CN102867477A

CN102867477A - 可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器

Info

Publication number: CN102867477A
Application number: CN2012103688584A
Authority: CN
Inventors: 张婷婷; 黄秀颀; 高孝裕; 罗红磊
Original assignee: Kunshan New Flat Panel Display Technology Center Co Ltd
Current assignee: Chengdu Vistar Optoelectronics Co Ltd
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2032-09-27
Also published as: CN102867477B

Abstract

本发明公开了一种可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器。本发明通过在奇数级移位寄存器单元和偶数级移位寄存器单元之间串接开关TFT，并使奇数级移位寄存器单元和偶数级移位寄存器单元受相反的时钟脉冲信号的控制，使栅极扫描移位寄存器可以实现双向驱动，以适用于根据考虑到视角特性的安装位置而变的各种显示面板，从而可以更广泛地应用于便携式通信设备或数字图像设备。另外，在某一级移位寄存器单元出现故障导致无输出或输出不正常时，本发明可以将出现故障的移位寄存器单元的输出切断，而将该行的输入短接到修补线上，由外部提供信号，从而可以使下面的屏幕部分可以正常显示，可以有效降低制造成本，提高面板成品率。

Description

可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器

技术领域

本发明涉及一种移位寄存器，尤其是一种可实现双向驱动的移位寄存器。

背景技术

阴极射线管显示器已渐渐被相对重量轻且体积小的各种平板显示器所取代。平板显示器有液晶显示器（LCD）、场致发射显示器（FED）、等离子体显示面板（PDP）、有机发光二极管（OLED）显示器等。

有机发光二极管是电子和空穴的复合而产生光的，在平板显示器中，利用有机发光二极管显示图像的有机发光二极管显示器具有快的响应速度，可低功耗驱动，并且具有良好的发光效率、亮度和视角，近年来已受到关注。

通常，根据有机发光二极管的驱动方法，机发光二极管显示器被分成无源矩阵有机发光二极管（PMOLED）显示器和有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）显示器两种。无源矩阵有机发光二极管显示器利用以彼此交叉的方式形成阳极和阴极并有选择地驱动阴极线和阳极线的方法驱动，而有源矩阵有机发光二极管显示器利用在各个像素中集成薄膜晶体管和电容器并通过电容器维持电压的方法驱动。无源矩阵有机发光二极管显示器具有结构简单和成本低等优点，但难以实现大尺寸或高精度的面板。相反，利用有源矩阵有机发光二极管显示器可实现大尺寸或高精度的面板，但其结构和控制方法复杂，并且成本相对较高。

考虑到分辨率、对比度和响应速度等因素，当前的发展趋向有源矩阵型的有机发光二极管显示器。有源矩阵型有机发光二极管显示器包括显示设备，所述显示设备包括通常布置成矩阵形式的像素、用于向与像素相连接的数据线发送数据信号的数据驱动器，及用于向与像素相连接的扫描线发送扫描信号的栅极扫描移位寄存器。

在栅极扫描移位寄存器的驱动方法中，像素被选择为线单元（即逐条线选择），并且扫描信号通过利用包括在扫描移位寄存器中的多个移位寄存器在每个水平时段被顺序供应。数据驱动器向被扫描信号选择为线单元的像素供应数据信号。因此，像素通过向各个有机发光二极管供应与数据信号相对应的电流而显示与数据信号相对应的图像。

如今，便携式通信设备或数字图像设备已经越来越多的使用，这些设备多数需要使用显示面板，而且面板在设备上的安装位置也不相同，例如，有的手机面板IC端在手机下部，而有的手机面板IC端在手机上部。然而，上述的扫描移位寄存器向显示面板的像素发送扫描信号的顺序是单向的，例如从上到下。采用这种单向扫描方法的显示面板难以应用于面板安装位置不同的各种便携式通信设备或数字图像设备。例如，单向扫面的显示面板在设备上相对于初始位置在水平面旋转180度安装时，若输入信号无特殊处理，将显示不正常。为了根据不考虑正向还是反向的双向驱动方法来驱动扫描移位寄存器，需要以恒定的时间顺序向显示面板的像素发送从扫描移位寄存器输出的扫描信号，相应地，需要对这种扫描移位寄存器进行电路设计和开发。

另外，传统的扫描移位寄存器，如果在某级输出出现问题，接下来的部分屏幕将无法显示，为有效降低制造成本，提高面板产出率，需要对这种扫描驱动器进行修复。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器，以适用于便携式通信设备或数字图像设备。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器，包括有多级移位寄存器单元，每级移位寄存器单元包括第一开关薄膜晶体管TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、上拉TFT和下拉TFT；其中，第2n-1级移位寄存器单元的第一开关TFT的栅极和第二开关TFT的栅极分别接收反向时钟脉冲信号XCK，第2n-1级移位寄存器单元的下拉TFT的源极接收时钟脉冲信号CK；第2n级移位寄存器单元的第一开关TFT的栅极和第二开关TFT的栅极分别接收时钟脉冲信号CK，第2n级移位寄存器单元的下拉TFT的源极接收反向时钟脉冲信号XCK；第2n-1级移位寄存器单元的输出端与第2n级移位寄存器单元的输入端之间连接有正向扫描开关TFT，第2n-1级移位寄存器单元的输入端与第2n级移位寄存器单元的输出端之间连接有反向扫描开关TFT；所述n为自然数。

进一步地，所述正向扫描开关TFT的源极连接第2n-1级移位寄存器单元的输出端，漏极连接第2n级移位寄存器单元的输入端，栅极接收正向扫描控制信号；所述反向扫描开关TFT的源极连接第2n级移位寄存器单元的输出端，漏极连接第2n-1级移位寄存器单元的输入端，栅极接收反向扫描控制信号。

进一步地，每级移位寄存器单元中的第一开关TFT的源极连接本移位寄存器单元的输入端，漏极连接所述下拉TFT的栅极；第二开关TFT的源极连接低电位VGL，漏极连接上拉TFT的栅极；第三开关TFT的栅极连接本移位寄存器单元的输出端，源极连接高电位VGH，漏极连接上拉TFT的栅极；上拉TFT的源极连接VGH，漏极连接本移位寄存器单元的输出端；下拉TFT的漏极连接本移位寄存器单元的输出端。

进一步地，还包括有修补线，所述修补线连接至移位寄存器单元的输出端。

进一步地，述修补线有多条，每条修补线分别连接至一级移位寄存器单元的输出端。

进一步地，所述修补线包括第一修补线与第二修补线；所述第一修补线接收外部信号；所述第二修补线一端与所述第一修补线虚接，另一端连接至移位寄存器单元的输出端。

进一步地，多条所述第二修补线与同一第一修补线虚接。

进一步地，所述第一修补线和第二修补线分别由金属层构成，两层金属层之间设有绝缘层。

本发明的移位寄存器可以实现双向驱动，在使用时无论显示面板在设备上的安装位置如何，均可以通过选择正向驱动或者反向驱动的方式使设备正常显示，从而可以更广泛地应用于便携式通信设备或数字图像设备，在设计时不需要考虑安装位置和驱动方向的问题。另外，在某一级移位寄存器单元出现故障导致无输出或输出不正常时，本发明可以将出现故障的移位寄存器单元的输出切断，而将该行的输入短接到修补线上，由外部提供信号，从而可以使下面的屏幕部分可以正常显示，可以有效降低制造成本，提高面板成品率。

附图说明

图1是本发明的可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器一实施例的电路原理图。

图2是本发明中正向扫描移位寄存器的时序图。

图3是本发明中反向扫描移位寄存器的时序图。

图4是本发明的可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器增加修补线的电路原理图。

图5是本发明中修补线的结构原理图。

图6是本发明中将修补线熔接后的结构原理图。

图7是本发明中采用修补线修补后的时序图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，本发明的可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器，包括有多级移位寄存器单元，可分为奇数级移位寄存器单元和偶数级移位寄存器单元。下述n取自然数，其中，第2n-1级移位寄存器单元101（即奇数级移位寄存器单元）包括第一开关薄膜晶体管TFT T1、第二开关TFT T3、第三开关TFT T4、上拉TFT T5和下拉TFT T2。第一开关TFT T1的栅极接收反向时钟脉冲信号XCK，受反向时钟脉冲信号XCK控制，源极连接本移位寄存器单元的输入端，漏极连接下拉TFT T2的栅极，第一开关TFT T1的源极用来接收输入信号（SIN信号或上一级移位寄存器单元的输出信号），并将输入信号传递到下拉TFT T2的栅极；下拉TFT T2的源极接收时钟脉冲信号CK，受时钟脉冲信号CK控制，漏极连接到本移位寄存器单元的输出端；第二开关TFT T3的栅极接收反向时钟脉冲信号XCK，受反向时钟脉冲信号XCK控制，源极连接VGL，漏极连接上拉TFT T5的栅极；第三开关TFT T4的栅极连接并受控于本移位寄存器单元的输出端，源极连接VGH，漏极连接上拉TFT T5的栅极；上拉TFT T5的栅极受控于第二开关TFT T3和第三开关TFT T4的输出结果，源极连接VGH，漏极连接本移位寄存器单元的输出端。

第2n级移位寄存器单元102（即偶数级移位寄存器单元）包括第一开关薄膜晶体管TFT T8、第二开关TFT T10、第三开关TFT T11、上拉TFT T12和下拉TFT T9。第一开关TFT T8的栅极接收时钟脉冲信号CK，受时钟脉冲信号CK控制，源极连接本移位寄存器单元的输入端，漏极连接下拉TFT T9的栅极，第一开关TFT T8的源极用来接收输入信号，并将输入信号传递到下拉TFT T9的栅极；下拉TFT T9的源极接收反向时钟脉冲信号XCK，受反向时钟脉冲信号XCK控制，漏极连接到本移位寄存器单元的输出端；第二开关TFT T10的栅极接收时钟脉冲信号CK，受时钟脉冲信号CK控制，源极连接VGL，漏极连接上拉TFT T12的栅极；第三开关TFT T11的栅极连接并受控于本移位寄存器单元的输出端，源极连接VGH，漏极连接上拉TFT T12的栅极；上拉TFT T12的栅极受控于第二开关TFT T10和第三开关TFT T11的输出结果，源极连接VGH，漏极连接本移位寄存器单元的输出端。

在第2n-1级移位寄存器单元101的输出端与第2n级移位寄存器单元102的输入端之间还连接有正向扫描开关TFT T6，其中，正向扫描开关TFT T6的源极连接第2n-1级移位寄存器单元101的输出端，漏极连接第2n级移位寄存器单元102的输入端，栅极接收正向扫描控制信号；在第2n-1级移位寄存器单元101的输入端与第2n级移位寄存器单元102的输出端之间连接有反向扫描开关TFT T7，其中，反向扫描开关TFT T7的源极连接第2n级移位寄存器单元102的输出端，漏极连接第2n-1级移位寄存器单元101的输入端，栅极接收反向扫描控制信号。

正向扫描移位寄存器的时序图如图2所示，在t1时间段内，输入信号SIN（或上一级移位寄存器单元的输出信号）处于低电位，而此时反向时钟脉冲信号XCK也处于低电位，时钟脉冲信号CK处于高电位，于是此时第一天关TFT T1导通，下拉TFT T2导通，且输出电位OUT_2N-1为高电位。此时，第三开关TFT T4关闭，由于第二开关TFT T3的栅极由XCK此时的低电位控制，因此第二开关TFT T3导通，此时上拉TFT T5也导通，输出高电位VGH。所以在t1时间段内，第2n-1级移位寄存器单元的输出为VGH。在t2时间段内，时钟脉冲信号CK变成低电位，反向时钟脉冲信号XCK变成高电位。第一开关TFT T1关闭，下拉TFT T2的源极变成低电位，下拉TFT T2的栅极在自身寄生电容Cgs的作用下耦合到相对更低的电位，所以下拉TFT T2导通，输出低电位VGL。此时第二开关TFT T3关闭，第三开关TFT T4导通，上拉TFT T5关闭。所以t2时间段内的输出是VGL。在t3时间段内，时钟脉冲信号CK变成高电位，反向时钟脉冲信号XCK变成低电位。此时第一开关TFT T1导通，下拉TFT T2导通，且输出电位OUT_2N-1为高电位。此时，第三开关TFT T4关闭，由于第二开关TFT T3的栅极由XCK此时的低电位控制，第二开关TFT T3导通，此时上拉TFT T5也导通，输出VGH。观察第2n-1级的输出OUT_2N-1的输出波形相对于SIN（或上一级移位寄存器单元的输出信号）来看，相位平移了1/2个周期，实现了移位寄存的功能。下一级的移位寄存器和反向扫描移位寄存器各个单元的工作原理也是如此，其中反向扫描移位寄存器的时序图请参见图3所示。

本发明在第2n-1级移位寄存器单元的输出端和第2n级移位寄存器单元的输入端之间串联了一个正向扫描开关TFT T6，在第2n-1级移位寄存器单元的输入端和第2n级移位寄存器单元的输出端之间串联了一个反向扫描开关TFT T7, 正向扫描时通过正向扫描控制信号将正向扫描开关TFT T6打开，将反向扫描开关TFT T7关闭；反向扫描时通过将反向扫描控制信号将反向扫描开关TFT T7打开，将正向扫描开关TFT T6关闭。

本发明的可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器还有修补线，修补线连接至移位寄存器单元的输出端。修补线可以有多条，分别连接至一级移位寄存器单元的输出端。哪级移位寄存器单元输出不正常就将哪级移位寄存器单元的输出切断，而将这一行的输入短接到修补线上，由外部提供信号。在图4所示实施例中，修补线包括第一修补线402与第二修补线401；第一修补线402接收外部信号；第二修补线401一端与第一修补线402虚接，另一端连接至移位寄存器单元的输出端。

如图5所示，第一修补线402和第二修补线401分别由金属层构成，两层金属层之间设有绝缘层403。绝缘层403使第一修补线402和第二修补线401之间形成虚接。如某一级移位寄存器单元输出异常，先在该级移位寄存器单元与相应的gate line相接的A处将该级移位寄存器与相应的gate line用激光切断，然后将第一修补线402与第二修补线401在虚接的B处用激光做焊接，将两层金属熔接在一起。熔接后的结构如图6所示。如图7所示，外部信号OUT_2N-1加到修补线上，传递给相应行的gate line，并作为下一级的输入信号。这样就实现了移位寄存器和整个屏幕的修复。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims

1.一种可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器，其特征在于，包括有多级移位寄存器单元，每级移位寄存器单元包括第一开关薄膜晶体管TFT、第二开关TFT、第三开关TFT、上拉TFT和下拉TFT；其中，第2n-1级移位寄存器单元的第一开关TFT的栅极和第二开关TFT的栅极分别接收反向时钟脉冲信号XCK，第2n-1级移位寄存器单元的下拉TFT的源极接收时钟脉冲信号CK；第2n级移位寄存器单元的第一开关TFT的栅极和第二开关TFT的栅极分别接收时钟脉冲信号CK，第2n级移位寄存器单元的下拉TFT的源极接收反向时钟脉冲信号XCK；第2n-1级移位寄存器单元的输出端与第2n级移位寄存器单元的输入端之间连接有正向扫描开关TFT，第2n-1级移位寄存器单元的输入端与第2n级移位寄存器单元的输出端之间连接有反向扫描开关TFT；所述n为自然数。

2.根据权利要求1所述的可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器，其特征在于，所述正向扫描开关TFT的源极连接第2n-1级移位寄存器单元的输出端，漏极连接第2n级移位寄存器单元的输入端，栅极接收正向扫描控制信号；所述反向扫描开关TFT的源极连接第2n级移位寄存器单元的输出端，漏极连接第2n-1级移位寄存器单元的输入端，栅极接收反向扫描控制信号。

3.根据权利要求1所述的可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器，其特征在于，每级移位寄存器单元中的第一开关TFT的源极连接本移位寄存器单元的输入端，漏极连接所述下拉TFT的栅极；第二开关TFT的源极连接低电位VGL，漏极连接上拉TFT的栅极；第三开关TFT的栅极连接本移位寄存器单元的输出端，源极连接高电位VGH，漏极连接上拉TFT的栅极；上拉TFT的源极连接VGH，漏极连接本移位寄存器单元的输出端；下拉TFT的漏极连接本移位寄存器单元的输出端。

4.根据权利要求1所述的可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器，其特征在于，还包括有修补线，所述修补线连接至移位寄存器单元的输出端。

5.根据权利要求4所述的可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器，其特征在于，所述修补线有多条，每条修补线分别连接至一级移位寄存器单元的输出端。

6.根据权利要求4或5所述的可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器，其特征在于，所述修补线包括第一修补线与第二修补线；所述第一修补线接收外部信号；所述第二修补线一端与所述第一修补线虚接，另一端连接至移位寄存器单元的输出端。

7.根据权利要求6所述的可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器，其特征在于，多条所述第二修补线与同一第一修补线虚接。

8.根据权利要求6所述的可实现双向驱动的栅极扫描移位寄存器，其特征在于，所述第一修补线和第二修补线分别由金属层构成，两层金属层之间设有绝缘层。