CN103680386A - 用于平板显示的goa电路及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于平板显示的GOA电路及显示装置。该GOA电路包括级联的多个GOA单元，GOA单元包括上拉控制电路（400）及下传电路（500）；下传电路（500）包括第一薄膜晶体管（T22），栅极连接栅极信号点（Q（n）），漏极和源极分别输入时钟信号（CK（n））和输出开动信号ST(n)；上拉控制电路（400）包括：第二薄膜晶体管（T11），栅极输入开动信号（ST(n-2)），漏极和源极分别连接水平扫描线（G（n-2））和栅极信号点（Q（n））；第三薄膜晶体管（T12），栅极连接水平扫描线（G（n-1）），漏极和源极分别连接水平扫描线（G（n-1））和栅极信号点（Q（n））。本发明还提供了相应的显示装置。本发明可以提升GOA电路及相关显示装置在高温下的稳定性。

Description

用于平板显示的GOA电路及显示装置
技术领域
本发明涉及平板显示技术领域，尤其涉及一种用于平板显示的GOA（Gate Driver on Array，阵列基板行驱动）电路及显示装置。
背景技术
目前主动式平板显示面板水平扫描线的驱动主要由面板外接的IC来完成，外接IC可以控制面板各级像素（pixel）相连的水平扫描线的逐级充电和放电。而GOA技术，即Gate Driver on Array（阵列基板行驱动）技术，可以运用平板显示面板的原有制程将水平扫描线的驱动电路制作在显示区周围的基板上，使之代替外接IC来完成水平扫描线的驱动。GOA技术能简化显示面板的制作工序，省去水平扫描线方向的IC绑定（bonding）工艺，有机会提升产能并降低成本，并且可以提升平板显示面板的集成度使之更适合制作窄边框或无边框的显示产品。
现有的GOA电路，通常包括级联的多个GOA单元，每一级GOA单元对应驱动一级水平扫描线。GOA单元的主要结构包括上拉电路（Pull-uppart），上拉控制电路（Pull-up control part），下传电路(Transfer Part)，下拉电路（Key Pull-down Part）和下拉维持电路（Pull-down Holding Part），以及负责电位抬升的自举（Boast）电容。上拉电路主要负责将时钟信号（Clock）输出为栅极（Gate）信号；上拉控制电路负责控制上拉电路的打开时间，一般连接前面级GOA电路传递过来的下传信号或者Gate信号；下拉电路负责在第一时间将Gate拉低为低电位，即关闭Gate信号；下拉维持电路则负责将Gate输出信号和上拉电路的Gate信号（通常称为Q点）维持（Holding）在关闭状态（即负电位），通常有两个下拉维持模块交替作用；自举电容（C boast）则负责Q点的二次抬升，这样有利于上拉电路的G(N)输出。
GOA电路的目的就是将集成电路输出的扫描波形通过电路操作的方式输出，使像素开关打开从而可以向氧化铟锡（ITO）电极输入数据信号。数据信号输入完后将数据信号内容保持住直到下一帧的开启。在电路操作过程中，因一条扫描电路打开过后在一帧剩余的时间里都是关闭的，扫描电路关闭（保持）时间比扫描时间长很多，对GOA电路中的薄膜晶体管稳定特定要求很高。GOA电路的高温稳定性是影响GOA技术应用的重要因素之一。高温下，组成GOA电路的薄膜晶体管的漏电变大，GOA电路的输出波形可能出现异常。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于平板显示的GOA电路，减少高温下薄膜晶体管漏电对GOA电路输出的影响，提升GOA电路输出的高温稳定性。
本发明的另一目的在于提供一种应用上述GOA电路的显示装置，减少高温下薄膜晶体管漏电对GOA电路输出的影响，提升GOA电路输出的高温稳定性。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于平板显示的GOA电路，包括级联的多个GOA单元，按照第n级GOA单元控制对显示区域第n级水平扫描线充电，该第n级GOA单元包括上拉电路，下拉电路，下拉维持电路，上拉控制电路，下传电路及自举电容；该上拉电路、下拉电路、下拉维持电路及自举电容分别与栅极信号点和该第n级水平扫描线连接，该上拉控制电路和下传电路分别与该栅极信号点连接；
该下传电路包括：
第一薄膜晶体管，其栅极连接该栅极信号点，漏极和源极分别输入第n级时钟信号和输出开动信号；
该上拉控制电路包括：
第二薄膜晶体管，其栅极输入来自第n-2级GOA单元的开动信号，漏极和源极分别连接第n-2级水平扫描线和该栅极信号点；
第三薄膜晶体管，其栅极连接第n-1级水平扫描线，漏极和源极分别连接该第n-1级水平扫描线和该栅极信号点。
其中，该下拉维持电路包括：
第四薄膜晶体管，其栅极连接第一电路点，漏极和源极分别连接该第n级水平扫描线和输入第一直流低电压；
第五薄膜晶体管，其栅极连接第二电路点，漏极和源极分别连接该第n级水平扫描线和输入该第一直流低电压；
第六薄膜晶体管，其栅极连接该第一电路点，漏极和源极分别连接该第n-1级水平扫描线和该栅极信号点；
第七薄膜晶体管，其栅极连接该第二电路点，漏极和源极分别连接该第n-1级水平扫描线和该栅极信号点；
第八薄膜晶体管，其栅极连接该栅极信号点，漏极和源极分别连接该第一电路点和输入该第一直流低电压；
第九薄膜晶体管，其栅极连接该栅极信号点，漏极和源极分别连接该第二电路点和输入该第一直流低电压；
第十薄膜晶体管，其栅极输入第一时钟信号，漏极和源极分别输入该第一时钟信号和连接该第一电路点；
第十一薄膜晶体管，其栅极输入第二时钟信号，漏极和源极分别输入该第一时钟信号和连接该第一电路点；
第十二薄膜晶体管，其栅极输入该第二时钟信号，漏极和源极分别输入该第二时钟信号和连接该第二电路点；
第十三薄膜晶体管，其栅极输入该第一时钟信号，漏极和源极分别输入该第二时钟信号和连接该第二电路点；
工作时，该第一时钟信号和该第二时钟信号的频率低于该第n级时钟信号，并且该第一电路点和该第二电路点交替受该第一时钟信号和该第二时钟信号充电而处于高电位。
其中，该上拉电路包括：第十四薄膜晶体管，其栅极连接该栅极信号点，漏极和源极分别输入该第n级时钟信号和连接该第n级水平扫描线。
其中，该下拉电路包括：第十五薄膜晶体管，其栅极连接第n+2级水平扫描线，漏极和源极分别连接该第n级水平扫描线和输入该直流低电压；第十六薄膜晶体管，其栅极连接该第n+2级水平扫描线，漏极和源极分别连接该栅极信号点和输入该直流低电压。
其中，该第n级时钟信号的占空比小于50%。
其中，该第n级时钟信号的占空比为40%。
其中，该第一时钟信号通过公共的金属线输入所述级联的多个GOA单元。
其中该第二时钟信号通过公共的金属线输入所述级联的多个GOA单元。
其中，该直流低电压通过公共的金属线输入所述级联的多个GOA单元。
本发明还提供了一种显示装置，其包括如上所述的用于平板显示的GOA电路。
本发明用于平板显示的GOA电路可以提升GOA电路及相关显示装置在高温下的稳定性，并减小GOA充电信号的阻容延迟（RC delay）。运用本发明的GOA电路可以制作低成本的窄边框或无边框的平板显示产品。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明用于平板显示的GOA电路（单级）一实施例的电路图；
图2为本发明用于平板显示的GOA电路在80℃时的输出波形示意图；
图3为本发明用于平板显示的GOA电路的多级架构示意图；
图4为应用了本发明用于平板显示的GOA电路的平板显示装置的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，其为本发明用于平板显示的GOA电路（单级）一实施例的电路图。本发明的GOA电路可以包括级联的多个GOA单元，按照第n级GOA单元控制对显示区域第n级水平扫描线G(n)充电，该第n级GOA单元包括上拉电路100，下拉电路200，下拉维持电路300，上拉控制电路400，下传电路500及自举电容Cb；该上拉电路100、下拉电路200、下拉维持电路300及自举电容Cb分别与栅极信号点Q（n）和该第n级水平扫描线G（n）连接，该上拉控制电路400和下传电路500分别与该栅极信号点Q（n）连接。
该上拉电路100包括：直接控制给显示区域第n级水平扫描线G(n)进行充电的薄膜晶体管T21，其栅极连接该栅极信号点（Q（n）），T21的漏极和源极分别输入该第n级时钟信号CK（n）和连接该第n级水平扫描线G（n），T21栅极Q(n)的电位可直接影响CK(n)对G(n)充电。
下拉电路200包含在G(n)充电结束时进行放电的一组薄膜晶体管，包括对G(n)进行放电的T31和对Q(n)进行放电的T41；T31栅极连接第n+2级水平扫描线G（n+2），漏极和源极分别连接该第n级水平扫描线G（n）和输入直流低电压VSS；T41栅极连接该第n+2级水平扫描线G（n+2），漏极和源极分别连接栅极信号点Q（n）和输入直流低电压VSS；T31和T41可以在G(n+2)处于高电位时打开进行放电。
下传电路500包括薄膜晶体管T22，其栅极连接该栅极信号点Q（n），漏极和源极分别输入第n级时钟信号CK（n）和输出开动信号ST(n)；
上拉控制电路400包括：薄膜晶体管T11，其栅极输入来自第n-2级GOA单元的开动信号ST(n-2)，漏极和源极分别连接第n-2级水平扫描线（G（n-2））和该栅极信号点（Q（n））；薄膜晶体管T12，其栅极连接第n-1级水平扫描线G（n-1），漏极和源极分别连接该第n-1级水平扫描线G（n-1）和该栅极信号点Q（n）。本发明的各级GOA电路中增加了1颗薄膜晶体管T12给Q(n)充电，用以弥补Q(n)在自举前的漏电，能使Q(n)在高温下自举前保持得较为稳定。
薄膜晶体管T11、T12和T22可以控制将前级GOA电路的开动信号ST传递给本级GOA电路，使GOA电路可以逐级充放电。
Q(n)和G(n)之间所连接的有自举功能的电容Cb，可在G(n)电位提升时通过Cb的耦合效应使Q(n)电位提升，从而获得更高的Q(n)电位及更小的GOA充电信号的阻容延迟（RC delay）。
下拉维持电路（300）包括的一组薄膜晶体管可以在GOA电路非充电时期保持G(n)和Q(n)的低电位。该下拉维持电路（300）包括：薄膜晶体管T32，其栅极连接第一电路点P，漏极和源极分别连接G（n）和输入第一直流低电压VSS；薄膜晶体管T33，其栅极连接第二电路点K，漏极和源极分别连接G（n）和输入第一直流低电压VSS；薄膜晶体管T42，其栅极连接第一电路点P，漏极和源极分别连接G（n-1）和栅极信号点Q（n）；薄膜晶体管T43，其栅极连接第二电路点K，漏极和源极分别连接G（n-1）和栅极信号点Q（n）；薄膜晶体管T52，其栅极连接栅极信号点Q（n），漏极和源极分别连接第一电路点P和输入第一直流低电压VSS；薄膜晶体管T62，其栅极连接栅极信号点Q（n），漏极和源极分别连接第二电路点K和输入第一直流低电压VSS；薄膜晶体管T53，其栅极输入低频时钟信号ECK，漏极和源极分别输入低频时钟信号ECK和连接第一电路点P；薄膜晶体管T54，其栅极输入低频时钟信号EXCK，漏极和源极分别输入低频时钟信号ECK和连接第一电路点P；薄膜晶体管T63，其栅极输入该低频时钟信号EXCK，漏极和源极分别输入低频时钟信号EXCK和连接第二电路点K；薄膜晶体管T64，其栅极输入低频时钟信号ECK，漏极和源极分别输入低频时钟信号EXCK和连接第二电路点K；
工作时，低频时钟信号ECK和低频时钟信号EXCK的频率低于高频时钟信号CK（n），并且该第一电路点P和该第二电路点K交替受低频时钟信号ECK和低频时钟信号EXCK充电而处于高电位，从而交替控制薄膜晶体管T32&T42或T33&T43的打开，以维持G(n)或Q(n)在非充电时期的低电位。薄膜晶体管T54和T64能根据低频时钟信号EXCK和ECK的电位来交替打开以便给P点或K点放电，可以更好的保证T32&T42及T33&T43的交替工作，用以避免薄膜晶体管长时间受栅极电压应力的影响，提高GOA电路的操作寿命。薄膜晶体管T52连接P点和直流低电压Vss，薄膜晶体管T62连接K点和直流低电压Vss，T52和T62可在Q(n)处于高电位时打开而关闭T32、T42、T33和T43，使之不影响Q(n)和G(n)充电。
本发明的GOA电路可以使控制给水平扫描线充电的薄膜晶体管栅极的Q(n)电压在高温下自举前变得更加稳定，因此有机会提升GOA电路的高温稳定性并减少GOA充电信号的阻容延迟（RC delay）。具体来讲：1、对于维持Q(n)在非充电时期电位的薄膜晶体管T42和T43的连接方法可以减少Q(n)在高温下自举前的漏电；2、在各级GOA电路中增加了1颗薄膜晶体管给Q(n)充电，用以弥补Q(n)在自举前的漏电。
参见图2，其为本发明用于平板显示的GOA电路在80℃时的输出波形示意图，其中高频时钟信号CK(n)的占空比（duty ratio）小于50%，具体为40%。图2中，t1～t4为G(n)充电前的准备时间，t4～t5为G(n)的充电时间，t5后G(n)被放电。低频时钟信号ECK和低频时钟信号EXCK可以选择为频率相同，相位相反。可结合图1来理解图2，t1时，CK(n-2)的电位开始抬升，G(n-2)和ST(n-2)的电位也跟着开始抬升，薄膜晶体管T11打开给Q(n)充电。t2时，CK(n-1)的电位开始抬升，薄膜晶体管T12也打开给Q(n)充电。Q(n)电位抬升后，可打开薄膜晶体管T52和T62，从而关闭T32、T42、T33和T43，使之不影响Q(n)和G(n)充电。t3时，CK(n-2)的电位开始下降，G(n-2)和ST(n-2)的电位跟着下降，薄膜晶体管T11会有一定漏电而导致Q(n)的电位有一定降低。但本发明的各级GOA电路中增加了1颗薄膜晶体管T12给Q(n)充电，用以弥补Q(n)在自举前的漏电，能使Q(n)在高温下自举前保持得较为稳定。t4时，CK(n)的电位开始抬升，薄膜晶体管T21和T22打开，Q(n)自举到更高电位并控制T21给G(n)充电及T22给ST(n)充电。由于G(n-1)电位的起始抬升时间t2要早于G(n)电位的起始抬升时间t4，将T42及T43的漏极连接至G(n-1)的电路结构相对于将T42及T43的漏极连接至第二直流低电压Vss2（图未示）的电路结构可减低Q(n)在自举前通过薄膜晶体管T42和T43的漏电。Q(n)自举后，P点和K点电位已被拉低，T42和T43已被关闭，Q(n)漏电可得到有效控制。t5时，CK(n)开始下降，Q(n)电位并未立即被拉低，薄膜晶体管T21和T22在t5后的短时间内仍保持导通，将G(n)和ST(n)电位拉低。这之后，G(n+2)电位抬升，薄膜晶体管T31和T41打开，确保G(n)和Q(n)被拉至低电位。这之后，T52和T62关闭，T32&T42或T33&T43可交替打开，以维持G(n)或Q(n)在非充电时期的低电位。综上所述，本发明能使GOA电路Q(n)在高温下自举前的电压更稳定，因此有机会获得更高的充电时期的Q(n)电压以及更小的GOA充电信号的阻容延迟（RCdelay）。
参见图3，其为本发明用于平板显示的GOA电路的多级架构示意图。图3给出了本发明的GOA电路的一种多级连接方法，低频时钟信号ECK和EXCK、直流低电压Vss、CK1～CK4的4个高频时钟信号的金属线放置于各级GOA电路的周边，各级GOA电路（其内部连接参见图1）连接CK1～CK4中的1个CK信号、第n-2级GOA电路产生的G(n-2)和ST(n-2)、第(n-1)级GOA电路产生的G(n-1)、第(n+2)级GOA电路产生的G(n+2)，并产生G(n)和ST(n)信号。图3所示的连接方法可保证GOA电路的开动信号ST(n)能逐级传递，使得各级水平扫描线可以被逐级充电和放电。对于首、末端级联的GOA单元可以采用输入激活信号的方式来代替缺少的信号输入。
本发明的GOA电路可以运用平板显示面板的原有制程制作在显示区周围的基板上，使之能替代外接IC来完成平板显示面板各级水平扫描线的驱动。本发明尤其适合制作窄边框或无边框的平板显示产品。
参见图4，其为应用了本发明用于平板显示的GOA电路的平板显示装置的结构示意图。图4中，平板显示装置具有显示基板10，显示基板10上方的驱动控制板20为显示基板10提供驱动和控制信号，显示基板10左边区域30和右边区域40制作了GOA电路，可从左边和右边两个方向驱动显示区域50的水平扫描线。GOA电路接受驱动控制板20的输入信号并逐级产生水平扫描线的控制信号，可以控制显示区域50中的像素逐行打开。
综上所述，本发明可以提升GOA电路（采用duty ratio小于50%的高频时钟信号）及相关显示器件在高温下的稳定性，并减小GOA充电信号的阻容延迟（RC delay）。运用本发明的GOA电路可以制作低成本的窄边框或无边框的平板显示产品。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于平板显示的GOA电路，其特征在于，包括级联的多个GOA单元，按照第n级GOA单元控制对显示区域第n级水平扫描线（G(n)）充电，该第n级GOA单元包括上拉电路（100），下拉电路（200），下拉维持电路（300），上拉控制电路（400），下传电路（500）及自举电容（Cb）；该上拉电路（100）、下拉电路（200）、下拉维持电路（300）及自举电容（Cb）分别与栅极信号点（Q（n））和该第n级水平扫描线（G（n））连接，该上拉控制电路（400）和下传电路（500）分别与该栅极信号点（Q（n））连接；
该下传电路（500）包括：
第一薄膜晶体管（T22），其栅极连接该栅极信号点（Q（n）），漏极和源极分别输入第n级时钟信号（CK（n））和输出开动信号（ST(n)）；
该上拉控制电路（400）包括：
第二薄膜晶体管（T11），其栅极输入来自第n-2级GOA单元的开动信号（ST(n-2)），漏极和源极分别连接第n-2级水平扫描线（G（n-2））和该栅极信号点（Q（n））；
第三薄膜晶体管（T12），其栅极连接第n-1级水平扫描线（G（n-1）），漏极和源极分别连接该第n-1级水平扫描线（G（n-1））和该栅极信号点（Q（n））。
2.如权利要求1所述的用于平板显示的GOA电路，其特征在于，该下拉维持电路（300）包括：
第四薄膜晶体管（T32），其栅极连接第一电路点（P），漏极和源极分别连接该第n级水平扫描线（G（n））和输入第一直流低电压（VSS）；
第五薄膜晶体管（T33），其栅极连接第二电路点（K），漏极和源极分别连接该第n级水平扫描线（G（n））和输入该第一直流低电压（VSS）；
第六薄膜晶体管（T42），其栅极连接该第一电路点（P），漏极和源极分别连接该第n-1级水平扫描线（G（n-1））和该栅极信号点（Q（n））；
第七薄膜晶体管（T43），其栅极连接该第二电路点（K），漏极和源极分别连接该第n-1级水平扫描线（G（n-1））和该栅极信号点（Q（n））；
第八薄膜晶体管（T52），其栅极连接该栅极信号点（Q（n）），漏极和源极分别连接该第一电路点（P）和输入该第一直流低电压（VSS）；
第九薄膜晶体管（T62），其栅极连接该栅极信号点（Q（n）），漏极和源极分别连接该第二电路点（K）和输入该第一直流低电压（VSS）；
第十薄膜晶体管（T53），其栅极输入第一时钟信号（ECK），漏极和源极分别输入该第一时钟信号（ECK）和连接该第一电路点（P）；
第十一薄膜晶体管（T54），其栅极输入第二时钟信号（EXCK），漏极和源极分别输入该第一时钟信号（ECK）和连接该第一电路点（P）；
第十二薄膜晶体管（T63），其栅极输入该第二时钟信号（EXCK），漏极和源极分别输入该第二时钟信号（EXCK）和连接该第二电路点（K）；
第十三薄膜晶体管（T64），其栅极输入该第一时钟信号（ECK），漏极和源极分别输入该第二时钟信号（EXCK）和连接该第二电路点（K）；
工作时，该第一时钟信号（ECK）和该第二时钟信号（EXCK）的频率低于该第n级时钟信号（CK（n）），并且该第一电路点（P）和该第二电路点（K）交替受该第一时钟信号（ECK）和该第二时钟信号（EXCK）充电而处于高电位。
3.如权利要求1所述的用于平板显示的GOA电路，其特征在于，该上拉电路（100）包括：第十四薄膜晶体管（T21），其栅极连接该栅极信号点（Q（n）），漏极和源极分别输入该第n级时钟信号（CK（n））和连接该第n级水平扫描线（G（n））。
4.如权利要求1所述的用于平板显示的GOA电路，其特征在于，该下拉电路（200）包括：第十五薄膜晶体管（T31），其栅极连接第n+2级水平扫描线（G（n+2）），漏极和源极分别连接该第n级水平扫描线（G（n））和输入该直流低电压（VSS）；第十六薄膜晶体管（T41），其栅极连接该第n+2级水平扫描线（G（n+2）），漏极和源极分别连接该栅极信号点（Q（n））和输入该直流低电压（VSS）。
5.如权利要求1所述的用于平板显示的GOA电路，其特征在于，该第n级时钟信号（CK（n））的占空比小于50%。
6.如权利要求5所述的用于平板显示的GOA电路，其特征在于，该第n级时钟信号（CK（n））的占空比为40%。
7.如权利要求1所述的用于平板显示的GOA电路，其特征在于，该第一时钟信号（ECK）通过公共的金属线输入所述级联的多个GOA单元。
8.如权利要求1所述的用于平板显示的GOA电路，其特征在于，该第二时钟信号（EXCK）通过公共的金属线输入所述级联的多个GOA单元。
9.如权利要求1所述的用于平板显示的GOA电路，其特征在于，该直流低电压（VSS）通过公共的金属线输入所述级联的多个GOA单元。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1所述的用于平板显示的GOA电路。
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