专利名称：移位寄存器的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示设备的选通驱动电路的移位寄存器，更具体地，涉及可以降低能耗的移位寄存器。
背景技术：
本申请要求2010年4月19日提交的韩国专利申请No. 10-2010-0036071的权益， 此处以引证的方式并入其内容，就像在此进行了完整阐述一样。近来，已引入了 GIP(面板内选通，Gate In Panel)型液晶显示设备，其中将选通驱动电路安装于面板之内以减小显示设备的体积和重量。在GIP型液晶显示设备中，将选通驱动电路安装于面板的非显示区域内，以实现小体积、重量降低和低生产成本。选通驱动电路包括向液晶显示面板的多条选通线顺序地提供扫描脉冲的移位寄存器。移位寄存器具有用于从定时控制器接收时钟脉冲并向选通线输出扫描脉冲的输出缓冲单元，以及用于控制输出缓冲单元的输出的输出控制单元。由非晶硅(a-Si)形成的薄膜晶体管(TFT)用作输出缓冲单元。P = IV = CV2f...........................................(1)此时，构成输出缓冲单元的TFT的能耗在选通驱动电路中是最大的。详细地，参照式1，能耗P与电流I，电压V，电容C和频率f成比例。输出缓冲单元接收的时钟脉冲具有最快的驱动频率。并且，输出缓冲单元的TFT在选通驱动电路中具有最大的尺寸，导致在TFT 中接收时钟脉冲的栅极和第一电极(源极)之间产生的寄生电容器的电容C是最大的。因此，由于构成输出缓冲单元的TFT具有最高的驱动频率f和寄生电容器的最大的电容C，所以该TFT的能耗在选通驱动电路中是最大的。通常，使用选通驱动集成电路的显示设备也包括与GIP型液晶显示设备类似的输出缓冲单元。在选通驱动集成电路中，输出缓冲单元具有由多晶硅形成的TFT，多晶硅TFT 的寄生电容器的电容C比非晶硅TFT的寄生电容器的电容小。因而，GIP型液晶显示设备的问题在于，由于选通驱动电路的输出缓冲单元，其能耗比使用具有多晶硅TFT的选通驱动IC的显示设备的能耗高。
发明内容
因此，本发明涉及移位寄存器。本发明的目的是提供一种移位寄存器，其中改变了输出缓冲单元的开关器件 (TFT)的结构以降低能耗。本公开的附加优点、目的和特征将在下面的描述中部分描述且将对于本领域普通技术人员在研究下文后变得明显，或可以通过本发明的实践来了解。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明的目的和其它优点。为了实现这些目的和其它优点，按照本发明的目的，作为具体和广义的描述，一种移位寄存器包括多个级，各个级具有多个开关器件，所述多个级用于连续地传递扫描脉冲，其中所述多个开关器件中的至少一个具有其栅极与其第一电极交叠的第一区域以及所述栅极与其第二电极交叠的第二区域，所述第一区域小于所述第二区域，其中时钟脉冲施加于所述第一电极。所述第一区域的尺寸比所述第二区域的尺寸小10 15%。所述第一区域比所述第二区域小的所述开关器件包括相互平行而形成的多个第一子电极，连接所述多个第一子电极的连接用第一电极，相互平行而形成的多个第二子电极，以及连接所述多个第二子电极的连接用第二电极。所述多个第一子电极被形成为与所述栅极交叠，所述连接用第一电极被形成为不与所述栅极交叠，并且所述多个第二子电极和所述连接用第二电极被形成为与所述栅极交叠。所述多个第一子电极中的每一个形成于相邻的第二子电极之间。所述多个级中的每一级包括用于传递所述扫描脉冲的输出缓冲单元和用于控制来自所述输出缓冲单元的输出的输出控制单元，并且所述输出缓冲单元包括所述第一区域比所述第二区域小的所述开关器件。所述输出缓冲单元包括上拉开关器件，其根据第一节点的信号状态而导通/截止，且在所述上拉开关器件导通时将时钟传输线中的一条连接至所述级中的输出端，第一下拉开关器件，其根据第二节点的信号状态而导通/截止，且在所述第一下拉开关器件导通时将所述输出端连接到低电位电压线，以及第二下拉开关器件，其根据第三节点的信号状态而导通/截止，且在所述第二下拉开关器件导通时将所述输出端连接到所述低电位电压线，其中，所述低电位电压线传输低电位电压，并且所述时钟传输线传输相位彼此不同的多个时钟脉冲，并且所述第一区域比所述第二区域小的所述开关器件是所述上拉开关器件。设置在第η级中的输出控制单元包括第一开关器件，其响应于起始脉冲或来自于第(η-1)级的扫描脉冲而导通/截止，且在所述第一开关器件导通时将所述高电位电压线连接至所述第一节点，第二开关器件，其响应于来自第(η+1)级的扫描脉冲而导 通/截止，且在所述第二开关器件导通时将所述第一节点连接到所述低电位电压线，第三开关器件，其根据所述第二节点的信号状态而导通/截止，且在所述第三开关器件导通时将所述第一节点连接到所述低电位电压线，第四开关器件，其根据来自第一 AC电源线的第一 AC 电压而导通/截止，且在所述第四开关器件导通时将所述第一 AC电源线连接到所述第二节点，第五开关器件，其根据所述第一节点的信号状态而导通/截止，且在所述第五开关器件导通时将所述第二节点连接到所述低电位电压线，第六开关器件，其响应于所述起始脉冲或来自于第(η-1)级的扫描脉冲而导通/截止，且在所述第六开关器件导通时将所述第二节点连接到所述低电位电压线，第七开关器件，其根据所述第三节点的信号状态而导通/ 截止，且在所述第七开关器件导通时将所述第一节点连接到所述低电位电压线，第八开关器件，其根据来自第二 AC电源线的第二 AC电压而导通/截止，且在所述第八开关器件导通时将所述第二 AC电源线连接到所述第三节点，第九开关器件，其根据所述第一节点的信号状态而导通/截止，且在所述第九开关器件导通时将所述第三节点连接到所述低电位电压线，以及第十开关器件，其响应于所述起始脉冲或来自于第(η-1)级的扫描脉冲而导通/截止，且在所述第十开关器件导通时将所述第三节点连接到所述低电位电压线，其中所述第二 AC电压具有相位相对于所述第一 AC电压反转了 180度的模式，来自于所述高电位电压线的高电位电压比来自于所述低电位电压线的低电位电压高，并且第一至第十开关器件中的至少一个的所述第一区域比所述第二区域小。应当理解，本发明的上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的，且旨在提供所要求保护的本发明的进一步解释。
附图被包括在本申请中以提供对本公开的进一步理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，附图示出了本公开的实施方式，且与说明书一起用于解释本公开的原理。 附图中图1示出了根据本发明的优选实施例的移位寄存器的电路图。图2示出了图1中第一级的电路图。图3示意性地示出了图2中上拉开关器件的截面。图4示出了图3中上拉开关器件的布置。图5A和图5B分别示出了图3中上拉开关器件的布置。
具体实施例方式下面将详细描述本发明的具体实施方式
，在附图中例示出了其示例。在可能的情况下，相同的标号在整个附图中代表相同或类似部件。图1示出了根据本发明的优选实施方式的移位寄存器的电路图。参考图1，移位寄存器响应于来自定时控制器的至少一个时钟脉冲C和起始脉冲 Vst顺序地将多个扫描脉冲OUTl OUTn传递到多条选通线。为此，移位寄存器具有第一至第η级Sl Sn。Sl Sn中的每一级在各帧中传递扫描脉冲OUTl OUTn —次，从第一级 Sl开始至第η级Sn顺序进行。第一至第η级Sl Sn分别接收高电位电压VDD和低电位电压VSS以及至少一个时钟脉冲C。高电位电压VDD和低电位电压VSS都是直流，高电位电压VDD的电位比低电位电压VSS的电位高。比如，高电位电压VDD具有正极性而低电位电压VSS具有负极性。同时，低电位电压VSS可以为地电压。并且，低电位电压VSS与至少一个时钟脉冲C的低状态电位相同。至少一个时钟脉冲C具有以彼此不同相位传输的第一至第四时钟脉冲Cl C4。 虽然本发明的实施方式具有四种彼此相位不同的时钟脉冲，只要时钟脉冲是两个或两个以上，可以使用任意数量的时钟脉冲。第一至第η级Sl Sn中的每一个响应于前一级的扫描脉冲而传递扫描脉冲。然而，由于第一级Sl没有前一级，所以第一级Sl响应于从定时控制器提供的起始脉冲Vst来传递扫描脉冲。另外，第一至第η级Sl Sn中的每一级响应于下一级的扫描脉冲而传递扫描脉冲。然而，第η级Sn响应于来自未示出的虚设级的信号来传递扫描脉冲。详细地，第一级Sl响应于起始脉冲Vst、时钟脉冲C和来自第二级S2的第二扫描脉冲0UT2来传递第一扫描脉冲。并且，第二至第η级S2 Sn响应于前一级扫描脉冲OUTl、 0UT2和0UT3......、时钟脉冲C以及来自下一级的扫描脉冲0UT3、0UT4和0UT5.......，分别连续地传递第二至第η扫描脉冲0UT2 OUTn。这样，第一至第η级Sl Sn响应于来自定时控制器的时钟脉冲C和起始脉冲Vst 连续地传递多个扫描脉冲OUTl OUTn。同时，级Sl Sn具有多个开关器件，用于分别地传递扫描脉冲OUTl OUTn。在这个例子中，多个开关器件中的至少一个具有栅极与第一电极交叠的第一区域和栅极与第二电极交叠的第二区域。第一区域与第二区域不同。开关器件将用第一级作为例子来描述。图2示出了图1中第一级的电路图。参考图2，第一级Sl具有输出控制单元OC和输出缓冲单元。输出缓冲单元包括上拉开关器件Tup和下拉开关器件Tdl和Td2。上拉开关器件Tup具有栅极与第一电极(源极)交叠的第一区域和栅极与第二电极(漏极)交叠的第二区域，其中第一区域不同于第二区域。输出控制单元OC根据起始脉冲Vst、来自第二级S2的第二扫描脉冲0UT2以及第一和第二 AC电压VDD_0和VDD_E来控制第一至第三节点Q、QB_odd和QB_even的逻辑状态，其中第一和第二 AC电压VDD_0和VDD_E的相位互相反转180度。为此，输出控制单元 OC具有第一至第十开关器件Tl T10。第一开关器件Tl响应于起始脉冲Vst导通/截止，且在第一开关器件Tl导通时将高电位电压VDD线连接至第一节点Q。第二开关器件T2响应于来自第二级S2的扫描脉冲0UT2导通/截止，且在第二开关器件T2导通时将第一节点Q连接至低电位电压VSS线。第三开关器件T3根据来自第二节点QB_odd的逻辑状态导通/截止，且在第三开关器件T3导通时将第一节点Q连接至低电位电压VSS线。第四开关器件T4根据来自第一 AC电压VDD_0线的第一 AC电压VDD_0导通/截止，且在第四开关器件T4导通时将第一 AC电压VDD_0线连接至第二节点QB_odd。第五开关器件T5根据第一节点Q的逻辑状态导通/截止，且在第五开关器件T5 导通时将第二节点QB_odd连接至低电位电压VSS线。第六开关器件T6响应于起始脉冲Vst导通/截止，且在第六开关器件T6导通时将第二节点QB_odd连接至低电位电压VSS线。第七开关器件T7根据第三节点QB_eVen的逻辑状态导通/截止，且在第七开关器件T7导通时将第一节点Q连接至低电位电压VSS线。第八开关器件T8根据来自第二 AC电压VDD_eVen线的第二 AC电压VDD_even导通 /截止，且在第八开关器件T8导通时将第二 AC电压VDD_even线连接至第三节点QB_even。第九开关器件T9根据第一节点Q的逻辑状态导通/截止，且在第九开关器件T9 导通时将第三节点QB_even连接至低电压电位线VSS。第十开关器件TlO响应于起始脉冲Vst导通/截止，且在第十开关器件TlO导通时将第三节点QB_even连接至低电压电位线VSS。输出缓冲单元Tup、Tdl和Td2分别根据第一至第三节点Q、QB_odd和QB_eVen的逻辑状态传递第一扫描脉冲OUTI。为此，上拉开关器件Tup具有连接至第一节点Q的栅极和施加有第一时钟脉冲Cl 的第一电极。上拉开关器件Tup根据第一节点Q的逻辑状态导通/截止，且在上拉开关器
7件Tup导通时传递第一时钟脉冲Cl作为第一扫描脉冲OUTl。 第一下拉开关器件Tdl具有连接至第二节点QB_odd的栅极和被提供有低电位电压VSS的第二电极。第一下拉开关器件Tdl根据第二节点QB_odd的逻辑状态导通/截止， 且在第一下拉开关器件Tdl导通时传递低电位电压VSS作为第一扫描脉冲OUTl。第二下拉开关器件Td2具有连接至第三节点QB_eVen的栅极和被提供有低电位电压VSS的第二电极。第二下拉开关器件Td2根据第三节点QB_even的逻辑状态导通/截止， 且在第二下拉开关器件Td2导通时传递低电位电压VSS作为第一扫描脉冲OUTl。图3示意性地示出了图2中上拉开关器件的截面。参考图3，上拉开关器件Tup包括形成于基板1上且被连接到第一节点Q的栅极 2，形成在栅极2上的栅绝缘膜3，连接至被提供有第一时钟脉冲Cl的信号线的第一电极8， 与第一电极8隔开形成以连接有用于将第一扫描脉冲OUTl传递至此的信号线的第二电极 10，形成于包括第一电极8和第二电极10的区域下面以在第一电极8和第二电极10之间形成沟道的有源层4，分别形成于第一电极8和第二电极10中的每一个与有源层4之间的欧姆接触层6。上拉开关器件Tup具有第一电极8与栅极2交叠的第一区域以及第二电极10与栅极2交叠的第二区域。C =ε——
d .................................................................(2)参考式2，电容器的电容C与两个不同导体彼此交叠的面积A成比例。因此，由于第一区域比第二区域小，所以产生于第一电极8和栅极2之间的寄生电容器的电容(下称 Cgd)也较小。也就是说，上拉开关器件Tup具有与第一区域对第二区域的尺寸减小比成比例而变小的Cgd。另外，如前所述，能耗P与电容C成比例(参考式1)。根据本发明的优选实施方式的上拉开关器件Tup具有与第一区域对第二区域的尺寸减小比成比例而减小的 Cgd，提供了减小能耗的效果。优选的是，第一区域比第二区域小10 15%。因此，上拉开关器件Tup的能耗减小10 15%。另外，由于第二区域比第一区域大，产生于第二电极10 和栅极2之间的寄生电容Cgs比Cgd大。Cgs可以减小噪声，该噪声因为连接到第一电极8 的时钟脉冲的快驱动频率而使来自于第一级Sl的第一扫描脉冲VOUTl不稳定。图4示出了图3中上拉开关器件的布置。参考图4，上拉开关器件Tup包括栅极2，以及形成于栅极2之上并相互间隔形成的第一电极8和第二电极10。同时，上拉开关器件Tup具有用于在第一电极8和第二电极 10之间形成沟道的有源层(未示出)。第一电极8具有多个相互平行而形成的第一子电极8a，和连接多个第一子电极8a 的连接用第一电极8b。由此，第一电极8具有字母‘ ”的形状。第一电极8具有多个与栅极2交叠形成的第一子电极8a，以及与栅极2不交叠形成的连接用第一电极Sb。另外，第一子电极8a的邻近于连接用第一电极8b的端部被形成为不与栅极2交叠。S卩，连接用第一电极8b和与其邻近的第一子电极8a被形成为不与栅极2交叠。第二电极10具有多个相互平行的第二子电极IOa以及连接多个第二子电极IOa 的连接用第二电极10b。由此，第二电极10被形成为具有字母‘ ”的形状。第二电极10具有多个第二子电极IOa和连接用第二电极IOb，这两者都被形成为与栅极2交叠。第二电极10具有分别形成于第一子电极8a之间的第二子电极10a。各个第二子电极IOa形成于相邻的第一子电极8a之间，各个第一子电极8a形成于相邻的第二子电极IOa之间。这样，上拉开关器件Tup具有被形成为不与栅极2交叠的连接用第一电极8b和邻近它的部分。由此，如图5A所示，上拉开关器件Tup具有第一电极8与栅极2交叠的第一区域以及第二电极10与栅极2交叠的第二区域，其中第一区域被形成为比第二区域区小。 另外，如图5B所示，在连接用第一电极及其邻近部分没有形成沟道。如前所述，根据本发明的优选实施方式的移位寄存器具有被形成为不与栅极2交叠的上拉开关器件Tup的连接用第一电极8b和邻近它的第一子电极8a。即，第一电极8与栅极2交叠的区减小，减小了 Cgd，提供了上拉开关器件Tup的能耗减小的效果。由于上拉开关器件Tup的能耗减小，可以减小移位寄存器的能耗。另外，第二电极10具有比第一电极8大的与栅极2交叠的区域。由此，Cgs变大， 提供了减小噪声的效果，该噪声因为连接到第一电极8的时钟脉冲的快速频率而使来自于第一级Sl的第一扫描脉冲不稳定。同时，在本发明的实施方式中，虽然上拉开关器件Tup的第一电极8被形成为使得第一区域小于第二区域，但本发明也可以应用到该级中的其它开关器件。如前所述，本发明的移位寄存器具有以下优点。在本发明的移位寄存器中，上拉开关器件的第一电极与栅极交叠的第一区域小于第二电极与栅极交叠的第二区域。由此，第一电极与栅极之间产生的寄生电容变小，以减小上拉开关器件的能耗，由此减小了移位寄存器的能耗。另外，上拉开关器件的第二电极与栅极之间产生的寄生电容可以减小噪声，该噪声因为连接到第一电极的时钟脉冲的快速驱动频率而使来自于移位寄存器的扫描脉冲不稳定。对于本领域技术人员而言很明显，在不偏离本发明的精神或范围的条件下，可以在本发明中做出各种修改和变型。因而，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变型。
权利要求
1.一种移位寄存器，该移位寄存器包括多个级，各个级具有多个开关器件，所述多个级用于连续地传递扫描脉冲， 其中所述多个开关器件中的至少一个具有其栅极与其第一电极交叠的第一区域以及所述栅极与其第二电极交叠的第二区域，所述第一区域小于所述第二区域，其中时钟脉冲施加于所述第一电极。
2.根据权利要求1所述的移位寄存器，其中所述第一区域的尺寸比所述第二区域的尺寸小10 15%。
3.根据权利要求2所述的移位寄存器，其中所述开关器件包括 相互平行而形成的多个第一子电极，连接所述多个第一子电极的连接用第一电极， 相互平行而形成的多个第二子电极，以及连接所述多个第二子电极的连接用第二电极。
4.根据权利要求3所述的移位寄存器，其中所述多个第一子电极被形成为与所述栅极交叠， 所述连接用第一电极被形成为不与所述栅极交叠，并且所述多个第二子电极和所述连接用第二电极被形成为与所述栅极交叠。
5.根据权利要求4所述的移位寄存器，其中所述多个第一子电极中的每一个形成于相邻的第二子电极之间。
6.根据权利要求1所述的移位寄存器，其中所述多个级中的每一级包括用于传递所述扫描脉冲的输出缓冲单元和用于控制来自所述输出缓冲单元的输出的输出控制单元，并且所述输出缓冲单元包括所述第一区域比所述第二区域小的所述开关器件。
7.根据权利要求6所述的移位寄存器，其中所述输出缓冲单元包括上拉开关器件，其根据第一节点的信号状态而导通/截止，且在所述上拉开关器件导通时将时钟传输线中的一条连接至所述级中的输出端，第一下拉开关器件，其根据第二节点的信号状态而导通/截止，且在所述第一下拉开关器件导通时将所述输出端连接到低电位电压线，以及第二下拉开关器件，其根据第三节点的信号状态而导通/截止，且在所述第二下拉开关器件导通时将所述输出端连接到所述低电位电压线，其中，所述低电位电压线传输低电位电压，并且所述时钟传输线传输相位彼此不同的多个时钟脉冲，并且所述第一区域比所述第二区域小的所述开关器件是所述上拉开关器件。
8.根据权利要求7所述的移位寄存器，其中设置在第η级中的输出控制单元包括 第一开关器件，其响应于起始脉冲或来自于第(η-1)级的扫描脉冲而导通/截止，且在所述第一开关器件导通时将所述高电位电压线连接至所述第一节点，第二开关器件，其响应于来自第(η+1)级的扫描脉冲而导通/截止，且在所述第二开关器件导通时将所述第一节点连接到所述低电位电压线，第三开关器件，其根据所述第二节点的信号状态而导通/截止，且在所述第三开关器件导通时将所述第一节点连接到所述低电位电压线，第四开关器件，其根据来自第一 AC电源线的第一 AC电压而导通/截止，且在所述第四开关器件导通时将所述第一 AC电源线连接到所述第二节点，第五开关器件，其根据所述第一节点的信号状态而导通/截止，且在所述第五开关器件导通时将所述第二节点连接到所述低电位电压线，第六开关器件，其响应于所述起始脉冲或来自于第(n-1)级的扫描脉冲而导通/截止， 且在所述第六开关器件导通时将所述第二节点连接到所述低电位电压线，第七开关器件，其根据所述第三节点的信号状态而导通/截止，且在所述第七开关器件导通时将所述第一节点连接到所述低电位电压线，第八开关器件，其根据来自第二 AC电源线的第二 AC电压而导通/截止，且在所述第八开关器件导通时将所述第二 AC电源线连接到所述第三节点，第九开关器件，其根据所述第一节点的信号状态而导通/截止，且在所述第九开关器件导通时将所述第三节点连接到所述低电位电压线，以及第十开关器件，其响应于所述起始脉冲或来自于第(n-1)级的扫描脉冲而导通/截止， 且在所述第十开关器件导通时将所述第三节点连接到所述低电位电压线，其中所述第二 AC电压具有相位相对于所述第一 AC电压反转了 180度的模式， 来自于所述高电位电压线的 高电位电压比来自于所述低电位电压线的低电位电压高，并且第一至第十开关器件中的至少一个的所述第一区域比所述第二区域小。
全文摘要
本发明涉及移位寄存器，其中改变了输出缓冲单元的开关器件的结构被以减小能耗。该移位寄存器包括多个级，各个级具有多个开关器件，所述多个级用于连续地传递扫描脉冲，其中所述多个开关器件中的至少一个具有其栅极与其第一电极交叠的第一区域以及所述栅极与其第二电极交叠的第二区域，所述第一区域小于所述第二区域，其中时钟脉冲施加于所述第一电极。
文档编号G09G3/36GK102222480SQ20101062511
公开日2011年10月19日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年4月19日
发明者蔡志恩 申请人:乐金显示有限公司