CN108520726A - 一种超窄边框的栅极驱动电路 - Google Patents

一种超窄边框的栅极驱动电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超窄边框的栅极驱动电路，属于电子技术领域，所述栅极驱动电路包括多级驱动单元，驱动单元包括第N像素模块、开关模块和第N+1像素模块，其中N为正整数，所述开关模块分别与第N像素模块和第N+1像素模块电连接。本发明通过特殊的像素设计，用一根gate线驱动两行像素，从而减少了一半的gate走线，同时可以用双倍的高度来设计GOA单元，间接减少GOA单元的宽度，实现窄边框设计，对于非GOA产品本方案同样可以节省一半的gate走线空间。同时由于实际像素由2个TFT开关控制，TFT关闭时漏电流较小，电压保持率高，可以用较低的频率驱动做到更低功耗。

Description

一种超窄边框的栅极驱动电路
【技术领域】
本发明涉及电子电路领域，具体涉及一种超窄边框的栅极驱动电路。
【背景技术】
随着手机等产品的普遍化，人们对产品外观要求的日益提高，全面屏和无边框/窄边框屏概念也深入人心，而低功耗产品通常栅极走线比较多，难以做到窄边框等要求。常常会因为gate走线的空间的占用，阻碍了电容的增容等，因此需要设计出gate走线更少的驱动电路。同时现有的电路设计没能将窄边框和低功耗驱动结合在一起，使得驱动电路和集成电路设计没能实现低功耗和窄边框等要求。
【发明内容】
本发明旨在公开一种超窄边框的栅极驱动电路，用一根gate线驱动两行像素，从而减少了一半的gate走线，同时可以用双倍的高度来设计GOA单元，间接减少GOA单元的宽度，实现窄边框设计，对于非GOA产品本方案同样可以节省一半的gate走线空间；同时由于实际像素由2个TFT开关控制，TFT关闭时漏电流较小，电压保持率高，可以用较低的频率驱动做到更低功耗。
本发明采取的技术方案为：
一种超窄边框的栅极驱动电路，所述栅极驱动电路包括多级驱动单元，驱动单元包括第N像素模块、开关模块和第N+1像素模块，其中N为正整数，所述开关模块分别与第N像素模块和第N+1像素模块电连接，所述第N像素模块与第N+1像素模块连接，所述开关模块还分别与Gate端、Source端、第一Gcom端和第二Gcom端连接，所述第N像素模块与VCOM端连接，所述第N+1像素模块与VCOM端连接，
其中，开关模块，用于在不同时刻分别给第N像素模块和第N+1像素模块充电；
第N像素模块和第N+1像素模块，分别用于根据VCOM端的信号与开关模块配合进行交互充电和控制外部的像素显示区。
进一步地，所述开关模块包括第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管和第三薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管的栅极与Gate端电连接，漏极分别与第N像素模块和第N+1像素模块电连接，源极与Source端连接，所述第一薄膜晶体管的栅极与第一Gcom端连接，源极与第二薄膜晶体管的漏极电连接，漏极与第N像素模块连接，所述第三薄膜晶体管的栅极与第二Gcom端连接，漏极与第二薄膜晶体管的漏极和第一薄膜晶体管的源极电连接，源极与第N+1像素模块连接。
进一步地，所述第N像素模块包括第一电容和第二电容，所述第一电容和第二电容并联连接，第一电容和第二电容的一端均与VCOM端连接，另一端均与第一薄膜晶体管的漏极连接。
进一步地，所述第N+1像素模块包括第三电容和第四电容，所述第三电容和第四电容并联连接，第三电容和第四电容的一端均与VCOM端连接，另一端均与第三薄膜晶体管的源极连接。
进一步地，所述第一电容和第三电容为液晶电容，第二电容和第四电容为像素电容。
采用本发明技术方案具有以下优势：
1.本发明通过特殊的像素设计，用一根gate线驱动两行像素，从而减少了一半的gate走线，同时可以用双倍的高度来设计GOA单元，间接减少GOA单元的宽度，实现窄边框设计，对于非GOA产品本方案同样可以节省一半的gate走线空间；同时由于实际像素由2个TFT开关控制，TFT关闭时漏电流较小，电压保持率高，可以用较低的频率驱动做到更低功耗。可以在不变Source线数和整体格局的前提下通过增加两条共用的信号线实现gate信号线的减半，一条gate线驱动两行像素；对于GOA产品，能减少一半GOA的数量，从而增加GOA单元的高度，实现超窄边框的GOA设计；同时由于实际像素由2个TFT开关控制，TFT关闭时漏电流较小，电压保持率高，可以用较低的驱动频率，功耗也能更低。
2.能实现gate线数减半，更好的实现窄边框.同时对电压保持和功耗也有一定改善。
【附图说明】
图1是本发明实施例的一种超窄边框的栅极驱动电路原理图；
图2是本发明一种超窄边框的栅极驱动电路的模块框图；
图3是本发明的波形示意图；
图4是本发明的GOA屏幕大体设计示意图；
图5是本发明的非GOA屏幕大体设计示意图。
主要元件符号说明
第N像素模块1 开关模块2 第N+1像素模块3
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
需要说明的是，下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
请参阅图2，是本发明实施例提供的一种超窄边框的栅极驱动电路的模块框图，如图 2所示，驱动单元包括第N像素模块1、开关模块2和第N+1像素模块3，其中N为正整数。所述开关模块2分别与第N像素模块1和第N+1像素模块3电连接。所述第N像素模块1与第N+1像素模块3连接。所述开关模块2还分别与Gate端、第一Gcom端Gcom1、第二Gcom端Gcom2和Source端连接。所述第N像素模块1与VCOM端连接。所述第N+1像素模块3与VCOM端连接。开关模块2用于在不同时刻分别给第N像素模块1和第N+1像素模块3充电。第N像素模块1和第N+1像素模块3，分别用于根据开关模块2的信号与开关模块配合进行交互充电和控制外部的像素显示区。
可以看出，本发明实施例技术方案中的超窄边框的栅极驱动电路，其中各级驱动单元均包括第N像素模块、开关模块和第N+1像素模块。
Gate：扫描线，与TFT栅极相连，控制TFT的开关；
Source：数据线，与TFT源极或漏极相连，控制像素电容的充放电。
Gcom1、Gcom2为一对高频时钟信号，依次打开没有交叠部分
请参阅图1，为本发明实施例中提供的一种超窄边框的栅极驱动电路原理图。
下面对每个电路模块进行具体的介绍。
所述开关模块2包括第一薄膜晶体管T1、第二薄膜晶体管T2和第三薄膜晶体管T3。所述第二薄膜晶体管T2的栅极与Gate端电连接，漏极分别与第N像素模块1和第N+1像素模块3电连接，源极与Source端连接。所述第一薄膜晶体管T1的栅极与第一Gcom端连接，源极与第二薄膜晶体管T2的漏极电连接。所述第三薄膜晶体管T3的栅极与第二Gcom端连接，漏极与第二薄膜晶体管T2的漏极和第一薄膜晶体管T1的源极电连接。
所述第N像素模块1包括第一电容C1和第二电容C2，所述第一电容C1和第二电容C2并联连接，第一电容C1和第二电容C2的一端均与VCOM端连接，另一端均与第一薄膜晶体管T1的漏极连接。
所述第N+1像素模块3包括第三电容C3和第四电容C4，所述第三电容C3和第四电容C4并联连接.第三电容C3和第四电容C4的一端均与VCOM端连接，另一端均与第三薄膜晶体管T3的源极连接。其中，第一电容和第三电容为液晶电容，第二电容和第四电容为像素电容。
根据图3-5和图1进行说明其工作过程：
由于特殊的像素结构设计，每行像素实际由两条信号线控制，Gcom1信号控制T1的开启，Gcom2控制T3的开启，而Gate信号控制中间TFT（T2）的开启；在栅极扫描时，只有在T1和T2同时打开时才能完成上一行像素的充电，T2、T3同时打开控制下一行像素的充电；在一帧时间内，T2只打开一次，为2倍Gcom1/Gcom2脉冲宽度。
另外，由于Gcom1/Gcom2信号为所有像素行的公共信号，实际只需要多出2根gate走线，而两行像素的gate信号共用能减少一半左右的gate走线数，对于非GOA产品直接减少一半左右的***gate走线，对于GOA产品能直接增加一倍的GOA设计高度，间接减少GOA的宽度，实现超窄边框。
同时由于实际像素由2个TFT开关控制，TFT关闭时漏电流非常小，电压保持率高，所以保证显示效果的同时可以用较低的频率驱动，也能实现更低功耗。
对于一些窄边框要求的产品，我们可以在不变Source线数和整体格局的前提下通过增加两条共用的信号线实现gate信号线的减半，一条gate线驱动两行像素；对于GOA产品，能减少一半GOA的数量，从而增加GOA单元的高度，实现超窄边框的GOA设计；同时由于实际像素由2个TFT开关控制，TFT关闭时漏电流较小，电压保持率高，可以用较低的驱动频率，功耗也能更低。
注：C1,C2分别为液晶显示器的液晶电容与像素电容。
Gcom1、Gcom2为一对高频时钟信号，依次打开没有交叠部分。
TFT：薄膜晶体管；
GOA：Gate Driver On Array栅极集成电路。
对于一些窄边框要求的产品，我们可以在不变Source线数和整体格局的前提下通过增加两条共用的信号线实现gate信号线的减半，一条gate线驱动两行像素；对于GOA产品，能减少一半GOA的数量，从而增加GOA单元的高度，实现超窄边框的GOA设计；同时由于实际像素由2个TFT开关控制，TFT关闭时漏电流较小，电压保持率高，可以用较低的驱动频率，功耗也能更低。
基本方案：在不变Source线数和整体格局的前提下，我们通过增加两条共用的信号线，再与一条gate线选通驱动两行像素，实现gate信号线的减半，从而增加GOA单元的高度，实现超窄边框的GOA设计；对于非GOA产品本方案gate走线数减半，gate***空间能节省一半。
所述电路source线同时在不同时刻分别给上下两行像素充电，在T1和T2同时打开时为第N像素模块充电，在T2和T3同时打开时为第N+1像素模块充电，Gcom1和Gcom2接高频时钟信号，Gate接普通GOA输出信号。
Gcom1和Gcom2接高频时钟信号，幅值与Gate一致，Gate开启时分前后时间分别后给上下两行像素充电，每行像素最大充电时间为Gcom脉宽一致。
如图4，GOA电路分两边设计， 一个GOA输出驱动两行像素，对于一个N行像素的屏幕共需要N/2个GOA单元，比普通GOA屏幕的GOA单元数量减少一半。
如图5，对于非GOA屏幕，GOA单元用普通连线代替，gate走线同样可以减少约一半左右（减少N/2-2）。
本发明为一个Gate线减半的驱动方案，同时实现较低频率驱动方案。
本发明具备如下有益效果:
本发明通过特殊的像素设计，用一根gate线驱动两行像素，从而减少了一半的gate走线，同时可以用双倍的高度来设计GOA单元，间接减少GOA单元的宽度，实现窄边框设计，对于非GOA产品本方案同样可以节省一半的gate走线空间；同时由于实际像素由2个TFT开关控制，TFT关闭时漏电流较小，电压保持率高，可以用较低的频率驱动做到更低功耗。可以在不变Source线数和整体格局的前提下通过增加两条共用的信号线实现gate信号线的减半，一条gate线驱动两行像素；对于GOA产品，能减少一半GOA的数量，从而增加GOA单元的高度，实现超窄边框的GOA设计；同时由于实际像素由2个TFT开关控制，TFT关闭时漏电流较小，电压保持率高，可以用较低的驱动频率，功耗也能更低。能实现gate线数减半，更好的实现窄边框.同时对电压保持和功耗也有一定改善。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种超窄边框的栅极驱动电路，其特征在于：所述栅极驱动电路包括多级驱动单元，驱动单元包括第N像素模块、开关模块和第N+1像素模块，其中N为正整数，所述开关模块分别与第N像素模块和第N+1像素模块电连接，所述第N像素模块与第N+1像素模块连接，所述开关模块还分别与Gate端、Source端、第一Gcom端和第二Gcom端连接，所述第N像素模块与VCOM端连接，所述第N+1像素模块与VCOM端连接，
其中，开关模块，用于在不同时刻分别给第N像素模块和第N+1像素模块充电；
第N像素模块和第N+1像素模块，分别用于根据VCOM端的信号与开关模块配合进行交互充电和控制外部的像素显示区。
2.根据权利要求1所述的一种超窄边框的栅极驱动电路，其特征在于：所述开关模块包括第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管和第三薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管的栅极与Gate端电连接，漏极分别与第N像素模块和第N+1像素模块电连接，源极与Source端连接，所述第一薄膜晶体管的栅极与第一Gcom端连接，源极与第二薄膜晶体管的漏极电连接，漏极与第N像素模块连接，所述第三薄膜晶体管的栅极与第二Gcom端连接，漏极与第二薄膜晶体管的漏极和第一薄膜晶体管的源极电连接，源极与第N+1像素模块连接。
3.根据权利要求2所述的一种超窄边框的栅极驱动电路，其特征在于：所述第N像素模块包括第一电容和第二电容，所述第一电容和第二电容并联连接，第一电容和第二电容的一端均与VCOM端连接，另一端均与第一薄膜晶体管的漏极连接。
4.根据权利要求3所述的一种超窄边框的栅极驱动电路，其特征在于：所述第N+1像素模块包括第三电容和第四电容，所述第三电容和第四电容并联连接，第三电容和第四电容的一端均与VCOM端连接，另一端均与第三薄膜晶体管的源极连接。
5.根据权利要求4所述的一种超窄边框的栅极驱动电路，其特征在于：所述第一电容和第三电容为液晶电容，第二电容和第四电容为像素电容。
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