一种窄边框的液晶显示面板设计

【关键词】窄边框 液晶显示面板 栅极电路

随着科学技术的不断发展，薄膜晶体管液晶显示技术（TFT-LCD）也不断取得了新的突破。由于市场对显示器件不仅提出了更高质量的要求，还要求其低功耗、便携，因此一些新的技术不断被应用到TFT-LCD中。现代人对商品表现出明显的便携性需求，TFT-LCD显示面板向轻薄化转变推动了玻璃薄化的发展。同时手机等移动设备要求在设备外形尺寸不变的情况下增加显示屏面积，市场亟需对TFT-LCD进行革新，减小非显示区面积，因此，为了实现窄边化，越来越多的技术被开发出来。传统TFT-LCD面板栅极的线路采用配线从驱动芯片导入信号，从而开启TFT，将显示信号输入到像素单元，从而实现画面显示，但是这种方法需要占用非常大的设备空间。为了满足当前市场需求，集成栅极驱动电路得以出现，该电路不仅占用空间小，而且显示模组成本比较低，是一种较为理想的驱动电路。但是该驱动电路的依赖性比较差，如果长期工作，可能发生风险。所以，迫切需要新的电路应用于TFT-LCD产品的窄边框设计。基于此，本文提出了一种新栅极电路设计，下面对该设计进行具体介绍。

1 现有栅极线路设计技术介绍

1.1 传统栅极线路

假设传统栅极线路的分辨率为1280×720，这意味着在面板的左右两侧一共分布720条栅极走线，左右两侧各分布360条栅极走线。如果每条栅极走线的宽度为5μm，间隔同样为5μm，那么每侧栅极走线的宽度就应该是3.6mm。也就是说，如果手机面板的分辨率是1280×720，采用这种栅极走线方式，那么显示面板的左右两侧的非显示区宽度就会超过3.6mm，这样生产出来的产品显然是不能满足消费者需求的。

1.2 通过集成栅极电路缩小边框

从目前来看，为了设计出符合市场需求的窄边框显示面板，生产厂家更多地选择集成栅极电路。通常情况下，集成栅极电路一共由四部分组成，分别是预充电部分（T1）、自举上拉（T3）、下拉（T4）部分以及低电平维持（C1，C2，T5～T7）部分。

2 新型栅极线路设计

面对现有栅极线路的种种不足，本文提出了一种新型栅极驱动电路，该驱动电路不仅能够减少显示面板的非显示区域面积，同时系统的稳定性也大大提高。

图1给出的是新型栅极电路设计原理图以及新型栅极电路时序图。在打开时间上，Gate M走线是Gate Odd/Even的2倍；当Gate M为高电平的前1/2时间时，Control Gate1为高电平，此时TFT1为打开状态，将Gate M的高电平充入到Gat1，被其控制的TFT此时将全部呈打开状态，信号电压会被充入到与之对应的像素单元中；当Gate M为高电平的后1/2时间时，Control Gate1电压则为低电平，此时TFT1停止工作，与此同时，Control Gate2为高电平，TFT2为打开状态，此时Gate1会充入ControlGate1的低电平，Gate1被关闭，并且像素电压和原充入电压保持一致。当Control Gate2由低电平变为高电平时，TFT3将被打开，Gate2会充入Gate M的高电平，受到Gate2控制的TFT此时将全部打开，将信号电压充入到与之相对应的像素单元中。

将前文所述电路和负载栅极走线连接到一起，形成模拟电路，使用专业软件对电路进行仿真分析。将每条负载栅极线的阻抗设定为1kΩ，电容设定为60pF。每一帧画面开启都需要16.67ms的时间，Gate M高电压为一个TCK的时间――80μs。VGL和VGH分别取-10V和17V，使用TFT的W/L是3000μm/4μm。由于篇幅限制，文中不展示模拟结果。据模拟检测发现，Gate1波形上升沿延迟和下降沿延迟分别是2.6μs和0.9μs，总延迟为3.5μs；Gate2波形上升沿延迟和下降沿延迟分别是2.6μs和0.9μs，总延迟为3.5μs。当VGL为关断状态时，栅极信号噪声电压是2.5V，仅能持续3μs。本次实验证明，此次设计的新型栅极驱动电路能够实现像素节点的正常放电，并且，显示面板也能够正常显示。

3 结语

随着时代的不断发展和进步，人们对生活质量的要求也越来越高，LCD显示面板是现代社会必不可少的一种信息显示介质，人们对它的要求也不再是显示信息这么简单，逐渐提出了高分辨率、高质量、窄边框等要求。基于此，本文结合市场需求特点，设计了一种新型显示面板电路方案。该方案不仅有效节省了设备内部空间，而且实现了显示面板的窄边框化，具有极高的应用和推广价值。

参考文献

[1]张军，苏子芳，关星，赵哲.一种窄边框的液晶显示面板设计[J].液晶与显示，2015（03）.

[2]刘帅，吕志超，石广东.解读液晶显示产品窄边框薄型化设计方案[J].电子世界，2013（24）.