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柵極驅動電路及方法、陣列基板行驅動電路和顯示裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410155269.7

申請日:

2014.04.17

公開號:

CN103956137A

公開日:

2014.07.30

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G09G 3/32申請日:20140417|||公開
IPC分類號: G09G3/32 主分類號: G09G3/32
申請人: 京東方科技集團股份有限公司
發明人: 王穎
地址: 100015 北京市朝陽區酒仙橋路10號
優先權:
專利代理機構: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243 代理人: 許靜;黃燦
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410155269.7

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.03.29|||2014.08.27|||2014.07.30

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種柵極驅動電路及方法、陣列基板行驅動電路和顯示裝置。所述柵極驅動電路,用于一顯示面板,包括:設置有存儲電容的驅動信號輸出單元;驅動控制單元,用于在每一掃描周期中的第一階段采樣輸入信號,在每一掃描周期中的第二階段控制所述驅動信號輸出單元輸出用于導通所述顯示面板中的TFT的第一柵極驅動信號,在每一掃描周期中的第三階段控制所述驅動信號輸出單元利用兩端電壓差值在預定范圍內的所述存儲電容以輸出用于關閉所述顯示面板中的TFT的第二柵極驅動信號;補償單元,用于在每一掃描周期中的第三階段維持所述存儲電容的兩端電壓差值在所述預定范圍內。本發明可以抑制可能產生漏電的關鍵路徑。

權利要求書

權利要求書
1.  一種柵極驅動電路,其特征在于,包括:
設置有存儲電容的驅動信號輸出單元;
驅動控制單元,用于在每一掃描周期中的第一階段采樣輸入信號,在每一掃描周期中的第二階段控制所述驅動信號輸出單元輸出用于導通所述顯示面板中的TFT的第一柵極驅動信號,在每一掃描周期中的第三階段控制所述驅動信號輸出單元利用兩端電壓差值在預定范圍內的所述存儲電容以輸出用于關閉所述顯示面板中的TFT的第二柵極驅動信號;
以及,補償單元,用于在每一掃描周期中的第三階段維持所述存儲電容的兩端電壓差值在所述預定范圍內。

2.  如權利要求1所述的柵極驅動電路,其特征在于,
所述第一柵極驅動信號和所述第二柵極驅動信號通過柵極驅動信號輸出端輸出;
所述驅動控制單元通過第一節點和第二節點與所述驅動信號輸出單元連接;
所述存儲電容,連接于所述第一節點和所述柵極驅動信號輸出端之間;
所述驅動信號輸出單元還包括:
第一輸出晶體管,柵極與第一節點連接,第一極與第一信號輸出端連接,第二極與所述柵極驅動信號輸出端連接;
以及,第二輸出晶體管,柵極與第二節點連接,第一極與所述柵極驅動信號輸出端連接,第二極與第二信號輸出端連接。

3.  如權利要求2所述的柵極驅動電路,其特征在于,所述補償單元包括:
第一補償晶體管,柵極接入控制信號,第一極與所述柵極驅動信號輸出端連接;所述控制信號控制所述第一補償晶體管在每一掃描周期中的第三階段導通,或者所述控制信號控制所述第一補償晶體管在每一掃描周期中的第三階段每隔預定時間導通;
以及,第二補償晶體管,柵極與所述柵極驅動信號輸出端連接,第一極與所述第一補償晶體管的第二極連接,第二極與所述第一節點連接。

4.  如權利要求2或3所述的柵極驅動電路,其特征在于,所述驅動控制單元包括:
輸入晶體管,柵極接入第一時鐘信號,第一極接入所述輸入信號,第二極與所述第一節點連接;
第一驅動控制晶體管,柵極和第一極接入所述第一時鐘信號,第二極與所述第二節點連接;
以及,第二驅動控制晶體管,柵極與所述第一節點連接,第一極與所述第二節點連接,第二極接入所述第一時鐘信號。

5.  如權利要求4所述的柵極驅動電路,其特征在于,還包括:
電位維持電容,連接于所述第二節點和所述第二信號輸出端之間,用于在每一掃描周期的第三階段維持所述第二節點的電位。

6.  一種柵極驅動方法,應用于如權利要求1至5中任一權利要求所述的柵極驅動電路,包括:在每一掃描周期中的第一階段,驅動控制單元采樣輸入信號;在每一掃描周期中的第二階段,驅動控制單元控制驅動信號輸出單元輸出用于導通顯示面板中的TFT的第一柵極驅動信號;在每一掃描周期中的第三階段,驅動控制單元控制所述驅動信號輸出單元利用兩端電壓差值為預定值的存儲電容輸出用于關閉所述顯示面板中的TFT的第二柵極驅動信號;
其特征在于,所述柵極驅動方法還包括:
在每一掃描周期中的第三階段,補償單元維持所述存儲電容的兩端電壓差值為所述預定值。

7.  一種陣列基板行驅動電路,其特征在于,包括多級如權利要求1至5中任一權利要求所述的柵極驅動電路;
除了第一級驅動電路之外,每一級驅動電路的用于接收輸入信號的輸入端與相鄰上一級驅動電路的柵極驅動信號輸出端連接。

8.  一種顯示裝置,其特征在于,包括如權利要求7所述的陣列基板行驅動電路。

9.  如權利要求8所述的顯示裝置,其特征在于,所述顯示裝置為有源矩陣有機發光二極管AMOLED顯示裝置。

說明書

說明書柵極驅動電路及方法、陣列基板行驅動電路和顯示裝置
技術領域
本發明涉及顯示技術領域,尤其涉及一種柵極驅動電路及方法、陣列基板行驅動電路和顯示裝置。
背景技術
用于AMOLED(Active Matrix/Organic Light Emitting Diode,有源矩陣有機發光二極管)顯示器的陣列基板行驅動電路主要用于產生像素電路行選通信號,該陣列基板行驅動電路由多級柵極驅動電路串聯構成,所以柵極驅動電路的設計直接關系到柵極驅動信號的性能。對于采用低溫多晶硅技術的背板電路,需要考慮低溫多晶硅晶體管的漏電流問題,因此對于陣列基板行驅動電路,確保關鍵節點的電壓,對于抑制可能產生漏電的關鍵路徑是電路設計的重要考慮。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種柵極驅動電路及方法、陣列基板行驅動電路和顯示裝置,以抑制可能產生漏電的關鍵路徑。
為了達到上述目的,本發明提供了一種柵極驅動電路,包括:
設置有存儲電容的驅動信號輸出單元;
驅動控制單元,用于在每一掃描周期中的第一階段采樣輸入信號,在每一掃描周期中的第二階段控制所述驅動信號輸出單元輸出用于導通所述顯示面板中的TFT的第一柵極驅動信號,在每一掃描周期中的第三階段控制所述驅動信號輸出單元利用兩端電壓差值在預定范圍內的所述存儲電容以輸出用于關閉所述顯示面板中的TFT的第二柵極驅動信號;
以及,補償單元,用于在每一掃描周期中的第三階段維持所述存儲電容的兩端電壓差值在所述預定范圍內。
實施時,所述第一柵極驅動信號和所述第二柵極驅動信號通過柵極驅動信號輸出端輸出;
所述驅動控制單元通過第一節點和第二節點與所述驅動信號輸出單元連接;
所述存儲電容,連接于所述第一節點和所述柵極驅動信號輸出端之間;
所述驅動信號輸出單元還包括:
第一輸出晶體管,柵極與第一節點連接,第一極與第一信號輸出端連接,第二極與所述柵極驅動信號輸出端連接;
以及,第二輸出晶體管,柵極與第二節點連接,第一極與所述柵極驅動信號輸出端連接,第二極與第二信號輸出端連接。
實施時,所述補償單元包括:
第一補償晶體管,柵極接入控制信號,第一極與所述柵極驅動信號輸出端連接;所述控制信號控制所述第一補償晶體管在每一掃描周期中的第三階段導通,或者所述控制信號控制所述第一補償晶體管在每一掃描周期中的第三階段每隔預定時間導通;
以及,第二補償晶體管,柵極與所述柵極驅動信號輸出端連接,第一極與所述第一補償晶體管的第二極連接,第二極與所述第一節點連接。
實施時,所述驅動控制單元包括:
輸入晶體管,柵極接入第一時鐘信號,第一極接入所述輸入信號,第二極與所述第一節點連接;
第一驅動控制晶體管,柵極和第一極接入所述第一時鐘信號,第二極與所述第二節點連接;
以及,第二驅動控制晶體管,柵極與所述第一節點連接,第一極與所述第二節點連接,第二極接入所述第一時鐘信號。
實施時,本發明所述的柵極驅動電路還包括:
電位維持電容,連接于所述第二節點和所述第二信號輸出端之間,用于在每一掃描周期的第三階段維持所述第二節點的電位。
本發明還提供了一種柵極驅動方法,應用于上述的柵極驅動電路,包括:在每一掃描周期中的第一階段,驅動控制單元采樣輸入信號;在每一掃描周期 中的第二階段,驅動控制單元控制驅動信號輸出單元輸出用于導通顯示面板中的TFT的第一柵極驅動信號;在每一掃描周期中的第三階段,驅動控制單元控制所述驅動信號輸出單元利用兩端電壓差值為預定值的存儲電容輸出用于關閉所述顯示面板中的TFT的第二柵極驅動信號;
所述柵極驅動方法還包括:
在每一掃描周期中的第三階段,補償單元維持所述存儲電容的兩端電壓差值為所述預定值。
本發明還提供了一種陣列基板行驅動電路,包括多級上述的柵極驅動電路;
除了第一級驅動電路之外,每一級驅動電路的用于接收輸入信號的輸入端與相鄰上一級驅動電路的柵極驅動信號輸出端連接。
本發明還提供了一種顯示裝置,包括上述的陣列基板行驅動電路。
實施時,所述顯示裝置為有源矩陣有機發光二極管AMOLED顯示裝置。
與現有技術相比,本發明所述的柵極驅動電路及方法、陣列基板行驅動電路和顯示裝置采用了補償單元,以通過在每一掃描周期中的第三階段通過維持存儲電容兩端的電壓差值在預定范圍內,以使得驅動信號輸出單元輸出用于關閉所述顯示面板中的TFT的第二柵極驅動信號,從而減小了漏電的影響。
附圖說明
圖1是本發明所述的柵極驅動電路的第一實施例的結構框圖;
圖2是本發明所述的柵極驅動電路的第二實施例的結構示意圖;
圖3是本發明所述的柵極驅動電路的第三實施例的結構示意圖;
圖4是本發明所述的柵極驅動電路的第四實施例的電路圖;
圖5是本發明所述的柵極驅動電路的第五實施例的電路圖;
圖6是本發明所述的柵極驅動電路的第五實施例的工作時序圖;
圖7是本發明實施例所述的陣列基板行驅動電路的結構框圖。
具體實施方式
如圖1所示,本發明所述的柵極驅動電路的第一實施例,包括:
設置有存儲電容(圖1中未示)的驅動信號輸出單元11;
驅動控制單元12,用于在每一掃描周期中的第一階段采樣輸入信號,在每一掃描周期中的第二階段控制所述驅動信號輸出單元11輸出用于導通所述顯示面板中的TFT的第一柵極驅動信號,在每一掃描周期中的第三階段控制所述驅動信號輸出單元11利用兩端電壓差值在預定范圍內的所述存儲電容以輸出用于關閉所述顯示面板中的TFT的第二柵極驅動信號;
以及,補償單元13,用于在每一掃描周期中的第三階段維持所述存儲電容的兩端電壓差值在所述預定范圍內,以使得所述驅動信號輸出單元11保持輸出用于關閉所述顯示面板中的TFT的第二柵極驅動信號。
本發明所述的柵極驅動電路的第一實施例采用了補償單元13,以通過在每一掃描周期中的第三階段通過維持存儲電容兩端的電壓差值在預定范圍內,以使得驅動信號輸出單元11輸出用于關閉所述顯示面板中的TFT的第二柵極驅動信號,從而減小了漏電的影響。
在本發明實施例中,第一階段為輸入采樣階段,第二階段為輸出階段,第三階段包括每一掃描周期中的復位階段以及每一掃描周期中的復位階段到相鄰下一掃描周期中的輸入采樣階段之間的時間段,在現有技術中沒有采樣補償單元,則會產生由于漏電而使得在所述第三階段第二柵極驅動信號不能保證關閉所述顯示面板中的TFT的情況,由此本發明實施例設計了該補償單元,以避免漏電產生的影響。
本發明所有實施例中采用的晶體管均可以為薄膜晶體管或場效應管或其他特性相同的器件。在本發明實施例中,為區分晶體管除柵極之外的兩極,將其中一極稱為源極,另一極稱為漏極。此外,按照晶體管的特性區分可以將晶體管分為n型晶體管或p型晶體管。在本發明實施例提供的驅動電路中,具體采用n型晶體管或p型晶體管實現時是本領域技術人員可在沒有做出創造性勞動前提下輕易想到的,因此也是在本發明的實施例保護范圍內的。
在本發明實施例提供的驅動電路中,n型晶體管的第一極可以是源極,n型晶體管的第二極可以是漏極;p型晶體管的第一極可以是漏極,p型晶體管的第二極可以是源極。
本發明所述的柵極驅動電路的第二實施例基于本發明所述的柵極驅動電 路的第一實施例。如圖2所示,具體的,在本發明所述的柵極驅動電路的第二實施例中,
所述第一柵極驅動信號和所述第二柵極驅動信號通過柵極驅動信號輸出端G[n]輸出;
所述驅動控制單元12通過第一節點N1和第二節點N2與所述驅動信號輸出單元11連接;
所述驅動信號輸出單元11包括:
存儲電容C1,連接于所述第一節點N1和所述柵極驅動信號輸出端G[n]之間;
第一輸出晶體管T1,柵極與第一節點N1連接,第一極與第一信號輸出端V1連接,第二極與所述柵極驅動信號輸出端G[n]連接;
以及,第二輸出晶體管T2,柵極與第二節點N2連接,第一極與所述柵極驅動信號輸出端G[n]連接,第二極與第二信號輸出端V2連接。
在如圖2所示的本發明所述的柵極驅動電路的第二實施例中,T1和T2采用p型TFT。
本發明所述的柵極驅動電路的第三實施例基于本發明所述的柵極驅動電路的第二實施例,在具體實施時,在本發明所述的柵極驅動電路的第三實施例中,如圖3所示,所述補償單元13包括:
第一補償晶體管TC1,柵極接入控制信號Ctrl,第一極與所述柵極驅動信號輸出端G[n]連接;所述控制信號Ctrl控制所述第一補償晶體管TC1在每一掃描周期中的第三階段導通,或者所述控制信號Ctrl控制所述第一補償晶體管TC1在每一掃描周期中的第三階段每隔預定時間導通;
以及,第二補償晶體管TC2,柵極與所述柵極驅動信號輸出端G[n]連接,第一極與所述第一補償晶體管TC1的第二極連接,第二極與所述第一節點N1連接。
當如圖3所示的柵極驅動電路在工作時,TC1和TC2可以實現在每一掃描周期中的第三階段,G[n]輸出的柵極驅動信號的單向防抖動。
本發明所述的柵極驅動電路的第四實施例基于本發明所述的柵極驅動電路的第三實施例。在具體實施時,在本發明所述的柵極驅動電路的第四實施例 中,如圖4所示,所述驅動控制單元包括:
輸入晶體管TI,柵極接入第一時鐘信號CLK,第一極接入所述輸入信號,第二極與所述第一節點N1連接;
所述輸入信號由輸入端INPUT輸入;
第一驅動控制晶體管TD1,柵極和第一極接入所述第一時鐘信號CLK,第二極與所述第二節點連接;
以及,第二驅動控制晶體管TD2,柵極與所述第一節點N1連接,第一極與所述第二節點N2連接,第二極接入所述第一時鐘信號CLK。
優選的,如圖4所示,本發明所述的柵極驅動電路的第四實施例還包括:
電位維持電容C2,連接于所述第二節點N2和所述第二信號輸出端V2之間,用于在每一掃描周期的第三階段維持所述第二節點N2的電位。
本發明所述的柵極驅動電路的第五實施例基于本發明所述的柵極驅動電路的第四實施例,如圖5所示,在本發明所述的柵極驅動電路的第五實施例中,
所述第一信號輸出端V1輸出第二時鐘信號CLKB;
所述第二時鐘信號CLKB和所述第一時鐘信號CLK反相;
所述第二信號輸出端V2輸出高電平VGH;
所述控制信號Ctrl為第一時鐘信號CLK;
所述輸入端INPUT與相鄰上一級柵極驅動電路柵極驅動信號輸出端G[n-1]連接。
圖6是本發明所述的柵極驅動電路的第五實施例的工作時序圖。
如圖6所示,在輸入采樣階段,INPUT輸出低電平,CLK為電位值為VGL的低電平信號,CLKB為電位值為VGH的高電平信號,輸入晶體管TI導通,此時N1點的電平相應的被拉低到VGL+∣Vthp∣(Vthp為p型TFT的閾值電壓);此時,TD1和TD2均導通,N2點電位為低電平,因此T2導通,G[n]輸出高電平VGH。而此時由于N1點電位為低電平,T1導通,CLKB也為高電平信號,從而確保了G[n]輸出高電平。此時C1被充電,對輸入信號進行采樣,C1兩端的電壓差為VGH–VGL-∣Vthp∣。
在輸出階段,INPUT輸出低電平VGL,CLK為電位值為VGH的高電平信號,TI由于存儲電容C1的自舉作用,會將N1點拉低為2VGL+∣Vthp∣, 因此T2導通,CLKB為電位值為VGL的低電平信號,此時G[n]輸出低電平VGL,此時N1點的低電平確保了TD2導通,N2點被重新置位為高電平,T2亦關閉,不會對輸出G[n]產生影響。
在復位階段以及本掃描周期內復位階段以后的階段(即從復位階段直至下一次INPUT變為低電平信號之間的階段):CLK為電位值為VGL的低電平信號,T2導通,INPUT為高電平信號,相應的N1點的電位將拉高為高電平,則TD2關閉,同時CLK為低電平信號,TD1導通,N2點的電位被拉低,則T2導通,G[n]輸出的柵極驅動信號再次被拉高為高電平,實現輸出的復位;在這個階段C2保持了N2點的電位為低電平,從而確保了T1導通,使得G[n]輸出的柵極驅動信號保持為高電平,增加了柵極驅動信號的穩定性;TC1和TC2實現G[n]輸出的柵極驅動信號的單向防抖動。
TC1和TC2實現G[n]輸出的柵極驅動信號的單向防抖動的具體的實現方式如下:在復位階段以及本掃描周期內復位階段以后的階段,若G[n]輸出的柵極驅動信號因為N1點電位通過通路漏電而不能在保持在高電位VGH,則對于TC1來說,TC1的柵源電壓差Vgs(TC1)=V(CLK)-V(G[n]),在CLK的電位為低電平的時候,可能出現TC1導通的情況,其漏極電壓為Vd(TC1)=G[n]’,G[n]’相對于G[n]有一定的延時。此時TD1的柵極和源級分別連接到G[n]和G[n]’,則晶體管TD1也會出現被導通的情況,則高電位信號會重新寫到節點N1,刷新T1的工作狀態,減小漏電的影響。為了提高電路的靈敏度,晶體管TD1的溝道的寬長比和TD2的溝道的寬長比要通過計算來精確設計,以確保TD1和TD2的閾值電壓很小。
本發明還提供了一種柵極驅動方法,應用于上述的柵極驅動電路,包括:在每一掃描周期中的第一階段,驅動控制單元采樣輸入信號;在每一掃描周期中的第二階段,驅動控制單元控制驅動信號輸出單元輸出用于導通顯示面板中的TFT的第一柵極驅動信號;在每一掃描周期中的第三階段,驅動控制單元控制所述驅動信號輸出單元利用兩端電壓差值為預定值的存儲電容輸出用于關閉所述顯示面板中的TFT的第二柵極驅動信號;
所述柵極驅動方法還包括:
在每一掃描周期中的第三階段,補償單元維持所述存儲電容的兩端電壓差 值為所述預定值。
如圖7所示,本發明還提供了一種陣列基板行驅動電路,包括多級上述的柵極驅動電路;
除了第一級驅動電路之外,每一級驅動電路的用于接收輸入信號的輸入端INPUT與相鄰上一級驅動電路的柵極驅動信號輸出端連接;
第一級柵極驅動電路STAGE_1的輸入端INPUT接入起始信號STV;
在圖7中,STAGE_1指示第一級柵極驅動電路,STAGE_2指示第二級柵極驅動電路,STAGE_3指示第三級柵極驅動電路,STAGE_N指示第N級柵極驅動電路,STAGE_N-1指示第N-1級柵極驅動電路,其中N為大于4的整數,G[1]為STAGE_1的柵極驅動信號輸出端,G[2]為STAGE_2的柵極驅動信號輸出端,G[3]為STAGE_3的柵極驅動信號輸出端,G[N-1]為STAGE_N-1的柵極驅動信號輸出端,G[N]為STAGE_N的柵極驅動信號輸出端。
本發明還提供了一種顯示裝置,包括上述的陣列基板行驅動電路。
優選的,所述顯示裝置為AMOLED顯示裝置。
以上說明對本發明而言只是說明性的,而非限制性的,本領域普通技術人員理解,在不脫離所附權利要求所限定的精神和范圍的情況下,可做出許多修改、變化或等效,但都將落入本發明的保護范圍內。

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柵極 驅動 電路 方法 陣列 基板行 顯示裝置
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