移位寄存器模块及驱动方法、栅极驱动电路和显示装置与流程

文档序号:15147791发布日期:2018-08-10 20:39阅读:213来源:国知局

本发明属于显示技术领域,具体涉及一种移位寄存器模块、移位寄存器模块的驱动方法、栅极驱动电路和显示装置。



背景技术:

在液晶显示器领域,阵列基板行驱动技术(gatedriveronarray,简称goa)是将栅极驱动电路整合于液晶面板的电路,目前已经得到广泛的应用,goa电路通过将栅极驱动电路继承于阵列基板之上取代传统的gateic,因此可以减少ic使用量,具有降低生产成本,减少生产工序等优点。

随着液晶面板业竞争趋于激烈,降低面板成本且提升性能成为面板厂商竞争点,goa电路的采用为显示区的各像素提供了稳定的驱动,很好的提升了显示面板的性能。而且,随着显示产品功能的多样化,触控(touch)也成为比配功能之一。在触控工作状态或像素快速放电状态及其他特殊状态时,栅极扫描电路输出与栅极线路及其他线路仍然有电性连接,造成在上述特定状态因为寄生效应而产生影响。

如何保证显示与触控切换时因寄生效应导致的显示稳定影响,成为目前亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中上述不足,提供一种移位寄存器模块、移位寄存器模块的驱动方法、栅极驱动电路和显示装置,其能有效避免显示与触控切换时因寄生效应导致的显示稳定影响。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该移位寄存器模块,包括依次级联设置的输入子电路、移位寄存子电路、输出子电路和输出缓存子电路,其中:

所述输入子电路,与第一输入信号端、第二输入信号端、第一控制信号端和第二控制信号端连接,用于根据信号相反的第一控制信号和第二控制信号,对分别与所述移位寄存子电路待输出的移位信号超前一个周期的第一输入信号和滞后一个周期的第二输入信号进行筛选,并将筛选信号传输至所述移位寄存子电路;

所述移位寄存子电路,与第一时钟信号端和低电平电压端连接,用于根据第一时钟信号,对所述筛选信号进行移位;

所述输出子电路,与第二时钟信号端和低电平电压端连接,用于根据第二时钟信号,将移位后的所述筛选信号调制为驱动信号;

所述输出缓存子电路,与使能信号端、高电平电压端和低电平电压端连接,用于根据使能信号,增强输出所述驱动信号的驱动能力或者阻断所述驱动信号的输出。

优选的是,所述输入子电路包括第一传输门和第二传输门,其中:

所述第一传输门,其输入端连接第一输入信号端,第一控制端连接第一控制信号端,第二控制端连接第二控制信号端,输出端连接所述移位寄存子电路的输入端;

所述第二传输门,其输入端连接第二输入信号端,第一控制端连接第二控制信号端,第二控制端连接第一控制信号端,输出端连接移位寄存子电路的输入端。

优选的是,所述移位寄存子电路包括第三或非门、第四反相器、第五传输门和第六晶体管,其中:

所述第三或非门,其第一输入端连接所述输入子电路的输出端,第二输入端连接所述第五传输门的输出端,输出端连接第四反相器的输入端;

所述第四反相器,其输出端连接所述第五传输门的第一控制端;

所述第五传输门,其输入端连接第一时钟信号端,第二控制端连接第三或非门的输出端,输出端还连接所述输出子电路的输入端;

所述第六晶体管,其控制端连接所述第三或非门的输出端,第一极连接低电平端,第二极连接所述第五传输门的输出端。

优选的是,所述输出子电路包括第七反相器、第八传输门、第九反相器和第十晶体管,其中:

所述第七反相器,其输入端连接所述移位寄存子电路的输出端,输出端连接所述第八传输门的第二控制端和所述第九反相器的输入端;

所述第八传输门,其输入端连接第二时钟信号端,第一控制端连接所述第九反相器的输出端,输出端连接所述第十晶体管的第二极和所述输出缓存子电路的输入端;

所述第十晶体管,其控制端连接所述第九反相器的输出端,第一极连接低电平电压端。

优选的是,所述输出缓存子电路包括第十一反相器、第十二场效应管、第十三场效应管、第十四场效应管和第十五场效应管,其中:

所述第十一反相器,其输入端连接所述输出子电路的输出端,输出端连接所述第十二场效应管的控制端和所述第十五场效应管的控制端;

所述第十二场效应管,其第一极连接高电平电压端,第二极连接所述第十三场效应管的第一极;

所述第十三场效应管,其控制端连接第一使能信号端,第二极连接所述第十四场效应管的第一极;

所述第十四场效应管,其控制端连接第二使能信号端,第二极连接所述第十五场效应管的第一极;

所述第十五场效应管,其第二极连接低电平电压信号端。

一种上述的移位寄存器模块的驱动方法,包括输入阶段、移位寄存阶段、输出阶段和输出缓存阶段,其中:

输入阶段,根据信号相反的第一控制信号和第二控制信号,对分别与所述移位寄存子电路待输出的移位信号超前一个周期的第一输入信号和滞后一个周期的第二输入信号进行筛选,并将筛选信号传输至所述移位寄存子电路;

移位寄存阶段,根据第一时钟信号,对所述筛选信号进行移位;

输出阶段,根据第二时钟信号,将移位后的所述筛选信号调制为驱动信号;

输出缓存阶段,根据使能信号增强输出所述驱动信号的驱动能力或者阻断所述驱动信号的输出。

优选的是,所述第二时钟信号的脉冲宽度为所述第一时钟信号的脉冲宽度的一半,所述第一输入信号和所述第二输入信号的脉冲宽度分别为所述第一时钟信号的脉冲宽度的两倍,所述驱动信号的脉冲宽度为所述第一时钟信号的脉冲宽度的一半。

优选的是,显示功能时:输出缓存阶段,第一使能信号和第二使能信号的电平相反,使能信号增强输出所述驱动信号的驱动能力,该移位寄存器模块输出高电平或低电平;

触控功能时:使能信号阻断所述驱动信号的输出,该移位寄存器模块呈现高阻态状态。

一种栅极驱动电路,包括上述的移位寄存器模块,多个所述移位寄存器模块级联连接,其中:

来自上一级所述移位寄存器模块中所述移位寄存子电路的输出信号和来自下一级所述移位寄存器模块中所述移位寄存子电路的输出信号,分别为本级所述移位寄存器模块的所述第一输入信号和所述第二输入信号。

一种显示装置,包括上述的栅极驱动电路。

本发明的有益效果是:

本实施例的移位寄存器模块中,通过增加包括p型场效应管和n型场效应管的输出缓存子电路,结合使能信号控制场效应管(m13、m14)的开关,不仅可以输出正常显示时的高低电平(en为低电平,为高电平),而且可以输出触控时的高阻态(en为高电平,为低电平),使得输出信号产生三种状态,从而在触控工作状态或像素快速放电状态及其他特殊状态可完全使移位寄存器模块的输出与栅极线路及其他线路断开,具有低噪声,工作更加稳定,驱动能力更强的优点;

该栅极驱动电路由于采用了上述的移位寄存器模块,从而在触控工作状态或像素快速放电状态及其他特殊状态可完全使goa电路的输出与栅极线路及其他线路断开,避免在上述特定状态因为寄生效应对显示电路部分产生影响,具有低噪声,工作更加稳定,驱动能力更强的优点,以此更好提高面板性能,提升良率。

附图说明

图1为本发明实施例1中移位寄存器模块的原理框图;

图2为本发明实施例1中移位寄存器模块的电路原理图;

图3为本发明实施例1中移位寄存器模块的工作时序图;

图4为本发明实施例2中栅极驱动电路中多个移位寄存器模块的级联示意图;

附图标识中:

1-输入子电路;2-移位寄存子电路;3-输出子电路;4-输出缓存子电路。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明移位寄存器模块、移位寄存器模块的驱动方法、栅极驱动电路和显示装置作进一步详细描述。

实施例1:

本实施例提供一种移位寄存器模块新结构,通过在输出端加入型场效应管,并通过使能信号控制场效应管的开关,不仅可以输出正常的高低电平,而且可以输出高阻态,使得输出信号产生三种状态,能有效避免栅极驱动电路在特定状态因为寄生效应对显示电路部分产生影响。

如图1所示为本实施例中移位寄存器模块的结构框图。该移位寄存器模块包括依次级联设置的输入子电路1、移位寄存子电路2、输出子电路3和输出缓存子电路4,其中:

输入子电路1,与第一输入信号端、第二输入信号端、第一控制信号端和第二控制信号端连接,用于根据信号相反的第一控制信号和第二控制信号,对分别与所述移位寄存子电路2待输出的移位信号超前一个周期的第一输入信号和滞后一个周期的第二输入信号进行筛选,并将筛选信号传输至所述移位寄存子电路2;

移位寄存子电路2,用于根据第一时钟信号,对所述筛选信号进行移位;

输出子电路3,用于根据第二时钟信号,将移位后的所述筛选信号调制为驱动信号;

输出缓存子电路4,用于根据使能信号增强输出所述驱动信号的驱动能力或者阻断所述驱动信号的输出。

其中,第二时钟信号的脉冲宽度为第一时钟信号的脉冲宽度的一半,第一输入信号和第二输入信号的脉冲宽度分别为第一时钟信号的脉冲宽度的两倍,驱动信号的脉冲宽度为第一时钟信号的脉冲宽度的一半。

如图2所示,输入子电路1包括第一传输门m1和第二传输门m2,第一传输门m1和第二传输门m2连接有相同的一对控制信号、且连接的控制端口相反。其中:第一传输门m1的输入端连接第一输入信号端(用于接收第一输入信号stv_n-1),第一控制端连接第一控制信号端(用于接收第一控制信号cn),第二控制端连接第二控制信号端(用于接收第二控制信号cnb),输出端连接移位寄存子电路2的输入端;第二传输门m2的输入端连接第二输入信号端(用于接收第二输入信号stv_n+1),第一控制端连接第二控制信号端(用于接收第二控制信号cnb),第二控制端连接第一控制信号端(用于接收第一控制信号cn),输出端连接移位寄存子电路2的输入端。第一控制信号和第二控制信号的电平相反。图2中的传输门,左侧为输入端,右侧为输出端,上侧和下侧为控制信号相反的两个控制端,第一控制信号cn为高电平、第二控制信号cnb为低电平时传输门打开,此时右侧输出信号为左侧输入信号。

移位寄存子电路2包括第三或非门m3、第四反相器m4、第五传输门m5和第六晶体管m6,其中:第三或非门m3的第一输入端连接第一传输门m1的输出端和第二传输门m2的输出端(即输入子电路1的输出端),第二输入端连接第五传输门m5的输出端,输出端连接第四反相器m4的输入端;第四反相器m4的输出端连接第五传输门m5的第一控制端;第五传输门m5的输入端连接第一时钟信号端,第二控制端连接第三或非门m3的输出端,输出端还连接输出子电路3的输入端;第六晶体管m6的控制端连接第三或非门m3的输出端,第一极连接低电平端,第二极连接第五传输门m5的输出端。移位寄存子电路2输出结束后,由第六晶体管m6持续拉低,禁止移位寄存子电路2输出。移位寄存子电路2输出的移位信号(stv_n)的脉冲宽度与第一输入信号(stv_n-1)和第二输入信号(stv_n+1)的脉冲宽度相同,且在时序上位于第一输入信号(stv_n-1)和第二输入信号(stv_n+1)之间。

输出子电路3包括第七反相器m7、第八传输门m8、第九反相器m9和第十晶体管m10,其中:第七反相器m7的输入端连接第五传输门m5的输入端(即移位寄存子电路2的输出端),输出端连接第八传输门m8的第二控制端和第九反相器m9的输入端;第八传输门m8的输入端连接第二时钟信号端,第一控制端连接第九反相器m9的输出端,输出端连接第十晶体管m10的第二极和输出缓存子电路4的输入端;第十晶体管m10的控制端连接第九反相器m9的输出端,第一极连接低电平电压端。输出子电路3输出结束后,由第十晶体管m10持续拉低,禁止输出子电路3输出。第二时钟信号ckb的脉冲宽度为第一时钟信号ck的脉冲宽度的一半。

输出缓存子电路4包括第十一反相器m11、第十二场效应管m12、第十三场效应管m13、第十四场效应管m14和第十五场效应管m15,其中:第十一反相器m11的输入端连接第八传输门m8的输出端(即输出子电路3的输出端),输出端连接第十二场效应管m12的控制端和第十五场效应管m15的控制端;第十二场效应管m12的第一极连接高电平电压端,第二极连接第十三场效应管m13的第一极;第十三场效应管m13的控制端连接第一使能信号端,第二极连接第十四场效应管m14的第一极;第十四场效应管m14的控制端连接第二使能信号端,第二极连接第十五场效应管m15的第一极;第十五场效应管m15的第二极连接低电平电压信号端。第一使能信号和第二使能信号的电平相反,第十三场效应管m13和第十四场效应管m14的连接端为该移位寄存器模块的输出端。图2中,m12和m13为p型场效应管,m14和m15为n型场效应管。

在本实施例提供的移位寄存器模块中,所有晶体管均以n型晶体管为例进行说明,可以想到的是采用p型晶体管代替n型晶体管,则需对信号极性反转,连接方式仍保持不变,这里不再详述。

在该移位寄存器模块中,高电平电压信号vgh为直流高电平信号,低电平电压信号vgl为直流低电平信号;第一控制信号cn和第二控制信号cnb为一对相反信号,若cn为高电平,则cnb为低电平;第一使能信号en和第二使能信号(各图中示意为en反)为一对相反信号,在显示过程中en为低电平,为高电平;在触控过程中,原显示扫描有效的信号均为低电平,并和触控扫描信号一样进行动作,en为高电平,为低电平,该移位寄存器模块呈现高阻态状态。

相应的,本实施例还提供一中移位寄存器模块的驱动方法。如图3所示的时序图以正向扫描作为示例,反之为反向扫描。正向扫描时,ck、ckb的初始状态为低电平;cn为高电平,cnb为低电平;en为低电平,为高电平。

t1阶段,即输入阶段,根据信号相反的第一控制信号和第二控制信号,对分别与所述移位寄存子电路待输出的移位信号超前一个周期的第一输入信号和滞后一个周期的第二输入信号进行筛选,并将筛选信号传输至所述移位寄存子电路。此时:stv_n-1为高电平,stv_n+1为低电平,ck为低电平,ckb为低电平,此时stv_n-1有效,第一传输门m1打开,输出stv_n-1即高电平;第三或非门m3输出低电平,第四反相器m4输出高电平;第五传输门m5打开,第一时钟信号ck通过第五传输门m5输出低电平;第七反相器m7输出高电平,第九反相器m9输出低电平;第八传输门m8关闭,en为低电平,为高电平,输出信号out为初始状态的低电平。

t2阶段,即移位寄存阶段,根据第一时钟信号,对所述筛选信号进行移位。此时:stv_n-1为高电平,stv_n+1为低电平,ck为高电平,ckb为高电平,此时:同t1阶段,第一传输门m1仍然打开,输出stv_n-1即高电平,由于第五传输门m5的输出仍为上一状态的低电平,因此第三或非门m3输出低电平,第四反相器m4输出高电平;第五传输门m5打开,第一时钟信号ck通过第五传输门m5输出高电平;第七反相器m7输出低电平,第九反相器m9输出高电平;第八传输门m8打开,第二时钟信号ckb通过第八传输门m8输出高电平,输出信号out为高电平。

t3阶段,输出阶段,根据第二时钟信号,将移位后的所述筛选信号调制为驱动信。此时:stv_n-1为高电平,stv_n+1为低电平,ck为高电平,ckb为低电平,此时:同t1阶段,第一传输门m1仍然打开,输出stv_n-1即高电平;由于第五传输门m5的输出仍为上一状态的高电平,因此第三或非门m3输出低电平,第四反相器m4输出高电平;第五传输门m5打开,第一时钟信号ck通过第五传输门m5输出高电平;第七反相器m7输出低电平,第九反相器m9输出高电平;第八传输门m8打开,第二时钟信号ckb通过第八传输门m8输出低电平,输出信号out为低电平。

t4阶段,即输出缓存阶段,根据使能信号增强输出所述驱动信号的驱动能力或者阻断所述驱动信号的输出。此时:stv_n-1为低电平,stv_n+1为高电平,ck为低电平,ckb为高电平,此时:同t1阶段,第一传输门m1仍然打开,输出stv_n-1即低电平,由于第五传输门m5的输出仍为上一状态的高电平,因此第三或非门m3输出低电平,第四反相器m4输出高电平;第五传输门m5打开,第一时钟信号ck通过第五传输门m5输出低电平;第七反相器m7输出高电平,第九反相器m9输出低电平;第八传输门m8关闭,输出信号out为低电平。

在显示过程中,t4阶段的后续状态中,本级移位寄存器模块的输出信号out一直为低电平。

在显示产品中,触控功能和显示功能是分时工作的,即在显示扫描工作时间内触控扫描不工作,在触控扫描工作时间内显示扫描停止。因此,在从显示功能转为触控功能时,即在tx扫描工作时间或快速放电时间,调整使能信号,使得en为高电平,为低电平,则输出信号输出无效,该移位寄存器模块呈现高阻态状态。

本实施例的移位寄存器模块中,通过增加包括p型场效应管和n型场效应管的输出缓存子电路,结合使能信号控制场效应管(m13、m14)的开关,不仅可以输出正常显示时的高低电平(en为低电平,为高电平),而且可以输出触控时的高阻态(en为高电平,为低电平),使得输出信号产生三种状态,从而在触控工作状态或像素快速放电状态及其他特殊状态可完全使移位寄存器模块的输出与栅极线路及其他线路断开,具有低噪声,工作更加稳定,驱动能力更强的优点。

实施例2:

本实施例提供一种栅极驱动电路,包括实施例1中的移位寄存器模块。

该栅极驱动电路中,多个移位寄存器模块级联连接,如图4所示,每一级移位寄存器模块的输入信号包括第一输入信号stv_n-1和第二输入信号stv_n+1,stv_n-1为来自上一级移位寄存器模块中移位寄存子电路2的输出信号stv_n,stv_n+1为来自下一级移位寄存器模块中移位寄存子电路2的输出信号stv_n,分别作为本级移位寄存器模块的两个输入信号,本级移位寄存器模块中移位寄存子电路2的输出信号在时序上位于第一输入信号和第二输入信号之间。

该栅极驱动电路由于采用了上述的移位寄存器模块,从而在触控工作状态或像素快速放电状态及其他特殊状态可完全使goa电路的输出与栅极线路及其他线路断开,避免在上述特定状态因为寄生效应对显示电路部分产生影响,具有低噪声,工作更加稳定,驱动能力更强的优点,以此更好提高面板性能,提升良率。

实施例3:

本实施例提供一种显示装置,该显示装置包括实施例2中的栅极驱动电路。

该显示装置可以为:台式电脑、平板电脑、笔记本电脑、手机、pda、gps、车载显示、投影显示、摄像机、数码相机、电子手表、计算器、电子仪器、仪表、液晶面板、电子纸、电视机、显示器、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件,可应用于公共显示和虚幻显示等多个领域。

可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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