JP2003346492A - シフトレジスタ、これを用いた平面表示装置 - Google Patents
シフトレジスタ、これを用いた平面表示装置Info
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Abstract
び過大電流を防止する。 【解決手段】 第2トランジスタT2の制御電極への導
電パスおよび制御信号線71への導電パスをもつ第7ト
ランジスタT7で構成されるシャット回路を設ける。制
御信号線71に供給される制御信号SHUTによる第7
トランジスタT7の制御を通じて、第2トランジスタT
2の制御電極の電位を制御可能とし、これにより第2ト
ランジスタT2の制御電極への導電パスをもつ第6トラ
ンジスタT6を通じて第1トランジスタT1の制御電極
の電位も制御可能とする。クロック信号C1〜C3が動
作を開始する前に、第7トランジスタT7を制御して第
1トランジスタT1をオフ、第2トランジスタT2をオ
ンとし、第2トランジスタT2を通じて第1電圧電極4
6からの電源電圧VDDが出力端子44に安定的に出力
されるようにする。
Description
期して動作するシフトレジスタ及びこのシフトレジスタ
を用いた平面表示装置に関する。
は、薄型、軽量かつ低消費電力であることから、各種機
器のディスプレイとして用いられている。中でも、画素
毎にトランジスタを配置したアクティブマトリクス型液
晶表示装置は、ノート型パソコンや携帯型情報端末のデ
ィスプレイとして普及しつつある。近年、従来の液晶表
示装置に用いられていたアモルファスシリコンを材料と
する薄膜トランジスタに比べて、電子移動度が高いポリ
シリコンによる薄膜トランジスタを比較的低温のプロセ
スで形成する技術が確立され、液晶表示装置に用いるト
ランジスタの小型化が可能となった。これにより、複数
の走査線と複数の信号線が交差する部分に薄膜トランジ
スタを配置した画素部と、各薄膜トランジスタを駆動す
る駆動回路とを同一の製造プロセスによって電極基板上
に一体的に形成することができるようになった。
力する走査線駆動回路と、複数の信号線にパルスを出力
する信号線駆動回路とがあり、各駆動回路は電気的に縦
続接続された複数のシフトレジスタをそれぞれ備える。
各シフトレジスタは、入力されたパルスの位相をシフト
させて出力する。走査線駆動回路は、内部の各シフトレ
ジスタから各走査線に対して垂直走査パルスを1段ずつ
位相をシフトさせながら出力する。信号線駆動回路は、
内部の各シフトレジスタから各信号線に設けられたアナ
ログスイッチに対して水平走査パルスを一段ずつ位相を
シフトさせながら出力し、外部から入力されてきた映像
信号をアナログスイッチを通じて各信号線に出力する。
各シフトレジスタは、製造工程を短縮し低コスト化を実
現するために、pMOS又はnMOSのいずれか一方の
トランジスタのみを用いて構成される場合がある。
示す回路図である。入力端子43には入力信号INが入
力される。入力信号INとして、初段のシフトレジスタ
ではスタート信号(STP)が入力され、2段目以降の
シフトレジスタでは前段のシフトレジスタの出力信号O
UTが入力される。また、位相をシフトさせたC1〜C
3の3本のクロック信号のうちのいずれか2本のクロッ
ク信号がシフトレジスタに入力される。同図では、一例
として第1クロック信号C1が第1クロック端子41に
入力され、第2クロック信号C3が第2クロック端子4
2に入力されるものとする。シフトレジスタに含まれる
8個のトランジスタは、全てpMOSトランジスタであ
る。このシフトレジスタは、出力回路、入力回路、リセ
ット回路を有する構成である。
トランジスタT2により構成される。第1トランジスタ
T1のドレインは第1クロック端子41に、ソースは出
力端子44にそれぞれ電気的に接続される。第2トラン
ジスタT2のソースは第1電圧電極46に、ドレインは
出力端子44にそれぞれ電気的に接続される。第1クロ
ック端子41には第1クロック信号C1が入力され、第
1電圧電極46にはハイレベルの電源電圧VDDが供給
される。この出力回路は、第1トランジスタT1がオン
で第2トランジスタT2がオフのときには、第1クロッ
ク信号C1を出力端子44へ出力し、第1トランジスタ
T1がオフで第2トランジスタT2がオンのときには、
電源電圧VDDを出力端子44へ出力する。
トランジスタT4により構成される。第3トランジスタ
T3のドレイン及びゲートは入力端子43に、ソースは
第1トランジスタT1の制御電極にそれぞれ電気的に接
続される。また、第4トランジスタT4のソースは第1
電圧電極46に、ドレインは第2トランジスタの制御電
極に、ゲートは入力端子43にそれぞれ電気的に接続さ
れる。この入力回路は、入力端子43を通じて入力信号
INを受ける。ここでは、第1トランジスタT1の制御
電極への導電パスのことをノードn1、第2トランジス
タT2の制御電極への導電パスのことをノードn2と表
す。
第6トランジスタT6により構成される。第5トランジ
スタT5のドレイン及びゲートは第2クロック端子42
に、ソースは第2トランジスタT2の制御電極にそれぞ
れ電気的に接続される。また、第6トランジスタT6の
ドレインは第1トランジスタT1の制御電極に、ゲート
は第2トランジスタT2の制御電極に、ソースは第1電
圧電極46にそれぞれ電気的に接続される。第2クロッ
ク端子42には第2クロック信号C3が入力される。こ
のリセット回路は、第1トランジスタT1又は第2トラ
ンジスタT2のいずれか一方をオンし、他方をオフす
る。
縦列に接続した走査線駆動回路あるいは信号線駆動回路
では、初段のシフトレジスタはスタート信号STPのパ
ルスの位相をシフトさせて出力し、2段目以降のシフト
レジスタは前段のシフトレジスタからの出力信号の位相
をシフトさせて出力する。すなわち、複数のシフトレジ
スタにより、スタート信号STPの位相をシフトさせな
がら後段へ伝搬していくようになっている。
複数のシフトレジスタを縦列に接続した駆動回路では、
電源電圧投入のシーケンスによっては過大電流が流れた
り、各シフトレジスタが誤動作をする場合がある。以
下、この問題点について図11のタイミングチャートを
用いて説明する。同図のタイミングチャートでは、電源
電圧VDD、クロック信号C1〜C3は全シフトレジス
タで共通のものである。ノードn1,n2、入力信号I
N、出力信号OUTは、一例として4段目のシフトレジ
スタのものとする。この4段目のシフトレジスタには、
第1クロック信号としてC1が、第2クロック信号とし
てC3が入力されるものとする。また、3段目のシフト
レンジスタには、第1クロック信号としてC2が、第2
クロック信号としてC1が入力されるものとする。スタ
ート信号STPは、初段のシフトレジスタに入力される
入力信号である。
されるとともに、クロック信号C1〜C3の昇圧が開始
される。これは、仮にクロック信号C1〜C3の電位が
ローレベルの状態で電源投入を行うと、電源電圧VDD
の立ち上げ途中で、各シフトレジスタにおける第1電圧
電極46からチャネル幅Wの大きい第2トランジスタT
2および第1トランジスタT1を介して第1クロック端
子41へ過大電流が流れてしまうので、これを防止する
ための措置である。したがって、クロック信号C1〜C
3には電源電圧VDDと同位相の信号が入力される。
立ち上がり始めると、4段目のシフトレジスタの第1ト
ランジスタT1および第2トランジスタT2がオンし、
出力信号OUTの電位はトランジスタT1とT2のオン
抵抗分だけ遅延してから増加しはじめる。
トレジスタの出力信号OUTが供給されている。すなわ
ち、入力信号INの電位も前段のシフトレジスタのトラ
ンジスタT1とT2のオン抵抗分だけ遅延してから増加
しはじめる。すると、4段目のシフトレジスタにおける
第4トランジスタT4は、ゲート電圧の方がソース電圧
よりも低くなるのでオンする。このため、ノードn2の
電位も、第4トランジスタT4のオン抵抗分だけ遅延し
てから増加しはじめる。
圧の方がソース電圧よりも低くなるのでオンする。この
ため、ノードn1の電位も第トランジスタT6のオン抵
抗分だけ遅延してから増加しはじめる。
ック信号C1〜C3、入力信号INが完全に立ち上がる
と、ノードn1,n2の電位もハイレベルになり、トラ
ンジスタT1〜T6は全てオフ状態になる。ノードn
1,n2は電源電圧VDDが供給されないフローティン
グ状態となるが、ノードn1,n2のハイレベルの電位
は、第1トランジスタT1、第2トランジスタT2のそ
れぞれのゲート・ドレイン間あるいはゲート・ソース間
の寄生容量によって保持される。この状態で時刻t3に
なると、クロック信号C1〜C3が動作を開始する。
信号C2の電位がハイレベルからローレベルになると、
3段目のシフトレジスタでは、ノードn1がフローティ
ング状態にあるので、第1クロック端子41に入力され
るクロック信号C2の電位変動によってノードn1もロ
ーレベルになってしまい、出力信号OUTはスタート信
号STPの伝搬を待たずしてローレベルになる。
11に示すようにローレベルの入力信号INが入力され
ることとなり、第3トランジスタT3及び第4トランジ
スタT4がオンする。第3トランジスタT3から供給さ
れるローレベルの入力信号INにより、ノードn1がロ
ーレベルとなり、第1トランジスタT1がオンする。出
力端子44には、第1トランジスタT1を通じてハイレ
ベルの第1クロック信号C1が供給されるので、出力信
号OUTはハイレベルを維持する。
2がハイレベルに戻ることによって、4段目のシフトレ
ジスタにおける入力信号INの電位がハイレベルに戻る
と、第3トランジスタT3および第4トランジスタT4
がオフする。第4トランジスタT4がオフすることによ
ってノードn2はフローティング状態となるが、第5ト
ランジスタT5がオフのため、ノードn2のハイレベル
の電位は第2トランジスタT2の寄生容量によって保持
される。ノードn2の電位がハイレベルを維持すること
で、トランジスタT2,T6はオフ状態を維持する。
1の電位がハイレベルからローレベルに反転すると、4
段目のシフトレジスタでは、ノードn1は、フローティ
ング状態であるため、クロック信号C1の反転によって
ローレベルよりもさらに低い電位(LLレベル)にな
る。これは、第1トランジスタT1のゲート・ソース間
あるいはゲート・ドレイン間に寄生容量があるため、ノ
ードn1がフローティング状態だと、第1トランジスタ
T1のドレイン・ソース間の電位変動に伴ってノードn
1の電位が変動してしまうためである。このように、接
続先のトランジスタにおける電位変動の影響を受けてフ
ローティング状態にあるノードの電位が変動する現象の
ことをブートストラップという。また、このときのノー
ドのことをブートストラップノードという。この結果、
第1トランジスタT1はオン状態を維持し、出力端子4
4には第1トランジスタT1を通じてローレベルの第1
クロック信号C1が供給されるので、出力信号OUTは
スタート信号STPが伝搬されてくるのを待たずしてロ
ーレベルになってしまう。
3の電位がローレベルになると、4段目のシフトレジス
タでは、第5トランジスタT5がオンする。このとき、
第4トランジスタT4はオフ状態にあるので、ノードn
2の電位はローレベルになり、第2トランジスタT2及
び第6トランジスタT6がオンする。ノードn1は第6
トランジスタT6を通じて電源電圧VDDが供給される
のでハイレベルとなり、第1トランジスタT1はオフ状
態になる。よって、出力端子44には第2トランジスタ
T2を通じて電源電圧VDDが供給され、出力信号OU
Tの電位はハイレベルになる。時刻t6以降は、時刻t
3〜時刻t6までの動作を繰り返す。
て、クロック信号C1の電位がハイレベルからローレベ
ルになったときに、第4段目のシフトレジスタでは、ブ
ートストラップが生じるため、前段のシフトレジスタか
らのスタート信号STPの伝搬を待たずして、出力信号
OUTがローレベルになってしまう。このため、図11
に示すように、クロック信号C1がハイレベルとローレ
ベルを繰り返す度に、出力信号OUTも同様にハイレベ
ルとローレベルを繰り返してしまい、この誤動作による
出力信号OUTを後段に接続されているシフトレジスタ
に伝搬してしまうことになる。また、このような誤動作
は、第1クロック端子41にクロック信号C1が供給さ
れる他の全てのシフトレジスタにおいて同時に生じるこ
ととなる。このため、クロック信号C1を供給する信号
線を駆動する際の負荷が非常に大きくなり、過大電流が
流れて多大な電力を消費することとなる。
ベルからローレベルになったときには、第1クロック端
子41にクロック信号C2が供給される全てのシフトレ
ジスタにおいて、出力信号OUTがローレベルになって
しまう誤動作が生じる。また、クロック信号C3の電位
がハイレベルからローレベルになったときには、第1ク
ロック端子41にクロック信号C3が供給される全ての
シフトレジスタにおいて、出力信号OUTがローレベル
になってしまう誤動作が生じる。このため、クロック信
号C2,C3を供給する信号線を駆動する際の負荷が非
常に大きくなり、過大電流が流れて多大な電力を消費す
ることとなる。
なった後はハイレベルを持続するようになっているの
で、1段目のシフトレジスタでは、第4トランジスタT
4が定常的にオフ状態となり、第2クロック端子42へ
入力されるクロック信号の電位が一旦ローレベルになっ
た後は、ノードn2の電位はローレベルに固定される。
このため、第2トランジスタT2が定常的にオン状態と
なり、出力信号OUTの電位はハイレベルを持続する。
1段目のシフトレジスタの出力信号OUTの波形は、ス
タート信号STPの位相をシフトさせたものなので、2
段目のシフトレジスタの動作が正常になる。2段目のシ
フトレジスタが正常な出力信号を出力することによっ
て、3段目のシフトレジスタの動作が正常になる。すな
わち、各シフトレジスタは順次正常な動作へ戻っていく
が、各シフトレジスタにおける誤動作は、スタート信号
STPが伝搬されてくるまで継続してしまうことにな
る。
TPが1段目から最終段までのシフトレジスタに伝搬す
るまでの間は、各シフトレジスタに誤動作が生じ、過大
電流が流れてしまう場合があった。
り、その目的とするところは、動作開始の際における誤
動作および過大電流の発生を防止し得るシフトレジスタ
を提供することにある。
を用いた平面表示装置を提供することにある。
トレジスタは、第1クロック端子と出力端子との間の導
電パスをもつ第1トランジスタと、前記出力端子と第1
電圧電極との間の導電パスをもつ第2トランジスタとを
有する出力回路と、入力端子と前記第1トランジスタの
制御電極との間の導電パスをもつ第3トランジスタと、
前記第1電圧電極と前記第2トランジスタの制御電極と
の間の導電パスおよび前記入力端子への導電パスをもつ
第4トランジスタとを有する入力回路と、第2クロック
端子と前記第2トランジスタの制御電極との間の導電パ
スをもつ第5トランジスタと、前記第1電圧電極と前記
第1トランジスタの制御電極との間の導電パスおよび前
記第2トランジスタの制御電極への導電パスをもつ第6
トランジスタとを有するリセット回路と、前記第2トラ
ンジスタの制御電極への導電パスおよび制御信号線への
導電パスをもつ第7トランジスタを有するシャット回路
と、を有することを特徴とする。
御電極への導電パスおよび制御信号線への導電パスをも
つ第7トランジスタを有するシャット回路を設けるよう
にしたことで、制御信号線に供給する制御信号による第
7トランジスタの制御を通じて、第2トランジスタの制
御電極の電位を制御可能とし、また、これにより第2ト
ランジスタの制御電極への導電パスをもつ第6トランジ
スタを介して第1トランジスタの制御電極の電位も制御
可能としている。この構成により、クロック信号が動作
を開始する前に、第7トランジスタを制御して第1トラ
ンジスタをオフし第2トランジスタをオンすることが可
能となる。これによって、第2トランジスタを通じて第
1電圧電極からの電源電圧が出力端子に安定的に出力さ
れるようになり、シフトレジスタの誤動作の発生を防止
することができる。また、誤動作の発生防止により各シ
フトレジスタの出力信号が一斉に変動することがないの
で、過大電流の発生を防止することができる。
ト回路における第2トランジスタの制御電極への導電パ
スは、第2電圧電極からの導電パスであることを特徴と
する。
ランジスタの制御電極と間の導電パスおよび制御信号線
への導電パスをもつ第7トランジスタによりシャット回
路を構成するようにしたことで、制御信号による第7ト
ランジスタの制御によって、第2電圧電極からの電源電
圧を第2トランジスタの制御電極に供給できるようにし
ている。
ト回路における第2トランジスタの制御電極への導電パ
スは、前記制御信号線からの導電パスであることを特徴
とする。
ンジスタの制御電極と間の導電パスおよび制御信号線へ
の導電パスをもつ第7トランジスタによりシャット回路
を構成するようにしたことで、制御信号線に供給される
制御信号を第2トランジスタの制御電極へ供給される信
号と兼用できるようにしている。
号線には、前記第1電源電極へ電源が投入された後、ク
ロック信号が動作を開始する前に、前記第7トランジス
タを導通させる制御信号が供給されることを特徴とす
る。
ク信号の動作開始前に第7トランジスタを導通させるよ
うにしたことで、電源投入後からスタート信号が伝搬さ
れてくるまでの期間におけるシフトレジスタの誤動作の
発生および過大電流の発生を防止することができる。
号線には、前記第1電源電極へ電源電圧が投入された状
態でクロック信号が動作を停止した後その動作を再開す
る前に、前記第7トランジスタを導通させる制御信号が
供給されることを特徴とする。
状態でクロック信号の動作を停止した後クロック信号が
動作を再開する前に第7トランジスタを導通させるよう
にしたことで、動作再開後からスタート信号が伝搬され
てくるまでの期間におけるシフトレジスタの誤動作の発
生および過大電流の発生を防止することができる。
クロック端子と出力端子との間の導電パスをもつ第1ト
ランジスタと、前記出力端子と第1電圧電極との間の導
電パスをもつ第2トランジスタとを有する出力回路と、
入力端子と前記第1トランジスタの制御電極との間の導
電パスをもつ第3トランジスタと、前記第1電圧電極と
前記第2トランジスタの制御電極との間の導電パスおよ
び前記入力端子への導電パスをもつ第4トランジスタと
を有する入力回路と、第2クロック端子と前記第2トラ
ンジスタの制御電極との間の導電パスをもつ第5トラン
ジスタと、前記第1電圧電極と前記第1トランジスタの
制御電極との間の導電パスおよび前記第2トランジスタ
の制御電極への導電パスをもつ第6トランジスタとを有
するリセット回路と、前記第2トランジスタの制御電極
への導電パスおよび制御信号線への導電パスをもつ第7
トランジスタを有するシャット回路と、を備える複数の
シフトレジスタが縦列に接続された駆動回路を有する第
1電極基板と、前記第1電極基板に対向して配置された
第2電極基板と、前記第1電極基板と前記第2電極基板
との間に保持された表示層と、を有することを特徴とす
る。
て図面を用いて説明する。なお、“導電パスを有する”
という用語は、2つの要素が物理的に直接接続されてい
るか否かに関わらず、電気的に接続されている状態を表
すものとする。
スタの構成を示す回路図である。同図のシフトレジスタ
は、図10に示したシフトレジスタに対して、第2電圧
電極47と第2トランジスタT2の制御電極との間の導
電パスおよび制御信号線71への導電パスをもつ第7ト
ランジスタを有するシャット回路をさらに備えた構成で
ある。具体的な構成の一例として、第7トランジスタT
7には他のトランジスタと同様にpMOSトランジスタ
が用いられる。第7トランジスタの制御電極(ゲート)
は制御信号線71に、ソースはノードn2に、ドレイン
は第2電圧電極47にそれぞれ電気的に接続される。第
2電圧電極47には、ローレベルの電源電圧VSSが供
給される。なお、第1クロック端子41には第1クロッ
ク信号としてC1が供給され、第2クロック端子42に
は第2クロック信号としてC3が供給されるものとす
る。
端子44との間の導電パスをもつ第1トランジスタT1
と、出力端子44と第1電圧電極46との間の導電パス
をもつ第2トランジスタT2を有する構成である。
スタT1の制御電極との間の導電パスをもつ第3トラン
ジスタT3と、第1電圧電極46と第2トランジスタT
2の制御電極との間の導電パスおよび入力端子43への
導電パスをもつ第4トランジスタT4を有する構成であ
る。
第2トランジスタT2の制御電極との間の導電パスをも
つ第5トランジスタT5と、第1電圧電極46と第1ト
ランジスタT1の制御電極との間の導電パスおよび第2
トランジスタT2の制御電極への導電パスをもつ第6ト
ランジスタT6を有する構成である。
具体的な構成例および機能については、図10を用いて
既に説明したのでここでは省略する。
表示装置の構成を示す回路図であり、図3は本液晶表示
装置の断面図である。図2に示すように、ガラス製のア
レイ基板10上に設けられた画素部11には複数本の走
査線G1、G2、〜Gn(以下、総称G)と複数本の信
号線S1、S2、〜Sm(以下、総称S)が互いに交差
するように配線され、これら各走査線Gと各信号線Sと
の各交差部には画素トランジスタ12および画素電極1
3が配置される。画素トランジスタ12には、例えばポ
リシリコン薄膜トランジスタが用いられる。各画素トラ
ンジスタ12のゲートは走査線Gに接続され、ソースは
信号線Sに接続され、ドレインは画素電極13及び図示
しない補助容量に接続される。画素トランジスタ12の
駆動回路としての走査線駆動回路21および信号線駆動
回路31が、画素部11とともにアレイ基板10上に同
一の製造プロセスにより一体的に形成される。
して配置されたガラス製の対向基板16の表面には、ア
レイ基板10上の画素電極13に対して電気的に相対す
る対向電極14が形成される。アレイ基板10と対向基
板16との間には液晶層15が保持される。両基板の周
囲はシール材17により封止される。なお、本実施の形
態では、アレイ基板10は第1電極基板に相当し、対向
基板16は第2電極基板に相当し、液晶層15は表示層
にそれぞれ相当する。
タ22を有する構成である。垂直シフトレジスタ22
は、垂直スタート信号(STV)を垂直クロック信号
(CKV)に同期させ、走査線G1〜Gnに対して1段
づつ位相をシフトさせながら垂直走査パルスとして出力
する。
タ32と映像信号バス33と各信号線S毎に設けられた
複数のアナログスイッチ34を有する構成である。水平
シフトレジスタ32は、水平スタート信号(STH)を
水平クロック信号(CKH)に同期させ、各アナログス
イッチ34に対して1段づつ位相をシフトさせながら水
平走査パルスとして出力する。アナログスイッチ34
は、水平走査パルスに従って映像信号バス33に供給さ
れてきた映像信号(DATA)をサンプリングして信号
線Sに出力する。
すブロック図である。同図の3位相シフトレジスタは、
走査線駆動回路21の垂直シフトレジスタ22又は信号
線駆動回路31の水平シフトレジスタ32のうちの少な
くとも一方に用いられる。
列接続された複数の本シフトレジスタSR1,SR2,
〜SR(以下、総称SR)と、各シフトレジスタSRに
位相をシフトさせた3本のクロック信号C1、C2、C
3のうちのいずれか2本を入力するためのクロック線3
6と、各シフトレジスタSRに対して後述する制御信号
SHUTを入力するための制御信号線71と、各シフト
レジスタSRからの出力信号を出力する出力線37を有
する構成である。クロック信号C1〜C3は、垂直シフ
トレジスタ22においては垂直クロック信号CKVであ
り、水平シフトレジスタ32においては水平クロック信
号CKHである。なお、シフトレジスタSR1、SR
2、〜SRnは、それぞれ第1ステージ、第2ステー
ジ、〜第nステージに対応する。
ート信号STPが入力信号INとして入力される。ま
た、シフトレジスタSR1では、第1クロック信号とし
てC1が第1クロック端子41に入力され、第2クロッ
ク信号としてC3が第2クロック端子42に入力され
る。なお、スタート信号STPは、垂直シフトレジスタ
22では垂直スタート信号STVであり、水平シフトレ
ジスタ32では水平スタート信号STHである。
トレジスタSR1の出力信号OUTが入力信号INとし
て入力される。また、シフトレジスタSR2では、第1
クロック信号としてC3が第1クロック端子41に入力
され、第2クロック信号としてC2が第2クロック端子
42に入力される。
トレジスタSR2の出力信号OUTが入力信号INとし
て入力される。また、シフトレジスタSR3では、第1
クロック信号としてC2が第1クロック端子41に入力
され、第2クロック信号としてC1が第2クロック端子
42に入力される。
ロック信号の配線は、1段目〜3段目のシフトレジスタ
と同様の構成が繰り返される。
スタSRからの出力信号OUTを垂直走査パルスとして
各走査線Gに出力し、水平シフトレジスタ32は、各シ
フトレジスタSRからの出力信号OUTを水平走査パル
スとして各アナログスイッチ34に出力する。
図5のタイミングチャートを用いて説明する。同図のタ
イミングチャートでは、電源電圧VDD、クロック信号
C1〜C3は全シフトレジスタで共通のものである。ノ
ードn1,n2、入力信号IN、出力信号OUTは、4
段目のシフトレジスタSR4のものとする。スタート信
号STPは1段目のシフトレジスタSR1に入力される
入力信号である。
は、電源電圧VDDと同位相で昇圧される制御信号SH
UTが制御信号線71に入力される。図11を用いて説
明したように、電源電圧VDDの増加に伴って、ノード
n1の電位が第6トランジスタT6のオン抵抗分だけ遅
延してから増加しはじめ、ノードn2の電位も第4トラ
ンジスタT4のオン抵抗分だけ遅延してから増加しはじ
める。このとき、第7トランジスタT7では、制御信号
SHUTとノードn2との間に遅延が生じているためゲ
ート電位がソース電位より高くなり、第7トランジスタ
T7はオフ状態である。よって、図11と同様に、時刻
t2では、全てのトランジスタはオフ状態である。ノー
ドn1,n2はフローティング状態となり、これの電位
はハイレベルに維持される。
D、制御信号SHUT、その他の全ての信号の電位がハ
イレベルとなった状態で維持される。
1にローレベルの信号が入力される。第7トランジスタ
T7がオンし、ノードn2には第7トランジスタT7を
通じて電源電圧VSSが供給されるので、ノードn2の
電位はローレベルになる。これによって、第6トランジ
スタT6もオンし、ノードn1には電源電圧VDDが供
給されるので、ノードn1の電位はハイレベルになる。
このように、ノードn1がハイレベル、ノードn2がロ
ーレベルとなり、第1トランジスタT1がオフし、第2
トランジスタT2がオンするので、出力信号OUTには
第2トランジスタT2を通じて電源電圧VDDが供給さ
れる。
1にハイレベルの制御信号SHUTが供給される。第7
トランジスタT7がオフし、ノードn2はフローティン
グ状態となってローレベルの電位を維持する。出力信号
OUTには第2トランジスタT2を通じて電源電圧VD
Dが供給され続ける。以降、制御信号SHUTの電位は
ハイレベルを維持するので、ノードn2は、入力端子4
3にローレベルの信号が入力されるまで、ローレベルの
電位を維持することとなる。この状態で、時刻t5にな
ると、クロック信号C1〜C3が動作を開始する。
C1の電位がハイレベルからローレベルになる。このと
き、ノードn1には第6トランジスタT6を通じて電源
電圧VDDが供給されているので第1トランジスタT1
はオフ状態にあり、出力端子44には第2トランジスタ
T2を通じて電源電圧VDDが供給されているので、出
力信号OUTは、クロック信号C1の影響を受けずにハ
イレベルを維持する。
3がローレベルになると、第5トランジスタT5がオン
するが、ノードn2の電位はローレベルのままなので、
第2トランジスタT2はオン状態を維持する。よって、
出力信号OUTはハイレベルの電位を維持する。このよ
うに、時刻t5以降では、クロック信号C1,C3の電
位変動に関係なく、シフトレジスタSR4の出力信号O
UTはハイレベルを維持することになる。
タート信号STPが伝搬してくることによって、入力信
号INがハイレベルからローレベルになると、第3トラ
ンジスタT3および第4トランジスタT4がオンする。
第4トランジスタを通じて電源電圧VDDがノードn2
に供給されるので、第2トランジスタT2と第6トラン
ジスタT6がオフする。第6トランジスタT6がオフす
ることによって、ノードn1の電位は第3トランジスタ
T3を通じてローレベルとなり第1トランジスタT1が
オンする。すなわち、第1トランジスタT1がオンで、
第2トランジスタT2がオフした状態となる。この状態
で、クロック信号C1がローレベルになると、クロック
信号C1がそのまま出力端子44に出力されるため、出
力信号OUTの電位はローレベルとなる。
となると、第3トランジスタT3および第4トランジス
タT4がオフし、クロック信号C3の電位がローレベル
になったところで、ノードn2の電位がローレベルとな
って第2トランジスタT2および第6トランジスタT6
がオンし、ノードn1の電位が第6トランジスタT6を
通じてハイレベルとなって第1トランジスタT1がオフ
する。これによって、出力信号OUTの電位は第2トラ
ンジスタT2を通じてハイレベルとなる。
レベルになると、第1クロック端子41に第1クロック
信号としてC2が供給されるシフトレジスタでは、その
ノードn1に電源電圧VDDが供給されて第1トランジ
スタT1がオフ状態にあるため、出力信号OUTはクロ
ック信号C2の影響を受けることなくハイレベルの電位
を維持する。
ーレベルになると、第1クロック端子41に第1クロッ
ク信号としてC3が供給されるシフトレジスタでも、そ
のノードn1に電源電圧VDDが供給されて第1トラン
ジスタT1がオフ状態にあるため、やはり出力信号OU
Tはクロック信号C3の影響を受けることなくハイレベ
ルを維持する。
常な出力信号OUTが出力されることはなく、入力信号
INは、時刻t9で一旦ローレベルになった後はハイレ
ベルの電位を維持するので、4段目のシフトレジスタで
は、第4トランジスタT4はオフ状態を維持し、クロッ
ク信号C3が一旦ローレベルとなった後は、ノードn2
はローレベルの電位を維持する。これによって第6トラ
ンジスタT6はオン状態を維持し、ノードn1はハイレ
ベルの電位を維持することとなる。すなわち、第1トラ
ンジスタT1はオフ状態、第2トランジスタT2はオン
状態を維持することとなり、出力信号OUTはハイレベ
ルの電位を維持する。
フトレジスタについて、スタート信号STPが伝搬され
てくるまで、出力信号OUTはクロック信号C1〜C3
の変動に関わらずハイレベルの電位を維持することとな
る。そして、伝搬されてきたスタート信号STPが前段
のシフトレジスタから入力信号INとして入力されてき
たところで、その位相をシフトさせて出力信号OUTと
して出力することとなる。
トランジスタT2の制御電極への導電パスおよび制御信
号線71への導電パスをもつ第7トランジスタT7を有
するシャット回路を設けるようにしたことで、制御信号
線71に供給される制御信号SHUTによる第7トラン
ジスタT7の制御を通じて、第2トランジスタT2の制
御電極の電位が制御可能となり、また、これにより第2
トランジスタT2の制御電極への導電パスをもつ第6ト
ランジスタT6を通じて第1トランジスタT1の制御電
極の電位も制御可能となる。この構成により、クロック
信号C1〜C3が動作を開始する前に、第7トランジス
タT7を制御して第1トランジスタT1をオフし第2ト
ランジスタT2をオンすることが可能となる。これによ
って、当該シフトレジスタにスタート信号が伝搬されて
くるまでの期間において、第2トランジスタT2を通じ
て第1電圧電極からの電源電圧VDDが出力端子44に
安定的に出力されるようになるので、シフトレジスタの
誤動作の発生を防止することができる。また誤動作の防
止により各シフトレジスタの出力信号が一斉に変動する
ことがないので、過大電流の発生を防止することができ
る。
SHUTの電位を電源投入後の時刻t3〜t4の期間に
だけローレベルとしたが、これに限られるものではな
い。例えば、図6に示すように、電源投入直後から時刻
t4に至るまでローレベルを維持するようにしてもよ
い。この場合は、時刻t4になるまで第7トランジスタ
T7がオン状態を維持し、ノードn2の電位がローレベ
ルに固定されることとなるので、当該シフトレジスタ
は、時刻t4以降は図5のタイミングチャートに示され
る動作と同様の動作を行うようになる。
回路の構成を図1の回路図に示す構成としたが、これに
限られるものではなく、様々な構成が考えられる。例え
ば、図7に示す回路図のように、第7トランジスタT7
が制御信号線71と第2トランジスタT2の制御電極と
の間の導電パスをもつ構成としてもよい。具体的には、
第7トランジスタのドレインが制御信号線71に電気的
に接続される。その他の構成は図1と同様である。図7
のシャット回路は、第7トランジスタT7が第2トラン
ジスタT2の制御電極に供給する信号を制御信号SHU
Tで兼用するようにしたものである。すなわち、制御信
号SHUTの電位がローレベルになることによって第7
トランジスタT7がオンすると、第7トランジスタT7
を通じて制御信号SHUTのローレベルの電位が第2ト
ランジスタT2の制御電極に供給され、第2トランジス
タT2がオンするようになっている。したがって、制御
信号SHUTの電位波形が図5あるいは図6のいずれの
タイミングチャートに従うものであったとしても、上記
と同様の効果を奏することができる。
回路を動作させるタイミングを電源立ち上げ直後とした
が、この他にも様々な効果的なタイミングが考えられ
る。例えば、図8に示すように、動作中のシフトレジス
タを、電源電圧VDDを投入した状態のまま、時刻t1
0でクロック信号C1〜C3を停止させることによって
長期間停止させた場合にも適用できる。時刻t10以降
では、電源電圧VDDによって貫通電流が第2トランジ
スタT2および第1トランジスタT1を介して第1クロ
ック端子41に流れることを防止するため、クロック信
号C1〜C3の電位はハイレベルを維持した状態となっ
ている。しかし、長期間に渡ってこの状態が続くと、第
4トランジスタT4及び第5トランジスタT5からのオ
フリークによって、ノードn2の電位が徐々に上昇して
しまい最終的にはハイレベルまで達することになる。こ
のため、時刻t13で、シフトレジスタの動作を再開す
るためにクロック信号C1〜C3の動作を開始すると、
図11を用いて説明した時刻t3以降の動作と同様の動
作をすることとなり、各シフトレジスタに誤動作生じ、
過大電流が発生することとなる。
際には、図9に示すように、クロック信号C1〜C3が
動作を開始する前の時刻t11〜t12の期間にシャッ
ト回路を動作させる。すなわち、制御信号SHUTの電
位をローレベルにすることによって、第7トランジスタ
T7をオンし、ノードn2の電位をローレベルにする。
この構成によって、各シフトレジスタの誤動作の発生お
よび過大電流の発生を防止することができる。
ジスタを構成する全てのトランジスタにpMOSトラン
ジスタを用いることとしたが、pMOSトランジスタに
代えてnMOSトランジスタを用いるようにしてもよ
い。この場合には、pMOSトランジスタを用いた場合
に対して、各信号の電位を反転させて用いるようにす
る。この構成によっても、上記と同様の効果を奏するこ
とができる。
レジスタの平面表示装置への適用例として、複数のシフ
トレジスタが縦列に接続された駆動回路をアレイ基板上
に備えた液晶表示装置について説明したが、この他、例
えば、対向配置された第1電極基板と第2電極基板の間
に有機ELを保持した構造の平面表示装置にも適用する
ことができる。この有機ELは表示層に相当する。
トレジスタおよび平面表示装置によれば、スタート信号
が伝搬されてくるまでの間、第2トランジスタを通じて
第1電圧電極からの電源電圧を出力端子に安定的に出力
でき、シフトレジスタの誤動作の発生を防止することが
できる。また、各シフトレジスタの出力信号が一斉に変
動することがないので、過大電流の発生を防止すること
ができる。
示す回路図である。
構成を示す回路図である。
ジスタの構成を示す回路ブロック図である。
ングチャートである。
イミングチャートである。
路図である。
ト回路を動作させない場合のタイミングチャートであ
る。
ト回路を動作させた場合のタイミングチャートである。
路図である。
イミングチャートである。
Claims (6)
- 【請求項1】 第1クロック端子と出力端子との間の導
電パスをもつ第1トランジスタと、前記出力端子と第1
電圧電極との間の導電パスをもつ第2トランジスタとを
有する出力回路と、 入力端子と前記第1トランジスタの制御電極との間の導
電パスをもつ第3トランジスタと、前記第1電圧電極と
前記第2トランジスタの制御電極との間の導電パスおよ
び前記入力端子への導電パスをもつ第4トランジスタと
を有する入力回路と、 第2クロック端子と前記第2トランジスタの制御電極と
の間の導電パスをもつ第5トランジスタと、前記第1電
圧電極と前記第1トランジスタの制御電極との間の導電
パスおよび前記第2トランジスタの制御電極への導電パ
スをもつ第6トランジスタとを有するリセット回路と、 前記第2トランジスタの制御電極への導電パスおよび制
御信号線への導電パスをもつ第7トランジスタを有する
シャット回路と、 を有することを特徴とするシフトレジスタ。 - 【請求項2】 前記シャット回路における第2トランジ
スタの制御電極への導電パスは、第2電圧電極からの導
電パスであることを特徴とする請求項1記載のシフトレ
ジスタ。 - 【請求項3】 前記シャット回路における第2トランジ
スタの制御電極への導電パスは、前記制御信号線からの
導電パスであることを特徴とする請求項1記載のシフト
レジスタ。 - 【請求項4】 前記制御信号線には、前記第1電源電極
へ電源が投入された後、クロック信号が動作を開始する
前に、前記第7トランジスタを導通させる制御信号が供
給されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに
記載のシフトレジスタ。 - 【請求項5】 前記制御信号線には、前記第1電源電極
へ電源電圧が投入された状態でクロック信号が動作を停
止した後その動作を再開する前に、前記第7トランジス
タを導通させる制御信号が供給されることを特徴とする
請求項1乃至4のいずれかに記載のシフトレジスタ。 - 【請求項6】 第1クロック端子と出力端子との間の導
電パスをもつ第1トランジスタと、前記出力端子と第1
電圧電極との間の導電パスをもつ第2トランジスタとを
有する出力回路と、入力端子と前記第1トランジスタの
制御電極との間の導電パスをもつ第3トランジスタと、
前記第1電圧電極と前記第2トランジスタの制御電極と
の間の導電パスおよび前記入力端子への導電パスをもつ
第4トランジスタとを有する入力回路と、第2クロック
端子と前記第2トランジスタの制御電極との間の導電パ
スをもつ第5トランジスタと、前記第1電圧電極と前記
第1トランジスタの制御電極との間の導電パスおよび前
記第2トランジスタの制御電極への導電パスをもつ第6
トランジスタとを有するリセット回路と、前記第2トラ
ンジスタの制御電極への導電パスおよび制御信号線への
導電パスをもつ第7トランジスタを有するシャット回路
と、を備える複数のシフトレジスタが縦列に接続された
駆動回路を有する第1電極基板と、 前記第1電極基板に対向して配置された第2電極基板
と、 前記第1電極基板と前記第2電極基板との間に保持され
た表示層と、 を有することを特徴とする平面表示装置。
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