[發明專利]集成柵極驅動電路及顯示設備

在審

• 申請號: 201810482810.3
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108766356A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 張盛東;王瑩;廖聰維;吳繼祥;霍新新;易水平;謝銳彬
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: G09G3/3266
• 分類號: G09G3/3266;G09G3/3225
• 代理公司: 北京天馳君泰律師事務所 11592
• 代理人: 沈超

本發明涉及驅動單元以及驅動裝置。驅動單元，包括：寄存器模塊，其被配置為在第一低頻時鐘信號的影響下，產生互為反相的第一控制信號與第二控制信號；多個輸出模塊，每個輸出模塊包括：輸出支路，其被配置為在第一控制信號的影響下，通過產生驅動晶體管所接收到的高頻時鐘信號相關聯的輸出信號；多個下拉支路，其耦合到輸出支路，并被配置為在第二控制信號的影響下，將輸出支路中相應的多個節點維持在相應的低電位。

技術領域

本發明涉及集成電路領域，特別地涉及一種集成柵極驅動電路及顯示設備。

背景技術

近年來，有源矩陣有機發光顯示(Active matrix organic light emittingdiode，AMOLED)技術的發展極其迅速。同傳統的薄膜晶體管液晶顯示器(Thin filmtransistor liquid crystalline display,TFT-LCD)相比，AMOLED顯示器具有更高的對比度、更高的色彩飽和度和更輕薄的顯示模組。AMOLED顯示被普遍認為將成為下一代平板顯示技術的主流。

集成柵極驅動電路(Gate driver on array，GOA)技術被廣泛地應用在TFT-LCD中。這是因為GOA技術省去柵極電路的綁定(Bonding)工藝，可以形成窄邊框顯示面板。這減少了生產工藝程序，降低了產品成本，提高了集成度，縮窄了邊框，對于提高顯示器的性價比具有顯著的優勢。GOA電路對于提高AMOLED顯示器的性能同樣具有重要意義。然而，迄今為止，面向AMOLED的GOA電路仍少有問世。這主要是因為，與TFT-LCD不同，AMOLED是基于電流驅動的原理，OLED的發光受到像素電路所產生的與一定灰階對應的驅動電流的控制。OLED的發光亮度與其流過的驅動電流成正比。由于像素電路的驅動TFT在遷移率、閾值電壓等方面存在的不均勻性和漂移現象，在實際應用中，AMOLED像素電路必須針對上述不穩定因素來進行補償，像素電路中往往具有較復雜的驅動時序才能保證顯示的穩定性和均勻性。

目前的AMOLED的補償方式分為像素電路內部補償和外部補償這兩種。對于像素電路內部補償來說，出于高分辨率的要求，電路中的TFT數量受到限制，在實現多種補償功能過程中，需要柵極驅動電路提供更多更復雜的柵極驅動信號。對于外部補償來說，則需要將驅動TFT的閾值電壓、OLED的閾值電壓、驅動電流等相關物理量精確地反饋到外部IC中進行計算和補償，因此需要柵極驅動電路提供超寬脈沖，脈沖寬度甚至達ms量級。這些都對GOA電路的設計提出了新的要求。用于TFT-LCD上的常規GOA電路并不能產生出AMOLED驅動所要求的的驅動時序。

圖1為傳統的驅動單元電路。在產生一種AMOLED像素電路常用的驅動信號時，需要通過改變時鐘信號的方式來實現。由于電路內部存在寄生效應，信號在進行高低電位跳變時，將產生動態功耗，使電路的總功耗隨之迅速增大。因此，圖1所示電路雖然可以通過改變時鐘的方法得到需要的輸出信號，但是隨著時鐘信號clkx和clkx-1變為復雜信號，電路的級聯信號vcn-2、vgn-2、vcn+1和vcn+2以及本級輸出信號vcn、vgn也隨之改變，使得信號跳變沿增多，功耗增加；其次，在本級信號輸出后的低電位維持階段，clkx電位跳變時內部節點Q處于懸浮狀態，其在受到時鐘的多次耦合作用可能出現電荷積聚，從而使輸出產生不穩定，甚至可能出現錯誤輸出；此外，在產生復雜輸出信號的同時，我們卻不希望級聯信號也因此變得更復雜，否則，其控制的晶體管將無法處于良好的工作狀態，同時將增加電路的動態功耗。

由此可見，現有技術中的集成柵極驅動電路針對TFT-LCD而設計，用于產生和時鐘脈寬相同的單脈沖信號，在產生復雜信號時，其功耗隨產生的信號類型發生劇烈變化，同時性能甚至功能也將受到不良影響，因此不適合面向AMOLED使用。此外，傳統GOA電路在產生超寬脈沖時，往往需要特殊設計，否則將會由于內部節點的漏電而使輸出產生嚴重畸變。

綜上所述，亟需一種結構簡單且低功耗的驅動電路。

發明內容