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1、(10)申请公布号 CN 103077689 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103077689 A *CN103077689A* (21)申请号 201310014247.4 (22)申请日 2013.01.15 G09G 3/36(2006.01) G11C 19/28(2006.01) (71)申请人 北京大学深圳研究生院 地址 518055 广东省深圳市南山区西丽深圳 大学城北大校区 (72)发明人 张盛东 胡治晋 廖聪维 (74)专利代理机构 深圳鼎合诚知识产权代理有 限公司 44281 代理人 郭燕 (54) 发明名称 移位寄存器单元、 栅极驱动电路、 数据驱动。
2、电 路及显示器 (57) 摘要 本发明公开了一种移位寄存器单元、 栅极驱 动电路、 数据驱动电路及显示器, 其中移位寄存器 单元包括 : 第一信号输入端, 第二信号输入端, 第 一时钟信号输入端, 下拉控制信号输入端, 信号 输出端 (VOUT) , 输入模块 (21) , 驱动模块 (22) , 驱 动控制端下拉延迟模块 (23) , 时钟馈通抑制模块 (25) 和低电平维持模块 (24) 。本申请通过延长移 位寄存器单元中驱动控制端的放电时间, 使得信 号输出端可以通过驱动模块中的充电晶体管快速 放电, 并通过抑制时钟馈通抑制模块中的晶体管 的漏电, 提高了电路的工作速度和集成化程度。 (。
3、51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 16 页 附图 15 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书16页 附图15页 (10)申请公布号 CN 103077689 A CN 103077689 A *CN103077689A* 1/3 页 2 1. 一种移位寄存器单元, 其特征在于, 包括 : 第一信号输入端, 用于接收第一脉冲信号 (VI1) ; 第二信号输入端, 用于接收第二脉冲信号 (VI2) ; 第一时钟信号输入端, 用于接收第一时钟信号 (VA) ; 下拉控制信号输入端, 用于接收下拉控制信号 ; 信号输出端 (VOUT) 。
4、, 用于输出脉冲驱动信号 ; 驱动模块 (22) , 所述驱动模块 (22) 连接在第一时钟信号输入端和信号输出端 (VOUT) 之 间, 在其驱动控制端 (Q) 获得驱动电压后, 将第一时钟信号 (VA) 传送到信号输出端 (VOUT) , 当 所述第一时钟信号 (VA) 为高电平时, 驱动模块 (22) 对所述信号输出端 (VOUT) 充电 ; 当第一 时钟信号 (VA) 为低电平时, 驱动模块 (22) 对信号输出端 (VOUT) 放电 ; 输入模块 (21) , 所述输入模块 (21) 连接在第一信号输入端和驱动模块 (22) 的驱动控 制端 (Q) 之间, 用于从所述第一信号输入端接。
5、收第一脉冲信号 (VI1) , 给所述驱动模块 (22) 的驱动控制端 (Q) 提供驱动电压 ; 驱动控制端下拉延迟模块 (23) , 所述驱动控制端下拉延迟模块 (23) 连接在信号输出 端 (VOUT) 和驱动模块 (22) 的驱动控制端 (Q) 之间, 其控制端输入下拉控制信号, 用于在移位 寄存器单元的下拉阶段, 在所述下拉控制信号的控制下将所述驱动控制端 (Q) 耦合至信号 输出端 (VOUT) ; 时钟馈通抑制模块 (25) , 所述时钟馈通抑制模块 (25) 连接在驱动模块 (22) 的驱动控 制端 (Q) 之间和信号输出端 (VOUT) 之间, 用于在移位寄存器单元的非选通阶段。
6、, 当第一时钟 信号 (VA) 为高电平时释放所述驱动控制端 (Q) 的耦合电荷至信号输出端 (VOUT) ; 低电平维持模块 (24) , 连接在信号输出端 (VOUT) 和低电位源之间 (VSS) , 用于在移位寄 存器单元处于非选通阶段时, 将所述信号输出端 (VOUT) 耦合到低电位源 (VSS) ; 所述低电平维 持模块 (24) 包括低电平维持控制端 (P) , 用于产生低电平维持信号 ; 所述下拉控制信号为第二时钟信号 (VB) 或前一级移位寄存器单元输出的低电平维持 信号, 所述第一时钟信号 (VA) 和第二时钟信号 (VB) 是周期相同的互补的时钟信号, 当第一 脉冲信号 (。
7、VI1) 的高电平脉冲到来时, 所述第一时钟信号 (VA) 为低电平, 第二脉冲信号 (VI2) 的高电平脉冲滞后第一脉冲信号 (VI1) 一个时钟周期。 2. 如权利要求 1 所述移位寄存器单元, 其特征在于, 所述输入模块 (21) 包括第一晶体 管 (T1) , 所述第一晶体管 (T1) 的控制极和第一极耦合到第一信号输入端, 用于接收第一脉 冲信号 (VI1) , 所述第一晶体管 (T1) 的第二极耦合到驱动模块 (22) 的驱动控制端 (Q) , 用于 为驱动控制端 (Q) 提供驱动电压 ; 所述驱动模块 (22) 包括第二晶体管 (T2) , 所述第二晶体 管 (T2) 的控制极耦。
8、合到所述第一晶体管 (T1) 的第二极, 所述第二晶体管 (T2) 的第一极耦合 到第一时钟信号输入端, 用于接收第一时钟信号 (VA) , 所述第二晶体管 (T2) 的第二极耦合 到信号输出端 (VOUT) , 用于在被所述驱动电压开启后, 当所述第一时钟信号 (VA) 为高电平时 对信号输出端 (VOUT) 充电, 当所述第一时钟信号 (VA) 为低电平时下拉信号输出端 (VOUT) 的电 位 ; 所述低电平维持模块 (24) 包括第一保持单元 (241) , 所述第一保持单元 (241) 包括第五 晶体管 (T5) , 所述第五晶体管 (T5) 的控制极耦合至延时信号输入端, 用于接收第。
9、二时钟信 号 (VB) , 所述第五晶体管 (T5) 的第一极耦合至信号输出端 (VOUT) , 所述第五晶体管 (T5) 的第 二极耦合至低电位源 (VSS) , 用于当所述第二时钟信号 (VB) 的高电平到来时保持信号输出端 权 利 要 求 书 CN 103077689 A 2 2/3 页 3 (VOUT) 的电位为低电平。 3. 如权利要求 2 所述移位寄存器单元, 其特征在于, 所述低电平维持模块 (24) 还包括 第二保持单元 (242) , 所述第二保持单元 (242) 包括第六晶体管 (T6) 、 第七晶体管 (T7) 和第 二电容 (C2) , 所述第六晶体管 (T6) 的控制。
10、极耦合至第七晶体管 (T7) 的第一极, 所述第六晶 体管 (T6) 的第一极耦合至信号输出端 (VOUT) , 所述第六晶体管 (T6) 的第二极耦合至低电位 源 (VSS) ; 所述第七晶体管 (T7) 的控制极耦合至所述第六晶体管 (T6) 的第一极, 所述第七晶 体管 (T7) 的第一极耦合至所述低电平维持控制端 (P) , 所述第七晶体管 (T7) 的第二极耦合 至低电位源 (VSS) ; 所述第二电容 (C2) 连接在所述低电平维持控制端 (P) 与第一时钟信号输 入端之间。所述第二保持单元 (242) 用于当第一时钟信号 (VA) 为高电平时保持信号输出端 (VOUT) 的电位为。
11、低电平。 4.如权利要求1或2或3所述的移位寄存器单元, 其特征在于, 所述驱动控制端下拉延 迟模块 (23) 包括第三晶体管 (T3) , 所述第三晶体管 (T3) 的控制极耦合到第二信号输入端, 响应第二脉冲信号 (VI2) , 所述第三晶体管 (T3) 的第一极耦合至驱动模块 (22) 的驱动控制 端 (Q) , 所述第三晶体管 (T3) 的第二极耦合至信号输出端 (VOUT) , 用于当所述第二脉冲信号 (VI2) 为高电平时将第二晶体管 (T2) 的控制极耦合至信号输出端 (VOUT) 。 5. 如权利要求 4 所述的移位寄存器单元, 其特征在于, 所述时钟馈通抑制模块 (25) 包。
12、 括第四晶体管 (T4) ; 所述第四晶体管 (T4) 的控制极耦合至所述低电平维持控制端 (P) , 所述 第四晶体管 (T4) 的第一极耦合至所述第二晶体管 (T2) 的控制极, 所述第四晶体管 (T4) 的第 二极耦合至信号输出端 (VOUT) , 用于在移位寄存器单元的非选通阶段, 当所述第一时钟信号 (VA) 为高电平时将第二晶体管 (T2) 的控制极耦合至信号输出端 (VOUT) 。 6. 如权利要求 4 所述的移位寄存器单元, 其特征在于, 所述时钟馈通抑制模块 (25) 包 括第十四晶体管 (T14) , 所述第十四晶体管 (T14) 的控制极耦合到第一时钟信号输入端, 所述 。
13、第十四晶体管 (T14) 的第一极和第二极分别耦合到驱动控制端 (Q) 以及信号输出端 (VOUT) 。 7. 如权利要求 5 或 6 所述的移位寄存器单元, 其特征在于, 所述时钟馈通抑制模块 (25) 还包括第一电容 (C1) ; 所述第一电容 (C1) 连接在所述驱动控制端 (Q) 与信号输出端 (VOUT) 之间。 8. 如权利要求 7 所述的移位寄存器单元, 其特征在于, 还包括下拉单元 (26) , 所述下拉 单元 (26) 包括晶体管 (T8) , 所述晶体管 (T8) 的控制极耦合至第一时钟信号输入端, 所述晶 体管 (T8) 的第一极和第二极分别耦合至信号输出端 (VOUT)。
14、 与低电位源 (VSS) 。 9. 一种栅极驱动电路, 包含移位寄存器、 第一时钟线 (CK1) 、 第二时钟线 (CK2) 、 启动信 号线 (STV) 以及总公共地线 VSS1, 其特征在于, 所述移位寄存器包括 N+1 级串联的如权利要 求 1 至 8 中任意一项所述的移位寄存器单元, 其中 N 为正整数 ; 所述第一时钟线 (CK1) 和第 二时钟线 (CK2) 为所述移位寄存器传输互补的时钟信号 ; 所述启动信号线 (STV) 耦合至第 一级移位寄存器单元的第一信号输入端以及最后一级移位寄存器单元的第二信号输入端 ; 所述移位寄存器的每一级移位寄存器单元的信号输出端耦合到后一级移位寄。
15、存器单元的 第一信号输入端和前一级移位寄存器单元的第二信号输入端, 所述信号输出端输出的脉冲 驱动信号为栅极驱动信号 ; 其中奇数级移位寄存器单元的第一时钟信号输入端耦合至第一 时钟线 (CK1) , 其下拉控制信号输入端耦合至第二时钟线 (CK2) 或前一级移位寄存器单元的 低电平维持控制端 (P) , 偶数级移位寄存器单元的第一时钟信号输入端耦合至第二时钟线 权 利 要 求 书 CN 103077689 A 3 3/3 页 4 (CK2) , 其下拉控制信号输入端耦合至第一时钟线 (CK1) 或前一级移位寄存器单元的低电平 维持控制端 (P) 。 10. 一种数据驱动电路, 包括 : 数据。
16、总线 (DWs) , 用于传输数据信号, 包括 X 条并联的数据通道, 其中 X 为正整数 ; 移位同步信号线 (Vsyn) , 用于传输移位同步信号 ; 移位寄存器, 用于接收移位同步信号, 并产生门控信号 ; 第三时钟线 (CK3) 、 第四时钟线 (CK4) , 用于给所述移位寄存器单元传输互补的时钟信 号 ; 多路分配器, 用于在所述移位寄存器产生的门控信号的控制下, 将数据总线 (DWs) 上的 数据信号传输至数据线 ; 其特征在于 : 所述移位寄存器包括 Y+1 级串联的如权利要求 1 至 8 任一项所述的移位 寄存器单元, 其中 Y 为正整数 ; 所述移位同步信号线 (Vsyn)。
17、 耦合至第一级移位寄存器单元的 第一信号输入端以及最后一级移位寄存器单元的第二信号输入端 ; 所述移位寄存器单元的 每一级移位寄存器单元的信号输出端耦合到后一级移位寄存器单元的第一信号输入端和 前一级移位寄存器单元的第二信号输入端 ; 奇数级移位寄存器单元的第一时钟信号输入端 耦合至第三时钟线 (CK3) , 其下拉控制信号输入端耦合至第四时钟线 (CK4) ; 偶数级移位寄存 器单元的第一时钟信号输入端耦合至第四时钟线 (CK4) , 其下拉控制信号输入端耦合至第 三时钟线 (CK3) ; 移位寄存器单元输出门控信号至多路分配器, 控制所述多路分配器的导通 与关断。 11. 如权利要求 10。
18、 所述数据驱动电路, 其特征在于, 所述多路分配器包括 X 个传输模 块, 每一个传输模块包括 Y 个并联的传输晶体管, 所述 Y 个传输晶体管的控制极顺次响应 移位寄存器输出的 Y 个门控信号, 第一极全部耦合至数据总线的一个数据通道, 第二极分 别耦合至对应的数据线 ; 当所述移位寄存器输出的 Y 个门控信号顺次变为高电平时, 所述 多路分配器的 X 个传输模块并行工作, 并将数据总线上各数据通道的数据信号传输到数据 线 ; 或所述多路分配器包括 Y 个传输模块, 每一个传输模块包括 X 个并联的传输晶体管, 所 述 X 个传输晶体管的控制极同时响应移位寄存器输出的一个门控信号, 第一极分。
19、别耦合至 数据总线的X个数据通道, 第二极分别耦合至对应的数据线 ; 当所述移位寄存器输出的Y个 门控信号顺次变为高电平时, 所述多路分配器的 Y 个传输模块串行工作, 将数据总线上各 数据通道的数据信号传输到数据线。 12. 一种显示器, 包括 : 面板, 所述面板包括由多个像素构成的二维像素阵列, 以及与阵列中每个像素相连的 第一方向的多条数据线和第二方向的多条栅极扫描线 ; 其特征在于, 还包括 : 如权利要求 9 所述的栅极驱动电路, 为所述栅极扫描线提供栅极驱动信号 ; 如权利要求 10-11 任一项所述的数据驱动电路, 为数据线提供数据信号。 权 利 要 求 书 CN 103077。
20、689 A 4 1/16 页 5 移位寄存器单元、 栅极驱动电路、 数据驱动电路及显示器 技术领域 0001 本申请涉及一种显示器, 尤其涉及一种显示器的栅极驱动电路、 数据驱动电路以 及移位寄存器单元。 背景技术 0002 有源平板显示已经成为现代显示领域的主流技术。在有源平板显示器中, 栅极驱 动电路和数据驱动电路是非常重要的组成部件, 传统的方法是以外围驱动 IC 的形式采用 压封的办法连接到显示面板上的。近年来, 集成显示驱动电路逐渐成为平板显示技术的研 究热点。所谓集成显示驱动电路主要包括集成栅极驱动电路和集成数据驱动电路两个部 分, 是指将栅极驱动电路和数据驱动电路以薄膜晶体管 (。
21、TFT) 的形式与像素 TFT 一起制作 于显示面板上。与传统的工艺相比, 采用集成显示驱动的方法不仅可以减少外围驱动芯片 的数量及其压封程序、 降低成本, 而且能使得显示器外围更加纤薄, 使液晶模组更加紧凑, 机械和电学可靠性得以增强。 0003 移位寄存器单元是实现栅极驱动电路和数据驱动电路非常重要的单元电路。 先前 报道的一些电路方案中, 移位寄存器单元的工作速度较慢, 虽然能满足栅极驱动电路的要 求, 但是不利于高速数据驱动电路的实现。 主要有两方面的原因 : 一方面驱动晶体管通常仅 作为充电晶体管、 输出信号的下降延迟时间的减小只能通过增大放电晶体管的尺寸实现, 无法兼顾电路的工作速。
22、度与版图面积 ; 另一方面虽然采用了自举技术提高了驱动晶体管的 驱动能力, 但是由于电路的模块之间可能存在功能冲突, 使得移位寄存器单元在正常工作 时出现晶体管漏电现象, 降低了电路的工作速度。 此外, 现有的电路设计为了抑制时钟馈通 效应、 保证输出信号低电平的稳定性, 通常设计复杂度较高、 成品率较低, 而且还存在个别 晶体管器件特性退化严重、 电路工作寿命短的缺点。 0004 图 1 所示为一种公开的用于栅极驱动电路的移位寄存器单元的电路图, 该移位寄 存器单元需要用到十个晶体管 Q1-Q10, 和一个电容 C1, 电路的工作速度较慢、 设计复杂, 一些 晶体管受到的电压应力较大, 影响。
23、了电路的工作寿命。 0005 随着显示器分辨率提高, 对于集成驱动电路尤其是集成数据驱动电路来说, 显示 器对电路的工作速度、 版图面积的要求将更加苛刻。 因此, 如何采用更精简的结构实现速度 更快的移位寄存器单元, 进而实现集成显示驱动电路特别是高速的集成数据驱动电路, 是 一个极具价值且亟待研究的问题。 发明内容 0006 本申请要解决的主要技术问题是, 提供一种结构精简、 工作速度快的移位寄存器 单元, 进一步的, 还采用该移位寄存器单元来实现集成栅极驱动电路和集成数据驱动电路 以及显示器的设计。 0007 根据本申请的第一方面, 提供一种移位寄存器单元, 包括 : 0008 第一信号输。
24、入端, 用于接收第一脉冲信号。 说 明 书 CN 103077689 A 5 2/16 页 6 0009 第二信号输入端, 用于接收第二脉冲信号。 0010 第一时钟信号输入端, 用于接收第一时钟信号。 0011 下拉控制信号输入端, 用于接收下拉控制信号。 0012 信号输出端, 用于输出脉冲驱动信号。 0013 驱动模块, 所述驱动模块连接在第一时钟信号输入端和信号输出端之间, 在其驱 动控制端获得驱动电压后, 将第一时钟信号传送到信号输出端, 当所述第一时钟信号为高 电平时, 驱动模块对所述信号输出端充电 ; 当第一时钟信号为低电平时, 驱动模块对信号输 出端放电。 0014 输入模块,。
25、 所述输入模块连接在第一信号输入端和驱动模块的驱动控制端之间, 用于从所述第一信号输入端接收第一脉冲信号, 给所述驱动模块的驱动控制端提供驱动电 压。 0015 驱动控制端下拉延迟模块, 所述驱动控制端下拉延迟模块连接在信号输出端和驱 动模块的驱动控制端之间, 用于在所述第二脉冲信号的控制下将所述驱动控制端耦合至信 号输出端。 0016 时钟馈通抑制模块, 所述时钟馈通抑制模块连接在信号输出端和驱动模块的驱动 控制端之间, 用于在移位寄存器单元的非选通阶段, 当第一时钟信号为高电平时释放所述 驱动控制端的耦合电荷至信号输出端。 0017 低电平维持模块, 用于在移位寄存器单元处于非选通阶段时,。
26、 保持所述信号输出 端的电位为低电平, 低电平维持模块包括低电平维持控制端, 用于产生低电平维持信号。 0018 所述下拉控制信号为第二时钟信号或前一级移位寄存器单元输出的低电平维持 信号 ; 所述第一时钟信号和第二时钟信号是周期相同的互补的时钟信号, 当第一脉冲信号 的高电平脉冲到来时, 所述第一时钟信号为低电平 ; 第二脉冲信号的高电平脉冲滞后第一 脉冲信号一个时钟周期。 0019 根据本申请的第二方面, 提供一种栅极驱动电路, 包含移位寄存器、 第一时钟线、 第二时钟线、 启动信号线以及总公共地线 ; 所述移位寄存器包括 N+1 级串联的如上所述的 移位寄存器单元, 其中 N 为正整数 。
27、; 所述第一时钟线和第二时钟线为所述移位寄存器传输 互补的时钟信号 ; 所述启动信号线耦合至第一级移位寄存器单元的第一信号输入端以及最 后一级移位寄存器单元的第二信号输入端 ; 所述移位寄存器的每一级移位寄存器单元的信 号输出端耦合到后一级移位寄存器单元的第一信号输入端和前一级移位寄存器单元的第 二信号输入端, 所述信号输出端输出的脉冲驱动信号为栅极驱动信号 ; 其中奇数级移位寄 存器单元的第一时钟信号输入端耦合至第一时钟线, 其下拉控制信号输入端耦合至第二时 钟线或者前一级移位寄存器单元的低电平维持控制端, 偶数级移位寄存器单元的第一时钟 信号输入端耦合至第二时钟线, 其下拉控制信号输入端耦。
28、合至第一时钟线或者前一级移位 寄存器单元的低电平维持控制端。 0020 根据本申请的第三方面, 提供一种数据驱动电路包括 : 数据总线, 用于传输数据信 号, 包括 X 条并联的数据通道, 其中 X 为正整数 ; 移位同步信号线, 用于传输移位同步信号 ; 移位寄存器, 用于接收移位同步信号, 并产生门控信号 ; 第三时钟线、 第四时钟线, 用于给所 述移位寄存器单元传输互补的时钟信号 ; 多路分配器, 包括多个结构相同的传输模块, 用 于在所述移位寄存器单元产生的门控信号的控制下, 将数据总线上的数据信号传输至数据 说 明 书 CN 103077689 A 6 3/16 页 7 线。 002。
29、1 所述移位寄存器包括Y+1级串联的如上所述的移位寄存器单元, 其中Y为正整数 ; 所述移位同步信号线耦合至第一级移位寄存器单元的第一信号输入端以及最后一级移位 寄存器单元的第二信号输入端 ; 所述移位寄存器单元的每一级移位寄存器单元的信号输出 端耦合到后一级移位寄存器单元的第一信号输入端和前一级移位寄存器单元的第二信号 输入端 ; 奇数级移位寄存器单元的第一时钟信号输入端耦合至第三时钟线, 其下拉控制信 号输入端耦合至第四时钟线 ; 偶数级移位寄存器单元的第一时钟信号输入端耦合至第四时 钟线, 其下拉控制信号输入端耦合至第三时钟线 ; 所述移位寄存器单元的第 1-Y 级移位寄 存器单元输出脉。
30、冲驱动信号, 所述脉冲驱动信号为门控信号, 用于控制所述多路分配器的 导通与关断。 0022 所述多路分配器包含多个结构相同的传输模块, 当所述移位寄存器输出的 Y 个门 控信号顺次变为高电平时, 所述多路分配器的各个传输模块串行或者并行工作, 将数据总 线上各数据通道的数据信号传输到数据线。 0023 此外, 本申请还公开了一种显示器, 包括 : 面板, 所述面板包括由多个像素构成的 二维像素阵列 ; 以及与阵列中每个像素相连的第一方向的多条数据线和第二方向的多条 栅极扫描线 ; 还包括如上所述的栅极驱动电路, 为所述栅极扫描线提供栅极驱动信号, 和如 上所述的数据驱动电路, 为数据线提供数。
31、据信号 ; 所述栅极驱动电路与数据驱动电路与像 素阵列一起集成于面板之上。 0024 本申请的有益效果体现在 : 移位寄存器单元在两相互补时钟信号的驱动下, 一方 面, 通过驱动控制端下拉延迟模块延长驱动控制端 Q 的放电时间, 使得信号输出端可以通 过驱动模块快速的充电, 减小了输出信号的下降时间, 另一方面通过抑制时钟馈通抑制模 块中晶体管的漏电, 减小了输出信号的上升时间, 从而提高了电路工作速度 ; 移位寄存器单 元使用较少的晶体管和电容, 结构精简, 因此也降低了电路的设计复杂度, 可以满足栅极驱 动电路以及高速的数据驱动电路的要求。 0025 本申请还采用上述移位寄存器单元构成栅极。
32、驱动电路和数据驱动电路, 可以与像 素 TFT 一起制作于显示面板上。通过采用集成栅极驱动电路和集成数据驱动电路, 极大的 减少了显示面板的外部引脚以及外围芯片的数量, 提高了集成化程度。 附图说明 0026 图 1 为现有技术中的一种移位寄存器单元的电路图 ; 0027 图 2 为本申请的一种显示器的结构框图 ; 0028 图 3 为本申请实施例 1 中的移位寄存器单元的电路图 ; 0029 图 4 为本申请实施例 1 中的移位寄存器单元的时序图 ; 0030 图 5 为本申请实施例 1 中的移位寄存器单元的下拉阶段示意图 ; 0031 图6为本申请实施例1中的移位寄存器单元与现有技术的移位。
33、寄存器单元在不同 的环境温度下输出信号下降时间的对比图 ; 0032 图7为本申请实施例1中的移位寄存器单元与现有技术的移位寄存器单元在不同 器件迁移率时的输出信号下降时间的对比图 ; 0033 图8为本申请实施例1中的移位寄存器单元与现有技术的移位寄存器单元在不同 说 明 书 CN 103077689 A 7 4/16 页 8 器件阈值电压时输出信号下降时间的对比图 ; 0034 图 9 为本申请实施例 2 中的移位寄存器单元的电路图 ; 0035 图 10 为本申请实施例 3 中的移位寄存器单元的电路图 ; 0036 图 11 为本申请实施例 4 中的移位寄存器单元的电路图 ; 0037 。
34、图 12 为本申请实施例 4 中的移位寄存器单元的时序图 ; 0038 图 13 为本申请实施例 1 中的移位寄存器单元与现有技术的移位寄存器单元的输 出波形对比图 ; 0039 图 14 为本申请实施例 5 中的一种栅极驱动电路的结构框图 ; 0040 图 15 为本申请实施例 5 中的另一种栅极驱动电路的结构框图 ; 0041 图 16 为本申请实施例 5 中的两种栅极驱动电路的时序图 ; 0042 图 17 为本申请实施例 6 中的数据驱动电路的结构框图 ; 0043 图 18 为本申请实施例 6 中的数据驱动电路中一种移位寄存器单元的结构框图 ; 0044 图 19 为本申请实施例 6。
35、 中的数据驱动电路中的一种多路分配器的结构图 ; 0045 图 20 为本申请实施例 6 中的数据驱动电路中的另一种多路分配器的结构图 ; 0046 图 21 为本申请实施例 7 中的数据驱动电路的结构图 ; 0047 图 22 为本申请实施例 7 中的数据驱动电路的时序图。 具体实施方式 0048 为使本申请的申请目的、 技术方案和优点更加清楚, 下面通过具体实施方式结合 附图对本申请作进一步详细说明。 0049 首先对一些术语进行说明 : 0050 本申请中的晶体管可以为双极型晶体管或场效应晶体管。 当晶体管为双极型晶体 管时, 其控制极是指双极型晶体管的基极, 第一极可以为双极型晶体管的。
36、集电极或发射极, 对应的第二极可以为双极型晶体管的发射极或集电极 ; 当晶体管为场效应晶体管时, 其控 制极是指场效应晶体管的栅极, 第一极可以为场效应晶体管的漏极或源极, 对应的第二极 可以为场效应晶体管的源极或漏极。显示器中的晶体管通常为薄膜晶体管 (TFT)。 0051 本申请的设计思路是 : 一方面通过延长移位寄存器单元中驱动控制端的放电时 间, 使得信号输出端可以通过驱动模块中的充电晶体管快速放电, 提高了电路的工作速度, 也精简了电路设计 ; 另一方面通过抑制时钟馈通抑制模块中的晶体管的漏电, 进一步提高 了电路的工作速度。 通过降低采用时钟馈通抑制模块与低电平保持模块中晶体管所受。
37、的最 大应力电压, 进一步延长了电路的工作寿命。用移位寄存器单元可以实现集成栅极驱动电 路和集成数据驱动电路, 数据驱动电路采用多路分配的原理来减少数据通道的数目。 0052 如图 2 所示为本申请公开的显示器的一种实施例的结构框图, 包括液晶面板 111、 栅极驱动电路 112 和数据驱动电路 113。液晶面板 111 包括二维显示像素单元阵列 1111 以 及与显示像素单元阵列相连的横向的栅级扫描线和纵向的数据线。 显示像素单元包括像素 TFT、 液晶电容以及存储电容 ; 栅极驱动电路 112 的输出连接到栅极扫描线, 为像素单元提 供栅极驱动信号 ; 数据驱动电路113与数据线相连, 为。
38、像素单元提供数据信号。 栅极驱动电 路112与数据驱动电路113采用以下栅极驱动电路与数据驱动电路任一实施例的具体的结 构, 并与像素 TFT 一起制作于显示面板之上。本申请所适用的显示器并不局限于液晶显示 说 明 书 CN 103077689 A 8 5/16 页 9 器, 也可以是有机发光显示器, 电子纸显示器中使用的显示面板, 也可以是红外探测器、 紫 外探测器中使用的探测面板。 0053 下面以晶体管为场效应晶体管为例对本申请做详细的说明。 0054 实施例 1 : 0055 移位寄存器单元是实现栅极驱动电路和数据驱动电路非常重要的单元电路, 以移 位寄存器单元为例, 如图 3 所示,。
39、 本实施例的移位寄存器单元包括输入模块 21、 驱动模块 22、 驱动控制端下拉延迟模块 23、 时钟馈通抑制模块 25 和低电平维持模块 24。 0056 输入模块21的信号输入端连接到第一信号输入端, 输入第一脉冲信号VI1; 驱动模 块22的时钟输入端连接到第一时钟信号输入端, 输入第一时钟信号VA, 驱动模块22具有驱 动控制端 Q, 输入模块 21 的输出端连接到驱动模块 22 的驱动控制端 , 输入模块 21 用于从 第一信号输入端接收第一脉冲信号VI1, 给驱动模块22的驱动控制端Q提供驱动电压。 驱动 模块 22 的输出端连接到信号输出端, 通过信号输出端输出脉冲驱动信号 VO。
40、UT。驱动控制端 Q 获得驱动电压后, 将第一时钟信号 VA传送到信号输出端 VOUT, 当第一时钟信号 VA为高电平 时, 驱动模块 22 对信号输出端 VOUT充电 ; 当第一时钟信号 VA为低电平时, 驱动模块 22 对信 号输出端 VOUT放电。脉冲驱动信号 VOUT为栅极驱动信号或门控信号。在栅极驱动电路中, 输 出信号 VOUT作为栅极驱动信号, 在数据驱动电路中, 输出信号 VOUT作为门控信号。驱动控制 端下拉延迟模块 23 连接在驱动模块 22 的驱动控制端 Q 和信号输出端 VOUT之间, 其控制端 通过第二信号输入端输入第二脉冲信号 VI2, 用于在第二脉冲信号 VI2的。
41、控制下将驱动控制 端 Q 耦合至信号输出端 VOUT。 0057 时钟馈通抑制模块25连接在驱动模块22的驱动控制端Q和信号输出端VOUT之间, 用于在移位寄存器单元的非选通阶段, 当第一时钟信号 VA为高电平时释放驱动控制端 Q 的 耦合电荷至信号输出端 VOUT。 0058 低电平维持模块 24 连接在信号输出端和低电位源之间, 用于在移位寄存器单元 处于非选通阶段时, 当第一时钟信号 VA和第二时钟信号 VB分别为高电平时, 将信号输出端 VOUT的电位耦合到低电位源, 使信号输出端 VOUT维持为低电平。低电平维持模块 24 包括低 电平维持控制端 P, 用于产生低电平维持信号。 00。
42、59 在一具体的实例中, 输入模块 21 包括第一晶体管 T1; 第一晶体管 T1的控制极和第 一极 (例如漏极) 耦合到第一信号输入端, 用于接收第一脉冲信号 VI1, 其第二极 (例如源极) 用于给驱动控制端 Q 提供驱动电压。 0060 驱动模块 22 包括第二晶体管 T2; 第二晶体管 T2的控制极耦合到第一晶体管 T1的 第二极 (例如源极) , 并作为驱动模块的驱动控制端 Q ; 其第一极 (例如漏极) 和第二极 (例如 源极) 分别耦合到第一信号输入端和信号输出端 VOUT; 晶体管 T2在驱动电压的控制下, 当第 一时钟信号VA为高电平时为信号输出端VOUT充电, 当VA为低电。
43、平时为信号输出端VOUT放电。 0061 驱动控制端下拉延迟模块23包括晶体管T3, 其控制极响应第二脉冲信号VI2,其第 一极 (例如漏极) 和第二极 (例如源极) 分别耦合到驱动控制端 Q 与信号输出端 VOUT, 用于当 第二脉冲信号 VI2为高电平时将驱动控制端 Q 耦合到信号输出端 VOUT。 0062 低电平维持模块24包括第一保持单元241 ; 第一保持单元241包括第五晶体管T5, 其控制极响应第二时钟信号 VB, 其第一极 (例如漏极) 和第二极 (例如源极) 分别耦合到输出 控制端与低电位源VSS, 用于在第二时钟信号VB为高电平时保持信号输出端VOUT电位为低电 说 明 。
44、书 CN 103077689 A 9 6/16 页 10 平。 0063 本实施例的低电平维持模块 24 还包括第二保持单元 242, 第二保持单元 242 包括 第六晶体管 T6、 第七晶体管 T7和第二电容 C2; 第六晶体管 T6的控制极耦合至第七晶体管 T7 的第一极 (例如漏极) , 第六晶体管T6的第一极 (例如漏极) 耦合至信号输出端VOUT,第六晶体 管 T6的第二极 (例如源极) 耦合至低电位源 VSS; 第七晶体管 T7的控制极耦合至第六晶体管 T6的第一极 (例如漏极) , 第七晶体管 T7的第一极耦合至低电平维持控制端 P, 其第二极 (例 如源极) 耦合到低电位源 V。
45、SS; 第二电容 C2连接在第一时钟输入端与低电平维持控制端 P 之 间 ; 第二保持单元 242 用于当第一时钟信号 VA为高电平时保持信号输出端 VOUT电位为低电 平。在其它实施例中, 低电平维持模块 24 也可以不包括第二保持单元 242。时钟馈通抑制 模块 25 包括第四晶体管 T4, 第四晶体管 T4的控制极耦合至低电平维持控制端 P, 其第一极 (例如漏极) 和第二极 (例如源极) 分别耦合到驱动控制端 Q 与信号输出端 VOUT, 用于在移位 寄存器单元的非选通阶段, 当第一时钟信号的高电平到来时, 将驱动控制端 Q 耦合到信号 输出端 VOUT。 0064 第四晶体管 T4的。
46、主要作用是对耦合电荷进行释放, 但由于长时间工作后, 第四晶 体管 T4的阈值电压会增大, 释放耦合电荷的能力会减弱, 因此, 本实施例还在时钟馈通抑制 模块 25 中加入了第一电容 C1, 第一电容 C1连接在驱动控制端 Q 与信号输出端 VOUT之间, 用 于加大驱动控制端的总负载电容的大小, 从而减小时钟的耦合电压。 在其它实施例中, 也可 以不包括第一电容 C1。 0065 本实施例中, 时钟信号和脉冲信号满足如下关系 : 第一时钟信号 VA和第二时钟信 号 VB是周期相同的互补的时钟信号, 当第一脉冲信号 VI1的高电平脉冲到来时, 第一时钟信 号 VA为低电平 ; 第二脉冲信号 V。
47、I2的高电平脉冲滞后第一脉冲信号 VI1一个时钟周期, 即当 第一时钟信号 VA变为下一周期的低电平时, 第二脉冲信号 VI2的高电平脉冲到来。为方便 后续的描述, 假设各信号的高电平值为 VDD, 低电平值为 VSS。 0066 如图 4 所示为本实施例中移位寄存器单元的时序图。该移位寄存器单元的工作过 程可以分为四个阶段 :(1) 预充电阶段,(2) 上拉阶段,(3) 下拉阶段,(4) 低电平维持阶段, 下面将详细说明这四个阶段的工作过程。 0067 1) 预充电阶段 0068 在第一时钟信号 VA的高电平到来之前, 第一脉冲信号 VI1通过二极管连接的第一 晶体管 T1对驱动控制端 Q 。
48、进行充电的过程为预充电阶段。 0069 预充电阶段, 第一时钟信号 VA和第二脉冲信号 VI2均为低电平, 第一脉冲信号 VI1 与第二时钟信号 VB为高电平。此时, 第一晶体管 T1导通, 第一脉冲信号 VI1通过导通的晶体 管 T1对驱动控制端 Q 端充电, 并将电荷存储在第一电容 C1 与第二晶体管 T2的寄生电容中。 当 Q 端电位上升到 VDD-VTH1时 (VTH1为第一晶体管 T1的阈值电压) , 第一晶体管 T1关断。 0070 在这个过程中, 第二晶体管 T2、 第五晶体管 T5导通, 其余 T3、 T4、 T6、 T7晶体管保持 关断, 信号输出端 VOUT放电到低电平。 。
49、0071 2) 上拉阶段 0072 第二时钟信号 VA变为高电平, 并通过导通的第二晶体管 T2对信号输出端 VOUT进行 充电, 信号输出端 VOUT电位最终上升到 VDD的过程为上拉阶段。 0073 此阶段, 第一脉冲信号 VI1下降为低电平、 第一时钟信号 VA由低电平上升为高电 说 明 书 CN 103077689 A 10 7/16 页 11 平 ; 第二脉冲信号 VI2和第二时钟信号 VB为低电平。此时, 第一晶体管 T1、 第三晶体管 T3关 断使得驱动控制端 Q 浮空, 第一时钟信号 VA通过导通的第二晶体管 T2对信号输出端 VOUT充 电, 驱动控制控制端 Q 的电位也随着信号输出端 VOUT电位的上升而上升, 这被称为自举。驱 动控制端电位的上升, 加快了信号输出端 VOUT的充电速度, 使得信号输出端 VOUT的电位得以 快速上升到高电平 VDD。 0074 此阶段, 移位寄存器单元的低电平维持模块中第五晶体管 T5关断 ; 对于低电平维 持模块24包括第二保持单元2。