JP5245292B2 - Shift register circuit and display device - Google Patents
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Description
本発明は、シフトレジスタ回路及びそれを備える表示装置に関する。 The present invention relates to a shift register circuit and a display device including the same.
近年、薄膜トランジスタ(TFT)を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置や有機EL表示装置などが開発されている。このようなアクティブマトリクス方式の表示装置は、表示パネルを構成する画素マトリクスの各行を順次に走査する信号を発生するゲートドライバを有している。ゲートドライバは、画素マトリクスの各行を順次に走査する信号を発生するための回路としてシフトレジスタ回路を有している。 In recent years, active matrix type liquid crystal display devices and organic EL display devices using thin film transistors (TFTs) have been developed. Such an active matrix display device includes a gate driver that generates a signal for sequentially scanning each row of a pixel matrix constituting a display panel. The gate driver has a shift register circuit as a circuit for generating a signal for sequentially scanning each row of the pixel matrix.
ここで、ゲートドライバは、画素マトリクスの各列に映像信号を供給するソースドライバに比べると動作周波数が低いため、画素マトリクス内のアクティブ素子(TFT)と同一工程で一体形成することも可能である。その際、薄膜半導体層としてポリシリコンが用いられることが多いが、アモルファスシリコンやZnO等、アニール工程を必要としない薄膜を用いることもできる。ただしその場合、ポリシリコンを用いた場合と異なりPMOSが形成できない、移動度が小さいなどの制約があるため、駆動力を高める工夫が必要となる。 Here, since the operating frequency of the gate driver is lower than that of a source driver that supplies a video signal to each column of the pixel matrix, the gate driver can be integrally formed in the same process as an active element (TFT) in the pixel matrix. . At that time, polysilicon is often used as the thin film semiconductor layer, but a thin film that does not require an annealing step, such as amorphous silicon or ZnO, can also be used. However, in this case, unlike the case where polysilicon is used, there are restrictions such as the inability to form a PMOS and low mobility, and thus a device for increasing the driving force is required.
シフトレジスタ回路における出力部の駆動能力を高める手法として、例えば、特許文献1においては、シフトレジスタ回路の出力部を構成するトランジスタにおけるゲート−ソース間の寄生容量を利用してブートストラップ効果を起こさせることで出力部を構成するトランジスタのゲート電圧を上昇させ、これによって出力信号の立ち上りを向上させることが開示されている。
As a technique for increasing the drive capability of the output unit in the shift register circuit, for example, in
図9を参照して特許文献1のシフトレジスタ回路について簡単に説明する。なお、図9は、シフトレジスタ回路を構成する1段分の保持回路の構成を示している。図9に示すレジスタ回路は、6個のMOS型電界効果トランジスタ(以下、MOSトランジスタと記す)T11〜T16と、コンデンサCとを有している。特許文献1においてはコンデンサCがMOSトランジスタT15のゲート−ソース間の寄生容量から構成されている。
The shift register circuit disclosed in
そして、MOSトランジスタT11は、保持回路の入力信号が供給される入力端子INに対してダイオード接続されている。MOSトランジスタT12は、MOSトランジスタT11と一定の低電位電源Vglとの間にドレイン、ソース端子が接続されており、ゲート端子にリセット信号の入力端子RSTが接続される。MOSトランジスタT13は、一定の高電位電源VghとMOSトランジスタ14との間にダイオード接続されている。MOSトランジスタT14は、MOSトランジスタT13と低電位電源Vglとの間にドレイン、ソース端子が接続され、ゲート端子がMOSトランジスタT11に接続されている。MOSトランジスタT15は、ゲート端子がMOSトランジスタT11とMOSトランジスタT12との接点に接続され、所定のパルス信号の入力端子CKが接続される。MOSトランジスタT16は、MOSトランジスタT13とT14の接点にゲート端子が接続されている。さらに、MOSトランジスタ15のゲート−ソース端子間にはコンデンサCが設けられ、MOSトランジスタT15とMOSトランジスタT16との接点には出力端子OUTが設けられている。 The MOS transistor T11 is diode-connected to the input terminal IN to which the input signal of the holding circuit is supplied. In the MOS transistor T12, the drain and source terminals are connected between the MOS transistor T11 and the constant low potential power supply Vgl, and the reset signal input terminal RST is connected to the gate terminal. The MOS transistor T13 is diode-connected between the constant high potential power supply Vgh and the MOS transistor 14. In the MOS transistor T14, the drain and source terminals are connected between the MOS transistor T13 and the low potential power supply Vgl, and the gate terminal is connected to the MOS transistor T11. The MOS transistor T15 has a gate terminal connected to a contact point between the MOS transistor T11 and the MOS transistor T12, and an input terminal CK for a predetermined pulse signal. The gate terminal of the MOS transistor T16 is connected to the contact point between the MOS transistors T13 and T14. Further, a capacitor C is provided between the gate and source terminals of the MOS transistor 15, and an output terminal OUT is provided at the contact point between the MOS transistor T15 and the MOS transistor T16.
このような構成において、入力端子INにハイレベル(例えばVgh)の入力信号が供給されると、A点における電位がハイレベルVghとなってMOSトランジスタT14及びT15がオン動作する。このときB点における電位がローレベルVglとなってMOSトランジスタT16がオフ動作する。この状態で、MOSトランジスタT15にハイレベル(例えばVgh)のパルス信号が供給されると、コンデンサCにおけるブートストラップ効果によってA点の電位がさらに上昇する。これにより、MOSトランジスタT15のゲート電圧が飽和すると、出力端子OUTの電位は、迅速且つ実質的にパルス信号CKの信号レベルと同等となる。このような効果によって、出力端子OUTにおける駆動能力が高められる。
ここで、上述の図9のようなシフトレジスタ回路の場合、ブートストラップ効果によってA点の電位を一時的に入力信号のハイレベルの電位よりも上昇させることが可能であり、これによって出力部を構成するMOSトランジスタT15の駆動能力を高めることが可能である。しかしながら、A点の電位が上昇することによってインバータを構成するMOSトランジスタT14のゲート電位も上昇してしまう。一般に、MOSトランジスタに高いゲート電圧を印加すると、MOSトランジスタの素子寿命は劣化しやすいが、この傾向はMOSトランジスタをアモルファスシリコンで構成した場合に特に顕著に現われる。したがって、このゲート電位の上昇が回路寿命を短くする要因の1つとなる。 Here, in the case of the shift register circuit as shown in FIG. 9 described above, the potential at the point A can be temporarily raised above the high level potential of the input signal by the bootstrap effect. It is possible to increase the driving capability of the MOS transistor T15 that is formed. However, when the potential at the point A rises, the gate potential of the MOS transistor T14 constituting the inverter also rises. In general, when a high gate voltage is applied to a MOS transistor, the device life of the MOS transistor is likely to deteriorate. This tendency is particularly noticeable when the MOS transistor is made of amorphous silicon. Therefore, this increase in gate potential is one of the factors that shorten the circuit life.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、出力部における駆動能力を高く保ったまま、回路寿命を長くすることができるシフトレジスタ回路及びそれを用いた表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a shift register circuit capable of extending the circuit life while maintaining a high driving capability in the output unit, and a display device using the shift register circuit. And
上記の目的を達成するために、本発明の第1の態様によるシフトレジスタ回路は、入力信号が入力される入力端子とリセット信号が入力されるリセット端子を有し、該入力端子と該リセット端子に前記入力信号と前記リセット信号とが異なるタイミングで入力され、前記入力信号が入力されてから前記リセット信号が入力されるまで前記入力信号に基づく第1の電位を保持して出力する第1の入力回路と、前記入力端子と前記リセット端子に接続され、該入力端子と該リセット端子に前記入力信号と前記リセット信号とが前記異なるタイミングで入力され、前記入力信号が入力されてから前記リセット信号が入力されるまで前記入力信号に基づく第2の電位を保持して出力する第2の入力回路と、前記第2の入力回路から出力される前記第2の電位が入力されて該第2の電位を反転して出力するインバータ回路と、前記インバータ回路からの出力が入力される第1トランジスタと、前記第1の入力回路からの出力が入力される第2トランジスタと、を有し、前記インバータ回路の出力と前記第1の入力回路の出力に基づく出力信号を前記第1トランジスタ又は前記第2トランジスタが前記走査線に出力する出力回路と、前記第1の入力回路と前記第2トランジスタとの接続点と前記走査線との間に設けられ、前記第1の入力回路に保持される前記第1の電位を上昇させるブートストラップ回路とを各段に具備し、前記第2の入力回路、前記インバータ回路、前記第1トランジスタは、前記走査線の第1端側に配置され、前記第1端は、前記第1トランジスタの出力端に接続されるとともに次段の第2の入力回路の入力端子に接続され、前記第1の入力回路、前記ブートストラップ回路、前記第2トランジスタは、前記走査線の第2端側に配置され、前記第2端は、前記第2トランジスタの出力端に接続されるとともに次段の第1の入力回路の入力端子に接続されていることを特徴とする。 To achieve the above object, a shift register circuit according to a first aspect of the present invention has an input terminal to which an input signal is input and a reset terminal to which a reset signal is input, and the input terminal and the reset terminal The input signal and the reset signal are input at different timings, and a first potential based on the input signal is held and output until the reset signal is input after the input signal is input. An input circuit, connected to the input terminal and the reset terminal, the input signal and the reset signal are input to the input terminal and the reset terminal at different timings, and the reset signal is input after the input signal is input. A second input circuit that holds and outputs a second potential based on the input signal until the signal is input, and the second input circuit that is output from the second input circuit. An inverter circuit that inverts the second potential is input potential, said a first transistor output from the inverter circuit is input, a second output is are entered from the first input circuit has a transistor, and an output circuit you output output an output signal based on the output of the first input circuit to the first transistor or the second transistor is the scanning line of said inverter circuit, said first provided connection point between the input circuit and the second transistor and between the scanning lines, and a bootstrap circuit for raising the first potential held in the first input circuit in each stage The second input circuit, the inverter circuit, and the first transistor are disposed on a first end side of the scanning line, and the first end is connected to an output end of the first transistor. The first input circuit, the bootstrap circuit, and the second transistor are arranged on the second end side of the scanning line, and are connected to the input terminal of the second input circuit at the next stage. The terminal is connected to the output terminal of the second transistor and to the input terminal of the first input circuit at the next stage .
また、上記の目的を達成するために、本発明の第2の態様による表示装置は、複数の走査線及び複数の信号線の各交点近傍にマトリクス状に配列された複数の表示画素を有する表示パネルをデジタル信号の表示データに基づいて駆動して画像表示を行う表示装置において、前記複数の走査線に走査信号を順次出力して前記表示画素を順次選択状態に設定する走査側駆動手段と、前記選択状態に設定された表示画素に前記表示データに対応した映像信号を出力する信号側駆動手段とを具備し、前記走査側駆動手段は、入力信号が入力される入力端子とリセット信号が入力されるリセット端子を有し、該入力端子と該リセット端子に前記入力信号と前記リセット信号とが異なるタイミングで入力され、前記入力信号が入力されてから前記リセット信号が入力されるまで前記入力信号に基づく第1の電位を保持して出力する第1の入力回路と、前記入力端子と前記リセット端子に接続され、該入力端子と該リセット端子に前記入力信号と前記リセット信号とが前記異なるタイミングで入力され、前記入力信号が入力されてから前記リセット信号が入力されるまで前記入力信号に基づく第2の電位を保持して出力する第2の入力回路と、前記第2の入力回路から出力される前記第2の電位が入力されて該第2の電位を反転して出力するインバータ回路と、前記インバータ回路からの出力が入力される第1トランジスタと、前記第1の入力回路からの出力が入力される第2トランジスタと、を有し、前記走査信号を前記第1トランジスタ又は前記第2トランジスタが前記走査線に出力する出力回路と、前記第1の入力回路と前記第2トランジスタとの接続点と前記走査線との間に設けられ、前記第1の入力回路に保持される前記第1の電位を上昇させるブートストラップ回路と、を各段に有し、前記第2の入力回路、前記インバータ回路、前記第1トランジスタは、前記走査線の第1端側に配置され、前記第1端は、前記第1トランジスタの出力端に接続されるとともに次段の第2の入力回路の入力端子に接続され、前記第1の入力回路、前記ブートストラップ回路、前記第2トランジスタは、前記走査線の第2端側に配置され、前記第2端は、前記第2トランジスタの出力端に接続されるとともに次段の第1の入力回路の入力端子に接続されているシフトレジスタ回路を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a display device according to the second aspect of the present invention includes a display having a plurality of display pixels arranged in a matrix in the vicinity of intersections of a plurality of scanning lines and a plurality of signal lines. In a display device that displays an image by driving a panel based on display data of a digital signal, a scanning-side driving unit that sequentially outputs scanning signals to the plurality of scanning lines to sequentially set the display pixels. Signal-side driving means for outputting a video signal corresponding to the display data to the display pixels set in the selected state, and the scanning-side driving means receives an input terminal to which an input signal is input and a reset signal. The reset signal is input to the input terminal and the reset terminal at different timings, and the reset is performed after the input signal is input. A first input circuit that holds and outputs a first potential based on the input signal until a signal is input, is connected to the input terminal and the reset terminal, and the input signal is connected to the input terminal and the reset terminal. And the reset signal are input at the different timings, and a second input circuit that holds and outputs a second potential based on the input signal until the reset signal is input after the input signal is input; An inverter circuit that receives the second potential output from the second input circuit and inverts and outputs the second potential; a first transistor that receives an output from the inverter circuit ; said first and a second transistor which outputs are entered from the input circuit, said scanning signal first transistor or the second transistor you output to the scanning line output Road and said first input circuit and provided between the connection point between the second transistor and the scanning lines, a bootstrap circuit to increase said first potential held in the first input circuit If, possess in each stage, said second input circuit, said inverter circuit, the first transistor is disposed on the first end side of the scanning line, the first end, the output of the first transistor And the first input circuit, the bootstrap circuit, and the second transistor are arranged on the second end side of the scanning line. The second terminal includes a shift register circuit connected to the output terminal of the second transistor and connected to the input terminal of the first input circuit at the next stage .
本発明によれば、出力部における駆動能力を高く保ったまま、回路寿命を長くすることができるシフトレジスタ回路及びそれを用いた表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a shift register circuit and a display device using the shift register circuit that can extend the circuit life while maintaining a high driving capability in the output unit.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係るシフトレジスタ回路の全体構成を示す概略構成図である。図1に示すシフトレジスタ回路は、複数段(例えば240段)の保持回路101、102、103、…が直列に配置されて構成される。そして、それぞれの保持回路は、入力端子INと、出力端子OUTと、リセット端子RSTと、クロック信号入力端子CKと、高電位電源入力端子Vghと、低電位電源入力端子Vglとを有している。そして、1段目の保持回路101の入力端子INには1段目の入力信号である入力信号STが供給される。また、2段目以後の保持回路の入力端子INには前段の保持回路の出力信号が供給される。また、各保持回路のリセット端子RSTには次段の保持回路の出力信号が供給される。ただし、最終段(例えば240段目)の保持回路(図示せず)のリセット端子RSTにはリセット信号ENDが供給される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of the shift register circuit according to the first embodiment of the present invention. The shift register circuit shown in FIG. 1 includes a plurality of (eg, 240) holding
さらに、奇数段目の保持回路のクロック信号入力端子CKにはパルス信号CK_1が供給され、偶数段目の保持回路のクロック信号入力端子CKにはパルス信号CK_1に対して位相が1クロック分遅延されたパルス信号CK_2が供給される。また、各保持回路の高電位電源入力端子Vghには所定の高電圧Vghが供給され、各保持回路の低電位電源入力端子Vglには所定の低電圧Vglが供給される。 Further, the pulse signal CK_1 is supplied to the clock signal input terminal CK of the odd-numbered holding circuit, and the phase of the clock signal input terminal CK of the even-numbered holding circuit is delayed by one clock with respect to the pulse signal CK_1. The pulse signal CK_2 is supplied. In addition, a predetermined high voltage Vgh is supplied to the high potential power input terminal Vgh of each holding circuit, and a predetermined low voltage Vgl is supplied to the low potential power input terminal Vgl of each holding circuit.
図2は、本実施形態のシフトレジスタ回路を構成する1段分の保持回路の回路構成図である。ここで、図2において、各MOSトランジスタは、nチャネル型のMOSトランジスタにより構成されている例について説明する。もちろん、pチャネル型のMOSトランジスタを用いて構成するようにしても良い。 FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a holding circuit for one stage constituting the shift register circuit of the present embodiment. Here, in FIG. 2, an example in which each MOS transistor is formed of an n-channel MOS transistor will be described. Of course, a p-channel MOS transistor may be used.
図2に示すように、1段分のレジスタ回路は、入力端子INに対してダイオード接続されるMOSトランジスタT11aと、ゲート端子にリセット端子RSTが接続されドレイン端子がMOSトランジスタ11aのドレイン端子に接続されるMOSトランジスタ12aと、を有する第1の入力回路と、MOSトランジスタT11aと並列にダイオード接続されるMOSトランジスタT11bと、ゲート端子にリセット端子RSTが接続されドレイン端子がMOSトランジスタ11bのドレイン端子に接続されるMOSトランジスタ12bと、を有する第2の入力回路と、の2系統の入力回路を有する。ここで、MOSトランジスタ11aのドレイン端子は第1の入力回路の出力端をなし、MOSトランジスタ11bのドレイン端子は第2の入力回路の出力端をなす。 As shown in FIG. 2, the register circuit for one stage includes a MOS transistor T11a that is diode-connected to the input terminal IN, a reset terminal RST connected to the gate terminal, and a drain terminal connected to the drain terminal of the MOS transistor 11a. A first input circuit having a MOS transistor 12a, a MOS transistor T11b diode-connected in parallel with the MOS transistor T11a, a reset terminal RST connected to the gate terminal, and a drain terminal connected to the drain terminal of the MOS transistor 11b. There are two systems of input circuits, a second input circuit having a MOS transistor 12b to be connected. Here, the drain terminal of the MOS transistor 11a serves as the output terminal of the first input circuit, and the drain terminal of the MOS transistor 11b serves as the output terminal of the second input circuit.
さらに、MOSトランジスタT11aのドレイン端子(第1の入力回路の出力端)は、MOSトランジスタT15のゲート端子に接続されている。MOSトランジスタT16のソース端子はMOSトランジスタT15のソース端子と接続され、そして、MOSトランジスタT15とMOSトランジスタT16の接点に出力端子OUTが接続され、MOSトランジスタT15とMOSトランジスタT16とはプッシュプル回路を構成して出力回路をなし、MOSトランジスタT15のゲート端子及びMOSトランジスタT16のゲート端子は当該出力回路の入力端子をなす。MOSトランジスタT15のドレイン端子はクロック信号入力端子CKに接続され、ソース端子はMOSトランジスタT15のソース端子に接続されている。そして、MOSトランジスタT15のゲート端子とソース端子との間にはコンデンサCが接続されている。なお、コンデンサCの容量は、MOSトランジスタT14のゲート−ソース間に発生する寄生容量よりも十分大きな値を持つものである。また、コンデンサCをMOSトランジスタT15のソース−ゲート間の寄生容量から構成するようにしても良い。 Further, the drain terminal of the MOS transistor T11a (the output terminal of the first input circuit) is connected to the gate terminal of the MOS transistor T15. The source terminal of the MOS transistor T16 is connected to the source terminal of the MOS transistor T15, and the output terminal OUT is connected to the contact between the MOS transistor T15 and the MOS transistor T16. The MOS transistor T15 and the MOS transistor T16 constitute a push-pull circuit. Thus, an output circuit is formed, and the gate terminal of the MOS transistor T15 and the gate terminal of the MOS transistor T16 form an input terminal of the output circuit. The drain terminal of the MOS transistor T15 is connected to the clock signal input terminal CK, and the source terminal is connected to the source terminal of the MOS transistor T15. A capacitor C is connected between the gate terminal and the source terminal of the MOS transistor T15. Note that the capacitance of the capacitor C has a value sufficiently larger than the parasitic capacitance generated between the gate and the source of the MOS transistor T14. Further, the capacitor C may be constituted by a parasitic capacitance between the source and gate of the MOS transistor T15.
また、MOSトランジスタT11bのドレイン端子(第2の入力回路の出力端)は、インバータ回路をなすMOSトランジスタT14のゲート端子に接続されている。MOSトランジスタT14のドレイン端子には、所定の高電位電源Vghにダイオード接続され、負荷として機能するMOSトランジスタT13が接続されている。そして、MOSトランジスタT13とMOSトランジスタT14の接点であるB点は当該インバータ回路の出力端をなし、MOSトランジスタT16のゲート端子に接続されている。 The drain terminal of the MOS transistor T11b (the output terminal of the second input circuit) is connected to the gate terminal of the MOS transistor T14 that forms an inverter circuit. The drain terminal of the MOS transistor T14 is connected to a MOS transistor T13 that is diode-connected to a predetermined high potential power supply Vgh and functions as a load. A point B which is a contact point between the MOS transistor T13 and the MOS transistor T14 forms an output terminal of the inverter circuit and is connected to the gate terminal of the MOS transistor T16.
さらに、MOSトランジスタT12a、MOSトランジスタT12b、MOSトランジスタT14のソース端子、及びMOSトランジスタT16のドレイン端子は共通に低電位電源Vglに接続されている。 Further, the source terminals of the MOS transistor T12a, the MOS transistor T12b, the MOS transistor T14, and the drain terminal of the MOS transistor T16 are commonly connected to the low potential power supply Vgl.
次に、図3は、上述したようなシフトレジスタ回路の動作について図面を参照して説明する。図3は、本実施形態のシフトレジスタ回路のシフト動作時の入力信号及び出力信号の変化を示すタイミングチャートである。なお、図3は、シフトレジスタ回路を表示装置における走査線を駆動するための走査信号を出力するための駆動回路(ゲートドライバ)に適用した例を示している。また、図3の例では1画面(1フレーム)の走査線の本数が240本の場合を示している。 Next, FIG. 3 describes the operation of the shift register circuit as described above with reference to the drawings. FIG. 3 is a timing chart showing changes in the input signal and the output signal during the shift operation of the shift register circuit of this embodiment. FIG. 3 shows an example in which the shift register circuit is applied to a driving circuit (gate driver) for outputting a scanning signal for driving a scanning line in a display device. Further, the example of FIG. 3 shows a case where the number of scanning lines of one screen (one frame) is 240.
図1に示すシフトレジスタ回路にシフト動作を開始させる前(図3の水平期間0)に、1段目の保持回路101の入力端子INへの入力信号STをハイレベル(例えばVgh)とする。これによって、ダイオード接続されたMOSトランジスタT11a及びT11bを介してA_a点及びA_b点の電位がハイレベルVghとなる。ここで、A_a点は第1の入力回路と出力回路との接続点であり、MOSトランジスタ11aのドレイン端子であって第1の入力回路の出力端であり、且つ、MOSトランジスタT15のゲート端子であって出力端子の入力端である。また、A_b点はMOSトランジスタ11bのドレイン端子であって第2の入力回路の出力端であり、且つ、MOSトランジスタT14のゲート端子であってインバータ回路の入力端である。そして、A_a点の電位がハイレベルVghとなることにより、MOSトランジスタT15がオン動作する。また、A_b点の電位がハイレベルVghとなることにより、MOSトランジスタT14がオン動作する。MOSトランジスタT14がオン動作することによりB点の電位がローレベル(図2ではVgl)となる。この結果、MOSトランジスタT16はオフ動作する。このとき、保持回路101のクロック信号入力端子CKの入力信号CK_1はローレベル(例えば、Vgl)となっており、保持回路101の出力OUT_001はローレベルVglとなる。なお、A_a点及びA_b点の電位は、MOSトランジスタT11a及びT11bがオフ動作となっても、MOSトランジスタT12a及びT12bがオン動作するまでは保持される。
Before the shift register circuit shown in FIG. 1 starts a shift operation (horizontal period 0 in FIG. 3), the input signal ST to the input terminal IN of the first-
続く、水平期間1において、各奇数段目の保持回路のクロック信号入力端子CKの入力信号CK_1をハイレベル(例えば、Vgh)とし、各偶数段目のクロック信号入力端子CKの入力信号CK_2をローレベル(例えば、Vgl)とする。パルス信号CK_1の信号レベルの変化に応じて保持回路101の出力OUT_001の信号レベルが上昇する。また、パルス信号CK_1がハイレベルVghとなることにより、MOSトランジスタT15に接続されたコンデンサCへの電荷の蓄積が生じてA_a点の電位がさらに上昇するブートストラップ効果が生じる。これにより、MOSトランジスタT15のゲート電圧が飽和電圧にまで達すると、MOSトランジスタT15のソース−ドレイン間電流が飽和して、保持回路101の出力OUT_001は、迅速且つ実質的にパルス信号CK_1の信号レベル(即ちハイレベルVgh)と略同等となる。ここで、図2の回路においては、A_a点の電位が上昇しても、インバータを構成するMOSトランジスタT14のゲート端子の電位であるA_b点の電位は上昇しないため、MOSトランジスタT14に余計なゲートストレスを与えることはない。
Subsequently, in the
保持回路101の出力OUT_001がハイレベルVghとなると、2段目の保持回路102の入力端子INの信号レベルがハイレベルVghとなる。これにより、2段目の保持回路102におけるA_a点及びA_b点の電位がハイレベルVghに保持される。
When the output OUT_001 of the holding
その後の、水平期間2において、各奇数段目の保持回路のクロック信号入力端子CKの入力信号CK_1をローレベルVglとし、各偶数段目のクロック信号入力端子CKの入力信号CK_2をハイレベルVghとする。パルス信号CK_2の信号レベルの変化に応じて保持回路102の出力OUT_002の信号レベルが上昇する。これによって1段目の保持回路101の場合と同様の作用によって保持回路102の出力OUT_002は、迅速且つ実質的にパルス信号CK_2の信号レベル(即ちハイレベルVgh)と略同等となる。2段目の保持回路102の出力OUT_002がハイレベルVghとなることにより、1段目の保持回路101におけるMOSトランジスタT12a及びT12bがオン動作する。これによって、1段目の保持回路101におけるA_a点及びA_b点の電位がローレベルVglとなる。
In the subsequent
以下、奇数番目の水平期間においてCK_1をハイレベルVgh、CK_2をローレベルVglにし、偶数番目の水平期間においてCK_2をハイレベルVgh、CK_1をローレベルVglにすることで、上述したのと同様の作用により各保持回路は、入力信号の保持動作、入力信号のシフト動作、入力信号のリセット動作を順次行う。このようにして、各保持回路の出力は図3に示すものとなる。 Thereafter, CK_1 is set to the high level Vgh and CK_2 to the low level Vgl in the odd-numbered horizontal period, and CK_2 is set to the high level Vgh and CK_1 to the low level Vgl in the even-numbered horizontal period. Thus, each holding circuit sequentially performs an input signal holding operation, an input signal shifting operation, and an input signal resetting operation. In this way, the output of each holding circuit is as shown in FIG.
なお、リセット信号ENDは最終段(例えば240段目)の保持回路のリセット端子RSTに印加される信号であって、最終段の保持回路に保持される信号をリセットするための信号である。 The reset signal END is a signal that is applied to the reset terminal RST of the holding circuit in the final stage (for example, the 240th stage) and is a signal for resetting the signal held in the holding circuit in the final stage.
以上説明したように、本実施形態によれば、入力信号の入力回路を2系統設けることにより、ブートストラップ効果によって電位上昇が起こるA_a点にインバータを構成するMOSトランジスタT14を接続する必要がないので、MOSトランジスタT14に余分なゲートストレスを与えることがなく、出力部における駆動能力を高めつつ、素子寿命及び回路寿命を長くすることができる。 As described above, according to this embodiment, by providing two input signal input circuits, it is not necessary to connect the MOS transistor T14 constituting the inverter to the point A_a where the potential rise occurs due to the bootstrap effect. Thus, without applying excessive gate stress to the MOS transistor T14, it is possible to increase the device life and the circuit life while enhancing the driving capability in the output section.
ここで、インバータを構成するMOSトランジスタT14のハイレベルのゲート電圧を抑えると、その分、ローレベルの出力電圧が浮き上がりやすくなるが、標準的な特性のMOSトランジスタであれば、素子のサイズ(ディメンジョン)を調整することで全く問題を生じない。このことを図4に示す。図4は、本実施形態のシフトレジスタ回路におけるA_a点、A_b点、出力端子OUTの電位をそれぞれ回路シミュレーションによって測定した結果を示す図である。なお、図4は、8段目の保持回路における各点の電位を示している。また、保持回路を構成するMOSトランジスタの特性は標準的なものを用いている。さらに、電源電圧は、Vgl=−15V、Vgh=+15Vとしている。図4に示すように、A_a点の電位は40V近くまで上昇しているのに対して、A_b点の電位は10V程度となっている(Vghよりも若干降下するのは寄生容量の結合等によるものである)。A_bの点の電位が降下しても、出力OUTはきちんとVgh(15V)まで上昇している。 Here, if the high-level gate voltage of the MOS transistor T14 constituting the inverter is suppressed, the low-level output voltage tends to rise correspondingly. However, if the MOS transistor has standard characteristics, the element size (dimension) ) Will not cause any problems. This is shown in FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a result of measuring the potentials at points A_a, A_b, and the output terminal OUT in the shift register circuit of this embodiment by circuit simulation. FIG. 4 shows the potential at each point in the eighth-stage holding circuit. Also, standard characteristics of the MOS transistors constituting the holding circuit are used. Further, the power supply voltages are Vgl = −15V and Vgh = + 15V. As shown in FIG. 4, the potential at the point A_a has risen to nearly 40V, whereas the potential at the point A_b is about 10V (it is slightly lower than Vgh due to coupling of parasitic capacitances) ). Even if the potential at the point A_b drops, the output OUT rises properly to Vgh (15 V).
また、本実施形態では、入力回路として入力端子INに対してダイオード接続されるMOSトランジスタを用いているが、入力回路としては図5に示すような構成を用いることもできる。図5は第1の入力回路の構成を示しており、入力端子INにはMOSトランジスタT11aのゲート端子が接続され、MOSトランジスタT11aのドレイン端子には所定の高電位電源(例えばVgh)が接続されている、また、リセット端子RSTにはMOSトランジスタT12aのゲート端子が接続され、MOSトランジスタT12aのドレイン端子には所定の低電位電源(例えばVgl)が接続されている。さらに、MOSトランジスタT11aのソース端子とMOSトランジスタT12aのソース端子とは共通に図2のA_a点に接続される。なお、第2の入力回路については図示していないが図5と同様の構成で良く、MOSトランジスタT11aのソース端子とMOSトランジスタT12aのソース端子とが図2のA_b点に接続される点のみが異なる。 In this embodiment, a MOS transistor that is diode-connected to the input terminal IN is used as the input circuit, but a configuration as shown in FIG. 5 can also be used as the input circuit. FIG. 5 shows the configuration of the first input circuit. The input terminal IN is connected to the gate terminal of the MOS transistor T11a, and the drain terminal of the MOS transistor T11a is connected to a predetermined high potential power source (for example, Vgh). The gate terminal of the MOS transistor T12a is connected to the reset terminal RST, and a predetermined low potential power source (for example, Vgl) is connected to the drain terminal of the MOS transistor T12a. Further, the source terminal of the MOS transistor T11a and the source terminal of the MOS transistor T12a are commonly connected to the point A_a in FIG. Although the second input circuit is not shown, it may have the same configuration as that in FIG. 5, and only the point where the source terminal of the MOS transistor T11a and the source terminal of the MOS transistor T12a are connected to the point A_b in FIG. Different.
図5のような構成の入力回路を用いた場合、入力端子INの信号レベルがハイレベルVghとなり、A_a点の電位ハイレベルVghとなった場合でも、高電位電源VghがあるためにMOSトランジスタT11aのドレイン−ソース間に電位差が発生しない。したがって、A_a点の電位が図2で示した入力回路よりも精度良くVghに保持される。 When the input circuit configured as shown in FIG. 5 is used, even when the signal level of the input terminal IN becomes the high level Vgh and the potential high level Vgh at the point A_a, the MOS transistor T11a is present because of the high potential power supply Vgh. There is no potential difference between the drain and the source. Therefore, the potential at the point A_a is held at Vgh with higher accuracy than the input circuit shown in FIG.
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態で説明したシフトレジスタ回路を表示装置に適用した例である。図6は、第2の実施形態における表示装置の全体構成を示す概略構成図である。図6に示す表示装置は、表示パネル201と、ゲートドライバ(走査側駆動手段)を構成する回路(右)202a及び回路(左)202bと、ソースドライバ(信号側駆動手段)203とを有している。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is an example in which the shift register circuit described in the first embodiment is applied to a display device. FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating the overall configuration of the display device according to the second embodiment. The display device shown in FIG. 6 includes a
表示パネル201は、行方向に配設された複数の走査線と、列方向に配設された複数の信号線とを備え、走査線と信号線との各交点近傍に表示画素が設けられた画素マトリクスを有して構成されている。
The
ゲートドライバは、回路(右)202aと回路(左)202bの2つの回路が表示パネル201の左右の辺に沿って設けられ、行方向の表示画素を順次走査するための走査信号を出力する。ここで、回路(右)202aと回路(左202b)はそれぞれ図2で示した回路の異なる回路部分を有している。
The gate driver is provided with two circuits, a circuit (right) 202a and a circuit (left) 202b, along the left and right sides of the
ソースドライバ203は、列方向の表示画素に映像信号を供給して表示パネル201においてゲートドライバによって走査された表示画素を順次表示状態とする。
The
図7は、ゲートドライバを構成する回路(右)202aと回路(左)202bの構成を示す図である。まず、回路(右)は、ブロック1_aと、図2に示すMOSトランジスタT15とコンデンサCとを有して構成されている。ブロック1aは、図8(a)に示す構成であり、図2に示すMOSトランジスタT11aと、MOSトランジスタT12aとを有して構成されている。また、回路(左)は、ブロック1_bと、ブロック2と、図2に示すMOSトランジスタT16とを有して構成されている。ブロック1_bは、図8(a)に示す構成であり、図2に示すMOSトランジスタT11bと、MOSトランジスタT12bとを有して構成されている。また、ブロック2は、図8(b)に示す構成であり、図2に示すMOSトランジスタT13と、MOSトランジスタT14とを有して構成されている。即ち、回路(右)と回路(左)とで図2の回路と同一の回路を構成している。なお、図8(a)に示すブロック1_aとブロック1_bとは回路の構成としては同一であるが、素子サイズ(ディメンジョン)は特性を最適にするように定めることが望ましい。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a circuit (right) 202a and a circuit (left) 202b that constitute a gate driver. First, the circuit (right) includes a block 1_a, a MOS transistor T15 and a capacitor C shown in FIG. The block 1a has the configuration shown in FIG. 8A and includes the MOS transistor T11a and the MOS transistor T12a shown in FIG. The circuit (left) includes a block 1_b, a
以上説明したようにして、図2の回路を回路(右)202aと回路(左)202bの2つに分け、それぞれの回路を表示パネル201の左右の辺に沿って配置することで、表示パネル201の一辺に全ての回路を配置するよりも、表示パネル201の一辺の幅を狭くでき、所謂表示パネルの狭額縁化を行いやすい。ここで、図6では図2の回路を表示パネル201の左右の辺に分けて配置した例を示したが、それぞれの回路を表示パネル201の上下の辺に分けて配置しても良い。
As described above, the circuit of FIG. 2 is divided into the circuit (right) 202a and the circuit (left) 202b, and the respective circuits are arranged along the left and right sides of the
また、第1の実施形態においては入力信号の入力回路として図5に示す構成も示したが、第2の実施形態においては図2で示した入力回路を用いることが望ましい。これは、図5の構成においては入力回路に高電位電源Vghを接続する必要があるためである。このような図5の回路を第2の実施形態に適用した場合、Vghの信号線が回路(右)202aにも必要になってしまう。 Further, in the first embodiment, the configuration shown in FIG. 5 is also shown as the input circuit for the input signal. However, in the second embodiment, it is desirable to use the input circuit shown in FIG. This is because in the configuration of FIG. 5, it is necessary to connect the high potential power supply Vgh to the input circuit. When such a circuit of FIG. 5 is applied to the second embodiment, the Vgh signal line is also required for the circuit (right) 202a.
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。 Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are naturally possible within the scope of the gist of the present invention.
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。 Further, the above-described embodiments include various stages of the invention, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some configuration requirements are deleted from all the configuration requirements shown in the embodiment, the above-described problem can be solved, and this configuration requirement is deleted when the above-described effects can be obtained. The configuration can also be extracted as an invention.
T11a,T11b,T12a,T12b,T13,T14,T15,T16…MOSトランジスタ、C…コンデンサ、201…表示パネル、202a…回路(右)、202b…回路(左)、203…ソースドライバ T11a, T11b, T12a, T12b, T13, T14, T15, T16 ... MOS transistors, C ... capacitors, 201 ... display panel, 202a ... circuit (right), 202b ... circuit (left), 203 ... source driver
Claims (7)
前記入力端子と前記リセット端子に接続され、該入力端子と該リセット端子に前記入力信号と前記リセット信号とが前記異なるタイミングで入力され、前記入力信号が入力されてから前記リセット信号が入力されるまで前記入力信号に基づく第2の電位を保持して出力する第2の入力回路と、
前記第2の入力回路から出力される前記第2の電位が入力されて該第2の電位を反転して出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路からの出力が入力される第1トランジスタと、前記第1の入力回路からの出力が入力される第2トランジスタと、を有し、前記インバータ回路の出力と前記第1の入力回路の出力に基づく出力信号を前記第1トランジスタ又は前記第2トランジスタが走査線に出力する出力回路と、
前記第1の入力回路と前記第2トランジスタとの接続点と前記走査線との間に設けられ、前記第1の入力回路に保持される前記第1の電位を上昇させるブートストラップ回路と、
を各段に具備し、
前記第2の入力回路、前記インバータ回路、前記第1トランジスタは、前記走査線の第1端側に配置され、前記第1端は、前記第1トランジスタの出力端に接続されるとともに次段の第2の入力回路の入力端子に接続され、
前記第1の入力回路、前記ブートストラップ回路、前記第2トランジスタは、前記走査線の第2端側に配置され、前記第2端は、前記第2トランジスタの出力端に接続されるとともに次段の第1の入力回路の入力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。 An input terminal to which an input signal is input and a reset terminal to which a reset signal is input are provided. The input signal and the reset signal are input to the input terminal and the reset terminal at different timings, and the input signal is input. A first input circuit that holds and outputs a first potential based on the input signal until the reset signal is input;
Connected to the input terminal and the reset terminal, the input signal and the reset signal are input to the input terminal and the reset terminal at the different timings, and the reset signal is input after the input signal is input A second input circuit that holds and outputs the second potential based on the input signal until
An inverter circuit that receives the second potential output from the second input circuit and inverts and outputs the second potential;
A first transistor output from the inverter circuit is input, and a second transistor which outputs are entered from the first input circuit, and output the first input circuit of the inverter circuit an output circuit the output signal based on the output first transistor or the second transistor you output to the scanning line,
A bootstrap circuit that is provided between a connection point between the first input circuit and the second transistor and the scanning line and raises the first potential held in the first input circuit;
In each stage ,
The second input circuit, the inverter circuit, and the first transistor are disposed on a first end side of the scanning line, and the first end is connected to an output end of the first transistor and is connected to the next stage. Connected to the input terminal of the second input circuit;
The first input circuit, the bootstrap circuit, and the second transistor are disposed on a second end side of the scanning line, and the second end is connected to an output end of the second transistor and is connected to the next stage. A shift register circuit connected to an input terminal of the first input circuit.
前記複数の走査線に走査信号を順次出力して前記表示画素を順次選択状態に設定する走査側駆動手段と、
前記選択状態に設定された表示画素に前記表示データに対応した映像信号を出力する信号側駆動手段と、
を具備し、
前記走査側駆動手段は、
入力信号が入力される入力端子とリセット信号が入力されるリセット端子を有し、該入力端子と該リセット端子に前記入力信号と前記リセット信号とが異なるタイミングで入力され、前記入力信号が入力されてから前記リセット信号が入力されるまで前記入力信号に基づく第1の電位を保持して出力する第1の入力回路と、
前記入力端子と前記リセット端子に接続され、該入力端子と該リセット端子に前記入力信号と前記リセット信号とが前記異なるタイミングで入力され、前記入力信号が入力されてから前記リセット信号が入力されるまで前記入力信号に基づく第2の電位を保持して出力する第2の入力回路と、
前記第2の入力回路から出力される前記第2の電位が入力されて該第2の電位を反転して出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路からの出力が入力される第1トランジスタと、前記第1の入力回路からの出力が入力される第2トランジスタと、を有し、前記走査信号を前記第1トランジスタ又は前記第2トランジスタが前記走査線に出力する出力回路と、
前記第1の入力回路と前記第2トランジスタとの接続点と前記走査線との間に設けられ、前記第1の入力回路に保持される前記第1の電位を上昇させるブートストラップ回路と、
を各段に有し、
前記第2の入力回路、前記インバータ回路、前記第1トランジスタは、前記走査線の第1端側に配置され、前記第1端は、前記第1トランジスタの出力端に接続されるとともに次段の第2の入力回路の入力端子に接続され、
前記第1の入力回路、前記ブートストラップ回路、前記第2トランジスタは、前記走査線の第2端側に配置され、前記第2端は、前記第2トランジスタの出力端に接続されるとともに次段の第1の入力回路の入力端子に接続されているシフトレジスタ回路を含むことを特徴とする表示装置。 In a display device that displays an image by driving a display panel having a plurality of display pixels arranged in a matrix in the vicinity of intersections of a plurality of scanning lines and a plurality of signal lines based on display data of a digital signal,
Scanning side driving means for sequentially outputting scanning signals to the plurality of scanning lines to sequentially set the display pixels in a selected state;
Signal-side driving means for outputting a video signal corresponding to the display data to the display pixels set in the selected state;
Comprising
The scanning side driving means includes
An input terminal to which an input signal is input and a reset terminal to which a reset signal is input are provided. The input signal and the reset signal are input to the input terminal and the reset terminal at different timings, and the input signal is input. A first input circuit that holds and outputs a first potential based on the input signal until the reset signal is input;
Connected to the input terminal and the reset terminal, the input signal and the reset signal are input to the input terminal and the reset terminal at the different timings, and the reset signal is input after the input signal is input A second input circuit that holds and outputs the second potential based on the input signal until
An inverter circuit that receives the second potential output from the second input circuit and inverts and outputs the second potential;
A first transistor output from the inverter circuit is input, the first and a second transistor which outputs are entered from the input circuit, said scanning signal first transistor or said second transistor an output circuit but you output to the scanning lines,
A bootstrap circuit that is provided between a connection point between the first input circuit and the second transistor and the scanning line and raises the first potential held in the first input circuit;
The possess in each stage,
The second input circuit, the inverter circuit, and the first transistor are disposed on a first end side of the scanning line, and the first end is connected to an output end of the first transistor and is connected to the next stage. Connected to the input terminal of the second input circuit;
The first input circuit, the bootstrap circuit, and the second transistor are disposed on a second end side of the scanning line, and the second end is connected to an output end of the second transistor and is connected to the next stage. A display device comprising a shift register circuit connected to an input terminal of the first input circuit .
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