CN106448585A - 具有正反向扫描功能的栅极驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有正反向扫描功能的栅极驱动电路，包含正反向扫描模块、上拉模块、维持模块和自举电容；正反向扫描模块分别连接上拉模块、维持模块和自举电容，上拉模块和自举电容均连接于维持模块，维持模块还连接于一个恒压低电位，上拉模块和维持模块的连接节点输出栅极扫描信号；还包括清空重置模块，清空重置模块分别连接正反向扫描模块、维持模块和所述恒压低电位。

Description

具有正反向扫描功能的栅极驱动电路
技术领域
本发明涉及一种栅极驱动电路，尤其涉及一种具有正反向扫描功能的栅极驱动电路。
背景技术
在一些特殊的应用场合，液晶显示器需要具备正向和反向扫描的功能，例如，手机屏幕的显示画面可以正常放置显示，也可以倒置显示，那么就要求栅极驱动电路既可以进行自上而下的扫描，也可以进行自下而上的扫描。目前主流的正反向扫描的栅极驱动电路如图1所示，包括由两个薄膜晶体管组成的正反向扫描模块1、上拉模块2、维持模块3和自举电容4。正反向扫描模块1由U2D和D2U正反向扫描控制信号进行控制，当U2D为恒压高电位，D2U为恒压低电位时，进行自上而下的正向扫描；当U2D为恒压低电位，D2U为恒压高电位时，进行自下而上的反向扫描；其中，一个薄膜晶体管充当上拉控制节点netAn的下拉清空模块，另一个薄膜晶体管则充当预充模块。维持模块3负责维持上拉控制节点netAn和栅极扫描信号Gn的电位。该电路的主要技术缺点有：正反向扫描模块不具备上拉控制节点netAn的维持功能；正反向扫描模块的两个薄膜晶体管处于长时间的栅极负压应力状态，薄膜晶体管的阈值电压容易往负向漂移，栅极驱动电路容易失效。
发明内容
发明目的：针对以上问题，本发明提出一种改善薄膜晶体管栅极所受负压应力，增强电路可靠性的具有正反向扫描功能的栅极驱动电路。
技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种具有正反向扫描功能的栅极驱动电路，包含正反向扫描模块、上拉模块、维持模块和自举电容；正反向扫描模块分别连接上拉模块、维持模块和自举电容，上拉模块和自举电容均连接于维持模块，维持模块还连接于一个恒压低电位；
正反向扫描模块和上拉模块的连接节点是上拉控制节点，正反向扫描模块由正反向扫描控制信号控制，用于正反向扫描驱动，同时维持上拉控制节点的电位；上拉模块由时钟信号控制，用于驱动栅极扫描信号的输出；维持模块由维持信号控制，用于维持上拉控制节点和栅极扫描信号的低电位；自举电容用于抬升上拉控制节点的电位；上拉模块和维持模块的连接节点输出栅极扫描信号；
还包括清空重置模块，由清空重置信号控制，在每帧结束和开关机时对电路内部控制节点进行电荷控制；清空重置模块分别连接正反向扫描模块、维持模块和所述恒压低电位。
具有正反向扫描功能的栅极驱动电路的具体电路为：正反向扫描模块包含第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管、第三薄膜晶体管和第四薄膜晶体管，第一薄膜晶体管的栅极连接正向扫描控制信号，第一薄膜晶体管的源极连接第三薄膜晶体管的漏极，第三薄膜晶体管的栅极连接时钟信号，第三薄膜晶体管的源极连接前级的栅极扫描信号，第二薄膜晶体管的栅极连接反向扫描控制信号，第二薄膜晶体管的源极连接第四薄膜晶体管的漏极，第四薄膜晶体管的栅极连接时钟信号，第四薄膜晶体管的源极连接后级的栅极扫描信号，第一薄膜晶体管的漏极和第二薄膜晶体管的漏极相连；清空重置模块包括第五薄膜晶体管和第六薄膜晶体管，第五薄膜晶体管的源极连接第一薄膜晶体管的漏极，第五薄膜晶体管和第六薄膜晶体管的栅极连接清空重置信号；维持模块包括第七薄膜晶体管、第八薄膜晶体管、第九薄膜晶体管和第十薄膜晶体管，第七薄膜晶体管的栅极和源极连接维持信号，第八薄膜晶体管的栅极连接第一薄膜晶体管的漏极，该连接点为上拉控制节点，第八薄膜晶体管的源极连接第七薄膜晶体管的漏极，第九薄膜晶体管的栅极连接第七薄膜晶体管的漏极，第九薄膜晶体管的源极连接第六薄膜晶体管的源极，第十薄膜晶体管的源极连接第一薄膜晶体管的漏极，第十薄膜晶体管的栅极连接时钟信号，第十薄膜晶体管的漏极连接第九薄膜晶体管的源极；上拉模块由第十一薄膜晶体管构成，第十一薄膜晶体管的源极连接时钟信号，第十一薄膜晶体管的栅极连接第十薄膜晶体管的源极；自举电容连接第十一薄膜晶体管的栅极和漏极；第五薄膜晶体管、第六薄膜晶体管、第八薄膜晶体管和第九薄膜晶体管的漏极连接所述恒压低电位；第十一薄膜晶体管的漏极输出栅极扫描信号。
有益效果：本发明的栅极驱动电路的正反向扫描模块具有更多的功能，控制正反向扫描，预充栅极驱动电路，维持上拉控制节点，下拉清空上拉控制节点；改善正反向扫描模块中薄膜晶体管的栅极负压应力作用，薄膜晶体管的阈值电压不易向负方向漂移，提高电路的可靠性。
附图说明
图1是现有的正反向扫描的栅极驱动电路图；
图2是本发明的具有正反向扫描功能的栅极驱动电路的基本构架；
图3是本发明的具有正反向扫描功能的栅极驱动电路图；
图4是正向扫描时驱动信号和关键节点的波形示意图；
图5是反向扫描时驱动信号和关键节点的波形示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
本发明所述的具有正反向扫描功能的栅极驱动电路的基本构架如图2所示，包含正反向扫描模块1、上拉模块2、维持模块3和自举电容4。正反向扫描模块1由第一薄膜晶体管M1、第二薄膜晶体管M2、第三薄膜晶体管M3和第四薄膜晶体管M4四颗薄膜晶体管组成，M1和M2负责正向扫描驱动，M3和M4负责反向扫描驱动。当U2D为高电位，D2U为低电位时，进行正向扫描驱动；当U2D为低电位，D2U为高电位时，进行反向扫描驱动。U2D和D2U两个控制信号接M1和M2的栅极，这样这两颗薄膜晶体管元件处于长时间的正压应力状态，薄膜晶体管的阈值电压不易向负方向漂移。
如图3所示是本发明具有正反向扫描功能的栅极驱动电路的电路图，包括正反向扫描模块1、上拉模块2、维持模块3、自举电容4和清空重置模块5。正反向扫描模块1和上拉模块2的连接节点是上拉控制节点netAn。
栅极驱动电路的具体电路为：正反向扫描模块1，包含第一薄膜晶体管M1、第二薄膜晶体管M2、第三薄膜晶体管M3和第四薄膜晶体管M4，第一薄膜晶体管M1的栅极连接正向扫描控制信号U2D，第一薄膜晶体管M1的源极连接第三薄膜晶体管M3的漏极，第三薄膜晶体管M3的栅极连接时钟信号CKa，第三薄膜晶体管M3的源极连接前级的栅极扫描信号Gn-2，第二薄膜晶体管M2的栅极连接反向扫描控制信号D2U，第二薄膜晶体管M2的源极连接第四薄膜晶体管M4的漏极，第四薄膜晶体管M4的栅极连接时钟信号，第四薄膜晶体管M4的源极连接后级的栅极扫描信号Gn+2，第一薄膜晶体管M1的漏极和第二薄膜晶体管M2的漏极相连；正反向扫描模块1用于正反向扫描驱动，同时用于对栅极驱动电路进行预充，维持或者下拉清空上拉控制节点netAn的电位；
清空重置模块5，包括第五薄膜晶体管M5和第六薄膜晶体管M6，第五薄膜晶体管M5的源极连接第一薄膜晶体管M1的漏极，第五薄膜晶体管M5和第六薄膜晶体管M6的栅极连接清空重置信号CLR，用于在每帧结束和开关机时对电路内部控制节点进行电荷控制；
维持模块3，包括第七薄膜晶体管M7、第八薄膜晶体管M8、第九薄膜晶体管M9和第十薄膜晶体管M10，第七薄膜晶体管M7的栅极和源极连接一个恒压高电位的维持信号VGH，第八薄膜晶体管M8的栅极连接第一薄膜晶体管M1的漏极，该连接点为上拉控制节点，第八薄膜晶体管M8的源极连接第七薄膜晶体管M7的漏极，第九薄膜晶体管M9的栅极连接第七薄膜晶体管M7的漏极，第九薄膜晶体管M9的源极连接第六薄膜晶体管M6的源极，第十薄膜晶体管M10的源极连接第一薄膜晶体管M1的漏极，第十薄膜晶体管M10的栅极连接时钟信号，第十薄膜晶体管M10的漏极连接第九薄膜晶体管M9的源极；维持模块3用于维持上拉控制节点netAn和栅极扫描信号Gn的电位；
上拉模块2，由第十一薄膜晶体管M11构成，第十一薄膜晶体管M11的源极连接时钟信号CKb，第十一薄膜晶体管M11的栅极连接第十薄膜晶体管M10的源极；上拉模块2用于驱动栅极扫描信号Gn的输出，也可以用于下拉清空栅极扫描信号Gn；
自举电容4连接第十一薄膜晶体管M11的栅极和漏极，自举电容4用于抬升上拉控制节点netAn的电位；第五薄膜晶体管M5、第六薄膜晶体管M6、第八薄膜晶体管M8和第九薄膜晶体管M9的漏极连接所述恒压低电位VSS；第十一薄膜晶体管M11的漏极输出栅极扫描信号Gn。
本发明具有正反向扫描功能的栅极驱动电路正向扫描时，驱动信号和关键节点的波形示意图如图4所示。其中，CK1、CK3、CK5和CK7是栅极驱动电路的时钟驱动信号，CK1、CK3、CK5和CK7依次输出，轮流控制时钟信号CKa、CKb和CKc。反向扫描时，驱动信号和关键节点的波形示意图如图5所示。其中，CK1、CK3、CK5和CK7是栅极驱动电路的时钟驱动信号，CK7、CK5、CK3和CK1依次输出，轮流控制时钟信号CKa、CKb和CKc。

Claims (3)

1.一种具有正反向扫描功能的栅极驱动电路，其特征在于：包含正反向扫描模块(1)、上拉模块(2)、维持模块(3)和自举电容(4)；其中，正反向扫描模块(1)分别连接上拉模块(2)、维持模块(3)和自举电容(4)，上拉模块(2)和自举电容(4)均连接于维持模块(3)，维持模块(3)还连接于一个恒压低电位；
正反向扫描模块(1)和上拉模块(2)的连接节点是上拉控制节点，正反向扫描模块(1)由正反向扫描控制信号控制，用于正反向扫描驱动，同时维持上拉控制节点的电位；上拉模块(2)由时钟信号控制，用于驱动栅极扫描信号的输出；维持模块(3)由维持信号控制，用于维持上拉控制节点和栅极扫描信号的电位；自举电容(4)用于抬升上拉控制节点的电位；上拉模块(2)和维持模块(3)的连接节点输出栅极扫描信号。
2.根据权利要求1所述的具有正反向扫描功能的栅极驱动电路，其特征在于：还包括清空重置模块(5)，由清空重置信号控制，在每帧结束和开关机时对电路内部控制节点进行电荷控制；清空重置模块(5)分别连接正反向扫描模块(1)、维持模块(3)和所述恒压低电位。
3.根据权利要求2所述的具有正反向扫描功能的栅极驱动电路，其特征在于：正反向扫描模块(1)包含第一薄膜晶体管(M1)、第二薄膜晶体管(M2)、第三薄膜晶体管(M3)和第四薄膜晶体管(M4)，第一薄膜晶体管(M1)的栅极连接正向扫描控制信号，第一薄膜晶体管(M1)的源极连接第三薄膜晶体管(M3)的漏极，第三薄膜晶体管(M3)的栅极连接时钟信号，第三薄膜晶体管(M3)的源极连接前级的栅极扫描信号，第二薄膜晶体管(M2)的栅极连接反向扫描控制信号，第二薄膜晶体管(M2)的源极连接第四薄膜晶体管(M4)的漏极，第四薄膜晶体管(M4)的栅极连接时钟信号，第四薄膜晶体管(M4)的源极连接后级的栅极扫描信号，第一薄膜晶体管(M1)的漏极和第二薄膜晶体管(M2)的漏极相连；清空重置模块(5)包括第五薄膜晶体管(M5)和第六薄膜晶体管(M6)，第五薄膜晶体管(M5)的源极连接第一薄膜晶体管(M1)的漏极，第五薄膜晶体管(M5)和第六薄膜晶体管(M6)的栅极连接清空重置信号；维持模块(3)包括第七薄膜晶体管(M7)、第八薄膜晶体管(M8)、第九薄膜晶体管(M9)和第十薄膜晶体管(M10)，第七薄膜晶体管(M7)的栅极和源极连接维持信号，第八薄膜晶体管(M8)的栅极连接第一薄膜晶体管(M1)的漏极，该连接点为上拉控制节点，第八薄膜晶体管(M8)的源极连接第七薄膜晶体管(M7)的漏极，第九薄膜晶体管(M9)的栅极连接第七薄膜晶体管(M7)的漏极，第九薄膜晶体管(M9)的源极连接第六薄膜晶体管(M6)的源极，第十薄膜晶体管(M10)的源极连接第一薄膜晶体管(M1)的漏极，第十薄膜晶体管(M10)的栅极连接时钟信号，第十薄膜晶体管(M10)的漏极连接第九薄膜晶体管(M9)的源极；上拉模块(2)由第十一薄膜晶体管(M11)构成，第十一薄膜晶体管(M11)的源极连接时钟信号，第十一薄膜晶体管(M11)的栅极连接第十薄膜晶体管(M10)的源极；自举电容(4)连接第十一薄膜晶体管(M11)的栅极和漏极；第五薄膜晶体管(M5)、第六薄膜晶体管(M6)、第八薄膜晶体管(M8)和第九薄膜晶体管(M9)的漏极连接所述恒压低电位；第十一薄膜晶体管(M11)的漏极输出栅极扫描信号。
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