JP2013530478A - シフト・レジスタ、液晶ディスプレーのゲート駆動装置およびデータライン駆動装置 - Google Patents

Abstract

本発明はシフト・レジスタを提供する。ダウン駆動用薄膜トランジスタの数を増加し、且つ１つのフレームおきに交互にクロック信号を加える方式を採用し、ダウン駆動薄膜トランジスタのデューティ比を低下させ、ダウン駆動薄膜トランジスタのバイアス作用を効果的に防止することにより、シフト・レジスタユニットの信頼性が確保される。

Description

本発明は、シフト・レジスタ、液晶ディスプレーのゲート駆動装置およびデータライン駆動装置に関する。

従来のシフト・レジスタは、駆動信号を出力するための信号出力端を有する。駆動信号がハイレベルであるとき、シフト・レジスタユニットは、一行の薄膜トランジスタをオンさせるように制御する。駆動信号がローレベルであるとき、シフト・レジスタユニットは、一行の薄膜トランジスタをオフさせるように制御する。

液晶ディスプレーでは、通常順次走査を行う。ある行やある列を走査するとき、対応するシフト・レジスタはハイレベルの駆動信号を出力し、他のシフト・レジスタはローレベルの駆動信号を出力する。ここからわかるように、１つのシフト・レジスタにとっては、駆動信号が大部分の時間でローレベルである。

駆動信号は、ローレベルである間に、入力されたクロック信号に干渉されやすく、これにより、ノイズが発生する。ノイズを抑制するために、通常、シフト・レジスタユニットは、駆動信号がローレベルである間に駆動信号をプルダウンするためのダウン信号用薄膜トランジスタを備える。ダウン信号用薄膜トランジスタのゲートに接続されるノードでダウン信号用薄膜トランジスタをオンさせるように制御することによって、信号出力端のゲート駆動信号のレベルをプルダウンすることができる。

しかし、従来のシフト・レジスタにおいて以下の問題が存在している。即ち、ダウン信号用薄膜トランジスタのゲートに接続されるノードは、大部分の時間でハイレベルを保持するので、大部分の時間でダウン信号用薄膜トランジスタがオンされつつあり、これによって、ダウン信号用薄膜トランジスタの閾値電圧にはより大きいシフトが生成される。ダウン信号用薄膜トランジスタの閾値電圧が引き続いて向上すると、ダウン信号用薄膜トランジスタがオンできなくなり、ノイズを抑制する役割を果たすことができなくなり、シフト・レジスタ全体の性能も影響される。

本発明の実施例は、少なくとも２つのシフト・レジスタユニットを有するシフト・レジスタであって、その中の１つのシフト・レジスタユニットは、
第１のクロック信号を受信し、オン状態で出力端へ高電圧信号を出力するアップ信号用薄膜トランジスタと、
フレームスタット信号または他の１つのシフト・レジスタユニットの出力信号を受信してアップ信号用薄膜トランジスタをオンさせるアップ駆動用第１薄膜トランジスタと、
リセット信号または他の１つのシフト・レジスタユニットの出力信号を受信してアップ信号用薄膜トランジスタをオンさせるアップ駆動用第２薄膜トランジスタと、
リセット信号または他の１つのシフト・レジスタの出力信号を受信してオン状態で出力端へ低電圧信号を出力するダウン信号用第１薄膜トランジスタと、
第２のクロック信号を受信し、ダウン信号用薄膜トランジスタをオンさせるダウン駆動用第１薄膜トランジスタと、
第３のクロック信号を受信し、ダウン信号用薄膜トランジスタをオンさせるダウン駆動用第２薄膜トランジスタと、
ダウン駆動用第１薄膜トランジスタの出力信号を受信してオン状態で出力端の出力信号のレベルをプルダウンするダウン信号用第２薄膜トランジスタと、
ダウン駆動用第１薄膜トランジスタの出力信号を受信してオン状態で出力端の出力信号のレベルをプルダウンするダウン信号用第３薄膜トランジスタと、
アップ駆動用第１薄膜トランジスタの出力信号を受信し、オン状態でダウン信号用第２薄膜トランジスタおよびダウン信号用第３薄膜トランジスタをオフさせるオフ駆動用第１薄膜トランジスタと、
ダウン駆動用第２薄膜トランジスタの出力信号を受信し、オン状態で出力端の出力信号のレベルをプルダウンするダウン信号用第４薄膜トランジスタと、
ダウン駆動用第２薄膜トランジスタの出力信号を受信し、オン状態で出力端の出力信号のレベルをプルダウンするダウン信号用第５薄膜トランジスタと、
アップ駆動用第１薄膜トランジスタの出力信号を受信し、オン状態でダウン信号用第４薄膜トランジスタおよびダウン信号用第５薄膜トランジスタをオフさせるオフ駆動用第２薄膜トランジスタと、を備え、
前記シフト・レジスタユニットに隣接する他の一つのシフト・レジスタユニットにおけるアップ信号用薄膜トランジスタ、ダウン駆動用第１薄膜トランジスタ、ダウン駆動用第２薄膜トランジスタは、それぞれ第４のクロック信号、第５のクロック信号、第６のクロック信号を受信することを特徴とするシフト・レジスタを提供する。

以下、具体的な実施例によって、図面に合わせて本発明を更に詳しく説明する。

本発明に係るシフト・レジスタユニットの構成概略図である。 図１ａに示すシフト・レジスタユニットの入出力シーケンス図である。 本発明に係る他のシフト・レジスタユニットの構成概略図である。 図２ａに示す他のシフト・レジスタユニットの入出力シーケンス図である。

本発明の実施例は、少なくとも２つのシフト・レジスタユニットを有するシフト・レジスタを開示する。

図１ａに示すように、本発明の実施例に係るシフト・レジスタの少なくとも１つのシフト・レジスタユニットは、第１のクロック信号ＣＬＫを受信し、オン状態で出力端に高電圧信号を出力するアップ信号用薄膜トランジスタＴ３と、フレームスタット信号または直前のシフト・レジスタユニットの出力信号を受信してアップ信号用薄膜トランジスタＴ３をオンさせるアップ駆動用第１薄膜トランジスタＴ１と、次のシフト・レジスタユニットの出力信号を受信してアップ信号用薄膜トランジスタＴ３をオンさせるアップ駆動用第２薄膜トランジスタＴ２と、次のシフト・レジスタの出力信号を受信して、オン状態で出力端へ低電圧信号を出力するダウン信号用第１薄膜トランジスタＴ４と、第２のクロック信号ＣＬＫＢ１を受信し、ダウン信号用第２薄膜トランジスタＴ１０およびダウン信号用第３薄膜トランジスタＴ１１をオンさせるダウン駆動用第１薄膜トランジスタＴ５と、第３のクロック信号ＣＬＫＢ２を受信し、ダウン信号用第４薄膜トランジスタＴ１０−１およびダウン信号用第５薄膜トランジスタＴ１１−１をオンさせるためのダウン駆動用第２薄膜トランジスタＴ５−１と、ダウン駆動用第１薄膜トランジスタＴ５の出力信号を受信して、オン状態で出力端の出力信号のレベルをプルダウンするダウン信号用第２薄膜トランジスタＴ１０と、ダウン駆動用第１薄膜トランジスタＴ５の出力信号を受信してオン状態で出力端の出力信号のレベルをプルダウンするダウン信号用第３薄膜トランジスタＴ１１と、ダウン駆動用第２薄膜トランジスタＴ５−１の出力信号を受信してオン状態で出力端の出力信号のレベルをプルダウンするダウン信号用第４薄膜トランジスタＴ１０−１と、アップ駆動用第１薄膜トランジスタＴ１の出力信号を受信し、オン状態でダウン信号用第２薄膜トランジスタＴ１０およびダウン信号用第３薄膜トランジスタＴ１１をオンさせるオフ駆動用第１薄膜トランジスタＴ６と、アップ駆動用第１薄膜トランジスタＴ１の出力信号を受信し、オン状態でダウン信号用第４薄膜トランジスタＴ１０−１およびダウン信号用第５薄膜トランジスタＴ１１−１をオフさせるオフ駆動用第２薄膜トランジスタＴ６−１と、を備える。

図２ａに示すように、本発明実施例に係るシフト・レジスタの他のシフト・レジスタユニットにおけるアップ信号用薄膜トランジスタｔ３、ダウン駆動用第１薄膜トランジスタｔ５、ダウン駆動用第２薄膜トランジスタｔ５−１はそれぞれ第４のクロック信号ＣＬＫＢ、第５のクロック信号ＣＬＫ１、第６のクロック信号ＣＬＫ２を受信する。

本発明実施例に係るシフト・レジスタユニットが受信した第２のクロック信号、第３のクロック信号は、１つのフレームおきに交互に出力するクロック信号である。

本発明実施例に係るシフト・レジスタユニットが受信した第５クのロック信号、第６クのロック信号は、１つのフレームおきに交互に出力するクロック信号である。

ここに説明する必要があるのは、液晶表示分野に用いられる薄膜トランジスタにとって、ドレインとソースとは取り替えられることができるので、本発明実施例に言及した薄膜トランジスタのソースを薄膜トランジスタのドレインとすることができるし、薄膜トランジスタのドレインを薄膜トランジスタのソースとすることもできる。

以下、図１ａおよび図１ｂに合わせて、本発明実施例に係るシフト・レジスタユニットの作動原理を説明する。

図１ｂに示すシーケンス図における第１フレームの一部を選択し、そのうち前の２つの段階を選択する。第１の段階では、入力信号（ＩＮＰＵＴ）はフレームスタット信号（ＳＴＶ）で、且つハイレベルであるので、アップ駆動用第１薄膜トランジスタＴ１がオンされ、ＰＵノードの電圧がプルアップされる。オフ駆動用第１薄膜トランジスタＴ６、オフ駆動用第２薄膜トランジスタＴ６−１がオンされ、ＰＤ１、ＰＤ２ノードの電圧をローレベルにさせる。従って、ダウン信号用第２薄膜トランジスタＴ１０およびダウン信号用第３薄膜トランジスタＴ１１がオフされる。補助薄膜トランジスタＴ８、Ｔ８−１がオンされ、ダウン駆動用第１薄膜トランジスタＴ５とダウン駆動用第２薄膜トランジスタＴ５−１の電荷が放電される。アップ信号用薄膜トランジスタＴ３がオンされ、このとき、第１のクロック信号ＣＬＫはハイレベルであるので、信号出力端（ＯＵＴ）の出力信号（ＯＵＴＰＵＴ）がハイレベルになり、リセット信号入力端（ＲＥＳＥＴＩＮ）の入力信号（ＲＥＳＥＴ）がローレベルになり、アップ駆動用第２薄膜トランジスタＴ２とダウン信号用第１薄膜トランジスタＴ４がオフされる。

第２の段階では、入力信号（ＩＮＰＵＴ）はローレベルであり、アップ駆動用第１薄膜トランジスタＴ１がオフされ、リセット信号（ＲＥＳＥＴ）はハイレベルであり、アップ駆動用第２薄膜トランジスタＴ２とダウン信号用第１薄膜トランジスタＴ４がオンされ、ＰＵノードで電荷が放電され、ローレベルになり、信号出力端（ＯＵＴ）の出力信号（ＯＵＴＰＵＴ）がダウン信号用第１薄膜トランジスタＴ４によるプルダウン作用によってローレベルになる。第２のクロック信号（ＣＬＫＢ１）がハイレベルであり、ダウン駆動用第１薄膜トランジスタＴ５がオンされ、ＰＤ１ノードの電圧が向上され、ダウン信号用第２薄膜トランジスタＴ１０とダウン信号用第３薄膜トランジスタＴ１１をオンさせ、信号出力端（ＯＵＴ）の出力信号（ＯＵＴＰＵＴ）がダウン信号用第２薄膜トランジスタＴ１０とダウン信号用第３薄膜トランジスタＴ１１によるプルダウン作用によってローレベルになる。従って、従来のダウン駆動薄膜トランジスタより、ダウン駆動薄膜トランジスタは、デューティ比が低下され、ダウン駆動薄膜トランジスタのバイアス作用が効果的に防止される。つまり、ダウン信号用第１薄膜トランジスタＴ４、ダウン信号用第２薄膜トランジスタＴ１０およびダウン信号用第３薄膜トランジスタＴ１１がノイズを抑制する役割を果たし、シフト・レジスタユニットの信頼性が確保されることができる。

図１ｂに示すシーケンス図において第２フレームの一部を選択し、そのうち前の２つの段階を選択する。第１の段階では、入力信号（ＩＮＰＵＴ）はフレームスタット信号（ＳＴＶ）で、ハイレベルであるので、アップ駆動用第１薄膜トランジスタＴ１がオンされ、ＰＵノードの電圧が向上され、オフ駆動用第１薄膜トランジスタＴ６とオフ駆動用第２薄膜トランジスタＴ６−１がオンされ、ＰＤ１、ＰＤ２ノードの電圧をローレベルにさせる。従って、ダウン信号用第２薄膜トランジスタＴ１０およびダウン信号用第３薄膜トランジスタＴ１１がオフされ、補助薄膜トランジスタＴ８、Ｔ８−１がオンされ、ダウン駆動用第１薄膜トランジスタＴ５とダウン駆動用第２薄膜トランジスタＴ５−１の電荷が放電され、アップ信号用薄膜トランジスタＴ３がオンされる。このとき、第１のクロック信号ＣＬＫはハイレベルであるので、信号出力端（ＯＵＴ）の出力信号（ＯＵＴＰＵＴ）がハイレベルになり、リセット信号入力端（ＲＥＳＥＴＩＮ）の入力信号（ＲＥＳＥＴ）がローレベルになり、アップ駆動用第２薄膜トランジスタＴ２とダウン信号用第１薄膜トランジスタＴ４がオフされる。
第２の段階では、入力信号（ＩＮＰＵＴ）はローレベルであり、アップ駆動用第１薄膜トランジスタＴ１がオフされる。リセット信号（ＲＥＳＥＴ）はハイレベルであり、アップ駆動用第２薄膜トランジスタＴ２とダウン信号用第１薄膜トランジスタＴ４がオンされ、ＰＵノードで電荷が放電され、ローレベルになり、信号出力端（ＯＵＴ）の出力信号（ＯＵＴＰＵＴ）がダウン信号用第１薄膜トランジスタＴ４によるプルダウン作用によってローレベルになり、第３のクロック信号（ＣＬＫＢ１）がハイレベルであり、ダウン駆動用第２薄膜トランジスタＴ５−１がオンされ、ＰＤ２ノードの電圧が向上され、ダウン信号用第４薄膜トランジスタＴ１０−１、ダウン信号用第５薄膜トランジスタＴ１１−１をオンさせ、信号出力端（ＯＵＴ）の出力信号（ＯＵＴＰＵＴ）がダウン信号用第４薄膜トランジスタＴ１０−１とダウン信号用第５薄膜トランジスタＴ１１−１によるプルダウン作用によってローレベルになる。従って、従来のダウン駆動薄膜トランジスタより、ダウン駆動薄膜トランジスタは、デューティ比が低下され、バイアス作用が効果的に防止される。つまり、ダウン信号用第１薄膜トランジスタＴ４、ダウン信号用第４薄膜トランジスタＴ１０−１およびダウン信号用第５薄膜トランジスタＴ１１−１がノイズを抑制する役割を果たし、シフト・レジスタユニットの信頼性が確保されることができる。

上述したシフト・レジスタの動作過程において、補助第１薄膜トランジスタＴ８および補助第２薄膜トランジスタＴ８−１は、アップ駆動用第１薄膜トランジスタＴ１の出力信号をそれぞれ受信し、オン状態でダウン駆動用第１薄膜トランジスタＴ５とダウン駆動用第２薄膜トランジスタＴ５−１の電荷を放電する。補助第３薄膜トランジスタＴ７、補助第４薄膜トランジスタＴ９および補助第５薄膜トランジスタＴ９−１は、第１のクロック信号ＣＬＫ、第２のクロック信号ＣＬＫＢ１および第３のクロック信号ＣＬＫＢ２をそれぞれ受信し、オン状態でアップ信号用薄膜トランジスタＴ３、ダウン駆動用第１薄膜トランジスタＴ５およびダウン駆動用第２薄膜トランジスタＴ５−１のバイアス作用を低下する。

上記シフト・レジスタユニットにおけるコンデンサーＣ１の両端は、アップ信号用薄膜トランジスタＴ３のゲートと信号出力端（ＯＵＴ）にそれぞれ接続される。シフト・レジスタが動作するときに、第１のコンデンサーＣ１の結合作用によって、ＰＵノードでの信号のレベルは、より高いレベルに上がることができる。

図２ａは本発明の実施例に係る他のシフト・レジスタユニットの構成概略図である。

図２ｂは図２ａに示す他のシフト・レジスタユニットの入出力シーケンス図である。

図２ａと図２ｂに示す他のシフト・レジスタの作動原理は、上記シフト・レジスタに類似するので、ここで贅言しない。

本発明実施例は、上記シフト・レジスタを備える液晶ディスプレーのゲート駆動装置及びデータライン駆動装置（この部分は図示しない）をさらに提供する。該ゲート駆動装置およびデータライン駆動装置は液晶ディスプレーの表示パネルに設けられてもよい。

本発明の実施例に係るシフト・レジスタは、ダウン駆動薄膜トランジスタのデューティ比を低下させ、駆動薄膜トランジスタのバイアス作用を効果的に防止し、これにより、シフト・レジスタユニットの信頼性が確保される。

最後に説明すべきは、以上の実施例は本発明の技術内容を説明するものに過ぎず、限定するものではない。上述した実施例によって本発明が詳しく説明されたが、上述した各実施例に記載された技術案を修正する、または一部の技術的特徴を均等的に変更することができる。この修正や変更によって技術案の趣旨が本発明精神と範囲から逸脱するようにならない。

ＩＮＰＵＴ 入力信号
ＯＵＴ 信号出力端
ＯＵＴＰＵＴ 出力信号
ＲＥＳＥＴＩＮ リセット信号入力端
ＲＥＳＥＴ リセット信号

Claims (8)

1. 少なくとも２つのシフト・レジスタユニットを有するシフト・レジスタであって、その中の１つのシフト・レジスタユニットは、
   第１のクロック信号を受信し、オン状態で出力端へ高電圧信号を出力するアップ信号用薄膜トランジスタと、
   フレームスタット信号または他の１つのシフト・レジスタユニットの出力信号を受信してアップ信号用薄膜トランジスタをオンさせるアップ駆動用第１薄膜トランジスタと、
   リセット信号または他の１つのシフト・レジスタユニットの出力信号を受信してアップ信号用薄膜トランジスタをオンさせるアップ駆動用第２薄膜トランジスタと、
   リセット信号または他の１つのシフト・レジスタの出力信号を受信してオン状態で出力端へ低電圧信号を出力するダウン信号用第１薄膜トランジスタと、
   第２のクロック信号を受信し、ダウン信号用薄膜トランジスタをオンさせるダウン駆動用第１薄膜トランジスタと、
   第３のクロック信号を受信し、ダウン信号用薄膜トランジスタをオンさせるダウン駆動用第２薄膜トランジスタと、
   ダウン駆動用第１薄膜トランジスタの出力信号を受信してオン状態で出力端の出力信号のレベルをプルダウンするダウン信号用第２薄膜トランジスタと、
   ダウン駆動用第１薄膜トランジスタの出力信号を受信してオン状態で出力端の出力信号のレベルをプルダウンするダウン信号用第３薄膜トランジスタと、
   アップ駆動用第１薄膜トランジスタの出力信号を受信し、オン状態でダウン信号用第２薄膜トランジスタおよびダウン信号用第３薄膜トランジスタをオフさせるオフ駆動用第１薄膜トランジスタと、
   ダウン駆動用第２薄膜トランジスタの出力信号を受信し、オン状態で出力端の出力信号のレベルをプルダウンするダウン信号用第４薄膜トランジスタと、
   ダウン駆動用第２薄膜トランジスタの出力信号を受信し、オン状態で出力端の出力信号のレベルをプルダウンするダウン信号用第５薄膜トランジスタと、
   アップ駆動用第１薄膜トランジスタの出力信号を受信し、オン状態でダウン信号用第４薄膜トランジスタおよびダウン信号用第５薄膜トランジスタをオフさせるオフ駆動用第２薄膜トランジスタと、を備え、
   前記シフト・レジスタユニットに隣接する他の一つのシフト・レジスタユニットにおけるアップ信号用薄膜トランジスタ、ダウン駆動用第１薄膜トランジスタ、ダウン駆動用第２薄膜トランジスタは、それぞれ第４のクロック信号、第５のクロック信号、第６のクロック信号を受信することを特徴とするシフト・レジスタ。
2. 前記シフト・レジスタユニットは、アップ駆動用第１薄膜トランジスタの出力信号をそれぞれ受信し、オン状態でダウン駆動用第１薄膜トランジスタとダウン駆動用第２薄膜トランジスタの電荷を放電する補助第１薄膜トランジスタおよび補助第２薄膜トランジスタをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシフト・レジスタ。
3. 前記シフト・レジスタユニットは、第１のクロック信号、第２のクロック信号および第３のクロック信号をそれぞれ受信し、オン状態でアップ信号用薄膜トランジスタ、ダウン駆動用第１薄膜トランジスタおよびダウン駆動用第２薄膜トランジスタのバイアス作用を低下する補助第３薄膜トランジスタ、補助第４薄膜トランジスタおよび補助第５薄膜トランジスタをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシフト・レジスタ。
4. 前記シフト・レジスタユニットは、両端が前記アップ駆動用第１薄膜トランジスタのドレインと出力端にそれぞれ接続されるコンデンサーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシフト・レジスタ。
5. 前記シフト・レジスタユニットが受信した第２のクロック信号、第３のクロック信号は、１つのフレームおきに交互に出力するクロック信号であることを特徴とする請求項１に記載のシフト・レジスタ。
6. 前記シフト・レジスタユニットが受信した第５のクロック信号、第６のクロック信号は、１つのフレームおきに交互に出力するクロック信号であることを特徴とする請求項１に記載のシフト・レジスタ。
7. 請求項１に記載のシフト・レジスタを備えることを特徴とする液晶ディスプレーのゲート駆動装置。
8. 請求項１に記載のシフト・レジスタを備えることを特徴とする液晶ディスプレーのデータライン駆動装置。

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