显示装置及其移位寄存器
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种显示装置及其移位寄存器。
背景技术
近年来,OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)技术发展迅速,已经成为最有可能替代LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)的前景技术。
一般而言,通常的OLED显示装置的栅极线驱动方式为通过栅极线驱动装置按一个扫描方向逐行向OLED像素单元输出栅极信号。然而这样的驱动方式难以应用于便携式通信设备或数字图像设备,这些便携式通信设备或数字图像设备已经被广泛引用,且配有能够考虑视角特性的安装位置而变的各种显示面板。因此,OLED显示装置的双向扫描驱动是有待研究和优化的方向。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术存在的缺陷,提供一种显示装置及其移位寄存器,其能够实现显示装置的双向扫描,同时能够减少电路布局和IC输出。
根据本发明的一个方面,提供一种移位寄存器,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,每个级使用第一时钟信号和第二时钟信号,相邻两级的第一时钟信号和第二时钟信号相反;
每个级包括:
双向扫描模块,包括:
第一开关元件,其响应于下一级的输出信号对第一节点和第一恒定电位之间的电流路径进行切换;
第二开关元件,其响应于上一级的输出信号对所述第一节点和第二恒定电位之间的电流路径进行切换;
控制模块,包括:
第三开关元件,其响应于所述第一节点对所述第一时钟信号和第二节点之间的电流路径进行切换;
第四开关元件,其响应于所述第一时钟信号对所述第二节点和一低电平电压之间的电流路径进行切换;
第五开关元件,其响应于所述第二节点对一高电平电压和第三节点之间的电流路径进行切换;
第六开关元件,其响应于所述第二时钟信号对所述第一节点和所述第三节点之间的电流路径进行切换;
输出模块,包括:
第七开关元件,其响应于所述第一节点对该级输出和所述第二时钟信号之间的电流路径进行切换;
第八开关元件,其响应于所述第二节点,对所述高电平电压和该级输出之间的电流路径进行切换;
第一电容器,所述第一电容器的第一电极连接至所述第一节点,所述第一电容器的第二电极提供该级输出;
第二电容器,所述第二电容器的第一电极连接至所述第二节点,所述第二电容器的第二电极连接至所述高电平电压。
可选地,正向扫描时,各级的所述第一恒定电位为所述低电平电压,各级的所述第二恒定电位为所述高电平电压;反向扫描时,各级的所述第一恒定电位为所述高电平电压,各级的所述第二恒定电位为所述低电平电压。
可选地,所述第一时钟信号和所述第二时钟信号具有相同的幅值和周期,且所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的相位差为180°。
可选地,在每个周期里,所述第一时钟信号和所述第二时钟信号包括时钟低电压时期和时钟高电压时期,其中,所述时钟高电压时期大于所述时钟低电压时期。
可选地,所述移位寄存器的相互连接的多个级中,第一个级接收的上一级的输出信号为触发信号,最后一个级接收的下一级的输出信号也为所述触发信号。
可选地,所述第一开关元件到所述第八开关元件为PMOS管。
根据本发明的又一方面还提供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,每个级使用第一时钟信号和第二时钟信号;
每个级包括:
双向扫描模块,包括:
第一开关元件,其响应于下一级的输出信号对第一节点和第一恒定电位之间的电流路径进行切换;
第二开关元件,其响应于上一级的输出信号对所述第一节点和第二恒定电位之间的电流路径进行切换;
控制模块,包括:
第三开关元件,其响应于所述第一节点对所述第一时钟信号和第二节点之间的电流路径进行切换;
第四开关元件,其响应于所述第一时钟信号对所述第二节点和一低电平电压之间的电流路径进行切换;
第五开关元件,其响应于所述第二节点对一高电平电压和第三节点之间的电流路径进行切换;
第六开关元件,其响应于所述第二时钟信号对所述第一节点和所述第三节点之间的电流路径进行切换;
输出模块,包括:
第七开关元件,其响应于所述第一节点对该级输出和所述第二时钟信号之间的电流路径进行切换;
第八开关元件,其响应于所述第二节点,对所述高电平电压和该级输出之间的电流路径进行切换;
第一电容器,所述第一电容器的第一电极连接至所述第一节点,所述第一电容器的第二电极提供该级输出;
第二电容器,所述第二电容器的第一电极连接至所述第二节点,所述第二电容器的第二电极连接至所述高电平电压。
可选地,各级输出作为驱动所述显示面板的栅极线的栅极信号,每一级对应一条栅极线。
可选地,包括多个像素单元驱动电路,各所述像素单元电路连接至所述栅极线并接收所述栅极信号。
可选地,各所述像素单元驱动电路中包括有机发光二极管以进行显示。
与现有技术相比,本发明利用两个时钟信号及八个开关元件、两个电容器就实现了移位寄存器的双向扫描进而实现显示装置的双向扫描。由于采用的电性部件数量较少,因此可以获得较小的电路布局,利于移位寄存器的小型化及显示装置的窄边框。此外,本发明仅通过两个时钟信号来控制移位寄存器的各个级,控制芯片所需输出的信号较少,减少了IC输出。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式,本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1示出了本发明实施例的显示装置的示意图。
图2示出了根据本发明实施例的四级移位寄存器的示意图。
图3示出了根据本发明实施例的每级移位寄存器的电路图。
图4示出了根据本发明实施例的正向扫描时各个信号的波形图。
图5示出了参照图4的信号输出的一级移位寄存器第一阶段的状态。
图6示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第二阶段的状态。
图7示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第三阶段的状态。
图8示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第四阶段的状态。
图9示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第五阶段的状态。
图10示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第六阶段的状态。
图11示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第七阶段的状态。
图12示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第八阶段的状态。
图13示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第九阶段的状态。
图14示出了根据本发明实施例的反向扫描时各个信号的波形图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本发明将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略对它们的重复描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而,本领域技术人员应意识到,没有特定细节中的一个或更多,或者采用其它的方法、组元、材料等,也可以实践本发明的技术方案。在某些情况下,不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明。
本发明的附图仅用于示意相对位置关系,附图中元件的大小并不代表实际大小的比例关系。
为了改善现有技术中的缺陷,本发明提供显示装置及其移位寄存器来实现显示装置的双向扫描,同时减少电路布局和IC输出。
首先参见图1,图1示出了本发明实施例的显示装置的示意图。可选地,显示装置为OLED显示装置100。参照图1,OLED显示装置100至少包括显示面板110、扫描驱动器120、数据驱动器130。OLED显示装置100中也可以包括其他设备和/或元件,例如,还可以包括发光信号驱动器140。
扫描驱动器120可以生成栅极信号。发光信号驱动器140可以生成发光控制信号。扫描驱动器120内生成的栅极信号可以被双向且顺序地提供给栅极线(S1到Sn)。发光信号驱动器140内生成的发光控制信号也可以被顺序地提供给每一条发光控制线(EM1到EMn)。栅极信号和发光信号也可以分别不按顺序地被提供给栅极线S1到Sn以及发光控制线EM1到EMn。在其他实施例中,发光控制信号也可由扫描驱动器120来生成。本发明提供的移位寄存器位于扫描驱动器120内。移位寄存器包括多个级,每个级对应一条栅极线以向该栅极线输出栅极信号。
数据驱动器130可以接收输入信号,例如RGB数据,并且可以生成和接收到的输入信号相对应的数据信号。数据驱动器130内生成的数据信号可以通过数据线(D1到Dm)被提供给像素单元面板110,以便与栅极信号同步。数据信号也可以以和栅极信号不同步的方式被提供给数据线D1到Dm。
显示面板110可以显示图像以便和从外部提供的公共功率信号ELVDD150以及从外部提供的接地信号ELVSS160相对应。显示面板110还可以显示与由扫描驱动器120生成的栅极线S1到Sn提供的栅极信号以及发光控制线EM1到EMn提供的发光控制信号、以及由数据驱动器130生成的数据线D1到Dm提供的数据信号相对应的图像。
显示面板110可以包括连至栅极线(S1到Sn)、发光控制线(EM1到EMn)、数据线(D1到Dm)、多条公共功率线(连接到公共功率信号ELVDD350)及接地信号ELVSS360的多个像素单元111。多条栅极线(S1到Sn)、多条发光控制线(EM1到EMn)及多条初始化信号线沿X方向(即第一方向)延伸。多条公共功率线及多条数据线(D1到Dm)沿Y方向(即第二方向,垂直于第一方向)延伸。多条栅极线(S1到Sn)和多条数据线(D1到Dm)交叉形成的区域限定各像素单元111的区域。有机发光元件位于各各像素单元111的区域内。
下面结合图2和图3说明本发明提供的移位寄存器。图2示出了根据本发明实施例的四级移位寄存器的示意图。图3示出了根据本发明实施例的每级移位寄存器的电路图。
移位寄存器包括多个级。在图2所示的实施例中,移位寄存器包括四个级:sub1、sub2、sub3及sub4。图2为了清楚起见仅示出4个级,但本发明并未以此为限。每个级选择性地执行正向扫描和反向扫描。每个级使用第一时钟信号和第二时钟信号。相邻两级的第一时钟信号和第二时钟信号相反。换言之,第一级的第一时钟信号和第二级的第二时钟信号连接至同一信号,第一级的第二时钟信号和第二级的第一时钟信号连接至同一信号。每个级的电路图参见图3,每个级包括双向扫描模块、控制模块及输出模块。
双向扫描模块用于控制正向扫描或者反向扫描。双向扫描模块包括第一晶体管M1(即第一开关元件)及第二晶体管M2(即第二开关元件)。第一晶体管M1响应于下一级的输出信号Snm1对第一节点NET1和第一恒定电位up之间的电流路径进行切换。换言之,第一晶体管M1的栅极接收下一级的输出信号Snm1,第一晶体管M1的源极连接至第一节点NET1,第一晶体管M1的漏极接收一第一恒定电位up。第二晶体管M2响应于上一级的输出信号Snp1对第一节点NET1和第二恒定电位down之间的电流路径进行切换。换言之,第二晶体管M2的栅极接收上一级的输出信号Snp1,第二晶体管M2的源极接收一第二恒定电位down,第二晶体管M2的漏极连接至第一节点NET1。
控制模块用于控制输出模块中各晶体管的状态,以保证电压正确的输入到Sn。控制模块包括第三晶体管M3(即第三开关元件)、第四晶体管M4(即第四开关元件)、第五晶体管M5(即第五开关元件)及第六晶体管M6(即第六开关元件)。第三晶体管M3响应于第一节点NET1对第一时钟信号CK1和第二节点NET2之间的电流路径进行切换。换言之,第三晶体管M3的栅极连接至第一节点NET1,第三晶体管M3的源极接收第一时钟信号CK1,第三晶体管M3的漏极连接至第二节点NET2。第四晶体管M4响应于第一时钟信号CK1对第二节点NET2和一低电平电压VEE之间的电流路径进行切换。换言之,第四晶体管M4的栅极接收第一时钟信号CK1,第四晶体管M4的源极连接至第二节点NET2,第四晶体管M4的漏极接收一低电平电压VEE。低电平电压VEE可选地接地。第五晶体管M5响应于第二节点NET2对一高电平电压VDD和第三节点NET3之间的电流路径进行切换。换言之,第五晶体管M5的栅极连接至第二节点NET2,第五晶体管M5的源极接收一高电平电压VDD,第五晶体管M5的漏极连接至第三节点NET3。高电平电压VDD可选地为电源电压。第六晶体管M6响应于第二时钟信号CK2对第一节点NET1和第三节点NET3之间的电流路径进行切换。换言之,第六晶体管M6的栅极接收第二时钟信号CK2。第六晶体管M6的源极连接至第三节点NET3,第六晶体管M6的漏极连接至第一节点NET1。
输出模块用于控制输出Sn为高电平或者低电平。输出模块包括第七晶体管M7(即第七开关元件)、第八晶体管M8(即第八开关元件)、第一电容器C1及第二电容器C2。第七晶体管M7响应于所述第一节点NET1对该级输出Sn和第二时钟信号CK2之间的电流路径进行切换。换言之,第七晶体管M7的栅极连接至第一节点NET1,第七晶体管M7的源极提供该级输出Sn,第七晶体管M7的漏极接收第二时钟信号CK2。第八晶体管M8响应于第二节点NET2对高电平电压VDD和该级输出Sn之间的电流路径进行切换。换言之,第八晶体管M8的栅极连接至第二节点NET2,第八晶体管M8的源极接收高电平电压VDD,第八晶体管M8的漏极提供该级输出Sn。第一电容器C1的第一电极连接至第一节点NET1,第一电容器C1的第二电极提供该级输出Sn。第二电容器C2的第一电极连接至第二节点NET2,第二电容器C2的第二电极连接至高电平电压VDD。
具体而言,在本实施例中,上述的第一晶体管M1至第八晶体管M8都为PMOS管。进一步地,当正向扫描时,各级的第一恒定电位up为低电平电压VEE,各级的第二恒定电位down为高电平电压VDD。反向扫描时,各级的第一恒定电位up为高电平电压VDD,各级的第二恒定电位down为低电平电压VEE。
进一步地,结合图2和图3,图2中的移位寄存器的每个级sub1、sub2、sub3及sub4都为图3所示出的一级移位寄存器的电路。移位寄存器的相互连接的多个级中,第一个级接收的上一级的输出信号Snp1为触发信号stv,最后一个级接收的下一级的输出信号Snm1也为触发信号stv。stv指的是最开始的触发信号,当需要要进行逐行扫描,需要有一个开始的触发信号。具体而言,如图2所示,第一级sub1接收的上一级的输出信号Snp1为触发信号stv;第一级sub1接收的下一级的输出信号Snm1为第二级sub2的输出信号Sn。第二级sub2接收的上一级的输出信号Snp1为第一级sub1的输出信号Sn;第二级sub2接收的下一级的输出信号Snm1为第三级sub3的输出信号Sn。第三级sub3接收的上一级的输出信号Snp1为第二级sub2的输出信号Sn;第三级sub3接收的下一级的输出信号Snm1为第四级sub4的输出信号Sn。第四级sub4接收的上一级的输出信号Snp1为第三级sub3的输出信号Sn;第四级sub4接收的下一级的输出信号Snm1为触发信号stv。
下面继续参见图4,图4示出了根据本发明实施例的正向扫描时各个信号的波形图。换言之,在图4所示的实施例中,各级的第一恒定电位up为低电平电压VEE,各级的第二恒定电位down为高电平电压VDD。如图4所示,第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2具有相同的幅值和周期,且第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2的相位差为180°。在每个周期里,第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2包括时钟低电压时期和时钟高电压时期,其中,时钟高电压时期大于时钟低电压时期。可选地,第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2的时钟高电压为高电平电压VDD,第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2的时钟低电压为低电平电压VDD。
下面结合图4至图13描述图4中示出的9个阶段。
首先参见图5,图5示出了参照图4的信号输出的一级移位寄存器第一阶段的状态。在第一阶段T1,第一晶体管M1导通,第一恒定电位up的低电平电压VEE进入到第一节点NET1,第三晶体管M3导通,第一时钟信号CK1的低电平电压写入到第二节点NET2,第四晶体管M4导通,低电平电压VEE低电平也写入到第二节点NET2,此时第八晶体管M8导通,高电平电压VDD也写入到输出信号Sn,第七晶体管M7导通,第二时钟信号ck2的高电平电压写入到Sn。在第一阶段中,第二晶体管M2和第六晶体管M6截止。
参见图6,图6示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第二阶段的状态。在第二阶段T2,第一节点NET1保持低电平电压VEE,第七晶体管M7导通,第二时钟信号ck2的高电平电压写入输出信号Sn,第三晶体管M3导通,第一时钟信号ck1的高电平电压写入到第二节点NET2。在第二阶段中,第一晶体管M1、第二晶体管M2、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第六晶体管M6、第八晶体管M8截止。
参见图7,图7示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第三阶段T3的状态。第一节点NET1保持低电平电压VEE,第七晶体管M7导通,第二时钟信号ck2的低电平电压写入输出信号Sn,第三晶体管M3导通,第一时钟信号ck1的高电平电压写入到第二节点NET2。在第三阶段中,第一晶体管M1、第二晶体管M2、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第八晶体管M8截止。
参见图8,图8示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第四阶段T4的状态。第一节点NET1保持低电平电压VEE,第七晶体管M7导通,第二时钟信号ck2的高电平电压写入输出信号Sn,第三晶体管M3导通,第一时钟信号ck1的高电平电压写入到第二节点NET2。在第四阶段中,第一晶体管M1、第二晶体管M2、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第六晶体管M6、第八晶体管M8截止。
参见图9,图9示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第五阶段T5的状态。第二晶体管M2导通,第二恒定电位down的高电平电压VDD写入第一节点NET1,第四晶体管M4导通,低电平电压VEE写入到第二节点NET2。第八晶体管M8导通,高电平电压VDD写入输出信号Sn。在第五阶段中,第一晶体管M1、第三晶体管M3、第六晶体管M6、第七晶体管M7截止。
图10示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第六阶段T6的状态。第一节点NET1保持高电平电压VDD,第二节点NET2保持低电平电压VEE,第八晶体管M8导通,高电平电压VDD高电平写入输出信号Sn。在第六阶段中,第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第六晶体管M6、第七晶体管M7截止。
图11示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第七阶段T7的状态。第二节点NET2保持低电平电压VEE。第五晶体管M5和第六晶体管M6导通,高电平电压VDD写入到第一节点NET1。第八晶体管M8导通,高电平电压VDD高电平写入输出信号Sn。在第七阶段中,第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第七晶体管M7截止。
图12示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第八阶段T8的状态。第二节点NET2保持低电平电压VEE。.第一节点NET1保持高电平电压VDD。第八晶体管M8导通,高电平电压VDD高电平写入输出信号Sn。在第八阶段中,第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第六晶体管M6、第七晶体管M7截止。
图13示出了参照图4的信号输出的图6所示的一级移位寄存器第九阶段T9的状态。第四晶体管M4导通低,电平电压VEE写入到第二节点NET2。第一节点NET1保持高电平电压VDD。第八晶体管M8导通,高电平电压VDD高电平写入输出信号Sn。在第九阶段中,第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第六晶体管M6、第七晶体管M7截止。之后将重复阶段三至阶段九,以此实现低电平信号的传递。
下面继续参见图14,图14示出了根据本发明实施例的反向扫描时各个信号的波形图。换言之,在图14所示的实施例中,各级的第一恒定电位up为高电平电压VDD,各级的第二恒定电位down为低电平电压VEE。如图14所示,第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2的波形与图4相同,第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2具有相同的幅值和周期,且第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2的相位差为180°。在每个周期里,第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2包括时钟低电压时期和时钟高电压时期,其中,时钟高电压时期大于时钟低电压时期。可选地,第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2的时钟高电压为高电平电压VDD,第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2的时钟低电压为低电平电压VDD。根据图14所示的各个信号的波形图,可实现低电平信号的反向传递,其过程与正向传递类似,在此不予赘述。
与现有技术相比,本发明利用两个时钟信号及八个开关元件、两个电容器就实现了移位寄存器的双向扫描进而实现显示装置的双向扫描。由于采用的电性部件数量较少,因此可以获得较小的电路布局,利于移位寄存器的小型化及显示装置的窄边框。此外,本发明仅通过两个时钟信号来控制移位寄存器的各个级,控制芯片所需输出的信号较少,减少了IC输出。
以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解,本发明不限于所公开的实施方式,相反,本发明意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。