[發明專利]移位寄存器單元電路，柵極驅動電路及顯示器

有效

• 申請號: 202110520882.4
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113409717B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 張盛東;廖聰維;邱赫梓;安軍軍;林清平;嚴建花;李建樺
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: G09G3/20
• 分類號: G09G3/20;G11C19/28
• 代理公司: 北京威禾知識產權代理有限公司 11838
• 代理人: 沈超

本申請提供了一種移位寄存器單元電路，包括置位晶體管，控制極配置為接收前一級輸出信號，第二極耦合到低電平，置位晶體管為N型；復位晶體管，控制極配置為接收后一級輸出信號，第二極耦合到低電平，復位晶體管為N型；第一CMOS反相器，輸出端耦合到置位晶體管的第一極，輸入端耦合到輸出端和復位晶體管的第一極，第一控制極配置為接收高電平，第二控制極耦合到低電平；以及驅動晶體管，第一極耦合到輸出端和所述復位晶體管的第一極，第二極配置為接收第一時鐘信號，控制極耦合到第一CMOS反相器的輸出端和置位晶體管第一極；第一時鐘信號的有效電平與前一級輸出信號的有效電平時段以及后一級輸出信號的有效電平時段之間不交疊。

技術領域

本申請涉及集成電路及其制造方法，主要涉及移位寄存器單元電路，柵極驅動電路及顯示器。

背景技術

無論對于大尺寸電視顯示、小尺寸手機顯示、還是AR/VR的微型顯示應用，有源陣列顯示的主要發展方向是更高幀率以及更高的分辨率。新型顯示對驅動背板技術提出了更高的要求。采用三維集成電路及其制造方法，通過三維方向像素電路及其周邊驅動電路的集成以提升顯示分辨率，在同等顯示面積下縱向擴展以提升晶體管驅動能力從而提升顯示幀率，是發展下一代新型顯示的必然選擇。

以小尺寸手機顯示為例，傳統的驅動背板是采用薄膜晶體管（TFT）。對于更高分辨率的手機顯示來說（500 PPI以上），傳統的TFT驅動背板技術的發展受到嚴重的制約。非晶硅（a-Si）TFT的優勢在于低溫度、大面積制備的成本低廉，但是遷移率低、長時間工作的穩定性差等缺陷限制了其在高分辨率顯示的應用。低溫多晶硅(LTPS) TFT的優勢在于較高的遷移率和穩定性，尤其是P型的LTPS TFT的工藝較成熟且穩定性較好，但是存在大面積均勻性較差、泄漏電流較大的問題。金屬氧化物TFT (例如IGZO TFT是一種典型的金屬氧化物TFT) 是用于實現N型器件的成熟工藝，其優勢在于泄漏電流低、大面積均勻性好，但是遷移率及穩定性均趕不上LTPS TFT。

更具體地從顯示像素電路的角度來看， AMOLED、micro-LED等新型顯示器對于TFT像素電路陣列的要求顯著提高。傳統的TFT背板技術難于兼顧高分辨率、高可靠性、低功耗等各方面的要求。對于高性能AMOLED像素電路來說，它要求尋址TFT(開關TFT)的泄漏電流低、寄生電容??；要求驅動TFT的導通電流較大且器件特性穩定。

從TFT集成柵極驅動電路的應用來看，對于LTPS TFT集成的顯示器柵極驅動電路，為了避免LTPS TFT泄漏電流較大造成的電路功能失效，一般要采用串聯TFT等復雜的電路結構、較多的器件數量。而且由于泄漏電流較大、器件數量較多、刷新頻率較高的緣故，LTPSTFT集成電路的功耗值一般較高。

對于IGZO TFT集成的柵極驅動電路，為提升電路的驅動能力，一般要采用較大尺寸的IGZO TFT。但是對于較大尺寸的金屬氧化物TFT來說，寄生電容的值也相對地較大，因此一般要用到較復雜的電路結構才能夠抑制這些寄生電容導致的電壓饋通效應。這又會導致柵驅動電路的動態功耗增加。此外，IGZO TFT一般要用到電壓自舉等技術來增加電路的驅動能力。電壓自舉技術在提高了電路驅動能力的同時，也增加了電路輸出節點上的電壓噪聲、以及電路誤操作的概率。

綜合來看，目前單一類型的TFT晶體管（無論是N型TFT還是P型TFT）構成的驅動電路或者像素電路無法同時滿足上述關于低功耗以及驅動能力強這兩個方面的要求。

發明內容