JP4682300B2 - ディスプレイを駆動する信号駆動回路を含むシステム - Google Patents

ディスプレイを駆動する信号駆動回路を含むシステム Download PDF

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Description

本発明は、ディスプレイ装置に関するものである。
高解像度、マルチカラー表示、低消費電力、低電圧の要求と、軽量薄型であることによって、液晶ディスプレイ(LCD)が主要のディスプレイ装置技術になっている。LCDは、ここ数年、例えばPDA、携帯用コンピュータ、携帯電話など携帯型の情報ディスプレイとして用いられてきた。
近年、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)型のシフトレジスタ回路が低温ポリシリコン(LTPS)のLCDに広く用いられている。しかし、製造の時、CMOSシフトレジスタ回路を形成するのに、通常、少なくとも8つのマスクが必要とされるため、コストが上がる。コストを削減するため、比較的少ないマスクを必要とするP型金属酸化膜半導体(PMOS)型のシフトレジスタがLCDの製造業者にしばしば用いられる。
図1は、PMOSシフトレジスタを含む従来の信号駆動回路を表している。図に示すように、パネル10の信号駆動回路100は、外部集積回路(IC)によって提供される4つのクロック信号を必要とし、4つのフレキシブルプリント回路板(FPC)のピンを介してPMOSシフトレジスタを駆動し、4つのサンプリングと保持回路(L/S)によって4つのクロック信号をサンプリングし、保持する。サンプリングと保持回路(L/S)を増加することから、IC、またはディスプレイパネルに統合されても、消費電力とチップ(レイアウト)面積が増加されるため、コストが増加する。また、FPCのピンの増加により、ICとパネル間の接続の信頼度が重要な問題となる。
ディスプレイを駆動するシステムを提供する。
このシステムの実施例は、信号駆動回路を含む。前記信号駆動回路は、直列接続された複数のシフトレジスタを含み、第1制御端子、第2制御端子、入力端子と、出力端子をそれぞれ含み、第1クロック信号と第2クロック信号によってそれぞれ制御され、スタートパルスに基づいて、対応する駆動パルスを順次に出力する。前記シフトレジスタのN段目の出力端子は、前記シフトレジスタのN+1段目の入力端子に接続され、前記シフトレジスタのN+1段目の出力端子は、前記シフトレジスタのN段目の第2制御端子に接続され、前記シフトレジスタのN段目とN+1段目の第1制御端子は、前記第1クロック信号と前記第2クロック信号にそれぞれ制御される。
ディスプレイを駆動するシステムのもう1つの実施例は、信号駆動回路を含む。前記信号駆動回路は、第1クロック信号に接続された第1制御端子、スタートパルスに接続された入力端子、第2制御端子と、出力端子を含む第1シフトレジスタを含み、前記第1クロック信号と前記スタートパルスに基づいて第1駆動パルスを出力する前記第1シフトレジスタと、第2クロック信号に接続された第1制御端子、スタートパルスに接続された入力端子、前記第1シフトレジスタの出力端子に接続された入力端子、前記第1シフトレジスタの前記第2制御端子に接続された出力端子と、第2制御端子を含み、前記第1クロック信号と前記第1駆動パルスに基づいて第2駆動パルスを出力し、前記第1シフトレジスタは、前記第2シフトレジスタからの前記第2駆動パルスによってオフにされる前記第2シフトレジスタを含む。
ディスプレイを駆動するシステムのもう1つの実施例は、第1シフトレジスタと、前記第1シフトレジスタに直列接続された第2シフトレジスタを有する信号駆動回路を含む。前記信号駆動回路は、2つのクロック信号のみによって提供された入力に基づいてディスプレイを駆動する。
本発明の信号駆動回路が2つのクロック信号のみを必要とし、PMOSシフトレジスタによって形成されることから、従来のCMOS型シフトレジスタ回路または/および4つのクロック信号を必要とする信号駆動回路に比べ、潜在的により低コストの解決を提供することができる。
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
本発明は、信号駆動回路を有する駆動システムを提供する。図2は、信号駆動回路の実施例1を表している。図に示すように、信号駆動回路200Aは、直列接続された6つのシフトレジスタSR1〜SR6を含む。この実施例は、6つのシフトレジスタを含むが、その他の実施例では、その他の数のシフトレジスタが用いられることができる。各シフトレジスタSR1〜SR6は、第1制御端子C1、第2制御端子C2、入力端子INと、出力端子OUTを含む。シフトレジスタSR1〜SR6は、第1クロック信号CLK1と第2クロック信号CLK2によって制御され、スタートパルスSTPに基づいて、対応する駆動パルスを順次に出力する。注意するのは、第1クロック信号CLK1と第2クロック信号CLK2は、互いに逆にならないが、その間に位相差を有する。
シフトレジスタSR1は、第1クロック信号CLK1に接続された第1制御端子C1、シフトレジスタSR2の出力端子に接続された第2制御端子C2、スタートパルスSTPに接続された入力端子と、対応する駆動パルスout1を出力する出力端子を含む。シフトレジスタSR2は、第2クロック信号CLK2に接続された第1制御端子C1、シフトレジスタSR3の出力端子に接続された第2制御端子C2、シフトレジスタSR1の出力端子に接続された入力端子と、対応する駆動パルスout2を出力する出力端子を含む。シフトレジスタSR3は、第1クロック信号CLK1に接続された第1制御端子C1、シフトレジスタSR4の出力端子に接続された第2制御端子C2、シフトレジスタSR2の出力端子に接続された入力端子と、対応する駆動パルスout3を出力する出力端子を含む。
シフトレジスタSR4は、第2クロック信号CLK2に接続された第1制御端子C1、シフトレジスタSR5の出力端子に接続された第2制御端子C2、シフトレジスタSR3の出力端子に接続された入力端子と、対応する駆動パルスout4を出力する出力端子を含む。シフトレジスタSR5は、第1クロック信号CLK1に接続された第1制御端子C1、シフトレジスタSR6の出力端子に接続された第2制御端子C2、シフトレジスタSR4の出力端子に接続された入力端子と、対応する駆動パルスout5を出力する出力端子を含む。シフトレジスタSR6は、第2クロック信号CLK2に接続された第1制御端子C1、第1クロック信号CLK1に接続された第2制御端子C2、シフトレジスタSR5の出力端子に接続された入力端子と、対応する駆動パルスout6を出力する出力端子を含む。
図3は、図2の信号駆動回路の実施例のタイミング図である。シフトレジスタSR1は、第1クロック信号CLK1とスタートパルスSTPに基づいて、対応する駆動パルスoutを発生し、シフトレジスタSR2の入力端子に出力する。例えば、時間t0でスタートパルスSTPを受けた後、時間t1でクロック信号CLK1が低電位になった時、シフトレジスタSR1は、対応する駆動パルスoutを出力することができる。
シフトレジスタSR2は、第2クロック信号CLK2とシフトレジスタSR1からの駆動パルスout1に基づいて、対応する駆動パルスout2を発生し、シフトレジスタSR3の入力端子に出力する。例えば、シフトレジスタSR1からの駆動パルスout1を受けた後、時間t2でクロック信号CLK2が低レベルになった時、シフトレジスタSR2は、対応する駆動パルスout2を出力することができる。同じように、シフトレジスタSR3〜SR6は、前段からの駆動パルスと、対応するクロック信号CLK1、またはCLK2に基づいて、対応する駆動パルスout3〜out6を発生し、出力する。即ち、シフトレジスタSR1〜SR6は、クロック信号CLK1とCLK2によって制御され、スタートパルスSTPを受けた後、対応する駆動パルスout1〜out6を出力する。
また、対応する駆動パルスout2は、シフトレジスタSR3のスタートパルスとして機能するだけでなく、無効パルス(disabling pulse)としてシフトレジスタSR1をオフにする。同じように、対応する駆動パルスout3〜out5は、シフトレジスタSR4〜SR6のスタートパルスとしてそれぞれ機能するだけでなく、無効パルスとしてシフトレジスタSR2〜SR4をそれぞれオフにする。この実施例では、対応する駆動パルスout6は、無効パルスとしてのみ機能し、シフトレジスタSR5をオフにする。即ち、前段(Nth)のシフトレジスタは、次段(N+1th)のシフトレジスタから出力された対応する駆動パルスによってオフにされる。注意するのは、この実施例では、シフトレジスタSR1〜SR6は、同じ構造を有しており、PMOSトランジスタのみで形成される。
図4は、18個のPMOSトランジスタを含むシフトレジスタSRnの実施例を表している。図4に示すように、トランジスタM11は、電圧VDDに接続された第1端子、トランジスタM12に接続された第2端子、入力端子INとして機能する制御端子を含む。トランジスタM12は、トランジスタM11の第2端子に接続された第1端子、節点N1に接続された第2端子と、入力端子INに接続された制御端子を含む。
トランジスタM21は、節点N1に接続された第1端子、第2端子と、トランジスタM22に接続された制御端子を含む。トランジスタM22は、トランジスタM21の第2端子に接続された第1端子、第2制御端子C2として機能する第2端子と、第2制御端子C2とトランジスタM21の制御端子に接続された制御端子を含む。トランジスタM31は、電圧VDDに接続された第1端子、節点N1に接続された制御端子と、トランジスタM32に接続された第2端子を含む。トランジスタM32は、トランジスタM31の第2端子に接続された第1端子、節点N2に接続された第2端子、節点N1に接続された制御端子を含む。
トランジスタM41は、節点N2に接続された第1端子、入力端子INに接続された制御端子と、トランジスタM42に接続された第2端子を含む。トランジスタM42は、トランジスタM41の第2端子に接続された第1端子、入力端子INに接続された第2端子と、入力端子INに接続された制御端子を含む。トランジスタM51は、電圧VDDに接続された第1端子、トランジスタM52に接続された第2端子と、節点N2に接続された制御端子を含む。トランジスタM52は、トランジスタM51の第2端子に接続された第1端子、トランジスタM61に接続された第2端子と、節点N2に接続された制御端子を含む。トランジスタM61は、トランジスタM52の第2端子に接続された第1端子、トランジスタM62に接続された第2端子と、第1制御端子C1に接続された制御端子を含む。トランジスタM62は、トランジスタM61の第2端子に接続された第1端子、節点N1に接続された第2端子、第1制御端子C1に接続された制御端子を含む。
トランジスタM71は、節点N2に接続された第1端子、トランジスタM72に接続された第2端子と、接地電位VSSに接続された制御端子を含む。トランジスタM72は、トランジスタM71の第2端子に接続された第1端子、トランジスタM91に接続された第2端子と、接地電位VSSに接続された制御端子を含む。トランジスタM81は、電圧VDDに接続された第1端子、トランジスタM82に接続された第2端子と、節点N1に接続された制御端子を含む。トランジスタM82は、トランジスタM81の第2端子に接続された第1端子、出力端子OUTとして機能する第2端子を含む。トランジスタM91は、出力端子OUTに接続された第1端子、トランジスタM92に接続された第2端子と、トランジスタM72の第2端子に接続された制御端子を含む。トランジスタM92は、トランジスタM91の第2端子に接続された第1端子、第1制御端子C1に接続された第2端子と、トランジスタM72の第2端子に接続された制御端子を含む。
入力端子INがスタートパルスSTP(または、前段からの対応する駆動パルス)を受けた時、クロック信号CLK2は、高電位を維持し、クロック信号CLK1は、低電位になり、トランジスタM21、M22、M31、M32、M81と、M82は、オフにされ、トランジスタM11、M12、M41、M42、M51、M52、M61、M62、M71、M72、M91と、M92は、オンにされる。節点N2の電圧レベルが低く、節点N1が高いことから、M91とM92がオンになるため(シフトレジスタSRnが対応する駆動パルスを発生する)、出力端子上の電圧レベルは、クロック信号CLK1に伴って低くなる。クロック信号CLK2が高電位を維持し、クロック信号CLK1が高くなった時、出力端子は、クロック信号CLK1に伴って高くなり、節点N2は、低電位を維持し、節点N1は、高電位を維持する。
クロック信号CLK1が高電位を維持し、クロック信号CLK2が低くなった時、トランジスタM11、M12、M41、M42、M51、M52、M61、M62、M91と、M92は、オフにされ、トランジスタM21、M22、M31、M32、M71、M72、M81と、M82は、オンにされる。よって、出力端子OUT上の電圧レベルは、節点N2が高くなり、節点N1が低くなるために、高くなる。このシフトレジスタSRnは、オフ(disabled)にされる。
この実施例の信号駆動回路が2つのクロック信号のみを必要とし、PMOSシフトレジスタによって形成されることから、従来のCMOS型シフトレジスタ回路または/および4つのクロック信号を必要とする信号駆動回路に比べ、潜在的により低コストの解決を提供する。
図5は、信号駆動回路のもう1つの実施例を表している。図5の信号駆動回路200Bは、6つのシフトレジスタSR1〜SR6とパルス発生器220を含む。信号駆動回路200Bは、追加のパルス発生器220がシフトレジスタSR6の最終段に接続されることを除き、図2Aに示す回路200と似ている。パルス発生器220は、第1と第2クロック信号CLK1とCLK2と、シフトレジスタSR6の最終段からの対応する駆動パルスout6に接続される。例えば、パルス発生器220は、クロック信号CLK2とCLK1にそれぞれ接続された制御端子AとBと、シフトレジスタSR6の最終段の出力端子に接続された入力端子INと、シフトレジスタSR6の最終段の第2端子に接続された出力端子OUTを含む。パルス発生器220は、無効パルスSFを出力し、対応する駆動パルスout6と第1と第2クロック信号に基づいてシフトレジスタSR6の最終段をオフにする。
図6は、パルス発生器220の実施例を表している。この実施例では、パルス発生器220は、シフトレジスタSR6に接続され、6つのPMOSトランジスタを含む。トランジスタM01は、電圧VDDに接続された第1端子、トランジスタM02に接続された第2端子と、シフトレジスタSR6の第2制御端子C2に接続された制御端子を含む。トランジスタM02は、トランジスタM01の第2端子に接続された第1端子、節点N3に接続された第2端子と、第2クロック信号CLK2に接続された制御端子を含む。トランジスタM03は、節点N3に接続された第1端子、トランジスタM04の第1端子に接続された第2端子と、接地電位VSSに接続された制御端子を含む。
トランジスタM04は、トランジスタM03の第2端子に接続された第1端子、第2端子と、シフトレジスタSR6の出力端子OUTに接続された制御端子を含む。トランジスタM05は、シフトレジスタSR6の第2制御端子C2に接続された第1端子、トランジスタM06に接続された第2端子と、クロック信号CLK1に接続された制御端子を含む。トランジスタM06は、トランジスタM05の第2端子に接続された第1端子、接地電位VSSに接続された第2端子と、節点N3に接続された制御端子を含む。
シフトレジスタSR6が時間t6で対応する駆動パルスout6を出力した時、トランジスタM03とM04は、オンにされて節点N3の電圧レベルV3が低くなり、トランジスタM06がオンにされる。
図7は、図5の駆動信号回路の実施例のタイミング図である。図に示すように、時間t7の前の駆動回路200Bは、図2に示す駆動回路200Aと似ており、よって、ここでの説明は、簡易化のために省略される。時間t7の後の駆動回路200Bの動作は、図5、6と、7を参照に以下、説明する。
時間t7では、クロック信号CLK1は、低くなり、トランジスタM05がオンにされる。トランジスタM05とM06がオンにされることで、シフトレジスタSR6の第2制御端子C2が引き下げられ、無効信号SFとして機能してシフトレジスタSR6をオフにする。仮に、クロック信号CLK1が高くなっても、シフトレジスタSR6の第2制御端子C2が低電位を維持することで、トランジスタM01は、オンを維持する。
時間t8では、クロック信号CLK2は、低くなり、トランジスタM02がオンにされる。トランジスタM01とM02がオンにされることで、節点N3の電圧レベルV3が引き上げられ、よって、パルス発生器220は、リセットされ、オフにされる。
信号駆動回路のパルス発生器220とシフトレジスタSR1〜SR6の接続は、全てのシフトレジスタが次段からの駆動パルスによってオフにされることができ、次段から前段への漏電がないことを更に確保する。よって、シフトレジスタSR1〜SR6によって出力された出力駆動パルスは、必要な電圧レベルを達成することができる。
図8に示すように、信号駆動回路を組み込んだディスプレイ装置の実施例を表している。特に、表示装置400は、例えば、LCD素子などの表示素子410を含み、例えば、信号駆動回路200A、または200Bの信号駆動回路412に動作可能なように接続される。信号駆動回路は、複数の駆動パルスを順次に出力し、表示素子410を駆動する。注意するのは、その他の実施例では、表示素子410は、プラズマディスプレイ素子、OLED素子、または電界放出ディスプレイ(FED)システム、または陰極線管表示素子であることができる。
図9は、ディスプレイ装置400を用いた電子装置500を概略的に表している。電子装置500は、PDA、ノート型パソコン、タブレットコンピュータ、携帯電話、またはディスプレイモニタ装置などの携帯機器であることができる。一般的に、電子装置500は、ハウジング510、ディスプレイ装置400と、DC/DCコンバータ520を含む。また、DC/DCコンバータ520は、ディスプレイシステム400に動作可能なように接続され、ディスプレイシステム400に電力を供給する出力電圧を提供し、画像を表示する。
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
PMOSシフトレジスタを有する従来の信号駆動回路を表している。 信号駆動回路の実施例を表している。 図2の信号駆動回路の実施例のタイミング図である。 シフトレジスタの実施例を表している。 信号駆動回路のもう1つの実施例を表している。 パルス発生器の実施例を表している。 図6のパルス発生器の実施例のタイミング図である。 信号駆動回路を組み込んだディスプレイ装置の実施例を表している。 ディスプレイ装置の実施例を組み込んだ電子装置の実施例を概略的に表している。
符号の説明
10 ディスプレイパネル
100 信号駆動回路
200A、200B 信号駆動回路
220 パルス発生器
400 ディスプレイ装置
410 表示素子
412 信号駆動回路
510 ハウジング
520 DC/DCコンバータ
SR1〜SR6、SRn シフトレジスタ
C1 第1制御端子
C2 第2制御端子
A、B 制御端子
IN 入力端子
OUT 出力端子
out1〜out6 駆動パルス
STP スタートパルス
VDD 電圧
VSS 接地電位
N1〜N3 節点
SF 無効パルス
M01〜M06、M11、M12、M21、M22、M31、M32、M41、M42、M51、M52、M61、M62、M71、M72、M81、M82、M91、M92 トランジスタ

Claims (9)

  1. 信号駆動回路を含むディスプレイを駆動するシステムであって、
    前記信号駆動回路は、直列接続された複数のシフトレジスタを含み、
    前記複数のシフトレジスタの各々は、第1制御端子、第2制御端子、入力端子、及び出力端子を含み、前記複数のシフトレジスタは、第1クロック信号及び前記第1クロック信号との間に位相差を有する第2クロック信号によって制御され、スタートパルスに基づいて、対応する駆動パルスを順次に出力し、
    前記複数のシフトレジスタの各々の出力端子は、次の段の前記シフトレジスタの入力端子及び前の段の第2制御端子に接続され、
    奇数段目の前記シフトレジスタの前記第1制御端子には、前記第1クロック信号が入力され、偶数段目の前記シフトレジスタの前記第1制御端子は、前記第2クロック信号が入力され、
    前記複数のシフトレジスタの各々は、前記第1制御端子に入力される前記第1クロック信号又は前記第2クロック信号に応じて、前記出力端子から前記駆動パルスを出力し、前記第2制御端子に入力される次の段の駆動パルスに応じて、オフにされ、
    最終段の前記シフトレジスタの前記第1制御端子前記第1クロック信号が入力されるときは、最終段の前記シフトレジスタの前記第2制御端子は、前記第2クロック信号に入力され、最終段の前記シフトレジスタの前記第1制御端子に前記第2クロック信号が入力されるときは、最終段の前記シフトレジスタの前記第2制御端子には、前記第1クロック信号が入力されるシステム。
  2. 前記複数のシフトレジスタは、PMOSトランジスタを含む請求項1に記載のシステム。
  3. 前記システムは、ディスプレイ装置を含み、前記ディスプレイ装置は、前記信号駆動回路と、前記信号駆動回路に接続された表示素子を含み、前記表示素子は前記信号駆動回路によって駆動される請求項1に記載のシステム。
  4. 前記表示素子は、OLED素子である請求項3に記載のシステム。
  5. 前記システムは、電子装置を含み、前記ディスプレイ装置は、画像を表示するために電子装置に設置される請求項3に記載のシステム。
  6. 前記ディスプレイ装置に接続されたDC/DCコンバータを更に含み、前記ディスプレイ装置は、DC/DCコンバータによって電力を供給される請求項3に記載のシステム。
  7. 前記ディスプレイ装置に電力を供給する装置を更に含む請求項3に記載のシステム。
  8. 前記電子装置は、携帯電話である請求項5に記載のシステム。
  9. 信号駆動回路を含み、ディスプレイを駆動するシステムであって、
    前記信号駆動回路は、第1シフトレジスタ及び第2シフトレジスタを含み、
    前記第1シフトレジスタは、第1クロック信号が入力される第1制御端子、スタートパルスが入力される入力端子、第2制御端子、及び出力端子を含み、前記第1制御端子に入力された前記第1クロック信号及び前記入力端子に入力された前記スタートパルスに基づいて前記出力端子から第1駆動パルスを出力し、
    前記第2シフトレジスタは、前記第1クロック信号との間に位相差を有する第2クロック信号が入力される第1制御端子、前記第1シフトレジスタの出力端子に接続された入力端子、前記第1シフトレジスタの前記第2制御端子に接続された出力端子、及び第2制御端子を含み、前記第2シフトレジスタの前記第1制御端子に入力された前記第2クロック信号と前記第2シフトレジスタの前記入力端子に入力された前記第1駆動パルスに基づいて前記第2シフトレジスタの出力端子から第2駆動パルスを出力し、該第2駆動パルスによって前記第1シフトレジスタをオフに
    前記第2シフトレジスタの前記第2制御端子は、前記第1クロック信号が入力されるシステム。
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