CN108091290A - 驱动电路和触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种驱动电路和触控显示装置，该驱动电路包括：时序控制电路，用于提供帧同步信号，所述帧同步信号的每个周期包括多个子区间，所述每个子区间包括显示区间和触控区间；栅极驱动电路，用于在所述显示区间内输出有效的栅极驱动信号，所述栅极驱动信号用于控制像素电极；以及触控检测电路，用于在每个所述触控区间内进行触控检测；通过将帧同步信号每个周期内的显示帧分为多个显示区间与触控区间的方法，使触控显示面板在显示每帧画面时，触控检测电路可以多次对触控显示面板进行触控检测，从而达到提高触控显示装置报点频率的目的。

Description

驱动电路和触控显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种驱动电路和触控显示装置。

背景技术

随着显示装置的发展，集成栅极驱动技术(Gate Driver In Array,GIA)的应用越来越广泛，该技术是将栅极驱动电路与显示面板集成于同一基板上，这种技术不仅能够减少数以千计的走线、使显示装置更加对称和紧凑，还能降低成本、提高显示面板的分辨率和弯折度。

现如今，触控显示面板已经广泛地被人们所使用，例如，智能手机、平板电脑等均使用了触控显示面板，现有的嵌入式触控技术主要分为两种:一种是触控检测电路在液晶盒上(On Cell)型,另一种是触控检测电路在液晶盒内(In Cell)型。

图1示出现有技术中触控显示面板显示一帧画面时，触控显示装置的工作时序示意图。如图1所示，将帧同步信号Vsync每个周期内的显示帧，即高电平区域分为两个区间：显示区间T1和触控区间T2。在显示区间T1内完成对栅极驱动信号G[1]到G[1280]的扫描，每个栅极驱动信号G[n]控制与之对应的像素电极，进而使触控显示面板显示画面。在完成栅极驱动信号G[n]的扫描后，由时序控制电路产生用于控制触控检测电路的使能信号Vtouch，使触控检测电路在触控区间T2内对触控显示面板进行触控检测。

目前的一些触控显示装置要求报点频率至少达到120HZ，例如，带有主动式电容触摸笔的触控显示装置，然而，由于在现有技术中，画面显示的频率为60HZ，而触控显示装置的报点频率与的画面显示的频率相同，也为60HZ，即在一帧显示画面中，触控显示装置仅报点一次，导致触控检测的响应很慢，触控检测的速度不能满足触控显示装置的需求。

发明内容

本发明针对现有技术中所存在的上述问题提供了一种驱动电路和触控显示装置，其要解决的技术问题在于，通过将帧同步信号每个周期内的显示帧分为多个显示区间与触控区间的方法，使触控显示面板在显示每帧画面时，触控检测电路可以多次对触控显示面板进行触控检测，从而达到提高触控显示装置报点频率的目的。

根据本发明的一方面，提供了一种驱动电路，该驱动电路包括：时序控制电路，用于提供帧同步信号，所述帧同步信号的每个周期包括多个子区间，所述每个子区间包括显示区间和触控区间；栅极驱动电路，用于在所述显示区间内输出有效的栅极驱动信号，所述栅极驱动信号用于控制像素电极；以及触控检测电路，用于在每个所述触控区间内进行触控检测。

优选的，所述栅极驱动电路包括：多个栅极驱动模块，每个所述栅极驱动模块包括级联的至少一个栅极驱动单元，每个所述栅极驱动模块分别被对应的时序信号启动，当所述时序信号有效时，对应的所述栅极驱动模块中的所述栅极驱动单元在对应的所述显示区间内依次输出有效的所述栅极驱动信号。

优选的，所述栅极驱动电路还包括多个延迟模块，所述多个延迟模块与所述多个栅极驱动模块交替级联，每个所述延迟模块用于延迟其后级连接的所述栅极驱动模块对应的时序信号，使得级联在该延迟模块之后的所述栅极驱动模块中的各个所述栅极驱动单元在下一个所述显示区间内启动。

优选的，每个所述延迟模块包括级联的至少一个延迟单元。

优选的，所述延迟单元具有与所述栅极驱动单元相同的电路结构。

优选的，所述延迟单元中的晶体管尺寸小于所述栅极驱动单元中的晶体管尺寸。

优选的，所述时序控制电路对所述触控检测电路提供触控使能信号，以在每个所述触控区间内开启所述触控检测电路。

优选的，所述栅极驱动电路为单边集成栅极驱动结构或双边集成栅极驱动结构。

优选的，所述每个周期包括子区间数量为8至16。

根据本发明的另一方面，提供一种触控显示装置，其特征在于，包括至少一个如上面任一项所述的驱动电路。

本发明实施例的驱动电路的有益效果是，通过将帧同步信号每个周期内的显示帧分为多个显示区间与触控区间的方法，使触控显示面板在显示每帧画面时，触控检测电路可以多次对触控显示面板进行触控检测，从而达到提高触控显示装置报点频率的目的。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的特征和优点将更为清楚。

图1示出现有技术中触控显示面板显示一帧画面时，触控显示装置的工作时序示意图。

图2示出本发明实施例的触控显示装置的结构示意图。

图3示出本发明实施例中触控显示面板显示一帧画面时，驱动电路的工作时序示意图。

图4示出本发明第一实施例的栅极驱动电路的架构示意图。

图5示出本发明第二实施例的栅极驱动电路的架构示意图。

图6示出本发明实施例的栅极驱动电路中的第一子模块电路的结构示意图。

图7示出本发明实施例中触控显示面板显示一帧画面时，栅极驱动电路的工作时序示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

图2示出本发明实施例的触控显示装置的结构示意图。

如图2所示，该触控显示装置1000包括时序控制电路1100、源极驱动电路1200、栅极驱动电路1300、触控检测电路1400以及触控显示面板1500，其中栅极驱动电路1300、触控检测电路1400可以与触控显示面板1500集成于同一基板上，用来形成集成栅极驱动结构。

时序控制电路1100用于对源极驱动电路1200、栅极驱动电路1300以及触控检测电路1400提供多个时钟信号、启动信号(Start Vertical,STV)以及帧同步信号Vsync等控制信号，其中，启动信号可以是一帧的开启信号。

图3示出本发明实施例中触控显示面板显示一帧画面时，驱动电路的工作时序示意图。

如图3所示，将时序控制电路1100提供的的帧同步信号Vsync每个周期中的显示帧，即高电平区域分为多个子区间，子区间数量可以为多个，通常约为8至16个，以16个子区间为例，每个子区间又分为显示区间T1与触控区间T2，每个触控区间T2的长度约为200us到250us。由栅极驱动电路1300产生的栅极驱动信号在显示区间T1内有效，该栅极驱动信号用于控制像素电极，进而使触控显示面板1500显示画面；图2中的时序控制电路1100还用于对触控检测电路1400提供触控使能信号Vtouch，用于开启触控检测电路1400，触控检测电路1400在每个触控区间T2内对触控显示面板1500进行触控检测，即触控使能信号Vtouch在每个触控区间T2内有效。由于人眼视觉暂留的原因，在触控显示面板1500上看到的画面是连续的，触控显示装置的报点频率也能够提高至120HZ，即显示一帧画面时，触控显示装置报点两次，然而本发明实施例的参数设置不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要进行相关设置。

如图3所示，在触控显示面板1500显示每帧画面时，触控检测电路1400将会在画面显示期间对触控显示面板1500进行多次触控检测，而在硬件方面，In cell结构中的显示面板和触控面板共用一个公共电极层，然而传统的触控显示装置中的电路架构不能满足本发明的需求，因此需重新设计本发明实施例的触控显示装置中的栅极驱动电路1300，其中，本发明的栅极驱动电路为单边集成栅极驱动结构或双边集成栅极驱动结构。

图4示出本发明第一实施例的栅极驱动电路的架构示意图。

如图4所示，该栅极驱动电路1300包括：16个级联的子模块1301至1316，每个子模块对应一个显示帧中的子区间，每个子模块包括一个栅极驱动模块GIA和一个延迟模块DUM。其中，在每个子模块之间，栅极驱动模块GIA与延迟模块DUM交替级联，例如，第一子模块1301的延迟模块DUM与第二子模块1302的栅极驱动模块GIA级联，第二子模块1302的延迟模块DUM与第三子模块1303的栅极驱动模块GIA级联，以此类推，然而本发明实施例的参数设置不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要进行相关设置。

其中，每个栅极驱动模块GIA包括级联的至少一个栅极驱动单元，每个栅极驱动模块GIA分别被对应的时序信号启动，当时序信号有效时，对应的栅极驱动模块GIA中的栅极驱动单元在对应的显示区间T1内依次输出有效的栅极驱动信号；每个延迟模块DUM包括级联的至少一个延迟单元，每个延迟模块DUM用于延迟其后级连接的栅极驱动模块GIA对应的时序信号，使得级联在该延迟模块DUM之后的栅极驱动模块GIA中的各个栅极驱动单元在下一个显示区间T1内启动。

在该栅极驱动电路1300中，第一级子模块1301接收前级启动信号STV1、STV2，第十六级子模块1316接收后级启动信号STV3、STV4。由于延迟模块DUM不需要负载输出，在设计方面可以使延迟单元与栅极驱动单元具有相同的电路结构，但在布局方面可以通过缩小延迟单元的尺寸来节省空间，例如，在电路布局时，延迟单元中的晶体管尺寸小于栅极驱动单元中的晶体管尺寸。

图5示出本发明第二实施例的栅极驱动电路的架构示意图。

如图5所示，该栅极驱动电路1300与本发明第一实施例的栅极驱动电路的架构的不同之处在于，第十六级子模块1316中不包括延迟模块DUM。

在以下对本发明实施例的描述中，如无特别说明，i为大于等于1且小于等于n的自然数。

图6示出本发明实施例的栅极驱动电路中的第一子模块电路的结构示意图。

如图6所示，第一子模块电路包括多级栅极驱动单元GIA[1]至GIA[81]和多级延迟单元DUM[1]至DUM[10]。

其中，各级栅极驱动单元分别输出栅极驱动信号G[1]至G[81]以及传递信号Z[1]至Z[81]。对于每级栅极驱动单元GIA[i]来说，该级的传递信号Z[i]用于替代该级的栅极驱动信号G[i]以实现各级栅极驱动单元之间的信号传递，该级的栅极驱动信号G[i]主要用于驱动像素单元中的晶体管，从而避免了该级栅极驱动信号G[i]的衰减，保证了该行像素单元能够被正常驱动。因此，在通常情况下，每级的传递信号Z[i]与该级栅极驱动单元GIA[i]输出的栅极驱动信号G[i]相等。

每级栅极驱动单元GIA[i]例如具有前级输入端、后级输入端、时钟端、驱动端、传递端、参考电压端。

该栅极驱动电路包括四路时钟信号，分别为第一时钟信号CLK1、第二时钟信号CLK2、第三时钟信号CLK3、第四时钟信号CLK4。

各级栅极驱动单元的前级输入端接收前级栅极传递信号Z[i-2]，后级输入端接收后级栅极传递信号Z[i+2]，时钟端接收与本级栅极驱动单元对应的时钟信号clk，供电端接收参考信号VGL，驱动端输出本级栅极驱动信号G[i]，传递端输出本级栅极传递信号Z[i]。

在本发明的栅极驱动电路中，第一级栅极驱动单元GIA[1]的时钟端clk接收第一时钟信号CLK1，前级输入端接收的前级栅极传递信号Z[i-2]是由时序控制电路1100直接提供或经源极驱动电路1200提供的第一启动信号STV1，驱动端输出第一级栅极驱动信号G[1]，传递端输出第一级栅极传递信号Z[1]，后级输入端接收的后级栅极传递信号Z[i+2]为第三级栅极驱动单元电路GIA[3]的第三级栅极传递信号Z[3]，输出负载为串联在驱动端与地之间的电阻R1和电容C1。

第二级栅极驱动单元GIA[2]的时钟端clk接收第二时钟信号CLK2，前级输入端接收的前级栅极传递信号Z[i-2]是由时序控制电路1100直接提供或经源极驱动电路1200提供的第二启动信号STV2，驱动端输出第二级栅极驱动信号G[2]，传递端输出第二级栅极传递信号Z[2]，后级输入端接收的后级栅极传递信号Z[i+2]为第四级栅极驱动单元电路GIA[4]的第四级栅极传递信号Z[4]，输出负载为串联在驱动端与地之间的电阻R2和电容C2。

第三级栅极驱动单元GIA[3]的时钟端clk接收第三时钟信号CLK3，前级输入端接收前级栅极传递信号Z[i-2]为第一级栅极驱动单元GIA[1]的传递端输出第一级栅极传递信号Z[1]，驱动端输出第三级栅极驱动信号G[3]，传递端输出第三级栅极传递信号Z[3]，后级输入端接收后级栅极传递信号Z[i+2]为第五级栅极驱动单元电路GIA[5]的第五级栅极传递信号Z[5]，输出负载为串联在驱动端与地之间的电阻R3和电容C3。

第四级栅极驱动单元GIA[4]的时钟端clk接收第四时钟信号CLK4，前级输入端接收前级栅极传递信号Z[i-2]为第二级栅极驱动单元GIA[2]的传递端输出第二级栅极传递信号Z[2]，驱动端输出第四级栅极驱动信号G[4]，传递端输出第四级栅极传递信号Z[4]，后级输入端接收后级栅极传递信号Z[i+2]为第六级栅极驱动单元电路GIA[6]的第六级栅极传递信号Z[6]，输出负载为串联在驱动端与地之间的电阻R4和电容C4。

在该部分电路中，第一至第四栅极驱动单元构成一个周期，后续栅极驱动单元循环重复第一至第四级单元电路的连接关系直到第八十一级栅极驱动单元GIA[81]，在此不再赘述。

每级延迟单元DUM[i]与栅极驱动单元GIA[i]具有相同的电路结构，例如具有前级输入端、后级输入端、时钟端、驱动端、传递端、参考电压端，但没有负载输出电路，各级延迟单元的前级输入端接收前级栅极传递信号C[i-2]，后级输入端接收后级栅极传递信号C[i+2]，时钟端接收与本级延迟单元对应的时钟信号clk，供电端接收参考信号VGL，驱动端输出本级栅极驱动信号D[i]，传递端输出本级栅极传递信号C[i]。因为延迟单元没有负载输出电路，产生对应的的本级栅极驱动信号D[i]不能作用于像素电极，因此也就不能使显示面板1500显示画面。使得级联在该延迟模块DUM之后的栅极驱动模块GIA中的各个栅极驱动单元在下一个所述显示T1区间内启动。

在该子模块电路中，参考信号VGL为栅极低电平电压，时钟端分别接收由时序控制电路1100直接提供或经源极驱动电路1200提供的多个时钟信号中的至少一个。

图6所示的子模块，循环16次，构成如图4所示的电路架构，例如，对于垂直分辨率为1280阶的双端栅极驱动电路来说，在其中一单边电路中插入16组延迟模块DUM，每组延迟模块DUM包含10个延迟单元DUM[1]至DUM[10]，另一单边电路做相同处理，每组延迟模块DUM的延迟时间：t＝10*2*T＝20*10us＝200us，其中，T为一个栅极驱动信号的脉冲时间，然而本发明实施例的参数设置不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要进行相关设置。

图7示出本发明实施例中触控显示面板显示一帧画面时，栅极驱动电路的工作时序示意图。

如图7所示，在显示区间T1内完成对栅极驱动信号G[1]到G[81]的扫描，每个栅极驱动信号G[n]控制与之对应的像素电极，进而使触控显示面板1500显示画面，在完成栅极驱动信号G[n]的扫描后，如图6所示，延迟单元DUM[1]至DUM[10]在触控区间T2内输出的栅极驱动信号D[n]不驱动负载电路，因此，在触控区间T2内触控显示面板1500不显示画面，空出约200us的时间，使时序控制电路1100提供的触控使能信号Vtouch控制触控检测电路1400对触控显示面板1500进行触控检测，显示区间T1与触控区间T2为一个子周期，将子周期循环16次，完成1280阶的扫描，即可完成一帧画面显示。然而本发明实施例的参数设置不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要进行相关设置。

根据本发明的另一方面，还提供了一种显示装置，其中包括至少一个上述任一种驱动电路。

本发明实施例的驱动电路与显示装置的有益效果是：通过将帧同步信号每个周期内的显示帧分为多个显示区间与触控区间的方法，使触控显示面板在显示每帧画面时，触控检测电路可以多次对触控显示面板进行触控检测，从而达到提高触控显示装置报点频率的目的。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种驱动电路，其特征在于，包括：

时序控制电路，用于提供帧同步信号，所述帧同步信号的每个周期包括多个子区间，所述每个子区间包括显示区间和触控区间；

栅极驱动电路，用于在所述显示区间内输出有效的栅极驱动信号，所述栅极驱动信号用于控制像素电极；以及

触控检测电路，用于在每个所述触控区间内进行触控检测。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述栅极驱动电路包括：

多个栅极驱动模块，每个所述栅极驱动模块包括级联的至少一个栅极驱动单元，每个所述栅极驱动模块分别被对应的时序信号启动，当所述时序信号有效时，对应的所述栅极驱动模块中的所述栅极驱动单元在对应的所述显示区间内依次输出有效的所述栅极驱动信号。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述栅极驱动电路还包括多个延迟模块，所述多个延迟模块与所述多个栅极驱动模块交替级联，每个所述延迟模块用于延迟其后级连接的所述栅极驱动模块对应的时序信号，使得级联在该延迟模块之后的所述栅极驱动模块中的各个所述栅极驱动单元在下一个所述显示区间内启动。

4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，每个所述延迟模块包括级联的至少一个延迟单元。

5.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述延迟单元具有与所述栅极驱动单元相同的电路结构。

6.根据权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，所述延迟单元中的晶体管尺寸小于所述栅极驱动单元中的晶体管尺寸。

7.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述时序控制电路对所述触控检测电路提供触控使能信号，以在每个所述触控区间内开启所述触控检测电路。

8.根据权利要求1至7任一项所述的驱动电路，其特征在于，所述栅极驱动电路为单边集成栅极驱动结构或双边集成栅极驱动结构。

9.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述每个周期包括子区间数量为8至16。

10.一种触控显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的驱动电路。