扫描电极驱动系统、液晶显示面板及液晶显示器的制作方法
专利名称：扫描电极驱动系统、液晶显示面板及液晶显示器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电器领域，具体而言，涉及一种扫描电极驱动系统、液晶显示面板及液晶显示器。
背景技术：
随着液晶显示设备的日益广泛应用，对高性价比产品的需求也日益增强，如何提高显示质量、降低成本、提高生产效率就成为了科研工作者需要关注和解决的问题。现有的液晶面板分为两种架构一种为存储电容通过栅极线gate走线完成；另一种为存储电容通过公共基准电压(common)走线完成。图1是根据相关技术的液晶显示面板的液晶分子的结构示意图，如图1所示，Clc为液晶电容，Cs为储存电容，Cgd为TFT本身栅极(gate)和漏极(drain)之间的寄生电容，储存电容Cs的一端连接在栅极线上。现如今使用的液晶显示设备，栅极驱动器基本都是采用双路电压驱动，即栅极驱动器电压只有两路，一路栅极打开电压(VON)和一路栅极关闭电压(VOFFl)，由于这种液晶显示面板采用薄膜晶体管TFT作为控制元件，在薄膜晶体管的栅极和漏极间有寄生电容， 寄生电容极易受到栅极驱动电压的影响，而造成电容上电位的改变，从而通过电容耦合影响到显示电极电压的变化，这种电压量的变化不可避免的产生了馈穿电压，因此导致正负极性灰阶电压不对称，使得灰阶品质会比较差，很大程度上影响影像品质。图2是根据图1所示液晶显示面板的二阶驱动时序图。如图2所示的驱动波形图，每一个栅极gate按照脉冲高电平对应的时间依次打开的过程中，二阶驱动虽然在驱动电压上较简单，但其不可避免地会产生馈穿电压，所以会造成画面闪烁，需要通过外部调试设备调节公共基准电压VCOM来改善闪烁程度，这样不可避免地会增加成本。针对上述现有技术的由于双路电压驱动电路产生馈穿电压，导致正负极性灰阶电压不对称，使得显示画面闪烁，影响显示器效果的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于提供一种扫描电极驱动系统、液晶显示面板及液晶显示器，以解决现有技术的由于双路电压驱动电路产生馈穿电压，导致正负极性灰阶电压不对称，使得显示画面闪烁，影响显示器效果的问题。为了实现上述目的，根据本实用新型的一方面，提供了一种扫描电极驱动系统。根据本实用新型的扫描电极驱动系统包括升压单元，用于对电路工作电压进行升压处理，以获取栅极开启电压；降压单元，用于对电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压，栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压；栅极驱动单元，用于控制栅极开启电压、第一栅极关闭电压以及第二栅极关闭电压的输出时序。为了实现上述目的，根据本实用新型的另一个方面，提供了一种扫描电极驱动方法。根据本实用新型的扫描电极驱动方法包括对电路工作电压进行升压处理，以获取栅极开启电压；对电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压，栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压；控制栅极开启电压、第一栅极关闭电压以及第二栅极关闭电压的输出时序。为了实现上述目的，根据本实用新型的再一方面，提供了一种液晶显示面板，该液晶显示器包括上述任意一种扫描电极驱动系统。为了实现上述目的，根据本实用新型的再一方面，提供了一种液晶显示器，该液晶显示器包括上述液晶显示面板。通过本实用新型，采用升压单元，用于对电路工作电压进行升压处理，以获取栅极开启电压；降压单元，用于对电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压，栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压；栅极驱动单元，用于控制栅极开启电压、 第一栅极关闭电压以及第二栅极关闭电压的输出时序，解决了现有技术的由于双路电压驱动电路产生馈穿电压，导致正负极性灰阶电压不对称，使得显示画面闪烁，影响显示器效果的问题，达到了消除馈穿电压，使得避免显示器显示画面闪烁，提高了用户体验的效果。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分， 本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中图1是根据相关技术的液晶显示面板的液晶分子的结构示意图；图2是根据图1所示液晶显示面板的二阶驱动时序图；图3是根据本实用新型实施例的液晶显示器的结构示意图；图4是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的结构示意图；图5是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的详细结构示意图；图6是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的电路结构示意图；图7是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的原理图；图8是根据图3所示液晶显示器的三阶驱动波形图；图9是根据图3所示液晶显示器的三阶驱动时序图；以及图10是根据本实用新型实施例的扫描电极驱动方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。本实用新型提供了一种扫描电极驱动系统。图3是根据本实用新型实施例的液晶显示器的结构示意图；图4是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的结构示意图； 图6是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的电路结构示意图。如图3和4所示，该系统包括扫描电极驱动装置和栅极驱动器，其中，扫描电极驱动装置包括升压单元1，用于对电路工作电压进行升压处理，以获取栅极开启电压；降压单元2，用于对电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压，栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压；而栅极驱动器包括栅极驱动单元3，用于控制栅极开启电压、第一栅极关闭电压以及第二栅极关闭电压的输出时序。本实用新型通过将栅极驱动电路采用三路电压驱动，即一路栅极开启电压(正极性电压)、两路栅极关闭电压(负极性电压)，相对于传统的二路电压驱动方式，增加了一路负极性驱动电压，两路负极性电压对应的电路产生的馈穿电压可以相互抵消，因此不会产生正负极性灰阶电压不对称的现象，所以无需调试公共基准电压也可以实现高影像画质的目的。上述方案改进了液晶面板显示灰阶品质的应用电路，可以不用调节公共基准电压即可实现高图像品质的效果，省去了使用外部设备调节公共基准电压的工序，且节省了公共基准电压对应的外围电路设计，很大程度上节约了成本，提高了生产效率。图5是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的详细结构示意图。如图5 所示，本实用新型图4中的升压单元1可以包括一级正电极充电单元11，将电路工作电压升高一倍，以获取第一栅极开启电压，以及二级正电极充电单元13，与一级正电极充电单元 11连接，将第一栅极开启电压升高一倍，以获取栅极开启电压；本实用新型图4中的降压单元2包括一级负电极放电单元21，将电路工作电压降低一倍，以获取一级负电压；二级负电极放电单元23，与一级负电极放电单元连接，将一级负电压降低一倍，以获取栅极关闭电压。如图4和图5所示，本实用新型系统还包括控制单元4，用于调节输出的栅极开启电压和栅极关闭电压，该控制单元4具体的可以包括正极性电压控制单元41，用于获取栅极开启电压，并对栅极开启电压进行调节；以及负极性电压控制单元42，用于对获取到的栅极关闭电压进行调节，以获取第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压。综上图4和5所示，本实用新型的上述步骤中的第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压可以直接通过降压单元2生成，然后由栅极驱动单元来控制其输出时序，另外的，可以通过负极性电压控制单元41按照时间来控制并调节降压单元2生成的栅极关闭电压，从而输出第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压。如图5所示，本实用新型上述实施例中的系统还可以包括第一滤波电容C5，一端连接在正极性电压控制单元41和栅极驱动单元3之间的通路的节点上，另一端接地；第二滤波电容C6，一端连接在负极性电压控制单元42和栅极驱动单元3之间的第一通路的节点上，另一端接地，第一通路用于传输第一栅极关闭电压；第三滤波电容C7，一端连接在负极性电压控制单元42和栅极驱动单元3之间的第二通路的节点上，另一端接地，第二通路用于传输第二栅极关闭电压。上述三个滤波电容用于减小电压波纹，提高了电压的稳定性。优选的，本实用新型通过栅极驱动单元可以包括时序控制单元，用于设置第一脉冲信号STVl、第二脉冲信号STV2以及使能信号OE的高电平H和低电平L，其中，当STVl =H，STV2 = H，OE = L时，栅极驱动单元控制第N-I行栅极线的栅极电压为栅极开启电压Von ；当STVl = H，STV2 = L, OE = H时，栅极驱动单元控制第N-I行栅极线的栅极电压为第一栅极关闭电压V0FF1，并将第一栅极关闭电压VOFFl保存至储存电容Cs ；当STVl = H，STV2 = L, OE = L时，栅极驱动单元控制第N-I行栅极线的栅极电压为第二栅极关闭电压V0FF2，栅极驱动单元控制第N行栅极线的栅极电压为栅极开启电压Von，并将第二栅极关闭电压V0FF2和栅极开启电压Von保存至储存电容Cs ；当STVl = L，STV2 = L, OE = H 时，栅极驱动单元控制第N-I行栅极线的栅极电压为第一栅极关闭电压V0FF1，以获取拉回电压Ve = V0FF1-V0FF2，栅极驱动单元控制第N行栅极线的栅极电压为第二栅极关闭电压V0FF2,储存电容Cs保存拉回电压Ve，此拉回电压会造成Cs显示电极端的电压发生变化， 变化的电压值刚好等于馈穿电压，根据电荷守恒原理可以计算得出馈穿电压ΔΥ = Ve*Cs/ (Cgd+Clc+Cs)，因此解决了由于馈穿电压导致的显示效果差的问题。优选的，本实用新型的扫描电极驱动装置可以与栅极驱动器集成为一个电路单元，即本实用新型中的升压单元1以及降压单元2可以内置在栅极驱动单元，但它们彼此之间的逻辑功能是独立的。图7是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的原理图；图8是根据图3 所示液晶显示器的三阶驱动波形图。具体的，就本实用新型实施例的详细描述如下如图4-6所示，本实用新型利用普通的二极管和三极管器件，通过简单的整流电路设计，方便地产生栅极驱动器所需要的三阶驱动电压，相对于二阶驱动而言，增加了一路栅极关闭电压V0FF2。结合如图7所示的系统原理图和图8所示的驱动波形图可知，在栅极线的栅极(gate)电压打开或者关闭的一瞬间，电压的变化是最激烈的，大约有30伏到40 伏。Gate走线打开时，会产生一个向上的馈穿电压作用到显示电极上。由于gate走线打开的缘故，源极线的源(source)电极会对显示电极充电，即使会产生较大的馈穿电压，但 source电极仍会将正确的电压加到显示电极上，所以馈穿电压对显示电极电压影响不大。 当gate走线关闭的时候，同样会产生一个电压向下的压降，约有30到40伏，但source电极不再对显示电极充电，电压压降便会通过Cgd寄生电容作用到显示电极上，导致显示电极有一个gded through的压降，从而会影响画质的灰阶特性。而且这个gded through电压不像gate走线打开时的gdedthrough电压一样，只在瞬间影响灰阶特性，由于此时源极驱动(source driver)已经不再对显示电极充放电，因此馈穿(feed through)电压压降会一直影响显示电极的电压，直到下一次栅极驱动(gate driver)走线电压再打开的时后，所以这个gded through电压对于显示画面的灰阶的影响，人眼是可以明确的感觉到它的存在的。由此，从图8所示的三阶驱动的波形图看出，gate驱动电压产生栅极开启电压、第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压三种不一样的电压，当栅极驱动(gate driver)关闭时，会将电压拉到最低的电压，通过第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压实现在等到下一条的 gate driver走线也关闭后，再将电压拉回，此时的拉回电压可以补偿下一条线的Cgd产生的馈穿(feed through)电压。也就是说，每一条gatedriver走线关闭时，经由Cgd所产生的feed through电压，是由上一条走线将电压拉回时，即经由Cs所产生的feed through 电压来补偿的，CS电容中存储第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压的变化量。如上原理分析可知，结合电荷守恒原理，可以计算得出拉回的电压(V0N-V0FF2) *Cgd/ (Cgd+Clc+Cs) = (V0FF1-V0FF2) *Cs/ (Cgd+Clc+Cs)，使得拉回电压Ve = V0FF1-V0FF2 = (VON-VOFM) *Cgd/(Cs-Cgd)，根据电荷守恒原理，可知馈穿电压值AV = Ve*Cs/(Cgd+Clc+Cs)。采用上述三阶驱动方案，可以很精确地调整feed through 电压对于显示电极的影响，图9是根据图3所示液晶显示器的三阶驱动时序图。如图9所示的三阶驱动电压时序关系图，当STVl = H，STV2 = H，OE = L时，N-I行gate走线栅极对应为VGH，当STVl =H, STV2 = L，0E = H 时，N-I 行 gate 走线变为 V0FF1,当 STVl = H, STV2 = L，0E = L 时， N-I行gate走线栅极电压为V0FF2，此时，N行gate走线栅极电压为VGH，维持OE高电平周期时间后，当OE由高电平变为低电平的时候，N行对应的栅极驱动电压由VGH变为V0FF1， 由于Cgd电容栅极端电压的变化，造成一定的feed through电压。但此时，对于N_1行gate 走线而言，栅极电压由V0FF2变为V0FF1，此时N-I行对应的Cs存储电容对应的电压会变化，结合上面的原理分析可知，N-I行栅极电压的变化对Cs电容造成的电压变化量刚好等N 行栅极电压对Cgd电压的变化量，其中STV1，STV2以及OE的频率、高低电平占空比都可以调节。实用新型提供了一种扫描电极驱动方法。图10是根据本实用新型实施例的扫描电极驱动方法的流程图。如图10所示，该方法包括如下步骤步骤S102，对电路工作电压进行升压处理，以获取栅极开启电压。该步骤可以通过图3中的升压单元1实现。步骤S104，对电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压，栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压。该步骤可以通过本实用新型图3中的降压单元 2实现。步骤S106，控制栅极开启电压、第一栅极关闭电压以及第二栅极关闭电压的输出时序。上述步骤可以通过本实用新型图3中的栅极驱动单元3实现。本实用新型通过将栅极驱动电路采用三路电压驱动，即一路栅极开启电压(正极性电压)、两路栅极关闭电压(负极性电压)，相对于传统的二路电压驱动方式，增加了一路负极性驱动电压，两路负极性电压对应的电路产生的馈穿电压可以相互抵消，因此不会产生正负极性灰阶电压不对称的现象，所以无需调试公共基准电压也可以实现高影像画质的目的。上述方案改进了液晶面板显示灰阶品质的应用电路，可以不用调节公共基准电压即可实现高图像品质的效果，省去了使用外部设备调节公共基准电压的工序，且节省了公共基准电压对应的外围电路设计，很大程度上节约了成本，提高了生产效率。本实用新型上述实施例中，对电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压， 栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压的步骤可以包括通过一级负电极放电单元21将电路工作电压降低一倍，以获取一级负电压；通过二级负电极放电单元23 来接收该一级负电压，并将该一级负电压再降低一倍，以获取栅极关闭电压；对获取到的栅极关闭电压进行调节，以获取第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压。优选的，可以通过设置第一脉冲信号STV1、第二脉冲信号STV2以及使能信号OE的高电平H和低电平L，来控制栅极开启电压、第一栅极关闭电压以及第二栅极关闭电压的输出时序，其中，当STVl = H，STV2 = H, OE = L时，打开第N-I行栅极线，并控制第N-I行栅极线的栅极电压为栅极开启电压Von ；当STVl = H，STV2 = L，OE = H时，关闭第N-I行栅极线，控制第N-I行栅极线的栅极电压为第一栅极关闭电压V0FF1，并将第一栅极关闭电压 VOFFl保存至储存电容Cs ；当STVl = H，STV2 = L, OE = L时，栅极驱动单元控制第N-I行栅极线的栅极电压为第二栅极关闭电压V0FF2，栅极驱动单元控制第N行栅极线的栅极电压为栅极开启电压Von，并将第二栅极关闭电压V0FF2和栅极开启电压Von保存至储存电容 Cs ；当STVl = L，STV2 = L, OE = H时，栅极驱动单元控制第N-I行栅极线的栅极电压为第一栅极关闭电压VOFFl，以获取拉回电压Ve = V0FF1-V0FF2，栅极驱动单元控制第N行栅极线的栅极电压为第二栅极关闭电压V0FF2，储存电容Cs保存拉回电压Ve，此拉回电压会造成Cs显示电极端的电压发生变化，变化的电压值刚好等于馈穿电压，根据电荷守恒原理可以计算得出馈穿电压Δν = Ve*CS/(Cgd+Clc+CS)，因此解决了由于馈穿电压导致的显示效果差的问题。本实用新型上述实施方法，具体的在输入电压为VIN的情况下，经过一级正极性升压电路后，通过SW的时序控制Cl的充放电，电压可以升到二倍的vin，在经过二级正极性升压电路，通过控制C2的充放电，电压可以升到三倍的VIN，通过正极性控制电路的小幅度调节，便可以达到需要的输出电压值VGH。同理，通过一级负极性降压电路，控制C3的充放电，可以使电压输出负极性的VIN，通过二级负极性电路，控制C4的充放电，可以使VIN反相，再通过负极性控制电路的小幅度调节，便可以输出VOFFl和V0FF2。由于VGH、VOFFU V0FF2对电压的稳定性要求较高，故增加C5、C6、C7达到减小电压纹波的效果。通过本实用新型的方案，可以精确地调整feed through电压造成的压降，相对于二阶驱动，不必使用外部设备调试公共基准，因此可以简化公共基准电路的设计，也可以节省调试设备的投入，节省很大人力和物力。本实用新型提供了一种液晶显示面板，该液晶显示面板包括上述任意一个扫描电极驱动系统的实施方式，本实用新型还提供了一种液晶显示器，该液晶显示器包括上述液晶显示面板，这种液晶显示器显示效果更好，用户体验感更高。从以上的实施例描述中，可以看出，本实用新型实现了如下技术效果本实用新型实现了更方便更简单地改善液晶面板的影像画质，降低了成本，提高了用户视觉体验。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成多个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种扫描电极驱动系统，其特征在于，包括升压单元，用于对电路工作电压进行升压处理，以获取栅极开启电压； 降压单元，用于对所述电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压，所述栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压；栅极驱动单元，用于控制所述栅极开启电压、所述第一栅极关闭电压以及所述第二栅极关闭电压的输出时序。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于， 所述升压单元包括一级正电极充电单元，将所述电路工作电压升高一倍，以获取第一栅极开启电压； 二级正电极充电单元，与所述一级正电极充电单元连接，将所述第一栅极开启电压升高一倍，以获取所述栅极开启电压； 所述降压单元包括一级负电极放电单元，将所述电路工作电压降低一倍，以获取一级负电压； 二级负电极放电单元，与所述一级负电极放电单元连接，将所述一级负电压降低一倍， 以获取所述栅极关闭电压。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括控制单元，用于获取并调节所述栅极开启电压以及所述栅极关闭电压。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制单元包括正极性电压控制单元，用于获取所述栅极开启电压，并对所述栅极开启电压进行调节；负极性电压控制单元，用于对获取到的所述栅极关闭电压进行调节，以获取所述第一栅极关闭电压和所述第二栅极关闭电压。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一滤波电容，一端连接在所述正极性电压控制单元和所述栅极驱动单元之间的通路的节点上，另一端接地；第二滤波电容，一端连接在所述负极性电压控制单元和所述栅极驱动单元之间的第一通路的节点上，另一端接地，所述第一通路用于传输所述第一栅极关闭电压；第三滤波电容，一端连接在所述负极性电压控制单元和所述栅极驱动单元之间的第二通路的节点上，另一端接地，所述第二通路用于传输所述第二栅极关闭电压。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，所述栅极驱动单元包括时序控制单元，所述时序控制单元用于设置第一脉冲信号STV1、第二脉冲信号STV2以及使能信号OE的高电平H和低电平L，其中，当STVl = H，STV2 = H,0E = L时，所述栅极驱动单元控制第N-I行栅极线的栅极电压为栅极开启电压Von ；当STVl = H，STV2 = LjOE = H时，所述栅极驱动单元控制所述第N-I行栅极线的栅极电压为所述第一栅极关闭电压V0FF1，并将所述第一栅极关闭电压VOFFl保存至储存电容 Cs ；当STVl = H，STV2 = LjOE = L时，所述栅极驱动单元控制所述第N-I行栅极线的栅极电压为所述第二栅极关闭电压V0FF2，所述栅极驱动单元控制第N行栅极线的栅极电压为2所述栅极开启电压Von，并将所述第二栅极关闭电压V0FF2和栅极开启电压Von保存至储存电容Cs ；当STVl = L，STV2 = LjOE = H时，所述栅极驱动单元控制所述第N-I行栅极线的栅极电压为所述第一栅极关闭电压VOFFl，以获取拉回电压Ve = V0FF1-V0FF2,同时，所述栅极驱动单元控制所述第N行栅极线的栅极电压为第二栅极关闭电压V0FF2，所述储存电容Cs 保存拉回电压Ve，根据所述拉回电压来补偿馈穿电压。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述升压单元以及所述降压单元内置在所述栅极驱动单元。
8.一种液晶显示面板，其特征在于，包括权利要求1-7中任意一项所述的扫描电极驱动系统。
9.一种液晶显示器，其特征在于，包括权利要求8的液晶显示面板。
专利摘要本实用新型公开了一种扫描电极驱动系统、液晶显示面板及液晶显示器。其中，该系统包括升压单元，用于对电路工作电压进行升压处理，以获取栅极开启电压；降压单元，用于对电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压，栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压；栅极驱动单元，用于控制栅极开启电压、第一栅极关闭电压以及第二栅极关闭电压的输出时序。通过本实用新型，能够消除馈穿电压，使得避免显示器显示画面闪烁，提高了用户体验。
文档编号G09G3/36GK201984788SQ20112009850
公开日2011年9月21日 申请日期2011年4月6日 优先权日2011年4月6日
发明者张钰枫, 房好强 申请人:青岛海信电器股份有限公司
技术领域：
本实用新型涉及电器领域，具体而言，涉及一种扫描电极驱动系统、液晶显示面板及液晶显示器。
背景技术：
随着液晶显示设备的日益广泛应用，对高性价比产品的需求也日益增强，如何提高显示质量、降低成本、提高生产效率就成为了科研工作者需要关注和解决的问题。现有的液晶面板分为两种架构一种为存储电容通过栅极线gate走线完成；另一种为存储电容通过公共基准电压(common)走线完成。图1是根据相关技术的液晶显示面板的液晶分子的结构示意图，如图1所示，Clc为液晶电容，Cs为储存电容，Cgd为TFT本身栅极(gate)和漏极(drain)之间的寄生电容，储存电容Cs的一端连接在栅极线上。现如今使用的液晶显示设备，栅极驱动器基本都是采用双路电压驱动，即栅极驱动器电压只有两路，一路栅极打开电压(VON)和一路栅极关闭电压(VOFFl)，由于这种液晶显示面板采用薄膜晶体管TFT作为控制元件，在薄膜晶体管的栅极和漏极间有寄生电容， 寄生电容极易受到栅极驱动电压的影响，而造成电容上电位的改变，从而通过电容耦合影响到显示电极电压的变化，这种电压量的变化不可避免的产生了馈穿电压，因此导致正负极性灰阶电压不对称，使得灰阶品质会比较差，很大程度上影响影像品质。图2是根据图1所示液晶显示面板的二阶驱动时序图。如图2所示的驱动波形图，每一个栅极gate按照脉冲高电平对应的时间依次打开的过程中，二阶驱动虽然在驱动电压上较简单，但其不可避免地会产生馈穿电压，所以会造成画面闪烁，需要通过外部调试设备调节公共基准电压VCOM来改善闪烁程度，这样不可避免地会增加成本。针对上述现有技术的由于双路电压驱动电路产生馈穿电压，导致正负极性灰阶电压不对称，使得显示画面闪烁，影响显示器效果的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于提供一种扫描电极驱动系统、液晶显示面板及液晶显示器，以解决现有技术的由于双路电压驱动电路产生馈穿电压，导致正负极性灰阶电压不对称，使得显示画面闪烁，影响显示器效果的问题。为了实现上述目的，根据本实用新型的一方面，提供了一种扫描电极驱动系统。根据本实用新型的扫描电极驱动系统包括升压单元，用于对电路工作电压进行升压处理，以获取栅极开启电压；降压单元，用于对电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压，栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压；栅极驱动单元，用于控制栅极开启电压、第一栅极关闭电压以及第二栅极关闭电压的输出时序。为了实现上述目的，根据本实用新型的另一个方面，提供了一种扫描电极驱动方法。根据本实用新型的扫描电极驱动方法包括对电路工作电压进行升压处理，以获取栅极开启电压；对电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压，栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压；控制栅极开启电压、第一栅极关闭电压以及第二栅极关闭电压的输出时序。为了实现上述目的，根据本实用新型的再一方面，提供了一种液晶显示面板，该液晶显示器包括上述任意一种扫描电极驱动系统。为了实现上述目的，根据本实用新型的再一方面，提供了一种液晶显示器，该液晶显示器包括上述液晶显示面板。通过本实用新型，采用升压单元，用于对电路工作电压进行升压处理，以获取栅极开启电压；降压单元，用于对电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压，栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压；栅极驱动单元，用于控制栅极开启电压、 第一栅极关闭电压以及第二栅极关闭电压的输出时序，解决了现有技术的由于双路电压驱动电路产生馈穿电压，导致正负极性灰阶电压不对称，使得显示画面闪烁，影响显示器效果的问题，达到了消除馈穿电压，使得避免显示器显示画面闪烁，提高了用户体验的效果。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分， 本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中图1是根据相关技术的液晶显示面板的液晶分子的结构示意图；图2是根据图1所示液晶显示面板的二阶驱动时序图；图3是根据本实用新型实施例的液晶显示器的结构示意图；图4是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的结构示意图；图5是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的详细结构示意图；图6是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的电路结构示意图；图7是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的原理图；图8是根据图3所示液晶显示器的三阶驱动波形图；图9是根据图3所示液晶显示器的三阶驱动时序图；以及图10是根据本实用新型实施例的扫描电极驱动方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。本实用新型提供了一种扫描电极驱动系统。图3是根据本实用新型实施例的液晶显示器的结构示意图；图4是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的结构示意图； 图6是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的电路结构示意图。如图3和4所示，该系统包括扫描电极驱动装置和栅极驱动器，其中，扫描电极驱动装置包括升压单元1，用于对电路工作电压进行升压处理，以获取栅极开启电压；降压单元2，用于对电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压，栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压；而栅极驱动器包括栅极驱动单元3，用于控制栅极开启电压、第一栅极关闭电压以及第二栅极关闭电压的输出时序。本实用新型通过将栅极驱动电路采用三路电压驱动，即一路栅极开启电压(正极性电压)、两路栅极关闭电压(负极性电压)，相对于传统的二路电压驱动方式，增加了一路负极性驱动电压，两路负极性电压对应的电路产生的馈穿电压可以相互抵消，因此不会产生正负极性灰阶电压不对称的现象，所以无需调试公共基准电压也可以实现高影像画质的目的。上述方案改进了液晶面板显示灰阶品质的应用电路，可以不用调节公共基准电压即可实现高图像品质的效果，省去了使用外部设备调节公共基准电压的工序，且节省了公共基准电压对应的外围电路设计，很大程度上节约了成本，提高了生产效率。图5是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的详细结构示意图。如图5 所示，本实用新型图4中的升压单元1可以包括一级正电极充电单元11，将电路工作电压升高一倍，以获取第一栅极开启电压，以及二级正电极充电单元13，与一级正电极充电单元 11连接，将第一栅极开启电压升高一倍，以获取栅极开启电压；本实用新型图4中的降压单元2包括一级负电极放电单元21，将电路工作电压降低一倍，以获取一级负电压；二级负电极放电单元23，与一级负电极放电单元连接，将一级负电压降低一倍，以获取栅极关闭电压。如图4和图5所示，本实用新型系统还包括控制单元4，用于调节输出的栅极开启电压和栅极关闭电压，该控制单元4具体的可以包括正极性电压控制单元41，用于获取栅极开启电压，并对栅极开启电压进行调节；以及负极性电压控制单元42，用于对获取到的栅极关闭电压进行调节，以获取第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压。综上图4和5所示，本实用新型的上述步骤中的第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压可以直接通过降压单元2生成，然后由栅极驱动单元来控制其输出时序，另外的，可以通过负极性电压控制单元41按照时间来控制并调节降压单元2生成的栅极关闭电压，从而输出第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压。如图5所示，本实用新型上述实施例中的系统还可以包括第一滤波电容C5，一端连接在正极性电压控制单元41和栅极驱动单元3之间的通路的节点上，另一端接地；第二滤波电容C6，一端连接在负极性电压控制单元42和栅极驱动单元3之间的第一通路的节点上，另一端接地，第一通路用于传输第一栅极关闭电压；第三滤波电容C7，一端连接在负极性电压控制单元42和栅极驱动单元3之间的第二通路的节点上，另一端接地，第二通路用于传输第二栅极关闭电压。上述三个滤波电容用于减小电压波纹，提高了电压的稳定性。优选的，本实用新型通过栅极驱动单元可以包括时序控制单元，用于设置第一脉冲信号STVl、第二脉冲信号STV2以及使能信号OE的高电平H和低电平L，其中，当STVl =H，STV2 = H，OE = L时，栅极驱动单元控制第N-I行栅极线的栅极电压为栅极开启电压Von ；当STVl = H，STV2 = L, OE = H时，栅极驱动单元控制第N-I行栅极线的栅极电压为第一栅极关闭电压V0FF1，并将第一栅极关闭电压VOFFl保存至储存电容Cs ；当STVl = H，STV2 = L, OE = L时，栅极驱动单元控制第N-I行栅极线的栅极电压为第二栅极关闭电压V0FF2，栅极驱动单元控制第N行栅极线的栅极电压为栅极开启电压Von，并将第二栅极关闭电压V0FF2和栅极开启电压Von保存至储存电容Cs ；当STVl = L，STV2 = L, OE = H 时，栅极驱动单元控制第N-I行栅极线的栅极电压为第一栅极关闭电压V0FF1，以获取拉回电压Ve = V0FF1-V0FF2，栅极驱动单元控制第N行栅极线的栅极电压为第二栅极关闭电压V0FF2,储存电容Cs保存拉回电压Ve，此拉回电压会造成Cs显示电极端的电压发生变化， 变化的电压值刚好等于馈穿电压，根据电荷守恒原理可以计算得出馈穿电压ΔΥ = Ve*Cs/ (Cgd+Clc+Cs)，因此解决了由于馈穿电压导致的显示效果差的问题。优选的，本实用新型的扫描电极驱动装置可以与栅极驱动器集成为一个电路单元，即本实用新型中的升压单元1以及降压单元2可以内置在栅极驱动单元，但它们彼此之间的逻辑功能是独立的。图7是根据图3所示液晶显示器的扫描电极驱动系统的原理图；图8是根据图3 所示液晶显示器的三阶驱动波形图。具体的，就本实用新型实施例的详细描述如下如图4-6所示，本实用新型利用普通的二极管和三极管器件，通过简单的整流电路设计，方便地产生栅极驱动器所需要的三阶驱动电压，相对于二阶驱动而言，增加了一路栅极关闭电压V0FF2。结合如图7所示的系统原理图和图8所示的驱动波形图可知，在栅极线的栅极(gate)电压打开或者关闭的一瞬间，电压的变化是最激烈的，大约有30伏到40 伏。Gate走线打开时，会产生一个向上的馈穿电压作用到显示电极上。由于gate走线打开的缘故，源极线的源(source)电极会对显示电极充电，即使会产生较大的馈穿电压，但 source电极仍会将正确的电压加到显示电极上，所以馈穿电压对显示电极电压影响不大。 当gate走线关闭的时候，同样会产生一个电压向下的压降，约有30到40伏，但source电极不再对显示电极充电，电压压降便会通过Cgd寄生电容作用到显示电极上，导致显示电极有一个gded through的压降，从而会影响画质的灰阶特性。而且这个gded through电压不像gate走线打开时的gdedthrough电压一样，只在瞬间影响灰阶特性，由于此时源极驱动(source driver)已经不再对显示电极充放电，因此馈穿(feed through)电压压降会一直影响显示电极的电压，直到下一次栅极驱动(gate driver)走线电压再打开的时后，所以这个gded through电压对于显示画面的灰阶的影响，人眼是可以明确的感觉到它的存在的。由此，从图8所示的三阶驱动的波形图看出，gate驱动电压产生栅极开启电压、第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压三种不一样的电压，当栅极驱动(gate driver)关闭时，会将电压拉到最低的电压，通过第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压实现在等到下一条的 gate driver走线也关闭后，再将电压拉回，此时的拉回电压可以补偿下一条线的Cgd产生的馈穿(feed through)电压。也就是说，每一条gatedriver走线关闭时，经由Cgd所产生的feed through电压，是由上一条走线将电压拉回时，即经由Cs所产生的feed through 电压来补偿的，CS电容中存储第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压的变化量。如上原理分析可知，结合电荷守恒原理，可以计算得出拉回的电压(V0N-V0FF2) *Cgd/ (Cgd+Clc+Cs) = (V0FF1-V0FF2) *Cs/ (Cgd+Clc+Cs)，使得拉回电压Ve = V0FF1-V0FF2 = (VON-VOFM) *Cgd/(Cs-Cgd)，根据电荷守恒原理，可知馈穿电压值AV = Ve*Cs/(Cgd+Clc+Cs)。采用上述三阶驱动方案，可以很精确地调整feed through 电压对于显示电极的影响，图9是根据图3所示液晶显示器的三阶驱动时序图。如图9所示的三阶驱动电压时序关系图，当STVl = H，STV2 = H，OE = L时，N-I行gate走线栅极对应为VGH，当STVl =H, STV2 = L，0E = H 时，N-I 行 gate 走线变为 V0FF1,当 STVl = H, STV2 = L，0E = L 时， N-I行gate走线栅极电压为V0FF2，此时，N行gate走线栅极电压为VGH，维持OE高电平周期时间后，当OE由高电平变为低电平的时候，N行对应的栅极驱动电压由VGH变为V0FF1， 由于Cgd电容栅极端电压的变化，造成一定的feed through电压。但此时，对于N_1行gate 走线而言，栅极电压由V0FF2变为V0FF1，此时N-I行对应的Cs存储电容对应的电压会变化，结合上面的原理分析可知，N-I行栅极电压的变化对Cs电容造成的电压变化量刚好等N 行栅极电压对Cgd电压的变化量，其中STV1，STV2以及OE的频率、高低电平占空比都可以调节。实用新型提供了一种扫描电极驱动方法。图10是根据本实用新型实施例的扫描电极驱动方法的流程图。如图10所示，该方法包括如下步骤步骤S102，对电路工作电压进行升压处理，以获取栅极开启电压。该步骤可以通过图3中的升压单元1实现。步骤S104，对电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压，栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压。该步骤可以通过本实用新型图3中的降压单元 2实现。步骤S106，控制栅极开启电压、第一栅极关闭电压以及第二栅极关闭电压的输出时序。上述步骤可以通过本实用新型图3中的栅极驱动单元3实现。本实用新型通过将栅极驱动电路采用三路电压驱动，即一路栅极开启电压(正极性电压)、两路栅极关闭电压(负极性电压)，相对于传统的二路电压驱动方式，增加了一路负极性驱动电压，两路负极性电压对应的电路产生的馈穿电压可以相互抵消，因此不会产生正负极性灰阶电压不对称的现象，所以无需调试公共基准电压也可以实现高影像画质的目的。上述方案改进了液晶面板显示灰阶品质的应用电路，可以不用调节公共基准电压即可实现高图像品质的效果，省去了使用外部设备调节公共基准电压的工序，且节省了公共基准电压对应的外围电路设计，很大程度上节约了成本，提高了生产效率。本实用新型上述实施例中，对电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压， 栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压的步骤可以包括通过一级负电极放电单元21将电路工作电压降低一倍，以获取一级负电压；通过二级负电极放电单元23 来接收该一级负电压，并将该一级负电压再降低一倍，以获取栅极关闭电压；对获取到的栅极关闭电压进行调节，以获取第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压。优选的，可以通过设置第一脉冲信号STV1、第二脉冲信号STV2以及使能信号OE的高电平H和低电平L，来控制栅极开启电压、第一栅极关闭电压以及第二栅极关闭电压的输出时序，其中，当STVl = H，STV2 = H, OE = L时，打开第N-I行栅极线，并控制第N-I行栅极线的栅极电压为栅极开启电压Von ；当STVl = H，STV2 = L，OE = H时，关闭第N-I行栅极线，控制第N-I行栅极线的栅极电压为第一栅极关闭电压V0FF1，并将第一栅极关闭电压 VOFFl保存至储存电容Cs ；当STVl = H，STV2 = L, OE = L时，栅极驱动单元控制第N-I行栅极线的栅极电压为第二栅极关闭电压V0FF2，栅极驱动单元控制第N行栅极线的栅极电压为栅极开启电压Von，并将第二栅极关闭电压V0FF2和栅极开启电压Von保存至储存电容 Cs ；当STVl = L，STV2 = L, OE = H时，栅极驱动单元控制第N-I行栅极线的栅极电压为第一栅极关闭电压VOFFl，以获取拉回电压Ve = V0FF1-V0FF2，栅极驱动单元控制第N行栅极线的栅极电压为第二栅极关闭电压V0FF2，储存电容Cs保存拉回电压Ve，此拉回电压会造成Cs显示电极端的电压发生变化，变化的电压值刚好等于馈穿电压，根据电荷守恒原理可以计算得出馈穿电压Δν = Ve*CS/(Cgd+Clc+CS)，因此解决了由于馈穿电压导致的显示效果差的问题。本实用新型上述实施方法，具体的在输入电压为VIN的情况下，经过一级正极性升压电路后，通过SW的时序控制Cl的充放电，电压可以升到二倍的vin，在经过二级正极性升压电路，通过控制C2的充放电，电压可以升到三倍的VIN，通过正极性控制电路的小幅度调节，便可以达到需要的输出电压值VGH。同理，通过一级负极性降压电路，控制C3的充放电，可以使电压输出负极性的VIN，通过二级负极性电路，控制C4的充放电，可以使VIN反相，再通过负极性控制电路的小幅度调节，便可以输出VOFFl和V0FF2。由于VGH、VOFFU V0FF2对电压的稳定性要求较高，故增加C5、C6、C7达到减小电压纹波的效果。通过本实用新型的方案，可以精确地调整feed through电压造成的压降，相对于二阶驱动，不必使用外部设备调试公共基准，因此可以简化公共基准电路的设计，也可以节省调试设备的投入，节省很大人力和物力。本实用新型提供了一种液晶显示面板，该液晶显示面板包括上述任意一个扫描电极驱动系统的实施方式，本实用新型还提供了一种液晶显示器，该液晶显示器包括上述液晶显示面板，这种液晶显示器显示效果更好，用户体验感更高。从以上的实施例描述中，可以看出，本实用新型实现了如下技术效果本实用新型实现了更方便更简单地改善液晶面板的影像画质，降低了成本，提高了用户视觉体验。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成多个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种扫描电极驱动系统，其特征在于，包括升压单元，用于对电路工作电压进行升压处理，以获取栅极开启电压； 降压单元，用于对所述电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压，所述栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压；栅极驱动单元，用于控制所述栅极开启电压、所述第一栅极关闭电压以及所述第二栅极关闭电压的输出时序。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于， 所述升压单元包括一级正电极充电单元，将所述电路工作电压升高一倍，以获取第一栅极开启电压； 二级正电极充电单元，与所述一级正电极充电单元连接，将所述第一栅极开启电压升高一倍，以获取所述栅极开启电压； 所述降压单元包括一级负电极放电单元，将所述电路工作电压降低一倍，以获取一级负电压； 二级负电极放电单元，与所述一级负电极放电单元连接，将所述一级负电压降低一倍， 以获取所述栅极关闭电压。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括控制单元，用于获取并调节所述栅极开启电压以及所述栅极关闭电压。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制单元包括正极性电压控制单元，用于获取所述栅极开启电压，并对所述栅极开启电压进行调节；负极性电压控制单元，用于对获取到的所述栅极关闭电压进行调节，以获取所述第一栅极关闭电压和所述第二栅极关闭电压。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一滤波电容，一端连接在所述正极性电压控制单元和所述栅极驱动单元之间的通路的节点上，另一端接地；第二滤波电容，一端连接在所述负极性电压控制单元和所述栅极驱动单元之间的第一通路的节点上，另一端接地，所述第一通路用于传输所述第一栅极关闭电压；第三滤波电容，一端连接在所述负极性电压控制单元和所述栅极驱动单元之间的第二通路的节点上，另一端接地，所述第二通路用于传输所述第二栅极关闭电压。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，所述栅极驱动单元包括时序控制单元，所述时序控制单元用于设置第一脉冲信号STV1、第二脉冲信号STV2以及使能信号OE的高电平H和低电平L，其中，当STVl = H，STV2 = H,0E = L时，所述栅极驱动单元控制第N-I行栅极线的栅极电压为栅极开启电压Von ；当STVl = H，STV2 = LjOE = H时，所述栅极驱动单元控制所述第N-I行栅极线的栅极电压为所述第一栅极关闭电压V0FF1，并将所述第一栅极关闭电压VOFFl保存至储存电容 Cs ；当STVl = H，STV2 = LjOE = L时，所述栅极驱动单元控制所述第N-I行栅极线的栅极电压为所述第二栅极关闭电压V0FF2，所述栅极驱动单元控制第N行栅极线的栅极电压为2所述栅极开启电压Von，并将所述第二栅极关闭电压V0FF2和栅极开启电压Von保存至储存电容Cs ；当STVl = L，STV2 = LjOE = H时，所述栅极驱动单元控制所述第N-I行栅极线的栅极电压为所述第一栅极关闭电压VOFFl，以获取拉回电压Ve = V0FF1-V0FF2,同时，所述栅极驱动单元控制所述第N行栅极线的栅极电压为第二栅极关闭电压V0FF2，所述储存电容Cs 保存拉回电压Ve，根据所述拉回电压来补偿馈穿电压。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述升压单元以及所述降压单元内置在所述栅极驱动单元。
8.一种液晶显示面板，其特征在于，包括权利要求1-7中任意一项所述的扫描电极驱动系统。
9.一种液晶显示器，其特征在于，包括权利要求8的液晶显示面板。
专利摘要本实用新型公开了一种扫描电极驱动系统、液晶显示面板及液晶显示器。其中，该系统包括升压单元，用于对电路工作电压进行升压处理，以获取栅极开启电压；降压单元，用于对电路工作电压进行降压处理，以获取栅极关闭电压，栅极关闭电压包括第一栅极关闭电压和第二栅极关闭电压；栅极驱动单元，用于控制栅极开启电压、第一栅极关闭电压以及第二栅极关闭电压的输出时序。通过本实用新型，能够消除馈穿电压，使得避免显示器显示画面闪烁，提高了用户体验。
文档编号G09G3/36GK201984788SQ20112009850
公开日2011年9月21日 申请日期2011年4月6日 优先权日2011年4月6日
发明者张钰枫, 房好强 申请人:青岛海信电器股份有限公司
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