WO2018163897A1 - 走査信号線駆動回路およびそれを備える表示装置 - Google Patents

走査信号線駆動回路およびそれを備える表示装置 Download PDF

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WO2018163897A1
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transistor
terminal
conduction terminal
output
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PCT/JP2018/007111
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泰章 岩瀬
卓哉 渡部
晶 田川
洋平 竹内
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シャープ株式会社
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
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    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals

Definitions

  • the present invention relates to a display device, and more particularly to a scanning signal line driving circuit for driving a gate bus line (scanning signal line) disposed in a display unit of the display device.
  • a scanning signal line driving circuit for driving a gate bus line (scanning signal line) disposed in a display unit of the display device.
  • a liquid crystal display device having a display unit including a plurality of source bus lines (video signal lines) and a plurality of gate bus lines (scanning signal lines) is known.
  • a pixel formation portion for forming a pixel is provided at the intersection of the source bus line and the gate bus line.
  • Each pixel forming portion includes a thin film transistor (pixel TFT) that is a switching element having a gate terminal connected to a gate bus line passing through a corresponding intersection and a source terminal connected to a source bus line passing through the intersection.
  • the pixel capacity for holding the voltage value is included.
  • the liquid crystal display device is also provided with a gate driver (scanning signal line driving circuit) for driving the gate bus line and a source driver (video signal line driving circuit) for driving the source bus line.
  • the video signal indicating the pixel voltage value is transmitted through the source bus line.
  • each source bus line cannot transmit video signals indicating pixel voltage values for a plurality of rows at a time (simultaneously).
  • video signal writing (charging) to the pixel capacitors in the plurality of pixel formation portions provided in the display portion is sequentially performed row by row. Therefore, the gate driver is constituted by a shift register having a plurality of stages so that a plurality of gate bus lines are sequentially selected for a predetermined period. Then, by sequentially outputting active scanning signals from each stage of the shift register, writing of video signals to the pixel capacitors is sequentially performed row by row as described above.
  • a circuit constituting each stage of the shift register is referred to as a “unit circuit”.
  • the shift register that constitutes the gate driver operates based on a multi-phase clock signal called a “gate clock signal”.
  • a gate clock signal as a generic term of the clock signals of the plurality of phases will be denoted by a symbol GCK
  • a gate clock signal input to the unit circuit among the clock signals of the plurality of phases will be denoted by a symbol GCKin. Attached.
  • the gate driver is often mounted as an IC (Integrated Circuit) chip around the periphery of the substrate constituting the liquid crystal panel.
  • IC Integrated Circuit
  • gate drivers are often formed directly on a substrate. Such a gate driver is called a “monolithic gate driver”.
  • first conventional example The configuration of a conventional PowerClock monolithic gate driver (hereinafter referred to as “first conventional example”) is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 5318117.
  • a gate clock signal GCKin is given to one conduction terminal of a thin film transistor T901 called a buffer TFT provided for driving a gate load (thin film transistor
  • the other conduction terminal of T901 is connected to the gate bus line GL). Since such a configuration is employed, a relatively large capacity needs to be driven by the gate clock signal GCKin which is an AC signal. Therefore, according to the first conventional example, power consumption increases.
  • a high-level DC power supply voltage VDD is applied to one conduction terminal of a thin film transistor T911 called a buffer TFT (hereinafter referred to as “ It is referred to as “second conventional example”).
  • the second conventional example since the gate load is driven by the high-level DC power supply voltage VDD, the capacity that needs to be driven by the gate clock signal GCKin is reduced. As a result, power consumption is reduced compared to the first conventional example.
  • the second conventional example a monolithic gate driver having low power consumption is realized.
  • the time required for rising and falling of the scanning signal output to the gate bus line GL becomes relatively long. For this reason, in particular, when a panel that performs high-speed driving or a high-definition panel is employed, it is not possible to ensure sufficient time for charging the pixel capacitance. This will be described below with reference to FIG.
  • FIG. 32 is a diagram for comparing the waveform of the gate output (the voltage of the scanning signal output from the gate driver) between the first conventional example and the second conventional example.
  • the waveform of the gate clock signal GCK is represented by a solid line denoted by reference numeral 91
  • the waveform of the gate output in the first conventional example is represented by a thick solid line denoted by reference numeral 92
  • the gate output in the second conventional example is shown.
  • the waveform is represented by a thick dotted line denoted by reference numeral 93. From FIG. 32, it is understood that both the rise time of the gate output and the fall time of the gate output are longer in the second conventional example than in the first conventional example. The reason for this is as follows.
  • the gate clock signal GCKin changes from the high level to the low level, so that charges are extracted from the gate bus line GL to the input terminal for the gate clock signal GCKin.
  • the reset signal R applied to the control terminal of the thin film transistor T912 when the reset signal R applied to the control terminal of the thin film transistor T912 (see FIG. 31) provided for lowering the gate output is lowered when the gate output is lowered.
  • the thin film transistor T912 is turned on from the low level to the high level, the charge is extracted from the gate bus line GL to the input terminal for the low-level DC power supply voltage VSS.
  • the gate output falls after the rising edge of the reset signal R, so that a delay occurs in the fall of the gate output as compared with the first conventional example.
  • electric charges are also drawn from the gate bus line GL to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the charging time of the pixel capacity is sufficiently ensured, but the power consumption increases.
  • the second conventional example power consumption is reduced, but a sufficient charging time for the pixel capacity cannot be secured.
  • an object of the present invention is to realize a gate driver (scanning signal line driving circuit) that can secure a sufficient charging time with low power consumption.
  • a display unit of a display device includes a shift register including a plurality of unit circuits that operate based on a plurality of clock signals that are switched between a first level voltage and a second level voltage.
  • a scanning signal line driving circuit for driving a plurality of arranged scanning signal lines, Each unit circuit is A first output node that outputs a first output signal to be applied to a corresponding scanning signal line; A second output node that outputs a second output signal for controlling the operation of another unit circuit;
  • Selection control having a control terminal, a first conduction terminal to which a selection level voltage, which is a DC voltage to be supplied to the scanning signal line to be selected, is provided, and a second conduction terminal connected to the first output node.
  • a transistor A control terminal to which a second output signal output from the second output node of the subsequent unit circuit is applied as a reset signal, a first conduction terminal connected to the first output node, and a scanning signal line to be in a non-selected state
  • a non-selection control transistor having a second conduction terminal to which a non-selection level voltage which is a DC voltage to be supplied to
  • the second output signal output from the second output node of each unit circuit is the first level voltage during a period in which the corresponding scanning signal line is to be maintained in the selected state
  • the non-selection control transistor is turned on when the reset signal is the first level voltage
  • the plurality of unit circuits are connected to each other so that a reset signal applied to a control terminal of a non-selection control transistor included in a unit circuit corresponding to a scanning signal line to be in a non-selected state becomes the first level voltage, The difference between the first level voltage and the second level voltage is greater than the difference between the selection level voltage and the
  • Each unit circuit is A first node connected to a control terminal of the selection control transistor; An output control transistor having a control terminal connected to the first node, a first conduction terminal to which one of the plurality of clock signals is applied, and a second conduction terminal connected to the second output node; A non-output control transistor having a control terminal to which the reset signal is applied, a first conduction terminal connected to the second output node, and a second conduction terminal to which the non-selection level voltage is applied; A first node for receiving the second output signal output from the second output node of the unit circuit of the preceding stage as a set signal and changing the potential of the first node toward the on level based on the set signal A turn-on transistor; A first first-node turn-off transistor having a control terminal, a first conduction terminal connected to the first node, and a second conduction terminal to which the non-selection level voltage is applied; A second node connected
  • Each unit circuit is A second first-node turn-off transistor having a control terminal to which the reset signal is applied, a first conduction terminal connected to the first node, and a second conduction terminal to which the non-selection level voltage is applied;
  • a first output node turn-off transistor having a control terminal connected to the second node, a first conduction terminal connected to the first output node, and a second conduction terminal to which the non-selection level voltage is applied;
  • a second output node turn-off transistor having a control terminal connected to the second node, a first conduction terminal connected to the second output node, and a second conduction terminal to which the non-selection level voltage is applied; Is further included.
  • Each unit circuit is A third node; A capacitive element having one end connected to the first node and the other end connected to the third node; A control terminal to which a clock signal applied to the first conduction terminal of the output control transistor is applied, a first conduction terminal to which the selection level voltage is applied, and a second conduction terminal connected to the third node.
  • the first node turn-on transistor has a control terminal to which the set signal is applied and a first conduction terminal, and a second conduction terminal connected to the first node
  • the second node turn-on transistor has a control terminal to which a clock signal applied to the first conduction terminal of the output control transistor is applied, a first conduction terminal, and a second conduction terminal connected to the second node. It is characterized by that.
  • the sixth aspect of the present invention is the fourth aspect of the present invention.
  • the first node turn-on transistor has a control terminal to which the set signal is applied, a first conduction terminal to which the first level voltage is applied, and a second conduction terminal connected to the first node
  • the second node turn-on transistor has a control terminal to which the first level voltage is applied and a first conduction terminal, and a second conduction terminal connected to the second node.
  • Each unit circuit further includes a capacitive element having one end connected to the first node and the other end connected to the second output node.
  • the eighth aspect of the present invention is the seventh aspect of the present invention,
  • the first node turn-on transistor has a control terminal to which the set signal is applied and a first conduction terminal, and a second conduction terminal connected to the first node
  • the second node turn-on transistor has a control terminal to which a clock signal applied to the first conduction terminal of the output control transistor is applied, a first conduction terminal, and a second conduction terminal connected to the second node. It is characterized by that.
  • the first node turn-on transistor has a control terminal to which the set signal is applied, a first conduction terminal to which the first level voltage is applied, and a second conduction terminal connected to the first node
  • the second node turn-on transistor has a control terminal to which the first level voltage is applied and a first conduction terminal, and a second conduction terminal connected to the second node.
  • the plurality of scanning signal lines are driven so that a scanning period in which the plurality of scanning signal lines are sequentially selected and a pause period in which all of the plurality of scanning signal lines are maintained in a non-selected state appear alternately. It can be done.
  • An eleventh aspect of the present invention is the tenth aspect of the present invention,
  • the selection control transistor and the non-selection control transistor have a characteristic that current does not flow between the first conduction terminal and the second conduction terminal when the voltage between the control terminal and the second conduction terminal is 0.
  • the selection level voltage is applied to the first conduction terminal of the selection control transistor throughout the scanning period and the rest period.
  • the twelfth aspect of the present invention is the tenth aspect of the present invention,
  • the selection control transistor and the non-selection control transistor have a characteristic of flowing a current between the first conduction terminal and the second conduction terminal when the voltage between the control terminal and the second conduction terminal is 0.
  • the non-selection level voltage or the second level voltage is supplied to the first conduction terminal of the selection control transistor instead of the selection level voltage.
  • a thirteenth aspect of the present invention is the first aspect of the present invention,
  • the selection control transistor and the non-selection control transistor are n-channel thin film transistors,
  • the first level voltage is higher than the second level voltage;
  • the selection level voltage is higher than the non-selection level voltage;
  • the first level voltage is higher than the selection level voltage.
  • a fourteenth aspect of the present invention is a display device, The scanning signal line driving circuit according to the first aspect of the present invention is provided.
  • a scanning signal having a shift register comprising a plurality of unit circuits that operate based on a plurality of clock signals that are switched between a first level voltage and a second level voltage.
  • the on / off state of the non-selection control transistor provided in each unit circuit for bringing the scanning signal line into the non-selected state is a reset that is a second output signal output from the unit circuit at the subsequent stage. Controlled by signal.
  • the second output signal becomes the first level voltage during the period in which the corresponding scanning signal line is to be maintained in the selected state.
  • the non-selection control transistor is changed from the off state to the on state.
  • the voltage of the reset signal applied to the control terminal of the non-selected control transistor changes at a faster speed than in the prior art.
  • the time required for the scanning signal line to change from the selected state to the non-selected state is shorter than in the past.
  • Shift operation is performed in the shift register configured to output the first output signal given to the scanning signal line from each unit circuit and the second output signal given to the other unit circuit.
  • the scanning signal line when the scanning signal line is changed from the selected state to the non-selected state, the potentials of the first node, the first output node, and the second output node are quickly turned off from the on level.
  • the level can be changed. Thereby, occurrence of malfunction is suppressed.
  • the potential of the first node is changed to a sufficient on level via the capacitive element. It becomes possible.
  • the effect of the first aspect of the present invention can be obtained in the configuration using the n-channel thin film transistor.
  • a display device including a scanning signal line drive circuit that achieves the effects of the first aspect of the present invention is realized.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an active matrix liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram for explaining a configuration of a gate driver in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a shift register in a gate driver in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a signal waveform diagram for describing an operation of a gate driver in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for describing input / output signals of each unit circuit of the shift register in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration of a unit circuit (a configuration of one stage of a shift register) in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a shift register in a gate driver in a modification of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a signal waveform diagram for describing an operation of a gate driver in a modification of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a configuration of a unit circuit (a configuration of one stage of a shift register) in a modification of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a unit circuit (a configuration of one stage of a shift register) in a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a signal waveform diagram for describing an operation of a unit circuit in the second embodiment.
  • it is a figure for demonstrating the result of simulation.
  • In the said 2nd Embodiment it is a figure for demonstrating the result of simulation.
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a unit circuit (a configuration of one stage of a shift register) in a modification of the second embodiment.
  • the 3rd Embodiment of this invention it is a signal waveform diagram of a drive signal when an operation mode is normal drive.
  • it is a signal waveform diagram of the drive signal when an operation mode is rest drive (when a thin-film transistor has the characteristic shown in FIG. 25). It is a figure which shows an example of the Vds-Ids characteristic of a thin-film transistor regarding the said 3rd Embodiment.
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a unit circuit (a configuration of one stage of a shift register) in a modification of the second embodiment.
  • it is a signal waveform diagram of a drive signal when an operation mode is normal drive.
  • it is a signal waveform diagram of the drive signal when an operation mode is rest drive (when a thin-film transistor has the characteristic shown in FIG. 25).
  • FIG. 25 shows
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of the Vds-Ids characteristics of the thin film transistor in the third embodiment. It is a figure for demonstrating the electric current which can flow in the unit circuit during an idle period regarding the said 3rd Embodiment.
  • it is a signal waveform diagram of a drive signal when an operation mode is rest drive (when a thin-film transistor has the characteristic shown in FIG. 26). It is a figure for demonstrating the case where the p channel type thin-film transistor is used.
  • It is a circuit diagram for demonstrating the 1st prior art example.
  • It is a circuit diagram for demonstrating the 2nd prior art example. It is a figure for comparing the waveform of a gate output with a 1st prior art example and a 2nd prior art example.
  • FIG. 1 the configuration in the vicinity of the output unit of one unit circuit included in the shift register configuring the gate driver is shown within a dotted line denoted by reference numeral 61.
  • a thin film transistor T01 called a buffer TFT for driving the gate load 6 and a thin film transistor T02 for lowering the gate output are provided.
  • the thin film transistors T01 and T02 are n-channel type and have a control terminal, a first conduction terminal, and a second conduction terminal.
  • a high-level DC power supply voltage VDD is applied to the first conduction terminal, and the second conduction terminal is connected to the gate bus line GL.
  • the reset signal R is given to the control terminal, the first conduction terminal is connected to the gate bus line GL, and the low-level DC power supply voltage VSS is given to the second conduction terminal.
  • the reset signal R is a signal that is output from the subsequent unit circuit and that is the first level voltage during the period in which the gate bus line GL corresponding to the subsequent unit circuit is to be maintained in the selected state. is there.
  • the circuit configuration itself in the vicinity of the output unit of the unit circuit is the same as the configuration in the second conventional example described above.
  • the high level voltage / low level voltage of the gate clock signal GCK, the DC power supply voltage VDD, and the voltage level of the DC power supply voltage VSS are as shown in the dotted line denoted by reference numeral 62 in FIG. That is, the voltage level Vgh2 of the high level voltage of the gate clock signal GCK is higher than the voltage level Vgh of the DC power supply voltage VDD.
  • the gate terminal (gate electrode) of the thin film transistor corresponds to the control terminal
  • the drain terminal (drain electrode) corresponds to the first conduction terminal
  • the source terminal (source electrode) corresponds to the second conduction terminal.
  • the higher of the drain and the source is generally called the drain, but in the description of this specification, one is defined as the drain and the other is defined as the source.
  • the source potential may be higher.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the active matrix liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, this liquid crystal display device is common to a power supply 100, a DC / DC converter 110, a display control circuit 200, a source driver (video signal line driving circuit) 300, and a gate driver (scanning signal line driving circuit) 400. An electrode driving circuit 500 and a display unit 600 are provided.
  • the gate driver 400 and the display unit 600 are formed on the same substrate (TFT substrate which is one of the two substrates constituting the liquid crystal panel). That is, the gate driver 400 in this embodiment is a monolithic gate driver.
  • the display unit 600 includes a plurality (j) of source bus lines (video signal lines) SL1 to SLj, a plurality (i) of gate bus lines (scanning signal lines) GL1 to GLi, and a plurality of these.
  • a plurality of (i ⁇ j) pixel forming portions provided corresponding to the intersections of the source bus lines SL1 to SLj and the plurality of gate bus lines GL1 to GLi are formed.
  • the plurality of pixel forming portions are arranged in a matrix to form a pixel array.
  • Each pixel forming portion includes a thin film transistor (TFT) 60 which is a switching element having a gate terminal connected to a gate bus line passing through a corresponding intersection and a source terminal connected to a source bus line passing through the intersection.
  • TFT thin film transistor
  • a pixel electrode connected to the drain terminal of the thin film transistor 60, a common electrode Ec which is a common electrode provided in common to the plurality of pixel formation portions, and a pixel provided in common to the plurality of pixel formation portions.
  • the liquid crystal layer is sandwiched between the electrode and the common electrode Ec.
  • a pixel capacitor Cp is constituted by a liquid crystal capacitor formed by the pixel electrode and the common electrode Ec.
  • an auxiliary capacitor is provided in parallel with the liquid crystal capacitor in order to hold the electric charge in the pixel capacitor Cp with certainty.
  • the auxiliary capacitor is not directly related to the present invention, its description and illustration are omitted.
  • the thin film transistor 60 is an n-channel type.
  • a thin film transistor (a-Si TFT) using amorphous silicon as a semiconductor layer a thin film transistor using microcrystalline silicon as a semiconductor layer, a thin film transistor using an oxide semiconductor as a semiconductor layer (oxide TFT), A thin film transistor (LTPS-TFT) using low-temperature polysilicon for the semiconductor layer can be employed.
  • a thin film transistor including an oxide semiconductor layer containing an In—Ga—Zn—O-based semiconductor eg, indium gallium zinc oxide
  • the power supply 100 supplies a predetermined power supply voltage to the DC / DC converter 110, the display control circuit 200, and the common electrode drive circuit 500.
  • the DC / DC converter 110 generates DC voltages (DC power supply voltage VDD and DC power supply voltage VSS) for operating the source driver 300 and the gate driver 400 from the power supply voltage, and supplies them to the source driver 300 and the gate driver 400.
  • the common electrode drive circuit 500 gives a common electrode drive voltage Vcom to the common electrode Ec.
  • the display control circuit 200 receives an image signal DAT and a timing signal group TG such as a horizontal synchronization signal and a vertical synchronization signal sent from the outside, and receives a digital video signal DV and a source start pulse for controlling image display on the display unit 600.
  • a signal SSP, a source clock signal SCK, a latch strobe signal LS, a gate start pulse signal GSP, a gate end pulse signal GEP, and a gate clock signal GCK are output.
  • the gate clock signal GCK is composed of a four-phase clock signal having a duty ratio of 1/2 (that is, 50%).
  • the source driver 300 receives the digital video signal DV, the source start pulse signal SSP, the source clock signal SCK, and the latch strobe signal LS output from the display control circuit 200, and drives the video signal S for driving to the source bus lines SL1 to SLj. (1) to S (j) are applied.
  • the gate driver 400 Based on the gate start pulse signal GSP, the gate end pulse signal GEP, and the gate clock signal GCK output from the display control circuit 200, the gate driver 400 generates each gate of the active scanning signals GOUT (1) to GOUT (i). The application to the bus lines GL1 to GLi is repeated with one vertical scanning period as a cycle. A detailed description of the gate driver 400 will be given later.
  • the driving video signals S (1) to S (j) are applied to the source bus lines SL1 to SLj, and the scanning signals GOUT (1) to GOUT (i) are applied to the gate bus lines GL1 to GLi. Is applied, an image based on the image signal DAT sent from the outside is displayed on the display unit 600.
  • FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration of the gate driver 400 in the present embodiment.
  • the gate driver 400 includes a shift register 410 having a plurality of stages.
  • a pixel matrix of i rows ⁇ j columns is formed, and each stage of the shift register 410 is provided so as to correspond to each row of the pixel matrix on a one-to-one basis. That is, the shift register 410 includes i unit circuits 4 (1) to 4 (i).
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the shift register 410 in the gate driver 400.
  • the shift register 410 includes i unit circuits 4 (1) to 4 (i).
  • FIG. 4 shows unit circuits 4 (n ⁇ 2) to 4 (n + 2) from the (n ⁇ 2) th stage to the (n + 2) th stage.
  • the gate clock signal GCK is composed of four-phase clock signals (gate clock signals GCK1, GCK1B, GCK2, and GCK2B).
  • the gate start pulse signal GSP is composed of a first gate start pulse signal GSP1 and a second gate start pulse signal GSP2.
  • the gate end pulse signal GEP is a first gate end pulse signal GEP1 and a second gate end. It consists of a pulse signal GEP2 (omitted in FIG. 4).
  • each stage each unit circuit 4 of the shift register 410
  • the gate clock signal GCK1 is supplied to the unit circuit 4 (n-2) at the (n-2) stage, and the unit circuit 4 (n-1) at the (n-1) stage is supplied to the unit circuit 4 (n-1).
  • a gate clock signal GCK1B is supplied to the n-th unit circuit 4 (n)
  • a gate clock signal GCK2B is supplied to the (n + 1) -th unit circuit 4 (n + 1).
  • Such a configuration is repeated four stages through all stages of the shift register 410. As shown in FIG.
  • the gate clock signal GCK1 and the gate clock signal GCK1B are 180 degrees out of phase
  • the gate clock signal GCK2 and the gate clock signal GCK2B are 180 degrees out of phase.
  • the phase of GCK1 is advanced 90 degrees from the phase of the gate clock signal GCK2.
  • the output signal Q (k-2) output from the unit circuit 4 (k-2) two stages before is a set signal.
  • An output signal Q (k + 2) that is given as S and output from the unit circuit 4 (k + 2) after two stages is given as the reset signal R (see FIG. 6).
  • the first gate start pulse signal GSP1 is given as the set signal S
  • the second gate start pulse signal is supplied.
  • the signal GSP2 is given as the set signal S.
  • the first gate end pulse signal GEP1 is given as the reset signal R
  • the second gate end pulse signal GEP is given as the reset signal R.
  • the DC power supply voltage VDD and the DC power supply voltage VSS are commonly applied to all the unit circuits 4 (1) to 4 (i).
  • Two signals are output from the output terminal of each stage (each unit circuit 4) of the shift register 410 (see FIGS. 4 and 6).
  • An output signal G output from an arbitrary stage is applied to the gate bus line GL as a scanning signal GOUT.
  • an output signal Q output from an arbitrary stage (here, k-th stage) is given as a reset signal R to the unit circuit 4 (k-2) two stages before and as a set signal S, two stages. This is given to the later unit circuit 4 (k + 2).
  • the first gate start pulse signal GSP1 as the set signal S is supplied to the first stage unit circuit 4 (1) of the shift register 410, and the second stage unit of the shift register 410 is supplied.
  • the pulse of the second gate start pulse signal GSP2 as the set signal S is given to the circuit 4 (2), it is included in the output signal Q output from each unit circuit 4 based on the clock operation of the gate clock signal GCK. Shift pulses are sequentially transferred from the first stage unit circuit 4 (1) to the i stage unit circuit 4 (i).
  • the output signal Q and the output signal G (scanning signal GOUT) output from each unit circuit 4 sequentially become high level. As a result, as shown in FIG.
  • scanning signals GOUT (1) to GOUT (i) that sequentially become high level (active) every predetermined period are applied to the gate bus lines GL1 to GLi in the display unit 600. That is, i gate bus lines GL1 to GLi are sequentially selected.
  • the scanning signal GOUT (i) becomes high level the first gate end pulse signal GEP1 as the reset signal R is sent to the unit circuit 4 (i-1) in the (i-1) stage of the shift register 410.
  • a pulse of the second gate end pulse signal GEP2 as the reset signal R is given to the i-th unit circuit 4 (i) of the shift register 410. Thereby, the shift operation in the shift register 410 ends.
  • the voltage level Vgh2 of the high level voltage of the gate clock signal GCK (gate clock signals GCK1, GCK1B, GCK2, and GCK2B) is higher than the voltage level Vgh of the DC power supply voltage VDD. .
  • the DC power supply voltage VSS and the low level voltage of the gate clock signal GCK have the same voltage level Vgl.
  • the high level voltages of the gate start pulse signal GSP and the gate end pulse signal GEP are not particularly limited, but preferably have a voltage level Vgh2.
  • a four-phase clock signal having a duty ratio of 1/2 (that is, 50%) is used as the gate clock signal GCK.
  • the present invention is not limited to this.
  • Za and Zb are integers and a Za phase clock signal having a duty ratio of Zb / Za is used
  • the output signal Q output from the unit circuit before the Zb stage is given as the set signal S for each stage.
  • the output signal Q output from the unit circuit after the Zb stage may be provided as the reset signal R.
  • a 6-phase clock signal having a duty ratio of 2/6 an output signal Q output from the unit circuit two stages before is supplied as the set signal S for each stage, and two stages after The output signal Q output from the unit circuit may be given as the reset signal R.
  • the output signal Q output from the unit circuit four stages before is supplied as the set signal S for each stage, and the four stages
  • the output signal Q output from the subsequent unit circuit may be given as the reset signal R.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the unit circuit 4 in this embodiment (configuration of one stage of the shift register 410).
  • the unit circuit 4 includes 13 thin film transistors T11, T12, T13, T14, T15, T16, T17, T18, T19, T1A, T1B, T1C, and T1D, and one capacitor ( Capacitive element) C1.
  • the unit circuit 4 has four input terminals 41 to 44 and two output terminals 48 and 49 in addition to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the input terminal that receives the set signal S is denoted by reference numeral 41
  • the input terminal that receives the reset signal R is denoted by reference numeral 42
  • the input terminal that receives the gate clock signal GCKin is denoted by reference numeral 43
  • direct current is received.
  • An input terminal that receives the power supply voltage VDD is denoted by reference numeral 44.
  • An output terminal for outputting the output signal G is denoted by reference numeral 48
  • an output terminal for outputting the output signal Q is denoted by reference numeral 49.
  • the thin film transistors T11, T12, T13, T14, T15, T16, T17, T18, T19, T1A, T1B, T1C, and T1D in the unit circuit 4 are the thin film transistors 60 in the pixel forming unit 4 (see FIG. 2). ).
  • the gate terminal of the thin film transistor T11, the gate terminal of the thin film transistor T13, the drain terminal of the thin film transistor T15, the source terminal of the thin film transistor T16, the drain terminal of the thin film transistor T17, the gate terminal of the thin film transistor T19, and one end of the capacitor C1 are connected.
  • a region (wiring) in which these are connected to each other is referred to as a “first node” for convenience.
  • the first node is denoted by reference numeral N1.
  • the gate terminal of the thin film transistor T17, the source terminal of the thin film transistor T18, the drain terminal of the thin film transistor T19, the gate terminal of the thin film transistor T1A, and the gate terminal of the thin film transistor T1B are connected to each other.
  • a region (wiring) in which these are connected to each other is referred to as a “second node” for convenience.
  • the second node is denoted by reference numeral N2.
  • the source terminal of the thin film transistor T1C, the drain terminal of the thin film transistor T1D, and the other end of the capacitor C1 are connected to each other.
  • a region (wiring) in which these are connected to each other is referred to as a “third node” for convenience.
  • the third node is denoted by reference numeral N3.
  • the gate terminal is connected to the first node N1
  • the drain terminal is connected to the input terminal 44
  • the source terminal is connected to the output terminal 48.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 42
  • the drain terminal is connected to the output terminal 48
  • the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the gate terminal is connected to the first node N1
  • the drain terminal is connected to the input terminal 43
  • the source terminal is connected to the output terminal 49.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 42, the drain terminal is connected to the output terminal 49, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 42, the drain terminal is connected to the first node N1, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the gate terminal and the drain terminal are connected to the input terminal 41 (that is, diode connection), and the source terminal is connected to the first node N1.
  • the gate terminal is connected to the second node N2, the drain terminal is connected to the first node N1, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the gate terminal and the drain terminal are connected to the input terminal 43 (that is, diode connection), and the source terminal is connected to the second node N2.
  • the gate terminal is connected to the first node N1, the drain terminal is connected to the second node N2, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the gate terminal is connected to the second node N2, the drain terminal is connected to the output terminal 48, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the gate terminal is connected to the second node N2, the drain terminal is connected to the output terminal 49, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 43, the drain terminal is connected to the input terminal 44, and the source terminal is connected to the third node N3.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 41, the drain terminal is connected to the third node N3, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the capacitor C1 has one end connected to the first node N1 and the other end connected to the third node N3.
  • the thin film transistor T11 applies the DC power supply voltage VDD to the output terminal 48 when the potential of the first node N1 is at a high level.
  • the thin film transistor T12 changes the output signal G toward the low level when the reset signal R is at the high level.
  • the thin film transistor T13 applies the voltage of the gate clock signal GCKin to the output terminal 49 when the potential of the first node N1 is at a high level.
  • the thin film transistor T14 changes the output signal Q toward the low level when the reset signal R is at the high level.
  • the thin film transistor T15 changes the potential of the first node N1 toward the low level when the reset signal R is at the high level.
  • the thin film transistor T16 changes the potential of the first node N1 toward the high level when the set signal S is at the high level.
  • the thin film transistor T17 changes the potential of the first node N1 toward the low level when the potential of the second node N2 is at the high level.
  • the thin film transistor T18 changes the potential of the second node N2 toward the high level when the gate clock signal GCKin is at the high level.
  • the thin film transistor T19 changes the potential of the second node N2 toward the low level when the potential of the first node N1 is at the high level.
  • the thin film transistor T1A changes the output signal G toward the low level when the potential of the second node N2 is at the high level.
  • the thin film transistor T1B changes the output signal Q toward the low level when the potential of the second node N2 is at the high level.
  • the thin film transistor T1C changes the potential of the third node N3 toward the high level when the gate clock signal GCKin is at the high level.
  • the thin film transistor T1D changes the potential of the third node N3 toward the low level when the set signal S is at the high level.
  • the capacitor C1 functions as a bootstrap capacitor for raising the potential of the first node N1.
  • the potential of the second node N2 is controlled by the thin film transistors T18 and T19 having the configuration shown in FIG. 7, but the present invention is not limited to this.
  • the gate clock during the period in which the potential of the second node N2 is at the low level and the potential of the first node N1 is to be maintained at the low level. If the potential of the second node N2 is high during the period when the signal GCKin is high, the potential of the second node N2 is controlled by a configuration other than the configuration shown in FIG. Also good.
  • a selection control transistor transistor is realized by the thin film transistor T11
  • a non-selection control transistor is realized by the thin film transistor T12
  • an output control transistor is realized by the thin film transistor T13
  • a non-output control transistor is realized by the thin film transistor T14.
  • a second first node turn-off transistor is realized by the thin film transistor T15
  • a first node turn-on transistor is realized by the thin film transistor T16
  • a first first node turn-off transistor is realized by the thin film transistor T17
  • a first transistor is turned on by the thin film transistor T18.
  • a two-node turn-on transistor is realized, and a second node turn-off transistor is formed by the thin film transistor T19.
  • a first output node turn-off transistor is realized by the thin film transistor T1A
  • a second output node turn-off transistor is realized by the thin film transistor T1B
  • a third node turn-on transistor is realized by the thin film transistor T1C
  • a first transistor is turned on by the thin film transistor T1D.
  • a three-node turn-off transistor is realized. Further, a first output node is realized by the output terminal 48, and a second output node is realized by the output terminal 49.
  • the set signal S is low level
  • the potential of the first node N1 is low level
  • the potential of the second node N1 is high level
  • the potential of the third node N3 is high level
  • the output signal Q is low
  • the gate clock signal GCKin the high level and the low level are alternately repeated.
  • the thin film transistor in the unit circuit 4 has a parasitic capacitance. For this reason, during the period before time t11, the potential of the first node N1 may fluctuate due to the clock operation of the gate clock signal GCKin and the presence of the parasitic capacitance of the thin film transistor T13 (see FIG. 7).
  • the voltage of the output signal G that is, the voltage of the scanning signal GOUT applied to the gate bus line GL can be increased.
  • the thin film transistor T17 is maintained in an on state during a period in which the potential of the second node N2 is maintained at a high level. Therefore, during the period before time t11, the thin film transistor T17 is maintained in the on state, and the potential of the first node N1 is reliably maintained at the low level.
  • the voltage of the corresponding scanning signal GOUT does not increase. As a result, it is possible to prevent the occurrence of defects such as display defects due to the clock operation of the gate clock signal GCKin.
  • the set signal S changes from the low level to the high level. Since the thin film transistor T16 is diode-connected as shown in FIG. 7, the thin film transistor T16 is turned on by the pulse of the set signal S, and the potential of the first node N1 rises. Thereby, the thin film transistors T11, T13, and T19 are turned on.
  • the thin film transistor T11 is turned on, the voltage of the output signal G increases. However, the voltage level rises to a voltage level lower than the voltage level Vgh of the DC power supply voltage VDD by the threshold voltage of the thin film transistor T11. Further, when the thin film transistor T19 is turned on, the potential of the second node N2 becomes a low level.
  • the gate clock signal GCKin is at the low level during the period from the time point t11 to the time point t12, the output signal Q is maintained at the low level even when the thin film transistor T13 is in the on state.
  • the thin film transistor T1D is turned on by the pulse of the set signal S.
  • the potential of the third node N3 becomes low level.
  • the reset signal R is maintained at a low level, and the potential of the second node N2 is also maintained at a low level. Accordingly, the potential of the first node N1 does not decrease during this period due to the provision of the thin film transistors T15 and T17.
  • the gate clock signal GCKin changes from low level to high level.
  • the potential of the third node N3 rises through the thin film transistor T1C.
  • the capacitor C1 is provided between the first node N1 and the third node N3, the potential of the first node N1 rises with the rise of the potential of the third node N3 (the first node N3).
  • 1 node N1 is bootstrapped).
  • the potential of the first node N1 is raised to a voltage level equal to or higher than the voltage level Vgh of the DC power supply voltage VDD.
  • the voltage of the output signal G rises to the voltage level Vgh of the DC power supply voltage VDD, and the voltage of the output signal Q becomes the high level of the gate clock signal GCKin.
  • the voltage rises to the voltage level Vgh2.
  • the voltage level Vgh2 of the high level voltage of the gate clock signal GCKin is higher than the voltage level Vgh of the DC power supply voltage VDD. Note that during the period from time t12 to time t13, the reset signal R is maintained at a low level, and the potential of the second node N2 is also maintained at a low level.
  • the potential of the first node N1 does not decrease due to the provision of the thin film transistors T15 and T17, and the output signal is attributable to the provision of the thin film transistors T12 and T1A.
  • the voltage of G does not decrease, and the voltage of the output signal Q does not decrease due to the provision of the thin film transistors T14 and T1B.
  • the reset signal R changes from low level to high level.
  • the thin film transistors T12, T14, and T15 are turned on.
  • the voltage applied to the gate terminals of the thin film transistors T12, T14, and T15 changes from the voltage level Vgl to the voltage level Vgh2 (see FIG. 1). Therefore, the thin film transistors T12, T14, and T15 change from the off state to the on state more rapidly than in the past.
  • the output signal G (that is, the scanning signal GOUT) is at a low level
  • the output signal Q is at a low level
  • the output signal G is turned on.
  • the potential of one node N1 is at a low level.
  • the gate clock signal GCKin changes from low level to high level. Since the thin film transistor T18 is diode-connected as shown in FIG. 7, when the gate clock signal GCKin changes from low level to high level, the potential of the second node N2 becomes high level. In the period after time t14, the same operation as in the period before time t11 is performed.
  • each unit circuit 4 By performing the operation as described above in each unit circuit 4, a plurality of gate bus lines GL (1) to GL (i) provided in the liquid crystal display device are sequentially selected, and the pixel capacitance is obtained. Are sequentially written. As a result, an image based on the image signal DAT sent from the outside is displayed on the display unit 600 (see FIG. 2).
  • the ON / OFF state of the thin film transistor T12 for lowering the gate output provided in each unit circuit 4 is the reset signal that is the output signal Q output from the unit circuit 4 after two stages. Controlled by R.
  • the voltage of the output signal Q output from the unit circuit 4 corresponding to the gate bus line GL to be selected rises to the voltage level Vgh2 of the high level voltage of the gate clock signal GCK.
  • the voltage level Vgh2 of the high level voltage of the gate clock signal GCK is higher than the voltage level Vgh of the DC power supply voltage VDD, when the thin film transistor T12 is turned on, the voltage higher than the conventional voltage level is lower. It is given to the gate terminal of T12.
  • the time required for the reset signal R to rise is shorter than in the prior art.
  • the fall time of the gate output is shorter than before, and a sufficient charge time for the pixel capacitance is ensured even when a panel that performs high-speed driving or a high-definition panel is employed.
  • a configuration in which the gate load 6 is driven by the DC power supply voltage VDD (a configuration in which the DC power supply voltage VDD is applied to the drain terminal of the thin film transistor T11 called a buffer TFT) is adopted. Is low.
  • the gate driver 400 that can secure a sufficient charging time with low power consumption is realized.
  • FIG. 9 is a diagram for comparing the waveform of the gate output between the above-described second conventional example and this embodiment.
  • the waveform of the gate clock signal GCK in the second conventional example is represented by a solid line denoted by reference numeral 70
  • the waveform of the gate clock signal GCK in the present embodiment is represented by a dotted line denoted by reference numeral 71.
  • the waveform of the gate output in the example is represented by a thick dotted line with a reference numeral 72
  • the waveform of the gate output in this embodiment is represented by a thick solid line with a reference numeral 73. From FIG. 9, it can be understood that the fall time of the gate output is shorter than that of the second conventional example by increasing the voltage level of the high level voltage of the gate clock signal GCK in this embodiment.
  • the results of a certain simulation will be described with reference to FIGS.
  • the fall time of the scanning signal GOUT (the gate output voltage is ⁇
  • the target for the time until reaching 6V is 1200 nanoseconds.
  • the measurement position of the fall time is a position farthest from the signal input point to the panel (for example, in a configuration in which the shift register 410 is provided on both sides of the display unit 600, the reference numeral 66 is schematically given in FIG. Position).
  • Vgh 18V
  • Vgl ⁇ 12V
  • the voltage level of the DC power supply voltage VDD is set to Vgh
  • the voltage level of the DC power supply voltage VSS is set to Vgl.
  • the voltage level Vgh2 set to the high level voltage of the gate clock signal GCK is changed in the range of 18V to 23V.
  • the difference between the high level voltage and the low level voltage of the gate clock signal GCK is represented by VGPP.
  • FIG. 11 shows the relationship between the value of VGPP and the fall time as a result of the simulation.
  • Vgh2 of the high level voltage of the gate clock signal GCK is set to the same voltage level Vgh (that is, 18V) as before, VGPP is 30V and the fall time is 1350 nanoseconds. That is, the fall time goal cannot be achieved.
  • the voltage level Vgh2 of the high level voltage of the gate clock signal GCK is set to 21 V or more
  • VGPP is 33 V or more and the fall time is 1200 nanoseconds or less.
  • FIG. 12 shows changes in the potential of the first node N1, changes in the voltage of the output signal G (scanning signal GOUT), and changes in the voltage of the output signal Q as simulation results.
  • FIG. 13 shows a detailed waveform change as a result of the simulation.
  • the time required for the reset signal R to rise is shorter than before by setting the high level voltage of the gate clock signal GCK to a high voltage level.
  • the logic unit is driven at a higher voltage than in the past. This increases the operating point of each thin film transistor. Thereby, the secondary effect that the circuit margin can be increased is also obtained.
  • the power consumption increases as compared with the second conventional example described above.
  • the thin film transistor T13 since the thin film transistor T13 only drives the output signal Q given as the set signal S and the reset signal R to the unit circuit 4 at the other stage, a thin film transistor T13 can be employed. Therefore, since the capacity can be reduced, the increase in power consumption is extremely small.
  • the buffer TFT needs to drive a large capacity, the power consumption is large. As described above, although the power consumption is larger than that of the second conventional example, the increase is slight, and the power consumption is greatly reduced as compared with the first conventional example.
  • the voltage level of the high level voltage of the gate clock signal GCK is set to a level higher than the voltage level of the DC power supply voltage VDD.
  • the present invention is not limited to this.
  • a signal having a voltage level higher than the voltage level of the DC power supply voltage VDD is applied to the shift register 410 constituting the gate driver 400. You may be allowed to. This will be described below. However, the description will focus on differences from the first embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the gate driver 400 in this modification.
  • the control signal VDD2 is input to each unit circuit 4 included in the shift register 410 constituting the gate driver 400.
  • the control signal VDD2 is commonly applied to all the unit circuits 4 (1) to 4 (i).
  • the control signal VDD2 changes between a high level voltage and a low level voltage. Specifically, the control signal VDD2 becomes a high level voltage during the effective horizontal scanning period and becomes a low level voltage during the blanking period.
  • the high level voltage of the control signal VDD2 and the high level voltage of the gate clock signal GCK have the same voltage level Vgh2, and the low level voltage of the control signal VDD2 and the low level voltage of the gate clock signal GCK are the same voltage level Vgl. have.
  • FIG. 16 is a circuit diagram showing the configuration of the unit circuit 4 (configuration of one stage of the shift register 410) in the present modification.
  • the input terminal that receives the control signal VDD2 is denoted by reference numeral 45.
  • the connection destination of the thin film transistor T16 and the connection destination of the thin film transistor T18 are different from those of the first embodiment.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 41
  • the drain terminal is connected to the input terminal 45
  • the source terminal is connected to the first node N1.
  • the gate terminal and the drain terminal are connected to the input terminal 45 (that is, diode connection), and the source terminal is connected to the second node N2.
  • the gate driver 400 that can secure a sufficient charging time with low power consumption is realized.
  • the shift register 410 constituting the gate driver 400 in addition to the gate clock signal GCK, the gate start pulse signal GSP, and the gate end pulse signal GEP, other signals (control signal in the above-described modification example).
  • the present invention can also be applied when VDD2) is used.
  • the other signal may be a signal having the voltage level Vgh2 described above.
  • the following configuration may be employed in a panel used as a touch panel.
  • a thin film transistor for maintaining the voltage level of the scanning signal GOUT at the voltage level of the DC power supply voltage VSS throughout the blanking period and the rest period may be provided in each unit circuit 4 in the shift register 410. is there.
  • the voltage level of the high level voltage of the signal for controlling the on / off state of the thin film transistor is the above-described voltage level Vgh2.
  • Second Embodiment> A second embodiment of the present invention will be described. Since the overall configuration and the schematic configuration of the gate driver 400 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted (see FIGS. 2 to 4 and 6). Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.
  • the present invention is not limited to this.
  • Zc and Zd are integers and a Zc-phase clock signal having a duty ratio of Zd / Zc is used
  • the output signal Q output from the unit circuit before the Zd stage or (Zd-1) stage is set signal for each stage.
  • the output signal Q outputted from the unit circuit after the Zd stage may be given as the reset signal R.
  • the output signal Q output from the unit circuit two stages before or one stage before is supplied as the set signal S for each stage.
  • the output signal Q output from the unit circuit after two stages may be provided as the reset signal R.
  • FIG. 17 is a circuit diagram showing a configuration of the unit circuit 4 (configuration of one stage of the shift register 410) in the present embodiment. As shown in FIG. 17, this unit circuit 4 includes 11 thin film transistors T21, T22, T23, T24, T25, T26, T27, T28, T29, T2A, and T2B, and one capacitor (capacitance element) C2. And.
  • the gate terminal of the thin film transistor T21, the gate terminal of the thin film transistor T23, the drain terminal of the thin film transistor T25, the source terminal of the thin film transistor T26, the drain terminal of the thin film transistor T27, the gate terminal of the thin film transistor T29, and one end of the capacitor C2 are connected via the first node N1. Are connected to each other.
  • the gate terminal of the thin film transistor T27, the source terminal of the thin film transistor T28, the drain terminal of the thin film transistor T29, the gate terminal of the thin film transistor T2A, and the gate terminal of the thin film transistor T2B are connected to each other via the second node N2.
  • the gate terminal is connected to the first node N1, the drain terminal is connected to the input terminal 44, and the source terminal is connected to the output terminal 48.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 42, the drain terminal is connected to the output terminal 48, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the gate terminal is connected to the first node N1
  • the drain terminal is connected to the input terminal 43
  • the source terminal is connected to the output terminal 49.
  • the thin film transistor T24 the gate terminal is connected to the input terminal 42, the drain terminal is connected to the output terminal 49, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 42, the drain terminal is connected to the first node N1, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the gate terminal and the drain terminal are connected to the input terminal 41 (that is, diode connection), and the source terminal is connected to the first node N1.
  • the gate terminal is connected to the second node N2
  • the drain terminal is connected to the first node N1
  • the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the gate terminal and the drain terminal are connected to the input terminal 43 (that is, diode connection), and the source terminal is connected to the second node N2.
  • the gate terminal is connected to the first node N1, the drain terminal is connected to the second node N2, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the gate terminal is connected to the second node N2, the drain terminal is connected to the output terminal 48, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the gate terminal is connected to the second node N2, the drain terminal is connected to the output terminal 49, and the source terminal is connected to the input terminal for the DC power supply voltage VSS.
  • the capacitor C2 has one end connected to the first node N1 and the other end connected to the output terminal 49.
  • the thin film transistor T21 supplies the DC power supply voltage VDD to the output terminal 48 when the potential of the first node N1 is at a high level.
  • the thin film transistor T22 changes the output signal G toward the low level when the reset signal R is at the high level.
  • the thin film transistor T23 supplies the voltage of the gate clock signal GCKin to the output terminal 49 when the potential of the first node N1 is at a high level.
  • the thin film transistor T24 changes the output signal Q toward the low level when the reset signal R is at the high level.
  • the thin film transistor T25 changes the potential of the first node N1 toward the low level when the reset signal R is at the high level.
  • the thin film transistor T26 changes the potential of the first node N1 toward the high level when the set signal S is at the high level.
  • the thin film transistor T27 changes the potential of the first node N1 toward the low level when the potential of the second node N2 is at the high level.
  • the thin film transistor T28 changes the potential of the second node N2 toward the high level when the gate clock signal GCKin is at the high level.
  • the thin film transistor T29 changes the potential of the second node N2 toward the low level when the potential of the first node N1 is at the high level.
  • the thin film transistor T2A changes the output signal G toward the low level when the potential of the second node N2 is at the high level.
  • the thin film transistor T2B changes the output signal Q toward the low level when the potential of the second node N2 is at the high level.
  • the capacitor C2 functions as a bootstrap capacitor for raising the potential of the first node N1.
  • the potential of the second node N2 may be controlled by a configuration other than the configuration shown in FIG.
  • a selection control transistor transistor is realized by the thin film transistor T21
  • a non-selection control transistor is realized by the thin film transistor T22
  • an output control transistor is realized by the thin film transistor T23
  • a non-output control transistor is realized by the thin film transistor T24.
  • a second first node turn-off transistor is realized by the thin film transistor T25
  • a first node turn-on transistor is realized by the thin film transistor T26
  • a first first node turn-off transistor is realized by the thin film transistor T27
  • a first transistor is turned on by the thin film transistor T28.
  • a two-node turn-on transistor is realized, and a second node turn-off transistor is formed by the thin film transistor T29.
  • the first output node turn-off transistor is realized by thin film transistors T2A
  • the second output node turn-off transistor is realized by a thin film transistor T2B.
  • the set signal S is low level
  • the potential of the first node N1 is low level
  • the potential of the second node N1 is high level
  • the output signal Q is low level
  • the output signal G is low level
  • reset The signal R is at a low level.
  • the gate clock signal GCKin the high level and the low level are alternately repeated.
  • parasitic capacitance exists in the thin film transistor in the unit circuit 4. Therefore, in the period before time t21, the potential of the first node N1 may fluctuate due to the clock operation of the gate clock signal GCKin and the presence of the parasitic capacitance of the thin film transistor T23 (see FIG. 17).
  • the voltage of the output signal G that is, the voltage of the scanning signal GOUT applied to the gate bus line GL can be increased.
  • the thin film transistor T27 is maintained in the on state during the period in which the potential of the second node N2 is maintained at the high level. Therefore, during the period before time t21, the thin film transistor T27 is maintained in the on state, and the potential of the first node N1 is reliably maintained at the low level.
  • the voltage of the corresponding scanning signal GOUT does not increase. As a result, it is possible to prevent the occurrence of defects such as display defects due to the clock operation of the gate clock signal GCKin.
  • the set signal S changes from the low level to the high level. Since the thin film transistor T26 is diode-connected as shown in FIG. 17, the thin film transistor T26 is turned on by the pulse of the set signal S, and the potential of the first node N1 rises. Thereby, the thin film transistors T21, T23, and T29 are turned on.
  • the thin film transistor T21 is turned on, the voltage of the output signal G increases. However, it rises to a voltage level lower than the voltage level Vgh of the DC power supply voltage VDD by the threshold voltage of the thin film transistor T21. Further, when the thin film transistor T29 is turned on, the potential of the second node N2 becomes a low level.
  • the gate clock signal GCKin is at the low level during the period from the time point t21 to the time point t22, the output signal Q is maintained at the low level even when the thin film transistor T23 is in the on state.
  • the reset signal R is maintained at a low level, and the potential of the second node N2 is also maintained at a low level. Therefore, the potential of the first node N1 does not decrease during this period due to the provision of the thin film transistors T25 and T27.
  • the gate clock signal GCKin changes from low level to high level.
  • the potential of the output terminal 49 increases as the potential of the input terminal 43 increases.
  • the capacitor C2 is provided between the first node N1 and the output terminal 49, the potential of the first node N1 increases as the potential of the output terminal 49 increases (first node).
  • N1 is bootstrapped). As a result, the potential of the first node N1 is raised to a voltage level equal to or higher than the voltage level Vgh of the DC power supply voltage VDD.
  • the voltage of the output signal G rises to the voltage level Vgh of the DC power supply voltage VDD, and the voltage of the output signal Q becomes the high level of the gate clock signal GCKin.
  • the voltage rises to the voltage level Vgh2.
  • the voltage level Vgh2 of the high level voltage of the gate clock signal GCKin is higher than the voltage level Vgh of the DC power supply voltage VDD.
  • the reset signal R is maintained at a low level during the period from the time point t22 to the time point t23, and the potential of the second node N2 is also maintained at a low level.
  • the potential of the first node N1 does not decrease due to the provision of the thin film transistors T25 and T27, and the output signal due to the provision of the thin film transistors T22 and T2A.
  • the voltage of G does not decrease, and the voltage of the output signal Q does not decrease due to the provision of the thin film transistors T24 and T2B.
  • the reset signal R changes from low level to high level.
  • the thin film transistors T22, T24, and T25 are turned on.
  • the voltage applied to the gate terminals of the thin film transistors T22, T24, and T25 changes from the voltage level Vgl to the voltage level Vgh2 (see FIG. 1). Therefore, the thin film transistors T22, T24, and T25 change from the off state to the on state more rapidly than in the past.
  • the output signal G that is, the scanning signal GOUT
  • the output signal Q becomes a low level
  • the thin film transistor T25 is turned on, the output signal G becomes low.
  • the potential of one node N1 is at a low level.
  • the gate clock signal GCKin changes from low level to high level. Since the thin film transistor T28 is diode-connected as shown in FIG. 17, when the gate clock signal GCKin changes from low level to high level, the potential of the second node N2 becomes high level. In the period after time t24, the same operation as in the period before time t21 is performed.
  • a plurality of gate bus lines GL (1) to GL (i) provided in the liquid crystal display device are provided.
  • the selected state is sequentially selected, and writing to the pixel capacitor is sequentially performed.
  • an image based on the image signal DAT sent from the outside is displayed on the display unit 600 (see FIG. 2).
  • the gate output fall time is shorter than in the prior art, and the charge time of the pixel capacitance is also used when a panel or a high-definition panel that is driven at high speed is adopted. Sufficiently secured.
  • a configuration in which the gate load 6 is driven by the DC power supply voltage VDD (configuration in which the DC power supply voltage VDD is applied to the drain terminal of the thin film transistor T21 called a buffer TFT) is adopted. Is low.
  • the gate driver 400 capable of sufficiently securing the charging time with low power consumption is realized.
  • the target of the fall time of the scanning signal GOUT is set to 1000 nanoseconds.
  • Vgh 18V
  • Vgl ⁇ 12V
  • the voltage level of the DC power supply voltage VDD is set to Vgh
  • the voltage level of the DC power supply voltage VSS is set to Vgl.
  • the voltage level Vgh2 set to the high level voltage of the gate clock signal GCK is changed in the range of 30V to 35V.
  • the difference between the high level voltage and the low level voltage of the gate clock signal GCK is represented by VGPP.
  • FIG. 19 shows the relationship between the value of VGPP and the fall time as a result of the simulation.
  • Vgh2 of the high level voltage of the gate clock signal GCK is set to the same voltage level Vgh (that is, 18V) as before, VGPP is 30V and the fall time is about 1300 nanoseconds. That is, the fall time goal cannot be achieved.
  • the voltage level Vgh2 of the high level voltage of the gate clock signal GCK is set to 21.5V or more
  • VGPP is 33.5V or more and the fall time is 1000 nanoseconds or less.
  • FIG. 20 shows changes in the potential of the first node N1, changes in the voltage of the output signal G (scanning signal GOUT), and changes in the voltage of the output signal Q as simulation results.
  • FIG. 21 shows a detailed waveform change as a result of the simulation.
  • the fall time of the gate output (the time represented by the arrow with the symbol T (a) in FIG. 21) is the target of 1000 nanoseconds.
  • the fall time of the gate output (the time indicated by the arrow with the symbol T (b) in FIG. 21) is the target 1000 nanoseconds or less. Yes.
  • the time required for the reset signal R to rise is shorter than before by setting the high level voltage of the gate clock signal GCK to a high voltage level.
  • a signal having a voltage level higher than the voltage level of the DC power supply voltage VDD is shifted in addition to the high level voltage of the gate clock signal GCK.
  • a configuration in which the register 410 is provided can be employed. This will be described focusing on differences from the second embodiment.
  • the control signal VDD2 is input to each unit circuit 4 included in the shift register 410 constituting the gate driver 400 in addition to the input signal in the second embodiment.
  • the control signal VDD2 is commonly applied to all the unit circuits 4 (1) to 4 (i).
  • the high level voltage of the control signal VDD2 and the high level voltage of the gate clock signal GCK have the same voltage level Vgh2, and the low level voltage of the control signal VDD2 and the gate clock.
  • the signal GCK has the same voltage level Vgl as the low level voltage.
  • FIG. 22 is a circuit diagram showing the configuration of the unit circuit 4 (configuration of one stage of the shift register 410) in the present modification.
  • the connection destination of the thin film transistor T26 and the connection destination of the thin film transistor T28 are different from those of the second embodiment.
  • the gate terminal is connected to the input terminal 41
  • the drain terminal is connected to the input terminal 45
  • the source terminal is connected to the first node N1.
  • the gate terminal and the drain terminal are connected to the input terminal 45 (that is, diode connection), and the source terminal is connected to the second node N2.
  • the gate driver 400 that can secure a sufficient charging time with low power consumption is realized.
  • the shift register 410 constituting the gate driver 400 in addition to the gate clock signal GCK, the gate start pulse signal GSP, and the gate end pulse signal GEP, other signals (control signal in the above-described modification example).
  • the present invention can also be applied when VDD2) is used.
  • the other signal may be a signal having the voltage level Vgh2 described above.
  • the circuit configuration of the unit circuit 4 and the like constituting the shift register 410 is not particularly limited. Therefore, for example, the circuit configuration in the first embodiment (including modifications) and the second embodiment (including modifications) can be employed.
  • FIG. 23 is a signal waveform diagram of a drive signal (a signal for driving the shift register 410 included in the gate driver 400) when the operation mode is normal drive.
  • FIG. 24 is a signal waveform diagram of drive signals when the operation mode is pause drive. Note that although the gate clock signal GCK is composed of a plurality of clock signals, FIGS. 23 and 24 show only one waveform of the plurality of clock signals (the same applies to FIG. 27).
  • the gate start pulse signal GSP rises every 1/60 seconds.
  • the shift register 410 performs a shift operation based on the clock operation of the gate clock signal GCK. Thereafter, when the gate end pulse signal GEP rises, the shift operation in the shift register 410 is stopped. Such an operation is repeated every 1/60 seconds. Thereby, the screen is refreshed every 1/60 seconds.
  • the gate start pulse signal GSP rises every 1/30 seconds. In each frame, the same operation as during normal driving is performed for the first 1/60 second.
  • all signals other than the DC power supply voltage VDD are passed through the period until the next frame starts after the shift operation in the shift register 410 is stopped by the rise of the gate end pulse signal GEP.
  • the voltage levels of the gate start pulse signal GSP, the gate clock signal GCK, the gate end pulse signal GEP, and the DC power supply voltage VSS are fixed at the voltage level Vgl described above. Accordingly, the operation of the shift register 410 is completely stopped for at least 1/60 second in each frame period (1/30 second). The above operation is repeated every 1/30 seconds.
  • the screen is refreshed every 1/30 seconds.
  • the drive frequency during the pause drive is 30 Hz
  • the present invention is not limited to this.
  • the driving frequency during pause driving can be set to 20 Hz.
  • the length of each frame period is 1/20 second, and after the same operation as during normal driving is performed in the first 1/60 second of the period, the operation of the shift register 410 is completely stopped. .
  • Vds-Ids characteristics when the Vgs (gate-source voltage) of the thin film transistor is 0 V (Vds: drain-source voltage, Ids: drain-source current), Vds has a predetermined magnitude Va.
  • Ids drain-source voltage
  • Vds drain-source current
  • Vgs of the thin film transistor T01 called a buffer TFT for driving the gate load 6 and Vgs of the thin film transistor T02 for lowering the gate output are substantially zero (See FIG. 27).
  • the DC power supply voltage VDD may be maintained at the above-described voltage level Vgh even during the suspension period.
  • the drain of the thin film transistor T01 needs to be charged each time the shift operation in the shift register 410 is restarted. For this reason, power consumption increases. Since it becomes necessary to control the voltage level of the DC power supply voltage VDD, the circuit becomes complicated. Also from the above viewpoint, when the thin film transistor having the characteristics shown in FIG. 25 is used, the above-described voltage level Vgh should be maintained even during the idle period for the DC power supply voltage VDD. .
  • the voltage level of the DC power supply voltage VDD is preferably maintained at the voltage level Vgh described above. This is because, for example, if the voltage level of the DC power supply voltage VDD is lowered during the blanking period, it is necessary to charge the drain of the thin film transistor T01 every time the frame is switched, and the power consumption increases.
  • a low-level DC power supply voltage VSS is applied to the first conduction terminal of the thin film transistor T01 called a buffer TFT in the vicinity of the output portion of the unit circuit, and the gate A high-level DC power supply voltage VDD is applied to the second conduction terminal of the thin film transistor T02 for lowering the output.
  • the low-level voltage level Vgl2 of the gate clock signal GCK may be set lower than the voltage level Vgl of the DC power supply voltage VSS, as indicated by the dotted line denoted by reference numeral 64 in FIG.
  • the voltage level of each voltage may be set as follows.
  • a gate bus which operates based on a plurality of clock signals switched between the first level voltage and the second level voltage and is supplied with the first level voltage to the control terminal of the thin film transistor T02 for lowering the gate output.
  • the “first level voltage and the second level voltage” are more than the “difference between the selection level voltage and the second level voltage”. Increase the difference.
  • the selection level voltage is a DC voltage to be supplied to the gate bus line GL to be selected
  • the non-selection level voltage is a DC voltage to be supplied to the gate bus line GL to be unselected. It is.
  • the voltage level Vgh2 corresponds to the first level voltage
  • the voltage level Vgl corresponds to the second level voltage.
  • the DC power supply voltage VDD corresponds to the selection level voltage
  • the DC power supply voltage VSS corresponds to the non-selection level voltage.
  • the voltage level Vgl2 corresponds to the first level voltage
  • the voltage level Vgh corresponds to the second level voltage
  • the DC power supply voltage VSS corresponds to the selection level voltage
  • the DC power supply voltage VDD corresponds to the non-selection level voltage.
  • an oxide semiconductor TFT for example, IGZO-TFT
  • IGZO-TFT oxide semiconductor TFT
  • unit circuit 6 gate load 400: gate driver (scanning signal line driving circuit) 410: Shift registers GL (1) to GL (i) ... Gate bus lines T11 to T19, T1A to T1D, T21 to T29, T2A, T2B ... Thin film transistors GCK, GCKin, GCK1, GCK1B, GCK2, GCK2B in the unit circuit Gate clock signal G, Q ... Output signal (from unit circuit) S ... Set signal R ... Reset signal VDD ... High level DC power supply voltage VSS ... Low level DC power supply voltage Vgh2 ... High level voltage of gate clock signal Level Vgh: High-level DC power supply voltage level Vgl: Gate clock signal low-level voltage level

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Abstract

本発明は、低消費電力で充電時間を充分に確保することのできるゲートドライバ(走査信号線駆動回路)を実現することを目的とする。 ゲート出力を立ち下げるための薄膜トランジスタ(T02)の制御端子には、当該薄膜トランジスタ(T02)をオン状態にすべき時にその電圧レベルがゲートクロック信号(GCK)のハイレベル電圧の電圧レベル(Vgh2)となるリセット信号(R)が与えられる。ここで、"ゲートクロック信号(GCK)のハイレベル電圧の電圧レベル(Vgh2)とゲートクロック信号(GCK)のローレベル電圧の電圧レベル(Vgl)との差"を"(選択状態にするゲートバスライン(GL)に与えられる)直流電源電圧(VDD)の電圧レベル(Vgh)とゲートクロック信号(GCK)のローレベル電圧の電圧レベル(Vgl)との差"よりも大きくする。

Description

走査信号線駆動回路およびそれを備える表示装置
 本発明は、表示装置に関し、更に詳しくは、表示装置の表示部に配設されたゲートバスライン(走査信号線)を駆動するための走査信号線駆動回路に関する。
 従来より、複数本のソースバスライン(映像信号線)および複数本のゲートバスライン(走査信号線)を含む表示部を備えた液晶表示装置が知られている。そのような液晶表示装置において、ソースバスラインとゲートバスラインとの交差点には、画素を形成する画素形成部が設けられている。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(画素TFT)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。液晶表示装置には、また、ゲートバスラインを駆動するためのゲートドライバ(走査信号線駆動回路)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。しかしながら、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、表示部に設けられた複数個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。そして、シフトレジスタの各段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。なお、本明細書においては、シフトレジスタの各段を構成する回路のことを「単位回路」という。
 ゲートドライバを構成するシフトレジスタは、「ゲートクロック信号」と呼ばれる複数相のクロック信号に基づいて動作する。これに関し、以下においては、それら複数相のクロック信号の総称としてのゲートクロック信号には符号GCKを付し、それら複数相のクロック信号のうち単位回路に入力されるゲートクロック信号には符号GCKinを付す。
 ところで、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。しかしながら、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。
 従来のPowerClock方式のモノリシックゲートドライバの構成(以下、「第1の従来例」という。)は、例えば日本の特許第5318117号明細書に開示されている。第1の従来例によれば、図30に示すように、ゲート負荷を駆動するために設けられているバッファTFTと呼ばれる薄膜トランジスタT901の一方の導通端子にゲートクロック信号GCKinが与えられている(薄膜トランジスタT901の他方の導通端子はゲートバスラインGLに接続されている)。このような構成が採用されているため、交流信号であるゲートクロック信号GCKinによって比較的大きな容量が駆動される必要がある。従って、第1の従来例によれば、消費電力が大きくなる。
 そこで、日本の特許第5405570号明細書には、図31に示すように、バッファTFTと呼ばれる薄膜トランジスタT911の一方の導通端子にハイレベルの直流電源電圧VDDが与えられるようにした構成(以下、「第2の従来例」という。)が開示されている。第2の従来例によれば、ゲート負荷はハイレベルの直流電源電圧VDDによって駆動されるので、ゲートクロック信号GCKinによって駆動される必要のある容量が小さくなる。その結果、第1の従来例と比較して、消費電力が低減される。
日本の特許第5318117号明細書 日本の特許第5405570号明細書
 上述したように、第2の従来例によれば、低消費電力性を有するモノリシックゲートドライバが実現される。ところが、第2の従来例によれば、ゲートバスラインGLに出力される走査信号の立ち上げ・立ち下げに要する時間が比較的長くなる。このため、特に高速駆動を行うパネルや高精細パネルを採用している場合には、画素容量を充電するための時間を充分に確保することができない。これについて、図32を参照しつつ、以下に説明する。
 図32は、ゲート出力(ゲートドライバから出力される走査信号の電圧)の波形を第1の従来例と第2の従来例とで比較するための図である。図32では、ゲートクロック信号GCKの波形を符号91を付した実線で表し、第1の従来例におけるゲート出力の波形を符号92を付した太実線で表し、第2の従来例におけるゲート出力の波形を符号93を付した太点線で表している。図32より、ゲート出力の立ち上がり時間についてもゲート出力の立ち下がり時間についても第1の従来例よりも第2の従来例の方が長くなっていることが把握される。この理由は、次のとおりである。第1の従来例においては、ゲート出力を立ち下げる際にゲートクロック信号GCKinがハイレベルからローレベルに変化することによって、ゲートバスラインGLからゲートクロック信号GCKin用の入力端子へと電荷が抜かれる。これに対して、第2の従来例においては、ゲート出力の立ち下げ用に設けられている薄膜トランジスタT912(図31参照)の制御端子に与えられるリセット信号Rがゲート出力を立ち下げる際にローレベルからハイレベルに変化して当該薄膜トランジスタT912がオン状態となることによって、ゲートバスラインGLからローレベルの直流電源電圧VSS用の入力端子へと電荷が抜かれる。すなわち、第2の従来例においては、リセット信号Rの立ち上がり後にゲート出力が立ち下がることになるので、第1の従来例と比較してゲート出力の立ち下がりに遅延が生じる。なお、第1の従来例では、第2の従来例と同様にして、ゲートバスラインGLから直流電源電圧VSS用の入力端子へも電荷が抜かれている。
 以上のように、第1の従来例によれば、画素容量の充電時間は充分に確保されるが、消費電力が大きくなる。一方、第2の従来例によれば、消費電力は低減されるが、画素容量の充電時間を充分に確保することができない。
 そこで本発明は、低消費電力で充電時間を充分に確保することのできるゲートドライバ(走査信号線駆動回路)を実現することを目的とする。
 本発明の第1の局面は、第1レベル電圧と第2レベル電圧との間で切り替えられる複数のクロック信号に基づいて動作する複数の単位回路からなるシフトレジスタを含む、表示装置の表示部に配設された複数の走査信号線を駆動するための走査信号線駆動回路であって、
 各単位回路は、
  対応する走査信号線に与えられるべき第1出力信号を出力する第1出力ノードと、
  他の単位回路の動作を制御するための第2出力信号を出力する第2出力ノードと、
  制御端子と、選択状態にする走査信号線に供給されるべき直流電圧である選択レベル電圧が与えられる第1導通端子と、前記第1出力ノードに接続された第2導通端子とを有する選択制御トランジスタと、
  後段の単位回路の第2出力ノードから出力された第2出力信号がリセット信号として与えられる制御端子と、前記第1出力ノードに接続された第1導通端子と、非選択状態にする走査信号線に供給されるべき直流電圧である非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する非選択制御トランジスタと
を含み、
 各単位回路の第2出力ノードから出力される第2出力信号は、対応する走査信号線が選択状態で維持されるべき期間中に前記第1レベル電圧となり、
 前記非選択制御トランジスタは、前記リセット信号が前記第1レベル電圧である時にオン状態となり、
 非選択状態にする走査信号線に対応する単位回路に含まれる非選択制御トランジスタの制御端子に与えられるリセット信号が前記第1レベル電圧となるように、前記複数の単位回路が互いに接続され、
 前記選択レベル電圧と前記第2レベル電圧との差よりも前記第1レベル電圧と前記第2レベル電圧との差の方が大きいことを特徴とする。
 本発明の第2の局面は、本発明の第1の局面において、
 各単位回路は、
  前記選択制御トランジスタの制御端子に接続された第1ノードと、
  前記第1ノードに接続された制御端子と、前記複数のクロック信号の1つが与えられる第1導通端子と、前記第2出力ノードに接続された第2導通端子とを有する出力制御トランジスタと、
  前記リセット信号が与えられる制御端子と、前記第2出力ノードに接続された第1導通端子と、前記非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する非出力制御トランジスタと、
  先行する段の単位回路の第2出力ノードから出力された第2出力信号をセット信号として受け取り、当該セット信号に基づいて前記第1ノードの電位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トランジスタと、
  制御端子と、前記第1ノードに接続された第1導通端子と、前記非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する第1の第1ノードターンオフ用トランジスタと、
  前記第1の第1ノードターンオフ用トランジスタの制御端子に接続された第2ノードと、
  前記第1ノードの電位がオフレベルで維持されるべき期間に前記第2ノードの電位をオンレベルで維持するための第2ノードターンオン用トランジスタと、
  前記第1ノードに接続された制御端子と、前記第2ノードに接続された第1導通端子と、前記非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する第2ノードターンオフ用トランジスタと
を更に含むことを特徴とする。
 本発明の第3の局面は、本発明の第2の局面において、
 各単位回路は、
  前記リセット信号が与えられる制御端子と、前記第1ノードに接続された第1導通端子と、前記非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する第2の第1ノードターンオフ用トランジスタと、
  前記第2ノードに接続された制御端子と、前記第1出力ノードに接続された第1導通端子と、前記非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する第1出力ノードターンオフ用トランジスタと、
  前記第2ノードに接続された制御端子と、前記第2出力ノードに接続された第1導通端子と、前記非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する第2出力ノードターンオフ用トランジスタと
を更に含むことを特徴とする。
 本発明の第4の局面は、本発明の第3の局面において、
 各単位回路は、
  第3ノードと、
  一端が前記第1ノードに接続され、他端が前記第3ノードに接続された容量素子と、
  前記出力制御トランジスタの第1導通端子に与えられるクロック信号が与えられる制御端子と、前記選択レベル電圧が与えられる第1導通端子と、前記第3ノードに接続された第2導通端子とを有する第3ノードターンオン用トランジスタと、
  前記セット信号が与えられる制御端子と、前記第3ノードに接続された第1導通端子と、前記非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する第3ノードターンオフ用トランジスタと
を更に含むことを特徴とする。
 本発明の第5の局面は、本発明の第4の局面において、
 前記第1ノードターンオン用トランジスタは、前記セット信号が与えられる制御端子および第1導通端子と、前記第1ノードに接続された第2導通端子とを有し、
 前記第2ノードターンオン用トランジスタは、前記出力制御トランジスタの第1導通端子に与えられるクロック信号が与えられる制御端子および第1導通端子と、前記第2ノードに接続された第2導通端子とを有することを特徴とする。
 本発明の第6の局面は、本発明の第4の局面おいて、
 前記第1ノードターンオン用トランジスタは、前記セット信号が与えられる制御端子と、前記第1レベル電圧が与えられる第1導通端子と、前記第1ノードに接続された第2導通端子とを有し、
 前記第2ノードターンオン用トランジスタは、前記第1レベル電圧が与えられる制御端子および第1導通端子と、前記第2ノードに接続された第2導通端子とを有することを特徴とする。
 本発明の第7の局面は、本発明の第3の局面おいて、
 各単位回路は、一端が前記第1ノードに接続され、他端が前記第2出力ノードに接続された容量素子を更に含むことを特徴とする。
 本発明の第8の局面は、本発明の第7の局面おいて、
 前記第1ノードターンオン用トランジスタは、前記セット信号が与えられる制御端子および第1導通端子と、前記第1ノードに接続された第2導通端子とを有し、
 前記第2ノードターンオン用トランジスタは、前記出力制御トランジスタの第1導通端子に与えられるクロック信号が与えられる制御端子および第1導通端子と、前記第2ノードに接続された第2導通端子とを有することを特徴とする。
 本発明の第9の局面は、本発明の第7の局面おいて、
 前記第1ノードターンオン用トランジスタは、前記セット信号が与えられる制御端子と、前記第1レベル電圧が与えられる第1導通端子と、前記第1ノードに接続された第2導通端子とを有し、
 前記第2ノードターンオン用トランジスタは、前記第1レベル電圧が与えられる制御端子および第1導通端子と、前記第2ノードに接続された第2導通端子とを有す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の局面おいて、
 前記複数の走査信号線が順次に選択状態となる走査期間と前記複数の走査信号線のいずれもが非選択状態で維持される休止期間とが交互に現れるように前記複数の走査信号線を駆動することができ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の局面おいて、
 前記選択制御トランジスタおよび前記非選択制御トランジスタは、制御端子-第2導通端子間の電圧が0である時には第1導通端子-第2導通端子間に電流を流さない特性を有しており、
 前記走査期間および前記休止期間を通じて、前記選択制御トランジスタの第1導通端子には前記選択レベル電圧が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の局面おいて、
 前記選択制御トランジスタおよび前記非選択制御トランジスタは、制御端子-第2導通端子間の電圧が0である時に第1導通端子-第2導通端子間に電流を流す特性を有しており、
 前記休止期間には、前記選択制御トランジスタの第1導通端子には前記選択レベル電圧に代えて前記非選択レベル電圧または前記第2レベル電圧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1の局面おいて、
 前記選択制御トランジスタおよび前記非選択制御トランジスタは、nチャネル型の薄膜トランジスタであって、
 前記第1レベル電圧は、前記第2レベル電圧よりも高く、
 前記選択レベル電圧は、前記非選択レベル電圧よりも高く、
 前記第1レベル電圧は、前記選択レベル電圧よりも高いことを特徴とする。
 本発明の第14の局面は、表示装置であって、
 本発明の第1の局面に係る走査信号線駆動回路を備えたことを特徴とする。
 本発明の第1の局面によれば、第1レベル電圧と第2レベル電圧との間で切り替えられる複数のクロック信号に基づいて動作する複数の単位回路からなるシフトレジスタを備えた構成の走査信号線駆動回路において、走査信号線を非選択状態にするために各単位回路に設けられている非選択制御トランジスタのオン/オフ状態は、後段の単位回路から出力される第2出力信号であるリセット信号によって制御される。その第2出力信号は、対応する走査信号線が選択状態で維持されるべき期間中に第1レベル電圧となる。ここで、“第1レベル電圧と第2レベル電圧との差”が“選択レベル電圧と第2レベル電圧との差”よりも大きいので、非選択制御トランジスタをオフ状態からオン状態へと変化させる際に、当該非選択制御トランジスタの制御端子に与えられるリセット信号の電圧が従来よりも速い速度で変化する。その結果、走査信号線が選択状態から非選択状態に変化するのに要する時間が従来よりも短くなる。これにより、高速駆動を行うパネルや高精細パネルが採用される場合においても、画素容量の充電時間が充分に確保される。また、走査信号線が直流電圧によって駆動される構成(選択制御トランジスタの第1導通端子に直流電圧が与えられる構成)が採用されているので、消費電力は低い。以上より、低消費電力で充電時間を充分に確保することのできる走査信号線駆動回路が実現される。
 本発明の第2の局面によれば、各単位回路から走査信号線に与える第1出力信号と他の単位回路に与える第2出力信号とが出力されるように構成されたシフトレジスタにおいて、安定したシフト動作が行われる。
 本発明の第3の局面によれば、走査信号線を選択状態から非選択状態に変化させる際に、第1ノード,第1出力ノード,および第2出力ノードの電位を速やかにオンレベルからオフレベルに変化させることが可能となる。これにより、動作不良の発生が抑制される。
 本発明の第4から第9までの局面によれば、走査信号線を非選択状態から選択状態に変化させる際に、容量素子を介して第1ノードの電位を充分なオンレベルにまで変化させることが可能となる。
 本発明の第10から第12までの局面によれば、いわゆる休止駆動が行われるので、消費電力を更に低減しつつ充電時間を充分に確保することが可能となる。
 本発明の第13の局面によれば、nチャネル型の薄膜トランジスタを用いた構成において、本発明の第1の局面の効果が得られる。
 本発明の第14の局面によれば、本発明の第1の局面の効果を奏する走査信号線駆動回路を備えた表示装置が実現される。
本発明の全ての実施形態に共通する特徴について説明するための図である。 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。 上記第1の実施形態において、ゲートドライバの構成について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、シフトレジスタの各単位回路の入出力信号について説明するための図である。 上記第1の実施形態において、単位回路の構成(シフトレジスタの一段分の構成)を示す回路図である。 上記第1の実施形態において、単位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の実施形態と第2の従来例とでゲート出力の波形を比較するための図である。 上記第1の実施形態において、シミュレーションの結果について説明するための図である。 上記第1の実施形態において、シミュレーションの結果について説明するための図である。 上記第1の実施形態において、シミュレーションの結果について説明するための図である。 上記第1の実施形態において、シミュレーションの結果について説明するための図である。 上記第1の実施形態の変形例において、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の実施形態の変形例において、ゲートドライバ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の実施形態の変形例において、単位回路の構成(シフトレジスタの一段分の構成)を示す回路図である。 本発明の第2の実施形態において、単位回路の構成(シフトレジスタの一段分の構成)を示す回路図である。 上記第2の実施形態において、単位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2の実施形態において、シミュレーションの結果について説明するための図である。 上記第2の実施形態において、シミュレーションの結果について説明するための図である。 上記第2の実施形態において、シミュレーションの結果について説明するための図である。 上記第2の実施形態の変形例において、単位回路の構成(シフトレジスタの一段分の構成)を示す回路図である。 本発明の第3の実施形態において、動作モードが通常駆動であるときの駆動信号の信号波形図である。 上記第3の実施形態において、動作モードが休止駆動であるときの駆動信号の信号波形図である(薄膜トランジスタが図25に示す特性を有する場合)。 上記第3の実施形態に関し、薄膜トランジスタのVds-Ids特性の一例を示す図である。 上記第3の実施形態に関し、薄膜トランジスタのVds-Ids特性の別の例を示す図である。 上記第3の実施形態に関し、休止期間中に単位回路内を流れ得る電流について説明するための図である。 上記第3の実施形態において、動作モードが休止駆動であるときの駆動信号の信号波形図である(薄膜トランジスタが図26に示す特性を有する場合)。 pチャネル型の薄膜トランジスタが用いられている場合について説明するための図である。 第1の従来例について説明するための回路図である。 第2の従来例について説明するための回路図である。 第1の従来例と第2の従来例とでゲート出力の波形を比較するための図である。
<0.はじめに>
 本発明の実施形態について説明する前に、全ての実施形態に共通する事項について説明する。図1において、符号61を付した点線内に、ゲートドライバを構成するシフトレジスタに含まれる1つの単位回路の出力部近傍の構成を示している。単位回路の出力部近傍には、ゲート負荷6を駆動するためのバッファTFTと呼ばれる薄膜トランジスタT01とゲート出力を立ち下げるための薄膜トランジスタT02とが設けられている。薄膜トランジスタT01,T02は、nチャネル型であって、制御端子と第1導通端子と第2導通端子とを有している。薄膜トランジスタT01については、第1導通端子にはハイレベルの直流電源電圧VDDが与えられ、第2導通端子はゲートバスラインGLに接続されている。薄膜トランジスタT02については、制御端子にはリセット信号Rが与えられ、第1導通端子はゲートバスラインGLに接続され、第2導通端子にはローレベルの直流電源電圧VSSが与えられる。なお、リセット信号Rは、後段の単位回路から出力される信号であって当該後段の単位回路に対応するゲートバスラインGLが選択状態で維持されるべき期間中に第1レベル電圧となる信号である。
 以上のように、単位回路の出力部近傍の回路構成自体は、上述した第2の従来例における構成と同様である。但し、ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧・ローレベル電圧、直流電源電圧VDD、および直流電源電圧VSSの電圧レベルが図1で符号62を付した点線内に示すようなものとなっている。すなわち、直流電源電圧VDDの電圧レベルVghよりもゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧の電圧レベルVgh2の方が高くなっている。換言すれば、“直流電源電圧VDDの電圧レベルVghとゲートクロック信号GCKのローレベル電圧の電圧レベルVglとの差”よりも“ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧の電圧レベルVgh2とゲートクロック信号GCKのローレベル電圧の電圧レベルVglとの差”の方が大きくなっている。
 以上の点を踏まえ、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)は制御端子に相当し、ドレイン端子(ドレイン電極)は第1の導通端子に相当し、ソース端子(ソース電極)は第2の導通端子に相当する。また、これに関し、一般的にはドレインとソースのうち電位の高い方がドレインと呼ばれているが、本明細書の説明では、一方をドレイン,他方をソースと定義するので、ドレイン電位よりもソース電位の方が高くなることもある。
<1.第1の実施形態>
<1.1 全体構成および動作概要>
 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、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TFT基板)上に形成されている。すなわち、本実施形態におけるゲートドライバ400は、モノリシックゲートドライバである。
 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、それら複数本のソースバスラインSL1~SLjと複数本のゲートバスライン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に確実に電荷を保持すべく、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。また、本実施形態においては、薄膜トランジスタ60はnチャネル型である。
 ところで、薄膜トランジスタ60としては、半導体層にアモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタ(a-Si TFT),半導体層に微結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタ,半導体層に酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ(酸化物TFT),半導体層に低温ポリシリコンを用いた薄膜トランジスタ(LTPS-TFT)などを採用することができる。酸化物TFTとしては、例えば、In-Ga-Zn-O系の半導体(例えば酸化インジウムガリウム亜鉛)を含む酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを採用することができる。
 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、その電源電圧からソースドライバ300およびゲートドライバ400を動作させるための直流電圧(直流電源電圧VDDおよび直流電源電圧VSS)を生成し、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に共通電極駆動電圧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、デューティ比が1/2(すなわち50%)の4相のクロック信号で構成されている。
 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。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>
<1.2.1 シフトレジスタ全体の構成および動作>
 次に、図3~図6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は、本実施形態におけるゲートドライバ400の構成について説明するためのブロック図である。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。すなわち、シフトレジスタ410にはi個の単位回路4(1)~4(i)が含まれている。
 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個の単位回路4(1)~4(i)で構成されている。なお、図4には、(n-2)段目から(n+2)段目までの単位回路4(n-2)~4(n+2)を示している。以下においては、i個の単位回路4(1)~4(i)を互いに区別する必要がない場合には単位回路を単に符号4で表す。ゲートクロック信号GCKは、4相のクロック信号(ゲートクロック信号GCK1,GCK1B,GCK2,およびGCK2B)で構成されている。また、ゲートスタートパルス信号GSPは第1のゲートスタートパルス信号GSP1と第2のゲートスタートパルス信号GSP2とで構成され、ゲートエンドパルス信号GEPは第1のゲートエンドパルス信号GEP1と第2のゲートエンドパルス信号GEP2とで構成されている(図4では省略)。
 シフトレジスタ410の各段(各単位回路4)の入力端子に与えられる信号は次のようになっている(図4参照)。ゲートクロック信号GCKに関しては、(n-2)段目の単位回路4(n-2)にはゲートクロック信号GCK1が与えられ、(n-1)段目の単位回路4(n-1)にはゲートクロック信号GCK2が与えられ、n段目の単位回路4(n)にはゲートクロック信号GCK1Bが与えられ、(n+1)段目の単位回路4(n+1)にはゲートクロック信号GCK2Bが与えられる。このような構成が、シフトレジスタ410の全ての段を通して4段ずつ繰り返される。なお、図5に示すように、ゲートクロック信号GCK1とゲートクロック信号GCK1Bとは位相が180度ずれていて、ゲートクロック信号GCK2とゲートクロック信号GCK2Bとは位相が180度ずれていて、ゲートクロック信号GCK1の位相はゲートクロック信号GCK2の位相よりも90度進んでいる。また、任意の段(ここではk段目とする)の単位回路4(k)について、2段前の単位回路4(k-2)から出力される出力信号Q(k-2)がセット信号Sとして与えられ、2段後の単位回路4(k+2)から出力される出力信号Q(k+2)がリセット信号Rとして与えられる(図6参照)。但し、1段目の単位回路4(1)については、第1のゲートスタートパルス信号GSP1がセット信号Sとして与えられ、2段目の単位回路4(2)については、第2のゲートスタートパルス信号GSP2がセット信号Sとして与えられる。また、(i-1)段目の単位回路4(i-1)については、第1のゲートエンドパルス信号GEP1がリセット信号Rとして与えられ、i段目の単位回路4(i)については、第2の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。直流電源電圧VDDおよび直流電源電圧VSSについては、全ての単位回路4(1)~4(i)に共通的に与えられる。
 シフトレジスタ410の各段(各単位回路4)の出力端子からは2つの信号(出力信号Gおよび出力信号Q)が出力される(図4および図6を参照)。任意の段から出力される出力信号Gは、走査信号GOUTとしてゲートバスラインGLに与えられる。また、任意の段(ここではk段目とする)から出力される出力信号Qは、リセット信号Rとして2段前の単位回路4(k-2)に与えられるとともに、セット信号Sとして2段後の単位回路4(k+2)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段目の単位回路4(1)にセット信号Sとしての第1のゲートスタートパルス信号GSP1のパルスが与えられ、シフトレジスタ410の2段目の単位回路4(2)にセット信号Sとしての第2のゲートスタートパルス信号GSP2のパルスが与えられると、ゲートクロック信号GCKのクロック動作に基づいて、各単位回路4から出力される出力信号Qに含まれるシフトパルスが1段目の単位回路4(1)からi段目の単位回路4(i)へと順次に転送される。そして、このシフトパルスの転送に応じて、各単位回路4から出力される出力信号Qおよび出力信号G(走査信号GOUT)が順次にハイレベルとなる。これにより、図5に示すように、所定期間ずつ順次にハイレベル(アクティブ)となる走査信号GOUT(1)~GOUT(i)が表示部600内のゲートバスラインGL1~GLiに与えられる。すなわち、i本のゲートバスラインGL1~GLiが順次に選択状態となる。そして、走査信号GOUT(i)がハイレベルになった後、シフトレジスタ410の(i-1)段目の単位回路4(i-1)にリセット信号Rとしての第1のゲートエンドパルス信号GEP1のパルスが与えられ、シフトレジスタ410のi段目の単位回路4(i)にリセット信号Rとしての第2のゲートエンドパルス信号GEP2のパルスが与えられる。これにより、シフトレジスタ410でのシフト動作が終了する。
 ところで、本実施形態においては、直流電源電圧VDDの電圧レベルVghよりもゲートクロック信号GCK(ゲートクロック信号GCK1,GCK1B,GCK2,およびGCK2B)のハイレベル電圧の電圧レベルVgh2の方が高くなっている。直流電源電圧VSSとゲートクロック信号GCKのローレベル電圧とは同じ電圧レベルVglを有している。ゲートスタートパルス信号GSPおよびゲートエンドパルス信号GEPのハイレベル電圧については、特に限定はされないが、電圧レベルVgh2を有していることが好ましい。
 なお、本実施形態においては、ゲートクロック信号GCKとしてデューティ比が1/2(すなわち50%)の4相のクロック信号が用いられているが、本発明はこれには限定されない。ZaおよびZbを整数としてデューティ比がZb/ZaのZa相のクロック信号を用いる場合、各段に関し、Zb段前の単位回路から出力される出力信号Qがセット信号Sとして与えられるようにするとともにZb段後の単位回路から出力される出力信号Qがリセット信号Rとして与えられるようにすれば良い。例えば、デューティ比が2/6の6相のクロック信号を用いる場合、各段に関し、2段前の単位回路から出力される出力信号Qがセット信号Sとして与えられるようにするとともに2段後の単位回路から出力される出力信号Qがリセット信号Rとして与えられるようにすれば良い。また、例えば、デューティ比が4/8の8相のクロック信号を用いる場合、各段に関し、4段前の単位回路から出力される出力信号Qがセット信号Sとして与えられるようにするとともに4段後の単位回路から出力される出力信号Qがリセット信号Rとして与えられるようにすれば良い。
<1.2.2 単位回路の構成>
 図7は、本実施形態における単位回路4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7に示すように、この単位回路4は、13個の薄膜トランジスタT11,T12,T13,T14,T15,T16,T17,T18,T19,T1A,T1B,T1C,およびT1Dと、1個のキャパシタ(容量素子)C1とを備えている。また、この単位回路4は、直流電源電圧VSS用の入力端子のほか、4個の入力端子41~44および2個の出力端子48,49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、ゲートクロック信号GCKinを受け取る入力端子には符号43を付し、直流電源電圧VDDを受け取る入力端子には符号44を付している。また、出力信号Gを出力するための出力端子には符号48を付し、出力信号Qを出力するための出力端子には符号49を付している。なお、単位回路4内の薄膜トランジスタT11,T12,T13,T14,T15,T16,T17,T18,T19,T1A,T1B,T1C,およびT1Dは、上述した画素形成部4内の薄膜トランジスタ60(図2参照)と同じ種類の薄膜トランジスタで実現される。
 次に、この単位回路4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T11のゲート端子,薄膜トランジスタT13のゲート端子,薄膜トランジスタT15のドレイン端子,薄膜トランジスタT16のソース端子,薄膜トランジスタT17のドレイン端子,薄膜トランジスタT19のゲート端子,およびキャパシタC1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。第1ノードには符号N1を付す。薄膜トランジスタT17のゲート端子,薄膜トランジスタT18のソース端子,薄膜トランジスタT19のドレイン端子,薄膜トランジスタT1Aのゲート端子,および薄膜トランジスタT1Bのゲート端子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2ノードには符号N2を付す。薄膜トランジスタT1Cのソース端子,薄膜トランジスタT1Dのドレイン端子,およびキャパシタC1の他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3ノード」という。第3ノードには符号N3を付す。
 薄膜トランジスタT11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44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T12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圧VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT13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49に接続されている。薄膜トランジスタT14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49に接続され、ソース端子は直流電源電圧VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT15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圧VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT16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T17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圧VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT18については、ゲート端子およびドレイン端子は入力端子43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。薄膜トランジスタT19については、ゲート端子は第1ノードN1に接続され、ドレイン端子は第2ノードN2に接続され、ソース端子は直流電源電圧VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT1A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圧VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT1B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49に接続され、ソース端子は直流電源電圧VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT1Cについては、ゲート端子は入力端子43に接続され、ドレイン端子は入力端子44に接続され、ソース端子は第3ノードN3に接続されている。薄膜トランジスタT1D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3ノードN3に接続され、ソース端子は直流電源電圧VSS用の入力端子に接続されている。キャパシタC1については、一端は第1ノードN1に接続され、他端は第3ノードN3に接続されている。
 次に、各構成要素のこの単位回路4における機能について説明する。薄膜トランジスタT11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、直流電源電圧VDDを出力端子48に与える。薄膜トランジスタT12は、リセット信号Rがハイレベルになっているときに、出力信号Gをローレベルに向けて変化させる。薄膜トランジスタT13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、ゲートクロック信号GCKinの電圧を出力端子49に与える。薄膜トランジスタT14は、リセット信号Rがハイレベルになっているときに、出力信号Qをローレベルに向けて変化させる。薄膜トランジスタT15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の電位をローレベルに向けて変化させる。
 薄膜トランジスタT16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T17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の電位をローレベルに向けて変化させる。薄膜トランジスタT18は、ゲートクロック信号GCKin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。薄膜トランジスタT19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2ノードN2の電位をローレベルに向けて変化させる。薄膜トランジスタT1A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、出力信号Gをローレベルに向けて変化させる。薄膜トランジスタT1B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、出力信号Qをローレベルに向けて変化させる。薄膜トランジスタT1Cは、ゲートクロック信号GCKinがハイレベルになっているときに、第3ノードN3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T1Dは、セット信号Sがハイレベルになっているときに、第3ノードN3の電位をローレベルに向けて変化させる。キャパシタC1は、第1ノードN1の電位を上昇させるためのブートストラップ容量として機能する。
 本実施形態においては、図7に示す構成の薄膜トランジスタT18,T19によって第2ノードN2の電位の制御が行われるが、本発明はこれに限定されない。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中に第2ノードN2の電位がローレベルとなり、かつ、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のうちのゲートクロック信号GCKinがハイレベルとなっている期間中に第2ノードN2の電位がハイレベルとなるのであれば、図7に示す構成以外の構成によって第2ノードN2の電位の制御が行われるようにしても良い。
 なお、本実施形態においては、薄膜トランジスタT11によって選択制御トランジスタトランジスタが実現され、薄膜トランジスタT12によって非選択制御トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT13によって出力制御トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT14によって非出力制御トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT15によって第2の第1ノードターンオフ用トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT16によって第1ノードターンオン用トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT17によって第1の第1ノードターンオフ用トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT18によって第2ノードターンオン用トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT19によって第2ノードターンオフ用トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT1Aによって第1出力ノードターンオフ用トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT1Bによって第2出力ノードターンオフ用トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT1Cによって第3ノードターンオン用トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT1Dによって第3ノードターンオフ用トランジスタが実現されている。また、出力端子48によって第1出力ノードが実現され、出力端子49によって第2出力ノードが実現されている。
<1.2.3 単位回路の動作>
 次に、図8を参照しつつ、本実施形態における単位回路4の動作について説明する。なお、ここでは、波形の遅延を無視するものとする。
 時点t11以前の期間には、セット信号Sはローレベル、第1ノードN1の電位はローレベル、第2ノードN1の電位はハイレベル、第3ノードN3の電位はハイレベル、出力信号Qはローレベル、出力信号Gはローレベル、リセット信号Rはローレベルとなっている。ゲートクロック信号GCKinについては、ハイレベルとローレベルとを交互に繰り返している。ところで、単位回路4内の薄膜トランジスタには寄生容量が存在する。このため、時点t11以前の期間には、ゲートクロック信号GCKinのクロック動作と薄膜トランジスタT13(図7参照)の寄生容量の存在とに起因して、第1ノードN1の電位に変動が生じ得る。これにより、出力信号Gの電圧すなわちゲートバスラインGLに与えられる走査信号GOUTの電圧が上昇し得る。しかしながら、第2ノードN2の電位がハイレベルで維持されている期間には薄膜トランジスタT17はオン状態で維持される。従って、時点t11以前の期間には、薄膜トランジスタT17はオン状態で維持され、第1ノードN1の電位は確実にローレベルで維持される。以上より、ゲートクロック信号GCKinのクロック動作に起因するノイズが第1ノードN1に混入しても、対応する走査信号GOUTの電圧が上昇することはない。これにより、ゲートクロック信号GCKinのクロック動作に起因する表示不良等の不具合の発生が防止される。
 時点t11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T16は図7に示すようにダイオード接続となっているので、このセット信号Sのパルスによって薄膜トランジスタT16がオン状態となり、第1ノードN1の電位が上昇する。これにより、薄膜トランジスタT11,T13,およびT19がオン状態となる。薄膜トランジスタT11がオン状態となることによって、出力信号Gの電圧が上昇する。但し、直流電源電圧VDDの電圧レベルVghよりも薄膜トランジスタT11の閾値電圧分だけ低い電圧レベルにまで上昇する。また、薄膜トランジスタT19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となる。なお、時点t11から時点t12までの期間には、ゲートクロック信号GCKinはローレベルとなっているので、薄膜トランジスタT13がオン状態となっていても、出力信号Qはローレベルで維持される。また、時点t11には、セット信号Sのパルスによって薄膜トランジスタT1Dがオン状態となる。これにより、第3ノードN3の電位がローレベルとなる。時点t11から時点t12までの期間には、リセット信号Rはローレベルで維持され、第2ノードN2の電位もローレベルで維持される。従って、この期間中に、薄膜トランジスタT15,T17が設けられていることに起因して第1ノードN1の電位が低下することはない。
 時点t12になると、ゲートクロック信号GCKin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T1Cを介して第3ノードN3の電位が上昇する。ここで、図7に示すように第1ノードN1-第3ノードN3間にはキャパシタC1が設けられているので、第3ノードN3の電位の上昇とともに第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)。これにより、第1ノードN1の電位は、直流電源電圧VDDの電圧レベルVgh以上の電圧レベルにまで高められる。その結果、薄膜トランジスタT11,T13のゲート端子には大きな電圧が印加され、出力信号Gの電圧が直流電源電圧VDDの電圧レベルVghにまで上昇するとともに出力信号Qの電圧がゲートクロック信号GCKinのハイレベル電圧の電圧レベルVgh2にまで上昇する。これに関し、上述したように、直流電源電圧VDDの電圧レベルVghよりもゲートクロック信号GCKinのハイレベル電圧の電圧レベルVgh2の方が高くなっている。なお、時点t12から時点t13までの期間には、リセット信号Rはローレベルで維持され、第2ノードN2の電位もローレベルで維持される。従って、この期間中に、薄膜トランジスタT15,T17が設けられていることに起因して第1ノードN1の電位が低下することはなく、薄膜トランジスタT12,T1Aが設けられていることに起因して出力信号Gの電圧が低下することはなく、薄膜トランジスタT14,T1Bが設けられていることに起因して出力信号Qの電圧が低下することはない。
 時点t13になると、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。これにより、薄膜トランジスタT12,T14,およびT15がオン状態となる。なお、このとき、薄膜トランジスタT12,T14,およびT15のゲート端子に与えられる電圧は、電圧レベルVglから電圧レベルVgh2(図1参照)へと変化する。従って、薄膜トランジスタT12,T14,およびT15についてのオフ状態からオン状態への変化は従来よりも速やかに行われる。薄膜トランジスタT12がオン状態となることによって出力信号G(すなわち走査信号GOUT)はローレベルとなり、薄膜トランジスタT14がオン状態となることによって出力信号Qはローレベルとなり、薄膜トランジスタT15がオン状態となることによって第1ノードN1の電位はローレベルとなる。
 時点t14になると、ゲートクロック信号GCKin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T18は図7に示すようにダイオード接続となっているので、ゲートクロック信号GCKin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2ノードN2の電位はハイレベルとなる。そして、時点t14以降の期間には、時点t11以前の期間と同様の動作が行われる。
 以上のような動作が各単位回路4で行われることによって、この液晶表示装置に設けられている複数本のゲートバスラインGL(1)~GL(i)が順次に選択状態となり、画素容量への書き込みが順次に行われる。これにより、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(図2参照)。
<1.3 効果>
 本実施形態によれば、各単位回路4に設けられているゲート出力の立ち下げ用の薄膜トランジスタT12のオン/オフ状態は、2段後の単位回路4から出力される出力信号Qであるリセット信号Rによって制御される。このような構成において、選択状態にするゲートバスラインGLに対応する単位回路4から出力される出力信号Qの電圧は、ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧の電圧レベルVgh2にまで上昇する。ここで、ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧の電圧レベルVgh2が直流電源電圧VDDの電圧レベルVghよりも高いレベルにされているので、薄膜トランジスタT12をオン状態にする時には従来よりも高い電圧が当該薄膜トランジスタT12のゲート端子に与えられる。すなわち、従来よりもリセット信号Rの立ち上がりに要する時間が短くなる。その結果、従来よりもゲート出力の立ち下がり時間が短くなり、高速駆動を行うパネルや高精細パネルが採用される場合においても画素容量の充電時間が充分に確保される。また、本実施形態においては、ゲート負荷6が直流電源電圧VDDによって駆動される構成(バッファTFTと呼ばれる薄膜トランジスタT11のドレイン端子に直流電源電圧VDDが与えられる構成)が採用されているので、消費電力は低い。以上のように、本実施形態によれば、低消費電力で充電時間を充分に確保することのできるゲートドライバ400が実現される。
 図9は、ゲート出力の波形を上述した第2の従来例と本実施形態とで比較するための図である。図9では、第2の従来例におけるゲートクロック信号GCKの波形を符号70を付した実線で表し、本実施形態におけるゲートクロック信号GCKの波形を符号71を付した点線で表し、第2の従来例におけるゲート出力の波形を符号72を付した太点線で表し、本実施形態におけるゲート出力の波形を符号73を付した太実線で表している。図9より、本実施形態においてはゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧の電圧レベルを高くしたことによってゲート出力の立ち下がり時間が第2の従来例よりも短くなっていることが把握される。
 ここで、図10~図13を参照しつつ、或るシミュレーションの結果について説明する。このシミュレーションでは、デューティ比が1/2の4相のクロック信号をゲートクロック信号GCKとして用いたパネルにおいて、走査信号GOUTの立ち下がり時間(ゲートクロック信号GCKの立ち下がり開始時点からゲート出力電圧が-6Vに到達する時点までの時間)の目標を1200ナノ秒とする。この立ち下がり時間の測定位置については、パネルへの信号入力地点から最も遠い位置(例えば、表示部600の両側にシフトレジスタ410が設けられる構成においては、模式的には図10で符号66を付した位置)とする。また、Vgh=18V、Vgl=-12Vとし、直流電源電圧VDDの電圧レベルをVghに設定し、直流電源電圧VSSの電圧レベルをVglに設定する。ゲートクロック信号GCKのローレベル電圧については、電圧レベルをVglに設定する。以上のような前提下、ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧に設定する電圧レベルVgh2を18V~23Vの範囲で変化させる。なお、ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧とローレベル電圧との差をVGPPで表す。
 図11には、シミュレーションの結果として、VGPPの値と立ち下がり時間との関係を示している。ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧の電圧レベルVgh2を従来と同じ電圧レベルVgh(すなわち18V)に設定した場合、VGPPは30Vであって、立ち下がり時間は1350ナノ秒となっている。すなわち、立ち下がり時間の目標は達成できない。これに対して、ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧の電圧レベルVgh2を21V以上に設定した場合、VGPPは33V以上となり、立ち下がり時間は1200ナノ秒以下となっている。
 図12には、シミュレーションの結果として、第1ノードN1の電位の変化、出力信号G(走査信号GOUT)の電圧の変化、および出力信号Qの電圧の変化を示している。なお、図12では、“VGPP=30V”の状態における変化を太点線で表し、“VGPP=35V”の状態における変化を太実線で表している。また、図13には、シミュレーションの結果として、詳細な波形の変化を示している。なお、図13では、“VGPP=30V”の状態におけるゲートクロック信号GCKの波形の変化を符号74aを付した点線で表し、“VGPP=35V”の状態におけるゲートクロック信号GCKの波形の変化を符号74bを付した実線で表し、“VGPP=30V”の状態におけるリセット信号Rの波形の変化を符号75aを付した点線で表し、“VGPP=35V”の状態におけるリセット信号Rの波形の変化を符号75bを付した実線で表し、“VGPP=30V”の状態における出力信号Gの波形の変化を符号76aを付した点線で表し、“VGPP=35V”の状態における出力信号Gの波形の変化を符号76bを付した実線で表している。このシミュレーションの結果によれば、“VGPP=30V”の状態では、ゲート出力の立ち下がり時間(図13において符号T(a)を付した矢印で表される時間)は目標である1200ナノ秒を超えているが、“VGPP=35V”の状態では、ゲート出力の立ち下がり時間(図13において符号T(b)を付した矢印で表される時間)は目標である1200ナノ秒以下となっている。
 以上のようなシミュレーションの結果からも、ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧を高い電圧レベルに設定することによってリセット信号Rの立ち上がりに要する時間が従来よりも短縮されることが把握される。
 なお、本実施形態によれば、ロジック部を従来よりも高い電圧で駆動することになる。このため、各薄膜トランジスタの動作点が高くなる。これにより、回路マージンを大きくすることができるという副次的な効果も得られる。ところで、ロジック部を従来よりも高い電圧で駆動することから、上述した第2の従来例と比較すると消費電力は増加する。しかしながら、薄膜トランジスタT13は他の段の単位回路4にセット信号S,リセット信号Rとして与えられる出力信号Qを駆動するだけであるので、当該薄膜トランジスタT13には小さなサイズのものを採用することができる。従って、容量を小さくすることができるので、消費電力は増加分は極めて小さくなる。これに対して、上述したように、第1の従来例によれば、バッファTFTが大きな容量を駆動する必要があるので、消費電力が大きい。以上より、第2の従来例よりは消費電力が大きくなるものの、その増加分はわずかであり、第1の従来例と比較すると、消費電力は大きく低減される。
<1.4 変形例>
 上記第1の実施形態においては、ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧の電圧レベルのみが直流電源電圧VDDの電圧レベルよりも高いレベルに設定されていた。しかしながら、本発明はこれに限定されず、ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧以外にも、直流電源電圧VDDの電圧レベルよりも高い電圧レベルを有する信号がゲートドライバ400を構成するシフトレジスタ410に与えられるようにしても良い。これについて、以下に説明する。但し、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
 図14は、本変形例におけるゲートドライバ400の構成を示すブロック図である。ゲートドライバ400を構成するシフトレジスタ410に含まれる各単位回路4には、上記第1の実施形態における入力信号に加えて、制御信号VDD2が入力される。制御信号VDD2は、全ての単位回路4(1)~4(i)に共通的に与えられる。
 図15に示すように、制御信号VDD2は、ハイレベル電圧とローレベル電圧との間で変化する。詳しくは、制御信号VDD2は、有効水平走査期間にはハイレベル電圧となり、帰線期間にはローレベル電圧となる。制御信号VDD2のハイレベル電圧とゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧とは同じ電圧レベルVgh2を有しており、制御信号VDD2のローレベル電圧とゲートクロック信号GCKのローレベル電圧とは同じ電圧レベルVglを有している。
 図16は、本変形例における単位回路4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16において、制御信号VDD2を受け取る入力端子には符号45を付している。本変形例においては、薄膜トランジスタT16の接続先および薄膜トランジスタT18の接続先が上記第1の実施形態とは異なっている。薄膜トランジスタT16については、ゲート端子は入力端子41に接続され、ドレイン端子は入力端子45に接続され、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T18については、ゲート端子およびドレイン端子は入力端子45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。
 本変形例においては、以下の点を除き、上記第1の実施形態と同様の動作が行われる。セット信号Sがハイレベルになったとき、第1ノードN1には薄膜トランジスタT16を介して制御信号VDD2のハイレベル電圧が与えられる。また、帰線期間を除き、第2ノードN2には薄膜トランジスタT18を介して常に制御信号VDD2のハイレベル電圧が与えられる。これにより、第1ノードN1の電位がハイレベルとなっている期間(薄膜トランジスタT19がオン状態となっている期間)以外の期間を通じて、第2ノードN2の電位はハイレベルで維持される。
 上記第1の実施形態と同様、本変形例においても、低消費電力で充電時間を充分に確保することのできるゲートドライバ400が実現される。
 以上のように、ゲートドライバ400を構成するシフトレジスタ410を動作させるためにゲートクロック信号GCK,ゲートスタートパルス信号GSP,およびゲートエンドパルス信号GEPに加えて他の信号(上述の変形例では制御信号VDD2)が用いられる場合にも、本発明を適用することができる。また、当該他の信号が上述した電圧レベルVgh2を有する信号であっても良い。上述した変形例以外にも、例えばタッチパネルとして使用されるパネルにおいて以下のような構成を採用することもできる。
 タッチパネルとして使用されるパネルでは、帰線期間や休止期間を通じて走査信号GOUTの電圧レベルを直流電源電圧VSSの電圧レベルで維持するための薄膜トランジスタがシフトレジスタ410内の各単位回路4に設けられることがある。このような構成において、当該薄膜トランジスタのオン/オフ状態を制御するための信号のハイレベル電圧の電圧レベルを上述した電圧レベルVgh2とする。
<2.第2の実施形態>
 本発明の第2の実施形態について説明する。全体構成およびゲートドライバ400の概略構成については、上記第1の実施形態と同様であるので説明を省略する(図2~図4,図6を参照)。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
 なお、ここではゲートクロック信号GCKとしてデューティ比が1/2(すなわち50%)の4相のクロック信号が用いられているものとして説明するが、本発明はこれには限定されない。ZcおよびZdを整数としてデューティ比がZd/ZcのZc相のクロック信号を用いる場合、各段に関し、Zd段前または(Zd-1)段前の単位回路から出力される出力信号Qがセット信号Sとして与えられるようにするとともにZd段後の単位回路から出力される出力信号Qがリセット信号Rとして与えられるようにすれば良い。例えば、デューティ比が2/6の6相のクロック信号を用いる場合、各段に関し、2段前または1段前の単位回路から出力される出力信号Qがセット信号Sとして与えられるようにするとともに2段後の単位回路から出力される出力信号Qがリセット信号Rとして与えられるようにすれば良い。
<2.1 単位回路の構成>
 図17は、本実施形態における単位回路4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17に示すように、この単位回路4は、11個の薄膜トランジスタT21,T22,T23,T24,T25,T26,T27,T28,T29,T2A,およびT2Bと、1個のキャパシタ(容量素子)C2とを備えている。
 次に、この単位回路4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T21のゲート端子,薄膜トランジスタT23のゲート端子,薄膜トランジスタT25のドレイン端子,薄膜トランジスタT26のソース端子,薄膜トランジスタT27のドレイン端子,薄膜トランジスタT29のゲート端子,およびキャパシタC2の一端は、第1ノードN1を介して互いに接続されている。薄膜トランジスタT27のゲート端子,薄膜トランジスタT28のソース端子,薄膜トランジスタT29のドレイン端子,薄膜トランジスタT2Aのゲート端子,および薄膜トランジスタT2Bのゲート端子は、第2ノードN2を介して互いに接続されている。
 薄膜トランジスタT21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44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T22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圧VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT23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49に接続されている。薄膜トランジスタT24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49に接続され、ソース端子は直流電源電圧VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT25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圧VSS用の入力端子に接続されている。
 薄膜トランジスタT26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T27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圧VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT28については、ゲート端子およびドレイン端子は入力端子43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。薄膜トランジスタT29については、ゲート端子は第1ノードN1に接続され、ドレイン端子は第2ノードN2に接続され、ソース端子は直流電源電圧VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT2A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圧VSS用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタT2B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49に接続され、ソース端子は直流電源電圧VSS用の入力端子に接続されている。キャパシタC2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49に接続されている。
 次に、各構成要素のこの単位回路4における機能について説明する。薄膜トランジスタT21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、直流電源電圧VDDを出力端子48に与える。薄膜トランジスタT22は、リセット信号Rがハイレベルになっているときに、出力信号Gをローレベルに向けて変化させる。薄膜トランジスタT23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、ゲートクロック信号GCKinの電圧を出力端子49に与える。薄膜トランジスタT24は、リセット信号Rがハイレベルになっているときに、出力信号Qをローレベルに向けて変化させる。薄膜トランジスタT25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の電位をローレベルに向けて変化させる。
 薄膜トランジスタT26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T27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の電位をローレベルに向けて変化させる。薄膜トランジスタT28は、ゲートクロック信号GCKin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。薄膜トランジスタT29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2ノードN2の電位をローレベルに向けて変化させる。薄膜トランジスタT2A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、出力信号Gをローレベルに向けて変化させる。薄膜トランジスタT2B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、出力信号Qをローレベルに向けて変化させる。キャパシタC2は、第1ノードN1の電位を上昇させるためのブートストラップ容量として機能する。
 上記第1の実施形態と同様、本実施形態においても、図17に示す構成以外の構成によって第2ノードN2の電位の制御が行われるようにしても良い。
 なお、本実施形態においては、薄膜トランジスタT21によって選択制御トランジスタトランジスタが実現され、薄膜トランジスタT22によって非選択制御トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT23によって出力制御トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT24によって非出力制御トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT25によって第2の第1ノードターンオフ用トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT26によって第1ノードターンオン用トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT27によって第1の第1ノードターンオフ用トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT28によって第2ノードターンオン用トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT29によって第2ノードターンオフ用トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT2Aによって第1出力ノードターンオフ用トランジスタが実現され、薄膜トランジスタT2Bによって第2出力ノードターンオフ用トランジスタが実現されている。
<2.2 単位回路の動作>
 次に、図18を参照しつつ、本実施形態における単位回路4の動作について説明する。なお、ここでも、波形の遅延を無視するものとする。
 時点t21以前の期間には、セット信号Sはローレベル、第1ノードN1の電位はローレベル、第2ノードN1の電位はハイレベル、出力信号Qはローレベル、出力信号Gはローレベル、リセット信号Rはローレベルとなっている。ゲートクロック信号GCKinについては、ハイレベルとローレベルとを交互に繰り返している。上述したように、単位回路4内の薄膜トランジスタには寄生容量が存在する。このため、時点t21以前の期間には、ゲートクロック信号GCKinのクロック動作と薄膜トランジスタT23(図17参照)の寄生容量の存在とに起因して、第1ノードN1の電位に変動が生じ得る。これにより、出力信号Gの電圧すなわちゲートバスラインGLに与えられる走査信号GOUTの電圧が上昇し得る。しかしながら、第2ノードN2の電位がハイレベルで維持されている期間には薄膜トランジスタT27はオン状態で維持される。従って、時点t21以前の期間には、薄膜トランジスタT27はオン状態で維持され、第1ノードN1の電位は確実にローレベルで維持される。以上より、ゲートクロック信号GCKinのクロック動作に起因するノイズが第1ノードN1に混入しても、対応する走査信号GOUTの電圧が上昇することはない。これにより、ゲートクロック信号GCKinのクロック動作に起因する表示不良等の不具合の発生が防止される。
 時点t21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T26は図17に示すようにダイオード接続となっているので、このセット信号Sのパルスによって薄膜トランジスタT26がオン状態となり、第1ノードN1の電位が上昇する。これにより、薄膜トランジスタT21,T23,およびT29がオン状態となる。薄膜トランジスタT21がオン状態となることによって、出力信号Gの電圧が上昇する。但し、直流電源電圧VDDの電圧レベルVghよりも薄膜トランジスタT21の閾値電圧分だけ低い電圧レベルにまで上昇する。また、薄膜トランジスタT29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となる。なお、時点t21から時点t22までの期間には、ゲートクロック信号GCKinはローレベルとなっているので、薄膜トランジスタT23がオン状態となっていても、出力信号Qはローレベルで維持される。時点t21から時点t22までの期間には、リセット信号Rはローレベルで維持され、第2ノードN2の電位もローレベルで維持される。従って、この期間中に、薄膜トランジスタT25,T27が設けられていることに起因して第1ノードN1の電位が低下することはない。
 時点t22になると、ゲートクロック信号GCKinがローレベルからハイレベルに変化する。このとき、薄膜トランジスタT23はオン状態となっているので、入力端子43の電位の上昇とともに出力端子49の電位が上昇する。ここで、図17に示すように第1ノードN1-出力端子49間にはキャパシタC2が設けられているので、出力端子49の電位の上昇とともに第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)。これにより、第1ノードN1の電位は、直流電源電圧VDDの電圧レベルVgh以上の電圧レベルにまで高められる。その結果、薄膜トランジスタT21,T23のゲート端子には大きな電圧が印加され、出力信号Gの電圧が直流電源電圧VDDの電圧レベルVghにまで上昇するとともに出力信号Qの電圧がゲートクロック信号GCKinのハイレベル電圧の電圧レベルVgh2にまで上昇する。これに関し、上記第1の実施形態と同様、直流電源電圧VDDの電圧レベルVghよりもゲートクロック信号GCKinのハイレベル電圧の電圧レベルVgh2の方が高くなっている。なお、時点t22から時点t23までの期間には、リセット信号Rはローレベルで維持され、第2ノードN2の電位もローレベルで維持される。従って、この期間中に、薄膜トランジスタT25,T27が設けられていることに起因して第1ノードN1の電位が低下することはなく、薄膜トランジスタT22,T2Aが設けられていることに起因して出力信号Gの電圧が低下することはなく、薄膜トランジスタT24,T2Bが設けられていることに起因して出力信号Qの電圧が低下することはない。
 時点t23になると、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。これにより、薄膜トランジスタT22,T24,およびT25がオン状態となる。なお、このとき、薄膜トランジスタT22,T24,およびT25のゲート端子に与えられる電圧は、電圧レベルVglから電圧レベルVgh2(図1参照)へと変化する。従って、薄膜トランジスタT22,T24,およびT25についてのオフ状態からオン状態への変化は従来よりも速やかに行われる。薄膜トランジスタT22がオン状態となることによって出力信号G(すなわち走査信号GOUT)はローレベルとなり、薄膜トランジスタT24がオン状態となることによって出力信号Qはローレベルとなり、薄膜トランジスタT25がオン状態となることによって第1ノードN1の電位はローレベルとなる。
 時点t24になると、ゲートクロック信号GCKin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T28は図17に示すようにダイオード接続となっているので、ゲートクロック信号GCKin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2ノードN2の電位はハイレベルとなる。そして、時点t24以降の期間には、時点t21以前の期間と同様の動作が行われる。
 以上のような動作が各単位回路4で行われることによって、上記第1の実施形態と同様、この液晶表示装置に設けられている複数本のゲートバスラインGL(1)~GL(i)が順次に選択状態となり、画素容量への書き込みが順次に行われる。これにより、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(図2参照)。
<2.3 効果>
 本実施形態においても、上記第1の実施形態と同様、従来よりもゲート出力の立ち下がり時間が短くなり、高速駆動を行うパネルや高精細パネルが採用される場合においても画素容量の充電時間が充分に確保される。また、本実施形態においても、ゲート負荷6が直流電源電圧VDDによって駆動される構成(バッファTFTと呼ばれる薄膜トランジスタT21のドレイン端子に直流電源電圧VDDが与えられる構成)が採用されているので、消費電力は低い。以上より、本実施形態によれば、上記第1の実施形態と同様、低消費電力で充電時間を充分に確保することのできるゲートドライバ400が実現される。
 ここで、図19~図21を参照しつつ、或るシミュレーションの結果について説明する。このシミュレーションでは、走査信号GOUTの立ち下がり時間の目標を1000ナノ秒とする。また、Vgh=18V、Vgl=-12Vとし、直流電源電圧VDDの電圧レベルをVghに設定し、直流電源電圧VSSの電圧レベルをVglに設定する。ゲートクロック信号GCKのローレベル電圧については、電圧レベルをVglに設定する。以上のような前提下、ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧に設定する電圧レベルVgh2を30V~35Vの範囲で変化させる。なお、ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧とローレベル電圧との差をVGPPで表す。
 図19には、シミュレーションの結果として、VGPPの値と立ち下がり時間との関係を示している。ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧の電圧レベルVgh2を従来と同じ電圧レベルVgh(すなわち18V)に設定した場合、VGPPは30Vであって、立ち下がり時間は約1300ナノ秒となっている。すなわち、立ち下がり時間の目標は達成できない。これに対して、ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧の電圧レベルVgh2を21.5V以上に設定した場合、VGPPは33.5V以上となり、立ち下がり時間は1000ナノ秒以下となっている。
 図20には、シミュレーションの結果として、第1ノードN1の電位の変化、出力信号G(走査信号GOUT)の電圧の変化、および出力信号Qの電圧の変化を示している。なお、図20では、“VGPP=30V”の状態における変化を太点線で表し、“VGPP=35V”の状態における変化を太実線で表している。また、図21には、シミュレーションの結果として、詳細な波形の変化を示している。なお、図21では、“VGPP=30V”の状態におけるゲートクロック信号GCKの波形の変化を符号77aを付した点線で表し、“VGPP=35V”の状態におけるゲートクロック信号GCKの波形の変化を符号77bを付した実線で表し、“VGPP=30V”の状態におけるリセット信号Rの波形の変化を符号78aを付した点線で表し、“VGPP=35V”の状態におけるリセット信号Rの波形の変化を符号78bを付した実線で表し、“VGPP=30V”の状態における出力信号Gの波形の変化を符号79aを付した点線で表し、“VGPP=35V”の状態における出力信号Gの波形の変化を符号79bを付した実線で表している。このシミュレーションの結果によれば、“VGPP=30V”の状態では、ゲート出力の立ち下がり時間(図21において符号T(a)を付した矢印で表される時間)は目標である1000ナノ秒を超えているが、“VGPP=35V”の状態では、ゲート出力の立ち下がり時間(図21において符号T(b)を付した矢印で表される時間)は目標である1000ナノ秒以下となっている。
 以上のようなシミュレーションの結果からも、ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧を高い電圧レベルに設定することによってリセット信号Rの立ち上がりに要する時間が従来よりも短縮されることが把握される。
<2.4 変形例>
 上記第2の実施形態に関しても、上記第1の実施形態の変形例のように、ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧以外にも直流電源電圧VDDの電圧レベルよりも高い電圧レベルを有する信号がシフトレジスタ410に与えられるという構成を採用することができる。これについて、上記第2の実施形態と異なる点を中心に説明する。
 ゲートドライバ400の概略構成については、上記第1の実施形態の変形例と同様、図14に示すような構成となる。すなわち、ゲートドライバ400を構成するシフトレジスタ410に含まれる各単位回路4には、上記第2の実施形態における入力信号に加えて、制御信号VDD2が入力される。制御信号VDD2は、全ての単位回路4(1)~4(i)に共通的に与えられる。上記第1の実施形態の変形例と同様、制御信号VDD2のハイレベル電圧とゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧とは同じ電圧レベルVgh2を有しており、制御信号VDD2のローレベル電圧とゲートクロック信号GCKのローレベル電圧とは同じ電圧レベルVglを有している。
 図22は、本変形例における単位回路4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。本変形例においては、薄膜トランジスタT26の接続先および薄膜トランジスタT28の接続先が上記第2の実施形態とは異なっている。薄膜トランジスタT26については、ゲート端子は入力端子41に接続され、ドレイン端子は入力端子45に接続され、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T28については、ゲート端子およびドレイン端子は入力端子45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。
 本変形例においては、以下の点を除き、上記第2の実施形態と同様の動作が行われる。セット信号Sがハイレベルになったとき、第1ノードN1には薄膜トランジスタT26を介して制御信号VDD2のハイレベル電圧が与えられる。また、帰線期間を除き、第2ノードN2には薄膜トランジスタT28を介して常に制御信号VDD2のハイレベル電圧が与えられる。これにより、第1ノードN1の電位がハイレベルとなっている期間(薄膜トランジスタT29がオン状態となっている期間)以外の期間を通じて、第2ノードN2の電位はハイレベルで維持される。
 上記第2の実施形態と同様、本変形例においても、低消費電力で充電時間を充分に確保することのできるゲートドライバ400が実現される。
 以上のように、ゲートドライバ400を構成するシフトレジスタ410を動作させるためにゲートクロック信号GCK,ゲートスタートパルス信号GSP,およびゲートエンドパルス信号GEPに加えて他の信号(上述の変形例では制御信号VDD2)が用いられる場合にも、本発明を適用することができる。また、当該他の信号が上述した電圧レベルVgh2を有する信号であっても良い。
<3.第3の実施形態>
<3.1 概要>
 上述した液晶表示装置などの表示装置に関し、従来より、消費電力を低減することが課題となっている。そこで、「ゲートバスラインの走査を停止して映像信号の書き込み動作を休止する休止期間を設ける(走査期間と走査期間との間に休止期間を設ける)」という駆動方法の開発が進められている。このように書き込み動作を休止する休止期間を設ける駆動方法は「休止駆動」と呼ばれている。なお、一般的な液晶表示装置においても帰線期間にはゲートバスラインの走査は行われないが、帰線期間は走査期間の中の一部の期間であり、休止駆動においては帰線期間よりも長い期間の休止期間が設けられる。このような休止駆動が採用されている液晶表示装置では、休止期間には、例えばゲートドライバやソースドライバなどのドライバ(駆動回路)に制御用の信号などを与える必要がない。このため、全体としてドライバなどの駆動周波数が低減され、低消費電力化が可能となる。そこで、以下、休止駆動を採用した構成を本発明の第3の実施形態として説明する。
<3.2 構成および動作>
 本実施形態に関しては、シフトレジスタ410を構成する単位回路4等の回路構成については特に限定されない。従って、例えば、上記第1の実施形態(変形例を含む)や上記第2の実施形態(変形例を含む)における回路構成を採用することができる。
 本実施形態においては、動作モードを通常駆動と休止駆動との間で切り替えることが可能となっている。動作モードの切り替えは、例えば表示制御回路200によって行われる。図23は、動作モードが通常駆動であるときの駆動信号(ゲートドライバ400を構成するシフトレジスタ410を駆動するための信号)の信号波形図である。図24は、動作モードが休止駆動であるときの駆動信号の信号波形図である。なお、ゲートクロック信号GCKは複数のクロック信号で構成されるが、図23および図24では、それら複数のクロック信号のうちの1つの波形のみを示している(図27も同様)。
 通常駆動中には、図23に示すように、1/60秒毎にゲートスタートパルス信号GSPが立ち上がる。ゲートスタートパルス信号GSPの立ち上がり後、ゲートクロック信号GCKのクロック動作に基づき、シフトレジスタ410でシフト動作が行われる。その後、ゲートエンドパルス信号GEPが立ち上がることによって、シフトレジスタ410でのシフト動作が停止する。このような動作が1/60秒毎に繰り返される。これにより、1/60秒毎に画面がリフレッシュされる。
 休止駆動中には、図24に示すように、1/30秒毎にゲートスタートパルス信号GSPが立ち上がる。各フレームにおいて、最初の1/60秒間には通常駆動中と同様の動作が行われる。ここで、休止駆動中には、ゲートエンドパルス信号GEPが立ち上がることによってシフトレジスタ410でのシフト動作が停止した後、次のフレームが開始するまでの期間を通じて、直流電源電圧VDD以外の全ての信号(ここでは、ゲートスタートパルス信号GSP,ゲートクロック信号GCK,ゲートエンドパルス信号GEP,および直流電源電圧VSS)の電圧レベルが上述した電圧レベルVglで固定される。従って、各フレーム期間(1/30秒)のうち少なくとも1/60秒はシフトレジスタ410の動作が完全に停止する。以上のような動作が1/30秒毎に繰り返される。これにより、1/30秒毎に画面がリフレッシュされる。なお、ここでは休止駆動中の駆動周波数が30Hzである場合の例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、休止駆動中の駆動周波数を20Hzとすることもできる。この場合、各フレーム期間の長さは1/20秒となり、当該期間中の最初の1/60秒間に通常駆動中と同様の動作が行われた後、シフトレジスタ410の動作が完全に停止する。
 ところで、シフトレジスタ410を構成する各単位回路4内の薄膜トランジスタについては、様々な特性のものが採用され得る。これに関し、薄膜トランジスタのVgs(ゲート-ソース間電圧)が0Vの時のVds-Ids特性に着目すると(Vds:ドレイン-ソース間電圧、Ids:ドレイン-ソース間電流)、Vdsが所定の大きさVaのときに図25に示すようにIdsが0になる薄膜トランジスタと、Vdsが当該所定の大きさVaのときに図26に示すようにIdsが0よりも大きな値となる薄膜トランジスタとがある。
 休止期間中には、各単位回路4の出力部近傍において、ゲート負荷6を駆動するためのバッファTFTと呼ばれる薄膜トランジスタT01のVgsおよびゲート出力を立ち下げるための薄膜トランジスタT02のVgsはほぼ0となる(図27参照)。ここで、各単位回路4内の薄膜トランジスタとして図25に示したような特性を有する薄膜トランジスタが用いられている場合には、休止期間中に図27において符号80を付した矢印のように流れる電流はほとんど生じない。従って、直流電源電圧VDDについては、図24に示すように、休止期間中にも上述した電圧レベルVghを維持すれば良い。また、仮に休止期間中に直流電源電圧VDDの電圧レベルを低下させる構成を採用した場合、シフトレジスタ410でのシフト動作を再開する都度、上記薄膜トランジスタT01のドレインを充電する必要性が生じる。このため消費電力が増大する。直流電源電圧VDDの電圧レベルを制御する必要性も生じるので、回路が複雑化する。以上のような観点からも、図25に示したような特性を有する薄膜トランジスタが用いられている場合には、直流電源電圧VDDについては休止期間中にも上述した電圧レベルVghを維持するのが良い。
 一方、各単位回路4内の薄膜トランジスタとして図26に示したような特性を有する薄膜トランジスタが用いられている場合には、休止期間中に図27において符号80を付した矢印のように流れる電流が生じ得る。従って、図28に示すように、休止期間中には直流電源電圧VDDの電圧レベルを例えば上述した電圧レベルVglにまで低下させるのが好ましい。なお、より詳しくは、「休止期間中に直流電源電圧VDDの電圧レベルを上述した電圧レベルVghで維持した場合に、休止期間中に各単位回路4内を流れる電流によって消費される電力」と「休止期間中に直流電源電圧VDDの電圧レベルを低下させた場合に、各フレームにおいて各単位回路4内の上記薄膜トランジスタT01のドレインを充電することによって消費される電力」とを比較し、消費電力の少ない方の構成を採用するのが好ましい。
 なお、通常駆動中には、図23に示すように、直流電源電圧VDDの電圧レベルを上述した電圧レベルVghで維持するのが良い。何故ならば、例えば帰線期間に直流電源電圧VDDの電圧レベルを低下させると、フレームが切り替わる都度、上記薄膜トランジスタT01のドレインを充電する必要性が生じて消費電力が増大するからである。
<3.3 効果>
 本実施形態によれば、休止駆動が採用されているので、上記第1の実施形態や上記第2の実施形態と比較して更に消費電力を低減しつつ充電時間を充分に確保することのできるゲートドライバ400が実現される。
<4.その他>
 本発明は、上記各実施形態(変形例を含む)に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上記各実施形態においてはnチャネル型の薄膜トランジスタが用いられていることを前提に説明しているが、pチャネル型の薄膜トランジスタが用いられている場合にも本発明を適用することができる。これに関し、pチャネル型の薄膜トランジスタが用いられている場合には、上記各実施形態とは電圧の極性が全て逆になる。従って、図29で符号63を付した点線内に示すように、単位回路の出力部近傍において、バッファTFTと呼ばれる薄膜トランジスタT01の第1導通端子にはローレベルの直流電源電圧VSSが与えられ、ゲート出力を立ち下げるための薄膜トランジスタT02の第2導通端子にはハイレベルの直流電源電圧VDDが与えられる。以上のような構成において、図29で符号64を付した点線内に示すように、ゲートクロック信号GCKのローレベル電圧の電圧レベルVgl2を直流電源電圧VSSの電圧レベルVglよりも低くすれば良い。換言すれば、“ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧の電圧レベルVghと直流電源電圧VSSの電圧レベルVglとの差”よりも“ゲートクロック信号GCKのハイレベル電圧の電圧レベルVghとローレベル電圧の電圧レベルVgl2との差”を大きくすれば良い。
 さらに、用いられる薄膜トランジスタの型に関わらず、次のように各電圧の電圧レベルを設定すれば良いと考えることができる。第1レベル電圧と第2レベル電圧との間で切り替えられる複数のクロック信号に基づいて動作し、ゲート出力を立ち下げるための薄膜トランジスタT02の制御端子に第1レベル電圧が与えられると対応するゲートバスラインGLに非選択電圧が与えられるように構成された複数の単位回路からなるシフトレジスタにおいて、“選択レベル電圧と第2レベル電圧との差”よりも“第1レベル電圧と第2レベル電圧との差”を大きくする。ここで、選択レベル電圧とは、選択状態にするゲートバスラインGLに供給されるべき直流電圧であり、非選択レベル電圧とは、非選択状態にするゲートバスラインGLに供給されるべき直流電圧である。
 なお、図1に示す構成(nチャネル型の薄膜トランジスタが用いられている構成)においては、電圧レベルVgh2の電圧が第1レベル電圧に相当し、電圧レベルVglの電圧が第2レベル電圧に相当し、直流電源電圧VDDが選択レベル電圧に相当し、直流電源電圧VSSが非選択レベル電圧に相当する。
 また、図29に示す構成(pチャネル型の薄膜トランジスタが用いられている構成)においては、電圧レベルVgl2の電圧が第1レベル電圧に相当し、電圧レベルVghの電圧が第2レベル電圧に相当し、直流電源電圧VSSが選択レベル電圧に相当し、直流電源電圧VDDが非選択レベル電圧に相当する。
 なお、本発明回路の薄膜トランジスタとして、酸化物半導体TFT(例えばIGZO-TFT)を用いると、低消費電力,回路面積縮小等の面で効果があり、好適である。
 本願は、2017年3月6日に出願された「走査信号線駆動回路およびそれを備える表示装置」という名称の日本出願2017-41477号に基づく優先権を主張する出願であり、この日本出願の内容は、引用することによって本願の中に含まれる。
 4,4(1)~4(i)…単位回路
 6…ゲート負荷
 400…ゲートドライバ(走査信号線駆動回路)
 410…シフトレジスタ
 GL(1)~GL(i)…ゲートバスライン
 T11~T19,T1A~T1D,T21~T29,T2A,T2B…単位回路内の薄膜トランジスタ
 GCK,GCKin,GCK1,GCK1B,GCK2,GCK2B…ゲートクロック信号
 G,Q…(単位回路からの)出力信号
 S…セット信号
 R…リセット信号
 VDD…ハイレベルの直流電源電圧
 VSS…ローレベルの直流電源電圧
 Vgh2…ゲートクロック信号のハイレベル電圧の電圧レベル
 Vgh…ハイレベルの直流電源電圧の電圧レベル
 Vgl…ゲートクロック信号のローレベル電圧の電圧レベル

Claims (14)

  1.  第1レベル電圧と第2レベル電圧との間で切り替えられる複数のクロック信号に基づいて動作する複数の単位回路からなるシフトレジスタを含む、表示装置の表示部に配設された複数の走査信号線を駆動するための走査信号線駆動回路であって、
     各単位回路は、
      対応する走査信号線に与えられるべき第1出力信号を出力する第1出力ノードと、
      他の単位回路の動作を制御するための第2出力信号を出力する第2出力ノードと、
      制御端子と、選択状態にする走査信号線に供給されるべき直流電圧である選択レベル電圧が与えられる第1導通端子と、前記第1出力ノードに接続された第2導通端子とを有する選択制御トランジスタと、
      後段の単位回路の第2出力ノードから出力された第2出力信号がリセット信号として与えられる制御端子と、前記第1出力ノードに接続された第1導通端子と、非選択状態にする走査信号線に供給されるべき直流電圧である非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する非選択制御トランジスタと
    を含み、
     各単位回路の第2出力ノードから出力される第2出力信号は、対応する走査信号線が選択状態で維持されるべき期間中に前記第1レベル電圧となり、
     前記非選択制御トランジスタは、前記リセット信号が前記第1レベル電圧である時にオン状態となり、
     非選択状態にする走査信号線に対応する単位回路に含まれる非選択制御トランジスタの制御端子に与えられるリセット信号が前記第1レベル電圧となるように、前記複数の単位回路が互いに接続され、
     前記選択レベル電圧と前記第2レベル電圧との差よりも前記第1レベル電圧と前記第2レベル電圧との差の方が大きいことを特徴とする、走査信号線駆動回路。
  2.  各単位回路は、
      前記選択制御トランジスタの制御端子に接続された第1ノードと、
      前記第1ノードに接続された制御端子と、前記複数のクロック信号の1つが与えられる第1導通端子と、前記第2出力ノードに接続された第2導通端子とを有する出力制御トランジスタと、
      前記リセット信号が与えられる制御端子と、前記第2出力ノードに接続された第1導通端子と、前記非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する非出力制御トランジスタと、
      先行する段の単位回路の第2出力ノードから出力された第2出力信号をセット信号として受け取り、当該セット信号に基づいて前記第1ノードの電位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トランジスタと、
      制御端子と、前記第1ノードに接続された第1導通端子と、前記非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する第1の第1ノードターンオフ用トランジスタと、
      前記第1の第1ノードターンオフ用トランジスタの制御端子に接続された第2ノードと、
      前記第1ノードの電位がオフレベルで維持されるべき期間に前記第2ノードの電位をオンレベルで維持するための第2ノードターンオン用トランジスタと、
      前記第1ノードに接続された制御端子と、前記第2ノードに接続された第1導通端子と、前記非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する第2ノードターンオフ用トランジスタと
    を更に含むことを特徴とする、請求項1に記載の走査信号線駆動回路。
  3.  各単位回路は、
      前記リセット信号が与えられる制御端子と、前記第1ノードに接続された第1導通端子と、前記非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する第2の第1ノードターンオフ用トランジスタと、
      前記第2ノードに接続された制御端子と、前記第1出力ノードに接続された第1導通端子と、前記非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する第1出力ノードターンオフ用トランジスタと、
      前記第2ノードに接続された制御端子と、前記第2出力ノードに接続された第1導通端子と、前記非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する第2出力ノードターンオフ用トランジスタと
    を更に含むことを特徴とする、請求項2に記載の走査信号線駆動回路。
  4.  各単位回路は、
      第3ノードと、
      一端が前記第1ノードに接続され、他端が前記第3ノードに接続された容量素子と、
      前記出力制御トランジスタの第1導通端子に与えられるクロック信号が与えられる制御端子と、前記選択レベル電圧が与えられる第1導通端子と、前記第3ノードに接続された第2導通端子とを有する第3ノードターンオン用トランジスタと、
      前記セット信号が与えられる制御端子と、前記第3ノードに接続された第1導通端子と、前記非選択レベル電圧が与えられる第2導通端子とを有する第3ノードターンオフ用トランジスタと
    を更に含むことを特徴とする、請求項3に記載の走査信号線駆動回路。
  5.  前記第1ノードターンオン用トランジスタは、前記セット信号が与えられる制御端子および第1導通端子と、前記第1ノードに接続された第2導通端子とを有し、
     前記第2ノードターンオン用トランジスタは、前記出力制御トランジスタの第1導通端子に与えられるクロック信号が与えられる制御端子および第1導通端子と、前記第2ノードに接続された第2導通端子とを有することを特徴とする、請求項4に記載の走査信号線駆動回路。
  6.  前記第1ノードターンオン用トランジスタは、前記セット信号が与えられる制御端子と、前記第1レベル電圧が与えられる第1導通端子と、前記第1ノードに接続された第2導通端子とを有し、
     前記第2ノードターンオン用トランジスタは、前記第1レベル電圧が与えられる制御端子および第1導通端子と、前記第2ノードに接続された第2導通端子とを有することを特徴とする、請求項4に記載の走査信号線駆動回路。
  7.  各単位回路は、一端が前記第1ノードに接続され、他端が前記第2出力ノードに接続された容量素子を更に含むことを特徴とする、請求項3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トランジスタは、前記セット信号が与えられる制御端子および第1導通端子と、前記第1ノードに接続された第2導通端子とを有し、
     前記第2ノードターンオン用トランジスタは、前記出力制御トランジスタの第1導通端子に与えられるクロック信号が与えられる制御端子および第1導通端子と、前記第2ノードに接続された第2導通端子とを有することを特徴とする、請求項7に記載の走査信号線駆動回路。
  9.  前記第1ノードターンオン用トランジスタは、前記セット信号が与えられる制御端子と、前記第1レベル電圧が与えられる第1導通端子と、前記第1ノードに接続された第2導通端子とを有し、
     前記第2ノードターンオン用トランジスタは、前記第1レベル電圧が与えられる制御端子および第1導通端子と、前記第2ノードに接続された第2導通端子とを有することを特徴とする、請求項7に記載の走査信号線駆動回路。
  10.  前記複数の走査信号線が順次に選択状態となる走査期間と前記複数の走査信号線のいずれもが非選択状態で維持される休止期間とが交互に現れるように前記複数の走査信号線を駆動することができ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.  前記選択制御トランジスタおよび前記非選択制御トランジスタは、制御端子-第2導通端子間の電圧が0である時には第1導通端子-第2導通端子間に電流を流さない特性を有しており、
     前記走査期間および前記休止期間を通じて、前記選択制御トランジスタの第1導通端子には前記選択レベル電圧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。
  12.  前記選択制御トランジスタおよび前記非選択制御トランジスタは、制御端子-第2導通端子間の電圧が0である時に第1導通端子-第2導通端子間に電流を流す特性を有しており、
     前記休止期間には、前記選択制御トランジスタの第1導通端子には前記選択レベル電圧に代えて前記非選択レベル電圧または前記第2レベル電圧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.  前記選択制御トランジスタおよび前記非選択制御トランジスタは、nチャネル型の薄膜トランジスタであって、
     前記第1レベル電圧は、前記第2レベル電圧よりも高く、
     前記選択レベル電圧は、前記非選択レベル電圧よりも高く、
     前記第1レベル電圧は、前記選択レベル電圧よりも高いことを特徴とする、請求項1に記載の走査信号線駆動回路。
  14.  請求項1に記載の走査信号線駆動回路を備えたことを特徴とする、表示装置。
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