JP2018508810A - 酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路 - Google Patents

酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路 Download PDF

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Abstract

【課題】複数段GOA回路のプルダウンホールディング回路の共有を実現し、TFT素子の数を減少させて、GOAレイアウトの空間と、回路の消費電力を節減する酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査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ユニットと共有タイプのサブインバータを具え、それぞれのGOAユニットがメインインバータを含み、かつ該サブインバータが各段の該メインインバータ部分に接続して対応する該GOAユニットのプルダウンホールディング回路部分を形成する。【選択図】図2

Description

この発明は、液晶表示技術に関し、特に 酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路に関する。
GOA(Gate Driver on Array)は、薄膜トランジスタ(thin fillP transistor,TFT)を利用し、液晶表示装置アレイ(Array)の製造工程においてゲートドライバを薄膜トランジスタのアレイ基板上に形成して順次走査を実現する方式である。
通常GOA回路は、プルアップ部分(Pull−up part)プルアップ制御部分(Pull−upcontrol part)と、トランスファー部分(Transfer part)と、プルダウン部分(Pull−down part)と、プルダウンホールディング回路部分(Pull−down Holding part)と、電位のブーストを行なうブースト部分(Boost part)とによって構成され、ブースト部分は一般にブーストラップコンデンサによって構成される。
プルダウン部分は、入力するクロック信号(Clock)を薄膜トランジスタのゲート電極に出力して液晶表示装置の駆動信号とする。プルアップ制御部分はプルアップ部分のオンへの切り換えを制御する、一般に前段GOA回路から伝送される信号の作用による。プルダウン部分は、走査信号を出力した後、急速に走査信号(即ち、薄膜トランジスタのゲート電極の電位)を低レベルにプルダウンする。プルダウンホールディング回路部分は、走査信号とプルアップ部分の信号とをオフ状態(即ち負電位に設定する)に保持する。ブースト部分はプルアップ部分の電位に対して二次ブーストを行ない、プルアップ部分の正常な出力を確保する。
従来の技術(例えば、図1に開示する)において酸化物半導体薄膜トランジスタの走査駆動回路は、一般に複数段の同様のGOA回路をカスケード接続する。各段のGOA回路のプルダウンホールディング回路は、いずれも同一である。但し、プルダウンホールディング回路は比較的多くのTFT素子を含む。よって、GOAレイアウトの空間が増加し、回路の消費電力も増加する。
この発明は、上述する問題を少なくとも部分的に解決するものであって、複数段GOA回路のプルダウンホールディング回路の共有を実現し、TFT素子の数を減少させて、GOAレイアウトの空間と、回路の消費電力を節減する酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路を提供することを課題とする。
この発明の採用する第1の技術プランは酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路を提供するものである。該酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路は、カスケード接続するP個のGOAユニットを含み、それぞれのGOAユニットは、プルアップ制御部分と、プルアップ部分と、トランスファー部分と、第1プルダウン部分と、ブーストラップコンデンサ部分とメインインバータ部分とを含み、該走査駆動回路がさらにサブインバータを含み、かつ該サブインバータが各段の接続関係における該メインインバータ部分に接続して対応する該GOAユニットのプルダウンホールディング部分を形成し、P、Nを正の整数に設定し、かつN≦Pとし、第N段接続関係における該メインインバータ部分が、ゲート電極とドレイン電極とのいずれもが定電圧高電位(DCH)に電気的に接続し、ソース電極が第4ノード(S(N))に電気的に接続する第51トランジスタ(T51)と、ゲート電極が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、ドレイン電極が第4ノード(S(N))に電気的に接続し、ソース電極が第1負壓電位(VSS1)に電気的に接続する第52トランジスタ(T52)と、ゲート電極が第4ノード(S(N))に電気的に接続し、ドレイン電極が該定電圧高電位(DCH)に電気的に接続し、ソース電極が第2ノード(P(N))に電気的に接続する第53トランジスタ(T53)と、ゲート電極が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、ドレイン電極が第2ノード(P(N))に電気的に接続し、ソース電極が第3ノード(K(N))に電気的に接続する第54トランジスタと(T54)と、を含み、該サブインバータが、ゲート電極が第1段の接続関係において該メインインバータの第4ノード(S(1))に電気的に接続し、ドレイン電極が定電圧高電位(DCH)に電気的に接続する第73トランジスタ(T73)と、ゲート電極が最後の1段の接続関係において該メインインバータの第4ノード(S(P))に電気的に接続し、ドレイン電極が第3ノード(K(N))に電気的に接続し、ソース電極が該第73トランジスタ(T73)のソース電極に電気的に接する第74トランジスタ(T74)と、ゲート電極が第1段の接続関係において該メインインバータの第1ノード(Q(1))に電気的に接続し、ドレイン電極が第3ノード(K(N))に電気的に接続し、ソース電極が定電圧低電位(DCL)に電気的に接する第75トランジスタ(T75)と、ゲート電極が最後の1段の接続関係において該メインインバータの第1ノード(Q(P))に電気的に接続し、ドレイン電極が定電圧低電位(DCL)に電気的に接続し、ソース電極が第3ノード(K(N))に電気的に接する第76トランジスタ(T76)と、を含み、該プルアップ部分が、ゲート電極が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、ドレイン電極がクロック信号(CK(n))に電気的に接続し、ソース電極が出力端G(N)に電気的に接続する第21トランジスタ(T21)を含む。
該トランスファー部分が、ゲート電極が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、ドレイン電極がクロック信号(CK(M))に電気的に接続しソース電極が駆動出力端(ST(N))に電気的に接続する第22トランジスタ(T22)を含み、該走査駆動回路の第1段の接続関係における第1ノード(Q(1))の出力する信号の第1波形は凸字状を呈するとともに、最後の1段の接続関係における第1ノード(Q(P))の出力する信号の第2波形は凸字状を呈して、かつ第1波形と第2波形の重なる部分の対応する信号に基づき該サブインバータを制御する。
この発明の採用する第2の技術プランは酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路を提供するものである。該酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路は、該酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路は、カスケード接続するP個のGOAユニットを含み、それぞれのGOAユニットは、プルアップ制御部分と、プルアップ部分と、トランスファー部分と、第1プルダウン部分と、ブーストラップコンデンサ部分とメインインバータ部分とを含み、 該走査駆動回路がさらにサブインバータを含み、かつ該サブインバータが各段の接続関係における該メインインバータ部分に接続して対応する該GOAユニットのプルダウンホールディング部分を形成し、P、Nを正の整数に設定し、かつN≦Pとし、第N段接続関係における該メインインバータ部分が、ゲート電極とドレイン電極とのいずれもが定電圧高電位(DCH)に電気的に接続し、ソース電極が第4ノード(S(N))に電気的に接続する第51トランジスタ(T51)と、ゲート電極が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、ドレイン電極が第4ノード(S(N))に電気的に接続し、ソース電極が第1負壓電位(VSS1)に電気的に接続する第52トランジスタ(T52)と、ゲート電極が第4ノード(S(N))に電気的に接続し、ドレイン電極が該定電圧高電位(DCH)に電気的に接続し、ソース電極が第2ノード(P(N))に電気的に接続する第53トランジスタ(T53)と、ゲート電極が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、ドレイン電極が第2ノード(P(N))に電気的に接続し、ソース電極が第3ノード(K(N))に電気的に接続する第54トランジスタと(T54)と、を含み、該サブインバータが、ゲート電極が第1段の接続関係において該メインインバータの第4ノード(S(1))に電気的に接続し、ドレイン電極が定電圧高電位(DCH)に電気的に接続する第73トランジスタ(T73)と、ゲート電極が最後の1段の接続関係において該メインインバータの第4ノード(S(P))に電気的に接続し、ドレイン電極が第3ノード(K(N))に電気的に接続し、ソース電極が該第73トランジスタ(T73)のソース電極に電気的に接する第74トランジスタ(T74)と、ゲート電極が第1段の接続関係において該メインインバータの第1ノード(Q(1))に電気的に接続し、ドレイン電極が第3ノードK(N)に電気的に接続し、ソース電極が定電圧低電位(DCL)に電気的に接する第75トランジスタ(T75)と、ゲート電極が最後の1段の接続関係において該メインインバータの第1ノード(Q(P))に電気的に接続し、ドレイン電極が定電圧低電位(DCL)に電気的に接続し、ソース電極が第3ノードK(N)に電気的に接する第76トランジスタ(T76)と、を含む。
第N段接続関係において、該プルアップ部分が、ゲート電極が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、ドレイン電極がクロック信号(CK(n))に電気的に接続し、ソース電極が出力端G(N)に電気的に接続する第21トランジスタ(T21)を含み、該トランスファー部分が、ゲート電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ドレイン電極がクロック信号(CK(n))に電気的に接続し、ソース電極が駆動出力端(ST(N))に電気的に接続する第22トランジスタ(T22)を含み、該ブーストラップコンデンサ部分が、一端が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、他端が出力端(G(N))に電気的に接続するコンデンサ(Cb)を含む。
P=3である場合、前記クロック信号(CK(M))が4組のクロック信号である第1クロック信号(CK(1))と、第2クロック信号(CK(2))と、第3クロック信号(CK(3))と、第4クロック信号(CK(4)を含む。
P=5である場合、前記クロック信号(CK(M))が8組のクロック信号である第1クロック信号(CK(1))と、第2クロック信号(CK(2))と、第3クロック信号(CK(3))と、第4クロック信号(CK(4)と、第5クロック信号(CK(5))と、第6クロック信号(CK(6))と、第7クロック信号(CK(7))と、第8クロック信号(CK(8))とを含む。
該クロック信号(CK(M))のデューティー比が、25/75より大きくならない。
P=3である場合、前記クロック信号(CK(M))が4組のクロック信号である第1クロック信号(CK(1))と、第2クロック信号(CK(2))と、第3クロック信号(CK(3))と、第4クロック信号(CK(4)を含む。
P=5である場合、前記クロック信号(CK(M))が8組のクロック信号である第1クロック信号(CK(1))と、第2クロック信号(CK(2))と、第3クロック信号(CK(3))と、第4クロック信号(CK(4)と、第5クロック信号(CK(5))と、第6クロック信号(CK(6))と、第7クロック信号(CK(7))と、第8クロック信号(CK(8))とを含む。
該クロック信号(CK(M))のデューティー比が、25/75より大きくならない。
P=3である場合、前記クロック信号(CK(M))が4組のクロック信号である第1クロック信号(CK(1))と、第2クロック信号(CK(2))と、第3クロック信号(CK(3))と、第4クロック信号(CK(4)を含む。
P=5である場合、前記クロック信号(CK(M))が8組のクロック信号である第1クロック信号(CK(1))と、第2クロック信号(CK(2))と、第3クロック信号(CK(3))と、第4クロック信号(CK(4)と、第5クロック信号(CK(5))と、第6クロック信号(CK(6))と、第7クロック信号(CK(7))と、第8クロック信号(CK(8))と、を含む。
該走査駆動回路の第1段の接続関係における第1ノード(Q(1))の出力する信号の第1波形が凸字状を呈するとともに、最後の1段の接続関係における第1ノード(Q(P))の出力する信号の第2波形がいずれも凸字状を呈して、かつ第1波形と第2波形の重なる部分の対応する信号に基づき該サブインバータを制御する・
該走査駆動回路に採用する段伝送方式が、第N-2段が第N段に伝送する方式である。
該走査駆動回路の第1段の接続関係において、第11トランジスタ(T11)のゲート電極とドレイン電極が回路の起動信号端(STV)に電気的に接続する。
該走査駆動回路の最後の1段の接続関係において、第41トランジスタ(T41)のゲート電極とドレイン電極が回路の起動信号端STVに電気的に接続する。
この発明の提供する酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路は、該酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路のプルダウンホールディング回路部分がメインインバータを含むとともに、さらにコモンのサブインバータを含み、該サブインバータが各段の該メインインバータ部分に接続して対応する該GOAユニットのプルダウンホールディング回路部分を形成し、複数段GOA回路のプルダウンホールディング回路部分の共有を実現する。このためTFT素子の数を減らし、GOAレイアウト空間とか絲の消費電力を節減することができる。
従来の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路の第N段GOAユニットの回路図である。 この発明による酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路のプルダウンホールディング回路の回路図である。 図2に開示するプルダウンホールディング回路を具える酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路の波形設置とキーポイントノードの出力波形図である。 この発明の第2の実施例による酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路のプルダウンホールディング回路の回路図である。 図4に開示するプルダウンホールディング回路を具える酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路の波形設置とキーポイントノードの出力波形図である。
以下、この発明について具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして詳述する。図1は、従来の技術における酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路の第N段GOAユニットの回路図である。GOAユニット10はプルアップ制御部分100と、プルアップ部分200と、トランスファー部分300と、第1プルダウン部分400と、ブーストラップコンデンサ部分500とプルダウンホールディング回路部分600を含む。
上述する核部分の構成と及び具体的な接続方法は次のとおりである。即ち、プルアップ制御部分100は、第11トランジスタT11を含む。第11トランジスタT11は、ゲート電極が該第N段GOAユニットの前2段GOAユニットである第N-2段GOAユニットの駆動出力端ST(N-2)に電気的に接続し、ドレイン電極が該第N段GOAユニットの前2段GOAユニットである第N-2段GOAユニットの出力端G(N-2)に電気的に接続し、ソース電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続する。
プルアップ部分200は、第21トランジスタT21を含む。第21トランジスタT21は、ゲート電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ドレイン電極がクロック信号CK(P)に電気的に接続し、ソース電極が出力端G(N)に電気的に接続する。
トランスファー部分300は第22トランジスタT22を含む。第22トランジスタT22は、ゲート電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ドレイン電極がクロック信号CK(P)に電気的に接続しソース電極が駆動出力端ST(N-2)に電気的に接続する。
第1プルダウン部分400は、第41トランジスタT41を含む。第41トランジスタT41は、ゲート電極が該第N段GOAユニットの2段次GOAユニットである第N+2段GOAユニットの出力端G(N+2)に電気的に接続し、ドレイン電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ソース電極が第2負電位VSS2に電気的に接続する。
ブーストラップコンデンサ部分500はコンデンサCbを含み、コンデンサCbは一端が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、他端が出力端G(N)に電気的に接続する。
プルダウンホールディング回路部分600は、ゲート電極とドレイン電極とのいずれもが定電圧高電位DCHに電気的に接続し、ソース電極が第4ノードS(N)に電気的に接続する第51トランジスタT51を含む。
また、ゲート電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ドレイン電極が第4ノードS(N)に電気的に接続し、ソース電極が第1負壓電位VSS1に電気的に接続する第52トランジスタT52を含む。
また、ゲート電極が第4ノードS(N)に電気的に接続し、ドレイン電極が定電圧高電位DCHに電気的に接続し、ソース電極が第2ノードP(N)に電気的に接続する第53トランジスタT53を含む、
また、ゲート電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ドレイン電極が第2ノードP(N)に電気的に接続し、ソース電極が第3ノードK(N)に電気的に接続する第54トランジスタT54を含む。
また、ゲート電極とドレイン電極とのいずれもが定電圧高電位DCHに電気的に接続し、ドレイン電極が第73トランジスタT73のゲート電極に電気的に接続する第71トランジスタT71を含む。
また、ゲート電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ドレイン電極が第73トランジスタT73のゲート電極に電気的に接続し、ソース電極が定電圧低電位DCLに電気的に接続する第72トランジスタT72を含む。
また、ゲート電極が第71トランジスタT71のソース電極に電気的に接続し、ドレイン電極が定電圧高電位DCHに電気的に接続し、ソース電極が第3ノードK(N)に電気的に接続する第73トランジスタT73を含む。
また、ゲート電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ドレイン電極が第3ノードK(N)に電気的に接続し、ソース電極が定電圧低電位DCLに電気的に接続する第74トランジスタT74を含む。
また、ゲート電極が第2ノードP(N)に電気的に接続し、ドレイン電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ソース電極が第2負電位VSS2に電気的に接続する第42トランジスタT42を含む。
また、ゲート電極が第2ノードP(N)に電気的に接続し、ドレイン電極が出力端G(N)に電気的に接続し、ソース電極が第1負電位VSS1に電気的に接続する第32トランジスタT32を含む。
図2に、この発明の第1の実施例における酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路のプルダウンホールディング回路の回路図を開示する。該酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路は、IGZO(IndiuP GalliuP Zinc Oxide,IGZO)薄膜トランジスタの駆動回路であって、カスケード接続するP個のGOAユニットを含む。P、Nを正の整数に設定し、かつN≦Pとする。即ち、第N段GOAユニットは、プルアップ制御部分100と、プルアップ部分200と、トランスファー部分300と、第1プルダウン部分400と、ブーストラップコンデンサ部分500とプルダウンホールディング回路部分600を含む。
上述する各部分の構成と及び具体的な接続方法は次のとおりである。即ち、プルアップ制御部分100は、第11トランジスタT11を含む。第11トランジスタT11は、ゲート電極が該第N段GOAユニットの前2段GOAユニットである第N-2段GOAユニットの駆動出力端ST(N-2)に電気的に接続し、ドレイン電極が該第N段GOAユニットの前2段GOAユニットである第N-2段GOAユニットの出力端G(N-2)に電気的に接続し、ソース電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続する。
プルアップ部分200は、第21トランジスタT21を含む。第21トランジスタT21は、ゲート電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ドレイン電極がクロック信号CK(P)に電気的に接続し、ソース電極が出力端G(N)に電気的に接続する。
トランスファー部分300は第22トランジスタT22を含む。第22トランジスタT22は、ゲート電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ドレイン電極がクロック信号CK(P)に電気的に接続しソース電極が駆動出力端ST(N)に電気的に接続する。
第1プルダウン部分400は、第41トランジスタT41を含む。第41トランジスタT41は、ゲート電極が該第N段GOAユニットの2段次GOAユニットである第N+2段GOAユニットの出力端G(N+2)に電気的に接続し、ドレイン電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ソース電極が第2負電位VSS2に電気的に接続する。
ブーストラップコンデンサ部分500はコンデンサCbを含み、コンデンサCbは一端が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、他端が出力端G(N)に電気的に接続する。
プルダウンホールディング回路部分600は、メインインバータ600aと、第32トランジスタT32と、第42トランジスタT42を含む。
メインインバータ600aは、ゲート電極とドレイン電極とのいずれもが定電圧高電位DCHに電気的に接続し、ドレイン電極が第4ノードS(N)に電気的に接続する第51トランジスタT51を含む。
また、ゲート電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ドレイン電極が第4ノードS(N)に電気的に接続し、ソース電極が第1負電位VSS1に電気的に接続する第52トランジスタT52を含む。
また、ゲート電極が第4ノードS(N)に電気的に接続し、ドレイン電極が定電圧高電位(DCH)に電気的に接続し、ソース電極が第2ノードP(N)に接続する第53トランジスタT53を含む。
また、ゲート電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ドレイン電極が第2ノードP(N)に電気的に接続し、ソース電極が第3ノードK(N)に電気的に接続する第54トランジスタT54を含む。
また、ゲート電極が第2ノードP(N)に電気的に接続し、ドレイン電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ソース電極が第2負電位VSS2に電気的に接続する第42トランジスタT42を含む。
また、ゲート電極が第2ノードP(N)に電気的に接続し、ドレイン電極が出力端G(N)に電気的に接続し、ソース電極が第1負電位VSS1に電気的に接続する第32トランジスタT32を含む。
さらに、GOAユニットは、サブインバータ700を含み、各段の接続関係においてメインインバータ600aとサブインバータ700とが接続して対応するGOAユニットのプルダウンホールディング部分600を形成する。即ち、複数段のGOAユニットのプルダウンホールディング部分600が同一のサブインバータ700を共有する。
具体的に述べると、サブインバータ700は、ゲート電極が第1段の接続関係において該メインインバータの第4ノードS(1)に電気的に接続し、ドレイン電極が定電圧高電位DCHに電気的に接続する第73トランジスタT73を含む、
また、ゲート電極が最後の1段の接続関係において該メインインバータの第4ノードS(P)に電気的に接続し、ドレイン電極が第3ノードK(N)に電気的に接続し、ソース電極が第73トランジスタT73のソース電極に電気的に接する第74トランジスタT74を含む。
また、ゲート電極が第1段の接続関係において該メインインバータの第1ノードQ(1)に電気的に接続し、ドレイン電極が第3ノードK(N)に電気的に接続し、ソース電極が定電圧低電位DCLに電気的に接する第75トランジスタT75を含む。
また、ゲート電極が最後の1段の接続関係において該メインインバータの第1ノードQ(P)に電気的に接続し、ドレイン電極が定電圧低電位DCLに電気的に接続し、ソース電極が第3ノードK(N)に電気的に接する第76トランジスタT76を含む。
第1負電位VSS1と、第2負電位VSS2と、定電圧低電位DCLの関係は、定電圧低電位DCL<第2負電位VSS2<第1負電位VSS1である。
該走査駆動回路に採用する段伝送方式によれば、第N-2段が第N段に伝送する。
該走査駆動回路の第1段の接続関係において、第11トランジスタT11のゲート電極とドレイン電極は、回路の起動信号端STVに電気的に接続する。
該走査駆動回路の第2段の接続関係において、第11トランジスタT11のゲート電極とドレイン電極は、回路の起動信号端STVに電気的に接続する。
該走査駆動回路の最後から起算して第2段の接続関係において、第41トランジスタT41のゲート電極は、回路の起動信号端STVに電気的に接続する。
該走査駆動回路の最後の1段の接続関係において、第41トランジスタT41のゲート電極は、回路の起動信号端STVに電気的に接続する。
実施例において、P=3である。即ち、3段のGOAユニットが接続する。それぞれの段の接続関係において同一段別のメインインバータ600aとサブイオンバータ700とが接続して対応するプルダウンホールディング回路部分600を共同で形成し、かつ3段の接続関係において、3段のプルダウンホールディング回路の形成に必要とするトランジスタの数は、合計22個である。但し、図1に開示する従来の技術における酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路のプルダウンホールディング回路は、1段毎の接続関係におけるプルダウンホールディング回路部分600がいずれも同様に8個のトランジスタを具える。即ち、3段のプルダウンホールディング回路の形成に必要とするトランジスタの数は24個である。したがって、この発明の実施例によれば、3段の接続関係を形成するには、相対的にトランジスタが2個減る。
さらに一歩進んで、実施例においては、第1プルダウン部分400は第41トランジスタT41のみが第1ノードQ(N)をプルダウンし、かつ第41トランジスタT41はゲート電極が第N+2段GOAユニットの出力端G(N+2)に電気的に接続し、第41トランジスタT41のソース電極は第2負電位VSS2に電気的に接続する。該クロック信号CK(n)は、4組のクロック信号である第1クロック信号CK(1)、第2クロック信号CK(2)、第3クロック信号CK(3)、第4クロック信号CK(4)を含む。しかもクロック信号CK(n)のデューティー比は、25/75より大きくならないように設定する必要がある。これは、第1ノードQ(N)が凸字状を呈するように確保するためである。優先的に、クロック信号CK(P)の波形のデューティー比は25/75とする。
上述する駆動走査回路の作動の原理は次の通りである。即ち、プルダウンホールディング回路部分600において、第51トランジスタT51と、第52トランジスタT52と、第53トランジスタT53と、第54トランジスタT54との4つのトランジスタでメインインバータ600aを構成する。その作用は第32トランジスタと第42トランジスタT42の2つのトランジスタを制御することにある。サブトランジスタ700の作用は作動時間内においてメインインバータ600aに低電位を提供し、非作動時間内においてメインインバータ600aに適宜な高電位を提供することによって、第54トランジスタT54の漏電を減少させ、メインインバータ600aの非作動時における比較的高い電位の発生を確保することにある。
具体的に述べると、サブインバータ700の作動時において、サブインバータ700は、定電圧高電位DCHと定電圧低電位DCLとによる高/低電圧駆動を経て、第52トランジスタT52が第1負電位VSS1に至るまでプルダウンされ、第74トランジスタT74、第72トランジスタT72は第1ノードQ(N)が高電位の時にオンになり、かつ定電圧高電位DCHをプルダウンする。このため第3ノードK(N)がさらに低電位となり、第2ノードP(N)もプルダウンされてさらに低電位となる。即ち、サブインバータ700の作動時にメインインバータ600aに低電位を提供する。したがって、第32トランジスタT32、第42トランジスタT42の閾値電圧が低くなり、もしくは0Vに急接近して、物理的特性によって漏電が起きるという情況の発生を阻止し、プルダウンホールディング部分600の作動時における正常なプルダウンを確保する。
サブインバータ700の非作動時において、第52トランジスタT52、第54トランジスタT54、第72トランジスタT72、第74トランジスタT74は、いずれも開放してオフにする。第54トランジスタT54はゲート電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ソース電極が第3ノードK(N)に電気的に接続する。第54トランジスタT54のゲート電極は負電位であって、ソース電極は正電位である。係るVgsは相対的に言えば非常にマイナス値の電位であって、第54トランジスタT54をしっかりオフにすることができ、漏電を減少させることができる。即ち、サブインバータの非作動時においてメインインバータに適宜な高電位を提供して第54トランジスタT54の漏電を減少させて、プルダウンホールディング回路部分600が非作動時において比較的高い電位となるよう確保し、第1ノードQ(N)と出力端G(N)の低電位を効率よく維持することができる。また、第3ノードK(N)が高電位の場合、電気抵抗分圧の効果が存在し、第2ノードP(N)の電位をさらに高く押し上げる。よって、第2ノードP(N)の電位を安定させることができる。
図3は、第1の実施例の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路の波形の設置とキーポイントノードの出力する波形を示した波形図である。図面に開示するSTVは回路の起動信号であって、CK(1)−CK(4)は回路のクロック信号である。図面の開示から明らかなように、クロック信号の波形のデューティー比は25/75であって、第1ノードQ(N)の出力信号の凸字状を確保することができる。その他は回路のキーポイントノードの出力する信号の波形である。図面の開示から明らかなように、第1段の接続関係における第1ノードQ(N)の出力する信号の第1波形は凸字状を呈する。最後の1段の接続関係における第1ノードQ(N+2)の出力する信号の第2波形は凸字状であって、かつ第1波形と第2波形の重なる部分に対応する出力端G(N)は正常に出力する。非作動時において第1段接続関係における第1ノードQ(N)の出力する信号の第1波形は低電位となり、最後の1段の接続関係における第1ノードQ(N+2)の出力する信号の第2波形も低電位となる。この場合、出力端G(N)は低電位となる。
図4は、この発明の第2の実施例による酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路のプルダウンホールディング回路の回路図である。第2の実施例においてはP=5であって、5段のGOAユニットを接続する。各段の接続関係において、同一段別のメインインバータ600aとサブイオンバータ700とが接続して対応するプルダウンホールディング回路部分600を共同で形成し、かつ3段の接続関係において、3段のプルダウンホールディング回路の形成に必要とするトランジスタの数は、合計34個である。但し、図1に開示する従来の技術における酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路は、1段毎の接続関係におけるプルダウンホールディング回路部分600がいずれも同様に8個のトランジスタを具える。即ち、3段のプルダウンホールディング回路の形成に必要とするトランジスタの数は40である。したがって、この実施例によれば、3段の接続関係を形成するには、相対的にトランジスタが6個減る。
さらに一歩進んで、該クロック信号CK(n)は、8組のクロック信号である第1クロック信号CK(1)、第2クロック信号CK(2)、第3クロック信号CK(3)、第4クロック信号CK(4)、第5クロック信号CK(5)、第6クロック信号CK(6)、第7クロック信号CK(7)、第8クロック信号CK(8)を含み、同様にクロック信号CK(n)のデューティー比は、25/75より大きくならないように設定し、第1ノードQ(N)が凸字状を呈するように確保する。優先的に、クロック信号CK(P)の波形のデューティー比は25/75とする。これら以外では、図4と図2における同様の符号を具える部分、接続関係、効能と操作の原理は同一である。よって、ここでは詳述しない。
図5は、第1の実施例の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路の波形の設置とキーポイントノードの出力する波形を示した波形図である。図面に開示するSTVは回路の起動信号であって、CK(1)−CK(4)は回路のクロック信号である。図面の開示から明らかなように、クロック信号の波形のデューティー比は25/75であって、第1ノードQ(N)の出力信号の凸字状を確保することができる。その他は回路のキーポイントノードの出力する信号の波形である。図面の開示から明らかなように、第1段の接続関係における第1ノードQ(N)の出力する信号の第1波形は凸字状を呈する。最後の1段の接続関係における第1ノードQ(N+2)の出力する信号の第2波形は凸字状であって、かつ第1波形と第2波形の重なる部分に対応する出力端G(N)は正常に出力する。非作動時において第1段接続関係における第1ノードQ(N)の出力する信号の第1波形は低電位となり、最後の1段の接続関係における第1ノードQ(N+4)の出力する信号の第2波形も低電位となる。この場合、出力端G(N)は低電位となる。
この発明は酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路を提供するものであって、該酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路のプルダウンホールディング回路部分は、メインインバータを具えるとともに、コモンのサブインバータを具える。該サブインバータはそれぞれのメインインバータに接続して対応するプルダウンホールディング回路部分を形成し、複数段GOA回路のプルダウンホールディング回路の共有を実現し、TFT素子の数を減らし、GOAレイアウト空間を節減し、回路の消費電力を低減させることができる。
上述する実施例は、この発明の好ましい実施の形態を示したものにすぎない。よって、当業者は、この発明に基づき、かつこの発明の精神と特許請求の範囲を離れることなく、この発明に対して各種の修正などを行うことができる。
10 GOAユニット
100 プルアップ制御部分
200 プルアップ部分
300 トランスファー部分
400 第1プルダウン部分
500 ブーストラップコンデンサ部分
600 プルダウンホールディング回路部分
600a メインインバータ
700 サブインバータ
Cb コンデンサ
CK(P) クロック信号
CK(n) クロック信号
CK(1) 第1クロック信号
CK(2) 第2クロック信号
CK(3) 第3クロック信号
CK(4) 第4クロック信号
CK(5) 第5クロック信号
CK(6) 第6クロック信号
CK(7) 第7クロック信号
CK(8) 第8クロック信号
DCH 定電圧高電位
DCL 定電圧低電位
G(N) 出力端
G(N−2) 出力端
G(N+2) 出力端
K(N) 第3ノード
P(N) 第2ノード
S(N) 第4ノード
S(1) 第4ノード
T11 第11トランジスタ
T21 第21トランジスタ
T22 第22トランジスタ
T32 第32トランジスタ
T41 第41トランジスタ
T42 第42トランジスタ
T51 第51トランジスタ
T52 第52トランジスタ
T53 第53トランジスタ
T54 第54トランジスタ
T71 第71トランジスタ
T72 第72トランジスタ
T73 第73トランジスタ
T74 第74トランジスタ
Q(1) 第1ノード
Q(N) 第1ノード
Q(N+2) 第1ノード
Q(N+4) 第1ノード
S(N) 第4ノード
ST(N−2) 駆動出力端
STV 起動信号端
VSS1 第1負電位
VSS2 第2負電位

Claims (15)

  1. 酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路であって、カスケード接続するP個のGOAユニットを含み、それぞれのGOAユニットは、プルアップ制御部分と、プルアップ部分と、トランスファー部分と、第1プルダウン部分と、ブーストラップコンデンサ部分とメインインバータ部分とを含み、
    該走査駆動回路がさらにサブインバータを含み、かつ該サブインバータが各段の接続関係における該メインインバータ部分に接続して対応する該GOAユニットのプルダウンホールディング部分を形成し、
    P、Nを正の整数に設定し、かつN≦Pとし、
    第N段接続関係における該メインインバータ部分が、ゲート電極とドレイン電極とのいずれもが定電圧高電位(DCH)に電気的に接続し、ドレイン電極が第4ノード(S(N))に電気的に接続する第51トランジスタ(T51)と、
    ゲート電極が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、ドレイン電極が第4ノード(S(N))に電気的に接続し、ソース電極が第1負壓電位(VSS1)に電気的に接続する第52トランジスタ(T52)と、
    ゲート電極が第4ノード(S(N))に電気的に接続し、ドレイン電極が該定電圧高電位(DCH)に電気的に接続し、ソース電極が第2ノード(P(N))に電気的に接続する第53トランジスタ(T53)と、
    ゲート電極が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、ドレイン電極が第2ノード(P(N))に電気的に接続し、ソース電極が第3ノード(K(N))に電気的に接続する第54トランジスタと(T54)と、を含み、
    該サブインバータが、ゲート電極が第1段の接続関係において該メインインバータの第4ノード(S(1))に電気的に接続し、ドレイン電極が定電圧高電位(DCH)に電気的に接続する第73トランジスタ(T73)と、
    ゲート電極が最後の1段の接続関係において該メインインバータの第4ノード(S(P))に電気的に接続し、ドレイン電極が第3ノード(K(N))に電気的に接続し、ソース電極が該第73トランジスタ(T73)のソース電極に電気的に接する第74トランジスタ(T74)と、
    ゲート電極が第1段の接続関係において該メインインバータの第1ノード(Q(1))に電気的に接続し、ドレイン電極が第3ノードK(N)に電気的に接続し、ソース電極が定電圧低電位(DCL)に電気的に接する第75トランジスタ(T75)と、
    ゲート電極が最後の1段の接続関係において該メインインバータの第1ノード(Q(P))に電気的に接続し、ドレイン電極が定電圧低電位(DCL)に電気的に接続し、ソース電極が第3ノードK(N)に電気的に接する第76トランジスタ(T76)と、を含み、
    該プルアップ部分が、ゲート電極が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、ドレイン電極がクロック信号(CK(n))に電気的に接続し、ソース電極が出力端G(N)に電気的に接続する第21トランジスタ(T21)を含み、
    該トランスファー部分が、ゲート電極が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、ドレイン電極がクロック信号(CK(n)に電気的に接続しソース電極が駆動出力端(ST(N))に電気的に接続する第22トランジスタ(T22)を含み、
    該走査駆動回路の第1段の接続関係における第1ノード(Q(1))の出力する信号の第1波形は凸字状を呈するとともに、最後の1段の接続関係における第1ノード(Q(P))の出力する信号の第2波形は凸字状を呈して、かつ第1波形と第2波形の重なる部分の対応する信号に基づき該サブインバータを制御することを特徴とする酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
  2. 酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路であって、カスケード接続するP個のGOAユニットを含み、それぞれのGOAユニットは、プルアップ制御部分と、プルアップ部分と、トランスファー部分と、第1プルダウン部分と、ブーストラップコンデンサ部分とメインインバータ部分とを含み、
    該走査駆動回路がさらにサブインバータを含み、かつ該サブインバータが各段の接続関係における該メインインバータ部分に接続して対応する該GOAユニットのプルダウンホールディング部分を形成し、
    P、Nを正の整数に設定し、かつN≦Pとし、
    第N段接続関係における該メインインバータ部分が、ゲート電極とドレイン電極とのいずれもが定電圧高電位(DCH)に電気的に接続し、ソース電極が第4ノード(S(N))に電気的に接続する第51トランジスタ(T51)と、
    ゲート電極が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、ドレイン電極が第4ノード(S(N))に電気的に接続し、ソース電極が第1負壓電位(VSS1)に電気的に接続する第52トランジスタ(T52)と、
    ゲート電極が第4ノード(S(N))に電気的に接続し、ドレイン電極が該定電圧高電位(DCH)に電気的に接続し、ソース電極が第2ノード(P(N))に電気的に接続する第53トランジスタ(T53)と、
    ゲート電極が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、ドレイン電極が第2ノード(P(N))に電気的に接続し、ソース電極が第3ノード(K(N))に電気的に接続する第54トランジスタと(T54)と、を含み、
    該サブインバータがゲート電極が第1段の接続関係において該メインインバータの第4ノード(S(1))に電気的に接続し、ドレイン電極が定電圧高電位(DCH)に電気的に接続する第73トランジスタ(T73)と、
    ゲート電極が最後の1段の接続関係において該メインインバータの第4ノード(S(P))に電気的に接続し、ドレイン電極が第3ノード(K(N))に電気的に接続し、ソース電極が該第73トランジスタ(T73)のソース電極に電気的に接する第74トランジスタ(T74)と、
    ゲート電極が第1段の接続関係において該メインインバータの第1ノード(Q(1))に電気的に接続し、ドレイン電極が第3ノードK(N)に電気的に接続し、ソース電極が定電圧低電位(DCL)に電気的に接する第75トランジスタ(T75)と、
    ゲート電極が最後の1段の接続関係において該メインインバータの第1ノード(Q(P))に電気的に接続し、ドレイン電極が定電圧低電位(DCL)に電気的に接続し、ソース電極が第3ノードK(N)に電気的に接する第76トランジスタ(T76)と、を含むことを特徴とする酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
  3. 第N段の接続関係において、該プルアップ部分が、ゲート電極が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、ドレイン電極がクロック信号(CK(n))に電気的に接続し、ソース電極が出力端(G(N))に電気的に接続する第21トランジスタ(T21)を含み、
    該トランスファー部分が、ゲート電極が第1ノードQ(N)に電気的に接続し、ドレイン電極がクロック信号CK(n)に電気的に接続し、ソース電極が駆動出力端ST(N)に電気的に接続する第22トランジスタ(T22)を含み、
    該ブーストラップコンデンサ部分が、一端が第1ノード(Q(N))に電気的に接続し、他端が出力端(G(N))に電気的に接続するコンデンサ(Cb)を含むこと、を特徴とする請求項2に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
  4. P=3である場合、前記クロック信号(CK(n))が4組のクロック信号である第1クロック信号(CK(1))と、第2クロック信号(CK(2))と、第3クロック信号(CK(3))と、第4クロック信号(CK(4)を含むことを特徴とする請求項3に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
  5. P=5である場合、前記クロック信号(CK(n))が8組のクロック信号である第1クロック信号(CK(1))と、第2クロック信号(CK(2))と、第3クロック信号(CK(3))と、第4クロック信号(CK(4)と、第5クロック信号(CK(5))と、第6クロック信号(CK(6))と、第7クロック信号(CK(7))と、第8クロック信号(CK(8))とを含むことを特徴とする請求項3に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
  6. 前記クロック信号(CK(n))のデューティー比が、25/75より大きくならないことを特徴とする請求項3に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
  7. P=3である場合、前記クロック信号(CK(n))が4組のクロック信号である第1クロック信号(CK(1))と、第2クロック信号(CK(2))と、第3クロック信号(CK(3))と、第4クロック信号(CK(4)を含むことを特徴とする請求項6に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
  8. P=5である場合、前記クロック信号(CK(n))が8組のクロック信号である第1クロック信号(CK(1))と、第2クロック信号(CK(2))と、第3クロック信号(CK(3))と、第4クロック信号(CK(4)と、第5クロック信号(CK(5))と、第6クロック信号(CK(6))と、第7クロック信号(CK(7))と、第8クロック信号(CK(8))とを含むことを特徴とする請求項6に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
  9. 前記クロック信号(CK(n))のデューティー比が、25/75に等しいことを特徴とする請求項3に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
  10. P=3である場合、前記クロック信号(CK(n))が4組のクロック信号である第1クロック信号(CK(1))と、第2クロック信号(CK(2))と、第3クロック信号(CK(3))と、第4クロック信号(CK(4)を含むことを特徴とする請求項9に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
  11. P=5である場合、前記クロック信号(CK(n))が8組のクロック信号である第1クロック信号(CK(1))と、第2クロック信号(CK(2))と、第3クロック信号(CK(3))と、第4クロック信号(CK(4)と、第5クロック信号(CK(5))と、第6クロック信号(CK(6))と、第7クロック信号(CK(7))と、第8クロック信号(CK(8))とを含むことを特徴とする請求項9に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
  12. 前記走査駆動回路の第1段の接続関係における第1ノード(Q(1))の出力する信号の第1波形が凸字状を呈するとともに、最後の1段の接続関係における第1ノード(Q(P))の出力する信号の第2波形がいずれも凸字状を呈して、かつ第1波形と第2波形の重なる部分の対応する信号に基づき該サブインバータを制御することを特徴とする請求項2に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
  13. 前記走査駆動回路に採用する段伝送方式が、第N-2段が第N段に伝送する方式であることを特徴とする請求項2に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
  14. 前記走査駆動回路の第1段の接続関係において、第11トランジスタ(T11)のゲート電極とドレイン電極が回路の起動信号端(STV)に電気的に接続することを特徴とする請求項2に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
  15. 前記走査駆動回路の最後の1段の接続関係において、第41トランジスタ(T41)のゲート電極とドレイン電極が回路の起動信号端STVに電気的に接続することを特徴とする請求項2に記載の酸化物半導体薄膜トランジスタに用いる走査駆動回路。
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