JP6215490B2 - アクティブマトリクス基板及び表示パネル - Google Patents

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Description

本発明は、アクティブマトリクス基板及び表示パネルに関する。
近年、表示パネルのアクティブマトリクス基板において、ゲートドライバを画素領域内に配置する技術が提案されている(例えば、国際公開第2014/069529号(下記特許文献1)参照)。国際公開第2014/069529号には、画素領域を含む表示領域の外側から供給される制御信号に応じて、ゲート線を含む配線の電位を制御する駆動回路が開示されている。この駆動回路は、複数のスイッチング素子を含み、これら複数のスイッチング素子の少なくとも一部が画素領域に形成されている。これにより、アクティブマトリクス基板上のゲート線等の配線に与えられる電位のなまりを低減し、配線を高速に駆動することができる。また、狭額縁化を図ることもできる。
国際公開第2014/069529号
上記従来の構成では、画素領域において、駆動回路のスイッチング素子が設けられる画素と、設けられない画素が存在する。駆動回路のスイッチング素子が設けられている画素では、画素駆動用のスイッチング素子のオン/オフが切り替わるタイミングで、駆動回路のスイッチング素子の電位も同時に変化する場合が起こり得る。この場合、画素へ入力される信号が、駆動回路のスイッチング素子の電位変化の影響を受けて変化する虞がある。駆動回路のスイッチング素子による影響を受けた画素は、他の画素と比較して輝度が異なることになる。これにより、表示ムラが発生する。すなわち、表示品質が低下する。
そこで、本願は、アクティブマトリクス基板の画素領域にゲート線駆動回路のスイッチング素子を配置した構成において、表示品質の低下を抑えることができる構成を開示する。
本発明の一実施形態におけるアクティブマトリクス基板は、表示領域において第1方向に延びる複数のゲート線と、前記表示領域において前記第1方向とは異なる第2方向に延びる複数のソース線と、前記表示領域において、前記ゲート線及び前記ソース線で規定される画素ごとに設けられ、前記ゲート線及び前記ソース線に接続される画素スイッチング素子とを備える。また、アクティブマトリクス基板は、前記表示領域内において、前記複数のゲート線の各々に対応して設けられ、前記ゲート線の電位をそれぞれ制御する複数のゲート線駆動回路と、前記複数のゲート線駆動回路へ前記表示領域の外側から制御信号を供給する制御信号線と、を備える。前記複数のゲート線駆動回路の各々は、前記制御信号に応じてオン/オフを切り替える複数の駆動用スイッチング素子及び前記複数の駆動用スイッチング素子の少なくとも1つに接続される容量を含む。前記複数の駆動用スイッチング素子又は前記容量の少なくとも一部は、前記複数の駆動用スイッチング素子を含むゲート線駆動回路に対応するゲート線よりも、当該対応するゲート線の他のゲート線に近い位置に配置される。
本願開示によれば、アクティブマトリクス基板の画素領域にゲート線駆動回路のスイッチング素子を配置した構成において、表示品質の低下を抑えることができる。
図1は、本実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示した上面図である。 図2は、アクティブマトリクス基板20aの概略構成を示す上面図である。 図3は、アクティブマトリクス基板20aと、アクティブマトリクス基板20aと接続されている各部の概略構成を示す上面図である。 図4は、ゲートドライバ11の等価回路の一例を示す図である。 図5は、図4に示すゲートドライバ11を、表示領域に配置した場合の回路構成例を示す図である。 図6は、図5のTFT−M5の周辺の回路構成例を示す図である。 図7は、図4及び図5に示すゲートドライバ11の動作時における信号の波形の一例を示すタイミングチャートである。 図8は、ゲート線及び対応するゲートドライバ素子の信号を示すタイミングチャートである。 図9は、ゲートドライバを、そのゲートドライバが駆動するゲート線が最も近くなるように配置した場合の回路構成例を示す図である。 図10は、図9のTFT−M5の周辺の回路構成例を示す図である。 図11は、画素電極が、本来と異なる電位を保持する場合の例を示す図である。 図12は、ゲートドライバ11(n)のTFT−M5(n)の配置の変形例を示す図である。 図13は、実施形態2におけるゲートドライバ11の等価回路の一例を示す図である。 図14は、図13に示すゲートドライバを、表示領域に配置した場合の回路構成例を示す図である。 図15は、図13及び図14に示すゲートドライバ11の動作時における信号の波形の一例を示すタイミングチャートである。 図16は、図14に示すように配置されたゲート線及び、対応するゲートドライバのnetA、netBの信号を示すタイミングチャートである。 図17は、図13に示すゲートドライバを、そのゲートドライバが駆動するゲート線が最も近くなるように配置した場合の回路構成例を示す図である。 図18は、実施形態3におけるゲートドライバ11の等価回路の一例を示す図である。 図19は、図18に示すゲートドライバ11の動作時における信号の波形の一例を示すタイミングチャートである。 図20は、本実施形態における制御配線の配置例を示す図である。 図21は、図18に示すゲートドライバを、表示領域AAに配置した場合の回路構成例を示す図である。
本発明の一実施形態におけるアクティブマトリクス基板は、表示領域において第1方向に延びる複数のゲート線と、前記表示領域において前記第1方向とは異なる第2方向に延びる複数のソース線と、前記表示領域において、前記ゲート線及び前記ソース線で規定される画素ごとに設けられ、前記ゲート線及び前記ソース線に接続される画素スイッチング素子とを備える。また、アクティブマトリクス基板は、前記表示領域内において、前記複数のゲート線の各々に対応して設けられ、前記ゲート線の電位をそれぞれ制御する複数のゲート線駆動回路と、前記複数のゲート線駆動回路へ前記表示領域の外側から制御信号を供給する制御信号線と、を備える。前記複数のゲート線駆動回路の各々は、前記制御信号に応じてオン/オフを切り替える複数の駆動用スイッチング素子及び前記複数の駆動用スイッチング素子の少なくとも1つに接続される容量を含む。前記複数の駆動用スイッチング素子又は前記容量の少なくとも一部は、前記複数の駆動用スイッチング素子を含むゲート線駆動回路に対応するゲート線よりも、当該対応するゲート線の他のゲート線に近い位置に配置される。
上記構成では、ゲート線駆動回路における複数の駆動用スイッチング素子のオン/オフが、制御信号に応じて切り替わることにより、ゲート線駆動回路に対応するゲート線(制御対象のゲート線)の電位が制御される。そのゲート線の電位の変化に応じて、そのゲート線に接続された画素スイッチング素子が動作する。そのため、画素スイッチング素子のオン/オフのタイミングは、画素スイッチング素子が接続されるゲート線を制御するゲート線駆動回路の駆動用スイッチング素子またはこれら駆動用スイッチング素子に接続される容量の電位の変化と同じになる可能性が高い。上記構成では、ゲート線駆動回路の複数の駆動用スイッチング素子又は容量の少なくとも一部は、そのゲート線駆動回路の対応するゲート線よりも、他のゲート線に近い位置に配置される。そのため、駆動用スイッチング素子又は容量の少なくとも一部は、制御対象のゲート線に接続された画素スイッチング素子よりも、他のゲート線に接続された画素スイッチング素子に近い位置に配置される。すなわち、駆動用スイッチング素子は、同じタイミングでオン/オフが切り替わる可能性の高い画素スイッチング素子より、その可能性の低い画素スイッチング素子に近い位置に配置される。これにより、画素へ入力される信号は、ゲート線駆動回路の駆動用スイッチング素子による影響を受けにくくなる。その結果、画素の輝度は、ゲート線駆動回路によって変化しにくくなり、表示ムラも発生しにくくなる。ひいては、表示品質の低下が抑えられる。
前記複数の駆動用スイッチング素子又は前記容量の前記少なくとも一部と、前記複数の駆動用スイッチング素子を含む前記ゲート線駆動回路に対応するゲート線との間に、前記他のゲート線を配置する構成も可能である。これにより、駆動用スイッチング素子の電位の変化が、制御対象のゲート線の画素へ与える影響を抑えることができる。
前記複数のゲート線駆動回路の各々は、前記ゲート線駆動回路に対応するゲート線へ印加する電圧を蓄積するための蓄積配線を含んでもよい。この場合、前記容量は、前記蓄積配線と前記対応するゲート線との間に接続される第1容量を含むことができる。前記複数の駆動用スイッチング素子は、前記蓄積配線と前記対応するゲート線との間に接続される第1スイッチング素子とを含むことができる。前記蓄積配線、第1前記容量、及び前記第1スイッチング素子の少なくともいずれかは、前記対応する接続されるゲート線より、前記他のゲート線に近い位置に配置することができる。
これにより、容量又は蓄積配線を、同じタイミングで電位が変化する可能性の高い画素スイッチング素子よりも、その可能性がより低い画素スイッチング素子の近くに配置することができる。そのため、画素へ入力される信号は、ゲート線駆動回路の駆動用スイッチング素子の電位変化による影響をより受けにくくなる。
前記ゲート線駆動回路の前記複数の駆動用スイッチング素子は、前記ゲート線駆動回路に対応するゲート線の他のゲート線に沿って並ぶ画素列内に配置することができる。この場合、前記他のゲート線の画素列と、前記ゲート線駆動回路に対応するゲート線の画素列との間には、少なくとも1つのさらに他の画素列を配置することができる。これにより、ゲート線駆動回路の前記複数の駆動用スイッチング素子と制御対象のゲート線の画素との間に、少なくとも1つの他の画素を配置することができる。これにより、ゲート線駆動回路の駆動用スイッチング素子を、同じタイミングで電位が変化する可能性の高い画素スイッチング素子よりも、その可能性がより低い画素スイッチング素子の近くに配置することができる。
前記制御信号は、クロック信号を含み、前記クロック信号は4相以上の多相クロックとすることができる。これにより、ゲート線駆動回路の駆動用スイッチング素子の電位変化のタイミングと、このゲート線駆動回路の制御対象のゲート線より近い位置に配置される他のゲート線の画素スイッチング素子の電位変化のタイミングとを、より重なりにくくすることができる。
前記制御信号線は、クロック信号線を含み、前記クロック信号線は、前記表示領域内において、前記第1方向へ延びて前記表示領域内の前記ゲート線駆動回路の前記複数のスイッチング素子の少なくとも1つに接続される第1クロック線と、前記第1クロック線に接続され前記表示領域の外側において前記第2方向へ延びる第2クロック線とを含むことができる。これにより、表示領域において、クロック信号線と、クロック信号と同じタイミングでオン/オフが切り替わる画素スイッチング素子が接続されるゲート線とが、互いに交差しないように、クロック信号線を配置することが可能になる。そのため、画素へ入力される信号に対するクロック信号の影響を抑えることができる。その結果、画像品質の低下をより抑えることができる。
前記アクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板に対向する対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に設けられる液晶層とを備える表示パネルも、本発明の実施形態の一つである。
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
<実施形態1>
(液晶表示装置の構成)
図1は、本実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示した上面図である。液晶表示装置1は、表示パネル2、ソースドライバ3、表示制御回路4、及び電源5を有する。表示パネル2は、アクティブマトリクス基板20aと、対向基板20bと、これら基板に挟持された液晶層(図示略)とを有する。図1において図示を省略しているが、アクティブマトリクス基板20aの下面側と対向基板20bの上面側には、偏光板が設けられている。対向基板20bには、ブラックマトリクスと、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色のカラーフィルタと、共通電極(いずれも図示略)が形成されている。
図1に示すように、表示パネル2は、紙面において左右の上端部分が円弧状に形成されている。すなわち、表示パネル2の基板に垂直な方向から見た外形は、非矩形である。表示パネル2のアクティブマトリクス基板20aは、ソースドライバ3と電気的に接続されている。表示制御回路4は、表示パネル2、ソースドライバ3、及び電源5と電気的に接続されている。表示制御回路4は、ソースドライバ3と、アクティブマトリクス基板20aに形成されている後述のゲートドライバ(ゲート線駆動回路の一例)とに制御信号を出力する。制御信号には、表示パネル2に画像を表示するためのリセット信号(CLR)、クロック信号(CKA,CKB)、データ信号等が含まれる。電源5は、表示パネル2、ソースドライバ3、及び表示制御回路4と電気的に接続されており、各々に電源電圧信号を供給する。
(アクティブマトリクス基板の構成)
図2は、アクティブマトリクス基板20aの概略構成を示す上面図である。図2に示すように、アクティブマトリクス基板20aにおける左右の上端部分は円弧状に形成されている。すなわち、アクティブマトリクス基板20aの基板面に垂直な方向から見た外形は、非矩形である。アクティブマトリクス基板20aにおいて、X軸方向の一端から他端までゲート線13G群が一定の間隔で略平行に形成されている。ゲート線13G群のうち、円弧状の部分に形成された一部のゲート線群13G_aは、アクティブマトリクス基板20aにおけるゲート線の最大長より短い。また、ゲート線の最大長は、アクティブマトリクス基板20aにおけるX軸方向の幅の最大長lmaxと略同じにすることができる。例えば、ゲート線群13G_a以外のゲート線群13G_bは、最大長lmaxより短いか、又は、略同じ長さにすることができる。
また、図2に示すように、ゲート線13G群と交差するようにソース線15S群が形成されている。ゲート線13G群は、第1方向の一例である行方向(横方向)に延びて形成され、ソース線15S群は、第2方向の一例である列方向(縦方向)に延びて形成される。これにより、ゲート線13G群とソース線15S群は行列状に配置される。ゲート線13Gとソース線15Sとで囲まれる領域が1つの画素を形成し、全画素領域が表示パネル2の表示領域となる。すなわち、画素により画像が表示される領域が表示領域となる。各画素には、ゲート線13Gとソース線15Sとに接続された画素電極が設けられる。
図3は、ソース線15Sの図示を省略したアクティブマトリクス基板20aと、アクティブマトリクス基板20aと接続されている各部の概略構成を示す上面図である。図3の例に示すように、ゲート線13Gの間、つまり、表示領域内には、ゲートドライバ11(1)〜11(N)(以下、特に区別しない場合は、ゲートドライバ11と総称する)が形成されている。ゲートドライバ11は、表示領域の外側から供給される制御信号に応じて、ゲート線13Gの電圧レベル(電位)を制御するゲート線駆動回路の一例である。複数のゲートドライバ11(1)〜11(N)の各々が、各ゲート線GL(1)〜GL(N)に対応して設けられる。
以下では、1本のゲート線13Gの電圧レベルを制御するために設けられた回路を、1つのゲートドライバ11(すなわち1つのゲート線駆動回路)であるとして説明する。各ゲートドライバ11は、対応する1本のゲート線の電圧レベルを制御する。すなわち、各ゲートドライバ11は、制御対象のゲート線13Gに対応して設けられる。各ゲートドライバ11は、対応するゲート線13Gに対して、電圧信号を出力する。そのため、複数のゲート線13Gに、複数のゲートドライバ11が、それぞれ、接続される構成となる。なお、ゲートドライバ11は、制御対象のゲート線13Gのみならず、制御対象のゲート線の他のゲート線にも接続されてもよい(詳細例は後述)。
図3に示す例では、表示領域におけるゲートドライバ11は、対応するゲート線13G、すなわち制御対象の制御線よりも、他のゲート線に近い位置に配置される。例えば、ゲート線GL(2)に対応するゲートドライバ11(2)は、ゲート線GL(2)よりもゲート線GL(1)に近い位置に配置される。すなわち、k番目のゲート線GL(k)に対応するゲートドライバ11(k)(図3では図示省略)は、ゲート線GL(k)よりも、このゲート線GL(k)に隣接するゲート線GL(k−1)(図示省略)に近い位置に配置される。
なお、一番端のゲート線GL(1)に対応するゲートドライバ11(1)は、対応するゲート線GL(1)が、最も近くに配置されるゲート線となっている。すなわち、複数のゲート線13Gの両端のゲート線GL(1)、GL(N)の一方に対応するゲートドライバ11(1)又は11(N)以外のゲートドライバ11(1)〜11(N)は、対応するゲート線よりも他のゲート線に近い位置に配置する構成とすることができる。この場合、端のゲート線GL(1)に対応するゲートドライバ11(1)は、表示領域外に配置されてもよい。
また、図3に示す例では、GL(1)、GL(2)、…、GL(K)のゲート線13Gには、4つのゲートドライバ11がそれぞれ接続されており、GL(N−m)〜GL(N)のゲート線13Gには、2つのゲートドライバ11がそれぞれ接続されている。
アクティブマトリクス基板20aの表示領域のうち、ソースドライバ3が設けられている辺の側の額縁領域には、端子部12gが形成されている。端子部12gは、制御回路4及び電源5と接続されている。端子部12gは、制御回路4及び電源5から出力される制御信号を受け取る。制御信号には、例えば、クロック信号(CKA、CKB)、リセット信号又は電源電圧信号等が含まれる。端子部12gに入力されたクロック信号(CKA、CKB)及び電源電圧信号等の制御信号は、配線15L1を介して各ゲートドライバ11に供給される。ゲートドライバ11は、供給される制御信号に応じて、接続されているゲート線13Gに対し、選択又は非選択の状態を示す選択信号を出力する。
また、各段のゲート線13Gに接続されたゲートドライバ11は、前段のゲート線13Gに接続されている。これにより、各段のゲートドライバ11は、前段のゲート線13Gからの選択信号をセット信号として受け取ることができる。すなわち、各段のゲートドライバ11は、接続されたゲート線に選択信号を出力するとともに、次段のゲート線13Gにセット信号を出力することができる。以下の説明では、一のゲート線13Gに選択信号を出力する動作を、ゲート線13Gの駆動と呼ぶことがある。
また、アクティブマトリクス基板20aにおいて、ソースドライバ3が設けられている辺の側の額縁領域には、ソースドライバ3と各ソース線15Sとを接続する端子部12sが、形成されている。ソースドライバ3は、表示制御回路4から入力される制御信号に応じて、各ソース線15S(図2参照)にデータ信号を出力する。
図3に示すように、本実施形態では、表示領域内において、GL(1)〜GL(N)の各ゲート線13Gに対し、複数の対応するゲートドライバ11が接続されている。同一のゲート線13Gに接続されている複数の対応するゲートドライバ11は同期しており、1本のゲート線13Gがこれら複数の対応するゲートドライバ11により同時に駆動される。本実施形態では、1本のゲート線13Gに対応する複数のゲートドライバ11の各々が1本のゲート線13Gを駆動する負荷が略均等となるように、ゲート線13Gの延びる方向において略等間隔に配置されている。
(ゲートドライバ11の構成)
ここで、本実施形態におけるゲートドライバ11の構成について説明する。図4は、GL(n)(nは、1、2、…、N−1、Nの自然数)のゲート線13Gを駆動する1つのゲートドライバ11の等価回路の一例を示す図である。図4に示すように、ゲートドライバ11は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)で構成されたTFT−M1〜M11と、容量Cbstと、配線netA,netBとを有する。ここで、netAは、ゲート線13Gへ印加する電圧を蓄積するための蓄積配線の一例である。ゲートドライバ11は、回路ブロックとして、出力部U1を含む。
出力部U1は、蓄積配線の一例であるnetAとゲート線GL(n)との間の導通を制御する。出力部U1は、netAとゲート線GL(n)との間に接続されるTFT−M5(第1スイッチング素子の一例)を含む。また、本例では、出力部U1は、ゲート線GL(n)とnetAとの間に接続される容量Cbst(第1容量の一例)を含む。容量Cbst及びTFT−M5により、ゲート線GL(n)に印加するべき電圧をnetAに蓄積することができる。そのため、出力部U1は、ゲート線GL(n)へ印加する電圧信号を充電する最終バッファということもできる。また、出力部U1は、ゲート線GL(n)とnetAとの間に接続されたスイッチング素子及びキャパシタを含む出力回路ということもできる。図4に示す例では、TFT−M5のゲートは、netAに、ドレインは、クロック信号CKAを供給する制御信号線に、ソースは、ゲート線GL(n)に接続される。また、容量Cbstの一方の電極は、GL(n)及びTFT−M5のソースに、他方の電極は、netAに接続される。この構成により、ブートストラップ回路を形成することができる。
netAには、TFT−M1が接続される。これらのTFT−M1は、蓄積配線であるnetAの電圧を他のゲート線から入力される信号に応じて変化させる蓄積電圧供給部を構成する回路の要素である。TFT−M1は、netAと、前段のゲート線GL(n−1)との間に接続され、前段のゲート線GL(n−1)から入力される信号に応じてnetAの電圧を変化させる。本例では、TFT−M1のゲートとドレインは、前段のゲート線GL(n−1)と接続され(ダイオード接続)、TFT−M1のソースはnetAに接続されている。これにより、前段のゲート線GL(n−1)の選択信号を受けたタイミングで、netAに、ゲート線GL(n)へ印加するための電圧を充電することができる。このように、TFT−M1は、ゲート線GL(n)に選択状態のレベル(本例ではハイレベル)の電圧を印加するための電圧を、netAへ蓄積する充電回路ということもできる。
netAには、さらに、TFT−M2〜M4が接続される。TFT−M4のゲートにはnetBが接続される。netBには、TFT−M8〜M11が接続される。これらTFT−M2〜M4、M8〜M11で構成される回路は、制御信号に応じてnetAの電圧を所定レベルにする蓄積電圧調整部であると言える。TFT−M2〜M4、M8〜M11は、制御信号又は他のゲート線GL(n+1)の信号に応じて蓄積配線netAの電圧を所定レベルにする。
図4に示す例では、TFT−M2〜M4、M8〜M11は、ゲート線GL(n)の電圧を、選択状態のレベルから非選択状態のレベルへ適切なタイミングで戻すために、netAの電圧を制御する回路である。そのため、TFT−M4は、netAと所定レベル(ローレベル)の電源電圧信号VSSを供給する制御信号線との間に接続される。TFT−8〜M11は、クロック信号CKA,CKB及び前段のゲート線GL(n−1)からのセット信号に基づいて、TFT−M4のオン/オフを制御する信号を生成する。TFT−M2は、電源電圧信号VSSを供給する制御信号線とnetAとの間に接続され、リセット信号CLRに従って、netAへ電源電圧信号VSSを供給する。TFT−M3は、電源電圧信号VSSを供給する制御信号線とnetAとの間に接続され、次段のゲート線GL(n+1)の信号に従って、netAへ電源電圧信号VSSを供給する。
具体的には、TFT−M8のソースはnetBに接続され、ゲートとドレインは、クロック信号CKBを供給する制御信号線に接続される(ダイオード接続)。TFT−M9は、ドレインが、netBに接続され、ゲートがクロック信号CKAの制御信号線に、ソースが、電源電圧信号VSSの制御信号線に接続される。TFT−M10のドレインは、netBに接続され、ゲートは、リセット信号CLRを供給する制御信号線に、ソースは、電源電圧信号VSSの制御信号線に接続される。TFT−M11のドレインは、netBに接続され、ゲートは、前段のGL(n−1)に、ソースは、電源電圧信号VSSの制御信号線に接続される。
ゲート線GL(n)に接続されたTFT−M6、M7は、制御信号に応じてゲート線GL(n)の電圧を所定レベルにする回路の要素である。本例では、TFT−M6、M7は、制御信号に基づいて、ゲート線GL(n)の電圧を、非選択状態のレベルにする。そのため、TFT−M6、M7は、ゲート線GL(n)と、所定レベル(ローレベル)の電源電圧信号VSSの制御信号線との間に設けられる。
TFT−M6のドレインは、ゲート線GL(n)に、ゲートは、リセット信号CLRの制御信号線に、ソースは、電源電圧信号VSSの制御信号線に接続される。TFT−M7のドレインは、ゲート線GL(n)に、ゲートは、クロック信号CKBの制御信号線に、ソースは、電源電圧信号VSSの制御信号線に接続される。
本実施形態では、クロック信号CKAの位相とクロック信号CKBの位相は、互いに逆になっている。そして、各段のゲート線のゲートドライバ11のクロック信号の位相と、隣の段のゲート線のゲートドライバ11のクロック信号の位相も、互いに逆になっている。そのため、例えば、GL(n+1)のゲート線のゲートドライバ11は、図4に示す構成において、CKA、とCKBを入れ替えた構成となる。具体的には、GL(n)のゲートドライバのうち、TFT−M7、TFT−M5、TFT−M9、及びTFT−M8のそれぞれに供給されるクロック信号は、隣接するGL(n+1)のゲートドライバのこれらTFTのそれぞれに供給されるクロック信号と逆位相となるように配置される。
リセット信号CLRは、例えば、ゲート線の走査開始前に一定期間、Hレベルとすることができる。この場合、1垂直期間ごとに、リセット信号CLRがHレベルになる。リセット信号CLRがHレベルになることにより、netA及びゲート線GLをLレベル(電源電圧信号VSSのレベル)にリセットする。また、1垂直期間の初め、1段目のゲート線GL(1)に対しては、信号Sとして、GSP(ゲートスタートパルスgate start pulse)が入力される。
(表示領域における配置例)
図5は、図4に示すゲートドライバ11を、表示領域に配置した場合の回路構成例を示す図である。表示領域においては、ソース線15Sとゲート線GLとの各交点に対応する位置に各画素が配置される。各画素には、画素スイッチング素子の一例であるTFT−MPが設けられる。TFT−MPは、ソース線15S及びゲート線GLに接続される。また、TFT−MPは、画素電極21にも接続される。TFT−MPは、ゲート線GLが選択されたタイミングでオン状態(導通状態)になる。TFT−MPがオン状態のときに、ソース線15Sからのデータ信号が画素電極21へ供給される。
各ゲート線GLに沿って行方向に画素が並んで配置される。例えば、n行目の画素PR(n)は、n行目のゲート線GL(n)に沿って配置される。1行の画素のTFT−MPは、全て同じ1本のゲート線GLに接続される。そのため、1本のゲート線GLには、ゲート線GLの方向に並ぶ複数のTFT−MPが接続される。この例では、1本のゲート線GL(n)に接続されるTFT−MPは、隣のゲート線GL(n+1)、GL(n−1)よりも、接続されるゲート線GL(n)に近い位置に配置される。
図5に示す例では、n行目のゲート線GL(n)を駆動するためのゲートドライバ11は、n行目のゲート線GL(n)よりも、n+1行目のゲート線GL(n+1)に近い位置に配置される。具体的には、ゲート線GL(n)のゲートドライバに含まれる複数のTFT−M1〜M11は、ゲート線GL(n)ではない他のゲート線GL(n+2)に沿って並ぶ画素列内に配置される。この他のゲート線GL(n+2)の画素列と、複数のTFT−M1〜M11のゲートドライバが駆動するゲート線GL(n)の画素列との間には、さらに他の画素列(n+1番目の画素列)が配置される。このように、1本のゲート線GL(n)と、そのゲート線GL(n)を駆動するゲートドライバのTFT−M1〜M11との間には、少なくとも1本の他のゲート線GL(n+1)が配置される。これにより、ゲートドライバとそのゲートドライバに対応するゲート線との間には、少なくとも1つの他のゲート線の画素列が配置される。
図5に示す例では、ゲート線GL(n)に対応するゲートドライバのTFT−M1〜M11のみならず、容量Cbst、及び蓄積配線netA、netBも、ゲート線GL(n)より、他のゲート線GL(n+1)又はGL(n+2)に近い位置に配置される。これにより、ゲートドライバから駆動信号が出力されるゲート線を、そのゲートドライバが備えるTFT、キャパシタ及び配線から少なくとも1画素分、遠ざけることができる。これにより、ゲート線GL(n)に接続されたTFT−MPと、スイッチングのタイミングと同じになりやすい対応するゲートドライバのTFT−M1〜M11との距離を大きくすることができる。これにより、TFT−MPと同じタイミングで電位が変化するゲートドライバのTFT、キャパシタ及び配線を、TFT−MPに影響が及ばない程度に離れた位置に配置することが可能になる。
図6は、図5のTFT−M5の周辺の回路構成例を示す図である。図6に示す例では、ソース線15Sとゲート線GLとが交差する場所において、ゲート線GLの線幅が太くなり、画素TFT−MPのゲート電極25を形成している。このゲート電極25に絶縁膜(図示せずを介して)重なる位置に半導体層23が設けられる。半導体層23の一部にソース線15Sと一体的に形成されたソース電極と、ドレイン電極22が重ねて配置される。ドレイン電極22は、コンタクトホール22aを介して画素電極21と接続される。これにより、ソース線15Sとゲート線GLが交差する箇所に角が位置するように画素TFT−MPが設けられる。
ゲート線GL(n−1)に対応するゲートドライバを構成するTFT−M5(n−1)は、ゲート線GL(n−1)よりも、ゲート線GL(n)に近い位置に配置される。すなわち、TFT−M5(n−1)と、ゲート線GL(n−1)との間に、ゲート線GL(n−1)に隣接するゲート線GL(n)と、ゲート線GL(n)に接続される画素TFT−MP(n)及び画素電極21(n)が配置される。
TFT−M5(n−1)は、ゲート電極28と、ゲート電極28に絶縁膜を介して重なる位置に設けられた半導体層28、半導体層28上に、互いに離間して対向するよう設けられたソース電極29及びドレイン電極27を有する。ゲート電極28は、ゲート線GL(n)に対向する位置においてゲート線GL(n)に沿って延びるnetA(n−1)の線幅が太くなった部分に形成されている。TFT−M5(n−1)のソース電極29とゲート線GL(n−1)との間を接続する配線24は、ゲート線GL(n)及びゲート線GL(n)に接続される画素電極21(n)を跨いで、ゲート線GL(n−1)まで延びている。TFT−M5(n−1)のドレイン電極27には、クロック信号を供給するクロック信号線CKが接続される。図6に示す例では、TFT−M5(n−1)と画素TFT−MP(n)との間で容量カップリングが生じ得る。
(動作例)
図7は、図4及び図5に示すゲートドライバ11の動作時における信号の波形の一例を示すタイミングチャートである。以下の説明では、信号のレベルとしてのローレベル(low level)をLレベルと称し、ハイレベル(high level)をHレベルと称する。図4及び図5に示すゲートドライバは、2相クロック(CK)を用いたゲートドライバの例である。図7には、位相が互いに異なる2つのクロック信号CKA、CKBの波形が示されている。図7に示す例では、クロック信号CKA、CKBのパルス幅は1Hである。GSPが立ち上がる時刻をt0とし、以降の1Hごとの時刻を、t1、t2、…としている。ここで、1Hは、垂直走査周期をゲート線13Gの本数で割った値とすることができる。
時刻t0の前は、クロック信号CKA、CKBはLレベルであり、netA(1)、netB(1)及びGL(1)はいずれもLレベルとなっている。
時刻t0において、クロック信号(CKA)がLレベル、クロック信号(CKB)がHレベルとなり、GSPが第1段目のゲートドライバのTFT−M1のゲート及びドレインに入力される。これにより、TFT−M1がオン状態となり、netA(1)がHレベルに充電される。また、TFT−M11がオン状態となり、TFT−M8がオン状態、TFT−M9がオフ状態となるためnetB(1)がLレベルに維持された状態となる。TFT−M4とTFT−M5はオフ状態となるため、netA(1)の電位は下がらずに維持される。この間、TFT−M7はオン状態となっているため、ゲート線GL(1)の電位はLレベルとなる。
時刻t1において、クロック信号(CKA)がHレベルとなり、クロック信号(CKB)がLレベルとなると、TFT−M5がオン状態となり、TFT−M7がオフ状態となる。netA(1)とゲート線GL(n)との間には容量Cbstが設けられているため、TFT−M5のドレインの電位の上昇に伴って、netA(1)はクロック信号(CKA)のHレベルより高い電位まで充電される。この間、TFT−M8とTFT−M11がオフ状態、TFT−M9がオン状態となるため、netB(1)の電位はLレベルで維持される。TFT−M4はオフ状態であるためnetA(1)の電位は下がらず、クロック信号(CKA)のHレベルの電位がゲート線GL(1)に出力される。これにより、ゲート線GL(1)は、選択された状態となり、次段のゲート線GL(2)のゲートドライバ11に、セット信号Sが出力される。これにより、次段のゲートドライバのnetA(2)はHレベルからTFT−M1のしきい値分だけ低下した電圧レベルにプリチャージされる。
時刻t2において、クロック信号(CKA)がLレベルとなり、クロック信号(CKB)がHレベルになると、TFT−M8がオン状態となり、TFT−M9がオフ状態となるためnetBはHレベルに充電される。これによりTFT−M4はオン状態となりnetA(1)はLレベルに充電される。この間、TFT−M7がオン状態、TFT−M5がオフ状態となるため、ゲート線GL(1)へLレベルの電位が出力され、ゲート線GL(1)は、Lレベルに充電される。ゲート線GL(1)は、非選択状態に戻る。
また、時刻t2では、次段のTFT−M5が、netA(2)のHレベル以上の電位によりオン状態となり、クロック信号(CKB)のHレベルの電圧が、ゲート線GL(2)に出力される。時刻t3では、ゲート線GL(2)の電位が、HレベルからLベルになって非選択状態となるとともに、ゲート線GL(3)の電位がLレベルからHレベルになり選択状態となる。以下、同様にして、ゲート線GL(1)〜(N)が、クロック信号の周期に従って、順次、選択される。
このようにして、液晶表示装置1は、各ゲート線13Gに接続されている複数のゲートドライバ11によってゲート線13Gを順次走査し、ソースドライバ3によって各ソース線15Sにデータ信号を供給することにより表示パネル2に画像を表示する。本実施形態では、表示領域内において、1本のゲート線13Gを駆動する複数のゲートドライバ11がゲート線13G間に形成されている。そのため、表示パネル2の外形の幅に応じて、ゲート線13Gの長さが決められている場合でも、各々のゲート線13Gは、表示領域内のゲートドライバ11から出力されるセット信号によって順次選択される。
また、各ゲートドライバ11に対して供給されるクロック信号や電源電圧信号等の制御信号は、表示パネル2において、ソースドライバ3が設けられている1辺の側から入力される。そのため、ソースドライバ3が設けられていない他の3辺の額縁領域について狭額縁化を図ることができ、ゲートドライバ11の配置によって表示パネル2の外形のデザインが制限されず、設計の自由度を向上させることができる。
(実施形態の効果)
図8は、図6に示すように配置されたゲート線GL(n−1)、GL(n)及び、これらに対応するゲートドライバのnetA、netBの信号を示すタイミングチャートである。図8は、図7に示すタイミングチャートでゲートドライバが動作した場合の例である。ゲート線GL(n−1)の電位がLレベルからHレベルになる時に、ゲート線GL(n−1)に接続された画素TFT−MPはオフ状態からオン状態になる。画素TFT−MPがオン状態の期間に、画素電極21に対して、ソース線15Sを介して、表示したい輝度に応じた信号電圧が印加される。ゲート線GL(n−1)の電位がHレベルからLレベルになる時に、画素TFT−MPは、オン状態からオフ状態になる。画素TFT−MPがオフ状態になった後も、画素電極21に印加された電圧は保持される。
図8に示す例では、ゲート線GL(n)の電位がHレベルからLレベルに変化する時に、ゲート線GL(n)の近くに隣接して配置されるゲートドライバのTFT−M5(n−1)とnetA(n−1)(図6参照)の電位は、変化していない。そのため、たとえ、ゲート線GL(n)と、TFT−M5(n−1)又はnetA(n−1)が容量カップリングしていたとしても、画素TFT−MP(n)の動作に対して、TFT−M5(n−1)又は、netA(n−1)の電位変化の影響が及びにくい。
すなわち、n行目の画素TR(n)における容量カップリングの影響については、n行目のゲート線GL(n)を駆動するゲートドライバから影響はほとんどないが、n−1行目のゲート線GL(n−1)を駆動するゲートドライバからの影響はある。ここで、図8に示すように、n行目の画素TR(n)の画素TFT−MP(n)がオンからオフになるタイミングにおいて、n−1行目のゲート線GL(n−1)を駆動するゲートドライバのnetA(ゲートドライバ内のノードの中で最も電位変化が大きなノード)の電位は変化しない。そのため、ゲートドライバによる引き込みの影響が画素電極に残ったまま保持するということが起こりにくくなる。
図9は、比較例として、ゲートドライバを、そのゲートドライバが駆動するゲート線が最も近くなるように配置した場合の回路構成例を示す図である。図9に示す例では、n番目のゲート線GL(n)を駆動するゲートドライバのTFTの配置領域TR(n)は、他のゲート線よりもゲート線GL(n)に最も近い位置に配置される。図10は、図9のTFT−M5の周辺の回路構成例を示す図である。ゲートドライバのTFT−M5(n)は、そのゲートドライバが駆動するゲート線GL(n)が最も近くになるよう配置される。
図9及び図10に示す構成のゲートドライバが、上記図7、図8で示したタイミングチャートと同様に動作すると、画素TFT−M5(n)がオン状態からオフ状態になるタイミングで、M5(n)も同時に、オン状態からオフ状態になる。図10に示す構成では、画素TFT−MP(n)とTFT−M5(n)の間の容量カップリングが生じる。
そのため、ゲートドライバが近くに配置されている画素TR(n)では、画素TFT−MP(n)がオンからオフになるタイミングで、画素TFT−MP(n)や画素電極21(n)の周辺に配置しているゲートドライバの素子(配線netA、容量Cbst、クロック信号(CK)の制御線等)の電位が変化すると、容量カップリングの影響により、画素電極21(n)の電位が変化する。その状態で画素TFT−MP(n)がオフになると、画素電極21(n)は、ソース線15Sの本来の電位とは異なる電位を保持してしまう。図11は、画素電極が、本来と異なる電位を保持する場合の例を示す図である。そのため、画素TR(n)は、ゲートドライバが近くに配置されていない画素と比較して輝度が変わるため、パネル内において表示ムラとして見えることになる。
例えば、n行目のゲート線GL(n)を駆動するゲートドライバのnetA(n)とn行目の画素TR(n)(特に、画素TFT−MP(n)、コモン電極、画素電極21(n))が比較的大きな寄生容量をもっている場合、n行目の画素TFT−MP(n)がオンからオフになる直前のタイミングで、netA(n)の電位が変化し、netA(n)の引き込みの影響を含んだ状態で画素TFT−MP(n)がオフして電荷を保持するため、netA(n)が配置されていない画素と比べると、画素TFT−MP(n)オフ後の画素電極の電圧値が異なり、表示ムラとして視認される。
これに対して、図5及び図6に示す構成では、あるゲート線GL(n)を駆動するゲートドライバ11(n)が、ゲート線GL(n)とは異なる他のゲート線GL(n+1)又はGL(n−1)の付近に配置される。すなわち、ゲート線GL(n+1)で駆動する(n+1)行目の画素、又は、ゲート線GL(n−1)で駆動する(n−1)行目の画素の近くに、ゲート線GL(n)を駆動するゲートドライバ11(n)が配置される。
このように、ゲート線GL(n)とそのゲート線GL(n)を駆動するゲートドライバ11(n)の位置を離すことで、画素TFT−MP(n)がオンからオフになるタイミングにおいて、その画素TFT−MP(n)及び画素電極21(n)の周辺にあるゲートドライバ素子の電位変化が起こらないようにすることができる。これにより、容量カップリングによる引き込みが起こらなくなり、表示ムラの発生が抑制される。
なお、画素TFT−MP(n)がオンの状態の時に近くのゲートドライバ素子の電位が変化した場合、画素電極21(n)の電位は、容量カップリングにより影響を受けても、画素電極21(n)がソース線15Sとつながっているので、本来の電位に回復する。また、画素TFT―MP(n)がオフの状態の時に近くのゲートドライバ素子の電位が変化し、画素電極21(n)の電位が影響を受けた場合は、プラスとマイナスの影響を交互に受けるため、電位変化は相殺され、表示品質に与える影響は小さくなる。そのため、画素TFT−MP(n)の状態の変化と同じタイミングで電位が変化するゲートドライバ素子を、画素TFT−MP(n)の近くに配置しない構成とすることで、表示品質の低下を効果的に抑えることができる。
(変形例)
上記図5に示す例では、ゲート線GL(n)に対応するゲートドライバ11(n)のTFT−M1〜M11すべてが、ゲート線GL(n)より他のゲート線GL(n+1)に近いに位置に配置されている。これに対して、例えば、ゲートドライバ11(n)のTFT−M1〜M11のうち、画素TFT―MP(n)と同じタイミングで電位が変化するTFTを、対応するゲート線GL(n)よりも、他のゲート線(例えば、GL(n+1))に近い位置に配置する構成とすることができる。
一例として、出力部U1(最終バッファ)のTFT−M5を、他のゲート線GL(n+1)の近くに配置し、その他のTFT−M1〜M4、M6〜M7は、ゲートドライバ11(n)に対応するゲート線GL(n)の近くに配置する構成とすることができる。この場合、最終バッファに接続される蓄積配線であるnetAも、ゲート線GL(n)以外のゲート線の近くに配置することができる。さらに、出力部U1のTFT−M5、容量Cbst及び配線netAを、対応するゲート線GL(n)以外の他のゲート線の近くに配置することで、画素電極21(n)に影響を与える可能性の高い素子を画素電極21(n)の画素TFT―MP(n)から遠ざけることができる。
また、図5に示す例では、ゲートドライバ11(n)のTFT−M1〜M11に加えて、容量Cbstも、駆動するゲート線GL(n)より、他のゲート線GL(n+1)に近い位置に配置している。ゲートドライバ11(n)のTFT又は容量のうち少なくとも一方を、ゲートドライバ11(n)が駆動するゲート線GL(n)より、他のゲート線GL(n+1)に近い位置に配置する構成とすることができる。例えば、容量Cbstのみを、駆動するゲート線GL(n)より、他のゲート線GL(n+1)に近い位置に配置する構成であっても上記効果を得ることができる。また、他のゲート線に近い位置に配置する容量は、最終バッファの容量に限られない。ゲートドライバ11(n)のTFTに接続される導体が他の導体と対向して配置されることで形成される容量を、上記のように他のゲート線に近い位置に配置することができる。
図5及び図6に示す例では、ゲートドライバ11(n)のTFT又は容量と、ゲートドライバ11(n)に対応するゲート線GL(n)との間に、他のゲート線G(n+1)が配置される。これに対して、ゲートドライバ11(n)のTFT又は容量と、対応するゲート線GL(n)との間に、他のゲート線が配置されない構成であってもよい。
図12は、ゲートドライバ11(n)のTFT−M5(n)の配置の変形例を示す図である。図12に示す例では、TFT−M5(n)及びnetA(n)と、これらによって駆動される対応するゲート線GL(n)との間に、他のゲート線は配置されない。TFT−M5(n)及びnetA(n)と対応するゲート線GL(n)との間に、ゲート線GL(n)に接続される画素電極21(n)が配置される。画素電極21(n)のゲート線GL(n)に対向する辺に画素TFT−MP(n)が配置される。画素電極21(n)のゲート線GL(n)とは反対側の辺に対向する位置にTFT−M5(n)が配置される。ゲート線GL(n)とTFT−M5(n)のソース電極29とを接続する配線24は、画素電極21(n)と平面視で重なる位置に設けられる。
また、TFT−M5(n)のドレイン電極27に接続されるクロック信号線CKは、隣接する画素電極(n−1)と平面視で重なる位置に、ソース線15Sと同じ方向に延びて形成される。この例では、TFT−M5(n)と画素TFT−MP(n−1)との間で容量カップリングが生じ得る。ここで、画素TFT−MP(n−1)と、TFT−M5(n)は、動作タイミングが異なるので、TFT−M5(n)の電位変化は、画素電極21(n)の電位に対して重大な影響を及ぼさない。
<実施形態2>
図13は、実施形態2におけるゲートドライバ11の等価回路の一例を示す図である。図13に示すゲートドライバは、4相クロック(CK)で動作するゲートドライバの構成である。図4に示す等価回路と同じ部分については、説明を省略する。図13に示す例では、netAに接続されたTFT−M1のドレイン及びゲートには、前段のゲート線GL(n−1)に接続される。また、TFT−M3のゲートに3段後のゲート線GL(n+3)が接続される。また、TFT−M8のドレイン及びゲートには、クロック信号CKDの制御配線が、TFT−M9のゲートには、クロック信号CKCの制御配線がそれぞれ接続される。また、TFT−M11のゲートには、2段前にゲート線GL(n−2)が接続される。
図14は、図13に示すゲートドライバを、表示領域に配置した場合の回路構成例を示す図である。図14に示す例では、n番目のゲート線GL(n)を駆動するゲートドライバ11(n)のTFT−M1〜M11及び容量Cbstは、ゲート線GL(n)よりも、2段後のゲート線GL(n+2)に近い位置に配置される。TFT−M1〜M11及び容量Cbstと、対応するゲート線GL(n)との間には、2本の他のゲート線GL(n+1)、GL(n+2)が配置される。ゲートドライバ11(n)のnetA及びnetBの一部は、ゲート線GL(n+1)に沿う位置に配置される。この例では、ゲートドライバ11(n)のTFTの配置領域TR(n)が、そのゲートドライバ11(n)が駆動するゲート線GL(n)の画素PR(n)から2画素分離れている。
図15は、図13及び図14に示すゲートドライバ11の動作時における信号の波形の一例を示すタイミングチャートである。図7に示す例では、クロック信号CKA、CKB、CKC、CKDのパルス幅は2Hである。CKAとCKBは逆位相であり、CKCとCKDも逆位相となっている。CKAとCKCは、4分の1波長分、位相がずれている。CKBとCKDも、4分の1波長分、位相がずれている。
図15に示す例では、時刻t2において、CKAが最初にLレベルからHレベルへ立ち上がる時に、1番目のゲートドライバ11(1)のnetA(1)及びゲート線GL(1)の電位がLレベルからHレベル変化する。ゲート線GL(1)が選択状態となる。時刻t2から1H経過後の時刻t3において、CKCの立ち上がりと同時に、2番目のゲートドライバ11(2)のnetA(2)及びゲート線GL(2)の電位が立ち上がり、時刻t4において、CKAがHレベルからLレベルへ戻るのに合わせて、ゲート線GL(1)もHレベルからLレベル(非選択状態)に戻る。以下、順次、1H経過するごとにGL(3)、GL(4)、…が2Hの期間だけ選択状態となる。
図16は、図14に示すように配置されたゲート線GL(n−1)、GL(n)及び、これらに対応するゲートドライバのnetA、netBの信号を示すタイミングチャートである。図16は、図15に示すタイミングチャートでゲートドライバが動作した場合の例である。
図14のような配置では、例えば、n行目のゲート線GL(n)で駆動する画素(n行目の画素)に関して、GL(n)を駆動するゲートドライバ11(n)より、GL(n−2)を駆動するゲートドライバ11(n−2)の方が近い距離に配置されることになる。容量カップリングの影響については、n行目のゲート線GL(n)を駆動するゲートドライバ11(n)は、GL(n)の画素に対してほとんど影響しないが、n−2行目のゲート線GL(n−2)を駆動するゲートドライバ11(n−2)は、GL(n)の画素に影響を与える。ここで、図16に示す例では、n行目の画素TFT−MP(n)がオンからオフに変化するタイミング、すなわち、ゲート線GL(n)の電位がHからLに変化するタイミングにおいて、n−2行目のゲート線GL(n−2)を駆動するゲートドライバ11(n−2)の内部ノードである蓄積配線netA及びnetBの電位は変化しない。そのため、引き込みの影響が画素電極に残ったまま保持されるということが生じない。
図8に示す例では、GL(n)がHレベルからLレベルに変化するタイミングにおいて、netB(n−1)が変化している。そのため、netB(n−1)がゲート線GL(n)の近くにある場合は、netBの影響がGL(n)の画素に残ってしまう可能性がある。これに対して、図16に示す例では、GL(n)がHレベルからLレベルに変化するタイミングにおいて、netA(n−2)及びnetB(n−2)のいずれも変化しない。そのため、GL(n)の画素は、netA(n−2)及びnetB(n−2)両方の影響を受けなくなる。このように、4相以上の多相クロックを用いることで、容量カップリングの影響を抑えることができる。
また、本実施形態では、ゲートドライバ11(n)の配置領域と、ゲートドライバ11(n)が駆動するゲート線GL(n)との間には、2列分の画素列が配置されている。このように、ゲートドライバ11(n)が配置される画素列とゲート線GL(n)の画素列とは、1画素分離して配置されているが、2画素以上離してもよい。ただし、離せば離すほど、出力部U1のTFT−M5等とゲート線とを接続する配線を引き回す距離が長くなる。配線が長くなるとゲート線の負荷が大きくなってしまう。そのため、容量カップリングの影響が軽減できる最低限の距離だけ離すことが望ましい。
図17は、比較例として、図13に示すゲートドライバを、そのゲートドライバが駆動するゲート線が最も近くなるように配置した場合の回路構成例を示す図である。図17に示す例では、n番目のゲート線GL(n)を駆動するゲートドライバのTFTの配置領域TR(n)は、他のゲート線よりもゲート線GL(n)に最も近い位置に配置される。この場合、ゲートドライバのnetAとTFT−M1〜M4とを接続する配線が、ゲート線GL(n)の画素に配置されている。ゲート線GL(n)の画素TFT−MP(n)がオンからオフに変化するタイミングで、同時に変化するnetAの電位が、ゲート線GL(n)の画素電圧に影響を及ぼす。また、最終バッファのTFT−M5が、ゲート線GL(n)の画素TFT−MP(n)と対向する位置に配置されている。そのため、ゲート線GL(n)の画素TFT−MP(n)が変化するタイミングで、同時に変化するTFT−M5の電位が、ゲート線GL(n)の画素電圧へ影響を与える。その結果、表示ムラが視認される可能性が高くなる。
<実施形態3>
図18は、実施形態3におけるゲートドライバ11の等価回路の一例を示す図である。図18に示すゲートドライバは、8相クロック(CK)で動作するゲートドライバの構成である。図4に示す等価回路と同じ部分については、説明を省略する。図18に示す例では、netAに接続されたTFT−M1のドレイン及びゲートには、4段前のゲート線GL(n−4)に接続される。また、TFT−M3のゲートに4段後のゲート線GL(n+4)が接続される。TFT−M11のゲートには、4段前にゲート線GL(n−2)が接続される。
図18に示すゲートドライバ11(n)の次段のゲートドライバ11(n+1)は、クロック信号CKA、CKBの制御配線の代わりに、クロック信号CKC、CKDの制御配線が接続される。クロック信号CKC、CKDは、クロック信号CKA、CKBに対して8分の1波長分、位相がずれている信号とすることができる。同様に、ゲートドライバ11(n+2)には、クロック信号CKA、CKBに対して8分の2波長位相がずれたクロック信号CKE、CKFの制御配線が接続される。ゲートドライバ11(n+3)には、クロック信号CKA、CKBに対して8分の3波長位相がずれたクロック信号CKG、CKHの制御配線が接続される。
ゲートドライバ11(n+5)は、図18に示す構成において、クロック信号CKAとクロック信号CKBを互いに入れ替えた構成とすることができる。ゲートドライバ11(n+6)〜11(n+8)の構成も、同様に、ゲートドライバ11(n+2)〜11(n+4)の2つのクロック周波数を互いに入れ替えた構成となる。
図19は、図18に示すゲートドライバ11の動作時における信号の波形の一例を示すタイミングチャートである。図19に示す例では、クロック信号CKA、CKB、CKC、CKD、CKE、CKF、CKG、CKHのパルス幅は4Hである。CKAとCKBは逆位相であり、同様に、CKCとCKD、CKEとCKF、CKGとCKHも逆位相となっている。CKAとCKCは、8分の1波長分、位相がずれている。CKBとCKDも、8分の1波長分、位相がずれている。同様に、CKCとCKE、CKDとCKF、CKEとCKG、CKFとCKHも位相が8分の1波長ずれている。
図19に示す例では、時刻t4において、CKAが最初にLレベルからHレベルへ立ち上がる時に、1番目のゲートドライバ11(1)のnetA(1)及びゲート線GL(1)の電位がLレベルからHレベル変化する。ゲート線GL(1)が選択状態となる。時刻t4から1H経過後の時刻t5において、CKCの立ち上がりと同時に、2番目のゲートドライバ11(2)のnetA(2)及びゲート線GL(2)の電位が立ち上がる。ゲート線GL(2)が選択状態となる。同様に、時刻t6、t7、t8において、順に、ゲート線GL(3)、GL(4)、GL(5)が選択状態になる。時刻t8では、CKAがHレベルからLレベルへ戻るのに合わせて、ゲート線GL(1)もHレベルからLレベル(非選択状態)に戻る。以下、順次、1H経過するごとにGL(6)、GL(7)、…が4Hの期間だけ選択状態となる。
図20は、本実施形態における制御配線の配置例を示す図である。図20では、表示領域AA内に配置されるゲートドライバに接続される制御配線を示し、その他の配線であるゲート線及びソース線は、省略している。図20に示す表示パネルは、矩形であるが、図1に示すように非矩形であってもよい。制御配線には、例えば、クロック信号CK、ゲートスタートパルスGSP、リセット信号CLR、電源電圧信号VSS等を伝達する制御配線が含まれる。
これらの制御配線のうち、クロック信号CKの制御配線(クロック信号線)は、表示領域AAに内側においてゲート線と同じ方向(第1方向)へ延びる第1クロック信号線CK1と、表示領域AAの外側において、ソース線と同じ方向(第2方向の一例)へ延びる第2クロック信号線CK2とを含む。第1クロック信号線CK1と第2クロック信号線は、額縁領域NAにおいて互いに接続される。第1クロック信号線CK1は、表示領域AA内に配置されたゲートドライバのTFTの少なくとも1つに接続される。
第1及び第2クロック信号線CK1、CK2は、クロック信号ごとに設けることができる。例えば、本実施形態のように、8つの位相の異なるクロック信号が用いられる場合は、8組の第1及び第2クロック信号線CK1、CK2が設けられる。第1クロック信号線CK1は、対象とするクロック信号で動作するゲートドライバに対応する画素行に設けられる。これにより、クロック信号が、全てのゲート線と交差しない構成とすることができる。そのため、クロック信号と同じタイミングで電位が変化するゲート線の画素に対して、クロック信号が影響を及ぼすことが抑えられる。
図21は、図18に示すゲートドライバを、表示領域AAに配置した場合の回路構成例を示す図である。図21に示す例では、n番目のゲート線GL(n)に対応して、ゲート線GL(n)を駆動するゲートドライバ11(n)のTFT−M1〜M11、容量Cbst、及びnetA、netBが設けられる。この例では、ゲートドライバ11(n)に最も近いゲート線が、ゲートドライバ11(n)が駆動するゲート線GL(n)となっている。これに対して、上記実施形態と同様に、ゲートドライバ11(n)は、対応するゲート線GL(n)よりも、他のゲート線に近い配置する配置される構成であってもよい。
図21に示す例では、ゲート線GL(n)に沿って、ゲートドライバ11(a)のTFT−M1〜M11及び容量Cbstが配置される。netA、netBの一部は、ゲート線GL(n)の他のゲート線GL(n+1)に沿って配置される。さらに、TFT−M9、TFT−M5に接続されるクロック信号CKAの第1クロック信号線CK1及び、TFT−M7、M8に接続されるクロック信号CKBの第1クロック信号線CK1が、さらに他のゲート線GL(n+2)、GL(n+3)に沿って配置される。
第1クロック信号線は、クロック信号の電位変化のタイミングと同じタイミングで電位が変化する頻度が高いゲート線よりも、同じタイミングで電位が変化する頻度が低いゲート線GLに近い位置に配置することができる。これにより、クロック信号が影響を及ぼす可能性の高い画素より、その可能性の低い画素に近い位置に第1クロック信号線を配置することができる。例えば、本実施形態のように、8相クロックとすることで、クロック信号と同じタイミングで電位が変化する頻度が低いゲート線の割合が増える。これにより、第1クロック信号線の設計自由度が高くなる。
なお、本実施形態は、8相クロック以外の多相クロック又は単相クロックを用いるゲートドライバにも適用することができる。また、本実施形態は、上記実施形態1又2の少なくともいずれかと組み合わせることができる。
本実施形態におけるアクティブマトリクス基板は、表示領域において第1方向に延びる複数のゲート線と、前記表示領域において前記第1方向とは異なる第2方向に延びる複数のソース線と、前記表示領域において、前記ゲート線及び前記ソース線で規定される画素ごとに設けられ、前記ゲート線及び前記ソース線に接続される画素スイッチング素子と、前記表示領域内において、前記複数のゲート線の各々に対応して設けられ、前記ゲート線の電位をそれぞれ制御する複数のゲート線駆動回路と、前記複数のゲート線駆動回路へ前記表示領域の外側から制御信号を供給する制御信号線と、を備える。
前記複数のゲート線駆動回路の各々は、前記制御信号に応じてオン/オフを切り替える複数の駆動用スイッチング素子を含む。制御信号線は、クロック信号線を含む。前記クロック信号線は、前記表示領域内において、前記第1方向へ延びて前記表示領域内の前記ゲート線駆動回路の前記複数のスイッチング素子の少なくとも1つに接続される第1クロック線と、前記第1クロック線に接続され前記表示領域の外側において前記第2方向へ延びる第2クロック線とを含む。
本実施形態の構成により、クロック信号を、クロック信号と同じタイミングで電位が変化するゲート線と交差しないように構成することが可能になる。そのため、表示品質の劣化を抑えることができる。
<その他の変形例>
本願発明は、上記の実施形態1〜3に限定されない。例えば、実施形態1、2のゲートドライバを矩形パネルに実装することができる。また、上記実施形態のゲートドライバ11の機能の一部を、表示領域外の素子で実装することができる。
上記実施形態1〜3では、表示パネル2が液晶パネルの例を説明したが、有機EL(Electro-Luminescence)、MEMSシャッター等を用いたアクティブマトリクス基板を駆動する表示方式のパネルにも本願発明を適用することができる。
上記実施形態及び変形例におけるアクティブマトリクス基板及び表示パネルは、スマートフォン又はタブレット端末のディスプレイ、車両のスピードメータ、パチンコ台やゲーム機等のディスプレイに利用され得る。
1 液晶表示装置
2 表示パネル
11 ゲートドライバ(ゲート線駆動回路の一例)
13G、GL ゲート線
15S ソース線
20a アクティブマトリクス基板
M1〜M11 TFT(駆動用スイッチング素子の一例)
MP 画素TFT(画素スイッチング素子の一例)
Cbst 容量

Claims (6)

  1. 表示領域において第1方向に延びる複数のゲート線と、
    前記表示領域において前記第1方向とは異なる第2方向に延びる複数のソース線と、
    前記表示領域において、前記ゲート線及び前記ソース線で規定される画素ごとに設けられ、前記ゲート線及び前記ソース線に接続される画素スイッチング素子と、
    前記表示領域内において、前記複数のゲート線の各々に対応して設けられ、前記ゲート線の電位をそれぞれ制御する複数のゲート線駆動回路と、
    前記複数のゲート線駆動回路へ前記表示領域の外側から制御信号を供給する制御信号線と、を備え、
    前記複数のゲート線駆動回路の各々は、前記制御信号に応じてオン/オフを切り替える複数の駆動用スイッチング素子及び前記複数の駆動用スイッチング素子の少なくとも1つに接続される容量を含み、
    前記複数の駆動用スイッチング素子又は前記容量の少なくとも一部は、前記複数の駆動用スイッチング素子を含むゲート線駆動回路に対応するゲート線よりも、当該対応するゲート線の他のゲート線に近い位置に配置され、
    前記複数の駆動用スイッチング素子又は前記容量の前記少なくとも一部と、前記複数の駆動用スイッチング素子を含む前記ゲート線駆動回路に対応するゲート線との間に、前記他のゲート線が配置される、アクティブマトリクス基板。
  2. 前記複数の駆動用スイッチング素子は、前記対応するゲート線への出力を制御する第1スイッチング素子を含み、
    前記複数のゲート線駆動回路の各々は、前記第1スイッチング素子のオン/オフを制御する配線をさらに備え、
    前記容量は、前記配線と前記対応するゲート線との間に接続される第1容量を含み、
    前記配線、前記第1容量、及び前記第1スイッチング素子の少なくともいずれかは、前記対応する接続されるゲート線より、前記他のゲート線に近い位置に配置される、請求項1に記載のアクティブマトリクス基板。
  3. 前記ゲート線駆動回路の前記複数の駆動用スイッチング素子は、前記ゲート線駆動回路に対応するゲート線の他のゲート線に沿って並ぶ画素列内に配置され、
    前記他のゲート線の画素列と、前記ゲート線駆動回路に対応するゲート線の画素列との間には、少なくとも1つのさらに他の画素列が配置される、請求項1または2に記載のアクティブマトリクス基板。
  4. 前記制御信号は、クロック信号を含み、
    前記クロック信号は4相以上の多相クロックである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のアクティブマトリクス基板。
  5. 前記制御信号線は、クロック信号線を含み、
    前記クロック信号線は、前記表示領域内において、前記第1方向へ延びて前記表示領域内の前記ゲート線駆動回路の前記複数のスイッチング素子の少なくとも1つに接続される第1クロック線と、前記第1クロック線に接続され前記表示領域の外側において前記第2方向へ延びる第2クロック線とを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のアクティブマトリクス基板。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のアクティブマトリクス基板と、
    前記アクティブマトリクス基板に対向する対向基板と、
    前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に設けられる液晶層とを備える表示パネル。
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