专利名称：栅极移位寄存器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能执行双向移位操作并减少开关器件数量的栅极移位寄存器。
背景技术：
近来，已提出了执行双向移位操作的栅极移位寄存器。双向栅极移位寄存器包括双向控制电路，并以正向移位模式或以反向移位模式进行操作。然而，常规的双向栅极移位寄存器问题在于，与单向栅极移位寄存器相比，由于额外提供的双向控制电路，增加了嵌入的栅极驱动器的设计面积。
发明内容
因此，本发明涉及一种基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的栅极移位寄存器。本发明的一个目的是提供一种能执行双向移位操作并减少开关器件数量的栅极移位寄存器。在下面的描述中将列出本发明的其它优点、目的和特征，这些优点、目的和特征的一部分从下面的描述对于本领域普通技术人员来说是显而易见的，或者可从本发明的实施领会到。通过说明书、权利要求以及附图中特别指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其他优点。为了实现这些目的和其他优点并根据本发明的目标，如在此具体和概括描述的，一种栅极移位寄存器包括:构造成接收多个栅极移位时钟并依次输出扫描脉冲的多个级，其中所述多个级的第k级包括:扫描方向控制器，所述扫描方向控制器包括第一和第二正向薄膜晶体管(TFT)以及第一和第二反向TFT,所述扫描方向控制器用于响应于通过第一和第二输入端输入的前一级的进位信号以及通过第三和第四输入端输入的下一级的进位信号转换扫描方向；节点控制器，所述节点控制器包括第一到第十八TFT，所述节点控制器用于控制Ql节点、Q2节点、QBl节点和QB2节点中每一个的充电和放电操作；和输出单元，所述输出单元包括第一和第二上拉TFT以及第一到第四下拉TFT，所述输出单元用于根据所述Ql和Q2以及所述QBl和所述QB2节点的电压电平输出第一扫描脉冲和第二扫描脉冲。所述多个栅极移位时钟的每个都可具有三个水平周期的脉冲宽度，且所述多个栅极移位时钟的每个都可生成为6相位循环时钟，所述6相位循环时钟的相位以每一水平周期为基础进行移位；且所述多个栅极移位时钟的相邻栅极移位时钟在两个水平周期期间彼此重叠。所述第一扫描脉冲可用作第一进位信号，所述第二扫描脉冲可用作第二进位信号。所述第一输入端可与第k-2级的第二输出节点连接，所述第二输入端可与第k-ι级的第一输出节点连接，所述第三输入端可与第k+Ι级的第二输出节点连接，所述第四输入端可与第k+2级的第一输出节点连接。 所述第一正向TFT可响应于通过所述第一输入端输入的所述第k-2级的第二进位信号给所述Ql节点施加正向驱动电压，所述第二正向TFT可响应于通过所述第二输入端输入的所述第k-Ι级的第一进位信号给所述Q2节点施加所述正向驱动电压，所述第一反向TFT可响应于通过所述第三输入端输入的所述第k+Ι级的第二进位信号给所述Ql节点施加反向驱动电压，所述第二反向TFT可响应于通过所述第四输入端输入的所述第k+2级的第一进位信号给所述Q2节点施加所述反向驱动电压。所述第一 TFT可根据所述QB2节点的电压电平将所述Ql节点放电至低电位电压，所述第二 TFT可根据所述QBl节点的电压电平将所述Ql节点放电至所述低电位电压，所述第三TFT可响应于通过所述第四输入端输入的所述第k+2级的第一进位信号给所述QBl节点施加正向驱动电压，所述第四TFT可响应于通过所述第一输入端输入的所述第k-2级的第二进位信号给所述QBl节点施加反向驱动电压，所述第五TFT的栅极电极和源极电极可与奇数交流(AC)驱动电压供给线连接，所述第五TFT给第一节点施加奇数AC驱动电压，所述第六TFT可根据所述Ql节点的电压电平将所述第一节点放电至所述低电位电压，所述第七TFT可根据所述第一节点的电压电平给所述QBl节点施加所述奇数AC驱动电压，所述第八TFT可根据所述Q2节点的电压电平将所述第一节点放电至所述低电位电压，所述第九TFT可根据所述Ql节点的电压电平将所述QBl节点放电至所述低电位电压，所述第十TFT可根据所述QBl节点的电压电平将所述Q2节点放电至所述低电位电压，所述第十一 TFT可根据所述QB2节点的电压电平将所述Q2节点放电至所述低电位电压，所述第十二 TFT可响应于通过所述第四输入端输入的所述第k+2级的所述第一进位信号给所述QB2节点施加所述正向驱动电压，所述第十三TFT可响应于通过所述第一输入端输入的所述第k-2级的所述第二进位信号给所述QB2节点施加所述反向驱动电压，所述第十四TFT的栅极电极和源极电极可与偶数AC驱动电压供给线连接，所述第十四TFT给第二节点施加偶数AC驱动电压，所述第十五TFT可根据所述Q2节点的电压电平将所述第二节点放电至所述低电位电压，所述第十六TFT可根据所述第二节点的电压电平给所述QB2节点施加所述偶数AC驱动电压，所述第十七TFT可根据所述Ql节点的电压电平将所述第二节点放电至所述低电位电压，所述第十八TFT可根据所述Q2节点的电压电平将所述QB2节点放电至所述低电位电压。所述第一上拉TFT可根据所述Ql节点的电压电平给所述第一输出节点提供第A栅极移位时钟，所述第二上拉TFT可根据所述Q2节点的电压电平给所述第二输出节点提供第A+1栅极移位时钟，所述第一下拉TFT可根据所述QBl节点的电压电平将所述第一输出节点放电至所述低电位电压，所述第二下拉TFT可根据所述QBl节点的电压电平将所述第二输出节点放电至所述低电位电压，所述第三下拉TFT可根据所述QB2节点的电压电平将所述第一输出节点放电至所述低电位电压，所述第四下拉TFT可根据所述QB2节点的电压电平将所述第二输出节点放电至所述低电位电压。应当理解，本发明前面的一般性描述和下面的详细描述都是例示性的和解释性的，意在对要求保护的内容提供进一步的解释。
给本发明提供进一步理解并组成说明书一部分的附解了本发明的实施方式并与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中:图1是图解根据本发明一实施方式的栅极移位寄存器的构造的示图；图2是根据所述实施方式的第k级STk的电路图；图3图解了第k级STk在正向移位操作期间的输入和输出信号；图4图解了第k级STk在反向移位操作期间的输入和输出信号；图5A和5B图解了解释本发明优于现有技术的效果的模拟结果。
具体实施例方式之后，将参照附图详细描述根据本发明实施方式的栅极移位寄存器。图1是图解根据本发明一实施方式的栅极移位寄存器的构造的示图。图1中所示的栅极移位寄存器包括多个级联连接的级STl到STn以及至少两个虚拟级DTO和DTn+1。各个级STl到STn都包括两个输出通道并输出两个扫描脉冲。扫描脉冲被施加到平板显示装置的扫描线，同时扫描脉冲用作传输到前一级和下一级的进位信号。在下面的描述中，“前一级”表示位于参考级以上的级，例如以第k级STk为基础，“前一级”表示在第k-Ι级STk-1级到第一虚拟级DTO之中的任意一级，其中“k”是l〈k〈n。“下一级”表示位于参考级以下的级，例如，以第k级STk为基础，“下一级”表示在第k+Ι级STk+Ι级到第二虚拟级DTn+Ι之中的任意一级。第一虚拟级DTO输出被输入到下一级的进位信号Vdl,第二虚拟级DTn+Ι输出被输入到前一级的进位信号Vd2。在正向移位模式中，级STl到STn按第一级STl —第k级STk —第η级STn的顺序输出扫描脉冲VOUT (I) I到VOUT (I) 2。在正向移位模式中，各个级STl到STn都响应于作为启动信号而施加给第一和第二输入端VSTl和VST2的两个不同的前一级的进位信号以及作为重置信号而施加给第三和第四输入端NEXTl和ΝΕΧΤ2的两个不同的下一级的进位信号而操作。在正向移位模式中，给第一级STl的第一和第二输入端VSTl到VST2施加来自外部(即时序控制器)的正向栅极启动脉冲。在反向移位模式中，级STl到STn按第η级STn —第k级STk —第一级STl的顺序输出扫描脉冲VOUT (η) 2到VOUT (I) I。在反向移位模式中，各个级STl到STn都响应于作为重置信号而施加给第一和第二输入端VSTl和VST2的两个不同的前一级的进位信号以及作为启动信号而施加给第三和第四输入端NEXTl和ΝΕΧΤ2的两个不同的下一级的进位信号而操作。在反向移位模式中，给第η级STn的第三和第四输入端NEXTl和ΝΕΧΤ2施加来自外部的反向栅极启动脉冲。栅极移位寄存器输出彼此重叠预定时间的扫描脉冲VOUT (I) I到VOUT (η) 2。为此，给各个级STl到STn输入在i相位栅极移位时钟之中彼此重叠预定时间并依次延迟的两个栅极移位时钟，其中“i”是正偶数。优选栅极移位时钟由6或更多相位栅极移位时钟实现，从而在240Hz或更高的高速驱动过程中确保足够的充电时间。之后，每个6相位栅极移位时钟CLKl到CLK6都具有三水平周期(3H)的脉冲宽度并以每一水平周期为基础进行移位。此外，6相位栅极移位时钟CLKl到CLK6的相邻栅极移位时钟在两个水平周期期间彼此重叠。6相位栅极移位时钟CLKl到CLK6在栅极高电压VGH与栅极低电压VGL之间摆动。如图3和4中所示，给级STl到STn施加交流(AC)驱动电压VDD_E和VDD_0，交流(AC)驱动电压VDD_E和VDD_0以每一预定周期为基础在栅极高电压VGH与栅极低电压VGL之间具有180度相位差并在相反方向上摆动。此外，给级STl到STn提供接地电平电压GND或与栅极低电压VGL相同电平的低电位电压VSS。在正向移位模式中，给级STl到STn提供与栅极高电压VGH相同电平的正向驱动电压VDD_F和与栅极低电压VGL相同电平的反向驱动电压VDD_R。在反向移位模式中，给级STl到STn提供与栅极高电压VGH相同电平的反向驱动电压VDD_R和与栅极低电压VGL相同电平的正向驱动电压VDD_F。栅极高电压VGH设定成为大于形成在平板显示装置的TFT阵列中的薄膜晶体管(TFT)的阈值电压的电压。栅极低电压VGL设定成为小于形成在显示装置的TFT阵列中的TFT的阈值电压的电压。例如，栅极高电压VGH可设为20V到30V，栅极低电压VGL可设为-5V。图2是根据该实施方式的第k级STk的电路图。其他每个级都具有与第k级STk相同的电路构造。参照图2，给第k级STk的时钟端输入6相位栅极移位时钟CLKl到CLK6之中的两个栅极移位时钟CLKA和CLKA+1。第k级STk包括扫描方向控制器10、节点控制器20和输出单元30，所述扫描方向控制器10响应于通过第一和第二输入端VSTl和VST2输入的前一级的进位信号和通过第三和第四输入端NEXTl和NEXT2输入的下一级的进位信号来转换扫描方向，所述节点控制器20控制Ql节点、Q2节点、QBl节点和QB2节点的充电和放电操作，所述输出单元30根据Ql和Q2节点以及QBl和QB2节点的电压电平输出两个扫描脉冲VOUT(K) I和VOUT (K) 2。扫描方向控制器10包括四个TFT。更具体地说，扫描方向控制器10包括第一和第二正向TFT TFl和TF2以及第一和第二反向TFT TRl和TR2。第一正向TFT TFl响应于通过第一输入端VSTl输入的第k_2级STk_2的第二进位信号VOUT (K-2) 2给Ql节点施加正向驱动电压VDD_F。第二正向TFT TF2响应于通过第二输入端VST2输入的第k_l级STk-Ι的第一进位信号VOUT(K-1) I给Q2节点施加正向驱动电压VDD_F。第一反向TFT TRl响应于通过第三输入端NEXTl输入的第k+Ι级STk+Ι的第二进位信号VOUT (K+l)2给Ql节点施加反向驱动电压VDD_R。第二反向TFT TR2响应于通过第四输入端NEXT2输入的第k+2级STk+2的第一进位信号VOUT (K+2) I给Q2节点施加反向驱动电压VDD_R。节点控制器20包括十八个TFT，即第一到第十八TFT Tl到T18。第一 TFT Tl根据QB2节点的电压电平将Ql节点放电至低电位电压VSS。第二 TFT T2根据QBl节点的电压电平将Ql节点放电至低电位电压VSS。第三TFT T3响应于通过第四输入端NEXT2输入的第k+2级STk+2的第一进位信号VOUT (K+2) I给QBl节点施加正向驱动电压VDD_F。第四TFT T4响应于通过第一输入端VSTl输入的第k_2级STk_2的第二进位信号VOUT (K-2) 2给QBl节点施加反向驱动电压VDD_R。第五TFT T5的栅极电极和源极电极与奇数AC驱动电压供给线连接，第五TFT T5给第一节点NI施加奇数AC驱动电压VDD_0。第六TFT T6根据Ql节点的电压电平将第一节点NI放电至低电位电压VSS。第七TFT T7根据第一节点NI的电压电平给QBl节点施加奇数AC驱动电压VDD_O0第八TFT T8根据Q2节点的电压电平将第一节点NI放电至低电位电压VSS。第九TFT T9根据Ql节点的电压电平将QBl节点放电至低电位电压VSS。第十TFT TlO根据QBl节点的电压电平将Q2节点放电至低电位电压VSS。第^^一 TFT Tll根据QB2节点的电压电平将Q2节点放电至低电位电压VSS。第十二 TFT T12响应于通过第四输入端NEXT2输入的第k+2级STk+2的第一进位信号VOUT (K+2) I给QB2节点施加正向驱动电压VDD_F。第十三TFT T13响应于通过第一输入端VSTl输入的第k-2级STk-2的第二进位信号VOUT (K-2) 2给QB2节点施加反向驱动电压VDD_R。第十四TFT T14的栅极电极和源极电极与偶数AC驱动电压供给线连接，第十四TFT T14给第二节点N2施加偶数AC驱动电压VDD_E。第十五TFT T15根据Q2节点的电压电平将第二节点N2放电至低电位电压VSS。
第十六TFT T16根据第二节点N2的电压电平给QB2节点施加偶数AC驱动电压VDD_E0第十七TFT T17根据Ql节点的电压电平将第二节点N2放电至低电位电压VSS。第十八TFT T18根据Q2节点的电压电平将QB2节点放电至低电位电压VSS。输出单元30包括六个TFT。更具体地说，输出单元30包括第一和第二上拉TFTTUl和TU2以及第一到第四下拉TFT TDl到TD4。第一上拉TFT TUl根据Ql节点的电压电平给第一输出节点NOl提供第A栅极移位时钟。第二上拉TFT TU2根据Q2节点的电压电平给第二输出节点N02提供第A+1栅极移位时钟。第一下拉TFT TDl根据QBl节点的电压电平将第一输出节点NOl放电至低电位电压 VSS。第二下拉TFT TD2根据QBl节点的电压电平将第二输出节点N02放电至低电位电压 VSS。第三下拉TFT TD3根据QB2节点的电压电平将第一输出节点NOl放电至低电位电压 VSS。第四下拉TFT TD4根据QB2节点的电压电平将第二输出节点N02放电至低电位电压 VSS。如上所述，根据该实施方式的各个级STl到STn都包括包含四个TFT的扫描方向控制器10、包含十八个TFT的节点控制器20、和包含六个TFT的输出单元30。就是说，尽管常规的双向栅极移位寄存器至少包括三十个TFT以确保各个级的双向移位操作，但根据该实施方式的所述级包括数量减少的TFT，即二十个TFT，这可减小嵌入的栅极驱动器的设计面积。图3图解了第k级STk在正向移位操作期间的输入和输出信号。下面将参照图2和3描述第k级的正向移位操作的顺序。在正向移位模式中，生成正向栅极启动脉冲(未示出)，并生成6相位栅极移位时钟CLKl到CLK6作为循环时钟，所述6相位栅极移位时钟CLKl到CLK6从第一栅极移位时钟CLKl到第六栅极移位时钟CLK6依次延迟。在正向移位模式中，输入与栅极高电压VGH相同电平的正向驱动电压VDD_F，并输入与栅极低电压VGL相同电平的反向驱动电压VDD_R。在正向移位模式中，假定输入到第k级STk的栅极移位时钟CLKA和CLKA+1分别是栅极移位时钟CLKl和CLK2。首先，在正向移位模式中，描述第k级STk在奇数帧期间的操作。在奇数帧期间，输入与栅极高电压VGH相同电平的奇数AC驱动电压VDD_0，并输入与栅极低电压VGL相同电平的偶数AC驱动电压VDD_E。同时，QB2节点持续保持为栅极低电压VGL的电平。因而，栅极电极与QB2节点连接的TFT Tl，T10, TD3和TD4持续保持在关断状态中。在周期Tl和T2期间，通过第一输入端VSTl输入第k_2级STk_2的第二进位信号VOUT (K-2) 2作为启动信号。第一正向TFT TF1、第四TFT T4和第十三TFT T13响应于该启动信号而导通。结果，Ql节点充电至栅极高电压VGH，QB1节点和QB2节点放电至栅极低电压 VGL。在周期T2和T3期间，通过第二输入端VST2输入第k_l级STk-1的第一进位信号VOUT(K-1) I作为启动信号。第二正向TFT TF2响应于该启动信号而导通。结果，Q2节点充电至栅极高电压VGH。在周期T3和T4期间，给第一上拉TFT TUl的漏极电极施加第一栅极移位时钟CLKl。第一栅极移位时钟CLKl与栅极高电压VGH相等。Ql节点的电压通过第一上拉TFTTUl的栅极电极与漏极电极之间的寄生电容而自举(bootstrapped),增大至高于栅极高电压VGH的电压电平，由此使第一上拉TFT TUl导通。因此，第k级STk输出升高至栅极高电压VGH的第一扫描脉冲VOUT (K) I。在周期T4和T5期间，给第二上拉TFT TU2的漏极电极施加第二栅极移位时钟CLK2。第二栅极移位时钟CLK2与栅极高电压VGH相等。Q2节点的电压通过第二上拉TFTTU2的栅极电极与漏极电极之间的寄生电容而自举，增大至高于栅极高电压VGH的电压电平，由此使第二上拉TFT TU2导通。因此，第k级STk输出升高至栅极高电压VGH的第二扫描脉冲VOUT (K) 2。在周期T5期间，通过第三输入端NEXTl输入第k+Ι级STk+Ι的第二进位信号VOUT (K+1) 2作为重置信号。第一反向TFT TRl和第三TFT T3响应于该重置信号而导通。结果，Ql节点放电至栅极低电压VGL，QBl节点充电至栅极高电压VGH。第一上拉TFT TUl由于Ql节点的放电而关断。同时，即使第六TFT T6由于Ql节点的放电而关断，由于第八TFT T8的导通操作，所以第一节点NI持续保持为栅极低电压VGL。因此，第六TFTT6关断，QBl节点持续保持为栅极低电压VGL。在周期T5期间，第一扫描脉冲VOUT(K) I下降。在周期T6期间，通过第四输入端NEXT2输入第k+2级STk+2的第一进位信号VOUT(K+2) I作为重置信号。第二反向TFT TR2和第三TFT T3响应于该重置信号而导通。结果，Q2节点放电至栅极低电压VGL，QBl节点充电至栅极高电压VGH。第二上拉TFT TU2由于Q2节点的放电而关断，第一和第二下拉TFT TDl和TD2由于QBl节点的充电而导通。因此，第k级STk将第一扫描脉冲VOUT (K) I保持在下降状态并使第二扫描脉冲VOUT (K) 2下降。接下来，描述在正向移位模式中第k级STk在偶数帧期间的操作。在偶数帧期间，输入与栅极高电压VGH相同电平的偶数AC驱动电压VDD_E，并输入与栅极低电压VGL相同电平的奇数AC驱动电压VDD_0。同时，QBl节点持续保持为栅极低电压VGL的电平。因而，栅极电极与QBl节点连接的TFT T2，T10, TDl和TD2持续保持在关断状态中。除通过QB2节点控制第一和第二扫描脉冲VOUT(K) I和VOUT (K) 2的下降之外，就第一和第二扫描脉冲VOUT (K) I和VOUT (K) 2的生成时序而言，第k级STk在偶数帧期间的操作大致与第k级STk在奇数帧期间的操作相同。因而，由上面针对第k级STk在奇数帧期间的操作的描述代替第k级STk在偶数帧期间的操作的详细描述。图4图解了第k级STk在反向移位操作期间的输入和输出信号。下面将参照图2和4描述第k级的反向移位操作的顺序。在反向移位模式中，生成反向栅极启动脉冲(未示出)，并生成6相位栅极移位时钟CLKl到CLK6作为循环时钟，所述6相位栅极移位时钟CLKl到CLK6从第六栅极移位时钟CLK6到第一栅极移位时钟CLKl依次延迟。在反向移位模式中，输入与栅极高电压VGH相同电平的反向驱动电压VDD_R，并输入与栅极低电压VGL相同电平的正向驱动电压VDD_F。在反向移位模式中，假定输入到第k级STk的栅极移位时钟CLKA和CLKA+1分别是栅极移位时钟CLK5和CLK6。首先，在反向移位模式中，描述第k级STk在奇数帧期间的操作。在奇数帧期间，输入与栅极高电压VGH相同电平的奇数AC驱动电压VDD_0，并输入与栅极低电压VGL相同电平的偶数AC驱动电压VDD_E。同时，QB2节点持续保持为栅极低电压VGL的电平。因而，栅极电极与QB2节点连接的TFT Tl，T10, TD3和TD4持续保持在关断状态中。在周期Tl和T2期间，通过第四输入端NEXT2输入第k+2级STk+2的第一进位信号VOUT (K+2) 2作为启动信号。第二反向TFT TR2和第三TFT T3响应于该启动信号而导通。结果，Q2节点充电至栅极高电压VGH，QBl节点放电至栅极低电压VGL。在周期T2和T3期间，通过第三输入端NEXTl输入第k+Ι级STk+Ι的第二进位信号VOUT (K+1) 2作为启动信号。第一反向TFT TRl响应于该启动信号而导通。结果，Ql节点充电至栅极高电压VGH。在周期T3和T4期间，给第二上拉TFT TU2的漏极电极施加第六栅极移位时钟CLK6。第六栅极移位时钟CLK6与栅极高电压VGH相等。Q2节点的电压通过第二上拉TFTTU2的栅极电极与漏极电极之间的寄生电容而自举，增大至高于栅极高电压VGH的电压电平，由此使第二上拉TFT TU2导通。因此，第k级STk输出升高至栅极高电压VGH的第二扫描脉冲VOUT (K) 2。在周期T4和T5期间，给第一上拉TFT TUl的漏极电极施加第五栅极移位时钟CLK5。第五栅极移位时钟CLK5与栅极高电压VGH相等。Q2节点的电压通过第一上拉TFTTUl的栅极电极与漏极电极之间的寄生电容而自举，增大至高于栅极高电压VGH的电压电平，由此使第一上拉TFT TUl导通。因此，第k级STk输出升高至栅极高电压VGH的第一扫描脉冲VOUT (K)l。在周期T5期间，通过第二输入端VST2输入第k-Ι级STk-1的第一进位信号VOUT(K-1) I作为重置信号。第二反向TFT TR2响应于该重置信号而导通。结果，Q2节点放电至栅极低电压VGL，因而第二上拉TFT TU2关断。同时，即使第十五TFT T15由于Q2节点的放电而关断，由于第十七TFT T17的导通操作，所以第二节点N2持续保持为栅极低电压VGL0因此，第十六TFT T16关断，QB2节点持续保持为栅极低电压VGL。在周期T5期间，第二扫描脉冲VOUT (K) 2下降。在周期T6期间，通过第一输入端VSTI输入第k-2级STk_2的第二进位信号VOUT (K-2) 2作为重置信号。第一正向TFT TFl、第四TFT T4、第十二 TFT T12和第十三TFTT13响应于该重置信号而导通。结果，Ql节点放电至栅极低电压VGL，QBl节点充电至栅极高电压VGH。第一上拉TFT TUl由于Ql节点的放电而关断，第一和第二下拉TFT TDl和TD2由于QBl节点的充电而导通。因此，第k级STk将第二扫描脉冲VOUT (K) 2保持在下降状态并使第一扫描脉冲VOUT(K) I下降。接下来，描述在反向移位模式中第k级STk在偶数帧期间的操作。在偶数帧期间，输入与栅极高电压VGH相同电平的偶数AC驱动电压VDD_E，并输入与栅极低电压VGL相同电平的奇数AC驱动电压VDD_0。同时，QBl节点持续保持为栅极低电压VGL的电平。因而，栅极电极与QBl节点连接的TFT T2，T10, TDl和TD2持续保持在关断状态中。除通过QB2节点控制第一和第二扫描脉冲VOUT(K) I和VOUT(K) 2的下降之外，就第一和第二扫描脉冲VOUT (K) I和VOUT (K) 2的生成时序而言，第k级STk在偶数帧期间的操作大致与第k级STk在奇数帧期间的操作相同。因而，由上面针对第k级STk在奇数帧期间的操作的描述代替第k级STk在偶数帧期间的操作的详细描述。如上所述，尽管TFT的数量减少至二十八个，但本发明的实施方式仍表现出Ql节点和Q2节点的快速充电，这对高速驱动是有利的，并可提高在低温环境下的操作可靠性。Ql节点和Q2节点可快速充电的原因如下所述。就是说，设置于各个级STl到STn处的第三TFT T3、第四TFT T4、第十二 TFTT12和第十三TFT T13用于在Ql节点和Q2节点的自由充电周期期间将QBl节点和QB2节点放电至栅极低电压VGL。因为Ql节点和Q2节点的快速充电要求QBl节点和QB2节点的快速放电，所以TFT T3，T4，T12和Τ13的操作速度越快，就越能够实现Ql节点和Q2节点的快速充电。因为TFT Τ3，Τ4，Τ12和Τ13的栅极电极从第一输入端VSTl或第四输入端ΝΕΧΤ2直接接收高电压进位信号，所以TFT Τ3，Τ4，Τ12和Τ13表现出高操作速度并能将Ql节点和Q2节点快速充电。图5Α和5Β图解了解释本发明优于现有技术的效果的模拟结果。更具体地说，图5Α图解了根据现有技术的Q节点和QB节点的电压波形，图5Β图解了根据本发明的Q节点和QB节点的电压波形。参照图5Α和5Β，能够理解，作为在Q节点的自由充电周期期间QB节点快速放电的结果，根据本发明的栅极移位寄存器比根据现有技术的栅极移位寄存器更能表现出Q节点的快速充电。根据本发明的栅极移位寄存器能够实现Ql和Q2节点的高速充电以及减少TFT的数量，即二十八个TFT，这对高速驱动是有利的，并可提高在低温环境下的操作可靠性，这从上面的描述是显而易见的。
在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明可进行各种修改和变化，这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖落入所附权利要求及其等价物范围内的本发明的修改和变化。
权利要求
1.一种栅极移位寄存器，包括:构造成接收多个栅极移位时钟并依次输出扫描脉冲的多个级， 其中所述多个级的第k级包括: 扫描方向控制器，所述扫描方向控制器包括第一和第二正向薄膜晶体管(TFT)以及第一和第二反向TFT,所述扫描方向控制器用于响应于通过第一和第二输入端输入的前一级的进位信号以及通过第三和第四输入端输入的下一级的进位信号转换扫描方向； 节点控制器，所述节点控制器包括第一到第十八TFT，所述节点控制器用于控制Ql节点、Q2节点、QBl节点和QB2节点中每一个的充电和放电操作；和 输出单元，所述输出单元包括第一和第二上拉TFT以及第一到第四下拉TFT，所述输出单元用于根据所述Ql和Q2以及所述QBl和所述QB2节点的电压电平输出第一扫描脉冲和第二扫描脉冲。
2.根据权利要求1所述的栅极移位寄存器，其中: 所述多个栅极移位时钟的每个都具有三个水平周期的脉冲宽度，且所述多个栅极移位时钟的每个都生成为6相位循环时钟，所述6相位循环时钟的相位以每一水平周期为基础进行移位；且 所述多个栅极移位时钟的相邻栅极移位时钟在两个水平周期期间彼此重叠。
3.根据权利要求2所述的栅极移位寄存器，其中: 所述第一扫描脉冲用作第一进位信号； 所述第二扫描脉冲用作第二进位信号；且 所述第一输入端与第k-2级的第二输出节点连接，所述第二输入端与第k-Ι级的第一输出节点连接，所述第三输入端与第k+Ι级的第二输出节点连接，所述第四输入端与第k+2级的第一输出节点连接。
4.根据权利要求3所述的栅极移位寄存器，其中: 所述第一正向TFT响应于通过所述第一输入端输入的所述第k-2级的第二进位信号给所述Ql节点施加正向驱动电压； 所述第二正向TFT响应于通过所述第二输入端输入的所述第k-Ι级的第一进位信号给所述Q2节点施加所述正向驱动电压； 所述第一反向TFT响应于通过所述第三输入端输入的所述第k+Ι级的第二进位信号给所述Ql节点施加反向驱动电压； 所述第二反向TFT响应于通过所述第四输入端输入的所述第k+2级的第一进位信号给所述Q2节点施加所述反向驱动电压。
5.根据权利要求3所述的栅极移位寄存器，其中: 所述第一 TFT根据所述QB2节点的电压电平将所述Ql节点放电至低电位电压； 所述第二 TFT根据所述QBl节点的电压电平将所述Ql节点放电至所述低电位电压；所述第三TFT响应于通过所述第四输入端输入的所述第k+2级的第一进位信号给所述QBl节点施加正向驱动电压； 所述第四TFT响应于通过所述第一输入端输入的所述第k-2级的第二进位信号给所述QBl节点施加反向驱动电压； 所述第五TFT的栅极电极和源极电极与奇数交流(AC)驱动电压供给线连接，所述第五TFT给第一节点施加奇数AC驱动电压； 所述第六TFT根据所述Ql节点的电压电平将所述第一节点放电至所述低电位电压； 所述第七TFT根据所述第一节点的电压电平给所述QBl节点施加所述奇数AC驱动电压； 所述第八TFT根据所述Q2节点的电压电平将所述第一节点放电至所述低电位电压； 所述第九TFT根据所述Ql节点的电压电平将所述QBl节点放电至所述低电位电压； 所述第十TFT根据所述QBl节点的电压电平将所述Q2节点放电至所述低电位电压； 所述第十一 TFT根据所述QB2节点的电压电平将所述Q2节点放电至所述低电位电压； 所述第十二 TFT响应于通过所述第四输入端输入的所述第k+2级的所述第一进位信号 给所述QB2节点施加所述正向驱动电压； 所述第十三TFT响应于通过所述第一输入端输入的所述第k-2级的所述第二进位信号给所述QB2节点施加所述反向驱动电压； 所述第十四TFT的栅极电极和源极电极与偶数AC驱动电压供给线连接，所述第十四TFT给第二节点施加偶数AC驱动电压； 所述第十五TFT根据所述Q2节点的电压电平将所述第二节点放电至所述低电位电压； 所述第十六TFT根据所述第二节点的电压电平给所述QB2节点施加所述偶数AC驱动电压； 所述第十七TFT根据所 述Ql节点的电压电平将所述第二节点放电至所述低电位电压； 所述第十八TFT根据所述Q2节点的电压电平将所述QB2节点放电至所述低电位电压。
6.根据权利要求3所述的栅极移位寄存器，其中: 所述第一上拉TFT根据所述Ql节点的电压电平给所述第一输出节点提供第A栅极移位时钟； 所述第二上拉TFT根据所述Q2节点的电压电平给所述第二输出节点提供第A+1栅极移位时钟； 所述第一下拉TFT根据所述QBl节点的电压电平将所述第一输出节点放电至所述低电位电压； 所述第二下拉TFT根据所述QBl节点的电压电平将所述第二输出节点放电至所述低电位电压； 所述第三下拉TFT根据所述QB2节点的电压电平将所述第一输出节点放电至所述低电位电压； 所述第四下拉TFT根据所述QB2节点的电压电平将所述第二输出节点放电至所述低电位电压。
全文摘要
公开了一种能执行双向移位操作并减少开关器件数量的栅极移位寄存器。所述栅极移位寄存器包括接收多个栅极移位时钟并依次输出扫描脉冲的多个级。第k级包括扫描方向控制器，所述扫描方向控制器包括第一和第二正向TFT以及第一和第二反向TFT，以响应于通过第一和第二输入端输入的前一级的进位信号以及通过第三和第四输入端输入的下一级的进位信号转换扫描方向；节点控制器，所述节点控制器包括第一到第十八TFT，以控制Q1、Q2、QB1和QB2节点的充电和放电操作；和输出单元，所述输出单元包括第一和第二上拉TFT以及第一到第四下拉TFT，以根据所述Q1、Q2、QB1和QB2节点的电压电平输出两个扫描脉冲。
文档编号G11C19/28GK103165189SQ20121029083
公开日2013年6月19日 申请日期2012年8月15日 优先权日2011年12月13日
发明者慎弘縡, 李清雅 申请人:乐金显示有限公司