CN1518221A - 脉冲输出电路，移位寄存器，和电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种显示装置驱动电路，包括单一导电类型的TFT，并输出标准幅度的输出信号。一个脉冲被输入TFT101和104以导通这些TFT，节点α的电位升高。当节点α的电位达到(VDD－VthN)时，该节点α变为浮置状态。相应地，TFT105导通，当时钟信号变为高电平时，一个输出节点的电位升高。另一方面，当所述输出节点的电位升高时，由于电容装置107的操作使得TFT105的栅极电位进一步升高，从而TFT105的栅极电位变得高于(VDD－VthN)。这样，输出节点的电位升高到VDD，而不会由于TFT105的阈值电压导致电压下降。然后在下一级一个输出被输入到TFT103，使TFT103导通，同时TFT102和106的节点α的电位下降，使得TFT105截止。结果，输出节点的电位变为低电平。
Description
技术领域
本发明涉及一种脉冲输出电路，一种移位寄存器，和一种显示装置。
背景技术
近年来，开发了一种显示装置，其中，通过使用由半导体薄膜形成的薄膜晶体管(以下称为TFT)在一个绝缘基片上，特别是在玻璃或塑料基片上形成一个电路。特别是有源矩阵显示装置的开发取得了显著的进步。由TFT形成的有源矩阵显示装置包括数十万到数百万排列成矩阵的像素，每个像素中提供的TFT控制每个像素的充电，以显示一个图像。
此外，具有优良电气特性的多晶硅的发展取代了无定形TFT。通过使用多晶硅TFT，发展了一种在形成一个构成像素的像素TFT的同时，在像素部分的***形成一个驱动电路的方法，作为最新的技术。该方法大大促进了设备尺寸、重量和功耗的减小，因此，已经成为形成便携式信息终端显示部分的关键技术，这些便携式信息终端的应用领域近几年得到显著的扩展。
通常，由一个N型TFT和一个P型TFT的组合形成的CMOS电路用作显示装置的驱动电路。该CMOS电路的特征在于只有当逻辑翻转(从高电平到低电平或从低电平到高电平)时才有电流流过，在理想的情况下，在保持某一数据的过程中，没有电流流过(实际上，有少部分漏电流)。因此，该CMOS电路具有能够显著减少整个电路功率损耗和在高速运行的优点，因为P型TFT和N型TFT是互补的。
但是，在该CMOS电路的制作方面，由于离子掺杂步骤等的复杂性，制作的步骤增多了，因此，很难降低产品成本。因此，有人建议采用由单一导电性TFT组成，即，要么由N型TFT组成，要么由P型TFT组成，并且能够象CMOS电路一样高速运行的电路代替传统的由CMOS电路组成的电路(例如，见专利文献1)。
根据专利文献1公开的电路，如图2A-2C所示，TFT205的栅极连接到输出端子，将该栅极临时置于浮置状态，通过在TFT205的栅极和源极之间利用容性耦合，栅极的电位可以高于电源电势。结果，可以获得没有幅度衰减的输出，而不会由于TFT205的阈值电压导致电压降低。
TFT205中这样的操作称为自举操作。该操作便于脉冲输出，而不会由于TFT的阈值电压而导致电压降落。
[专利文献1]
日本专利公开No.2002-335153
参考图2B所示的脉冲输出电路，输出节点的电位是焦点。图2C示出图2A所示移位寄存器的操作时序。在没有脉冲输入和输出期间，图2B所示脉冲输出电路的输入端子2和3的电位为低电平，即，TFT201-204都截止。结果，TFT 205和TFT206的栅极都变为浮置状态。
此时，时钟信号CK1或CK2输入到输入端子1，也就是对应于TFT205的第一电极的TFT205的漏区(关于TFT205的源区和漏区，较低电位部分称为源区，较高电位部分称为漏区)。由于与漏区容性耦合，处于浮置状态的TFT205的栅极的电位，也就是节点电位随时钟信号象噪声一样变化，如图2C中的标号250所示。
该电位变化比额定幅度的脉冲小得多，因此，当电源电压(VDD与VSS之间得电位差)足够大时，该变化并不重要。也就是说，由诸如噪声等的电位变化导致TFT 205误动作的可能性很小。但是，在采用低电压操作以降低功耗等的情况下，TFT 205可能误动作。
鉴于以上所述，本发明的主要目的是提供一种脉冲输出电路和一种移位寄存器，其能够降低电路中的噪声，并更精确地操作。
发明内容
为了解决上述问题，本发明采用了以下措施。
在没有脉冲输出期间电位象噪声一样变化的原因之一是TFT205和206处于浮置状态，且具有振幅的信号如时钟信号输入TFT205的漏区。
因此，根据本发明，诸如TFT205这样被输入一个具有幅度的信号如时钟信号的TFT被配置为在没有脉冲输出的阶段固定到其ON或OFF状态。
应当注意，在本说明书中，显示装置包括用液晶元件作为像素的液晶显示装置和用自发光元件如电致发光(EL)元件作为像素的显示装置。显示装置的驱动电路是给显示装置中排列的像素输入一个图像信号以执行显示图像的步骤的电路，包括脉冲输出电路如移位寄存器和反相器，和放大电路如放大器。
根据本发明的脉冲输出电路包括：
第一到第三输入端子；
输出端子；
第一晶体管，包括与第一输入端子电连接的第一电极；
第二晶体管，包括与电源电连接的第一电极；
第一幅度补偿电路；
第二幅度补偿电路；和
一个电容装置，
在根据本发明的该脉冲输出电路中：
第一和第二晶体管的导电类型相同；
第一晶体管的第二电极和第二晶体管的第二电极各自电连接到所述输出端子；
所述电容装置在所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第二电极之间；
所述第一晶体管的栅极电连接到所述第一幅度补偿电路的输出端子；
所述第二晶体管的栅极电连接到所述第二幅度补偿电路的输出端子；
所述第二输入端子电连接到所述第一幅度补偿电路的第一输入端子和所述第二幅度补偿电路的第一输入端子中的每一个；
所述第三输入端子电连接到所述第二幅度补偿电路的第二输入端子；和
所述第二幅度补偿电路的输出端子电连接到所述第一幅度补偿电路的第二输入端子。
根据本发明的一个输出电路包括：
第一到第三输入端子；
输出端子；
第一晶体管，包括电连接到所述第一输入端子的第一电极；
第二晶体管，包括电连接到一个电源的第一电极；
第一幅度补偿电路；
第二幅度补偿电路；
电容装置；和
扫描方向切换电路，
在本发明的该脉冲输出电路中：
所述第一和第二晶体管的沟道区的导电类型相同；
所述第一晶体管的第二电极和所述第二晶体管的第二电极中的每一个都电连接到所述输出端子；
所述电容装置在所述第一晶体管的栅极和所述第一晶体管的第二电极之间提供；
所述第一晶体管的栅极电连接到所述第一幅度补偿电路的输出端子；
所述第二晶体管的栅极电连接到所述第二幅度补偿电路的输出端子；
所述第二输入端子电连接到所述第一幅度补偿电路的第一输入端子，还通过所述扫描方向切换电路连接到所述第二幅度补偿电路的第一输入端子或所述第二幅度补偿电路的第二输入端子；
所述第三输入端子电连接到所述第一幅度补偿电路的输入端子，还通过所述扫描方向切换电路连接到所述第二幅度补偿电路的第一输入端子或所述第二幅度补偿电路的第二输入端子；
所述第二幅度补偿电路的输出端子电连接到所述第一幅度补偿电路的第二输入端子；
当所述扫描方向切换电路在第一状态时，输入所述第二输入端子的信号被输入到所述第一幅度补偿电路的第一输入端子和所述第二幅度补偿电路的第一输入端子中的每一个，且输入所述第三输入端子的信号被输入到所述第二幅度补偿电路的第二输入端子；以及
当所述扫描方向切换电路在第二状态时，输入所述第二输入端子的信号被输入到所述第二幅度补偿电路的第二输入端子，且输入所述第三输入端子的信号被输入到所述第一幅度补偿电路的第一输入端子和所述第二幅度补偿电路的第一输入端子中的每一个。
根据本发明的一个脉冲输出电路包括：
第一到第四输入端子；
输出端子；
第一晶体管，包括电连接到所述第一输入端子的第一电极；
第二晶体管，包括电连接到第一电源的第一电极；
第三晶体管，包括电连接到第二电源的第一电极；
第一和第二幅度补偿电路；和
电容装置，
在根据本发明的该脉冲输出电路中：
所有第一、第二和第三晶体管的沟道区的导电类型相同；
所述第一晶体管的第二电极和所述第二晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述输出端子；
所述电容装置在所述第一晶体管的栅极和所述第一晶体管的所述第二电极之间提供；
所述第一晶体管的栅极电连接到所述第一幅度补偿电路的输出端子；
所述第二晶体管的栅极电连接到所述第二幅度补偿电路的输出端子；
所述第二输入端子电连接到所述第一幅度补偿电路的第一输入端子和所述第二幅度补偿电路的第一输入端子中的每一个；
所述第三输入端子电连接到所述第二幅度补偿电路的第二输入端子；
所述第二幅度补偿电路的输出端子电连接到所述第一幅度补偿电路的第二输入端子；
所述第四输入端子电连接到所述第三晶体管的栅极；且
所述第三晶体管的第二电极电连接到所述第二晶体管的栅极。
根据本发明的一个脉冲输出电路包括：
第一到第三输入端子；
输出端子；
第一晶体管，包括电连接到所述第一输入端子的第一电极；
第二晶体管，包括电连接到第一电源的第一电极；
第三晶体管，包括电连接到第二电源或其栅极的第一电极；
第四晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极；
第五晶体管，包括电连接到所述第二电源的第一电极；
第六晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极；和
电容装置，
在根据本发明的该脉冲输出电路中：
所有第一到第六晶体管的沟道区的导电类型相同；
所述第一晶体管的第二电极和所述第二晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述输出端子；
所述电容装置在所述第一晶体管的栅极和所述第一晶体管的第二电极之间提供；
所述第三晶体管的第二电极和所述第四晶体管的第二电极中的每一个都电连接到所述第一晶体管的栅极；
所述第五晶体管的第二电极和所述第六晶体管的第二电极中的每一个都电连接到所述第二晶体管的栅极，并连接到所述第四晶体管的栅极；
所述第三晶体管的栅极和第六晶体管的栅极中的每一个都电连接到所述第二输入端子；和
所述第五晶体管的栅极电连接到所述第三输入端子。
上述脉冲输出电路可以包括第七晶体管，且该第七晶体管可以包括电连接到所述第二电源的栅极，并在所述第三晶体管的输出电极和所述第一晶体管的栅极之间提供。
上述脉冲输出电路可以包括：
第七晶体管，包括连接到其栅极的第一电极；和
第八晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极，
在根据本发明的该脉冲输出电路中：
所述第七晶体管可以在所述第三晶体管的输出电极和所述第一晶体管的栅极之间提供；且
所述第八晶体管的栅极可以电连接到所述第二晶体管的栅极和所述第四晶体管的栅极中的每一个，且所述第八晶体管的第二电极可以电连接到所述第一晶体管的栅极。
一个脉冲输出电路包括：
第一到第三输入端子；
输出端子；
第一晶体管，包括电连接到所述第一输入端子的第一电极；
第二晶体管，包括电连接到第一电源的第一电极；
第三晶体管，包括电连接到第二电源或其栅极的第一电极；
第四晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极；
第五晶体管，包括电连接到所述第二电源的第一电极；
第六晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极；
电容装置；和
扫描方向切换电路，
在根据本发明的该脉冲输出电路中：
所有第一到第六晶体管沟道区的导电类型相同；
所述第一晶体管的第二电极和所述第二晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述输出端子；
所述电容装置在所述第一晶体管的栅极和所述第一晶体管的第二电极之间提供；
所述第三晶体管的第二电极和所述第四晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述第一晶体管的栅极；
第五晶体管的第二电极和第六晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述第二晶体管的栅极，并连接到所述第四晶体管的栅极；
所述第三晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极通过所述扫描方向切换电路电连接到所述第二输入端子或所述第三输入端子；
所述第五晶体管的栅极通过所述扫描方向切换电路电连接到所述第二输入端子或所述第三输入端子；
当所述扫描方向切换电路在第一状态时，一个输入所述第二输入端子的信号被输入到所述第三晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极中的每一个，且输入所述第三输入端子的一个信号被输入到所述第五晶体管的栅极；
当所述扫描方向切换电路在第二状态时，一个输入所述第二输入端子的信号被输入到所述第五晶体管的栅极，且输入所述第三输入端子的一个信号被输入到所述第三晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极中的每一个。
上述脉冲输出电路可以包括一个第七晶体管，该第七晶体管可以包括一个电连接到所述第二电源的栅极，并在所述第三晶体管的输出电极和所述第一晶体管的栅极之间提供。
上述脉冲输出电路可以包括：
第七晶体管，包括连接到其栅极的第一电极；和
第八晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极，
在根据本发明的该脉冲输出电路中：
所述第七晶体管可以在所述第三晶体管的输出电极和所述第一晶体管的栅极之间提供；且
所述第八晶体管的栅极可以电连接到所述第二晶体管的栅极和所述第四晶体管的栅极中的每一个，且所述第八晶体管的第二电极可以电连接到所述第一晶体管的栅极。
根据本发明的一个脉冲输出电路包括：
第一到第四输入端子；
输出端子；
第一晶体管，包括电连接到所述第一输入端子的第一电极；
第二晶体管，包括电连接到第一电源的第一电极；
第三晶体管，包括电连接到第二电源或其栅极的第一电极；
第四晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极；
第五晶体管，包括电连接到所述第二电源的第一电极；
第六晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极；
第七晶体管，包括电连接到所述第二电源的第一电极；和
电容装置，
在根据本发明的该脉冲输出电路中：
所有第一到第七晶体管的沟道区的导电类型都相同；
所述第一晶体管的第二电极和所述第二晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述输出端子；
所述电容装置在所述第一晶体管的栅极和所述第一晶体管的第二电极之间提供；
所述第三晶体管的第二电极和所述第四晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述第一晶体管的栅极；
所述第五晶体管的第二电极、所述第六晶体管的第二电极、以及所述第七晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述第二晶体管的栅极，并连接到所述第四晶体管的栅极；
所述第三晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极中的每一个电连接到所述第二输入端子；
所述第五晶体管的栅极电连接到所述第三输入端子；和
所述第七晶体管的栅极电连接到所述第四输入端子。
上述脉冲输出电路可以包括第八晶体管，该第八晶体管可以包括电连接到所述第二电源的栅极，并在所述第三晶体管的输出电极和所述第一晶体管的栅极之间提供。
上述脉冲输出电路可以包括：
第八晶体管，包括电连接到其栅极的第一电极；和
第九晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极，
在根据本发明的该脉冲输出电路中：
所述第八晶体管可以在所述第三晶体管的输出电极和所述第一晶体管的栅极之间提供；且
所述第九晶体管的栅极可以电连接到所述第二晶体管的栅极和所述第四晶体管的栅极中的每一个，且所述第九晶体管的第二电极可以电连接到所述第一晶体管的栅极。
根据本发明，所述第一晶体管的栅极和第二电极之间的电容可以用作所述电容装置。
根据本发明，由第一和第二薄膜以及在所述第一和第二薄膜之间提供的一个绝缘层构成的电容可以用作所述电容装置。该第一和第二薄膜各自包括有源层材料、栅极材料、和一个接线材料中的任何一种。
通过例如使用多级本发明的脉冲输出电路，可以提供一种移位寄存器。
附图说明
图1A-1C示出本发明的实施模式；
图2A-2C示出传统移位寄存器的构造和由单一导电类型TFT构成的脉冲输出电路；
图3A和3B示出本发明的一个实施例；
图4A-4C示出本发明的一个实施例；
图5A-5G示出可以应用本发明的电子设备的例子；
图6A-6D示出本发明的脉冲输出电路中操作TFT时发生的应力；
图7A-7C示出本发明的实施例，其中还提供了减小应力的结构；
图8A-8C示出本发明的实施例，其中还提供了减小应力的结构。
图9A-9C示出本发明的实施例，其中还提供了减小应力的结构。
图10A-10D示出本发明的一个实施例，其中还提供了减小应力的结构。
具体实施方式
[实施模式]
图1A示出一种移位寄存器，该移位寄存器包含多级本发明的脉冲输出电路100。该移位寄存器由第一时钟信号CK1、第二时钟信号CK2、和启动脉冲SP控制。图1B示出该脉冲输出电路100的结构。脉冲输出电路100包括TFT101-106和电容装置107。由虚线框110包围的部分对应于第一幅度补偿电路，该电路包括TFT101和102，由虚线框120包围的部分对应于第二幅度补偿电路，该电路包括TFT103和104。电容装置107在TFT105的栅极和源极之间提供。TFT102的连接和操作与专利文献1中描述的传统结构不同。
下面解释操作。首先，CK1、CK2和SP输入到脉冲输出电路100，如图1C所示。其中，Ck1、CK2和SP的幅度定义为高电平VDD和低电平VSS(为简单起见，此处假设VSS＝0)。当SP为高电平时，TFT101和104导通，然后TFT105的栅极电位，即节点α的电位升高，而TFT102和106的栅极电位降低。TFT103的栅极电位此时为低电平，TFT103截止。
TFT102和106的栅极电位降低到VSS，从而TFT102和106截止。另一方面，当节点α的电位等于(VDD-VthN)(此处VthN定义为TFT101-106的阈值电压)时，TFT101截止，于是，节点α变为浮置状态。随后，SP变为低电平，且TFT101和104截止。
关于TFT105，TFT105的栅极电位此时等于(VDD-VthN)。在TFT105的栅极和源极之间的电压高于阈值电压时，即(VDD-VthN-VSS)＞VthN时，TFT105导通。
于是，连接到TFT105漏区的输入端子1的电位，即CK1的电位升高。由于TFT105导通，在其源极和漏极之间有电流流过，输出节点(SROut1)的电位，即TFT105源极的电位开始升高。TFT105的栅极和源极通过使用电容装置107而容性耦合，因此，由于输出节点(SROut 1)电位的升高而处于浮置状态的TFT105栅极电位开始再次升高。最后，TFT105的栅极电位高于(VDD+VthN)，输出节点(SROut 1)的电位等于VDD。以上所述操作为一个级的操作，在随后的级或后面的(SROut 2，SROut3)输出类似的脉冲。
即，根据包含TFT101-104的幅度补偿电路，当一个脉冲输出到一个输出端子时，TFT101的栅极电位暂时处于浮置状态。因此，通过使用容性耦合，可以实现高于电源VDD的电位，并获得没有幅度衰减的输出脉冲。所述结构不限于该特定的一种，只要通过某种控制脉冲能够使连接到一个输出端子的TFT的栅极处于浮置状态，任何结构都可以采用。
关于SROut 1，在输出一个脉冲后，CK1从高电平变为低电平。根据该变化，SROut 1的电位开始下降。另一方面，当CK2变为高电平时，在第二级执行上述相同的操作，然后在SROut 2输出一个脉冲。该脉冲在第一级输入到输入端子3，从而TFT103导通。相应地，TFT102和106的栅极电位升高，使TFT102和106导通。据此，TFT105的栅极电位和SROut 1的电位降低。然后，当SROut 2的输出从高电平变为低电平时，TFT103截止。此时，TFT102和106变为浮置状态，该状态在第一级持续直到下一个SP输入。
在一个传统的脉冲输出电路中，TFT105的栅极在没有输出脉冲的周期中处于浮置状态。同时，根据该实施例，TFT102和106的栅极在没有输出脉冲的周期中处于浮置状态。注意，在被导通的过程中，TFT102和106都处于浮置状态，因此，TFT105的栅极电位和输出节点(SROut1)的电位通过TFT102和106被确定为低电位。特别地，包含CK1被输入的漏区的TFT105被确定为OFF状态，这样，在此处的栅极，即节点α中不产生传统脉冲输出电路中的噪声问题。
因此，与图1C所示传统脉冲输出电路相比，节点α的电位相对不受时钟信号的影响。结果，电路操作可以更稳定，且可以期望在更低电压的运行。
下面将说明本发明的实施例。
[实施例1]
图3A和3B示出在实施模式中描述的移位寄存器的一个例子，该移位寄存器另外还具有一个扫描方向切换功能。在图3A中，在图1A所示移位寄存器上增加了扫描方向驱动信号L/R的输入端子和扫描方向切换返回信号L/Rb的输入端子。
图3B示出图3A中的脉冲输出电路300的一个级的结构。该脉冲输出电路的主体与图1B所示实施例的结构相同，但在输入信号端子2和3与脉冲输出电路主体之间增加了一个扫描方向切换电路330。该扫描方向切换电路330包括TFT311-314。
如图3B所示，TFT301和304的栅极通过TFT311连接到输入端子2，通过TFT312连接到输入端子3。TFT303的栅极通过通过TFT313连接到输入端子2，通过TFT314连接到输入端子3。扫描方向切换信号L/R输入到TFT311的栅极，扫描方向切换返回信号L/Rb输入到TFT312和313的栅极。L/R和L/Rb在高电平和低电平之间排他地切换，因此，本实施例中的扫描方向切换电路有以下两种状态。
第一，当L/R为高电平而L/Rb为低电平时，TFT311和314导通，TFT312和313截止。相应地，信号从输入端子2输入到TFT301和304的栅极，从输入端子3输入到TFT303的栅极。
第二，当L/R为低电平而L/Rb为高电平时，TFT311和314截止，TFT312和313导通。相应地，信号从输入端子3输入到TFT301和304的栅极，从输入端子2输入到TFT303的栅极。
也就是说，对此处所用的扫描方向切换电路的全部要求就是前级的脉冲输入到输入端子2和3中的一个，后级的脉冲输入另一个，且这些操作可以通过外部控制任意选择。尽管此处扫描方向切换电路由4个TFT311-314构成，但这只是一个例子，而扫描方向切换电路的结构不限于此。
也就是说，当扫描切换电路在第一状态时，脉冲按照第一级、第二级，…，最后级的顺序输出，相反，当扫描切换电路在第二状态时，脉冲按照最后级，…，第二级、第一级的顺序输出。根据本发明，这些功能很容易通过附加提供一个简单电路实现。在本实施例中，电路包括N型TFT，但也可以用P型TFT构成一个电路。显然，在后一种情况下，信号的高电平与低电平之间的关系以及TFT的导通和截止之间的关系与本实施例中相反。
本实施例中所示扫描方向切换电路只是一个例子。通过使用其它结构，可以增加类似的功能。
[实施例2]
下面解释实施模式中描述的移位寄存器的一个例子，其另外还具有如图4A所示的一个初始化信号(INI)。
如图4B所示，初始化信号(INI)被输入到此处增加的TFT411的栅极。当TFT411导通时，TFT406栅极的电位升高，且TFT406导通，这样，输出结点的电位就固定为VSS。
通过在开始输出一个采样脉冲之前，即电源一打开以后或在如图4C所示在一个行周期的一部分中提供的回扫周期460中，执行这样的初始化，输出结点的电位可以在所有级都固定为VSS。在运用本发明所示的动态电路(在操作过程中至少一个结点处于浮置状态的电路)的情况下，节点的该初始化等可以有效实现象静态电路一样的操作和抗噪声性能。
[实施例3]
下面主要说明在实施模式中描述的脉冲输出电路操作过程中，TFT101、102、105和106的状态(见图6A)。
图6B示出当从所述脉冲输出电路的第(k-1)级输出一个脉冲，且随后从该脉冲输出电路的第k级输出一个脉冲时，每个节点的状态。这里主要考虑这样一个周期，在该周期中，根据在由虚线框601包围的周期中输出节点(SRout k)即，笫k级，的上升电位执行自举操作。
如本实施例中所解释的，当在前级(此处为第(k-1)级)输出一个脉冲，并输入第k级的输入端子2时，TFT101导通，节点α的电位上升到(VDD-VthN)(见图6C)。在这样的级中，TFT101栅极和源极之间的电压变得低于阈值电压，从而TFT101截止，结果，节点α变为浮置状态，同时保持其电位等于(VDD-VthN)。
因为此时节点α的电位低于VDD，TFT101中连接到节点α的一侧是源区，连接到电源VDD的另一侧是漏区。
随后，当时钟信号(CK1)从低电平变为高电平时，TFT105的栅极和源极容性耦合，节点α的电位从(VDD-VthN)进一步升高。于是，此时节点α的电位升高到高于(VDD-VthN)(所述电位此时表示为VDD-VthN+ΔV)，因此，输出端子的电位确实被升高到VDD，而不会引起电压降低(见图6D)。
此时，节点α的电位高于VDD，因此，TFT101中连接到节点α的一侧是漏区，连接到电源VDD的另一侧是源区。
在TFT101中，在图6C所示状态，栅极和源极之间的电压是|VthN|，栅极和漏极之间的电压是0。同时，在图6D所示状态，栅极和漏极之间的电压是VSS-(VDD-VthN+ΔV)，而栅极和源极之间的电压是|VSS-VDD|。相应地，在TFT101中向输出端子输出一个脉冲的瞬间，图6C所示的状态变为图6D所示的状态，一个大的负偏置电压作用于栅极和源极之间，也作用于栅极和漏极之间，因此，施加了一个大的应力，可能导致退化。
为了克服以上缺陷，TFT101的连接方式变为如图7A所示。在本实施例中，当TFT101的源区和漏区有一个连接到电源VDD，另一个连接到节点α时，连接到电源VDD的那个区连接到TFT101的栅极，也就是本实施例中的输入端子2。
下面解释利用该结构执行上述同样的操作的情况下，TFT101的状态。图7B所示的状态对应于图6B的状态，图7C所示的状态对应于图6D所示的状态。在图7B中，TFT101栅极和源极之间的电压等于|VthN|，而栅极和漏极之间的电压总是0，因为连接一个节点。在图7C中，TFT101栅极和源极之间的电压变为VSS-(VDD-VthN+ΔV)，但栅极和漏极间的电压仍为0。
相应地，一个大的负偏置电压作用于栅极和漏极之间，这不同于实施模式中所示的结构，这样，可以抑制由于应力导致的TFT101的退化。
另外，图8A示出用于抑制由于负偏置电压作用于TFT101导致的退化的另一种结构。在该结构中，在TFT101和102之间提供TFT801，其栅极连接到电源VDD。
下面将解释一种情况，其中用该结构执行如上所述的操作。图8B所示的状态对应于图7B所示的状态，图8C所示的状态对应于图7C所示的状态。在图8B中，TFT101栅极和源极之间的电压等于|VthN|，TFT101栅极和漏极之间的电压总是0，因为连接了一个节点。因为TFT801的栅极电位等于VDD，所以在该TFT源极和漏极之间不会产生电压下降。也就是说，节点α的电位等于(VDD-VthN)。
随后，在图8C所示状态，节点α的电位升高到(VDD-VthN+ΔV)。但是，由于此处提供了TFT801，TFT101的源区电位升高不会超过(VDD-VthN)。也就是说，与图7C所示状态相比，栅极和源极之间作用的偏置电压的负值较小。在TFT801中，源区和漏区的电位分别等于(VDD-VthN)和(VDD-VthN+ΔV)，而栅极电位不变，保持为VDD。因此，TFT801中的偏置电压的负值很小。
结果，该TFT栅极和源极之间作用的偏置电压的负值与图7A-7C所示的结构相比，可以更小，从而可以进一步抑制由应力导致的TFT101的退化。
图8A中提供的TFT801可以在TFT101源区和TFT105的栅极即节点α之间提供，也就是如图9A所示的TFT901。利用该结构，可以实现相同的效果，如图9B和9C所示。
此外，如图10A所示，TFT901的栅极和漏极可以相互连接，以获得具有象二极管一样具有整流特性的结构。在该结构中，TFT101的源区电位仍等于(VDD-VthN)，如图10B和10C所示，而不施加大的负偏置电压。
但是，当下一级输出一个脉冲，且相应级的脉冲从高电平变为低电平，从而TFT102导通，TFT101源区电位等于VSS时，没有电流从源区流向漏区。因此，没有路径释放在节点α累加的电荷。为克服这一缺陷，此处附加提供TFT1001，当随后的级输出一个脉冲时，该TFT导通以降低节点α的电位。
[实施例4]
根据实施模式和实施例1和2中所示的结构，所有电路都只是由N型TFT构成。但是，根据使用单一导电类型的TFT，只用P型TFT也可以构成类似的电路。在后一种情况下，尽管附图中未示出，但可以通过以相同方式连接的TFT并将电源的高电平和低电平反向来构成所述电路。类似地，要输入的信号的高电平和低电平也都反向。
[实施例5]
本发明可以用于制造各种电子设备中所使用的显示装置。这样的电子设备包括便携式信息终端(电子记事本、移动计算机等)、摄像机、个人计算机、电视、便携式电话等。其例子示于图5A-5G。
图5A示出一个液晶显示器(LCD)，包括外壳3001、基座3002、显示部分3003等。本发明可以应用于显示部分3003。
图5B示出摄像机，包括机体3011、显示部分3012、声音输入部分3013、操作开关3014、电池3015、图像接收部分3016等。本发明可以应用于显示部分3012。
图5C示出一个便携式信息终端，包括机体3021、外壳3022、显示部分3023、键盘3024等。本发明可以应用于显示部分3023。
图5D示出一个便携式信息终端，包括机体3031、笔3032、显示部分3033、操作按钮3034、外部接口3035等。本发明可以应用于显示部分3033。
图5E示出一个声音回放机，具体地是安装在汽车上的音响，包括机体3041、显示部分3042、操作开关3043等。本发明可以应用于显示部分3042。尽管此处示出安装在汽车上的音响作为实例，但本发明还可以用于便携式或家用音响。
图5F示出数字照相机，包括机体3051、显示部分(A)3052、目镜部分3053、操作开关3054、显示部分(B)3055、电池3056等。本发明可以用于显示部分(A)3052和显示部分(B)3055。
图5G示出便携式电话，包括机体3061、声音输出部分3062、声音输入部分3063、显示部分3064、操作开关3065、天线3066等。本发明可以应用于显示部分3064。
应当注意，本实施例中所示的例子只是一部分，本发明不限于这些具体例子。
根据本发明，可以用单一导电类型的TFT构成一个显示装置的驱动电路和像素部分。而且，制作该显示装置的步骤可以减少，这有助于降低成本和提高产量，从而可以提供较低价格的显示装置。
Claims (14)
1.一种脉冲输出电路，包括：
第一到第三输入端子；
输出端子；
第一晶体管，包括与第一输入端子电连接的第一电极；
第二晶体管，包括与电源电连接的第一电极；
第一幅度补偿电路；
第二幅度补偿电路；和
一个电容装置，
其中：
第一和第二晶体管的导电类型相同；
第一晶体管的第二电极和第二晶体管的第二电极各自电连接到所述输出端子；
所述电容装置在所述第一晶体管的栅极与所述第一晶体管的第二电极之间；
所述第一晶体管的栅极电连接到所述第一幅度补偿电路的输出端子；
所述第二晶体管的栅极电连接到所述第二幅度补偿电路的输出端子；
所述第二输入端子电连接到所述第一幅度补偿电路的第一输入端子和所述第二幅度补偿电路的第一输入端子中的每一个；
所述第三输入端子电连接到所述第二幅度补偿电路的第二输入端子；和
所述第二幅度补偿电路的输出端子电连接到所述第一幅度补偿电路的第二输入端子。
2.一种脉冲输出电路，包括：
第一到第三输入端子；
输出端子；
第一晶体管，包括电连接到所述第一输入端子的第一电极；
第二晶体管，包括电连接到一个电源的第一电极；
第一幅度补偿电路；
第二幅度补偿电路；
电容装置；和
扫描方向切换电路，
其中：
所述第一和第二晶体管的沟道区的导电类型相同；
所述第一晶体管的第二电极和所述第二晶体管的第二电极中的每一个都电连接到所述输出端子；
所述电容装置在所述第一晶体管的栅极和所述第一晶体管的第二电极之间提供；
所述第一晶体管的栅极电连接到所述第一幅度补偿电路的输出端子；
所述第二晶体管的栅极电连接到所述第二幅度补偿电路的输出端子；
所述第二输入端子电连接到所述第一幅度补偿电路的第一输入端子，还通过所述扫描方向切换电路连接到所述第二幅度补偿电路的第一输入端子或所述第二幅度补偿电路的第二输入端子；
所述第三输入端子电连接到所述第一幅度补偿电路的输入端子，还通过所述扫描方向切换电路连接到所述第二幅度补偿电路的第一输入端子或所述第二幅度补偿电路的第二输入端子；
所述第二幅度补偿电路的输出端子电连接到所述第一幅度补偿电路的第二输入端子；
当所述扫描方向切换电路在第一状态时，输入所述第二输入端子的信号被输入到所述第一幅度补偿电路的第一输入端子和所述第二幅度补偿电路的第一输入端子中的每一个，且输入所述第三输入端子的信号被输入到所述第二幅度补偿电路的第二输入端子；以及
当所述扫描方向切换电路在第二状态时，输入所述第二输入端子的信号被输入到所述第二幅度补偿电路的第二输入端子，且输入所述第三输入端子的信号被输入到所述第一幅度补偿电路的第一输入端子和所述第二幅度补偿电路的第一输入端子中的每一个。
3.一种脉冲输出电路，包括：
第一到第四输入端子；
输出端子；
第一晶体管，包括电连接到所述第一输入端子的第一电极；
第二晶体管，包括电连接到第一电源的第一电极；
第三晶体管，包括电连接到第二电源的第一电极；
第一幅度补偿电路；
第二幅度补偿电路；和
电容装置，
其中：
所有第一到第三晶体管的沟道区的导电类型相同；
所述第一晶体管的第二电极和所述第二晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述输出端子；
所述电容装置在所述第一晶体管的栅极和所述第一晶体管的第二电极之间提供；
所述第一晶体管的栅极电连接到所述第一幅度补偿电路的输出端子；
所述第二晶体管的栅极电连接到所述第二幅度补偿电路的输出端子；
所述第二输入端子电连接到所述第一幅度补偿电路的第一输入端子和所述第二幅度补偿电路的第一输入端子中的每一个；
所述第三输入端子电连接到所述第二幅度补偿电路的第二输入端子；
所述第二幅度补偿电路的输出端子电连接到所述第一幅度补偿电路的第二输入端子；
所述第四输入端子电连接到所述第三晶体管的栅极；且
所述第三晶体管的第二电极电连接到所述第二晶体管的栅极。
4.一种脉冲输出电路，包括：
第一到第三输入端子；
输出端子；
第一晶体管，包括电连接到所述第一输入端子的第一电极；
第二晶体管，包括电连接到第一电源的第一电极；
第三晶体管，包括电连接到第二电源或其栅极的第一电极；
第四晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极；
第五晶体管，包括电连接到所述第二电源的第一电极；
第六晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极；和
电容装置，
其中：
所有第一到第六晶体管的沟道区的导电类型相同；
所述第一晶体管的第二电极和所述第二晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述输出端子；
所述电容装置在所述第一晶体管的栅极和所述第一晶体管的第二电极之间提供；
所述第三晶体管的第二电极和所述第四晶体管的第二电极中的每一个都电连接到所述第一晶体管的栅极；
所述第五晶体管的第二电极和所述第六晶体管的第二电极中的每一个都电连接到所述第二晶体管的栅极和所述第四晶体管的栅极；
所述第三晶体管的栅极和第六晶体管的栅极中的每一个都电连接到所述第二输入端子；和
所述第五晶体管的栅极电连接到所述第三输入端子。
5.一种脉冲输入端子，包括：
第一到第三输入端子；
输出端子；
第一晶体管，包括电连接到所述第一输入端子的第一电极；
第二晶体管，包括电连接到第一电源的第一电极；
第三晶体管，包括电连接到第二电源或其栅极的第一电极；
第四晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极；
第五晶体管，包括电连接到所述第二电源的第一电极；
第六晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极；
电容装置；和
扫描方向切换电路，
其中：
所有第一到第六晶体管沟道区的导电类型相同；
所述第一晶体管的第二电极和所述第二晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述输出端子；
所述电容装置在所述第一晶体管的栅极和所述第一晶体管的第二电极之间提供；
所述第三晶体管的第二电极和所述第四晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述第一晶体管的栅极；
所述第五晶体管的第二电极和第六晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述第二晶体管的栅极，并连接到所述第四晶体管的栅极；
所述第三晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极通过所述扫描方向切换电路电连接到所述第二输入端子或所述第三输入端子；
所述第五晶体管的栅极通过所述扫描方向切换电路电连接到所述第二输入端子或所述第三输入端子；
当所述扫描方向切换电路在第一状态时，一个输入所述第二输入端子的信号被输入到所述第三晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极中的每一个，且输入所述第三输入端子的一个信号被输入到所述第五晶体管的栅极；
当所述扫描方向切换电路在第二状态时，一个输入所述第二输入端子的信号被输入到所述第五晶体管的栅极，且输入所述第三输入端子的一个信号被输入到所述第三晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极中的每一个。
6.一种脉冲输出电路，包括：
第一到第四输入端子；
输出端子；
第一晶体管，包括电连接到所述第一输入端子的第一电极；
第二晶体管，包括电连接到第一电源的第一电极；
第三晶体管，包括电连接到第二电源或其栅极的第一电极；
第四晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极；
第五晶体管，包括电连接到所述第二电源的第一电极；
第六晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极；
第七晶体管，包括电连接到所述第二电源的第一电极；和
电容装置，
其中：
所有第一到第七晶体管的沟道区的导电类型都相同；
所述第一晶体管的第二电极和所述第二晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述输出端子；
所述电容装置在所述第一晶体管的栅极和所述第一晶体管的第二电极之间提供；
所述第三晶体管的第二电极和所述第四晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述第一晶体管的栅极；
所述第五晶体管的第二电极、所述第六晶体管的第二电极、以及所述第七晶体管的第二电极中的每一个电连接到所述第二晶体管的栅极，并连接到所述第四晶体管的栅极；
所述第三晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极中的每一个电连接到所述第二输入端子；
所述第五晶体管的栅极电连接到所述第三输入端子；和
所述第七晶体管的栅极电连接到所述第四输入端子。
7.根据权利要求4或5的脉冲输出电路，进一步包括：
第七晶体管，
其中所述第七晶体管的栅极电连接到所述第二电源；且
所述第七晶体管在所述第三晶体管的输出电极和所述第一晶体管的栅极之间提供。
8.根据权利要求6的脉冲输出电路，进一步包括：
第八晶体管，
其中所述第八晶体管的栅极电连接到所述第二电源；且
所述第八晶体管在所述第三晶体管的输出电极和所述第一晶体管的栅极之间提供。
9.根据权利要求4或5的脉冲输出电路，进一步包括：
第七晶体管，包括连接到其栅极的第一电极；和
第八晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极，
其中：
所述第七晶体管在所述第三晶体管的输出电极和所述第一晶体管的栅极之间提供；
所述第八晶体管的栅极电连接到所述第二晶体管的栅极和所述第四晶体管的栅极中的每一个；且
所述第八晶体管的第二电极电连接到所述第一晶体管的栅极。
10.根据权利要求6的脉冲输出电路，进一步包括：
第八晶体管，包括电连接到其栅极的第一电极；和
第九晶体管，包括电连接到所述第一电源的第一电极，
其中：
所述第八晶体管在所述第三晶体管的输出电极和所述第一晶体管的栅极之间提供；
所述第九晶体管的栅极电连接到所述第二晶体管的栅极和所述第四晶体管的栅极中的每一个；且
所述第九晶体管的第二电极电连接到所述第一晶体管的栅极。
11.根据权利要求1-10任一项的脉冲输出电路，其中，所述第一晶体管的栅极和第二电极之间的电容用作所述电容装置。
12.根据权利要求1-10任一项的脉冲输出电路，其中，由第一和第二薄膜以及在所述第一和第二薄膜之间提供的一个绝缘层构成的电容可以用作所述电容装置，该第一和第二薄膜各自包括有源层材料、栅极材料、和一个接线材料中的任何一种。
13.包括如权利要求1-12任一项所述的脉冲输出电路的多个级的移位寄存器。
14.利用根据权利要求1-12任一项的脉冲输出电路或根据权利要求13的移位寄存器的电子设备。
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