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CN105810169A - 液晶显示器的驱动系统及驱动方法 - Google Patents

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CN105810169A
CN105810169A CN201610357513.7A CN201610357513A CN105810169A CN 105810169 A CN105810169 A CN 105810169A CN 201610357513 A CN201610357513 A CN 201610357513A CN 105810169 A CN105810169 A CN 105810169A
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曾德康
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TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种液晶显示器的驱动系统，其包括：时序控制器，用于产生扫描起始信号；电位转移器，用于对产生的扫描起始信号进行升压操作，并根据升压后的扫描起始信号产生至少一个时钟信号；栅极驱动器，用于根据升压后的扫描起始信号以及产生的时钟信号对栅极线进行扫描驱动。本发明还公开一种液晶显示器的驱动方法。本发明提供的液晶显示器的驱动系统和驱动方法，可以减少时序控制器和电位移转器所需要的引脚，使时序控制器和电位移转器的封装型号(Package)变小，从而减小封装成本。此外，由于时序控制器和电位移转器的引脚减少，二者之间的走线会减少，这样可以使组件后的印刷电路板的尺寸减小，从而降低组件后的印刷电路板的成本。

Description

液晶显示器的驱动系统及驱动方法
技术领域
本发明属于液晶显示技术领域，具体地讲，涉及一种液晶显示器的驱动系统及驱动方法。
背景技术
随着光电与半导体技术的演进，也带动了平板显示器(FlatPanelDisplay)的蓬勃发展，而在诸多平板显示器中，液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)因具有高空间利用效率、低消耗功率、无辐射以及低电磁干扰等诸多优越特性，已被应用于生产生活的各个方面。
液晶显示器通常包括液晶面板以及向液晶面板提供均匀的面光源的背光模块。在液晶面板中，通常采用阵列基板栅极驱动(GateDriverOnArray，GOA)技术将栅极驱动器制作在阵列基板上，从而实现对栅极线逐行扫描驱动。
在阵列基板栅极驱动技术中，一般采用组件后的印刷电路板(PrintedCircuitBoard+Assembly，PCBA)向栅极驱动器提供各种信号。例如，PCBA上一般具有时序控制器(TimingController，TCON)和电位移转器(LevelShift)，TCON产生起始信号(STV)、时钟信号(CLK)等信号给电位移转器，电位移转器对接收到的信号进行升压操作，从而对栅极线(以及连接栅极线的薄膜晶体管TFT)进行逐行扫描驱动。
为了实现对栅极线逐行扫描驱动，至少需要提供四个时钟信号给栅极驱动器。当栅极驱动器需要的时钟信号越多，TCON和电位移转器所需要的引脚就会越多，这样会导致TCON和电位移转器的封装型号(Package)变大，从而导致封装成本上升。同时引脚增加，导致走线增加，这同样会使PCBA的尺寸变大，从而提升PCBA的成本。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种能够减少时序控制器和电位移转器所需要的引脚的液晶显示器的驱动系统及驱动方法。
根据本发明的一方面，提供了一种液晶显示器的驱动系统，其包括：时序控制器，用于产生扫描起始信号；电位转移器，用于对产生的扫描起始信号进行升压操作，并根据升压后的扫描起始信号产生至少一个时钟信号；栅极驱动器，用于根据升压后的扫描起始信号以及产生的时钟信号对栅极线进行扫描驱动。
可选地，所述电位转移器还用于存储至少一个预设值，并根据存储的预设值对升压后的扫描起始信号进行延时操作，以产生时钟信号。
可选地，所述电位转移器还用于当其侦测到升压后的扫描起始信号的上升沿时，根据存储的预设值对升压后的扫描起始信号进行延时操作，以产生时钟信号。
可选地，所述电位转移器包括：升压模块，用于对产生的扫描起始信号进行升压操作；存储模块，用于存储至少一个预设值；侦测模块，用于侦测升压后的扫描起始信号的上升沿；延时模块，用于当侦测模块侦测到升压后的扫描起始信号的上升沿时，从存储模块获取预设值，并根据获取的预设值对升压后的扫描起始信号进行延时操作，以产生时钟信号；输出模块，用于输出升压后的扫描起始信号以及产生的时钟信号。
可选地，当所述存储模块存储至少两个预设值时，所述延时模块按照从最小预设值到最大预设值的顺序依次从存储模块获取预设值，并根据获取的每个预设值对升压后的扫描起始信号进行延时操作，以产生与每个预设值对应的时钟信号。
可选地，对升压后的扫描起始信号进行延时的时间按照从最小预设值到最大预设值的顺序依次变长。
可选地，所述时序控制器和所述电位转移器组装于组件后的印刷电路板上，所述电位转移器包括：IIC协议模块，用于与所述组件后的印刷电路板上的连接器进行通讯。
根据本发明的另一方面，还提供了一种液晶显示器的驱动方法，其包括：产生扫描起始信号；对产生的扫描起始信号进行升压操作；根据升压后的扫描起始信号产生时钟信号；根据升压后的扫描起始信号以及产生的时钟信号对栅极线进行扫描驱动。
可选地，根据升压后的扫描起始信号产生时钟信号的方法包括：侦测升压后的扫描起始信号的上升沿；当侦测到升压后的扫描起始信号的上升沿时，获取存储的预设值；根据获取的预设值对升压后的扫描起始信号进行延时操作，以产生时钟信号；输出升压后的扫描起始信号以及产生的时钟信号。
可选地，当存储至少两个预设值时，按照从最小预设值到最大预设值的顺序依次获取预设值，并根据获取的每个预设值对升压后的扫描起始信号进行延时操作，以产生与每个预设值对应的时钟信号；其中，对升压后的扫描起始信号进行延时的时间按照从最小预设值到最大预设值的顺序依次变长。
本发明提供的液晶显示器的驱动系统和驱动方法，可以减少时序控制器和电位移转器所需要的引脚，使时序控制器和电位移转器的封装型号(Package)变小，从而减小封装成本。此外，由于时序控制器和电位移转器的引脚减少，二者之间的走线会减少，这样可以使组件后的印刷电路板的尺寸减小，从而降低组件后的印刷电路板的成本。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：
图1示出了根据本发明的实施例的液晶显示器的框架图；
图2是根据本发明的实施例的组件后的印刷电路板及栅极驱动器的架构图以及它们产生的信号波形图；
图3是根据本发明的实施例的电位移转器的模块图；
图4是根据本发明的实施例的液晶显示器的驱动方法的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
图1示出了根据本发明的实施例的液晶显示器的框架图。
参照图1，根据本发明的实施例的液晶显示器包括：液晶面板组件300；栅极驱动器400和数据驱动器500，二者都连接到液晶面板组件300；灰度电压产生器600，连接到数据驱动器500；组件后的印刷电路板(PCBA)700，连接到栅极驱动器400和数据驱动器500，以提供各种信号给栅极驱动器400和数据驱动器500。
在本实施例中，组件后的印刷电路板700上至少包括：时序控制器710、电位移转器720以及连接器730，但本发明并不限制于此。
液晶面板组件300包括多条显示信号线和连接到显示信号线并按阵列排列的多个像素PX。液晶面板组件300可以包括：彼此面对的下显示面板(未示出)和上显示面板(未示出)，以及被插入在下显示面板和上显示面板之间的液晶层(未示出)。
可以在下显示面板上布置显示信号线。显示信号线可以包括传送栅极信号的多条栅极线G1至Gm和传送数据信号的多条数据线D1至Dn。栅极线G1至Gm按行方向延伸并且彼此大致平行，并且数据线D1至Dn按列方向延伸并且彼此大致平行。
每个像素PX包括：开关器件，连接到相应的栅极线和相应的数据线；以及液晶电容器，连接到该开关器件。如果必要，每个像素PX也可以包括存储电容器，其与液晶电容器并联连接。
每个像素PX的开关器件是三端器件，因此具有连接到相应栅极线的控制端、连接到相应数据线的输入端和连接到相应液晶电容器的输出端。
栅极驱动器400连接到栅极线G1至Gm，并向栅极线G1至Gm施加栅极信号，该栅极信号是由外部源提供给栅极驱动器400的栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff的组合。参照图1，在液晶面板组件300的一侧布置栅极驱动器400，并且栅极线G1至Gm都连接到栅极驱动器400。然而，本发明不限于此。也就是说，可以在液晶面板组件300的相对两侧分别布置一个栅极驱动器400，并且栅极线G1至Gm都连接到这两个栅极驱动器400的每一个。
在本实施例中，栅极驱动器400可以被嵌入在液晶面板组件300中。
灰度电压产生器600产生与像素PX的透射率紧密相关的灰度电压。该灰度电压被提供给每个像素PX，并且根据公共电压Vcom而具有正值或负值。
数据驱动器500连接到液晶面板组件300的数据线D1至Dn，并向像素PX施加由灰度电压产生器600产生的灰度电压作为数据电压。如果灰度电压产生器600不是提供所有的灰度电压而是仅提供基准灰度电压，则数据驱动器500可以通过将基准灰度电压分压而产生各种灰度电压，并选择各种灰度电压中的一个作为数据电压。
在本实施例中，数据驱动器500以及灰度电压产生器600都可以被嵌入在液晶面板组件300中。
组件后的印刷电路板700上的时序控制器710控制栅极驱动器400和数据驱动器500的操作。
时序控制器710从外部图形控制器(未示出)接收输入图像信号(例如RGB信号)以及用于控制输入图像信号的显示的多个输入控制信号，例如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK、数据使能信号DE。时序控制器710根据输入控制信号适当处理输入图像信号，从而产生符合液晶面板组件300的操作条件的图像数据DAT。然后，时序控制器710产生栅极控制信号CONT1和数据控制信号CONT2，将栅极控制信号CONT1传送到栅极驱动器400，并将数据控制信号CONT2和图像数据DAT传送到数据驱动器500。
栅极控制信号CONT1可以包括：扫描起始信号STV1，被升压后能够被用于启动栅极驱动器400的操作，即扫描操作。栅极控制信号CONT1还可以包括输出使能信号，能够被用于限制栅极导通电压Von的持续时间。需要说明的是，与现有技术不同的是，本实施例的栅极控制信号CONT1中不包括时钟信号CKV。
进一步地，时序控制器710将栅极控制信号CONT1传送到电位移转器720。电位移转器720根据接收到的扫描起始信号STV1产生至少一个时钟信号CKV，并对栅极控制信号CONT1进行升压操作，并将升压后的栅极控制信号CONT1以及时钟信号CKV传送到栅极驱动器400。
数据控制信号CONT2可以包括：水平同步开始信号STH，其指示图像数据DAT的传输；加载信号LOAD，其请求向数据线D1至Dn施加与图像数据DAT对应的数据电压；以及数据时钟信号HCLK。数据控制信号CONT2也可以包括反转信号RVS，用于反转数据电压相对于公共电压Vcom的极性，这此后被称为“数据电压的极性”。
数据驱动器500响应于数据控制信号CONT2从时序控制器710接收图像数据DAT，并选择与图像数据DAT对应的灰度电压而将图像数据转换为数据电压。然后，数据驱动器500将数据电压提供给数据线D1至Dn。
栅极驱动器400通过响应于升压后的栅极控制信号CONT1以及时钟信号CKV向栅极线G1至Gm施加栅极导通电压Von而导通连接到栅极线G1至Gm的开关器件。然后，施加到数据线D1至Dn的数据电压通过导通的开关器件而被传送到每个像素PX。
施加到每个像素PX的数据电压和公共电压Vcom之间的差可以被解释为是利用其对每个像素PX的液晶电容器充电的电压，即像素电压。液晶层内的液晶分子的排列根据像素电压的幅度而变化，因而通过液晶层传送的光的极性也可以变化，从而导致液晶层的透射率的变化。
以下对组件后的印刷电路板700及栅极驱动器400之间的信号产生及传送进行进一步地详细说明。图2是根据本发明的实施例的组件后的印刷电路板及栅极驱动器的架构图以及它们产生的信号波形图。在图2中，未示出除组件后的印刷电路板700及栅极驱动器400之外的其他液晶显示器的组件，这些省略掉的组件可以参照图1。
参照图2，如上所述，时序控制器710产生栅极控制信号CONT1。栅极控制信号CONT1至少包括：扫描起始信号STV1，升压后能够被用于启动栅极驱动器400的操作，即扫描操作。需要说明的是，与现有技术不同的是，本实施例的栅极控制信号CONT1中不包括时钟信号CKV。
时序控制器710将扫描起始信号STV1传送给电位移转器720。电位移转器720对扫描起始信号STV1进行升压操作，并根据升压后的扫描起始信号STV2产生四个时钟信号CKV1、CKV2、CKV3、CKV4。当然，应当理解的是，这里的时钟信号的数量仅作为一种示例。
图3是根据本发明的实施例的电位移转器的模块图。
参照图2和图3，根据本发明的实施例的电位移转器720包括：存储模块721、升压模块722、侦测模块723、延时模块724、输出模块725。
存储模块721用于存储四个预设值。这里，每个预设值对应一个时钟信号。为了便于说明，将这四个预设值以第一预设值、第二预设值、第三预设值、第四预设值进行区分。升压模块722用于对扫描起始信号STV1进行升压操作，并产生升压后的扫描起始信号STV2。侦测模块723用于侦测升压后的扫描起始信号STV2的上升沿。
当侦测模块723侦测到升压后的扫描起始信号STV2的上升沿时，延时模块724从存储模块721中依次获取四个预设值，并根据每个预设值对升压后的扫描起始信号STV2进行延时操作，以形成与每个预设值对应的时钟信号CKV。
输出模块725将升压后的扫描起始信号STV2以及产生的四个时钟信号CKV1、CKV2、CKV3、CKV4传送到栅极驱动器400。
具体地，每个预设值对应的对升压后的扫描起始信号STV2进行延时的时间不同。例如，预设值越小，其对应的升压后的扫描起始信号STV2被延时的时间越短。应当理解的是，作为另一种实施方式，也可以设置为预设值越大，其对应的升压后的扫描起始信号STV2被延时的时间越短。
优选地，升压后的扫描起始信号STV2被延时的最短时间为升压后的扫描起始信号STV2的高电平持续时间T的二分之一。
在本实施例中，第一预设值、第二预设值、第三预设值、第四预设值依次增大。第一预设值对应的升压后的扫描起始信号STV2被延时的时间为D1，其中，D1＝T/2。第二预设值对应的升压后的扫描起始信号STV2被延时的时间为D2，其中，D2＝T。第三预设值对应的升压后的扫描起始信号STV2被延时的时间为D3，其中，D3＝3T/2。第四预设值对应的升压后的扫描起始信号STV2被延时的时间为D4，其中，D4＝2T。也就是说，升压后的扫描起始信号STV2被延时的时间按照最小预设值到最大预设值的顺序依次递增升压后的扫描起始信号STV2的高电平持续时间T的二分之一。
进一步地，当侦测模块723侦测到升压后的扫描起始信号STV2的上升沿时，延时模块724从存储模块721中按照最小预设值到最大预设值的顺序依次获取四个预设值。
例如，当侦测模块723侦测到升压后的扫描起始信号STV2的上升沿时，延时模块724从存储模块721中获取第一预设值，并根据第一预设值对升压后的扫描起始信号STV2进行延时D1，以形成与第一预设值对应的时钟信号CKV1；接着，延时模块724从存储模块721中获取第二预设值，并根据第二预设值对升压后的扫描起始信号STV2进行延时D2，以形成与第二预设值对应的时钟信号CKV2；接着，延时模块724从存储模块721中获取第三预设值，并根据第三预设值对升压后的扫描起始信号STV2进行延时D3，以形成与第三预设值对应的时钟信号CKV3；接着，延时模块724从存储模块721中获取第四预设值，并根据第四预设值对升压后的扫描起始信号STV2进行延时D4，以形成与第四预设值对应的时钟信号CKV4。
此外，电位移转器720还包括：IIC协议模块726。电位移转器720通过IIC协议模块726与连接器730进行通信。这样，用户或者设计者可通过连接器730对电位移转器720的存储模块721中的预设值进行调整，从而对电位移转器720的延时模块724产生的时钟信号进行调整，使组件后的印刷电路板700能够应用于各种不同类型的液晶显示器中。
图4是根据本发明的实施例的液晶显示器的驱动方法的流程图。
参照图2至图4，在步骤S410中，产生栅极控制信号CONT1。
具体地，利用时序控制器710产生栅极控制信号CONT1。这里栅极控制信号CONT1至少包括：扫描起始信号STV1，升压后能够被用于启动栅极驱动器400的操作，即扫描操作。需要说明的是，与现有技术不同的是，本实施例的栅极控制信号CONT1中不包括时钟信号CKV。
时序控制器710将扫描起始信号STV1传送给电位移转器720。
在步骤S420中，对扫描起始信号STV1进行升压操作。
具体地，利用电位移转器720的升压模块722对扫描起始信号STV1进行升压操作，以产生升压后的扫描起始信号STV2。
在步骤S430中，根据升压后的扫描起始信号STV2产生时钟信号。
具体地，在本实施例中，步骤S430进一步包括步骤S431、步骤S432、步骤S433和步骤S434。
在步骤S431中，侦测升压后的扫描起始信号STV2的上升沿。具体地，利用电位移转器720的侦测模块723侦测升压后的扫描起始信号STV2的上升沿。
在步骤S432中，当侦测到升压后的扫描起始信号STV2的上升沿时，获取存储的预设值。具有地，当电位移转器720的侦测模块723侦测到升压后的扫描起始信号STV2的上升沿时，利用电位移转器720的延时模块724从存储模块721中获取预设值。
在本实施例中，存储模块721存储了四个预设值。这里，每个预设值对应一个时钟信号。为了便于说明，将这四个预设值以第一预设值、第二预设值、第三预设值、第四预设值进行区分。预设值的数量可根据实际需要被设定。
在本实施例中，优选地，第一预设值、第二预设值、第三预设值、第四预设值依次增大。进一步地，当电位移转器720的侦测模块723侦测到升压后的扫描起始信号STV2的上升沿时，利用电位移转器720的延时模块724从存储模块721中按照最小预设值到最大预设值的顺序依次获取四个预设值。
在步骤S433中，根据获取的预设值对升压后的扫描起始信号STV2进行延时操作，以产生时钟信号。具体地，利用电位移转器720的延时模块724根据获取的预设值对升压后的扫描起始信号STV2进行延时操作，以产生时钟信号CKV。
在本实施例中，电位移转器720的延时模块724根据依序获取的每个预设值对升压后的扫描起始信号STV2进行延时操作，以形成与每个预设值对应的时钟信号CKV。这样，形成了四个时钟信号CKV1、CKV2、CKV3、CKV4。也就是说，四个时钟信号CKV1、CKV2、CKV3、CKV4依序形成。
每个预设值对应的对升压后的扫描起始信号STV2进行延时的时间不同。例如，预设值越小，其对应的升压后的扫描起始信号STV2被延时的时间越短。应当理解的是，作为另一种实施方式，也可以设置为预设值越大，其对应的升压后的扫描起始信号STV2被延时的时间越短。
优选地，升压后的扫描起始信号STV2被延时的最短时间为升压后的扫描起始信号STV2的高电平持续时间T的二分之一。
第一预设值对应的升压后的扫描起始信号STV2被延时的时间为D1，其中，D1＝T/2。第二预设值对应的升压后的扫描起始信号STV2被延时的时间为D2，其中，D2＝T。第三预设值对应的升压后的扫描起始信号STV2被延时的时间为D3，其中，D3＝3T/2。第四预设值对应的升压后的扫描起始信号STV2被延时的时间为D4，其中，D4＝2T。也就是说，升压后的扫描起始信号STV2被延时的时间按照最小预设值到最大预设值的顺序依次递增升压后的扫描起始信号STV2的高电平持续时间T的二分之一。
在步骤S434中，输出升压后的扫描起始信号以及产生的时钟信号。具体地，利用电位移转器720的输出模块725将升压后的扫描起始信号STV2以及产生的四个时钟信号CKV1、CKV2、CKV3、CKV4输出。
在步骤S440中，根据升压后的扫描起始信号以及产生的时钟信号对栅极线进行扫描驱动。具体地，利用栅极驱动器400根据升压后的扫描起始信号STV2以及产生的四个时钟信号CKV1、CKV2、CKV3、CKV4对栅极线G1至Gm进行逐行扫描驱动。具体的驱动方法请参照图1下面关于栅极驱动器400的描述。
根据本发明的实施例，可以减少时序控制器和电位移转器所需要的引脚，使时序控制器和电位移转器的封装型号(Package)变小，从而减小封装成本。此外，由于时序控制器和电位移转器的引脚减少，二者之间的走线会减少，这样可以使组件后的印刷电路板的尺寸减小，从而降低组件后的印刷电路板的成本。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (10)

1.一种液晶显示器的驱动系统，其特征在于，包括：
时序控制器，用于产生扫描起始信号；
电位转移器，用于对产生的扫描起始信号进行升压操作，并根据升压后的扫描起始信号产生至少一个时钟信号；
栅极驱动器，用于根据升压后的扫描起始信号以及产生的时钟信号对栅极线进行扫描驱动。
2.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述电位转移器还用于存储至少一个预设值，并根据存储的预设值对升压后的扫描起始信号进行延时操作，以产生时钟信号。
3.根据权利要求2所述的驱动系统，其特征在于，所述电位转移器还用于当其侦测到升压后的扫描起始信号的上升沿时，根据存储的预设值对升压后的扫描起始信号进行延时操作，以产生时钟信号。
4.根据权利要求3所述的驱动系统，其特征在于，所述电位转移器包括：
升压模块，用于对产生的扫描起始信号进行升压操作；
存储模块，用于存储至少一个预设值；
侦测模块，用于侦测升压后的扫描起始信号的上升沿；
延时模块，用于当侦测模块侦测到升压后的扫描起始信号的上升沿时，从存储模块获取预设值，并根据获取的预设值对升压后的扫描起始信号进行延时操作，以产生时钟信号；
输出模块，用于输出升压后的扫描起始信号以及产生的时钟信号。
5.根据权利要求4所述的驱动系统，其特征在于，当所述存储模块存储至少两个预设值时，所述延时模块按照从最小预设值到最大预设值的顺序依次从存储模块获取预设值，并根据获取的每个预设值对升压后的扫描起始信号进行延时操作，以产生与每个预设值对应的时钟信号。
6.根据权利要求5所述的驱动系统，其特征在于，对升压后的扫描起始信号进行延时的时间按照从最小预设值到最大预设值的顺序依次变长。
7.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述时序控制器和所述电位转移器组装于组件后的印刷电路板上，
所述电位转移器包括：IIC协议模块，用于与所述组件后的印刷电路板上的连接器进行通讯。
8.一种液晶显示器的驱动方法，其特征在于，包括：
产生扫描起始信号；
对产生的扫描起始信号进行升压操作；
根据升压后的扫描起始信号产生时钟信号；
根据升压后的扫描起始信号以及产生的时钟信号对栅极线进行扫描驱动。
9.根据权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，根据升压后的扫描起始信号产生时钟信号的方法包括：
侦测升压后的扫描起始信号的上升沿；
当侦测到升压后的扫描起始信号的上升沿时，获取存储的预设值；
根据获取的预设值对升压后的扫描起始信号进行延时操作，以产生时钟信号；
输出升压后的扫描起始信号以及产生的时钟信号。
10.根据权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，当存储至少两个预设值时，按照从最小预设值到最大预设值的顺序依次获取预设值，并根据获取的每个预设值对升压后的扫描起始信号进行延时操作，以产生与每个预设值对应的时钟信号；
其中，对升压后的扫描起始信号进行延时的时间按照从最小预设值到最大预设值的顺序依次变长。
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