CN107025870B - 检测电路、显示装置和检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了检测电路、显示装置和检测方法，检测电路用于检测栅极驱动电路，栅极驱动电路包括多个栅极驱动单元，所述多个栅极驱动单元分别提供栅极驱动信号，检测电路至少包括：多个采样单元，所述多个采样单元用于分别对相应的一个所述栅极驱动单元提供的所述栅极驱动信号进行采样，所述多个采样单元的输出端相连于测试节点以在所述测试节点处得到所述栅极驱动信号的采样结果之和；以及下拉单元，其用于提供所述测试节点的电压下拉路径。从而实现了对栅极驱动电路中各栅极驱动单元出现的异常状况的提前定位，极大地降低了成本并节省了时间。

Description

检测电路、显示装置和检测方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及检测电路、显示装置和检测方法。

背景技术

显示装置一般包括显示面板、栅极驱动电路和源极驱动电路。其中，显示面板包括由多个像素单元形成的像素阵列，每个像素单元包含一个薄膜晶体管。在该像素阵列中，位于同一行的像素单元中的薄膜晶体管的栅极通过同一条栅极线与栅极驱动电路相连，栅极驱动电路通过多条栅极线逐行选通像素阵列中的各行像素单元；位于同一列的像素单元中的薄膜晶体管的源极或漏极通过同一条数据线与源极驱动电路相连，源极驱动电路通过多条数据线对各列像素单元施加灰阶电压，从而使显示面板呈现图像。

随着显示装置的发展，人们对实现窄边框化的显示装置的需求也越来越高。为了实现显示装置的窄边框，通常采用集成栅极驱动技术(Gate Driver In Array,GIA)，即将栅极驱动电路与显示面板集成于同一基板上，这种技术不仅能够减少数以千计的走线、使显示装置更加对称和紧凑，还能降低成本、提高显示面板的分辨率和弯折度。然而，当栅极驱动电路存在异常时，现有技术很难提前检出该异常状况并且也很难确定栅极驱动电路中的哪一个或哪些栅极驱动单元存在异常，因此当显示装置中存在不合格的栅极驱动单元时，整个显示装置将成为不合格产品，从而极大地提高了成本。

鉴于以上所述，有必要提供一种可以实现栅极驱动电路及其中各栅极驱动单元的检测的显示装置。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是提供一种可以实现栅极驱动电路及其中各栅极驱动单元的检测的检测电路、显示装置以及检测方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于栅极驱动电路的检测电路，其特征在于，所述栅极驱动电路包括多个栅极驱动单元，所述多个栅极驱动单元分别提供栅极驱动信号，所述检测电路至少包括：多个采样单元，所述多个采样单元用于分别对相应的一个所述栅极驱动单元提供的所述栅极驱动信号进行采样，所述多个采样单元的输出端相连于测试节点以在所述测试节点处得到所述栅极驱动信号的采样结果之和；以及下拉单元，其用于提供所述测试节点的电压下拉路径。

优选地，每个所述采样单元至少包括一个第一开关管，每个所述第一开关管的控制端与第一通路端相连并接收与该采样单元对应的所述栅极驱动信号，所述第一开关管的另一通路端与所述测试节点相连，当所述第一开关管的控制端接收到的所述栅极驱动信号有效时，该第一开关管导通。

优选地，所述下拉单元至少包括第二开关管，所述第二开关管的第一通路端接收低电平电压，所述第二开关管的第二通路端与所述测试节点相连以提供所述电压下拉路径，所述第二开关管的控制端接收使能信号，当使能信号有效时，所述下拉单元开启以在所述测试节点获得检测结果，当所述使能信号无效时，所述下拉单元关断以停止检测。

优选地，所述检测电路中包含的开关管均由薄膜晶体管实现。

优选地，所述下拉单元在所述测试节点处产生的下拉电流小于每个所述采样单元在所述测试节点处产生的驱动电流。

优选地，所述检测电路与所述栅极驱动电路集成于同一基板上。

根据本发明的第二方面，提供了一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如上述任一项所述的检测电路，所述显示装置具有显示模式和检测模式，当所述显示装置处于显示模式时，所述检测电路关闭，当所述显示装置处于所述检测模式时，所述检测电路开启以实现对所述栅极驱动信号的检测。

根据本发明的第三方面，还提供了一种用于栅极驱动电路的检测方法，所述栅极驱动电路包括多个栅极驱动单元，所述多个栅极驱动单元分别提供栅极驱动信号，其特征在于，所述检测方法用于检测所述栅极驱动信号，所述栅极驱动信号的有效状态在每轮扫描过程中依次出现且互不交叠，所述检测方法包括：分别对所述第一至第n栅极驱动信号进行采样；将各所述栅极驱动信号的采样结果信号输出至测试节点以得到所述采样结果信号的叠加；提供所述测试节点的电压下拉路径；根据所述测试节点的电压波形判断每个所述栅极驱动单元是否正常。

优选地，提供所述测试节点的电压下拉路径的步骤包括：在一轮所述扫描过程中，提供有效的所述使能信号以开启所述电压下拉路径。

优选地，根据所述测试节点的电压波形判断每个所述栅极驱动单元是否正常的步骤包括：在一轮所述扫描过程中，当所述测试节点的电压大于所述低电平电压且基本恒定在设定阈值时，各个所述栅极驱动单元正常；当所述测试节点的电压出现幅值等于所述低电平电压的脉冲时，与该脉冲出现位置对应的所述栅极驱动单元异常；当所述测试节点的电压出现幅值大于所述设定阈值的脉冲时，与该脉冲出现位置对应的所述栅极驱动单元异常。

本发明的检测电路、检测方法以及显示装置的有益效果是：通过在显示装置中设置能够对各栅极驱动单元所输出的栅极驱动信号分别进行采样的检测电路，能够在测试节点处得到检测结果，从而根据检测结果分别判断栅极驱动电路中的各个栅极驱动单元是否能够正常工作，即实现了对栅极驱动电路中各栅极驱动单元出现的异常状况的提前定位，极大地降低了成本并节省了时间。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出本发明第一实施例的显示装置的部分结构示意图。

图2示出本发明第一实施例的检测电路的结构示意图。

图3示出本发明第一实施例的检测电路中下拉单元和采样单元的结构示意图。

图4示出本发明第一实施例的显示装置中栅极驱动电路和检测电路的部分信号的时序示意图。

图5a至图5c分别示出本发明第一实施例的测试节点与栅极栅极驱动信号G[1]在正常情况、第一种异常情况以及第二种异常情况下的波形示意图。

图6示出本发明第二实施例的用于栅极驱动电路的检测方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

图1示出本发明第一实施例的显示装置的部分结构示意图。

如图1所示，本发明实施例的显示装置1000包括显示面板1100、驱动电路和检测电路(图1中未示出)，其中驱动电路包括栅极驱动电路1200以及源极驱动电路(图1中未示出)等，检测电路用于检测所述栅极驱动电路1200。

栅极驱动电路1200可以与显示面板1100集成于同一基板上以形成GIA结构，从而实现显示装置1000的窄边框化。检测电路可以与栅极驱动电路1200以及显示面板1100集成于同一基板上。

显示面板1100包括排成m×n阵列的m×n个像素单元1110、n条分别传输栅极驱动信号G[1]至G[n]的栅极线以及m条分别传输数据信号D[1]至D[m]的数据线，m和n分别为非零自然数，图中的i为大于等于1小于等于n的自然数。每个像素单元1110中包含像素电极以及用于导通或关断该像素电极的晶体管，所述晶体管例如为薄膜晶体管。在显示面板1100中，位于同一行(所述“行”例如对应图中所示的横向方向)的像素单元中的各晶体管的栅极相连并向显示面板的边缘区域引出一条栅极线，n行像素单元分别通过对应的栅极线输出栅极驱动信号G[1]至G[n]；位于同一列(所述“列”例如对应图中所示的纵向方向)的像素单元中的各晶体管的源极相连并引出一条数据线，m列像素单元分别通过对应的数据线输出数据信号D[1]至D[m]；各像素单元中，晶体管的漏极与像素电极相连。

与显示面板集成与同一基板上的栅极驱动电路1200包括多个栅极驱动单元GIA[1]至GIA[n]，栅极驱动单元GIA[1]至GIA[n]分别通过n条栅极线对显示面板1100中各行像素单元施加栅极驱动信号G[1]至G[n]，从而逐行地触发显示面板1100中的各行像素单元，使被触发的像素单元行中的所有像素单元中的晶体管同时导通，以接收由源极驱动电路通过数据线提供的数据信号D[1]至D[m]。

需要说明的是，栅极驱动电路所包括的多级栅极驱动单元可以为多种结构，各级栅极驱动单元之间的传递关系也可以有多种设计，下面仅对栅极驱动电路的一种实现方式进行大致说明，但是本实施例的栅极驱动电路的实现方式不限于此，本领域的技术人员应当能够根据现有技术和/或公知常识完成不同栅极驱动电路的设计。

如图1所示，每级栅极驱动单元GIA[i]具有前级输入端IN_f、后级输入端IN_b、多个时钟端CLK1和CLK2、低电平供电端VGL以及驱动端Gout。其中，时钟端CLK1和CLK2分别接收第一时钟信号clk1和第二时钟信号clk2，低电平供电端VGL接收低电平电压Vgl，驱动端Gout用于输出本级栅极驱动信号G[i]。

第一级栅极驱动单元GIA[1]的前级输入端IN_f接收前级启动信号STV1，之后的各级栅极驱动单元的前级输入端IN_f与前一级栅极驱动单元的驱动端Gout相连。第n级栅极驱动单元GIA[n]的后级输入端IN_b接收后级启动信号STV2，之前的各级栅极驱动单元的后级输入端IN_b与后一级栅极驱动单元的驱动端Gout相连。

在每轮扫描过程中(一轮扫描过程通常由前级启动信号的下降沿至后级启动信号的上升沿)，各级栅极驱动单元所输出的栅极驱动信号G[1]至G[n]的有效状态依次出现且互不交叠。

优选地，将每条栅极线用于接收对应的栅极驱动信号一端记为输入端、将每条栅极线与该行像素单元中的各晶体管的栅极相连的节点分别记为输出节点，每条栅极线上距离该栅极线的输入端最远的输出节点记为检测节点，各条栅极线的检测节点与检测电路的n个输入端对应相连，使得检测电路能够在各栅极线上的损耗最大处对对应的栅极驱动信号进行采样，从而保证检测结果能够准确反映各级栅极驱动电路的驱动能力。

时序控制电路用于对源极驱动电路1300和栅极驱动电路1200提供多个控制信号，包括多个时钟信号以及启动信号(Start Vertical,STV)等。其中，启动信号例如包括用于开启一个扫描周期的前级启动信号STV1和用于结束一个扫描周期的后级启动信号STV2)。

需要说明的是，图1仅示出了显示装置中各部分电路之间或内部的部分连接关系。在以下对本发明实施例的描述中，如无特别说明，i为大于等于1且小于等于n的自然数。

图2示出本发明第一实施例的检测电路的结构示意图。图3示出本发明第一实施例的检测电路中下拉单元和采样单元的结构示意图。

如图2所示，本发明第一实施例的检测电路1500包括下拉单元1510和多个采样单元1520。优选地，检测电路中采样单元的个数为n。

第1至第n采样单元1520用于分别对栅极驱动信号G[1]至G[n]进行采样，第1至第n采样单元1520的输出端相连于测试节点Q1，从而在不考虑下拉单元1510时，测试节点Q1处能够得到栅极驱动信号G[1]至G[n]的采样结果之和(实际上此时下拉单元1510会将测试节点Q1处的电压下拉至大于低电平电压Vgl的设定阈值)。

具体地，每个采样单元1520至少包括第一开关管，如图3所示，第一开关管例如为N型MOSFET。在每个采样单元中，第一开关管的栅极(控制端)与漏极(通路端之一)相连并接收对应的栅极驱动信号，第一开关管的源极(另一通路端)与测试节点Q1相连，从而当采样单元1520所接收的栅极驱动信号为高电平电压Vgh时，该采样单元中的第一开关管导通并将测试节点Q1处的电压抬高一个设定阈值。因此，在每轮扫描过程中，第1至第n采样单元1520应当依次将测试节点Q1处的电压抬高至设定阈值。

下拉单元1510，其用于提供测试节点Q1的电压下拉路径。

具体地，下拉单元1510至少包括一个第二开关管，第二开关管例如为N型MOSFET。第二开关管的源极和漏极之一接收低电平电压Vgl，第二开关管的源极和漏极中的另一个与测试节点Q1相连，第二开关管的栅极接收使能信号Vadd。当对栅极驱动电路1200进行检测时，需要对第二开关管的栅极提供有效的使能信号Vadd(在本实施例中为高电平有效)使得第二开关管导通；当停止对栅极驱动电路1200的检测时，需要对第二开关管的栅极提供无效的使能信号Vadd(在本实施例中为低电平无效)使得第二开关管关断。第二开关管的导通能力低于各下拉单元1510中的第一开关管，因此，当一个采样单元1520中的第一开关管和下拉单元1510中的第二开关管同时导通时，下拉单元1510在测试节点Q1处产生的下拉电流小于该采样单元在测试节点Q1处产生的驱动电流，因此当栅极驱动电路不存在异常时，测试节点Q1处的电压在检测过程中不会被下拉单元1510拉低至低电平电压Vgl，而是在设定阈值处达到平衡状态；反之，当被扫描到的与n个采样单元之一对应的栅极驱动单元存在异常时(例如驱动能力不足或关断)，下拉单元1510会将测试节点Q1处的电压拉低至低电平电压Vgl。

图4示出本发明第一实施例的显示装置中栅极驱动电路和检测电路的部分信号的时序示意图。图5a至图5c分别示出本发明第一实施例的测试节点与栅极驱动信号G[1]在正常情况、第一种异常情况以及第二种异常情况下的波形示意图。其中，图5a至图5c中标注的数值仅作为参考，并不能用于限定本实施例和本发明的范围。

如图4所示，前级启动信号STV1的下降沿至后级启动信号STV2的上升沿之间定义一轮扫描过程，在每轮扫描过程中，第1级至第n级栅极驱动单元GIA[1]至GIA[n]所输出的栅极驱动信号G[1]至G[n]的有效状态依次出现且互不交叠，本级栅极驱动单元所输出的栅极驱动信号的上升沿基本对应于前一级栅极驱动单元所输出的栅极驱动信号的下降沿(或前级启动信号STV1的下降沿)。

信号VQ1_ok示出正常情况下测试节点Q1处的电压变化。当栅极驱动电路中的各栅极驱动单元均正常时，在该轮扫描过程中，检测电路1500中的n个采样单元1520能够依次将测试节点Q1处的电压抬高一个设定阈值(通常低于栅极驱动信号的高电平电压Vgh且高于低电平电压Vgl，如图5a所示)；在非扫描过程中，检测电路1500中的下拉单元1510能够将测试节点Q1处的电压拉低至低电平电压Vgl。

信号VQ1_ng1示出第一种异常情况下测试节点Q1处的电压变化(如图4和图5b所示)。当栅极驱动电路中的第i级栅极驱动单元出现异常时(例如驱动电流不足或关断)，与第i级栅极驱动单元对应相连的采样单元1520输入至测试节点Q1的电流不足或直接关断，因此当轮到该采样单元对测试节点Q1的电压进行上拉时，该采样单元在测试节点Q1处提供的驱动电流小于下拉单元1510在测试节点Q1处提供的下拉电流，从而测试节点Q1处的电压在该时间段内被下拉至低电平电压Vgl，即出现幅值为低电平电压Vgl的脉冲。

信号VQ1_ng2示出第二种异常情况下测试节点Q1处的电压变化(如图4和图5c所示)。当栅极驱动电路中的第i级栅极驱动单元出现异常时(例如驱动电流过大或当第i-1级栅极驱动单元对应的扫描时段未结束时即输出了栅极驱动信号G[i])，与第i级栅极驱动单元对应相连的采样单元1520输入至测试节点Q1的电压和电流过大，因此当轮到该采样单元对测试节点Q1的电压进行上拉时，该采样单元在测试节点Q1处提供的驱动电流大于下拉单元1510在测试节点Q1处提供的下拉电流且测试节点Q1处的电压在该时间段内高于设定阈值，从而在该时间段内出现幅值高于设定阈值的脉冲。

图6示出本发明第二实施例的用于栅极驱动电路的检测方法的流程示意图。包括步骤S2100至步骤S2400。

栅极驱动电路例如为上述第一实施例所述，包括第1至第n栅极驱动单元，第1至第n栅极驱动单元分别提供第1至第n栅极驱动信号，其中，n为非零自然数。

在步骤S2100中，分别对所述第一至第n栅极驱动信号进行采样。

在步骤S2200中，将各所述栅极驱动信号的采样结果信号输出至测试节点以得到所述采样结果信号的叠加。

在步骤S2300中，提供所述测试节点的电压下拉路径。

具体地，在一轮所述扫描过程中，提供有效的所述使能信号以开启所述电压下拉路径。

在步骤S2400中，根据所述测试节点的电压波形判断每个所述栅极驱动单元是否正常。

具体地，在一轮所述扫描过程中，当所述测试节点的电压大于所述低电平电压且基本恒定在设定阈值时，各个所述栅极驱动单元正常；当所述测试节点的电压出现幅值等于所述低电平电压的脉冲时，与该脉冲出现位置对应的所述栅极驱动单元异常；当所述测试节点的电压出现幅值大于所述设定阈值的脉冲时，与该脉冲出现位置对应的所述栅极驱动单元异常。

根据本发明实施例检测电路、检测方法以及显示装置的有益效果是：通过在显示装置中设置能够对各栅极驱动单元所输出的栅极驱动信号分别进行采样的检测电路，能够在测试节点处得到检测结果，从而根据检测结果分别判断栅极驱动电路中的各个栅极驱动单元是否能够正常工作，即实现了对栅极驱动电路中各栅极驱动单元出现的异常状况的提前定位，极大地降低了成本并节省了时间。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。

Claims (9)

1.一种用于栅极驱动电路的检测电路，其特征在于，所述栅极驱动电路包括多个栅极驱动单元，所述多个栅极驱动单元分别提供栅极驱动信号，

所述检测电路至少包括：

多个采样单元，所述多个采样单元用于分别对相应的一个所述栅极驱动单元提供的所述栅极驱动信号进行采样，所述多个采样单元的输出端相连于测试节点以在所述测试节点处得到所述栅极驱动信号的采样结果之和；以及

下拉单元，其用于提供所述测试节点的电压下拉路径，

其中，在每轮扫描过程中：所述多个栅极驱动单元依次输出有效状态的栅极驱动信号，且分别对应于所述多个栅极驱动单元的栅极驱动信号的有效状态互不交叠，所述电压下拉路径保持开启状态以对所述测试节点提供下拉电流，且所述下拉电流小于每个所述采样单元在所述测试节点处产生的驱动电流。

2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，每个所述采样单元至少包括一个第一开关管，每个所述第一开关管的控制端与第一通路端相连并接收与该采样单元对应的所述栅极驱动信号，所述第一开关管的另一通路端与所述测试节点相连，

当所述第一开关管的控制端接收到的所述栅极驱动信号有效时，该第一开关管导通。

3.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述下拉单元至少包括第二开关管，所述第二开关管的第一通路端接收低电平电压，所述第二开关管的第二通路端与所述测试节点相连以提供所述电压下拉路径，所述第二开关管的控制端接收使能信号，

当使能信号有效时，所述下拉单元开启以在所述测试节点获得检测结果，当所述使能信号无效时，所述下拉单元关断以停止检测。

4.根据权利要求1至3任一项所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路中包含的开关管均由薄膜晶体管实现。

5.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路与所述栅极驱动电路集成于同一基板上。

6.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1至5任一项所述的检测电路，

所述显示装置具有显示模式和检测模式，当所述显示装置处于显示模式时，所述检测电路关闭，当所述显示装置处于所述检测模式时，所述检测电路开启以实现对所述栅极驱动信号的检测。

7.一种用于栅极驱动电路的检测方法，所述栅极驱动电路包括多个栅极驱动单元，所述多个栅极驱动单元分别提供栅极驱动信号，其特征在于，

所述检测方法用于检测所述栅极驱动信号，所述栅极驱动信号的有效状态在每轮扫描过程中依次出现且互不交叠，

所述检测方法包括：

分别对所述第一至第n栅极驱动信号进行采样；

将各所述栅极驱动信号的采样结果信号输出至测试节点以得到所述采样结果信号的叠加；

提供所述测试节点的电压下拉路径；

根据所述测试节点的电压波形判断每个所述栅极驱动单元是否正常，

其中，在每轮扫描过程中，所述电压下拉路径保持开启状态以对所述测试节点提供下拉电流，且所述下拉电流小于每个所述栅极驱动信号在所述测试节点处产生的驱动电流。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，提供所述测试节点的电压下拉路径的步骤包括：在一轮所述扫描过程中，提供有效的所述使能信号以开启所述电压下拉路径。

9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，根据所述测试节点的电压波形判断每个所述栅极驱动单元是否正常的步骤包括：在一轮所述扫描过程中，

当所述测试节点的电压大于所述低电平电压且基本恒定在设定阈值时，各个所述栅极驱动单元正常；

当所述测试节点的电压出现幅值等于所述低电平电压的脉冲时，与该脉冲出现位置对应的所述栅极驱动单元异常；

当所述测试节点的电压出现幅值大于所述设定阈值的脉冲时，与该脉冲出现位置对应的所述栅极驱动单元异常。

Images