JP5188382B2 - シフトレジスタ回路 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る表示装置の構成を示す概略ブロック図であり、表示装置の代表例として液晶表示装置100の全体構成を示している。なお、本発明のゲート線駆動回路は、液晶表示装置への適用に限定されるものではなく、エレクトロルミネッセンス(EL)、有機EL、プラズマディスプレイ、電子ペーパ、イメージセンサなどの電気光学装置に広く適用することが可能である。
図3においては、トランジスタQ13は出力端子OUTとクロック端子CKとの間に接続させていたが、図5に示すように、トランジスタQ13のソースは第1電源端子S1に接続させてもよい。但し、上記したように本実施の形態では当該単位シフトレジスタSRkの出力信号Gkと前段の出力信号Gk-1とはその活性期間に若干の重なりがあるので、図5の構成ではその重なりの期間にトランジスタQ1,Q13を通して貫通電流が流れ、それが消費電力を増大させる要因となり得る点に留意する必要がある。
図3の単位シフトレジスタSRkにおいて、プルダウン駆動回路22のトランジスタQ6は、インバータの負荷素子として働く。プルダウン駆動回路22のインバータの負荷素子は、ゲート線GLkの非選択期間にノードN2をHレベルに保持する働きができるものであればよい。よってトランジスタQ6に代えて、例えば定電流素子や抵抗素子などの電流駆動素子を用いてもよい。
図6は、実施の形態1の第3の変更例に係る単位シフトレジスタSRkの回路図である。当該単位シフトレジスタSRkは、図3の回路に対し、プルダウン駆動回路22のトランジスタQ18のソースを入力端子INに接続させている。
図7は、実施の形態1の第4の変更例に係る単位シフトレジスタSRkの回路図である。当該単位シフトレジスタSRkは、図3の回路に対し、プルアップ駆動回路21のトランジスタQ4のソース(ドレイン)をクロック端子CKに接続させ(トランジスタQ4をノードN1とクロック端子CKとの間に接続させ)、当該トランジスタQ4のゲートを出力端子OUTに接続させたものである。
図8は、実施の形態1の第5の変更例に係る単位シフトレジスタSRkの回路図である。当該単位シフトレジスタSRkは、ゲート線GLkに供給する出力信号Gk(本変更例では以下「第1出力信号」と称す)とは別に、単位シフトレジスタSRk-1のトランジスタQ4のゲートに供給するための出力信号GDk(以下「第2出力信号」)を生成することを可能にしたものである。つまり本変更例の単位シフトレジスタSRkにおいては、トランジスタQ4のゲートには、次段の第2出力信号GDk+1が供給される。
表示装置において、ゲート線駆動回路30からゲート線GLに供給される出力信号Gの立ち下がりは、表示信号が画素に書き込まれるタイミングを規定する。表示信号のタイミングを固定して考えると、例えば第k行目のゲート線GLkに供給される出力信号Gkの立ち下がりが遅い場合、第k行目の画素にその次の行(第k+1行目)に書き込まれるべきデータが誤書き込みされるため問題となる。そこで本変更例では、出力信号Gの立ち下がりを高速化することが可能な単位シフトレジスタSRを提案する。
図3の単位シフトレジスタSRkにおいて、ノードN4のレベルの上昇速度は、トランジスタQ9のオン抵抗によって決まるためノードN1の電位に依存する。またノードN1の電位は容量素子C1によりノードN1がどの程度昇圧されるかによって決まる。
図11は実施の形態2に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図のように、本実施の形態では、実施の形態1の単位シフトレジスタSR(図3)に対し、トランジスタQ9のドレインに所定の電位VDD5を供給する電圧発生回路33を接続させたものである。
図12に示した電圧発生回路33では、クロック信号CLKの立ち上がり時にチャージポンプ容量C5を通して電圧出力端子VTに電荷が供給されるが、それが立ち下がると電圧出力端子VTへの電荷の供給は停止する。よってクロック信号CLKがLレベルの間は、電圧発生回路33は安定化容量C6に蓄積されている電荷によって負荷(単位シフトレジスタSRのノードN4)へ電流を供給する。つまりクロック信号CLKがLレベルの間は、安定化容量C6の電荷は放電されるのみであるので、電圧出力端子VTの電位(電位VDD5)が低下する。
第2の変更例では、図12および図13に示した構成よりも出力電位VDD5を高くできる電圧発生回路33を提案する。
図15は第3の変更例に係る電圧発生回路33の構成を示す回路図である。当該電圧発生回路33は、第2の変更例と同様に、互いに並列に接続された2つのチャージポンプ回路CP1,CP2を有している。但し本変更例では、チャージポンプ回路CP1,CP2のそれぞれは、図15に示したチャージポンプ回路CPと同じ構造のものである。
図16は、実施の形態3に係る単位シフトレジスタSRkの回路図である。当該単位シフトレジスタSRkは、図10の単位シフトレジスタSRkに対し、トランジスタQ9のドレインに実施の形態2で説明した電圧発生回路33を接続させたものである。
図17は実施の形態4に係る単位シフトレジスタSRkの回路図である。当該単位シフトレジスタSRkは、ノードN1を容量素子C1で昇圧させる代わりに、電圧発生回路33の出力を電源に用いて充電することで、ノードN1をクロック信号CLK,/CLKのHレベル(VDD)よりも高い電位にするように構成したものである。
図18は実施の形態5に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図の回路は、実施の形態4の単位シフトレジスタSRk(図17)に対して、実施の形態1の第7の変更例(図10)を適用したものである。
図19は、実施の形態6に係る単位シフトレジスタSRkの回路図である。当該単位シフトレジスタSRkは、図17の回路から、トランジスタQ3を省略したものである。
実施の形態7では、本発明を信号のシフト方向を変更可能なシフトレジスタに適用する。そのようなシフトレジスタを用いて構成されたゲート線駆動回路30は、双方向の走査が可能である。
以上の各実施の形態の単位シフトレジスタSRkでは、トランジスタQ16のゲートを出力端子OUTに接続させていた。そのためトランジスタQ16の動作は、出力端子OUTに接続したゲート線GLkに発生したノイズの影響を受けやすく、当該ノイズによって単位シフトレジスタSRkの誤動作が引き起こされる場合がある。本実施形態では、その対策を施した例を示す。
Claims (25)
- 入力端子、出力端子およびクロック端子と、
一定の第1電源電位を前記出力端子に供給することで、当該出力端子を充電する第1トランジスタと、
前記第1トランジスタを駆動するプルアップ駆動回路とを備えるシフトレジスタ回路であって、
前記プルアップ駆動回路は、
前記クロック端子に供給されるクロック信号を前記第1トランジスタの制御電極が接続する第1ノードに供給する第2トランジスタと、
前記第1ノードを昇圧する昇圧回路とを備え、
前記第2トランジスタは、
前記入力端子に入力される入力信号の活性化に応じてオン状態になり、前記クロック信号の活性化によって前記第1ノードが充電されたのに応じてオフ状態になり、
前記昇圧回路は、
前記第2トランジスタがオフ状態になるのに続いて前記第1ノードを昇圧する
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1記載のシフトレジスタ回路であって、
前記昇圧回路は、
一端が前記第1ノードに接続した第1容量素子を備え、
前記第1容量素子の他端が接続する第2ノードを充電することにより前記第1ノードを昇圧する
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項2記載のシフトレジスタ回路であって、
前記昇圧回路は、
前記第1電源電位よりも絶対値が大きな第2電源電位を前記第2ノードに供給することによって前記第2ノードの充電を行う
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項2または請求項3記載のシフトレジスタ回路であって、
前記昇圧回路は、
前記第1ノードに接続した制御電極を有し前記第2ノードを充電する負荷トランジスタを備え、
前記第2ノードが充電されるのに従い前記負荷トランジスタの制御電極が前記第1容量素子によって昇圧されるブートストラップ回路を含んでいる
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項2または請求項3記載のシフトレジスタ回路であって、
前記昇圧回路は、
前記第2ノードを充電する負荷トランジスタと、
前記負荷トランジスタの制御電極と前記第2ノードとの間に接続する第2容量素子とを備え、
前記第2ノードが充電されるのに従い前記負荷トランジスタの制御電極が前記第2容量素子によって昇圧されるブートストラップ回路を含んでいる
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項5のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
所定のリセット端子に入力されるリセット信号の活性化に応じて、前記出力端子を放電する第3トランジスタをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項6記載のシフトレジスタ回路であって、
前記出力端子を放電する第4トランジスタと、
前記第4トランジスタを駆動するプルダウン駆動回路とをさらに備え、
前記プルダウン駆動回路は、
前記入力信号の活性化に応じて前記第4トランジスタをオフ状態にし、
前記リセット信号の活性化に応じて前記第4トランジスタをオン状態にする
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項5のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記出力端子を放電する第3トランジスタをさらに備え、
前記第3トランジスタの制御電極には、
少なくとも前記出力端子から出力される出力信号の活性期間の間、前記クロック端子に入力される前記クロック信号とは位相の異なる他のクロック信号が供給される
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項8記載のシフトレジスタ回路であって、
前記出力端子を放電する第4トランジスタと、
前記第4トランジスタを駆動するプルダウン駆動回路とをさらに備え、
前記プルダウン駆動回路は、
前記入力信号の活性化に応じて前記第4トランジスタをオフ状態にし、
前記第3トランジスタの制御電極に供給される信号の活性化に応じて前記第4トランジスタをオン状態にする
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項9のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記プルアップ駆動回路は、
前記出力端子に接続した制御電極を有し、前記第1ノードと前記クロック端子との間に接続した第5トランジスタをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項10のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記入力端子に接続した制御電極を有し、前記出力端子と前記クロック端子間に接続した第6トランジスタをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 複数のシフトレジスタ回路が縦続接続して成る多段のシフトレジスタ回路であって、
前記多段の各段は、
請求項1から請求項11のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前段および後段の出力信号を受け、そのどちらを前記入力端子に供給するかを切り換え可能な切換回路をさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 入力端子、出力端子およびクロック端子と、
一定の第1電源電位を前記出力端子に供給することで、当該出力端子を充電する第1トランジスタと、
前記第1トランジスタを駆動するプルアップ駆動回路とを備え、
前記プルアップ駆動回路は、
前記第1電源電位よりも絶対値が大きな第2電源電位を前記第1トランジスタの制御電極が接続する第1ノードに供給することで、当該第1ノードを充電する第2トランジスタと、
前記クロック端子に供給されるクロック信号を前記第2トランジスタの制御電極が接続する第2ノードに供給する第3トランジスタと、
前記第2ノードを昇圧する昇圧回路とを備え、
前記第3トランジスタは、
前記入力端子に入力される入力信号の活性化に応じてオン状態になり、前記クロック信号の活性化によって前記第2ノードが充電されたのに応じてオフ状態になり、
前記昇圧回路は、
前記第3トランジスタがオフ状態になるのに続いて前記第2ノードを昇圧する
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項13記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第3トランジスタの制御電極に接続した制御電極を有し、前記クロック信号を前記第1ノードに供給する第4トランジスタをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項13または請求項14記載のシフトレジスタ回路であって、
前記昇圧回路は、
一端が前記第2ノードに接続した第1容量素子を備え、
前記第1容量素子の他端が接続する第3ノードを充電することにより前記第2ノードを昇圧する
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項15記載のシフトレジスタ回路であって、
前記昇圧回路は、
前記第2電源電位を前記第3ノードに供給することによって当該第3ノードを充電する
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項15または請求項16記載のシフトレジスタ回路であって、
前記昇圧回路は、
前記第2ノードに接続した制御電極を有し前記第3ノードを充電する負荷トランジスタを備え、
前記第3ノードが充電されるのに従い前記負荷トランジスタの制御電極が前記第1容量素子によって昇圧されるブートストラップ回路を含んでいる
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項15または請求項16記載のシフトレジスタ回路であって、
前記昇圧回路は、
前記第3ノードを充電する負荷トランジスタと、
前記負荷トランジスタの制御電極と前記第3ノードとの間に接続する第2容量素子とを備え、
前記第3ノードが充電されるのに従い前記負荷トランジスタの制御電極が前記第2容量素子によって昇圧されるブートストラップ回路を含んでいる
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項13から請求項18のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
所定のリセット端子に入力されるリセット信号の活性化に応じて、前記出力端子を放電する第5トランジスタをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項19記載のシフトレジスタ回路であって、
前記出力端子を放電する第6トランジスタと、
前記第6トランジスタを駆動するプルダウン駆動回路とをさらに備え、
前記プルダウン駆動回路は、
前記入力信号の活性化に応じて前記第6トランジスタをオフ状態にし、
前記リセット信号の活性化に応じて前記第6トランジスタをオン状態にする
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項13から請求項18のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記出力端子を放電する第5トランジスタをさらに備え、
前記第5トランジスタの制御電極には、
少なくとも前記出力端子から出力される出力信号の活性期間の間、前記クロック端子に入力される前記クロック信号とは位相の異なる他のクロック信号が供給される
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項21記載のシフトレジスタ回路であって、
前記出力端子を放電する第6トランジスタと、
前記第6トランジスタを駆動するプルダウン駆動回路とをさらに備え、
前記プルダウン駆動回路は、
前記入力信号の活性化に応じて前記第6トランジスタをオフ状態にし、
前記第5トランジスタの制御電極に供給される信号の活性化に応じて前記第6トランジスタをオン状態にする
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項13から請求項22のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記プルアップ駆動回路は、
前記出力端子に接続した制御電極を有し、前記第1ノードと前記クロック端子との間に接続した第7トランジスタをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項13から請求項23のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記入力端子に接続した制御電極を有し、前記出力端子と前記クロック端子間に接続した第8トランジスタをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。
- 複数のシフトレジスタ回路が縦続接続して成る多段のシフトレジスタ回路であって、
前記多段の各段は、
請求項13から請求項24のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前段および後段の出力信号を受け、そのどちらを前記入力端子に供給するかを切り換え可能な切換回路をさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。
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