JPWO2010050262A1 - シフトレジスタ回路および表示装置ならびにシフトレジスタ回路の駆動方法 - Google Patents

シフトレジスタ回路および表示装置ならびにシフトレジスタ回路の駆動方法 Download PDF

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Abstract

制御部(1)は、充電ノード(netA)における充電ノード(netA)の非アクティブな電位レベルと、第2のクロック信号のアクティブな期間における第2のクロック信号のアクティブな電位レベルとから、第1のスイッチング素子(T6)を導通状態にする制御信号を生成して第1のスイッチング素子(T6)の導通および遮断の制御端子(netB)に出力する。

Description

本発明は、表示パネルにモノリシックに作り込まれるシフトレジスタ回路に関する。
近年、ゲートドライバを液晶パネル上にアモルファスシリコンで形成しコスト削減を図るゲートモノリシック化が進められている。ゲートモノリシックは、ゲートドライバレス、パネル内蔵ゲートドライバ、ゲートインパネルなどとも称される。
図12に、ゲートモノリシックにより形成されるゲートドライバを構成するシフトレジスタ回路の構成例を示す。
当該シフトレジスタ回路においては、各段(シフトレジスタ段)SRk(kは自然数)が、セット端子SET、出力端子GOUT、リセット端子RESET、Low電源入力端子VSS、および、クロック入力端子CKA・CKBを備えている。各段SRk(k≧2)において、セット端子SETには前段SRk−1の出力信号GOUT(出力端子の符号で代用する)が入力される。初段SR1のセット端子SETにはゲートスタートパルスGSPが入力される。出力端子GOUTは、対応する走査信号線に出力信号Gkを出力する。リセット端子RESETには、次段SRk+1の出力信号GOUTが入力される。Low電源入力端子VSSには、各段SRkにおける低電位側の電源電圧であるLow電源電圧VSSが入力される。クロック入力端子CKAとクロック端子CKBとのうちの一方にクロック信号CK1が入力されるとともに他方にクロック信号CK2が入力され、隣接する段間でクロック入力端子CKAに入力されるクロック信号とクロック入力端子CKBに入力されるクロック信号CK2とが交互に入れ替わるようになっている。
クロック信号CK1とクロック信号CK2とは、図15に示すような、アクティブなクロックパルス期間(ここではHighレベル期間)が互いに重ならない相補的な位相関係を有している。クロック信号CK1・CK2のHighレベル側(アクティブ側)の電圧はVGHで、Lowレベル側(非アクティブ側)の電圧はVGLである。Low電源電圧VSSはクロック信号CK1・CK2のLowレベル側の電圧VGLに等しい。この例ではクロック信号CK1とクロック信号CK2とが互いに逆相の関係にあるが、一方のクロック信号のアクティブなクロックパルス期間が、他方のクロック信号の非アクティブな期間内に包含される関係も可能である。
図13に、図12のシフトレジスタ回路の各段SRkの構成例を示す。
各段SRkは、5つのトランジスタT1・T2・T3・T4・T5および容量C1を備えている。上記トランジスタは全てnチャネル型のTFTである。
トランジスタT1において、ゲートおよびドレインはセット端子SETに、ソースはトランジスタT5のゲートに、それぞれ接続されている。各段SRkの出力トランジスタであるトランジスタT5において、ドレインはクロック入力端子CKAに、ソースは出力端子GOUTに、それぞれ接続されている。すなわち、トランジスタT5は伝送ゲートとして、クロック入力端子CKAに入力されるクロック信号の通過および遮断を行う。容量C1は、トランジスタT5のゲートとソースとの間に接続されている。トランジスタT5のゲートと同電位のノードをnetAと称する。
トランジスタT3において、ゲートはリセット端子RESETに、ドレインはノードnetAに、ソースはLow電源入力端子VSSに、それぞれ接続されている。トランジスタT4において、ゲートはリセット端子RESETに、ドレインは出力端子GOUTに、ソースはLow電源入力端子VSSに、それぞれ接続されている。
トランジスタT2において、ゲートはクロック端子CKBに、ドレインは出力端子GOUTに、ソースはLow電源入力端子VSSに、それぞれ接続されている。
次に、図14を用いて、各段SRkの動作について説明する。
セット端子SETにシフトパルスが入力されるまでは、トランジスタT4・T5がハイインピーダンス状態であるとともに、トランジスタT2がクロック入力端子CKBから入力されるクロック信号がHighレベルになるたびにON状態となり、出力端子GOUTはLowを保持する期間となる。
セット端子SETにシフトパルスである前段の出力信号GOUTのゲートパルスが入力されると、段SRkは出力パルスを生成する期間となり、トランジスタT1がON状態となって容量C1を充電する。容量C1が充電されることにより、ゲートパルスのHighレベルをVGH、トランジスタT1の閾値電圧をVthとして、ノードnetAの電位がVGH−Vthまで上昇する。この結果、トランジスタT5がON状態になり、クロック入力端子CKAから入力されたクロック信号がトランジスタT5のソースに現れるが、クロック入力端子CKAにクロックパルス(Highレベル)が入力された瞬間に容量C1のブートストラップ効果によってノードnetAの電位が突き上げられるので、トランジスタT5は大きなオーバドライブ電圧を得ることとなる。これにより、入力されたクロックパルスのVGHの電位レベルが段SRkの出力端子GOUTに伝送されて出力され、ゲートパルスGk(出力信号GOUTのパルス)となる。
セット端子SETへのゲートパルスの入力が終了すると、トランジスタT1がOFF状態となる。そして、ノードnetAおよび段SRkの出力端子GOUTがフローティングとなることによる電荷の保持を解除するために、リセット端子RESETに入力されるリセットパルスとしての次段SRk+1のゲートパルスGk+1によってトランジスタT3・T4をON状態とし、ノードnetAおよび出力端子GOUTをLow電源電圧VSSに接続する。これによりトランジスタT5がOFF状態となる。リセットパルスの入力が終了すると、段SRkが出力パルスを生成する期間は終了し、出力端子GOUTは再びLowを保持する期間となる。
このようにして、図15に示すように、各ゲートラインに順次ゲートパルスGkが出力されていく。
上記のシフトレジスタ回路では、出力端子GOUTがLowを保持する期間にトランジスタT4・T5がハイインピーダンス状態となることにより、出力端子GOUTがフローティング状態となる。従って、出力端子GOUTがゲートバスラインとソースバスラインとのクロスカップリングなどにより伝搬されるノイズなどでLowを保持できなくなることを防ぐために、図13に示すように、当該Low保持期間にトランジスタT2によって出力端子GOUTをLowレベルであるLow電源電圧VSSに接続する、いわゆるLow引きを行っている。また、当該Low保持期間には、トランジスタT3もハイインピーダンス状態となることによりノードnetAがフローティング状態となるため、トランジスタT5がリークしないように、当該Low保持期間にノードnetAをLowレベルである電源電圧VSSに接続するLow引き用のトランジスタを設けることも行われる。
特許文献1には、図16に示すようなノードnetAをLow引きする構成が開示されている。
この構成では、第1ノードN1の電位が、トランジスタQ2のゲート・ドレイン間寄生容量を介して、第1クロックCK1の電位の影響を受けることにより変動することを防ぐために、第5トランジスタQ5および第6トランジスタQ6が備えられている。第1クロックCK1と第2クロックCK2とは互いに逆相の関係にある。第1クロックCK1がHighレベルになるとトランジスタQ5がON状態となり、第1ノードN1は出力端子OUTと接続される。第2クロックCK2がHighレベルになるとトランジスタQ6がON状態となり、第1ノードN1は第1入力信号IN1の入力端子に接続される。
従って、第1入力信号IN1または出力端子OUTがHighレベルではなく、第1クロックCK1がHighレベルであるときに、第1ノードN1は第5トランジスタQ5により第1電圧VOFFに維持され、第2クロックCK2がHighレベルであるときに、第1ノードN1は第6トランジスタQ6により第1電圧VOFFに維持される。特許文献1では、これによって、第2トランジスタQ2のゲートがフローティングになることを防止しようとしている。
特開2005−50502(2005年2月24日公開)
しかしながら、前記図13の段構成では、トランジスタの温度特性に起因して高温時にトランジスタT5のドレイン−ソース間にリークが発生するため、図17にxで示すように例えばクロック信号CK1のHighレベルが出力端子GOUT側に漏出すると、容量C1を介してノードnetAの電位が上昇してしまう。ノードnetAの電位が上昇すると、トランジスタT5のリークがより大きくなるため、この正帰還作用によってシフトレジスタが誤動作を起こしてしまう。トランジスタがTFTであれば特に上記のリークは大きい。
また、引用文献1に記載された構成では、トランジスタQ5とトランジスタQ6とが交互にON状態となるが、トランジスタQ2のドレイン−ソース間リークにより第1クロックCK1が出力端子OUTに漏出すると、これが次段の第1入力信号IN1となるので、当該次段のトランジスタQ6がON状態となったときに第1ノードN1の電位が上昇する。従って、当該次段のトランジスタQ5が容量Cのブートストラップ効果も加わってより大きくリークしてしまい、図17にyで示す正常なゲート出力Gkの他に、zで示すようなトランジスタQ5のリークによる異常パルスが各段で連鎖的に発生することとなってやはり誤動作を起こしてしまう。
このように、従来のシフトレジスタでは、ゲートパルスを出力する出力スイッチング素子のリークにより、誤動作が生じるという問題があった。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、シフトレジスタ段の出力スイッチング素子にリークがあっても誤動作を起こすことを防止することのできるシフトレジスタ回路、および、それを備える表示装置ならびにシフトレジスタの駆動方法を実現することにある。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、各シフトレジスタ段のそれぞれについて、互いに位相が異なる第1のクロック信号と第2のクロック信号とが供給されるとともに、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む2相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うシフトレジスタ回路であって、各上記シフトレジスタ段は、入力信号のアクティブな期間にのみ導通して上記入力信号を取り込む入力ゲートと、上記入力ゲートから入力された上記入力信号によって充電される充電ノードと、導通および遮断の制御端子が上記充電ノードに接続されたスイッチング素子からなる出力スイッチング素子であって、上記出力スイッチング素子の導通経路の一方の端子には上記第1のクロック信号が入力されるとともに、上記導通経路の他方の端子は各上記シフトレジスタ段の出力端子に接続された出力スイッチング素子と、上記充電ノードと上記充電ノードに対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続された第1のスイッチング素子と、上記充電ノードにおける上記充電ノードの非アクティブな電位レベルと、上記第2のクロック信号のアクティブな期間における上記第2のクロック信号のアクティブな電位レベルとから、上記第1のスイッチング素子を導通状態にする制御信号を生成して上記第1のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子に出力する制御部と、を備えており、全ての上記シフトレジスタ段は、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において前段側の上記シフトレジスタ段の上記出力端子が、後段側の上記シフトレジスタ段の上記入力ゲートの入力に接続されていることにより縦続接続されており、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において、後段側の上記シフトレジスタ段の上記第2のクロック信号は、前段側の上記シフトレジスタ段に上記第1のクロック信号として入力されるクロック信号である、ことを特徴としている。
上記の発明によれば、前段の出力スイッチング素子のリークにより自段の入力ゲートの入力端子に異常パルスが発生し入力ゲートを導通させようとしても、前段の第1のクロック信号に相当する第2のクロック信号がアクティブになる度に充電ノードが第1のスイッチング素子によってLow引きされていることにより、充電ノードは突き上げを受けることなく非アクティブな電位レベルに安定化され、リークは後段側へ連鎖的には伝達されない。
以上により、シフトレジスタ段の出力スイッチング素子にリークがあっても誤動作を起こすことを防止することのできるシフトレジスタ回路を実現することができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、各シフトレジスタ段のそれぞれについて、互いに位相が異なる第1のクロック信号と第2のクロック信号とが供給されるとともに、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む2相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うシフトレジスタ回路であって、各上記シフトレジスタ段は、入力信号のアクティブな期間にのみ導通して上記入力信号を取り込む入力ゲートと、上記入力ゲートから入力された上記入力信号によって充電される充電ノードと、導通および遮断の制御端子が上記充電ノードに接続されたスイッチング素子からなる出力スイッチング素子であって、上記出力スイッチング素子の導通経路の一方の端子には上記第1のクロック信号が入力されるとともに、上記導通経路の他方の端子は各上記シフトレジスタ段の出力端子に接続された出力スイッチング素子と、上記充電ノードと上記出力端子との間に接続された第1のスイッチング素子と、上記充電ノードにおける上記充電ノードの非アクティブな電位レベルと、上記第2のクロック信号のアクティブな期間における上記第2のクロック信号のアクティブな電位レベルとから、上記第1のスイッチング素子を導通状態にする制御信号を生成して上記第1のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子に出力する制御部と、を備えており、全ての上記シフトレジスタ段は、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において前段側の上記シフトレジスタ段の上記出力端子が、後段側の上記シフトレジスタ段の上記入力ゲートの入力に接続されていることにより縦続接続されており、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において、後段側の上記シフトレジスタ段の上記第2のクロック信号は、前段側の上記シフトレジスタ段に上記第1のクロック信号として入力されるクロック信号である、ことを特徴としている。
上記の発明によれば、前段の出力スイッチング素子のリークにより自段の入力ゲートの入力端子に異常パルスが発生し入力ゲートを導通させようとしても、前段の第1のクロック信号に相当する第2のクロック信号がアクティブになる度に充電ノードが第1のスイッチング素子によってLow引きされていることにより、充電ノードは突き上げを受けることなく非アクティブな電位レベルに安定化され、リークは後段側へ連鎖的には伝達されない。
以上により、シフトレジスタ段の出力スイッチング素子にリークがあっても誤動作を起こすことを防止することのできるシフトレジスタ回路を実現することができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、各シフトレジスタ段のそれぞれについて、互いに位相が異なる第1のクロック信号と第2のクロック信号とが供給されるとともに、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む2相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うシフトレジスタ回路であって、各上記シフトレジスタ段は、入力信号のアクティブな期間にのみ導通して上記入力信号を取り込む入力ゲートと、上記入力ゲートから入力された上記入力信号によって充電される充電ノードと、導通および遮断の制御端子が上記充電ノードに接続されたスイッチング素子からなる出力スイッチング素子であって、上記出力スイッチング素子の導通経路の一方の端子には上記第1のクロック信号が入力されるとともに、上記導通経路の他方の端子は各上記シフトレジスタ段の出力端子に接続された出力スイッチング素子と、上記充電ノードと上記充電ノードに対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続された第1のスイッチング素子と、上記充電ノードにおける上記充電ノードの非アクティブな電位レベルと、上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に対してアクティブな電位レベルを供給する電源の供給電位とから、上記第1のスイッチング素子を導通状態にする制御信号を生成して上記第1のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子に出力する制御部と、を備えており、全ての上記シフトレジスタ段は、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において前段側の上記シフトレジスタ段の上記出力端子が、後段側の上記シフトレジスタ段の上記入力ゲートの入力に接続されていることにより縦続接続されており、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において、後段側の上記シフトレジスタ段の上記第2のクロック信号は、前段側の上記シフトレジスタ段に上記第1のクロック信号として入力されるクロック信号である、ことを特徴としている。
上記の発明によれば、前段の出力スイッチング素子のリークにより自段の入力ゲートの入力端子に異常パルスが発生し入力ゲートを導通させようとしても、前段の第1のクロック信号に相当する第2のクロック信号がアクティブになる度に充電ノードが第1のスイッチング素子によってLow引きされていることにより、充電ノードは突き上げを受けることなく非アクティブな電位レベルに安定化され、リークは後段側へ連鎖的には伝達されない。
以上により、シフトレジスタ段の出力スイッチング素子にリークがあっても誤動作を起こすことを防止することのできるシフトレジスタ回路を実現することができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、上記制御部は、アノードに第2のクロック信号が入力されるダイオード型スイッチング素子からなる第1の制御素子と、上記第1の制御素子のカソードと上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続されたスイッチング素子からなる第2の制御素子とを備えており、上記第1の制御素子と上記第2の制御素子との接続点が上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に接続されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、第2のクロック信号がアクティブになるときに充電ノードをLow引きすることができるので、前段の出力端子にリーク電流による突き上げが発生しても、充電ノードは追従して引き上げられることがなくなり、異常パルスの発生を抑制することができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、上記制御部は、一端に第2のクロック信号が入力される容量からなる第1の制御素子と、上記第1の制御素子の他端と上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続されたスイッチング素子からなる第2の制御素子とを備えており、上記第1の制御素子と上記第2の制御素子との接続点が上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に接続されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、第2のクロック信号のアクティブな電位レベルが頻繁に印加される箇所に容量を用いているので、トランジスタの閾値電圧のシフトのような特性変化がなく、回路全体の信頼性が向上するという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、上記制御部は、アノードが上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に対してアクティブな電位レベルを供給する電源に接続されたダイオード型スイッチング素子からなる第1の制御素子と、上記第1の制御素子のカソードと上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続されたスイッチング素子からなる第2の制御素子とを備えており、上記第1の制御素子と上記第2の制御素子との接続点は上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に接続されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、第1の制御素子のアノードが第1のスイッチング素子の制御端子に対してアクティブな電位レベルを供給する電源によってプルアップされるので、充電ノードが非アクティブな電位レベルであるときは第1のスイッチング素子を導通させることができるとともに、充電ノードがアクティブな電位レベルであるときは第1のスイッチング素子が遮断することができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、上記制御部は、上記第1のスイッチング素子の上記制御端子と、上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続されたスイッチング素子からなる第3の制御素子を備えており、上記第3の制御素子は上記第1のクロック信号によって導通および遮断が制御されることを特徴としている。
上記の発明によれば、第1のスイッチング素子の制御端子を非アクティブな電位レベルに保持する期間に、第1のクロック信号がアクティブになる度に第3の制御素子が導通状態となって、第1のスイッチング素子の制御端子をLow引きする。従って、第1のクロック信号がアクティブな電位レベルとなる期間に、第1のスイッチング素子の制御端子がフローティングとなることを防止する。従って、第1のスイッチング素子の制御端子を非アクティブな電位レベルに保持する期間に、当該非アクティブな電位レベルに安定化させることができるという効果を奏する。
また、第1のスイッチング素子がアモルファスシリコンで作製されたトランジスタである場合には、トランジスタのONデューティが大きいほど、ゲートに印加される直流バイアスが大きくなるため、閾値電圧のシフト現象が発生しやすい。シフト現象によってトランジスタが動作しなくなる虞もある。しかし、上記のように第1のスイッチング素子の制御端子をLow引きするようにすれば、第1のスイッチング素子の制御端子に印加される直流バイアスを小さくすることができるので、回路全体の信頼性をより向上させることができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、上記制御部は、上記入力ゲートの入力端子と、上記入力ゲートに対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続されたスイッチング素子からなる第4の制御素子を備えており、上記第4の制御素子の導通および遮断の制御端子は上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に接続されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、上記第1のスイッチング素子の制御端子がアクティブな電位レベルになる度に、前段の出力端子をLow引きすることができる。従って、出力端子がLow引きされるので、各段の出力が行われない期間に、出力端子を非アクティブな電位レベルに安定化させることができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、上記制御部は、上記入力ゲートの入力端子と、上記出力端子との間に接続されたスイッチング素子からなる第4の制御素子を備えており、上記第4の制御素子の導通および遮断の制御端子は上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に接続されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、出力端子は第2のクロック信号がアクティブのときに第2のスイッチング素子によってLow引きされているので、前段の出力端子は第4の制御素子および第2のスイッチング素子を介して第2のクロック信号がアクティブのときにLow引きされるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、上記充電ノードと上記出力端子とが容量によって結合されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、充電ノードと出力端子とを結合する容量はブートストラップ効果を奏する容量となるが、出力スイッチング素子にリークがあっても充電ノードの電位レベルの変化を抑制することができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、上記充電ノードと上記充電ノードに対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に第3のスイッチング素子が接続されており、上記出力端子と上記出力端子に対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に第4のスイッチング素子が接続されており、上記第3のスイッチング素子および上記第4のスイッチング素子のそれぞれの導通および遮断の制御端子は、次段の上記出力端子に接続されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、次段の出力によって、自段の充電ノードを非アクティブな電位レベルにリセットすることができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号との2相のクロック信号を用いてシフト動作を行うことを特徴としている。
上記の発明によれば、従来からある2相のクロック信号供給システムにおいて、適正なリーク補償を行うことができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む3相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うことを特徴としている。
上記の発明によれば、クロック信号を3相以上とするので、第1のクロック信号および第2のクロック信号の他に、さらにシフトレジスタ段の他の動作を追加することができるので、シフトレジスタ段により細かい動作を規定することができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、アモルファスシリコンを用いて形成されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、アモルファスシリコンを用いたシフトレジスタ回路において、スイッチング素子としてトランジスタを採用する場合に、閾値電圧のシフト現象を抑制して安定にLow引きすることができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、微結晶シリコンを用いて形成されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、閾値電圧のばらつきが小さい微結晶シリコンを用いたシフトレジスタ回路においてリーク補償を行うLow引きを行うので、Low引きによる閾値電圧のシフト現象をアモルファスシリコンよりもさらに有利に抑制することができることが、トランジスタの動作を極めて設計通りに安定させることに寄与するという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、上記課題を解決するために、多結晶シリコンを用いて形成されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、移動度は大きいが閾値電圧のばらつきが大きい多結晶シリコンを用いたシフトレジスタ回路においてリーク補償を行うLow引きを行うので、リークによるトランジスタの誤動作のマージンを少しでも大きくすることができる分、移動度が大きいことの利点をよりよく活かすことに寄与するという効果を奏する。
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、上記シフトレジスタ回路を表示の駆動に用いることを特徴としている。
上記の発明によれば、シフトレジスタ段の出力スイッチング素子にリークがあっても誤動作を起こすことを防止することのできるシフトレジスタ回路を備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、上記シフトレジスタ回路が走査信号線駆動回路に用いられていることを特徴としている。
上記の発明によれば、シフトレジスタ回路の動作の信頼性が高まることにより、良好な表示を行うことができるという効果を奏する。
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、上記シフトレジスタ回路が、表示パネルに表示領域とモノリシックに形成されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、シフトレジスタ回路が表示パネルに表示領域とモノリシックに形成された、構成簡略化に有利な表示装置に、シフトレジスタ回路の動作を高信頼化させることにより、良好な表示を行わせることができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路の駆動方法は、上記課題を解決するために、各シフトレジスタ段のそれぞれについて、互いに位相が異なる第1のクロック信号と第2のクロック信号とが供給されるとともに、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む2相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うシフトレジスタ回路であって、各上記シフトレジスタ段は、入力信号のアクティブな期間にのみ導通して上記入力信号を取り込む入力ゲートと、上記入力ゲートから入力された上記入力信号によって充電される充電ノードと、導通および遮断の制御端子が上記充電ノードに接続されたスイッチング素子からなる出力スイッチング素子であって、上記出力スイッチング素子の導通経路の一方の端子には上記第1のクロック信号が入力されるとともに、上記導通経路の他方の端子は各上記シフトレジスタ段の出力端子に接続された出力スイッチング素子と、上記充電ノードと上記充電ノードに対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続された第1のスイッチング素子とを備えており、全ての上記シフトレジスタ段は、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において前段側の上記シフトレジスタ段の上記出力端子が、後段側の上記シフトレジスタ段の上記入力ゲートの入力に接続されていることにより縦続接続されており、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において、後段側の上記シフトレジスタ段の上記第2のクロック信号は、前段側の上記シフトレジスタ段に上記第1のクロック信号として入力されるクロック信号であるシフトレジスタ回路を駆動するシフトレジスタ回路の駆動方法であって、上記充電ノードにおける上記充電ノードの非アクティブな電位レベルと、上記第2のクロック信号のアクティブな期間における上記第2のクロック信号のアクティブな電位レベルとから、上記第1のスイッチング素子を導通状態にする制御信号を生成して上記第1のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子に出力することを特徴としている。
上記の発明によれば、前段の出力スイッチング素子のリークにより自段の入力ゲートの入力端子に異常パルスが発生し入力ゲートを導通させようとしても、前段の第1のクロック信号に相当する第2のクロック信号がアクティブになる度に充電ノードが第1のスイッチング素子によってLow引きされていることにより、充電ノードは突き上げを受けることなく非アクティブな電位レベルに安定化され、リークは後段側へ連鎖的には伝達されない。
以上により、シフトレジスタ段の出力スイッチング素子にリークがあっても誤動作を起こすことを防止することのできるシフトレジスタ回路の駆動方法を実現することができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路の駆動方法は、上記課題を解決するために、各シフトレジスタ段のそれぞれについて、互いに位相が異なる第1のクロック信号と第2のクロック信号とが供給されるとともに、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む2相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うシフトレジスタ回路であって、各上記シフトレジスタ段は、入力信号のアクティブな期間にのみ導通して上記入力信号を取り込む入力ゲートと、上記入力ゲートから入力された上記入力信号によって充電される充電ノードと、導通および遮断の制御端子が上記充電ノードに接続されたスイッチング素子からなる出力スイッチング素子であって、上記出力スイッチング素子の導通経路の一方の端子には上記第1のクロック信号が入力されるとともに、上記導通経路の他方の端子は各上記シフトレジスタ段の出力端子に接続された出力スイッチング素子と、上記充電ノードと上記出力端子との間に接続された第1のスイッチング素子とを備えており、全ての上記シフトレジスタ段は、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において前段側の上記シフトレジスタ段の上記出力端子が、後段側の上記シフトレジスタ段の上記入力ゲートの入力に接続されていることにより縦続接続されており、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において、後段側の上記シフトレジスタ段の上記第2のクロック信号は、前段側の上記シフトレジスタ段に上記第1のクロック信号として入力されるクロック信号であるシフトレジスタ回路を駆動するシフトレジスタ回路の駆動方法であって、上記充電ノードにおける上記充電ノードの非アクティブな電位レベルと、上記第2のクロック信号のアクティブな期間における上記第2のクロック信号のアクティブな電位レベルとから、上記第1のスイッチング素子を導通状態にする制御信号を生成して上記第1のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子に出力することを特徴としている。
上記の発明によれば、前段の出力スイッチング素子のリークにより自段の入力ゲートの入力端子に異常パルスが発生し入力ゲートを導通させようとしても、前段の第1のクロック信号に相当する第2のクロック信号がアクティブになる度に充電ノードが第1のスイッチング素子によってLow引きされていることにより、充電ノードは突き上げを受けることなく非アクティブな電位レベルに安定化され、リークは後段側へ連鎖的には伝達されない。
以上により、シフトレジスタ段の出力スイッチング素子にリークがあっても誤動作を起こすことを防止することのできるシフトレジスタ回路の駆動方法を実現することができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路の駆動方法は、上記課題を解決するために、各シフトレジスタ段のそれぞれについて、互いに位相が異なる第1のクロック信号と第2のクロック信号とが供給されるとともに、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む2相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うシフトレジスタ回路であって、各シフトレジスタ段は、入力信号のアクティブな期間にのみ導通して上記入力信号を取り込む入力ゲートと、上記入力ゲートから入力された上記入力信号によって充電される充電ノードと、導通および遮断の制御端子が上記充電ノードに接続されたスイッチング素子からなる出力スイッチング素子であって、上記出力スイッチング素子の導通経路の一方の端子には上記第1のクロック信号が入力されるとともに、上記導通経路の他方の端子は各上記シフトレジスタ段の出力端子に接続された出力スイッチング素子と、上記充電ノードと上記充電ノードに対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続された第1のスイッチング素子とを備えており、全ての上記シフトレジスタ段は、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において前段側の上記シフトレジスタ段の上記出力端子が、後段側の上記シフトレジスタ段の上記入力ゲートの入力に接続されていることにより縦続接続されており、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において、後段側の上記シフトレジスタ段の上記第2のクロック信号は、前段側の上記シフトレジスタ段に上記第1のクロック信号として入力されるクロック信号であるシフトレジスタ回路を駆動するシフトレジスタ回路の駆動方法であって、上記充電ノードにおける上記充電ノードの非アクティブな電位レベルと、上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に対してアクティブな電位レベルを供給する電源の供給電位とから、上記第1のスイッチング素子を導通状態にする制御信号を生成して上記第1のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子に出力することを特徴としている。
上記の発明によれば、前段の出力スイッチング素子のリークにより自段の入力ゲートの入力端子に異常パルスが発生し入力ゲートを導通させようとしても、前段の第1のクロック信号に相当する第2のクロック信号がアクティブになる度に充電ノードが第1のスイッチング素子によってLow引きされていることにより、充電ノードは突き上げを受けることなく非アクティブな電位レベルに安定化され、リークは後段側へ連鎖的には伝達されない。
以上により、シフトレジスタ段の出力スイッチング素子にリークがあっても誤動作を起こすことを防止することのできるシフトレジスタ回路の駆動方法を実現することができるという効果を奏する。
本発明のシフトレジスタ回路は、以上のように、各シフトレジスタ段のそれぞれについて、互いに位相が異なる第1のクロック信号と第2のクロック信号とが供給されるとともに、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む2相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うシフトレジスタ回路であって、各上記シフトレジスタ段は、入力信号のアクティブな期間にのみ導通して上記入力信号を取り込む入力ゲートと、上記入力ゲートから入力された上記入力信号によって充電される充電ノードと、導通および遮断の制御端子が上記充電ノードに接続されたスイッチング素子からなる出力スイッチング素子であって、上記出力スイッチング素子の導通経路の一方の端子には上記第1のクロック信号が入力されるとともに、上記導通経路の他方の端子は各上記シフトレジスタ段の出力端子に接続された出力スイッチング素子と、上記充電ノードと上記充電ノードに対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続された第1のスイッチング素子と、上記充電ノードにおける上記充電ノードの非アクティブな電位レベルと、上記第2のクロック信号のアクティブな期間における上記第2のクロック信号のアクティブな電位レベルとから、上記第1のスイッチング素子を導通状態にする制御信号を生成して上記第1のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子に出力する制御部と、を備えており、全ての上記シフトレジスタ段は、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において前段側の上記シフトレジスタ段の上記出力端子が、後段側の上記シフトレジスタ段の上記入力ゲートの入力に接続されていることにより縦続接続されており、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において、後段側の上記シフトレジスタ段の上記第2のクロック信号は、前段側の上記シフトレジスタ段に上記第1のクロック信号として入力されるクロック信号である。
以上により、シフトレジスタ段の出力スイッチング素子にリークがあっても誤動作を起こすことを防止することのできるシフトレジスタ回路を実現することができるという効果を奏する。
本発明の実施形態を示すものであり、シフトレジスタ回路の各段の構成を示す回路図である。 図1の構成の各段の動作を示すタイミングチャートである。 図1の構成の各段の、出力スイッチング素子にリークが発生した場合の動作を説明するタイミングチャートである。 図1の構成をより詳細に示す回路図である。 図4の第1の変形例の構成を示す回路図である。 図4の第2の変形例の構成を示す回路図である。 図4の第3の変形例の構成を示す回路図である。 図4の第4の変形例の構成を示す回路図である。 図4の第5の変形例の構成を示す回路図である。 本発明の実施形態を示すものであり、シフトレジスタ回路の各段の他の構成を示す回路図である。 本発明の実施形態を示すものであり、表示装置の構成を示すブロック図である。 従来技術を示すものであり、シフトレジスタ回路の構成を示すブロック図である。 図12のシフトレジスタ回路が備える各段の構成を示す回路図である。 図13の各段の動作を示すタイミングチャートである。 図12のシフトレジスタ回路の動作を示すタイミングチャートである。 従来技術を示すものであり、シフトレジスタ回路の各段の他の構成を示すブロック図である。 従来技術を示すものであり、シフトレジスタ回路のリークを伴う動作を示すタイミングチャートである。
本発明の一実施形態について図1ないし図11に基づいて説明すると以下の通りである。
図11に、本実施形態に係る表示装置である液晶表示装置11の構成を示す。
液晶表示装置11は、表示パネル12、フレキシブルプリント基板13、および、コントロール基板14を備えている。
表示パネル12は、ガラス基板上にアモルファスシリコンを用いて表示領域12a、複数のゲートライン(走査信号線)GL…、複数のソースライン(データ信号線)SL…、および、ゲートドライバ(走査信号線駆動回路)15が作りこまれたアクティブマトリクス型の表示パネルである。多結晶シリコン、CGシリコン、微結晶シリコンなどをもちいて表示パネル12を作製することもできる。表示領域12aは、複数の絵素PIX…がマトリクス状に配置された領域である。絵素PIXは、絵素の選択素子であるTFT21、液晶容量CL、および、補助容量Csを備えている。TFT21のゲートはゲートラインGLに接続されており、TFT21のソースはソースラインSLに接続されている。液晶容量CLおよび補助容量CsはTFT21のドレインに接続されている。
複数のゲートラインGL…はゲートラインGL1・GL2・GL3・…・GLnからなり、それぞれゲートドライバ(走査信号線駆動回路)15の出力に接続されている。複数のソースラインSL…はソースラインSL1・SL2・SL3・…・SLmからなり、それぞれ後述するソースドライバ16の出力に接続されている。また、図示しないが、絵素PIX…の各補助容量Csに補助容量電圧を与える補助容量配線が形成されている。
ゲ−トドライバ15は、表示パネル12上で表示領域12aに対してゲートラインGL…の延びる方向の一方側に隣接する領域に設けられており、ゲートラインGL…のそれぞれに順次ゲートパルス(走査パルス)を供給する。さらに他のゲ−トドライバが、表示パネル12上で表示領域12aに対してゲートラインGL…の延びる方向の他方側に隣接する領域に設けられて、上記ゲートドライバ15と互いに異なるゲートラインGLを走査するようになっていてもよい。これらのゲートドライバは表示パネル12に、アモルファスシリコンや多結晶シリコンを用いて、表示領域12aとモノリシックに作りこまれており、ゲートモノリシック、ゲートドライバレス、パネル内蔵ゲートドライバ、ゲートインパネルなどと称されるゲートドライバは全てゲートドライバ15に含まれ得る。
フレキシブルプリント基板13は、ソースドライバ16を備えている。ソースドライバ16はソースラインSL…のそれぞれにデータ信号を供給する。コントロール基板14はフレキシブルプリント基板13に接続されており、ゲートドライバ15およびソースドライバ16に必要な信号や電源を供給する。コントロール基板14から出力されたゲートドライバ15へ供給する信号および電源は、フレキシブルプリント基板13を介して表示パネル12上からゲートドライバ15へ供給される。
ゲ−トドライバ15のようにゲートドライバをゲートモノリシックで構成する場合には、一行分の絵素PIX…を全て同色絵素で構成し、ゲートドライバ15がRGBの色ごとにゲートラインGL…を駆動するのに適している。この場合には、ソースドライバ16を色ごとに用意する必要がないので、ソースドライバ16やフレキシブルプリント基板13の規模を縮小することができるので有利である。
ゲートドライバ15の構成には、前述の図12のシフトレジスタ回路と同様の段縦続接続構成を用いることができる。すなわち、全ての上記シフトレジスタ段は、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において前段側の上記シフトレジスタ段の上記出力端子が、後段側の上記シフトレジスタ段の上記入力ゲートの入力に接続されていることにより縦続接続されている。クロック信号CK1・CK2、Low電源電圧VSS、および、ゲートスタートパルスGSPも、図12〜図15と同様のものを用いることができる。特に、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において、後段側のシフトレジスタ段の第2のクロック信号は、前段側のシフトレジスタ段に上記第1のクロック信号として入力されるクロック信号である。
図1に、本実施形態のシフトレジスタ回路の各段(シフトレジスタ段)SRk(kは自然数)の構成を示す。
本実施形態では、kが奇数の段SRkにおいては、クロック信号CK1を第1のクロック信号、クロック信号CK2を第2のクロック信号とし、kが偶数の段SRkにおいては、クロック信号CK2を第1のクロック信号、クロック信号CK1を第2のクロック信号とする。すなわち、クロック入力端子CKAに入力されるクロック信号を第1のクロック信号とし、クロック入力端子CKBに入力されるクロック信号を第2のクロック信号とする。シフトレジスタ回路全体では、互いに位相の異なる第1のクロック信号と第2のクロック信号との2相のクロック信号を用いてシフト動作を行う。
各段SRkは、トランジスタT1・T2・T3・T4・T5、制御部1、および容量C1を備えている。トランジスタT5は出力スイッチング素子、トランジスタT1は入力ゲート、トランジスタT2は第2のスイッチング素子、トランジスタT6は第1のスイッチング素子、トランジスタT3は第3のスイッチング素子、トランジスタT4は第4のスイッチング素子を、それぞれ構成している。また、制御部1は、AND回路2およびトランジスタT6を備えている。上記トランジスタはここでは全てnチャネル型のTFTであるが、pチャネル型でもよいし、nチャネル型とpチャネル型とが混ざっていてもよい。なお、各スイッチング素子において、ドレインとソースとは互いに、スイッチング素子の導通経路の一方の端子と他方の端子との関係にあり、ゲートは上記導通経路の導通および遮断の制御端子に相当している。また、各スイッチング素子は、TFT以外の電界効果トランジスタでもよい。このようなトランジスタの極性および型、スイッチング素子の種類については、本実施形態の他の構成例でも同様である。
トランジスタT1において、ゲートおよびドレインはセット端子SETに、ソースはトランジスタT5のゲートに、それぞれ接続されている。各段SRkの出力トランジスタであるトランジスタT5において、ドレインはクロック入力端子CKAに、ソースは出力端子GOUTに、それぞれ接続されている。すなわち、トランジスタT5は伝送ゲートとして、クロック入力端子CKAに入力されるクロック信号の通過および遮断を行う。容量C1は、トランジスタT5のゲートとソースとの間に接続されている。トランジスタT5のゲートと同電位のノードをnetAと称する。
トランジスタT3において、ゲートはリセット端子RESETに、ドレインはノードnetAに、ソースはLow電源入力端子VSSに、それぞれ接続されている。トランジスタT4において、ゲートはリセット端子RESETに、ドレインは出力端子GOUTに、ソースはLow電源入力端子VSSに、それぞれ接続されている。
トランジスタT2において、ゲートはクロック端子CKBに、ドレインは出力端子GOUTに、ソースはLow電源入力端子VSSに、それぞれ接続されている。
制御部1において、AND回路2は2入力のゲート回路であり、一方の入力がアクティブLow、他方の入力がアクティブHighである。アクティブLowの入力はノードnetAに接続されており、アクティブHighの入力はクロック端子CKBに接続されている。また、制御部1のトランジスタT6において、ゲートはAND回路2の出力端子に、ドレインはノードnetAに、ソースはLow電源入力端子VSSに、それぞれ接続されている。
次に、図2および図3を用いて、各段SRkの動作について説明する。
入力ゲート(トランジスタT1)の入力端子であるセット端子SETにシフトパルスが入力されるまでは、トランジスタT4・T5がハイインピーダンス状態であるとともに、トランジスタT2がクロック入力端子CKBから入力されるクロック信号がHighレベルになるたびにON状態となり、出力端子GOUTはLowを保持する期間となる。また、この期間には、充電ノードであるノードnetAもLowを保持する期間となるが、クロック入力端子CKBに入力されるクロック信号がアクティブ(High)である期間にANDゲート2の出力であるノードnetBがHighとなることから、トランジスタT6がON状態となるので、ノードnetAはLow電源電圧VSSにLow引きされる。ここではLow電源電圧VSSは、トランジスタT5のゲートおよび出力端子GOUTに対して非アクティブな電位レベルを供給する電源である。
セット端子SETにシフトパルスである前段の出力信号GOUTのゲートパルスが入力されると、段SRkは出力パルスを生成する期間となり、トランジスタT1がON状態となって容量C1を充電する。容量C1が充電されることにより、ゲートパルスのHighレベルをVGH、トランジスタT1の閾値電圧をVthとして、ノードnetAの電位がVGH−Vthまで上昇する。この結果、トランジスタT5がON状態になり、クロック入力端子CKAから入力されたクロック信号がトランジスタT5のソースに現れるが、クロック入力端子CKにクロックパルス(Highレベル)が入力された瞬間に容量C1のブートストラップ効果によってノードnetAの電位が突き上げられるので、トランジスタT5は大きなオーバドライブ電圧を得ることとなる。これにより、入力されたクロックパルスのVGHの電位レベルが段SRkの出力端子GOUTに伝送されて出力され、ゲートパルスGk(出力信号GOUTのパルス)となる。
ノードnetAの電位がこのようにトランジスタT5のゲートに対してアクティブな電位レベルにあるときには、AND回路2の出力はLowとなるので、トランジスタT6はOFF状態にある。
セット端子SETへのゲートパルスの入力が終了すると、トランジスタT1がOFF状態となる。そして、ノードnetAおよび段SRkの出力端子GOUTがフローティングとなることによる電荷の保持を解除するために、リセット端子RESETに入力されるリセットパルスとしての次段SRk+1のゲートパルスGk+1によってトランジスタT3・T4をON状態とし、ノードnetAおよび出力端子GOUTをLow電源入力端子VSSに接続する。これによりトランジスタT5がOFF状態となる。リセットパルスの入力が終了すると、段SRkが出力パルスを生成する期間は終了し、出力端子GOUTは再びLowを保持する期間となる。
出力端子GOUTがLowを保持する期間になると、再び、クロック入力端子CKBに入力されるクロック信号のアクティブな期間に、AND回路2の出力がHighレベルとなってトランジスタT6がON状態となって、ノードnetAがLow引きされる。
上記のように制御部1が動作するので、例えば図3に示すように、cでリセットパルスによってノードnetAがリセットされた後に、クロック入力端子CKAに入力されるクロック信号がアクティブ(High)になってこれがトランジスタT5のリークによってaで示すように出力端子GOUT側に漏出したとしても、前段のクロック端子CKAに入力されるクロック信号に相当する、クロック端子CKBに入力されるクロック信号がアクティブ(High)になる度にノードnetAがLow引きされることにより、bで示すようにノードnetAは突き上げを受けることなく非アクティブな電位レベル(Low、VSS)に安定化され、リークは後段側へ連鎖的には伝達されない。
以上により、シフトレジスタ段の出力スイッチング素子にリークがあっても誤動作を起こすことを防止することのできるシフトレジスタ回路、および、それを備える表示装置ならびにシフトレジスタの駆動方法を実現することができる。
また、このようなリークによる誤動作の防止を、シフトレジスタ回路のシフト動作に用いる信号以外に特別な信号を供給することなく、行うことができる。
次に、図4に、制御部1のさらに詳しい構成を示す。
図4では、AND回路2がトランジスタT7・T8で構成された例が示されている。トランジスタT7は第1の制御素子、トランジスタT8は第2の制御素子を構成している。トランジスタT7において、ゲートおよびドレインはクロック入力端子CKBに接続されており、ゲートおよびドレインがアノードであってソースがカソードとなるダイオード型スイッチング素子として機能する。トランジスタT8において、ゲートはノードnetAに、ドレインはトランジスタT7のソースに、ソースはLow電源入力端子VSSに、それぞれ接続されている。トランジスタT7とトランジスタT8との接続点はAND回路2の出力端子すなわちノードnetBであり、トランジスタT6のゲートに接続されている。
トランジスタT7はダイオード接続されているので、クロック入力端子CKBに入力されるクロック信号がアクティブ(High)になるときに、ノードnetBをアクティブな電位レベル(High)にプルアップする。トランジスタT8はノードnetAがアクティブな電位レベル(High)になっているときに、ノードnetBを非アクティブな電位レベル(Low)にプルダウンして、トランジスタT6がON状態とならないようにマスクをかける役割をしている。
トランジスタT7・T8により、クロック入力端子CKBがアクティブな電位レベル(High)になるときにノードnetAをLow引きすることができるので、前段の出力端子GOUTにリーク電流による突き上げが発生しても、ノードnetAは追従して引き上げられることがなくなり、異常パルスの発生を抑制することができる。
次に、図5に、制御部1の第1の変形例の構成を示す。
図5の制御部1では、図4の制御部1に、さらにトランジスタT9が追加されている。トランジスタT9は第3の制御素子を構成している。トランジスタT9において、ゲートはクロック入力端子CKAに、ドレインはノードnetAに、ソースはLow電源入力端子VSSに、それぞれ接続されている。
これにより、ノードnetBを非アクティブな電位レベル(Low、VSS)に保持する期間に、クロック入力端子CKAに入力されるクロック信号がアクティブになる度にトランジスタT9がON状態となって、ノードnetBをLow引きする。従って、クロック入力端子CKAがクロック信号のアクティブな電位レベル(High)となる期間に、ノードnetBがフローティングとなることを防止する。従って、ノードnetBを非アクティブな電位レベル(Low、VSS)に保持する期間に、当該非アクティブな電位レベルに安定化させることができる。
また、トランジスタがアモルファスシリコンで作製されている場合には、トランジスタのONデューティが大きいほど、ゲートに印加される直流バイアスが大きくなるため、閾値電圧Vthのシフト現象が発生しやすい。シフト現象によってトランジスタが動作しなくなる虞もある。しかし、上記のようにノードnetBをLow引きするようにすれば、トランジスタT6のゲートに印加される直流バイアスを小さくすることができるので、回路全体の信頼性をより向上させることができる。
次に、図6に、制御部1の第2の変形例の構成を示す。
図6の制御部1では、図5の制御部1に、さらにトランジスタT10が追加されている。トランジスタT10は第4の制御素子を構成している。トランジスタT10において、ゲートはノードnetBに、ドレインはセット端子SETに、ソースはLow電源入力端子VSSに、それぞれ接続されている。
これにより、ノードnetBがアクティブな電位レベル(High)になる度に、前段の出力端子GOUTをLow引きすることができる。出力端子GOUTがLow引きされるので、各段のゲート出力が行われない期間に、出力端子GOUTを非アクティブな電位レベルに安定化させることができる。
次に、図7に、制御部1の第3の変形例の構成を示す。
図7の制御部1は、図5の制御部1におけるトランジスタT6のソースがLow電源入力端子VSSの代わりに出力端子GOUTに接続された構成である。これによれば、出力端子GOUTはクロック入力端子CKBに入力されるクロック信号がアクティブ(High)のときにトランジスタT2によってLow引きされているので、ノードnetAはトランジスタT6・T2を介してクロック入力端子CKBに入力されるクロック信号がアクティブ(High)のときにLow引きされる。従って、図5の構成と同様の効果が得られる。
また、トランジスタT6のソースを出力端子GOUTに接続する代わりにクロック入力端子CKAに接続するようにしても、クロック入力端子CKBに入力されるクロック信号がアクティブ(High)のときにはクロック入力端子CKAに入力されるクロック信号は非アクティブ(Low、VSS)になっているため、同様の効果が得られる。
次に、図8に、制御部1の第4の変形例の構成を示す。
図8の制御部1は、図6の制御部1におけるトランジスタT10のソースがLow電源入力端子VSSの代わりに出力端子GOUTに接続された構成である。これによれば、出力端子GOUTはクロック入力端子CKBに入力されるクロック信号がアクティブ(High)のときにトランジスタT2によってLow引きされているので、前段の出力端子GOUTはトランジスタT10・T2を介してクロック入力端子CKBに入力されるクロック信号がアクティブ(High)のときにLow引きされる。従って、図6の構成と同様の効果が得られる。
また、トランジスタT6のソースを出力端子GOUTに接続する代わりにクロック入力端子CKAに接続するようにしても、クロック入力端子CKBに入力されるクロック信号がアクティブ(High)のときにはクロック入力端子CKAに入力されるクロック信号は非アクティブ(Low、VSS)になっているため、同様の効果が得られる。
次に、図9に、制御部1の第5の変形例の構成を示す。
図9の制御部1は、図4の制御部1におけるクロック入力端子CKBとトランジスタT8のドレインとの間に、第1の制御素子としてトランジスタT7の代わりに容量C2が接続された構成である。
これによれば、ノードnetBは容量C2を介してクロック入力端子CKBと容量結合しているので、ノードnetAが非アクティブな電位レベル(Low)であるときにクロック入力端子CKBに入力されるクロック信号がアクティブ(High)になればノードnetBをアクティブな電位レベル(High)とし、ノードnetAがアクティブな電位レベル(High)であるときにクロック入力端子CKBに入力されるクロック信号が非アクティブ(Low)になればノードnetBを非アクティブな電位レベル(Low)とすることができる。
この場合に、図4とは異なって、クロック入力端子CKBに入力されるクロック信号のアクティブな電位レベル(High)が頻繁に印加される箇所に容量C2を用いているので、トランジスタの閾値電圧のシフトのような特性変化がなく、回路全体の信頼性が向上する。
次に、図10に、本実施形態の他の制御部の構成を示す。
図10の制御部は、図5の制御部1においてトランジスタT7のゲートおよびドレインが、クロック入力端子CKBに接続される代わりにHigh電源VDDに接続された構成である。High電源VDDは、ノードnetB、すなわちトランジスタT6のゲートに対して、アクティブな電位レベル(High)を供給する電源である。
これによれば、トランジスタT7のゲートおよびドレインがHigh電源VDDによってプルアップされるので、ノードnetAが非アクティブな電位レベル(Low)であるときはノードnetBがアクティブな電位レベル(High)となり、ノードnetAがアクティブな電位レベル(High)であるときはノードnetBが非アクティブな電位レベル(Low)となる。従って、図4および図5の構成と同様の効果を得ることができる。また、ノードnetBは、トランジスタT9によって、クロック入力端子CKAに入力されるクロック信号がアクティブ(High)になるタイミングでLow引きされるので、図4と同様のノードnetBの電位変化を作ることができる。
なお、以上の各構成において、トランジスタT9・T10のそれぞれの使用、トランジスタT6・T10のソースの上述した接続先の選択、トランジスタT7の使用または容量C2の使用の選択、トランジスタT7のゲートおよびドレインの上述した接続先の選択、などは、自由に決定することが可能である。
また、全てのシフトレジスタ段を合わせた全体のシフト動作には、第1のクロック信号と第2のクロック信号とを含む、互いに位相の異なる3相以上のクロック信号を用いることができ、一般には2相以上のクロック信号とすることが可能である。3相以上の場合には、第1のクロック信号および第2のクロック信号の他に、さらにシフトレジスタ段の他の動作を追加することができるので、シフトレジスタ段により細かい動作を規定することができる。前述した2相の場合には、従来のクロック信号供給システムにおいて、適正なリーク補償を行うことができるという利点がある。
以上、本実施形態について述べた。本発明はEL表示装置など、シフトレジスタ回路を用いる他の表示装置にも適用可能である。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、液晶表示装置やEL表示装置などの表示装置に特に好適に使用することができる。
1 制御部
2 AND回路
11 液晶表示装置(表示装置)
15 ゲートドライバ(走査信号線駆動回路)
SR 段
CK1、CK2 クロック信号(第1のクロック信号、第2のクロック信号)
netA ノード(充電ノード)
GOUT 出力端子
T1 トランジスタ(入力ゲート、ダイオード型スイッチング素子)
T2 トランジスタ(第2のスイッチング素子)
T5 トランジスタ(出力スイッチング素子)
T6 トランジスタ(第1のスイッチング素子)

Claims (24)

  1. 各シフトレジスタ段のそれぞれについて、互いに位相が異なる第1のクロック信号と第2のクロック信号とが供給されるとともに、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む2相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うシフトレジスタ回路であって、
    各上記シフトレジスタ段は、
    入力信号のアクティブな期間にのみ導通して上記入力信号を取り込む入力ゲートと、
    上記入力ゲートから入力された上記入力信号によって充電される充電ノードと、導通および遮断の制御端子が上記充電ノードに接続されたスイッチング素子からなる出力スイッチング素子であって、上記出力スイッチング素子の導通経路の一方の端子には上記第1のクロック信号が入力されるとともに、上記導通経路の他方の端子は各上記シフトレジスタ段の出力端子に接続された出力スイッチング素子と、
    上記充電ノードと上記充電ノードに対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続された第1のスイッチング素子と、
    上記充電ノードにおける上記充電ノードの非アクティブな電位レベルと、上記第2のクロック信号のアクティブな期間における上記第2のクロック信号のアクティブな電位レベルとから、上記第1のスイッチング素子を導通状態にする制御信号を生成して上記第1のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子に出力する制御部と、
    を備えており、
    全ての上記シフトレジスタ段は、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において前段側の上記シフトレジスタ段の上記出力端子が、後段側の上記シフトレジスタ段の上記入力ゲートの入力に接続されていることにより縦続接続されており、
    シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において、後段側の上記シフトレジスタ段の上記第2のクロック信号は、前段側の上記シフトレジスタ段に上記第1のクロック信号として入力されるクロック信号である、
    ことを特徴とするシフトレジスタ回路。
  2. 各シフトレジスタ段のそれぞれについて、互いに位相が異なる第1のクロック信号と第2のクロック信号とが供給されるとともに、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む2相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うシフトレジスタ回路であって、
    各上記シフトレジスタ段は、
    入力信号のアクティブな期間にのみ導通して上記入力信号を取り込む入力ゲートと、
    上記入力ゲートから入力された上記入力信号によって充電される充電ノードと、導通および遮断の制御端子が上記充電ノードに接続されたスイッチング素子からなる出力スイッチング素子であって、上記出力スイッチング素子の導通経路の一方の端子には上記第1のクロック信号が入力されるとともに、上記導通経路の他方の端子は各上記シフトレジスタ段の出力端子に接続された出力スイッチング素子と、
    上記充電ノードと上記出力端子との間に接続された第1のスイッチング素子と、
    上記充電ノードにおける上記充電ノードの非アクティブな電位レベルと、上記第2のクロック信号のアクティブな期間における上記第2のクロック信号のアクティブな電位レベルとから、上記第1のスイッチング素子を導通状態にする制御信号を生成して上記第1のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子に出力する制御部と、
    を備えており、
    全ての上記シフトレジスタ段は、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において前段側の上記シフトレジスタ段の上記出力端子が、後段側の上記シフトレジスタ段の上記入力ゲートの入力に接続されていることにより縦続接続されており、
    シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において、後段側の上記シフトレジスタ段の上記第2のクロック信号は、前段側の上記シフトレジスタ段に上記第1のクロック信号として入力されるクロック信号である、
    ことを特徴とするシフトレジスタ回路。
  3. 各シフトレジスタ段のそれぞれについて、互いに位相が異なる第1のクロック信号と第2のクロック信号とが供給されるとともに、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む2相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うシフトレジスタ回路であって、
    各上記シフトレジスタ段は、
    入力信号のアクティブな期間にのみ導通して上記入力信号を取り込む入力ゲートと、
    上記入力ゲートから入力された上記入力信号によって充電される充電ノードと、導通および遮断の制御端子が上記充電ノードに接続されたスイッチング素子からなる出力スイッチング素子であって、上記出力スイッチング素子の導通経路の一方の端子には上記第1のクロック信号が入力されるとともに、上記導通経路の他方の端子は各上記シフトレジスタ段の出力端子に接続された出力スイッチング素子と、
    上記充電ノードと上記充電ノードに対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続された第1のスイッチング素子と、
    上記充電ノードにおける上記充電ノードの非アクティブな電位レベルと、上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に対してアクティブな電位レベルを供給する電源の供給電位とから、上記第1のスイッチング素子を導通状態にする制御信号を生成して上記第1のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子に出力する制御部と、
    を備えており、
    全ての上記シフトレジスタ段は、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において前段側の上記シフトレジスタ段の上記出力端子が、後段側の上記シフトレジスタ段の上記入力ゲートの入力に接続されていることにより縦続接続されており、
    シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において、後段側の上記シフトレジスタ段の上記第2のクロック信号は、前段側の上記シフトレジスタ段に上記第1のクロック信号として入力されるクロック信号である、
    ことを特徴とするシフトレジスタ回路。
  4. 上記制御部は、アノードに第2のクロック信号が入力されるダイオード型スイッチング素子からなる第1の制御素子と、上記第1の制御素子のカソードと上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続されたスイッチング素子からなる第2の制御素子とを備えており、上記第1の制御素子と上記第2の制御素子との接続点が上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載のシフトレジスタ回路。
  5. 上記制御部は、一端に第2のクロック信号が入力される容量からなる第1の制御素子と、上記第1の制御素子の他端と上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続されたスイッチング素子からなる第2の制御素子とを備えており、上記第1の制御素子と上記第2の制御素子との接続点が上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載のシフトレジスタ回路。
  6. 上記制御部は、アノードが上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に対してアクティブな電位レベルを供給する電源に接続されたダイオード型スイッチング素子からなる第1の制御素子と、上記第1の制御素子のカソードと上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続されたスイッチング素子からなる第2の制御素子とを備えており、上記第1の制御素子と上記第2の制御素子との接続点は上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に接続されていることを特徴とする請求項3に記載のシフトレジスタ回路。
  7. 上記制御部は、上記第1のスイッチング素子の上記制御端子と、上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続されたスイッチング素子からなる第3の制御素子を備えており、上記第3の制御素子は上記第1のクロック信号によって導通および遮断が制御されることを特徴とする請求項4から6までのいずれか1項に記載のシフトレジスタ回路。
  8. 上記制御部は、上記入力ゲートの入力端子と、上記入力ゲートに対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続されたスイッチング素子からなる第4の制御素子を備えており、上記第4の制御素子の導通および遮断の制御端子は上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に接続されていることを特徴とする請求項4から7までのいずれか1項に記載のシフトレジスタ回路。
  9. 上記制御部は、上記入力ゲートの入力端子と、上記出力端子との間に接続されたスイッチング素子からなる第4の制御素子を備えており、上記第4の制御素子の導通および遮断の制御端子は上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に接続されていることを特徴とする請求項4から7までのいずれか1項に記載のシフトレジスタ回路。
  10. 上記充電ノードと上記出力端子とが容量によって結合されていることを特徴とする請求項1から9までのいずれか1項に記載のシフトレジスタ回路。
  11. 上記出力端子と上記出力端子に対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に第2のスイッチング素子が接続されており、
    上記第2のスイッチング素子は上記第2のクロック信号によって導通および遮断が制御されることを特徴とする請求項1から10までのいずれか1項に記載のシフトレジスタ回路。
  12. 上記充電ノードと上記充電ノードに対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に第3のスイッチング素子が接続されており、
    上記第3のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子は、次段の上記出力端子に接続されていることを特徴とする請求項1から11までのいずれか1項に記載のシフトレジスタ回路。
  13. 上記出力端子と上記出力端子に対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に第4のスイッチング素子が接続されており、
    上記第4のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子は、次段の上記出力端子に接続されていることを特徴とする請求項1から12までのいずれか1項に記載のシフトレジスタ回路。
  14. 全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号との2相のクロック信号を用いてシフト動作を行うことを特徴とする請求項1から13までのいずれか1項に記載のシフトレジスタ回路。
  15. 全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む3相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うことを特徴とする請求項1から13までのいずれか1項に記載のシフトレジスタ回路。
  16. アモルファスシリコンを用いて形成されていることを特徴とする請求項1から15までのいずれか1項に記載のシフトレジスタ回路。
  17. 微結晶シリコンを用いて形成されていることを特徴とする請求項1から15までのいずれか1項に記載のシフトレジスタ回路。
  18. 多結晶シリコンを用いて形成されていることを特徴とする請求項1から15までのいずれか1項に記載のシフトレジスタ回路。
  19. 請求項1から18までのいずれか1項に記載のシフトレジスタ回路を表示の駆動に用いることを特徴とする表示装置。
  20. 上記シフトレジスタ回路が走査信号線駆動回路に用いられていることを特徴とする請求項19に記載の表示装置。
  21. 上記シフトレジスタ回路が、表示パネルに表示領域とモノリシックに形成されていることを特徴とする請求項19または20に記載の表示装置。
  22. 各シフトレジスタ段のそれぞれについて、互いに位相が異なる第1のクロック信号と第2のクロック信号とが供給されるとともに、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む2相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うシフトレジスタ回路であって、
    各上記シフトレジスタ段は、
    入力信号のアクティブな期間にのみ導通して上記入力信号を取り込む入力ゲートと、
    上記入力ゲートから入力された上記入力信号によって充電される充電ノードと、導通および遮断の制御端子が上記充電ノードに接続されたスイッチング素子からなる出力スイッチング素子であって、上記出力スイッチング素子の導通経路の一方の端子には上記第1のクロック信号が入力されるとともに、上記導通経路の他方の端子は各上記シフトレジスタ段の出力端子に接続された出力スイッチング素子と、
    上記充電ノードと上記充電ノードに対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続された第1のスイッチング素子とを備えており、
    全ての上記シフトレジスタ段は、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において前段側の上記シフトレジスタ段の上記出力端子が、後段側の上記シフトレジスタ段の上記入力ゲートの入力に接続されていることにより縦続接続されており、
    シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において、後段側の上記シフトレジスタ段の上記第2のクロック信号は、前段側の上記シフトレジスタ段に上記第1のクロック信号として入力されるクロック信号であるシフトレジスタ回路を駆動するシフトレジスタ回路の駆動方法であって、
    上記充電ノードにおける上記充電ノードの非アクティブな電位レベルと、上記第2のクロック信号のアクティブな期間における上記第2のクロック信号のアクティブな電位レベルとから、上記第1のスイッチング素子を導通状態にする制御信号を生成して上記第1のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子に出力することを特徴とするシフトレジスタ回路の駆動方法。
  23. 各シフトレジスタ段のそれぞれについて、互いに位相が異なる第1のクロック信号と第2のクロック信号とが供給されるとともに、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む2相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うシフトレジスタ回路であって、
    各上記シフトレジスタ段は、
    入力信号のアクティブな期間にのみ導通して上記入力信号を取り込む入力ゲートと、
    上記入力ゲートから入力された上記入力信号によって充電される充電ノードと、導通および遮断の制御端子が上記充電ノードに接続されたスイッチング素子からなる出力スイッチング素子であって、上記出力スイッチング素子の導通経路の一方の端子には上記第1のクロック信号が入力されるとともに、上記導通経路の他方の端子は各上記シフトレジスタ段の出力端子に接続された出力スイッチング素子と、
    上記充電ノードと上記出力端子との間に接続された第1のスイッチング素子とを備えており、
    全ての上記シフトレジスタ段は、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において前段側の上記シフトレジスタ段の上記出力端子が、後段側の上記シフトレジスタ段の上記入力ゲートの入力に接続されていることにより縦続接続されており、
    シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において、後段側の上記シフトレジスタ段の上記第2のクロック信号は、前段側の上記シフトレジスタ段に上記第1のクロック信号として入力されるクロック信号であるシフトレジスタ回路を駆動するシフトレジスタ回路の駆動方法であって、
    上記充電ノードにおける上記充電ノードの非アクティブな電位レベルと、上記第2のクロック信号のアクティブな期間における上記第2のクロック信号のアクティブな電位レベルとから、上記第1のスイッチング素子を導通状態にする制御信号を生成して上記第1のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子に出力することを特徴とするシフトレジスタ回路の駆動方法。
  24. 各シフトレジスタ段のそれぞれについて、互いに位相が異なる第1のクロック信号と第2のクロック信号とが供給されるとともに、全ての上記シフトレジスタ段を合せた全体で上記第1のクロック信号と上記第2のクロック信号とを含む2相以上のクロック信号を用いてシフト動作を行うシフトレジスタ回路であって、
    各シフトレジスタ段は、
    入力信号のアクティブな期間にのみ導通して上記入力信号を取り込む入力ゲートと、
    上記入力ゲートから入力された上記入力信号によって充電される充電ノードと、導通および遮断の制御端子が上記充電ノードに接続されたスイッチング素子からなる出力スイッチング素子であって、上記出力スイッチング素子の導通経路の一方の端子には上記第1のクロック信号が入力されるとともに、上記導通経路の他方の端子は各上記シフトレジスタ段の出力端子に接続された出力スイッチング素子と、
    上記充電ノードと上記充電ノードに対して非アクティブな電位レベルを供給する電源との間に接続された第1のスイッチング素子とを備えており、
    全ての上記シフトレジスタ段は、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において前段側の上記シフトレジスタ段の上記出力端子が、後段側の上記シフトレジスタ段の上記入力ゲートの入力に接続されていることにより縦続接続されており、シフトパルスを受け渡しする各2つのシフトレジスタ段間において、後段側の上記シフトレジスタ段の上記第2のクロック信号は、前段側の上記シフトレジスタ段に上記第1のクロック信号として入力されるクロック信号であるシフトレジスタ回路を駆動するシフトレジスタ回路の駆動方法であって、
    上記充電ノードにおける上記充電ノードの非アクティブな電位レベルと、上記第1のスイッチング素子の上記制御端子に対してアクティブな電位レベルを供給する電源の供給電位とから、上記第1のスイッチング素子を導通状態にする制御信号を生成して上記第1のスイッチング素子の導通および遮断の制御端子に出力することを特徴とするシフトレジスタ回路の駆動方法。
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