CN110136652A - 一种goa电路及阵列基板 - Google Patents

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Abstract

一种GOA电路及阵列基板，所述GOA电路采用双栅型TFT作为电路开关，底栅连接外接电压，由所述外接电压来调整所述TFT的阈值电压，以保证所述GOA电路的稳定性，同时所述GOA电路只设置6颗TFT，使得结构简单，实现了面板的窄边框化；有益效果：本发明所提供的GOA电路通过设置双栅型TFT来调整器件的阈值电压，实现了阈值电压的可控性，保证了GOA电路的稳定性，提高了阵列基板的使用寿命，同时，本发明的GOA电路只采用6颗TFT，使得电路结构简单，满足了面板的窄边框化。

Description

一种GOA电路及阵列基板
技术领域
本发明涉及显示驱动技术领域，尤其涉及一种GOA电路及具有该GOA电路的阵列基板。
背景技术
目前AMOLED显示面板水平扫描线的驱动是由外接集成电路来实现的，外接集成电路可以控制各级行扫描线的逐级开启，而采用GOA(Gate Driver on Array)方法，可以将行扫描驱动电路集成在显示面板基板上，能够减少外接IC的数量，从而降低了显示面板的生产成本，并且能够实现显示装置的窄边框化。IGZO(indium gallium zinc oxide，铟镓锌氧化物)具有高的迁移率，和良好的器件稳定性，目前广泛的应用于IGZO-GOA电路中。
在IGZO-TFT制程中，工艺波动会影响整体面板Vth(阈值电压)的均匀性，此外，IGZO-TFT受到电压、光照及温度变异等外界条件干扰，器件Vth较易发生偏移。综合以上因素，为保证GOA在Vth不均匀或变异前提下能够正常工作，IGZO-GOA电路中需要设置很多的子电路，因而每级IGZO-GOA的设计较为复杂，TFT的数量众多(通常20个以上)，这不利于显示面板的窄边框化，与GOA电路的设计初衷不符。
本发明提供一种GOA电路及阵列基板能解决该问题。
发明内容
本发明提供一种GOA电路，能保持器件阈值电压的稳定并减少TFT的数量，以解决现有技术中器件阈值电压易偏移并TFT数量众多不利于显示装置窄边框化的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供一种GOA电路，所述GOA电路包括多个级联的GOA单元，其中，每个GOA单元包括：
上拉控制电路，接收上一级GOA单元的扫描驱动信号，并输出开启控制信号；
上拉电路，接收所述开启控制信号，并根据所述开启控制信号输出当前级别的扫描驱动信号；
下拉电路，接收下拉控制信号，并将所述当前级别的扫描驱动信号下拉为低电位；
反相器，其输出电位信号与输入电位信号相反；
自举电容，维持并提高所述开启控制信号的电位；
其中，所述上拉控制电路、所述上拉电路、所述下拉电路以及所述反相器中的部分或全部TFT器件为双栅型TFT器件，且所述双栅型TFT器件的底栅连接外接电压，以控制所述双栅型TFT器件的阈值电压。
根据本发明一优选实施例，所述反相器包括第一TFT器件与第二TFT器件，且所述第一TFT器件的输入端连接低电压电位，其控制端连接所述开启控制信号；
所述第二TFT器件的输入端和控制端均连接高电压电位。
根据本发明一优选实施例，所述第一TFT器件的控制端为所述反相器的输入端，所述第一TFT器件与所述第二TFT器件的输出端相连并作为所述反相器的输出端，且输出信号为所述下拉控制信号。
根据本发明一优选实施例，所述上拉控制电路包括上拉控制开关，且所述上拉控制开关的输入端接收所述上一级GOA单元的扫描驱动信号，其控制端接收第一时钟信号，其输出端输出所述开启控制信号。
根据本发明一优选实施例，所述上拉电路包括上拉开关，且所述上拉开关与所述上拉控制电路电连接，则所述上拉开关的控制端接收所述开启控制信号，其输入端接收与所述第一时钟信号波形相反的第二时钟信号，其输出端输出所述当前级别的扫描驱动信号。
根据本发明一优选实施例，所述上拉开关的输出端以及控制端分别连接所述自举电容的两端。
根据本发明一优选实施例，所述下拉电路包括第一下拉开关与第二下拉开关，且所述第一下拉开关和所述第二下拉开关的输入端均连接低电压电位；
所述第一下拉开关的输出端连接所述当前级别的扫描驱动信号，所述第二下拉开关的输出端连接所述开启控制信号。
根据本发明一优选实施例，所述第一下拉开关和所述第二下拉开关的控制端均与所述反相器电连接，并接收所述反相器输出的所述下拉控制信号。
根据本发明一优选实施例，其特征在于，所述上拉控制开关、所述上拉开关、所述第一下拉开关，所述第二下拉开关以及所述第一TFT器件均为所述双栅型TFT器件，且所述双栅型TFT器件的底栅连接外接电压，以控制所述双栅型TFT器件的阈值电压。
一种阵列基板，所述阵列基板包括以上任一项所述的GOA电路。
本发明的有益效果为：本发明所提供的GOA电路通过设置双栅型TFT来调整器件的阈值电压，实现了阈值电压的可控性，保证了GOA电路的稳定性，提高了阵列基板的使用寿命，同时，本发明的GOA电路只采用6颗TFT，使得电路结构简单，满足了面板的窄边框化。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明GOA电路结构示意图。
图2为本发明GOA电路中TFT剖面结构示意图。
图3为本发明GOA电路中TFT电路结构示意图。
图4a为本发明面板分布图；
图4b为本发明GOA电路反馈系统示意图；
图4c为本发明GOA电路中TFT的底栅外接电压与阈值电压关系曲线图。
图5为本发明GOA单元的信号波形图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。
本发明针对现有的GOA电路，由于器件阈值电压易偏移并TFT数量众多不利于面板窄边框化的技术问题，本实施例能够解决该缺陷。
本发明提供一种GOA电路，所述GOA电路包括多个级联的GOA单元，现以第N级GOA单元为例，进行详述。
如图1所示，所述GOA单元包括上拉控制电路10、上拉电路20、下拉电路30、反相器40以及自举电容Cbt，其中：
所述上拉控制电路10，接收上一级GOA单元的扫描驱动信号G(n-1)，并输出开启控制信号Q。
所述上拉电路20，接收所述开启控制信号Q，并根据所述开启控制信号Q输出当前级别的扫描驱动信号G(n)。
所述下拉电路30，接收下拉控制信号QB，并将所述当前级别的扫描驱动信号Q下拉为低电位。
所述反相器40，其输出电位信号与输入电位信号相反。
所述自举电容Cbt，维持并提高所述开启控制信号Q的电位。
其中，所述上拉控制电路10、所述上拉电路20、所述下拉电路30以及所述反相器40中的部分或全部TFT器件为双栅型TFT器件，且底栅连接外接电压，以控制所述双栅型TFT器件的阈值电压。
在本实施例中，所述上拉控制电路10包括上拉控制开关T1，所述上拉电路20包括上拉开关T2，所述下拉电路30包括第一下拉开关T31与第二下拉开关T32，所述反相器包括第一TFT器件T41与第二TFT器件T42。
其中，所述上拉控制开关T1、所述上拉开关T2、所述第一下拉开关T31、所述第二下拉开关T32以及所述第一TFT器件T41均为所述双栅型TFT器件，且所述第二TFT器件T42基本不受电压影响，所以可认为所述第二TFT器件T42的阈值电压不发生偏移，无需设置为所述双栅型TFT，其余5颗TFT均添加底栅实现阈值电压可控，由于不同TFT受到的电压不同(即所述上拉控制开关T 1受50％占空比的栅极电压的作用，所述上拉开关T2受源漏极电压的作用，所述第一下拉开关T31以及所述第二下拉开关T32受栅极电压的作用相似，可认为偏移量相同，所述第一TFT器件T41受到栅极电压的作用)，该设计针对不同TFT添加不同的底栅电压，实现每颗TFT的Vth的独立控制。
所述双栅型TFT剖面结构图如图2所示，包括基板201以及各种TFT器件，其中，底栅202设置于所述基板201上，底栅绝缘层203设置于所述底栅202上并包覆所述底栅202，有源层204设置于所述底栅绝缘层203上，然后在所述有源层204上设置顶栅绝缘层209以及顶栅210，且所述顶栅绝缘层209位于所述有源层204与所述顶栅210之间，同时，在所述有源层204两侧分别设置源极206以及漏极207，再以层间绝缘层208包覆所述有源层204、所述顶栅绝缘层209、部分所述源极206以及部分所述漏极207，所述源极206和所述漏极207的一部分穿过所述层间绝缘层208设置于所述层间绝缘层208之上，且在所述层间绝缘层208上设置平坦层211，所述平坦层211包覆所述源极206和所述漏极207露出所述层间绝缘层208的部分。
所述双栅型TFT的电路结构示意图如图3所示，所述双栅型TFT包括接收端301，控制端302，输出端303以及外接电压端304，其中，所述接收端301为所述双栅型TFT的顶栅，所述外接电压端为所述双栅型TFT的底栅。
需要注意的是，所述TFT器件中的控制端用以控制所述TFT器件是否导通，即当所述TFT器件的控制端接收到高电压信号时，所述TFT器件将导通，将其输入端所接收到的信号从输出端传出。
另外，如图4c所示，为本发明所述双栅型TFT中底栅外接电压对所述TFT的性能影响曲线图，其中，x轴表示外接电压，y轴表示阈值电压，如图所示，当所述底栅电压接正压时，则所述TFT的阈值电压负偏，当所述底栅电压接负时，所述TFT的阈值电压正偏，依此规律可以通过控制所述底栅电压来调节所述TFT的阈值电压保持稳定。
因此，本发明通过设置反馈系统来调节所述底栅电压，如图4a所示，为本发明面板40的分布图，其中，GOA电路402分布于所述面板40两侧，且所述反馈系统401设置于两侧所述GOA电路402的外侧，中间区域为走线区403，所述面板40下方设置有COF404。
如图4b所示，为本发明反馈系统的结构示意图，其中，所述反馈系统选取部分所述GOA单元作为反馈单元，所述选中的GOA单元的布局结构与用于级传的所述GOA单元的布局结构保持一致，且所述TFT的三段连接的信号源也保持一致，如此，这些所述反馈GOA单元中反馈TFT受到的电压与级传用的所述GOA单元中所述TFT所受电压也保持一致，所以，这些所述反馈TFT的电性与级传中所述GOA中所述TFT电性一致。
因此，可以通过所述反馈系统来测量所述反馈TFT的电性，根据量测结果得到所述TFT的初始阈值电压，然后调节所述TFT的底栅电压，使得所述GOA电路能够输出窄脉冲信号及宽脉冲信号，隔期测量数据，建立数据库，设定程序，使所述TFT的底栅电压能够随着时间的改变自动调整。
优选的，利用所述反馈系统探测得到所述TFT的电性，随后可以将该反馈系统切除，能够进一步收窄边框。
接下来，以图1为例，详述所述GOA电路的结构以及工作情况。
如图1所示，所述上拉控制电路10中，包括上拉控制开关T1，且所述上拉控制开关T1为所述双栅型TFT器件，则所述上拉控制开关的输入端接收上一级GOA单元的扫描驱动信号，控制端(即顶栅)接收第一时钟信号CK1，其底栅连接一外接电压V1，用以调节所述TFT器件的阈值电压，另外，所述上拉控制开关T1的输出端输出开启控制信号Q。
所述上拉电路包括上拉开关T2，且所述上拉开关T2为所述双栅型TFT器件，所述上拉开关T2的输入端接收与所述第一时钟信号CK1波形相反的第二时钟信号CK2，控制端(即顶栅)与所述上拉控制电路10电连接，则所述上拉开关T2的控制端接收所述上拉控制开关T1输出的所述开启控制信号Q，所述上拉开关T2的输出端输出本级所述GOA单元的所述扫描驱动信号G(n)，同时，所述上拉开关的底栅连接一外接电压V2，用以调节所述TFT器件的阈值电压。
所述自举电容Cbt的两端分别与所述上拉开关T2的控制端以及输出端电连接，所述自举电容Cbt用以维持并提高所述开启控制信号的电位。
所述下拉电路30包括第一下拉开关T31以及第二下拉开关T32，所述第一下拉开关T31以及所述第二下拉开关T32均为所述双栅型TFT器件，则T31和T32的底栅均连接一外接电压V3，用以调节所述TFT器件的阈值电压。
其中，所述第一下拉开关T31的输入端连接一低压电位VGL，其输出端连接所述当前级别的扫描驱动信号G(n)，其控制端接收来自所述反相器40输出的下拉控制信号QB，另外，所述第二下拉开关T32的输入端同样所述低压电位VGL，其输出端连接所述开启控制信号Q，其控制端接收来自所述反相器40输出的下拉控制信号QB。
所述反相器40包括第一TFT器件T41以及第二TFT器件T42，其中，仅所述第一TFT器件T41为所述双栅型TFT器件，其底栅连接一外接电压V4，用以调节所述TFT器件的阈值电压，所述第二TFT器件T42基本不受电压影响，可近似认为所述第二TFT器件T42的阈值电压不会发生偏移，因此，所述第二TFT器件T42无需增加底栅。
所述第一TFT器件T41的输入端连接所述低电压电位VGL，其控制端连接所述开启控制信号Q，且所述第一TFT器件T41的控制端作为所述反相器40的输入端101，则所述输入端101接收信号为所述开启控制信号Q，所述第二TFT器件T42输入端和控制端均是连接一高电压电位VGH，同时，所述第一TFT器件T41以及所述第二TFT器件T42的输出端相连接，并作为所述反相器40的输出端102，其输出信号为所述下拉控制信号QB。
即，所述输入端101接收的所述开启控制信号Q为高电位，则所述输出端102输出的所述下拉控制信号QB为低电位；所述输入端101接收的所述开启控制信号Q为低电位，则所述输出端102输出的所述下拉控制信号QB为高电位。
具体的，所述反相器40的工作原理如下：所述第一TFT器件T41和所述第二TFT器件T42同时为所述反相器40输出电位信号，其中，由于所述第一TFT器件T41的尺寸远大于所述第二TFT器件T41的尺寸，所以当所述第一TFT器件T41导通时，所述下拉控制信号QB的电位主要受所述第一TFT器件T41限制，当所述第一TFT器件T41未导通时，所述下拉控制信号QB的电位主要受所述第二TFT器件T42限制。
如图5所示，为本发明中GOA单元的信号波形图，下面将配合图1的GOA电路图进行分析。
S 1段：此时所述上拉控制开关T1的控制端接收的所述第一时钟信号CK1为高电位，所以所述上拉控制开关T1导通，其输入端接收来自上一级GOA单元的所述扫描驱动信号G(n-1)，且所述扫描驱动信号G(n-1)为高电位，所以所述上拉控制开关T1的输出端输出的所述开启控制信号Q也为高电位，此时，所述自举电容Cbt开始进行充电。
所述上拉开关T2的控制端接收所述开启控制信号Q，且所述开启控制信号Q为高电位，则所述上拉开关T2将导通，此时，所述上拉开关T2的输入端接收的所述第二时钟信号CK2为低电位，则所述上拉开关输出端输出的当前级别GOA单元的所述扫描驱动信号G(n)为低电位。
所述第一TFT器件T41的控制端接收所述开启控制信号Q，为高电位，即所述反相器40的输入端101接收电位信号为高电位，则所述反相器40的输出端102输出的所述下拉控制信号QB为低电位。
所述第一下拉开关T31以及所述第二下拉开关T32的控制端接收所述下拉控制信号QB，因此所述第一下拉开关T31与所述第二下拉开关T32均未导通。
S2：此时所述上拉控制开关T1的控制端接收到的所述第一时钟信号CK1为低电位，所以所述上拉控制开关T1未导通。
所述自举电容Cbt已完成充电，则所述开启控制信号Q在所述自举电容Cbt的耦合作用下升至更高电位。
则所述上拉开关T2的控制端接收的所述开启控制信号Q为高电位，所述上拉开关T2导通，此时其输入端接收的所述第二时钟信号CK2为高电位，因此，所述上拉开关T2的输出端输出的所述扫描驱动信号G(n)为高电位。
且此时所述第一TFT器件T41的控制端所接收的所述开启控制信号Q为高电位，即所述反相器40的输入端101接收的电位信号为高电位，则所述反相器40的输出端输出的所述下拉控制信号QB为低电位，则所述第一下拉开关T31以及所述第二下拉开关T32均未导通。
S3：此时，所述上拉控制开关T1的控制端接收到的所述第一时钟信号CK1为高电位，则所述上拉控制开关T1导通，且所述上一级的GOA单元的所述扫描驱动信号G(n-1)为低电位，因此，所述上拉控制开关T1所输出的所述开启控制信号Q为低电位。
所述上拉开关T2的控制端接收所述开启控制信号Q为低电位，所以所述上拉开关T2未导通。
所述第一TFT器件T41的控制端接收所述开启控制信号Q为低电位，即所述反相器40的输入端101接收的电位信号为低电位，则所述反相器的输出端102输出的所述下拉控制信号QB为高电位。
所述第一下拉开关T31以及所述第二下拉开关T32的控制端均接收所述下拉控制信号QB为高电位，则所述第一下拉开关T31以及所述第二下拉开关T32均导通，且T31和T32的输入端均接收所述低电压电位VGL，所以所述第一下拉开关T31的输出端连接所述扫描驱动信号G(n)为低电位，所述第二下拉开关T32的输出端连接所述开启控制信号Q为低电位。
综上所述，本发明所提供的GOA电路采用双栅型TFT作为电路开关，保证了GOA电路的稳定性，提高了阵列基板的良率，同时，设置于所述面板两侧的反馈系统在测试完毕之后可拆除，能够进一步的收窄边框。
本发明所提供的GOA电路通过设置双栅型TFT来调整器件的阈值电压，实现了阈值电压的可控性，保证了GOA电路的稳定性，提高了阵列基板的使用寿命，同时，本发明的GOA电路只采用6颗TFT，使得电路结构简单，满足了面板的窄边框化。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种GOA电路，其特征在于，所述GOA电路包括多个级联的GOA单元，其中，每个GOA单元包括：
上拉控制电路，接收上一级GOA单元的扫描驱动信号，并输出开启控制信号；
上拉电路，接收所述开启控制信号，并根据所述开启控制信号输出当前级别的扫描驱动信号；
下拉电路，接收下拉控制信号，并将所述当前级别的扫描驱动信号下拉为低电位；
反相器，其输出电位信号与输入电位信号相反；
自举电容，维持并提高所述开启控制信号的电位；
其中，所述上拉控制电路、所述上拉电路、所述下拉电路以及所述反相器中的部分或全部TFT器件为双栅型TFT器件，且所述双栅型TFT器件的底栅连接外接电压，以控制所述双栅型TFT器件的阈值电压。
2.根据权利要求1所述的GOA电路，其特征在于，所述反相器包括第一TFT器件与第二TFT器件，且所述第一TFT器件的输入端连接低电压电位，其控制端连接所述开启控制信号；
所述第二TFT器件的输入端和控制端均连接高电压电位。
3.根据权利要求2所述的GOA电路，其特征在于，所述第一TFT器件的控制端为所述反相器的输入端，所述第一TFT器件与所述第二TFT器件的输出端相连并作为所述反相器的输出端，且输出信号为所述下拉控制信号。
4.根据权利要求1所述的GOA电路，其特征在于，所述上拉控制电路包括上拉控制开关，且所述上拉控制开关的输入端接收所述上一级GOA单元的扫描驱动信号，其控制端接收第一时钟信号，其输出端输出所述开启控制信号。
5.根据权利要求4所述的GOA电路，其特征在于，所述上拉电路包括上拉开关，且所述上拉开关与所述上拉控制电路电连接，则所述上拉开关的控制端接收所述开启控制信号，其输入端接收与所述第一时钟信号波形相反的第二时钟信号，其输出端输出所述当前级别的扫描驱动信号。
6.根据权利要求5所述的GOA电路，其特征在于，所述上拉开关的输出端以及控制端分别连接所述自举电容的两端。
7.根据权利要求1所述的GOA电路，其特征在于，所述下拉电路包括第一下拉开关与第二下拉开关，且所述第一下拉开关和所述第二下拉开关的输入端均连接低电压电位；
所述第一下拉开关的输出端连接所述当前级别的扫描驱动信号，所述第二下拉开关的输出端连接所述开启控制信号。
8.根据权利要求7所述的GOA电路，其特征在于，所述第一下拉开关和所述第二下拉开关的控制端均与所述反相器电连接，并接收所述反相器输出的所述下拉控制信号。
9.根据权利要求2至8任一项所述的GOA电路，其特征在于，所述上拉控制开关、所述上拉开关、所述第一下拉开关，所述第二下拉开关以及所述第一TFT器件均为所述双栅型TFT器件，且所述双栅型TFT器件的底栅连接外接电压，以控制所述双栅型TFT器件的阈值电压。
10.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括如权利要求1至9任一项所述的GOA电路。
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