(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
列設された複数の走査線のそれぞれに順に走査パルスを供給するシフトレジスタと、
走査線に接続された表示素子と、を備えた表示装置において、
第１のクロックの反転信号を出力する第１のインバータと、
第２のクロックの反転信号を出力する第２のインバータと、
第１の制御信号の論理に基づいて、前記第１のインバータの電源側端子を電源端子に接続するか否かを切り替える第１のスイッチと、
第２の制御信号の論理に基づいて、前記第１のインバータの接地側端子を接地端子に接続するか否かを切り替える第２のスイッチと、
第２の制御信号の論理に基づいて、前記第２のインバータの電源側端子を電源端子に接続するか否かを切り替える第３のスイッチと、
第１の制御信号の論理に基づいて、前記第２のインバータの接地側端子を接地端子に接続するか否かを切り替える第４のスイッチと、を備え、
前記第１および第２のインバータの各出力は前記シフトレジスタのクロック端子に共通に接続されて、前記第１および第２の制御信号の論理に基づいて、前記第１および第２のインバータの一方を出力し、
前記シフトレジスタは、前記クロック端子に入力された信号に同期させて前記走査パルスを出力し、
前記第１および第２のインバータと、前記第１〜第４のスイッチと、前記シフトレジスタと、前記表示素子とを、同一基板上に形成することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記基板上に形成され、前記シフトレジスタの出力のうち偶数段目の出力と奇数段目の出力とのいずれか一方を選択する選択回路を備え、
表示画像を上下反転させる際に、前記選択回路の選択を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記基板上に形成され、前記シフトレジスタの出力のうち偶数段目の出力と奇数段目の出力とのいずれか一方を選択する選択信号のレベル変換を行うレベルシフト回路を備え、
前記選択回路は、前記選択信号をレベル変換した信号に基づいて前記シフトレジスタの出力を選択することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
列設された複数の信号線のそれぞれに対応して設けられ、各信号線に画素データを供給する複数のアナログスイッチと、
前記複数のアナログスイッチのオン・オフを切り替える切替制御信号を出力するシフトレジスタと、
信号線に接続された表示素子と、を備えた表示装置において、
第１のクロックの反転信号を出力する第１のインバータと、
第２のクロックの反転信号を出力する第２のインバータと、
２種類以上の制御信号の論理に応じて、前記第１のインバータの電源側端子を電源端子に接続するか否かを切り替える第１のスイッチと、
２種類以上の制御信号の論理に応じて、前記第１のインバータの接地側端子を接地端子に接続するか否かを切り替える第２のスイッチと、
２種類以上の制御信号の論理に応じて、前記第２のインバータの電源側端子を電源端子に接続するか否かを切り替える第３のスイッチと、
２種類以上の制御信号の論理に応じて、前記第２のインバータの接地側端子を接地端子に接続するか否かを切り替える第４のスイッチと、を備え、
前記第１および第２のインバータの各出力は前記シフトレジスタのクロック端子に共通に接続されて、前記２種類以上の制御信号の論理に応じて、前記第１および第２のインバータの一方を出力し、
前記シフトレジスタは、前記クロック端子に入力された信号に同期させて前記アナログスイッチのオン・オフを切り替え、
前記第１および第２のインバータと、前記第１〜第４のスイッチと、前記シフトレジスタと、前記表示素子とを、同一の基板上に形成することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
前記２種類以上の制御信号の論理を、表示画面のアスペクト比に応じて変化させることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御信号の論理に応じて出力信号を切替可能な回路に関し、特に、画面に表示された画像を上下反転あるいは左右反転したり、アスペクト比を切替可能な表示装置に用いられる信号切替回路を対象とする。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置の解像度は高くなる傾向にあるが、解像度を高くすると、一画面に表示可能な情報量が増える反面、画像や文字が小さく表示されてしまう。このため、必要に応じて、表示解像度やアスペクト比を切替可能にした液晶表示装置が提案されている。
【０００３】
また、通常の液晶画面は横長であるが、縦長にした方が入力作業等を行いやすい場合がある。このため、液晶画面の角度を、必要に応じて、横長、縦長、あるいは斜めに変更できるようにした液晶表示装置も提案されている。液晶画面の角度を切り替える場合には、切替角度に応じて、表示画像を上下反転または左右反転等する処理が必要になる。
【０００４】
ところで、液晶表示装置内の信号線や走査線を駆動する駆動回路には、一般にシフトレジスタが設けられる。シフトレジスタに入力されるシフトクロックの周波数は、解像度が高くなるほど高くなるが、製造プロセス等の制限により、周波数をあまり高くすることはできない。このため、シフトクロックの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方でシフトレジスタを動作させるようにしてシフトクロックの周波数低減を図った回路が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シフトクロックの両エッジを用いて信号線や走査線を駆動する場合、シフトレジスタの段数によっては、表示映像を上下反転または左右反転する際に、シフトクロックの極性を切り替える必要がある。このため、従来は、画素アレイ部が形成される透明基板とは別の基板に、クロックの極性を切り替える回路を設けており、液晶表示装置を小型化できなかった。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な回路構成で出力信号を切替可能で、かつ、画素アレイ部と同一の基板上に形成可能な信号切替回路および表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、列設された複数の走査線のそれぞれに順に走査パルスを供給するシフトレジスタと、
走査線に接続された表示素子と、を備えた表示装置において、
第１のクロックの反転信号を出力する第１のインバータと、
第２のクロックの反転信号を出力する第２のインバータと、
第１の制御信号の論理に基づいて、前記第１のインバータの電源側端子を電源端子に接続するか否かを切り替える第１のスイッチと、
第２の制御信号の論理に基づいて、前記第１のインバータの接地側端子を接地端子に接続するか否かを切り替える第２のスイッチと、
第２の制御信号の論理に基づいて、前記第２のインバータの電源側端子を電源端子に接続するか否かを切り替える第３のスイッチと、
第１の制御信号の論理に基づいて、前記第２のインバータの接地側端子を接地端子に接続するか否かを切り替える第４のスイッチと、を備え、
前記第１および第２のインバータの各出力は前記シフトレジスタのクロック端子に共通に接続されて、前記第１および第２の制御信号の論理に基づいて、前記第１および第２のインバータの一方を出力し、
前記シフトレジスタは、前記クロック端子に入力された信号に同期させて前記走査パルスを出力し、
前記第１および第２のインバータと、前記第１〜第４のスイッチと、前記シフトレジスタと、前記表示素子とを、同一基板上に形成することを特徴とする表示装置が提供される。
【０００８】
本発明の一態様によれば、列設された複数の信号線のそれぞれに対応して設けられ、各信号線に画素データを供給する複数のアナログスイッチと、
前記複数のアナログスイッチのオン・オフを切り替える切替制御信号を出力するシフトレジスタと、
信号線に接続された表示素子と、を備えた表示装置において、
第１のクロックの反転信号を出力する第１のインバータと、
第２のクロックの反転信号を出力する第２のインバータと、
２種類以上の制御信号の論理に応じて、前記第１のインバータの電源側端子を電源端子に接続するか否かを切り替える第１のスイッチと、
２種類以上の制御信号の論理に応じて、前記第１のインバータの接地側端子を接地端子に接続するか否かを切り替える第２のスイッチと、
２種類以上の制御信号の論理に応じて、前記第２のインバータの電源側端子を電源端子に接続するか否かを切り替える第３のスイッチと、
２種類以上の制御信号の論理に応じて、前記第２のインバータの接地側端子を接地端子に接続するか否かを切り替える第４のスイッチと、を備え、
前記第１および第２のインバータの各出力は前記シフトレジスタのクロック端子に共通に接続されて、前記２種類以上の制御信号の論理に応じて、前記第１および第２のインバータの一方を出力し、
前記シフトレジスタは、前記クロック端子に入力された信号に同期させて前記アナログスイッチのオン・オフを切り替え、
前記第１および第２のインバータと、前記第１〜第４のスイッチと、前記シフトレジスタと、前記表示素子とを、同一の基板上に形成することを特徴とする表示装置が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る信号切替回路および液晶表示装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。以下では、信号線と走査線がマトリクス状に配置された画素アレイ部と、信号線を駆動する信号線駆動回路と、走査線を駆動する走査線駆動回路と、各駆動回路内のシフトレジスタのクロックを切り替える信号切替回路とを同一基板上に形成した液晶表示装置について説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は走査線駆動回路２内のシフトレジスタに供給されるシフトクロックの極性を切り替える第１の信号切替回路４の回路図、図２は図１の等価回路図、図３は信号線駆動回路３内のシフトレジスタに供給されるシフトクロックの極性を切り替える第２の信号切替回路５の回路図、図４は液晶表示装置の概略構成図である。
【００１２】
本実施形態の液晶表示装置は、図４に示すように、信号線と走査線がマトリクス状に配置された画素アレイ部１と、走査線を駆動する走査線駆動回路２と、信号線を駆動する信号線駆動回路３と、走査線駆動回路２内のシフトレジスタにシフトクロックを供給する第１の信号切替回路４と、信号線駆動回路３内のシフトレジスタにシフトクロックを供給する第２の信号切替回路５とを有する。図４に示した各部はすべて同一の透明基板上に形成される。
【００１３】
画素アレイ部１内の信号線と走査線の各交点付近には、画素ＴＦＴ１１が形成され、画素ＴＦＴ１１のドレイン端子には液晶容量１２と補助容量１３とが接続され、ソース端子には信号線Ｓ１〜Ｓｎが接続され、ゲート端子には走査線Ｇ１〜Ｇｎが接続されている。
【００１４】
走査線駆動回路２は、各走査線に順に走査パルスを供給するシフトレジスタを有する。また、信号線駆動回路３もシフトレジスタを有し、このシフトレジスタは、各信号線に対応して設けられるアナログスイッチ６のオン・オフを制御するのに用いられる。各アナログスイッチ６の一端は映像信号入力線Ｌ１に接続され、他端はそれぞれ対応する信号線に接続されている。各アナログスイッチ６は、シフトレジスタの対応する出力端子からシフトパルスが出力されたときにオンして、映像信号入力線を介して供給される映像信号を各信号線に供給する。
【００１５】
図５は走査線駆動回路２の詳細構成を示す回路図である。図示のように、走査線駆動回路２は、シフトレジスタ３１と、シフトレジスタ３１の出力端子に接続されたＡＮＤゲート３２と、走査線の偶数行か奇数行のいずれか一方を選択する行選択回路３３とを有する。
【００１６】
図５のシフトレジスタ３１は、図４に示す第１の信号切替回路４から出力されたシフトクロックCPV+，CPV-に基づいてシフト動作を行う。シフトクロックCPV+，CPV-は互いに逆論理の信号である。
【００１７】
図５のシフトレジスタ３１は、図６のタイミング図に示すように、シフトクロックCPV+の２倍の周波数でシフト動作を行う。また、ＡＮＤゲート３２は、シフトレジスタ３１の隣接する２つの出力端子から出力された信号の論理積信号を出力する。この論理積信号は、図６に示すように、シフトクロックCPH+，CPH-の半周期分のパルス幅を有する。
【００１８】
図５のシフトレジスタ３１は、図示の上端と下端にスタートパルスＳＴＶを入力できるようになっており、上端のレジスタにスタートパルスＳＴＶを入力した場合には、上方から下方に向かってスタートパルスＳＴＶを順にシフトさせる。また、下端のスタートパルスＳＴＶを入力した場合には、下方から上方に向かってスタートパルスＳＴＶを順にシフトさせる。
【００１９】
通常は、図５の上端のレジスタにスタートパルスＳＴＶを入力する。また、表示画像を上下反転する場合には、下端のレジスタにスタートパルスＳＴＶを入力する。
【００２０】
図５のシフトレジスタ３１に行選択回路３３が接続されている理由は、液晶画面内の走査線の総数が偶数のときに上下反転表示を行う場合、偶数行と奇数行のイネーブル信号L-ENABLE，R-ENABLEを入れ替える必要があるためであり、行選択回路３３で偶数行と奇数行の選択を行う。
【００２１】
図１の第１の信号切替回路４は、図２に示すように、４つのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ４と、４つのNMOSＴＦＴスイッチ４１〜４４と、４つのPMOSＴＦＴスイッチ４５〜４８とで構成される。各インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ４は、図１に示すように、NMOSＴＦＴとPMOSＴＦＴで構成されるため、結局、第１の信号切替回路４はＴＦＴのみで構成可能である。これらＴＦＴは、透明基板上に画素ＴＦＴ１１や駆動回路用のＴＦＴを形成する際に、同基板上に一体に形成される。
【００２２】
ここで、インバータＩＮＶ１は第１のインバータに、インバータＩＮＶ２は第２のインバータに、ＴＦＴスイッチ４５は第１のスイッチに、ＴＦＴスイッチ４１は第２のスイッチに、ＴＦＴスイッチ４６は第３のスイッチに、ＴＦＴスイッチ４２は第４のスイッチに、それぞれ対応する。
【００２３】
各NMOSＴＦＴスイッチ４１〜４４は、対応するインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ４内のNMOSＴＦＴのソース端子と接地端子との間に接続される。また、各PMOSＴＦＴスイッチ４５〜４８は、対応するインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ４内のPMOSＴＦＴのソース端子と電源端子Ｖccとの間に接続される。
【００２４】
すなわち、各NMOSＴＦＴスイッチ４１〜４４は、対応するインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ４の接地側端子を接地端子に接続するか否かを切り替えるために設けられ、各PMOSＴＦＴスイッチ４５〜４８は、対応するインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ４の電源側端子を電源端子Ｖccに接続するか否かを切り替えるために設けられる。
【００２５】
図２の出力OUT1，OUT2は、制御入力信号ＩＮ１，ＩＮ２の論理に応じて、入力信号ＩＮ３，ＩＮ４のいずれか一方の反転信号を出力する。制御入力信号ＩＮ１，ＩＮ２と、入力信号ＩＮ４，ＩＮ５と、出力信号OUT1，OUT2との関係は図７に示す通りである。
【００２６】
図７からわかるように、図１に示す制御入力信号ＩＮ１，ＩＮ２の論理を切り替えることにより、図５に示した走査線駆動回路２３内のシフトレジスタ３１に入力されるシフトクロックCPV+，CPV-の種類を切り替えることができる。
【００２７】
一方、図８は信号線駆動回路３内のシフトレジスタ２１周辺の回路図である。図示のように、シフトレジスタ２１は、図４に示す第２の信号切替回路５から出力された互いに逆論理のシフトクロックCPH+，CPH-に基づいてシフト動作を行う。シフトレジスタ２１の隣接する２つの出力端子から出力された信号はＡＮＤゲート２２に入力される。これらＡＮＤゲート２２の出力により、図４に示したアナログスイッチ６はオン・オフ制御される。実際には、ＡＮＤゲート２２の出力は複数のアナログスイッチ６に接続されており、これらアナログスイッチ６は同時にオン・オフして複数画素分の信号線に同時に画素データが供給される。
【００２８】
図８のシフトレジスタ２１は、スタートパルスを入力する場所が切替可能である。例えば、液晶画面のアスペクト比が16:9のときは図示のレジスタＲ１にスタートパルスが入力され、解像度がＶＧＡのときはレジスタＲ２にスタートパルスが入力され、アスペクト比が４：３のときはレジスタＲ３にスタートパルスが入力される。
【００２９】
また、左右反転表示をする場合で、アスペクト比が16:9のときはレジスタＲ４にスタートパルスが入力され、解像度がＶＧＡのときはレジスタＲ５にスタートパルスが入力され、アスペクト比が４：３のときはレジスタＲ６にスタートパルスが入力される。
【００３０】
図３に詳細構成を示す第２の信号切替回路５は、基本的な回路構成は図１と同一であり、インバータＩＮＶ５〜ＩＮＶ８と、４つのNMOSＴＦＴスイッチ５１〜５４と、４つのPMOSＴＦＴスイッチ５５〜５８とを有する。また、第２の信号切替回路５は、３種類の制御入力信号ＩＮ１〜ＩＮ３が入力される点で図１の回路と異なる。制御入力信号ＩＮ１〜ＩＮ３と出力OUT1，OUT2との関係は図９に示す通りである。
【００３１】
図９に示すように、アスペクト比に応じて制御入力信号ＩＮ１〜ＩＮ３の論理を切り替えることにより、アスペクト比に応じたシフトクロックが図８のシフトレジスタ２１のクロック端子CPH+，CPH-に供給される。
【００３２】
このように、第１の実施形態は、信号線駆動回路３内や走査線駆動回路２内のシフトレジスタ２１，３１のシフトクロックを切り替える信号切替回路４，５をＴＦＴのみで構成するため、信号切替回路４，５を、画素ＴＦＴ１１を形成する工程と同じ工程で透明基板上に形成でき、液晶表示装置の小型化が可能になる。また、信号切替回路４，５を透明基板上に形成することにより、信号遅延やノイズや消費電力を低減できる。
【００３３】
上述した実施形態では、第１および第２の信号切替回路４，５の出力OUT1，OUT2を直接シフトレジスタ２１，３１に入力する例を説明したが、出力OUT1，OUT2に接続される負荷が重い場合には、バッファ・ゲートなどを介してシフトレジスタ２１，３１に入力してもよい。
【００３４】
また、必ずしも出力OUT1，OUT2の双方を使用する必要はなく、どちらか一方だけを使用してもよい。
【００３５】
（第２の実施形態）
透明基板上に形成されるＴＦＴは通常、ゲート・スレッショルド電圧が５Ｖ以上であるため、これらＴＦＴを用いた回路では、電源電圧や入力電圧振幅がゲート・スレッショルド電圧より高くないと正常に動作しない。
【００３６】
一方、透明基板上に形成された駆動回路にクロック等の制御信号を供給する外部駆動回路では、消費電力低減のために、電源電圧や信号電圧振幅を５Ｖ以下に設定することが多い。このため、従来は、外部駆動回路の出力段に、電圧レベルを変換するレベルシフト回路を設けて制御信号のレベル変換を行った後、透明基板に入力していた。
【００３７】
これに対して、以下に説明する第２の実施形態は、信号切替回路だけでなく、レベルシフト回路も、透明基板上に一体に形成することを特徴とする。
【００３８】
図１０は信号切替回路の第２の実施形態の回路図である。図１０に示す信号切替回路は、レベルシフト回路１０１と、図１と同じ回路構成の信号切替部１０２と、バッファ部１０３とを有し、偶数行か奇数行かを選択するイネーブル信号L-ENABLE，R-ENABLEをレベルシフト回路１０１で昇圧した後、表示方向によってイネーブル信号を切り替えて出力するものである。図示のように、信号切替回路はＴＦＴのみで構成される。
【００３９】
図１１は図１０のレベルシフト回路１０１の一部を抜き出した回路図であり、この図に基づいてレベルシフト回路１０１の動作を説明する。図１１の入力端子ＩＮ１，ＩＮ２には互いに論理が逆の信号が入力されるものとする。
【００４０】
トランジスタＱ２，Ｑ９は定電流源として作用する。まず、図１１の入力端子ＩＮ１にハイレベル信号が、入力端子ＩＮ２にローレベル信号が入力された場合について説明する。この場合、トランジスタＱ10はダイオード接続されているため、トランジスタＱ８，Ｑ10のゲート端子はハイレベルになり、トランジスタＱ８がオンする。したがって、出力端子OUT2はローレベルになる。また、トランジスタＱ５がオンするため、出力端子OUT1はハイレベルになる。
【００４１】
逆に、入力端子ＩＮ１にローレベル信号が、入力端子ＩＮ２にハイレベル信号が入力された場合には、ダイオード接続されているトランジスタＱ４のゲート端子はハイレベルになり、トランジスタＱ７はオンする。したがって、出力端子OUT1はローレベルになる。また、トランジスタＱ６はオンするため、出力端子OUT2はハイレベルになる。
【００４２】
このように、図１０に示す信号切替回路は、偶数行か奇数行かを選択するイネーブル信号L-ENABLE，R-ENABLEを、まずレベルシフト回路１０１でレベル変換した後に信号切替部１０２に入力するため、外部から入力されるイネーブル信号L-ENABLE，R-ENABLEの信号レベルが信号切替部１０２の入力信号レベルと異なっていても透明基板に直接入力でき、基板外部にレベルシフト回路を設ける必要がなくなる。
【００４３】
また、図１０の信号切替回路は、ＴＦＴだけで構成されるため、画素ＴＦＴ１１等とともに透明基板に形成することができる。
【００４４】
図３では、３種類のアスペクト比のいずれかを選択する例を説明したが、選択可能なアスペクト比の種類や数は特に限定されない。
【００４５】
また、第１および第２の信号切替回路４，５のいずれか一方のみを設けてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ＴＦＴにより形成可能なインバータとスイッチを用いて出力クロックの切替を行うため、出力クロックの切替を行う回路を、表示素子やその駆動回路と同じ基板上に容易に形成でき、表示装置の実装面積を削減できる。
【００４７】
また、同一基板上に、ＴＦＴを用いてレベルシフト回路も形成できるため、信号レベルが異なる信号を直接、基板に入力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の信号切替回路の回路図。
【図２】図１の等価回路図。
【図３】第２の信号切替回路の回路図。
【図４】液晶表示装置の概略構成図。
【図５】走査線駆動回路の詳細構成を示す回路図。
【図６】図５に示すシフトレジスタの動作タイミング図。
【図７】第１の信号切替回路の制御入力信号と、入力信号と、出力信号との関係を示す図。
【図８】信号線駆動回路内のシフトレジスタ周辺の回路図。
【図９】第２の信号切替回路の制御入力信号と、入力信号と、出力信号との関係を示す図。
【図１０】信号切替回路の第２の実施形態の回路図。
【図１１】図１０のレベルシフト回路の一部を抜き出した回路図。
【符号の説明】
１  画素アレイ部
２  走査線駆動回路
３  信号線駆動回路
４  第１の信号切替回路
５  第２の信号切替回路
６  アナログスイッチ
３１  シフトレジスタ
３２  ＡＮＤゲート
３３  行選択回路
４１〜４４  NMOSＴＦＴスイッチ
４５〜４８  PMOSＴＦＴスイッチ
５１〜５４  NMOSＴＦＴスイッチ
５５〜５８  PMOSＴＦＴスイッチ
ＩＮＶ１〜ＩＮＶ８  インバータ
【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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【図１１】
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