JP6124479B2 - シフトレジスタ及び表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シフトレジスタ及び表示装置に関し、特に表示装置の駆動回路に用いられるシフトレジスタに関する。
本願は、2013年7月25日に、日本に出願された特願2013−154634号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
近年、アクティブマトリックス型の表示装置において、画素へ電荷を注入するための画素用薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)と、画素用薄膜トランジスタに接続された走査線または信号線を駆動するための駆動回路などの周辺回路を構成する周辺回路用薄膜トランジスタとを、同一のガラス基板上に形成する、いわゆるモノリシック回路技術が普及してきている。
この種の表示装置では、走査線駆動回路により、2次元状に配列された表示素子を行単位で選択し、選択した表示素子に表示データに応じた電圧を書き込むことにより、画像を表示している。この走査線線駆動回路として、クロック信号に基づき出力信号を順にシフトするシフトレジスタが用いられている。点順次駆動を行う表示装置では、信号線を駆動するための信号線駆動回路の内部に同様のシフトレジスタが設けられる。
走査線駆動回路と信号線駆動回路にシフトレジスタを用いる場合、液晶表示装置の電源回路をオンまたはオフしたときに、シフトレジスタの動作が不安定になり、画像に乱れが生じる場合がある。この場合、シフトレジスタの全出力端子からハイレベルの出力信号を同時に出力させる全オン動作を実施させれば、画面に表示される画像の乱れを緩和することができる。このような全オン動作を可能とするシフトレジスタが、例えば国際公開第2012/029799号(特許文献1)に開示されている。
図22は、国際公開第2012/029799号に開示された従来技術によるシフトレジスタの構成例を示す図である。同図に示すシフトレジスタは、複数段のシフトレジスタ単位回路SRU1,SRU2,SRU3,…,SRUn(nは2以上の自然数)を従属接続して構成される。シフトレジスタ単位回路SRU1,SRU2,SRU3,…,SRUnのそれぞれには、クロック信号CK1,CK2、全オン制御信号AON,AONB(AONBはAONの反転信号)が供給される。また、初段のシフトレジスタ単位回路SRU1のセット端子SETにはスタートパルス信号STが入力され、2段目以降のシフトレジスタ単位回路SRU2,SRU3,…,SRUnの各セット端子SETには、前段のシフトレジスタ単位回路の出力端子OUTが接続されている。シフトレジスタ単位回路SRU1,SRU2,SRU3,…,SRUnの各出力端子OUTはそれぞれ走査線GL1,GL2,GL3,…,GLnに接続されている。シフトレジスタ単位回路SRU1,SRU2,SRU3,…,SRUnのそれぞれは同一の構成を有しており、以下では、シフトレジスタ単位回路SRU1,SRU2,SRU3,…,SRUnのうちの任意の一つを指すときは、「シフトレジスタ単位回路SRU」と称する。
図23は、上述の図22に示す従来技術によるシフトレジスタ単位回路SRUの構成例を示す図である。シフトレジスタ単位回路SRUは、nチャネル型のMOS(Metal Oxide Semiconductor)電界効果トランジスタ(以下、「NMOSトランジスタ」と称する。)Q1〜Q9、抵抗R1、コンデンサCA,CBから構成されている。このうち、NMOSトランジスタQ5,Q6,Q7、抵抗R1、コンデンサCBは、非アクティブ出力制御部SRUAを構成し、NMOSトランジスタQ1,Q4,Q8は、アクティブ出力制御部SRUBを構成し、NMOSトランジスタQ2,Q9およびコンデンサCAは、アクティブ出力部SRUCを構成し、NMOSトランジスタQ3は非アクティブ出力部SRUDを構成している。アクティブ出力制御部SRUBは、アクティブ出力部SRUCを制御して出力信号をハイレベルにし、非アクティブ出力制御部SRUAは、非アクティブ出力部SRUDを制御して出力信号をローレベルにする。
複数段のシフトレジスタ単位回路SRU1,SRU2,SRU3,…,SRUnのうち、奇数段のシフトレジスタ単位回路SRUのクロック端子CKおよびクロック端子CKBには、それぞれ、クロック信号CK1およびクロック信号CK2が入力され、偶数段のシフトレジスタ単位回路SRUのクロック端子CKおよびクロック端子CKBには、奇数段のシフトレジスタ単位回路とは逆に、それぞれ、クロック信号CK2およびクロック信号CK1が入力される。クロック信号CK1とクロック信号CK2は、例えば位相が相互に180°だけずれたクロック信号であり、同時にハイレベルにならないように各信号のローレベルの区間が設定されている。ただし、クロック信号CK1とクロック信号CK2の位相差は180°に制限されるものではなく、クロック信号CK1およびクロック信号CK2は、お互いにハイレベルの期間が重複しないことを限度として、任意のクロック信号であり得る。
次に、上述の従来技術によるシフトレジスタの動作を説明する。
図24は、従来技術によるシフトレジスタの動作例を説明するためのタイムチャートであり、同図(A)は通常動作時のタイムチャートであり、同図(B)は全オン動作時のタイムチャートである。図24において、スタートパルス信号ST、クロック信号CK1,CK2のハイレベルおよびローレベルは、それぞれ、シフトレジスタに供給される電源電圧VDDおよび接地電圧VSSに対応している。また、図24において、N11,N21は、初段のシフトレジスタ単位回路SRU1のノードN1,N2を表し、N12、N22は、2段目のシフトレジスタ単位回路SRU2のノードN1,N2を表し、N1n、N2nは、n段目のシフトレジスタ単位回路SRUnのノードN1,N2を表し、OUT1、OUT2、OUTnは、初段、2段目、n段目のシフトレジスタ単位回路SRUの出力信号を表している。
まず、通常動作について説明する。通常動作では、全オン制御信号AONはローレベルに設定され、その反転信号である全オン制御信号AONBはハイレベルに設定される。時刻t0にて、初段のシフトレジスタ単位回路SRU1のセット端子SETにスタートパルス信号STが入力されると、アクティブ出力制御部SRUBにおいて、NMOSトランジスタQ1がオンし、ノードN11が、電源電圧VDDからNMOSトランジスタQ1の閾値電圧Vth分だけ降下した電圧(VDD−Vth)にプリチャージされる。
この場合、非アクティブ出力制御部SRUAにおいて、クロック端子CKBに入力されるクロック信号CK2と、セット端子SETに入力されるスタートパルス信号STが共にハイレベルになるため、NMOSトランジスタQ5,Q6,Q7の全てがオンするが、抵抗R1が高抵抗であるため、ノードN21の電圧が接地電圧VSS付近のローレベルになる。これにより、NMOSトランジスタQ3,Q4のゲートの信号レベルがローレベルとなり、これらNMOSトランジスタQ3,Q4が共にオフ状態となる。
この後、クロック端子CKBに入力されるクロック信号CK2とセット端子SETに入力されるスタートパルス信号STの各信号レベルが接地電圧VSSのローレベルになると、NMOSトランジスタQ5,Q7がオフするため、ノードN21はフローティング状態になるが、このノードN21の電圧はコンデンサCBにより保持される。また、セット端子SETに入力されるスタートパルス信号STの信号レベルが接地電圧VSSのローレベルになると、NMOSトランジスタQ1がオフするため、ノードN11はフローティング状態になるが、このノードN11の電圧はコンデンサCAにより保持される。
続いて、時刻t1にて、クロック端子CKに入力されるクロック信号CK1がハイレベルに遷移すると、NMOSトランジスタQ2のソース電圧が上昇する。NMOSトランジスタQ2のソース電圧が上昇すると、コンデンサCAによるブートストラップ効果により、ノードN11の電圧が電源電圧VDDよりも高い電圧に押し上げられる。NMOSトランジスタQ2のゲート電圧が高電圧になると、NMOSトランジスタQ2は、その閾値電圧Vthによる電圧降下を生じることなく、クロック端子CKに入力されるクロック信号CK1のハイレベルを出力端子OUT1に伝達する。これにより、出力信号OUT1がハイレベルとなってアクティブ化される。
その後、時刻t2にて、クロック端子CKBに入力されるクロック信号CK2がハイレベルに遷移すると、NMOSトランジスタQ5がオンすることにより、ノードN21の電圧が上昇する。ノードN21の電圧が上昇すると、NMOSトランジスタQ3とNMOSトランジスタQ4のゲート電圧が上昇し、これらNMOSトランジスタQ3とNMOSトランジスタQ4が共にオンして、ノードN11のディスチャージと出力端子OUTのプルダウンを同時に行う。これにより、出力信号OUT1がローレベルとなって非アクティブ化される。その後、クロック端子CKBに入力されるクロック信号CK2の信号レベルが周期的にハイレベルになるたびにNMOSトランジスタQ5がオンし、これにより、ノードN21の信号レベルがハイレベルに維持される。この結果、時刻t2以降、NMOSトランジスタQ3,Q4が共にオン状態に維持され、出力信号OUT1がローレベルに維持される。
次段のシフトレジスタ単位回路SRU2についても同様であり、時刻t1にて初段のシフトレジスタ単位回路SRU1の出力端子OUT1の出力信号が2段目のシフトレジスタ単位回路SRU2のセット端子SETに入力されることにより、ノードN12がプリチャージされる。そして、時刻t2にて、2段目のシフトレジスタ単位回路SRU2の出力端子OUTから出力信号OUT2が出力される。そして、時刻t3にて、クロック信号CK1がハイレベルに遷移すると、2段目のシフトレジスタ単位回路SRU2におけるノードN12のディスチャージと出力端子OUTのプルダウンが同時に行われ、出力信号OUT2がローレベルとなって非アクティブ化される。
以下、最終段のシフトレジスタ単位回路SRUnまで、同様の動作を繰り返す。この結果、複数のシフトレジスタ単位回路SRU1,SRU2,SRU3,…,SRUnは、シフト動作を実施し、走査線GL1,GL2,GL3,…,GLnにハイレベルのパルス信号を順次的に出力する。
このシフトレジスタによれば、貫通電流を発生させることなく、入力信号として、2相のクロック信号CK1,CK2と前段の出力信号のみを用いて、安定したシフト動作を行うことができる。
次に、シフトレジスタを構成する複数のシフトレジスタ単位回路SRU1,SRU2,SRU3,…,SRUnの全出力端子OUTからハイレベルの出力信号を同時に出力させる全オン動作について説明する。
全オン動作を起動させる場合、全オン制御信号AONはハイレベルに設定され、その反転信号である全オン制御信号AONBはローレベルに設定される。また、この例では、スタートパルス信号ST、クロック信号CK1,CK2は何れもハイレベルに設定される。
全オン制御信号AONがハイレベルに設定され、全オン制御信号AONBがローレベルに設定されると、初段のシフトレジスタ単位回路SRU1において、NMOSトランジスタQ9がオン状態となり、NMOSトランジスタQ8がオフ状態になる。また、この場合、NMOSトランジスタQ6がオフし、NMOSトランジスタQ7がオンするため、ノードN21がローレベル(接地電圧VSS)になり、ノードN21にゲートが接続されたNMOSトランジスタQ3がオフする。これにより、出力端子OUTをローレベルに駆動する要素が存在しなくなる。このような状態でNMOSトランジスタQ9がオン状態になると、出力端子OUTにはハイレベルの出力信号OUT1が出力される。
2段目以降のシフトレジスタ単位回路SRU2,SRU3,…,SRUnにおいては、そのセット端子SETに前段の出力端子OUTからハイレベルの出力信号が入力されるため、2段目以降のシフトレジスタ単位回路も初段と同様に動作する。よって、シフトレジスタ単位回路SRU1,SRU2,SRU3,…,SRUnから走査線GL1,GL2,GL3,…,GLnに出力される全出力信号がハイレベルとなり、これにより全オン動作が行われる。
ここで、特許文献1に記載の技術によれば、全オン動作時に、全オン制御信号AONおよびセット端子SETに入力されるスタートパルス信号STがハイレベルになると、NMOSトランジスタQ5,Q7が共にオンするが、全オン制御信号AONBがローレベルとなり、NMOSトランジスタQ6がオフするため、非アクティブ出力制御部SRUA内の貫通電流は遮断される。
また、全オン動作時に、全オン制御信号AONがハイレベルとなり、全オン制御信号AONBがローレベルになると、NMOSトランジスタQ6と共に薄膜トランジスタQ8がオフする。これにより、アクティブ出力制御部SRUB内の貫通電流が遮断される。また、NMOSトランジスタQ6がオフすると、ノードN2の信号レベルは、セット端子SETに入力される信号に基づいてNMOSトランジスタQ7によりローレベルとされる。ノードN2の信号レベルがローレベルになると、ノードN2にゲートが接続されたNMOSトランジスタQ3がオフするため、NMOSトランジスタQ2,Q3を流れる貫通電流も防止される。
国際公開第2012/029799号
表示装置の更なる狭額縁化のためにはシフトレジスタのトランジスタ数を減らす必要がある。しかしながら、上述の従来技術によれば、全オン動作時の貫通電流を防止する等の必要上、NMOSトランジスタQ6,Q8を備えているため、シフトレジスタのトランジスタ数が増加するという問題がある。また、NMOSトランジスタQ1とNMOSトランジスタQ8が直列接続されているため、ノードN1をチャージする場合、NMOSトランジスタQ1とNMOSトランジスタQ8の閾値電圧Vthやオン抵抗等により、ノードN1のチャージ電圧が低下する。このため、ゲートがノードN1に接続されたNMOSトランジスタQ2から出力される出力信号の信号レベルが低下するという弊害もある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その一目的は、トランジスタ数を低減させることができるシフトレジスタおよび該シフトレジスタを備えた表示装置を提供することにある。
本発明の一態様によるシフトレジスタは、複数の単位回路を従属接続してなるシフトレジスタであって、前記単位回路は、第1クロック信号が与えられるクロック端子と出力端子との間に電流路が接続された第1出力トランジスタと、前記出力端子と所定電位ノードとの間に電流路が接続された第2出力トランジスタと、前記複数の単位回路の出力信号の信号レベルを所定の信号レベルに設定するための制御信号がアクティブである場合、前記出力端子の信号レベルを前記所定の信号レベルに設定する設定部と、前記制御信号がアクティブである場合、前記制御信号の信号レベルを前記第1出力トランジスタの制御電極に与えることにより前記第1出力トランジスタをオフさせ、前記制御信号が非アクティブである場合、入力信号に応答して前記第1出力トランジスタをオンさせる第1出力制御部と、前記制御信号がアクティブである場合、前記第2出力トランジスタをオフさせ、前記制御信号が非アクティブである場合、前記第1クロック信号に続く第2クロック信号、または前記第1クロック信号に同期した信号に応答して前記第1出力トランジスタをオフさせると共に前記第2出力トランジスタをオンさせる第2出力制御部と、を備えたシフトレジスタの構成を有する。
本発明の一態様によれば、シフトレジスタを構成するトランジスタ数を低減させることができる。
本発明の第1実施形態における表示装置の構成例を示す概略ブロック図である。 第1実施形態におけるシフトレジスタの構成例を示す概略ブロック図である。 第1実施形態におけるシフトレジスタ単位回路の構成例を示す回路図である。 第1実施形態におけるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートである。 第1実施形態におけるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートである。 第1実施形態による表示装置のオンシーケンスにおける動作例を説明するためのタイムチャートである。 第1実施形態による表示装置のオフシーケンスにおける動作例を説明するためのタイムチャートである。 第1実施形態による表示装置のオフシーケンスにおける動作例を説明するためのタイムチャートである。 第1実施形態による表示装置の強制遮断時の動作例を説明するためのタイムチャートである。 第2実施形態におけるシフトレジスタ単位回路の構成例を示す回路図である。 第2実施形態におけるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートである。 第2実施形態におけるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートである。 第3実施形態におけるシフトレジスタ単位回路の構成例を示す回路図である。 第4実施形態におけるシフトレジスタ単位回路の構成例を示す回路図である。 第5実施形態におけるシフトレジスタ単位回路の構成例を示す回路図である。 第6実施形態におけるシフトレジスタ単位回路の構成例を示す回路図である。 第6実施形態におけるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートである。 第6実施形態におけるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートである。 第7実施形態におけるシフトレジスタ単位回路の構成例を示す回路図である。 第8実施形態におけるシフトレジスタの構成例を示す概略ブロック図である。 第8実施形態におけるシフトレジスタ単位回路の構成例を示す回路図である。 第8実施形態におけるシフトレジスタ単位回路の詳細例を示す回路図である。 第8実施形態におけるシフトレジスタ単位回路の詳細例を示す回路図である。 第8実施形態におけるシフトレジスタ単位回路の詳細例を示す回路図である。 第8実施形態におけるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートである。 第8実施形態におけるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートである。 第8実施形態におけるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートである。 第9実施形態におけるシフトレジスタ単位回路の構成例を示す回路図である。 第9実施形態におけるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートである。 第9実施形態におけるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートである。 従来技術によるシフトレジスタの構成例を示すブロック図である。 従来技術によるシフトレジスタ単位回路の構成例を示す回路図である。 従来技術によるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートである。 従来技術によるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートである。
[第1実施形態](構成の説明)
本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態による表示装置100の構成例を示す概略ブロック図である。表示装置100は、例えばアクティブマトリクス型の液晶表示装置であり、表示部110、走査線駆動回路(ゲートドライバ)120、信号線駆動回路(ソースドライバ)130、表示制御回路140、電源回路150、信号線選択用薄膜トランジスタ(アナログスイッチ)TS1,TS2,…,TSm、その他の回路を備えている。
表示部110は、垂直ライン方向に延在するように配置された複数本の信号線SL1,SL2,…,SLm(m:自然数)と、水平ライン方向に延在するように配置された複数本の走査線GL1,GL2,…,GLn(n:自然数)と、複数の画素部PIXとを備えている。
複数の画素部PIXは、信号線SL1,SL2,…,SLmと走査線GL1,GL2,…,GLnとの交差点に位置するようにして行列状に配置され、表示装置100の表示領域を形成する。また、複数の画素部PIXのそれぞれは、2枚の基板の間に配置された液晶(液晶材料)LCと、一方の基板上に設けられた画素用薄膜トランジスタTCと、上記液晶LCにより形成される画素容量部(補助容量)CSと、他方の基板に設けられた対向電極(透明電極)Tcomとを備えている。
画素用薄膜トランジスタTCは、上述の交差点を通過する走査線GLp(p:1≦p≦nを満たす任意の整数)にゲートが接続され、信号線SLq(q:1≦q≦mを満たす任意の整数)にソースが接続され、画素容量部CSの第1端子にドレインが接続されている。画素容量部CSは、表示装置100に映像(画像)を表示するデータ信号に基づく各画素値(階調値)に対応する電圧を保持する。画素容量部CSの第2端子は補助容量電極線CSLに接続されている。
なお、本実施形態では、VA(Vertical Alignment)方式を想定して補助容量電極線CSLを備えるものとするが、この例に限定されることなく、本発明は、IPS(In Plane Switching)方式等、任意の方式に適用可能であり、例えば、画素容量部CSの第2電極は対向電極Tcomに接続されてもよい。
本実施形態では、画素用薄膜トランジスタTCは、nチャネル型電界効果トランジスタである。ただし、画素用薄膜トランジスタTCは、nチャネル型薄膜トランジスタに限定されず、任意の種類のトランジスタを用いることができる。
走査線駆動回路120は、シフトレジスタ121を備えて構成され、このシフトレジスタ121により走査線GL1,GL2,…,GLnに走査信号(後述するゲート信号G1,G2,…Gn)を順次的に供給する。シフトレジスタ121から供給される走査信号に応答して、画素部PIXが水平ライン単位で駆動される。走査線駆動回路120は、シフトレジスタ121がゲートクロック信号GCK1,GCK2に同期してゲートスタートパルス信号GSTを順次的にシフトすることによって、所定の時間間隔をおいて走査信号を走査線GL1,GL2,…,GLnのそれぞれに出力する。また、走査線駆動回路120は、シフトレジスタの全出力端子からハイレベルの出力信号を同時に出力させる全オン動作時に、ゲート全オン制御信号GAONに基づいて、走査線GL1,GL2,…,GLnに供給される走査信号の全てをハイレベル(所定の信号レベル)に設定する機能を有している。走査線駆動回路120は、上述した画素用薄膜トランジスタTCと同一のガラス基板上に形成された周辺回路用薄膜トランジスタにより構成されている。この周辺回路用薄膜トランジスタは、画素用薄膜トランジスタTCと同様に、nチャネル型電界効果トランジスタである。
信号線駆動回路130は、シフトレジスタ131を備えて構成される。信号線駆動回路130は、ソースクロック信号SCK1,SCK2に同期してソーススタートパルス信号SSTを順次的にシフトすることによって、信号線選択用薄膜トランジスタTS1,TS2,…,TSmを順次に選択し、信号線選択用薄膜トランジスタTS1,TS2,…,TSmを介して、各画素部PIXに画素値(階調値)に対応する電圧を供給するデータ信号VSIGを信号線SL1,SL2,…,SLmに出力する。この場合、信号線駆動回路130は、1水平ライン分のデータ信号VSIGを、信号線選択用薄膜トランジスタTS1,TS2,…,TSmにより選択される信号線SL1,SL2,…,SLmを介して各画素部PIXに供給する。
信号線駆動回路130は、全オン動作時に、ソース全オン制御信号SAONに基づいて、信号線選択用薄膜トランジスタTS1,TS2,…,TSmにより信号線SL1,SL2,…,SLmの全てを選択してハイレベル(所定の信号レベル)に設定する機能を有している。また、信号線駆動回路130は、走査線駆動回路120と同様に、画素用薄膜トランジスタTCと同一のガラス基板上に形成された周辺回路用薄膜トランジスタにより構成されている。
なお、本実施形態では、走査線駆動回路120および信号線駆動回路130は、画素用薄膜トランジスタTCと同一のガラス基板上に形成されるものとするが、この例に限定されることなく、走査線駆動回路120のみを画素用薄膜トランジスタTCと同一のガラス基板上に形成するものとし、信号線駆動回路130の機能を備える外部のIC(Integrated Circuit)からデータ信号を供給するように構成してもよい。また、信号線駆動回路130のみを画素用薄膜トランジスタTCと同一のガラス基板上に形成し、走査線駆動回路120を外部に備えることも可能である。
表示制御回路140は、表示部110に画像を表示するために必要な各種の制御信号を生成して走査線駆動回路120および信号線駆動回路130に供給するものである。本実施形態では、表示制御回路140は、画像の表示期間において表示部110に画像を表示させるための制御信号を生成して走査線駆動回路120および信号線駆動回路130に供給する。例えば、表示制御回路140は、上述のゲートクロック信号GCK1,GCK2、ソースクロック信号SCK1,SCK2、ゲートスタートパルス信号GST、ソーススタートパルス信号SST、ゲート全オン制御信号GAON、ソース全オン制御信号SAON、データ信号VSIG等を生成する。
電源回路150は、走査線駆動回路120と信号線駆動回路130の動作電源電圧(VDD、VH,VL等)を供給するためのものである。電源回路150と走査線駆動回路120との間の電源配線には容量C120が形成され、電源回路150と信号線駆動回路130との間の電源配線には、容量C130が形成されている。
次に、図2を参照して、第1実施形態におけるシフトレジスタ121の構成について説明する。図2は、第1実施形態におけるシフトレジスタ121の構成例を示す概略ブロック図である。図2に示すように、シフトレジスタ121は、複数の走査線GL1,GL2,GL3,…,GLnに対応した複数のシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121を備えている。これら複数のシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121は縦続接続されている。
複数のシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121のそれぞれは、同様の構成を有しており、以下では、適宜、シフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121のそれぞれを指すときは、「シフトレジスタ単位回路1211」と総称する。シフトレジスタ単位回路1211は、クロック端子CK,CKB、セット端子SET、出力端子OUT、全オン制御端子AON,AONBを備えている。
複数のシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121のうち、奇数段のシフトレジスタ単位回路のクロック端子CKにはゲートクロック信号GCK1が入力され、クロック端子CKBにはゲートクロック信号GCK2が入力される。逆に、偶数段のシフトレジスタ単位回路のクロック端子CKにはゲートクロック信号GCK2が入力され、クロック端子CKBにはゲートクロック信号GCK1が入力される。複数のシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121の全オン制御端子AONにはゲート全オン制御信号GAONが入力され、全オン制御端子AONBには、ゲート全オン制御信号GAONの反転信号であるゲート全オン制御信号GAONBが入力される。また、複数のシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121のうち、初段のシフトレジスタ単位回路121のセット端子SETにはゲートスタートパルス信号GSTが入力され、2段目以降のシフトレジスタ単位回路のセット端子SETには、それぞれ、前段のシフトレジスタ単位回路の出力信号が入力される。
複数段のシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121から構成されたシフトレジスタ121は、表示制御回路140からゲートスタートパルス信号GSTを受け取ると、ゲートクロック信号GCK1,GCK2に基づいてシフト動作を実施し、走査線GL1,GL2,GL3,…,GLnにゲート信号G1,G2,G3,…,Gnを順次的に出力する。本実施形態では、ゲートクロック信号GCK1の位相とゲートクロック信号GCK2の位相は、後述する図4に示すように、互いに180度だけ異なっている。また、ゲートクロック信号GCK1とゲートクロック信号GCK2が同時にハイレベルにならないように、それらのローレベルの区間が設定されている。ただし、ゲートクロック信号GCK1とゲートクロック信号GCK2の位相差は180°に制限されるものではなく、クロック信号CK1およびクロック信号CK2は、相互にハイレベルの期間が重複しないことを限度として任意のクロック信号であり得る。また、ゲートクロック信号GCK1およびゲートクロック信号GCK2の各論理(正論理/負論理)に応じて、上記の重複しない期間における各信号レベルは任意であり得る。ソースクロック信号SCK1,SCK2についても同様である。
次に、図3を参照して、本実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1211の構成を説明する。図3は、第1実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1211の構成例を示す回路図である。
シフトレジスタ単位回路1211は、nチャネル型電界効果トランジスタである薄膜トランジスタT1,T2,T3,T4,T5,T6,T7と抵抗R1とを備えている。薄膜トランジスタT1は、そのドレインに電源電圧VDDが与えられ、そのゲートがクロック端子CKBに接続される。クロック端子CKBにはゲートクロック信号GCK2が入力される。薄膜トランジスタT1は、クロック端子CKBに入力されるゲートクロック信号GCK2がハイレベルになったときに、そのゲート電圧を基準として薄膜トランジスタT1の閾値電圧Vth分だけ降下した電圧をソースから出力する。
抵抗R1は、その一端が薄膜トランジスタT1のソースに接続され、その他端が薄膜トランジスタT2のドレインに接続される。抵抗R1の抵抗値は、薄膜トランジスタT1と薄膜トランジスタT2の双方がオンした状態で薄膜トランジスタT2のドレイン電圧がローレベルとなるように、高い値に設定される。
なお、抵抗R1の配置位置と薄膜トランジスタT1の配置位置とを入れ替えてもよい。具体的には、抵抗R1の一端に電源電圧VDDが与えられ、抵抗R1の他端に薄膜トランジスタT1のドレインが接続され、薄膜トランジスタT1のソースに薄膜トランジスタT2のドレインが接続されてもよい。
薄膜トランジスタT2は、そのソースがグランドノード(所定電位ノード)に接続され、そのゲートがセット端子SETに接続されている。セット端子SETには、ゲートスタートパルス信号GSTまたは前段のシフトレジスタ単位回路の出力信号が入力される。具体的には、初段のシフトレジスタ単位回路121のセット端子SETにはゲートスタートパルス信号GSTが入力され、2段目以降のシフトレジスタ単位回路121,121,…,121のセット端子SETには、それぞれ、前段のシフトレジスタ単位回路の出力信号が入力される。薄膜トランジスタT2は、セット端子SETに入力される信号がハイレベルになったときにオン状態となり、そのドレインから接地電圧VSSに相当するローレベルを出力する。
薄膜トランジスタT3は、そのドレインが全オン制御端子AONBに接続され、そのゲートがセット端子SETに接続されている。全オン制御端子AONBには、ゲート全オン制御信号GAONの反転信号であるゲート全オン制御信号GAONBが入力される。薄膜トランジスタT3は、セット端子SETに入力されるゲートスタートパルス信号GSTまたは前段のシフトレジスタ単位回路の出力信号がハイレベルになったときに、そのゲート電圧を基準として薄膜トランジスタT3の閾値電圧Vth分だけ降下した電圧をソースから出力する。
薄膜トランジスタT4は、そのドレインが薄膜トランジスタT3のソースに接続され、そのゲートが薄膜トランジスタT2のドレインと抵抗R1との間の接続点に接続され、そのソースがグランドノードに接続されている。薄膜トランジスタT4は、薄膜トランジスタT2と抵抗R1との間の接続点の信号レベルがハイレベルになったときにオン状態となり、そのドレインから接地電圧VSSに相当するローレベルを出力する。
薄膜トランジスタT5(第1出力トランジスタ)は、そのドレインがクロック端子CKに接続され、そのゲートが薄膜トランジスタT3のソースと薄膜トランジスタT4のドレインとの間の接続点に接続され、そのソースが出力端子OUTに接続されている。クロック端子CKにはゲートクロック信号GCK1が入力される。薄膜トランジスタT5は、薄膜トランジスタT3のソースと薄膜トランジスタT4のドレインとの間の接続点の信号レベルがハイレベルになったときに、クロック端子CKに入力されるゲートクロック信号GCK1の信号レベルを出力端子OUTに伝送する。このとき、例えば薄膜トランジスタT5のゲートとソースとの間の寄生容量に基づくブートストラップ効果により、ゲートクロック信号GCK1のハイレベルは、薄膜トランジスタT5の閾値電圧Vthに起因した電圧降下を生じることなく、薄膜トランジスタT5を通じて出力端子OUTに供給される。
薄膜トランジスタT6(第2出力トランジスタ)は、そのドレインが出力端子OUTに接続され、そのゲートが、薄膜トランジスタT2のドレインと抵抗R1との間の接続点に接続され、そのソースがグランドノードに接続されている。薄膜トランジスタT6は、薄膜トランジスタT2のドレインと抵抗R1との間の接続点の信号レベルがハイレベルになったときにオン状態となり、そのドレインから出力端子OUTに接地電圧VSSに相当するローレベルを出力する。
薄膜トランジスタT7は、そのドレインに電源電圧VDDが供給され、そのゲートが全オン制御端子AONに接続され、そのソースが出力端子OUTに接続されている。全オン制御端子AONには、ゲート全オン制御信号GAONが入力される。薄膜トランジスタT7は、全オン制御端子AONに入力されるゲート全オン制御信号GAONがハイレベルになったときに、そのゲート電圧(ゲート全オン制御信号GAONのハイレベル)を基準として薄膜トランジスタT7の閾値電圧Vth分だけ降下した電圧をソースから出力端子OUTに出力する。
なお、薄膜トランジスタT7は、いわゆるダイオード接続の形式で備えられてもよい。具体的には、薄膜トランジスタT7のゲートはドレインに接続され、そのソースが出力端子OUTに接続され、薄膜トランジスタT7のゲートとドレインとの接続点にゲート全オン制御信号AONが入力されてもよい。
本実施形態では、上述の薄膜トランジスタT3のソースと薄膜トランジスタT4のドレインとの間の接続点はノードN1を形成し、抵抗R1と薄膜トランジスタT2のドレインとの間の接続点はノードN2を形成する。また、本実施形態では、薄膜トランジスタT5は、クロック信号CK1が与えられるクロック端子CKと出力端子OUTとの間に電流路が接続された第1出力トランジスタを構成する。また、薄膜トランジスタT6は、出力端子OUTとグランドノード(所定電位ノード)との間に電流路が接続された第2出力トランジスタを構成する。また、薄膜トランジスタT7は、複数のシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121の出力信号の信号レベルをハイレベル(所定の信号レベル)に設定するための全オン制御端子AONに入力されるゲート全オン制御信号GAONがアクティブである場合、出力端子OUTの信号レベルをハイレベル(所定の信号レベル)に設定する設定部1211Aを構成する。
また、本実施形態では、薄膜トランジスタT3は、全オン制御端子AONBに入力されるゲート全オン制御信号GAONBがアクティブである場合、ゲート全オン制御信号GAONBの信号レベルを薄膜トランジスタT5の制御電極に与えることにより薄膜トランジスタT5をオフさせ、ゲート全オン制御信号GAONBが非アクティブである場合、セット端子SETに入力される入力信号に応答して薄膜トランジスタT5をオンさせる第1出力制御部1211Bを構成する。また、薄膜トランジスタT1,T2,T4および抵抗R1は、全オン制御端子AON,AONBに入力されるゲート全オン制御信号GAON,GAONBがアクティブである場合、薄膜トランジスタT6をオフさせ、ゲート全オン制御信号GAON,GAONBが非アクティブである場合、ゲートクロック信号GCK1に続くゲートクロック信号GCK2、またはゲートクロック信号GCK1に同期した信号に応答して薄膜トランジスタT5をオフさせると共に薄膜トランジスタT6をオンさせる第2出力制御部1211Cを構成する。なお、本実施形態では、表示制御回路140がゲートクロック信号GCK1およびゲートクロック信号GCK2を生成して走査線駆動回路120に供給するものとしているが、走査線駆動回路120に供給された1つのクロック信号から走査線駆動回路120内部でゲートクロック信号GCK1とゲートクロック信号GCK2を派生的に生成してもよい。上述の「ゲートクロック信号GCK1に同期した信号」は、走査線駆動回路120内部で1つのクロック信号からゲートクロック信号GCK1と共に派生的に生成した場合のゲートクロック信号GCK2に相当する信号である。即ち、ゲートクロック信号GCK1とゲートクロック信号GCK2の生成手法は任意であり、走査線駆動回路120の外部で生成してもよく、走査線駆動回路120の内部で生成してもよい。
このような構成を有するシフトレジスタ単位回路1211は、見かけ上、クロック端子CKBに入力されるゲートクロック信号GCK2に同期したタイミングでセット端子SETに入力される信号を取り込み、この取り込んだ信号を、クロック端子CKに入力されるゲートクロック信号GCK1に同期したタイミングで出力端子OUTに転送する。これにより、シフトレジスタ単位回路1211は、いわゆるマスター・スレーブ型のフリップフロップとして機能する。
次に、信号線駆動回路130について説明する。
信号線駆動回路130が備えるシフトレジスタ131は、基本的に、走査線駆動回路120が備えるシフトレジスタ121と同様の構成を有しているが、m本の信号線SL1,SL2,…,SLmに対応したm段のシフトレジスタ単位回路を備える点で走査線駆動回路120のシフトレジスタ121と異なる。シフトレジスタ131を構成するシフトレジスタ単位回路の構成は、図3に示すシフトレジスタ単位回路1211と同様である。
ただし、図3に示すシフトレジスタ単位回路1211の構成において、シフトレジスタ131を構成する奇数段のシフトレジスタ単位回路のクロック端子CKにはソースクロック信号SCK1が入力され、クロック端子CKBにはソースクロック信号SCK2が入力され、逆に、偶数段のシフトレジスタ単位回路のクロック端子CKにはソースクロック信号SCK2が入力され、クロック端子CKBにはソースクロック信号SCK1が入力される。
また、信号線駆動回路130を構成するm段のシフトレジスタ単位回路の全オン制御端子AONにはソース全オン制御信号SAONが入力され、ソース全オン制御端子AONBには、ソース全オン制御信号SAONの反転信号であるソース全オン制御信号SAONBが入力される。また、信号線駆動回路130を構成するm段のシフトレジスタ単位回路のうち、初段のシフトレジスタ単位回路のセット端子SETにはソーススタートパルス信号SSTが入力され、2段目以降のシフトレジスタ単位回路のセット端子SETには、それぞれ、前段のシフトレジスタ単位回路の出力信号が入力される。
シフトレジスタ131を構成するm段のシフトレジスタ単位回路は、表示制御回路140からソーススタートパルス信号SSTを受け取ると、ソースクロック信号SCK1,SCK2に基づいてシフト動作を実施し、信号線選択用薄膜トランジスタTS1,TS2,…,TSmの各ゲートに選択信号を順次的に出力する。ソースクロック信号SCK1の位相とソースクロック信号SCK2の位相は、上述のゲートクロック信号GCK1,GCK2と同様に、互いに180度だけ異なっており、また、ソースクロック信号SCK1とソースクロック信号SCK2が同時にハイレベルにならないように、それらのローレベルの区間が設定されている。
なお、本実施形態では、走査線駆動回路120および信号線駆動回路130を構成するシフトレジスタ単位回路1211は、出力信号のローレベルとしてグランドノードの接地電圧VSSを出力し、出力信号のハイレベルとして正の電源電圧VDDを出力するものとするが、この例に限定されず、ローレベルとして負電圧VL(例えば−5V)を出力し、ハイレベルとして正電圧VH(例えば+10V)を出力するものとしてもよい。この場合、各図において示される接地電圧VSS(所定電位)は負の電圧を表す。
(動作の説明)
次に、本実施形態による画像表示装置100の動作を説明する。
本実施形態による表示装置100の動作上の特徴は、走査線駆動回路120を構成するシフトレジスタ121と、信号線駆動回路130を構成するシフトレジスタ131の動作にある。そこで、以下では、走査線駆動回路120を構成するシフトレジスタ121の動作を詳細に説明する。信号線駆動回路130を構成するシフトレジスタ131の動作は基本的にシフトレジスタ121と同様であり、その動作の説明は省略する。
図4は、第1実施形態におけるシフトレジスタ121の動作例を示すタイムチャートであり、同図(A)は通常動作時のタイムチャートであり、同図(B)は全オン動作時のタイムチャートである。図4において、ゲートスタートパルス信号GST、ゲートクロック信号GCK1,GCK2のハイレベルおよびローレベルは、それぞれ、シフトレジスタに供給される動作電源の電圧VDDおよび接地電圧VSSに相当する信号レベルである。また、通常動作では、ゲート全オン制御信号GAONはローレベルに設定され、その反転信号であるゲート全オン制御信号GAONBはハイレベルに設定される。また、図4において、N11、N21は、初段のシフトレジスタ単位回路121のノードN1,N2を表し、N12、N22は、2段目のシフトレジスタ単位回路121のノードN1,N2を表し、N1n、N2nは、n段目のシフトレジスタ単位回路121のノードN1,N2を表し、OUT1、OUT2、OUTnは、初段、2段目、n段目のシフトレジスタ単位回路の出力信号を表している。
なお、図中の“H”は、ハイレベルを示し、“L”は、ローレベルを示している。
<通常動作>
まず、図4(A)を参照して、シフトレジスタ121の通常動作を説明する。
通常動作では、ゲート全オン制御信号GAONがローレベルに設定され、その反転信号であるゲート全オン制御信号GAONBがハイレベルに設定される。この場合、図4(A)に示すように、時刻t0にて、初段のシフトレジスタ単位回路121のセット端子SETに入力されるゲートスタートパルス信号GSTがハイレベルに遷移すると、薄膜トランジスタT3がオンする。また、時刻t0では、クロック端子CKBに入力されるゲートクロック信号GCK2がハイレベルに遷移し、セット端子SETに入力されるゲートスタートパルス信号GSTもハイレベルに遷移するため、薄膜トランジスタT1および薄膜トランジスタT2が共にオンする。このとき、抵抗R1により、薄膜トランジスタT1から供給される電流が抑制されるので、ノードN21の信号レベルは、薄膜トランジスタT2により接地電圧VSS付近のローレベルとなる。ノードN21がローレベルになると、薄膜トランジスタT4および薄膜トランジスタT6が共にオフする。この結果、ノードN11が、薄膜トランジスタT3により電源電圧VDD(セット端子SETに入力されるゲートスタートパルス信号GSTのハイレベルに相当する電源電圧VDD)から閾値電圧Vth分だけ降下した電圧(VDD−Vth)にチャージされる。
この後、セット端子SETに入力されるゲートスタートパルス信号GSTとクロック端子CKBに入力されるゲートクロック信号GCK2がローレベルに遷移すると、薄膜トランジスタT1および薄膜トランジスタT2が共にオフする。これにより、ノード21はフローティング状態になり、このノードN21の信号レベル(ローレベル)が保持される。また、セット端子SETに入力されるゲートスタートパルス信号GSTがローレベルになると、薄膜トランジスタT3がオフする。このため、ノードN11もフローティング状態となり、ノードN11にチャージされた電圧(VDD−Vth)が保持される。
続いて、時刻t1にて、クロック端子CKに入力されるゲートクロック信号GCK1がハイレベルに遷移すると、このクロック端子CKにドレインが接続された薄膜トランジスタT5を通じて、ゲートクロック信号GCK1のハイレベルが出力端子OUTに伝達され、出力信号OUT1の信号レベルが上昇を開始する。出力信号OUT1の信号レベルが上昇すると、薄膜トランジスタT5のゲートとソースとの間の容量成分を介して、ノードN11の信号レベルがブートストラップ効果により押し上げられる。このため、薄膜トランジスタT5のゲート電圧は、薄膜トランジスタT5のソース電圧よりも高くなり薄膜トランジスタT5がオンする。これにより、クロック端子CKに入力されるゲートクロック信号GCK1のハイレベル(電源電圧VDDに相当する信号レベル)は、薄膜トランジスタT5の閾値電圧Vthによる電圧降下を生じることなく、出力端子OUTに伝達される。この結果、シフトレジスタ単位回路121は、出力信号OUT1として、電源電圧VDDに相当するハイレベルを有するゲート信号G1を出力する。
続いて、時刻t2にて、クロック端子CKBに入力されるゲートクロック信号GCK2がハイレベルに遷移すると、薄膜トランジスタT1がオンし、この薄膜トランジスタT1と抵抗R1を通じてノードN21がチャージされ、ノードN21の電圧が上昇する。これにより、ノードN21にゲートが接続された薄膜トランジスタT4,T6が共にオンし、これら薄膜トランジスタT4,T6が、それぞれ、ノードN11と出力端子OUTをプルダウンする。この結果、ノードN11にゲートが接続された薄膜トランジスタT5がオフすると共に出力信号OUT1がローレベルに遷移する。
以降、セット端子SETに入力されるゲートスタートパルス信号GSTはローレベルに維持されるので、薄膜トランジスタT2はオフ状態に維持される。また、クロック端子CKBに周期的に入力されるゲートクロック信号GCK2のハイレベルに応答してオンする薄膜トランジスタT1により、ノードN21がハイレベルにチャージされた状態に維持される。これにより、ノードN21にゲートが接続された薄膜トランジスタT4,T6がオン状態に維持される。また、この場合、セット端子SETにゲートが接続された薄膜トランジスタT3がオフするので、ノードN11は薄膜トランジスタT4によりプルダウンされ、ノードN11の信号レベルは接地電位VSSに相当するローレベルに維持される。このため、ノードN11にゲートが接続された薄膜トランジスタT5がオフ状態に維持される。この結果、出力信号OUT1は、オン状態に維持された薄膜トランジスタT6によりローレベルに維持される。
2段目のシフトレジスタ単位回路121の動作は、初段のシフトレジスタ単位回路121の出力信号OUT1を受けて、初段のシフトレジスタ単位回路121の動作に対して2分の1クロックだけ遅れて実施される。その動作自体は初段のシフトレジスタ単位回路121と同様であり、シフトレジスタ単位回路121は、初段のシフトレジスタ単位回路121の出力信号OUT1よりも2分の1クロックだけ遅い時刻t2で出力信号OUT2をハイレベルに遷移させる。以下同様にして、3段目以降のシフトレジスタ単位回路121,…,121は、それぞれ、前段のシフトレジスタ単位回路の出力信号に対して2分の1クロックだけ遅らせて、出力信号OUT3,…,OUTnを順次出力する。
上述のn段のシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121から構成されるシフトレジスタ121のシフト動作により、各シフトレジスタ単位回路の出力信号OUT1,OUT2,OUT3,…,OUTnが、それぞれ、ゲート信号G1,G2,G3,…,Gnとして走査線GL1,GL2,GL3,…,GLnに順次出力される。
<全オン動作>
次に、図4(B)を参照して、シフトレジスタ121の全オン動作を説明する。
全オン動作では、ゲート全オン制御信号GAONがハイレベルに設定され、その反転信号であるゲート全オン制御信号GAONBがローレベルに設定される。即ち、ゲート全オン制御信号GAON、GAONBがアクティブになる。また、図4(B)に示すように、ゲートスタートパルス信号GSTはハイレベルに設定され、ゲートクロック信号GCK1,GCK2はローレベルに設定される。
この場合、初段のシフトレジスタ単位回路121において、ローレベルに設定されたゲートクロック信号GCK2が入力されるクロック端子CKBにゲートが接続された薄膜トランジスタT1がオフする。また、ハイレベルに設定されたゲートスタートパルス信号GSTが入力されるセット端子SETにゲートが接続された薄膜トランジスタT2がオンする。これにより、ノードN21が薄膜トランジスタT2によりプルダウンされ、ノードN21の信号レベルがローレベルになる。この結果、ノードN21にゲートが接続された薄膜トランジスタT4,T6が共にオフする。
また、ハイレベルに設定されたゲートスタートパルス信号GSTが入力されるセット端子SETにゲートが接続された薄膜トランジスタT3がオンする。薄膜トランジスタT3がオンすると、全オン制御端子AONBに入力されるゲート全オン制御信号GAONB(接地電圧VSSに相当するローレベル)が薄膜トランジスタT3を通じて薄膜トランジスタT5のゲートに伝達される。ここで、ゲート全オン制御信号GAONBは接地電圧VSSに相当するローレベルに設定されているから、薄膜トランジスタT3のソース・ゲート間の電圧は閾値電圧Vthを超える。このため、ローレベルのゲート全オン制御信号GAONBは、薄膜トランジスタT3の閾値電圧Vthによる電圧降下を生じることなく、薄膜トランジスタT3を通じて薄膜トランジスタT5のゲートに与えられる。これにより、薄膜トランジスタT5のゲートにローレベルが与えられ、薄膜トランジスタT5がオフする。ここで、薄膜トランジスタT5のゲートの信号レベルは、グランド側に接続された薄膜トランジスタT4ではなく、通常動作においてノードN1をチャージするために使用される薄膜トランジスタT3を通じて供給される。即ち、本実施形態では、薄膜トランジスタT3は通常動作と全オン動作とで兼用されており、これにより、シフトレジスタ単位回路1211のトランジスタ数を低減させている。
また、ハイレベルに設定されたゲート全オン制御信号GAONが与えられる全オン制御端子AONにゲートが接続された薄膜トランジスタT7がオンする。薄膜トランジスタT7がオンすると、電源電圧VDDが薄膜トランジスタT7を通じて出力端子OUTに供給され、薄膜トランジスタT7により出力端子OUTの信号レベルがハイレベルに設定される。ここで、上述したように、出力端子OUTに接続された薄膜トランジスタT5,T6は共にオフ状態となるから、これら薄膜トランジスタT5,T6の影響を受けることなく、薄膜トランジスタT7により出力端子OUTの信号レベルがハイレベルに設定される。
これにより、初段のシフトレジスタ単位回路121は、ハイレベルの出力信号OUT1を出力する。
複数のシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121のうち、初段のシフトレジスタ単位回路121と同様にゲートクロック信号GCK1,GCK2が入力される奇数段のシフトレジスタ単位回路は、全オン動作において初段のシフトレジスタ単位回路121と同様に動作し、ハイレベルの出力信号を出力する。また、偶数段のシフトレジスタ単位回路については、奇数段のシフトレジスタ単位回路に対し、クロック端子CK,CKBに入力されるゲートクロック信号GCK1,GCK2が逆であるが、全オン動作時には、これらゲートクロック信号GCK1,GCK2の信号レベルは何れもローレベルに設定される。このため、全オン動作時には、偶数段のシフトレジスタ単位回路の各端子に入力される信号レベルは、奇数段のシフトレジスタ単位回路の各端子に入力される信号レベルと同じになる。従って、偶数段のシフトレジスタ単位回路の全オン動作についても奇数段のシフトレジスタ単位回路と同様に説明され、全オン動作において偶数段のシフトレジスタ単位回路はハイレベルの出力信号を出力する。
以上により、走査線駆動回路120を構成するシフトレジスタ121は、ゲート信号G1,G2,…,Gnとして、ハイレベルの出力信号OUT1,OUT2,…,OUTnを出力し、全オン動作が実施される。
信号線駆動回路130を構成するシフトレジスタ131の全オン動作についても、上述の走査線駆動回路120を構成するシフトレジスタ121と同様に説明される。
<オンシーケンスへ適用した場合の動作>
次に、シフトレジスタ121の全オン動作を、表示装置100の電源を投入するときに実施されるオンシーケンスに適用した場合について説明する。
図5は、第1実施形態による表示装置100のオンシーケンスにおける動作を説明するためのタイムチャートである。
電源投入直後は、ビデオ信号線(データ信号VIGの信号線)の電位、対向電極Tcomの電位、あるいは補助容量電極線CSLの電位が不安定になるため、画素部PIXに意図しない電荷が蓄積される場合がある。このような現象は、電源回路150が確実に立ち上がっていない場合に装置内の回路のロジック制御が正常に行われないことに起因している。具体的には、この現象は、データ信号VSIGの信号線から不要な電荷が画素部PIXに入り込み、また、対向電極Tcomの電位や補助容量電極線CSLの電位が不安定になるため、対向電極Tcomと画素電極(図示なし)との間に電位差が生じ、この電位差により画素部PIXに不要な電荷が蓄積されることに起因している。この現象は、画像ノイズを発生させる原因になる。
このような現象に対しては、電源投入時に、画素部PIXの画素用薄膜トランジスタTCを導通させ、全ての画素部PIXから電荷を瞬時に放出させることが有効である。画素部PIXから電荷が瞬時に放出されれば、人間の視覚には画像の変化として知覚されないため、視聴者にほとんど違和感を与えることがなくなる。
そこで、電源投入時のオンシーケンスにおいて、時刻t0にて電源が投入された直後の時刻t1において、ゲート全オン制御信号GAONおよびソース全オン制御信号SAONをアクティブ状態(ハイレベル)に設定して全オン動作を実施させる。これにより、全ての画素部PIXの画素用薄膜トランジスタTCを導通状態とし、データ信号VSIGとして、例えば黒を表す初期電圧を画素部PIXに書き込む。その後、ゲート全オン制御信号GAONおよびソース全オン制御信号SAONをアクティブ状態に維持し、電源回路150において生成される正電源電圧VH(正の高電圧)および負電源電圧VL(負の高電圧)が確定した時刻t4にてゲート全オン制御信号GAONおよびソース全オン制御信号SAONを非アクティブ状態(ローレベル)とし、全オン動作を停止させる。その後、時刻t5にて、ゲートスタートパルス信号GSTおよびゲートクロック信号GCK1,GCK2を発生させ、時刻t6にて通常動作に移行させる。これにより、電源投入直後の電源電圧が不安定な期間において全オン動作が実施され、この全オン動作において全ての画素部PIXに黒を表す初期電圧が書き込まれ、画面全体に黒が表示される。これにより、電源投入時の画像の乱れが抑制され、視聴者に与える違和感を緩和することが可能になる。
ただし、データ信号VSIGの初期電圧として、黒に限らず、任意の階調を表す電圧を設定することも可能である。
<オフシーケンスへ適用した場合の動作>
次に、シフトレジスタ121の全オン動作を、表示装置100の電源を遮断するときに実施されるオフシーケンスに適用した場合について説明する。
図6は、第1実施形態による表示装置100のオフシーケンスにおける動作を説明するためのタイムチャートであり、同図(A)は、全オン動作において走査線をハイレベルに制御する場合の動作を示し、同図(B)は、全オン動作において、走査線と信号線の双方をハイレベルに制御する場合の動作を示している。
まず、図6(A)を参照して、走査線をハイレベルに制御して全オン動作を実施する場合のオフシーケンスを説明する。この場合、ゲート全オン制御信号GAONがアクティブ状態に設定され、ソース全オン制御信号SAONは非アクティブ状態に設定される。電源を遮断する旨の指示が表示装置100に与えられるか、或いは、そのような指示が表示装置100内部で発生すると、全オン動作を開始する所定のタイミングにあたる時刻t3において、ゲート全オン制御信号GAONがハイレベルに設定される。この場合、走査線駆動回路120のシフトレジスタ121が、前述した全オン動作を実施し、シフトレジスタ121から走査線GL1,GL2,…,GLnに供給されるゲート信号G1,G2,…,Gnが全てハイレベルになる。これにより、全ての画素部PIXの画素用薄膜トランジスタTCが一斉に導通状態となる。
ここで、表示装置100は、時刻t3以前の通常動作において、例えばドット反転駆動または走査信号線反転駆動等により画像表示動作を実施している。このため、同一の信号線SLに接続された複数の画素部PIXには、それぞれ、表示画像の内容に応じて、正の電荷または負の電荷が蓄積された状態となっている。即ち、同一の信号線SLに接続された複数の画素部PIXのうち、一部の画素部PIXには正の電荷が蓄積され、他の一部の画素部PIXには負の電荷が蓄積された状態となっている。このため、時刻t3において、図1に示す信号線選択用薄膜トランジスタTS1,TS2,…,TSnを全てオフ状態に制御すれば、時刻t3から時刻t5の全オン動作期間おいて、同一の信号線SLに接続された複数の画素部PIX間で正負の電荷の打ち消し合いが行われる。これにより、対向電極Tcomが無電圧状態に移行するときに、全画素部PIXの表示階調が概ね揃った状態で終状態へと移行することができる。従って、電源遮断時に表示装置100により表示される画像の階調が概ね均一になり、画像の乱れを抑制することが可能になる。
次に、図6(B)を参照して、走査線と信号線の両方をハイレベルに制御して全オン動作を実施する場合のオフシーケンスを説明する。この場合、ゲート全オン制御信号GAONおよびソース全オン制御信号SAONの両方がアクティブ状態とされる。全オン動作を開始する所定のタイミングにあたる時刻t3において、ゲート全オン制御信号GAONおよびソース全オン制御信号SAONの両方をアクティブ状態とし、信号線駆動回路130のシフトレジスタ131の出力信号を一斉にハイレベルに制御すると共に、走査線駆動回路120のシフトレジスタ121の出力信号を一斉にハイレベルとする。これにより、時刻t3以前の通常動作において、表示装置100が、ドット反転駆動、走査信号線反転駆動、データ信号線反転駆動など、何れの交流駆動を実施していたとしても、時刻t3から時刻t5の期間での全オン動作において、全画素部PIXの電荷状態が所定状態に揃うように各画素部PIXの放電または充電が行われる。このため、上述の図6(A)に示す例に比較して、よりいっそう安定的に電源遮断時の画像の乱れを抑制することができる。
<強制遮断時の動作>
次に、表示装置100の表示部に画像が表示された状態で、例えば停電等により電源回路150の動作が強制的に停止された場合の動作を説明する。
図7は、第1実施形態による表示装置100の強制遮断時の動作を説明するためのタイムチャートである。同図において、時刻t0から時刻t3の期間では、走査線駆動回路120が通常動作を実施している。この場合、ゲート全オン制御信号GAONおよびソース全オン制御信号SAONは何れも非アクティブ状態(即ち、ローレベル)となっている。このような通常動作が行われている状態で、時刻t4において電源回路150の動作が強制的に停止されると、この電源回路150の動作の停止と同時に、表示制御回路140は、ゲート全オン制御信号GAONおよびソース全オン制御信号SAONをアクティブ状態(即ち、ハイレベル)に設定する。ここで、電源回路150の出力配線には、容量C120,C130等が形成されているため、電源回路150が動作を停止しても、表示制御回路140が出力するゲート全オン制御信号GAONおよびソース全オン制御信号SAONの信号レベルは、瞬時には接地電圧VSSにならず、電源回路150の出力配線の容量による時定数に応じて接地電圧VSSに向けて徐々に低下する。この場合、他の制御信号の信号レベルも同様に低下するので、ゲート全オン制御信号GAONおよびソース全オン制御信号SAONは相対的にアクティブ状態に維持され、時刻t4以降も全オン動作が継続される。
時刻t4でゲート全オン制御信号GAONおよびソース全オン制御信号SAONがアクティブ状態(ハイレベル)に設定されると、走査線駆動回路120のシフトレジスタ121は全オン動作を実施し、走査線GL1,GL2,…,GLnにハイレベルの出力信号OUT1,OUT2,…,OUTnを出力する。同様に、信号線駆動回路130のシフトレジスタ131も全オン動作を実施し、信号線SL1,SL2,…SLmにハイレベルの出力信号を出力する。このとき、上述のように、電源回路150の出力配線には、容量C120,C130等が形成されているため、電源回路150が動作を停止しても、電源回路150から出力された正電源電圧VHは、瞬時には接地電圧VSSに相当するレベルにならず、容量C120,C130による時定数に応じて接地電圧VSSに向けて徐々に低下する。図7の例では、電源回路150の正電源電圧VHが、時刻t4で低下を開始し、時刻t5において接地電位VSSに相当するローレベルにまで低下している。同様に、電源回路150から出力された負電源電圧VLも瞬時には接地電圧VSSに相当するレベルにならず、容量C120,C130による時定数に応じて接地電圧VSSに向けて徐々に上昇する。また、走査線GL1,GL2,…,GLn上のゲート信号G1,G2,G3,…,Gnは、電源回路150から出力される正電源電圧VHの低下に従って、時刻t4から徐々に低下し、時刻t5で接地電圧VSSに相当するローレベルとなる。
このように、電源回路150が強制的に遮断された場合、シフトレジスタ121が全オン動作を実施することにより、走査線GL1,GL2,…,GLnの信号レベルの全てが瞬時的にハイレベルになり、その後、一定の時定数で徐々に低下する。即ち、全ての走査線GL1,GL2,…,GLnの信号レベルが同一に揃えられる。これにより、上述したオフシーケンスと同様に、画像の乱れが抑制され、視聴者に与える違和感を緩和することができる。
上述した第1実施形態によれば、前述の従来技術の貫通電流遮断用に特に設けたNMOSトランジスタQ6,Q8を備える必要がないので、走査線駆動回路120および信号線駆動回路130を構成する各シフトレジスタの数を低減することができる。従って、走査線駆動回路120および信号線駆動回路130を構成するシフトレジスタのレイアウト面積を減らすことができ、全オン動作機能を備えた表示装置100の狭額縁化が可能になる。
また、第1実施形態によれば、全オン動作時に、薄膜トランジスタT1(図3)がオフするので、薄膜トランジスタT1,抵抗R1、薄膜トランジスタT2によって形成される貫通電流経路が遮断される。また、全オン動作時に、薄膜トランジスタT4がオフするので、薄膜トランジスタT3と薄膜トランジスタT4によって形成される貫通電流経路が遮断される。更に、全オン動作時に、薄膜トランジスタT5,T6が共にオフするので、これら薄膜トランジスタT5,T6によって形成される貫通電流経路も遮断される。従って、本実施形態によれば、全オン動作時の貫通電流を防止することもできる。
また、第1実施形態によれば、通常動作時に、1つの薄膜トランジスタT3を通じて、ハイレベルに設定されたゲート全オン制御信号GAONBが薄膜トランジスタT5のゲートに供給されるので、薄膜トランジスタT5のゲート電圧の低下を最小限に留めることができる。従って、通常動作時に、シフトレジスタのシフト動作を安定化させることが可能になる。
なお、上述の例では、ゲート全オン制御信号GAONおよびソース全オン制御信号SAONの信号レベルがアクティブになるときの信号レベルをハイレベルとしているが、停電時には全ての信号がローレベル(接地電圧VSS)に収束することを考慮すれば、ゲート全オン制御信号GAONおよびソース全オン制御信号SAONの信号レベルがアクティブになるときの信号レベルをローレベルとしてもよい。この場合、通常動作時にはゲート全オン制御信号GAONおよびソース全オン制御信号SAONの信号レベルがハイレベルに設定された状態となっており、強制遮断時にゲート全オン制御信号GAONおよびソース全オン制御信号SAONの信号レベルがローレベルに設定されるので、強制遮断後の全オン動作を安定的に維持することが可能になる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を説明する。
第2実施形態では、第1実施形態で用いた図1および図2を援用する。
第2実施形態による表示装置は、上述の第1実施形態において、図2に示すシフトレジスタ121を構成するシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121(即ち、図3に示すシフトレジスタ単位回路1211)に代えて、図8に示すシフトレジスタ単位回路1212を備える。その他の構成は第1実施形態と同様である。
図8は、第2実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1212の構成例を示す回路図である。シフトレジスタ単位回路1212は、図3に示す第1実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1211の構成において、薄膜トランジスタT8を更に備える。薄膜トランジスタT8は、セット端子SETと薄膜トランジスタT3のゲートとの間に電流路が介挿され、そのゲートには、薄膜トランジスタT8をオンさせる信号レベルを与える電源電圧VDD(所定電位)が印加されている。薄膜トランジスタT8の電流路と薄膜トランジスタT3のゲートとの間の接続点はノードN3を形成している。その他の構成は第1実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1211と同様である。
なお、本実施形態では、図2に示す第1実施形態におけるシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121のそれぞれが図8に示すシフトレジスタ単位回路1212で置き換えられるが、説明の便宜上、図2に示す「シフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121」なる表現をそのまま援用する。従って、本実施形態において、「シフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121」のそれぞれは、図8に示すシフトレジスタ単位回路1212を指す。第8実施形態を除き、後述の各実施形態においても同様である。
次に、図9を参照して、シフトレジスタ1212の動作を説明する。
図9は、第2実施形態におけるシフトレジスタ1212の動作例を示すタイムチャートであり、同図(A)は通常動作時のタイムチャートであり、同図(B)は全オン動作時のタイムチャートである。なお、図9において、N11、N31は、初段のシフトレジスタ単位回路121のノードN1,N3を表し、N12、N32は、2段目のシフトレジスタ単位回路121のノードN1,N3を表し、N1n、N3nは、n段目のシフトレジスタ単位回路121のノードN1,N3を表し、OUT1、OUT2、OUTnは、初段、2段目、n段目のシフトレジスタ単位回路の出力信号を表している。
なお、図中の“H”は、ハイレベルを示し、“L”は、ローレベルを示している。
まず、図9(A)を参照して、シフトレジスタ1212の通常動作を説明する。
図9(A)に示すように、時刻t0にて、初段のシフトレジスタ単位回路121(即ち、初段のシフトレジスタ単位回路1212)のセット端子SETに入力されるゲートスタートパルス信号GSTがハイレベルに遷移すると、このゲートスタートパルス信号GSTの信号レベルが薄膜トランジスタT8を通じて薄膜トランジスタT3のゲートに伝達される。これにより、薄膜トランジスタT3のゲートと薄膜トランジスタT8との間のノードN31がチャージされ、このノードN31の電圧が上昇を開始する。
ノードN31の電圧が上昇すると、薄膜トランジスタT3がオンする。ここで、薄膜トランジスタT3のドレインが接続された全オン制御端子AONBには、ハイレベルに設定されたゲート全オン制御信号GAONBが与えられているので、薄膜トランジスタT3がオンすると、そのソース電圧が、ゲート電圧から閾値電圧Vthだけ降下した電圧となる。このため、薄膜トランジスタT3のソースが接続されたノードN11が、薄膜トランジスタT3のゲートが接続されたノードN31に追従してチャージされ、ノードN11の電圧が上昇を開始する。
また、ノードN31の電圧が、薄膜トランジスタT8のゲート電圧(電源電圧VDD)から薄膜トランジスタT8の閾値電圧Vthだけ降下した電圧に達すると、薄膜トランジスタT8がオフし、ノードN31はフローティング状態になる。その後、薄膜トランジスタT3によりノードN11がチャージされてノードN11の電圧が上昇する過程で、薄膜トランジスタT3のソースとゲートとの間の容量成分や、薄膜トランジスタT3のチャネルとゲートとの間の容量成分等を通じて、ノードN31の電圧がノードN11の電圧により押し上げられる。
ここで、ノードN11に付随する容量成分、例えばトランジスタT5のゲート容量等が大きい程、薄膜トランジスタT3のチャージによるノードN11の電圧の上昇が遅くなり、ノードN31がフローティング状態になった後にノードN11の電圧が上昇を開始し始める。この場合、ノードN11の電圧の上昇分が大きくなるので、ノードN11の電圧により押し上げられるノードN31の電圧の上昇分も大きくなる。これによりノードN31の電圧が上昇し、ゲート全オン制御信号GAONのハイレベル(電源電圧VDD)に薄膜トランジスタT3の閾値電圧Vthを加えた電圧以上になると、薄膜トランジスタT3の閾値電圧Vthによる電圧降下を生じることなく、ノードN11が薄膜トランジスタT3により電源電圧VDDまでチャージされる。
この後、セット端子SETに入力されるゲートスタートパルス信号GSTがハイレベルからローレベルに遷移すると、セット端子SETに電流路の一端が接続された薄膜トランジスタT8がオン状態になる。このため、薄膜トランジスタT8により、ノードN31はディスチャージされ、ノードN31の信号レベルがローレベルになる。ノードN31の信号レベルがローレベルになると、ノードN31にゲートが接続された薄膜トランジスタT3がオフする。このとき、ノードN11はフローティング状態となり、電源電圧VDDにチャージされた状態に維持されるので、ノードN11にゲートが接続された薄膜トランジスタT5はオン状態に維持される。
続いて、時刻t1にて、クロック端子CKに入力されるゲートクロック信号GCK1がハイレベルに遷移すると、このゲートクロック信号GCK1の信号レベル(ハイレベル)が薄膜トランジスタT5を通じて出力端子OUTに伝達され、出力信号OUT1としてハイレベルが出力される。その他の動作は、第1実施形態におけるシフトレジスタ1211と同様である。
全オン動作については、図9(B)に示すように、上述の第1実施形態と同様である。
即ち、全オン動作では、ゲート全オン制御信号GAONがハイレベルに設定され、ゲート全オン制御信号GAONBがローレベルに設定される。また、図9(B)に示すように、ゲートスタートパルス信号GSTはハイレベルに設定され、ゲートクロック信号GCK1,GCK2はローレベルに設定される。この場合、初段のシフトレジスタ単位回路121において、薄膜トランジスタT1がオフし、薄膜トランジスタT2がオンする。これにより、ノードN21が薄膜トランジスタT2によりプルダウンされ、その信号レベルがローレベルになる。この結果、ノードN21にゲートが接続された薄膜トランジスタT4,T6が共にオフする。
また、薄膜トランジスタT8を通じてセット端子SETにゲートが接続された薄膜トランジスタT3がオンする。薄膜トランジスタT3がオンすると、ローレベル(接地電圧VSS)に設定されたゲート全オン制御信号GAONBが薄膜トランジスタT3を通じて薄膜トランジスタT5のゲートに伝達される。これにより、薄膜トランジスタT5がオフする。
また、ハイレベルに設定されたゲート全オン制御信号GAONが与えられる全オン制御端子AONにゲートが接続された薄膜トランジスタT7がオンする。薄膜トランジスタT7がオンすると、薄膜トランジスタT7を通じて電源電圧VDDが出力端子に供給され、これにより出力端子OUTがハイレベルに設定される。ここで、出力端子OUTに接続された薄膜トランジスタT5,T6は共にオフ状態となるから、これら薄膜トランジスタT5,T6の影響を受けることなく、出力端子OUTは薄膜トランジスタT7によりハイレベルに設定される。これにより、初段のシフトレジスタ単位回路121は、ハイレベルの出力信号OUT1を出力する。2段目以降のシフトレジスタ単位回路121,121,…,121の出力信号OUT2,OUT3,…,OUTnも、初段のシフトレジスタ単位回路121の出力信号OUT1と同様にハイレベルに設定される。
以上により、本実施形態によるシフトレジスタ単位回路1212から構成された走査線駆動回路120は、ゲート信号G1,G2,…,Gnとして、ハイレベルの出力信号OUT1,OUT2,…,OUTnを出力し、全オン動作が実施される。
第2実施形態によれば、薄膜トランジスタT3のゲート電圧が、第1実施形態に比較して高くなる。これにより、薄膜トランジスタT3を通じて伝達される信号の波形歪を抑制することができる。従って、例えば、初期特性、温度特性、劣化等の影響を受けて薄膜トランジスタの閾値電圧Vthが上昇しても、シフトレジスタ内の信号の劣化を抑制することができ、シフトレジスタの動作マージンを改善することができる。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態を説明する。
本実施形態でも、第1実施形態で用いた図1および図2を援用する。
第3実施形態による表示装置は、上述の第2実施形態において援用する図2に示すシフトレジスタ121を構成するシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121(即ち、図3に示すシフトレジスタ単位回路1211)に代えて、図10に示すシフトレジスタ単位回路1213を備える。その他の構成は第2実施形態と同様である。
図10は、第3実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1213の構成例を示す回路図である。シフトレジスタ単位回路1213は、図8に示す第2実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1212の構成において、コンデンサC1,C2,C3を更に備える。コンデンサC1は、薄膜トランジスタT5のドレインとゲートとの間に接続される。コンデンサC3は、薄膜トランジスタT3のドレインとゲートとの間に接続される。コンデンサC2は、薄膜トランジスタT4,T6の各ゲート等が接続されたノードN2とグランドノード(所定電位ノード)との間に接続される。その他の構成は第2実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1212と同様である。
なお、コンデンサC1,C2,C3の全てを備える必要はなく、そのうちの任意の一つまたは二つを備えてもよい。
基本的な動作は上述の第2実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1212と同様であるが、本実施形態では、コンデンサC1により、通常動作における薄膜トランジスタT5のセルフブートストラップ効果を高めることができる。これにより、薄膜トランジスタT5がオンするときの薄膜トランジスタT5のゲート電圧を有効に高めることができる。従って、薄膜トランジスタT5を通じてクロック端子CKから出力端子OUTに伝送される信号レベルを損なうことなく、その信号レベルを出力端子OUTに伝送することができる。
また、コンデンサC3により、薄膜トランジスタT3のセルフブートストラップ効果を高めることができる。これにより、薄膜トランジスタT3がオンするときの薄膜トランジスタT3のゲート電圧を有効に高めることができる。従って、薄膜トランジスタT3を通じて全オン制御端子AONBからノードN1に信号レベルを損なうことなく伝達することができる。
更に、コンデンサC2により、ノードN2の電圧の保持能力を高めることができる。これにより、ノードN1がチャージされている期間、薄膜トランジスタT4,T6を安定的にオフ状態に維持することができ、シフト動作を安定化させることができる。
本実施形態によれば、第2実施形態に比較して、ブートストラップ効果によるノードN1またはノードN3の電圧の上昇分を改善することができるので、薄膜トランジスタT3,T5を安定的にオン状態に制御することができる。従って、シフトレジスタの動作マージンを改善することが可能になる。
なお、全オン動作については、上述の第1および第2実施形態と同様である。
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態を説明する。
本実施形態でも、第1実施形態で用いた図1および図2を援用する。
第4実施形態による表示装置は、上述の第3実施形態において援用する図2に示すシフトレジスタ121を構成するシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121(即ち、図3に示すシフトレジスタ単位回路1211)に代えて、図11に示すシフトレジスタ単位回路1214を備える。その他の構成は第3実施形態と同様である。
図11は、第4実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1214の構成例を示す回路図である。シフトレジスタ単位回路1214は、図10に示す第3実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1213の構成において、薄膜トランジスタT9を更に備える。薄膜トランジスタT9は、そのゲートが薄膜トランジスタT6のドレインに接続され、そのドレインが薄膜トランジスタT6のゲートに接続され、そのソースがグランドノード(所定電位ノード)に接続されている。即ち、薄膜トランジスタT6と薄膜トランジスタT9は、ゲートとドレインが交差結合されている。その他の構成は第3実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1213と同様である。
基本的な動作は上述の第3実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1212と同様であるが、本実施形態では、前述の第2実施形態における図9(A)に示す時刻t1から時刻t2の期間において、出力端子OUTの出力信号のハイレベルを安定的に維持することができる。このことについて、図9(A)のタイムチャートを援用して説明する。通常動作において、時刻t0でゲートスタートパルス信号GSTとゲートクロック信号GCK2がハイレベルに遷移すると、前述したように、薄膜トランジスタT1,T2がオン状態になり、このうち、薄膜トランジスタT2によりノードN2がローレベルに駆動される。この後、ゲートスタートパルス信号GSTとゲートクロック信号GCK2がローレベルに遷移すると、薄膜トランジスタT1,T2はオフ状態になり、ノードN2はフローティング状態になる。これにより、ノードN2のそれまでの信号レベル(即ちローレベル)はノードN2に形成された容量(例えばコンデンサC2の容量等)により保持される。さらに、時刻t1でゲートクロック信号GCK1がハイレベルに遷移すると、前述したように薄膜トランジスタT5を通じて出力端子OUTにハイレベルが出力される。
ここで、時刻t1から薄膜トランジスタT5を通じて出力端子OUTにハイレベルが出力されている期間、薄膜トランジスタT6はオフ状態に維持されている必要がある。この点について、上述の第1から第3実施形態では、時刻t1で出力端子OUTの出力信号がハイレベルになる期間、薄膜トランジスタT6のゲートが接続されたノードN2はフローティング状態に維持されるので、薄膜トランジスタT6のゲートの信号レベルはノードN2に形成された容量によりローレベルに維持され、その信号レベルは不安定な状態にある。従って、例えばノイズやリーク経路の存在により、ノードN2の信号レベルが上昇すると、薄膜トランジスタT6がオン状態となって出力端子OUTの信号レベル(ハイレベル)を引き下げるおそれがある。
これに対し、第4実施形態では、上述のノイズやリーク経路の存在により出力端子OUTの信号レベルがハイレベルになると、薄膜トランジスタT9のゲートの信号レベルがハイレベルになる。このため、薄膜トランジスタT9がオン状態になり、薄膜トランジスタT6のゲートが接続されたノードN2をローレベル(接地電圧VSS)に駆動する。これにより、時刻t1から出力端子OUTの信号レベルがハイレベルになっている期間、薄膜トランジスタT6は薄膜トランジスタT9により強制的にオフ状態に維持される。従って、本実施形態によれば、通常動作において、出力信号をハイレベルに安定的に維持することができ、出力信号の信号レベルが低下することによる誤動作を防止することができる。従って、シフトレジスタの動作マージンを改善することが可能になる。
なお、全オン動作については、上述の第1から第3実施形態と同様である。
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態を説明する。
本実施形態でも、第1実施形態で用いた図1および図2を援用する。
第5実施形態による表示装置は、上述の第4実施形態において援用する図2に示すシフトレジスタ121を構成するシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121(即ち、図3に示すシフトレジスタ単位回路1211)に代えて、図12に示すシフトレジスタ単位回路1215を備える。その他の構成は第4実施形態と同様である。
図12は、第5実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1215の構成例を示す回路図である。シフトレジスタ単位回路1215は、図11に示す第4実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1214の構成において、薄膜トランジスタT10を更に備える。薄膜トランジスタT10は、そのソースが薄膜トランジスタT6および薄膜トランジスタT4の各ゲートが接続されるノードN2に接続され、そのゲートとドレインには初期化信号INITが印加される。即ち、薄膜トランジスタT10は、ダイオード接続され、そのアノードに相当するノードには初期化信号INITが与えられ、そのカソードに相当するノードは、薄膜トランジスタT4,T6の各ゲートが接続されたノードN2に接続される。その他の構成は第4実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1214と同様である。
初期化信号INITは、電源投入時や、電源オフ時、または、シフトレジスタを一旦初期状態にする場合等に、例えば表示制御回路140によりアクティブ状態(ハイレベル)に設定される信号である。ただし、全オン動作では、初期化信号INITは非アクティブ状態(ローレベル)に設定される。初期化信号INITをアクティブ状態にすると、薄膜トランジスタT10のドレインとゲートの電圧が上昇し、薄膜トランジスタT10のソースには、そのドレイン電圧を閾値電圧Vth分だけ降下させた電圧が発生する。例えば、初期化信号INITのハイレベルを電源電圧VDDとすれば、薄膜トランジスタT10のソースには、電源電圧VDDから薄膜トランジスタT10の閾値電圧Vthを減じた電圧(VDD−Vth)が発生する。この薄膜トランジスタT10のソース電圧(VDD−Vth)がノードN2に与えられると、薄膜トランジスタT4,T6が強制的にオン状態とされる。このため、ノードN1が薄膜トランジスタT4によりディスチャージされると共に、出力端子OUTが薄膜トランジスタT6によりプルダウンされる。この結果、シフトレジスタ単位回路1215の回路状態が初期化されると共に、出力信号の信号レベルがローレベルに初期化される。
本実施形態によれば、初期化信号INITをアクティブ状態に制御することにより、クロック端子CK,CKB、セット端子SET等に入力される信号とは関係なく、シフトレジスタの回路状態を構成的に初期化することができ、シフトレジスタを安定的に非アクティブ状態に制御すると共に出力信号をローレベルに設定することができる。
なお、本実施形態では、薄膜トランジスタT10をダイオード接続した構成としたが、薄膜トランジスタT10のドレインを電源電圧VDDに固定し、そのゲートに初期化信号INITを入力する構成としてもよい。
なお、全オン動作については、上述の第1から第4実施形態と同様である。
[第6実施形態]
次に、本発明の第6実施形態を説明する。
本実施形態でも、第1実施形態で用いた図1および図2を援用する。
第6実施形態による表示装置は、上述の第5実施形態において援用する図2に示すシフトレジスタ121を構成するシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121(即ち、図3に示すシフトレジスタ単位回路1211)に代えて、図13に示すシフトレジスタ単位回路1216を備える。その他の構成は第5実施形態と同様である。
図13は、第6実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1216の構成例を示す回路図である。シフトレジスタ単位回路1216は、図12に示す第5実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1215の構成において、薄膜トランジスタT11を更に備える。薄膜トランジスタT11は、その電流路が薄膜トランジスタT3のドレインと薄膜トランジスタT5のゲートとの間に介挿されている。具体的には、薄膜トランジスタT11の電流路を形成するソースおよびドレインの一方が薄膜トランジスタT3のソースに接続され、薄膜トランジスタT11のソースおよびドレインの他方が薄膜トランジスタT5のゲートに接続される。薄膜トランジスタT11のゲートには、電源電圧VDD(所定電位)が印加されている。本実施形態では、薄膜トランジスタT3のソースと、薄膜トランジスタT4のドレインとの間の接続点はノードN4を形成し、薄膜トランジスタT11の電流路と薄膜トランジスタT5のゲートとの間の接続点はノードN5を形成している。その他の構成は第5実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1215と同様である。
上述した第5実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1215によれば、コンデンサC1によるブートストラップ効果によりノードN1の電圧が押し上げられると、その電圧は電源電圧VDDよりも高い高電圧(VDD+α)になる。このとき、コンデンサC3によるブートストラップ効果と相俟って、薄膜トランジスタT3のゲートとドレインとの間、およびソースとドレインとの間には、高電圧(VDD+α)と接地電圧VSSとの差電圧が印加された状態となり、極めて高い電圧が印加された状態になる。薄膜トランジスタT4についても同様であり、薄膜トランジスタT4のゲートとドレインとの間、およびソースとドレインとの間にも、高電圧(VDD+α)と接地電圧VSSとの差電圧が印加された状態となる。このような高電圧は、例えばトランジスタの劣化等の原因になり得る。
第6実施形態では、次に説明するように、シフトレジスタ単位回路1216の動作において、第5実施形態における上述の高電圧の発生を薄膜トランジスタT11により防止している。
本実施形態によるシフトレジスタ単位回路1216の動作を説明する。
図14は、第6実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1216を備えたシフトレジスタ121の動作例を示すタイムチャートであり、同図(A)は通常動作時のタイムチャートであり、同図(B)は全オン動作時のタイムチャートである。図14において、ゲートスタートパルス信号GST、ゲートクロック信号GCK1,GCK2のハイレベルおよびローレベルは、それぞれ、シフトレジスタに供給される動作電源の電圧VDDおよび接地電圧VSSに相当する信号レベルである。また、通常動作では、ゲート全オン制御信号GAONはローレベルに設定され、ゲート全オン制御信号GAONBはハイレベルに設定される。また、図14において、N41、N51は、初段のシフトレジスタ単位回路121のノードN4,N5を表し、N42、N52は、2段目のシフトレジスタ単位回路121のノードN4,N5を表し、N4n、N5nは、n段目のシフトレジスタ単位回路121のノードN4,N5を表し、OUT1、OUT2、OUTnは、それぞれ、初段、2段目、n段目のシフトレジスタ単位回路の出力信号を表している。
なお、図中の“H”は、ハイレベルを示し、“L”は、ローレベルを示している。
まず、図14(A)を参照して、シフトレジスタ1216の通常動作を説明する。
シフトレジスタ単位回路1216の基本的な動作は、上述の第1から第5実施形態の各シフトレジスタ単位回路1216の通常動作と同等であるが、第6実施形態では、ノードN4をチャージして、出力信号としてハイレベルを出力するときの内部信号の振る舞いが上述の各実施形態と異なる。
図14(A)に示すように、時刻t0にて、初段のシフトレジスタ単位回路121(即ち、初段のシフトレジスタ単位回路1216)のセット端子SETに入力されるゲートスタートパルス信号GSTがハイレベルに遷移すると、このゲートスタートパルス信号GSTの信号レベルが薄膜トランジスタT8を通じて薄膜トランジスタT3のゲートに伝達される。これにより、薄膜トランジスタT3のゲートと薄膜トランジスタT8との間のノードN31がチャージされ、このノードN31の電圧が上昇を開始する。
ノードN31の電圧が上昇すると、薄膜トランジスタT3がオンする。ここで、薄膜トランジスタT3のドレインが接続された全オン制御端子AONBには、ハイレベルに設定されたゲート全オン制御信号GAONBが与えられているので、薄膜トランジスタT3がオンすると、そのソース電圧が、そのゲート電圧から閾値電圧Vth分だけ降下した電圧となる。このため、薄膜トランジスタT3のソースが接続されたノードN41が、薄膜トランジスタT3のゲートが接続されたノードN31に追従してチャージされ、ノードN41の電圧が上昇を開始する。
また、ノードN31の電圧が電源電圧VDDから薄膜トランジスタT8の閾値電圧Vthだけ降下した電圧に達すると、薄膜トランジスタT8がオフし、ノードN31はフローティング状態になる。その後、薄膜トランジスタT3によりノードN41がチャージされてノードN41の電圧が上昇する過程で、コンデンサC3を通じて、ノードN31の電圧がノードN41の電圧により押し上げられる。
ノードN31の電圧が上昇し、電源電圧VDDに薄膜トランジスタT3の閾値電圧Vthを加えた電圧以上になると、ノードN41は、薄膜トランジスタT3の閾値電圧Vthによる電圧降下を生じることなく、薄膜トランジスタT3により電源電圧VDDまでチャージされる。ここで、薄膜トランジスタT11のゲートには電源電圧VDDが印加されており、薄膜トランジスタT11はオン状態にあるから、ノードN41がチャージされると、薄膜トランジスタT11を通じてノードN51もチャージされ、このノードN51の信号レベルが上昇する。このため、ノードN51にゲートが接続された薄膜トランジスタT5がオンする。
ただし、この時点では、クロック端子CKに接続された薄膜トランジスタT5のドレインに入力されるゲートクロック信号CK1の信号レベルはローレベルであるから、出力端子OUT1の出力信号の信号レベルはローレベルのままである。薄膜トランジスタT11を通じて、ノードN5が、電源電圧VDDから薄膜トランジスタT11の閾値電圧Vthだけ降下した電圧にチャージされると、薄膜トランジスタT11がオフし、ノードN41とノードN51は電気的に切り離される。
続いて、時刻t1にて、クロック端子CKに入力されるゲートクロック信号GCK1がハイレベルに遷移すると、このゲートクロック信号GCK1の信号レベル(ハイレベル)が薄膜トランジスタT5を通じて出力端子OUTに伝達され、出力信号OUT1としてハイレベルが出力される。このとき、コンデンサC1によるブートストラップ効果により、ノードN51の電圧が、出力端子OUTの出力信号の電圧により押し上げられて高電圧になる。これにより、クロック端子CKに入力されるゲートクロック信号GCK1のハイレベル(電源電圧VDD)が、薄膜トランジスタT5の閾値電圧Vthによる電圧降下を生じることなく、出力端子OUTに伝達される。
ここで、コンデンサC1によるブートストラップ効果によりノードN51の電圧が上昇しても、薄膜トランジスタT11がオフしているため、このコンデンサC1によるブートストラップ効果によってノードN41の電圧が押し上げられることはなく、ノードN41の電圧は電源電圧VDDに維持される。このため、本実施形態によれば、薄膜トランジスタT3,T4には電源電圧VDDと接地電圧VSSとの差電圧しか印加されず、高電圧が印加されない。
また、ノードN51の電圧は、ノードN41の電圧から薄膜トランジスタT11の閾値電圧Vthを減じた電圧にコンデンサC1による昇圧分に相当する電圧αを加えた電圧(VDD−Vth+α)に留まる。このため、薄膜トランジスタT11には、ノードN51の電圧(VDD−Vth+α)とノードN41の電圧(VDD)との差電圧(α―Vth)しか印加されない。また、コンデンサC1によるブートストラップ効果による上昇分に相当する電圧αは、クロック端子CKに入力されるゲートクロック信号GCK1の振幅(VDD−VSS)よりも大きくなることはないので、薄膜トランジスタT5にも通常の駆動電圧以下の電圧しか印加されない。
その他の通常動作は、上述の各実施形態と同様である。
全オン動作については、図14(B)に示すように、上述の各実施形態と同様である。
即ち、全オン動作では、ゲート全オン制御信号GAONがハイレベルに設定され、ゲート全オン制御信号GAONBがローレベルに設定される。また、図14(B)に示すように、ゲートスタートパルス信号GSTはハイレベルに設定され、ゲートクロック信号GCK1,GCK2はローレベルに設定される。この場合、初段のシフトレジスタ単位回路121において、薄膜トランジスタT1がオフし、薄膜トランジスタT2がオンする。これにより、ノードN21が薄膜トランジスタT2によりプルダウンされ、その信号レベルがローレベルになる。この結果、ノードN21にゲートが接続された薄膜トランジスタT4,T6がオフする。
また、セット端子SETにゲートが接続された薄膜トランジスタT3がオンする。薄膜トランジスタT3がオンすると、ローレベルに設定されたゲート全オン制御信号GAONBが薄膜トランジスタT3および薄膜トランジスタT11を通じて薄膜トランジスタT5のゲートに伝達される。これにより、薄膜トランジスタT5がオフする。
また、ハイレベルに設定されたゲート全オン制御信号GAONが与えられる全オン制御端子AONにゲートが接続された薄膜トランジスタT7がオンする。薄膜トランジスタT7がオンすると、薄膜トランジスタT7を通じて電源電圧VDDが出力端子OUTに供給され、出力端子OUTがハイレベルに設定される。これにより、初段のシフトレジスタ単位回路121は、ハイレベルの出力信号OUT1を出力する。2段目以降のシフトレジスタ単位回路121,121,…,121の出力信号OUT2,OUT3,…,OUTnも、初段のシフトレジスタ単位回路121の出力信号OUT1と同様にハイレベルに設定される。
以上により、本実施形態によるシフトレジスタ単位回路1216から構成されたシフトレジスタ121は、ゲート信号G1,G2,…,Gnとして、ハイレベルの出力信号OUT1,OUT2,…,OUTnを出力し、全オン動作が実施される。
第6実施形態によれば、第5実施形態に比較して、各薄膜トランジスタに印加される電圧が緩和されるので、トランジスタの劣化等を抑制することができる。
[第7実施形態]
次に、本発明の第7実施形態を説明する。
本実施形態でも、第1実施形態で用いた図1および図2を援用する。
第7実施形態による表示装置は、上述の第6実施形態において援用する図2に示すシフトレジスタ121を構成するシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121(即ち、図3に示すシフトレジスタ単位回路1211)に代えて、図15に示すシフトレジスタ単位回路1217を備える。その他の構成は第6実施形態と同様である。
図15は、第7実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1217の構成例を示す回路図である。シフトレジスタ単位回路1217は、図13に示す第6実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1216の構成において、薄膜トランジスタT12,T13を更に備える。薄膜トランジスタT12は、その電流路が、薄膜トランジスタT6のゲートが接続されたノードN2とグランドノード(所定電位ノード)との間に接続されている。また、薄膜トランジスタT12のゲートは全オン制御端子AONに接続され、そのゲートにはゲート全オン制御信号GAONが印加される。
薄膜トランジスタT13は、その電流路が薄膜トランジスタT3のソースが接続されたノードN4とグランドノード(所定電位ノード)との間に接続されている。また、薄膜トランジスタT13のゲートは全オン制御端子AONに接続され、そのゲートにはゲート全オン制御信号GAONが供給される。その他の構成は第6実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1216と同様である。
次に、本実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1217の動作を説明する。
本実施形態において、通常動作は上述の第6実施形態と同様であるので、その説明は省略し、全オン動作について説明する。
全オン動作では、ゲート全オン制御信号GAONがハイレベルに設定され、その反転信号であるゲート全オン制御信号GAONBがローレベルに設定される。また、ゲートクロック信号GCK1,GCK2はローレベルに設定される。ゲートスタートパルス信号GSTはハイレベルであってもローレベルであってもよい。
セット端子SETに入力されるゲートスタートパルス信号GSTがハイレベルである場合、上述の各実施形態と同様に、薄膜トランジスタT2がオンとなり、この薄膜トランジスタT2によりノードN2がディスチャージされる。この場合、全オン制御端子AONにゲートが接続された薄膜トランジスタT12もオンするから、薄膜トランジスタT2と共に、この薄膜トランジスタT12を通じてノードN2がディスチャージされる。これにより、ノードN2にゲートが接続された薄膜トランジスタT4,T6が共にオフ状態に制御される。
また、セット端子SETに入力されるゲートスタートパルス信号GSTのハイレベルは、薄膜トランジスタT8を通じて薄膜トランジスタT3のゲートに与えられる。これにより、薄膜トランジスタT3がオンする。ここで、薄膜トランジスタT3のドレインが接続される全オン制御端子AONBにはローレベルのゲート全オン制御信号GAONBが入力されるので、このゲート全オン制御信号GAONBのローレベルが薄膜トランジスタT3を通じてノードN4に伝達される。これにより、ノードN4が薄膜トランジスタT3を通じてディスチャージされる。
この場合、全オン制御端子AONにゲートが接続された薄膜トランジスタT13もオンするから、薄膜トランジスタT3と共に薄膜トランジスタT13を通じてノードN4がディスチャージされる。ディスチャージされたノードN4のローレベルは薄膜トランジスタT11を通じて薄膜トランジスタT5のゲートに伝達され、これにより薄膜トランジスタT5がオフする。この結果、出力端子OUTに接続された薄膜トランジスタT5,T6の双方がオフする。
これに対し、ハイレベルに設定されたゲート全オン制御信号GAONが与えられる全オン制御端子AONにゲートが接続された薄膜トランジスタT7がオンする。薄膜トランジスタT7がオンすると、薄膜トランジスタT7を通じて電源電圧VDDが出力端子OUTに供給され、出力端子OUTがハイレベルに設定される。これにより、初段のシフトレジスタ単位回路121は、ハイレベルの出力信号OUT1を出力する。2段目以降のシフトレジスタ単位回路121,121,…,121の出力信号OUT2,OUT3,…,OUTnも、初段のシフトレジスタ単位回路121の出力信号OUT1と同様にハイレベルに設定される。これにより、ゲートスタートパルス信号GSTをハイレベルに設定した場合の全オン動作が実施される。
次に、セット端子SETに入力されるゲートスタートパルス信号GSTがローレベルである場合、セット端子SETにゲートが接続された薄膜トランジスタT2がオフする。また、薄膜トランジスタT8を通じてセット端子SETにゲートが接続された薄膜トランジスタT3もオフする。しかしながら、ハイレベルのゲート全オン制御信号GAONがゲートに与えられる薄膜トランジスタT12,T13が共にオンするので、ノードN2は薄膜トランジスタT12によりディスチャージされ、ノードN4は薄膜トランジスタT13によりディスチャージされる。従って、薄膜トランジスタT4,T5,T6,T9,T11に関する限り、回路状態は、上述のゲートスタートパルス信号GSTがハイレベルである場合と同じになる。
この結果、上述の各実施形態と同様に、ハイレベルに設定されたゲート全オン制御信号GAONが与えられる全オン制御端子AONにゲートが接続された薄膜トランジスタT7がオンすると、薄膜トランジスタT7を通じて電源電圧VDDが出力端子OUTに供給され、出力端子OUTがハイレベルに設定される。これにより、初段のシフトレジスタ単位回路121は、ハイレベルの出力信号OUT1を出力する。2段目以降のシフトレジスタ単位回路121,121,…,121の出力信号OUT2,OUT3,…,OUTnも、初段のシフトレジスタ単位回路121の出力信号OUT1と同様にハイレベルに設定される。これにより、ゲートスタートパルス信号GSTをハイレベルに設定した場合の全オン動作が実施される。
以上により、本実施形態によるシフトレジスタ単位回路1217から構成されたシフトレジスタ121は、ゲート信号G1,G2,…,Gnとしてハイレベルの出力信号OUT1,OUT2,…,OUTnを出力し、全オン動作が実施される。
従って、第7実施形態によれば、セット端子SETに入力されるゲートスタートパルス信号GSTの信号レベルに関係なく、シフトレジスタを全オン動作させることができる。
[第8実施形態]
次に、本発明の第8実施形態を説明する。
本実施形態では、第1実施形態で用いた図1のみを援用する。
第8実施形態による表示装置は、上述の第7実施形態において援用する図2に示すシフトレジスタ121に代えて、図16に示すシフトレジ181を備える。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
図16は、第8実施形態におけるシフトレジスタ181の構成例を示す概略ブロック図である。図2に示すように、シフトレジスタ181は、複数の走査線GL1,GL2,GL3,…,GLnに対応した複数のシフトレジスタ単位回路181,181,181,…,181を備えている。これら複数のシフトレジスタ単位回路181,181,181,…,181は縦続接続されている。
複数のシフトレジスタ単位回路181,181,181,…,181のそれぞれは、同様の構成を有しており、以下では、適宜、シフトレジスタ単位回路181,181,181,…,181のそれぞれを指すときは、「シフトレジスタ単位回路1811」と称する。シフトレジスタ単位回路1811は、クロック端子CK,CKB、2つのセット端子SET1,SET2、出力端子OUT、全オン制御端子AON,AONBを備えている。
複数のシフトレジスタ単位回路181,181,181,…,181のうち、奇数段のシフトレジスタ単位回路のクロック端子CKにはゲートクロック信号GCK1が入力され、クロック端子CKBにはゲートクロック信号GCK2が入力される。逆に、偶数段のシフトレジスタ単位回路のクロック端子CKにはゲートクロック信号GCK2が入力され、クロック端子CKBにはゲートクロック信号GCK1が入力される。複数のシフトレジスタ単位回路181,181,181,…,181の全オン制御端子AONにはゲート全オン制御信号GAONが入力され、全オン制御端子AONBには、ゲート全オン制御信号GAONの反転信号であるゲート全オン制御信号GAONBが入力される。
複数のシフトレジスタ単位回路181,181,181,…,181のうち、初段のシフトレジスタ単位回路181のセット端子SET1にはゲートスタートパルス信号GSTが入力され、2段目以降のシフトレジスタ単位回路(即ち、2段目のシフトレジスタ単位回路からn段目のシフトレジスタ単位回路)のセット端子SET1には、それぞれ、前段のシフトレジスタ単位回路の出力信号が入力される。また、最終段のn段目のシフトレジスタ単位回路181のセット端子SET2にはゲートスタートパルス信号GSTが入力され、n−1段目以前のシフトレジスタ単位回路(即ち、初段のシフトレジスタ単位回路からn−1段目のシフトレジスタ単位回路)のセット端子SET2には、それぞれ、後段のシフトレジスタ単位回路の出力信号が入力される。例えば、シフトレジスタ単位回路181のセット端子SET1には、その前段のシフトレジスタ単位回路181の出力信号OUT1が入力され、シフトレジスタ単位回路181のセット端子SET2には、その後段のシフトレジスタ単位回路181の出力信号OUT3が入力される。
なお、図では省略されているが、複数のシフトレジスタ単位回路181,181,181,…,181のそれぞれには、走査方向(シフト方向)を切り替えるための後述の走査切替信号UD,UDBが入力される。
図17は、第8実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1811の構成例を示す回路図である。シフトレジスタ単位回路1811は、図15に示す第7実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1217の構成において、選択回路SELを更に備える。その他の構成は、第7実施形態のシフトレジスタ単位回路1217と同様である。選択回路SELは、走査切替信号UD,UDBに基づいて、セット端子SET1に入力される前段のシフトレジスタ単位回路の出力信号(またはゲートスタートパルス信号GST)とセット端子SET2に入力される後段のシフトレジスタ単位回路の出力信号(またはゲートスタートパルス信号GST)とのうちの何れかを選択して入力信号として取り込むものである。
例えば、2段目のシフトレジスタ単位回路181に備えられた選択回路SELは、初段のシフトレジスタ単位回路181の出力信号OUT1と、3段目のシフトレジスタ単位回路181の出力信号OUT3とのうちの何れかの出力信号を選択する。選択回路SELは、選択した出力信号を薄膜トランジスタT2のゲートに供給すると共に、上述の第7実施形態においてセット端子SETに接続される薄膜トランジスタT8の電流路の一端に供給する。
本実施形態では、選択回路SELは、走査切替信号UD,UDBに基づいて走査方向を切り替えるための走査切替回路として機能する。ここで、走査方向とは、図16に示す複数のシフトレジスタ単位回路181,181,181,…,181の出力信号OUT1,OUT2,OUT3,…,OUTnの出力順を指し、初段のシフトレジスタ単位回路181から最終段であるn段目のシフトレジスタ単位回路181に向かう昇順の走査方向で出力信号OUT1,OUT2,OUT3,…,OUTnが出力される場合の走査を順走査と称し、逆に、最終段であるシフトレジスタ単位回路181から初段のシフトレジスタ単位回路181に向かう降順の走査方向で出力信号OUT1,OUT2,OUT3,…,OUTnが出力される場合の走査を逆走査と称する。
図18は、第8実施形態におけるシフトレジスタ単位回路の詳細例を示す回路図であり、選択回路SELの構成例を示す。図18(A)に示す選択回路(走査切替回路)は、薄膜トランジスタT81,T82,T83,T84,T85,T86,T87,T88を備えている。ここで、薄膜トランジスタT81のドレインには、走査切替信号UDが供給され、そのゲートには走査切替信号UDの反転信号である走査切替信号UDBが供給される。薄膜トランジスタT81のソースは薄膜トランジスタT82のドレインに接続され、薄膜トランジスタT82のゲートには電源電圧VDDが供給される。薄膜トランジスタT83のドレインには走査切替信号UDが供給され、そのゲートはドレインに接続され、そのソースは、上述の薄膜トランジスタT82のソースと共に薄膜トランジスタT84のゲートに接続される。即ち、薄膜トランジスタT83はダイオード接続され、そのアノードに相当するノードには走査切替信号UDが供給され、そのカソードに相当するノードは薄膜トランジスタT84のゲートに接続される。薄膜トランジスタT84の電流路の一端はセット端子SET1に接続され、その電流路の他端は出力端子SOに接続される。
また、薄膜トランジスタT85のソースには、走査切替信号UDBが供給され、そのゲートには走査切替信号UDが供給される。薄膜トランジスタT85のドレインは薄膜トランジスタT86のソースに接続され、薄膜トランジスタT86のゲートには電源電圧VDDが供給される。薄膜トランジスタT87のソースには走査切替信号UDBが供給され、そのゲートはソースに接続され、そのドレインは、上述の薄膜トランジスタT86のドレインと共に薄膜トランジスタT88のゲートに接続される。即ち、薄膜トランジスタT87はダイオード接続され、そのアノードに相当するノードには走査切替信号UDBが供給され、そのカソードに相当するノードは薄膜トランジスタT88のゲートに接続される。薄膜トランジスタT88の電流路の一端はセット端子SET2に接続され、その電流路の他端は出力端子SOに接続される。
図18(B)に示す選択回路は、上述の図18(A)の構成において、薄膜トランジスタT81,T83,T85,T87を省略し、薄膜トランジスタT82のドレインに走査切替信号UDを供給し、薄膜トランジスタT86のソースに走査切替信号UDBを供給するように構成される。
図18(C)に示す選択回路は、上述の図18(A)の構成において、薄膜トランジスタT81,T82,T83,T85,T86,T87を省略し、薄膜トランジスタT84のゲートに走査切替信号UDを供給し、薄膜トランジスタT88のゲートに走査切替信号UDBを供給するように構成される。
次に、本実施形態の動作を説明する。
先に選択回路SELの基本的動作を説明した後、この選択回路SELを備えた図16に示すシフトレジスタ単位回路181の動作を説明する。
<選択回路SELの動作>
まず、図18(A)に示す選択回路の動作を説明する。
順走査を行う場合、走査切替信号UDはハイレベルに設定され、その反転信号である走査切替信号UDBはローレベルに設定される。この場合、ローレベルの走査切替信号UDBが与えられる薄膜トランジスタT81はオフ状態となり、ハイレベルの走査切替信号UDがドレインに与えられる薄膜トランジスタT83を通じて、薄膜トランジスタT84のゲートが、走査切替信号UDのハイレベルに相当する電源電圧VDDから薄膜トランジスタT83の閾値電圧Vth分だけ降下した電圧(VDD−Vth)にチャージされる。従って、薄膜トランジスタT84がオン状態とされる。
一方、ハイレベルの走査切替信号UDがゲートに与えられる薄膜トランジスタT85はオン状態となる。また、電源電圧VDDがゲートに与えられる薄膜トランジスタT86もオン状態にある。このため、薄膜トランジスタT88のゲートは薄膜トランジスタT85と薄膜トランジスタT86を通じてディスチャージされ、薄膜トランジスタT88のゲートにローレベルが印加される。従って、薄膜トランジスタT88がオフ状態とされる。この場合、薄膜トランジスタT87は、ソースとゲートにローレベルの走査切替信号UDBが供給されるので、オフ状態となる。
上述のように薄膜トランジスタT84がオン状態になり、薄膜トランジスタT88がオフ状態になると、セット端子SET1が出力端子SOと電気的に接続され、セット端子SET2は出力端子SOから電気的に切り離された状態になる。このため、セット端子SET1に入力される信号が選択されて出力端子SOから出力される。このとき、薄膜トランジスタT84のゲートとチャネルとの間の容量成分によるブートストラップ効果により、薄膜トランジスタT84のゲート電圧が、セット端子SET1に入力される信号の信号レベルによって押し上げられる。このため、セット端子SET1に入力される信号は、薄膜トランジスタT84の閾値電圧Vthによる電圧降下を生じることなく出力端子SOに伝達される。
この場合、セット端子SET1には、前段のシフトレジスタ単位回路の出力信号が入力されるので、図16に示す複数のシフトレジスタ単位回路181,181,181,…,181は、上述の各実施形態と同様に、出力信号OUT1,OUT2,OUT3,…,OUTnを昇順で出力し、順走査が実施されることになる。
次に、逆走査を行う場合、走査切替信号UDはローレベルに設定され、走査切替信号UDBはハイレベルに設定される。この場合、ハイレベルの走査切替信号UDBがゲートに与えられる薄膜トランジスタT81はオン状態となる。また、電源電圧VDDがゲートに与えられる薄膜トランジスタT82もオン状態にある。このため、薄膜トランジスタT84のゲートは薄膜トランジスタT81と薄膜トランジスタT82を通じてディスチャージされ、薄膜トランジスタT84のゲートにローレベルが印加される。従って、薄膜トランジスタT84がオフ状態とされる。この場合、薄膜トランジスタT83は、ソースとゲートにローレベルの走査切替信号UDBが供給されるので、オフ状態となる。
一方、ローレベルの走査切替信号UDがゲートに与えられる薄膜トランジスタT85はオフ状態となり、ハイレベルの走査切替信号UDBがドレインに与えられる薄膜トランジスタT87を通じて、薄膜トランジスタT88のゲートが、走査切替信号UDBのハイレベルに相当する電源電圧VDDから薄膜トランジスタT87の閾値電圧Vth分だけ降下した電圧(VDD−Vth)にチャージされる。従って、薄膜トランジスタT88がオン状態とされる。
上述のように薄膜トランジスタT84がオフ状態になり、薄膜トランジスタT88がオン状態になると、セット端子SET2が出力端子SOと電気的に接続され、セット端子SET1は出力端子SOから電気的に切り離された状態になる。このため、セット端子SET2に入力される信号が選択されて出力端子SOから出力される。このとき、薄膜トランジスタT88のゲートとチャネルとの間の容量成分によるブートストラップ効果により、薄膜トランジスタT88のゲート電圧が、セット端子SET2に入力される信号の信号レベルによって押し上げられる。このため、セット端子SET2に入力される信号は、薄膜トランジスタT88の閾値電圧Vthによる電圧降下を生じることなく出力端子SOに伝達される。
この場合、セット端子SET2には、後段のシフトレジスタ単位回路の出力信号が入力されるので、図16に示す複数のシフトレジスタ単位回路181,181,181,…,181は、上述の各実施形態とは逆に、出力信号OUT1,OUT2,OUT3,…,OUTnを降順で出力し、逆走査が実施されることになる。
上述したように、図18(A)に示す選択回路の構成によれば、薄膜トランジスタT84,T88の閾値電圧Vthによる電圧降下を生じることなく、セット端子SET1またはセット端子SET2から出力端子SOに信号を伝送することができる。従って、シフトレジスタ単位回路の動作マージンを確保しながら、走査方向の切り替えを実施することができる。
また、図18(A)に示す選択回路の構成によれば、薄膜トランジスタT84,T88のゲート電圧がブートストラップ効果で上昇すると、薄膜トランジスタT82,T86がオフ状態になるので、ゲートにローレベルが印加されている薄膜トランジスタT81,T85のソースには、上述のブートストラップ効果で生じた高電圧が印加されない。従って、各薄膜トランジスタの劣化を抑制することができる。
次に、図18(B)に示す選択回路の動作を説明する。
順走査を行う場合、走査切替信号UDはハイレベルに設定され、走査切替信号UDBはローレベルに設定される。この場合、ハイレベルの走査切替信号UDは、薄膜トランジスタT82を通じて薄膜トランジスタT84のゲートに伝達される。このとき、薄膜トランジスタT84のゲートは、走査切替信号UDのハイレベルに相当する電源電圧VDDから薄膜トランジスタT82の閾値電圧Vth分だけ降下した電圧(VDD−Vth)にチャージされる。これにより、薄膜トランジスタT84がオン状態とされる。一方、ローレベルの走査切替信号UDBは、薄膜トランジスタT86を通じて薄膜トランジスタT88のゲートに伝達される。このとき、薄膜トランジスタT84のゲートは、走査切替信号UDのローレベルに相当する接地電圧VSSにディスチャージされる。これにより、薄膜トランジスタT88がオフ状態とされる。
従って、上述の図18(A)に示す選択回路と同様に、セット端子SET1が出力端子SOと電気的に接続されるため、セット端子SET1に入力される信号が選択されて出力端子SOから出力される。また、薄膜トランジスタT84のゲートとチャネルとの間の容量成分によるブートストラップ効果により、セット端子SET1に入力される信号は、薄膜トランジスタT84の閾値電圧Vthによる電圧降下を生じることなく出力端子SOに伝達される。
逆走査を行う場合についても順走査の場合と同様に説明されるが、この場合、薄膜トランジスタT88がオン状態となり、セット端子SET2に入力される信号が選択されて出力端子SOから出力される。
次に、図18(C)に示す選択回路の動作を説明する。
順走査を行う場合、走査切替信号UDはハイレベルに設定され、走査切替信号UDBはローレベルに設定される。この場合、ハイレベルの走査切替信号UDは、薄膜トランジスタT84のゲートに伝達される。これにより、薄膜トランジスタT84がオン状態とされる。一方、ローレベルの走査切替信号UDBは、薄膜トランジスタT88のゲートに伝達される。これにより、薄膜トランジスタT88がオフ状態とされる。
従って、上述の図18(A)および(B)にそれぞれ示す選択回路と同様に、セット端子SET1が出力端子SOと電気的に接続されるため、セット端子SET1に入力される信号が選択されて出力端子SOから出力される。ただし、図18(C)の選択回路によれば、薄膜トランジスタT84のゲートとチャネルとの間の容量成分によるブートストラップ効果を得ることはできないので、セット端子SET1に入力される信号の信号レベルは、薄膜トランジスタT84の閾値電圧Vth分だけ降下されて出力端子SOに伝達されることになる。
逆走査を行う場合についても順走査の場合と同様に説明されるが、この場合、薄膜トランジスタT88がオン状態となり、セット端子SET2に入力される信号が選択されて出力端子SOから出力される。
次に、図19を参照して、上述の選択回路SELを備えたシフトレジスタ単位回路1811の動作を説明する。
図19は、第8実施形態におけるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートであり、同図(A)は順走査時のタイムチャートであり、同図(B)は逆走査時のタイムチャートである。図19において、ゲートスタートパルス信号GST、ゲートクロック信号GCK1,GCK2のハイレベルおよびローレベルは、それぞれ、シフトレジスタに供給される動作電源の電圧VDDおよび接地電圧VSSに相当する信号レベルである。また、通常動作では、ゲート全オン制御信号GAONはローレベルに設定され、ゲート全オン制御信号GAONBはハイレベルに設定される。また、図19において、OUT1、OUT2、OUTn−1,OUTnは、それぞれ、初段、2段目、n−1段目、n段目のシフトレジスタ単位回路1811の出力信号を表している。
なお、図中の“H”は、ハイレベルを示し、“L”は、ローレベルを示している。
<順走査時の動作>
順走査を行う場合、走査切替信号UDはハイレベルに設定され、その反転信号である走査切替信号UDBはローレベルに設定される。この場合、上述したように、選択回路SELにより、セット端子SET1に入力される信号が選択される。従って、初段のシフトレジスタ単位回路181には、セット端子SET1に入力されるゲートスタートパルス信号GSTが取り込まれ、2段目以降のシフトレジスタ単位回路181,181,…,181のセット端子SET1には、前段のシフトレジスタ単位回路の出力信号が取り込まれる。従ってこの場合、図19(A)に示すように、前述した各実施形態と同様に、ゲートクロック信号GCK1,GCK2に同期して、シフトレジスタ単位回路181,181,181,…,181の出力信号OUT1,OUT2,OUT3,…,OUTnが昇順で出力される。
<逆走査時の動作>
逆走査を行う場合、走査切替信号UDはローレベルに設定され、その反転信号である走査切替信号UDBはハイレベルに設定される。この場合、上述したように、選択回路SELにより、セット端子SET2に入力される信号が選択される。従って、最終段のn段目のシフトレジスタ単位回路1811には、セット端子SET2に入力されるゲートスタートパルス信号GSTが取り込まれ、初段からn−1段目のフトレジスタ単位回路181,181,…,181n−1のセット端子SET2には、後段のシフトレジスタ単位回路の出力信号が取り込まれる。この場合、シフトレジスタ単位回路181,181,181,…,181は、それぞれ、上述の順走査におけるシフトレジスタ単位回路181,181n−1,…,181,181に対応する動作を行う。従ってこの場合、図19(B)に示すように、順走査とは逆に、ゲートクロック信号GK1,GK2に同期して、シフトレジスタ単位回路181,181,181,…,181の出力信号OUT1,OUT2,OUT3,…,OUTnが降順で出力される。
<全オン動作>
全オン動作は、上述した第7実施形態と同様である。即ち、この場合、ゲート全オン制御信号GAONがハイレベルになると、セット端子SET1,SET2に入力されるゲートスタートパルス信号GSTの信号レベルに関係なく、即ち、選択回路SELの選択状態とは関係なく、図19(C)に示すように、出力信号OUT1,OUT2,OUT3,…,OUTnの全てがハイレベルに設定される。これにより、シフトレジスタが全オン動作を実施する。
以上、第8実施形態によれば、動作マージンを確保しながら、走査方向を切り替えることができる。
[第9実施形態]
次に、本発明の第9実施形態を説明する。
本実施形態でも、第1実施形態で用いた図1および図2を援用する。
第9実施形態による表示装置は、上述の第1実施形態において、図2に示すシフトレジスタ121を構成するシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121(即ち、図3に示すシフトレジスタ単位回路1211)に代えて、図20に示すシフトレジスタ単位回路1219を備える。その他の構成は第1実施形態と同様である。
図20は、第9実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1219の構成例を示す回路図である。シフトレジスタ単位回路1219は、前述の第1実施形態における図3に示すシフトレジスタ単位回路1211の構成において、nチャネル型電界効果トランジスタである薄膜トランジスタT1,T2,T3,T4,T5,T6,T7を、それぞれ、pチャネル型電界効果トランジスタである薄膜トランジスタTP1,TP2,TP3,TP4,TP5,TP6,TP7に置き換えると共に、電源電圧VDDと接地電圧VSSとを入れ替えて構成される。本実施形態では、薄膜トランジスタTP3のソースと薄膜トランジスタTP4のドレインとの間の接続点はノードNP1を形成し、抵抗R1と薄膜トランジスタT2のドレインとの間の接続点はノードNP2を形成する。また、本実施形態では、セット端子SET、クロック端子CK,CKB、全オン制御端子AON,AONBの各端子に入力される信号は、前述の第1実施形態における各端子に入力される信号を反転させたものになる。
図21は、第9実施形態におけるシフトレジスタの動作例を示すタイムチャートであり、同図(A)は通常動作時のタイムチャートであり、同図(B)は全オン動作時のタイムチャートである。図21において、ゲートスタートパルス信号GST、ゲートクロック信号GCK1,GCK2のハイレベルおよびローレベルは、それぞれ、シフトレジスタに供給される動作電源の電圧VDDおよび接地電圧VSSに相当する信号レベルである。また、本実施形態の場合、通常動作では、ゲート全オン制御信号GAONはハイレベルに設定され、ゲート全オン制御信号GAONBはローレベルに設定される。逆に、全オン動作では、ゲート全オン制御信号GAONはローレベルに設定され、ゲート全オン制御信号GAONBはハイレベルに設定される。また、図21において、NP11、NP21は、初段のシフトレジスタ単位回路121のノードNP1,NP2を表し、NP12、NP22は、2段目のシフトレジスタ単位回路121のノードNP1,NP2を表し、NP1n、NP2nは、n段目のシフトレジスタ単位回路121のノードNP1,NP2を表し、OUTP1、OUTP2、OUTPnは、初段、2段目、n段目のシフトレジスタ単位回路1219の出力信号を表している。
なお、図中の“H”は、ハイレベルを示し、“L”は、ローレベルを示している。
シフトレジスタ単位回路1219の動作は、基本的には、前述の第1実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1211の動作において各信号レベルを反転させれば、第1実施形態と同様に説明される。ただし、本実施形態では、図21(A)に示すように、複数のシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121の各出力信号OUTP1,OUTP2,OUTP3,…,OUTPnは、通常動作では、ローレベルのパルス信号となり、全オン動作ではローレベルに維持される。
ここで、画素部PIXの画素用薄膜トランジスタTCとしてpチャネル型電界効果トランジスタを用いれば、全オン動作において、複数のシフトレジスタ単位回路121,121,121,…,121の各出力信号OUTP1,OUTP2,OUTP3,…,OUTPnがローレベルとなることにより、全ての画素部PIXの画素用薄膜トランジスタTCを導通させることができる。また、第1実施形態と同様に、画素部PIXの画素用薄膜トランジスタTCとしてnチャネル型電界効果トランジスタを用いた場合、全オン動作において、全ての画素部PIXの画素用薄膜トランジスタTCを導通させるためには、走査線GL1,GL2,…,GLn上のゲート信号G1,G2,…,Gnをハイレベルに設定する必要がある。従ってこの場合、例えば、シフトレジスタ単位回路1219の出力信号OUTP1,OUTP2,OUTP3,…,OUTPnの信号レベルを反転させるためのインバータ回路を設ければよい。
本実施形態によれば、シフトレジスタ単位回路1219を構成する薄膜トランジスタとしてpチャネル電界効果トランジスタを用いたので、例えば、画素部PIXの画素用薄膜トランジスタTCとしてpチャネル型電界効果トランジスタを用いた場合に、トランジスタ数を増加させることなく、通常動作と全オン動作が可能なシフトレジスタを構成することができる。
なお、本実施形態では、前述の第1実施形態におけるシフトレジスタ単位回路1211の各薄膜トランジスタをpチャネル型電界効果トランジスタに置き換えてシフトレジスタ単位回路1219を構成したが、第2実施形態から第8実施形態における各シフトレジスタ単位回路についても同様に各薄膜トランジスタをpチャネル型電界効果トランジスタに置き換えることが可能である。
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した第1から第9実施形態の各実施形態固有の特徴部分は、任意に組み合わせることができ、上述の変形例においても同様である。また、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形、変更、置換が可能である。
例えば、上述の各実施形態において、個々の薄膜トランジスタは、ゲートを共通にして、電流路(ソース・ドレイン)が直列または並列に接続された複数の薄膜トランジスタとして備えられてもよい。
本発明は、液晶テレビなどに適用することができる。
100 表示装置
110 表示部
120 走査線駆動回路(ゲートドライバ)
121 シフトレジスタ
121〜121 シフトレジスタ単位回路
130 信号線駆動回路(ソースドライバ)
131 シフトレジスタ
140 表示制御回路
150 電源回路
120 走査線駆動回路
121 シフトレジスタ
130 信号線駆動回路
131 シフトレジスタ
140 表示制御回路
181〜181 シフトレジスタ単位回路
C1,C2,C3 コンデンサ
CS 画素容量部
GL1〜GLn 走査線
PIX 画素部
R1 抵抗
SEL 選択回路
SL1〜SLm 信号線
T1〜T12,T81〜T88 薄膜トランジスタ
Tcom 対向電極
TP1〜TP7 薄膜トランジスタ
TS1〜TSm 信号線選択用薄膜トランジスタ

Claims (11)

  1. 複数の単位回路を従属接続してなるシフトレジスタであって、
    前記単位回路は、
    第1クロック信号が与えられるクロック端子と出力端子との間に電流路が接続された第1出力トランジスタと、
    前記出力端子と所定電位ノードとの間に電流路が接続された第2出力トランジスタと、
    前記複数の単位回路の出力信号の信号レベルを所定の信号レベルに設定するための制御信号がアクティブである場合、前記出力端子の信号レベルを前記所定の信号レベルに設定する設定部と、
    前記制御信号がアクティブである場合、前記制御信号の信号レベルを前記第1出力トランジスタの制御電極に与えることにより前記第1出力トランジスタをオフさせ、前記制御信号が非アクティブである場合、入力信号に応答して前記第1出力トランジスタをオンさせる第1出力制御部と、
    前記制御信号がアクティブである場合、前記第2出力トランジスタをオフさせ、前記制御信号が非アクティブである場合、前記第1クロック信号に続く第2クロック信号、または前記第1クロック信号に同期した信号に応答して前記第1出力トランジスタをオフさせると共に前記第2出力トランジスタをオンさせる第2出力制御部と、
    を備えたシフトレジスタ。
  2. 前記第1出力制御部は、
    前記制御信号が与えられる制御信号端子と前記第1出力トランジスタの制御電極との間に電流路が接続され、ゲートに前記入力信号が与えられた第1電界効果トランジスタを備えた、請求項1に記載のシフトレジスタ。
  3. 前記第1出力制御部は、
    前記入力信号が与えられる入力端子と前記第1出力制御部が備える前記第1電界効果トランジスタのゲートとの間に電流路が介挿され、ゲートに所定電位が与えられた第2電界効果トランジスタを更に備えた、請求項2に記載のシフトレジスタ。
  4. 前記第1出力トランジスタは電界効果トランジスタであり、
    前記第1出力トランジスタのドレインとゲートとの間に接続された第1コンデンサと、
    前記第1電界効果トランジスタのドレインとゲートとの間に接続された第2コンデンサと、
    を更に備えた、請求項3に記載のシフトレジスタ。
  5. 前記第2出力トランジスタは電界効果トランジスタであり、
    前記第2出力トランジスタのドレインにゲートが接続され、前記第2出力トランジスタのゲートにドレインが接続された第3電界効果トランジスタを更に備えた、請求項4に記載のシフトレジスタ。
  6. 前記第2出力トランジスタのゲートにソースが接続され、ゲートとドレインに初期化信号が印加された第4電界効果トランジスタを更に備えた、請求項5に記載のシフトレジスタ。
  7. 前記第1電界効果トランジスタのソースと前記第1出力トランジスタのゲートとの間に電流路が介挿された第5電界効果トランジスタを更に備えた、請求項6に記載のシフトレジスタ。
  8. 前記第2出力トランジスタのゲートと前記所定電位ノードとの間に電流路が接続され、ゲートに前記制御信号が与えられる第6電界効果トランジスタと、
    前記第1電界効果トランジスタのソースと前記所定電位ノードとの間に電流路が接続され、ゲートに前記制御信号が与えられる第7電界効果トランジスタと、
    を更に備えた、請求項7に記載のシフトレジスタ。
  9. 前記複数の単位回路のそれぞれは、
    前段の単位回路の出力信号と後段の単位回路の出力信号とのうちの何れかを選択して前記入力信号として取り込む選択回路を更に備えた、請求項1から8の何れか1項に記載のシフトレジスタ。
  10. 前記第1出力トランジスタ、前記第2出力トランジスタ、前記第1電界効果トランジスタ、前記第2電界効果トランジスタ、前記第3電界効果トランジスタ、前記第4電界効果トランジスタ、前記第5電界効果トランジスタ、前記第6電界効果トランジスタ、前記第7電界効果トランジスタは、同一導電型の電界効果トランジスタであって、nチャネル型またはチャネル型の何れかの電界効果トランジスタである、請求項8に記載のシフトレジスタ。
  11. 前記請求項1から10の何れか1項に記載のシフトレジスタから構成された駆動回路を備えた表示装置。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160240159A1 (en) * 2013-10-08 2016-08-18 Sharp Kabushiki Kaisha Shift register and display device
WO2016175118A1 (ja) * 2015-04-28 2016-11-03 シャープ株式会社 シフトレジスタ
WO2016175117A1 (ja) * 2015-04-28 2016-11-03 シャープ株式会社 シフトレジスタ
CN104851402B (zh) * 2015-05-27 2017-03-15 深圳市华星光电技术有限公司 一种多相位时钟产生电路及液晶显示面板
CN104821148B (zh) * 2015-05-28 2016-11-09 京东方科技集团股份有限公司 移位寄存器单元、驱动方法、栅极驱动电路和显示装置
CN105096902B (zh) * 2015-09-28 2018-09-11 京东方科技集团股份有限公司 一种移位寄存器、其驱动方法、栅极驱动电路及显示装置
CN105206237B (zh) * 2015-10-10 2018-04-27 武汉华星光电技术有限公司 应用于In Cell型触控显示面板的GOA电路
CN105185294B (zh) * 2015-10-23 2017-11-14 京东方科技集团股份有限公司 移位寄存器单元及其驱动方法、移位寄存器和显示装置
CN106023919B (zh) * 2016-06-30 2019-01-18 京东方科技集团股份有限公司 移位寄存器及其驱动方法、驱动电路和显示装置
CN106710547B (zh) * 2016-12-27 2019-03-12 武汉华星光电技术有限公司 Goa电路
CN109147639B (zh) * 2018-08-09 2021-09-17 信利半导体有限公司 一种栅极扫描电路及扫描方法、栅极驱动电路和显示面板
CN109712557B (zh) * 2019-03-19 2021-01-19 京东方科技集团股份有限公司 一种移位寄存器及其驱动方法、栅极驱动电路、显示装置
CN113744693B (zh) * 2019-06-06 2024-02-13 京东方科技集团股份有限公司 移位寄存器、栅极驱动器、显示面板和显示装置
TWI714289B (zh) * 2019-10-02 2020-12-21 友達光電股份有限公司 閘極驅動裝置
WO2021176504A1 (ja) * 2020-03-02 2021-09-10 シャープ株式会社 走査線駆動回路およびこれを備えた表示装置
CN116741086B (zh) * 2022-09-27 2024-03-22 荣耀终端有限公司 扫描驱动电路、显示面板、电子设备及驱动方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5241724B2 (ja) * 2007-09-12 2013-07-17 シャープ株式会社 シフトレジスタ
EP2189988B1 (en) * 2007-09-12 2012-12-12 Sharp Kabushiki Kaisha Shift register
US8223112B2 (en) * 2007-12-27 2012-07-17 Sharp Kabushiki Kaisha Shift register receiving all-on signal and display device
TWI393978B (zh) * 2009-07-14 2013-04-21 Au Optronics Corp 液晶顯示器及其移位暫存裝置
JP5632001B2 (ja) * 2010-09-02 2014-11-26 シャープ株式会社 シフトレジスタ及び表示装置
CN103098373B (zh) * 2010-09-02 2016-04-27 夏普株式会社 触发器、移位寄存器、驱动电路、显示装置
JP5396543B2 (ja) * 2010-09-02 2014-01-22 シャープ株式会社 信号処理回路、ドライバ回路、表示装置
CN103081361B (zh) * 2010-09-02 2015-11-25 夏普株式会社 信号处理电路、逆变器电路、缓冲电路、电平移位器、触发器、驱动电路、显示装置
SG11201403894UA (en) * 2012-03-30 2014-10-30 Sharp Kk Display device
WO2014054516A1 (ja) * 2012-10-05 2014-04-10 シャープ株式会社 シフトレジスタ、それを備える表示装置、およびシフトレジスタの駆動方法
US9881688B2 (en) * 2012-10-05 2018-01-30 Sharp Kabushiki Kaisha Shift register
US20150279480A1 (en) * 2012-10-05 2015-10-01 Sharp Kabushiki Kaisha Shift register, display device provided therewith, and shift-register driving method
WO2014148171A1 (ja) * 2013-03-21 2014-09-25 シャープ株式会社 シフトレジスタ
WO2014148170A1 (ja) * 2013-03-21 2014-09-25 シャープ株式会社 シフトレジスタ
US20160240159A1 (en) * 2013-10-08 2016-08-18 Sharp Kabushiki Kaisha Shift register and display device

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