CN106297621A - 栅极驱动电路、触控显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了栅极驱动电路、触控显示装置及其驱动方法，栅极驱动电路包括：第一移位寄存器组，包含M级有效移位寄存器，其中M大于等于2；第二移位寄存器组，触控感测阶段所述第二移位寄存器组耦接在所述第一移位寄存器组中的第i级有效移位寄存器与第i+1级有效移位寄存器之间，其中i大于等于1，小于等于M；其中所述第一移位寄存器组中的有效移位寄存器输出端提供栅极驱动信号，所述第二移位寄存器组中的虚拟移位寄存器的输出端悬空。当处于触控感测阶段，通过在有效移位寄存器之间加入虚拟移位寄存器，能够在触控感测阶段Long-H期间栅极驱动电路向触控扫描线输出的信号保持低电平，保证此期间触控信号的稳定性。

Description

栅极驱动电路、触控显示装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及栅极驱动电路、触控显示装置及其驱动方法。

背景技术

对于内嵌式触控显示装置而言，一般为减少显示装置周边电路的面积，可以将TFT(Thin Film Transistor，薄膜场效应晶体管)阵列基板中的栅线和数据线作为触摸显示装置的触控扫描线和触控感应线。在触控扫描阶段，触控扫描线上加载触控扫描信号，与其垂直分布的触控感应线与触控扫描线相互交叉形成感应电容，根据检测到的电压信号获取触控信号。在显示阶段，触控扫描线和触控感应线作为栅线和数据线使用。

GOA(Gate Driver On Array，阵列上栅极驱动电路)是一种将栅极驱动电路(其中包括移位寄存器)直接制作在阵列基板上的技术，通过级联的移位寄存器构成的栅极驱动电路向栅极提供栅极驱动信号。GOA电路在向栅极提供栅极驱动信号时，一般需要M个移位寄存器才能实现输出M个栅极驱动信号。传统GOA电路中的集成栅极驱动电路在向栅极提供驱动信号时，通常是一个GOA输出电路对应一个子像素，根据GOA所提供的栅极驱动信号控制该子像素。具体的，GOA电路与像素对应的驱动关系示意图如图1所示，即一个GOA电路对应一行像素，如：GOA1对应第一行像素，GOA2对应第二行像素……GOA7对应第七行像素，而对应的时序波形图如图2所示。

上述图1和图2为GOA电路在一般显示显示装置中的应用，但是对于触控显示装置而言，由于触控显示装置一般都需要一段Long-H(其中栅极驱动信号与栅极驱动信号之间的高电平输出需要具有较长的间隔，称之为Long-H))来做为感应IC(Integrated Circuit，集成电路)工作的时间。传统的GOA电路在Long-H期间长时间的高电平(图2中的Q(5)对应Long-H期间持续高电平)将会影响输出的栅极驱动信号的稳定性，因而GOA电路所输出的驱动信号波形无法适用于触控式显示显示装置，尤其不能适用于内嵌式触控显示装置。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种栅极驱动电路、触控显示装置及其驱动方法，以解决现有技术触控显示装置的触控感测阶段GOA电路在Long-H期间长时间的高电平影响输出的栅极驱动信号的稳定性的技术问题。

为实现上述目的，一方面，

本发明提供了一种栅极驱动电路，应用于触控显示装置中，包括：

第一移位寄存器组，包含M级有效移位寄存器，其中M大于等于2；

第二移位寄存器组，触控感测阶段所述第二移位寄存器组耦接在所述第一移位寄存器组中的第i级有效移位寄存器与第i+1级有效移位寄存器之间，其中i大于等于1，小于等于M；

所述第一移位寄存器组中的有效移位寄存器输出端提供栅极驱动信号，所述第二移位寄存器组中的虚拟移位寄存器的输出端悬空。

在本发明的一个实施例中，当所述触控感测阶段开始时，所述第二移位寄存器组中的第一级虚拟移位寄存器与所述第i级有效移位寄存器耦接；当所述触控感测阶段结束时，所述第二移位寄存器组中的最后一级虚拟移位寄存器与所述第i+1级有效移位寄存器耦接。

在本发明的另一个实施例中，所述第二移位寄存器组中包含至少一级虚拟移位寄存器。

在本发明的另一个实施例中，所述第二移位寄存器组中的虚拟移位寄存器与所述第一级移位寄存器组中的有效移位寄存器的结构相同。

在本发明的另一个实施例中，所述有效移位寄存器或所述虚拟移位寄存器中包括第一稳压单元，包括第一下拉控制单元和第一下拉单元，所述第一下拉控制单元耦接低电压端、第一稳压控制信号及驱动控制信号，第一下拉单元耦接于所述第一下拉控制单元、所述低电压端、所述驱动控制信号及栅极信号，所述第一稳压单元用于当所述第一稳压控制信号为高电平时，将所述栅极信号及所述驱动控制信号拉至所述低电压端。

在本发明的另一个实施例中，所述有效移位寄存器或所述虚拟移位寄存器中还包括第二稳压单元，包括第二下拉控制单元和第二下拉单元，所述第二下拉控制单元耦接所述低电压端、第二稳压控制信号及所述驱动控制信号，所述第二下拉单元耦接于所述第二下拉控制单元、所述低电压端、所述驱动控制信号及所述栅极信号，所述第二稳压单元用于当所述第二稳压控制信号为高电平时，将所述栅极信号及所述驱动控制信号拉至所述低电压端，且所述第一稳压信号与所述第二稳压信号的相位相反。

另一方面，

本发明还提供了一种触控显示装置，包括源极驱动电路和像素阵列，还包括以上所述的栅极驱动电路；

在显示阶段，所述栅极驱动电路通过栅极扫描线向所述像素阵列提供栅极驱动信号，所述源极驱动电路通过数据线向所述像素阵列提供数据信号；

在触控感测阶段，所述栅极扫描线中的一部分作为触控扫描线，所述数据线中的一部分作为触控感应线，所述触控扫描线与所述触控感应线异面相交形成感应电容，实现触控。

另一方面，

本发明还提供了一种触控显示装置的驱动方法，包括：

在触控感测阶段，在第一级移位寄存器组中两级有效移位寄存器之间加入至少一级虚拟移位寄存器，其中所述第一级移位寄存器组中包括M级有效移位寄存器，M大于等于2；

所述有效移位寄存器的输出端向像素阵列提供栅极驱动信号，所述虚拟移位寄存器的输出端悬空。

在本发明的另一个实施例中，所述在第一级移位寄存器组中两级有效移位寄存器之间加入至少一级虚拟移位寄存器包括：

当所述触控感测阶段开始时，控制所述第二移位寄存器组中的第一级虚拟移位寄存器与所述第一移位寄存器组中的第i级有效移位寄存器耦接，其中i大于等于1，小于等于M。

在本发明的另一个实施例中，所述在第一级移位寄存器组中两级有效移位寄存器之间加入至少一级虚拟移位寄存器还包括：

当所述触控感测阶段结束时，控制所述第二移位寄存器组中的最后一级虚拟移位寄存器与所述第一移位寄存器组中的第i+1级有效移位寄存器耦接，其中i大于等于1，小于等于M。

本发明的有益效果在于，当处于触控感测阶段，通过在有效移位寄存器之间加入虚拟移位寄存器，由于该虚拟移位寄存器与有效移位寄存器的电路结构相同，区别仅在于虚拟移位寄存器不向外输出栅极脉冲信号，这样能够在触控感测阶段Long-H期间栅极驱动电路向触控扫描线输出的信号保持低电平，保证此期间触控信号的稳定性。

附图说明

图1为本发明示例性实施例中GOA电路与像素对应的驱动关系示意图。

图2为本发明示例性实施例中与图1对应的时序波形的图。

图3为本发明实施例一中提供的栅极驱动电路的组成示意图。

图4为本发明实施例一中有效移位寄存器或虚拟移位寄存器包括一个稳压单元的组成示意图。

图5为本发明实施例一中有效移位寄存器或虚拟移位寄存器包括两个稳压单元的组成示意图。

图6为本发明实施例一中两个稳压信号相位相反的示意图。

图7为本发明实施例一中一个稳压单元的电路图。

图8为本发明实施例一中两个稳压单元的电路图。

图9为本发明实施例一中栅极驱动电路与像素对应的关系示意图。

图10为本发明实施例一中与图7对应的时序波形图。

图11为本发明实施例二中提供的一种触控显示装置的组成结构示意图。

图12为本发明实施例三中提供的一种触控显示装置的驱动方法的步骤流程图。

图13为本发明实施例三中步骤S100的步骤流程图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是，本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

实施例一

本实施例提供了一种栅极驱动电路，可以应用于触控显示装置中，组成示意图如图3所示，包括：

第一移位寄存器组100，包含M级有效移位寄存器，其中M大于等于2，M级有效移位寄存器的编号依次为1001、1002……100m，1≤m≤M；

第二移位寄存器组200，触控感测阶段第二移位寄存器组200耦接在第一移位寄存器组100中的第i级有效移位寄存器100(i)与第i+1级有效移位寄存器100(i+1)之间，其中i大于等于1，小于等于M；其中第一移位寄存器组100中的有效移位寄存器输出端向像素单元提供栅极驱动信号，第二移位寄存器组200中的虚拟移位寄存器的输出端悬空，不向外输出栅极脉冲信号。

由于触控感测阶段在两级有效移位寄存器之间加入输出端悬空的虚拟移位寄存器，可以在触控感测的Long-H期间保持触控扫描信号持续输出低电平，保证此期间栅极驱动信号的稳定性。

第二移位寄存器组200中的虚拟移位寄存器的个数为j，编号从2001、2001……200(j)，且该第二移位寄存器组200加入在第一移位寄存器组100中时第一级虚拟移位寄存器2001与有效移位寄存器100(i)连接，最后一级虚拟移位寄存器200(j)与与有效移位寄存器100(i+1)连接。

上述栅极驱动电路的工作原理为：

当触控感测阶段开始时，第二移位寄存器组200中的第一级虚拟移位寄存器2001与第i级有效移位寄存器100(i)耦接；

当触控感测阶段结束时，第二移位寄存器组200中的最后一级虚拟移位寄存器200(j)与第i+1级有效移位寄存器100(i+1)耦接。

需要说明的是，由于进入触控感测阶段之后，需要一段Long-H的时间使得栅极驱动电路向外输出为低电平，也就是栅极驱动电路通过加入的虚拟移位寄存器实现触控扫描信号低电平。

第二移位寄存器组200中包含至少一级虚拟移位寄存器。而在具体应用中，加入到两级有效移位寄存器之间的虚拟移位寄存器级数的多少是根据Long-H的长短以及触控集成电路的分辨率做决定的，一般来说Long-H越长，所需要加入的虚拟移位寄存器的级数越多。

其中，第二移位寄存器组200中的虚拟移位寄存器与第一级移位寄存器组100中的有效移位寄存器的结构相同，区别仅在于虚拟移位寄存器不向外提供栅极驱动信号，而有效移位寄存器需要向外提供栅极驱动信号。

有效移位寄存器或虚拟移位寄存器的组成示意图如图4所示，其中包括第一稳压单元1010，第一稳压单元1010包括第一下拉控制单元1011和第一下拉单元1012，第一下拉控制单元1011耦接低电压端VSS、第一稳压控制信号LC1及驱动控制信号Qn，第一下拉单元1012耦接于第一下拉控制单元1011、低电压端VSS及栅极信号Gn，第一稳压单元1010用于当第一稳压控制信号LC1为高电平时，将栅极信号Gn和驱动控制信号Qn拉至低电压端。需要说明的是，第一下拉单元1012还可以与设定信号(图中未示出)耦接，当第一稳压控制信号LC1为高电平时，也同时将该设定信号拉低至低电压端。

另外，有效移位寄存器或虚拟移位寄存器中还可以包括第二稳压单元1020，包括第二下拉控制单元1021和第二下拉单元1022，第二下拉控制单1021元耦接低电压端VSS、第二稳压控制信号LC2及驱动控制信号Qn，第二下拉单元1022耦接于第二下拉控制单元1021、低电压端VSS、驱动控制信号Qn及栅极信号Gn，第二稳压单元LC2用于当第二稳压控制信号LC2为高电平时，将栅极信号Gn和驱动控制信号Qn拉至该低电压端。有效移位寄存器或虚拟移位寄存器中包括两个稳压单元时的示意图如图5所示，其中第一稳压信号LC1与第二稳压信号LC2的相位相反，如图6所示，而且第一稳压单元1010与第二稳压单元1020交替执行稳压功能。

对于第一稳压单元的电路在实际应用中有多种，本实施例图7仅以其中一种示出，其中第一下拉控制单元中包括输入单元T11以及输入的传递信号ST(n-2)、栅极信号G(n-2)，晶体管T55、T51、T52、T53和T54、脉波信号HC4以及驱动控制信号Q(n)，并向第一下拉单元输出控制信号P(n)，第一下拉单元包括晶体管T42和T32以及传递信号ST(n)，上拉单元包括晶体管T22和T21、脉波信号HC1以及驱动控制信号Q(n)，还包括储能电容、晶体管T31和T41以及低电压信号VSS_Q和VSS_G。

移位寄存器中包括第一稳压单元和第二稳压单元的电路在实际应用中有多种，本实施例图8仅以其中一种示出。其中第一稳压单元中的第一下拉控制单元包括晶体管T51、T52、T53和T54以及输入的第一稳压控制信号LC1和驱动控制信号Q(5)，第一下拉单元包括晶体管T42和T32，根据第一下拉控制单元提供的控制信号P(n)下拉栅极信号G(5)和驱动控制信号Q(5)；第二稳压单元中的第二下拉控制单元包括晶体管T61、T62、T63和T64以及输入的第二稳压控制信号LC2和驱动控制信号Q(5)，第二下拉单元包括晶体管T43和T33，根据第二下拉控制单元提供的控制信号K(n)下拉栅极信号G(5)和驱动控制信号Q(5)。第二下拉控制单元和第二下拉单元均连接低电压端VSS。上拉控制单元包括晶体管T12、T11以及脉波信号HC(3)、栅极信号G(3)和驱动控制信号Q(3)；上拉晶体管T21、脉波信号HC(1)以及晶体管T41和T31，且晶体管T41控制端输入栅极信号G(7)。同样，在图8中也包含储能电容，可以在LC1和LC2相位相反的稳压控制信号的控制下，第一下拉单元和第二下拉单元交替地下拉栅极信号和驱动控制信号，实现稳压。

以下结合如9所示的栅极驱动电路与像素对应的关系示意图以及图10所示的时序波形图对上述栅极驱动电路进行举例说明：

其中GOA1、GOA2……GOA6、GOA7均为有效移位寄存器，每一GOA的输出分别对应一个像素，即分别对应像素1、像素2……像素6和像素7；Dummy GOA为虚拟移位寄存器，Dummy GOA的输出不对应任何像素。假设根据触控感测阶段的控制信号，在GOA5之后需要加入Dummy GOA来实现Long-H，需要加入的Dummy GOA为两级，即两级Dummy GOA之后仍然耦接有效移位寄存器GOA6和GOA7，如图9所示。对应的时序波形图如图10所示，GOA1输出高电平的下降沿恰好对应GOA2的高电平上升沿……以此类推，GOA5输出高电平的下降沿恰好对应Dummy GOA1的高电平上升沿，Dummy GOA1输出高电平的下降沿恰好对应Dummy GOA2的高电平上升沿，Dummy GOA2输出高电平的下降沿恰好对应GOA6的高电平上升沿，GOA6输出高电平的下降沿恰好对应GOA7的高电平上升沿。通过加入的DummyGOA1和Dummy GOA2，使得在Dummy GOA在GOA5的高电平下降沿与GOA6的高电平上升沿之间实现Long-H期间栅极驱动电路向触控扫描线输出的信号保持低电平，并且Qn的时序波形图如图10所示，可以解决现有技术中触控感测阶段稳定性受影响的问题。

需要说明的是，本实施例中是以在GOA5之后出现Long-H为例进行说明的，因此Dummy GOA是加在GOA5和GOA6之间的，但是在其他实施例中，Dummy GOA加入在有效GOA的哪一级需要参考Long-H要出现在哪一级，其电路架构与有效移位寄存器的架构是一样的，而移位寄存器的原理是利用上一级的输出信号触发下一级的移位寄存器，实现移位寄存的效果。

本实施例提供的栅极驱动电路，当处于触控感测阶段，通过在有效移位寄存器之间加入虚拟移位寄存器，由于该虚拟移位寄存器与有效移位寄存器的电路结构相同，区别仅在于虚拟移位寄存器没有向不向外输出栅极脉冲信号，这样能够在触控感测阶段Long-H期间栅极驱动电路向触控扫描线输出的信号保持低电平，保证此期间触控信号的稳定性。

实施例二

本实施例中提供了一种触控显示装置，包括源极驱动电路201和像素阵列202，还包括实施例一中的栅极驱动电路203，组成结构示意图如图11所示。一般源极驱动电路201和栅极驱动电路203设置在像素阵列的边沿，如图11所示，源极驱动电路201设置在像素阵列的顶部，栅极驱动电路203设置在像素阵列的左侧，而在实际应用中栅极驱动电路203可以是设置在像素阵列202的一侧(图1中所示的左侧)，还可以是设置在像素阵列202的两侧。

在显示阶段，栅极驱动电路203用于为像素阵列202提供栅极驱动信号，源极驱动电路201用于为像素阵列202提供数据信号，完成显示阶段的驱动功能；

在触控感测阶段，栅极扫描线中的一部分作为触控扫描线，数据线中的一部分作为触控感应线，触控扫描线与触控感应线异面相交形成感应电容，生成感测信号，完成触控感测的感测功能。特别是在触控感测阶段，通过在有效移位寄存器之间加入虚拟移位寄存器，而且该虚拟移位寄存器向像素单元输出栅极驱动信号，能够在触控感测阶段Long-H期间保持低电平，保证此期间栅极驱动信号的稳定性。

上述实施例一种提供的栅极驱动电路适用于触控显示装置，特别是内嵌式触控显示装置。因为内嵌式触控显示装置是将触摸传感器内嵌于像素内部，Long-H期间的高电平对于显示的不稳定影响尤为严重，也尤其需要解决触控感测阶段的干扰问题。

实施例三

本实施例提供了一种触控显示装置的驱动方法，步骤流程如图12所示，包括以下步骤：

步骤S100、在触控感测阶段，在第一级移位寄存器组中两级有效移位寄存器之间加入至少一级虚拟移位寄存器，其中第一级移位寄存器组中包括M级有效移位寄存器，M大于等于2；

步骤S200、有效移位寄存器的输出端向像素阵列提供栅极驱动信号，虚拟移位寄存器的输出端悬空。

由于虚拟移位寄存器是与有效移位寄存器结构相同的寄存器，但是不向外输出栅极脉冲信号。

其中，步骤S100的步骤流程如图13所示，包括下列步骤：

步骤S101、当触控感测阶段开始时，控制第二移位寄存器组中的第一级虚拟移位寄存器与第一移位寄存器组中的第i级有效移位寄存器耦接，其中i均大于等于1，小于等于M。

步骤S102、当触控感测阶段结束时，控制第二移位寄存器组中的最后一级虚拟移位寄存器与第一移位寄存器组中的第i+1级有效移位寄存器耦接，其中i+1均大于等于1，小于等于M。

也就是说在触控感测阶段，由于此时作为触控扫描信号线的Gate Line需要一段Long-H的低电平，为此将虚拟移位寄存器加入到有效寄存器之间，而虚拟移位寄存器并不向Gate Line提供栅极脉冲信号，因此可以保证触控感测期间的稳定。

本实施例提供的驱动方法，当处于触控感测阶段，通过在有效移位寄存器之后加入虚拟移位寄存器，由于该虚拟移位寄存器与有效移位寄存器的电路结构相同，区别仅在于不向外输出栅极脉冲信号，这样能够在触控感测阶段Long-H期间保持低电平，保证此期间栅极驱动信号的稳定性。

本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种栅极驱动电路，应用于触控显示装置中，其特征在于，包括：

第一移位寄存器组，包含M级有效移位寄存器，其中M大于等于2；

第二移位寄存器组，触控感测阶段所述第二移位寄存器组耦接在所述第一移位寄存器组中的第i级有效移位寄存器与第i+1级有效移位寄存器之间，其中i大于等于1，小于等于M；

所述第一移位寄存器组中的有效移位寄存器输出端提供栅极驱动信号，所述第二移位寄存器组中的虚拟移位寄存器的输出端悬空。

2.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，当所述触控感测阶段开始时，所述第二移位寄存器组中的第一级虚拟移位寄存器与所述第i级有效移位寄存器耦接；当所述触控感测阶段结束时，所述第二移位寄存器组中的最后一级虚拟移位寄存器与所述第i+1级有效移位寄存器耦接。

3.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述第二移位寄存器组中包含至少一级虚拟移位寄存器。

4.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述第二移位寄存器组中的虚拟移位寄存器与所述第一级移位寄存器组中的有效移位寄存器的结构相同。

5.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述有效移位寄存器或所述虚拟移位寄存器中包括第一稳压单元，包括第一下拉控制单元和第一下拉单元，所述第一下拉控制单元耦接低电压端、第一稳压控制信号及驱动控制信号，第一下拉单元耦接于所述第一下拉控制单元、所述低电压端、所述驱动控制信号及栅极信号，所述第一稳压单元用于当所述第一稳压控制信号为高电平时，将所述栅极信号及所述驱动控制信号拉至所述低电压端。

6.如权利要求5所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述有效移位寄存器或所述虚拟移位寄存器中还包括第二稳压单元，包括第二下拉控制单元和第二下拉单元，所述第二下拉控制单元耦接所述低电压端、第二稳压控制信号及所述驱动控制信号，所述第二下拉单元耦接于所述第二下拉控制单元、所述低电压端、所述驱动控制信号及所述栅极信号，所述第二稳压单元用于当所述第二稳压控制信号为高电平时，将所述栅极信号及所述驱动控制信号拉至所述低电压端，且所述第一稳压信号与所述第二稳压信号的相位相反。

7.一种触控显示装置，包括源极驱动电路和像素阵列，其特征在于，还包括权利要求1-6中任一项所述的栅极驱动电路；

在显示阶段，所述栅极驱动电路通过栅极扫描线向所述像素阵列提供栅极驱动信号，所述源极驱动电路通过数据线向所述像素阵列提供数据信号；

在触控感测阶段，所述栅极扫描线中的一部分作为触控扫描线，所述数据线中的一部分作为触控感应线，所述触控扫描线与所述触控感应线异面相交形成感应电容，实现触控。

8.一种触控显示装置的驱动方法，其特征在于，包括：

在触控感测阶段，在第一级移位寄存器组中两级有效移位寄存器之间加入至少一级虚拟移位寄存器，其中所述第一级移位寄存器组中包括M级有效移位寄存器，M大于等于2；

所述有效移位寄存器的输出端向像素阵列提供栅极驱动信号，所述虚拟移位寄存器的输出端悬空。

9.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，所述在第一级移位寄存器组中两级有效移位寄存器之间加入至少一级虚拟移位寄存器包括：

当所述触控感测阶段开始时，所述第二移位寄存器组中的第一级虚拟移位寄存器与所述第一移位寄存器组中的第i级有效移位寄存器耦接，其中i大于等于1，小于等于M。

10.如权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，所述在第一级移位寄存器组中两级有效移位寄存器之间加入至少一级虚拟移位寄存器还包括：

当所述触控感测阶段结束时，所述第二移位寄存器组中的最后一级虚拟移位寄存器与所述第一移位寄存器组中的第i+1级有效移位寄存器耦接，其中i大于等于1，小于等于M。