CN110164395B - 驱动电路及驱动方法 - Google Patents
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Abstract
一种驱动电路，其包括第一开关、连接第一开关的补偿元件、连接至第一开关的栅极的第一扫描线以及连接至补偿元件的第二扫描线。补偿元件适于存储来自第二扫描线的电压信号。第一开关以及补偿元件形成一信号线路。当第一扫描线传递一第一电压至第一开关的栅极以开启第一开关时，第二扫描线同时传递一第二电压至补偿元件以导通信号线路，且第一电压与第二电压彼此电性相反。一种驱动方法亦被提出。
Description
技术领域
本发明有关一种驱动电路以及驱动方法；特别是有关于一种输入信号或输出信号的传递的驱动电路以及驱动方法。
背景技术
随着图像显示技术的进步与发展，传统的阴极射线显示器(Cathode Ray TubeDisplay,CRT display)已逐渐被平板显示器(Flat panel display)取代。平板显示器一般常见的是由薄膜晶体管驱动的液晶显示器(Thin-Film Transistor Liquid CrystalDisplay,TFT-LCD)，其具有降低功耗、体积并提高解析度等优点。
然而，液晶显示装置发展至今，仍有一些待改善的问题，其中之一产生在TFT中的寄生电容。TFT在源极、漏极都会产生寄生电容，其各自连接到数据线和扫描线，会成为数据线的驱动负载和扫描线的驱动负载。随着液晶显示技术的发展，数据传输速度的需求也随之提高，对于上述这些负载的容忍度也相对降低。同时，信号线路会因为显示面的大小、解析度的提升不断增加其长度以及密度，寄生电容的驱动负载问题也会提升。因此，如何解决寄生电容所带来的问题仍是目前所要解决的目标之一。
发明内容
本发明提供一种驱动电路，其可以在传递信号后维持适当的电位。
本发明的驱动电路包括至少一第一开关、连接第一开关的补偿元件、连接至第一开关的栅极的第一扫描线以及连接至补偿元件的第二扫描线，其中补偿元件适于存储来自第二扫描线的电压信号，且第一开关以及补偿元件形成一信号线路。当第一扫描线传递一第一电压至第一开关的栅极以开启第一开关时，第二扫描线同时传递一第二电压至补偿元件以导通信号线路，且第一电压与第二电压彼此电性相反。
本发明提供一种驱动方法，其用以驱动包含至少一第一开关以及补偿元件的驱动电路，且第一开关以及补偿元件形成一信号线路。此驱动方法包括：
提供一第一电压至第一开关的栅极以开启第一开关；
提供一第二电压至补偿元件以导通信号线路；以及
以信号线路传递一数据信号或一感应信号；
其中第一电压与第二电压彼此电性相反。
由上述可知，藉由补偿元件和第一开关所形成的信号线路以及补偿元件和第一开关各自利用第一电压以及第二电压导通信号线路的方式，信号线路可以在传递一信号后维持适当的电位。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1是本发明第一实施例中显示面板的示意图；
图2是本发明第一实施例中显示面板的电路图；
图3是本发明一实施例中显示驱动信号和现有显示驱动信号的比较示意图；
图4,5是本发明一实施例中驱动信号和现有显示驱动信号的比较模拟信号示意图；
图6是本发明第二实施例中显示面板的电路图；
图7是本发明第三实施例中感应模块的示意图；
图8是本发明第三实施例中感应模块的电路图。
其中，附图标记：
CLK1,CLK1B,G1,G2,G3,Gc1 扫描线
CLC,Cs 电容
in1,in2,in3,in4,in5,in6,D1,D2 数据线
SCLK1,SCLK2,SCLK3,SCLK4,SCLK5 第一电压
SCLKB1,SCLKB2,SCLKB3,SCLKB4,SCLKB5 第二电压
Sin1,Sin2,Sin3 数据信号
Sp1,Sp2,Sp3,Sout1,Sout2,Sout3,Sout4,Sout5 电极信号
100,200 显示面板
110,210,310 驱动电路
111,211,311 信号线路
112,212,312A-312C 第一开关
112Cgs,113Cgd,113Cgs 寄生电容
112d,113d,212d 漏极
112g,113g,212g,312Ag,312Bg,312Cg,313g 栅极
112s,113s,212s 源极
113,213,313 补偿元件
120,220 像素电极
300 感应模块
320A-320C 感应电极
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
本发明所提出的驱动电路可以应用至需要藉由例如是薄膜晶体管(Thin FilmTransistor,TFT)来控制信号传递的电子装置，电子装置例如是显示装置或是触控装置，本发明并不限于这些应用装置的类型。举例而言，本发明所提出的驱动电路可以用在输出信号，在显示模块中用来驱动显示电极，用以控制传递至显示电极信号的线路。本发明所提出的驱动电路也可以用在输入信号，在触控模块或是触控显示模块中用来驱动感应电极，用以控制传递至感应电极信号的线路。
应当理解，尽管术语「第一」、「第二」等在本文中可以用于描述各种元件、部件或部分，但是这些元件、部件或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件或部分区分开。因此，下面讨论的「第一元件」、「第一部件」、「第一开关」、「第一扫描线」或「第一部分」也可以被称为「第二元件」、「第二部件」、「第二开关」、「第二扫描线」或「第二部分」而不脱离本文的教导。
以下将分别以数个实施例说明本发明所提出的驱动电路在应用至像素电极以及感应电极时的详细技术特征。
请参照图1所示的显示面板的实施例示意图。本发明的第一实施例中，显示面板100包括驱动电路110和像素电极120，本实施例驱动电路110示例性应用至液晶显示面板100，但本发明不限于此应用领域。本实施例的驱动电路110例如是用以形成信号线路111，所述信号线路111用以连接并传递显示信号给像素电极120，像素电极120用以夹置液晶并施加电场以翻转液晶来提供光阀功能。
本实施例的驱动电路110包括连接于信号线路111的补偿元件113。请参照图1，驱动电路110包括第一开关112以及补偿元件113，上述信号线路111由互相连接的第一开关112以及补偿元件113形成，且像素电极120通过第一开关112以及补偿元件113接受显示信号。
本实施例的第一开关112以及补偿元件113用以控制显示信号至像素电极120的传递。具体而言，请参照图1，在显示模块100中，本实施例的驱动电路110包括第一扫描线CLK1以及第二扫描线CLK1B，其中第一扫描线CLK1连接至第一开关112；第二扫描线CLK1B连接至补偿元件113。第一扫描线CLK1用以传递一第一电压至第一开关112；第二扫描线CLK1B用以传递一第二电压至补偿元件113，上述第一电压和第二电压分别适于开通第一开关112和补偿元件113中用以形成信号线路111的部分，使来自数据线in1,in2的显示信号得以传递。举例而言，当第一电压经第一扫描线CLK1传递至第一开关112；第二电压经第二扫描线CLK1B传递至补偿元件113时，来自数据线in1的显示信号可以经由信号线路111传递至像素电极120。以下将进一步举例说明本实施例中上述各元件的特征。
请参照图2示的显示面板100的实施例电路图。具体而言，在本实施例的显示面板100中，第一开关112例如是一晶体管，而第一扫描线CLK1连接至第一开关112的栅极112g。在本实施例中，第一开关112的源极112s连接至数据线in1；第一开关112的漏极112d连接至补偿元件113，第一扫描线CLK1所传递的第一电压可以在第一开关112中形成沟道，使第一开关112的源极112s和漏极112s形成导通的状态，显示信号得以经第一开关往补偿元件113传递。
本实施例的补偿元件113例如是另一晶体管，且补偿元件113的源极113S连接至第一开关112的漏极112d；补偿元件113的漏极113d连接至像素电极120。补偿元件113的栅极113g连接至第二扫描线CLKB1，当补偿元件113接收到来自第二扫描线CLKB1的第二电压时，补偿元件113以会形成沟道使源极113s和漏极113d导通。因此，第一电压和第二电压可以分别导通第一开关112和补偿元件113使信号线路111可以传递显示信号至像素电极120。
同时，在本实施例中，上述传递至补偿元件130的第二电压的极性与传递至第一开关112的第一电压的极性相反，因此当第一电压和第二电压各自在第一开关112和补偿元件113形成寄生电容时，在数据线in1或第一扫描线CLK1产生改变电压时，补偿元件113的寄生电容和第一开关112的寄生电容是以极性相反的电压形成，因此可以补偿因第一开关112的寄生电容在像素电极120影响的电压变化量，进而使显示信号的传递可以维持良好的效率和品质。
举例而言，本实施例的第一电压例如是以一第一扫描信号形成，其包括开启信号以及关闭信号，当第一开关112接收到开启信号后，像素电极120所形成的电容CLC会藉由来自数据线路in1的显示信号充电。当第一开关112接收到关闭信号、栅极电压正在变化时，第一开关112因寄生电容所产生的信号延迟会被补偿元件113的寄生电容所产生的信号延迟补偿。因两者极性相反，不会在像素电极120所形成的电容CLC产生大量的电压减损，减少扫描线上寄生电阻、电容所产生的延迟效应，让电容CLC的充电电压维持在适当的范围。
在本发明第一实施例的显示面板100中，驱动电路110的补偿元件113的电容与第一开关112的寄生电容匹配，因此可以有效补偿第一开关112因电容耦合造成的影响。进一步而言，栅极112g和漏极112d之间所形成的寄生电容112Cgd的绝对值会与补偿元件113在栅极113g和源极113s之间以及栅极113g含漏极113d之间形成的寄生电容113Cgd,113Cgs实质上相等，因此在第一开关112接收关闭信号时，补偿元件113可以降低像素电极120的电位变化量，甚至维持像素电极120的电位。
具体而言，在本实施例所提出的驱动电路110中的第一开关112和补偿元件113都各自是一晶体管，较佳为薄膜晶体管，其中第一开关112包括一第一沟道；补偿元件113的晶体管包括一第二沟道。上述第一沟道和第二沟道满足：(W1/L1):(W2/L2)＝2:1；
其中W1,L1分别为该第一沟道的宽度以及长度；W2,L2分别为该第二沟道的宽度以及长度。上述第一沟道和第二沟道较佳由半导体形成，且因为满足上述的关系，因此112Cgs＝113Cgd+113Cgs。
举例而言，当提供至第一开关112的第一电压形成+20V(伏特)的电压差；提供至补偿元件113的第二电压形成-20V的电压差，由于：ΔQ1＝-20x 112Cgs；ΔQ2＝+20x(113Cgd+113Cgs)；
其中ΔQ1为第一开关的寄生电容的电荷量；ΔQ2为补偿元件的寄生电容的电荷量，且112Cgs＝113Cgd+113Cgs，因此两个电荷量总和实质上为零，而电位变化量也因此实质上为零。因此，像素电容CLC的像素电极120的电位变化量实质上也可以降低或甚至为零。
图3为本发明一实施例中信号和现有显示驱动信号的比较示意图，其应用至类似于上述实施例的显示面板以及现有的显示面板。请参照图3，Sin1为提供至数据线的数据信号；SCLK1,SCLK2,SCLK3为提供至不同第一扫描线的第一电压；SCLKB1,SCLKB2,SCLKB3为提供至不同第二扫描线的第二电压；Sp1,Sp2,Sp3为不同像素电极的电位。在这些像素电极的信号Sp1,Sp2,Sp3中，实线为包含补偿元件的信号，虚线为不包含补偿元件的信号。由于在没有补偿元件时，像素电极的信号Sp1,Sp2,Sp3会被第一电压SCLK1,SCLK2,SCLK3在关闭时的压降的影响。由图3可知，补偿元件可以有效补偿像素电极的电位，进而维持良好的显示效果。
图4为本发明一实施例的驱动电路与现有显示驱动电路的信号模拟比较图。请参照图6，Sin2为提供至数据线的数据信号；SCLK4为提供至第一扫描线的第一电压；SCLKB4为提供至第二扫描线的第二电压；Sout1为现有显示驱动电路的显示电极的模拟信号；Sout2以及Sout3为本发明实施例的驱动电路所连接的显示电极的模拟信号，其中Sout2为以电容作为补偿元件的实施方式，Sout3为以晶体管作为补偿元件的实施方式。以电容作为补偿元件的实施方式将在下文中以实施例进一步说明。由图4可以看出，在没有对应接受第二电压的补偿元件时，显示电极的信号Sout1会因为第一扫描线的第一电压SCLK4下降而受影响。
举例而言，数据信号Sin2例如提供1伏特的信号，第一扫描线则提供自-10伏特至+10伏特的开启信号。参照像素电极的信号Sout1，当开启信号开启第一开关并让像素电极充能至1伏特后(参照图4中时间点t1)，第一电压信号SCLK4中的关闭信号也会影响像素电极信号Sout1，使之降至-8.91伏特(参照图4中时间点t2)，进而影响显示效果。相对地，当补偿元件存在于信号线路且同步接收第二电压信号SLKB4时，显示电极的信号Sout2,Sout3可以维持在1伏特。由上述可知，补偿元件可以提供良好的像素电压维持功能。
图5为本发明一实施例中驱动电路信号与现有显示驱动电路的模拟比较示意图，其中Sin3为提供至数据线的数据信号；SCLK5为提供至第一扫描线的第一电压；SCLKB5为提供至第二扫描线的第二电压；Sout4为有补偿元件的像素电极的电位；Sout5为没有补偿元件的像素电极的电位。需要说明的是，此处数据信号Sin3为逐渐提升的信号，在时间点t3时数据信号Sin3为1.4伏特；第一电压自-10提升至10来开启第一开关；第二电压则提供至补偿元件并以相反的压差(-20伏特)充能。当第一开关关闭后，在时间点t4时，本实施例的驱动电路所连接的显示电极仍维持在1.4伏特，而现有的显示驱动电路则落至-8.98伏特。由图5可知，补偿元件实质上可以让像素电极维持电位。
在本发明所提出的驱动电路中，补偿元件并不限于上述以晶体管实施，在其他实施例中更可以以电容或其他可以存储电位的电子元件来实施。请参照图6，在本发明的第二实施例中，显示面板200包括驱动电路210以及像素电极220。在驱动电路210中，形成信号线路211的第一开关212以及补偿元件213彼此连接，串联于数据线路in3和像素电极220之间。与上述第一实施例的不同之处在于，本实施例的补偿元件213例如是电容元件，其电容值实质上与第一开关212的寄生电容212Cgd相同。由上述实施例可知，藉由第一扫描线CLK2在提供第一电压至第一开关212时，第二扫描线CLK2B提供第二电压至补偿元件213，其中第一电压和第二电压彼此极性不同，因此补偿元件213可以补偿像素电极220在第一开关212关闭时所造成的压降。
本发明所提出的驱动电路并不限于使用于上述的像素电极，还可以应用于感应电极。感应电极可以提供例如是电容触控功能，但本发明不限于此。以下将以另一实施例说明。请参照图6所绘示感应模块的示意图。请参照图7，在本发明的第三实施例中，感应模块300的驱动电路310的信号线路311驱动感应电极320A、320B以及320C，其用以传递感应信号至感应电极320A-320C。
请参照图7，在本实施例中，信号线路311是由彼此连接的补偿元件313和多个第一开关312A-312C为例。此处图7以三个第一开关以及一个补偿元件的信号线路为例，其并非用以限定本发明。具体而言，本实施例的第一开关312A由第一扫描线G1所传递的第一电压开通；第一开关312B由第一扫描线G2所传递的第一电压开通；第一开关312C由第一扫描线G3所传递的第一电压开通；第二扫描线Gc1用以在上述的任一第一开关312A-312C接收到第一电压时传递第二电压以开通补偿元件313并使信号线路311得以传递感应信号。在本实施例中，藉由第一扫描线G1-G3依序开启第一开关312A-312C，并搭配第二扫描线Gc1开启补偿元件313，数据线D1可以依序传递的感应信号至感应电极320A,320B或320C，且补偿元件313可以使感应电极320A、320B或320C接收到感应信号时维持电位。
具体而言，请参照图8，在感应模块300中的驱动电路310中，本实施例的信号线路311中这些第一开关312A、312B是以晶体管实施；补偿元件313是以另一晶体管实施。以信号线路311而言，第一扫描线G1、G2分别轮流用以传递第一电压至第一开关312A的栅极312Ag、第一开关312B的栅极312Bg以及第一开关312C的栅极312Cg，而第二扫描线Gc1在每次上述的第一扫描线G1、G2传递第一电压时传递第二电压至补偿元件313的栅极313g，使信号线路311得以导通并传递感应信号至感应电极，其中第一电压和第二电压的极性彼此相反。因此，在感应电极320A接受感应信号并存储于感应电容Cs时，补偿元件313可以藉由相反极性的电容来分次补偿感应电极320A、320B的电位，以使感应电极320A、320B维持良好的电位。关于补偿元件313如何补偿信号线路311所连接之感应电极320A之电位可以参考上述的第一实施例，此处就不再赘述。
综上所述，本发明所提供的驱动电路可以在传递一信号给一像素电极或感应电极后藉由补偿元件维持信号，藉以提供良好的显示效果或感应效果。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种驱动电路，其特征在于，包括：
至少一第一开关；
一第一扫描线，连接至该第一开关的一栅极；
一补偿元件，连接至该第一开关；以及
一第二扫描线，连接至该补偿元件，该补偿元件用于存储来自该第二扫描线的电压信号；
其中该第一开关以及该补偿元件形成一信号线路，当该第一扫描线传递一第一电压至该第一开关的该栅极以开启该第一开关时，该第二扫描线同时传递一第二电压至该补偿元件以导通该信号线路，且该第一电压与该第二电压彼此电性相反；
当该驱动电路用以驱动一像素电极，该信号线路连接于一数据线以及该像素电极之间，当该第一开关以及该补偿元件各自接受该第一电压以及该第二电压时，该数据线依序经由该第一开关以及该补偿元件所导通的该信号线路传递一数据信号至该像素电极；
当该驱动电路用以驱动一感应电极，该信号线路连接于一感应线路以及该感应电极之间，当该第一开关以及该补偿元件各自接收该第一电压以及该第二电压时，该感应线路依序经由该第一开关以及该补偿元件所导通的该信号线路传递一感应信号至该感应电极；
该第一开关包括一第一晶体管，该补偿元件包括一第二晶体管，该信号线路由该第一晶体管的漏极、源极以及该第二晶体管的漏极、源极形成，该第二扫描线连接至该第二晶体管的栅极。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该第一晶体管包括一第一沟道，该第二晶体管包括一第二沟道，且该第一沟道以及该第二沟道满足：
(W1/L1):(W2/L2)＝2:1；
其中W1,L1分别为该第一沟道的宽度以及长度；W2,L2分别为该第二沟道的宽度以及长度。
3.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于包括多个该第一开关，该些第一开关与该补偿元件彼此串连，该些第一开关依序接收该第一电压，该补偿元件在每个该第一开关接受该第一电压的同时接受该第二电压。
4.一种驱动方法，用以驱动一包含至少一第一开关以及一补偿元件的驱动电路，且该第一开关以及该补偿元件形成一信号线路，该驱动方法包括：
提供一第一电压至该第一开关的一栅极以开启该第一开关；
提供一第二电压至该补偿元件以导通该信号线路；以及
以该信号线路传递一数据信号或一感应信号；
其中该第一电压与该第二电压彼此电性相反；
当该信号线路连接于一像素电极和一数据线之间时，该信号线路在该第一开关以及该补偿元件导通该信号线路时自该数据线传递该数据信号至该像素电极；
当该信号线路连接于一感应电极和一感应线路之间时，该信号线路在该第一开关以及该补偿元件导通该信号线路时自该感应线路传递该感应信号至该感应电极；
该第一开关包括一第一晶体管，该补偿元件包括一第二晶体管，该信号线路由该第一晶体管的漏极、源极以及该第二晶体管的漏极、源极形成。
5.如权利要求4所述的驱动方法，其特征在于，该第一电压的绝对值以及该第二电压的绝对值大小相同。
6.如权利要求4所述的驱动方法，其特征在于，当该信号线路由该补偿元件以及多个该第一开关串联而成时，依序传递该第一电压至该些第一开关，且每次传递该第一电压的同时也传递该第二电压至该补偿元件。
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