显示装置以及单位寄存器电路的制作方法

文档序号:14862167发布日期:2018-07-04 08:11阅读:287来源:国知局
显示装置以及单位寄存器电路的制作方法

本实施方式涉及显示装置以及单位寄存器电路。



背景技术:

液晶显示装置由于薄型、轻量、并且低耗电,被用作各种设备的显示器。其中,按照每个像素配置有晶体管的有源矩阵型液晶显示装置正作为电视接收器、车载导航装置等的车载用显示器、笔记本电脑、平板型pc、移动电话、智能手机等移动用终端等各种设备的显示器而普及。

近年来,正积极进行与使用于液晶显示装置的非晶硅tft(薄膜晶体管)相比、电子迁移率更高的使用了有机半导体、氧化物半导体的tft的研究开发。在使用了有机半导体、氧化物半导体的tft中,使用了单沟道的晶体管(pmos、nmos)。

另外,在液晶显示装置中设有对显示区域驱动扫描线等的布线组的驱动电路。作为这样的驱动电路,已知有由单沟道的晶体管(例如,nmos晶体管)构成的扫描线驱动器。扫描线驱动器将扫描线一根一根依次驱动,向与驱动后的扫描线连接的像素写入影像信号,从而显示影像。上述的扫描线驱动器在使输入的输入信号的相位移位而输出的移位寄存器中使用了单沟道的晶体管。

另一方面,提出了如下所谓的内嵌类型的带触摸检测功能的液晶显示装置:将液晶显示装置原本所具备的显示用的共用电极兼用作一对触摸传感器用电极中的一方,将另一方的电极(触摸检测电极)配置成与该共用电极交叉。

在内嵌类型的带触摸检测功能的液晶显示装置中,触摸动作与显示动作被时分割地驱动,因此有时暂时停止扫描线的驱动来执行触摸动作,之后从停止的扫描线位置起再次开始用于显示的驱动。在由单沟道的晶体管构成的扫描线驱动器中,存在如下可能性,即:电流在暂时停止驱动的期间中从单沟道的晶体管泄漏而导致不能再次开始扫描线的驱动,扫描线的驱动停止。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种液晶显示装置以及单位寄存器电路,在具备由单沟道的晶体管构成的扫描线驱动器的液晶显示装置中,即使是暂时地停止了扫描线驱动动作的情况下,也能够再次开始扫描线的驱动。

技术方案一提供一种显示装置,具有触摸检测功能,该显示装置具备:

配置成矩阵状的多个显示元件(pe);

多个扫描线(gl),沿上述显示元件所排列的行配置;

多个信号线(sl),沿上述显示元件所排列的列配置;

多个开关元件(sw),配置于上述扫描线与上述信号线交叉的位置附近;以及

级联连接的多个单位寄存器电路(31),依次输出使与各个上述扫描线连接的上述开关元件为有源状态的扫描信号,

在停止上述扫描信号向上述扫描线的输出的扫描停止期间,进行触摸检测动作,

上述单位寄存器电路由单沟道的晶体管构成,在内部电路保持从前一个单位寄存器电路输出的上述扫描信号,在被从外部输入了规定的时钟信号时,在所保持的信号的电压泄漏是规定值以下的情况下,输出上述扫描信号,

在对上述扫描停止期间开始前的最后的扫描线进行驱动的前级的单位寄存器电路、与对上述扫描停止期间结束后的最初的扫描线进行驱动的后级的单位寄存器电路之间,设有不驱动扫描线的虚拟的单位寄存器电路,

上述虚拟的单位寄存器电路在上述扫描停止期间中持续向上述后级的单位寄存器电路输出上述扫描信号。

技术方案二提供一种显示装置,具有触摸检测功能,该显示装置具备:

配置成矩阵状的多个显示元件(pe);

多个扫描线(gl),沿上述显示元件所排列的行配置;

多个信号线(sl),沿上述显示元件所排列的列配置;

多个开关元件(sw),配置于上述扫描线与上述信号线交叉的位置附近;以及

级联连接的多个单位寄存器电路(31),依次输出使与各个上述扫描线连接的上述开关元件为有源状态的扫描信号,

在停止上述扫描信号向上述扫描线的输出的扫描停止期间,进行触摸检测动作,

上述单位寄存器电路由单沟道的晶体管构成,在内部电路保持从前一个单位寄存器电路输出的上述扫描信号,在被从外部输入了规定的时钟信号时,在所保持的信号的电压泄漏是规定值以下的情况下,输出上述扫描信号,

在对上述扫描停止期间开始前的最后的扫描线进行驱动的前级的单位寄存器电路、与对上述扫描停止期间结束后的最初的扫描线进行驱动的后级的单位寄存器电路之间,设有不驱动扫描线的第1虚拟的单位寄存器电路与第2虚拟的单位寄存器电路,

上述第1虚拟的单位寄存器电路在上述扫描停止期间中持续向上述第2虚拟的单位寄存器电路输出上述扫描信号,

在上述扫描停止期间结束之前且上述扫描信号的泄漏所导致的电位变化为规定值以下的定时,进行从上述第1虚拟的单位寄存器电路输出的上述扫描信号向上述第2虚拟的单位寄存器电路的上述内部电路的输入。

技术方案三提供一种单位寄存器电路,设于具有触摸检测功能的显示装置,该显示装置具备配置成矩阵状的多个显示元件、沿上述显示元件所排列的行配置的多个扫描线、沿上述显示元件所排列的列配置的多个信号线、以及配置于上述扫描线与上述信号线交叉的位置附近的多个开关元件,上述单位寄存器电路具备多个单沟道的晶体管,其中,

级联连接的多个上述单位寄存器电路依次输出使与各个上述扫描线连接的上述开关元件为有源状态的扫描信号,

在停止上述扫描信号向上述扫描线的输出的扫描停止期间,进行触摸检测动作,

上述单位寄存器电路由单沟道的晶体管构成,在内部电路保持从前一个单位寄存器电路输出的上述扫描信号,在被从外部输入了规定的时钟信号时,在所保持的信号的电压泄漏是规定值以下的情况下,输出上述扫描信号,

在对上述扫描停止期间开始前的最后的扫描线进行驱动的前级的单位寄存器电路、与对上述扫描停止期间结束后的最初的扫描线进行驱动的后级的单位寄存器电路之间,设置不驱动扫描线的虚拟的单位寄存器电路,

上述虚拟的单位寄存器电路在上述扫描停止期间中持续向上述后级的单位寄存器电路输出上述扫描信号。

附图说明

现在参照附图,描述实现本发明的各种特征的一般结构。提供附图和相关描述是为了说明本发明的实施例,而不是限制本发明的范围。

图1是概略地表示第1实施方式的液晶显示装置的一构成例的图。

图2a是用于说明第1实施方式的液晶显示装置中的自检测方式的原理的图。

图2b是用于说明第1实施方式的液晶显示装置中的自检测方式的原理的图。

图3a是用于说明第1实施方式的液晶显示装置中的自检测方式的原理的图。

图3b是用于说明第1实施方式的液晶显示装置中的自检测方式的原理的图。

图4是表示第1实施方式的液晶显示装置的相互检测(mutualdectction)方式的代表性的基本构成的图。

图5a是表示第1实施方式的液晶显示装置的传感器的概略的构成的图。

图5b是表示第1实施方式的液晶显示装置的传感器的概略的构成的图。

图6a是用于说明第1实施方式的液晶显示装置的相互检测方式的驱动方法的图。

图6b是用于说明第1实施方式的液晶显示装置的相互检测方式的驱动方法的图。

图7是表示在第1实施方式的液晶显示装置中使用的移位寄存器的研究之前研究出的移位寄存器的构成的示意图。

图8是表示在第1实施方式的液晶显示装置中使用的移位寄存器的研究之前研究出的单位寄存器电路的电路图。

图9是用于对在第1实施方式的液晶显示装置中使用的移位寄存器的研究之前研究出的单位寄存器电路中的电流泄漏进行说明的图。

图10是表示第1实施方式的液晶显示装置中使用的移位寄存器的构成的示意图。

图11是表示第1实施方式的液晶显示装置的移位寄存器的动作的时序图。

图12是表示第1实施方式的液晶显示装置中使用的单位寄存器电路31的变形的电路图的图。

图13是表示第2实施方式的液晶显示装置中使用的移位寄存器的构成的示意图。

图14是第2实施方式的液晶显示装置中的、设于虚拟电路的次级的单位寄存器电路的电路图。

图15是表示第2实施方式的液晶显示装置中的、移位寄存器的动作的时序图。

图16是表示第3实施方式的液晶显示装置中使用的移位寄存器的构成的示意图。

图17是第3实施方式的液晶显示装置中的、设于后级虚拟电路的单位寄存器电路的电路图。

图18是第4实施方式的液晶显示装置中的单位寄存器电路的电路图。

图19是表示向第4实施方式的液晶显示装置中的单位寄存器电路31供给的电源电位以及时钟信号的电位的范围(range)的图。

具体实施方式

以下将参考附图来描述各种实施例。

通常,根据一个实施例,具有触摸检测功能的显示装置具备:配置成矩阵状的多个显示元件(pe);

多个扫描线(gl),沿上述显示元件所排列的行配置;

多个信号线(sl),沿上述显示元件所排列的列配置;

多个开关元件(sw),配置于上述扫描线与上述信号线交叉的位置附近;以及

级联连接的多个单位寄存器电路(31),依次输出使与各个上述扫描线连接的上述开关元件为有源状态的扫描信号,

在停止上述扫描信号向上述扫描线的输出的扫描停止期间,进行触摸检测动作,

上述单位寄存器电路由单沟道的晶体管构成,在内部电路保持从前一个单位寄存器电路输出的上述扫描信号,在被从外部输入了规定的时钟信号时,在所保持的信号的电压泄漏是规定值以下的情况下,输出上述扫描信号,

在对上述扫描停止期间开始前的最后的扫描线进行驱动的前级的单位寄存器电路、与对上述扫描停止期间结束后的最初的扫描线进行驱动的后级的单位寄存器电路之间,设有不驱动扫描线的虚拟的单位寄存器电路,

上述虚拟的单位寄存器电路在上述扫描停止期间中持续向上述后级的单位寄存器电路输出上述扫描信号。

此外,公开只是一个例子,关于保持了发明的主旨的适当变更,本领域技术人员所容易想到的内容当然包含在本发明的范围内。另外,附图是为了使说明更明确,与实际的形态相比,存在示意性地表示各部的宽度、厚度、形状等的情况,但这只是一个例子,并非限定本发明的解释。另外,在本说明书与各图中,有时对与已出现的图中的已叙述过的要素相同的要素标注相同的附图标记,适当地省略详细的说明。

以下,作为显示装置,以液晶显示装置为例,对各实施方式进行说明。

[第1实施方式]

图1是概略地表示第1实施方式的液晶显示装置的一构成例的图。

第1实施方式的液晶显示装置具备有源矩阵类型的液晶显示面板lpn。液晶显示面板lpn具备作为第1基板的阵列基板ar、作为与阵列基板ar对置地配置的第2基板的对置基板ct、以及保持于这些阵列基板ar与对置基板ct之间的液晶层lq。液晶显示面板lpn具备显示图像的有源区域act。有源区域act由m×n个配置成矩阵状的多个像素px构成(其中,m以及n是正的整数)。

液晶显示面板lpn在有源区域act中具备n条扫描线gl(gl1~gln)、n条辅助电容线cl(cl1~cln)、m条信号线sl(sl1~slm)等。扫描线gl以及辅助电容线cl例如沿第1方向x以大致直线状延伸。这些扫描线gl以及辅助电容线cl沿与第1方向x交叉的第2方向y交替地排列配置。这里,第1方向x与第2方向y相互大致正交。信号线sl与扫描线gl以及辅助电容线cl交叉。

信号线sl沿第2方向y以大致直线状延伸。此外,扫描线gl、辅助电容线cl、以及信号线sl也可以不必呈直线状延伸,也可以是它们的一部分弯曲。

各扫描线gl被向有源区域act的外侧引出,并与扫描线驱动器gd连接。各信号线sl被向有源区域act的外侧引出,并与信号线驱动器sd连接。这些扫描线驱动器gd以及信号线驱动器sd的至少一部分例如形成于阵列基板ar,与具备驱动ic芯片的控制器2连接。

各像素px具备开关元件sw、像素电极pe、共用电极come等。此外,第1实施方式中的开关元件sw是用于减少泄漏电流的双栅极构造。辅助电容ccs例如形成于辅助电容线cl与开关元件sw的漏极布线(半导体层)之间。辅助电容线cl与施加辅助电容电压的电压施加部(未图示)电连接。

此外,在第1实施方式中,液晶显示面板lpn为像素电极pe与共用电极come形成于阵列基板ar上的构成,主要利用形成于这些像素电极pe与共用电极come之间的电场来对液晶层lq的液晶分子进行开关。

开关元件sw例如由n沟道薄膜晶体管(tft)构成。开关元件sw与扫描线gl以及信号线sl电连接。开关元件sw可以是顶栅型或底栅型中的某一个。另外,开关元件sw的半导体层例如由多晶硅形成,但也可以由非晶硅形成。

像素电极pe配置于各像素px,并与开关元件sw电连接。共用电极come经由液晶层lq共用地配置于多个像素px的像素电极pe。这样的像素电极pe以及共用电极come例如由铟锡氧化物(ito)或铟锌氧化物(izo)等具有透光性的导电材料形成,但也可以由铝等其他金属材料形成。

阵列基板ar具备用于向共用电极come施加电压的供电部(未图示)。该供电部例如形成于有源区域act的外侧。共用电极come被向有源区域act的外侧引出,经由未图示的导电部件而与供电部电连接。

第1实施方式的液晶显示装置具备触摸检测功能。对作为检测第1实施方式的液晶显示装置的触摸位置的方式的、自(self)检测方式以及相互(mutual)检测方式进行说明。

<自(self)检测方式>

图2、图3是用于说明第1实施方式的液晶显示装置中的自检测方式的原理的图。

图2示出了用户的手指未接触触摸面板的状态。图2a示出了利用控制开关swc使电源vdd与检测电极dete连接、且检测电极dete未连接于电容器ccr的状态。在该状态下,检测电极dete所具有的电容cx1被充电。图2b示出了利用控制开关swc使电源vdd与检测电极dete非连接、且检测电极dete与电容器ccr被连接的状态。在该状态下,电容cx1的电荷经由电容器ccr而放电。

图3示出了用户的手指接触触摸面板的状态。图3a示出了利用控制开关swc使电源vdd与检测电极dete连接、且检测电极dete未连接于电容器ccr的状态。在该状态下,不仅是检测电极dete所具有的电容cx1,由接近于检测电极dete的使用者的手指产生的电容cx2也被充电。图3b示出了利用控制开关swc使电源vdd与检测电极dete非连接、且检测电极dete与电容器ccr被连接的状态。在该状态下,电容cx1的电荷与电容cx2的电荷经由电容器ccr而放电。

这里,相对于图2b所示的放电时(手指相对于面板为非触摸状态)的电容ccr的电压变化特性,图3b所示的放电时(手指相对于面板为触摸状态)的电容ccr的电压变化特性由于存在电容cx2而明显不同。因此,在自检测方式中,利用了电容ccr的电压变化特性根据电容cx2的有无而不同这一点,判定有无手指等的操作输入。

<相互(mutual)检测方式>

图4是表示第1实施方式的液晶显示装置的相互检测方式的代表性的基本构成的图。利用了共用电极come与检测电极dete。共用电极come包含多个条纹状共用电极come1、come2、come3····。该多个条纹状共用电极come1、come2、come3····沿扫描(驱动)方向(y方向或者x方向)排列。

另一方面,检测电极dete包含多个条纹状检测电极dete1、dete2、dete3、····(比条纹状共用电极细)。该多个条纹状检测电极dete1、dete2、dete3、····沿与条纹状共用电极come1、come2、come3····正交的方向(x方向或者y方向)排列。

共用电极come与检测电极dete在上下方向上隔开间隔地配置。因此,在多个条纹状共用电极come1、come2、come3····和多个条纹状检测电极dete1、dete2、dete3、····之间基本上存在电容cc。

多个条纹状共用电极come1、come2、come3····以规定的周期通过驱动脉冲tx而被扫描。现在,假设用户的手指接近条纹状检测电极dete2而存在。于是,在条纹状共用电极come2被供给了驱动脉冲tx时,可从条纹状检测电极dete2获得比从其他条纹状检测电极获得的脉冲更低电平的脉冲。

手指所表示的电容cx在用户的手指靠近检测电极dete的情况下和远离检测电极dete的情况下不同。因此,检测脉冲rx的电平也在用户的手指靠近检测电极dete的情况下和远离检测电极dete的情况下不同。由此,能够以检测脉冲rx的电平来判断手指相对于触摸面板的平面的接近度。当然,能够通过基于驱动脉冲tx的电极驱动时刻、和检测脉冲rx的输出时刻,来检测手指在触摸面板的平面上的二维上的位置。

图5是表示第1实施方式的液晶显示装置的传感器的概略的构成的图。图5a示出了液晶显示装置的剖面图,图5b示出了表示传感器的构成的俯视图。

如图5a所示,液晶显示装置具备阵列基板ar、对置基板ct、以及保持于阵列基板ar与对置基板ct之间的液晶层lq。

此外,以下,为了简化说明,将上述的条纹状共用电极come1、come2、come3····表示为共用电极come。另外,将条纹状检测电极dete1、dete2、dete3、····表示为检测电极dete。

阵列基板ar具备tft基板10和共用电极come。tft基板10具备玻璃等透明绝缘基板、未图示的开关元件、信号线sl及扫描线gl等各种布线、以及作为覆盖它们的绝缘膜的平坦化层。共用电极come配置在tft基板10上,并被绝缘层覆盖。共用电极come也被用作传感器用驱动电极。而且,在第1实施方式中,共用电极come在与扫描线gl所延伸的方向相同的方向上延伸。

对置基板ct具备玻璃等透明绝缘基板15、滤色器cf、检测电极dete、以及偏光板pl。滤色器cf配置在透明绝缘基板15上。滤色器cf被外覆层oc覆盖。检测电极dete配置于透明绝缘基板15的外侧(滤色器cf的相反侧)的主面上。检测电极dete在与共用电极come所延伸的方向(第1方向)大致正交的方向(第2方向)上延伸,并且在第1方向上多个配置成并列的条纹状。检测电极dete例如由ito或izo等透明电极材料形成。偏光板pl配置在检测电极dete上(与透明绝缘基板15的滤色器cf相反的一侧)。

图5b是用于说明上述的共用电极come与检测电极dete的一构成例的图。在第1实施方式的液晶显示装置中,触摸驱动器tpic与显示器驱动器ddi协作,从而向共用电极come输入驱动脉冲tx,并从检测电极dete获得检测脉冲rx。显示器驱动器ddi输出驱动脉冲tx,触摸驱动器tpic根据输入了驱动脉冲tx的共用电极come的位置和检测脉冲rx的波形来掌握手指的接触位置。这里,触摸位置的计算能够以由未图示的外部装置进行的方式构成。

图6是用于说明第1实施方式的液晶显示装置的相互检测方式的驱动方法的图。

图6a中示出了共用电极come的驱动单位电极tu。驱动单位电极tu1、···tun分别由连续的多个条纹状共用电极come构成。如上述那样,影像显示所使用的共用电极come也被作为触摸位置检测用的驱动电极而共用,因此通过分时(timesharing)来驱动影像显示动作与触摸位置检测动作。

在图6b所示的驱动方式中,由多个单元构成1帧期间。1单元内被分割为显示影像的期间与检测触摸位置的期间。分割出的影像显示期间与分割出的触摸位置检测期间交替重复,构成1帧期间。即,对于多个影像显示行执行了与选择rgb的3色的信号(selr/g/b)对应地输出每个颜色的影像信号(sign)的动作之后,执行向驱动单位电极tu(多个条纹状共用电极come)输入驱动脉冲tx的相互检测动作。然后,对于分割出的多个影像显示行与多个驱动单位电极tu(tu1、···、tun),依次反复执行上述的动作。

接着,对第1实施方式的液晶显示装置所使用的移位寄存器的构成与动作进行说明。

图7是表示在第1实施方式的液晶显示装置中使用的移位寄存器的研究之前研究出的移位寄存器的构成的示意图。

移位寄存器30由级联连接的多级单位寄存器电路31构成。各级的单位寄存器电路31依次向次级的单位寄存器电路31传送与作为脉冲信号的时钟信号ck1~ck4同步地输入的触发信号st,并且与该传送动作同步地依次输出作为脉冲信号的栅极信号g1~gn。

移位寄存器30采用以4相的时钟信号ck1~ck4驱动的构成,从各时钟信号ck1~ck4分别依次输出1h(1水平驱动期间)宽度的脉冲。即,时钟信号ck1~ck4以4h(4水平驱动期间)为周期反复产生。具体而言,时钟信号以ck1、ck2、ck3、ck4、ck1、···的顺序生成,并供给到各级的单位寄存器电路31。各级的单位寄存器电路31与多个相的时钟信号中的2个相位的时钟信号建立了对应。

在图7中,在表示单位寄存器电路31的四边形模块的左侧设置有与输入输出信号对应的3个信号端子。以从初级的单位寄存器电路31起第j个单位寄存器电路31(j)为例,对连接于上述3个信号端子的输入输出信号进行说明。上位置的信号端子被输入来自前级的单位寄存器电路31(j-1)的输出信号(栅极信号g)。在单位寄存器电路31(j)是初级的电路的情况下,上位置的信号端子被输入触发信号st。从中位置的信号端子输出作为输出信号的栅极信号g。该输出信号成为向次级的单位寄存器电路31(j+1)的输入信号。下位置的信号端子被输入来自设于2级后的单位寄存器电路31(j+2)的输出信号。

在表示单位寄存器电路31的四边形模块的右侧设置有与时钟信号对应的2个信号端子。若将4个时钟信号设为ck1、ck2、ck3、ck4,则例如在上位置的信号端子处,初级、2级、3级···的单位寄存器电路31分别被输入时钟信号ck1、ck2、ck3、ck4、ck1···。而且,在下位置的信号端子处,初级、2级、3级···的单位寄存器电路31分别被输入从上位置的时钟信号起前进两个的时钟信号ck3、ck4、ck1、ck2、ck3···。

此外,用于使移位寄存器30动作的触发信号st、时钟信号ck1~ck4由具备驱动ic芯片的控制器2输出。电源电压(高电压vgh、低电压vgl)由未图示的供电部输出。

图8是在第1实施方式的液晶显示装置中使用的移位寄存器的研究之前研究出的单位寄存器电路31的电路图。图8示出了第n级的单位寄存器电路31。

单位寄存器电路31包含n沟道的晶体管t1、t2、t5、t8、t9、t10、t11以及电容器c1、c2而构成。这些各晶体管是使用了氧化物半导体的tft。另外,这些n沟道的各晶体管在对栅极端子施加了h(high)电平的电压时接通(源极-漏极端子间电导通),在施加了l(low)电平的电压时断开(源极-漏极端子间电切断)。

第n级的单位寄存器电路31具有输出第n级的栅极信号gn的输出端子out。另外,作为被输入时钟信号的两个输入端子而具备in1、in2,作为输入表示输出动作期间的开始时的触发信号的输入端子而具备in3,作为输入表示结束时的触发信号的输入端子而具备in4。输入端子in1被输入时钟信号(这里为ck1),输入端子in2被输入时钟信号(这里为ck3)。输入端子in3被从作为前级的第(n-1)级的单位寄存器电路31输入栅极信号g(n-1),输入端子in4被从作为后级的第(n+2)级的单位寄存器电路31输入栅极信号g(n+2)。此外,第1级的单位寄存器电路31的输入端子in3被从控制器输入触发信号st。

晶体管t1、t2、t5以及电容器c1构成从输出端子out输出栅极信号gn作为驱动信号的输出电路。晶体管t1作为保持电路发挥功能,其漏极与栅极被电连接(二极管连接),使与晶体管t5的栅极电连接的节点a保持栅极信号g(n-1)的高电压。晶体管t1在输入端子in3被输入第(n-1)级的栅极信号g(n-1)时将节点a保持为h电平。

晶体管t2作为使低电源电压vgl(这里是vgl1)向节点a的供给接通或断开的开关元件而发挥功能。晶体管t2的栅极被连接于输入端子in4,若输入端子in4被输入第(n+2)级的栅极信号g(n+2),则晶体管t2接通,向节点a供给低电源电压vgl1而将节点a设定为l电平。

晶体管t5的漏极与输入端子in1连接,源极与输出端子out连接。在晶体管t5的栅极与源极之间连接着电容器c1。晶体管t5在节点a成为h电平的期间(输出动作期间)接通,在该期间内从输入端子in1获取作为时钟信号ck1输出的时钟脉冲,并作为栅极信号gn向输出端子out输出。

在输出端子out,除了上述的晶体管t5之外还连接着晶体管t8、t9。晶体管t8、t9分别是使低电源电压vgl1向输出端子out的供给接通或断开的输出端子开关。晶体管t8将漏极连接于输出端子out,源极被供给低电源电压vgl1。晶体管t8根据来自连接于栅极的输入端子in2的时钟信号ck3的电位来控制接通/断开。晶体管t9将漏极连接于输出端子out,源极被供给低电源电压vgl1。晶体管t9根据连接于栅极的节点b的电位来控制接通/断开。

晶体管t10作为使低电源电压vgl1向节点a的供给接通或断开的开关元件而发挥功能。晶体管t10的栅极连接于节点b,根据连接于栅极的节点b的电位来控制接通/断开。晶体管t11作为使低电源电压vgl1向节点b的供给接通或断开的开关元件而发挥功能。晶体管t11的栅极连接于节点a,若节点a被设定为h电平,则节点b被设定为l电平。

在输入端子in1与节点b之间连接着电容器c2。在第n级的单位寄存器电路31未向输出端子out输出栅极信号gn的状态下,在输入端子in1被输入了时钟信号ck1的情况下,经由电容器c2而增高节点b的电位、使晶体管t10动作,使节点a的电位保持为低电源电压vgl1的电位。

接着,对图8所示的单位寄存器电路31的动作进行说明。

构成移位寄存器的单位寄存器电路31依次产生作为栅极信号g的输出脉冲。若第n级的单位寄存器电路31的输入端子in3被从前级输入了h电平的栅极信号g(n-1),则由于晶体管t1被进行了二极管连接,因此晶体管t1的源极端子、即节点a的电位保持h电平。其结果,晶体管t5接通。在节点a为h电平的状态下,晶体管t11接通,节点b被供给低电源电压vgl1,节点b的电位成为l电平而晶体管t9、t10断开。

在处于上述的状态的期间(输出动作期间)内,输出端子out的电位根据时钟信号ck1而决定。即,若向输入端子in1输入时钟信号ck1的h电平的脉冲,则通过自举(bootstrapping)效应,经由连接于晶体管t5的源极-栅极间的电容器c1,节点a的电位进一步上升。然后,在输出端子out产生h电平的栅极信号g(n)。

第(n+1)级的单位寄存器电路31输入该第n级的栅极信号g(n),与第n级相同地动作,与时钟信号ck2的脉冲同步地产生栅极信号g(n+1)。进而,第(n+2)级的单位寄存器电路31与时钟信号ck3的脉冲同步地产生栅极信号g(n+2)。

在第n级的单位寄存器电路31中,若从第(n+2)级向输入端子in4输入h电平的栅极信号g(n+2),则晶体管t2接通,节点a被供给低电源电压vgl1,节点a再次成为l电平。同时,通过向输入端子in2输入的时钟信号ck3的脉冲,晶体管t8接通,晶体管t5的源极被供给低电源电压vgl1,电容器c1的两端的电位均成为l电平。在该状态下,输出端子out的电位被设定为低电源电压vgl1所赋予的l电平。

此外,在输出动作期间以外,也对t5的漏极施加时钟信号ck1的脉冲,该脉冲经由t5的栅极-漏极间电容而发挥提高节点a的电位的作用。晶体管t10在输出动作期间以外的期间,向栅极端子施加节点b的h电平而成为接通状态,向节点a供给低电源电压vgl1,从而防止上述的节点a的电位的上升(浮置电位的增加)。

图9是用于说明在第1实施方式的液晶显示所使用的移位寄存器的研究之前研究出的单位寄存器电路31中的电流泄漏的图。这里说明的内容如上述那样是如下情况:在暂时停止扫描线的驱动的期间内,由于从晶体管泄漏电流,因此不能再次开始扫描线的驱动,扫描线的驱动停止。

在图9中,关于第1级~第3级的这3个单位寄存器电路31,示出了按照每个时刻(t0、t1、t2···)的、输入输出信号(st、ck1~ck4、g1~g3)推移以及节点a电位的变化。

在时刻t0,若控制器2输出触发信号st,则输入了触发信号st的第1级的单位寄存器电路31的节点a的电位成为h电平。在时刻t1,若控制器2输出时钟信号ck1,则通过自举效应,节点a的电位进一步上升。由此,输出无电位降低的时钟信号ck1作为栅极信号g1。

另一方面,在时刻t1,输入了栅极信号g1的第2级的单位寄存器电路31的节点a的电位成为h电平。在时刻t2,若控制器2输出时钟信号ck2,则通过自举效应,节点a的电位进一步上升。由此,输出无电位降低的时钟信号ck2作为栅极信号g2。

在时刻t2,输入了栅极信号g2的第3级的单位寄存器电路31的节点a的电位成为h电平。在该状态下,扫描停止期间开始,因此扫描线的驱动暂时停止。因此,栅极信号g2成为l电平之后,在扫描停止期间,节点a被置于浮置状态。由于单位寄存器电路31的晶体管由单沟道构成,因此从节点a经由晶体管t2、t10、t11产生泄漏电流。其结果,节点a的电位在扫描停止期间如图中实线所示那样减少。

在扫描停止期间结束的时刻t3,控制器2输出时钟信号ck3。在未产生泄漏,且单位寄存器电路31的节点a的电位维持h电平的状态(图中的虚线所示的状态)下,输出基于自举效应的、无电位降低的时钟信号ck3,作为栅极信号g3。但是,在产生泄漏而单位寄存器电路31的节点a的电位降低的状态(图中的实线所示的状态)下,不从第3级的单位寄存器电路31输出栅极信号g3,因此扫描线的驱动动作不会再次开始,显示动作停止。

接着,对第1实施方式的液晶显示装置进行说明。

图10是表示第1实施方式的液晶显示装置中使用的移位寄存器的构成的示意图。在图10中,以简化的形态示出了图7所示的移位寄存器的构成。

关于使用于第1实施方式的液晶显示装置的移位寄存器,在扫描停止期间即将开始之前驱动扫描线的单位寄存器电路31、以及扫描停止期间刚结束之后驱动扫描线的单位寄存器电路31之间,具备不驱动扫描线的虚拟的单位寄存器电路31。即,单位寄存器电路31相互之间的时钟信号(ck1~ck4)、栅极信号g等的连接形态与图7所示的连接形态相同,但作为虚拟部而设定的单位寄存器电路的输出不与扫描线连接。

即,在图10所示的移位寄存器中,第1级以及第2级的单位寄存器电路31的输出信号分别作为栅极信号g1以及栅极信号g2而驱动扫描线,但第3级的单位寄存器电路31的输出信号不驱动扫描线。而且,第4级以及第5级的单位寄存器电路31的输出信号作为栅极信号g3以及栅极信号g4而驱动扫描线。

第1实施方式的液晶显示装置中使用的移位寄存器的单位寄存器电路31的电路构成无论是否为虚拟部,都与图8所示的电路构成相同。因此,省略其详细的说明。

图11是表示第1实施方式的液晶显示装置的移位寄存器的动作的时序图。在图11中,关于第1级~第4级的包含一个虚拟部的4个单位寄存器电路31,示出了按照每个时刻(t0、t1、t2···)的、输入输出信号(st、ck1~ck4、g1~g3)推移以及节点a电位的变化。

在时刻t0,若控制器2输出触发信号st,则被输入了触发信号st的第1级的单位寄存器电路31的节点a的电位成为h电平。在时刻t1,若控制器2输出时钟信号ck1,则通过自举效应,节点a的电位进一步上升。由此,输出无电位降低的时钟信号ck1作为栅极信号g1。

另一方面,在时刻t1,被输入了栅极信号g1的第2级的单位寄存器电路31的节点a的电位成为h电平。在时刻t2,若控制器2输出时钟信号ck2,则通过自举效应,节点a的电位进一步上升。由此,输出无电位降低的时钟信号ck2作为栅极信号g2。

在时刻t2,被输入了栅极信号g2的第3级(虚拟部)的单位寄存器电路31的节点a的电位成为h电平。在该状态下,扫描停止期间开始,扫描线的驱动暂时停止。在时刻t3,若控制器2输出在扫描停止期间保持h电平的时钟信号ck3,则通过自举效应,节点a的电位进一步上升。因此,无电位降低的时钟信号ck3被作为虚拟信号dummy而输出。另外,在时刻t3,被输入了虚拟信号dummy的第4级的单位寄存器电路31的节点a的电位成为h电平。

此外,由于时钟信号ck3在扫描停止期间保持了h电平,因此可在扫描停止期间抑制第3级(虚拟部)的单位寄存器电路31的节点a的泄漏电流所导致的电位的减少(图中的实线所表示的状态)。另外,也抑制了伴随着泄漏电流所导致的节点a的电位降低的、虚拟信号dummy的电位的降低(图中的实线所表示的状态)。其结果,也抑制了扫描停止期间内的第4级的单位寄存器电路31的节点a的电位的降低。

在扫描停止期间结束后的时刻t4,若控制器2输出时钟信号ck4,则第4级的单位寄存器电路31的节点a的电位通过自举效应而进一步上升。由此,无电位降低的时钟信号ck4被输出到栅极信号g3,能够再次开始显示动作。

根据第1实施方式,在扫描停止期间即将开始之前驱动扫描线的单位寄存器电路31、以及扫描停止期间刚结束之后驱动扫描线的单位寄存器电路31之间,具备不驱动扫描线的虚拟的单位寄存器电路31,虚拟电路构成为在扫描停止期间持续将h电平的信号向次级的单位寄存器电路31输出,由此能够在扫描停止期间结束后再次开始扫描驱动。

[单位寄存器电路的变形]

图12是表示第1实施方式的液晶显示装置中使用的单位寄存器电路31的变形的电路图的图。在上述的单位寄存器电路31的电路中追加了电路a以及/或者电路b。此外,在图12中,以通过时钟ck1输出栅极信号gn的单位寄存器电路31为例进行说明。

在电路a中,晶体管t4追加设置于单位寄存器电路31。晶体管t4的漏极与晶体管t2的漏极(节点a)连接,晶体管t4的源极与晶体管t2的源极连接而被供给(低电源电压vgl1)。而且,晶体管t4的栅极经由输入端子in7被从第(n-2)级的单位寄存器电路31输入栅极信号g(n-2)。

通过设置该电路a,在从第(n-1)级的单位寄存器电路31向输入端子in4输入使节点a为h电平的栅极信号g(n-1)之前,将栅极信号g(n-2)输入到输入端子in7,从而能够使节点a复位为l电平,因此能够实现稳定的电路动作。

在电路b中,晶体管t6以及/或者晶体管t7被追加设置于单位寄存器电路31。晶体管t6(t7)的漏极与晶体管t8的漏极(输出端子out)连接,晶体管t6(t7)的源极与晶体管t8的源极连接而被供给低电源电压vgl1。而且,晶体管t6(t7)的栅极被经由输入端子in6(in5)输入时钟信号ck2(ck4)。

通过设置该电路b,能够除了输入时钟信号ck1的时刻、即输出栅极信号g(n)的时刻以外将输出端子out的电位复位为l电平,因此能够实现稳定的电路动作。

[第2实施方式]

在第2实施方式中与第1实施方式不同点在于,设于虚拟电路的次级的单位寄存器电路31构成为,对向自身的电路内获取虚拟信号dummy的定时进行限制。对与第1实施方式相同、同样的部位标注相同的附图标记而省略其详细的说明。

图13是表示第2实施方式的液晶显示装置中使用的移位寄存器的构成的示意图。在图13中,与图10相同地以简化的形态示出了图7所示的移位寄存器的构成。

第2实施方式的液晶显示装置中使用的移位寄存器与第1实施方式同样,在扫描停止期间即将开始之前驱动扫描线的单位寄存器电路31、以及扫描停止期间刚结束之后驱动扫描线的单位寄存器电路31之间,具备不驱动扫描线的虚拟的单位寄存器电路31。另外,在第2实施方式中,具备新追加的时钟信号(cko1~cko4)。该时钟信号(cko1~cko4)是经由输入端子in1而施加于晶体管t5的漏极的信号。

图14是第2实施方式的液晶显示装置中的、设于虚拟电路的次级的单位寄存器电路31的电路图。在该单位寄存器电路31的电路中,若与图8所示的电路比较,则电路c以及电路d所示的部分不同。此外,图14所记载的时钟信号的名称是后述的图15所示的时序图所对应的名称。

在电路c中,晶体管t13设于输入端子in3与晶体管t1之间。即,晶体管13的漏极与输入端子in3连接,源极与晶体管t1的漏极连接。而且,晶体管t13的栅极被输入时钟信号ck3。

在电路c中,在晶体管t13接通的情况下,若前级的输出信号g成为h电平,则节点a被保持为h电平。但是,在晶体管t13断开的情况下,即使前级的输出信号g成为h电平,节点a也不被保持为h电平。因此,通过设置电路c,能够控制是否获取从输入端子in3输入的前级的输出信号g。

在电路d中,晶体管t12取代图12所示的晶体管t2地设置。即,晶体管t12的漏极与节点a连接,源极被输入低电源电压vgl1。而且,晶体管t12的栅极被输入时钟信号ck2来取代2级后的栅极信号g。因此,通过设置电路d,能够简化移位寄存器的构成。

图15是表示第2实施方式的液晶显示装置的移位寄存器的动作的时序图。在图15中,关于第1级~第4级的包含一个虚拟部的4个单位寄存器电路31,示出了按照每个时刻(t0、t1、t2···)的、输入输出信号(st、ck1~ck4、cko1~cko4、g1~g3)推移以及节点a电位的变化。

在时刻t0,若控制器2输出触发信号st,则输入了触发信号st的第1级的单位寄存器电路31的节点a的电位成为h电平。在时刻t1,若控制器2输出(与时钟信号ck1相同的)时钟信号cko1,则通过自举效应,节点a的电位进一步上升。由此,输出无电位降低的时钟信号cko1作为栅极信号g1。

另一方面,在时刻t1,输入了栅极信号g1的第2级的单位寄存器电路31的节点a的电位成为h电平。在时刻t2,若控制器2输出(与时钟信号ck2相同的)时钟信号cko2,则通过自举效应,节点a的电位进一步上升。由此,输出无电位降低的时钟信号cko2作为栅极信号g2。

在时刻t2,被输入了栅极信号g2的第3级(虚拟部)的单位寄存器电路31的节点a的电位成为h电平。在该状态下,扫描停止期间开始,扫描线的驱动暂时停止。在时刻t3,若控制器2输出在扫描停止期间保持h电平的时钟信号cko3,则通过自举效应,节点a的电位进一步上升。因此,无电位降低的时钟信号cko3被作为虚拟信号dummy而输出。在第4级的单位寄存器电路31中,由于晶体管t13断开,因此即使虚拟信号dummy成为h电平,节点a也不会保持为h电平,而是维持l电平。

在扫描停止期间结束的稍微靠前的定时且泄漏导致的电位降低较少的定时,控制器2使时钟信号ck3为h电平。在第4级的单位寄存器电路31中,晶体管t13接通,从而晶体管t1接通,节点a被保持为h电平。然后,在扫描停止期间结束的时刻,控制器2使时钟信号ck3、cko3断开。

由于时钟信号cko3保持了h电平,因此抑制了在扫描停止期间内第3级(虚拟部)的单位寄存器电路31的节点a由泄漏电流所导致的电位的减少(图中的实线所示的状态)。另外,也抑制了泄漏电流所导致的虚拟信号dummy的电位降低(图中的实线所示的状态)。其结果,也抑制了扫描停止期间内的、第4级的单位寄存器电路31的节点a的电位的降低。但是,在扫描停止期间为长时间时,担心因泄漏电流所导致的虚拟信号dummy的电位降低而使得第4级的单位寄存器电路31的节点a的电位的降低进展。因此,在第2实施方式中,在扫描停止期间结束之前、并且是虚拟信号dummy的电位降低较少的时刻,通过将第4级的单位寄存器电路31的节点a保持为h电平,从而抑制节点a的电位的降低(图中的实线所示的状态)。

在扫描停止期间结束后的时刻t5,若控制器2输出时钟信号cko4,则第4级的单位寄存器电路31的节点a的电位通过自举效应而进一步上升。由此,输出电位降低较少的栅极信号g3,能够再次开始显示动作。

根据第2实施方式,构成为在扫描停止期间即将开始之前驱动扫描线的单位寄存器电路31、以及扫描停止期间刚结束之后驱动扫描线的单位寄存器电路31之间,具备不驱动扫描线的虚拟的单位寄存器电路31,在扫描停止期间结束之前且虚拟信号dummy的电位降低较少的定时(扫描停止期间结束之前且虚拟信号dummy的泄漏所导致的电位变化量较少的定时),h电平的信号被次级的单位寄存器电路31获取,从而能够在扫描停止期间结束后再次开始扫描驱动。

[第3实施方式]

在第3实施方式中,构成为在虚拟电路的次级进一步设置虚拟电路,但与第1实施方式以及第2实施方式不同。对与第1实施方式或者第2实施方式相同、同样的部位标注相同的附图标记而省略其详细的说明。

在第1实施方式以及第2实施方式中,通过虚拟电路的输出电压而设定了次级的单位寄存器电路31的节点a的电位。然而,即使能够再次开始扫描驱动,若虚拟电路的输出电压过度下降,则栅极线驱动波形成为畸变的波形,成为显示不良的原因。因此,在第3实施方式中,在虚拟电路的次级进一步设置虚拟电路,通过对栅极线驱动波形进行整形,避免显示不良的产生。

图16是表示第3实施方式的液晶显示装置中使用的移位寄存器的构成的示意图。在图16中,与图10相同,用简化的形态示出了图7所示的移位寄存器的构成。

第3实施方式的液晶显示装置中使用的移位寄存器在扫描停止期间即将开始之前驱动扫描线的单位寄存器电路31、与扫描停止期间刚结束之后驱动扫描线的单位寄存器电路31之间,具备前级与后级这样2级不驱动扫描线的虚拟的单位寄存器电路31。另外,与第2实施方式相同,作为时钟信号,具备两种时钟信号(ck1~ck4、cko1~cko4)。

图17是第3实施方式的液晶显示装置中的、设于后级虚拟电路的单位寄存器电路31的电路图。图17所示的单位寄存器电路31的电路与设于图14所示的虚拟电路的后级的单位寄存器电路31相同,因此省略其详细的说明。在第3实施方式中,控制器2输出时钟信号(ck1~ck4、cko1~cko4)而如下那样控制移位寄存器。

控制器2输出在扫描停止期间的规定期间保持h电平的时钟信号cko3。由此,在前级虚拟电路的单位寄存器电路31中,通过自举效应,节点a的电位进一步上升。因此,输出无电位降低的虚拟信号dummy。在图17所示的后级虚拟电路的单位寄存器电路31中,由于晶体管t13断开,因此即使来自前级虚拟电路的虚拟信号dummy成为h电平,节点a也不会保持为h电平,而是维持l电平。

在扫描停止期间结束的稍微靠前的定时且虚拟信号dummy的电位降低较少的定时(扫描停止期间结束稍微靠前的定时且虚拟信号dummy的泄漏所导致电位变化量较少的定时),控制器2使时钟信号ck3为h电平。在后级虚拟电路的单位寄存器电路31中,晶体管t13接通从而晶体管t1接通,节点a被保持为h电平。然后,在扫描停止期间结束的时刻,控制器2使时钟信号ck3、cko3断开。

接着,控制器2使时钟信号cko4接通。由此,在后级虚拟电路的单位寄存器电路31中,通过自举效应,节点a的电位进一步上升。因此,无电位降低的(进行了波形整形的)时钟信号cko4作为虚拟信号dummy被输出到第5级的单位寄存器电路31。这之后的动作与第1实施方式相同,因此省略其详细的说明。

根据第3实施方式,能够在虚拟电路的次级进一步设置虚拟电路来对栅极线驱动波形进行整形,因此能够避免显示不良的产生。

[第4实施方式]

在第4实施方式中,单位寄存器电路31构成为,在扫描停止期间中,来自节点a的泄漏变少,但与第1实施方式~第3实施方式不同。对与第1实施方式~第3实施方式相同、同样的部位标注相同的附图标记而省略其详细的说明。

图18是第4实施方式的液晶显示装置中的单位寄存器电路31的电路图。图19是表示向第4实施方式的液晶显示装置中的单位寄存器电路31供给的电源电位以及时钟信号的电位的范围(range)的图。在该单位寄存器电路31中,若与图14所示的第2实施方式的电路比较,则在图19中,被圈起的低电源电压vgl2的电位以及时钟信号的电位的值不同。

具体而言,时钟信号(cko1~cko4)为16.5v/-9.5v,相对于此,将时钟信号(ck1~ck4)设定为16.5v/-13.5v这样更低的低电位。另外,向晶体管t8、t9的源极供给的vgl1的电位为-9.5v,相对于此,将向晶体管t10、t11、t1、t13的源极供给的vgl2的电位设定为-11.5v这样更低的电位。

晶体管t5即使因形式(例如耗尽型)而导致栅极·源极间电压vgs为0v时,也存在在源极·漏极间流过电流的情况。产生该泄漏的结果是,担心耗电变多,节点的电位偏离设想的电位,从而导致移位寄存器不再工作。在第4实施方式中,赋予晶体管t5的源极电位是vgl1的电位为-9.5v,赋予栅极电位的vgl2为-11.5v,从而将栅极·源极间电压vgs设定为负的值,因此能够减少泄漏电流。

同样,关于晶体管t8,赋予源极电位的vgl1的电位为-9.5v,赋予栅极电位的时钟信号的电位ck2为-13.5v,从而使栅极·源极间电压vgs成为负的值。关于晶体管t12,赋予源极电位的vgl2的电位为-11.5v,赋予栅极电位的时钟信号的电位ck2为-13.5v,从而使栅极·源极间电压vgs成为负的值。

由此,移位寄存器的栅极驱动信号断开时(非驱动时)的、生成该栅极信号的输出晶体管(t5)的vgs、向上述输出晶体管的栅极供给断开时的电压的开关晶体管(t12)的vgs被设定为不会流过泄漏电流的值。

以上,根据说明过的各实施方式,在具备由单沟道的晶体管构成的扫描线驱动器的显示装置中,即使在暂时停止了扫描线驱动动作的情况下,也能够再次开始扫描线的驱动。

此外,在上述的各实施方式中,说明了由nmos晶体管构成的移位寄存器,但即使是由pmos晶体管构成的移位寄存器,也能够获得相同的效果。另外,在上述的各实施方式中,记载了应用于栅极线驱动器的实施例,但并不限定于该实施例,当然能够应用于使用移位寄存器的所有装置、设备。

例如,以使用了ips(in-planeswitching)模式、ffs(fringe-fieldswitching)模式等横电场方式的液晶的面板为例,但并不限定于该形态,也能够应用于使用了tn(twistednematic)模式、ocb(opticallycompensatedbend)模式等纵电场方式的液晶的面板。而且,也能够应用于使用了有机el的面板。

本领域技术人员能够基于作为本发明的实施方式的上述显示装置来适当进行设计变更并实施而得到的全部的显示装置,只要包含本发明的主旨,就属于本发明的范围中。

在本发明的思想范畴中,只要是本领域技术人员,就能够想到各种变更例以及修正例,关于这些变更例以及修正例,也应理解属于本发明的范围。例如,本领域技术人员对于上述各实施方式适当进行了构成要素的追加、删除或设计变更后的方案,或进行了工序的追加、进行省略或条件变更后的方案,只要具备本发明的主旨,就包含在本发明的范围中。

另外,应了解的是,对于由第1实施方式中叙述的形态所带来的其他的作用效果,根据本说明书的记载是显而易见的作用效果,或者关于本领域技术人员能够适当想到的作用效果,当然是由本发明带来的。

通过上述实施方式所公开的多个构成要素的适当的组合,能够形成各种发明。例如,也可以从实施方式所示的全部构成要素中删除几个构成要素。而且,也可以适当地组合不同的实施方式所涉及的构成要素。

尽管已经描述了某些实施例,但是这些实施例仅以示例的方式呈现,并不旨在限制本发明的范围。实际上,这里描述的新的方法和系统可以体现为各种其他形式;此外,在不脱离本发明的精神的情况下,可以对这里描述的方法和系统的形式进行各种省略、替换和改变。所附权利要求书及其等同物旨在覆盖落入本发明的范围和精神内的这些形式或修改。

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