CN208433206U - 栅极驱动电路以及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种栅极驱动电路以及显示装置，包括分别用于驱动显示面板上的一条对应的栅极线的多级栅极驱动单元，其中，每级栅极驱动单元包括：预充电模块，用于根据前级栅极驱动信号将第一时钟信号提供给第一节点；削角模块，与输出模块相连，用于根据第二时钟信号将削角控制信号提供至输出模块；输出模块，控制端与第一节点相连，用于根据第一节点的电位将削角控制信号输出为本级栅极驱动信号；下拉模块，与预充电模块连接于第一节点，用于根据后级栅极驱动信号将第三时钟信号提供给第一节点；其中，削角控制信号为上升沿和/或下降沿被削角调制的周期性波形信号。

Description

栅极驱动电路以及显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种栅极驱动电路以及显示装置。

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，液晶显示面板与驱动电路的基本工作原理为：栅极驱动电路包括与栅极线连接的多个栅极驱动单元，栅极驱动单元通过与栅极线电性连接的上拉晶体管向栅极线送出栅极驱动信号，依序将每一行的TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)打开，然后由源极驱动电路同时将一整行的像素单元充电到各自所需的电压，以显示不同的灰阶。即首先由第一行的栅极驱动单元通过其上拉晶体管将第一行的薄膜开关管打开，然后由源极驱动电路对第一行的像素单元进行充电。第一行的像素单元充好电时，栅极驱动单元将该行薄膜晶体管关闭，然后第二行的栅极驱动单元通过其上拉晶体管将第二行的薄膜晶体管打开，再由源极驱动电路对第二行的像素单元进行充放电。如此依序下去，当充好最后一行的像素单元，便又重新从第一行开始充电。

图1示出现有技术的栅极驱动单元的电路结构图。

如图1所示，现有技术的栅极驱动单元100包括开关管T1-T7以及电容C1-C2和电容C_GD。其中，开关管T1的控制端接收前级栅极驱动信号Gn-4，第一通路端接收第一时钟信号Clk1，第二通路端与第一节点Q相连。开关管T3的控制端接收后级栅极驱动信号Gn+4，第一通路端与第一节点Q相连，第二通路端接收第三时钟信号Clk3。开关管T2构成栅极驱动单元100的输出模块，控制端与第一节点Q相连，第一通路端接收第二时钟信号Clk2，第二通路端输出本级栅极驱动信号Gn。开关管T4-T7组成栅极驱动单元100的稳定模块，开关管T4的控制端接收第四时钟信号Clk4，第一通路端与开关管T5的第二通路端相连，第二通路端接收低电压信号VGL，其中，开关管T4的第一通路端与开关管T5的第二通路端的中间节点与本级栅极驱动信号Gn的输出端相连。开关管T5的第一通路端与第一节点Q和开关管T2的控制端的中间节点相连，控制端与开关管T7的控制端相连。开关管T6的第一通路端与开关管T5的控制端和开关管T7的控制端的中间节点相连，第二通路端接收低电压信号VGL，控制端与开关管T7的第一通路端相连。开关管T7的第一通路端与本级栅极驱动信号Gn的输出端相连，第二通路端接收低电压信号VGL。此外，电容C1的第一端与开关管T2的控制端相连，第二端与开关管T2的第二通路端连接。电容C_GD的第一端与开关管T2的第一通路端连接，第二端与开关管T2的控制端连接。电容C2的第一端与第二时钟信号Clk2接收端相连，第二端与开关管T5的控制端和开关管T7的控制端的中间节点相连。

然而，现有的栅极驱动电路的不足之处在于：显示晶体管从导通到关闭的瞬间，由于显示晶体管中栅极和漏极之间的耦合电容较大，造成像素电极上的电压产生的馈通电压较大，导致显示面板在显示画面时出现闪烁、残影等问题。为了改善这种问题，现有技术的栅极驱动电路通过减小寄生电容C_GD的电压，同时对输入信号进行相应的削角处理。但是这种方案对栅极驱动单元的输入信号的波形的要求提高，同时会增加栅极驱动单元的功耗。

因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种可以输出具有削角波形的扫描信号的栅极驱动电路和显示装置，既可以消除显示面板在显示画面时出现闪烁、残影等问题，又不会增加额外的功耗。

根据本实用新型的一方面提供一种栅极驱动电路，包括分别用于驱动显示面板上的一条对应的栅极线的多级栅极驱动单元，其特征在于，每级所述栅极驱动单元包括：预充电模块，用于根据前级栅极驱动信号将第一时钟信号提供给第一节点；削角模块，与输出模块相连，用于根据第二时钟信号将削角控制信号提供至所述输出模块；输出模块，控制端与所述第一节点相连，用于根据所述第一节点的电位将所述削角控制信号输出为本级栅极驱动信号；下拉模块，与所述预充电模块连接于所述第一节点，用于根据后级栅极驱动信号将第三时钟信号提供给所述第一节点；其中，所述削角控制信号为上升沿和/或下降沿被削角调制的周期性波形信号。

优选地，所述削角控制信号与所述第一时钟信号、所述第二时钟信号的频率相等。

优选地，所述栅极驱动单元还包括稳定模块，用于根据第四时钟信号以及低电压信号稳定所述本级栅极驱动信号。

优选地，所述预充电模块包括：第一开关管，控制端接收所述前级栅极驱动信号，第一通路端接收所述第一时钟信号，第二通路端与所述第一节点相连。

优选地，所述削角模块包括至少一个开关管，所述开关管的控制端接收所述第二时钟信号，所述开关管的第一通路端接收所述削角控制信号，所述开关管的第二通路端与所述输出模块相连。

优选地，所述输出模块包括：第二开关管，控制端与所述第一节点相连，第一通路端接收所述削角控制信号，第二通路端用于提供所述本级栅极驱动信号；以及第一电容，第一端与所述第二开关管的控制端相连，第二端与所述第二开关管的第二通路端相连。

优选地，所述下拉模块包括：第三开关管，控制端接收所述后级栅极驱动信号，第一通路端与所述第一节点相连，第二通路端接收所述第三时钟信号。

优选地，所述稳定模块包括：第四至第七开关管以及第二电容，其中，所述第四开关管和所述第五开关管串联于所述第一节点与所述低电压信号接收端之间，所述第四开关管和所述第五开关管的中间节点与所述第二开关管的第二通路端相连，所述第四开关管的控制端接收所述第四时钟信号，所述第五开关管的控制端与第七开关管的控制端相连，所述第七开关管的第一通路端与所述第二开关管的第二通路端相连，第二通路端接收所述低电压信号，所述第六开关管的控制端与所述第七开关管的第一通路端连接，第一通路端与所述第五开关管的控制端相连，第二通路端接收所述低电压信号，所述第二电容串联于所述第二开关管的第一通路端与所述第五开关管的控制端之间。

优选地，所述栅极驱动单元还包括第三电容，第一端与所述削角模块与所述输出模块的中间节点相连，第二端接收低电压信号。

根据本实用新型的另一方面提供一种显示装置，其特征在于，包括上述的栅极驱动电路。

综上所述，本实用新型实施例通过在栅极驱动单元的输出模块的输入端增加削角模块，削角模块的控制端接收第二时钟信号，输入端接收周期性的削角控制信号，从而借由下拉模块的电压差补偿馈通电压的影响，既可以改善显示面板的闪烁、残像等现象，提高显示面板的显示品质，又不会增减栅极驱动单元的功耗。同时，本实用新型提供的栅极驱动单元不需要增加额外的屏蔽层，因此制成简单，易于实现；同时有利于实现窄边框设计。

在优选地实施例中，削角模块包括多个开关管，多个开关管的工作模式相同，所述多个开关管用于在所述第二时钟信号有效时将所述削角控制信号提供给所述第二开关管，提高了电路削角的稳定性。

在优选地实施例中，所述栅极驱动单元还包括第三电容，第一端与所述第二开关管的第一通路端连接，第二端接收低电压信号，用于滤除所述第二开关管接收到的削角控制信号中的信号噪声，降低电路噪声，提高电路的输出稳定性。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出根据现有技术的栅极驱动单元的电路示意图。

图2示出根据本实用新型的栅极驱动单元的结构示意图。

图3示出根据本实用新型的栅极驱动单元的电路示意图。

图4示出本实用新型的栅极驱动单元工作时序示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型。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，可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。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实用新型。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者之间不存在中间元件。

本实用新型可以以各种形式呈现，以下将描述其中一些实施例。

图2示出根据本实用新型的栅极驱动单元的电路示意图。

如图2所示，栅极驱动单元200包括预充电模块210、下拉模块220、削角模块230、输出模块240以及稳定模块250。

其中，预充电模块210接收前级栅极驱动信号Gn-4和第一时钟信号clk1，第一时钟信号clk1为预充电信号，在前级栅极驱动信号Gn-4为高电平时，预充电模块210将第一时钟信号clk1提供至第一节点Q，对第一节点Q进行预充电，将第一节点Q预充至高电位。

下拉模块220与预充电模块210连接于第一节点Q，下拉模块220接收后级栅极驱动信号Gn+4,和第三时钟信号clk3，用于在后级栅极驱动信号Gn+4为高电平时将第一节点Q和本级栅极驱动信号Gn的电位拉低。

削角模块230接收第二时钟信号clk2以及削角控制信号VGH，削角模块230的输出端与输出模块240的输入端连接，用于在第二时钟信号clk2为高电平时，将削角控制信号VGH提供至输出模块240的输入端。

输出模块240的控制端与第一节点Q连接，用于在第一节点Q的控制下将削角控制信号VGH输出为本级栅极驱动信号Gn。

稳定模块250接收第四时钟信号clk4和低电压信号VGL，稳定模块250用于维持第一节点Q的电位水平，使得本级栅极驱动信号Gn保持低电平。

图3示出根据本实用新型的栅极驱动单元的电路示意图。

如图3所示，预充电模块210包括第一开关管T1，第一开关管T1的控制端接收前级栅极驱动信号Gn-4，第一通路端接收第一时钟信号clk1，第二通路端与第一节点Q1相连。其中，预充电模块210的结构不限于此，可以是多个开关管或者其他结构。

下拉模块220包括第三开关管T3，第三开关管T3的控制端接收后级栅极驱动信号Gn+4，第一通路端与第一节点Q连接，第二通路端接收第三时钟信号clk3。当然，下拉模块220的结构不限于此，可以是多个开关管或者其他结构。

削角模块230包括至少一个开关管，图3示出的削角模块230包括第八开关管T8和第九开关管T9，第八开关管T8和第九开关管T9的控制端同时接受第二时钟信号clk2，第一通路端接收削角控制信号VGH，第二通路端与输出模块240相连以向输出模块240提供削角控制信号VGH。

输出模块240包括第二开关管T2，第二开关管T2的控制端与第一节点Q相连，第一通路端与削角模块230相连以接收削角控制信号VGH，第二通路端用于输出本级栅极驱动信号Gn。输出模块240还包括第一电容C1，第一电容C1的第一端与第二开关管T2的控制端连接，第二端与第二开关管T2的第二通路端连接。此外，输出模块240的结构不限于此，也可以是多个开关管或者其他的结构。

稳定模块250包括第四至第七开关管T4-T7，其中，第四开关管T4的控制端接收第四时钟信号Clk4，第一通路端与第五开关管T5的第二通路端相连，第二通路端接收低电压信号VGL。第五开关管的第一通路端与第一节点Q连接，控制端与第二节点QB连接，第二通路端与第二开关管T2的第二通路端连接。第六开关管T6的第一通路端与第二节点QB相连，第二通路端接收低电压信号VGL，第六开关管T6的控制端与第七开关管T7的第一通路端相连。第七开关管T7的控制端与第二节点QB连接，第一通路端与第二开关管T2的第二通路端连接，第二通路端接收低电压信号VGL。稳定模块250还包括第二电容C2，第二电容C2的第一端与第二时钟信号clk2的接收端相连，第二端与第二节点QB连接。

此外，栅极驱动单元200还包括第三电容C3，第三电容C3的第一端与第二开关管T2的第一通路端连接，第二端与低电压信号VGL接收端连接。第三电容C3滤除第二开关管T2的第一通路端接收的削角控制信号VGH中的电路噪声，降低电路的信号噪声，提高电路稳定性。

图4示出本实用新型的栅极驱动单元工作时序示意图。

以下参照图3和图4对本实用新型的栅极驱动单元的工作原理进行详细说明。

如图4所示，第一至第四时钟信号clk1-clk4的占空比相同，占空比均为二分之一。削角控制信号VGH为至少一端削角的周期性的削角波形。

当前级栅极驱动信号Gn-4为高电平时，第一开关管T1导通，第一时钟信号clk1对第一电容C1充电，使得第一节点Q的电位上升到较高的电位。当前级栅极驱动信号Gn-4为低电平时，第一开关管T1关断，第一节点Q通过第一电容C1的自举作用维持高电位。第一节点Q导通第二开关管T2，此时第二时钟信号clk2为高电平，第八和第九开关管T8和T9也导通，第八和第九开关管T8和T9将削角控制信号VGH提供给第二开关管T2，第二开关管T2将削角控制信号VGH输出为本级栅极驱动信号Gn。

当后级栅极驱动信号Gn+4为高电平时，第三开关管T3导通，将第一节点Q的电位拉低，第二开关管T2关断。当第二时钟信号CLK2再次变为高电平时，通过第二电容C2的自举上拉，第二节点QB的电位升高，第五开关管T5和第七开关管T7导通，将本级栅极驱动信号Gn输出端的电位拉低为第一低电平。当第四时钟信号clk4为高电平时，第四开关管T4导通，将本级栅极驱动信号Gn输出端的电位继续拉低为第二低电平，借由第一低电平和第二低电平的压差，从而抵消当本级栅极驱动信号由开启到关闭经由储存电容Cst和寄生电容Cgd所产生的馈通电压。

在实用新型本实施例中，第一至第九开关管Tl～T9为N型晶体管。第一至第九开关管Tl～T9的控制端为晶体管的栅极。第一至第九开关管Tl～T9的第一通路端均为晶体管的漏极，第一至第九开关管Tl～T9的第二通路端均为晶体管的源极。当然，本领域技术人员可以理解的是，第一至第九开关管Tl～T9也可以采用其他的开关元件实现,例如P型晶体管，以及各个晶体管的第一通路端和第二通路端可以互换(即漏极和源极可以互换)。

根据本实用新型的另一方面，提供一种显示装置，包括上述的栅极驱动电路。

综上所述，本实用新型实施例通过在栅极驱动单元的输出模块的输入端增加削角模块，削角模块的控制端接收第二时钟信号，输入端接收周期性的削角控制信号，从而借由削角模块和下拉模块的电压差补偿馈通电压的影响，既可以改善显示面板的闪烁、残像等现象，提高显示面板的显示品质，又不会增减栅极驱动单元的功耗。同时，本实用新型提供的栅极驱动单元不需要增加额外的屏蔽层，因此制成简单，易于实现；同时有利于实现窄边框设计。

在优选地实施例中，削角模块包括多个开关管，多个开关管的工作模式相同，所述多个开关管用于在所述第二时钟信号有效时将所述削角控制信号提供给所述第二开关管，提高了电路削角的稳定性。

在优选地实施例中，所述栅极驱动单元还包括第三电容，第一端与所述第二开关管的第一通路端连接，第二端接收低电压信号，用于滤除所述第二开关管接收到的削角控制信号中的信号噪声，降低电路噪声，提高电路的输出稳定性。

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。

依照本实用新型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，也不限制该实用新型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实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种栅极驱动电路，包括分别用于驱动显示面板上的一条对应的栅极线的多级栅极驱动单元，其特征在于，每级所述栅极驱动单元包括：

预充电模块，用于根据前级栅极驱动信号将第一时钟信号提供给第一节点；

削角模块，与输出模块相连，用于根据第二时钟信号将削角控制信号提供至所述输出模块；

输出模块，控制端与所述第一节点相连，用于根据所述第一节点的电位将所述削角控制信号输出为本级栅极驱动信号；

下拉模块，与所述预充电模块连接于所述第一节点，用于根据后级栅极驱动信号将第三时钟信号提供给所述第一节点；

其中，所述削角控制信号为上升沿和/或下降沿被削角调制的周期性波形信号。

2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述削角控制信号与所述第一时钟信号、所述第二时钟信号的频率相等。

3.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述栅极驱动单元还包括稳定模块，用于根据第四时钟信号将所述本级栅极驱动信号维持于低电压信号。

4.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述预充电模块包括：

第一开关管，控制端接收所述前级栅极驱动信号，第一通路端接收所述第一时钟信号，第二通路端与所述第一节点相连。

5.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述削角模块包括至少一个开关管，所述开关管的控制端接收所述第二时钟信号，所述开关管的第一通路端接收所述削角控制信号，所述开关管的第二通路端与所述输出模块相连。

6.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述输出模块包括：

第二开关管，控制端与所述第一节点相连，第一通路端接收所述削角控制信号，第二通路端用于提供所述本级栅极驱动信号；以及

第一电容，第一端与所述第二开关管的控制端相连，第二端与所述第二开关管的第二通路端相连。

7.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述下拉模块包括：

第三开关管，控制端接收所述后级栅极驱动信号，第一通路端与所述第一节点相连，第二通路端接收所述第三时钟信号。

8.根据权利要求3所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述稳定模块包括：

第四至第七开关管以及第二电容，其中，所述第四开关管和所述第五开关管串联于所述第一节点与所述低电压信号接收端之间，

所述第四开关管和所述第五开关管的中间节点与所述第二开关管的第二通路端相连，

所述第四开关管的控制端接收所述第四时钟信号，所述第五开关管的控制端与第七开关管的控制端相连，

所述第七开关管的第一通路端与所述第二开关管的第二通路端相连，第二通路端接收所述低电压信号，

所述第六开关管的控制端与所述第七开关管的第一通路端连接，第一通路端与所述第五开关管的控制端相连，第二通路端接收所述低电压信号，

所述第二电容串联于所述第二开关管的第一通路端与所述第五开关管的控制端之间。

9.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述栅极驱动单元还包括第三电容，第一端与所述削角模块与所述输出模块的中间节点相连，第二端接收低电压信号。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的栅极驱动电路。