[发明专利]移位寄存器以及使用该移位寄存器的液晶显示器

说明书

技术领域

本发明涉及一种移位寄存器和应用该移位寄存器的液晶显示器，特别涉及一种改善其可靠性和寿命的移位寄存器和应用该移位寄存器的液晶显示器。 

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器TFT-LCD(Thin film transistor-Liquid crystaldisplay)使LCD进入高画质、高彩色显示的新阶段，目前几乎所有高档的LCD中都毫无例外地使用了TFT有源矩阵。TFT有源矩阵主要包括a-Si(amorphoussilicon)TFT有源矩阵和P-Si(poly-silicon)TFT有源矩阵两种。与P-Si TFT技术相比，a-Si TFT技术虽然其电子迁移率较低，但是并不影响现在的液晶显示器的制造，且其技术上比较成熟，均匀性好，成本较低。 

中小尺寸LCD主要应用于便携式产品，因此在技术性能要求上与大尺寸LCD有所不同。中小尺寸产品更加强调显示器的轻、薄，器件的集成能力、更好的可靠性，以及低成本。目前，市场对LCD的分辨率也提出了更高要求，为了使小型化LCD具有高分辨率，减少TFT-LCD驱动IC的数目是非常必要的。通常，当LCD的分辨率高于QVGA(240×RGB×320)时，TFT面板需要超过1000条外部引线。当产品分辨率进一步增加时，在有限的空间内制作更多的外引线就变得非常困难。以上技术问题可以通过将驱动电路(gate drivercircuits或source driver circuits)集成在有源矩阵LCD基板上来解决。这种技术可以使显示器成本更低、结构更紧凑、机械可靠性更高从而使其具有更大的市场竞争力。

近几年来，非晶硅栅极驱动器(amorphous silicon gate driver，ASG)(直接于可支持像素阵列的同一基底制造的集成电路)取代了用以驱动液晶显示中栅极线的硅晶栅极驱动电路(silicon-chip gate driver IC)。所述非晶硅栅极驱动器可使用较少的外部组成组件，并减少面板上的布线空间，从而降低了制造成本并优化了面板布局。 

如图1所示，移位寄存器被用来驱动TFT液晶显示器栅极总线。非晶硅TFT液晶显示器的栅极驱动电路包括具有多级的移位寄存器，该多级中具有将起始信号耦合到输入端子的第一级，并且该移位寄存器顺序地输出每一级的输出信号。该多级移位寄存器包括用于接收第一时钟信号和用于控制第一时钟信号输出的奇数级，和用于接收具有与第一时钟信号相反相位的第二时钟信号和用于控制第二时钟信号输出的偶数级。 

而移位寄存器的每一级具有一输入端(IN)，一输出端(OUT)，二个电压源端(VS，VD)，一时钟信号端和一控制端。来自控制总线用来驱动栅极线的信号，包括一负极性电压VSS，一正极性电压VDD，一起始脉冲信号VST，一时钟信号vck，以及一互补时钟信号vckb(与vck相位相反)。VDD施加于每一级的第一电压源端VD，VSS施加于每一级的第二电压源端VS，VST施加于移位寄存器中第一级的输入端。vck以及vckb分别施加于奇数级和偶数级的时钟信号端。 

在有源矩阵薄膜晶体管液晶显示器中，作为像素开关的TFT仅在一帧的的极小一部分时间内处于打开状态，其余时间内完全处于关闭状态。所以如图2所示，在用来驱动TFT-LCD的典型移位寄存器中，移位寄存器的每一级使用上拉TFT(TUP)使得输出端在特定时刻输出高电平脉冲，用来维持打开作为像素开关的TFT，TUP源极耦接于时钟信号脉冲，栅极耦接于上拉驱动部分，漏极耦接于移位寄存器的输出端。下拉TFT(TD)的漏极耦接于TUP的漏极，用来维持输出端在输出高电平以后维持在低电平状态。TD的源极耦 接于负极性电压VSS，栅极耦接于下拉驱动部分，在一帧的时间内，在TUP输出高电平脉冲以外，输出端全部由TD来维持在低电平状态。其下拉驱动部分由一反相器与一薄膜晶体管组成连接于正极性电压源与负极性电压源之间，用来控制TD的栅极电压。因此TD的栅极应该处于偏压状态，以使得TD在这部分时间内全部处于打开状态。同时一TFT的源极耦接于TUP的栅极，漏极耦接与低电平VSS，使得TUP在接收输出脉冲之前和输出脉冲以后都维持在低电平VSS上。 

图3所示是上述非晶硅栅极移位寄存器的时钟控制信号和输入、输出脉冲信号的示意图。out1、out2、out3、out4分别是一帧内移位寄存器的第一至第四级的输出脉冲。