本發(fā)明涉及一種柵極驅(qū)動(dòng)電路，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低功耗的柵極驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在窄邊框、甚至無(wú)邊框設(shè)計(jì)已成為手機(jī)的一大發(fā)展趨勢(shì)，消費(fèi)者追求越來(lái)越高的屏占比。手機(jī)面板的基本結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，數(shù)據(jù)信號(hào)源(Source)的驅(qū)動(dòng)采用傳統(tǒng)的COG(Chip on Glass)技術(shù)，就是將數(shù)據(jù)信號(hào)源的驅(qū)動(dòng)器安裝在液晶面板上；兩側(cè)的柵極驅(qū)動(dòng)電路(Gate Driver Monolithic，GDM)采用新的整合技術(shù)，直接集成在液晶面板上。如圖2所示，手機(jī)面板的柵極驅(qū)動(dòng)電路一般采用單邊驅(qū)動(dòng)的交錯(cuò)式設(shè)計(jì)，一側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)電路負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)奇數(shù)行，另一側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)電路負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)偶數(shù)行。柵極驅(qū)動(dòng)電路的復(fù)雜程度直接決定了面板左右邊框的寬度。

氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管(TFT)漏電流低、遷移率高，因此被廣泛應(yīng)用于柵極驅(qū)動(dòng)電路中。目前常用的柵極驅(qū)動(dòng)電路(GDM)采用的是13T1C的設(shè)計(jì)方案，如圖3所示，包括預(yù)充模塊1、柵極掃描信號(hào)的驅(qū)動(dòng)模塊2、柵極掃描信號(hào)的維持模塊3、特殊維持模塊4、下拉模塊5、節(jié)點(diǎn)清空模塊6、自舉電容7和上拉控制節(jié)點(diǎn)的維持模塊8，共13個(gè)薄膜晶體管和1個(gè)自舉電容。預(yù)充模塊連接前級(jí)的柵極掃描信號(hào)，對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行預(yù)充；上拉控制節(jié)點(diǎn)的維持模塊由時(shí)鐘信號(hào)控制，維持上拉控制節(jié)點(diǎn)netAn的電位。電路設(shè)計(jì)中采用了較多的薄膜晶體管，電路連接關(guān)系復(fù)雜，無(wú)法實(shí)現(xiàn)超窄邊框的設(shè)計(jì)，而且會(huì)增加的驅(qū)動(dòng)電路的功耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提出一種使用較少薄膜晶體管、結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、更低功耗的柵極驅(qū)動(dòng)電路。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種柵極驅(qū)動(dòng)電路，包括預(yù)充模塊、柵極掃描信號(hào)的驅(qū)動(dòng)模塊、柵極掃描信號(hào)的維持模塊、特殊維持模塊、下拉模塊、節(jié)點(diǎn)清空模塊和自舉電容；其中，預(yù)充模塊連接前級(jí)的柵極掃描信號(hào)，預(yù)充模塊分別連接?xùn)艠O掃描信號(hào)的驅(qū)動(dòng)模塊、特殊維持模塊、下拉模塊、節(jié)點(diǎn)清空模塊和自舉電容，柵極掃描信號(hào)的驅(qū)動(dòng)模塊和自舉電容均連接?xùn)艠O掃描信號(hào)的維持模塊，柵極掃描信號(hào)的維持模塊、特殊維持模塊、下拉模塊和節(jié)點(diǎn)清空模塊均連接于一個(gè)恒壓低電位；預(yù)充模塊和柵極掃描信號(hào)的驅(qū)動(dòng)模塊的連接節(jié)點(diǎn)為上拉控制節(jié)點(diǎn)，預(yù)充模塊由時(shí)鐘信號(hào)控制，對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行預(yù)充，同時(shí)維持上拉控制節(jié)點(diǎn)的電位；特殊維持模塊連接啟動(dòng)信號(hào)，用于在每幀開(kāi)始時(shí)維持上拉控制節(jié)點(diǎn)；下拉模塊連接后級(jí)的柵極掃描信號(hào)，用于下拉清空上拉控制節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)清空模塊由清空重置信號(hào)控制，用于清空電路中所有的連接節(jié)點(diǎn)；柵極掃描信號(hào)的驅(qū)動(dòng)模塊和柵極掃描信號(hào)的維持模塊由時(shí)鐘信號(hào)控制，柵極掃描信號(hào)的驅(qū)動(dòng)模塊和柵極掃描信號(hào)的維持模塊的連接節(jié)點(diǎn)輸出柵極掃描信號(hào)。

柵極驅(qū)動(dòng)電路的具體電路為：預(yù)充模塊由第一薄膜晶體管構(gòu)成，第一薄膜晶體管的源極連接前級(jí)的柵極掃描信號(hào)，第一薄膜晶體管的柵極連接時(shí)鐘信號(hào)；柵極掃描信號(hào)的驅(qū)動(dòng)模塊由第二薄膜晶體管構(gòu)成，第二薄膜晶體管的源極連接時(shí)鐘信號(hào)，第二薄膜晶體管的柵極連接第一薄膜晶體管的漏極，該連接節(jié)點(diǎn)為上拉控制節(jié)點(diǎn)；柵極掃描信號(hào)的維持模塊由第三薄膜晶體管構(gòu)成，第三薄膜晶體管的柵極連接時(shí)鐘信號(hào)，第三薄膜晶體管的源極連接第二薄膜晶體管的漏極；特殊維持模塊由第四薄膜晶體管構(gòu)成，第四薄膜晶體管的柵極連接啟動(dòng)信號(hào)，第四薄膜晶體管的源極連接第一薄膜晶體管的漏極；下拉模塊由第五薄膜晶體管構(gòu)成，第五薄膜晶體管的柵極連接后級(jí)的柵極掃描信號(hào)，第五薄膜晶體管的源極連接第二薄膜晶體管的柵極；節(jié)點(diǎn)清空模塊包含第六薄膜晶體管和第七薄膜晶體管，第六薄膜晶體管的源極連接第一薄膜晶體管的漏極，第七薄膜晶體管的源極連接第二薄膜晶體管的漏極，第六薄膜晶體管和第七薄膜晶體管的柵極連接清空重置信號(hào)；自舉電容連接第二薄膜晶體管的柵極和漏極；第三薄膜晶體管、第四薄膜晶體管、第五薄膜晶體管、第六薄膜晶體管和第七薄膜晶體管的漏極都連接于一個(gè)恒壓低電位；第二薄膜晶體管的漏極輸出柵極掃描信號(hào)。

利用第一薄膜晶體管下拉清空上拉控制節(jié)點(diǎn)，去掉第五薄膜晶體管；利用第四薄膜晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)第六薄膜晶體管的節(jié)點(diǎn)清空作用，去掉第六薄膜晶體管；利用第三薄膜晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)第七薄膜晶體管的節(jié)點(diǎn)清空作用，去掉第七薄膜晶體管。

有益效果：利用時(shí)鐘信號(hào)控制的預(yù)充模塊，可以同時(shí)起到預(yù)充、維持和下拉清空的作用，在設(shè)計(jì)上去掉現(xiàn)有技術(shù)中的上拉控制節(jié)點(diǎn)的維持模塊，簡(jiǎn)化柵極驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)；利用時(shí)鐘信號(hào)和啟動(dòng)信號(hào)的特殊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)清空的功能，在設(shè)計(jì)上清空重置模塊也可以去除，以最大程度簡(jiǎn)化電路；得到結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單功耗更低的柵極驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)超窄邊框的設(shè)計(jì)

附圖說(shuō)明

圖1是手機(jī)面板的基本結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是柵極驅(qū)動(dòng)電路交錯(cuò)式設(shè)計(jì)的示意圖；

圖3是13T1C電路圖；

圖4是7T1C電路圖；

圖5是7T1C電路驅(qū)動(dòng)信號(hào)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的波形示意圖；

圖6是6T1C電路圖；

圖7是6T1C電路驅(qū)動(dòng)信號(hào)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的波形示意圖；

圖8是5T1C電路圖；

圖9是4T1C電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。

以奇數(shù)行的任一級(jí)柵極驅(qū)動(dòng)電路為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明?，F(xiàn)有的13T1C電路中，預(yù)充模塊由一個(gè)薄膜晶體管構(gòu)成，該薄膜晶體管的柵極和源極均連接前級(jí)的柵極掃描信號(hào)，對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行預(yù)充；用上拉控制節(jié)點(diǎn)的維持模塊維持上拉控制節(jié)點(diǎn)的電位。本發(fā)明的柵極驅(qū)動(dòng)電路將預(yù)充模塊的薄膜晶體管的柵極改由時(shí)鐘信號(hào)控制，源極連接前級(jí)的柵極掃描信號(hào)，這樣既可以起到預(yù)充的作用，也可以起到維持上拉控制節(jié)點(diǎn)電位的作用，可以去掉現(xiàn)有13T1C電路中的上拉控制節(jié)點(diǎn)的維持模塊，得到一個(gè)簡(jiǎn)單的7T1C電路。如圖4所示，本發(fā)明的柵極驅(qū)動(dòng)電路包括預(yù)充模塊1、柵極掃描信號(hào)的驅(qū)動(dòng)模塊2、柵極掃描信號(hào)的維持模塊3、特殊維持模塊4、下拉模塊5、節(jié)點(diǎn)清空模塊6和自舉電容7。

柵極驅(qū)動(dòng)電路的具體電路為：預(yù)充模塊1，由第一薄膜晶體管M1構(gòu)成，第一薄膜晶體管M1的源極連接前級(jí)的柵極掃描信號(hào)Gn-，第一薄膜晶體管M1的柵極連接時(shí)鐘信號(hào)CKa，預(yù)充模塊1對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行預(yù)充，同時(shí)維持上拉控制節(jié)點(diǎn)netAn的電位；

柵極掃描信號(hào)的驅(qū)動(dòng)模塊2，由第二薄膜晶體管M2構(gòu)成，第二薄膜晶體管M2的源極連接時(shí)鐘信號(hào)CKb，用于驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O掃描信號(hào)Gn的輸出，第二薄膜晶體管M2的柵極連接第一薄膜晶體管M1的漏極，該連接節(jié)點(diǎn)為上拉控制節(jié)點(diǎn)netAn；

柵極掃描信號(hào)的維持模塊3，由第三薄膜晶體管M3構(gòu)成，第三薄膜晶體管M3的柵極連接時(shí)鐘信號(hào)CKc，用于維持柵極掃描信號(hào)Gn，第三薄膜晶體管M3的源極連接第二薄膜晶體管M2的漏極，該連接節(jié)點(diǎn)輸出柵極掃描信號(hào)Gn，柵極掃描信號(hào)的維持模塊3也可以用來(lái)下拉柵極掃描信號(hào)Gn；

特殊維持模塊4，由第四薄膜晶體管M4構(gòu)成，第四薄膜晶體管M4的柵極連接啟動(dòng)信號(hào)GSP1，用于在每一幀開(kāi)始時(shí)維持上拉控制節(jié)點(diǎn)，第四薄膜晶體管M4的源極連接第一薄膜晶體管M1的漏極；

下拉模塊5，由第五薄膜晶體管M5構(gòu)成，第五薄膜晶體管M5的柵極連接后級(jí)的柵極掃描信號(hào)Gn₊，用于下拉清空上拉控制節(jié)點(diǎn)netAn，第五薄膜晶體管M5的源極連接第二薄膜晶體管M2的柵極；

節(jié)點(diǎn)清空模塊6，包含第六薄膜晶體管M6和第七薄膜晶體管M7，第六薄膜晶體管M6的源極連接第一薄膜晶體管M1的漏極，第七薄膜晶體管M7的源極連接第二薄膜晶體管M2的漏極，第六薄膜晶體管M6和第七薄膜晶體管M7的柵極連接清空重置信號(hào)CLR1，在每一幀結(jié)束時(shí)清空電路中所有的連接節(jié)點(diǎn)以及在開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)序中清空電路中所有的連接節(jié)點(diǎn)；

自舉電容7連接第二薄膜晶體管M2的柵極和漏極；第三薄膜晶體管M3、第四薄膜晶體管M4、第五薄膜晶體管M5、第六薄膜晶體管M6和第七薄膜晶體管M7的漏極都連接于一個(gè)恒壓低電位VSS；第二薄膜晶體管M2的漏極輸出柵極掃描信號(hào)Gn。

7T1C電路工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的波形示意圖如圖5所示，其中，CK1、CK3、CK5和CK7是柵極驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)信號(hào)，輪流控制時(shí)鐘信號(hào)CKa、CKb和CKc，驅(qū)動(dòng)各級(jí)柵極驅(qū)動(dòng)電路；各級(jí)之間的柵極掃描信號(hào)的連接，滿足條件n₊＝n+6，n-＝n-2。

由于預(yù)充模塊的第一薄膜晶體管M1也可以起到下拉清空作用，所以可以將下拉模塊5的第五薄膜晶體管M5去掉，由第一薄膜晶體管M1來(lái)實(shí)現(xiàn)第五薄膜晶體管M5的功能。所以可以在7T1C電路基礎(chǔ)上進(jìn)一步的簡(jiǎn)化得到6T1C電路，如圖6所示。6T1C電路工作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的波形示意圖如圖7所示，其中，時(shí)鐘控制信號(hào)CK1、CK3、CK5需要在周期的最后增加一個(gè)Dummy空指令周期，CK7在周期的最前面增加一個(gè)Dummy空指令周期。

第六薄膜晶體管M6的功能可以利用第四薄膜晶體管M4來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以在設(shè)計(jì)上可以去掉第六薄膜晶體管M6，得到5T1C電路，如圖8所示。第七薄膜晶體管M7的功能可以利用第三薄膜晶體管M3來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以在設(shè)計(jì)上可以進(jìn)一步的去掉第七薄膜晶體管M7，得到4T1C電路，如圖9所示。