本發明涉及一種柵極驅動電路，尤其涉及一種具有正反向掃描功能的柵極驅動電路。

背景技術：

在一些特殊的應用場合，液晶顯示器需要具備正向和反向掃描的功能，例如，手機屏幕的顯示畫面可以正常放置顯示，也可以倒置顯示，那么就要求柵極驅動電路既可以進行自上而下的掃描，也可以進行自下而上的掃描。如圖1所示是目前主流的柵極驅動電路，該電路無法進行反向掃描。因為該電路中上拉控制節點netAn的維持模塊是利用前一個時鐘信號進行控制的，如果進行反向掃描，上拉控制節點netAn無法維持；上拉控制節點netAn的下拉清空模塊是利用后級的柵極掃描信號G_n+3進行控制的，而預充模塊是利用前級的柵極掃描信號G_n-2進行控制的，控制信號不對稱，如果進行反向掃描，電路無法正常操作。

技術實現要素：

發明目的：針對以上問題，本發明提出一種具有正反向掃描功能的柵極驅動電路。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：一種具有正反向掃描功能的柵極驅動電路，包括正向掃描預充模塊、反向掃描預充模塊、上拉模塊、柵極掃描信號的維持模塊、上拉控制節點的維持模塊、輔助模塊、清空重置模塊和自舉電容；其中，正向掃描預充模塊連接前級的柵極掃描信號，反向掃描預充模塊連接后級的柵極掃描信號，正向掃描預充模塊和反向掃描預充模塊均連接于上拉模塊、上拉控制節點的維持模塊、輔助模塊和自舉電容，上拉模塊和自舉電容均連接于柵極掃描信號的維持模塊，上拉控制節點的維持模塊與清空重置模塊相連接，柵極掃描信號的維持模塊、上拉控制節點的維持模塊、輔助模塊和清空重置模塊均連接于一個恒壓低電位。

正向掃描預充模塊和上拉模塊的連接節點為上拉控制節點；正向掃描預充模塊由正向掃描控制信號控制，正向掃描時用作預充模塊，反向掃描時用作下拉清空模塊；反向掃描預充模塊由反向掃描控制信號控制，反向掃描時用作預充模塊，正向掃描時用作下拉清空模塊；上拉模塊由時鐘信號控制，用于驅動柵極掃描信號的輸出；柵極掃描信號的維持模塊由時鐘信號控制，用于維持柵極掃描信號；上拉控制節點的維持模塊由時鐘信號控制，用于在正向掃描和反向掃描時維持上拉控制節點；輔助模塊由啟動信號控制，用于輔助維持模塊；清空重置模塊由清空重置信號控制，用于在每幀結束以及開關機時對電路內部的節點進行電荷清空；自舉電容用于抬升上拉控制節點的電位；上拉模塊和柵極掃描信號的維持模塊的連接節點輸出柵極掃描信號。

正向掃描預充模塊由第一薄膜晶體管構成，第一薄膜晶體管的源極連接正向掃描控制信號，第一薄膜晶體管的柵極連接前級的柵極掃描信號；反向掃描預充模塊由第二薄膜晶體管構成，第二薄膜晶體管的源極連接反向掃描控制信號，第二薄膜晶體管的柵極連接后級的柵極掃描信號；上拉模塊由第三薄膜晶體管構成，第三薄膜晶體管的源極連接時鐘信號，第三薄膜晶體管的柵極連接第二薄膜晶體管的漏極；柵極掃描信號的維持模塊由第四薄膜晶體管構成，第四薄膜晶體管的源極連接第三薄膜晶體管的漏極，第四薄膜晶體管的柵極連接時鐘信號；上拉控制節點的維持模塊包括第五薄膜晶體管、第六薄膜晶體管、第七薄膜晶體管、第八薄膜晶體管、第九薄膜晶體管和第十薄膜晶體管，第五薄膜晶體管的源極連接正向掃描控制信號，第五薄膜晶體管的柵極連接時鐘信號，第六薄膜晶體管的源極連接反向掃描控制信號，第六薄膜晶體管的柵極連接時鐘信號，第七薄膜晶體管的源極連接第五薄膜晶體管的漏極，第七薄膜晶體管的柵極連接前級的柵極掃描信號，第八薄膜晶體管的源極連接第五薄膜晶體管的漏極，第八薄膜晶體管的柵極連接第一薄膜晶體管的漏極，第九薄膜晶體管的源極連接第六薄膜晶體管的漏極，第九薄膜晶體管的柵極連接后級的柵極掃描信號，第十薄膜晶體管的源極連接第二薄膜晶體管的漏極，第十薄膜晶體管的柵極連接第六薄膜晶體管的漏極；輔助模塊包括第十一薄膜晶體管和第十二薄膜晶體管，第十一薄膜晶體管的源極連接第一薄膜晶體管的漏極，第十一薄膜晶體管的柵極接正向啟動信號，第十二薄膜晶體管的源極連接第一薄膜晶體管的漏極，第十二薄膜晶體管的柵極接反向啟動信號；清空重置模塊包括第十三薄膜晶體管、第十四薄膜晶體管和第十五薄膜晶體管，第十三薄膜晶體管的源極連接第一薄膜晶體管的漏極，第十四薄膜晶體管的源極連接第三薄膜晶體管的漏極，第十五薄膜晶體管的源極連接第五薄膜晶體管的漏極，第十三薄膜晶體管、第十四薄膜晶體管和第十五薄膜晶體管的柵極均連接清空重置信號；自舉電容連接第三薄膜晶體管的柵極和漏極；第四薄膜晶體管、第七薄膜晶體管、第八薄膜晶體管、第九薄膜晶體管、第十薄膜晶體管、第十一薄膜晶體管、第十二薄膜晶體管、第十三薄膜晶體管、第十四薄膜晶體管和第十五薄膜晶體管的漏極均連接于恒壓低電位；第三薄膜晶體管的漏極輸出柵極掃描信號。

去掉第十三薄膜晶體管，利用第十一薄膜晶體管和第十二薄膜晶體管共同作用來實現第十三薄膜晶體管的功能。

第五薄膜晶體管的柵極改由正向掃描信號控制，第五薄膜晶體管的源極連接時鐘信號，第六薄膜晶體管的柵極改由反向掃描信號控制，第六薄膜晶體管的源極連接時鐘信號。

有益效果：本發明的柵極驅動電路可以實現正反向掃描功能；正向掃描預充模塊可以用作反向掃描時的上拉控制節點的下拉清空模塊，反向掃描預充模塊可以用作正向掃描時上拉控制節點的下拉清空模塊；上拉控制節點的維持模塊既可以在正向掃描時進行維持，也可以在反向掃描時進行維持；利用第十一薄膜晶體管和第十二薄膜晶體管共同作用來實現第十三薄膜晶體管的功能，去掉第十三薄膜晶體管；以上設計可以減少元件的數量，縮減空間以便實現窄邊框設計。

附圖說明

圖1是現有的柵極驅動電路的電路圖；

圖2是本發明的具有正反向掃描功能的柵極驅動電路的電路圖；

圖3是本發明的柵極驅動電路進行正向掃描時的波形圖；

圖4是本發明的柵極驅動電路進行反向掃描時的波形圖；

圖5是本發明的一個可替代的實施例的電路圖；

圖6是本發明的另一個可替代的實施例的電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步的說明。

如圖2所示是本發明所述的具有正反向掃描功能的柵極驅動電路的電路圖，包括正向掃描預充模塊1、反向掃描預充模塊2、上拉模塊3、柵極掃描信號的維持模塊4、上拉控制節點的維持模塊5、輔助模塊6、清空重置模塊7和自舉電容8，正向掃描預充模塊1和上拉模塊3的連接節點是上拉控制節點netAn，上拉模塊3和柵極掃描信號的維持模塊4的連接點輸出本級的柵極掃描信號G_n。

柵極驅動電路的具體電路為：正向掃描預充模塊1，包括第一薄膜晶體管M1，第一薄膜晶體管M1的源極連接正向掃描控制信號U2D，第一薄膜晶體管M1的柵極連接前級的柵極掃描信號G_n-2，前兩級的柵極驅動電路的第一薄膜晶體管M1的柵極連接正向啟動信號GSP1，反向掃描時正向掃描預充模塊1充當上拉控制節點netAn的下拉清空模塊。

反向掃描預充模塊2，包括第二薄膜晶體管M2，第二薄膜晶體管M2的源極連接反向掃描控制信號D2U，第二薄膜晶體管M2的柵極連接后級的柵極掃描信號G_n+2，后兩級的柵極驅動電路的第二薄膜晶體管M2的柵極連接反向啟動信號GSP2，正向掃描時反向掃描預充模塊2充當上拉控制節點netAn的下拉清空模塊。

上拉模塊3，主要負責輸出柵極掃描信號G_n，包括第三薄膜晶體管M3，第三薄膜晶體管M3的源極連接時鐘信號CK_m，第三薄膜晶體管M3的柵極連接第二薄膜晶體管M2的漏極。

柵極掃描信號的維持模塊4，主要負責維持柵極掃描信號G_n的低電位，包括第四薄膜晶體管M4，第四薄膜晶體管M4的源極連接第三薄膜晶體管M3的漏極，第四薄膜晶體管M4的柵極連接時鐘信號CK_m+2。

上拉控制節點的維持模塊5，既可以在正向掃描時維持上拉控制節點netAn，也可以在反向掃描時維持上拉控制節點netAn，包括第五薄膜晶體管M5、第六薄膜晶體管M6、第七薄膜晶體管M7、第八薄膜晶體管M8、第九薄膜晶體管M9和第十薄膜晶體管M10，第五薄膜晶體管M5的源極連接正向掃描控制信號U2D，第五薄膜晶體管M5的柵極連接時鐘信號CK_m-1，第六薄膜晶體管M6的源極連接反向掃描控制信號D2U，第六薄膜晶體管M6的柵極連接時鐘信號CK_m+1，第七薄膜晶體管M7的源極連接第五薄膜晶體管M5的漏極，第七薄膜晶體管M7的柵極連接前級的柵極掃描信號G_n-2，第八薄膜晶體管M8的源極連接第五薄膜晶體管M5的漏極，該連接點為下拉控制節點netBn，第八薄膜晶體管M8的柵極連接第一薄膜晶體管M1的漏極，第九薄膜晶體管M9的源極連接第六薄膜晶體管M6的漏極，第九薄膜晶體管M9的柵極連接后級的柵極掃描信號G_n+2，第十薄膜晶體管M10的源極連接第二薄膜晶體管M2的漏極，第十薄膜晶體管M10的柵極連接第六薄膜晶體管M6的漏極。

輔助模塊6，用于輔助維持模塊，包括第十一薄膜晶體管M11和第十二薄膜晶體管M12。正向掃描時，第十一薄膜晶體管M11進行輔助維持，第十一薄膜晶體管M11的源極連接第一薄膜晶體管M1的漏極，第十一薄膜晶體管M11的柵極接正向啟動信號GSP1；反向掃描時，第十二薄膜晶體管M12進行輔助維持，第十二薄膜晶體管M12的源極連接第一薄膜晶體管M1的漏極，第十二薄膜晶體管M12的柵極接反向啟動信號GSP2，前三級柵極驅動電路的第十一薄膜晶體管M11和第十二薄膜晶體管M12均連接一個恒壓低電位VSS。

清空重置模塊7，主要負責在每幀結束以及開關機時對電路內部的節點進行電荷清空，包括第十三薄膜晶體管M13、第十四薄膜晶體管M14和第十五薄膜晶體管M15，第十三薄膜晶體管M13的源極連接第一薄膜晶體管M1的漏極，第十四薄膜晶體管M14的源極連接第三薄膜晶體管M3的漏極，第十五薄膜晶體管M15的源極連接第五薄膜晶體管M5的漏極，第十三薄膜晶體管M13、第十四薄膜晶體管M14和第十五薄膜晶體管M15的柵極均連接清空重置信號。

第四薄膜晶體管M4、第七薄膜晶體管M7、第八薄膜晶體管M8、第九薄膜晶體管M9、第十薄膜晶體管M10、第十一薄膜晶體管M11、第十二薄膜晶體管M12、第十三薄膜晶體管M13、第十四薄膜晶體管M14和第十五薄膜晶體管M15的漏極均連接恒壓低電位VSS。

自舉電容8，連接于第三薄膜晶體管M3的柵極和漏極，主要用于抬升上拉控制節點netAn的電位。

當U2D為高電位，D2U為低電位時，柵極驅動電路進行正向掃描，正向掃描預充模塊1用作預充模塊，反向掃描預充模塊2用作下拉清空模塊，上拉控制節點的維持模塊5由時鐘信號CK_m-1控制維持上拉控制節點netAn，其中，第五薄膜晶體管M5對下拉控制節點netBn進行充電，第六薄膜晶體管M6對下拉控制節點netBn進行放電。

當U2D為低電位，D2U為高電位時，柵極驅動電路進行反向掃描，反向掃描預充模塊2用作預充模塊，正向掃描預充模塊1用作下拉清空模塊，上拉控制節點的維持模塊5由時鐘信號CK_m+1控制維持上拉控制節點netAn，其中，第六薄膜晶體管M6對下拉控制節點netBn進行充電，第五薄膜晶體管M5對下拉控制節點netBn進行放電。

由正向掃描控制信號U2D和反向掃描控制信號D2U兩個信號進行正反向掃描切換的控制，控制預充模塊、下拉清空模塊和維持模塊的切換，此設計減少了元件數量，縮減空間以便實現窄邊框的設計。柵極驅動電路進行正向掃描時的波形圖如圖3所示，其中，CK1、CK2、CK3、CK4是時鐘控制信號，正向掃描時依序輸出，控制時鐘信號CK_m-1、CK_m、CK_m+1和CK_m+2，U2D為正壓高電位，D2U為負壓低電位，VSS是恒壓低電位，主要負責提供柵極掃描信號G_n的低電位，正向掃描時柵極掃描信號G_n-2、G_n、G_n+2從小到大依序輸出。柵極驅動電路進行反向掃描時的波形圖如圖4所示，其中，時鐘控制信號CK1、CK2、CK3、CK4在反向掃描時倒序輸出，D2U為正壓高電位，U2D為負壓低電位，正向掃描時柵極掃描信號G_n-2、G_n、G_n+2從大到小倒序輸出。

在圖2所示的柵極驅動電路的基礎上，去掉清空重置模塊7中的第十三薄膜晶體管M13，利用第十一薄膜晶體管M11和第十二薄膜晶體管M12同時作用來實現第十三薄膜晶體管M13的功能，得到如圖5所示的柵極驅動電路。

如圖6所示，柵極驅動電路的上拉控制節點的維持模塊5中，第五薄膜晶體管M5的柵極改由正向掃描信號U2D控制，第五薄膜晶體管M5的源極連接時鐘信號CK_m-1，第六薄膜晶體管M6的柵極改由反向掃描信號D2U控制，第六薄膜晶體管M6的源極連接時鐘信號CK_m+1。正向掃描時，第五薄膜晶體管M5由U2D控制打開，第六薄膜晶體管M6由D2U控制關閉，此時，第五薄膜晶體管M5既可以對下拉控制節點netBn進行充電，又可以對下拉控制節點netBn進行放電。反向掃描時，第五薄膜晶體管M5由U2D控制關閉，第六薄膜晶體管M6由D2U控制打開，此時，第六薄膜晶體管M6既可以對下拉控制節點netBn進行充電，又可以對下拉控制節點netBn進行放電。

在圖6所示的柵極驅動電路的基礎上，也可以去掉清空重置模塊7中的第十三薄膜晶體管M13，利用第十一薄膜晶體管M11和第十二薄膜晶體管M12同時作用來實現第十三薄膜晶體管M13的功能。