移位寄存器单元的检测电路和方法、控制电路、显示装置与流程

本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种移位寄存器单元的检测电路和检测方法、栅极驱动电路的控制电路、以及显示装置。

背景技术：

近些年来显示装置呈现出了高集成度以及低成本的发展趋势。以阵列基板行驱动(Gate Driver on Array，GOA)技术为代表，利用GOA技术将栅极驱动电路集成于阵列基板的周边区域，可在实现窄边框设计的同时有效提高显示装置的集成度并降低其制造成本。GOA电路中的每一级移位寄存器单元的输出端均与一对应的栅线相连，用于向该栅线输出栅极驱动信号，以实现逐行扫描功能。

在移位寄存器单元的电路结构中包括有输出模块，该输出模块至少可由一输出晶体管和一充电电容组成；其中，输出晶体管可在充电电容的作用下将时钟信号输出至对应的栅线以作为该栅线的驱动信号。在现有的移位寄存器单元中，输出晶体管的阈值电压Vth会随着使用时间或者其它因素而发生非正常偏移例如左移或者右移，这样便会导致信号的误输出例如无输出信号或者多个信号同时输出，从而使得显示装置产生误动作。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种移位寄存器单元的检测电路和检测方法、栅极驱动电路的控制电路、以及显示装置，以用于解决由移位寄存器单元的输出晶体管的阈值电压偏移而引起的信号误输出的问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种移位寄存器单元的检测电路，用于检测移位寄存器单元的输出晶体管的阈值电压；所述检测电路包括：

一采样节点；

第一控制元件，控制端连接第一控制信号端，第一端连接所述移位寄存器单元的信号输出端，第二端连接所述采样节点；

第一开关元件，设置在参考信号端与所述采样节点之间，所述参考信号端用于对所述采样节点进行初始化；

第二开关元件，设置在采样信号端与所述采样节点之间，所述采样信号端用于对所述采样节点的电压信号进行采样，以使所述采样信号端连接的采样模块能够根据该电压信号得到所述移位寄存器单元的输出晶体管的阈值电压。

本公开的一种示例性实施例中，所述第一开关元件和所述第二开关元件均为晶体管；

所述第一开关元件的控制端连接第一开关信号端，第一端连接所述参考信号端，第二端连接所述采样节点；

所述第二开关元件的控制端连接第二开关信号端，第一端连接所述采样信号端，第二端连接所述采样节点。

本公开的一种示例性实施例中，所述检测电路还包括：

第二控制元件，控制端连接所述第一控制信号端，第一端连接所述移位寄存器单元的信号输出端，第二端连接第三控制元件的控制端；

第三控制元件，第一端连接所述移位寄存器单元的信号输出端，第二端连接所述移位寄存器单元中用于复位和降噪的电压信号端。

本公开的一种示例性实施例中，所述第一控制元件、所述第二控制元件、以及所述第三控制元件均为晶体管，且所述第一控制元件和所述第二控制元件的掺杂类型相同。

本公开的一种示例性实施例中，所述采样节点还通过一存储电容接地。

根据本公开的一个方面，提供一种移位寄存器单元的检测方法，应用于上述的检测电路；所述检测方法包括：

导通第一控制元件以使移位寄存器单元的信号输出端与采样节点相连通；

导通第一开关元件并通过参考信号端对所述采样节点进行初始化；

导通第二开关元件并通过采样信号端对所述采样节点的电压信号进行采样，以使所述采样信号端连接的采样模块能够根据该电压信号得到所述移位寄存器单元的输出晶体管的阈值电压。

根据本公开的一个方面，提供一种栅极驱动电路的控制电路，包括上述的检测电路；以及，

采样模块，用于获取通过采样信号端得到的采样节点的电压信号并根据该电压信号得到移位寄存器单元的输出晶体管的阈值电压；

控制模块，用于接收所述输出晶体管的阈值电压并在所述输出晶体管的阈值电压与参考阈值电压的差值超出预设值时调节所述移位寄存器单元的驱动电压。

本公开的一种示例性实施例中，所述控制模块包括：

计算单元，用于判断所述输出晶体管的阈值电压与所述参考阈值电压的差值是否超出所述预设值，并在所述差值超出所述预设值时发送一调压控制信号；

调压单元，用于响应所述调压控制信号以调节所述移位寄存器单元的驱动电压。

本公开的一种示例性实施例中，所述调压控制信号包括升压控制信号和降压控制信号；

所述调压单元用于响应所述升压控制信号以升高所述移位寄存器单元的驱动电压，或者响应所述降压控制信号以降低所述移位寄存器单元的驱动电压。

根据本公开的一个方面，提供一种显示装置，包括上述的栅极驱动电路的控制电路。

本公开示例性实施方式所提供的移位寄存器单元的检测电路和检测方法、栅极驱动电路的控制电路、以及显示装置，可在移位寄存器单元的信号输出端与采样节点连通的状态下，先对采样节点进行初始化，再对采样节点的电压信号进行采样，以使采样模块能够根据该电压信号而得到移位寄存器单元的输出晶体管的阈值电压。基于此，根据检测到的输出晶体管的阈值电压即可得知其实际偏移程度，并能在输出晶体管的阈值电压偏移较大时通过控制电路自动调节移位寄存器单元的驱动信号，以此来防止信号的误输出，从而保证显示品质。在此基础上，由于本示例实施方式可以根据输出晶体管的阈值电压偏移情况自动调节移位寄存器单元的驱动信号，因此初始移位寄存器单元的驱动电压可以设置的相对较低，则输出晶体管受到的应力较小，这样即可保证输出晶体管的阈值电压偏移相对较慢，而在阈值电压偏移达到一定程度后再相应的提高驱动电压，不仅可以确保移位寄存器单元的正常工作，而且相比于采用恒定高压驱动方式的移位寄存器单元能够工作更长时间，从而可以延长移位寄存器单元的使用寿命。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性示出本公开示例性实施例中移位寄存器单元的电路结构示意图；

图2示意性示出本公开示例性实施例中移位寄存器单元的检测电路的结构示意图一；

图3示意性示出本公开示例性实施例中移位寄存器单元的检测电路的结构示意图二；

图4示意性示出本公开示例性实施例中移位寄存器单元的检测方法流程图；

图5示意性示出本公开示例性实施例中移位寄存器单元的检测过程的信号时序图；

图6示意性示出本公开示例性实施例中采样节点与信号输出端的电压关系变化曲线；

图7示意性示出基于图2和图3所示的移位寄存器单元的检测电路的检测效果图；

图8示意性示出本公开示例性实施例中栅极驱动电路的控制电路的模块图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免使本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。附图中各层的厚度和形状不反映真实比例，仅是为了便于说明本公开的内容。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

本示例实施方式提供了一种移位寄存器单元的检测电路，可用于检测移位寄存器单元的输出晶体管的阈值电压。

图1示例性示出了一种移位寄存器单元10的电路结构图。该移位寄存器单元10可以包括输入模块、复位模块、输出模块、下拉控制模块、以及下拉模块。其中，各个模块的具体组成结构如下：

所述输入模块可以包括第一晶体管T1，该第一晶体管T1的控制端连接输入信号端INPUT、第一端连接第一电源信号端VDD、第二端连接上拉节点PU，可用于响应输入信号以将第一电源信号传输至上拉节点PU；

所述复位模块可以包括第二晶体管T2，该第二晶体管T2的控制端连接复位信号端RESET、第一端连接第二电源信号端VGL、第二端连接上拉节点PU，可用于响应复位信号以将第二电源信号传输至上拉节点PU；

所述输出模块可以包括第三晶体管T3和充电电容C，该第三晶体管T3的控制端连接上拉节点PU、第一端连接时钟信号端CLK、第二端连接信号输出端OUT，可用于响应上拉节点PU的电压信号以将时钟信号传输至信号输出端OUT，该充电电容C连接在上拉节点PU和信号输出端OUT之间；

所述下拉控制模块可以包括第四晶体管T4和第五晶体管T5，该第四晶体管T4的控制端和第一端连接第三电源信号端VGH、第二端连接下拉节点PD，可用于响应第三电源信号以将第三电源信号传输至下拉节点PD，该第五晶体管T5的控制端连接上拉节点PU、第一端连接第二电源信号端VGL、第二端连接下拉节点PD，可用于响应上拉节点PU的电压信号以将第二电源信号传输至下拉节点PD；

所述下拉模块可以包括第六晶体管T6和第七晶体管T7，该第六晶体管T6的控制端连接下拉节点PD、第一端连接第二电源信号端VGL、第二端连接上拉节点PU，可用于响述下拉节点PD的电压信号以将第二电源信号传输至上拉节点PU，该第七晶体管T7的控制端连接下拉节点PD、第一端连接第二电源信号端VGL、第二端连接信号输出端OUT，可用于响述下拉节点PD的电压信号以将第二电源信号传输至信号输出端OUT。

基于上述移位寄存器单元10的电路结构可知，其输出模块中的第三晶体管T3即为该移位寄存器单元10的输出晶体管，该输出晶体管的阈值电压Vth会随着使用时间或者其它因素而发生非正常偏移例如左偏或者右偏。

需要说明的是：图1仅示例性示出了移位寄存器单元10的一种结构，本发明同样适用于移位寄存器单元10的其它结构，这里对于移位寄存器单元10的其它结构不再一一列举。

基于此，图2示出了基于移位寄存器单元的检测电路20的示意图。如图2所示，该移位寄存器单元的检测电路20可以包括：

采样节点S，通过一存储电容Cs接地；

第一控制元件MS1，控制端连接第一控制信号端VGS，第一端连接移位寄存器单元的信号输出端OUT，第二端连接采样节点S，该第一控制元件MS1可用于响应第一控制信号而导通，以使移位寄存器单元的信号输出端OUT与采样节点S相连通；

第一开关元件SWl，设置在参考信号端DAC与采样节点S之间，该参考信号端DAC可用于对采样节点S进行初始化；

第二开关元件SW2，设置在采样信号端ADC与采样节点S之间，该采样信号端ADC可用于对采样节点S的电压信号进行采样，以使该采样信号端ADC连接的采样模块能够根据该电压信号而得到移位寄存器单元的输出晶体管即第三晶体管T3的阈值电压Vth。

需要说明的是：该移位寄存器单元的检测电路20可以设置在栅极驱动电路的某一级例如第一级移位寄存器单元10中，其检测时间可以设在相邻两帧图像扫描的间隙时间内。

本公开示例性实施方式所提供的移位寄存器单元的检测电路20，可在移位寄存器单元10的信号输出端OUT与采样节点S连通的状态下，先对采样节点S进行初始化，再对采样节点S的电压信号进行采样，以使采样模块能够根据该电压信号而得到移位寄存器单元10的输出晶体管即第三晶体管T3的阈值电压Vth。基于此，根据检测到的输出晶体管的阈值电压即可得知其实际偏移程度，并能在输出晶体管的阈值电压偏移较大时通过控制电路自动调节移位寄存器单元10的驱动信号，以此来防止信号的误输出，从而保证显示品质。在此基础上，由于本示例实施方式可以根据输出晶体管的阈值电压Vth偏移情况自动调节移位寄存器单元10的驱动信号，因此初始移位寄存器单元10的驱动电压可以设置的相对较低，则输出晶体管受到的应力较小，这样即可保证输出晶体管的阈值电压Vth偏移相对较慢，而在阈值电压Vth偏移达到一定程度后再相应的提高驱动电压，不仅可以确保移位寄存器单元10的正常工作，而且相比于采用恒定高压驱动方式的移位寄存器单元能够工作更长时间，从而可以延长移位寄存器单元的使用寿命。

本示例实施方式中，第一开关元件SWl和第二开关元件SW2均可以为晶体管，例如P型晶体管或者N型晶体管。

第一开关元件SWl的控制端可以连接第一开关信号端SW-Ref，第一端可以连接参考信号端DAC，第二端可以连接采样节点S，该参考信号端DAC可在第一开关元件SWl导通时对采样节点S进行初始化，其初始化电压VDAC例如可以为0V。

第二开关元件SW2的控制端可以连接第二开关信号端SW-Samp，第一端可以连接采样信号端ADC，第二端可以连接采样节点S，该采样信号端ADC可在第二开关元件SW2导通时对采样节点S的电压信号进行采样，此时采样得到的电压Vs例如可以为VDD-Vth。

本示例实施方式中，如图3所示，所述移位寄存器单元的检测电路20还可以包括第二控制元件MS2和第三控制元件MS3。其中，第二控制元件MS2的控制端连接第一控制信号端VGS，第一端连接移位寄存器单元的信号输出端OUT，第二端连接第三控制元件MS3的控制端；第三控制元件MS3的第一端连接移位寄存器单元的信号输出端OUT，第二端连接移位寄存器单元中用于复位和降噪的电压信号端例如图1中的第二电源信号端VGL。也就是说，第三控制元件MS3与移位寄存器单元的下拉模块中的第七晶体管T7是并联在移位寄存器单元的信号输出端OUT与第二电源信号端VGL之间的。

其中，第一控制元件MS1、第二控制元件MS2和第三控制元件MS3可以均为晶体管，且第一控制元件MS1和第二控制元件MS2的掺杂类型相同，例如第一控制元件MS1和第二控制元件MS2均为P型晶体管或者均为N型晶体管。

本示例实施方式还提供了一种移位寄存器单元的检测方法，应用于上述移位寄存器单元的检测电路。如图4所示，所述移位寄存器单元的检测方法可以包括：

S1、导通第一控制元件MS1以使移位寄存器单元的信号输出端OUT与采样节点S相连通；

S2、导通第一开关元件SW1并通过参考信号端DAC对采样节点S进行初始化；

S3、导通第二开关元件SW2并通过采样信号端ADC对采样节点S的电压信号进行采样，以使该采样信号端ADC连接的采样模块能够根据该电压信号得到移位寄存器单元的输出晶体管即第三晶体管T3的阈值电压Vth。

本公开示例性实施方式所提供的移位寄存器单元的检测方法，可在移位寄存器单元的信号输出端OUT与采样节点S连通的状态下，先对采样节点S进行初始化，再对采样节点S的电压信号进行采样，以使采样模块能够根据该电压信号而得到移位寄存器单元的输出晶体管的阈值电压Vth。基于此，根据检测到的输出晶体管的阈值电压Vth即可得知其实际偏移程度，从而可在输出晶体管的阈值电压Vth偏移较大时通过控制电路自动调节移位寄存器单元的驱动信号，以此来防止信号的误输出，从而保证显示品质。在此基础上，由于本示例实施方式可以根据输出晶体管的阈值电压偏移情况自动调节移位寄存器单元的驱动信号，因此初始移位寄存器单元的驱动电压可以设置的相对较低，则输出晶体管受到的应力较小，这样即可保证输出晶体管的阈值电压偏移相对较慢，而在阈值电压偏移达到一定程度后再相应的提高驱动电压，不仅可以确保移位寄存器单元的正常工作，而且相比于采用恒定高压驱动方式的移位寄存器单元能够工作更长时间，从而可以延长移位寄存器单元的使用寿命。

下面以所有开关元件和所有控制元件均为N型晶体管为例，结合附图对该移位寄存器单元的检测电路的工作过程进行示例性说明。其中，该移位寄存器单元的输入信号端INPUT连接至起始信号端STV，则其输入信号即为起始信号。在检测过程中，第二电源信号端VGL的第二电源信号维持低电平，第三电源信号端VGH的第三电源信号维持高电平，第一电源信号端VDD的第一电源信号为高电平且略低于第三电源信号端VGH的第三电源信号。

以图2所示的移位寄存器单元的检测电路为例，参考图5所示的移位寄存器单元的检测信号时序图可知，该移位寄存器单元的检测过程大致可以包括如下阶段：

在初始化t1阶段，向起始信号端STV、时钟信号端CLK、第一控制信号端VGS和第一开关信号端SW-Ref施加高电平电压，向第二开关信号端SW-Samp施加低电平电压，则第一晶体管T1、第一控制元件MS1和第一开关元件SWl导通，此时第一电源信号对上拉节点PU进行充电，使得第三晶体管T3的控制端施加第一电源信号、第一端施加时钟信号，同时移位寄存器单元的信号输出端OUT与采样节点S相连通，因此通过控制参考信号端DAC输出一初始化电压即可对采样节点S进行初始化，例如在初始化电压为0V时采样节点S就会被初始化为0V。在浮空t2阶段，保持起始信号端STV、时钟信号端CLK和第一控制信号端VGS的高电平电压，向第一开关信号端SW-Ref和第二开关信号端SW-Samp施加低电平电压，此时第一开关元件SW1和第二开关元件SW2均断开，因此采样节点S处于浮空状态，而第一晶体管T1和第一控制元件MS1仍导通，且在上拉节点PU的作用下第三晶体管T3即输出晶体管也导通，那么该上拉节点PU处正以第一电源电压充电的电压便会向采样节点S一侧流动并开始充电，直至采样节点S的电压达到第一电源电压与第三晶体管T3的阈值电压Vth的差值即VDD-Vth。

在采样t3阶段，向起始信号端STV、时钟信号端CLK、第一控制信号端VGS和第二开关信号端SW-Samp施加高电平电压，向第一开关信号端SW-Ref施加低电平电压，则第一晶体管T1、第一控制元件MS1和第二开关元件SW2导通，此时采样模块通过采样信号端ADC即可对采样节点S的电压信号进行采样，而采样模块根据采样得到的电压信号进行计算分析便可以得知第三晶体管T3即输出晶体管的阈值电压Vth。

图6示出了采样节点S与信号输出端OUT的电压关系变化曲线。由图可知，在时钟信号为高电平时，采样节点S与信号输出端OUT的电压变化曲线相重合，即变化趋势完全一致，而在时钟信号为低电平时，信号输出端OUT的电压被拉低，此时采样节点S的电压保持不变。

需要说明的是：以上是以图2所示的移位寄存器单元的检测电路20结构为例进行说明的，但也可以采用图3所示的移位寄存器单元的检测电路20进行检测。其中，第一控制元件MS1和第一开关元件SW1相比于第二控制元件MS2和第三控制元件MS3具有较大的尺寸，例如第二控制元件MS2和第三控制元件MS3的尺寸为10/12um时，第一控制元件MS1和第一开关元件SW1的尺寸则为100/12um以上。

图7示出了基于图2和图3中的移位寄存器单元的检测电路20所检测到的采样节点S处的采样电压与输出晶体管的阈值电压Vth的变化关系曲线。根据图7分析可知，基于图2所示的移位寄存器单元的检测电路，即不包括第二控制元件MS2和第三控制元件MS3的检测电路，该移位寄存器单元的输出晶体管的阈值电压Vth检测范围在-4V～10V之间，而基于图3所示的移位寄存器单元的检测电路，即包括第二控制元件MS2和第三控制元件MS3的检测电路，该移位寄存器单元的输出晶体管的阈值电压Vth检测范围在-6V～12V之间。由此可知，本示例通过增加第二控制元件MS2和第三控制元件MS3可以明显的扩大输出晶体管的阈值电压Vth检测范围。

本示例实施方式还提供了一种栅极驱动电路的控制电路，其中栅极驱动电路可连接至显示面板并为显示面板的扫描线提供驱动信号。如图8所示，该栅极驱动电路的控制电路可以包括：

如上移位寄存器单元的检测电路20，用于获取采样节点S的电压信号；

采样模块30，用于获取通过采样信号端ADC得到的采样节点S的电压信号并根据该电压信号得到移位寄存器单元的输出晶体管即第三晶体管T3的阈值电压Vth；以及，

控制模块40，用于接收输出晶体管的阈值电压Vth并在该输出晶体管的阈值电压Vth与参考阈值电压的差值超出预设值时调节移位寄存器单元的驱动电压即时钟信号端CLK的高电平电压。

具体而言，该控制模块40可以包括计算单元和调压单元；该计算单元可用于判断输出晶体管的阈值电压Vth与参考阈值电压的差值是否超出预设值，并在所述差值超出预设值时发送一调压控制信号；该调压单元可用于所述调压控制信号以调节移位寄存器单元的驱动电压。

其中，所述调压控制信号可以包括升压控制信号和降压控制信号。基于此，该调压单元可用于响应升压控制信号以升高移位寄存器单元的驱动电压，或者响应降压控制信号以降低移位寄存器单元的驱动电压。

本公开示例性实施方式所提供的栅极驱动电路的控制电路，根据检测到的输出晶体管的阈值电压Vth即可得知其实际偏移程度，并在输出晶体管的阈值电压Vth偏移较大时通过控制模块40自动调节移位寄存器单元的驱动信号，从而能够有效延长移位寄存器单元的使用寿命。

本示例实施方式还提供了一种显示装置，包括显示面板以及上述栅极驱动电路的控制电路。该显示装置可以根据输出晶体管的阈值电压Vth的偏移程度自动调节移位寄存器单元的驱动信号，以此来防止信号的误输出，从而保证显示品质，同时还能延长移位寄存器单元的使用寿命。

其中，所述显示装置可以包括手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。