JP2005134780A - シフトレジスタおよびそれを備える表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 同一導電型の電界効果トランジスタで構成された、高速かつ低消費電力のシフトレジスタおよびそれゲート線駆動回路として搭載した表示装置を提供する。
【解決手段】 表示装置において、画素ラインにそれぞれ対応して設けられた複数のゲート線GLを順番に選択して選択状態へ駆動するゲート線駆動回路は、各ゲート線GLに対応して設けられたゲート線駆動ユニット35を含む。ゲート線駆動ユニット35は、同一導電型の電界効果トランジスタで構成された、ダイナミック型のシフトレジスタ100、駆動回路102,104およびリーク電流補償回路106を有する。駆動回路102は、シフトレジスタ100の出力信号が活性状態であるときに、駆動クロック信号φGによって、ゲート線の選択状態に対応する電圧VGHが周期的に供給されるノード110をゲート線GLと接続する。リーク電流補償回路106は、ゲート線GLが選択状態であるときに、シフトレジスタ100の出力ノード137に生じるリーク電流を補償して、出力信号の変動により誤動作が発生するのを防止する。
【選択図】 図2
【解決手段】 表示装置において、画素ラインにそれぞれ対応して設けられた複数のゲート線GLを順番に選択して選択状態へ駆動するゲート線駆動回路は、各ゲート線GLに対応して設けられたゲート線駆動ユニット35を含む。ゲート線駆動ユニット35は、同一導電型の電界効果トランジスタで構成された、ダイナミック型のシフトレジスタ100、駆動回路102,104およびリーク電流補償回路106を有する。駆動回路102は、シフトレジスタ100の出力信号が活性状態であるときに、駆動クロック信号φGによって、ゲート線の選択状態に対応する電圧VGHが周期的に供給されるノード110をゲート線GLと接続する。リーク電流補償回路106は、ゲート線GLが選択状態であるときに、シフトレジスタ100の出力ノード137に生じるリーク電流を補償して、出力信号の変動により誤動作が発生するのを防止する。
【選択図】 図2
Description
この発明は、シフトレジスタおよび表示装置に関し、より特定的には、同一導電型のみの電界効果トランジスタを用いて構成されたシフトレジスタおよびそれをゲート線駆動回路として搭載した表示装置に関する。
液晶表示装置等の表示装置では、行列状に配列された複数の画素の画素ラインごとにゲート線が設けられ、当該ゲート線を所定周期で順次選択することによって表示画像の更新を行なう。このような各画素ラインの周期的な順次選択に、表示信号の1水平期間で一巡するシフト動作を行なうシフトレジスタが用いられる。
このシフトレジスタは、表示装置の製造プロセス工程を少なくするために、同一導電型の電界効果トランジスタで構成することが望ましい。このため、n型またはp型の電界効果トランジスタのみで構成されたシフトレジスタを搭載する表示装置が種々提案されている(たとえば特許文献1、2および3)。電界効果トランジスタとしては、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタや薄膜トランジスタ(TFT)が用いられる。
特開2002−328643号公報
特開平9−246936号公報
特開2002−8388号公報
しかしながら、これらのシフトレジスタでは、CMOS構成としないために、高電圧および低電圧間に直列接続された同一導電型のトランジスタによる貫通電流が問題となる。たとえば、特許文献1の図3に示されたシフトレジスタ回路では、入力信号inが“Hレベル”のとき、そのゲート電極を高電圧VDDと接続されたトランジスタ(図3における301,303,305等)に直流電流が流れるので、消費電力が大きくなってしまうという問題点がある。
同様に、特許文献2に開示されたシフトレジスタにおいても、たとえば図1の構成では、同一導電型のトランジスタ13および14が同一に導通する期間が必要となるので、この期間に電力消費が増大してしまうという問題点がある。
また、特許文献3の図10には、文献(Euro Display 1999, pp105-109, Low temperature Poly-Si TFT LCD with5 Mask Fabrication Process, Yong-Min Ha, Byeong-Koo Kim 等)に示された従来のシフトレジスタ回路が紹介されており、特許文献3では、当該従来のシフトレジスタ回路では、電界効果トランジスタのゲート電極に高電圧が印加され、トランジスタが破壊されるおそれがあるとして、高電圧が印加されるノードに電圧を分圧するための容量素子(たとえば特許文献3の図1におけるC1,C2,C4,C6)を新たに設ける構成を提案している。
しかしながら、この構成では、駆動用のトランジスタ(特許文献の図1におけるT3,T6,T9,T12)のゲート電圧低下を招くことから、駆動能力の低下が生じ、高速駆動において問題が生じるおそれがある。
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、同一導電型の電界効果トランジスタで構成された、高速かつ低消費電力のシフトレジスタおよび、それをゲート線駆動回路として搭載した表示装置を提供することである。
この発明に従う表示装置は、行列状に配置された複数の画素と、複数の画素の所定単位にそれぞれ対応して設けられた複数のゲート線と、複数のゲート線を順に選択するためのゲート線駆動回路とを備える。ゲート線駆動回路は、複数のゲート線にそれぞれ対応して設けられ、各々が、複数のゲート線のうちの対応するゲート線を選択状態および非選択状態のそれぞれで異なる電圧へ駆動する複数のゲート線駆動ユニットを含む。複数のゲート線駆動ユニットの各々は、複数のクロック信号によって駆動されて、入力ノードへのパルス状の信号の印加に応答して出力ノードの電圧を、複数のクロック信号によって規定される所定期間第1の電圧から第2の電圧へ変化させるダイナミック型のシフトレジスタと、出力ノードが第2の電圧に設定されたときに、対応するゲート線を、選択状態および非選択状態にそれぞれ対応する第3の電圧および第4の電圧が交互にかつ周期的に供給される第1のノードと電気的に接続するための第1の駆動回路と、電圧ノードへ第3の電圧が供給されるよりも前に、対応するゲート線を、第4の電圧を供給する第2のノードと電気的に接続する一方で、対応するゲート線が第3の電圧であるときには、対応するゲート線および第2のノードの間を電気的に切離す第2の駆動回路と、対応するゲート線が第3の電圧であるときに、出力ノードの電圧を維持するためのリーク電流補償回路とを含む。複数のゲート線駆動ユニットにそれぞれ含まれるシフトレジスタは縦続接続されて、先頭のシフトレジスタの入力ノードへはスタートパルスが入力され、かつ、以降の各シフトレジスタの入力ノードは、1つ前のシフトレジスタの出力ノードと接続され、複数の画素、シフトレジスタ、第1の駆動回路、第2の駆動回路およびリーク電流補償回路に含まれる電界効果トランジスタは、それぞれ同一導電型である。
この発明に従うシフトレジスタは、互いの活性化期間が重複しないようにそれぞれが周期的に順に活性化される複数のクロック信号に応答して、入力信号を順次シフトさせるシフトレジスタであって、縦続に接続される複数のシフトレジスタユニットを備える。複数のシフトレジスタユニットの各々は、入力信号に応答してオンして第1のノードを充電する第1のトランジスタと、第1のクロックノードと出力ノードの間に接続され、かつ、第1のノードの充電時にオンする第2のトランジスタと、第2のクロックノードに入力されたクロック信号に応答してオンして第2のノードを充電する第3のトランジスタと、入力信号に応答してオンして第2のノードを放電する第4のトランジスタと、第2のノードの充電に応答してオンして、第1のノードを放電する第5のトランジスタと、第2のノードの充電に応答してオンして、出力ノードを放電する第6のトランジスタと、出力ノードが充電されて、出力信号の活性状態に対応する電圧であるときにオンして、第1のノードを充電する第7のトランジスタとを含む。複数のシフトレジスタユニットのうちの、先頭のシフトレジスタユニットの入力ノードへはスタートパルスが入力され、以降の各シフトレジスタユニットの入力ノードは、1つ前のシフトレジスタの出力ノードと接続され、記第1および第2のクロックノードへは、複数のクロック信号のうちの1つおよび他の1つがそれぞれ入力され、かつ、第1のクロックノードへ入力されるクロック信号は、第2のクロックノードへ入力されるクロック信号よりも位相が早く、第1から第6のトランジスタは、同一導電型の電界効果トランジスタで構成される。
この発明による表示装置では、複数のクロック信号によって制御される貫通電流のないダイナミック型のシフトレジスタを用いて、単一導電型の電界効果トランジスタで構成された低消費電力のゲート線駆動回路を実現できる。さらに、各ゲート線に対応して、ゲート線の選択状態期間中に、対応のシフトレジスタの出力の電圧低下を抑制するリーク電流補償回路を設けることにより、各ゲート線における選択状態から非選択状態への遷移を確実に行なって、動作の安定化を図る。
この発明によるシフトレジスタでは、出力ノードが充電されて出力信号が活性状態であるときに、出力ノードを放電する第6トランジスタのオン・オフを制御する第1のノードの電圧がリーク電流によって変動しないように、リーク電流を補償するための第7のトランジスタを設けている。したがって、出力ノードの充電時に誤って放電経路が形成されて、出力信号の変動や貫通電流による消費電流の増大が発生することを防止できる。
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中における同一部分または相当部分には同一符号を付し以下の説明は省略する。
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態に従う表示装置の全体構成を示す概略ブロック図である。以下の説明で明らかになるように、図1に示した表示装置のゲート線駆動回路には、本発明の実施の形態に従うシフトレジスタが搭載される。
図1は、本発明の実施の形態に従う表示装置の全体構成を示す概略ブロック図である。以下の説明で明らかになるように、図1に示した表示装置のゲート線駆動回路には、本発明の実施の形態に従うシフトレジスタが搭載される。
図1を参照して、本発明の実施の形態に従う表示装置の代表例として示される液晶表示装置10の全体構成を示すブロック図である。
図1を参照して、本発明の実施の形態に従う液晶表示装置10は、液晶アレイ部20と、ゲート線駆動回路30と、ソースドライバ40とを備える。
液晶アレイ部20は、行列状に配された複数の画素25を含む。画素の行(「画素ライン」とも以下称する)にそれぞれ対応して、ゲート線GLが配置され、画素の列(「画素列」とも以下称する)にそれぞれ対応して、データ線DLがそれぞれ設けられる。図1には、第1行の第1列および第2列の画素ならびにこれに対応するゲート線GL1およびデータ線DL1,DL2が代表的に示されている。
各画素25は、対応するデータ線DLと画素ノードNpとの間に設けられる画素スイッチ素子26と、画素ノードNpおよび共通電極ノードNCの間に並列に接続されるキャパシタ27および液晶表示素子28とを有する。画素ノードNpおよび共通電極ノードNCの間の電圧差に応じて、液晶表示素子28中の液晶の配向性が変化し、これに応答して液晶表示素子28の表示輝度が変化する。これにより、データ線DLおよび画素スイッチ素子26を介して画素ノードNpへ伝達される表示電圧に応じて、各画素の輝度をコントロールすることが可能となる。
すなわち、最大輝度に対応する電圧差と、最小輝度に対応する電圧差との間の中間的な電圧差を画素ノードNpと共通電極ノードNCとの間に印加することによって、中間的な輝度を得ることができる。すなわち、表示電圧を段階的に設定することにより、階調的な輝度を得ることが可能となる。
ゲート線駆動回路30は、所定の走査周期に基づいて、ゲート線GLを順に選択する。画素スイッチ素子26のゲート電極は対応するゲート線GLと接続される。対応するゲート線GLの選択期間中において、画素ノードNpは対応するデータ線DLと接続される。画素スイッチ素子26は、一般的には、液晶表示素子28と同一の絶縁体基板(ガラス基板・樹脂基板等)上に形成されるTFTで構成される。画素ノードNpへ伝達された表示電圧は、キャパシタ27によって保持される。
ソースドライバ40は、Nビットのデジタル信号である表示信号SIGによって段階的に設定される表示電圧をデータ線DLへ出力する。ここでは、一例として、表示信号SIGは6ビットの信号である、表示信号ビットD0〜D5から構成されるものとする。
6ビットの表示信号SIGに基づいて、各画素において、26=64段階の階調表示が可能となる。さらに、R(Red)、G(Green)およびB(Blue)の各1つの画素から1つのカラー表示単位を形成すれば、約26万色のカラー表示が可能となる。
ソースドライバ40は、シフトレジスタ50と、データラッチ回路52,54と、階調電圧生成回路60と、デコード回路70と、アナログアンプ80とを含む。
表示信号SIGは、画素25ごとの表示輝度に対応してシリアルに生成される。すなわち、各タイミングにおける表示信号ビットD0〜D5は、液晶アレイ部20中の1つの画素25における表示輝度を示している。
シフトレジスタ50は、表示信号SIGの設定が切換えられる所定周期に同期したタイミングで、データラッチ回路52に対して、表示信号ビットD0〜D5の取込を指示する。データラッチ回路52は、シリアルに生成される1つの画素行分の表示信号SIGを、順に取込んで保持する。
1つの画素行分の表示信号SIGがデータラッチ回路52に取込まれたタイミングで、ラッチ信号LTの活性化に応答して、データラッチ回路52にラッチされた表示信号群は、データラッチ回路54に伝達される。
階調電圧生成回路60は、高電圧VDHおよび低電圧VDLの間に直列に接続された63個の分圧抵抗で構成され、64段階の階調電圧V1〜V64を階調電圧ノードN1〜N64にそれぞれ生成する。
デコード回路70は、データラッチ回路54にラッチされた表示信号をデコードして、当該デコードに基づいて階調電圧V1〜V64を選択する。デコード回路70は、選択された階調電圧(V1〜V64のうちの1つ)を表示電圧としてデコード出力ノードNdに生成する。本実施の形態においては、デコード回路70は、データラッチ回路54にラッチされた表示信号に基づいて、1行分の表示電圧を並列に出力する。なお、図1においては、第1列目および第2列目のデータ線DL1,DL2に対応するデコード出力ノードNd1,Nd2が代表的に示されている。
アナログアンプ80は、デコード出力ノードNd1,Nd2,…へ出力された表示電圧にそれぞれ対応したアナログ電圧をデータ線DL1,DL2,…にそれぞれ出力する。
なお、図1には、ゲート線駆動回路30およびソースドライバ40が液晶アレイ部20と一体的に形成された液晶表示装置10の構成を例示したが、ゲート線駆動回路30およびソースドライバ40については、液晶アレイ部20の外部回路として設けることも可能である。
次に、図1に示したゲート線駆動回路30の構成の詳細について説明する。
図2は、本発明の実施の形態1に従うゲート線駆動回路の構成を示す回路図である。
図2を参照して、各画素ライン、すなわち各ゲート線GLごとにゲート線駆動ユニット35が配置される。各ゲート線駆動ユニット35は、対応するゲート線GLを選択状態では電圧VGH、非選択状態では電圧VGLへ駆動する。各画素ライン行に対応するゲート線駆動ユニットの構成は同様であるので、以下の説明では、1つの画素ラインに対応するゲート線駆動ユニット35の構成を詳細に説明することとする。
ゲート線駆動ユニット35は、シフトレジスタ100、プルアップ用の駆動回路102、プルダウン用の駆動回路104およびリーク電流補償回路106を含む。
シフトレジスタ100は、ノード124、125、127および128にそれぞれ入力される4相のクロック信号φ1〜φ4によって駆動され、入力ノード126への入力信号をシフトして出力ノード137から出力する。
シフトレジスタ100は、ダイナミック型のシフトレジスタである。なお、本願明細書においてダイナミック型のシフトレジスタとは、シフトレジスタ内のノード(ノード123、137等)の容量部分(寄生容量)充放電を、高電圧(図1における高電圧VH)および低電圧(図1における低電圧VL)間の貫通電流なしに行ない、当該ノードでの電荷の有無を利用してシフト動作を行なうものを意味するものとする。当該容量部分の電荷はリーク電流により消失するので、ダイナミック型のシフトレジスタでは、必然的に動作周波数の下限が存在することとなる。このようなダイナミック型のシフトレジスタの回路構成は、種々のものが公知である。
シフトレジスタ100は、高電圧VHを供給する電圧ノード122およびノード132の間に接続されるトランジスタ129と、ノード132およびノード133の間に接続されるトランジスタ130と、低電圧VLを供給する電圧ノード123およびノード133の間に接続されるトランジスタ131とを含む。
シフトレジスタ100は、さらに、電圧ノード122および出力ノード137の間に接続されるトランジスタ134と、出力ノード137およびノード138の間に接続されるトランジスタ135と、ノード138および電圧ノード123の間に接続されるトランジスタ136とを有する。
なお、本発明の実施の形態においては、シフトレジスタ100、駆動回路102,104、リーク電流補償回路106および各画素25を構成するトランジスタは、同一導電型の電界効果トランジスタである。以下の実施の形態では、これらのトランジスタはn型TFTであるものとする。
トランジスタ129のゲート電極はクロック信号φ1を供給するノード124と接続され、トランジスタ130のゲート電極はクロック信号φ2を供給するノード125と接続される。トランジスタ131のゲート電極は、入力信号INが伝達される入力ノード126と接続され、トランジスタ134のゲート電極はクロック信号φ3を供給するノード127と接続される。トランジスタ135のゲート電極はクロック信号φ4を供給するノード128と接続され、トランジスタ136のゲート電極はノード132と接続される。
各ゲート線駆動ユニット35に含まれるシフトレジスタ100は縦続接続される。先頭の画素ラインに対応するシフトレジスタ100の入力ノード126へは、1水平期間ごとに生成されるスタートパルス(図示せず)が入力される。図1にも示されるように、以降の画素ラインに対応する各シフトレジスタ100の入力ノード126は、前段のシフトレジスタ100の出力ノード137と接続される。すなわち、出力ノード137への出力信号は、次の画素ラインのシフトレジスタ100への入力信号INとなる。
シフトレジスタ100の詳細な動作は後述するが、入力ノード126へのパルス状の入力信号INが印加されると、これに応答して、出力ノード137の電圧は、クロック信号によって定められる所定期間、“Lレベル(低電圧VL)”から“Hレベル(高電圧VH)”へパルス状に変化する。
駆動回路102は、トランジスタ111および114を有する。トランジスタ111は、ゲート線を駆動するための駆動クロック信号φGが伝達されるノード110と、対応のゲート線GLと接続されるノード107との間に接続される。駆動クロック信号φGは、ゲート線GLの非選択状態に対応する電圧VGLおよび選択状態に対応する電圧VGHの間を所定周期で遷移する。すなわち、ノード110へは、所定周期でゲート線GLの選択状態および非選択状態にそれぞれ対応する電圧が交互に供給される。
トランジスタ114は、シフトレジスタ100の出力ノード137とノード115との間に電気的に接続される。ノード113は、トランジスタ111のゲート電極と接続される。トランジスタ114のゲート電極は、所定電圧VTを供給するノード113と接続されている。
したがって、駆動回路102は、出力ノード137が“Hレベル(高電圧VH)”に設定されたとき、対応のゲート線GLをノード110と電気的に接続する。
駆動回路104は、トランジスタ116〜118を有する。トランジスタ116は、ノード112とノード107との間に接続される。ノード112は、ゲート線GLの非選択状態に対応する電圧VGLを供給する。
トランジスタ117は、ノード112およびノード119の間に接続される。トランジスタ118は、ノード119および所定電圧VPが供給される電圧ノード121との間に接続される。トランジスタ116のゲート電極はノード119と接続され、トランジスタ117のゲート電極はノード107と接続される。トランジスタ118のゲート電極は、プリチャージクロック信号φPが供給されるノード120と接続される。
したがって、駆動回路104は、プリチャージクロック信号φPの活性化期間(“Hレベル”)に応答して、対応のゲート線GLをノード112と電気的に接続する。また、対応のゲート線GLが選択状態(電圧VGH)であるときには、トランジスタ117のオンに応答してトランジスタ116がオフされるので、対応のゲート線GLは、ノード112から電気的に切離される。
リーク電流補償回路106は、シフトレジスタ100の出力ノード137と電圧ノード122との間に接続されたトランジスタ139を有する。トランジスタ139のゲート電極は、ノード107と接続されている。リーク電流補償回路106の動作および機能については後程詳細に説明する。
各ゲート線GLには、1つの画素ライン分の画素25が接続されている。図2においては、代表的に1つの画素について示している。各画素25の構成については、図1で説明したのと同様なので詳細な説明は繰返さない。
次に、図2に示したゲート線駆動回路の動作について図3を用いて説明する。
図3を参照して、クロック信号φ1〜φ4、プリチャージクロック信号φPおよび入力信号INの“Lレベル”での電圧はVφLであり、“Hレベル”での電圧はVφHであるものとする。また、駆動クロック信号φGは、“Lレベル”では電圧VGLに設定され、“Hレベル”では電圧VGHに設定される。
クロック信号φ1〜φ4は、同一周期Tで順に所定期間活性化される。図3の例では、クロック信号φ1は時刻t1〜t2の間活性化され、クロック信号φ2は時刻t3〜t4の間活性化され、クロック信号φ3は時刻t5〜t6の間活性化され、クロック信号φ4は時刻t8〜t10の間活性化される。このように、クロック信号φ1〜φ4の活性化期間は重複しないように設定される。また、クロック信号φ1〜φ4の周期Tは、ゲート線GLの選択を切換える周期に相当する。
時刻t0において、入力信号INが“Lレベル”から“Hレベル”に変化すると、図2においてトランジスタ131がオンする。さらに時刻t1において、クロック信号φ1がHレベル(電圧VφH)に変化すると、ノード132がHレベル(高電圧VH)にプリチャージされる。
さらに、時刻t2でクロック信号φ1が“Lレベル”になった後、時刻t3でクロック信号φ2が“Hレベル”となると、トランジスタ131がオンとなっているので、ノード132がディスチャージされて“Lレベル(電圧VL)”になる。
さらに、時刻t4でクロック信号φ2が“Hレベル”から“Lレベル”に変化すると、時刻t5で入力信号INが“Lレベル”に変化しても、ノード132の電圧は、“Lレベル(低電圧VL)”に保持される。
次に時刻t6でクロック信号φ3が“Hレベル”に変化すると、これに応答して出力ノード137が“Hレベル(高電圧VH)”にプリチャージされる。この結果、ノード115もトランジスタ114を介してHレベルにプリチャージされる。このときの、ノード115の電圧は、“VT−VTN”となる。ここで、VTNはトランジスタ114のしきい値電圧である。
トランジスタ114のゲート電極には所定電圧VTが与えられているが、ノード115が所定レベルにプリチャージされれば、その後は電圧VTの供給は必要ではない。すなわち、ノード113に与えられる電圧VTは、出力ノード137が“Lレベル”から“Hレベル”へ変化するタイミング(時刻t6)を少なくとも含むように、パルス状に与えられてもよい。
このように、シフトレジスタ100の出力ノード137が“Hレベル”に設定されるのに応答して、トランジスタ111がターンオンされる。さらに、出力ノード137が“Hレベル”に変化すると、次の画素ラインに対応するシフトレジスタ100における入力信号が“Hレベル”に変化する。
さらに、時刻t6では、プリチャージクロック信号φPが“Hレベル”となるので、トランジスタ118がターンオンして、ノード119が所定電圧VPにプリチャージされる。これにより、トランジスタ116がターンオンする。
時刻t6においては、駆動クロック信号φGは“Lレベル”となっているので、ゲート線GLは、ターンオンしたトランジスタ111および116の両方によって、非選択状態に対応する電圧VGLへ駆動される。なお、非選択状態の電圧VGLは、画素25内の画素スイッチ素子26を確実にターンオフするために、通常は負電圧に設定されている。
さらに、時刻t7でクロック信号φ3およびプリチャージクロック信号φPが“Lレベル”に変化した後、時刻t8でクロック信号φ4が“Hレベル”に変化すると、トランジスタ136のゲート電極と接続されたノード132が“Lレベル”となっているのでトランジスタ136がオフし、出力ノード137は“Hレベル”に維持される。
クロック信号φ4が“Hレベル”に維持されたまま、時刻t9で駆動クロック信号φGが“Hレベル”に変化すると、トランジスタ111のゲート容量によって、駆動クロック信号φGの電圧変化がノード115に容量結合され、ノード115、すなわちトランジスタ111のゲート電圧が昇圧される。
ここで、ノード115の寄生容量(図示せず)の容量値をC1、トランジスタ111のゲート容量(図示せず)の容量値をC2とすると、昇圧電圧は、下記の(1)式で示される。
ΔVB=ΔφG・C2/(C1+C2)
=(VGH−VGL)・C2/(C1+C2)…(1)
ここで、一般的にC2>>C1であるので、(1)に示された昇圧電圧ΔVBは、下記(2)式で示される。
=(VGH−VGL)・C2/(C1+C2)…(1)
ここで、一般的にC2>>C1であるので、(1)に示された昇圧電圧ΔVBは、下記(2)式で示される。
ΔVB≒VGH−VGL…(2)
ここで、ノード115は、昇圧動作前に既に“VT−VTN”にプリチャージされているので、昇圧後の電圧V(115)は、下記(3)式によって示される。
ここで、ノード115は、昇圧動作前に既に“VT−VTN”にプリチャージされているので、昇圧後の電圧V(115)は、下記(3)式によって示される。
V(115)=VT−VTN+ΔVB
=VT−VTN+VGH−VGL…(3)
上記(3)式に示される電圧V(115)をVGH+VTNよりも高くすることにより、トランジスタ111に非飽和動作をさせて、トランジスタ111によるしきい値電圧降下なしに、ゲート線GLを、駆動クロック信号φGの“Hレベル”としてノード110に供給された電圧VGHへ設定することができる。
=VT−VTN+VGH−VGL…(3)
上記(3)式に示される電圧V(115)をVGH+VTNよりも高くすることにより、トランジスタ111に非飽和動作をさせて、トランジスタ111によるしきい値電圧降下なしに、ゲート線GLを、駆動クロック信号φGの“Hレベル”としてノード110に供給された電圧VGHへ設定することができる。
上記(3)式より、V(115)>VGH+VTNが成立するには、下記(4)式を満足する必要がある。
VT−VTN+VGH−VGL−(VGH+VTN)>0
VT−2・VTN−VGL>0
VT>2・VTN+VGL …(4)
したがって、(4)式を満足するように、トランジスタ114のゲート電極へ印加される所定電圧VTを設定すれば、駆動クロック信号φGの活性化期間(Hレベル期間)がクロック信号φ4の活性化期間と重複するように設定することにより、駆動回路102がノード115の電圧をシフトレジスタ100の出力よりも昇圧する昇圧動作を行える。これにより、選択状態時にゲート線GLを正確に電圧VGHに設定できる。
VT−2・VTN−VGL>0
VT>2・VTN+VGL …(4)
したがって、(4)式を満足するように、トランジスタ114のゲート電極へ印加される所定電圧VTを設定すれば、駆動クロック信号φGの活性化期間(Hレベル期間)がクロック信号φ4の活性化期間と重複するように設定することにより、駆動回路102がノード115の電圧をシフトレジスタ100の出力よりも昇圧する昇圧動作を行える。これにより、選択状態時にゲート線GLを正確に電圧VGHに設定できる。
なお、トランジスタ116のオン抵抗に比較して、トランジスタ111のオン抵抗を十分低く設定することにより、ゲート線VGLが非選択状態(電圧VGL)から選択状態(電圧VGH)に変化して、ノード107の電圧が上昇すると、トランジスタ117がオンしてノード119が電圧VGLへ近づきトランジスタ116はオフされる。このため、トランジスタ111および116を経路に含む直流の貫通電流は生じない。
ノード107の電圧が電圧VGHとなっている期間、ゲート線GLは選択状態に駆動され、対応の画素スイッチ素子26がターンオンして、データ線DLから画素ノードNpへ、表示電圧が書込まれる。したがって、駆動回路102による昇圧動作によって、画素スイッチ素子26を構成するn型TFTでのしきい値電圧降下の発生を防いで、データ線DL上の表示電圧を正確に画素ノードNpへ伝達できる。この結果、表示精度が向上する。
クロック信号φ4は、時刻t10で“Lレベル“に変化する。この際の動作に付いては後述する。
時刻t11で、駆動クロック信号φGが“Lレベル”に変化すると、これに応答してノード107もLレベル(電圧VGL)になる。このとき、ノード115は、駆動クロック信号φGの立上がり時とは逆に、トランジスタ111のゲート容量の影響により、電圧ΔVBだけ低下する。
次に、時刻t12でプリチャージクロック信号φPが“Hレベル”に設定されると、ノード119が再び所定電圧VPにプリチャージされる。さらに、時刻t13においてプリチャージクロック信号φPが“Lレベル”になった後、時刻t14でクロック信号φ4が“Hレベル“となる。
このとき、入力信号INは、時刻t5以降“Lレベル”に設定されているので、トランジスタ136のゲート電極と接続されるノード132は、“Hレベル(高電圧VH)”にプリチャージされておりオンされている。この結果、出力ノード137はクロック信号φ4が“Hレベル”へ変化するのに応答してディスチャージされ、“Lレベル(低電圧VL)”へ変化する。シフトレジスタ100の出力ノード137におけるLレベルへの変化は、トランジスタ114を介してノード115へ伝達される。
この結果、シフトレジスタ100の出力信号、すなわち出力ノード137が“Lレベル”に変化するのに応答してトランジスタ111はターンオフされる。したがって、時刻t15で駆動クロック信号φGが再び“Hレベル”に変化しても、ノード107は電圧VGLに維持され、対応のゲート線GLは非選択状態を維持する。したがって、このゲート線GLと接続された画素25内の画素スイッチ素子26もオフ状態を維持する。
一方、時刻t15では、駆動クロック信号φGに応答して、次の画素ラインに対応するゲート線が選択状態(電圧VGH)へ駆動される。以下、同様にして、周期Tに従って各ゲート線GLが順に一定期間ずつ選択状態へ駆動されて、各画素ラインに対する表示電圧の書込が実行される。
もし、以上の動作において、駆動クロック信号φGが“Hレベル”になるタイミングで、クロック信号φ4が“Lレベル”に設定されていると、ノード115が高インピーダンス状態の“Lレベル”である状態で、駆動クロック信号φGが“Lレベル”から“Hレベル”へ立上がることになる。トランジスタ111には、ドレイン(ノード110)とゲート(ノード115)との間でドレイン・ゲート構造間の重なり部に寄生容量が存在しているので、上記の条件で駆動クロック信号φGが立上がると、上記寄生容量により、ノード115のレベルが上昇してトランジスタ111が誤ってオンする可能性が生じる。
したがって、この現象を避けるために、駆動クロック信号φGの立上がり時にクロック信号φ4を“Hレベル”に設定して、ノード115を低インピーダンス状態の“Lレベル”に維持している。この現象にかかわるクロック信号φ4の“Lレベル”の期間は、駆動クロック信号φGの立上がりエッジと重なっていればよいので、クロック信号φ4の立下がり時間は、図2における時刻t10およびt16に限定されず、クロック信号φ3およびφ4のLレベル期間が重ならない限り、任意に設定することが可能である。
時刻t15において、駆動クロック信号φGがHレベル(選択状態:電圧VGH)に変化すると、次の画素ラインに対応するゲート線GLが選択状態(電圧VGH)に駆動され
なお、プリチャージクロック信号φPは、クロック信号φ3と共通のクロック信号とすることもできる。
なお、プリチャージクロック信号φPは、クロック信号φ3と共通のクロック信号とすることもできる。
なお、図2に示した回路構成で、出力ノード137が“Hレベル”となった状態で、駆動クロック信号φGが立上がった後(図2における時刻t9以降)において、トランジスタ135および136のソース・ドレイン間に生じるリーク電流により、出力ノード137の電圧レベルが低下する場合がある。
出力ノード137の電圧が低下して、それに応じてノード115の電圧も低下すると、駆動クロック信号φGの立下がり時(図2における時刻t11)に、トランジスタ111によってゲート線GLを電圧VGLまで完全に放電しきれず、ゲート線GLに一定電圧が残ってしまう。
プリチャージクロック信号φPの次の立上がりに応答してトランジスタ116がターンオンするので、トランジスタ116によってゲート線GLに残った電圧は放電されるが、トランジスタ116の駆動能力は、既に説明した貫通電流の防止の観点から、トランジスタ111との関係で大きくできない。
また、駆動クロック信号φGのパルス幅(電圧VGHの期間)も、走査周期との関係でそれほど大きくはできないため、このような現象が生じると、非選択状態のゲート線GLの電圧をVGLに正確に設定できない可能性がある。この場合に、次のゲート線GLが選択されると、次の画素ラインに対応するデータが、当該電圧が残ったゲート線に対応する画素に書込まれ、正規の表示が実行できなくなってしまうおそれがある。
リーク電流補償回路106は、このような状況が発生しないように設けられる。リーク電流補償回路106は、対応のゲート線GL(ノード107)が選択状態(電圧VGH)のときターンオンするトランジスタ139によって、出力ノード137へ一定電流を供給する。これにより、トランジスタ135および136によるリーク電流が補償されて、出力ノード137の電圧が所定レベル(高電圧VH)へ維持される。
一方、対応のゲート線GLが非選択状態(電圧VGL)であるときには、トランジスタ139はオフされて、出力ノード137の電圧設定に影響を与えない。
なお、トランジスタ139のドレインは、電圧ノード122と接続されているが、出力ノード137のリーク電流を補償するのに足りる電圧であれば、他の電圧が供給されるノードと接続することも可能である。
以上説明したように、本発明の実施の形態1に従うゲート線駆動回路では、4相のクロック信号によって制御される貫通電流のないダイナミック型のシフトレジスタ100と、昇圧動作を伴う駆動回路102とを用いて、低消費電力のゲート線駆動回路を実現している。
さらに、対応のゲート線GLの選択状態期間中に、シフトレジスタ100の出力ノード137の電圧低下を抑制するリーク電流補償回路106を設けているので、各ゲート線GLを選択状態から非選択状態を確実に遷移させて、表示装置の動作を安定化することができる。
[実施の形態2]
以降の実施の形態では、ゲート線駆動回路またはシフトレジスタの他の構成について順次説明していく。すなわち、実施の形態2以降で説明するシフトレジスタあるいはゲート線駆動回路は、図1に示した表示装置内のゲート線駆動回路30に用いることが可能である。
以降の実施の形態では、ゲート線駆動回路またはシフトレジスタの他の構成について順次説明していく。すなわち、実施の形態2以降で説明するシフトレジスタあるいはゲート線駆動回路は、図1に示した表示装置内のゲート線駆動回路30に用いることが可能である。
なお、以下の説明において、表示装置全体の構成については、実施の形態1とそれ以外の実施の形態との間で共通であるので詳細な説明は繰返さない。
図4は、本発明の実施の形態2に従うゲート線駆動回路の構成を示す回路図である。
図4を参照して、実施の形態2に従うゲート線駆動回路では、各ゲート線駆動ユニット35において、図2での駆動回路104に代えて駆動回路104♯が配置される。
駆動回路104♯は、ノード107およびノード112の間に接続されたトランジスタ116のみで構成される。トランジスタ116のゲート電極は、シフトレジスタ100内のノード132と接続されている。
ゲート線駆動回路のそれ以外の部分の構成は、実施の形態1と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
実施の形態2に従う構成においては、単一のトランジスタ116で構成された駆動回路104♯によって、実施の形態1と同様の動作を実現する。その動作について、図5を用いて説明する。
図5においては、図3で示したノード119の電圧に代えて、トランジスタ116のゲート電極と接続されるノード132の電圧が代わりに示されている。
時刻t1から時刻t11までの動作は、図3に示したのと同様であるので詳細な説明は繰返さない。
ただし、実施の形態2に従う構成では、駆動クロック信号φGの“Lレベル”期間中に、クロック信号φ1およびφ2の活性化期間(“Hレベル”期間)を設定する必要があるので、駆動クロック信号φGの“Hレベル”期間(すなわち、時刻t9〜t11)は、図3の場合よりも短くする必要がある。このため、画素25への書込可能時間が、実施の形態1に従う構成と比較して減少する。
実施の形態2に従う構成においても、駆動クロック信号φGの立上がり時(時刻t9)にノード115が昇圧されるため、駆動クロック信号φGの“Hレベル”(電圧VGH)は、電圧降下することなくゲート線GLへ伝達される。さらに、トランジスタ116は、クロック信号φ2の立上がり(時刻t3)以降、ノード132が“Lレベル”に維持されているので、ターンオフされており、貫通電流の発生が防止される。
なお、時刻t11♯で、クロック信号φ1が“Lレベル”から“Hレベル”に変化すると、ノード132は高電圧VHにプリチャージされ、トランジスタ116をターンオンして、非選択状態のゲート線GLを低インピーダンス状態で電圧VGLに設定する。時刻t12以降の動作についても、図3に示したのと同様であるので詳細な説明は繰返さない。
このように、実施の形態2に従うゲート線駆動回路の構成では、実施の形態1に従うゲート線駆動回路と同様の効果を、回路面積を縮小して実現することができる。
[実施の形態3]
図6は、本発明の実施の形態3に従うゲート線駆動回路の構成を示す回路図である。
図6は、本発明の実施の形態3に従うゲート線駆動回路の構成を示す回路図である。
図6においても、1つの画素ライン、すなわち1本のゲート線GLに対応するゲート線駆動ユニットの構成が示されており、各ゲート線に対応して同様の構成が設けられている。
図6を参照して、実施の形態3に従う構成では、各ゲート線駆動ユニット35において、図2に示したシフトレジスタ100に代えて、シフトレジスタ100♯が配置されている点が異なる。
シフトレジスタ100♯では、トランジスタ129〜131は、高電圧VHおよび低電圧VLを供給するノード間ではなく、クロック信号φ1を供給するノード間に直列に接続される。同様に、トランジスタ134〜136は、高電圧VHおよび低電圧VLを供給するノード間ではなく、クロック信号φ3を供給するノード間に直列に接続される。具体的には、トランジスタ129は、クロック信号φ1を供給するノード124およびノード132の間に電気的に接続され、トランジスタ134は、クロック信号φ3を供給するノード127および出力ノード137の間に電気的に接続されている。また、トランジスタ131は、ノード124およびノード133の間に接続され、トランジスタ136は、ノード127およびノード138の間に接続される。
シフトレジスタ100♯のその他の部分の構成は同様であるので詳細な説明は繰返さない。各ゲート線駆動ユニットに含まれるシフトレジスタ100♯は、既に説明したシフトレジスタ100と同様に縦続接続される。すなわち、シフトレジスタ100♯の出力ノード137は、次の画素ラインに対応するシフトレジスタ100♯の入力ノード126と接続される。
図3で説明したように、トランジスタ129および131は、クロック信号φ1およびφ3のHレベル期間において、ノード132および137をそれぞれ“Hレベル”にプリチャージするために設けられている。したがって、クロック信号φ1〜φ4の振幅VφL〜VφHがシフトレジスタの動作に十分であれば、電圧ノード122(高電圧VH)に代えてノード124および127をトランジスタ129および134とそれぞれ接続することとしても、図3に示したシフトレジスタ100と同様の動作を実現できる。
また、クロック信号φ2の“Hレベル”期間においてクロック信号φ1は“Lレベル”であり、クロック信号φ4の“Hレベル”期間においてクロック信号φ2は“Lレベル”である。したがって、電圧ノード123(低電圧VL)に代えてノード124および127をトランジスタ131および136とそれぞれ接続することとしても、シフトレジスタ100と同様の条件で、ノード132および137のディスチャージが可能である。
したがって、シフトレジスタ100♯は、図3に示したシフトレジスタ100と同様の動作を実現できる。
各ゲート線駆動ユニットにおいて、シフトレジスタ100♯以外の部分は、図2に示した構成と同様であるので詳細な説明は繰返さない。
したがって、実施の形態3に従うゲート線駆動ユニットの構成においても、実施の形態1と同様の効果を享受することができる。
[実施の形態3の変形例]
図7は、本発明の実施の形態3の変形例に従うゲート線駆動回路の構成を示す回路図である。
図7は、本発明の実施の形態3の変形例に従うゲート線駆動回路の構成を示す回路図である。
図7を参照して、実施の形態3の変形例に従う構成では、図6に示した実施の形態3に従う構成と比較して、駆動回路104に代えて、図5で説明した駆動回路104♯が配置される。すなわち、実施の形態3の変形例に従う構成は、図4に示した実施の形態2に従う構成において、シフトレジスタ100を、図6で説明したシフトレジスタ100♯に置換したものに相当する。
このような構成としても、実施の形態2に示したゲート線駆動ユニットと同様の効果を享受することが可能である。
[実施の形態4]
図8は、本発明の実施の形態4に従うゲート線駆動回路の構成を示す回路図である。
図8は、本発明の実施の形態4に従うゲート線駆動回路の構成を示す回路図である。
図8においても、1つの画素ライン、すなわち1本のゲート線GLに対応するゲート線駆動ユニットの構成が示されており、各ゲート線に対応して同様の構成が設けられている。
図8を参照して、実施の形態4に従う構成では、各ゲート線駆動ユニット35において、2相のクロック信号φ1およびφ2によってダイナミック動作をするシフトレジスタ101が、図2に示したシフトレジスタ100に代えて設けられる。
シフトレジスタ101では、トランジスタ129は、クロック信号φ2を供給するノード124とノード132との間に接続され、トランジスタ131は、ノード132およびノード124の間に接続される。さらに、トランジスタ130は、トランジスタ131のゲート電極と入力ノード126との間に接続される。トランジスタ129および130の各ゲート電極は、ノード124と接続されている。
同様に、トランジスタ134は、クロック信号φ2を供給するノード125と出力ノード137との間に接続され、トランジスタ136は、出力ノード137およびノード125の間に接続される。トランジスタ135は、ノード132とトランジスタ136のゲート電極との間に接続される。トランジスタ134および135の各ゲート電極は、ノード125と接続される。
シフトレジスタ101においても、クロック信号φ1およびφ2の“Hレベル”期間が重複しないように設定することにより、入力ノード126に印加入力信号INがクロック信号φ1およびφ2の変化に応答してシフトされて、出力ノード137に伝達される。
駆動回路102,104およびリーク電流補償回路106は、シフトレジスタ101の出力ノード137およびゲート線GLの間に、実施の形態1と同様に配置される。
したがって、2相のクロック信号によって駆動されるダイナミック型のシフトレジスタ101を備えた構成においても、実施の形態1と同様の効果を享受できる。
特に、実施の形態4に従う構成においては、より少ない2相のクロック信号でシフトレジスタ101を構成できるので、シフトレジスタのみならず、クロック信号を生成する周辺回路の構成を簡素化できるので、表示装置の小型化に寄与できる。
また、図9に示すように、図8に示した構成において、駆動回路104に代えて、図4に示した駆動回路104♯を用いることも可能である。この場合には、実施の形態4と比較して、駆動回路をさらに小型化できる。
[実施の形態4の変形例]
実施の形態4の変形例では、2相のクロック信号によって駆動されるダイナミック型シフトレジスタの他の回路構成が示される。
実施の形態4の変形例では、2相のクロック信号によって駆動されるダイナミック型シフトレジスタの他の回路構成が示される。
図10は、本発明の実施の形態4の変形例に従うゲート線駆動回路の第1の構成例を示す回路図である。
図10においても、1つの画素ライン、すなわち1本のゲート線GLに対応するゲート線駆動ユニットの構成が示されており、各ゲート線に対応して同様の構成が設けられている。
図10を参照して、実施の形態4の変形例に従う構成では、実施の形態4と比較して、各ゲート線駆動ユニット35において、シフトレジスタ101に代えてシフトレジスタ101♯が配置される。
シフトレジスタ101♯は、図8に示したシフトレジスタ101と同様のトランジスタ129〜131および134〜136に加えて、トランジスタ151および152をさらに有する。
トランジスタ151は、ノード132およびトランジスタ131の間に接続される。同様に、トランジスタ152は、出力ノード137およびトランジスタ136の間に接続される。トランジスタ151のゲート電極は、ノード124と接続されてクロック信号φ1の供給を受ける。同様にトランジスタ152のゲート電極は、ノード125と接続されてクロック信号φ2の供給を受ける。
さらに、トランジスタ129,134のドレインは、クロック信号φ1,φ2を供給するノード124,125ではなく、電圧ノード122と接続されている。同様に、トランジスタ131,136のドレインは、ノード124,125ではなく、電圧ノード123と接続されている。
図11には、図10の回路におけるクロック信号φ1およびφ2の設定が示される。
図11を参照して、クロック信号φ1およびφ2は、同一周期Tで順に所定期間活性化される。既に説明したように、周期Tは、ゲート線GLの選択を切換える周期に相当する。
クロック信号φ1の“Hレベル期間”(時刻t1〜t2,t1♯〜t2♯)と、クロック信号φ2の“Hレベル”期間(時刻t3〜t4,t3♯〜t4♯)とは互いに重なり合わないように設定される。
さらに、クロック信号φ2の“Hレベル”期間は、駆動クロック信号φGの“Hレベル”期間と一部重なりを有するように設定される。たとえば図11に示す例では、時刻ta〜t4の間および時刻ta♯〜t4♯の間、クロック信号φ2およびφGの両方が“Hレベル”に設定される。これにより、駆動クロック信号φGの“Hレベル”期間の初期において、トランジスタ151および152がターンオンされる。
また、プリチャージクロック信号φPの“Hレベル”期間(時刻t20〜t21,t20♯〜t21♯)は、駆動クロック信号φGと重ならないタイミングであれば、任意に設定できる。したがって、プリチャージクロック信号φPとして、クロック信号φ1を用いることも可能である。
このような構成のシフトレジスタ101♯においても、図8に示したシフトレジスタ101と同様に、2相のクロック信号によって駆動されるシフトレジスタを構成できる。
したがって、実施の形態4に従う構成においても、実施の形態1に従うゲート線駆動回路と同様の効果を享受できる。
また、図12に示すように、図10に示した構成において、駆動回路104に代えて、トランジスタ116のみで構成された駆動回路104♯を用いることも可能である。この場合には、トランジスタ116のゲート電極は、トランジスタ136のゲート電極と接続される。このような構成とすれば、実施の形態4の変形例と比較して、駆動回路をさらに小型化できる。
[実施の形態5]
実施の形態5においては、図1に示した表示装置においてゲート線駆動回路30として適用可能である、さらに他の構成のシフトレジスタの構成について説明する。
実施の形態5においては、図1に示した表示装置においてゲート線駆動回路30として適用可能である、さらに他の構成のシフトレジスタの構成について説明する。
図13は、実施の形態5に従うシフトレジスタの構成を示す回路図である。
図13を参照して、実施の形態5に従うシフトレジスタ190は、各画素ライン、すなわちゲート線GLごとに設けられたシフトレジスタユニット200を有する。シフトレジスタ190は、クロック信号φa〜φdに応答して、入力されたスタートパルスSIを順次シフトさせて、各シフトレジスタユニット200の出力ノードから出力する。
図13には、先頭および第2番目のゲート線GL1、GL2に対応するシフトレジスタユニット200a,200bが代表的に示される。図示しない他のゲート線に対しても同様のシフトレジスタユニット200が設けられ、シフトレジスタユニット200全体は、縦続接続される。先頭のシフトレジスタユニット200aには、スタートパルスSIが入力信号として与えられ、以降の各シフトレジスタユニット200は、前段のシフトレジスタユニット200の出力信号が、入力信号として与えられる。
シフトレジスタユニット200は、入力ノード230およびノード221の間に接続されるトランジスタ201と、ノード221および電圧ノード(低電圧VL)123の間に接続されるトランジスタ202と、クロックノード233とノード222の間に接続されるトランジスタ203と、ノード222および電圧ノード123の間に接続されるトランジスタ204と、クロックノード231およびゲート線GLに接続された出力ノード223の間に接続されるトランジスタ206と、出力ノード223および電圧ノード123の間に接続されるトランジスタ207とを有する。
トランジスタ201および204の各ゲート電極は入力ノード230と接続され、トランジスタ202および207の各ゲート電極はノード222と接続される。トランジスタ203のゲート電極は、クロックノード233と接続され、トランジスタ240のゲート電極は、出力ノード223と接続される。トランジスタ206のゲート電極は、ノード221と接続される。
さらに、シフトレジスタユニット200は、ノード221および所定電圧VPを供給する電圧ノード236の間に接続されたトランジスタ240を有する。トランジスタ240のゲート電極は出力ノード223と接続される。
トランジスタ201は、入力ノード230への信号入力に応答して、ノード221を充電する「第1のトランジスタ」として動作する。トランジスタ206は、クロックノード231および出力ノード223の間に接続されて、ノード221が充電されて“Hレベル”であるときにオンする「第2のトランジスタ」として動作する。トランジスタ203は、クロックノード233に入力されたクロック信号に応答してオンして、ノード222を充電する「第3のトランジスタ」として動作する。
トランジスタ204は、入力ノード230への信号入力に応答して、ノード222を放電する「第4のトランジスタ」として動作する。トランジスタ202は、ノード222が充電されて“Hレベル”であるときにオンして、ノード221を放電する「第5のトランジスタ」として動作する。トランジスタ207は、ノード222が充電されて“Hレベル”であるときにオンして、出力ノード223を放電する「第6のトランジスタ」として動作する。
先頭のシフトレジスタユニット200aでは、クロックノード231および233には、クロック信号φaおよびφcがそれぞれ入力される。シフトレジスタユニット200bでは、クロックノード231および233には、クロック信号φbおよびφdがそれぞれ入力される。以降のシフトレジスタユニット200では、クロックノード231にはクロック信号φaおよびφbが交互に入力され、クロックノード233にはクロック信号φcおよびφdが交互に入力される。
シフトレジスタユニット200aからトランジスタ240を除いた構成は、特許文献3の図10に示された従来のシフトレジスタと共通する。したがって、特許文献3の図11にも示されるように、図14に示される、1/4周期ずつの位相差を有するクロック信号φa〜φdに応答して、スタートパルスSIを順次シフトさせた出力信号を、各シフトレジスタユニット200の出力ノード223から出力できる。すなわち、各ゲート線GLを一定期間ずつ順番に非選択状態(“Lレベル”)から選択状態(“Hレベル”)へ駆動することができる。従来のシフトレジスタ回路の詳細な動作については、非特許文献1および特許文献3の図10および図11に詳細に示されているので省略する。
トランジスタ240は、出力ノード223が充電されて“Hレベル”であるときにオンして、ノード221を充電する「第7のトランジスタ」として動作する。
次に、トランジスタ240を配置した効果について説明する。
ノード221が“Hレベル”であり、ノード222が“Lレベル”にある状態で、クロックノード231のクロック信号φaが“Lレベル”から“Hレベル”へ立上がった後、トランジスタ202のソース・ドレイン間のオフリーク電流により、ノード221の電圧が低下する場合がある。
ノード221の電圧が低下すると、クロック信号φaが“Hレベル”から“Lレベル”へ立下がったとき、トランジスタ206を通じて出力ノード223がクロック信号φaの“Lレベル”まで放電されない可能性がある。これにより、実施の形態1で説明したのと同様に、非選択状態のゲート線GLに一定電圧が残ってしまい、他の画素ラインに対応する画像データに応じた表示電圧が誤って書き込まれてしまい、正規の画像が表示されなくなる恐れがある。
トランジスタ240は、ゲート線GL1が選択状態(“Hレベル”)に設定されている期間中オンして、ノード221からのリーク電流を補償するように、ノード221を充電する。この結果、実施の形態1と同様に、リーク電流によるノード221の電圧低下を防止して、各ゲート線GLを選択状態から非選択状態に確実に遷移させることができ、動作の安定化を図ることができる。
なお、出力ノード223が“Lレベル”であり、対応のゲート線GLが非選択状態であるときは、リーク電流補償用のトランジスタ240はオフされているので、ノード221の電圧に影響を与えることはない。このため、実施の形態5に従うシフトレジスタは、従来のシフトレジスタと同様のスタートパルス(入力信号)SIの順次転送機能を有した上で、上記のリーク電流による誤動作防止効果を有する。
[実施の形態5の変形例]
実施の形態5の変形例においては、実施の形態5に示したシフトレジスタに対して、さらに動作の安定化を図るための構成を説明する。
実施の形態5の変形例においては、実施の形態5に示したシフトレジスタに対して、さらに動作の安定化を図るための構成を説明する。
図15は、本発明の実施の形態5の変形例に従うシフトレジスタの構成を示す回路図である。
図15を参照して、実施の形態5の変形例に従うシフトレジスタ191においては、各シフトレジスタユニット200において、トランジスタ250および252がさらに設けられる。さらに、トランジスタ201および203のドレインは、クロックノードではなく、一定電圧VDDを供給する電圧ノード238と接続される。
トランジスタ250は、トランジスタ206のゲート電極に相当するノード224とノード221の間に接続され、かつ、ゲート電極に一定電圧VTを印加される「第8のトランジスタ」として動作する。トランジスタ252は、出力ノード223が“Hレベル”であるときにオンして、第2のノードを放電する「第9のトランジスタ」として動作する。
まず、トランジスタ250の配置による効果について説明する。
このため、スタートパルスSIが“Hレベル”となり、トランジスタ201がオンすると、トランジスタ206のゲート電極は、トランジスタ250を通じて“Hレベル”へ充電される。このとき、トランジスタ250が飽和領域で動作するように所定電圧VTのレベルを設定する。すなわち、ノード221の電圧をVN1とすると、所定電圧VTは下記(5)式で示される。
VT≦VN1−VTN …(5)
(5)式において、VTNは、トランジスタ250のしきい値電圧である。(5)式により、トランジスタ206のゲート電圧VG1は下記(6)式で示される。
(5)式において、VTNは、トランジスタ250のしきい値電圧である。(5)式により、トランジスタ206のゲート電圧VG1は下記(6)式で示される。
VG1=VT−VTN …(6)
この状態で、クロック信号φaが“Lレベル”から“Hレベル”に立上がると、ノード224の電圧、すなわちトランジスタ206のゲート電圧VG1は、以下に説明するように、クロック信号φaの電圧振幅分上昇する。
この状態で、クロック信号φaが“Lレベル”から“Hレベル”に立上がると、ノード224の電圧、すなわちトランジスタ206のゲート電圧VG1は、以下に説明するように、クロック信号φaの電圧振幅分上昇する。
クロック信号φaが“Hレベル”に変化すると、トランジスタ206のゲート容量により、クロック信号φaの電圧変化が容量結合して、ノード224が昇圧される。したがって、ノード224の寄生容量(図示せず)の容量値をC3、トランジスタ206のゲート容量(図示せず)の容量値をC4、クロック信号φ1の電圧振幅をVφとすると、ノード224における昇圧電圧ΔVB♯は、下記(7)式で示される。
ΔVB♯=Vφ・C4/(C4+C3) …(7)
一般に、C6>>C3が成立するので、昇圧電圧ΔVB♯は、ΔVB≒Vφとなる。
一般に、C6>>C3が成立するので、昇圧電圧ΔVB♯は、ΔVB≒Vφとなる。
ノード224は、昇圧前に既に“VT−VTN”にプリチャージされているので、昇圧後におけるゲート電圧VG1は、下記(8)式で示される。
VG1=VT−VTN+ΔVB
=VT−VTN+Vφ …(8)
このため、ゲート電圧VG1は、クロック信号φaの“Hレベル”時の電圧(「Hレベル電圧」と称する)にトランジスタ250のしきい値電圧VTNを加えた電圧よりも高くなるので、トランジスタ206は非飽和領域で動作する。これにより、トランジスタ206におけるしきい値電圧降下なしに、クロック信号φaのHレベル電圧を、ゲート線GL1へ伝達できる。これは、実施の形態1での駆動回路102における昇圧動作と同様である。
=VT−VTN+Vφ …(8)
このため、ゲート電圧VG1は、クロック信号φaの“Hレベル”時の電圧(「Hレベル電圧」と称する)にトランジスタ250のしきい値電圧VTNを加えた電圧よりも高くなるので、トランジスタ206は非飽和領域で動作する。これにより、トランジスタ206におけるしきい値電圧降下なしに、クロック信号φaのHレベル電圧を、ゲート線GL1へ伝達できる。これは、実施の形態1での駆動回路102における昇圧動作と同様である。
一方、この昇圧動作時にトランジスタ250はオフされるため、ノード221の電圧は変化しない。なぜなら、トランジスタ250において、ノード221、ノード237およびノード224の電圧関係を見ると、ノード224の電圧(VG1)の方がノード221の電圧(VN1)よりも高いので、ノード221は、トランジスタ250のソース電極として作用する。さらに、(5)式より、トランジスタ250のソース電圧(VN1)がゲート電圧(VT)よりも高くなっているので、トランジスタ250はオフされる。
再びノード224に着目して、高電圧印加によるトランジスタの電圧破壊は、通常トランジスタのゲート電極とソース(またはドレイン)電極の間で生じる。すなわち、ゲート電極とソース(またはドレイン)電極が重なった部分におけるゲート絶縁膜への過大電圧印加によって、絶縁破壊が発生してトランジスタが破壊される。
したがって、トランジスタの電圧破壊は、そのゲート電極とソース(またはドレイン)電極間との間の電圧差ΔVBDによって決まる。この観点から見ると、トランジスタ250における電圧差ΔVBDは、下記(9)式のとおりである。
ΔVBD=VG1−VT
=VT−VTN+Vφ−VT
=Vφ−VTN<Vφ …(9)
すなわち、トランジスタ250においてゲート電極とソース(ドレイン)電極との間に生じる電圧差ΔVBDは、クロック信号φaの振幅Vφよりも小さくなる。このように、昇圧用に新たに設けられたトランジスタ250は、高電圧の印加を受けないので電圧破壊が問題とならない。
=VT−VTN+Vφ−VT
=Vφ−VTN<Vφ …(9)
すなわち、トランジスタ250においてゲート電極とソース(ドレイン)電極との間に生じる電圧差ΔVBDは、クロック信号φaの振幅Vφよりも小さくなる。このように、昇圧用に新たに設けられたトランジスタ250は、高電圧の印加を受けないので電圧破壊が問題とならない。
同様に、ゲート電圧が昇圧されるトランジスタ206における電圧差ΔVBDは、下記(10)式で示される。
ΔVBD=VG1−Vφ …(10)
(10)式に上記(9)式を代入すると下記(11)式が得られる。
(10)式に上記(9)式を代入すると下記(11)式が得られる。
ΔVBD=VT−VTN+Vφ−Vφ
=VT−VTN<VT …(11)
すなわち、トランジスタ206においてゲート電極とソース(ドレイン)電極との間に生じる電圧差ΔVBDは、トランジスタ250のゲートに印加される所定電圧VTよりも小さくなる。したがって、トランジスタ206についても電圧破壊は問題とならない。
=VT−VTN<VT …(11)
すなわち、トランジスタ206においてゲート電極とソース(ドレイン)電極との間に生じる電圧差ΔVBDは、トランジスタ250のゲートに印加される所定電圧VTよりも小さくなる。したがって、トランジスタ206についても電圧破壊は問題とならない。
このように、トランジスタ250を設けることにより、ゲート線駆動用のクロック信号が供給されるクロックノード231とゲート線GLとを接続するためのトランジスタ206のゲート電極に、ゲート電圧を分圧することなく、高電圧を印加することが可能となる。このため、素子破壊や動作速度の低下を招くことなく、トランジスタ206でのしきい値電圧降下を回避して、選択状態時でのゲート線GLの電圧を十分なレベルに設定できる。これにより、画素スイッチ素子26(図1)を構成するn型TFTでのしきい値電圧降下の発生を防いで、データ線DL上の表示電圧を正確に画素へ伝達できる。この結果、表示精度が向上する。
次に、トランジスタ252の配置による効果について説明する。
各シフトレジスタユニット200において、入力ノード230が“Hレベル”に遷移すると、トランジスタ204がターンオンする。これにより、ノード222が放電されて低電圧VLに設定されるので、トランジスタ207がターンオフする。この結果、ノード222は、高インピーダンス状態で、かつ“Lレベル”となる。
この状態で、クロック信号φaが“Lレベル”から“Hレベル”へ立上がると、トランジスタ207のドレイン・ゲート間の寄生容量によって、ノード222の電圧が上昇する。ノード222での電圧上昇が、トランジスタ207のしきい値電圧を超えてしまうと、意図しないトランジスタ207のターンオンが生じる。
このようなタイミングでトランジスタ207がオンすると、ゲート線電圧(出力ノード電圧)の低下および貫通電流の発生による消費電力の増大を招いてしまう。トランジスタ252は、このような意図しないトランジスタ207のターンオンを引起す、ノード222の電圧上昇を防止するためのものである。
出力ノード223の電圧が上昇すると、トランジスタ252がターンオンされるので、ノード222は、電圧ノード123と電気的に結合される。これにより、ノード222は、低インピーダンス状態で、低電圧VLに設定される。
したがって、出力ノード223の“Hレベル”期間、すなわち、ゲート線GLの選択状態期間において、トランジスタ207を確実にターンオフさせて、出力ノード223の意図しない電圧低下および消費電力の増大を防止することが可能である。
さらに、トランジスタ201,203のドレインを一定の電圧(たとえば電源電圧VDD)が供給される電圧ノード238と接続することにより、ドレイン電極に存在する寄生容量の充放電による電力消費を低減することが可能である。
一定電圧(図15における電源電圧VDD)のレベルは、たとえばスタートパルスSI、クロック信号φa〜φdのHレベル電圧よりも、トランジスタ201,203のしきい値電圧だけ低い電圧以上に設定すればよい。特に、当該一定電圧のレベルを、スタートパルスSI,クロック信号φa〜φdのHレベルよりもトランジスタのしきい値電圧分だけ低いレベルとすることにより、しきい値電圧分だけ消費電力が低減できる。
以上説明したように、実施の形態5の変形例に従う構成においては、実施の形態5に従う構成での効果に加えて、トランジスタ250をさらに配置することにより、素子破壊や動作速度の低下を招くことなく、画素へ表示電圧を正確に伝達可能なように選択状態時でのゲート線GLの電圧を十分なレベルに設定できる。また、トランジスタ252をさらに配置することにより、動作の不安定化や消費電力の増大を抑制し、トランジスタ201,203のドレインに一定電圧を供給することにより、寄生容量の充放電による電力消費を低減することができる。
[実施の形態6]
上記の実施の形態1〜5およびそれらの変形例では、各画素が電圧駆動型発光素子である液晶表示素子を備える構成について説明したが、本発明は、各画素がエレクトロルミネッセンス素子(EL素子)等の電流駆動型発光素子を備えた表示装置に適用することも可能である。
上記の実施の形態1〜5およびそれらの変形例では、各画素が電圧駆動型発光素子である液晶表示素子を備える構成について説明したが、本発明は、各画素がエレクトロルミネッセンス素子(EL素子)等の電流駆動型発光素子を備えた表示装置に適用することも可能である。
図16は、電流駆動型発光素子を備えた画素の構成例を示す回路図である。
図16を参照して、電流駆動型発光素子を備えた画素25♯は、図1に示した表示装置において、液晶表示装置を備えた画素25に代えて適用可能である。
画素25♯においては、各画素ライン毎に、2種類のゲート線GLおよびGL♯を設ける必要がある。このため、シフトレジスタ100を画素ラインごとに配置する一方で、駆動回路102,104は、ゲート線GLおよびGL♯のそれぞれに対応して独立に配置する必要がある。また、リーク電流補償回路106を構成するトランジスタ139は、ゲート線GLおよびGL♯のそれぞれの選択状態期間に動作させる必要がある。したがって、トランジスタ139のゲート電極へは、ゲート線GLおよびGL♯のそれぞれの電圧レベルを2入力とするORゲート280の出力信号が印加される。
図17には、ゲート線GLおよびGL♯にそれぞれ対応する駆動クロック信号の波形例が示されている。図17を参照して、駆動クロック信号φG1およびφG2は、同一周期Tで順に所定期間活性化される。既に説明したように、周期Tは、画素ラインの選択を切換える周期に相当する。
同一ラインの選択期間において、駆動クロック信号φG1の“Hレベル”期間(時刻ta1〜ta2,tb1〜tb2)は、駆動クロック信号φG2の“Hレベル”期間(時刻ta3〜ta4,tb3〜tb4)よりも先に設けられ、かつ、両者の“Hレベル”期間は互いに重なり合わないように設定される。
したがって、シフトレジスタ100によって各画素ラインを順に選択することにより、選択された画素ラインにおいて、駆動クロック信号φG1およびφG2に応答して、2種類のゲート線GLおよびGL♯を順に所定期間ずつ選択状態(“Hレベル”)に駆動することができる。
画素25♯は、電流駆動型発光素子の代表例として示されるEL素子32と、同一導電型のトランジスタ34,36,37,38と、キャパシタ39とを含む。トランジスタ34〜37は、ゲート線駆動回路を構成するトランジスタと同様に、n型TFTであるものとする。
EL素子32およびトランジスタ34は、電源電圧VDDが供給される電源ノード31aとノード33との間に直列に接続される。トランジスタ36は、データ線DLおよびノード33の間に接続される。トランジスタ38は、ノード33およびコモンノード31bの間に接続される。トランジスタ37は、トランジスタ38のゲート電極とノード33の間に接続される。
キャパシタ39は、トランジスタ38のゲート電極およびコモンノード31bの間に接続される。トランジスタ34のゲート電極は対応のゲート線GLと接続され、トランジスタ36,37の各ゲート電極は対応のゲート線GL♯と接続される。
これにより、まず駆動クロック信号φG1のHレベル期間に対応して、選択された画素ラインにおいて、ゲート線GL♯が選択状態(“Hレベル”)に設定されると、トランジスタ36および37がターンオンする。これにより、データ線DL上の表示電圧がノード33に伝達され、かつキャパシタ39によって保持される。
ゲート線GL♯が非選択状態(“Lレベル”)に設定されると、トランジスタ36,37がオフされるが、トランジスタ38のゲート電圧は、キャパシタ39によって、伝達された表示電圧に維持される。
この状態で、ゲート線GLを選択状態(Hレベル)に設定することによって、キャパシタ39によって保持された表示電圧に対応するレベルの電流が、電源ノード31aからコモンノード31bへ向かって流れ、EL素子32を通過する。これにより、ゲート線GL♯の選択状態時にデータ線DLから供給された表示電圧に応じた輝度が、EL素子によって表示される。
なお、図16の構成において、シフトレジスタ100に代えて、図7、8および10にそれぞれ示したシフトレジスタ100♯、101および101♯を適用することも可能である。
また、図16に示した画素が適用される表示装置において、実施の形態6に従うシフトレジスタを用いて、各画素ラインのゲート線GL,GL♯を選択的に駆動することも可能である。
このように、本発明の実施の形態に従うシフトレジスタ回路およびゲート線駆動回路は、電圧駆動型発光素子(たとえば液晶表示素子)を含む画素を備えた表示装置のみならず、電流駆動型発光素子(たとえばEL素子)を各画素に備えた表示装置に対しても適用できる。
また、本実施の形態においては、同一導電型で構成される各電界効果トランジスタを、n型と説明したが、これらのトランジスタは、すべてp型で形成することも可能である。この場合には、画素内のトランジスタ(TFT)についても、すべてp型で構成される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
10 液晶表示装置、20 液晶アレイ部、25 画素(液晶)、25♯ 画素(EL素子)、26 画素スイッチ素子、27,39 キャパシタ、28 液晶表示素子、30 ゲート線駆動回路、32 EL素子、35 ゲート線駆動ユニット、40 ソースドライバ、50 シフトレジスタ、52,54 データラッチ回路、60 階調電圧生成回路、70 デコード回路、100,100♯,101,101♯ シフトレジスタ、102,104,104♯ 駆動回路、106 リーク電流補償回路、111,114,116〜118,129〜131,134〜136,139,151,152,201〜204,206,207,240,250,252 トランジスタ、126 入力ノード(シフトレジスタ)、137 出力ノード(シフトレジスタ)、190,191 シフトレジスタ、200,200a,200b シフトレジスタユニット、223 出力ノード(シフトレジスタユニット)、230 入力ノード(シフトレジスタユニット)、DL,DL1,DL2 データ線、GL,GL1,GL2 ゲート線、IN 入力信号、SI スタートパルス、VGH,VGL 電圧(ゲート線)、VH,VL 電圧(シフトレジスタ)、φ1〜φ4,φa〜φd クロック信号、φG,φG1,φG2 駆動クロック信号、φP プリチャージクロック信号。
Claims (16)
- 行列状に配置された複数の画素と、
前記複数の画素の所定単位にそれぞれ対応して設けられた複数のゲート線と、
前記複数のゲート線を順に選択するためのゲート線駆動回路とを備え、
前記ゲート線駆動回路は、前記複数のゲート線にそれぞれ対応して設けられ、各々が、前記複数のゲート線のうちの対応するゲート線を選択状態および非選択状態のそれぞれで異なる電圧へ駆動する複数のゲート線駆動ユニットを含み、
前記複数のゲート線駆動ユニットの各々は、
複数のクロック信号によって駆動されて、入力ノードへのパルス状の信号の印加に応答して出力ノードの電圧を、前記複数のクロック信号によって規定される所定期間第1の電圧から第2の電圧へ変化させるダイナミック型のシフトレジスタと、
前記出力ノードが前記第2の電圧に設定されたときに、前記対応するゲート線を、前記選択状態および前記非選択状態にそれぞれ対応する第3の電圧および第4の電圧が交互にかつ周期的に供給される第1のノードと電気的に接続するための第1の駆動回路と、
前記電圧ノードへ前記第3の電圧が供給されるよりも前に、前記対応するゲート線を、前記第4の電圧を供給する第2のノードと電気的に接続する一方で、前記対応するゲート線が前記第3の電圧であるときには、前記対応するゲート線および前記第2のノードの間を電気的に切離す第2の駆動回路と、
前記対応するゲート線が前記第3の電圧であるときに、前記出力ノードの電圧を維持するためのリーク電流補償回路とを含み、
前記複数のゲート線駆動ユニットにそれぞれ含まれる前記シフトレジスタは縦続接続されて、先頭の前記シフトレジスタの前記入力ノードへはスタートパルスが入力され、かつ、以降の各前記シフトレジスタの前記入力ノードは、1つ前の前記シフトレジスタの前記出力ノードと接続され、
前記複数の画素、前記シフトレジスタ、前記第1の駆動回路、前記第2の駆動回路および前記リーク電流補償回路に含まれる電界効果トランジスタは、それぞれ同一導電型である、表示装置。 - 前記リーク電流補償回路は、所定電圧を供給するノードおよび前記出力ノードの間に接続されて、かつ、前記対応するゲート線と接続されたゲートを有する電界効果トランジスタを含み、
前記電界トランジスタは、前記対応するゲート線が前記第3の電圧であるときにオンして、所定電流を前記出力ノードへ供給する、請求項1記載の表示装置。 - 前記第1の駆動回路は、
前記第1のノードと前記対応するゲート線との間に電気的に接続される第1の電界効果トランジスタと、
前記出力ノードと前記第1の電界効果トランジスタのゲートとの間に接続される第2の電界効果トランジスタとを有し、
前記第2の電界効果トランジスタのゲートには、少なくとも前記出力ノードの電圧が前記第1の電圧から前記第2の電圧へ変化するタイミングにおいて、所定電圧が印加される、請求項1記載の表示装置。 - 前記所定電圧は、前記第1の電界効果トランジスタのしきい値電圧の2倍の電圧と、前記第4の電圧との和よりも高い、請求項3記載の表示装置。
- 前記第2の駆動回路は、
前記対応するゲート線と前記第2のノードとの間に接続された電界効果トランジスタを有し、
前記電界効果トランジスタのゲートには、前記出力ノードの信号と相補の信号が印加される、請求項1記載の表示装置。 - 前記第2の駆動回路は、
前記対応するゲート線と前記第2のノードとの間に接続された第1の電界効果トランジスタと、
前記第1の電界効果トランジスタのゲートと接続される第3のノードと前記第2のノードとの間に接続され、かつ、前記対応するゲート線と接続されたゲートを有する第2の電界効果トランジスタとを有し、
前記第3のゲートは、プリチャージクロック信号に応答して所定電圧の供給を受け、
前記プリチャージクロック信号は、前記第1のノードへ前記第3の電圧が供給される周期と同様の周期を有し、かつ、活性化期間が前記第1のノードへの前記第3の電圧の供給期間と重ならないように設定され、
前記所定電圧は、前記第1の電界効果トランジスタがオン可能なゲート電圧に相当する、請求項1記載の表示装置。 - 前記シフトレジスタを駆動する複数のクロック信号は、前記複数のゲート線の選択を切換える周期に相当する同一周期で、順番に活性化される第1から第4のクロック信号を含み、
前記第1から第4のクロック信号の活性化期間は、互いに重複しないように設定される、請求項1記載の表示装置。 - 前記第4のクロック信号の活性化期間の少なくとも一部は、前記前記第1のノードへの前記第3の電圧の供給期間と重複する、請求項7記載の表示装置。
- 前記ダイナミック型のシフトレジスタを駆動する複数のクロック信号は、前記複数のゲート線の選択を切換える周期に相当する同一周期で、順番に活性化される第1および第2のクロック信号を含み、
前記第1および第2のクロック信号の活性化期間は、互いに重複しないように設定される、請求項1記載の表示装置。 - 前記第2のクロック信号の活性化期間の少なくとも一部は、前記前記第1のノードへの前記第3の電圧の供給期間と重複する、請求項9記載の表示装置。
- 互いの活性化期間が重複しないようにそれぞれが周期的に順に活性化される複数のクロック信号に応答して、入力信号を順次シフトさせるシフトレジスタであって、
縦続に接続される複数のシフトレジスタユニットを備え、
前記複数のシフトレジスタユニットの各々は、
入力信号に応答してオンして第1のノードを充電する第1のトランジスタと、
第1のクロックノードと出力ノードの間に接続され、かつ、前記第1のノードの充電時にオンする第2のトランジスタと、
第2のクロックノードに入力されたクロック信号に応答してオンして第2のノードを充電する第3のトランジスタと、
前記入力信号に応答してオンして前記第2のノードを放電する第4のトランジスタと、
前記第2のノードの充電に応答してオンして、前記第1のノードを放電する第5のトランジスタと、
前記第2のノードの充電に応答してオンして、前記出力ノードを放電する第6のトランジスタと、
前記出力ノードが充電されて、出力信号の活性状態に対応する電圧であるときにオンして、前記第1のノードを充電する第7のトランジスタとを含み、
前記複数のシフトレジスタユニットのうちの、先頭の前記シフトレジスタユニットの前記入力ノードへはスタートパルスが入力され、以降の各前記シフトレジスタユニットの前記入力ノードは、1つ前の前記シフトレジスタの前記出力ノードと接続され、
前記第1および第2のクロックノードへは、前記複数のクロック信号のうちの1つおよび他の1つがそれぞれ入力され、かつ、前記第1のクロックノードへ入力されるクロック信号は、前記第2のクロックノードへ入力されるクロック信号よりも位相が早く、
前記第1から第6のトランジスタは、同一導電型の電界効果トランジスタで構成される、シフトレジスタ。 - 前記複数のシフトレジスタユニットの各々は、
前記第2のトランジスタのゲートと前記第1のノードの間に接続され、かつ、ゲートに一定電圧を印加される第8のトランジスタと、
前記出力ノードが前記活性状態に対応する電圧であるときにオンして、前記第2のノードを放電する第9のトランジスタとをさらに含み、
前記第1および第3のトランジスタは、所定電圧を供給するノードと、前記第1および第2のノードとの間にそれぞれ電気的に接続される、請求項11記載のシフトレジスタ。 - 前記複数のクロック信号は、1/4周期ずつ位相が異なり、順に活性化される第1から第4のクロック信号を含み、
前記先頭のシフトレジスタユニットにおいて、前記第1および第2のクロックノードへは前記第1および第3のクロック信号が入力され、
以降の前記シフトレジスタユニットでは、前記第1のクロックノードへは、前記シフトレジスタ1つおきに前記第1および第2のクロック信号の一方が入力され、かつ、前記第2のクロックノードへは、前記シフトレジスタ1つおきに前記第3および第4のクロック信号の一方が入力される、請求項11または12記載のシフトレジスタ。 - 請求項11から13のいずれか1項に記載のシフトレジスタと、
行列状に配置された複数の画素と、
前記複数の画素の所定単位にそれぞれ対応して設けられた複数のゲート線とを備え、
前記シフトレジスタは、前記複数のゲート線を順に選択して、所定期間選択状態に設定するためのゲート線駆動回路として設けられ、
前記シフトレジスタ中の前記縦続に接続される複数のシフトレジスタユニットの前記出力ノードは、前記複数のゲート線とそれぞれ接続される、表示装置。 - 前記複数の画素の各々は、
前記複数のゲート線のうちの対応する1本が前記選択状態に設定されたときにオンする電界効果トランジスタと、
前記電界効果トランジスタのオンに応答して伝達される表示電圧に応じた輝度を発する液晶素子と、
前記電界効果トランジスタのオフ期間に前記表示電圧を保持するためのキャパシタとを有する、請求項1または14に記載の表示装置。 - 前記複数のゲート線は、前記所定単位ごとに配置され、互いの選択期間が非重複である2種類の第1および第2のゲート線を含み、
前記複数の画素の各々は、
電流駆動型発光素子と、
対応する前記第1のゲート線が前記選択状態に設定されたときにオンする第1の電界効果トランジスタと、
前記第1の電界効果トランジスタのオンに応答して伝達される表示電圧を保持するためのキャパシタと、
対応する前記第2のゲート線が前記選択状態に設定されたときにオンする第2の電界効果トランジスタと、
前記電流駆動型発光素子および前記第2の電界効果トランジスタと直列に接続されて、前記キャパシタの保持電圧に応じた電流を供給する第3の電界効果トランジスタとを有する、請求項1または14に記載の表示装置。
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