トランジスタ９５はオフして、トランジスタ９２
のゲートにＣＫ１の信号は伝達されないため、前の状態を保持する。ここで、トランジス
タ９５がオンして、且つ入力端子５２から入力されるＣＫ１がＨｉｇｈの場合に、トラン
ジスタ９２はオンして、ＯＵＴ（１）にＶＳＳを出力し、ＣＫ１がＬｏｗの場合に、トラ
ンジスタ９２はオフして、ＯＵＴ（１）にはなにも出力されない。入力端子５３から入力
されるＣＫ２がＨｉｇｈの場合に、トランジスタ９３はオンして、ＯＵＴ（１）にＶＳＳ
を出力し、ＣＫ２がＬｏｗの場合に、トランジスタ９３はオフして、ＯＵＴ（１）にはな
にも出力されない。入力端子５４から入力されるＣＫ３がＨｉｇｈの場合に、トランジス
タ９４がオンして、ＯＵＴ（１）にＶＳＳが出力され、ＣＫ３がＬｏｗの場合に、トラン
ジスタ９４はオフして、ＯＵＴ（１）にはなにも出力されない。こうして、回路８２は、
回路８３の出力がＨｉｇｈで、且つＣＫ１、ＣＫ２、及びＣＫ３のいずれかがＨｉｇｈの
場合に出力端子５５にＬｏｗを出力し、ＣＫ１、ＣＫ２、及びＣＫ３がＬｏｗの場合に出
力がフローティングになる。そして、回路８３からの出力がＬｏｗで、且つＣＫ２、及び
ＣＫ３のいずれかがＨｉｇｈの場合に出力端子５５にＬｏｗを出力し、ＣＫ２、及びＣＫ
３がＬｏｗの場合に出力がフローティングとなる機能を有する回路を構成している。また
、回路構成は説明した回路構成に限らず、同じ機能を有する回路構成であればよい。

【0174】

なお、トランジスタ９２のソースとドレインのうち一方、トランジスタ９３のソースと
ドレインのうち一方、及びトランジスタ９４のソースとドレインのうち一方は信号線に接
続してもよく、例えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と
接続してもよいし、他の電源線と接続してもよい。また、トランジスタ９５のソースとド
レインのうち一方、トランジスタ９２のゲート、トランジスタ９３のゲート、トランジス
９４のゲートは電源線と接続してもよく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源
線、又は他の電源線と接続してもよいし、他の信号線と接続してもよい。

【0175】

次に、図１０（ａ）を参照して、図８に示す回路８３の構成の一例について説明する。

【0176】

図１０（ａ）に示す回路８３おいて、ｎｏｄｅＰ、Ｖｏｕｔは図８と同様なものとする
。トランジスタ１０１はＮチャネル型トランジスタであり、非結晶半導体、多結晶半導体
、若しくは単結晶半導体によって構成されている。抵抗素子１０２は、抵抗成分を持つ抵
抗素子である。抵抗成分を持っていれば、いかなる線形素子でもよいし、非線形素子でも
よい。例えば、ダイオード接続したトランジスタを接続してもよい。

【0177】

抵抗素子１０２として、トランジスタを用いた場合の構成例について図４８を参照して
説明する。ｎｏｄｅＰ、Ｖｏｕｔ、トランジスタ１０１、正電源線ＶＤＤ、及び負電源Ｖ
ＳＳは図１０と同様なものとする。トランジスタ４８１はＮチャネル型トランジスタであ
り、非結晶半導体、多結晶半導体、若しくは単結晶半導体によって構成されている。トラ
ンジスタ４８１のソースとドレインのうち一方は正電源ＶＤＤと接続され、ソースとドレ
インのうち他方はＶｏｕｔと接続され、ゲートはソースとドレインのうち一方と接続され
ダイオード接続されている。ＶｏｕｔはＶＳＳからオンするトランジスタ１０１を介して
電荷が供給されなければ、ＶＤＤからトランジスタ４８１のしきい値電圧引いた電位なる
。こうして、ｎｏｄｅＰがＬｏｗとなるとトランジスタ１０１はオフしてＶｏｕｔの電位
はＶＤＤからトランジスタ４８１のしきい値電圧引いた電位となり、ｎｏｄｅＰがＨｉｇ
ｈとなりトランジスタ１０１がオンするとＶｏｕｔの電位はＶＳＳの電位なる。

【0178】

図１０（ａ）の接続関係について説明する。トランジスタ１０１のゲートはｎｏｄｅＰ
と接続され、トランジスタ１０１のソースとドレインのうち一方は抵抗素子１０２の一方
の端子、及びＶｏｕｔと接続され、ソースとドレインのうち他方はＶＳＳと接続されてい
る。抵抗素子１０２の他方の端子はＶＤＤと接続されている。

【0179】

図１０（ａ）の動作について説明する。ｎｏｄｅＰの電位がＶＳＳとトランジスタ１０
１のしきい値電圧との和の電圧以上だった場合に、トランジスタ１０１はオンして、Ｖｏ
ｕｔにＶＳＳを出力する。ｎｏｄｅＰの電位がＶＳＳとトランジスタ１０１のしきい値電
圧との和の電圧未満だった場合に、トランジスタ１０１はオフして、Ｖｏｕｔには抵抗素
子１０２を介してＶＤＤが出力される。このように、ｎｏｄｅＰの電位がＶＳＳとトラン
ジスタ１０１のしきい値電圧との和の電圧以上だった場合に回路８２の入力端子にＬｏｗ
を出力し、ｎｏｄｅＰの電位がＶＳＳとトランジスタ１０１のしきい値電圧との和の電圧
未満だった場合に回路８２の入力端子にＨｉｇｈを出力する機能を有する回路を構成して
いる。また、回路構成は説明した回路構成に限らず、同じ機能を有する回路構成であれば
よい。また、図６２に図１０の回路構成をＰチャネル型トランジスタを用いた場合の構成
例を示す。

【0180】

なお、トランジスタ１０１のソースとドレインのうち他方は信号線に接続してもよく、
例えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよい
し、他の電源線と接続してもよい。また、トランジスタ１０１のゲートは電源線と接続し
てもよく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線、又は他の電源線と接続して
もよいし、他の信号線と接続してもよい。

【0181】

図１０（ｂ）を参照して、図８に示す回路８３の構成の別の一例について説明する。

【0182】

図１０（ｂ）に示す回路８３に示すように、ｎｏｄｅＰ、Ｖｏｕｔは図８と同様なもの
とする。ＯＵＴ（２）は次の２段目の回路５０の出力である。例えば、ｎ段目の回路５０
だとするとｎ＋１段目の回路５０の出力である。トランジスタ１０２、及びトランジスタ
１０３はＮチャネル型トランジスタであり、非結晶半導体、多結晶半導体、若しくは単結
晶半導体によって構成されている。容量素子１０４は２つの電極を持った容量素子である
。

【0183】

図１０（ｂ）の接続関係について説明する。トランジスタ１０２のゲートはＯＵＴ（２
）と接続され、ソースとドレインのうち一方はＶＤＤと接続され、ソースとドレインのう
ち他方はトランジスタ１０３のソースとドレインのうち一方、容量素子１０４の一方の電
極、及びＶｏｕｔと接続されている。トランジスタ１０３のゲートはｎｏｄｅＰ、ソース
とドレインのうち他方はＶＳＳと接続されている。容量素子１０４の他方の電極はＶＳＳ
と接続されている。

【0184】

図１０（ｂ）の動作について説明する。ｎｏｄｅＰの電位がＶＳＳとトランジスタ１０
３のしきい値電圧との和の電圧以上だった場合に、トランジスタ１０３はオンしてＶＳＳ
をＶｏｕｔに出力する。ｎｏｄｅＰの電位がＶＳＳとトランジスタ１０３のしきい値電圧
との和の電圧以未満だった場合に、トランジスタ１０３はオフして出力はフローティング
となる。ＯＵＴ２がＨｉｇｈだった場合に、トランジスタ１０２はオンしてＶｏｕｔにＶ
ＤＤとトランジスタ１０２のしきい値電圧との差の電圧を出力する。ＯＵＴ２がＬｏｗだ
った場合に、トランジスタ１０２はオフして出力はフローティングとなる。つまり、ｎｏ
ｄｅＰの電位がＶＤＤ付近、若しくはそれ以上だった場合に、ＶｏｕｔはＬｏｗを出力し
、ｎｏｄｅＰの電位がＶＳＳだった場合に、ＶｏｕｔはＨｉｇｈを出力する機能を有する
回路を構成している。また、回路構成は説明した回路構成に限らず、同じ機能を有する回
路構成であればよい。

【0185】

なお、トランジスタ１０２のゲート及びトランジスタ１０３のゲートは電源線と接続し
てもよく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線、又は他の電源線と接続して
もよいし、他の信号線と接続してもよい。また、トランジスタ１０３のソースとドレイン
のうち他方は信号線に接続してもよく、例えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＳＳＰなどの信
号線、又は他の信号線と接続してもよいし、他の電源線と接続してもよい。

【0186】

以上のような、シフトレジスタ回路では、非動作期間において、ＣＫ１、ＣＫ２及びＣ
Ｋ３のうちいずれかがＨｉｇｈとなれば、出力端子５５にＶＳＳを供給することができる
。つまり、非選択期間における出力端子５５には常時ＶＳＳが供給されているため、電位
が安定し、ノイズを無くすことができ、且つ定常的にオンするトランジスタがないため、
特性が劣化することを抑制することができる。また、ｎｏｄｅＰにも一定期間毎にＶＳＳ
を供給することによって、トランジスタ３２を確実にオフすることができる。

【0187】

以下に、本実施形態の変更可能な構成例、及び動作例をいくつか述べる。また、以下で
述べる構成例、及び動作例は「課題を解決するための手段」、「発明を実施するための最
良の形態」、及び「実施例」について適用可能であり、第１の実施形態で説明した変更可
能な構成例、及び動作例を本実施形態に適用することができる。

【0188】

図９に示すように、トランジスタ９２のゲートは、トランジスタ９５がオフのとき浮遊
となる。そのため、トランジスタ９２のゲート容量に電位を保持しているが、保持しきれ
ない場合は、容量素子を接続してもよい。その場合、トランジスタ９２のゲートとＶＤＤ
、又はＶＳＳとの間に容量素子を接続することが望ましい。

【0189】

図１０（ｂ）に示すように、Ｖｏｕｔに容量素子１０４が接続されているが、Ｖｏｕｔ
の接続先が十分な容量をもっていれば設けない構成としてもよい。出力であるＶｏｕｔに
接続されている容量素子１０４を無くすことで、より高速な動作が可能となる。

【0190】

図１０（ｂ）に示すように、トランジスタ１０３のゲートにはｎｏｄｅＰが接続されて
いるが、入力端子５１を接続してもよい。入力端子５１を接続することによって、トラン
ジスタ１０２とトランジスタ１０３とが同時にオンする期間がなくなりトランジスタ１０
２、及びトランジスタ１０３を介した貫通電流がなくなるため、誤動作しにくくなり、且
つ消費電力が小さくなる。

【0191】

（第４の実施形態）
本実施形態は、非選択期間の出力電圧のノイズを減らすために、一定時間毎にＶＳＳを
出力することでノイズを減らすことを特徴とするシフトレジスタ回路の構成、及び動作に
ついて、図２、図５、図１１及び図１２を用いて説明する。

【0192】

図５に示すシフトレジスタ回路の構成、及び動作は第２の実施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。

【0193】

図１１を参照して、１段目の回路５０であるＳＲ（１）の構成について説明する。図１
１に示す回路は、入力端子５１、入力端子５２、入力端子５３、入力端子５４、出力端子
５５、トランジスタ３１、トランジスタ３２、容量素子３３、回路１１１、回路８２、回
路８３から構成されている。入力端子５１、入力端子５２、入力端子５３、入力端子５４
、出力端子５５、回路８２、回路８３、トランジスタ３１、トランジスタ３２、容量素子
３３、及びｎｏｄｅＰは図８で説明したものと同様なものとする。

【0194】

回路１１１は回路８３からの出力がＨｉｇｈの場合で、且つＣＫ１、ＣＫ２及びＣＫ３
のいずれかがＨｉｇｈの場合にｎｏｄｅＰにＬｏｗを出力し、ＣＫ１、ＣＫ２及びＣＫ３
がＬｏｗの場合に出力がフローティングとなる。そして、回路８３からの出力がＬｏｗの
場合で、且つＣＫ２がＨｉｇｈの場合にｎｏｄｅＰにＬｏｗを出力し、ＣＫ２がＬｏｗの
場合に出力がフローティングとなる機能を有する回路である。

【0195】

図１１接続関係について説明する。トランジスタ３１のゲートは入力端子５１と接続さ
れ、ソースとドレインのうち一方はＶＤＤと接続され、ソースとドレインのうち他方は容
量素子３３の一方の電極、トランジスタ３２のゲート、回路８３の入力端子及び回路１１
１の出力端子、つまりｎｏｄｅＰと接続されている。トランジスタ３２のソースとドレイ
ンのうち一方は入力端子５２と接続され、ソースとドレインのうち他方は回路８２の出力
端子、容量素子３３の他方の電極、及び出力端子５５と接続されている。入力端子５２は
回路８２の入力端子及び回路１１１の入力端子と接続され、入力端子５３は回路８２の入
力端子及び回路１１１の入力端子と接続され、入力端子５４は回路８２の入力端子及び回
路１１１の入力端子と接続されている。回路８３の出力端子は回路８２の入力端子、及び
回路１１１の入力端子と接続されている。

【0196】

図１１の動作について、図２に示す本実施形態のタイミングチャートを参照して、期間
Ｔ１、期間Ｔ２、及び期間Ｔ３に分けて説明する。また、初期状態として、ｎｏｄｅＰ、
及びＯＵＴ（１）の電位はＶＳＳとする。

【0197】

期間Ｔ１において、ＳＳＰがＨｉｇｈ、ＣＫ１がＬｏｗ、ＣＫ２がＬｏｗ、ＣＫ３がＨ
ｉｇｈとなる。このときのトランジスタ３１のゲートの電位はＶＤＤ、ソースとドレイン
のうち一方の電位はＶＤＤ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶＳＳとなるため、当
該トランジスタ３１がオンして、ｎｏｄｅＰの電位がＶＳＳから上昇し始める。ｎｏｄｅ
Ｐの電位の上昇はＶＤＤからトランジスタ３１のしきい値電圧分小さい電位となるところ
で止まり、トランジスタ３１はオフする。このときのｎｏｄｅＰの電位をＶｎ１とする。
回路８３はｎｏｄｅＰの電位がＶｎ１となるため、回路８２の入力端子、及び回路８３の
入力端子にＬｏｗを出力する。回路１１１は、回路８３の出力がＬｏｗ、ＣＫ１がＬｏｗ
、ＣＫ２がＬｏｗ、ＣＫ３がＨｉｇｈなとなるため、出力はフローティングとなる。回路
８２は、回路８３の出力がＬｏｗ、ＣＫ１がＬｏｗ、ＣＫ２がＬｏｗ、ＣＫ３がＨｉｇｈ
なとなるため出力端子５５にＬｏｗを出力する。そして、容量素子３３には出力端子５５
の電位であるＶＳＳとｎｏｄｅＰの電位であるＶｎ１との電位差が保持されている。

【0198】

期間Ｔ２において、ＳＳＰがＬｏｗ、ＣＫ１がＨｉｇｈ、ＣＫ２がＬｏｗ、ＣＫ３がＬ
ｏｗとなる。このときのトランジスタ３１のゲートの電位はＶＳＳ、ソースとドレインの
うち一方の電位はＶＤＤ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶｎ１となるため、当該
トランジスタ３１はオフする。回路８３はｎｏｄｅＰの電位がＶｎ１となるため回路８２
の入力端子及び回路１１１の入力端子にＬｏｗを出力する。回路１１１は、回路８３の出
力がＬｏｗ、ＣＫ１がＨｉｇｈ、ＣＫ２がＬｏｗ、ＣＫ３がＬｏｗとなるため、出力はフ
ローティングとなる。回路８２は、回路８３の出力がＬｏｗ、ＣＫ１がＨｉｇｈ、ＣＫ２
がＬｏｗ、ＣＫ３がＬｏｗとなるため、出力はフローティングとなる。このときのトラン
ジスタ３２のゲートの電位はＶｎ１、ソースとドレインのうち一方の電位はＶＤＤ、ソー
スとドレインのうち他方、つまり出力端子５５の電位はＶＳＳとなるため、当該トランジ
スタ３２がオンして、出力端子５５の電位が上昇し始める。すると、トランジスタ３２の
ゲートと、ソースとドレインのうち他方の間に接続されている容量素子３３は期間Ｔ１で
保持した電位差をそのまま保持するため、ソースとドレインのうち他方の電位が上昇する
と、ゲートの電位も同時に上昇する。このときの、ｎｏｄｅＰの電位をＶｎ２とする。ｎ
ｏｄｅＰの電位がＶＤＤとトランジスタ３２のしきい値電圧との和まで上昇すれば、出力
端子５５の電位の上昇はＣＫ１と同じＶＤＤになるところで止まる。いわゆる、ブートス
トラップ動作によって、ＣＫ１のＨｉｇｈの電位であるＶＤＤまで、出力端子５５の電位
を上昇することができる。

【0199】

期間Ｔ３において、ＳＳＰがＬｏｗ、ＣＫ１がＬｏｗ、ＣＫ２がＨｉｇｈｔ、ＣＫ３が
Ｌｏｗとなる。このとき、ｎｏｄｅＰの電位は、ＣＫ２がＨｉｇｈであるため、回路１１
１からＶＳＳが出力されるため、ＶＳＳとなり、回路８３は回路８２の入力端子にＨｉｇ
ｈを出力する。ＯＵＴ（１）の電位も回路８２からＶＳＳが出力されるため、ＶＳＳとな
る。このときのトランジスタ３１のゲート電位はＶＳＳ、ソースとドレインのうち一方の
電位はＶＤＤ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶＳＳとなり、当該トランジスタ３
１はオフする。トランジスタ３２のゲートの電位はＶＳＳ、ソースとドレインのうち一方
の電位はＶＳＳ、ソースとドレインのうち他方の電位はＶＳＳとなり、当該トランジスタ
３２はオフする。

【0200】

上記説明した期間Ｔ１、期間Ｔ２、期間Ｔ３の動作により、期間Ｔ１にＳＳＰが入力さ
れるとＯＵＴ（１）が期間Ｔ２に出力される。つまり、ＳＳＰがクロック信号の１／３周
期ずつシフトして出力される回路５０をｎ段接続することにより、シフトレジスタ回路を
構成している。

【0201】

図１１に示したシフトレジスタ回路で用いたトランジスタはＮチャネル型トランジスタ
のみで構成する単極性回路であったが、Ｐチャネル型トランジスタのみで構成してもよい
。もちろん、Ｐチャネル型トランジスタとＮチャネル型トランジスタ組み合わせてもよい
。トランジスタを全てＰチャネル型トランジスタで構成した場合のシフトレジスタ回路に
ついて図５８を参照して説明する。

【0202】

図５８に示す回路構成において、正電源ＶＤＤ，負電源ＶＳＳ、入力端子５１、入力端
子５２、入力端子５３、入力端子５４、トランジスタ５５１、トランジスタ５５２、及び
容量素子５５３は図５５と同様なものを用いることができる。回路５７２、回路５７３は
図５７と同様なものを用いることができる。回路５８１はＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３のうち
いずれかがＬｏｗのときに出力端子５５にＨｉｇｈを出力する回路である。

【0203】

図５８の接続関係について説明する。トランジスタ５５１のゲートは入力端子５１と接
続され、ソースとドレインのうち一方は正電源ＶＳＳと接続され、ソースとドレインのう
ち他方は容量素子５５３の一方の電極、トランジスタ５５２のゲート及び回路５８１の出
力端子、つまりｎｏｄｅＰと接続されている。トランジスタ５５２のソースとドレインの
うち一方は入力端子５２と接続され、ソースとドレインのうち他方は回路５７２の出力端
子、容量素子５５３の他方の電極、及び出力端子５５と接続されている。入力端子５２は
回路５７２の入力端子と接続されている。入力端子５３は回路５８１の入力端子、及び回
路５７２の第１の入力端子と接続され、入力端子５４は回路５６２の第１のトランジスタ
の第２の入力端子と接続されている。

【0204】

なお、トランジスタ５５１のゲート、及びトランジスタ５５２のソースとドレインのう
ち他方は電源線と接続してもよく、例えば正電源ＶＤＤ、負電源ＶＳＳなどの電源線、又
は他の電源線と接続してもよいし、他の信号線と接続してもよい。また、トランジスタ５
５１のソースとドレインのうち他方は信号線と接続してもよく、例えばＣＫ１、ＣＫ２、
ＣＫ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよいし、他の電源線と接続し
てもよい。

【0205】

図１１に示した１段目の回路５０を示したが、ｎ段目の回路５６について図５４を参照
して説明する。図５４において、トランジスタ３１、トランジスタ３２、容量素子３３、
回路１１１、回路８２、回路８３、入力端子５１、入力端子５２、入力端子５３、入力端
子５４、及び出力端子５５は図１１で説明したものと同様なものとする。入力端子５１か
ら入力される入力信号は前の段の回路の出力端子５５と接続されていることを特徴とする
。

【0206】

次に、図１２を参照して、図１１に示す回路１１１の構成の一例について説明する。

【0207】

図１２に示す回路１１１に示すように、入力端子５２、入力端子５３、入力端子５４及
びＯＵＴ（１）は図５及び図１１と同様なものとする。トランジスタ１２１、トランジス
タ１２２、トランジスタ１２３、トランジスタ１２４、及びトランジスタ１２５はＮチャ
ネル型トランジスタであり、非結晶半導体、多結晶半導体、若しくは単結晶半導体によっ
て構成されている。Ｖｏｕｔは回路１１１の出力である。

【0208】

図１２の接続関係について説明する。トランジスタ１２４のゲートはＶｏｕｔと接続さ
れ、トランジスタ１２４のソースとドレインのうち一方は入力端子５２と接続され、ソー
スとドレインのうち他方はトランジスタ１２１のゲート接続されている。トランジスタ１
２１のソースとドレインのうち一方はＶＳＳと接続され、ソースとドレインのうち他方は
ｎｏｄｅＰと接続されている。トランジスタ１２２のゲートは入力端子５３と接続され、
ソースとドレインのうち一方はＶＳＳと接続され、ソースとドレインのうち他方はｎｏｄ
ｅＰと接続されている。トランジスタ１２５のゲートはＶｏｕｔと接続され、ソースとド
レインのうち一方は入力端子５４と接続され、ソースとドレインのうち他方はトランジス
タ１２３のゲートと接続されている。トランジスタ１２３のソースとドレインのうち一方
はＶＳＳと接続され、ソースとドレインのうち他方はｎｏｄｅＰと接続されている。

【0209】

図１２の動作について説明する。回路８３の出力から入力されるＶｏｕｔがＨｉｇｈの
場合に、トランジスタ１２４及びトランジスタ１２５はオンして、トランジスタ１２１の
ゲートにＣＫ１の信号を伝達して、トランジスタ１２３のゲートにＣＫ３の信号を伝達す
る。ＶｏｕｔがＬｏｗの場合に、トランジスタ１２４及びトランジスタ１２５はオフして
、トランジスタ１２１のゲートにはＣＫ１の信号は伝達されないため、前の状態を保持し
て、トランジスタ１２３のゲートにはＣＫ３の信号が伝達されないため、前の状態を保持
する。ここで、トランジスタ１２４がオンして、且つ入力端子５２から入力されるＣＫ１
がＨｉｇｈの場合に、トランジスタ１２１はオンして、ｎｏｄｅＰにＶＳＳを出力し、Ｃ
Ｋ１がＬｏｗの場合に、トランジスタ１２１はオフして、ｎｏｄｅＰにはなにも出力され
ない。入力端子５３から入力されるＣＫ２がＨｉｇｈの場合に、トランジスタ１２２はオ
ンして、ｎｏｄｅＰにＶＳＳを出力し、ＣＫ２がＬｏｗの場合に、トランジスタ１２２は
オフして、ｎｏｄｅＰにはなにも出力されない。トランジスタ１２５がオンして、且つ入
力端子５４から入力されるＣＫ３がＨｉｇｈの場合に、トランジスタ１２３はオンして、
ｎｏｄｅＰにＶＳＳを出力し、ＣＫ３がＬｏｗの場合に、トランジスタ１２３はオフして
、ｎｏｄｅＰにはなにも出力されない。こうして、回路１１１は、回路８３の出力がＨｉ
ｇｈで、且つＣＫ１、ＣＫ２、及びＣＫ３のいずれかがＨｉｇｈの場合に出力端子５５に
Ｌｏｗを出力し、ＣＫ１、ＣＫ２、及びＣＫ３がＬｏｗの場合に出力がフローティングに
なる。そして、回路８３からの出力がＬｏｗで、且つＣＫ２がＨｉｇｈの場合に出力端子
５５にＬｏｗを出力し、ＣＫ２がＬｏｗの場合に出力がフローティングとなる機能を有す
る回路を構成している。また、回路構成は説明した回路構成に限らず、同じ機能を有する
回路構成であればよい。また、図６３にＰチャネルトランジスタを用いた構成例に示して
いる。

【0210】

なお、トランジスタ１２４のソースとドレインのうち他方、及びトランジスタ１２１の
ゲート、トランジスタ１２２のゲート、トランジスタ１２５のソースとドレインのうち一
方、及びトランジスタ１２３のゲートは、信号線に接続してもよく、例えばＣＫ１、ＣＫ
２、ＣＫ３、ＳＳＰなどの信号線、又は他の信号線と接続してもよいし、他の電源線と接
続してもよい。また、トランジスタ１２１のソースとドレインのうち他方、トランジスタ
１２２のソースとドレインのうち他方、及びトランジスタ１２３のソースとドレインのう
ち他方は信号線に接続してもよく、例えばＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＳＳＰなどの信号線
、又は他の信号線と接続してもよいし、他の電源線と接続してもよい。

【0211】

以上のような、シフトレジスタ回路では、非動作期間において、ＣＫ１、ＣＫ２及びＣ
Ｋ３のうちいずれかがＨｉｇｈとなれば、出力端子５５、及びｎｏｄｅＰにＶＳＳを供給
することができる。つまり、非選択期間における出力端子５５、及びｎｏｄｅＰには常時
ＶＳＳが供給されているため、電位が安定し、ノイズを無くすことができ、且つ定常的に
オンするトランジスタがないため、特性が劣化することを抑制することができる。

【0212】

以下に、本実施形態の変更可能な構成例、及び動作例をいくつか述べる。また、以下で
述べる構成例、及び動作例は「課題を解決するための手段」、「発明を実施するための最
良の形態」、及び「実施例」について適用可能であり、第１の実施形態で説明した変更可
能な構成例、及び動作例を本実施形態に適用することができる。

【0213】

図１２に示すように、トランジスタ１２１のゲートに入力される信号は、回路８２のト
ランジスタ９２のゲートに入力される信号と共通にしてもよい。こうすることで、トラン
ジスタの数を減らすことができる。

【0214】

図１２に示すように、トランジスタ１２１のゲートは、トランジスタ１２４がオフのと
き浮遊となる。そのため、トランジスタ１２１のゲート容量に電位を保持しているが、保
持しきれない場合は、容量素子を接続してもよい。その場合、トランジスタ１２１のゲー
トとＶＤＤ、又はＶＳＳとの間に容量素子を接続することが望ましい。

【0215】

図１２に示すように、トランジスタ１２３のゲートは、トランジスタ１２５がオフのと
き浮遊となる。そのため、トランジスタ１２３のゲート容量に電位を保持しているが、保
持しきれない場合は、容量素子を接続してもよい。その場合、トランジスタ１２３のゲー
トとＶＤＤ、又はＶＳＳとの間に容量素子を接続することが望ましい。

【0216】

（第５の実施形態）
本実施形態は、第１の実施形態、乃至第４の実施形態で説明したシフトレジスタ回路を
用いた場合の回路の構成の一例についていくつか説明する。

【0217】

第１の実施形態乃至第４の実施形態で説明したシフトレジスタ回路によって画素を走査
するゲートドライバの構成例について図１３を参照して説明する。また、そのときのタイ
ミングチャートを図１４に示す。

【0218】

図１３に示すゲートドライバ回路は第１の実施形態乃至第４の実施形態で説明したシフ
トレジスタ回路１３１によって構成されている。そして、ゲート信号線Ｇ１乃至ゲート信
号線Ｇｎを介して、シフトレジスタ回路１３１から出力される出力信号であるＯＵＴ１乃
至ＯＵＴｎをゲート信号として画素へ伝達する。

【0219】

シフトレジスタ回路１３１は、制御信号であるＳＳＰ、ＣＫ１、ＣＫ２、及びＣＫ３が
入力されており、タイミングは図１４に示すように第１の実施形態乃至第４の実施形態と
同様なものとする。また、電源として正電源ＶＤＤ及び負電源ＶＳＳが入力されており、
制御信号の振幅電圧は正電源ＶＤＤ及び負電源ＶＳＳに対応した振幅電圧となっている。
図１４に示すようにＳＳＰが入力されると、ＯＵＴ１から順に選択される（以下、走査す
るともいう）。こうして、シフトレジスタ回路１３１の出力をそのままゲート信号として
、ゲート信号線Ｇ１乃至ゲート信号線Ｇｎに出力する。

【0220】

ここで、正電源ＶＤＤの電位は後に説明する画素のビデオ信号の最大値よりも高くし、
負電源ＶＳＳの電位はビデオ信号の最小値よりも低くしておくことが望ましい。こうする
ことで、ビデオ信号を確実に画素に書き込むことができるため、より高画質な表示装置を
提供することができる。

【0221】

図１３で説明したゲートドライバは、シフトレジスタ回路１３１の出力をそのままゲー
ト信号として出力することを特徴としている。こうすることで、ゲートドライバ部分の面
積が小さくなるので有利である。また、ゲートドライバ部分の素子数も少なくなるので、
歩留まりを高くすることができるため有利である。

【0222】

第１の実施形態乃至第４の実施形態で説明したシフトレジスタ回路の出力信号の振幅電
圧を変えて画素を走査するタイプのゲートドライバについて図１５を参照して説明する。
また、そのときのタイミングチャートを図１６に示す。

【0223】

図１５に示すゲートドライバ回路は第１の実施形態乃至第４の実施形態で説明したシフ
トレジスタ回路１５１及びレベルシフト回路１５２によって構成されている。そして、ゲ
ート信号線Ｇ１乃至ゲート信号線Ｇｎを介して、シフトレジスタ回路１５１から出力され
る出力信号であるＯＵＴ１乃至ＯＵＴｎをレベルシフト回路１５２を介してゲート信号と
して画素へ伝達する。

【0224】

図１５に示すレベルシフト回路１５２を図５０（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。
また、図５０で説明するレベルシフト回路は図１５で示すレベルシフト回路１５２だけで
なく、他の図、発明を実施するための最良の形態、及び実施例に適用することが可能であ
る。

【0225】

図５０（ａ）に示すように、シフトレジスタ回路１５１のｎ行目の出力であるＯＵＴ（
ｎ）と、ＯＵＴ（ｎ）の振幅電圧の最大値よりも電位が高い電源ＶＤＤＨと負電源ＶＳＳ
と抵抗成分を含む抵抗素子５０２とトランジスタ５０１とをと少なくとも有している。ト
ランジスタ５０１のゲートはＯＵＴ（ｎ）が入力され、ソースとドレインのうち一方は負
電源ＶＳＳと接続され、ソースとドレインのうち他方は抵抗素子５０２の一方の端子、及
びゲート信号線と接続され、抵抗素子５０２の他方の端子は電源ＶＤＤＨと接続されてい
ることを特徴とするレベルシフト回路である。

【0226】

図５０（ｂ）に示すように、シフトレジスタ回路１５１のｎ行目の出力であるＯＵＴ（
ｎ）と、ＯＵＴ（ｎ）の振幅電圧の最大値よりも電位が高い電源ＶＤＤＨと負電源ＶＳＳ
とトランジスタ５０３とトランジスタ５０４とインバータ回路５０５とを少なくとも有し
ている。トランジスタ５０４のゲートはＯＵＴ（ｎ）が入力され、トランジスタ５０３の
ゲートはＯＵＴ（ｎ）がインバータ回路５０５を介すことで反転したＯＵＴ（ｎ）が入力
されている。トランジスタ５０４のソースとドレインのうち一方は負電源ＶＳＳと接続さ
れ、トランジスタ５０３のソースとドレインのうち一方は電源ＶＤＤと接続されている。
トランジスタ５０４のソースとドレインのうち他方、及びトランジスタ５０５のソースと
ドレインのうち他方はゲート信号線と接続されていることを特徴とするレベルシフト回路
である。

【0227】

シフトレジスタ回路１５１は制御信号であるＳＳＰ、ＣＫ１、ＣＫ２及びＣＫ３が入力
されており、タイミングは図１６に示すように第１の実施形態乃至第４の実施形態と同様
なものとする。また、電源として正電源ＶＤＤ及び負電源ＶＳＳが入力されており、制御
信号の振幅電圧は正電源ＶＤＤ及び負電源ＶＳＳに対応した振幅電圧となっている。図１
６に示すようにＳＳＰが入力されると、ＯＵＴ１から順に選択される（以下、走査すると
もいう）。こうして、シフトレジスタ回路１５１の出力をレベルシフト回路１５２に入力
することができる。また、このときのシフトレジスタ回路１５１の出力信号の振幅は、Ｈ
ｉｇｈが正電源ＶＤＤの電位であり、Ｌｏｗが負電源ＶＳＳの電位である。

【0228】

レベルシフト回路１５２は入力されるシフトレジスタ回路１５１の出力信号の振幅電圧
を変化する機能を持つ。例えば、Ｈｉｇｈが入力された場合は正電源ＶＤＤの電位から正
電源ＶＤＤＨの電位、Ｌｏｗが入力された場合は負電源ＶＳＳの電位から負電源ＶＳＳＬ
の電位にしてゲート信号線に出力する。また、正電源ＶＤＤＨの電位は正電源ＶＤＤの電
位よりも高く、負電源ＶＳＳＬの電位は負電源ＶＳＳの電位よりも低い電位となっている
。また、Ｈｉｇｈのみ振幅電圧を変化させてもよいし、Ｌｏｗのみの振幅電圧を変化させ
てもよい。

【0229】

ここで、正電源ＶＤＤＨの電位は後に説明する画素に入力するビデオ信号の最大値より
も高くし、負電源ＶＳＳの電位はビデオ信号の最小値よりも低くしておくことが望ましい
。こうすることで、ビデオ信号を確実に画素に書き込むことができるため、より高画質な
表示装置を提供することができる。

【0230】

図１５で説明したゲートドライバは、シフトレジスタ回路１５１の出力信号をレベルシ
フト回路１５２を介すことで、振幅電圧を変化させてゲート信号線に出力することを特徴
としている。こうすることで、シフトレジスタ回路１５１は小さい振幅電圧の制御信号、
及び電源で駆動することができ、消費電力を小さくすることができるため有利である。

【0231】

第１の実施形態乃至第４の実施形態で説明したシフトレジスタ回路に入力する制御信号
をレベルシフト回路を介してシフトレジスタ回路に入力するタイプのゲートドライバにつ
いて図１７を参照して説明する。また、そのときのタイミングチャートを図１８に示す。

【0232】

図１７に示すゲートドライバ回路は、第１の実施形態乃至第４の実施形態で説明したシ
フトレジスタ回路１７１及びレベルシフト回路１７２によって構成されている。そして、
ゲート信号線Ｇ１乃至ゲート信号線Ｇｎを介して、シフトレジスタ回路１５１から出力さ
れる出力信号であるＯＵＴ１乃至ＯＵＴｎをゲート信号として画素へ伝達する。

【0233】

レベルシフト回路１７２は入力される信号の振幅電圧を変化するための回路である。例
えば、入力される信号のＨｉｇｈの電位をシフトレジスタ回路１７１の電源である正電源
ＶＤＤの電位に変化させ、Ｌｏｗの電位を負電源ＶＳＳの電位に変えることができる。図
１７の場合はレベルシフト回路１７２に入力される制御信号ＳＳＰ、ＣＫ１、ＣＫ２及び
ＣＫ３の振幅電圧を正電源ＶＤＤ、及び負電源ＶＳＳに対応した振幅電圧に変えることが
できる。つまり、制御信号の振幅は小さい振幅、例えば既存の外部回路の振幅で入力し、
レベルシフト回路１７２を介すことで制御信号の振幅電圧を正電源ＶＤＤ及び負電源ＶＳ
Ｓに対応した振幅電圧に買えてシフトレジスタ回路１７１に入力することができる。こう
することで、外部回路の振幅電圧の使用に関らず図１７に示すゲートドライバを駆動する
ことができ、新たに外部回路を開発する必要が無く、表示装置としてのコストを下げるこ
とができるため有利である。

【0234】

シフトレジスタ回路１７１は振幅電圧が正電源ＶＤＤ及び負電源ＶＳＳに対応した振幅
電圧に変化したＳＳＰ、ＣＫ１、ＣＫ２及びＣＫ３が入力されており、タイミングは図１
８に示すように第１の実施形態乃至第４の実施形態と同様なものとする。また、電源とし
て正電源ＶＤＤ及び負電源ＶＳＳが入力されている。図１８に示すようにＳＳＰが入力さ
れると、ＯＵＴ１からに選択される。こうして、シフトレジスタ回路１７１の出力をその
ままゲート信号として、ゲート信号線Ｇ１乃至ゲート信号線Ｇｎに出力する。つまり、ゲ
ート信号を順に走査することになる。

【0235】

ここで、正電源ＶＤＤの電位は後に説明する画素に入力するビデオ信号の最大値よりも
高くし、負電源ＶＳＳの電位はビデオ信号の最小値よりも低くしておくことが望ましい。
こうすることで、ビデオ信号を確実に画素に書き込むことができるため、より高画質な表
示装置を提供することができる。

【0236】

第１の実施形態乃至第４の実施形態で説明したシフトレジスタ回路を用いたソースドラ
イバ回路について図１９を参照して説明する。また、タイミングチャートを図２０に示す
。

【0237】

図１９に示すソースドライバ回路は、第１の実施形態乃至第４の実施形態で説明したシ
フトレジスタ回路１９１及びスイッチング素子１９２によって構成されている。シフトレ
ジスタ回路１９１の出力信号によって、スイッチ１９２は１列目であるＳＷ１からＳＷｍ
まで順にオンする。スイッチ１９２の一方の端子はビデオ信号を伝達しているビデオ信号
線と接続され、スイッチ１９２の他方の端子はソース信号線と接続されているため、スイ
ッチング素子１９２がオンするとソース信号線にビデオ信号を出力することができる。図
２０に示すようにビデオ信号はオンとなる列のソース信号線に合わせて変わるため、全列
で任意のビデオ信号をソース信号線に出力することができる。そして、ソース信号線は、
画素に接続されているため、ビデオ信号を画素へ伝達することができる。

【0238】

ここで、シフトレジスタ回路１９２の出力信号は、第１の実施形態乃至第４の実施形態
で説明したように、ＨｉｇｈとＬｏｗの１ビットの信号であり、Ｈｉｇｈの電位は正電源
ＶＤＤの電位、Ｌｏｗの電位は負電源ＶＳＳの電位となっている。スイッチング素子１９
２はシフトレジスタ回路１９１の出力によって制御されているため、正電源ＶＤＤの電位
及び負電源ＶＳＳの電位はビデオ信号に関らず確実にスイッチング素子１９２をオン、オ
フできる電位にしておく必用がある。つまり、正電源ＶＤＤの電位はビデオ信号の電位の
最大値よりも高く、負電源ＶＳＳの電位はビデオ信号の電位の最小値よりも低く設定する
ことが望ましい。また、シフトレジスタ回路１９１に入力される制御信号も同様に、正電
源ＶＤＤの電位及び負電源ＶＳＳの電位に対応した振幅電圧にする必要がある。

【0239】

スイッチング素子１９２はＮチャネル型トランジスタを用いて構成することが望ましい
。Ｎチャネル型トランジスタのゲートをシフトレジスタ回路１９１の出力と接続し、ソー
スとドレインのうち一方をビデオ信号線と接続し、ソースとドレインのうち他方をソース
信号線と接続する。こうして、シフトレジスタ回路１９１の出力がＨｉｇｈのときはＮチ
ャネル型トランジスタをオンして、ＬｏｗのときはＮチャネル型トランジスタをオフする
ことができる。スイッチング素子１９２をＮチャネル型トランジスタによって構成するこ
とで、アモルファスシリコンを用いてトランジスタを形成することが可能となる。つまり
、Ｎチャネルトランジスタのみで構成されるシフトレジスタ回路とスイッチング素子１９
２と画素部とを同一の基板で構成することができるため有利である。

【0240】

また、本発明において、スイッチング素子として適用可能なトランジスタの種類に限定
はなく、非晶質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トラン
ジスタ、半導体基板やＳＯＩ基板を用いて形成される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、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、トランジスタが形成され
る基板の種類に限定はなく、単結晶基板、ＳＯＩ基板、石英基板、ガラス基板、樹脂基板
などを自由に用いることができる。

【0241】

トランジスタは単なるスイッチング素子として動作させるため、極性（導電型）は特に
限定されず、Ｎ型トランジスタでもＰ型トランジスタでもどちらでもよい。ただし、オフ
電流が少ない方が望ましい場合、オフ電流が少ない特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、チャネル形成領域とソース領域または
ドレイン領域との間に低濃度で導電型を付与する不純物元素が添加された領域（ＬＤＤ領
域という。）が設けられたトランジスタがある。

【0242】

また、トランジスタのソースの電位が低電位側電源に近い状態で動作する場合には、当
該トランジスタはＮ型とするのが望ましい。反対に、トランジスタのソースの電位が高電
位側電源に近い状態で動作する場合には、当該トランジスタはＰ型とするのが望ましい。
このような構成とすることによって、トランジスタのゲートとソース間の電圧の絶対値を
大きくできるので、当該トランジスタをスイッチとして動作させやすい。なお、Ｎ型トラ
ンジスタとＰ型トランジスタとの両方を用いて、ＣＭＯＳ型のスイッチング素子としても
よい。

【0243】

図１９ではビデオ信号線を１本としているが、ビデオ信号線を複数としてもよい。例え
ば、ビデオ信号線を２本とした場合、シフトレジスタ回路１９１の出力信号によって２つ
のスイッチング素子１９２を制御し、それぞれのスイッチング素子１９２に別のビデオ信
号線を接続する。こうして、２つのスイッチング素子１９２が同時にオンして、別のビデ
オ信号を別のソース信号線に出力することができる。つまり、同じ列数のソース信号線で
あれば、シフトレジスタ回路１９１の段数を半分にすることができるためシフトレジスタ
回路１９１を形成するための面積を小さくすることができるため有利である。また、全体
的に素子数も減るため歩留まりの向上なども期待できる。

【0244】

図１９に示すように、シフトレジスタ回路１９１の出力とスイッチング素子１９２との
間にレベルシフト回路を追加してもよい。こうすることで、シフトレジスタ回路１９１は
小さい振幅電圧で動作させ、レベルシフト回路によってシフトレジスタ回路１９１の出力
信号を大きくしてスイッチング素子１９２に入力することができる。つまり、シフトレジ
スタ回路１９１を小さい振幅電圧で動作させることで消費電力を小さくすることができる
。そして、シフトレジスタ回路１９１の出力信号をレベルシフト回路を介してスイッチン
グ素子１９２に入力することで、ビデオ信号よりも振幅電圧が大きくすることができる。

【0245】

図１９に示すように、シフトレジスタ回路１９１に入力する制御信号はレベルシフト回
路を介してしてもよい。こうすることで、既存の外部回路を使用して本発明の表示装置を
駆動することができる。また、さらにシフトレジスタ回路１９１の出力にレベルシフト回
路を接続してもよい。

【0246】

（第６の実施形態）
本実施形態では第１の実施形態乃至第４の実施形態で説明したシフトレジスタ回路を用
いたゲートドライバ、及びソースドライバを用いた表示装置の構成例についていくつか説
明する。

【0247】

第１の実施形態乃至第４の実施形態で説明したシフトレジスタ回路をゲートドライバと
して用いた場合の表示装置の構成例を図２１を参照して説明する。また、便宜上、制御信
号線、電源線、対向電極などは図示していないが、必要に応じて追加することができる。
ゲートドライバも必要に応じて追加することもできる。また、図２１で説明するゲートド
ライバは第５の実施形態で説明したゲートドライバを用いるとよい。

【0248】

図２１に示す表示装置は、ゲートドライバ２１２、画素２１１、ゲート信号線Ｇ１、乃
至ゲート信号線Ｇｎ、ソース信号線Ｓ１、乃至ソース信号線Ｓｍで構成されている。ゲー
トドライバ２１２の出力であるゲート信号を伝達するためのゲート信号線と外部回路から
伝達されるビデオ信号を伝達するためのソース信号線によって画素２１１が制御されてい
る。

【0249】

画素２１１は液晶素子、ＦＥＤ素子やＥＬ素子などの発光素子などの表示素子を有し、
それらを制御するためのスイッチング素子、トランジスタとビデオ信号やトランジスタの
しきい値電圧を保持するための容量素子などを含むことができる。

【0250】

ゲートドライバ２１２はどの画素２１１にビデオ信号を書き込むかを選択するゲート信
号を出力するゲートドライバ回路である。ビデオ信号の書き込みを選択する場合は、ゲー
ト信号線Ｇ１からゲート信号線Ｇｎまで順に選択する。また、ゲート信号線から画素に伝
達される振幅電圧はビデオ信号の電位の最大値、及び最小値よりも大きい振幅電圧として
おくことが望ましい。また、ビデオ信号が電流の場合は流れる電流によって決定されるソ
ース信号線の電位の最大値、及び最小値よりも大きい振幅電圧としておくことが望ましい
。また、ゲート信号線を選択するとはゲートドライバ２１２からＨｉｇｈを出力すること
いい、ゲート信号線を選択していない期間はＬｏｗを出力している。

【0251】

ソース信号線Ｓ１、乃至ソース信号線Ｓｍは外部回路から入力されるビデオ信号を画素
に伝達するためのソース信号線である。ビデオ信号はアナログ信号で入力されてもよいし
、デジタル信号で入力されてもよし、電流で入力されてもよいし、電圧で入力されてもよ
い。また、ビデオ信号を出力するソースドライバを内部回路として形成し、ソースドライ
バの出力をソース信号線に出力してもよい。また、ソース信号線に入力されるビデオ信号
は全列同時にビデオ信号を伝達する線順次駆動で入力してもよいし、１列、若しくはビデ
オ信号を分割して複数列ずつ入力する点順次駆動で入力してもよい。

【0252】

ソースドライバを内部を内部回路として形成した場合の構成例を図２２に示す。図２２
に示すように、画素２１１、ゲートドライバ２１２、ゲート信号線、及びソース信号線は
図２１と同様なものを用いることができる。ソースドライバ２２１はビデオ信号を出力す
るためのソースドライバであり、点順次駆動、又は線順次駆動によってビデオ信号を出力
する。また、ソースドライバ２２１の構成は第５の実施形態で説明したソースドライバの
構成を用いてもよい。

【0253】

図２１に示す表示装置の構成例に示すように、ｍ列のソース信号線に対して、ｍ個のビ
デオ信号を入力する必要がある。表示装置が高解像化、大型化した場合はそれに伴いビデ
オ信号の数、つまり外部回路かＦＰＣなどを介して入力される端子数が大幅に増大するこ
とが予想される。そこで、あるゲート信号線をゲートドライバで選択（Ｈｉｇｈを出力）
している期間を複数に分割し、その分割した期間において別のソース信号線にビデオ信号
を出力する。こうして、ビデオ信号が入力される端子数を減らすことを特徴としたビデオ
信号入力部の構成例について図４６を参照して説明する。また、図４６のタイミングチャ
ートを図４７に示す。

【0254】

図４６は図２１に示す表示装置のビデオ信号入力部の一例を示しており、図示していな
い他の箇所、例えば画素２１１、ゲートドライバ２１２などは同様なものを用いることが
できる。図４６は、ソース信号線をＲＧＢに分けた場合の構成例について説明する。また
、便宜上ビデオ信号の入力端子は２端子、ソース信号線は６本しているが、これに限定さ
れることはなく必用に応じて変更することができる。

【0255】

図４６に示すように、制御信号線Ｒ、制御信号線Ｇ、制御信号線Ｂ、ビデオ信号入力端
子Ｓ１（ＲＧＢ）、及びビデオ信号入力端子Ｓ２（ＲＧＢ）は制御信号を外部から入力す
る入力端子である。スイッチング素子ＳＷ１Ｒ、及びスイッチング素子ＳＷ２Ｒは制御信
号線Ｒによってオン、オフが制御されるスイッチング素子である。スイッチング素子ＳＷ
１Ｇ、及びスイッチング素子ＳＷ２Ｇは制御信号線Ｇによってオン、オフが制御されるス
イッチング素子である。スイッチング素子ＳＷ１Ｂ、及びスイッチング素子ＳＷ２Ｂは制
御信号線Ｂによってオン、オフが制御されるスイッチング素子である。ソース信号線Ｓ１
－Ｒ、ソース信号線Ｓ１－Ｇ、ソース信号線Ｓ１－Ｂ、ソース信号線Ｓ２－Ｒ、ソース信
号線Ｓ２－Ｇ、及びソース信号線Ｓ２－Ｂはビデオ信号を画素に伝達するためのソース信
号線である。

【0256】

図４６の接続関係について説明する。ビデオ信号入力端子Ｓ１（ＲＧＢ）はスイッチン
グ素子ＳＷ１Ｒの一方の端子、スイッチング素子ＳＷ１Ｇの一方の端子、及びスイッチン
グ素子ＳＷ１Ｂの一方の端子が接続されている。スイッチング素子ＳＷ１Ｒの他方の端子
はソース信号線Ｓ１－Ｒと接続され、スイッチング素子ＳＷ１Ｇの他方の端子はソース信
号線Ｓ１－Ｇと接続され、及びスイッチング素子ＳＷ１Ｂの他方の端子はソース信号線Ｓ
１－Ｂと接続されている。ビデオ信号入力端子Ｓ２（ＲＧＢ）、スイッチング素子ＳＷ２
Ｒ、スイッチング素子ＳＷ２Ｇ、スイッチング素子ＳＷ２Ｂ、ソース信号線Ｓ１－Ｒ、ソ
ース信号線Ｓ１－Ｇ、及びソース信号線Ｓ１－Ｂも同様に接続されている。

【0257】

スイッチング素子ＳＷ１Ｒ、スイッチング素子ＳＷ１Ｇ、スイッチング素子ＳＷ１Ｂ、
スイッチング素子ＳＷ２Ｒ、スイッチング素子ＳＷ２Ｇ、スイッチング素子ＳＷ２Ｂは、
例えばＮチャネル型トランジスタを用いて構成することができる。Ｎチャネル型トランジ
スタのソースとドレインのうち一方をビデオ入力端子Ｓ１（ＲＧＢ）と接続し、ソースと
ドレインのうち他方をソース信号線Ｓ１－Ｒと接続し、ゲートを制御信号線Ｒと接続する
ことでスイッチング素子としての機能を有することができる。スイッチング素子をＮチャ
ネル型トランジスタで構成することによって、非結晶半導体を用いて構成することが容易
となり、低コスト、大型化に有利である。また、これに限らず、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を並列に接続する一般的なアナログスイッチを用いてもよ
いし、オン、オフが制御できる素子、又は回路であればなんでもよい。

【0258】

図４７に、ｎ行目、ｎ＋１行行目の画素２１１にビデオ信号を書き込む場合のタイミン
グチャートについて説明する。上記説明したようにｎ行目にビデオ信号を書き込む期間（
以下、１ゲート選択期間ともいう）を３つに分割している。ビデオ信号入力端子Ｓ１（Ｒ
ＧＢ）であれば、順にビデオ信号Ｓ１－Ｒｎ、ビデオ信号Ｓ１－Ｇｎ、ビデオ信号Ｓ１－
Ｂｎが外部回路から入力される。このビデオ信号の変化に対応してスイッチング素子のオ
ン、オフを制御することで１つのビデオ信号入力端子で上記３本のソース信号線にビデオ
信号を出力することができる。こうして、ビデオ信号入力端子の端子数を減らすことがで
きる。

【0259】

図４６に示した駆動方法は、非結晶半導体を用いたトランジスタによって構成されるゲ
ートドライバと画素とを同一基板に形成された表示装置にとって有効な手段となる。ｍ行
ｎ列の画素とソース信号線及びゲート信号線のみを形成するような表示装置の場合は、少
なくとも外部回路と接続するための端子をｍ×ｎ端子必要となる。ゲートドライバ画素を
同一の基板上に形成する場合、入力端子はゲートドライバを駆動する制御信号、及び電源
を入力する端子とｎ行分のｎ端子必要である。つまり、ほぼｎ端子の入力端子が必要があ
る。ここで、図４６に示すように、ｎ端子を（１／３）ｎ端子にすることができれば外部
回路の規模を減らすことができる。

【0260】

図２１に示す動作について説明する。上記説明したようにゲートドライバ２１２によっ
て選択された行の画素２１１にビデオ信号を書き込むことができる。そして、画素２１１
は書き込まれたビデオ信号に従ってどの程度発光するか、又はどの程度光を透過するかを
決定する。そして、ゲートドライバ２１２による選択が終わると、次に選択に選択される
まで、容量素子、又は表示素子の容量を用いてビデオ信号を保持することで、発光輝度、
又は透過率を保持する。こうして、アクティブマトリクス駆動を実現することができる。

【0261】

図２１、図２２、及び図４６に示す表示装置の構成例に示すように、対向にゲートドラ
イバを配置した表示装置の構成例について図４９を参照して説明する。図４９は図示して
いないがソース信号線、及び画素２１１が配置されている。

【0262】

図４９に示すように、ゲートドライバ２１２は同一のタイミングでゲート信号を出力す
るゲートドライバであり、お互いの出力が同じ行で接続されていることを特徴としている
。このゲートドライバ２１２は図２１、及び図２２で説明したゲートドライバ２１２と同
様なものを用いることができる。

【0263】

図４９に示すように、１本のゲート信号線を対向に配置されたゲートドライバ２１２に
よって駆動する駆動方法は、ゲートドライバ２１２の構成に関らず、非結晶半導体で構成
するトランジスタを用いてゲートドライバ２１２を構成した場合に有利である。非結晶半
導体で構成するトランジスタは電荷の移動度が小さく、能力的には多結晶半導体、及び単
結晶半導体に比べ大きく劣る。しかしながら、製造プロセスが容易であり、大型化に向い
ているため、内部回路の一部、例えばゲートドライバを画素が設けられた基板と同一の基
板上に設けた表示装置の開発が進められている。しかしながら、非結晶半導体で構成され
たトランジスタを用いてゲートドライバを形成する場合、トランジスタの能力が低いため
に、チャネル幅を広く持ったトランジスタが必要となっていた。そのため、ゲートドライ
バを形成する面積が大きくなり、狭額縁化、高解像化が困難になっていた。そこで、図４
９に示すように、対向に配置された２つのゲートドライバによって１つのゲート信号線を
駆動することで、電流能力が低くても、ゲート信号線を正常に走査することができる。

【0264】

図４９に示すように説明したゲートドライバは第１の実施形態乃至第４の実施形態で説
明したシフトレジスタ回路を用いていなくてもよい。特にトランジスタの能力が低い非結
晶半導体で構成されるトランジスタを用いて形成されたゲートドライバを一体形成する表
示装置に示すように有利である。

【0265】

以下に図２１、図２２及び図４６で示した画素２１１の構成例についていくつか説明す
る。

【0266】

液晶素子を用いた画素２１１の構成例にいて図２３を参照して説明する。

【0267】

図２３に示す画素２１１に示すように、トランジスタ２３１、２つの電極を持つ容量素
子２３２、２つの電極を持つ液晶素子２３３、液晶素子の他方の電極である対向電極２３
４、ソース信号線、ゲート信号線、及び容量素子２３２の他方の電極であるコモン線によ
って構成されている。ソース信号線、及びゲート信号線は図２１、図２２、及び図４６で
説明したものと同様なものとする。ソース信号線はビデオ信号としてアナログ信号電圧を
伝達するものとする。

【0268】

トランジスタ２３１はスイッチとして動作するＮチャネル型トランジスタであり、ゲー
ト信号線の電位がＨｉｇｈとなるとオンして、Ｌｏｗとなるとオフするトランジスタであ
る。トランジスタ２３１がオンとなったときにソース信号線と液晶素子２３３の一方の電
極、及び容量素子２３２の一方の電極とが電気的に接続され、ソース信号線から伝達され
るビデオ信号を液晶素子２３３の一方の電極、及び容量素子２３２の一方の電極にそのま
ま伝達する。そして、トランジスタ２３１がオフとなってソース信号線と液晶素子２３３
の一方の電極、及び容量素子２３２の一方の電極とが電気的に非接続状態となり、容量素
子２３２の一方の電極、及び液晶素子２３３の一方の電極への電荷の供給、移動はなくな
る。

【0269】

容量素子２３２はソース信号線からオンしたトランジスタ２３１を介して伝達されるビ
デオ信号を保持するための容量素子である。容量素子２３２の他方の電極を定電位である
コモン線と接続されているため、一方の電極に印加される電位を一定期間保持することが
できる。また、容量素子２３２の他方の電極は動作時に一定の電位となっていればどこに
接続されてもよい。例えば、前行のゲート信号線に接続しておくとよい。前行のゲート信
号線は走査された直後であるため、ほぼ全行走査期間においてＬｏｗとなり、定電位とな
っているため、コモン線の代わりとして利用することができる。

【0270】

液晶素子２３３は他方の電極は定電位である対向電極２３４と接続されており、一方の
電極と対向電極２３４との電位差によって、光の透過率が変わる液晶素子である。液晶素
子２３３の一方の電極の電位はソース信号線、及びトランジスタ２３１を介して伝達され
るビデオ信号によって決定するため、ビデオ信号の電位によって液晶素子２３３の透過率
が決定する。また、液晶素子２３３を用いた表示装置の場合は、バックライトを用いるこ
とができるし、反射電極を用いることができるし、バックライト、及び反射電極を併用し
て用いることができる。液晶素子２３３は容量成分を持っており、ビデオ信号を保持する
ための十分な容量成分を液晶素子２３３が持つ場合には、容量素子２３２、及びコモン線
は設けない構成としてもよい。

【0271】

発光素子を用いた画素２１１の構成例について図３８を参照して説明する。

【0272】

図３８に示す画素２１１に示すように、トランジスタ２４１、トランジスタ２４２、２
つの電極を持つ容量素子２４３、２つの電極を持つ発光素子２４４、発光素子２４４の他
方の電極である対向電極２４５、電源線、ソース信号線、及びゲート信号線によって構成
されている。ソース信号線、及びゲート信号線は図２１、図２２及び図４６で説明したも
のと同様なものとする。ソース信号線はビデオ信号としてアナログ信号電圧、又は１ビッ
トのデジタル信号電圧を伝達するものとする。

【0273】

トランジスタ２４１はスイッチとして動作するＮチャネル型トランジスタであり、ゲー
ト信号線の電位がＨＩｇｈとなるとオンして、Ｌｏｗとなるとオフするトランジスタであ
る。トランジスタ２４１がオンとなったときにソース信号線とトランジスタ２４２のゲー
ト及び容量素子２４３の一方の電極が電気的に接続され、ソース信号線から伝達されるビ
デオ信号をトランジスタ２４２のゲート及び容量素子２４３の一方の電極にそのまま伝達
する。そして、トランジスタ２４１がオフとなってソース信号線とトランジスタ２４２の
ゲート及び容量素子２４３の一方の電極とが電気的に非接続状態となり、トランジスタ２
４２のゲート及び容量素子２４３の一方の電極への電荷の供給、移動はなくなる。

【0274】

トランジスタ２４２は飽和領域及び線形領域で動作するＮチャネル型トランジスタであ
り、飽和領域で動作する場合はゲートに印加される電位によって流れる電流が決定し、線
形領域で動作する場合はゲートに印加される電位によってオン、オフが決定する駆動トラ
ンジスタである。また、電源線は定電位であり、対向電極２４５よりも高い電位となって
いるため、ソースが容量素子２４３の他方の電極側、ドレインが電源線側となる。

【0275】

容量素子２４３はソース信号線からオンしたトランジスタ２４１を介して伝達されるビ
デオ信号を保持するための容量素子である。容量素子２４３の一方の電極はトランジスタ
２４２のゲートと接続され、他方の電極はトランジスタ２４２のソースと接続されている
。つまり、容量素子２４３にトランジスタ２４２のゲートとソース間の電位差が保持され
ることになるため、トランジスタ２４２のソースの電位が変化しても、容量結合によりト
ランジスタ２４２のゲートの電位も変化する。容量素子２４３の他方の電極をトランジス
タ２４２のソースに接続する理由として、次に説明する発光素子２４４に流す電流によっ
てソースの電位が変動することある。つまり、ビデオ信号の書き込み期間（トランジスタ
２４１がオンとなっている期間）で、発光素子２４４の一方の電極の電位が過渡状態で、
ビデオ信号の書き込み期間が終了すると、トランジスタ２４２のソースの電位が変化して
、ゲートとソースとの間の電位が変わってしまい、電流値も変化してしまうためである。
ビデオ信号の書き込み期間中に発光素子２４４の一方の電極の電位を定常状態にできれば
、容量素子２４３の他方の電極は電源線に接続してもよいし、前行のゲート信号線に接続
してもよいし、定電位であればどこに接続してもよい。

【0276】

発光素子２４４は流れる電流に比例して発光輝度が変わる発光素子である。つまり、ト
ランジスタ２４２によって決定する電流値に比例して発光輝度が決定する。また、他方の
電極は対向電極２４５に接続されている。対向電極２４５は定電位であることが望ましい
が、トランジスタ２４２の特性の変動を補償する動作ために、電位を変化させてもよい。

【0277】

駆動トランジスタの特性の変化を補償するための画素回路、及び発光素子を用いた画素
２１１の構成例について図３９を参照して説明する。

【0278】

図３９に示す画素２１１に示すように、トランジスタ２５１、トランジスタ２５２、ト
ランジスタ２５３、２つの電極を持つ容量素子２５４、２つの電極を持つ発光素子２４４
、発光素子２４４の他方の電極である対向電極２４５、電源線、ソース信号線、及びゲー
ト信号線によって構成されている。ソース信号線、及びゲート信号線は図２１、図２２、
及び図４６で説明したものと同様なものとする。発光素子２４４、及び対向電極２４５は
図３８と同様なものとする。ソース信号線はビデオ信号としてアナログ信号電流を伝達す
るものとする。

【0279】

トランジスタ２５１はスイッチとして動作するＮチャネル型トランジスタであり、ゲー
ト信号線の電位がＨｉｇｈとなるとオンして、Ｌｏｗとなるとオフするトランジスタであ
る。トランジスタ２５１がオンとなったときにソース信号線とトランジスタ２５２のソー
ス、容量素子２５４の一方の電極、及び発光素子２４４の一方の電極が電気的に接続され
、ソース信号線から伝達されるビデオ信号を流すことになる。そして、トランジスタ２５
１がオフとなってソース信号線とトランジスタ２５２のソース、容量素子２５４の一方の
電極、及び発光素子２４４の一方の電極とが電気的に非接続状態となり、ビデオ信号が伝
達されなくなる。

【0280】

トランジスタ２５２はスイッチとして動作するＮチャネル型トランジスタであり、ゲー
ト信号線の電位がＨｉｇｈとなるとオンして、Ｌｏｗとなるとオフするトランジスタであ
る。トランジスタ２５２がオンとなったときに電源線とトランジスタ２５３のゲートを電
気的に接続してトランジスタ２５３をダイオード接続とする。そして、トランジスタ２５
２がオフとなって電源線とトランジスタ２５３のゲートを非接続状態としてトランジスタ
２５２のゲートへの電荷の供給、及び移動を無くす。

【0281】

トランジスタ２５３は飽和領域で動作するＮチャネル型トランジスタであり、トランジ
スタ２５３に流れる電流によってゲート電圧を決定する駆動トランジスタである。ゲート
信号線がＨｉｇｈとなってトランジスタ２５１、及びトランジスタ２５２をオンしてソー
ス信号線からビデオ信号である電流を入力する書き込み期間において、トランジスタ２５
３はダイオード接続となっている。ビデオ信号の電流は電源線側から流れるような電流と
するため、ソースが発光素子の一方の電極側、ドレインが電源線側となる。ここで、ビデ
オ信号の書き込み期間に示すように、電源線の電位はトランジスタ２５３のソースの電位
が対向電極２５６の電位と発光素子２４４のしきい値電圧との和以下になるように設定し
ておくことが望ましい。それ以上だと、発光素子２４４のしきい値電圧を超える電位差が
印加され、発光素子２４４が十分に発光するだけの電流が流れ始めて発光してしまい、且
つ正確なビデオ信号の書き込みが行われず表示品位を落としてしまうためである。こうし
て、ビデオ信号が書き込まれると、ビデオ信号に対応してトランジスタ２５３のゲートと
ソースとの間に接続されている容量素子２５４に保持される。トランジスタ２５３は飽和
領域で動作するため、ソースとドレインとの間の電位差が保持されていれば流れる電流は
一定となる。こうして、ビデオ信号の書き込みが終わり、トランジスタ２５１、及びトラ
ンジスタ２５２がオフするとトランジスタ２５３のゲートは浮遊となる。この状態で、電
源線の電位を上昇させると、トランジスタ２５３を介して発光素子２４４に電源線からビ
デオ信号に対応した電流が流れ始める。電流が流れ始めると流れる電流に対応した電位が
発光素子２４４の一方の電極に印加されることとなり、徐々に電位が上昇していき、トラ
ンジスタ２５３のソースの電位が変化するが、容量素子２５４はトランジスタ２５３のゲ
ートとソースとの電位差を保持しているため、トランジスタ２５３のゲートの電位も同時
に上昇する。つまり、電源線の電位が高くなり、発光素子２４４に電流が流れ始めても、
トランジスタ２５３のゲートとソースとの間の電位差が変わることがないため、発光素子
２４４にはビデオ信号に対応した電流値を流すことができる。

【0282】

容量素子２５４はトランジスタ２５３のゲートとソースとの間の電位差を保持するため
の容量素子である。上記説明したように、容量素子２５４の一方の電極はトランジスタ２
５３のソース、及び発光素子２４４の一方の電極と接続され、他方の電極はトランジスタ
２５３のゲートと接続されている。

【0283】

電源線は上記説明したように、ビデオ信号の書き込み期間において低電位なり、書き込
み期間が終了すると高電位となる電源線である。つまり、２値の電位を持つ電源線である
。この電源線を駆動するために、第１の実施形態、乃至第４の実施形態で説明したシフト
レジスタ回路を用いてもよい。このシフトレジスタ回路はＨｉｇｈを順に出力する構成で
あったが、ＨｉｇｈとＬｏｗを反転するインバータ回路を接続することで、上記説明した
電源線として用いることができる。

【0284】

駆動トランジスタの特性の変化を補償するための画素回路、及び発光素子を用いた画素
２１１の構成例について図４０を参照して説明する。

【0285】

図４０に示す画素２１１に示すように、トランジスタ２６１、トランジスタ２６２、ト
ランジスタ２６３、トランジスタ２６４、２つの電極を持つ容量素子２６５、容量素子２
６５の他方の電極である定電位線２６６、２つの電極を持つ発光素子２４４、発光素子２
４４の他方の電極である対向電極２４５、電源線、ソース信号線、及びゲート信号線によ
って構成されている。ソース信号線、及びゲート信号線は図２１、図２２、及び図４６で
説明したものと同様なものとする。発光素子２４４、及び対向電極２４５は図３８で説明
したものと同様なものとする。ソース信号線はビデオ信号としてアナログ信号電流を伝達
するものとする。

【0286】

トランジスタ２６１、及びトランジスタ２６２はスイッチとして動作するＮチャネル型
トランジスタであり、ゲート信号線の電位がＨｉｇｈとなるとオンして、Ｌｏｗとなると
オフするトランジスタである。トランジスタ２６１、及びトランジスタ２６２がオンとな
ったときにソース信号線とトランジスタ２６３のゲート、トランジスタ２６４のゲート、
及び容量素子２６５の一方の電極が電気的に接続され、トランジスタ２６３はダイオード
接続される。ビデオ信号はソース信号線から流れ込むような電流であり、電源線は発光素
子の一方の電極の電位よりも高く設定するため、トランジスタ２６３、及びトランジスタ
２６４のソースは発光素子の一方の電極側となる。また、トランジスタ２６３のドレイン
はトランジスタ２６２側、トランジスタ２６４のドレインは電源線側となる。

【0287】

トランジスタ２６３は飽和領域で動作するＮチャネル型トランジスタであり、トランジ
スタ２６３に流れる電流によってゲート電圧を決定する駆動トランジスタである。ゲート
信号線がＨｉｇｈとなってトランジスタ２６１、及びトランジスタ２６２がオンすると、
トランジスタ２６３はダイオード接続され、ビデオ信号がソース信号線から流れ込むよう
に入力される。そのときの、トランジスタ２６３のゲートの電位はビデオ信号に対応した
電位となり、且つトランジスタ２６４とゲート、及びソースが共通となっているため、ト
ランジスタ２６４のゲートの電位もまた、ビデオ信号に対応した電位となる。そのときの
トランジスタ２６３のゲート、及びトランジスタ２６４のゲートの電位は容量素子２６５
の一方の電極に保持される。こうして、ゲート信号線がＬｏｗとなり、トランジスタ２６
１、及びトランジスタ２６２がオフすると、トランジスタ２６３、及びトランジスタ２６
４のゲートの電位は容量素子２６５に保持される。トランジスタ２６３のドレインは浮遊
となるため、トランジスタ２６３を介して発光素子２４４に電流は流れない。

【0288】

容量素子２６５の他方の電極である定電位線２６６は電源線としてもよいし、１行前の
ゲート信号線でもよい。また、発光素子２４４の一方の電極としてもよい。こうすること
で、発光素子２４４の一方の電極の電位が変化しても、トランジスタ２６４のゲートとソ
ースとの間の電位差が変わることなくビデオ信号に対応した電流を発光素子に流すことが
できる。

【0289】

（第７の実施形態）
本実施形態では第１の実施形態乃至第４の実施形態で説明したシフトレジスタ回路のレ
イアウトした場合の構成例について説明する。

【0290】

第１の実施形態で説明したシフトレジスタ回路をボトムゲート構造のトランジスタで形
成した場合の構成例について図４４を参照して説明する。図４４は第１の実施形態で説明
したシフトレジスタ回路の構成例を示しているがこれに限定されず、第２の実施形態乃至
第４の実施形態で説明したシフトレジスタ回路にも適用することができる。また、第１の
実施形態乃至第４の実施形態で説明した以外のシフトレジスタ回路にも適用することがで
きる。

【0291】

図４４はトランジスタ３１、トランジスタ３２、トランジスタ４１、トランジスタ４２
、制御信号であるＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３を伝達するための３本の制御信号線、正電源Ｖ
ＤＤの電位となる電源線、及び負電源ＶＳＳの電位となる２本の電源線によって構成され
ている。また、ＣＫ１を伝達する制御信号線を制御信号線ＣＫ１とし、ＣＫ２を伝達する
制御信号線を制御信号線ＣＫ２とし、ＣＫ３を伝達する制御信号線を制御信号線ＣＫ３と
し、正電源ＶＤＤの電位となる電源線を電源線ＶＤＤとし、負電源ＶＳＳの電位となる電
源線を電源線ＶＳＳとする。

【0292】

図４４に示すシフトレジスタ回路の構成図の特徴をいくつか述べる。

【0293】

シフトレジスタ回路の出力であるＯＵＴ（１）と制御信号線ＣＫ１、制御信号線ＣＫ２
及び制御信号線ＣＫ３との間に、電源線ＶＤＤ及び電源線ＶＳＳが配置されていることを
特徴とする。制御信号線ＣＫ１、制御信号線ＣＫ２及び制御信号線ＣＫ３は、クロック信
号を伝達するための制御信号線であるため、絶えず電位が変化している。そのため制御信
号線との間に寄生容量が発生すると、制御信号線の電位の変動によりノイズが発生してし
まうことがある。ＯＵＴ（１）は次の段のシフトレジスタ回路の入力となるため、ＯＵＴ
（１）にノイズが発生してしまうとシフトレジスタ回路が誤動作しやすくなってしまう。
そのため、定電位である電源線を制御信号線とＯＵＴ（１）との間に配置することで、制
御信号線によって発生するノイズがシフトレジスタ回路の動作への影響を低減することが
できる。

【0294】

トランジスタ３２の出力とＯＵＴ（１）とを接続するためのメタル配線層と制御信号線
ＣＫ１、制御信号線ＣＫ２及び制御信号線ＣＫ３との間に電源線ＶＤＤ、電源線ＶＳＳ及
びトランジスタを配置することを特徴とする。上記説明したようにトランジスタ３２の出
力とＯＵＴ（１）とを接続するためのメタル配線層にノイズが発せすればシフトレジスタ
回路の誤動作の原因となる。また、トランジスタの配置によっては、長い配線とする必要
があるため、制御信号線と間に電源線及びトランジスタを配置することで、よりノイズを
発生しにくくすることができる。

【0295】

ブートストラップ動作をするトランジスタ３２をＵ字型のトランジスタとすることを特
徴とする。トランジスタ３２は出力の正電源ＶＤＤを供給するためのトランジスタである
ため、高い電流能力が必要になるため、Ｕ字型のトランジスタとするとチャネル幅を広く
とることができる。

【0296】

トランジスタ４１及びトランジスタ４２のソースとドレインのうち一方を共通とするこ
とを特徴とする。こうすることで、シフトレジスタ回路を構成する面積を小さくすること
ができるため、より高精細、狭額縁な表示装置を提供することができるため有利である。

【0297】

電源線と制御信号線の配線幅が等しいことを特徴とする。通常、電源線には多くの瞬間
電流が流れてしまうため、配線幅を大きくし配線抵抗を減らして瞬間電流による電圧降下
によって生じる誤作動を防止している。しかし、本発明では制御信号線を正電源ＶＤＤの
電位を出力するために使用しているため、制御信号線にも多くの瞬間電流が流れてしまう
。そのため、制御信号線の配線幅を広くすることが望ましい。制御信号線の配線幅を従来
のように狭くした場合、多くの瞬間電流による電圧降下によって、電位を保つことができ
ずにシフトレジスタ回路が誤作動してしまう。よって、制御信号線の配線幅を電源線の配
線幅と等しくしておくことが望ましい。また、本発明のシフトレジスタ回路では電源線に
流れる電流は少ないため、電源線の配線幅よりも制御信号線の配線幅を広くしてもよい。

【0298】

第１の実施形態で説明したシフトレジスタ回路をボトムゲート構造のトランジスタで形
成した場合の別の構成例について図４５を参照して説明する。図４５は第１の実施形態で
説明したシフトレジスタ回路の構成例を示しているがこれに限定されず、第２の実施形態
乃至第４の実施形態で説明したシフトレジスタ回路にも適用することができる。また、第
１の実施形態乃至第４の実施形態で説明した以外のシフトレジスタ回路にも適用すること
ができる。

【0299】

図４５はトランジスタ３１、トランジスタ３２、トランジスタ４１、トランジスタ４２
、制御信号であるＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３を伝達するための３本の制御信号線、正電源Ｖ
ＤＤの電位となる電源線及び負電源ＶＳＳの電位となる２本の電源線によって構成されて
いる。また、ＣＫ１を伝達する制御信号線を制御信号線ＣＫ１とし、ＣＫ２を伝達する制
御信号線を制御信号線ＣＫ２とし、ＣＫ３を伝達する制御信号線を制御信号線ＣＫ３とし
、正電源ＶＤＤの電位となる電源線を電源線ＶＤＤとし、負電源ＶＳＳの電位となる電源
線を電源線ＶＳＳとする。

【0300】

図４５に示すシフトレジスタ回路の構成図の特徴をいくつか述べる。

【0301】

シフトレジスタ回路を構成するトランジスタが定電位である電源線に挟まれるように配
置していることを特徴とする。ブートストラップ動作を用いる場合、浮遊となるノードが
存在するため、ノイズを低減する必要がある。つまり、トランジスタを定電位である電源
線で挟むことによって、制御信号線や他の回路からのノイズを低減することができる。

【実施例0302】

本実施例では、画素の構成例について説明する。図２４（Ａ）及び図２４（Ｂ）は、本
発明に係るパネルの画素の断面図である。画素に配置されるスイッチング素子としてトラ
ンジスタを用い、画素に配置される表示媒体として発光素子を用いた例を示す。

【0303】

図２４（Ａ）及び図２４（Ｂ）において、２４００は基板、２４０１は下地膜、２４０
２は半導体層、２４１２は半導体層、２４０３は第１の絶縁膜、２４０４はゲート電極、
２４１４は電極、２４０５は第２の絶縁膜、２４０６はソース電極又はドレイン電極とし
て機能しうる電極、２４０７は第１の電極、２４０８は第３の絶縁膜、２４０９は発光層
、２４１７は第２の電極である。２４１０はトランジスタ、２４１５は発光素子、２４１
１は容量素子である。図２４では、画素を構成する素子として、トランジスタ２４１０と
、容量素子２４１１とを代表で示した。図２４（Ａ）の構成について説明する。

【0304】

基板２４００としては、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラ
スなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステン
レスを含む金属基板または半導体基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。プ
ラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いても良い。基板２４００の表
面を、ＣＭＰ法などの研磨により平坦化しておいても良い。

【0305】

下地膜２４０１としては、酸化珪素や、窒化珪素または窒化酸化珪素などの絶縁膜を用
いることができる。下地膜２４０１によって、基板２４００に含まれるＮａなどのアルカ
リ金属やアルカリ土類金属が半導体層２４０２に拡散しトランジスタ２４１０の特性に悪
影響をおよぼすのを防ぐことができる。図２４では、下地膜２４０１を単層の構造として
いるが、２層あるいはそれ以上の複数層で形成してもよい。なお、石英基板など不純物の
拡散がさして問題とならない場合は、下地膜２４０１を必ずしも設ける必要はない。

【0306】

半導体層２４０２及び半導体層２４１２としては、パターニングされた結晶性半導体膜
や非晶質半導体膜を用いることができる。結晶性半導体膜は非晶質半導体膜を結晶化して
得ることができる。結晶化方法としては、レーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニー
ル炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法等を用いること
ができる。半導体層２４０２は、チャネル形成領域と、導電型を付与する不純物元素が添
加された一対の不純物領域とを有する。なお、チャネル形成領域と一対の不純物領域との
間に、不純物元素が低濃度で添加された不純物領域を有していてもよい。半導体層２４１
２には、全体に導電型を付与する不純物元素が添加された構成とすることができる。

【0307】

第１の絶縁膜２４０３としては、酸化珪素、窒化珪素または窒化酸化珪素等を用い、単
層または複数の膜を積層させて形成することができる。なお、第１の絶縁膜２４０３とし
て水素を含む膜を用い、半導体層２４０２を水素化してもよい。

【0308】

ゲート電極２４０４及び電極２４１４としては、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、
Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた一種の元素または該元素を複数含む合金若しくは化合物からなる
単層または積層構造を用いることができる。

【0309】

トランジスタ２４１０は、半導体層２４０２と、ゲート電極２４０４と、半導体層２４
０２とゲート電極２４０４との間の第１の絶縁膜２４０３とによって構成される。図２４
では、画素を構成するトランジスタとして、発光素子２４１５の第１の電極２４０７に接
続されたトランジスタ２４１０のみを示したが、複数のトランジスタを有する構成として
もよい。また、本実施例では、トランジスタ２４１０をトップゲート型のトランジスタと
して示したが、半導体層の下方にゲート電極を有するボトムゲート型のトランジスタであ
っても良いし、半導体層の上下にゲート電極を有するデュアルゲート型のトランジスタで
あっても良い。

【0310】

容量素子２４１１は、第１の絶縁膜２４０３を誘電体とし、第１の絶縁膜２４０３を挟
んで対向する半導体層２４１２と電極２４１４とを一対の電極として構成される。なお、
図２４では、画素の有する容量素子として、一対の電極の一方をトランジスタ２４１０の
半導体層２４０２と同時に形成される半導体層２４１２とし、他方の電極をトランジスタ
２４１０のゲート電極２４０４と同時に形成される電極２４１４とした例を示したが、こ
の構成に限定されない。

【0311】

第２の絶縁膜２４０５としては、無機絶縁膜や有機絶縁膜の単層または積層を用いるこ
とができる。無機絶縁膜としては、ＣＶＤ法により形成された酸化シリコン膜や、ＳＯＧ
（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）法により塗布された酸化シリコン膜などを用いることが
でき、有機絶縁膜としてはポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、ア
クリルまたはポジ型感光性有機樹脂、ネガ型感光性有機樹脂等の膜を用いることができる
。

【0312】

また、第２の絶縁膜２４０５として、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構
造が構成される材料を用いることができる。この材料の置換基として、少なくとも水素を
含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオ
ロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基
とを用いてもよい。

【0313】

なお、第２の絶縁膜２４０５の表面を高密度プラズマによって処理し、窒化させてもよ
い。高密度プラズマは、高い周波数のマイクロ波、例えば２．４５ＧＨｚを使うことによ
って生成される。なお、高密度プラズマとしては、電子密度が１×１０^１１ｃｍ^－３以上
１×１０^１３ｃｍ^－３以下であり、電子温度が０．２ｅＶ以上２．０ｅＶ以下（より好ま
しくは０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下）であるものを用いる。このように低電子温度が特
徴である高密度プラズマは、活性種の運動エネルギーが低いため、従来のプラズマ処理に
比べプラズマダメージが少なく欠陥が少ない膜を形成することができる。高密度プラズマ
処理の際、基板２４００は３５０℃から４５０℃の温度とする。また、高密度プラズマを
発生させる装置において、マイクロ波を発生するアンテナから基板２４００までの距離を
２０～８０ｍｍ（好ましくは２０～６０ｍｍ）とする。

【0314】

窒素（Ｎ_２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲
気下、または窒素と水素（Ｈ_２）と希ガス雰囲気下、またはアンモニア（ＮＨ_３）と希ガ
ス雰囲気下において、上記高密度プラズマ処理を行い第２の絶縁膜２４０５表面を窒化す
る。高密度プラズマにより窒化処理により形成された第２の絶縁膜２４０５表面にはＨや
、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの元素が混入している。例えば、第２の絶縁膜２４０５
として酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜を用い、当該膜の表面を高密度プラズマで処
理することによって窒化シリコン膜を形成する。こうして形成した窒化シリコン膜に含ま
れる水素を用いて、トランジスタ２４１０の半導体層２４０２の水素化を行ってもよい。
なお当該水素化処理は、前述した第１の絶縁膜２４０３中の水素を用いた水素化処理と組
み合わせてもよい。なお、上記高密度プラズマ処理によって形成された窒化膜の上に更に
絶縁膜を形成して、第２の絶縁膜２４０５としてもよい。

【0315】

第１の電極２４０６としては、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、
Ａｕ、Ｍｎから選ばれた一種の元素または該元素を複数含む合金からなる単層または積層
構造を用いることができる。

【0316】

第１の電極２４０７及び第２の電極２４１７の一方もしくは両方を透明電極とすること
ができる。透明電極としては、酸化タングステンを含むインジウム酸化物（ＩＷＯ）、酸
化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＷＺＯ）、酸化チタンを含むインジウム
酸化物（ＩＴｉＯ）、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＴｉＯ）などを用いる
ことができる。勿論、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）
、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）なども用いることができる。

【0317】

発光層は、正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層など、機能の異なる複数の層を用
いて構成することが好ましい。

【0318】

正孔注入輸送層は、ホール輸送性の有機化合物材料と、その有機化合物材料に対して電
子受容性を示す無機化合物材料とを含む複合材料で形成することが好ましい。このような
構成とすることで、本来内在的なキャリアをほとんど有さない有機化合物に多くのホール
キャリアが発生し、極めて優れたホール注入性・輸送性が得られる。この効果により、従
来よりも駆動電圧を低くすることができる。また、駆動電圧の上昇を招くことなく正孔注
入輸送層を厚くすることができるため、ゴミ等に起因する発光素子の短絡も抑制すること
ができる。

【0319】

ホール輸送性の有機化合物材料としては、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（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、１，
３，５－トリス［Ｎ，Ｎ－ジ（ｍ－トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ－ＭＴＤＡＢ）
、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－１，１’－ビフェニ
ル－４，４’－ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ
－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）などが挙げられるが、これらに限定され
ることはない。

【0320】

電子受容性を示す無機化合物材料としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バナ
ジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウム、酸化ルテニウム、酸化亜鉛
などが挙げられる。特に酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニ
ウムは真空蒸着が可能で扱いやすいため、好適である。

【0321】

電子注入輸送層は、電子輸送性の有機化合物材料を用いて形成する。具体的には、トリ
ス（８－キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４－メチル－８－キ
ノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）などが挙げられるが、これらに限定され
ることはない。

【0322】

発光層は、９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０－
ジ（２－ナフチル）－２－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＮＡ）、４
，４’－ビス（２，２－ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、クマリン
３０、クマリン６、クマリン５４５、クマリン５４５Ｔ、ペリレン、ルブレン、ペリフラ
ンテン、２，５，８，１１－テトラ（ｔｅｒｔ－ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、９
，１０－ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）、５，１２－ジフェニルテトラセン、
４－（ジシアノメチレン）－２－メチル－［ｐ－（ジメチルアミノ）スチリル］－４Ｈ－
ピラン（略称：ＤＣＭ１）、４－（ジシアノメチレン）－２－メチル－６－［２－（ジュ
ロリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン（略称：ＤＣＭ２）、４－（ジシアノメ
チレン）－２，６－ビス［ｐ－（ジメチルアミノ）スチリル］－４Ｈ－ピラン（略称：Ｂ
ｉｓＤＣＭ）等が挙げられる。また、ビス［２－（４’，６’－ジフルオロフェニル）ピ
リジナト－Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ピコリナート）（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２
－［３’，５’－ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’｝イリ
ジウム（ピコリナート）（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、トリス（２－フ
ェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２－フ
ェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｐ
ｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス［２－（２’－チエニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ３’］イリ
ジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｔｈｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（２－
フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（
ｐｑ）２（ａｃａｃ））、ビス［２－（２’－ベンゾチエニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ３’
］イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））などの
燐光を放出できる化合物用いることもできる。

【0323】

その他に、発光層の形成に用いることができる高分子系の電界発光材料は、ポリパラフ
ェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系、ポリフルオレン系が挙
げられる。

【0324】

いずれにしても、発光層の層構造は変化しうるものであり、特定の正孔又は電子注入輸
送層や発光層を備えていない代わりに、もっぱらこの目的用の電極層を備えたり、発光性
の材料を分散させて備えたりする変形は、発光素子としての目的を達成し得る範囲におい
て許容されうるものである。

【0325】

第１の電極２４０７及び第２の電極２４１７の他方は、透光性を有さない材料で形成さ
れていてもよい。例えば、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のア
ルカリ土類金属、これらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ、Ｍｇ：Ｉｎなど）、およ
びこれらの化合物（ＣａＦ２、ＣａＮ）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いることが
できる。

【0326】

第３の絶縁膜２４０８としては、第２の絶縁膜２４０５と同様の材料を用いて形成する
ことができる。第３の絶縁膜２４０８は、第１の電極２４０７の端部を覆うように第１の
電極２４０７の周辺に形成され、隣り合う画素において発光層２４０９を分離する機能を
有する。

【0327】

発光層２４０９は、単数または複数の層で構成されている。複数の層で構成されている
場合、これらの層は、キャリア輸送特性の観点から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電
子輸送層、電子注入層などに分類することができる。なお各層の境目は必ずしも明確であ
る必要はなく、互いの層を構成している材料が一部混合し、界面が不明瞭になっている場
合もある。各層には、有機系の材料、無機系の材料を用いることが可能である。有機系の
材料として、高分子系、中分子系、低分子系のいずれの材料も用いることが可能である。

【0328】

発光素子２４１５は、発光層２４０９と、発光層２４０９を介して重なる第１の電極２
４０７及び第２の電極２４１７とによって構成される。第１の電極２４０７及び第２の電
極２４１７の一方が陽極に相当し、他方が陰極に相当する。発光素子２４１５は、陽極と
陰極の間にしきい値電圧より大きい電圧が順バイアスで印加されると、陽極から陰極に電
流が流れて発光する。

【0329】

図２４（Ｂ）の構成について説明する。なお、図２４（Ａ）と同じ部分は同じ符号を用
いて示し、説明は省略する。図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ）において、第２の絶縁膜２４
０５と第３の絶縁膜２４０８の間に絶縁膜２４１８を有する構成である。第２の電極２４
１６と第１の電極２４０６とは、絶縁膜２４１８に設けられたコンタクトホールにおいて
接続されている。

【0330】

絶縁膜２４１８は、第２の絶縁膜２４０５と同様の構成とすることができる。第２の電
極２４１６は、第１の電極２４０６と同様の構成とすることができる。

【実施例0331】

本実施例は、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２８にはトップゲートのトランジスタ、図２９及び図３０
にはボトムゲートのトランジスタの場合について示す。

【0332】

アモルファスシリコンを半導体層に用いたトップゲート構造のトランジスタの断面を図
２８（ａ）に示す。に示すように、基板２８０１上に下地膜２８０２が形成されている。
さらに下地膜２８０２上に画素電極２８０３が形成されている。また、画素電極２８０３
と同層に同じ材料からなる第１の電極２８０４が形成されている。

【0333】

基板はガラス基板、石英基板、セラミック基板などを用いることができる。また、下地
膜２８０２としては、窒化アルミや酸化珪素、酸化窒化珪素などの単層やこれらの積層を
用いることができる。

【0334】

また、下地膜２８０２上に配線２８０５及び配線２８０６が形成され、画素電極２８０
３の端部が配線２８０５で覆われている。配線２８０５及び配線２８０６の上部にＮ型の
導電型を有するＮ型半導体層２８０７及びＮ型半導体層２８０８が形成されている。また
、配線２８０５と配線２８０６の間であって、下地膜２８０２上に半導体層２８０９が形
成されている。そして、半導体層２８０９の一部はＮ型半導体層２８０７及びＮ型半導体
層２８０８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－
Ｓｉ：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２８０９上にゲート絶縁膜２８１０が形成されている。また、ゲー
ト絶縁膜２８１０と同層の同じ材料からなる絶縁膜２８１１が第１の電極２８０４上にも
形成されている。なお、ゲート絶縁膜２８１０としては酸化珪素膜や窒化珪素膜などが用
いられる。

【0335】

また、ゲート絶縁膜２８１０上に、ゲート電極２８１２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２８１３が第１の電極２８０４上に絶縁膜２８
１１を介して形成されている。第１の電極２８０４及び第２の電極２８１３で絶縁膜２８
１１を挟まれた容量素子２８１９が形成されている。また、画素電極２８０３の端部、駆
動トランジスタ２８１８及び容量素子２８１９を覆い、層間絶縁膜２８１４が形成されて
いる。

【0336】

層間絶縁膜２８１４及びその開口部に位置する画素電極２８０３上に有機化合物を含む
層２８１５及び対向電極２８１６が形成され、画素電極２８０３と対向電極２８１６とで
有機化合物を含む層２８１５が挟まれた領域では発光素子２８１７が形成されている。

【0337】

図２８（ａ）に示す第１の電極２８０４を図２８（ｂ）に示すように第１の電極２８２
０で形成してもよい。第１の電極２８２０は配線２８０５及び２８０６と同層の同一材料
で形成されている。

【0338】

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半
導体装置のパネルの部分断面を図２９に示す。基板２９０１上にゲート電極２９０３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２９０４が形成さ
れている。ゲート電極２９０３は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａなどの高融点金属を用い
ることができる。

【0339】

ゲート電極２９０３及び第１の電極２９０４を覆うようにゲート絶縁膜２９０５が形成
されている。ゲート絶縁膜２９０５としては酸化珪素膜や窒化珪素膜などが用いられる。

【0340】

ゲート絶縁膜２９０５上に、半導体層２９０６が形成されている。また、半導体層２９
０６と同層に同じ材料からなる半導体層２９０７が形成されている。基板はガラス基板、
石英基板、セラミック基板などを用いることができる。

【0341】

半導体層２９０６上にはＮ型の導電性を有するＮ型半導体層２９０８、２９０９が形成
され、半導体層２９０７上にはＮ型半導体層２９１０が形成されている。Ｎ型半導体層２
９０８、２９０９、２９１０上にはそれぞれ配線２９１１、２９１２が形成され、Ｎ型半
導体層２９１０上には配線２９１１及び２９１２と同層の同一材料からなる導電層２９１
３が形成されている。

【0342】

半導体層２９０７、Ｎ型半導体層２９１０及び導電層２９１３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２９０４でゲート絶縁膜２９０５を挟み込
んだ構造の容量素子２９２０が形成されている。

【0343】

配線２９１１の一方の端部は延在し、その延在した配線２９１１上部に接して画素電極
２９１４が形成されている。

【0344】

画素電極２９１４の端部、駆動トランジスタ２９１９及び容量素子２９２０を覆うよう
に絶縁層２９１５が形成されている。画素電極２９１４及び絶縁層２９１５上には有機化
合物を含む層２９１６及び対向電極２９１７が形成され、画素電極２９１４と対向電極２
９１７とで有機化合物を含む層２９１６が挟まれた領域では発光素子２９１８が形成され
ている。

【0345】

容量素子の第２の電極の一部となる半導体層２９０７及びＮ型半導体層２９１０は設け
なくても良い。つまり第２の電極は導電層２９１３とし、第１の電極２９０４と導電層２
９１３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。

【0346】

図２９（ａ）において、配線２９１１を形成する前に画素電極２９１４を形成すること
で、図２９（ｂ）に示すような、画素電極２９１４からなる第２の電極２９２１と第１の
電極２９０４でゲート絶縁膜２９０５が挟まれた構造の容量素子２９２０を形成すること
ができる。

【0347】

図２９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良い。チャネル保護構造のトランジスタの場合
について、図３０（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。

【0348】

図３０（ａ）に示すチャネル保護型構造のトランジスタは図２９（ａ）に示したチャネ
ルエッチ構造の駆動トランジスタ２９１９の半導体層２９０６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層３００１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。

【0349】

同様に、図３０（ｂ）に示すチャネル保護型構造のトランジスタは図２９（ｂ）に示し
たチャネルエッチ構造の駆動トランジスタ２９１９の半導体層２９０６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層３００１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。

【0350】

本実施例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）に非晶質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、図６や図７に示す画素構成を用いることで非晶質半導体膜を適用することが
可能である。

【0351】

本実施例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。

【0352】

本実施例で述べた内容は実施例１で述べた内容と自由に組み合わせて実施することがで
きる。