專利名稱：移位寄存器及液晶驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如設(shè)置在液晶顯示器等液晶顯示裝置中來提供掃描驅(qū)動信號的移位寄存器(Shift Resister)及使用了該移位寄存器的液晶驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
例如，在用于計(jì)算機(jī)的顯示裝置和電視機(jī)的有源矩陣型液晶顯示裝置中，矩陣狀地設(shè)有影像信號線(列線)和掃描驅(qū)動信號線(行線)，在這些線的交點(diǎn)設(shè)置有驅(qū)動各像素的液晶的薄膜晶體管等開關(guān)元件。
并且，向多根掃描驅(qū)動信號線提供依次掃描這些信號線、使一根掃描驅(qū)動信號線上的所有開關(guān)元件暫時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)的掃描驅(qū)動信號，并且與掃描驅(qū)動信號線同步向影像信號線提供影像信號。
在此，對多個(gè)掃描信號線進(jìn)行依次供給動作的是移位寄存器。
如圖5所示，在顯示部中構(gòu)成了如下的有源矩陣電路在矩陣上設(shè)置有多根行線和列線，在該行線與列線的交叉部配置了液晶元件，該液晶元件包括控制向液晶施加電壓的開關(guān)元件(晶體管)、和被控制的液晶部。
柵極驅(qū)動器(移位寄存器)在時(shí)間序列上施加預(yù)定的電壓使行線(掃描線)處于ON狀態(tài)，列線的驅(qū)動器與該定時(shí)同步向源極施加預(yù)定的電壓(由信號線施加)，由此，改變液晶的光學(xué)狀態(tài)來驅(qū)動液晶顯示裝置。
并且，為了驅(qū)動液晶元件，在圖5中，用薄膜晶體管制造柵極驅(qū)動器(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
此時(shí)，必須使向行線施加電壓的柵極驅(qū)動器高速動作，并且需要向行線提供足夠的電流量。
其中，如圖6所示，柵極驅(qū)動器由具有多個(gè)SR(移位寄存器)級的段數(shù)的移位寄存器構(gòu)成。
并且，各SR級成為如圖7所示的結(jié)構(gòu)，如圖6所示，該SR級被級聯(lián)，各SR級依次向列線施加電壓作為驅(qū)動脈沖，具有作為向液晶元件的薄膜晶體管的柵極施加預(yù)定的電壓的柵極驅(qū)動器的功能。
這里，移位寄存器被設(shè)計(jì)成在圖8的表示驅(qū)動波形的波形圖中，向圖7的節(jié)點(diǎn)P1施加?xùn)艠O電壓Vgs(柵-源電壓)，該柵極電壓在在輸出驅(qū)動脈沖(相移時(shí)鐘)的前后，使輸出晶體管16充分成為導(dǎo)通狀態(tài)(導(dǎo)通電阻非常低的狀態(tài))。
專利文獻(xiàn)1日本特開平08-87897號公報(bào)如根據(jù)圖7判斷，在節(jié)點(diǎn)P1，通過伴隨由時(shí)鐘C1引起的節(jié)點(diǎn)13的電壓上升而產(chǎn)生的自舉效果，成為比輸入電壓(實(shí)際為除以晶體管的閾值的值)高的電壓，可以使輸出OUTn的輸出電壓的HIGH電壓上升到時(shí)鐘C1的HIGH電壓。
但是，在專利文獻(xiàn)1所述的移位寄存器中，通過柵極驅(qū)動器的驅(qū)動對象即對象裝置來大致決定在輸出OUTn中產(chǎn)生的期望的HIGH電壓，因此，移位寄存器的輸入電壓固定，即使由于自舉效果而在節(jié)點(diǎn)P1中產(chǎn)生的升壓電壓，也大致由作為輸入電壓的輸出OUT的電壓決定。
如上所述，作為柵極驅(qū)動器的對象裝置之一的液晶顯示裝置近年來發(fā)展高精密化和對應(yīng)動畫的高速化，上述柵極驅(qū)動器的高速動作成為課題之一。
如還根據(jù)圖9的判斷，該圖9中將輸出晶體管16(FET，場效應(yīng)晶體管)的柵極電壓Vgs，作為參數(shù)測定輸出晶體管16的漏電流，如果可以提高晶體管的柵極電壓，則電流驅(qū)動能力增加，可以使移位寄存器的動作高速化。
但是，專利文獻(xiàn)1的移位寄存器的結(jié)構(gòu)不可能實(shí)現(xiàn)使輸出晶體管的柵極電壓比上述自舉產(chǎn)生的升壓電壓高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這種情況做出的，目的在于，提供一種可以增加動作速度的移位寄存器、以及使用了該移位寄存器的液晶驅(qū)動器。
本發(fā)明的移位寄存器具有多個(gè)級聯(lián)的級，根據(jù)相位不同的多個(gè)時(shí)鐘將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行移位，當(dāng)輸入該輸入數(shù)據(jù)時(shí)，將輸入到輸出晶體管的漏極的時(shí)鐘作為相移時(shí)鐘從源極輸出，進(jìn)行輸出信號的移位動作；向第n段的級輸入第n-2段和第n-1段的相移時(shí)鐘，通過第n-2段和第n-1段的相移時(shí)鐘，依次對上述輸出晶體管的柵極電壓進(jìn)行升壓。
由此，本發(fā)明的移位寄存器，通過相移時(shí)鐘使上述輸出晶體管的柵極電壓為時(shí)鐘的倍數(shù)的電壓，再通過時(shí)鐘的電壓將其升壓，使柵-源電壓為時(shí)鐘的大約3倍，由此大幅度地降低輸出晶體管的導(dǎo)通電阻，因此可以高速地進(jìn)行導(dǎo)通動作，可以輸出時(shí)鐘電壓幾乎不變的、上沿和下沿陡峭的相移時(shí)鐘。
本發(fā)明的移位寄存器，在上述級中，第一電容器和第二電容器串聯(lián)連接在上述輸出晶體管的柵極與源極之間；具有第一輸入電路，使上述第n-2段的相移時(shí)鐘輸入到上述柵極與第一電容器的連接部；以及第二輸入電路，使上述第n-1段的相移時(shí)鐘輸入到上述第一與第二電容器的連接部。
由此，本發(fā)明的移位寄存器，用第n-2段輸出的相移時(shí)鐘，使第一電容器充電；然后用第n-1段輸出的相移時(shí)鐘，使第二電容器充電并使得第一電容器的電位上升；接著用時(shí)鐘再次使第一電容器的電位上升；因此，可以使輸出晶體管的導(dǎo)通電阻大幅度降低，并高速地進(jìn)行導(dǎo)通動作，可以輸出時(shí)鐘的電壓幾乎不變的、上沿、下沿陡峭的相移時(shí)鐘。
本發(fā)明的移位寄存器，上述第一和第二輸入電路為二極管。
由此，本發(fā)明的移位寄存器能夠防止存儲在第一電容器及第二電容器上的電荷逆流產(chǎn)生的放電，直到用第n-2段、第n一1段相移時(shí)鐘和時(shí)鐘完成一連串的升壓處理為止，能夠使在各電容器上充電的電壓保持需要的電壓。
本發(fā)明的移位寄存器可以調(diào)整上述第一電容器和第二電容器的電容比，控制輸入到上述柵極的、電壓升壓的比例。
由此，本發(fā)明的移位寄存器可以調(diào)整輸入到輸出晶體管的柵極的柵極電壓，能夠避免施加動作不需要的柵極電壓，能夠提高輸出晶體管的可靠性。
本發(fā)明的液晶驅(qū)動電路，其特征在于，以上任意一方案所述的移位寄存器應(yīng)用在用于生成掃描線與信號線交叉構(gòu)成的有源矩陣電路的掃描驅(qū)動信號。
由此，本發(fā)明的液晶驅(qū)動器使用，可以輸出時(shí)鐘電壓幾乎不變的、上沿、下沿陡峭的相移時(shí)鐘的移位寄存器，因此，可以高速驅(qū)動液晶元件，可以防止圖像數(shù)據(jù)變化時(shí)的余像或?qū)Ρ榷认陆怠?br> 發(fā)明效果如以上說明，根據(jù)本發(fā)明的移位寄存器，使輸出晶體管的導(dǎo)通電阻大幅度地降低，因此可以通過增加驅(qū)動電流高速地進(jìn)行導(dǎo)通動作，能夠輸出時(shí)鐘電壓幾乎不變的、上沿、下沿陡峭的相移時(shí)鐘，因此能夠得到可以提高液晶元件的動作速度的效果。


圖1是表示本發(fā)明的第一和第二實(shí)施方式的移位寄存器的結(jié)構(gòu)例的框圖；
圖2是表示圖1中的級3的電路結(jié)構(gòu)例的概念圖；圖3是表示第一實(shí)施方式的移位寄存器的動作例的波形圖；圖4是表示第二實(shí)施方式的移位寄存器的動作例的波形圖；圖5是表示液晶裝置的結(jié)構(gòu)的概念圖；圖6是表示現(xiàn)有例的移位寄存器的結(jié)構(gòu)的框圖；圖7是表示作為圖6的各級的級電路結(jié)構(gòu)的概念圖；圖8是表示圖6的移位寄存器的動作例的波形圖；圖9是表示FET的Vgs(柵-源電壓)與Ids(漏電流)的對應(yīng)關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及如下的技術(shù)，在液晶顯示裝置的基板上由a-Si等形成的、作為移位寄存器的各級的寄存器單元中，使輸出驅(qū)動液晶元件的掃描驅(qū)動信號即相移時(shí)鐘Gout的輸出晶體管的柵極電壓升壓到比現(xiàn)有例高。
即，本發(fā)明的移位寄存器的各級的結(jié)構(gòu)為將從第n-2段的級(n-2)輸出的相移時(shí)鐘Gout(n-2)的電壓作為施加到第n段的級n的輸出晶體管(M1)的柵極上的電壓，通過從第n-1段的級(n-1)輸出的相移時(shí)鐘Gout(n-1)的電壓升高，由此獲得比以往高相移時(shí)鐘大小的柵極電壓。
(第一實(shí)施方式)下面參照

本發(fā)明的第一實(shí)施方式的、用作圖5的柵極驅(qū)動器(液晶驅(qū)動電路)的移位寄存器。圖1為表示上述第一實(shí)施方式的移位寄存器的結(jié)構(gòu)例的框圖。
在該圖中，移位寄存器100為級聯(lián)了多個(gè)級(寄存器單元)1、2、3、4、……的結(jié)構(gòu)，用從外部的時(shí)鐘發(fā)生器輸入的多個(gè)相、例如通過3相的時(shí)鐘(CK1、CK2、CK3)使輸入數(shù)據(jù)移位，通過輸入了輸入數(shù)據(jù)的級使得與輸入到該級中的相的時(shí)鐘同步，從各級分別向端子Mout1、Mout2、Mout3、Mout4、……輸出相移時(shí)鐘。
其中，在3相時(shí)鐘的任一時(shí)鐘按相位順序輸入、依次移位的輸入數(shù)據(jù)到達(dá)自身時(shí)，各級與輸入的時(shí)鐘同步地輸出輸出數(shù)據(jù)(相移時(shí)鐘)。
級1輸出相移時(shí)鐘Gout1，級2輸出相移時(shí)鐘Gout2，級3輸出相移時(shí)鐘Gout3，級4輸出相移時(shí)鐘Gout4。
即，在移位寄存器100中，根據(jù)上述3級時(shí)鐘依次使從開始信號ST1和ST2輸入的輸入數(shù)據(jù)移位，輸入了輸入數(shù)據(jù)的級與輸入到該級的時(shí)鐘同步，通過連接的端子Moutn向液晶元件輸出相移時(shí)鐘作為驅(qū)動信號。
向級1輸入時(shí)鐘CK1，向級2輸入時(shí)鐘CK2，向級3輸入時(shí)鐘CK3，向級4輸入時(shí)鐘CK1，……，向級n輸入時(shí)鐘CKm。(m為n除以“3”的余數(shù)，除盡的情況下m為3。)下面，參照圖2說明圖1的移位寄存器的級3的結(jié)構(gòu)。圖2為表示級3的電路結(jié)構(gòu)的概念圖(其他的級雖然輸入的信號不同，但結(jié)構(gòu)與該級3相同)。
其中，Moutn為Mout3，第n-2段的級n-2為級1，第n-1段的級n-1為級2，時(shí)鐘CKm為時(shí)鐘CK3。
輸出晶體管M1的柵極與晶體管M2的漏極連接，向漏極輸入時(shí)鐘CK3，源極與端子Mout3連接。
晶體管M2的源極接地，漏極與上述輸出晶體管M1的柵極連接，向柵極輸入控制信號S2。
二極管D1為輸入電路，陽極連接在端子I1上，陰極與輸出晶體管M1的柵極連接(通過連接點(diǎn)A連接)。
該二極管D1也可以像圖2那樣由晶體管構(gòu)成，此時(shí)使用連接了柵極和漏極的端子作為陽極，用源極作為陰極。
電容器C1一端與二極管D1的陰極連接，另一端與二極管D2的陰極連接，即，插入于二極管D1的陰極與二極管D2的陰極之間。
電容器C2一端與電容器C1的另一端連接，另一端與輸出晶體管M1的源極連接，即，插入于電容器C1的另一端與輸出晶體管M1的源極之間。
二極管D2為輸入電路，陽極與端子I2連接，陰極與電容器C1的另一端與電容器C2的一端的連接點(diǎn)B連接。
該二極管D2與二極管D1一樣，可以如圖2那樣由晶體管構(gòu)成，此時(shí)用連接了柵極與漏極的端子作為陽極，用源極作為陰極。
晶體管M2源極接地，漏極與上述輸出晶體管M1的柵極連接，控制信號S2輸入到柵極。
晶體管M3源極接地，漏極與上述連接點(diǎn)B連接，向柵極輸入控制信號S3。
晶體管M4源極接地，漏極與上述輸出晶體管M1的源極連接，向柵極輸入控制信號S4。
晶體管M5源極接地，漏極與上述輸出晶體管M1的源極連接，向柵極輸入控制信號S5。
晶體管M1～M5全部為n溝道FET(場效應(yīng)晶體管)。
下面，以級3為基準(zhǔn)、用圖3說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的移位寄存器的動作。圖3為表示一個(gè)實(shí)施方式的移位寄存器中的級3的動作的波形圖。
在級3中，二極管D1的陽極與端子Mout1連接，二極管D2的陽極與端子Mout2連接。
在時(shí)刻t1，由于控制信號S3為“H”電平，因此，晶體管M3為ON狀態(tài)；由于控制信號S2、S4和S5為“L”電平，因此晶體管M2、M4、M5及輸出晶體管M1為OFF(斷開)狀態(tài)。
此時(shí)，級1被輸入預(yù)定脈沖寬度的時(shí)鐘CK1，與該時(shí)鐘CK1同步輸出與時(shí)鐘CK1相同寬度的相移時(shí)鐘Gout1。
由此，在級3中通過二極管D1相移時(shí)鐘Gout1輸入到電容器C1的一端，即連接點(diǎn)A側(cè)，在電容器1中存儲電荷，使電壓成為從相移時(shí)鐘Gout1的電壓Vout減去二極管D1的閾值電壓Vth的電壓Vout-Vth。
其中，電容器C1的另一端、即連接點(diǎn)B側(cè)由于晶體管M3為ON狀態(tài)而成為接地電位。
接著，在時(shí)刻t2，控制信號S3變?yōu)椤癓”電平，晶體管M3處于OFF狀態(tài)，控制信號S4變?yōu)椤癏”電平，晶體管M4為ON狀態(tài)，由于控制信號S2、S5為“L”電平，因此晶體管M2及M5為OFF狀態(tài)。
此時(shí)，級2被輸入預(yù)定脈沖寬度的時(shí)鐘CK2，與該時(shí)鐘CK2同步輸出與時(shí)鐘CK2相同寬度的相移時(shí)鐘Gout2。
由此，在級3中，通過二極管D2相移時(shí)鐘Gout2輸入到電容器1的另一端、即連接點(diǎn)B側(cè)，在電容器2上存儲電荷，使電壓成為從相移時(shí)鐘Gout2的電壓Vout減去二極管D2的閾值電壓Vth的電壓Vout-Vth。
這里，電容器C2的另一端、即端子Mout3側(cè)由于晶體管M4處于ON狀態(tài)而成為接地電位。
并且，通過移相時(shí)鐘Gout2，連接點(diǎn)B側(cè)的電壓成為電壓Vout-Vth，因此電容器C1的連接點(diǎn)A側(cè)的電壓，從電壓Vout-Vth上升到電壓(Vout-Vth)×2(自舉效果)。
接著，在時(shí)刻t3，控制信號S4變?yōu)椤癓”電平，晶體管M4為OFF狀態(tài)，由于控制信號S2、S3、S5為“L”電平，因此晶體管M2、M3及M5為OFF狀態(tài)。
此時(shí)，在級3中，變成在輸出晶體管M1的柵極施加了電壓(Vout-Vth)×2的狀態(tài)(作為Vgs)，晶體管M1變成ON狀態(tài)。由于輸出晶體管M3的源極為接地電壓(Vss)，因此柵-源間電壓Vgs成為上述的電壓(Vout-Vth)×2。
并且，在輸出晶體管M1的漏極上輸入預(yù)定脈沖寬度的時(shí)鐘CK3，從輸出晶體管M1的源極與該時(shí)鐘CK3同步地、輸出寬度與時(shí)鐘CK3相同寬度的相移時(shí)鐘Gout3。
并且，相移時(shí)鐘Gout(Gout1、Gout2、Gout3、Gout4、…)如后面說明，“H”電平的電壓為Vout，是如下的脈沖電壓和脈沖寬度與從時(shí)鐘脈沖發(fā)生器輸出的時(shí)鐘CK1～CK3以及從控制電路、輸出電路輸出的開始信號ST1、ST2相同。
由此，當(dāng)相移時(shí)鐘Gout3輸出到端子Mout3時(shí)，由于與電容器C2的另一端、即電容器C2的連接點(diǎn)B連接的相反側(cè)的端子Mout3(輸出晶體管M3的源極)為電壓Vout，因此，電容器C2的連接點(diǎn)B側(cè)的端子從電壓Vout-Vth上升到電壓(Vout-Vth)+Vout。
并且，由于電容器C1的連接點(diǎn)B側(cè)從電壓Vout-Vth到(Vout-Vth)+Vout升高Vout，由此，施加在電容器C1的連接點(diǎn)A側(cè)、即輸出晶體管M1的柵極上的電壓從電壓(Vout-Vth)×2上升到[(Vout-Vth)×2+Vout]。
此時(shí)的輸出晶體管M3的Vgs(柵-源電壓)為(Vout-Vth)×2。
其結(jié)果，輸出晶體管M1的導(dǎo)通電阻大幅度地降低，向端子Mout3提供足夠的電流，因此可以向連接在后段上的多個(gè)液晶元件，向構(gòu)成該液晶元件的晶體管的柵極(柵極電容的負(fù)荷)提供足夠的電流，可以使相移時(shí)鐘Gout3的脈沖快速上升。
此時(shí)，由于在輸出晶體管M1的柵極上施加了電壓(Vout-Vth)×2+Vout，因此相移時(shí)鐘Gout3作為大致與時(shí)鐘CK3相同的電壓Vout的“H”電平的信號、即以與時(shí)鐘CK3相同的波形輸出。
因此，當(dāng)時(shí)鐘CK3下降時(shí)，相移時(shí)鐘Gout3同樣快速下降，成為“L”電平。
接著，在時(shí)刻t4，控制信號S2、S3及S5變成“H”電平，晶體管M2、M3及M5成為ON狀態(tài)，端子Mout3成為“L”電平，并且存儲在電容器C1及C2中的電荷被釋放，連接點(diǎn)A、B均成為接地電位(Vss電位)。
在此，雖然采用在多個(gè)脈沖寬度期間，使圖2所示的鉗位(clamping)用的晶體管M2和M3、以及導(dǎo)通下拉(pull down)用的晶體管M5的、控制信號S2、S3和S5導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)，但也可以采用將多個(gè)導(dǎo)通定時(shí)不同的晶體管分別并列連接，使得僅在一個(gè)脈沖寬度的定時(shí)導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)。
并且，向二極管D1的陽極輸入第n-2段的級(n-2)輸出的相移時(shí)鐘Gout(n-2)，向二極管D2的陽極輸入第n-1段的級(n-1)輸出的相移時(shí)鐘Gout(n-1)。
并且，由于級1和2各自不存在前段、再前段、或前段的級，因此需要以后將移位的輸入數(shù)據(jù)輸入的處理。
即，未圖示的控制電路與時(shí)鐘CK2的定時(shí)同步向級1的二極管D1的陽極輸入開始信號ST1，與時(shí)鐘CK3同步向二極管D2的陽極輸入開始信號ST2。
同樣，上述控制電路與時(shí)鐘CK3的定時(shí)同步，向給級2的二極管D1的陽極輸入開始信號ST2，級1在時(shí)鐘CK1的定時(shí)向二極管D2的陽極輸入相移時(shí)鐘Gout1。
由此，移位寄存器中的全部級通過相位不同的時(shí)鐘CK1、CK2和CK3，在移位寄存器中使輸入到級1的輸入數(shù)據(jù)依次移位，輸入了輸入數(shù)據(jù)的級n與被輸入的時(shí)鐘CKm同步輸出相移時(shí)鐘Goutn。
如上所述，第一實(shí)施方式的移位寄存器的動作，與現(xiàn)有的移位寄存器將前段的級的輸出作為輸入數(shù)據(jù)不同，將再前段和前段的2個(gè)輸出(相移時(shí)鐘Gout)作為移位的輸入數(shù)據(jù)，這2個(gè)相移時(shí)鐘Gout的電壓相乘，累積的級成為輸入了輸入數(shù)據(jù)的級。
簡單地，確認(rèn)本發(fā)明的移位寄存器的動作如下在時(shí)刻t(-3)，在級1中，與時(shí)鐘CK2同步向移位寄存器所有段的級的晶體管M2～M5分別輸入“H”電平的控制信號S2、S3、S4、S5，進(jìn)行移位寄存器的初始化。
在時(shí)刻t(-2)，在級1中，與時(shí)鐘CK2同步向二極管D1的陽極輸入開始信號ST1(電壓Vout)。
此時(shí)，僅晶體管M3為ON狀態(tài)，其他的晶體管M2、M4、M5為OFF狀態(tài)。
因此，通過開始信號ST1的預(yù)定寬度的脈沖，在電容器C1上存儲與從電壓Vout減去二極管D1的閾值Vth的電壓(Vout-Vth)相對應(yīng)的電荷。
在時(shí)刻t(-1)，在級1中，與時(shí)鐘CK3同步向二極管D2的陽極輸入開始信號ST2(電壓Vout)。
此時(shí)，晶體管M3成為OFF狀態(tài)，晶體管M4處于ON狀態(tài)，其他的晶體管M2、M5為OFF狀態(tài)。
因此，通過開始信號ST2的預(yù)定寬度的脈沖，在電容器C2上存儲與從電壓Vout減去二極管D2的閾值Vth的電壓(Vout-Vth)相對應(yīng)的電荷，連接部A的電壓升壓到電壓(Vout-Vth)×2。
并且，此時(shí)在級2中，與時(shí)鐘CK3同步，向二極管D1的陽極輸入開始信號ST2(電壓Vout)。
此時(shí)，僅晶體管M3處于ON狀態(tài)，其他的晶體管M2、M4、M5為OFF狀態(tài)。
因此，通過開始信號ST2的預(yù)定寬度的脈沖，在電容器C1上存儲與從電壓Vout減去二極管D1的閾值Vth的電壓(Vout-Vth)相對應(yīng)的電荷。
在時(shí)刻t1，在級1中，向輸出晶體管M1的漏極輸入時(shí)鐘CK1，對柵極施加了電壓(Vout-Vth)×2的狀態(tài)，因此輸出晶體管M3輸出相移時(shí)鐘Gout1。
此時(shí)，晶體管M4處于OFF狀態(tài)，其他的晶體管M2、M3、M5為OFF狀態(tài)。
并且，在級2中，與時(shí)鐘CK1同步，從前段向二極管D2的陽極輸入相移時(shí)鐘Gout1(電壓Vout)。
此時(shí)，晶體管M3變成OFF狀態(tài)，晶體管M4變成ON狀態(tài)，其他的晶體管M2、M5為OFF狀態(tài)。
因此，通過相移時(shí)鐘Gout1的預(yù)定寬度的脈沖，在電容器C2中存儲與從電壓Vout減去二極管D2的閾值Vth的電壓(Vout-Vth)相對應(yīng)的電荷，連接部A的電壓上升到(Vout-Vth)×2。
此時(shí)，輸入數(shù)據(jù)從級1移位到級2。
并且，在級3中，與時(shí)鐘CK1同步，從前段向二極管D2的陽極輸入相移時(shí)鐘Gout1(電壓Vout)。
由此，通過相移時(shí)鐘Gout1的預(yù)定寬度的脈沖，在電容器C1中存儲與從電壓Vout減去二極管D1的閾值Vth的電壓(Vout-Vth)相對應(yīng)的電荷。
在時(shí)刻t2，在級2中，時(shí)鐘CK2輸入到輸出晶體管M1的漏極，處于柵極上被施加電壓(Vout-Vth)×2的狀態(tài)，因此輸出晶體管M3輸出相移時(shí)鐘Gout2。
此時(shí)，晶體管M4為OFF狀態(tài)，其他的晶體管M2、M3、M5為OFF狀態(tài)。
并且，輸出上述相移時(shí)鐘Gout2，由此級1的晶體管M2、M3、M5變?yōu)镺N狀態(tài)，級1的輸出晶體管M1的輸出狀態(tài)被重置。
并且，在級3中，與時(shí)鐘CK2同步，從前段向二極管D2的陽極輸入相移時(shí)鐘Gout2(電壓Vout)。
此時(shí)，晶體管M3變?yōu)镺FF狀態(tài)，晶體管M4變?yōu)镺N狀態(tài)，其他的晶體管M2、M5為OFF狀態(tài)。
因此，通過相移時(shí)鐘Gout2的預(yù)定寬度的脈沖，在電容器C2中存儲與從電壓Vout減去二極管D2的閾值Vth的電壓(Vout-Vth)相對應(yīng)的電荷，連接部A的電壓上升到(Vout-Vth)×2。
此時(shí)，輸入數(shù)據(jù)從級2移位到級3。
并且，在級4中，與時(shí)鐘CK2同步地、從前段向二極管D2的陽極輸入相移時(shí)鐘Gout2(電壓Vout)。
由此，通過相移時(shí)鐘Gout2的預(yù)定寬度的脈沖，在電容器C1中存儲與從電壓Vout減去二極管D1的閾值Vth的電壓(Vout-Vth)相對應(yīng)的電荷。
重復(fù)上述處理，在移位寄存器中，輸入數(shù)據(jù)依次移位，作為輸出數(shù)據(jù)的相移時(shí)鐘Gout依次按級聯(lián)的順序從各級輸出。
(第二實(shí)施方式)接著，將在輸出晶體管M1的柵極上施加的電壓生成為更高電壓的情況下，例如，可以使時(shí)鐘由3相增加到4相，使升壓的輸入數(shù)據(jù)分為3種。
如上所述，如果增加時(shí)鐘的相數(shù)，則構(gòu)成移位寄存器的晶體管等的元件數(shù)增加，元件之間的布線也同樣增加，形成移位寄存器的面積增大，存在影響液晶顯示裝置的大小的缺點(diǎn)。
另一方面，輸出晶體管的柵極電壓升壓到大于等于液晶元件的驅(qū)動所需(比期望的電壓高)的情況下，為了提高輸出晶體管的可靠性，可以連接點(diǎn)A或連接點(diǎn)B設(shè)置降壓器件，以便調(diào)整為適當(dāng)?shù)臇艠O電壓。
而且，作為控制為期望的電壓的方法，在級n中，輸入第n-2段的相移時(shí)鐘Gout(n-2)時(shí)，使鉗位用的晶體管M3不導(dǎo)通，使下拉用的晶體管M4或M5中的任一個(gè)導(dǎo)通，使電容器C1和電容器C2串聯(lián)充電。
圖4表示此時(shí)的圖2的級3中的動作的波形圖。
動作如上所述，在時(shí)刻t1時(shí)，使控制信號S3、S4仍為“L”電平，并且使晶體管M3、M4為OFF狀態(tài)，另一方面，使控制信號S5為“H”電平，使晶體管M5為ON狀態(tài)。
并且，相移時(shí)鐘Gout1以預(yù)定的脈沖寬度從級1輸入到二極管D1的陽極。
由此，如果使電容器C1與電容器C2的電容值相等，從相移時(shí)鐘Gout1的電壓Vout減去二極管D1的閾值電壓Vth的電壓(Vout-Vth)相同地被分壓，在電容器C1和電容器C2的各自的兩端被充電(電荷存儲)(Vout-Vth)/2的電壓。
此時(shí)，連接點(diǎn)A的電壓成為電壓(Vout-Vth)。
接著，在時(shí)刻t2，使控制信號S3仍為“L”電平，并且使晶體管M3為OFF狀態(tài)，另一方面，使控制信號S4為“H”電平，使晶體管M4為ON狀態(tài)，使控制信號S5為“L”電平，使晶體管M5為OFF狀態(tài)。
并且，相移時(shí)鐘Gout2以預(yù)定的脈沖寬度從級2輸入到二極管D2的陽極。
由此，從相移時(shí)鐘Gout1的電壓Vout減去二極管D1的閾值Vth的電壓(Vout-Vth)在電容器C2的兩端被充電。
并且，在電容器C2的兩端被充電的電壓、即連接點(diǎn)B的電壓變?yōu)殡妷?Vout-Vth)，因此，電容器C1的兩端、即連接點(diǎn)A的電壓升高到電壓(Vout-Vth)×(3/2)。
接著，在時(shí)刻t3，使控制信號S3、S5仍為“L”電平，并且使晶體管M3、M5處于OFF狀態(tài)，而且使控制信號S4為“L”電平，使晶體管M4為OFF狀態(tài)。
并且，預(yù)定脈沖寬度的時(shí)鐘CK3，從時(shí)鐘脈沖發(fā)生器輸入到輸出晶體管M1的漏極，端子Mout3(輸出晶體管M1的源極)電壓成為Vout。
由此，由于連接點(diǎn)B的電壓為電壓[(Vout-Vth)+Vout]，因此電容器C1的兩端、即連接點(diǎn)A的電壓升壓到[(Vout-Vth)×(3/2)+Vout]。
此時(shí)的輸出晶體管M3的Vgs(柵-源電壓)為(Vout-Vth)×(3/2)。
如上所述，通過調(diào)整電容器C1及C2的電容比，在以往的自舉電壓(Vout-Vth)+Vout與第一實(shí)施方式中所得到的電壓[(Vout-Vth)×2+Vout]之間可以進(jìn)行微調(diào)。其他的動作與第一實(shí)施方式相同。
因此，只要將電容器C1與C2的電容比設(shè)計(jì)成使輸出晶體管M1能夠向液晶元件的晶體管的柵極的負(fù)載提供以需要的速度動作的電流量，并使得柵極電壓(連接點(diǎn)A的電壓)為能夠得到輸出晶體管M1的導(dǎo)通電阻。
并且，上述第一和第二實(shí)施方式的移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)不僅可以應(yīng)用于a-Si(非晶硅)TFT(薄膜晶體管)，而且可以應(yīng)用于多晶硅TFT的柵極驅(qū)動器或單晶硅的驅(qū)動器IC(集成電路)。
權(quán)利要求
1.一種移位寄存器，具有多個(gè)級聯(lián)連接的級，用相位不同的多個(gè)時(shí)鐘將輸入數(shù)據(jù)移位，當(dāng)輸入該輸入數(shù)據(jù)時(shí)，將輸入到輸出晶體管的漏極的時(shí)鐘作為相移時(shí)鐘從源極輸出，進(jìn)行輸出信號的移位動作，其特征在于，向第n段的級輸入第n-2段和第n-1段的相移時(shí)鐘，通過第n-2段和第n-1段的相移時(shí)鐘，依次對上述輸出晶體管的柵極電壓進(jìn)行升壓。
2.一種移位寄存器，其特征在于，在上述級中，第一電容器和第二電容器串聯(lián)連接在上述輸出晶體管的柵極和源極之間；該移位寄存器具有第一輸入電路，使上述第n-2段的相移時(shí)鐘輸入到上述柵極與第一電容器的連接部；以及第二輸入電路，使上述第n-1段的相移時(shí)鐘輸入到上述第一電容器與第二電容器的連接部。
3.如權(quán)利要求2所述的移位寄存器，其特征在于，上述第一輸入電路及第二輸入電路為二極管。
4.如權(quán)利要求2或3所述的移位寄存器，其特征在于，調(diào)整上述第一電容器和第二電容器的電容比，控制輸入到上述柵極的電壓升壓的比例。
5.一種液晶驅(qū)動電路，其特征在于，權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中的任一項(xiàng)所述的移位寄存器，用于生成掃描線與信號線交叉構(gòu)成的有源矩陣電路的掃描驅(qū)動信號。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠增加動作速度的移位寄存器以及使用了該移位寄存器的液晶驅(qū)動器。本發(fā)明的移位寄存器，具有多個(gè)級聯(lián)的級，用相位不同的多個(gè)時(shí)鐘將輸入數(shù)據(jù)移位，當(dāng)輸入該輸入數(shù)據(jù)時(shí)，將輸入到輸出晶體管的漏極的時(shí)鐘作為相移時(shí)鐘，從源極輸出，進(jìn)行輸出信號的移位動作；將第n－2段及第n－1段的相移時(shí)鐘向第n段的級輸入，使上述輸出晶體管的柵極電壓，通過第n－2段和第n－1段的相移時(shí)鐘依次升壓。
文檔編號G09G3/36GK1783346SQ20051011618
公開日2006年6月7日 申請日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月28日
發(fā)明者巖崎千里 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社