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JP5372268B2 - 走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、および走査信号線の駆動方法 - Google Patents

走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、および走査信号線の駆動方法 Download PDF

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Description

本発明は、走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、および走査信号線の駆動方法に関し、特に、モノリシック化に好適な走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、およびその走査信号線駆動回路による走査信号線の駆動方法に関する。
従来、液晶表示装置のゲートライン(走査信号線)を駆動するためのゲートドライバ(走査信号線駆動回路)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。しかし近年、基板上に直接的にゲートドライバを形成することが徐々に多くなされている。このようなゲートドライバは「モノリシックゲートドライバ」などと呼ばれている。
モノリシックゲートドライバを備えた液晶表示装置では、従来よりアモルファスシリコン(a−Si)を用いた薄膜トランジスタ(以下「a−SiTFT」という)が駆動素子として採用されていた。しかし近年、微結晶シリコン(μc−Si)を用いた薄膜トランジスタ(以下「μc−SiTFT」という)または酸化物半導体(例えばIGZO)を用いた薄膜トランジスタが駆動素子として採用され始めている。以下では、IGZOを用いた薄膜トランジスタを「IGZOTFT」という。これらのμc−SiTFTおよびIGZOTFTは、a−SiTFTよりも移動度が高い。このため、μc−SiTFTまたはIGZOTFTを駆動素子として採用することにより、液晶表示装置の額縁面積の縮小および高精細化を実現することができる。
ところで、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の表示部には、複数本のソースライン(映像信号線)と、複数本のゲートラインと、これらの複数本のソースラインと複数本のゲートラインとの交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個の画素形成部とが含まれている。これらの画素形成部は、マトリクス状に配置されることにより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ラインにソース端子が接続された薄膜トランジスタ(スイッチング素子)、および画素電圧値を保持するための画素容量等を含んでいる。アクティブマトリクス型の液晶表示装置には、また、上述のゲートドライバと、ソー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ラインによって伝達されるが、各ソースラインは複数行分の画素電圧値を示す映像信号を一時(同時)に伝達することができない。このため、マトリクス状に配置された上述の画素形成部内の画素容量への映像信号の書き込み(充電)は1行ずつ順次に行われる。そこで、複数本のゲートラインが所定期間ずつ順次に選択されるように、ゲートドライバは複数段からなるシフトレジスタによって構成されている。シフトレジスタの各段は、各時点において2つの状態(第1の状態および第2の状態)のうちのいずれか一方の状態となっていて当該状態を示す信号(以下、「状態信号」という。)を走査信号として出力する双安定回路となっている。そして、シフトレジスタ内の複数の双安定回路から順次にアクティブな走査信号が出力されることによって、上述のように、画素容量への映像信号の書き込みが1行ずつ順次に行われる。
従来のゲートドライバにおける双安定回路は、例えば図32に示すように構成されている。このような双安定回路は、例えば特許文献1に開示されている。なお、図32におけるトランジスタM3およびM7は、特許文献1に開示されているようにマルチゲート化された構成でも良い。以下では、図32に示す双安定回路を「第1の従来例」という。この第1の従来例では、前段から送られる走査信号GOUT(i−1)(セット信号S)がハイレベルとなると、トランジスタM3がオン状態となるので、第2ノードN2の電位はローレベルとなる。これにより、トランジスタM5およびM6がオフ状態となる。したがって、走査信号GOUT(i−1)がハイレベルとなることによって、第1ノードN1の電位がハイレベルとなり、コンデンサC1が充電される。この状態のとき、クロック信号CKの電位がゲートラインに現れる。以上により、各双安定回路において前段から送られる走査信号GOUT(i−1)がハイレベルになった後に、当該各双安定回路に与えるクロック信号CKの電位をハイレベルにすることによって、シフトレジスタ内の複数の双安定回路から順次にアクティブな走査信号が出力される。これにより、複数本のゲートラインが1つずつ順次に駆動される。各双安定回路において、アクティブな走査信号を出力するための動作が行われる期間以外の期間(後述する「通常動作期間」)には、第1ノードN1の電位がローレベルで維持されるように第2ノードN2の電位はハイレベルで維持されている。
上述のように、上記通常動作期間に、第1ノードN1の電位がローレベルで維持されるように第2ノードN2の電位はハイレベルで維持される必要がある。このため、この通常動作期間では、上述のトランジスタM5およびM6のゲート端子にはハイレベルの電位(第2ノードN2の電位)が常に与えられる。アクティブな走査信号を出力するための動作が行われる期間は各垂直走査期間において僅かであるので、トランジスタM5およびM6のゲート端子には実質的に直流の電位が与えられる。その結果、これらのトランジスタM5およびM6に生じるしきい値変動が大きくなるので、トランジスタの信頼性の低下を招くこととなる。
本願発明に関連して、特許文献2には、図33に示すように、入力部920、プルアップ駆動部930、プルダウン駆動部940、および出力部950により構成される双安定回路を複数含んだゲートドライバが開示されている。以下では、図33に示す双安定回路を、「第2の従来例」という。この第2の従来例における入力部920はトランジスタT1からなり、プルアップ駆動部930はトランジスタT9およびT10、プルダウン駆動部940はトランジスタT3、T4、T7、T8、およびT11からなり、出力部950はトランジスタT1、T5、T6、およびコンデンサC1からなっている。トランジスタT4およびT5のゲート端子には第2ノードが接続されている。これらのトランジスタT4およびT5はそれぞれ、上述のトランジスタM5およびM6に相当する。この双安定回路には2相のクロック信号CK1およびCK2(デューティー比1/4)が与えられる。クロック信号CK1は、トランジスタT1のドレイン端子と、トランジスタT9のゲート端子およびドレイン端子と、トランジスタT11のゲート端子とに与えられる。このクロック信号CK1はまた、トランジスタT9を介して、トランジスタT4のゲート端子とトランジスタT5のゲート端子とにも与えられる。クロック信号CK2は、トランジスタT8のゲート端子と、トランジスタT10のゲート端子およびドレイン端子とに与えられる。このクロック信号CK2はまた、トランジスタT10を介してトランジスタT6のゲート端子にも与えられる。
この第2の従来例では、上記第1の従来例と同様に、アクティブな走査信号を出力するための動作が行われる期間において第2ノードN2の電位がローレベルとなる。一方、上記通常動作期間では、第2ノードN2の電位は、クロック信号CK1がハイレベルになるとハイレベルとなり、クロック信号CK2がハイレベルになるとローレベルとなる。したがって、この第2ノードN2が接続されたトランジスタT4およびT5のゲート端子には、デューティー比が実質的に1/2の電位が与えられることとなる。その結果、これらのトランジスタT4およびT5に生じるしきい値変動を抑制することができるので、トランジスタの信頼性を高めることができる。
日本の特開2006−107692号公報 日本の特開2006−351171号公報
しかし、上記第2の従来例によると、クロック信号が与えられるトランジスタの数が多くなるので、消費電力が増大する。
そこで、本発明は、消費電力を低減しつつ、スイッチング素子の信頼性を高めた走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、および走査信号線の駆動方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の局面は、複数の走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路であって、
互いに縦続接続された複数の双安定回路を含み、外部から入力されオンレベルとオフレベルとを周期的に繰り返すクロック信号に基づいて前記複数の双安定回路の出力信号を順次にアクティブとするシフトレジスタと、
前記シフトレジスタにおける最終段の双安定回路の出力信号がアクティブとなった後に該出力信号を非アクティブとするために電位がオンレベルとなるエンド信号に基づいて、各垂直走査期間のうちの2水平走査期間以上の所定期間において、前記複数の双安定回路への前記クロック信号の供給を停止させるクロック制御回路と
を備え、
各双安定回路は、
第1ノードに接続され、受け取った信号に基づいて該第1ノードの電位を変化させる第1駆動部と、
第2ノードに接続され、受け取った信号に基づいて該第2ノードの電位を変化させる第2駆動部と、
前記第1ノードおよび前記第2ノードに接続され、該第1ノードの電位および該第2ノード電位がそれぞれオンレベルおよびオフレベルであり、かつ、該第1駆動部が受け取った信号の電位がオフレベルであるときに、前記複数の走査信号線のうちの対応する走査信号線にアクティブな前記出力信号を前記クロック信号に基づいて出力し、それ以外のときには、アクティブな前記出力信号を出力しない出力部とを有し、
前記第1駆動部は、
前記第2ノードが制御端子に接続され、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第1ノードターンオフ用スイッチング素子と、
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第1ノードターンオン用スイッチング素子とを有し、
前記出力部は、前記第2ノードが制御端子に接続され、前記出力信号を出力するための出力ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた出力ノードターンオフ用スイッチング素子を有し、
前記第1駆動部および前記第2駆動部が、前記所定期間において前記第1ノードの電位および前記第2ノードの電位をそれぞれオフレベルに維持し、
前記所定期間において、前記複数の双安定回路への前記クロック信号の供給が停止し、
最終段の双安定回路における第1駆動部は、前記エンド信号が制御端子に与えられ、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第1エンド用スイッチング素子をさらに有し、
各双安定回路における前記第2駆動部は、
前記エンド信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2エンド用スイッチング素子と、
前記セット信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2ノードターンオフ用スイッチング素子とを有し、
最前段以外の各段の双安定回路における第2駆動部は、各垂直走査期間の開始のタイミングでオンレベルとなるスタート信号に基づいて、前記第2ノードの電位をオンレベルに向けて変化させるスタート用スイッチング素子を有し、
最前段の双安定回路における前記セット信号は、前記スタート信号であり、
最前段以外の双安定回路における前記セット信号は、該双安定回路の前段の双安定回路の出力信号であることを特徴とする。
本発明の第の局面は、本発明の第の局面において、
前記所定期間が長いほど、前記クロック信号の周波数が高くなることを特徴とする。
本発明の第の局面は、本発明の第の局面において、
前記第1駆動部および前記第2駆動部は、電源投入後から最初の垂直走査期間の開始までの間にさらに、前記第1ノードの電位および前記第2ノードの電位をそれぞれオフレベルに維持し、
電源投入後から最初の垂直走査期間の開始までの間にさらに、前記複数の双安定回路への前記クロック信号の供給が停止することを特徴とする。
本発明の第の局面は、本発明の第の局面において、
最終段以外の各段の双安定回路における第1駆動部は、前記第1エンド用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする。
本発明の第の局面は、本発明の第の局面において、
前記出力部は、
前記第1ノードが制御端子に接続され、前記クロック信号が一方の導通端子に与えられ、前記出力ノードが他方の導通端子に接続された出力制御用スイッチング素子と、
前記出力制御用スイッチング素子の前記制御端子が一端に接続され、前記出力ノードが他端に接続された容量素子とをさらに有することを特徴とする。
本発明の第の局面は、本発明の第の局面において、
前記第2駆動部には、前記出力ノードが制御端子に接続され、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2の第2ノードターンオフ用スイッチング素子が更に設けられていることを特徴とする。
本発明の第の局面は、本発明の第の局面において、
最前段以外の各段の双安定回路における第2駆動部は、該双安定回路の後段の双安定回路の出力信号に基づいて、前記第2ノードの電位をオンレベルに向けて変化させる第2ノードターンオン用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする。
本発明の第の局面は、本発明の第の局面において、
前記クロック信号は、互いに1水平走査期間だけ位相がずれた第1クロック信号および第2クロック信号からなり、
前記出力制御用スイッチング素子の一方の導通端子には前記第1クロック信号が与えられ、
前記第2駆動部は、前記第2クロック信号に基づいて前記第2ノードの電位をオンレベルに向けて変化させる電荷補充用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする。
本発明の第の局面は、本発明の第1の局面において、
各双安定回路に含まれるスイッチング素子は、酸化物半導体を含む薄膜トランジスタであることを特徴とする。
本発明の第10の局面は、本発明の第の局面において、
前記酸化物半導体は、酸化インジウムガリウム亜鉛であることを特徴とする。
本発明の第11の局面は、表示装置であって、
複数の走査信号線が配置された表示部と、
前記複数の走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路と
前記走査信号線駆動回路に、オンレベルとオフレベルとを周期的に繰り返すクロック信号を供給する表示制御回路とを備え、
前記走査信号線駆動回路は、
互いに縦続接続された複数の双安定回路を有し、前記クロック信号に基づいて前記複数の双安定回路の出力信号を順次にアクティブとするシフトレジスタと、
前記シフトレジスタにおける最終段の双安定回路の出力信号がアクティブとなった後に該出力信号を非アクティブとするために電位がオンレベルとなるエンド信号に基づいて、各垂直走査期間のうちの2水平走査期間以上の所定期間において、前記複数の双安定回路への前記クロック信号の供給を停止させるクロック制御回路と
を含み、
各双安定回路は、
第1ノードに接続され、受け取った信号に基づいて該第1ノードの電位を変化させる第1駆動部と、
第2ノードに接続され、受け取った信号に基づいて該第2ノードの電位を変化させる第2駆動部と、
前記第1ノードおよび前記第2ノードに接続され、該第1ノードの電位および該第2ノード電位がそれぞれオンレベルおよびオフレベルであり、かつ、該第1駆動部が受け取った信号の電位がオフレベルであるときに、前記複数の走査信号線のうちの対応する走査信号線にアクティブな前記出力信号を前記クロック信号に基づいて出力し、それ以外のときには、アクティブな前記出力信号を出力しない出力部とを有し、
前記第1駆動部は、
前記第2ノードが制御端子に接続され、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第1ノードターンオフ用スイッチング素子と、
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第1ノードターンオン用スイッチング素子とを有し、
前記出力部は、前記第2ノードが制御端子に接続され、前記出力信号を出力するための出力ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた出力ノードターンオフ用スイッチング素子を有し、
前記第1駆動部および前記第2駆動部が、前記所定期間において前記第1ノードの電位および前記第2ノードの電位をそれぞれオフレベルに維持し、
前記所定期間において、前記複数の双安定回路への前記クロック信号の供給が停止し、
最終段の双安定回路における第1駆動部は、前記エンド信号が制御端子に与えられ、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第1エンド用スイッチング素子をさらに有し、
各双安定回路における前記第2駆動部は、
前記エンド信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2エンド用スイッチング素子と、
前記第1ノードの電位がオンレベルで維持されるべき期間中にオンレベルの電位が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2ノードターンオフ用スイッチング素子とを有し、
最前段以外の各段の双安定回路における第2駆動部は、各垂直走査期間の開始のタイミングでオンレベルとなるスタート信号に基づいて、前記第2ノードの電位をオンレベルに向けて変化させるスタート用スイッチング素子を有し、
最前段の双安定回路における前記セット信号は、前記スタート信号であり、
最前段以外の双安定回路における前記セット信号は、該双安定回路の前段の双安定回路の出力信号であることを特徴とする。
本発明の第12の局面は、本発明の第11の局面において、
前記表示部と前記走査信号線駆動回路とは一体的に形成されていることを特徴とする。
本発明の第13の局面は、互いに縦続接続された複数の双安定回路を含み、外部から入力されオンレベルとオフレベルとを周期的に繰り返すクロック信号に基づいて前記複数の双安定回路の出力信号を順次にアクティブとするシフトレジスタを備えた走査信号線駆動回路による、複数の走査信号線の駆動方法であって、
各双安定回路においてセット信号を受け取り、該セット信号に基づいて、該双安定回路における第1ノードの電位および第2ノードの電位を変化させるステップと、
前記第1ノードの電位および前記第2ノードの電位がそれぞれオンレベルおよびオフレベルであり、かつ、前記セット信号の電位がオフレベルであるときに、前記複数の走査信号線のうちの対応する走査信号線にアクティブな前記出力信号を出力するステップと、
前記シフトレジスタにおける最終段の双安定回路の出力信号がアクティブとなった後に該出力信号を非アクティブとするために電位がオンレベルとなるエンド信号に基づいて、各垂直走査期間のうちの2水平走査期間以上の所定期間において、前記複数の双安定回路への前記クロック信号の供給を停止するステップと
を備え、
前記第1ノードの電位がオンレベルでないとき、または、前記第2ノードの電位がオフレベルでないとき、または、前記セット信号の電位がオフレベルでないときには、アクティブな前記出力信号を出力せず、
各双安定回路は、
前記第1ノードに接続され、前記セット信号に基づいて該第1ノードの電位を変化させる第1駆動部と、
前記第2ノードに接続され、前記セット信号に基づいて該第2ノードの電位を変化させる第2駆動部と、
前記第2ノードが制御端子に接続され、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第1ノードターンオフ用スイッチング素子と、
前記セット信号に基づいて、前記第1ノードの電位をオンレベルに向けて変化させる第1ノードターンオン用スイッチング素子と、
前記第2ノードが制御端子に接続され、前記出力信号を出力するための出力ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた出力ノードターンオフ用スイッチング素子を有し、
最終段の双安定回路における第1駆動部は、前記エンド信号が制御端子に与えられ、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第1エンド用スイッチング素子をさらに有し、
各双安定回路における前記第2駆動部は、
前記エンド信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2エンド用スイッチング素子と、
前記セット信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2ノードターンオフ用スイッチング素子とを有し、
最前段以外の各段の双安定回路における第2駆動部は、各垂直走査期間の開始のタイミングでオンレベルとなるスタート信号に基づいて、前記第2ノードの電位をオンレベルに向けて変化させるスタート用スイッチング素子を有し、
最前段の双安定回路における前記セット信号は、前記スタート信号であり、
最前段以外の双安定回路における前記セット信号は、該双安定回路の前段の双安定回路の出力信号であり、
記所定期間において前記第1ノードの電位がオフレベルに維持され、
記所定期間において前記第2ノードの電位がオフレベルに維持されることを特徴とする。
本発明の第14の局面は、本発明の第13の局面において、
前記所定期間が長いほど、前記クロック信号の周波数が高くなることを特徴とする。
本発明の第15の局面は、本発明の第13の局面において、
源投入後から最初の垂直走査期間の開始までの間にさらに、前記第1ノードの電位がオフレベルに維持され、前記第2ノードの電位がオフレベルに維持され、前記クロック信号の供給が停止されることを特徴とする。
本発明の第1の局面によれば、各垂直走査期間のうちの2水平走査期間以上の所定期間において、各双安定回路における第2ノードの電位がオフレベルとなる。このため、第1ノードターンオフ用スイッチング素子の制御端子および出力ノードターンオフ用スイッチング素子の制御端子に与えられる電位のデューティー比が実質的に従来よりも低減される。これにより、第1ノードターンオフ用スイッチング素子および出力ノードターンオフ用スイッチング素子のしきい値変動が抑制される。これらの第1ノードターンオフ用スイッチング素子および出力ノードターンオフ用スイッチング素子の信頼性が高められることにより、第1ノードターンオフ用スイッチング素子および出力ノードターンオフ用スイッチング素子のサイズを縮小することができる。このように、第1ノードターンオフ用スイッチング素子および出力ノードターンオフ用スイッチング素子のサイズを縮小することにより、消費電力を低減できる。以上により、消費電力を低減しつつ、第1ノードターンオフ用スイッチング素子および出力ノードターンオフ用スイッチング素子の信頼性を高めることができる。また、第1ノードターンオフ用スイッチング素子および出力ノードターンオフ用スイッチング素子のサイズを縮小することにより、走査信号線駆動回路のサイズを縮小することができる。
また、この上記所定期間においては、クロック信号の双安定回路への供給が停止される。このため、上記所定期間において、第1ノードの電位および第2ノードの電位が確実にローレベルに維持される。これにより、各双安定回路における第2ノードの電位が確実にオフレベルに維持される。したがって、各双安定回路における第2ノードの電位のデューティー比が確実に従来よりも低減される。その結果、第1ノードターンオフ用スイッチング素子および出力ノードターンオフ用スイッチング素子のしきい値変動を確実に抑制することにより、これらの信頼性を確実に高めることができる。
さらに、クロック制御回路が、エンド信号に基づいてクロック信号の双安定回路への供給を制御する。このため、クロック信号の供給の制御が確実に行われる。これにより、回路動作を安定させることができる。
さらにまた、エンド信号に基づいて、垂直帰線期間の開始時において、各双安定回路における第2ノードの電位が確実にオフレベルとされると共に、少なくとも最終段の双安定回路における第1ノードの電位が確実にオフレベルとされる。これにより、第1ノードターンオフ用スイッチング素子の制御端子および出力ノードターンオフ用スイッチング素子の制御端子に与えられる電位のデューティー比を確実に従来よりも低減する共に、回路動作をさらに安定させることができる。
また、垂直走査期間の開始時において、スタート信号により、最前段以外の双安定回路の第2ノードの電位が確実にオンレベルとされる。さらに、セット信号に基づいて、第1ノードの電位が確実にオンレベルとされる。さらにまた、第2ノードの電位を確実にオンレベルまたはオフレベルに維持することができる。これらの観点からも、回路動作をさらに安定させることができる。
本発明の第の局面によれば、上記所定期間が長いほど、クロック信号の周波数が高くなる。このため、1垂直走査期間の長さが一定となる。これにより、実質的な駆動周波数を低下させることなく、第1ノードターンオフ用スイッチング素子および出力ノードターンオフ用スイッチング素子の信頼性を高めることができる。
本発明の第の局面によれば、電源投入後に、第1ノードの電位および第2ノードの電位がオフレベルにリセットされる。また、電源投入後から最初の垂直走査期間の開始時点までの期間には、クロック信号の双安定回路への供給が停止される。このため、第1ノードの電位および第2ノードの電位が確実にオフレベルに維持される。これにより、回路動作をさらに安定させることができる。
本発明の第の局面によれば、エンド信号に基づいて、垂直帰線期間の開始時において、各双安定回路における第1ノードの電位が確実にオフレベルされる。これにより、第1ノードターンオフ用スイッチング素子の制御端子および出力ノードターンオフ用スイッチング素子の制御端子に与えられる電位のデューティー比がより確実に従来よりも低減されると共に、回路動作をさらに安定させることができる。
本発明の第の局面によれば、第1ノードの電位および第2ノードの電位に基づいて、クロック信号に基づく出力信号が確実に出力される。これにより、回路動作をさらに安定させることができる。
本発明の第の局面によれば、第2ノードの電位をより確実にオフレベルに維持することができる。これにより、回路動作がさらに安定させることができる。
本発明の第の局面によれば、リセット信号に基づいて、第2ノードの電位が確実にオンレベルとされる。これにより、回路動作をさらに安定させることができる。
本発明の第の局面によれば、アクティブな出力信号を出力するための動作が行われる期間以外の期間のうちの、第2クロック信号がオンレベルとなっている期間に、第2ノードの電位が上昇する。このため、アクティブな出力信号を出力するための動作が行われる期間以外の期間において、第2ノードの電位を確実にハイレベルに維持することができる。これにより、回路動作をさらに安定させることができる。
本発明の第11の局面によれば、表示装置において、本発明の第1の局面と同様の効果を奏することができる。
本発明の第12の局面によれば、表示装置の額縁面積を縮小することができる。
本発明の第13の局面〜第15の局面によれば、走査信号線の駆動方法において、それぞれ本発明の第1の局面〜第3の局面と同様の効果を奏することができる。

本発明の第1の実施形態に係る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の実施形態におけるゲートドライバの構成を説明するためのブロック図である。 上記第1の実施形態における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の実施形態におけるシフトレジスタの最前段側の構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態におけるシフトレジスタの最後段側の構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態におけるゲートドライバの動作を説明するための信号波形図である。 上記第1の実施形態における、最前段および最後段以外の双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第1の実施形態における最前段の双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第1の実施形態における最後段の双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第1の実施形態における双安定回路の動作を説明するための信号波形図である。 上記第1の実施形態におけるクロック制御回路の構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態における第1制御信号生成回路の構成を示す回路図である。 上記第1の実施形態における第2制御信号生成回路の構成を示す回路図である。 上記第1の実施形態におけるクロック出力回路の構成を示す回路図である。 上記第1の実施形態におけるクロック制御回路の動作を説明するための信号波形図である。 上記第1の実施形態におけるゲートドライバの詳細な動作を説明するための信号波形図である。 上記第1の実施形態の第1の変形例における、最前段および最後段以外の双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第1の実施形態の第1の変形例における最前段の双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第1の実施形態の第2の変形例におけるゲートドライバの詳細な動作を説明するための信号波形図である。 上記第1の実施形態の第3の変形例におけるゲートドライバの詳細な動作を説明するための信号波形図である。 上記第1の実施形態の第4の変形例における、最前段および最後段以外の双安定回路の構成を示す回路図である。 本発明の第2の実施形態におけるゲートドライバの詳細な動作を説明するための信号波形図である。 本発明の第3の実施形態におけるゲートドライバの詳細な動作を説明するための信号波形図である。 本発明の第4の実施形態におけるゲートドライバの詳細な動作を説明するための信号波形図である。 本発明の第5の実施形態におけるゲートドライバでの、電源投入後から最初の垂直走査期間の開始時点までの動作を説明するための信号波形図である。 本発明の第6の実施形態におけるシフトレジスタの構成を示すブロック図である。 上記第6の実施形態におけるシフトレジスタの最前段側の構成を示すブロック図である。 上記第6の実施形態におけるシフトレジスタの最後段側の構成を示すブロック図である。 上記第6の実施形態における、最前段および最後段以外の双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第6の実施形態における最前段の双安定回路の構成を示す回路図である。 上記第6の実施形態における最後段の双安定回路の構成を示す回路図である。 第1の従来例に係る双安定回路の構成を示す回路図である。 第2の従来例に係る双安定回路の構成を示す回路図である。
以下、添付図面を参照しながら、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は制御端子に相当し、ドレイン端子は一方の導通端子に相当し、ソース端子は他方の導通端子に相当する。また、双安定回路内に設けられている薄膜トランジスタはすべてnチャネル型であるものとして説明する。
<1.第1の実施形態>
<1.1 全体構成および動作>
図1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1に示すように、この液晶表示装置は、電源100とDC/DCコンバータ110と表示制御回路200とソースドライバ(映像信号線駆動回路)300とゲートドライバ(走査信号線駆動回路)400と共通電極駆動回路500と表示部600とを備えている。なお、ゲートドライバ400は、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、または酸化物半導体(例えばIGZO)などを用いて、表示部600を含む表示パネル上に形成されている。すなわち、本実施形態においては、ゲートドライバ400と表示部600とは同一基板(液晶パネルを構成する2枚の基板のうちの一方の基板であるアレイ基板)上に形成されている。これにより、液晶表示装置の額縁面積を縮小することができる。
表示部600には、n本のソースライン(映像信号線)SL1〜SLnと、m本のゲートライン(走査信号線)GL1〜GLmと、これらのソースラインSL1〜SLnとゲートラインとの交差点にそれぞれ対応して設けられたm×n個の画素形成部とを含む画素回路が形成されている。上記複数個の画素形成部は、マトリクス状に配置されることにより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80と、その薄膜トランジスタ80のドレイン端子に接続された画素電極と、上記複数個の画素形成部に共通的に設けられた対向電極である共通電極Ecと、上記複数個の画素形成部に共通的に設けられ画素電極と共通電極Ecとの間に挟持された液晶層とからなる。そして、画素電極と共通電極Ecとにより形成される液晶容量により、画素容量Cpが構成される。なお通常、画素容量Cpに確実に電圧を保持すべく、液晶容量に並列に補助容量が設けられるが、補助容量は本発明には直接に関係しないのでその説明および図示を省略する。
電源100は、DC/DCコンバータ110と表示制御回路200と共通電極駆動回路500とに所定の電源電圧を供給する。DC/DCコンバータ110は、ソースドライバ300およびゲートドライバ400を動作させるための所定の直流電圧を電源電圧から生成し、それをソースドライバ300およびゲートドライバ400に供給する。共通電極駆動回路500は、共通電極Ecに所定の電位Vcomを与える。
表示制御回路200は、外部から送られる画像信号DATおよび水平同期信号や垂直同期信号などのタイミング信号群TGを受け取り、デジタル映像信号DVと、表示部600における画像表示を制御するためのソーススタートパルス信号SSP、ソースクロック信号SCK、ラッチストローブ信号LS、ゲートスタートパルス信号GSP、ゲートエンドパルス信号GEP、およびゲートクロック信号GCKf(以下「制御前ゲートクロック信号」という)を出力する。なお、本実施形態においては、制御前ゲートクロック信号GCKは、2相のクロック信号GCKf1(以下「制御前第1ゲートクロック信号」という)およびクロック信号GCKf2(以下「制御前第2ゲートクロック信号」という)からなっている。また、制御前ゲートクロック信号GCKfのハイレベル側の電位はVdd、ローレベル側の電位はVssとなっている。
ソースドライバ300は、表示制御回路200から出力されるデジタル映像信号DV、ソーススタートパルス信号SSP、ソースクロック信号SCK、およびラッチストローブ信号LSを受け取り、ソースラインSL1〜SLnにそれぞれ映像信号SS(1)〜SS(n)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、および制御前ゲートクロック信号GCKfに基づいて、アクティブな走査信号GOUT(1)〜GOUT(m)のゲートバスラインGL1〜GLmそれぞれへの印加を1垂直走査期間を周期として繰り返す。なお、このゲートドライバ400についての詳しい説明は後述する。
以上のようにして、ソースラインSL1〜SLnに映像信号SS(1)〜SS(n)がそれぞれ印加され、ゲートラインGL1〜GLmに走査信号GOUT(1)〜GOUT(m)がそれぞれ印加されることにより、外部から送られた画像信号DATに基づく画像が表示部600に表示される。
<1.2 ゲートドライバの構成および動作>
図2は、本実施形態におけるゲートドライバ400の構成を説明するためのブロック図である。図2に示すように、ゲートドライバ400はm個(段)の双安定回路40(1)〜40(m)からなるシフトレジスタ410およびクロック制御回路420によって構成されている。クロック制御回路420は、上述の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、および制御前ゲートクロック信号GCKfを受け取り、当該制御前ゲートクロック信号GCKfを一部の期間停止させた信号であるゲートクロック信号GCK(以下「制御後ゲートクロック信号」という)をシフトレジスタ410に供給する。なお、このクロック制御回路420の詳しい説明については後述する。
表示部600には上述のようにm行×n列の画素マトリクスが形成されており、これらの画素マトリクスの各行と1対1で対応するように各段において上記双安定回路が設けられている。この双安定回路は、各時点において2つの状態(第1の状態および第2の状態)のうちのいずれか一方の状態となっていて当該状態を示す信号(以下「状態信号」という。)を出力する。本実施形態では、双安定回路が第1の状態となっていれば、当該双安定回路からはハイレベル(オンレベル)の状態信号が出力され、双安定回路が第2の状態となっていれば、当該双安定回路からはローレベル(オフレベル)の状態信号が出力される。また、以下においては、双安定回路からハイレベルの状態信号が出力され当該双安定回路に対応するゲートラインにハイレベルの走査信号が印加される期間のことを「選択期間」という。
図3は、本実施形態におけるシフトレジスタ410の、最前段および最後段以外の構成を示すブロック図である。図4は、本実施形態におけるシフトレジスタ410の最前段側の構成を示すブロック図である。図5は、本実施形態におけるシフトレジスタ410の最後段側の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、x段目(x=1〜m)の双安定回路のことを、単に「x段目」ということがある。上述のように、このシフトレジスタ410は、m個の双安定回路40(1)〜40(m)からなっている。図3にはi−2段目40(i−2)〜i+1段目40(i+1)を、図4には1段目40(1)および2段目40(2)を、図5にはm−1段目40(m−1)およびm段目40(m)を示している。
図3〜図5に示すように、各双安定回路には、クロック信号CKAを受け取るための入力端子と、クロック信号CKBを受け取るための入力端子と、ローレベルの直流電源電位Vss(この電位の大きさのことを「Vss電位」ともいう。)を受け取るための入力端子と、セット信号Sを受け取るための入力端子と、エンド信号EDを受け取るための入力端子と、状態信号Qを出力するための出力端子とが設けられている。なお、以下においては、信号の機能に着目して、クロック信号CKAのことを「動作制御用クロック信号」といい、クロック信号CKBのことを「電荷補充用クロック信号」という。また、m段目(最後段)を除く各段には、リセット信号Rを受け取るための入力端子がさらに設けられている。1段目(最前段)を除く各段には、スタート信号STを受け取るための入力端子がさらに設けられている。
シフトレジスタ410には、制御後ゲートクロック信号GCKとして、2相のクロック信号GCK1(以下「制御後第1ゲートクロック信号」という)およびクロック信号GCK2(以下「制御後第2ゲートクロック信号」という)が与えられる。制御後第1ゲートクロック信号GCK1および制御後第2ゲートクロック信号GCK2は、図6に示すように、互いに1水平走査期間だけ位相がずれており、いずれも2水平走査期間中の1水平走査期間だけハイレベル(Vddレベル)の状態となる(ただし、後述の垂直帰線期間を除く)。
シフトレジスタ410の各段(各双安定回路)の入力端子に与えられる信号は次のようになっている。なお、ここではiおよびmが偶数であると仮定する。図3〜図5に示すように、奇数段目には、制御後第1ゲートクロック信号GCK1が動作制御用クロック信号CKAとして与えられ、制御後第2ゲートクロック信号GCK2が電荷補充用クロック信号CKBとして与えられる。偶数段目には、制御後第1ゲートクロック信号GCK1が電荷補充用クロック信号CKBとして与えられ、制御後第2ゲートクロック信号GCK2が動作制御用クロック信号CKAとして与えられる。また、奇数段目および偶数段目の双方には、前段から出力される状態信号Qがセット信号Sとして与えられ、次段から出力される状態信号Qがリセット信号Rとして与えられる。ただし、1段目(最前段)40(1)には、ゲートスタートパルス信号GSPがセット信号Sとして与えられる。一方、m段目(最後段)40(m)には、リセット信号Rは与えられない。また、各段には、ゲートエンドパルス信号GEPがエンド信号EDとして共通的に与えられると共に、ローレベルの直流電源電位Vssが共通的に与えられる。また、1段目40(1)を除く各段には、ゲートスタートパルス信号GSPがスタート信号として与えられる。
以上のような構成において、シフトレジスタ410の1段目40(1)にセット信号Sとしてのゲートスタートパルス信号GSPが与えられると、制御後第1ゲートクロック信号GCK1および制御後第2ゲートクロック信号GCK2に基づいて、ゲートスタートパルス信号GSPに含まれるパルス(このパルスは各段から出力される状態信号Qに含まれる)が1段目40(1)からm段目40(m)へと順次に転送される。そして、このパルスの転送に応じて、1段目40(1)〜m段目40(m)からそれぞれ出力される状態信号Qが順次にハイレベルとなる。これらの1段目40(1)〜m段目40(m)からそれぞれ出力される状態信号Qは、走査信号GOUT(1)〜GOUT(m)としてゲートラインGL1〜GLmにそれぞれ与えられる。なお、1段目40(1)〜m段目40(m)からそれぞれ出力される状態信号Qは、レベルシフタにより電圧が高められた後に、走査信号GOUT(1)〜GOUT(m)としてゲートラインGL1〜GLmにそれぞれ与えられてもよい。以上により、図6に示すように、1水平走査期間ずつ順次にハイレベル(アクティブ)となる走査信号が表示部600内のゲートラインに与えられる。なお、ゲートドライバ400の詳しい動作については後述する。
<1.3 双安定回路の構成>
図7は、本実施形態における、1段目(最前段)およびm段目(最後段)以外の双安定回路の構成を示す回路図である。図7に示すように、この双安定回路は、第1駆動部61、第2駆動部62、および出力部63により構成されている。また、この双安定回路には、ローレベルの直流電源電位Vss用の入力端子のほか、6個の入力端子41〜44、46および47と1個の出力端子(出力ノード)51とが設けられている。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、エンド信号EDを受け取る入力端子には符号43を付し、スタート信号STを受け取る入力端子には符号44を付し、動作制御用クロック信号CKAを受け取る入力端子には符号46を付し、電荷補充用クロック信号CKBを受け取る入力端子には符号47を付している。また、状態信号Qを出力する出力端子には符号51を付している。
第1駆動部61は、3個の薄膜トランジスタM1、M5、およびMAにより構成されている。第2駆動部62は、6個の薄膜トランジスタM3、M4、M7〜M9、およびMBと、1個のコンデンサC2とにより構成されている。出力部63は、2個の薄膜トランジスタM2およびM6と、1個のコンデンサC1により構成されている。
次に、この双安定回路内における構成要素間の接続関係について説明する。薄膜トランジスタM1のソース端子、薄膜トランジスタM2のゲート端子、薄膜トランジスタM5のドレイン端子、およびコンデンサ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接続点(配線)のことを便宜上「第1ノード」という。薄膜トランジスタM3のドレイン端子、薄膜トランジスタM4のドレイン端子、薄膜トランジスタM5のゲート端子、薄膜トランジスタM6のゲート端子、薄膜トランジスタM7のソース端子、薄膜トランジスタM8のソース端子、薄膜トランジスタM9のソース端子、薄膜トランジスタMBのドレイン端子、コンデンサC2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接続点(配線)のことを便宜上「第2ノード」という。上記第1ノードには符号N1を付し、上記第2ノードには符号N2を付している。このように、第1駆動部61内に設けられた薄膜トランジスタM1のソース端子、薄膜トランジスタM5のドレイン端子、および薄膜トランジスタMAのドレイン端子は第1ノードN1に接続されている。また、第2駆動部62内に設けられた薄膜トランジスタM3のドレイン端子、薄膜トランジスタM4のドレイン端子、薄膜トランジスタM7のソース端子、薄膜トランジスタM8のソース端子、薄膜トランジスタM9のソース端子、薄膜トランジスタMBのドレイン端子、コンデンサC2の一端は第2ノードN2に接続されている。さらに、出力部63内に設けられた薄膜トランジスタM2のゲート端子およびコンデンサC1の一端が第1ノードN1に接続され、薄膜トランジスタM6のゲート端子が第2ノードN2に接続されている。
薄膜トランジスタM1については、ゲート端子およびドレイン端子が入力端子41に接続され(すなわち、ダイオード接続となっている)、ソース端子が第1ノードN1に接続されている。薄膜トランジスタM2については、ゲート端子が第1ノードN1に接続され、ドレイン端子が入力端子46に接続され、ソース端子が出力端子51に接続されている。薄膜トランジスタM3については、ゲート端子が入力端子41に接続され、ドレイン端子が第2ノードN2に接続され、ソース端子が直流電源電位Vss用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタM4については、ゲート端子が出力端子51に接続され、ドレイン端子が第2ノードN2に接続され、ソース端子が直流電源電位Vss用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタM5については、ゲート端子が第2ノードN2に接続され、ドレイン端子が第1ノードN1に接続され、ソース端子が直流電源電位Vss用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタM6については、ゲート端子が第2ノードN2に接続され、ドレイン端子が出力端子51に接続され、ソース端子が直流電源電位Vss用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタM7については、ゲート端子およびドレイン端子が入力端子42に接続され(すなわち、ダイオード接続となっている)、ソース端子が第2ノードN2に接続されている。薄膜トランジスタM8については、ゲート端子およびドレイン端子が入力端子44に接続され(すなわち、ダイオード接続となっている)、ソース端子が第2ノードN2に接続されている。薄膜トランジスタM9については、ゲート端子およびドレイン端子が入力端子47に接続され(すなわち、ダイオード接続となっている)、ソース端子が第2ノードN2に接続されている。薄膜トランジスタMAについては、ゲート端子が入力端子43に接続され、ドレイン端子が第1ノードN1に接続され、ソース端子が直流電源電位Vss用の入力端子に接続されている。薄膜トランジスタMBについては、ゲート端子が入力端子43に接続され、ドレイン端子が第2ノードN2に接続され、ソース端子が直流電源電位Vss用の入力端子に接続されている。コンデンサC1については、一端が第1ノードに接続され、他端が出力端子51に接続されている。コンデンサC2については、一端が第2ノードN2に接続され、他端が直流電源電位Vss用の入力端子に接続されている。
次に、この双安定回路における各構成要素の機能について説明する。薄膜トランジスタM1は、セット信号Sの電位がハイレベルとなっているときに、第1ノードN1の電位をハイレベルに向けて変化させる。薄膜トランジスタM2は、第2ノードN2の電位がハイレベルとなっているときに、動作制御用クロック信号CKAの電位を出力端子51に与える。薄膜トランジスタM3は、セット信号Sの電位がハイレベルとなっているときに、第2ノードN2の電位をVss電位に向けて変化させる。薄膜トランジスタM4は、状態信号Qの電位(出力端子51の電位)がハイレベルとなっているときに、第2ノードN2の電位をVss電位に向けて変化させる。薄膜トランジスタM5は、第2ノードN2の電位がハイレベルとなっているときに、第1ノードN1の電位をVss電位に向けて変化させる。薄膜トランジスタM6は、第2ノードN2の電位がハイレベルとなっているときに、出力端子51の電位をVss電位に向けて変化させる。薄膜トランジスタM7は、リセット信号Rの電位がハイレベルとなっているときに、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M8は、スタート信号STの電位がハイレベルとなっているときに、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M9は、電荷補充用クロック信号CKBの電位がハイレベルとなっているときに、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MAは、エンド信号EDがハイレベルとなっているときに、第1ノードN1の電位をVss電位に向けて変化させる。薄膜トランジスタMBは、エンド信号EDがハイレベルとなっているときに、第2ノードN2の電位をVss電位に向けて変化させる。コンデンサC1は、この双安定回路に接続されたゲートラインが選択状態となっている期間中に第1ノードの電位をハイレベルに維持するための補償容量として機能する。コンデンサC2は、通常動作期間に第2ノードN2の電位をハイレベルに維持するための補償容量として機能する。
図8は、本実施形態における1段目(最前段)の双安定回路の構成を示す回路図である。図8に示すように、この双安定回路には、図7に示す1段目(最前段)およびm段目(最後段)以外の双安定回路と異なり、薄膜トランジスタM8および入力端子44が設けられていない。なお、この双安定回路のその他の構成は、図7に示す1段目(最前段)およびm段目(最後段)以外の双安定回路のものと同様であるので、その説明を省略する。
図9は、本実施形態におけるm段目(最後段)の双安定回路の構成を示す回路図である。図9に示すように、この双安定回路には、図7に示す1段目(最前段)およびm段目(最後段)以外の双安定回路と異なり、薄膜トランジスタM7および入力端子42が設けられていない。なお、この双安定回路のその他の構成は、図7に示す1段目(最前段)およびm段目(最後段)以外の双安定回路のものと同様であるので、その説明を省略する。
本実施形態においては、薄膜トランジスタM1によって第1ノードターンオン用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタM2によって出力制御用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタM3によって第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタM4によって第2の第2ノードターンオフ用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタM5によって第1ノードターンオフ用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタM6によって出力ノードターンオフ用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタM7によって第2ノードターンオン用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタM8によってスタート用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタM9によって電荷補充用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタMAによって第1エンド用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタMBによって第2エンド用スイッチング素子が実現されている。また、コンデンサC1によって容量素子が実現されている。
<1.4 双安定回路の動作>
図10は、本実施形態におけるi段目の双安定回路40(i)の動作を説明するための信号波形図である。なお、他の双安定回路も同様の動作であるので、説明を省略する。図10では、時点t1から時点t2までの期間が選択期間に相当する。以下では、選択期間直前の1水平走査期間のことを「セット期間」といい、選択期間直後の1水平走査期間のことを「リセット期間」という。また、1垂直走査期間のうち、スタート信号ST(ゲートスタートパルス信号GSP)が立ち上がる時点からエンド信号ED(ゲートエンドパルス信号GEP)が立ち上がる時点までの期間を「書き込み期間」という。また、1垂直走査期間のうち、エンド信号EDが立ち上がる時点から後続の垂直走査期間においてスタート信号STが立ち上がる時点までの期間(所定期間)を「垂直帰線期間」という。なお、この垂直帰線期間のうち、エンド信号EDがローレベルとなっている期間を特に「休止期間」という。また、書き込み期間のうちの、選択期間、セット期間、およびリセット期間以外の期間のことを「通常動作期間」という。
通常動作期間(書き込み期間において、時点t0以前の期間および時点t3以降の期間)では、第2ノードN2の電位はハイレベルに維持されている。このため、薄膜トランジスタM5,M6はオン状態となっている。薄膜トランジスタM2のゲート−ドレイン間には寄生容量が存在するので動作制御用第1クロックCK1の波形の変動(図10参照)に起因して第1ノードN1にノイズが生じるが、薄膜トランジスタM5がオン状態になっていることから、第1ノードN1の電位はローレベルへと引き込まれる。また、第1ノードN1に生じたノイズや映像信号電圧の変動に起因して状態信号Q(出力端子51)にもノイズが生じるが、薄膜トランジスタM6がオン状態になっていることから、状態信号Qの電位はローレベルへと引き込まれる。以上より、この期間中、第1ノードN1の電位および状態信号Qの電位はローレベルで維持される。
通常動作期間では、また、電荷補充用クロック信号CKBの電位が1水平期間毎にハイレベルとローレベルとを繰り返すことにより、2水平走査期間毎の1水平期間において薄膜トランジスタM9がオン状態となる。このため、薄膜トランジスタM9を介して第2ノードN2に電荷が供給される。これにより、薄膜トランジスタ(例えば薄膜トランジスタM3)での電流のリークによって第2ノードN2の電位が低下しても、電荷補充用クロック信号CKBがハイレベルとなっている期間に第2ノードN2の電位が上昇すると共に、コンデンサC2が充電される。したがって、通常動作期間では、第2ノードN2の電位が確実にハイレベルで維持される。
セット期間になると(時点t0になると)、セット信号Sがローレベルからハイレベルに変化する。薄膜トランジスタM1は図7に示すようにダイオード接続となっているので、セット信号Sがハイレベルとなることによって薄膜トランジスタM1はオン状態となり、コンデンサC1が充電(ここではプリチャージ)される。これにより、第1ノードN1の電位はローレベルからハイレベルに変化し、薄膜トランジスタM2はオン状態となる。しかし、セット期間には、動作制御用クロック信号CKAの電位がローレベルとなっているので、状態信号Qの電位はローレベルで維持される。また、セット信号Sがハイレベルとなることによって、薄膜トランジスタM3がオン状態となる。このため、第2ノードN2の電位がローレベルとなる。これにより、薄膜トランジスタM5およびM6がオフ状態となる。
選択期間になると(時点t1になると)、セット信号Sがハイレベルからローレベルに変化する。これにより、薄膜トランジスタM1がオフ状態なる。このとき、第2ノードN2の電位はローレベルとなっているので、薄膜トランジスタM5はオフ状態となっている。したがって、第1ノードN1はフローティング状態となる。この時点t2では、動作制御用クロック信号CKAの電位がローレベルからハイレベルに変化する。上述のように、薄膜トランジスタM2のゲート−ドレイン間には寄生容量が存在するので、入力端子46の電位の上昇に伴って第1ノードN1の電位も上昇する(第1ノードN1がブートストラップされる)。その結果、薄膜トランジスタM2が完全にオン状態となり、この双安定回路の出力端子51に接続されているゲートラインが選択状態となるために十分なレベルにまで状態信号Qの電位が上昇する。このように、出力部63は、第1ノードN1および第2ノードN2の電位がそれぞれハイレベル(オンレベル)およびローレベル(オフレベル)であり、かつ、第1駆動部61が受け取る信号(薄膜トランジスタM1に与えられる信号)であるセット信号Sがローレベル(オフレベル)であるときに、アクティブな状態信号を出力する。また、状態信号Qの電位がハイレベルとなることにより薄膜トランジスタM4がオン状態となるので、第2ノードN2の電位が確実にローレベルとなる。これにより、選択期間において、薄膜トランジスタM5およびM6が確実にオフ状態に維持される。
リセット期間になると(時点t2になると)、動作制御用クロック信号CKAの電位がハイレベルからローレベルに変化する。時点t4には薄膜トランジスタM2がオン状態となっているので、入力端子43の電位の低下とともに状態信号Qの電位が低下する。このように状態信号Qの電位が低下することによって、コンデンサC1を介して第1ノードN1の電位も低下する。また、この期間には、リセット信号Rがローレベルからハイレベルに変化する。このため、薄膜トランジスタM7がオン状態となり、第2ノードN2の電位がハイレベルとなる。これにより、薄膜トランジスタM5およびM6がオン状態となる。その結果、リセット期間には、第1ノードN1の電位および状態信号Qの電位はローレベルにまで低下する。また、第2ノードN2の電位の上昇に伴ってコンデンサC2が充電されるので、この第2ノードN2の電位(ハイレベル)はこのリセット期間後も維持される。なお、m段目(最後段)の双安定回路40(m)については、リセット期間において、エンド信号Edがローレベルからハイレベルに変化することにより、薄膜トランジスタM5およびM6がオン状態となる。その結果、m段目の双安定回路40(m)についても、リセット期間には、第1ノードN1の電位および状態信号Qの電位はローレベルにまで低下する。
以上書き込み期間における双安定回路の動作について説明したが、垂直帰線期間における双安定回路の動作については、ゲートドライバ400の詳細な動作と共に後述する。
<1.5 クロック制御回路の構成>
図11は、本実施形態におけるクロック制御回路420の構成を示すブロック図である。このクロック制御回路420は、上述のようにゲートドライバ400内に設けられている。図11に示すように、このクロック制御回路420は、第1制御信号生成回路71、第2制御信号生成回路72、およびクロック出力回路73により構成されている。
第1制御信号生成回路71には、表示制御回路200から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が与えられる。この第1制御信号生成回路71は、受け取った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に基づいて第1制御信号CTを生成し出力する。この第1制御信号生成回路71は、例えば図12に示すように、RSラッチ回路により実現される。この第1制御信号生成回路71は、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をそれぞれセット信号Sおよびリセット信号Rとして受け取り、状態信号Qとして第1制御信号CT1を出力する。
第2制御信号生成回路72には、第1制御信号生成回路71から第1制御信号CTが与えられると共に、表示制御回路200からゲートスタートパルス信号GSPが与えられる。この第2制御信号生成回路72は、受け取った第1制御信号CTおよびゲートスタートパルス信号GSPに基づいて第2制御信号CT2を生成し出力する。この第2制御信号生成回路72は、例えば図13に示すように、XOR(エクスクルーシブオア)回路により実現される。この第2制御信号生成回路72は、第1制御信号CT1およびゲートエンドパルス信号GEPをそれぞれ第1の入力および第2の入力として受け取り、第2制御信号CT2を出力する。
クロック出力回路73には、表示制御回路200から制御前ゲートクロック信号GCKf(制御前第1ゲートクロック信号GCKf1および制御前第2ゲートクロック信号GCKf2)が与えられると共に、第2制御信号生成回路72から第2制御信号CTが与えられる。このクロック出力回路73は、受け取った制御前ゲートクロック信号GCKfおよび第2制御信号CTに基づいて、制御後ゲートクロック信号GCK(制御後第1ゲートクロック信号GCK1および制御後第2ゲートクロック信号GCK2)を生成し出力する。このクロック出力回路73は、例えば図14に示すように、2つのAND回路73aおよび73bにより実現される。なお、以下では2つのAND回路のうちの一方であるAND回路73aを「第1のAND回路」といい、他方であるAND回路73bを「第2のAND回路」という。第1のAND回路73aは、制御前第1ゲートクロック信号GCKf1および第2制御信号CT2を受け取り、これらの論理積を制御後第1ゲートクロック信号GCK1として出力する。同様に、第2のAND回路73bは、制御前第2ゲートクロック信号GCKf2および第2制御信号CT2を受け取り、これらの論理積を制御後第2ゲートクロック信号GCK2として出力する。第1のAND回路73aおよび第2のAND回路73bからそれぞれ出力された御後第1ゲートクロック信号GCK1および制御後第2ゲートクロック信号GCK2はシフトレジスタ410内の各双安定回路に与えられる。なお、以上に示したクロック制御回路420の構成は単なる例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
<1.6 クロック制御回路の動作>
図15は、本実施形態におけるクロック制御回路420の動作を説明するための信号波形図である。図15に示すように、制御前第1ゲートクロック信号GCK1fおよび制御前第2ゲートクロック信号GCKf2は、ハイレベルとローレベルとを周期的に繰り返している。
まず、書き込み期間が開始すると(時点taになると)、ゲートスタートパルス信号GSPがローレベルからハイレベルに変化する。また、ゲートエンドパルス信号GEPはローレベルとなっている。このとき、図12に示す第1制御信号生成回路71のセット信号はハイレベル、リセット信号Rはローレベルとなる。このため、図15に示すように、この第1制御信号生成回路71の状態信号Qである第1制御信号CT1がハイレベルとなる。これにより、図13に示す第2制御信号生成回路72の第1の入力はハイレベルとなり、第2の入力はハイレベルとなる。したがって、図15に示すように、この第2制御信号生成回路72の出力である第2制御信号CT2がローレベルとなる。その結果、制御後第1ゲートクロック信号GCK1および制御後第2ゲートクロック信号GCK2がローレベルとなる。すなわち、このとき、制御前ゲートクロック信号GCKfの各双安定回路への供給が停止した状態となっている。
次に、時点tbになると、ゲートスタートパルス信号GSPがハイレベルからローレベルに変化する。また、ゲートエンドパルス信号GEPはローレベルとなっている。このとき、図12に示す第1制御信号生成回路71のセット信号はローレベル、リセット信号Rはローレベルとなる。このため、図15に示すように、この第1制御信号生成回路71の状態信号Qである第1制御信号CT1が、前の状態(時点taの状態)であるハイレベルを維持する。これにより、図13に示す第2制御信号生成回路72の第1の入力はハイレベルとなり、第2の入力はローレベルとなる。したがって、図15に示すように、この第2制御信号生成回路72の出力である第2制御信号CT2がハイレベルとなる。その結果、制御前第1ゲートクロック信号GCKf1および制御前第2ゲートクロック信号GCKf2がそれぞれ、制御後第1ゲートクロック信号GCK1および制御後第2ゲートクロック信号GCK2として出力される。すなわち、このとき、制御前ゲートクロック信号GCKfが各双安定回路に供給される状態となっている。この状態は、ゲートエンドパルス信号GEPがローレベルからハイレベルに変化するまで(時点tcまで)維持される。
次に、時点tcになると、ゲートエンドパルス信号GEPがローレベルからハイレベルに変化する。また、ゲートスタートパルス信号GSPはローレベルとなっている。このとき、図12に示す第1制御信号生成回路71のセット信号はローレベル、リセット信号Rはハイレベルとなる。このため、図15に示すように、この第1制御信号生成回路71の状態信号Qである第1制御信号CT1がローレベルとなる。これにより、図13に示す第2制御信号生成回路72の第1の入力はローレベルとなり、第2の入力はローレベルとなる。したがって、図15に示すように、この第2制御信号生成回路72の出力である第2制御信号CT2がローレベルとなる。その結果、制御後第1ゲートクロック信号GCK1および制御後第2ゲートクロック信号GCK2がローレベルとなる。すなわち、このとき、制御前ゲートクロック信号GCKfの各双安定回路への供給が停止した状態となっている。この状態は、後続の垂直走査期間の書き込み期間においてゲートスタートパルス信号GSPがハイレベルからローレベルに変化するまで(時点tdまで)維持される。
以上のように、本実施形態では、1垂直走査期間のうち、ゲートエンドパルス信号GEP(エンド信号ED)が立ち下がる時点から後続の垂直走査期間においてゲートスタートパルス信号GSP(スタート信号ST)が立ち上がる時点までの期間である垂直帰線期間において、制御後第1ゲートクロック信号GCK1および制御後第2ゲートクロック信号GCK2の双方がローレベルとなる。すなわち、垂直帰線期間では、制御前第1ゲートクロック信号GCKf1および制御前第2ゲートクロック信号GCKf2の各双安定回路への供給が停止する。なお、以上に示したクロック制御回路420の動作は単なる例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
<1.7 ゲートドライバの詳細な動作>
図16は、本実施形態におけるゲートドライバ400の詳細な動作を説明するための信号波形図である。本実施形態および後述の各実施形態では、1垂直走査期間を、一般的な駆動周波数である60Hz(約16.7msec)で駆動するものとして説明する。図16に示すように、本実施形態では、1垂直走査期間の約1/2の長さの垂直帰線期間(約8.3msec)を設けている。これに合わせて、書き込み期間の駆動周波数を、一般的な駆動周波数の倍速の120Hz(約8.3msec)している。すなわち、本実施形態では、書き込み期間の長さと垂直帰線期間の長さとが互いにほぼ等しくなっている。なお、以下では、説明の便宜上、1段目40(1)〜m段目40(m)における第1ノードN1をそれぞれ符号N1(1)〜N1(m)で表し、第2ノードN2をそれぞれ符号N2(1)〜N2(m)で表す。また、第1ノードN1(1)〜N1(m)をそれぞれ「1段目第1ノード〜m段目第1ノード」といい、第2ノードN2(1)〜N2(m)をそれぞれ「1段目第2ノード〜m段目第2ノード」という。
まず、書き込み期間におけるゲートドライバ400の動作について説明する。1段目40(1)のセット期間になると、当該1段目40(1)におけるセット信号Sであるゲートスタートパルス信号GSPの電位がローレベルからハイレベルに変化するので、1段目第1ノードN1(1)がプリチャージされる。また、セット信号Sがローレベルからハイレベルに変化するので、薄膜トランジスタM3がオン状態となり、1段目第2ノードN2(1)がローレベルに維持される。なお、このとき、制御後第1ゲートクロック信号GCK1の電位および制御後第2ゲートクロック信号GCK2の電位はローレベルとなっている。また、ゲートスタートパルス信号GSPの電位がローレベルからハイレベルに変化することにより、図7および図8に示すように、2段目40(2)〜m段目40(m)における薄膜トランジスタM8がオン状態となる。このため、2段目第2ノードN2(2)〜m段目N2(m)の電位がローレベルからハイレベルに変化する。このように、2段目第2ノードN2(2)〜m段目N2(m)の電位がハイレベルとなることにより、2段目第1ノードN1(2)〜m段目N1(m)の電位を確実にローレベルに維持することができる。
次に、1段目40(1)の選択期間(2段目40(2)のセット期間)になると、当該1段目40(1)の動作制御用クロック信号CKAである制御後第1ゲートクロック信号GCK1の電位がローレベルからハイレベルに変化することにより、1段目第1ノードN1(1)がブートストラップされる。その結果、1段目40(1)の走査信号GOUT(1)の電位がハイレベル(アクティブ)となる。また、2段目40(2)については、セット信号Sである、1段目40(1)の走査信号GOUT(1)の電位がローレベルからハイレベルに変化するので、2段目第1ノードN1(2)がプリチャージされる。また、セット信号Sがローレベルからハイレベルに変化するので、薄膜トランジスタM3がオン状態となり、2段目第2ノードN2(2)の電位がハイレベルからローレベルに変化する。
次に、1段目40(1)のリセット期間(2段目40(2)の選択期間、かつ、3段目40(3)のセット期間)になると、当該1段目40(1)のリセット信号Rである2段目40(2)の走査信号線GOUT(2)の電位がローレベルからハイレベルに変化するので、1段目第2ノードN2(1)の電位がローレベルからハイレベルに変化する。これにより、1段目第1ノードN1(1)の電位がハイレベルからローレベルに変化する。したがって、1段目40(1)の走査信号GOUT(1)の電位がハイレベルからローレベルに変化する。なお、1段目第2ノードN2(1)の電位(ハイレベル)は書き込み期間の終了時点(ゲートエンドパルス信号GEPが立ち上がる時点)まで維持される。また、2段目40(2)については、動作制御用クロック信号CKAである制御後第2ゲートクロック信号GCK2の電位ローレベルからハイレベルに変化することにより、2段目第1ノードN1(2)がブートストラップされる。その結果、2段目40(2)の走査信号線GOUT(1)の電位がハイレベル(アクティブ)となる。また、3段目については、セット信号Sである、2段目40(2)の走査信号GOUT(2)がローレベルからハイレベルに変化するので、3段目第1ノードN1(3)がプリチャージされる。また、セット信号Sがローレベルからハイレベルに変化するので、薄膜トランジスタM3がオン状態となり、3段目第2ノードN2(3)の電位がハイレベルからローレベルに変化する。
以下、書き込み期間の終了時点まで、m段目40(m)の除く各段において、1水平走査期間毎に同様の動作が行われる。m段目40(m)には、上述のように薄膜トランジスタM7および入力端子42が設けられていない。このため、m段目40(m)における、走査信号GOUT(m)をハイレベルからローレベルに変化させるための動作は、リセット信号Rに代えてエンド信号ED(ゲートエンドパルス信号GEP)に基づいて行われる。なお、以下では、各段のリセット期間において走査信号をハイレベルからローレベルに変化させるための動作のことを「リセット動作」という。m段目40(m)のリセット動作は、垂直帰線期間のうちの最初の1水平走査期間に行われる。
次に、垂直帰線期間におけるゲートドライバ400の動作について説明する。まず、垂直帰線期間になると、ゲートエンドパルス信号GEPがローレベルからハイレベルに変化する。このため、このゲートエンドパルス信号GEPをエンド信号EDとして受け取る各段において、薄膜トランジスタMAおよびMBがオン状態となる。これにより、1段目第1ノードN1(1)〜m−1段目第1ノードN1(m−1)の電位が確実にローレベルに維持されると共に、1段目第2ノードN2(1)〜m−1段目第2ノードN2(m−1)の電位がハイレベルからローレベルに変化する。m段目40(m)では、薄膜トランジスタMAおよびMBがオン状態となることにより、m段目第1ノードN1(m)の電位がハイレベルからローレベルに変化するので、走査信号GOUT(m)の電位がハイレベルからローレベルに変化する。このように、m段目40(m)では、他の段と異なり、エンド信号EDに基づいてリセット動作が行われる。また、m段目40(m)では、薄膜トランジスタMAおよびMBがオン状態となることにより、m段目第2ノードN2(m)の電位がローレベルに維持される。このように、ゲートエンドパルス信号GEPがローレベルからハイレベルに変化すると、すべての段における第1ノードN1の電位および第2ノードN2の電位がローレベルとなる。また、ゲートエンドパルス信号GEPがローレベルからハイレベルに変化すると、上述のクロック制御回路420により、制御前第1ゲートクロック信号GCKf1および制御前第2ゲートクロック信号GCKf2の供給が停止される。すなわち、制御後第1ゲートクロック信号GCK1および制御後第2ゲートクロック信号GCK2の電位がローレベルとなる。
次に、垂直帰線期間においてゲートエンドパルス信号GEPがハイレベルからローレベルに変化すると(休止期間になると)、各段における薄膜トランジスタMAおよびMBがオフ状態となる。また、他の全ての薄膜トランジスタもオフ状態となる。このため、各段において第1ノードN1および第2ノードN2がフローティング状態となる。しかし、垂直帰線期間では、上述のように制御後第1ゲートクロック信号GCK1および制御後第2ゲートクロック信号GCK2の電位がローレベルとなっている。これにより、入力端子46の電位が変動しないので、当該入力端子46がドレイン端子に接続された薄膜トランジスタM2のゲート−ドレイン間の寄生容量に起因する、第1ノードN1の電位変動が生じることはない。同様に、入力端子47がドレイン端子に接続された薄膜トランジスタM9のゲート−ドレイン間の寄生容量に起因する、第2ノードN2の電位変動が生じることはない。このように、次の垂直走査期間における書き込み期間まで(次にゲートスタートパルス信号GSPが立ち上がるまで)、各段における第1ノードN1の電位および第2ノードN2の電位が確実にローレベルに維持される。以上のような動作により、本実施形態では、m個の双安定回路に与えられる全ての信号の電位、各段における第1ノードN1の電位、および第2ノードN2の電位がローレベルとなる休止期間が設けられる。
<1.8 効果>
本実施形態では、以上のような動作により、各段における第2ノードN2の電位が、当該段のセット期間および選択期間を除く書き込み期間においてハイレベルとなると共に、当該段のセット期間と、選択期間と、上記休止期間を含む垂直帰線期間とにおいてローレベルとなる。また、垂直帰線期間の長さが、1垂直走査期間の約1/2となっている。このため、各段における第2ノードN2の電位のデューティー比が実質的に1/2となる。すなわち、薄膜トランジスタM5のゲート端子および薄膜トランジスタM6のゲート端子に与えられる電位のデューティー比が実質的に1/2となる。これにより、これらの薄膜トランジスタM5およびM6のしきい値変動が抑制される。したがって、本実施形態によれば、薄膜トランジスタM5およびM6の信頼性を高めることができる。これらの薄膜トランジスタM5およびM6の信頼性が高められることにより、薄膜トランジスタM5およびM6のサイズを縮小することができる。このように薄膜トランジスタM5およびM6のサイズを縮小することにより、消費電力を低減できる。以上により、本実施形態によれば、消費電力を低減しつつ、薄膜トランジスタM5およびM6の信頼性を高めることができる。また、薄膜トランジスタM5およびM6のサイズを縮小することにより、液晶表示装置の額縁面積を縮小することができる。
また、本実施形態によれば、垂直帰線期間においては、制御前第1ゲートクロック信号GCKf1および制御前第2ゲートクロック信号GCKf2の供給が停止されることにより、各段における第1ノードN1の電位および第2ノードN2の電位が確実にローレベルに維持される。このため、各段における第2ノードN2の電位のデューティー比が確実に従来よりも低減される。これにより、薄膜トランジスタM5およびM6のしきい値変動を確実に抑制することにより、これらの信頼性を確実に高めることができる。
なお、一般に、容量性負荷の駆動に要する消費電力Wは、電圧(振幅)Vの2乗と容量値Cと周波数fとの積に比例する。ゲートドライバでは、ゲート端子にクロック信号が与えられる薄膜トランジスタの数が多くなるほど上記容量値Cが大きくなる。すなわち、ゲートドライバでは、ゲート端子にクロック信号が与えられる薄膜トランジスタの数が多くなるほど消費電極Wが大きくなる。特許文献2に記載のゲートドライバでは、直接または他のトランジスタを介してゲート端子にクロック信号が与えられるトランジスタが、クロック信号CK1についてはトランジスタT4、T5、T9およびT11の4個、クロック信号CK2についてはトランジスタT6、T8、およびT10の3個である。これに対して、本実施形態では、直接または他のトランジスタを介してゲート端子にクロック信号が与えられるトランジスタが、動作制御用クロック信号CKAについては薄膜トランジスタT4の1個、電荷補充用クロック信号CKBについては薄膜トランジスタM5、M6およびM9の3個である。このため、本実施形態におけるゲートドライバ400の消費電力Wは、特許文献2に記載のゲートドライバのものよりも低減される。
また、本実施形態によれば、垂直帰線期間の長さに合わせて、書き込み期間における駆動周波数を高くしている(書き込み期間を短くしている)、すなわち、制御前ゲートクロック信号GCKfの周波数を高くしているので、1垂直走査期間の長さは従来と変わらない。これにより、実質的な駆動周波数を低下させることなく、薄膜トランジスタM5およびM6の信頼性と高めることができる。
また、本実施形態によれば、クロック制御回路420が、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に基づいて、制御前ゲートクロック信号GCKf(制御前第1ゲートクロック信号GCKf1および制御前第2ゲートクロック信号GCKf2)の双安定回路への供給を制御する。このため、制御前ゲートクロック信号GCKfの供給の制御が確実に行われる。これにより、回路動作を安定させることができる。
また、本実施形態によれば、薄膜トランジスタMBが各段に設けられるので、垂直帰線期間に開始時において各段の第2ノードN2の電位が確実にローレベルとなる。これにより、薄膜トランジスタM5のゲート端子および薄膜トランジスタM6のゲート端子に与えられる電位のデューティー比が確実に低減する共に、回路動作が安定する。
また、本実施形態によれば、薄膜トランジスタMAが各段に設けられるので、垂直帰線期間の開始時において各段の第1ノードN1の電位が確実にローレベルとなる。これにより、薄膜トランジスタM5のゲート端子および薄膜トランジスタM6のゲート端子に与えられる電位のデューティー比がより確実に低減する共に、回路動作がさらに安定する。
また、本実施形態によれば、薄膜トランジスタM4が設けられるので、選択期間において第2ノードN2の電位が確実にローレベルとなる。これにより、回路動作がさらに安定する。
<1.9 第1の変形例>
図17は、上記第1の実施形態の第1の変形例における1段目(最前段)およびm段目(最後段)以外の双安定回路の構成を示す回路図である。図18は、本変形例における1段目(最前段)の双安定回路の構成を示す回路図である。上記第1の実施形態では各段において薄膜トランジスタMAが設けられていたが、本変形例では、図17および図18に示すように、1段目40(1)〜m−1段目40(m−1)に薄膜トランジスタMAが設けられていない。垂直帰線期間の開始時には、図16に示すように1段目第1ノードN1(1)〜m−1段目第1ノードN1(m−1)の電位はローレベルとなっているので、1段目40(1)〜m−1段目40(m−1)に薄膜トランジスタMAを設けない態様においても、垂直帰線期間において1段目第1ノードN1(1)〜m−1段目第1ノードN1(m−1)の電位をローレベルとすることができる。なお、本変形例におけるm段目40(m)については、上記第1の実施形態と同様に薄膜トランジスタMAが設けられている。本変形例によれば、薄膜トランジスタの数が低減されるので、消費電力をさらに低減すると共に、ゲートドライバ400を備える液晶表示装置の額縁面積をさらに縮小することができる。
<1.10 第2の変形例>
図19は、上記第1の実施形態の第2の変形例におけるゲートドライバ400の詳細な動作を説明するための信号波形図である。上記第1の実施形態では、1垂直走査期間を駆動周波数60Hz(約16.7msec)で駆動していたが、本変形例では、図19に示すように、1垂直走査期間を駆動周波数30Hz(約33.3msec)で駆動している。例えば、書き込み期間の駆動周波数を60Hz(約16.7msec)とすると、垂直帰線期間の長さが、垂直走査期間の長さの約1/2である約16.7msecとなる。この場合、各段における第2ノードN2の電位のデューティー比が実質的に1/2となるので、上記第1の実施形態と同様の効果が得られる。
また、本変形例において書き込み期間の駆動周波数を120Hz(約8.3msec)とすると、垂直帰線期間の長さが、垂直走査期間の長さの約3/4である約25msecとなる。この場合、垂直帰線期間の長さが書き込み期間の長さの約3倍となるので、各段における第2ノードN2の電位のデューティー比が実質的に1/4となる。したがって、薄膜トランジスタM5およびM6のしきい値変動がさらに抑制される。
<1.11 第3の変形例>
図20は、上記第1の実施形態の第3の変形例におけるゲートドライバ400の詳細な動作を説明するための信号波形図である。上記第1の実施形態では、1垂直走査期間を駆動周波数60Hz(約16.7msec)で駆動していたが、本変形例では、図20に示すように、1垂直走査期間を駆動周波数15Hz(約66.6msec)で駆動している。例えば、書き込み期間の駆動周波数を、上記第2の変形例と同様に60Hz(約16.7msec)とすると、垂直帰線期間の長さが、垂直走査期間の長さの約3/4である約50msecとなる。この場合、垂直帰線期間の長さが書き込み期間の長さの約3倍となるので、各段における第2ノードN2の電位のデューティー比が実質的に1/4となる。したがって、薄膜トランジスタM5およびM6のしきい値変動が上記第1の実施形態よりも抑制される。
また、本変形例において書き込み期間の駆動周波数を120Hz(約8.3msec)とすると、垂直帰線期間の長さが、垂直走査期間の長さの約7/8である約58.3msecとなる。この場合、垂直帰線期間の長さが書き込み期間の長さの約7倍となるので、各段における第2ノードN2の電位のデューティー比が実質的に1/8となる。したがって、薄膜トランジスタM5およびM6のしきい値変動がさらに抑制される。
<1.12 第4の変形例>
図21は、上記第1の実施形態の第4の変形例における1段目(最前段)およびm段目(最後段)以外の双安定回路の構成を示す回路図である。上記第1の実施形態では各段において薄膜トランジスタM3およびM4が設けられていたが、本変形例では、図21に示すように、これらの薄膜トランジスタM3およびM4に代えて薄膜トランジスタM10が設けられている。なお、1段目(最前段)およびm段目(最後段)についても同様であるので、それらについての説明及び図示は省略する。この薄膜トランジスタM10については、ゲート端子が第1ノードN1に接続され、ドレイン端子が第2ノードに接続され、ソース端子が直流電源電位Vss用の入力端子に接続されている。この薄膜トランジスタM10は、第1ノードN1の電位がハイレベルとなっているときに、第2ノードN2の電位をVss電位に向けて変化させる。本変形においては、薄膜トランジスタM10によって第2ノードターンオフ用スイッチング素子が実現されている。本変形例によれば、薄膜トランジスタM3およびM4に代えて薄膜トランジスタM10を各双安定回路に設けることにより、セット期間および選択期間において第2ノードN2の電位を確実にローレベルに維持することができる。
<2.第2の実施形態>
<2.1 ゲートドライバの詳細な動作>
図22は、本発明の第2の実施形態におけるゲートドライバ400の詳細な動作を説明するための信号波形図である。なお、液晶表示装置の全体構成および動作と、ゲートドライバ400の構成と、双安定回路の構成および動作と、クロック制御回路420の構成および動作とについては、本実施形態は上記第1の実施形態と同様であるのでこれらの説明を省略する。
上記第1の実施形態では、1垂直走査期間の約1/2の長さの垂直帰線期間(約8.3msec)を設けると共に、書き込み期間の駆動周波数を、一般的な駆動周波数(60Hz)の倍速である120Hz(約8.3msec)としている。これに対して、本実施形態では、図22に示すように、1垂直走査期間の約2/3の長さの垂直帰線期間(約11.1msec)を設けると共に、書き込み期間の駆動周波数を、一般的な駆動周波数の3倍速である180Hz(約5.6msec)としている。すなわち、本実施形態では、垂直帰線期間の長さが書き込み期間の長さの約2倍となっている。なお、本実施形態における書き込み期間および垂直帰線期間の動作は、上記第1の実施形態におけるものと同様であるので、説明を省略する。
<2.2 効果>
本実施形態では、各段における第2ノードN2の電位が、当該段のセット期間および選択期間を除く書き込み期間においてハイレベルとなると共に、当該段のセット期間と、選択期間と、上記休止期間を含む垂直帰線期間とにおいてローレベルとなる。また、本実施形態では、垂直帰線期間の長さが書き込み期間の長さの約2倍となっている。このため、各段における第2ノードN2の電位のデューティー比が実質的に1/3となる。すなわち、薄膜トランジスタM5のゲート端子および薄膜トランジスタM6のゲート端子に与えられる電位のデューティー比が実質的に1/3となる。したがって、本実施形態によれば、薄膜トランジスタM5およびM6のしきい値変動が、上記第1の実施形態と比べてさらに抑制される。このため、薄膜トランジスタM5およびM6の信頼性がさらに高まるので、当該薄膜トランジスタのサイズをさらに小さくすることができる。このように薄膜トランジスタM5およびM6のサイズを小さくした場合には、消費電力をさらに低減すると共に、ゲートドライバ400を備える液晶表示装置の額縁面積をさらに縮小することができる。
<3.第3の実施形態>
<3.1 ゲートドライバの詳細な動作>
図23は、本発明の第3の実施形態におけるゲートドライバ400の詳細な動作を説明するための信号波形図である。なお、液晶表示装置の全体構成および動作と、ゲートドライバ400の構成と、双安定回路の構成および動作と、クロック制御回路420の構成および動作とについては、本実施形態は上記第1の実施形態と同様であるのでこれらの説明を省略する。
上記第1の実施形態では、1垂直走査期間の約1/2の長さの垂直帰線期間(約8.3msec)を設けると共に、書き込み期間の駆動周波数を、一般的な駆動周波数(60Hz)の倍速である120Hz(約8.3msec)としている。また、上記第2の実施形態では、1垂直走査期間の約2/3の長さの垂直帰線期間(約11.1msec)を設けると共に、書き込み期間の駆動周波数を、一般的な駆動周波数の3倍速である180Hz(約5.6msec)としている。これらに対して、本実施形態では、1垂直走査期間の約3/4の長さの垂直帰線期間(約12.5msec)を設けると共に、書き込み期間の駆動周波数を、一般的な駆動周波数の4倍速である240Hz(約4.2msec)としている。すなわち、本実施形態では、垂直帰線期間の長さが書き込み期間の長さの約3倍となっている。なお、本実施形態における書き込み期間および垂直帰線期間の動作は、上記第1の実施形態におけるものと同様であるので、説明を省略する。
<3.2 効果>
本実施形態では、上記第1の実施形態と同様に、各段における第2ノードN2の電位が、当該段のセット期間および選択期間を除く書き込み期間においてハイレベルとなると共に、当該段のセット期間と、選択期間と、上記休止期間を含む垂直帰線期間とにおいてローレベルとなる。また、本実施形態では、垂直帰線期間の長さが書き込み期間の長さの約3倍となっている。このため、各段における第2ノードN2の電位のデューティー比が実質的に1/4となる。すなわち、薄膜トランジスタM5のゲート端子および薄膜トランジスタM6のゲート端子に与えられる電位のデューティー比が実質的に1/4となる。したがって、本実施形態によれば、薄膜トランジスタM5およびM6のしきい値変動が、上記第2の実施形態と比べてさらに抑制される。このため、薄膜トランジスタの信頼性がさらに高まるので、当該薄膜トランジスタのサイズをさらに小さくすることができる。その結果、消費電力をさらに低減すると共に、ゲートドライバ400を備える液晶表示装置の額縁面積をさらに縮小することができる。
<4.第4の実施形態>
<4.1 ゲートドライバの詳細な動作>
図24は、本発明の第4の実施形態におけるゲートドライバ400の詳細な動作を説明するための信号波形図である。なお、液晶表示装置の全体構成および動作と、ゲートドライバ400の構成と、双安定回路の構成および動作と、クロック制御回路420の構成および動作とについては、本実施形態は上記第1の実施形態と同様であるのでこれらの説明を省略する。
上記第1の実施形態では、1垂直走査期間の約1/2の長さの垂直帰線期間(約8.3msec)を設けると共に、書き込み期間の駆動周波数を、一般的な駆動周波数(60Hz)の倍速である120Hz(約8.3msec)としている。これに対して、本実施形態では、図24に示すように、1垂直走査期間の約1/3の長さの垂直帰線期間(約5.6msec)を設けると共に、書き込み期間の駆動周波数を、一般的な駆動周波数の1.5倍速である90Hz(約11.1msec)としている。すなわち、本実施形態では、垂直帰線期間の長さが書き込み期間の長さの約1/2倍となっている。なお、本実施形態における書き込み期間および垂直帰線期間の動作は、上記第1の実施形態におけるものと同様であるので、説明を省略する。
<4.2 効果>
本実施形態では、各段における第2ノードN2の電位が、当該段のセット期間および選択期間を除く書き込み期間においてハイレベルとなると共に、当該段のセット期間と、選択期間と、上記休止期間を含む垂直帰線期間とにおいてローレベルとなる。また、本実施形態では、垂直帰線期間の長さが書き込み期間の長さの約1/2倍となっている。このため、各段における第2ノードN2の電位のデューティー比が実質的に2/3となる。すなわち、薄膜トランジスタM5のゲート端子および薄膜トランジスタM6のゲート端子に与えられる電位のデューティー比が実質的に2/3となる。これにより、薄膜トランジスタM5およびM6のしきい値変動が従来よりも抑制される。また、本実施形態における書き込み期間の駆動周波数は、上記第1の実施形態におけるものよりも低速となる。その結果、消費電力がさらに低減すると共に、回路動作がさらに安定する。したがって、本実施形態によれば、消費電力をさらに低減すると共に回路動作をさらに安定させつつ、薄膜トランジスタの信頼性を従来よりも高めることができる。
<5.第5の実施形態>
<5.1 ゲートドライバの電源投入後の動作>
図25は、本発明の第5の実施形態におけるゲートドライバ400での、電源投入後から最初の垂直走査期間の開始時点(ゲートスタートパルス信号GSPが最初にローレベルからハイレベルに変化する時点)までの動作を説明するための信号波形図である。なお、液晶表示装置の全体構成および動作と、ゲートドライバ400の構成および電源投入直後以外の動作と、双安定回路の構成および動作と、クロック制御回路420の構成および動作とについては、本実施形態は上記第1の実施形態と同様であるのでこれらの説明を省略する。
図25に示すように、電源投入直後から、制御前第1ゲートクロック信号GCKf1および制御前第2ゲートクロック信号GCKf2のゲートドライバ400(クロック出力回路73)への供給が開始される。本実施形態では、電源投入後直後にゲートエンドパルス信号GEPの電位がローレベルからハイレベルに変化する。このとき、ゲートスタートパルス信号GSPの電位はローレベルである。このため、図12に示す第1制御信号生成回路71のセット信号はローレベル、リセット信号Rはハイレベルとなり、この第1制御信号生成回路71の状態信号Qである第1制御信号CT1がローレベルとなる。これにより、図13に示す第2制御信号生成回路72の第1の入力はローレベルとなり、第2の入力はローレベルとなり、この第2制御信号生成回路72の出力である第2制御信号CT2がローレベルとなる。その結果、制御後第1ゲートクロック信号GCK1および制御後第2ゲートクロック信号GCK2がローレベルとなる。すなわち、このとき、制御前ゲートクロック信号GCKfの各双安定回路への供給が停止した状態となっている。この状態は、最初の垂直走査期間の書き込み期間においてゲートスタートパルス信号GSPがハイレベルからローレベルに変化するまで維持される。
また、電源投入直後にゲートエンドパルス信号GEPの電位がローレベルからハイレベルに変化するとき、このゲートエンドパルス信号GEPをエンド信号EDとして受け取る各段において、薄膜トランジスタMAおよびMBがオン状態となる。これにより、1段目第1ノードN1(1)〜m段目第1ノードN1(m)の電位がローレベルにリセットされると共に、1段目第2ノードN2(1)〜m段目第2ノードN2(m)の電位がローレベルにリセットされる。
<5.2 効果>
本実施形態によれば、電源投入後から最初の垂直走査期間の開始時点までの期間において不安定となる第1ノードN1の電位および第2ノードN2の電位がローレベルにリセットされる。また、電源投入後から最初の垂直走査期間の開始時点までの期間には、制御前ゲートクロック信号GCKfの各双安定回路への供給が停止した状態となる。このため、第1ノードN1の電位および第2ノードN2の電位が確実にローレベルに維持される。これにより、回路動作をさらに安定させることができる。
なお、電源投入後から最初の垂直走査期間の開始時点までの期間においては、ゲートエンドパルス信号GEPに代えて、電源投入直後にローレベルからハイレベルに変化する他の信号を用いても良い。
<6.第6の実施形態>
<6.1 シフトレジスタの構成および動作>
図26は、本発明の第6の実施形態におけるシフトレジスタ410の、最前段および最後段以外の構成を示すブロック図である。図27は、本実施形態におけるシフトレジスタ410の最前段側の構成を示すブロック図である。図28は、本実施形態におけるシフトレジスタ410の最後段側の構成を示すブロック図である。なお、液晶表示装置の全体構成および動作と、クロック制御回路420の構成および動作とについては、本実施形態は上記第1の実施形態と同様であるのでこれらの説明を省略する。
図26〜図28に示すように、本実施形態における各双安定回路には、上記第1の実施形態における各双安定回路と異なり、電荷補充用クロック信号CKBを受け取るための入力端子が設けられていない。本実施形態における奇数段目には、制御後第1ゲートクロック信号GCK1が動作制御用クロック信号CKAとして与えられ、制御後第2ゲートクロック信号GCK2が動作制御用クロック信号CKAとして与えられる。なお、本実施形態における各双安定回路のその他の端子(入力端子および出力端子)は、上記第1の実施形態の各双安定回路におけるものと同様である。また、本実施形態におけるゲートドライバ400の基本的な動作は、上記第1の実施形態におけるゲートドライバ400のものと同様であるので、説明を省略する。
<6.2 双安定回路の構成>
図29は、本実施形態における、1段目(最前段)およびm段目(最後段)以外の双安定回路の構成を示す回路図である。図29に示すように、この双安定回路は、上述の特許文献1に記載の双安定回路(図32)に、薄膜トランジスタM8、MA、およびMBを追加したものである。また、本実施形態における双安定回路には、上記第1の実施形態における双安定回路と異なり、薄膜トランジスタM4およびM9が設けられていない。この双安定回路には、ローレベルの直流電源電位Vss用の入力端子のほか、5個の入力端子41〜44および46と1個の出力端子51とが設けられている。上述のように、この双安定回路には電荷補充用クロック信号CKBを受け取るための入力端子47が設けられていない。
第1駆動部61は、上記第1の実施形態におけるものと同様に、3個の薄膜トランジスタM1、M5、およびMAにより構成されている。第2駆動部62は、4個の薄膜トランジスタM3、M4、M8、M9、およびMBと、1個のコンデンサC2により構成されている。出力部63は、上記第1の実施形態におけるものと同様に、2個の薄膜トランジスタM2およびM6と、1個のコンデンサC1により構成されている。
第1駆動部61内に設けられた薄膜トランジスタM1のソース端子、薄膜トランジスタM5のドレイン端子、および薄膜トランジスタMAのドレイン端子は第1ノードN1に接続されている。第2駆動部62内に設けられた薄膜トランジスタM3のドレイン端子、薄膜トランジスタM7のソース端子、薄膜トランジスタM8のソース端子、薄膜トランジスタMBのドレイン端子、コンデンサC2の一端は第2ノードN2に接続されている。出力部63内に設けられた薄膜トランジスタM2のゲート端子およびコンデンサC1の一端が第1ノードN1に接続され、薄膜トランジスタM6のゲート端子が第2ノードN2に接続されている。なお、各薄膜トランジスタおよび各コンデンサの接続および機能については、上記第1の実施形態におけるものと同様であるので、説明を省略する。
図30は、本実施形態における1段目(最前段)の双安定回路の構成を示す回路図である。図30に示すように、この双安定回路には、図29に示す1段目(最前段)およびm段目(最後段)以外の双安定回路と異なり、薄膜トランジスタM8および入力端子44が設けられていない。なお、この双安定回路のその他の構成は、図29に示す1段目(最前段)およびm段目(最後段)以外の双安定回路のものと同様であるので、その説明を省略する。
図31は、本実施形態におけるm段目(最後段)の双安定回路の構成を示す回路図である。図31に示すように、この双安定回路には、図29に示す1段目(最前段)およびm段目(最後段)以外の双安定回路と異なり、薄膜トランジスタM7および入力端子42が設けられていない。なお、この双安定回路のその他の構成は、図29に示す1段目(最前段)およびm段目(最後段)以外の双安定回路のものと同様であるので、その説明を省略する。
本実施形態においても、上記第1の実施形態と同様に、薄膜トランジスタM1によって第1ノードターンオン用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタM2によって出力制御用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタM3によって第1の第2ノードターンオフ用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタM5によって第1ノードターンオフ用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタM6によって出力ノードターンオフ用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタM7によって第2ノードターンオン用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタM8によってスタート用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタMAによって第1エンド用スイッチング素子が実現され、薄膜トランジスタMBによって第2エンド用スイッチング素子が実現されている。また、コンデンサC1によって容量素子が実現されている。
<6.3 双安定回路の動作>
本実施形態における双安定回路の基本的な動作は、上記第1の実施形態におけるものと同様である。したがって、本実施形態および上記第1の実施形態に互いに共通する動作の説明は省略し、互いの相違点のみについて上記図10を参照しつつ説明する。
上記第1の実施形態では、通常動作期間(書き込み期間において、時点t0以前の期間および時点t3以降の期間)において、電荷補充用クロック信号CKBの電位が1水平期間毎にハイレベルとローレベルとを繰り返すことにより、2水平走査期間毎の1水平期間において薄膜トランジスタM9がオン状態となる。このため、薄膜トランジスタM9を介して第2ノードN2に電荷が供給される。これにより、通常動作期間では、第2ノードN2の電位が確実にハイレベルで維持される。これに対して、本実施形態では、電荷補充用クロック信号CKBを受け取るための入力端子47および薄膜トランジスタM9が設けられていないので、上記第1の実施形態のように、通常動作期間において第2ノードN2に電荷が供給されることはない。したがって、通常動作期間における第2ノードN2の電位の安定性については、本実施形態は従来のものと変わるものではない。
また、上記第1の実施形態では、選択期間になると(時点t1になると)、状態信号Qの電位がハイレベルとなることにより薄膜トランジスタM4がオン状態となる。このため、選択期間において第2ノードN2の電位が確実にローレベルとなる。これに対して、本実施形態では、薄膜トランジスタM4が設けられていないので、このような選択期間において第2ノードN2の電位を確実にローレベルにするための動作がなされない。したがって、選択期間における第2ノードN2の電位については、本実施形態は従来のものと変わるものではない。
なお、本実施形態におけるゲートドライバの詳細な動作についても、上述の通常動作期間および選択期間における第2ノードN2の電位が不安定になりやすい点を除き、上記第1の実施形態におけるものと同様であるので、説明を省略する。このように、本実施形態では、上記第1の実施形態よりも通常動作期間および選択期間における第2ノードN2の電位が不安定になるので、第1ノードN1の電位および状態信号Q(走査信号)の電位にノイズが生じやすくなる。すなわち、本実施形態では、回路動作が不安定になりやすい。
<6.4 効果>
しかし、本実施形態によっても、薄膜トランジスタM5およびM6のしきい値変動が従来よりも抑制されると共に、ソース端子にクロック信号が与えられる薄膜トランジスタの数が従来よりも少なくなる。その結果、消費電力を低減しつつ、薄膜トランジスタM5およびM6の信頼性を高めることができる。これに加えて、本実施形態によれば、上記第1の実施形態と同様に、薄膜トランジスタM5およびM6の信頼性が高められることにより、これらの薄膜トランジスタM5およびM6のサイズを小さくすることができる。このように薄膜トランジスタM5およびM6のサイズを小さくした場合には、消費電力がさらに低減されると共に、ゲートドライバ400を備えた液晶表示装置の額縁面積を縮小することができる。
なお、上記第1の実施形態の変形例のように、1段目40(1)〜m−1段目40(m−1)に薄膜トランジスタMAを設けない態様としても良い。この場合、薄膜トランジスタの数がさらに低減されるので、消費電力をさらに低減すると共に、ゲートドライバ400を備える液晶表示装置の額縁面積をさらに縮小することができる。
<7.その他>
本発明におけるゲートドライバ400の構成は、上記各実施形態におけるものに限定されるものではない。すなわち、ゲートドライバ400が、各双安定回路内に少なくとも薄膜トランジスタM5およびM6を備え、2水平走査期間よりも長い垂直帰線期間を設けると共に、この垂直帰線期間において各双安定回路へのクロック信号の供給を停止させ、かつ、この垂直帰線期間において、上記薄膜トランジスタM5のドレイン端子に接続された第1ノードの電位と上記薄膜トランジスタM5およびM6のゲート端子に接続された第2ノードN2の電位とをオフレベルに維持する構成となっていれば良い。例えば、上記第2の従来例において、上記第1の実施形態における薄膜トランジスタM8、MAおよびMBを追加した構成としても良い。なお、上記第2の従来例では、トランジスタT4およびT5が、本発明における薄膜トランジスタM5およびM6に相当する。また、入力部920により第1駆動部61が実現され、プルダウン駆動部940により第2駆動部62が実現され、出力部450により出力部63が実現されている。このような態様において、書き込み期間の長さおよび垂直帰線期間の長さを、上記第1の実施形態におけるものと同様にすると、第2ノードN2が接続されたトランジスタT4およびT5のゲート端子には、ディーティー比が実質的に1/4の電位が与えられることとなる。これにより、このような態様においては、トランジスタT4およびT5に生じるしきい値変動を上記第2の従来例よりも抑制することができる。ただし、このような態様では、第2ノードN2の電位が書き込み期間におけるディーティー比1/2(書き込み期間の長さおよび垂直帰線期間の長さを、上記第1の実施形態におけるものと同様にすると1/4)となるので、この第2ノードN2の電位変動に起因するノイズが第1ノードN2の電位および状態信号Qの電位に生じる。したがって、回路動作の安定性については、上記第1の実施形態のものよりも劣る。
上記各実施形態では、垂直帰線期間において各双安定回路へのクロック信号の供給を停止させているが、本発明はこれに限定されるものではない。垂直帰線期間において各双安定回路へのクロック信号の供給を停止させなくても、トランジスタM5およびM6のしきい値変動を従来よりも抑制することができる。
上記第1〜4の実施形態では、垂直帰線期間の長さをそれぞれ1垂直走査期間の長さの約1/2、約2/3、約3/4、および約1/3としている。このように、薄膜トランジスタの信頼性を高める観点から、垂直帰線期間の長さは十分に長いことが望ましい。
上記各実施形態および各変形例で示した駆動周波数は例示であり、種々変更可能である。
上記各実施形態では、クロック制御回路420によりクロック信号の双安定回路への供給の制御を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上述のクロック制御回路420をゲートドライバ400内に設けずに、表示制御回路200が上述の制御後第1ゲートクロック信号GCK1および制御後第2ゲートクロック信号GCK2に相当するクロック信号を直接生成し、双安定回路に供給するようにしても良い。
上記各実施形態におけるクロック制御回路420は、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に基づいて、制御前ゲートクロック信号GCKfの供給を制御しているが、本発明はこれに限定されるものではない。予め垂直帰線期間の長さが決まっている場合には、ゲートスタートパルス信号GSPに代えて、垂直帰線期間の長さだけ遅延したゲートエンドパルス信号GEPを、上記第1制御信号生成回路71および第2制御信号生成回路72に与えるようにしても良い。また、上記クロック制御回路420の構成は特に限定されるものではない。
上記各実施形態では、ゲートドライバ400内に1つのクロック制御回路420が設けられているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各双安定回路内に、上記クロック制御回路420に相当する回路が設けられていても良い。
上記各実施形態では、双安定回路内に設けられている薄膜トランジスタはすべてnチャネル型であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。双安定回路内に設けられている薄膜トランジスタがpチャネル型であっても本発明を適用することができる。
上記各実施形態では液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。有機EL(Electro Luminescence)表示装置等の他の表示装置にも本発明を適用することができる。また、その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態を種々変形して実施することができる。
以上により、本発明によれば、消費電力を低減しつつ、スイッチング素子の信頼性を高めた走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、および走査信号線の駆動方法を提供することができる。
本発明は、走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、およびその走査信号線駆動回路による走査信号線の駆動方法に適用することができ、特に、モノリシック化された走査信号線駆動回路、それを備えた表示装置、およびその走査信号線駆動回路による走査信号線の駆動方法に好適である。
40(1)〜40(m)…双安定回路
41〜44、46、47…入力端子
51…出力端子(出力ノード)
61…第1駆動部
62…第2駆動部
63…出力部
71…第1制御信号生成回路
72…第2制御信号生成回路
73…クロック出力回路
73a…第1のAND回路
73b…第2のAND回路
200…表示制御回路
300…ソースドライバ(映像信号線駆動回路)
400…ゲートドライバ(走査信号線駆動回路)
410…シフトレジスタ
420…クロック制御回路
600…表示部
C1、C2…コンデンサ(容量素子)
M1〜M10、MA、MB…薄膜トランジスタ(スイッチング素子)
N1…第1ノード
N2…第2ノード
GCKf1…制御前第1ゲートクロック信号
GCKf2…制御後第2ゲートクロック信号
GCK1…制御後第1ゲートクロック信号
GCK2…制御後第2ゲートクロック信号
GSP…ゲートスタートパルス信号
GEP…ゲートエンドパルス信号
CKA…動作制御用クロック信号
CKB…電荷補充用クロック信号
S…セット信号
R…リセット信号
ST…スタート信号
ED…エンド信号
GOUT(1)〜GOUT(m)…走査信号
Vss…ローレベルの直流電源電位

Claims (15)

  1. 複数の走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路であって、
    互いに縦続接続された複数の双安定回路を含み、外部から入力されオンレベルとオフレベルとを周期的に繰り返すクロック信号に基づいて前記複数の双安定回路の出力信号を順次にアクティブとするシフトレジスタと、
    前記シフトレジスタにおける最終段の双安定回路の出力信号がアクティブとなった後に該出力信号を非アクティブとするために電位がオンレベルとなるエンド信号に基づいて、各垂直走査期間のうちの2水平走査期間以上の所定期間において、前記複数の双安定回路への前記クロック信号の供給を停止させるクロック制御回路と
    を備え、
    各双安定回路は、
    第1ノードに接続され、受け取った信号に基づいて該第1ノードの電位を変化させる第1駆動部と、
    第2ノードに接続され、受け取った信号に基づいて該第2ノードの電位を変化させる第2駆動部と、
    前記第1ノードおよび前記第2ノードに接続され、該第1ノードの電位および該第2ノード電位がそれぞれオンレベルおよびオフレベルであり、かつ、該第1駆動部が受け取った信号の電位がオフレベルであるときに、前記複数の走査信号線のうちの対応する走査信号線にアクティブな前記出力信号を前記クロック信号に基づいて出力し、それ以外のときには、アクティブな前記出力信号を出力しない出力部とを有し、
    前記第1駆動部は、
    前記第2ノードが制御端子に接続され、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第1ノードターンオフ用スイッチング素子と、
    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第1ノードターンオン用スイッチング素子とを有し、
    前記出力部は、前記第2ノードが制御端子に接続され、前記出力信号を出力するための出力ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた出力ノードターンオフ用スイッチング素子を有し、
    前記第1駆動部および前記第2駆動部が、前記所定期間において前記第1ノードの電位および前記第2ノードの電位をそれぞれオフレベルに維持し、
    前記所定期間において、前記複数の双安定回路への前記クロック信号の供給が停止し、
    最終段の双安定回路における第1駆動部は、前記エンド信号が制御端子に与えられ、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第1エンド用スイッチング素子をさらに有し、
    各双安定回路における前記第2駆動部は、
    前記エンド信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2エンド用スイッチング素子と、
    前記セット信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2ノードターンオフ用スイッチング素子とを有し、
    最前段以外の各段の双安定回路における第2駆動部は、各垂直走査期間の開始のタイミングでオンレベルとなるスタート信号に基づいて、前記第2ノードの電位をオンレベルに向けて変化させるスタート用スイッチング素子を有し、
    最前段の双安定回路における前記セット信号は、前記スタート信号であり、
    最前段以外の双安定回路における前記セット信号は、該双安定回路の前段の双安定回路の出力信号であることを特徴とする、走査信号線駆動回路。
  2. 前記所定期間が長いほど、前記クロック信号の周波数が高くなることを特徴とする、請求項1に記載の走査信号線駆動回路。
  3. 前記第1駆動部および前記第2駆動部は、電源投入後から最初の垂直走査期間の開始までの間にさらに、前記第1ノードの電位および前記第2ノードの電位をそれぞれオフレベルに維持し、
    電源投入後から最初の垂直走査期間の開始までの間にさらに、前記複数の双安定回路への前記クロック信号の供給が停止することを特徴とする、請求項1に記載の走査信号線駆動回路。
  4. 最終段以外の各段の双安定回路における第1駆動部は、前記第1エンド用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする、請求項1に記載の走査信号線駆動回路。
  5. 前記出力部は、
    前記第1ノードが制御端子に接続され、前記クロック信号が一方の導通端子に与えられ、前記出力ノードが他方の導通端子に接続された出力制御用スイッチング素子と、
    前記出力制御用スイッチング素子の前記制御端子が一端に接続され、前記出力ノードが他端に接続された容量素子とをさらに有することを特徴とする、請求項に記載の走査信号線駆動回路。
  6. 前記第2駆動部には、前記出力ノードが制御端子に接続され、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2の第2ノードターンオフ用スイッチング素子が更に設けられていることを特徴とする、請求項に記載の走査信号線駆動回路。
  7. 最前段以外の各段の双安定回路における第2駆動部は、該双安定回路の後段の双安定回路の出力信号に基づいて、前記第2ノードの電位をオンレベルに向けて変化させる第2ノードターンオン用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする、請求項に記載の走査信号線駆動回路。
  8. 前記クロック信号は、互いに1水平走査期間だけ位相がずれた第1クロック信号および第2クロック信号からなり、
    前記出力制御用スイッチング素子の一方の導通端子には前記第1クロック信号が与えられ、
    前記第2駆動部は、前記第2クロック信号に基づいて前記第2ノードの電位をオンレベルに向けて変化させる電荷補充用スイッチング素子をさらに有することを特徴とする、請求項に記載の走査信号線駆動回路。
  9. 各双安定回路に含まれるスイッチング素子は、酸化物半導体を含む薄膜トランジスタであることを特徴とする、請求項1に記載の走査信号線駆動回路。
  10. 前記酸化物半導体は、酸化インジウムガリウム亜鉛であることを特徴とする、請求項に記載の走査信号線駆動回路。
  11. 複数の走査信号線が配置された表示部と、
    前記複数の走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路と
    前記走査信号線駆動回路に、オンレベルとオフレベルとを周期的に繰り返すクロック信号を供給する表示制御回路とを備え、
    前記走査信号線駆動回路は、
    互いに縦続接続された複数の双安定回路を有し、前記クロック信号に基づいて前記複数の双安定回路の出力信号を順次にアクティブとするシフトレジスタと、
    前記シフトレジスタにおける最終段の双安定回路の出力信号がアクティブとなった後に該出力信号を非アクティブとするために電位がオンレベルとなるエンド信号に基づいて、各垂直走査期間のうちの2水平走査期間以上の所定期間において、前記複数の双安定回路への前記クロック信号の供給を停止させるクロック制御回路と
    を含み、
    各双安定回路は、
    第1ノードに接続され、受け取った信号に基づいて該第1ノードの電位を変化させる第1駆動部と、
    第2ノードに接続され、受け取った信号に基づいて該第2ノードの電位を変化させる第2駆動部と、
    前記第1ノードおよび前記第2ノードに接続され、該第1ノードの電位および該第2ノード電位がそれぞれオンレベルおよびオフレベルであり、かつ、該第1駆動部が受け取った信号の電位がオフレベルであるときに、前記複数の走査信号線のうちの対応する走査信号線にアクティブな前記出力信号を前記クロック信号に基づいて出力し、それ以外のときには、アクティブな前記出力信号を出力しない出力部とを有し、
    前記第1駆動部は、
    前記第2ノードが制御端子に接続され、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第1ノードターンオフ用スイッチング素子と、
    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第1ノードターンオン用スイッチング素子とを有し、
    前記出力部は、前記第2ノードが制御端子に接続され、前記出力信号を出力するための出力ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた出力ノードターンオフ用スイッチング素子を有し、
    前記第1駆動部および前記第2駆動部が、前記所定期間において前記第1ノードの電位および前記第2ノードの電位をそれぞれオフレベルに維持し、
    前記所定期間において、前記複数の双安定回路への前記クロック信号の供給が停止し、
    最終段の双安定回路における第1駆動部は、前記エンド信号が制御端子に与えられ、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第1エンド用スイッチング素子をさらに有し、
    各双安定回路における前記第2駆動部は、
    前記エンド信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2エンド用スイッチング素子と、
    前記セット信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2ノードターンオフ用スイッチング素子とを有し、
    最前段以外の各段の双安定回路における第2駆動部は、各垂直走査期間の開始のタイミングでオンレベルとなるスタート信号に基づいて、前記第2ノードの電位をオンレベルに向けて変化させるスタート用スイッチング素子を有し、
    最前段の双安定回路における前記セット信号は、前記スタート信号であり、
    最前段以外の双安定回路における前記セット信号は、該双安定回路の前段の双安定回路の出力信号であることを特徴とする、表示装置。
  12. 前記表示部と前記走査信号線駆動回路とは一体的に形成されていることを特徴とする、請求項11に記載の表示装置。
  13. 互いに縦続接続された複数の双安定回路を含み、外部から入力されオンレベルとオフレベルとを周期的に繰り返すクロック信号に基づいて前記複数の双安定回路の出力信号を順次にアクティブとするシフトレジスタを備えた走査信号線駆動回路による、複数の走査信号線の駆動方法であって、
    各双安定回路においてセット信号を受け取り、該セット信号に基づいて、該双安定回路における第1ノードの電位および第2ノードの電位を変化させるステップと、
    前記第1ノードの電位および前記第2ノードの電位がそれぞれオンレベルおよびオフレベルであり、かつ、前記セット信号の電位がオフレベルであるときに、前記複数の走査信号線のうちの対応する走査信号線にアクティブな前記出力信号を出力するステップと、
    前記シフトレジスタにおける最終段の双安定回路の出力信号がアクティブとなった後に該出力信号を非アクティブとするために電位がオンレベルとなるエンド信号に基づいて、各垂直走査期間のうちの2水平走査期間以上の所定期間において、前記複数の双安定回路への前記クロック信号の供給を停止するステップと
    を備え、
    前記第1ノードの電位がオンレベルでないとき、または、前記第2ノードの電位がオフレベルでないとき、または、前記セット信号の電位がオフレベルでないときには、アクティブな前記出力信号を出力せず、
    各双安定回路は、
    前記第1ノードに接続され、前記セット信号に基づいて該第1ノードの電位を変化させる第1駆動部と、
    前記第2ノードに接続され、前記セット信号に基づいて該第2ノードの電位を変化させる第2駆動部と、
    前記第2ノードが制御端子に接続され、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第1ノードターンオフ用スイッチング素子と、
    前記セット信号に基づいて、前記第1ノードの電位をオンレベルに向けて変化させる第1ノードターンオン用スイッチング素子と、
    前記第2ノードが制御端子に接続され、前記出力信号を出力するための出力ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた出力ノードターンオフ用スイッチング素子を有し、
    最終段の双安定回路における第1駆動部は、前記エンド信号が制御端子に与えられ、前記第1ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第1エンド用スイッチング素子をさらに有し、
    各双安定回路における前記第2駆動部は、
    前記エンド信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2エンド用スイッチング素子と、
    前記セット信号が制御端子に与えられ、前記第2ノードが一方の導通端子に接続され、オフレベルの電位が他方の導通端子に与えられた第2ノードターンオフ用スイッチング素子とを有し、
    最前段以外の各段の双安定回路における第2駆動部は、各垂直走査期間の開始のタイミングでオンレベルとなるスタート信号に基づいて、前記第2ノードの電位をオンレベルに向けて変化させるスタート用スイッチング素子を有し、
    最前段の双安定回路における前記セット信号は、前記スタート信号であり、
    最前段以外の双安定回路における前記セット信号は、該双安定回路の前段の双安定回路の出力信号であり、
    記所定期間において前記第1ノードの電位がオフレベルに維持され、
    記所定期間において前記第2ノードの電位がオフレベルに維持されることを特徴とする、駆動方法。
  14. 前記所定期間が長いほど、前記クロック信号の周波数が高くなることを特徴とする、請求項13に記載の駆動方法
  15. 源投入後から最初の垂直走査期間の開始までの間にさらに、前記第1ノードの電位がオフレベルに維持され、前記第2ノードの電位がオフレベルに維持され、前記クロック信号の供給が停止されることを特徴とする、請求項13に記載の駆動方法。
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