JP2002175695A - シフトレジスタおよびシフトレジスタ回路 - Google Patents

シフトレジスタおよびシフトレジスタ回路

Info

Publication number
JP2002175695A
JP2002175695A JP2000371460A JP2000371460A JP2002175695A JP 2002175695 A JP2002175695 A JP 2002175695A JP 2000371460 A JP2000371460 A JP 2000371460A JP 2000371460 A JP2000371460 A JP 2000371460A JP 2002175695 A JP2002175695 A JP 2002175695A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shift register
voltage
mis transistor
stage
mis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000371460A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Kawabata
賢 川畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Priority to JP2000371460A priority Critical patent/JP2002175695A/ja
Publication of JP2002175695A publication Critical patent/JP2002175695A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Shift Register Type Memory (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シフトレジスタの出力インピーダンスを小さ
くすることと、シフトレジスタ内のトランジスタに加わ
る電圧ストレスを軽減することとを同時に実現する。 【解決手段】 シフトレジスタの段Fiに、2種類の状
態のうちのいずれかを記憶する状態記憶手段Cbと、こ
の状態記憶手段が記憶した状態を、初期状態レベルに初
期化するMISトランジスタM3、M4と、このMIS
トランジスタのゲートに、このMISトランジスタをオ
ンさせる第1のオン電圧、この第1のオン電圧より低い
第2のオン電圧、この第2のオン電圧より低く、このM
ISトランジスタをオフさせるオフ電圧のうちのいずれ
かを印加する電圧制御回路Bとを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置等を駆動
するためのシフトレジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】図11は、従来のシフトレジスタの一例
を示す回路図である。このシフトレジスタ内のある段F
iに、前段Fi−1から信号Gi−1が入力されると、
段Fi内のMISトランジスタM2がオンする。MIS
トランジスタM2がオンすると、このMISトランジス
タM2のドレインには、三相クロック信号のうちの一つ
であるクロック信号φbが入力されているので、このク
ロック信号φbが、段Fiの出力端子から信号Giとし
て出力される。出力された信号Giは、後段Fi+1に
送られると共に、このシフトレジスタに接続された表示
装置に送られ、この表示装置のゲート配線を駆動する。
【0003】図12は、上記シフトレジスタの動作を示
すタイミングチャートである。タイミングチャートに示
した期間T1に、段Fiに信号Gi−1としてHigh
レベルのパルスが入力されると、段Fi内のノード(接
続点)N1の電位が上昇し、上昇した電位がMISトラ
ンジスタM2のゲートに印加されるので、このMISト
ランジスタM2はオンする。MISトランジスタM2が
オンすると、このMISトランジスタM2のドレインに
入力されているクロック信号φbが、段Fiの出力端子
から信号Giとして出力される。
【0004】次の期間T2には、上記クロック信号φb
としてHighレベルのパルスが入力されるので、段F
iの出力端子から信号GiとしてHighレベルのパル
スが出力される。次の期間T3には、後段Fi+1の出
力端子から信号Gi+1としてHighレベルのパルス
が出力される。次の期間T4には、段Fiの2つ後ろの
段Fi+2から信号Gi+2としてHighレベルのパ
ルスが出力される。信号Gi+2は、段Fi内のMIS
トランジスタM3のゲートに入力されているので、信号
Gi+2がHighレベルになると、MISトランジス
タM3はオンする。トランジスタM3がオンすると、ノ
ードN1の電位が下降するので、MISトランジスタM
2のゲート電位も下降し、トランジスタM2はオフす
る。すると、プルダウン抵抗Rが、段Fiの出力端子か
ら出力される信号Giの電位をLowレベルに固定(ク
ランプ)する。
【0005】図13は、上記シフトレジスタが駆動する
表示装置内の画素の等価回路を示す回路図である。各画
素は、ゲート配線、例えばGiに対し負荷容量CLをも
ち、この負荷容量CLは、ゲート配線・ソース配線間容
量Ccross、MISトランジスタMpxのゲート・ソー
ス間容量Cgs、ゲート配線上の液晶容量Cglc(図示せ
ず)、画素液晶容量Clcと蓄積容量Csが直列に接続さ
れた容量(Clc・Cs)/(Clc+Cs)の総和になる。
【0006】ところで、表示装置内のソース配線の電位
は、時々刻々変動する。このソース配線は、ゲート配線
・ソース配線間容量Ccross、ゲート・ソース間容量Cg
sを介してゲート配線と接続されているので、ソース配
線の電位が変動すると、ゲート配線の電位も変動する。
ゲート配線の電位が変動すると、画素の電位も変動し、
表示装置の表示品質が低下する。このような表示品質の
低下を防止するためには、ゲート配線を駆動するシフト
レジスタ内のMISトランジスタM2およびプルダウン
抵抗Rの出力インピーダンスを十分小さくし、ゲート配
線の電位変動を速やかに吸収できるようにする必要があ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術には、次のような問題がある。すなわち、出力インピ
ーダンスを小さくするため、シフトレジスタ内のプルダ
ウン抵抗Rの抵抗値を小さくすると、MISトランジス
タM2のオン抵抗と、プルダウン抵抗Rの抵抗値との比
が小さくなり、この比によって決まる、トランジスタM
2がオンしたときの信号Giの電位、すなわち信号Gi
のHighレベル電位が低くなってしまう。また、プル
ダウン抵抗Rの抵抗値を小さくすると、MISトランジ
スタM2がオンしたときに、このMISトランジスタM
2からプルダウン抵抗Rへ流れ込む電流が大きくなるの
で、シフトレジスタの消費電流が増大する。
【0008】これらの問題を解決するには、プルダウン
抵抗Rの代わりにトランジスタを設け、このトランジス
タを、前記MISトランジスタM2がオフのとき、すな
わち信号GiをLowレベルにするときに、オンさせれ
ばよい。
【0009】ところで、信号Giは、ほとんどの期間、
Lowレベルとされる。このとき、上述したように、プ
ルダウン抵抗Rの代わりにトランジスタを設けると、ほ
とんどの期間、プルダウン抵抗Rの代わりのトランジス
タをオン状態に保つ必要がある。すると、プルダウン抵
抗Rの代わりのトランジスタのゲートに、長時間、Hi
ghレベルの電圧を印加し続ける必要がある。
【0010】ところで、表示装置等を駆動するためのシ
フトレジスタ内のトランジスタは、表示装置等の内部の
トランジスタと同様に、アモルファスシリコン(アモル
ファスSi)でできたTFT(Thin Film Transistor)
とされることが多い。これは、シフトレジスタが、表示
装置等と同一の基板上に同一のプロセスで形成されるこ
とが多いからである。アモルファスシリコンでできたT
FTに、上述したように、長時間、Highレベルの電
圧を印加し続け、電圧ストレスを与えると、この電圧ス
トレスによって、アモルファスシリコンでできたTFT
の特性が劣化する場合がある。
【0011】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、シフトレジスタの出力インピーダンスを
小さくすることと、シフトレジスタが出力する信号のH
ighレベル電位の低下を防止することと、シフトレジ
スタの消費電流を抑えることと、シフトレジスタ内のト
ランジスタに加わる電圧ストレスを軽減することとを、
同時に実現するシフトレジスタおよびシフトレジスタ回
路を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のシフトレジスタ
は、縦続接続された複数の段を有するシフトレジスタで
あって、前記各段は、2種類の状態のうちのいずれかを
記憶する状態記憶手段と、この状態記憶手段が記憶した
状態を、初期状態レベルに初期化するMISトランジス
タと、このMISトランジスタのゲートに、このMIS
トランジスタをオンさせる第1のオン電圧、この第1の
オン電圧より低い第2のオン電圧、この第2のオン電圧
より低く、このMISトランジスタをオフさせるオフ電
圧のうちのいずれかを印加する電圧制御回路とを有する
ことを特徴とする。
【0013】上記構成によれば、電圧制御回路が、状態
記憶手段が記憶した状態を初期状態レベルに初期化する
MISトランジスタのゲートに、このMISトランジス
タをオンさせる第1のオン電圧、この第1のオン電圧よ
り低い第2のオン電圧、この第2のオン電圧より低く、
このMISトランジスタをオフさせるオフ電圧のうちの
いずれかを印加する。従って、シフトレジスタの段を、
出力端子からパルスを出力している状態から、この出力
端子および状態記憶手段が初期化された状態へ移行させ
る際には、前記MISトランジスタのゲートに第1のオ
ン電圧が印加され、出力端子および状態記憶手段の初期
状態を維持する際には、前記MISトランジスタのゲー
トに第2のオン電圧が印加される。
【0014】状態記憶手段が記憶した状態を初期状態レ
ベルに初期化するMISトランジスタによって、シフト
レジスタの出力インピーダンスが小さくなり、シフトレ
ジスタが出力する信号のHighレベル電位の低下が防
止され、かつシフトレジスタの消費電流が抑制される。
これと同時に、出力端子および状態記憶手段を初期状態
へ移行させる際にのみ、MISトランジスタのゲートに
第1のオン電圧が印加され、出力端子および状態記憶手
段の初期状態を維持する際には、MISトランジスタの
ゲートに第2のオン電圧が印加されるので、移行の際の
MISトランジスタの応答速度を低下させることなく、
このMISトランジスタに加わる電圧ストレスを軽減す
ることができる。
【0015】前記電圧制御回路は、前記MISトランジ
スタのゲートに印加する電圧を記憶する電圧記憶手段
と、この電圧記憶手段に記憶された電圧が前記第1のオ
ン電圧であった場合に、この第1のオン電圧を前記第2
のオン電圧まで低下させる第1の低下手段と、前記電圧
記憶手段に記憶された電圧を、前記オフ電圧まで低下さ
せる第2の低下手段とを有することが望ましい。
【0016】上記構成によれば、電圧記憶手段に記憶さ
れた電圧が第1のオン電圧であった場合に、第1の低下
手段が、第1のオン電圧を第2のオン電圧まで低下させ
るので、出力端子および状態記憶手段を初期状態へ移行
させる際には、MISトランジスタのゲートに第1のオ
ン電圧が印加され、その後、出力端子および状態記憶手
段の初期状態を維持する際には、第1の低下手段が、M
ISトランジスタのゲートに印加する電圧を第2のオン
電圧まで低下させる。
【0017】前記各段に含まれるMISトランジスタ
は、全て同一型のMISトランジスタによって構成され
ていることが望ましい。上記構成によれば、全てのMI
Sトランジスタが、同一型のMISトランジスタによっ
て構成されるので、製造プロセスが簡単になる。
【0018】前記MISトランジスタは、アモルファス
シリコンまたは多結晶シリコンを含む素材によって構成
されていてもよい。アモルファスシリコンまたは多結晶
シリコンを含む素材によって構成されたMISトランジ
スタに、常に高電圧が印加されると、このMISトラン
ジスタの信頼性が低下する場合がある。上記構成によれ
ば、出力端子および状態記憶手段の初期状態を維持す
る、ほとんどの期間、MISトランジスタのゲートに第
2のオン電圧が印加されるので、信頼性低下の問題が起
きない。
【0019】前記シフトレジスタが有する段の出力が、
信号線と走査線とが交差した交差点付近にスイッチング
素子が形成されたアクティブマトリクス回路の走査信号
とされ、前記アクティブマトリクス回路に含まれるMI
Sトランジスタ、および前記シフトレジスタを構成する
各段に含まれるMISトランジスタは、全て同一型のM
ISトランジスタによって構成され、かつアモルファス
シリコンまたは多結晶シリコンを含む素材によって構成
されていることが望ましい。
【0020】シフトレジスタが有する段の出力がアクテ
ィブマトリクス回路の走査信号とされれば、すなわちア
クティブマトリクス回路のゲートドライバまたはソース
ドライバを上記のシフトレジスタで構成すれば、ゲート
ドライバまたはソースドライバの出力インピーダンスを
小さくし、ゲートドライバまたはソースドライバが出力
する信号のHighレベル電位の低下を防止し、ゲート
ドライバまたはソースドライバの消費電流を抑制し、か
つゲートドライバまたはソースドライバ内のトランジス
タに加わる電圧ストレスを軽減することができる。
【0021】前記シフトレジスタは、前記アクティブマ
トリクス回路と同一基板上に形成されていることが望ま
しい。シフトレジスタと、アクティブマトリクス回路と
を同一基板上に形成すれば、シフトレジスタとアクティ
ブマトリクス回路との間の配線を短くすることができ
る。
【0022】縦続接続された複数の段を有する第1のシ
フトレジスタと、この第1のシフトレジスタの出力より
多くの段を有する第2のシフトレジスタとを有し、前記
第2のシフトレジスタが有する段は、連続する段によっ
て構成されるグループに分けられ、前記第1のシフトレ
ジスタの各出力端子には有限のパルス数のみ連続するパ
ルス列が出力され、この出力が、第2のシフトレジスタ
内の各グループを構成する段のクロック信号とされ、前
記第2のシフトレジスタは、前記シフトレジスタである
ことが望ましい。上記構成によれば、第2のシフトレジ
スタ内の各グループを構成する段には、有限のパルス数
のみ連続するパルス列がクロック信号として入力される
ので、各段内のトランジスタに加わる電圧ストレスを少
なくすることができる。
【0023】前記第2のシフトレジスタを構成する電圧
制御回路は、前記第1のシフトレジスタと、前記第2の
シフトレジスタの前段の出力またはスタートパルス信号
のみで、制御されることが望ましい。上記構成によれ
ば、シフトレジスタ内の配線が簡単になる。
【0024】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態
におけるシフトレジスタの全体構成図である。このシフ
トレジスタは、縦続接続された複数(n段)の段F1、
F2、…、Fi−1、Fi、Fi+1、…、Fn−2、
Fn−1、Fnによって構成されている。縦続接続と
は、ある段の出力端子が、次の段の入力端子に接続され
ていることを意味する。例えば、段Fi−1の出力端子
が、段Fiの入力端子に接続され、段Fiの出力端子
が、段Fi+1の入力端子に接続されている。
【0025】次に、段Fiの内部回路について説明す
る。なお、各段の内部回路は全て同一なので、段Fi以
外の段の内部回路についての説明は省略する。段Fi
は、前段Fi−1が出力する信号Gi−1を入力する入
力端子と、シフトレジスタの出力になると共に、後段F
i+1へ送る信号Giを出力する出力端子と、三相クロ
ック信号φa、φb、φcのうちの一つのクロック信号
を入力するクロック入力端子Tckとを有する。なお、
ここで説明する段Fiには、一例として、クロック信号
φbが入力されるものとする。また、クロック信号φa
が入力される段(例えば段Fi−1)の次の段(例えば
段Fi)には、クロック信号φbが入力され、その次の
段(例えば段Fi+1)には、クロック信号φcが入力
される。
【0026】信号Gi−1を入力する入力端子は、ダイ
オードとして動作するMISトランジスタM1を介し
て、ノード(接続点)N1に接続され、このノードN1
は、記憶素子として動作するコンデンサCbの一端に接
続されている。このコンデンサCbの他端は、信号Gi
を出力する出力端子に接続されている。クロック入力端
子Tckは、MISトランジスタM2のドレインに接続
されている。ノードN1は、MISトランジスタM2の
ゲートおよびMISトランジスタM3のドレインに接続
されている。コンデンサCbの他端、すなわち段Fiの
出力端子は、MISトランジスタM2のソースおよびM
ISトランジスタM4のドレインに接続されている。
【0027】電圧制御回路Bの出力端子N2は、MIS
トランジスタM3およびM4のゲートに接続されてい
る。MISトランジスタM3およびM4のソースは、接
地電位Vssに接続されている。なお、段Fiの出力端
子と接地電位Vssとの間に記入されたCLtは、段F
iが駆動する表示装置のゲート配線につながる複数の画
素がもつ負荷容量の総和を意味する。
【0028】図2は、電圧制御回路Bの内部回路を示す
回路図である。信号Gi+1を入力する端子が、ダイオ
ードとして動作するMISトランジスタM5を介して、
出力端子N2に接続されている。信号Gi−1を入力す
る端子が、MISトランジスタM6のゲートに接続さ
れ、信号Gi+2を入力する端子が、MISトランジス
タM7のゲートに接続され、信号Gi+3を入力する端
子が、MISトランジスタM8のゲートに接続されてい
る。
【0029】出力端子N2は、MISトランジスタM6
およびM7のドレイン、コンデンサCvg1の一端に接続
されている。コンデンサCvg1の他端、MISトランジ
スタM6およびM8のソースは、接地電位Vssに接続さ
れている。MISトランジスタM8のソースとドレイン
の間には、コンデンサCvg2が接続され、MISトラン
ジスタM8のドレインは、MISトランジスタM7のソ
ースに接続されている。
【0030】図3は、段Fiの動作を説明するためのタ
イミングチャートである。段Fiは、入力端子から入力
される信号Gi−1を記憶素子としてのコンデンサCb
に保持し、クロック信号φbに同期して出力端子から信
号Giとして出力する。
【0031】タイミングチャートに示した期間T1に、
信号Gi−1がHighレベルになると、電圧制御回路
Bの出力端子N2には、接地電位Vssが出力され、この
接地電位VssがMISトランジスタM3およびM4のゲ
ートに印加されるので、MISトランジスタM3および
M4はオフする。すると、Highレベルの信号Gi−
1に同期して、ノードN1の電位もHighレベルに上
昇する。ノードN1の電位がHighレベルになると、
このHighレベルの電位がMISトランジスタM2の
ゲートに印加されるので、このMISトランジスタM2
はオンし、クロック入力端子Tckから入力されるクロ
ック信号φbが、段Fiの出力端子から信号Giとして
出力される。
【0032】次の期間T2には、クロック信号φbはH
ighレベルになるので、信号GiもまたHighレベ
ルになる。次の期間T3には、クロック信号φbはLo
wレベルになり、次段Fi+1が出力する信号Gi+1
はHighレベルになる。段Fi内の電圧制御回路B
は、Highレベルになった信号Gi+1を入力し、出
力端子N2からHighレベルを出力する。出力端子N
2から出力されたHighレベルが、MISトランジス
タM3のゲートに印加されると共に、MISトランジス
タM4のゲートに印加されるので、信号Giが立ち下が
る。
【0033】この期間T3に出力端子N2から出力され
るHighレベルの電位をVhiとすると、 Vhi=Vdd−Vt である。ただし、Vddは、Highレベルになった信号
Gi+1の電位すなわち電源電位、Vtは、MISトラ
ンジスタM5で発生する電圧降下である。この電位Vhi
は、ほぼ電源電位と等しく、後述する電位Vmidより高
い。従って、この電位Vhiがゲートに印加されるMIS
トランジスタM4の出力インピーダンスは低くなり、信
号Giは、素早く立ち下がる。
【0034】このときのMISトランジスタM4の出力
インピーダンスをR4lowとすると、 R4low×CLt<1μsec 程度になるように、MISトランジスタM4を設計すれ
ばよい。ただし、CLtは、段Fiが駆動する複数の画
素がもつ負荷容量の総和であり、 CLt=m×(Ccross+Cgs+Cglc+(Clc・Cs)
/(Clc+Cs)) である。ただし、mは段Fiが駆動する画素の総数、C
crossはゲート配線・ソース配線間容量、Cgsは画素内
のMISトランジスタのゲート・ソース間容量、Cglc
はゲート配線上の液晶容量、Clcは画素液晶容量、Cs
は蓄積容量である。
【0035】また、この期間T3に、コンデンサCvg1
は、前記Highレベルになった信号Gi+1によって
充電され、その両端間の電圧は、Vdd−Vt−Vssにな
る。
【0036】次の期間T4には、段Fiの2つ後ろの段
Fi+2が出力する信号Gi+2がHighレベルにな
る。この信号Gi+2は、段Fi内の電圧制御回路B内
のMISトランジスタM7のゲートに入力されているの
で、このMISトランジスタM7はオンする。すると、
コンデンサCvg1に充電されていた電荷の一部が、オン
されたMISトランジスタM7を介して、コンデンサC
vg2に流れ込む。その結果、コンデンサCvg1に充電され
ていた電荷が、このコンデンサCvg1と、コンデンサCv
g2とに分配され、電圧制御回路Bの出力端子N2の電位
は低下する。低下した電位をVmidとすると、 Vmid=Cvg1/(Cvg1+Cvg2)×(Vdd−Vt−Vs
s)+Vss である。この電位Vmidが、MISトランジスタM3の
ゲートに印加されると共に、MISトランジスタM4の
ゲートに印加される。
【0037】このときのMISトランジスタM4の出力
インピーダンスをR4midとすると、 R4mid×m×(Ccross+Cgs)<1μsec 程度になるように、R4midを設計すればよい。具体的
には、MISトランジスタの出力インピーダンスは近似
的にゲート電位Vgに比例することから、Cvg1、Cvg2
値を適当に設定することにより、上式に基づきR4mid
を実現するVmidを与えることになる。
【0038】次の期間T5には、段Fiの3つ後ろの段
Fi+3が出力する信号Gi+3がHighレベルにな
る。この信号Gi+3は、段Fi内の電圧制御回路B内
のMISトランジスタM8のゲートに入力されているの
で、このMISトランジスタM8はオンする。すると、
コンデンサCvg2に充電されていた電荷が、オンされた
MISトランジスタM8を介して放電される。なお、こ
のコンデンサCvg2の放電は、必ずしもこの期間T5に
行う必要はなく、次にコンデンサCvg1からCvg2に電荷
を分配するときまでに行えばよい。
【0039】電位Vmidが、MISトランジスタM3お
よびM4のゲートに印加された状態は、次に信号Gi−
1がHighレベルになるまで保持される。すなわち、
アクティブマトリクス型表示装置を駆動するシフトレジ
スタの場合には、ほぼ1フィールドの期間、保持され
る。すなわち、ほとんどの期間、MISトランジスタM
3およびM4のゲートには、電位Vhiより低い電位Vmi
dが印加されるので、ほとんどの期間、MISトランジ
スタM3およびM4は、電圧ストレスが小さい状態とさ
れる。
【0040】なお、本実施形態におけるシフトレジスタ
の最終段Fn、その前段Fn−1、その前々段Fn−2
内の電圧制御回路Bには、最終段より後ろの段が出力す
る信号Gn+1、Gn+2、Gn+3を供給する必要が
あるが、そのような段はない。しかし、これらの信号G
n+1、Gn+2、Gn+3は、シフトレジスタの外部
の回路で作成し、段Fn、Fn−1、Fn−2に供給す
ればよい。あるいは、信号Gn+1、Gn+2、Gn+
3として、シフトレジスタの初段F1に供給するスター
トパルス信号、初段F1が出力する信号G1、その次の
段F2が出力する信号G2を利用してもよい。あるい
は、信号Gn+1、Gn+2、Gn+3を出力するため
だけのダミーの段Fn+1、Fn+2、Fn+3を設け
てもよい。
【0041】図4は、電圧制御回路の別の例である、電
圧制御回路B2の内部回路を示す回路図である。なお、
この図4において、図2に示した構成と同一のものには
同一の符号を付し、その説明を省略する。電圧制御回路
B2においては、MISトランジスタM7のゲートに、
前段を駆動するクロック信号φaが入力される。これに
より、コンデンサCgv2の放電を、MISトランジスタ
M7およびM6を用いて行うことができる。従って、図
2に示した電圧制御回路Bには必要であったMISトラ
ンジスタM8が不要になるので、トランジスタの数を少
なくすることができる。その結果、回路が占める面積を
縮小することができ、また、回路構成が簡単になるの
で、回路の信頼性が向上する。
【0042】図5は、本発明の第2の実施形態における
シフトレジスタの全体構成図である。このシフトレジス
タは、段F1、F2、…を有し、各段の内部回路は、図
1に示した回路と同一であり、さらに、各段が有する電
圧制御回路Bの内部回路は、図2に示した回路と同一で
ある。本実施形態においては、シフトレジスタ内の段を
複数のグループに分け、各グループには、図示していな
い別のシフトレジスタから、各グループ毎に異なるクロ
ック信号が供給される。例えば、グループGr1には、
クロック信号EX1、EX2、EX3が供給され、グル
ープGr2には、クロック信号EX4、EX5、EX6
が供給される。
【0043】図6は、本実施形態の動作を説明するため
のタイミングチャートである。本実施形態のシフトレジ
スタに供給されるクロック信号EX1、EX2、…は、
1フィールド内で、デューティ比1:2の2つの連続す
るパルス列からなる。例えば、クロック信号EX1は、
パルス列P1a、P1bからなり、クロック信号EX3
は、パルス列P3a、P3bからなる。また、これらの
クロック信号は、同時にHighレベルにならないよう
に供給される有限のパルス列からなる。このようにする
ことにより、シフトレジスタ内の各段のクロック入力端
子Tckに、クロック信号としてHighレベルの電位
が印加される期間を少なくすることができる。従って、
各段内部のMISトランジスタM2への電圧ストレスが
軽減される。
【0044】図7は、上記実施形態におけるシフトレジ
スタを、表示装置のゲートドライバとして用いた例の構
成を示す構成図である。この表示装置においては、TF
T基板(ガラス基板)1上に表示エリア2が形成され、
この表示エリア2の横に、この表示エリア2内の走査線
2aを駆動するゲートドライバ(シフトレジスタ)3が
形成されている。すなわち、表示エリア2と、ゲートド
ライバ(シフトレジスタ)3とは、同一のTFT基板
(ガラス基板)1上に、同一の製造プロセスで形成され
る。従って、表示エリア2内の走査線2aと信号線2b
との交点に形成されるMISトランジスタ2cと、ゲー
トドライバ(シフトレジスタ)3内のMISトランジス
タとは、同一型(例えば、Nチャネルトランジスタ)と
なる。また、MISトランジスタの素材も同一となり、
ガラス基板上に形成されるので、アモルファスシリコン
または多結晶シリコンを含む素材によって構成される。
【0045】図8は、本発明の第3の実施形態における
シフトレジスタの全体構成図である。このシフトレジス
タは、段FA1、FA2、…を有し、各段は、それぞれ
3つのクロック入力端子Tck1、Tck2、Tck3
を有する。本実施形態においても、シフトレジスタ内の
段が複数のグループに分けられ、各グループに、それぞ
れ異なるクロック信号が供給される。ただし、2つのグ
ループに供給されるクロック信号もある。例えば、グル
ープGr1には、クロック信号EX1〜EX5が供給さ
れ、グループGr2には、クロック信号EX4〜EX8
が供給される。すなわち、クロック信号EX4およびE
X5は、グループGr1、Gr2の両方に供給される。
なお、クロック信号EX1、EX2、…は、図6に示し
たものと同様である。なお、図6には、2つの連続する
パルス列の例を示したが、これに限らず2つ以上の有限
のパルス列であれば良い。
【0046】図9は、本実施形態におけるシフトレジス
タが有する段FAiの内部回路を示す回路図である。な
お、この図9において、図1に示した構成と同一のもの
には同一の符号を付し、その説明を省略する。前記クロ
ック入力端子Tck1は、MISトランジスタM2のド
レインに接続され、クロック入力端子Tck2およびT
ck3は、電圧制御回路B3に接続されている。
【0047】図10は、上記電圧制御回路B3の内部回
路を示す回路図である。なお、この図10において、図
2に示した構成と同一のものには同一の符号を付し、そ
の説明を省略する。クロック入力端子Tck2が、MI
SトランジスタM8のゲートに接続され、また、ダイオ
ードとして動作するMISトランジスタM5を介して、
出力端子N2に接続されている。信号Gi−1を入力す
る端子が、MISトランジスタM6のゲートに接続さ
れ、クロック入力端子Tck3が、MISトランジスタ
M7のゲートに接続されている。
【0048】この電圧制御回路B3は、段FAiが出力
する信号GiがHighレベルになる次の期間にHig
hレベルになるクロック信号をクロック入力端子Tck
2から入力し、出力端子N2から電位Vhiを出力すると
同時に、MISトランジスタM8をオンさせ、コンデン
サCvg2を放電する。
【0049】更に次の期間にHighレベルになるクロ
ック信号がクロック入力端子Tck3から入力され、入
力されたクロック信号がMISトランジスタM7のゲー
トに印加され、このMISトランジスタM7がオンし、
コンデンサCvg1に充電されていた電荷の一部が、MI
SトランジスタM7を介してコンデンサCvg2に流れ込
み、コンデンサCvg1に充電されていた電荷が、このコ
ンデンサCvg1と、コンデンサCvg2とに分配され、電圧
制御回路B3の出力端子N2の電位は低下し、電位Vmi
dとなる。
【0050】ただし、同一フィールド内で、クロック入
力端子Tck2に入力されるクロック信号がHighレ
ベルになった後に、クロック入力端子Tck3に入力さ
れるクロック信号がHighレベルになることがないよ
うに、これらのクロック信号として、必要に応じて、次
のグループを駆動するためのクロック信号が用いられ
る。
【0051】これにより、段FAi内の電圧制御回路B
3に、後段が出力する信号Gi+1、Gi+2、Gi+
3を入力させる必要がなくなるので、シフトレジスタ内
の配線の引き回しが簡単になると共に、シフトレジスタ
内の最終の3段(段Fn、Fn−1、Fn−2)に供給
する信号を外部回路で作成する必要がなくなる。
【0052】
【発明の効果】本発明によれば、電圧制御回路が、状態
記憶手段が記憶した状態を初期状態レベルに初期化する
MISトランジスタのゲートに、このMISトランジス
タをオンさせる第1のオン電圧、この第1のオン電圧よ
り低い第2のオン電圧、この第2のオン電圧より低く、
このMISトランジスタをオフさせるオフ電圧のうちの
いずれかを印加するので、シフトレジスタの段を、出力
端子からパルスを出力している状態から、この出力端子
および状態記憶手段が初期化された状態へ移行させる際
には、MISトランジスタのゲートに第1のオン電圧が
印加され、出力端子および状態記憶手段の初期状態を維
持する際には、MISトランジスタのゲートに第2のオ
ン電圧が印加される。従って、状態記憶手段が記憶した
状態を初期状態レベルに初期化するMISトランジスタ
によって、シフトレジスタの出力インピーダンスが小さ
くなり、シフトレジスタが出力する信号のHighレベ
ル電位の低下が防止され、かつシフトレジスタの消費電
流が抑制される。これと同時に、出力端子および状態記
憶手段を初期状態へ移行させる際にのみ、MISトラン
ジスタのゲートに第1のオン電圧が印加され、出力端子
および状態記憶手段の初期状態を維持する際には、MI
Sトランジスタのゲートに第2のオン電圧が印加される
ので、移行の際のMISトランジスタの応答速度を低下
させることなく、このMISトランジスタに加わる電圧
ストレスを軽減することができる。
【0053】また、全てのMISトランジスタが、同一
型のMISトランジスタによって構成されれば、製造プ
ロセスが簡単になる。また、MISトランジスタが、ア
モルファスシリコンまたは多結晶シリコンを含む素材に
よって構成されていても、出力端子および状態記憶手段
の初期状態を維持する、ほとんどの期間、MISトラン
ジスタのゲートに第2のオン電圧が印加されるので、信
頼性低下の問題が起きない。
【0054】また、シフトレジスタが有する段の出力が
アクティブマトリクス回路の走査信号とされれば、すな
わちアクティブマトリクス回路のゲートドライバまたは
ソースドライバを上記のシフトレジスタで構成すれば、
ゲートドライバまたはソースドライバの出力インピーダ
ンスを小さくし、ゲートドライバまたはソースドライバ
が出力する信号のHighレベル電位の低下を防止し、
ゲートドライバまたはソースドライバの消費電流を抑制
し、かつゲートドライバまたはソースドライバ内のトラ
ンジスタに加わる電圧ストレスを軽減することができ
る。また、シフトレジスタと、アクティブマトリクス回
路とを同一基板上に形成すれば、シフトレジスタとアク
ティブマトリクス回路との間の配線を短くすることがで
きる。
【0055】また、本発明によれば、第2のシフトレジ
スタ内の各グループを構成する段には、有限のパルス数
のみ連続するパルス列がクロック信号として入力される
ので、各段内のトランジスタに加わる電圧ストレスを少
なくすることができる。また、第2のシフトレジスタを
構成する電圧制御回路が、第1のシフトレジスタと、第
2のシフトレジスタの前段の出力またはスタートパルス
信号のみで制御されれば、シフトレジスタ内の配線が簡
単になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態におけるシフトレジ
スタの全体構成図。
【図2】 本発明の第1の実施形態におけるシフトレジ
スタ内の段Fi内の電圧制御回路Bの内部回路を示す回
路図。
【図3】 本発明の第1の実施形態におけるシフトレジ
スタ内の段Fiの動作を説明するためのタイミングチャ
ート。
【図4】 電圧制御回路の別の例である、電圧制御回路
B’の内部回路を示す回路図。
【図5】 本発明の第2の実施形態におけるシフトレジ
スタの全体構成図。
【図6】 本発明の第2の実施形態におけるシフトレジ
スタの動作を説明するためのタイミングチャート。
【図7】 本発明の第2の実施形態におけるシフトレジ
スタを、表示装置のゲートドライバとして用いた例の構
成を示す構成図。
【図8】 本発明の第3の実施形態におけるシフトレジ
スタの全体構成図。
【図9】 本発明の第3の実施形態におけるシフトレジ
スタ内の段Fiの内部回路を示す回路図。
【図10】 本発明の第3の実施形態におけるシフトレ
ジスタ内の段Fi内の電圧制御回路B”の内部回路を示
す回路図。
【図11】 従来のシフトレジスタの一例を示す回路
図。
【図12】 従来のシフトレジスタの動作を示すタイミ
ングチャート。
【図13】 シフトレジスタが駆動する表示装置内の画
素の等価回路を示す回路図。
【符号の説明】
F1、F2、…、Fi−1、Fi、Fi+1、…、Fn
−1、Fn 段 FA1、FA2、…、FAi、… 段 G1、G2、…、Gi−1、Gi、Gi+1、…、Gn
−1、Gn 信号 Gr1、Gr2 グループ φa、φb、φc クロック信号 EX1、EX2、… クロック信号 Tck、Tck1、Tck2、Tck3 クロック入力
端子 M1〜M8、Mpx MISトランジスタ Cb コンデンサ(状態記憶手段) Cvg1、Cvg2 コンデンサ CLt 負荷容量の
総和 R プルダウン抵抗 N1 ノード N2 出力端子 B、B2、B3 電
圧制御回路 1 TFT基板(ガラス基板) 2 表示エリア 2a 走査線 2b 信号線 2c MISトランジスタ 3 ゲートドライバ
(シフトレジスタ)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/822

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縦続接続された複数の段を有するシフト
    レジスタであって、 前記各段は、 2種類の状態のうちのいずれかを記憶する状態記憶手段
    と、 この状態記憶手段が記憶した状態を、初期状態レベルに
    初期化するMISトランジスタと、 このMISトランジスタのゲートに、このMISトラン
    ジスタをオンさせる第1のオン電圧、この第1のオン電
    圧より低い第2のオン電圧、この第2のオン電圧より低
    く、このMISトランジスタをオフさせるオフ電圧のう
    ちのいずれかを印加する電圧制御回路とを有することを
    特徴とするシフトレジスタ。
  2. 【請求項2】 前記電圧制御回路は、 前記MISトランジスタのゲートに印加する電圧を記憶
    する電圧記憶手段と、 この電圧記憶手段に記憶された電圧が前記第1のオン電
    圧であった場合に、この第1のオン電圧を前記第2のオ
    ン電圧まで低下させる第1の低下手段と、 前記電圧記憶手段に記憶された電圧を、前記オフ電圧ま
    で低下させる第2の低下手段とを有することを特徴とす
    る請求項1に記載のシフトレジスタ。
  3. 【請求項3】 前記各段に含まれるMISトランジスタ
    は、全て同一型のMISトランジスタによって構成され
    ていることを特徴とする請求項1に記載のシフトレジス
    タ。
  4. 【請求項4】 前記MISトランジスタは、アモルファ
    スシリコンまたは多結晶シリコンを含む素材によって構
    成されていることを特徴とする請求項3に記載のシフト
    レジスタ。
  5. 【請求項5】 前記シフトレジスタが有する段の出力
    が、信号線と走査線とが交差した交差点付近にスイッチ
    ング素子が形成されたアクティブマトリクス回路の走査
    信号とされ、 前記アクティブマトリクス回路に含まれるMISトラン
    ジスタ、および前記シフトレジスタを構成する各段に含
    まれるMISトランジスタは、全て同一型のMISトラ
    ンジスタによって構成され、かつアモルファスシリコン
    または多結晶シリコンを含む素材によって構成されてい
    ることを特徴とする請求項4に記載のシフトレジスタ。
  6. 【請求項6】 前記シフトレジスタは、前記アクティブ
    マトリクス回路と同一基板上に形成されていることを特
    徴とする請求項5に記載のシフトレジスタ。
  7. 【請求項7】 縦続接続された複数の段を有する第1の
    シフトレジスタと、この第1のシフトレジスタの出力よ
    り多くの段を有する第2のシフトレジスタとを有し、 前記第2のシフトレジスタが有する段は、連続する段に
    よって構成されるグループに分けられ、 前記第1のシフトレジスタの各出力端子には有限のパル
    ス数のみ連続するパルス列が出力され、この出力が、第
    2のシフトレジスタ内の各グループを構成する段のクロ
    ック信号とされ、 前記第2のシフトレジスタは、請求項1ないし6のいず
    れかに記載のシフトレジスタであることを特徴とするシ
    フトレジスタ回路。
  8. 【請求項8】 前記第2のシフトレジスタを構成する電
    圧制御回路は、前記第1のシフトレジスタと、前記第2
    のシフトレジスタの前段の出力またはスタートパルス信
    号のみで、制御されることを特徴とする請求項7に記載
    のシフトレジスタ回路。
JP2000371460A 2000-12-06 2000-12-06 シフトレジスタおよびシフトレジスタ回路 Withdrawn JP2002175695A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000371460A JP2002175695A (ja) 2000-12-06 2000-12-06 シフトレジスタおよびシフトレジスタ回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000371460A JP2002175695A (ja) 2000-12-06 2000-12-06 シフトレジスタおよびシフトレジスタ回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002175695A true JP2002175695A (ja) 2002-06-21

Family

ID=18841181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000371460A Withdrawn JP2002175695A (ja) 2000-12-06 2000-12-06 シフトレジスタおよびシフトレジスタ回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002175695A (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004246358A (ja) * 2003-02-10 2004-09-02 Samsung Electronics Co Ltd トランジスターの駆動方法とシフトレジスタの駆動方法及びこれを実施するためのシフトレジスタ
JP2005050502A (ja) * 2003-07-09 2005-02-24 Samsung Electronics Co Ltd シフトレジスタとこれを有するスキャン駆動回路及び表示装置
JP2007095190A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Hitachi Displays Ltd シフトレジスタ回路及びそれを用いた表示装置
JP2007184076A (ja) * 2006-01-05 2007-07-19 Au Optronics Corp シフトレジスタ
WO2009104307A1 (ja) * 2008-02-19 2009-08-27 シャープ株式会社 シフトレジスタ回路および表示装置ならびにシフトレジスタ回路の駆動方法
KR100970269B1 (ko) 2003-10-20 2010-07-16 삼성전자주식회사 쉬프트 레지스터와, 이를 갖는 스캔 구동 회로 및 표시장치
WO2010116778A1 (ja) * 2009-04-08 2010-10-14 シャープ株式会社 シフトレジスタおよびそれを備えた表示装置、ならびにシフトレジスタの駆動方法
JP2015025853A (ja) * 2013-07-24 2015-02-05 Nltテクノロジー株式会社 走査回路、及び表示装置
JP2016174395A (ja) * 2014-07-24 2016-09-29 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
JP2017503204A (ja) * 2014-01-20 2017-01-26 深▲セン▼市華星光電技術有限公司 集積ゲート駆動回路及び集積ゲート駆動回路を具備する表示パネル
JP2017076452A (ja) * 2005-10-18 2017-04-20 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004246358A (ja) * 2003-02-10 2004-09-02 Samsung Electronics Co Ltd トランジスターの駆動方法とシフトレジスタの駆動方法及びこれを実施するためのシフトレジスタ
JP2005050502A (ja) * 2003-07-09 2005-02-24 Samsung Electronics Co Ltd シフトレジスタとこれを有するスキャン駆動回路及び表示装置
KR100970269B1 (ko) 2003-10-20 2010-07-16 삼성전자주식회사 쉬프트 레지스터와, 이를 갖는 스캔 구동 회로 및 표시장치
JP2007095190A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Hitachi Displays Ltd シフトレジスタ回路及びそれを用いた表示装置
JP4644087B2 (ja) * 2005-09-29 2011-03-02 株式会社 日立ディスプレイズ シフトレジスタ回路及びそれを用いた表示装置
US10311960B2 (en) 2005-10-18 2019-06-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Shift register, semiconductor device, display device, and electronic device
US11011244B2 (en) 2005-10-18 2021-05-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Shift register, semiconductor device, display device, and electronic device
US11699497B2 (en) 2005-10-18 2023-07-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Shift register, semiconductor device, display device, and electronic device
JP2017076452A (ja) * 2005-10-18 2017-04-20 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US12002529B2 (en) 2005-10-18 2024-06-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Shift register, semiconductor device, display device, and electronic device
JP2007184076A (ja) * 2006-01-05 2007-07-19 Au Optronics Corp シフトレジスタ
WO2009104307A1 (ja) * 2008-02-19 2009-08-27 シャープ株式会社 シフトレジスタ回路および表示装置ならびにシフトレジスタ回路の駆動方法
WO2010116778A1 (ja) * 2009-04-08 2010-10-14 シャープ株式会社 シフトレジスタおよびそれを備えた表示装置、ならびにシフトレジスタの駆動方法
JP2015025853A (ja) * 2013-07-24 2015-02-05 Nltテクノロジー株式会社 走査回路、及び表示装置
JP2017503204A (ja) * 2014-01-20 2017-01-26 深▲セン▼市華星光電技術有限公司 集積ゲート駆動回路及び集積ゲート駆動回路を具備する表示パネル
KR101859854B1 (ko) 2014-01-20 2018-05-21 센젠 차이나 스타 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 집적 게이트 구동회로 및 집적 게이트 구동회로를 구비한 디스플레이 패널
JP2017192129A (ja) * 2014-07-24 2017-10-19 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US10608015B2 (en) 2014-07-24 2020-03-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device comprising driver circuit
JP2017192130A (ja) * 2014-07-24 2017-10-19 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
JP2017188912A (ja) * 2014-07-24 2017-10-12 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
JP2016174395A (ja) * 2014-07-24 2016-09-29 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US12027535B2 (en) 2014-07-24 2024-07-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device with a capacitor and a plurality of overlapping openings in the conductive layers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7336254B2 (en) Shift register that suppresses operation failure due to transistor threshold variations, and liquid crystal driving circuit including the shift register
JP5241724B2 (ja) シフトレジスタ
US8159486B2 (en) Level converter circuit and a liquid crystal display device employing the same
US7825888B2 (en) Shift register circuit and image display apparatus containing the same
JP2921510B2 (ja) ブートストラップ回路
JP4990034B2 (ja) シフトレジスタ回路およびそれを備える画像表示装置
US7499518B2 (en) Shift register and image display apparatus containing the same
KR101552408B1 (ko) 주사 신호선 구동 회로 및 주사 신호선 구동 방법
JP5165153B2 (ja) 走査信号線駆動回路およびそれを備えた表示装置、ならびに走査信号線の駆動方法
US8675811B2 (en) Semiconductor device and display device
WO2012157545A1 (ja) 走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、および走査信号線の駆動方法
WO2011129126A1 (ja) 走査信号線駆動回路およびそれを備えた表示装置
KR20000026582A (ko) 쉬프트 레지스터 회로
US20060132182A1 (en) Driver circuit, shift register, and liquid crystal driver circuit
JP2002055644A (ja) シフトレジスタ
JP2002175695A (ja) シフトレジスタおよびシフトレジスタ回路
JP2008112143A (ja) ソースフォロワー型アナログバッファ、その補償動作方法およびそれを用いたディスプレイ
KR100896404B1 (ko) 레벨 쉬프터를 갖는 쉬프트 레지스터
US20060208996A1 (en) Semiconductor circuit
KR101073263B1 (ko) 쉬프트 레지스터 및 그 구동 방법
US20240194151A1 (en) Scanning signal line drive circuit and display device provided with same
JP2006098764A (ja) 表示装置の駆動回路
JP2005099539A (ja) 液晶表示パネル走査線ドライバ

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080304