CN105931606B - 栅极驱动结构和显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种栅极驱动结构和显示装置，所述栅极驱动结构设置于显示面板中，所述显示面板包括显示区和非显示区，该栅极驱动结构包括：锁存器、与非门和缓冲单元，其中，所述锁存器与所述与非门电连接，所述与非门与所述缓冲单元电连接；所述缓冲单元设置在所述显示区，该缓冲单元包括与所述显示区的各扫描线对应的反相器；所述反相器与对应的所述扫描线电连接，用于向所述扫描线输入扫描信号；所述反相器与所述与非门的输出端电连接，用于控制所述缓冲单元向所述扫描线输入扫描信号。该实施方式通过将栅极驱动结构的缓冲单元设置在显示区，实现了显示面板的窄边框设计。

Description

栅极驱动结构和显示装置

技术领域

本申请一般涉及显示技术领域，尤其涉及一种栅极驱动结构，以及包括该栅极驱动结构的显示装置。

背景技术

目前，液晶显示技术作为主流的显示技术之一已经被广泛的应用于电视、手机等的显示产品中。通常，液晶显示装置中的显示面板100包括显示区101和非显示区(未标出)，如图1所示，而其中的非显示区包括源极驱动区103和栅极驱动区102。源极驱动结构和栅极驱动结构分别设置在上述源极驱动区103和栅极驱动区102，源极驱动结构主要用于将数据信号输入显示面板的显示区101，栅极驱动结构主要用于将扫描信号输入显示面板的显示区101，该扫描信号可以通过控制像素显示薄膜晶体管的开启和闭合，以使上述数据信号写入像素电极。通常，上述源极驱动结构和栅极驱动结构所在的源极驱动区103和栅极驱动区102会占据显示面板的较大尺寸，尤其是栅极驱动结构所在的栅极驱动区102，这与目前的显示产品要求尽量减少边框区域的面积的主流设计理念不相符。

如图2所示，设置在栅极驱动区中的栅极驱动结构200通常可以包括如图连接的锁存器201、与非门202以及缓冲单元203。其中的缓冲单元203为栅极驱动结构200的输出级，需要很强的驱动能力，因此缓冲单元203需要占用很大的布局空间，这使得显示产品的窄边框设计变得更为困难。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷，本申请实施例提供一种栅极驱动结构以及包括该栅极驱动结构的显示装置，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

为了实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供了一种栅极驱动结构，该栅极驱动结构设置于显示面板中，该显示面板包括显示区和非显示区，上述栅极驱动结构包括：锁存器、与非门和缓冲单元，其中，锁存器与与非门电连接，与非门与缓冲单元电连接；上述缓冲单元设置在上述显示区，该缓冲单元包括与上述显示区的各扫描线对应的反相器；该反相器与对应的扫描线电连接，用于向该扫描线输入扫描信号；上述反相器与上述与非门的输出端电连接，用于控制上述缓冲单元向扫描线输入扫描信号。

第二方面，本申请实施例还提供了一种显示装置，包括上述的栅极驱动结构。

本申请实施例提供的栅极驱动结构和显示装置，包括锁存器、与锁存器电连接的与非门和与与非门电连接的缓冲单元，该缓冲单元设置在显示面板的显示区，缓冲单元包括与显示区各扫描线对应的反向器，各反向器与对应的扫描线电连接，以向扫描线输入扫描信号，所述反向器还用于与非门电连接，以控制缓冲单元向扫描线输入扫描信号，通过上述结构将缓冲单元设置在显示区，在满足栅极驱动的同时，实现了显示面板的窄边框设计的需求。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了现有技术中显示面板的结构示意图；

图2示出了现有技术中显示面板的非显示区中栅极驱动结构的结构示意图；

图3示出了本申请的栅极驱动结构的第一实施例的结构示意图；

图4示出了本申请的栅极驱动结构的第一实施例中的反相器的实现方式的结构示意图；

图5A示出了本申请的栅极驱动结构的第一实施例的连接关系示意图；

图5B示出了本申请的栅极驱动结构的第一实施例的连接关系的第一实现方式的示意图；

图5C示出了本申请的栅极驱动结构的第一实施例的连接关系的第二实现方式的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的原理和特征作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图3，其为本申请的栅极驱动结构的第一实施例的结构示意图，本申请的栅极驱动结构设置在显示面板中，该显示面板包括显示区301和非显示区(未标出)，如图所示，上述栅极驱动结构包括：锁存器302、与非门303、缓冲单元(未标出)。

在本实施例中，上述锁存器302与与非门303电连接，与非门303与缓冲单元电连接。上述缓冲单元可以包括与显示面板中的显示区301中的各扫描线305对应的反相器304，如图3所示。各反相器304的输出端可以与对应的扫描线305电连接，以向扫描线305输入扫描信号。上述反相器304的输入端与上述与非门303的输出端电连接，这可以控制上述缓冲单元，使得该缓冲单元向扫描线305输入扫描信号。这里，图3旨在示例性地示出锁存器302、与非门303、反相器304、扫描线305的连接关系和位置分布，而反相器304、扫描线305等在显示面板中的具体排布可以根据实际需要自行设置。例如，为了方便反相器304向各扫描线305提供扫描信号，上述反相器304可以在上述扫描线305延伸的方向设置在显示区的中间位置。

需要说明的是，上述扫描线305与显示区301中的像素显示薄膜晶体管的栅极电连接，数据线(未示出)与像素显示薄膜晶体管的源极电连接，像素显示薄膜晶体管的漏极与像素电极电连接。上述反相器304向扫描线305输出的扫描信号可以控制像素显示薄膜晶体管的开启和闭合，以使上述数据线上的数据信号可以写入像素电极。

请继续参考图4，其为本申请的栅极驱动结构的第一实施例中的反相器的实现方式的结构示意图。如图所示，虚线框中部分即为该反相器。在本实现方式中，上述反相器304可以包括驱动晶体管，该驱动晶体管可以包括第一P型晶体管M1和第一N型晶体管M2。该第一P型晶体管M1的第一极可以与第一电压端VGH电连接，第一P型晶体管M1的第二极可以与第一N型晶体管M2的第二极电连接，第一P型晶体管M1的栅极可以与第一N型晶体管M2的栅极电连接。上述第一N型晶体管M2的第一极可以与第二电压端VGL电连接，如图所示。

在本实现方式中，上述第一P型晶体管M1的第二极与第一N型晶体管M2的第二极电连接后可以与显示面板中显示区的扫描线405电连接。上述第一P型晶体管M1的第二极与第一N型晶体管M2的栅极电连接后可以与与非门402的输出端电连接，如图4所示。需要说明的是，图4中的第一P型晶体管M1、第一N型晶体管M2、第一电压端VGH、第二电压端VGL以及扫描线405均设置在显示面板中的显示区，而与非门402设置在显示面板的非显示区。

本申请的上述实施例提供的栅极驱动结构，包括与非门和缓冲单元等，该缓冲单元包括与显示区各扫描线对应的反向器，各反向器与对应的扫描线电连接，所述反向器的输入端与与非门的输出端电连接，满足了栅极驱动的需求，并且上述缓冲单元设置在显示面板的显示区，实现了显示面板的窄边框设计的需求。

接下来请参考图5A，其为本申请的栅极驱动结构的第一实施例的连接关系示意图。如图所示，所述栅极驱动结构包括：第一P型晶体管的第一极501、第一P型晶体管的第二极502、第一P型晶体管的栅极503、第一N型晶体管的第一极504、第一N型晶体管的第二极505、第一N型晶体管的栅极506、驱动输出线507、第一电压信号线508、第二电压信号线509、扫描线510。

在本实施例中，上述第一P型晶体管的第一极501可以与上述第一电压信号线508电连接，该第一电压信号线508用于向第一电压端VGH提供第一电压信号，使得上述第一P型晶体管的第一极501输入第一电压信号。上述第一P型晶体管的第二极502可以与上述扫描线510电连接。上述第一P型晶体管的栅极503可以与驱动输出线507电连接，该驱动输出线507可以与与非门的输出端电连接，用于将与非门的输出信号传递至第一P型晶体管。因此，当上述驱动输出线507控制第一P型晶体管导通时，上述第一电压信号可以通过第一P型晶体管的第二极502输入上述扫描线510。上述第一N型晶体管的第一极504可以与上述第二电压信号线509电连接，该第二电压信号线509用于向第二电压端VGL提供第二电压信号，使得上述第一N型晶体管的第一极504输入第二电压信号。上述第一N型晶体管的第二极505可以与上述扫描线510电连接。上述第一P型晶体管的栅极506可以与驱动输出线507电连接，该驱动输出线507可以与与非门的输出端电连接，用于将与非门的输出信号传递至第一N型晶体管。因此，当上述驱动输出线507控制第一N型晶体管导通时，上述第二电压信号可以通过第一N型晶体管的第二极502输入上述扫描线510。

在本实施例的一些可选的实现方式中，显示面板的显示区可以包括第一金属层和第二金属层。上述驱动输出线507位于第一金属层。上述第一电压信号线508和第二电压信号线509分别位于第一金属层和第二金属层中的一层，例如，上述第一电压信号线508和第二电压信号线509可以分别位于第一金属层和第二金属层，如图5A所示，或者上述第一电压信号线508和第二电压信号线509可以均位于第二金属层(未示出)。需要说明的是，上述第一电压信号线508和第二电压信号线509可以分别设置于上述扫描线510的两侧，如图5A所示，或者上述第一电压信号线508和第二电压信号线509还可以设置在上述扫描线510的同侧(未示出)，具体的，上述电压信号线508和第二电压信号线509与扫描线510的位置关系可以根据实际需求来自行设定。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述第一P型晶体管的栅极503和第一N型晶体管的栅极506可以设置在上述第一金属层。上述第一P型晶体管的第二极502和第一N型晶体管的第二极504可以设置在上述第二金属层。需要说明的是，上述第一P型晶体管的第一极501需要与上述第一电压信号线508同层设置，上述第一N型晶体管的第一极504需要与上述第二电压信号线509同层设置。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述第一P型晶体管和第一N型晶体管还设有第一沟道区514和第二沟道区515，该第一沟道区514和第二沟道区515设置在上述显示面板的半导体层。该半导体层上的第一沟道区514和第二沟道区515，上述第一P型晶体管的栅极503和第一N型晶体管的栅极506，上述第一P型晶体管的第二极503和第一N型晶体管的第二极505，以及上述第一P型晶体管的第一极501和第一N型晶体管的第一极504，形成反向器中的第一P型晶体管和第一N型晶体管。上述半导体层可以由非晶硅制成，也可以由晶体硅或氧化半导体等制成。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述第一金属层和第二金属层之间可以设有第一绝缘层，以避免上述第一金属层和第二金属层之间的电性连接。上述扫描线510可以设置在上述第一金属层，上述显示区的第一金属层还可以设有与该扫描线510相接触的第一金属块511和第二金属块512，这里的第一金属块511与上述第一P型晶体管的第二极502相对应，第二金属块与上述第一N型晶体管的第二极504相对应。这里，上述第一绝缘层上设有与第一过孔和第二过孔，上述第一P型晶体管的第二极502可以通过该第一过孔连接至上述第一金属块511或扫描线510，上述第一N型晶体管的第二极505可以通过该第二过孔连接至上述第二金属块512或扫描线510。通常，显示面板中位于上述第一金属层的扫描线510较细，此种扫描线510加大了在绝缘层上设置第一过孔和第二过孔的难度，使得上述第一P型晶体管的第二极502和第一N型晶体管的第二极504很难通过第一过孔和第二过孔准确地与扫描线510电连接。而增加的上述第一金属块和第二金属块可以有效地降低在绝缘层上设置第一过孔和第二过孔的难度，使得上述第一P型晶体管的第二极502和第一N型晶体管的第二极504可以通过第一过孔和第二过孔准确地与上述扫描线510或第一金属块和第二金属块电连接。

在本实施例的一些可选的实现方式中，还可以在上述第二金属层设置与上述第一P型晶体管的第二极502相接触的第三金属块(未示出)和与第一N型晶体管的第二极504相接触的第四金属块(未示出)。这可以进一步降低在绝缘层上设置第一过孔和第二过孔的难度，使得上述第一P型晶体管的第二极502和第一N型晶体管的第二极504可以通过第一过孔和第二过孔更加准确地与扫描线510电连接。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述显示区还可以设有多条数据线513。数据线513与上述扫描线510交叉可以形成多个像素单元。在沿上述扫描线510所在的方向上，上述驱动晶体管(包括第一P型晶体管和第一N型晶体管)可以与a个相邻的像素单元在垂直于上述显示面板的方向上相对设置，即上述第一P型晶体管和第一N型晶体在显示区可以占据a个相邻的像素单元的尺寸。例如，图5A中位于显示区的第一P型晶体管或者第一N型晶体管在沿上述扫描线510所在的方向上，占据了2个相邻的像素单元的尺寸，即a＝2，如图5A中的虚线框所示。

进一步地，在沿上述扫描线510的方向上，相邻的驱动晶体管之间可以间隔b个像素单元，其中，b≥0，且b为整数。例如，图5A中相邻的第一P型晶体管和第一N型晶体管如图中虚线框所示，可见，在沿上述扫描线510的方向上，上述两个相邻的驱动晶体管之间间隔0个像素单元，即b＝0。这里数值a和数值b的设置，可以使得第一P型晶体管和第一N型晶体管可以较为均匀的集成在显示面板的显示区。并且显示面板中每一行像素单元对应的第一P型晶体管和第一N型晶体管的个数可以根据各像素显示晶体管的驱动需求以及第一P型晶体管和第一N型晶体管的沟道宽度进行确定。

继续参考图5B和5C，其为本申请的栅极驱动结构的连接关系的第一实现方式和第二实现方式的示意图。其中，图5B所示的为上述栅极驱动结构中的第一P型晶体管连接关系的示意图，图5C所示的为上述栅极驱动结构中的第一N型晶体管连接关系的示意图。

在本实现方式中，上述栅极结构中的第一P型晶体管可以包括m1个第一极501、1个第二极502以及n1个栅极503，其中，m1≤n1，且m1、n1均为正整数。上述第一P型晶体管的m1个第一极501可以均与上述第一电压信号线508电连接，上述第一P型晶体管的n1个栅极503可以均与上述驱动输出线507电连接，上述第一P型晶体管的第二极502可以与上述扫描线510电连接。例如，当m1＝2，n1＝2时，即上述第一P型晶体管可以包括2个第一极501、1个第二极502以及2个栅极503，如图5B所示，上述第一P型晶体管的2个第一极501均与上述第一电压信号线508电连接、上述第一P型晶体管的2个栅极503均与上述驱动输出线507电连接，上述第一P型晶体管的第二极502与上述均与上述扫描线510电连接，如图所示。

在本实现方式中，上述第一N型晶体管可以包括m2个第一极504、1个第二极505以及n2个栅极506，其中，m2≤n2，且m2、n2均为正整数。上述第一N型晶体管的m2个第一极504可以均与上述第二电压信号线509电连接，上述第一N型晶体管的n2个栅极506可以均与上述驱动输出线507电连接，上述第一N型晶体管的第二极505可以与上述扫描线510电连接。例如，当m2＝2，n2＝2时，即上述第一N型晶体管可以包括2个第一极504、1个第二极505以及2个栅极506，如图5C所示，上述第一N型晶体管的2个第一极504均与上述第二电压信号线509电连接、上述第一N型晶体管的2个栅极506均与上述驱动输出线507电连接，上述第一N型晶体管的第二极505与上述均与上述扫描线510电连接，如图所示。上述结构的第一P型晶体管和第一N型晶体管可以进一步的缩小驱动晶体管在显示区占用的尺寸，使得缓冲单元更容易集成到显示区。

本申请的上述实施例提供的栅极驱动结构，将缓冲单元设置在显示区，实现了显示面板的窄边框设计的目的，并且该缓冲单元中的第一P型晶体管和第一N型晶体管还可以通过位于第一金属层并与上述扫描线相接触的第一金属块和第二金属块，使得该第一P型晶体管和第一N型晶体管更容易地通过对应的第一通孔和第二通孔与扫描线电连接，降低了在显示区设置缓冲单元的难度。

此外，本申请实施例还提供一种显示装置，包括上述实施例中的栅极驱动结构。该显示装置中栅极驱动结构的具体结构与上述实施例相同，这里不再赘述。

综上所述，本申请提供的栅极驱动结构，通过将该栅极驱动结构中的缓冲单元设置在显示面板的显示区，有效地缩小了显示面板中非显示区需要占用的尺寸，实现了显示面板的窄边框设计的需求。进一步的，通过在显示区中的第一金属层设置与扫面线相接触的第一金属块和第二金属块可以克服由于扫描线过细造成的第一P型晶体管的第二极和第一N型晶体管的第二极难以通过与之对应的第一过孔和第二过孔与上述扫面线准确连接的问题，使得上述缓冲单元可以更容易的集成到上述显示区。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (6)

1.一种栅极驱动结构，设置于显示面板中，所述显示面板包括显示区和非显示区，其特征在于，所述栅极驱动结构包括：锁存器、与非门和缓冲单元，其中，所述锁存器与所述与非门电连接，所述与非门与所述缓冲单元电连接；

所述缓冲单元设置在所述显示区，该缓冲单元包括与所述显示区的各扫描线对应的反相器；

所述反相器与对应的所述扫描线电连接，用于向所述扫描线输入扫描信号；

所述反相器与所述与非门的输出端电连接，用于控制所述缓冲单元向所述扫描线输入扫描信号；

所述反相器包括驱动晶体管，所述驱动晶体管包括第一P型晶体管和第一N型晶体管；

所述第一P型晶体管的第一极与第一电压端电连接，所述第一N型晶体管的第一极与第二电压端电连接，所述第一P型晶体管的第二极与所述第一N型晶体管的第二极电连接，所述第一P型晶体管的栅极与所述第一N型晶体管的栅极电连接；

所述显示区设有驱动输出线、第一电压信号线以及第二电压信号线；

所述驱动输出线与所述与非门的输出端电连接，用于将所述与非门的输出信号传递至所述反相器；

所述第一电压信号线用于向所述第一电压端提供第一电压信号；

所述第二电压信号线用于向所述第二电压端提供第二电压信号；

所述反相器中的第一P型晶体管的栅极和第一N型晶体管的栅极与所述驱动输出线电连接；

所述反相器中的第一P型晶体管的第二极和第一N型晶体管的第二极与所述扫描线电连接；

所述显示区包括第一金属层和第二金属层；

所述驱动输出线位于所述第一金属层；

所述第一电压信号线和所述第二电压信号线分别位于所述第一金属层和第二金属层中的一层；

所述第一P型晶体管的栅极和所述第一N型晶体管的栅极设置于所述第一金属层；

所述第一P型晶体管的第二极和所述第一N型晶体管的第二极设置于所述第二金属层；

所述第一P型晶体管的第一极与所述第一电压信号线同层设置；

所述第一N型晶体管的第一极与所述第二电压信号线同层设置。

2.根据权利要求1所述的栅极驱动结构，其特征在于，所述扫描线设置于所述第一金属层；

所述显示区的第一金属层还设有与所述扫描线相接触的第一金属块和第二金属块，其中，所述第一金属块与所述第一P型晶体管的第二极相对应，所述第二金属块与所述第一N型晶体管的第二极相对应；

所述第一金属层与所述第二金属层之间设有第一绝缘层；

所述第一绝缘层上设有第一过孔和第二过孔，所述第一P型晶体管的第二极通过所述第一过孔连接至所述第一金属块或所述扫描线，所述第一N型晶体管的第二极通过所述第二过孔连接至所述第二金属块或所述扫描线。

3.根据权利要求1或2所述的栅极驱动结构，其特征在于，所述第一P型晶体管包括m1个第一极、1个第二极以及n1个栅极；

所述第一N型晶体管包括m2个第一极、1个第二极以及n2个栅极，其中，m1≤n1，m2≤n2，且m1、n1、m2、n2均为正整数。

4.根据权利要求3所述的栅极驱动结构，其特征在于，所述显示区设有多条数据线；

所述数据线与所述扫描线交叉形成多个像素单元；

在所述扫描线方向上，所述驱动晶体管与a个相邻的像素单元在垂直于所述显示面板的方向上相对设置，其中，a＞1。

5.根据权利要求4所述的栅极驱动结构，其特征在于，在所述扫描线方向上，相邻的所述驱动晶体管之间间隔b个像素单元，其中，b≥0，且b为整数。

6.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-5之一所述的栅极驱动结构。