CN108491104A - 一种栅极驱动电路及触控显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种栅极驱动电路，栅极驱动单元分别与向上和向下相差2级的栅极驱动单元彼此级联，栅极线与连续m个栅极驱动单元一一相连，再与连续n个栅极驱动单元不连接，并依序向下连接；第4k+1级栅极驱动单元、第4k+2级栅极驱动单元、第4k+3级栅极驱动单元和第4k+4级栅极驱动单元接收第一时钟信号、第二时钟信号、第三时钟信号和第四时钟信号的相应不同组合；在触控时间段，触控扫描电路可以进行触控扫描。本发明还提供一种触控显示面板。本发明的栅极驱动电路和触控显示面板，消除了与栅极线连接的开关元件(例如薄膜晶体管)的漏电风险，且无需增加额外驱动信号及成本，设计简单，可应用于其他触控电路的栅极驱动电路上。

Description

一种栅极驱动电路及触控显示面板
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种栅极驱动电路及触控显示面板。
背景技术
目前，较为常见的电容式触控屏通常采用OGS(One Glass Solution，即一体化触控)、On-Cell(外挂式)和In-Cell(内嵌式)三种技术。其中，采用In-Cell技术的电容式触摸屏由于其制作工艺上的优势，相比采用OGS技术和On-Cell技术的电容式触摸屏，具有更加轻薄、透光性更好、结构更加稳定等优点。
在采用In-Cell技术的电容式触控屏中，一般采用液晶面板或OLED显示面板作为显示屏。以液晶面板为例，通常采用阵列基板栅极驱动(Gate Driver On Array，GOA)技术将栅极驱动器制作在阵列基板上，从而实现对栅极线逐行扫描驱动。
在现有的一种采用In-Cell技术的电容式触控屏中，沿着从上到下的顺序将液晶面板上的所有像素单元分为若干像素块。触控屏在显示扫描时间段利用栅极驱动电路对相应的像素块进行驱动完毕后进入触控时间段，这样可提高触控的灵敏度，但是会增加栅极驱动电路失效的风险。这是因为在触控时间段，栅极驱动电路会暂停对栅极线进行扫描驱动，从而增加与栅极线连接的开关元件(例如薄膜晶体管)的漏电风险。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种栅极驱动电路，消除与栅极线连接的开关元件(例如薄膜晶体管)的漏电风险。
具体地，本发明实施例提供一种栅极驱动电路，用于触控显示面板，该触控显示面板具有依次排列的相互平行的N条栅极线，所述栅极驱动电路包括M级栅极驱动单元，其中N是大于1的整数，M是大于4的整数，且M大于N，所述栅极驱动单元分别与向上和向下相差2级的所述栅极驱动单元彼此级联，每个所述栅极驱动单元包括第一接收端、第二接收端、第三接收端和第四接收端，第4k+1级所述栅极驱动单元、第4k+2级所述栅极驱动单元、第4k+3级所述栅极驱动单元和第4k+4级所述栅极驱动单元通过所述第一接收端至所述第四接收端接收第一时钟信号、第二时钟信号、第三时钟信号和第四时钟信号的相应不同组合，其中k是大于或等于0的整数。所述栅极线与连续m个所述栅极驱动单元一一相连，再与连续n个所述栅极驱动单元不连接，并依序向下连接，其中m、n是大于1的整数，且(m+n)<M，m<N。其中，第1级所述栅极驱动单元接收第一起始信号，第2级所述栅极驱动单元接收第二起始信号。其中，在显示时间段，所述第一时钟信号至所述第四时钟信号的周期均相同，第一时钟信号至所述第四时钟信号依次从低电平转为高电平，且所述第一时钟信号至所述第四时钟信号由低电平转为高电平的时间相差为四分之一个周期，从而连接所述栅极线的所述栅极驱动单元依序输出用于显示的栅极驱动信号，在触控时间段，所述第一时钟信号至所述第四时钟信号的其中一个时钟信号维持低电平，并在进入显示时间段时恢复显示时间段时的时钟信号，其余三个时钟信号与显示时间段时的时钟信号不变，从而不连接所述栅极线的所述栅极驱动单元输出与触控时间对应的栅极驱动信号，触控扫描电路进行触控扫描。
进一步地，所述栅极驱动电路包括传送所述第一时钟信号的第一时钟线、传送所述第二时钟信号的第二时钟线、传送所述第三时钟信号的第三时钟线、以及传送所述第四时钟信号的第四时钟线。其中，第4k+1级所述栅极驱动单元的所述第一接收端连接到所述第一时钟线，所述第二接收端连接到所述第二时钟线，所述第三接收端连接到所述第三时钟线，所述第四接收端连接到所述第四时钟线。其中，第4k+2级所述栅极驱动单元的所述第一接收端连接到所述第二时钟线，所述第二接收端连接到所述第三时钟线，所述第三接收端连接到所述第四时钟线，所述第四接收端连接到所述第一时钟线。其中，第4k+3级所述栅极驱动单元的所述第一接收端连接到所述第三时钟线，所述第二接收端连接到所述第四时钟线，所述第三接收端连接到所述第一时钟线，所述第四接收端连接到所述第二时钟线。其中，第4k+4级所述栅极驱动单元的所述第一接收端连接到所述第四时钟线，所述第二接收端连接到所述第一时钟线，所述第三接收端连接到所述第二时钟线，所述第四接收端连接到所述第三时钟线。
进一步地，所述第一时钟信号至所述第四时钟信号中的三个时钟信号的时钟信号不变。
进一步地，所述n的数值为2。
进一步地，所述栅极驱动单元包括开关元件，不连接所述栅极线的所述栅极驱动单元的所述开关元件的尺寸小于连接所述栅极线的所述栅极驱动单元的所述开关元件的尺寸。
进一步地，所述栅极线与从第1级所述栅极驱动单元开始的连续m个所述栅极驱动单元一一相连。
进一步地，所述栅极驱动单元包括第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件、第四开关元件、第五开关元件、第六开关元件和第七开关元件。所述第一开关元件包括第一控制端、第一通路端和第二通路端，所述第一控制端接收第一脉冲信号，所述第一通路端连接第一信号端，所述第二通路端连接至所述控制节点。所述第二开关元件包括第二控制端、第三通路端和第四通路端，所述第二控制端连接至所述控制节点，所述第三通路端用于连接第二信号端，所述第四通路端通过第一电容连接到所述第二控制端，所述第四通路端还连接到栅极驱动信号输出端。所述第三开关元件包括第三控制端、第五通路端和第六通路端；所述第三控制端接收第二脉冲信号，所述第五通路端连接至所述控制节点，所述第六通路端连接第三信号端。所述第四开关元件包括第四控制端、第七通路端和第八通路端，所述第四控制端用于连接第四信号端，所述第七通路端与所述栅极驱动信号输出端相连，所述第八通路端接收参考电压。所述第五开关元件包括第五控制端、第九通路端和第十通路端，所述第五控制端通过第二电容连接所述第二信号端，所述第九通路端连接至所述控制节点，所述第十通路端与所述第四开关元件的第七控制端相连。所述第六开关元件包括第六控制端、第十一通路端和第十二通路端，所述第六控制端与所述栅极驱动信号输出端相连，所述第十一通路端与所述第五开关元件的第五控制端相连，所述第十二通路端接收所述参考低电压。所述第七开关元件包括第七控制端、第十三通路端和第十四通路端，所述第七控制端与所述第四开关元件的第七通路端相连，所述第十三通路端与所述栅极驱动信号输出端相连，所述第十四通路端接收所述参考低电压。
进一步地，在第1级所述栅极驱动单元，所述第一脉冲信号为所述第一起始信号，在第2级所述栅极驱动单元，所述第一脉冲信号为所述第二起始信号，在第M级所述栅极驱动单元，所述第二脉冲信号为所述第一结束信号，在第M-1级所述栅极驱动单元，所述第二脉冲信号为所述第二结束信号；除第1级所述栅极驱动单元及第2级所述栅极驱动单元外，所述第一脉冲信号为向上相差二级的所述栅极驱动单元输出的所述栅极驱动信号，除第M级所述栅极驱动单元及第M-1级所述栅极驱动单元外，所述第二脉冲信号为向下相差二级的所述栅极驱动单元输出的所述栅极驱动信号。
进一步地，不连接所述栅极线的所述栅极驱动单元的所述第一开关元件至所述第七元件、所述第一电容、所述第二电容的尺寸均小于对应的连接所述栅极线的所述栅极驱动单元的所述第一开关元件至所述第七元件、所述第一电容、所述第二电容的尺寸。
本发明实施例还提供一种触控显示面板，该触控显示面板包括如上所述的栅极驱动电路。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明的栅极驱动电路和触控显示面板，消除了与栅极线连接的开关元件(例如薄膜晶体管)的漏电风险，且无需增加额外驱动信号及成本，设计简单，可应用于其他触控电路的栅极驱动电路上。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例的一种栅极驱动电路栅极线连接图；
图2为本发明一实施例的一种栅极驱动电路连接电路图；
图3为本发明一实施例的四个时钟信号时序图；
图4为本发明一实施例的栅极驱动电路产生信号时序图；
图5为本发明另一实施例的一种栅极驱动电路栅极线连接图；
图6为本发明另一实施例的一种栅极驱动电路连接电路图；
图7为本发明一实施例的一种栅极驱动单元结构图；
图8为本发明一实施例的第7级、第8级栅极驱动单元的输出信号图；
图9为本发明一实施例的第1级栅极驱动单元工作的时序图；
图10为本发明一实施例的第9级栅极驱动单元工作的时序图；
图11为本发明一实施例的第10级栅极驱动单元工作的时序图；
图12为本发明一实施例的栅极驱动电路的输入输出信号时序图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预期目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的栅极驱动电路及触控显示面板的具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预期目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
第一实施例
请参考图1，图1为本发明一实施例提供的一种栅极驱动电路栅极线210连接图。如图1所示，本发明实施例提供了一种栅极驱动电路，该栅极驱动电路用于触控显示面板，该触控显示面板具有依次排列的相互平行的N条(例如1280条)栅极线210，栅极驱动电路包括M个(例如1296个)栅极驱动单元110，其中N是大于1的整数，M是大于4的整数，且M大于N。栅极线210与连续m个(例如160个)栅极驱动单元110一一相连，再与连续n个(例如2个)栅极驱动单元110不连接，并依序向下连接，其中m、n是大于1的整数，且(m+n)<M，m<N。
在本发明一实施例中，栅极线210不局限于与从第1级栅极驱动单元110开始的连续m个(例如160个)栅极驱动单元110一一相连，也可以从第3级栅极驱动单元110开始的连续m个(例如160个)栅极驱动单元110一一相连等等，即可以先完成一次触控感应后再进行一次图像显示。
图2为本发明一实施例的一种栅极驱动电路连接电路图。如图2所示，本实施例的栅极驱动单元110分别与向上和向下相差2级的栅极驱动单元110彼此级联，每个栅极驱动单元110包括第一接收端、第二接收端、第三接收端和第四接收端，第4k+1级栅极驱动单元110、第4k+2级栅极驱动单元110、第4k+3级栅极驱动单元110和第4k+4级栅极驱动单元110通过第一接收端至第四接收端接收第一时钟信号CLK1、第二时钟信号CLK2、第三时钟信号CLK3和第四时钟信号CLK4的相应不同组合，其中k是大于或等于0的整数，M级栅极驱动单元110还可以均接收一参考电压。其中，第1级栅极驱动单元110可以接收外部信号电路提供的第一起始信号STV1，第2级栅极驱动单元110可以接收外部信号电路提供的第二起始信号STV2。另外，第M级栅极驱动单元110可以接收第一结束信号，第M-1级栅极驱动单元110可以接收第二结束信号(图2中未示出)。栅极线210与连续160个栅极驱动单元110一一相连，再与连续2个栅极驱动单元110不连接，并依序向下连接。
在本发明一实施例中，栅极驱动电路包括传送第一时钟信号CLK1的第一时钟线、传送第二时钟信号CLK2的第二时钟线、传送第三时钟信号CLK3的第三时钟线、以及传送第四时钟信号CLK4的第四时钟线，
其中，第4k+1级栅极驱动单元110的第一接收端连接到第一时钟线，第二接收端连接到第二时钟线，第三接收端连接到第三时钟线，第四接收端连接到第四时钟线。第4k+2级栅极驱动单元110的第一接收端连接到第二时钟线，第二接收端连接到第三时钟线，第三接收端连接到第四时钟线，第四接收端连接到第一时钟线。第4k+3级栅极驱动单元110的第一接收端连接到第三时钟线，第二接收端连接到第四时钟线，第三接收端连接到第一时钟线，第四接收端连接到第二时钟线。第4k+4级栅极驱动单元110的第一接收端连接到第四时钟线，第二接收端连接到第一时钟线，第三接收端连接到第二时钟线，第四接收端连接到第三时钟线。
图3为本发明一实施例的四个时钟信号时序图。如图3所示，在显示时间段，第一时钟信号CLK1至第四时钟信号CLK4的周期均相同，第一时钟信号CLK1至第四时钟信号CLK4依次从低电平转为高电平，且第一时钟信号CLK1至第四时钟信号CLK4由低电平转为高电平的时间相差为四分之一个周期，从而连接栅极线210的栅极驱动单元110依序输出用于显示的栅极驱动信号，在触控时间段，第一时钟信号CLK1至第四时钟信号CLK4的其中一个时钟信号维持低电平，并在进入显示时间段时恢复显示时间段时的时钟信号，其余三个时钟信号与显示时间段时的时钟信号不变，从而不连接栅极线210的栅极驱动单元110输出与触控时间对应的栅极驱动信号，触控扫描电路进行触控扫描。
在本发明一实施例中，第一时钟信号CLK1至第四时钟信号CLK4中的三个时钟信号的时钟信号不变，例如第一时钟信号CLK1、第三时钟信号CLK3、第四时钟信号CLK4的时钟信号始终不变，第二时钟信号CLK2在触控时间段维持低电平，并在进入显示时间段时恢复显示时间段时的时钟信号。
具体地，本实施例的栅极驱动电路可以用于触控显示面板，在触控显示面板进行扫描时，将一帧扫描时间分为显示时间段(英文：display time)和触控时间段(英文：touchpanel time；简称：TP-time)。栅极驱动电路包括M个级联的栅极驱动单元110，按照级联顺序依次输出栅极驱动信号。具体地，栅极驱动单元110的一个输入端与向上相差2级的栅极驱动单元110的输出端相连接，若接收到向上相差2级的栅极驱动单元110输出的栅极驱动信号，并且从第一接收端至第四接收端接收到的相应的第一时钟信号CLK1至第四时钟信号CLK4也都在相应时间从低电平转变为高电平，则栅极驱动单元110输出栅极驱动信号；若接收不到向上相差2级的栅极驱动单元110输出的栅极驱动信号，或者从第一接收端至第四接收端接收到的相应的第一时钟信号CLK1至第四时钟信号CLK4未在相应时间从低电平转变为高电平，则栅极驱动单元110不输出栅极驱动信号。
在显示时间段，第一时钟信号CLK1至第四时钟信号CLK4的周期均相同，第一时钟信号CLK1至第四时钟信号CLK4依次从低电平转为高电平，且第一时钟信号CLK1至第四时钟信号CLK4由低电平转为高电平的时间相差为四分之一个周期，则本级栅极驱动单元110在接收到向上相差2级的栅极驱动单元110输出的栅极驱动信号后，第一接收端至第四接收端接收到的相应的第一时钟信号CLK1至第四时钟信号CLK4也都在相应时间从低电平转变为高电平，则本级栅极驱动单元110输出栅极驱动信号，并输出到向下相差2级的栅极驱动单元110，依次类推，级联的栅极驱动单元110将从上向下依序输出栅极驱动信号，使相连的栅极线210接收栅极驱动信号，并打开开关元件(例如薄膜晶体管)，使像素单元接收相应电压，从而可以显示图像。
在触控时间段，第二时钟信号CLK2维持低电平，并在进入显示时间段时恢复显示时间段时的时钟信号，其余三个时钟信号(即第一时钟信号CLK1、第三时钟信号CLK3、第四时钟信号CLK4)与显示时间段时的时钟信号不变，从而不连接栅极线210的栅极驱动单元110输出与触控时间对应的栅极驱动信号，触控扫描电路可以在该触控时间段进行触控扫描。此时，在该触控时间段，向下相差2级的栅极驱动单元110因为接收不到向上相差2级的栅极驱动单元110输出的栅极驱动信号，或者从第一接收端至第四接收端接收到的相应的第一时钟信号CLK1至第四时钟信号CLK4未在相应时间从低电平转变为高电平，则始终无法输出栅极驱动单元110，使相连的栅极线210接收不到栅极驱动信号，无法打开开关元件(例如薄膜晶体管)，使像素单元接收不到相应电压，从而不显示图像。并且，触控时间段结束时，第二时钟信号CLK2恢复到显示时间段时的信号，则栅极驱动单元110输出的栅极驱动信号将输出到级联的向下相差2级的栅极驱动单元110，而向下相差2级的栅极驱动单元110在显示时间段将输出对应的栅极驱动信号。本发明实施例在触控时间段结束时，栅极驱动单元110输出的栅极驱动信号会因该栅极驱动单元110的漏电有相应的电压下降，然而，该栅极驱动单元110不连接栅极线210，并且向下相差2级的栅极驱动单元110即使接收该电压下降的栅极驱动信号，其输出的栅极驱动信号也基本不受影响，即保持栅极驱动信号的正常电压，使得显示面板上图像显示正常，不会出现一条由于显示亮度较暗形成的暗线，即消除了现有技术的与栅极线210连接的开关元件(例如薄膜晶体管)的漏电风险，且栅极驱动电路无需增加额外驱动信号及成本，设计简单，可应用于其他触控电路的栅极驱动电路上。
本发明实施例不局限于图2的栅极驱动电路连接电路图和图3的四个时钟信号时序图，即本发明实施例的栅极驱动电路不局限于是四相时钟信号及其相应的连接，可相应变形得到八相时钟信号及栅极驱动电路的对应连接等等，则其相应变形的栅极驱动电路也属于本发明的保护范围。
在本发明一实施例中，栅极线210与连续m个栅极驱动单元110一一相连，可以但不局限于再与连续2个栅极驱动单元110不连接栅极线210，也可以再与连续4个栅极驱动单元110不连接栅极线210等等，保证级联的栅极驱动单元110输出到栅极线210的栅极驱动信号的电压不会下降。
在本发明一实施例中，栅极驱动单元110包括开关元件(例如TFT开关)，对于不连接栅极线210的栅极驱动单元110，因为栅极驱动单元110没有连接负载，所以可以设计不连接栅极线210的栅极驱动单元110内部的开关元件的尺寸小于连接栅极线210的栅极驱动单元110内部的开关元件的尺寸，使整体尺寸较小，降低了版图面积的占用。并且，减小尺寸设计，也同时减小了开关元件的漏电率，从而栅极驱动单元110更能驱动输出栅极驱动信号，并且可以有效减小栅极驱动单元110输出的栅极驱动信号的电压下降程度，进而减小对级联的栅极驱动单元110输出栅极驱动信号的影响程度，使图像显示中不会出现暗条纹。
图4为本发明一实施例的栅极驱动电路产生信号时序图。如图4所示，在一帧扫描时间内，包括显示时间段和触控时间段，显示时间段与触控时间段相互交替，并且因为与连续m个(例如160个)栅极驱动单元110一一相连，再与连续n个(例如2个)栅极驱动单元110不连接，8段显示时间段的每段时长相等，8段触控时间段的每段时长也相等。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本实施例的栅极驱动电路，可用于触控显示面板，并消除了与栅极线210连接的开关元件(例如薄膜晶体管)的漏电风险，且无需增加额外驱动信号及成本，设计简单，可应用于其他触控电路的栅极驱动电路上。
第二实施例
图5为为本发明另一实施例提供的一种栅极驱动电路栅极线210连接图。如图5所示的栅极驱动电路栅极线210连接图与图1所示的栅极驱动电路栅极线210连接图的结构基本相同，不同之处仅仅在于：该触控显示面板具有依次排列的相互平行的80条栅极线210，栅极驱动电路包括110个栅极驱动单元110，栅极线210与连续6个栅极驱动单元110一一相连，再与连续2个栅极驱动单元110不连接，并依序向下连接。
图6为本发明另一实施例的一种栅极驱动电路连接示意图。如图6所示的栅极驱动电路连接示意图与图2所示的栅极驱动电路连接示意图的结构基本相同，不同之处仅仅在于：该触控显示面板具有依次排列的相互平行的80条栅极线210，栅极驱动电路包括110个栅极驱动单元110，栅极线210与连续6个栅极驱动单元110一一相连，再与连续2个栅极驱动单元110不连接，并依序向下连接。
第三实施例
图7为本发明一实施例提供的一种栅极驱动单元110结构图。如图7所示，本实施例的栅极驱动电路，栅极驱动电路包括M级栅极驱动单元110，栅极驱动单元110包括第一开关元件T1、第二开关元件T2、第三开关元件T3、第四开关元件T4、第五开关元件T5、第六开关元件T6、第七开关元件T7。
其中，第一开关元件T1包括第一控制端、第一通路端和第二通路端，第一控制端接收第一脉冲信号，第一通路端连接第一信号端，第二通路端连接至控制节点Q。
其中，第二开关元件T2包括第二控制端、第三通路端和第四通路端，第二控制端连接至控制节点Q，第三通路端用于接收第二时钟信号，第四通路端通过第一电容C1连接到第二控制端，第四通路端还连接到栅极驱动信号输出端VO。
其中，第三开关元件T3包括第三控制端、第五通路端和第六通路端；第三控制端接收第二脉冲信号，第五通路端连接至控制节点Q，第六通路端连接第三信号端。
其中，第四开关元件T4包括第四控制端、第七通路端和第八通路端，第四控制端用于连接第四信号端，第七通路端与栅极驱动信号输出端VO相连，第八通路端接收参考电压VGL。
其中，第五开关元件T5包括第五控制端、第九通路端和第十通路端，第五控制端通过第二电容C2连接第二信号端，第九通路端连接至控制节点Q，第十通路端与第四开关元件T4的第七控制端相连。
其中，第六开关元件T6包括第六控制端、第十一通路端和第十二通路端，第六控制端与栅极驱动信号输出端VO相连，第十一通路端与第五开关元件T5的第五控制端相连，第十二通路端接收参考低电压VGL。
其中，第七开关元件T7包括第七控制端、第十三通路端和第十四通路端，第七控制端与第四开关元件T4的第七通路端相连，第十三通路端与栅极驱动信号输出端VO相连，第十四通路端接收参考电压VGL。
在本发明一实施例中，第一脉冲信号可以但不限于向上级联的栅极驱动单元110输出的栅极驱动信号。
在本发明一实施例中，第二脉冲信号可以但不限于向下级联的栅极驱动单元110输出的栅极驱动信号。
本实施例的栅极驱动单元110结构可以应用于上述实施例中的栅极驱动电路，值得注意的是，由于第1级栅极驱动单元110至第2级栅极驱动单元110没有向上相差2级的栅极驱动单元110，最后2级栅极驱动单元110没有向下相差2级的栅极驱动单元110，所以第1级栅极驱动单元110至第2级栅极驱动单元110的第一脉冲信号、最后2级栅极驱动单元110的第二脉冲信号均要由外部信号电路提供。除第1级栅极驱动单元110至第2级栅极驱动单元110外，第一脉冲信号为向上相差2级的栅极驱动单元110输出的上2级栅极驱动信号Gn-2，除最后2级栅极驱动单元110外，第二脉冲信号为向下相差2级的栅极驱动单元110输出的下2级栅极驱动信号Gn+2。
在本发明一实施例中，通过第一接收端至第四接收端接收第一时钟信号CLK1、第二时钟信号CLK2、第三时钟信号CLK3和第四时钟信号CLK4的相应不同组合，其中一种组合可以但不局限于为：在显示时间段，第二时钟信号CLK2比第一时钟信号CLK1晚一个相位，第三时钟信号CLK3比第一时钟信号CLK1晚两个相位，第四时钟信号CLK4比第一时钟信号CLK1晚三个相位，一个相位为T/4，T为时钟信号的周期；在触控时间段，第二时钟信号CLK2维持低电平，并在进入显示时间段时恢复显示时间段时的时钟信号，其余三个时钟信号(即第一时钟信号CLK1、第三时钟信号CLK3、第四时钟信号CLK4)与显示时间段时的时钟信号不变。
在本发明一实施例中，第一电容C1可以但不限于是第二开关元件T2的第四通路端与第二控制端之间的外接电容。为了提高节点Q的电压的拉高效果，可以利用电容的耦合效应，在第二开关元件T2的第二控制端与第四通路端之间设置外接电容。
在本发明一实施例中，第一开关元件至第七开关元件T1～T7可以但不限于是N型TFT。第一控制端至第七控制端为栅极。第一开关元件T1的第一通路端、第二开关元件T2的第三通路端、第三开关元件T3的第五通路端、第四开关元件T4的第七通路端、第五开关元件T5的第九通路端、第六开关元件T6的第十一通路端、第七开关元件T7的第十三通路端均为源极或漏极。第一开关元件T1的第二通路端、第二开关元件T2的第四通路端、第三开关元件T3的第六通路端、第四开关元件T4的第八通路端、第五开关元件T5的第十通路端、第六开关元件T6的第十二通路端、第七开关元件T7的第十四通路端均为漏极或源极。
在本发明一实施例中，不连接栅极线210的栅极驱动单元110的第一开关元件至第七元件T1～T7、第一电容C1、第二电容C2的尺寸可以均小于对应的连接栅极线210的栅极驱动单元110的第一开关元件至第七元件T1～T7、第一电容C1、第二电容C2的尺寸。对于不连接栅极线210的栅极驱动单元110，因为栅极驱动单元110没有连接负载，所以可以设计将不连接栅极线210的栅极驱动单元110内部的第一开关元件至第七元件T1～T7、第一电容C1、第二电容C2的尺寸均小于对应的连接栅极线210的栅极驱动单元110的第一开关元件至第七元件T1～T7、第一电容C1、第二电容C2的尺寸，使整体尺寸较小，降低了版图面积的占用。并且，减小尺寸设计，也同时减小了开关元件的漏电率，从而栅极驱动单元110更能驱动输出栅极驱动信号，并且可以有效减小栅极驱动单元110输出的栅极驱动信号的电压下降程度，进而减小对级联的栅极驱动单元110输出栅极驱动信号的影响程度，使图像显示中不会出现暗条纹。
图8为本发明一实施例的第7级、第8级栅极驱动单元110的输出信号图。由图8可知，在第7级、第8级栅极驱动单元110上，开关元件(即第一开关元件至第七元件T1～T7)的尺寸越小，输出信号的电压下降程度越小。也就是说，开关元件的尺寸越小，漏电量越小，输出的栅极驱动信号电压下降程度越小，从而不影响下一级级联的栅极驱动单元110输出正常的栅极驱动信号。
第四实施例
本实施例的栅极驱动电路，包括第三实施例的栅极驱动单元110。
图9为本发明一实施例的第1级栅极驱动单元110工作的时序图。如图9所示，第1级栅极驱动单元110的工作过程包括4个阶段
阶段1:第一起始信号STV 1信号将第1级栅极驱动单元110的第一开关元件T1打开，由第一时钟信号CLK 1将控制节点Q点预充到高电位。
阶段2:第二开关元件T2经由控制节点Q点预充到高电位后打开，第二时钟信号CLK2从低电平升高为高电平藉由C1自举作用将控制节点Q点拉高，经由第二开关元件T2输出栅极驱动信号，第六开关元件T6被打开将控制节点QB点拉低，第五开关元件T5和第七开关元件T7关断。
阶段3:第3级栅极驱动单元110接收第1级栅极驱动单元110输出的栅极驱动信号，并且也同样经过了阶段1和阶段3，并输出第3级栅极驱动单元110输出的栅极驱动信号，使得第1级栅极驱动单元110的第三开关元件T3打开，前半阶段由第三时钟信号CLK 3为高电平将控制节点Q拉低至一个电位左右的高度，由于此时第二时钟信号CLK 2为低电平，通过第二开关元件T2将波形拉低。后半阶段由第三时钟信号CLK 3变为低电位，进一步拉低控制节点Q点，第二开关元件T2和第六开关元件T6关断，第五开关元件T5和第七开关元件T7打开。
阶段4:当第二时钟信号CLK 2从低电平变为高电平时，会通过第二电容C2将控制节点QB点耦合至高电位，从而将第五开关元件T5和第七开关元件T7打开，把控制节点Q点及栅极驱动信号拉低至低电平。
图10为本发明一实施例的第9级栅极驱动单元110工作的时序图。如图10所示，第9级栅极驱动单元110的工作过程包括5个阶段
阶段1:第5级栅极驱动单元110输出栅极驱动信号，从而将第7级栅极驱动单元110的第一开关元件T1打开，由第三时钟信号CLK3将第7级栅极驱动单元110的控制节点Q点预充至高电位。
阶段2:第7级栅极驱动单元110的第二开关元件T2已开启，当第四时钟信号CLK4从低电平升高为高电平，藉由第一电容C1自举作用将控制节点Q点拉高，经由第二开关元件T2输出栅极驱动信号的波形，第六开关元件T6被打开，将控制节点QB点拉低，第五开关元件T5和第七开关元件T7关断。
阶段3:因第9级栅极驱动单元110的第二开关元件T2接收第二时钟信号CLK 2，此时第二时钟信号CLK 2为一整段低电位。无法将第7级栅极驱动单元110的第三开关元件T3打开，由第一时钟信号CLK 1下拉控制节点Q点至低电平，因此，第7级栅极驱动单元110输出一整段第四时钟信号CLK 4信号。
阶段4:此时第9级栅极驱动单元110之控制节点Q点已预充至高电平，从而第二开关元件T2开启，当第二时钟信号CLK2从低电平变为高电平时，藉由第一电容C1自举作用将控制节点Q点拉高，经由第二开关元件T2输出栅极驱动信号的波形，第六开关元件T6被打开，将控制节点QB点拉低，第五开关元件T5和第七开关元件T7关断。第9级栅极驱动单元110将第7级栅极驱动单元110的第三开关元件T3打开，由第一时钟信号CLK1下拉，第7级栅极驱动单元110的控制节点Q点至低电平，第7级栅极驱动单元110停止输出。
阶段5:由第11级栅极驱动单元110输出栅极驱动信号的波形，打开第9级栅极驱动单元110的第三开关元件T3，由第三时钟信号CLK3将控制节点Q点下拉至低电平。
图11为本发明一实施例的第10级栅极驱动单元110工作的时序图。如图11所示，第10级栅极驱动单元110的工作过程包括5个阶段
阶段1:第6级栅极驱动单元110将第8级栅极驱动单元110的第一开关元件T1打开，由第四时钟信号CLK 4将第7级栅极驱动单元110的控制节点Q点预充至高电位。
阶段2:第8级栅极驱动单元110之第二开关元件T2已开启，当第一时钟信号CLK1从低电平升为高电平，藉由第一电容C1自举作用将控制节点Q点拉高，经由第二开关元件T2输出栅极驱动信号的波形，第六开关元件T6被打开，将控制节点QB点拉低，第五开关元件T5和第七开关元件T7关断。第8级栅极驱动单元110输出栅极驱动信号的波形打开第10级栅极驱动单元110的第一开关元件T1,因第10级栅极驱动单元110的第一开关元件T1接收第二时钟信号CLK2，此时第二时钟信号CLK2为一整段低电位而无法对第10级栅极驱动单元110的控制节点Q点进行预充。
阶段3:因控制节点Q点没有预充为低电平，无法输出波形，造成第8级栅极驱动单元110的控制节点Q点无法被下拉而连续输出波形，直到第二时钟信号CLK2由低电平变为高电平将第10级栅极驱动单元110的控制节点Q点进行预充。
阶段4:此时第10级栅极驱动单元110的控制节点Q点已预充至高电平，从而第二开关元件T2开启，当第三时钟信号CLK3从低电平变为高电平时，藉由第一电容C1自举作用将控制节点Q点拉高，经由第二开关元件T2输出栅极驱动信号的波形，第六开关元件T6被打开将控制节点QB点拉低，第五开关元件T5和第七开关元件T7关断。第10级栅极驱动单元110将第8级栅极驱动单元110的第三开关元件T3打开，由于第二时钟信号CLK2下拉，第8级栅极驱动单元110的控制节点Q点至低电平，第8级栅极驱动单元110停止输出。
阶段5:由于第12级栅极驱动单元110输出栅极驱动信号的波形打开第10级栅极驱动单元110的第三开关元件T3，而由于第四时钟信号CLK4从低电平变为高电平，从而控制节点Q点下拉至低电平。
本实施例的栅极驱动电路，通过栅极驱动单元110的第一接收端至第四接收端接收第一时钟信号CLK1、第二时钟信号CLK2、第三时钟信号CLK3和第四时钟信号CLK4的相应不同组合，实现了在显示时间段控制连接栅极线210的栅极驱动单元110依序输出用于显示的栅极驱动信号；在触控时间段，不连接栅极线210的栅极驱动单元110输出与触控时间对应的栅极驱动信号，触控扫描电路进行触控扫描。
图12为本发明一实施例的栅极驱动电路的输入输出信号时序图。如图12所示，本实施例的栅极驱动电路输入第一起始信号STV1、第二起始信号STV2、第一时钟信号CLK1至第四时钟信号CLK4，并输出对应的栅极驱动信号，可以看出，连接栅极线210的第1级栅极驱动单元110至第6级栅极驱动单元110间隔四分之一个周期依次输出栅极驱动信号，第7、8级栅极驱动单元110输出间隔触控时间的栅极驱动信号(图12中未示出具体栅极驱动信号的波形)，并依序向下第9级栅极驱动单元110至第14级栅极驱动单元110间隔四分之一个周期依次输出栅极驱动信号等等。
本实施例的栅极驱动电路，可用于触控显示面板，并消除了与栅极线210连接的开关元件(例如薄膜晶体管)的漏电风险，且无需增加额外驱动信号及成本，设计简单，可应用于其他触控电路的栅极驱动电路上。
第五实施例
本实施例提供一种触控显示面板，包括上述实施例的栅极驱动电路。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本实施例的触控显示面板，消除了与栅极线210连接的开关元件(例如薄膜晶体管)的漏电风险，且无需增加额外驱动信号及成本，设计简单，可应用于其他触控电路的栅极驱动电路上。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离发明技术方案内容，依据发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种栅极驱动电路，用于触控显示面板，该触控显示面板具有依次排列的相互平行的N条栅极线(210)，其特征在于，所述栅极驱动电路包括M级栅极驱动单元(110)，其中N是大于1的整数，M是大于4的整数，且M大于N，所述栅极驱动单元(110)分别与向上和向下相差2级的所述栅极驱动单元(110)彼此级联，每个所述栅极驱动单元(110)包括第一接收端、第二接收端、第三接收端和第四接收端，第4k+1级所述栅极驱动单元(110)、第4k+2级所述栅极驱动单元(110)、第4k+3级所述栅极驱动单元(110)和第4k+4级所述栅极驱动单元(110)通过所述第一接收端至所述第四接收端接收第一时钟信号(CLK1)、第二时钟信号(CLK2)、第三时钟信号(CLK3)和第四时钟信号(CLK4)的相应不同组合，其中k是大于或等于0的整数；
所述栅极线(210)与连续m个所述栅极驱动单元(110)一一相连，再与连续n个所述栅极驱动单元(110)不连接，并依序向下连接，其中m、n是大于1的整数，且(m+n)<M，m<N；
其中，第1级所述栅极驱动单元(110)接收第一起始信号(STV1)，第2级所述栅极驱动单元(110)接收第二起始信号(STV2)；
其中，在显示时间段，所述第一时钟信号(CLK1)至所述第四时钟信号(CLK4)的周期均相同，第一时钟信号(CLK1)至所述第四时钟信号(CLK4)依次从低电平转为高电平，且所述第一时钟信号(CLK1)至所述第四时钟信号(CLK4)由低电平转为高电平的时间相差为四分之一个周期，从而连接所述栅极线(210)的所述栅极驱动单元(110)依序输出用于显示的栅极驱动信号，在触控时间段，所述第一时钟信号(CLK1)至所述第四时钟信号(CLK4)的其中一个时钟信号维持低电平，并在进入显示时间段时恢复显示时间段时的时钟信号，其余三个时钟信号与显示时间段时的时钟信号不变，从而不连接所述栅极线(210)的所述栅极驱动单元(110)输出与触控时间对应的栅极驱动信号，触控扫描电路进行触控扫描。
2.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述栅极驱动电路包括传送所述第一时钟信号(CLK1)的第一时钟线、传送所述第二时钟信号(CLK2)的第二时钟线、传送所述第三时钟信号(CLK3)的第三时钟线、以及传送所述第四时钟信号(CLK4)的第四时钟线；
其中，第4k+1级所述栅极驱动单元(110)的所述第一接收端连接到所述第一时钟线，所述第二接收端连接到所述第二时钟线，所述第三接收端连接到所述第三时钟线，所述第四接收端连接到所述第四时钟线；
其中，第4k+2级所述栅极驱动单元(110)的所述第一接收端连接到所述第二时钟线，所述第二接收端连接到所述第三时钟线，所述第三接收端连接到所述第四时钟线，所述第四接收端连接到所述第一时钟线；
其中，第4k+3级所述栅极驱动单元(110)的所述第一接收端连接到所述第三时钟线，所述第二接收端连接到所述第四时钟线，所述第三接收端连接到所述第一时钟线，所述第四接收端连接到所述第二时钟线；
其中，第4k+4级所述栅极驱动单元(110)的所述第一接收端连接到所述第四时钟线，所述第二接收端连接到所述第一时钟线，所述第三接收端连接到所述第二时钟线，所述第四接收端连接到所述第三时钟线。
3.如权利要求2所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述第一时钟信号(CLK1)至所述第四时钟信号(CLK4)中的三个时钟信号的时钟信号不变。
4.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述n的数值为2。
5.如权利要求4所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述栅极驱动单元(110)包括开关元件，不连接所述栅极线(210)的所述栅极驱动单元(110)的所述开关元件的尺寸小于连接所述栅极线(210)的所述栅极驱动单元(110)的所述开关元件的尺寸。
6.如权利要求4所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述栅极线(210)与从第1级所述栅极驱动单元(110)开始的连续m个所述栅极驱动单元(110)一一相连。
7.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述栅极驱动单元(110)包括：
第一开关元件(T1)，所述第一开关元件(T1)包括第一控制端、第一通路端和第二通路端，所述第一控制端接收第一脉冲信号，所述第一通路端连接第一信号端，所述第二通路端连接至控制节点(Q)；
第二开关元件(T2)，所述第二开关元件(T2)包括第二控制端、第三通路端和第四通路端，所述第二控制端连接至所述控制节点(Q)，所述第三通路端用于连接第二信号端，所述第四通路端通过第一电容(C1)连接到所述第二控制端，所述第四通路端还连接到栅极驱动信号输出端(VO)；
第三开关元件(T3)，所述第三开关元件(T3)包括第三控制端、第五通路端和第六通路端；所述第三控制端接收第二脉冲信号，所述第五通路端连接至所述控制节点(Q)，所述第六通路端连接第三信号端；
第四开关元件(T4)，所述第四开关元件(T4)包括第四控制端、第七通路端和第八通路端，所述第四控制端用于连接第四信号端，所述第七通路端与所述栅极驱动信号输出端(VO)相连，所述第八通路端接收参考电压(VGL)；
第五开关元件(T5)，所述第五开关元件(T5)包括第五控制端、第九通路端和第十通路端，所述第五控制端通过第二电容(C2)连接所述第二信号端，所述第九通路端连接至所述控制节点(Q)，所述第十通路端与所述第四开关元件(T4)的第七控制端相连；
第六开关元件(T6)，所述第六开关元件(T6)包括第六控制端、第十一通路端和第十二通路端，所述第六控制端与所述栅极驱动信号输出端(VO)相连，所述第十一通路端与所述第五开关元件(T5)的第五控制端相连，所述第十二通路端接收所述参考低电压(VGL)；
第七开关元件(T7)，所述第七开关元件(T7)包括第七控制端、第十三通路端和第十四通路端，所述第七控制端与所述第四开关元件(T4)的第七通路端相连，所述第十三通路端与所述栅极驱动信号输出端(VO)相连，所述第十四通路端接收所述参考低电压(VGL)。
8.如权利要求7所述的栅极驱动电路，其特征在于，在第1级所述栅极驱动单元(110)，所述第一脉冲信号为所述第一起始信号(STV1)，在第2级所述栅极驱动单元(110)，所述第一脉冲信号为所述第二起始信号(STV2)，在第M级所述栅极驱动单元(110)，所述第二脉冲信号为所述第一结束信号，在第M-1级所述栅极驱动单元(110)，所述第二脉冲信号为所述第二结束信号；
除第1级所述栅极驱动单元(110)及第2级所述栅极驱动单元(110)外，所述第一脉冲信号为向上相差二级的所述栅极驱动单元(110)输出的所述栅极驱动信号，除第M级所述栅极驱动单元(110)及第M-1级所述栅极驱动单元(110)外，所述第二脉冲信号为向下相差二级的所述栅极驱动单元(110)输出的所述栅极驱动信号。
9.如权利要求7所述的栅极驱动电路，其特征在于，不连接所述栅极线(210)的所述栅极驱动单元(110)的所述第一开关元件(T1)至所述第七元件、所述第一电容(C1)、所述第二电容(C2)的尺寸均小于对应的连接所述栅极线(210)的所述栅极驱动单元(110)的所述第一开关元件(T1)至所述第七元件、所述第一电容(C1)、所述第二电容(C2)的尺寸。
10.一种触控显示面板，其特征在于，该触控显示面板包括如权利要求1至9中任一项所述的栅极驱动电路。
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