CN103956137A - 栅极驱动电路及方法、阵列基板行驱动电路和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种栅极驱动电路及方法、阵列基板行驱动电路和显示装置。所述栅极驱动电路，用于一显示面板，包括：设置有存储电容的驱动信号输出单元；驱动控制单元，用于在每一扫描周期中的第一阶段采样输入信号，在每一扫描周期中的第二阶段控制所述驱动信号输出单元输出用于导通所述显示面板中的TFT的第一栅极驱动信号，在每一扫描周期中的第三阶段控制所述驱动信号输出单元利用两端电压差值在预定范围内的所述存储电容以输出用于关闭所述显示面板中的TFT的第二栅极驱动信号；补偿单元，用于在每一扫描周期中的第三阶段维持所述存储电容的两端电压差值在所述预定范围内。本发明可以抑制可能产生漏电的关键路径。

Description

栅极驱动电路及方法、阵列基板行驱动电路和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种栅极驱动电路及方法、阵列基板行驱动电路和显示装置。
背景技术
用于AMOLED（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode，有源矩阵有机发光二极管）显示器的阵列基板行驱动电路主要用于产生像素电路行选通信号，该阵列基板行驱动电路由多级栅极驱动电路串联构成，所以栅极驱动电路的设计直接关系到栅极驱动信号的性能。对于采用低温多晶硅技术的背板电路，需要考虑低温多晶硅晶体管的漏电流问题，因此对于阵列基板行驱动电路，确保关键节点的电压，对于抑制可能产生漏电的关键路径是电路设计的重要考虑。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种栅极驱动电路及方法、阵列基板行驱动电路和显示装置，以抑制可能产生漏电的关键路径。
为了达到上述目的，本发明提供了一种栅极驱动电路，包括：
设置有存储电容的驱动信号输出单元；
驱动控制单元，用于在每一扫描周期中的第一阶段采样输入信号，在每一扫描周期中的第二阶段控制所述驱动信号输出单元输出用于导通所述显示面板中的TFT的第一栅极驱动信号，在每一扫描周期中的第三阶段控制所述驱动信号输出单元利用两端电压差值在预定范围内的所述存储电容以输出用于关闭所述显示面板中的TFT的第二栅极驱动信号；
以及，补偿单元，用于在每一扫描周期中的第三阶段维持所述存储电容的两端电压差值在所述预定范围内。
实施时，所述第一栅极驱动信号和所述第二栅极驱动信号通过栅极驱动信号输出端输出；
所述驱动控制单元通过第一节点和第二节点与所述驱动信号输出单元连接；
所述存储电容，连接于所述第一节点和所述栅极驱动信号输出端之间；
所述驱动信号输出单元还包括：
第一输出晶体管，栅极与第一节点连接，第一极与第一信号输出端连接，第二极与所述栅极驱动信号输出端连接；
以及，第二输出晶体管，栅极与第二节点连接，第一极与所述栅极驱动信号输出端连接，第二极与第二信号输出端连接。
实施时，所述补偿单元包括：
第一补偿晶体管，栅极接入控制信号，第一极与所述栅极驱动信号输出端连接；所述控制信号控制所述第一补偿晶体管在每一扫描周期中的第三阶段导通，或者所述控制信号控制所述第一补偿晶体管在每一扫描周期中的第三阶段每隔预定时间导通；
以及，第二补偿晶体管，栅极与所述栅极驱动信号输出端连接，第一极与所述第一补偿晶体管的第二极连接，第二极与所述第一节点连接。
实施时，所述驱动控制单元包括：
输入晶体管，栅极接入第一时钟信号，第一极接入所述输入信号，第二极与所述第一节点连接；
第一驱动控制晶体管，栅极和第一极接入所述第一时钟信号，第二极与所述第二节点连接；
以及，第二驱动控制晶体管，栅极与所述第一节点连接，第一极与所述第二节点连接，第二极接入所述第一时钟信号。
实施时，本发明所述的栅极驱动电路还包括：
电位维持电容，连接于所述第二节点和所述第二信号输出端之间，用于在每一扫描周期的第三阶段维持所述第二节点的电位。
本发明还提供了一种栅极驱动方法，应用于上述的栅极驱动电路，包括：在每一扫描周期中的第一阶段，驱动控制单元采样输入信号；在每一扫描周期中的第二阶段，驱动控制单元控制驱动信号输出单元输出用于导通显示面板中的TFT的第一栅极驱动信号；在每一扫描周期中的第三阶段，驱动控制单元控制所述驱动信号输出单元利用两端电压差值为预定值的存储电容输出用于关闭所述显示面板中的TFT的第二栅极驱动信号；
所述栅极驱动方法还包括：
在每一扫描周期中的第三阶段，补偿单元维持所述存储电容的两端电压差值为所述预定值。
本发明还提供了一种阵列基板行驱动电路，包括多级上述的栅极驱动电路；
除了第一级驱动电路之外，每一级驱动电路的用于接收输入信号的输入端与相邻上一级驱动电路的栅极驱动信号输出端连接。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述的阵列基板行驱动电路。
实施时，所述显示装置为有源矩阵有机发光二极管AMOLED显示装置。
与现有技术相比，本发明所述的栅极驱动电路及方法、阵列基板行驱动电路和显示装置采用了补偿单元，以通过在每一扫描周期中的第三阶段通过维持存储电容两端的电压差值在预定范围内，以使得驱动信号输出单元输出用于关闭所述显示面板中的TFT的第二栅极驱动信号，从而减小了漏电的影响。
附图说明
图1是本发明所述的栅极驱动电路的第一实施例的结构框图；
图2是本发明所述的栅极驱动电路的第二实施例的结构示意图；
图3是本发明所述的栅极驱动电路的第三实施例的结构示意图；
图4是本发明所述的栅极驱动电路的第四实施例的电路图；
图5是本发明所述的栅极驱动电路的第五实施例的电路图；
图6是本发明所述的栅极驱动电路的第五实施例的工作时序图；
图7是本发明实施例所述的阵列基板行驱动电路的结构框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的栅极驱动电路的第一实施例，包括：
设置有存储电容（图1中未示）的驱动信号输出单元11；
驱动控制单元12，用于在每一扫描周期中的第一阶段采样输入信号，在每一扫描周期中的第二阶段控制所述驱动信号输出单元11输出用于导通所述显示面板中的TFT的第一栅极驱动信号，在每一扫描周期中的第三阶段控制所述驱动信号输出单元11利用两端电压差值在预定范围内的所述存储电容以输出用于关闭所述显示面板中的TFT的第二栅极驱动信号；
以及，补偿单元13，用于在每一扫描周期中的第三阶段维持所述存储电容的两端电压差值在所述预定范围内，以使得所述驱动信号输出单元11保持输出用于关闭所述显示面板中的TFT的第二栅极驱动信号。
本发明所述的栅极驱动电路的第一实施例采用了补偿单元13，以通过在每一扫描周期中的第三阶段通过维持存储电容两端的电压差值在预定范围内，以使得驱动信号输出单元11输出用于关闭所述显示面板中的TFT的第二栅极驱动信号，从而减小了漏电的影响。
在本发明实施例中，第一阶段为输入采样阶段，第二阶段为输出阶段，第三阶段包括每一扫描周期中的复位阶段以及每一扫描周期中的复位阶段到相邻下一扫描周期中的输入采样阶段之间的时间段，在现有技术中没有采样补偿单元，则会产生由于漏电而使得在所述第三阶段第二栅极驱动信号不能保证关闭所述显示面板中的TFT的情况，由此本发明实施例设计了该补偿单元，以避免漏电产生的影响。
本发明所有实施例中采用的晶体管均可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件。在本发明实施例中，为区分晶体管除栅极之外的两极，将其中一极称为源极，另一极称为漏极。此外，按照晶体管的特性区分可以将晶体管分为n型晶体管或p型晶体管。在本发明实施例提供的驱动电路中，具体采用n型晶体管或p型晶体管实现时是本领域技术人员可在没有做出创造性劳动前提下轻易想到的，因此也是在本发明的实施例保护范围内的。
在本发明实施例提供的驱动电路中，n型晶体管的第一极可以是源极，n型晶体管的第二极可以是漏极；p型晶体管的第一极可以是漏极，p型晶体管的第二极可以是源极。
本发明所述的栅极驱动电路的第二实施例基于本发明所述的栅极驱动电路的第一实施例。如图2所示，具体的，在本发明所述的栅极驱动电路的第二实施例中，
所述第一栅极驱动信号和所述第二栅极驱动信号通过栅极驱动信号输出端G[n]输出；
所述驱动控制单元12通过第一节点N1和第二节点N2与所述驱动信号输出单元11连接；
所述驱动信号输出单元11包括：
存储电容C1，连接于所述第一节点N1和所述栅极驱动信号输出端G[n]之间；
第一输出晶体管T1，栅极与第一节点N1连接，第一极与第一信号输出端V1连接，第二极与所述栅极驱动信号输出端G[n]连接；
以及，第二输出晶体管T2，栅极与第二节点N2连接，第一极与所述栅极驱动信号输出端G[n]连接，第二极与第二信号输出端V2连接。
在如图2所示的本发明所述的栅极驱动电路的第二实施例中，T1和T2采用p型TFT。
本发明所述的栅极驱动电路的第三实施例基于本发明所述的栅极驱动电路的第二实施例，在具体实施时，在本发明所述的栅极驱动电路的第三实施例中，如图3所示，所述补偿单元13包括：
第一补偿晶体管TC1，栅极接入控制信号Ctrl，第一极与所述栅极驱动信号输出端G[n]连接；所述控制信号Ctrl控制所述第一补偿晶体管TC1在每一扫描周期中的第三阶段导通，或者所述控制信号Ctrl控制所述第一补偿晶体管TC1在每一扫描周期中的第三阶段每隔预定时间导通；
以及，第二补偿晶体管TC2，栅极与所述栅极驱动信号输出端G[n]连接，第一极与所述第一补偿晶体管TC1的第二极连接，第二极与所述第一节点N1连接。
当如图3所示的栅极驱动电路在工作时，TC1和TC2可以实现在每一扫描周期中的第三阶段，G[n]输出的栅极驱动信号的单向防抖动。
本发明所述的栅极驱动电路的第四实施例基于本发明所述的栅极驱动电路的第三实施例。在具体实施时，在本发明所述的栅极驱动电路的第四实施例中，如图4所示，所述驱动控制单元包括：
输入晶体管TI，栅极接入第一时钟信号CLK，第一极接入所述输入信号，第二极与所述第一节点N1连接；
所述输入信号由输入端INPUT输入；
第一驱动控制晶体管TD1，栅极和第一极接入所述第一时钟信号CLK，第二极与所述第二节点连接；
以及，第二驱动控制晶体管TD2，栅极与所述第一节点N1连接，第一极与所述第二节点N2连接，第二极接入所述第一时钟信号CLK。
优选的，如图4所示，本发明所述的栅极驱动电路的第四实施例还包括：
电位维持电容C2，连接于所述第二节点N2和所述第二信号输出端V2之间，用于在每一扫描周期的第三阶段维持所述第二节点N2的电位。
本发明所述的栅极驱动电路的第五实施例基于本发明所述的栅极驱动电路的第四实施例，如图5所示，在本发明所述的栅极驱动电路的第五实施例中，
所述第一信号输出端V1输出第二时钟信号CLKB；
所述第二时钟信号CLKB和所述第一时钟信号CLK反相；
所述第二信号输出端V2输出高电平VGH；
所述控制信号Ctrl为第一时钟信号CLK；
所述输入端INPUT与相邻上一级栅极驱动电路栅极驱动信号输出端G[n-1]连接。
图6是本发明所述的栅极驱动电路的第五实施例的工作时序图。
如图6所示，在输入采样阶段，INPUT输出低电平，CLK为电位值为VGL的低电平信号，CLKB为电位值为VGH的高电平信号，输入晶体管TI导通，此时N1点的电平相应的被拉低到VGL+∣Vthp∣（Vthp为p型TFT的阈值电压）；此时，TD1和TD2均导通，N2点电位为低电平，因此T2导通，G[n]输出高电平VGH。而此时由于N1点电位为低电平，T1导通，CLKB也为高电平信号，从而确保了G[n]输出高电平。此时C1被充电，对输入信号进行采样，C1两端的电压差为VGH–VGL-∣Vthp∣。
在输出阶段，INPUT输出低电平VGL，CLK为电位值为VGH的高电平信号，TI由于存储电容C1的自举作用，会将N1点拉低为2VGL+∣Vthp∣，因此T2导通，CLKB为电位值为VGL的低电平信号，此时G[n]输出低电平VGL，此时N1点的低电平确保了TD2导通，N2点被重新置位为高电平，T2亦关闭，不会对输出G[n]产生影响。
在复位阶段以及本扫描周期内复位阶段以后的阶段（即从复位阶段直至下一次INPUT变为低电平信号之间的阶段）：CLK为电位值为VGL的低电平信号，T2导通，INPUT为高电平信号，相应的N1点的电位将拉高为高电平，则TD2关闭，同时CLK为低电平信号，TD1导通，N2点的电位被拉低，则T2导通，G[n]输出的栅极驱动信号再次被拉高为高电平，实现输出的复位；在这个阶段C2保持了N2点的电位为低电平，从而确保了T1导通，使得G[n]输出的栅极驱动信号保持为高电平，增加了栅极驱动信号的稳定性；TC1和TC2实现G[n]输出的栅极驱动信号的单向防抖动。
TC1和TC2实现G[n]输出的栅极驱动信号的单向防抖动的具体的实现方式如下：在复位阶段以及本扫描周期内复位阶段以后的阶段，若G[n]输出的栅极驱动信号因为N1点电位通过通路漏电而不能在保持在高电位VGH，则对于TC1来说，TC1的栅源电压差Vgs(TC1)=V(CLK)-V(G[n]),在CLK的电位为低电平的时候，可能出现TC1导通的情况，其漏极电压为Vd(TC1)=G[n]’,G[n]’相对于G[n]有一定的延时。此时TD1的栅极和源级分别连接到G[n]和G[n]’，则晶体管TD1也会出现被导通的情况，则高电位信号会重新写到节点N1，刷新T1的工作状态，减小漏电的影响。为了提高电路的灵敏度，晶体管TD1的沟道的宽长比和TD2的沟道的宽长比要通过计算来精确设计，以确保TD1和TD2的阈值电压很小。
本发明还提供了一种栅极驱动方法，应用于上述的栅极驱动电路，包括：在每一扫描周期中的第一阶段，驱动控制单元采样输入信号；在每一扫描周期中的第二阶段，驱动控制单元控制驱动信号输出单元输出用于导通显示面板中的TFT的第一栅极驱动信号；在每一扫描周期中的第三阶段，驱动控制单元控制所述驱动信号输出单元利用两端电压差值为预定值的存储电容输出用于关闭所述显示面板中的TFT的第二栅极驱动信号；
所述栅极驱动方法还包括：
在每一扫描周期中的第三阶段，补偿单元维持所述存储电容的两端电压差值为所述预定值。
如图7所示，本发明还提供了一种阵列基板行驱动电路，包括多级上述的栅极驱动电路；
除了第一级驱动电路之外，每一级驱动电路的用于接收输入信号的输入端INPUT与相邻上一级驱动电路的栅极驱动信号输出端连接；
第一级栅极驱动电路STAGE_1的输入端INPUT接入起始信号STV；
在图7中，STAGE_1指示第一级栅极驱动电路，STAGE_2指示第二级栅极驱动电路，STAGE_3指示第三级栅极驱动电路，STAGE_N指示第N级栅极驱动电路，STAGE_N-1指示第N-1级栅极驱动电路，其中N为大于4的整数，G[1]为STAGE_1的栅极驱动信号输出端，G[2]为STAGE_2的栅极驱动信号输出端，G[3]为STAGE_3的栅极驱动信号输出端，G[N-1]为STAGE_N-1的栅极驱动信号输出端，G[N]为STAGE_N的栅极驱动信号输出端。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述的阵列基板行驱动电路。
优选的，所述显示装置为AMOLED显示装置。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种栅极驱动电路，其特征在于，包括：
设置有存储电容的驱动信号输出单元；
驱动控制单元，用于在每一扫描周期中的第一阶段采样输入信号，在每一扫描周期中的第二阶段控制所述驱动信号输出单元输出用于导通所述显示面板中的TFT的第一栅极驱动信号，在每一扫描周期中的第三阶段控制所述驱动信号输出单元利用两端电压差值在预定范围内的所述存储电容以输出用于关闭所述显示面板中的TFT的第二栅极驱动信号；
以及，补偿单元，用于在每一扫描周期中的第三阶段维持所述存储电容的两端电压差值在所述预定范围内。
2.如权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，
所述第一栅极驱动信号和所述第二栅极驱动信号通过栅极驱动信号输出端输出；
所述驱动控制单元通过第一节点和第二节点与所述驱动信号输出单元连接；
所述存储电容，连接于所述第一节点和所述栅极驱动信号输出端之间；
所述驱动信号输出单元还包括：
第一输出晶体管，栅极与第一节点连接，第一极与第一信号输出端连接，第二极与所述栅极驱动信号输出端连接；
以及，第二输出晶体管，栅极与第二节点连接，第一极与所述栅极驱动信号输出端连接，第二极与第二信号输出端连接。
3.如权利要求2所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述补偿单元包括：
第一补偿晶体管，栅极接入控制信号，第一极与所述栅极驱动信号输出端连接；所述控制信号控制所述第一补偿晶体管在每一扫描周期中的第三阶段导通，或者所述控制信号控制所述第一补偿晶体管在每一扫描周期中的第三阶段每隔预定时间导通；
以及，第二补偿晶体管，栅极与所述栅极驱动信号输出端连接，第一极与所述第一补偿晶体管的第二极连接，第二极与所述第一节点连接。
4.如权利要求2或3所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述驱动控制单元包括：
输入晶体管，栅极接入第一时钟信号，第一极接入所述输入信号，第二极与所述第一节点连接；
第一驱动控制晶体管，栅极和第一极接入所述第一时钟信号，第二极与所述第二节点连接；
以及，第二驱动控制晶体管，栅极与所述第一节点连接，第一极与所述第二节点连接，第二极接入所述第一时钟信号。
5.如权利要求4所述的栅极驱动电路，其特征在于，还包括：
电位维持电容，连接于所述第二节点和所述第二信号输出端之间，用于在每一扫描周期的第三阶段维持所述第二节点的电位。
6.一种栅极驱动方法，应用于如权利要求1至5中任一权利要求所述的栅极驱动电路，包括：在每一扫描周期中的第一阶段，驱动控制单元采样输入信号；在每一扫描周期中的第二阶段，驱动控制单元控制驱动信号输出单元输出用于导通显示面板中的TFT的第一栅极驱动信号；在每一扫描周期中的第三阶段，驱动控制单元控制所述驱动信号输出单元利用两端电压差值为预定值的存储电容输出用于关闭所述显示面板中的TFT的第二栅极驱动信号；
其特征在于，所述栅极驱动方法还包括：
在每一扫描周期中的第三阶段，补偿单元维持所述存储电容的两端电压差值为所述预定值。
7.一种阵列基板行驱动电路，其特征在于，包括多级如权利要求1至5中任一权利要求所述的栅极驱动电路；
除了第一级驱动电路之外，每一级驱动电路的用于接收输入信号的输入端与相邻上一级驱动电路的栅极驱动信号输出端连接。
8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求7所述的阵列基板行驱动电路。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置为有源矩阵有机发光二极管AMOLED显示装置。
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