CN105427824B - 具有漏电补偿模块的goa电路、阵列基板和显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有漏电补偿模块的GOA电路，及应用其的阵列基板及显示面板。该栅极驱动电路包括：GOAn单元和GOAn+m单元，其中，GOAn单元的输出端连接至GOAn+m单元的输入端，且GOAn+m单元的输出端连接至GOAn单元的复位端；漏电补偿模块，其两输入端分别连接至GOAn单元和GOAn+m单元的输出端，其控制端连接至信号线，其输出端连接至GOAn+m单元的PU点，用于在接收到漏电补偿信号后对GOAn+m单元的PU点进行充电。本发明通过在级联的两GOA单元之间增加了漏电补偿模块，对下一级的GOA单元进行充电，弥补由于漏电而导致的电压降低，从而解决了由于PU漏电导致的显示异常的问题。

Description

具有漏电补偿模块的GOA电路、阵列基板和显示面板
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种具有漏电补偿模块的GOA电路，及应用其的阵列基板和显示面板。
背景技术
目前，新兴嵌入式触摸屏技术主要分为三大阵营，分别是以苹果公司为代表的In-Cell阵营，以三星为代表的On-Cell阵营和以HTC、谷歌为代表的OGS阵营。In-Cell技术是指将触摸面板功能嵌入到液晶像素中的方法，即在显示屏内部嵌入触摸传感器功能，这样能使屏幕变得更加轻薄。
现有技术中，In-Cell触摸屏的实现方式为：对AA区若干行像素进行显示(display)扫描后，停止显示扫描，开始对AA区部分触摸(touch)电极进行扫描，将每次对触摸电极进行扫描的这段时间称为LHB(LongHorizontal Blanking)，之后再进行显示扫描与LHB的交替，反复多次进行此过程(次数依具体产品而定)，完成一帧画面的显示和全屏幕触摸电极扫描。
GOA(位于阵列基板上的栅极驱动，即Gate driver on Array)技术是将栅极驱动集成在阵列基板上，从而有利于阵列基板小型化的技术。请参照图1A，GOA电路通常包括若干个GOA单元-GOAn-1单元、GOAn单元、GOAn+1单元、GOAn+2单元，每一个GOA单元的输出端(OUTn-1、OUTn、OUTn+1、OUTn+2)连接至触摸屏上对应的像素行的栅线。
对于相邻GOA单元级联的方式，每一GOA单元的输出端(OUTn)连接至下一GOA单元的输入端(INn)，用于开启下一GOA单元，同时下一GOA单元的输出端(OUTn+1)还连接至上一GOA单元的复位端(RESET)。STV作为起始信号，连接至GOA电路中第一个GOA单元的输入端(IN)。
其中，CLK1，CLK2为GOA电路的时钟信号。GOAn单元和GOAn+2单元的时钟信号输入端连接至第一时钟信号CLK1，GOAn-1单元和GOAn+1单元的时钟信号输入端连接至第二时钟信号CLK2。第一时钟信号CLK1、第二时钟信号CLK2为高电平时，GOA电路中相应的GOA单元输出高电平，与其相连的栅线开启，为低电平时，GOA电路中相应的GOA单元输出低电平，与其相连的栅线关断。为了实现栅线的逐一扫描，第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2的高电平相互错开。
图1B为图1A所示GOA电路的时序图。请参照图1B，假设第n行像素显示完之后进入LHB，开始触摸电极扫描，GOAn单元的输出端OUTn连接至GOAn+1单元的输入端，当OUTn为高电平时，GOAn+1单元内的PU点电平也被拉高。然而，在LHB期间(一般为毫秒量级)，GOAn+1单元内的PU点会经过与其连结的TFT源漏极漏电，电压降低，如图1B中B处所示；待LHB结束后，该GOAn+1单元的输出电压会较低，甚至无法开启对应行的像素TFT，导致显示异常，如图1B中C处所示；同时GOAn+1单元的输出端连接至GOAn单元的复位端，其电压较低会导致GOAn单元的PU点以及输出端无法正常放电，进而其无法彻底关断，噪声较大，也容易造成异常显示，如图1B中A处所示。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于上述技术问题，本发明提供了一种具有漏电补偿模块的GOA电路，及应用其的阵列基板及显示面板，以避免PU漏电导致的显示异常。
(二)技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种具有漏电补偿模块的栅极驱动电路。该栅极驱动电路包括：两GOA单元-GOAn单元和GOAn+m单元，其中，GOAn单元的输出端连接至GOAn+m单元的输入端，且GOAn+m单元的输出端连接至GOAn单元的复位端，所述n和m为自然数；信号线，其提供漏电补偿信号VLHB；漏电补偿模块，其两输入端分别连接至GOAn单元和GOAn+m单元的输出端，其控制端连接至信号线，其输出端连接至GOAn+m单元的PU点，用于在接收到漏电补偿信号后对GOAn+m单元的PU点进行充电。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种阵列基板。该阵列基板包括：上述的栅极驱动电路以及若干条栅线。其中，所述栅极驱动电路中包括N个GOA单元，所述栅线的条数同样为N，每一条栅线的后端连接至对应GOA单元的输出端。
根据本发明的再一个方面，还提供了一种显示面板。该显示面板包括：上述的阵列基板以及像素矩阵。其中，所述阵列基板中栅极驱动电路的每一GOA单元的输出端连接至所述像素矩阵中对应的像素行的栅线。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有漏电补偿模块的GOA电路，及应用其的阵列基板及显示面板具有以下有益效果：
(1)在GOA电路的级联的两GOA单元之间增加了漏电补偿模块，对下一级的GOA单元进行充电，弥补由于漏电而导致的电压降低，从而解决了由于PU漏电导致的显示异常的问题；
(2)PU漏电补偿模块包括4个TFT及一个电容，此外仅需要增设一根信号线，整个电路结构简单，易于实现；
(3)在GOA电路中两级联的GOA单元之间均设置PU漏电补偿模块，从而在改变LHB位置时，只需要对VLHB信号进行相应调整即可，从而极大的增强了GOA电路设计的灵活性。
附图说明
图1A为现有技术GOA电路的示意图；
图1B为图1A所示GOA电路的时序图；
图2A为根据本发明第一实施例具有漏电补偿模块的GOA电路的结构示意图；
图2B为图2A所示GOA电路的时序图；
图3A为根据本发明第一实施例具有漏电补偿模块的GOA电路的结构示意图；
图3B为图3A所示GOA电路的时序图。
具体实施方式
本发明在GOA电路中增加了PU漏电补偿模块，对GOA单元的PU点进行充电，避免了由于PU点漏电导致的显示异常。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
一、第一实施例
在本发明的第一个示例性实施例中，提供了一种具有漏电补偿模块的GOA电路。请参照图1A和图2A，本实施例具有漏电补偿模块的GOA电路包括：
N个GOA单元，其中包括具有级联关系的第n个GOA单元-GOAn单元和第n+1个GOA单元-GOAn+1单元，其中，GOAn单元的输出端连接至GOAn+1单元的输入端，且GOAn+1单元的输出端还连接至GOAn单元的复位端，所述n为自然数；
信号线，其提供漏电补偿信号VLHB；
漏电补偿模块，其两输入端分别连接至GOAn单元和GOAn+1单元的输出端，其控制端连接至信号线，其输出端连接至GOAn+1单元的PU点，用于在接收到漏电补偿信号后对GOAn+1单元的PU点进行充电。
以下分别对本实施例具有漏电补偿模块的GOA电路的各个组成部分进行详细描述。
本实施例中，并未对GOA单元本身进行改进。关于GOA单元内部的结构，可参照现有技术的相关文献，此处不再赘述。可以理解的是，虽然图1中的GOA电路仅给出了有限的几个GOA单元，但本领域技术人员可以理解，对于包含N个GOA单元的GOA电路整体而言，其连接关系与此类此。GOAn单元和GOAn+1单元为该N个GOA单元具有级联关系的两GOA单元，其中N为大于等于2的自然数。
进一步地，本实施例中，采用相邻GOA单元级联的方式，即GOAn单元的输出端连接至GOAn+1单元的输入端，且GOAn+1单元的输出端连接至GOAn单元的复位端。除此之外，还存在其他级联方式，例如存在预充电的情况，即GOAn单元的输出端连接至第n+m个GOA单元-GOAn+m单元的输入端，且GOAn+m单元的输出端连接至GOAn单元的复位端，其中，m一般取2、3、4、5、6中的一值。在这种情况下，需要在具有级联关系的两GOA单元-GOAn单元和GOAn+m单元之间来设置漏电补偿模块，同样能够应用本发明。
此外，本实施例是针对第n行像素显示完之后进入LHB时间为例进行说明的，即对每个LHB之后第一行GOA单元-GOAn+1单元的PU点进行充电，避免了由于GOAn+1单元的PU点漏电导致的显示异常。而关于其他GOA单元之间是否增加漏电补偿模块，并没有进行限定。
本领域技术人员进行理解，LHB的位置需要根据实际场景进行调整，尤其是在测试阶段，测试人员可能会多次更改LHB位置来使显示和touch功能达到最佳。在变更LHB位置的情况下，为了保证相应位置的GOA单元PU点电压得到补偿，在本发明优选的实施例中，在GOA电路中有级联关系的两个GOA单元之间均设置漏电补偿模块，从而在测试人员改变LHB位置时，只需要对VLHB信号的时序进行相应调整即可，从而极大的增强了GOA电路设计的灵活性。
本实施例中，在GOA单元中的TFT(薄膜晶体管)为高电平触发的N型TFT，与此相对应，漏电补偿模块中的TFT也采用N型TFT。
请参照图2A，漏电补偿模块具体包括：
第一N型TFT-NTFT1，其栅极和漏极连接至GOAn单元的输出端，其源极连接至第一节点Node1；
第四N型TFT-NTFT4，其栅极连接至GOAn+1单元的输出端，其漏极连接至第一节点Node1，其源极连接至电压VSS；
第二N型TFT-NTFT2，其栅极连接至第一节点Node1，其漏极连接至信号线，其源极连接至第二节点Node2，该第二节点Node2和第一节点Node1之间具有上拉电容C1；
第三N型TFT-NTFT，其栅极连接至第二节点Node2，其漏极连接至信号线，其源极连接至漏电补偿模块的输出端，进而连接至GOAn+1单元的PU点，即图中的PUn+1。
其中，电压VSS持续为低电平，漏电补偿信号VLHB的电平在显示扫描时为低电平，在LHB内大部分时间为高电平，LHB快结束时(距LHB结束前几微秒即可)变为低电平。也就是说，漏电补偿信号在除LHB结束前的预设时间段之外的LHB时间内为高电平，在该预设时间段内为低电平，该预设时间段可以在0.1μs～20μs之间依据将漏电补偿模块中第二节点Node2置为低电平所需要的时间合理选择，其与4个NTFT的尺寸有关。
此外，综合考虑性能以及所占用的面积，上拉电容C1的电容值介于1pF～10pF之间。
需要说明的是，该漏电补偿模块的作用只是为PU点充电，保证功能性能够实现即可，对TFT尺寸要求并不高，对GOA电路的整体尺寸不会有较大影响。
以下结合图2B的时序关系具体说明本实施例GOA电路的工作原理：
(1)正常显示扫描期间，VLHB为低电平：
若OUTn为低电平时，第一N型TFT-NTFT1，第二N型TFT-NTFT2，第三N型TFT-NTFT，第四N型TFT-NTFT4均不能打开，漏电补偿模块不起作用；
若OUTn为高电平时，第一N型TFT-NTFT1打开，第一节点Node1电压被拉高，第二N型TFT-NTFT2打开，第二节点Node2电压被漏电补偿信号VLHB拉低，第三N型TFT-NTFT无法打开，之后OUTn+1会跳变为高电平，第四N型TFT-NTFT4打开，第一节点Node1电压被拉低，此过程也未对PUn+1点造成影响。
综上，在显示扫描期间，漏电补偿模块不起作用，不会对任何的GOA单元造成影响。
(2)LHB时间内，漏电补偿信号VLHB在大部分时间为高电平，设定显示扫描结束后第一行是整个面板的第n+1行：
LHB开始前，PUn+1和Node1均被OUTn充电至接近高电平，第二N型TFT-NTFT2打开；
LHB开始后，第二节点Node2被漏电补偿信号VLHB拉为高电平，由于上拉电容C1的自举作用，第一节点Node1电压会跳变为接近2倍的第二节点Node2电压，因此使第二N型TFT-NTFT2继续保持打开状态，Node2持续由VLHB充电，促使第三N型TFT-NTFT继续打开，PUn+1因此得到VLHB充电，从而使PUn+1的电压得到补偿，如图2B中A处所示；
在LHB快结束前几微秒将漏电补偿信号VLHB置为低电平，第二节点Node2电压被拉成低电平，第三N型TFT-NTFT关断，PUn+1不再受影响，LHB结束后OUTn+1能够正常输出，保证后续画面正常显示，如图2B中B处所示。OUTn+1输出的高电平使第四N型TFT-NTFT4打开，第一节点Node1电压释放，漏电补偿模块所有TFT处于关断状态，不再受后续LHB的影响。
至此，本发明第一实施例具有漏电补偿模块的GOA电路介绍完毕。
二、第二实施例
在本发明的第二个示例性实施例中，还提供了一种具有漏电补偿模块的GOA电路。如图3A所示，本实施例与第一实施例相比，其区别在于，GOA单元中的TFT为低电平触发的P型TFT，与此对应漏电补偿模块中的TFT也采用P型TFT。
请参照图3A，本实施例漏电补偿模块包括：
第一P型TFT-PTFT1，其栅极和源极连接至GOAn单元的输出端，其漏极连接至第一节点Node1；
第四P型TFT-PTFT4，其栅极连接至GOAn+1单元的输出端，其源极连接至第一节点Node1，其漏极连接至电压VGH；
第二P型TFT-PTFT2，其栅极连接至第一节点Node1，其源极连接至信号线，其漏极连接至第二节点Node2，该第二节点Node2和第一节点Node1之间具有下拉电容C2；
第三P型TFT-PTFT3，其栅极连接至第二节点Node2，其源极连接至信号线，其漏极连接至漏电补偿模块的输出端，进而连接至GOAn+1单元的PU点，即图中所示的PUn+1。
本实施例中，电压VGH持续为高电平，漏电补偿信号VLHB的电平在显示扫描时为为高电平，在LHB内大部分时间为低电平，LHB快结束时(距LHB结束前几微秒即可)变为高电平。同样，漏电补偿信号VLHB在除LHB结束前的预设时间段之外的LHB时间内为低电平，在该预设时间段内为高电平，该预设时间段可以在0.1μs～20μs之间依据将漏电补偿模块中第二节点Node2置为高电平所需要的时间合理选择，其与4个PTFT的尺寸有关。
同样，综合考虑性能以及所占用的面积，下拉电容C2的电容值介于1pF～10pF之间。
以下结合图3B的时序关系具体说明本实施例GOA电路的工作原理：
(1)正常显示扫描期间，VLHB为高电平：
若OUTn为高电平时，第一P型TFT-PTFT1，第二P型TFT-PTFT2，第三P型TFT-PTFT3，第四P型TFT-PTFT4均不能打开，漏电补偿模块不起作用；
若OUTn为低电平时，第一P型TFT-PTFT1打开，Node1点电压被拉低，第二P型TFT-PTFT2打开，Node2点电压被漏电补偿信号VLHB拉高，第三P型TFT-PTFT3无法打开，之后OUTn+1会跳变为低电平，第四P型TFT-PTFT4打开，Node1点电压被拉高，此过程也未对PUn+1点造成影响。
综上，在显示扫描期间，漏电补偿模块不会对任何GOA单元造成影响。
(2)LHB时间内，VLHB大部分时间为低电平，设定LHB结束后第一行是整个面板的第n+1行：
LHB开始前，PUn+1和Node1均被OUTn充电至接近低电平，第二P型TFT-PTFT2打开；
LHB开始后，Node2点被VLHB拉为低电平，由于下拉电容C2的自举作用，Node1点电压会跳变为接近2倍的Node2点电压，因此使第二P型TFT-PTFT2继续保持打开状态，Node2持续由漏电补偿信号VLHB充电，促使第三P型TFT-PTFT3继续打开，PUn+1因此得到VLHB充电，如图3B中A处所示；
在LHB快结束前几微秒将漏电补偿信号VLHB置为高电平，Node2电压被拉成高电平，第三P型TFT-PTFT3关断，PUn+1不再受影响；LHB结束后第n+1行GOA OUTn+1能够正常输出，保证后续画面正常显示，如图3B中B处所示。OUTn+1输出的低电平使第四P型TFT-PTFT4打开，Node1电压释放，漏电补偿模块所有TFT处于关断状态，不再受后续LHB的影响。
为了达到简要说明的目的，上述第一实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。
至此，本发明第二实施例具有漏电补偿模块的GOA电路介绍完毕。
三、第三实施例
基于上述两实施例的GOA电路，在本发明的第三个示例性实施例中，还提供了一种阵列基板。本实施例阵列基板包括上述的GOA电路以及若干条栅线。
其中，GOA电路中包括N个GOA单元，每相邻的两GOA单元之间设置漏电补偿模块。栅线的条数同样为N，每一条栅线的后端连接至对应GOA单元的输出端。
至此，本发明第三实施例阵列基板介绍完毕。
四、第四实施例
基于上述实施例的阵列基板，在本发明的第四个示例性实施例中，还提供了一种显示面板。本实施例显示面板包括上述的阵列基板以及像素矩阵。其中，阵列基板中栅极驱动电路的每一GOA单元的输出端连接至上述像素矩阵中对应的像素行的栅线。
至此，本发明第四实施例显示面板介绍完毕。
至此，已经结合附图对本发明四实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明具有漏电补偿模块的GOA电路，应用其的阵列基板及显示面板有了清楚的认识。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
综上所述，本发明提供一种具有漏电补偿模块的GOA电路、应用其的阵列基板及显示面板，其在GOA电路增加了一独特的PU漏电补偿模块，此外仅需增加一条信号线，从而可以在LHB时间内对LHB结束后的第一行GOA单元PU点进行充电，避免了由于PU漏电导致的显示异常，提高了显示的稳定性；另外此种补偿结构允许改变LHB的位置，只需要对VLHB信号进行相应调整即可，具有极强的灵活性，推广前景较好。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有漏电补偿模块的栅极驱动电路，其特征在于，包括：
两GOA单元-GOAn单元和GOAn+m单元，其中，GOAn单元的输出端连接至GOAn+m单元的输入端，且GOAn+m单元的输出端连接至GOAn单元的复位端，所述n和m为自然数；
信号线，其提供漏电补偿信号VLHB；
漏电补偿模块，其两输入端分别连接至GOAn单元和GOAn+m单元的输出端，其控制端连接至信号线，其输出端连接至GOAn+m单元的PU点，用于在接收到漏电补偿信号VLHB后对GOAn+m单元的PU点进行充电；
所述GOAn单元和GOAn+m单元中的薄膜晶体管为高电平触发的N型TFT；
所述漏电补偿模块包括：
第一N型TFT(NTFT1)，其栅极和漏极连接至GOAn单元的输出端，其源极连接至第一节点(Node1)；
第四N型TFT(NTFT4)，其栅极连接至GOAn+1单元的输出端，其漏极连接至第一节点(Node1)，其源极连接至电压VSS；
第二N型TFT(NTFT2)，其栅极连接至第一节点(Node1)，其漏极连接至信号线，其源极连接至第二节点(Node2)，该第二节点(Node2)和第一节点(Node1)之间具有上拉电容(C1)；
第三N型TFT(NTFT)，其栅极连接至第二节点(Node2)，其漏极连接至信号线，其源极连接至漏电补偿模块的输出端，进而连接至GOAn+1单元的PU点(PUn+1)；
其中，电压VSS持续为低电平，漏电补偿信号VLHB在除LHB结束前的预设时间段之外的LHB时间内为高电平，在该预设时间段内为低电平。
2.一种具有漏电补偿模块的栅极驱动电路，其特征在于，包括：
两GOA单元-GOAn单元和GOAn+m单元，其中，GOAn单元的输出端连接至GOAn+m单元的输入端，且GOAn+m单元的输出端连接至GOAn单元的复位端，所述n和m为自然数；
信号线，其提供漏电补偿信号VLHB；
漏电补偿模块，其两输入端分别连接至GOAn单元和GOAn+m单元的输出端，其控制端连接至信号线，其输出端连接至GOAn+m单元的PU点，用于在接收到漏电补偿信号VLHB后对GOAn+m单元的PU点进行充电；
所述GOAn单元和GOAn+m单元中的薄膜晶体管为低电平触发的P型TFT；
所述漏电补偿模块包括：
第一P型TFT(PTFT1)，其栅极和源极连接至GOAn单元的输出端，其漏极连接至第一节点(Node1)；
第四P型TFT(PTFT4)，其栅极连接至GOAn+1单元的输出端，其源极连接至第一节点(Node1)，其漏极连接至电压VGH；
第二P型TFT(PTFT2)，其栅极连接至第一节点(Node1)，其源极连接至信号线，其漏极连接至第二节点(Node2)，该第二节点(Node2)和第一节点(Node1)之间具有下拉电容(C2)；
第三P型TFT(PTFT3)，其栅极连接至第二节点(Node2)，其源极连接至信号线，其漏极连接至漏电补偿模块的输出端，进而连接至GOAn+1单元的PU点(PUn+1)；
其中，电压VGH持续为高电平，漏电补偿信号VLHB在除LHB结束前的预设时间段之外的LHB时间内为低电平，在该预设时间段内为高电平。
3.根据权利要求1或2所述的栅极驱动电路，其特征在于，包括：N个GOA单元；
所述GOAn单元和GOAn+m单元为该N个GOA单元具有级联关系的两GOA单元，其中，N为自然数且N>m。
4.根据权利要求3所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述m＝1、2、3、4、5或6。
5.根据权利要求3所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述N个GOA单元中任意两个具有级联关系的GOA单元之间均设置有所述的漏电补偿模块；多个漏电补偿模块的控制端均连接至所述信号线。
6.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述上拉电容(C1)的电容值介于1pF～10pF之间。
7.根据权利要求2所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述下拉电容(C2)的电容值介于1pF～10pF之间。
8.根据权利要求1或2所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述预设时间段介于0.1μs～20μs之间。
9.一种阵列基板，其特征在于，包括：权利要求1至8中任一项所述的栅极驱动电路以及若干条栅线；
其中，所述栅极驱动电路中包括N个GOA单元，所述栅线的条数同样为N，每一条栅线的后端连接至对应GOA单元的输出端。
10.一种显示面板，其特征在于，包括：权利要求9所述的阵列基板以及像素矩阵；
其中，所述阵列基板中栅极驱动电路的每一GOA单元的输出端连接至所述像素矩阵中对应的像素行的栅线。
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