CN102543028A - 一种闸极驱动电路及驱动方法、液晶显示系统 - Google Patents

一种闸极驱动电路及驱动方法、液晶显示系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种闸极驱动电路及驱动方法、液晶显示系统。一种闸极驱动电路，包括闸极控制芯片、扫描线，所述闸极控制芯片的每条输出线路至少连接有三个可控开关，控制三条以上的扫描线，所述每个可控开关各连接一条扫描线。本发明减少闸极驱动IC颗数，降低成本，也有利于实现液晶面板的窄边框设计。同时，通过调整可控开关的数量，可以灵活控制一条输出线路对应的扫描线的数量，这样就以简单的实施方式实现多种不同的配置，降低了开发成本。

Description

一种闸极驱动电路及驱动方法、液晶显示系统
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，更具体的说，涉及一种闸极驱动电路及驱动方法、液晶显示系统。
背景技术
液晶显示系统包括扫描线、数据线和薄膜晶体管，扫描线连接到薄膜晶体管的闸极；数据线连接到薄膜晶体管的源极。一个液晶显示系统扫描线和数据线的数目构成该液晶显示系统的解析度，以一个解析度为MxN的产品为例，单闸极(single gate)驱动方式下，面板闸极的输出线路(panelgate fanout)与源极输出(source fanout)数目分别为N和3M。假定闸极控制芯片(gate IC)与源极控制芯片(source IC)的通道(channel)数目分别为a和b，则该产品需要N/a颗闸极控制芯片(gate IC)和3M/b颗源极控制芯片(source IC)。产品解析度越高，其输出线路(fanout)数目也越多，输出线路(fanout)所占的空间及则需驱动IC颗数也随之增加。
发明专利CN101707047A于2010年5月12日公开了一种节省闸极芯片数量的驱动电路，该发明提供一种节省闸极芯片数量的驱动电路，其位于液晶面板中的闸极芯片与扫描线之间增加一组驱动电路，此驱动电路可以让双闸极(Double Gate)架构下的液晶面板的闸极芯片的数量保持跟单闸极(Single Gate)架构下的数量一样。本发明以双闸极(Double Gate)的驱动架构制作液晶面板时，能节省闸极芯片数量的驱动电路，相较于现有技术，更能节省成本，并利用此驱动电路使得每一个扫描线在结束高准位讯号时，接收一个低准位讯号，让每一个扫描线的讯号状态更为明确。由于该发明中，第一～三控制开关之间需要互锁设计，这就大幅限制了可控的扫描线的数量，因此一条输出线路(fanout)只能对应两条扫描线，无以简单、低成本的方式灵活配置一条输出线路可控的扫描线数量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以进一步减少闸极控制芯片数量、有利于实现窄边框设计的闸极驱动电路及驱动方法、液晶显示系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种闸极驱动电路，包括闸极控制芯片、扫描线，所述闸极控制芯片的每条输出线路至少连接有三个可控开关，控制三条以上的扫描线，所述每个可控开关各连接控制一条扫描线。
优选的，所述闸极驱动电路还包括有至少三条控制线，每条闸极控制芯片的输出线路对应的可控开关共用所述控制线，所述每个可控开关的控制端分别连接一条所述的控制线。因此，假设每条输出线路有N个可控开关，只需要设置N条控制线即可，无需单独为每条输出线路的每个可控开关单独设计驱动，大幅简化了控制方式。
优选的，所述与可控开关连接的扫描线的另一端还连接有可控的复位开关，所述复位开关的另一端连接到低电位信号，所述可控开关和复位开关之间独立控制，同一扫描线连接的可控开关与复位开关之间交错导通。当前扫描线进行驱动时，对应的复位开关保持截止状态，该扫描线处于高电平状态；此时，同一输出线路对应的其它扫描线则需要保持低电平状态，因此，这些扫描线对应的复位开关就处于导通状态，将低电平信号导入对应的扫描线，这样即便是可控开关误动作，也能强制让其对应的扫描线保持在低电位状态，提高驱动系统的可靠性；再者，通过复位开关将扫描线与低电平信号连接，可以让扫描线从高电位迅速转换到低电位，提高驱动的响应速度。
优选的，所述闸极驱动电路还包括有至少三条复位控制线和一条公共低电位线，所述每个复位开关的控制端分别连接一条所述的复位控制线，所述每个复位开关的另一端连接到公共低电位线，每条闸极控制芯片的输出线路对应的复位开关共用所述公共低电位线。此为一种复位开关的具体实施方式，同一纵列的可控开关对应的复位开关可以共用一条复位控制线，因此，假设每条输出线路有N个复位开关，只需要设置N条复位控制线即可，无需单独为每条输出线路的每个复位开关单独设计驱动，大幅简化了控制方式。
优选的，所述闸极控制芯片的每条输出线路连接有第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关；所述闸极驱动电路还包括有第一控制线、第二控制线、第三控制线；所述第一可控开关的控制端连接到第一控制线，所述第二可控开关的控制端连接到第二控制线，所述第三可控开关的控制端连接到第三控制线。此为一条输出线路对应三条扫描线的控制方式。
优选的，所述与可控开关连接的扫描线的另一端还连接有可控的复位开关，所述复位开关的另一端连接到低电位信号。此为一条输出线路对应三条扫描线的驱动电路，增加复位开关提升驱动可靠性以及响应速度的实施方式。
优选的，所述闸极驱动电路还包括有至少三条复位控制线和一条公共低电位线，所述每个复位开关的控制端分别连接一条所述的复位控制线，所述每个复位开关的另一端连接到公共低电位线。此为一种复位开关的具体实施方式，同一纵列的可控开关对应的复位开关可以共用一条复位控制线，因此，假设每条输出线路有N个复位开关，只需要设置N条复位控制线即可，无需单独为每条输出线路的每个复位开关单独设计驱动，大幅简化了控制方式。
优选的，所述可控开关为薄膜晶体管。采用薄膜晶体管作为可控开关，可以在制作阵列基板的薄膜晶体管的时候同步形成，无需增加额外的工序，有利于降低制作成本。
一种上述闸极驱动电路的驱动方法，包括以下步骤：
A：所述闸极控制芯片的每条输出线路依次输出高电平，并至少持续三个扫描间隔，
B：当前输出线路输出高电平时，其对应的可控开关按一个扫描间隔依次导通。
优选的，所述与可控开关连接的扫描线的另一端还连接有可控的复位开关，所述复位开关的另一端连接到低电位信号，所述步骤B还包括：当前可控开关导通时，控制同一扫描线的复位开关截止；当前可控开关截止时，控制同一扫描线的复位开关导通。当前扫描线进行驱动时，对应的复位开关保持截止状态，该扫描线处于高电平状态；此时，同一输出线路对应的其它扫描线则需要保持低电平状态，因此，这些扫描线对应的复位开关就处于导通状态，将低电平信号导入对应的扫描线，这样即便是可控开关误动作，也能强制让其对应的扫描线保持在低电位状态，提高驱动系统的可靠性；再者，通过复位开关将扫描线与低电平信号连接，可以让扫描线从高电位迅速转换到低电位，提高驱动的响应速度。
一种液晶显示系统，包括上述的一种闸极驱动电路。
本发明由于闸极控制芯片的每条输出线路至少连接三个可控开关，每个可控开关各控制一条扫描线，这样一条输出线路就能对应三条以上的扫描线，这样在扫描线一定的情况下，进一步减少输出线路的数目，进而减少闸极驱动IC颗数，降低成本；同时，输出线路的减少也减少了空间占用，为窄边框设计节省液晶面板闸极控制侧的电路板区空间，有利于实现液晶面板的窄边框设计。同时，通过调整可控开关的数量，可以灵活控制一条输出线路对应的扫描线的数量，这样就以简单的实施方式实现多种不同的配置，降低了开发成本。
附图说明
图1是现有的一种扫描线、数据线驱动方式；
图2是本发明实施方式示意图；
其中：100、液晶像素；200、可控开关；300、复位开关；400、扫描线；500、数据线；600、控制线；700、复位控制线。
具体实施方式
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
一种液晶显示系统，包括液晶面板以及位于液晶面板底部的背光模组，液晶面板包括多个液晶像素100以及纵横交错的扫描线400和数据线500进行。每个液晶像素100包括像素电极以及跟像素电极连接的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管的闸极连接到扫描线400；其源极连接至数据线500。现有一种闸极驱动电路，包括闸极控制芯片、扫描线400，所述闸极控制芯片的每条输出线路至少连接有三个可控开关200，所述每个可控开关200连接一条扫描线400。
可控开关200可以采用控制线600进行控制，即每个可控开关200的控制端分别连接一条的控制线600，不同输出线路对应的可控开关200，只要是位于同一纵列位置的，都可以共用一条控制线600，这样一个输出线路对应N条扫描线400，只需要N条控制线600即可。
为了提升闸极驱动电路的可靠性以及响应速度，与可控开关200连接的扫描线400的另一端还可以连接可控的复位开关300，复位开关300的另一端连接到低电位信号。当前扫描线400进行驱动时，对应的复位开关300保持截止状态，该扫描线400处于高电平状态；此时，同一输出线路对应的其它扫描线400则需要保持低电平状态，因此，这些扫描线400对应的复位开关300就处于导通状态，将低电平信号导入对应的扫描线400，这样即便是可控开关200误动作，也能强制让其对应的扫描线400保持在低电位状态，提高驱动系统的可靠性；再者，通过复位开关300将扫描线400与低电平信号连接，可以让扫描线400从高电位迅速转换到低电位，提高驱动的响应速度。
复位开关300也可以采用类似控制开关的控制方式，设置与控制线600同等数目的复位控制线700，每个复位开关300的控制端分别连接一条所述的复位控制线700，还可以设置一条公共低电位线，每个复位开关300的另一端连接到该公共低电位线。
下面就以闸极控制芯片的每条输出线路连接有三个可控开关200为例，进一步阐释本发明的构思，
在液晶面板是闸极输入端(panel gate input)放置一组可控开关200，每一组内的三个可控开关200分别控制三条扫描线400的信号输入。并利用闸极输出(gate output)端的可控开关200搭配特别的信号输入方式来逐行的实现扫描信号的打开与关闭
如附图2所示，GI_1、GI_2和GI_3为控制线600，G1_1、G1_2、G1_3、G2_1、G2_2、G2_3为扫描线400；D1、D2、Dn-1、Dn为数据线500；G03、G02、G01为复位控制线700；Vgl为公共低电位线。
GI_1、GI_2和GI_3分别输入高/低电压并随着时间进行切换，即在T1时GI_1输入高电平(H)，GI_2和GI_3输入低电平(L)，T2时GI_1和GI_3输入L，G，I_2输入H，T3时GI_1和GI_2输入L，GI_3输入H。并且当GI_1输入H时，GO1输入L，GO2和GO3输入H。GI_2输入H时GO2输入L，GO1和GO3输入H。GI_3输入H时，GO3输入L，GO1和GO2输入H。Vgl保持输入L。在T1时间，GI_1输入H、GI_2和GI_3输入L，G1～Gn为闸极的输出线路(Gate fanout)，G1输入H、G2～Gn输入L、GO1输入L、复位控制线700GO2和GO3输入H、Vgl保持L电压。
由于GI_1输入H，G1的信号可以送入到G1_1中，将G1_1所对应的TFT打开，这时间GO1输入为L，所以Vgl的信号不会送入到G1_1中。同时，GI_2和GI_3输入为L，所以G1的H信号无法送入到G1_2和G1_3中，GO2和GO3输入为H，将Vgl的L信号送入到G1_2和G1_3中。
同时，G2输入为L，由于GI_1输入为H所以可以将其L电压送入到G2_1中，并且GO2和GO3输入为H，可以将Vgl的L信号送入到G2_2和G2_3中。
G3～Gn所对应的扫描线400与上述类似。
在T2时间，GI_2输入H、GI_1和GI_3输入L、G1输入H、G2～Gn输入L、GO2输入L、GO1和GO3输入H、Vgl保持L电压。
由于GI_2输入H，G1的信号可以送入到G1_2中，将G1_2所对应的TFT打开，这时间GO2输入为L，所以Vgl的信号不会送入到G1_2中。同时，GI_1和GI_3输入为L，所以G1的H信号无法送入到G1_1和G1_3中，GO1和GO3输入为H，将Vgl的L信号送入到G1_1和G1_3中。
同时，G2输入为L，由于GI_2输入为H所以可以将其L电压送入到G2_2中，并且GO1和GO3输入为H，可以将Vgl的L信号送入到G2_1和G2_3中。
G3～Gn所对应的扫描线400与上述类似。
在T3时间，GI_3输入H、GI_1和GI_2输入L、G1输入H、G2～GateGn输入L、GO3输入L、GO1和GO2输入H、Vgl保持L电压。
由于GI_3输入H，G1的信号可以送入到G1_3中，将G1_3所对应的TFT打开，这时间GO3输入为L，所以Vgl的信号不会送入到G1_3中。同时，GI_1和GI_2输入为L，所以G1的H信号无法送入到G1_1和G1_2中，GO1和GO2输入为H，将Vgl的L信号送入到G1_1和G1_2中。
同时，G2输入为L，由于GI_3输入为H所以可以将其L电压送入到G2_3中，并且GO1和GO2输入为H，可以将Vgl的L信号送入到G2_1和G2_2中。
G3～Gn所对应的扫描线400与上述类似。可以将各时间输入与输出的信号电压整理如下面表1所示：
Figure BDA0000136001000000071
表1
可看到采用新型结构的面板搭配设计好的信号时序，可以实现扫描线400的依次打开与关闭，并且可以仅适用原来的1/3的闸极的输出线路数目来达到降低IC数目节约成本的作用。
也可以采用增加更多的可控开关200的方式来达到此种驱动效果，例如将可控开关200数目增加到4个5个或者更多，只需要依照上述的驱动方式就可以实现减少闸极的输出线路的目的。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种闸极驱动电路，包括闸极控制芯片、扫描线，其特征在于，所述闸极控制芯片的每条输出线路至少连接有三个可控开关，控制三条以上的扫描线，所述每个可控开关各连接控制一条扫描线。
2.如权利要求1所述的一种闸极驱动电路，其特征在于，所述闸极驱动电路还包括有至少三条控制线，每条闸极控制芯片的输出线路对应的可控开关共用所述控制线，所述每个可控开关的控制端分别连接一条所述的控制线。
3.如权利要求1所述的一种闸极驱动电路，其特征在于，所述与可控开关连接的扫描线的另一端还连接有可控的复位开关，所述复位开关的另一端连接到低电位信号，所述可控开关和复位开关之间独立控制，同一扫描线连接的可控开关与复位开关之间交错导通。
4.如权利要求3所述的一种闸极驱动电路，其特征在于，所述闸极驱动电路还包括有至少三条复位控制线和一条公共低电位线，所述每个复位开关的控制端分别连接一条所述的复位控制线，所述每个复位开关的另一端连接到公共低电位线，每条闸极控制芯片的输出线路对应的复位开关共用所述公共低电位线。
5.如权利要求1所述的一种闸极驱动电路，其特征在于，所述闸极控制芯片的每条输出线路连接有第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关；所述闸极驱动电路还包括有第一控制线、第二控制线、第三控制线；所述第一可控开关的控制端连接到第一控制线，所述第二可控开关的控制端连接到第二控制线，所述第三可控开关的控制端连接到第三控制线。
6.如权利要求5所述的一种闸极驱动电路，其特征在于，所述与可控开关连接的扫描线的另一端还连接有可控的复位开关，所述复位开关的另一端连接到低电位信号。
7.如权利要求6所述的一种闸极驱动电路，其特征在于，所述闸极驱动电路还包括有至少三条复位控制线和一条公共低电位线，所述每个复位开关的控制端分别连接一条所述的复位控制线，所述每个复位开关的另一端连接到公共低电位线。
8.如权利要求1所述的一种闸极驱动电路，其特征在于，所述可控开关为薄膜晶体管。
9.一种如权利要求1所述的闸极驱动电路的驱动方法，包括以下步骤：
A：所述闸极控制芯片的每条输出线路依次输出高电平，并至少持续三个扫描间隔，
B：当前输出线路输出高电平时，其对应的可控开关按一个扫描间隔依次导通。
10.如权利要求9所述的闸极驱动电路的驱动方法，其特征在于，所述与可控开关连接的扫描线的另一端还连接有可控的复位开关，所述复位开关的另一端连接到低电位信号，所述步骤B还包括：当前可控开关导通时，控制同一扫描线的复位开关截止；当前可控开关截止时，控制同一扫描线的复位开关导通。
11.一种液晶显示系统，包括如权利要求1～8任一所述的一种闸极驱动电路。
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