一种用于栅极驱动电路的补偿电路及其补偿方法
技术领域
本发明涉及显示面板的技术领域,尤其涉及一种用于栅极驱动电路的补偿电路及其补偿方法。
背景技术
面板驱动主要包括源极驱动电路和栅极驱动电路,其中栅极驱动电路包括栅极驱动芯片电路和GDM电路驱动两种方式。GDM驱动电路运用液晶显示面板的原有制程,将水平扫描线的驱动电路制作在显示区周围的基板上,使之能替代外接栅极驱动芯片电路完成水平扫描线的驱动。
其中GDM电路100包括N级栅极驱动电路,如图1所示为n级(n≤N)栅极驱动电路与对应的像素电路200连接的结构示意图,n级(n≤N)栅极驱动电路100包括第一TFT M1、第二TFT M2和第三TFT M3,第一TFT M1的栅极和第二TFT M2的栅极均连接清空信号CLR,第一TFT M1的源极和漏极分别连接上拉控制节点netA和低电平Vss,第二TFT M2的源极连接低电平Vss,第三TFT M3的栅极连接上拉控制节点netA,第三TFT M3的源极分别连接时钟信号CKm,第二TFT M2的漏极和第三TFT M3的漏极均连接输出端Gn。
像素电路200的栅极线与第n级栅极驱动电路的输出端Gn连接,像素电路200的TFTPn位于栅极线和数据线Sn交叉处。
扫描线的扫描信号接到第n级栅极驱动电路的输出端Gn。对信号的关机时序有速度的要求:Gn输出高电位,使像素电路中TFT Pn打开,清空像素区内电荷;清空信号CLR打开,清空GDM电路的内部节点电荷。
考虑极端最差情况下,各个TFT的阈值电压Vth为5V,TFT开启的必要条件是VG-VS≥Vth,即栅极电压和源极电压之差不小于阈值电压Vth。
对于像素电路200的TFT Pn,VS=0V,推导Gn最小电位Vg_min=Vth+VS=5V,对于GDM电路100的TFT,VS=Vg_min=5V,推导清空信号CLR最小电位Vclr_min=Vth+Vg_min=10V,进行GDM电路的内部电荷清空时,VS=VSS=0V,推导清空信号CLR最小电位Vclr_min=Vth+VSS=5V。
因此要求:关机瞬间清空信号CLR、时钟信号CKm、低电平VSS必须要大于10V必要;时钟信号CKm与低电平VSS=0V时,清空信号CLR至少5V。理想断电时序如图2所示。
实际电路中,在关机瞬间清空信号CLR处于高电位VGH1,由于VGH1放电时序较慢,导致时钟信号CKm放电到接地或低电压很慢。在时钟信号CKm为接地或低电压时,清空信号CLR电位已低于5V,不足以打开TFT以清除GD电路中的电荷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改变控制掉电输入、且时钟信号在清空信号降至预定电压之前接地或输入低电压的用于栅极驱动电路的补偿电路及其补偿方法。
本发明提供一种用于栅极驱动电路的补偿电路,所述补偿电路与电平转换器连接,输入电压经所述补偿电路输入电压至电平转换器,所述电平转换器输入清空信号、低电平和时钟信号至栅极驱动电路;所述补偿电路包括第一电阻、第一MOS管、与第一MOS管的漏极连接的第二电阻、第二MOS管、与第二MOS管的漏极连接的第三电阻以及与第二MOS管的源极连接的第四电阻,其中第一电阻的第一端、第一MOS管的源极、第二MOS管的栅极和第三电阻的第一端均连接输入电压,所述第一电阻的第二端、第二电阻的第二端和第四电阻的第二端接地或输入恒压低电压。
优选地,所述第一电阻的第一端、第一MOS管的源极、第二MOS管的栅极和第三电阻的第一端均连接于上拉控制节点;第一MOS管的栅极、第二MOS管的源极、第二电阻的第一端和第四电阻的第一端均连接且连接与下拉控制节点。
优选地,所述第一MOS管为P-mos管,第二MOS管为N-mos管。
优选地,第一电阻的电阻为5Ω,第二电阻为100Ω,第三电阻为10Ω,第四电阻为5Ω。
本发明还提供一种用于栅极驱动电路的补偿电路的补偿方法,设定上拉控制节点为A点,下拉控制节点为B点,补偿方法包括如下步骤:
S1:第一阶段,输入超过预定电压输入补偿电路,第二MOS管导通,第一MOS管断开;第三电阻可使得第二MOS管导通后A点的电压大于B点的电压,维持第二MOS管持续导通;
S2:第二阶段,随着补偿电路的输入电压放电且输入电压小于预定电压时,第二MOS管断开,第一MOS管导通;输入电压通过第二电阻和第一电阻放电,且时钟信号在清空信号降至预定电压之前接地或输入低电压。
优选地,对应步骤S1,当输入电压大于预定电压时,A点的电位较高,使得MOS管的栅极电压和源极电压之差不小于MOS管的阈值电压,第二MOS管导通,第一MOS管断开;第三电阻使得第二MOS管导通后A点的电压大于B点的电压,维持第二MOS管持续导通。
优选地,对于步骤S2,随着输入电压放电,当输入电压小于预定电压时,A点的电位较低,使得MOS管的栅极电压和源极电压之差小于MOS管的阈值电压Vth,第二MOS管断开;B点低电位,此时对于第一MOS管的源极电压大于第一MOS管的栅极电压,第一MOS管导通;时钟信号在清空信号降至预定电压之前接地或输入低电压。
本发明通过将输入电压掉电速度改为两个速度,能够改善栅极驱动电路的掉电时序,避免由于时钟信号CKm掉电太快,造成像素电路的清除不净,避免了电荷残留造成的开关机闪屏;同时可以避免时钟信号CKm掉电过慢,造成清空信号CLR无法打开栅极驱动电路的TFT以清除栅极驱动电路中的电荷。
附图说明
图1为现有第n级栅极驱动电路和像素电路的结构示意图;
图2为图1所示第n级栅极驱动电路在断电时的理想时序图;
图3为本发明补偿电路与电平转换器和栅极驱动电路的连接示意图;
图4为本发明补偿电路的单独结构示意图;
图5为图4所示补偿电路的电压输入端的电压大于2V的结构示意图;
图6为图4所示补偿电路的电压输入端的电压小于2V的结构示意图;
图7为本发明栅极驱动电路的时钟信号CKm两个阶段掉电时序图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示了其中的一个,或仅标出了其中的一个。在本文中,“一个”不仅表示“仅此一个”,也可以表示“多于一个”的情形。
本发明揭示一种用于栅极驱动电路的补偿电路,改善栅极驱动电路的放电问题。如图3所示,补偿电路300设置在显示面板外,输入电压(即高电压VGH1)经补偿电路300进行补偿后输入至电平转换器300,电平转换器300输入清空信号CLR、低电平Vss和时钟信号CKm至栅极驱动电路100。
如图4所示,补偿电路300包括第一电阻R1、第一MOS管10、与第一MOS管10的漏极连接的第二电阻R2、第二MOS管20、与第二MOS管20的漏极连接的第三电阻R3以及与第二MOS管20的源极连接的第四电阻R4,其中第一电阻R1的第一端、第一MOS管10的源极、第二MOS管20的栅极和第三电阻R3的第一端均连接输入电压VHG1,第一电阻R1的第一端、第一MOS管10的源极、第二MOS管20的栅极和第三电阻R3的第一端均连接于上拉控制节点A;第一电阻R1的第二端、第二电阻R2的第二端和第四电阻R4的第二端接地或输入恒压低电压;第一MOS管10的栅极、第二MOS管20的源极、第二电阻R2的第一端和第四电阻R4的第一端均连接且连接与下拉控制节点B。
在本实施例中,第一MOS管10为P-mos管,第二MOS管20为N-mos管;第一电阻R1的电阻为5Ω,第二电阻R2为100Ω,第三电阻R3为10Ω,第四电阻R4为5Ω。
本发明还提供一种用于栅极驱动电路的补偿方法,包括如下步骤:
S1:第一阶段,输入电压超过预定电压(预定电压为2V)且输入至补偿电路,第二MOS管20导通,第一MOS管10断开;第三电阻R3可使得第二MOS管20导通后VA>VB(即,A点的电压大于B点的电压),能够维持第二MOS管20持续导通。
具体地,阶段一:当输入电压VGH1>2V时,如图4所示,A点的电位较高,使得Vgs>Vth(即MOS管的栅极电压和源极电压之差不小于MOS管的阈值电压Vth),第二MOS管20导通,第一MOS10断开。第三电阻R3可使得第二MOS管20导通后VA>VB(即,A点的电压大于B点的电压),能够维持第二MOS管20持续导通。
当输入电压VGH1时,VGH1通过第三电阻R3、第四电阻R4和第一电阻R1进行放电,第三电阻R3、第四电阻R4和第一电阻R1的等效电阻为3.75KΩ,速率较慢,以支持第二MOS管20的栅极打开,将像素电路200(如图1所示)内的电荷清除。
S2:第二阶段,随着补偿电路的输入电压放电且输入电压小于预定电压(预定电压为2V)时,第二MOS管20断开,第一MOS管10导通;补偿电路的输入电压通过第二电阻R2和第一电阻R1放电,且较为迅速的将时钟信号CKm在清空信号CLR降至预定电压(预定电压为5V)之前接地或输入低电压。
具体地,阶段二:随着VGH1放电,当VGH1<2V时,如图5所示,A点的电位较低,使得Vgs<Vth,第二MOS管20断开。B点低电位,此时对于第一MOS管10:VS>VG(即第一MOS管10的源极电压大于第一MOS管10的栅极电压),第一MOS10导通。
VGH1通过第二电阻R2和第一电阻R1放电,第二电阻R2和第一电阻R1的等效电阻为98Ω,速率较快。可较为迅速的将GCK信号在清空信号CLR降至5V前拉到接地或输入低电压。
通过实验可以看到,如图6所示,时钟信号CKm的掉电时序被分为两个阶段,能够保证清除像素电路内的电荷,同时在清空信号CLR掉5V之前时钟信号CKm接地或输入低电压。
本发明通过将输入电压掉电速度改为两个速度,能够改善栅极驱动电路的掉电时序,避免由于时钟信号CKm掉电太快,造成像素电路的清除不净,避免了电荷残留造成的开关机闪屏;同时可以避免时钟信号CKm掉电过慢,造成清空信号CLR无法打开栅极驱动电路的TFT以清除栅极驱动电路中的电荷。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等),这些等同变换均属于本发明的保护范围。