栅极驱动电路和显示装置的制作方法

1.本技术涉及显示技术领域，尤其涉及一种栅极驱动电路和显示装置。


背景技术：

2.显示装置中的液晶面板具有轻薄、节能、无辐射等诸多优点，因此已经成为市面上主流的显示装置，以薄膜晶体管液晶面板为例，其包括：多条扫描线与多条数据线，且相邻的两条扫描线与相邻的两条数据线交叉形成一个像素单元，该像素单元至少包括一个薄膜晶体管。而驱动扫描线与数据线的为驱动电路中的源极驱动电路和栅极驱动电路。栅极区电路可以形成在玻璃基板上，也可以在柔性电路板上。栅极驱动电路输出扫描信号，该扫描信号逐行开启对应扫描线上的薄膜晶体管。
3.而随着显示装置分辨率和刷新率提升，对栅极驱动电路的要求更高，通常需要加大栅极驱动电路中的主动开关的沟道宽度，但是主动开关的沟道宽度增大会造成输出曲线漂移，如何解决输出曲线漂移成了本领域亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种栅极驱动电路和显示装置，提升栅极驱动电路输出稳定性。
5.本技术公开了一种栅极驱动电路，所述栅极驱动电路包括多个级联的栅极驱动单元，用于逐行开启扫描线，所述栅极驱动单元包括输出单元，所述输出单元包括第一主动开关、第二主动开关、电容；所述第一主动开关包括第一输出端、第一控制端和第一输入端，所述第一输入端用于接收第一脉冲信号；所述第二主动开关包括第二输出端、第二控制端和第二输入端，所述第二输入端用于接收所述第一脉冲信号，所述第二输出端连接所述第一输出端，共同作为所述栅极驱动单元的输出端，所述第二控制端连接所述第一控制端，且所述第二控制端用于接收第一控制信号；以及所述电容的一端连接至所述第一控制端，所述电容的另一端连接至所述第一输出端；其中，所述第一主动开关的沟道宽度大于所述第二主动开关的沟道宽度。
6.可选的，所述第一主动开关的沟道宽度范围为大于等于3000um，且小于等于17000um；所述第二主动开关的沟道宽度范围为大于等于1000um，且小于等于3000um。
7.可选的，所述栅极驱动单元还包括：第三主动开关，包括第三输出端、第三控制端和第三输入端，所述第三输入端用于接收第一脉冲信号；所述第三输出端连接至所述第一输出端，所述第三控制端连接至所述第一控制端，且接收所述第一控制信号；所述第三主动开关的沟道宽度范围为大于等于1000um，且小于等于3000um。
8.可选的，所述栅极驱动单元还包括：第四主动开关，包括第四输出端、第四控制端和第四输入端，所述第四输入端用于接收所述第一脉冲信号；所述第四输出端连接至所述第一输出端，所述第四控制端连接至所述第一控制端，且接收所述第一控制信号；所述第四主动开关的沟道宽度范围为大于等于1000um，且小于等于3000um。
9.可选的，所述所述第一主动开关、所述第二主动开关、所述第三主动开关和所述第四主动开关分别采用薄膜晶体管结构，所述薄膜晶体管包括源极、漏极和栅极，所述源极为所述第一输入端，所述漏极为所述第一输出端，所述栅极为所述第一控制端；所述源极包括至少两个并列设置的源极分支，以及接各所述源极分支的源极主干；所述漏极与所述源极同层设置，所述漏极包括至少一个漏极分支，以及连接各所述漏极分支的漏极主干，所述漏极分支与所述源极分支并列且交替设置以形成沟道；所述栅极与所述源极、漏极对应设置；与所述源极引线直接连接的所述源极分支为第一源极分支，不与所述源极引线直接连接的所述源极分支为第二源极分支；所述第一源极分支与相邻的所述漏极分支之间的沟道长度，大于所述第二源极分支与相邻的所述漏极分支之间的沟道长度。
10.可选的，所述第一源极分支的数量有两个，两个所述第一源极分支分别连接在所述源极主干的两端，两个所述源极引线分别与两个所述第一源极分支连接；所述第二源极分支并列设置在两个所述第一源极分支之间，并与所述源极主干连接；所述漏极分支中，与所述漏极主干两端连接的为第一漏极分支和第二漏极分支，所述第一漏极分支设置在所述第一源极分支与所述第二源极分支之间，所述第二漏极分支设置在另一所述第一源极分支与所述第二源极分支之间。
11.可选的，所述第二源极分支的数量至少有两个，所述漏极分支中，与所述漏极主干两端之间区域连接的为第三漏极分支，所述第三漏极分支并列设置在所述第一漏极分支和所述第二漏极分支之间，且所述第三漏极分支还设置在相邻的两个所述第二源极分支之间。
12.可选的，所述第一主动开关、所述第二主动开关、所述第三主动开关和所述第四主开关在沿所述栅极驱动电路的扫描线延伸方向上设置成一排。
13.可选的，所述源极引线与所述第一源极分支垂直连接，且两个所述源极引线不处于同一直线上。
14.本技术还公开了一种显示装置，包括显示面板和驱动电路，所述驱动电路包括上述的栅极驱动电路；所述栅极驱动电路驱动所述显示面板显示。
15.因此本技术在第一主动开关上并联第二主动开关，并且第二主动开关的沟道宽度小于第一主动开关的沟道宽度，进而即使由于显示面板分辨率和刷新率变高，需要更大的栅极驱动电路的输出电流，需要将第一主动开关的沟道宽度做宽，本技术通过并联的方式，将第一主动开关需要输出的电流分担到第二主动开关上，使得第一主动开关的抗老化效果更佳。而且第二主动开关在电容两端的电压产生耦合是，可以稳定第一主动开关的第一控制端和第一输出端，从而提高栅极输出单元的稳定性，提升栅极驱动电路的稳定性。
附图说明
16.所包括的附图用来提供对本技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
17.图1是本技术的第一实施例的显示装置的示意图；
18.图2是本技术的第一实施例的显示面板的示意图；
19.图3是本技术的第一实施例的栅极驱动单元的等效电路的示意图；
20.图4是本技术的第一实施例的不同沟道宽度的主动开关的输出漂移值对比的曲线示意图；
21.图5是本技术的第一实施例的栅极驱动单元的示意图；
22.图6是本技术的第一实施例的薄膜晶体管的示意图；
23.图7是本技术的另一实施例的薄膜晶体管的示意图；
24.图8是本技术的第二实施例的栅极驱动单元的示意图；
25.图9是本技术的第二实施例的栅极驱动单元中薄膜晶体管的示意图；
26.图10是本技术的第三实施例的栅极驱动单元的示意图。
27.其中，10、显示装置；100、驱动电路；101、栅极驱动电路；102、源极引线；104、栅极驱动单元；105、输出单元；110、第一主动开关；120、第二主动开关；130、第三主动开关；140、第四主动开关；150、薄膜晶体管；151、源极分支；152、第一源极分支；153、第二源极分支；154、源极主干；156、漏极分支；157、漏极主干；158、第一漏极分支；159、第二漏极分支；160、第三漏极分支。
具体实施方式
28.需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本技术可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
29.在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
30.另外，“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本技术的简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
31.此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
32.下面参考附图和可选的实施例对本技术作详细说明。
33.如图1所示，作为本技术的第一实施例，图1公开了一种显示装置10，显示装置10包括显示面板和驱动电路，所述驱动电路包括栅极驱动电路101；栅极驱动电路101既可以形成在显示面板上，例如goa(gate driver on array)，也可以在柔性电路板上，例如栅极柔性电路板。
34.如图2示出了一种栅极驱动电路101，所述栅极驱动电路101包括多个级联的栅极驱动单元104，用于逐行开启扫描线，如图3示出了图2对应m处的等效电路的示意图，所述栅
极驱动单元104包括输出单元105(见图5所示)，所述输出单元105包括第一主动开关110、第二主动开关120、电容；所述第一主动开关110包括第一输出端、第一控制端、第一输入端，所述第一输入端接收第一脉冲信号；所述第二主动开关120包括第二输出端、第二控制端、第二输入端，所述第二输入端接收所述第一脉冲信号，所述第二输出端连接所述第一输出端作为所述栅极驱动单元104的输出端，所述第二控制端连接所述第一控制端，且接收第一控制信号st1；以及所述电容一端连接至所述第一控制端，所述电容另一端连接至所述第一输出端；其中，所述第一主动开关110的沟道宽度大于所述第二主动开关120的沟道宽度。
35.需要说明的是，第一主动开关110和第二主动开关120为并联关系，第一输入端和第二输入端都接收相同的第一脉冲信号，第一脉冲信号即为栅极驱动电路101中的时钟信号，由外部的时序控制器提供。该第一输出端和第二输出端作为该栅极驱动单元104的输出，且作为显示面板内一条扫描线的输入。
36.如图4示出了不同沟道宽度的主动开关的输出漂移值对比。该曲线是通过pbts(positive bia temperature stress,正偏压温度)测试得到，主动开关受正向偏压及高温作用，随时间增长特性曲线向右偏移，由于沟道宽度w越大，沟道电流越大，偏移越严重，沟道电流与沟道宽度成正比例关系。在主动开关正常工作过程中，同样会受到高温和电压作用，随时间增加，主动开关随之老化，而且会越来越严重。在沟道宽度w分别为1000um、3000um和17000um三种主动开关，处于pbts中1小时的测试时间，分别测试出w为1000um的主动开关的vth shift(偏移值)为2.17v，w为3000um的主动开关的vth shift为3.6v，w为17000um的主动开关的vth shift为7.4v，可知主动开关的沟道宽度越大，输出曲线偏移的程度越大，理想情况下w在1000um
‑
3000um的主动开关的抗老化效果更佳。
37.因此本技术在第一主动开关110上并联第二主动开关120，并且第二主动开关120的沟道宽度小于第一主动开关110的沟道宽度，进而即使由于显示面板分辨率和刷新率变高，需要更大的栅极驱动电路101的输出电流，需要将第一主动开关110的沟道宽度做宽，本技术通过并联的方式，将第一主动开关110需要输出的电流分担到第二主动开关120上，使得第一主动开关110的抗老化效果更佳。而且第二主动开关120在电容两端的电压产生耦合是，可以稳定第一主动开关110的第一控制端和第一输出端，从而提高栅极输出单元的稳定性，提升栅极驱动电路101的稳定性。
38.具体地，所述第一主动开关110的沟道宽度大于等于3000um，小于等于17000um；所述第二主动开关120的沟道宽度大于等于1000um，小于等于3000um。
39.如图5所示，对应图3的等效电路，本技术中的第一主动开关110和第二主动开关120都为薄膜晶体管结构，所述薄膜晶体管包括源极、漏极和栅极，所述源极为所述第一输入端，所述漏极为所述第一输出端，所述栅极为所述第一控制端；所述源极包括至少两个并列设置的源极分支151，以及接各源极分支151的源极主干154；所述漏极与所述源极同层设置，包括至少一个漏极分支156，以及连接各所述漏极分支156的漏极主干157，所述漏极分支156与所述源极分支151并列且交替设置以形成沟道；所述栅极与所述源极、漏极对应设置；驱动电路含有帧起始信号线(stv)、栅电压控制线(vgl)、时钟信号线(ckv)和多个栅极驱动单元104，栅极驱动单元104的输入端与stv、vgl和ckv连接，输出端与扫描线连接，对扫描线驱动；其中，栅电压控制线通过源极引线102102与栅极驱动单元104中的一个薄膜晶体管103连接，对薄膜晶体管103充电。
40.所述第一主动开关110、所述第二主动开关120在沿所述栅极驱动电路101的扫描线方向上设置成一排。其中，第一主动开关110具有7个并列设置的源极分支151，第一主动开关110具有6个漏极分支156，形成12个子沟道，第二主动开关120具有3个并列设置的源极分支151，第二主动开关120具有2个漏极分支156，形成3个子沟道。以上第一主动开关110和第二主动开关120一共具有9个源极分支151，此处仅用于举例说明，并不限定实际使用中一定为9个源极分支151，此处以9个源极分支151形成的沟道宽度为17000um为例。
41.本实施例中，相当于将一个具有9个源极分支151，8个漏极分支156的薄膜晶体分为具有7个源极分支151的第一主动开关110和3个源极分支151的第二主动开关120，使得一个薄膜晶体管的沟道宽度不会过长，在正向偏压和高温条件下使用时，加速老化，影响显示面板的寿命。将沟道宽度较宽的薄膜晶体管设置成并联设置的两个相对较窄的薄膜晶体管，而由于沟道宽度w越大，沟道电流越大，偏移越严重，沟道电流与沟道宽度成正比例关系，使用两个较窄的薄膜晶体管后，偏移较小，使得输出更稳定。
42.在图5中示出的栅极驱动单元104中，图中可以看出有三个空白区域，即区域a、区域b和区域c；在区域b和区域c之间，由于区域b和区域c的面积较大，需要消耗较多的显影液，使得区域d和区域e吃到的显影能量变少，进而使区域d和区域e对应的阻挡层不易蚀刻完全，最后在蚀刻金属层图案时出现蚀刻不均匀的问题，导致区域d和区域e对应的源极和漏极发生短路。
43.如图6所示，与所述源极引线102直接连接的所述源极分支151为第一源极分支152，不与所述源极引线102直接连接的所述源极分支151为第二源极分支153；所述第一源极分支152与相邻的所述漏极分支156之间的沟道长度，大于所述第二源极分支153与相邻的所述漏极分支156之间的沟道长度。当漏极分支156只有一条时，漏极主干157是漏极分支156的一部分，与驱动电路中的其它结构连接。栅极可以设置在源极和漏极的上方，也可以设置在源极和漏极的下方。
44.本技术通过加大薄膜晶体管外围沟道的宽度，即第一源极分支152和相邻漏极分支156之间的间距，使得在对整个源极、漏极和源极引线102所在的金属层蚀刻的工艺制程中，虽然由于区域b和区域c的空白区域较大，需要消耗的蚀刻液更多，使得区域d和区域e中的蚀刻液不足，导致区域d和区域e中金属图案出现蚀刻不均匀的问题，即使未将源极引线102的端部蚀刻干净，使得源极引线102的端部从第一源极分支152中突出，但是由于增大了第一源极分支152与相邻漏极分支156之间的沟道宽度，因此源极引线102的端部仍不会与漏极相交，不会导致源极和漏极短路，有利于提高产品的生产良率。
45.如图6所示，具体地，所述第一源极分支152的数量有两个，两个所述第一源极分支152分别连接在所述源极主干154的两端，两个所述源极引线102分别与两个所述第一源极分支152连接；所述第二源极分支153并列设置在两个所述第一源极分支152之间，并与所述源极主干154连接；
46.此时第一源极分支152的数量有两个，两个所述第一源极分支152分别连接在所述源极主干154的两端，两个所述源极引线102分别与两个所述第一源极分支152连接；所述第二源极分支153并列设置在两个所述第一源极分支152之间，与所述源极主干154连接；对应的，所述漏极包括并列设置的第一漏极分支158和第二漏极分支159，以及连接所述第一漏极分支158和第二漏极分支159的漏极主干157，所述第一漏极分支158和第二漏极分支159
分别连接在所述漏极主干157的两端；所述第一漏极分支158设置在所述第一源极分支152与所述第二源极分支153之间，所述第二漏极分支159设置在另一所述第一源极分支152与所述第二源极分支153之间。
47.本实施例中第二源极分支153、第一漏极分支158、第二漏极分支159的数量只有一个，源极的形状类似于w型结构，漏极的形状类似于u型结构，此时第一漏极分支158与第二源极分支153之间的沟道宽度，等于第二漏极分支159与第二源极分支153之间的沟道宽度，但是都小于第一源极分支152与第一漏极分支158之间的沟道宽度，也都小于第一源极分支152与第二漏极分支159之间的间距。本实施例通过增加薄膜晶体管外围源极分支151和漏极分支156之间的沟道宽度，防止由于蚀刻不均匀，而未将源极引线102端部蚀刻干净，使得源极引线102突出于第一源极分支152，同时与源极和漏极连通，导致源极和漏极短路。另外，本实施例并非同时将薄膜晶体管中的所有沟道都加宽，不会导致薄膜晶体管的体积增大，也不会出现由于增加源极和漏极距离导致薄膜晶体管的性能变差的问题。
48.如图7所示，所述漏极分支156中，与所述漏极主干157两端连接的为第一漏极分支158和第二漏极分支159，所述第一漏极分支158设置在所述第一源极分支152与所述第二源极分支153之间，所述第二漏极分支159设置在另一所述第一源极分支152与所述第二源极分支153之间。所述源极引线102与所述第一源极分支152垂直连接，且两个所述源极引线102不处于同一直线上。所述第二源极分支153的数量至少有两个，所述漏极分支156中，与所述漏极主干157两端之间区域连接的为第三漏极分支160，所述第三漏极分支160并列设置在所述第一漏极分支158和所述第二漏极分支159之间，且所述第三漏极分支160还设置在相邻的两个所述第二源极分支153之间。
49.如图8所示，作为本技术第二实施方式，公开了另一种栅极驱动电路101，所述栅极驱动电路101包括多个级联的栅极驱动单元104，用于逐行开启扫描线，所述栅极驱动单元104包括第一主动开关110、第二主动开关120、第三主动开关130、电容；所述第一主动开关110包括第一输出端、第一控制端、第一输入端，所述第一输入端接收第一脉冲信号；所述第二主动开关120包括第二输出端、第二控制端、第二输入端，所述第二输入端接收所述第一脉冲信号，所述第二输出端连接所述第一输出端作为所述栅极驱动单元104的输出端，所述第二控制端连接所述第一控制端，且接收第一控制信号；以及所述电容一端连接至所述第一控制端，所述电容另一端连接至所述第一输出端；所示第三主动开关130包括第三输出端、第三控制端、第三输入端，所述第三输入端接收第一脉冲信号；所述第三输出端连接至所述第一输出端，所述第三控制端连接至所述第一控制端，且接收所述第一控制信号；所述第一主动开关110的沟道宽度大于等于3000um，小于等于17000um；所述第二主动开关120的沟道宽度大于等于1000um，小于等于3000um；所述第三主动开关130的沟道宽度大于等于1000um，小于等于3000um。
50.因此本技术在第一主动开关110上并联第二主动开关120、第三主动开关130，并且第二主动开关120、第三主动开关130的沟道宽度小于第一主动开关110的沟道宽度，进而即使由于显示面板分辨率和刷新率变高，需要更大的栅极驱动电路101的输出电流，需要将第一主动开关110的沟道宽度做宽，本技术通过并联的方式，将第一主动开关110需要输出的电流分担到第二主动开关120和第三主动开关130上，使得第一主动开关110的抗老化效果更佳。而且第二主动开关120在电容两端的电压产生耦合是，可以稳定第一主动开关110的
第一控制端和第一输出端，从而提高栅极输出单元的稳定性，提升栅极驱动电路101的稳定性
51.如图9所示，其中，第一主动开关110具有5个并列设置的源极分支151，第一主动开关110具有4个漏极分支156，形成8个子沟道，第二主动开关120具有3个并列设置的源极分支151，第二主动开关120具有2个漏极分支156，形成3个子沟道；第三主动开关130具有3个并列设置的源极分支151，第三主动开关130具有2个漏极分支156，形成3个子沟道；所述第一主动开关110、所述第二主动开关120、所述第三主动开关130在沿所述栅极驱动电路101的扫描线方向上设置成一排。其中，第一主动开关110、第二主动开关120和第三主动开关130之间的源极可通过源极引线102连接(图中未显示)。
52.如图10所示，作为本技术第三实施方式，公开了另一种栅极驱动电路101，所述栅极驱动电路101包括多个级联的栅极驱动单元104，用于逐行开启扫描线，所述栅极驱动单元104包括第一主动开关110、第二主动开关120、第三主动开关130、第四主动开关140、电容；所述第一主动开关110包括第一输出端、第一控制端、第一输入端，所述第一输入端接收第一脉冲信号；所述第二主动开关120包括第二输出端、第二控制端、第二输入端，所述第二输入端接收所述第一脉冲信号，所述第二输出端连接所述第一输出端作为所述栅极驱动单元104的输出端，所述第二控制端连接所述第一控制端，且接收第一控制信号；以及所述电容一端连接至所述第一控制端，所述电容另一端连接至所述第一输出端；所示第三主动开关130包括第三输出端、第三控制端、第三输入端，所述第三输入端接收第一脉冲信号；所述第三输出端连接至所述第一输出端，所述第三控制端连接至所述第一控制端，且接收所述第一控制信号；所示第四主动开关140包括第四输出端、第四控制端、第四输入端，所述第四输入端接收第一脉冲信号；所述第四输出端连接至所述第一输出端，所述第四控制端连接至所述第一控制端，且接收所述第一控制信号；所述第一主动开关110的沟道宽度大于等于3000um，小于等于17000um；所述第二主动开关120的沟道宽度大于等于1000um，小于等于3000um；所述第三主动开关130的沟道宽度大于等于1000um，小于等于3000um。所述第四主动开关140的沟道宽度大于等于1000um，小于等于3000um。如图10所示，具体地，所述第一主动开关110、所述第二主动开关120、所述第三主动开关130和所述第四主动开关140分别采用薄膜晶体管结构，所述第一主动开关110、所述第二主动开关120、所述第三主动开关130和所述第四主开关在沿所述栅极驱动电路101的扫描线方向上设置成一排。
53.需要说明的是,本技术的发明构思可以形成非常多的实施例，但是申请文件的篇幅有限，无法一一列出，因而，在不相冲突的前提下,以上描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例，各实施例或技术特征组合之后，将会增强原有的技术效果
54.本技术的技术方案可以广泛用于各种显示面板，如tn(twisted nematic，扭曲向列型)显示面板、ips(in
‑
plane switching，平面转换型)显示面板、va(vertical alignment，垂直配向型)显示面板、mva(multi
‑
domain vertical alignment，多象限垂直配向型)显示面板，当然，也可以是其他类型的显示面板，如oled(organic light
‑
emitting diode，有机发光二极管)显示面板，均可适用上述方案。
55.以上内容是结合具体的可选实施方式对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属技术领域的普通技术人员来说，在
不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本技术的保护范围。