JP2009134814A - シフトレジスタおよびそれを備える画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画素を容量結合駆動させることができ、且つ、同一導電型のトランジスタのみで構成された駆動回路を提供する。
【解決手段】単位シフトレジスタSRが出力するゲート線駆動信号Gは、第1出力端子OUTにトランジスタQ1を通してクロック信号CLKGiを供給されることにより活性化される。第1出力端子OUTには、それに電位VSS1を供給するトランジスタQ2Aおよび電位VSS2を供給するトランジスタQ2Bが接続されている。クロック信号CLKGiのLレベルの電位は、電位VSS1,VSS3の間に設定されている。トランジスタQ2A,Q2Bの一方が選択的にオンにすることにより、ゲート線駆動信号GのLレベルの電位は上昇または下降する。
【選択図】図4
【解決手段】単位シフトレジスタSRが出力するゲート線駆動信号Gは、第1出力端子OUTにトランジスタQ1を通してクロック信号CLKGiを供給されることにより活性化される。第1出力端子OUTには、それに電位VSS1を供給するトランジスタQ2Aおよび電位VSS2を供給するトランジスタQ2Bが接続されている。クロック信号CLKGiのLレベルの電位は、電位VSS1,VSS3の間に設定されている。トランジスタQ2A,Q2Bの一方が選択的にオンにすることにより、ゲート線駆動信号GのLレベルの電位は上昇または下降する。
【選択図】図4
Description
本発明は画像表示装置のゲート線を駆動する駆動回路に関し、特に、画素が容量結合駆動される液晶表示装置に適した駆動回路に関するものである。
液晶表示装置の消費電力を低減するための駆動方法として、下記の特許文献1の第8図および第10図や、特許文献2の第8図および第11図などに開示されている「容量結合駆動技術」がある。
容量結合駆動技術は、各画素の画素電極をそれに隣接する画素(隣接画素)を駆動するゲート線(隣接ゲート線)と容量結合させ、そのゲート線の駆動信号の非活性レベルの電位を変化させることで、表示信号(表示データ)が書き込まれた画素電極の電位レベル(以下、単に「レベル」)を適切に調整するものである。この技術を用い、例えば正極性(+)の表示信号が書き込まれた画素電極のレベルを上昇させ、また負極性(−)の表示信号が書き込まれた画素電極のレベルを下降させることで、表示信号を増幅することができる。その結果、データ線(ソース線)に供給する表示信号の振幅を小さくすることができ、データ線で消費される電力を低減させることができる。
ゲート線駆動回路としては、複数段のシフトレジスタで構成されるものが広く知られている。画像表示装置のコスト削減あるいはゲート線駆動回路の占有面積が少ない表示装置を実現する(いわゆる“狭額縁化”)ために、ゲート線駆動回路は、画素と同一の基板上に形成されることが好ましい。また製造工程数を少なくするために、ゲート線駆動回路は、画素トランジスタ(画素スイッチ素子)と同一の導電型のトランジスタのみで構成されることが望ましい。このため、N型またはP型の電界効果トランジスタのみで構成されたシフトレジスタおよびそれを搭載する表示装置が種々提案されている。電界効果トランジスタとしては、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタや薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)などが用いられる。
本発明は以上のような課題を解決するために成されたものであり、画素を容量結合駆動させることができ、且つ、同一導電型のトランジスタのみで構成された駆動回路を提供することを目的とする。
本発明に係るシフトレジスタは、入力端子、第1出力端子、第1クロック端子並びにリセット端子と、第1および第2電位がそれぞれ供給される第1および第2電源端子と、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第1出力端子に供給する第1トランジスタと、前記第1電位を前記第1出力端子に供給する第2トランジスタと、前記第2電位を前記第1出力端子に供給する第3トランジスタと、前記第1トランジスタの制御電極が接続する第1ノードのレベルを制御することにより当該第1トランジスタを駆動するプルアップ制御部と、前記第2トランジスタの制御電極が接続する第2ノードのレベルを制御することにより当該第2トランジスタを駆動する第1プルダウン制御部と、前記第3トランジスタの制御電極が接続する第3ノードのレベルを制御することにより当該第3トランジスタを駆動する第2プルダウン制御部とを備え、前記プルアップ制御部は、前記入力端子に入力される入力信号の活性化に応じて前記第1トランジスタをオンにし、前記リセット端子に入力されるリセット信号の活性化に応じて前記第1トランジスタをオフにし、前記第1および第2プルダウン制御部は、前記入力信号の活性化に応じて前記第2および第3トランジスタの両方をオフにし、前記リセット信号の活性化に応じて前記第2および第3トランジスタの片方を所定の制御信号に基づき選択してオンにし、前記第1クロック信号の非活性レベルの電位は、前記第1電位と前記第2電位との間に設定されているものである。
本発明に係るシフトレジスタは、第1出力端子からの出力信号の非活性レベルを、制御信号に応じて変化させることができる。よって表示装置のゲート線駆動回路に使用された場合には、画素の容量結合駆動を実現できる。また、同一導電型のトランジスタのみで構成することが可能であり、占有面積が小さく、製造工程数の削減、並びにコスト削減を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、説明が重複して冗長になるのを避けるため、各図において同一または相当する機能を有する要素には同一符号を付してある。
<実施の形態1>
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。
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。
液晶表示装置10は、液晶アレイ部20とゲート線駆動回路(走査線駆動回路)30と、ソースドライバ40とを備える。後の説明により明らかになるが、本発明の実施の形態に係るゲート線駆動信号生成回路はゲート線駆動回路30に搭載される。
液晶アレイ部20は、行列状に配設された複数の画素Pを含む。画素の行(以下「画素ライン」とも称する)の各々にはそれぞれゲート線GL1,GL2,…(総称「ゲート線GL」)が配設され、また、画素の列(以下「画素列」とも称する)の各々にはそれぞれデータ線DL1,DL2,…(総称「データ線DL」)がそれぞれ設けられる。図1には第1〜2行目の第1〜2列目に配設された画素P11,P12,P21,P22、並びにそれらに対応するゲート線GL1,GL2,GL3およびデータ線DL1,DL2が代表的に示されている。
各画素Pは、対応するデータ線DLと画素電極Npとの間に設けられる画素スイッチ素子26(画素トランジスタ)と、画素電極Npと隣接ゲート線との間に接続される保持容量素子27(画素キャパシタ)と、画素電極Npと共通電極ノードNCの間に接続される液晶表示素子28とを有している。保持容量素子27が画素電極Npと隣接ゲート線(ここでは次段のゲート線)とを容量結合するので、画素電極Npの電位は隣接ゲート線の電位変動に応じて調整可能である。即ち、各画素Pは容量結合駆動を行うことができる。
画素電極Npと共通電極ノードNCとの間の電位差に応じて、液晶表示素子28中の液晶の配向性が変化し、これに応答して液晶表示素子28の表示輝度が変化する。これにより、データ線DLおよび画素スイッチ素子26を介して画素電極Npへ伝達される表示電圧によって、各画素の輝度をコントロールすることが可能となる。即ち、最大輝度に対応する電圧差と最小輝度に対応する電圧差との間の中間的な電圧差を、画素電極Npと共通電極ノードNCとの間に印加することによって中間的な輝度を得ることができる。従って、上記表示電圧を段階的に設定することにより、階調的な輝度を得ることが可能となる。
ゲート線駆動回路30は、所定の走査周期に基づき、ゲート線GLを順に選択して駆動する。画素スイッチ素子26のゲート電極は、それぞれ対応するゲート線GLと接続される。特定のゲート線GLが選択されている間はそれに接続する各画素において、画素スイッチ素子26が導通状態になり画素電極Npが対応するデータ線DLと接続される。
そして、データ線DLを通して画素電極Npへ伝達された表示信号(表示電圧)が、保持容量素子27により保持される。画素電極Npの電位は、隣接ゲート線の電位に応じて調整される(この電位調整についての具体的説明は後述する)。一般的に画素スイッチ素子26は液晶表示素子28と同一の絶縁体基板(ガラス基板、樹脂基板等)上に形成されるTFTで構成される。
ソースドライバ40は、Nビットのデジタル信号である表示信号SIGによって段階的に設定される表示電圧を、データ線DLへ出力するためのものである。ここでは一例として、表示信号SIGは6ビットの信号であり、表示信号ビットDB0〜DB5から構成されるものとする。6ビットの表示信号SIGに基づくと、各画素において、26=64段階の階調表示が可能となる。さらにR(Red)、G(Green)およびB(Blue)の3つの画素により1つのカラー表示単位を形成すれば、約26万色のカラー表示が可能となる。
また、図1に示すように、ソースドライバ40は、シフトレジスタ50と、データラッチ回路52,54と、階調電圧生成回路60と、デコード回路70とアナログアンプ80とから構成されている。
表示信号SIGにおいては、各々の画素Pの表示輝度に対応する表示信号ビットDB0〜DB5がシリアルに生成される。即ち、各タイミングにおける表示信号ビットDB0〜DB5は、液晶アレイ部20中のいずれか1つの画素Pにおける表示輝度を示している。
シフトレジスタ50は、表示信号SIGの設定が切り換わる周期に同期したタイミングでデータラッチ回路52に対して、表示信号ビットDB0〜DB5の取り込みを指示する。データラッチ回路52は、シリアルに生成される表示信号SIGを順に取り込み、1つの画素ライン分の表示信号SIGを保持する。
データラッチ回路54に入力されるラッチ信号LTは、データラッチ回路52に1つの画素ライン分の表示信号SIGが取り込まれるタイミングで活性化する。データラッチ回路54はそれに応答して、そのときデータラッチ回路52に保持されている1つの画素ライン分表示信号SIGを取り込む。
階調電圧生成回路60は、高電圧VDHおよび低電圧VDLの間に直列に接続された63個の分圧抵抗で構成され、64段階の階調電圧V1〜V64をそれぞれ生成する。
デコード回路70は、データラッチ回路54に保持されている表示信号SIGをデコードし、当該デコード結果に基づいて各デコード出力ノードNd1,Nd2,…(総称「デコード出力ノードNd」)に出力する電圧を、階調電圧V1〜V64のうちから選択して出力する。
その結果、デコード出力ノードNdには、データラッチ回路54に保持された1つの画素ライン分の表示信号SIGに対応した表示電圧(階調電圧V1〜V64のうちの1つ)が同時に(パラレルに)出力される。なお、図1においては、第1列目および第2列目のデータ線DL1,DL2に対応するデコード出力ノードNd1,Nd2が代表的に示されている。
アナログアンプ80はデコード回路70からデコード出力ノードNd1,Nd2…に出力された各表示電圧に対応したアナログ電圧を、それぞれデータ線DL1,DL2…に出力する。
ソースドライバ40が、所定の走査周期に基づいて、一連の表示信号SIGに対応する表示電圧を1画素ライン分ずつデータ線DLへ出力し、ゲート線駆動回路30がその走査周期に同期してゲート線GL1,GL2…を順に駆動することにより液晶アレイ部20に表示信号SIGに基づいた画像の表示が成される。
なお、図1には、ゲート線駆動回路30およびソースドライバ40が液晶アレイ部20と一体的に形成された液晶表示装置10の構成例を示したが、ソースドライバ40については、液晶アレイ部20の外部回路として設けることも可能である。
図2および図3は、本実施の形態に係るゲート線駆動回路の全体構成を示す図である。図2は当該ゲート線駆動回路の最初の4段(単位シフトレジスタSR1〜SR4)を示しており、図3は最後の2段(単位シフトレジスタSRn-1,SRn)および最後段の単位シフトレジスタSRnのさらに後段に設けられた2段のダミーのシフトレジスタ(ダミーシフトレジスタSRDA1,SRDA2)を示している。図2および図3に示すゲート線GL、データ線DLおよび画素Pは、図1に示したものに対応している。
図1でも示したように本実施の形態では、各画素Pの画素電極Npに接続する保持容量素子27のもう一端は、その次段のゲート線GL(次に活性化されるゲート線GL)に接続される。つまり各画素Pは、その次段のゲート線GLを用いて容量結合駆動される。
図2および図3に示すように、各単位シフトレジスタSRは、入力端子IN、第1および第2出力端子OUT,OUTS、第1および第2クロック端子CK1,CK2、第1および第2制御信号端子CTA,CTB並びにリセット端子RSTを備えている。各単位シフトレジスタSRの第1出力端子OUTにはそれぞれゲート線GLが接続する。つまり第1出力端子OUTから出力される信号Gは、ゲート線GLを活性化するための垂直(水平)走査パルスとなる。
ダミーシフトレジスタSRDA1は、単位シフトレジスタSRと同様の構成を有するシフトレジスタであり、その第1出力端子OUTにはダミー線DMLAが接続する。ダミー線DMLは、ゲート線GLnで駆動される画素Pn1〜Pnmの保持容量素子27が接続され、当該保持容量素子27を介して画素電極Npと容量結合している。
またダミーシフトレジスタSRDA2も、単位シフトレジスタSRと同様のものでよいが、第1出力端子OUT並びに第1および第2制御信号端子CTA,CTBを有する必要がないため(詳細は後述する)、それらが省略されている。
クロック信号発生器131は、6つのクロック信号CLKG1,CLKG2,CLKG3,CLKS1,CLKS2,CLKS3を発生する。クロック信号CLKG1〜CLKG3はそれぞれ位相の異なる3相のクロック信号である。クロック信号CLKS1〜CLKS3もそれぞれ位相の異なる3相のクロック信号であり、それぞれ上記のクロック信号CLKG1〜CLKG3に位相が揃えられている。但し、クロック信号CLKS1〜CLKS3とクロック信号CLKG1〜CLKG3とでは、そのL(Low)レベルの電位が異なる。クロック信号CLKS1〜CLKS3のLレベル(非活性レベル)の電位をVSS1、クロック信号CLKG1〜CLKG3のLレベルの電位をVSS2と定義すると、電位VSS2は電位VSS1よりも高く設定されている(VSS1<VSS2)。またクロック信号CLKG1〜CLKG3,CLKS1〜CLKS3のHレベルの電位は全て電位VDDであるとする。
各単位シフトレジスタSRの第1クロック端子CK1にはクロック信号CLKG1〜CLKG3のうちの1つが供給され、第2クロック端子CK2にはクロック信号CLKS1〜CLKS3のうちの1つが供給される。具体的には、各単位シフトレジスタSRの第1および第2クロック端子CK1,CK2には、自己の前段に入力されるものの次に活性化するクロック信号がそれぞれ入力される。
本実施の形態では、クロック信号CLKG1〜CLKG3は、CLKG1,CLKG2,CLKG3,CLKG1,…の順に繰り返し活性化し、クロック信号CLKS1〜CLKS3もそれと同じタイミングで、CLKS1,CLKS2,CLKS3,CLKS1…の順に繰り返し活性化するものとする。この場合、例えば第k段目の単位シフトレジスタSRkにクロック信号CLKG1,CLKS1が入力されるとすると、その次段である単位シフトレジスタSRk+1にクロック信号CLKG2,CLKS2が入力され、そのさらに次段の単位シフトレジスタSRk+2にはクロック信号CLKG3,CLKS3が入力される。即ち、単位シフトレジスタSRの第1および第2クロック端子CK1,CK2は、SR1,SR2,SR3,…の順に活性化される。
制御信号発生器132は、映像信号のフレーム期間毎に交番する互いに相補の制御信号VFR,/VFRを発生する。各単位シフトレジスタSRの第1および第2制御信号端子CTA,CTBには、制御信号VFR,/VFRの何れかが入力される。制御信号VFR,/VFRは、隣接画素の容量結合駆動の動作を規定するものである。よって各単位シフトレジスタSRにおいて第1および第2制御信号端子CTA,CTBに制御信号VFR,/VFRのどちらが入力されるかは、その隣接するゲート線GLで駆動される画素Pに書き込まれる表示信号の極性により決定される。
液晶表示装置では、液晶材料の劣化を防止するために、一定周期で表示信号の極性を反転させることが一般的であるが、本実施の形態では、1画素ライン毎(1ゲート線毎)に極性を反転する「ライン反転駆動」を想定する。この場合、図2および図3の如く、制御信号VFR,/VFRを1段ごとに入れ替えて入力する。即ち、奇数段(単位シフトレジスタSR1,SR3,…)では、第1制御信号端子CTAに制御信号VFRを入力し、第2制御信号端子CTBには制御信号/VFRを入力する。偶数段では逆に、第1制御信号端子CTAに制御信号/VFRを入力し、第2制御信号端子CTBには制御信号VFRを入力する。
また図示は省略するが、フレーム毎に表示信号の極性を反転する「フレーム反転駆動」の場合には、全ての段において、第1制御信号端子CTAに制御信号VFR(又は/VFR)を入力し、第2制御信号端子CTBには制御信号/VFR(又はVFR)を入力する。
上記のとおり、各単位シフトレジスタSRの第1出力端子OUTから出力される信号Gは、それぞれ対応するゲート線GLの駆動に用いられる。一方、各単位シフトレジスタSRの第2出力端子OUTSは、自己の次段の入力端子IN並びに自己の2段前段(前々段)のリセット端子RSTに接続される。言い換えれば、各単位シフトレジスタSRの入力端子INは自己の前段の第2出力端子OUTSに接続され、リセット端子RSTは自己の2段後段(次々段)の第2出力端子OUTSに接続される。第2出力端子OUTSから出力される信号GSは、ゲート線GLの駆動に用いられないが、ゲート線駆動回路における信号のシフト動作を制御する目的で用いられる。以下、第1出力端子OUTから出力される信号Gを「ゲート線駆動信号」と称し、第2出力端子OUTSから出力される信号GSを「シフト信号」と称する。
なお、最前段である単位シフトレジスタSR1の入力端子INには、信号のシフト動作を開始させるためのスタート信号STが入力される。スタート信号STは、映像信号のフレーム期間の先頭に対応するタイミングで活性化される(Hレベルになる)信号である。
また最後から2段目の単位シフトレジスタSRn-1のリセット端子RSTには、その2段後段であるダミーシフトレジスタSRDA1の第2出力端子OUTSから出力される信号DMAS1を入力する。同様に、最後段の単位シフトレジスタSRnのリセット端子RSTには、その2段後段であるダミーシフトレジスタSRDA2の第2出力端子OUTSから出力される信号DMAS2を入力する。
一方、ダミーシフトレジスタSRDA1,SRDA2は自己の2段後段を有さない。そのためダミーシフトレジスタSRDA1のリセット端子RSTは、自己の次段であるダミーシフトレジスタSRDA2には、上記の信号DMAS1を入力させる。またダミーシフトレジスタSRDA2のリセット端子RSTには、自身の第1および第2クロック端子CK1,CK2に入力されるクロック信号(ここではクロック信号CLKS1)とは位相の異なるクロック信号(ここではクロック信号CLKS1から1H(1水平周期)遅延したクロック信号CLKS2)を入力させる。
図4は、実施の形態1に係る単位シフトレジスタSRの具体的な回路図である。ゲート線駆動回路を構成する単位シフトレジスタSRは基本的にどれも同じ構成であるので、図4では代表的に第k段目の単位シフトレジスタSRkを示している。
単位シフトレジスタSRに用いられるトランジスタとしては、MOS(Metal-Oxide Semiconductor)トランジスタ、ポリシリコン薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)、アモルファス(非晶質)シリコンTFT、有機TFTのいずれも使用可能である。本実施の形態では、単位シフトレジスタSRを構成するトランジスタは全てN型TFTであるとする。また図2および図3に示す各画素Pの画素スイッチ素子26もN型TFTであるとする。このように単位シフトレジスタSRのトランジスタと画素スイッチ素子26とを同一導電型のトランジスタにすることで、製造工程数を少なくすることができる。
N型TFTは、ゲートがソースに対しH(High)レベルになると活性(オン)状態となり、同じくL(Low)レベルで非活性(オフ)状態となる。つまり各信号のHレベルが活性レベル、Lレベルが非活性レベルと定義される。もちろん本発明はP型トランジスタで構成された回路にも適用可能である。P型トランジスタの場合は、ゲートがソースに対しLレベルになると活性(オン)状態となり、同じくHレベルになると非活性(オフ)状態となる。その場合には、各信号のLレベルが活性レベル、Hレベルが非活性レベルと定義される。
以下、実施の形態1に係る単位シフトレジスタSRの構成について説明する。図4に示すように、当該単位シフトレジスタSRは、図2に示した各信号端子の他に、低電位側電源電位VSS1(即ち、上記のクロック信号CLKS1〜CLKS3のLレベルの電位)が供給される第1電源端子S1、高電位側電源電位VDD1が供給される第2電源端子S2、低電位側電源電位VSS3が供給される第3電源端子S3および高電位側電源電位VDD2が供給される第4電源端子S4を備えている。
表示装置の基準電位は一般的に画素に書き込まれる表示信号の電位を基準に設定されるが、以下の説明においては、簡単のため電位VSS1を基準電位と定める。また電位VSS3は、電位VSS1および電位VSS2(即ち、クロック信号CLKG1〜CLKG3のLレベルの電位)よりも高く設定されている。つまり、VSS1<VSS2<VSS3の関係が成立する。
さらに、高電位側電源電位VDD1,VDD2の電位は、当該単位シフトレジスタSRの各トランジスタを正常に動作できる範囲であれば任意でよいが、ここでは共に上記の電位VDD(即ち、クロック信号CLKG1〜CLKG3,CLKS1〜CLKS3のHレベルと同じ)と等しいものとする。
図4のように当該単位シフトレジスタSRは、ゲート線駆動信号出力部141、シフト信号出力部142、プルアップ制御部143、第1プルダウン制御部144、第2プルダウン制御部145およびプルダウン制御信号保持部146から構成されている。
ゲート線駆動信号出力部141は、第1出力端子OUTからゲート線駆動信号Gkを出力させるための回路であり、トランジスタQ1,Q2A,Q2Bおよび容量素子C1から成っている。トランジスタQ1は、第1出力端子OUTと第1クロック端子CK1との間に接続し、第1クロック端子CK1に入力されるクロック信号CLKGi(クロック信号CLKG1〜CLKG3の何れか)を第1出力端子OUTに供給するものである。よってゲート線駆動信号GkのHレベルは、クロック信号CLKGiのHレベルに相当する電位VDDとなる。
トランジスタQ2Aは第1出力端子OUTと第1電源端子S1との間に接続し、トランジスタQ2Bは第1出力端子OUTと第3電源端子S3との間に接続する。つまりトランジスタQ2Aは、第1出力端子OUTに電位VSS1を供給するものであり、トランジスタQ2Bは第1出力端子OUTに電位VSS3を供給するものである。従って、ゲート線駆動信号GkのLレベル(非活性レベル)の電位は、トランジスタQ2A,Q2Bのどちらがオンするかによって電位VSS1あるいはVSS3に変化する。
ここで、トランジスタQ1のゲート(制御電極)が接続するノードを「ノードN1」と定義する。トランジスタQ1のゲート・ソース間すなわちノードN1と出力端子OUTとの間には容量素子C1が設けられている。この容量素子C1は、出力端子OUTとノードN1とを容量結合し、出力端子OUTのレベル上昇に伴うノードN1の昇圧効果を高めるためのものである。但し、容量素子C1は、トランジスタQ1のゲート・チャネル間容量が充分大きい場合にはそれで置き換えることができ、その場合には省略してもよい。
シフト信号出力部142は、第2出力端子OUTSからシフト信号GSkを出力させるための回路であり、トランジスタQ1S,Q2AS,Q2BSから成っている。トランジスタQ1Sは、第2出力端子OUTSと第2クロック端子CK2との間に接続し、第2クロック端子CK2に入力されるクロック信号CLKSi(クロック信号CLKS1〜CLKS3の何れか)を第2出力端子OUTSに供給するものである。よってシフト信号GSkのHレベルは、クロック信号CLKSiのHレベルに相当する電位VDDとなる。
トランジスタQ2AS,Q2BSは、共に第2出力端子OUTSと第1電源端子S1との間に接続されている。つまりトランジスタQ2AS,Q2BSは、共に第2出力端子OUTSの電位をVSS1にするものである。従って、第2出力端子OUTSから出力されるシフト信号GSkのLレベルは常に電位VSS1になる。
トランジスタQ1Sのゲートは、トランジスタQ1のゲート(ノードN1)に接続される。またトランジスタQ2ASのゲートはトランジスタQ2Aのゲートに接続され、トランジスタQ2BSのゲートはトランジスタQ2Bのゲートに接続される。ここで、トランジスタQ2A,Q2ASのゲートが接続するノードを「ノードN2A」、トランジスタQ2B,Q2BSのゲートが接続するノードを「ノードN2B」と定義する。
プルアップ制御部143は、ノードN1のレベルを制御することによりトランジスタQ1,Q1Sを駆動し、それによってゲート線駆動信号Gkおよびシフト信号GSkのHレベル出力を制御する。プルアップ制御部143は、トランジスタQ3,Q4から成っている。トランジスタQ3は、入力端子INに接続したゲートを有し、ノードN1と第2電源端子S2との間に接続されている。つまりトランジスタQ3は、入力端子INに入力される前段のシフト信号GSk-1の活性化に応じてノードN1を充電するものである。トランジスタQ4は、リセット端子RSTに接続したゲートを有し、ノードN1と第1電源端子S1との間に接続されている。つまりトランジスタQ4は、2段後段のシフト信号GSk+2の活性化に応じてノードN1を放電するものである。
このプルアップ制御部143の動作により、トランジスタQ1,Q1Sは、前段のシフト信号GSk-1の活性化に応じてオンし、2段後段のシフト信号GSk+2の活性化に応じてオフするように駆動される。
第1および第2プルダウン制御部144,145は、それぞれノードN2A,N2Bのレベルを制御することによりトランジスタQ2A,Q2B,Q2AS,Q2BSを駆動する。それによって、ゲート線駆動信号Gkおよびシフト信号GSkのLレベル出力を制御する。ここで、図4には第1制御信号端子CTAに制御信号VFRが入力され、第2制御信号端子CTBに制御信号/VFRが入力されている例を示しているが、上記のように、第1および第2制御信号端子CTA,CTBにそれぞれ制御信号VFR,/VFRのどちらが入力されるかは隣接ゲート線で駆動GLされる画素Pに書き込まれる表示信号の極性により決まる。
第1プルダウン制御部144は、ノードN2Aの充放電を行うことでトランジスタQ2A,Q2ASを駆動させるものであり、トランジスタQ5A,Q6A,Q7Aから成っている。トランジスタQ5Aは、ノードN2Aに接続したゲートを有し、ノードN1と第1電源端子S1との間に接続している。トランジスタQ6Aは、ノードN1に接続したゲートを有し、ノードN2Aと第1電源端子S1との間に接続している。よってトランジスタQ5Aは、ノードN2AがHレベルのときノードN1を放電し、トランジスタQ6Aは、ノードN1がHレベルのときノードN2Aを放電するよう動作する。従ってノードN1,N2Aは、その一方がHレベルにされるともう一方はLレベルになる。
またトランジスタQ7Aは、リセット端子RSTに接続したゲートを有し、ノードN2Aと第1制御信号端子CTAとの間に接続している。よってトランジスタQ7Aは、2段後段のシフト信号GSk+2の活性化に応じて、ノードN2Aに第1制御信号端子CTAのレベルを供給するよう動作する。つまりノードN2Aは、第1制御信号端子CTAに入力される制御信号(VFRまたは/VFR)がHレベルであれば充電されるが、それがLレベルの場合には充電されない。
第2プルダウン制御部145は、ノードN2Bの充放電を行うことでトランジスタQ2B,Q2BSを駆動させるものであり、トランジスタQ5B,Q6B,Q7Bから成っている。トランジスタQ5Bは、ノードN2Bに接続したゲートを有し、ノードN1と第1電源端子S1との間に接続している。トランジスタQ6Bは、ノードN1に接続したゲートを有し、ノードN2Bと第1電源端子S1との間に接続している。よってトランジスタQ5BはノードN2BがHレベルのときノードN1を放電し、トランジスタQ6BはノードN1がHレベルのときノードN2Bを放電するよう動作する。従ってノードN1,N2Bは、その一方がHレベルにされるともう一方はLレベルになる。
またトランジスタQ7Bは、リセット端子RSTに接続したゲートを有し、ノードN2Bと第2制御信号端子CTBとの間に接続している。よってトランジスタQ7Bは、2段後段のシフト信号GSk+2の活性化に応じて、ノードN2Bに第2制御信号端子CTBのレベルを供給するよう動作する。つまり第2制御信号端子CTBに入力される制御信号(VFRまたは/VFR)がHレベルであればノードN2Bは充電されるが、それがLレベルの場合には充電されない。
第1および第2制御信号端子CTA,CTBに入力される制御信号VFR,/VFRは互いに相補な信号であるので、ノードN2A,N2Bは、そのどちらか片方が充電されることとなる。つまり制御信号VFR,/VFRは、ノードN2A,N2Bのどちらを充電するか、即ち、トランジスタQ2A,Q2ASおよびトランジスタQ2B,Q2BSのどちらをオンさせるかを選択する制御信号として機能している。
以下では簡単のため、制御信号VFR,/VFRのHレベルの電位はVDD(即ち、クロック信号CLKG1〜CLKG3,CLKS1〜CLKS3のHレベルと同じ)であるとし、Lレベルの電位はVSS1(基準電位)であるとする。
プルダウン保持部146は、第1および第2プルダウン制御部144,145により設定されたノードN2A,N2Bのレベルを保持する回路である。当該プルダウン保持部146は、トランジスタQ8A,Q8B,Q9A,Q9B,Q10A,Q10Bとから構成される。
トランジスタQ8Aは、ノードN2Bに接続したゲートを有しノードN2Aと第1電源端子S1との間に接続する。トランジスタQ9Aは、ノードN2Aと第4電源端子S4との間に接続し、ゲートが第4電源端子S4に接続している。つまりトランジスタQ9Aは、第4電源端子S4側がアノード、ノードN2A側がカソードとなるようにダイオード接続されている。トランジスタQ8Aは、トランジスタQ9Aよりもオン抵抗が充分低く設定されている。よってノードN2BがHレベルになりトランジスタQ8Aがオンしたとき、ノードN2AはLレベルになる。つまりトランジスタQ8A,Q9Aは、トランジスタQ9Aを負荷素子とし、ノードN2Bを入力端、ノードN2Aを出力端とするレシオ型インバータを構成している。
一方、トランジスタQ8Bは、ノードN2Aに接続したゲートを有しノードN2Bと第1電源端子S1との間に接続する。トランジスタQ9Bは、ノードN2Bと第4電源端子S4との間に接続し、ゲートが第4電源端子S4に接続している。つまりトランジスタQ9Bは、第4電源端子S4側がアノード、ノードN2B側がカソードとなるようにダイオード接続されている。トランジスタQ8Bは、トランジスタQ9Bよりもオン抵抗が充分低く設定されている。よってノードN2AがHレベルになりトランジスタQ8Bがオンしたとき、ノードN2BはLレベルになる。つまりトランジスタQ8B,Q9Bは、トランジスタQ9Bを負荷素子とし、ノードN2Aを入力端、ノードN2Bを出力端とするレシオ型インバータを構成している。
つまり、上記2つのインバータはループ上に接続されており、フリップフロップ回路を構成している。よってトランジスタQ9A,Q9Bは、当該フリップフロップ回路の出力ノードであるノードN2A,N2Bが高インピーダンス状態でHレベルを保持するときに、リーク電流に起因するそのHレベルの電位低下を補償する役割を担っている。
トランジスタQ10Aは、ノードN1に接続したゲートを有し、ノードN2Aと第1電源端子S1との間に接続されており、トランジスタQ10Bは、ノードN1に接続したゲートを有し、ノードN2Bと第1電源端子S1との間に接続されている。トランジスタQ10A,Q10Bは、それぞれトランジスタQ9A,Q9Bよりもオン抵抗が充分低く設定されている。通常、フリップフロップ回路の2つの出力ノードは、一方がHレベル、他方がLレベルの状態が保持されるが、このプルダウン保持部146においては、ノードN1がHレベルになっている間、トランジスタQ10A,Q10BがオンすることでノードN2A,N2Bの両方が共にLレベルになる。
図5は本実施の形態の単位シフトレジスタSRを4段縦続接続させたものを示しており、より具体的に最前段(第1段目)〜第4段目の単位シフトレジスタSR1〜SR4を示している。最前段の入力端子INにはスタート信号STが入力されており、当該スタート信号STの活性化を切っ掛けに、最前段から順番にゲート線駆動信号G1,G2,G3,G4が順に活性化されるように動作する。
以下、図5に示す単位シフトレジスタSR1〜SR4の動作を詳細に説明する。図6は、その動作を説明するための波形図である。互いに相補な制御信号VFR,/VFRは、表示装置の1フレーム毎のブランキング期間にそのレベルが交番する(図6の時刻t1および時刻t7)。ここで、制御信号VFRがHレベルの期間を奇数フレーム、Lレベルの期間を偶数フレームと定義する。また簡単のため、各トランジスタのしきい値電圧は全て等しいものと仮定し、その値をVthとする。
なお図6においては図示の簡単のため、あるクロック信号の立ち下がりタイミング(非活性化タイミング)と、その次に活性化するクロック信号の立ち上がりタイミング(活性化タイミング)とが同時であるように示されている。実際には信号遅延等を考慮し、図7に示すように、各クロック信号の活性期間(Hレベルになる期間)と、その次に活性化するクロック信号の活性期間との間には所定の間隔Δt(以下「クロック時間間隔」と称す)が設けられる。
図7の時刻t1〜t6は図6に示したものに対応している。図7において、時刻t1〜t6は各クロックの立ち下がりのタイミングに対応しており、その後クロック時間間隔Δt経過したときにその次に活性化するクロック信号が立ち上がる。以下では図6を用い、Δtを無視して説明する。
図5および図6を参照し、時刻t1で奇数フレームになったとする。つまり制御信号VFR,/VFRがそれぞれHレベル、Lレベルに変化する。各単位シフトレジスタSRにおいては、制御端子CTA、CTBの電圧が変化することになるが、このときトランジスタQ7A,Q7Bはオフしており、またノードN2A,N2Bのレベルはプルダウン保持部146により保持されているため、ノードN2A,N2Bのレベル変化はない。
このとき奇数段である単位シフトレジスタSR1,SR3においては、ノードN2AはLレベル、ノードN2BはHレベルになっている。逆に偶数段である単位シフトレジスタSR2,SR4では、ノードN2AはHレベル、ノードN2BはLレベルになっている。従って、単位シフトレジスタSR1,SR3では、ゲート線駆動信号出力部141のトランジスタQ2Bがオンしており、それらの第1出力端子OUT(ゲート線駆動信号G1,G3)は電位VSS3のLレベルとなっている。逆に単位シフトレジスタSR2,SR4では、ゲート線駆動信号出力部141のトランジスタQ2Aがオンしており、第1出力端子OUT(シフト信号GS2,GS3)は電位VSS1のLレベルとなっている。
一方、単位シフトレジスタSR1,SR3のシフト信号出力部142ではトランジスタQ2BSがオンしており、第2出力端子OUTS(シフト信号GS1,GS3)は電位VSS1のLレベルとなっている。また単位シフトレジスタSR2,SR4のシフト信号出力部142では、トランジスタQ2ASがオンしており、第2出力端子OUTS(シフト信号GS1,GS3)も電位VSS1のLレベルとなっている。
なお、図6ではシフト信号GS1〜GS4の図示は省略しているが、それらのLレベルの電位は一定値VSS1であり、そのことを除いてそれぞれゲート線駆動信号G1〜G4と同様にレベル遷移することを、ここで言及しておく。
そして時刻t2で、単位シフトレジスタSR1の入力端子INに入力されるスタート信号STがHレベルになる。このときの単位シフトレジスタSR1の動作を説明する。スタート信号STがHレベルになると、プルアップ制御部143ではトランジスタQ3がオンする。このときノードN2BがHレベルであるのでトランジスタQ5Bがオンしているが、トランジスタQ3のオン抵抗はトランジスタQ5Bよりも充分低く設定されているため、ノードN1はHレベル(VDD−Vth)になる。以下、各単位シフトレジスタSRにおいてそのノードN1がHレベルの状態を「セット状態」と称する。
単位シフトレジスタSR1のノードN1がHレベルになったことで、そのトランジスタQ6B,Q10Bはオンし、ノードN2BがLレベル(VSS1)になる。ノードN2BがLレベルになるとトランジスタQ8Aがオフになるが、先ほどノードN1がHレベルになったときトランジスタQ6A,Q10Aがオンするので、ノードN2AはLレベルに維持される。このように単位シフトレジスタSR1がセット状態になると、そのノードN2A,N2Bは共にLレベルになり、第1出力端子OUTをプルダウンするトランジスタQ2A,Q2B、並びに第2出力端子OUTSをプルダウンするQ2AS,Q2BSは全てオフの状態になる。
また時刻t2では、単位シフトレジスタSR1のノードN1がHレベルになったことで、そのゲート線駆動信号出力部141ではトランジスタQ1がオンになる。そのため単位シフトレジスタSR1の第1出力端子OUTにはクロック信号CLKG1が供給されるようになる。時刻t2ではクロック信号CLKG1はLレベルであるので、ゲート線駆動信号G1はLレベルのままであるが、その電位はクロック信号CLKG1のLレベルと同じVSS2に変化する。
単位シフトレジスタSR1のシフト信号出力部142では、トランジスタQ1Sがオンになり、第2出力端子OUTSにクロック信号CLKS1が供給されるようになるが、クロック信号CLKS1のLレベルの電位はVSS1であるのでシフト信号GS1のLレベルの電位に変化はない。
時刻t3では、スタート信号STがLレベルになった後、クロック信号CLKG1がHレベルになる。このときの単位シフトレジスタSR1の動作を説明する。単位シフトレジスタSR1のゲート線駆動信号出力部141においては、トランジスタQ1を通して第1出力端子OUTにクロック信号CLKG1のHレベルが伝達される。つまりゲート線駆動信号G1がHレベルになり、ゲート線GL1が活性状態(選択状態)になる。
一方、ゲート線駆動信号出力部142においては、トランジスタQ1Sを通して第2出力端子OUTSにクロック信号CLKS1のHレベルが伝達される。つまりシフト信号GS1がHレベルになる。
なお、スタート信号STがLレベルになった時点でトランジスタQ3はオフしており、このときノードN1はフローティング状態である。そのため第1および第2出力端子OUT,OUTSのレベルが上昇すると、トランジスタQ1,Q1Sのゲート・チャネル間容量および容量素子C1を介する結合により、ノードN1の電位も上昇する。その結果トランジスタQ1,QSは、そのゲート・ソース間電位が大きく保たれ、非飽和領域で動作する。そのためゲート線駆動信号G1のHレベルの電位はクロック信号CLKG1のHレベルと同じVDDとなり、シフト信号GS1のHレベルの電位もクロック信号CLKS1のHレベルと同じVDDとなる。
単位シフトレジスタSR1が出力するシフト信号GS1がHレベルになると、それが入力される単位シフトレジスタSR2の入力端子INがHレベルになる。このときの単位シフトレジスタSR2の動作を説明する。時刻t3でシフト信号GS1がHレベルになると、単位シフトレジスタSR2において、トランジスタQ3がオンしてノードN1がHレベルになる(即ち、単位シフトレジスタSR2がセット状態になる)。
この結果、そのトランジスタQ6A,Q10AがオンしてノードN2AがLレベルになり、トランジスタQ2A、Q2ASがオフになる。このときトランジスタQ6B,Q10BもオンしてノードN2BはLレベルに維持され、トランジスタQ2B、Q2BSはオフに維持される。さらにトランジスタQ1,Q1Sがオンとなるので、ゲート線駆動信号G2はクロック信号CLKG2と同じく電位VSS2のLレベルになり、シフト信号GS2はクロック信号CLKS2と同じく電位VSS1のLレベルになる。
続いて、時刻t4でクロック信号CLKG1がLレベル(VSS2)になる。このときの単位シフトレジスタSR1の動作を説明する。単位シフトレジスタSR1のトランジスタQ1はオンしているため、当該トランジスタQ1により第1出力端子OUTが放電され、ゲート線駆動信号G1はクロック信号CLKG1と同じく電位VSS2のLレベルになる。それによりゲート線GL1の選択期間が終了する。このときクロック信号CLKS1もLレベル(VSS1)になるので、第2出力端子OUTSはトランジスタQ1Sにより放電され、シフト信号GS1はLレベル(VSS1)になる。
また時刻t4では、クロック信号CLKG1がLレベルになった後に、単位シフトレジスタSR2の第1クロック端子CK1に供給されるクロック信号CLKG2がHレベルになる。このときの単位シフトレジスタSR2の動作を説明する。単位シフトレジスタSR2のトランジスタQ1はオンしているので、それ通して第1出力端子OUTにクロック信号CLKG2のHレベルが伝達され、ゲート線駆動信号G2がHレベル(VDD)になる。その結果、ゲート線GL2が選択状態になる。またクロック信号CLKS2もHレベルになるので、それがトランジスタQ1Sを通して第2出力端子OUTSに伝達され、シフト信号GS2もHレベル(VDD)になる。
単位シフトレジスタSR2が出力するシフト信号GS2がHレベルになると、それが入力される単位シフトレジスタSR3の入力端子INがHレベルになる。このときの単位シフトレジスタSR3の動作を説明する。単位シフトレジスタSR3において、入力端子INがHレベルになるとトランジスタQ3がオンしてノードN1がHレベルになる(即ち、単位シフトレジスタSR3がセット状態になる)。
この結果、トランジスタQ6B,Q10BがオンしてノードN2BがLレベルになり、トランジスタQ2B、Q2BSがオフになる。このときトランジスタQ6A,Q10AもオンしてノードN2AはLレベルに維持され、トランジスタQ2A、Q2ASはオフに維持される。さらにトランジスタQ1,Q1Sがオンとなるので、ゲート線駆動信号G3はクロック信号CLKG3と同じく電位VSS2のLレベルになり、シフト信号GS3はクロック信号CLKS3と同じく電位VSS1のLレベルになる。
時刻t5で、クロック信号CLKG2がLレベル(VSS2)になる。このときの単位シフトレジスタSR2の動作を説明する。単位シフトレジスタSR2のトランジスタQ1はオンしているため、それを通して第1出力端子OUTが放電され、ゲート線駆動信号G2はクロック信号CLKG2と同じく電位VSS2のLレベルになる。それによりゲート線GL2の選択期間が終了する。このときクロック信号CLKS2もLレベル(VSS1)になるので、第2出力端子OUTSはトランジスタQ1Sにより放電され、シフト信号GS2はLレベル(VSS1)になる。
また時刻t5では、クロック信号CLKG2がLレベルになった後、単位シフトレジスタSR3の第1クロック端子CK1に入力されるクロック信号CLKG3がHレベルになる。このときの単位シフトレジスタSR3の動作を説明する。単位シフトレジスタSR3のトランジスタQ1はオンしているので、それを通して第1出力端子OUTにクロック信号CLKG3のHレベルが伝達され、ゲート線駆動信号G3がHレベル(VDD)になる。その結果、ゲート線GL3が選択状態になる。またクロック信号CLKS3もHレベルになるので、それがトランジスタQ1Sを通して第2出力端子OUTSに伝達され、シフト信号GS3もHレベル(VDD)になる。
単位シフトレジスタSR3が出力するシフト信号GS3がHレベルになると、単位シフトレジスタSR4の入力端子INがHレベルになる。このときの単位シフトレジスタSR4の動作を説明する。単位シフトレジスタSR4において、入力端子INがHレベルになるとトランジスタQ3がオンしてノードN1がHレベルになる(即ち、単位シフトレジスタSR4がセット状態になる)。
この結果、そのトランジスタQ6A,Q10AがオンしてノードN2AがLレベルになり、トランジスタQ2A、Q2ASがオフになる。このときトランジスタQ6B,Q10BもオンしてノードN2BはLレベルに維持され、トランジスタQ2B、Q2BSはオフに維持される。さらにトランジスタQ1,Q1Sがオンとなるので、ゲート線駆動信号G4はクロック信号CLKG1と同じく電位VSS2のLレベルになり、シフト信号GS4はクロック信号CLKS1と同じく電位VSS1のLレベルになる。
また単位シフトレジスタSR3が出力するシフト信号GS3は、単位シフトレジスタSR1のリセット端子RSTにも入力されているので、時刻t5では単位シフトレジスタSR1のリセット端子RSTがHレベルになる。このときの単位シフトレジスタSR1の動作を説明する。単位シフトレジスタSR1では、リセット端子RSTがHレベルになるとトランジスタQ4がオンし、ノードN1が放電されてLレベル(VSS1)になる。以下、各単位シフトレジスタSRにおいてそのノードN1がLレベルの状態を「リセット状態」と称する。ノードN1がLレベルになると、トランジスタQ1,Q1S,Q6A,Q6B,Q10A,Q10Bがオフになる。
またリセット端子RSTがHレベルになったことで、トランジスタQ7A,Q7Bもオンになる。単位シフトレジスタSR1では、第1制御信号端子CTAに制御信号VFRが入力され、第2制御信号端子CTBに制御信号/VFRが入力されている。奇数フレームでは、制御信号VFRがHレベルであり制御信号/VFRがLレベルであるので、このとき単位シフトレジスタSR1の制御端子CTAはHレベル(VDD)、第2制御信号端子CTBはLレベルとなっている。よってノードN2Aは、トランジスタQ7Aを通して充電されHレベル(VDD−Vth)になるが、ノードN2BはLレベルのままである。この結果、トランジスタQ2A,Q2BのうちトランジスタQ2Aだけがオンになり、第1出力端子OUTに第1電源端子S1の電位VSS1が供給され、ゲート線駆動信号G1のLレベルの電位はVSS1に変化(下降)する。
このようにノードN2AがHレベル、ノードN2BがLレベルになると、プルダウン保持部146において、トランジスタQ8Aがオフ、トランジスタQ8Bがオンとなる。その結果、トランジスタQ8A,Q8B,Q9A,Q9Bから成るフリップフロップ回路によって、ノードN2AのHレベルおよびノードN2BのLレベルが保持されることになる。
この単位シフトレジスタSR1の状態は、次のフレームで入力端子INに入力される信号(スタート信号ST)がHレベルになるまで(図6の時刻t8まで)の約1フレーム期間継続される。
時刻t6で、クロック信号CLKG3がLレベル(VSS2)になる。このときの単位シフトレジスタSR3の動作を説明する。単位シフトレジスタSR3のトランジスタQ1はオンしているため、それを通して第1出力端子OUTが放電され、ゲート線駆動信号G3はクロック信号CLKG3と同じく電位VSS2のLレベルになる。それによりゲート線GL3の選択期間が終了する。このときクロック信号CLKS3もLレベル(VSS1)になるので、第2出力端子OUTSはトランジスタQ1Sにより放電され、シフト信号GS3はLレベル(VSS1)になる。
また時刻t6では、クロック信号CLKG2がLレベルになった後、再びクロック信号CLKG1がHレベルになる。このとき単位シフトレジスタSR1はリセット状態であり、そのトランジスタQ1,Q1Sはオフしているため、ゲート線駆動信号G1およびシフト信号GS1の電位は変化しない。
一方、単位シフトレジスタSR4はセット状態である。このときの単位シフトレジスタSR4の動作を説明する。単位シフトレジスタSR4では、トランジスタQ1がオンしているため、それを通して第1出力端子OUTにクロック信号CLKG4のHレベルが伝達され、ゲート線駆動信号G4がHレベル(VDD)になる。その結果、ゲート線GL4が選択状態になる。またクロック信号CLKS4もHレベルになるので、それがトランジスタQ1Sを通して第2出力端子OUTSに伝達され、シフト信号GS4もHレベル(VDD)になる。
単位シフトレジスタSR4が出力するシフト信号GS4は、不図示の単位シフトレジスタSR5の入力端子INに入力される。よってシフト信号GS4がHレベルになる時刻t6では、時刻t2における単位シフトレジスタSR1、あるいは時刻t4における単位シフトレジスタSR3と同様の動作により、単位シフトレジスタSR5がセット状態になる。
またシフト信号GS4は、単位シフトレジスタSR2のリセット端子RSTにも入力されているので、時刻t6では単位シフトレジスタSR2のリセット端子RSTがHレベルになる。このときの単位シフトレジスタSR2の動作を説明する。単位シフトレジスタSR2では、リセット端子RSTがHレベルになるとトランジスタQ4がオンし、ノードN1が放電されてLレベル(VSS1)になる(つまり単位シフトレジスタSR2がリセット状態になる)。ノードN1がLレベルになると、トランジスタQ1,Q1S,Q6A,Q6B,Q10A,Q10Bがオフになる。
またリセット端子RSTがHレベルになったことで、トランジスタQ7A,Q7Bもオンになる。単位シフトレジスタSR2では、第1制御信号端子CTAに制御信号/VFRが入力され、第2制御信号端子CTBに制御信号VFRが入力されているので、このとき単位シフトレジスタSR2の制御端子CTAはLレベル、第2制御信号端子CTBはHレベルとなっている。よってノードN2AはLレベルのままであるが、ノードN2Bは、トランジスタQ7Bを通して充電されHレベル(VDD−Vth)になる。この結果、トランジスタQ2A,Q2BのうちトランジスタQ2Bだけがオンになり、第1出力端子OUTに第3電源端子S3の電位VSS3が供給され、ゲート線駆動信号G3のLレベルの電位はVSS3に変化(上昇)する。
このようにノードN2AがLレベル、ノードN2BがHレベルになると、プルダウン保持部146において、トランジスタQ8Aがオン、トランジスタQ8Bがオフとなる。その結果、トランジスタQ8A,Q8B,Q9A,Q9Bから成るフリップフロップ回路によって、ノードN2AのLレベル、ノードN2BのHレベルが保持されることになる。
この単位シフトレジスタSR2の状態は、次のフレームで入力端子INに入力される信号(シフト信号GS1)がHレベルになるまで(図6の時刻t9まで)の約1フレーム期間継続される。
以降、奇数フレームでは、単位シフトレジスタSR5〜SRnにおいても、上で説明した単位シフトレジスタSR1〜SR4と同様の動作が行われる。
その結果、単位シフトレジスタSR1〜SRnから、クロック信号CLKG1〜CLKG3,CLKS1〜CLKS3に同期して、ゲート線駆動信号Gおよびシフト信号GSが順番に(単位シフトレジスタSR1,SR2,…,SRnの順)活性化される。但し、奇数段のゲート線駆動信号G1,G3,G5,…においては、その活性期間(Hレベルの期間)の後にLレベルの電位下降(VSS2からVSS1への変化)が生じる。また偶数段のゲート線駆動信号G2,G4,G6,…においては、その活性期間の後にLレベルの電位上昇(VSS2からVSS3への変化)が生じる。
そして偶数フレームに移行するとき、時刻t7で制御信号VFRがLレベル、制御信号/VFRがHレベルに切り換わる。このとき各単位シフトレジスタSRのノードN2A,N2Bのレベルは、プルダウン制御信号保持部146により保持されているので、ゲート線駆動信号G1〜Gnのレベル変化はない。
先に述べたように、単位シフトレジスタSR1におけるノードN2AのHレベル、ノードN2BのLレベルは、次の偶数フレームでスタート信号STがHレベルになる時刻t8まで保持される。この状態は、上記時刻t3の前の単位シフトレジスタSR2と同じ状態である。従って時刻t8以降の単位シフトレジスタSR1の動作は、上で説明した時刻t3以降の単位シフトレジスタSR2と同様になる。
従って図6の如く、ゲート線駆動信号G1は、次にクロック信号CLKG1がHレベルになる時刻t9でHレベル(VDD)になり、クロック信号CLKG1がLレベルになる時刻t10でLレベル(VSS2)になる。そして単位シフトレジスタSR3が出力するシフト信号GS3がHレベルになる時刻t11で、ゲート線駆動信号G1のLレベルの電位はVSS2からVSS3へと変化(上昇)する。
一方、単位シフトレジスタSR2におけるノードN2AのLレベル、ノードN2BのHレベルは、次の偶数フレームでシフト信号GS1がHレベルになる時刻t9まで保持される。この状態は、上記時刻t2の前の単位シフトレジスタSR1と同じ状態である。従って時刻t9以降の単位シフトレジスタSR2の動作は、上で説明した時刻t2以降の単位シフトレジスタSR1と同様になる。
従って図6の如く、ゲート線駆動信号G2は、次にクロック信号CLKG2がHレベルになる時刻t10でHレベル(VDD)になり、クロック信号CLKG2がLレベルになる時刻t11でLレベル(VSS2)になる。そして単位シフトレジスタSR4が出力するシフト信号GS4がHレベルになる時刻t12で、ゲート線駆動信号G2のLレベルの電位はVSS2からVSS1へと変化(下降)する。
このように、偶数フレームの場合には奇数フレームの場合に対して、偶数段と奇数段とで単位シフトレジスタSR内部の動作が入れ代わることになる。つまり、偶数フレームでも、単位シフトレジスタSR1,SR2,…,SRnがこの順にゲート線駆動信号Gおよびシフト信号GSを活性化させることには変わりはないが、奇数段のゲート線駆動信号G1,G3,G5,…には、その活性期間の後にLレベルの電位上昇(VSS2からVSS3への変化)が生じ、偶数段のゲート線駆動信号G2,G4,G6,…には、その活性期間の後に、Lレベルの電位下降(VSS2からVSS1への変化)が生じる。
以下、画素の容量結合駆動の作用・効果について説明する。ここでは図2に示すゲート線GL1に注目する。奇数フレームにおけるゲート線駆動信号G1の活性期間(図6の時刻t3〜時刻t4)では、画素P11〜P1mそれぞれの画素スイッチ素子(以下「画素トランジスタ」)26がオンになり、データ線DL1〜DLmから画素P11〜P1mの各画素電極Npに表示信号(表示データ)が書き込まれる。本実施の形態では、奇数フレームにおける画素P11〜P1mの各画素電極Npには、正極性の表示データVD(+)が書き込まれる。画素P11〜P1mの保持容量素子27それぞれの一端はゲート線GL2に接続されており、図6の如く、このときのゲート線GL2(ゲート線駆動信号G2)は電位VSS2のLレベルとなっている。
そして時刻t4で画素P11〜P1mの画素電極Npへの書き込みが終わり、ゲート線駆動信号G1が電位VSS2のLレベルになると、画素P11〜P1mそれぞれの画素トランジスタ26がオフになり、画素P11〜P1mの画素電極Npはデータ線DL1から分離され、フローティング状態になる。
時刻t4では、続いてゲート線駆動信号G2が電位VDDのHレベルになる。画素P11〜P1mの画素電極Npは保持容量素子27を介してデータ線DL2と容量結合しているため、ゲート線駆動信号G2の電位が上昇すると、その上昇分が所定の比率(画素電極Npに付随する寄生容量値と保持容量素子27の容量値との比で決まる)で画素P11〜P1mの画素電極Npの電位を上昇させる。
時刻t5で、ゲート線駆動信号G2が電位VSS2のLレベルに戻る。ゲート線駆動信号G2の電位の下降の大きさは、上記時刻t4におけるゲート線駆動信号G2の上昇の大きさと同じであるので、画素P11〜P1mの画素電極Npのレベルはデータ書き込み時のレベルに戻る。このように時刻t4〜t5の間、画素P11〜P1mの画素電極Npの画素電極の電位が上昇するが、液晶表示素子28の応答速度はそれほど速くないため、このような短期間(1H)の電位変化は画面表示には影響しない。
そして時刻t6で、ゲート線駆動信号G2のLレベルの電位がVSS2からVSS3に上昇すると、この上昇分が所定の比率で画素P11〜P1mの画素電極Npの電位を上昇させる。このとき画素P11〜P1mの画素電極Npに書き込まれているのは正極性の表示データVD(+)であるので、画素P11〜P1mの画素電極Npの電位が上昇することにより表示信号は増幅されることになる。その後は次のフレームまでゲート線駆動信号G2の電位は変化しないので、画素P11〜P1mの画素電極Npのレベルは、データ書き込み時よりも所定の電位だけ高く維持される。
そして次のフレーム(偶数フレーム)におけるゲート線駆動信号G1の活性期間(時刻t9〜時刻t10)においては、データ線DL1〜DLmから画素P11〜P1mの各画素電極Npに、負極性の表示データVD(−)が書き込まれる。図6の如く、このときのゲート線GL2(ゲート線駆動信号G2)は電位VSS2のLレベルとなっている。
そして時刻t10で画素P11〜P1mの画素電極Npへの書き込みが終わり、ゲート線駆動信号G1が電位VSS2のLレベルになると、画素P11〜P1mそれぞれの画素トランジスタ26がオフになり、画素P11〜P1mの画素電極Npはデータ線DL1から分離され、フローティング状態になる。また時刻t10では、続いてゲート線駆動信号G2が電位VDDのHレベルになる。このゲート線駆動信号G2の電位上昇分は、所定の比率で画素P11〜P1mの画素電極Npの電位を上昇させる。
時刻t11で、ゲート線駆動信号G2が電位VSS2のLレベルに戻る。ゲート線駆動信号G2の電位の下降の大きさは、上記時刻t10におけるゲート線駆動信号G2の上昇の大きさと同じであるので、画素P11〜P1mの画素電極Npのレベルはデータ書き込み時のレベルに戻る。
そして時刻t12で、ゲート線駆動信号G2のLレベルの電位がVSS2からVSS1に下降すると、この下降分が所定の比率で画素P11〜P1mの画素電極Npの電位を下降させる。このとき画素P11〜P1mの画素電極Npに書き込まれているのは負極性の表示データVD(−)であるので、画素P11〜P1mの画素電極Npの電位が下降することにより表示信号は増幅されることになる。その後は次のフレームまでゲート線駆動信号G2の電位は変化しないので、画素P11〜P1mの画素電極Npのレベルは、データ書き込み時よりも所定の電位だけ低く維持される。
ここでは代表的にゲート線GL1を用いて駆動される画素P11〜P1mの容量結合駆動について説明したが、それ以外の画素Pについても同様の動作が行われる。
以上のように、画素の容量結合駆動を行うことによって、表示信号の増幅効果が得られるので、データ線(ソース線)に供給する表示信号の振幅を小さくすることができ、データ線で消費される電力を低減させることができる。
なお上での説明は省略したが、ダミーシフトレジスタSRDA1は、単位シフトレジスタSR1〜SRnとほぼ同様な動作を行う。つまりその第2出力端子OUTSから出力される信号DMAS1は、2段前段の単位シフトレジスタSRn-1をリセット状態にするのに用いられ、第1出力端子OUTから出力される信号DMAは、画素Pn1〜Pnmの容量結合駆動に用いられる。
またダミーシフトレジスタSRDA2は、専らダミーシフトレジスタSRDA2をリセット状態にする目的で設けられている。そのためダミーシフトレジスタSRDA2は第2出力端子OUTSから信号DMAS2を出力できればよく、その信号DMAS2はダミーシフトレジスタSRDA1のリセット端子に入力される。よって、ダミーシフトレジスタSRDA2は、第1出力端子OUTおよびそのLレベルの電位を決定するための第1および第2制御信号端子CTA,CTBを有する必要はない。本実施の形態のダミーシフトレジスタSRDA2ではそれらが省略されている。
このように本実施の形態の単位シフトレジスタによれば、画素の容量結合駆動を行うことが可能であり、且つ全て同一導電型のトランジスタのみで構成することができる。そのため、当該単位シフトレジスタを用いて構成したゲート線駆動回路を画素と同一の基板上に形成する場合における製造工程数を抑えることができる。その結果、容量結合駆動による画像表示装置の低消費電力化に加え、低コスト化およびゲート線駆動回路の占有面積の縮小化に寄与できる。
なお図4の回路において、トランジスタQ6A,Q10Aは、ゲート、ソースおよびドレインの全てが共通であるので、そのどちらかを省略してもよい。同様にトランジスタQ6B,Q10Bは、ゲート、ソースおよびドレインの全てが共通であるので、そのどちらかを省略してもよい。図4においては、第1および第2プルダウン制御部144,145並びにプルダウン保持部146それぞれの機能の説明を容易にする目的で、トランジスタQ6A,Q10Aの両方、およびトランジスタQ6B,Q10Bの両方を備える構成を示した。
また本実施の形態では、各画素Pの画素電極Npは、その画素Pに対応するゲート線GLの次段のゲート線GLに保持容量素子27を介して容量結合されている。つまり各画素Pの容量結合駆動は、その次段のゲート線GLを駆動するゲート線駆動信号Gを用いて行われる。よって第1行目の画素ラインは、他の画素Pの容量結合駆動には用いられない。従って、ゲート線駆動信号G1のLレベルの変化のLレベルは一定電位であってもよい。本実施の形態では、後に示す実施の形態の説明を容易にするためにゲート線駆動信号G1のLレベルも変化させている。
さらに本実施の形態では、各画素の容量結合駆動(画素電極Npに書き込まれた表示信号のレベル変化)を行うタイミングを、その2段後段のゲート線GLが活性化されるときとした。つまり、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTに入力される信号を、自己の2段後段のシフト信号GSとした。しかし容量結合駆動のタイミングはそれに限られない。当該タイミングは、画素の画素電極Npに表示信号を書き込み、画素スイッチ素子26がオフになった後であればよいので、3段以上後段のゲート線GLが活性化するタイミングであってもよい。
例えば、3段後段のゲート線GLが活性化されるタイミングでもよく、その場合には各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTには、自己の3段後段のシフト信号GSを入力させればよい。但しその場合、本実施の形態のように多段のシフトレジスタを3相のクロック信号(クロック信号CLKG1〜CLKG3およびクロック信号CLKS1〜CLKS3)を用いて駆動すると、単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTがHレベルになるのと同時(即ちトランジスタQ1,Q1Sが完全にオフする前)に第1クロック端子CK1のクロック信号が活性化されるため、ゲート線駆動信号Gおよびシフト信号GSに誤信号が生じる。よってこの場合には、多段の単位シフトレジスタSRを4相以上のクロック信号を用いて駆動する必要がある。つまり、各画素の容量結合駆動を、そのn段後のゲート線GLが活性化されるタイミングで行う場合には、n+1相以上のクロック信号が必要となる。クロック信号の数を増加させる場合、外部入力端子の数や、クロック配線の形成面積が増大することに留意すべきである。
<実施の形態2>
図2および図3に示したように、実施の形態1のゲート線駆動回路では、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTには、その2段後段のシフト信号GSを入力させていた。よって各ゲート線駆動信号Gにおいては、その活性期間(Hレベルになる期間)が終了してから1H(1水平周期)後にLレベルの変化(VSS2からVSS1又はVSS3への変化)が生じていた。その結果、各画素の容量結合駆動は、その画素トランジスタ26がオフしてから2H(2水平周期)後に行われていた。
図2および図3に示したように、実施の形態1のゲート線駆動回路では、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTには、その2段後段のシフト信号GSを入力させていた。よって各ゲート線駆動信号Gにおいては、その活性期間(Hレベルになる期間)が終了してから1H(1水平周期)後にLレベルの変化(VSS2からVSS1又はVSS3への変化)が生じていた。その結果、各画素の容量結合駆動は、その画素トランジスタ26がオフしてから2H(2水平周期)後に行われていた。
しかし、図7に示したようにクロック信号CLKG1〜CLKG3,CLKS1〜CLKS3がクロック時間間隔Δtを有する場合には、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTに、その次段のシフト信号GSを入力させて動作させることも可能である。
そこで本実施の形態では、そのように構成したゲート線駆動回路を提案する。図示は省略するが、本実施の形態に係るゲート線駆動回路は、図2および図3の回路に対し、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTにその次段のシフト信号GSを入力させたものである。
図8は、実施の形態2のゲート線駆動回路の動作を示す波形図であり、奇数フレームにおける各信号の波形を示している。図8においては、クロック信号CLKG1〜CLKG3,CLKS1〜CLKS3が有するクロック時間間隔Δtを明示している。また、図8の時刻t2〜時刻t6は、図6のものに対応している。
本実施の形態では、各単位シフトレジスタSRはその次段のシフト信号GSによってリセット状態にされるので、図8の如く各ゲート線駆動信号Gにおいては、その活性期間が終了してからΔt後にLレベルの変化(VSS2からVSS1又はVSS3への変化)が生じる。その結果、各画素の容量結合駆動は、その画素トランジスタ26がオフしてから1H+2Δt後に行われることになる。容量結合駆動は、画素の画素電極Npに表示信号を書き込み、その画素スイッチ素子26がオフになった後であればよいので、本実施の形態でも実施の形態1と同様に容量結合駆動の効果が得られる。
さらに、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTには、次段(1段後段)の第2出力端子OUTSに接続されればよいので、実施の形態1のように2段後段の第2出力端子OUTSに接続させるよりも、シフト信号GSのための配線面積を小さくすることができる。また最後段の単位シフトレジスタSRは、その次段のダミーシフトレジスタSRDA1の出力信号DMAS1を用いてリセット状態にされればよいので、ダミーシフトレジスタは1段のみでよい。よってダミーシフトレジスタのための領域面積の削減ができる。
<実施の形態3>
先に述べたように、画素の容量結合駆動を、そのn段後のゲート線GLが活性化されるタイミングで行う場合には、n+1相以上のクロック信号が必要となる。つまり、実施の形態2のように、次段(1段後段)のゲート線GLが活性化されるタイミングで行う場合には、2相クロック信号を用いての駆動が可能である。
先に述べたように、画素の容量結合駆動を、そのn段後のゲート線GLが活性化されるタイミングで行う場合には、n+1相以上のクロック信号が必要となる。つまり、実施の形態2のように、次段(1段後段)のゲート線GLが活性化されるタイミングで行う場合には、2相クロック信号を用いての駆動が可能である。
図9および図10は、実施の形態3に係るゲート線駆動回路の構成を示す図であり、2相のクロック信号を用いて、実施の形態2の駆動方法を実現した場合の回路図である。また図11は、その動作を示す波形図である。
図9および図10に示すように、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTにその次段のシフト信号GSを入力させている。本実施の形態では、2相のクロック信号CLKG,/CLKG(Lレベルの電位がVSS2のもの)と2相のクロック信号CLKS,/CLKS(Lレベルの電位がVSS1のもの)という4つのクロック信号が用いられるが、図11のようにクロック信号CLKG,/CLKG2とクロック信号CLKS,/CLKS2とは、それぞれ位相が揃っているので、それら4つは実質的に2相のクロック信号である。
実施の形態2と同様に各単位シフトレジスタSRはその次段のシフト信号GSによってリセット状態にされるので、図11の如く各ゲート線駆動信号Gにおいては、その活性期間が終了してからΔt後にLレベルの変化(VSS2からVSS1又はVSS3への変化)が生じる。その結果、各画素の容量結合駆動は、その画素トランジスタ26がオフしてから1H+2Δt後に行われることになる。
本実施の形態によれば、使用するクロック信号の数を少なくできるため、外部クロック信号端子数およびクロック信号配線の形成面積を削減することができる。各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTには、次段の第2出力端子OUTSに接続されればよいので、実施の形態1のように2段後段の第2出力端子OUTSに接続させるよりも、シフト信号GSのための配線面積を小さくすることができる。また最後段の単位シフトレジスタSRは、その次段のダミーシフトレジスタSRDA1の出力信号DMAS1を用いてリセット状態にされればよいので、ダミーシフトレジスタは1段のみでよい。よってダミーシフトレジスタのための領域面積の削減ができる。
<実施の形態4>
上記の実施の形態1〜3では、各画素の容量結合駆動に、その次段のゲート線GLを用いたが、本実施の形態ではそれを1段前段のゲート線GL(直前に活性化されたゲート線GL)を用いて行う例を示す。
上記の実施の形態1〜3では、各画素の容量結合駆動に、その次段のゲート線GLを用いたが、本実施の形態ではそれを1段前段のゲート線GL(直前に活性化されたゲート線GL)を用いて行う例を示す。
図12および図13は、実施の形態4に係るゲート線駆動回路の構成を示す図である。また図14はその動作を示す波形図であり、奇数フレーム(制御信号VFRがHレベル、制御信号/VFRがLレベル)での動作を示している。同図の如く、本実施の形態では画素Pそれぞれの保持容量素子27は、一端がその前段のゲート線GLに接続される。この場合、ゲート線GL1により駆動される画素P11〜P1mを容量結合駆動するために、その前段にダミー線DMLBが設けられる。つまり画素P11〜P1mそれぞれの保持容量素子27の一端はダミー線DMLBに接続される。そしてこのダミー線DMLBを駆動するために、単位シフトレジスタSR1のさらに前段にダミーシフトレジスタSRDB1が設けられる。
ダミーシフトレジスタSRDB1は、図4に示した単位シフトレジスタSRと同様のものであり、スタート信号STはダミーシフトレジスタSRDB1の入力端子INに入力される。単位シフトレジスタSR1の入力端子INには、ダミーシフトレジスタSRDB1の第1出力端子OUTから出力される信号DMBが入力される。
上記のように画素の容量結合駆動は、その画素に表示信号が書き込まれてから画素スイッチ素子26がオフになった後に行われることが必要がある。各画素の画素スイッチ素子26は、その前段のゲート線GLの活性期間の直後にオンし、その1H後にオフになる。よって前段のゲート線GLを用いて容量結合する場合には、前段のゲート線駆動信号Gの活性期間が終了してから1Hより長く経過した後に、そのLレベルの電位を変化(VSS2からVSS1又はVSS3への変化)させる必要がある。
そこで本実施の形態では、各単位シフトレジスタSRが出力するゲート線駆動信号Gが、その活性期間の後2H経過したときにそのLレベルの電位を変化させる。この場合、図12および図13のように各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTに、その3段後段のシフト信号GSを入力させる。また、最終段の単位シフトレジスタSRnのリセット端子RSTにも、その3段後段のダミーシフトレジスタの出力信号を入力させるために、単位シフトレジスタSRnのさらに後段に3段のダミーシフトレジスタSRDA1〜SRDA3が設けられる。
画素の容量結合駆動を、そのn段後のゲート線GLが活性化されるタイミングで行う場合には、n+1相以上のクロック信号が必要となるので、本実施の形態では4相のクロック信号を用いて駆動することができる。そのため本実施の形態のクロック信号発生器131としては、4相のクロック信号CLKG1,CLKG2,CLKG3,CLKG4(Lレベルの電位がVSS2のもの)と4相のクロック信号CLKS1,CLKS2,CLKS3、CLKS4(Lレベルの電位がVSS1のもの)の8つを出力するものが用いられる。図14に示すように、クロック信号CLKG1,CLKG2,CLKG3,CLKG4とクロック信号CLKS1,CLKS2,CLKS3、CLKS4とは、それぞれ位相が揃っているので、それら8つは実質的に4相のクロック信号である。
なおダミーシフトレジスタSRDA1,SRDA2,SRDA3は自己の3段後段を有さない。そのためダミーシフトレジスタSRDA1のリセット端子RSTは、自己の次段であるダミーシフトレジスタSRDA2の第2出力端子OUTSに接続させ、ダミーシフトレジスタSRDA2のリセット端子RSTは、自己の次段であるダミーシフトレジスタSRDA3の第2出力端子OUTSに接続させる。そしてダミーシフトレジスタSRDA3のリセット端子RSTには、自身の第1および第2クロック端子CK1,CK2に入力されるクロック信号(ここではクロック信号CLKS4)とは位相の異なるクロック信号(ここではクロック信号CLKS3)が入力される。
本実施の形態の単位シフトレジスタSRの動作は、リセット端子RSTに入力される信号が活性化するタイミングが実施の形態1の場合よりも1Hだけ遅くなるが、基本的には実施の形態1の単位シフトレジスタSRの動作とほぼ同じである。図14を参照し、本実施の形態のゲート線駆動回路の動作を説明する。ここでも「ライン反転駆動」を想定し、図12および図13の如く、制御信号VFR,/VFRを1段ごとに入れ替えて入力する。本実施の形態では、奇数段の単位シフトレジスタSR1,SR3,…においては、第1制御信号端子CTAに制御信号/VFRが入力され、第2制御信号端子CTBには制御信号VFRが入力される。偶数段の単位シフトレジスタSR2,SR4,…では逆に、第1制御信号端子CTAに制御信号VFRが入力され、第2制御信号端子CTBに制御信号/VFRが入力されている。
時刻t21でダミーシフトレジスタSRDB1の入力端子INに入力されるスタート信号STが活性化されると、ダミーシフトレジスタSRDB1はセット状態になり、第1出力端子OUT(信号DMB)は電位VSS2になる。そしてクロック信号CLKG1がHレベルになる時刻t22で、ダミーシフトレジスタSRDB1の第1出力端子OUTから出力される信号DMBがHレベル(VDD)になる。それにより単位シフトレジスタSR1はセット状態となり、その第1出力端子OUT(ゲート線駆動信号G1)のLレベルの電位はVSS2となる。またゲート線GL1で駆動される画素P11〜P1mにおいては、信号DMBがHレベルになったとき、保持容量素子27を介する結合により、それらの画素電極Npの電位が上昇する。
時刻t23でクロック信号CLKG1が電位VSS2のLレベルとなると、信号DMBも電位VSS2のLレベルになる。よって画素P11〜P1mの画素電極Npの電位も、時刻t22直前の電位VSS2に戻る。このように時刻t22〜t23の間、画素P11〜P1mの画素電極Npの画素電極の電位が上昇するが、液晶表示素子28の応答速度はそれほど速くないため、このような短期間(1H)の電位変化は画面表示には影響しない。
時刻t23では、続いてクロック信号CLKG2がHレベルになるので、単位シフトレジスタSR1が出力するゲート線駆動信号G1がHレベルになる。応じて画素P11〜P1mの画素トランジスタ26がオンし、それらの画素電極Npに表示データ(ここでは負極性の表示データVD(−))が書き込まれ、当該画素電極Npは当該表示データに応じた電位になる。またこのときゲート線駆動信号G1の活性化に応じて単位シフトレジスタSR2がセット状態になり、ゲート線駆動信号G2のLレベルの電位はVSS2になる。
時刻t24でクロック信号CLKG2がLレベル(VSS2)になると、それに伴いゲート線駆動信号G1が電位VSS2のLレベルになる。応じて画素P11〜P1mの画素トランジスタ26はオフになり、画素P11〜P1mへの表示データの書き込みが終了する。
また時刻t24では、続いてクロック信号CLKG3がHレベルになるので、単位シフトレジスタSR2が出力するゲート線駆動信号G2がHレベルになる。そして画素P21〜P2mへの表示データ(ここでは正負極性の表示データVD(+))の書き込みが行われる。またこのときゲート線駆動信号G3の活性化に応じて、単位シフトレジスタSR4(不図示)がセット状態になり、ゲート線駆動信号G4のLレベルの電位がVSS2となる。
そして時刻t25でクロック信号CLKG3がLレベル(VSS2)になるのに伴い、ゲート線駆動信号G2は電位VSS2のLレベルになる。応じて画素P21〜P2mへの表示データの書き込みが終了する。
また時刻t25では、続いてクロック信号CLKG4がHレベルになり、単位シフトレジスタSR3が出力するゲート線駆動信号G3がHレベルになる。そして画素P31〜P3mへの表示データ(ここでは正負極性の表示データVD(−))の書き込みが行われる。
またゲート線駆動信号G3はダミーシフトレジスタSRDB1のリセット端子RSTに入力されているので、このときダミーシフトレジスタSRDB1がリセット状態になり、それが出力する信号DMBのLレベルの電位がVSS2からVSS1に下降する。その電位下降分が、所定の比率で画素P11〜P1mの画素電極Npの電位を下降させる。それにより、画素P11〜P1mに書き込まれた負極性の表示信号(表示データVD(−))が増幅される。
そして時刻t26でクロック信号CLKG4がLレベル(VSS2)になると、それに伴いゲート線駆動信号G3が電位VSS2のLレベルになる。応じて画素P31〜P3mの画素トランジスタ26はオフになり、画素P31〜P3mへの表示データの書き込みが終了する。
また時刻t26では、単位シフトレジスタSR4が出力するゲート線駆動信号G4がHレベルになり、応じて単位シフトレジスタSR1がリセット状態になる。このときゲート線駆動信号G1のLレベルの電位がVSS2からVSS3に上昇し、その電位上昇分が、所定の比率で画素P21〜P2mの画素電極Npの電位を上昇させる。それにより、画素P21〜P2mに書き込まれた正極性の表示信号(表示データVD(+))が増幅される。
以降、奇数フレームでは、単位シフトレジスタSR2〜SRnにおいても、上で説明したダミーシフトレジスタSRDB1および単位シフトレジスタSR1と同様の動作が行われる。
その結果、単位シフトレジスタSR1〜SRnから、クロック信号CLKG1〜CLKG4,CLKS1〜CLKS4に同期して、ゲート線駆動信号Gおよびシフト信号GSが順番に(単位シフトレジスタSR1,SR2,…,SRnの順)活性化される。但し、奇数段のゲート線駆動信号G1,G3,G5,…においては、その活性期間(Hレベルの期間)が終了して2H後にLレベルの電位上昇(VSS2からVSS3への変化)が生じる。また偶数段のゲート線駆動信号G2,G4,G6,…においては、その活性期間が終了して2H後にLレベルの電位下降(VSS2からVSS1への変化)が生じる。
その結果、各画素Pに表示信号が書き込まれて画素スイッチ素子26がオフになった後に、その前段のゲート線GLにおけるLレベルの電位変化が生じる。よって前段のゲート線GLを用いての容量結合駆動が行われる。従って実施の形態1と同様の容量結合駆動の効果が得られる。
なお実施の形態1では、スタート信号STが活性化してから1H後に画素P11〜P1mへの表示データの書き込みが開始されるが、本実施の形態では、スタート信号STが活性化してから2H後に開始される点に留意しなければならない。つまり、実施の形態1の場合よりも、スタート信号の活性化タイミングに対して、表示データの入力タイミングを1Hだけ遅らせる必要がある。
<実施の形態5>
図12および図13に示したように、実施の形態4のゲート線駆動回路では、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTには、その3段後段のシフト信号GSを入力させていた。よって各ゲート線駆動信号Gにおいては、その活性期間(Hレベルになる期間)が終了してから2H(2水平周期)後にLレベルの変化(VSS2からVSS1又はVSS3への変化)が生じていた。そのため各画素の容量結合駆動は、その画素トランジスタ26がオフしてから1H(1水平周期)後に行われていた。
図12および図13に示したように、実施の形態4のゲート線駆動回路では、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTには、その3段後段のシフト信号GSを入力させていた。よって各ゲート線駆動信号Gにおいては、その活性期間(Hレベルになる期間)が終了してから2H(2水平周期)後にLレベルの変化(VSS2からVSS1又はVSS3への変化)が生じていた。そのため各画素の容量結合駆動は、その画素トランジスタ26がオフしてから1H(1水平周期)後に行われていた。
しかし図15の波形図の如く、クロック信号CLKG1〜CLKG4,CLKS1〜CLKS4がクロック時間間隔Δtを有する場合には、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTに、2段後段のシフト信号GSを入力させて駆動させることも可能である。
そこで本実施の形態では、そのように構成したゲート線駆動回路を提案する。図示は省略するが、本実施の形態に係るゲート線駆動回路は、図12および図13の回路に対し、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTにその2段後段のシフト信号GSを入力させたものである。
図15は、実施の形態5は本実施の形態のゲート線駆動回路の動作を示す波形図であり、奇数フレームにおける各信号の波形を示している。図15においては、クロック信号CLKG1〜CLKG4,CLKS1〜CLKS4が有するクロック時間間隔Δtを明示している。また図15の時刻t21〜時刻t26は、図14に示したものに対応している。
本実施の形態では、各単位シフトレジスタSRはその2段後段のシフト信号GSによってリセット状態にされるので、図15の如く各ゲート線駆動信号Gにおいては、その活性期間が終了してから1H+2Δt後にLレベルの変化(VSS2からVSS1又はVSS3への変化)が生じる。本実施の形態では、各画素はその前段のゲート線GLを用いて容量結合駆動される。各画素はその前段のゲート線GLから1H+Δtだけ遅れて活性化されるため、結果として、各画素の容量結合駆動はその画素トランジスタ26がオフしてからΔt後に行われることになる。容量結合駆動は、画素の画素電極Npに表示信号を書き込み、その画素スイッチ素子26がオフになった後であればよいので、本実施の形態でも実施の形態1と同様の容量結合駆動の効果が得られる。
さらに、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTには、2段後段の第2出力端子OUTSに接続されればよいので、実施の形態4のように3段後の第2出力端子OUTSに接続させるよりも、シフト信号GSのための配線面積を小さくすることができる。また最後段の単位シフトレジスタSRは、その2段後段のダミーシフトレジスタSRDA2の出力信号DMAS2を用いてリセット状態にされればよいので、ダミーシフトレジスタは2段のみでよい。よってダミーシフトレジスタのための領域面積の削減ができる。
<実施の形態6>
本発明において、画素の容量結合駆動をそのn段後のゲート線GLが活性化されるタイミングで行う場合には、n+1相以上のクロック信号が必要となる。つまり、実施の形態5のように、2段後段のゲート線GLが活性化されるタイミングで行う場合には、3相クロック信号を用いての駆動が可能である。
本発明において、画素の容量結合駆動をそのn段後のゲート線GLが活性化されるタイミングで行う場合には、n+1相以上のクロック信号が必要となる。つまり、実施の形態5のように、2段後段のゲート線GLが活性化されるタイミングで行う場合には、3相クロック信号を用いての駆動が可能である。
図16および図17は、実施の形態6に係るゲート線駆動回路の構成を示す図であり、3相のクロック信号を用いて、実施の形態5の駆動方法を実現した場合の回路図である。また図18は、その動作を示す波形図である。
図16および図17に示すように、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTにその2段後段のシフト信号GSを入力させている。本実施の形態では、実施の形態1と同様に3相のクロック信号CLKG1〜CLKG3(Lレベルの電位がVSS2のもの)と3相のクロック信号CLKS1〜CLKS3(Lレベルの電位がVSS1のもの)という6つのクロック信号が用いられる。
実施の形態5と同様に各単位シフトレジスタSRはその2段後段のシフト信号GSによってリセット状態にされるので、図18の如く各ゲート線駆動信号Gにおいては、その活性期間が終了してから1H+2Δt後にLレベルの変化(VSS2からVSS1又はVSS3への変化)が生じる。そのため本実施の形態でも、各画素の容量結合駆動はその画素トランジスタ26がオフしてからΔt後に行われることになる。
本実施の形態によれば、使用するクロック信号の数を少なくできるため、外部クロック信号端子数およびクロック信号配線の形成面積を削減することができる。各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTには、2段後段の第2出力端子OUTSに接続されればよいので、実施の形態4のように3段後の第2出力端子OUTSに接続させるよりも、シフト信号GSのための配線面積を小さくすることができる。また最後段の単位シフトレジスタSRは、その2段後段のダミーシフトレジスタSRDA2の出力信号DMAS2を用いてリセット状態にされればよいので、ダミーシフトレジスタは2段のみでよい。よってダミーシフトレジスタのための領域面積の削減ができる。
<実施の形態7>
実施の形態7では本発明を、画素(ドット)毎に表示信号の極性を反転する「ドット反転駆動」を行う表示装置に適用する。図19および図20は、実施の形態7に係るゲート線駆動回路の構成を示す図である。
実施の形態7では本発明を、画素(ドット)毎に表示信号の極性を反転する「ドット反転駆動」を行う表示装置に適用する。図19および図20は、実施の形態7に係るゲート線駆動回路の構成を示す図である。
図19および図20の如く、本実施の形態のゲート線駆動回路は、実施の形態4のゲート線駆動回路(図12および図13)とほぼ同様の構成を有している。但し、奇数列のデータ線DL1,DL3,…で書き込みされる画素Pにおいては、保持容量素子27の一端をその前段のゲート線GLに接続させ、偶数列のデータ線DL2,DL4,…で書き込みされる画素Pにおいては、保持容量素子27の一端をその次段のゲート線GLに接続させている点で異なっている。つまり奇数列の画素Pは、実施の形態1のように自己の次段のゲート線GLを用いて容量結合駆動され、奇数列の画素Pは、実施の形態4のように自己の前段のゲート線GLを用いて容量結合駆動される。
また、ゲート線GLnにより駆動される奇数列の画素Pを容量結合駆動するために、ダミーシフトレジスタSRDA1の第1出力端子OUTから出力される信号DMAは、実施の形態1と同様にダミー線DMLAに出力される。
実施の形態4と同様に、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTには、自己の3段後段のシフト信号GSが入力されるので、本実施の形態のゲート線駆動回路を構成する各単位シフトレジスタSRの動作は、実施の形態4(図14)と同じになる。但し、上記のように、奇数列の画素Pは自己の次段のゲート線GLを用いて容量結合駆動され、奇数列の画素Pは自己の前段のゲート線GLを用いて容量結合駆動されるので、各画素ラインにおいて、表示データ書き込み後の画素電極Npの電位変化の方向(上昇または下降)が同一のゲート線GLで駆動される隣接画素P同士で逆になる。その結果、画素P毎に表示信号の極性を反転するドット反転駆動に対応した容量結合駆動が行われることになる。
上記の実施の形態5は、本実施の形態にも適用可能である。つまり実施の形態7においても、図15の波形図の如く、クロック信号CLKG1〜CLKG4,CLKS1〜CLKS4がクロック時間間隔Δtを有する場合には、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTに、2段後段のシフト信号GSを入力させることも可能である。その場合には、図19および図20の回路に対し、各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTにその2段後段のシフト信号GSを入力させればよい。またその場合、ダミーシフトレジスタは2段のみで足りる。
また各単位シフトレジスタSRのリセット端子RSTに2段後段のシフト信号GSを入力させる場合には、実施の形態6を適用し、3相クロック信号を用いての駆動も可能である。図21および図22に、本実施の形態のゲート線駆動回路に対し実施の形態6を適用した場合の構成を示す。奇数列の画素Pの保持容量素子27がその前段のゲート線GLに接続し、偶数列の画素Pの保持容量素子27がその次段のゲート線GLに接続している点、並びに、ダミーシフトレジスタSRDA1の第1出力端子OUTから出力される信号DMAが、ゲート線GLnにより駆動される奇数列の画素Pの容量結合駆動に用いられる点を除いて、実施の形態6のゲート線駆動回路の構成(図16および図17)と同様である。よってその動作波形も、図18の波形図に示したものと同様になる。
このようにドット反転駆動を行う本実施の形態のゲート線駆動回路に対しても、実施の形態5あるいは実施の形態6は適用可能であり、それにより、ゲート線駆動回路の形成面積の削減を図ることができる。
<実施の形態8>
図23は、実施の形態8に係る単位シフトレジスタSRの構成を示す回路図である。本実施の形態では、図4の回路に対し、第1および第2プルダウン制御部144,145にそれぞれトランジスタQ11A,Q11Bを設けたものである。また実施の形態1で述べたように、図4のトランジスタQ6A,Q10Aの片方、並びにトランジスタQ6A,Q10Aの片方は省略可能であるので、ここではトランジスタQ10A,Q10Bを省略している。
図23は、実施の形態8に係る単位シフトレジスタSRの構成を示す回路図である。本実施の形態では、図4の回路に対し、第1および第2プルダウン制御部144,145にそれぞれトランジスタQ11A,Q11Bを設けたものである。また実施の形態1で述べたように、図4のトランジスタQ6A,Q10Aの片方、並びにトランジスタQ6A,Q10Aの片方は省略可能であるので、ここではトランジスタQ10A,Q10Bを省略している。
第1プルダウン制御部144に設けられるトランジスタQ11Aは、ノードN2Aと第1電源端子S1との間に接続し、ゲートが入力端子INに接続される。よって当該トランジスタQ11Aは、入力端子INに入力される信号(前段のシフト信号GSまたはスタート信号ST)が活性化したときに、ノードN2Aを放電するよう機能する。また第2プルダウン制御部145に設けられるトランジスタQ11Bは、ノードN2Bと第1電源端子S1との間に接続し、ゲートが入力端子INに接続される。よって当該トランジスタQ11Aは、入力端子INに入力される信号が活性化したときに、ノードN2Bを放電するよう機能する。
本実施の形態によれば、入力端子INに入力される信号が活性化したときに、素早くノードN2A,N2Bの両方がLレベルの状態になり、トランジスタQ5A,Q5Bがオフになる。従って、トランジスタQ3を通してのノードN1の充電を高速に行うことができるようになる。よって単位シフトレジスタSRの動作を高速化できる。
<実施の形態9>
図24は、実施の形態9に係る単位シフトレジスタSRの構成を示す回路図である。本実施の形態では、図4の回路に対し、プルダウン保持部146のトランジスタQ9A,Q9Bのゲートに所定のクロック信号を入力させる。本実施の形態では、単位シフトレジスタSRの構成の簡略化のため、トランジスタQ9A,Q9Bのゲートを共に第2クロック端子CK2に接続させている。ここでも、トランジスタQ10A,Q10Bを省略している。
図24は、実施の形態9に係る単位シフトレジスタSRの構成を示す回路図である。本実施の形態では、図4の回路に対し、プルダウン保持部146のトランジスタQ9A,Q9Bのゲートに所定のクロック信号を入力させる。本実施の形態では、単位シフトレジスタSRの構成の簡略化のため、トランジスタQ9A,Q9Bのゲートを共に第2クロック端子CK2に接続させている。ここでも、トランジスタQ10A,Q10Bを省略している。
図4の回路では、例えばプルダウン保持部146が、ノードN2AがHレベルでノードN2BがLレベルの状態を保持している間、常にトランジスタQ8BがオンになりトランジスタQ8B,Q9Bを通して貫通電流が流れる。逆にプルダウン保持部146が、ノードN2AがLレベルでノードN2BがHレベルの状態を保持する間は、常にトランジスタQ8,Q9Aを通して貫通電流が流れる。
それに対し図24の回路では、上記貫通電流は第2クロック端子CK2に供給されるクロック信号が活性化されたときのみに流れるので、図4の回路に比べて貫通電流が流れる時間が短くなり、消費電力の削減することができる。なお図24の回路では、ノードN2A又はN2BのHレベルを保持するための電荷が、第2クロック端子CK2に供給されるクロック信号の非活性期間には供給されないが、当該期間はノードN2AおよびN2BのうちHレベルである方はフローティング状態になるので、そのHレベルは維持される。
また図25のように、トランジスタQ9A,Q9Bのドレインも第2クロック端子CK2に接続させてもよい。即ち、トランジスタQ9Aを第2クロック端子CK2とノードN2Aとの間に、ダイオード接続させ、トランジスタQ9Bを第2クロック端子CK2とノードN2Bとの間にダイオード接続させてもよい。図24の回路に比較して、第4電源端子S4およびそれに付随する配線が不要になる分、回路の形成面積を削減することができる。
なお本実施の形態においては、単位シフトレジスタSRの構成の簡略化のため、トランジスタQ9A,Q9Bを共に第2クロック端子CK2に接続させたが、トランジスタQ9A,Q9Bに供給するクロック信号は任意のものでもよく、その場合でも同様の効果が得られる。
<実施の形態10>
図26は、実施の形態10に係る単位シフトレジスタSRの構成を示す回路図である。本実施の形態も、プルダウン保持部146における貫通電流の削減を図るためのものである。
図26は、実施の形態10に係る単位シフトレジスタSRの構成を示す回路図である。本実施の形態も、プルダウン保持部146における貫通電流の削減を図るためのものである。
図26の回路は、図4の回路のプルダウン保持部146において、トランジスタQ9A,Q9Bのゲートをそれぞれ容量素子C2A,C2Bを介して第2クロック端子CK2に接続させ、且つ、トランジスタQ9AのゲートとノードN2Aとの間に接続するトランジスタQ12A並びにトランジスタQ9BのゲートとノードN2Bとの間に接続するトランジスタQ12Bを設けたものである。トランジスタQ12A,Q12Bのゲートは共に第4電源端子S4に接続される。またここでも、トランジスタQ10A,Q10Bは省略されている。ここで、図26に示すように、トランジスタQ12Aのゲートが接続するノードを「ノードN3A」、トランジスタQ12Bのゲートが接続するノードを「ノードN3B」と定義する。
例えばプルダウン保持部146が、ノードN2AがHレベルでノードN2BがLレベルの状態を保持する場合、ノードN3AはトランジスタQ12Aを通して充電されHレベルになり、ノードN3AはトランジスタQ12Bを通して放電されLレベルになる。この状態で第2クロック端子CK2のクロック信号がHレベルになると、容量素子C2A,C2Bを介した結合により、ノードN3A,N3Bの電位は上昇する。このときノードN3Bに生じた電荷はトランジスタQ12B,Q8Bを通して第1電源端子S1に放出されるので、ノードN3Bは、瞬間的に電位が上昇するがほぼLレベルに維持される。つまりトランジスタQ9Bはほぼオフに保たれるので、トランジスタQ8B,Q9Bを通しての貫通電流は殆ど流れない。一方、ノードN3AはHレベルに維持されるのでトランジスタQ9Aはオンに維持され、ノードN2AはHレベルに維持される。
逆に、プルダウン保持部146がノードN2AがLレベルでノードN2BがHレベルの状態を保持する場合には、ノードN3AがほぼLレベルに維持され、トランジスタQ8A,Q9Aを通しての貫通電流は殆ど流れない。一方、ノードN3BはHレベルに維持されるのでトランジスタQ9Bはオンに維持され、ノードN2BはHレベルに維持される。
よって本実施の形態によれば、本発明に係る単位シフトレジスタSRの消費電力の低減を図ることができる。
また本実施の形態においては、単位シフトレジスタSRの構成の簡略化のため、容量素子C2A,C2Bの一端を第2クロック端子CK2に接続させたが、それら容量素子C2A,C2Bの一端に供給するクロック信号は任意のものでもよく、その場合でも同様の効果が得られる。
<実施の形態11>
図27は、実施の形態11に係る単位シフトレジスタSRの構成を示す回路図である。本実施の形態では、図26の回路に対し、容量素子C2A,C2BをそれぞれトランジスタQ13A,Q13Bに置き換えたものである。またここでも、トランジスタQ10A,Q10Bを省略している。
図27は、実施の形態11に係る単位シフトレジスタSRの構成を示す回路図である。本実施の形態では、図26の回路に対し、容量素子C2A,C2BをそれぞれトランジスタQ13A,Q13Bに置き換えたものである。またここでも、トランジスタQ10A,Q10Bを省略している。
トランジスタQ13Aは、ゲートがノードN3Aに接続され、ソースおよびドレイン(主電極)が第2クロック端子CK2に接続される。トランジスタQ13Bは、ゲートがノードN3Bに接続され、ソースおよびドレインが第2クロック端子CK2に接続される。これらトランジスタQ13A,Q13Bは、ゲートがHレベルになり、ソース・ドレイン間のチャネル領域にチャネルが形成されたときに、そのチャネルとゲートとを両電極とする容量素子として働く。このような容量素子は「MOS容量素子」と呼ばれる。
例えばプルダウン保持部146が、ノードN2AがHレベルでノードN2BがLレベルの状態を保持する場合、実施の形態10と同様にノードN3AがHレベル、ノードN3AがLレベルになる。つまりトランジスタQ13Aは容量素子として機能するが、トランジスタQ13Bは容量素子として機能しない。よってこの状態で第2クロック端子CK2のクロック信号がHレベルになると、ノードN3Aの電位は上昇するが、ノードN3Bの電位は上昇しない。従って実施の形態10で生じていたノードN3Bの電位の瞬間的な上昇が生じず、トランジスタQ9Bはオフに保たれるので、トランジスタQ8B,Q9Bを通しての貫通電流をより確実に防止することができる。
逆に、プルダウン保持部146がノードN2AがLレベルでノードN2BがHレベルの状態を保持する場合には、トランジスタQ12Aが容量素子として機能しないので、ノードN3AはLレベルに維持され、トランジスタQ8A,Q9Aを通して貫通電流は流れない。
よって本実施の形態によれば、実施の形態10よりもさらに、本発明に係る単位シフトレジスタSRの消費電力の低減を図ることができる。
<実施の形態12>
図28は、実施の形態12に係る単位シフトレジスタSRの構成を示す回路図である。本実施の形態では、図4の回路に対し、トランジスタQ3のドレインを、そのゲートと同じく入力端子INに接続させたものである。つまりトランジスタQ3は、入力端子INとノードN1との間にダイオード接続される。またここでも、トランジスタQ10A,Q10Bを省略している。
図28は、実施の形態12に係る単位シフトレジスタSRの構成を示す回路図である。本実施の形態では、図4の回路に対し、トランジスタQ3のドレインを、そのゲートと同じく入力端子INに接続させたものである。つまりトランジスタQ3は、入力端子INとノードN1との間にダイオード接続される。またここでも、トランジスタQ10A,Q10Bを省略している。
図24の回路に比較して、第2電源端子S2およびそれに付随する配線が不要になる分、回路の形成面積を削減することができる。
P 画素、DL データ線、GL ゲート線、26 画素トランジスタ、27 保持容量素子、28 液晶表示素子、131 クロック信号発生器、132 制御信号発生器、SR 単位シフトレジスタ、IN 入力端子、OUT 第1出力端子、OUTS 第2出力端子、CK1 第1クロック端子、CK2 第2クロック端子、141 ゲート線駆動信号出力部、142 シフト信号出力部、143 プルアップ制御部、144 第1プルダウン制御部、145 第2プルダウン制御部、146 プルダウン保持部、RST リセット端子、S1〜S4 電源端子、CTA 第1制御信号端子、CTB 第2制御信号端子。
Claims (20)
- 入力端子、第1出力端子、第1クロック端子並びにリセット端子と、
第1および第2電位がそれぞれ供給される第1および第2電源端子と、
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第1出力端子に供給する第1トランジスタと、
前記第1電位を前記第1出力端子に供給する第2トランジスタと、
前記第2電位を前記第1出力端子に供給する第3トランジスタと、
前記第1トランジスタの制御電極が接続する第1ノードのレベルを制御することにより当該第1トランジスタを駆動するプルアップ制御部と、
前記第2トランジスタの制御電極が接続する第2ノードのレベルを制御することにより当該第2トランジスタを駆動する第1プルダウン制御部と、
前記第3トランジスタの制御電極が接続する第3ノードのレベルを制御することにより当該第3トランジスタを駆動する第2プルダウン制御部とを備え、
前記プルアップ制御部は、
前記入力端子に入力される入力信号の活性化に応じて前記第1トランジスタをオンにし、前記リセット端子に入力されるリセット信号の活性化に応じて前記第1トランジスタをオフにし、
前記第1および第2プルダウン制御部は、
前記入力信号の活性化に応じて前記第2および第3トランジスタの両方をオフにし、前記リセット信号の活性化に応じて前記第2および第3トランジスタの片方を所定の制御信号に基づき選択してオンにし、
前記第1クロック信号の非活性レベルの電位は、
前記第1電位と前記第2電位との間に設定されている
ことを特徴とするシフトレジスタ。 - 請求項1記載のシフトレジスタであって、
第2出力端子と、
前記第1クロック信号と同位相の第2クロック信号が入力される第2クロック端子と、
前記第1ノードに接続した制御電極を有し、前記第2クロック端子に入力される第2クロック信号を前記第2出力端子に供給する第4トランジスタと、
前記第2ノードに接続した制御電極を有し、前記第1電位を前記第2出力端子に供給する第5トランジスタと、
前記第3ノードに接続した制御電極を有し、前記第1電位を前記第2出力端子に供給する第6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。 - 請求項2記載のシフトレジスタであって、
前記第2クロック信号の非活性レベルの電位は、前記第1電位と同じである
ことを特徴とするシフトレジスタ。 - 請求項1から請求項3のいずれか記載のシフトレジスタであって、
前記プルアップ制御部は、
前記入力端子に接続した制御電極を有し、前記第1ノードを充電する第7トランジスタと、
前記リセット端子に接続した制御電極を有し、前記第1ノードを放電する第8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。 - 請求項4記載のシフトレジスタであって、
第3電位が供給される第3電源端子をさらに備え、
前記第7トランジスタは、
前記第1ノードと前記第3電源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。 - 請求項4記載のシフトレジスタであって、
前記第7トランジスタは、
前記第1ノードと前記入力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。 - 請求項1から請求項6のいずれか記載のシフトレジスタであって、
前記所定の制御信号は、互いに相補な第1および第2制御信号から成り、
前記第1プルダウン制御部は、
前記リセット端子に接続した制御電極を有し、前記第1制御信号が供給される第1制御端子と前記第2ノードとの間に接続した第9トランジスタと、
前記第1ノードに接続した制御電極を有し、前記第2ノードと前記第1電源端子との間に接続した第10トランジスタと、
前記第2ノードに接続した制御電極を有し、前記第1ノードと前記第1電源端子との間に接続した第11トランジスタとを備え、
前記第2プルダウン制御部は、
前記リセット端子に接続した制御電極を有し、前記第2制御信号が供給される第2制御端子と前記第3ノードとの間に接続した第12トランジスタと、
前記第1ノードに接続した制御電極を有し、前記第3ノードと前記第1電源端子との間に接続した第13トランジスタと、
前記第3ノードに接続した制御電極を有し、前記第1ノードと前記第1電源端子との間に接続した第14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。 - 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であって、
前記第1プルダウン制御部は、
前記入力端子に接続した制御電極を有し、前記第2ノードと前記第1電源端子との間に接続した第15トランジスタを備え、
前記第2プルダウン制御部は、
前記入力端子に接続した制御電極を有し、前記第3ノードと前記第1電源端子との間に接続した第16トランジスタを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ。 - 請求項1から請求項8のいずれか記載のシフトレジスタであって、
前記第1および第2プルダウン制御部が設定した前記第2および第3ノードのレベルを保持するプルダウン保持部をさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ。 - 請求項9記載のシフトレジスタであって、
前記プルダウン保持部は、
前記第2および第3ノードのレベルを保持するフリップフロップ回路を含む
ことを特徴とするシフトレジスタ。 - 請求項9記載のシフトレジスタであって、
第4電位が供給される第4電源端子をさらに備え、
前記プルダウン保持部は、
前記第4電源端子に接続した制御電極を有し、前記第4電源端子と前記第2ノードとの間に接続した第17トランジスタと、
前記第3ノードに接続した制御電極を有し、前記第2ノードと前記第1電源端子との間に接続した第18トランジスタと、
前記第4電源端子に接続した制御電極を有し、前記第4電源端子と前記第3ノードとの間に接続した第19トランジスタと、
前記第2ノードに接続した制御電極を有し、前記第3ノードと前記第1電源端子との間に接続した第20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。 - 請求項9記載のシフトレジスタであって、
第4電位が供給される第4電源端子と、
所定のクロック信号が入力される第3クロック端子とをさらに備え、
前記プルダウン保持部は、
前記第3クロック端子に接続した制御電極を有し、前記第4電源端子と前記第2ノードとの間に接続した第17トランジスタと、
前記第3ノードに接続した制御電極を有し、前記第2ノードと前記第1電源端子との間に接続した第18トランジスタと、
前記第3クロック端子に接続した制御電極を有し、前記第4電源端子と前記第3ノードとの間に接続した第19トランジスタと、
前記第2ノードに接続した制御電極を有し、前記第3ノードと前記第1電源端子との間に接続した第20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。 - 請求項9記載のシフトレジスタであって、
所定のクロック信号が入力される第3クロック端子をさらに備え、
前記プルダウン保持部は、
前記第3クロック端子に接続した制御電極を有し、前記第3クロック端子と前記第2ノードとの間に接続した第17トランジスタと、
前記第3ノードに接続した制御電極を有し、前記第2ノードと前記第1電源端子との間に接続した第18トランジスタと、
前記第3クロック端子に接続した制御電極を有し、前記第3クロック端子と前記第3ノードとの間に接続した第19トランジスタと、
前記第2ノードに接続した制御電極を有し、前記第3ノードと前記第1電源端子との間に接続した第20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。 - 請求項9記載のシフトレジスタであって、
第4電位が供給される第4電源端子と、
所定のクロック信号が入力される第3クロック端子とをさらに備え、
前記プルダウン保持部は、
前記第4電源端子と前記第2ノードとの間に接続した第17トランジスタと、
前記第3ノードに接続した制御電極を有し、前記第2ノードと前記第1電源端子との間に接続した第18トランジスタと、
前記第4電源端子と前記第3ノードとの間に接続した第19トランジスタと、
前記第2ノードに接続した制御電極を有し、前記第3ノードと前記第1電源端子との間に接続した第20トランジスタと、
前記第17トランジスタの制御電極が接続する第4ノードと前記第3クロック端子との間に接続した第1容量素子と、
前記第4電源端子に接続した制御電極を有し、前記第2ノードと前記第4ノードとの間に接続した第21トランジスタと、
前記第19トランジスタの制御電極が接続する第5ノードと前記第3クロック端子との間に接続する第2容量素子と、
前記第4電源端子に接続した制御電極を有し、前記第3ノードと前記第5ノードとの間に接続した第22トランジスタと備える
ことを特徴とするシフトレジスタ。 - 請求項14記載のシフトレジスタであって、
前記第1容量素子は、
前記第4ノードに接続した制御電極および前記第3クロック端子に接続した主電極を有する第23トランジスタから成るMOS容量素子であり、
前記第2容量素子は、
前記第5ノードに接続した制御電極および前記第3クロック端子に接続した主電極を有する第24トランジスタから成るMOS容量素子である
ことを特徴とするシフトレジスタ。 - 複数のゲート線と、
対応する前記ゲート線に接続した制御電極を有する画素トランジスタ、当該画素トランジスタを通して表示データが書き込まれる画素電極、および前記表示データを保持する画素キャパシタを含む複数の画素と、
前記複数のゲート線を順番に駆動するゲート線駆動回路とを備える画像表示装置であって、
前記画素それぞれの前記画素キャパシタは、
当該画素の前記画素電極と隣接画素に対応するゲート線との間に接続されており、
前記ゲート線駆動回路は、
各段が請求項2から請求項15のいずれか記載のシフトレジスタである複数段のシフトレジスタから構成されており、
前記各段のシフトレジスタにおいて、
前記第1出力端子は、対応する前記ゲート線に接続され、
前記第2出力端子は、次段の前記入力端子および1段以上前段の前記リセット端子に接続されている
ことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項16記載の画像表示装置であって、
それぞれの前記画素において、
前記画素キャパシタは、当該画素の前記画素電極と次段の画素に対応するゲート線との間に接続されており、
前記各段のシフトレジスタにおいて、
前記第1出力端子は、対応する前記ゲート線に接続され、
前記第2出力端子は、次段の前記入力端子および1段以上前段の前記リセット端子に接続されている
ことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項16記載の画像表示装置であって、
それぞれの前記画素において、
前記画素キャパシタは、当該画素の前記画素電極と前段の画素に対応するゲート線との間に接続されており、
前記各段のシフトレジスタにおいて、
前記第1出力端子は、対応する前記ゲート線に接続され、
前記第2出力端子は、次段の前記入力端子および2段以上前段の前記リセット端子に接続されている
ことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項16記載の画像表示装置であって、
前記複数の画素は、
前記画素キャパシタが、当該画素の前記画素電極と次段の画素に対応するゲート線との間に接続されたものと、
前記画素キャパシタが、当該画素の前記画素電極と前段の画素に対応するゲート線との間に接続されたものとの両方を含んでおり、
前記各段のシフトレジスタにおいて、
前記第1出力端子は、対応する前記ゲート線に接続され、
前記第2出力端子は、次段の前記入力端子および2段以上前段の前記リセット端子に接続されている
ことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項16から請求項19のいずれか記載の画像表示装置であって、
前記各段のシフトレジスタに入力される前記第1および第2制御信号は、映像信号のフレーム毎にレベルが交番する
ことを特徴とする画像表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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