JP2010039400A - Display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置に係り、特に、シフトレジスタを有する表示装置に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a technique effective when applied to a display device having a shift register.
例えば、薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)をアクティブ素子として使用するアクティブマトリクス型液晶表示装置は、液晶を介して対向配置される基板のうち一方の基板の液晶側の面に、x方向に延在しy方向に並設される走査線とy方向に延在しx方向に並設される映像線とで囲まれた画素領域を有する。そして、この画素領域には、走査線からの走査信号の供給によって作動する薄膜トランジスタ(TFT)を備えている。
液晶表示装置は、各走査線のそれぞれに走査信号を供給する走査線駆動回路、および各映像線のそれぞれに映像信号を供給する映像線駆動回路を有し、これらの駆動回路の少なくとも一方はシフトレジスタを備えている。
一方、前述したアクティブ素子を構成する薄膜トランジスタの半導体層を、多結晶シリコン(ポリシリコン)で形成するポリシリコン型の液晶表示装置も知られている。このようなポリシリコン型の液晶表示装置では、走査線駆動回路および映像線駆動回路を構成する薄膜トランジスタ(例えば、MISトランジスタ)も、アクティブ素子を構成する薄膜トランジスタと、同一工程で、前述の一方の基板面に形成される。
この走査線駆動回路として、単チャンネル(n−MOS)シフトレジスタを備える液晶表示装置が、例えば、下記、特許文献1、特許文献2に記載されている。
For example, an active matrix type liquid crystal display device using a thin film transistor (TFT) as an active element extends in the x direction on the liquid crystal side surface of one of the substrates opposed to each other through the liquid crystal. And a pixel region surrounded by scanning lines arranged in parallel in the y direction and video lines extending in the y direction and arranged in parallel in the x direction. The pixel region includes a thin film transistor (TFT) that operates by supplying a scanning signal from a scanning line.
The liquid crystal display device has a scanning line driving circuit that supplies a scanning signal to each of the scanning lines, and a video line driving circuit that supplies a video signal to each of the video lines, and at least one of these driving circuits is shifted It has a register.
On the other hand, a polysilicon type liquid crystal display device is also known in which the semiconductor layer of the thin film transistor constituting the active element is formed of polycrystalline silicon (polysilicon). In such a polysilicon type liquid crystal display device, the thin film transistor (for example, MIS transistor) constituting the scanning line driving circuit and the video line driving circuit is also the same as the thin film transistor constituting the active element in the same process. Formed on the surface.
As this scanning line driving circuit, a liquid crystal display device including a single channel (n-MOS) shift register is described in, for example,
前述の特許文献1に記載されている単チャンネルシフトレジスタでは、安定動作維持のために、非選択段のフローティングノードを、バイアス電源(Vss)に接続するトランジスタのゲートは、フローティングメモリーノードとなっている。
このフローティングメモリーノードへの書き込みは、各々の段の走査状態を反映し、1走査に一回書き込み(リフレッシュ)を行う構成となっている。そのため、フローティングメモリーノードのリーク電流が動作安定性に影響し、特に、フローティングメモリーノードのリセット用トランジスタのしきい値電圧Vthが低い場合には、リセット用トランジスタのリーク電流が大きくなるので、安定動作が損なわれ、結果として、しきい値の尤度が小さくなる恐れがあった。
そこで、本出願人は、フローティングメモリーノードへの書き込み回数を大きくして、フローティングメモリーノードのリーク電流に対する時間的尤度を向上させた、単チャンネル(n−MOS)シフトレジスタを備える液晶表示装置を、既に出願済みである。(下記、特許文献3参照)
In the single channel shift register described in
The writing to the floating memory node is configured to perform writing (refresh) once per scan, reflecting the scanning state of each stage. Therefore, the leakage current of the floating memory node affects the operation stability. In particular, when the threshold voltage Vth of the resetting transistor of the floating memory node is low, the leakage current of the resetting transistor increases, so that stable operation is achieved. As a result, the likelihood of the threshold may be reduced.
Accordingly, the present applicant has developed a liquid crystal display device having a single channel (n-MOS) shift register in which the number of times of writing to the floating memory node is increased to improve the time likelihood with respect to the leakage current of the floating memory node. Have already been filed. (See
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
液晶表示装置において、交流駆動化方法としてドット反転駆動方法を採用することにより、画質を向上させることが可能である。
ドット反転駆動方法では、走査電圧の振幅を大きくする必要があるが、走査電圧の振幅を大きくするためには、走査線へ走査電圧を出力するシフトレジスタに入力する駆動クロックの振幅を大きくする必要がある。
しかしながら、駆動クロックの振幅を大きくすると、シフトレジスタを構成するトランジスタのドレイン−ソース間電圧(Vds)が増加し、トランジスタの負荷の増大、それに伴う容量を形成する絶縁膜の破壊、あるいは、回路の信頼性低下が問題となる。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、単チャンネルシフトレジスタを有する表示装置において、トランジスタの負荷を増大することなく、駆動クロックの振幅を大きくすることが可能となる技術を提供することにある。
In a liquid crystal display device, it is possible to improve image quality by adopting a dot inversion driving method as an AC driving method.
In the dot inversion driving method, it is necessary to increase the amplitude of the scanning voltage, but in order to increase the amplitude of the scanning voltage, it is necessary to increase the amplitude of the driving clock input to the shift register that outputs the scanning voltage to the scanning line. There is.
However, when the amplitude of the drive clock is increased, the drain-source voltage (Vds) of the transistors constituting the shift register is increased, the load on the transistors is increased, the dielectric film that forms the capacitance is destroyed, or the circuit Reliability degradation becomes a problem.
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to increase the amplitude of the drive clock without increasing the transistor load in a display device having a single channel shift register. It is to provide a technique that can increase the size of the image.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
(1)複数の画素を有する表示パネル(例えば、液晶表示パネル)と、各画素を駆動する駆動回路とを有し、前記駆動回路には、電圧レベルがVHの電圧レベルと、VLの電圧レベルとの間で変化する駆動クロックが入力され、前記駆動回路は、オン状態の時に前記クロックを取り込み、出力端子から出力する表示装置であって、第1電極に前記駆動クロックが入力されるトランジスタと、前記トランジスタの前記第2電極と前記端子との間に接続され、制御電極が前記トランジスタの制御電極に接続される第1保護トランジスタと、第2電極に前記駆動クロックが入力され、制御電極にVDDの電圧が入力される第2保護トランジスタと、前記第2保護トランジスタの第1電極と、前記トランジスタの前記第2電極との間に接続されるダイオード接続の第3保護トランジスタとを有し、VL<VDD<VHを満足する。
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
(1) A display panel having a plurality of pixels (for example, a liquid crystal display panel) and a drive circuit for driving each pixel are provided. The drive circuit has a voltage level of VH and a voltage level of VL. A drive clock that changes between the first and second electrodes, and the drive circuit captures the clock when in an on state and outputs the clock from an output terminal, wherein the drive clock is input to a first electrode; A first protection transistor connected between the second electrode and the terminal of the transistor, a control electrode connected to the control electrode of the transistor, and the drive clock input to a second electrode; A die connected between a second protection transistor to which a voltage of VDD is input, a first electrode of the second protection transistor, and the second electrode of the transistor And a third protection transistor over de connection satisfies VL <VDD <VH.
(2)複数の画素を有する表示パネル(例えば、液晶表示パネル)と、前記各画素を駆動する駆動回路とを備え、前記駆動回路は、シフトレジスタを有し、前記シフトレジスタには、VHの電圧レベルとVLの電圧レベルとの間で変化する第1駆動クロックと、前記第1駆動クロックとは位相が異なりVHの電圧レベルとVLの電圧レベルとの間で変化する第2駆動クロックとが入力され、前記シフトレジスタは、複数段の基本回路で構成され、前記各基本回路は、前段からの転送データが入力されているときに前記第1駆動クロックあるいは前記第2駆動クロックを取り込み、出力端子から自段のシフト出力として出力するとともに、転送データとして次段の基本回路に転送する表示装置であって、前記各基本回路は、制御電極に前段からの転送データが入力される第1トランジスタと、前記第1トランジスタの第2電極と前記出力端子との間に接続され、制御電極が前記第1トランジスタの制御電極に接続される第1保護トランジスタと、制御電極にVDDの電圧が入力される第2保護トランジスタと、前記第2保護トランジスタの第1電極と、前記第1トランジスタの前記第2電極との間に接続されるダイオード接続の第3保護トランジスタとを有し、奇数番目の基本回路において、前記第1トランジスタの第1電極と前記第2保護トランジスタの前記第2電極とには、前記第1駆動クロックが入力され、偶数番目の基本回路において、前記第1トランジスタの第1電極と前記第2保護トランジスタの前記第2電極とには、前記第2駆動クロックが入力され、VL<VDD<VHを満足する。 (2) A display panel having a plurality of pixels (for example, a liquid crystal display panel) and a drive circuit for driving the pixels are provided. The drive circuit includes a shift register, and the shift register includes VH A first drive clock that changes between a voltage level and a voltage level of VL, and a second drive clock that has a phase different from that of the first drive clock and changes between a voltage level of VH and a voltage level of VL. The shift register is configured by a plurality of basic circuits, and each basic circuit captures and outputs the first drive clock or the second drive clock when transfer data from the previous stage is input. A display device that outputs as a shift output of its own stage from a terminal and transfers it as transfer data to a basic circuit of the next stage, wherein each basic circuit is connected to a control electrode from the previous stage. A first transistor to which transfer data is input; a first protection transistor connected between a second electrode of the first transistor and the output terminal; and a control electrode connected to a control electrode of the first transistor; A diode-connected third protection transistor connected between a second protection transistor having a VDD voltage input to the control electrode, a first electrode of the second protection transistor, and the second electrode of the first transistor In the odd-numbered basic circuit, the first drive clock is input to the first electrode of the first transistor and the second electrode of the second protection transistor. The second driving clock is input to the first electrode of the first transistor and the second electrode of the second protection transistor, and VL <VDD < To satisfy the H.
また、本発明では、前記各基本回路は、前段からの転送データが入力されるダイオード接続の第2トランジスタと、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に接続される第1容量素子と、前記第2トランジスタの第1電極と前記第1トランジスタの制御電極との間に接続され、制御電極にVDDの電圧が入力される第3トランジスタと、前記出力端子と次段のダイオード接続の第2トランジスタとの間に接続される第4保護トランジスタを有する。
また、本発明では、前記各基本回路は、前記出力端子と基準電圧との間に接続される第1リセットトランジスタと、第5保護トランジスタの直列回路と、前記ダイオード接続の第2トランジスタの第1電極と、前記基準電圧との間に接続される第2リセットトランジスタを有し、奇数番目の基本回路の前記第1リセットトランジスタの制御電極には、前記第2駆動クロックが入力され、偶数番目の基本回路の前記第1リセットトランジスタの制御電極には、前記第1駆動クロックが入力され、前記第5保護トランジスタの制御電極には、VDDの電圧が入力され、前記第2リセットトランジスタの制御電極には、前段のリセット信号が入力される。
In the present invention, each of the basic circuits includes a diode-connected second transistor to which transfer data from the previous stage is input, and a first capacitor connected between the control electrode of the first transistor and the output terminal. A third transistor connected between the element, the first electrode of the second transistor and the control electrode of the first transistor, and a voltage of VDD is input to the control electrode; and a diode connection of the output terminal and the next stage A fourth protection transistor connected between the second transistor and the second transistor.
In the present invention, each of the basic circuits includes a first reset transistor connected between the output terminal and a reference voltage, a series circuit of a fifth protection transistor, and a first of the diode-connected second transistor. A second reset transistor connected between the electrode and the reference voltage, and the second drive clock is input to the control electrode of the first reset transistor of the odd-numbered basic circuit, The first drive clock is input to the control electrode of the first reset transistor of the basic circuit, the voltage of VDD is input to the control electrode of the fifth protection transistor, and the control electrode of the second reset transistor is input to the control electrode of the second reset transistor. The reset signal of the previous stage is input.
また、本発明では、前記各基本回路は、ダイオード接続の第4トランジスタと、前記第5トランジスタと、前記第5トランジスタの第2電極と制御電極との間に接続される第2容量素子と、前記第5トランジスタの第1電極と基準電圧との間に接続され、制御電極が前記第2トランジスタの第1電極に接続される第3リセットトランジスタと、前記第5トランジスタの第2電極と、前記ダイオード接続の第4トランジスタの第1電極との間に接続され、制御電極にVDDの電圧が入力される第6保護トランジスタと、第1電極が前記第5トランジスタの制御電極に接続され、制御電極にVDDの電圧が入力される第7保護トランジスタと、前記出力端子と基準電圧との間に接続される第4リセットトランジスタと、第8保護トランジスタの直列回路とを有し、前記第8保護トランジスタの制御電極には、VDDの電圧が入力され、前記第5トランジスタの第1電極の電圧は、リセット信号として、前記第4リセットトランジスタの制御電極と、次段の基本回路の前記第2リセットトランジスタの制御電極に入力され、奇数番目の基本回路において、前記第4トランジスタの制御電極と第2電極とには、前記第2駆動クロックが入力され、前記第7保護トランジスタの第2電極には、前記第1駆動クロックが入力され、偶数番目の基本回路において、前記第4トランジスタの制御電極と第2電極とには、前記第1駆動クロックが入力され、前記第7保護トランジスタの第2電極には、前記第2駆動クロックが入力される。 In the present invention, each of the basic circuits includes a diode-connected fourth transistor, the fifth transistor, a second capacitor connected between the second electrode and the control electrode of the fifth transistor, A third reset transistor connected between a first electrode of the fifth transistor and a reference voltage, a control electrode connected to the first electrode of the second transistor; a second electrode of the fifth transistor; A sixth protection transistor connected between the first electrode of the fourth diode-connected transistor and a voltage of VDD being input to the control electrode; a first electrode connected to the control electrode of the fifth transistor; A seventh protection transistor to which a voltage of VDD is input to the output terminal, a fourth reset transistor connected between the output terminal and a reference voltage, and a direct connection of the eighth protection transistor. A voltage of VDD is input to a control electrode of the eighth protection transistor, and a voltage of the first electrode of the fifth transistor is set as a reset signal to the control electrode of the fourth reset transistor, The second drive clock is input to the control electrode and the second electrode of the fourth transistor in the odd-numbered basic circuit, and the second drive clock is input to the control electrode of the second reset transistor of the next basic circuit. The first drive clock is input to the second electrode of the seventh protection transistor, and the first drive clock is input to the control electrode and the second electrode of the fourth transistor in the even-numbered basic circuit. The second drive clock is input to the second electrode of the seventh protection transistor.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、単チャンネルシフトレジスタを有する表示装置において、トランジスタの負荷を増大することなく、駆動クロックの振幅を大きくすることが可能となる。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
According to the present invention, in a display device having a single channel shift register, it is possible to increase the amplitude of a drive clock without increasing the load of a transistor.
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[実施例]
図1は、本発明の実施例1のアクティブマトリクス型液晶表示装置の液晶表示パネルの等価回路を示す回路図である。
図1に示すように、本実施例の液晶表示パネルは、液晶を介して互いに対向配置される一対の基板の一方の基板の液晶側の面に、y方向に並設されx方向に延びるn本の走査線(ゲート線ともいう)(X1,X2,..,Xn)と、x方向に並設されy方向に延びるm本の映像線(ソース線、またはドレイン線ともいう)(Y1,Y2,..,Ym)とを有する。
走査線と映像線とで囲まれた領域が画素領域であり、1つの画素領域には、ゲートが走査線に、ドレイン(または、ソース)が映像線に、およびソース(または、ドレイン)が画素電極に接続されるアクティブ素子(薄膜トランジスタ)(Tnm)が設けられる。
また、画素電極と対向電極(共通電極ともいう)(CT)との間には保持容量(Cnm)が設けられる。なお、画素電極と対向電極(CT)との間には液晶が介在するので、画素電極と対向電極(CT)との間には、液晶容量(Clc)も形成される。
各走査線(X1,X2,...,Xn)は、走査線駆動回路(XDV)に接続され、走査線駆動回路(XDV)は、選択走査信号を、X1からXnの走査線に向かって、あるいは、XnからX1の走査線に向かって順次供給する。
各映像線(Y1,Y2,...,Ym)は、RGBスイッチ回路(S−RGB)を介して、映像線駆動回路(YDV)に接続される。映像線駆動回路(YDV)は、1水平走査期間内に、R、G、Bの階調電圧を出力し、RGBスイッチ回路(S−RGB)は、映像線駆動回路(YDV)から出力されるR、G、Bの階調電圧を、それぞれR、G、B用の映像線に出力する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated explanation thereof is omitted.
[Example]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a liquid crystal display panel of an active matrix liquid crystal display device according to
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display panel of this embodiment has an n-type parallel arrangement in the y direction on the liquid crystal side surface of one of a pair of substrates that are arranged to face each other via a liquid crystal. X scanning lines (also referred to as gate lines) (X1, X2,..., Xn) and m video lines (also referred to as source lines or drain lines) extending in the y direction in parallel with the x direction (Y1, Y2,..., Ym).
A region surrounded by the scanning line and the video line is a pixel region. In one pixel region, a gate is a scanning line, a drain (or source) is a video line, and a source (or drain) is a pixel. An active element (thin film transistor) (Tnm) connected to the electrode is provided.
In addition, a storage capacitor (Cnm) is provided between the pixel electrode and the counter electrode (also referred to as a common electrode) (CT). Since liquid crystal is interposed between the pixel electrode and the counter electrode (CT), a liquid crystal capacitor (Clc) is also formed between the pixel electrode and the counter electrode (CT).
Each scanning line (X1, X2,..., Xn) is connected to a scanning line driving circuit (XDV), and the scanning line driving circuit (XDV) sends a selection scanning signal from the X1 to the Xn scanning line. Alternatively, they are sequentially supplied from Xn to the scanning line X1.
Each video line (Y1, Y2,..., Ym) is connected to a video line drive circuit (YDV) via an RGB switch circuit (S-RGB). The video line driving circuit (YDV) outputs R, G, and B gradation voltages within one horizontal scanning period, and the RGB switch circuit (S-RGB) is output from the video line driving circuit (YDV). The R, G, and B gradation voltages are output to the R, G, and B video lines, respectively.
本実施例の液晶表示パネルは、画素電極、薄膜トランジスタ等が設けられた第1の基板(TFT基板、アクティブマトリクス基板ともいう)(図示せず)と、カラーフィルタ等が形成される第2の基板(対向基板ともいう)(図示せず)とを、所定の間隙を隔てて重ね合わせ、該両基板間の周縁部近傍に枠状に設けたシール材により、両基板を貼り合わせると共に、シール材の一部に設けた液晶封入口から両基板間のシール材の内側に液晶を封入、封止し、さらに、両基板の外側に偏光板を貼り付けて構成される。
このように、本実施例の液晶表示パネルでは、液晶が一対の基板の間に挟持された構造となっている。また、対向電極は、TN方式やVA方式の液晶表示パネルであれば第2の基板(対向基板)側に設けられる。IPS方式の場合は、第1の基板(TFT基板)側に設けられる。なお、本発明において、液晶パネルの内部構造とは関係がないので、液晶パネルの内部構造の詳細な説明は省略する。さらに、本発明は、どのような構造の液晶パネルであっても適用可能である。
本実施例では、走査線駆動回路(XDV)および映像線駆動回路(YDV)の各トランジスタは、半導体層が多結晶シリコン(ポリシリコン)で形成され、アクティブ素子を構成する薄膜トランジスタと、同一工程で、一方の基板面に形成される。
The liquid crystal display panel of this embodiment includes a first substrate (also referred to as a TFT substrate or an active matrix substrate) (not shown) provided with pixel electrodes, thin film transistors, and the like, and a second substrate on which color filters and the like are formed. (Also referred to as a counter substrate) (not shown) are overlapped with a predetermined gap therebetween, and both substrates are bonded together by a seal material provided in a frame shape in the vicinity of the peripheral edge between the two substrates. A liquid crystal is sealed and sealed inside a sealing material between both substrates from a liquid crystal sealing port provided in a part of the substrate, and a polarizing plate is attached to the outside of both substrates.
Thus, the liquid crystal display panel of this embodiment has a structure in which liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates. The counter electrode is provided on the second substrate (counter substrate) side in the case of a TN liquid crystal display panel or a VA liquid crystal display panel. In the case of the IPS system, it is provided on the first substrate (TFT substrate) side. In the present invention, since it is not related to the internal structure of the liquid crystal panel, a detailed description of the internal structure of the liquid crystal panel is omitted. Furthermore, the present invention can be applied to a liquid crystal panel having any structure.
In this embodiment, each transistor of the scanning line driving circuit (XDV) and the video line driving circuit (YDV) is formed in the same process as a thin film transistor that forms an active element, with a semiconductor layer formed of polycrystalline silicon (polysilicon). , Formed on one substrate surface.
[従来のシフトレジスタの回路構成]
図1に示す走査線駆動回路(XDV)は、シフトレジスタを有する。
図2は、従来の単チャンネル(n−MOS)シフトレジスタの回路構成を示す回路図である。
図2に示すシフトレジスタは複数の基本回路で構成される。なお、図2では、基本回路を、点線枠の4角形で示している。
各基本回路は、半導体層が、第1基板上に形成されたポリシリコンで構成されるn型の電界効果トランジスタ(n型MOSトランジスタ;以下、単に、トランジスタという)で構成される。
各基本回路は、トランジスタ(本願の第1トランジスタ)(T3*)(ここで、*=1,2,3,4,...)と、トランジスタ(T3*)のゲートとドレインとの間に接続される容量素子(ブートストラップ容量)(C1*)と、前段のシフト出力が入力されるダイオード接続のトランジスタ(本願の第2トランジスタ)(T1*)と、トランジスタ(T1*)のソースとトランジスタ(T3*)のゲートとの間に接続され、ゲートにVddの電圧が入力されるトランジスタ(本願の第3トランジスタ)(T2*)とを有する。
また、ダイオード接続のトランジスタ(本願の第4トランジスタ)(T5*)と、トランジスタ(T5*)のソースに、ドレインが接続されるトランジスタ(本願の第5トランジスタ)(T6*)と、トランジスタ(T6*)のゲートとドレインとの間に接続される容量素子(ブートストラップ容量)(C2*)とを有する。
また、トランジスタ(T3*)のドレインと基準電圧(VSS)との間に接続されるトランジスタ(本願の第1リセットトランジスタ)(T8*)およびトランジスタ(本願の第4リセットトランジスタ)(T4*)と、トランジスタ(T1*)のソースと基準電圧(VSS)との間に接続されるトランジスタ(本願の第2リセットトランジスタ)(T9*)と、トランジスタ(T6*)のソースと基準電圧(VSS)との間に接続されるトランジスタ(本願の第3リセットトランジスタ)(T7*)とを有する。なお、1段目の基本回路では、トランジスタ(T2)と、トランジスタ(T9)と省略される。また、1段目の基本回路のトランジスタ(T1)にはスタートパルス(ΦIN)が入力される。
[Conventional shift register circuit configuration]
The scan line driver circuit (XDV) illustrated in FIG. 1 includes a shift register.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a conventional single channel (n-MOS) shift register.
The shift register shown in FIG. 2 includes a plurality of basic circuits. In FIG. 2, the basic circuit is indicated by a dotted line rectangle.
Each basic circuit includes an n-type field effect transistor (n-type MOS transistor; hereinafter, simply referred to as a transistor) whose semiconductor layer is made of polysilicon formed on a first substrate.
Each basic circuit includes a transistor (first transistor of the present application) (T3 *) (where * = 1, 2, 3, 4,...) And a gate and a drain of the transistor (T3 *). Capacitance element (bootstrap capacitance) (C1 *) to be connected, diode-connected transistor (second transistor of the present application) (T1 *) to which the previous shift output is input, source and transistor of transistor (T1 *) A transistor (third transistor of the present application) (T2 *) which is connected between the gate of (T3 *) and to which the voltage of Vdd is input to the gate.
Further, a diode-connected transistor (fourth transistor of the present application) (T5 *), a transistor having a drain connected to the source of the transistor (T5 *) (the fifth transistor of the present application) (T6 *), and a transistor (T6 *) *) And a capacitive element (bootstrap capacitor) (C2 *) connected between the gate and drain.
Further, a transistor (first reset transistor of the present application) (T8 *) and a transistor (fourth reset transistor of the present application) (T4 *) connected between the drain of the transistor (T3 *) and the reference voltage (VSS) The transistor (second reset transistor of the present application) (T9 *) connected between the source of the transistor (T1 *) and the reference voltage (VSS), the source of the transistor (T6 *), and the reference voltage (VSS) (A third reset transistor of the present application) (T7 *) connected between the two transistors. In the first-stage basic circuit, the transistor (T2) and the transistor (T9) are omitted. In addition, a start pulse (ΦIN) is input to the transistor (T1) of the first-stage basic circuit.
図2に示すシフトレジスタにおいて、トランジスタ(T3*)のドレインからシフト出力(選択走査電圧)G(*)が出力される。
奇数番目の基本回路では、トランジスタ(T3*)のソースと、トランジスタ(T6*)のゲートには、第1駆動クロック(CK1)が入力される。また、トランジスタ(T5*)のドレインとゲート、および、トランジスタ(T8*)のゲートには、第2駆動クロック(CK2)が入力される。ここで、第1駆動クロック(CK1)と第2駆動クロック(CK2)とは、位相が180°異なるクロックである。
偶数番目の基本回路では、トランジスタ(T3*)のソースと、トランジスタ(T6*)のゲートには、第2駆動クロック(CK2)が入力される。また、トランジスタ(T5*)のドレインとゲート、および、トランジスタ(T8*)のゲートには、第1駆動クロック(CK1)が入力される。
また、各基本回路において、トランジスタ(T7*)のゲートは、トランジスタ(T1*)のソースに接続され、トランジスタ(T4*)のゲートは、トランジスタ(T6*)のソースに接続される。トランジスタ(T9*)のゲートは、前段の基本回路のトランジスタ(T6*)のソースに接続される。
1番目の基本回路のトランジスタ(T31)のゲートと、トランジスタ(T71)のゲートには、トランジスタ(T11)を介してスタートパルス(ΦIN)が入力される。ここで、トランジスタ(T11)のゲートには第2駆動クロック(CK2)が入力される。
In the shift register shown in FIG. 2, a shift output (selected scanning voltage) G (*) is output from the drain of the transistor (T3 *).
In the odd-numbered basic circuit, the first drive clock (CK1) is input to the source of the transistor (T3 *) and the gate of the transistor (T6 *). The second driving clock (CK2) is input to the drain and gate of the transistor (T5 *) and the gate of the transistor (T8 *). Here, the first drive clock (CK1) and the second drive clock (CK2) are clocks having a phase difference of 180 °.
In the even-numbered basic circuit, the second drive clock (CK2) is input to the source of the transistor (T3 *) and the gate of the transistor (T6 *). The first driving clock (CK1) is input to the drain and gate of the transistor (T5 *) and the gate of the transistor (T8 *).
In each basic circuit, the gate of the transistor (T7 *) is connected to the source of the transistor (T1 *), and the gate of the transistor (T4 *) is connected to the source of the transistor (T6 *). The gate of the transistor (T9 *) is connected to the source of the transistor (T6 *) of the previous basic circuit.
A start pulse (ΦIN) is input to the gate of the transistor (T31) and the gate of the transistor (T71) of the first basic circuit through the transistor (T11). Here, the second drive clock (CK2) is input to the gate of the transistor (T11).
図3は、図2に示す各ノードの電圧変化を示すタイミングチャートである。
以下、図2に示すシフトレジスタの動作について説明する。
(1)スタートパルス(ΦIN)がHighレベル(以下、Hレベルという)の間に、期間t4で、第2駆動クロック(CK2)がHレベルとなると、トランジスタ(T11)がオンとなるので、ノード(N11)がHレベルとなる。これにより、トランジスタ(T71)がオンとなり、ノード(N21)が基準電圧(VSS)となる。
(2)次に、期間t5において、第2駆動クロック(CK2)がLレベル、第1駆動クロック(CK1)がHレベルになると、トランジスタ(T31)を介してノード(N31)がHレベルとなり、これにより、容量素子(C11)によるブートストラップ効果によりノード(N11)の電圧がさらに昇圧される。
このとき、ノード(N3*)のHレベルが、第1および第2駆動クロック(CK1、CK2)のHレベルと等しくなるようにブートストラップ容量(C1*)を設定することにより、ノード(N31)には、電圧降下のない第1駆動クロックが出力され、これがシフト出力G(1)となる。
また、トランジスタ(T12)がオンとなるので、ノード(N72)もHレベル(厳密には、VH−Vth)となる。これにより、トランジスタ(T72)がオンとなり、ノード(N22)が基準電圧(VSS)となる。ここで、VHは第1駆動クロック(CK1)と第2駆動クロック(CK2)のHレベル電圧、Vthは、トランジスタ(T1*)のしきい値電圧である。
この期間では、トランジスタ(T61)もオンとなるが、ノード(N11)の昇圧により、トランジスタ(T71)のオン状態が強化される(低抵抗になる)ので、ノード(N21)は、基準電圧(VSS)のままとなる。
FIG. 3 is a timing chart showing voltage changes at each node shown in FIG.
Hereinafter, an operation of the shift register illustrated in FIG. 2 will be described.
(1) Since the transistor (T11) is turned on when the second drive clock (CK2) becomes H level during the period t4 while the start pulse (ΦIN) is at High level (hereinafter referred to as H level), the node (N11) becomes H level. Accordingly, the transistor (T71) is turned on, and the node (N21) becomes the reference voltage (VSS).
(2) Next, in the period t5, when the second drive clock (CK2) becomes the L level and the first drive clock (CK1) becomes the H level, the node (N31) becomes the H level through the transistor (T31), Thereby, the voltage of the node (N11) is further boosted by the bootstrap effect by the capacitive element (C11).
At this time, by setting the bootstrap capacitor (C1 *) so that the H level of the node (N3 *) is equal to the H level of the first and second drive clocks (CK1, CK2), the node (N31) Outputs a first drive clock having no voltage drop, which becomes a shift output G (1).
Further, since the transistor (T12) is turned on, the node (N72) is also at the H level (strictly speaking, VH−Vth). Accordingly, the transistor (T72) is turned on, and the node (N22) becomes the reference voltage (VSS). Here, VH is an H level voltage of the first drive clock (CK1) and the second drive clock (CK2), and Vth is a threshold voltage of the transistor (T1 *).
In this period, the transistor (T61) is also turned on, but the on state of the transistor (T71) is strengthened (becomes low resistance) by boosting the node (N11), so that the node (N21) has the reference voltage ( VSS).
(3)次に、期間t6において、第1駆動クロック(CK1)がLレベル、第2駆動クロック(CK2)がHレベルになると、トランジスタ(T32)を介してノード(N32)がHレベルとなり、これにより、容量素子(C12)によるブートストラップ効果によりノード(N12)の電圧がさらに昇圧される。これにより、ノード(N32)には、電圧降下のない第2駆動クロックが出力され、これがシフト出力G(2)となる。
また、トランジスタ(T13)がオンとなるので、ノード(N73)もHレベル(厳密には、VH−Vth)となる。これにより、トランジスタ(T73)がオンとなり、ノード(N23)が基準電圧(VSS)となる。同時に、第1駆動クロック(CK1)がゲートに入力されるトランジスタ(T81)もオンとなり、ノード(N31)が基準電圧(VSS)となる。
この期間では、トランジスタ(T62)もオンとなるが、ノード(N12)の昇圧により、トランジスタ(T72)のオン状態が強化される(低抵抗になる)ので、ノード(N22)は、基準電圧(VSS)のままとなる。
また、ノード(N11)がLレベルとなるので、トランジスタ(T71)がオフとなり、ノード(N21)がフローティング状態となる。また、ノード(N61)は、トランジスタ(T51)を介してHレベルとなる。
(3) Next, in the period t6, when the first drive clock (CK1) becomes L level and the second drive clock (CK2) becomes H level, the node (N32) becomes H level through the transistor (T32), Thereby, the voltage of the node (N12) is further boosted by the bootstrap effect by the capacitive element (C12). As a result, the second drive clock having no voltage drop is output to the node (N32), which becomes the shift output G (2).
Further, since the transistor (T13) is turned on, the node (N73) is also at the H level (strictly speaking, VH−Vth). Accordingly, the transistor (T73) is turned on and the node (N23) becomes the reference voltage (VSS). At the same time, the transistor (T81) to which the first drive clock (CK1) is input is turned on, and the node (N31) becomes the reference voltage (VSS).
During this period, the transistor (T62) is also turned on, but the on-state of the transistor (T72) is strengthened (becomes low resistance) by boosting the node (N12), so that the node (N22) has the reference voltage ( VSS).
Further, since the node (N11) is at an L level, the transistor (T71) is turned off and the node (N21) is in a floating state. Further, the node (N61) is at the H level via the transistor (T51).
(4)次に、期間t7において、第2駆動クロック(CK2)がLレベル、第1駆動クロック(CK1)がHレベルになると、トランジスタ(T33)を介してノード(N33)がHレベルとなり、これにより、容量素子(C13)によるブートストラップ効果によりノード(N13)の電圧がさらに昇圧される。これにより、ノード(N33)には、電圧降下のない第1駆動クロックが出力され、これがシフト出力G(3)となる。
また、トランジスタ(T14)がオンとなるので、ノード(N74)もHレベル(厳密には、VH−Vth)となる。これにより、トランジスタ(T74)がオンとなり、ノード(N24)が基準電圧(VSS)となる。同時に、第1駆動クロック(CK1)がゲートに入力されるトランジスタ(T82)もオンとなり、ノード(N32)が基準電圧(VSS)となる。
この期間では、トランジスタ(T63)もオンとなるが、ノード(N13)の昇圧により、トランジスタ(T73)のオン状態が強化される(低抵抗になる)ので、ノード(N23)は、基準電圧(VSS)のままとなる。
また、第1駆動クロック(CK1)がHレベルになることにより、容量素子(C21)によるブートストラップ効果により、ノード(N61)の電位が昇圧されるとともに、トランジスタ(T61)がオンとなる。これにより、ノード(N21)とノード(N61)とは接続され、容量素子(C2*)に充電された電荷がノード(N21)に移動する。このときのノード(N21)の電圧は、ノード(N21)とノード(N61)の寄生容量比に依存する。すなわち、トランジスタ(T4*)と、トランジスタ(T9*)とが所望のオン抵抗で、オン状態になるように、容量素子(C2*)、トランジスタ(T5*)、トランジスタ(T6*)、トランジスタ(T4*)、トランジスタ(T9*)、およびトランジスタ(T7*)の定数を設定することは可能である。
(4) Next, in the period t7, when the second drive clock (CK2) becomes the L level and the first drive clock (CK1) becomes the H level, the node (N33) becomes the H level through the transistor (T33), Thereby, the voltage of the node (N13) is further boosted by the bootstrap effect by the capacitive element (C13). As a result, the first drive clock having no voltage drop is output to the node (N33), which becomes the shift output G (3).
Further, since the transistor (T14) is turned on, the node (N74) is also at the H level (strictly speaking, VH−Vth). Accordingly, the transistor (T74) is turned on, and the node (N24) becomes the reference voltage (VSS). At the same time, the transistor (T82) to which the first driving clock (CK1) is input is turned on, and the node (N32) becomes the reference voltage (VSS).
During this period, the transistor (T63) is also turned on, but the on state of the transistor (T73) is strengthened (becomes low resistance) by boosting the node (N13), so that the node (N23) has the reference voltage ( VSS).
In addition, when the first driving clock (CK1) is at the H level, the potential of the node (N61) is boosted and the transistor (T61) is turned on by the bootstrap effect of the capacitor (C21). Accordingly, the node (N21) and the node (N61) are connected, and the charge charged in the capacitor (C2 *) moves to the node (N21). The voltage of the node (N21) at this time depends on the parasitic capacitance ratio between the node (N21) and the node (N61). That is, the capacitor (C2 *), the transistor (T5 *), the transistor (T6 *), the transistor (T), and the transistor (T4 *) and the transistor (T9 *) are turned on with a desired on-resistance. It is possible to set constants for T4 *), transistor (T9 *), and transistor (T7 *).
このノード(N21)の電圧により、トランジスタ(T41)、トランジスタ(T92)がオンとなり、これにより、ノード(N31)と、ノード(N72)は、基準電圧(VSS)となる。
以降、ノード(N21)の電圧が低下しなければ、ノード(N31)が、再びLレベルからHレベルに変化するまで、ノード(N31)、ノード(N72)は、基準電圧(VSS)に接続されており、この第1段ではフローティングノードがなくなるため、外乱に左右されず安定に動作する。
また、ノード(N72)がLレベルとなるので、トランジスタ(T72)はオフとなり、ノード(N22)がフローティング状態となる。また、ノード(N62)は、トランジスタ(T52)を介してHレベルとなる。
以降、同様な操作を繰り返すが、ノード(N3*)とノード(N7*)の動作についてさらに説明する。
The voltage of the node (N21) turns on the transistor (T41) and the transistor (T92), whereby the node (N31) and the node (N72) become the reference voltage (VSS).
Thereafter, if the voltage of the node (N21) does not decrease, the node (N31) and the node (N72) are connected to the reference voltage (VSS) until the node (N31) changes from the L level to the H level again. In this first stage, since there are no floating nodes, the operation is stable regardless of disturbance.
Further, since the node (N72) is at an L level, the transistor (T72) is turned off and the node (N22) is in a floating state. Further, the node (N62) is at the H level via the transistor (T52).
Thereafter, similar operations are repeated, but the operation of the node (N3 *) and the node (N7 *) will be further described.
(5)次に、期間t8において、第1駆動クロック(CK1)がLレベル、第2駆動クロック(CK2)がHレベルになると、トランジスタ(T51)は再びオンとなり、ノード(N61)は、再び、Hレベル(厳密には、VH−Vth)となる。
(6)次に、期間t9において、第2駆動クロック(CK2)がLレベル、第1駆動クロック(CK1)がHレベルになると、容量素子(C21)によるブートストラップ効果により、ノード(N61)の電位が昇圧されるとともに、トランジスタ(T61)がオンとなる。これにより、ノード(N61)とノード(N21)とは接続され、容量素子(C21)に充電された電荷がノード(N21)に移動する。
この動作は、繰り返されるので、ノード(N21)は(VH−Vth)の電圧に漸近する。したがって、トランジスタ(T41)、トランジスタ(T92)のオン状態は維持され、ノード(N31)、ノード(N72)の電圧は、基準電圧(VSS)となる。
また、この期間に、トランジスタ(T52)は再びオンとなり、ノード(N62)は、再び、Hレベル(厳密には、VH−Vth)となる。
(7)次に、期間t10において、第1駆動クロック(CK1)がLレベル、第2駆動クロック(CK2)がHレベルになると、容量素子(C22)によるブートストラップ効果により、ノード(N62)の電位が昇圧されるとともに、トランジスタ(T62)がオンとなる。これにより、ノード(N62)とノード(N22)とは接続され、容量素子(C22)に充電された電荷がノード(N22)に移動する。
この動作は、繰り返されるので、ノード(N22)は(VH−Vth)の電圧に漸近する。したがって、トランジスタ(T42)、トランジスタ(T93)のオン状態は維持され、ノード(N32)、ノード(N73)の電圧は、基準電圧(VSS)となる。
(5) Next, in the period t8, when the first drive clock (CK1) is at the L level and the second drive clock (CK2) is at the H level, the transistor (T51) is turned on again, and the node (N61) , H level (strictly, VH−Vth).
(6) Next, in the period t9, when the second drive clock (CK2) becomes the L level and the first drive clock (CK1) becomes the H level, the bootstrap effect by the capacitor (C21) causes the node (N61) The potential is boosted and the transistor (T61) is turned on. Accordingly, the node (N61) and the node (N21) are connected, and the charge charged in the capacitor (C21) moves to the node (N21).
Since this operation is repeated, the node (N21) gradually approaches the voltage of (VH−Vth). Therefore, the on state of the transistor (T41) and the transistor (T92) is maintained, and the voltage of the node (N31) and the node (N72) becomes the reference voltage (VSS).
Further, in this period, the transistor (T52) is turned on again, and the node (N62) is again at the H level (strictly, VH−Vth).
(7) Next, in the period t10, when the first drive clock (CK1) is at the L level and the second drive clock (CK2) is at the H level, the bootstrap effect by the capacitor (C22) causes the node (N62) The potential is boosted and the transistor (T62) is turned on. Accordingly, the node (N62) and the node (N22) are connected, and the charge charged in the capacitor (C22) moves to the node (N22).
Since this operation is repeated, the node (N22) gradually approaches the voltage of (VH−Vth). Accordingly, the on state of the transistor (T42) and the transistor (T93) is maintained, and the voltage of the node (N32) and the node (N73) becomes the reference voltage (VSS).
以上説明したように、図2に示すシフトレジスト回路では、安定動作のために、不活性段のフローティングノード(N3*,N7*)を、基準電圧(VSS)に接続するためのトランジスタ(T4*,T9*)のゲートに接続されるノード(N2*)が、第1および第2駆動クロック(CK1,CK2)のどちらかの周期に合わせて、ブートストラップ効果により補強される。
そのため、図2に示すシフトレジスト回路では、1周期に一度のメモリーノード(N2*)ヘの書き込みに比して、リセットトランジスタ(T7*)等のリーク電流に対して安定動作がはるかに堅固になる。
なお、図2に示す回路において、各基本回路のトランジスタ(T1*)のソースと、トランジスタ(T3*)のゲートとの間に挿入されるトランジスタ(本願の第3トランジスタ)(T2*)のゲートには、Hレベルの固定のバイアス電圧(Vdd)が入力される。
トランジスタ(T2*)の役割は、ブートストラップ効果で、ノード(N1*)の電圧が上昇しても、ノード(N7*)の電圧が、概ね(VDD−Vth)以上に昇圧されることを防止し、結果として、トランジスタ(T9*)がオフ時のドレイン電圧の上昇を抑え、ソースドレイン耐圧(Bvds)に起因のリーク電流による不安定動作に対する尤度を向上させたものである。
As described above, in the shift resist circuit shown in FIG. 2, the transistors (T4 *) for connecting the inactive stage floating nodes (N3 *, N7 *) to the reference voltage (VSS) for stable operation. , T9 *), the node (N2 *) connected to the gate is reinforced by the bootstrap effect in accordance with one of the periods of the first and second drive clocks (CK1, CK2).
Therefore, in the shift resist circuit shown in FIG. 2, the stable operation with respect to the leakage current of the reset transistor (T7 *) is much more robust than writing to the memory node (N2 *) once in one cycle. Become.
In the circuit shown in FIG. 2, the gate of the transistor (third transistor of the present application) (T2 *) inserted between the source of the transistor (T1 *) of each basic circuit and the gate of the transistor (T3 *). Is supplied with a fixed bias voltage (Vdd) of H level.
The role of the transistor (T2 *) is the bootstrap effect, which prevents the voltage of the node (N7 *) from being boosted to approximately (VDD−Vth) or higher even when the voltage of the node (N1 *) rises. As a result, an increase in drain voltage when the transistor (T9 *) is turned off is suppressed, and the likelihood of unstable operation due to a leakage current due to the source-drain breakdown voltage (Bvds) is improved.
[本実施例のシフトレジスタの回路構成]
前述したように、液晶表示装置において、交流駆動化方法としてドット反転駆動方法を採用することにより、画質を向上させることが可能である。
一方、ドット反転駆動方法では、走査電圧の振幅を大きくする必要があり、走査電圧の振幅を大きくするためには、走査線へ走査電圧を出力するシフトレジスタに入力する駆動クロック(CK1,CK2)の振幅を大きくする必要がある。
しかしながら、駆動クロック(CK1,CK2)の振幅を大きくすると、シフトレジスタを構成するトランジスタのドレイン−ソース間電圧(Vds)が増加し、容量を形成する絶縁膜の破壊や、回路の信頼性低下が問題となる。そこで、本実施例では、シフトレジスタに高電圧駆動用の保護回路を追加したものである。
図4は、本実施例のシフトレジスタの回路構成を示す回路図である。本実施例のシフトレジスタも、点線枠で囲った基本回路が多段に接続されて構成されるが、図4では、(n−1)番目と、N番目の基本回路を図示している。
なお、図4では、図2に示す回路に、本実施例で追加したトランジスタを太線で示している。本実施例では、基本的には、各入力ノードに、Vddの電圧がゲートに入力されるトランジスタ(本願発明の保護トランジスタ;T10*〜T17*)を配置することで入力電圧を制限して回路を駆動させている。
例えば、トランジスタ(T13*)(本願発明の第4保護トランジスタ)は、シフト出力G(n−1)が出力されたときに、トランジスタ(T1n)のドレインとゲートの電圧が、(Vdd−Vth)の電圧となるように制限する。
また、トランジスタ(T15*)(本願発明の第6保護トランジスタ)とトランジスタ(T16*)(本願発明の第7保護トランジスタ)は、第1駆動クロック(CK1)、あるいは、第2駆動クロック(CK2)がHレベルの時に、トランジスタ(T6n)のドレインとゲートの電圧が、(Vdd−Vth)の電圧となるように制限する。
さらに、トランジスタ(T14*)(本願発明の第5保護トランジスタ)とトランジスタ(T17*)(本願発明の第8保護トランジスタ)は、シフト出力G(n−1)が出力されたときに、オフ状態のトランジスタ(T4n)とトランジスタ(T8n)のドレインの電圧が、(Vdd−Vth)の電圧となるように制限する。
それ以外の動作は、図2の場合と同様である。
[Circuit Configuration of Shift Register of This Example]
As described above, in the liquid crystal display device, it is possible to improve the image quality by adopting the dot inversion driving method as the AC driving method.
On the other hand, in the dot inversion driving method, it is necessary to increase the amplitude of the scanning voltage. In order to increase the amplitude of the scanning voltage, the driving clocks (CK1, CK2) input to the shift register that outputs the scanning voltage to the scanning line. It is necessary to increase the amplitude of.
However, when the amplitude of the drive clocks (CK1, CK2) is increased, the drain-source voltage (Vds) of the transistors constituting the shift register increases, which causes destruction of the insulating film forming the capacitor and lowering of circuit reliability. It becomes a problem. Therefore, in this embodiment, a protection circuit for high voltage driving is added to the shift register.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the shift register of the present embodiment. The shift register of this embodiment is also configured by connecting the basic circuits surrounded by the dotted frame in multiple stages. FIG. 4 shows the (n−1) th and Nth basic circuits.
In FIG. 4, the transistors added in this embodiment to the circuit shown in FIG. In the present embodiment, basically, a transistor (protection transistor of the present invention; T10 * to T17 *) in which the voltage of Vdd is input to the gate is arranged at each input node, thereby limiting the input voltage and the circuit. Is driving.
For example, in the transistor (T13 *) (the fourth protection transistor of the present invention), when the shift output G (n−1) is output, the voltage of the drain and gate of the transistor (T1n) is (Vdd−Vth). The voltage is limited to
Further, the transistor (T15 *) (the sixth protection transistor of the present invention) and the transistor (T16 *) (the seventh protection transistor of the present invention) include the first drive clock (CK1) or the second drive clock (CK2). When H is at the H level, the drain and gate voltages of the transistor (T6n) are limited to a voltage of (Vdd−Vth).
Further, the transistor (T14 *) (the fifth protection transistor of the present invention) and the transistor (T17 *) (the eighth protection transistor of the present invention) are turned off when the shift output G (n-1) is output. The drain voltage of the transistor (T4n) and the transistor (T8n) is limited to a voltage of (Vdd−Vth).
Other operations are the same as those in FIG.
しかし、高電圧の走査電圧を出力するトランジスタ(T3*)には、高電圧の駆動クロック(CK1,CK2)を直接入力させる必要があるため、太点線で示す出力バッファ護回路(S−COM)を追加している。
以下に、この出力バッファ護回路(S−COM)について説明する。
N4*は、トランジスタ(T3*)と、トランジスタ(T10*)(本願発明の第1保護トランジスタ)との間のノードである。トランジスタ(T3*)と、トランジスタ(T10*)は、共に出力用のトランジスタである。
ノード(N4n)には、トランジスタ(T11n)と、トランジスタ(T12n)の直列回路が接続されており、トランジスタ(T11n)のドレインには、第2駆動クロック(CK2)が入力されている。
トランジスタ(T11*)(本願発明の第2保護トランジスタ)は電圧制限用のトランジスタであり、トランジスタ(T12*)(本願発明の第3保護トランジスタ)はダイオード接続されたトランジスタである。この構成により、ノード(N1*)がLレベルのとき、第2駆動クロック(CK2)と同じ位相を持つ(Vdd−2Vth)の電圧が、ノード(N4*)に印加される。
However, since it is necessary to directly input the high-voltage drive clocks (CK1, CK2) to the transistor (T3 *) that outputs the high-voltage scan voltage, the output buffer protection circuit (S-COM) indicated by the thick dotted line Has been added.
The output buffer protection circuit (S-COM) will be described below.
N4 * is a node between the transistor (T3 *) and the transistor (T10 *) (the first protection transistor of the present invention). The transistor (T3 *) and the transistor (T10 *) are both output transistors.
A series circuit of a transistor (T11n) and a transistor (T12n) is connected to the node (N4n), and the second drive clock (CK2) is input to the drain of the transistor (T11n).
The transistor (T11 *) (second protection transistor of the present invention) is a voltage limiting transistor, and the transistor (T12 *) (third protection transistor of the present invention) is a diode-connected transistor. With this configuration, when the node (N1 *) is at the L level, the voltage of (Vdd−2Vth) having the same phase as that of the second drive clock (CK2) is applied to the node (N4 *).
即ち、第2駆動クロック(CK2)の電圧は、トランジスタ(T11*)により電圧が制限されるため、ノード(N5*)の電圧は(Vdd−Vth)となり、さらに、トランジスタ(T12*)を経ることで、(Vdd−2Vth)の電圧が、ノード(N4*)への入力電圧となる。
図5は、図4に示す出力バッファ保護回路の部分を抜き出した図であり、図6は、図5において、ノード(N1n)がLレベルのときの、各部の電圧を説明するための図である。
図6に示すように、ノード(N1n)がLレベルのときに、ノード(N3n)の電圧はGNDとなり、このとき、第2駆動クロック(CK2)がHレベルのVHHの電圧のときには、ノード(N4*)の電圧は、(Vdd−Vth)の電圧となる。
このように、ノード(N1n)がLレベルのときに、第2駆動クロック(CK2)のHレベルからGNDの電圧まで階段状に低下させることで、トランジスタ(T3n)の両端に印加される電圧は{VHH−(Vdd−Vth)}、トランジスタ(T10n)の両端に印加される電圧は(Vdd−Vth)となり、トランジスタ(T3n,T10n)のドレイン−ソース間電圧(Vds)を軽減することができる。
また、図6から、シフト出力G(n)は、トランジスタ(T3n)のドレイン−ソース間電圧(Vds)の上限値の2倍の電圧まで出力可能であることが分かる。
That is, since the voltage of the second drive clock (CK2) is limited by the transistor (T11 *), the voltage of the node (N5 *) becomes (Vdd−Vth), and further passes through the transistor (T12 *). Thus, the voltage of (Vdd−2Vth) becomes the input voltage to the node (N4 *).
FIG. 5 is a diagram in which the portion of the output buffer protection circuit shown in FIG. 4 is extracted. FIG. 6 is a diagram for explaining the voltages of the respective parts when the node (N1n) is at the L level in FIG. is there.
As shown in FIG. 6, when the node (N1n) is at the L level, the voltage at the node (N3n) becomes GND. At this time, when the second drive clock (CK2) is at the H level voltage VHH, N4 *) is a voltage of (Vdd-Vth).
As described above, when the node (N1n) is at the L level, the voltage applied to both ends of the transistor (T3n) is reduced in a stepwise manner from the H level of the second drive clock (CK2) to the GND voltage. {VHH− (Vdd−Vth)}, the voltage applied to both ends of the transistor (T10n) is (Vdd−Vth), and the drain-source voltage (Vds) of the transistor (T3n, T10n) can be reduced. .
Further, it can be seen from FIG. 6 that the shift output G (n) can be output up to twice the upper limit of the drain-source voltage (Vds) of the transistor (T3n).
図7は、図4に示す各ノードの電圧変化を示すタイミングチャートである。
以下、出力バッファ保護回路(S−COM)の動作について説明する。
(1)期間t1において、第2駆動クロック(CK2)がLレベル、第1駆動クロック(CK1)がHレベルになり、前段のシフト出力G(n−1)が出力されると、ノード(N1n)がHレベルになり、容量素子(C1n)に充電される。
(2)期間t2において、第1駆動クロック(CK1)がLレベル、第2駆動クロック(CK2)がHレベルとなると、ブートストラップ効果によりノード(N1n)の電圧がさらに昇圧される。
それにより、トランジスタ(T3n,T10n)のオン抵抗が低下し、ノード(N4n)とノード(N3n)はHレベルになる。同時に、ノード(N5n)へ(Vdd−Vth)の電圧が印加されるが、ノード(N4n)は、ノード(N5n)より高電位であるためトランジスタ(T12n)により接続が断たれ、ノード(N4n)とノード(N5n)のショートを防止する。
(3)期間t3において、第2駆動クロック(CK2)がLレベル、第1駆動クロック(CK1)がHレベルになると、ノード(N4n)もLレベルとなる。ノード(N1n)は、出力バッファ保護回路(S−COM)の追加前の回路と同様に、前段のノード(N2n−1)により非選択期間Lレベルに固定される。
(4)期間t4において、第1駆動クロック(CK1)がLレベル、第2駆動クロック(CK2)がHレベル、即ち、ノード(N1n)がLレベルに固定された状態で、第2駆動クロック(CK2)がHレベルになると、ノード(N4n)に、(Vdd−2Vth)の電圧が印加される。
以降、ノード(N1n)が再びHレベルになるまで、第2駆動クロック(CK2)と同じタイミングで、ノード(N4n)に、(Vdd−2Vth)の電圧が印加され、トランジスタ(T3n,T10n)のドレイン−ソース間電圧(Vds)を軽減することができる。
FIG. 7 is a timing chart showing voltage changes at each node shown in FIG.
Hereinafter, an operation of the output buffer protection circuit (S-COM) will be described.
(1) In the period t1, when the second drive clock (CK2) becomes L level, the first drive clock (CK1) becomes H level, and the previous shift output G (n−1) is output, the node (N1n ) Becomes H level, and the capacitor (C1n) is charged.
(2) In the period t2, when the first drive clock (CK1) becomes L level and the second drive clock (CK2) becomes H level, the voltage of the node (N1n) is further boosted by the bootstrap effect.
Accordingly, the on-resistance of the transistors (T3n, T10n) is decreased, and the node (N4n) and the node (N3n) are at the H level. At the same time, the voltage of (Vdd−Vth) is applied to the node (N5n). However, since the node (N4n) is higher in potential than the node (N5n), the connection is cut off by the transistor (T12n), and the node (N4n) And node (N5n) are prevented from being short-circuited.
(3) In the period t3, when the second drive clock (CK2) becomes L level and the first drive clock (CK1) becomes H level, the node (N4n) also becomes L level. Similarly to the circuit before the addition of the output buffer protection circuit (S-COM), the node (N1n) is fixed to the L level during the non-selection period by the preceding node (N2n-1).
(4) In the period t4, the second drive clock (CK1) is fixed at the L level, the second drive clock (CK2) is fixed at the H level, that is, the node (N1n) is fixed at the L level. When (CK2) becomes H level, a voltage of (Vdd−2Vth) is applied to the node (N4n).
Thereafter, the voltage of (Vdd−2Vth) is applied to the node (N4n) at the same timing as the second driving clock (CK2) until the node (N1n) becomes H level again, and the transistors (T3n, T10n) The drain-source voltage (Vds) can be reduced.
なお、前述の説明では、駆動クロックが高電圧の場合について説明したが、駆動クロックが通常の電圧の場合の駆動においても、Vddの電圧を、入力電圧より低電圧に設定することで、出力電圧は入力電圧と同じ電圧であるが、回路駆動はVddの振幅で行えるため、信頼性を向上させることが可能である。
また、前述の説明では、トランジスタを、全てn型のMOSトランジスタで構成する場合について説明したが、電源電圧、駆動クロックのHレベルとLレベルとを反転させることで、全てのトランジスタを、p型のMOSトランジスタで構成することも可能である。
また、MOSトランジスタに代えて、MISトランジスタを使用することも可能であるさらに、前述のシフトレジスタを、半導体層がシリコンで構成されるトランジスタで構成し、半導体チップ内の回路とすることも可能である。
さらに、前述した実施例では、本発明を、液晶表示装置のシフトレジスタに適用した実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は、例えば、有機EL表示装置などの他の表示装置に使用されるシフトレジスタにも適用可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
In the above description, the case where the drive clock is a high voltage has been described. However, even when the drive clock is a normal voltage, the output voltage can be set by setting the voltage of Vdd to be lower than the input voltage. Is the same voltage as the input voltage, but the circuit can be driven with an amplitude of Vdd, so that the reliability can be improved.
In the above description, the case where all the transistors are configured by n-type MOS transistors has been described. However, by reversing the power supply voltage and the H level and the L level of the drive clock, all the transistors are made p-type. It is also possible to configure with MOS transistors.
In addition, it is possible to use a MIS transistor instead of a MOS transistor. Further, the above-described shift register can be constituted by a transistor whose semiconductor layer is made of silicon, and can be a circuit in a semiconductor chip. is there.
Further, in the above-described embodiment, the embodiment in which the present invention is applied to the shift register of the liquid crystal display device has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to, for example, an organic EL display device. The present invention can also be applied to a shift register used in other display devices.
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.
X1,X2,..,Xn 走査線(ゲート線)
Y1,Y2,..,Ym 映像線(ソース線、またはドレイン線)
XDV 走査線駆動回路
YDV 映像線駆動回路
Tnm アクティブ素子(薄膜トランジスタ)
Cnm 保持容量
Clc 液晶容量
CT 対向電極(共通電極)
S−COM 出力バッファ保護回路
CK1,CK2 駆動クロック
ΦIN スタートパルス
T1*〜T17* n型MOSトランジスタ
C1*,C2* 容量素子
N1*〜N7* ノード
X1, X2, ..., Xn Scan lines (gate lines)
Y1, Y2, .., Ym Video line (source line or drain line)
XDV scanning line drive circuit YDV video line drive circuit Tnm active element (thin film transistor)
Cnm Retention capacitance Clc Liquid crystal capacitance CT Counter electrode (common electrode)
S-COM output buffer protection circuit CK1, CK2 drive clock ΦIN start pulse T1 * to T17 * n-type MOS transistor C1 *, C2 * capacitive element N1 * to N7 * node
Claims (10)
各画素を駆動する駆動回路とを有し、
前記駆動回路には、電圧レベルがVHの電圧レベルと、VLの電圧レベルとの間で変化する駆動クロックが入力され、
前記駆動回路は、オン状態の時に前記クロックを取り込み、出力端子から出力する表示装置であって、
第1電極に前記駆動クロックが入力されるトランジスタと、
前記トランジスタの前記第2電極と前記端子との間に接続され、制御電極が前記トランジスタの制御電極に接続される第1保護トランジスタと、
第2電極に前記駆動クロックが入力され、制御電極にVDDの電圧が入力される第2保護トランジスタと、
前記第2保護トランジスタの第1電極と、前記トランジスタの前記第2電極との間に接続されるダイオード接続の第3保護トランジスタとを有し、
VL<VDD<VHを満足することを特徴とする表示装置。 A display panel having a plurality of pixels;
A drive circuit for driving each pixel;
The drive circuit receives a drive clock whose voltage level changes between a voltage level of VH and a voltage level of VL,
The drive circuit is a display device that takes in the clock when it is in an on state and outputs it from an output terminal,
A transistor in which the drive clock is input to the first electrode;
A first protection transistor connected between the second electrode of the transistor and the terminal, the control electrode being connected to the control electrode of the transistor;
A second protection transistor in which the drive clock is input to the second electrode and a voltage of VDD is input to the control electrode;
A diode-connected third protection transistor connected between the first electrode of the second protection transistor and the second electrode of the transistor;
A display device satisfying VL <VDD <VH.
前記各画素を駆動する駆動回路とを備え、
前記駆動回路は、シフトレジスタを有し、
前記シフトレジスタには、VHの電圧レベルとVLの電圧レベルとの間で変化する第1駆動クロックと、前記第1駆動クロックとは位相が異なりVHの電圧レベルとVLの電圧レベルとの間で変化する第2駆動クロックとが入力され、
前記シフトレジスタは、複数段の基本回路で構成され、
前記各基本回路は、前段からの転送データが入力されているときに前記第1駆動クロックあるいは前記第2駆動クロックを取り込み、出力端子から自段のシフト出力として出力するとともに、転送データとして次段の基本回路に転送する表示装置であって、
前記各基本回路は、制御電極に前段からの転送データが入力される第1トランジスタと、
前記第1トランジスタの第2電極と前記出力端子との間に接続され、制御電極が前記第1トランジスタの制御電極に接続される第1保護トランジスタと、
制御電極にVDDの電圧が入力される第2保護トランジスタと、
前記第2保護トランジスタの第1電極と、前記第1トランジスタの前記第2電極との間に接続されるダイオード接続の第3保護トランジスタとを有し、
奇数番目の基本回路において、前記第1トランジスタの第1電極と前記第2保護トランジスタの前記第2電極とには、前記第1駆動クロックが入力され、
偶数番目の基本回路において、前記第1トランジスタの第1電極と前記第2保護トランジスタの前記第2電極とには、前記第2駆動クロックが入力され、
VL<VDD<VHを満足することを特徴とする表示装置。 A display panel having a plurality of pixels;
A drive circuit for driving each of the pixels,
The drive circuit has a shift register;
The shift register includes a first drive clock that changes between a voltage level of VH and a voltage level of VL, and the phase of the first drive clock is different between the voltage level of VH and the voltage level of VL. And a second driving clock that changes,
The shift register includes a plurality of basic circuits,
Each of the basic circuits takes in the first drive clock or the second drive clock when transfer data from the previous stage is input, and outputs it as a shift output of its own stage from an output terminal, and also transfers the next stage as transfer data. A display device for transferring to the basic circuit of
Each of the basic circuits includes a first transistor in which transfer data from the previous stage is input to the control electrode;
A first protection transistor connected between the second electrode of the first transistor and the output terminal, the control electrode being connected to the control electrode of the first transistor;
A second protection transistor in which a voltage of VDD is input to the control electrode;
A diode-connected third protection transistor connected between the first electrode of the second protection transistor and the second electrode of the first transistor;
In the odd-numbered basic circuit, the first drive clock is input to the first electrode of the first transistor and the second electrode of the second protection transistor,
In the even-numbered basic circuit, the second drive clock is input to the first electrode of the first transistor and the second electrode of the second protection transistor,
A display device satisfying VL <VDD <VH.
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に接続される第1容量素子と、
前記第2トランジスタの第1電極と前記第1トランジスタの制御電極との間に接続され、制御電極にVDDの電圧が入力される第3トランジスタと、
前記出力端子と次段のダイオード接続の第2トランジスタとの間に接続される第4保護トランジスタを有することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。 Each of the basic circuits includes a diode-connected second transistor to which transfer data from the previous stage is input;
A first capacitive element connected between a control electrode of the first transistor and the output terminal;
A third transistor connected between a first electrode of the second transistor and a control electrode of the first transistor, and a voltage of VDD is input to the control electrode;
The display device according to claim 2, further comprising a fourth protection transistor connected between the output terminal and a second diode-connected second transistor.
奇数番目の基本回路の前記第1リセットトランジスタの制御電極には、前記第2駆動クロックが入力され、
偶数番目の基本回路の前記第1リセットトランジスタの制御電極には、前記第1駆動クロックが入力され、
前記第5保護トランジスタの制御電極には、VDDの電圧が入力されることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。 Each basic circuit includes a first reset transistor connected between the output terminal and a reference voltage, and a series circuit of a fifth protection transistor,
The second drive clock is input to the control electrode of the first reset transistor of the odd-numbered basic circuit,
The first drive clock is input to the control electrode of the first reset transistor of the even-numbered basic circuit,
The display device according to claim 3, wherein a voltage of VDD is input to a control electrode of the fifth protection transistor.
前記第2リセットトランジスタの制御電極には、前段のリセット信号が入力されることを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 Each of the basic circuits includes a second reset transistor connected between the first electrode of the diode-connected second transistor and the reference voltage;
The display device according to claim 4, wherein a reset signal of a previous stage is input to the control electrode of the second reset transistor.
前記第5トランジスタと、
前記第5トランジスタの第2電極と制御電極との間に接続される第2容量素子と、
前記第5トランジスタの第1電極と基準電圧との間に接続され、制御電極が前記第2トランジスタの第1電極に接続される第3リセットトランジスタと、
前記第5トランジスタの第2電極と、前記ダイオード接続の第4トランジスタの第1電極との間に接続され、制御電極にVDDの電圧が入力される第6保護トランジスタと、
第1電極が前記第5トランジスタの制御電極に接続され、制御電極にVDDの電圧が入力される第7保護トランジスタと、
前記出力端子と基準電圧との間に接続される第4リセットトランジスタと、第8保護トランジスタの直列回路とを有し、
前記第8保護トランジスタの制御電極には、VDDの電圧が入力され、
前記第5トランジスタの第1電極の電圧は、リセット信号として、前記第4リセットトランジスタの制御電極と、次段の基本回路の前記第2リセットトランジスタの制御電極に入力され、
奇数番目の基本回路において、前記第4トランジスタの制御電極と第2電極とには、前記第2駆動クロックが入力され、
前記第7保護トランジスタの第2電極には、前記第1駆動クロックが入力され、
偶数番目の基本回路において、前記第4トランジスタの制御電極と第2電極とには、前記第1駆動クロックが入力され、
前記第7保護トランジスタの第2電極には、前記第2駆動クロックが入力されることを特徴とする請求項5に記載の表示装置。 Each of the basic circuits includes a diode-connected fourth transistor;
The fifth transistor;
A second capacitor connected between the second electrode and the control electrode of the fifth transistor;
A third reset transistor connected between the first electrode of the fifth transistor and a reference voltage, and a control electrode connected to the first electrode of the second transistor;
A sixth protection transistor connected between the second electrode of the fifth transistor and the first electrode of the diode-connected fourth transistor, and the voltage of VDD being input to the control electrode;
A seventh protection transistor having a first electrode connected to a control electrode of the fifth transistor and a voltage of VDD input to the control electrode;
A fourth reset transistor connected between the output terminal and a reference voltage; and a series circuit of an eighth protection transistor;
A VDD voltage is input to the control electrode of the eighth protection transistor,
The voltage of the first electrode of the fifth transistor is input as a reset signal to the control electrode of the fourth reset transistor and to the control electrode of the second reset transistor of the next basic circuit,
In the odd-numbered basic circuit, the second drive clock is input to the control electrode and the second electrode of the fourth transistor,
The first drive clock is input to the second electrode of the seventh protection transistor,
In the even-numbered basic circuit, the first drive clock is input to the control electrode and the second electrode of the fourth transistor,
The display device according to claim 5, wherein the second drive clock is input to the second electrode of the seventh protection transistor.
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