JP2007317344A - シフトレジスタ回路およびそれを備える画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単位シフトレジスタは、第1クロック端子CK1に入力されるクロック信号CLKを出力端子OUTに供給するトランジスタQ1を備えており、当該トランジスタQ1は、トランジスタQ3,Q4より成る駆動回路により駆動される。トランジスタQ5は、トランジスタQ1のゲートと出力端子OUTとの間に接続し、第1クロック端子CK1に接続するゲートを有している。トランジスタQ5は、トランジスタQ1のゲートがL(Low)レベルのとき、クロック信号CLKに基づいてトランジスタQ1のゲートと出力端子OUTとの間を導通させる。
【選択図】図7
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る表示装置の構成を示す概略ブロック図であり、表示装置の代表例として液晶表示装置10の全体構成を示している。
まず、図7の単位シフトレジスタSRの入力端子INに前段の出力信号Gn-1が入力され、当該単位シフトレジスタSRが出力信号Gnを出力するとき(即ちゲート線GLnを活性化するとき)の動作を説明する。図8は当該動作を示すタイミング図である。
次に、単位シフトレジスタSRnにおける非選択期間(即ちゲート線GLnを非活性の状態で維持する期間)の動作を説明する。図10は当該動作を示すタイミング図であり、単位シフトレジスタSRnが出力信号Gnを出力してから、非選択期間に移行するときの各信号波形を示している。即ち、図10に示す時刻t6は、図8の時刻t6に対応している。また図8で説明したように、時刻t5でクロック信号/CLKおよび次段の出力信号Gn+1がHレベルになり、ノードN1および出力端子OUT(出力信号Gn)はLレベルとなっている。
実施の形態1の単位シフトレジスタSRn(図7)では、ノードN1の充電は前段の出力信号Gn-1によって行われていた。言い換えれば、単位シフトレジスタSRnの出力信号Gnは、ゲート線GLnだけでなく、次段の単位シフトレジスタSRn+1のノードN1を充電するのに用いられていた。
ゲート線駆動回路のシフトレジスタを非晶質シリコンTFT(a−Si TFT)で構成した表示装置は、大面積化が容易で且つ生産性が高く、例えばノート型PCの画面や、大画面ディスプレイ装置などに広く採用されている。
上記の各実施の形態単位シフトレジスタSRでは、セット状態に移行する際のノードN1の電位は、トランジスタQ3による充電(プリチャージ)によって、理論的にはVDD−Vth(Q3)まで上昇する。しかし、ノードN1が充電される速度は比較的高速ではないため、クロック信号の周波数が高くなって、入力信号(前段の出力信号)のパルス幅が狭くなると、ノードN1を最大のプリチャージレベル(VDD−Vth(Q3))にまで到達させることが困難になる。その原因としては、ノードN1のプリチャージ時にはトランジスタQ3がソースフォロアモードで動作することが挙げられる。つまり、ノードN1のレベルが上昇するとトランジスタQ3のゲート・ソース間電圧が小さくなるので、ノードN1の充電が進むに従いトランジスタQ3の駆動能力が小さくなって、そのレベル上昇の速度が大きく低下するためである。
図9を用いて説明したように、実施の形態1の単位シフトレジスタSRにおいて、出力信号(Gn)の立ち上がり時にトランジスタQ5のゲート・ソース間電圧VGS(Q5)が、そのしきい値電圧Vth(Q5)を超えると、トランジスタQ5を介してノードN1から出力端子OUTへと電流(I(Q5))が流れる。上記のとおり、通常、その電流は僅かに流れるだけであり、トランジスタQ1の駆動能力に影響を与える程のノードN1のレベル低下は生じないため問題とはならないが、出力負荷容量が大きく出力信号の立ち上がりが遅くなる場合には、トランジスタQ5を流れる電流(I(Q5))が大きくなり、トランジスタQ1の駆動能力が低下してしまう可能性もある。実施の形態5ではその対策となる単位シフトレジスタSRを提案する。
実施の形態6においては、実施の形態5で説明したレベル調整回路100の変形例を示す。
図23は、本発明の実施の形態7に係る単位シフトレジスタSRの回路図である。本実施の形態は、実施の形態2(図12)のように、トランジスタQ3を介するノードN1の充電源として、高電位側電源電位VDDを供給する電源が用いられる場合に有効である。
図28は本発明の実施の形態8に係る単位シフトレジスタSRの回路図である。本実施の形態においては、図23の回路に対し、トランジスタQ14,Q15から成るインバータが非活性のときにその出力ノード(ノードN4)を放電するトランジスタQ16(第8トランジスタ)を、第2クロック端子CK2とノードN4との間に接続させた構成とする。この場合、図28のようにトランジスタQ16のゲートはノードN4に接続させる。即ち、トランジスタQ16はダイオード接続されており、ノードN4から第2クロック端子CK2への方向を順方向とする一方向性のスイッチング素子として機能している。
図31は本発明の実施の形態9に係る単位シフトレジスタSRの回路図である。当該単位シフトレジスタSRは、図23におけるトランジスタQ15,Q16を、容量素子C4に置き換えたものである。図31のように、当該容量素子C4は、ノードN4と第2クロック端子CK2との間に接続している。なお、トランジスタQ14は図23と同様にノードN4と第1電源端子S1との間に接続し、ゲートがノードN1に接続している。
図34は本発明の実施の形態10に係る単位シフトレジスタSRの回路図である。本実施の形態においては、実施の形態7(図23)の単位シフトレジスタSRに対し、トランジスタQ14のゲートを入力端子INに接続させた構成とする。即ち各単位シフトレジスタSRのトランジスタQ14のゲートには、その前段の出力信号(第1段目の場合にはスタートパルスSP)が入力される。
図35は本発明の実施の形態11に係る単位シフトレジスタSRの回路図である。本実施の形態においては、実施の形態7(図23)の単位シフトレジスタSRに対し、トランジスタQ13のソースを、第1クロック端子CK1に接続させた構成となっている。
実施の形態5(図17)においては、それぞれの単位シフトレジスタSRが個々にレベル調整回路100を有する形態を示したが、複数の単位シフトレジスタSRでレベル調整回路100を共有させることもできる。
本実施の形態においても、複数の単位シフトレジスタSRでレベル調整回路100を共有した多段のシフトレジスタの一例を示す。図37は、実施の形態13に係るシフトレジスタの構成を示す図であり、縦続接続した複数の単位シフトレジスタSRから成る多段のシフトレジスタを示している。同図においても、第n段目〜第n+3段目の4段の回路構成を示している(nは奇数と仮定する)。
図38は本発明の実施の形態14に係る多段のシフトレジスタの構成を示す図である。本実施の形態のシフトレジスタは、実施の形態12,13のように複数の単位シフトレジスタSRが共通レベル調整回路100A,100Bを共有するものである。図38は、複数の単位シフトレジスタSRと共通レベル調整回路100A,100Bの配置を示している。
Claims (29)
- 入力端子、出力端子、第1クロック端子およびリセット端子と、
前記第1クロック端子に入力される第1クロック信号を前記出力端子に供給する第1トランジスタと、
前記入力端子に入力される信号に基づいて前記第1トランジスタの制御電極を充電し、前記リセット端子に入力される信号に基づいて前記第1トランジスタの制御電極を放電することにより当該第1トランジスタを駆動する駆動回路と、
前記第1トランジスタの制御電極が放電された状態のときに、前記第1クロック信号に基づいて前記第1トランジスタの制御電極と前記出力端子との間を導通させるスイッチング回路とを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1記載のシフトレジスタ回路であって、
前記スイッチング回路は、
前記出力端子と前記第1トランジスタの制御電極との間に接続した第2トランジスタである
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項2記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第2トランジスタの制御電極は、前記第1クロック端子に接続している
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項2記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第1クロック信号の振幅を所定値だけ小さくしてから前記第2トランジスタの制御電極に供給するレベル調整回路をさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項4記載のシフトレジスタ回路であって、
前記レベル調整回路は、
前記第2トランジスタの制御電極と前記第1クロック端子との間に接続し、前記第2トランジスタの制御電極から前記第1クロック端子への方向を導通方向とする一方向性のスイッチング素子を備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項4または請求項5記載のシフトレジスタ回路であって、
前記レベル調整回路は、
前記第2トランジスタの制御電極と前記第1クロック端子との間に接続し、前記第1クロック端子から前記第2トランジスタの制御電極への方向を導通方向とするようにダイオード接続された第3トランジスタと、
前記第1クロック信号とは位相が異なる第2クロック信号が入力される制御電極を有し、前記第2トランジスタの制御電極を放電する第4トランジスタとを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項6記載のシフトレジスタ回路であって、
前記レベル調整回路は、前記第3トランジスタを複数個備え、
前記複数の第3トランジスタは、前記第2トランジスタの制御電極と前記第1クロック端子との間に互いに直列に接続している
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項7のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第1トランジスタの制御電極が接続するノードを入力ノードとし、前記第1クロック信号とは位相が異なる第3クロック信号により活性化されるインバータと、
前記インバータの出力に基づいて前記第1トランジスタの制御電極を放電する第5トランジスタとをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項7のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記入力端子を入力ノードとし、前記第1クロック信号とは位相が異なる第3クロック信号により活性化されるインバータと、
前記インバータの出力に基づいて前記第1トランジスタの制御電極を放電する第5トランジスタとをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項8または請求項9記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第5トランジスタは、前記第1トランジスタの制御電極と前記第1クロック端子との間に接続している
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項8から請求項10のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記インバータは、
当該インバータの前記出力ノードと所定の第1電源端子との間に接続し、その制御電極が当該インバータの前記入力ノードとなる第6トランジスタと、
前記出力ノードと前記第3クロック信号が供給される第2クロック端子との間に接続し、当該第2クロック端子に接続した制御電極を有する第7トランジスタとを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項8から請求項10のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記インバータは、
当該インバータの前記出力ノードと所定の第1電源端子との間に接続し、その制御電極が当該インバータの前記入力ノードとなる第6トランジスタと、
前記出力ノードと所定の第2電源端子との間に接続し、前記第3クロック信号が供給される第2クロック端子に接続した制御電極を有する第7トランジスタとを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項11または請求項12記載のシフトレジスタ回路であって、
前記インバータが非活性になるときに、当該インバータの前記出力ノードを放電する第8トランジスタをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項13記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第8トランジスタは、
前記インバータの前記出力ノードと前記第1電源端子との間に接続し、前記第1クロック端子に接続した制御電極を有するものである
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項13記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第8トランジスタは、
前記インバータの前記出力ノードと前記第2クロック端子との間に接続し、前記第1クロック端子に接続した制御電極を有するものである
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項13記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第8トランジスタは、
前記インバータの前記出力ノードと前記第2クロック端子との間に接続し、前記出力ノードに接続した制御電極を有するものである
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項8から請求項10のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記インバータは、
当該インバータの前記出力ノードと所定の第1電源端子との間に接続し、その制御電極が当該インバータの前記入力ノードとなる第6トランジスタと、
前記出力ノードと前記第3クロック信号が供給される第2クロック端子との間に接続した第1容量素子とを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項17のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第1クロック信号とは位相の異なる第4クロック信号に基づいて前記出力端子を放電する第9トランジスタをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項18記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第9トランジスタは、
前記出力端子に接続した一の主電極、前記第4クロック信号が入力される制御電極および、前記第4クロック信号とは位相が異なる第5クロック信号が供給される他の主電極を有するものである
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項8から請求項17のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記インバータの出力に基づいて前記出力端子を放電する第9トランジスタをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項20記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第9トランジスタは、
前記出力端子に接続した一の主電極、前記インバータの前記出力ノードに接続した制御電極および、前記第3クロック信号とは位相が異なる第4クロック信号が供給される他の主電極を有するものである
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項21のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記駆動回路は、
前記第1トランジスタの制御電極と所定の第1電源端子との間に接続し、前記リセット端子に接続した制御電極を有する第10トランジスタとを含む
前記第1トランジスタの制御電極と前記入力端子との間に接続し、当該入力端子に接続した制御電極を有する第11トランジスタとを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項21のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記駆動回路は、
前記第1トランジスタの制御電極と所定の第1電源端子との間に接続し、前記リセット端子に接続した制御電極を有する第10トランジスタとを含む
前記第1トランジスタの制御電極と所定の第2電源端子との間に接続し、前記入力端子に接続した制御電極を有する第11トランジスタとを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項23のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記出力端子と前記第1トランジスタの制御電極との間に接続する第2容量素子をさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項24のいずれか記載のシフトレジスタ回路が複数個縦続接続して成るシフトレジスタ回路。
- 複数のシフトレジスタ回路が縦続接続して成る複数段のシフトレジスタ回路であって、
前記複数段の各段は、請求項4から請求項7のいずれか記載のシフトレジスタ回路であり、
前記レベル調整回路は、
2以上の段のシフトレジスタ回路により共有されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 複数段から成るシフトレジスタ回路であって、
前記複数段の各段は、請求項6または請求項7記載のシフトレジスタ回路であり、
前記レベル調整回路の前記第4トランジスタは、
2以上の段のシフトレジスタ回路により共有されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項26記載のシフトレジスタ回路であって、
前記各段のシフトレジスタ回路および前記レベル調整回路の前記第1クロック端子に所定のクロック信号を供給するためのクロック配線と、
前記クロック配線に前記所定のクロック信号を入力するための接続端子とをさらに備え、
前記レベル調整回路は、
前記複数段のうち最も前記接続端子の近くで前記クロック配線に接続したものの近くに配設されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項25から請求項28のいずれか記載のシフトレジスタ回路をゲート線駆動回路とする画像表示装置。
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