[發明專利]柵極驅動電路

有效

• 申請號: 201110272172.0
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102314828A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 劉康義
• 申請（專利權）人: 友達光電股份有限公司
• 主分類號: G09G3/20
• 分類號: G09G3/20
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;祁建國

技術領域

本發明是有關于一種柵極驅動電路，尤指一種具高驅動能力的柵極驅動電路。

背景技術

液晶顯示裝置(Liquid?Crystal?Display；LCD)是目前廣泛使用的一種平面顯示器，其具有外型輕薄、省電以及低輻射等優點。液晶顯示裝置的工作原理系利用改變液晶層兩端的電壓差來改變液晶層內的液晶分子的排列狀態，據以改變液晶層的透光性，再配合背光模塊所提供的光源以顯示影像。一般而言，液晶顯示裝置包括多畫素單元、源極驅動電路以及柵極驅動電路。源極驅動電路系用來提供多資料信號至多畫素單元。柵極驅動電路包括多級移位寄存器以產生多柵極信號饋入多畫素單元，從而控制多資料信號的寫入運作。因此，柵極驅動電路即為控制資料信號寫入操作的關鍵性元件。

然而，在公知柵極驅動電路的運作中，每一級移位寄存器所提供的柵極信號并無法隨著系統時脈的準位切換而由低準位電壓快速上升至高準位電壓，如此畫素單元的充電率就難以提升。若為提升畫素單元的充電率而將每一級移位寄存器的驅動晶體管尺寸加大，則整體功率消耗會隨的大幅增加。此外，在基于GOA(Gate-driver?On?Array)架構的液晶顯示裝置中，柵極驅動電路的多級移位寄存器系配合多柵極線而依序設置于顯示面板的相當狹長的邊框區域，然而各級移位寄存器的驅動晶體管系為具低驅動能力的非晶硅薄膜晶體管(Thin?Film?Transistor；TFT)，且非晶硅薄膜晶體管的驅動能力系隨溫度降低而顯著下降，故在低溫開機時，若驅動晶體管的汲源極壓降不夠大，則難以提供高導通驅動電流以執行開機即時正常顯示的運作，甚至可能發生無法啟動的情況。

發明內容

依據本發明的實施例，揭露一種柵極驅動電路，用以提供多柵極信號至多柵極線。此種柵極驅動電路包括感溫單元、比較單元、充電控制模塊、以及多級移位寄存器。感溫單元系用來感應溫度以輸出感測電壓。電連接于感溫單元的比較單元系用來將感測電壓與參考電壓作比較以輸出控制電壓。電連接于比較單元的充電控制模塊系用來根據控制電壓以控制預充電運作。該些級移位寄存器的第N級移位寄存器包括輸入單元、時脈輸入單元、驅動單元、及下拉單元。輸入單元系用來根據第一輸入信號以輸出驅動控制電壓。電連接于充電控制模塊的時脈輸入單元系用來根據系統時脈以輸出驅動電壓，其中驅動電壓另受控于上述預充電運作。電連接于輸入單元、時脈輸入單元、充電控制模塊與對應柵極線的驅動單元系用來根據驅動控制電壓與驅動電壓以輸出對應柵極信號至對應柵極線。電連接于輸入單元與對應柵極線的下拉單元系用來根據第二輸入信號以下拉對應柵極信號與驅動控制電壓。

進一步包括一用來提供一參考電流的電流源，其中該感溫單元包括：

串接的多個晶體管，各該晶體管具有一用來輸入該參考電流的第一端、一電連接于該第一端的柵極端、及一用來輸出該參考電流的第二端，其中該些晶體管的第一端系用來輸出該感測電壓。

進一步包括一用來提供一驅動電流的電流源，其中該比較單元包括：一第一晶體管，具有一電連接于該電流源以接收該驅動電流的第一端、一電連接于該感溫單元以接收該感測電壓的柵極端、及一用來輸出該控制電壓的第二端；一第二晶體管，具有一電連接于該第一晶體管的第一端、一用來接收該參考電壓的柵極端、及一第二端；一第三晶體管，具有一電連接于該第一晶體管的第二端的第一端、一電連接于該第二晶體管的第二端的柵極端、及一用來接收一電源電壓的第二端；以及一第四晶體管，具有一電連接于該第二晶體管的第二端的第一端、一電連接于該第二晶體管的第二端的柵極端、及一用來接收該電源電壓的第二端。

進一步包括一用來提供一第一充電電流的電流源，其中該第一充電控制模塊包括：一第一單向導通單元，電連接于該電流源，該第一單向導通單元系用來對該第一充電電流執行單向導通運作；以及一第一電流控制單元，電連接于該比較單元、該第一單向導通單元、該第一時脈輸入單元與該第一驅動單元，該第一電流控制單元系用來根據該控制電壓與該第一充電電流控制用來上拉該第N驅動電壓的該第一預充電運作。

該第一單向導通單元包括一第五晶體管，該第五晶體管具有一電連接于該電流源的第一端、一電連接于該第一端的柵極端、及一電連接于該第一電流控制單元的第二端；以及該第一電流控制單元包括一第六晶體管，該第六晶體管具有一電連接于該第五晶體管的第二端的第一端、一用來接收該控制電壓的柵極端、及一電連接于該第一時脈輸入單元與該第一驅動單元的第二端。

該第一時脈輸入單元包括：一第九晶體管，具有一用來接收該第一時脈的第一端、一電連接于該第一端的柵極端、及一用來輸出該第N驅動電壓的第二端。