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CN115148141B - 栅极驱动电路、栅极驱动方法和显示装置 - Google Patents

栅极驱动电路、栅极驱动方法和显示装置 Download PDF

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CN115148141B CN202210735769.2A CN202210735769A CN115148141B CN 115148141 B CN115148141 B CN 115148141B CN 202210735769 A CN202210735769 A CN 202210735769A CN 115148141 B CN115148141 B CN 115148141B
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Abstract

本申请提供了一种栅极驱动电路、栅极驱动方法及显示装置。栅极驱动电路包括充电电路、第一关闭电路、第二关闭电路、第一开启电路和第二开启电路，充电电路包括储能元件、第一开关单元和第二开关单元，储能元件基于第一开关单元的控制端和第二开关单元的控制端所响应的控制信号在充电状态和放电状态之间进行切换；第一关闭电路和第二关闭电路的控制端在储能元件处于放电状态时响应关闭控制信号，以使其输出端向子像素输出两个关闭信号，第一开启电路和第二开启电路的控制端在储能元件处于放电状态时响应开启控制信号，以使其输出端向子像素输出两个开启信号。本申请能够降低栅极驱动电路的成本。

Description

栅极驱动电路、栅极驱动方法和显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种栅极驱动电路、栅极驱动方法和显示装置。
背景技术
随着显示屏的刷新率及分辨率的不断提升，面板的充电时间随之逐渐变短，在提升充电率防止错冲的方案中，常用的方案是增加双路VGH(高电平)和双路VGL(低电平)。该方式需要单路的两路VGH和单路的两路VGL，导致共有4个单独的电路，每个单独的电路均需要设置单独的储能元件，其成本较高。
发明内容
本申请的一个目的在于提出一种栅极驱动电路、栅极驱动方法及显示面板。本申请能够降低栅极驱动电路的成本。
本申请第一方面提供了一种栅极驱动电路，充电电路，包括第一开关单元、第二开关单元和储能元件，所述第一开关单元的第一端和所述储能元件的第一端均连接于第一节点，所述第二开关单元的第一端和所述储能元件的第二端均连接于第二节点，所述第一开关单元的第二端与电压供给端连接，所述第二开关单元的第二端接地，所述储能元件基于所述第一开关单元的控制端和所述第二开关单元的控制端所响应的控制信号在充电状态和放电状态之间进行切换；
第一关闭电路和第二关闭电路，所述第一关闭电路、所述第二关闭电路的输入端均与所述第一节点连接，所述第一关闭电路、所述第二关闭电路的输出端均与子像素连接；所述第一关闭电路的控制端在所述储能元件处于放电状态时响应第一关闭控制信号，以使其输出端向子像素输出第一关闭信号；所述第二关闭电路的控制端在所述储能元件处于放电状态时响应第二关闭控制信号，以使其输出端向子像素输出第二关闭信号，所述第一关闭控制信号和第二关闭控制信号先后输出，且所述第一关闭信号和所述第二关闭信号的大小不同；
第一开启电路和第二开启电路，所述第一开启电路、所述第二开启电路的输入端均与所述第二节点连接，所述第一开启电路、所述第二开启电路的输出端均与所述子像素连接；所述第一开启电路的控制端在所述储能元件处于放电状态时响应第一开启控制信号，以使其输出端向所述子像素输出第一开启信号；所述第二开启电路的控制端在所述储能元件处于放电状态时响应第二开启控制信号，以使其输出端向所述子像素输出第二开启信号，所述第一开启控制信号和第二开启控制信号先后输出，且所述第一开启信号和所述第二开启信号的大小不同。
在本申请的一示例性实施例中，所述充电电路还包括充电电容，所述充电电容的第一端与所述电压供给端连接，所述充电电容的第二端接地；
在所述储能元件处于充电状态和所述放电状态时，所述第二开关单元的控制端均用于响应第二开关开启信号打开；
在所述储能元件处于充电状态时，所述第一开关单元的控制端用于响应第一开关开启信号打开；
在所述储能元件处于放电状态时，所述第一开关单元的控制端用于响应第一开关关闭信号关闭。
在本申请的一示例性实施例中，所述第一开关开启信号与所述第二开关开启信号均为高电平信号，所述第一开关关闭信号为低电平信号。
在本申请的一示例性实施例中，
所述第一关闭电路包括：第三开关单元、第一二极管和第一电容，所述第三开关单元的输入端与所述第一节点连接，所述第三开关单元的输出端与所述第一二极管的第一端连接，所述第一二极管的第二端以及所述第一电容的第一端均与所述第一关闭电路的输出端连接，所述第一电容的第二端接地；在所述储能元件处于充电状态和放电状态时，所述第三开关单元的控制端用于响应第三开关开启信号以打开；
所述第二关闭电路包括：第四开关单元、第二二极管和第二电容，所述第四开关单元的输入端与所述第一节点连接，所述第四开关单元的输出端与所述第二二极管的第一端连接，所述第二二极管的第二端以及所述第二电容的第一端均与所述第二关闭电路的输出端连接，所述第二电容的第二端接地；在所述储能元件处于充电状态和放电状态时，所述第四开关单元的控制端用于响应第四开关开启信号以打开。
在本申请的一示例性实施例中，
所述第一开启电路包括：第五开关单元和第三电容，所述第五开关单元的输入端与所述第二节点连接，所述第五开关单元的输出端以及所述第三电容的第一端均与所述第一开启电路的输出端连接，所述第三电容的第二端接地；在所述储能元件处于充电状态时，所述第五开关单元的控制端用于响应第二开关关闭信号以关闭，在所述储能元件处于放电状态时，所述第五开关单元的控制端用于响应第五开关开启信号以打开；
所述第二开启电路包括：第六开关单元和第四电容，所述第六开关单元的输入端与所述第二节点连接，所述第六开关单元的输出端以及所述第四电容的第一端均与第二开启电路的输出端连接，所述第四电容的第二端接地；在所述储能元件处于充电状态时，所述第六开关单元的控制端用于响应第三开关关闭信号以关闭，在所述储能元件处于放电状态时，所述第六开关单元的控制端用于响应第六开关开启信号以打开。
在本申请的一示例性实施例中，所述储能元件为电感元件。
在本申请的一示例性实施例中，所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第一关闭电路、所述第二关闭电路、所述第一开启电路和所述第二开启电路的控制端均与同一控制芯片连接。
在本申请的一示例性实施例中，所述第一关闭信号和所述第二关闭信号均为低电平信号，所述第一关闭信号先于所述第二关闭信号输出，且所述第一关闭信号的值小于所述第二关闭信号的值；
所述第一开启信号和所述第二开启信号均为高电平信号，所述第二开启信号先于所述第一开启信号输出，且所述第二开启信号的值大于所述第一开启信号的值。
本申请第二方面提供了一种栅极驱动方法，应用于前述的任一栅极驱动电路，所述方法包括：
在第一时间段：向第二开关单元的控制端发送第二开关开启信号，以打开所述第二开关单元；
在第二时间段：维持打开所述第二开关单元，向第一开关单元的控制端发送第一开关开启信号，以打开所述第一开关单元，使得所述储能元件处于充电状态；
在第三时间段：继续维持打开所述第二开关单元，向所述第一开关单元的控制端发送第一开关关闭信号，以关闭所述第一开关单元，使得所述储能元件处于放电状态，同时向第一关闭电路的控制端发送第一关闭控制信号，以使所述第一关闭电路打开并向子像素输出第一关闭信号；在所述第一关闭电路打开时，第二关闭电路、第一开启电路和第二开启电路均关闭；
在第四时间段：继续维持打开所述第二开关单元，向所述第一开关单元的控制端发送第一开关开启信号，以打开所述第一开关单元，使得所述储能元件处于充电状态；
在第五时间段：继续维持打开所述第二开关单元，向所述第一开关单元的控制端发送第一开关关闭信号，以关闭所述第一开关单元，使得所述储能元件处于放电状态，同时向所述第二关闭电路的控制端发送第二关闭控制信号，使得所述第二关闭电路打开并向所述子像素输出第二关闭信号；所述子像素在依次接收到所述第一关闭信号和所述第二关闭信号后关闭；在所述第二关闭电路打开时，所述第一关闭电路、所述第一开启电路以及所述第二开启电路均关闭；
在第六时间段：向第一开关单元的控制端发送第一开关开启信号，以打开所述第一开关单元；
在第七时间段：维持打开所述第一开关单元，向所述第二开关单元的控制端发送第二开关开启信号，以打开所述第二开关单元，使得所述储能元件处于充电状态；
在第八时间段：继续维持打开所述第一开关单元，向所述第二开关单元的控制端发送第二开关关闭信号，以关闭所述第二开关单元，使得所述储能元件处于放电状态，同时向所述第二开启电路的控制端发送第二开启控制信号，以使所述第二开启电路打开并向所述子像素输出第二开启信号；在所述第二开启电路打开时，所述第一关闭电路、所述第二关闭电路和所述第一开启电路均关闭；
在第九时间段：继续维持打开所述第一开关单元，向所述第二开关单元的控制端发送第二开关开启信号，以打开所述第二开关单元，使得所述储能元件处于充电状态；
在第十时间段：继续维持打开所述第一开关单元，向所述第二开关单元的控制端发送第二开关关闭信号，以关闭所述第二开关单元，使得所述储能元件处于放电状态，同时向所述第一开启电路的控制端发送第一开启控制信号，以使得所述第一开启电路打开并向所述子像素输出第一开启信号；所述子像素在依次接收到所述第二开启信号和所述第一开启信号后打开；在所述第一开启电路打开时，所述第二开启电路、所述第一关闭电路和所述第二关闭电路均关闭。
本申请第三方面提供了一种显示装置，包括显示面板和前述任一项的栅极驱动电路，所述显示面板的显示区设置有呈阵列排布的子像素，所述栅极驱动电路设于所述显示面板的非显示区，所述第一关闭电路、所述第二关闭电路、所述第一开启电路和所述第二开启电路的输出端均与所述子像素连接。
本申请方案的有益效果：
本申请的栅极驱动电路包括集成在一起的两个关闭电路和两个开启电路，结合充电电路的储能元件基于控制信号在充电状态和放电状态之间切换，能够通过共用的储能元件对两个关闭电路和两个开启电路进行充电，继而使两个关闭电路分别输出大小不同的第一关闭信号和第二关闭信号，并使两个开启电路分别输出大小不同的第一开启信号和第二开启信号。相较于分别采用四个单独的电路的方式，本申请在能够提供两路关闭信号和两路开启信号的基础上，还减少了储能元件的设置，从而能够降低栅极驱动电路的成本，集成度高，结构简单，占用空间小。
本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过参考附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。
图1示出了本申请实施例一涉及的栅极驱动电路的示意图。
图2示出了本申请实施例一涉及的栅极驱动电路的另一示意图。
图3示出了本申请实施例一涉及的栅极驱动电路用于产生第一关闭信号时各开关单元打开或者关闭状态的示意图。
图4示出了本申请实施例一涉及的栅极驱动电路用于产生第二关闭信号时各开关单元打开或者关闭状态的示意图。
图5示出了本申请实施例一涉及的栅极驱动电路用于产生第一开启信号时各开关单元打开或者关闭状态的示意图。
图6示出了本申请实施例一涉及的栅极驱动电路用于产生第二开启信号时各开关单元打开或者关闭状态的示意图。
图7示出了本申请实施例一涉及的用于产生第一关闭信号的等效电路的示意图。
图8示出了本申请实施例一涉及的第一开关单元打开时，用于产生第一关闭信号的等效电路的电流流向示意图。
图9示出了本申请实施例一涉及的第一开关单元关闭时，用于产生第一关闭信号的等效电路的电流流向示意图。
图10示出了本申请实施例一涉及的用于产生第二开启信号的等效电路的示意图。
图11示出了本申请实施例一涉及的第一开关单元打开时，用于产生第二开启信号的等效电路的电流流向示意图。
图12示出了本申请实施例一涉及的第一开关单元关闭时，用于产生第二开启信号的等效电路的电流流向示意图。
图13示出了本申请实施例二涉及的栅极驱动方法的流程示意图。
图14示出了本申请实施例二涉及的栅极驱动电路的驱动时序示意图。
图15示出了本申请实施例三涉及的显示装置的结构示意图。
附图标号说明：
充电电路-11，第一关闭电路-12，第二关闭电路-13，第一开启电路-14，第二开启电路-15，储能元件-16，显示面板-31，显示区-32，非显示区-33，子像素-34，第一开关单元-M1，第二开关单元-M2，第三开关单元-M3，第四开关单元-M4，第五开关单元-M5，第六开关单元-M6，第一节点-S1，第二节点-S2，第三节点-S3，控制端-G；
电压供给端-VDD，输出端-Vout，充电电容-C1，第一电容-C2，第二电容-C3，第三电容-C4，第四电容-C5，第一二极管-D1，第二二极管-D2，第一信号线-Gate1，第二信号线-Gate2，第三信号线-Gate3，第四信号线-Gate4，第五信号线-Gate5，第六信号线-Gate6，电感-L，负载-RL。
具体实施方式
尽管本申请可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本申请原理的示范性说明，而并非旨在将本申请限制到在此所说明的那样。
由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本申请的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本申请的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
在附图所示的实施方式中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本申请的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本申请的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本申请的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
以下结合本说明书的附图，对本申请的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。
实施例一
本申请实施例一提供了一种栅极驱动电路，如图1所示，包括充电电路11、第一关闭电路12、第二关闭电路13、第一开启电路14和第二开启电路15。充电电路包括第一开关单元M1、第二开关单元M2和储能元件16，第一开关单元M1的第一端和储能元件16的第一端均连接于第一节点S1，第二开关单元M2的第一端和储能元件16的第二端均连接于第二节点S2。
其中，第一开关单元M1的第二端与电压供给端VDD连接，第二开关单元M2的第二端接地，储能元件16基于第一开关单元M1的控制端G和第二开关单元M2的控制端G所响应的控制信号在充电状态和放电状态之间进行切换。
第一关闭电路12和第二关闭电路13，第一关闭电路12、第二关闭电路13的输入端均与第一节点S1连接，第一关闭电路12、第二关闭电路13的输出端Vout均与子像素连接；第一关闭电路12的控制端G在储能元件16处于放电状态时响应第一关闭控制信号，以使其输出端Vout向子像素输出第一关闭信号；第二关闭电路13的控制端G在储能元件16处于放电状态时响应第二关闭控制信号，以使其输出端Vout向子像素输出第二关闭信号，第一关闭控制信号和第二关闭控制信号先后输出，且第一关闭信号和第二关闭信号的大小不同。
第一开启电路14和第二开启电路15，第一开启电路14、第二开启电路15的输入端均与第二节点S2连接，第一开启电路14、第二开启电路15的输出端Vout均与子像素连接；第一开启电路14的控制端G在储能元件16处于放电状态时响应第一开启控制信号，以使其输出端Vout向子像素输出第一开启信号；第二开启电路15的控制端G在储能元件16处于放电状态时响应第二开启控制信号，以使其输出端Vout向子像素输出第二开启信号，第一开启控制信号和第二开启控制信号先后输出，且第一开启信号和第二开启信号的大小不同。
第一关闭信号和第二关闭信号的大小不同，从而可以在关闭薄膜晶体管时，首先将栅极电压降低至较小的VGL电压，然后维持在较大的VGL电压，从而可以有效节省下降时间。第一开启信号和第二开启信号的大小不同，从而可以在打开薄膜晶体管的时候，首先将薄膜晶体管的栅极开启电压产生一个overdrive，即先产生一个更大的VGH电压，降低上升时间，继而在正常工作的时候降低至更小的VGH电压。从而达到提升充电率防止错冲的技术效果。并且，采用共用的储能元件能够在此基础上降低电路的成本。
示例性地，第一关闭信号和第二关闭信号均为低电平信号，第一关闭信号先于第二关闭信号输出，且第一关闭信号的值小于第二关闭信号的值；第一开启信号和第二开启信号均为高电平信号，第二开启信号先于第一开启信号输出，且第二开启信号的值大于第一开启信号的值。从而达到提升充电率防止错冲的技术效果。
另外，相较于通过chargepump电路产生VGH和VGL的方式，本申请实施例所采用的方案能够避免chargepump在输出电流较大时，由于电容稳压能力差，带载能力弱的问题，并且本申请实施例的驱动能力更强。
示例地，如图2所示，充电电路还包括充电电容C1。第一关闭电路12包括：第三开关单元M3、第一二极管D1和第一电容C2。第二关闭电路13包括：第四开关单元M4、第二二极管D2和第二电容C3。第一开启电路14包括：第五开关单元M5和第三电容C4。第二开启电路15包括：第六开关单元M6和第四电容C5。
充电电容C1的第一端与电压供给端VDD连接，充电电容C1的第二端接地；在储能元件16处于充电状态和放电状态时，第二开关单元M2的控制端G均用于响应第二开关开启信号打开；在储能元件16处于充电状态时，第一开关单元M1的控制端G用于响应第一开关开启信号打开；在储能元件16处于放电状态时，第一开关单元M1的控制端G用于响应第一开关关闭信号关闭。
第三开关单元M3的输入与第一节点S1连接，第三开关单元M3的输出端与第一二极管D1的第一端连接，第一二极管D1的第二端以及第一电容C2的第一端均与第一关闭电路12的输出端连接，第一电容C2的第二端接地；在储能元件16处于充电状态和放电状态时，第三开关单元M3的控制端G均用于响应第三开关开启信号以打开。第三开关单元M3的输入端即作为第一关闭电路12的输入端。
第四开关单元M4的输入端与第一节点S1连接，第四开关单元M4的输出端与第二二极管D2的第一端连接，第二二极管D2的第二端以及第二电容C3的第一端均与第二关闭电路13的输出端连接，第二电容C3的第二端接地；在储能元件16处于充电状态和放电状态时，第四开关单元M4的控制端G均用于响应第四开关开启信号以打开。第四开关单元M4的输入端即作为第二关闭电路13的输入端。
第五开关单元M5的输入端与第二节点S2连接，第五开关单元M5的输出端以及第三电容C4的第一端均与第一开启电路14的输出端连接，第三电容C4的第二端接地；在储能元件16处于充电状态时，第五开关单元M5的控制端G用于响应第二开关关闭信号以关闭，在储能元件16处于放电状态时，第五开关单元M5的控制端G用于响应第五开关开启信号以打开。第五开关单元M5的输入端即作为第一开启电路14的输入端。
第六开关单元M6的输入端与第二节点S2连接，第六开关单元M6的输出端以及第四电容C5的第一端均与第二开启电路15的输出端连接，第四电容C5的第二端接地；在储能元件16处于充电状态时，第六开关单元M6的控制端G用于响应第三开关关闭信号以关闭，在储能元件16处于放电状态时，第六开关单元M6的控制端G用于响应第六开关开启信号以打开。第六开关单元M6的输入端即作为第二开启电路15的输入端。
此外，参照图3至图6，对该栅极驱动电路分别用于产生第一关闭信号、第二关闭信号、第一开启信号和第二开启信号时各开关单元的状态进行说明。在栅极驱动电路用于产生上述信号时，储能元件16处于放电状态。
图3示出了该栅极驱动电路用于产生第一关闭信号时各开关单元打开或者关闭状态的示意图。其中，第三开关单元M3打开，第四开关单元M4、第五开关单元M5和第六开关单元M6均关闭。
图4示出了该栅极驱动电路用于产生第二关闭信号时各开关单元打开或者关闭状态的示意图。其中，第四开关单元M4打开，第三开关单元M3、第五开关单元M5和第六开关单元M6均关闭。
图5示出了该栅极驱动电路用于产生第一开启信号时各开关单元打开或者关闭状态的示意图。其中，第五开关单元M5打开，第三开关单元M3、第四开关单元M4和第六开关单元M6均关闭。
图6示出了该栅极驱动电路用于产生第二开启信号时各开关单元打开或者关闭状态的示意图。其中，第六开关单元M6打开，第三开关单元M3、第四开关单元M4和第五开关单元M5均关闭。
通过多个信号控制各开关单元的开关或者关闭，从而能够通过一个储能元件在充电状态和放电状态之间切换，以在各阶段分别形成对应的两路VGH和两路VGL，降低电路的成本。
其中，第一开关开启信号与第二开关开启信号均为高电平信号，第一开关关闭信号为低电平信号。
此外，第一开关开启信号和第一开关关闭信号均由第一信号线Gate1传输至第一开关单元的控制端G；第二开关开启信号和第二开关关闭信号均由第二信号线Gate2传输至第二开关单元的控制端G；第三开关开启信号由第三信号线Gate3传输至第三开关单元的控制端G；第四开关开启信号由第四信号线Gate4传输至第四开关单元的控制端G；第五开关开启信号由第五信号线Gate5传输至第五开关单元的控制端G；第六开关开启信号由第六信号线Gate6传输至第六开关单元的控制端G。
示例地，储能元件16为电感L元件。只需要一个电感就能够得到双路VGH和双路VGL，成本较低。
以下，参照图7至图9，对基于上述电路产生第一关闭信号VGL1的原理进行举例说明。
图7示出了用于产生第一关闭信号的等效电路的示意图。其中，图7所示的电路中包括电压供给端VDD、输入电容C1、第一开关单元M1、电感L、第一二极管D1、输出电容C2和负载RL，连接关系如图所示。
当第一开关单元M1打开时，电流的流向如图8所示。输入端，电感L1直接接到电源的两端，此时电感L的电流逐渐上升，导通瞬态时di/dt很大，此过程主要由输入电容C1供电。输出端，C2依靠自身的放电为负载RL提供能量。
当第一开关单元M1关闭时，电流的流向如图9所示。输入端，电源供给端VDD向输入电容C1充电。输出端，由于电感L的电流不能突变，电感L通过第一二极管D1给输出电容C2及负载RL供电。
系统稳定工作后，电感L伏秒守恒。第一开关单元M1打开时，电感L的电压等于输入端电压VDD。第一开关单元M1关闭时，电感L的电压等于输出端电压VOUT。设T为周期，TON为打开时间，TOFF为关闭时间，D为占空比，则基于伏秒守恒可得到：
VDD*TON＝VOUT*TOFF；
VDD*D*T＝VOUT*(1-D)*T；
VOUT＝[(D/(1-D)]*VDD；
D＝VOUT/(VOUT+VDD)；
采用相似的原理可以得到第二关闭信号。通过调节占空比D，可以得到大小不同的第一关闭信号VGL1和第二关闭信号VGL2。
其中，占空比可以通过改变第一开关单元M1打开时间比例来进行调节，比如，在三个时间段内，仅有一个时间段第一开关单元M1打开，另外两个时间段第一开关单元M1均关闭，假设三个时间段的时长相等，则占空比为1/3，而在两个时间段内，一个时间段第一开关单元M1打开，另一个时间段第一开关单元M1关闭，假设两个时间段的时长相等，则占空比为1/2，通过调节占空比，可以进一步调节电压大小。以下，参照图10至图12，对产生第一开启信号VGH1的原理进行说明。
图10为用于产生第二开启信号的等效电路的示意图。该电路包括：电压供给端VDD，电感L、第一开关单元M1、第二二极管D2、第三电容C4以及输出端VOUT，连接关系如图所示。此外，还可以将第三电容C4替换为第四电容C5，以用于表示产生VGH2时的等效电路图。
当第一开关单元M1打开时，电流流向如图11所示，第三节点S3的电压为0，电源供给端VDD直接给电感L充电，开关打开时间dt＝占空比*开关周期＝D*T。
当第一开关单元M1关闭时，电流流向如图12所示，电感L中存储的能量会通过第二二极管D2给负载RL放电，同时，电源供给端也会通过第二二极管给负载RL放电，二者叠加，实现升压。放电时间dt＝(1-占空比)*开关周期＝(1-D)*T。
在开关打开和关闭的两个时间内，电感L充电和放电是一样的，基于伏秒守恒，有：VOUT＝VDD/(1-D)。
采用相似的原理可以得到第二开启信号，通过调节占空比，可以得到大小不同的第一开启信号VGH1和第二开启信号VGH2。
示例地，第一开关单元M1、第二开关单元M2、第一关闭电路12、第二关闭电路13、第一开启电路14和第二开启电路15的控制端G均与同一控制芯片连接。通过将上述元件或者电路进行集成，并与同一控制芯片连接，相较于分别设置两路单独的VGL电路和两路单独的VGH，并通过4个控制芯片分别控制的方式而言，集成度较高。
在本实施例中，栅极驱动电路包括集成在一起的两个关闭电路和两个开启电路，通过将其与充电电路进行连接，并使充电电路的储能元件基于控制信号在充电状态和放电状态之间切换，从而能够采用共用的储能元件对两个关闭电路和两个开启电路进行充电，继而使两个关闭电路分别输出大小不同的第一关闭信号和第二关闭信号，并使两个开启电路分别输出大小不同的第一开启信号和第二开启信号，相较于分别采用四个单独的电路的方式，本申请能够将储能元件共用，而无需分别针对四个单独的电路设置储能元件，减少了储能元件的设置，从而能够降低栅极驱动电路的成本，并且集成度更高，结构简单，占用空间小。
实施例二
参照图13所示，本申请实施例二提供一种栅极驱动方法，应用于实施例一的栅极驱动电路，该方法包括：
步骤S201：在第一时间段：向第二开关单元的控制端发送第二开关开启信号，以打开第二开关单元；
步骤S202：在第二时间段：维持打开第二开关单元，向第一开关单元的控制端发送第一开关开启信号，以打开第一开关单元，使得储能元件处于充电状态；
步骤S203：在第三时间段：继续维持打开第二开关单元，向第一开关单元的控制端发送第一开关关闭信号，以关闭第一开关单元，使得储能元件处于放电状态，同时向第一关闭电路的控制端发送第一关闭控制信号，以使第一关闭电路打开并向子像素输出第一关闭信号；在第一关闭电路打开时，第二关闭电路、第一开启电路和第二开启电路均关闭；
步骤S204：在第四时间段：继续维持打开第二开关单元，向第一开关单元的控制端发送第一开关开启信号，以打开第一开关单元，使得储能元件处于充电状态；
步骤S205：在第五时间段：继续维持打开第二开关单元，向第一开关单元的控制端发送第一开关关闭信号，以关闭第一开关单元，使得储能元件处于放电状态，同时向第二关闭电路的控制端发送第二关闭控制信号，使得第二关闭电路打开并向子像素输出第二关闭信号；子像素在依次接收到第一关闭信号和第二关闭信号后关闭；在第二关闭电路打开时，第一关闭电路、第一开启电路以及第二开启电路均关闭；
步骤S206：在第六时间段：向第一开关单元的控制端发送第一开关开启信号，以打开第一开关单元；
步骤S207：在第七时间段：维持打开第一开关单元，向第二开关单元的控制端发送第二开关开启信号，以打开第二开关单元，使得储能元件处于充电状态；
步骤S208：在第八时间段：继续维持打开第一开关单元，向第二开关单元的控制端发送第二开关关闭信号，以关闭第二开关单元，使得储能元件处于放电状态，同时向第二开启电路的控制端发送第二开启控制信号，以使第二开启电路打开并向子像素输出第二开启信号；在第二开启电路打开时，第一关闭电路、第二关闭电路和第一开启电路均关闭；
步骤S209：在第九时间段：继续维持打开第一开关单元，向第二开关单元的控制端发送第二开关开启信号，以打开第二开关单元，使得储能元件处于充电状态；
步骤S210：在第十时间段：继续维持打开第一开关单元，向第二开关单元的控制端发送第二开关关闭信号，以关闭第二开关单元，使得储能元件处于放电状态，同时向第一开启电路的控制端发送第一开启控制信号，以使得第一开启电路打开并向子像素输出第一开启信号；子像素在依次接收到第二开启信号和第一开启信号后打开；在第一开启电路打开时，第二开启电路、第一关闭电路和第二关闭电路均关闭。
示例性地，在第二时间段，利用第三开关开启信号打开第一关闭电路的第三开关单元；在第四时间段，利用第四开关开启信号打开第二关闭电路的第四开关单元；在第八时间段，利用第六开关开启信号打开第二开启电路的第六开关单元；在第十时间段，利用第五开关开启信号打开第一开启电路的第五开关单元。
参照图14所示，T1至T10依次分别代表第一时间段至第十时间段。图14所示的仅为一种可选的实施方式，在另一实现方式中，T6至T10也可以在T1至T5之前。
如图14所示，T1时间段，第二信号线输出高电平信号，第二开关单元打开，T2时间段，第一信号线和第三信号线均输出高电平信号，第一开关单元和第三开关单元均打开给电感充电，使电感处于充电状态；T3时间段，第一信号线输出低电平，第一开关单元关闭，电感处于放电状态，电感释放电荷给第一关闭电路充电，产生第一关闭信号VGL1电压信号；T4时间段，第一信号线和第四信号线均输出高电平信号，第一开关单元和第四开关单元均打开，给电感充电，电感处于充电状态，T5时间段，第一信号线输出低电平信号，第一开关单元关闭，电感释放电荷给第二关闭电路，以产生第二关闭信号VGL2电压信号。采用此方式，产生了VGL1和VGL2。
T6时间段，第一信号线输出高电平信号，第一开关单元打开，电感与电源供给端相接，T7时间段，第二信号线输出高电平信号，第二开关单元打开，给电感充电，电感此时处于充电状态，T8时间段，第二信号线输出低电平信号，第二开关单元关闭，同时第六信号线输出高电平信号，第六开关单元打开，电感处于放电状态，形成boost，产生第二开启信号VGH2电压信号；T9时间段第二信号线输出高电平信号，第二开关单元打开，同时第六开关单元关闭，给电感充电，T10时间段第二信号线输出低电平信号，第二开关单元关闭，第五信号线输出高电平，第五开关单元打开，电感处于放电状态，形成boost回路，形成第一开启信号VGH1。
如此形成双路VGL及双路VGH，在此电路中只需要一个电感，从而能够节省电路成本，同时相较于chargepump电路的驱动能力更强。
实施例三
参照图15所示，本申请实施例三提供一种显示装置，包括显示面板31和实施例一中的栅极驱动电路，显示面板的显示区32设置有呈阵列排布的子像素34，栅极驱动电路设于显示面板的非显示区33，第一关闭电路、第二关闭电路、第一开启电路和第二开启电路的输出端均与子像素34连接。
此外，非显示区33可以包括GOA电路。
通过将上述的栅极驱动电路设置于显示装置中，能够降低显示装置的成本。此外，由于该栅极驱动电路结构简单，占用空间小，还能够有利于显示装置实现窄边框，以提高显示装置的审美品位。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例以及不同实施例的特征进行结合和组合。

Claims (10)

1.一种栅极驱动电路，其特征在于，包括：
充电电路，包括第一开关单元、第二开关单元和储能元件，所述第一开关单元的第一端和所述储能元件的第一端均连接于第一节点，所述第二开关单元的第一端和所述储能元件的第二端均连接于第二节点，所述第一开关单元的第二端与电压供给端连接，所述第二开关单元的第二端接地，所述储能元件基于所述第一开关单元的控制端和所述第二开关单元的控制端所响应的控制信号在充电状态和放电状态之间进行切换；
第一关闭电路和第二关闭电路，所述第一关闭电路、所述第二关闭电路的输入端均与所述第一节点连接，所述第一关闭电路、所述第二关闭电路的输出端均与子像素连接；所述第一关闭电路的控制端在所述储能元件处于放电状态时响应第一关闭控制信号，以使其输出端向子像素输出第一关闭信号；所述第二关闭电路的控制端在所述储能元件处于放电状态时响应第二关闭控制信号，以使其输出端向子像素输出第二关闭信号，所述第一关闭控制信号和所述第二关闭控制信号先后输出，且所述第一关闭信号和所述第二关闭信号的大小不同；
第一开启电路和第二开启电路，所述第一开启电路、所述第二开启电路的输入端均与所述第二节点连接，所述第一开启电路、所述第二开启电路的输出端均与所述子像素连接；所述第一开启电路的控制端在所述储能元件处于放电状态时响应第一开启控制信号，以使其输出端向所述子像素输出第一开启信号；所述第二开启电路的控制端在所述储能元件处于放电状态时响应第二开启控制信号，以使其输出端向所述子像素输出第二开启信号，所述第一开启控制信号和所述第二开启控制信号先后输出，且所述第一开启信号和所述第二开启信号的大小不同。
2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述充电电路还包括充电电容，所述充电电容的第一端与所述电压供给端连接，所述充电电容的第二端接地；
在所述储能元件处于充电状态和所述放电状态时，所述第二开关单元的控制端均用于响应第二开关开启信号打开；
在所述储能元件处于充电状态时，所述第一开关单元的控制端用于响应第一开关开启信号打开；
在所述储能元件处于放电状态时，所述第一开关单元的控制端用于响应第一开关关闭信号关闭。
3.根据权利要求2所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述第一开关开启信号与所述第二开关开启信号均为高电平信号，所述第一开关关闭信号为低电平信号。
4.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，
所述第一关闭电路包括：第三开关单元、第一二极管和第一电容，所述第三开关单元的输入端与所述第一节点连接，所述第三开关单元的输出端与所述第一二极管的第一端连接，所述第一二极管的第二端以及所述第一电容的第一端均与所述第一关闭电路的输出端连接，所述第一电容的第二端接地；在所述储能元件处于充电状态和放电状态时，所述第三开关单元的控制端用于响应第三开关开启信号以打开；
所述第二关闭电路包括：第四开关单元、第二二极管和第二电容，所述第四开关单元的输入端与所述第一节点连接，所述第四开关单元的输出端与所述第二二极管的第一端连接，所述第二二极管的第二端以及所述第二电容的第一端均与所述第二关闭电路的输出端连接，所述第二电容的第二端接地；在所述储能元件处于充电状态和放电状态时，所述第四开关单元的控制端用于响应第四开关开启信号以打开。
5.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，
所述第一开启电路包括：第五开关单元和第三电容，所述第五开关单元的输入端与所述第二节点连接，所述第五开关单元的输出端以及所述第三电容的第一端均与所述第一开启电路的输出端连接，所述第三电容的第二端接地；在所述储能元件处于充电状态时，所述第五开关单元的控制端用于响应第二开关关闭信号以关闭，在所述储能元件处于放电状态时，所述第五开关单元的控制端用于响应第五开关开启信号以打开；
所述第二开启电路包括：第六开关单元和第四电容，所述第六开关单元的输入端与所述第二节点连接，所述第六开关单元的输出端以及所述第四电容的第一端均与所述第二开启电路的输出端连接，所述第四电容的第二端接地；在所述储能元件处于充电状态时，所述第六开关单元的控制端用于响应第三开关关闭信号以关闭，在所述储能元件处于放电状态时，所述第六开关单元的控制端用于响应第六开关开启信号以打开。
6.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述储能元件为电感元件。
7.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第一关闭电路、所述第二关闭电路、所述第一开启电路和所述第二开启电路的控制端均与同一控制芯片连接。
8.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其特征在于，
所述第一关闭信号和所述第二关闭信号均为低电平信号，所述第一关闭信号先于所述第二关闭信号输出，且所述第一关闭信号的值小于所述第二关闭信号的值；
所述第一开启信号和所述第二开启信号均为高电平信号，所述第二开启信号先于所述第一开启信号输出，且所述第二开启信号的值大于所述第一开启信号的值。
9.一种栅极驱动方法，其特征在于，应用权利要求1至8任一项所述的栅极驱动电路，所述方法包括：
在第一时间段：向第二开关单元的控制端发送第二开关开启信号，以打开所述第二开关单元；
在第二时间段：维持打开所述第二开关单元，向第一开关单元的控制端发送第一开关开启信号，以打开所述第一开关单元，使得储能元件处于充电状态；
在第三时间段：继续维持打开所述第二开关单元，向所述第一开关单元的控制端发送第一开关关闭信号，以关闭所述第一开关单元，使得所述储能元件处于放电状态，同时向第一关闭电路的控制端发送第一关闭控制信号，以使所述第一关闭电路打开并向子像素输出第一关闭信号；在所述第一关闭电路打开时，第二关闭电路、第一开启电路和第二开启电路均关闭；
在第四时间段：继续维持打开所述第二开关单元，向所述第一开关单元的控制端发送第一开关开启信号，以打开所述第一开关单元，使得所述储能元件处于充电状态；
在第五时间段：继续维持打开所述第二开关单元，向所述第一开关单元的控制端发送第一开关关闭信号，以关闭所述第一开关单元，使得所述储能元件处于放电状态，同时向所述第二关闭电路的控制端发送第二关闭控制信号，使得所述第二关闭电路打开并向所述子像素输出第二关闭信号；所述子像素在依次接收到所述第一关闭信号和所述第二关闭信号后关闭；在所述第二关闭电路打开时，所述第一关闭电路、所述第一开启电路以及所述第二开启电路均关闭；
在第六时间段：向第一开关单元的控制端发送第一开关开启信号，以打开所述第一开关单元；
在第七时间段：维持打开所述第一开关单元，向所述第二开关单元的控制端发送第二开关开启信号，以打开所述第二开关单元，使得所述储能元件处于充电状态；
在第八时间段：继续维持打开所述第一开关单元，向所述第二开关单元的控制端发送第二开关关闭信号，以关闭所述第二开关单元，使得所述储能元件处于放电状态，同时向所述第二开启电路的控制端发送第二开启控制信号，以使所述第二开启电路打开并向所述子像素输出第二开启信号；在所述第二开启电路打开时，所述第一关闭电路、所述第二关闭电路和所述第一开启电路均关闭；
在第九时间段：继续维持打开所述第一开关单元，向所述第二开关单元的控制端发送第二开关开启信号，以打开所述第二开关单元，使得所述储能元件处于充电状态；
在第十时间段：继续维持打开所述第一开关单元，向所述第二开关单元的控制端发送第二开关关闭信号，以关闭所述第二开关单元，使得所述储能元件处于放电状态，同时向所述第一开启电路的控制端发送第一开启控制信号，以使得所述第一开启电路打开并向所述子像素输出第一开启信号；所述子像素在依次接收到所述第二开启信号和所述第一开启信号后打开；在所述第一开启电路打开时，所述第二开启电路、所述第一关闭电路和所述第二关闭电路均关闭。
10.一种显示装置，其特征在于，包括显示面板和权利要求1至8任一项所述的栅极驱动电路，所述显示面板的显示区设置有呈阵列排布的子像素，所述栅极驱动电路设于所述显示面板的非显示区，所述第一关闭电路、所述第二关闭电路、所述第一开启电路和所述第二开启电路的输出端均与所述子像素连接。
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