JP5165153B2 - 走査信号線駆動回路およびそれを備えた表示装置、ならびに走査信号線の駆動方法 - Google Patents

走査信号線駆動回路およびそれを備えた表示装置、ならびに走査信号線の駆動方法 Download PDF

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Description

本発明は、表示装置およびその駆動回路に関し、詳しくは、表示装置の表示部に配設された走査信号線を駆動する、シフトレジスタを備えた走査信号線駆動回路に関する。
近年、液晶表示装置において、ゲートバスライン(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)のモノリシック化が進んでいる。従来、ゲートドライバ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が、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るが、近年、微結晶シリコン(μc−Si)や酸化物半導体(例えばIGZO)を用いた薄膜トランジスタの採用が図られている。微結晶シリコンや酸化物半導体の移動度はアモルファスシリコンの移動度よりも大きいので、微結晶シリコンや酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタを駆動素子として採用することにより、額縁面積の縮小や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、複数本のソースバスライン(映像信号線)と、複数本のゲートバスラインと、それら複数本のソースバスラインと複数本のゲートバス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て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バスラインにゲート端子が接続されるとともに当該交差点を通過するソースバ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や、画素電圧値を保持するための画素容量などを含んでいる。アクティブマトリクス型の液晶表示装置には、また、上述したゲートドライバと、ソースバ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バスラインによって伝達されるが、各ソースバ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、複数本のゲートバス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。
従来の表示装置においては、双安定回路は、例えば図51(日本の特開2006−107692号公報の図1)や図52(日本の特開2006−107692号公報の図14)に示すように構成されている。これらの双安定回路では、前段から送られる走査信号Gn−1がハイレベルになると、トランジスタグループTG1がオン状態となるので、第2ノードN2の電位はローレベルとなる。これにより、トランジスタTG3,TR4はオフ状態となる。従って、走査信号Gn−1がハイレベルになることによって、第1ノードN1の電位はハイレベルとなり、出力キャパシタCbが充電される。この状態の時、クロックCKの電位がゲートバスラインに現れる。以上より、各双安定回路において前段から送られる走査信号Gn−1がハイレベルになった後に、当該各双安定回路に与えるクロックCKの電位をハイレベルにすることによって、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。これにより、複数本のゲートバスラインが1本ずつ順次に駆動される。
また、日本の特開2001−52494号公報,日本の特開2003−16794号公報,日本の特開2005−94335号公報,日本の特開2006−106394号公報,および日本の特開2006−127630号公報にも、表示装置等に設けられるシフトレジスタ(双安定回路)の構成が開示されている。
日本の特開2006−107692号公報 日本の特開2001−52494号公報 日本の特開2003−16794号公報 日本の特開2005−94335号公報 日本の特開2006−106394号公報 日本の特開2006−127630号公報
ところが、従来の構成によると、以下のように回路動作の安定性に欠ける。図51に示した構成においては、走査信号Gn−1がローレベルからハイレベルに変化することによって第1ノードN1が充電される。ここで、走査信号Gn−1がローレベルからハイレベルに変化する時点には、第2ノードN2の電位はハイレベルとなっているので、トランジスタTR4はオン状態になっている。詳しくは、走査信号Gn−1がローレベルからハイレベルに変化しても、トランジスタグループTG1がオン状態となって第2ノードN2の電位がローレベルとなるまでの期間には、トランジスタTR4はオン状態で維持されている。このため、第1ノードN1への充電が不充分となることがある。特に回路動作を高速化した場合には、充電期間が短くなるので、第1ノードN1への充電がより不充分となる。その結果、回路動作が不安定になる。また、第1電極が第1ノードN1に接続され、第2電極にクロックCKが与えられているトランジスタTG2のゲート−ドレイン間には寄生容量が存在するので、クロックCKの波形の変動に起因して第1ノードN1にノイズが生じる。そして、そのノイズによってトランジスタグループTG1がオン状態となり第2ノードN2の電位が低下する。そうすると、第1ノードN1の電位がローレベルで維持されるべき期間に、トランジスタTR4が完全なオン状態とならずに、第1ノードN1の電位がローレベルで維持されなくなる。第1ノードN1の電位の上昇や第2ノードN2の電位の低下は正帰還的に起こり、回路動作は不安定になる。
また、図52に示した構成においては、トランジスタグループTG1のゲート端子は第1ノードN1には接続されていない。このため、走査信号Gnがハイレベルになっている期間中にトランジスタグループTG1がオン状態となって第2ノードN2の電位が低下することはない。走査信号Gnがハイレベルになっている期間中には、トランジスタTG3,TR4のゲート−ドレイン間の寄生容量の存在に起因して、第2ノードN2の電位は上昇する。これにより、トランジスタTR4がわずかにオン状態となり、第1ノードN1の電位がハイレベルで維持されるべき期間に当該第1ノードN1の電位が低下する。その結果、回路動作が不安定になる。
そこで本発明は、モノリシックゲートドライバにおいて、回路動作の安定性を高めることを目的とする。
本発明の第1の局面は、表示部に配設された複数の走査信号線を駆動する、表示装置の走査信号線駆動回路であって、
互いに直列に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複数の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が順次にアクティブとなるシフトレジスタを備え、
各双安定回路は、
当該各双安定回路よりも前の段の双安定回路の出力信号をセット信号として受け取るための第1入力ノードと、
当該各双安定回路よりも後の段の双安定回路の出力信号をリセット信号として受け取るための第2入力ノードと、
当該各双安定回路の出力信号を前記走査信号線を駆動する走査信号として出力するための、前記走査信号線に接続された第1出力ノードと、
前記複数のクロック信号の1つが第2電極に与えられ、前記第1出力ノードに第3電極が接続された第1の出力制御用スイッチング素子と、
前記セット信号に基づいて、前記第1の出力制御用スイッチング素子の第1電極に接続された第1ノードのレベルをオンレベルに向けて変化させるための第1ノードターンオン用スイッチング素子と、
前記第1ノードに第2電極が接続され前記第1ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子と、
前記第1出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にオフレベルの電位が与えられ、前記第1出力ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子と、
前記リセット信号に基づいて、前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子の第1電極および前記第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子の第1電極に接続された第2ノードのレベルをオンレベルに向けて変化させるための第1の第2ノードターンオン用スイッチング素子と、
前記第1入力ノードに第1電極が接続され、前記第2ノードに第2電極が接続され、第3電極にオフレベルの電位が与えられ、前記セット信号に基づいて前記第2ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子と、
前記第2ノードに一端が接続され、前記第1入力ノードに他端が接続された、容量素子と
を有し、
前記第1の出力制御用スイッチング素子,前記第1ノードターンオン用スイッチング素子,前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子,前記第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子,前記第1の第2ノードターンオン用スイッチング素子,および前記第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子はそれぞれ第1電極,第2電極,および第3電極を有し第1電極に印加される信号によって第2電極−第3電極間の導通/非導通が制御されるスイッチング素子であって、
前記容量素子の容量値をC2とし、前記第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子についての第1電極−第2電極間の寄生容量の容量値をC3とし、前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子についての第1電極−第2電極間の寄生容量の容量値をC5とし、前記第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子についての第1電極−第2電極間の寄生容量の容量値をC6としたとき、下記の式を満たすことを特徴とする。
C2≧C5+C6−C3
本発明の第2の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路において、前記第1ノードがオフレベルで維持されるべき期間には、前記第2ノードの電位はオンレベルの直流電源電位で維持されることを特徴とする。
本発明の第3の局面は、本発明の第1の局面において、
前記第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子は、第1電極としてのゲート電極,第2電極としてのドレイン電極,および第3電極としてのソース電極からなる薄膜トランジスタであって、
前記容量素子は、前記薄膜トランジスタのゲート電極とドレイン電極との間に形成されていることを特徴とする。
本発明の第の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路は、前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子を備え、
前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子の第3電極は、前記第1出力ノードに接続されていることを特徴とする。
本発明の第の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路は、
第1電極,第2電極,および第3電極を有し第1電極に印加される信号によって第2電極−第3電極間の導通/非導通が制御されるスイッチング素子であって、前記第1出力ノードに第1電極が接続され、前記第2ノードに第2電極が接続され、第3電極にオフレベルの電位が与えられる第2の第2ノードターンオフ用スイッチング素子を更に有することを特徴とする。
本発明の第の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路は、
第1電極,第2電極,および第3電極を有し第1電極に印加される信号によって第2電極−第3電極間の導通/非導通が制御されるスイッチング素子であって、前記第2入力ノードに第1電極が接続され、前記第1出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にオフレベルの電位が与えられる第2の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子を更に有することを特徴とする。
本発明の第の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路は、
第1電極,第2電極,および第3電極を有し第1電極に印加される信号によって第2電極−第3電極間の導通/非導通が制御されるスイッチング素子であって、前記第2入力ノードに第1電極が接続され、前記第1ノードに第2電極が接続され、第3電極にオフレベルの電位が与えられる第2の第1ノードターンオフ用スイッチング素子を更に有することを特徴とする。
本発明の第の局面は、本発明の第1の局面において、
前記第1ノードターンオン用スイッチング素子は、マルチチャネル構造を有する薄膜トランジスタであることを特徴とする。
本発明の第の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路は、前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子を備え、
前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子は、マルチチャネル構造を有する薄膜トランジスタであ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、
各双安定回路は、
当該各双安定回路の出力信号を当該各双安定回路以外の双安定回路の動作を制御する他段制御信号として出力するための第2出力ノードと、
第1電極,第2電極,および第3電極を有し第1電極に印加される信号によって第2電極−第3電極間の導通/非導通が制御されるスイッチング素子であって、第1電極が前記第1ノードに接続され、第2電極が前記第1の出力制御用スイッチング素子の第2電極に接続され、第3電極が前記第2出力ノードに接続された第2の出力制御用スイッチング素子と
を有し、
各双安定回路から出力される前記他段制御信号は、当該各双安定回路よりも前の段の双安定回路に前記リセット信号として与えられることを特徴とする。
本発明の第11の局面は、本発明の第10の局面において、
各双安定回路から出力される前記他段制御信号は、更に、当該各双安定回路よりも後の段の双安定回路に前記セット信号として与えられることを特徴とする。
本発明の第12の局面は、本発明の第10の局面において、
前記複数のクロック信号は、2相のクロック信号であって、
前記第1の第2ノードターンオン用スイッチング素子の第2電極には、前記2相のクロック信号のうち前記第1の出力制御用スイッチング素子の第2電極に与えられる信号とは異なる信号が与えられることを特徴とする。
本発明の第13の局面は、本発明の第10の局面において、
前記第1の出力制御用スイッチング素子の第2電極には、前記複数のクロック信号の1つに代えて直流電源電位が与えられ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、
前記複数のクロック信号の振幅電圧をVCKとし、前記複数のクロック信号のオフレベル側の電位を基準として前記走査信号線が駆動される時の前記走査信号の電圧をVGHとしたとき、下記の式を満たすことを特徴とする。
VGH≧VCK≧VGH/2
本発明の第15の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路は、
外部から送られる信号をクリア信号として受け取るための第3入力ノードと、
前記クリア信号に基づいて、前記第2ノードのレベルをオンレベルに向けて変化させるための第2の第2ノードターンオン用スイッチング素子と
を更に有することを特徴とする。
本発明の第16の局面は、本発明の第15の局面において、
各双安定回路は、
外部から送られる信号をリフレッシュ信号として受け取るための第4入力ノードと、
前記リフレッシュ信号に基づいて、前記第2ノードのレベルをオフレベルよりも低いレベルに向けて変化させるための第2ノードレベル低下用スイッチング素子と
を更に有することを特徴とする。
本発明の第17の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路は、
外部から送られる信号をクリア信号として受け取るための第3入力ノードと、
前記クリア信号に基づいて、前記第2ノードのレベルをオンレベルに向けて変化させるための第2の第2ノードターンオン用スイッチング素子と、
前記クリア信号に基づいて、前記第2ノードのレベルをオフレベルよりも低いレベルに向けて変化させるための第2ノードレベル低下用スイッチング素子と
を更に有することを特徴とする。
本発明の第18の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路に含まれるスイッチング素子は、すべてが同一チャネルの薄膜トランジスタであることを特徴とする。
本発明の第19の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路に含まれるスイッチング素子は、半導体層が酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)からなる薄膜トランジスタであることを特徴とする。
本発明の第20の局面は、表示装置であって、
前記表示部を含み、本発明の第1の局面に係る走査信号線駆動回路を備えていることを特徴とする。
本発明の第21の局面は、第1の状態と第2の状態とを有し互いに直列に接続された複数の双安定回路からなるシフトレジスタであって、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複数の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が順次にアクティブとなるシフトレジスタを備えた走査信号線駆動回路によって、表示部に配設された複数の走査信号線を駆動する方法であって、
各双安定回路について、
前記第2の状態から前記第1の状態に変化させるための予備状態にする第1の駆動ステップと、
前記予備状態から前記第1の状態に変化させる第2の駆動ステップと、
前記第1の状態から前記第2の状態に変化させる第3の駆動ステップと
を含み、
各双安定回路は、
当該各双安定回路よりも前の段の双安定回路の出力信号をセット信号として受け取るための第1入力ノードと、
当該各双安定回路よりも後の段の双安定回路の出力信号をリセット信号として受け取るための第2入力ノードと、
当該各双安定回路の出力信号を前記走査信号線を駆動する走査信号として出力するための、前記走査信号線に接続された第1出力ノードと、
前記複数のクロック信号の1つが第2電極に与えられ、前記第1出力ノードに第3電極が接続された第1の出力制御用スイッチング素子と、
前記セット信号に基づいて、前記第1の出力制御用スイッチング素子の第1電極に接続された第1ノードのレベルをオンレベルに向けて変化させるための第1ノードターンオン用スイッチング素子と、
前記第1ノードに第2電極が接続され前記第1ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子と、
前記第1出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にオフレベルの電位が与えられ、前記第1出力ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子と、
前記リセット信号に基づいて、前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子の第1電極および前記第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子の第1電極に接続された第2ノードのレベルをオンレベルに向けて変化させるための第1の第2ノードターンオン用スイッチング素子と、
前記第1入力ノードに第1電極が接続され、前記第2ノードに第2電極が接続され、第3電極にオフレベルの電位が与えられ、前記セット信号に基づいて前記第2ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子と、
前記第2ノードに一端が接続され、前記第1入力ノードに他端が接続された、容量素子と
を有し、
前記第1の出力制御用スイッチング素子,前記第1ノードターンオン用スイッチング素子,前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子,前記第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子,前記第1の第2ノードターンオン用スイッチング素子,および前記第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子はそれぞれ第1電極,第2電極,および第3電極を有し第1電極に印加される信号によって第2電極−第3電極間の導通/非導通が制御されるスイッチング素子であって、
各双安定回路について、
前記第1の駆動ステップでは、前記セット信号が前記第2のレベルから前記第1のレベルに変化することによって前記第1ノードターンオン用スイッチング素子がオン状態となり、
前記第2の駆動ステップでは、前記セット信号が前記第1のレベルから前記第2のレベルに変化することによって前記第1ノードターンオン用スイッチング素子がオフ状態となるとともに、前記複数のクロック信号のうち前記第1の出力制御用スイッチング素子の第2電極に与えられる信号が前記第2のレベルから前記第1のレベルに変化することによって前記第1ノードのレベルが変化し、
前記第3の駆動ステップでは、前記リセット信号が前記第2のレベルから前記第1のレベルに変化することによって前記第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子がオン状態となり、
前記容量素子の容量値をC2とし、前記第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子についての第1電極−第2電極間の寄生容量の容量値をC3とし、前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子についての第1電極−第2電極間の寄生容量の容量値をC5とし、前記第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子についての第1電極−第2電極間の寄生容量の容量値をC6としたとき、下記の式を満たすことを特徴とする。
C2≧C5+C6−C3
本発明の第1の局面によれば、走査信号線駆動回路を構成するシフトレジスタの各双安定回路には、セット信号に基づいて第2ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子が設けられている。このため、セット信号の電位が変化することによって(例えば、スイッチング素子としてnチャネル型の薄膜トランジスタが採用されている場合、セット信号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って)直接的に第2ノードの電位がオフレベルに向けて変化する。また、第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子の第1電極が第2ノードに接続されているので、第2ノードの電位がオフレベルになると第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子はオフ状態となる。以上より、第1ノードの電位がオンレベルにされるべき期間(セット期間)には、速やかに第2ノードの電位がオフレベルとなって第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子はオフ状態となるので、第1ノードの電位のオフレベルからオンレベルへの変化が妨げられることはない。その結果、従来の構成と比較して、回路動作の安定性が向上する。
また、本発明の第1の局面によれば、第1ノードの電位をオフレベルにするための第2ノードに関し、「第1ノードの電位がオンレベルになることによって第2ノードの電位がオフレベルとなる」という構成を採用していないので、第1ノードにノイズが生じても第2ノードの電位がそのノイズの影響を受けることはない。このため、第1ノードの電位がオフレベルで維持されるべき期間(通常動作期間)に第2ノードの電位はオンレベルで維持され、第1ノードに大きなノイズが生じることが抑制される。また、セット期間に第1入力ノード−第2ノード間の容量素子が充電されるので、第1ノードの電位が充分にオンレベルで維持されるべき期間(選択期間)には、セット期間とは逆方向にセット信号の電位を変化させることによって、第2ノードの電位をオフレベルで維持することができる。このため、スイッチング素子の寄生容量に起因して第2ノードの電位が変動しようとしても、第2ノードの電位はオフレベルで維持され、選択期間に第1ノードの電位が低下することが抑制される、これにより、回路動作の安定性が確保される。
さらに、本発明の第1の局面によれば、通常動作期間に、セット信号やリセット信号に生じるノイズの影響によって第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子や第1の第2ノードターンオン用スイッチング素子で電流のリークが生じて第2ノードの電位が変動し得るが、セット期間に容量素子が充電されることによって、そのような電流のリークに起因する第2ノードの電位の変動が抑制される。さらにまた、従来構成と比較して必要な回路素子を増やすことなく、動作の安定性に優れたシフトレジスタを備えた走査信号線駆動回路が実現される。
さらにまた、容量素子の容量値は、「選択期間においてオンレベルに向けてレベル変化するノードが第2電極に接続され、第1電極が第2ノードに接続されたスイッチング素子についての第1電極−第2電極間の寄生容量の容量値の和」から「選択期間においてオフレベルに向けてレベル変化するノードが第1電極に接続され、第2電極が第2ノードに接続されたスイッチング素子についての第1電極−第2電極間の寄生容量の容量値」を減ずることによって得られる値以上である。このため、選択期間に、第2ノードの電位がオンレベルになることが確実に抑止される。
本発明の第の局面によれば、スイッチング素子として閾値シフトの小さい薄膜トランジスタ(微結晶シリコン,酸化物半導体など)を用いた構成に好適な走査信号線駆動回路が実現される。
本発明の第の局面によれば、既存の構成要素を利用して、第1入力ノード−第2ノード間に容量素子を備えることが可能となる。
本発明の第の局面によれば、第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子の第3電極には双安定回路からの出力信号の電位が与えられる。このため、選択期間における第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子の第2電極−第3電極間の電圧が比較的小さくなる。これにより、第1ノードからの第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子を介した電荷の流出が抑制される。その結果、選択期間に第1ノードの電位が確実に高いレベルで維持され、回路動作の安定性が効果的に高められる。また、第1ノードのターンオフのタイミングが第1出力ノードのターンオフのタイミングよりも遅くなるため、第1の出力制御用スイッチング素子による第1出力ノードをターンオフさせる働きがより強くなり、より迅速に第1出力ノードのターンオフが行われる。これにより、回路の高速動作が可能となる。
本発明の第の局面によれば、第2の第2ノードターンオフ用スイッチング素子の第1電極は、走査信号を出力するための第1出力ノードに接続されている。このため、選択期間には、第2の第2ノードターンオフ用スイッチング素子はオン状態となる。また、第2の第2ノードターンオフ用スイッチング素子については、第2電極は第2ノードに接続され、第3電極にはオフレベルの電位が与えられる。このため、選択期間中、第2ノードの電位はオフレベルへと引き込まれる。以上より、選択期間に第2ノードの電位が確実にオフレベルで維持され、回路動作の安定性が効果的に高められる。
本発明の第の局面によれば、走査信号線駆動回路を構成するシフトレジスタの各双安定回路には、リセット信号に基づいて第1出力ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第2の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子が設けられている。このため、リセット信号の電位が変化することによって(例えば、スイッチング素子としてnチャネル型の薄膜トランジスタが採用されている場合、リセット信号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って)直接的に第1出力ノードの電位がオフレベルに向けて変化する。また、第1出力ノードの電位がオンレベルからオフレベルに変化すべき期間(リセット期間)には、第1出力ノードの電位が低下するよう2つのスイッチング素子(第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子,第2の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子)が機能する。このため、走査信号線の負荷容量が大きい場合であっても、リセット期間に第1出力ノードの電位を速やかにオフレベルにすることが可能となり、第1出力ノードからの異常パルスの出力が抑制される。
本発明の第の局面によれば、走査信号線駆動回路を構成するシフトレジスタの各双安定回路には、リセット信号に基づいて第1ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第2の第1ノードターンオフ用スイッチング素子が設けられている。このため、リセット信号の電位が変化することによって直接的に第1ノードの電位がオフレベルに向けて変化する。また、リセット期間には、第1ノードの電位が低下するよう2つのスイッチング素子(第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子,第2の第1ノードターンオフ用スイッチング素子)が機能する。このため、回路を高速動作させる場合であっても、リセット期間に第1ノードの電位を確実にオフレベルにすることが可能となり、回路動作の安定性が向上する。
本発明の第の局面によれば、セット期間における第1ノードの電位の上昇が比較的小さくなり、第1の第1ノードターンオン用スイッチング素子のオフ電流が比較的小さくなる。このため、選択期間終了時点における第1ノードの電位は、出力制御に必要な電位を維持しつつ、比較的低い値をとる。これにより、第1の出力制御用スイッチング素子の第1電極に与えられる電圧が低下し、第1の出力制御用スイッチング素子の破壊が抑制される。また、第1ノードからの電流のリークが抑制されるので、回路動作の安定性が向上する。
本発明の第の局面によれば、第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子のオフ電流が比較的小さくなる。このため、リーク電流の大きい薄膜トランジスタがスイッチング素子として採用されている場合であっても、選択期間に第1出力ノードの電位を充分に高めることができるとともに、リセット期間に第1出力ノードの電位を速やかに低下させることができる。
本発明の第10の局面によれば、シフトレジスタの各双安定回路について、当該各双安定回路に対応する走査信号線を駆動するための信号と当該各双安定回路の前段の双安定回路の動作を制御するための信号とが異なる信号となる。このため、各双安定回路においてリセット信号の波形なまりを小さくすることができる。これにより、走査信号線の負荷容量が大きい場合であっても、各双安定回路においてリセット信号に基づく動作が速やかに行われ、回路動作の信頼性が高められる。
本発明の第11の局面によれば、シフトレジスタの各双安定回路について、当該各双安定回路に対応する走査信号線を駆動するための信号と当該各双安定回路の前段および次段の双安定回路の動作を制御するための信号とが異なる信号となる。このため、各双安定回路においてセット信号およびリセット信号の波形なまりを小さくすることができる。これにより、走査信号線の負荷容量が大きい場合であっても、各双安定回路においてセット信号に基づく動作およびリセット信号に基づく動作が速やかに行われ、回路動作の安定性が高められる。
本発明の第12の局面によれば、第1の第2ノードターンオン用スイッチング素子の第2電極にはクロック信号が与えられるので、電源電圧が第1の第2ノードターンオン用スイッチング素子の電荷供給源となる。また、第2入力ノードにかかる負荷が低減される。このため、第2入力ノードから第2ノードへの電荷の流れが抑止され、第2入力ノードの電位が速やかに変化する。さらに、本発明の第10の局面と同様、リセット信号の波形なまりが小さくなる。これにより、リセット期間終了後の期間における第2ノードの電位の低下が抑制される。
本発明の第13の局面によれば、第1の出力制御用スイッチング素子の第2電極には直流電源電位が与えられるので、第1出力ノードの電位のオフレベルからオンレベルへの変化がセット期間に開始される。このため、選択期間に走査信号線は速やかに選択状態とされ、画素容量への充電時間が充分に確保される。また、第1の出力制御用スイッチング素子の第2電極にクロック信号が与えられる構成と比較して、クロック信号用の配線にかかる負荷が低減される。このため、クロック信号についての波形なまりの発生が抑制されるとともに、消費電力が低減される。
本発明の第14の局面によれば、選択期間に走査信号の電位が充分にオンレベルにされるとともに、消費電力低減の効果が得られる。
本発明の第15の局面によれば、シフトレジスタの動作開始前にクリア信号に基づいて第2の第2ノードターンオン用スイッチング素子をオン状態にすることにより、シフトレジスタの動作開始時点には全ての双安定回路において第1ノードの電位および第1出力ノードの電位がオフレベルとなり、回路動作の安定性が向上する。
本発明の第16の局面によれば、リフレッシュ信号に基づいて第2ノードレベル低下用スイッチング素子をオン状態にすることにより、第2ノードのレベルをオフレベルよりも低いレベルにすることができる。このため、第1電極が第2ノードに接続されているスイッチング素子(第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子,第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子)の閾値シフトを抑制することが可能となる。
本発明の第17の局面によれば、リフレッシュ信号を用いることなく、本発明の第16の局面と同様の効果が得られる。
本発明の第18の局面によれば、走査信号線駆動回路の製造コストを下げることができる。
本発明の第19の局面によれば、額縁面積の縮小や高精細化を実現しつつ、本発明の第1の局面と同様の効果が得られる。
本発明の第20の局面によれば、本発明の第1の局面と同様の効果が得られる走査信号線駆動回路を備えた表示装置が実現される。
本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置のゲートドライバ内のシフトレジスタに含まれる双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第1の実施形態において、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の実施形態において、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の実施形態において、ゲートドライバ内の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の実施形態において、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の実施形態において、双安定回路の動作について説明するための信号波形図である。 上記第1の実施形態において、第1ノードの電位および第2ノードの電位の変化を示す信号波形図である。 図51に示す従来構成において、第1ノードの電位および第2ノードの電位の変化を示す信号波形図である。 図52に示す従来構成において、第1ノードの電位および第2ノードの電位の変化を示す信号波形図である。 上記第1の実施形態の第1の変形例における薄膜トランジスタM1近傍の構成を示す図である。 上記第1の実施形態の第1の変形例において、双安定回路の動作について説明するための信号波形図である。 上記第1の実施形態の第1の変形例において、ゲートドライバ内の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の実施形態の第2の変形例における薄膜トランジスタM1近傍の構成を示す図である。 上記第1の実施形態の第3の変形例における薄膜トランジスタM7近傍の構成を示す図である。 上記第1の実施形態の第4の変形例における薄膜トランジスタM7近傍の構成を示す図である。 上記第1の実施形態の第5の変形例における薄膜トランジスタM7近傍の構成を示す図である。 上記第1の実施形態の第6の変形例における薄膜トランジスタM3近傍の構成を示す図である。 上記第1の実施形態の第7の変形例における薄膜トランジスタM3近傍の構成を示す図である。 ゲートドライバや画素回路などが形成されているアレイ基板の部分断面図である。 上記第1の実施形態において、キャパシタCAP2の好ましい配置について説明するための回路図である。 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。 本発明の第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。 本発明の第4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4の実施形態において、状態信号の電位の変化についてのシミュレーション結果を示す図である。 上記第4の実施形態の変形例における双安定回路の構成を示す回路図である。 本発明の第5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5の実施形態において、第1ノードの電位の変化についてのシミュレーション結果を示す図である。 上記第5の実施形態の変形例における双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第5の実施形態の変形例に関し、図25に示した構成において薄膜トランジスタM11をマルチゲート化したときの回路図である。 本発明の第6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6の実施形態において、ゲートドライバ内のシフトレジスタの構成を示すブロック図である。 上記第6の実施形態の第1の変形例において、ゲートドライバ内のシフトレジスタの構成を示すブロック図である。 上記第6の実施形態の第2の変形例における双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第6の実施形態の第2の変形例において、ゲートドライバ内のシフトレジスタの構成を示すブロック図である。 上記第6の実施形態の第3の変形例における双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第6の実施形態の第3の変形例において、双安定回路の動作について説明するための信号波形図である。 本発明の第7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7の実施形態において、ゲートドライバ内のシフトレジスタの構成を示すブロック図である。 上記第7の実施形態において、双安定回路の動作について説明するための信号波形図である。 上記第7の実施形態において、ゲートエンドパルス信号をクリア信号として用いたときのゲートドライバ内のシフトレジスタの構成を示すブロック図である。 上記第7の実施形態において、ゲートエンドパルス信号をクリア信号として用いたときの好ましい駆動方法を説明するための信号波形図である。 上記第7の実施形態の第1の変形例における双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第7の実施形態の第1の変形例において、双安定回路の動作について説明するための信号波形図である。 上記第7の実施形態の第2の変形例における双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第7の実施形態の第2の変形例において、双安定回路の動作について説明するための信号波形図である。 第1の参考例における双安定回路の構成を示す回路図である。 第1の参考例において、双安定回路の動作について説明するための信号波形図である。 第1の参考例において、キャパシタCAP2の好ましい配置について説明するための回路図である。 第2の参考例における双安定回路の構成を示す回路図である。 第2の参考例において、双安定回路の動作について説明するための信号波形図である。 従来の表示装置において、シフトレジスタに含まれる双安定回路の構成の一例を示す回路図である。 従来の表示装置において、シフトレジスタに含まれる双安定回路の構成の別の例を示す回路図である。
以下、添付図面を参照しつつ、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(ゲート電極)は第1電極に相当し、ドレイン端子(ドレイン電極)は第2電極に相当し、ソース端子(ソース電極)は第3電極に相当する。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2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2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,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。
表示部600には、複数本(j本)のソースバスライン(映像信号線)SL1〜SLjと、複数本(i本)のゲートバスライン(走査信号線)GL1〜GLiと、それらのソースバスラインSL1〜SLjとゲートバスラインGL1〜GLiとの交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個(i×j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て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バス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バ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(TFT)60と、その薄膜トランジスタ60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および水平同期信号や垂直同期信号などのタイミング信号群TG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,ゲートエンドパルス信号GEP,およびゲートクロック信号GCKとを出力する。なお、本実施形態においては、ゲートクロック信号GCKは、後述するように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GCK2(以下「第2ゲートクロック信号」という。)で構成されている。また、ゲートクロック信号GCKは電源電圧より生成されており、そ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、各ソースバスラインSL1〜SLjに駆動用映像信号S(1)〜S(j)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,ゲートエンドパルス信号GEP,およびゲートクロック信号GCKに基づいて、アクティブな走査信号GOUT(1)〜GOUT(i)の各ゲートバスラインGL1〜GLi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、各ソースバスラインSL1〜SLjに駆動用映像信号S(1)〜S(j)が印加され、各ゲートバスラインGL1〜GLiに走査信号GOUT(1)〜GOUT(i)が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>
次に、図3〜図5を参照しつつ、本実施形態におけるゲートドライバ400の構成および動作の概要について説明する。図3に示すように、ゲートドライバ400は複数段からなるシフトレジスタ410によって構成されている。表示部600にはi行×j列の画素マトリクスが形成されているところ、それら画素マトリクスの各行と1対1で対応するようにシフトレジスタ410の各段が設けられている。また、シフトレジスタ410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。)を出力する双安定回路となっている。このように、このシフトレジスタ410はi個の双安定回路40(1)〜40(i)で構成されている。なお、本実施形態においては、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(H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(L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バス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4は、ゲートドライバ400内のシフトレジスタ410の構成を示すブロック図である。上述したように、このシフトレジスタ410はi個の双安定回路40(1)〜40(i)で構成されている。各双安定回路には、クロック信号CK(以下「第1クロック」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、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、ゲートクロック信号GCKとして、2相のクロック信号である第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が与えられる。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については、図5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(Hレベル)の状態となる。
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。1段目40(1)については、第1ゲートクロック信号GCK1が第1クロックCKとして与えられる。2段目40(2)については、第2ゲートクロック信号GCK2が第1クロックCKとして与えられる。3段目以降については、上述した1段目および2段目の構成と同様の構成が2段ずつ繰り返される。また、1段目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。2段目40(2)以降の段については、前段の状態信号Qがセット信号Sとして与えられる。さらに、i段目40(i)には、ゲートエンドパルス信号GEPがリセット信号Rとして与えられる。(i−1)段目40(i−1)以前の段については、次段の状態信号Qがリセット信号Rとして与えられる。なお、ローレベルの直流電源電位VSSについては、全ての双安定回路に共通的に与えられる。
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、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i段目40(i)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、各段40(1)〜40(i)から出力される状態信号Qが順次にハイレベルとなる。そして、それら各段40(1)〜40(i)から出力される状態信号Qは、走査信号GOUT(1)〜GOUT(i)として各ゲートバスラインGL1〜GLiに与えられる。これにより、図5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内のゲートバスラインに与えられる。
<1.3 双安定回路の構成>
図1は、本実施形態における双安定回路の構成(シフトレジスタ410の一段分の構成)を示す回路図である。図1に示すように、この双安定回路は、6個の薄膜トランジスタM1〜M3,M5〜M7と、2個のキャパシタCAP1,CAP2とを備えている。また、この双安定回路は、ローレベルの直流電源電位VSS用の入力端子のほか、3個の入力端子41〜43と1個の出力端子48とを有している。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CKを受け取る入力端子には符号43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48を付している。
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M1のソース端子,薄膜トランジスタM2のゲート端子,薄膜トランジスタM5のドレイン端子,およびキャパシタCAP1の一端は互いに接続されている。なお、これらが互いに接続されている領域(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M3のドレイン端子,薄膜トランジスタM5のゲート端子,薄膜トランジスタM6のゲート端子,薄膜トランジスタM7のソース端子,およびキャパシタCAP2の一端は互いに接続されている。なお、これらが互いに接続されている領域(配線)のことを便宜上「第2ノード」という。第1ノードには符号N1を付し、第2ノードには符号N2を付している。
薄膜トランジスタM1については、ゲート端子およびドレイン端子は入力端子41に接続され(すなわち、ダイオード接続となっている)、ソース端子は第1ノードN1に接続されている。薄膜トランジスタM2については、ゲート端子は第1ノードN1に接続され、ドレイン端子は入力端子43に接続され、ソース端子は出力端子48に接続されている。薄膜トランジスタM3については、ゲート端子は入力端子41に接続され、ドレイン端子は第2ノードN2に接続され、ソース端子は直流電源電位VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタM5については、ゲート端子は第2ノードN2に接続され、ドレイン端子は第1ノードN1に接続され、ソース端子は直流電源電位VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタM6については、ゲート端子は第2ノードN2に接続され、ドレイン端子は出力端子48に接続され、ソース端子は直流電源電位VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタM7については、ゲート端子およびドレイン端子は入力端子42に接続され(すなわち、ダイオード接続となっている)、ソース端子は第2ノードN2に接続されている。キャパシタCAP1については、一端は第1ノードN1に接続され、他端は出力端子48に接続されている。キャパシタCAP2については、一端は第2ノードN2に接続され、他端は入力端子41に接続されている。
なお、薄膜トランジスタM3,M5,およびM6のゲート−ドレイン間の寄生容量の容量値をそれぞれC3,C5,およびC6とすると、キャパシタCAP2の容量値C2は、次式(1)を満たすことが好ましい。
C2≧C5+C6−C3 ・・・(1)
より詳しくは、第2ノードN2に対する入力端子41,第1ノードN1,および出力端子48の配線容量を含めた容量値をそれぞれC41,CN1,およびC48とすると、キャパシタCAP2の容量値C2は、次式(2)を満たすことが好ましい。
C2≧CN1+C48−C41 ・・・(2)
次に、各構成要素のこの双安定回路における機能について説明する。薄膜トランジスタM1は、セット信号Sがハイレベルになっているときに、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M2は、第1ノードN1の電位がハイレベルになっているときに、第1クロックCKの電位を出力端子48に与える。薄膜トランジスタM3は、セット信号Sがハイレベルになっているときに、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M5は、第2ノードN2の電位がハイレベルになっているときに、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M6は、第2ノードN2の電位がハイレベルになっているときに、出力端子48の電位をVSS電位に向けて変化させる。薄膜トランジスタM7は、リセット信号Rがハイレベルになっているときに、第2ノードN2の電位をハイレベルに向けて変化させる。キャパシタCAP1は、この双安定回路に接続されたゲートバスラインが選択状態となっている期間中に第1ノードN1の電位をハイレベルで維持するための補償容量として機能する。キャパシタCAP2は、この双安定回路に接続されたゲートバスラインが選択状態となる時に第2ノードN2の電位を低下させて回路動作を安定化させるために機能する。
なお、本実施形態においては、薄膜トランジスタM1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M2によって第1の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M3によって第1の第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M5によって第1の第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M6によって第1の第1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M7によって第1の第2ノードターンオン用スイッチング素子が実現されている。また、入力端子41によって第1入力ノードが実現され、入力端子42によって第2入力ノードが実現され、出力端子48によって第1出力ノードが実現されている。
<1.4 双安定回路の動作>
次に、図1および図6を参照しつつ、本実施形態における双安定回路の動作について説明する。図6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。なお、以下においては、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、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。
通常動作期間(時点t0以前の期間および時点t3以降の期間)には、第2ノードN2の電位はハイレベルで維持されている。このため、薄膜トランジスタM5,M6はオン状態となっている。薄膜トランジスタM2のゲート−ドレイン間には寄生容量が存在するので第1クロックCKの波形の変動(図6参照)に起因して第1ノードN1にノイズが生じるが、薄膜トランジスタM5がオン状態になっていることから、第1ノードN1の電位はローレベルへと引き込まれる。また、第1ノードN1に生じたノイズや映像信号電圧の変動に起因して状態信号Q(出力端子48)にもノイズが生じるが、薄膜トランジスタM6がオン状態になっていることから、状態信号Qの電位はローレベルへと引き込まれる。以上より、この期間中、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で維持される。
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M1は図1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M1はオン状態となり、キャパシタCAP1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の電位はローレベルからハイレベルに変化し、薄膜トランジスタM2はオン状態となる。しかしながら、セット期間には、第1クロックCKは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、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M3はオン状態となり、第2ノードN2の電位はローレベルとなる。これにより、薄膜トランジスタM5,M6はオフ状態となる。以上より、セット期間には、セット信号Sがハイレベルとなり、第2ノードN2の電位がローレベルとなるので、入力端子41と第2ノードN2との電位差に基づいてキャパシタCAP2が充電される。
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。このとき、第2ノードN2の電位はローレベルとなっているので、薄膜トランジスタM5はオフ状態となっている。以上より、第1ノードN1はフローティング状態となる。ここで、時点t1には第1クロックCKがローレベルからハイレベルに変化する。上述したように薄膜トランジスタM2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M2が完全にオン状態となり、この双安定回路の出力端子48に接続されているゲートバスラインが選択状態となるのに充分なレベルにまで状態信号Qの電位が上昇する。ところで、薄膜トランジスタM5,M6についてもゲート−ドレイン間に寄生容量が存在するので、第1ノードN1の電位および状態信号Qの電位の上昇に伴って、第2ノードN2の電位は上昇しようとする。しかしながら、セット期間に入力端子41と第2ノードN2との電位差に基づいてキャパシタCAP2が充電されていること、および、この期間にセット信号Sがハイレベルからローレベルに変化することによって、第2ノードN2の電位はローレベルで維持される。
リセット期間になると(時点t2になると)、第1クロックCK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M2は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の電位は低下する。このように状態信号Qの電位が低下することによって、キャパシタCAP1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M7はオン状態となり、第2ノードN2の電位はハイレベルとなる。これにより、薄膜トランジスタM5,M6はオン状態となる。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。
<1.5 効果>
図7〜図9を参照しつつ、本実施形態における効果について説明する。図7は、本実施形態における第1ノードN1および第2ノードN2の電位の変化を示す信号波形図である。図8は、図51に示した従来構成における第1ノードN1および第2ノードN2の電位の変化を示す信号波形図である。図9は、図52に示した従来構成における第1ノードN1および第2ノードN2の電位の変化を示す信号波形図である。
図51に示した従来構成によると、第1ノードN1の電位の上昇によって第2ノードN2の電位が低下する際、第2ノードN2の電位の低下は次のような順序で行われる。まず、セット信号Gn−1がローレベルからハイレベルに変化することによって、第1ノードN1の電位が上昇する。次に、第1ノードN1の電位の上昇に基づいてトランジスタグループTG1がオン状態となることによって、第2ノードN2の電位が低下する。このように、第2ノードN2の電位の低下は第1ノードN1の電位の上昇後に行われる。ところで、図51に示すように、双安定回路には、第2ノードN2の電位に基づいて第1ノードN1の電位を低下させるためのトランジスタTR4が設けられている。このため、セット期間開始直後の期間には、第1ノードN1の電位は、第2ノードN2の電位に基づいて低下しようとしつつ、セット信号Gn−1に基づいて上昇しようとする。その結果、図8で符号73で示す部分の波形から把握されるように、セット期間における第1ノードN1の電位は速やかには上昇しない。従って、回路動作の安定性に欠けている。
これに対して、本実施形態によれば、セット信号S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って、直接的に第2ノードN2の電位が低下する。第2ノードN2の電位が低下することによって薄膜トランジスタM5はオフ状態となるので、セット期間における第1ノードN1の電位の上昇が妨げられることはない。その結果、図7で符号71で示す部分の波形から把握されるように、セット期間における第1ノードN1の電位は速やかに上昇する。従って、従来の構成と比較して、回路動作の安定性が向上する。
また、図51に示した従来構成によると、第1電極が第1ノードN1に接続され、第2電極にクロックCKが与えられているトランジスタTG2のゲート−ドレイン間には寄生容量が存在するので、クロックCKの波形の変動に起因して第1ノードN1にノイズが生じる。このため、当該ノイズによって第2ノードN2の電位が低下する。その結果、第1ノードN1の電位を低下させる機能を有するトランジスタTR4が完全なオン状態とはならず、第1ノードN1に生じたノイズが増大する。
これに対して、本実施形態によれば、第1ノードの電位の低下させるための第2ノードN2に関し、「第1ノードN1の電位の上昇によって第2ノードN2の電位を低下させる」という構成を採用していないので、第1ノードN1に大きなノイズが生じることが抑制される。また、セット期間にキャパシタCAP2が充電されること、および、選択期間にセット信号Sがハイレベルからローレベルに変化することによって、選択期間には第2ノードN2の電位はローレベルで維持される。このため、セット期間に第1ノードN1の電位が低下することが抑制され、回路動作の安定性が確保される。
また、図52に示した従来構成によると、セット信号Gn−1の電位の上昇に基づいて第2ノードN2の電位が上昇した後、選択期間には第2ノードN2はフローティング状態となる。ここで、選択期間には、トランジスタTG3,TR4のゲート−ドレイン間の寄生容量の存在に起因して、第2ノードN2の電位は上昇する。このため、選択期間には、トランジスタTG3,TR4がわずかにオン状態となる。これにより、ゲート信号Gn(本実施形態における状態信号Qに相当)の電位の上昇が妨げられるとともに、高いレベルで維持されるべき第1ノードN1の電位が図9で符号74で示す部分のように低下する。
これに対して、本実施形態によれば、セット期間中にキャパシタCAP2には入力端子41側を正とする電荷が蓄積される。そして、選択期間には、入力端子41に与えられるセット信号Sがハイレベルからローレベルに低下する。このため、薄膜トランジスタM5,M6のゲート−ドレイン間の寄生容量の存在に起因して選択期間中に第2ノードN2の電位が上昇しようとしても、キャパシタCAP2の他端側(入力端子41側)の電位が低下するので、第2ノードN2の電位の上昇は抑制される。これにより、選択期間における第1ノードN1の電位の低下が抑制される。その結果、図7で符号72で示す部分のように、選択期間において第1ノードN1の電位は充分に高いレベルで維持される。なお、選択期間中における第2ノードN2の電位の上昇が確実に抑止されるよう、薄膜トランジスタM3,M5,およびM6の容量値とキャパシタCAP2の容量値との関係は上式(1)を満たすことが好ましい。また、セット信号Sやリセット信号Rに生じるノイズの影響によって薄膜トランジスタM3,M7で電流のリークが生じて第2ノードN2の電位が低下し得るが、本実施形態によれば、キャパシタCAP2に電荷が蓄積されることによって、そのような電流のリークに起因する第2ノードN2の電位の低下が抑制される。
さらに、本実施形態においては、キャパシタCAP2が図51や図52に示した構成におけるフレームキャパシタCchargeと同等の機能も有している。このため、従来構成と比較して必要な回路素子を増やすことなく、動作の安定性に優れたシフトレジスタが実現される。
<1.6 変形例>
次に、上記第1の実施形態の変形例について説明する。
<1.6.1 薄膜トランジスタM1近傍の構成についての変形例>
上記第1の実施形態では、薄膜トランジスタM1については、ゲート端子およびドレイン端子は入力端子41に接続され、ソース端子は第1ノードN1に接続されていた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。図10に示すように、ゲート端子が入力端子41に接続され、ドレイン端子がクロック信号CKB(以下「第2クロック」という。)を受け取るための入力端子44(以下においても、第2クロックCKBを受け取るための入力端子には符号44を付す)に接続され、ソース端子が第1ノードN1に接続されるように、薄膜トランジスタM1が構成されていても良い(第1の変形例)。この構成が採用される場合、図11に示すように1水平走査期間毎に交互にハイレベルとなる第1クロックCKと第2クロックCKBとが双安定回路に与えられるよう、シフトレジスタ411は図12に示すように構成される。すなわち、第1の変形例においては、シフトレジスタ411の奇数段目については、第1ゲートクロック信号GCK1が第1クロックCKとして与えられ、第2ゲートクロック信号GCK2が第2クロックCKBとして与えられる。シフトレジスタ411の偶数段目については、第2ゲートクロック信号GCK2が第1クロックCKとして与えられ、第1ゲートクロック信号GCK1が第2クロックCKBとして与えられる。
第1の変形例によれば、薄膜トランジスタM1のドレイン端子には、第2クロックCKBが与えられる。図12に示すように各双安定回路には第2クロックCKBとして第1ゲートクロック信号GCK1または第2ゲートクロック信号GCK2が与えられるところ、上述したように第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は電源電圧より生成される。従って、第1の変形例においては、電源電圧が第1ノードN1の電荷供給源となる。このため、上記第1の実施形態とは異なり、入力端子41から第1ノードN1への電荷の流れが抑止され、入力端子41の電位が速やかに上昇する。なお、薄膜トランジスタM1のドレイン端子がハイレベルの直流電源電位VDD(この電位の大きさのことを「VDD電位」ともいう。)を受け取るための入力端子に接続された構成であっても、図10に示す構成と同様の効果が得られる。
また、図13に示すように、ゲート端子が入力端子44に接続され、ドレイン端子が入力端子41に接続され、ソース端子が第1ノードN1に接続されるように、薄膜トランジスタM1が構成されていても良い(第2の変形例)。第2の変形例によれば、薄膜トランジスタM1は電源電圧に基づいてオン状態にされる。このため、セット期間に薄膜トランジスタM1は速やかにオン状態となり、第1ノードN1の電位は速やかに上昇する。
<1.6.2 薄膜トランジスタM7近傍の構成についての変形例>
上記第1の実施形態では、薄膜トランジスタM7については、ゲート端子およびドレイン端子は入力端子42に接続され、ソース端子は第2ノードN2に接続されていた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。図14に示すように、ゲート端子が入力端子42に接続され、ドレイン端子が入力端子44に接続され、ソース端子が第2ノードN2に接続されるように、薄膜トランジスタM7が構成されていても良い(第3の変形例)。第3の変形例によれば、薄膜トランジスタM7のドレイン端子には第2クロックCKBが与えられるので、電源電圧が第2ノードN2の電荷供給源となる。このため、上記第1の実施形態とは異なり、入力端子42から第2ノードN2への電荷の流れが抑止され、入力端子42の電位が速やかに上昇する。なお、薄膜トランジスタM7のドレイン端子がハイレベルの直流電源電位VDD用の入力端子に接続された構成であっても、図14に示す構成と同様の効果が得られる。
また、図15に示すように、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、ソース端子が第2ノードN2に接続されるように、薄膜トランジスタM7が構成されていても良い(第4の変形例)。さらに、図16に示すように、ゲート端子が入力端子44に接続され、ドレイン端子がハイレベルの直流電源電位VDD用の入力端子に接続され、ソース端子が第2ノードN2に接続されるように、薄膜トランジスタM7が構成されていても良い(第5の変形例)。図1に示した構成(第1の実施形態における構成)においては、薄膜トランジスタM7は1垂直走査期間中に1回だけオン状態となるが、第4の変形例および第5の変形例によれば、薄膜トランジスタM7は2水平走査期間毎にオン状態となるので、短周期で第2ノードN2に電荷が供給される。このため、通常動作期間中、第2ノードN2の電位が確実にハイレベルで維持される。ところで、セット期間にはセット信号Sと第2クロックCKBとがハイレベルになることから(図11の時点t0から時点t1までの期間を参照)、薄膜トランジスタM3と薄膜トランジスタM7とがほぼ同じタイミングでオン状態となって回路動作が不安定になることが懸念される。そこで、薄膜トランジスタM7のトランジスタサイズ(チャネル幅/チャネル長)を薄膜トランジスタM3のトランジスタサイズよりも充分に小さくすることが好ましい。これにより、薄膜トランジスタM7の駆動力が薄膜トランジスタM3の駆動力よりも小さくなり、セット期間に薄膜トランジスタM3と薄膜トランジスタM7とがほぼ同じタイミングでオン状態となっても第2ノードN2の電位は低下し、回路動作が不安定になることが抑制される。
なお、第3〜第5の変形例においては、シフトレジスタ411は図12に示すように構成される。
<1.6.3 薄膜トランジスタM3近傍の構成についての変形例>
上記第1の実施形態では、薄膜トランジスタM3については、ゲート端子は入力端子41に接続され、ドレイン端子は第2ノードN2に接続され、ソース端子は直流電源電位VSS用の入力端子に接続されていた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。図17に示すように、薄膜トランジスタM3のソース端子は出力端子48に接続されていても良い(第6の変形例)。また、図18に示すように、薄膜トランジスタM3のソース端子は入力端子43に接続されていても良い(第7の変形例)。この理由は以下のとおりである。セット期間には、第1ノードN1の電位を上昇させなければならないので、第2ノードN2の電位はローレベルで維持されるべきである。また、図6から把握されるように、セット期間には出力端子48の電位(状態信号Qの電位)および入力端子43の電位(第1クロックCKの電位)はローレベルとなっている。以上より、ゲート端子にセット信号Sが与えられ、かつ、ドレイン端子に第2ノードN2が接続された薄膜トランジスタM3に関し、ソース端子が出力端子48や入力端子43に接続されていても、セット期間には第2ノードN2の電位はローレベルとなる。
<1.6.4 キャパシタCAP2の配置について>
次に、キャパシタCAP2の配置に関する好ましい構成について説明する。図19は、ゲートドライバ400や画素回路などが形成されているアレイ基板の部分断面図である。アレイ基板はゲートドライバ400や画素回路などを形成すべく積層構造となっており、その積層構造内には2つの金属膜(金属層)が含まれている。具体的には、図19に示すように、ガラス基板700上に金属膜702,保護膜712,金属膜701,および保護膜711が積層されている。金属膜701は、ゲートドライバ400や画素回路に設けられる薄膜トランジスタのソース電極(およびドレイン電極)を形成するために用いられている。そこで、以下、このような金属膜701のことを「ソースメタル」701という。金属膜702は、薄膜トランジスタのゲート電極を形成するために用いられている。そこで、以下、このような金属膜702のことを「ゲートメタル」702という。なお、ソースメタル701およびゲートメタル702については、薄膜トランジスタの電極として利用されるだけではなく、ゲートドライバ400内あるいは画素回路内に形成される配線パターンとしても利用される。
上記第1の実施形態では、キャパシタCAP2については、一端は第2ノードN2に接続され、他端は入力端子41に接続されている。このキャパシタCAP2に関し、一端側の電極はソースメタル701で形成され、他端側の電極はゲートメタル702で形成されることが好ましい。また、図20に示すように、キャパシタCAP2と薄膜トランジスタM3とが互いに隣接して配置されることが好ましい。このとき、薄膜トランジスタM3については、ドレイン電極はソースメタル701で形成され、ゲート電極はゲートメタル702で形成される。このような構成とすることにより、キャパシタCAP2を備えることによる配線面積・実装面積の増大が抑制される。これにより、パネルの狭額縁化が可能となる。また、配線負荷が低減されるので、回路動作の信頼性が向上する。
<2.第2の実施形態>
<2.1 双安定回路の構成>
図21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示す回路図である。なお、液晶表示装置の全体構成および動作,ゲートドライバの構成および動作については、上記第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
上記第1の実施形態においては、薄膜トランジスタM5については、ゲート端子は第2ノードN2に接続され、ドレイン端子は第1ノードN1に接続され、ソース端子は直流電源電位VSS用の入力端子に接続されていた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。図21に示すように、薄膜トランジスタM5のソース端子は、出力端子48に接続されていても良い。
<2.2 効果>
本実施形態によれば、薄膜トランジスタM5のソース端子には状態信号Qの電位が与えられる。ここで、選択期間には、薄膜トランジスタM5のドレイン端子に接続されている第1ノードN1の電位はハイレベルとなっていて、状態信号Qもハイレベルとなっている(図6参照)。このため、薄膜トランジスタM5のソース端子に直流電源電位VSSが与えられる構成である上記第1の実施形態と比較して、選択期間における薄膜トランジスタM5のドレイン−ソース間の電圧が低減される。これにより、選択期間において、第1ノードN1からの薄膜トランジスタM5を介した電荷の流出が抑制される。その結果、選択期間には第1ノードN1の電位が確実に高いレベルで維持され、回路動作の安定性が効果的に高められる。
<3.第3の実施形態>
<3.1 双安定回路の構成>
図22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示す回路図である。なお、液晶表示装置の全体構成および動作,ゲートドライバの構成および動作については、上記第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においては、双安定回路には、図1に示した第1の実施形態における構成要素に加えて、薄膜トランジスタM4が設けられている。薄膜トランジスタM4については、ゲート端子は出力端子48に接続され、ドレイン端子は第2ノードN2に接続され、ソース端子は直流電源電位VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタM4は、出力端子48の電位がハイレベルのときに第2ノードN2の電位をVSS電位に向けて変化させるよう機能する。この薄膜トランジスタM4によって、第2の第2ノードターンオフ用スイッチング素子が実現されている。
<3.2 効果>
上述したように、薄膜トランジスタM4のゲート端子は出力端子48に接続されている。また、選択期間には、状態信号Qの電位(出力端子48の電位)はハイレベルとなる。以上より、選択期間には、薄膜トランジスタM4はオン状態となる。これにより、選択期間中、第2ノードN2の電位はローレベルへと引き込まれる。従って、本実施形態によれば、選択期間には第2ノードN2の電位が確実にローレベルで維持され、回路動作の安定性が効果的に高められる。
<4.第4の実施形態>
<4.1 双安定回路の構成>
図23は、本発明の第4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。なお、液晶表示装置の全体構成および動作,ゲートドライバの構成および動作については、上記第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においては、双安定回路には、図22に示した第3の実施形態における構成要素に加えて、薄膜トランジスタM10が設けられている。薄膜トランジスタM10については、ゲート端子は入力端子42に接続され、ドレイン端子は出力端子48に接続され、ソース端子は直流電源電位VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタM10は、リセット信号Rがハイレベルのときに状態信号Qの電位をVSS電位に向けて変化させるよう機能する。この薄膜トランジスタM10によって、第2の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子が実現されている。なお、図1に示した第1の実施形態における構成要素に加えて薄膜トランジスタM10が設けられた構成であっても良い。
<4.2 効果>
上記第1〜第3の実施形態においては、リセット期間には、リセット信号Rがローレベルからハイレベルに変化して薄膜トランジスタM7がオン状態となることによって、第2ノードN2の電位がローレベルからハイレベルに変化していた。そして、第2ノードN2の電位がローレベルからハイレベルに変化して薄膜トランジスタM6がオン状態となることによって、状態信号Qの電位が低下していた。これに対して、本実施形態においては、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とによって、薄膜トランジスタM10がオン状態となる。このため、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とによって直接的に状態信号Qの電位が低下する。また、本実施形態においては、リセット期間には状態信号Qの電位が低下するよう2つの薄膜トランジスタM6,M10が機能する。このため、ゲートバスラインの負荷容量が大きい場合であっても、リセット期間に状態信号Qの電位を速やかにローレベルにまで低下させることが可能となる。図24は、状態信号Qの電位の変化についてのシミュレーション結果を示す図である。図24に示すように、薄膜トランジスタM10を有する構成においては、薄膜トランジスタM10を有さない構成に比べて、リセット期間中に状態信号Qの電位が速やかに低下している。以上のように、本実施形態によれば、ゲートバスラインの負荷容量が大きい場合であっても、状態信号Qの電位がリセット期間に速やかに低下し、出力端子48からの異常パルスの出力が抑制される。
<4.3 変形例>
図25は、上記第4の実施形態の変形例における双安定回路の構成を示す回路図である。本変形例においては、双安定回路には、図23に示した構成要素に加えて、薄膜トランジスタM11が設けられている。薄膜トランジスタM11については、ゲート端子は入力端子42に接続され、ドレイン端子は第1ノードN1に接続され、ソース端子は直流電源電位VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタM11は、リセット信号Rがハイレベルに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よう機能する。この薄膜トランジスタM11によって、第2の第1ノードターンオフ用スイッチング素子が実現されている。
上記第1〜第3の実施形態においては、リセット期間には、リセット信号Rがローレベルからハイレベルに変化して薄膜トランジスタM7がオン状態となることによって、第2ノードN2の電位がローレベルからハイレベルに変化していた。そして、第2ノードN2の電位がローレベルからハイレベルに変化して薄膜トランジスタM5がオン状態となることによって、第1ノードN1の電位がローレベルにまで低下していた。これに対して、本変形例によれば、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とによって、薄膜トランジスタM11がオン状態となる。このため、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とによって直接的に第1ノードN1の電位がVSS電位に向けて低下する。また、本変形例においては、リセット期間には第1ノードN1の電位が低下するよう2つの薄膜トランジスタM5,M11が機能する。このため、回路を高速動作させる場合であっても、リセット期間に第1ノードN1の電位を確実にローレベルにまで低下させることが可能となる。これにより、ゲートバスラインの負荷容量が大きい場合の回路動作の安定性が向上する。
<5.第5の実施形態>
<5.1 双安定回路の構成>
図26は、本発明の第5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。なお、液晶表示装置の全体構成および動作,ゲートドライバの構成および動作については、上記第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
上記第1〜第4の実施形態においては、第1ノードN1は、セット期間にセット信号Sがローレベルからハイレベルに変化することに基づいてプリチャージされる。ここで、第1クロックCKに関してハイレベルの電位がVDD電位であってローレベルの電位がVSS電位であれば、セット期間終了直前における第1ノードN1の電位Vnは、理論的には次式(3)で示される値となる。但し、Vthは、薄膜トランジスタM1の閾値電圧である。
Vn=VDD−Vth ・・・(3)
選択期間になると、第1クロックCKがローレベルからハイレベルに変化する。上述したように薄膜トランジスタM2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。そして、選択期間終了直前における第1ノードN1の電位Vnは、理論的には次式(4)で示される値となる。
Vn=2×VDD−Vth ・・・(4)
ところで、微結晶シリコン(μc−Si)や酸化物半導体(例えばIGZO)など移動度の高いものを半導体層に用いた薄膜トランジスタが採用されている場合、上式(4)で示すほど第1ノードN1の電位を上昇させなくても、ゲートバスラインを充分に駆動することができる。この点に関し、薄膜トランジスタM2のゲート−ドレイン間の寄生容量に基づく第1ノードN1の電位の上昇は必然的になされるものである。そこで、本実施形態においては、図26に示すように、セット信号Sに基づいて第1ノードN1の電位を高めるための薄膜トランジスタM1がマルチゲート化された構成となっている。この構成によれば、セット期間に第1ノードN1がプリチャージされた際、第1ノードN1の電位Vnは、理論的には次式(5)で示される値となる。但し、nは薄膜トランジスタM1のゲート電極の数である。
Vn=VDD−n*Vth ・・・(5)
<5.2 効果>
上式(3)および上式(5)から把握されるように、本実施形態においては、セット期間におけるプリチャージ直後の第1ノードN1の電位が上記第1〜第4の実施形態と比較して低くなる。このため、本実施形態と上記第1〜第4の実施形態とを比較すると、選択期間終了直前における第1ノードN1の電位は、上記第1〜第4の実施形態よりも本実施形態の方が低くなる。これにより、薄膜トランジスタM2のゲート端子に与えられる電圧が低下し、薄膜トランジスタM2についてのゲート絶縁膜破壊が抑制される。特に、酸化物半導体(例えばIGZO)を半導体層に用いた薄膜トランジスタについては、比較的耐圧が低いので、本実施形態における構成を採用することによって薄膜トランジスタM2のゲート絶縁膜破壊が効果的に抑制される。
図27は、第1ノードN1の電位の変化についてのシミュレーション結果を示す図である。図27に示すように、薄膜トランジスタM1がマルチゲート化された構成においては、薄膜トランジスタM1がマルチゲート化されていない構成に比べて、セット期間における第1ノードN1の電位の上昇が小さくなっている。その結果、薄膜トランジスタM1がマルチゲート化された構成においては、薄膜トランジスタM1がマルチゲート化されていない構成に比べて、選択期間終了直前における第1ノードN1の電位が低くなっている。
以上のように、本実施形態によれば、酸化物半導体(例えばIGZO)など比較的耐圧の低いものを半導体層に用いた薄膜トランジスタが採用されている場合であっても、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜破壊が抑制され、回路動作の安定性を高めることができる。
<5.3 変形例>
図28は、上記第5の実施形態の変形例における双安定回路の構成を示す回路図である。本変形例においては、薄膜トランジスタM1に加えて、薄膜トランジスタM5がマルチゲート化されている。
上記第1〜第4の実施形態においては、ドレイン−ソース間に高電圧が印加されている時のリーク電流(ゲート−ソース間の電圧が0Vのときのリーク電流)が大きい薄膜トランジスタが採用されている場合、選択期間中に第1ノードN1の電位が低下することが懸念される。この理由は以下のとおりである。図1および図6から把握されるように、選択期間には、薄膜トランジスタM1,M5についてのドレイン−ソース間の電圧が大きくなる。また、選択期間には、セット信号Sの電位および第2ノードN2の電位はローレベルとなっている。このため、選択期間中、薄膜トランジスタM1,M5に電流のリークが生じ、第1ノードN1の電位が低下する。このように選択期間中に第1ノードN1の電位が低下すると、状態信号Qの電位が第1クロックCKのハイレベルの電位にまで上昇しなくなるおそれがある。また、リセット期間には出力端子48側から入力端子43側へと薄膜トランジスタM2を介して電荷が流れることにより状態信号Qの電位が低下するところ、薄膜トランジスタM2のゲート端子に接続されている第1ノードN1の電位が低ければ、状態信号Qの電位がローレベルにまで低下するのに要する時間が長くなる。そこで、本変形例においては、図28に示すように、第1ノードN1にドレイン端子またはソース端子が接続されている薄膜トランジスタM1,M5がマルチゲート化された構成となっている。
本変形例によれば、薄膜トランジスタM1,M5のオフ電流が比較的小さくなる。このため、例えば微結晶シリコン(μc−Si)を半導体層に用いた薄膜トランジスタすなわちリーク電流の大きい薄膜トランジスタが採用されている場合であっても、選択期間に状態信号Qの電位を充分に高めることができるとともに、リセット期間に状態信号Qの電位を速やかに低下させることができる。
また、上記と同様の趣旨により、上記第4の実施形態の変形例に係る構成(図25参照)において、図29に示すように薄膜トランジスタM11がマルチゲート化された構成にしても良い。
<6.第6の実施形態>
<6.1 双安定回路の構成>
図30は、本発明の第6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。本実施形態においては、双安定回路には、図22に示した第3の実施形態における構成要素に加えて、薄膜トランジスタM9と出力端子49とが設けられている。薄膜トランジスタM9によって第2の出力制御用スイッチング素子が実現され、出力端子49によって、第2出力ノードが実現されている。各双安定回路の出力端子49から出力される信号は、当該各双安定回路とは異なる段の双安定回路の動作を制御するための信号(以下「他段制御信号」という。)Zとして、当該異なる段の双安定回路に与えられる。また、本実施形態においては、シフトレジスタ412は、図31に示すように構成される。すなわち、シフトレジスタ412の各段の出力端子49から出力される他段制御信号Zは、リセット信号Rとして前段に与えられるとともに、セット信号Sとして次段に与えられる。シフトレジスタ412の各段の出力端子48から出力される状態信号Qについては、当該出力端子48に接続されたゲートバスラインを駆動するための信号としてのみ用いられる。なお、図1に示した第1の実施形態における構成要素に加えて薄膜トランジスタM9と出力端子49とが設けられた構成であっても良い。
<6.2 効果>
本実施形態によれば、シフトレジスタ412の各段について、当該各段に対応するゲートバスラインを駆動するための信号と当該各段の前段および次段の動作を制御するための信号とが異なる信号となる。このため、各双安定回路においてセット信号Sおよびリセット信号Rの波形なまりを小さくすることができる。これにより、ゲートバスラインの負荷容量が大きい場合であっても、各双安定回路においてセット信号Sに基づく動作およびリセット信号Rに基づく動作が速やかに行われ、回路動作の安定性が高められる。
<6.3 変形例>
<6.3.1 第1の変形例>
図32は、上記第6の実施形態の第1の変形例におけるゲートドライバ400内のシフトレジスタ413の構成を示すブロック図である。本変形例においては、上記第6の実施形態とは異なり、双安定回路から出力される他段制御信号Zはセット信号Sとして次段には与えられない。すなわち、本変形例においては、双安定回路から出力される他段制御信号Zはリセット信号Rとしてのみ用いられる。このため、双安定回路から出力される状態信号Qについては、ゲートバスラインを駆動するための信号として用いられるほか、次段の動作を制御するためのセット信号Sとして用いられる。
図6から把握されるように、セット期間に関しては、セット期間の終了時点までに第1ノードN1の電位が充分なレベルにまで上昇していれば良い。また、リセット期間に関しては、リセット期間の開始後に速やかに状態信号Qの電位がローレベルにまで低下すべきである。これらのことを考慮すると、回路動作上、セット信号Sに波形なまりが生じるよりもリセット信号Rに波形なまりが生じる方が好ましくないと考えられる。そこで、本変形例のように他段制御信号Zがリセット信号Rとしてのみ用いられる構成とすることにより、出力端子49にかかる負荷が上記第6の実施形態と比較して低減され、シフトレジスタ413の各段におけるリセット信号Rの立ち上がり時間が短縮される。これにより、選択期間終了後に状態信号Qの電位は速やかにローレベルにまで低下し、回路動作の信頼性が高められる。
<6.3.2 第2の変形例>
図33は、上記第6の実施形態の第2の変形例における双安定回路の構成を示す回路図である。本変形例においては、薄膜トランジスタM7のドレイン端子が第2クロックCKBを受け取るための入力端子44に接続されている。この構成が採用される場合、図11に示すように1水平走査期間毎に交互にハイレベルとなる第1クロックCKと第2クロックCKBとが双安定回路に与えられるよう、シフトレジスタ414は図34に示すように構成される。
本変形例においては、薄膜トランジスタM7のドレイン端子には第2クロックCKBが与えられるので、電源電圧が第2ノードN2の電荷供給源となる。また、入力端子42にかかる負荷が低減される。このため、上記第6の実施形態と比較して、入力端子42から第2ノードN2への電荷の流れが抑止され、入力端子42の電位が速やかに上昇する。
上記第1の実施形態の第3の変形例(図14参照)においては、リセット信号Rの立ち上がりタイミングと第2クロックCKBの立ち上がりタイミングとはほぼ同じになるが、第2クロックCKBよりもリセット信号Rの方が完全に立ち上がるまでに多くの時間を要する。これは、それらの信号の立ち下がりについても同様である。この理由は、双安定回路から出力される状態信号Qが前段のリセット信号Rとして用いられるだけではなくゲートバスラインを駆動する走査信号および次段のセット信号Sとしても用いられており、ゲートバスラインにかかる負荷が大きいからである。従って、第2クロックCKBよりもリセット信号Rの方が波形なまりが生じやすい。このため、図11の時点t3以降の期間に、薄膜トランジスタM7のドレイン端子の電位がVSS電位にまで低下した後、薄膜トランジスタM7のゲート端子の電位がVSS電位よりも大きくなっていることがある。その結果、時点t3以降の期間に第2ノードN2の電位が低下することが懸念される。これに対して、本変形例によれば、リセット信号Rとして用いられる信号と走査信号およびセット信号Sとして用いられる信号とが異なる信号となる。詳しくは、シフトレジスタ414の各段の出力端子49から出力される他段制御信号Zが当該各段の前段のリセット信号Rとして用いられ、シフトレジスタ414の各段の出力端子48から出力される状態信号Qが当該各段に対応するゲートバスラインを駆動するための走査信号および当該各段の次段のセット信号Sとして用いられる。これにより、比較的負荷の小さい出力端子49から出力される信号(他段制御信号Z)がリセット信号Rとなるので、リセット信号Rの波形なまりは抑制される。よって、リセット期間終了後の期間における第2ノードN2の電位の低下が抑制される。
<6.3.3 第3の変形例>
図35は、上記第6の実施形態の第3の変形例における双安定回路の構成を示す回路図である。本変形例においては、薄膜トランジスタM2のドレイン端子がハイレベルの直流電源電位VDD用の入力端子に接続されている。本変形例によれば、セット期間および選択期間に双安定回路は以下のように動作する(図36参照)。
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。これにより、薄膜トランジスタM1はオン状態となり、キャパシタCAP1が充電(ここではプリチャージ)される。このため、第1ノードN1の電位はローレベルからハイレベルに変化し、薄膜トランジスタM2,M9はオン状態となる。薄膜トランジスタM2のドレイン端子にはVDD電位が与えられているので、薄膜トランジスタM2がオン状態となることによって、状態信号Qの電位が上昇する。他段制御信号Zの電位については、セット期間には第1クロックCKがローレベルになっているので、ローレベルで維持される。また、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M3はオン状態となり、第2ノードN2の電位はローレベルとなる。
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、上記第1の実施形態と同様、第1ノードN1はフローティング状態となる。ここで、時点t1には第1クロックCK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M9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。その結果、薄膜トランジスタM2,M9が完全にオン状態となる。薄膜トランジスタM2が完全なオン状態となることによって、状態信号Qの電位がVDD電位にまで上昇する。また、薄膜トランジスタM2が完全なオン状態となることによって、他段制御信号Zの電位が第1クロックCKのハイレベルの電位にまで上昇する。なお、第2ノードN2の電位については、上記第1の実施形態と同様、ローレベルで維持される。
本変形例によれば、状態信号Qの電位の上昇がセット期間に開始される。このため、選択期間においてゲートバスラインは速やかに選択状態とされ、画素容量への充電時間が充分に確保される。また、薄膜トランジスタM2のドレイン端子にはクロック信号ではなくVDD電位が与えられる構成となっているので、クロック信号用の配線にかかる負荷が低減される。このため、クロック信号についての波形なまりの発生が抑制されるとともに、消費電力が低減される。
ところで、本変形例においては、走査信号用の電圧源と回路駆動用の電圧源とが別系統となる。ここで、クロック信号のハイレベル側の電位VCKと走査信号のハイレベル側の電位(走査信号を伝達するゲートバスラインにゲート端子が接続された薄膜トランジスタをオン状態にする電位)VGHとの関係は、次式(6)および次式(7)を満たすことが好ましい。
VCK≧VGH/2 ・・・(6)
VCK≦VGH ・・・(7)
上式(6)を満たすことが好ましい理由は次のとおりである。選択期間には、表示部600内の各画素形成部の薄膜トランジスタ60(図2参照)がオン状態となるよう、走査信号の電位は充分に上昇しなければならない。このため、第1ノードN1の電位は、選択期間に上記VGH以上の大きさとならなければならない。ここで、選択期間には、理想的には第1ノードN1の電位はVCKの2倍の大きさとなる。このため、VCKをVGHの2分の1よりも小さくすると、第1ノードN1の電位は選択期間にVGH以上とはならない。その結果、各ゲートバスラインを駆動するための走査信号の電位が、選択期間に充分に高められない。
より詳しくは、基準電位を0V、選択期間における第1ノードN1の上昇電圧をA×VCK、薄膜トランジスタM1の閾値電圧をV1th、薄膜トランジスタM2の閾値電圧をV2thとすると、次式(8)が成立することが好ましい。
(1+A)×VCK−V1th−V2th≧VGH ・・・(8)
上式(8)については、次式(9)のように変形することができる。
VCK≧(VGH+V1th+V2th)/(1+A) ・・・(9)
上式(9)において、閾値電圧V1th,V2thを0とし、Aを1とすると、上式(6)が導き出される。
また、上式(7)を満たすことが好ましい理由は次のとおりである。一般に、電気信号による消費電力Wは、電圧(振幅)Vの2乗と容量Cと周波数fとの積に比例する。ここで、クロック信号については周波数fが比較的大きく、また、消費電力Wが電圧Vの2乗に比例していることから、クロック信号の電圧Vすなわちクロック信号のハイレベル側の電位VCKを低くすることによって消費電力Wは大きく低減される。従って、上式(7)が成立することが好ましい。なお、本変形例によれば、比較的寄生容量の大きい薄膜トランジスタM2にクロック信号が与えられなくなるので、上式(7)が成立しない場合においても、クロック信号による消費電力Wの大きさに影響を及ぼす容量Cの大きさが小さくなり、消費電力低減の効果が得られる。
<7.第7の実施形態>
<7.1 双安定回路の構成>
図37は、本発明の第7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。本実施形態においては、双安定回路には、図1に示した第1の実施形態における構成要素に加えて、薄膜トランジスタM8が設けられている。この薄膜トランジスタM8によって、第2の第2ノードターンオン用スイッチング素子が実現されている。薄膜トランジスタM8については、ゲート端子およびドレイン端子は各双安定回路を初期化するためのクリア信号CLRを受け取るための入力端子45に接続され、ソース端子は第2ノードN2に接続されている。なお、入力端子45によって、第3入力ノードが実現されている。薄膜トランジスタM8は、クリア信号CLRがハイレベルのときに第2ノードN2の電位をハイレベルに向けて変化させるよう機能する。この構成が採用される場合、各双安定回路にクリア信号CLRが与えられるよう、シフトレジスタ415は図38に示すように構成される。なお、クリア信号CLRは、図39に示すように、装置の電源投入後の期間のうちゲートスタートパルス信号GSPの最初のパルスが発生する前の一部の期間についてのみハイレベルとされ、それ以外の期間にはローレベルとされる。また、図39ではクリア信号CLRの変化タイミングと第1クロックCKの変化タイミングとが同期しているが、両者は同期していなくても良い。
上記第1〜第6の実施形態においては、第2ノードN2の充電はリセット信号Rによってのみ行われていた。このため、装置の電源投入後、各双安定回路において、最初にリセット信号Rがハイレベルになるまでの期間、第2ノードN2の電位は不定である。例えば、装置の電源投入後における第2ノードN2の電位がVSS電位であれば、最初の画像の表示が行われる期間に薄膜トランジスタM5,M6はオフ状態となる。このため、薄膜トランジスタM2のゲート−ドレイン間の寄生容量の存在に起因して第1ノードN1にノイズが生じたときに、本来ローレベルで維持されるべき状態信号Qの電位がローレベルで維持されなくなる。
これに対して、本実施形態においては、装置の電源投入後、シフトレジスタ415の動作が開始するまでの期間に、クリア信号CLRがハイレベルとなる。薄膜トランジスタM8は図37に示すようにダイオード接続となっているので、クリア信号CLRがハイレベルとなることによって薄膜トランジスタM8はオン状態となり、第2ノードN2の電位は不定状態からハイレベルへと変化する。このため、シフトレジスタ415の動作が開始するまでに、薄膜トランジスタM5,M6はオン状態となる。これにより、シフトレジスタ415の動作開始時点には全ての双安定回路において第1ノードN1の電位および状態信号Qの電位がローレベルとなり、回路動作の安定性が向上する。
なお、垂直帰線期間(ゲートエンドパルス信号GEPのパルスの発生時点からゲートスタートパルス信号GSPのパルスの発生時点までの期間)にもクリア信号CLRがハイレベルとなる期間を設けることが好ましい。これにより、1垂直走査期間毎に全ての双安定回路において第1ノードN1の電位および状態信号Qの電位がローレベルとされるので、回路動作の安定性がより高められる。また、図40に示すように、ゲートエンドパルス信号GEPをクリア信号CLRとして用いてもよい。これにより、信号数を削減しつつ、回路動作の安定性がより高められる。さらに、ゲートエンドパルス信号GEPをクリア信号CLRとして用いた場合には、図41に示すように、ゲートエンドパルス信号GEPの発振に応じてシフトレジスタの駆動が開始されるようにすることが好ましい。
<7.2 変形例>
<7.2.1 第1の変形例>
図42は、上記第7の実施形態の第1の変形例における双安定回路の構成を示す回路図である。本変形例においては、図37に示した第7の実施形態における構成要素に加えて、薄膜トランジスタM12が設けられている。この薄膜トランジスタM12によって、第2ノードレベル低下用スイッチング素子が実現されている。薄膜トランジスタM12については、ゲート端子はローレベルの直流電源電位VSS用の入力端子に接続され、ドレイン端子は第2ノードN2に接続され、ソース端子は第2ノードN2の電位をVSS電位よりも低い電位にまで低下させるためのリフレッシュ信号RFRを受け取るための入力端子46に接続されている。なお、入力端子46によって、第4入力ノードが実現されている。
リフレッシュ信号RFRについては、図43に示すように、一部の期間を除いてVSS電位で維持される。詳しくは、クリア信号CLRがハイレベルとされる期間以前の一部の期間のみVSS電位よりも低い電位とされる。なお、図43ではリフレッシュ信号RFRの変化タイミングと第1クロックCKの変化タイミングとが同期しているが、両者は同期していなくても良い。
上記第1〜第7の実施形態においては、大半の期間、第2ノードN2の電位はハイレベルで維持されている。このため、大半の期間、薄膜トランジスタM5,M6はオン状態となっている。従って、薄膜トランジスタM5,M6に関し、閾値シフトに起因する特性の劣化が懸念される。これに対し、本変形例によれば、リフレッシュ信号RFRの電位がVSS電位よりも低い電位となった時点からクリア信号CLRがローレベルからハイレベルに変化する時点までの期間(図43のリフレッシュ期間)、第2ノードN2の電位はVSS電位よりも低い電位で維持される。このため、当該期間中、薄膜トランジスタM5,M6のゲート−ソース間には負の電圧が印加される。これにより、シフトレジスタの動作中、薄膜トランジスタM5,M6についての上述した閾値シフトの抑止もしくは抑制が可能となる。なお、リフレッシュ期間については、垂直帰線期間(ゲートエンドパルス信号GEPのパルスの発生時点からゲートスタートパルス信号GSPのパルスの発生時点までの期間)に設けられることが好ましい。
ところで、リフレッシュ期間には薄膜トランジスタM5,M6がオフ状態となるため、第1クロックCKの電位の変動に起因して第1ノードN1の電位が上昇することが懸念される。そこで、リフレッシュ期間には、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をローレベルで維持することが好ましい。これにより、リフレッシュ期間には、各双安定回路に与えられる第1クロックCKがローレベルとなり、薄膜トランジスタM5,M6がオフ状態となっていても第1ノードN1の電位はローレベルで維持される。その結果、回路動作の安定性がより高められる。
<7.2.2 第2の変形例>
図44は、上記第7の実施形態の第2の変形例における双安定回路の構成を示す回路図である。本変形例においては、上記第1の変形例と同様、図37に示した第7の実施形態における構成要素に加えて、薄膜トランジスタM12が設けられている。ところで、上記第1の変形例においては、薄膜トランジスタM8のゲート端子およびドレイン端子にはクリア信号CLRが与えられ、薄膜トランジスタM12のソース端子にはリフレッシュ信号RFRが与えられるよう、双安定回路は構成されていた。これに対して、本変形例においては、薄膜トランジスタM8のゲート端子,ドレイン端子,および薄膜トランジスタM12のソース端子にクリア信号CLRが与えられるよう、双安定回路は構成されている。
本変形例においては、クリア信号CLRについては、図45に示すように、一部の期間にはVSS電位よりも低い電位とされ、他の一部の期間にはVSS電位よりも高い電位とされ、それ以外の期間(大半の期間)にはVSS電位で維持される。詳しくは、クリア信号CLRの電位がVSS電位よりも高い電位とされる期間以前の一部の期間に、当該クリア信号CLRの電位はVSS電位よりも低い電位とされる。クリア信号CLRの電位がVSS電位以外の電位となる期間は、垂直帰線期間(ゲートエンドパルス信号GEPのパルスの発生時点からゲートスタートパルス信号GSPのパルスの発生時点までの期間)に設けられることが好ましい。なお、図45ではクリア信号CLRの変化タイミングと第1クロックCKの変化タイミングとが同期しているが、両者は同期していなくても良い。
本変形例によれば、クリア信号CLRの電位がVSS電位よりも低くなると、薄膜トランジスタM12がオン状態となり、第2ノードN2の電位はVSS電位よりも低い電位にまで低下する。また、クリア信号CLRの電位がVSS電位よりも高くなると、薄膜トランジスタM8がオン状態となり、第2ノードN2の電位はハイレベルとなる。このように、本変形例によれば、上記第1の変形例におけるリフレッシュ信号RFRを用いることなく、上記第1の変形例と同様の効果を得ることができる。
<8.参考例>
上記各実施形態では、キャパシタCAP2については、一端は第2ノードN2に接続され、他端は入力端子41に接続されていた。しかしながら、キャパシタCAP2の他端の接続先は、入力端子41以外であっても良い。これについて、参考例として以下に説明する。
<8.1 第1の参考例>
図46は、第1の参考例における双安定回路の構成を示す回路図である。本参考例においては、キャパシタCAP2の他端は、出力端子48に接続されている。以下、図46および図47を参照しつつ、本参考例における双安定回路の動作について説明する。
通常動作期間(時点t0以前の期間および時点t3以降の期間)には、第2ノードN2の電位はハイレベルで維持されている。このため、薄膜トランジスタM5,M6はオン状態となっている。薄膜トランジスタM2のゲート−ドレイン間には寄生容量が存在するので第1クロックCKの波形の変動(図47参照)に起因して第1ノードN1にノイズが生じるが、薄膜トランジスタM5がオン状態になっていることから、第1ノードN1の電位はローレベルへと引き込まれる。また、第1ノードN1に生じたノイズに起因して状態信号Q(出力端子48)にもノイズが生じるが、薄膜トランジスタM6がオン状態になっていることから、状態信号Qの電位はローレベルへと引き込まれる。ところで、ノイズによって状態信号Qの電位が上昇したとき、本参考例においては、キャパシタCAP2を介して第2ノードN2の電位も上昇する。その結果、薄膜トランジスタM5,M6のゲート−ソース間の電圧がより大きくなり、第1ノードN1や状態信号Qに生じるノイズの影響が低減される。以上より、この期間中、第1ノードN1の電位および状態信号Qの電位は確実にローレベルで維持される。
セット期間になると(時点t0になると)、上記第1の実施形態と同様にして、キャパシタCAP1が充電(ここではプリチャージ)され、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する。また、薄膜トランジスタM3がオン状態となるので、第2ノードN2の電位はローレベルとなる。これにより、薄膜トランジスタM5,M6はオフ状態となる。
選択期間になると(時点t1になると)、上記第1の実施形態と同様にして、第1ノードN1の電位が上昇することにより薄膜トランジスタM2が完全にオン状態となり、この双安定回路の出力端子48に接続されているゲートバスラインが選択状態となるのに充分なレベルにまで状態信号Qの電位が上昇する。ところで、薄膜トランジスタM5,M6についてはゲート−ドレイン間に寄生容量が存在する。このため、第1ノードN1の電位および状態信号Qの電位の上昇に伴って、第2ノードN2の電位は僅かに上昇する。なお、第2ノードN2の電位の上昇に伴う動作不良の発生を抑制するためには、上記第3の実施形態で示した薄膜トランジスタ(出力端子48にゲート端子が接続され、第2ノードN2にドレイン端子が接続され、直流電源電位VSS用の入力端子にソース端子が接続された薄膜トランジスタ)M4を備えた構成とすれば良い。
リセット期間になると(時点t2になると)、上記第1の実施形態と同様にして、状態信号Qの電位および第1ノードN1の電位は低下する。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M7はオン状態となり、第2ノードN2の電位はハイレベルとなる。このとき、第2ノードN2と出力端子48との電位差に基づいてキャパシタCAP2が充電される。ところで、通常動作期間には、第1クロックCKの波形の変動に起因して状態信号Qにノイズが生じ得る。状態信号Qのノイズはセット信号Sやリセット信号Rのノイズとして現れるので、薄膜トランジスタM3,M7で電流のリークが生じて第2ノードN2の電位が低下し得る。しかしながら、本参考例においては、上述のようにリセット期間にキャパシタCAP2が充電されるので、通常動作期間における第2ノードN2の電位の低下が抑制される。
以上のように、本参考例によれば、ノイズによって第1ノードN1の電位や状態信号Qの電位が上昇しても、薄膜トランジスタM5,M6のゲート−ソース間の電圧が大きくなることにより、そのノイズの影響が低減される。また、通常動作期間における薄膜トランジスタM3,M7での電流のリークに起因する第2ノードN2の電位の低下が抑制される。これにより、表示品位の向上が期待される。
本参考例においては、図48に示すように、キャパシタCAP2と薄膜トランジスタM6とが互いに隣接して配置される構成とし、キャパシタCAP2の一端側(第2ノードN2側)の電極はゲートメタル702で形成され、キャパシタCAP2の他端側(出力端子48側)の電極はソースメタル701で形成されることが好ましい。このとき、薄膜トランジスタM6については、ドレイン電極はソースメタル701で形成され、ゲート電極はゲートメタル702で形成される。このような構成とすることにより、キャパシタCAP2を備えることによる配線面積・実装面積の増大が抑制され、パネルの狭額縁化や回路動作の信頼性向上が可能となる。なお、キャパシタCAP2と薄膜トランジスタM4とが互いに隣接して配置され、キャパシタCAP2の一端側の電極がソースメタル701で形成され、キャパシタCAP2の他端側の電極がゲートメタル702で形成された構成であっても良い。
<8.2 第2の参考例>
図49は、第2の参考例における双安定回路の構成を示す回路図である。本参考例においては、キャパシタCAP2の他端は、第1ノードN1に接続されている。以下、図49および図50を参照しつつ、本参考例における双安定回路の動作について説明する。
通常動作期間(時点t0以前の期間および時点t3以降の期間)には、第2ノードN2の電位はハイレベルで維持されている。このため、薄膜トランジスタM5,M6はオン状態となっている。薄膜トランジスタM2のゲート−ドレイン間には寄生容量が存在するので第1クロックCKの波形の変動(図50参照)に起因して第1ノードN1にノイズが生じるが、薄膜トランジスタM5がオン状態になっていることから、第1ノードN1の電位はローレベルへと引き込まれる。また、第1ノードN1に生じたノイズに起因して状態信号Q(出力端子48)にもノイズが生じるが、薄膜トランジスタM6がオン状態になっていることから、状態信号Qの電位はローレベルへと引き込まれる。ところで、ノイズによって第1ノードN1の電位が上昇したとき、本参考例においては、キャパシタCAP2を介して第2ノードN2の電位も上昇する。その結果、薄膜トランジスタM5,M6のゲート−ソース間の電圧がより大きくなり、第1ノードN1や状態信号Qに生じるノイズの影響が低減される。以上のように、この期間中、第1ノードN1の電位および状態信号Qの電位は確実にローレベルで維持される。
セット期間および選択期間には、上記第1の参考例と同様の動作が行われる。リセット期間になると(時点t2になると)、上記第1の実施形態と同様にして、状態信号Qの電位および第1ノードN1の電位は低下する。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M7はオン状態となり、第2ノードN2の電位はハイレベルとなる。このとき、第2ノードN2と第1ノードN1との電位差に基づいてキャパシタCAP2が充電される。ところで、通常動作期間には、第1クロックCKの波形の変動に起因して状態信号Qにノイズが生じ得る。状態信号Qのノイズはセット信号Sやリセット信号Rのノイズとして現れるので、薄膜トランジスタM3,M7で電流のリークが生じて第2ノードN2の電位が低下し得る。しかしながら、本参考例においては、上述のようにリセット期間にキャパシタCAP2が充電されるので、通常動作期間における第2ノードN2の電位の低下が抑制される。また、本変形例においては、キャパシタCAP2の他端が第1ノードN1に接続されているので、リセット期間開始後第2ノードN2の電位がハイレベルになるまでの期間には、キャパシタCAP2を介して第1ノードN1の電位は上昇する。このため、上記各実施形態と比較して、リセット期間開始後第1ノードN1の電位がローレベルとなるまでの期間が長くなる。これにより、薄膜トランジスタM2がオン状態で維持される期間が長くなるので、上記各実施形態と比較して、リセット期間に状態信号Qの電位が速やかに低下する。
以上のように、本参考例によれば、ノイズによって第1ノードN1の電位や状態信号Qの電位が上昇しても、薄膜トランジスタM5,M6のゲート−ソース間の電圧が大きくなることにより、そのノイズの影響が低減される。また、通常動作期間における薄膜トランジスタM3,M7での電流のリークに起因する第2ノードN2の電位の低下が抑制される。これにより、表示品位の向上が期待される。さらに、リセット期間開始後第1ノードN1の電位がローレベルとなるまでの期間が長くなるので、リセット期間に状態信号Qの電位は速やかに低下する。このため、大型パネルや高精細化したパネルの高速駆動が可能となる。さらにまた、第1ノードN1の容量が大きくなるので、選択期間における第1ノードN1のブートストラップによる電位の上昇が抑制され、第1ノードN1に接続された薄膜トランジスタのゲート絶縁膜破壊が抑制される。
なお、本参考例においては、キャパシタCAP2と薄膜トランジスタM5とが互いに隣接して配置される構成とし、キャパシタCAP2の一端側(第2ノードN2側)の電極はゲートメタル702で形成され、キャパシタCAP2の他端側(第1ノードN1側)の電極はソースメタル701で形成されることが好ましい。このとき、薄膜トランジスタM5については、ドレイン電極はソースメタル701で形成され、ゲート電極はゲートメタル702で形成される。このような構成とすることにより、キャパシタCAP2を備えることによる配線面積・実装面積の増大が抑制され、パネルの狭額縁化や回路動作の信頼性向上が可能となる。
<9.その他>
上記各実施形態において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)等の他の表示装置にも本発明を適用することができる。
40(1)〜40(i)…双安定回路
41〜46…(双安定回路の)入力端子
48,49…(双安定回路の)出力端子
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)
410〜415…シフトレジスタ
600…表示部
CAP1,CAP2…キャパシタ(容量素子)
M1〜M12…薄膜トランジスタ
N1,N2…第1ノード,第2ノード
GL1〜GLi…ゲートバスライン
SL1〜SLj…ソースバスライン
GCK1,GCK2…第1ゲートクロック信号,第2ゲートクロック信号
CK,CKB…第1クロック,第2クロック
S…セット信号
R…リセット信号
Q…状態信号
Z…他段制御信号
GOUT…走査信号
VDD…ハイレベルの直流電源電位
VSS…ローレベルの直流電源電位

Claims (21)

  1. 表示部に配設された複数の走査信号線を駆動する、表示装置の走査信号線駆動回路であって、
    互いに直列に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複数の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が順次にアクティブとなるシフトレジスタを備え、
    各双安定回路は、
    当該各双安定回路よりも前の段の双安定回路の出力信号をセット信号として受け取るための第1入力ノードと、
    当該各双安定回路よりも後の段の双安定回路の出力信号をリセット信号として受け取るための第2入力ノードと、
    当該各双安定回路の出力信号を前記走査信号線を駆動する走査信号として出力するための、前記走査信号線に接続された第1出力ノードと、
    前記複数のクロック信号の1つが第2電極に与えられ、前記第1出力ノードに第3電極が接続された第1の出力制御用スイッチング素子と、
    前記セット信号に基づいて、前記第1の出力制御用スイッチング素子の第1電極に接続された第1ノードのレベルをオンレベルに向けて変化させるための第1ノードターンオン用スイッチング素子と、
    前記第1ノードに第2電極が接続され前記第1ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子と、
    前記第1出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にオフレベルの電位が与えられ、前記第1出力ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子と、
    前記リセット信号に基づいて、前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子の第1電極および前記第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子の第1電極に接続された第2ノードのレベルをオンレベルに向けて変化させるための第1の第2ノードターンオン用スイッチング素子と、
    前記第1入力ノードに第1電極が接続され、前記第2ノードに第2電極が接続され、第3電極にオフレベルの電位が与えられ、前記セット信号に基づいて前記第2ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子と、
    前記第2ノードに一端が接続され、前記第1入力ノードに他端が接続された、容量素子と
    を有し、
    前記第1の出力制御用スイッチング素子,前記第1ノードターンオン用スイッチング素子,前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子,前記第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子,前記第1の第2ノードターンオン用スイッチング素子,および前記第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子はそれぞれ第1電極,第2電極,および第3電極を有し第1電極に印加される信号によって第2電極−第3電極間の導通/非導通が制御されるスイッチング素子であって、
    前記容量素子の容量値をC2とし、前記第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子についての第1電極−第2電極間の寄生容量の容量値をC3とし、前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子についての第1電極−第2電極間の寄生容量の容量値をC5とし、前記第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子についての第1電極−第2電極間の寄生容量の容量値をC6としたとき、下記の式を満たすことを特徴とする、走査信号線駆動回路。
    C2≧C5+C6−C3
  2. 各双安定回路において、前記第1ノードがオフレベルで維持されるべき期間には、前記第2ノードの電位はオンレベルの直流電源電位で維持され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. 前記第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子は、第1電極としてのゲート電極,第2電極としてのドレイン電極,および第3電極としてのソース電極からなる薄膜トランジスタであって、
    前記容量素子は、前記薄膜トランジスタのゲート電極とドレイン電極との間に形成されてい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。
  4. 各双安定回路は、前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子を備え、
    前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子の第3電極は、前記第1出力ノードに接続されてい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。
  5. 各双安定回路は、
    第1電極,第2電極,および第3電極を有し第1電極に印加される信号によって第2電極−第3電極間の導通/非導通が制御されるスイッチング素子であって、前記第1出力ノードに第1電極が接続され、前記第2ノードに第2電極が接続され、第3電極にオフレベルの電位が与えられる第2の第2ノードターンオフ用スイッチング素子を更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。
  6. 各双安定回路は、
    第1電極,第2電極,および第3電極を有し第1電極に印加される信号によって第2電極−第3電極間の導通/非導通が制御されるスイッチング素子であって、前記第2入力ノードに第1電極が接続され、前記第1出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にオフレベルの電位が与えられる第2の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子を更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。
  7. 各双安定回路は、
    第1電極,第2電極,および第3電極を有し第1電極に印加される信号によって第2電極−第3電極間の導通/非導通が制御されるスイッチング素子であって、前記第2入力ノードに第1電極が接続され、前記第1ノードに第2電極が接続され、第3電極にオフレベルの電位が与えられる第2の第1ノードターンオフ用スイッチング素子を更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。
  8. 前記第1ノードターンオン用スイッチング素子は、マルチチャネル構造を有する薄膜トランジスタであ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。
  9. 各双安定回路は、前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子を備え、
    前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子は、マルチチャネル構造を有する薄膜トランジスタであ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. 各双安定回路は、
    当該各双安定回路の出力信号を当該各双安定回路以外の双安定回路の動作を制御する他段制御信号として出力するための第2出力ノードと、
    第1電極,第2電極,および第3電極を有し第1電極に印加される信号によって第2電極−第3電極間の導通/非導通が制御されるスイッチング素子であって、第1電極が前記第1ノードに接続され、第2電極が前記第1の出力制御用スイッチング素子の第2電極に接続され、第3電極が前記第2出力ノードに接続された第2の出力制御用スイッチング素子と
    を有し、
    各双安定回路から出力される前記他段制御信号は、当該各双安定回路よりも前の段の双安定回路に前記リセット信号として与えられ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. 各双安定回路から出力される前記他段制御信号は、更に、当該各双安定回路よりも後の段の双安定回路に前記セット信号として与えられることを特徴とする、請求項10に記載の走査信号線駆動回路。
  12. 前記複数のクロック信号は、2相のクロック信号であって、
    前記第1の第2ノードターンオン用スイッチング素子の第2電極には、前記2相のクロック信号のうち前記第1の出力制御用スイッチング素子の第2電極に与えられる信号とは異なる信号が与えられることを特徴とする、請求項10に記載の走査信号線駆動回路。
  13. 前記第1の出力制御用スイッチング素子の第2電極には、前記複数のクロック信号の1つに代えて直流電源電位が与えられることを特徴とする、請求項10に記載の走査信号線駆動回路。
  14. 前記複数のクロック信号の振幅電圧をVCKとし、前記複数のクロック信号のオフレベル側の電位を基準として前記走査信号線が駆動される時の前記走査信号の電圧をVGHとしたとき、下記の式を満たすことを特徴とする、請求項13に記載の走査信号線駆動回路。
    VGH≧VCK≧VGH/2
  15. 各双安定回路は、
    外部から送られる信号をクリア信号として受け取るための第3入力ノードと、
    前記クリア信号に基づいて、前記第2ノードのレベルをオンレベルに向けて変化させるための第2の第2ノードターンオン用スイッチング素子と
    を更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。
  16. 各双安定回路は、
    外部から送られる信号をリフレッシュ信号として受け取るための第4入力ノードと、
    前記リフレッシュ信号に基づいて、前記第2ノードのレベルをオフレベルよりも低いレベルに向けて変化させるための第2ノードレベル低下用スイッチング素子と
    を更に有することを特徴とする、請求項15に記載の走査信号線駆動回路。
  17. 各双安定回路は、
    外部から送られる信号をクリア信号として受け取るための第3入力ノードと、
    前記クリア信号に基づいて、前記第2ノードのレベルをオンレベルに向けて変化させるための第2の第2ノードターンオン用スイッチング素子と、
    前記クリア信号に基づいて、前記第2ノードのレベルをオフレベルよりも低いレベルに向けて変化させるための第2ノードレベル低下用スイッチング素子と
    を更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。
  18. 各双安定回路に含まれるスイッチング素子は、すべてが同一チャネルの薄膜トランジスタであ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。
  19. 各双安定回路に含まれるスイッチング素子は、半導体層が酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)からなる薄膜トランジスタであ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。
  20. 前記表示部を含み、請求項1に記載の走査信号線駆動回路を備えていることを特徴とする、表示装置。
  21. 第1の状態と第2の状態とを有し互いに直列に接続された複数の双安定回路からなるシフトレジスタであって、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複数の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が順次にアクティブとなるシフトレジスタを備えた走査信号線駆動回路によって、表示部に配設された複数の走査信号線を駆動する方法であって、
    各双安定回路について、
    前記第2の状態から前記第1の状態に変化させるための予備状態にする第1の駆動ステップと、
    前記予備状態から前記第1の状態に変化させる第2の駆動ステップと、
    前記第1の状態から前記第2の状態に変化させる第3の駆動ステップと
    を含み、
    各双安定回路は、
    当該各双安定回路よりも前の段の双安定回路の出力信号をセット信号として受け取るための第1入力ノードと、
    当該各双安定回路よりも後の段の双安定回路の出力信号をリセット信号として受け取るための第2入力ノードと、
    当該各双安定回路の出力信号を前記走査信号線を駆動する走査信号として出力するための、前記走査信号線に接続された第1出力ノードと、
    前記複数のクロック信号の1つが第2電極に与えられ、前記第1出力ノードに第3電極が接続された第1の出力制御用スイッチング素子と、
    前記セット信号に基づいて、前記第1の出力制御用スイッチング素子の第1電極に接続された第1ノードのレベルをオンレベルに向けて変化させるための第1ノードターンオン用スイッチング素子と、
    前記第1ノードに第2電極が接続され前記第1ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子と、
    前記第1出力ノードに第2電極が接続され、第3電極にオフレベルの電位が与えられ、前記第1出力ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子と、
    前記リセット信号に基づいて、前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子の第1電極および前記第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子の第1電極に接続された第2ノードのレベルをオンレベルに向けて変化させるための第1の第2ノードターンオン用スイッチング素子と、
    前記第1入力ノードに第1電極が接続され、前記第2ノードに第2電極が接続され、第3電極にオフレベルの電位が与えられ、前記セット信号に基づいて前記第2ノードのレベルをオフレベルに向けて変化させるための第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子と、
    前記第2ノードに一端が接続され、前記第1入力ノードに他端が接続された、容量素子と
    を有し、
    前記第1の出力制御用スイッチング素子,前記第1ノードターンオン用スイッチング素子,前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子,前記第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子,前記第1の第2ノードターンオン用スイッチング素子,および前記第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子はそれぞれ第1電極,第2電極,および第3電極を有し第1電極に印加される信号によって第2電極−第3電極間の導通/非導通が制御されるスイッチング素子であって、
    各双安定回路について、
    前記第1の駆動ステップでは、前記セット信号が前記第2のレベルから前記第1のレベルに変化することによって前記第1ノードターンオン用スイッチング素子がオン状態となり、
    前記第2の駆動ステップでは、前記セット信号が前記第1のレベルから前記第2のレベルに変化することによって前記第1ノードターンオン用スイッチング素子がオフ状態となるとともに、前記複数のクロック信号のうち前記第1の出力制御用スイッチング素子の第2電極に与えられる信号が前記第2のレベルから前記第1のレベルに変化することによって前記第1ノードのレベルが変化し、
    前記第3の駆動ステップでは、前記リセット信号が前記第2のレベルから前記第1のレベルに変化することによって前記第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子がオン状態となり、
    前記容量素子の容量値をC2とし、前記第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子についての第1電極−第2電極間の寄生容量の容量値をC3とし、前記第1の第1ノードターンオフ用スイッチング素子についての第1電極−第2電極間の寄生容量の容量値をC5とし、前記第1の第1出力ノードターンオフ用スイッチング素子についての第1電極−第2電極間の寄生容量の容量値をC6としたとき、下記の式を満たすことを特徴とする、駆動方法。
    C2≧C5+C6−C3
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JP5245292B2 (ja) * 2007-05-30 2013-07-24 カシオ計算機株式会社 シフトレジスタ回路及び表示装置
WO2011036911A1 (ja) * 2009-09-25 2011-03-31 シャープ株式会社 液晶表示装置
KR101626054B1 (ko) * 2009-10-19 2016-06-01 삼성디스플레이 주식회사 표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치
WO2011162057A1 (ja) * 2010-06-25 2011-12-29 シャープ株式会社 走査信号線駆動回路およびそれを備えた表示装置
JP2014157638A (ja) * 2011-06-10 2014-08-28 Sharp Corp シフトレジスタおよびそれを備えた表示装置
CN103988252B (zh) * 2011-12-15 2016-06-22 夏普株式会社 液晶显示装置及其驱动方法
CN102610206B (zh) * 2012-03-30 2013-09-18 深圳市华星光电技术有限公司 显示器的闸极驱动电路
US9742378B2 (en) * 2012-06-29 2017-08-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Pulse output circuit and semiconductor device
US9171842B2 (en) * 2012-07-30 2015-10-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Sequential circuit and semiconductor device
TWI511459B (zh) * 2012-10-11 2015-12-01 Au Optronics Corp 可防止漏電之閘極驅動電路
KR20150081872A (ko) 2014-01-07 2015-07-15 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US10199006B2 (en) * 2014-04-24 2019-02-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, display module, and electronic device
JP6521794B2 (ja) 2014-09-03 2019-05-29 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、及び電子機器
CN104483771B (zh) 2014-10-28 2018-02-06 上海中航光电子有限公司 一种tft阵列基板、显示面板及显示装置
CN104537970B (zh) 2014-11-27 2017-03-15 上海天马微电子有限公司 栅极驱动单元、栅极驱动电路及驱动方法、显示装置
US20160365042A1 (en) * 2015-06-15 2016-12-15 Apple Inc. Display Driver Circuitry With Gate Line and Data Line Delay Compensation
CN105185339B (zh) * 2015-10-08 2017-12-29 京东方科技集团股份有限公司 移位寄存器单元、栅线驱动装置以及驱动方法
KR102511947B1 (ko) * 2016-06-17 2023-03-21 삼성디스플레이 주식회사 스테이지 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치
CN108630155B (zh) * 2017-03-24 2019-12-31 合肥鑫晟光电科技有限公司 复位电路、移位寄存器单元、栅极驱动电路、显示装置以及驱动方法
CN106991979B (zh) * 2017-05-25 2019-06-07 上海天马微电子有限公司 一种电子纸及显示装置
JP2019091516A (ja) * 2017-11-15 2019-06-13 シャープ株式会社 シフトレジスタおよびそれを備えた表示装置
JP2019191327A (ja) 2018-04-24 2019-10-31 シャープ株式会社 表示装置およびその駆動方法
KR102633064B1 (ko) 2018-11-12 2024-02-06 삼성디스플레이 주식회사 스테이지 및 이를 포함하는 발광 제어 구동부
US11348506B1 (en) * 2020-12-01 2022-05-31 Lg Display Co., Ltd. Gate circuit and display device
CN114203103B (zh) * 2021-12-20 2023-05-02 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 发光电路、背光模组以及显示面板
JP2023096258A (ja) * 2021-12-27 2023-07-07 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 シフトレジスタならびにそれを備えた走査信号線駆動回路および表示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08263027A (ja) * 1995-03-06 1996-10-11 Thomson Multimedia Sa シフトレジスタ
JP2005149624A (ja) * 2003-11-17 2005-06-09 Sony Corp シフトレジスタ回路および表示装置
JP2009252269A (ja) * 2008-04-03 2009-10-29 Sony Corp シフトレジスタ回路、表示パネル及び電子機器
JP2009301698A (ja) * 2008-06-10 2009-12-24 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co Ltd シフトレジスター及びそのゲート駆動器

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3777894B2 (ja) 1999-08-06 2006-05-24 カシオ計算機株式会社 シフトレジスタ及び電子装置
JP4310939B2 (ja) 2001-06-29 2009-08-12 カシオ計算機株式会社 シフトレジスタ及び電子装置
JP4044020B2 (ja) * 2003-06-10 2008-02-06 シャープ株式会社 双方向シフトレジスタ、および、それを備えた表示装置
JP4189585B2 (ja) * 2003-09-17 2008-12-03 カシオ計算機株式会社 シフトレジスタ回路及び電子装置
KR101056375B1 (ko) 2004-10-01 2011-08-11 삼성전자주식회사 쉬프트 레지스터와, 이를 이용한 게이트 구동 회로 및표시 패널
JP2006106394A (ja) 2004-10-06 2006-04-20 Alps Electric Co Ltd 液晶駆動回路および液晶表示装置
JP2006127630A (ja) 2004-10-28 2006-05-18 Alps Electric Co Ltd シフトレジスタ及び液晶ドライバ
TWI386904B (zh) * 2008-05-12 2013-02-21 Chimei Innolux Corp 平面顯示器
WO2010150574A1 (ja) * 2009-06-25 2010-12-29 シャープ株式会社 シフトレジスタおよびそれを備えた表示装置、ならびにシフトレジスタの駆動方法
BR112012011605A2 (pt) * 2009-11-04 2016-06-28 Sharp Kk registrador de deslocamento, circuito de transmissão de linha de sinal de varredura fornecido com o mesmo, e dispositivo de exibição
US8054935B2 (en) * 2009-11-13 2011-11-08 Au Optronics Corporation Shift register with low power consumption
WO2011080936A1 (ja) * 2009-12-28 2011-07-07 シャープ株式会社 シフトレジスタ
JP5457826B2 (ja) * 2009-12-28 2014-04-02 株式会社ジャパンディスプレイ レベルシフト回路、信号駆動回路、表示装置および電子機器
US8731135B2 (en) * 2010-01-29 2014-05-20 Sharp Kabushiki Kaisha Shift register and display device
WO2011129126A1 (ja) * 2010-04-12 2011-10-20 シャープ株式会社 走査信号線駆動回路およびそれを備えた表示装置
US8982107B2 (en) * 2010-05-24 2015-03-17 Sharp Kabushiki Kaisha Scanning signal line drive circuit and display device provided with same
WO2011148655A1 (ja) * 2010-05-24 2011-12-01 シャープ株式会社 シフトレジスタ
WO2012008186A1 (ja) * 2010-07-13 2012-01-19 シャープ株式会社 シフトレジスタおよびこれを備えた表示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08263027A (ja) * 1995-03-06 1996-10-11 Thomson Multimedia Sa シフトレジスタ
JP2005149624A (ja) * 2003-11-17 2005-06-09 Sony Corp シフトレジスタ回路および表示装置
JP2009252269A (ja) * 2008-04-03 2009-10-29 Sony Corp シフトレジスタ回路、表示パネル及び電子機器
JP2009301698A (ja) * 2008-06-10 2009-12-24 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co Ltd シフトレジスター及びそのゲート駆動器

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