JP5127986B2 - シフトレジスタならびにそれを備えた走査信号線駆動回路および表示装置 - Google Patents

シフトレジスタならびにそれを備えた走査信号線駆動回路および表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、アクティブマトリクス型表示装置の駆動回路に設けられるシフトレジスタに関し、更に詳しくは、入力信号を双方向にシフトさせることのできるシフトレジスタに関する。
近年、表示装置の小型化,低コスト化などを図るために、画素回路を含む表示部とゲートバスライン(走査信号線)を駆動するためのゲートドライバとを同一の基板上に形成する表示装置の開発が進められている。図23は、そのような従来の表示装置のゲートドライバの一構成例を示すブロック図である。また、図24は、ゲートドライバを構成するシフトレジスタの一段分の構成例を示す回路図である。
図23に示すように、ゲートドライバには複数段(ゲートバスラインの本数に等しい段)のシフトレジスタ90が含まれている。シフトレジスタ90の各段は、各時点において2つの状態(第1の状態および第2の状態)のうちのいずれか一方の状態となっていて当該状態を示す信号を走査信号として出力する双安定回路となっている。このように、シフトレジスタ90は複数個の双安定回路SRで構成されている。各双安定回路SRには、2相のクロック信号CKA(以下「第1クロック」という。),CKB(以下「第2クロック」という。)をそれぞれ受け取るための入力端子と、ローレベルの電源電圧VSSを受け取るための入力端子と、セット信号SETを受け取るための入力端子と、リセット信号RESETを受け取るための入力端子と、走査信号GOUTを出力するための出力端子とが設けられている。各段(双安定回路)から出力される走査信号GOUTは、セット信号として次段に与えられるとともに、リセット信号として前段に与えられる。
双安定回路は、図24に示すように、4個の薄膜トランジスタT91,T92,T93,およびT94と、キャパシタC9とを備えている。また、この双安定回路は、ローレベルの電源電圧VSS用の入力端子のほか、4個の入力端子91〜94と1個の出力端子95とを有している。薄膜トランジスタT91のソース端子,薄膜トランジスタT92のドレイン端子,および薄膜トランジスタT93のゲート端子は互いに接続されている。なお、これらが互いに接続されている領域(配線)のことを便宜上「netA」という。
薄膜トランジスタT91については、ゲート端子およびドレイン端子は入力端子91に接続され(すなわち、ダイオード接続となっている)、ソース端子はnetAに接続されている。薄膜トランジスタT92については、ゲート端子は入力端子92に接続され、ドレイン端子はnetAに接続され、ソース端子は電源電圧VSSに接続されている。薄膜トランジスタT93については、ゲート端子はnetAに接続され、ドレイン端子は入力端子93に接続され、ソース端子は出力端子95に接続されている。薄膜トランジスタT94については、ゲート端子は入力端子94に接続され、ドレイン端子は出力端子95に接続され、ソース端子は電源電圧VSSに接続されている。キャパシタC9については、一端はnetAに接続され、他端は出力端子95に接続されている。
以上のような構成において、シフトレジスタ90の各段(双安定回路)は次のように動作する。なお、図25は、このシフトレジスタ90の各段の動作を説明するためのタイミングチャートである。入力端子93には、1水平走査期間おきにハイレベルとなる第1クロックCKAが与えられる。入力端子94には、第1クロックCKAとは位相が180度ずれた第2クロックCKBが与えられる。時点t0以前の期間には、netAの電位および走査信号GOUTの電位(出力端子95の電位)はローレベルとなっている。
時点t0になると、入力端子91にセット信号SETのパルスが与えられる。薄膜トランジスタT91は図24に示すようにダイオード接続となっているので、このセット信号SETのパルスによって薄膜トランジスタT91はオン状態となり、キャパシタC9が充電される。これにより、netAの電位はローレベルからハイレベルに変化し、薄膜トランジスタT93はオン状態となる。ここで、時点t0〜時点t1の期間中、第1クロックCKAはローレベルとなっている。このため、この期間中、走査信号GOUTはローレベルで維持される。また、この期間中、リセット信号RESETはローレベルとなっているので、薄膜トランジスタT92はオフ状態で維持される。このため、この期間中にnetAの電位が低下することはない。
時点t1になると、第1クロックCKAがローレベルからハイレベルに変化する。このとき、薄膜トランジスタT93はオン状態となっているので、入力端子93の電位の上昇とともに出力端子95の電位は上昇する。ここで、図24に示すようにnetA−出力端子95間にはキャパシタC9が設けられているので、出力端子95の電位の上昇とともにnetAの電位も上昇する(netAがブートストラップされる)。その結果、薄膜トランジスタT93には大きな電圧が印加され、走査信号GOUTの電位は、第1クロックCKAのハイレベルの電位にまで上昇する。これにより、この双安定回路の出力端子95に接続されているゲートバスラインが選択状態となる。なお、時点t1〜時点t2の期間中、第2クロックCKBはローレベルとなっている。このため、薄膜トランジスタT94はオフ状態で維持されるので、この期間中に走査信号GOUTの電位が低下することはない。
時点t2になると、第1クロックCKAはハイレベルからローレベルに変化する。これにより、入力端子93の電位の低下とともに出力端子95の電位は低下し、キャパシタC9を介してnetAの電位も低下する。また、時点t2には、入力端子92にリセット信号RESETのパルスが与えられる。これにより、薄膜トランジスタT92はオン状態となる。その結果、netAの電位はハイレベルからローレベルに変化する。また、時点t2には、第2クロックCKBがローレベルからハイレベルに変化する。これにより、薄膜トランジスタT94はオン状態となる。その結果、出力端子95の電位すなわち走査信号GOUTの電位はローレベルとなる。
以上のようにして各段(双安定回路)から出力された走査信号GOUTは、図23に示すように、セット信号SETとして次段に与えられる。これにより、表示装置に設けられている複数本のゲートバスラインが1水平走査期間ずつ順次に選択状態となり、1行ずつ画素回路内の画素容量への書き込みが行われる。
上述のような表示装置に関し、ゲートバスラインの走査順序(走査方向)の切り替えを可能にした構成が提案されている。図26は、米国特許第6778626号明細書に開示されたシフトレジスタの構成を示すブロック図である。このシフトレジスタでは、各段毎に、走査順序を切り替えるための回路(走査順序に応じた信号であるセレクト信号SWを入力するための回路)310,312,および314が設けられている。そして、それらの回路310,312,および314に与えられるセレクト信号SWによって走査順序の切り替えが行われる。
図27は、日本の特表2001−506044号公報に開示されたシフトレジスタの構成を示すブロック図である。このシフトレジスタでは、各段は、前段または次段からセット信号が与えられ、前々段または次々段からリセット信号が与えられる。このような構成にすることにより、走査順序切り替え用のセレクト信号を用いることなく、ゲートバスラインの走査順序の切り替えが可能となっている。
なお、ゲートバスラインの走査順序の切り替えを可能にする目的としては、次のようなものが挙げられる。例えば、液晶表示モジュールが出荷先でユーザによってテレビに組み込まれる場合に、出荷先によって組み込み方向が異なる(例えば、上下が逆になる)ことがある。このようなときに出荷先で走査順序の切り替えが可能であれば、ユーザの所望する画像表示が可能となる。また、鏡に映した画像が見られるようにしたテレビが提案されており、走査順序の切り替えが可能であれば、利用者は鏡に映った画面でも通常状態の画像を見ることができるようになる。
米国特許第6778626号明細書 日本の特表2001−506044号公報
ところが、米国特許第6778626号明細書に記載された構成によると、上述したように、走査順序を切り替えるための回路310,312,および314がシフトレジスタの各段毎に必要となる。このため、回路面積や消費電流が増大するとともにコスト上昇をも招くことになる。また、走査順序を切り替えるための回路310,312,および314についてはセレクト信号SWでスイッチの切り替えが行われる構成になるところ、そのような構成によれば、表示装置の動作中、スイッチを構成するトランジスタはオン状態で維持されることになる。このため、スイッチとしてアモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタなどが採用されている場合、高温エージング時にトランジスタの閾値電圧のシフトが起こり、異常動作が生じることがある。従って、高い信頼性が確保されない。
また、近年、パネルの大型化や高解像度化が進んでおり、画素容量への充電不足を防止することが課題となっている。これに関し、日本の特表2001−506044号公報に開示されたシフトレジスタによると、複数のゲートバスラインが同時に選択されている期間はない(図28参照)。従って、例えば順方向走査の際に、k行目についての充電が行われる期間中に(k+1)行目に予備的な充電(プリチャージ)を施すことができない。このシフトレジスタでプリチャージを可能にするためには、6個以上のクロック信号を用いる構成にしなければならない。
そこで本発明は、走査信号線の走査順序の切り替えが可能なシフトレジスタを、回路面積の増大,消費電流の増大,および画素容量への充電不足を抑制しつつ実現することを目的とする。
本発明の第1の局面は、第1の状態と第2の状態とを有し互いに直列に接続された複数の双安定回路を含み、前記複数の双安定回路のうち奇数段目の双安定回路に第1のクロック信号および第2のクロック信号として与えられる2相のクロック信号と前記複数の双安定回路のうち偶数段目の双安定回路に前記第1のクロック信号および前記第2のクロック信号として与えられる2相のクロック信号とを含む少なくとも4相のクロック信号に基づいて前記複数の双安定回路が順次に第1の状態となるシフトレジスタであって、
各双安定回路は、
前記第1の状態または前記第2の状態のいずれかの状態を表す状態信号を出力する出力ノードと、
第2電極に前記第1のクロック信号が与えられ、前記出力ノードに第3電極が接続された出力制御用スイッチング素子と、
当該各双安定回路の前段の双安定回路から出力される状態信号に基づいて前記出力制御用スイッチング素子の第1電極に接続された第1ノードを充電するための第1の第1ノード充電部と、
当該各双安定回路の次段の双安定回路から出力される状態信号に基づいて前記第1ノードを充電するための第2の第1ノード充電部と、
当該各双安定回路の3段後の段の双安定回路から出力される状態信号に基づいて前記第1ノードを放電するための第1の第1ノード放電部と、
当該各双安定回路の3段前の段の双安定回路から出力される状態信号に基づいて前記第1ノードを放電するための第2の第1ノード放電部と
を有することを特徴とする。
本発明の第2の局面は、本発明の第1の局面において、
前記第1のクロック信号と前記第2のクロック信号とは互いに位相が180度ずらされていることを特徴とする。
本発明の第3の局面は、本発明の第1の局面において、
前記奇数段目の双安定回路に与えられる2相のクロック信号と前記偶数段目の双安定回路に与えられる2相のクロック信号とはそれぞれ互いに位相が90度ずらされていることを特徴とする。
本発明の第4の局面は、本発明の第1の局面において、
前記第1のクロック信号がハイレベルからローレベルに変化するタイミングと前記第2のクロック信号がローレベルからハイレベルに変化するタイミングとが同じであって、かつ、前記第1のクロック信号がローレベルからハイレベルに変化するタイミングと前記第2のクロック信号がハイレベルからローレベルに変化するタイミングとが同じであることを特徴とする。
本発明の第5の局面は、本発明の第1の局面において、
前記4相のクロック信号のオンデューティはそれぞれ50%とされていることを特徴とする。
本発明の第6の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路において、
前記第1の第1ノード充電部は、第1電極および第2電極に当該各双安定回路の前段の双安定回路から出力される状態信号が与えられ、前記第1ノードに第3電極が接続された第1のスイッチング素子を含み、
前記第2の第1ノード充電部は、第1電極および第2電極に当該各双安定回路の次段の双安定回路から出力される状態信号が与えられ、前記第1ノードに第3電極が接続された第2のスイッチング素子を含み、
前記第1の第1ノード放電部は、第1電極に当該各双安定回路の3段後の段の双安定回路から出力される状態信号が与えられ、前記第1ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第3のスイッチング素子を含み、
前記第2の第1ノード放電部は、第1電極に当該各双安定回路の3段前の段の双安定回路から出力される状態信号が与えられ、前記第1ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第4のスイッチング素子を含むことを特徴とする。
本発明の第7の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路は、
前記第1ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第5のスイッチング素子と、
前記第5のスイッチング素子の第1電極に接続された第2ノードの電位を前記第2のクロック信号と前記第1ノードの電位とに基づいて制御する第2ノード制御部と
を更に有することを特徴とする。
本発明の第8の局面は、本発明の第7の局面において、
前記第2ノード制御部は、
第1電極および第2電極に前記第2のクロック信号が与えられ、前記第2ノードに第3電極が接続された第6のスイッチング素子と、
前記第1ノードに第1電極が接続され、前記第2ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第7のスイッチング素子とからなることを特徴とする。
本発明の第9の局面は、本発明の第1の局面において、
前記奇数段目の双安定回路は、前記偶数段目の双安定回路に与えられる2相のクロック信号をそれぞれ第3のクロック信号および第4のクロック信号として受け取り、
前記偶数段目の双安定回路は、前記奇数段目の双安定回路に与えられる2相のクロック信号をそれぞれ前記第3のクロック信号および前記第4のクロック信号として受け取り、
各双安定回路は、
前記第1ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第8のスイッチング素子と、
前記第8のスイッチング素子の第1電極に接続された第3ノードの電位を前記第3のクロック信号と前記第1ノードの電位とに基づいて制御する第3ノード制御部と、
前記第1ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第11のスイッチング素子と、
前記第11のスイッチング素子の第1電極に接続された第4ノードの電位を前記第4のクロック信号と前記第1ノードの電位とに基づいて制御する第4ノード制御部と
を更に有することを特徴とする。
本発明の第10の局面は、本発明の第9の局面において、
前記第3ノード制御部は、
第1電極および第2電極に前記第3のクロック信号が与えられ、前記第3ノードに第3電極が接続された第9のスイッチング素子と、
前記第1ノードに第1電極が接続され、前記第3ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第10のスイッチング素子とからなり、
前記第4ノード制御部は、
第1電極および第2電極に前記第4のクロック信号が与えられ、前記第4ノードに第3電極が接続された第12のスイッチング素子と、
前記第1ノードに第1電極が接続され、前記第4ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第13のスイッチング素子とからなることを特徴とする。
本発明の第11の局面は、本発明の第1の局面において、
前記複数の双安定回路のうちの初段,2段目,および3段目の双安定回路に含まれる前記第1ノードをそれぞれ前記第2の第1ノード放電部によって放電させるための3つの初段側制御信号が外部から与えられ、
前記複数の双安定回路のうちの最終段,最終段の前段,および最終段の前々段の双安定回路に含まれる前記第1ノードをそれぞれ前記第1の第1ノード放電部によって放電させるための3つの最終段側制御信号が外部から与えられることを特徴とする。
本発明の第12の局面は、本発明の第11の局面において、
前記3つの初段側制御信号のうち2つの初段側制御信号が1つの信号によって実現され、
前記3つの最終段側制御信号のうち2つの最終段側制御信号が1つの信号によって実現されていることを特徴とする。
本発明の第13の局面は、本発明の第12の局面において、
前記複数の双安定回路のうちの初段,2段目,および3段目の双安定回路のそれぞれにおいて、前記第2の第1ノード充電部によって前記第1ノードが充電された後、前記第2の第1ノード放電部によって前記第1ノードが放電されるまでの期間、前記第1のクロック信号のローレベルからハイレベルへの変化が抑止され、
前記複数の双安定回路のうちの最終段,最終段の前段,および最終段の前々段の双安定回路のそれぞれにおいて、前記第1の第1ノード充電部によって前記第1ノードが充電された後、前記第1の第1ノード放電部によって前記第1ノードが放電されるまでの期間、前記第1のクロック信号のローレベルからハイレベルへの変化が抑止されることを特徴とする。
本発明の第14の局面は、本発明の第1の局面において、
前記複数の双安定回路のうちの初段,2段目,および3段目の双安定回路のいずれかは、第1電極に前記初段側制御信号が与えられ、前記出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第15のスイッチング素子を含み、
前記複数の双安定回路のうちの最終段,最終段の前段,および最終段の前々段の双安定回路のいずれかは、第1電極に前記最終段側制御信号が与えられ、前記出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第16のスイッチング素子を含むことを特徴とする。
本発明の第15の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路は、第1電極に前記第2のクロック信号が与えられ、前記出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第14のスイッチング素子を更に有することを特徴とする。
本発明の第16の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路は、前記第1ノードに一端が接続され、前記出力ノードに他端が接続されたキャパシタを更に有することを特徴とする。
本発明の第17の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路は、当該各双安定回路の2段後または3段後の段の双安定回路から出力される状態信号が第1電極に与えられ、前記出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第17のスイッチング素子と、当該各双安定回路の2段前または3段前の段の双安定回路から出力される状態信号が第1電極に与えられ、前記出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第18のスイッチング素子とを更に有することを特徴とする。
本発明の第18の局面は、本発明の第1の局面において、
アモルファスシリコンを用いて形成されていることを特徴とする。
本発明の第19の局面は、本発明の第1の局面において、
微結晶シリコンを用いて形成されていることを特徴とする。
本発明の第20の局面は、本発明の第1の局面において、
多結晶シリコンを用いて形成されていることを特徴とする。
本発明の第21の局面は、本発明の第1の局面において、
酸化物半導体を用いて形成されていることを特徴とする。
本発明の第22の局面は、本発明の第21の局面において、
前記酸化物半導体は、酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)であることを特徴とする。
本発明の第23の局面は、表示部に配設された複数の走査信号線を駆動する、表示装置の走査信号線駆動回路であって、
本発明の第1の局面に係るシフトレジスタを備え、
前記複数の双安定回路は、前記複数の走査信号線と1対1で対応するように設けられ、
各双安定回路は、前記出力ノードから出力される状態信号を当該各双安定回路に対応する走査信号線に走査信号として与えることを特徴とする。
本発明の第24の局面は、表示装置であって、
前記表示部を含み、本発明の第23の局面に係る走査信号線駆動回路を備えたことを特徴とする。
本発明の第25の局面は、本発明の第24の局面において、
前記複数の双安定回路からなるシフトレジスタが前記表示部の一端側および他端側の双方に設けられていることを特徴とする。
本発明の第26の局面は、本発明の第24の局面において、
前記奇数段目の双安定回路は前記表示部の一端側に設けられ、前記偶数段目の双安定回路は前記表示部の他端側に設けられていることを特徴とする。
本発明の第1の局面によれば、シフトレジスタの各段(双安定回路)には、出力ノードの電位(当該各段から出力される状態信号の電位)を制御する出力制御用スイッチング素子の第1電極(典型的にはゲート電極)に接続された第1ノードを充電するための信号として、前段から出力される状態信号と次段から出力される状態信号とが与えられ、第1ノードを放電するための信号として、3段前の段から出力される状態信号と3段後の段から出力される状態信号とが与えられる。すなわち、シフトレジスタの各段から出力される状態信号は、前段および次段の第1ノードを充電するために機能するとともに、3段前の段および3段後の段の第1ノードを放電するために機能する。また、出力制御用スイッチング素子の第2電極(典型的にはドレイン電極)には、ハイレベルの電位とローレベルの電位とを周期的に繰り返す第1のクロック信号が与えられる。このため、最初にシフトレジスタの初段において第1ノードの充電が行われたときには、順方向の順序(「初段から最終段」の順序)で、シフトレジスタの各段から出力される状態信号が第1の状態となる。一方、最初にシフトレジスタの最終段において第1ノードの充電が行われたときには、逆方向の順序(「最終段から初段」の順序)で、シフトレジスタの各段から出力される状態信号が第1の状態となる。このように、シフト方向を切り替えるために従来必要とされていた構成(「セレクト信号でスイッチの切り替えを行う構成」、「セレクト信号のための駆動回路や信号配線」など)を備えることなく、シフト方向の切り替えが可能なシフトレジスタが実現される。このため、例えば表示装置において走査信号線の走査順序が切り替え可能な構成とする場合に、回路面積の増大・消費電流の増大・コストの上昇などが抑制される。また、走査順序(シフト方向)を切り替えるためのスイッチが不要となるので、高温エージング時のスイッチ(トランジスタ)の閾値電圧のシフトに起因する誤動作の発生が抑制される。
本発明の第2の局面によれば、本発明の第1の局面と同様の効果が得られる。
本発明の第3の局面によれば、奇数段目に与えられる2相のクロック信号と偶数段目に与えられる2相のクロック信号とはそれぞれ互いに位相が90度ずらされている。このため、画素容量への充電時間が均一化され、充電差に起因する表示不良の発生が抑制される。
本発明の第4の局面によれば、第1のクロック信号の変化タイミングと第2のクロック信号の変化タイミングとが同じになるので、双安定回路から出力される状態信号のノイズが低減される。また、画素容量への充電時間が長くなるので、充電不足に起因する表示不良の発生が効果的に抑制される。
本発明の第5の局面によれば、各クロック信号のオンデューティは50%とされている。このため、複数の走査信号線が同時に選択されている期間を設けることができる。このとき、各走査信号線が選択されている期間のうち前半の期間には画素容量への予備的な充電(プリチャージ)が行われ、後半の期間には画素容量への本充電が行われる。これにより、充分な充電時間が確保され、画素容量への充電不足に起因する表示品位の低下が抑制される。
本発明の第6の局面によれば、第1の第1ノード充電部,第2の第1ノード充電部,第1の第1ノード放電部,および第2の第1ノード放電部にスイッチング素子を含めた構成において、本発明の第1の局面と同様の効果が得られる。
本発明の第7の局面によれば、第1ノードの電位がローレベルとなっている期間に、第1ノードの電位を制御するための第2ノードの電位を所定期間毎にハイレベルにすることができる。これにより、第1ノードの電位がローレベルとなっている期間中、所定期間毎に第5のスイッチング素子がオン状態となって第1ノードの電位はより低い電位へと引き込まれる。このため、例えば高温エージングによって出力制御用スイッチング素子の閾値電圧のシフトが生じ、当該スイッチング素子におけるリーク電流が大きくなった場合でも、所定期間毎に第1ノードの電位を確実にローレベルにすることができ、出力ノードからの異常パルスの出力が抑制される。
本発明の第8の局面によれば、第2ノード制御部にスイッチング素子を含めた構成において、本発明の第7の局面と同様の効果が得られる。
本発明の第9の局面によれば、第1ノードの電位がローレベルとなっている期間に、第1ノードの電位を制御するための第3ノードおよび第4ノードの電位を所定期間毎にハイレベルにすることができる。ここで、第3ノードの電位と第4ノードの電位とは、異なるクロック信号に基づいて制御される。これにより、第1ノードの電位がローレベルとなっている期間のうちの例えば大半の期間において第1ノードの電位がより低い電位へと引き込まれるようにすることが可能となる。このため、例えば高温エージングによって出力制御用スイッチング素子の閾値電圧のシフトが生じ、当該スイッチング素子におけるリーク電流が大きくなった場合でも、第1ノードの電位がローレベルに固定され、出力ノードからの異常パルスの出力が効果的に抑制される。
本発明の第10の局面によれば、第3ノード制御部および第4ノード制御部にスイッチング素子を含めた構成において、本発明の第9の局面と同様の効果が得られる。
本発明の第11の局面によれば、初段,2段目,3段目,最終段の前々段,最終段の前段,および最終段の第1ノードは外部から与えられる制御信号によって放電される。
本発明の第12の局面によれば、順方向の順序でシフト動作が行われる際には、最終段,最終段の前段,および最終段の前々段のうちの2つの段の第1ノードは同一の信号に基づいて放電される。また、逆方向の順序でシフト動作が行われる際には、初段,2段目,および3段目のうちの2つの段の第1ノードは同一の信号に基づいて放電される。このため、第1ノードを放電させるために必要な信号配線が削減され、回路面積の低減・消費電流の低減・コストの低減などの効果がより高められる。
本発明の第13の局面によれば、初段,2段目,3段目,最終段の前々段,最終段の前段,および最終段において、第1ノードの電位の不必要な上昇が抑止され、表示品位の低下が抑制される。
本発明の第14の局面によれば、初段,2段目,3段目,最終段の前々段,最終段の前段,および最終段において、外部から与えられる制御信号に基づき状態信号の電位をローレベルにすることが可能となる
本発明の第15の局面によれば、出力制御用スイッチング素子でオフリークが生じても、第2のクロック信号に基づいて出力ノードの電位がローレベルとなるので、出力ノードからの異常パルスの出力が効果的に抑制される。
本発明の第16の局面によれば、出力ノードの電位が上昇する際に、キャパシタを介して第1ノードの電位が上昇する(第1ノードがブートストラップされる)。このため、双安定回路が第1の状態で維持されるべき期間中に、第1ノードの電位の低下が抑制されるとともに、出力制御用スイッチング素子の第1電極には大きな電圧が印加される。これにより、出力ノードから出力される状態信号の波形が安定化する。
本発明の第17の局面によれば、順方向の順序でシフト動作が行われる際には、各段の2段後の段または各段の3段後の段から出力される状態信号に基づいて出力ノードの電位がローレベルにされ、逆方向の順序でシフト動作が行われる際には、各段の2段前の段または各段の3段前の段から出力される状態信号に基づいて出力ノードの電位がローレベルにされる。これにより、状態信号の電位をより確実にローレベルにまで低下させることが可能となる。
本発明の第18の局面によれば、アモルファスシリコンを用いて形成されたシフトレジスタにおいて、本発明の第1の局面と同様の効果が得られる。
本発明の第19の局面によれば、微結晶シリコンを用いて形成されたシフトレジスタにおいて、本発明の第1の局面と同様の効果が得られる。
本発明の第20の局面によれば、多結晶シリコンを用いて形成されたシフトレジスタにおいて、本発明の第1の局面と同様の効果が得られる。
本発明の第21の局面によれば、酸化物半導体を用いて形成されたシフトレジスタにおいて、本発明の第1の局面と同様の効果が得られる。
本発明の第22の局面によれば、酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)を用いて形成されたシフトレジスタにおいて、本発明の第1の局面と同様の効果が得られる。
本発明の第23の局面によれば、本発明の第1の局面と同様の効果が得られるシフトレジスタを備えた走査信号線駆動回路が実現される。
本発明の第24の局面によれば、本発明の第23の局面と同様の効果が得られる走査信号線駆動回路を備えた表示装置が実現される。
本発明の第25の局面によれば、1本の走査信号線に対して表示部の両側から充電が施される。このため、充電不足に起因する表示品位の低下が抑制される。
本発明の第26の局面によれば、シフトレジスタを構成する双安定回路が表示部の片側のみに設けられた構成と比較して、シフトレジスタ1段あたりのサイズをほぼ2分の1にすることができる。これにより、パネルの額縁として必要となる面積を小さくすることが可能となり、各種製品の小型化が実現される。
本発明の第1の実施形態に係るアクティブマトリクス型の液晶表示装置のゲートドライバ内のシフトレジスタの構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態において、液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態において、ゲートドライバの構成を説明するためのブロック図である。 上記第1の実施形態において、シフトレジスタのk段目の双安定回路の入出力信号について説明するための図である。 上記第1の実施形態において、シフトレジスタに含まれる双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第1の実施形態において、順方向走査が行われる際のシフトレジスタの各段の動作を説明するためのタイミングチャートである。 上記第1の実施形態において、逆方向走査が行われる際のシフトレジスタの各段の動作を説明するためのタイミングチャートである。 上記第1の実施形態において、順方向走査が行われる際のシフトレジスタの全体の動作を説明するためのタイミングチャートである。 上記第1の実施形態において、逆方向走査が行われる際のシフトレジスタの全体の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第2の実施形態において、ゲートドライバ内のシフトレジスタの構成を示すブロック図である。 A−Cは、上記第2の実施形態における効果について説明するための図である。 本発明の第3の実施形態において、ゲートドライバ内のシフトレジスタの構成を示すブロック図である。 本発明の第4の実施形態において、シフトレジスタに含まれる双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第4の実施形態において、順方向走査が行われる際のシフトレジスタの各段の動作を説明するためのタイミングチャートである。 上記第4の実施形態において、逆方向走査が行われる際のシフトレジスタの各段の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第5の実施形態において、ゲートドライバ内のシフトレジスタの構成を示すブロック図である。 上記第5の実施形態において、シフトレジスタに含まれる双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第5の実施形態において、順方向走査が行われる際のシフトレジスタの各段の動作を説明するためのタイミングチャートである。 上記第5の実施形態において、逆方向走査が行われる際のシフトレジスタの各段の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第6の実施形態において、ゲートドライバ内のシフトレジスタの構成を示すブロック図である。 上記第6の実施形態において、順方向走査が行われる際のシフトレジスタの全体の動作を説明するためのタイミングチャートである。 上記第6の実施形態において、逆方向走査が行われる際のシフトレジスタの全体の動作を説明するためのタイミングチャートである。 従来の表示装置のゲートドライバの一構成例を示すブロック図である。 従来例において、ゲートドライバを構成するシフトレジスタの一段分の構成例を示す回路図である。 従来例において、シフトレジスタの各段の動作を説明するためのタイミングチャートである。 米国特許第6778626号明細書に開示されたシフトレジスタの構成を示すブロック図である。 日本の特表2001−506044号公報に開示されたシフトレジスタの構成を示すブロック図である。 日本の特表2001−506044号公報に開示されたシフトレジスタの動作を説明するためのタイミングチャートである。
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、薄膜トランジスタのゲート端子(ゲート電極)は第1電極に相当し、ドレイン端子(ドレイン電極)は第2電極に相当し、ソース端子(ソース電極)は第3電極に相当する。
<1.第1の実施形態>
<1.1 全体構成および動作>
図2は、本発明の第1の実施形態に係るアクティブマトリクス型の液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。図2に示すように、この液晶表示装置は、表示部10と表示制御回路20とソースドライバ(映像信号線駆動回路)30とゲートドライバ(走査信号線駆動回路)40とを備えている。表示制御回路20は、コントロール基板2上に形成されている。ソースドライバ30は、フレキシブル基板3上に形成されている。ゲートドライバ40は、アモルファスシリコン,多結晶シリコン,微結晶シリコン,酸化物半導体(例えばIGZO)などを用いて、表示部10を含む表示パネル4上に形成されている。すなわち、本実施形態においては、ゲートドライバ40がモノリシック化された構成となっている。
表示部10には、複数本(m本)のソースバスライン(映像信号線)SL1〜SLmと、複数本(n本)のゲートバスライン(走査信号線)GL1〜GLnと、それらのソースバスラインSL1〜SLmとゲートバスラインGL1〜GLnとの交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個(n×m個)の画素形成部とが含まれている。
上記複数個の画素形成部はマトリクス状に配置されて画素アレイを構成している。各画素形成部は、対応する交差点を通過するゲートバスラインにゲート端子が接続されると共に当該交差点を通過するソースバスラインにソース端子が接続されたスイッチング素子である薄膜トランジスタ(TFT)11と、その薄膜トランジスタ11のドレイン端子に接続された画素電極と、上記複数個の画素形成部に共通的に設けられた対向電極である共通電極Ecと、上記複数個の画素形成部に共通的に設けられ画素電極と共通電極Ecとの間に挟持された液晶層とからなる。そして、画素電極と共通電極Ecとにより形成される液晶容量により、画素容量Cpが構成される。なお通常、画素容量Cpに確実に電圧を保持すべく、液晶容量に並列に補助容量が設けられるが、補助容量は本発明には直接に関係しないのでその説明および図示を省略する。
表示制御回路20は、外部から送られる画像信号DATおよび水平同期信号や垂直同期信号などのタイミング信号群TGを受け取り、デジタル映像信号DVと、表示部10における画像表示を制御するためのソーススタートパルス信号SSP,ソースクロック信号SCK,ラッチストローブ信号LS,第1〜第6の走査制御信号CNT1〜CNT6,および第1〜第4のゲートクロック信号GCK1〜GCK4を出力する。
ソースドライバ30は、表示制御回路20から出力されるデジタル映像信号DV,ソーススタートパルス信号SSP,ソースクロック信号SCK,およびラッチストローブ信号LSを受け取り、各ソースバスラインSL1〜SLmに駆動用映像信号S(1)〜S(m)を印加する。
ゲートドライバ40は、表示制御回路20から出力される第1〜第6の走査制御信号CNT1〜CNT6と第1〜第4のゲートクロック信号GCK1〜GCK4とに基づいて、アクティブな走査信号GOUT(1)〜GOUT(n)の各ゲートバスラインGL1〜GLnへの印加を1垂直走査期間を周期として繰り返す。本実施形態においては、第1〜第6の走査制御信号CNT1〜CNT6のそれぞれのパルスの発生タイミングに応じて、順方向走査(「GL1,GL2,・・・,GLn−1,GLn」の順序での走査)と逆方向走査(「GLn,GLn−1,・・・,GL2,GL1」の順序での走査)との切り替えが行われる。なお、このゲートドライバ40についての詳しい説明は後述する。
以上のようにして、各ソースバスラインSL1〜SLmに駆動用映像信号S(1)〜S(m)が印加され、各ゲートバスラインGL1〜GLnに走査信号GOUT(1)〜GOUT(n)が印加されることにより、外部から送られた画像信号DATに基づく画像が表示部10に表示される。
<1.2 ゲートドライバの構成>
次に、図1,図3,および図4を参照しつつ、本実施形態におけるゲートドライバ40の構成について説明する。図3に示すように、ゲートドライバ40はn段のシフトレジスタ410によって構成されている。表示部10にはn行×m列の画素マトリクスが形成されているところ、それら画素マトリクスの各行と1対1で対応するようにシフトレジスタ410の各段が設けられている。また、シフトレジスタ410の各段は、各時点において2つの状態(第1の状態および第2の状態)のうちのいずれか一方の状態となっていて当該状態を示す信号(状態信号)を走査信号として出力する双安定回路となっている。このように、このシフトレジスタ410はn個の双安定回路SR(1)〜SR(n)で構成されている。なお、本実施形態においては、双安定回路が第1の状態となっていれば、当該双安定回路からはハイレベル(Hレベル)の状態信号が走査信号として出力され、双安定回路が第2の状態となっていれば、当該双安定回路からはローレベル(Lレベル)の状態信号が走査信号として出力される。また、以下においては、シフトレジスタ410は8個の双安定回路SR(1)〜SR(8)で構成されているものと仮定して説明する。
図1は、ゲートドライバ40内のシフトレジスタ410の構成を示すブロック図である。また、図4は、シフトレジスタ410のk段目の双安定回路SR(k)の入出力信号について説明するための図である。図1に示すように、このシフトレジスタ410は8個の双安定回路SR(1)〜SR(8)によって構成されている。各双安定回路には、2相のクロック信号CKA(以下「第1クロック」という。),CKB(以下「第2クロック」という。)をそれぞれ受け取るための入力端子と、ローレベルの電源電圧VSSを受け取るための入力端子と、順方向走査の際の走査開始用の信号である第1のセット信号SET1を受け取るための入力端子と、逆方向走査の際の走査開始用の信号である第2のセット信号SET2を受け取るための入力端子と、順方向走査の際の走査終了用の信号である第1のリセット信号RESET1を受け取るための入力端子と、逆方向走査の際の走査終了用の信号である第2のリセット信号RESET2を受け取るための入力端子と、走査信号GOUTを出力するための出力端子とが設けられている。
以下、各段(各双安定回路)の入力端子に与えられる信号について説明する。なお、ローレベルの電源電圧VSSについては、図1に示すように、全ての段SR(1)〜SR(8)に共通的に与えられる。
第1クロックCKAおよび第2クロックCKBについては、次のようになっている(図1参照)。1段目SR(1)については、第1のゲートクロック信号GCK1が第1クロックCKAとして与えられ、第3のゲートクロック信号GCK3が第2クロックCKBとして与えられる。2段目SR(2)については、第2のゲートクロック信号GCK2が第1クロックCKAとして与えられ、第4のゲートクロック信号GCK4が第2クロックCKBとして与えられる。3段目SR(3)については、第3のゲートクロック信号GCK3が第1クロックCKAとして与えられ、第1のゲートクロック信号GCK1が第2クロックCKBとして与えられる。4段目SR(4)については、第4のゲートクロック信号GCK4が第1クロックCKAとして与えられ、第2のゲートクロック信号GCK2が第2クロックCKBとして与えられる。5段目SR(5)から8段目SR(8)については、上述した1段目SR(1)から4段目SR(4)までの構成と同様の構成となっている。
第1のセット信号SET1および第2のセット信号SET2については、次のようになっている。k段目SR(k)に着目すると、前段の走査信号GOUT(k−1)が第1のセット信号SET1として与えられ、次段の走査信号GOUT(k+1)が第2のセット信号SET2として与えられる(図4参照)。但し、1段目SR(1)については、第3の走査制御信号CNT3が第1のセット信号SET1として与えられ、8段目(最終段目)SR(8)については、第4の走査制御信号CNT4が第2のセット信号SET2として与えられる(図1参照)。
第1のリセット信号RESET1および第2のリセット信号RESET2については、次のようになっている。k段目SR(k)に着目すると、(k+3)段目の走査信号GOUT(k+3)が第1のリセット信号RESET1として与えられ、(k−3)段目の走査信号GOUT(k−3)が第2のリセット信号RESET2として与えられる(図4参照)。但し、1段目SR(1)については第1の走査制御信号CNT1が第2のリセット信号RESET2として与えられ、2段目SR(2)については第2の走査制御信号CNT2が第2のリセット信号RESET2として与えられ、3段目SR(3)については第3の走査制御信号CNT3が第2のリセット信号RESET2として与えられる。また、6段目SR(6)については第4の走査制御信号CNT4が第1のリセット信号RESET1として与えられ、7段目SR(7)については第5の走査制御信号CNT5が第1のリセット信号RESET1として与えられ、8段目SR(8)については第6の走査制御信号CNT6が第1のリセット信号RESET1として与えられる(図1参照)。
次に、各段(各双安定回路)の出力端子から出力される信号について説明する。k段目SR(k)の出力端子からは、k行目のゲートバスラインGLkを選択状態にするための走査信号GOUT(k)が出力される。当該走査信号GOUT(k)は、第1のリセット信号RESET1として(k−3)段目に与えられ、第2のセット信号SET2として(k−1)段目に与えられ、第1のセット信号SET1として(k+1)段目に与えられ、第2のリセット信号RESET2として(k+3)段目に与えられる(図4参照)。
なお、第1の走査制御信号CNT1,第2の走査制御信号CNT2,および第3の走査制御信号CNT3によって初段側制御信号が実現され、第4の走査制御信号CNT4,第5の走査制御信号CNT5,および第6の走査制御信号CNT6によって最終段側制御信号が実現されている。
<1.3 双安定回路の構成>
図5は、上述したシフトレジスタ410に含まれている双安定回路の構成(シフトレジスタ410の1段分の構成)を示す回路図である。図5に示すように、この双安定回路は、6個の薄膜トランジスタTS(出力制御用スイッチング素子),T1(第1のスイッチング素子),T2(第2のスイッチング素子),T3(第3のスイッチング素子),T4(第4のスイッチング素子),およびT14(第14のスイッチング素子)と、キャパシタC1とを備えている。また、この双安定回路は、ローレベルの電源電圧VSS用の入力端子のほか、6個の入力端子41〜46と1個の出力端子(出力ノード)51とを有している。なお、第1のセット信号SET1を受け取る入力端子には符号41を付し、第2のセット信号SET2を受け取る入力端子には符号42を付し、第1のリセット信号RESET1を受け取る入力端子には符号43を付し、第2のリセット信号RESET2を受け取る入力端子には符号44を付し、第1クロックCKAを受け取る入力端子には符号45を付し、第2クロックCKBを受け取る入力端子には符号46を付している。以下、この双安定回路内における構成要素間の接続関係について説明する。
薄膜トランジスタT1のソース端子,薄膜トランジスタT2のソース端子,薄膜トランジスタT3のドレイン端子,薄膜トランジスタT4のドレイン端子,および薄膜トランジスタTSのゲート端子は互いに接続されている。なお、これらが互いに接続されている領域(配線)のことを便宜上「netA」(第1ノード)という。
薄膜トランジスタT1については、ゲート端子およびドレイン端子は入力端子41に接続され(すなわち、ダイオード接続となっている)、ソース端子はnetAに接続されている。薄膜トランジスタT2については、ゲート端子およびドレイン端子は入力端子42に接続され(すなわち、ダイオード接続となっている)、ソース端子はnetAに接続されている。薄膜トランジスタT3については、ゲート端子は入力端子43に接続され、ドレイン端子はnetAに接続され、ソース端子は電源電圧VSSに接続されている。薄膜トランジスタT4については、ゲート端子は入力端子44に接続され、ドレイン端子はnetAに接続され、ソース端子は電源電圧VSSに接続されている。薄膜トランジスタTSについては、ゲート端子はnetAに接続され、ドレイン端子は入力端子45に接続され、ソース端子は出力端子51に接続されている。薄膜トランジスタT14については、ゲート端子は入力端子46に接続され、ドレイン端子は出力端子51に接続され、ソース端子は電源電圧VSSに接続されている。キャパシタC1については、一端はnetAに接続され、他端は出力端子51に接続されている。
次に、各構成要素のこの双安定回路における機能について説明する。薄膜トランジスタT1は、第1のセット信号SET1がハイレベルになっているときに、netAの電位をハイレベルにする。薄膜トランジスタT2は、第2のセット信号SET2がハイレベルになっているときに、netAの電位をハイレベルにする。薄膜トランジスタT3は、第1のリセット信号RESET1がハイレベルになっているときに、netAの電位をローレベルにする。薄膜トランジスタT4は、第2のリセット信号RESET2がハイレベルになっているときに、netAの電位をローレベルにする。薄膜トランジスタTSは、netAの電位がハイレベルになっているときに、第1クロックCKAの電位を出力端子51に与える。薄膜トランジスタT14は、第2クロックCKBがハイレベルになっているときに、走査信号GOUTの電位(出力端子51の電位)をローレベルにする。キャパシタC1は、この双安定回路に接続されたゲートバスラインが選択状態となっている期間中にnetAの電位をハイレベルで維持するための補償容量として機能する。
なお、本実施形態においては、薄膜トランジスタT1によって第1の第1ノード充電部が実現され、薄膜トランジスタT2によって第2の第1ノード充電部が実現されている。また、薄膜トランジスタT3によって第1の第1ノード放電部が実現され、薄膜トランジスタT4によって第2の第2ノード放電部が実現されている。
<1.4 シフトレジスタの動作>
次に、本実施形態におけるシフトレジスタ410の動作について説明する。なお、表示制御回路20から与えられる第1〜第6の走査制御信号CNT1〜CNT6のそれぞれのパルスの発生タイミングに応じて、順方向走査の際と逆方向走査の際とで異なる動作が行われる。
<1.4.1 各段(双安定回路)の動作>
まず、図5〜図7を参照しつつ、シフトレジスタ410の各段(双安定回路)の動作について説明する。なお、図6は順方向走査が行われる際のタイミングチャートであり、図7は逆方向走査が行われる際のタイミングチャートである。また、以下の説明では、図6および図7の時点t2から時点t4までの期間が、双安定回路の出力端子51に接続されているゲートバスラインが選択状態とされるべき期間(選択期間)であるものと仮定する。但し、時点t2から時点t3までの期間は画素容量への予備的な充電(プリチャージ)のための期間であり、時点t3から時点t4までの期間が画素容量への本来的な充電(本充電)のための期間である。
<1.4.1.1 順方向走査の際の動作>
順方向走査が行われる際の双安定回路の動作について説明する。図6に示すように、液晶表示装置の動作中、入力端子45には第1クロックCKAが与えられ、入力端子46には第2クロックCKBが与えられる。このように、本実施形態においては、互いに位相が180度ずれた2相のクロック信号が双安定回路に与えられている。
時点t0以前の期間には、netAの電位および走査信号GOUTの電位(出力端子51の電位)はローレベルとなっている。時点t0になると、入力端子44に第2のリセット信号RESET2のパルスが与えられる。これにより、薄膜トランジスタT4はオン状態となり、netAの電位はローレベルで維持される。時点t1になると、入力端子41に第1のセット信号SET1のパルスが与えられる。薄膜トランジスタT1は図5に示すようにダイオード接続となっているので、この第1のセット信号SET1のパルスによって薄膜トランジスタT1はオン状態となり、キャパシタC1が充電される。これにより、netAの電位はローレベルからハイレベルに変化し、薄膜トランジスタTSはオン状態となる。ところで、時点t1〜時点t2の期間中、第1クロックCKAはローレベルとなっている。このため、この期間中、走査信号GOUTはローレベルで維持される。
時点t2になると、第1クロックCKAがローレベルからハイレベルに変化する。このとき、薄膜トランジスタTSはオン状態となっているので、入力端子45の電位の上昇とともに出力端子51の電位は上昇する。ここで、図5に示すようにnetA−出力端子51間にはキャパシタC1が設けられているので、出力端子51の電位の上昇とともにnetAの電位も上昇する(netAがブートストラップされる)。その結果、薄膜トランジスタTSには大きな電圧が印加され、走査信号GOUTの電位は、第1クロックCKAのハイレベルの電位にまで上昇する。これにより、この双安定回路の出力端子51に接続されているゲートバスラインが選択状態となる。
時点t3になると、入力端子42に第2のセット信号SET2のパルスが与えられる。薄膜トランジスタT2は図5に示すようにダイオード接続となっているので、この第2のセット信号SET2のパルスによって薄膜トランジスタT2はオン状態となる。しかしながら、netAの電位は既にブートストラップによって高くなっているので、薄膜トランジスタT2がオン状態となったことに起因してnetAの電位が変動することはない。また、時点t3には第1クロックCKAの電位および第2クロックCKBの電位は変化しないので、netAおよび走査信号GOUTについては、時点t2〜時点t3における電位が維持される。
時点t4になると、第1クロックCKAがハイレベルからローレベルに変化する。これにより、入力端子45の電位の低下とともに出力端子51の電位は低下し、キャパシタC1を介してnetAの電位も低下する。但し、netAの電位は、ほぼ出力端子51の電位の低下分だけ低下するので、ローレベルまでは低下せずハイレベルで維持される。また、時点t4には、第2クロックCKBがローレベルからハイレベルに変化する。これにより、薄膜トランジスタT14はオン状態となり、出力端子51の電位すなわち走査信号GOUTの電位はローレベルとなる。
時点t5になると、入力端子43に第1のリセット信号RESET1のパルスが与えられる。これにより、薄膜トランジスタT3はオン状態となり、netAの電位はハイレベルからローレベルに変化する。
なお、時点t1〜時点t5の期間中、第1のリセット信号RESET1および第2のリセット信号RESET2はローレベルとなっているので、薄膜トランジスタT3およびT4はオフ状態で維持される。このため、この期間中にnetAの電位がローレベルにまで低下することはない。また、時点t2〜時点t4の期間中、第2クロックCKBはローレベルとなっているので、薄膜トランジスタT14はオフ状態で維持される。このため、この期間中に走査信号GOUTの電位がローレベルにまで低下することはない。
以上のように、順方向走査の際には、第1のセット信号SET1が、アクティブな走査信号GOUTを生成すべくnetAの電位をローレベルからハイレベルに上昇させるための信号として機能し、第1のリセット信号RESET1が、ハイレベルとなっているnetAの電位をローレベルに低下させるための信号として機能している。そして、netAの電位がハイレベルになっている期間中に第1クロックCKAがハイレベルになることによって、双安定回路からアクティブな走査信号GOUTが出力される。
<1.4.1.2 逆方向走査の際の動作>
次に、逆方向走査が行われる際の双安定回路の動作について説明する。図7に示すように、液晶表示装置の動作中、順方向走査の際と同様、入力端子45には第1クロックCKAが与えられ、入力端子46には第2クロックCKBが与えられる。
時点t0以前の期間には、netAの電位および走査信号GOUTの電位(出力端子51の電位)はローレベルとなっている。時点t0になると、入力端子43に第1のリセット信号RESET1のパルスが与えられる。これにより、薄膜トランジスタT3はオン状態となり、netAの電位はローレベルで維持される。時点t1になると、入力端子42に第2のセット信号SET2のパルスが与えられる。薄膜トランジスタT2は図5に示すようにダイオード接続となっているので、この第2のセット信号SET2のパルスによって薄膜トランジスタT2はオン状態となり、キャパシタC1が充電される。これにより、netAの電位はローレベルからハイレベルに変化し、薄膜トランジスタTSはオン状態となる。ところで、時点t1〜時点t2の期間中、第1クロックCKAはローレベルとなっている。このため、この期間中、走査信号GOUTはローレベルで維持される。
時点t2になると、第1クロックCKAがローレベルからハイレベルに変化する。このとき、薄膜トランジスタTSはオン状態となっているので、入力端子45の電位の上昇とともに出力端子51の電位は上昇する。ここで、図5に示すようにnetA−出力端子51間にはキャパシタC1が設けられているので、出力端子51の電位の上昇とともにnetAの電位も上昇する(netAがブートストラップされる)。その結果、薄膜トランジスタTSには大きな電圧が印加され、走査信号GOUTの電位は、第1クロックCKAのハイレベルの電位にまで上昇する。これにより、この双安定回路の出力端子51に接続されているゲートバスラインが選択状態となる。
時点t3になると、入力端子41に第1のセット信号SET1のパルスが与えられる。薄膜トランジスタT1は図5に示すようにダイオード接続となっているので、この第1のセット信号SET1のパルスによって薄膜トランジスタT1はオン状態となる。しかしながら、netAの電位は既にブートストラップによって高くなっているので、薄膜トランジスタT1がオン状態となったことに起因してnetAの電位が変動することはない。また、時点t3には第1クロックCKAの電位および第2クロックCKBの電位は変化しないので、netAおよび走査信号GOUTについては、時点t2〜時点t3における電位が維持される。
時点t4になると、第1クロックCKAがハイレベルからローレベルに変化する。これにより、入力端子45の電位の低下とともに出力端子51の電位は低下し、キャパシタC1を介してnetAの電位も低下する。但し、netAの電位は、ほぼ出力端子51の電位の低下分だけ低下するので、ローレベルまでは低下せずハイレベルで維持される。また、時点t4には、第2クロックCKBがローレベルからハイレベルに変化する。これにより、薄膜トランジスタT14はオン状態となり、出力端子51の電位すなわち走査信号GOUTの電位はローレベルとなる。
時点t5になると、入力端子44に第2のリセット信号RESET2のパルスが与えられる。これにより、薄膜トランジスタT4はオン状態となり、netAの電位はハイレベルからローレベルに変化する。
なお、順方向走査の際と同様、時点t1〜時点t5の期間中にnetAの電位がローレベルにまで低下することはなく、時点t2〜時点t4の期間中に走査信号GOUTの電位がローレベルにまで低下することはない。
以上のように、逆方向走査の際には、第2のセット信号SET2が、アクティブな走査信号GOUTを生成すべくnetAの電位をローレベルからハイレベルに上昇させるための信号として機能し、第2のリセット信号RESET2が、ハイレベルとなっているnetAの電位をローレベルに低下させるための信号として機能している。そして、netAの電位がハイレベルになっている期間中に第1クロックCKAがハイレベルになることによって、双安定回路からアクティブな走査信号GOUTが出力される。
<1.4.2 シフトレジスタ全体の動作>
次に、図1,図5,図8,および図9を参照しつつ、上記各段(双安定回路)における動作に基づくシフトレジスタ410全体の動作について説明する。なお、図8は順方向走査が行われる際のタイミングチャートであり、図9は逆方向走査が行われる際のタイミングチャートである。
<1.4.2.1 順方向走査の際の動作>
順方向走査が行われる際のシフトレジスタ410全体の動作について説明する。液晶表示装置の動作中、図8に示すように、第1〜第4のゲートクロック信号GCK1〜GCK4がシフトレジスタ410に与えられる。第1のゲートクロック信号GCK1を基準にすると、第2のゲートクロック信号GCK2については位相が90度遅れており、第3のゲートクロック信号GCK3については位相が180度遅れており、第4のゲートクロック信号GCK4については位相が270度遅れている。
時点ta以前の期間には、全ての段においてnetAの電位はローレベルとなっていて、また、全ての段から出力される走査信号GOUTの電位はローレベルとなっている。時点taになると、第3の走査制御信号CNT3のパルスがこのシフトレジスタ410に与えられる。その第3の走査制御信号CNT3は、図1に示すように、第1のセット信号SET1として1段目SR(1)に与えられ、第2のリセット信号RESET2として3段目SR(3)に与えられる。これにより、1段目SR(1)のnetAの電位は、ローレベルからハイレベルに変化する。3段目SR(3)のnetAの電位は、ローレベルで維持される。
時点tbになると、第1のゲートクロック信号GCK1がローレベルからハイレベルに変化する。この時、1段目SR(1)においては入力端子45(図5参照)の電位がローレベルからハイレベルに変化することになるので、1段目SR(1)のnetAの電位は更に上昇する。その結果、1段目SR(1)から出力される走査信号GOUT(1)はハイレベルとなる。1段目SR(1)から出力される走査信号GOUT(1)は、図1に示すように、第1のセット信号SET1として2段目SR(2)に与えられ、第2のリセット信号RESET2として4段目SR(4)に与えられる。これにより、時点tbには、2段目SR(2)についてはnetAの電位はハイレベルとされ、4段目SR(4)についてはnetAの電位はローレベルで維持される。
時点tcになると、第2のゲートクロック信号GCK2がローレベルからハイレベルに変化する。この時、2段目SR(2)においては入力端子45の電位がローレベルからハイレベルに変化することになるので、2段目SR(2)のnetAの電位は更に上昇する。その結果、2段目SR(2)から出力される走査信号GOUT(2)はハイレベルとなる。2段目SR(2)から出力される走査信号GOUT(2)は、第2のセット信号SET2として1段目SR(1)に与えられる。1段目SR(1)においては、netAの電位は既にブートストラップによって高くなっているので、走査信号GOUT(2)に基づいてnetAの電位が変動することはない。また、時点tcには、1段目SR(1)に与えられる第1のゲートクロック信号GCK1および第3のゲートクロック信号GCK3の電位は変化しない。このため、1段目SR(1)については、netAの電位および走査信号GOUTの電位は、時点tb〜時点tcにおける電位が維持される。2段目SR(2)から出力される走査信号GOUT(2)は、また、第1のセット信号SET1として3段目SR(3)に与えられ、第2のリセット信号RESET2として5段目SR(5)に与えられる。これにより、時点tcには、3段目SR(3)についてはnetAの電位はハイレベルとされ、5段目SR(5)についてはnetAの電位はローレベルで維持される。
時点tdになると、第1のゲートクロック信号GCK1がハイレベルからローレベルに変化する。これにより、1段目SR(1)のnetAの電位は低下する。また、時点tdには、第3のゲートクロック信号GCK3がローレベルからハイレベルに変化する。この時、1段目SR(1)においては入力端子46(図5参照)の電位がローレベルからハイレベルに変化することになるので、1段目SR(1)から出力される走査信号GOUT(1)はローレベルとなる。また、第3のゲートクロック信号GCK3は第1クロックCKAとして3段目SR(3)に与えられる。従って、第3のゲートクロック信号GCK3がローレベルからハイレベルに変化することによって、3段目SR(3)のnetAの電位は更に上昇し、3段目SR(3)から出力される走査信号GOUT(3)はハイレベルとなる。3段目SR(3)から出力される走査信号GOUT(3)は、第2のセット信号SET2として2段目SR(2)に与えられ、第1のセット信号SET1として4段目SR(4)に与えられ、第2のリセット信号RESET2として6段目SR(6)に与えられる。2段目SR(2)については、時点tcにおける1段目SR(1)と同様、netAの電位および走査信号GOUTの電位は、時点tc〜時点tdにおける電位が維持される。また、4段目SR(4)についてはnetAの電位はハイレベルとされ、6段目SR(6)についてはnetAの電位はローレベルで維持される。
時点teになると、第2のゲートクロック信号GCK2がハイレベルからローレベルに変化する。これにより、2段目SR(2)のnetAの電位は低下する。また、時点teには、第4のゲートクロック信号GCK4がローレベルからハイレベルに変化する。この時、2段目SR(2)においては入力端子46の電位がローレベルからハイレベルに変化することになるので、2段目SR(2)から出力される走査信号GOUT(2)はローレベルとなる。また、第4のゲートクロック信号GCK4は第1クロックCKAとして4段目SR(4)に与えられる。従って、第4のゲートクロック信号GCK4がローレベルからハイレベルに変化することによって、4段目SR(4)のnetAの電位は更に上昇し、4段目SR(4)から出力される走査信号GOUT(4)はハイレベルとなる。4段目SR(4)から出力される走査信号GOUT(4)は、第1のリセット信号RESET1として1段目SR(1)に与えられ、第2のセット信号SET2として3段目SR(3)に与えられ、第1のセット信号SET1として5段目SR(5)に与えられ、第2のリセット信号RESET2として7段目に与えられる。これにより、1段目SR(1)のnetAの電位はハイレベルからローレベルに変化し、3段目SR(3)のnetAの電位はハイレベルで維持され、5段目SR(5)のnetAの電位はローレベルからハイレベルに変化し、7段目SR(7)のnetAの電位はローレベルで維持される。
以上のようにして、1段目SR(1)から8段目SR(8)へと走査信号GOUT(1)〜GOUT(8)が所定期間ずつ順次にハイレベルとなる。そして、時点tfになると、第4の走査制御信号CNT4のパルスがこのシフトレジスタ410に与えられる。第4の走査制御信号CNT4は、図1に示すように、第1のリセット信号RESET1として6段目SR(6)に与えられ、第2のセット信号SET2として8段目SR(8)に与えられる。これにより、6段目SR(6)のnetAの電位はハイレベルからローレベルに変化し、8段目SR(8)のnetAの電位はハイレベルで維持される。
時点tgになると、第5の走査制御信号CNT5のパルスがこのシフトレジスタ410に与えられる。第5の走査制御信号CNT5は、図1に示すように、第1のリセット信号RESET1として7段目SR(7)に与えられる。これにより、7段目SR(7)のnetAの電位はハイレベルからローレベルに変化する。
時点thになると、第6の走査制御信号CNT6のパルスがこのシフトレジスタ410に与えられる。第6の走査制御信号CNT6は、図1に示すように、第1のリセット信号RESET1として8段目SR(8)に与えられる。これにより、8段目SR(8)のnetAの電位はハイレベルからローレベルに変化する。
以上のように、この液晶表示装置に含まれるゲートバスラインGL1〜GL8の走査を開始する信号として第3の走査制御信号CNT3が用いられ、当該走査を終了する信号として第4〜第6の走査制御信号CNT4〜CNT6が用いられることにより、ゲートバスラインGL1〜GL8の順方向走査が行われる。
<1.4.2.2 逆方向走査の際の動作>
次に、逆方向走査が行われる際のシフトレジスタ410全体の動作について説明する。液晶表示装置の動作中、図9に示すように、第1〜第4のゲートクロック信号GCK1〜GCK4がシフトレジスタ410に与えられる。第1のゲートクロック信号GCK1を基準にすると、第2のゲートクロック信号GCK2については位相が90度進んでおり、第3のゲートクロック信号GCK3については位相が180度進んでおり、第4のゲートクロック信号GCK4については位相が270度進んでいる。ところで、順方向走査の際には、「第1のゲートクロック信号GCK1,第2のゲートクロック信号GCK2,第3のゲートクロック信号GCK3,第4のゲートクロック信号GCK4」の順にこれら4相のクロック信号のクロックパルスがこのシフトレジスタ410に与えられるが、逆方向走査の際には、「第4のゲートクロック信号GCK4,第3のゲートクロック信号GCK3,第2のゲートクロック信号GCK2,第1のゲートクロック信号GCK1」の順にこれら4相のクロック信号のクロックパルスがこの双安定回路に与えられる。このようなクロックパルスの発生順序については、表示制御回路20にて切り替えが行われる。
時点ta以前の期間には、全ての段においてnetAの電位はローレベルとなっていて、また、全ての段から出力される走査信号GOUTの電位はローレベルとなっている。時点taになると、第4の走査制御信号CNT4のパルスがこのシフトレジスタ410に与えられる。その第4の走査制御信号CNT4は、図1に示すように、第2のセット信号SET2として8段目SR(8)に与えられ、第1のリセット信号RESET1として6段目SR(6)に与えられる。これにより、8段目SR(8)のnetAの電位は、ローレベルからハイレベルに変化する。6段目SR(6)のnetAの電位は、ローレベルで維持される。
時点tbになると、第4のゲートクロック信号GCK4がローレベルからハイレベルに変化する。この時、8段目SR(8)においては入力端子45の電位がローレベルからハイレベルに変化することになるので、8段目SR(8)のnetAの電位は更に上昇する。その結果、8段目SR(8)から出力される走査信号GOUT(8)はハイレベルとなる。8段目SR(8)から出力される走査信号GOUT(8)は、図1に示すように、第2のセット信号SET2として7段目SR(7)に与えられ、第1のリセット信号RESET1として5段目SR(5)に与えられる。これにより、時点tbには、7段目SR(7)についてはnetAの電位はハイレベルとされ、5段目SR(5)についてはnetAの電位はローレベルで維持される。
時点tcになると、第3のゲートクロック信号GCK3がローレベルからハイレベルに変化する。この時、7段目SR(7)においては入力端子45の電位がローレベルからハイレベルに変化することになるので、7段目SR(7)のnetAの電位は更に上昇する。その結果、7段目SR(7)から出力される走査信号GOUT(7)はハイレベルとなる。7段目SR(7)から出力される走査信号GOUT(7)は、第1のセット信号SET1として8段目SR(8)に与えられる。8段目SR(8)においては、netAの電位は既にブートストラップによって高くなっているので、走査信号GOUT(7)に基づいてnetAの電位が変動することはない。また、時点tcには、8段目SR(8)に与えられる第2のゲートクロック信号GCK2および第4のゲートクロック信号GCK4の電位は変化しない。このため、8段目SR(8)については、netAの電位および走査信号GOUTの電位は、時点tb〜時点tcにおける電位が維持される。7段目SR(7)から出力される走査信号GOUT(7)は、また、第2のセット信号SET2として6段目SR(6)に与えられ、第1のリセット信号RESET1として4段目SR(4)に与えられる。これにより、時点tcには、6段目SR(6)についてはnetAの電位はハイレベルとされ、4段目SR(4)についてはnetAの電位はローレベルで維持される。
時点tdになると、第4のゲートクロック信号GCK4がハイレベルからローレベルに変化する。これにより、8段目SR(8)のnetAの電位は低下する。また、時点tdには、第2のゲートクロック信号GCK2がローレベルからハイレベルに変化する。この時、8段目SR(8)においては入力端子46の電位がローレベルからハイレベルに変化することになるので、8段目SR(8)から出力される走査信号GOUT(8)はローレベルとなる。また、第2のゲートクロック信号GCK2は第1クロックCKAとして6段目SR(6)に与えられる。従って、第2のゲートクロック信号GCK2がローレベルからハイレベルに変化することによって、6段目SR(6)のnetAの電位は更に上昇し、6段目SR(6)から出力される走査信号GOUT(6)はハイレベルとなる。6段目SR(6)から出力される走査信号GOUT(6)は、第1のセット信号SET1として7段目SR(7)に与えられ、第2のセット信号SET2として5段目SR(5)に与えられ、第1のリセット信号RESET1として3段目SR(3)に与えられる。7段目SR(7)については、時点tcにおける8段目SR(8)と同様、netAの電位および走査信号GOUTの電位は、時点tc〜時点tdにおける電位が維持される。また、5段目SR(5)についてはnetAの電位はハイレベルとされ、3段目SR(3)のnetAの電位はローレベルで維持される。
時点teになると、第3のゲートクロック信号GCK3がハイレベルからローレベルに変化する。これにより、7段目SR(7)のnetAの電位は低下する。また、時点teには、第1のゲートクロック信号GCK1がローレベルからハイレベルに変化する。この時、7段目SR(7)においては入力端子46の電位がローレベルからハイレベルに変化することになるので、7段目SR(7)から出力される走査信号GOUT(7)はローレベルとなる。また、第1のゲートクロック信号GCK1は第1クロックCKAとして5段目SR(5)に与えられる。従って、第1のゲートクロック信号GCK1がローレベルからハイレベルに変化することによって、5段目SR(5)のnetAの電位は更に上昇し、5段目SR(5)から出力される走査信号GOUT(5)はハイレベルとなる。5段目SR(5)から出力される走査信号GOUT(5)は、第2のリセット信号RESET2として8段目SR(8)に与えられ、第1のセット信号SET1として6段目SR(6)に与えられ、第2のセット信号SET2として4段目SR(4)に与えられ、第1のリセット信号RESET1として2段目に与えられる。これにより、8段目SR(8)のnetAの電位はハイレベルからローレベルに変化し、6段目SR(6)のnetAの電位はハイレベルで維持され、4段目SR(4)のnetAの電位はローレベルからハイレベルに変化し、2段目SR(2)のnetAの電位はローレベルで維持される。
以上のようにして、8段目SR(8)から1段目SR(1)へと走査信号GOUT(8)〜GOUT(1)が所定期間ずつ順次にハイレベルとなる。そして、時点tfになると、第3の走査制御信号CNT3のパルスがこのシフトレジスタ410に与えられる。第3の走査制御信号CNT3は、図1に示すように、第2のリセット信号RESET2として3段目SR(3)に与えられ、第1のセット信号SET1として1段目SR(1)に与えられる。これにより、3段目SR(3)のnetAの電位はハイレベルからローレベルに変化し、1段目SR(1)のnetAの電位はハイレベルで維持される。
時点tgになると、第2の走査制御信号CNT2のパルスがこのシフトレジスタ410に与えられる。第2の走査制御信号CNT2は、図1に示すように、第2のリセット信号RESET2として2段目SR(2)に与えられる。これにより、2段目SR(2)のnetAの電位はハイレベルからローレベルに変化する。
時点thになると、第1の走査制御信号CNT1のパルスがこのシフトレジスタ410に与えられる。第1の走査制御信号CNT1は、図1に示すように、第2のリセット信号RESET2として1段目SR(1)に与えられる。これにより、1段目SR(1)のnetAの電位はハイレベルからローレベルに変化する。
以上のように、この液晶表示装置に含まれるゲートバスラインGL1〜GL8の走査を開始する信号として第4の走査制御信号CNT4が用いられ、当該走査を終了する信号として第1〜第3の走査制御信号CNT1〜CNT3が用いられることにより、ゲートバスラインGL1〜GL8の逆方向走査が行われる。
<1.5 効果>
本実施形態によれば、シフトレジスタ410の各段SR(k)には、3段前の段SR(k−3)から出力される走査信号GOUT(k−3)が第2のリセット信号RESET2として与えられ、前段SR(k−1)から出力される走査信号GOUT(k−1)が第1のセット信号SET1として与えられ、次段SR(k+1)から出力される走査信号GOUT(k+1)が第2のセット信号SET2として与えられ、3段後の段SR(k+3)から出力される走査信号GOUT(k+3)が第1のリセット信号RESET1として与えられる。また、1段目SR(1)には第3の走査制御信号CNT3が第1のセット信号SET1として与えられ、8段目(最終段目)SR(8)には第4の走査制御信号CNT4が第2のセット信号SET2として与えられる。このため、ゲートバスラインGL1〜GL8の走査を開始するために第3の走査制御信号CNT3のパルスがこのシフトレジスタ410に与えられたときには、「1段目,2段目,・・・,7段目,8段目」の順で各段に第1のセット信号SET1のパルスが与えられ、ゲートバスラインGL1〜GL8の順方向走査が行われる。一方、ゲートバスラインGL1〜GL8の走査を開始するために第4の走査制御信号CNT4のパルスがこのシフトレジスタ410に与えられたときには、「8段目,7段目,・・・,2段目,1段目」の順で各段に第2のセット信号SET2のパルスが与えられ、ゲートバスラインGL1〜GL8の逆方向走査が行われる。ここで、本実施形態においては、シフトレジスタ410の各段が2つのセット信号SET1,SET2と2つのリセット信号RESET1,RESET2とを受け取る構成とすることにより、ゲートバスラインGL1〜GL8の走査順序の切り替えが可能となっている。このように、本実施形態によれば、ゲートバスラインの走査順序の切り替えのために従来必要とされていた構成(「セレクト信号でスイッチの切り替えを行う構成」、「セレクト信号のための駆動回路や信号配線」など)が不要となる。このため、ゲートバスラインの走査順序の切り替えが可能なシフトレジスタを実現する際に、回路面積増大の抑制,消費電流増大の抑制,コスト上昇の抑制を図ることができる。また、走査順序を切り替えるためのスイッチが不要となるので、高温エージング時のスイッチ(トランジスタ)の閾値電圧のシフトに起因する誤動作の発生が抑制される。
さらに、本実施形態においては、シフトレジスタ410の奇数段目と偶数段目とは、異なるクロック信号に基づいて動作する。このため、図8や図9に示したように、複数のゲートバスラインが同時に選択されている期間を設けることができる。ここで、シフトレジスタ410の奇数段目を動作させるためのクロック信号とシフトレジスタ410の偶数段目を動作させるためのクロック信号とは互いに位相が90度ずれているので、各ゲートバスラインが選択されている期間のうち前半の期間には画素容量へのプリチャージが行われ、後半の期間には画素容量への本充電が行われる。これにより、充分な充電時間が確保され、画素容量への充電不足に起因する表示品位の低下が抑制される。また、ゲート電圧(画素形成部内の薄膜トランジスタ11をオン状態にさせるための電圧)の低減や薄膜トランジスタ11のサイズの縮小が可能となり、消費電流も低減される。
<1.6 変形例>
上記第1の実施形態においては、netAと出力端子51との間にキャパシタC1が設けられているが、本発明はこれに限定されない。このキャパシタC1は走査信号GOUTの波形の安定化のために設けられているものであって、このキャパシタC1を有さない構成であっても良い。また、上記第1の実施形態においては、第2クロックCKBによってオン/オフが制御される薄膜トランジスタT14が設けられているが、本発明はこれに限定されない。この薄膜トランジスタT14についても走査信号GOUTの波形の安定化のために設けられているものであって、この薄膜トランジスタT14を有さない構成であっても良い。
さらに、第2のリセット信号RESET2として入力される制御信号がゲート端子に与えられ、ドレイン端子が出力端子51に接続され、ソース端子が電源電圧VSSに接続された薄膜トランジスタ(第15のスイッチング素子)を1段目SR(1)〜3段目SR(3)のいずれかが備え、第1のリセット信号RESET1として入力される制御信号がゲート端子に与えられ、ドレイン端子が出力端子51に接続され、ソース端子が電源電圧VSSに接続された薄膜トランジスタ(第16のスイッチング素子)を6段目SR(6)〜8段目SR(8)のいずれかが備える構成にしても良い。
さらにまた、k段目SR(k)に着目したときに、2段後の段SR(k+2)または3段後の段SR(k+3)から出力される走査信号GOUT(k+2)またはGOUT(k+3)がゲート端子に与えられ、ドレイン端子が出力端子51に接続され、ソース端子が電源電圧VSSに接続された薄膜トランジスタ(第17のスイッチング素子)と、2段前の段SR(k−2)または3段前の段SR(k−3)から出力される走査信号GOUT(k−2)またはGOUT(k−3)がゲート端子に与えられ、ドレイン端子が出力端子51に接続され、ソース端子が電源電圧VSSに接続された薄膜トランジスタ(第18のスイッチング素子)とを更に備えた構成にしても良い。これにより、走査信号GOUT(k)の電位をより確実にローレベルにまで低下させることが可能となる。
<2.第2の実施形態>
<2.1 シフトレジスタの構成>
図10は、本発明の第2の実施形態におけるゲートドライバ40内のシフトレジスタの構成を示すブロック図である。このシフトレジスタは、図10に示すように、表示部10の一側に設けられたゲートドライバ内の第1シフトレジスタ411aと表示部10の他側に設けられたゲートドライバ内の第2シフトレジスタ411bとによって構成される。第1シフトレジスタ411aについても第2シフトレジスタ411bについても、上記第1の実施形態におけるシフトレジスタ410(図1参照)と同様の構成となっている。また、第1シフトレジスタ411aおよび第2シフトレジスタ411b内の各双安定回路の構成についても、上記第1の実施形態における構成(図5参照)と同様となっている。さらに、シフトレジスタの各段(双安定回路)の動作およびシフトレジスタ全体の動作についても、上記第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
<2.2 効果>
一般に、シフトレジスタから出力される走査信号については、ゲートバスラインの配線容量(負荷)の存在に起因して遅延が生じる。特に大型のパネルを採用する表示装置においてゲートドライバがパネルの片側のみに設けられている場合、シフトレジスタに近い位置とシフトレジスタから遠い位置とで走査信号の波形が大きく異なることがある。例えば、図11(A)で符号P1の矢印で示す位置における走査信号の波形が図11(B)に示すようなものとなり、図11(A)で符号P2の矢印で示す位置における走査信号の波形が図11(C)に示すようなものとなることがある。このような場合、シフトレジスタから遠い位置において画素容量への充電不足が生じ、表示品位が低下する。この点、本実施形態によると、1本のゲートバスラインに対して表示部10の両側から充電が施されることになり、大型パネルにおける充電不足に起因する表示品位の低下が抑制される。
<3.第3の実施形態>
<3.1 シフトレジスタの構成>
図12は、本発明の第3の実施形態におけるゲートドライバ40内のシフトレジスタの構成を示すブロック図である。このシフトレジスタは、図12に示すように、表示部10の一側に設けられたゲートドライバ内の第1シフトレジスタ412aと表示部10の他側に設けられたゲートドライバ内の第2シフトレジスタ412bとによって構成される。詳しくは、上記第1の実施形態におけるシフトレジスタ410(図1参照)内の双安定回路のうち奇数段目SR(1),SR(3),SR(5),およびSR(7)については表示部10の一側(図12では表示部10の左側)に設けられ、偶数段目SR(2),SR(4),SR(6),およびSR(8)については表示部10の他側(図12では表示部10の右側)に設けられている。なお、各双安定回路の構成や動作、シフトレジスタ全体の動作については、上記第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
<3.2 効果>
本実施形態によれば、シフトレジスタ1段あたりのサイズ(ソースバスラインの延びる方向についてのサイズ)を上記第1の実施形態におけるサイズのほぼ2分の1にすることができる。このため、パネルの額縁として必要となる面積を小さくすることが可能となる。これにより、液晶パネルを用いた各種製品の小型化が実現される。
<4.第4の実施形態>
<4.1 全体構成およびゲートドライバの構成>
本実施形態においては、全体構成およびゲートドライバの構成については、図1〜図3に示した上記第1の実施形態における構成とほぼ同様であるので、詳しい説明を省略する。
<4.2 双安定回路の構成>
図13は、本実施形態における双安定回路の構成を示す回路図である。本実施形態においては、図5に示した上記第1の実施形態における構成要素に加えて、3個の薄膜トランジスタT5(第5のスイッチング素子),T6(第6のスイッチング素子),およびT7(第7のスイッチング素子)と、第2クロックCKBを受け取る入力端子47とが設けられている。なお、入力端子46と入力端子47とは同じ端子(1つの端子)であっても良い。
薄膜トランジスタT6のソース端子,薄膜トランジスタT7のドレイン端子,および薄膜トランジスタT5のゲート端子は互いに接続されている。なお、これらが互いに接続されている領域(配線)のことを便宜上「netB」(第2ノード)という。
薄膜トランジスタT5については、ゲート端子はnetBに接続され、ドレイン端子はnetAに接続され、ソース端子は電源電圧VSSに接続されている。薄膜トランジスタT6については、ゲート端子およびドレイン端子は入力端子47に接続され(すなわち、ダイオード接続となっている)、ソース端子はnetBに接続されている。薄膜トランジスタT7については、ゲート端子はnetAに接続され、ドレイン端子はnetBに接続され、ソース端子は電源電圧VSSに接続されている。これにより、図13で符号60で示す部分の回路は、netAの電位を示す信号の論理反転信号の論理値と第2クロックCKBの論理値との論理積を出力するAND回路となっている。本実施形態においては、このAND回路によって第2ノード制御部が実現されている。
薄膜トランジスタT5は、netBの電位がハイレベルになっているときに、netAの電位をローレベルにする。薄膜トランジスタT6は、第2クロックCKBがハイレベルになっているときに、netBの電位をハイレベルにする。薄膜トランジスタT7は、netAの電位がハイレベルになっているときに、netBの電位をローレベルにする。以上のことから、netAの電位がローレベルであって、かつ、第2クロックCKBがハイレベルになっているときに、薄膜トランジスタT5はオン状態となり、netAの電位が電源電圧VSSの電位へと引き込まれる。
<4.3 シフトレジスタの動作>
次に、図13〜図15を参照しつつ、本実施形態におけるシフトレジスタ410の各段(双安定回路)の動作について説明する。なお、図14は順方向走査が行われる際のタイミングチャートであり、図15は逆方向走査が行われる際のタイミングチャートである。シフトレジスタ410の全体の動作については、上記第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
<4.3.1 順方向走査の際の動作>
順方向走査が行われる際の双安定回路の動作について説明する。図14に示すように、液晶表示装置の動作中、入力端子45には第1クロックCKAが与えられ、入力端子46および入力端子47には第2クロックCKBが与えられる。
時点t1以前の期間には、第2クロックCKBの電位の変化に応じてnetBの電位が所定期間毎にハイレベルとなって薄膜トランジスタT5がオン状態となるほかは、上記第1の実施形態と同様の動作が行われる。詳しくは、時点t1以前の期間には、netAの電位はローレベルで維持されているのに対し、第2クロックCKBの電位は所定期間毎にハイレベルとローレベルとが繰り返されている。上述したように、netAの電位がローレベルであって、かつ、第2クロックCKBがハイレベルになっているときに、薄膜トランジスタT5はオン状態となる。従って、時点t1以前の期間には、第2クロックCKBがハイレベルになっている期間に薄膜トランジスタT5がオン状態となる。
時点t1になると、入力端子41に第1のセット信号SET1のパルスが与えられる。これにより、上記第1の実施形態と同様、netAの電位がローレベルからハイレベルに変化し、薄膜トランジスタTSはオン状態となる。また、上記第1の実施形態と同様、時点t1〜時点t2の期間中、走査信号GOUTはローレベルで維持される。ところで、本実施形態においては、薄膜トランジスタT7のゲート端子がnetAに接続されている。このため、netAの電位がハイレベルになることによって、薄膜トランジスタT7がオン状態となる。これにより、netBの電位はローレベルとなるので、薄膜トランジスタT5はオフ状態となる。従って、時点t1〜時点t2の期間中に、「薄膜トランジスタT5がオン状態となってnetAの電位が低下する」ということはない。
時点t2になると、第1クロックCKAがローレベルからハイレベルに変化する。これにより、上記第1の実施形態と同様、netAの電位は上昇する。そして、走査信号GOUTの電位が第1クロックCKAのハイレベルの電位にまで上昇し、この双安定回路の出力端子51に接続されているゲートバスラインが選択状態となる。ところで、netAの電位は時点t1からハイレベルとなっているので薄膜トランジスタT7はオン状態で維持されている。また、時点t2〜時点t3の期間中、第2クロックCKBはローレベルとなっているので、薄膜トランジスタT6はオフ状態となっている。このため、時点t2〜時点t3の期間中、netBの電位はローレベルとなり、薄膜トランジスタT5はオフ状態となる。従って、時点t2〜時点t3の期間中に、「薄膜トランジスタT5がオン状態となってnetAの電位が低下する」ということはない。
時点t3になると、入力端子42に第2のセット信号SET2のパルスが与えられる。これにより、薄膜トランジスタT2はオン状態となるが、上記第1の実施形態と同様、薄膜トランジスタT2がオン状態となったことに起因してnetAの電位が変動することはない。また、時点t3には第1クロックCKAの電位および第2クロックCKBの電位は変化しないので、netAおよび走査信号GOUTについては、時点t2〜時点t3における電位が維持される。
時点t4になると、第1クロックCKAがハイレベルからローレベルに変化し、第2クロックCKBがローレベルからハイレベルに変化する。これにより、上記第1の実施形態と同様、走査信号GOUTの電位はローレベルとなる。netAの電位については、時点t2〜時点t4の期間よりは低下するものの、ハイレベルの状態で維持される。このため、時点t4以降の期間においても、薄膜トランジスタT7はオン状態で維持される。これにより、netBの電位はローレベルとなるので、薄膜トランジスタT5はオフ状態となる。従って、時点t4〜時点t5の期間中に、「薄膜トランジスタT5がオン状態となってnetAの電位が低下する」ということはない。時点t5以降の期間には、第2クロックCKBの電位の変化に応じてnetBの電位が所定期間毎にハイレベルとなって薄膜トランジスタT5がオン状態となるほかは、上記第1の実施形態と同様の動作が行われる。
<4.3.2 逆方向走査の際の動作>
逆方向走査が行われる際の双安定回路の動作について説明する。図15に示すように、液晶表示装置の動作中、入力端子45には第1クロックCKAが与えられ、入力端子46および入力端子47には第2クロックCKBが与えられる。
時点t1以前の期間には、第2クロックCKBの電位の変化に応じてnetBの電位が所定期間毎にハイレベルとなって薄膜トランジスタT5がオン状態となるほかは、上記第1の実施形態と同様の動作が行われる。時点t1になると、入力端子42に第2のセット信号SET2のパルスが与えられる。これにより、上記第1の実施形態と同様、netAの電位がローレベルからハイレベルに変化し、薄膜トランジスタTSはオン状態となる。また、上記第1の実施形態と同様、時点t1〜時点t2の期間中、走査信号GOUTはローレベルで維持される。また、順方向走査の際と同様、時点t1〜時点t2の期間中に、「薄膜トランジスタT5がオン状態となってnetAの電位が低下する」ということはない。
時点t2になると、第1クロックCKAがローレベルからハイレベルに変化する。これにより、上記第1の実施形態と同様、netAの電位は上昇する。そして、走査信号GOUTの電位が第1クロックCKAのハイレベルの電位にまで上昇し、この双安定回路の出力端子51に接続されているゲートバスラインが選択状態となる。また、netAの電位は時点t1からハイレベルになっているところ、順方向走査の際と同様、時点t2〜時点t3の期間中に、「薄膜トランジスタT5がオン状態となってnetAの電位が低下する」ということはない。
時点t3になると、入力端子41に第1のセット信号SET1のパルスが与えられる。これにより、薄膜トランジスタT1はオン状態となるが、上記第1の実施形態と同様、薄膜トランジスタT1がオン状態となったことに起因してnetAの電位が変動することはない。また、時点t3には第1クロックCKAの電位および第2クロックCKBの電位は変化しないので、netAおよび走査信号GOUTについては、時点t2〜時点t3における電位が維持される。
時点t4になると、第1クロックCKAがハイレベルからローレベルに変化し、第2クロックCKBがローレベルからハイレベルに変化する。これにより、上記第1の実施形態と同様、走査信号GOUTの電位はローレベルとなる。netAの電位については、時点t2〜時点t4の期間よりは低下するものの、ハイレベルの状態で維持される。このため、順方向走査の際と同様、時点t4〜時点t5の期間中に、「薄膜トランジスタT5がオン状態となってnetAの電位が低下する」ということはない。時点t5以降の期間には、第2クロックCKBの電位の変化に応じてnetBの電位が所定期間毎にハイレベルとなって薄膜トランジスタT5がオン状態となるほかは、上記第1の実施形態と同様の動作が行われる。
<4.4 効果>
本実施形態によれば、順方向走査の際においても逆方向走査の際においても、時点t1以前の期間および時点t5以降の期間には、netBの電位が第2クロックCKBの電位の変化に応じて所定期間毎にハイレベルとなる(図14および図15参照)。このため、時点t1以前の期間および時点t5以降の期間には、所定期間毎に薄膜トランジスタT5がオン状態となる。これにより、例えば高温エージングによって薄膜トランジスタTSの閾値電圧のシフトが生じ、当該薄膜トランジスタTSにおけるリーク電流が大きくなった場合でも、所定期間毎にnetAの電位が確実にローレベルにされ、出力端子51からの異常パルスの出力が抑制される。また、そのような異常パルスが後段に順次に与えられることによるシフトレジスタの異常動作の発生が抑制される。
<4.5 変形例>
図13に示した構成に加えて、第1クロックCKAがハイレベルになっているときにnetBの電位をローレベルにする薄膜トランジスタを備える構成にしても良い。これにより、第1クロックCKAがハイレベルになっている期間にはnetBの電位は確実にローレベルにされるので、薄膜トランジスタT5の閾値電圧のシフトが抑制される。
<5.第5の実施形態>
<5.1 全体構成およびゲートドライバの構成>
本実施形態においては、全体構成およびゲートドライバの概略構成については、図2および図3に示した上記第1の実施形態における構成とほぼ同様であるので、詳しい説明を省略する。
<5.2 シフトレジスタの構成>
図16は、本実施形態におけるゲートドライバ40内のシフトレジスタ413の構成を示すブロック図である。図16に示すように、このシフトレジスタ413は8個の双安定回路SR(1)〜SR(8)によって構成されている。各双安定回路には、4相のクロック信号CKA,CKB,CKC(以下「第3クロック」という。),およびCKD(以下「第4クロック」という。)をそれぞれ受け取るための入力端子と、ローレベルの電源電圧VSSを受け取るための入力端子と、第1のセット信号SET1を受け取るための入力端子と、第2のセット信号SET2を受け取るための入力端子と、第1のリセット信号RESET1を受け取るための入力端子と、第2のリセット信号RESET2を受け取るための入力端子と、走査信号GOUTを出力するための出力端子とが設けられている。
以下、各段(各双安定回路)に入力される4相のクロック信号CKA,CKB,CKC,およびCKDについて説明する。なお、第1のセット信号SET1,第2のセット信号SET2,第1のリセット信号RESET1,第2のリセット信号RESET2,および電源電圧VSSについては、上記第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
1段目SR(1)および5段目SR(5)については、第1のゲートクロック信号GCK1が第1クロックCKAとして与えられ、第3のゲートクロック信号GCK3が第2クロックCKBとして与えられ、第2のゲートクロック信号GCK2が第3クロックCKCとして与えられ、第4のゲートクロック信号GCK4が第4クロックCKDとして与えられる。
2段目SR(2)および6段目SR(6)については、第2のゲートクロック信号GCK2が第1クロックCKAとして与えられ、第4のゲートクロック信号GCK4が第2クロックCKBとして与えられ、第1のゲートクロック信号GCK1が第3クロックCKCとして与えられ、第3のゲートクロック信号GCK3が第4クロックCKDとして与えられる。
3段目SR(3)および7段目SR(7)については、第3のゲートクロック信号GCK3が第1クロックCKAとして与えられ、第1のゲートクロック信号GCK1が第2クロックCKBとして与えられ、第4のゲートクロック信号GCK4が第3クロックCKCとして与えられ、第2のゲートクロック信号GCK2が第4クロックCKDとして与えられる。
4段目SR(4)および8段目SR(8)については、第4のゲートクロック信号GCK4が第1クロックCKAとして与えられ、第2のゲートクロック信号GCK2が第2クロックCKBとして与えられ、第3のゲートクロック信号GCK3が第3クロックCKCとして与えられ、第1のゲートクロック信号GCK1が第4クロックCKDとして与えられる。
<5.3 双安定回路の構成>
図17は、本実施形態における双安定回路の構成を示す回路図である。本実施形態においては、図5に示した上記第1の実施形態における構成要素に加えて、6個の薄膜トランジスタT8〜T13(第8〜第13のスイッチング素子)と、第3クロックCKCを受け取る入力端子48と、第4クロックCKDを受け取る入力端子49とが設けられている。
薄膜トランジスタT8のゲート端子,薄膜トランジスタT9のソース端子,および薄膜トランジスタT10のドレイン端子は互いに接続されている。なお、これらが互いに接続されている領域(配線)のことを便宜上「netB1」(第3ノード)という。薄膜トランジスタT11のゲート端子,薄膜トランジスタT12のソース端子,および薄膜トランジスタT13のドレイン端子は互いに接続されている。なお、これらが互いに接続されている領域(配線)のことを便宜上「netB2」(第4ノード)という。
薄膜トランジスタT8については、ゲート端子はnetB1に接続され、ドレイン端子はnetAに接続され、ソース端子は電源電圧VSSに接続されている。薄膜トランジスタT9については、ゲート端子およびドレイン端子は入力端子48に接続され(すなわち、ダイオード接続となっている)、ソース端子はnetB1に接続されている。薄膜トランジスタT10については、ゲート端子はnetAに接続され、ドレイン端子はnetB1に接続され、ソース端子は電源電圧VSSに接続されている。薄膜トランジスタT8は、netB1の電位がハイレベルになっているときに、netAの電位をローレベルにする。薄膜トランジスタT9は、第3クロックCKCがハイレベルになっているときに、netB1の電位をハイレベルにする。薄膜トランジスタT10は、netAの電位がハイレベルになっているときに、netB1の電位をローレベルにする。
薄膜トランジスタT11については、ゲート端子はnetB2に接続され、ドレイン端子はnetAに接続され、ソース端子は電源電圧VSSに接続されている。薄膜トランジスタT12については、ゲート端子およびドレイン端子は入力端子49に接続され(すなわち、ダイオード接続となっている)、ソース端子はnetB2に接続されている。薄膜トランジスタT13については、ゲート端子はnetAに接続され、ドレイン端子はnetB2に接続され、ソース端子は電源電圧VSSに接続されている。薄膜トランジスタT11は、netB2の電位がハイレベルになっているときに、netAの電位をローレベルにする。薄膜トランジスタT12は、第4クロックCKDがハイレベルになっているときに、netB2の電位をハイレベルにする。薄膜トランジスタT13は、netAの電位がハイレベルになっているときに、netB2の電位をローレベルにする。
<5.4 シフトレジスタの動作>
次に、図17〜図19を参照しつつ、本実施形態におけるシフトレジスタ413の各段(双安定回路)の動作について説明する。なお、図18は順方向走査が行われる際のタイミングチャートであり、図19は逆方向走査が行われる際のタイミングチャートである。シフトレジスタ413の全体の動作については、上記第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
<5.4.1 順方向走査の際の動作>
順方向走査が行われる際の双安定回路の動作について説明する。図18に示すように、液晶表示装置の動作中、入力端子45には第1クロックCKAが与えられ、入力端子46には第2クロックCKBが与えられ、入力端子48には第3クロックCKCが与えられ、入力端子49には第4クロックCKDが与えられる。このように、本実施形態においては、90度ずつ位相がずれた4相のクロック信号が双安定回路に与えられる。
時点t1以前の期間には、netAの電位および走査信号GOUTの電位(出力端子51の電位)はローレベルとなっている。また、時点t1以前の期間には、第3クロックCKCに基づきnetB1の電位がハイレベルとローレベルとを交互に繰り返し、第4クロックCKDに基づきnetB2の電位がローレベルとハイレベルとを交互に繰り返している。これにより、時点t1以前の期間には、薄膜トランジスタT8および薄膜トランジスタT11が所定期間毎にオン状態となる。
時点t1になると、入力端子41に第1のセット信号SET1のパルスが与えられる。これにより、上記第1の実施形態と同様、netAの電位はローレベルからハイレベルに変化し、薄膜トランジスタTSはオン状態となる。また、時点t1〜時点t2の期間中、第1クロックCKAはローレベルとなっているので、走査信号GOUTはローレベルで維持される。ところで、本実施形態においては、薄膜トランジスタT10,T13のゲート端子がnetAに接続されている。このため、netAの電位がハイレベルになることによって、薄膜トランジスタT10,T13がオン状態となる。これにより、netB1およびnetB2の電位はローレベルとなるので、薄膜トランジスタT8,T11はオフ状態となる。従って、時点t1〜時点t2の期間中に、「薄膜トランジスタT8または薄膜トランジスタT11がオン状態となってnetAの電位が低下する」ということはない。
時点t2になると、第1クロックCKAがローレベルからハイレベルに変化する。これにより、上記第1の実施形態と同様、走査信号GOUTの電位が第1クロックCKAのハイレベルの電位にまで上昇し、この双安定回路の出力端子51に接続されているゲートバスラインが選択状態となる。ところで、netAの電位は時点t1からハイレベルとなっているので薄膜トランジスタT10,T13はオン状態で維持されている。このため、時点t2〜時点t3の期間中、netB1の電位およびnetB2の電位はローレベルとなり、薄膜トランジスタT8,T11はオフ状態となる。従って、時点t2〜時点t3の期間中に、「薄膜トランジスタT8または薄膜トランジスタT11がオン状態となってnetAの電位が低下する」ということはない。
時点t3になると、入力端子42に第2のセット信号SET2のパルスが与えられる。これにより、薄膜トランジスタT2はオン状態となるが、上記第1の実施形態と同様、薄膜トランジスタT2がオン状態となったことに起因してnetAの電位が変動することはない。また、時点t3には第1クロックCKAの電位および第2クロックCKBの電位は変化しないので、netAおよび走査信号GOUTについては、時点t2〜時点t3における電位が維持される。
時点t4になると、第1クロックCKAがハイレベルからローレベルに変化し、第2クロックCKBがローレベルからハイレベルに変化する。これにより、上記第1の実施形態と同様、走査信号GOUTの電位はローレベルとなる。netAの電位については、時点t2〜時点t4の期間よりは低下するものの、ハイレベルの状態で維持される。このため、時点t4以降の期間においても、薄膜トランジスタT10,T13はオン状態で維持される。これにより、netB1の電位およびnetB2の電位はローレベルとなるので、薄膜トランジスタT8,T11はオフ状態となる。従って、時点t4〜時点t5の期間中に、「薄膜トランジスタT8または薄膜トランジスタT11がオン状態となってnetAの電位が低下する」ということはない。時点t5以降の期間には、時点t0以前の期間と同様にして、薄膜トランジスタT8および薄膜トランジスタT11が所定期間毎にオン状態となる。
<5.4.2 逆方向走査の際の動作>
逆方向走査が行われる際の双安定回路の動作について説明する。図19に示すように、液晶表示装置の動作中、入力端子45には第1クロックCKAが与えられ、入力端子46には第2クロックCKBが与えられ、入力端子48には第3クロックCKCが与えられ、入力端子49には第4クロックCKDが与えられる。
時点t1以前の期間には、順方向走査の際と同様、薄膜トランジスタT8および薄膜トランジスタT11が所定期間毎にオン状態となる。時点t1になると、入力端子42に第2のセット信号SET2のパルスが与えられる。これにより、netAの電位はローレベルからハイレベルに変化し、薄膜トランジスタTSはオン状態となる。また、時点t1〜時点t2の期間中、第1クロックCKAはローレベルとなっているので、走査信号GOUTはローレベルで維持される。なお、順方向走査の際と同様、時点t1〜時点t2の期間中に、「薄膜トランジスタT8または薄膜トランジスタT11がオン状態となってnetAの電位が低下する」ということはない。
時点t2になると、第1クロックCKAがローレベルからハイレベルに変化する。これにより、上記第1の実施形態と同様、走査信号GOUTの電位が第1クロックCKAのハイレベルの電位にまで上昇し、この双安定回路の出力端子51に接続されているゲートバスラインが選択状態となる。なお、順方向走査の際と同様、時点t2〜時点t3の期間中に、「薄膜トランジスタT8または薄膜トランジスタT11がオン状態となってnetAの電位が低下する」ということはない。
時点t3になると、入力端子41に第1のセット信号SET1のパルスが与えられる。これにより、薄膜トランジスタT1はオン状態となるが、上記第1の実施形態と同様、薄膜トランジスタT1がオン状態となったことに起因してnetAの電位が変動することはない。また、時点t3には第1クロックCKAの電位および第2クロックCKBの電位は変化しないので、netAおよび走査信号GOUTについては、時点t2〜時点t3における電位が維持される。
時点t4になると、第1クロックCKAがハイレベルからローレベルに変化し、第2クロックCKBがローレベルからハイレベルに変化する。これにより、上記第1の実施形態と同様、走査信号GOUTの電位はローレベルとなる。netAの電位については、時点t2〜時点t4の期間よりは低下するものの、ハイレベルの状態で維持される。このため、時点t4以降の期間においても、薄膜トランジスタT10,T13はオン状態で維持される。これにより、netB1の電位およびnetB2の電位はローレベルとなるので、薄膜トランジスタT8,T11はオフ状態となる。従って、時点t4〜時点t5の期間中に、「薄膜トランジスタT8または薄膜トランジスタT11がオン状態となってnetAの電位が低下する」ということはない。時点t5以降の期間には、順方向走査の際と同様、薄膜トランジスタT8および薄膜トランジスタT11が所定期間毎にオン状態となる。
<5.5 効果>
本実施形態によれば、順方向走査の際においても逆方向走査の際においても、時点t1以前の期間および時点t5以降の期間には、netB1の電位が第3クロックCKCの電位の変化に応じて所定期間毎にハイレベルとなり、netB2の電位が第4クロックCKDの電位の変化に応じて所定期間毎にハイレベルとなる(図19および図20参照)。ここで、第3クロックCKCと第4クロックCKDとは位相が180度ずれている。このため、時点t1以前の期間および時点t5以降の期間には、薄膜トランジスタT8または薄膜トランジスタT11のいずれかがオン状態となっている。これにより、例えば高温エージングによって薄膜トランジスタTSの閾値電圧のシフトが生じ、当該薄膜トランジスタTSにおけるリーク電流が大きくなった場合でも、netAの電位がローレベルに固定され、出力端子51からの異常パルスの出力およびそのような異常パルスが後段に順次に与えられることによるシフトレジスタの異常動作の発生が、上記第4の実施形態と比べてより効果的に抑制される。
<5.6 変形例>
図17に示した構成に加えて、第4クロックCKDがハイレベルになっているときにnetB1の電位をローレベルにする薄膜トランジスタおよび第3クロックCKCがハイレベルになっているときにnetB2の電位をローレベルにする薄膜トランジスタを備える構成にしても良い。これにより、第4クロックCKDがハイレベルになっている期間にはnetB1の電位は確実にローレベルにされ、第3クロックCKCがハイレベルになっている期間にはnetB2の電位は確実にローレベルにされる。その結果、薄膜トランジスタT8,T11の閾値電圧のシフトが抑制される。
<6.第6の実施形態>
<6.1 全体構成およびゲートドライバの構成>
本実施形態においては、全体構成およびゲートドライバの概略構成については、図2および図3に示した上記第1の実施形態における構成とほぼ同様であるので、詳しい説明を省略する。但し、ゲートバスラインGL1〜GL8の走査順序(走査方向)を制御するための信号として、上記第1の実施形態においては、第1〜第6の走査制御信号CNT1〜CNT6が表示制御回路20からゲートドライバ40に送られていたのに対し、本実施形態においては、第1〜第4の走査制御信号CNT1〜CNT4が表示制御回路20からゲートドライバ40に送られる。
<6.2 シフトレジスタの構成>
図20は、本実施形態におけるゲートドライバ40内のシフトレジスタ414の構成を示すブロック図である。図20に示すように、このシフトレジスタ414は8個の双安定回路SR(1)〜SR(8)によって構成されている。各双安定回路には、2相のクロック信号CKA,CKBをそれぞれ受け取るための入力端子と、ローレベルの電源電圧VSSを受け取るための入力端子と、第1のセット信号SET1を受け取るための入力端子と、第2のセット信号SET2を受け取るための入力端子と、第1のリセット信号RESET1を受け取るための入力端子と、第2のリセット信号RESET2を受け取るための入力端子と、走査信号GOUTを出力するための出力端子とが設けられている。なお、シフトレジスタ414の各段(双安定回路)の構成については、図5に示した上記第1の実施形態における構成と同様であるので、説明を省略する。
上記第1の実施形態においては、図1に示したように、1段目SR(1)に第2のリセット信号RESET2として与えられる信号と2段目SR(2)に第2のリセット信号RESET2として与えられる信号とは異なっていた。具体的には、第2のリセット信号RESET2として、1段目SR(1)には第1の走査制御信号CNT1が与えられ、2段目SR(2)には第2の走査制御信号CNT2が与えられていた。これに対し、本実施形態においては、図20に示すように、1段目SR(1)についても2段目SR(2)についても、第1の走査制御信号CNT1が第2のリセット信号RESET2として与えられる。
また、上記第1の実施形態においては、図1に示したように、7段目SR(7)に第1のリセット信号RESET1として与えられる信号と8段目SR(8)に第1のリセット信号RESET1として与えられる信号とは異なっていた。具体的には、第1のリセット信号RESET1として、7段目SR(7)には第5の走査制御信号CNT5が与えられ、8段目SR(8)には第6の走査制御信号CNT6が与えられていた。これに対し、本実施形態においては、図20に示すように、7段目SR(7)についても8段目SR(8)についても、第4の走査制御信号CNT4が第1のリセット信号RESET1として与えられる。
<6.2 シフトレジスタの動作>
次に、本実施形態におけるシフトレジスタ414全体の動作について説明する。なお、図21は順方向走査が行われる際のタイミングチャートであり、図22は逆方向走査が行われる際のタイミングチャートである。シフトレジスタの各段(双安定回路)の動作については、上記第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
順方向走査が行われる際のシフトレジスタ414全体の動作について説明する。本実施形態では、時点tf以前の期間には、上記第1の実施形態と同様の動作が行われる。時点tfになると、図21に示すように、第3の走査制御信号CNT3のパルスが発生する。この第3の走査制御信号CNT3は、第1のリセット信号RESET1として6段目SR(6)に与えられる。これにより、6段目SR(6)のnetAの電位はハイレベルからローレベルに変化する。時点tgには、いずれの段に与えられる第1のリセット信号RESET1についてもパルスは生じない。このため、いずれの段についても、時点tgのタイミングでnetAの電位がハイレベルからローレベルに変化することはない。時点thになると、図21に示すように、第4の走査制御信号CNT4のパルスが発生する。この第4の走査制御信号CNT4は、第1のリセット信号RESET1として7段目SR(7)および8段目SR(8)に与えられる。これにより、7段目SR(7)および8段目SR(8)のnetAの電位はハイレベルからローレベルに変化する。
逆方向走査が行われる際のシフトレジスタ414全体の動作について説明する。本実施形態では、時点tf以前の期間には、上記第1の実施形態と同様の動作が行われる。時点tfになると、図22に示すように、第2の走査制御信号CNT2のパルスが発生する。この第2の走査制御信号CNT2は、第2のリセット信号RESET2として3段目SR(3)に与えられる。これにより、3段目SR(3)のnetAの電位はハイレベルからローレベルに変化する。時点tgには、いずれの段に与えられる第2のリセット信号RESET2についてもパルスは生じない。このため、いずれの段についても、時点tgのタイミングでnetAの電位がハイレベルからローレベルに変化することはない。時点thになると、図22に示すように、第1の走査制御信号CNT1のパルスが発生する。この第1の走査制御信号CNT1は、第2のリセット信号RESET2として2段目SR(2)および1段目SR(1)に与えられる。これにより、2段目SR(2)および1段目SR(1)のnetAの電位はハイレベルからローレベルに変化する。
ところで、順方向走査の際、時点thのタイミングで第3のゲートクロック信号GCK3がローレベルからハイレベルに変化すると、7段目SR(7)のnetAの電位が上述したブートストラップによって上昇することが懸念される。そこで、時点th〜時点tiの期間には、第3のゲートクロック信号GCK3がハイレベルとならないようにすることが好ましい(図21で符号81の矢印で示す部分を参照)。同様に、逆方向走査の際には、時点th〜時点tiの期間に第2のゲートクロック信号GCK2がハイレベルとならないようにすることが好ましい(図22で符号82の矢印で示す部分を参照)。
<6.3 効果>
本実施形態によれば、上記第1の実施形態と比較して少ない数の制御信号によってゲートバスラインGL1〜GL8の走査順序が制御される。このため、上記第1の実施形態と比較して、信号配線が削減され、また、表示制御回路20で生成されるべき信号が削減される。これにより、回路面積の低減,消費電流の低減,コストの低減などの効果がより高められる。
<7.その他>
上記各実施形態においては液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。ゲートバスラインの走査順序の切り替え可能なシフトレジスタを備えた構成であれば、有機EL(Electro Luminescence)等の他の表示装置にも本発明を適用することができる。
10…表示部
20…表示制御回路
30…ソースドライバ(映像信号線駆動回路)
40…ゲートドライバ(走査信号線駆動回路)
41〜49…(双安定回路の)入力端子
51…(双安定回路の)出力端子
410〜414…シフトレジスタ
SR(1)〜SR(n)…双安定回路
TS,T1〜T14…薄膜トランジスタ
C1…キャパシタ
GL1〜GLn…ゲートバスライン
SL1〜SLm…ソースバスライン
CNT1〜CNT6…第1〜第6の走査制御信号
GCK1〜GCK4…第1〜第4のゲートクロック信号
CKA,CKB,CKC,CKD…第1クロック,第2クロック,第3クロック,第4クロック
GOUT(1)〜GOUT(n)…走査信号
SET1…第1のセット信号
SET2…第2のセット信号
RESET1…第1のリセット信号
RESET2…第2のリセット信号

Claims (26)

  1. 第1の状態と第2の状態とを有し互いに直列に接続された複数の双安定回路を含み、前記複数の双安定回路のうち奇数段目の双安定回路に第1のクロック信号および第2のクロック信号として与えられる2相のクロック信号と前記複数の双安定回路のうち偶数段目の双安定回路に前記第1のクロック信号および前記第2のクロック信号として与えられる2相のクロック信号とを含む少なくとも4相のクロック信号に基づいて前記複数の双安定回路が順次に第1の状態となるシフトレジスタであって、
    各双安定回路は、
    前記第1の状態または前記第2の状態のいずれかの状態を表す状態信号を出力する出力ノードと、
    第2電極に前記第1のクロック信号が与えられ、前記出力ノードに第3電極が接続された出力制御用スイッチング素子と、
    当該各双安定回路の前段の双安定回路から出力される状態信号に基づいて前記出力制御用スイッチング素子の第1電極に接続された第1ノードを充電するための第1の第1ノード充電部と、
    当該各双安定回路の次段の双安定回路から出力される状態信号に基づいて前記第1ノードを充電するための第2の第1ノード充電部と、
    当該各双安定回路の3段後の段の双安定回路から出力される状態信号に基づいて前記第1ノードを放電するための第1の第1ノード放電部と、
    当該各双安定回路の3段前の段の双安定回路から出力される状態信号に基づいて前記第1ノードを放電するための第2の第1ノード放電部と
    を有することを特徴とする、シフトレジスタ。
  2. 前記第1のクロック信号と前記第2のクロック信号とは互いに位相が180度ずらされてい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. 前記奇数段目の双安定回路に与えられる2相のクロック信号と前記偶数段目の双安定回路に与えられる2相のクロック信号とはそれぞれ互いに位相が90度ずらされてい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. 前記第1のクロック信号がハイレベルからローレベルに変化するタイミングと前記第2のクロック信号がローレベルからハイレベルに変化するタイミングとが同じであって、かつ、前記第1のクロック信号がローレベルからハイレベルに変化するタイミングと前記第2のクロック信号がハイレベルからローレベルに変化するタイミングとが同じ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。
  5. 前記4相のクロック信号のオンデューティはそれぞれ50%とされてい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. 各双安定回路において、
    前記第1の第1ノード充電部は、第1電極および第2電極に当該各双安定回路の前段の双安定回路から出力される状態信号が与えられ、前記第1ノードに第3電極が接続された第1のスイッチング素子を含み、
    前記第2の第1ノード充電部は、第1電極および第2電極に当該各双安定回路の次段の双安定回路から出力される状態信号が与えられ、前記第1ノードに第3電極が接続された第2のスイッチング素子を含み、
    前記第1の第1ノード放電部は、第1電極に当該各双安定回路の3段後の段の双安定回路から出力される状態信号が与えられ、前記第1ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第3のスイッチング素子を含み、
    前記第2の第1ノード放電部は、第1電極に当該各双安定回路の3段前の段の双安定回路から出力される状態信号が与えられ、前記第1ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第4のスイッチング素子を含むことを特徴とする、請求項1に記載のシフトレジスタ。
  7. 各双安定回路は、
    前記第1ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第5のスイッチング素子と、
    前記第5のスイッチング素子の第1電極に接続された第2ノードの電位を前記第2のクロック信号と前記第1ノードの電位とに基づいて制御する第2ノード制御部と
    を更に有することを特徴とする、請求項1に記載のシフトレジスタ。
  8. 前記第2ノード制御部は、
    第1電極および第2電極に前記第2のクロック信号が与えられ、前記第2ノードに第3電極が接続された第6のスイッチング素子と、
    前記第1ノードに第1電極が接続され、前記第2ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第7のスイッチング素子とからなることを特徴とする、請求項7に記載のシフトレジスタ。
  9. 前記奇数段目の双安定回路は、前記偶数段目の双安定回路に与えられる2相のクロック信号をそれぞれ第3のクロック信号および第4のクロック信号として受け取り、
    前記偶数段目の双安定回路は、前記奇数段目の双安定回路に与えられる2相のクロック信号をそれぞれ前記第3のクロック信号および前記第4のクロック信号として受け取り、
    各双安定回路は、
    前記第1ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第8のスイッチング素子と、
    前記第8のスイッチング素子の第1電極に接続された第3ノードの電位を前記第3のクロック信号と前記第1ノードの電位とに基づいて制御する第3ノード制御部と、
    前記第1ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第11のスイッチング素子と、
    前記第11のスイッチング素子の第1電極に接続された第4ノードの電位を前記第4のクロック信号と前記第1ノードの電位とに基づいて制御する第4ノード制御部と
    を更に有することを特徴とする、請求項1に記載のシフトレジスタ。
  10. 前記第3ノード制御部は、
    第1電極および第2電極に前記第3のクロック信号が与えられ、前記第3ノードに第3電極が接続された第9のスイッチング素子と、
    前記第1ノードに第1電極が接続され、前記第3ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第10のスイッチング素子とからなり、
    前記第4ノード制御部は、
    第1電極および第2電極に前記第4のクロック信号が与えられ、前記第4ノードに第3電極が接続された第12のスイッチング素子と、
    前記第1ノードに第1電極が接続され、前記第4ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第13のスイッチング素子とからなることを特徴とする、請求項9に記載のシフトレジスタ。
  11. 前記複数の双安定回路のうちの初段,2段目,および3段目の双安定回路に含まれる前記第1ノードをそれぞれ前記第2の第1ノード放電部によって放電させるための3つの初段側制御信号が外部から与えられ、
    前記複数の双安定回路のうちの最終段,最終段の前段,および最終段の前々段の双安定回路に含まれる前記第1ノードをそれぞれ前記第1の第1ノード放電部によって放電させるための3つの最終段側制御信号が外部から与えられることを特徴とする、請求項1に記載のシフトレジスタ。
  12. 前記3つの初段側制御信号のうち2つの初段側制御信号が1つの信号によって実現され、
    前記3つの最終段側制御信号のうち2つの最終段側制御信号が1つの信号によって実現されていることを特徴とする、請求項11に記載のシフトレジスタ。
  13. 前記複数の双安定回路のうちの初段,2段目,および3段目の双安定回路のそれぞれにおいて、前記第2の第1ノード充電部によって前記第1ノードが充電された後、前記第2の第1ノード放電部によって前記第1ノードが放電されるまでの期間、前記第1のクロック信号のローレベルからハイレベルへの変化が抑止され、
    前記複数の双安定回路のうちの最終段,最終段の前段,および最終段の前々段の双安定回路のそれぞれにおいて、前記第1の第1ノード充電部によって前記第1ノードが充電された後、前記第1の第1ノード放電部によって前記第1ノードが放電されるまでの期間、前記第1のクロック信号のローレベルからハイレベルへの変化が抑止されることを特徴とする、請求項12に記載のシフトレジスタ。
  14. 前記複数の双安定回路のうちの初段,2段目,および3段目の双安定回路のいずれかは、第1電極に前記初段側制御信号が与えられ、前記出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第15のスイッチング素子を含み、
    前記複数の双安定回路のうちの最終段,最終段の前段,および最終段の前々段の双安定回路のいずれかは、第1電極に前記最終段側制御信号が与えられ、前記出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第16のスイッチング素子を含むことを特徴とする、請求項11に記載のシフトレジスタ。
  15. 各双安定回路は、第1電極に前記第2のクロック信号が与えられ、前記出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第14のスイッチング素子を更に有することを特徴とする、請求項1に記載のシフトレジスタ。
  16. 各双安定回路は、前記第1ノードに一端が接続され、前記出力ノードに他端が接続されたキャパシタを更に有することを特徴とする、請求項1に記載のシフトレジスタ。
  17. 各双安定回路は、当該各双安定回路の2段後または3段後の段の双安定回路から出力される状態信号が第1電極に与えられ、前記出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第17のスイッチング素子と、当該各双安定回路の2段前または3段前の段の双安定回路から出力される状態信号が第1電極に与えられ、前記出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にローレベルの電位が与えられる第18のスイッチング素子とを更に有することを特徴とする、請求項1に記載のシフトレジスタ。
  18. アモルファスシリコンを用いて形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のシフトレジスタ。
  19. 微結晶シリコンを用いて形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のシフトレジスタ。
  20. 多結晶シリコンを用いて形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のシフトレジスタ。
  21. 酸化物半導体を用いて形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のシフトレジスタ。
  22. 前記酸化物半導体は、酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)であることを特徴とする、請求項21に記載のシフトレジスタ。
  23. 表示部に配設された複数の走査信号線を駆動する、表示装置の走査信号線駆動回路であって、
    請求項1に記載のシフトレジスタを備え、
    前記複数の双安定回路は、前記複数の走査信号線と1対1で対応するように設けられ、
    各双安定回路は、前記出力ノードから出力される状態信号を当該各双安定回路に対応する走査信号線に走査信号として与えることを特徴とする、走査信号線駆動回路。
  24. 前記表示部を含み、請求項23に記載の走査信号線駆動回路を備えたことを特徴とする、表示装置。
  25. 前記複数の双安定回路からなるシフトレジスタが前記表示部の一端側および他端側の双方に設けられていることを特徴とする、請求項24に記載の表示装置。
  26. 前記奇数段目の双安定回路は前記表示部の一端側に設けられ、前記偶数段目の双安定回路は前記表示部の他端側に設けられていることを特徴とする、請求項24に記載の表示装置。
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