一種柵極驅(qū)動電路單元及柵極驅(qū)動電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柵極驅(qū)動電路單元及柵極驅(qū)動電路，尤其涉及平板顯示領(lǐng)域的柵極驅(qū)動電路單元及柵極驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]平板顯示器(FPD，F(xiàn)lat-Panel-Display)已成為顯示技術(shù)的主流，近年來正向高幀頻、高分辨率、更窄邊框的方向發(fā)展。集成柵極驅(qū)動電路(GateDriveron Array, GOA)是指將平板顯示器的柵極驅(qū)動電路以薄膜晶體管(TFT，Thin-film transistor)的形式與像素TFT —起制作于顯示面板上，與傳統(tǒng)的IC (integrated circuit)驅(qū)動方式相比，采用GOA不僅可以減少外圍驅(qū)動芯片的數(shù)量及其壓封程序、降低成本，而且能使得顯示器外圍更加纖薄，模組更加緊湊，機械和電學(xué)可靠性得以增強。
[0003]用于G0A的TFT技術(shù)主要有非晶硅TFT技術(shù)(a-SiTFT)和氧化物TFT技術(shù)(OxideTFT)等?；诜蔷Ч鑄FT的G0A已經(jīng)得到了廣泛的研究和應(yīng)用，但是，G0A —方面受限于非晶硅TFT的低迀移率，工作頻率很難提升，另一方面電路所占用的面積往往較大，因此越來越難滿足高分辨率顯示器的需要。氧化物TFT由于具有特性均勻、迀移率高、穩(wěn)定性較好、制作成本低等優(yōu)勢，成為面向高分辨率顯示器的新一代TFT技術(shù)，基于氧化物TFT的G0A已得到了初步的研究。
[0004]但是，由于制造工藝的原因，目前的氧化物TFT往往呈現(xiàn)耗盡型，即晶體管的初始閾值電壓為負值，或者當電路受到光照下的電應(yīng)力后閾值電壓產(chǎn)生負向漂移。然而，負的閾值電壓往往會導(dǎo)致G0A在工作中產(chǎn)生巨大的漏電，不僅增大了電路功耗，漏電嚴重時還會導(dǎo)致電路失效?，F(xiàn)有的基于耗盡型氧化物TFT的G0A電路，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功耗較大，成本較高等缺點。在傳統(tǒng)的電路中，通常采用兩個串聯(lián)的晶體管來抑制當電路中晶體管的閾值電壓為負時驅(qū)動控制端Q的漏電，從而使電路能夠正常工作。然而，當TFT的閾值電壓為正時，由于串聯(lián)的晶體管導(dǎo)電能力的下降，會使得電路的工作速度變得很慢。因此，傳統(tǒng)的G0A電路無法適應(yīng)較大的閾值電壓范圍。此外，其它的G0A電路中還存在功耗較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種柵極驅(qū)動電路單元，其包括驅(qū)動控制模塊、驅(qū)動模塊、掃描信號輸出端、傳遞信號輸出端。驅(qū)動控制模塊連接至驅(qū)動模塊，用于根據(jù)輸入信號控制驅(qū)動模塊處于充電或放電狀態(tài)；驅(qū)動模塊連接至掃描信號輸出端、傳遞信號輸出端，用于在充電狀態(tài)時對掃描信號輸出端、傳遞信號輸出端進行充電，在放電狀態(tài)時對掃描信號輸出端、傳遞信號輸出端進行放電。
[0006]驅(qū)動控制模塊包括自舉串聯(lián)單元、第四晶體管、第八晶體管。自舉串聯(lián)單元用于接收輸入信號。
[0007]在一種實施方式中，自舉串聯(lián)單元包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管。
[0008]驅(qū)動模塊包括第五晶體管、第六晶體管、第一電容。
[0009]柵極驅(qū)動電路單元還包括低電平維持模塊，低電平維持模塊連接至驅(qū)動模塊、掃描信號輸出端、傳遞信號輸出端，用于在柵極驅(qū)動電路單元輸出一次脈沖信號后，將掃描信號輸出端、傳遞信號輸出端維持在低電平。在一種實施方式中，低電平維持模塊包括第七晶體管、第九晶體管、第十晶體管、第十一晶體管，還可以包括第十二晶體管。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種柵極驅(qū)動電路，包括N級級聯(lián)的柵極驅(qū)動電路單元，N為大于等于1的整數(shù)。N級級聯(lián)的柵極驅(qū)動電路單元采用上述任一項的柵極驅(qū)動電路單元。
[0011]第1級至第N級柵極驅(qū)動電路單元的高電平端連接至公共高電平線；其第一低電平端連接至第一公共低電平線；其第二低電平端連接至第二公共低電平線；第1級柵極驅(qū)動電路單元的脈沖信號輸入端連接至初始信號線；第η級柵極驅(qū)動電路的脈沖信號輸入端連接至第n-Ι級柵極驅(qū)動電路的傳遞信號輸出端，η為大于1的整數(shù)。
[0012]通過本發(fā)明的柵極驅(qū)動電路單元，其驅(qū)動控制模塊根據(jù)輸入信號控制驅(qū)動模塊處于充電或放電狀態(tài)；驅(qū)動模塊在充電狀態(tài)時對掃描信號輸出端、傳遞信號輸出端進行充電，在放電狀態(tài)時對掃描信號輸出端、傳遞信號輸出端進行放電。
[0013]在采用自舉串聯(lián)單元的設(shè)計中，當晶體管的閾值電壓為負時，能夠抑制驅(qū)動控制端的漏電；當晶體管的閾值電壓為正時能夠加快驅(qū)動控制端的充電速度，從而減小輸出信號的上升/下降時間，擴大了電路的閾值電壓適應(yīng)范圍。
【附圖說明】
[0014]圖1為實施例一的柵極驅(qū)動電路單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為實施例一的柵極驅(qū)動電路單元的工作時序圖；
[0016]圖3為實施例一的柵極驅(qū)動電路單元與傳統(tǒng)柵極驅(qū)動電路單元的掃描信號的上升/下降時間對比圖；
[0017]圖4為實施例一的柵極驅(qū)動電路單元的功耗仿真圖；
[0018]圖5為實施例二的柵極驅(qū)動電路單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6為實施例三的柵極驅(qū)動電路單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖7為實施例三的柵極驅(qū)動電路單元的工作時序圖之一；
[0021]圖8為實施例三的柵極驅(qū)動電路單元的工作時序圖之二 ；
[0022]圖9為實施例四的柵極驅(qū)動電路單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖10為實施例四的柵極驅(qū)動電路單元的工作時序圖之一；
[0024]圖11為實施例四的柵極驅(qū)動電路單元的工作時序圖之二 ；
[0025]圖12為實施例五的柵極驅(qū)動電路單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖13為實施例六的柵極驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖14為實施例六的柵極驅(qū)動電路的工作時序圖；
[0028]圖15為實施例七的柵極驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖16為實施例七的柵極驅(qū)動電路的工作時序圖；
[0030]圖17為實施例八的柵極驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖18為實施例九的柵極驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面通過【具體實施方式】結(jié)合附圖對本申請作進一步詳細說明。
[0033]首先對一些術(shù)語進行說明，本發(fā)明各晶體管可以是任何形式的晶體管，例如場效應(yīng)晶體管(FieldEffectTransistor，F(xiàn)ET)、雙極型晶體管(BipolarJunct1n Transistor,BJT)或者三極管。
[0034]如果選用場效應(yīng)晶體管，則控制極為場效應(yīng)晶體管的柵極(G極)，第一電流導(dǎo)通極為場效應(yīng)晶體管的漏極(D極)，第二電流導(dǎo)通極為場效應(yīng)晶體管的源極(S極)；或者第一電流導(dǎo)通極為場效應(yīng)晶體管的源極，第二電流導(dǎo)通極為場效應(yīng)晶體管的漏極。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，在具體的電路設(shè)計中，為了促進電路功能的實現(xiàn)，可以根據(jù)電路的實際情況靈活地將某個場效應(yīng)晶體管的源極和漏極進行互換，即在描述中，“第一電流導(dǎo)通極”和“第二電流導(dǎo)通極”時，可以是但并不局限于漏極和源極。
[0035]如果選用三極管，則控制極為三極管的基極(B極)，第一電流導(dǎo)通極為三極管的發(fā)射極(E極)，第二電流導(dǎo)通極為三極管的集電極(C極)；或者第一電流導(dǎo)通極為發(fā)射極，第二電流導(dǎo)通極為集電極。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，在具體的電路設(shè)計中，為了促進電路功能的實現(xiàn)，可以根據(jù)電路的實際情況靈活地將某個三極管的發(fā)射極和集電極進行互換。
[0036]本發(fā)明各晶體管還可以是薄膜晶體管(TFT，ThinFilmTransistor)，此時，晶體管的控制極指的是薄膜晶體管的柵極，第一電流導(dǎo)通極為薄膜晶體管的漏極，第二電流導(dǎo)通極薄膜晶體管的源極；或者第一電流導(dǎo)通極為漏極，第二電流導(dǎo)通極為源極。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，在具體的電路設(shè)計中，為了促進電路功能的實現(xiàn)，可以根據(jù)電路的實際情況靈活地將某個薄膜晶體管的源極和漏極進行互換。
[0037]實施例一:
[0038]如圖1所示，本實施例的柵極驅(qū)動電路單元(即移位寄存器單元)包括驅(qū)動控制模塊11、驅(qū)動模塊12、低電平維持模塊13、掃描信號輸出端V0UT1、傳遞信號輸出端V0UT2以及脈沖信號輸入端VI1、高電平端VH、第一時鐘信號端VA、第二時鐘信號端VB、第三時鐘信號端VC、第一低電平端VL1、第二低電平端VL2。
[0039]掃描信號輸出端V0UT1連接到顯示面板上的行掃描線，傳遞信號輸出端V0UT2作為下一級柵極驅(qū)動電路單元的第一脈沖信號輸入端。
[0040]驅(qū)動控制模塊11連接于脈沖信號輸入端VI1、高電平端VH、第二時鐘信號輸入端VB、驅(qū)動模塊12、傳遞信號輸出端V0UT2、第一低電平端VL1，驅(qū)動控制模塊11與驅(qū)動模塊12之間的連接處定義為驅(qū)動控制端Q。
[0041]驅(qū)動控制模塊11用于根據(jù)輸入信號控制驅(qū)動模塊12處于充電或放電狀態(tài)，即用于對驅(qū)動控制端Q進行充電和放電從而控制驅(qū)動模塊12的導(dǎo)通與關(guān)閉。具體地，充電狀態(tài)指，當V?的高電平到來時，驅(qū)動控制模塊11對驅(qū)動控制端Q進行充電；放電狀態(tài)指，當V ?為低電平時，驅(qū)動控制模塊11對驅(qū)動控制端Q進行放電，或者維持驅(qū)動控制端Q的電壓為第二低電平\2。
[0042]驅(qū)動控制模塊ii還包括自舉串聯(lián)單元iii，自舉串聯(lián)單元111用于在電路工作的預(yù)充階段，加快驅(qū)動控制端Q的充電速度；在電路工作的上拉階段，抑制驅(qū)動控制端Q的漏電。
[0043]本實施例中，驅(qū)動控制模塊11具體可以包括自舉串聯(lián)單元111、第四晶體管T4、第八晶體管T8。其中，自舉串聯(lián)單元包括第一晶體管T1、第二晶體管T2、第三晶體管T3。
[0044]第一晶體管T1的控制極用于通過第二時鐘信號輸入端VB接收第二時鐘信號，其第一電流導(dǎo)通極用于通過高電平端VH接收高電平，其第二電流導(dǎo)通極連接至第八晶體管T8的第一電流導(dǎo)通極、第二晶體管T2的控制