JP2017530379A - ブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】 長期的に操作上の信頼性を高め、かつ閾値電圧のドリフトがゲート電極駆動回路の動作に与える影響を低減させるブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路を提供する【解決手段】 カスケード接続する複数のＧＯＡユニットを含んでなり、第Ｎ段ＧＯＡの制御によって、表示領域の第Ｎ段水平走査線に対して充電を行い、該第Ｎ段ＧＯＡユニットが、プルアップ制御モジュールと、プルアップモジュールと、ダウンロードモジュールと、第１プルダウンモジュールと、ブーストラップコンデンサモジュールと、プルダウンホールディングモジュールとを含んでなり、該プルアップモジュールと、該第１プルダウンモジュールと、該ブーストラップコンデンサモジュールと、該プルダウンホールディングモジュールとが、それぞれ第Ｎ段ゲート電極信号点と第Ｎ段水平走査線とに電気的に接続し、該プルアップ制御モジュールと、該ダウンロードモジュールとが、それぞれ該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、該プルダウンホールディングモジュールに第１直流低電圧と第２直流低電圧とが入力する。【選択図】 図３

Description

この発明は液晶表示技術に関し、特にブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路に関する。
ＧＯＡ（Gate Driver on Array）と呼ばれる技術は、ゲートスイッチ回路の薄膜トランジスタをアレイ基板上に集積し、本来設置すべきアレイ基板のゲートドライバ集積回路の部分を省いて、材料のコストと工程の両方面から製品のコスト節減を達成することができる。目下ＧＯＡ技術は、ＴＦＴ-ＬＣＤ（Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display）技術の領域で常用される一種のゲート電極駆動技術であって、その製造技術は簡易であり、優れた応用性を有することから将来の発展が嘱望されている。ＧＯＡ回路の主な機能は、その行の一行前のグリッド線から高レベル信号を出力し、シフトレジスタユニットのコンデンサに充電を行い、その行のグリッド線から高レベル信号を出力し、さらにその行の次の行のグリッド線を利用して高レベル信号を出力することでリセットを達成することにある。
図１は、従来の常用されているゲート電極駆動回路の構造を示した説明図である。図面に開示するように、カスケード接続する複数のＧＯＡユニットを含んでなり、第Ｎ段のＧＯＡユニットの制御に基づき表示領域の第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）に対して充電を行う。該第Ｎ段ＧＯＡユニットはプルアップ制御モジュール１'と、プルアップモジュール２'と、ダウンロードモジュール３'と、第１プルダウンモジュール４' （Key pull-down part）と、ブーストラップコンデンサモジュール５'と、プルダウンホールディングモジュール６' （Pull-down holding part）とを含む。プルアップモジュール２'と、第１プルダウンモジュール４'と、ブーストラップコンデンサモジュール５'と、プルダウンホールディングモジュール６'とは、それぞれ第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）と第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）とに電気的に接続する。プルアップ制御モジュール１'とダウンロードモジュール３'とは、それぞれ第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続する。プルダウンホールディングモジュール６'には直流低電圧ＶＳＳを入力する。
プルアップ制御モジュール１'は、第１薄膜トランジスタＴ１'を含み、そのゲート電極には第Ｎ−１段ＧＯＡユニットからのダウンロード信号ＳＴ（Ｎ-１）を入力し、ドレイン電極は第Ｎ-１段の水平走査線Ｇ（Ｎ-１）に電気的に接続し、ソース電極は該第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続する。プルアップモジュール２'は、第２薄膜トランジスタＴ２'を含んでなり、そのゲート電極は第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極には第１高周波クロック信号ＣＫか、もしくは第２高周波クロック信号ＸＣＫが入力し、ソース電極は第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）に電気的に接続する。ダウンロードモジュール３'は第３薄膜トランジスタＴ３'を含んでなり、そのゲート電極は第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極には第１高周波クロック信号ＣＫか、もしくは第２高周波クロック信号ＸＣＫが入力し、ソース電極は第Ｎ段ダウンロード振動ＳＴ（Ｎ）を出力する。第１プルダウンモジュール４'は第４薄膜トランジスタＴ４'と第５薄膜トランジスタＴ５'とを含んでなり、薄膜トランジスタＴ４'のゲート電極は第Ｎ＋１段水平走査線Ｇ（Ｎ＋１）に電気的に接続し、ドレイン電極は第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）に電気的に接続し、ソース電極には直流低電圧ＶＳＳが入力し、かつ第５薄膜トランジスタＴ５'は、ゲート電極が第Ｎ＋１段水平走査線Ｇ（Ｎ＋１）に電気的に接続し、ドレイン電極が該第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、ソース電極に直流低電圧ＶＳＳが入力する。ブーストラップコンデンサモジュール５'はブーストラップコンデンサＣｂ'を含んでなる。プルダウンホールディングモジュール６'は第６薄膜トランジスタＴ６'と第７薄膜トランジスタＴ７'と、第８薄膜トランジスタＴ８'と、第９薄膜トランジスタＴ９'と、第１０薄膜トランジスタＴ１０'と、第１１薄膜トランジスタＴ１１'と、第１２薄膜トランジスタＴ１２'と、第１３薄膜トランジスタＴ１３'と、第１４薄膜トランジスタＴ１４'と、を含んでなり、第６薄膜トランジスタＴ６'のゲート電極は第１回路点Ｐ（Ｎ）'に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）に電気的に接続し、ソース電極に直流低電圧ＶＳＳが入力し、第７薄膜トランジスタＴ７'は、そのゲート電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）'に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、ソース電極に直流低電圧ＶＳＳが入力し、第８薄膜トランジスタＴ８'は、そのゲート電極が第２回路点Ｋ（Ｎ）'に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）に電気的に接続し、ソースに直流低電圧ＶＳＳが入力し、第９トランジスタＴ９'は、そのゲート電極が第２回路点Ｋ（Ｎ）'に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、ソース電極に直流低電圧ＶＳＳが入力し、第１０薄膜トランジスタＴ１０'は、そのゲート電極に第１低周波クロック信号ＬＣ１が入力し、ドレイン電極に第１低周波クロック信号ＬＣ１が入力し、ソース電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、第１１薄膜トランジスタＴ１１'は、そのゲート電極に第２低周波クロック信号ＬＣ２が入力し、ドレイン電極に第１低周波クロック信号ＬＣ１が入力し、ソース電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、第１２薄膜トランジスタＴ１２'は、そのゲート電極に第２低周波クロック信号ＬＣ２が入力し、ドレイン電極に第２低周波クロック信号ＬＣ２が入力し、ソース電極が第２回路点Ｋ（Ｎ）に電気的に接続し、第１３薄膜トランジスタＴ１３'は、そのゲート電極に第１低周波クロック信号ＬＣ１が入力し、ドレイン電極に第２低周波クロック信号ＬＣ２が入力し、ソース電極が第２回路点Ｋ（Ｎ）'に電気的に接続し、第１４薄膜トランジスタＴ１４'は、そのゲート電極が該第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）'に電気的に接続し、ソース電極に直流低電圧ＶＳＳが入力し、第１５薄膜トランジスタＴ１５'は、そのゲート電極が該第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極が第２回路点Ｋ（Ｎ）'に電気的に接続し、ソース電極に直流低電圧ＶＳＳが入力する。該第６薄膜トランジスタＴ６'と該第８薄膜トランジスタＴ８'とによって、非作動時間における第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）の低電位を維持し、該第７薄膜トランジスタＴ７'と第９薄膜トランジスタＴ９'とによって、非作動時間における第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）の低電位を維持する。
回路の全体構造からみれば、プルダウンホールディングモジュール６'は、比較的長い作動状態に置かれる。即ち、第１回路点Ｐ（Ｎ）'と第２回路点Ｋ（Ｎ）'とが、長時間順方向の高電位状態となる。係る回路において電圧のストレスを最も深刻に受ける素子が薄膜トランジスタＴ６'、Ｔ７'、Ｔ８'、Ｔ９'である。ゲート電極駆動回路の作動時間の増加に連れて、薄膜トランジスタＴ６'、Ｔ７'、Ｔ８'、Ｔ９'の閾値電圧Ｖｔｈが漸増し、オン状態電流が漸減する。係る状況においては第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）と第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）は、安定した好ましい低電位の状態を維持することができなくなり、このためゲート電極駆動回路の信頼性に影響を与える深刻な要因となる。
アモルファスシリコン薄膜トランジスタゲート電極駆動回路にとってプルダウンホールディングモジュールは不可欠である。通常はプルダウンホールディングモジュールを１セット設けるよう設計するか、もしくは交互に作動する２セットのプルダウンホールディングモジュールを設けるよう設計する。２セットのプルダウンホールディングモジュールを設けるデザインの主要な目的は、プルダウンホールディングモジュールの第１回路点Ｐ（Ｎ）'と第２回路点Ｋ（Ｎ）'によって制御する薄膜トランジスタＴ６'、Ｔ７'、Ｔ８'、Ｔ９'の受ける電圧ストレスを軽減させるためである。但し、実際に測定した結果、２セットのプルダウンホールディングモジュールを設けるよう設計しても、薄膜トランジスタＴ６'、Ｔ７'、Ｔ８'、Ｔ９'の４つの薄膜トランジスタは、依然としてゲート電極駆動回路全体から最も深刻な電圧ストレスを受ける部分であることが判明した。即ち、薄膜トランジスタの閾値（Ｖｔｈ）に最大のドリフトが発生することになる。
図２ａは、閾値電圧にドリフトの発生する前後の時点における薄膜トランジスタ全体の電流対数と電圧曲線関係の変化を示した説明図である。図面には閾値電圧にドリフトが発生する前の電流対数と電圧との関係曲線を実線で表示し、電圧閾値にドリフトが発生した後の電流対数と電圧との関係曲線を点線で表示した。図２ａから明らかなように、同一のゲートソース電圧Ｖｇｓの条件下、閾値電圧にドリフトの発生していない状態における電流対数Ｌｏｇ（Ｉｄｓ）は、閾値電圧にドリフトが発生した後の電流対数に比して大きい。図２ｂは、閾値電圧にドリフトの発生する前後の時点における薄膜トランジスタ全体の電流と電圧曲線関係の変化を示した説明図である。図２ｂから明らかなように、同一のドレインソース電流Ｉｄｓの条件下、閾値電圧にドリフトの発生していない状態におけるゲート電極電圧Ｖｇ１は、閾値電圧にドリフトの発生した後のゲート電極電圧Ｖｇ２に比して低い。即ち、閾値電圧にドリフトが発生した後、同等のドレインソース電流Ｉｄｓを達成しようとするのであれば、さらに高いゲート電極電圧を必要とする。
図２ａ、図２ｂから明らかなように、閾値電圧Ｖｔｈが順方向にドリフトすることによって、薄膜トランジスタのオン状態電流Ｉｏｎが徐々に低下し、閾値電圧Ｖｔｈの増加に伴い薄膜トランジスタのオン状態電流Ｉｏｎも継続的に低下する。よって、回路にとっては、第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）と第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）の電位の安定という好ましい状態を維持することができなくなる。係る状況は液晶表示装置の画面表示の異状を招くことになる。
以上述べたように、ゲート電極駆動回路において、最も容易に効力を失う素子は、プルダウンホールディングモジュールの薄膜トランジスタＴ６'、Ｔ７'、Ｔ８'、Ｔ９'である。したがって、ゲート電極駆動回路と液晶表示パネルの信頼性を高めるためには、前掲の問題を改善する必要がある。通常は、回路のデザインにおいて常用される手法として、４つの薄膜トランジスタのサイズを増大する方法が挙げられる。但し、薄膜トランジスタのサイズを増大させることは、同時に薄膜トランジスタを作動させるオフ状態ドレイン電流を増加させることになり、前掲の問題の本質的な解決には至らない。
この発明は、長期的に操作上の信頼性を高め、かつ閾値電圧のドリフトがゲート電極駆動回路の動作に与える影響を低減させるブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路を提供することを課題とする。
そこで、本発明者は、従来の技術に見られる問題点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、カスケード接続する複数のＧＯＡユニットを含んでなり、第Ｎ段ＧＯＡの制御によって、表示領域の第Ｎ段水平走査線に対して充電を行い、該第Ｎ段ＧＯＡユニットが、プルアップ制御モジュールと、プルアップモジュールと、ダウンロードモジュールと、第１プルダウンモジュールと、ブーストラップコンデンサモジュールと、プルダウンホールディングモジュールとを含んでなり、該プルアップモジュールと、該第１プルダウンモジュールと、該ブーストラップコンデンサモジュールと、該プルダウンホールディングモジュールとが、それぞれ第Ｎ段ゲート電極信号点と第Ｎ段水平走査線とに電気的に接続し、該プルアップ制御モジュールと、該ダウンロードモジュールとが、それぞれ該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、該プルダウンホールディングモジュールに第１直流低電圧と第２直流低電圧とが入力するブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路によって課題を解決できる点に着眼し、係る知見に基づいて本発明を完成させた。
以下この発明について説明する。請求項１に記載するブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路は、カスケード接続する複数のＧＯＡユニットを含んでなり、第Ｎ段ＧＯＡの制御によって、表示領域の第Ｎ段水平走査線に対して充電を行い、該第Ｎ段ＧＯＡユニットが、プルアップ制御モジュールと、プルアップモジュールと、ダウンロードモジュールと、第１プルダウンモジュールと、ブーストラップコンデンサモジュールと、プルダウンホールディングモジュールとを含んでなり、該プルアップモジュールと、該第１プルダウンモジュールと、該ブーストラップコンデンサモジュールと、該プルダウンホールディングモジュールとが、それぞれ第Ｎ段ゲート電極信号点と第Ｎ段水平走査線とに電気的に接続し、該プルアップ制御モジュールと、該ダウンロードモジュールとが、それぞれ該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、該プルダウンホールディングモジュールに第１直流低電圧と第２直流低電圧とが入力し、
該プルダウンホールディングモジュールが交互に作動する第１プルダウンホールディングモジュールと第２プルダウンホールディングモジュールとによってなり、
該第１プルダウンホールディングモジュールは、ゲート電極が第１回路点に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段水平走査線に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１薄膜トランジスタと、ゲート電極が第１回路点に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第２薄膜トランジスタと、ゲート電極が直流信号源に電気的に接続し、ドレイン電極が直流信号源に電気的に接続し、ソース電極が第２回路点に電気的に接続する第３薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、ドレイン電極が第２回路点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第４薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ-１段ダウンロード信号に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第５薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ＋１段水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点に電気的に接続し、かつソース電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続する第６薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ段ダウンロード信号に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点に接続し、ソース電極に第１直流低電圧が入力する第７薄膜トランジスタと、ゲート電極が第１回路点に電気的に接続し、ドレインが第Ｎ段ダウンロード信号に電気的に接続し、かつソース電極二第２直流低電圧が入力する第８薄膜トランジスタと、上電極板が第２回路点に電気的に接続し、下電極板が第１回路点に電気的に接続する第２コンデンサと、を含む。
請求項２に記載するブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路は、請求項１におけるプルアップ制御モジュールが、ゲート電極に第Ｎ−１段ＧＯＡユニットからのダウンロード信号が入力し、ドレイン電極が第Ｎ−１段水平走査線に電気的に接続し、かつソース電極が該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続する第９薄膜トランジスタを含み、
該プルアップモジュールが、ゲート電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、ドレイン電極に第１高周波クロック信号か、第２高周波クロック信号が入力し、かつソース電極が第Ｎ段水平走査線に電気的に接続する第１０薄膜トランジスタを含み、
該ダウンロードモジュールが、ゲート電極が該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、ドレイン電極に第１高周波クロック信号か、第２高周波クロック信号が入力し、かつソース電極が第Ｎ段ダウンロード信号を出力する第１１薄膜トランジスタを含み、
該第１プルダウンモジュールが、ゲート電極が第Ｎ＋２段水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段水平走査線に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１２薄膜トランジスタと、及びゲート電極が第Ｎ＋２段水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１３薄膜トランジスタとを含み、
該ブーストラップコンデンサモジュールが、ブーストラップコンデンサを含む。
請求項３に記載するブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路は、請求項１におけるゲート電極駆動回路の第１段の接続関係において、第５薄膜トランジスタのゲート電極が回路起動信号に電気的に接続し、第９薄膜トランジスタのゲート電極とドレイン電極とが、回路起動信号に電気的に接続する。
請求項４に記載するブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路は、請求項１におけるゲート電極駆動回路の最後の１段の接続関係において、第６薄膜トランジスタのゲート電極が回路起動信号に電気的に接続し、第１２薄膜トランジスタのゲート電極が第２段水平走査線に電気的に接続し、第１３薄膜トランジスタのゲート電極が第２段水平走査線に電気的に接続する。
請求項５に記載するブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路は、請求項１におけるプルダウンホールディングモジュールが、上電極板が第１回路点に電気的に接続し、かつ下電極板に第１直流低電圧が入力する第２コンデンサを含む。
請求項６に記載するブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路は、請求項１におけるプルダウンホールディングモジュールが、ゲート電極が第Ｎ＋１段水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が第２回路点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１４薄膜トランジスタを含む。
請求項７に記載するブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路は、請求項１におけるプルダウンホールディングモジュールが、上電極板が第１回路点に電気的に接続し、下電極板に直流低電圧が入力する第２コンデンサと、及びゲート電極が第Ｎ＋１段水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が第２回路点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１４薄膜トランジスタを含む。
請求項８に記載するブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路は、請求項２における第１高周波クロック信号と該第２高周波クロック信号とが、２つの位相の完全に逆である高周波クロック信号源である。
請求項９に記載するブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路は、請求項２における第１プルダウンモジュールにおける該第１２薄膜トランジスタのゲート電極と該第１３薄膜トランジスタのゲート電極信号のいずれもが第Ｎ＋２段水平走査線に電気的に接続し、第Ｎ段ゲート電極信号点の電位が３段階を呈するとともに、第１段階が高電位に至るまで上昇し、かつ一定の時間維持し、第２段階が該第１段階を基礎として、さらなる高電位に上昇し、かつ一定の時間維持し、第３段階は該第２段階を基礎として、該第１段階の基本レベルの高電位に至るまで下降し、次いで、３段階における第３段階を利用して閾値電圧のブーストラップを進行させる。
請求項１０に記載するブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路は、請求項９における第Ｎ段ゲート電極信号点の電位が３段階を呈し、該三段階の内の第３段階の変化が第６薄膜トランジスタの影響を受けて起きる。
請求項１１に記載するブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路は、請求項１における第第６薄膜トランジスタが第Ｎ＋１ダウンロード信号に電気的に接続できる。
請求項１２に記載するブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路は、請求項１における第２直流低電圧が負圧源であって、該第２直流低電圧の電位が該第１直流低電圧より低い
請求項１３に記載するブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路は、カスケード接続する複数のＧＯＡユニットを含んでなり、第Ｎ段ＧＯＡの制御によって、表示領域の第Ｎ段水平走査線に対して充電を行い、該第Ｎ段ＧＯＡユニットが、プルアップ制御モジュールと、プルアップモジュールと、ダウンロードモジュールと、第１プルダウンモジュールと、ブーストラップコンデンサモジュールと、プルダウンホールディングモジュールとを含んでなり、該プルアップモジュールと、該第１プルダウンモジュールと、該ブーストラップコンデンサモジュールと、該プルダウンホールディングモジュールとが、それぞれ第Ｎ段ゲート電極信号点と第Ｎ段水平走査線とに電気的に接続し、該プルアップ制御モジュールと、該ダウンロードモジュールとが、それぞれ該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、該プルダウンホールディングモジュールに第１直流低電圧と第２直流低電圧とが入力し、
該プルダウンホールディングモジュールが、ゲート電極が第１回路点に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段水平走査線に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１薄膜トランジスタと、ゲート電極が第１回路点に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第２薄膜トランジスタと、ゲート電極が直流信号源に電気的に接続し、ドレイン電極が直流信号源に電気的に接続し、かつソース電極が第２回路点に電気的に接続する第３薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、ドレイン電極が第２回路点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第４薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ-１段ゲート電極信号点に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第５薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ＋１段水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点に電気的に接続し、かつソース電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続する第６薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ段ダウンロード信号に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第７薄膜トランジスタと、ゲート電極が第１回路点に電気的に接続し、ドレインが第Ｎ段ダウンロード信号に電気的に接続し、かつソース電極に第２直流低電圧が入力する第８薄膜トランジスタ―と、上電極板が第２回路点に電気的に接続し、下電極板が第１回路点に電気的に接続する第２コンデンサと、を含み、
該プルアップ制御モジュールが、ゲート電極に第Ｎ−１段ＧＯＡユニットからのダウンロード信号が入力し、ドレイン電極が第Ｎ−１段水平走査線に電気的に接続し、かつソース電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続する第９薄膜トランジスタを含み、
該プルアップモジュールが。ゲート電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、ドレイン電極に第１高周波クロック信号か、第２高周波クロック信号が入力し、かつソース電極が第Ｎ段水平走査線に電気的に接続する第１０薄膜トランジスタを含み
該ダウンロードモジュールが、ゲート電極が該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、ドレイン電極に第１高周波クロック信号か、第２高周波クロック信号が入力し、かつソース電極が第Ｎ段ダウンロード信号を出力する第１１薄膜トランジスタを含み、
該第１プルダウンモジュールが、ゲート電極が第Ｎ＋２段水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段水平走査線に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１２薄膜トランジスタと、及びゲート電極がＮ＋２水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が該第Ｎ段ゲート信号点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１３薄膜トランジスタと、を含み、
該ブーストラップコンデンサモジュールがブーストラップコンデンサを含み、
該ゲート電極駆動回路の第１段の接続関係において、第５薄膜トランジスタのゲート電極が回路起動信号に電気的に接続し、第９薄膜トランジスタのゲート電極が回路起動信号に電気的に接続し、
該ゲート電極駆動回路の最後の１段の接続関係において、第６薄膜トランジスタのゲート電極が回路起動信号に電気的に接続し、第１２薄膜トランジスタのゲート電極が第２段水平走査線に電気的に接続し、第１３薄膜トランジスタのゲート電極が第２段水平走査線に電気的に接続し、
該第１高周波クロック信号と該第２高周波クロック信号とが、２つの位相の完全に逆である高周波クロック信号源であって、
該第１プルダウンモジュールにおける該第１２薄膜トランジスタのゲート電極と該第１３薄膜トランジスタのゲート電極信号のいずれもが第Ｎ＋２段水平走査線に電気的に接続し、第Ｎ段ゲート電極信号点の電位が三段階を呈するとともに、第１段階が高電位に至るまで上昇し、かつ一定の時間維持し、第２段階が該第１段階を基礎として、さらなる高電位に上昇し、かつ一定の時間維持し、第３段階は該第２段階を基礎として、該第１段階の基本レベルの高電位に至るまで下降し、次いで、３段階における第３段階を利用して閾値電圧のブーストラップを進行させ、
該第Ｎ段ゲート電極信号点の電位が３段階を呈し、かつその内の第３段階の変化が第６薄膜トランジスタの影響を受けてなるものであって、
該第６薄膜トランジスタのゲート電極が第Ｎ＋１段ダウンロード信号に電気的に接続できるようにし、
該第２直流低電圧がマイナス電圧源であって、該第２直流低電圧が第１直流低電圧より低い。
従来の常用されているゲート電極駆動回路の構造を示した説明図である。 閾値電圧にドリフトの発生する前後の時点における薄膜トランジスタ全体の電流対数と電圧曲線関係の変化を示した説明図である。 閾値電圧にドリフトの発生する前後の時点における薄膜トランジスタ全体の電流と電圧曲線関係の変化を示した説明図である。 この発明によるブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路の単段構成を示した説明図である。 この発明によるブーストラップ機能を具えたゲート電極駆動回路の単段構成の第１段の接続関係を示した説明図である。 この発明によるブーストラップ機能を具えたゲート電極駆動回路の単段構成の最後の１段の接続関係を示した説明図である。 図３に開示するプルダウンホールディングモジュールの第１の実施の形態を示した回路図である。 （ａ）は閾値電圧がドリフトする前の図３に開示するゲート駆動回路のシーケンス図である。（ｂ）は閾値電圧がドリフトした後の図３に開示するゲート電極駆動回路のシーケンス図である。 図３に採用するプルダウンホールディングモジュールの第２の実施の形態による回路図である。 図３に採用するプルダウンホールディングモジュールの第３の実施の形態による回路図である。 図３に採用するプルダウンホールディングモジュールの第４の実施の形態による回路図である
この発明は、長期的に操作上の信頼性を高め、かつ閾値電圧のドリフトがゲート電極駆動回路の動作に与える影響を低減させるブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路を提供するものであって、カスケード接続する複数のＧＯＡユニットを含んでなり、第Ｎ段ＧＯＡの制御によって、表示領域の第Ｎ段水平走査線に対して充電を行い、該第Ｎ段ＧＯＡユニットが、プルアップ制御モジュールと、プルアップモジュールと、ダウンロードモジュールと、第１プルダウンモジュールと、ブーストラップコンデンサモジュールと、プルダウンホールディングモジュールと、を含んでなり、該プルアップモジュールと、該第１プルダウンモジュールと、該ブーストラップコンデンサモジュールと、該プルダウンホールディングモジュールとが、それぞれ第Ｎ段ゲート電極信号点と第Ｎ段水平走査線とに電気的に接続し、該プルアップ制御モジュールと、該ダウンロードモジュールとが、それぞれ該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、該プルダウンホールディングモジュールに第１直流低電圧と第２直流低電圧とが入力する。係るブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路の構造と特徴を説明するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に詳述する。
図３は、この発明によるブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路の単段構成を示した説明図であって、図面に開示するようにカスケード接続する複数のＧＯＡユニットを含んでなり、第Ｎ段ＧＯＡの制御によって、表示領域の第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）に対して充電を行う。該第Ｎ段ＧＯＡユニットは、プルアップ制御モジュール１と、プルアップモジュール２と、ダウンロードモジュール３と、第１プルダウンモジュール４と、ブーストラップコンデンサモジュール５と、プルダウンホールディングモジュール６とを含む。プルアップモジュール２と、第１プルダウンモジュール４と、ブーストラップコンデンサモジュール５と、プルダウンホールディングモジュール６とは、それぞれ第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）と該第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）とに電気的に接続する。プルアップ制御モジュール１とダウンロードモジュール３とは、それぞれ該第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、プルダウンホールディングモジュール６には第１直流低電圧Ｖｓｓ１と第２直流低電圧ＶＳＳ２が入力する。
プルダウンホールディングモジュール６は、第１薄膜トランジスタＴ１と、第２薄膜トランジスタＴ２と、第３薄膜トランジスタＴと、第４薄膜トランジスタＴ４と、第５薄膜トランジスタＴ５と第６薄膜トランジスタＴ６と、第７薄膜トランジスタＴ１と、第８薄膜トランジスタＴ８と、第１コンデンサＣｓｔ１とを含む。第１薄膜トランジスタは、ゲート電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧Ｖｓｓ１が入力する。第２薄膜トランジスタＴ２は、ゲート電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧ＶＳＳ１が入力する。第３薄膜トランジスタＴ３は、ダイオード接続法を採用し、ゲート電極が直流信号源ＤＣに電気的に接続し、ドレイン電極が直流信号源ＤＣに電気的に接続し、かつソース電極が第２回路点Ｓ（Ｎ）に電気的に接続する。第４薄膜トランジスタＴ４は、ゲート電極が第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極が第２回路点Ｓ（Ｎ）に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧ＶＳＳ１が入力する。第５薄膜トランジスタＴ５は、ゲート電極が第Ｎ-１段ダウンロード信号ＳＴ（Ｎ-１）に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧ＶＳＳ１が入力する。第６薄膜トランジスタＴ６は、ゲート電極が第Ｎ＋１段水平走査線Ｇ（Ｎ＋１）に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、かつソース電極が第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続する。第６薄膜トランジスタＴ６の制御端と第Ｎ＋１段水平走査線Ｇ（Ｎ＋１）は、第Ｎ＋１ダウンロード信号ＳＴ（Ｎ＋１）を以って代替としてもよい。即ち、第６薄膜トランジスタＴ６のゲート電極は第Ｎ＋１ダウンロード信号ＳＴ（Ｎ＋１）に電気的に接続してもよい。係る構成によっても第６薄膜トランジスタＴ６のドレイン電極の影響を低減させることができる。第７薄膜トランジスタＴ７は、ゲート電極が第Ｎ段ダウンロード信号ＳＴ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、ソース電極に第１直流低電圧ＶＳＳ１が入力する。第８薄膜トランジスタＴ８は、ゲート電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段ダウンロード信号ＳＴ（Ｎ）に電気的に接続し、ソース電源に第２直流低電圧ＶＳＳ２が入力する。第１コンデンサＣｓｔ１は、上電極板が第２回路点Ｓ（Ｎ）に電気的に接続し、下電極板が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続する。
プルアップ制御モジュール１は、ゲート電極に第Ｎ−１段ＧＯＡユニットからのプルダウン信号ＳＴ（Ｎ−１）が入力し、ドレイン電極が第Ｎ-１段水平走査線Ｇ（Ｎ-１）に電気的に接続し、ソース電極が該第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続する第９薄膜トランジスタＴ９を含む。プルアップモジュール２は、ゲート電極が第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極に第１高周波クロック信号ＣＫか、もしくは第２高周波クロック信号ＸＣＫが入力し、ソース電極が第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）に電気的に接続する第１０薄膜トランジスタＴ１０含む。ダウンロードモジュール３は、ゲート電極が第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極には第１高周波クロック信号ＣＫか、もしくは第２高周波クロック信号ＸＣＫが入力し、ソース電極が第Ｎ段ダウンロード信号ＳＴ（Ｎ）を出力する第１１薄膜トランジスタＴ１１を含む。第１プルダウンモジュール４は、ゲート電極が第Ｎ＋２段水平走査線Ｇ（Ｎ＋２）に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧ＶＳＳ１が入力する第１２薄膜トランジスタＴ１２と、及びゲート電極が第Ｎ＋２段水平走査線Ｇ（Ｎ＋２）に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧ＶＳＳ１が入力する第１３薄膜トランジスタＴ１３と、を含み、第１プルダウンモジュール４における第１２薄膜トランジスタＴ１２のゲート電極と、第１３薄膜トランジスタＴ１３におけるゲート電極とのいずれもが第Ｎ＋２段水平走査線Ｇ（Ｎ＋２）に電気的に接続する。係る構成は、第Ｎ段ゲート信号点Ｑ（Ｎ）の電位に３段階の変化を生じさせるためであって、その第１段階は高電位に至るまで上昇し、かつ一定の時間維持する。第２段階は第１段階を基礎として、さらなる高電位に上昇し、かつ一定の時間維持し、第３段階は第２段階を基礎として、第１段階の基本レベルの高電位に至るまで下降する。次いで、３段階における第３段階を利用して閾値電圧のブーストラップを進行させる。ブーストラップコンデンサモジュール５はブーストラップコンデンサＣｂを含む。
多段水平走査線のそれぞれの間の段数は循環する。即ち、第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）のＮが最後の一段Ｌａｓｔである場合、第Ｎ＋２段水平走査線Ｇ（Ｎ＋２）は、第２段水平走査線Ｇ（２）を表わす。第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）におけるＮが下から第２段のＬａｓｔ−１である場合、第Ｎ＋２段水平走査線Ｇ（Ｎ＋２）は、第１段水平走査線Ｇ（１）を表わし、その他はこれを以って推類する。
図３を参照し、図４について説明する。図４は、この発明によるブーストラップ機能を具えたゲート電極駆動回路の単段構成の第１段の接続関係を示した説明図である。即ち、Ｎが１である場合のゲート電極駆動回路の接続関係を示した説明図である。図面に開示するように、第５薄膜トランジスタＴ５は、ゲート電極が回路起動信号ＳＴＶに電気的に接続し、第９薄膜トランジスタＴ９はゲート電極とドレイン電極とが回路起動信号ＳＴＶに電気的に接続する。
図３を参照し、図５について説明する。図５は、この発明によるブーストラップ機能を具えたゲート電極駆動回路の単段構成の最後の１段の接続関係を示した説明図である。即ち、Ｎが最後の１段のＬａｓｔである場合のゲート電極駆動回路の接続関係を示した説明図である。図面に開示するように、第６薄膜トランジスタＴ６は、ゲート電極が回路起動信号ＳＴＶに電気的に接続し、第１２薄膜トランジスタＴ１２は、ゲート電極が第２段水平走査線Ｇ（２）に電気的に接続し、第１３薄膜トランジスタＴ１３は、ゲート電極が第２段水平走査線Ｇ（２）に電気的に接続する。
図６は、図３に開示するプルダウンホールディングモジュールの実施の形態を示した回路図であって、図面に開示するように、制御信号源は直流信号源ＤＣを採用し、第１薄膜トランジスタＴ１と、第２薄膜トランジスタＴ２と、第３薄膜トランジスタＴ３と、第４薄膜トランジスタＴ４と、第５薄膜トランジスタＴ５と、第６薄膜トランジスタＴ６と、第７薄膜トランジスタＴ７と、第８薄膜トランジスタＴ８と、第１コンデンサＣｓｔ１と、を含む。第１薄膜トランジスタＴ１は、ゲート電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧ＶＳＳ１が入力する。第２薄膜トランジスタＴ２は、ゲート電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧Ｖｓｓ１が入力する。第３薄膜トランジスタＴ３はダイオード接続法を採用し、ゲート電極が直流信号源ＤＣに電気的に接続し、ドレイン電極が直流信号源ＤＣに電気的に接続し、かつソース電極が第２回路点Ｓ（Ｎ）に電気的に接続する。第４薄膜トランジスタＴ４は、ゲート電極が第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極が第２回路点Ｓ（Ｎ）に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧ＶＳＳ１が入力する。第４薄膜トランジスタＴ４は、主に作動時において第２回路点Ｓ（Ｎ）をプルダウンする。係る作用によって、第２回路点Ｓ（Ｎ）による第１回路点Ｐ（Ｎ）電位の制御という目的を達成することができる。第５薄膜トランジスタＴ５は、ゲート電極が第Ｎ-１段ダウンロード信号ＳＴ（Ｎ−１）に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧ＶＳＳ１が入力する。第６薄膜トランジスタＴ６は、ゲート電圧が第Ｎ＋１段水平走査線Ｇ（Ｎ＋１）に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、ソース電極が第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）に電気的に接続する。第６薄膜トランジスタＴ６の制御端の第Ｎ＋１段水平走査線Ｇ（Ｎ＋１）は、第Ｎ＋１段ダウンロード信号ＳＴ（Ｎ＋１）を以って代替としてもよい。係る構成によっても第６薄膜トランジスタＴ６のドレイン電極の影響を低減させることができる。係る設計は第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）の３段階の内の第３段階の電位を利用して閾値電圧を測定することを目的とし、かつその電位を第１回路点ｐ（Ｎ）に保存する。第７薄膜トランジスタＴ７はゲート電極が第Ｎ段ダウンロード信号ＳＴ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧ＶＳＳ１が入力する。第８薄膜トランジスタＴ８は、ゲート電極が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段ダウンロード信号ＳＴ（Ｎ）に電気的に接続し、かつソース電極に第２直流低電圧ＶＳＳ２が入力する。第８薄膜トランジスタＴ８は第Ｎ段ダウンロード信号ＳＴ（Ｎ）をマイナス電圧の第２直流低電圧ＶＳＳ２に至るまでプルダウンする。第１コンデンサＣｓｔ１は、上電極板が第２回路点Ｓ（Ｎ）に電気的に接続し、下電極板が第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続する。
図３を参照し、図７（ａ）、図７（ｂ）について説明する。図７（ａ）は閾値電圧がドリフトする前の図３に開示するゲート駆動回路のシーケンス図であって、図７（ｂ）は閾値電圧がドリフトした後の図３に開示するゲート電極駆動回路のシーケンス図である。図７（ａ）、図７（ｂ）に開示するように、ＳＴＶ信号は回路起動信号であって、第１高周波クロック信号ＣＫと第２高周波クロック信号ＸＣＫとは、位相が完全に逆である一組の高周波信号源であり、ＤＣは高電位にある直流信号源である。Ｇ（Ｎ−１）はＮ−１段水平走査線であって、即ち前１段の走査出力信号である。ＳＴ（Ｎ−１）はＮ−１段のダウンロード信号であって、即ち前１段のダウンロード信号である。Ｑ（Ｎ−１）は、第Ｎ−１段ゲート電極信号点であって、即ち前１段のゲート電極信号点である。Ｑ（Ｎ）は第Ｎ段ゲート電極信号点であって、即ち当該段のゲート電極信号点である。
図７（ａ）、図７（ｂ）に開示するように、第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）電位は３段階を呈し、その第３段階の変化は、主に第６薄膜トランジスタＴ６の影響を受ける。図７（ａ）から明らかなように、液晶パネルが起動し点灯を始める初期タイムＴ０において、閾値電圧Ｖｔｈは比較的低い。即ちゲート電極駆動回路が長時間の操作を経ていない時点では閾値電圧Ｖｔｈにドリフトは発生していなく、第Ｎ段ゲート電極信号Ｑ（Ｎ）の第３段階の電位が比較的低く、これに対応する第１回路点Ｐ（Ｎ）の電位も比較的低い。図７（ｂ）から明らかなように、第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）の第３段階における電位は、電圧の応力の作用によって閾値電圧Ｖｔｈにドリフトが発生してから、これに伴い上昇する。よって該部分を利用して第１薄膜トランジスタＴ１と第２薄膜トランジスタＴ２の閾値電圧の測定という目的を達成することができる。
図７（ａ）と図７（ｂ）とから明らかなように、図３に開示するゲート電極駆動回路の作動の過程は次のとおりである、即ち、第Ｎ＋１段水平走査線Ｇ（Ｎ＋１）が通電状態になると、第６薄膜トランジスタＴ６がオンになる。この場合第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）と第１回路点Ｐ（Ｎ）の電位が同一となり、第２薄膜トランジスタＴ２が等価のダイオード接続法となる。第１回路点Ｐ（Ｎ）は、第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）の第３段階において、第６薄膜トランジスタＴ６を通じて第１薄膜トランジスタＴ１と第２薄膜トランジスタＴ２の閾値電圧の値を保存することができる。よって、閾値電圧Ｖｔｈのドリフトに伴い、第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）の第３段階における電位は上昇し、第１回路点Ｐ（Ｎ）が保存する閾値電圧の電圧値も上昇する。次いで第２回路点Ｓ（Ｎ）が再度第１コンデンサＣｓｔ１を通じて第１回路点Ｐ（Ｎ）を上昇させる。係る方式によって閾値電圧の変化を補償することができる。
図７（ａ）、図７（ｂ）に開示するように、閾値電圧がドリフトする前後において、第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）と第１回路点Ｐ（Ｎ）との電位に明らかな変化が発生する。特に第１回路点Ｐ（Ｎ）の電位の増加は、閾値電圧のドリフトが第１薄膜トランジスタＴ１と第２薄膜トランジスタＴ２のオン状態電流に対する影響を効率よく低減することができる。ここから第Ｎ段水平走査線Ｇ（Ｎ）と第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）は、長時間にわたる操作を経た後においても依然として好ましい低電位状態を維持することができる。
仮に第１薄膜トランジスタＴ１と第２薄膜トランジスタＴ２の閾値電圧Ｖｔｈに順方向へのドリフトが発生し、かつ漸増したのであれば、第６薄膜トランジスタＴ６は比較的高い閾値電圧値を第１回路点Ｐ（Ｎ）に保存する。よって、ブーストラップした後の第１回路点Ｐ（Ｎ）は電位が更に高くなる。よって、閾値電圧Ｖｔｈのもたらすマイナス面の効果を補償し、プルダウンホールディングモジュールのブーストラップ作用を実現し、かつプルダウンホールディングモジュールの信頼性を高めることができる。しかも係るブーストラップ方式を採用したプルダウンホールディングモジュールの設計には２つの交互に作動するモジュールを必要とせず、直流信号源によって制御される１つのプルダウンホールディングモジュールのみを具えるよう構成するだけでよい。係る構成はパワーの消費を低減するとともに、設計のレイアウト空間を節約することができる。
図６を参照にして図８について説明する。図８は図３に採用するプルダウンホールディングモジュールの第２の実施の形態による回路図である。図８に開示する構造は、図６に開示する構造を基礎として、さらに第２コンデンサＣｓｔ２を加えてなり、その上電極板は第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、下電極板には第１直流低電圧Ｖｓｓ１が入力する。第２コンデンサＣｓｔ２の主要な作用は閾値電圧を保存することにある。第１薄膜トランジスタＴ１と第２薄膜トランジスタＴ２本体に存在する一定の浮遊容量によって、第２コンデンサＣｓｔ２の作用を生起させることができる。よって、実際の回路の設計において、第２コンデンサＣｓｔ２は省くことができる。
図６を参照、図９について説明する。図９は図３に採用するプルダウンホールディングモジュールの第３の実施の形態による回路図である。図９に開示する構造は、図６に開示する構造を基礎として、さらに第１４薄膜トランジスタＴ１４を加えてなり、そのゲート電極は第Ｎ＋１段水平走査線Ｇ（Ｎ＋１）に電気的に接続し、ドレイン電極は第２回路点Ｓ（Ｎ）に電気的に接続し、かつソース電極には第１直流低電圧Ｖｓｓ１が入力する。第１４薄膜トランジスタＴ１４は第Ｎ段ゲート電極信号点Ｑ（Ｎ）の第１段階の電位が高くないことによって第２回路点Ｓ（Ｎ）の作動時間における電位のプルダウンが十分に低くならないことを補うことを主な目的とする。
図６を参照して図１０について説明する。図１０は図３に採用するプルダウンホールディングモジュールの第４の実施例の回路図である。図１０においては図６の基礎に第２コンデンサＣｓｔ２と第１４薄膜トランジスタＴ１４とを加えてり、第２コンデンサＣｓｔ２の上電極板は第１回路点Ｐ（Ｎ）に電気的に接続し、下電極板には第１直流低電圧Ｖｓｓ１が入力する。第１４薄膜トランジスタＴ１４は、ゲート電極が第Ｎ＋１段水平走査線Ｇ（Ｎ＋１）に電気的に接続し、ドレイン電極が第２回路点Ｓ（Ｎ）に電気的に接続し、ソース電極第１直流低電圧ＶＳＳ１が入力する。
図３に開示するゲート電極駆動回路の単段構成におけるプルダウンホールディングモジュール６は、図６、図８、図９、図１０に開示するプルダウンホールディングモジュールの回路の内の任意の一構成を以って代替とすることができ、代替した後のゲート電極駆動回路のシーケンス図は図７ａ、図７ｂの開示と同一になる。その作動の過程は図３に開示するゲート電極駆動回路と同一である。よって、詳細な説明は割愛する。
以上をまとめると、この発明によるブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路は、従来のゲート電極駆動回路の構造においてプルダウンホールディングモジュールの電圧から受ける応力が深刻で、容易に失効するという問題を改善するためのものであって、コンデンサのブーストラップ作用を利用してプルダウンホールディングモジュールの第１回路点Ｐ（Ｎ）を制御し、薄膜トランジスタの閾値電圧を測定する機能が得られるよう設計することで第１回路点Ｐ（Ｎ）に閾値電圧を保存する。ここから、薄膜トランジスタの閾値電圧のドリフトによって生起する変化に対して、第１回路点Ｐ（Ｎ）による制御を達成することができる。この発明はブーストラップ機能を具えるプルダウンホールディングモジュールによってゲート電極駆動回路の長時間の操作における信頼性を高め、閾値電圧のドリフトがゲート電極駆動回路の作動に与える影響を低減させるものであって、さらに１セットの直流信号源ＤＣで直接プルダウンホールディングモジュールを制御するように設計することができ、回路設計のレイアウト空間は節約し、回路全体のパワーを低減させることができる。
以上は、この発明の好ましい実施の形態を説明したものであって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者がこの発明の提示する技術プランと技術思想に基づき修正、
改変などを行うことは可能であるが、但しこれら修正、改変などはいずれもこの発明の特許請求の範囲に含まれるものとする
１、１' プルアップ制御モジュール
２、２' プルアップモジュール
３、３' ダウンロードモジュール
４、４' 第１プルダウンモジュール
５、５' ブーストラップコンデンサモジュール
６、６' プルダウンホールディングモジュール
Ｃｂ' ブーストラップコンデンサ
ＣＫ 第１高周波クロック信号
Ｃｓｔ１ 第１コンデンサ
Ｃｓｔ２ 第２コンデンサ
ＤＣ 直流信号源
Ｇ（１） 第１段水平走査線
Ｇ（２） 第２段水平走査線
Ｇ（Ｎ） 第Ｎ段水平走査線
Ｇ（Ｎ＋１） 第Ｎ＋１段水平走査線
Ｇ（Ｎ＋２） 第Ｎ＋１段水平走査線
Ｇ（Ｎ−１） Ｎ−１段水平走査線
Ｉｄｓ ドレインソース電流
Ｉｏｎ オン状態電流
Ｋ（Ｎ）' 第２回路点
ＬＣ１ 第１低周波クロック信号
Ｌｏｇ（Ｉｄｓ） 電流対数
ＬＣ２ 第２低周波クロック信号
Ｐ（Ｎ）、Ｐ（Ｎ）' 第１回路点
Ｑ（Ｎ） 第Ｎ段ゲート電極信号点
Ｑ（Ｎ−１） 第Ｎ−１段ゲート電極信号点
Ｓ（Ｎ） 第２回路点
ＳＴ（Ｎ−１） 第Ｎ-１段ダウンロード信号
ＳＴ（Ｎ＋１） 第Ｎ＋１段ダウンロード信号
ＳＴＶ 回路起動信号
Ｔ０ 初期タイム
Ｔ１、Ｔ１' 第１薄膜トランジスタ
Ｔ２、Ｔ２' 第２薄膜トランジスタ
Ｔ３、Ｔ３' 第３薄膜トランジスタ
Ｔ４、Ｔ４' 第４薄膜トランジスタ
Ｔ５、Ｔ５' 第５薄膜トランジスタ
Ｔ６、Ｔ６' 第７薄膜トランジスタ
Ｔ８、Ｔ８' 第８薄膜トランジスタ
Ｔ９、Ｔ９' 第９薄膜トランジスタ
Ｔ１０、Ｔ１０' 第１０薄膜トランジスタ
Ｔ１１、Ｔ１１' 第１１薄膜トランジスタ
Ｔ１２、Ｔ１２' 第１２薄膜トランジスタ
Ｔ１３、Ｔ１３' 第１３薄膜トランジスタ
Ｔ１４、Ｔ１４' 第１４薄膜トランジスタ
Ｔ１５' 第１５薄膜トランジスタ
Ｖｇｓ ゲートソース電圧
Ｖｇ１ ゲート電極電圧
Ｖｇ２ ゲート電極電圧
ＶＳＳ 直流低電圧
ＶＳＳ１ 第１直流低電圧
ＶＳＳ２ 第２直流低電圧
Ｖｔｈ 閾値電圧
ＸＣＫ 第２高周波クロック信号

Claims (13)

  1. カスケード接続する複数のＧＯＡユニットを含んでなり、第Ｎ段ＧＯＡの制御によって、表示領域の第Ｎ段水平走査線に対して充電を行い、該第Ｎ段ＧＯＡユニットが、プルアップ制御モジュールと、プルアップモジュールと、ダウンロードモジュールと、第１プルダウンモジュールと、ブーストラップコンデンサモジュールと、プルダウンホールディングモジュールとを含んでなり、該プルアップモジュールと、該第１プルダウンモジュールと、該ブーストラップコンデンサモジュールと、該プルダウンホールディングモジュールとが、それぞれ第Ｎ段ゲート電極信号点と第Ｎ段水平走査線とに電気的に接続し、該プルアップ制御モジュールと、該ダウンロードモジュールとが、それぞれ該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、該プルダウンホールディングモジュールに第１直流低電圧と第２直流低電圧とが入力し、
    該プルダウンホールディングモジュールが交互に作動する第１プルダウンホールディングモジュールと第２プルダウンホールディングモジュールとによってなり、
    該第１プルダウンホールディングモジュールは、ゲート電極が第１回路点に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段水平走査線に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１薄膜トランジスタと、ゲート電極が第１回路点に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第２薄膜トランジスタと、ゲート電極が直流信号源に電気的に接続し、ドレイン電極が直流信号源に電気的に接続し、ソース電極が第２回路点に電気的に接続する第３薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、ドレイン電極が第２回路点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第４薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ-１段ダウンロード信号に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第５薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ＋１段水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点に電気的に接続し、かつソース電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続する第６薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ段ダウンロード信号に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点に接続し、ソース電極に第１直流低電圧が入力する第７薄膜トランジスタと、ゲート電極が第１回路点に電気的に接続し、ドレインが第Ｎ段ダウンロード信号に電気的に接続し、かつソース電極二第２直流低電圧が入力する第８薄膜トランジスタと、上電極板が第２回路点に電気的に接続し、下電極板が第１回路点に電気的に接続する第２コンデンサと、を含むことを特徴とするブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路。
  2. 前記プルアップ制御モジュールが、ゲート電極に第Ｎ−１段ＧＯＡユニットからのダウンロード信号が入力し、ドレイン電極が第Ｎ−１段水平走査線に電気的に接続し、かつソース電極が該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続する第９薄膜トランジスタを含み、
    該プルアップモジュールが、ゲート電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、ドレイン電極に第１高周波クロック信号か、第２高周波クロック信号が入力し、かつソース電極が第Ｎ段水平走査線に電気的に接続する第１０薄膜トランジスタを含み、
    該ダウンロードモジュールが、ゲート電極が該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、ドレイン電極に第１高周波クロック信号か、第２高周波クロック信号が入力し、かつソース電極が第Ｎ段ダウンロード信号を出力する第１１薄膜トランジスタを含み、
    該第１プルダウンモジュールが、ゲート電極が第Ｎ＋２段水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段水平走査線に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１２薄膜トランジスタと、及びゲート電極が第Ｎ＋２段水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１３薄膜トランジスタとを含み、
    該ブーストラップコンデンサモジュールが、ブーストラップコンデンサを含むことを特徴とする請求項１に記載のブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路。
  3. 前記ゲート電極駆動回路の第１段の接続関係において、第５薄膜トランジスタのゲート電極が回路起動信号に電気的に接続し、第９薄膜トランジスタのゲート電極とドレイン電極とが、回路起動信号に電気的に接続する請求項１に記載のブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路。
  4. 前記ゲート電極駆動回路の最後の１段の接続関係において、第６薄膜トランジスタのゲート電極が回路起動信号に電気的に接続し、第１２薄膜トランジスタのゲート電極が第２段水平走査線に電気的に接続し、第１３薄膜トランジスタのゲート電極が第２段水平走査線に電気的に接続することを特徴とする請求項１に記載のブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路。
  5. 前記プルダウンホールディングモジュールが、上電極板が第１回路点に電気的に接続し、かつ下電極板に第１直流低電圧が入力する第２コンデンサを含むことを特徴とする請求項１に記載のブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路。
  6. 前記プルダウンホールディングモジュールが、ゲート電極が第Ｎ＋１段水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が第２回路点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１４薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項１に記載のブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路。
  7. 前記プルダウンホールディングモジュールが、上電極板が第１回路点に電気的に接続し、下電極板に直流低電圧が入力する第２コンデンサと、及びゲート電極が第Ｎ＋１段水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が第２回路点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１４薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項１に記載のブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路。
  8. 前記第１高周波クロック信号と該第２高周波クロック信号とが、２つの位相の完全に逆である高周波クロック信号源であることを特徴とする請求項２に記載のブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路。
  9. 前記第１プルダウンモジュールにおける該第１２薄膜トランジスタのゲート電極と該第１３薄膜トランジスタのゲート電極信号のいずれもが第Ｎ＋２段水平走査線に電気的に接続し、第Ｎ段ゲート電極信号点の電位が３段階を呈するとともに、第１段階が高電位に至るまで上昇し、かつ一定の時間維持し、第２段階が該第１段階を基礎として、さらなる高電位に上昇し、かつ一定の時間維持し、第３段階は該第２段階を基礎として、該第１段階の基本レベルの高電位に至るまで下降し、次いで、３段階における第３段階を利用して閾値電圧のブーストラップを進行させることを特徴とする請求項２に記載のブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路。
  10. 前記第Ｎ段ゲート電極信号点の電位が３段階を呈し、該三段階の内の第３段階の変化が第６薄膜トランジスタの影響を受けて起きることを特徴とする請求項９に記載のブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路。
  11. 前記第６薄膜トランジスタが第Ｎ＋１ダウンロード信号に電気的に接続できることを特徴とする請求項１に記載のブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路。
  12. 前記第２直流低電圧が負圧源であって、該第２直流低電圧の電位が該第１直流低電圧より低いことを特徴とする請求項１に記載のブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路。
  13. カスケード接続する複数のＧＯＡユニットを含んでなり、第Ｎ段ＧＯＡの制御によって、表示領域の第Ｎ段水平走査線に対して充電を行い、該第Ｎ段ＧＯＡユニットが、プルアップ制御モジュールと、プルアップモジュールと、ダウンロードモジュールと、第１プルダウンモジュールと、ブーストラップコンデンサモジュールと、プルダウンホールディングモジュールとを含んでなり、該プルアップモジュールと、該第１プルダウンモジュールと、該ブーストラップコンデンサモジュールと、該プルダウンホールディングモジュールとが、それぞれ第Ｎ段ゲート電極信号点と第Ｎ段水平走査線とに電気的に接続し、該プルアップ制御モジュールと、該ダウンロードモジュールとが、それぞれ該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、該プルダウンホールディングモジュールに第１直流低電圧と第２直流低電圧とが入力し、
    該プルダウンホールディングモジュールが、ゲート電極が第１回路点に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段水平走査線に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１薄膜トランジスタと、ゲート電極が第１回路点に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第２薄膜トランジスタと、ゲート電極が直流信号源に電気的に接続し、ドレイン電極が直流信号源に電気的に接続し、かつソース電極が第２回路点に電気的に接続する第３薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、ドレイン電極が第２回路点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第４薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ-１段ゲート電極信号点に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第５薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ＋１段水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点に電気的に接続し、かつソース電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続する第６薄膜トランジスタと、ゲート電極が第Ｎ段ダウンロード信号に電気的に接続し、ドレイン電極が第１回路点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第７薄膜トランジスタと、ゲート電極が第１回路点に電気的に接続し、ドレインが第Ｎ段ダウンロード信号に電気的に接続し、かつソース電極に第２直流低電圧が入力する第８薄膜トランジスタ―と、上電極板が第２回路点に電気的に接続し、下電極板が第１回路点に電気的に接続する第２コンデンサと、を含み、
    該プルアップ制御モジュールが、ゲート電極に第Ｎ−１段ＧＯＡユニットからのダウンロード信号が入力し、ドレイン電極が第Ｎ−１段水平走査線に電気的に接続し、かつソース電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続する第９薄膜トランジスタを含み、
    該プルアップモジュールが。ゲート電極が第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、ドレイン電極に第１高周波クロック信号か、第２高周波クロック信号が入力し、かつソース電極が第Ｎ段水平走査線に電気的に接続する第１０薄膜トランジスタを含み
    該ダウンロードモジュールが、ゲート電極が該第Ｎ段ゲート電極信号点に電気的に接続し、ドレイン電極に第１高周波クロック信号か、第２高周波クロック信号が入力し、かつソース電極が第Ｎ段ダウンロード信号を出力する第１１薄膜トランジスタを含み、
    該第１プルダウンモジュールが、ゲート電極が第Ｎ＋２段水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が第Ｎ段水平走査線に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１２薄膜トランジスタと、及びゲート電極がＮ＋２水平走査線に電気的に接続し、ドレイン電極が該第Ｎ段ゲート信号点に電気的に接続し、かつソース電極に第１直流低電圧が入力する第１３薄膜トランジスタと、を含み、
    該ブーストラップコンデンサモジュールがブーストラップコンデンサを含み、
    該ゲート電極駆動回路の第１段の接続関係において、第５薄膜トランジスタのゲート電極が回路起動信号に電気的に接続し、第９薄膜トランジスタのゲート電極が回路起動信号に電気的に接続し、
    該ゲート電極駆動回路の最後の１段の接続関係において、第６薄膜トランジスタのゲート電極が回路起動信号に電気的に接続し、第１２薄膜トランジスタのゲート電極が第２段水平走査線に電気的に接続し、第１３薄膜トランジスタのゲート電極が第２段水平走査線に電気的に接続し、
    該第１高周波クロック信号と該第２高周波クロック信号とが、２つの位相の完全に逆である高周波クロック信号源であって、
    該第１プルダウンモジュールにおける該第１２薄膜トランジスタのゲート電極と該第１３薄膜トランジスタのゲート電極信号のいずれもが第Ｎ＋２段水平走査線に電気的に接続し、第Ｎ段ゲート電極信号点の電位が三段階を呈するとともに、第１段階が高電位に至るまで上昇し、かつ一定の時間維持し、第２段階が該第１段階を基礎として、さらなる高電位に上昇し、かつ一定の時間維持し、第３段階は該第２段階を基礎として、該第１段階の基本レベルの高電位に至るまで下降し、次いで、３段階における第３段階を利用して閾値電圧のブーストラップを進行させ、
    該第Ｎ段ゲート電極信号点の電位が３段階を呈し、かつその内の第３段階の変化が第６薄膜トランジスタの影響を受けてなるものであって、
    該第６薄膜トランジスタのゲート電極が第Ｎ＋１段ダウンロード信号に電気的に接続できるようにし、
    該第２直流低電圧がマイナス電圧源であって、該第２直流低電圧が第１直流低電圧より低いことを特徴とするブーストラップ機能を具えるゲート電極駆動回路。
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