CN106548744B - 栅极驱动单元及其驱动方法、栅极驱动电路和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种栅极驱动单元及其驱动方法、栅极驱动电路和显示装置。该栅极驱动单元包括上拉电路和下拉电路，还包括输出保持电路，上拉电路用于在触发信号、第一控制信号和第二控制信号的控制下使输出端输出栅极扫描信号；输出保持电路用于在前述控制信号的控制下保持输出端输出栅极扫描信号；下拉电路用于在前述控制信号的控制下对栅极扫描信号复位，并使栅极扫描信号在设定时长内保持复位状态。该栅极驱动单元能使其输出端输出的栅极扫描信号更加稳定，即相对于现有技术，该栅极扫描信号不仅波形曲线更加平滑，而且该栅极扫描信号与相应的产生该栅极扫描信号的输入信号的波形幅值差异减小，从而使该栅极驱动单元能够更加稳定地进行扫描驱动。

Description

栅极驱动单元及其驱动方法、栅极驱动电路和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种栅极驱动单元及其驱动方法、栅极驱动电路和显示装置。
背景技术
目前，液晶显示装置(LCD)和有机电致发光二极管(OLED)显示装置仍为平板显示的主流产品。在液晶显示装置和有源驱动OLED显示装置中，通常采用薄膜晶体管(ThinFilm Transistor：简称TFT)对各个像素进行控制，从而实现图像显示。对像素的控制包括行控制和列控制，行控制通常为栅极驱动电路(GOA)，实现像素的逐行扫描；列控制通常为数据驱动电路，实现像素的显示数据的传送。传统的栅极驱动电路由多个栅极驱动单元级联组成，每个栅极驱动单元的电路相同。
但现有的诸多栅极驱动电路中，栅极驱动单元的输出信号不够稳定，如通常表现为栅极驱动单元的输出信号波形曲线不够平滑；而且栅极驱动单元的输出信号相对于产生该输出信号的栅极驱动单元输入信号波形幅值差异较大，从而导致栅极驱动电路无法稳定地对像素进行正常的逐行扫描驱动控制，进而导致采用该栅极驱动电路的液晶显示装置(LCD)和有机电致发光二极管(OLED)显示装置无法稳定地进行显示。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种栅极驱动单元及其驱动方法、栅极驱动电路和显示装置。该栅极驱动单元能使其输出端输出的栅极扫描信号更加稳定，即相对于现有技术，该栅极扫描信号不仅波形曲线更加平滑，而且该栅极扫描信号与相应的产生该栅极扫描信号的输入信号的波形幅值差异减小，从而使该栅极驱动单元能够更加稳定地进行扫描驱动。
本发明提供一种栅极驱动单元，包括上拉电路和下拉电路，还包括输出保持电路，所述上拉电路、所述下拉电路和所述输出保持电路连接于所述栅极驱动单元的输出端；所述上拉电路和所述输出保持电路连接于上拉节点；所述上拉电路和所述下拉电路连接于下拉节点；所述下拉电路连接低电位端和第一电位端，所述上拉电路连接高电位端、所述第一电位端和第二电位端；所述输出保持电路连接所述第二电位端；
所述上拉电路用于在触发信号、第一控制信号和第二控制信号的控制下使所述输出端输出栅极扫描信号；
所述输出保持电路用于在所述触发信号、所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制下保持所述输出端输出所述栅极扫描信号；
所述下拉电路用于在所述触发信号、所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制下对所述栅极扫描信号复位，并使所述栅极扫描信号在设定时长内保持复位状态。
优选地，所述输出保持电路包括第九晶体管和第三电容；
所述第三电容的第一极、所述第九晶体管的栅极和第一极连接所述上拉节点；所述第三电容的第二极连接所述输出端；所述第九晶体管的第二极连接所述第二电位端。
优选地，所述上拉电路包括第一电容、第四晶体管、第五晶体管和第七晶体管；
所述第一电容的第一极连接第一控制信号端，所述第一电容的第二极连接所述第四晶体管的栅极和所述下拉电路；
所述第四晶体管的第一极连接所述第五晶体管的栅极、所述上拉节点和所述第七晶体管的栅极；所述第四晶体管的第二极连接所述第二电位端；
所述第五晶体管的第一极连接所述下拉节点，所述第五晶体管的第二极连接所述第一电位端；
所述第七晶体管的第一极连接所述输出端；所述第七晶体管的第二极连接所述高电位端。
优选地，所述上拉电路还包括第八晶体管；所述第八晶体管的栅极连接所述上拉节点，所述第八晶体管的第一极连接所述下拉节点，所述第八晶体管的第二极连接所述第一电位端。
优选地，所述下拉电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第六晶体管和第二电容；
所述第一晶体管的栅极连接触发信号端和所述第二晶体管的第一极；所述第一晶体管的第一极连接所述第一电位端；所述第一晶体管的第二端连接所述上拉电路；
所述第二晶体管的栅极连接所述第一控制信号端；所述第二晶体管的第二极连接所述下拉节点；
所述第三晶体管的栅极连接所述第六晶体管的栅极、所述第二电容的第一极和所述下拉节点；所述第三晶体管的第一极连接所述第一电位端；所述第三晶体管的第二极连接所述上拉电路；所述第二电容的第二极连接第二控制信号端；
所述第六晶体管的第一极连接所述低电位端，所述第六晶体管的第二极连接所述输出端。
优选地，所述第一电位端为高电位，所述第二电位端为低电位；所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管、所述第六晶体管、所述第七晶体管、所述第八晶体管和所述第九晶体管均为P型晶体管。
优选地，所述第一电位端为低电位，所述第二电位端为高电位；所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管、所述第六晶体管、所述第七晶体管、所述第八晶体管和所述第九晶体管均为N型晶体管。
本发明还提供一种栅极驱动电路，包括上述栅极驱动单元。
本发明还提供一种显示装置，包括上述栅极驱动电路。
本发明还提供一种上述栅极驱动单元的驱动方法，包括：
上拉阶段，上拉电路在触发信号、第一控制信号和第二控制信号的控制下使所述栅极驱动单元的输出端输出栅极扫描信号；
输出保持阶段，输出保持电路在所述触发信号、所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制下保持所述输出端输出所述栅极扫描信号；
下拉阶段，下拉电路在所述触发信号、所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制下对所述栅极扫描信号复位；
下拉保持阶段，所述下拉电路在所述触发信号、所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制下使所述栅极扫描信号在设定时长内保持复位状态。
本发明的有益效果：本发明所提供的栅极驱动单元，通过设置输出保持电路，能使其输出端输出的栅极扫描信号更加稳定，即相对于现有技术，该栅极扫描信号不仅波形曲线更加平滑，而且该栅极扫描信号与相应的产生该栅极扫描信号的输入信号的波形幅值差异减小，从而使该栅极驱动单元能够更加稳定地进行扫描驱动。
本发明所提供的栅极驱动电路，通过采用上述栅极驱动单元，使该栅极驱动电路对栅极的扫描驱动更加稳定。
本发明所提供的显示装置，通过采用上述栅极驱动电路，提高了该显示装置的显示稳定性，从而提高了其显示效果。
附图说明
图1为本发明实施例1中栅极驱动单元的电路原理图；
图2为本发明实施例1中栅极驱动单元的电路图；
图3为图2中栅极驱动单元的驱动时序图；
图4为图2中栅极驱动单元的输出信号和上拉节点的信号与现有的栅极驱动单元的输出信号和上拉节点信号的对比示意图；
图5为本发明实施例2中栅极驱动单元的驱动时序图。
其中的附图标记说明：
1.上拉电路；2.下拉电路；3.输出保持电路；L1.上拉阶段；L2.输出保持阶段；L3.下拉阶段；L4.下拉保持阶段。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种栅极驱动单元及其驱动方法、栅极驱动电路和显示装置作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种栅极驱动单元，如图1所示，包括上拉电路1和下拉电路2，还包括输出保持电路3，上拉电路1、下拉电路2和输出保持电路3连接于栅极驱动单元的输出端Output；上拉电路1和输出保持电路3连接于上拉节点Net2；上拉电路1和下拉电路2连接于下拉节点Net1；下拉电路2连接低电位端VGL和第一电位端V1，上拉电路1连接高电位端VGH、第一电位端V1和第二电位端V2；输出保持电路3连接第二电位端V2。上拉电路1用于在触发信号STV、第一控制信号CK和第二控制信号CB的控制下使输出端Output输出栅极扫描信号。输出保持电路3用于在触发信号STV、第一控制信号CK和第二控制信号CB的控制下保持输出端Output输出栅极扫描信号。下拉电路2用于在触发信号STV、第一控制信号CK和第二控制信号CB的控制下对栅极扫描信号复位，并使栅极扫描信号在设定时长内保持复位状态。
该栅极驱动单元通过设置输出保持电路3，能使其输出端Output输出的栅极扫描信号更加稳定，即该栅极扫描信号不仅波形曲线更加平滑，而且该栅极扫描信号与相应的产生该栅极扫描信号的输入信号的波形幅值差异减小，从而使该栅极驱动单元能够更加稳定地进行扫描驱动。
本实施例中，如图2所示，输出保持电路3包括第九晶体管T9和第三电容C3；第三电容C3的第一极、第九晶体管T9的栅极和第一极连接上拉节点Net2；第三电容C3的第二极连接输出端Output；第九晶体管T9的第二极连接第二电位端V2。
本实施例中，上拉电路1包括第一电容C1、第四晶体管T4、第五晶体管T5和第七晶体管T7。第一电容C1的第一极连接第一控制信号CK端，第一电容C1的第二极连接第四晶体管T4的栅极和下拉电路2。第四晶体管T4的第一极连接第五晶体管T5的栅极、上拉节点Net2和第七晶体管T7的栅极；第四晶体管T4的第二极连接第二电位端V2。第五晶体管T5的第一极连接下拉节点Net1，第五晶体管T5的第二极连接第一电位端V1。第七晶体管T7的第一极连接输出端Output；第七晶体管T7的第二极连接高电位端VGH。
优选的，本实施例中，上拉电路1还包括第八晶体管T8；第八晶体管T8的栅极连接上拉节点Net2，第八晶体管T8的第一极连接下拉节点Net1，第八晶体管T8的第二极连接第一电位端V1。第八晶体管T8的设置，能够使该栅极驱动单元在输出保持阶段对下拉电路2进行进一步关闭，防止下拉电路2对栅极扫描信号的干扰，从而使该栅极驱动单元输出的栅极扫描信号更加稳定。
本实施例中，下拉电路2包括第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第六晶体管T6和第二电容C2。第一晶体管T1的栅极连接触发信号STV端和第二晶体管T2的第一极；第一晶体管T1的第一极连接第一电位端V1；第一晶体管T1的第二端连接上拉电路1。第二晶体管T2的栅极连接第一控制信号CK端；第二晶体管T2的第二极连接下拉节点Net1。第三晶体管T3的栅极连接第六晶体管T6的栅极、第二电容C2的第一极和下拉节点Net1；第三晶体管T3的第一极连接第一电位端V1；第三晶体管T3的第二极连接上拉电路1；第二电容C2的第二极连接第二控制信号CB端。第六晶体管T6的第一极连接低电位端VGL，第六晶体管T6的第二极连接输出端Output。
本实施例中，第一电位端V1为高电位，第二电位端V2为低电位；第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6、第七晶体管T7、第八晶体管T8和第九晶体管T9均为P型晶体管。
基于上述栅极驱动单元的电路结构，本实施例还提供一种该栅极驱动单元的驱动方法，如图3所示，包括：上拉阶段L1，上拉电路1在触发信号STV、第一控制信号CK和第二控制信号CB的控制下使栅极驱动单元的输出端Output输出栅极扫描信号。
在该阶段，触发信号STV为高电平，第一控制信号CK为低电平，第二控制信号CB为高电平，第二晶体管T2打开，下拉节点Net1电位被拉高，第六晶体管T6关闭；同时，第一电容C1的第一极的电位被第一控制信号CK拉低，利用第一电容C1的电容特性，第四晶体管T4栅极的电位被拉低为-6v左右；此时，第四晶体管T4和第五晶体管T5打开，第五晶体管T5开启后，其第二极连接的第一电位端V1输入的高电平信号使第六晶体管T6关闭，第四晶体管T4开启后，其第二极连接的第二电位端V2输入的低电平信号使第七晶体管T7管开启，从而使栅极驱动单元的输出端Output输出高电位端VGH输入的高电平信号(即栅极扫描信号)。同时，第四晶体管T4开启后，其第二极连接的第二电位端V2输入的低电平信号储存在第三电容C3的第一极(即上拉节点Net2端)。
输出保持阶段L2，输出保持电路3在触发信号STV、第一控制信号CK和第二控制信号CB的控制下保持输出端Output输出栅极扫描信号。
在该阶段，触发信号STV为低电平，第一控制信号CK为高电平，第二控制信号CB为低电平；由于上一阶段(即上拉阶段L1)第三电容C3的第一极(即上拉节点Net2端)储存了低电平信号，所以第五晶体管T5打开，由第五晶体管T5的第二极输入的高电平信号使第六晶体管T6关闭，同时，第八晶体管T8打开，由第八晶体管T8的第二极连接的第一电位端V1输入的高电平信号进一步使第六晶体管T6关闭，从而使连接于第六晶体管T6第一极的低电位端VGL的低电位不会对栅极驱动单元输出的栅极扫描信号形成干扰，进而使输出更加稳定。第七晶体管T7保持打开以使输出端output输出高电平信号(即栅极扫描信号)。此时第九晶体管T9打开，第九晶体管T9的第二极连接的第二电位端V2的低电位信号输入至上拉节点Net2，能够进一步拉低上拉节点Net2的电位，从而保持第七晶体管T7稳定开启。
本实施例中，如图4所示，在输出保持阶段L2，由于第三电容C3的设置，在输出保持阶段L2的上一阶段(即上拉阶段L1)上拉节点Net2(即第三电容C3的第一极)存储了低电位信号，相比于现有技术中未设置第三电容C3的情况，上拉节点Net2从上拉阶段L1到输出保持阶段L2的电压波动变化减小，从而确保栅极驱动单元的输出更加稳定；同时，由于第三电容C3的第一极存储了低电位信号，使第九晶体管T9打开，第九晶体管T9的第二极连接的第二电位端V2的低电位信号输入至上拉节点Net2，能够保持第七晶体管T7稳定开启，相比于现有技术中未设置第九晶体管T9的情况，能够确保栅极驱动单元在上拉阶段L1和输出保持阶段L2输出的栅极扫描信号的波形曲线更加平滑；同时还能确保该栅极扫描信号与相应的产生该栅极扫描信号的输入信号(即高电位端VGH输入的高电平信号)的波形幅值差异减小，即输出的栅极扫描信号与高电位端VGH输入的高电平信号的波形幅值基本相同，从而使该栅极驱动单元能够更加稳定地进行扫描驱动。如图4所示，如果没有设置第九晶体管T9和第三电容C3，则显示面板的尺寸越小，则上拉节点Net2的电位越高，这会导致第七晶体管T7在输出保持阶段L2无法打开，从而使栅极驱动单元的输出效果不佳。
下拉阶段L3，下拉电路2在触发信号STV、第一控制信号CK和第二控制信号CB的控制下对栅极扫描信号复位。
在该阶段，触发信号STV为低电平，第一控制信号CK为低电平，第二控制信号CB为高电平，第二晶体管T2打开，其第一极输入触发信号STV，将第六晶体管T6打开，从而使输入至第六晶体管T6第一极的低电位信号从栅极驱动单元的输出端Output输出；同时，第一晶体管T1打开，第一电位端V1的高电平信号从第一晶体管T1的第一极输入，将第四晶体管T4关闭；第三晶体管T3打开，第一电位端V1的高电平信号从第三晶体管T3的第一极输入，将第五晶体管T5、第七晶体管T7以及第九晶体管T9关闭；从而对输出端Output输出的高电平栅极扫描信号进行复位。
下拉保持阶段L4，下拉电路2在触发信号STV、第一控制信号CK和第二控制信号CB的控制下使栅极扫描信号在设定时长内保持复位状态。
在该阶段，触发信号STV为高电平，第一控制信号CK为高电平，第二控制信号CB为低电平；第二电容C2的第二极的电位被第二控制信号CB拉低，利用第二电容C2的电容特性，第二电容C2的第一极(即下拉节点Net1)的电位也会被同时拉低，由于上一阶段(即下拉阶段L3)的遗留电位，下拉节点Net1被拉低为-15v左右，此时第六晶体管T6保持打开状态，栅极驱动单元的输出端Output输出低电平信号，从而使栅极扫描信号保持复位状态，直到下一个上拉阶段L1开始。
实施例2：
本实施例提供一种栅极驱动单元，与实施例1中不同的是，第一电位端为低电位，第二电位端为高电位；第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管和第九晶体管均为N型晶体管。
本实施例中栅极驱动单元的其他电路结构与实施例1中相同。
相应地，基于本实施例中栅极驱动单元的上述电路结构，本实施例还提供一种该栅极驱动单元的驱动方法，与实施例1中的驱动方法不同的是，如图5所示，在上拉阶段L1、输出保持阶段L2、下拉阶段L3和下拉保持阶段L4，触发信号STV、第一控制信号CK和第二控制信号CB与实施例1中各自的电位恰好相反。
本实施例中栅极驱动单元的驱动方法的其他步骤与实施例1中相同，此处不再赘述。
实施例1-2的有益效果：实施例1-2中所提供的栅极驱动单元，通过设置输出保持电路，能使其输出端输出的栅极扫描信号更加稳定，即相对于现有技术，该栅极扫描信号不仅波形曲线更加平滑，而且该栅极扫描信号与相应的产生该栅极扫描信号的输入信号的波形幅值差异减小，从而使该栅极驱动单元能够更加稳定地进行扫描驱动。
实施例3：
本实施例提供一种栅极驱动电路，包括实施例1或2中的栅极驱动单元。
通过采用实施例1或2中的栅极驱动单元，使该栅极驱动电路对栅极的扫描驱动更加稳定。
实施例4：
本实施例提供一种显示装置，包括实施例3中的栅极驱动电路。
通过采用实施例3中的栅极驱动电路，提高了该显示装置的显示稳定性，从而提高了其显示效果。
本发明所提供的显示装置可以为液晶面板、液晶电视、显示器、手机、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种栅极驱动单元，包括上拉电路和下拉电路，其特征在于，还包括输出保持电路，所述上拉电路、所述下拉电路和所述输出保持电路连接于所述栅极驱动单元的输出端；所述上拉电路和所述输出保持电路连接于上拉节点；所述上拉电路和所述下拉电路连接于下拉节点；所述下拉电路连接低电位端和第一电位端，所述上拉电路连接高电位端、所述第一电位端和第二电位端；所述输出保持电路连接所述第二电位端；
所述上拉电路用于在触发信号、第一控制信号和第二控制信号的控制下使所述输出端输出栅极扫描信号；
所述输出保持电路用于在所述触发信号、所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制下保持所述输出端输出所述栅极扫描信号；
所述下拉电路用于在所述触发信号、所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制下对所述栅极扫描信号复位，并使所述栅极扫描信号在设定时长内保持复位状态；
所述第一电位端和所述第二电位端为所述栅极驱动单元的外接信号端且二者中一者为高电位另一者为低电位。
2.根据权利要求1所述的栅极驱动单元，其特征在于，所述输出保持电路包括第九晶体管和第三电容；
所述第三电容的第一极、所述第九晶体管的栅极和第一极连接所述上拉节点；所述第三电容的第二极连接所述输出端；所述第九晶体管的第二极连接所述第二电位端。
3.根据权利要求2所述的栅极驱动单元，其特征在于，所述上拉电路包括第一电容、第四晶体管、第五晶体管和第七晶体管；
所述第一电容的第一极连接第一控制信号端，所述第一电容的第二极连接所述第四晶体管的栅极和所述下拉电路；
所述第四晶体管的第一极连接所述第五晶体管的栅极、所述上拉节点和所述第七晶体管的栅极；所述第四晶体管的第二极连接所述第二电位端；
所述第五晶体管的第一极连接所述下拉节点，所述第五晶体管的第二极连接所述第一电位端；
所述第七晶体管的第一极连接所述输出端；所述第七晶体管的第二极连接所述高电位端。
4.根据权利要求3所述的栅极驱动单元，其特征在于，所述上拉电路还包括第八晶体管；所述第八晶体管的栅极连接所述上拉节点，所述第八晶体管的第一极连接所述下拉节点，所述第八晶体管的第二极连接所述第一电位端。
5.根据权利要求4所述的栅极驱动单元，其特征在于，所述下拉电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第六晶体管和第二电容；
所述第一晶体管的栅极连接触发信号端和所述第二晶体管的第一极；所述第一晶体管的第一极连接所述第一电位端；所述第一晶体管的第二端连接所述上拉电路；
所述第二晶体管的栅极连接所述第一控制信号端；所述第二晶体管的第二极连接所述下拉节点；
所述第三晶体管的栅极连接所述第六晶体管的栅极、所述第二电容的第一极和所述下拉节点；所述第三晶体管的第一极连接所述第一电位端；所述第三晶体管的第二极连接所述上拉电路；所述第二电容的第二极连接第二控制信号端；
所述第六晶体管的第一极连接所述低电位端，所述第六晶体管的第二极连接所述输出端。
6.根据权利要求5所述的栅极驱动单元，其特征在于，所述第一电位端为高电位，所述第二电位端为低电位；所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管、所述第六晶体管、所述第七晶体管、所述第八晶体管和所述第九晶体管均为P型晶体管。
7.根据权利要求5所述的栅极驱动单元，其特征在于，所述第一电位端为低电位，所述第二电位端为高电位；所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管、所述第六晶体管、所述第七晶体管、所述第八晶体管和所述第九晶体管均为N型晶体管。
8.一种栅极驱动电路，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的栅极驱动单元。
9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求8所述的栅极驱动电路。
10.一种如权利要求1-7任意一项所述的栅极驱动单元的驱动方法，其特征在于，包括：
上拉阶段，上拉电路在触发信号、第一控制信号和第二控制信号的控制下使所述栅极驱动单元的输出端输出栅极扫描信号；
输出保持阶段，输出保持电路在所述触发信号、所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制下保持所述输出端输出所述栅极扫描信号；
下拉阶段，下拉电路在所述触发信号、所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制下对所述栅极扫描信号复位；
下拉保持阶段，所述下拉电路在所述触发信号、所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制下使所述栅极扫描信号在设定时长内保持复位状态。
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