CN105405417B - 移位寄存器及使用移位寄存器的显示装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种通过逻辑电路构造的简化能够减小电路面积的移位寄存器及使用移位寄存器的显示装置。移位寄存器包括多个级，每个级选择性地执行正向扫描和反向扫描。每个级使用第一到第四时钟。每个级包括：上拉晶体管，在控制节点的控制下产生第一时钟作为其输出；下拉晶体管，所述下拉晶体在第三时钟的控制下产生栅极截止电压作为其输出；第一晶体管，使用来自前级的输出信号，在第四时钟的控制下，在正向扫描期间将控制节点置位、复位，而在反向扫描期间将控制节点复位；和第二晶体管，使用来自后级的输出信号，在第二时钟的控制下，在反向扫描期间将控制节点置位、复位，而在正向扫描期间将控制节点复位。

Description

移位寄存器及使用移位寄存器的显示装置

本申请要求2014年9月5日提交的韩国专利申请No.10-2014-0119099的优先权，在此援引该专利申请作为参考，如同在这里完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及一种移位寄存器，尤其涉及一种通过逻辑电路构造的简化能够减小电路面积的移位寄存器及使用移位寄存器的显示装置。

背景技术

作为显示装置，近来引起相当关注的平板显示装置的代表例包括使用液晶的液晶显示器(LCD)、使用有机发光二极管(OLED)的OLED显示器、使用电泳粒子的电泳显示器(EPD)等。

这种平板显示装置包括：通过其中每个像素被薄膜晶体管(TFT)单独驱动的像素矩阵来显示图像的显示面板、驱动显示面板的面板驱动器、和控制面板驱动器的时序控制器。面板驱动器包括用于驱动显示面板的栅极线的栅极驱动器和用于驱动显示面板的数据线的数据驱动器。

近年来，为了实现制造成本的降低和边框宽度的减小，主要使用其中栅极驱动器与像素矩阵的TFT阵列一起形成在基板上的面板内栅极(GIP)结构。为了实现边框宽度的进一步减小，这种GIP型栅极驱动器正朝着电路面积减小的方向发展。

栅极驱动器使用移位寄存器输出驱动各条栅极线的扫描脉冲。移位寄存器包括用于分别驱动多条栅极线的多个级。每个级包括输出单元和节点控制器。每个级的输出单元主要包括用于在Q节点的控制下向相应栅极线输出某一时钟的上拉TFT、以及用于在QB节点的控制下向栅极线输出栅极低电压的下拉TFT。每个级的节点控制器包括以相反方式控制Q节点的充电和放电以及QB节点的充电和放电的多个TFT。特别是，用于将QB节点保持在高电平状态的TFT的数量相对较大。

同时，在配置成能够实现选择性利用正向扫描和反向扫描的双向扫描的移位寄存器的情形中，其每个级应当包括更多数量的TFT。

由于此原因，在常规的移位寄存器中，由于使用较大数量的TFT，所以很难实现电路面积的减小，这样，实现窄边框存在限制。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的移位寄存器及使用移位寄存器的显示装置。

本发明的一个目的是提供一种通过逻辑电路构造的简化能够减小电路面积的移位寄存器及使用移位寄存器的显示装置

在下面的描述中将部分列出本发明的其它优点、目的和特征，这些优点、目的和特征的一部分根据下面的解释对于本领域技术人员将变得显而易见或者可通过本发明的实施领会到。通过说明书、权利书以及附图中特具体指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其他优点。

为了实现这些目的和其他优点并根据本发明的意图，如在此具体化和概括描述的，一种移位寄存器包括多个级，每个级选择性地执行正向扫描和反向扫描，其中每个级使用第一到第四时钟，且每个级包括：上拉晶体管，所述上拉晶体管在控制节点的控制下产生第一时钟作为其输出；下拉晶体管，所述下拉晶体管在第三时钟的控制下产生栅极截止电压作为其输出；第一晶体管，所述第一晶体管使用来自前级的输出信号，在第四时钟的控制下，在所述正向扫描期间将所述控制节点置位、复位，而在所述反向扫描期间将所述控制节点复位；以及第二晶体管，所述第二晶体管使用来自后级的输出信号，在第二时钟的控制下，在所述反向扫描期间将所述控制节点置位、复位，而在所述正向扫描期间将所述控制节点复位。

第一到第四时钟的每一个可具有与2H时段对应的脉冲宽度、与4H时段对应的循环周期、以及与第一到第四时钟中的相邻的另一时钟重叠1H的重叠时段。

在所述正向扫描期间，第一到第四时钟可在相移的同时按照第一时钟、第二时钟、第三时钟和第四时钟的顺序进行循环。

在所述反向扫描期间，第一到第四时钟可在相移的同时按照第四时钟、第三时钟、第二时钟和第一时钟的顺序进行循环。

在所述正向扫描期间，在所述上拉晶体管输出第一时钟之前，所述第一晶体管可使用来自前级的一个输出信号，在第四时钟的控制下将所述控制节点置位。在所述正向扫描期间，在所述上拉晶体管输出第一时钟之后，所述第一晶体管可使用来自前级的所述一个输出信号，在第四时钟的控制下将所述控制节点复位。在所述正向扫描期间，所述第二晶体管可使用来自后级的一个输出信号，在第二时钟的控制下在与所述第一晶体管交替的同时将所述控制节点复位。

在所述反向扫描期间，在所述上拉晶体管输出第一时钟之前，所述第二晶体管可使用来自后级的一个输出信号，在第二时钟的控制下将所述控制节点置位。在所述反向扫描期间，在所述上拉晶体管输出第一时钟之后，所述第二晶体管可使用来自后级的所述一个输出信号，在第二时钟的控制下将所述控制节点复位。在所述反向扫描期间，所述第一晶体管可使用来自前级的一个输出信号，在第四时钟的控制下在与所述第二晶体管交替的同时将所述控制节点复位。

在本发明的另一个方面中，一种显示装置包括上述移位寄存器，以使用移位寄存器驱动显示面板的栅极线。

在本发明的又一个方面，一种移位寄存器包括多个级，其中每个级包括：上拉晶体管，所述上拉晶体管在控制节点的控制下产生多个时钟中的第一时钟作为其输出；下拉晶体管，所述下拉晶体管在所述多个时钟中的第二时钟的控制下产生栅极截止电压作为其输出，第二时钟具有与第一时钟相反的相位；第一晶体管，所述第一晶体管使用来自前级的输出信号，在第二时钟的控制下将所述控制节点置位、复位；和第二晶体管，所述第二晶体管使用来自后级的输出信号，在第一时钟的控制下在与所述第一晶体管交替的同时将所述控制节点复位。

所述控制节点可包括与所述第一晶体管和所述第二晶体管连接的第一控制节点、和与所述上拉晶体管连接的第二控制节点。每个级还可包括：电阻晶体管，所述电阻晶体管用于在第二时钟的控制下将所述第一控制节点和所述第二控制节点连接；偏置晶体管，所述偏置晶体管用于根据异常断电检测信号，通过相应级的输出端驱动栅极线中的相应一条；和电容器，所述电容器在其一端处与位于所述上拉晶体管与所述下拉晶体管之间的第一节点和位于用于所述栅极截止电压的供给线与所述下拉晶体管之间的第二节点中的一个连接，而在其另一端处与所述第二控制节点连接。

在本发明的又一个方面中，一种显示装置包括上述移位寄存器，以使用移位寄存器驱动显示面板的栅极线。

不管是包括单向扫描级还是双向扫描级，根据本发明的移位寄存器具有相对简单的电路构造，这样，可减小电路面积。

根据本发明的显示装置使用具有简单电路构造的移位寄存器作为栅极驱动器，这样，可减小形成栅极驱动器的边框的宽度。因而，可实现窄边框。

附图说明

给本发明提供进一步理解并且并入本申请组成本申请一部分的附图图解了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是图解根据本发明的移位寄存器的基本构造的框图；

图2是图解根据本发明第一个实施方式的双向扫描移位寄存器的一个级的电路图；

图3是用于图2中所示的级的正向扫描的驱动信号的波形图；

图4是用于图2中所示的级的反向扫描的驱动信号的波形图；

图5是图解根据本发明第二个实施方式的双向扫描移位寄存器的一个级的电路图；

图6是用于图5中所示的级的正向扫描的驱动信号的波形图；

图7是用于图5中所示的级的反向扫描的驱动信号的波形图；

图8是图解根据本发明第三个实施方式的双向扫描移位寄存器的一个级的电路图；

图9是图解根据本发明第四个实施方式的双向扫描移位寄存器的一个级的电路图；

图10是图9中所示的级中使用的驱动信号的波形图；以及

图11是图解根据本发明一实施方式的显示装置的框图。

具体实施方式

下面将详细参照本发明的优选实施方式进行描述，其中的一些例子在附图中示出。

图1是图解根据本发明的移位寄存器的基本构造的框图。

图1中所示的移位寄存器用作有源矩阵型显示装置的面板内栅极(GIP)型栅极驱动器。移位寄存器包括分别用于驱动多条栅极线GL(n-2)到GL(n+2)的多个级ST(n-2)到ST(n+2)。每个级ST(n-2)到ST(n+2)在正向方向上或在反向方向上扫描栅极线GL(n-2)到GL(n+2)中的相应一条。

一般来说，向每个级ST(n-2)到ST(n+2)提供栅极高电压VGH和低电平电压VSS。然而，在一些情形中，可不提供栅极高电压VGH而使用某一时钟的高电平电压。栅极高电压VGH可称为“栅极导通电压”，低电平电压VSS可称为“栅极低电压”或“栅极截止电压”。

向每个级ST(n-2)到ST(n+2)提供在连续的时钟之间具有相位差的多个时钟CLK。例如，每个级ST(n-2)到ST(n+2)与分别传输4相位时钟CLK的四条时钟线连接。

在每个级ST(n-2)到ST(n+2)中，从前级之一输出的扫描信号和从后级之一输出的扫描信号作为充电/放电信号提供给Q节点，以控制输出单元。

例如，在第n级ST(n)中，从第n-1级ST(n-1)输出的第n-1个扫描信号G(n-1)和从第n+1级ST(n+1)输出的第n+1个扫描信号G(n+1)被提供作为用于Q节点的充电/放电信号。

在下面的描述中，Q节点的高电平状态是指栅极导通状态，这样，其可称为“置位状态”。Q节点的低电平状态是指栅极截止状态，这样，其可称为“复位状态”。

图2是图解根据本发明第一个实施方式的双向扫描移位寄存器的一个级的电路图。图3和4是用于图2中所示的级的正向扫描和反向扫描的驱动信号的波形图。

图2中所示的第n级ST(n)驱动第n条栅极线。第n级ST(n)的构造和操作以相同的方式适用于其他级。

第n级ST(n)包括输出单元和节点控制器，输出单元包括上拉TFT Tpu、下拉TFTTpd和电容器CQ，节点控制器包括第一TFT T1和第二TFT T2。

第n级ST(n)进一步包括连接在节点控制器的输出节点，即Q1节点与输出单元的控制节点，即Q2节点之间的起电阻器的作用的电阻TFT Td。

当产生异常断电时为了实现像素矩阵的快速放电，第n级ST(n)可进一步包括用于驱动相应栅极线的偏置TFT Tab。

第n级ST(n)接收在依次相移的同时进行循环的4相位时钟CLK(n)、CLK(n+1)、CLK(n+2)和CLK(n-1)。4相位时钟CLK(n)、CLK(n+1)、CLK(n+2)和CLK(n-1)的每一个的相位是可变的，以在正向扫描和反向扫描期间改变相移顺序。

例如，如图3和4中所示，4相位时钟CLK(n)、CLK(n+1)、CLK(n+2)和CLK(n-1)配置成在以1H时段为间隔依次相移的同时进行循环。4相位时钟CLK(n)、CLK(n+1)、CLK(n+2)和CLK(n-1)的每一个配置成具有与4H时段(或4个水平周期的时段)对应的循环周期，4H时段包括处于高电平状态的2H时段和处于低电平状态的2H时段，这样，4相位时钟CLK(n)、CLK(n+1)、CLK(n+2)和CLK(n-1)中的相邻时钟在高电平状态彼此重叠1H时段。时钟CLK(n)在相位上与时钟CLK(n+2)相反。时钟CLK(n+1)在相位上与CLK(n-1)相反。

在正向扫描期间，4相位时钟CLK(n)、CLK(n+1)、CLK(n+2)和CLK(n-1)在按照CLK(n)、CLK(n+1)、CLK(n+2)和CLK(n-1)的顺序以1H时段为间隔相移的同时进行循环，如图3中所示。另一方面，在反向扫描期间，4相位时钟CLK(n)、CLK(n+1)、CLK(n+2)和CLK(n-1)在按照CLK(n-1)、CLK(n+2)、CLK(n+1)和CLK(n)的顺序以1H时段为间隔相移的同时进行循环，如图4中所示。

例如，如图3中所示，在正向扫描期间，4相位时钟CLK1到CLK4在按照CLK2、CLK3、CLK4和CLK1的顺序以1H时段为间隔相移的同时进行循环。在反向扫描期间，如图4中所示，时钟CLK2、CLK3、CLK4和CLK1的相位分别变为CLK3、CLK2、CLK1和CLK4的相位。因而，4相位时钟CLK1到CLK4配置成按照CLK4、CLK1、CLK2和CLK3的顺序以1H时段为间隔进行相移。

上拉TFT Tpu在Q2节点的控制下进行开关，以经由输出节点N1向第n条栅极线提供第n个时钟CLK(n)。因此，如图3和4中所示，在时段t2-t3中，经由上拉TFT Tpu提供第n个时钟CLK(n)的高电平电压作为第n个扫描信号G(n)的栅极导通电压(栅极高电压)。在每帧中，根据第n个时钟CLK(n)，扫描信号G(n)输出2H时段的栅极导通电压，同时在其余时段提供栅极截止电压。在此情形中，扫描信号G(n)的栅极导通电压与相邻的扫描信号重叠1H时段。

下拉TFT Tpd在相位与第n个时钟CLK(n)相反的第n+2个时钟CLK(n+2)的控制下进行开关，以经由输出节点N1向第n条栅极线提供低电平电压VSS。因此，如图3和4中所示，在自时段t4起的2H时段期间，经由下拉TFT Tpd提供低电平电压VSS作为第n个扫描信号G(n)的栅极截止电压(栅极低电压)。

第一TFT T1在第n-1个时钟CLK(n-1)的控制下进行开关，以将从第n-1级输出的第n-1个扫描信号G(n-1)提供给Q1节点。因此，经由电阻TFT Td连接的Q1节点和Q2节点根据第n-1个扫描信号G(n-1)的栅极导通电压充电或根据第n-1个扫描信号G(n-1)的栅极截止电压放电。当第n级ST(n)为第一级时，作为第n-1个扫描信号G(n-1)提供图3和4中所示的起始脉冲Vst。

详细地说，如图3中所示，在正向扫描期间，在从上拉TFT Tpu输出第n个时钟CLK(n)之前的时段t1到上拉TFT Tpu输出第n个时钟CLK(n)的时段t2为止的时段中，第一TFTT1在领先第n个时钟CLK(n)1H时段的第n-1个时钟CLK(n-1)的控制下导通，这样，第一TFTT1提供第n-1个扫描信号G(n-1)的栅极导通电压，由此将Q1节点和Q2节点置位为高电平状态。

此外，如图3中所示，在正向扫描期间，在上拉TFT Tpu输出第n个时钟CLK(n)之后，第一TFT T1在第n-1个时钟CLK(n-1)的控制下导通，这样，第一TFT T1提供第n-1个扫描信号G(n-1)的栅极截止电压，由此将Q1节点和Q2节点复位至低电平状态。

同时，如图4中所示，在反向扫描期间，在从上拉TFT Tpu输出第n个时钟CLK(n)的时段t3到第n个时钟CLK(n)输出之后的时段t4为止的的时段中，第一TFT T1在从第n个时钟CLK(n)延迟1H时段的第n-1个时钟CLK(n-1)的控制下导通，这样，第一TFT T1向Q1节点和Q2节点提供第n-1个扫描信号G(n-1)的栅极导通电压。因而，在时段t3中经由上拉TFT Tpu向输出节点N1提供第n个时钟CLK(n)的高电平电压，而在时段t4中向输出节点N1提供第n个时钟CLK(n)的低电平电压。

此外，不管是图3中所示的正向扫描还是图4中所示的反向扫描，当第n-1个扫描信号G(n-1)处于栅极截止状态时，第一TFT T1在第n-1个时钟CLK(n-1)的控制下周期性地导通，这样，第一TFT T1提供第n-1个扫描信号G(n-1)的栅极截止电压，由此将Q1节点和Q2节点保持在复位状态。

第二TFT T2在第n+1个时钟CLK(n+1)的控制下进行开关，以向Q1节点提供从第n+1级输出的第n+1个扫描信号G(n+1)。因此，Q1节点和Q2节点根据第n+1个扫描信号G(n+1)的栅极截止电压充电或根据第n+1个扫描信号G(n+1)的栅极导通电压放电。当第n级ST(n)为最后一级时，作为第n+1个扫描信号G(n+1)提供图3和4中所示的起始脉冲Vst。

详细地说，如图4中所示，在反向扫描期间，在从上拉TFT Tpu输出第n个时钟CLK(n)之前的时段t1到上拉TFT Tpu输出第n个时钟CLK(n)的时段t2为止的时段中，第二TFTT2在领先第n个时钟CLK(n)1H时段的第n+1个时钟CLK(n+1)的控制下导通，这样，第二TFTT2提供第n+1个扫描信号G(n+1)的栅极导通电压，由此将Q1节点和Q2节点置位为高电平状态。

此外，如图4中所示，在反向扫描期间，在上拉TFT Tpu输出第n个时钟CLK(n)之后，第二TFT T2在第n+1个时钟CLK(n+1)的控制下导通，这样，第二TFT T2提供第n+1个扫描信号G(n+1)的栅极截止电压，由此将Q1节点和Q2节点复位至低电平状态。

同时，如图3中所示，在正向扫描期间，在从上拉TFT Tpu输出第n个时钟CLK(n)的时段t3到第n个时钟CLK(n)输出之后的时段t4为止的的时段中，第二TFT T2在从第n个时钟CLK(n)延迟1H时段的第n+1个时钟CLK(n+1)的控制下导通，这样，第二TFT T2向Q1节点和Q2节点提供第n+1个扫描信号G(n+1)的栅极导通电压。因而，在时段t3中经由上拉TFT Tpu向输出节点N1提供第n个时钟CLK(n)的高电平电压，而在时段t4中向输出节点N1提供第n个时钟CLK(n)的低电平电压。

此外，不管是图3中所示的正向扫描还是图4中所示的反向扫描，当第n+1个扫描信号G(n+1)处于栅极截止状态时，第二TFT T2在第n+1个时钟CLK(n+1)的控制下周期性地导通，这样，第二TFT T2提供第n+1个扫描信号G(n+1)的栅极截止电压，由此将Q1节点和Q2节点保持在复位状态。

尽管电阻TFT Td根据栅极高电压VGH总是导通，由此将Q1节点和Q2节点连接，但电阻TFT Td起电阻器的作用，从而使Q1节点和Q2节点的电压彼此不同。因此，当Q2节点的电压随着第n个时钟CLK(n)根据自举而升高时，Q1节点的电压升高至比Q2节点的电压低的电压电平，这样，可减小由于自举导致的Q1节点的热载流子应力。

偏置TFT用于根据异常断电检测信号，通过相应级的输出端驱动栅极线中的相应一条。例如，偏置TFT Tab根据当发生异常断电时从电源电路提供的异常缺陷信号ABNORMAL而导通，这样，偏置TFT Tab驱动相应的栅极线。在此情形中，所有级的偏置TFT根据异常缺陷信号ABNORMAL同时驱动所有栅极线，这样，像素矩阵的所有TFT同时导通。因此，存储于子像素中的电荷可经由导通的TFT被快速放电。因而，即使当由于电池分离等而发生异常断电时，因为像素矩阵中的电荷被快速放电，所以可防止由于不充分放电而导致的闪烁。

电容器CQ连接在上拉TFT Tpu的栅极和漏极之间，即连接在Q2节点与输出节点N1之间。当上拉TFT Tpu处于导通状态时，电容器CQ执行自举功能，以随着第n个时钟CLK(n)升高Q2节点的电压。此外，当上拉TFT Tpu处于截止状态时，电容器CQ执行脉动减小(riplereducing)功能，以减小Q2节点随第n个时钟CLK(n)的脉动。为此，电容器CQ具有相对大的容量。

在正向扫描期间，用于控制第一TFT T1的第n-1个时钟CLK(n-1)是在领先第n个时钟CLK(n)1H时段的同时被提供的。在反向扫描期间，第n-1个时钟CLK(n-1)是在从第n个时钟CLK(n)延迟1H时段的同时被提供的。

相反，在反向扫描期间，用于控制第二TFT T2的第n+1个时钟CLK(n+1)是在领先第n个时钟CLK(n)1H时段的同时被提供的。在正向扫描期间，第n+1个时钟CLK(n+1)是在从第n个时钟CLK(n)延迟1H时段的同时被提供的。

因而，可通过分别控制第一TFT T1和第二TFT T2的第n-1个时钟CLK(n-1)和第n+1个时钟CLK(n+1)的相位反转来控制正向扫描方向和反向扫描方向。因此，不必使用单独的方向控制信号或单独的方向控制TFT来控制扫描方向。

下文，将参照图3详细描述图2中所示的级的正向扫描操作。

在时段t1-t2中，第一TFT T1在第n-1个时钟CLK(n-1)(CLK1)的控制下导通，以提供第n-1个扫描信号G(n-1)的栅极导通电压，这样，Q1节点和Q2节点被置位为高电平状态，由此导通上拉TFT Tpu。在时段t1中，经由上拉TFT Tpu向输出节点N1提供第n个时钟CLK(n)(CLK2)的低电平电压，且下拉TFT Tpd在第n+2个时钟CLK(n+2)(CLK4)的控制下也导通，以向输出节点N1提供低电平电压VSS。因此，第n条栅极线的第n个扫描信号G(n)输出栅极截止电压。随后，在周期t2中，经由上拉TFT Tpu提供的第n个时钟CLK(n)(CLK2)的高电平电压通过输出节点N1输出，作为第n个扫描信号G(n)的栅极导通电压。

在时段t3和t4中，第二TFT T2在第n+1个时钟CLK(n+1)(CLK3)的控制下导通，以提供第n+1个扫描信号G(n+1)的栅极导通电压，这样，Q1节点和Q2节点保持在高电平状态，由此将上拉TFT Tpu保持在导通状态。与时段t2类似，在时段t2之后的时段t3中，经由上拉TFTTpu提供的第n个时钟CLK(n)(CLK2)的高电平电压通过输出节点N1输出，作为第n个扫描信号G(n)的栅极导通电压。随后，在时段t4中，经由上拉TFT Tpu向输出节点N1提供第n个时钟CLK(n)(CLK2)的低电平电压，且下拉TFT Tpd在第n+2个时钟CLK(n+2)(CLK4)的控制下也导通，以向输出节点N1提供低电平电压VSS。因此，第n条栅极线的第n个扫描信号G(n)输出栅极截止电压。

在时段t4之后，第一TFT T1和第二TFT T2在交替的第n-1个时钟CLK(n-1)(CLK1)和第n+1个时钟CLK(n+1)(CLK3)的控制下交替导通。因此，第n-1个时钟CLK(n-1)的栅极截止电压和第n+1个时钟CLK(n+1)的栅极截止电压被交替提供给Q1节点和Q2节点，这样，Q1节点和Q2节点保持在复位状态。根据第n+2个时钟CLK(n+2)(CLK4)，下拉TFT Tpd周期性地导通，这样，第n条栅极线的第n个扫描信号G(n)保持在栅极截止电压状态。

下文，将参照图4详细描述图2中所示的级的反向扫描操作。

参照图4，能够看出在正向扫描期间按照时钟CLK(n)、时钟CLK(n+1)、时钟CLK(n+2)和时钟CLK(n-1)的顺序以1H时段为间隔相移的同时进行循环的4相位时钟的相位在图4所示的反向扫描期间发生变化，从而在按照CLK(n-1)、CLK(n+2)、CLK(n+1)和CLK(n)的顺序以1H时段为间隔相移的同时进行循环。

在时段t1-t2中，第二TFT T2在第n+1个时钟CLK(n+1)(CLK2)的控制下导通，以提供第n+1个扫描信号G(n+1)的栅极导通电压，这样，Q1节点和Q2节点被置位为高电平状态，由此导通上拉TFT Tpu。在时段t1中，经由上拉TFT Tpu向输出节点N1提供第n个时钟CLK(n)(CLK3)的低电平电压，且下拉TFT Tpd在第n+2个时钟CLK(n+2)(CLK1)的控制下也导通，以向输出节点N1提供低电平电压VSS。因此，第n条栅极线的第n个扫描信号G(n)输出栅极截止电压。随后，在时段t2中，经由上拉TFT Tpu提供的第n个时钟CLK(n)(CLK3)的高电平电压通过输出节点N1输出，作为第n个扫描信号G(n)的栅极导通电压。

在时段t3和t4中，第一TFT T1在第n-1个时钟CLK(n-1)(CLK4)的控制下导通，以提供第n-1个扫描信号G(n-1)的栅极导通电压，这样，Q1节点和Q2节点保持在高电平状态，由此将上拉TFT Tpu保持在导通状态。与时段t2类似，在时段t2之后的时段t3中，经由上拉TFTTpu提供的第n个时钟CLK(n)(CLK3)的高电平电压通过输出节点N1输出，作为第n个扫描信号G(n)的栅极导通电压。随后，在时段t4中，经由上拉TFT Tpu向输出节点N1提供第n个时钟CLK(n)(CLK3)的低电平电压，且下拉TFT Tpd在第n+2个时钟CLK(n+2)(CLK1)的控制下也导通，以向输出节点N1提供低电平电压VSS。因此，第n条栅极线的第n个扫描信号G(n)输出栅极截止电压。

在时段t4之后，第二TFT T2和第一TFT T1在交替的第n+1个时钟CLK(n+1)(CLK2)和第n-1个时钟CLK(n-1)(CLK4)的控制下交替导通。因此，第n+1个时钟CLK(n+1)的栅极截止电压和第n-1个时钟CLK(n-1)的栅极截止电压被交替提供给Q1节点和Q2节点，这样，Q1节点和Q2节点保持在复位状态。根据第n+2个时钟CLK(n+2)(CLK1)，下拉TFT Tpd周期性地导通，这样，第n条栅极线的第n个扫描信号G(n)保持在栅极截止电压状态。

因而，根据本发明的移位寄存器通过使用不同的时钟控制第一TFT T1和第二TFTT2以及下拉TFT Tpd，不仅可去除在常规情形中需要的控制下拉TFT的QB节点以及控制QB节点的多个TFT，而且还可去除将Q节点保持在低电平状态的多个TFT。

此外，可通过分别控制第一TFT T1和第二TFT T2的第n-1个时钟CLK(n-1)和第n+1个时钟CLK(n+1)的相位反转来控制正向扫描方向和反向扫描方向，这样，可去除用于控制扫描方向的单独的方向控制信号或单独的方向控制TFT。

结果，可使用最多包括6个TFT T1，T2，Tpu，Tpd，Td和Tab以及一个电容器CQ的简单电路构造将每个级配置成实现双向扫描，这样，可通过简单的电路构造显著减小电路面积。

例如，在常规的移位寄存器中，使用12个TFT和两个电容器构成其单个扫描级，这样，将边框宽度减小至0.6mm或更小存在限制。在双向扫描级的情形中，必须额外使用控制扫描方向的TFT，这样，存在进一步增加边框宽度的问题。然而，在根据本发明的移位寄存器中，其双向扫描级具有包括6个TFT以及一个电容器的简单构造，这样，可将边框宽度显著减小至0.25mm。

图5是图解根据本发明第二个实施方式的双向扫描移位寄存器的一个级的电路图。图6和7是用于图5中所示的级的正向扫描和反向扫描的驱动信号的波形图。

在下面的描述中，将不再描述或简要描述与第一个实施方式重复的构造。因此，将主要结合与第一个实施方式不同的构造给出下面的描述。

图5的第二个实施方式与图2的第一个实施方式的不同之处在于，代替第一个实施方式中的栅极高电压VGH，提供第n+2个时钟CLK(n+2)作为控制电阻TFT Td的控制信号。因为根据第n+2个时钟CLK(n+2)控制电阻TFT Td，所以可防止Q2节点的电位在上拉TFT Tpu输出第n个时钟CLK(n)的高电平电压的时段t3中由于第一TFT T1和第二TFT T2之一的截止而下降。

详细地说，参照图3和4，在上拉TFT Tpu输出第n个时钟CLK(n)的高电平电压的时段t3中，第一TFT T1和第二TFT T2之一截止，第一TFT T1和第二TFT T2的另一个根据具有相反相位的第n-1个时钟CLK(n-1)和第n+1个时钟CLK(n+1)而导通。在此情形中，Q1节点和Q2节点的电位由于截止TFT的漏电流而或多或少地降低。结果，由于时段t3中Q2节点的电位降低，通过上拉TFT Tpu输出的扫描信号G(n)可能退化。

为了防止这种现象，在图5的第二个实施方式中，在上拉TFT Tpu输出第n个时钟CLK(n)的高电平电压的时段t2-t3中，电阻TFT Td在第n+2个时钟CLK(n+2)的控制下截止，这样，Q2节点与Q1节点分离。因此，防止了Q2节点受第一TFT T1和第二TFT T2的影响。

详细地说，参照图6和7，在时段t1中，电阻TFT Td在第n+2个时钟CLK(n+2)的控制下导通，以将Q1节点和Q2节点连接。因此，Q1节点和Q2节点在第一TFT T1和第二TFT T2之一的控制下被置位为高电平状态。

之后，在时段t2-t3中，电阻TFT Td在第n+2个时钟CLK(n+2)的控制下截止，以将Q1节点和Q2节点彼此分离。因此，Q2节点随着第n个时钟CLK(n)的高电平电压根据其自举而保持在稳定的高电平状态。结果，通过上拉TFT Tpu稳定地输出第n个时钟CLK(n)作为扫描信号G(n)。

随后，在时段t4中，电阻TFT Td在第n+2个时钟CLK(n+2)的控制下导通，以将Q1节点和Q2节点连接。因此，Q1节点和Q2节点在第一TFT T1和第二TFT T2之一的控制下被复位为低电平状态。

图8是图解根据本发明第三个实施方式的双向扫描移位寄存器的一个级的电路图。

图8的第三个实施方式与图5的第二个实施方式不同之处在于，电容器CQ与位于下拉TFT Tpd和用于低电平电压VSS的供给线之间的第二节点N2连接，而不是与输出节点N1连接。

在图5的第二个实施方式中，连接在Q2节点与输出节点N1之间的电容器CQ对上拉TFT Tpu的阈值电压Vth的变化反应灵敏。由于此原因，当上拉TFT Tpu的阈值电压Vth从正值偏移到负值时，Q2节点的电位灵敏地变化，这样，扫描信号G(n)的输出可能不稳定。

另一方面，在图8的第三个实施方式中，电容器CQ在其另一端处与下拉TFT Tpd的源极节点N2连接，其中源极节点N2连接到用于低电平电压VSS的供给线。因此，在此情形中，电容器CQ对上拉TFT Tpu的阈值电压Vth的变化不灵敏。结果，即使上拉TFT Tpu的阈值电压Vth从正值偏移到负值，Q2节点的电位变化也被最小化，这样，扫描信号G(n)的输出可以是稳定的。

图9是图解根据本发明第四个实施方式的双向扫描移位寄存器的一个级的电路图。图10是图9中所示的级中使用的驱动信号的波形图。

图9的第四个实施方式与图5的第二个实施方式的不同之处在于，第一TFT T1由第n+2个时钟CLK(n+2)，而不是由第n-1个时钟CLK(n-1)控制，且第二TFT T2由第n个时钟CLK(n)控制，而不是由第n+1个时钟CLK(n+1)控制。由于此差别，图9的第四个实施方式仅能在正向方向进行单向扫描，如图10中所示。

当然，与图8的实施方式中一样，在图9的第四个实施方式中，电容器CQ可在其另一端处与下拉TFT Tpd的源极节点N2连接，而不是与上拉TFT Tpu的源极节点连接，其中源极节点N2连接到用于低电平电压VSS的供给线。

向一个级提供从图10中所示的4相位时钟CLK(n)、CLK(n+1)、CLK(n+2)和CLK(n-1)之中选出的具有相反相位的2相位时钟CLK(n)和CLK(n+2)。其余的2相位时钟CLK(n+1)和CLK(n-1)提供给与当前级相邻的前级或后级。

参照图9和10，在时段t1中，第一TFT T1、电阻TFT Td和下拉TFT Tpd在第n+2个时钟CLK(n+2)的控制下导通。Q1节点和Q2节点通过第n-1个扫描信号G(n-1)的栅极导通电压置位为高电平状态。

在时段t2中，第一TFT T1、电阻TFT Td和下拉TFT Tpd在第n+2个时钟CLK(n+2)的控制下截止。另一方面，第二TFT T2在第n个时钟CLK(n)的控制下导通，且上拉TFT Tpu输出第n个时钟CLK(n)。在此情形中，Q1节点通过经由第二TFT T2提供的第n+1个扫描信号G(n+1)的栅极截止电压复位至低电平状态，而与Q1节点分离的Q2节点随着提供给上拉TFT Tpu的第n个时钟CLK(n)而电位升高，这样，稳定地输出第n个时钟CLK(n)。

在时段t3中，与时段t2中一样，与Q1节点分离的Q2节点保持在高电平状态，这样，稳定地输出提供给上拉TFT Tpu的第n个时钟CLK(n)。在此情形中，通过在第n个时钟CLK(n)的控制下而导通的第二TFT T2向Q1节点提供第n+1个扫描信号G(n+1)的栅极导通电压，这样，Q1节点具有高电平状态。

在时段t4中，第一TFT T1、电阻TFT Td和下拉TFT Tpd在第n+2个时钟CLK(n+2)的控制下导通。经由电阻TFT Td连接的Q1节点和Q2节点通过经由第一TFT T1提供的第n-1个扫描信号G(n-1)的栅极导通电压复位。经由下拉TFT Tpd提供的低电平电压VSS通过输出节点N1输出作为栅极截止电压。

在其余时段中，第一TFT T1和第二TFT T2交替提供第n-1个扫描信号G(n-1)和第n+1个扫描信号G(n+1)，以将Q1节点和Q2节点保持在复位状态。

因而，可使用最多包括6个TFT T1，T2，Tpu，Tpd，Td和Tab以及一个电容器CQ的电路构造将每个级配置成实现正向方向上的单向扫描，这样，与常规情形相比，因为电路构造简单，所以可显著减小电路面积。

图11是图解根据本发明一实施方式的显示装置的框图。

图11中所示的显示装置包括：包括显示区域DA和栅极驱动器40的显示面板30、数据驱动器20、以及时序控制器10。

显示面板30通过形成在显示区域DA中的像素矩阵显示图像。像素矩阵的每个像素通常通过红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)子像素的组合来呈现期望的颜色。每个像素可进一步包括用于提高亮度的白色(W)子像素。每个子像素由至少一个TFT独立地驱动。作为显示面板30，可使用液晶面板、有机发光二极管(OLED)面板等。

例如，液晶面板的每个子像素包括液晶单元，液晶单元根据响应于来自栅极线的扫描脉冲而从数据线提供的数据电压，改变液晶的取向方向，以调节穿过液晶单元的光透射率。OLED面板的每个子像素包括发光单元，发光单元根据响应于来自栅极线的扫描脉冲而从数据线提供的数据电压，与电流量成比例地发光。

栅极驱动器40是栅极驱动器40嵌入显示面板30的非显示区域中的GIP型。栅极驱动器40包括与显示区域DA的TFT阵列一起形成在基板上的多个TFT。可使用低温多晶硅(LTPS)TFT实现显示区域DA和栅极驱动器40中包含的TFT。当然，本发明的实施方式并不限于这种TFT。可使用非晶硅TFT、氧化物TFT等。

栅极驱动器40包括参照图1到10所述的第一个到第四个实施方式的移位寄存器之一，且栅极驱动器40响应于来自时序控制器10的栅极控制信号驱动像素矩阵的栅极线。栅极驱动器40在每条栅极线的扫描时段中提供具有栅极导通电压的扫描脉冲，以导通与相应栅极线连接的TFT。在栅极线的其余时段中，栅极驱动器40提供栅极截止电压，以使与相应栅极线连接的TFT截止。

栅极驱动器40可形成在显示区域DA的一侧，以通过每条栅极线的一端提供扫描信号。可选择地，栅极驱动器40可形成在显示区域DA的相对侧，以通过每条栅极线的相对端提供扫描信号。栅极驱动器40可通过正向扫描驱动多条栅极线。可选择地，栅极驱动器40可选择性地使用正向扫描和反向扫描驱动栅极线。

可在时序控制器10与栅极驱动器40之间附加设置电平移位器(未示出)。电平移位器将来自时序控制器10的栅极控制信号，即起始脉冲的晶体管-晶体管逻辑(TTL)和多个时钟电平移位为用于驱动TFT的栅极高电压VGH和栅极低电压VGL(VGL＝VSS)，并将栅极高电压VGH和栅极低电压VGL提供给栅极驱动器40，即移位寄存器。

数据驱动器20响应于来自时序控制器10的数据控制信号将来自时序控制器10的图像数据提供给多条数据线DL。数据驱动器20使用从伽马电压发生器(未示出)提供的伽马电压将从时序控制器10提供的数据转换为模拟数据信号，且每当驱动每条栅极线时，数据驱动器20就将数据信号提供给数据线DL。数据驱动器20可由至少一个数据集成电路(IC)构成。在此情形中，数据驱动器20可安装在诸如载带封装(TCP)、膜上芯片(COF)或柔性印刷电路(FPC)之类的电路膜上。可使用带式自动接合(TAB)将最终的结构附接到显示面板30。可选择地，可以以玻璃上芯片的方式将该结构安装在显示面板30的非显示区域上。

连同从外部提供的图像数据一起，时序控制器10输入多个同步信号。同步信号可包括点时钟和数据使能信号，或可进一步包括水平同步信号和垂直同步信号。时序控制器10使用用于提高画面质量或降低功耗的各种数据处理方法来修正输入数据，并将修正后的数据输出至数据驱动器20。时序控制器10产生控制数据驱动器20的驱动时序的数据控制信号和控制栅极驱动器40的驱动时序的栅极控制信号。

通过上面的描述很显然，根据本发明的显示装置使用具有简单电路构造的移位寄存器作为栅极驱动器，这样，可减小形成有栅极驱动器的边框的宽度。因而，可实现窄边框。

在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明可进行各种修改和变化，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖落入所附权利要求书的范围及其等同范围内的对本发明的所有修改和变化。

Claims (14)

1.一种移位寄存器，包括多个级，每个级选择性地执行正向扫描和反向扫描，其中：

每个级使用第一到第四时钟，且

每个级包括：

上拉晶体管，所述上拉晶体管在控制节点的控制下产生第一时钟作为其输出；

下拉晶体管，所述下拉晶体管在第三时钟的控制下产生栅极截止电压作为其输出；

第一晶体管，所述第一晶体管使用来自前级的输出信号，在第四时钟的控制下，在所述正向扫描期间将所述控制节点置位、复位，而在所述反向扫描期间将所述控制节点复位；以及

第二晶体管，所述第二晶体管使用来自后级的输出信号，在第二时钟的控制下，在所述反向扫描期间将所述控制节点置位、复位，而在所述正向扫描期间将所述控制节点复位，

其中所述控制节点包括与所述第一晶体管和所述第二晶体管连接的第一控制节点、和与所述上拉晶体管连接的第二控制节点，且

每个级还包括：

电阻晶体管，所述电阻晶体管用于在栅极导通电压和第三时钟之一的控制下将所述第一控制节点和所述第二控制节点连接。

2.根据权利要求1所述的移位寄存器，其中：

每个级还包括：

偏置晶体管，所述偏置晶体管用于根据异常断电检测信号，通过相应级的输出端驱动栅极线中的相应一条；和

电容器，所述电容器在其一端处与位于所述上拉晶体管与所述下拉晶体管之间的第一节点和位于用于所述栅极截止电压的供给线与所述下拉晶体管之间的第二节点中的一个连接，而在其另一端处与所述第二控制节点连接。

3.根据权利要求1所述的移位寄存器，其中：

第一到第四时钟的每一个具有与2H时段对应的脉冲宽度、与4H时段对应的循环周期、以及与第一到第四时钟中的相邻的另一时钟重叠1H的重叠时段；

在所述正向扫描期间，第一到第四时钟在相移的同时按照第一时钟、第二时钟、第三时钟和第四时钟的顺序进行循环；且

在所述反向扫描期间，第一到第四时钟在相移的同时按照第四时钟、第三时钟、第二时钟和第一时钟的顺序进行循环。

4.根据权利要求3所述的移位寄存器，其中：

在所述正向扫描期间，在所述上拉晶体管输出第一时钟之前，所述第一晶体管使用来自前级的一个输出信号，在第四时钟的控制下将所述控制节点置位；

在所述正向扫描期间，在所述上拉晶体管输出第一时钟之后，所述第一晶体管使用来自前级的所述一个输出信号，在第四时钟的控制下将所述控制节点复位；且

在所述正向扫描期间，所述第二晶体管使用来自后级的一个输出信号，在第二时钟的控制下在与所述第一晶体管交替的同时将所述控制节点复位。

5.根据权利要求3所述的移位寄存器，其中：

在所述反向扫描期间，在所述上拉晶体管输出第一时钟之前，所述第二晶体管使用来自后级的一个输出信号，在第二时钟的控制下将所述控制节点置位；

在所述反向扫描期间，在所述上拉晶体管输出第一时钟之后，所述第二晶体管使用来自后级的所述一个输出信号，在第二时钟的控制下将所述控制节点复位；且

在所述反向扫描期间，所述第一晶体管使用来自前级的一个输出信号，在第四时钟的控制下在与所述第二晶体管交替的同时将所述控制节点复位。

6.一种移位寄存器，包括多个级，其中每个级包括：

上拉晶体管，所述上拉晶体管在控制节点的控制下产生多个时钟中的第一时钟作为其输出；

下拉晶体管，所述下拉晶体管在所述多个时钟中的第二时钟的控制下产生栅极截止电压作为其输出，第二时钟具有与第一时钟相反的相位；

第一晶体管，所述第一晶体管使用来自前级的输出信号，在第二时钟的控制下将所述控制节点置位、复位；和

第二晶体管，所述第二晶体管使用来自后级的输出信号，在第一时钟的控制下在与所述第一晶体管交替的同时将所述控制节点复位，

其中所述控制节点包括与所述第一晶体管和所述第二晶体管连接的第一控制节点、和与所述上拉晶体管连接的第二控制节点，且

每个级还包括：

电阻晶体管，所述电阻晶体管用于在第二时钟的控制下将所述第一控制节点和所述第二控制节点连接。

7.根据权利要求6所述的移位寄存器，其中：

每个级还包括：

偏置晶体管，所述偏置晶体管用于根据异常断电检测信号，通过相应级的输出端驱动栅极线中的相应一条；和

电容器，所述电容器在其一端处与位于所述上拉晶体管与所述下拉晶体管之间的第一节点和位于用于所述栅极截止电压的供给线与所述下拉晶体管之间的第二节点中的一个连接，而在其另一端处与所述第二控制节点连接。

8.一种包括移位寄存器的显示装置，所述移位寄存器包括多个级，每个级选择性地执行正向扫描和反向扫描，以驱动显示面板的栅极线，其中：

每个级使用第一到第四时钟；且

每个级包括：

上拉晶体管，所述上拉晶体管在控制节点的控制下产生第一时钟作为其输出；

下拉晶体管，所述下拉晶体管在第三时钟的控制下产生栅极截止电压作为其输出；

第一晶体管，所述第一晶体管使用来自前级的输出信号，在第四时钟的控制下，在所述正向扫描期间将所述控制节点置位、复位，而在所述反向扫描期间将所述控制节点复位；和

第二晶体管，所述第二晶体管使用来自后级的输出信号，在第二时钟的控制下，在所述反向扫描期间将所述控制节点置位、复位，而在所述正向扫描期间将所述控制节点复位，

其中所述控制节点包括与所述第一晶体管和所述第二晶体管连接的第一控制节点、和与所述上拉晶体管连接的第二控制节点，且

每个级还包括：

电阻晶体管，所述电阻晶体管用于在栅极导通电压和第三时钟之一的控制下将所述第一控制节点和所述第二控制节点连接。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其中：

每个级还包括：

偏置晶体管，所述偏置晶体管用于根据异常断电检测信号，通过相应级的输出端驱动栅极线中的相应一条；和

电容器，所述电容器在其一端处与位于所述上拉晶体管与所述下拉晶体管之间的第一节点和位于用于所述栅极截止电压的供给线与所述下拉晶体管之间的第二节点中的一个连接，而在其另一端处与所述第二控制节点连接。

10.根据权利要求8所述的显示装置，其中：

第一到第四时钟的每一个具有与2H时段对应的脉冲宽度、与4H时段对应的循环周期、以及与第一到第四时钟中的相邻的另一时钟重叠1H的重叠时段；

在所述正向扫描期间，第一到第四时钟在相移的同时按照第一时钟、第二时钟、第三时钟和第四时钟的顺序进行循环；且

在所述反向扫描期间，第一到第四时钟在相移的同时按照第四时钟、第三时钟、第二时钟和第一时钟的顺序进行循环。

11.根据权利要求10所述的显示装置，其中：

在所述正向扫描期间，在所述上拉晶体管输出第一时钟之前，所述第一晶体管使用来自前级的一个输出信号，在第四时钟的控制下将所述控制节点置位；

在所述正向扫描期间，在所述上拉晶体管输出第一时钟之后，所述第一晶体管使用来自前级的所述一个输出信号，在第四时钟的控制下将所述控制节点复位；且

在所述正向扫描期间，所述第二晶体管使用来自后级的一个输出信号，在第二时钟的控制下在与所述第一晶体管交替的同时将所述控制节点复位。

12.根据权利要求10所述的显示装置，其中：

在所述反向扫描期间，在所述上拉晶体管输出第一时钟之前，所述第二晶体管使用来自后级的一个输出信号，在第二时钟的控制下将所述控制节点置位；

在所述反向扫描期间，在所述上拉晶体管输出第一时钟之后，所述第二晶体管使用来自后级的所述一个输出信号，在第二时钟的控制下将所述控制节点复位；且

在所述反向扫描期间，所述第一晶体管使用来自前级的一个输出信号，在第四时钟的控制下在与所述第二晶体管交替的同时将所述控制节点复位。

13.一种包括移位寄存器的显示装置，所述移位寄存器包括驱动显示面板的栅极线的多个级，

其中每个级包括：

上拉晶体管，所述上拉晶体管在控制节点的控制下产生多个时钟中的第一时钟作为其输出；

下拉晶体管，所述下拉晶体管在所述多个时钟中的第二时钟的控制下产生栅极截止电压作为其输出，第二时钟具有与第一时钟相反的相位；

第一晶体管，所述第一晶体管使用来自前级的输出信号，在第二时钟的控制下将所述控制节点置位、复位；和

第二晶体管，所述第二晶体管使用来自后级的输出信号，在第一时钟的控制下在与所述第一晶体管交替的同时将所述控制节点复位，

其中所述控制节点包括与所述第一晶体管和所述第二晶体管连接的第一控制节点、和与所述上拉晶体管连接的第二控制节点，且

每个级还包括：

电阻晶体管，所述电阻晶体管用于在第二时钟的控制下将所述第一控制节点和所述第二控制节点连接。

14.根据权利要求13所述的显示装置，其中：

每个级还包括：

偏置晶体管，所述偏置晶体管用于根据异常断电检测信号，通过相应级的输出端驱动栅极线中的相应一条；和

电容器，所述电容器在其一端处与位于所述上拉晶体管与所述下拉晶体管之间的第一节点和位于用于所述栅极截止电压的供给线与所述下拉晶体管之间的第二节点中的一个连接，而在其另一端处与所述第二控制节点连接。