一種窄邊框的液晶顯示面板設計

張懷平

【關鍵詞】窄邊框 液晶顯示面板 柵極電路

隨著科學技術的不斷發展，薄膜晶體管液晶顯示技術（TFT-LCD）也不斷取得了新的突破。由于市場對顯示器件不僅提出了更高質量的要求，還要求其低功耗、便攜，因此一些新的技術不斷被應用到TFT-LCD中。現代人對商品表現出明顯的便攜性需求，TFT-LCD顯示面板向輕薄化轉變推動了玻璃薄化的發展。同時手機等移動設備要求在設備外形尺寸不變的情況下增加顯示屏面積，市場亟需對TFT-LCD進行革新，減小非顯示區面積，因此，為了實現窄邊化，越來越多的技術被開發出來。傳統TFT-LCD面板柵極的線路采用配線從驅動芯片導入信號，從而開啟TFT，將顯示信號輸入到像素單元，從而實現畫面顯示，但是這種方法需要占用非常大的設備空間。為了滿足當前市場需求，集成柵極驅動電路得以出現，該電路不僅占用空間小，而且顯示模組成本比較低，是一種較為理想的驅動電路。但是該驅動電路的依賴性比較差，如果長期工作，可能發生風險。所以，迫切需要新的電路應用于TFT-LCD產品的窄邊框設計。基于此，本文提出了一種新柵極電路設計，下面對該設計進行具體介紹。

1 現有柵極線路設計技術介紹

1.1 傳統柵極線路

假設傳統柵極線路的分辨率為1280×720，這意味著在面板的左右兩側一共分布720條柵極走線，左右兩側各分布360條柵極走線。如果每條柵極走線的寬度為5μm，間隔同樣為5μm，那么每側柵極走線的寬度就應該是3.6mm。也就是說，如果手機面板的分辨率是1280×720，采用這種柵極走線方式，那么顯示面板的左右兩側的非顯示區寬度就會超過3.6mm，這樣生產出來的產品顯然是不能滿足消費者需求的。

1.2 通過集成柵極電路縮小邊框

從目前來看，為了設計出符合市場需求的窄邊框顯示面板，生產廠家更多地選擇集成柵極電路。通常情況下，集成柵極電路一共由四部分組成，分別是預充電部分（T1）、自舉上拉（T3）、下拉（T4）部分以及低電平維持（C1，C2，T5～T7）部分。

2 新型柵極線路設計

面對現有柵極線路的種種不足，本文提出了一種新型柵極驅動電路，該驅動電路不僅能夠減少顯示面板的非顯示區域面積，同時系統的穩定性也大大提高。

圖1給出的是新型柵極電路設計原理圖以及新型柵極電路時序圖。在打開時間上，Gate M走線是Gate Odd/Even的2倍；當Gate M為高電平的前1/2時間時，Control Gate1為高電平，此時TFT1為打開狀態，將Gate M的高電平充入到Gat1，被其控制的TFT此時將全部呈打開狀態，信號電壓會被充入到與之對應的像素單元中；當Gate M為高電平的后1/2時間時，Control Gate1電壓則為低電平，此時TFT1停止工作，與此同時，Control Gate2為高電平，TFT2為打開狀態，此時Gate1會充入ControlGate1的低電平，Gate1被關閉，并且像素電壓和原充入電壓保持一致。當Control Gate2由低電平變為高電平時，TFT3將被打開，Gate2會充入Gate M的高電平，受到Gate2控制的TFT此時將全部打開，將信號電壓充入到與之相對應的像素單元中。

將前文所述電路和負載柵極走線連接到一起，形成模擬電路，使用專業軟件對電路進行仿真分析。將每條負載柵極線的阻抗設定為1kΩ，電容設定為60pF。每一幀畫面開啟都需要16.67ms的時間，Gate M高電壓為一個TCK的時間——80μs。VGL和VGH分別取-10V和17V，使用TFT的W/L是3000μm/4μm。由于篇幅限制，文中不展示模擬結果。據模擬檢測發現，Gate1波形上升沿延遲和下降沿延遲分別是2.6μs和0.9μs，總延遲為3.5μs；Gate2波形上升沿延遲和下降沿延遲分別是2.6μs和0.9μs，總延遲為3.5μs。當VGL為關斷狀態時，柵極信號噪聲電壓是2.5V，僅能持續3μs。本次實驗證明，此次設計的新型柵極驅動電路能夠實現像素節點的正常放電，并且，顯示面板也能夠正常顯示。

3 結語

隨著時代的不斷發展和進步，人們對生活質量的要求也越來越高，LCD顯示面板是現代社會必不可少的一種信息顯示介質，人們對它的要求也不再是顯示信息這么簡單，逐漸提出了高分辨率、高質量、窄邊框等要求。基于此，本文結合市場需求特點，設計了一種新型顯示面板電路方案。該方案不僅有效節省了設備內部空間，而且實現了顯示面板的窄邊框化，具有極高的應用和推廣價值。

參考文獻

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