JP2011022587A - Display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device which is improved in reliability or expanded in the tolerance of design and a process by making a transistor high in breakdown voltage by devising a circuit. <P>SOLUTION: A single channel shift register is included. The single channel shift register includes n (n≥2) basic circuits which are connected in a multi-stage cascade. The basic circuit includes a first transistor in which a first electrode is connected to a power line to which a reference voltage of V1 is applied, and a second transistor in which a first electrode is connected to a second electrode of the first transistor, and a bias voltage of Vc is applied to a control electrode. When the first transistor is turned off, and a maximum voltage applied to a second electrode of the second transistor is V2, an expression of V1<Vc<V2 is satisfied. The control electrode of the basic circuit includes a transistor for setting which is connected to the second electrode of the second transistor, and a capacitor which is connected between the second electrode and the control electrode of the transistor for setting. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、表示装置に係り、特に、その基板面に表示駆動回路が形成されたアクティブマトリクス型の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 an active matrix display device in which a display drive circuit is formed on a substrate surface thereof.

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方向に並設されるゲート線とy方向に延在しx方向に並設されるドレイン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、ゲート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;Thin Film Transistor)と、この薄膜トランジスタを介してドレイン線からの映像信号が供給される画素電極とを備えている。
この画素電極は、例えば、他方の基板側に形成された対向電極との間に電界を生じせしめ、この電界によってこれら電極の間の液晶の光透過率を制御する。
この液晶表示装置は、各ゲート線のそれぞれに走査信号を供給する走査信号駆動回路、および各ドレイン線のそれぞれに映像信号を供給する映像信号駆動回路を有し、これらの駆動回路は、シフトレジスタを備えている。
For example, an active matrix 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. The pixel region is surrounded by gate lines arranged in parallel in the y direction and drain 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 gate line, and a pixel electrode to which a video signal from a drain line is supplied via the thin film transistor. Yes.
For example, an electric field is generated between the pixel electrode and the counter electrode formed on the other substrate side, and the light transmittance of the liquid crystal between the electrodes is controlled by the electric field.
The liquid crystal display device includes a scanning signal driving circuit that supplies a scanning signal to each of the gate lines and a video signal driving circuit that supplies a video signal to each of the drain lines. It has.

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;p−Si)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、走査信号駆動回路および映像信号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。
このようなポリシリコン型の液晶表示装置では、液晶を反転駆動するための高い電圧を必要とする場合がある。
一般に、半導体層として、ポリシリコンを使用する薄膜トランジスタは、ゲート膜をデポジションで形成するため、基本的にゲート耐圧が低いこと、及び貫通電流に対し劣化しやすい等の点で高電圧用途には不向きである。
今後、ポリシリコンを作成するための再結晶化技術が向上することは予測されるが、高性能化とともに高電圧処理が難しくなる可能性が高い。
一方、半導体の分野において、トランジスタの耐圧特性を向上させる技術として、LDD構造とダブルゲート構造が知られている。
There is also known a polysilicon type liquid crystal display device in which the semiconductor layer of the thin film transistor constituting the active element is formed of polycrystalline silicon (polysilicon; p-Si).
In such a polysilicon type liquid crystal display device, the thin film transistor (for example, MIS transistor) constituting the scanning signal driving circuit and the video signal driving circuit is also formed in the same process as the thin film transistor constituting the active element in the above-mentioned one substrate. Formed on the surface.
Such a polysilicon type liquid crystal display device may require a high voltage for inversion driving of the liquid crystal.
Generally, a thin film transistor using polysilicon as a semiconductor layer forms a gate film by deposition, so that it is basically low in gate breakdown voltage and easily deteriorated with respect to a through current. It is unsuitable.
In the future, it is predicted that the recrystallization technique for producing polysilicon will be improved, but it is highly possible that high voltage processing becomes difficult as performance increases.
On the other hand, in the field of semiconductors, an LDD structure and a double gate structure are known as techniques for improving the breakdown voltage characteristics of transistors.

前述したLDD構造は、ゲート周辺のソース・ドレイン(いわゆる拡散層)不純物濃度を下げることにより、ショートチャネル効果等のドレイン−ソース間降伏電圧(BVds)耐性を向上させるものである。
しかしながら、LDD構造は、基本的にゲート端部に抵抗をつけることと等価であり、高性能化の妨げとなる。
また、ダブルゲート構造は、ショートチャネル効果等のドレイン−ソース間降伏電圧(BVds)耐性を向上させ、リーク電流を低減することができる。
しかしながら、ダブルゲート構造はBVdsレベルを向上させるが、十分でない場合がある。
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、表示装置において、回路によりトランジスタの高耐圧化を図り、信頼性の向上、あるいは設計・プロセス裕度の拡大を図ることが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
The LDD structure described above is intended to improve drain-source breakdown voltage (BVds) resistance such as a short channel effect by reducing the impurity concentration of the source / drain (so-called diffusion layer) around the gate.
However, the LDD structure is basically equivalent to adding a resistance to the gate end, and hinders high performance.
Further, the double gate structure can improve drain-source breakdown voltage (BVds) resistance such as a short channel effect, and can reduce leakage current.
However, although the double gate structure improves the BVds level, it may not be sufficient.
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 breakdown voltage of a transistor by a circuit in a display device, improve reliability, or design / process. The purpose is to provide a technology capable of expanding the margin.
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

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。
前述の目的を達成するために、本発明の表示装置は、複数の画素と、前記複数の画素を駆動する駆動回路とを備え、前記駆動回路は、V1の基準電圧が印加される電源線に、第1の電極が接続される第1のトランジスタと、第1の電極が、前記第1のトランジスタの第2の電極に接続され、制御電極に、Vcのバイアス電圧が印加される第2のトランジスタとを有し、前記第1のトランジスタがオフ状態のときに、前記第2のトランジスタの第2の電極に印加される電圧をV2とするとき、V2<Vc<V1(あるいは、V1<Vc<V2)を満たすことを特徴する。
本発明の一実施例では、0.9×(V1−V2)/2≦Vc≦1.1×(V1−V2)/2、(あるいは、0.9×(V2−V1)/2≦Vc≦1.1×(V2−V1)/2)である。
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
In order to achieve the above object, a display device of the present invention includes a plurality of pixels and a drive circuit that drives the plurality of pixels, and the drive circuit is connected to a power supply line to which a reference voltage of V1 is applied. The first transistor to which the first electrode is connected, the first electrode is connected to the second electrode of the first transistor, and a bias voltage of Vc is applied to the control electrode. V2 <Vc <V1 (or V1 <Vc) when the voltage applied to the second electrode of the second transistor is V2 when the first transistor is in the off state. <V2) is satisfied.
In one embodiment of the present invention, 0.9 × (V1−V2) /2≦Vc≦1.1× (V1−V2) / 2 (or 0.9 × (V2−V1) / 2 ≦ Vc. ≦ 1.1 × (V2−V1) / 2).

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。
本発明の表示装置によれば、回路によりトランジスタの高耐圧化を図り、信頼性の向上、あるいは設計・プロセス裕度の拡大を図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 display device of the present invention, it is possible to increase the breakdown voltage of a transistor by using a circuit, thereby improving reliability or expanding design / process margin.

本発明が適用されるCMOSインバータを示す回路図である。It is a circuit diagram showing a CMOS inverter to which the present invention is applied. 図1に示すCMOSインバータにおける、バイアス電圧の印加方法の他の例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing another example of a bias voltage application method in the CMOS inverter shown in FIG. 1. 図1に示すCMOSインバータにおける、バイアス電圧の印加方法の他の例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing another example of a bias voltage application method in the CMOS inverter shown in FIG. 1. 本発明の実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置の等価回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit of the active matrix type liquid crystal display device of the Example of this invention. 本発明の実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用されるシフトレジスタを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the shift register applied to the active matrix type liquid crystal display device of the Example of this invention. 図5に示すシフトレジスタのタイミングチャートである。6 is a timing chart of the shift register shown in FIG. 図5に示すシフトレジスタの変形例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a modification of the shift register illustrated in FIG. 5. 従来のCMOSインバータを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the conventional CMOS inverter.

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。
[本発明の概要]
図8は、従来のCMOSインバータを示す回路図である。
図8に示すように、従来のCMOSインバータは、第1の電源電圧(VDD)と第2の電源電圧(VSS)との間に、p型MOSトランジスタ(以下、単に、PMOSという)(PM1)と、n型MOSトランジスタ(以下、単に、NMOSという)(NM1)とが直列に接続される。
PMOS(PM1)のゲートと、NMOS(NM1)のゲートとが共通に接続され、信号の入力端子(VIN)とされ、また、PMOS(PM1)のドレインと、NMOS(NM1)のドレインとの接続点が、信号の出力端子(VOUT)とされる。
図1は、本発明が適用されるCMOSインバータを示す回路図である。
図1に示すCMOSインバータは、PMOS(PM1)と出力端子(VOUT)との間に、第2のPMOS(PM2)を、NMOS(NM1)と出力端子(VOUT)との間に第2のNMOS(NM2)を接続した点で、図8に示すインバータと相異する。
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.
[Outline of the present invention]
FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional CMOS inverter.
As shown in FIG. 8, the conventional CMOS inverter has a p-type MOS transistor (hereinafter simply referred to as PMOS) (PM1) between a first power supply voltage (VDD) and a second power supply voltage (VSS). And an n-type MOS transistor (hereinafter simply referred to as NMOS) (NM1) are connected in series.
The gate of the PMOS (PM1) and the gate of the NMOS (NM1) are commonly connected to serve as a signal input terminal (VIN), and the connection between the drain of the PMOS (PM1) and the drain of the NMOS (NM1) The point is the signal output terminal (VOUT).
FIG. 1 is a circuit diagram showing a CMOS inverter to which the present invention is applied.
The CMOS inverter shown in FIG. 1 has a second PMOS (PM2) between the PMOS (PM1) and the output terminal (VOUT), and a second NMOS between the NMOS (NM1) and the output terminal (VOUT). It differs from the inverter shown in FIG. 8 in that (NM2) is connected.

ここで、図1に示すように、PMOS(PM2)のゲートに、固定バイアス電圧(VCBP)を印加、NMOS(NM2)のゲートに、固定バイアス電圧(VCBN)に印加するか、あるいは、図2に示すように、PMOS(PM2)のゲートとNMOS(NM2)のゲートに、同一の固定バイアス電圧(VCB)を印加する。
これらのVCBP,VCBN,VCBの固定バイアス電圧は、第1の電源電圧(VDD)より低く、第2の電源電圧(VSS)より高い電圧(即ち、VSS<VCBP<VDD、VSS<VCBN<VDD、VSS<VCB<VDD)か、あるいは、後述するパルスとする。
図2において、VSS=0V、VCB=VDD/2、VIN=VSS=0Vとした場合について考える。
図8に示すインバータでは、VIN=0Vより、PMOS(PM1)はON状態、NMOS(NM1)はOFF状態となるので、VOUT=VDDとなる。
したがって、NMOS(NM1)のソース−ドレイン間、およびゲート−ドレイン間には、VDD−0=VDDの電圧が掛かることになり、VDDの電圧によっては、トランジスタ劣化状態となる可能性が高い。
Here, as shown in FIG. 1, a fixed bias voltage (VCBP) is applied to the gate of the PMOS (PM2), and a fixed bias voltage (VCBN) is applied to the gate of the NMOS (NM2). As shown, the same fixed bias voltage (VCB) is applied to the gate of the PMOS (PM2) and the gate of the NMOS (NM2).
The fixed bias voltages of these VCBP, VCBN, and VCB are lower than the first power supply voltage (VDD) and higher than the second power supply voltage (VSS) (that is, VSS <VCBP <VDD, VSS <VCBN <VDD, VSS <VCB <VDD) or a pulse described later.
In FIG. 2, a case is considered where VSS = 0V, VCB = VDD / 2, and VIN = VSS = 0V.
In the inverter shown in FIG. 8, since VIN = 0V, PMOS (PM1) is turned on and NMOS (NM1) is turned off, so that VOUT = VDD.
Therefore, a voltage of VDD-0 = VDD is applied between the source and the drain of the NMOS (NM1) and between the gate and the drain, and depending on the voltage of VDD, there is a high possibility that the transistor deteriorates.

一方、図2に示すインバータでは、PMOS(PM1)およびPMOS(PM2)はON状態、NMOS(NM1)およびNMOS(NM2)はOFF状態となり、VOUT=VDDとなる。
しかしながら、NMOS(NM2)のゲート電圧がVDD/2であるから、NMOS(NM2)の閾値電圧を(Vth)とすると、NMOS(NM2)のソース電圧(即ち、NMOS(NM1)のドレイン電圧)は、VDD/2−Vthとなる。
したがって、NMOS(NM1)のソース−ドレイン間、及びゲート−ドレイン間電圧は、VDD/2−Vthとなり、ドレイン−ソース間降伏電圧(BVds)に対して裕度の高い構成となり得る。
同様に、NMOS(NM2)のソース−ドレイン間電圧は、{VDD−(VDD/2−Vth)}=VDD/2+Vthとなり、ゲート−ドレイン間電圧は、VDD−VDD/2=VDD/2となるため、通常のインバータ構成に対してドレイン電圧裕度の高い動作となる。結果として、同じ電圧耐性を持つトランジスタを用いても、より高い電圧まで処理できることになる。
On the other hand, in the inverter shown in FIG. 2, PMOS (PM1) and PMOS (PM2) are in an ON state, NMOS (NM1) and NMOS (NM2) are in an OFF state, and VOUT = VDD.
However, since the gate voltage of the NMOS (NM2) is VDD / 2, when the threshold voltage of the NMOS (NM2) is (Vth), the source voltage of the NMOS (NM2) (that is, the drain voltage of the NMOS (NM1)) is , VDD / 2−Vth.
Therefore, the source-drain voltage and the gate-drain voltage of the NMOS (NM1) are VDD / 2−Vth, which can have a high tolerance for the drain-source breakdown voltage (BVds).
Similarly, the source-drain voltage of the NMOS (NM2) is {VDD- (VDD / 2−Vth)} = VDD / 2 + Vth, and the gate-drain voltage is VDD−VDD / 2 = VDD / 2. For this reason, the operation has a higher drain voltage tolerance than the normal inverter configuration. As a result, even a transistor having the same voltage tolerance can be processed up to a higher voltage.

また、図2において、VSS=0V、VCB=VDD/2、VIN=VDDとすると、図2に示すインバータでは、PMOS(PM1)およびPMOS(PM2)はOFF状態、NMOS(NM1)およびNMOS(NM2)はON状態となり、VOUT=0Vとなる。
さらに、PMOS(PM2)のゲート電圧がVDD/2であるから、PMOS(PM2)の閾値電圧を(Vth)とすると、PMOS(PM2)のソース電圧(即ち、PMOS(PM1)のドレイン電圧)は、VDD/2+Vthとなる。
したがって、PMOS(PM1)のソース−ドレイン間、及びゲート−ドレイン間電圧は、{VDD−(VDD/2+Vth)}=VDD/2−Vthとなり、PMOS(PM2)のソース−ドレイン間電圧は、VDD/2+Vthとなり、ゲート−ドレイン間電圧は、(VDD/2−0)=VDD/2となる。
この場合に、図1に示すように、NMOS(NM2),PMOS(PM2)のゲート電圧を独立に設定できるようにすることにより、よりきめの細い対応ができる。
さらに、図3に示すように、入力端子(VIN)に入力される信号のHighレベル(以下、単に、Hレベルという)、あるいは、Lowレベル(以下、単に、Lレベルという)に合わせて、固定バイアス電圧(VCB)をパルス化することで、高耐圧化と高速化を両立することができる。
In FIG. 2, when VSS = 0V, VCB = VDD / 2, and VIN = VDD, in the inverter shown in FIG. 2, PMOS (PM1) and PMOS (PM2) are in an OFF state, NMOS (NM1) and NMOS (NM2). ) Is in an ON state, and VOUT = 0V.
Further, since the gate voltage of the PMOS (PM2) is VDD / 2, when the threshold voltage of the PMOS (PM2) is (Vth), the source voltage of the PMOS (PM2) (that is, the drain voltage of the PMOS (PM1)) is VDD / 2 + Vth.
Therefore, the source-drain and gate-drain voltages of the PMOS (PM1) are {VDD- (VDD / 2 + Vth)} = VDD / 2-Vth, and the source-drain voltage of the PMOS (PM2) is VDD / 2 + Vth, and the gate-drain voltage is (VDD / 2−0) = VDD / 2.
In this case, as shown in FIG. 1, the gate voltage of NMOS (NM2) and PMOS (PM2) can be set independently, so that a finer response can be achieved.
Further, as shown in FIG. 3, it is fixed in accordance with the high level (hereinafter simply referred to as H level) or the low level (hereinafter simply referred to as L level) of the signal input to the input terminal (VIN). By pulsing the bias voltage (VCB), both high breakdown voltage and high speed can be achieved.

例えば、図2、図3において、VIN=0V、VOUT=VDDとなっている場合は、NMOS(NM1)がOFF状態であるため、NMOS(NM2)のゲートにVSS<VCB<VDDのバイアス電圧VCBを印加することによってNMOS(NM1)の劣化を防止できる。
しかし、VIN=VDD、VOUT=0Vに切り替わった場合は、NMOS(NM1)はON状態となり、VOUTはVDDから0Vへとディスチャージが行われるが、その際、NMOS(NM2)のゲートにはなるべく高い電圧をかけたほうが高速にディスチャージが行われる。
そこで、NMOS(NM1)がON状態となるときには、NMOS(NM1)がOFF状態の時よりも、NMOS(NM2)のバイアス電圧VCBを大きくしてやれば、高速化が可能となる。
PMOS(PM1)とPMOS(PM2)に関しては、NMOS(NM1)とNMOS(NM2)の場合と逆にすればよい。すなわち、PMOS(PM1)がON状態となるときには、PMOS(PM1)がOFF状態の時よりも、PMOS(PM2)のバイアス電圧VCBを小さくしてやれば、高速化が可能となる。
そこで、図3のようにNMOS(NM1)、PMOS(PM1)のON状態、OFF状態の変化(すなわち、入力端子(VIN)に入力される信号のレベルの変化)に同期して、バイアス電圧(VCB)をパルス化し、大きさを変化させている。
例えば、VCBをVDD/3と2VDD/3の組合せで変化させたり、VDD/4と3VDD/4の組合せで変化させる。
なお、VDD/4などの数値は厳密な値である必要は無く、±10%の誤差の範囲で変更しても構わない。図1の場合も同様に変化させてやればよい。
例えば、PMOS(PM1)がOFF状態ではバイアス電圧VCBPをVDD/2(あるいはもっと高い電圧)とし、PMOS(PM1)がON状態ではPMOS(PM1)がOFF状態の時よりもバイアス電圧VCBPを低い電圧、例えば、VDD/3やVDD/4などに変化させる。
同様に、NMOS(NM1)がOFF状態ではバイアス電圧VCBNをVDD/2(あるいはもっと低い電圧)とし、NMOS(NM1)がON状態ではNMOS(NM1)がOFF状態の時よりもバイアス電圧VCBNを高い電圧、例えば、2VDD/3や3VDD/4などに変化させる。
尚、ここで説明した具体的数値についても±10%の誤差の範囲で変更しても構わない。
For example, in FIGS. 2 and 3, when VIN = 0V and VOUT = VDD, since the NMOS (NM1) is in the OFF state, the bias voltage VCB of VSS <VCB <VDD is applied to the gate of the NMOS (NM2). The deterioration of the NMOS (NM1) can be prevented by applying.
However, when switching to VIN = VDD and VOUT = 0V, the NMOS (NM1) is turned on, and the VOUT is discharged from VDD to 0V. At this time, the gate of the NMOS (NM2) is as high as possible. Discharge is performed faster when voltage is applied.
Therefore, when the NMOS (NM1) is turned on, the speed can be increased by increasing the bias voltage VCB of the NMOS (NM2) than when the NMOS (NM1) is turned off.
The PMOS (PM1) and PMOS (PM2) may be reversed from those of the NMOS (NM1) and NMOS (NM2). That is, when the PMOS (PM1) is turned on, the speed can be increased by reducing the bias voltage VCB of the PMOS (PM2) than when the PMOS (PM1) is turned off.
Therefore, as shown in FIG. 3, the bias voltage (in FIG. 3) is synchronized with the change in the ON state and OFF state of the NMOS (NM1) and PMOS (PM1) (that is, the change in the level of the signal input to the input terminal (VIN)). VCB) is pulsed to change the size.
For example, VCB is changed by a combination of VDD / 3 and 2VDD / 3, or is changed by a combination of VDD / 4 and 3VDD / 4.
The numerical value such as VDD / 4 does not need to be a strict value and may be changed within a range of error of ± 10%. In the case of FIG. 1, it may be changed similarly.
For example, the bias voltage VCBP is set to VDD / 2 (or higher voltage) when the PMOS (PM1) is in the OFF state, and the bias voltage VCBP is lower than when the PMOS (PM1) is in the OFF state when the PMOS (PM1) is in the ON state. For example, it is changed to VDD / 3 or VDD / 4.
Similarly, the bias voltage VCBN is set to VDD / 2 (or a lower voltage) when the NMOS (NM1) is OFF, and the bias voltage VCBN is higher when the NMOS (NM1) is OFF than when the NMOS (NM1) is OFF. The voltage is changed to, for example, 2VDD / 3 or 3VDD / 4.
Note that the specific numerical values described here may also be changed within an error range of ± 10%.

[本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置の概要]
図4は、本発明の実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置の等価回路を示す回路図である。
図4に示すように、本実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、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方向に並べて設けられx方向に延びるn本のゲート線(X1,X2,...,Xn)と、x方向に並べて設けられy方向に延びるm本のドレイン線(Y1,Y2,...,Ym)とを有する。
ゲート線(または、走査線ともいう)とドレイン線(映像線ともいう)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、ゲートがゲート線に、ドレイン(または、ソース)がドレイン線に、およびソース(または、ドレイン)が画素電極に接続される薄膜トランジスタ(Tnm)が設けられる。さらに、画素電極と共通電極(COM)との間には保持容量(Cnm)が設けられる。
各ゲート線(X1,X2,...,Xn)は、走査信号駆動回路(XDV)に接続され、走査信号駆動回路(XDV)により、ゲート信号を、X1からXnのゲート線に向かって、あるいは、XnからX1のゲート線に向かって順次供給する。
[Outline of Active Matrix Type Liquid Crystal Display Device of the Present Invention]
FIG. 4 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the active matrix liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, the active matrix type liquid crystal display device of this embodiment is arranged in the y direction on the liquid crystal side surface of one of a pair of substrates disposed opposite to each other via liquid crystal. Gate lines (X1, X2,..., Xn) and m drain lines (Y1, Y2,..., Ym) provided side by side in the x direction and extending in the y direction.
A region surrounded by a gate line (also referred to as a scanning line) and a drain line (also referred to as a video line) is a pixel region. In one pixel region, a gate serves as a gate line and a drain (or source). Is provided on the drain line and the thin film transistor (Tnm) having the source (or drain) connected to the pixel electrode is provided. Further, a storage capacitor (Cnm) is provided between the pixel electrode and the common electrode (COM).
Each gate line (X1, X2,..., Xn) is connected to a scanning signal driving circuit (XDV), and the scanning signal driving circuit (XDV) sends a gate signal from X1 to the Xn gate line. Alternatively, Xn is sequentially supplied toward the gate line X1.

各ドレイン線(Y1,Y2,...,Ym)は、スイッチ素子(S1,S2,...,Sm)のドレイン(または、ソース)に接続されている。
スイッチ素子(S1,S2,...,Sm)のソース(または、ドレイン)は、映像信号線(DATA)に、ゲートは映像信号駆動回路(YDV)に接続される。
映像信号駆動回路(YDV)により、S1からSmのスイッチ素子に向かって、あるいは、SmからS1のスイッチ素子に向かって順次走査する。
本実施例では、走査信号駆動回路(XDV)および映像信号駆動回路(YDV)の薄膜トランジスタは、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。
さらに、走査信号駆動回路(XDV)および映像信号駆動回路(YDV)が、前述の図1、図2に示すCMOS回路を有する。
なお、前述の説明では、本発明をCMOS回路に適用した場合について説明したが、本発明は、NMOS、あるいは、PMOSのみから成る回路にも適用可能である。
以下、NMOS型単チャネル回路シフトレジスタに本発明を適用した実施例について説明する。
Each drain line (Y1, Y2, ..., Ym) is connected to the drain (or source) of the switch element (S1, S2, ..., Sm).
The sources (or drains) of the switch elements (S1, S2,..., Sm) are connected to the video signal line (DATA), and the gates are connected to the video signal drive circuit (YDV).
The video signal driving circuit (YDV) sequentially scans from S1 to Sm switch element or from Sm to S1 switch element.
In this embodiment, the thin film transistors of the scanning signal driving circuit (XDV) and the video signal driving circuit (YDV) are formed in the same process as the thin film transistors forming the active element, in which the semiconductor layer is formed of polycrystalline silicon (polysilicon). It is formed on one substrate surface.
Further, the scanning signal driving circuit (XDV) and the video signal driving circuit (YDV) have the CMOS circuits shown in FIGS.
In the above description, the case where the present invention is applied to a CMOS circuit has been described. However, the present invention can also be applied to a circuit including only NMOS or PMOS.
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an NMOS single channel circuit shift register will be described.

図5は、本発明の実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用される単チャネルシフトレジスタを示す回路図である。
図5に示すシフトレジスタは、縦続接続されたn個の基本回路で構成される。
各基本回路は、第1のNMOS(NMn1)を有し、このNMOS(NMn1)のゲートには、前段のシフト出力が印加される。なお、1段目のNMOS(NM11)のゲートには、例えば、振幅Vφの入力パルス(φIN)(スタートパルスとも呼ばれる。)が印加される。この第1のNMOS(NMn1)はセット用トランジスタ(あるいは、ドライブトランジスタ)である。
第1のNMOS(NMn1)の中の奇数番目のNMOSのソースは、クロック信号(φ1)が供給される第1のクロック信号線に、偶数番目のNMOSのソースは、クロック信号(φ2)が供給される第2のクロック信号線に接続される。
ここで、クロック信号(φ1)と、クロック信号(φ2)とは互いに逆相であり、同一周期で、位相が逆相の信号である。なお、クロック信号(φ1,φ2)の振幅はVφとされる。
NMOS(NMn1)のドレインが、各基本回路の外部出力端子(OUTn)に接続される。これは各段のシフト出力でもある。さらに、NMOS(NMn1)のドレインに、ダイオード接続された第2のNMOS(NMn2)が接続され、このNMOS(NMn2)の出力が、次の段に出力される。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a single channel shift register applied to the active matrix type liquid crystal display device of the embodiment of the present invention.
The shift register shown in FIG. 5 includes n basic circuits connected in cascade.
Each basic circuit has a first NMOS (NMn1), and the shift output of the previous stage is applied to the gate of the NMOS (NMn1). For example, an input pulse (φIN) (also referred to as a start pulse) having an amplitude Vφ is applied to the gate of the first-stage NMOS (NM11). The first NMOS (NMn1) is a setting transistor (or drive transistor).
The source of the odd-numbered NMOS in the first NMOS (NMn1) is supplied to the first clock signal line to which the clock signal (φ1) is supplied, and the source of the even-numbered NMOS is supplied with the clock signal (φ2). Connected to the second clock signal line.
Here, the clock signal (φ1) and the clock signal (φ2) are opposite in phase to each other, and are signals having the same cycle and opposite phases. The amplitude of the clock signal (φ1, φ2) is Vφ.
The drain of the NMOS (NMn1) is connected to the external output terminal (OUTn) of each basic circuit. This is also the shift output of each stage. Furthermore, the second NMOS (NMn2) diode-connected is connected to the drain of the NMOS (NMn1), and the output of the NMOS (NMn2) is output to the next stage.

第1のNMOS(NMn1)のドレインとゲートとの間には、容量素子(Cbn)が接続される。この容量素子(Cbn)は、ブートストラップ容量として働く。
ノード(Nn)と、VSSの電源電圧が供給される電源線との間には、第3のNMOS(NMn3)と第4のNMOS(NMn4)とが直列に接続される。NMOS(NMn4)のゲートには、VCの固定バイアス電圧が印加される。VSSは、例えば、0Vである。
NMOS(NMn3)のゲートには、後段のシフト出力がダイオードを介して印加される。具体的には、2段目以降の基本回路では、NMOS(NMn1)のドレインに接続される、ダイオード接続された第6のNMOS(NMn6)を介して、各段のシフト出力が前段のNMOS(NMn3)のゲートに印加される。これにより、NMOS(NMn3)は、リセット用トランジスタとして働く。
NMOS(NMn3)のゲートと、VSSの電源電圧が供給される電源線との間には、第5のNMOS(NMn5)と容量素子(Cn)とが接続され、NMOS(NMn5)のゲートには、前段の第3のNMOS(NMn3)のドレイン電圧が印加される。
なお、1段目のNMOS(NM15)のゲートには、入力パルス(φIN)が印加される。
A capacitive element (Cbn) is connected between the drain and gate of the first NMOS (NMn1). This capacitive element (Cbn) functions as a bootstrap capacitor.
A third NMOS (NMn3) and a fourth NMOS (NMn4) are connected in series between the node (Nn) and the power supply line to which the VSS power supply voltage is supplied. A fixed bias voltage of VC is applied to the gate of the NMOS (NMn4). VSS is, for example, 0V.
The shift output of the subsequent stage is applied to the gate of the NMOS (NMn3) via a diode. Specifically, in the second and subsequent basic circuits, the shift output of each stage is transferred to the preceding stage NMOS (NMn6) via the diode-connected sixth NMOS (NMn6) connected to the drain of the NMOS (NMn1). Applied to the gate of NMn3). As a result, the NMOS (NMn3) functions as a reset transistor.
A fifth NMOS (NMn5) and a capacitor element (Cn) are connected between the gate of the NMOS (NMn3) and the power supply line to which the power supply voltage of VSS is supplied, and the gate of the NMOS (NMn5) is connected to the gate of the NMOS (NMn5). The drain voltage of the third NMOS (NMn3) in the previous stage is applied.
An input pulse (φIN) is applied to the gate of the first stage NMOS (NM15).

以下、図5に示すシフトレジスタの動作を、図6に示すタイミングチャートを用いて説明をする。
時刻t1で、クロック(φ1)が、HレベルからLレベル、クロック(φ2)が、LレベルからHレベルに変化する際に、時刻t0と時刻t1の間で、入力パルス(φIN)がLレベルからHレベルに変化しているので、NMOS(NM15)がON状態となり、ノード(P1)の電圧(VP1)がLレベルとなるので、NMOS(NM13)がOFF状態となり、ノード(N1)がフローティング状態となっている。
同時に、ダイオード接続されたNMOS(NM00)により、ノード(N1)の電圧(VN1)は、Hレベル(厳密には、VN1=Vφ−Vth)になる。
VN1(=Vφ−Vth)>Vth(NMOS(NM11))となるように設定していると、NMOS(NM11)もON状態になる。
さらに、VN1(=Vφ−Vth)>Vth(NMOS(NM25))となるように設定していると、NMOS(NM25)がON状態となり、ノード(P2)の電圧(VP2)がLレベルとなるので、NMOS(NM23)がOFF状態となり、ノード(N2)がフローティング状態になる。
この時点で、ドレインに、クロック信号(φ1,φ2)が印加されるNMOS(NMn1)のうち、NMOS(NM11)と、NMOS(NM21)のゲートのみがフローティング状態になる。
The operation of the shift register shown in FIG. 5 is described below with reference to the timing chart shown in FIG.
At time t1, when the clock (φ1) changes from H level to L level and the clock (φ2) changes from L level to H level, the input pulse (φIN) is L level between time t0 and time t1. Since the NMOS (NM15) is turned on and the voltage (VP1) of the node (P1) is at the L level, the NMOS (NM13) is turned off and the node (N1) is floating. It is in a state.
At the same time, the voltage (VN1) of the node (N1) becomes the H level (strictly, VN1 = Vφ−Vth) by the diode-connected NMOS (NM00).
If VN1 (= Vφ−Vth)> Vth (NMOS (NM11)) is set, NMOS (NM11) is also turned on.
Furthermore, when VN1 (= Vφ−Vth)> Vth (NMOS (NM25)) is set, the NMOS (NM25) is turned on, and the voltage (VP2) of the node (P2) becomes L level. Therefore, the NMOS (NM23) is turned off, and the node (N2) is in a floating state.
At this time, among the NMOSs (NMn1) to which the clock signals (φ1, φ2) are applied to the drains, only the gates of the NMOS (NM11) and the NMOS (NM21) are in a floating state.

時刻t2で、クロック(φ1)が、LレベルからHレベル、クロック(φ2)が、HレベルからLレベルに変化する。
このとき、NMOS(NM11)がON状態なので、ノード(M1)の電圧が上昇し、容量素子(Cb1)のブートストラップ効果により、ノード(M1)の電圧(VM1)はVφとなる。
この時、ノード(N1)は昇圧により、電圧(VN1)が、VN1=(Vφ−Vth)+Vφ(Cb/(Cb+Cs))まで上昇するが、入力パルス(φIN)が、Hレベルで、NMOS(NM13)のゲートがVSS(=GND)になっているので、NMOS(NM13)は、強制的に、OFF状態を維持する。
なお、Cbは、容量素子(Cb1)の容量(ブートストラップ容量)、Csは、ノード(N1)の全ての容量からブートストラップ容量(Cb)をひいたもので、いわゆる寄生容量と称されるものである。
そして、ダイオード接続されたNMOS(NM12)により、ノード(N2)の電圧(VN2)がVN2=Vφ−Vthになる。
これにより、このVN2の電圧がゲートに印加されるNMOS(NM21)がON状態となるとともに、このVN2の電圧がゲートに印加されるNMOS(NM35)がON状態となり、ノード(P3)の電圧(VP3)がLレベルとなるので、NMOS(NM33)がOFF状態になり、ノード(N3)がフローティング状態になる。
At time t2, the clock (φ1) changes from L level to H level, and the clock (φ2) changes from H level to L level.
At this time, since the NMOS (NM11) is in the ON state, the voltage of the node (M1) rises, and the voltage (VM1) of the node (M1) becomes Vφ due to the bootstrap effect of the capacitor (Cb1).
At this time, the node (N1) is boosted and the voltage (VN1) rises to VN1 = (Vφ−Vth) + Vφ (Cb / (Cb + Cs)), but the input pulse (φIN) is at the H level and the NMOS ( Since the gate of NM13) is VSS (= GND), the NMOS (NM13) is forcibly maintained in the OFF state.
Cb is a capacitance (bootstrap capacitance) of the capacitive element (Cb1), and Cs is a value obtained by subtracting the bootstrap capacitance (Cb) from all the capacitances of the node (N1), and so-called parasitic capacitance. It is.
The voltage (VN2) of the node (N2) becomes VN2 = Vφ−Vth by the diode-connected NMOS (NM12).
As a result, the NMOS (NM21) to which the voltage VN2 is applied to the gate is turned on, and the NMOS (NM35) to which the voltage VN2 is applied to the gate is turned on, so that the voltage of the node (P3) ( Since (VP3) becomes L level, the NMOS (NM33) is turned off and the node (N3) is in a floating state.

時刻t3で、クロック(φ1)が、HレベルからLレベル、クロック(φ2)が、LレベルからHレベルに変化する。
クロック(φ1)が、HレベルからLレベルになると、ノード(M1)の電圧(VM1)はLレベルになるが、ノード(N2)は、Hレベルが維持される。
また、クロック(φ2)が、LレベルからHレベルに変化することにより、ON状態にあるNMOS(NM21)を介して、ノード(M2)の電圧(VM2)は、Vφになる。
これにより、ダイオード接続されたNMOS(NM22)により、ノード(N3)の電圧(VN3)がVN3=Vφ−Vthになり、このVN3の電圧がゲートに印加されるNMOS(NM31)がON状態となるとともに、このVN3の電圧がゲートに印加されるNMOS(NM45)がON状態となり、ノード(P4)の電圧(VP4)がLレベルとなるので、NMOS(NM43)がOFF状態になり、ノード(N4)がフローティング状態になる。
同時に、ダイオード接続されたNMOS(NM26)により、ノード(P1)の電圧(VP1)がVP1=Vφ−Vthとなり、このVP1の電圧が、ゲートに印加されるNMOS(NM13)がON状態になる。
これにより、ノード(N1)の電圧(VN1)がVSSの電圧となるので、NMOS(NM11)は、強制的にOFF状態となる。
ノード(P1)の電圧(VP1)は、容量素子(C1)により保持されるので、以降、ノード(N2)の電圧(VN2)が、Lレベルとなっても、ノード(P1)がHの状態を維持する。
すなわち、再度、入力パルス(φIN)が、Hレベルになるまで、NMOS(NM11)ゲートにVSSの電圧が印加されるので、NMOS(NM11)はOFF状態を維持する。なお、容量素子(C1)は、寄生容量で代用することも可能である。
At time t3, the clock (φ1) changes from the H level to the L level, and the clock (φ2) changes from the L level to the H level.
When the clock (φ1) changes from the H level to the L level, the voltage (VM1) of the node (M1) becomes the L level, but the node (N2) maintains the H level.
Further, when the clock (φ2) changes from the L level to the H level, the voltage (VM2) of the node (M2) becomes Vφ via the NMOS (NM21) in the ON state.
Accordingly, the voltage (VN3) of the node (N3) becomes VN3 = Vφ−Vth by the diode-connected NMOS (NM22), and the NMOS (NM31) to which the voltage of VN3 is applied to the gate is turned on. At the same time, the NMOS (NM45) to which the voltage of VN3 is applied to the gate is turned ON, and the voltage (VP4) of the node (P4) becomes L level, so that the NMOS (NM43) is turned OFF and the node (N4 ) Enters a floating state.
At the same time, the voltage (VP1) of the node (P1) becomes VP1 = Vφ−Vth due to the diode-connected NMOS (NM26), and this voltage VP1 turns on the NMOS (NM13) applied to the gate.
As a result, the voltage (VN1) of the node (N1) becomes the VSS voltage, so that the NMOS (NM11) is forcibly turned off.
Since the voltage (VP1) of the node (P1) is held by the capacitor (C1), the node (P1) is in the H state even if the voltage (VN2) of the node (N2) becomes L level thereafter. To maintain.
That is, since the VSS voltage is applied to the NMOS (NM11) gate again until the input pulse (φIN) becomes the H level again, the NMOS (NM11) maintains the OFF state. Note that the capacitance element (C1) can be replaced with a parasitic capacitance.

時刻t4で、クロック(φ1)が、LレベルからHレベル、クロック(φ2)が、HレベルからLレベルに変化する。
クロック(φ2)が、HレベルからLレベルに変化することにより、ノード(M2)の電圧(VM2)はLレベルになるが、ノード(N3)は、Hレベルが維持される。
クロック(φ1)が、Hレベルとなることにより、ON状態にあるNMOS(NM31)を介して、ノード(M3)の電圧(VM3)はVφになり、ダイオード接続されたNMOS(NM32)により、ノード(N4)の電圧(VN4)がVN4=Vφ−Vthになる。
これにより、このVN4の電圧がゲートに印加されるNMOS(NM41)がON状態となるとともに、このVN4の電圧がゲートに印加されるNMOS(NM55)がON状態となり、ノード(P5)の電圧(VP5)がLレベルとなるので、NMOS(NM53)がOFF状態になり、ノード(N5)がフローティング状態になる。
同時に、ダイオード接続されたNMOS(NM36)により、ノード(P2)の電圧(VP2)がVP2=Vφ−Vthとなり、このVP2の電圧が、ゲートに印加されるNMOS(NM23)がON状態になる。
これにより、ノード(N2)の電圧(VN2)がVSSの電圧となるので、NMOS(NM21)は、強制的に、OFF状態となる。
ノード(P2)の電圧VP2は、容量素子(C2)により保持されるので、以降、ノード(N3)の電圧(VN3)が、Lレベルとなっても、ノード(P2)がHの状態を維持する。
すなわち、再度、ノード(N1)が、Hレベルになるまで、NMOS(NM21)ゲートにVSSの電圧が印加されるので、NMOS(NM21)はOFF状態を維持する。
以降、前述した動作が順次繰り返されてシフトレジスタが動作していく。
At time t4, the clock (φ1) changes from L level to H level, and the clock (φ2) changes from H level to L level.
When the clock (φ2) changes from the H level to the L level, the voltage (VM2) of the node (M2) becomes the L level, but the node (N3) maintains the H level.
When the clock (φ1) becomes the H level, the voltage (VM3) of the node (M3) becomes Vφ via the NMOS (NM31) in the ON state, and the node (M32) connected by the diode connection causes the node (M32). The voltage (VN4) of (N4) becomes VN4 = Vφ−Vth.
As a result, the NMOS (NM41) to which the voltage of VN4 is applied to the gate is turned on, and the NMOS (NM55) to which the voltage of VN4 is applied to the gate is turned on, so that the voltage of the node (P5) ( Since VP5) becomes L level, the NMOS (NM53) is turned off and the node (N5) is in a floating state.
At the same time, the voltage (VP2) of the node (P2) becomes VP2 = Vφ−Vth by the diode-connected NMOS (NM36), and the NMOS (NM23) applied to the gate of this voltage VP2 is turned on.
Accordingly, the voltage (VN2) of the node (N2) becomes the voltage of VSS, so that the NMOS (NM21) is forcibly turned off.
Since the voltage VP2 of the node (P2) is held by the capacitor (C2), the node (P2) remains in the H state even when the voltage (VN3) of the node (N3) becomes L level thereafter. To do.
That is, since the VSS voltage is applied to the NMOS (NM21) gate again until the node (N1) becomes H level again, the NMOS (NM21) maintains the OFF state.
Thereafter, the above-described operations are sequentially repeated to operate the shift register.

本実施例では、各基本回路において、ノード(Nn)と、VSSの電源電圧が供給される電源線との間に、第3のNMOS(NMn3)と第4のNMOS(NMn4)とが、直列に接続される。
そして、NMOS(NMn4)のゲートには、VCの固定バイアス電圧が印加される。
したがって、NMOS(NMn4)が無い場合には、例えば、時刻t2で、クロック(φ1)が、LレベルからHレベルに変化し、ノード(N1)の電圧(VN1)が、VN1=(Vφ−Vth)+Vφ(Cb/(Cb+Cs))まで上昇すると、NMOS(NMn3)のドレイン電圧がVφ以上になり、ドレイン−ソース間降伏電圧(BVds)耐性的に不利になる。
しかしながら、本実施例では、NMOS(NMn4)を設け、NMOS(NMn4)のゲートに、VCの固定バイアス電圧が印加するようにしたので、前述の[本発明の概要]で述べた理由により、例えば、NMOS(NMn3)のドレイン電圧をVCのバイアス電圧以下(VC−Vth)とすることが可能である。
この結果、回路全体のドレイン−ソース間降伏電圧(BVds)耐性を向上させることが可能となる。NMOS(NMn5)についても同様に、ドレイン−ソース間降伏電圧(BVds)耐性を向上させることが可能となる。
なお、ノード(Nn)の生じる最大電圧を、VN(max){VN(max)=(Vφ−Vth)+Vφ(Cb/(Cb+Cs))}とするとき、VCのバイアス電圧は、VN(max)の電圧より低く、VSSの電圧よりも高い電圧{即ち、VSS<VC<VN(max)}であり、例えば、VC=Vφとされる。
また、±10%の誤差を見込んで、0.9×Vφ≦VC≦1.1×Vφでもよく、さらに、0.9×(VN(max)−VSS)/2≦VC≦1.1×(VN(max)−VSS)/2でもよい。
なお、VCのバイアス電圧は、前述の[本発明の概要]と同様にパルス動作とし、よりきめの細かい、動作改善をすることも可能である。
In this embodiment, in each basic circuit, a third NMOS (NMn3) and a fourth NMOS (NMn4) are connected in series between the node (Nn) and the power supply line to which the power supply voltage of VSS is supplied. Connected to.
A fixed bias voltage of VC is applied to the gate of the NMOS (NMn4).
Therefore, when there is no NMOS (NMn4), for example, at time t2, the clock (φ1) changes from the L level to the H level, and the voltage (VN1) of the node (N1) becomes VN1 = (Vφ−Vth). ) + Vφ (Cb / (Cb + Cs)), the drain voltage of the NMOS (NMn3) becomes Vφ or more, which is disadvantageous in terms of resistance to the drain-source breakdown voltage (BVds).
However, in this embodiment, an NMOS (NMn4) is provided, and a fixed bias voltage of VC is applied to the gate of the NMOS (NMn4). For the reason described in the above [Summary of the invention], for example, The drain voltage of the NMOS (NMn3) can be made lower than the bias voltage of VC (VC-Vth).
As a result, it is possible to improve the drain-source breakdown voltage (BVds) tolerance of the entire circuit. Similarly, with respect to the NMOS (NMn5), the drain-source breakdown voltage (BVds) tolerance can be improved.
When the maximum voltage generated at the node (Nn) is VN (max) {VN (max) = (Vφ−Vth) + Vφ (Cb / (Cb + Cs))}, the bias voltage of VC is VN (max) Is a voltage lower than the voltage of VSS and higher than the voltage of VSS {ie, VSS <VC <VN (max)}, for example, VC = Vφ.
Further, in consideration of an error of ± 10%, 0.9 × Vφ ≦ VC ≦ 1.1 × Vφ may be satisfied, and 0.9 × (VN (max) −VSS) /2≦VC≦1.1×. It may be (VN (max) −VSS) / 2.
Note that the bias voltage of VC is a pulse operation similar to the above-mentioned [Outline of the present invention], and it is possible to improve the operation more finely.

図7は、図5に示すシフトレジスタの変形例を示す回路図である。
図7に示すシフトレジスタは、図5に示すシフトレジスタにおいて、ダイオード接続されたNMOS(NM47,NM57,NM67,NM77,……)を介して、入力パルス信号(φIN)を、ノード(P2,P3,P4,P5,……)に印加するようにしたものである。
これらのNMOS(NM47,NM57,NM67,NM77,……)は、入力パルス信号(φIN)が、Hレベルになったときに、フローティング状態のノード(P2,P3,P4,P5,……)のHレベルを再補強し、非選択の入力ゲートの強制OFF状態をより確実なものとすることができる。
また、電源投入時の直後の走査開始等において、通常動作状態と同じ初期化ができる効果も奏する。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a modification of the shift register shown in FIG.
The shift register shown in FIG. 7 is the same as the shift register shown in FIG. 5 except that the input pulse signal (φIN) is sent to the nodes (P2, P3) via diode-connected NMOSs (NM47, NM57, NM67, NM77,...). , P4, P5,...).
These NMOSs (NM47, NM57, NM67, NM77,...) Are connected to the floating nodes (P2, P3, P4, P5,...) When the input pulse signal (φIN) becomes H level. The H level can be reinforced, and the forced OFF state of the non-selected input gate can be made more reliable.
In addition, there is an effect that the same initialization as the normal operation state can be performed at the start of scanning immediately after the power is turned on.

図5から図7で説明したシフトレジスタは、図4の走査信号駆動回路XDVの中のシフトレジスタとして利用可能である。この場合、外部出力端子(OUT1〜OUTn)に出力される信号は、ゲート線(X1〜Xn)に印加される走査信号として利用可能である。
また、基本回路の段数をm段とすることで、図4の映像信号駆動回路YDVの中のシフトレジスタとして利用可能である。この場合、外部出力端子(OUT1〜OUTm)に出力される信号は、スイッチ素子(S1〜Sm)のゲートに印加される信号(D1〜Dm)として利用可能である。
尚、基本回路の段数はn段やm段に限られず、さらに段数を増やして最初、あるいは最後の1段以上をダミーとしても良い。
なお、前述した実施例では、シフトレジスタを構成する薄膜トランジスタとして、n型トランジスタを使用する場合について説明したが、各信号のHレベル、Lレベルの絶対電位を逆転させて用いることにより、シフトレジスタを構成する薄膜トランジスタとして、p型トランジスタを使用することも可能である。
また、前述した実施例では、薄膜トラジスタとして、ゲート絶縁膜が、例えば、SiO2からなるMOSトランジスタとして示したものであるが、該ゲート絶縁膜が、例えば、SiNからなるものであってもよいことはいうまでもない。
さらに、前述した実施例では、液晶表示装置に使用されるシフトレジスタについて説明したが、本発明は、これに限定されることなく、例えば、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できることはいうまでもない。
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。
The shift register described with reference to FIGS. 5 to 7 can be used as a shift register in the scanning signal drive circuit XDV of FIG. In this case, signals output to the external output terminals (OUT1 to OUTn) can be used as scanning signals applied to the gate lines (X1 to Xn).
Further, by setting the number of stages of the basic circuit to m, it can be used as a shift register in the video signal driving circuit YDV of FIG. In this case, signals output to the external output terminals (OUT1 to OUTm) can be used as signals (D1 to Dm) applied to the gates of the switch elements (S1 to Sm).
The number of stages of the basic circuit is not limited to n stages or m stages, and the number of stages may be further increased and the first or last one or more stages may be set as dummy.
In the above-described embodiment, the case where an n-type transistor is used as the thin film transistor that constitutes the shift register has been described. However, by using the H-level and L-level absolute potentials of each signal reversed, the shift register can be used. A p-type transistor can also be used as the thin film transistor to be formed.
In the embodiment described above, the gate insulating film is shown as a MOS transistor made of, for example, SiO 2 as the thin film transistor. However, the gate insulating film may be made of, for example, SiN. Needless to say.
Further, in the above-described embodiments, the shift register used in the liquid crystal display device has been described. However, the present invention is not limited to this, and the shift register used in other display devices such as an EL display device, for example. Needless to say, this also applies to registers.
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 ゲート線(または、走査線)
Y1,Y2,...,Ym ドレイン線(または、映像線)
Tnm 薄膜トランジスタ
Cnm 保持容量
S1,S2,...,Sm スイッチ素子
DATA 映像信号線
XDV 走査信号駆動回路
YDV 映像信号駆動回路
COM 共通電極
Cbn,Cn 容量素子
PMn p型MOSトランジスタ
NMn,NMnm n型MOSトランジスタ
Nn,Mn,Pn ノード
X1, X2, ..., Xn Gate lines (or scanning lines)
Y1, Y2, ..., Ym Drain line (or video line)
Tnm Thin film transistor Cnm Retention capacitance S1, S2, ..., Sm Switch element DATA Video signal line XDV Scan signal drive circuit YDV Video signal drive circuit COM Common electrode Cbn, Cn Capacitor element PMn P-type MOS transistor NMn, NMnm n-type MOS transistor Nn, Mn, Pn nodes

Claims (6)

複数の画素と、
前記複数の画素を駆動する駆動回路とを備え、
前記駆動回路は、単チャネルシフトレジスタを有し、
前記単チャネルシフトレジスタは、多段に縦続接続されるn(n≧2)個の基本回路を有し、
前記基本回路は、V1の基準電圧が印加される電源線に第1の電極が接続される第1のトランジスタと、
第1の電極が、前記第1のトランジスタの第2の電極に接続され、制御電極に、Vcのバイアス電圧が印加される第2のトランジスタとを有し、
前記第1のトランジスタがオフ状態のときに、前記第2のトランジスタの第2の電極に印加される最大電圧をV2とするとき、V1<Vc<V2を満たし、
前記基本回路は、制御電極が、前記第2のトランジスタの第2電極に接続されるセット用トランジスタと、
前記セット用トランジスタの第2電極と制御電極との間に接続される容量素子とを有し、
前記セット用トランジスタの第2電極から、各段のシフト出力が出力され、
奇数番目の基本回路の前記セット用トランジスタの第1の電極は、第1のクロックが印加される第1のクロック信号線に接続され、
偶数番目の基本回路の前記セット用トランジスタの第1の電極は、第2のクロックが印加される第2のクロック信号線に接続され、
前記第1のクロックと前記第2のクロックとは、同一周期で、位相が異なっており、
前記セット用トランジスタの制御電極と、前記第2のトランジスタの第2電極との接続点に、入力パルスあるいは前段のシフト出力がダイオードを介して印加されることを特徴とする表示装置。
A plurality of pixels;
A drive circuit for driving the plurality of pixels,
The drive circuit has a single channel shift register,
The single channel shift register has n (n ≧ 2) basic circuits cascaded in multiple stages,
The basic circuit includes: a first transistor having a first electrode connected to a power supply line to which a reference voltage of V1 is applied;
A first electrode connected to a second electrode of the first transistor, and a control electrode having a second transistor to which a bias voltage of Vc is applied;
When the maximum voltage applied to the second electrode of the second transistor is V2 when the first transistor is in an off state, V1 <Vc <V2 is satisfied,
The basic circuit includes a setting transistor in which a control electrode is connected to a second electrode of the second transistor;
A capacitive element connected between the second electrode and the control electrode of the setting transistor;
The shift output of each stage is output from the second electrode of the setting transistor,
The first electrode of the set transistor of the odd-numbered basic circuit is connected to a first clock signal line to which a first clock is applied,
The first electrode of the set transistor of the even-numbered basic circuit is connected to a second clock signal line to which a second clock is applied,
The first clock and the second clock have the same period and different phases,
A display device, wherein an input pulse or a previous shift output is applied via a diode to a connection point between a control electrode of the set transistor and a second electrode of the second transistor.
0.9×(V2−V1)/2≦Vc≦1.1×(V2−V1)/2であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein 0.9 × (V2−V1) /2≦Vc≦1.1× (V2−V1) / 2. 前記第2のトランジスタの制御電極に印加される前記Vcのバイアス電圧は、前記第1のトランジスタがオフ状態のときにVc1の値をとり、前記第1のトランジスタがオン状態のときにVc2の値をとり、V1<Vc1<Vc2<V2を満たすことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。   The bias voltage of Vc applied to the control electrode of the second transistor takes a value of Vc1 when the first transistor is in an off state, and a value of Vc2 when the first transistor is in an on state. The display device according to claim 1, wherein V1 <Vc1 <Vc2 <V2 is satisfied. 前記第1のトランジスタの制御電極には、第2のダイオードを介して、次段の基本回路のシフト出力が印加されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の表示装置。   4. The shift output of the basic circuit of the next stage is applied to the control electrode of the first transistor through a second diode. 5. Display device. 前記第1のトランジスタの第1の電極と、制御電極との間に接続される第3のトランジスタを有し、
前記第3のトランジスタの制御電極には、入力パルス、あるいは前段の前記第1のトランジスタの第2電極と前記第2のトランジスタの第1電極との接続点の電圧が印加されることを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
A third transistor connected between a first electrode of the first transistor and a control electrode;
An input pulse or a voltage at a connection point between the second electrode of the first transistor and the first electrode of the second transistor is applied to the control electrode of the third transistor. The display device according to claim 4.
前記第1のクロックおよび第2のクロックの振幅をVφとするとき、0.9×Vφ≦Vc≦1.1×Vφであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の表示装置。   6. The device according to claim 1, wherein when the amplitude of the first clock and the second clock is Vφ, 0.9 × Vφ ≦ Vc ≦ 1.1 × Vφ. The display device described in 1.
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