CN111312322B - 一种移位寄存器单元、栅极驱动电路以及显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种移位寄存器单元、栅极驱动电路以及显示面板,该移位寄存器单元包括:下拉控制模块,分别与第二节点、所述第一时钟信号以及所述第三时钟信号连接;补偿模块,分别与所述第二节点、所述本级级传信号输出端以及第二时钟信号连接;下拉模块,分别与所述第一节点、所述第二节点、第n+2级级传信号输出端、本级级传信号输出端、本级扫描信号输出端以及第一直流低电压连接。本发明的移位寄存器单元、栅极驱动电路以及显示面板,能够避免Q点的电压出现波动和防止级传功能失效。
Description
【技术领域】
本发明涉及显示技术领域,特别是涉及一种移位寄存器单元、栅极驱动电路以及显示面板。
【背景技术】
目前显示面板的扫描线的驱动信号是由栅极驱动电路提供的,栅极驱动电路包括多个级联的移位寄存单元。
移位寄存器单元包括下拉模块,下拉模块的作用是使Q点、级传信号输出端、扫描信号输出端的电压维持低电位,下拉模块包括金属氧化物薄膜晶体管,然而当金属氧化物薄膜晶体管受到压力时,阈值电压Vth容易发生漂移,当金属氧化物薄膜晶体管受正向压力作用时,阈值电压会发生正偏,而阈值电压一旦发生正偏,下拉模块对Q点、级传信号输出端、扫描信号输出端的低电平的维持能力降低,导致Q点的电压出现波动,从而使得移位寄存器单元的级传功能失效。
因此,有必要提供一种移位寄存器单元、栅极驱动电路以及显示面板,以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种移位寄存器单元、栅极驱动电路以及显示面板,能够避免Q点的电压出现波动和防止级传功能失效。
为解决上述技术问题,本发明提供一种移位寄存器单元,包括:
上拉控制模块,分别与第n-1级级传信号输出端、第一节点以及第三时钟信号连接;其中n大于等于2;
下传模块,分别与第一时钟信号,所述第一节点以及本级级传信号输出端连接;
上拉模块,分别与所述第一时钟信号,所述第一节点以及本级扫描信号输出端连接;
下拉控制模块,分别与第二节点、所述第一时钟信号以及所述第三时钟信号连接;
补偿模块,分别与所述第二节点、所述本级级传信号输出端以及第二时钟信号连接;
下拉模块,分别与所述第一节点、所述第二节点、第n+2级级传信号输出端、所述本级级传信号输出端、所述本级扫描信号输出端以及第一直流低电压连接;
自举电容,其一端与所述第一节点连接,另一端与所述本级级传信号输出端连接。
本发明还提供一种栅极驱动电路,其包括级联的多个上述移位寄存器单元。
本发明还提供一种显示面板,其包括上述栅极驱动电路。
本发明的移位寄存器单元、栅极驱动电路以及显示面板,通过对现有的移位寄存器单元进行改进,可以避免阈值电压对下拉维持能力造成影响,从而避免Q点的电压出现波动和防止级传功能失效,此外还提高了移位寄存单元的稳定性。
【附图说明】
图1为现有移位寄存器单元的结构示意图。
图2为图1中下拉模块中的晶体管的阈值电压出现正偏和未发生偏移时第二节点的波形图。
图3为本发明一实施方式的移位寄存器单元的结构示意图。
图4为图3所示的移位寄存器单元的一种工作时序示意图。
图5为图3中下拉模块中的晶体管的阈值电压出现正偏和未偏移时第二节点的波形图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式,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,结构相似的单元是以相同标号表示。
如图1所示,现有的移位寄存器单元包括第一晶体管M1至第九晶体管M9以及自举电容Cbt。
所述第一晶体管M1的源极与所述第n-1级级传信号输出端连接,栅极与第三时钟信号CK3连接,所述第一晶体管M1的漏极与所述第一节点Q连接。第n-1级级传信号输出端用于输出第n-1级级传信号Cout(n-1)。其中n大于等于2。
所述第二晶体管M2的栅极与所述第一节点Q连接,源极与所述第一时钟信号CK1连接,漏极与本级级传信号输出端连接。本级级传信号输出端用于输出本级级传信号Cout(n)。
所述第三晶体管M3的栅极与所述第一节点Q连接,源极与所述第一时钟信号CK1连接,漏极与本级扫描信号输出端连接。本级扫描信号输出端用于输出本级扫描信号Out(n)。
所述第四晶体管M4的漏极与所述第一节点Q连接;源极与所述第一直流低电压VGL连接,栅极与第n+2级级传信号输出端连接,第n+2级级传信号输出端用于输出第n+2级级传信号Cout(n+2)。
所述第五晶体管M5的源极和栅极均与所述第三时钟信号CK3连接,漏极与所述第二节点QB连接。
所述第六晶体管M6的源极与第一直流低电压VGL连接,漏极与所述第二节点QB连接,栅极与所述第一节点Q连接。
第七晶体管M7的栅极与第二节点QB连接,漏极与本级级传信号输出端连接,源极与第一直流低电压VGL连接。
第八晶体管M8的栅极与第二时钟信号CK2连接,漏极与第二节点QB连接,源极与第一直流低电压VGL连接。
第九晶体管M9的栅极与第二节点QB连接,漏极与本级扫描信号输出端连接,源极与第一直流低电压VGL连接。
自举电容Cbt的一端与所述第一节点Q连接,另一端与本级级传信号输出端连接。
下拉模块包括第七晶体管M7和所述第九晶体管M9。M7及M9的下拉维持能力均如下所示:
Vgs-Vth=Vg-VGL-Vth,其中Vg为QB点的电位。
如图2所示,101表示M7或M9的阈值电压出现正偏和未偏移时,QB点的波形图,也即当M7或M9的阈值电压Vth偏移后,QB点的电位保持不变(正偏和未偏移时QB点的波形重叠),因此TFT的阈值电压正偏后,Vgs-Vth的差值减小,也即下拉模块的下拉维持能力降低。
请参照图3至图5,图3为本发明一实施方式的移位寄存器单元的结构示意图。
如图3所示,本实施例的移位寄存器单元100包括上拉控制模块10、下传模块20、上拉模块30、下拉控制模块40、补偿模块50、下拉模块60以及自举电容C1。
上拉控制模块10分别与第n-1级级传信号输出端、第一节点Q以及第三时钟信号CK3连接;其中n大于等于2;第n-1级级传信号输出端用于输出第n-1级级传信号Cout(n-1)。所述上拉控制模块10用于上拉第一节点Q的电位。
下传模块20分别与第一时钟信号CK1,所述第一节点Q以及本级级传信号输出端连接;本级级传信号输出端用于输出本级级传信号Cout(n)。
上拉模块30分别与所述第一时钟信号CK1,所述第一节点Q以及本级扫描信号输出端连接;本级扫描信号输出端用于输出本级扫描信号Out(n)。
下拉控制模块40分别与第二节点QB、所述第一时钟信号CK1以及所述第三时钟信号CK3连接。
补偿模块50分别与所述第二节点QB、所述本级级传信号输出端以及第二时钟信号CK2连接。
下拉模块60分别与所述第一节点Q、所述第二节点QB、第n+2级级传信号输出端、本级级传信号输出端、本级扫描信号输出端以及第一直流低电压VGL连接;第n+2级级传信号输出端用于输出第n+2级级传信号Cout(n+2)。
自举电容C1的一端与所述第一节点Q连接,另一端与本级级传信号输出端连接。
在一实施方式中,所述补偿模块50包括第一晶体管T41,所述第一晶体管T41的栅极与所述第二时钟信号CK2连接,所述第一晶体管T41的源极与所述本级级传信号输出端连接,所述第一晶体管T41的漏极与所述第二节点QB连接。
所述下拉控制模块40包括第二晶体管T42,所述第二晶体管T42的栅极和源极均与所述第一时钟信号CK1连接,所述第二晶体管T42的漏极与所述第二节点QB连接。
其中,所述下拉控制模块50还可包括第一电容C3;
所述第一电容C3的一端与所述第二节点QB连接,另一端与所述第三时钟信号CK3连接。
所述下拉模块60包括第三晶体管T32、第四晶体管T31、第五晶体管T4以及所述第六晶体管T44。
所述第三晶体管T32的栅极与所述第二节点QB连接,源极与所述第一直流低电压VGL连接,漏极与所述本级级传信号输出端连接;
所述第四晶体管T31的栅极与所述第二节点QB连接,源极与所述第一直流低电压VGL连接,漏极与所述本级扫描信号输出端连接;
所述第五晶体管T4的栅极与第n+2级级传信号输出端连接,源极与所述第一直流低电压VGL连接,漏极与所述第一节点Q连接;
所述第六晶体管T44的栅极与所述第一节点Q连接,源极与所述第一直流低电压VGL连接,漏极与所述第二节点QB连接。
所述上拉控制模块10包括第七晶体管T1,所述第七晶体管T1的栅极与第三时钟信号CK3连接,源极与所述第n-1级级传信号输出端连接,所述第七晶体管T1的漏极与所述第一节点Q连接。
所述上拉模块30包括第九晶体管T21,所述第九晶体管T21的栅极与所述第一节点Q连接,源极与所述第一时钟信号CK1连接,漏极与所述本级扫描信号输出端连接。
所述下传模块20包括第十晶体管T22,所述第十晶体管T22的栅极与所述第一节点Q连接,源极与所述第一时钟信号CK1连接,漏极与所述本级级传信号输出端连接。
第一晶体管T1至第十晶体管T22可为P型金属氧化物薄膜晶体管或者N型金属氧化物薄膜晶体管。
其中本发明的移位寄存器单元100的输入的信号源包括:Cout(n+2)、Cout(n-1)、CK1至CK3,上述信号的最小值为-10V,最大值为24V。时钟信号的数量为4个,时钟周期为60us,占空比为25%,脉冲宽度为15us,起始信号数量为一个。
本发明还提供一种移位寄存器单元的驱动方法,该方法用于驱动上述移位寄存器单元,所述方法包括:
S101、第一阶段,用于上拉所述第一节点Q的电位以及对所述本级扫描信号输出端和所述本级级传信号输出端进行复位;
S102、第二阶段,用于上拉所述本级扫描信号输出端的电位和所述本级级传信号输出端的电位,以及再次提高所述第一节点Q的电位;
S103、第三阶段,用于下拉所述本级扫描信号输出端的电位、所述本级级传信号输出端的电位以及第一节点Q的电位;
S104、第四阶段,上拉所述第二节点QB的电位;
S105、第五阶段,用于维持第二节点QB的电位;
S106、第六阶段,用于将预设阈值电压写入所述第二节点QB;预设阈值电压也即为T32的阈值电压。
S107、第七阶段,用于增大第二节点QB的电位。
在一实施方式中,结合图4,以第一晶体管T1至第十晶体管T10为N型金属氧化物薄膜晶体管为例,上述移位寄存器单元的驱动方法具体执行过程如下:
第一阶段(S1阶段):CK3为高电位,Cout(n-1)为高电位,T1打开,Q点被充至高电位,T21、T22、T44打开,由于T44打开,QB点为低电位,T31及T32关闭。T21、T22打开,由于CK1为低电位,因此本级级传信号Cout(n)及本级扫描信号Out(n)为低电位。
第二阶段(S2阶段):CK3变为低电位,T1关闭,CK1由低电位变为高电位,因此本级级传信号Cout(n)及本级扫描信号Out(n)为高电位,且由于自举电容的存在,Q点被耦合至更高的电位。
第三阶段(S3阶段):CK1由高电位降至低电位,本级级传信号Cout(n)及本级扫描信号Out(n)为低电位,Q点电位被耦合至较低的电位。
第四阶段(S3阶段)S4阶段:CK3升为高电位,由于第一电容C3的作用,使得QB点被耦合至高电位,T31及T32打开,因此Cout(n)及Out(n)被拉低。Cout(n+2)为高电平,T4打开,Q点的电位为低电平。
第五阶段(S5阶段):CK1升为高电位,T42打开,QB点继续维持高电位。
第六阶段(S6阶段):CK2升为高电位,同时CK1及CK3降为低电位,T41打开和T32打开,QB点与Cout(n)点连接,当QB点及Cout(n)点的电位降至Vth+VGL时,T32关闭。
第七阶段(S7阶段):CK3由低电位升为高电位,QB点电位被耦合至高电位,T32和T31开启,QB点被耦合至高电位,具体为Vth+VGL+VGH-VGL=VGH+Vth。
此时,T31或T32下拉维持能力均为:
Vgs-Vth=VGH+Vth-VGL-Vth=VGH-VGL。
由此可见,T31及T32的下拉维持能力分别与T31和T32的Vth无关,也即阈值电压Vth不会对下拉维持能力造成影响。
可以理解的,当上述第一晶体管至第十晶体管可为P型晶体管,工作原理与此类似。
本发明的QB点波形如图5所示,102、103分别表示T31或T32的阈值电压出现正偏和未偏移时QB点的波形图,比如以阈值电压正偏10V为例,当Vth正向偏移10V后,QB点的电位也上升了10V,T31或T32的下拉维持能力均为:Vgs-Vth=Vg+10V-VGL-Vth=Vg-VGL。可见下拉模块的下拉维持能力与阈值电压未偏移前的能力一致。
由于增加补偿模块,因此当阈值电压变化时,使QB点的电位同步变化,从而避免阈值电压对下拉维持能力造成影响,避免Q点的电压出现波动和防止级传功能失效,进而提高了移位寄存单元的稳定性。
本发明还提供一种栅极驱动电路,包括级联多个上述任意一种移位寄存器单元100。
针对第一个移位寄存器单元的第n-1级级传信号与起始信号STA连接。
本发明还提供一种显示面板,其包括上述栅极驱动电路。
本发明的移位寄存器单元、栅极驱动电路以及显示面板,通过对现有的移位寄存器单元进行改进,可以避免阈值电压对下拉维持能力造成影响,避免Q点的电压出现波动和防止级传功能失效,进而提高了移位寄存单元的稳定性。
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 (9)
1.一种移位寄存器单元,其特征在于,包括:
上拉控制模块,分别与第n-1级级传信号输出端、第一节点以及第三时钟信号连接;其中n大于等于2;
下传模块,分别与第一时钟信号,所述第一节点以及本级级传信号输出端连接;
上拉模块,分别与所述第一时钟信号,所述第一节点以及本级扫描信号输出端连接;
下拉控制模块,分别与第二节点、所述第一时钟信号以及所述第三时钟信号连接;
补偿模块,分别与所述第二节点、所述本级级传信号输出端以及第二时钟信号连接;
下拉模块,分别与所述第一节点、所述第二节点、第n+2级级传信号输出端、所述本级级传信号输出端、所述本级扫描信号输出端以及第一直流低电压连接;
自举电容,其一端与所述第一节点连接,另一端与所述本级级传信号输出端连接;
其中,所述补偿模块由第一晶体管组成,所述第一晶体管的栅极与所述第二时钟信号连接,所述第一晶体管的源极与所述本级级传信号输出端连接,所述第一晶体管的漏极与所述第二节点连接,且所述第一晶体管用于控制所述第二节点的电位的变化值等于所述下拉模块中第四晶体管的阈值电压的变化值。
2.根据权利要求1所述的移位寄存器单元,其特征在于,所述下拉控制模块包括第二晶体管,所述第二晶体管的栅极和源极均与所述第一时钟信号连接,所述第二晶体管的漏极与所述第二节点连接。
3.根据权利要求2所述的移位寄存器单元,其特征在于,所述下拉控制模块还包括第一电容;所述第一电容的一端与所述第二节点连接,另一端与所述第三时钟信号连接。
4.根据权利要求1所述的移位寄存器单元,其特征在于,所述下拉模块包括第三晶体管、所述第四晶体管、第五晶体管以及第六晶体管;
所述第三晶体管的栅极与所述第二节点连接,源极与所述第一直流低电压连接,漏极与所述本级扫描信号输出端连接;
所述第四晶体管的栅极与所述第二节点连接,源极与所述第一直流低电压连接,漏极与所述本级级传信号输出端连接;
所述第五晶体管的栅极与第n+2级级传信号输出端连接,源极与所述第一直流低电压连接,漏极与所述第一节点连接;
所述第六晶体管的栅极与所述第一节点连接,源极与所述第一直流低电压连接,漏极与所述第二节点连接。
5.根据权利要求1所述的移位寄存器单元,其特征在于,
所述上拉控制模块包括第七晶体管,所述第七晶体管的源极与所述第n-1级级传信号输出端连接,栅极与第三时钟信号连接,所述第七晶体管的漏极与所述第一节点连接。
6.根据权利要求1所述的移位寄存器单元,其特征在于,
所述上拉模块包括第九晶体管,所述第九晶体管的栅极与所述第一节点连接,源极与所述第一时钟信号连接,漏极与所述本级扫描信号输出端连接。
7.根据权利要求1所述的移位寄存器单元,其特征在于,
所述下传模块包括第十晶体管,所述第十晶体管的栅极与所述第一节点连接,源极与所述第一时钟信号连接,漏极与所述本级级传信号输出端连接。
8.一种栅极驱动电路,其特征在于,包括级联的多个如权利要求1至7中任一项所述的移位寄存器单元。
9.一种显示面板,其特征在于,包括权利要求8所述的栅极驱动电路。
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