CN109119015B - 栅极驱动电路、电位移转器及显示装置 - Google Patents

栅极驱动电路、电位移转器及显示装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种栅极驱动电路、电位移转器和显示装置，其中，栅极驱动电路包括电位提升单元、开关单元、电流检测单元及控制单元，电位提升单元，设置为将时序控制器输出的时钟信号进行电位提升后分为两路时钟信号组，并对应输出至显示面板的两组移位寄存器，开关单元，设置为控制时钟信号组输出或停止输出；电流检测单元，设置为分别检测两路时钟信号组的每一子时钟信号的输出电流；控制单元，设置为将多个电流信号对应的电流值与预设电流阈值分别比较，当其中一路时钟信号组中的任一子时钟信号的电流值小于预设电流阈值时，输出控制信号至开关单元以控制开关单元切断该路时钟信号组的输出。本申请技术方案提高了驱动板的兼容性，并且降低设计成本。

Description

栅极驱动电路、电位移转器及显示装置
技术领域
本申请涉及显示面板技术领域，特别涉及一种栅极驱动电路、电位移转器及显示装置。
背景技术
随着大众对电视窄边框的需求越来越强烈，一种新型的GOA(Gate driver onArray.阵列基板上栅驱动集成)驱动架构正越来越受到欢迎。由于传统的显示面板要将Gate IC(门驱动IC)绑定在面板上，而Gate IC的尺寸限制了边框的进一步缩窄。但近些年随着新型GOA技术的问世，逐渐代替了传统的驱动方式，GOA电路是将原本的Gate IC拆分成电位移转器(level shifter IC)和移位寄存器(shift register)两部分，电位移转器做在驱动板上，移位寄存器在了面板上，电位移转器输送CLK给移位寄存器完成驱动，从而节省Gate IC结构，进一步压缩边框长度。
GOA制程会在面板的左右两侧都制作移位寄存器，实现双边驱动，但是由于制程的稳定性及使用过程中可能会造成某一侧的移位寄存器损坏造成显示异常，由于左右侧均有可能受到损伤，所以无法固定一种驱动方式，那么目前只能开发单独驱动左侧，单独驱动右侧，以及左右侧都正常驱动的三个驱动板，然后再根据实际损伤状况去被动地选择对应的驱动板，成本高昂且费时费力。
申请内容
本申请的主要目的是提供一种栅极驱动电路，旨在提高驱动板的兼容性，降低设计成本。
为实现上述目的，本申请提出的一种栅极驱动电路，该栅极驱动电路包括：
电位提升单元，设置为将时序控制器输出的时钟信号进行电位提升后分为两路时钟信号组，并对应输出至显示面板的两组移位寄存器，以驱动显示面板工作；两路时钟信号组分别包括至少一个子时钟信号；
开关单元，串接在所述电位提升单元与显示面板两端的移位寄存器之间，设置为根据接收到的控制信号对应导通或者关断，以控制所述时钟信号组输出或者停止输出；
电流检测单元，串接在所述电位提升单元与所述开关单元之间，或者串接在所述开关单元与显示面板两端的移位寄存器之间，设置为分别检测两路所述时钟信号组的每一子时钟信号的输出电流，并将多个电流信号反馈至控制单元；
控制单元，设置为接收所述电流检测单元输出的多个所述电流信号，并将多个所述电流信号对应的电流值与预设电流阈值分别比较，当其中一路时钟信号组中的任一子时钟信号的电流值小于所述预设电流阈值时，输出控制信号至所述开关单元以控制所述开关单元切断该路时钟信号组的输出。
可选地，所述电位提升单元的信号输入端供与所述时序控制器的信号输出端连接，所述电位提升单元的信号输出端流与所述电检测单元的信号输入端连接，所述电流检测单元的信号输出端与所述开关单元的信号输入端连接，所述开关单元的第一信号输出端与所述显示面板的第一组移位寄存器的信号输入端连接，所述开关单元的第二信号输出端与所述显示面板的第二组移位寄存器的信号输入端连接，所述电位提升单元的受控端、所述电流检测单元的信号输出端及所述开关单元的受控端均与所述控制单元的信号端连接。
可选地，所述开关单元包括第一子开关单元及第二子开关单元，所述电位提升单元分别经所述第一子开关单元及所述第二子开关单元输出两路相同的时钟信号组至显示面板两端的移位寄存器，所述第一子开关单元的受控端及所述第二子开关单元的受控端均与所述控制单元的控制端连接。
可选地，所述开关单元包括多个子开关单元，所述每一子时钟信号经每一子开关单元输出至所述移位寄存器，每一所述子开关单元的受控端分别与所述控制单元的控制端连接。
可选地，每一所述子开关单元为金属-氧化物半导体场效应管。
可选地，每一所述子开关单元为三极管。
可选地，所述电流检测单元包括多个子电流检测单元，每一所述子电流检测单元分别检测每一所述子时钟信号的电流，并将电流信号分别反馈至所述控制单元。
本申请还提出一种电位移转器，包括如上所述的栅极驱动电路。
可选地，所述电位提升单元、所述电流检测单元、所述开关单元及所述控制单元集成在所述电位移转器内。
本申请还提出一种显示装置，包括如上所述的电位移转器。
本申请技术方案通过采用电位提升单元、电流检测单元、开关单元及主控单元组成栅极驱动电路，电位提升单元将时序控制器输入的低压逻辑信号进行电位提升，并分为两路包括至少一个子时钟信号的时钟信号组输出至显示面板上的两个移位寄存器，从而双边驱动显示面板，电流检测单元检测每一路的时钟信号电流大小，然后反馈给控制单元，当显示面板上的其中一个移位寄存器出现损坏时，输出至该移位寄存器的时钟信号的电流异常，控制单元根据电流检测单元反馈的电流信号对应输出控制信号至开关单元，从而关断输出至该移位寄存器的时钟信号，实现单边驱动。从而动态匹配显示面板的两端移位寄存器的不同异常状态，提高了驱动板的兼容性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本申请栅极驱动电路一实施例的功能模块示意图；
图2为本申请栅极驱动电路另一实施例的功能模块示意图；
图3为本申请栅极驱动电路又一实施例的功能模块示意图；
图4为本申请电位移转器一实施例的功能模块示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为：包括三个并列的方案，以“A/B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案，另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
本申请栅极驱动电路100用于驱动小尺寸显示面板，对于小尺寸显示面板，栅极线的负载较小，因此，可采用双边驱动或者单边驱动，如图1所示，图1为本申请栅极驱动电路100一实施例的功能模块示意图，该栅极驱动电路100包括：
电位提升单元110，设置为将时序控制器200输出的时钟信号进行电位提升后分为两路时钟信号组，并对应输出至显示面板(图未示出)的两组移位寄存器，以驱动显示面板工作；两路时钟信号组分别包括至少一个子时钟信号；
开关单元140，串接在所述电位提升单元110与显示面板两端的移位寄存器之间，设置为根据接收到的开关控制信号对应导通或者关断，以控制所述时钟信号组输出或者停止输出；
电流检测单元130，串接在所述电位提升单元110与所述开关单元140之间，或者串接在所述开关单元140与显示面板两端的移位寄存器之间，设置为分别检测两路所述时钟信号组的每一子时钟信号的输出电流，并将多个电流信号反馈至控制单元120；
控制单元120，设置为接收所述电流检测单元130输出的多个所述电流信号，并将多个所述电流信号对应的电流值与预设电流阈值分别比较，当其中一路时钟信号组中的任一子时钟信号的电流值小于所述预设电流阈值时，输出控制信号至所述开关单元140以控制所述开关单元140切断该路时钟信号组的输出。
本实施例中，所述显示面板包括但不限于液晶显示面板、有机发光二极管显示面板、场发射显示面板、等离子显示面板、曲面型面板，所述液晶面板包括薄膜晶体管液晶显示面板、TN面板、VA类面板、IPS面板等。
设置在显示面板两端的移位寄存器接收栅极驱动电路100输出的多个时钟信号并驱动显示面板内部的像素工作，两组移位寄存器分别接收的时钟信号相同，并且每一时钟信号比前一时钟信号提前一定周期，假设栅极驱动电路100输出至两组移位寄存器的时钟信号分别均有CLK1～CLK4，则CLK2比CLK1提前1/4周期，CLK3比CLK2提前1/4周期，栅极驱动电路100还可根据需求分别输出6个子时钟信号或者8个子时钟信号，采用更多的CLK信号可以减小每一条信号线的负载，同时可以降低功耗，但同时也会增加电路的管脚数，在实际设计中，可以根据具体产品的边框宽度、产品尺寸、集成电路设计和分辨率等条件选择输出的时钟信号的数量。
电位提升单元110接收时序控制器200输出的低电平时钟信号，并在控制单元120的调制下对时钟信号进行电平转换，将低电平时钟信号进行电位提升后输出两路相同的时钟信号组，每一时钟信号组包括至少一个子时钟信号，子时钟信号数量可根据需求对应设置，例如4个、6个或者8个等，电位提升单元110输出的时钟信号组流经电流检测单元130、开关单元140输出至显示面板两端的两组移位寄存器，电流检测单元130分别检测每一子时钟信号的电流大小，电流检测电路可选择采样电阻或者互感器等电路进行电流检测，开关单元140可选择多个具有开关能力的开关元器件或者开关电路，例如继电器、场效应管以及三极管等等，可选择一个开关控制一路时钟信号组的信号输出，或者一个开关控制一个子时钟信号的输出，开关的受控端与控制单元120的控制端连接，根据控制单元120输出的控制信号进行导通或者关断，控制单元120可选择微处理器、可编程控制的单片机等，还可在外围搭建比较器电路进行电压比较，具体可根据实际情况进行具体设置，在此，不做具体限制。
在一可选实施例中，所述电位提升单元110的信号输入端供与所述时序控制器200的信号输出端连接，所述电位提升单元110的信号输出端流与所述电检测单元的信号输入端连接，所述电流检测单元130的信号输出端与所述开关单元140的信号输入端连接，所述开关单元140的第一信号输出端与所述显示面板的第一组移位寄存器310的信号输入端连接，所述开关单元140的第二信号输出端与所述显示面板的第二组移位寄存器320的信号输入端连接，所述电位提升单元110的受控端、所述电流检测单元130的信号输出端及所述开关单元140的受控端均与所述控制单元120的信号端连接。
需要说明的是，电流检测单元130可设置在开关单元140的前端或者后端，可根据驱动板的位置具体设置，在此不做具体限制，本实施例中，电流检测单元130设置在开关单元140的前端，开关单元140的信号输出端分别与两组移位寄存器的信号输入端连接，在显示面板两端的移位寄存器均正常时，实现双边驱动，在其中一组移位寄存器出现损坏时，对应输出至该组移位寄存器的子时钟信号存在全部或者单个无法正常输入，进而造成驱动异常，电流检测单元130检测时钟信号的大小，并将各个子时钟信号的电流值反馈至控制单元120，控制单元120根据电流值的大小与预设电流阈值比较，判断该组移位寄存器处于异常，并输出控制信号至开关单元140，开关单元140内部的子开关单元140对应导通或者关断动作，将输出至该组移位寄存器的时钟信号组切断，实现单边驱动，如果两组移位寄存器均出现损坏，则将两路时钟信号组均切断，并对移位寄存器进行修复或者替换。
栅极驱动电路100可用于驱动小尺寸显示面板，在显示面板两端的移位寄存器均正常时，双边驱动，在其中一组移位寄存器出现异常时，自动切换至单边驱动，栅极驱动电路100安装在驱动板上，可驱动左侧、右侧以及左右侧都正常驱动，无需设计三种驱动板，从而提高驱动板的兼容性，降低设计成本。
本申请技术方案通过采用电位提升单元110、电流检测单元130、开关单元140及主控单元组成栅极驱动电路100，电位提升单元110将时序控制器200输入的低压逻辑信号进行电位提升，并分为两路包括至少一个子时钟信号的时钟信号组输出至显示面板上的两组移位寄存器，从而双边驱动显示面板，电流检测单元130检测每一路的时钟信号电流大小，然后反馈给控制单元120，当显示面板上的其中一组移位寄存器出现损坏时，输出至该组移位寄存器的时钟信号的电流异常，控制单元120根据电流检测单元130反馈的电流信号对应输出控制信号至开关单元140，从而关断输出至该组移位寄存器的时钟信号，实现单边驱动。从而动态匹配显示面板的两端移位寄存器的不同异常状态，提高驱动板的兼容性。
在一可选实施例中，如图2所示，图2为本申请栅极驱动电路100另一实施例的功能模块示意图，所述开关单元140包括第一子开关单元141及第二子开关单元142，所述电位提升单元110分别经所述第一子开关单元141及所述第二子开关单元142输出两路相同的时钟信号组至显示面板两端的移位寄存器，所述第一子开关单元141的受控端及所述第二子开关单元142的受控端均与所述控制单元120的控制端连接。
在本实施例中，两路时钟信号组分别经第一子开关单元141及第二子开关单元142输出至对应的移位寄存器中，实现双边驱动，第一子开关单元141和第二子开关单元142同时控制多个子时钟信号的输出，第一子开关单元141及第二子开关单元142初始时保持导通状态，当两组移位寄存器其中一组出现损坏时，例如第一组移位寄存器310，输出至第一组移位寄存器310的时钟信号组的电流出现异常，可能是其中一个子时钟信号电流过小，或者其中多个子时钟信号电流过小，当其中任一子时钟信号的电流值小于预设电流阈值时，控制单元120则输出控制信号至第一子开关单元141，第一子开关单元141关断，从而切断了输出至第一组移位寄存器310的至少一个子时钟信号，从而形成单边驱动，同理，当第二组移位寄存器320出现损坏时，则关断第二子开关单元142。
第一子开关单元141及第二子开关单元142可采用多输入多输出的继电器或者其它开关元器件，具体可根据实际情况进行设计，在此不做具体限制。
在一可选实施例中，如图3所示，图3为本申请栅极驱动电路100又一实施例的功能模块示意图，所述开关单元140包括多个子开关单元140，所述每一子时钟信号经每一子开关单元140输出至移位寄存器，每一所述子开关单元140的受控端分别与所述控制单元120的控制端连接。
在本实施例中，开关单元140包括多个子开关单元140，例如K1～K8，子开关单元140与电位提升单元110输出的时钟信号一一对应，每一子开关单元140串接在电流检测单元130与移位寄存器之间，用于控制每一子时钟信号的输出，并且设置在电流检测单元130与第一组移位寄存器310之间的多个子开关单元140联动，例如图3中的K1～K4同时导通或者关断，设置在电流检测单元130与第二组移位寄存器320之间的多个子开关单元140联动，例如图3中的K5～K8同时导通或者关断，从而实现时钟信号组的多个子时钟信号的同步控制，并在控制单元120的控制下实现双边驱动与单边驱动的自动切换。
进一步地，每一所述子开关单元为金属-氧化物半导体场效应管。
在开关单元140包括数量与对应的子时钟信号数量相同的子开关单元时，每一子开关单元可采用金属-氧化物半导体场效应管，金属-氧化物半导体场效应管的栅极为子开关单元的受控端，并与控制单元120的控制端连接，金属-氧化物半导体场效应管的源极或者漏极与电流检测单元130的信号输出端连接，金属-氧化物半导体场效应管的漏极或者源极与第一组移位寄存器310或者第二组移位寄存器320连接，金属-氧化物半导体场效应管可选用N沟道金属-氧化物半导体场效应管或者P沟道金属-氧化物半导体场效应管，当选用N沟道金属-氧化物半导体场效应管，控制单元120输出高电平至金属-氧化物半导体场效应管以使其导通，输出低电平至金属-氧化物半导体场效应管以使其关断，当选用P沟道金属-氧化物半导体场效应管，控制单元120输出低电平至金属-氧化物半导体场效应管以使其导通，输出高电平至金属-氧化物半导体场效应管以使其关断，金属-氧化物半导体场效应管的类型可灵活选择，不做具体限制。
进一步地，每一所述子开关单元为三极管。
在开关单元140包括数量与子时钟信号数量相同的子开关单元时，每一子开关单元还可采用三极管，三极管的基极为子开关单元的受控端并与控制单元120的控制端连接，三极管的集电极或者发射极与电流检测单元130的信号输出端连接，三极管的发射极或者集电极与对应的移位寄存器的信号输入端连接，三极管可选择NPN三极管或者PNP三极管，当选择NPN三极管时，控制单元120输出高电平至NPN三极管以控制其导通以及输出低电平以使其关断，对应地，当选择PNP三极管时，控制单元120输出低电平至PNP三极管以控制其导通以及输出高电平以使其关断，三极管的类型可灵活选择，不做具体限制。
在一可选实施例中，所述电流检测单元130包括多个子电流检测单元(图未示出)，每一所述子电流检测单元分别检测每一所述子时钟信号的电流，并将电流信号分别反馈至所述控制单元120。
需要说明的是，多个子电流检测单元用于检测电位提升单元110输出的子时钟信号，并且子电流检测单元的数量与子时钟信号的数量相等且一一对应，每一子电流检测单元检测对应的子时钟信号并将电流信号反馈至控制单元120，子电流检测单元可采用电流互感器或者采样电阻等电路进行电流检测，可根据具体情况进行设置。
进一步地，如图4所示，图4为本申请电位移转器400一实施例的功能模块示意图，本申请还提出一种电位移转器400，包括如上所述的栅极驱动电路100。
需要说明的是，GOA电路是将原本的Gate IC拆分成电位移转器400(levelshifter IC)和移位寄存器(shift register)两部分，电位移转器400做在驱动板上，移位寄存器在了面板上，电位移转器400输送CLK给移位寄存器完成驱动，从而节省Gate IC结构，进一步压缩边框长度，因此，栅极驱动电路100中的电位提升单元110单独可作为电位移转器400，或者将电位提升单元110、电流检测单元130、开关单元140以及控制单元120集成在电位移转器400内，进一步压缩边框长度，本实施例中，采用第二种方式，即电位提升单元110、电流检测单元130、开关单元140以及控制单元120集成在电位移转器400内。
本申请还提出一种显示装置(图未示出)，该显示装置包括电位移转器400，该电位移转器400的具体结构参照上述实施例，由于本显示装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的申请构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种栅极驱动电路，其特征在于，包括：
电位提升单元，设置为将时序控制器输出的时钟信号进行电位提升后分为两路时钟信号组，并对应输出至显示面板上的两组移位寄存器，以驱动显示面板工作；两路时钟信号组分别包括至少一个子时钟信号；
开关单元，串接在所述电位提升单元与显示面板两端的移位寄存器之间，设置为根据接收到的控制信号对应导通或者关断，以控制所述时钟信号组输出或者停止输出；
电流检测单元，串接在所述电位提升单元与所述开关单元之间，或者串接在所述开关单元与显示面板两端的移位寄存器之间，设置为分别检测两路所述时钟信号组的每一子时钟信号的输出电流，并将多个电流信号反馈至控制单元；
控制单元，设置为接收所述电流检测单元输出的多个所述电流信号，并将多个所述电流信号对应的电流值与预设电流阈值分别比较，当其中一路时钟信号组中的任一子时钟信号的电流值小于所述预设电流阈值时，输出控制信号至所述开关单元以控制所述开关单元切断该路时钟信号组的输出；
所述电位提升单元的信号输入端与所述时序控制器的信号输出端连接，所述电位提升单元的信号输出端与所述电流检测单元的信号输入端连接，所述电流检测单元的信号输出端与所述开关单元的信号输入端连接，所述开关单元的第一信号输出端与所述显示面板的第一组移位寄存器的信号输入端连接，所述开关单元的第二信号输出端与所述显示面板的第二组移位寄存器的信号输入端连接，所述电位提升单元的受控端、所述电流检测单元的信号输出端及所述开关单元的受控端均与所述控制单元的信号端连接；
所述电位提升单元、所述电流检测单元、所述开关单元以及所述控制单元集成在电位移转器上；
所述电位移转器设置于驱动板上，所述移位寄存器设置于显示面板上。
2.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述开关单元包括第一子开关单元及第二子开关单元，所述电位提升单元分别经所述第一子开关单元及所述第二子开关单元输出两路相同的时钟信号组至显示面板两端的移位寄存器，所述第一子开关单元的受控端及所述第二子开关单元的受控端均与所述控制单元的控制端连接。
3.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述开关单元包括多个子开关单元，所述每一子时钟信号经每一所述子开关单元输出至所述移位寄存器，每一所述子开关单元的受控端分别与所述控制单元的控制端连接。
4.如权利要求3所述的栅极驱动电路，其特征在于，每一所述子开关单元为金属-氧化物半导体场效应管。
5.如权利要求3所述的栅极驱动电路，其特征在于，每一所述子开关单元为三极管。
6.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述电流检测单元包括多个子电流检测单元，每一所述子电流检测单元分别检测每一所述子时钟信号的电流，并将电流信号分别反馈至所述控制单元。
7.一种电位移转器，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的栅极驱动电路。
8.如权利要求7所述的电位移转器，其特征在于，所述电位提升单元、所述电流检测单元、所述开关单元及所述控制单元集成在所述电位移转器内。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求7或8任意一项所述的电位移转器。
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