CN105869601B - 栅极驱动方法和电路以及包括栅极驱动电路的显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种栅极驱动方法、栅极驱动电路、和包括所述的栅极驱动电路的显示装置，该栅极驱动方法包括：当驱动显示面板的开关组件接通时，利用第一控制信号先将栅极信号驱动到第一高电压，然后驱动到第二高电压；和/或，当驱动显示面板的开关组件截止时，利用第二控制信号先将栅极信号驱动到第一低电压，然后驱动到第二低电压，其中第一高电压高于第二高电压，以及第一低电压低于第二低电压。根据本公开的驱动方法增加了充电时间，并且提高了充电率。

Description

栅极驱动方法和电路以及包括栅极驱动电路的显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，更具体地说，涉及一种用来提高显示面板的充电率的栅极驱动方法、栅极驱动电路和包括该栅极驱动电路的显示装置。
背景技术
目前大尺寸、高分辨率的显示面板，由于信号的传输距离长，充电时间短，导致这种产品普遍存在充电率偏低的现象，影响用户使用的舒适性。
由于栅极的传输线上存在电阻和寄生电容，导致栅极在截止的时候会有一定时间的延迟，在这部分延迟时间内，为了防止串行的发生，下一行的数据信号必须等待，等栅极信号达到截止TFT的电压时，再给下一行的数据信号，这段时间就是GOE时间，这样就造成了一部分时间上的浪费。
发明内容
本发明的另外方面和优点部分将在后面的描述中阐述，还有部分可从描述中明显地看出，或者可以在本发明的实践中得到。
本公开通过一种新的显示面板的栅极驱动方法，在栅极电压变化时，先驱动到一个更低(或者更高)的电位，然后恢复正常水平的方法，增加充电时间，提高充电率。
本公开通过在栅极信号从高压到低压的过程中，先到一个更低的电压VGL1，这样能让栅极电压更快的达到开关组件(薄膜晶体管，TFT)的低电压，缩短了GOE(Gate OutputEnable)时间，增大了面板的充电时间，提高了面板的充电率。同样，在栅极信号从低压到高压的过程中，先到一个比较高的电压VGH1，这样可以使栅极电压更快的达到TFT的高电压，增大了面板的实际充电时间，提高了面板的充电率。
在面板内部的TFT接通(或者截止)的时候一般需要一个固定的电压值，比如一般认为10V以上TFT接通，-3V以下TFT截止。而面板内部有寄生的电阻和电容，会在栅极电压变化的时候产生固有的电阻电容延迟(RC Delay)，电阻电容延迟的时间是由R和C的乘积决定的。
所以为了使驱动电路更早的达到上述的TFT接通(或者截止)的电压，本公开通过一种新的驱动方法，在栅极电压变化时，先驱动到一个更低(或者更高)的电位，然后恢复正常水平的方法，增加充电时间，提高充电率。
例如，正常的驱动电压为：高电压(VGH)大约是25V以及低电压(VGL)大约是-7V。固有的电阻电容延迟时间为1us。当栅极电压从-7V上升到25V时，这段时间为1us，那么达到10V这个认为TFT开启的电压可能需要经过0.7us；如果将VGH提升到35V，同样栅极电压从-7V上升到35V需要的时间也是1us，但是到10V的时间就会减少到比0.7us更少，增加了充电时间，提高了充电率。
本申请公开了一种栅极驱动方法，包括：当驱动显示面板的开关组件接通时，利用第一控制信号先将栅极信号驱动到第一高电压，然后驱动到第二高电压；和/或，当驱动显示面板的开关组件截止时，利用第二控制信号先将栅极信号驱动到第一低电压，然后驱动到第二低电压，其中第一高电压高于第二高电压，以及第一低电压低于第二低电压。
本申请还公开了一种栅极驱动电路，包括：连接到第一高电平和第二高电平的高电压生成电路，具有接收第一控制信号的控制信号输入端以及输出第一或第二高电压到输出电路的输出端，被配置以当驱动显示面板的开关组件接通时，在第一控制信号的控制下先输出第一高电压，然后输出第二高电压，其中第一高电压高于第二高电压；和/或连接到第一低电平和第二低电平的低电压生成电路，具有接收第二控制信号的控制信号输入端以及输出第一或第二低电压到输出电路的输出端，被配置以当驱动显示面板的开关组件截止时，在第二控制信号的控制下先输出第一低电压，然后输出第二低电压，其中第一低电压低于第二低电压，以及输出电路，具有接收栅极控制信号的输入端和输出栅极信号的输出端，被配置以当栅极控制信号为高时，输出来自低电压生成电路的第一低电压或第二低电压作为栅极信号；当栅极控制信号为低时，输出来自高电压生成电路的第一高电压或者第二高电压作为栅极信号。
本申请还公开了一种显示装置，包括如上所述的栅极驱动电路。
附图说明
通过结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，本发明的上述和其他目的、特性和优点将会变得更加清楚，其中相同的标号指定相同结构的单元，并且在其中：
图1示出了常规栅极驱动电路的示意图。
图2示出了根据本发明实施例的栅极驱动方法的示意图。
图3示出了根据本发明实施例的栅极驱动电路的框图。
图4示出了根据本发明实施例的栅极驱动电路的电路图。
具体实施方式
下面将参照示出本发明实施例的附图充分描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
图1示出了常规栅极驱动电路的示意图，该栅极驱动电路一般用来提供栅极信号，以驱动一列的液晶显示像素。栅极驱动电路一般操作于VGH以及VGL电位的轨对轨之间，并且具有一栅极输入端以及一输出端，以驱动液晶显示像素开关组件(TFT)的栅极。栅极驱动电路是由一PMOS开关装置M1以及一NMOS开关装置M2在硅晶圆上以已知的互补架构形成。
栅极驱动电路如一般所知的操作。当输入端的信号为高电平时，PMOS开关装置M1由于P型信道的形成而导通，而NMOS开关装置M2维持截止或者不导通。此状态下，输出端的电压电平是高电平VGH。当输入端的信号为低电平时，NMOS开关装置M2由于N型信道的形成而导通，而PMOS开关装置M1维持截止或者不导通。此状态下，输出端的电压电平是低电平VGL。
图2示出了根据本发明实施例的栅极驱动方法的示意图。
根据本公开的栅极驱动方法，在输出端的栅极信号的电压变化时，先驱动到一个更低(或者更高)的电压，然后恢复正常电压，从而增加充电时间，提高充电率。
如图2所示，在输出端的栅极信号从高压到低压的过程中，先到一个更低的电压VGL1，这样能让栅极电压更快的达到TFT的低电压，然后恢复到正常低电压VGL2，从而缩短了GOE时间，增大了面板的充电时间，提高了面板的充电率。
同样，在输出端的栅极信号从低压到高压的过程中，先到一个比较高的电压VGH1，这样可以使栅极电压更快的达到TFT的高电压，然后恢复到正常高电压VGH2，从而增大了面板的实际充电时间，提高了面板的充电率。
图3示出了根据本发明实施例的栅极驱动电路的框图。
如图3所示，栅极驱动电路包括：高电压生成电路301、低电压生成电路302、以及输出电路303。
高电压生成电路301连接到第一高电平VGH1和第二高电平VGH2。高电压生成电路301具有接收第一控制信号的控制信号输入端以及输出第一或第二高电压到输出电路的输出端，控制信号输入端接收第一控制信号，输出端根据第一控制信号的控制将第一或第二高电平信号输出到输出电路303。高电压生成电路301被配置以当驱动显示面板的开关组件接通时，在第一控制信号的控制下先输出第一高电压，然后输出第二高电压。其中，第一高电平VGH1高于第二高电平VGH2，第二高电平VGH2是接通显示面板的开关组件的正常高电压。
低电压生成电路302连接到第一低电平VGH1和第二低电平VGH2。低电压生成电路302具有接收第二控制信号的控制信号输入端以及输出第一或第二低电压到输出电路的输出端，控制信号输入端接收第二控制信号，输出端根据第二控制信号的控制将第一或第二低电平信号输出到输出电路303。低电压生成电路302被配置以当驱动显示面板的开关组件截止时，在第二控制信号的控制下先输出第一低电压，然后输出第二低电压。其中，第一低电平VGH1低于第二低电平VGH2，第二低电平VGL2是截止显示面板的开关组件的正常低电压。
输出电路303具有输入端和输出端。输入端接收一个表示显示面板的一列中的一个像素的预期状态的栅极控制信号，输出端则用以提供与此像素连接的开关组件TFT的栅极信号。输出电路303被配置以当栅极控制信号为高时，输出来自低电压生成电路的第一低电压或第二低电压作为栅极信号；当栅极控制信号为低时，输出来自高电压生成电路的第一高电压或者第二高电压作为栅极信号。
图4示出了根据本发明实施例的栅极驱动电路的电路图。
如图4所示，输出电路303包括第一开关装置M1和第二开关装置M2，第一开关装置M1包括栅极、第一极和第二极，第二开关装置M2包括栅极、第一极和第二极。第一开关装置M1和第二开关装置M2的栅极连接到输入端以接收栅极控制信号，第一开关装置M1第二极和第二开关装置M2的第一极作为输出电路的输出端。第一开关装置M1第一极接收来自高电压生成电路301的输出，以及第二开关装置M2的第二极接收来自低电压生成电路302的输出。
高电压生成电路301包括第三开关装置M3和第四开关装置M4。第三开关装置M3包括栅极、第一极和第二极，第四开关装置M4包括栅极、第一极和第二极。第三开关装置M3和第四开关装置M4的栅极接收第一控制信号，第三开关装置M3第二极和第四开关装置M4的第一极作为高电压生成电路301的输出端。第三开关装置M3第一极连接到第一高电平VGH1，以及第四开关装置M4的第二极连接到第二高电平VGH2。
低电压生成电路302包括第五开关装置M5和第六开关装置M6。第五开关装置M5包括栅极、第一极和第二极，第六开关装置M6包括栅极、第一极和第二极。第五开关装置M5和第六开关装置M6的栅极接收第二控制信号，第五开关装置M5第二极和第六开关装置M6的第一极作为低电压生成电路302的输出端。第五开关装置M5第一极连接到第一低电平VGL1，以及第六开关装置M6的第二极连接到第二低电平VGL2。
通过第一控制信号(VGH_CONTROL)和第二控制信号(VGL_CONTROL)来控制供给输出电路303的高电平信号VGH和低电平信号VGL。以第一控制信号为例，当第一控制信号为高时，第四开关装置M4接通，高电平信号VGH2输出；当第一控制信号为低时，第三开关装置M3接通，高电平信号VGH1输出。这样就可以将不同的高电平信号VGH发送到最后的输出选择引脚。
低电平信号VGL的输出方式同理，当第二控制信号为高时，第六开关装置M6接通，低电平信号VGL2输出；当第二控制信号为低时，第五开关装置M5接通，低电平信号VGL1输出。这样就可以将不同的低电平信号VGL发送到最后的输出选择引脚。
最后一级，在输出电路的输出端，会在上述高电平信号VGH和低电平信号VGL里面选择输出。当输入端的栅极控制信号为高时，第二开关装置M2接通，从而输出低电平信号VGL1或者低电平信号VGL2；并且当输入端的控制信号为低时，第一开关装置M1接通，输出高电平信号VGH1或者低电平信号VGH2。最后，形成图2所示的波形。
通过本公开的上述驱动方法和电路，在栅极电压变化时，先驱动到一个更低(或者更高)的电压，然后恢复正常电压的方法，这样，增加了充电时间，并且提高了充电率。
应当理解，当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
应当理解，尽管这里可以使用术语第一、第二、第三等描述各个元件、组件和/或部分，但这些元件、组件和/或部分不受这些术语限制。这些术语仅仅用于将元件、组件或部分相互区分开来。因此，下面讨论的第一元件、组件或部分在不背离本发明教学的前提下可以称为第二元件、组件或部分。
这里使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的，而并不意图限制本发明。这里使用的单数形式“一”、“一个”和“那(这个)”也意图包含复数形式，除非上下文中明确地指出不包含。应当理解，术语“包括”当用在本说明书中时指示所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述栅极驱动电路。该显示装置可以为：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。该显示装置的实施可以参见上述栅极驱动电路的实施例，重复之处不再赘述。
虽然结合目前被认为是最实际和最优的实施例描述了本发明，但本领域技术人员应当理解本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明旨在覆盖所附权利要求的精神和范畴之内包括的各种各样的修改和等价结构。

Claims (12)

1.一种栅极驱动方法，包括：
当驱动显示面板的开关组件接通时，利用高电平生成电路在第一控制信号的控制下，先将栅极信号驱动到第一高电压，然后驱动到第二高电压；和/或，
当驱动显示面板的开关组件截止时，利用低电平生成电路在第二控制信号的控制下，先将栅极信号驱动到第一低电压，然后驱动到第二低电压；
当栅极控制信号为高时，利用输出电路输出来自所述低电压生成电路的第一低电压或第二低电压作为栅极信号，当栅极控制信号为低时，利用输出电路输出来自所述高电压生成电路的第一高电压或者第二高电压作为栅极信号，
其中，第一高电压高于第二高电压，以及第一低电压低于第二低电压，
所述高电压生成电路包括第三开关装置和第四开关装置，第三开关装置包括栅极、第一极和第二极，第四开关装置包括栅极、第一极和第二极，第三开关装置和第四开关装置的栅极接收第一控制信号，第三开关装置第二极和第四开关装置的第一极作为高电压生成电路的输出端，第三开关装置第一极连接到第一高电压，以及第四开关装置的第二极连接到第二高电压。
2.如权利要求1所述的栅极驱动方法，其中，第二高电压为接通显示面板的开关组件的正常高电压。
3.如权利要求2所述的栅极驱动方法，其中，第二低电压为截止显示面板的开关组件的正常低电压。
4.一种栅极驱动电路，包括：
连接到第一高电平和第二高电平的高电压生成电路，具有接收第一控制信号的控制信号输入端以及输出第一或第二高电压到输出电路的输出端，被配置以当驱动显示面板的开关组件接通时，在第一控制信号的控制下先输出第一高电压，然后输出第二高电压，其中第一高电压高于第二高电压；和/或
连接到第一低电平和第二低电平的低电压生成电路，具有接收第二控制信号的控制信号输入端以及输出第一或第二低电压到输出电路的输出端，被配置以当驱动显示面板的开关组件截止时，在第二控制信号的控制下先输出第一低电压，然后输出第二低电压，其中第一低电压低于第二低电压，以及
输出电路，具有接收栅极控制信号的输入端和输出栅极信号的输出端，被配置以当栅极控制信号为高时，输出来自低电压生成电路的第一低电压或第二低电压作为栅极信号；当栅极控制信号为低时，输出来自高电压生成电路的第一高电压或者第二高电压作为栅极信号，
其中，高电压生成电路包括第三开关装置和第四开关装置，第三开关装置包括栅极、第一极和第二极，第四开关装置包括栅极、第一极和第二极，第三开关装置和第四开关装置的栅极接收第一控制信号，第三开关装置第二极和第四开关装置的第一极作为高电压生成电路的输出端，第三开关装置第一极连接到第一高电压，以及第四开关装置的第二极连接到第二高电压。
5.如权利要求4所述的栅极驱动电路，其中，第二高电压为接通显示面板的开关组件的正常高电压。
6.如权利要求5所述的栅极驱动电路，其中，第二低电压为截止显示面板的开关组件的正常低电压。
7.如权利要求6所述的栅极驱动电路，其中，输出电路包括第一开关装置和第二开关装置，第一开关装置包括栅极、第一极和第二极，第二开关装置包括栅极、第一极和第二极，第一开关装置和第二开关装置的栅极接收栅极控制信号，第一开关装置的第二极和第二开关装置的第一极作为输出电路的输出端，第一开关装置的第一极接收来自高电压生成电路的输出，以及第二开关装置的第二极接收来自低电压生成电路的输出。
8.如权利要求7所述的栅极驱动电路，其中，低电压生成电路包括第五开关装置和第六开关装置，第五开关装置包括栅极、第一极和第二极，第六开关装置包括栅极、第一极和第二极，第五开关装置和第六开关装置的栅极接收第二控制信号，第五开关装置第二极和第六开关装置的第一极作为低电压生成电路的输出端，第五开关装置第一极连接到第一低电压，以及第六开关装置的第二极连接到第二低电压。
9.如权利要求8所述的栅极驱动电路，其中，当第一控制信号为高时，第四开关装置接通，高电压生成电路输出第二高电压；当第一控制信号为低时，第三开关装置接通，高电压生成电路输出第一高电压。
10.如权利要求9所述的栅极驱动电路，其中，当第二控制信号为高时，第六开关装置接通，低电压生成电路输出第二低电压；当第二控制信号为低时，第五开关装置接通，低电压生成电路输出第一低电压。
11.如权利要求10所述的栅极驱动电路，其中，第一开关装置、第二开关装置、第三开关装置、第四开关装置、第五开关装置和第六开关装置是晶体管。
12.一种显示装置，包括如权利要求4-11中任何一个所述的栅极驱动电路。
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