WO2012157545A1 - 走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、および走査信号線の駆動方法 - Google Patents

走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、および走査信号線の駆動方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a scanning signal line driving circuit, a display device including the scanning signal line driving method, and a scanning signal line driving method, and more particularly, to a scanning signal line driving circuit suitable for monolithic operation, a display device including the scanning signal line driving circuit,
  • the present invention relates to a scanning signal line driving method by a line driving circuit.
  • a gate driver for driving a gate line (scanning signal line) of a liquid crystal display device is mounted as an IC (Integrated Circuit) chip on a peripheral portion of a substrate constituting a liquid crystal panel.
  • IC Integrated Circuit
  • a-Si TFT a thin film transistor using amorphous silicon (a-Si)
  • a-Si TFT a thin film transistor using amorphous silicon
  • a-Si TFT a thin film transistor using microcrystalline silicon
  • IGZO oxide semiconductor
  • IGZOTFT a thin film transistor using IGZO
  • ⁇ c-SiTFT and IGZOTFT have higher mobility than a-SiTFT. Therefore, by adopting ⁇ c-SiTFT or IGZOTFT as a drive element, it is possible to reduce the frame area and increase the definition of the liquid crystal display device.
  • the display portion of the active matrix type liquid crystal display device includes a plurality of source lines (video signal lines), a plurality of gate lines, and intersections of the plurality of source lines and the plurality of gate lines. And a plurality of pixel formation portions provided corresponding to each. These pixel formation portions are arranged in a matrix to constitute a pixel array. Each pixel forming portion has a thin film transistor (switching element) having a gate terminal connected to a gate line passing through a corresponding intersection, a source terminal connected to a source line passing through the intersection, and a pixel voltage. Of the pixel capacity.
  • the active matrix liquid crystal display device is also provided with the above gate driver and a source driver (video signal line driving circuit) for driving the source line.
  • a video signal indicating a pixel voltage value is transmitted by a source line, but each source line cannot transmit a video signal indicating a pixel voltage value for a plurality of rows at a time (simultaneously). For this reason, the writing (charging) of the video signal to the pixel capacitors in the above-described pixel formation portion arranged in a matrix is sequentially performed row by row. Therefore, the gate driver is configured by a shift register having a plurality of stages so that a plurality of gate lines are sequentially selected for a predetermined period. Each stage of the shift register is in one of two states (a first state and a second state) at each time point, and a signal indicating the state (hereinafter referred to as a “state signal”). As a scanning signal. Then, by sequentially outputting active scanning signals from a plurality of bistable circuits in the shift register, video signals are sequentially written to the pixel capacitors row by row as described above.
  • FIG. 16 is an Id-Vgs characteristic diagram of an n-channel transistor.
  • Id represents the drain current
  • Vgs represents the gate-source voltage.
  • the solid line in the figure indicates the characteristic before the threshold change
  • the broken line indicates the characteristic after the threshold change.
  • the threshold value varies in the positive direction with the operation time. In particular, when this threshold fluctuation occurs in a transistor that limits the output of the scanning signal, the scanning signal becomes dull as shown in FIG. In the figure, the solid line indicates the scanning signal before the threshold value change, and the broken line indicates the scanning signal after the threshold value change.
  • Patent Document 1 discloses that each stage includes a pull-up unit 171, a pull-down unit 172, a pull-up driving unit 173, a first pull-down driving unit 174, and a second pull-down unit.
  • a shift register configured by the drive unit 175 is disclosed.
  • the pull-up unit 171 is constituted by a transistor M1.
  • the pull-down unit 172 is composed of a transistor M2.
  • the pull-up driving unit 173 includes a capacitor C and transistors M3 to M5.
  • the first pull-down driving unit 174 includes transistors M6 and M7 as a first inverter.
  • the second pull-down drive unit 175 includes transistors M8 and M9 as a second inverter that controls the first inverter.
  • the output of the second pull-down driver 175 is input to the gate terminal of the transistor M6 connected to the VON side in the first pull-down driver 174.
  • Patent Document 1 cannot suppress the dullness of the scanning signal due to the threshold fluctuation of the transistor.
  • An object of the present invention is to provide a scanning signal line driving circuit that suppresses blunting of a scanning signal, a display device including the scanning signal line, and a scanning signal line driving method that suppresses blunting of the scanning signal. .
  • a first aspect of the present invention is a scanning signal line driving circuit that periodically drives a plurality of scanning signal lines, A shift register that includes a plurality of bistable circuits connected in cascade, and that sequentially activates output signals of the plurality of bistable circuits based on a clock signal that is input from the outside and periodically repeats an on level and an off level With
  • Each bistable circuit is A drive unit having a first node and changing a potential of the first node based on a set signal; An output unit that is connected to the first node and outputs the active output signal based on the clock signal when the potential of the first node is the on level;
  • the set signal in the bistable circuit in the foremost stage is a start pulse signal that is turned on at the timing of scanning start,
  • the set signal in the bistable circuit other than the first stage is an output signal of the bistable circuit in the previous stage of the bistable circuit;
  • the output unit is for output control in which the first node is connected to a control terminal, the clock signal is supplied to one
  • the drive unit is supplied with a control signal whose potential is the on level during a control period, which is a predetermined period of the vertical blanking period in which all of the output signals of the plurality of bistable circuits are inactive.
  • the first node level in which the first node is connected to one conduction terminal and a level-down signal that is a level-down potential that is lower than the off level is applied to the other conduction terminal in at least the control period. It has a switching element for down.
  • the clock signal is composed of a first clock signal and a second clock signal that are out of phase with each other by one horizontal scanning period;
  • the first clock signal is applied to the one conduction terminal of the output control switching element,
  • the drive unit is A second node;
  • a second node variation switching element that changes a potential of the second node based on the second clock signal;
  • the first clock signal is applied to the control terminal, the second node is connected to one conduction terminal, and the off-level potential is applied to the other conduction terminal.
  • the first clock signal is on, the second node is turned off. And a switching element.
  • the drive unit performs switching for second node turn-off during a control period in which the control signal is supplied to a control terminal, the second node is connected to one conduction terminal, and the off-level potential is given to the other conduction terminal. It further has an element.
  • the control signal is supplied to a control terminal
  • the control terminal of the second node turn-off switching element is connected to one conduction terminal when the first clock signal is on, and the level down signal is conducted to the other conduction terminal. It further has a first clock level down switching element applied to the terminal.
  • a sixth aspect of the present invention is the fifth aspect of the present invention, In the control period, supply of the first clock signal to the plurality of bistable circuits is stopped, and terminals of each bistable circuit for receiving the first clock signal are in a high impedance state. To do.
  • the control signal is supplied to a control terminal, one conduction terminal is connected to the control terminal and the one conduction terminal of the second node variation switching element, and the level down signal is inputted to the other terminal. It further has the switching element for the 2nd clock level down given to the conduction terminal.
  • the supply of the second clock signal to the plurality of bistable circuits is stopped, and the terminals of the bistable circuits for receiving the second clock signal are in a high impedance state. To do.
  • the driving unit may further include a first node turn-on switching element that changes the potential of the first node toward the on level based on the set signal.
  • the drive unit is for turning off the second node at the time of setting when the first node is connected to the control terminal, the second node is connected to one conduction terminal, and the off-level potential is applied to the other conduction terminal. It further has a switching element.
  • the output unit further includes a capacitive element in which a control terminal of the output control switching element is connected to one end and the output node is connected to the other end.
  • a reset signal which is an output signal of a bistable circuit subsequent to the bistable circuit including the drive unit is supplied to a control terminal, the first node is connected to one conduction terminal, and the off-level A first node turn-off switching element at the time of reset when a potential is applied to the other conduction terminal;
  • the output unit further includes an output node turn-off switching element in which the reset signal is supplied to a control terminal, the output node is connected to one conduction terminal, and the off-level potential is given to the other conduction terminal. It is characterized by that.
  • a thirteenth aspect of the present invention is a display device, A display unit on which a plurality of scanning signal lines are arranged; A scanning signal line driving circuit that periodically drives the plurality of scanning signal lines; and a display control circuit that supplies a clock signal that periodically repeats an on level and an off level to the scanning signal line driving circuit,
  • the scanning signal line drive circuit includes a plurality of bistable circuits connected in cascade with each other, and includes a shift register that sequentially activates output signals of the plurality of bistable circuits based on the clock signal,
  • Each bistable circuit is A drive unit having a first node and changing a potential of the first node based on a set signal; An output unit that is connected to the first node and outputs the active output signal based on the clock signal when the potential of the first node is the on level;
  • the set signal in the bistable circuit in the foremost stage is a start pulse signal that is turned on at the start timing of each vertical scanning period,
  • the set signal in the bistable circuit other than the first stage
  • the drive unit is supplied with a control signal whose potential is the on level during a control period, which is a predetermined period of the vertical blanking period in which all of the output signals of the plurality of bistable circuits are inactive.
  • the first node level in which the first node is connected to one conduction terminal and a level-down signal that is a level-down potential that is lower than the off level is applied to the other conduction terminal in at least the control period. It has a switching element for down.
  • a fourteenth aspect of the present invention is the thirteenth aspect of the present invention,
  • the display unit and the scanning signal line driving circuit are integrally formed.
  • a fifteenth aspect of the present invention includes a plurality of bistable circuits cascade-connected to each other, and outputs from the plurality of bistable circuits based on a clock signal that is input from the outside and periodically repeats an on level and an off level.
  • a method of driving a plurality of scanning signal lines by a scanning signal line driving circuit including a shift register that sequentially activates signals, Changing the potential of the first node of each bistable circuit based on the set signal received by each bistable circuit; Outputting the active output signal based on the clock signal when the potential of the first node is the on level,
  • the first node is connected to a control terminal, the clock signal is supplied to one conduction terminal, and the output node for outputting the output signal is connected to the other conduction terminal.
  • the Switching element for The set signal received by the bistable circuit in the foremost stage is a start pulse signal that is turned on at the timing of scanning start
  • the set signal received by the bistable circuit other than the first stage is an output signal of the bistable circuit of the previous stage of the bistable circuit
  • the step of changing the potential of the first node includes at least a predetermined period of a vertical blanking period in which all of the output signals of the plurality of bistable circuits are inactive. And a step of setting the potential to a level-down potential that is lower than the off-level.
  • the output control switching element in the control period included in the vertical blanking period, is driven with a voltage lower than that in the prior art. For this reason, the stress on the control terminal of the output control switching element is reduced as compared with the conventional case. As a result, threshold value fluctuations of the output control switching element are suppressed, and dullness of the scanning signal that is the output signal of the bistable circuit can be suppressed.
  • the phase is opposite to that of the first clock signal except for the period for outputting the active output signal.
  • the potential of the second node changes in accordance with the fluctuation of the second clock signal. For this reason, the potential fluctuation of the first node due to the potential fluctuation of the first clock signal is suppressed outside the period for outputting the active output signal. As a result, the circuit operation can be stabilized.
  • the supply of the clock signal to the bistable circuit is stopped in the control period included in the vertical blanking period. For this reason, the switching element which should be driven with a voltage lower than before is more reliably driven with a voltage lower than before.
  • the potential of the second node is reliably maintained at the off level in the control period included in the vertical blanking period. For this reason, when the second node is on, the first node turn-off switching element is surely turned off. As a result, the output control switching element is reliably driven at a lower voltage than the prior art, so that stress on the control terminal of the output control switching element is reliably reduced. Therefore, since the threshold fluctuation of the first node turn-off switching element when the second node is on is reliably suppressed, the dullness of the scanning signal that is the output signal of the bistable circuit can be reliably suppressed.
  • the second node turn-off switching element when the first clock signal is on, the second node turn-off switching element is driven at a lower voltage than in the prior art. Therefore, the stress on the control terminal of the second node turn-off switching element when the first clock signal is on is reduced as compared with the conventional case. As a result, the threshold value fluctuation of the second node turn-off switching element when the first clock signal is on is suppressed, so that the first node turn-off switching element is more accurately controlled when the second node is on. Therefore, the circuit operation can be stabilized.
  • the supply of the first clock signal to the plurality of bistable circuits is stopped, and each for receiving the first clock signal
  • the terminal of the bistable circuit is in a high impedance state.
  • the second node turn-off switching element is more reliably driven at a lower voltage than in the prior art.
  • the stress on the control terminal of the second node turn-off switching element is more reliably reduced than before. Therefore, the threshold fluctuation of the second node turn-off switching element is more reliably suppressed when the first clock signal is on.
  • the second node variation switching element is driven at a lower voltage than in the prior art. For this reason, the stress on the control terminal of the second node variation switching element is reduced as compared with the conventional case. As a result, the threshold value fluctuation of the second node fluctuation switching element is suppressed, so that the first node turn-off switching element is more accurately controlled when the second node is on. Therefore, the circuit operation can be stabilized.
  • the supply of the second clock signal to the plurality of bistable circuits is stopped and each of the second clock signals is received.
  • the terminal of the bistable circuit is in a high impedance state. For this reason, the switching element for 2nd node fluctuation
  • the first node can be reliably turned on by using the first node turn-on switching element.
  • the potential of the second node becomes the off level. Therefore, since the first node turn-off switching element is turned off when the second node is on, the potential of the first node can be reliably turned on by the set signal.
  • the potential of the first node can be reliably held.
  • the respective potentials of the first node and the output node can be reliably set to the off level.
  • the display device can achieve the same effects as those of the first aspect of the present invention.
  • the frame area of the display device can be reduced.
  • the same effect as that of the first aspect of the present invention can be achieved in the scanning signal line driving method.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram for demonstrating the structure of the gate driver in the said 1st Embodiment. It is a block diagram which shows the structure of the shift register in the said 1st Embodiment. It is a block diagram which shows the structure of the forefront stage side of the shift register in the said 1st Embodiment. It is a block diagram which shows the structure by the side of the last stage of the shift register in the said 1st Embodiment. It is a signal waveform diagram for demonstrating operation
  • FIG. 3 is a circuit diagram for explaining a configuration of a clock control circuit in the first embodiment. It is a signal waveform diagram for demonstrating operation
  • FIG. 6 is a drain current-gate-source voltage characteristic diagram for explaining how a threshold fluctuation occurs in a transistor. It is a signal waveform diagram for demonstrating a mode that an output signal becomes dull by threshold value fluctuation
  • the gate terminal of the thin film transistor corresponds to the control terminal
  • the drain terminal corresponds to one conduction terminal
  • the source terminal corresponds to the other conduction terminal.
  • all the thin film transistors provided in the bistable circuit are n-channel type.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an active matrix liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
  • this liquid crystal display device is common to a power supply 100, a DC / DC converter 110, a display control circuit 200, a source driver (video signal line driving circuit) 300, and a gate driver (scanning signal line driving circuit) 400.
  • An electrode driving circuit 500 and a display unit 600 are provided.
  • the gate driver 400 is formed over a display panel including the display portion 600 using amorphous silicon, polycrystalline silicon, microcrystalline silicon, an oxide semiconductor (eg, IGZO), or the like. That is, in this embodiment, the gate driver 400 and the display unit 600 are formed on the same substrate (an array substrate that is one of the two substrates constituting the liquid crystal panel). Thereby, the frame area of the liquid crystal display device can be reduced.
  • the display unit 600 includes n source lines (video signal lines) SL1 to SLn, m gate lines (scanning signal lines) GL1 to GLm, and intersections of these source lines SL1 to SLn and gate lines.
  • a pixel circuit including m ⁇ n pixel forming portions provided in correspondence with each other is formed. The plurality of pixel forming portions are arranged in a matrix to form a pixel array.
  • Each pixel forming portion includes a thin film transistor 80 which is a switching element having a gate terminal connected to a gate line passing through a corresponding intersection and a source terminal connected to a source line passing through the intersection, and a drain terminal of the thin film transistor 80
  • a common electrode Ec that is a common electrode provided in common to the plurality of pixel formation portions, and a common electrode Ec provided in common to the plurality of pixel formation portions.
  • a pixel capacitor Cp is constituted by a liquid crystal capacitor formed by the pixel electrode and the common electrode Ec.
  • an auxiliary capacitor is provided in parallel with the liquid crystal capacitor in order to reliably hold the voltage in the pixel capacitor Cp.
  • the auxiliary capacitor is not directly related to the present invention, its description and illustration are omitted.
  • the power supply 100 supplies a predetermined power supply voltage to the DC / DC converter 110, the display control circuit 200, and the common electrode drive circuit 500.
  • the DC / DC converter 110 generates a predetermined DC voltage for operating the source driver 300 and the gate driver 400 from the power supply voltage and supplies it to the source driver 300 and the gate driver 400.
  • the common electrode drive circuit 500 gives a predetermined potential Vcom to the common electrode Ec.
  • the display control circuit 200 receives an image signal DAT sent from the outside and a timing signal group TG such as a horizontal synchronization signal and a vertical synchronization signal, and receives a digital video signal DV and a source start for controlling image display on the display unit 600.
  • a pulse signal SSP, a source clock signal SCK, a latch strobe signal LS, a gate start pulse signal GSP, a gate clock signal GCK, and a control signal CT are output.
  • the high level potential of the gate clock signal GCK is Vdd
  • the low level potential is Vss.
  • the source driver 300 receives the digital video signal DV, the source start pulse signal SSP, the source clock signal SCK, and the latch strobe signal LS output from the display control circuit 200, and receives the video signal SS (1) on the source lines SL1 to SLn, respectively. Apply ⁇ SS (n).
  • the gate driver 400 Based on the gate start pulse signal GSP, the gate clock signal GCK, and the control signal CT output from the display control circuit 200, the gate driver 400 uses the gate lines GL1 to GL of the active scanning signals GOUT (1) to GOUT (m). The application to each GLm is repeated with one vertical scanning period as a cycle. A detailed description of the gate driver 400 will be given later.
  • the video signals SS (1) to SS (n) are applied to the source lines SL1 to SLn, respectively, and the scanning signals GOUT (1) to GOUT (m) are applied to the gate lines GL1 to GLm, respectively.
  • the display unit 600 an image based on the image signal DAT sent from the outside is displayed on the display unit 600.
  • FIG. 2 is a block diagram for explaining the configuration of the gate driver 400 in this embodiment.
  • the gate driver 400 includes m (stage) bistable circuits 40 (1) to 40 (m) and one (stage) dummy bistable circuit 40 (m + 1) (hereinafter “
  • the shift register 410 includes a “dummy stage” and a clock control circuit 420.
  • the clock control circuit 420 is a circuit for controlling the supply of the gate clock signal GCK to the shift register 410.
  • the gate clock signal GCK includes a two-phase clock signal GCK1 (hereinafter referred to as “first gate clock signal”) and a clock signal GCK2 (hereinafter referred to as “second gate clock signal”).
  • the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 are out of phase with each other by one horizontal scanning period, and both are at a high level (Vdd potential) only for one horizontal scanning period of the two horizontal scanning periods. It becomes.
  • Vdd potential high level
  • the display unit 600 is formed with a pixel matrix of m rows ⁇ n columns as described above, and the bistable circuit is provided at each stage so as to correspond to each row of these pixel matrices on a one-to-one basis.
  • This bistable circuit is in any one of two states (first state and second state) at each time point, and a signal indicating the state (hereinafter referred to as “state signal”). Output.
  • a high level (on level) state signal is output from the bistable circuit
  • the bistable circuit is in the second state.
  • a low level (off level) state signal is output from the bistable circuit.
  • selection period a period during which a high-level state signal is output from the bistable circuit and a high-level scanning signal is applied to the gate line corresponding to the bistable circuit.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the shift register 410 other than the first and last stages in the present embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration on the forefront side of the shift register 410 in the present embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration on the last stage side of the shift register 410 in the present embodiment.
  • the shift register 410 includes m bistable circuits 40 (1) to 40 (m) and one dummy bistable circuit 40 (m + 1).
  • FIG. 3 shows the i-2 stage 40 (i-2) to i + 1 stage 40 (i + 1)
  • FIG. 4 shows the first stage 40 (1) and the second stage 40 (2)
  • the m-1 stage 40 (m-1), the m stage 40 (m), and the dummy stage 40 (m + 1) are shown.
  • Each bistable circuit includes an input terminal for receiving a clock signal CK (hereinafter referred to as “first clock signal”), an input terminal for receiving a clock signal CKB (hereinafter referred to as “second clock signal”), Level DC power supply potential Vss (the magnitude of this potential is also referred to as “Vss potential”), an input terminal for receiving the set signal S, and an input for receiving the reset signal R A terminal, an input terminal for receiving the control signal CT, an input terminal for receiving the level down signal LD, and an output terminal for outputting the status signal Q are provided.
  • first clock signal hereinafter referred to as “first clock signal”
  • Vss Level DC power supply potential
  • Vss the magnitude of this potential is also referred to as “Vss potential”
  • R A terminal an input terminal for receiving the control signal CT, an input terminal for receiving the level down signal LD, and an output terminal for outputting the status signal Q are provided.
  • the shift register 410 has a two-phase clock signal GCKc1 (hereinafter referred to as “first gate clock signal after control”) and a clock signal GCKc2 (hereinafter referred to as “second gate clock signal after control”) as a gate clock signal GCKc after control. Is given.
  • first gate clock signal after control a clock signal
  • second gate clock signal after control a clock signal GCKc after control
  • the post-control first gate clock signal GCKc1 and the post-control second gate clock signal GCKc2 are out of phase with each other by one horizontal scan period, and both are one horizontal scan period in the two horizontal scan periods. Only in the high level (Vdd potential) state (except for the vertical blanking period described later).
  • each stage (each bistable circuit) of the shift register 410 is as follows.
  • i and m are even numbers.
  • the first gate clock signal GCKc1 after control is supplied as the first clock signal CK
  • the second gate clock signal GCKc2 after control is supplied as the second clock signal CKB at the odd-numbered stages. It is done.
  • the controlled first gate clock signal GCKc1 is supplied as the second clock signal CKB
  • the controlled second gate clock signal GCKc2 is supplied as the first clock signal CK.
  • a low-level DC power supply potential Vss, a control signal CT, and a level-down signal LD are commonly supplied to the respective stages.
  • the status signal Q output from the previous stage is given as the set signal S, and the status signal Q outputted from the next stage is given as the reset signal R.
  • the gate start pulse signal GSP is supplied as the set signal S to the first stage (frontmost stage) 40 (1).
  • the state signal output from the dummy stage 40 (m + 1) is given as the reset signal R to the m-th stage (last stage) 40 (m).
  • the dummy stage 40 (m + 1) is supplied with the state signal Q output from the m-th stage (last stage) as the set signal S, and with its own state signal Q as the reset signal R. For this reason, the period in which the status signal Q of the dummy stage is active is shorter than the period in which the status signal Q of the other stage is active.
  • a pulse included in the gate start pulse signal GSP (this pulse is included in the state signal Q output from each stage) is 1.
  • the data is sequentially transferred from the stage 40 (1) to the m-th stage 40 (m).
  • the status signals Q output from the first stage 40 (1) to the m-th stage 40 (m) are sequentially set to the high level.
  • the state signals Q output from the first stage 40 (1) to m-th stage 40 (m) are respectively applied to the gate lines GL1 to GLm as scanning signals GOUT (1) to GOUT (m).
  • the state signals Q output from the first stage 40 (1) to the m-th stage 40 (m) are increased in voltage by the level shifter, and then used as scanning signals GOUT (1) to GOUT (m) as gate lines. It may be given to each of GL1 to GLm.
  • a scanning signal that sequentially becomes high level (active) for each horizontal scanning period is supplied to the gate line in the display portion 600. The detailed operation of the gate driver 400 will be described later.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of each bistable circuit in the present embodiment.
  • the bistable circuit includes a drive unit 31 and an output unit 32.
  • the bistable circuit includes ten thin film transistors (switching elements) T1 to T9 and TA, one capacitor (capacitance element) C1, six input terminals 41 to 44, 48 and 49, low An input terminal for a level DC power supply potential Vss and one output terminal (output node) 51 are provided.
  • the input terminal that receives the set signal S is denoted by reference numeral 41
  • the input terminal that receives the reset signal R is denoted by reference numeral 42
  • the input terminal that receives the first clock signal CK is denoted by reference numeral 43
  • An input terminal that receives the second clock signal CKB is denoted by reference numeral 44
  • an input terminal that receives the control signal CT is denoted by reference numeral 48
  • an input terminal that receives the level down signal LD is denoted by reference numeral 49.
  • An output terminal for outputting the status signal Q is denoted by reference numeral 51.
  • the driving unit 31 includes eight thin film transistors T1, T3 to T6, T8, T9, and TA, and first and second nodes described later.
  • the output unit 32 includes two thin film transistors T2 and T7 and one capacitor C1.
  • the source terminal of the thin film transistor T1, the gate terminal of the thin film transistor T2, the gate terminal of the thin film transistor T4, the drain terminal of the thin film transistor T6, the drain terminal of the thin film transistor T8, the drain terminal of the thin film transistor TA, and one end of the capacitor are connected to each other.
  • a connection point (wiring) where these are connected to each other is referred to as a “first node” for convenience.
  • the source terminal of the thin film transistor T3, the drain terminal of the thin film transistor T4, the drain terminal of the thin film transistor T5, the gate terminal of the thin film transistor T8, and the drain terminal of the thin film transistor T9 are connected to each other.
  • connection point where these are connected to each other is referred to as a “second node” for convenience.
  • the first node is denoted by reference numeral N1
  • the second node is denoted by reference numeral N2.
  • the first node N1 and the second node N2 are provided in the drive unit 31.
  • the gate terminal and the drain terminal are connected to the input terminal 41 (that is, diode connection), and the source terminal is connected to the first node N1.
  • the gate terminal is connected to the first node N1
  • the drain terminal is connected to the input terminal 43
  • the source terminal is connected to the output terminal 51.
  • the gate terminal and the drain terminal are connected to the input terminal 44 (that is, diode connection), and the source terminal is connected to the second node N2.
  • the gate terminal is connected to the first node N1, the drain terminal is connected to the second node N2, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply potential Vss.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 43, the drain terminal is connected to the second node N2, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply potential Vss.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 42, the drain terminal is connected to the first node N1, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply potential Vss.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 42, the drain terminal is connected to the output terminal 51, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply potential Vss.
  • the gate terminal is connected to the second node N2, the drain terminal is connected to the first node N1, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply potential Vss.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 48, the drain terminal is connected to the second node N2, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply potential Vss.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 48, the drain terminal is connected to the first node N1, and the source terminal is connected to the input terminal 49.
  • the capacitor C1 has one end connected to the first node and the other end connected to the output terminal 51.
  • the thin film transistor T1 changes the potential of the first node N1 toward the high level when the potential of the set signal S is at the high level.
  • the thin film transistor T2 applies the potential of the first clock signal CK to the output terminal 51 when the potential of the second node N2 is at a high level.
  • the thin film transistor T3 changes the potential of the second node N2 toward the high level when the second clock signal CKB is at the high level.
  • the thin film transistor T4 changes the potential of the second node N2 toward the Vss potential when the potential of the first node N1 is at a high level.
  • the thin film transistor T5 changes the potential of the second node N2 toward the Vss potential when the potential of the first clock signal CK is at a high level.
  • the thin film transistor T6 changes the potential of the first node N1 toward the Vss potential when the potential of the reset signal R is at a high level.
  • the thin film transistor T7 changes the potential of the output terminal 51 toward the Vss potential when the potential of the reset signal R is at a high level.
  • the thin film transistor T8 changes the potential of the first node N1 toward the Vss potential when the second node N2 is at a high level.
  • the thin film transistor T9 changes the potential of the second node N2 toward the Vss potential when the potential of the control signal CT is at a high level.
  • the potential of the first node N1 is set to a level-down potential Vb lower than the Vss potential (the magnitude of this potential is also referred to as “Vb potential”).
  • Vb potential the magnitude of this potential is also referred to as “Vb potential”.
  • the capacitor C1 functions as a compensation capacitor for maintaining the potential of the first node at a high level during the period when the gate line connected to the bistable circuit is in a selected state.
  • the first node turn-on switching element is realized by the thin film transistor T1
  • the output control switching element is realized by the thin film transistor T2
  • the second node variation switching element is realized by the thin film transistor T3, and set by the thin film transistor T4.
  • a second node turn-off switching element is realized by the thin film transistor T5.
  • the second node turn-off switching element is realized by the thin film transistor T7.
  • An output node turn-off switching element is realized by the first node turn-off switch when the second node is turned on by the thin film transistor T8.
  • Grayed element is achieved, control period by a thin film transistor T9 second node turn-off switching element is realized, the first node level down switching element is realized by a thin film transistor TA.
  • a capacitor element is realized by the capacitor C1. Further, an off-level potential is realized by the Vss potential, and a level-down potential that is lower than the off-level is realized by the Vb potential.
  • FIG. 8 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the i-th stage bistable circuit 40 (i) in the present embodiment during the writing period. Since other bistable circuits operate in the same manner, the description thereof is omitted.
  • the period from time t1 to time t2 corresponds to the selection period.
  • one horizontal scanning period immediately before the selection period is referred to as a “set period”, and one horizontal scanning period immediately after the selection period is referred to as a “reset period”.
  • a period from the time when the gate start pulse signal GSP rises (scanning start time) to the time when the scanning signal GOUT (m + 1) of the dummy stage rises is referred to as a “writing period”.
  • a period from the time when the dummy stage scanning signal GOUT (m + 1) rises to the time when the gate start pulse signal GSP rises in the subsequent vertical scanning period in one vertical scanning period is referred to as a “vertical blanking period”.
  • This vertical blanking period is a period in which all output signals of the bistable circuits 40 (1) to 40 (m) except the dummy stage 40 (m + 1) are inactive.
  • a period other than the selection period, the set period, and the reset period in the writing period is referred to as a “normal operation period”.
  • the set signal S changes from low level to high level. Since the thin film transistor T1 is diode-connected as shown in FIG. 7, when the set signal S goes high, the thin film transistor T1 is turned on and the capacitor C1 is charged (here, precharged). As a result, the potential of the first node N1 changes from the low level to the high level, and the thin film transistor T2 is turned on. However, since the potential of the first clock signal CK is at a low level during the set period, the potential of the state signal Q is maintained at a low level.
  • the thin film transistor T3 is turned on when the potential of the second clock signal CKB becomes high level, while the thin film transistor T4 is turned on when the set signal S becomes high level. For this reason, the potential of the second node N2 does not become high level.
  • the on-resistance of the thin film transistor T4 is desirably sufficiently smaller than the on-resistance of the thin film transistor T3.
  • the set signal S changes from high level to low level.
  • the thin film transistor T1 is turned off.
  • the first node N1 is in a floating state.
  • the potential of the first clock signal CK changes from the low level to the high level. Since a parasitic capacitance exists between the gate and the drain of the thin film transistor T2, the potential of the first node N1 increases as the potential of the input terminal 43 increases (the first node N1 is bootstrapped).
  • the thin film transistor T2 is completely turned on, and the potential of the state signal Q rises to a level sufficient to select the gate line connected to the output terminal 51 of the bistable circuit.
  • the potential of the first clock signal CK changes from the low level to the high level, so that the thin film transistor T5 is turned on. For this reason, the potential of the second node N2 is reliably maintained at a low level.
  • the potential of the first clock signal CK changes from high level to low level. Since the thin film transistor T2 is in the on state at the time point t2, the potential of the state signal Q decreases as the potential of the input terminal 43 decreases. As the potential of the state signal Q decreases in this way, the potential of the first node N1 also decreases via the capacitor C1. During this period, the reset signal R changes from the low level to the high level. For this reason, the thin film transistors T6 and T7 are turned on. As a result, during the reset period, the potential of the first node N1 and the potential of the state signal Q are lowered to a low level.
  • the potential of the first node N1 becomes low level, and the potential of the second clock signal CKB becomes high level. For this reason, the potential of the second node N2 changes from the low level to the high level. As a result, the thin film transistor T8 is turned on, so that the potential of the first node N1 is surely at a low level.
  • the first node N1 In the normal operation period (the writing period, the period before time t0 and the period after time t3), the first node N1 is in a floating state. Therefore, the potential of the first node N1 varies according to the potential variation of the first clock signal CK due to the influence of the parasitic capacitance between the gate and the drain of the thin film transistor T2. However, in the present embodiment, at this time, the potential of the second node N2 changes in accordance with the potential fluctuation of the second clock signal CKB, which is the reverse phase of the first clock signal CK. It is suppressed. In the normal operation period, the potential of the second node N2 repeats the on level and the off level every horizontal scanning period, so that the thin film transistor T8 is turned on every other horizontal scanning period.
  • the gate stress of the thin film transistor T8 is reduced as compared with the case where the potential of the second node N2 is always set to the high level during the normal operation period.
  • the potential of the first node can be maintained at a low level during the normal operation period while suppressing the threshold fluctuation of the thin film transistor T8.
  • FIG. 9 is a circuit diagram for explaining the configuration of the clock control circuit 420 in the present embodiment.
  • the clock control circuit 420 receives the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 from the display control circuit 200, and outputs the controlled first gate clock signal GCKc1 and the controlled second gate clock signal GCKc2, respectively.
  • the clock control circuit 420 includes a first changeover switch 60a and a second changeover switch 60b.
  • the first changeover terminal A is supplied with the first gate clock signal GCK1
  • the second changeover terminal B is supplied with the DC power supply potential Vss
  • the common terminal C is connected to each of the shift registers 410.
  • the second changeover switch 60b the first changeover terminal A is supplied with the second gate clock signal GCK2
  • the second changeover terminal B is supplied with the DC power supply potential Vss
  • the common terminal C is connected to each of the shift registers 410. Connected to a bistable circuit.
  • the switching operation of the first selector switch 60a and the second selector switch 60b is controlled by a control signal CT.
  • the first changeover switch 60a and the second changeover switch 60b are controlled so as to select the changeover terminal A when the potential of the control signal CT is off level and to select the changeover terminal B when it is on level.
  • the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 whose potentials are fixed to the Vss potential only during the control period described later are the first gate clock signal GCKc1 after control and the second after clock control, respectively.
  • the signal is supplied to the shift register 410 as the gate clock signal GCKc2. In other words, the supply of the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 to the shift register 410 is stopped during a control period described later.
  • FIG. 10 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the gate driver in the present embodiment during the vertical blanking period.
  • the first node N1 in the first stage 40 (1) to m + 1 stage 40 (m + 1) is represented by reference signs N1 (1) to N1 (m + 1), respectively, and the second node N2 is represented respectively. Symbols N2 (1) to N2 (m + 1) are used.
  • the first nodes N1 (1) to N1 (m + 1) are referred to as “first-stage first node to m + 1-stage first node”, respectively, and the second nodes N2 (1) to N2 (m + 1) are respectively referred to as “1”.
  • the vertical blanking period is exemplified as nine horizontal scanning periods, but the present invention is not limited to this.
  • the potential of the control signal CT applied to each stage is always at a low level during the writing period, is at a low level only for the first horizontal scanning period during the vertical blanking period, and is at the remaining period. High level.
  • a period during which the potential of the control signal CT is at a high level (a period excluding the first one horizontal scanning period in the vertical blanking period) is referred to as a “control period”.
  • the level down signal LD in the present embodiment is a potential Vb having a potential lower than the DC power supply potential Vss. This level down signal LD is generated by the DC / DC converter 110 and supplied to the gate driver 400.
  • the level down signal LD is a fixed potential, but the present invention is not limited to this.
  • the level down signal LD only needs to be at the Vb potential in at least the control period. As shown in FIG. 11, the level down signal LD is at the Vb potential only during the control period, and at the Vss potential during the other periods. Also good.
  • each stage performs the above-described operation at a timing shifted by one horizontal scanning period from the preceding stage.
  • the scanning signal GOUT (m + 1) of the dummy stage 40 (m + 1) becomes high level
  • the scanning signal GOUT (m) of the mth stage 40 (m) becomes low level
  • the writing period ends, and the vertical blanking period Start.
  • the scanning signal GOUT (m + 1) of the dummy stage 40 (m + 1) and the first node of the m + 1 stage are The period in which the level is high is shorter than the period in other stages.
  • the potential of the first node N1 in each stage is at a low level (Vss potential).
  • the thin film transistors TA in each stage shown in FIG. 7 are turned on. For this reason, the potential of the first node N1 changes from the Vss potential that should be originally maintained to the Vb potential that is lower than the Vss potential.
  • the thin film transistor T9 since the thin film transistor T9 is turned on, the thin film transistor T8 to which the Vss potential is applied to the source terminal is turned off. Thereby, the above-described operation in which the potential of the first node N1 changes to the Vb potential is reliably performed.
  • the supply of the clock signal to the bistable circuit is stopped during the control period. More specifically, the potentials of the first clock signal CK and the second clock signal CKB received by each bistable circuit are at a low level (Vss potential). For this reason, the above-described operation in which the potential of the first node N1 changes to the Vb potential is more reliably performed. With the operation as described above, in the present embodiment, the potential of the first node N1 becomes a Vb potential lower than the Vss potential in the control period.
  • the control signal CT changes from the high level to the low level, so that the thin film transistors TA and T9 are turned off. Further, the supply of the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 to the shift register 410 is resumed.
  • the first stage 40 (1) since the potential of the set signal becomes a high level at the start of the vertical scanning period, the potential of the first node N1 changes toward the high level.
  • the second stage 40 (2) the potential of the set signal changes to high level after one horizontal scanning period from the start of the vertical scanning period, and therefore the potential of the first node N1 changes toward high level.
  • the potential of the second clock signal CKB becomes high level at the start of the vertical scanning period, so that the potential of the first node N1 is turned on when the thin film transistor T8 is turned on. Changes toward the Vss potential.
  • the second clock signal CKB goes high after one horizontal scanning period from the start of the vertical scanning period, so that the potential of the first node N1 is changed by turning on the thin film transistor T8. It changes toward the Vss potential.
  • the thin film transistor T2 in the control period included in the vertical blanking period, the thin film transistor T2 is driven with a gate voltage lower than that in the related art. For this reason, the gate stress of the thin film transistor T2 is reduced as compared with the conventional case. As a result, the threshold value fluctuation of the thin film transistor T2 for controlling the output is suppressed, so that the dullness of the scanning signal can be suppressed. By suppressing the dullness of the scanning signal in this way, the display quality in the liquid crystal display device is improved.
  • the thin film transistor T9 for changing the potential of the second node N2 toward the Vss potential in the control period is provided in each stage. However, the potential of the second node N2 is changed at the start of the control period.
  • the thin film transistor T9 may be provided only in the even-numbered stage that is at the high level.
  • the thin film transistor T9 is not provided in each stage.
  • the thin film transistor T2 can be driven with a gate voltage lower than that in the past in the control period.
  • the supply of the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 to the shift register 410 is stopped in the control period, but the present invention is not limited to this. Even when the supply of the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 to the shift register 410 is not stopped in the control period, the thin film transistor T2 can be driven with a gate voltage lower than that in the past in the control period.
  • the dummy stage 40 (m + 1) is provided in the stage subsequent to the m-th stage (last stage) 40 (m) of the shift register 410.
  • the gate end pulse signal GEP may be applied to the reset terminal of the m-th stage (last stage) 40 (m).
  • the gate end pulse signal GEP changes from a low level to a high level after the m-th stage scanning signal GOUT (m) changes from a high level to a low level. It is a signal that changes to a level.
  • the circuit area of the gate driver 400 is reduced, the frame area of the liquid crystal display device can be reduced.
  • FIG. 13 is a circuit diagram for explaining a configuration of a bistable circuit according to the second embodiment of the present invention. Note that the overall configuration and operation of the liquid crystal display device and the configuration and operation of the gate driver 400 in the writing period are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. As shown in FIG. 13, a thin film transistor TB is further provided in the bistable circuit in this embodiment. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 48, the drain terminal is connected to the gate terminal (input terminal 43) of the thin film transistor T5, and the source terminal is connected to the input terminal 49.
  • the thin film transistor TB changes the potential of the gate terminal (input terminal 43) of the thin film transistor T5 toward the Vb potential lower than the Vss potential when the potential of the control signal CT is at a high level.
  • the first clock level down switching element is realized by the thin film transistor TB.
  • the control signal CT changes from the high level to the low level, so that the thin film transistor TB is turned off. Further, the supply of the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 to the shift register 410 is resumed. At this time, since the potential of the first clock signal CK is at a low level (Vss potential) for the odd-numbered stages, the potential of the input terminal 43 is at a low level (Vss potential). On the other hand, for the even stages, the potential of the first clock signal CK is at a high level (Vdd potential), so the potential at the input terminal 43 is at a high level (Vdd potential).
  • the thin film transistor T5 in which the input terminal 43 is connected to the gate terminal is driven with a gate voltage lower than that in the related art. For this reason, the gate stress of the thin film transistor T5 is reduced as compared with the conventional case. As a result, the threshold value fluctuation of the thin film transistor T5 is suppressed, so that the thin film transistor T8 for controlling the potential of the first node N1 is more accurately controlled. Therefore, it is possible to stabilize the circuit operation (particularly, the potential of the first node N1 during the normal operation period).
  • the thin film transistor T2 is driven with a lower gate voltage than in the prior art.
  • the supply of the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 to the shift register 410 is stopped in the control period. Even if the supply of the clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 to the shift register 410 is not stopped in the control period, the thin film transistor T5 can be driven with a gate voltage lower than that in the past in the control period.
  • FIG. 14 is a circuit diagram for explaining a configuration of a clock control circuit 420 according to a modification of the second embodiment.
  • the clock control circuit 420 in this modification is configured by a first opening / closing switch 61a and a second opening / closing switch 61b, unlike the one in the first embodiment.
  • the first open / close switch 61a the first gate clock signal GCK1 is given to one end, and the other end is connected to each bistable circuit in the shift register 410.
  • the second open / close switch 61b has one end supplied with the second gate clock signal GCK2, and the other end connected to each bistable circuit in the shift register 410.
  • the opening / closing operations of the first opening / closing switch 61a and the second opening / closing switch 61b are controlled by a control signal CT.
  • the first opening / closing switch 61a and the second opening / closing switch 61b are controlled to be closed when the potential of the control signal CT is off level and to be opened when the potential is on level.
  • the supply of the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 to the shift register 410 is stopped only during the control period, and the input terminals 43 and 44 in each bistable circuit are opened. (It becomes a high impedance state).
  • the potential applied to the gate terminal of the thin film transistor T5 in each stage surely changes from the Vss potential to be originally maintained to the Vb potential rather than the Vss potential.
  • the thin film transistor T5 in which the input terminal 43 is connected to the gate terminal is more reliably driven with a gate voltage lower than that in the related art.
  • the gate stress of the thin film transistor T5 is more reliably reduced than before, and thus the threshold value fluctuation of the thin film transistor T5 is more reliably suppressed.
  • power consumption can be reduced as compared with the second embodiment.
  • FIG. 15 is a circuit diagram for explaining a configuration of a bistable circuit according to the third embodiment of the present invention. Note that the overall configuration and operation of the liquid crystal display device and the configuration and operation of the gate driver 400 in the writing period are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. As shown in FIG. 15, a thin film transistor TC is further provided in the bistable circuit in this embodiment.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 48
  • the drain terminal is connected to the gate terminal and the drain terminal (input terminal 44) of the thin film transistor T3
  • the source terminal is connected to the input terminal 49.
  • the thin film transistor TC changes the potential of the gate terminal and drain terminal (input terminal 44) of the thin film transistor T3 toward a Vb potential described later, which is lower than the Vss potential, when the potential of the control signal CT is at a high level.
  • a second clock level down switching element is realized by the thin film transistor T10.
  • the control signal CT changes from the high level to the low level, so that the thin film transistor TC is turned off. Further, the supply of the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 to the shift register 410 is resumed. At this time, since the potential of the second clock signal CKB is at a high level (Vdd potential) for the odd-numbered stages, the potential of the input terminal 44 is at a high level (Vdd potential). On the other hand, for the even-numbered stages, the potential of the second clock signal CKB is at a low level (Vss potential), so that the potential of the input terminal 44 is at a low level (Vss potential).
  • the thin film transistor T3 in which the input terminal 44 is connected to the gate terminal is driven with a gate voltage lower than that in the related art. For this reason, the gate stress of the thin film transistor T3 is reduced as compared with the conventional case. As a result, the threshold value fluctuation of the thin film transistor T3 is suppressed, so that the thin film transistor T8 for controlling the potential of the first node N1 is more accurately controlled. Therefore, it is possible to stabilize the circuit operation (particularly, the potential of the first node N1 during the normal operation period).
  • the clock control circuit 420 in the modification of the second embodiment may be used.
  • the thin film transistor T3 in which the input terminal 44 is connected to the gate terminal is more reliably driven with a gate voltage lower than that in the related art. Therefore, since the gate stress of the thin film transistor T3 is more reliably reduced than before, the threshold fluctuation of the thin film transistor T3 is more reliably suppressed. In this case, power consumption can be further reduced.
  • the supply of the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 to the shift register 410 is stopped in the control period. Even when the supply of the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 to the shift register 410 is not stopped in the control period, the thin film transistor T3 can be driven with a gate voltage lower than that in the past in the control period.
  • the period after the first horizontal scanning period in the vertical blanking period is set as the control period, but the present invention is not limited to this.
  • This control period may be shorter than the period after the first horizontal scanning period in the vertical blanking period.
  • the control period may be ended at a time earlier than the end time of the vertical blanking period.
  • the longer the control period is, the longer the period during which the thin film transistors T2, T3, and T5 are driven with a gate voltage lower than that in the prior art, so that the effects of the present invention can be sufficiently obtained.
  • the gate end pulse signal GEP is supplied to the mth stage (last
  • the first horizontal scanning period in the vertical blanking period may be included in the control period.
  • each bistable circuit is configured to be provided with a two-phase clock signal, but the present invention is not limited to this.
  • a configuration may be adopted in which clock signals of 4 phases, 8 phases, 16 phases, or the like are given to each bistable circuit.
  • a configuration may be adopted in which each bistable circuit is supplied with only a one-phase clock signal (however, the adjacent bistable circuits have different phases).
  • one clock control circuit 420 is provided in the gate driver 400, but the present invention is not limited to this.
  • a circuit corresponding to the clock control circuit 420 may be provided in each bistable circuit.
  • the clock control circuit 420 controls the supply of the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 to the shift register 410.
  • the present invention is not limited to this. is not.
  • the display control circuit 200 controls the supply of the first gate clock signal GCK1 and the second gate clock signal GCK2 to the shift register 410. good.
  • the liquid crystal display device has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also be applied to other display devices such as organic EL (Electro Luminescence) display devices.
  • organic EL Electro Luminescence
  • the above-described embodiments can be variously modified and implemented without departing from the spirit of the present invention.
  • a scanning signal line driving circuit that suppresses the dullness of the scanning signal
  • a display device including the scanning signal line and a scanning signal line driving method for suppressing the dullness of the scanning signal. it can.
  • the present invention can be applied to a scanning signal line driving circuit, a display device including the scanning signal line driving method, and a scanning signal line driving method using the scanning signal line driving circuit, in particular, a monolithic scanning signal line driving circuit, It is suitable for a display device provided with the display device and a scanning signal line driving method using the scanning signal line driving circuit.

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Abstract

 走査信号線駆動回路において、走査信号の鈍りを抑制する。 双安定回路には、第1クロック信号(CK)を受け取るための入力端子(43)と、制御信号(CT)を受け取るための入力端子(48)と、レベルダウン信号(LD)を受け取るための入力端子(49)と、出力端子(51)と、薄膜トランジスタ(T2)と、薄膜トランジスタ(TA)とが設けられる。薄膜トランジスタ(T2)のゲート端子は第1ノード(N1)に、ドレイン端子は入力端子(43)に、ソース端子は出力端子(51)に接続される。薄膜トランジスタ(TA)のゲート端子は入力端子(48)に、ドレイン端子は第1ノード(N1)に、ソース端子は入力端子(49)に接続される。制御信号(CT)の電位は、垂直帰線期間のうちの最初の1水平走査期間を除く期間である制御期間においてハイレベルとなる。レベルダウン信号(LD)は、直流電源電位(Vss)よりも低い電位である。

Description

走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、および走査信号線の駆動方法
 本発明は、走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、および走査信号線の駆動方法に関し、特に、モノリシック化に好適な走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、およびその走査信号線駆動回路による走査信号線の駆動方法に関する。
 従来、液晶表示装置のゲートライン(走査信号線)を駆動するためのゲートドライバ(走査信号線駆動回路)は、液晶パネルを構成する基板の周辺部にIC(Integrated Circuit)チップとして搭載されることが多かった。しかし近年、基板上に直接的にゲートドライバを形成することが徐々に多くなされている。このようなゲートドライバは「モノリシックゲートドライバ」などと呼ばれている。
 モノリシックゲートドライバを備えた液晶表示装置では、従来よりアモルファスシリコン(a-Si)を用いた薄膜トランジスタ(以下「a-SiTFT」という)が駆動素子として採用されていた。しかし近年、微結晶シリコン(μc-Si)を用いた薄膜トランジスタ(以下「μc-SiTFT」という)または酸化物半導体(例えばIGZO)を用いた薄膜トランジスタが駆動素子として採用され始めている。以下では、IGZOを用いた薄膜トランジスタを「IGZOTFT」という。これらのμc-SiTFTおよびIGZOTFTは、a-SiTFTよりも移動度が高い。このため、μc-SiTFTまたはIGZOTFTを駆動素子として採用することにより、液晶表示装置の額縁面積の縮小および高精細化を実現することができる。
 ところで、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の表示部には、複数本のソースライン(映像信号線)と、複数本のゲートラインと、これらの複数本のソースラインと複数本のゲートラインとの交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個の画素形成部とが含まれている。これらの画素形成部は、マトリクス状に配置されることにより画素アレイを構成している。各画素形成部は、対応する交差点を通過するゲートラインにゲート端子が接続されると共に、当該交差点を通過するソースラインにソース端子が接続された薄膜トランジスタ(スイッチング素子)、および画素電圧を保持するための画素容量等を含んでいる。アクティブマトリクス型の液晶表示装置には、また、上述のゲートドライバと、ソースラインを駆動するためのソースドライバ(映像信号線駆動回路)とが設けられている。
 画素電圧値を示す映像信号はソースラインによって伝達されるが、各ソースラインは複数行分の画素電圧値を示す映像信号を一時(同時)に伝達することができない。このため、マトリクス状に配置された上述の画素形成部内の画素容量への映像信号の書き込み(充電)は1行ずつ順次に行われる。そこで、複数本のゲートラインが所定期間ずつ順次に選択されるように、ゲートドライバは複数段からなるシフトレジスタによって構成されている。シフトレジスタの各段は、各時点において2つの状態(第1の状態および第2の状態)のうちのいずれか一方の状態となっていて当該状態を示す信号(以下「状態信号」という。)を走査信号として出力する双安定回路となっている。そして、シフトレジスタ内の複数の双安定回路から順次にアクティブな走査信号が出力されることによって、上述のように、画素容量への映像信号の書き込みが1行ずつ順次に行われる。
 このような双安定回路は、上述のa-SiTFT、μc-SiTFT、またはIGZOTFT等の素子により構成されている。しかし、これらのトランジスタについては、動作時間に伴ってしきい値が変動することが一般に知られている。図16は、nチャネル型のトランジスタのId-Vgs特性図である。なお、Idはドレイン電流を表し、Vgsはゲート-ソース間電圧を表す。図中の実線はしきい値変動前の特性を示し、破線はしきい値変動後の特性を示す。図16に示すように、動作時間に伴って、しきい値が正方向に変動する。特に、このしきい値変動が、走査信号の出力を制限するトランジスタで生じると、図17に示すように、走査信号が鈍ることとなる。なお、図中の実線はしきい値変動前の走査信号を示し、破線はしきい値変動後の走査信号を示している。
 本願発明に関連して、特許文献1には、図18に示すように、各段が、プルアップ部171、プルダウン部172、プルアップ駆動部173、第1プルダウン駆動部174、および第2プルダウン駆動部175により構成されたシフトレジスタが開示されている。上記プルアップ部171はトランジスタM1により構成されている。上記プルダウン部172はトランジスタM2により構成されている。上記プルアップ駆動部173はキャパシタCおよびトランジスタM3~M5により構成されている。上記第1プルダウン駆動部174は第1インバータとしてトランジスタM6およびM7により構成されている。上記第2プルダウン駆動部175は第1インバータを制御する第2インバータとしてトランジスタM8およびM9により構成されている。第2プルダウン駆動部175の出力は、第1プルダウン駆動部174においてVON側に接続されたトランジスタM6のゲート端子に入力される。このような構成により、第1プルダウン駆動部174におけるトランジスタM6およびM7のチャネル幅の差異を最小化することができるので、トランジスタM6に過電流が流れることを防止できる。このため、トランジスタM6の劣化を防止できる。
日本の特開2004-103226号公報
 しかし、上記特許文献1に記載の構成では、トランジスタのしきい値変動に起因する走査信号の鈍りを抑制することができない。
 そこで、本発明は、走査信号の鈍りを抑制した走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、および走査信号の鈍りを抑制するための走査信号線の駆動方法を提供することを目的とする。
 本発明の第1の局面は、複数の走査信号線を周期的に駆動する走査信号線駆動回路であって、
 互いに縦続接続された複数の双安定回路を含み、外部から入力されオンレベルとオフレベルとを周期的に繰り返すクロック信号に基づいて前記複数の双安定回路の出力信号を順次にアクティブとするシフトレジスタを備え、
 各双安定回路は、
  第1ノードを有し、セット信号に基づいて該第1ノードの電位を変化させる駆動部と、
  前記第1ノードに接続され、前記第1ノードの電位が前記オンレベルであるときに、アクティブな前記出力信号を前記クロック信号に基づいて出力する出力部とを有し、
 最前段の双安定回路における前記セット信号が、走査開始のタイミングでオンレベルとなるスタートパルス信号であり、
 最前段以外の双安定回路における前記セット信号が、該双安定回路の前段の双安定回路の出力信号であり、
 前記出力部は、前記第1ノードが制御端子に接続され、前記クロック信号が一方の導通端子に与えられ、前記出力信号を出力するための出力ノードが他方の導通端子に接続された出力制御用スイッチング素子を有し、
 前記駆動部は、前記複数の双安定回路の出力信号の全てが非アクティブとなる垂直帰線期間のうちの所定期間である制御期間において電位が前記オンレベルとなる制御信号が制御端子に与えられ、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、少なくとも前記制御期間において、前記オフレベルよりも低い電位であるレベルダウン電位となるレベルダウン信号が他方の導通端子に与えられた第1ノードレベルダウン用スイッチング素子を有することを特徴とする。
 本発明の第2の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記クロック信号が、互いに1水平走査期間だけ位相がずれた第1クロック信号および第2クロック信号からなり、
 前記出力制御用スイッチング素子の前記一方の導通端子には、前記第1クロック信号が与えられ、
 前記駆動部は、
  第2ノードと、
  前記第2ノードが制御端子に接続され、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、前記オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2ノードオン時第1ノードターンオフ用スイッチング素子と、
  前記第2クロック信号に基づいて、前記第2ノードの電位を変化させる第2ノード変動用スイッチング素子と、
  前記第1クロック信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、前記オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第1クロック信号オン時第2ノードターンオフ用スイッチング素子とをさらに有することを特徴とする。
 本発明の第3の局面は、本発明の第2の局面において、
 前記制御期間において、前記複数の双安定回路への前記第1クロック信号および前記第2クロック信号の供給が停止することを特徴とする。
 本発明の第4の局面は、本発明の第3の局面において、
 前記駆動部は、前記制御信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、前記オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた制御期間第2ノードターンオフ用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする。
 本発明の第5の局面は、本発明の第2の局面において、
 前記駆動部は、前記制御信号が制御端子に与えられ、前記第1クロック信号オン時第2ノードターンオフ用スイッチング素子の前記制御端子が一方の導通端子に接続され、前記レベルダウン信号が他方の導通端子に与えられた第1クロックレベルダウン用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする。
 本発明の第6の局面は、本発明の第5の局面において、
 前記制御期間において、前記複数の双安定回路への前記第1クロック信号の供給が停止すると共に、前記第1クロック信号を受け取るための各双安定回路の端子がハイインピーダンス状態となることを特徴とする。
 本発明の第7の局面は、本発明の第2の局面において、
 前記駆動部は、前記制御信号が制御端子に与えられ、前記第2ノード変動用スイッチング素子の前記制御端子および前記一方の導通端子に、一方の導通端子が接続され、前記レベルダウン信号が他方の導通端子に与えられた第2クロックレベルダウン用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする。
 本発明の第8の局面は、本発明の第7の局面において、
 前記制御期間において、前記複数の双安定回路への前記第2クロック信号の供給が停止すると共に、前記第2クロック信号を受け取るための各双安定回路の端子がハイインピーダンス状態となることを特徴とする。
 本発明の第9の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記駆動部は、前記セット信号に基づいて、前記第1ノードの電位を前記オンレベルに向けて変化させる第1ノードターンオン用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする。
 本発明の第10の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記駆動部は、前記第1ノードが制御端子に接続され、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、前記オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられたセット時第2ノードターンオフ用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする。
 本発明の第11の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記出力部は、前記出力制御用スイッチング素子の制御端子が一端に接続され、前記出力ノードが他端に接続された容量素子をさらに有することを特徴とする。
 本発明の第12の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記駆動部は、該駆動部を有する双安定回路の後段の双安定回路の出力信号であるリセット信号が制御端子に与えられ、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、前記オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられたリセット時第1ノードターンオフ用スイッチング素子をさらに有し、
 前記出力部は、前記リセット信号が制御端子に与えられ、前記出力ノードが一方の導通端子に接続され、前記オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた出力ノードターンオフ用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする。
 本発明の第13の局面は、表示装置であって、
 複数の走査信号線が配置された表示部と、
 前記複数の走査信号線を周期的に駆動する走査信号線駆動回路と
 前記走査信号線駆動回路に、オンレベルとオフレベルとを周期的に繰り返すクロック信号を供給する表示制御回路とを備え、
 前記走査信号線駆動回路は、互いに縦続接続された複数の双安定回路を有し、前記クロック信号に基づいて前記複数の双安定回路の出力信号を順次にアクティブとするシフトレジスタを含み、
 各双安定回路は、
  第1ノードを有し、セット信号に基づいて該第1ノードの電位を変化させる駆動部と、
  前記第1ノードに接続され、前記第1ノードの電位が前記オンレベルであるときに、アクティブな前記出力信号を前記クロック信号に基づいて出力する出力部とを有し、
 最前段の双安定回路における前記セット信号が、各垂直走査期間の開始のタイミングでオンレベルとなるスタートパルス信号であり、
 最前段以外の双安定回路における前記セット信号が、該双安定回路の前段の双安定回路の出力信号であり、
 前記出力部は、前記第1ノードが制御端子に接続され、前記クロック信号が一方の導通端子に与えられ、前記出力信号を出力するための出力ノードが他方の導通端子に接続された出力制御用スイッチング素子を有し、
 前記駆動部は、前記複数の双安定回路の出力信号の全てが非アクティブとなる垂直帰線期間のうちの所定期間である制御期間において電位が前記オンレベルとなる制御信号が制御端子に与えられ、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、少なくとも前記制御期間において、前記オフレベルよりも低い電位であるレベルダウン電位となるレベルダウン信号が他方の導通端子に与えられた第1ノードレベルダウン用スイッチング素子を有することを特徴とする。
 本発明の第14の局面は、本発明の第13の局面において、
 前記表示部と前記走査信号線駆動回路とが一体的に形成されていることを特徴とする。
 本発明の第15の局面は、互いに縦続接続された複数の双安定回路を含み、外部から入力されオンレベルとオフレベルとを周期的に繰り返すクロック信号に基づいて前記複数の双安定回路の出力信号を順次にアクティブとするシフトレジスタを備えた走査信号線駆動回路による、複数の走査信号線の駆動方法であって、
 各双安定回路が受け取ったセット信号に基づいて、各双安定回路が有する第1ノードの電位を変化させるステップと、
 前記第1ノードの電位が前記オンレベルであるときに、アクティブな前記出力信号を前記クロック信号に基づいて出力するステップとを備え、
 各双安定回路は、前記第1ノードが制御端子に接続され、前記クロック信号が一方の導通端子に与えられ、前記出力信号を出力するための出力ノードが他方の導通端子に接続された出力制御用スイッチング素子を有し、
 最前段の双安定回路が受け取る前記セット信号が、走査開始のタイミングでオンレベルとなるスタートパルス信号であり、
 最前段以外の双安定回路が受け取る前記セット信号が、該双安定回路の前段の双安定回路の出力信号であり、
 前記第1ノードの電位を変化させるステップは、少なくとも、前記複数の双安定回路の出力信号の全てが非アクティブとなる垂直帰線期間のうちの所定期間である制御期間において、前記第1ノードの電位を前記オフレベルよりも低い電位であるレベルダウン電位とするステップを含むことを特徴とする。
 本発明の第1の局面によれば、上記垂直帰線期間に含まれる制御期間において、出力制御用スイッチング素子が従来よりも低い電圧で駆動される。このため、この出力制御用スイッチング素子の制御端子へのストレスが従来よりも低減される。これにより、この出力制御用スイッチング素子のしきい値変動が抑制されるので、双安定回路の出力信号である走査信号の鈍りを抑制することができる。
 本発明の第2の局面によれば、第1ノードの電位を第2ノードの電位により制御する場合に、アクティブな出力信号を出力するための期間以外において、第1クロック信号の逆相である第2クロック信号の変動に合わせて第2ノードの電位が変化する。このため、アクティブな出力信号を出力するための期間以外において、第1クロック信号の電位変動に起因する第1ノードの電位変動が抑制される。これにより、回路動作の安定化を図ることができる。
 本発明の第3の局面によれば、垂直帰線期間に含まれる制御期間において、双安定回路へのクロック信号の供給が停止される。このため、従来よりも低い電圧で駆動されるべきスイッチング素子が、より確実に従来よりも低い電圧で駆動される。
 本発明の第4の局面によれば、垂直帰線期間に含まれる制御期間において、第2ノードの電位が確実にオフレベルに維持される。このため、第2ノードオン時第1ノードターンオフ用スイッチング素子が確実にオフ状態となる。これにより、出力制御用スイッチング素子が確実に従来よりも低い電圧で駆動されるので、出力制御用スイッチング素子の制御端子へのストレスが確実に低減される。したがって、第2ノードオン時第1ノードターンオフ用スイッチング素子のしきい値変動が確実に抑制されるので、双安定回路の出力信号である走査信号の鈍りを確実に抑制することができる。
 本発明の第5の局面によれば、第1クロック信号オン時第2ノードターンオフ用スイッチング素子が従来よりも低い電圧で駆動される。このため、この第1クロック信号オン時第2ノードターンオフ用スイッチング素子の制御端子へのストレスが従来よりも低減される。これにより、この第1クロック信号オン時第2ノードターンオフ用スイッチング素子のしきい値変動が抑制されるので、第2ノードオン時第1ノードターンオフ用スイッチング素子がより正確に制御される。したがって、回路動作の安定化を図ることができる。
 本発明の第6の局面によれば、垂直帰線期間に含まれる制御期間において、複数の双安定回路への第1クロック信号の供給が停止されると共に、第1クロック信号を受け取るための各双安定回路の端子がハイインピーダンス状態となる。このため、第1クロック信号オン時第2ノードターンオフ用スイッチング素子がより確実に、従来よりも低い電圧で駆動される。これにより、この第1クロック信号オン時第2ノードターンオフ用スイッチング素子の制御端子へのストレスがより確実に、従来よりも低減される。したがって、この第1クロック信号オン時第2ノードターンオフ用スイッチング素子のしきい値変動がより確実に抑制される。
 本発明の第7の局面によれば、第2ノード変動用スイッチング素子が従来よりも低い電圧で駆動される。このため、この第2ノード変動用スイッチング素子の制御端子へのストレスが従来よりも低減される。これにより、この第2ノード変動用スイッチング素子のしきい値変動が抑制されるので、この第2ノードオン時第1ノードターンオフ用スイッチング素子がより正確に制御される。したがって、回路動作の安定化を図ることができる。
 本発明の第8の局面によれば、垂直帰線期間に含まれる制御期間において、複数の双安定回路への第2クロック信号の供給が停止されると共に、第2クロック信号を受け取るための各双安定回路の端子がハイインピーダンス状態となる。このため、第2ノード変動用スイッチング素子がより確実に、従来よりも低い電圧で駆動される。これにより、この第2ノード変動用スイッチング素子の制御端子へのストレスがより確実に、従来よりも低減される。したがって、この第2ノード変動用スイッチング素子のしきい値変動がより確実に抑制される。
 本発明の第9の局面によれば、第1ノードターンオン用スイッチング素子を用いて、第1ノードを確実にオンレベルにすることができる。
 本発明の第10の局面によれば、セット信号の電位がオンレベルになると、第2ノードの電位がオフレベルとなる。このため、第2ノードオン時第1ノードターンオフ用スイッチング素子がオフ状態となるので、セット信号により、第1ノードの電位を確実にオンレベルにすることができる。
 本発明の第11の局面によれば、第1ノードの電位を確実に保持することができる。
 本発明の第12の局面によれば、双安定回路の出力信号がアクティブとなった後に、第1ノードおよび出力ノードのそれぞれの電位を確実にオフレベルにすることができる。
 本発明の第13の局面によれば、表示装置において、本発明の第1の局面と同様の効果を奏することができる。
 本発明の第14の局面によれば、表示装置の額縁面積を縮小することができる。
 本発明の第15の局面によれば、走査信号線の駆動方法において、本発明の第1の局面と同様の効果を奏することができる。
本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態におけるゲートドライバの構成を説明するためのブロック図である。 上記第1の実施形態におけるシフトレジスタの構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態におけるシフトレジスタの最前段側の構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態におけるシフトレジスタの最後段側の構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態におけるゲートドライバの動作を説明するための信号波形図である。 上記第1の実施形態における双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第1の実施形態における双安定回路の、書き込み期間での動作を説明するための信号波形図である。 上記第1の実施形態におけるクロック制御回路の構成を説明するための回路図である。 上記第1の実施形態における双安定回路の、垂直帰線期間での動作を説明するための信号波形図である。 上記第1の実施形態の他の例を説明するための信号波形図である。 上記第1の実施形態の他の例におけるシフトレジスタの最後段側の構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態における双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第2の実施形態の変形例におけるクロック制御回路の構成を説明するための回路図である。 上記第3の実施形態における双安定回路の構成を示す回路図である。 トランジスタにおいてしきい値変動が生じる様子を説明するためのドレイン電流-ゲート・ソース間電圧特性図である。 しきい値変動により出力信号が鈍る様子を説明するための信号波形図である。 従来の双安定回路の構成を示す回路図である。
 以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、薄膜トランジスタのゲート端子は制御端子に相当し、ドレイン端子は一方の導通端子に相当し、ソース端子は他方の導通端子に相当する。また、双安定回路内に設けられている薄膜トランジスタはすべてnチャネル型であるものとして説明する。
 <1.第1の実施形態>
 <1.1 全体構成および動作>
 図1は、本発明の第1の実施形態に係るアクティブマトリクス型の液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。図1に示すように、この液晶表示装置は、電源100とDC/DCコンバータ110と表示制御回路200とソースドライバ(映像信号線駆動回路)300とゲートドライバ(走査信号線駆動回路)400と共通電極駆動回路500と表示部600とを備えている。なお、ゲートドライバ400は、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、または酸化物半導体(例えばIGZO)などを用いて、表示部600を含む表示パネル上に形成されている。すなわち、本実施形態においては、ゲートドライバ400と表示部600とは同一基板(液晶パネルを構成する2枚の基板のうちの一方の基板であるアレイ基板)上に形成されている。これにより、液晶表示装置の額縁面積を縮小することができる。
 表示部600には、n本のソースライン(映像信号線)SL1~SLnと、m本のゲートライン(走査信号線)GL1~GLmと、これらのソースラインSL1~SLnとゲートラインとの交差点にそれぞれ対応して設けられたm×n個の画素形成部とを含む画素回路が形成されている。上記複数個の画素形成部は、マトリクス状に配置されることにより画素アレイを構成している。各画素形成部は、対応する交差点を通過するゲートラインにゲート端子が接続されると共に当該交差点を通過するソースラインにソース端子が接続されたスイッチング素子である薄膜トランジスタ80と、その薄膜トランジスタ80のドレイン端子に接続された画素電極と、上記複数個の画素形成部に共通的に設けられた対向電極である共通電極Ecと、上記複数個の画素形成部に共通的に設けられ画素電極と共通電極Ecとの間に挟持された液晶層とからなる。そして、画素電極と共通電極Ecとにより形成される液晶容量により、画素容量Cpが構成される。なお通常、画素容量Cpに確実に電圧を保持すべく、液晶容量に並列に補助容量が設けられるが、補助容量は本発明には直接に関係しないのでその説明および図示を省略する。
 電源100は、DC/DCコンバータ110と表示制御回路200と共通電極駆動回路500とに所定の電源電圧を供給する。DC/DCコンバータ110は、ソースドライバ300およびゲートドライバ400を動作させるための所定の直流電圧を電源電圧から生成し、それをソースドライバ300およびゲートドライバ400に供給する。共通電極駆動回路500は、共通電極Ecに所定の電位Vcomを与える。
 表示制御回路200は、外部から送られる画像信号DATと水平同期信号および垂直同期信号などのタイミング信号群TGとを受け取り、デジタル映像信号DVと、表示部600における画像表示を制御するためのソーススタートパルス信号SSP、ソースクロック信号SCK、ラッチストローブ信号LS、ゲートスタートパルス信号GSP、ゲートクロック信号GCKおよび制御信号CTを出力する。ゲートクロック信号GCKのハイレベル側の電位はVdd、ローレベル側の電位はVssとなっている。
 ソースドライバ300は、表示制御回路200から出力されるデジタル映像信号DV、ソーススタートパルス信号SSP、ソースクロック信号SCK、およびラッチストローブ信号LSを受け取り、ソースラインSL1~SLnにそれぞれ映像信号SS(1)~SS(n)を印加する。
 ゲートドライバ400は、表示制御回路200から出力されるゲートスタートパルス信号GSP、ゲートクロック信号GCK、および制御信号CTに基づいて、アクティブな走査信号GOUT(1)~GOUT(m)のゲートラインGL1~GLmそれぞれへの印加を1垂直走査期間を周期として繰り返す。なお、このゲートドライバ400についての詳しい説明は後述する。
 以上のようにして、ソースラインSL1~SLnに映像信号SS(1)~SS(n)がそれぞれ印加され、ゲートラインGL1~GLmに走査信号GOUT(1)~GOUT(m)がそれぞれ印加されることにより、外部から送られた画像信号DATに基づく画像が表示部600に表示される。
 <1.2 ゲートドライバの構成および動作>
 図2は、本実施形態におけるゲートドライバ400の構成を説明するためのブロック図である。図2に示すように、ゲートドライバ400は、m個(段)の双安定回路40(1)~40(m)、および1個(段)のダミー用双安定回路40(m+1)(以下「ダミー段」という)からなるシフトレジスタ410とクロック制御回路420によって構成されている。クロック制御回路420は、ゲートクロック信号GCKのシフトレジスタ410への供給を制御するため回路である。すなわち、ゲートクロック信号GCKfおよび制御信号CTを受け取り、当該ゲートクロック信号GCKを一部の期間停止させた信号であるゲートクロック信号GCKc(以下「制御後ゲートクロック信号」という)をシフトレジスタ410に供給する。このゲートクロック信号GCKは、2相のクロック信号GCK1(以下「第1ゲートクロック信号」という)およびクロック信号GCK2(以下「第2ゲートクロック信号」という)からなる。これらの第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2は、互いに1水平走査期間だけ位相がずれており、いずれも2水平走査期間中の1水平走査期間だけハイレベル(Vdd電位)の状態となる。なお、このクロック制御回路420の詳しい説明については後述する。
 表示部600には上述のようにm行×n列の画素マトリクスが形成されており、これらの画素マトリクスの各行と1対1で対応するように各段において上記双安定回路が設けられている。この双安定回路は、各時点において2つの状態(第1の状態および第2の状態)のうちのいずれか一方の状態となっていて当該状態を示す信号(以下「状態信号」という。)を出力する。本実施形態では、双安定回路が第1の状態となっていれば、当該双安定回路からはハイレベル(オンレベル)の状態信号が出力され、双安定回路が第2の状態となっていれば、当該双安定回路からはローレベル(オフレベル)の状態信号が出力される。また、以下においては、双安定回路からハイレベルの状態信号が出力され当該双安定回路に対応するゲートラインにハイレベルの走査信号が印加される期間のことを「選択期間」という。
 図3は、本実施形態におけるシフトレジスタ410の、最前段および最後段以外の構成を示すブロック図である。図4は、本実施形態におけるシフトレジスタ410の最前段側の構成を示すブロック図である。図5は、本実施形態におけるシフトレジスタ410の最後段側の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、x段目(x=1~m+1)の双安定回路のことを、単に「x段目」ということがある。上述のように、このシフトレジスタ410は、m個の双安定回路40(1)~40(m)と、1個のダミー用双安定回路40(m+1)からなっている。図3にはi-2段目40(i-2)~i+1段目40(i+1)を、図4には1段目40(1)および2段目40(2)を、図5にはm-1段目40(m-1)およびm段目40(m)とダミー段40(m+1)を示している。
 各双安定回路には、クロック信号CK(以下「第1クロック信号」という)を受け取るための入力端子と、クロック信号CKB(以下「第2クロック信号」という)を受け取るための入力端子と、ローレベルの直流電源電位Vss(この電位の大きさのことを「Vss電位」ともいう。)を受け取るための入力端子と、セット信号Sを受け取るための入力端子と、リセット信号Rを受け取るための入力端子と、制御信号CTを受け取るための入力端子と、レベルダウン信号LDを受け取るための入力端子と、状態信号Qを出力するための出力端子とが設けられている。
 シフトレジスタ410には、制御後ゲートクロック信号GCKcとして、2相のクロック信号GCKc1(以下「制御後第1ゲートクロック信号」という)およびクロック信号GCKc2(以下「制御後第2ゲートクロック信号」という)が与えられる。制御後第1ゲートクロック信号GCKc1および制御後第2ゲートクロック信号GCKc2は、図6に示すように、互いに1水平走査期間だけ位相がずれており、いずれも2水平走査期間中の1水平走査期間だけハイレベル(Vdd電位)の状態となる(ただし、後述の垂直帰線期間を除く)。
 シフトレジスタ410の各段(各双安定回路)の入力端子に与えられる信号は次のようになっている。なお、ここではiおよびmが偶数であると仮定する。図3~図5に示すように、奇数段目には、制御後第1ゲートクロック信号GCKc1が第1クロック信号CKとして与えられ、制御後第2ゲートクロック信号GCKc2が第2クロック信号CKBとして与えられる。偶数段目には、制御後第1ゲートクロック信号GCKc1が第2クロック信号CKBとして与えられ、制御後第2ゲートクロック信号GCKc2が第1クロック信号CKとして与えられる。また、各段には、ローレベルの直流電源電位Vss、制御信号CT、およびレベルダウン信号LDが共通的に与えられる。
 各段には、前段から出力される状態信号Qがセット信号Sとして与えられ、次段から出力される状態信号Qがリセット信号Rとして与えられる。ただし、1段目(最前段)40(1)には、ゲートスタートパルス信号GSPがセット信号Sとして与えられる。また、m段目(最後段)40(m)には、ダミー段40(m+1)から出力される状態信号がリセット信号Rとして与えられる。なお、ダミー段40(m+1)には、m段目(最後段)から出力される状態信号Qがセット信号Sとして与えられ、自身の状態信号Qがリセット信号Rとして与えられる。このため、ダミー段の状態信号Qがアクティブとなっている期間は、他の段の状態信号Qがアクティブとなっている期間よりも短い。
 以上のような構成において、シフトレジスタ410の1段目40(1)にセット信号Sとしてのゲートスタートパルス信号GSPが与えられると(ゲートスタートパルス信号GSPが走査開始のタイミングでハイレベルとなると)、制御後第1ゲートクロック信号GCKc1および制御後第2ゲートクロック信号GCKc2に基づいて、ゲートスタートパルス信号GSPに含まれるパルス(このパルスは各段から出力される状態信号Qに含まれる)が1段目40(1)からm段目40(m)へと順次に転送される。そして、このパルスの転送に応じて、1段目40(1)~m段目40(m)からそれぞれ出力される状態信号Qが順次にハイレベルとなる。これらの1段目40(1)~m段目40(m)からそれぞれ出力される状態信号Qは、走査信号GOUT(1)~GOUT(m)としてゲートラインGL1~GLmにそれぞれ与えられる。なお、1段目40(1)~m段目40(m)からそれぞれ出力される状態信号Qは、レベルシフタにより電圧が高められた後に、走査信号GOUT(1)~GOUT(m)としてゲートラインGL1~GLmにそれぞれ与えられてもよい。以上により、図6に示すように、1水平走査期間ずつ順次にハイレベル(アクティブ)となる走査信号が表示部600内のゲートラインに与えられる。なお、ゲートドライバ400の詳しい動作については後述する。
 <1.3 双安定回路の構成>
 図7は、本実施形態における各双安定回路の構成を示す回路図である。図7に示すように、この双安定回路は、駆動部31および出力部32により構成されている。また、この双安定回路には、10個の薄膜トランジスタ(スイッチング素子)T1~T9およびTAと、1個のコンデンサ(容量素子)C1と、6個の入力端子41~44、48および49と、ローレベルの直流電源電位Vss用の入力端子と、1個の出力端子(出力ノード)51とが設けられている。ここで、セット信号Sを受け取る入力端子には符号41を付し、リセット信号Rを受け取る入力端子には符号42を付し、第1クロック信号CKを受け取る入力端子には符号43を付し、第2クロック信号CKBを受け取る入力端子には符号44を付し、制御信号CTを受け取る入力端子には符号48を付し、レベルダウン信号LDを受け取る入力端子には符号49を付している。また、状態信号Qを出力する出力端子には符号51を付している。
 駆動部31は、8個の薄膜トランジスタT1、T3~T6、T8、T9、およびTAと後述の第1ノードおよび第2ノードにより構成されている。出力部32は、2個の薄膜トランジスタT2およびT7と、1個のコンデンサC1により構成されている。
 次に、この双安定回路内における構成要素間の接続関係について説明する。薄膜トランジスタT1のソース端子、薄膜トランジスタT2のゲート端子、薄膜トランジスタT4のゲート端子、薄膜トランジスタT6のドレイン端子、薄膜トランジスタT8のドレイン端子、薄膜トランジスタTAのドレイン端子、およびコンデンサの一端は互いに接続されている。以下では、これらが互いに接続されている接続点(配線)のことを便宜上「第1ノード」という。薄膜トランジスタT3のソース端子、薄膜トランジスタT4のドレイン端子、薄膜トランジスタT5のドレイン端子、薄膜トランジスタT8のゲート端子、および薄膜トランジスタT9のドレイン端子は互いに接続されている。以下では、これらが互いに接続されている接続点(配線)のことを便宜上「第2ノード」という。上記第1ノードには符号N1を付し、上記第2ノードには符号N2を付す。このように、駆動部31内には、第1ノードN1および第2ノードN2が設けられている。
 薄膜トランジスタT1については、ゲート端子およびドレイン端子が入力端子41に接続され(すなわち、ダイオード接続となっている)、ソース端子が第1ノードN1に接続されている。薄膜トランジスタT2については、ゲート端子が第1ノードN1に接続され、ドレイン端子が入力端子43に接続され、ソース端子が出力端子51に接続されている。薄膜トランジスタT3については、ゲート端子およびドレイン端子が入力端子44に接続され(すなわち、ダイオード接続となっている)、ソース端子が第2ノードN2に接続されている。薄膜トランジスタT4については、ゲート端子が第1ノードN1に接続され、ドレイン端子が第2ノードN2に接続され、ソース端子が直流電源電位Vss用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT5については、ゲート端子が入力端子43に接続され、ドレイン端子が第2ノードN2に接続され、ソース端子が直流電源電位Vss用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT6については、ゲート端子が入力端子42に接続され、ドレイン端子が第1ノードN1に接続され、ソース端子が直流電源電位Vss用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT7については、ゲート端子が入力端子42に接続され、ドレイン端子が出力端子51に接続され、ソース端子が直流電源電位Vss用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT8については、ゲート端子が第2ノードN2に接続され、ドレイン端子が第1ノードN1に接続され、ソース端子が直流電源電位Vss用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT9については、ゲート端子が入力端子48に接続され、ドレイン端子が第2ノードN2に接続され、ソース端子が直流電源電位Vss用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタTAについては、ゲート端子が入力端子48に接続され、ドレイン端子が第1ノードN1に接続され、ソース端子が入力端子49に接続されている。コンデンサC1については、一端が第1ノードに接続され、他端が出力端子51に接続されている。
 次に、この双安定回路における各構成要素の機能について説明する。薄膜トランジスタT1は、セット信号Sの電位がハイレベルとなっているときに、第1ノードN1の電位をハイレベルに向けて変化させる。薄膜トランジスタT2は、第2ノードN2の電位がハイレベルとなっているときに、第1クロック信号CKの電位を出力端子51に与える。薄膜トランジスタT3は、第2クロック信号CKBがハイレベルとなっているときに、第2ノードN2の電位をハイレベルに向けて変化させる。薄膜トランジスタT4は、第1ノードN1の電位がハイレベルとなっているときに、第2ノードN2の電位をVss電位に向けて変化させる。薄膜トランジスタT5は、第1クロック信号CKの電位がハイレベルとなっているときに、第2ノードN2の電位をVss電位に向けて変化させる。薄膜トランジスタT6は、リセット信号Rの電位がハイレベルとなっているときに、第1ノードN1の電位をVss電位に向けて変化させる。薄膜トランジスタT7は、リセット信号Rの電位がハイレベルとなっているときに、出力端子51の電位をVss電位に向けて変化させる。薄膜トランジスタT8は、第2ノードN2がハイレベルとなっているときに、第1ノードN1の電位をVss電位に向けて変化させる。薄膜トランジスタT9は、制御信号CTの電位がハイレベルとなっているときに、第2ノードN2の電位をVss電位に向けて変化させる。薄膜トランジスタTAは、制御信号CTの電位がハイレベルとなっているときに、第1ノードN1の電位を、Vss電位よりも低いレベルダウン電位Vb(この電位の大きさのことを「Vb電位」ともいう。)に向けて変化させる。コンデンサC1は、この双安定回路に接続されたゲートラインが選択状態となっている期間中に第1ノードの電位をハイレベルに維持するための補償容量として機能する。
 本実施形態においては、薄膜トランジスタT1によって第1ノードターンオン用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタT2によって出力制御用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタT3によって第2ノード変動用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタT4によってセット時第2ノードターンオフ用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタT5によって第1クロック信号オン時第2ノードターンオフ用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタT6によってリセット時第1ノードターンオフ用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタT7によって出力ノードターンオフ用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタT8によって第2ノードオン時第1ノードターンオフ用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタT9によって制御期間第2ノードターンオフ用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタTAによって第1ノードレベルダウン用スイッチング素子が実現されている。また、コンデンサC1によって容量素子が実現されている。また、Vss電位によってオフレベルの電位が実現され、Vb電位によってこのオフレベルよりも低い電位であるレベルダウン電位が実現されている。
 <1.4 双安定回路の動作>
 図8は、本実施形態におけるi段目の双安定回路40(i)の、書き込み期間での動作を説明するための信号波形図である。なお、他の双安定回路も同様の動作であるので、説明を省略する。図8では、時点t1から時点t2までの期間が選択期間に相当する。以下では、選択期間直前の1水平走査期間のことを「セット期間」といい、選択期間直後の1水平走査期間のことを「リセット期間」という。また、1垂直走査期間のうち、ゲートスタートパルス信号GSPが立ち上がる時点(走査開始時点)から、ダミー段の走査信号GOUT(m+1)が立ち上がる時点までの期間を「書き込み期間」という。また、1垂直走査期間のうち、ダミー段の走査信号GOUT(m+1)が立ち上がる時点から後続の垂直走査期間においてゲートスタートパルス信号GSPが立ち上がる時点までの期間を「垂直帰線期間」という。この垂直帰線期間は、ダミー段40(m+1)を除く双安定回路40(1)~40(m)の出力信号の全てが非アクティブとなる期間である。また、書き込み期間のうちの、選択期間、セット期間、およびリセット期間以外の期間のことを「通常動作期間」という。
 セット期間になると(時点t0になると)、セット信号Sがローレベルからハイレベルに変化する。薄膜トランジスタT1が図7に示すようにダイオード接続となっているので、セット信号Sがハイレベルとなることによって薄膜トランジスタT1がオン状態となり、コンデンサC1が充電(ここではプリチャージ)される。これにより、第1ノードN1の電位がローレベルからハイレベルに変化し、薄膜トランジスタT2がオン状態となる。しかし、セット期間には、第1クロック信号CKの電位がローレベルとなっているので、状態信号Qの電位はローレベルで維持される。また、このとき、第2クロック信号CKBの電位がハイレベルとなることにより薄膜トランジスタT3がオン状態となる一方で、セット信号Sがハイレベルとなることにより、薄膜トランジスタT4がオン状態となる。このため、第2ノードN2の電位はハイレベルとはならない。なお、薄膜トランジスタT4のオン抵抗は、薄膜トランジスタT3のオン抵抗よりも十分小さいことが望ましい。
 選択期間になると(時点t1になると)、セット信号Sがハイレベルからローレベルに変化する。これにより、薄膜トランジスタT1がオフ状態となる。このとき、第1ノードN1はフローティング状態となる。この時点t1では、第1クロック信号CKの電位がローレベルからハイレベルに変化する。薄膜トランジスタT2のゲート-ドレイン間には寄生容量が存在するので、入力端子43の電位の上昇に伴って第1ノードN1の電位も上昇する(第1ノードN1がブートストラップされる)。その結果、薄膜トランジスタT2が完全にオン状態となり、この双安定回路の出力端子51に接続されているゲートラインが選択状態となるために十分なレベルにまで状態信号Qの電位が上昇する。また、このとき、第1クロック信号CKの電位がローレベルからハイレベルに変化することにより、薄膜トランジスタT5がオン状態となる。このため、第2ノードN2の電位が確実にローレベルに維持される。
 リセット期間になると(時点t2になると)、第1クロック信号CKの電位がハイレベルからローレベルに変化する。時点t2には薄膜トランジスタT2がオン状態となっているので、入力端子43の電位の低下とともに状態信号Qの電位が低下する。このように状態信号Qの電位が低下することによって、コンデンサC1を介して第1ノードN1の電位も低下する。また、この期間には、リセット信号Rがローレベルからハイレベルに変化する。このため、薄膜トランジスタT6およびT7がオン状態となる。その結果、リセット期間には、第1ノードN1の電位および状態信号Qの電位はローレベルにまで低下する。また、時点t2には、上述のように第1ノードN1の電位がローレベルとなると共に、第2クロック信号CKBの電位がハイレベルとなる。このため、第2ノードN2の電位の電位がローレベルからハイレベルに変化する。これにより、薄膜トランジスタT8がオン状態となるので、第1ノードN1の電位が確実にローレベルとなる。
 通常動作期間(書き込み期間において、時点t0以前の期間および時点t3以降の期間)では、第1ノードN1がフローティング状態となっている。このため、薄膜トランジスタT2のゲート-ドレイン間の寄生容量の影響により、第1クロック信号CKの電位変動に合わせて第1ノードN1の電位が変動する。しかし本実施形態では、このとき、第2ノードN2の電位が、第1クロック信号CKの逆相である第2クロック信号CKBの電位変動に合わせて変化するので、第1ノードN1の電位変動は抑制される。また、通常動作期間において、第2ノードN2の電位が1水平走査期間毎にオンレベルとオフレベルとを繰り返すことにより、薄膜トランジスタT8が1水平走査期間おきにオン状態となる。このため、通常動作期間において第2ノードN2の電位を常時ハイレベルとする場合よりも薄膜トランジスタT8のゲートストレスが低減される。これにより、この薄膜トランジスタT8のしきい値変動を抑制しつつ、通常動作期間において第1ノードの電位をローレベルに維持することができる。
 以上書き込み期間における双安定回路の動作について説明したが、垂直帰線期間における双安定回路の動作については、垂直帰線期間におけるゲートドライバの動作と共に後述する。
 <1.5 クロック制御回路の構成>
 図9は、本実施形態におけるクロック制御回路420の構成を説明するための回路図である。このクロック制御回路420は、第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2を表示制御回路200から受け取り、それぞれ制御後第1ゲートクロック信号GCKc1および制御後第2ゲートクロック信号GCKc2を出力する。
 図9に示すように、クロック制御回路420は、第1切替スイッチ60aおよび第2切替スイッチ60bにより構成されている。第1切替スイッチ60aについては、第1切替端子Aには第1ゲートクロック信号GCK1が与えられ、第2切替端子Bには直流電源電位Vssが与えられ、共通端子Cはシフトレジスタ410内の各双安定回路に接続されている。第2切替スイッチ60bについては、第1切替端子Aには第2ゲートクロック信号GCK2が与えられ、第2切替端子Bには直流電源電位Vssが与えられ、共通端子Cはシフトレジスタ410内の各双安定回路に接続されている。第1切替スイッチ60aおよび第2切替スイッチ60bの切替動作は制御信号CTにより制御されている。第1切替スイッチ60aおよび第2切替スイッチ60bは、制御信号CTの電位がオフレベルのときに切替端子Aを選択し、オンレベルのときに切替端子Bを選択するように制御される。以上のような構成により、後述の制御期間にのみ電位がVss電位に固定された第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2がそれぞれ、制御後第1ゲートクロック信号GCKc1および制御後第2ゲートクロック信号GCKc2としてシフトレジスタ410に与えられる。言い換えると、第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2のシフトレジスタ410への供給が後述の制御期間に停止される。
 <1.6 垂直帰線期間におけるゲートドライバの動作>
 図10は、本実施形態におけるゲートドライバの、垂直帰線期間での動作を説明するための信号波形図である。なお、以下では、説明の便宜上、1段目40(1)~m+1段目40(m+1)における第1ノードN1をそれぞれ符号N1(1)~N1(m+1)で表し、第2ノードN2をそれぞれ符号N2(1)~N2(m+1)で表す。また、第1ノードN1(1)~N1(m+1)をそれぞれ「1段目第1ノード~m+1段目第1ノード」といい、第2ノードN2(1)~N2(m+1)をそれぞれ「1段目第2ノード~m+1段目第2ノード」という。また、図10では、垂直帰線期間を9水平走査期間として例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
 図10に示すように、各段に与えられる制御信号CTの電位は、書き込み期間では常にローレベルとなっており、垂直帰線期間では始めの1水平走査期間のみローレベルとなり、残りの期間ではハイレベルとなっている。以下では、制御信号CTの電位がハイレベルとなっている期間(垂直帰線期間のうちの最初の1水平走査期間を除く期間)を「制御期間」という。本実施形態におけるレベルダウン信号LDは、直流電源電位Vssよりも電位の低い電位Vbである。このレベルダウン信号LDは、DC/DCコンバータ110で生成され、ゲートドライバ400に供給される。このように、本実施形態ではレベルダウン信号LDが固定電位であるが、本発明はこれに限定されるものではない。レベルダウン信号LDは少なくとも制御期間においてVb電位となっていればよく、図11に示すように、レベルダウン信号LDが、制御期間にのみVb電位となり、その他の期間ではVss電位となるようにしても良い。
 図10に示すように、書き込み期間において、各段は、上述の動作を前段よりも1水平走査期間ずれたタイミングで行う。ダミー段40(m+1)の走査信号GOUT(m+1)がハイレベルとなると、m段目40(m)の走査信号GOUT(m)がローレベルとなり、書き込み期間が終了すると共に、垂直帰線期間が開始する。なお、上述のように、ダミー段40(m+1)には自身の状態信号Qがリセット信号Rとして与えられるので、ダミー段40(m+1)の走査信号GOUT(m+1)およびm+1段目第1ノードがハイレベルとなっている期間は、他の段における期間よりも短い。
 垂直帰線期間の開始時点では、各段における第1ノードN1の電位はローレベル(Vss電位)となっている。垂直帰線期間において、制御信号CTの電位がローレベルからハイレベルに変化すると(制御期間になると)、図7に示す各段の薄膜トランジスタTAがオン状態となる。このため、第1ノードN1の電位が本来維持されるべきVss電位から、当該Vss電位よりも低いVb電位に変化する。また、このとき、薄膜トランジスタT9がオン状態となるので、ソース端子にVss電位が与えられた薄膜トランジスタT8がオフ状態となる。これにより、第1ノードN1の電位がVb電位に変化する上述の動作が確実になされる。また、上述のように制御期間では双安定回路へのクロック信号の供給が停止される。より詳細には、各双安定回路が受け取る第1クロック信号CKおよび第2クロック信号CKBの電位がローレベル(Vss電位)となっている。このため、第1ノードN1の電位がVb電位に変化する上述の動作がより確実になされる。以上のような動作により、本実施形態では、制御期間において、第1ノードN1の電位がVss電位よりも低いVb電位となる。
 垂直帰線期間が終了すると、制御信号CTがハイレベルからローレベルに変化するので、薄膜トランジスタTAおよびT9がオフ状態となる。また、第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2のシフトレジスタ410への供給が再開される。1段目40(1)については、垂直走査期間開始時点にセット信号の電位がハイレベルとなるので、第1ノードN1の電位がハイレベルに向けて変化する。2段目40(2)については、垂直走査期間開始時点から1水平走査期間後にセット信号の電位がハイレベルとなるので、第1ノードN1の電位がハイレベルに向けて変化する。1段目40(1)以外の奇数段目については、垂直走査期間開始時点に第2クロック信号CKBの電位がハイレベルとなるので、薄膜トランジスタT8がオン状態となることにより第1ノードN1の電位がVss電位に向けて変化する。2段目以外の偶数段目については、垂直走査期間開始から1水平走査期間後に、第2クロック信号CKBがハイレベルとなるので、薄膜トランジスタT8がオン状態となることにより第1ノードN1の電位がVss電位に向けて変化する。
 <1.7 効果>
 本実施形態によれば、垂直帰線期間に含まれる制御期間において、薄膜トランジスタT2が従来よりも低いゲート電圧で駆動される。このため、薄膜トランジスタT2のゲートストレスが従来よりも低減される。これにより、出力を制御するための薄膜トランジスタT2のしきい値変動が抑制されるので、走査信号の鈍りを抑制することができる。このように走査信号の鈍りが抑制されることにより、液晶表示装置における表示品位が向上する。
 なお、上述の例では、制御期間において第2ノードN2の電位をVss電位に向けて変化させるための薄膜トランジスタT9を各段に設けているが、制御期間の開始時点で第2ノードN2の電位がハイレベルとなっている偶数段にのみこの薄膜トランジスタT9を設けても良い。
 また、各段に薄膜トランジスタT9を設けない構成としても良い。この場合、第1ゲートクロック信号GCKについては、垂直帰線期間の開始時にシフトレジスタ410への供給が停止されるようにすることが望ましい。ただし、このような態様でなくても、制御期間において、薄膜トランジスタT2を従来よりも低いゲート電圧で駆動することができる。
 また、上述の例では、第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2のシフトレジスタ410への供給が制御期間において停止されているが、本発明はこれに限定されるものではない。第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2のシフトレジスタ410への供給が制御期間において停止されない態様としても、制御期間において、薄膜トランジスタT2を従来よりも低いゲート電圧で駆動することができる。
 また、上述の例では、シフトレジスタ410のm段目(最後段)40(m)のさらに後段にダミー段40(m+1)が設けられているが、これに代えて、図12に示すように、ゲートエンドパルス信号GEPがm段目(最後段)40(m)のリセット端子に与えられる構成としても良い。このゲートエンドパルス信号GEPは、m段目の走査信号GOUT(m)がハイレベルからローレベルに変化した後に、ローレベルからハイレベルに変化し、このハイレベルを1水平走査期間維持した後ローレベルに変化する信号である。この場合、ゲートドライバ400の回路面積が縮小されるので、液晶表示装置の額縁面積を縮小することができる。
 <2.第2の実施形態>
 <2.1 双安定回路の構成>
 図13は、本発明の第2の実施形態における双安定回路の構成を説明するための回路図である。なお、液晶表示装置の全体構成および動作と、ゲートドライバ400の構成および書き込み期間における動作とについては、本実施形態は上記第1の実施形態と同様であるのでこれらの説明を省略する。図13に示すように、本実施形態における双安定回路内には、薄膜トランジスタTBがさらに設けられている。なお、その他の構成は上記第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
 薄膜トランジスタTBについては、ゲート端子が入力端子48に接続され、ドレイン端子が薄膜トランジスタT5のゲート端子(入力端子43)に接続され、ソース端子が入力端子49に接続されている。この薄膜トランジスタTBは、制御信号CTの電位がハイレベルとなっているときに、薄膜トランジスタT5のゲート端子(入力端子43)の電位を、Vss電位よりも低いVb電位に向けて変化させる。本実施形態においては、この薄膜トランジスタTBによって第1クロックレベルダウン用スイッチング素子が実現されている。
 <2.2 垂直帰線期間におけるゲートドライバの動作>
 垂直帰線期間において制御信号CTがローレベルからハイレベルに変化すると(制御期間になると)、図13に示す薄膜トランジスタTBがオン状態となると共に、各双安定回路が受け取る第1クロック信号CKおよび第2クロック信号CKBの電位がローレベル(Vss電位)となる。薄膜トランジスタTBのソース端子にはレベルダウン信号LDが与えられている。このため、各段における薄膜トランジスタT5のゲート端子に与えられる電位が、本来維持されるべきVss電位から、当該Vss電位よりも低いVb電位に向かって変化する。このように、本実施形態では、制御期間において、薄膜トランジスタT5のゲート端子に与えられる電位がVss電位よりも低い電位となる。
 垂直帰線期間が終了すると、制御信号CTがハイレベルからローレベルに変化するので、薄膜トランジスタTBがオフ状態となる。また、第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2のシフトレジスタ410への供給が再開される。このとき、奇数段目については第1クロック信号CKの電位がローレベル(Vss電位)となるので、入力端子43の電位がローレベル(Vss電位)となる。一方、偶数段目については第1クロック信号CKの電位がハイレベル(Vdd電位)となるので、入力端子43の電位がハイレベル(Vdd電位)となる。
 <2.3 効果>
 本実施形態によれば、垂直帰線期間に含まれる制御期間において、入力端子43がゲート端子に接続された薄膜トランジスタT5が従来よりも低いゲート電圧で駆動される。このため、薄膜トランジスタT5のゲートストレスが従来よりも低減される。これにより、薄膜トランジスタT5のしきい値変動が抑制されるので、第1ノードN1の電位を制御するための薄膜トランジスタT8がより正確に制御される。したがって、回路動作(特に通常動作期間における第1ノードN1の電位)の安定化を図ることができる。
 なお、本実施形態においても、薄膜トランジスタT2は従来よりも低いゲート電圧で駆動される。また、上述の例では、上記第1の実施形態と同様に、第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2のシフトレジスタ410への供給が制御期間において停止されているが、第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2のシフトレジスタ410への供給が制御期間において停止されない態様としても、制御期間において、薄膜トランジスタT5を従来よりも低いゲート電圧で駆動することができる。
 <2.4 変形例>
 図14は、上記第2の実施形態の変形例におけるクロック制御回路420の構成を説明するための回路図である。本変形例におけるクロック制御回路420は、上記第1の実施形態におけるものと異なり、第1開閉スイッチ61aおよび第2開閉スイッチ61bにより構成されている。第1開閉スイッチ61aについては、一端には第1ゲートクロック信号GCK1が与えられ、他端はシフトレジスタ410内の各双安定回路に接続されている。第2開閉スイッチ61bについては、一端には第2ゲートクロック信号GCK2が与えられ、他端はシフトレジスタ410内の各双安定回路に接続されている。第1開閉スイッチ61aおよび第2開閉スイッチ61bの開閉動作は制御信号CTにより制御されている。第1開閉スイッチ61aおよび第2開閉スイッチ61bは、制御信号CTの電位がオフレベルのときに閉じ、オンレベルのときに開くように制御される。
 以上のような構成により、制御期間にのみ、第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2のシフトレジスタ410への供給が停止されると共に、各双安定回路における入力端子43および44が開放される(ハイインピーダンス状態となる)。このため、制御期間において、各段における薄膜トランジスタT5のゲート端子に与えられる電位が、本来維持されるべきVss電位から、当該Vss電位よりもVb電位に確実に変化する。これにより、垂直帰線期間に含まれる制御期間において、入力端子43がゲート端子に接続された薄膜トランジスタT5がより確実に、従来よりも低いゲート電圧で駆動される。したがって、薄膜トランジスタT5のゲートストレスがより確実に、従来よりも低減されるので、薄膜トランジスタT5のしきい値変動がより確実に抑制される。また、本変形例によれば、上記第2の実施形態よりも消費電力を低減することができる。
 <3.第3の実施形態>
 <3.1 双安定回路の構成>
 図15は、本発明の第3の実施形態における双安定回路の構成を説明するための回路図である。なお、液晶表示装置の全体構成および動作と、ゲートドライバ400の構成および書き込み期間における動作とについては、本実施形態は上記第1の実施形態と同様であるのでこれらの説明を省略する。図15に示すように、本実施形態における双安定回路内には、薄膜トランジスタTCがさらに設けられている。
 薄膜トランジスタTCについては、ゲート端子が入力端子48に接続され、ドレイン端子が薄膜トランジスタT3のゲート端子およびドレイン端子(入力端子44)に接続され、ソース端子が入力端子49に接続されている。この薄膜トランジスタTCは、制御信号CTの電位がハイレベルとなっているときに、薄膜トランジスタT3のゲート端子およびドレイン端子(入力端子44)の電位を、Vss電位よりも低い後述のVb電位に向けて変化させる。本実施形態においては、この薄膜トランジスタT10によって第2クロックレベルダウン用スイッチング素子が実現されている。
 <3.2 垂直帰線期間におけるゲートドライバの動作>
 垂直帰線期間において制御信号CTがローレベルからハイレベルに変化すると(制御期間になると)、図15に示す薄膜トランジスタTCがオン状態となると共に、上述のように入力端子44が開放される。この薄膜トランジスタTCのソース端子にはレベルダウン信号LDが与えられている。このため、各段における薄膜トランジスタT3のゲート端子に与えられる電位が、本来維持されるべきVss電位から、当該Vss電位よりも低いVb電位に向かって変化する。このように、本実施形態では、制御期間において、薄膜トランジスタT3のゲート端子に与えられる電位がVss電位よりも低い電位となる。
 垂直帰線期間が終了すると、制御信号CTがハイレベルからローレベルに変化するので、薄膜トランジスタTCがオフ状態となる。また、第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2のシフトレジスタ410への供給が再開される。このとき、奇数段目については第2クロック信号CKBの電位がハイレベル(Vdd電位)となるので、入力端子44の電位がハイレベル(Vdd電位)となる。一方、偶数段目については第2クロック信号CKBの電位がローレベル(Vss電位)となるので、入力端子44の電位がローレベル(Vss電位)となる。
 <3.3 効果>
 以上のように、本実施形態では、垂直帰線期間に含まれる制御期間において、入力端子44がゲート端子に接続された薄膜トランジスタT3が従来よりも低いゲート電圧で駆動される。このため、薄膜トランジスタT3のゲートストレスが従来よりも低減される。これにより、薄膜トランジスタT3のしきい値変動が抑制されるので、第1ノードN1の電位を制御するための薄膜トランジスタT8がより正確に制御される。したがって、回路動作(特に通常動作期間における第1ノードN1の電位)の安定化を図ることができる。
 なお、本実施形態においても、上記第2の実施形態の変形例におけるクロック制御回路420を用いてもよい。この場合、垂直帰線期間に含まれる制御期間において、入力端子44がゲート端子に接続された薄膜トランジスタT3がより確実に、従来よりも低いゲート電圧で駆動される。したがって、薄膜トランジスタT3のゲートストレスが従来よりもより確実に低減されるので、薄膜トランジスタT3のしきい値変動がより確実に抑制される。この場合、消費電力をさらに低減することができる。
 また、上述の例では、上記第1および第2の実施形態と同様に、第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2のシフトレジスタ410への供給が制御期間において停止されているが、第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2のシフトレジスタ410への供給が制御期間において停止されない態様としても、制御期間において、薄膜トランジスタT3を従来よりも低いゲート電圧で駆動することができる。
 <4.その他>
 上記各実施形態では、垂直帰線期間のうちの最初の1水平走査期間以降の期間を制御期間としているが、本発明はこれに限定されるものではない。この制御期間を、垂直帰線期間のうちの最初の1水平走査期間以降の期間よりも短くしても良い。また、制御期間を、垂直帰線期間の終了時点よりも早い時点に終了させても良い。ただし、制御期間を長くするほど、薄膜トランジスタT2、T3、およびT5を従来よりも低いゲート電圧で駆動する期間が長くなるので、本発明の効果を十分に得られる。なお、例えば上記第1の実施形態において、ダミー段40(m+1)にのみ薄膜トランジスタTAを設けない構成とする場合またはダミー段40(m+1)を設けずにゲートエンドパルス信号GEPをm段目(最後段)40(m)のリセット端子に与える構成とする場合には、垂直帰線期間のうちの最初の1水平走査期間も制御期間に含めて良い。
 本発明における双安定回路の構成は、上記各実施形態の構成に限定されるものではなく、各素子間の接続の変更や、素子の追加・削除等種々の変更が可能である。また、上記各実施形態では、各双安定回路に2相のクロック信号が与えられる構成としているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各双安定回路に4相、8相、または16相等のクロック信号が与えられる構成としても良い。また例えば、各双安定回路に1相のクロック信号(ただし隣り合う双安定回路では互いに位相が異なる)のみが与えられる構成としても良い。
 上記各実施形態では、ゲートドライバ400内に1つのクロック制御回路420が設けられているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各双安定回路内に、上記クロック制御回路420に相当する回路が設けられていても良い。また、上記各実施形態では、クロック制御回路420により第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2のシフトレジスタ410への供給の制御を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上述のクロック制御回路420をゲートドライバ400内に設けずに、表示制御回路200において第1ゲートクロック信号GCK1および第2ゲートクロック信号GCK2のシフトレジスタ410への供給の制御が行われても良い。
 上記各実施形態では液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。有機EL(Electro Luminescence)表示装置等の他の表示装置にも本発明を適用することができる。また、その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態を種々変形して実施することができる。
 以上により、本発明によれば、走査信号の鈍りを抑制した走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、および走査信号の鈍りを抑制するための走査信号線の駆動方法を提供することができる。
 本発明は、走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、およびその走査信号線駆動回路による走査信号線の駆動方法に適用することができ、特に、モノリシック化された走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、およびその走査信号線駆動回路による走査信号線の駆動方法に好適である。
31…駆動部
32…出力部
40(1)~40(m)…双安定回路
40(m+1)…ダミー用双安定回路
41~44、48、49…入力端子
51…出力端子(出力ノード)
60a、60b…第1切替スイッチ、第2切替スイッチ
61a、61b…第1開閉スイッチ、第2開閉スイッチ
300…ソースドライバ(映像信号線駆動回路)
400…ゲートドライバ(走査信号線駆動回路)
410…シフトレジスタ
420…クロック制御回路
600…表示部
C1…コンデンサ(容量素子)
T1~T9、TA~TC…薄膜トランジスタ(スイッチング素子)
N1…第1ノード
N2…第2ノード
GCK1、GCK2…第1ゲートクロック信号、第2ゲートクロック信号
GCKc1、GCKc2…制御後第1ゲートクロック信号、制御後第2ゲートクロック信号
GSP…ゲートスタートパルス信号(スタートパルス信号)
CT…制御信号
LD…レベルダウン信号
GEP…ゲートエンドパルス信号
CK…第1クロック信号
CKB…第2クロック信号
S…セット信号
R…リセット信号
GOUT(1)~GOUT(m)…走査信号
Vss…ローレベルの直流電源電位

Claims (15)

  1.  複数の走査信号線を周期的に駆動する走査信号線駆動回路であって、
     互いに縦続接続された複数の双安定回路を含み、外部から入力されオンレベルとオフレベルとを周期的に繰り返すクロック信号に基づいて前記複数の双安定回路の出力信号を順次にアクティブとするシフトレジスタを備え、
     各双安定回路は、
      第1ノードを有し、セット信号に基づいて該第1ノードの電位を変化させる駆動部と、
      前記第1ノードに接続され、前記第1ノードの電位が前記オンレベルであるときに、アクティブな前記出力信号を前記クロック信号に基づいて出力する出力部とを有し、
     最前段の双安定回路における前記セット信号が、走査開始のタイミングでオンレベルとなるスタートパルス信号であり、
     最前段以外の双安定回路における前記セット信号が、該双安定回路の前段の双安定回路の出力信号であり、
     前記出力部は、前記第1ノードが制御端子に接続され、前記クロック信号が一方の導通端子に与えられ、前記出力信号を出力するための出力ノードが他方の導通端子に接続された出力制御用スイッチング素子を有し、
     前記駆動部は、前記複数の双安定回路の出力信号の全てが非アクティブとなる垂直帰線期間のうちの所定期間である制御期間において電位が前記オンレベルとなる制御信号が制御端子に与えられ、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、少なくとも前記制御期間において、前記オフレベルよりも低い電位であるレベルダウン電位となるレベルダウン信号が他方の導通端子に与えられた第1ノードレベルダウン用スイッチング素子を有することを特徴とする、走査信号線駆動回路。
  2.  前記クロック信号が、互いに1水平走査期間だけ位相がずれた第1クロック信号および第2クロック信号からなり、
     前記出力制御用スイッチング素子の前記一方の導通端子には、前記第1クロック信号が与えられ、
     前記駆動部は、
      第2ノードと、
      前記第2ノードが制御端子に接続され、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、前記オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2ノードオン時第1ノードターンオフ用スイッチング素子と、
      前記第2クロック信号に基づいて、前記第2ノードの電位を変化させる第2ノード変動用スイッチング素子と、
      前記第1クロック信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、前記オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第1クロック信号オン時第2ノードターンオフ用スイッチング素子とをさらに有することを特徴とする、請求項1に記載の走査信号線駆動回路。
  3.  前記制御期間において、前記複数の双安定回路への前記第1クロック信号および前記第2クロック信号の供給が停止することを特徴とする、請求項2に記載の走査信号線駆動回路。
  4.  前記駆動部は、前記制御信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、前記オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた制御期間第2ノードターンオフ用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする、請求項3に記載の走査信号線駆動回路。
  5.  前記駆動部は、前記制御信号が制御端子に与えられ、前記第1クロック信号オン時第2ノードターンオフ用スイッチング素子の前記制御端子が一方の導通端子に接続され、前記レベルダウン信号が他方の導通端子に与えられた第1クロックレベルダウン用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする、請求項2に記載の走査信号線駆動回路。
  6.  前記制御期間において、前記複数の双安定回路への前記第1クロック信号の供給が停止すると共に、前記第1クロック信号を受け取るための各双安定回路の端子がハイインピーダンス状態となることを特徴とする、請求項5に記載の走査信号線駆動回路。
  7.  前記駆動部は、前記制御信号が制御端子に与えられ、前記第2ノード変動用スイッチング素子の前記制御端子および前記一方の導通端子に、一方の導通端子が接続され、前記レベルダウン信号が他方の導通端子に与えられた第2クロックレベルダウン用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする、請求項2に記載の走査信号線駆動回路。
  8.  前記制御期間において、前記複数の双安定回路への前記第2クロック信号の供給が停止すると共に、前記第2クロック信号を受け取るための各双安定回路の端子がハイインピーダンス状態となることを特徴とする、請求項7に記載の走査信号線駆動回路。
  9.  前記駆動部は、前記セット信号に基づいて、前記第1ノードの電位を前記オンレベルに向けて変化させる第1ノードターンオン用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする、請求項1に記載の走査信号線駆動回路。
  10.  前記駆動部は、前記第1ノードが制御端子に接続され、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、前記オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられたセット時第2ノードターンオフ用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする、請求項1に記載の走査信号線駆動回路。
  11.  前記出力部は、前記出力制御用スイッチング素子の制御端子が一端に接続され、前記出力ノードが他端に接続された容量素子をさらに有することを特徴とする、請求項1に記載の走査信号線駆動回路。
  12.  前記駆動部は、該駆動部を有する双安定回路の後段の双安定回路の出力信号であるリセット信号が制御端子に与えられ、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、前記オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられたリセット時第1ノードターンオフ用スイッチング素子をさらに有し、
     前記出力部は、前記リセット信号が制御端子に与えられ、前記出力ノードが一方の導通端子に接続され、前記オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた出力ノードターンオフ用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする、請求項1に記載の走査信号線駆動回路。
  13.  複数の走査信号線が配置された表示部と、
     前記複数の走査信号線を周期的に駆動する走査信号線駆動回路と
     前記走査信号線駆動回路に、オンレベルとオフレベルとを周期的に繰り返すクロック信号を供給する表示制御回路とを備え、
     前記走査信号線駆動回路は、互いに縦続接続された複数の双安定回路を有し、前記クロック信号に基づいて前記複数の双安定回路の出力信号を順次にアクティブとするシフトレジスタを含み、
     各双安定回路は、
      第1ノードを有し、セット信号に基づいて該第1ノードの電位を変化させる駆動部と、
      前記第1ノードに接続され、前記第1ノードの電位が前記オンレベルであるときに、アクティブな前記出力信号を前記クロック信号に基づいて出力する出力部とを有し、
     最前段の双安定回路における前記セット信号が、各垂直走査期間の開始のタイミングでオンレベルとなるスタートパルス信号であり、
     最前段以外の双安定回路における前記セット信号が、該双安定回路の前段の双安定回路の出力信号であり、
     前記出力部は、前記第1ノードが制御端子に接続され、前記クロック信号が一方の導通端子に与えられ、前記出力信号を出力するための出力ノードが他方の導通端子に接続された出力制御用スイッチング素子を有し、
     前記駆動部は、前記複数の双安定回路の出力信号の全てが非アクティブとなる垂直帰線期間のうちの所定期間である制御期間において電位が前記オンレベルとなる制御信号が制御端子に与えられ、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、少なくとも前記制御期間において、前記オフレベルよりも低い電位であるレベルダウン電位となるレベルダウン信号が他方の導通端子に与えられた第1ノードレベルダウン用スイッチング素子を有することを特徴とする、表示装置。
  14.  前記表示部と前記走査信号線駆動回路とが一体的に形成されていることを特徴とする、請求項13に記載の表示装置。
  15.  互いに縦続接続された複数の双安定回路を含み、外部から入力されオンレベルとオフレベルとを周期的に繰り返すクロック信号に基づいて前記複数の双安定回路の出力信号を順次にアクティブとするシフトレジスタを備えた走査信号線駆動回路による、複数の走査信号線の駆動方法であって、
     各双安定回路が受け取ったセット信号に基づいて、各双安定回路が有する第1ノードの電位を変化させるステップと、
     前記第1ノードの電位が前記オンレベルであるときに、アクティブな前記出力信号を前記クロック信号に基づいて出力するステップとを備え、
     各双安定回路は、前記第1ノードが制御端子に接続され、前記クロック信号が一方の導通端子に与えられ、前記出力信号を出力するための出力ノードが他方の導通端子に接続された出力制御用スイッチング素子を有し、
     最前段の双安定回路が受け取る前記セット信号が、走査開始のタイミングでオンレベルとなるスタートパルス信号であり、
     最前段以外の双安定回路が受け取る前記セット信号が、該双安定回路の前段の双安定回路の出力信号であり、
     前記第1ノードの電位を変化させるステップは、少なくとも、前記複数の双安定回路の出力信号の全てが非アクティブとなる垂直帰線期間のうちの所定期間である制御期間において、前記第1ノードの電位を前記オフレベルよりも低い電位であるレベルダウン電位とするステップを含むことを特徴とする、駆動方法。
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