JP5136198B2 - 半導体デバイス、表示パネル及び電子機器 - Google Patents
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Description
poly-silicon)プロセスでは、NMOS型の薄膜トランジスタ(TFT:thin film
transistor)とPMOS型の薄膜トランジスタの両方を用いて回路を形成することができる。従って、低温ポリシリコンプロセスでは、これら2種類の薄膜トランジスタを用いて回路(いわゆる、CMOS回路)を製造するのが一般的である。
しかも、この種の単一チャネル回路は、アモルファスシリコンや有機半導体で回路を形成する場合にも応用することができる。
このような背景により、単一チャネルの薄膜トランジスタ(NMOS又はPMOS)だけでCMOS回路と同機能の動作を実行可能な回路の実現が望まれている。
図1に、有機ELパネルのシステム構成例を示す。図1に示す有機ELパネル1には、パネル基板上に画素アレイ部3と、信号線駆動部5と、第1の制御線駆動部7と、第2の制御線駆動部9とが配置されている。
図中、N1はサンプリングトランジスタ、N2は駆動トランジスタ、N3は点灯制御トランジスタ、Csは保持容量である。また、WSLは書込制御線、LSLは点灯制御線、PSLは電流供給線に対応する。
一方、図3は、有機EL素子OLEDの点灯動作と消灯動作を、点灯制御線LSLの電位変化によって実現する駆動方式を採用する場合の回路例に対応する。なお、図3の場合、点灯制御線LSLは電流供給線としても機能する。
図4(C)は点灯制御線LSLの駆動波形である。点灯制御線LSLは、HレベルとLレベルの2値で駆動される。この電位の切り替えにより、有機EL素子OLEDの点灯と消灯が切り替え制御される。
なお、1フィールド期間に占める点灯期間の比率(Duty)を可変制御することにより、ピーク輝度レベルを制御することができる。
従って、第2の制御線駆動部9には、複数種類のパルスを出力できることが求められる。
すなわち、この種の制御線駆動部には、制御パルスのパルス長を自在に設定できる機能と、線順次に次段に転送できる機能の2つを搭載することが求められる。
図5に、図2に対応するサブ画素11のタイミングチャートを示す。因みに、図2のサブ画素11に補正機能がある場合、電流供給線PSLは図5(C)に示すように駆動される。また図6に、図3に対応するサブ画素11のタイミングチャートを示す。なお、図2に示すサブ画素11と図3に示すサブ画素11の違いは、初期化動作と発光期間制御を切り離すか否かである。
なお、図2に示す画素回路について使用する制御動作は、前述したように、初期化動作と発光期間制御を分離する以外は共通であるので説明を省略する。
なお、図中の1回目のHレベル期間は、駆動トランジスタN2の閾値電位Vthのバラツキ補正に用いられる。
因みに、2回目のHレベル期間の立ち下げ時の波形が斜めになっているのは、高輝度(高信号電位)から低輝度(低信号電位)まですべての階調において最適な移動度補正期間を設定するためである。
が印加されると共に、点灯制御線LSLの電位がHレベルに切り替え制御される。この電位関係での動作が閾値補正動作である。閾値補正動作が開始すると、駆動トランジスタN2のソース電位Vsは徐々に上昇し、駆動トランジスタN2のゲート・ソース間電圧Vgsが閾値電圧Vthに達した時点でソース電位Vsの上昇は停止する。
前述したように、書込制御信号(図6(A))や点灯制御信号(図6(C))のパルス長は、駆動動作の目的に応じて長さが異なる必要がある。
図7に示すシフトレジスタは、2N個のシフト段SR(1)〜SR(2N)の縦列接続で構成される。各シフト段は、それぞれ前後段に位置する他のシフト段の出力パルスを駆動パルスとして使用し、自段に入力されるクロック信号を出力パルスとして取り出すように動作する。
図8(A)は、1段目のシフト段を駆動するためのスタートパルスstであり、図8(B)は、2N段目のシフト段を駆動するためのエンドパルスendである。図8(C)は、偶数段目に位置するシフト段用のクロック信号ck1である。
この相補動作を実現するのが、薄膜トランジスタN13〜N16である。
なお、1H期間内であれば、このシフトレジスタは、複数発のパルス信号を転送することもできる。
また、図12に、この場合に対応するシフト段SRの動作波形を示す。図12(A)〜(F)の波形は、いずれも図10(A)〜(F)の波形に対応する。図12(E)に示すように、ブートストラップ動作も、2つのパルス信号について実行される。
図13に、クロック信号ckに、台形形状のクロック信号ckが入力される場合の転送動作例を示す。なお、図13(A)〜(I)に示す波形は、いずれも図8(A)〜(I)の波形に対応する。
このため、バッファ回路21の回路サイズは、バッファ回路23の回路サイズよりも大きくならざるを得ない。
しかも、クロック信号ckは、前述の通り、水平ライン上に位置する全ての画素を駆動する必要がある。従って、水平ライン上に並ぶ画素数が多いほど又は各画素の負荷が大きいほど、バッファ回路21の画素サイズが大型化し、消費電力も大きくなる問題がある。
(b)セットパルスで制御される第3の薄膜トランジスタと、リセットパルスで制御される第4の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、第3及び第4の薄膜トランジスタの接続中点に現れる電位を通じ、第1の薄膜トランジスタの制御電極に接続される第1の制御配線の電位状態を、セットパルスの印加開始タイミングからリセットパルスの印加開始タイミングまでの期間とそれ以外の期間とで切り替え制御する第1の入力段
(c)セットパルスで制御される第6の薄膜トランジスタと、リセットパルスで制御される第5の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、第5及び第6の薄膜トランジスタの接続中点に現れる電位を通じ、第2の薄膜トランジスタの制御電極に接続される第2の制御配線の電位状態を、第1の制御配線の電位変化とは逆位相の関係になるように切り替え制御する第2の入力段
(d)第1の制御配線に制御電極が接続される第7の薄膜トランジスタと、第2の制御配線に制御電極が接続される第8の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、第7及び第8の薄膜トランジスタの接続中点に現れる電位を第3の制御配線に与える第2の出力段
(e)一方の主電極が第1の制御配線に接続され、制御電極が第3の制御配線に接続される回路構成を有し、出力端に出力パルスが現われている期間、セットパルスと同じ論理レベルの電位を第1の制御配線に印加する第9の薄膜トランジスタ
因みに、セットパルス及びリセットパルスは、それぞれ対応するシフトレジスタ回路から供給されることが望ましい。セットパルス用のシフトレジスタ回路とリセットパルス用のシフトレジスタを用いることで、多数の負荷を順番に高速駆動することが要求される用途に用いることができる。
また例えば、前述した構造を有するバッファ回路の出力パルスは、自発光型の表示パネルの点灯制御に使用され、セットパルス印加開始タイミングからリセットパルスの印加開始タイミングまでの期間が、1フィールド期間内に配置される各発光期間長を与えることが望ましい。
なお、前述した構造を有するバッファ回路の出力パルスは、表示パネルにおけるサンプリングタイミングの制御に使用されることが望ましい。
また、この表示パネルは電子機器に搭載することが望ましい。電子機器は、画素アレイ部と、システム全体の動作を制御するシステム制御部と、システム制御部に対する操作入力を受け付ける操作入力部とで構成する。
なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。
また以下に説明する形態例は、発明の一つの形態例であって、これらに限定されるものではない。
以下の形態例は、有機ELパネルについて説明する。図16に、形態例に係る有機ELパネルのシステム構成例を示す。なお、図16には、図1との対応部分に同一符号を付して示す。
形態例に係る有機ELパネル31は、パネル基板上に画素アレイ部3と、信号線駆動部5と、第1の制御線駆動部33と、第2の制御線駆動部35とによって構成される。
この形態例において提案する制御線駆動部は、図17に示すように、クロック信号に基づいてパルス信号を転送するシフトレジスタと、そのパルス信号に基づいて制御線を駆動するバッファ回路との2段構造を想定する。
このため、シフトレジスタの前段に配置するクロック信号用のバッファ回路21は、スタートパルスstやエンドパルスend用のバッファ回路23と同程度の駆動能力で良い。
また、リセットパルスは、バッファ回路の出力パルスの電位をリセット電位に切り換えるタイミングを与える信号をいう。
図18に、NMOS型の薄膜トランジスタのみで形成される制御線駆動部の構成例を示す。
図18に示す制御線駆動部は、セットパルス転送用のシフトレジスタ41と、リセットパルス転送用のシフトレジスタ43と、各シフト段から出力されるセットパルスとリセットパルスに基づいて相補動作するバッファ回路45とで構成される。
図19に、この制御線駆動部の駆動パルス波形を示す。なお、図19(A)〜(C)は、セット信号転送用のシフトレジスタ41の出力パルスscan1 を示す。また、図19(D)〜(F)は、リセット信号転送用のシフトレジスタ43の出力パルスscan2 を示す。また、図19(G)〜(I)は、バッファ回路45の出力パルスout を示す。
のパルス幅は、バッファ回路45に入力されるセットパルスとリセットパルスの入力タイミングの時間差に一致する。従って、セットパルスとリセットパルスの転送間隔を制御することにより、バッファ回路45の出力パルスout のパルス幅を自由に設定することが可能になる。
以下では、バッファ回路45の形態例を説明する。
(a)回路構成
図20にバッファ回路45の1つ目の形態例を示し、図21に対応する駆動波形を示す。
図20に示すバッファ回路45は、出力段51と、第1の入力段53と、第2の入力段55で構成される。
まず、第1の入力段53の回路構成を説明する。第1の入力段53は、高位電源VDD1と低位電源VSSの間に、NMOS型の薄膜トランジスタN33及びN34を直列に接続した回路構成を有している。このうち、薄膜トランジスタN33は高位電源VDD1側に接続され、薄膜トランジスタN34は低位電源VSS側に接続される。なお、薄膜トランジスタN33とN34の接続中点が出力端となり、ノードBに接続される。
また、薄膜トランジスタN33のブートストラップ時のゲート電位Vgとセットパルス用の入力端に現れる電位との間に生じる電位差を吸収する薄膜トランジスタN42が配置される。
一方、薄膜トランジスタN34のゲート電極は、リセットパルス用の入力端INrに接続される。このように、第1の入力段53は、セットパルスとリセットパルスによって動作が制御される。
また、薄膜トランジスタN35のブートストラップ時のゲート電位Vgとリセットパルス用の入力端に現れる電位との間に生じる電位差を吸収する薄膜トランジスタN43が配置される。
なお、各薄膜トランジスタN31(N33,N35)のブートゲインgb は次式で与えられる。
gb =(Cg+Cb)/(Cg+Cb+Cp)
寄生容量Cpの存在がブートストラップゲインを劣化させる原因である。従って、前述したように、ブートストラップ補完容量を配置してブートストラップゲインを上げることが、各薄膜トランジスタのオン動作を確実にする上で好ましい。
以下、図21に基づいて、セットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を説明する。
図21(A)は、セットパルス(入力端INs)の電位状態を示す。図21(B)は、リセットパルス(入力端INr)の電位状態を示す。
図21(C)は、薄膜トランジスタN33のゲート電極配線(ノードD)の電位状態を示す。
なお、出力端OUTの電位の上昇に伴い、薄膜トランジスタN31のゲート電位(ノードAの電位)は、ブートストラップ補完容量Cb31の蓄積電荷分だけ上昇する(図21(F))。この上昇後の電位がVaである。この電位Vaが、Va−VDD1>Vth(N31) を満たすとき、薄膜トランジスタN31のオン動作時に出力端OUTの電位が高位電源VDD1になる(図21(H))。
やがて、セットパルスはHレベルからLレベルに立ち下がる。しかし、ノードB及びCには保持容量Cs1及びCs2が接続されており、セットパルスがHレベルのときの電位状態が保持されている。従って、この電位状態が、リセットパルスがLレベルからHレベルに切り替わるまで保持される。
ところで、このリセットパルスがHレベルの期間では、薄膜トランジスタN34もオン動作している。このため、ノードBの電位は低位電源VSSに制御される(図21(E))。また、これに伴い、出力段51を構成する薄膜トランジスタN31のゲート電位(ノードAの電位)も、低位電源VSSに低下する。
以上説明したように、形態例に係る回路構成のバッファ回路45の採用により、セットパルス及びリセットパルスが駆動すべき負荷は、それぞれ薄膜トランジスタN33、N36とN34、N35のゲート容量に限定できる。従って、セットパルス及びリセットパルスの供給源に求められる駆動能力を小さくすることができる。このため、当該駆動パルスの供給源における消費電力を小さくできる。
(a)形態例1の注意点
前述したように、形態例1に係る回路構成のバッファ回路45は、基本的に貫通電流が流れない低消費電力型の回路デバイスである。ところで、形態例1に係るバッファ回路45の場合には、ブートストラップゲインを高めるため、薄膜トランジスタN33及びN35のゲート容量やブートストラップ補完容量Cb32及びCb33の容量値を大きな値に定めている。
ノードB(図22(E))では、高位電源VDD1であるべき電位がVb1に低下し、低位電源VSSであるべき電位がVb2に低下することが分かる。また、ノードC(図22(G))では、高位電源VDD1であるべき電位がVc2に低下し、低位電源VSSであるべき電位がVc1に低下することが分かる。
もっとも、パルスの飛び込み量が小さければ、バッファ回路45の動作上問題になることはない。正常動作に必要な条件は、前述したVa、Vd及びVeに関するブートストラップ動作条件に加え、VDD1−Vb1<Vth(N41) 及びVc2−VSS>Vth(N32) を満たす場合である。
また、Vc2−VSS>Vth(N32) を満たせば、薄膜トランジスタN32のオン動作が可能となり、出力パルスを確実に低位電源VSSに引き下げることができる。
図23に、ノードDからノードBへのカップリング量が大きい場合のタイミングチャートを示す。なお、図23(A)〜(H)は、図22(A)〜(H)に対応する。
そこで、この形態例では、出力パルス出力期間中における薄膜トランジスタN31のブートストラップ動作を確保し、当該期間中における薄膜トランジスタN31のオン動作を保証できる回路構成を提案する。具体的には、ノードBがHレベルの期間にフローティング状態になるのを無くす構成、すなわちノードBをHレベルに固定できる回路構成を提案する。
この形態例に係るバッファ回路45の基本構成は、形態例1に係るバッファ回路45の回路構成と同じである。すなわち、この形態例に係るバッファ回路45も、出力段(N31、N32、N41)、第1の入力段(N33、N34、N42)、第2の入力段(N35、N36、N43)で構成される。
なお、当該第2の出力段の出力端は制御配線(ノードF)を通じ、薄膜トランジスタN39のゲート電極に接続される。
図25に基づいて、セットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を説明する。
なお、図25(A)は、セットパルス(入力端INs)の電位状態を示す。図25(B)は、リセットパルス(入力端INr)の電位状態を示す。図25(C)は、薄膜トランジスタN33のゲート電極配線(ノードD)の電位状態を示す。
まず、セットパルスがHレベルに立ち上がるタイミングで、第1の入力段のノードDがHレベルに立ち上がる(図25(C))。これにより、薄膜トランジスタN33がオン動作し、ノードBの電位が上昇する(図25(E))。
なお、出力端OUTやノードFの電位上昇に伴い、ノードAの電位は、ブートストラップ補完容量Cb31の蓄積電荷分だけ上昇する(図25(G))。
ところが、前述したように、薄膜トランジスタN39のゲート電極には、ノードFを通じて第3の高位電源VDD3が印加されている(図25(F))。このため、オン動作を継続する薄膜トランジスタN39によってノードBの電位は、第1の高位電源VDD1に保持される(図25(E))。この動作が、この形態例に特徴的な電位状態である。
一方、ノードCについては、このような仕組みがないので、セットパルスの電位変化がそのまま飛び込み、その電位が低位電源VSSからVc1に低下する。ただし、この飛び込みは避け得ないものであり、飛び込み量が小さい限り駆動動作に問題はない。
ところで、このリセットパルスがHレベルの期間、薄膜トランジスタN34もオン動作している。このため、ノードBの電位は低位電源VSSに制御される(図25(E))。これに伴い、ノードAの電位も、低位電源VSSに低下する。すなわち、薄膜トランジスタN31及びN37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VSS>Vth(N38) を満たすことで、薄膜トランジスタN38がオン動作し、ノードFに対する低位電源VSSの印加を継続する(図25(F))。
以上説明したように、この形態例に係る回路構成のバッファ回路45の場合には、形態例1と同様の動作と効果に加え、セットパルスがHレベルに立ち上がってからリセットパルスがHレベルに立ち上がるまでの期間(出力端にHレベルの出力パルスが現われている期間)、ノードBへのHレベル電位の供給を継続できる。これにより、セットパルスの電位変化がノードBに飛び込むのを確実に防止できる。すなわち、ノードAのブートストラップ状態を維持することができ、出力端OUTに対する第1の高位電源VDD1の供給を継続できる。かくして、バッファ回路45に電流負荷を接続する場合でも、出力端OUTの電位を維持して、駆動電流の供給を継続することができる。
ここでは、形態例2の変形例に係るバッファ回路45を説明する。
(a)回路構成
図26にバッファ回路45の3つ目の形態例を示す。なお、図26には、図24との対応部分に同一符号を付して示す。
このため、第1及び第2の入力段を構成する薄膜トランジスタN42及びN43のゲート電極を第2の高位電源VDD2(<VDD1)に接続する構造を採用する。これにより、セットパルスとリセットパルスを低振幅化し、前段回路における更なる低消費電力化を実現する。
図27に基づいて、セットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を説明する。なお、図27(A)〜図27(I)に示す波形は、それぞれ図25(A)〜図25(I)の各波形に対応する。
この形態例の場合、セットパルス(入力端INs)とリセットパルス(入力端INr)の信号振幅は、VSSとVDD2(<VDD1)の2値で与えられる。
なお、出力端OUTやノードFの電位上昇に伴い、ノードAの電位は、ブートストラップ補完容量Cb31の蓄積電荷分だけ上昇する(図27(G))。
ところが、前述したように、薄膜トランジスタN39のゲート電極には、ノードFを通じて第3の高位電源VDD3が印加されている(図27(F))。このため、オン動作を継続する薄膜トランジスタN39によってノードBの電位は、第1の高位電源VDD1に保持される(図27(E))。
一方、ノードCについては、このような仕組みがないので、セットパルスの電位変化がそのまま飛び込み、その電位が低位電源VSSからVc1に低下する。ただし、この飛び込みは避け得ないものであり、飛び込み量が小さい限り駆動動作に問題はない。
ところで、このリセットパルスがHレベルの期間、薄膜トランジスタN34もオン動作している。このため、ノードBの電位は低位電源VSSに制御される(図27(E))。これに伴い、ノードAの電位も、低位電源VSSに低下する。すなわち、薄膜トランジスタN31及びN37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VSS>Vth(N38) を満たすことで、薄膜トランジスタN38がオン動作し、ノードFに対する低位電源VSSの印加を継続する(図27(F))。
以上説明したように、この形態例に係る回路構成のバッファ回路45の場合にも、形態例2と同様の効果、すなわち隣接配線からのパルスの飛び込みに強く、リーク電流も少ないバッファ回路を実現できる。
また、この形態例に係る回路構成のバッファ回路45の場合には、出力パルスの信号振幅に対してセットパルスやリセットパルスの信号振幅を小さくできる。このため、前段回路(例えばシフトレジスタ)での消費電力を前述した他の形態例以上に小さくできる。
ここでも、形態例2の変形例に係るバッファ回路45を説明する。
(a)回路構成
図28にバッファ回路45の4つ目の形態例を示す。なお、図28には、第3の形態例に対応する図26との対応部分に同一符号を付して示す。
このため、薄膜トランジスタN31及びN32で構成される出力段にのみ第1の高位電源VDD1を印加し、その前段に位置する薄膜トランジスタには、第2の高位電源VDD2(<VDD1)を印加する構造を採用する。これにより、セットパルスとリセットパルスの低振幅化に加え、バッファ回路45内における低消費電力化を実現する。
続いて、図29に基づいて、セットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を説明する。なお、図29(A)〜図29(I)に示す波形は、それぞれ図27(A)〜図27(I)の各波形に対応する。
この形態例の場合も、図29(A)及び図29(B)に示すように、セットパルス(入力端INs)とリセットパルス(入力端INr)の信号振幅は、VSSとVDD2の2値で与えられる。
なお、出力端OUTやノードFの電位上昇に伴い、ノードAの電位は、ブートストラップ補完容量Cb31の蓄積電荷分だけ上昇する(図29(G))。
また、上昇後の電位Vaが、Va−VDD3>Vth(N37) を満たすとき、薄膜トランジスタN37のオン動作時にノードFの電位が第3の高位電源VDD3になる(図29(F))。このとき、VDD3−VDD2>Vth(N39) を満たすので、薄膜トランジスタN39はオン動作し、ノードBに第2の高位電源VDD2を供給する状態になる。
ところが、前述したように、薄膜トランジスタN39のゲート電極には、ノードFを通じて第3の高位電源VDD3が印加されている(図29(F))。このため、オン動作を継続する薄膜トランジスタN39によってノードBの電位は、第2の高位電源VDD2に保持される(図29(E))。
一方、ノードCについては、このような仕組みがないので、セットパルスの電位変化がそのまま飛び込み、その電位が低位電源VSSからVc1に低下する。ただし、この飛び込みは避け得ないものであり、飛び込み量が小さい限り駆動動作に問題はない。
ところで、このリセットパルスがHレベルの期間、薄膜トランジスタN34もオン動作している。このため、ノードBの電位は低位電源VSSに制御される(図29(E))。これに伴い、ノードAの電位も、低位電源VSSに低下する。すなわち、薄膜トランジスタN31及びN37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VSS>Vth(N38) を満たすことで、薄膜トランジスタN38のオン動作状態が継続し、ノードFに対する低位電源VSSの印加を継続する(図29(F))。
以上説明したように、この形態例に係る回路構成のバッファ回路45の場合には、出力パルスの信号振幅に対してセットパルスやリセットパルスの信号振幅を小さくできるだけでなく、バッファ回路の内部についても最終出力段以外で低振幅化を実現できる。このため、前段回路(例えばシフトレジスタ)だけでなく、バッファ回路45で消費される電力を、前述した他の形態例以上に小さくできる。
ここでも、形態例2の変形例に係るバッファ回路45を説明する。
(a)回路構成
図30にバッファ回路45の5つ目の形態例を示す。なお、図30には、図24との対応部分に同一符号を付して示す。
以下では、図31に基づいて、セットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を説明する。なお、図31(A)〜(I)に示す波形は、図25(A)〜(I)に示す各波形に対応する。
まず、セットパルスがHレベルに立ち上がるタイミングで、第1の入力段のノードDがHレベルに立ち上がる(図31(C))。これにより、薄膜トランジスタN33がオン動作し、ノードBの電位が上昇する(図31(E))。
なお、出力端OUTやノードFの電位上昇に伴い、ノードAの電位は、ブートストラップ補完容量Cb31の蓄積電荷分だけ上昇する(図31(G))。
この際、ノードFの電位は、Va−Vth(N37) で与えられる電位まで上昇する(図31(F))。薄膜トランジスタN37はダイオード接続されているためである。
ところが、前述したように、薄膜トランジスタN39のゲート電極には、ノードFを通じてVa−Vth(N37) で与えられる電位が印加されている(図31(F))。このため、オン動作を継続する薄膜トランジスタN39によってノードBの電位は、第1の高位電源VDD1に保持される(図31(E))。この動作が、この形態例に特徴的な電位状態である。
一方、ノードCについては、このような仕組みがないので、セットパルスの電位変化がそのまま飛び込み、その電位が低位電源VSSからVc1に低下する。ただし、この飛び込みは避け得ないものであり、飛び込み量が小さい限り駆動動作に問題はない。
この上昇後の電位がVeである。この電位Veが、Ve−VDD1>Vth(N35)
を満たすとき、薄膜トランジスタN35のオン動作時にノードCの電位が第1の高位電源VDD1になる(図31(H))。
ところで、このリセットパルスがHレベルの期間、薄膜トランジスタN34もオン動作している。このため、ノードBの電位は低位電源VSSに制御される(図31(E))。これに伴い、ノードAの電位も、低位電源VSSに低下する。すなわち、薄膜トランジスタN31及びN37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VSS>Vth(N38) を満たすことで、薄膜トランジスタN38がオン動作し、ノードFに対する低位電源VSSの印加を継続する(図31(F))。
以上説明したように、この形態例に係る回路構成のバッファ回路45の場合には、形態例2の回路レイアウトから第3の高位電源VDD3の供給に使用する電源配線を削減できる。結果的に、形態例2と同様の動作と効果を、より少ないレイアウト面積で実現できる。
ここでも、形態例2の変形例に係るバッファ回路45を説明する。
(a)回路構成
図32にバッファ回路45の6つ目の形態例を示す。図32には、図30との対応部分に同一符号を付して示す。
この形態例では、形態例3と形態例5を組み合わせた回路構成を有するバッファ回路45について説明する。すなわち、この形態例に係るバッファ回路45では、薄膜トランジスタN37におけるダイオード接続と、入力段側でのレベルシフト構造を採用する。
以下では、図33に基づいて、セットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を説明する。なお、図33(A)〜(I)に示す波形は、図31(A)〜(I)に示す各波形に対応する。
まず、セットパルスがHレベルに立ち上がるタイミングで、第1の入力段のノードDがHレベルに立ち上がる(図33(C))。これにより、薄膜トランジスタN33がオン動作し、ノードBの電位が上昇する(図33(E))。
上昇後の電位Vdが、Vd−VDD1>Vth(N33) を満たすとき、薄膜トランジスタN33のオン動作時にノードBの電位が第1の高位電源VDD1になる(図33(E))。
なお、出力端OUTやノードFの電位上昇に伴い、ノードAの電位は、ブートストラップ補完容量Cb31に蓄積された電荷分だけ上昇する(図33(G))。
この際、ノードFの電位は、Va−Vth(N37) で与えられる電位まで上昇する(図33(F))。薄膜トランジスタN37はダイオード接続されているためである。
ところが、前述したように、薄膜トランジスタN39のゲート電極には、ノードFを通じてVa−Vth(N37) で与えられる電位が印加されている(図33(F))。このため、オン動作を継続する薄膜トランジスタN39によってノードBの電位は、第1の高位電源VDD1に保持される(図33(E))。この動作が、この形態例に特徴的な電位状態である。
一方、ノードCについては、このような仕組みがないので、セットパルスの電位変化がそのまま飛び込み、その電位が低位電源VSSからVc1に低下する。ただし、この飛び込みは避け得ないものであり、飛び込み量が小さい限り駆動動作に問題はない。
この上昇後の電位がVeである。この電位Veが、Ve−VDD1>Vth(N35)
を満たすとき、薄膜トランジスタN35のオン動作時にノードCの電位が第1の高位電源VDD1になる(図33(H))。
ところで、このリセットパルスがHレベルの期間、薄膜トランジスタN34もオン動作している。このため、ノードBの電位は低位電源VSSに制御される(図33(E))。これに伴い、ノードAの電位も、低位電源VSSに低下する。すなわち、薄膜トランジスタN31及びN37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VSS>Vth(N38) を満たすことで、薄膜トランジスタN38がオン動作し、ノードFに対する低位電源VSSの印加を継続する(図33(F))。
以上説明したように、この形態例に係る回路構成のバッファ回路45の場合には、形態例2と同様の動作と効果を、より少ないレイアウト面積とより少ない消費電力で実現することができる。
ここでも、形態例2の変形例に係るバッファ回路45を説明する。
(a)回路構成
図34にバッファ回路45の7つ目の形態例を示す。図34には、図30との対応部分に同一符号を付して示す。
この形態例では、形態例4と形態例5を組み合わせた回路構成を有するバッファ回路45について説明する。すなわち、この形態例に係るバッファ回路45では、薄膜トランジスタN37におけるダイオード接続と、出力段側でのレベルシフト構造を採用する。
以下では、図35に基づいて、セットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を説明する。なお、図35(A)〜(I)に示す波形は、図31(A)〜(I)に示す各波形に対応する。
まず、セットパルスがHレベルに立ち上がるタイミングで、第1の入力段のノードDがHレベルに立ち上がる(図35(C))。これにより、薄膜トランジスタN33がオン動作し、ノードBの電位が上昇する(図35(E))。
上昇後の電位Vdが、Vd−VDD2>Vth(N33) を満たすとき、薄膜トランジスタN33のオン動作時にノードBの電位が第2の高位電源VDD2になる(図35(E))。
なお、出力端OUTやノードFの電位上昇に伴い、ノードAの電位は、ブートストラップ補完容量Cb31に蓄積された電荷分だけ上昇する(図53(G))。
この際、ノードFの電位は、Va−Vth(N37) で与えられる電位まで上昇する(図35(F))。薄膜トランジスタN37はダイオード接続されているためである。
ところが、前述したように、薄膜トランジスタN39のゲート電極には、ノードFを通じてVa−Vth(N37) で与えられる電位が印加されている(図35(F))。このため、オン動作を継続する薄膜トランジスタN39によってノードBの電位は、第2の高位電源VDD2に保持される(図35(E))。この動作が、この形態例に特徴的な電位状態である。
一方、ノードCについては、このような仕組みがないので、セットパルスの電位変化がそのまま飛び込み、その電位が低位電源VSSからVc1に低下する。ただし、この飛び込みは避け得ないものであり、飛び込み量が小さい限り駆動動作に問題はない。
この上昇後の電位がVeである。この電位Veが、Ve−VDD2>Vth(N35)
を満たすとき、薄膜トランジスタN35のオン動作時にノードCの電位が第2の高位電源VDD2になる(図35(H))。
ところで、このリセットパルスがHレベルの期間、薄膜トランジスタN34もオン動作している。このため、ノードBの電位は低位電源VSSに制御される(図35(E))。これに伴い、ノードAの電位も、低位電源VSSに低下する。すなわち、薄膜トランジスタN31及びN37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VSS>Vth(N38) を満たすことで、薄膜トランジスタN38がオン動作し、ノードFに対する低位電源VSSの印加を継続する(図35(F))。
以上説明したように、この形態例に係る回路構成のバッファ回路45の場合には、形態例2と同様の動作と効果を、より少ないレイアウト面積とより少ない消費電力で実現することができる。なお、この形態例におけるバッファ回路45の消費電力は、形態例6のバッファ回路45よりも少なく済む。
ここでも、形態例2の変形例に係るバッファ回路45を説明する。前述した各形態例の場合では、一組のセットパルスとリセットパルスが入力されるバッファ回路について説明したが、複数組のセットパルスとリセットパルスを入力するバッファ回路も構成できる。
ここでは、2組のセットパルスとリセットパルスがバッファ回路に入力される場合について考える。
図36に、形態例2に係るバッファ回路45(図24)における第1及び第2の入力段を並列に接続した回路例を示す。
図36では、第1組のセットパルスとリセットパルスに対応する薄膜トランジスタN33、N34、N35、N36、N42及びN43を、N331、N341、N351、N361、N421及びN431で示す。
このように、2組のセットパルスとリセットパルスを入力することができれば、出力パルスのパルス幅やパルスの出力タイミングを複合的に可変できるバッファ回路を実現することができる。
図37に、形態例5に係るバッファ回路45(図30)における第1及び第2の入力段を並列に接続した回路例を示す。
この回路構成は、薄膜トランジスタN39の制御用に配置する第2の出力段を構成する薄膜トランジスタN37をダイオード接続とすることを除き、前述した回路例1と同じである。
回路例1及び2に示すように、複数組のセットパルスとリセットパルスに対応する回路構成は、この明細書で提案する他の形態例についても適用することができる。
また、図36及び図37に示した形態例の場合には、第1及び第2の入力段を構成するN331とN332、N341とN342、N351とN352、N361とN362がそれぞれ出力端について並列に接続されているが、これらの一部又は全部が、2つの動作電源(例えばVDD1とVSS)の間に直列に接続されても良い。
ここでも、形態例2の変形例に係るバッファ回路45を説明する。
(a)回路構成
前述した各形態例の場合には、第1の出力段を構成する薄膜トランジスタN31の一方の主電極に高位電源VDD1が接続される場合について説明した。
しかしながら、この高位電源VDD1に代えてパルス信号線(任意の制御パルスが与えられる)を接続することもできる。
図39に、この形態例に係るセットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を示す。
なお、図39(A)は、セットパルス(入力端INs)の電位状態を示す。図39(B)は、リセットパルス(入力端INr)の電位状態を示す。図39(C)は、薄膜トランジスタN33のゲート電極配線(ノードD)の電位状態を示す。
まず、セットパルスがHレベルに立ち上がるタイミングで、第1の入力段のノードDがHレベルに立ち上がる(図39(C))。これにより、薄膜トランジスタN33がオン動作し、ノードBの電位が上昇する(図39(E))。
このとき、第1の出力段に駆動電源を供給するパルス信号線には、低位電源VSSの制御パルスVpulse が与えられている(図39(I))。このため、第1の出力段の出力端OUTには、低位電源VSSが引き続き現われる(図39(J))。
一方、この形態例の場合には、このタイミングで制御パルスVpulse が低位電源VSSから第1の高位電源VDD1に立ち上がる(図39(I))。図39の場合には、2つのパルス波形が現われる。
が入力されることにより、出力端OUTの電位も制御パルスVpulse に連動して変化する(図39(J))。図39の場合、制御パルスVpulse は、2つのパルスで構成される。1つ目のパルスは、立ち上がりと立ち下がりの両方が矩形状に変化するパルス波形を有し、2つ目のパルスは、立ち上がりのみ矩形状に変化し、立ち下がりはなだらかに変化するパルス波形を有する。
ここで、ブートストラップ動作後の電位Vaが、Va−VDD1>Vth(N31)
を満たすとき、出力端OUTの電位が第1の高位電源VDD1になる(図39(J))。
また、ブートストラップ後の電位Vaが、Va−VDD3>Vth(N37)
を満たすとき、薄膜トランジスタN37のオン動作時にノードFの電位が第3の高位電源VDD3になる(図39(F))。
なお、ノードFの制御対象は、薄膜トランジスタN39のゲート電極である。すなわち、リーク電流は無視することができる。従って、制御パルスVpulse の波形に連動してノードAの電位が低下しても、ノードFの電位は、第3の高位電源VDD3に保持される(図39(F))。
ところで、このリセットパルスがHレベルの期間、薄膜トランジスタN34もオン動作している。従って、ノードBの電位は低位電源VSSに制御される(図39(E))。これに伴い、ノードAの電位も、低位電源VSSに低下する。すなわち、薄膜トランジスタN31及びN37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VSS>Vth(N38) を満たすことで、薄膜トランジスタN38がオン動作し、ノードFに対する低位電源VSSの印加を継続する(図39(F))。
この回路構成の採用により、ノードAのブートストラップ動作は、パルス信号線に印加される制御パルスVpulse (図39(I))が高位電源VDD1に立ち上がるタイミングに同期して実行される。従って、図39(J)に示すように、セット信号の立ち上がりタイミングとリセット信号の立ち上がりタイミングで挟まれた期間に入力される制御パルスVpulse の電位変化を抜き出した出力パルスが出力端OUTに現れることになる。
ここでも、形態例2の変形例に係るバッファ回路45を説明する。
(a)回路構成
形態例9の場合には、形態例2に係るバッファ回路45(図24)について、出力段を構成する薄膜トランジスタN31の一方の主電極に制御パルスVpulse を印加する場合について説明した。
図40に、この形態例に係るバッファ回路45の回路構成を示す。なお、図40には、図30との対応部分に同一符号を付して示す。
図41に、この形態例に係るセットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を示す。なお、図41(A)〜(J)は、図39(A)〜(J)に対応する。
まず、セットパルスがHレベルに立ち上がるタイミングで、第1の入力段のノードDがHレベルに立ち上がる(図41(C))。これにより、薄膜トランジスタN33がオン動作し、ノードBの電位が上昇する(図41(E))。
このとき、第1の出力段に駆動電源を供給するパルス信号線には、低位電源VSSの制御パルスVpulse が与えられている(図41(I))。このため、第1の出力段の出力端OUTには、低位電源VSSが引き続き現われる(図41(J))。
一方、この形態例の場合には、このタイミングで制御パルスVpulse が低位電源VSSから第1の高位電源VDD1に立ち上がる(図41(I))。図41の場合には、2つのパルス波形が現われる。
が入力されることにより、出力端OUTの電位も制御パルスVpulse に連動して変化する(図41(J))。図39の場合、制御パルスVpulse は、2つのパルスで構成される。1つ目のパルスは、立ち上がりと立ち下がりの両方が矩形状に変化するパルス波形を有し、2つ目のパルスは、立ち上がりのみ矩形状に変化し、立ち下がりはなだらかに変化するパルス波形を有する。
ここで、ブートストラップ動作後の電位Vaが、Va−VDD1>Vth(N31)
を満たすとき、出力端OUTの電位が第1の高位電源VDD1になる(図41(J))。
また、ブートストラップ後の電位がVaに変化すると、ノードFの電位は、Va−Vth(N37) に変化する(図41(F))。薄膜トランジスタN37がダイオード接続されているためである。
なお、ノードFの制御対象は、薄膜トランジスタN39のゲート電極である。すなわち、リーク電流は無視することができる。従って、制御パルスVpulse の波形に連動してノードAの電位が低下しても、ノードFの電位は、Va−Vth(N37)
に保持される(図41(F))。
ところで、このリセットパルスがHレベルの期間、薄膜トランジスタN34もオン動作している。従って、ノードBの電位は低位電源VSSに制御される(図41(E))。これに伴い、ノードAの電位も、低位電源VSSに低下する。すなわち、薄膜トランジスタN31及びN37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VSS>Vth(N38) を満たすことで、薄膜トランジスタN38がオン動作し、ノードFに対する低位電源VSSの印加を継続する(図41(F))。
この回路構成の場合も、形態例9と同じ動作が可能である。しかも、この形態例の場合は、第3の高位電源VDD3を供給する電源配線が不要である。従って、この形態例に係るバッファ回路45は、形態例9よりもレイアウト面積を小さくすることができる。また、供給電源の数が少なく済むので電源回路の面積を小さくできる。
なお、図20、図24、図26、図28、図30、図32、図34に示す各形態例に対しても、図36及び図37に示すようなマルチ入力構成や図38及び図40に示すような制御パルスVpulse 入力構成を併用することもできる。
続いて、画素アレイ部や制御線駆動部がPMOSのみで構成される場合に好適な制御線駆動部の回路例について説明する。
まず、画素アレイ部がPMOS型の薄膜トランジスタ構造のみで形成される場合のサブ画素11の等価回路例を図42及び図43に示す。
また、図43に示すサブ画素11の構成は、図3の各薄膜トランジスタをPMOS型に置き換えた以外は、基本的に同じ回路構成である。ここで、PMOSはLレベルでオン動作するので、図43に示すサブ画素11の駆動波形は、図4における書込制御線WSLのHレベルとLレベルをそれぞれ入れ替えた関係になる。点灯制御線LSLは、有機EL素子OLEDに順バイアスが印加されるときが発光期間となるので、図4と同様のタイミングである。
図45に示す制御線駆動部は、セット信号転送用のシフトレジスタ61と、リセット信号転送用のシフトレジスタ63と、各シフト段から出力されるセット信号とリセット信号に基づいて相補動作するバッファ回路65とで構成される。
図46に、この制御線駆動部の駆動パルス波形を示す。なお、図46(A)〜(C)は、セット信号転送用のシフトレジスタ61の出力パルスscan1 を示す。また、図46(D)〜(F)は、リセット信号転送用のシフトレジスタ63の出力パルスscan2 を示す。また、図46(G)〜(I)は、バッファ回路65の出力パルスout を示す。
のパルス幅は、バッファ回路65に入力されるセット信号とリセット信号の入力タイミングの時間差に一致する。従って、セット信号とリセット信号の転送間隔を制御することにより、バッファ回路65の出力パルスout のパルス幅を自由に設定することが可能になる。
以下では、バッファ回路65の形態例を説明する。
(a)回路構成
図47にバッファ回路65の1つ目の形態例を示し、図48に対応する駆動波形を示す。
図47に示すバッファ回路65は、出力段71と、第1の入力段73と、第2の入力段75で構成される。
まず、第1の入力段73の回路構成を説明する。第1の入力段73は、低位電源VSS1と高位電源VDDの間に、PMOS型の薄膜トランジスタP33及びP34を直列に接続した回路構成を有している。このうち、薄膜トランジスタP33は低位電源VSS1側に接続され、薄膜トランジスタP34は高位電源VDD側に接続される。なお、薄膜トランジスタP33とP34の接続中点が出力端となり、ノードBに接続される。
また、薄膜トランジスタP33のブートストラップ時のゲート電位Vgとセットパルス用の入力端に現れる電位との間に生じる電位差を吸収する薄膜トランジスタP42が配置される。
一方、薄膜トランジスタP34のゲート電極は、リセットパルス用の入力端INrに接続される。このように、第1の入力段73は、セットパルスとリセットパルスによって動作が制御される。
また、薄膜トランジスタP35のブートストラップ時のゲート電位Vgとリセットパルス用の入力端に現れる電位との間に生じる電位差を吸収する薄膜トランジスタP43が配置される。
なお、各薄膜トランジスタP31(P33,P35)のブートゲインgb は次式で与えられる。
gb =(Cg+Cb)/(Cg+Cb+Cp)
寄生容量Cpの存在がブートストラップゲインを劣化させる原因である。従って、前述したように、ブートストラップ補完容量を配置してブートストラップゲインを上げることが、各薄膜トランジスタのオン動作を確実にする上で好ましい。
以下、図48に基づいて、セットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を説明する。
図48(A)は、セットパルス(入力端INs)の電位状態を示す。図48(B)は、リセットパルス(入力端INr)の電位状態を示す。
図48(C)は、薄膜トランジスタP33のゲート電極配線(ノードD)の電位状態を示す。
なお、出力端OUTの電位の降下に伴い、薄膜トランジスタP31のゲート電位(ノードAの電位)は、ブートストラップ補完容量Cb31の蓄積電荷分だけ低下する(図48(F))。この上昇後の電位がVaである。この電位Vaが、Va−VSS1<Vth(P31) を満たすとき、薄膜トランジスタP31のオン動作時に出力端OUTの電位が低位電源VSS1になる(図48(H))。
やがて、セットパルスはLレベルからHレベルに立ち上がる。しかし、ノードB及びCには保持容量Cs1及びCs2が接続されており、セットパルスがLレベルのときの電位状態が保持されている。従って、この電位状態が、リセットパルスがHレベルからLレベルに切り替わるまで保持される。
ところで、このリセットパルスがLレベルの期間では、薄膜トランジスタP34もオン動作している。このため、ノードBの電位は高位電源VDDに制御される(図48(E))。また、これに伴い、出力段71を構成する薄膜トランジスタP31のゲート電位(ノードAの電位)も、高位電源VDDに上昇する。
以上説明したように、形態例に係る回路構成のバッファ回路65の採用により、セットパルス及びリセットパルスが駆動すべき負荷は、それぞれ薄膜トランジスタP33、P36及びP34、P35のゲート容量に限定できる。従って、セットパルス及びリセットパルスの供給源に求められる駆動能力を小さくすることができる。このため、当該駆動パルスの供給源における消費電力を小さくできる。
(a)形態例1の注意点
前述したように、形態例1に係る回路構成のバッファ回路65は、基本的に貫通電流が流れない低消費電力型の回路デバイスである。ところで、形態例1に係るバッファ回路65の場合には、ブートストラップゲインを高めるため、薄膜トランジスタP33及びP35のゲート容量やブートストラップ補完容量Cb32及びCb33の容量値を大きな値に定めている。
ノードB(図49(E))では、低位電源VSS1であるべき電位がVb1に上昇し、高位電源VDDであるべき電位が更に高位のVb2に上昇することが分かる。また、ノードC(図49(G))では、低位電源VSS1であるべき電位がVc2に上昇し、高位電源VDDであるべき電位がVc1に上昇することが分かる。
もっとも、パルスの飛び込み量が小さければ、バッファ回路65の動作上問題になることはない。正常動作に必要な条件は、前述したVa、Vd及びVeに関するブートストラップ動作条件に加え、VSS1−Vb1>Vth(P41) 及びVc2−VDD<Vth(P32) を満たす場合である。
また、Vc2−VDD<Vth(P32) を満たせば、薄膜トランジスタP32のオン動作が可能となり、出力パルスを確実に高位電源VDDに引き上げることができる。
図50に、ノードDからノードBへのカップリング量が大きい場合のタイミングチャートを示す。なお、図50(A)〜(H)は、図49(A)〜(H)に対応する。
そこで、この形態例では、出力パルス出力期間中における薄膜トランジスタP31のブートストラップ動作を確保し、当該期間中における薄膜トランジスタP31のオン動作を保証できる回路構成を提案する。具体的には、ノードBがLレベルの期間にフローティング状態になるのを無くす構成、すなわちノードBをLレベルに固定できる回路構成を提案する。
この形態例に係るバッファ回路65の基本構成は、形態例1に係るバッファ回路65の回路構成と同じである。すなわち、この形態例に係るバッファ回路65も、出力段(P31、P32、P41)、第1の入力段(P33、P34、P42)、第2の入力段(P35、P36、P43)で構成される。
なお、当該第2の出力段の出力端は制御配線(ノードF)を通じ、薄膜トランジスタP39のゲート電極に接続される。
図52に基づいて、セットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を説明する。
なお、図52(A)は、セットパルス(入力端INs)の電位状態を示す。図52(B)は、リセットパルス(入力端INr)の電位状態を示す。図52(C)は、薄膜トランジスタP33のゲート電極配線(ノードD)の電位状態を示す。
まず、セットパルスがLレベルに立ち下がるタイミングで、第1の入力段のノードDがLレベルに立ち下がる(図52(C))。これにより、薄膜トランジスタP33がオン動作し、ノードBの電位が降下する(図52(E))。
なお、出力端OUTやノードFの電位低下に伴い、ノードAの電位は、ブートストラップ補完容量Cb31の蓄積電荷分だけ低下する(図52(G))。
ところが、前述したように、薄膜トランジスタP39のゲート電極には、ノードFを通じて第3の低位電源VDD3が印加されている(図52(F))。このため、オン動作を継続する薄膜トランジスタP39によってノードBの電位は、第1の低位電源VSS1に保持される(図52(E))。この動作が、この形態例に特徴的な電位状態である。
一方、ノードCについては、このような仕組みがないので、セットパルスの電位変化がそのまま飛び込み、その電位が高位電源VDDから更に高位のVc1に上昇する。ただし、この飛び込みは避け得ないものであり、飛び込み量が小さい限り駆動動作に問題はない。
ところで、このリセットパルスがLレベルの期間、薄膜トランジスタP34もオン動作している。このため、ノードBの電位は高位電源VDDに制御される(図52(E))。これに伴い、ノードAの電位も、高位電源VDDに上昇する。すなわち、薄膜トランジスタP31及びP37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VDD<Vth(P38) を満たすことで、薄膜トランジスタP38がオン動作し、ノードFに対する高位電源VDDの印加を継続する(図52(F))。
以上説明したように、この形態例に係る回路構成のバッファ回路65の場合には、形態例1と同様の動作と効果に加え、セットパルスがLレベルに立ち下がってからリセットパルスがLレベルに立ち下がるまでの期間(出力端にLレベルの出力パルスが現われている期間)、ノードBへのLレベル電位の供給を継続できる。これにより、セットパルスの電位変化がノードBに飛び込むのを確実に防止できる。すなわち、ノードAのブートストラップ状態を維持することができ、出力端OUTに対する第1の低位電源VSS1の供給を継続できる。かくして、バッファ回路65に電流負荷を接続する場合でも、出力端OUTの電位を維持して、駆動電流の供給を継続することができる。
ここでは、形態例2の変形例に係るバッファ回路65を説明する。
(a)回路構成
図53にバッファ回路65の3つ目の形態例を示す。なお、図53には、図51との対応部分に同一符号を付して示す。
このため、第1及び第2の入力段を構成する薄膜トランジスタP42及びP43のゲート電極を第2の低位電源VSS2(>VSS1)に接続する構造を採用する。これにより、セットパルスとリセットパルスを低振幅化し、前段回路における更なる低消費電力化を実現する。
図54に基づいて、セットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を説明する。なお、図54(A)〜図54(I)に示す波形は、それぞれ図52(A)〜図52(I)の各波形に対応する。
この形態例の場合、セットパルス(入力端INs)とリセットパルス(入力端INr)の信号振幅は、VDDとVSS2(>VSS1)の2値で与えられる。
なお、出力端OUTやノードFの電位降下に伴い、ノードAの電位は、ブートストラップ補完容量Cb31の蓄積電荷分だけ降下する(図54(G))。
ところが、前述したように、薄膜トランジスタP39のゲート電極には、ノードFを通じて第3の低位電源VSS3が印加されている(図54(F))。このため、オン動作を継続する薄膜トランジスタP39によってノードBの電位は、第1の低位電源VSS1に保持される(図54(E))。
一方、ノードCについては、このような仕組みがないので、セットパルスの電位変化がそのまま飛び込み、その電位が高位電源VDDから更に高位のVc1に上昇する。ただし、この飛び込みは避け得ないものであり、飛び込み量が小さい限り駆動動作に問題はない。
ところで、このリセットパルスがLレベルの期間、薄膜トランジスタP34もオン動作している。このため、ノードBの電位は高位電源VDDに制御される(図54(E))。これに伴い、ノードAの電位も、高位電源VDDに上昇する。すなわち、薄膜トランジスタP31及びP37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VDD<Vth(P38) を満たすことで、薄膜トランジスタP38がオン動作し、ノードFに対する高位電源VDDの印加を継続する(図54(F))。
以上説明したように、この形態例に係る回路構成のバッファ回路65の場合にも、形態例2と同様の効果、すなわち隣接配線からのパルスの飛び込みに強く、リーク電流も少ないバッファ回路を実現できる。
また、この形態例に係る回路構成のバッファ回路65の場合には、出力パルスの信号振幅に対してセットパルスやリセットパルスの信号振幅を小さくできる。このため、前段回路(例えばシフトレジスタ)での消費電力を前述した他の形態例以上に小さくできる。
ここでも、形態例2の変形例に係るバッファ回路65を説明する。
(a)回路構成
図55にバッファ回路65の4つ目の形態例を示す。なお、図55には、第3の形態例に対応する図53との対応部分に同一符号を付して示す。
このため、薄膜トランジスタP31及びP32で構成される出力段にのみ第1の低位電源VSS1を印加し、その前段に位置する薄膜トランジスタには、第2の低位電源VSS2(<VSS1)を印加する構造を採用する。これにより、セットパルスとリセットパルスの低振幅化に加え、バッファ回路65内における低消費電力化を実現する。
続いて、図56に基づいて、セットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を説明する。なお、図56(A)〜図29(I)に示す波形は、それぞれ図54(A)〜図54(I)の各波形に対応する。
この形態例の場合も、図56(A)及び図56(B)に示すように、セットパルス(入力端INs)とリセットパルス(入力端INr)の信号振幅は、VDDとVSS2の2値で与えられる。
なお、出力端OUTやノードFの電位低下に伴い、ノードAの電位は、ブートストラップ補完容量Cb31の蓄積電荷分だけ降下する(図56(G))。
また、降下後の電位Vaが、Va−VSS3<Vth(P37) を満たすとき、薄膜トランジスタP37のオン動作時にノードFの電位が第3の低位電源VSS3になる(図56(F))。このとき、VSS3−VSS2<Vth(P39) を満たすので、薄膜トランジスタP39はオン動作し、ノードBに第2の低位電源VSS2を供給する状態になる。
ところが、前述したように、薄膜トランジスタP39のゲート電極には、ノードFを通じて第3の低位電源VSS3が印加されている(図56(F))。このため、オン動作を継続する薄膜トランジスタP39によってノードBの電位は、第2の低位電源VSS2に保持される(図56(E))。
一方、ノードCについては、このような仕組みがないので、セットパルスの電位変化がそのまま飛び込み、その電位が高位電源VDDから更に高いVc1に上昇する。ただし、この飛び込みは避け得ないものであり、飛び込み量が小さい限り駆動動作に問題はない。
ところで、このリセットパルスがLレベルの期間、薄膜トランジスタP34もオン動作している。このため、ノードBの電位は高位電源VDDに制御される(図56(E))。これに伴い、ノードAの電位も、高位電源VDDに上昇する。すなわち、薄膜トランジスタP31及びP37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VDD<Vth(P38) を満たすことで、薄膜トランジスタP38のオン動作状態が継続し、ノードFに対する高位電源VDDの印加を継続する(図56(F))。
以上説明したように、この形態例に係る回路構成のバッファ回路65の場合には、出力パルスの信号振幅に対してセットパルスやリセットパルスの信号振幅を小さくできるだけでなく、バッファ回路の内部についても最終出力段以外で低振幅化を実現できる。このため、前段回路(例えばシフトレジスタ)だけでなく、バッファ回路65で消費される電力を、前述した他の形態例以上に小さくできる。
ここでも、形態例2の変形例に係るバッファ回路65を説明する。
(a)回路構成
図57にバッファ回路65の5つ目の形態例を示す。なお、図57には、図51との対応部分に同一符号を付して示す。
以下では、図58に基づいて、セットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を説明する。なお、図58(A)〜(I)に示す波形は、図52(A)〜(I)に示す各波形に対応する。
まず、セットパルスがLレベルに立ち下がるタイミングで、第1の入力段のノードDがLレベルに立ち下がる(図58(C))。これにより、薄膜トランジスタP33がオン動作し、ノードBの電位が降下する(図58(E))。
なお、出力端OUTやノードFの電位低下に伴い、ノードAの電位は、ブートストラップ容量Cb31の蓄積電荷分だけ降下する(図58(G))。
この際、ノードFの電位は、Va−Vth(P37) で与えられる電位まで降下する(図58(F))。薄膜トランジスタP37はダイオード接続されているためである。
ところが、前述したように、薄膜トランジスタP39のゲート電極には、ノードFを通じてVa−Vth(P37) で与えられる電位が印加されている(図58(F))。このため、オン動作を継続する薄膜トランジスタP39によってノードBの電位は、第1の低位電源VSS1に保持される(図58(E))。この動作が、この形態例に特徴的な電位状態である。
一方、ノードCについては、このような仕組みがないので、セットパルスの電位変化がそのまま飛び込み、その電位が高位電源VDDからVc1に上昇する。ただし、この飛び込みは避け得ないものであり、飛び込み量が小さい限り駆動動作に問題はない。
この低下後の電位がVeである。この電位Veが、Ve−VSS1<Vth(P35)
を満たすとき、薄膜トランジスタP35のオン動作時に、ノードCの電位が第1の低位電源VSS1になる(図58(H))。
ところで、このリセットパルスがLレベルの期間、薄膜トランジスタP34もオン動作している。このため、ノードBの電位は高位電源VDDに制御される(図58(E))。これに伴い、ノードAの電位も、高位電源VDDに上昇する。すなわち、薄膜トランジスタP31及びP37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VDD<Vth(P38) を満たすことで、薄膜トランジスタP38がオン動作し、ノードFに対する高位電源VDDの印加を継続する(図58(F))。
以上説明したように、この形態例に係る回路構成のバッファ回路65の場合には、形態例2の回路レイアウトから第3の低位電源VSS3の供給に使用する電源配線を削減できる。結果的に、形態例2と同様の動作と効果を、より少ないレイアウト面積で実現できる。
ここでも、形態例2の変形例に係るバッファ回路65を説明する。
(a)回路構成
図59にバッファ回路65の6つ目の形態例を示す。図59には、図57との対応部分に同一符号を付して示す。
この形態例では、形態例3と形態例5を組み合わせた回路構成を有するバッファ回路65について説明する。すなわち、この形態例に係るバッファ回路65では、薄膜トランジスタP37におけるダイオード接続と、入力段側でのレベルシフト構造を採用する。
以下では、図60に基づいて、セットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を説明する。なお、図60(A)〜(I)に示す波形は、図58(A)〜(I)に示す各波形に対応する。
まず、セットパルスがLレベルに立ち下がるタイミングで、第1の入力段のノードDがLレベルに立ち下がる(図60(C))。これにより、薄膜トランジスタP33がオン動作し、ノードBの電位が降下する(図60(E))。
降下後の電位Vdが、Vd−VSS1<Vth(P33) を満たすとき、薄膜トランジスタP33のオン動作時にノードBの電位が第1の低位電源VSS1になる(図60(E))。
なお、出力端OUTやノードFの電位降下に伴い、ノードAの電位は、ブートストラップ容量Cb31の蓄積電荷分だけ降下する(図60(G))。
この際、ノードFの電位は、Va−Vth(P37) で与えられる電位まで降下する(図60(F))。薄膜トランジスタP37はダイオード接続されているためである。
ところが、前述したように、薄膜トランジスタP39のゲート電極には、ノードFを通じてVa−Vth(P37) で与えられる電位が印加されている(図60(F))。このため、オン動作を継続する薄膜トランジスタP39によってノードBの電位は、第1の低位電源VSS1に保持される(図60(E))。この動作が、この形態例に特徴的な電位状態である。
一方、ノードCについては、このような仕組みがないので、セットパルスの電位変化がそのまま飛び込み、その電位が高位電源VDDからVc1に上昇する。ただし、この飛び込みは避け得ないものであり、飛び込み量が小さい限り駆動動作に問題はない。
この降下後の電位がVeである。この電位Veが、Ve−VSS1<Vth(P35)
を満たすとき、薄膜トランジスタP35のオン動作時にノードCの電位が第1の低位電源VSS1になる(図60(H))。
ところで、このリセットパルスがLレベルの期間、薄膜トランジスタP34もオン動作している。このため、ノードBの電位は高位電源VDDに制御される(図60(E))。これに伴い、ノードAの電位も、高位電源VDDに上昇する。すなわち、薄膜トランジスタP31及びP37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VDD<Vth(P38) を満たすことで、薄膜トランジスタP38がオン動作し、ノードFに対する高位電源VDDの印加を継続する(図60(F))。
以上説明したように、この形態例に係る回路構成のバッファ回路65の場合には、形態例2と同様の動作と効果を、より少ないレイアウト面積とより少ない消費電力で実現することができる。
ここでも、形態例2の変形例に係るバッファ回路65を説明する。
(a)回路構成
図61にバッファ回路65の7つ目の形態例を示す。図61には、図57との対応部分に同一符号を付して示す。
以下では、図62に基づいて、セットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を説明する。なお、図62(A)〜(I)に示す波形は、図58(A)〜(I)に示す各波形に対応する。
低下後の電位Vdが、Vd−VSS2<Vth(P33) を満たすとき、薄膜トランジスタP33のオン動作時にノードBの電位が第2の低位電源VSS2になる(図62(E))。
なお、出力端OUTやノードFの電位低下に伴い、ノードAの電位は、ブートストラップ補完容量Cb31の蓄積電荷分だけ下降する(図62(G))。
この際、ノードFの電位は、Va−Vth(P37) で与えられる電位まで降下する(図62(F))。薄膜トランジスタP37はダイオード接続されているためである。
ところが、前述したように、薄膜トランジスタP39のゲート電極には、ノードFを通じてVa−Vth(P37) で与えられる電位が印加されている(図62(F))。このため、オン動作を継続する薄膜トランジスタP39によってノードBの電位は、第2の低位電源VSS2に保持される(図62(E))。この動作が、この形態例に特徴的な電位状態である。
一方、ノードCについては、このような仕組みがないので、セットパルスの電位変化がそのまま飛び込み、その電位が高位電源VDDから更に高位のVc1に上昇する。ただし、この飛び込みは避け得ないものであり、飛び込み量が小さい限り駆動動作に問題はない。
この低下後の電位がVeである。この電位Veが、Ve−VSS2<Vth(P35)
を満たすとき、薄膜トランジスタP35のオン動作時にノードCの電位が第2の低位電源VSS2になる(図62(H))。
ところで、このリセットパルスがLレベルの期間、薄膜トランジスタP34もオン動作している。このため、ノードBの電位は高位電源VDDに制御される(図62(E))。これに伴い、ノードAの電位も、高位電源VDDに上昇する。すなわち、薄膜トランジスタP31及びP37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VDD<Vth(P38) を満たすことで、薄膜トランジスタP38がオン動作し、ノードFに対する高位電源VDDの印加を継続する(図62(F))。
以上説明したように、この形態例に係る回路構成のバッファ回路65の場合には、形態例2と同様の動作と効果を、より少ないレイアウト面積とより少ない消費電力で実現することができる。なお、この形態例におけるバッファ回路65の消費電力は、形態例6のバッファ回路65よりも少なく済む。
ここでも、形態例2の変形例に係るバッファ回路65を説明する。前述した各形態例の場合では、一組のセットパルスとリセットパルスが入力されるバッファ回路について説明したが、複数組のセットパルスとリセットパルスを入力するバッファ回路も構成できる。
ここでは、2組のセットパルスとリセットパルスがバッファ回路に入力される場合について考える。
図63に、形態例2に係るバッファ回路65(図51)における第1及び第2の入力段を並列に接続した回路例を示す。
図63では、第1組のセットパルスとリセットパルスに対応する薄膜トランジスタP33、P34、P35、P36、P42及びP43を、P331、P341、P351、P361、P421及びP431で示す。
このように、2組のセットパルスとリセットパルスを入力することができれば、出力パルスのパルス幅やパルスの出力タイミングを複合的に可変できるバッファ回路を実現することができる。
図64に、形態例5に係るバッファ回路65(図57)における第1及び第2の入力段を並列に接続した回路例を示す。
この回路構成は、薄膜トランジスタP39の制御用に配置する第2の出力段を構成する薄膜トランジスタP37をダイオード接続とすることを除き、前述した回路例1と同じである。
回路例1及び2に示すように、複数組のセットパルスとリセットパルスに対応する回路構成は、この明細書で提案する他の形態例についても適用することができる。
また、図63及び図64に示した形態例の場合には、第1及び第2の入力段を構成するP331とP332、P341とP342、P351とP352、P361とP362がそれぞれ出力端について並列に接続されているが、これらの一部又は全部が、2つの動作電源(例えばVSS1とVDD)の間に直列に接続されても良い。
ここでも、形態例2の変形例に係るバッファ回路65を説明する。
(a)回路構成
前述した各形態例の場合には、第1の出力段を構成する薄膜トランジスタP31の一方の主電極に低位電源VSS1が接続される場合について説明した。
しかしながら、この低位電源VSS1に代えてパルス信号線(任意の制御パルスが与えられる)を接続することもできる。
図66に、この形態例に係るセットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を示す。
なお、図66(A)は、セットパルス(入力端INs)の電位状態を示す。図66(B)は、リセットパルス(入力端INr)の電位状態を示す。図66(C)は、薄膜トランジスタP33のゲート電極配線(ノードD)の電位状態を示す。
まず、セットパルスがLレベルに立ち下がるタイミングで、第1の入力段のノードDがLレベルに立ち下がる(図66(C))。これにより、薄膜トランジスタP33がオン動作し、ノードBの電位が低下する(図66(E))。
このとき、第1の出力段に駆動電源を供給するパルス信号線には、高位電源VDDの制御パルスVpulse が与えられている(図66(I))。このため、第1の出力段の出力端OUTには、高位電源VDDが引き続き現われる(図66(J))。
一方、この形態例の場合には、このタイミングで制御パルスVpulse が高位電源VDDから第1の低位電源VSS1に立ち下がる(図66(I))。図66の場合には、2つのパルス波形が現われる。
が入力されることにより、出力端OUTの電位も制御パルスVpulse に連動して変化する(図66(J))。図66の場合、制御パルスVpulse は、2つのパルスで構成される。1つ目のパルスは、立ち上がりと立ち下がりの両方が矩形状に変化するパルス波形を有し、2つ目のパルスは、立ち下がりのみ矩形状に変化し、立ち上がりはなだらかに変化するパルス波形を有する。
ここで、ブートストラップ動作後の電位Vaが、Va−VSS1<Vth(P31)
を満たすとき、出力端OUTの電位が第1の低位電源VSS1になる(図66(J))。
また、ブートストラップ後の電位Vaが、Va−VSS3<Vth(P37)
を満たすとき、薄膜トランジスタP37のオン動作時にノードFの電位が第3の低位電源VSS3になる(図66(F))。
なお、ノードFの制御対象は、薄膜トランジスタP39のゲート電極である。すなわち、リーク電流は無視することができる。従って、制御パルスVpulse の波形に連動してノードAの電位が上昇しても、ノードFの電位は、第3の低位電源VSS3に保持される(図66(F))。
ところで、このリセットパルスがLレベルの期間、薄膜トランジスタP34もオン動作している。従って、ノードBの電位は高位電源VDDに制御される(図66(E))。これに伴い、ノードAの電位も、高位電源VDDに上昇する。すなわち、薄膜トランジスタP31及びP37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VDD<Vth(P38) を満たすことで、薄膜トランジスタP38がオン動作し、ノードFに対する高位電源VDDの印加を継続する(図66(F))。
この回路構成の採用により、ノードAのブートストラップ動作は、パルス信号線に印加される制御パルスVpulse (図66(I))が低位電源VSS1に立ち下がるタイミングに同期して実行される。従って、図66(J)に示すように、セット信号の立ち下がりタイミングとリセット信号の立ち下がりタイミングで挟まれた期間に入力される制御パルスVpulse の電位変化を抜き出した出力パルスが出力端OUTに現れることになる。
ここでも、形態例2の変形例に係るバッファ回路65を説明する。
(a)回路構成
形態例9の場合には、形態例2に係るバッファ回路65(図51)について、出力段を構成する薄膜トランジスタP31の一方の主電極に制御パルスVpulse を印加する場合について説明した。
図67に、この形態例に係るバッファ回路65の回路構成を示す。なお、図67には、図57との対応部分に同一符号を付して示す。
図68に、この形態例に係るセットパルスとリセットパルスの電位状態と各ノードの電位状態の関係を示す。なお、図68(A)〜(J)は、図66(A)〜(J)に対応する。
まず、セットパルスがLレベルに立ち下がるタイミングで、第1の入力段のノードDがLレベルに立ち下がる(図68(C))。これにより、薄膜トランジスタP33がオン動作し、ノードBの電位が降下する(図68(E))。
このとき、第1の出力段に駆動電源を供給するパルス信号線には、高位電源VDDの制御パルスVpulse が与えられている(図68(I))。このため、第1の出力段の出力端OUTには、高位電源VDDが引き続き現われる(図68(J))。
一方、この形態例の場合には、このタイミングで制御パルスVpulse が高位電源VDDから第1の低位電源VSS1に立ち下がる(図68(I))。図68の場合には、2つのパルス波形が現われる。
ここで、ブートストラップ動作後の電位Vaが、Va−VSS1<Vth(P31)
を満たすとき、出力端OUTの電位が第1の低位電源VSS1になる(図68(J))。
また、ブートストラップ後の電位がVaに変化すると、ノードFの電位は、Va−Vth(P37) に変化する(図68(F))。薄膜トランジスタP37がダイオード接続されているためである。
なお、ノードFの制御対象は、薄膜トランジスタP39のゲート電極である。すなわち、リーク電流は無視することができる。従って、制御パルスVpulse の波形に連動してノードAの電位が上昇しても、ノードFの電位は、Va−Vth(P37)
に保持される(図68(F))。
ところで、このリセットパルスがLレベルの期間、薄膜トランジスタP34もオン動作している。従って、ノードBの電位は高位電源VDDに制御される(図68(E))。これに伴い、ノードAの電位も、高位電源VDDに上昇する。すなわち、薄膜トランジスタP31及びP37はオフ動作する。
また、ノードCの電位Vc2が、Vc2−VDD<Vth(P38) を満たすことで、薄膜トランジスタP38がオン動作し、ノードFに対する高位電源VDDの印加を継続する(図68(F))。
この回路構成の場合も、形態例9と同じ動作が可能である。しかも、この形態例の場合は、第3の低位電源VSS3を供給する電源配線が不要である。従って、この形態例に係るバッファ回路65は、形態例9よりもレイアウト面積を小さくすることができる。また、供給電源の数が少なく済むので電源回路の面積を小さくできる。
(D−1)他の表示パネル
前述した形態例の場合には、有機ELパネルへの応用を前提に説明した。特に、垂直方向に制御パルスを転送する制御線駆動部への応用を前提に説明した。
しかし、前述したバッファ回路は、信号線DTLへの信号電位Vsig の印加タイミングを与える信号線駆動部にも適用できる。
また、前述したバッファ回路を搭載する駆動回路は、有機ELパルル以外の表示パネルについても応用することができる。
(a)外観形態
この明細書においては、半導体プロセスを用いて画素アレイ部や駆動回路を絶縁基板上に形成したパネルモジュールだけでなく、駆動回路については別基板(例えば特定用途向けIC)として製造され、画素アレイ部を形成した絶縁基板上に実装する場合も表示パネルに含まれるものとする。
支持基板83は、ガラス、プラスチックその他の絶縁性の基材(絶縁基板)で構成される。
なお、基材の透過性は、表示パネルの種類によって異なる。例えば液晶ディスプレイパネルであれば両面とも透過性の高い基板である必要がある。一方、自発光型のディスプレイの場合には、光束の射出側の基板について透過性が確保されていれば良い。
この他、表示パネル81には、外部信号や駆動電源を入力するためのFPC(フレキシブルプリントサーキット)87が配置される。
前述した表示パネルは、各種の電子機器に実装した形態でも流通される。図70に、電子機器91の概念構成例を示す。電子機器91は、前述した駆動回路を搭載する表示パネル93、システム制御部95及び操作入力部97で構成される。システム制御部95で実行される処理内容は、電子機器91の商品形態により異なる。また、操作入力部97は、システム制御部95に対する操作入力を受け付けるデバイスである。操作入力部97には、例えばスイッチ、ボタンその他の機械式インターフェース、グラフィックインターフェース等が用いられる。
ビデオカメラ131は、本体133の前方に被写体を撮像する撮像レンズ135、撮影のスタート/ストップスイッチ137及び表示画面139で構成される。このうち、表示画面139の部分が、図70の表示パネル93に対応する。
ノート型コンピュータ161は、下型筐体163、上側筐体165、キーボード167及び表示画面169で構成される。このうち、表示画面169の部分が、図70の表示パネル93に対応する。
前述の説明では、バッファ回路を表示パネルの垂直方向に制御パルスを転送する駆動回路に適用する場合について説明した。
しかし、このバッファ回路は、水平方向に制御パルスを転送する場合にも応用できる。また、表示パネル上で使用する全てのバッファ回路に応用することができる。
また、バッファ回路は汎用性の高い基本回路であり、バッファ回路を搭載する全ての半導体デバイスに応用することができる。
前述した形態例には、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記載に基づいて創作される又は組み合わせられる各種の変形例及び応用例も考えられる。
5 信号線駆動部
33 制御線駆動部
35 制御線駆動部
41 シフトレジスタ
43 シフトレジスタ
45 バッファ回路
61 シフトレジスタ
63 シフトレジスタ
65 バッファ回路
Claims (10)
- 絶縁基板上に単一チャネルの薄膜トランジスタで形成されるバッファ回路が、
第1及び第2の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、前記第1及び第2の薄膜トランジスタの接続中点を出力端とする第1の出力段と、
セットパルスで制御される第3の薄膜トランジスタと、リセットパルスで制御される第4の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、前記第3及び第4の薄膜トランジスタの接続中点に現れる電位を通じ、前記第1の薄膜トランジスタの制御電極に接続される第1の制御配線の電位状態を、セットパルスの印加開始タイミングからリセットパルスの印加開始タイミングまでの期間とそれ以外の期間とで切り替え制御する第1の入力段と、
セットパルスで制御される第6の薄膜トランジスタと、リセットパルスで制御される第5の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、前記第5及び第6の薄膜トランジスタの接続中点に現れる電位を通じ、前記第2の薄膜トランジスタの制御電極に接続される第2の制御配線の電位状態を、前記第1の制御配線の電位変化とは逆位相の関係になるように切り替え制御する第2の入力段と、
前記第1の制御配線に制御電極が接続される第7の薄膜トランジスタと、前記第2の制御配線に制御電極が接続される第8の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、前記第7及び第8の薄膜トランジスタの接続中点に現れる電位を第3の制御配線に与える第2の出力段と、
一方の主電極が前記第1の制御配線に接続され、制御電極が前記第3の制御配線に接続される回路構成を有し、前記出力端に出力パルスが現われている期間、セットパルスと同じ論理レベルの電位を前記第1の制御配線に印加する第9の薄膜トランジスタと
を有する半導体デバイス。 - 請求項1に記載の半導体デバイスにおいて、
前記出力端に現れる出力パルスの振幅に対し、前記セットパルス及び前記リセットパルスの振幅が小さい
ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項2に記載の半導体デバイスにおいて、
前記セットパルス及び前記リセットパルスは、それぞれ対応するシフトレジスタ回路から供給される
ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項3に記載の半導体デバイスにおいて、
前記バッファ回路の出力パルスは、表示パネルにおける電流供給線の制御に使用される
ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項4に記載の半導体デバイスにおいて、
前記バッファ回路の出力パルスは、自発光型の表示パネルの点灯制御に使用され、
前記セットパルス印加開始タイミングからリセットパルスの印加開始タイミングまでの期間が、1フィールド期間内に配置される各発光期間長を与える
ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項5に記載の半導体デバイスにおいて、
前記第7の薄膜トランジスタがダイオード接続である
ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項6に記載の半導体デバイスにおいて
前記第1の薄膜トランジスタの一方の主電極に、
セットパルスの印加開始タイミングからリセットパルスの印加開始タイミングまでの期間に複数の出力パルスを発生させるパルス信号が入力される
ことを特徴とする半導体デバイス。 - 請求項7に記載の半導体デバイスにおいて、
前記バッファ回路の出力パルスは、表示パネルにおけるサンプリングタイミングの制御に使用される
ことを特徴とする半導体デバイス。 - 絶縁基板上に単一チャネルの薄膜トランジスタによって形成される画素アレイ部と、
前記画素アレイ部を駆動制御する駆動回路のバッファ回路であって、第1及び第2の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、前記第1及び第2の薄膜トランジスタの接続中点を出力端とする第1の出力段と、セットパルスで制御される第3の薄膜トランジスタと、リセットパルスで制御される第4の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、前記第3及び第4の薄膜トランジスタの接続中点に現れる電位を通じ、前記第1の薄膜トランジスタの制御電極に接続される第1の制御配線の電位状態を、セットパルスの印加開始タイミングからリセットパルスの印加開始タイミングまでの期間とそれ以外の期間とで切り替え制御する第1の入力段と、セットパルスで制御される第6の薄膜トランジスタと、リセットパルスで制御される第5の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、前記第5及び第6の薄膜トランジスタの接続中点に現れる電位を通じ、前記第2の薄膜トランジスタの制御電極に接続される第2の制御配線の電位状態を、前記第1の制御配線の電位変化とは逆位相の関係になるように切り替え制御する第2の入力段と、記第1の制御配線に制御電極が接続される第7の薄膜トランジスタと、前記第2の制御配線に制御電極が接続される第8の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、前記第7及び第8の薄膜トランジスタの接続中点に現れる電位を第3の制御配線に与える第2の出力段と、一方の主電極が前記第1の制御配線に接続され、制御電極が前記第3の制御配線に接続される回路構成を有し、前記出力端に出力パルスが現われている期間、セットパルスと同じ論理レベルの電位を前記第1の制御配線に印加する第9の薄膜トランジスタとを有するバッファ回路と
を有する表示パネル。 - 絶縁基板上に単一チャネルの薄膜トランジスタによって形成される画素アレイ部と、
前記画素アレイ部を駆動制御する駆動回路のバッファ回路であって、第1及び第2の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、前記第1及び第2の薄膜トランジスタの接続中点を出力端とする第1の出力段と、セットパルスで制御される第3の薄膜トランジスタと、リセットパルスで制御される第4の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、前記第3及び第4の薄膜トランジスタの接続中点に現れる電位を通じ、前記第1の薄膜トランジスタの制御電極に接続される第1の制御配線の電位状態を、セットパルスの印加開始タイミングからリセットパルスの印加開始タイミングまでの期間とそれ以外の期間とで切り替え制御する第1の入力段と、セットパルスで制御される第6の薄膜トランジスタと、リセットパルスで制御される第5の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、前記第5及び第6の薄膜トランジスタの接続中点に現れる電位を通じ、前記第2の薄膜トランジスタの制御電極に接続される第2の制御配線の電位状態を、前記第1の制御配線の電位変化とは逆位相の関係になるように切り替え制御する第2の入力段と、前記第1の制御配線に制御電極が接続される第7の薄膜トランジスタと、前記第2の制御配線に制御電極が接続される第8の薄膜トランジスタが直列に接続された回路構成を有し、前記第7及び第8の薄膜トランジスタの接続中点に現れる電位を第3の制御配線に与える第2の出力段と、一方の主電極が前記第1の制御配線に接続され、制御電極が前記第3の制御配線に接続される回路構成を有し、前記出力端に出力パルスが現われている期間、セットパルスと同じ論理レベルの電位を前記第1の制御配線に印加する第9の薄膜トランジスタとを有するバッファ回路と、
システム全体の動作を制御するシステム制御部と、
前記システム制御部に対する操作入力部と
を有する電子機器。
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