CN110010053A - 栅极电压控制电路、栅极驱动电路、显示装置 - Google Patents

栅极电压控制电路、栅极驱动电路、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种栅极电压控制电路、栅极驱动电路、显示装置，属于显示技术领域。本发明的栅极电压控制电路，包括：电压供给模块，用于向A节点提供不同的电压；电压调节单元，用于在A节点的电压的控制下，调节电源单元所提供的栅极工作电压的幅值，并将调节后的栅极工作电压输出给栅极驱动器。

Description

栅极电压控制电路、栅极驱动电路、显示装置
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种栅极电压控制电路、栅极驱动电路、显示装置。
背景技术
现有的显示装置中，通常通过驱动IC向显示基板上的各行栅线写入开启电压Vgh，以控制各行像素中薄膜晶体管的开关状态。其中，驱动IC通过信号走线与栅线实现电连接。
随着显示技术的成熟，显示装置呈现出向更大尺寸发展的趋势。这样一来，显示基板中连接驱动IC与栅线的信号走线会更长，导致开启电压的延迟和衰减现象更为明显。现有技术中，可通过预充电的方式克服延迟问题，但是电压的衰减仍然无法得到解决，导致在相同充电时间的情况下，靠近驱动IC的行数的像素的充电效果比远离驱动IC的行数的像素的充电效果好，显示面板整体的显示亮度不均一，显示效果不良。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种能够使显示面板的各区域充电效果一致的栅极电压控制电路。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种栅极电压控制电路，包括：
电压供给模块，用于向A节点提供不同的电压；
电压调节单元，用于在A节点的电压的控制下，调节电源单元所提供的栅极工作电压的幅值，并将调节后的栅极工作电压输出给栅极驱动器。
优选的，所述电压供给模块包括：
信号源，用于提供不同占空比的脉宽调制信号；
积分模块，用于对所述信号源提供的脉宽调制信号进行积分，以向A节点提供相应的电压。
进一步优选的，所述积分模块包括：第一电阻和第一电容；
所述第一电阻的第一端与所述信号源的输出端连接，第二端与A节点连接；
所述第一电容的第一端与A节点连接，第二端与低电平连接。
优选的，所述电压调节单元包括：双极型晶体管；其中，
所述双极型晶体管的基极连接所述A节点，集电极连接电源单元，发射极连接栅极驱动器。
进一步优选的，所述栅极电压控制电路还包括：第二电阻，其的第一端与A节点连接，第二端与所述双极型晶体管的基极连接。
优选的，所述栅极电压控制电路还包括：第三电阻，其的第一端与A节点连接，第二端与低电平连接。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种栅极驱动电路，包括上述任意一种栅极电压控制电路。
优选的，所述栅极驱动电路还包括：电源单元，用于向所述电压调节单元提供栅极工作电压。
优选的，所述栅极驱动电路还包括：栅极驱动器，用于将所述电压调节单元调节后的栅极工作电压转换成时钟信号，以输出给栅线。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，包括上述任意一种栅极驱动电路。
附图说明
图1为本发明的实施例的栅极驱动电极的具体结构示意图；
图2为本发明的实施例的栅极驱动电路的具体结构示意图。
具体实施方式
为使本领域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作进一步详细描述。
实施例1：
如图1和2所示，本实施例提供一种栅极电压控制电路，包括：电压供给模块，用于向A节点提供不同的电压；电压调节单元，用于在A节点的电压的控制下，调节电源单元所提供的栅极工作电压的幅值，并将调节后的栅极工作电压输出给栅极驱动器。
其中，栅极驱动器可连接多条栅线，其基于调节后的栅极工作电压在各栅线的工作周期内向各栅线输入用以驱动与栅线连接的像素单元的工作电平。
本实施例的栅极电压控制电路可通过电压供给模块向A节点提供的不同电压对电源单元所提供的栅极工作电压进行调节，从而可以向栅极驱动器输出不同幅值的栅极工作电压，进而能够调节栅极驱动器输入到各栅线的栅极驱动电压的幅值。
具体的，本实施例的栅极电压控制电路通过对电压供给模块的控制，在一帧画面显示时间内，输出相较标准幅值逐渐增大的栅极工作电压，从而可利用高出的电压补偿电压传输过程中的压降，进而使距离该栅极电压控制电路较近的栅线和距离该栅极电压控制电路较远的栅线都能够获得与标准栅极驱动电压幅值差不多的栅极驱动电压。由于显示面板中各栅线与栅极驱动器的距离不同，导致电压传输过程中的压降也不同。通过本实施例提供的栅极电压控制电路可向栅极驱动器输入调节后的幅值变化的栅极工作电压，并与各栅线的传输压降所对应，从而可使调节后的栅极工作电压在输入各栅线时，电压幅值将至标准栅极工作电压，进而使显示面板中的各栅线所输入的栅极工作电压保持一致，保证显示面板的充电的一致性。相对于现有技术中的仅能通过预充电克服电压延迟的栅极电压驱动电路而言，本实施例的栅极电压驱动电路可以对电压衰减进行有效补偿，提高像素单元的充电效果，使得显示面板的画面显示得到明显优化。
优选的，如图2所示，本实施例的栅极电压控制电路中，电压调节单元可包括双极型晶体管T1；其中，双极型晶体管T1的基极连接A节点，集电极连接电源单元，发射极连接栅极驱动器。
由于双极型晶体管T1为电流型器件，故本实施例中，可通过A节点的电压来控制双极型晶体管T1的基极电流，从而控制双极型晶体管T1的集电极与发射极之间的压降，也即控制对电源单元输出的栅极工作电压的调节程度，从而输出所需的调节后的栅极工作电压。其中，双极型晶体管T1的基极电流越大，集电极与发射极之间的压降越小；双极型晶体管T1的基极电流越小，集电极与发射极之间的压降越大。
进一步优选的，本实施例中还包括：第二电阻R2，其的第一端与A节点连接，第二端与双极型晶体管T1的基极连接。双极型晶体管T1的基极电流不仅与A节点的电压有关，还与第二电阻R2的阻值有关，故在A节点的电压一定的情况下，本实施例中还可通过调整第二电阻R2的阻值大小来对双极型晶体管T1的基极电流进行控制。
具体的，双极型晶体管T1的基极电流I＝(UA-UBE)/R2。其中，UA为A节点的电压，UBE为双极型晶体管T1的正向导通电压(例如，硅三极管的导通电压通常为0.7V)，R2为第二电阻R2的阻值。
优选的，本实施例中，还可包括第四电阻R4，其的第一端与电源单元连接，第二端于双极型晶体管T1的集电极连接。该第四电阻R4可便于工程应用中的测试工作。
本实施例中，通过电压供给模块向A节点提供电压。优选的，电压供给模块可包括：信号源和积分模块。其中，信号源用于提供不同占空比的脉宽调制信号；积分模块用于对信号源提供的脉宽调制信号进行积分，以向A节点提供相应的电压。
也就是说，本实施例中，可通过对不同占空比的脉宽调制信号进行积分来获得不同的电压。具体的，本实施例中可在一帧画面显示时间内，通过占空比逐渐增大的脉宽调制信号来使A节点的电压逐渐增大，从而使双极型晶体管T1的基极电流逐渐增大，集电极与发射极之间的压降逐渐减小，也即使调节后的栅极工作电压逐渐增大，从而使向距离栅极电压控制电路较远的栅线输出的栅极驱动电压在经过压降后仍能够达到标准幅值的栅极驱动电压，以免影响对显示面板的显示。
其中，脉宽调制信号的占空比可根据实际显示面板的显示时间、电压传输过程中的压降大小来进行设置。可以理解的是，对显示面板的压降补偿精度与脉宽调制信号的波形占空比变化有关，补偿越精准，则要求脉宽调制信号的波形占空比变化越快，这会对电路的要求越高。实际应用中，由于栅线数量众多，逐条对栅线分别进行压降补偿并不现实，故只需将显示基板划分为几个区域，分区进行压降补偿即可。
具体的，例如：栅极电压控制电路集成于COF中，沿远离COF的方向将显示面板依次划分为四个区域(第一区域、第二区域、第三区域、第四区域，其中，第一区域距离COF最近，第四区域距离COF最远)，控制信号源依次输出波形占空比为50％、60％、70％、80％的脉宽调制信号，从而使得在波形占空比为50％的脉宽调制信号所转换的DC电压调节下的栅极工作电压(脉宽调制信号的波形占空比小，输出的调节后的栅极工作电压较小)最终输入第一区域的栅线；在波形占空比为60％的脉宽调制信号所转换的DC电压调节下的栅极工作电压最终输入第二区域的栅线；在波形占空比为70％的脉宽调制信号所转换的DC电压调节下的栅极工作电压最终输入第三区域的栅线；在波形占空比为80％的脉宽调制信号所转换的DC电压调节下的栅极工作电压(脉宽调制信号的波形占空比大，输出的调节后的栅极工作电压较大)最终输入第四区域的栅线；也即本实施例的电压调节单元所输出的对应不同区域的栅极驱动电压不同，从而使这些栅极驱动电压在经过传输过程中的压降后，最终输入到栅线时辅助降至标准栅极工作电压，从而保持显示面板整体的显示一致。
本实施例中，积分模块具体可包括：第一电阻R1和第一电容C1；其中，第一电阻R1的第一端与信号源的输出端连接，第二端与A节点连接第一电容C1的第一端与A节点连接，第二端与低电平连接。
优选的，本实施例的栅极电压控制电路还包括保护单元，具体可为第三电阻R3，其的第一端与A节点连接，第二端与低电平连接。本实施例中，可利用第三电阻R3实现对双极型晶体管T1的保护作用，避免A节点在电压变化瞬间产生的高电压对双极型晶体管T1的正常工作产生影响。
为了对本实施例中的栅极电压控制电路进行更为清楚的说明，以下结合电压调节单元包括双极型晶体管T1、电压供给模块包括：积分模块和提供脉宽调制信号的信号源为例对上述的栅极电压控制电路的工作过程进行说明。
电源单元向双极型晶体管T1的基极输入栅极工作电压，信号源向第一电阻R1的第一端输入脉宽调制信号，该脉宽调制信号经过由第一电阻R1和第一电容C1组成的积分电路进行积分，在A节点转换成对应的DC电压，控制双极型晶体管T1导通，且A节点的电压决定了双极型晶体管T1的集电极与发射极之间的压降；电源单元提供的栅极工作电压在通过双极型晶体管T1的集电极和发射极后，输出调节后的栅极工作电压。
其中，A节点的DC电压于脉宽调制信号的占空比有关，脉宽调制信号的占空比越大，则A节点的DC电压值越高。本实施例中，可通过控制信号源输出对应的占空比变化的脉宽调制信号即可最终控制调节单元输出的调节后的栅极工作电压的幅值大小。
实施例2：
如图1和2所示，本实施例提供一种栅极驱动电路，包括实施例1提供的任意一种栅极电压控制电路。
优选的，本实施例中的栅极驱动电路还包括电源单元，用于向电压调节单元提供栅极工作电压。具体的，该电源单元可包括电源端AVDD和Chanrge Bump升压回路，AVDD提供基础电压，经Chanrge Bump升压回路升压后向电压调节单元输出栅极驱动电压。其中，电源单元输出的栅极驱动电压应大于标准栅极驱动电压，以便后续调节电源对其进行降压后输出对应的调节后的栅极驱动电压。
优选的本实施例中的栅极驱动电路还包括：栅极驱动器，用于将电压调节单元调节后的栅极工作电压转换成时钟信号，以输出给栅线。具体的，栅极驱动器可包括脉冲电压转换模块(Level shift)，其可将电压调节单元输出的调节后的栅极工作电压转换为时钟信号输出给对应的GOA驱动模块，从而向对应的栅线输入栅极驱动电压。
实施例3：
本实施例提供一种显示装置，其包括实施例2中提供的任意一种栅极驱动电路。
由于本实施例中的显示装置包括实施例2中提供的栅极驱动电路，因此，该显示装置中的远离信号输入端的像素单元的充电能力明显提高，充电效果更好，故显示装置的画面显示一致性较好。
其中，显示装置可以为电致发光显示装置，例如手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、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)

1.一种栅极电压控制电路，其特征在于，包括：
电压供给模块，用于向A节点提供不同的电压；
电压调节单元，用于在A节点的电压的控制下，调节电源单元所提供的栅极工作电压的幅值，并将调节后的栅极工作电压输出给栅极驱动器。
2.根据权利要求1所述的栅极电压控制电路，其特征在于，所述电压供给模块包括：
信号源，用于提供不同占空比的脉宽调制信号；
积分模块，用于对所述信号源提供的脉宽调制信号进行积分，以向A节点提供相应的电压。
3.根据权利要求2所述的栅极电压控制电路，其特征在于，所述积分模块包括：第一电阻和第一电容；
所述第一电阻的第一端与所述信号源的输出端连接，第二端与A节点连接；
所述第一电容的第一端与A节点连接，第二端与低电平连接。
4.根据权利要求1所述的栅极电压控制电路，其特征在于，所述电压调节单元包括：双极型晶体管；其中，
所述双极型晶体管的基极连接所述A节点，集电极连接电源单元，发射极连接栅极驱动器。
5.根据权利要求4所述的栅极电压控制电路，其特征在于，还包括：第二电阻，其的第一端与A节点连接，第二端与所述双极型晶体管的基极连接。
6.根据权利要求1所述的栅极电压控制电路，其特征在于，还包括：第三电阻，其的第一端与A节点连接，第二端与低电平连接。
7.一种栅极驱动电路，包括权利要求1至6中任意一项所述的栅极电压控制电路。
8.根据权利要求7所述的栅极驱动电路，其特征在于，还包括：电源单元，用于向所述电压调节单元提供栅极工作电压。
9.根据权利要求7所述的栅极驱动电路，其特征在于，还包括：栅极驱动器，用于将所述电压调节单元调节后的栅极工作电压转换成时钟信号，以输出给栅线。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求8或9所述的栅极驱动电路。
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