説明

両方向性電圧安定化を提供するディスプレイ装置

【課題】小型化可能な、両方向性安定化メカニズムを有するLCD装置等を提供する。
【解決手段】LCD装置は、複数のゲートラインと、対応するゲートラインを駆動する複数のシフトレジスタとを有する。各シフトレジスタは第1回路及び第2回路を有する。第1回路は、対応するゲートラインの第1の側に配置されており、パルス発生器と、第1W/L比を有する第1トランジスタとを有する。パルス発生器は、ノードで得られる電圧に従って駆動信号を供給し、一方、第1トランジスタはノードの電圧レベルを保つ。第2回路は、対応するゲートラインの第2の側に配置されており、第2W/L比を有する第2トランジスタを有する。第2トランジスタは、対応するゲートラインの第2の側からの駆動信号の電圧レベルを保つ。第1W/L比は第2W/L比より小さく、第1回路は第2回路より大きい空間を占有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ディスプレイ装置、より具体的には、両方向性電圧安定化メカニズムを有する液晶ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶ディスプレイ(LCD)装置は、低輻射、薄型及び低電力消費を特徴とし、徐々に従来の陰極線管ディスプレイ(CRT)装置に取って代わりつつあり、例えばノートブック型コンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、フラットパネル型テレビ受像機、又は携帯電話機等の電子機器で幅広く用いられている。従来のLCD装置は、外部駆動チップを用いてパネルの画素を駆動することで画像を表示する。素子の数を減らし且つ製造費用を削減するために、ゲート・オン・アレイ(GOA)技術が開発されている。この技術では、ゲートドライバは、画素が配置されているパネル上に直接に製造される。
【0003】
図1を参照すると、関連技術のLCD装置100の上面図が示されている。LCD装置100はGOA技術を用いて製造されており、表示領域180及び非表示領域190を有する。シフトレジスタ110、ソースドライバ130、クロック発生器140及び電源150は、非表示領域190に配置され、画像を表示するために表示領域180にある画素(図1には図示せず。)を駆動する。
【0004】
図2を参照すると、LCD装置100の略ブロック図が示されている。図2は、単に、表示領域180に配置されている複数のゲートラインGL(1)〜GL(N)と、非表示領域190に配置されているシフトレジスタ110、クロック発生器140、及び電源150とを含む、LCD装置100の部分構造を表す。クロック発生器140は、シフトレジスタ110を動作させるための開始パルス信号VST及びクロック信号CLK1〜CLKmを供給することができる。電源150は、シフトレジスタ110を動作させるためのバイアス電圧VSSを供給することができる。シフトレジスタ110は、複数の直列結合されているシフトレジスタユニットSR(1)〜SR(N)を有する。シフトレジスタユニットは、夫々、パルス発生器PG(1)〜PG(N)及び低レベル安定化装置LLS(1)〜LLS(N)を有する。シフトレジスタユニットSR(1)〜SR(N)の出力端は、夫々、対応するゲートラインGL(1)〜GL(N)の第1端L(1)〜L(N)に結合されている。クロック信号CLK1〜CLKm及び開始パルス信号VSTに基づいて、シフトレジスタ110は、ゲート駆動信号GS(1)〜GS(N)を、夫々、シフトレジスタユニットSR(1)〜SR(N)を介して対応するゲートラインGL(1)〜GL(N)に順次に出力することができる。
【0005】
図3を参照すると、複数のシフトレジスタユニットSR(1)〜SR(N)の中の関連技術のn段目シフトレジスタユニットSR(n)が表されている。なお、nは、1からNの間の整数である。シフトレジスタユニットSR(n)は、パルス発生器PG(n)及び低レベル安定化装置LLS(n)を有する。シフトレジスタユニットSR(n)の入力端は、前段のシフトレジスタユニットSR(n−1)の出力端に結合されている。シフトレジスタユニットSR(n)の出力端は、ゲートラインGL(n)の第1端L(n)に結合されている。
【0006】
パルス発生器PG(n)はトランジスタT1、T2、T9及びT10を有し、クロック信号CLKnと、前段のシフトレジスタユニットSR(n−1)から送信されたゲート駆動信号GS(n−1)とに基づいてゲート駆動信号GS(n)を生成することができる。低レベル安定化装置LLS(n)は、トランジスタT3、T4及びT11〜T14を有する。トランジスタT11〜T14は、クロック信号CLKn及びノードQ(n)の電圧レベルに基づいてトランジスタT3及びT4のゲートへの制御信号を出力することができるプルダウン制御回路11を形成する。従って、各自のゲート電圧に基づいて、トランジスタT3は、ノードQ(n)と低レベルバイアス電圧VSSとの間の信号伝送経路を制御することができ、一方、トランジスタT4は、ゲートラインGL(n)の第1端L(n)と低レベルバイアス電圧VSSとの間の信号伝送経路を制御することができる。
【0007】
図1に示されるように、シフトレジスタユニットSR(n)のパルス発生器PG(n)及び低レベル安定化装置LLS(n)はいずれも、非表示領域190内であって且つ表示領域180に対して同じ側に配置される。シフトレジスタユニットSR(n)の出力期間の間、関連技術のLCD装置100のゲートラインGL(n)は、第1端L(n)で、パルス発生器PG(n)によって生成されたゲート駆動信号GS(n)を受信する。シフトレジスタユニットSR(n)の出力期間を除く他の期間の間、関連技術のLCD装置100におけるゲートラインGL(n)の電圧レベルは、低レベル安定化装置LLS(n)のトランジスタT3及びT4を用いて保たれる。関連技術のLCD装置100は、単方向性電圧安定化構造を導入する。この構造で、ノードQ(n)は、ターンオンしたトランジスタT3を介して低レベルバイアス電圧VSSにプルダウンされ、それによって、トランジスタT2をオフし、ゲートラインGL(n)の第1端L(n)がクロック信号CLKnによって影響を及ぼされることを防ぐ。一方、ゲートラインGL(n)の第1端L(n)は、ターンオンしたトランジスタT4を介して低レベルバイアス電圧VSSにプルダウンされ、それによって、信号入力側から低レベルにゲート駆動信号GS(n)を保つ。
【0008】
LCD装置の駆動回路で、トランジスタのチャネル幅/長さ比は、どれくらい大きい駆動が必要とされるかに基づいて決定される。大きいチャネル幅/長さ比を有するトランジスタほど高い駆動能力を提供するが、占有する回路空間は大きくなる。一般に、プルダウン回路11は、チャネル幅/長さ比が小さいトランジスタT11〜T14を導入し、トランジスタT3の制御信号を生成するための十分な駆動を提供することができる。従って、LCD装置で小型化又はリム縮減を行う場合に、パネルサイズに対する主な影響は、主として、トランジスタT1〜T4のチャネル幅/長さ比W/L1〜W/L4に因る。
【0009】
関連技術のLCD装置100で、パルス発生器PG(n)はトランジスタT1により入力信号を受信し、ゲートラインGL(n)を駆動するためのゲート駆動信号GS(n)をトランジスタT2により出力するので、トランジスタT2は、トランジスタT1よりもずっと高い駆動能力を提供する必要がある。低レベル安定化装置LLS(n)はトランジスタT3によりノードQ(n)の電圧レベルを保ち、トランジスタT4により全体の出力の電圧レベルを保つので、トランジスタT4は、トランジスタT3よりずっと高い駆動能力を提供する必要がある。一般に、W/L1は約300であり、W/L2は約2000であり、W/L3は約40であり、W/L4は約300である。図3中のキャパシタCは、より大きいトランジスタT1の寄生キャパシタであってよい。
【0010】
図1に示されるように、表示領域の周囲の非表示領域は、駆動回路の位置にかかわらずダミー空間を有する。関連技術のLCD装置100は、単一方向性駆動及び安定化構造を導入する。この構造で、シフトレジスタユニットSR(n)のパルス発生器PG(n)及び低レベル安定化装置LLS(n)はいずれも、表示領域180に対して同じ側にある非表示領域190のダミー空間に配置される。トランジスタT1〜T4は大きな回路空間を占有するので、リム縮減は有効にLCD装置100で行われ得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】米国特許第7456913号明細書
【特許文献2】米国特許第6970274号明細書
【特許文献3】米国特許公開第2006/0061535号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、関連技術に伴う問題を鑑み、小型化可能な、両方向性安定化メカニズムを有するLCD装置及びシフトレジスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、両方向性安定化メカニズムを有するLCD装置であって、複数の並列ゲートラインが配置される表示領域と、第1領域及び第2領域を有し、前記第1領域及び前記第2領域は前記表示領域に対して対向する側に配置される非表示領域と、直列に結合される複数のシフトレジスタユニットを有し、該複数のシフトレジスタユニットのうち一のシフトレジスタユニットは前記複数のゲートラインの中の対応するゲートラインを駆動するシフトレジスタとを有するLCD装置を提供する。前記シフトレジスタユニットは、前記第1領域に配置される第1回路と、前記第2領域に配置される第2回路とを有する。前記第1回路は、入力信号に基づいて駆動信号を生成するパルス発生器であって、前記入力信号を受信する入力端、前記対応するゲートラインの第1端に結合され、前記駆動信号を出力する出力端、及びノードを有する前記パルス発生器と、第1制御信号に基づいて前記ノードの電圧レベルを保つ第1チャネル幅/長さ比を有する第1トランジスタであって、前記ノードに結合される第1端、第1電圧を受ける第2端、及び前記第1制御信号を受信する制御端を有する前記第1トランジスタとを有する。前記第2回路は、第2制御信号に基づいて前記対応するゲートラインの第2端での電圧レベルを保つ第2チャネル幅/長さ比を有する第2トランジスタであって、前記対応するゲートラインの前記第2端に結合される第1端、第2電圧を受ける第2端、及び前記第2制御信号を受信する制御端を有する前記第2トランジスタを有する。前記第1チャネル幅/長さ比は、前記第2チャネル幅/長さ比より小さく、前記第1回路のレイアウト面積は、前記第2回路のレイアウト面積より大きい。
【0014】
本発明は、更に、両方向性安定化メカニズムを提供し、且つ、複数の負荷を駆動するよう直列に結合される複数のシフトレジスタユニットを有するシフトレジスタを提供する。前記複数のシフトレジスタユニットのうち一のシフトレジスタユニットは、第1領域に配置される第1回路と、第2領域に配置される第2回路とを有する。前記第1回路は、入力信号に基づいて駆動信号を生成するパルス発生器であって、前記入力信号を受信する入力端、前記複数の負荷のうち対応する負荷の第1端に結合され、前記駆動信号を出力する出力端、及びノードを有する前記パルス発生器と、第1制御信号に基づいて前記ノードの電圧レベルを保つ第1チャネル幅/長さ比を有する第1トランジスタであって、前記ノードに結合される第1端、第1電圧を受ける第2端、及び前記第1制御信号を受信する制御端を有する前記第1トランジスタとを有する。前記第2回路は、第2制御信号に基づいて前記対応する負荷の第2端での電圧レベルを保つ第2チャネル幅/長さ比を有する第2トランジスタであって、前記対応する負荷の前記第2端に結合される第1端、第2電圧を受ける第2端、及び前記第2制御信号を受信する制御端を有する前記第2トランジスタを有する。前記第1チャネル幅/長さ比は、前記第2チャネル幅/長さ比より小さく、前記第1回路のレイアウト面積は、前記第2回路のレイアウト面積より大きい。
【0015】
本発明の上記の及び他の目的は、種々の図に表される望ましい実施形態についての以下の詳細な記載を読むことで、当然に、当業者に明らかになるであろう。
【発明の効果】
【0016】
本発明の実施形態によれば、小型化可能な、両方向性安定化メカニズムを有するLCD装置及びシフトレジスタを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】関連技術のLCD装置の上面図である。
【図2】関連技術のLCD装置の略ブロック図である。
【図3】関連技術のn段目シフトレジスタユニットを表す図である。
【図4】本発明に従うLCD装置の上面図である。
【図5】本発明に従うLCD装置の略ブロック図である。
【図6】本発明の第1実施例に従うLCD装置のn段目出力を表す図である。
【図7】本発明の第2実施例に従うLCD装置のn段目出力を表す図である。
【図8】本発明の第3実施例に従うLCD装置のn段目出力を表す図である。
【図9】本発明の第4実施例に従うLCD装置のn段目出力を表す図である。
【図10】本発明の実施例に従うLCD装置の動作を表す例となるタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図4を参照すると、本発明に従うLCD装置200の上面図が示されている。LCD装置200はGOA技術を用いて製造されており、表示領域280及び非表示領域290を有する。第1駆動回路210、第2駆動回路220、ソースドライバ230、クロック発生器240及び電源250は、非表示領域290に配置されている。第1駆動回路210及び第2駆動回路220は、表示領域280に対して対向する側に位置し、画像を表示するために表示領域280にある画素(図4には図示せず。)を駆動する。
【0019】
図5を参照すると、本発明に従うLCD装置200の略ブロック図が示されている。図5は、単に、表示領域280に配置されている複数のゲートラインGL(1)〜GL(N)と、非表示領域290に配置されている第1駆動回路210、第2駆動回路220、クロック発生器240、及び電源250とを含む、LCD装置200の部分構造を表す。クロック発生器240は、第1駆動回路210及び第2駆動回路220を動作させるための開始パルス信号VST及びクロック信号CLK1〜CLKmを供給することができる。電源250は、第1駆動回路210及び第2駆動回路220を動作させるためのバイアス電圧(例えば、VSS、VDD1又はVDD2)を供給することができる。第1駆動回路210は、複数の直列結合されているシフトレジスタユニットSR(1)〜SR(N)を有する。シフトレジスタユニットは、夫々、パルス発生器PG(1)〜PG(N)及び低レベル安定化装置LLSL(1)〜LLSL(N)を有する。シフトレジスタユニットSR(1)〜SR(N)の出力端は、夫々、対応するゲートラインGL(1)〜GL(N)の第1端L(1)〜L(N)に結合されている。第2駆動回路220は、対応するゲートラインGL(1)〜GL(N)の第2端R(1)〜R(N)に各自結合されている複数の低レベル安定化装置LLSR(1)〜LLSR(N)を有する。
【0020】
図6を参照すると、本発明の第1実施例に従うLCD装置200のn段目出力が表されている。図6は、第1駆動回路210に含まれる複数のシフトレジスタユニットSR(1)〜SR(N)の中のn段目シフトレジスタユニットSR(n)と、第2駆動回路220に含まれるn段目低レベル安定化装置LLSR(n)と、ゲートラインGL(n)とを示す。なお、nは、1からNの間の整数である。本発明の第1実施例に従うシフトレジスタユニットSR(n)は、パルス発生器PG(n)及び低レベル安定化装置LLSL(n)を有する。シフトレジスタユニットSR(n)の入力端は、前段のシフトレジスタユニットSR(n−1)の出力端に結合されている。シフトレジスタユニットSR(n)の出力端は、ゲートラインGL(n)の第1端L(n)に結合されている。
【0021】
パルス発生器PG(n)はトランジスタT1、T2、T9及びT10を有し、クロック信号CLKnと、前段のシフトレジスタユニットSR(n−1)から送信されたゲート駆動信号GS(n−1)とに基づいてゲート駆動信号GS(n)を生成することができる。低レベル安定化装置LLSL(n)は、トランジスタT3及びT11〜T14を有する。トランジスタT11〜T14は、クロック信号CLKn及びノードQ(n)の電圧レベルに基づいてトランジスタT3のゲートへの制御信号を出力することができるプルダウン制御回路11を形成する。このように、トランジスタT3は、自身のゲート電圧に基づいて、ノードQ(n)と低レベルバイアス電圧VSSとの間の信号伝送経路を制御することができる。低レベル安定化装置LLSR(n)は、トランジスタT4及びT21〜T24を有する。トランジスタT21〜T24は、クロック信号CLKnと、ゲートラインGL(n)の第2端R(n)での電圧レベルとに基づいて、トランジスタT4のゲートへの制御信号を出力することができるプルダウン制御回路21を形成する。このように、トランジスタT4は、自身のゲート電圧に基づいて、ゲートラインGL(n)の第2端R(n)と低レベルバイアス電圧VSSとの間の信号伝送経路を制御することができる。
【0022】
図4及び図6に示されるように、第1駆動回路210及び第2駆動回路220は、非表示領域290内であって且つ表示領域280に対して対向する側に配置される。シフトレジスタユニットSR(n)の出力期間の間、LCD装置200のゲートラインGL(n)は、第1端L(n)で、パルス発生器PG(n)によって生成されたゲート駆動信号GS(n)を受信する。シフトレジスタユニットSR(n)の出力期間を除く他の期間の間、LCD装置200は、ゲートラインGL(n)の電圧レベルが第1駆動回路210のトランジスタT3及び第2駆動回路220のトランジスタT4を夫々用いて両方の側から保たれる両方向性安定化構造を導入する。LCD装置200は、ターンオンしたトランジスタT3を用いてゲートラインGL(n)の第1端L(n)で電圧安定化を提供し、それによって、トランジスタT2をオフし、ゲートラインGL(n)の第1端L(n)がクロック信号CLKnによって影響を及ぼされることを防ぐ。LCD装置200は、ターンオンしたトランジスタT4を用いてゲートラインGL(n)の第2端R(n)で電圧安定化を提供し、それによって、ゲートラインGL(n)の第2端R(n)を低レベルバイアス電圧VSSにプルダウンする。言い換えると、ゲート駆動信号GS(n)は、信号入力側に対して反対の側から低レベルに保たれる。
【0023】
上述されるように、パルス発生器PG(n)はトランジスタT1により入力信号を受信し、ゲートラインGL(n)を駆動するためのゲート駆動信号GS(n)をトランジスタT2により出力するので、トランジスタT2は、トランジスタT1よりもずっと高い駆動能力を提供する必要がある。低レベル安定化装置LLSL(n)はトランジスタT3によりノードQ(n)の電圧レベルを保ち、トランジスタT4により全体の出力の電圧レベルを保つので、トランジスタT4は、トランジスタT3よりずっと高い駆動能力を提供する必要がある。図6中のキャパシタCは、より大きいトランジスタT1の寄生キャパシタであってよい。一般に、プルダウン回路11及び21は、チャネル幅/長さ比が小さいトランジスタを導入し、トランジスタT3及びT4の制御信号を生成するための十分な駆動を提供することができる。本発明の第1実施例で、トランジスタT1のチャネル幅/長さ比W/L1は約300であってよく、トランジスタT2のチャネル幅/長さ比W/L2は約2000であってよく、トランジスタT3のチャネル幅/長さ比W/L3は約40であってよく、トランジスタT4のチャネル幅/長さ比W/L4は約300であってよい。なお、これらの値は、単にトランジスタのT1〜T4のチャネル幅/長さ比W/L1〜W/L4の間の関係を表し、本発明の適用範囲を限定しない。
【0024】
図4に示されるように、表示領域の周囲の非表示領域は、駆動回路の位置にかかわらずダミー空間を有する。本発明の第1実施例で、ノードQ(n)をプルダウンする第1駆動回路210は、非表示領域290のダミー空間内に、表示領域280の第1の側に隣接して配置され、一方、ゲート出力を安定化させる第2駆動回路220は、表示領域290のダミー空間内に、表示領域280の第2の側に隣接して配置される。この場合に、表示領域280の第1及び第2の側は、表示領域280に対して2つの対向する側である。第1駆動回路210のパルス発生器PG(n)は、ゲート駆動信号GS(n)を生成するための高い駆動能力を備えた出力トランジスタT2を用いるので、第1駆動回路210は第2駆動回路220より大きい。しかし、電圧安定化のためのトランジスタT3及びT4の中で、チャネル幅/長さ比が大きい方のトランジスタT4は、本発明の第1実施例において、非表示領域290のダミー空間内に、表示領域280の第2の側に隣接して配置される。従って、第1駆動回路210の回路レイアウト面積は大いに縮減され、リム縮減は有効にLCD装置200で行われ得る。
【0025】
図7を参照すると、本発明の第2実施例に従うLCD装置200のn段目出力が表されている。図7は、第1駆動回路210に含まれる複数のシフトレジスタユニットSR(1)〜SR(N)の中のn段目シフトレジスタユニットSR(n)と、第2駆動回路220に含まれるn段目低レベル安定化装置LLSR(n)と、ゲートラインGL(n)とを示す。なお、nは、1からNの間の整数である。本発明の第1実施例及び第2実施例は同様の配置を有するが、第1駆動回路210に含まれる低レベル安定化装置LLSL(n)の構造が異なる。本発明の第2実施例に従う低レベル安定化装置LLSL(n)は、プルダウン制御回路11から送信される制御信号に基づいてゲートラインGL(n)の第1端L(n)と低レベルバイアス電圧VSSとの間の信号伝送経路を制御するためのトランジスタT5を更に有する。シフトレジスタユニットSR(n)の出力期間を除く他の期間の間、本発明の第2実施例に従うLCD装置200は、ゲートラインGL(n)の電圧レベルが、第1駆動回路210のトランジスタT3及びT5と、第2駆動回路220のトランジスタT4とを夫々用いて、ゲートラインGL(n)の両側から保たれる両方向性安定化構造を導入する。本発明の第2実施例に従うLCD装置200は、ターンオンしたトランジスタT3を用いてゲートラインGL(n)の第1端L(n)で電圧安定化を提供し、それによって、トランジスタT2をオフし、ゲートラインGL(n)の第1端L(n)が非出力期間の間クロック信号CLKnによって影響を及ぼされることを防ぐ。本発明の第2実施例に従うLCD装置200は、ターンオンしたトランジスタT4を用いてゲートラインGL(n)の第2端R(n)で電圧安定化を提供し、それによって、ゲートラインGL(n)の第2端R(n)を低レベルバイアス電圧VSSにプルダウンする。言い換えると、ゲート駆動信号GS(n)は、信号入力側に対して反対の側から低レベルに保たれる。
【0026】
図4に示されるように、表示領域の周囲の非表示領域は、駆動回路の位置にかかわらずダミー空間を有する。本発明の第2実施例で、ノードQ(n)をプルダウンし且つ一部のゲート出力を安定化させる第1駆動回路210は、非表示領域290のダミー空間内に、表示領域280の第1の側に隣接して配置され、一方、一部のゲート出力を安定化させる第2駆動回路220は、表示領域290のダミー空間内に、表示領域280の第2の側に隣接して配置される。この場合に、表示領域280の第1及び第2の側は、表示領域280に対して2つの対向する側である。第2駆動回路220のトランジスタT4は、信号入力側に対して反対の側からゲート出力を安定化させることができるので、第1駆動回路210のトランジスタT3は、より小さいチャネル幅/長さ比を有するトランジスタT5を導入することができる。従って、第1駆動回路210の回路レイアウト面積は大いに縮減され、リム縮減は有効にLCD装置200で行われ得る。本発明の第2実施例で、トランジスタT1のチャネル幅/長さ比W/L1は約300であってよく、トランジスタT2のチャネル幅/長さ比W/L2は約2000であってよく、トランジスタT3のチャネル幅/長さ比W/L3は約40であってよく、トランジスタT4のチャネル幅/長さ比W/L4は約xであってよく、トランジスタT5のチャネル幅/長さ比W/L5は約(300−x)であってよい。xの値は、トランジスタT4及びT5によって行われるゲート安定化の割合を決定する。本発明の望ましい実施形態では、xは、有効に第1駆動回路210の回路レイアウト面積を最小限にするように(300−x)より大きい。なお、これらの値は、単にトランジスタのT1〜T5のチャネル幅/長さ比W/L1〜W/L5の間の関係を表し、本発明の適用範囲を限定しない。
【0027】
図8を参照すると、本発明の第3実施例に従うLCD装置200のn段目出力が表されている。図8は、第1駆動回路210に含まれる複数のシフトレジスタユニットSR(1)〜SR(N)の中のn段目シフトレジスタユニットSR(n)と、第2駆動回路220に含まれるn段目低レベル安定化装置LLSR(n)と、ゲートラインGL(n)とを示す。なお、nは、1からNの間の整数である。本発明の第1実施例及び第3実施例は同様の配置を有するが、第1駆動回路210に含まれる低レベル安定化装置LLSL(n)及び第2駆動回路220に含まれる低レベル安定化装置LLSR(n)の各構造が異なる。本発明の第3実施例に従う低レベル安定化装置LLSL(n)は、トランジスタT31、T32、及びT11〜T14を有する。T11及びT12は、電圧VDD1及びノードQ(n)の電圧レベルに基づいてトランジスタT31のゲートへの制御信号を出力することができるプルダウン制御回路11を形成する。このようにして、トランジスタT31は、自身のゲート電圧に基づいて、ノードQ(n)と低レベルバイアス電圧VSSとの間の信号伝送経路を制御することができる。トランジスタT13及びT14は、電圧VDD2とノードQ(n)の電圧レベルに基づいてトランジスタT32のゲートへの制御信号を出力することができるプルダウン制御回路12を形成する。このようにして、トランジスタT32は、自身のゲート電圧に基づいて、ノードQ(n)と低レベルバイアス電圧VSSとの間の信号伝送経路を制御することができる。本発明の第3実施例に従う低レベル安定化装置LLSR(n)は、トランジスタT41、T42、及びT21〜T24を有する。トランジスタT21及びT22は、電圧VDD1及びゲートラインGL(n)の第2端R(n)の電圧レベルに基づいてトランジスタT41のゲートへの制御信号を出力することができるプルダウン制御回路21を形成する。このようにして、トランジスタT41は、自身のゲート電圧に基づいて、ゲートラインGL(n)の第2端R(n)と低レベルバイアス電圧VSSとの間の信号伝送経路を制御することができる。トランジスタT23及びT24は、電圧VDD2とゲートラインGL(n)の第2端R(n)の電圧レベルに基づいてトランジスタT42のゲートへの制御信号を出力することができるプルダウン制御回路22を形成する。このようにして、トランジスタT42は、自身のゲート電圧に基づいて、ゲートラインGL(n)の第2端R(n)と低レベルバイアス電圧VSSとの間の信号伝送経路を制御することができる。
【0028】
シフトレジスタユニットSR(n)の出力期間を除く他の期間の間、本発明の第3実施例におけるゲートラインGL(n)の電圧レベルは、第1駆動回路210のトランジスタT31及びT32と、第2駆動回路220のトランジスタT41及びT42とを用いて、ゲートラインGL(n)の両側から保たれる。本発明の第3実施例に従うLCD装置200は、ターンオンしたトランジスタT31又はT32を用いてゲートラインGL(n)の第1端L(n)で電圧安定化を提供し、それによって、トランジスタT2をオフし、ゲートラインGL(n)の第1端L(n)が非出力期間の間クロック信号CLKnによって影響を及ぼされることを防ぐ。本発明の第3実施例に従うLCD装置200は、ターンオンしたトランジスタT41又はT42を用いてゲートラインGL(n)の第2端R(n)で電圧安定化を提供し、それによって、ゲートラインGL(n)の第2端R(n)を低レベルバイアス電圧VSSにプルダウンする。言い換えると、ゲート駆動信号GS(n)は、信号入力側に対して反対の側から低レベルに保たれる。
【0029】
本発明の第3実施例で、パルス発生器PG(n)はトランジスタT1により入力信号を受信し、ゲートラインGL(n)を駆動するためのゲート駆動信号GS(n)をトランジスタT2により出力するので、トランジスタT2は、トランジスタT1よりもずっと高い駆動能力を提供する必要がある。低レベル安定化装置LLSL(n)はトランジスタT31又はT32によりノードQ(n)の電圧レベルを保ち、低レベル安定化装置LLSR(n)はトランジスタT41又はT42により全体の出力の電圧レベルを保つので、トランジスタT41及びT42は、トランジスタT31及びT32よりずっと高い駆動能力を提供する必要がある。一般に、プルダウン回路11、12、21及び22は、チャネル幅/長さ比が小さいトランジスタを導入し、トランジスタT31、T32、T41及びT42の制御信号を生成するための十分な駆動を提供することができる。本発明の第3実施例で、トランジスタT1のチャネル幅/長さ比W/L1は約300であってよく、トランジスタT2のチャネル幅/長さ比W/L2は約2000であってよく、トランジスタT31及びT32のチャネル幅/長さ比W/L3は約40であってよく、トランジスタT41及びT42のチャネル幅/長さ比W/L4は約300であってよい。なお、これらの値は、単にトランジスタのT1、T2、T31、T32、T41及びT42のチャネル幅/長さ比W/L1〜W/L4の間の関係を表し、本発明の適用範囲を限定しない。
【0030】
図4に示されるように、表示領域の周囲の非表示領域は、駆動回路の位置にかかわらずダミー空間を有する。本発明の第3実施例で、ノードQ(n)をプルダウンする第1駆動回路210は、非表示領域290のダミー空間内に、表示領域280の第1の側に隣接して配置され、一方、ゲート出力を安定化させる第2駆動回路220は、表示領域290のダミー空間内に、表示領域280の第2の側に隣接して配置される。この場合に、表示領域280の第1及び第2の側は、表示領域280に対して2つの対向する側である。第1駆動回路210のパルス発生器PG(n)は出力駆動信号GS(n)を生成するための出力トランジスタT2を用いるので、第1駆動回路210は第2駆動回路220より大きい。なお、電圧安定化のためのトランジスタT31、T32、T41及びT42の中で、チャネル幅/長さ比が大きい方のトランジスタT41及びT42は、本発明の第3実施例において、非表示領域290のダミー空間内に、表示領域280の第2の側に隣接して配置される。従って、第1駆動回路210の回路レイアウト面積は大いに縮減され、リム縮減は有効にLCD装置200で行われ得る。
【0031】
図9を参照すると、本発明の第4実施例に従うLCD装置200のn段目出力が表されている。図9は、第1駆動回路210に含まれる複数のシフトレジスタユニットSR(1)〜SR(N)の中のn段目シフトレジスタユニットSR(n)と、第2駆動回路220に含まれるn段目低レベル安定化装置LLSR(n)と、ゲートラインGL(n)とを示す。なお、nは、1からNの間の整数である。本発明の第3実施例及び第4実施例は同様の配置を有するが、第1駆動回路210に含まれる低レベル安定化装置LLSL(n)の構造が異なる。本発明の第4実施例に従う低レベル安定化装置LLSL(n)は、プルダウン制御回路11及び12から夫々送信される制御信号に基づいてゲートラインGL(n)の第1端L(n)と低レベルバイアス電圧VSSとの間の信号伝送経路を制御するためのトランジスタT51及びT52を更に有する。シフトレジスタユニットSR(n)の出力期間を除く他の期間の間、本発明の第4実施例に従うLCD装置200は、ゲートラインGL(n)の電圧レベルが、第1駆動回路210のトランジスタT31、T32、T51又はT52と、第2駆動回路220のトランジスタT41又はT42とを用いて、ゲートラインGL(n)の両側から保たれる両方向性電圧安定化メカニズムを導入する。本発明の第4実施例に従うLCD装置200は、ターンオンしたトランジスタT31又はT32を用いてゲートラインGL(n)の第1端L(n)で電圧安定化を提供し、それによって、トランジスタT2をオフし、ゲートラインGL(n)の第1端L(n)が非出力期間の間クロック信号CLKnによって影響を及ぼされることを防ぐ。一方、ゲートラインGL(n)の第1端L(n)は、ターンオンしたトランジスタT51又はT52により低電圧レベルVSSにプルダウンされる。言い換えると、ゲート駆動信号GS(n)は、信号入力側から低レベルに保たれる。本発明の第4実施例に従うLCD装置200は、ターンオンしたトランジスタT41又はT42を用いてゲートラインGL(n)の第2端R(n)で電圧安定化を提供し、それによって、ゲートラインGL(n)の第2端R(n)を低レベルバイアス電圧VSSにプルダウンする。言い換えると、ゲート駆動信号GS(n)は、信号入力側に対して反対の側から低レベルに保たれる。
【0032】
図4に示されるように、表示領域の周囲の非表示領域は、駆動回路の位置にかかわらずダミー空間を有する。本発明の第4実施例で、ノードQ(n)をプルダウンし且つ一部のゲート出力を安定化させる第1駆動回路210は、非表示領域290のダミー空間内に、表示領域280の第1の側に隣接して配置され、一方、一部のゲート出力を安定化させる第2駆動回路220は、表示領域290のダミー空間内に、表示領域280の第2の側に隣接して配置される。この場合に、表示領域280の第1及び第2の側は、表示領域280に対して2つの対向する側である。第2駆動回路220のトランジスタT41及びT42は、信号入力側に対して反対の側からゲート出力を安定化させることができるので、第1駆動回路210は、より小さいチャネル幅/長さ比を有するトランジスタT51及びT52を用いることができる。従って、第1駆動回路210の回路レイアウト面積は大いに縮減され、リム縮減は有効にLCD装置200で行われ得る。本発明の第4実施例で、トランジスタT1のチャネル幅/長さ比W/L1は約300であってよく、トランジスタT2のチャネル幅/長さ比W/L2は約2000であってよく、トランジスタT31及びT32のチャネル幅/長さ比W/L3は約40であってよく、トランジスタT41及びT42のチャネル幅/長さ比W/L4は約xであってよく、トランジスタT51及びT52のチャネル幅/長さ比W/L5は約(300−x)であってよい。xの値は、トランジスタT41、T42、T51及びT52によって行われるゲート安定化の割合を決定する。本発明の望ましい実施形態では、xは、有効に第1駆動回路210の回路レイアウト面積を最小限にするように(300−x)より大きい。なお、これらの値は、単にトランジスタのT1、T2、T31、T32、T41、T42、T51及びT52のチャネル幅/長さ比W/L1〜W/L5の間の関係を表し、本発明の適用範囲を限定しない。
【0033】
本発明の各実施例で示されるトランジスタは、薄膜トランジスタ(TFT)スイッチ、又は同様の機能を提供する他の素子であってよい。
【0034】
図10を参照すると、本発明の実施例に従うLCD装置200の動作を表す例となるタイミング図が示されている。図10は、クロック信号CLKn及びCLKn−1、開始パルス信号VST、ゲート駆動信号GS(1)〜GS(n)、及びノードQ(n)の波形を表す。
【0035】
本発明は、両方向性電圧安定化メカニズムを有するLCD装置を提供する。駆動回路は、非表示領域のダミー空間内であって且つ表示領域に対して2つの対向する側に配置される。従って、信号入力側での回路レイアウト面積は大いに縮減され、リム縮減が有効に行われ得る。
【0036】
当業者は、本発明の実施形態に従う方法及び装置の多数の変形及び代替が、本発明の教示を維持しながら行われ得ることに容易に想到するであろう。
【符号の説明】
【0037】
11,21 プルダウン制御回路
200 LCD装置
210 第1駆動回路
220 第2駆動回路
230 ソースドライバ
240 クロック発生器
250 電源
280 表示領域
290 非表示領域
CLK1〜CLKm クロック信号
GL(1)〜GL(N) ゲートライン
L(1)〜L(N) ゲートラインの第1端
LLSL(1)〜LLSL(N),LLSR(1)〜LLSR(N) 低レベル安定化装置
PG(1)〜PG(N) パルス発生器
R(1)〜R(N) ゲートラインの第2端
SR(1)〜SR(N) シフトレジスタユニット
T1〜T5,T11〜T14,T21〜T24,T31,T32,T41,T42,T51,T52 トランジスタ
VST 開始パルス信号
W/L1〜W/L5 チャネル幅/長さ比

【特許請求の範囲】
【請求項1】
両方向性安定化を提供するLCD装置であって、
複数の並列ゲートラインが配置される表示領域と、
第1領域及び第2領域を有し、前記第1領域及び前記第2領域は前記表示領域に対して対向する側に配置される非表示領域と、
直列に結合される複数のシフトレジスタユニットを有し、該複数のシフトレジスタユニットのうち一のシフトレジスタユニットは前記複数のゲートラインの中の対応するゲートラインを駆動し且つ前記第1領域に配置される第1回路及び前記第2領域に配置される第2回路を有するシフトレジスタと
を有し、
前記第1回路は、
入力信号に基づいて駆動信号を生成するパルス発生器であって、前記入力信号を受信する入力端と、前記対応するゲートラインの第1端に結合され、前記駆動信号を出力する出力端と、ノードとを有する前記パルス発生器と、
第1制御信号に基づいて前記ノードの電圧レベルを保つ第1チャネル幅/長さ比を有する第1トランジスタであって、前記ノードに結合される第1端と、第1電圧を受ける第2端と、前記第1制御信号を受信する制御端とを有する前記第1トランジスタと
を有し、
前記第2回路は、
第2制御信号に基づいて前記対応するゲートラインの第2端での電圧レベルを保つ第2チャネル幅/長さ比を有する第2トランジスタであって、前記対応するゲートラインの前記第2端に結合される第1端と、第2電圧を受ける第2端と、前記第2制御信号を受信する制御端とを有する前記第2トランジスタ
を有し、
前記第1チャネル幅/長さ比は、前記第2チャネル幅/長さ比より小さく、
前記第1回路のレイアウト面積は、前記第2回路のレイアウト面積より大きい、LCD装置。
【請求項2】
前記第1回路は、前記第1制御信号を生成するために前記第1トランジスタの制御端に結合される第1制御回路を更に有し、
前記第2回路は、前記第2制御信号を生成するために前記第2トランジスタの制御端に結合される第2制御回路を更に有する、請求項1記載のLCD装置。
【請求項3】
前記第1制御回路は、第3チャネル幅/長さ比を有する第3トランジスタを有し、
前記第2制御回路は、第4チャネル幅/長さ比を有する第4トランジスタを有し、
前記第3チャネル幅/長さ比及び前記第4チャネル幅/長さ比は、いずれも、前記第2チャネル幅/長さ比より小さい、請求項2記載のLCD装置。
【請求項4】
前記第1回路は、第5チャネル幅/長さ比を有する第5トランジスタを更に有し、
前記第5トランジスタは、
前記対応するゲートラインの第1端に結合される第1端と、
第3電圧を受ける第2端と、
第3制御信号を受信する制御端と
を有し、
前記第5チャネル幅/長さ比は、前記第2チャネル幅/長さ比より小さい、請求項1記載のLCD装置。
【請求項5】
前記シフトレジスタユニットは、
前記第1制御信号及び前記第3制御信号を生成するために前記第1トランジスタ及び前記第5トランジスタの各制御端に結合される第1制御回路と、
前記第2制御信号を生成するために前記第2トランジスタの制御端に結合される第2制御回路と
を更に有する、請求項4記載のLCD装置。
【請求項6】
前記第1電圧及び前記第3電圧は同じ電圧レベルを有する、請求項4記載のLCD装置。
【請求項7】
前記パルス発生器は、
当該パルス発生器の入力端に結合される第1端と、前記ノードに結合される第2端と、制御端とを有する第6トランジスタと、
クロック信号を受信する第1端と、当該パルス発生器の出力端に結合される第2端と、前記ノードに結合される制御端とを有する第7トランジスタと、
当該パルス発生器の出力端に結合される第1端と、前記第1電圧を受ける第2端と、次段のシフトレジスタユニットによって生成される駆動信号を受信する制御端とを有する第8トランジスタと、
前記ノードと当該パルス発生器の出力端との間に結合されるキャパシタと
を更に有する、請求項1記載のLCD装置。
【請求項8】
前記第6トランジスタの制御端は、当該第6トランジスタの第1端に結合される、請求項7記載のLCD装置。
【請求項9】
前記第1電圧及び前記第2電圧は同じ電圧レベルを有する、請求項1記載のLCD装置。
【請求項10】
前記パルス発生器の入力端は、前記入力信号を受信するために前段のシフトレジスタユニットに結合される、請求項1記載のLCD装置。
【請求項11】
両方向性安定化を提供し、且つ、複数の負荷を駆動するよう直列に結合される複数のシフトレジスタユニットを有するシフトレジスタであって、
前記複数のシフトレジスタユニットのうち一のシフトレジスタユニットは、第1領域に配置される第1回路及び第2領域に配置される第2回路を有し、
前記第1回路は、
入力信号に基づいて駆動信号を生成するパルス発生器であって、前記入力信号を受信する入力端と、前記複数の負荷のうち対応する負荷の第1端に結合され、前記駆動信号を出力する出力端と、ノードとを有する前記パルス発生器と、
第1制御信号に基づいて前記ノードの電圧レベルを保つ第1チャネル幅/長さ比を有する第1トランジスタであって、前記ノードに結合される第1端と、第1電圧を受ける第2端と、前記第1制御信号を受信する制御端とを有する前記第1トランジスタと
を有し、
前記第2回路は、
第2制御信号に基づいて前記対応する負荷の第2端での電圧レベルを保つ第2チャネル幅/長さ比を有する第2トランジスタであって、前記対応する負荷の前記第2端に結合される第1端と、第2電圧を受ける第2端と、前記第2制御信号を受信する制御端とを有する前記第2トランジスタ
を有し、
前記第1チャネル幅/長さ比は、前記第2チャネル幅/長さ比より小さく、
前記第1回路のレイアウト面積は、前記第2回路のレイアウト面積より大きい、シフトレジスタ。
【請求項12】
前記第1回路は、前記第1制御信号を生成するために前記第1トランジスタの制御端に結合される第1制御回路を更に有し、
前記第2回路は、前記第2制御信号を生成するために前記第2トランジスタの制御端に結合される第2制御回路を更に有する、請求項11記載のシフトレジスタ。
【請求項13】
前記第1制御回路は、第3チャネル幅/長さ比を有する第3トランジスタを有し、
前記第2制御回路は、第4チャネル幅/長さ比を有する第4トランジスタを有し、
前記第3チャネル幅/長さ比及び前記第4チャネル幅/長さ比は、いずれも、前記第2チャネル幅/長さ比より小さい、請求項12記載のシフトレジスタ。
【請求項14】
前記第1回路は、第3制御信号に基づいて前記対応する負荷の第1端の電圧レベルを保つ第5チャネル幅/長さ比を有する第5トランジスタを更に有し、
前記第5トランジスタは、
前記対応する負荷の前記第1端に結合される第1端と、
第3電圧を受ける第2端と、
前記第3制御信号を受信する制御端と
を有し、
前記第5チャネル幅/長さ比は、前記第2チャネル幅/長さ比より小さい、請求項11記載のシフトレジスタ。
【請求項15】
前記シフトレジスタユニットは、
前記第1制御信号及び前記第3制御信号を生成するために前記第1トランジスタ及び前記第5トランジスタの各制御端に結合される第1制御回路と、
前記第2制御信号を生成するために前記第2トランジスタの制御端に結合される第2制御回路と
を更に有する、請求項14記載のシフトレジスタ。
【請求項16】
前記第1電圧及び前記第3電圧は同じ電圧レベルを有する、請求項14記載のシフトレジスタ。
【請求項17】
前記パルス発生器は、
前記入力信号を受信する第1端と、前記ノードに結合される第2端と、制御端とを有する第6トランジスタと、
クロック信号を受信する第1端と、当該パルス発生器の出力端に結合される第2端と、前記ノードに結合される制御端とを有する第7トランジスタと、
当該パルス発生器の出力端に結合される第1端と、前記第1電圧を受ける第2端と、次段のシフトレジスタユニットによって生成される駆動信号を受信する制御端とを有する第8トランジスタと、
前記ノードと当該パルス発生器の出力端との間に結合されるキャパシタと
を更に有する、請求項11記載のシフトレジスタ。
【請求項18】
前記第6トランジスタの制御端は、当該第6トランジスタの第1端に結合される、請求項17記載のシフトレジスタ。
【請求項19】
前記第1電圧及び前記第2電圧は同じ電圧レベルを有する、請求項11記載のシフトレジスタ。
【請求項20】
前記パルス発生器の入力端は、前記入力信号を受信するために前段のシフトレジスタユニットに結合される、請求項11記載のシフトレジスタ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2010−218673(P2010−218673A)
【公開日】平成22年9月30日(2010.9.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−231243(P2009−231243)
【出願日】平成21年10月5日(2009.10.5)
【出願人】(501358079)友達光電股▲ふん▼有限公司 (220)
【氏名又は名称原語表記】AU Optronics Corporation
【住所又は居所原語表記】No.1,Lt−Hsin Rd,II,Science−Based Industrial Park,Hsinchu,Taiwan,R.O.C.
【Fターム(参考)】