[发明专利]一种移位寄存器单元、栅极驱动电路和显示装置

说明书

本申请公开了一种移位寄存器单元电路、栅极驱动电路和显示装置，提出了具有交叉耦合的正反馈增强管和自举电容的动态反相器设计，能够较好地抑制栅极驱动电路关键节点上的泄漏电流。相比于传统的栅极驱动电路，本申请的栅极驱动电路不存在直流通路，电路功耗更低；容许的薄膜晶体管阈值电压范围更大，更适合大尺寸平板显示器上集成的需要。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种移位寄存器单元、栅极驱动电路和显示装置。

背景技术

近年来，以液晶显示及有机发光显示为代表的平板显示技术迅速发展。平板显示技术正朝着大尺寸化、高分辨率的方向发展。在大尺寸平板显示器的开发过程中，面临着许多挑战。第一，由于薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)电学性能的分散性、扫描线及数据线上电阻-电容(RC)延迟(Delay)的限制、电压和电流网络的分配不均衡等多方因素，大尺寸面板的显示均匀性难以保证。第二，大尺寸面板的栅极驱动电路响应速度难以满足要求。这是因为面板尺寸的增加和分辨率变大，对应的栅极扫描线及数据线的扫描时间要求要减少到微秒级，而面板上负载电容和电阻的量又急剧地增加，这就给对面板外围驱动电路提出了更为严苛的驱动要求。第三，大尺寸显示面板上的栅极驱动电路鲁棒性不佳，工作寿命相对较短。由于不同工艺条件以及不同生产批次之间的差异，薄膜晶体管的阈值电压具有较大的分散性，可以从耗尽型分布到增强型，这就要求大尺寸面板上的栅极驱动电路能容忍较大的工艺偏差，有较高的鲁棒性；另外薄膜晶体管的阈值电压也会随着工作时间发生漂移，削弱栅极驱动电路的性能，影响工作寿命。因此，需要设计一种能够满足平板显示装置加大面板尺寸的同时还能提高显示分辨率的驱动电路。

对于中小尺寸显示面板而言，集成栅极驱动电路的负载量较小，对TFT的器件性能要求较低。虽然非晶硅TFT的迁移率较低(一般小于1cm²(V.s)^-1)、可靠性较差，但是非晶硅TFT已经足够满足一般的中小尺寸的集成栅极驱动电路的要求。但是，非晶硅TFT及传统的TFT集成电路结构难以满足大尺寸显示装置对驱动电路的要求。基于金属氧化物薄膜晶体管的行扫描电路被认为是最有希望应用于大尺寸显示面板的技术，因为金属氧化物薄膜晶体管迁移率高，可达10～50cm²(V.s)^-1、泄漏电流小、制备工艺温度低、器件稳定性好以及大面积制备均匀性好等。目前，采用金属氧化物薄膜晶体管设计的集成栅极驱动电路主要存在两个问题。第一是金属氧化物薄膜晶体管常常为耗尽型器件，即阈值电压为负，这导致了电路中的低电平维持部分的关键节点容易发生漏电，导致电路失效。第二是金属氧化物薄膜晶体管的阈值电压会随着工作时间而漂移，对于长期受到正偏压应力的低电平维持管来说，其阈值电压可能正向漂移，而长期受到负偏压应力的驱动管和反相器的下拉管，其阈值电压可能负漂。阈值电压偏正的低电平维持管将难以导通，严重的情况下，栅极驱动电路会丧失低电平维持功能，导致输出波形在低电平维持部分串入时钟脉冲信号。反相器的下拉管阈值电压偏负，会使反相器的输出漏电，导致反相器无法输出高电平。为了能使电路在器件的阈值电压发生漂移时仍能正常工作，一般情况下，通过多个低电平设计或者STT(Series-Connected Two-Transistor)结构来抑制输入管、下拉管、低电平维持管在自举阶段的漏电。由于低电平维持管的栅极耦合到反相器的输出端，故而反相器的输出对电路的正常工作也至为关键。如果反相器的输出电位不够高甚至是漏电到低电位，那么电路将失去低电平维持功能，导致电路的失效。因此，在低电平维持阶段，器件的阈值电压发生漂移，反相器的输出仍能稳定维持在相对较高的水平有利于延长集成栅极驱动电路的寿命。

发明内容

本申请提供一种移位寄存器单元及由该移位寄存器单元组成的栅极驱动电路、和显示装置，在满足大尺寸高分辨率显示面板驱动的同时，能增强电路的鲁棒性和工作寿命。

根据第一方面，一种实施例中提供一种移位寄存器单元，包括输入模块(21)、反相器模块(22)、下拉模块(23)、输出模块(24)和低电平维持模块(25)；

还包括：