CN106205514B - 栅极驱动电路、显示装置以及栅极驱动方法 - Google Patents

栅极驱动电路、显示装置以及栅极驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种栅极驱动电路、显示装置以及栅极驱动方法。显示装置包括多个像素、数据驱动电路以及栅极驱动电路。栅极驱动电路包括M组栅极通道，M是大于1的整数。M组栅极通道中的每一组栅极通道包括控制电路以及输出缓冲器。控制电路从电源供应电路接收电源供应电压且产生该些经调制供应电压中的经调制供应电压。输出缓冲器连接至控制电路，输出缓冲器由经调制供应电压供电以输出该些栅极信号中的栅极信号至显示面板的栅极线，其中栅极信号的驱动脉冲在充电周期时根据经调制供应电压而被削角，以及在预先充电周期时维持栅极信号的驱动脉冲的波形。从而能维持预先充电效应。

Description

栅极驱动电路、显示装置以及栅极驱动方法
技术领域
本发明是有关于一种栅极驱动电路、显示装置以及栅极驱动方法。
背景技术
随着各种显示器技术的快速进步，目前显示器设备已发展朝向高亮度、宽视角、快速的反应速度、高解析度、以及大尺寸全彩的显示器。
一般液晶显示器中，栅极驱动电路输出栅极信号至扫描线，并且扫描线连接到显示器中像素的每个薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称为：TFT)的栅极端。数据驱动电路施加数据电压至像素，并且栅极信号打开薄膜晶体管TFT以将数据线上的数据电压存入储存电容中，使得像素得以显示对应数据电压的图像。近几年随着显示面板在尺寸上的成长，扫描线上的负担也变得沉重。为了补偿，一些制造厂转向通过调制提供给栅极驱动电路的电源信号的电源调制技术，以及预先充电技术，例如，增加栅极信号的脉冲宽度。然而，此些技术会造成栅极信号的输出电平下降并且影响显示品质。
发明内容
本发明提供一种栅极驱动电路、显示装置以及栅极驱动方法，用以维持预先充电效应以及写入数据至储存电容的速度。
本发明的实施例所述一种栅极驱动电路用以驱动显示面板，包括M组栅极通道，其中M是大于1的整数。M组栅极通道中的每一组栅极通道包括控制电路以及输出缓冲器。控制电路从电源供应电路接收电源供应电压并且产生经调制供应电压。输出缓冲器连接控制电路，并且输出缓冲器由经调制供应电压供电以输出栅极信号至显示面板的栅极线。栅极信号的驱动脉冲在充电周期时根据经调制供应电压而被削角，以及在预先充电周期时维持栅极信号的驱动脉冲的波形。
在本发明的一实施例中，上述的M组栅极通道的控制电路调制电源供应电压，以使得栅极信号的每一个驱动脉冲在预先充电周期时被维持在预设电平。
在本发明的一实施例中，上述的M组栅极通道的控制电路是彼此独立，并且M组栅极通道中的每一组栅极通道的控制电路独立地产生经调制供应电压。
在本发明的一实施例中，上述的栅极驱动电路，根据扫描线的数目调整预先充电周期的长度。
在本发明的一实施例中，上述的M组栅极通道的每一组栅极通道的控制电路与输出缓冲器是制造在相同的芯片上。
在本发明的一实施例中，上述的M组栅极通道的每一组栅极通道的控制电路可以结合(integrated)在相应的输出缓冲器中。
本发明的实施例所述一种显示装置，包括：多个像素、数据驱动电路以及栅极驱动电路。多个像素配置于显示面板可以回应(in response)于多个栅极信号而接收多个数据信号并显示对应数据信号的图像。数据驱动电路施加数据信号至该些像素。栅极驱动电路根据多个经调制供应电压依序地施加该些栅极信号至该些像素。栅极驱动电路包括M组栅极通道，其中M是大于1的整数。M组栅极通道中的每一组栅极通道包括：控制电路以及输出缓冲器。控制电路从电源供应电路接收电源供应电压并且产生该些经调制供应电压中的经调制供应电压。输出缓冲器连接至控制电路，并且输出缓冲器由经调制供应电压供电以输出该些栅极信号中的一栅极信号至显示面板的栅极线。栅极信号的驱动脉冲在充电周期时根据经调制供应电压而被削角，以及在预先充电周期时维持栅极信号的驱动脉冲的波形。
本发明的实施例所述一种栅极驱动方法，用于显示面板，包括下列步骤：将多个栅极通道分为M组栅极通道，其中M是大于1的整数，M组栅极通道中的每一组栅极通道包括控制电路以及输出缓冲器；由该控制电路从电源供应电路接收电源供应电压以及产生经调制供应电压；以及由经调制供应电压供电的该输出缓冲器输出栅极信号至显示面板的栅极线，其中栅极信号的驱动脉冲在充电周期时根据经调制供应电压而被削角，而在预先充电周期时维持栅极信号的驱动脉冲的波形。
基于上述，根据本发明的实施例，通过将栅极驱动电路中的栅极通道分组以及调制栅极驱动电路中的电源供应电压，本发明的栅极驱动电路、显示装置以及栅极驱动方法能维持预先充电效应以及写入数据至储存电容的速度。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明一实施例所示出的具有栅极驱动电路的显示装置的示意图；
图2是依照本发明一实施例所示出的电源供应电路调制电源供应电压信号时的电源供应信号以及栅极信号的时序图；
图3是依照本发明一实施例所示出的栅极驱动电路的示意图；
图4是示出图3中栅极驱动电路的信号的时序图；
图5是依照本发明另一实施例所示出的栅极驱动电路的示意图；
图6是示出图5中栅极驱动电路的信号的时序图；
图7是示出图3中栅极驱动电路调制电源供应电压VCC时的电源供应电压VCC以及栅极通道输出信号Sd＇(1)至Sd＇(4)的时序图；
图8是示出图5中栅极驱动电路调制电源供应电压VCC时的栅极通道输出信号Sd＇(1)至Sd＇(k)的时序图；
图9是依照本发明一实施例所示出的用于显示面板的栅极驱动方法的流程图。
附图标记说明：
100：栅极驱动电路；
120：数据驱动电路；
140：显示面板；
160：电源供应电路；
1000：显示装置；
310、312、510_1、510_2、510_k：控制电路；
410、412、414、416、610_1、610_2、610_k：输出缓冲器；
Ch(1)、Ch(2)、Ch(n)、Ch(n+1)、Ch(n+M-2)、Ch(n+M-1)：栅极通道；
CS：储存电容；
DL1、DLn：数据线；
Px11、Px1n、Pxn1、Pxnn：像素；
S902、S904、S906：栅极驱动方法的步骤；
Sd(1)、Sd(2)、Sd(3)、Sd(4)、Sd(k)：输入信号；
Sd＇(1)、Sd＇(2)、Sd＇(3)、Sd＇(4)、Sd＇(k)：栅极信号；
SL1、SLn：扫描线；
TFT：薄膜晶体管；
V(1)、V(2)、V(k)：经调制供应电压；
VCC：电源供应电压。
具体实施方式
在本案说明书全文(包括权利要求)中所使用的“耦接(或连接)”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接(或连接)于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以通过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同标号或使用相同用语的元件/构件/步骤可以相互参照相关说明。
图1是依照本发明一实施例所示出的具有栅极驱动电路的显示装置的示意图。请参照图1，显示装置1000包括栅极驱动电路100，数据驱动电路120，显示面板140以及电源供应电路160。显示装置1000中的显示面板140可以是液晶显示面板(liquid crystaldisplay panel)，有机发光二极管显示面板(organic light emitting display panel)，或是采用其他合适技术的显示面板，本发明并不限制显示装置1000中使用的显示面板的类型。在本实施例中，显示面板140包括多个像素Px11至Pxnn，多个扫描线SL1至SLn，以及多个数据线DL1至DLn。显示面板140接收数据信号以回应栅极信号以及显示对应数据信号的图像。数据驱动电路120施加数据信号至像素Px11至Pxnn。在本实施例中，栅极驱动电路100包括多个栅极通道Ch(1)至Ch(n)。栅极驱动电路100可接收电源供应电压VCC并且根据栅极控制信号依序地施加栅极信号至像素Px11至Pxnn。每个像素Px11至Pxnn包括薄膜晶体管TFT以及储存电容CS，例如图1中示出的像素Px11。由栅极驱动电路100依序地提供的栅极信号可以打开薄膜晶体管TFT并且存入数据在数据线DL1至DLn中，使得显示面板140得以显示图像。须注意的是，为了更清楚的描述，在图1中省略了显示装置1000中的其他元件，例如，时序控制器。
近几年，显示面板140在尺寸上的成长，在扫描线SL1至SLn上的负载需要被补偿以维持显示品质。在电源供应电压VCC提供给栅极驱动电路100之前，电源供应电路可以调制电源供应电压VCC，并且通过提前打开薄膜晶体管TFT的储存电容CS的预先充电技术，可以增加栅极通道Ch(1)至Ch(n)输出的栅极信号的脉冲宽度。图2是依照本发明一实施例所示出的电源供应电路调制电源供应电压信号时的电源供应信号以及栅极信号的时序图。请参照图2，在每个时间周期，电源供应电路160调制电源供应电压VCC的波形。在栅极通道Ch(n+1)执行预先充电操作时，由于电源供应电路160调制电源供应电压VCC时造成栅极通道Ch(n)的栅极信号的下降缘，栅极通道Ch(n+1)的栅极信号在预先充电周期也会有下降缘。其结果是，薄膜晶体管TFT的等效电阻增加并且薄膜晶体管TFT的预先充电效应被降级。接着，数据线DL1至DLn写入数据至储存电容CS的速度可被减缓。
基此，在本发明的一范例实施例中，电源供应电路160不调制电源供应电压，但是栅极驱动电路100中的控制电路组独立地执行波形的调制。图3是依照本发明一实施例所示出的栅极驱动电路的示意图。请参照图3，在本实施例中，栅极驱动电路100包括M组栅极通道，其中M是大于1的整数。在图3的范例实施例中，因为栅极通道被分为两组，M等于2。两组栅极通道中的每一组栅极通道包括：控制电路，例如控制电路310与312，从电源供应电路160接收电源供应电压VCC，并且通过调制电源供应电压VCC产生经调制供应电压，例如经调制供应电压V(1)与V(2)。在本实施例中，两组栅极通道中的每一组栅极通道还包括连接至控制电路310或控制电路312的输出缓冲器。举例来说，两组栅极通道的其中的一组栅极通道包括连接至控制电路310的输出缓冲器410与414，以及两组栅极通道的另一组栅极通道包括连接至控制电路312的输出缓冲器412与416。在两组栅极通道的每一组栅极通道中，例如，输出缓冲器由经调制供应电压V(1)与V(2)供电以输出栅极信号Sd＇(1)、Sd＇(2)、Sd＇(3)与Sd＇(4)至显示面板140的栅极线SL1…SLn，以回应输入信号Sd(1)、Sd(2)、Sd(3)与Sd(4)。
图4是示出图3中栅极驱动电路的信号的时序图。在本实施例中，如图4所示，栅极信号Sd＇(1)、Sd＇(2)、Sd＇(3)与Sd＇(4)的驱动脉冲在充电周期根据经调制供应电压V(1)与V(2)而被削角。换句话说，栅极信号Sd＇(1)、Sd＇(2)、Sd＇(3)与Sd＇(4)的驱动脉冲的下降波度被减缓。此外，在预先充电周期，维持栅极信号的驱动脉冲的波形。请同时参照图3与图4。在本发明的一范例实施例中，在两组栅极通道控制电路310与312可以调制电源供应电压VCC，以使得栅极信号的每一个驱动脉冲在预先充电周期时维持在预设电平。须理解的是，在一些实施例中，可以根据栅极驱动电路100中扫描线的数目调整预先充电周期的长度。
在本发明一些实施例中，如图3所示，在两组栅极通道中的控制电路310与312是彼此独立，并且在两组栅极通道中的每一组控制电路310与312也是独立地产生每一个经调制供应电压V(1)与V(2)。须注意的是，在本发明一些实施例中，两组栅极通道的每一组栅极通道中的控制电路310与312以及输出缓冲器可以被制造在相同的芯片上。在其他实施例中，也需注意的是，两组栅极通道的每一组栅极通道中的控制电路310与312可以被结合在相应的输出缓冲器410、412、414与416中。此外，须注意的是，图3中未示出栅极驱动电路100所包含的其他元件，像是逻辑电路(logic circuits)、电平暂存器(level registers)、以及位移暂存器(shift registers)，上述元件可以根据栅极驱动电路100与显示装置1000的应用而被包含使用。
须理解的是，栅极通道的分组并不只限于两组。在以下的范例实施例中，栅极通道的分组被概括为M＝k的群组。图5是依照本发明另一实施例所示出的栅极驱动电路的示意图。请参照图5。在本实施例中，栅极驱动电路100包括M组栅极通道，其中M是大于1的整数。在图5的范例实施例中，因为栅极通道被分为k个群组，M等于k。在k组栅极通道的每一组栅极通道包括从电源供应电路160接收电源供应电压VCC的控制电路510_1、510_2、…、510_k，以通过电源供应电压VCC产生的经调制供应电压V(1)至V(k)。在本实施例中，在k组栅极通道中的每一组栅极通道还包括，例如，连接至控制电路510_1至510_k的输出缓冲器610_1、610_2、…、610_k。在k组栅极通道的每一组栅极通道中，输出缓冲器610_1至610_k是由经调制供应电压V(1)至V(k)所供电以输出栅极信号Sd＇(1)至Sd＇(k)到显示面板140的栅极线SL1…SLn，以回应输入信号Sd(1)至Sd(k)。
图6是示出图5中栅极驱动电路的信号的时序图。如图6所示，在本实施例中，栅极信号Sd＇(1)至Sd＇(k)的驱动脉冲在充电周期时根据经调制供应电压V(1)至V(k)而被削角。此外，在预先充电周期时，维持栅极信号的驱动脉冲的波形。请同时参照图5与图6，在本发明的一范例实施例中，在k组栅极通道中的控制电路510_1至510_k可以调制电源供应电压VCC，以使得栅极信号中的每一个驱动脉冲可以在预先充电周期维持在预设电平。图5中栅极驱动电路的其他特征已于先前图3的栅极驱动电路中叙述，在此不再赘述。
为了更佳的说明栅极驱动电路100的运作以及预先充电周期的长度是如何被调整，图7是示出图3中栅极驱动电路调制电源供应电压VCC时的电源供应电压VCC以及栅极通道输出信号Sd＇(1)至Sd＇(4)的时序图，以及图8是示出图5中栅极驱动电路调制电源供应电压VCC时的栅极通道输出信号Sd＇(1)至Sd＇(k)的时序图。请参照图7。电源供应电路160未调制电源供应电压VCC并且栅极通道被分为M组(例如，M＝2)，其中每一组栅极通道具有独立地波形调制电路(例如，控制电路310至312)，并且此波形调制机制是内建于栅极驱动电路100中，栅极通道Ch(n+1)输出的预先充电电压电平未如图2中落下。图8中M＝k组栅极通道的时序图可以由图7中相似的推导而得到。图8中绘制在图5中由经调制供应电压V(1)至V(k)控制时，栅极通道Ch(n)、Ch(n+1)、…、Ch(n+M-2)、以及Ch(n+M-1)输出的栅极信号。在图8中，栅极通道分为M＝k组时，栅极通道输出的预先充电电压电平并未如图2中落下，并且栅极信号维持在预先定义的高电平。也就是说，如图7与图8所示，栅极信号的驱动脉冲的波形在预先充电周期被维持，并且栅极信号的驱动脉冲在充电周期根据经调制供应电压而被削角。此外，栅极信号的预先充电周期可以根据M-1扫描线的总充电周期预先定义。也就是说，预先充电周期的长度可以根据扫描线的数目而调整。
基于上述，可以获得用于显示面板140的栅极驱动方法。图9是依照本发明一实施例所示出的用于显示面板的栅极驱动方法的流程图。在步骤S902中，将多个栅极通道分为M组栅极通道，其中M是大于1的整数。在步骤S904中，对于M组栅极通道中的每一组栅极通道，控制电路从电源供应电路接收电源供应电压并且产生经调制供应电压。在步骤S906中，对于M组栅极通道中的每一组栅极通道，由经调制供应电压供电的输出缓冲器输出栅极信号至显示面板的栅极线，其中栅极信号的驱动脉冲在充电周期时根据经调制供应电压而被削角，以及在预先充电周期时维持栅极信号的驱动脉冲的波形。
在本发明的一范例实施例中，M组栅极通道中的控制电路调制电源供应电压，以使得栅极信号的每一个驱动脉冲在预先充电周期时维持在预设电平。
在本发明的一范例实施例中，M组栅极通道的控制电路是彼此独立，并且M组栅极通道中的每一组栅极通道的控制电路独立地产生经调制供应电压。
在本发明的一范例实施例中，根据扫描线的数目调整预先充电周期的长度。
在本发明的一范例实施例中，M组栅极通道的每一组栅极通道的控制电路与输出缓冲器是制造在相同的芯片上。
在本发明的一范例实施例中，M组栅极通道的每一组栅极通道的控制电路可以结合在相应的输出缓冲器中。
综上所述，本发明的栅极驱动电路、显示装置以及栅极驱动方法，通过将栅极驱动电路中的栅极通道分组并且调制栅极驱动电路中的电源供应电压，可以维持预先充电效应以及数据写入至储存电容的速度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种栅极驱动电路，用以驱动一显示面板，其特征在于，所述栅极驱动电路包括：
M组栅极通道，M是大于1的整数，其中所述M组栅极通道中的每一组栅极通道包括：
控制电路，从电源供应电路接收电源供应电压，并且产生经调制供应电压；以及
输出缓冲器，连接至所述控制电路，所述输出缓冲器由所述经调制供应电压供电并接收输入信号，以输出栅极信号至所述显示面板的栅极线，其中所述栅极信号的驱动脉冲在充电周期时根据所述经调制供应电压而被削角，以及在预先充电周期时维持所述栅极信号的所述驱动脉冲的波形在预设电平，其中根据扫描线的数目调整所述预先充电周期的长度。
2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，在所述M组栅极通道的该些控制电路调制所述电源供应电压，以使得该些栅极信号的每一个所述驱动脉冲在所述预先充电周期时被维持在所述预设电平。
3.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述M组栅极通道的该些控制电路是彼此独立，并且所述M组栅极通道中的每一组栅极通道的所述控制电路独立地产生所述经调制供应电压。
4.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述M组栅极通道的每一组栅极通道的所述控制电路与所述输出缓冲器是制造在相同的芯片上。
5.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述M组栅极通道的每一组栅极通道的所述控制电路结合在相应的输出缓冲器中。
6.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：
多个像素，配置于显示面板，用以回应于多个栅极信号而接收多个数据信号并显示对应该些数据信号的图像；
数据驱动电路，施加该些数据信号至该些像素；以及
栅极驱动电路，根据多个经调制供应电压依序地施加该些栅极信号至该些像素，所述栅极驱动电路包括：
M组栅极通道，M是大于1的整数，其中所述M组栅极通道中的每一组栅极通道包括：
控制电路，从电源供应电路接收电源供应电压并且产生该些经调制供应电压中的经调制供应电压；以及
输出缓冲器，连接至所述控制电路，所述输出缓冲器由所述经调制供应电压供电并接收输入信号，以输出该些栅极信号中的栅极信号至所述显示面板的栅极线，其中所述栅极信号的驱动脉冲在充电周期时根据所述经调制供应电压而被削角，以及在预先充电周期时维持所述栅极信号的所述驱动脉冲的波形在预设电平，其中根据扫描线的数目调整所述预先充电周期的长度。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，在所述M组栅极通道的该些控制电路调制所述电源供应电压，以使得该些栅极信号的每一个所述驱动脉冲在所述预先充电周期时被维持在所述预设电平。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述M组栅极通道的该些控制电路是彼此独立，并且所述M组栅极通道中的每一组栅极通道的所述控制电路独立地产生所述经调制供应电压。
9.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述M组栅极通道的每一组栅极通道的所述控制电路与所述输出缓冲器是制造在相同的芯片上。
10.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述M组栅极通道的每一组栅极通道的所述控制电路结合在相应的输出缓冲器中。
11.一种栅极驱动方法，用于一显示面板，其特征在于，所述栅极驱动方法包括：
将多个栅极通道分为M组栅极通道，其中M是大于1的整数，而所述M组栅极通道中的每一组栅极通道包括控制电路以及输出缓冲器；
由所述控制电路从电源供应电路接收电源供应电压并且产生经调制供应电压；以及
由所述经调制供应电压供电的所述输出缓冲器依据输入信号以及所述经调制供应电压输出栅极信号至所述显示面板的栅极线，其中所述栅极信号的驱动脉冲在充电周期时根据所述经调制供应电压而被削角，以及在预先充电周期时维持所述栅极信号的所述驱动脉冲的波形在预设电平，其中根据扫描线的数目调整所述预先充电周期的长度。
12.根据权利要求11所述的栅极驱动方法，其特征在于，在所述M组栅极通道的该些控制电路调制所述电源供应电压，以使得该些栅极信号的每一个所述驱动脉冲在所述预先充电周期时被维持在所述预设电平。
13.根据权利要求11所述的栅极驱动方法，其特征在于，所述M组栅极通道的该些控制电路是彼此独立，并且所述M组栅极通道中的每一组栅极通道的所述控制电路独立地产生所述经调制供应电压。
14.根据权利要求11所述的栅极驱动方法，其特征在于，所述M组栅极通道的每一组栅极通道的所述控制电路与所述输出缓冲器是制造在相同的芯片上。
15.根据权利要求11所述的栅极驱动方法，其特征在于，所述M组栅极通道的每一组栅极通道的所述控制电路结合在相应的输出缓冲器中。
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