JP2008108374A - シフトレジスタ回路およびそれを備える画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シフトレジスタは、第1クロック端子CK1に入力されるクロック信号CLKを出力端子OUTに供給するトランジスタQ1と、出力端子OUTを放電するトランジスタQ2を備えている。トランジスタQ1のゲートノードをノードN1、トランジスタQ2のゲートノードをノードN2とすると、シフトレジスタは、ノードN1を入力端とし容量素子C2を負荷とするインバータ回路と、当該インバータ回路の出力を受けノードN2に信号を出力するバッファ回路とを備える。
【選択図】図7
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る表示装置の構成を示す概略ブロック図であり、表示装置の代表例として液晶表示装置10の全体構成を示している。
図10は本発明の実施の形態2に係る単位シフトレジスタSRの構成を示す回路図である。同図においては、図7に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。当該単位シフトレジスタSRでは、トランジスタQ10のゲートを、ノードN1ではなく出力端子OUTに接続している。そのことを除いては図7の回路と同様である。
図11は、実施の形態3に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図においても図7に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。トランジスタQ8のゲートノード、即ちインバータ回路の入力端を「ノードN1A」と定義すると、実施の形態1(図7)においてはトランジスタQ1のゲート(ノードN1)とノードN1Aとの間は直接接続されていたが、図11の単位シフトレジスタSRでは、ノードN1とノードN1Aとの間に、ゲートをノードN1Aに接続してダイオード接続させたトランジスタQ12を介在させている。さらに、ノードN1Aと入力端子INとの間に、ゲートを入力端子INに接続してダイオード接続させたトランジスタQ13を接続させている。
図12は、実施の形態4に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図においても図7に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。本実施の形態においては図7の回路に対し、トランジスタQ8に代えて、ノードN3と第1電源端子S1との間に直列接続したトランジスタQ8A,Q8Bを設ける。トランジスタQ8A,Q8Bのゲートはバッファ回路の入力端であり、共にノードN1に接続される。さらに、トランジスタQ8A,Q8B間の接続ノードを「ノードN4」と定義すると、当該ノードN4とクロック信号CLKとの間に、ゲートがノードN3に接続したトランジスタQ14が設けられる。
図14は、実施の形態5に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図においても図7に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。本実施の形態においては図7の回路に対し、出力端子OUTと第1電源端子S1との間にトランジスタQ15をさらに設け、そのゲートを第2クロック端子CK2に接続させたものである。即ち、トランジスタQ15は、第2クロック端子CK2に入力されるクロック信号より制御され、出力端子OUTを放電(プルダウン)するものである。
上記のように実施の形態5によれば、非選択期間に出力端子OUTが高インピーダンス状態のLレベルになる期間を短くできる。しかし図9の例のように、クロック信号CLKがHレベルになる期間(活性期間)と、クロック信号/CLKがHレベルになる期間との間に一定の間隔がある場合、非選択期間に出力端子OUTが高インピーダンス状態のLレベルになる期間は全く無くなるわけではない。例えば、図14に示した単位シフトレジスタSRnにあっては、クロック信号/CLKの立ち下がりからクロック信号CLKの立ち上がりまでの間は、図17(a)に示すようにノードN2とクロック信号/CLKの両方がLレベルになる期間が存在し、その間はトランジスタQ2,Q15ともオフになるので、出力端子OUTが高インピーダンス状態になる。
例えば図7の単位シフトレジスタSRでは、縦続接続させたときに出力信号Gが次段のトランジスタQ3のゲートおよびドレインに入力される(図8参照)。言い換えれば、各単位シフトレジスタSRのノードN1は、自身の前段の出力信号Gを用いて充電される。ノードN1は、サイズの大きいトランジスタQ1のゲートが接続していることもあり、その寄生容量は比較的大きい。従って、当該寄生容量に基づく時定数のために出力信号Gの立ち上がり速度が遅くなりやすい。
図19の単位シフトレジスタSRnでは、ゲート線GLnの非選択期間おいて、クロック信号CLKがLレベルの間にトランジスタQ5がオフする期間(ノードN2がLレベルになる期間)がある。そのときノードN1は高インピーダンス状態のLレベルになる。図19のようにトランジスタQ3のドレインに電位VDDを供給する電源が接続されていると、表示装置に入射する外光あるいは表示パネルのバックライト光の影響により、トランジスタQ3を通して第2電源端子S2からノードN1へ光リーク電流が流れるので、ノードN1が高インピーダンス状態であればそのレベルが上昇する。
図22は、実施の形態9に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図においても図20に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。本実施の形態においては図20の回路において、トランジスタQ21に代えて、ノードN6と第2クロック端子CK2との間に接続したトランジスタQ21Aが設けられる。トランジスタQ21AのゲートはノードN6に接続されている(即ちトランジスタQ21Aはダイオード接続されている)。また図21に例示した変形例のようにトランジスタQ19は、ノードN6と第2クロック端子CK2との間にダイオード接続させている。
図23は、実施の形態10に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図においても図20に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。本実施の形態においては図22の回路に対し、トランジスタQ19,Q21Aに代えて容量素子C3を設けている。即ち、容量素子C3およびトランジスタQ20は、容量性負荷のインバータ回路を構成している。
図24は、実施の形態11に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図においても図20に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。本実施の形態においては図20の回路に対し、トランジスタQ18のソースを、入力端子INに接続させると共に、ゲート(ノードN6)を第2クロック端子CK2に接続させている。
図26は、実施の形態12に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図においても図7に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。本実施の形態においては図7の回路に対し、トランジスタQ11のソースを、第1電源端子S1に代えて、第1クロック端子CK1に接続させている。
図27は、実施の形態13に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図においても図7に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。本実施の形態においては図7の回路に対し、トランジスタQ2、Q5のソースを、第1電源端子S1に代えて、第2クロック端子CK2に接続させている。
図28は、実施の形態14に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図においても図20に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。本実施の形態においては図20の回路に対し、トランジスタQ20のゲートを、入力端子INに代えて、ノードN1に接続させている。
図29は、実施の形態15に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図においても図20に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。本実施の形態においては図20の回路に対し、トランジスタQ21のソースを、第1電源端子S1に代えて、第2クロック端子CK2に接続させている。
図30は、実施の形態16に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図においても図20に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。本実施の形態においては図20の回路に対し、トランジスタQ18のソースを、第1電源端子S1に代えて、第1クロック端子CK1に接続させている。
例えば図7の回路において、出力信号Gの立ち上がりに応じてノードN1が昇圧されたとき、トランジスタQ5のドレイン(ノードN1)とソース(第1電源端子S1)との間に高い電圧が印加されるので、トランジスタQ5の耐電圧特性によってはドレイン・ソース間にリーク電流が流れ、昇圧されたノードN1のレベルが低下する可能性がある。その対策としては、図31の如くトランジスタQ5のソースと第1電源端子S1との間に、ノードN2に接続したトランジスタQ5Aを介在させ(即ち、ノードN1と第1電源端子S1との間にトランジスタQ5,Q5Aを直列に接続させる)、ノードN1の電圧をトランジスタQ5A,Q5Bで分圧することが考えられる。
図33は、実施の形態18に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図においても図20および図23に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。本実施の形態においては図23の回路に対し、容量素子C3およびトランジスタQ20から成るインバータ回路の出力を直接ノードN6に供給させるのではなく、その間にトランジスタQ22,Q23からなるバッファ回路を設けた構成となっている。
図34は、実施の形態19に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。同図においても図7に示したものと同様の機能を有する要素には同一符号を付してある。本実施の形態においては図7の回路に対し、トランジスタQ9のドレインを、第1クロック端子CK1に代えて、所定の高電位側電源電位VDD1が供給される第3電源端子S3に接続させる。
VDD1≧V(N3)−Vth
の条件を満たすものであればよい。
図35は、実施の形態20に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。本実施の形態においては実施の形態5の単位シフトレジスタSR(図14)に対し、トランジスタQ2を省略したものである。
図36は、実施の形態21に係る単位シフトレジスタの構成を示す回路図である。本実施の形態においては実施の形態20の回路(図35)に対し、トランジスタQ15のソースを、第1電源端子S1に代えて、第1クロック端子CK1に接続させている。
Claims (35)
- 入力端子、出力端子、リセット端子および第1クロック端子と、
第1クロック端子に入力される第1クロック信号を出力端子に供給する第1トランジスタと、
前記出力端子を放電する第2トランジスタと、
前記入力端子に接続した制御電極を有し、前記第1トランジスタの制御電極が接続する第1ノードを充電する第3トランジスタと、
前記リセット端子に接続した制御電極を有し、前記第1ノードを放電する第4トランジスタと、
所定の第2ノードに接続された制御電極を有し、前記第1ノードを放電する第5トランジスタと、
前記第1ノードを入力端とする第1インバータ回路と、
前記第1インバータ回路の出力を受け、前記第2ノードに信号を出力する第1バッファ回路とを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第1クロック信号とは位相の異なる第2クロック信号が入力される第2クロック端子に接続した制御電極を有し、前記第2ノードを放電する第6トランジスタをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項2記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第6トランジスタは、
前記第1クロック端子と前記第2ノードとの間に接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項2または請求項3記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第2および第5トランジスタの少なくとも片方は、
前記第2クロック端子と前記第1ノードとの間に接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項2または請求項3記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第5トランジスタは、
前記第1ノードと所定の第3ノードとの間に接続されており、
当該シフトレジスタ回路は、
前記第3ノードと前記第2クロック端子との間に接続し、前記第2ノードに接続した制御電極を有する第7トランジスタと、
前記第3ノードと前記第2クロック端子との間に接続し、前記第2クロック端子に接続した制御電極を有する第8トランジスタとをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項5のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第1インバータ回路は、
前記第1ノードに接続した制御電極を有し、当該第1インバータ回路の出力端を放電する第9トランジスタと、
前記第1インバータ回路の出力端と前記第1クロック端子との間に接続した第1容量素子とを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項6のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第1バッファ回路は、
前記第1インバータ回路の出力端に接続した制御電極を有し、前記第2ノードを充電する第10トランジスタと、
前記第1ノードまたは前記出力端子に接続した制御電極を有し、前記第2ノードを放電する第11トランジスタとをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項7記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第10トランジスタは、
前記第1クロック端子と前記第2ノードとの間に接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項7記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第10トランジスタは、
一定の電源電位が供給される電源端子と前記第2ノードとの間に接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項7のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第1ノードと前記第1インバータ回路の入力端との間に介在し、当該第1ノードから当該第1バッファ回路の入力端への充電を阻止する一方向性のスイッチング素子と、
前記入力端子に接続した制御電極を有し、前記第1インバータ回路の入力端を充電する第12トランジスタとをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項10のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第1インバータ回路は、シュミットトリガ型のインバータである
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項11のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第2トランジスタの制御電極は、前記第2ノードに接続している
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項12記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第2トランジスタとは別に、前記出力端子を放電する第13トランジスタをさらに備え、
前記第13トランジスタの制御電極は、
前記第1クロック信号とは位相の異なる第3クロック信号が入力される第3クロック端子に接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項12記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第2トランジスタとは別に、前記出力端子を放電する第13トランジスタをさらに備え、
前記第13トランジスタは、
前記第1クロック信号とは位相の異なる第3クロック信号に応じてオンになり、前記第1クロック信号に応じてオフになるように駆動される
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項14記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第13トランジスタを駆動する回路は、
前記第3クロック信号が入力される第3クロック端子に接続した制御電極を有し、前記第13トランジスタの制御電極を充電する第14トランジスタと、
前記第1クロック端子に接続した制御電極を有し、前記第13トランジスタの制御電極を放電する第15トランジスタとを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項15記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第15トランジスタは、
前記第13トランジスタの制御電極と前記第3クロック端子との間に接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項12から請求項16のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第13トランジスタは、
前記出力端子と前記第1クロック端子との間に接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項11のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第2トランジスタの制御電極は、
前記第1クロック信号とは位相の異なる第3クロック信号が入力される第3クロック端子に接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項18記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第2トランジスタは、
前記出力端子と前記第1クロック端子との間に接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項19のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第3トランジスタは、
前記第1ノードと前記入力端子との間にダイオード接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項19のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第3トランジスタは、
一定の電源電位が供給される電源端子と前記第1ノードとの間に接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項21のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第4および第5トランジスタとは別に、前記第1ノードを放電する第16トランジスタをさらに備え、
前記第16トランジスタは、
前記入力端子に入力される信号の活性期間はオフを維持し、それ以外の期間では、前記第1クロック信号とは位相の異なる第4クロック信号に応じてオンになり、前記第1クロック信号に応じてオフになるように駆動される
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項22記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第16トランジスタは、
前記第1ノードと前記第1クロック信号との間に接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項22または請求項23記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第16トランジスタを駆動する回路は、
前記第4クロック信号が入力される第4クロック端子に接続した制御電極を有し、前記第16トランジスタの制御電極が接続する第4ノードを充電する第17トランジスタと、
前記第1クロック端子に接続した制御電極を有し、前記第4ノードを放電する第18トランジスタと、
前記入力端子または前記第1ノードに接続した制御電極を有し、前記第4ノードを放電する第19トランジスタとを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項24記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第18トランジスタは、
前記第4ノードと前記第4クロック端子との間に接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項22記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第16トランジスタは、
前記第1ノードと前記入力端子との間に接続しており、
前記第16トランジスタを駆動する回路は、
前記第4クロック信号が入力される第4クロック端子に接続した制御電極を有し、前記第16トランジスタの制御電極が接続する第4ノードを充電する第17トランジスタと、
前記第1クロック端子に接続した制御電極を有し、前記第4ノードを放電する第18トランジスタとを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項26記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第18トランジスタは、
前記第4クロック端子と前記第4ノードとの間に接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項22または請求項23記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第16トランジスタを駆動する回路は、
前記入力端子を入力端とする第2インバータ回路と、
前記第2インバータ回路の出力を受け、前記第16トランジスタの制御電極が接続する第4ノードに信号を出力する第2バッファ回路と、
前記第1クロック端子に接続した制御電極を有し、前記第4ノードを放電する第17トランジスタを備えており、
前記第2インバータ回路は、
前記入力端子に接続した制御電極を有し、当該第2インバータ回路の出力端である第5ノードを放電する第18トランジスタと、
前記第5ノードと前記第4クロック端子との間に接続した第3容量素子とを備え、
前記第2バッファ回路は、
前記第5ノードに接続した制御電極を有し、前記第4ノードを充電する第16トランジスタと、
前記入力端子に接続した制御電極を有し、前記第4ノードを放電する第20トランジスタとをさらに備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項21のいずれか記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第4および第5トランジスタとは別に、前記第1ノードを放電する第16トランジスタをさらに備え、
前記第16トランジスタは、
前記入力端子に入力される信号の活性期間はオフを維持し、それ以外の期間では、前記第1クロック信号とは位相の異なる第4クロック信号に対応してオン/オフが切り換わるように駆動される
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項29記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第16トランジスタは、
前記第1ノードと前記第1クロック信号との間に接続されている
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項29または請求項30記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第16トランジスタを駆動する回路は、
前記第4クロック信号が入力される第4クロック端子に接続した制御電極を有し、前記第16トランジスタの制御電極が接続する第4ノードと前記第4クロック端子との間に接続する第17トランジスタと、
前記第4ノードに接続した制御電極を有し、当該第4ノードと前記第4クロック端子との間に接続する第18トランジスタと、
前記入力端子または前記第1ノードに接続した制御電極を有し、前記第4ノードを放電する第19トランジスタとを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項29または請求項30記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第16トランジスタを駆動する回路は、
前記第4クロック信号が入力される第4クロック端子と前記第16トランジスタの制御電極が接続する第4ノードとの間に接続する第2容量素子と、
前記入力端子または前記第1ノードに接続した制御電極を有し、前記第4ノードを放電する第16トランジスタとを備える
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項29記載のシフトレジスタ回路であって、
前記第16トランジスタは、
前記第4クロック信号が入力される制御電極を有し、前記記第1ノードと前記入力端子との間に接続している
ことを特徴とするシフトレジスタ回路。 - 請求項1から請求項33のいずれか記載のシフトレジスタ回路が複数個縦続接続して成るシフトレジスタ回路。
- 請求項34記載のシフトレジスタ回路をゲート線駆動回路とする画像表示装置。
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