CN101752005A - 移位寄存器 - Google Patents

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Abstract

一种移位寄存器包括用于顺序输出扫描脉冲的多个级，每一级包括：依置位和复位节点的电压状态控制的扫描脉冲输出单元，用于输出一个相应扫描脉冲并将其提供给相应栅线；依置位和复位节点的电压状态控制的进位脉冲输出单元，用于输出进位脉冲并将其提供给多个级中一个上游级和一个下游级；第一节点控制器，用于依来自上游级和下游级的进位脉冲和外部提供的第一控制信号来控制置位和复位节点的电压状态；依控制和复位控制节点的电压状态控制的全驱动信号输出单元，用于输出全驱动信号并将其提供给相应栅线；和第二节点控制器，用于依置位和复位节点的电压状态和外部提供的第二控制信号以及起始脉冲来控制控制节点和复位控制节点的电压状态。

Description

移位寄存器
本申请要求2008年12月20日提出的韩国专利申请No.10-2008-0130761的优先权，此处以引证的方式并入其内容，就像在此进行了完整阐述一样。
技术领域
本发明涉及一种移位寄存器，尤其涉及一种能够在一全驱动周期(all-drive period)将各个全驱动信号同时提供给各条栅线并且在一扫描周期将各个扫描脉冲正向或反向地顺序地提供给各条栅线的移位寄存器。
背景技术
通常，液晶显示装置适于通过利用电场调节液晶的透光率来显示图像。为此，液晶显示装置包括具有以矩阵形式设置的像素区域的液晶面板以及用于驱动液晶面板的驱动电路。
在液晶面板中，多条栅线和多条数据线彼此交叉设置，像素区域分别位于由这些栅线和数据线交叉限定的区域中。在液晶面板中形成用于将电场施加到每个像素区域的像素电极和公共电极。
每个像素电极经由作为开关器件的薄膜晶体管(TFT)的源极端和漏极端连接到对应的一条数据线。TFT被经由对应的一条栅线施加到其栅极端的扫描脉冲导通，以将数据信号从对应的数据线充入该像素电极中。
驱动电路包括用于驱动栅线的栅驱动器、用于驱动数据线的数据驱动器、用于提供控制信号以控制栅驱动器和数据驱动器的定时控制器(timingcontroller)、以及用于提供液晶显示装置中使用的各种驱动电压的电源。
栅驱动器包括移位寄存器，移位寄存器用于将各个扫描脉冲顺序地提供到各条栅线从而以逐条线为基础顺序地驱动液晶面板中的各个像素。
另一方面，当驱动液晶显示装置时，通常栅线是按顺序被驱动。但是，在某些情况下，可能需要同时驱动各条栅线或改变各条栅线的驱动方向。传统的移位寄存器的缺点就是不能实现这样的驱动。
发明内容
因而，本发明涉及一种移位寄存器，其充分克服了因已有技术的局限和缺点带来的一个或多个问题。
本发明的目的在于提供一种能够在一全驱动周期将各个全驱动信号同时提供给各条栅线并且在一扫描周期将各个扫描脉冲正向或反向地顺序地提供给各条栅线的移位寄存器。
本发明的附加优点、目的和特征将在随后的描述中部分阐明，并且对本领域普通技术人员来说在研究下文后部分将变得明显，或者可以通过本发明的实践来了解。通过书面的说明书及其所要求保护的技术方案以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明的目的和其他优点。
为了实现这些目的和其他优点，按照本发明的目的，如这里具体和广义描述的那样，一种移位寄存器包括用于顺序地输出扫描脉冲的多个级(stage)，其中每一个级包括：根据置位节点和复位节点的电压状态受控的扫描脉冲输出单元，用于输出扫描脉冲中的一个相应的扫描脉冲并提供相应的扫描脉冲到相应的栅线；根据置位节点和复位节点的电压状态受控的进位脉冲输出单元，用于输出进位脉冲并将其提供给多个级中的一个上游级和多个级中的一个下游级；第一节点控制器，用于根据来自上游级的进位脉冲、来自下游级的进位脉冲和外部提供的第一控制信号来控制置位节点和复位节点的电压状态；根据控制节点和复位控制节点的电压状态受控的全驱动信号输出单元，用于输出全驱动信号并将其提供给相应的栅线；和第二节点控制器，用于根据置位节点的电压状态、复位节点的电压状态和外部提供的第二控制信号以及起始脉冲来控制控制节点和复位控制节点的电压状态。
第一控制信号可以在全驱动周期保持在低态并且在扫描周期保持在高态，且第二控制信号可以在全驱动周期保持在高态并且在扫描周期保持在低态。
第k级的第一节点控制器可包括：第一开关器件，该第一开关器件响应于来自多个级中的第(k-1)级的扫描脉冲导通或截止，并且该第一开关器件在导通时将第一传输线与置位节点互相连接；第二开关器件，该第二开关器件响应于来自多个级中的第(k+1)级的扫描脉冲导通或截止，并且该第二开关器件在导通时将第二传输线与置位节点互相连接；第三开关器件，该第三开关器件响应于来自第一控制线的第一控制信号导通或截止，并且该第三开关器件在导通时将第一控制线与复位节点互相连接；第四开关器件，该第四开关器件响应于置位节点处的电压导通或截止，并且该第四开关器件在导通时将复位节点和放电电压线互相连接，放电电压线传输放电电压；和第五开关器件，该第五开关器件响应于复位节点处的电压导通或截止，并且该第五开关器件在导通时将置位节点与放电电压线互相连接。
在驱动多个级以从第一级至最后一级顺序地输出扫描脉冲的正向驱动中，可以将第一控制信号提供给第一传输线并且可以将放电电压提供给第二传输线。在驱动多个级以从最后一级至第一级反向顺序地输出扫描脉冲的反向驱动中，可以将放电电压提供给第一传输线并且可以将第一控制信号提供给第二传输线。
第k级的第二节点控制器可包括：第六开关器件，该第六开关器件响应于起始脉冲和第二控制信号导通或截止，并且该第六开关器件在导通时将控制节点连接到第二控制信号输入线；第七开关器件，该第七开关器件响应于第二控制信号导通或截止，并且该第七开关器件在导通时将复位控制节点连接到第二控制信号输入线；第八开关器件，该第八开关器件响应于控制节点处的电压导通或截止，并且该第八开关器件在导通时将复位控制节点与放电电压线互相连接；第九开关器件，该第九开关器件响应于复位控制节点处的电压导通或截止，并且该第九开关器件在导通时将控制节点与放电电压线互相连接；第十开关器件，该第十开关器件响应于控制节点处的电压导通或截止，并且该第十开关器件在导通时将复位节点与放电电压线互相连接；第十一开关器件，该第十一开关器件响应于控制节点处的电压导通或截止，并且该第十一开关器件在导通时将置位节点与放电电压线互相连接；第十二开关器件，该第十二开关器件响应于置位节点处的电压导通或截止，并且该第十二开关器件在导通时将控制节点与放电电压线互相连接；第十三开关器件，该第十三开关器件响应于置位节点处的电压导通或截止，并且第十三开关器件在导通时将复位控制节点与放电电压线互相连接；第十四开关器件，该第十四开关器件响应于复位控制节点处的电压导通或截止，并且该第十四开关器件在导通时将置位节点与放电电压线互相连接；第十五开关器件，该第十五开关器件响应于复位控制节点处的电压导通或截止，并且该第十五开关器件在导通时将复位节点与放电电压线互相连接；第十六开关器件，该第十六开关器件响应于复位节点处的电压导通或截止，并且该第十六开关器件在导通时将控制节点与放电电压线互相连接；和第十七开关器件，该第十七开关器件响应于复位节点处的电压导通或截止，并且该第十七开关器件在导通时将复位控制节点与放电电压线互相连接。
第k级的扫描脉冲输出单元可包括：扫描上拉开关器件，该扫描上拉开关器件响应于置位节点处的电压导通或截止，并且该扫描上拉开关器件在导通时将多条时钟传输线中的任一条与第k栅线互相连接，这些时钟传输线分别传输具有不同相位的多个时钟脉冲；和扫描下拉开关器件，该扫描下拉开关器件响应于复位节点处的电压导通或截止，并且该扫描下拉开关器件在导通时将放电电压线与第k栅线互相连接。
第k级的进位脉冲输出单元可包括：进位上拉开关器件，该进位上拉开关器件响应于置位节点处的电压导通或截止，并且该进位上拉开关器件在导通时将多条时钟传输线中的任一条与第(k-1)级以及第(k+1)级互相连接，这些时钟传输线分别传输具有不同相位的多个时钟脉冲；和进位下拉开关器件，该进位下拉开关器件响应于复位节点处的电压导通或截止，并且该进位下拉开关器件在导通时将放电电压线与第(k-1)级以及第(k+1)级互相连接。
第k级的全驱动信号输出单元可包括：全驱动上拉开关器件，该全驱动上拉开关器件响应于控制节点处的电压导通或截止，并且该全驱动上拉开关器件在导通时将全驱动时钟传输线与第k栅线互相连接，全驱动时钟传输线传输全驱动时钟脉冲；和全驱动下拉开关器件，该全驱动下拉开关器件响应于复位控制节点处的电压导通或截止，并且该全驱动下拉开关器件在导通时将放电电压线和第k栅线互相连接。
起始脉冲可以在第一驱动周期和初始周期保持在高态，第一驱动周期和第二驱动周期组成全驱动周期，初始周期和实际扫描周期组成扫描周期；并且全驱动时钟脉冲可以在第二驱动周期保持在高态。
应当理解，本发明的上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的，且它们意在提供所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
附图被包括在本申请中以提供对本发明的进一步的理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，附图例示了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：
图1示出了根据本发明的一个典型实施方式的移位寄存器的结构的框图；
图2是在正向驱动中被提供到图1的移位寄存器的各种信号和由此输出的各个全驱动信号和扫描脉冲的波形图；
图3是图1的移位寄存器中的每一级的电路图；
图4是图1中的上虚设级(dummy stage)的电路图；
图5是在反向驱动中被提供到图1的移位寄存器的各种信号和由此输出的全驱动信号和扫描脉冲的波形图；
图6是被提供到本发明的移位寄存器的各种信号的仿真波形图；
图7是图6中的第一和第二时钟脉冲的放大图；
图8是从本发明的第一和第二级输出的全驱动信号和扫描脉冲的仿真波形图；以及
图9是本发明的置位节点、复位节点和控制节点处的电压的仿真波形图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的优选实施方式，在附图中例示出了其示例。在可能的情况下，相同的标号在整个各图中代表相同或类似部件。
图1是示出了根据本发明的典型实施方式的移位寄存器的结构的框图，图2是在正向驱动中被提供到图1的移位寄存器的各种信号和由此输出的各个全驱动信号AP和扫描脉冲的波形图。
图1中示出的移位寄存器包括用于在一全驱动周期AD将各个全驱动信号AP同时提供到各条栅线并且在一扫描周期SD将各个扫描脉冲顺序地提供到各条栅线的多个级。该全驱动周期AD和该扫描周期SD包括在一个帧周期内。
换句话说，根据本实施方式的移位寄存器包括n个级ST1到STn和两个虚设级ST0和STn+1。级ST1到STn中的每一级通过其扫描输出端SOT在一个帧周期输出一个扫描脉冲SP1到SPn，并且还通过其进位(carry)输出端COT在一个帧周期输出一个进位脉冲(carry pulse)CP1到CPn。
从一个级输出的扫描脉冲和进位脉冲是相同信号。级ST1到STn中的每一级利用扫描脉冲驱动与其连接的栅线，并利用进位脉冲控制其下游级的操作和上游级的操作。
级ST0到STn+1从上虚设级ST0到下虚设级STn+1按顺序输出扫描脉冲SP1到SPn和进位脉冲CP0到CPn+1。也就是，上虚设级ST0输出上虚设进位脉冲CP0，然后第一级ST1输出第一扫描脉冲SP1和第一进位脉冲CP1，然后第二级ST2输出第二扫描脉冲SP2和第二进位脉冲CP2，然后第三级ST3输出第三扫描脉冲SP3和第三进位脉冲CP3，然后第四级ST4输出第四扫描脉冲SP4和第四进位脉冲CP4，......，然后第(n-1)级STn-1输出第(n-1)扫描脉冲SPn-1和第(n-1)进位脉冲CPn-1，然后第n级STn输出第n扫描脉冲SPn和第n进位脉冲CPn，最后下虚设级STn+1输出下虚设进位脉冲CPn+1。
这里，上虚设级ST0和下虚设级STn+1不输出扫描脉冲，而仅输出如上所述的虚设进位脉冲CP0和CPn+1。此时，从上虚设级ST0输出的上虚设进位脉冲CP0被提供到第一级ST1以置位第一级ST1，而从下虚设级STn+1输出的下虚设进位脉冲CPn+1被提供到第n级STn以复位第n级STn。
从不同于上虚设级ST0和下虚设级STn+1的级ST1到STn输出的扫描脉冲被顺序地提供到液晶面板(未示出)的各条栅线，以顺序地扫描这些栅线。从这些级的每一级输出的进位脉冲被提供到上游级、被提供到上游级和下游级、或者被提供到下游级。
这种移位寄存器可以内置在液晶面板内部。也就是，液晶面板具有用于显示图像的显示区域以及围绕该显示区域的非显示区域，并且该移位寄存器被内置在该非显示区域内部。
按这种方式构造的移位寄存器的这些级中的每一级被提供有放电电压VSS和第一到第四时钟脉冲CLK1到CLK4中的任一个，所述第一到第四时钟脉冲CLK1到CLK4被彼此异相(out of phase)地顺序输出并被循环输出。并且，第一级到第n级ST1到STn进一步被提供有第一到第三控制信号SC1到SC3和起始脉冲Vst。
从放电电压线提供放电电压VSS，从第一时钟传输线提供第一时钟脉冲CLK1，从第二时钟传输线提供第二时钟脉冲CLK2，从第三时钟传输线提供第三时钟脉冲CLK3，从第四时钟传输线提供第四时钟脉冲CLK4，而且从起始传输线提供起始脉冲Vst。
放电电压VSS是负的直流(DC)电压。另一方面，放电电压VSS可以是接地电压。放电电压VSS的电压值与时钟脉冲CLK1到CLK4中每一个时钟脉冲的低态电压值相同。
时钟脉冲CLK1到CLK4是用于产生各个级ST0到STn+1的进位脉冲和扫描脉冲的信号。级ST0到STn+1的每一级利用这些时钟脉冲中任一个时钟脉冲产生相应的进位脉冲和扫描脉冲。例如，在n个级中，第(4m+1)级利用第一时钟脉冲CLK1输出相应的进位脉冲和扫描脉冲，第(4m+2)级利用第二时钟脉冲CLK2输出相应的进位脉冲和扫描脉冲，第(4m+3)级利用第三时钟脉冲CLK3输出相应的进位脉冲和扫描脉冲，而第(4m+4)级利用第四时钟脉冲CLK4输出相应的进位脉冲和扫描脉冲，这里，m是包括0的自然数。
尽管在本发明中将具有不同相位的四种类型的时钟脉冲用于例示目的，但只要数量为两个或更多个，任意数量类型的时钟脉冲都可以使用。
第一到第四时钟脉冲CLK1到CLK4彼此异相地被输出。也就是，第二时钟脉冲CLK2距第一时钟脉冲CLK1有一个脉冲宽度的相位延迟后被输出，并第三时钟脉冲CLK3距第二时钟脉冲CLK2有一个脉冲宽度的相位延迟后被输出。第四时钟脉冲CLK4距第三时钟脉冲CLK3有一个脉冲宽度的相位延迟后被输出，第一时钟脉冲CLK1距第四时钟脉冲CLK4有一个脉冲宽度的相位延迟后被输出。
第一到第四时钟脉冲CLK1到CLK4被顺序地并循环地输出。换句话说，从第一时钟脉冲CLK1到第四时钟脉冲CLK4顺序地输出第一到第四时钟脉冲CLK1到CLK4，其后，再从第一时钟脉冲CLK1到第四时钟脉冲CLK4顺序地输出第一到第四时钟脉冲CLK1到CLK4。因此，在第四时钟脉冲CLK4与第二时钟脉冲CLK2之间的时段输出第一时钟脉冲CLK1。这里，第四时钟脉冲CLK4和起始脉冲Vst可被彼此同步输出。在第四时钟脉冲CLK4和起始脉冲Vst彼此同步的情况下，在第一到第四时钟脉冲CLK1到CLK4中，第四时钟脉冲CLK4输出最早。
起始脉冲Vst在一个帧周期输出两次，然而时钟脉冲CLK1到CLK4中每个时钟脉冲在一个帧周期输出数次。换句话说，在一个帧周期，起始脉冲Vst呈现两次其有效状态(active state)(高态)，然而时钟脉冲CLK1到CLK4中每个时钟脉冲在一个帧周期定期地数次呈现其有效状态。也就是，起始脉冲Vst在第一驱动周期AD1和初始周期SD1保持在高态，该第一驱动周期AD1和第二驱动周期AD2组成全驱动周期AD，该初始周期SD1和实际扫描周期SD2组成扫描周期SD。
另一方面，不同于上虚设级ST0和下虚设级STn+1，第一到第n级ST1到STn在被提供有上述各种信号以外，还被提供有全驱动时钟脉冲CLK_A。全驱动时钟脉冲CLK_A在第二驱动周期AD2保持在高态，上述第一驱动周期AD1和第二驱动周期AD2组成全驱动周期AD。
第一控制信号SC1在全驱动周期AD保持在低态并在扫描周期SD保持在高态。第二控制信号SC2在全驱动周期AD保持在高态并在扫描周期SD保持在低态。在正向栅线驱动中，第三控制信号SC3在全驱动周期AD和扫描周期SD都保持在低态。
相反，在反向栅线驱动中，第三控制信号SC3在全驱动周期AD保持在低态并在扫描周期SD保持在高态。在该反向栅线驱动中，第一控制信号SC1在全驱动周期AD和扫描周期SD都保持在低态。
这种移位寄存器中的每一级具有如下的电路结构。
图3是图1的移位寄存器中的每一级的电路图。
如图3所示，每一级包括扫描脉冲输出单元SC、进位脉冲输出单元CO、第一节点控制器NC1、第二节点控制器NC2、和全驱动信号输出单元SO。
根据置位节点Q和复位节点QB的电压状态控制扫描脉冲输出单元SC，以使其输出扫描脉冲SPk并将该扫描脉冲提供给相应的栅线。
根据该置位节点Q和复位节点QB的电压状态控制进位脉冲输出单元CO，以使其输出进位脉冲CPk并将该进位脉冲提供给上游级和下游级。
第一节点控制器NC1根据来自上游级的进位脉冲、来自下游级的进位脉冲和外部提供的第一控制信号SC1来控制该置位节点Q和复位节点QB的电压状态。
根据控制节点QC和复位控制节点QD的电压状态控制全驱动信号输出单元SO，以使其输出全驱动信号AP并将该全驱动信号提供给相应的栅线。
第二节点控制器NC2根据该置位节点Q的电压状态、该复位节点QB的电压状态、起始脉冲Vst和外部提供的第二控制信号SC2来控制该控制节点QC和复位控制节点QD的电压状态。
第k级STk的第一节点控制器NC1包括第一到第五开关器件Tr1到Tr5。
第一开关器件Tr1响应于来自第(k-1)级的进位脉冲或扫描脉冲截止或导通，并且在导通时，将第一传输线和置位节点Q互相连接。第一控制信号SC1输入到第一传输线。
第二开关器件Tr2响应于来自第(k+1)级的进位脉冲或扫描脉冲截止或导通，并且在导通时，将第二传输线和置位节点Q互相连接。第三控制信号SC3输入到第二传输线。被输入的第三控制信号SC3在正向驱动中呈现低态。
第三开关器件Tr3响应于来自第一控制线的第一控制信号SC1导通或截止，并且在导通时，将第一控制线和复位节点QB互相连接。
第四开关器件Tr4响应于置位节点Q处的电压导通或截止，并且在导通时，将复位节点QB和传输放电电压的放电电压线互相连接。
第五开关器件Tr5响应于复位节点QB处的电压导通或截止，并且在导通时，将置位节点Q和放电电压线互相连接。
在驱动这些级以从第一级ST1至最后一级STn顺序地输出扫描脉冲的正向驱动中，第一控制信号SC1提供到第一传输线并且放电电压VSS提供到第二传输线。
相反，在驱动这些级以从最后一级STn至第一级ST1顺序地输出扫描脉冲的反向驱动中，放电电压VSS或低态的第一控制信号SC1提供到第一传输线并且高态的第三控制信号SC3提供到第二传输线。
第k级STk的第二节点控制器NC2包括第六到第十七开关器件Tr6到Tr17。
第六开关器件Tr6响应于起始脉冲Vst和第二控制信号SC2导通或截止，并且在导通时，将控制节点QC连接到第二控制信号SC2输入线。
第七开关器件Tr7响应于第二控制信号SC2导通或截止，并且在导通时，将复位控制节点QD连接到第二控制信号SC2输入线。
第八开关器件Tr8响应于控制节点QC处的电压导通或截止，并且在导通时，将复位控制节点QD和放电电压线互相连接。
第九开关器件Tr9响应于复位控制节点QD处的电压导通或截止，并且在导通时，将控制节点QC和放电电压线互相连接。
第十开关器件Tr10响应于控制节点QC处的电压导通或截止，并且在导通时，将复位节点QB和放电电压线互相连接。
第十一开关器件Tr11响应于控制节点QC处的电压导通或截止，并且在导通时，将置位节点Q和放电电压线互相连接。
第十二开关器件Tr12响应于置位节点Q处的电压导通或截止，并且在导通时，将控制节点QC和放电电压线互相连接。
第十三开关器件Tr13响应于置位节点Q处的电压导通或截止，并且在导通时，将复位控制节点QD和放电电压线互相连接。
第十四开关器件Tr14响应于复位控制节点QD处的电压导通或截止，并且在导通时，将置位节点Q和放电电压线互相连接。
第十五开关器件Tr15响应于复位控制节点QD处的电压导通或截止，并且在导通时，将复位节点QB和放电电压线互相连接。
第十六开关器件Tr16响应于复位节点QB处的电压导通或截止，并且在导通时，将控制节点QC和放电电压线互相连接。
第十七开关器件Tr17响应于复位节点QB处的电压导通或截止，并且在导通时，将复位控制节点QD和放电电压线互相连接。
以这种方式，第二节点控制器NC2的第六到第十七开关器件Tr6到Tr17能够控制控制节点QC和复位控制节点QD并稳定置位节点Q、复位节点QB、控制节点QC以及复位控制节点QD之间驱动状态。
第k级STk的扫描脉冲输出单元SC包括扫描上拉(pull-up)开关器件Us和扫描下拉(pull-down)开关器件Ds。
扫描上拉开关器件Us响应于置位节点Q处的电压导通或截止，并且在导通时，将多条时钟传输线中的任一条与第k栅线互相连接，这多条时钟传输线分别传输具有不同相位的多个时钟脉冲。
扫描下拉开关器件Ds响应于复位节点QB处的电压导通或截止，并且在导通时，将放电电压线与第k栅线互相连接。
第k级STk的进位脉冲输出单元CO包括进位上拉开关器件Uc和进位下拉开关器件Dc。
进位上拉开关器件Uc响应于置位节点Q处的电压导通或截止，并且在导通时，将时钟传输线中的任一条与第(k-1)级和第(k+1)级互相连接。
进位下拉开关器件Dc响应于复位节点QB处的电压导通或截止，并且在导通时，将放电电压线与第(k-1)级和第(k+1)级互相连接。
第k级STk的全驱动信号输出单元SO包括全驱动上拉开关器件Ua和全驱动下拉开关器件Da。
全驱动上拉开关器件Ua响应于控制节点QC处的电压导通或截止，并且在导通时，将全驱动时钟传输线与第k栅线互相连接，该全驱动时钟传输线传输全驱动时钟脉冲CLK_A。
全驱动下拉开关器件Da响应于复位控制节点QD处的电压导通或截止，并且在导通时，将放电电压线与第k栅线互相连接。这个全驱动下拉开关器件Da有助于置位节点Q和控制节点QC的稳定。
图4是图1中的上虚设级ST0的电路图。
如图4中所示，上虚设级ST0除了不包括第二节点控制器NC2、全驱动信号输出单元SO和扫描脉冲输出单元SC外，其结构实质上与上述第k级STk相同。并且，因为在上虚设级ST0的上游没有级，所以起始脉冲Vst代替进位脉冲提供到上虚设级ST0的第一开关器件Tr1的栅极。
类似地，下虚设级STn+1除了不包括第二节点控制器NC2、全驱动信号输出单元SO和扫描脉冲输出单元SC外，其结构实质上与上述第k级STk相同。并且，因为在下虚设级STn+1的下游没有级，所以起始脉冲Vst代替进位脉冲提供到下虚设级STn+1的第二开关器件Tr2的栅极。
在下文中，将参考图2和图3详细描述具有上述结构的移位寄存器的操作。
首先，在第一驱动周期AD1，输出首次呈现高态的起始脉冲Vst。该起始脉冲Vst提供到上虚设级ST0的第一开关器件Tr1的栅极、下虚设级STn+1的第二开关器件Tr2的栅极以及第一到第n级ST1到STn的每一级的第六开关器件Tr6的栅极。
上虚设级ST0被该起始脉冲Vst置位，下虚设级STn+1被该起始脉冲Vst复位，并且第一到第n级ST1到STn的每一级的控制节点QC被该起始脉冲Vst充电。
这里，将给出第k级STk在第一驱动周期AD1的操作的说明。
当该起始脉冲Vst提供到第六开关器件Tr6的栅极时，第六开关器件Tr6导通。然后，通过导通的第六开关器件Tr6将高态的第二控制信号SC2提供到控制节点QC以对控制节点QC充电。此时，通过其栅极连接到已充电的控制节点QC的全驱动上拉开关器件Ua、第八开关器件Tr8、第十开关器件Tr10和第十一开关器件Tr11被导通。
然后，通过导通的第十一开关器件Tr11将放电电压VSS提供到置位节点Q。由此，置位节点Q被放电，通过其栅极连接到已放电的置位节点Q的进位上拉开关器件Uc、扫描上拉开关器件Us和第四开关器件Tr4都被截止。
并且，通过导通的第十开关器件Tr10将放电电压VSS提供到复位节点QB。由此，复位节点QB被放电，通过其栅极连接到已放电的复位节点QB的第五开关器件Tr5、第十六开关器件Tr16、第十七开关器件Tr17、进位下拉开关器件Dc和扫描下拉开关器件Ds都被截止。
其间，由于在第一驱动周期AD1没有来自第(k+1)级的扫描脉冲，所以第二开关器件Tr2依然保持导通。并且，由于第一控制信号SC1保持在低态，所以第三开关器件Tr3也依然保持截止。
接下来，将给出在第二驱动周期AD2的操作的说明。
在第二驱动周期AD2中，全驱动时钟脉冲CLK_A保持在高态。将高态的这个全驱动时钟脉冲CLK_A提供到被维持导通的全驱动上拉开关器件Ua的漏极。此时，控制节点QC处的电压被连接到浮动控制节点QC的全驱动上拉开关器件Ua的栅极与该全驱动上拉开关器件Ua的漏极之间的寄生电容器所自举(bootstrap)。由此，全驱动上拉开关器件Ua几乎完全被导通，通过导通的全驱动上拉开关器件Ua输出全驱动时钟脉冲CLK_A。通过扫描输出端SOT将全驱动时钟脉冲CLK_A提供到第k栅线。提供到第k栅线的全驱动时钟脉冲CLK_A就是全驱动信号AP。
以这种方式，第一到第n级ST1到STn在第二驱动周期AD2同时输出全驱动信号AP以将这些全驱动信号AP分别提供至第一到第n栅线。从而，在第二驱动周期AD2，第一到第n栅线同时被驱动。
另一方面，第一控制信号SC1从紧随第二驱动周期AD2的周期A自低态改变到高态，由此导致第k级STk的第三开关器件Tr3导通，从而通过导通的第三开关器件Tr3将高态的第一控制信号SC1提供到复位节点QB。由此，复位节点QB被充电。
接下来，将给出在初始周期SD1的操作的说明。
在初始周期SD1，输出第二次呈现高态的起始脉冲Vst。该起始脉冲Vst也提供到上虚设级ST0的第一开关器件Tr1的栅极、下虚设级STn+1的第二开关器件Tr2的栅极以及第一到第n级ST1到STn的每一级的第六开关器件Tr6的栅极。
上虚设级ST0被该起始脉冲Vst置位，下虚设级STn+1被该起始脉冲Vst复位，并且第一到第n级ST1到STn的每一级的控制节点QC被该起始脉冲Vst和低态的第二控制信号SC2所放电。
这里，将给出在初始周期SD1的上虚设级ST0的操作的说明。
当将该起始脉冲Vst提供到第一开关器件Tr1的栅极以导通第一开关器件Tr1时，通过导通的第一开关器件Tr1将高态的第一控制信号SC1提供到置位节点Q，从而导致置位节点Q被充电。由此，通过其栅极连接到已充电的置位节点Q的进位上拉开关器件Uc和第四开关器件Tr4都被导通。其间，由于在这一周期没有来自第一级ST1的进位脉冲，所以第二开关器件Tr2依然保持截止。
此时，通过导通的第四开关器件Tr4将放电电压VSS提供到复位节点QB。通过被维持导通的第三开关器件Tr3输出的高态的第一控制信号SC1也被提供到复位节点QB。以这种方式，在初始周期SD1，两个相反的电压同时被提供到复位节点QB。但是，因为将第四开关器件Tr4的面积设计为大于第三开关器件Tr3的面积，所以复位节点QB被第四开关器件Tr4提供的放电电压VSS所放电。从而，通过其栅极连接到已放电的复位节点QB的第五开关器件Tr5和进位下拉开关器件Dc被截止。
将在下文中给出在初始周期SD1的第k级STk的操作的说明。
因为在初始周期SD1第二控制信号SC2保持在低态，所以在初始周期SD1，通过由起始脉冲Vst导通的第六开关器件Tr6将低态的第二控制信号SC2提供到控制节点QC。控制节点QC被低态的第二控制信号SC2所放电。此时，通过其栅极连接到已放电的控制节点QC的全驱动上拉开关器件Ua、第八开关器件Tr8、第十开关器件Tr10和第十一开关器件Tr11都被截止。从而，从这个初始周期SD1，第k级STk的全驱动上拉开关器件Ua不起作用。也就是，从这个周期，第k级STk产生扫描脉冲和进位脉冲。这将在下文中结合第一级ST1作为实例进行描述。
在设置时段(setup period)TS，将第四时钟脉冲CLK4提供到上述上虚设级ST0的导通的进位上拉开关器件Uc的漏极。此时，置位节点Q处的电压被连接到浮动置位节点Q的进位上拉开关器件Uc的栅极与该进位上拉开关器件Uc的漏极之间的寄生电容器所自举。由此，进位上拉开关器件Uc几乎完全被导通，通过导通的进位上拉开关器件Uc输出第四时钟脉冲CLK4。通过进位输出端COT将第四时钟脉冲CLK4提供到第一级ST1。提供到第一级ST1的第一开关器件Tr1栅极的第四时钟脉冲CLK4就是上虚设进位脉冲CP0。
被提供有来自上虚设级ST0的上虚设进位脉冲CP0的第一级ST1被置位，将在下文中详细描述第一级ST1的操作。
通过其栅极被提供有上虚设进位脉冲CP0的第一级ST1的第一开关器件Tr1被导通，通过导通的第一开关器件Tr1将高态的第一控制信号SC1提供到置位节点Q。由此，通过其栅极连接到置位节点Q的第四开关器件Tr4、第十二开关器件Tr12、第十三开关器件Tr13、进位上拉开关器件Uc和扫描上拉开关器件Us都被导通。
通过导通的第四开关器件Tr4将放电电压VSS提供到复位节点QB以对复位节点QB进行放电。从而，通过其栅极连接到已放电的复位节点QB的第五开关器件Tr5、进位下拉开关器件Dc、扫描下拉开关器件Ds、第十六开关器件Tr16和第十七开关器件Tr17都被截止。其间，因为象已描述的上虚设级ST0的结构那样，第一级ST1的第四开关器件Tr4的面积设计为大于第一级ST1的第三开关器件Tr3的面积，所以复位节点QB被维持放电。
另一方面，通过导通的第十二和第十三开关器件Tr12和Tr13将放电电压VSS分别提供到控制节点QC和复位控制节点QD，从而控制节点QC和复位控制节点QD处的电压被放电电压VSS所稳定。
接下来，将给出在第一时段T1的操作的说明。
在第一时段T1，将第一时钟脉冲CLK1提供到第一级ST1的导通的进位上拉开关器件Uc的漏极和第一级ST1的导通的扫描上拉开关器件Us的漏极。此时，置位节点Q处的电压被连接到浮动置位节点Q的进位上拉开关器件Uc的栅极与该进位上拉开关器件Uc的漏极之间的寄生电容器以及连接到浮动置位节点Q的扫描上拉开关器件Us的栅极与该扫描上拉开关器件Us的漏极之间的寄生电容器所自举。由此，进位上拉开关器件Uc和扫描上拉开关器件Us几乎完全被导通，第一时钟脉冲CLK1通过导通的进位上拉开关器件Uc输出并且通过导通的扫描上拉开关器件Us输出。
通过进位输出端COT把来自进位上拉开关器件Uc的第一时钟脉冲CLK1提供到第二级ST2和上虚设级ST0。并且，通过扫描输出端SOT把来自扫描上拉开关器件Us的第一时钟脉冲CLK1提供到第一栅线。
通过进位输出端COT输出的第一时钟脉冲CLK1就是第一进位脉冲CP1，通过扫描输出端SOT输出的第一时钟脉冲CLK1就是第一扫描脉冲SP1。
在第一时段T1，把从第一级ST1输出的第一进位脉冲CP1提供到上虚设级ST0的第二开关器件Tr2的栅极和第二级ST2的第一开关器件Tr1的栅极。从而，在这个第一时段T1，上虚设级ST0被复位并且第二级ST2被置位。
接下来，将给出第一级ST1的复位操作的详细说明。
第一级ST1被从第二级ST2输出的第二进位脉冲CP2复位。也就是，将这个第二进位脉冲CP2提供到第一级ST1的第二开关器件Tr2的栅极。由此，第二开关器件Tr2被导通，通过导通的第二开关器件Tr2将放电电压VSS提供到置位节点Q以对置位节点Q进行放电。从而，通过其栅极连接到已放电的置位节点Q的第四开关器件Tr4、进位上拉开关器件Uc、扫描上拉开关器件Us、第十二开关器件Tr12和第十三开关器件Tr13都被截止。随着第四开关器件Tr4被截止，由导通的第三开关器件Tr3提供的高态的第一控制信号SC1将复位节点QB从其放电状态改变到其充电状态，通过其栅极连接到已充电的复位节点QB的第五开关器件Tr5、进位下拉开关器件Dc、扫描下拉开关器件Ds、第十六开关器件Tr16和第十七开关器件Tr17都被导通。通过导通的第五开关器件Tr5将放电电压VSS提供到置位节点Q，从而置位节点Q被更稳定地保持在其放电状态。并且，通过导通的进位下拉开关器件Dc将放电电压VSS输出到虚设级ST0。
另一方面，通过导通的第十六开关器件Tr16将放电电压VSS提供到控制节点QC，从而控制节点QC处的电压被放电电压VSS所稳定。并且，通过导通的第十七开关器件Tr17将放电电压VSS提供到复位控制节点QD，从而复位控制节点QD处的电压被放电电压VSS所稳定。
以这种方式，由在该级的置位操作中第十二和第十三开关器件Tr12和Tr13提供的放电电压VSS以及由在该级的复位操作中第十六和第十七开关器件Tr16和Tr17提供的放电电压VSS来稳定控制节点QC和复位控制节点QD。从而，在扫描周期SD，连接到控制节点QC的全驱动上拉开关器件Ua和连接到复位控制节点QD的全驱动下拉开关器件Da被稳定地保持在其截止状态。
如上所述，本发明中，在全驱动周期AD，栅线被同时驱动，而在扫描周期SD，栅线被顺序地驱动。
图5是在反向驱动中被提供到图1的移位寄存器的各种信号和由此输出的全驱动信号和扫描脉冲的波形图。
如图5所示，本发明中，为了反向驱动移位寄存器，将正向驱动中的第一和第三控制信号SC1和SC3的相位倒相，并提供倒相的第一和第三控制信号SC1和SC3。此时，还按与正向驱动中顺序相反的顺序提供第一到第四时钟脉冲CLK1到CLK4，从而各扫描脉冲能被反向地提供到各条栅线。
在如上所述的本发明的移位寄存器用于有机电致发光显示装置中的情况下，全驱动周期AD可被用来补偿驱动开关器件的阈值电压。并且，在本发明的移位寄存器用于液晶显示装置中的情况下，全驱动周期AD可被用来作为将黑色数据提供到所有像素的周期。
图6是被提供到本发明的移位寄存器的各种信号的仿真波形图，图7是图6中的第一和第二时钟脉冲的放大图。
图8是从本发明的第一和第二级输出的全驱动信号和扫描脉冲的仿真波形图，其中右边的信号波形是左边信号波形的虚线框中部分的放大形式。
图9是本发明的置位节点、复位节点和控制节点处的电压的仿真波形图，其中，Q1表示第一级的置位节点，Q2表示第二级的置位节点，QB1表示第一级的复位节点，QB2表示第二级的复位节点，QC1表示第一级的控制节点，QC2表示第二级的控制节点。
从以上说明中显然可见，根据本发明的移位寄存器具有如下的效果。
本发明的移位寄存器能通过改变栅线的驱动方向在扫描周期顺序地驱动栅线，并在全驱动周期同时驱动栅线。
在本发明的移位寄存器用于有机电致发光显示装置中的情况下，全驱动周期AD可用来补偿驱动开关器件的阈值电压。并且，在本发明的移位寄存器用于液晶显示装置中的情况下，全驱动周期AD可用来作为将黑色数据提供到所有像素的周期。另外，可根据图像的显示方向改变栅线的驱动方向。
对于本领域技术人员而言很明显，在不偏离本发明的精神或范围的条件下，可以在本发明中作出各种修改和变形。因而，倘若本发明的这些修改和变形落入所附所要求保护的技术方案及其等同物的范围内，意在使本发明覆盖这些修改和变形。

Claims (9)

1.一种移位寄存器，所述移位寄存器包括用于顺序地输出各扫描脉冲的多个级，其中每一个级包括：
扫描脉冲输出单元，所述扫描脉冲输出单元根据置位节点和复位节点的电压状态而被控制，用于输出所述各扫描脉冲中的一个相应的扫描脉冲并将所述相应的扫描脉冲提供给相应的栅线；
进位脉冲输出单元，所述进位脉冲输出单元根据所述置位节点和所述复位节点的电压状态而被控制，用于输出进位脉冲并将所述进位脉冲提供给所述多个级中的一个上游级和所述多个级中的一个下游级；
第一节点控制器，用于根据来自所述上游级的进位脉冲、来自所述下游级的进位脉冲和外部提供的第一控制信号来控制所述置位节点和所述复位节点的电压状态；
全驱动信号输出单元，所述全驱动信号输出单元根据控制节点和复位控制节点的电压状态而被控制，用于输出全驱动信号并将所述全驱动信号提供给所述相应的栅线；和
第二节点控制器，所述第二节点控制器用于根据所述置位节点的电压状态、所述复位节点的电压状态以及外部提供的起始脉冲和第二控制信号来控制所述控制节点和所述复位控制节点的电压状态。
2.根据权利要求1所述的移位寄存器，其中：
第一控制信号在全驱动周期保持在低态并且在扫描周期保持在高态；并且
第二控制信号在所述全驱动周期保持在高态并且在所述扫描周期保持在低态。
3.根据权利要求2所述的移位寄存器，其中所述多个级中的第k级的第一节点控制器包括：
第一开关器件，所述第一开关器件响应于来自所述多个级中的第(k-1)级的扫描脉冲导通或截止，并且所述第一开关器件在导通时将第一传输线和所述置位节点互相连接；
第二开关器件，所述第二开关器件响应于来自所述多个级中的第(k+1)级的扫描脉冲导通或截止，并且所述第二开关器件在导通时将第二传输线和所述置位节点互相连接；
第三开关器件，所述第三开关器件响应于来自第一控制线的所述第一控制信号导通或截止，并且所述第三开关器件在导通时将所述第一控制线和所述复位节点互相连接；
第四开关器件，所述第四开关器件响应于所述置位节点处的电压导通或截止，并且所述第四开关器件在导通时将所述复位节点和放电电压线互相连接，所述放电电压线传输放电电压；和
第五开关器件，所述第五开关器件响应于所述复位节点处的电压导通或截止，并且所述第五开关器件在导通时将所述置位节点和所述放电电压线互相连接。
4.根据权利要求3所述的移位寄存器，其中：
在驱动多个级以从第一级至最后一级顺序地输出扫描脉冲的正向驱动中，所述第一控制信号被提供给所述第一传输线并且所述放电电压被提供给所述第二传输线；和
在驱动多个级以从最后一级至第一级反向顺序地输出扫描脉冲的反向驱动中，所述放电电压被提供给所述第一传输线并且所述第一控制信号被提供给所述第二传输线。
5.根据权利要求3所述的移位寄存器，其中所述第k级的第二节点控制器包括：
第六开关器件，所述第六开关器件响应于所述起始脉冲和所述第二控制信号导通或截止，并且所述第六开关器件在导通时将所述控制节点连接到第二控制信号输入线；
第七开关器件，所述第七开关器件响应于所述第二控制信号导通或截止，并且所述第七开关器件在导通时将所述复位控制节点连接到所述第二控制信号输入线；
第八开关器件，所述第八开关器件响应于所述控制节点处的电压导通或截止，并且所述第八开关器件在导通时将所述复位控制节点与所述放电电压线互相连接；
第九开关器件，所述第九开关器件响应于所述复位控制节点处的电压导通或截止，并且所述第九开关器件在导通时将所述控制节点与所述放电电压线互相连接；
第十开关器件，所述第十开关器件响应于所述控制节点处的电压导通或截止，并且所述第十开关器件在导通时将所述复位节点与所述放电电压线互相连接；
第十一开关器件，所述第十一开关器件响应于所述控制节点处的电压导通或截止，并且所述第十一开关器件在导通时将所述置位节点与所述放电电压线互相连接；
第十二开关器件，所述第十二开关器件响应于所述置位节点处的电压导通或截止，并且所述第十二开关器件在导通时将所述控制节点与所述放电电压线互相连接；
第十三开关器件，所述第十三开关器件响应于所述置位节点处的电压导通或截止，并且所述第十三开关器件在导通时将所述复位控制节点与所述放电电压线互相连接；
第十四开关器件，所述第十四开关器件响应于所述复位控制节点处的电压导通或截止，并且所述第十四开关器件在导通时将所述置位节点与所述放电电压线互相连接；
第十五开关器件，所述第十五开关器件响应于所述复位控制节点处的电压导通或截止，并且所述第十五开关器件在导通时将所述复位节点与所述放电电压线互相连接；
第十六开关器件，所述第十六开关器件响应于所述复位节点处的电压导通或截止，并且所述第十六开关器件在导通时将所述控制节点与所述放电电压线互相连接；和
第十七开关器件，所述第十七开关器件响应于所述复位节点处的电压导通或截止，并且所述第十七开关器件在导通时将所述复位控制节点与所述放电电压线互相连接。
6.根据权利要求3所述的移位寄存器，其中所述第k级的扫描脉冲输出单元包括：
扫描上拉开关器件，所述扫描上拉开关器件响应于所述置位节点处的电压导通或截止，并且所述扫描上拉开关器件在导通时将多条时钟传输线中的任一条与第k栅线互相连接，所述多条时钟传输线分别传输具有不同相位的多个时钟脉冲；和
扫描下拉开关器件，所述扫描下拉开关器件响应于所述复位节点处的电压导通或截止，并且所述扫描下拉开关器件在导通时将所述放电电压线与所述第k栅线互相连接。
7.根据权利要求3所述的移位寄存器，其中所述第k级的进位脉冲输出单元包括：
进位上拉开关器件，所述进位上拉开关器件响应于所述置位节点处的电压导通或截止，并且所述进位上拉开关器件在导通时将多条时钟传输线中的任一条与第(k-1)级和第(k+1)级互相连接，所述多条时钟传输线分别传输具有不同相位的多个时钟脉冲；和
进位下拉开关器件，所述进位下拉开关器件响应于所述复位节点处的电压导通或截止，并且所述进位下拉开关器件在导通时将所述放电电压线与第(k-1)级和第(k+1)级互相连接。
8.根据权利要求3所述的移位寄存器，其中所述第k级的全驱动信号输出单元包括：
全驱动上拉开关器件，所述全驱动上拉开关器件响应于所述控制节点处的电压导通或截止，并且所述全驱动上拉开关器件在导通时将全驱动时钟传输线与第k栅线互相连接，所述全驱动时钟传输线传输全驱动时钟脉冲；和
全驱动下拉开关器件，所述全驱动下拉开关器件响应于所述复位控制节点处的电压导通或截止，并且所述全驱动下拉开关器件在导通时将所述放电电压线和所述第k栅线互相连接。
9.根据权利要求8所述的移位寄存器，其中：
所述起始脉冲在第一驱动周期和初始周期保持在高态，所述第一驱动周期和第二驱动周期组成所述全驱动周期，所述初始周期和实际扫描周期组成所述扫描周期；并且
所述全驱动时钟脉冲在所述第二驱动周期保持在高态。
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