專利名稱：柵極驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于液晶顯示裝置的柵極驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display, IXD)具備輕薄、節(jié)能、無輻射等諸多優(yōu) 點，因此已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的陰極射線管(CRT)顯示器。目前液晶顯示器廣泛應(yīng)用于高清 晰數(shù)字電視、臺式計算機、個人數(shù)字助理(PDA)、筆記本電腦、移動電話、數(shù)碼相機等電子設(shè) 備中。以薄膜晶體管(TFT:Thin Film Transistor)液晶顯示裝置為例，其包括液晶 顯示面板和驅(qū)動電路，其中，液晶顯示面板包括多條柵極線與多條數(shù)據(jù)線，且相鄰的兩條 柵極線與相鄰的兩條數(shù)據(jù)線交叉形成一個像素單元，該像素單元至少包括一個薄膜晶體 管。驅(qū)動電路包括柵極驅(qū)動電路(gate drive circuit)和源極驅(qū)動電路(source drive circuit)，隨著生產(chǎn)者對液晶顯示裝置的低成本化追求，原本設(shè)置于液晶顯示面板以外的 驅(qū)動電路集成芯片被設(shè)置于液晶顯示面板的玻璃基板上成為了可能，例如，將柵極驅(qū)動集 成電路設(shè)置于陣列基板(GIA:Gate IC in array)，從而簡化液晶顯示裝置的制造過程，并 降低生產(chǎn)成本。液晶顯示面板與驅(qū)動電路的基本工作原理為由柵極驅(qū)動電路送出波形，依序?qū)?每一行的TFT打開，然后由源極驅(qū)動電路同時將一整行的像素單元充電到各自所需的電 壓，以顯示不同的灰階。當(dāng)該行充好電時，柵極驅(qū)動電路便將該行薄膜晶體管關(guān)閉，然后下 一行的柵極驅(qū)動電路便將薄膜晶體管打開，再由源極驅(qū)動電路對下一行的像素單元進行充 放電。如此依序下去，當(dāng)充好了最后一行的像素單元，便又重新從第一行開始充電。現(xiàn)在已知的柵極驅(qū)動電路出于電路復(fù)雜程度的考量，多采用二階驅(qū)動方法，在二 階驅(qū)動電路及其驅(qū)動方法中，由于薄膜晶體管的柵(gate)、漏(drain)極之間存在寄生電 容Cgd，存在饋通(feed through)電壓，而饋通電壓(通常用Vth表示)的存在則會導(dǎo)致液 晶顯示裝置的顯示畫面產(chǎn)生閃爍(flicker)現(xiàn)象，故，一種解決以上缺陷的方法亟待提出。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種柵極驅(qū)動電路，可以降低液晶顯示裝置的顯示畫面 的閃爍現(xiàn)象。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種柵極驅(qū)動電路，包括多級串聯(lián)的柵極驅(qū)動單元，用于順序地啟 動液晶顯示面板中的每一行像素單元，其特征在于，所述柵極驅(qū)動單元包括鎖存器，該鎖存器包括第一輸入端、第二輸入端以及第二輸出端，該第一輸入端 接收驅(qū)動提供電壓或者上一級柵極驅(qū)動單元的柵極電壓，該第二輸入端接收第一時脈信 號，該第二輸出端電性連接第一開關(guān)元件；
第一開關(guān)元件，具有第一控制端、第一連接端和第二連接端，所述第一控制端與鎖 存器的第二輸出端電性相連；第一連接端接收第二時脈信號；第二連接端電性連接第一輸 出端；所述第一輸出端輸出該多級柵極驅(qū)動單元的柵極電壓；第二開關(guān)元件，具有第二控制端、第三連接端和第四連接端，所述第二控制端接收 第三時脈信號，第三連接端接收第一低電平，第四電性連接第一輸出端；耦合電容并聯(lián)于第一輸出端與第二輸出端之間。由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明的柵極驅(qū)動單元包括第一開關(guān)元件、第二開關(guān)元 件、鎖存器和耦合電容，依據(jù)驅(qū)動提供電壓以及第一、第二和第三時脈信號的輸入，控制柵 極驅(qū)動單元的第一輸出端的柵極電壓Vgn三階驅(qū)動電壓的輸出。與現(xiàn)有技術(shù)中的柵極電壓 二階驅(qū)動相比，第一低電平和第二低電平之間的電壓差形成回拉電壓，該回拉電壓與柵極 線上的薄膜晶體管寄生電容Cgd所產(chǎn)生的饋通電壓大小相等，能夠補償寄生電容Cgd所產(chǎn) 生的饋通電壓，從而有效克服了液晶顯示裝置的顯示畫面的閃爍問題。


圖1為本發(fā)明柵極驅(qū)動單元的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一較佳實施例的柵極驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3a、3b為本發(fā)明一較佳實施例的柵極驅(qū)動單元的時序控制示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果表達得更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及 具體實施例對本發(fā)明再作進一步詳細的說明。柵極驅(qū)動電路包括多級串聯(lián)的柵極驅(qū)動單元，用于順序地啟動液晶顯示面板中的 每一行像素單元，第η級柵極驅(qū)動單元的第一輸出端電性連接相應(yīng)的柵極線GLn，該第一輸 出端輸出的柵極電壓Vgn控制該行柵極線上像素單元的開啟和關(guān)閉。參照圖1，其為本發(fā)明柵極驅(qū)動單元的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本發(fā)明的柵極 驅(qū)動單元至少包括鎖存器(latch) 10。該鎖存器10包括至少一個第一輸入端11和至少 一個第二輸入端12，此處，對于柵極驅(qū)動電路中的第1級柵極驅(qū)動單元，該第一輸入端11 可以電性連接電壓源轉(zhuǎn)換電路(圖中未示出)，接收電壓源轉(zhuǎn)換電路輸出的驅(qū)動提供電壓， 由外部電壓源轉(zhuǎn)換電路提供輸入第一輸入端11的驅(qū)動提供電壓是信號STV ；對于柵極驅(qū)動 電路中的第η級柵極驅(qū)動單元，其中，η ^ 2，則由第η-1級柵極驅(qū)動單元所產(chǎn)生的柵極電 壓Vgn-I輸入第一輸入端11。其中，由外部電壓源轉(zhuǎn)換電路提供輸入第一級柵極驅(qū)動單元 的第一輸入端11的信號STV為脈沖信號，其具有高電平Vgh，以及第一低電平Vgl。該第二 輸入端12電性連接時序控制電路(圖中未示出)，接收時序控制電路輸出的第一時脈信號 CLK1，其中，該第一時脈信號CLKl的高電平為Vgh，其具有第二低電平Vgll。鎖存器10還 包括至少一個第二輸出端Q，該第二輸出端Q電性連接第一開關(guān)元件20。其中，第一開關(guān) 元件20具有一第一控制端、一第一連接端和一第二連接端。優(yōu)選地，第一開關(guān)元件20為薄膜晶體管，該薄膜晶體管的柵極、源極和漏極分別 對應(yīng)所述第一控制端、第一連接端和第二連接端。其中，該第一開關(guān)元件20的柵極電性連 接第二輸出端Q，源極接收第二時脈信號CLK2，其中，該第二時脈信號CLK2的高電平為Vgh，
4其具有第二低電平Vgl 1。該第一開關(guān)元件20的漏極電性連接第一輸出端G點，該第一輸出 端G電性連接液晶顯示面板(圖中未示出)，具體而言，該第一輸出端G點電性連接液晶顯 示面板上的一條柵極線GLn，向該條柵極線提供開啟/關(guān)閉像素單元的柵極電壓Vgn。進一步地，圖1所示的本發(fā)明的柵極驅(qū)動單元還包括第二開關(guān)元件30，該第二開 關(guān)元件30具有一第二控制端、一第三連接端和一第四連接端。優(yōu)選地，該第二開關(guān)元件30 為薄膜晶體管，該薄膜晶體管的柵極、源極和漏極分別對應(yīng)所述第二控制端、第三連接端和 第四連接端。其中，該第二開關(guān)元件30的柵極電性連接時序控制電路，接收時序控制電路 提供的第三時脈信號CLK3，該第三時脈信號CLK3的高電平為Vgh，其低電平為第二低電平 Vgl 1。進一步地，該第二開關(guān)元件30的源極接收第一低電平Vgl，其漏極電性連接第一輸出 端G。更進一步地，在第二輸出端Q點和第一輸出端G之間還并聯(lián)有耦合電容70。其中，耦 合電容70具有第一端和第二端。本發(fā)明還提供了圖1所示柵極驅(qū)動單元的一較佳實施例，如圖2所示，為本發(fā)明該 較佳實施例的柵極驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)然，圖中僅揭示了構(gòu)成本發(fā)明的主要元件，而 對于例如電阻、電容等其他輔助元件則進行了省略；圖3a、3b為圖2所示的柵極驅(qū)動單元的 時序控制示意圖。如圖2所示，本發(fā)明較佳實施例的柵極驅(qū)動電路包括鎖存器，優(yōu)選地，該鎖存器 包括一第三開關(guān)元件50，顯然，鎖存器不僅僅限于第三開關(guān)元件50，還可以由其它器件構(gòu) 成。第三開關(guān)元件50具有第三控制端，其電性連接第二輸入端12 ；第五連接端電性連接第 一輸入端11 ；第六連接端電性連接第二輸出端Q。優(yōu)選地，該第三開關(guān)元件50為薄膜晶體 管，該薄膜晶體管的柵極、源極和漏極分別對應(yīng)上述第三控制端、第五連接端以及第六連接 端。該較佳實施例的柵極驅(qū)動單元還包括一第四開關(guān)元件60，該第四開關(guān)元件60具 有一第四控制端、一第七連接端和一第八連接端。優(yōu)選地，該第四開關(guān)元件60為薄膜晶體 管，該薄膜晶體管的柵極、源極和漏極分別對應(yīng)前述第四控制端、第七連接端和第八連接 端。其中，該第四開關(guān)元件60的柵極電性連接第二輸出端Q點，源極接收第二時脈信號 CLK2，其漏極電性連接第一輸出端G。進一步地，耦合電容70并聯(lián)于該第四開關(guān)元件60的 柵極和漏極之間。該第四開關(guān)元件60的主要作用為當(dāng)?shù)诙r脈信號CLK2對第二輸出端Q 點和第一輸出端G點產(chǎn)生耦合時，穩(wěn)定第二輸出端Q點和第一輸出端G點的電壓，從而提高 電路的穩(wěn)定性。再結(jié)合參考圖3a和3b，圖3a為針對本發(fā)明實施例的柵極驅(qū)動電路的第一級柵極 驅(qū)動單元的時序控制示意圖；圖3b為針對本發(fā)明實施例的柵極驅(qū)動電路的第n(n ^ 2)級 柵極驅(qū)動單元的時序控制示意圖。在tl時亥lj，第一時脈信號CLKl為高電平，第三開關(guān)元件50被打開，由于第三開 關(guān)元件50的第五連接端接收的驅(qū)動提供電壓或者上一級柵極驅(qū)動單元的柵極電壓(對于 第一級柵極驅(qū)動單元信號STV或者對于第η級柵極驅(qū)動單元Vgn-Ι，其中η > 2)為高電平 Vgh,則第三開關(guān)元件50將驅(qū)動提供電壓STV或者上一級柵極驅(qū)動單元的柵極電壓Vgn-I 的高電平充到第二輸出端Q。由于第二輸出端Q為高電平，所以第一開關(guān)元件20被打開，由 于第一開關(guān)元件20的第一連接端接收第二時脈信號CLK2，且第二時脈信號CLK2此時為第 二低電平Vgll，所以將柵極電壓Vgn復(fù)位到第二時脈信號CLK2的第二低電平Vgll，(此處柵極電壓Vgn為低電平復(fù)位)。然后在t2時刻，第一時脈信號CLKl下降為第二低電平Vgll，第二時脈信號CLK2 上升為高電平，即為高電平Vgh，此時第三開關(guān)元件50關(guān)閉，但由于耦合電容70的存在，Q 點仍維持在高電壓，使得第一開關(guān)元件20處于打開狀態(tài)，第二時脈信號CLK2的高電平對第 一輸出端G點進行充電至高電平Vgh。由于耦合電容70的存在，第二輸出端Q點的電壓同 時被上拉到一個更高的電壓Vgh’(Vgh’ > Vgh)，流經(jīng)第一開關(guān)元件20的電流變大，因此第 一輸出端G點的柵極電壓Vgn被更快速充電到第二時脈信號CLK2的高電平Vgh。當(dāng)下一個時刻到來時，即在t3時刻，第二時脈信號CLK2變?yōu)榈诙碗娖絍gl 1，此 時，第三開關(guān)元件50仍然關(guān)閉，由于耦合電容70的保持作用，第二輸出端Q點仍處于高電 平Vgh，使得第一開關(guān)元件20打開，利用打開的第一開關(guān)元件20將第一輸出端G點的柵極 電壓Vgn下拉到第二時脈信號CLK2的第二低電平Vgll，而同時，由于耦合電容70的存在， 第二輸出端Q點的電壓被下拉到高電平Vgh。在t3時刻至t4時刻之間，第三時脈信號CLK3為高電平，第二開關(guān)元件30打開， 由于第二開關(guān)元件30的第三連接端與第一低電平Vgl連接，所以通過打開的第二開關(guān)元件 30將第一輸出端G點的柵極電壓Vgn從第二時脈信號CLK2的第二低電平Vgl 1上拉到第一 低電平Vgl。在t4時刻，第一時脈信號CLKl變?yōu)楦唠娖絍gh，然后第三開關(guān)元件50被打開，由 于第三開關(guān)元件50的第五連接端接收驅(qū)動提供電壓STV或者上一級柵極驅(qū)動單元的柵極 電壓Vgn-I，且驅(qū)動提供電壓STV或者上一級柵極驅(qū)動單元的柵極電壓Vgn-I此時為第一低 電平Vgl，所以第三開關(guān)元件50將第二輸出端Q點的電壓下拉到驅(qū)動提供電壓STV或者上 一級柵極驅(qū)動單元的柵極電壓Vgn-I的第一低電平Vgl，則第一開關(guān)元件20關(guān)閉。因此第 一輸出端G點的柵極電壓Vgn維持在第一低電平Vgl。其中，高電平Vgh、第二低電平Vgll 與第一低電平Vgl數(shù)值不相等，優(yōu)選地，高電平Vgh >第一低電平Vgl >第二低電平Vgl 1，并且高電平Vgh大于本說明書中所涉的所有薄膜晶體管的閾值電壓，第一低電平Vgl小 于所有薄膜晶體管的閾值電壓，所述薄膜晶體管的閾值電壓為薄膜晶體管的柵極的開啟電 壓。由于最終由第一輸出端G點輸出給液晶顯示面板上的柵極線的柵極電壓Vgn具有數(shù)值 不相等的三個電壓值，至此，完成一幀內(nèi)一條柵極線的三階驅(qū)動電壓的輸出。其中，第一時 脈信號CLK1、第二時脈信號CLK2和第三時脈信號CLK3的相位依次延后一個時脈信號的持 續(xù)寬度。所述第一輸出端G點的柵極電壓Vgn在tl至t4時刻具有的高電平、第一低電平 和第二低電平構(gòu)成三階柵極電壓，所述tl至t4時刻為柵極電壓的一個周期。 在以上得出的柵極電壓的三階輸出中，定義第一低電壓Vgl與第二低電壓Vgl 1之 間的電壓差為回拉電壓，用Ve表示，則Ve= (Vgh-Vgll)^Cgd/(Cs-Cgd) (1)在以上公式(1)中，Cgd為寄生電容，Cs為存儲電容。由該公式(1)可以看出，在液 晶顯示面板的制造過程中以及柵極驅(qū)動器(gate driver)確定之后，即可以確定公式(1) 中的回拉電壓Ve。在圖3a或3b所示的時序圖所表示的當(dāng)前時刻，第η條柵極線上的柵極電壓用 Vgn表示，其被下拉到第二低電平Vgl 1時，則由第η-1級柵極驅(qū)動單元所產(chǎn)生的柵極電壓 Vgn-I,即該第n(n ^ 2)條柵極線的上一條柵極線的柵極電壓(用Vgn-I來表示)的回拉電壓來補償該第二低電平Vgl 1。依序類推，輸出至多條柵極線的柵極電壓由寄生電容Cgd 產(chǎn)生的電壓偏差均由上一條柵極線的柵極電壓的回拉電壓來補償。由于薄膜晶體管的柵、 漏極之間的寄生電容Cgd導(dǎo)致的饋通電壓，而饋通電壓Vth由回拉電壓Ve得以有效補償， 則液晶顯示面板在顯示畫面時產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象則得以避免。 以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種柵極驅(qū)動電路，包括多級串聯(lián)的柵極驅(qū)動單元，用于順序地啟動液晶顯示面板中的每一行像素單元，其特征在于，所述柵極驅(qū)動單元包括鎖存器，該鎖存器包括第一輸入端、第二輸入端以及第二輸出端，該第一輸入端接收驅(qū)動提供電壓或者上一級柵極驅(qū)動單元的柵極電壓，該第二輸入端接收第一時脈信號，該第二輸出端電性連接第一開關(guān)元件；第一開關(guān)元件，具有第一控制端、第一連接端和第二連接端，所述第一控制端與鎖存器的第二輸出端電性相連；第一連接端接收第二時脈信號；第二連接端電性連接第一輸出端；所述第一輸出端輸出該多級柵極驅(qū)動單元的柵極電壓；第二開關(guān)元件，具有第二控制端、第三連接端和第四連接端，所述第二控制端接收第三時脈信號，第三連接端接收第一低電平，第四電性連接第一輸出端；耦合電容并聯(lián)于第一輸出端與第二輸出端之間。
2.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一時脈信號、第二時脈信 號、第三時脈信號均具有相同的高電平及第二低電平。
3.如權(quán)利要求2所述的柵極驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動提供電壓具有高電平且 低電平為第一低電平，或者上一級柵極驅(qū)動單元的柵極電壓具有高電平且具有第一低電平。
4.如權(quán)利要求3所述的柵極驅(qū)動電路，其特征在于，所述高電平、第一低電平、第二低 電平的關(guān)系為高電平>第一低電平>第二低電平。
5.如權(quán)利要求3所述的柵極驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動提供電壓與所述第一時 脈信號同步觸發(fā)，以及所述第一時脈信號、第二時脈信號、第三時脈信號順次被觸發(fā)，且高 電平的觸發(fā)周期相等。
6.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動電路，其特征在于，所述鎖存器包括第三開關(guān)元件，所 述第三開關(guān)元件具有第三控制端、第五連接端以及第六連接端，所述第三控制端、第五連接 端以及第六連接端分別對應(yīng)第一輸入端、第二輸入端以及第二輸出端。
7.如權(quán)利要求6所述的柵極驅(qū)動電路，其特征在于，該柵極驅(qū)動單元進一步包括第四 開關(guān)元件，所述第四開關(guān)元件具有第四控制端、第七連接端和第八連接端，所述第四控制端 與第二輸出端連接，第七連接端接收第二時脈信號，第八連接端連接第一輸出端。
8.如權(quán)利要求7所述的柵極驅(qū)動電路，其特征在于，每一所述開關(guān)元件為薄膜晶體管； 所述高電平大于所述薄膜晶體管的閾值電壓，所述第一低電平小于所述薄膜晶體管的閾值電壓。
9.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動電路，其特征在于，所述多級柵極驅(qū)動單元為第一級 柵極驅(qū)動單元，所述驅(qū)動提供電壓由電壓源轉(zhuǎn)換電路提供。
10.如權(quán)利要求1所述的柵極驅(qū)動電路，其特征在于，所述多級柵極驅(qū)動單元為第η級 柵極驅(qū)動單元并且η大于等于2，所述驅(qū)動提供電壓由上一級柵極驅(qū)動單元所產(chǎn)生的柵極 電壓提供。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種柵極驅(qū)動電路，所述柵極驅(qū)動電路包括多級串聯(lián)的柵極驅(qū)動單元，所述多級柵極驅(qū)動單元中一第n級柵極驅(qū)動單元包括第一開關(guān)元件、第二開關(guān)元件、鎖存器和耦合電容，依據(jù)驅(qū)動提供電壓以及第一、第二和第三時脈信號的輸入，控制柵極驅(qū)動單元的第一輸出端的柵極電壓Vgn三階驅(qū)動電壓的輸出，該三階驅(qū)動電壓有效補償了饋通電壓，可以降低液晶顯示裝置的顯示畫面的閃爍現(xiàn)象。
文檔編號G09G3/36GK101944344SQ201010280128
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者廖家德, 魯佳浩 申請人:昆山龍騰光電有限公司