一种双向扫描栅极驱动电路
技术领域
本发明属于液晶显示面板技术领域,具体涉及一种用于双向扫描栅极驱动电路。
背景技术
如图1所示,是传统的栅极扫描驱动电路的设计架构,图中左侧是驱动信号线,电路设计上采用1推1的方案,即1级栅极扫描驱动电路负责输出1级栅极扫描信号。这种传统设计的主要优点是结构简单,电路设计简单,信号线少,但是缺点是平均每一级的电路需要的元件数量较多,版图空间大,不利于实现超窄边框的设计,同时也会导致电路的功耗比较大。
发明内容
发明目的:本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种每一级电路可产生多级输出的双向扫描栅极驱动电路。
技术方案:一种双向扫描栅极驱动电路,其包括多个级传控制模块、以及多个输出控制模块,每个级传控制模块均与多个输出控制模块连接;所述每个级传控制模块内设有级传上拉控制点和维持控制点,该级传上拉控制点和维持控制点向每个输出控制模块传递正向扫描信号和反向扫描信号。
进一步,所述双向扫描栅极驱动电路设置于液晶显示装置内,液晶显示装置包括液晶显示基板、与该液晶显示基板连接的栅极驱动器和源极驱动器、以及与该源极驱动器连接的电路板,电路板输入信号给栅极驱动器,该栅极驱动器内设有所述双向扫描栅极驱动电路;液晶显示基板上设有纵横交错的多个扫描线和多个数据线;所述电路板输出正向扫描控制信号、反向扫描控制信号、多个级级传信号、高电平、低电平、多个时钟信号、清空重置信号、以及触控辅助信号给所述栅极驱动器;其中,每个输出控制模块产生扫描控制信号并在液晶显示基板的显示及触控期间进行维持。
进一步,所述级传控制模块包括第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管、第三薄膜晶体管、第四薄膜晶体管、第五薄膜晶体管、第六薄膜晶体管、第七薄膜晶体管、第八薄膜晶体管、第十一薄膜晶体管和第十二薄膜晶体管;
第一薄膜晶体管的栅极、以及第八薄膜晶体管的栅极均连接前级级传信号,第一薄膜晶体管的源级、以及第七薄膜晶体管的源极均连接正向扫描控制信号,第一薄膜晶体管的漏极、第二薄膜晶体管的漏极、第三薄膜晶体管的源极、第六薄膜晶体管的栅极、第十一薄膜晶体管的栅极均连接至级传上拉控制点;第二薄膜晶体管的栅极、以及第七薄膜晶体管的栅极均连接后级级传信号,第二薄膜晶体管的源极、以及第八薄膜晶体管的源极均连接反向扫描控制信号;第三薄膜晶体管的栅极、以及第四薄膜晶体管的栅极均连接清空重置信号,第三薄膜晶体管的漏极、第四薄膜晶体管的漏极、第六薄膜晶体管的漏极以及第十二薄膜晶体管的漏极均连接低电平;第四薄膜晶体管的源级、第十一薄膜晶体管的漏级、第十二薄膜晶体管的源极均连接至本级级传信号,第十二薄膜晶体管的栅极、第七薄膜晶体管的漏极、第八薄膜晶体管的漏极、第五薄膜晶体管的漏极以及第六薄膜晶体管的源级均连接维持控制点,第十一薄膜晶体管的源极连接级传时钟信号;第五薄膜晶体管的栅极和第八薄膜晶体管的源极均连接高电平。
进一步,每个级传控制模块对应N个输出控制模块,级级传信号数量为数据线数量的N分之一。
进一步,所述级传控制模块还包括第一电容,该第一电容设置在级传上拉控制点和本级级传信号之间。
进一步,所述电路板还输出触控辅助信号给所述栅极驱动器。
进一步,所述输出控制模块包括第九薄膜晶体管、第十薄膜晶体管、第十三薄膜晶体管和第十四薄膜晶体管;
第九薄膜晶体管的栅极连接高电平,第九薄膜晶体管的源极连接级传上拉控制点,第九薄膜晶体管的漏极和第十薄膜晶体管的栅极均连接至每个输出控制模块的上拉控制点;第十薄膜晶体管的源极连接输出时钟信号,第十薄膜晶体管的漏极、第十三薄膜晶体管的源级和第十四薄膜晶体管的源级连接各输出控制模块的栅极扫描信号线,第十三薄膜晶体管的漏级和第十四薄膜晶体管的漏极均连接低电平,第十三薄膜晶体管的栅极连接维持控制点,第十四薄膜晶体管的栅极连接触控辅助信号。
进一步,所述输出控制模块还包括输出控制模块还包括第二电容,该第二电容的一端接对应的输出控制模块的上拉控制点,另一端连接对应的输出控制模块连接的扫描信号线。
进一步,还包括第十五薄膜晶体管,所述第十五薄膜晶体管的源级连接级传上拉控制点,第十五薄膜晶体管的栅极连接维持控制点,第十五薄膜晶体管的漏极连接低电平。
进一步,所述级传控制模块还包括第十六薄膜晶体管,所述第十六薄膜晶体管的栅极连接触控控制信号,所述第十六薄膜晶体管的源极连接维持控制点,第十六薄膜晶体管的漏极连接低电平。
有益效果:本发明采用一个级传功能模块对应多个输出功能模块的电路设计架构,每一级电路会产生多级输出,可以减少每一级电路平均所需的薄膜晶体管数量;
其中,级传功能模块可实现双向扫描功能,电路可实现在显示期间的任意位置暂停;同时,该模块接收前级的信号来启动本级电路,然后将级传上拉控制点的高电平同时传输给各输出控制模块,即一次同时控制多个输出控制模块依次输出扫描信号;每个输出控制模块均设置有第九薄膜晶体管使各个模块相互独立,避免输出控制模块之间的相互干扰。
还可增加栅极接触控控制信号并且源级与维持控制点相连的第十六薄膜晶体管,在暂停期间对维持控制点进行维持,以避免触控传感器电极对其产生的耦合作用影响画面显示,同时可以在开关机时对维持控制点进行电荷清空。
附图说明
图1为现有技术1推1的电路设计架构;
图2为本发明液晶显示装置的结构示意图;
图3为本发明1推多的电路设计架构;
图4为本发明实施例1的栅极扫描驱动电路的示意图;
图5为本发明实施例2的栅极扫描驱动电路的示意图;
图6为实施例2的电路正向扫描时的驱动波形示意图;
图7为实施例2的电路反向扫描时的驱动波形示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明,但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
如图2所示为本发明液晶显示装置的基本原理示意图,液晶显示装置100包括液晶显示基板101、与该液晶显示基板101连接的栅极驱动器102和源极驱动器103、以及与该源极驱动器103连接的电路板104,电路板104与栅极驱动器102连接。液晶显示基板101上设有纵横交错的多个扫描线Gn 1011和多个数据线1012,扫描线1011设有栅极,栅极驱动器102与该多个扫描线Gn 1011连接并给扫描线1011提供信号,源极驱动器102与多个数据线1012连接并给数据线1012提供信号。
电路板104内设有电平转换器(Level shift)、时序控制器芯片(T-CON)、GIP电路等,电路板104输出正向扫描控制信号U2D、反向扫描控制信号D2U、多个级级传信号Sm、恒压高电平VGH、恒压低电平VSS、多个时钟信号CK*(1-8)、清空重置信号CLR、以及触控辅助信号TC1给栅极驱动器102。
实施例:
实施例1:本发明栅极驱动器102内设有双向扫描栅极驱动电路,如图3和图4所示为双向扫描栅极驱动电路的结构示意图,其主要包括多个级传控制模块1和多个输出控制模块2、3、4、5。在设计上每一个级传控制模块1会产生多级输出,如图4所示的是一级电路负责产生4个栅极扫描信号,如图3所示,其中栅极Gx、Gx+1、Gx+2、Gx+3均连接一个输出控制模块,该输出控制模块连接同一个级传控制模块1,即每个级传控制模块1对应多个输出控制模块。
其中,多个级级传信号Sm中,相邻的三个级级传信号Sm,前一个称为前级级传讯号Sm-1,中间的称为本级级级传信号Sm,下一个称为后极级传信号Sm+1。
当每个级传控制模块1对应四个输出控制模块2、3、4、5时,级级传信号Sm中的m最大值为数据线数量的四分之一,即:每个级传控制模块对应N个输出控制模块,级级传信号数量为数据线数量的N分之一。
如图4所示为双向扫描栅极驱动电路的部分示意图电,其包括一个级传控制模块1、以及均与该级传控制模块1连接的4个输出控制模块2、3、4、5。级传控制模块1设有级传上拉控制点netCm和维持控制点netBm,每个输出控制模块2、3、4、5通过级传上拉控制点netCm和维持控制点netBm连接级传控制模块1。
级传控制模块1包括第一薄膜晶体管M1、第二薄膜晶体管M2、第三薄膜晶体管M3、第四薄膜晶体管M4、第五薄膜晶体管M5、第六薄膜晶体管M6、第七薄膜晶体管M7、第八薄膜晶体管M8、第十一薄膜晶体管M11、第十二薄膜晶体管M12、以及第一电容C1。
每个薄膜晶体管均包括栅极、源极和漏极。
第一薄膜晶体管M1的栅极连接前级级传信号Sm-1(其中第一级电路接GSP1),第一薄膜晶体管M1的源级连接正向扫描控制信号U2D,第一薄膜晶体管M1的漏极、第六薄膜晶体管M6的栅极、第二薄膜晶体管M2的漏极、第三薄膜晶体管M3的源极、第十一薄膜晶体管M11的栅极、以及第一电容C1的一端均连接至级传上拉控制点netCm,其中,第一薄膜晶体管M1主要负责在正向扫描时对级传上拉控制点netCm进行预充。
第二薄膜晶体管M2的栅极接后级级传信号Sm+1(其中最后一级电路接GSP2),第二薄膜晶体管M2的源极接反向扫描控制信号D2U,第二薄膜晶体管M2主要负责反向扫描时对级传上拉控制点netCm进行预充。
第三薄膜晶体管M3的栅极和第四薄膜晶体管M4的栅极均连接清空重置信号CLR,第三薄膜晶体管M3的漏极和第四薄膜晶体管M4的漏极均连接恒压低电平VSS,第三薄膜晶体管M3的源极连接级传上拉控制点netCm,第四薄膜晶体管M4的源级和第十二薄膜晶体管M12的源极均连接至本级级级传信号Sm,第三薄膜晶体管M3主要负责对级传上拉控制点netCm进行清空重置,第四薄膜晶体管M4主要负责对本级级级传信号SmSm进行清空重置。
第十二薄膜晶体管M12的栅极、第五薄膜晶体管M5的漏极、第六薄膜晶体管M6的漏极、第七薄膜晶体管M7、第八薄膜晶体管M8的漏极均连接维持控制点netBm,第十二薄膜晶体管M12的漏极接恒压低电平VSS,第十二薄膜晶体管M12主要作用是负责在非作用期间维持本级级传节点Sm。
第十一薄膜晶体管M11的栅极接级传上拉控制点netCm,第十一薄膜晶体管M11的源极接级传时钟信号SCK*(1-2),第十一薄膜晶体管M11的漏极接本级级传节点Sm,第十一薄膜晶体管M11负责将级传时钟信号输出为级传信号Sm。
第五薄膜晶体管M5的栅极和第五薄膜晶体管M5的源极均连接恒压高电平VGH,第五薄膜晶体管M5主要对维持控制点netBm进行充电。
第六薄膜晶体管M6的栅极连接级传上拉控制点netBm,第六薄膜晶体管M6的漏极连接恒压低电平VSS,在输出期间拉低维持控制点netBm。
第七薄膜晶体管M7的栅极接后级级传信号Sm+1,第七薄膜晶体管M7的源极接正向扫描控制信号U2D,第七薄膜晶体管M7在反向扫描时的输出期间对维持控制点netBm进行辅助拉低。
第八薄膜晶体管M8的栅极接前级级传信号Sm-1,第八薄膜晶体管M8的源极接反向扫描控制信号D2U,第八薄膜晶体管M8在正向扫描时的输出期间对维持控制点netBm进行辅助拉低。
第一自举电容C1设置在级传上拉控制点netCm和本级级传信号Sm之间,第一自举电容C1在输出期间对级传模块的上拉控制点的电位进行抬升。
级传控制模块1主要通过正向扫描控制信号U2D和反向扫描控制信号D2U搭配级传时钟信号SCK1和SCK2实现双向扫描。正向扫描时U2D是高电位VGH,D2U是低电位VSS,其中第一薄膜晶体管M1进行预充,第二薄膜晶体管M2则对级传上拉控制点netCm进行下拉清空;反向扫描时U2D是低电位,D2U是高电位,其中第二薄膜晶体管M2进行预充,第一薄膜晶体管M1则对级传上拉控制点netCm进行下拉清空。该模块中还包含维持控制点netBm的产生模块,即电路中的第五薄膜晶体管M5、第六薄膜晶体管M6、第七薄膜晶体管M7和第八薄膜晶体管M8。而由清空重置信号CLR控制的第二薄膜晶体管M2和第三薄膜晶体管M3则主要起到清空重置的作用。
每个输出控制模块2、3、4包括对应的第九薄膜晶体管M9A、M9B、M9C、M9D、第十薄膜晶体管M10A、M10B、M10C、M10D、第十三薄膜晶体管M13A、M13B、M13C、M13D和第十四薄膜晶体管M14A、M14B、M14C、M14D,即:每个输出控制模块包括一个第九薄膜晶体管、一个第十薄膜晶体管、一个第十三薄膜晶体管和一个第十四薄膜晶体管。
现以一个输出控制模块2进行具体说明:第九薄膜晶体管M9A的栅极连接恒压高电平VGH,第九薄膜晶体管M9A的源极连接级传上拉控制点netCm,第九薄膜晶体管M9A的漏极和第十薄膜晶体管M10A的栅极均连接至各输出控制模块的上拉控制点netAn,另外三个输出控制模块的上拉控制点分别为netAn+1、netAn+2、netAn+3,第九薄膜晶体管M9A、M9B、M9C、M9D的主要作用是避免各输出控制模块的上拉控制节点之间的干扰,以确保各输出控制模块相互独立。第十薄膜晶体管M10A的源极连接输出时钟信号CK1/CK5,第十薄膜晶体管M10A的漏极接扫描信号线Gx,另外三个输出控制模块中第十薄膜晶体管M10A的源极分别接输出时钟信号CK2/CK6、CK3/CK7和CK4/CK8,第十薄膜晶体管M10A、M10B、M10C、M10D负责输出扫描信号以及对扫描信号进行下拉清空。第十三薄膜晶体管M13A和第十四薄膜晶体管M14A的源级接各输出控制模块的栅极扫描信号线Gx,漏极均接恒压低电平VSS,第十三薄膜晶体管M13A的栅极接维持控制点netBm,第十四薄膜晶体管M14A的栅极接触控辅助信号TC1,第十三薄膜晶体管M13A、M13B、M13C、M13D在显示扫描的非作用期间维持栅极扫描信号线Gx、Gx+1、Gx+2和Gx+3,第十四薄膜晶体管M14A、M14B、M14C、M14D在触控扫描期间对扫描信号线Gx、Gx+1、Gx+2和Gx+3进行维持。各输出控制模块的上拉控制点netAn、netAn+1、netAn+2、netAn+3和扫描信号线Gx、Gx+1、Gx+2和Gx+3之间设有自举电容C1A、C1B、C1C、C1D,在输出期间对各输出控制模块的上拉控制点netAn+1、netAn+2、netAn+3的电位进行抬升。
输出控制模块主要是负责产生扫描控制信号Gx、Gx+1、Gx+2、Gx+3,并在显示期间和触控期间对其进行维持。显示期间的维持主要通过第十三薄膜晶体管M13A、M13B、M13C、M13D实现,触控期间的维持由触控控制信号TC1控制的第十四薄膜晶体管M14A、M14B、M14C、M14D实现。第九薄膜晶体管M9A、M9B、M9C、M9D的主要作用是避免各输出控制模块的上拉控制节点netA之间的干扰,以确保各输出控制模块相互独立。第十薄膜晶体管M10A、M10B、M10C、M10D主要负责将驱动时钟信号CK1-8输出为栅极扫描信号。
输出控制模块还包括第二自举电容C1A、C1B、C1C、C1A,第二自举电容的一端接各输出模块的上拉控制点,第二自举电容的另一端接各输出模块的扫描信号线,第二自举电容主要是为了在输出期间对各输出模块的上拉控制点的电位进行抬升。
此外,还包括以第十五薄膜晶体管M15形成的模块6,第十五薄膜晶体管M15的源级接级传上拉控制点netCm,栅极接维持控制点netBm,漏极接恒压低电平VSS,负责维持netCm点,同时也负责维持各输出控制模块的上拉控制节点netAn、netAn+1、netAn+2、netAn+3。
实施例2:与实施例1的电路结构大致相同,所不同的是在增加一个第十六薄膜晶体管M16,其栅极接触控控制信号TC1,源极接维持控制点netBm,漏极接恒压低电平VSS,主要作用是利用触控控制信号TC1对维持控制点netBm进行清空重置。
如图6所示为电路正向扫描时一帧画面的的驱动波形示意图:图6中T表示一帧时间,GSP1是正向扫描的启动信号;GSP2是反向扫描的启动信号。SCK1、SCK2是级传模块的时钟控制信号,主要负责产生级传信号,正向扫描时依序输出。t表示扫描过程中暂停一段时间来进行触控扫描。CK1、CK2、CK3、CK4、CK5、CK6、CK7、CK8是输出控制模块的时钟控制信号,正向扫描时依序输出。CLR是清空重置信号。TC1是触控期间的辅助控制信号,TC1主要是在触控期间维持Gn点,另在实施例2中TC1信号还负责清空重置维持控制点netBm。U2D和D2U是正反向扫描的控制信号,正向扫描时U2D是正压高电位,D2U是负压低电位;VGH是恒压高电位,主要负责提供维持控制点netBm的高电位。VSS是恒压低电位,主要负责提供栅极扫描信号Gn的低电位。
如图7所示为电路反向扫描时一帧画面的的驱动波形示意图:GSP1是正向扫描的启动信号;GSP2是反向扫描的启动信号。SCK1、SCK2是级传模块的时钟控制信号,主要负责产生级传信号,反向扫描时倒序输出。CK1、CK2、CK3、CK4、CK5、CK6、CK7、CK8是输出控制模块的时钟控制信号,反向扫描时倒序输出。CLR是清空重置信号。TC1是触控期间的辅助控制信号,TC1主要是在触控期间维持Gn点,另在实施例2中TC1信号还负责清空重置维持控制点netBm。U2D和D2U是正反向扫描的控制信号,反向扫描时U2D是负压低电位,D2U是正压高电位。VGH是恒压高电位,主要负责提供维持控制点netBm的高电位。VSS是恒压低电位,主要负责提供栅极扫描信号Gn的低电位。
本发明双向扫描栅极驱动电路输出多级级扫描信号,本发明支持显示期间任意时间暂停,在暂停期间对维持控制点进行维持,以避免触控传感器电极对其产生的耦合作用影响画面显示,同时可以在开关机时对维持控制点进行电荷清空;可用于120Hz的内嵌式触控显示屏;同时支持双向扫描;本发明减少电路TFT元件数量以实现超窄边框设计;显示期间维持多个扫描线,触控期间通过辅助控制信号来维持扫描线;本发明可应用于内嵌式触控显示器,还可以应用于普通液晶显示器的栅极驱动。