CN103886910A - 移位暂存器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移位暂存器，包括移位暂存单元与发光信号产生单元。移位暂存单元将前级信号进行时间移位而处理运算产生后级信号，且输出控制信号。发光信号产生单元接收控制信号以产生与后级信号相位相反向的发光信号。发光信号产生单元包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一电容与第四晶体管。第一晶体管的栅极与漏极耦接至高电平电压。第二晶体管的栅极接收控制信号，且串联于第一晶体管与低电平电压之间。第三晶体管的栅极耦接第一晶体管的源极，漏极为高电平电压。第一电容耦接于第三晶体管的栅极与源极之间。第四晶体管的栅极接收控制信号，且串联于第三晶体管与低电平电压之间。发光信号由第三晶体管的源极输出。

Description

移位暂存器

技术领域

本发明涉及主动矩阵有机发光二极管（Active-Matrix OrganicLight-Emitting Diode，AMOLED），特别是涉及主动矩阵有机发光二极管的移位暂存器（shift register）。

背景技术

一般用来驱动主动矩阵有机发光二极管（AMOLED）发光的补偿电路都需要扫描信号与发光信号，扫描信号与发光信号通常是相位相反的信号，而为了能使用氧化铟镓锌（Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO）薄膜（IGZO材料目前所制作出的薄膜晶体管为N型）作为主动矩阵有机发光二极管面板的背板制程，驱动主动矩阵有机发光二极管的电路皆以N型薄膜晶体管来制作。

请参照图1，图1是传统的驱动主动矩阵有机发光二极管的补偿电路的电路图。像素补偿电路1包括晶体管11、12、13、14、15与发光二极管16。扫描信号SCAN控制N型晶体管11，N型晶体管11传递数据信号VDATA至N型晶体管14的栅极。N型晶体管15的栅极受控于发光信号EM，藉此控制发光二极管16发光。晶体管12、13分别受控于预设信号Pre或重置信号Rst。然而，传统的N型薄膜晶体管位移暂存器（shiftregister）都只用来产生扫描信号SCAN，并无提供发光信号EM的功能。

发明内容

本发明实施例提供一种用来提供扫描信号与发光信号的N型薄膜晶体管移位暂存器。

本发明实施例提供一种移位暂存器，包括移位暂存单元与发光信号产生单元。移位暂存单元具有输入端、输出端与控制端，通过输入端接收前级信号，且经移位暂存单元处理运算而产生后级信号，并通过输出端输出后级信号，且通过控制端输出控制信号。发光信号产生单元接收控制信号以产生与后级信号相位相反的发光信号。发光信号产生单元包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一电容与第四晶体管。第一晶体管的栅极与漏极耦接且接收高电平电压。第二晶体管的栅极接收控制信号，第二晶体管的漏极耦接第一晶体管的源极，第二晶体管的源极耦接低电平电压。第三晶体管的栅极耦接第一晶体管的源极与第二晶体管的漏极，第三晶体管的漏极耦接高电平电压。第一电容耦接于第三晶体管的栅极与源极之间。第四晶体管的栅极接收控制信号，第四晶体管的漏极耦接第三晶体管的源极，第四晶体管的源极耦接低电平电压。发光信号由第三晶体管的源极与第四晶体管的漏极的连接端点输出。

综上所述，本发明实施例所提供的移位暂存器可以同时提供扫描信号与发光信号，以驱动主动矩阵有机发光二极管像素的补偿电路，且发光信号产生单元与移位暂存单元的晶体管均仅利用N型晶体管来实现，不须使用P型晶体管，可以符合主动矩阵有机发光二极管面板的背板制程。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利要求范围作任何的限制。

附图说明

图1是传统的驱动主动矩阵有机发光二极管的补偿电路的电路图。

图2是本发明实施例的移位暂存器的电路图。

图3A是本发明实施例的移位暂存器的电路图。

图3B是本发明实施例的移位暂存器的电路图。

图3C是本发明实施例的移位暂存器的电路图。

图4A是本发明实施例的移位暂存器的信号波形图。

图4B是本发明实施例的移位暂存器的信号波形图。

图4C是本发明实施例的移位暂存器的信号波形图。

图5A是本发明另一实施例的移位暂存器的电路图。

图5B是本发明另一实施例的移位暂存器的电路图。

图5C是本发明另一实施例的移位暂存器的电路图。

【主要元件符号说明】

1：像素补偿电路

VDD、VSS、VREF：直流偏压

VDATA：数据信号

SCAN：扫描信号

Rst：重置信号

Vp：控制信号

Pre：预设信号

16：发光二极管

2、3、4：移位暂存器

21、31、41：移位暂存单元

22、32、42：发光信号产生单元

311：控制电路

N-1：前级信号

N：后级信号

EM：发光信号

VGH：高电平电压

VGL：低电平电压

CK：第一时钟信号

XCK：第二时钟信号

BT：端点

R1、R2：电阻

C1、C2、Cm、Cs：电容

CA：第一电容

CB：第二电容

11、12、13、14、15、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13：N型晶体管

具体实施方式

〔移位暂存器的实施例〕

本发明为了能使用IGZO薄膜（IGZO材料目前所制作出的薄膜晶体管为N型）作为主动矩阵有机发光二极管（AMOLED）面板的背板制程，同时可用来提供扫描信号（SCAN）与发光信号EM的N型晶体管位移暂存器电路。

请参照图2，图2是本发明实施例的移位暂存器的电路图。移位暂存器2包括移位暂存单元21与发光信号产生单元22。移位暂存单元21具有输入端、输出端与控制端，通过输入端接收前级信号N-1，且将前级信号N-1进行时间移位而产生后级信号N，并通过输出端输出后级信号N，且通过控制端输出控制信号XCK/VGL。移位暂存单元21的实施方式可以参照后续图3A实施例的说明。所述前级信号N-1和后级信号N皆为扫描信号（SCAN），只是前级信号N-1和后级信号N是对应于相邻级像素的扫描信号。另外，图2所示的电阻R1和电容C1代表由后级信号N端点朝向面板电路AA方向看过去的负载和寄生电容。电阻R2和电容C2代表由发光信号EM端点朝向面板电路AA方向看过去的负载和寄生电容。因为端点不同，所以朝向面板电路AA方向看过去的负载和寄生电容也不相同。

发光信号产生单元22接收控制信号XCK/XGL以产生与后级信号N相位相反的发光信号EM。发光信号产生单元22包括N型晶体管T1、N型晶体管T2、N型晶体管T3、第一电容CA与N型晶体管T4。N型晶体管T1的栅极与漏极耦接且接收高电平电压VGH。N型晶体管T2的栅极接收控制信号XCK/XGL，N型晶体管T2的漏极耦接N型晶体管T1的源极，N型晶体管T2的源极耦接低电平电压VGL。N型晶体管T3的栅极耦接N型晶体管T1的源极与N型晶体管T2的漏极，N型晶体管T3的漏极耦接高电平电压VGH。第一电容CA耦接于N型晶体管T3的栅极与源极之间。N型晶体管T4的栅极接收控制信号XCK/XGL，N型晶体管T4的漏极耦接N型晶体管T3的源极，N型晶体管T4的源极耦接低电平电压VGL。发光信号EM由N型晶体管T3的源极与N型晶体管T4的漏极的连接端点输出。

请同时参照图2与图3A，图3A是本发明实施例的移位暂存器的电路图。移位暂存器3包括移位暂存单元31与发光信号产生单元32。

移位暂存单元31包括控制电路311、N型晶体管T5、T6、T7、T8与第二电容CB。控制电路311具有第一端、第二端与控制端，所述第一端接收前级信号N-1，第二端输出前级信号N-1，控制端接收第一时钟信号CK。N型晶体管T5的栅极与漏极耦接且接收高电平电压VGH。N型晶体管T6的栅极耦接控制电路的第二端，N型晶体管T6的漏极耦接N型晶体管T5的源极，N型晶体管T6的源极耦接低电平电压VGL。N型晶体管T7的漏极接收第二时钟信号XCK，N型晶体管T7的栅极耦接控制电路311的第二端，N型晶体管T7的源极耦接输出端，也即N型晶体管T7的源极耦接电阻R1以输出后级信号N。第二时钟信号XCK为第一时钟信号CK的相位相反信号。N型晶体管T8的栅极耦接于N型晶体管T5的源极，N型晶体管T8的漏极耦接输出端（也即N型晶体管T8的漏极耦接电阻R1），N型晶体管T8的源极耦接低电平电压VGL。第二电容CB耦接于N型晶体管T7的栅极与源极之间。

发光信号产生单元32与发光信号产生单元22相同。发光信号产生单元32包括N型晶体管T1、N型晶体管T2、N型晶体管T3、第一电容CA与N型晶体管T4。N型晶体管T1的栅极与漏极耦接且接收高电平电压VGH。N型晶体管T2的栅极接收控制信号XCK/XGL，N型晶体管T2的漏极耦接N型晶体管T1的源极，N型晶体管T2的源极耦接低电平电压VGL。N型晶体管T3的栅极耦接N型晶体管T1的源极与N型晶体管T2的漏极，N型晶体管T3的漏极耦接高电平电压VGH。第一电容CA耦接于N型晶体管T3的栅极与源极之间。N型晶体管T4的栅极接收控制信号XCK/XGL，N型晶体管T4的漏极耦接N型晶体管T3的源极，N型晶体管T4的源极耦接低电平电压VGL。发光信号EM由N型晶体管T3的源极与N型晶体管T4的漏极的连接端点输出。

请同时参照图3A与图4A，图4A是本发明实施例的移位暂存器的信号波形图。前级信号N-1、第一时钟信号CK与第二时钟信号XCK是交流信号（AC）与高电平电压VGH与低电平电压VGL是直流信号（DC）。在本实施例中，交流信号的高电压电平与直流的高电平电压VGH一致，低电压电平与直流的低电平电压VGL一致。操作步骤叙述如下，图4A是步骤一的信号波型图。前级信号N-1为高电位，CK为高电位，此时端点BT为高电位，使第二时钟信号XCK的低电位传到后级信号N，且使后级信号N的输出电压电平接近VGL。在发光信号EM方面，N型晶体管T3因有加挂电容，可使N型晶体管T3栅极端电压抬升至大于高电平电压VGH，使发光信号EM的输出为高电平电压VGH。换句话说，当前级信号N-1与第一时钟信号CK为低电平电压（Low）时，移位暂存单元31的输出端产生的后级信号N为高电平电压（High），发光信号产生单元32产生的发光信号EM为低电平电压（Low）。

请同时参照图3B与图4B，图3B是本发明实施例的移位暂存器的电路图，图4B是本发明实施例的移位暂存器的信号波形图。图4B表示步骤二的信号波型，当前级信号N-1为低电位，第一时钟信号CK为低电位，此时第二时钟信号XCK的电压（高电位）传至后级信号N时，端点BT因有加挂第二电容CB，所以端点BT的电压会被抬升至大于高电平电压VGH，藉此使后级信号N的输出为高电平电压VGH，而发光信号EM的输出为低电平电压VGL。换句话说，当前级信号N-1为低电平电压（Low），且第一时钟信号CK为高电平电压（High）时，移位暂存单元31的输出端产生的后级信号N为低电平电压（Low），且控制信号为低电平电压（Low），发光信号产生单元32产生的发光信号EM为高电平电压（High）。

值得一提的是，在图3B中，N型晶体管T8因为N型晶体管T6的导通而不导通（OFF）（此时控制电路311不导通（OFF））。N型晶体管T3因为N型晶体管T2的导通而不导通（OFF）。

请同时参照图3C与图4C，图3C是本发明实施例的移位暂存器的电路图，图4C是本发明实施例的移位暂存器的信号波形图。图4C表示步骤三的信号波型，当前级信号N-1为低电位，CK为高电位，此时端点BT为低电位，使N型晶体管T7不导通（OFF），而让第二时钟信号XCK无法传给后级信号N。此时，连接低电平电压VGL的N型晶体管T8导通（ON），使后级信号N为低电平电压VGL，且发光信号EM为高电平电压VGH。换句话说，当前级信号N为低电平电压（Low），且第一时钟信号CK为高电平电压（High）时，移位暂存单元31的输出端产生的后级信号N为低电平电压（Low），且控制信号为低电平电压（Low），发光信号产生单元32产生的发光信号EM为高电平电压（High）。

值得一提的是，在此步骤三中（图4C的波型），N型晶体管T6不导通（OFF），因为低电位的前级信号N-1通过控制电路311传送至N型晶体管T6的栅极。另外，因为N型晶体管T8的导通（ON），造成N型晶体管T2、T4的不导通（OFF）。

〔移位暂存器的另一实施例〕

请同时参照图3A与图5A，图5A是本发明另一实施例的移位暂存器的电路图。移位暂存器4与图3A中的移位暂存器3的差异在于，在信号位移单元41增加了N型晶体管T11、T12、T13，且在发光信号产生单元42增加了N型晶体管T9、T10。

N型晶体管T9的漏极与源极分别耦接N型晶体管T3的漏极与栅极，N型晶体管T9的栅极接收第一时钟信号CK。N型晶体管T9可以在前述的步骤一和步骤三中，将发光信号EM提升到高电位的速度提升（缩短升压时间）。

N型晶体管T10的漏极与源极分别耦接N型晶体管T3的漏极与栅极，N型晶体管T10的栅极接收后二级信号N+1。N型晶体管T10可以在上述的步骤三中，将发光信号EM提升到高电位的速度提升（缩短升压时间）。

N型晶体管T12是下拉N型晶体管，N型晶体管T12的栅极接收前级信号N-1，N型晶体管T12的漏极耦接控制端，N型晶体管T12的源极耦接低电平电压VGL。N型晶体管T12可以在上述的步骤一中，将后级信号N加速的下拉至接近低电平电压VGL。

N型晶体管T11是下拉N型晶体管，N型晶体管T11的栅极耦接N型晶体管T8的栅极，N型晶体管T11的漏极耦接N型晶体管T7的栅极，N型晶体管T11的源极耦接低电平电压VGL。N型晶体管T11可以在上述的第三步骤中，将端点BT的电压加速下拉至接近低电平电压VGL。在图5A中，对应于第二步骤，N型晶体管T11是不导通（OFF）。

N型晶体管T13的栅极与源极耦接输出端，N型晶体管T13的漏极耦接控制电路311的第三端。N型晶体管T13可以在上述的步骤二中，帮助端点BT维持高电平电压，因为控制电路311的漏电流会直接影响端点BT的电压。

请同时参照图3B与图5B，图5B是本发明另一实施例的移位暂存器的电路图。图5B显示了，在上述的第二步骤中，N型晶体管T11、T12不导通（OFF）。请同时参照图3C与图5C，图5C是本发明另一实施例的移位暂存器的电路图。在步骤三中，N型晶体管T12、T13是不导通（OFF）。

〔实施例的可能效果〕

根据本发明实施例，上述的移位暂存器可以同时提供扫描信号与发光信号，以驱动主动矩阵有机发光二极管像素的补偿电路，其电路是仅利用N型晶体管来实现，不须使用P型晶体管，可以符合主动矩阵有机发光二极管面板的背板制程。另外，在需要进一步提升电压的第七N型晶体管（连接移位暂存单元的输出端）的栅极加挂电容，可藉此补偿因长时间操作下因为阈值电压偏移所产生的起始电压飘移（Vt Shift）。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。

Claims (10)

1.一种移位暂存器，其特征在于，包括：

一移位暂存单元，具有一输入端、一输出端以及一控制端，通过所述输入端接收一前级信号，且经所述移位暂存单元处理运算而产生一后级信号，并且通过所述输出端输出所述后级信号，且通过所述控制端输出一控制信号；以及

一发光信号产生单元，接收所述控制信号以产生与所述后级信号的相位相反的一发光信号，所述发光信号产生单元包括：

一第一晶体管，所述第一晶体管的栅极与漏极耦接且接收一高电平电压；

一第二晶体管，所述第二晶体管的栅极接收所述控制信号，所述第二晶体管的漏极耦接所述第一晶体管的源极，所述第二晶体管的源极耦接一低电平电压；

一第三晶体管，所述第三晶体管的栅极耦接所述第一晶体管的源极与所述第二晶体管的漏极，所述第三晶体管的漏极耦接所述高电平电压；

一第一电容，耦接于所述第三晶体管的栅极与源极之间；

以及

一第四晶体管，所述第四晶体管的栅极接收所述控制信号，所述第四晶体管的漏极耦接所述第三晶体管的源极，所述第四晶体管的源极耦接所述低电平电压；

其中，所述发光信号由所述第三晶体管的源极与所述第四晶体管的漏极的连接端点输出。

2.根据权利要求1所述的移位暂存器，其特征在于，所述移位暂存单元包括：

一控制电路，具有一第一端、一第二端以及一控制端，所述第一端接收所述前级信号，所述第二端输出所述前级信号，所述控制端接收一第一时钟信号；

一第五晶体管，所述第五晶体管的栅极与漏极耦接且接收所述高电平电压；

一第六晶体管，所述第六晶体管的栅极耦接所述控制电路的所述第二端，所述第六晶体管的漏极耦接所述第五晶体管的源极，所述第六晶体管的源极耦接所述低电平电压；

一第七晶体管，所述第七晶体管的漏极接收一第二时钟信号，所述第七晶体管的栅极耦接所述控制电路的所述第二端，所述第七晶体管的源极耦接所述输出端，其中所述第二时钟信号为与所述第一时钟信号的相位相反的信号；以及

一第八晶体管，所述第八晶体管的栅极耦接于所述第五晶体管的源极，所述第八晶体管的漏极耦接所述输出端，所述第八晶体管的源极耦接所述低电平电压；

一第二电容，耦接于所述第七晶体管的栅极与源极之间。

3.根据权利要求2所述的移位暂存器，其特征在于，所述发光信号产生单元还包括：

一第九晶体管，所述第九晶体管的漏极与源极分别耦接所述第三晶体管的漏极与栅极，所述第九晶体管的栅极接收所述第一时钟信号。

4.根据权利要求3所述的移位暂存器，其特征在于，所述发光信号产生单元还包括：

一第十晶体管，所述第十晶体管的漏极与源极分别耦接所述第三晶体管的漏极与栅极，所述第十晶体管的栅极接收一后二级信号。

5.根据权利要求2所述的移位暂存器，其特征在于，所述移位暂存单元还包括：

一下拉晶体管，所述下拉晶体管的栅极接收所述前级信号，所述下拉晶体管的漏极耦接所述控制端，所述下拉晶体管的源极耦接所述低电平电压。

6.根据权利要求2所述的移位暂存器，其特征在于，所述移位暂存单元还包括：

一第十三晶体管，所述第十三晶体管的栅极与源极耦接所述输出端，所述第十三晶体管的漏极耦接所述控制电路的一第三端。

7.根据权利要求2所述的移位暂存器，其特征在于，当所述前级信号以及所述第一时钟信号为高电平电压时，所述移位暂存单元的所述输出端产生的所述后级信号为低电平电压，且所述控制端为低电平电压，所述发光信号产生单元产生的所述发光信号为高电平电压。

8.根据权利要求2所述的移位暂存器，其特征在于，当所述前级信号以及所述第一时钟信号为低电平电压时，所述移位暂存单元的所述输出端产生的所述后级信号为高电平电压，且所述控制端为低电平电压，所述发光信号产生单元产生的所述发光信号为低电平电压。

9.根据权利要求2所述的移位暂存器，其特征在于，当所述前级信号为低电平电压且所述第一时钟信号为高电平电压时，所述移位暂存单元的所述输出端产生的所述后级信号为低电平电压，且所述控制信号为低电平电压，所述发光信号产生单元产生的所述发光信号为高电平电压。

10.根据权利要求1所述的移位暂存器，其特征在于，所述发光信号产生单元的晶体管与所述移位暂存单元的晶体管均为N型晶体管。

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