[發明專利]脈沖輸出電路、移位寄存器、以及顯示裝置

有效

• 申請號: 201310002175.1
• 申請日: 2007-10-17
• 公開（公告）號: CN103123810A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 三宅博之
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: G11C19/28
• 分類號: G11C19/28;G09G3/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;盧江

技術領域

本發明涉及脈沖輸出電路、移位寄存器和具有該移位寄存器的顯示裝置、半導體裝置以及電子設備。本發明特別涉及由單一導電型薄膜晶體管(TFT)構成的脈沖輸出電路、移位寄存器和顯示裝置、半導體裝置以及電子設備。

背景技術

近年來，對使用由在絕緣體上，特別是在玻璃、塑料襯底上的半導體薄膜而形成的薄膜晶體管(以下，也稱為TFT)來形成電路的顯示裝置，特別是對有源矩陣型顯示裝置的研究開發正在加步進行。使用TFT而形成的有源矩陣型顯示裝置具有數十萬至數百萬個配置為矩陣狀的像素，并且通過利用配置在每個像素中的TFT控制每個像素的電荷，來顯示圖像。

而且，最近的技術已經發展到在形成構成像素部的像素TFT的同時，在像素部的外圍也使用TFT形成驅動電路的方式。這些技術大大促進了裝置的輕量化、薄型化、小型化和低耗電量化。因而，對近年其應用領域顯著擴大的便攜式信息終端的顯示部等來說，TFT已經必不可少。

一般地，使用組合N型TFT和P型TFT而形成的CMOS電路作為構成顯示裝置的驅動電路的電路。作為CMOS電路的特征，可以舉出如下兩點：由于只當邏輯變化(從H(High(高))水平到L(Low(低))水平，或者從L水平到H水平)時電流才流過，并且當某種邏輯被保持時，理想的是電流不流過(實際上有微小的漏電流)，所以可以使整體上電路的耗電量非常低；由于具有不同極性的TFT互補性地工作，所以可以進行高速工作。

然而，當考慮到制造工序時，由于CMOS電路的離子摻雜工序等很復雜，因此其繁多的工序數量直接影響到制造成本。于是，提出了如下的電路：通過使用具有N型和P型中的任一個的單極性的TFT來構成現有的由CMOS電路構成的電路，并且實現與CMOS電路相同程度的高速工作(例如，參照專利文件1)。

在專利文件1所記載的電路中，如圖7A至7C所示，可以通過使電連接到輸出端子的TFT2050的柵電極成為暫時的浮動狀態，來利用TFT2050的柵和源之間的電容耦合，而使其柵電極的電位高于電源電位。結果，不產生TFT2050的閾值所引起的電壓下降，而可以得到沒有振幅衰減的輸出。符號2010、2020、2030、2040、以及2060表示TFT，符號2070表示電容元件，符號2100表示第一振幅補償電路，符號2200表示第二振幅補償電路。

這種在TFT2050中的工作稱為自舉工作(bootstrap?operation)。通過利用這種工作，不產生TFT的閾值所引起的電壓下降，而可以得到輸出脈沖。

此外，圖7A至7C所記載的電路由于在沒有脈沖的輸入/輸出的期間中使TFT2050、2060的柵電極都成為浮動狀態，而使在節點α中產生如噪音那樣的電位的變動。為了解決該問題，提出了如下電路：通過在沒有脈沖的輸入/輸出的期間中使TFT1020、1060在接通的狀態下成為浮動狀態，來減少產生在節點α中的噪音(參照圖8A至8C)(例如，參照專利文件2)。符號1010、1030、1040、以及1050表示TFT，符號1070表示電容元件，符號1100表示第一振幅補償電路，符號1200表示第二振幅補償電路。

[專利文件1]專利公開2002-335153號公報

[專利文件2]專利公開2004-226429號公報

發明內容

在圖8A至8C中，對SROut1來說，在輸出脈沖后，CK1馬上從H水平變化到L水平。跟著，SROut1的電位也開始下降。另一方面，在CK2成為H水平的同時，也在第二階段中執行與上述類似的工作，而脈沖被輸出到SROut2。該脈沖在第一階段中被輸入到輸入端子3，而使TFT1030接通。由此，TFT1020、1060的柵電極的電位上升而接通。相應地，TFT1050的柵電極的電位以及SROut1的電位下降。然后，當SROut2的輸出從H水平變化到L水平時，TFT1030截止。由此，此時TFT1020、1060的柵電極成為浮動狀態。以后，在第一階段中這種狀態繼續到下一個脈沖被輸入。

如此，在圖8A和8B的電路中，節點β在沒有脈沖的輸入/輸出的期間中處于浮動狀態。例如，當圖8A和8B的電路用作掃描驅動器(scandriver)時，在大約一個幀中，需要保持節點β的電位。TFT1040和TFT1060的溝道寬度比較大，所以TFT1040和TFT1060的截止電流也成為高。此時，有可能由于TFT1040和TFT1060的截止電流，節點β的電位降低，而使TFT1060截止。結果，電路有可能由于與時鐘信號電容耦合而錯誤工作。