JP2004185787A - シフトレジスタおよびそれを備えた表示装置 - Google Patents

シフトレジスタおよびそれを備えた表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】フリップフロップがリセットされないことによる回路の誤動作を防止することができるシフトレジスタおよびそれを備えた表示装置を提供する。
【解決手段】シフトレジスタは、複数段からなるフリップフロップを備える。最終段のフリップフロップFnのリセットと最終段より1つ前段のフリップフロップFn−1のリセットとを、フリップフロップFnからの出力信号をフリップフロップFn−1およびフリップフロップFnに入力することによって行う。フリップフロップFnにおける出力信号の出力端子Qと、フリップフロップFnにおける出力信号の入力端子Rとを接続する配線には、出力信号の入力端子Rへの入力を遅延させる遅延回路10を備える。フリップフロップFnのリセットが、前段のフリップフロップFn−1のリセットと同時、または、後に行われる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば表示装置の駆動回路などに好適に使用され、誤動作を防ぐことを実現したシフトレジスタおよびそれを備えた表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
画像表示装置のデータライン(データ信号線)駆動回路やゲートライン(走査信号線)駆動回路では、各データラインを映像信号からサンプリングする際のタイミングを取るためや、各ゲートラインに与える走査信号を作成するために、シフトレジスタが広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
シフトレジスタの動作としては、データライン駆動回路においては、データラインに映像信号を書き込むために、サンプリング信号を出力する。一方、ゲートライン駆動回路においては、表示部に配列された画素に順次、データラインに与えられた映像信号を書き込むために走査信号を出力する。
【0004】
ここで、シフトレジスタについて説明する。シフトレジスタは、図11に示すように、クロック信号CK・CKBに同期して動作する複数段のフリップフロップから構成される。
【0005】
図11に示すフリップフロップは、セット・リセットタイプのフリップフロップ(SRフリップフロップ)である。例えば、i+1段目(ここでは、2≦i+1≦n、iは整数)のフリップフロップFi+1の出力は、前段(i段目)のフリップフロップFiのリセット端子Rにリセット信号として入力される。
【0006】
一般に、フリップフロップは、あるタイミングで信号が加えられるたびに、2つの安定状態の間を転移し、信号が入力されないときは、その状態を保持する回路である。
【0007】
即ち、SRフリップフロップ(以下、フリップフロップと称する)においては、例えば、i段目のフリップフロップFiに入力されるセット信号、即ち、i−1段目のフリップフロップFi−1からの出力(出力信号)のローと、i段目のフリップフロップFiと同期するクロック信号CKまたはCKBのローとによって、i段目のフリップフロップFiからの出力をローの状態にし、入力されるセット信号が非アクティブになってもその出力状態を保持し続ける。
【0008】
その後、入力されるセット信号が非アクティブで、例えばi+1段目のフリップフロップFi+1からのリセット信号がアクティブになると、出力がハイの状態に遷移する。そして、その後、i+1段目のフリップフロップFi+1からのリセット信号が非アクティブになっても、入力されるセット信号がアクティブになるまでその状態を保持し続ける。
【0009】
次に、i+1段目のフリップフロップFi+1は、i段目のフリップフロップFiからの出力がローの状態の時にセットされ、i+1段目のフリップフロップFi+1に同期するクロック信号CKまたはCKBのタイミングに合わせて出力をローの状態にし、i+2段目のフリップフロップFi+2からのリセット信号(出力信号)がアクティブになると出力がハイの状態に遷移する。
【0010】
その後、i+2段目のフリップフロップFi+2からのリセット信号が非アクティブになっても、入力されるセット信号がアクティブになるまでその状態を保持し続ける。
【0011】
このように、フリップフロップは、前段からのセット信号Sおよび次段からのリセット信号Rの出力に応じて、パルスをシフトさせていく。
【0012】
また、フリップフロップからの出力信号は、次段のフリップフロップのセット信号として出力されると共に、前段のフリップフロップをリセットするリセット信号として、前段のフリップフロップに入力される。
【0013】
こうして、パルスがフリップフロップをシフトしていくと共に、出力したフリップフロップは、リセットされていく。
【0014】
そして、最終段のフリップフロップFnからの出力信号は、n−1段目のフリップフロップFn−1に入力されてフリップフロップFn−1をリセットすると共に、フリップフロップFnに入力されてフリップフロップFnをリセットする。
【0015】
即ち、最終段のフリップフロップFnからの出力信号は、その前段のフリップフロップFn−1および自段(フリップフロップFn)のリセット信号として各フリップフロップに入力される。
【0016】
このように、最終段のフリップフロップFnの動作は、自段(自身)の出力信号を用いて停止(自己リセット)させる必要があり、このような自己リセットの動作制御が必要となる。
【0017】
また、近年では、小型携帯端末や携帯電話の表示装置として、液晶画像表示装置が広く使用されている。さらに、通信インフラの整備に伴い、ブロードバンド化が進み情報量が増大してきている。
【0018】
これらを背景に、上記小型携帯端末や携帯電話の表示部は、より多くの情報を一画面中に表示する必要があるため、表示容量を大きくすることが強く要望されている。
【0019】
表示容量が大きくなるということは、例えば、フレーム周波数が60Hzの場合において、VGA(video graphics array)を表示するときはデータレートが約25MHzであるのに対して、SXGA(super extended graphics array)を表示したときはデータレートが75MHzとなり、データクロック速度が非常に大きくなるということである。
【0020】
【特許文献1】
特開2001−307495号公報(2001年11月2日公開)
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、表示容量が増大すると、例えば、画像表示装置内の回路部分での回路動作自体も高速で動作する必要がある。このような場合、回路内部の遅延による回路の誤動作を生じる虞がある。
【0022】
例えば、図11に示すフリップフロップF1〜Fnを用いてシフトレジスタを構成した場合、n−1段目のフリップフロップFn−1の動作を停止(リセット)させるための、n段目のフリップフロップFnからのリセット信号が正常に供給されない場合があり、n−1段目のフリップフロップFn−1の動作が停止しない。
【0023】
即ち、n段目フリップフロップFnの出力信号がn−1段目のフリップフロップFn−1のリセット信号として入力されるまでの配線容量や配線抵抗などにより、または駆動周波数が速くなることにより、上記出力信号が十分な駆動能力を持ったリセット信号としてn−1段目のフリップフロップFn−1をリセットする前に、最終段(n段目)のフリップフロップFnが先にリセットされる。
【0024】
このため、最終段のフリップフロップFnの動作が先に停止し、n−1段目のフリップフロップFn−1にリセット信号が入力されず、図12に示すように、n−1段目のフリップフロップFn−1はリセットされなくなる。
【0025】
即ち、n−1段のフリップフロップFn−1はリセットがかからず動作し続けるため、データ駆動回路においては、最終の(1水平期間内で最後にデータ信号が送られてくる)データラインで所望のサンプリング波形が得られない。
【0026】
また、ゲート(走査)駆動回路においては、表示部に配列された画素に順次、データラインに与えられた映像信号を書き込むための所望の走査信号が最終の(1フレーム期間内で最後に走査信号が送られてくる)ゲートラインで得られない。
【0027】
さらに、双方向走査が可能なシフトレジスタの場合、各走査方向における最終段のフリップフロップ(自段および前段のフリップフロップをリセットするフリップフロップ)がシフトレジスタの両端に存在することとなる。
【0028】
このような構成では、各方向の走査において寄与しないフリップフロップ(右方向走査の場合は左端のフリップフロップ,左方向走査の場合は右端のフリップフロップ)のセット端子Sおよびリセット端子Rはフローティングになる。
【0029】
入力端子がフローティングになると、入力端子の電位が不安定になり、ある瞬間にそのフリップフロップがセットされ動作する虞がある。
【0030】
この場合、このセットされたフリップフロップは、自身の自己リセット機能によって瞬時にリセットされるが、再びフローティング状態に陥るため再びセットされる。これらのセット・リセットの繰り返しにより、このフリップフロップが常時動作し続けることとなる。
【0031】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、フリップフロップがリセットされないことによる回路の誤動作を防止することができるシフトレジスタおよびそれを備えた表示装置を提供することにある。
【0032】
【課題を解決するための手段】
本発明のシフトレジスタは、上記の課題を解決するために、複数段からなるフリップフロップを備え、最終段を含む複数のフリップフロップのリセットを、最終段のフリップフロップからの出力信号を各フリップフロップに入力することによって行うシフトレジスタであって、上記最終段のフリップフロップのリセットが、最終段のフリップフロップからの出力信号によりリセットされるフリップフロップのうち最終段のフリップフロップを除く他のフリップフロップのリセットと同時、または、該他のフリップフロップのリセットより後に行われることを特徴としている。
【0033】
例えば、本発明のシフトレジスタは、複数段からなるフリップフロップを備え、最終段のフリップフロップのリセットと最終段より1つ前段のフリップフロップのリセットとを、最終段のフリップフロップからの出力信号を上記各フリップフロップに入力することによって行うシフトレジスタにおいて、上記最終段のフリップフロップのリセットが、最終段より1つ前段のフリップフロップのリセットと同時、または、最終段より1つ前段のフリップフロップのリセットより後に行われることを特徴としている。
【0034】
具体的には、上記のシフトレジスタは、最終段のフリップフロップにおける出力信号の出力端子と、最終段のフリップフロップにおける出力信号の入力端子(リセット入力端子)とを接続する配線には、出力信号の入力端子への入力を遅延させる遅延手段を備えていることが好ましい。
【0035】
上記の構成によれば、最終段のフリップフロップのリセットが、他のフリップフロップ(例えば、最終段より1個前段のフリップフロップ)のリセットより先に行われることがない。従って、他のフリップフロップ(例えば、最終段より1個前段のフリップフロップ)がリセットされずに動作しつづけるなどの回路の誤動作を防止することができる。
【0036】
従って、例えば、上記シフトレジスタをデータ駆動回路やゲート駆動回路に備える表示装置において回路が誤動作することなく、所望のサンプリング波形や走査信号が得られる表示装置を提供することができる。
【0037】
また、本発明のシフトレジスタは、上記の課題を解決するために、複数段からなるフリップフロップを備え、最終段を含む複数のフリップフロップのリセットは、最終段のフリップフロップからの出力信号を各フリップフロップに入力することによって行うシフトレジスタであって、同一のフリップフロップを用いた双方向走査が可能であり、上記複数段のフリップフロップのうち、出力信号を外部に出力しないフリップフロップが、自身を動作させないための停止手段を備えていることを特徴としている。
【0038】
上記の構成によれば、出力信号を外部に出力しないフリップフロップ(例えば、右方向走査においては左端のフリップフロップ)が動作することがない。
【0039】
また、最端のフリップフロップ(例えば、右方向走査においては左端のフリップフロップ)の入力端子(セット端子・リセット端子)がフローティング状態になることがないため、信号が入力されるトランジスタが良好に動作する。
【0040】
上記のシフトレジスタは、各走査方向において最終段のフリップフロップのリセットが、最終段のフリップフロップからの出力信号によりリセットされるフリップフロップのうち最終段のフリップフロップを除く他のフリップフロップのリセットと同時、または、該他のフリップフロップのリセットより後に行われることが好ましい。
【0041】
上記の構成によれば、各走査方向において、最終段のフリップフロップのリセットが他のフリップフロップのリセットより先に行われることがない。従って、他のフリップフロップがリセットされずに動作しつづけるなどの回路の誤動作を防止することができる。
【0042】
上記のシフトレジスタは、遅延手段がCMOSインバータであり、該CMOSインバータにおけるトランジスタのチャネル幅およびチャネル長のうち、少なくともいずれかに基づいて、遅延時間を設定することが好ましい。
【0043】
ここで、遅延時間とは、遅延手段がない場合の最終段のフリップフロップにおける出力信号の入力端子への入力のタイミングと、遅延手段を備えた場合の最終段のフリップフロップにおける出力信号の入力端子への入力のタイミングとのずれ、即ち、遅延手段を備えることによる、出力信号(リセット信号)の遅れをいう。
【0044】
上記の構成によれば、CMOSインバータにおけるトランジスタのチャネル幅およびチャネル長のうち、少なくともいずれかを調節することにより、所望の遅延時間を得ることができる。
【0045】
上記のシフトレジスタは、遅延手段が配線容量であり、該配線容量の値に基づいて遅延時間を設定することが好ましい。
【0046】
上記の構成によれば、配線容量を、例えば配線の長さ、断面積、あるいはその材料などによって調節することにより、所望の遅延時間を得ることができる。
【0047】
上記のシフトレジスタは、遅延手段が配線抵抗であり、該配線抵抗の値に基づいて遅延時間を設定することが好ましい。
【0048】
上記の構成によれば、配線抵抗を、例えば配線の長さ、断面積、あるいはその材料などによって調節することにより、所望の遅延時間を得ることができる。
【0049】
なお、遅延手段としては、上記CMOSインバータ、配線容量、配線抵抗を、任意に組み合わせたものであってもかまわない。
【0050】
上記のシフトレジスタは、最終段のフリップフロップからの出力信号によりリセットされるフリップフロップの数が最終段も含めてN個のとき、複数段からなるフリップフロップのうち、N個のフリップフロップを除くフリップフロップのリセットは、それぞれ自段より(N−1)個後段のフリップフロップからの出力信号が入力されることにより行われることが好ましい。
【0051】
例えば、複数段からなるフリップフロップのうち、最終段のフリップフロップを除くフリップフロップのリセットは、それぞれの次段のフリップフロップからの出力信号が入力されることにより行われることが好ましい。
【0052】
上記の構成によれば、フリップフロップの出力信号を、リセット信号として用いることができ、またさらに、最終段のフリップフロップのリセットのタイミングを例えば遅延手段によって遅らせることにより、最終段のフリップフロップのリセットが、他のフリップフロップのリセットより先に行われることがない。従って、他のフリップフロップがリセットされずに動作しつづけるなどの回路の誤動作を防止することができる。
【0053】
上記のシフトレジスタは、停止手段が、出力信号を外部に出力しないフリップフロップをセットするセット信号を非アクティブに、リセットするリセット信号をアクティブにするために、セット信号およびリセット信号をそれぞれ所定の電位に固定する電源であることが好ましい。
【0054】
上記の構成によれば、セット信号を常時非アクティブに、リセット信号を常時アクティブにすることができる。従って、セット信号を常時非アクティブにすることによりフリップフロップが動作することを防止でき、さらに、リセット信号を常時アクティブにすることにより、万が一セット信号がアクティブになったとしても、リセットがかかる。この結果、上記電源が供給されたフリップフロップが動作することはなく、回路の誤動作を確実に防止できる。
【0055】
上記のシフトレジスタは、各フリップフロップが、走査方向を切り換えるための走査方向切換手段を備えていることが好ましい。
【0056】
上記の構成によれば、同じフリップフロップを用いた簡単な構成で、双方向走査を可能とすることができる。
【0057】
本発明の表示装置は、上記の課題を解決するために、複数のゲートラインと、該ゲートラインと直交するように配された複数のデータラインと、各画素に対応するように、ゲートラインとデータラインとの交差部付近に設けられたスイッチング素子と、画素を駆動するための走査信号をゲートラインに供給するゲート駆動回路と、各画素にデータ信号をデータラインに供給するデータ駆動回路とを備え、ゲート駆動回路およびデータ駆動回路のうち、少なくとも一方の駆動回路は、上記記載のシフトレジスタを備えていることを特徴としている。
【0058】
上記の構成によれば、例えば、ゲート駆動回路に上記シフトレジスタが備えられている場合、ゲート駆動回路におけるシフトレジスタの全フリップフロップについてリセットすることができる。即ち、回路が誤動作して、最終段より前段のフリップフロップが動作し続けることを防止することができる。
【0059】
従って、最終段より前段のフリップフロップからの出力に対応する最終の(1フレーム期間内で最後に走査信号が送られてくる)ゲートラインに、画素を駆動するための所望の走査信号を得ることができる。
【0060】
また、例えば、データ駆動回路に上記シフトレジスタが備えられている場合、データ駆動回路におけるシフトレジスタの全フリップフロップについてリセットすることができる。即ち、回路が誤動作して、最終段より前段のフリップフロップが動作し続けることを防止することができる。
【0061】
従って、最終段より前段のフリップフロップからの出力に対応する最終のデータラインにおいてデータ信号の所望のサンプリング波形を得ることができる。
【0062】
さらに、ゲート駆動回路およびデータ駆動回路のうち、少なくとも一方の駆動回路が、上記シフトレジスタを備えていることにより、表示装置における消費電力の低下を図ることができる。また、シフトレジスタの回路規模を小さくすることができ、これにより、表示装置において狭額縁化を図ることができる。
【0063】
上記の表示装置は、両駆動回路(ゲート駆動回路とデータ駆動回路)のうち少なくとも一方の駆動回路、および、スイッチング素子は、同一基板上に形成されていることが好ましい。
【0064】
上記の構成によれば、スイッチング素子と同一基板上に駆動回路と画素(スイッチング素子)との間の信号線(例えば、データライン、ゲートライン)を形成することにより、信号線の数が増加しても、同一基板上に信号線が形成されるため基板外に信号線を出さなくてもよい。また、駆動回路とスイッチング素子とを別個の基板上に形成した後にそれらの基板を組み立てる工程が不要である。
【0065】
従って、信号線容量および表示装置の製造工程の削減を図ることができる。
【0066】
上記の表示装置は、基板が、ガラスからなるガラス基板であることが好ましい。
【0067】
上記の構成によれば、基板として安価なガラス基板を用いることができる。また、ガラス基板は、大面積基板を容易に作製することができ、このため、1枚の大面積基板から多数のパネルを形成することができる。従って、安価な表示装置を提供することができる。
【0068】
上記の表示装置は、スイッチング素子が、多結晶シリコンからなることが好ましい。
【0069】
上記の構成によれば、表示装置における表示部の面積の拡大化を図ることができる。
【0070】
上記表示装置は、スイッチング素子が、600℃以下のプロセス温度で形成されることが好ましい。
【0071】
上記の構成によれば、通常歪み点が600℃以下の安価なガラス基板を用いても、歪み点以上のプロセス温度に起因する基板の反りや撓みの発生を防止することができる。
【0072】
従って、基板上への実装が容易で、かつ、表示部の面積の広い表示装置を提供することができる。
【0073】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1ないし図6に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【0074】
図2は、本実施の形態に係る画像表示装置(表示装置)の要部の構成を示す。同図に示すように、本画像表示装置は、図示しないガラス基板上に、画素1、駆動回路2・3、および制御部(制御信号発生部)4を備えている。
【0075】
画素1…は、マトリクス状に配列して表示部5を構成する。駆動回路2・3は、フリップフロップ(F1〜Fn)からなるシフトレジスタを有し、画素1…を駆動する。このシフトレジスタの構成については後に詳述する。制御部4は、駆動回路2・3に入力する信号(スタートパルス、クロック信号)を生成する。
【0076】
駆動回路(データ駆動回路)2にはデータラインDL1〜DLm(DLi)が、駆動回路(ゲート駆動回路)3にはゲートラインGL1〜GLk(GLj)が接続されている。
【0077】
データラインDLi(1≦i≦m)とゲートラインGLj(1≦j≦k)とは、格子状に配列された電極配線であり、その交点(交差部)付近には、例えば、ゲートがゲートラインGLjに、ソースがデータラインDLiに接続されるスイッチング素子である図示しない薄膜トランジスタ(以下、TFTと称する)が形成されている。
【0078】
TFTは、制御部4からの信号の各画素1への導通を、ON/OFFによって制御する。また、TFTは、多結晶シリコンからなる。
【0079】
なお、画素1には、このTFTや、TFTのドレインに一方の電極が接続された画素容量などが含まれている。
【0080】
表示部5および両駆動回路2・3は、同一のガラス基板上にモノリシック形成されている。これにより、製造工程および配線容量の削減を図ることができる。
【0081】
上記TFTは、多結晶シリコンからなるため、600℃以下のプロセス温度で製造することができる。従って、ガラス基板として、歪み点が600℃以下の通常のガラス基板を用いても、歪み点以上のプロセス温度に起因する基板の反りや撓みの発生を防止することができる。
【0082】
また、ガラス基板は安価であり、また、ガラス基板は、大面積基板を容易に作製することができる。このため、1枚の大面積基板から多数のパネルを形成することができる。従って、安価な画像表示装置を提供することができる。
【0083】
さらに、スイッチング素子として多結晶シリコンからなるTFTを用いているため、TFTは大きくなる。従って、表示部5における表示面積を大きくすることができる。
【0084】
なお、同一のガラス基板上には、両駆動回路2・3のうちのいずれかと、表示部5とが形成されていてもかまわない。
【0085】
即ち、画像表示装置としては、両駆動回路2・3のうち少なくとも一方の駆動回路、および、TFTが、同一基板上に形成されていることが好ましい。
【0086】
これにより、TFTと同一基板上の駆動回路と画素との間の信号線(データライン、ゲートライン)の数が増加しても、同一基板上に信号線が形成されるため基板外に信号線を出さなくてもよい。また、駆動回路とTFTとを別個の基板上に形成した後にそれらの基板を組み立てる工程が不要である。
【0087】
従って、信号線容量および画像表示装置の製造工程の削減を図ることができる。
【0088】
以下、駆動回路3におけるシフトレジスタの構成の一例を図1に基づいて説明する。
【0089】
フリップフロップF1〜Fn(ここでは、nは偶数)は、セット・リセット・フリップフロップ(SRフリップフロップ)で構成されている。なお、このシフトレジスタには、制御部4で生成されたスタートパルスSP、クロック信号CK・CKBが入力される。また、各フリップフロップF1〜Fn間、および、各フリップフロップF1〜Fnと制御部4との間における、対応する各入力端子と出力端子との間は、配線によって接続されている。
【0090】
なお、シフトレジスタにおけるフリップフロップの個数は、複数であれば特に限定されるものではない。
【0091】
最終段のフリップフロップFnにおける出力端子Qと、最終段のフリップフロップFnにおけるリセット端子Rとの間の配線、即ち、最終段のフリップフロップFnにおける自段へのリセット信号の回路には、リセット端子Rへのリセット信号の入力を遅らせるために、遅延回路(遅延手段)10であるCMOSインバータ(図3参照)が設けられている。
【0092】
次に、シフトレジスタにおけるフリップフロップF1〜Fnの動作について説明する。
【0093】
クロック信号CKは、奇数段目のフリップフロップF1,F3,…,Fn−1のクロック入力端子Cに与えられる。また、クロック信号CKとは逆相のクロック信号CKBは、偶数数段目のフリップフロップF2,F4,…,Fnのクロック入力端子Cに与えられる。
【0094】
スタートパルスSPは、初段のフリップフロップF1のセット端子Sに入力される。すると、該フリップフロップF1の出力端子Qからは出力信号(パルス)S1が出力される。この出力信号S1は、フリップフロップF1に対応するゲートラインGLjを介して、ゲートラインGLjに接続されたTFTをON状態にすると共に、次段のフリップフロップF2のセット端子Sにセット信号として入力される。
【0095】
そして、フリップフロップF2の出力端子Qからは出力信号S2が出力される。出力信号S2は、上記フリップフロップF1からの出力信号S1と同様、対応するゲートラインGLjに接続されたTFTをON状態にし、次段のフリップフロップF3のセット端子Sにセット信号として入力されると共に、リセット信号として前段のフリップフロップF1のリセット端子Rに入力される。
【0096】
以降同様に、フリップフロップF3〜Fn−1の出力端子Qからは出力信号S3〜Sn−1がそれぞれ出力され、また次段のフリップフロップF4〜Fnのセット端子Sにセット信号として入力されるとともに、前段のフリップフロップF2〜Fn−2のリセット端子Rにリセット信号として入力される。
【0097】
また、フリップフロップFnの出力端子Qからは、出力信号Snが出力される。この出力信号Snは、前段のフリップフロップFn−1へのリセット信号として、フリップフロップFn−1のリセット端子Rに入力されると共に、フリップフロップFn自身(自段)へのリセット信号として自段のリセット端子Rに入力される。
【0098】
ここで、最終段のフリップフロップFnにおいては、図3に示すように、出力端子Qからリセット端子Rまでの間に、遅延回路10として、CMOSインバータ(インバータ)が設けられている。
【0099】
リセット信号としての出力信号Sn(以下、リセット信号Snと称する)は、インバータを介することにより、その入力波形が鈍る。これにより、リセット信号Snは遅延し、従って、インバータが設けられていない場合と比較すると、リセット信号Snが自段のリセット端子Rに入力されるのが遅くなる。
【0100】
リセット信号Snが遅延する遅延時間は、インバータにおけるn型トランジスタまたはp型トランジスタのチャネル幅もしくはチャネル長を変えることにより、任意に設定することができる。
【0101】
例えば、リセット信号Snがローの場合、初段のインバータにおいては、波形の立ち上がりを鈍らせるため、p型トランジスタの特性を変える(例えば、抵抗値を増加させ、チャネルを通過する電流量を低下させる)ように、2段目のインバータにおいては、波形の立ち下がりを鈍らせるため、n型トランジスタの特性を変える(例えば、抵抗値を増加させ、チャネルを通過する電流量を低下させる)ように、トランジスタのチャネル幅またはチャネル長を設定する。
【0102】
なお、チャネル幅およびチャネル長の設定は、所望の遅延時間に応じて、インバータごとに設定すればよい。また、インバータの数についても、特に限定されるものではなく、所望の遅延時間に応じて設ければよい。
【0103】
従って、図6で示すように、フリップフロップF1はスタートパルスSPがハイレベルのアクティブとなっている状態で、クロック信号CKの立ち上がりタイミングでセットされる。そして、以降の各フリップフロップF2〜Fnは、クロック信号CKの半周期毎にセットされ、パルスを順次シフトしていく。
【0104】
即ち、各フリップフロップF1〜Fn−1は、次段のフリップフロップF2〜Fnがセットされると、その出力でリセットされる。
【0105】
また、最終段のフリップフロップFnは、自段の出力信号Snを出力した直後に、該自段の出力信号Snでリセットされる。
【0106】
即ち、フリップフロップFn−1の出力信号Sn−1がローになると最終段のフリップフロップFnがセットされる。そして、クロック信号CKBに同期して、最終段のシフトレジスタFnの出力信号Snがローになる。このとき、上述したように、出力信号Snは、フリップフロップFn−1へのリセット信号として、フリップフロップFn−1のリセット端子Rに入力されると共に、フリップフロップFn自身(自段)へのリセット信号として自段のリセット端子Rに入力される。
【0107】
ここで、例えば、フリップフロップFn−1より、最終段のフリップフロップFnの動作の方が先に停止し(リセットされ)、このため、フリップフロップFn−1にリセットがかからない場合、フリップフロップFn−1は動作しつづけ、フリップフロップFn−1に対応するゲートラインGLjにおいて所望の走査信号が得られない。
【0108】
しかしながら、以上のように、シフトレジスタに上述したような遅延回路10が設けられていることによって、最終段のフリップフロップFnのリセットが、最終段より1つ前段のフリップフロップFn−1のリセットと同時、または、最終段より1つ前段のフリップフロップFn−1のリセットより後に行われる。
【0109】
即ち、最終段のフリップフロップFnより、その前段のフリップフロップFn−1の動作の方が先に停止することとなる。
【0110】
これにより、シフトレジスタの誤動作を回避することができる。従って、例えば、画像表示装置において回路が誤動作することなく、所望の走査信号が得られる画像表示装置を提供することができる。この結果、表示品位の良好な画像表示装置を提供することができる。
【0111】
また、遅延回路10は、上述したように、最終段のフリップフロップFnにおける自段へのリセット信号Rを遅延することができ、フリップフロップFn−1より、最終段のフリップフロップFnの動作の方が先に停止することがなければ、特に限定されるものではない。例えば、配線抵抗、配線容量およびインバータのうちいずれかを組み合わせて、あるいはそれら全てを用いて、遅延回路10を構成してもよい。
【0112】
さらに、組み合わせるインバータの数についても特に限定されるものではない。
【0113】
ここで、遅延回路10として、配線抵抗、配線容量、および2段のインバータが設けられている例を図4に示す。このような場合、リセット信号Snが遅延する遅延時間は、配線面積や配線長を調節することにより、変えることができる。
【0114】
また、遅延回路10として、配線抵抗および配線容量が設けられている例を図5に示す。このような場合、リセット信号Snが遅延する遅延時間は、配線面積や配線長を調節することにより、変えることができる。
【0115】
以下、画像表示装置における表示原理について説明する。
【0116】
画像表示装置は、映像信号DATを、駆動回路2でサンプリングした後、そのサンプリングされた映像信号DATをデータラインDL1〜DLmを介して各画素1に供給することにより、表示部5において画像を表示することができる。
【0117】
例えば、ゲートラインGL1を水平走査する場合、そのゲートラインGL1にTFTをON状態にするゲート電圧が印加される。このとき、その他のゲートラインGL2・GL3…GLkはTFTをOFF状態にするゲート電圧が印加されている。こうして、ゲートラインG1の水平走査のときには、そのゲートラインGL1のみのTFTがON状態となり、データラインを介してサンプリングされた映像信号DATがゲートラインGL1の画素1に供給される。表示部5(表示画面)全体を一回走査する1フレーム期間中、即ち、次のゲート電圧が印加されるまでは、そのときの画素が保持される。なお、1フレーム期間とは、表示部5において、1表示画面を上から下まで1回垂直走査することをいう。
【0118】
このようにして、ゲートラインGL1から順次走査し、このときすべてのデータラインDL1〜DLmにそれぞれの画素の駆動状態に合わせた信号電圧(データ信号)を印加していけば、必要な画素をすべて表示することができる。
【0119】
ここで、制御部4からデータ駆動回路2までの間、各画素への映像信号DATは時分割で伝送されており、データ駆動回路2は、タイミング信号となる所定の周期のクロック信号CK・CKBとスタートパルスSPとに基づいたタイミングで、映像信号DATから、各画素PIXへの映像データを抽出する。
【0120】
具体的には、シフトレジスタが、制御部4からのクロック信号CK・CKBに同期してスタートパルスSPを順次シフトすることによって、所定の間隔ずつタイミングが異なる出力信号を生成し、その各出力信号が示すタイミングで映像信号DATをサンプリングして、各データラインDL1〜DLmへ出力する。
【0121】
同様に、ゲート駆動回路3では、シフトレジスタが、制御部4からのクロック信号CK・CKBに同期してスタートパルスSPを順次シフトすることによって、所定の間隔ずつタイミングが異なる走査信号(上記出力信号S1〜Sn−1に対応)を各ゲートラインGL1〜GLkへ出力する。
【0122】
以上のように、駆動回路3に上記シフトレジスタが備えられている場合、駆動回路3におけるシフトレジスタの全フリップフロップF1〜Fnについてリセットすることができる。即ち、回路が誤動作して、最終段より1つ前段のフリップフロップFn−1が動作し続けることを防止することができる。
【0123】
従って、最終のゲートラインGLkに、画素1を駆動するための所望の走査信号を得ることができる。
【0124】
また、駆動回路2に上記シフトレジスタが備えられている場合、駆動回路2におけるシフトレジスタの全フリップフロップについてリセットすることができる。即ち、回路が誤動作して、最終段より1つ前段のフリップフロップが動作し続けることを防止することができる。
【0125】
従って、最終のデータラインDLmにおいてデータ信号の所望のサンプリング波形を得ることができる。
【0126】
さらに、画像表示装置における消費電力の低下を図ることができる。また、シフトレジスタの回路規模を小さくすることができ、これにより、画像表示装置において狭額縁化を図ることができる。
【0127】
なお、本実施の形態においては、シフトレジスタは、両駆動回路2・3に備えられているとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、いずれか一方の駆動回路に設けられているようにしてもかまわない。
【0128】
また、最終段のフリップフロップFnがリセットするフリップフロップの数は特に限定されるものではなく、自段を含む2個(フリップフロップFn・Fn−1)でなくてもかまわない。例えば、自段を含む3個(フリップフロップFn−2〜Fn)の場合を以下の実施の形態2において説明する。
【0129】
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の一形態について図2、図7および図8に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において、実施の形態1における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【0130】
図7に基づいて、駆動回路3(図2参照)におけるシフトレジスタの構成の一例を説明する。
【0131】
フリップフロップF1〜Fn(ここでは、nは偶数)は、実施の形態1と同様、セット・リセット・フリップフロップ(SRフリップフロップ)で構成されている。なお、このシフトレジスタには、制御部4(図2参照)で生成されたスタートパルスSP、クロック信号CK・CKBが入力される。また、各フリップフロップF1〜Fn間、および、各フリップフロップF1〜Fnと制御部4との間における、対応する各入力端子と出力端子との間は、配線によって接続されている。
【0132】
なお、シフトレジスタにおけるフリップフロップの個数は、複数であれば特に限定されるものではない。
【0133】
最終段のフリップフロップFnにおける出力端子Qと、最終段のフリップフロップFnにおけるリセット端子Rとの間の配線、即ち、最終段のフリップフロップFnにおける自段へのリセット信号の回路には、リセット端子Rへのリセット信号の入力を遅らせるために、遅延回路(遅延手段)10であるCMOSインバータ(図3参照)が設けられている。
【0134】
次に、シフトレジスタにおけるフリップフロップF1〜Fnの動作について説明する。
【0135】
クロック信号CKは、奇数段目のフリップフロップF1,F3,…,Fn−1のクロック入力端子Cに与えられる。また、クロック信号CKとは逆相のクロック信号CKBは、偶数数段目のフリップフロップF2,F4,…,Fnのクロック入力端子Cに与えられる。
【0136】
スタートパルスSPは、初段のフリップフロップF1のセット端子Sに入力される。すると、該フリップフロップF1の出力端子Qからは出力信号(パルス)S1が出力される。この出力信号S1は、フリップフロップF1に対応するゲートラインGLjを介して、ゲートラインGLjに接続されたTFTをON状態にすると共に、次段のフリップフロップF2のセット端子Sにセット信号として入力される。
【0137】
続いて、フリップフロップF2の出力端子Qからは出力信号S2が出力される。出力信号S2は、上記フリップフロップF1からの出力信号S1と同様、対応するゲートラインGLjに接続されたTFTをON状態にし、次段のフリップフロップF3のセット端子Sにセット信号として入力される。
【0138】
その後、フリップフロップF3の出力端子Qからは出力信号S3が出力される。出力信号S3は、対応するゲートラインGLjに接続されたTFTをON状態にし、次段のフリップフロップF4のセット端子Sにセット信号として入力されると共に、リセット信号として2個前段のフリップフロップF1のリセット端子Rに入力される。
【0139】
以降同様に、フリップフロップF4〜Fn−2の出力端子Qからは出力信号S4〜Sn−2がそれぞれ出力され、対応するゲートラインGLjに接続されたTFTをON状態にし、また次段のフリップフロップF5〜Fn−1のセット端子Sにセット信号として入力されるとともに、2個前段のフリップフロップF2〜Fn−4のリセット端子Rにリセット信号として入力される。
【0140】
そして、フリップフロップFn−1の出力端子Qからは、出力信号Sn−1が出力される。この出力信号Sn−1は、ゲートラインGLjに出力されることはなく、次段のフリップフロップFnのセット端子Sにセット信号として入力されるとともに、2個前段のフリップフロップFn−3へのリセット信号として、フリップフロップFn−3のリセット端子Rに入力される。
【0141】
また、フリップフロップFnの出力端子Qからは、出力信号Snが出力される。この出力信号Snは、前段および2個前段のフリップフロップFn−1・Fn−2へのリセット信号として、フリップフロップFn−1・Fn−2へのリセット端子Rに入力されると共に、フリップフロップFn自身(自段)へのリセット信号として自段のリセット端子Rに入力される。
【0142】
ここで、最終段のフリップフロップFnにおいては、実施の形態1と同様、出力端子Qからリセット端子Rまでの間に、遅延回路10が設けられている。
【0143】
これにより、フリップフロップFnは、自段に対するリセットを、他の段のフリップフロップに対するリセットより、遅らせることができる。
【0144】
ここで、さらに、図7に示すシフトレジスタの動作について、図8に示すタイミングチャートに基づいて説明する。
【0145】
図8に示すように、フリップフロップF1はスタートパルスSPがハイレベルのアクティブとなっている状態で、クロック信号CKの立ち上がりタイミングでセットされる。そして、以降の各フリップフロップF2〜Fnは、クロック信号CKの半周期毎にセットされ、パルスを順次シフトしていく。
【0146】
即ち、各フリップフロップF1〜Fn−2は、2個後段のフリップフロップF3〜Fnがセットされると、その出力でリセットされる。
【0147】
また、フリップフロップFn−1は、次段(1個後段)のFnの出力でリセットされる。
【0148】
さらに、最終段のフリップフロップFnは、自段の出力信号Snを出力した直後に、該自段の出力信号Snでリセットされる。
【0149】
即ち、フリップフロップFn−1の出力信号Sn−1がローになると最終段のフリップフロップFnがセットされる。そして、クロック信号CKBに同期して、最終段のシフトレジスタFnの出力信号Snがローになる。このとき、上述したように、出力信号Snは、フリップフロップFn−2・Fn−1へのリセット信号として、フリップフロップFn−2・Fn−1のリセット端子Rに入力されると共に、フリップフロップFn自身(自段)へのリセット信号として自段のリセット端子Rに入力される。
【0150】
ここで、例えば、フリップフロップFn−2・Fn−1より、最終段のフリップフロップFnの動作の方が先に停止し(リセットされ)、このため、フリップフロップFn−2・Fn−1にリセットがかからない場合、フリップフロップFn−2・Fn−1は動作しつづけることとなる。このような場合、フリップフロップFn−2に対応するゲートラインGLjにおいて所望の走査信号が得られない。
【0151】
しかしながら、以上のように、シフトレジスタに上述したような遅延回路10が設けられていることによって、最終段のフリップフロップFnのリセットが、最終段より1つおよび2つ前段のフリップフロップFn−1・Fn−2のリセットと同時、または、最終段より1つおよび2つ前段のフリップフロップFn−1・Fn−2のリセットより後に行われる。
【0152】
即ち、最終段のフリップフロップFnより、フリップフロップFn−2の動作の方が先に停止することとなる。
【0153】
これにより、シフトレジスタの誤動作を回避することができる。従って、例えば、画像表示装置において回路が誤動作することなく、所望の走査信号が得られる画像表示装置を提供することができる。この結果、表示品位の良好な画像表示装置を提供することができる。
【0154】
また、遅延回路10は、上述したように、最終段のフリップフロップFnにおける自段へのリセット信号Rを遅延することができ、フリップフロップFn−2、即ち、いずれかのゲートラインGLjに走査信号を出力するフリップフロップより、最終段のフリップフロップFnの動作の方が先に停止することがなければ、特に限定されるものではない。
【0155】
ここで、フリップフロップF1〜Fn−2は、2個後段(次々段)のフリップフロップF3〜Fnからのリセット信号によりリセットされるため、フリップフロップF1〜Fn−2からの出力信号S1〜Sn−2は、実施の形態1におけるフリップフロップと比較すると、出力波形は2倍の長さとなる。
【0156】
また、例えば、ゲートラインGLjに対応するP段の出力信号が必要な場合、シフトレジスタの構成は、P+(最終段のフリップフロップFnからの出力信号Snによりリセットされるフリップフロップのうち最終段のフリップフロップを除く他のフリップフロップの数)段、即ち、ここではP+2段の構成となる。
【0157】
なお、本実施の形態においては、あるフリップフロップ(1段目からn−2段目まで)に注目した場合、そのフリップフロップのリセットは、2個後段のフリップフロップからの出力信号(リセット信号)により行われる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
【0158】
例えば、3個以上(Q個)後段のフリップフロップからの出力信号により、リセットを行ってもかまわない。この場合、最終段のフリップフロップFnからの出力信号Snは、自段から、自段よりQ個前段のフリップフロップまでをリセットすることになる。
【0159】
以上のように、本実施の形態のシフトレジスタは、複数段(n段)からなるフリップフロップF1〜Fnを備え、最終段を含む複数のフリップフロップ(フリップフロップFn−2〜Fn)のリセットを、最終段のフリップフロップFnからの出力信号を各フリップフロップFn−2〜Fnに入力することによって行うシフトレジスタであって、最終段のフリップフロップFnのリセットが、最終段のフリップフロップFnからの出力信号によりリセットされるフリップフロップのFn−2〜Fnうち最終段のフリップフロップFnを除く他のフリップフロップFn−2・Fn−1のリセットと同時、または、該他のフリップフロップFn−2・Fn−1のリセットより後に行われる。
【0160】
また、最終段のフリップフロップFnからの出力信号によりリセットされるフリップフロップ(Fn−2〜Fn)の数が最終段も含めてN個(3個)のとき、上記複数段からなるフリップフロップF1〜Fnのうち、上記N個のフリップフロップを除くフリップフロップF1〜Fn−3のリセットは、それぞれ自段より(N−1)個(2個)後段のフリップフロップからの出力信号が入力されることにより行われる。
【0161】
さらに、上記シフトレジスタは、最終段のフリップフロップFnが、フリップフロップFn−2・Fn−1と同時、または、駆動回路2または駆動回路3に信号を供給するフリップフロップFn−2・Fn−1よりも後にリセットされる。
【0162】
これにより、最終段のフリップフロップFnのリセットが、フリップフロップFn−2・Fn−1のリセットより先に行われることがない。従って、フリップフロップFn−2・Fn−1がリセットされずに動作しつづけるなどの回路の誤動作を防止することができる。
【0163】
従って、回路が誤動作することなく、所望の走査信号が得られる表示装置を提供することができる。
【0164】
なお、本実施の形態においては、シフトレジスタが駆動回路3に備えられていることを例に挙げて示しているが、これに限定されるものではなく、駆動回路2に備えられていても良いし、両方の駆動回路2・3に設けられるようにしても良い。
【0165】
また、上記シフトレジスタは双方向走査が可能なものであってもかまわない。双方向走査が可能なシフトレジスタの構成については、以下の実施の形態3において説明する。
【0166】
〔実施の形態3〕
本発明のさらに他の実施の一形態について図1、図2、図9および図10に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において、実施の形態1における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【0167】
図9に基づいて、双方向走査を実現するシフトレジスタの構成の一例を説明する。このような双方向走査可能なシフトレジスタは、駆動回路2(図2参照)に適用することにより、左右両方向の水平方向走査を実現することができる。また、駆動回路3(図2参照)に適用することにより、上下両方向の垂直方向走査を実現することができる。
【0168】
図9に示すシフトレジスタは、駆動回路2(図2参照)に備えられている。シフトレジスタは、セット・リセットタイプのフリップフロップ(SRフリップフロップ)であり、複数のフリップフロップ(フリップフロップF0〜Fn+1)を備えている。なお、フリップフロップの数は複数であれば特に限定されるものではない。
【0169】
フリップフロップF1とフリップフロップFnとの間は、フリップフロップFi・Fi+1と同様の構成のフリップフロップが複数備えられており、双方向走査(ここでは、左右方向の走査)に対応可能な構成となっている。
【0170】
シフトレジスタにおいて両端のフリップフロップF0・Fn+1は、それぞれ左右方向の最終段となっている。
【0171】
走査方向が右(r)方向の場合における最終段のフリップフロップFn+1の出力端子Qとリセット端子Rとの間の配線、即ち、フリップフロップFn+1における自段へのリセット信号の回路には、リセット端子Rへのリセット信号の入力を遅らせるために、遅延回路(遅延手段)10(実施の形態1参照)が設けられている。
【0172】
同様に、走査方向が左(l)方向の場合における最終段のフリップフロップF0の出力端子Qとリセット端子Rとの間の配線、即ち、フリップフロップF0における自段へのリセット信号の回路には、リセット端子Rへのリセット信号の入力を遅らせるために、上記遅延回路10と構成が同じである遅延回路(遅延手段)11が設けられている。
【0173】
また、各フリップフロップF0〜Fn+1におけるセット端子Sおよびリセット端子Rには、アナログスイッチ(以下、スイッチと称する)40・50としての回路が接続されている。
【0174】
スイッチ(走査方向切換手段)40・50は、制御部4(図2参照)からシフトレジスタに入力された走査方向制御信号に基づいて、いずれか一方が開放される。これにより、走査方向が切り換えられ、走査方向に応じたフリップフロップに、信号(スタートパルス、クロック信号)が入力される。
【0175】
このスイッチ40・50は、本シフトレジスタにおいては、フリップフロップFiのセット端子Sおよびリセット端子Rが各走査方向に対応した独立の入力端子の構成となっていない、即ち、左右方向ごとに各々の入力端子を設けているわけではないため、双方向の走査を実現するために、各走査方向に対応した信号のみを各端子に入力させるのに必要な構成である。
【0176】
例えば、スイッチ40が開放された場合、回路は、スイッチ50によって遮断されると共にスイッチ40によって導通状態となるため、走査方向は右方向となる。この場合、スタートパルスSPはフリップフロップF1に入力されて順次シフトされる。即ち、図1で示したフリップフロップF1〜Fnと同様の働きをすることとなる。なお、図9に示すフリップフロップFn+1が、図1に示すFnに対応し、フリップフロップFn+1およびフリップフロップFnをリセットする。
【0177】
また、最終段のフリップフロップF0・Fn+1には、電源が供給されている。即ち、フリップフロップF0のセット端子Sにはスイッチ40を介して電源22が、リセット端子Rにはスイッチ40を介して電源24が接続されている。フリップフロップFn+1のセット端子Sにはスイッチ50を介して電源21が、リセット端子Rにはスイッチ50を介して電源23が接続されている。
【0178】
電源(停止手段)21・22はハイ(正)側電源を供給するものであり、これにより、セット端子Sに入力される信号(セット信号)の電位はVDD(所定の電位、固定電位)で一定となる。また、電源(停止手段)23・24はロー(負)側電源を供給するものであり、これらにより、リセット端子Rに入力される信号(リセット信号)の電位はVSS(所定の電位、固定電位)で一定となる。
【0179】
ここで、図9中に示すセット信号Set(Set(l1〜ln),Set(r1〜rn))とは、フリップフロップF1〜Fnの出力端子Qから出力される出力信号S1〜Snであり、次段のフリップフロップのセット端子Sに入力される信号である。
【0180】
図9中に示すリセット信号R(R(l0〜ln−1),R(r2〜rn+1))とは、フリップフロップF0〜Fn−1(走査方向が左方向の場合)・フリップフロップF2〜Fn+1(走査方向が右方向の場合)のリセット端子Rから出力される信号であり、前段のフリップフロップをリセットする信号である。
【0181】
また、セット信号Setおよびリセット信号Rの引数は、走査方向(右(r)または左(l))とその信号が出力されたフリップフロップとを示すものである。例えば、セット信号Set(li+1)において、lは走査方向が左方向であり、i+1はフリップフロップFi+1からの出力であることを示す。即ち、セット信号Set(li+1)は、走査方向が左方向の場合に、フリップフロップFi+1の出力端子Qから出力され、次段、即ちフリップフロップFiのセット端子Sに入力される。
【0182】
なお、図9は、走査方向が右方向の場合にスイッチ40によって導通状態となる配線を実線で、また、走査方向が左方向の場合にスイッチ50によって導通状態となる配線を点線で示す。即ち、本実施の形態に係るシフトレジスタは、実施の形態1に記載した構成のシフトレジスタを、双方向において実現する構成となっている。
【0183】
以下、シフトレジスタの動作の一例として、走査方向が左(l)方向(左方向走査)の場合について説明する。
【0184】
左方向走査(図中、点線で示す)の場合、スタートパルスSPがフリップフロップFnに入力されると、クロック信号CKに応じてパルスがFn〜F1により左方向に順次シフトされる。即ち、各フリップフロップFn〜F1は、次段のフリップフロップFn−1〜F0がセットされると、その出力でリセットされる。また、最終段のフリップフロップF0は、自段の出力信号によりリセットされる。
【0185】
このように、左方向走査の場合、シフトレジスタの駆動にフリップフロップFn+1は寄与しない。そこで、本シフトレジスタにおいては、駆動に寄与しないフリップフロップFn+1が動作しないよう、フリップフロップFn+1に電源21・23を接続している。
【0186】
ここで、駆動に寄与しないフリップフロップFn+1に電源21・23を接続しない構成を比較例として、その動作を説明する。
【0187】
比較例におけるフリップフロップFn+1の回路構成を図10に示す。同図に示すように、フリップフロップFn+1は、左方向走査の駆動に寄与しないため、セット端子Sおよびリセット端子Rには右方向走査のためのスイッチを備えた回路のみとなる。
【0188】
即ち、比較例においては、左方向走査の場合、フリップフロップFn+1のスイッチを閉じた状態にすることによりその動作を停止させ、右方向走査の場合、フリップフロップFn+1のスイッチを開いた状態にすることによりその動作を停止させる。即ち、左方向走査の場合、フリップフロップFn+1には、フリップフロップFnからのセット信号がかからないようにすることができる。
【0189】
このような構成では、左方向走査の場合、フリップフロップFn+1は走査方向制御信号によりスイッチが閉じて遮断されるため、フリップフロップFn+1のセット端子Sおよびリセット端子Rがフローティングになる。
【0190】
入力端子がフローティングになると、入力端子の電位が不安定になり、ある瞬間にフリップフロップFn+1がセットされ動作する虞がある。
【0191】
この場合、フリップフロップFn+1は、自身の自己リセット機能によって瞬時にリセットされるが、再びフローティング状態に陥るため再びセットされる。これらのセット・リセットの繰り返しにより、フリップフロップFn+1は常時動作し続ける虞がある。
【0192】
また、フリップフロップFn+1がセットされる度に、その前段のフリップフロップFnのリセット端子Rにリセット信号を入力しにいくことになる。これにより、リセット信号の選択回路であるスイッチを有しているといえども、回路の誤動作を生む虞はある。
【0193】
さらに、入力端子がフローティングになることで、フリップフロップFn+1内においてセット信号が入力されるトランジスタのゲートにかかる電圧が中間電位になり、さらにゲート−ソース間電圧が早い周波数で振動してしまう虞がある。
【0194】
これにより、トランジスタの耐圧が悪くなり、最終的にはトランジスタが破壊されてしまうということとなる。このとき、例えば、破壊されたトランジスタが常に電流を流し続ける状態となると、右方向走査において、最終段のフリップフロップFn+1にセットがかかり続けるという誤動作が生じてしまう。
【0195】
あるいは、破壊されたトランジスタが全く電流を流すことができない状態となると、右方向走査において、最終段のフリップフロップFn+1にセットがかからなくなり、前段のフリップフロップFnの動作が停止しなくなるという誤動作が生じてしまう。
【0196】
このように、トランジスタの耐圧が悪くなることにより、例えば最終段のフリップフロップがシフトレジスタとして働かなくなる。即ち、トランジスタの耐圧が悪くなることによりトランジスタが破壊されると、シフトレジスタがその機能を失うこととなる。
【0197】
しかしながら、本シフトレジスタは、図9に示すように、フリップフロップFn+1において電源21・23を備え、セット端子Sおよびリセット端子Rに入力する信号の電位を一定にする(固定する)ことができる。
【0198】
従って、走査方向制御信号に基づき、左方向走査のときスイッチ40により非導通状態となっているフリップフロップFn+1に安定して電源を供給し続けることができ、フローティング状態を回避することができる。
【0199】
即ち、左方向走査において、フリップフロップFn+1のセット端子Sには、駆動回路の正側電源である電源21によりVDDを供給し続けることでセット信号を非アクティブにしている。これにより、フリップフロップFn+1にセットがかからないようにすることができる。従って、左方向走査においてフリップフロップFn+1は動作することがない。
【0200】
また、フリップフロップFn+1のリセット端子Rにおいても、駆動回路の負側電源である電源23によりVSSを供給し続けることでリセット信号をアクティブにしている。これにより、フリップフロップFn+1にリセットがかかるため、万が一、セットがかかったとしてもフリップフロップFn+1は停止することができる。
【0201】
なお、右方向走査においては、フリップフロップF0がフリップフロップFn+1と同様の構成を有して同様の働きをすることとなり、電源22が電源21と、電源24が電源23と同様の働きをする。
【0202】
また、セット端子Sおよびリセット端子Rに入力される信号の固定電位は、セット信号を非アクティブに、リセット信号をアクティブにする電位であれば、特に限定されるものではない。
【0203】
さらに、最終段のフリップフロップF0・Fn+1が自段と共にリセットするフリップフロップの数についても、特に限定されるものではない。
【0204】
例えば、実施の形態2に記載のように、走査方向において最終段のフリップフロップからの出力が、最終段、最終段より1つ前段、および、最終段より2つ前段のフリップフロップのリセットを行う場合、各走査方向の最終段および該最終段より1つ前段のフリップフロップ(即ち、外部に出力信号を出力しないフリップフロップ)が図9に示すフリップフロップFn+1と同様の電源(電源21・23)を備えていることにより、双方向走査が可能な構成のシフトレジスタであっても、図9に示す構成のシフトレジスタと同様の効果を得ることができる。
【0205】
また、本実施の形態においては、遅延回路10・11(遅延手段)を備える構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、図9に示す構成において、遅延回路10・11を備えていない構成においても、シフトレジスタにおいて、回路の誤動作を防止することができる。
【0206】
即ち、この構成によれば、出力信号を外部に出力しないフリップフロップ(例えば、各走査方向において動作に寄与しないフリップフロップ(右方向走査の場合)F0・(左方向走査の場合)Fn+1)が動作することがない。また、上記のフリップフロップの入力端子(セット端子・リセット端子)がフローティング状態になることがないため、信号が入力されるトランジスタが良好に動作する。
【0207】
以上のように、本シフトレジスタは、同一のフリップフロップ(フリップフロップF1〜Fn)を用いた双方向走査が可能であり、複数段のフリップフロップフリップフロップF0〜Fn+1)のうち、出力信号を外部に出力しないフリップフロップF0・Fn+1が、自身を動作させないための電源21〜24を備えている。
【0208】
これにより、出力信号を外部に出力しないフリップフロップ、即ち、駆動に寄与しないフリップフロップ(フリップフロップF0・Fn+1)が動作することがない。
【0209】
また、例えば、駆動に寄与しないフリップフロップ(右方向走査の場合)F0・(左方向走査の場合)Fn+1の入力端子(セット端子・リセット端子)がフローティング状態になることがないため、信号が入力されるトランジスタが良好に動作する。従って、前段のフリップフロップF1・Fnがリセットできない等の誤動作を防止することができる。
【0210】
電源21・22は、フリップフロップF0・Fn+1をセットするセット信号を非アクティブに、電源23・24は、フリップフロップF0・Fn+1リセットするリセット信号をアクティブにするために、セット信号およびリセット信号をそれぞれ所定の電位に固定する電源である。
【0211】
これにより、セット信号を常時非アクティブに、リセット信号を常時アクティブにすることができる。従って、駆動に寄与しないフリップフロップF0・Fn+1が動作することはなく、回路の誤動作を防止できる。
【0212】
また、各フリップフロップF0〜Fn+1は、走査方向を切り換えるためのスイッチ40・50を備えている。
【0213】
これにより、同じフリップフロップを用いた簡単な構成で、双方向走査を可能とすることができる。また、駆動に寄与しないフリップフロップF0・Fn+1が両端に備えられている構成において、左方向走査の場合はフリップフロップFn+1(右端のフリップフロップ)が、右方向走査の場合はフリップフロップF0(左端のフリップフロップ)が動作しないように切り換えることができる。
【0214】
なお、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0215】
【発明の効果】
本発明のシフトレジスタは、以上のように、複数段からなるフリップフロップを備え、最終段を含む複数のフリップフロップのリセットを、最終段のフリップフロップからの出力信号を各フリップフロップに入力することによって行うシフトレジスタであって、上記最終段のフリップフロップのリセットが、最終段のフリップフロップからの出力信号によりリセットされるフリップフロップのうち最終段のフリップフロップを除く他のフリップフロップのリセットと同時、または、該他のフリップフロップのリセットより後に行われる構成である。
【0216】
例えば、最終段のフリップフロップのリセットが、最終段より1つ前段のフリップフロップのリセットと同時、または、最終段より1つ前段のフリップフロップのリセットより後に行われる構成である。
【0217】
また、具体的には、上記のシフトレジスタは、最終段のフリップフロップにおける出力信号の出力端子と、最終段のフリップフロップにおける出力信号の入力端子とを接続する配線には、出力信号の入力端子への入力を遅延させる遅延手段を備えている構成である。
【0218】
これにより、最終段のフリップフロップのリセットが、他の(例えば、最終段より1つ前段の)フリップフロップのリセットより先に行われることがない。従って、他の(例えば、最終段より1つ前段の)フリップフロップがリセットされずに動作しつづけるなどの回路の誤動作を防止することができる。
【0219】
従って、例えば、上記シフトレジスタをデータ駆動回路やゲート駆動回路に備える表示装置において回路が誤動作することなく、所望のサンプリング波形や走査信号が得られる表示装置を提供することができるといった効果を奏する。
【0220】
本発明のシフトレジスタは、複数段からなるフリップフロップを備え、最終段を含む複数のフリップフロップのリセットは、最終段のフリップフロップからの出力信号を各フリップフロップに入力することによって行うシフトレジスタであって、同一のフリップフロップを用いた双方向走査が可能であり、上記複数段のフリップフロップのうち、出力信号を外部に出力しないフリップフロップが、自身を動作させないための停止手段を備えている構成である。
【0221】
これにより、出力信号を外部に出力しないフリップフロップ(例えば、各走査方向における最終段のフリップフロップ)が動作することがない。
【0222】
また、例えば、各走査方向において動作に寄与しないフリップフロップの入力端子(セット端子・リセット端子)がフローティング状態になることがないため、信号が入力されるトランジスタが良好に動作するといった効果を奏する。
【0223】
本発明のシフトレジスタは、各走査方向において最終段のフリップフロップのリセットが、最終段のフリップフロップからの出力信号によりリセットされるフリップフロップのうち最終段のフリップフロップを除く他のフリップフロップのリセットと同時、または、該他のフリップフロップのリセットより後に行われる構成である。
【0224】
これにより、最終段のフリップフロップのリセットが、他のフリップフロップのリセットより先に行われることがない。従って、他のフリップフロップがリセットされずに動作しつづけるなどの回路の誤動作を防止することができるといった効果を奏する。
【0225】
本発明のシフトレジスタは、遅延手段がCMOSインバータであり、該CMOSインバータにおけるトランジスタのチャネル幅およびチャネル長のうち、少なくともいずれかに基づいて、遅延時間を設定する構成である。
【0226】
これにより、CMOSインバータにおけるトランジスタのチャネル幅およびチャネル長のうち、少なくともいずれかを調節することにより、所望の遅延時間を得ることができる。
【0227】
従って、最終段のフリップフロップのリセットが、最終段より1つ前段のフリップフロップのリセットより先に行われることがなく、この結果、回路の誤動作を防止することができるといった効果を奏する。
【0228】
本発明のシフトレジスタは、遅延手段が配線容量であり、該配線容量の値に基づいて遅延時間を設定する構成である。
【0229】
これにより、配線容量を調節することにより、所望の遅延時間を得ることができる。
【0230】
従って、最終段のフリップフロップのリセットが、最終段より1つ前段のフリップフロップのリセットより先に行われることがなく、この結果、回路の誤動作を防止することができるといった効果を奏する。
【0231】
本発明のシフトレジスタは、遅延手段が配線抵抗であり、該配線抵抗の値に基づいて遅延時間を設定する構成である。
【0232】
これにより、配線抵抗を調節することにより、所望の遅延時間を得ることができる。
【0233】
従って、最終段のフリップフロップのリセットが、最終段より1つ前段のフリップフロップのリセットより先に行われることがなく、この結果、回路の誤動作を防止することができるといった効果を奏する。
【0234】
本発明のシフトレジスタは、最終段のフリップフロップからの出力信号によりリセットされるフリップフロップの数が最終段も含めてN個のとき、複数段からなるフリップフロップのうち、N個のフリップフロップを除くフリップフロップのリセットは、それぞれ自段より(N−1)個後段のフリップフロップからの出力信号が入力されることにより行われる構成である。
【0235】
例えば、複数段からなるフリップフロップのうち、最終段のフリップフロップを除くフリップフロップのリセットは、それぞれの次段のフリップフロップからの出力信号が入力されることにより行われる構成である。
【0236】
これにより、フリップフロップの出力信号を、リセット信号として用いることができ、またさらに、最終段のフリップフロップのリセットのタイミングを例えば遅延手段によって遅らせることにより、最終段のフリップフロップのリセットが、他のフリップフロップのリセットより先に行われることがない。従って、他のフリップフロップがリセットされずに動作しつづけるなどの回路の誤動作を防止することができるといった効果を奏する。
【0237】
本発明のシフトレジスタは、停止手段が、出力信号を外部に出力しないフリップフロップをセットするセット信号を非アクティブに、リセットするリセット信号をアクティブにするために、セット信号およびリセット信号をそれぞれ所定の電位に固定する電源である構成である。
【0238】
これにより、セット信号を常時非アクティブに、リセット信号を常時アクティブにすることができる。従って、上記電源が供給されたフリップフロップが動作することはなく、回路の誤動作を防止できるといった効果を奏する。
【0239】
本発明のシフトレジスタは、各フリップフロップが、走査方向を切り換えるための走査方向切換手段を備えている構成である。
【0240】
これにより、同じフリップフロップを用いた簡単な構成で、双方向走査を可能とすることができるといった効果を奏する。
【0241】
本発明の表示装置は、以上のように、複数のゲートラインと、該ゲートラインと直交するように配された複数のデータラインと、各画素に対応するように、ゲートラインとデータラインとの交差部付近に設けられたスイッチング素子と、画素を駆動するための走査信号をゲートラインに供給するゲート駆動回路と、各画素にデータ信号をデータラインに供給するデータ駆動回路とを備え、ゲート駆動回路およびデータ駆動回路のうち、少なくとも一方の駆動回路は、上記記載のシフトレジスタを備えている構成である。
【0242】
これにより、例えば、ゲート駆動回路に上記シフトレジスタが備えられている場合、ゲート駆動回路におけるシフトレジスタの全フリップフロップについてリセットすることができる。即ち、回路が誤動作して、最終段より1つ前段のフリップフロップが動作し続けることを防止することができる。
【0243】
従って、最終段より1つ前段のフリップフロップの出力に対応する最終の(1フレーム期間内で最後に走査信号が送られてくる)ゲートラインに、画素を駆動するための所望の走査信号を得ることができる。
【0244】
また、例えば、データ駆動回路に上記シフトレジスタが備えられている場合、データ駆動回路におけるシフトレジスタの全フリップフロップについてリセットすることができる。即ち、回路が誤動作して、最終段より1つ前段のフリップフロップが動作し続けることを防止することができる。
【0245】
従って、最終段より1つ前段のフリップフロップからの出力に対応するデータラインにおいてデータ信号の所望のサンプリング波形を得ることができる。
【0246】
さらに、ゲート駆動回路およびデータ駆動回路のうち、少なくとも一方の駆動回路が、上記シフトレジスタを備えていることにより、表示装置における消費電力の低下を図ることができる。また、シフトレジスタの回路規模を小さくすることができ、これにより、表示装置において狭額縁化を図ることができるといった効果を奏する。
【0247】
本発明の表示装置は、両駆動回路(ゲート駆動回路とデータ駆動回路)のうち少なくとも一方の駆動回路、および、スイッチング素子は、同一基板上に形成されている構成である。
【0248】
これにより、スイッチング素子と同一基板上に駆動回路と画素(スイッチング素子)との間の信号線(例えば、データライン、ゲートライン)を形成することにより、信号線の数が増加しても、同一基板上に信号線が形成されるため基板外に信号線を出さなくてもよい。また、駆動回路とスイッチング素子とを別個の基板上に形成した後にそれらの基板を組み立てる工程が不要である。
【0249】
従って、信号線容量および表示装置の製造工程の削減を図ることができるといった効果を奏する。
【0250】
本発明の表示装置は、基板が、ガラスからなるガラス基板である構成である。
【0251】
これにより、基板として安価なガラス基板を用いることができる。また、ガラス基板は、大面積基板を容易に作製することができ、このため、1枚の大面積基板から多数のパネルを形成することができる。従って、安価な表示装置を提供することができるといった効果を奏する。
【0252】
本発明の表示装置は、スイッチング素子が、多結晶シリコンからなる構成である。
【0253】
これにより、表示装置における表示部の面積の拡大化を図ることができるといった効果を奏する。
【0254】
本発明の表示装置は、スイッチング素子が、600℃以下のプロセス温度で形成される構成である。
【0255】
これにより、通常歪み点が600℃以下の安価なガラス基板を用いても、歪み点以上のプロセス温度に起因する基板の反りや撓みの発生を防止することができる。
【0256】
従って、基板上への実装が容易で、かつ、表示部の面積の広い表示装置を提供することができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係るシフトレジスタの要部の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示すシフトレジスタを備える画像表示装置の要部の構成を示す図である。
【図3】CMOSインバータからなる遅延回路の構成を示すブロック図である。
【図4】配線抵抗、配線容量、および、CMOSインバータからなる遅延回路の構成を示すブロック図である。
【図5】配線抵抗および配線容量からなる遅延回路の構成を示すブロック図である。
【図6】図1に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。
【図7】本発明の実施の他の一形態に係るシフトレジスタの要部の構成を示すブロック図である。
【図8】図7に示す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。
【図9】本発明の実施のさらに他の一形態に係るシフトレジスタの要部の構成を示すブロック図である。
【図10】比較例において右方向走査の場合の最終段のフリップフロップの構成を示す図である。
【図11】従来のシフトレジスタの構成を示すブロック図である。
【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である。
【符号の説明】
1 画素
2 駆動回路(データ駆動回路)
3 駆動回路(ゲート駆動回路)
4 制御部
10 遅延回路(遅延手段)
21,22 電源(ハイ側電源、停止手段)
23,24 電源(ロー側電源、停止手段)
40 スイッチ(走査方向切換手段)
50 スイッチ(走査方向切換手段)
CK,CKB クロック信号
SP スタートパルス
GL1〜GLk ゲートライン
DL1〜DLm データライン
F1〜Fn フリップフロップ
F0〜Fn+1 フリップフロップ

Claims (17)

  1. 複数段からなるフリップフロップを備え、最終段を含む複数のフリップフロップのリセットを、最終段のフリップフロップからの出力信号を各フリップフロップに入力することによって行うシフトレジスタであって、
    上記最終段のフリップフロップのリセットが、最終段のフリップフロップからの出力信号によりリセットされるフリップフロップのうち最終段のフリップフロップを除く他のフリップフロップのリセットと同時、または、該他のフリップフロップのリセットより後に行われることを特徴とするシフトレジスタ。
  2. 複数段からなるフリップフロップを備え、最終段を含む複数のフリップフロップのリセットは、最終段のフリップフロップからの出力信号を各フリップフロップに入力することによって行うシフトレジスタであって、
    同一のフリップフロップを用いた双方向走査が可能であり、
    上記複数段のフリップフロップのうち、出力信号を外部に出力しないフリップフロップが、自身を動作させないための停止手段を備えていることを特徴とするシフトレジスタ。
  3. 各走査方向において、最終段のフリップフロップのリセットが、最終段のフリップフロップからの出力信号によりリセットされるフリップフロップのうち最終段のフリップフロップを除く他のフリップフロップのリセットと同時、または、該他のフリップフロップのリセットより後に行われることを特徴とする請求項2に記載のシフトレジスタ。
  4. 最終段のフリップフロップからの出力信号によりリセットされるフリップフロップの数が最終段も含めてN個のとき、上記複数段からなるフリップフロップのうち、上記N個のフリップフロップを除くフリップフロップのリセットは、それぞれ自段より(N−1)個後段のフリップフロップからの出力信号が入力されることにより行われることを特徴とする請求項1または2に記載のシフトレジスタ。
  5. 複数段からなるフリップフロップを備え、最終段のフリップフロップのリセットと最終段より1つ前段のフリップフロップのリセットとを、最終段のフリップフロップからの出力信号を各フリップフロップに入力することによって行うシフトレジスタにおいて、
    上記最終段のフリップフロップのリセットが、最終段より1つ前段のフリップフロップのリセットと同時、または、最終段より1つ前段のフリップフロップのリセットより後に行われることを特徴とするシフトレジスタ。
  6. 最終段のフリップフロップにおける上記出力信号の出力端子と、最終段のフリップフロップにおける上記出力信号の入力端子とを接続する配線には、上記出力信号の上記入力端子への入力を遅延させる遅延手段を備えていることを特徴とする請求項1,3,5のいずれか1項に記載のシフトレジスタ。
  7. 上記遅延手段はCMOSインバータであり、該CMOSインバータにおけるトランジスタのチャネル幅およびチャネル長のうち、少なくともいずれかに基づいて、遅延時間を設定することを特徴とする請求項6に記載のシフトレジスタ。
  8. 上記遅延手段は配線容量であり、該配線容量の値に基づいて遅延時間を設定することを特徴とする請求項6に記載のシフトレジスタ。
  9. 上記遅延手段は配線抵抗であり、該配線抵抗の値に基づいて遅延時間を設定することを特徴とする請求項6に記載のシフトレジスタ。
  10. 上記複数段からなるフリップフロップのうち、最終段のフリップフロップを除くフリップフロップのリセットは、それぞれの次段のフリップフロップからの出力信号が入力されることにより行われることを特徴とする請求項5に記載のシフトレジスタ。
  11. 上記停止手段は、上記出力信号を外部に出力しないフリップフロップのセット端子に入力されるセット信号を非アクティブに、リセット端子に入力されるリセット信号をアクティブにするために、上記セット信号およびリセット信号をそれぞれ所定の電位に固定する電源であることを特徴とする請求項2に記載のシフトレジスタ。
  12. 各フリップフロップは、走査方向を切り換えるための走査方向切換手段を備えていることを特徴とする請求項2に記載のシフトレジスタ。
  13. 複数のゲートラインと、該ゲートラインと直交するように配された複数のデータラインと、各画素に対応するように、上記ゲートラインと上記データラインとの交差部付近に設けられたスイッチング素子と、画素を駆動するための走査信号を上記ゲートラインに供給するゲート駆動回路と、各画素にデータ信号を上記データラインに供給するデータ駆動回路とを備え、
    上記ゲート駆動回路および上記データ駆動回路のうち、少なくとも一方の駆動回路は、請求項1ないし12のいずれか1項に記載のシフトレジスタを備えていることを特徴とする表示装置。
  14. 上記両駆動回路のうちの少なくとも一方の駆動回路、および、上記スイッチング素子は、同一基板上に形成されていることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
  15. 上記基板は、ガラスからなるガラス基板であることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
  16. 上記スイッチング素子は、多結晶シリコンからなることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
  17. 上記スイッチング素子は、600℃以下のプロセス温度で形成されることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
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