CN102982775B - 驱动电压提供装置、方法及显示装置 - Google Patents

驱动电压提供装置、方法及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种驱动电压提供装置、方法及显示装置，该驱动电压提供装置，用于阵列基板上具有栅极驱动器的显示装置，包括：信号生成单元，用于生成并输出一电压信号，使得一电平转换单元能够将时序控制器输出的栅极控制信号中的高电平转换为所述电压信号的电压后输出给栅极驱动器；采集单元，用于采集所述信号生成单元的输出回路上的电流；判断单元，用于判断所述电流是否处于一预设电流区间，获取一判断结果；控制单元，用于在所述判断结果指示所述电流处于所述预设电流区间之外时，控制所述信号生成单元从生成并输出第一电压信号改变为生成并输出第二电压信号，使得第二电流比第一电流更接近所述预设电流区间。本发明降低了产品功耗。

Description

驱动电压提供装置、方法及显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是一种驱动电压提供装置、方法及显示装置。
背景技术
近些年来液晶显示器的发展呈现出了高集成度，低成本的发展趋势，其中一项非常重要的技术就是GOA(Gate Driver onArray，阵列基板行驱动)技术。
GOA技术是将栅极开关电路集成在液晶显示面板的阵列基板上，从而可以省掉栅极驱动集成电路部分，以从材料成本和制作工艺两方面降低产品成本。
由于采用TFT直接在玻璃基板上制备栅极驱动器，因此需要通过电平转换（Level Shft）单元将时序控制器（TCON）输出信号中的高电平转换为TFT开启电压（VGH），并将时序控制器（TCON）输出信号中的低电平转换为TFT关断电压（VOFF），然后输出给栅极驱动器，栅极驱动器再输出Gate控制信号来实现液晶面板的逐行打开。
然而对于采用了GOA技术的液晶面板而言，由于TFT的I-V的温度特性较差，会存在低温下由TFT构成的栅极驱动器无法正常工作的情况。
对于这一问题，目前常用的解决方案是设定针对一批次的液晶显示器统一设置两个VGH电压(VGHcold，VGHhot)，通过一个热敏电阻作为温度传感器来进行电压切换。当温度低于T1时，DC/DC输出的VGH信号的电压将由VGHhot切换为电压更高的VGHcold，以确保GOA电路在低温下的正常启动；当温度回升到T2时，DC/DC输出的VGH电压再由VGHcold切换为电压较低的VGHhot，以减少常温下GOA电路的功耗。
然而上述方案至少存在功耗较高的问题，说明如下。
由于TFT电路制备时的工艺偏差，不同的面板对应于T1的VGHcold不同。
而由于现有技术由于对VGHcold和温度T1需要满足所有的液晶面板，因此对应于T1的VGHcold必须按较高的值来设定。
这样对于某些在T1下能够在小于VGHcold的电压下正常工作的面板而言，造成了功耗较高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种驱动电压提供装置、方法及显示装置，降低产品功耗。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种驱动电压提供装置，用于阵列基板上具有栅极驱动器的显示装置，所述驱动电压提供装置包括：
信号生成单元，用于生成并输出一电压信号，使得一电平转换单元能够将时序控制器输出的栅极控制信号中的高电平转换为所述电压信号的电压后输出给栅极驱动器；
采集单元，用于采集所述信号生成单元的输出回路上的电流；
判断单元，用于判断所述电流是否处于一预设电流区间，获取一判断结果；所述输出回路上的电流处于所述预设电流区间时，所述栅极驱动器能够正常工作；
控制单元，用于在所述判断结果指示所述电流处于所述预设电流区间之外时，控制所述信号生成单元从生成并输出第一电压信号改变为生成并输出第二电压信号，使得第二电流比第一电流更接近所述预设电流区间；
其中，所述第一电流为所述信号生成单元生成并输出所述第一电压信号后，所述输出回路上的电流；所述第二电流为所述信号生成单元生成并输出所述第二电压信号后，所述输出回路上的电流。
上述的驱动电压提供装置，其中，所述预设电流区间的起点为栅极驱动器能够正常工作时，所述输出回路上的最小电流。
上述的驱动电压提供装置，其中，所述第二电压信号的电压小于一电压上限，但大于一电压下限。
上述的驱动电压提供装置，其中，第二电压信号的电压与第一电压信号的电压的差值的绝对值为一电压调整步长，所述电压调整步长对应的输出回路的电流变化量小于预设电流区间的电流变化量。
上述的驱动电压提供装置，其中，所述电流采样电路包括第一电阻和差分运算放大电路，其中所述第一电阻串联在所述输出回路中，所述差分运算放大电路的两个输入端分别连接到所述第一电阻的两端，所述差分运算放大电路的输出端输出用于计算所述输出回路上的电流的电压。
上述的驱动电压提供装置，其中，所述差分运算放大电路具体包括：
一减法器；
串联在所述第一电阻的远离信号生成单元的一端和减法器的反向输入端之间的第二电阻；
串联在所述第二电阻的接近减法器的反向输入端的一端和减法器的输出端之间的第三电阻；
串联在所述第一电阻的靠近信号生成单元的一端和减法器的正向输入端之间的第四电阻；
一端连接所述第四电阻的靠近减法器的正向输入端，另一端接地的第五电阻。
为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种驱动电压提供方法，用于阵列基板上具有栅极驱动器的显示装置，所述驱动电压提供方法包括：
生成并输出一第一电压信号，使得一电平转换单元能够将时序控制器输出的栅极控制信号中的高电平转换为所述第一电压信号的电压后输出给栅极驱动器；
采集所述第一电压信号的输出回路上的电流；
判断所述电流是否处于一预设电流区间，获取一判断结果；所述输出回路上的电流处于所述预设电流区间时，所述栅极驱动器能够正常工作；
在所述判断结果指示所述电流处于所述预设电流区间之外时，进行控制处理，生成并输出第二电压信号；
其中，第二电流比第一电流更接近所述预设电流区间；所述第一电流为生成并输出所述第一电压信号后，所述输出回路上的电流；所述第二电流为生成并输出所述第二电压信号后，所述输出回路上的电流。
上述的驱动电压提供方法，其中，所述预设电流区间的起点为栅极驱动器能够正常工作时，所述输出回路上的最小电流。
上述的驱动电压提供方法，其中，所述第二电压信号的电压小于一电压上限，但大于一电压下限。
上述的驱动电压提供方法，其中，所述进行控制处理，生成并输出第二电压信号的步骤中，第二电压信号的电压与第一电压信号的电压的差值的绝对值为一电压调整步长，所述电压调整步长对应的输出回路的电流变化量小于预设电流区间的电流变化量。
为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述的驱动电压提供装置。
本发明实施例具有如下几个优点中的至少一个：
1、本发明实施例通过追踪电路电流，来实现对电压信号的输出控制，而电压信号的输出是使得电流处于预设区间，而对于不同温度下，对电压输出的控制不同，不再是使用一个适用所有面板的统一电压，因此，本发明实施例既能够满足驱动栅极驱动器的需求，而又不会超出栅极驱动器的需求，避免资源浪费；
2、本发明实施例通过追踪电路电流，来实现对电压信号的输出控制，使得输出的电压信号能够满足栅极驱动器的需求，由于满足栅极驱动器的需求的电流受温度影响很小，因此本发明实施例的方案不需要温度传感器，也不受温度判断点设定的影响；
3、本发明实施例通过追踪电路电流，来实现对电压信号的输出控制，使得输出的电压信号能够满足栅极驱动器的需求，因此，在这种方式的控制下，同时实现了对电路是否工作正常的判断，因此本发明实施例的方案能够确保栅极驱动器能够正常工作。
附图说明
图1为TFT的I-V特性示意图；
图2表示本发明实施例的驱动电压提供装置的结构示意图；
图3表示本发明实施例的电压调整步长与预设电流区间之间的关系示意图；
图4表示本发明实施例的一种采集单元的具体实现电路；
图5表示本发明实施例的一种显示装置的结构示意图；
图6表示本发明实施例的驱动电压提供方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例的驱动电压提供装置、方法及显示装置，根据栅极驱动器能够正常工作的电流来实际调整电压值，使得栅极驱动器的驱动电流位于一个能够保证其正常工作的区间，此时相应的电压值也就位于一个合适的区间，既不会太大，因此能够根据面板的个体情况提供合适的电压，降低了产品的功耗。
考虑到TFT器件的特性，当其正常工作时，其流过TFT器件的电流随温度变化不大。也就是说，虽然驱动TFT器件的电压受温度变化比较大，但由于有器件本身谁温度而产生的变化，所以导致流过TFT器件的电流随温度变化相对较小。
如图1所示，为TFT的I-V特性示意图，图中的Ion为能保证TFT正常开启工作的VGH电压对应的电流值。
TFT的I-V特性曲线与TFT结构相关，因此当TFT设计完成后，I-V特性曲线就确定下来，可通过仿真或测量等方式获得TFT的I-V特性曲线。
如图1所示，在温度降低时，该特性曲线会右移，如果VGH不变的话，此时，流过电路的电流会减小，当实际电流小于Ion时，栅极驱动器将无法工作。
而当温度升高时，该特性曲线会左移，如果VGH不变的话，流过电路的电流会增大，当实际电流大于Ion时，会导致栅极驱动器功耗上升，但此时实际上电压和电流都超过了栅极驱动器的实际需要，带来了资源浪费。
基于以上的TFT的I-V特性曲线，本发明实施例的驱动电压提供装置通过追踪电路电流，来实现对电压信号的输出控制，使得输出的电压信号既能够满足驱动栅极驱动器的需求，而又不会超出栅极驱动器的需求，避免资源浪费。
本发明实施例的驱动电压提供装置，用于阵列基板上具有栅极驱动器的显示装置，如图2所示，所述驱动电压提供装置包括：
信号生成单元，用于生成并输出一电压信号，使得一电平转换单元能够将时序控制器输出的栅极控制信号中的高电平转换为所述电压信号的电压后输出给栅极驱动器；
采集单元，用于采集所述信号生成单元的输出回路上的电流；
判断单元，用于判断所述电流是否处于一预设电流区间，获取一判断结果；所述输出回路上的电流处于所述预设电流区间时，所述栅极驱动器能够正常工作；
控制单元，用于在所述判断结果指示所述电流处于所述预设电流区间之外时，控制所述信号生成单元从生成并输出第一电压信号改变为生成并输出第二电压信号，使得第二电流比第一电流更接近所述预设电流区间；
其中，所述第一电流为所述信号生成单元生成并输出所述第一电压信号后，所述输出回路上的电流；所述第二电流为所述信号生成单元生成并输出所述第二电压信号后，所述输出回路上的电流。
本发明实施例的驱动电压提供装置中，通过预先设置一能够保证栅极驱动器正常工作的电流区间，当发现实际电流位于预设电流区间之外时，表明此时电压过大，或者过小，因此可以根据实际电流与所述预设电流区间之间的关系，对电压信号进行调整，使得电流能够更加接近预设电流区间，这样，通过一次或多次的调整，最终能够使得实际电流位于预设电流区间，因此，即能够保证栅极驱动器正常工作，也不会提供远超出实际需要的电压，因此能够降低功耗。
首先，应该说明的是，本发明实施例的预设电流区内的电流能保证所述栅极驱动器能够正常工作，这个区间是可以通过各种方式得到的，如通过在各种环境温度下进行实际测试得到。
在本发明的具体实施例中，该预设电流区间可以是一个通常的区间，包括电流上限和电流下限，但在某些情况下，该电流上限和电流下限相同，即：预设电流区间收缩为一个点，成为一个电流门限。
在此，就这两种情况下分别说明如下。
<预设电流区间包括电流上限和电流下限>
在本发明的具体实施例中，当预设电流区间包括电流上限和电流下限，可以根据功耗降低和调整次数的要求来对预设电流区间进行设置，说明如下。
当对调整次数要求较少时，则该预设电流区间可以设置大一些，则经过次数较少的调整即可保证实际电流进入该预设电流区间。
如果要求尽可能的降低功耗，则需要预设电流区间设置尽可能小一些，而且将预设电流区间的起点设置为栅极驱动器能够正常工作时，所述输出回路上的最小电流即可。
下面对预设电流区间包括电流上限和电流下限的情况下控制单元的工作进行说明如下。
采集单元实时采集输出回路上的电流后输送给判断单元进行判断，判断单元判断出所述电流是否处于一预设电流区间后获取一判断结果；
电流处于所述预设电流区间之外时，控制单元会控制所述信号生成单元从生成并输出第一电压信号改变为生成并输出第二电压信号，使得第二电流比第一电流更接近所述预设电流区间；
这时控制单元的处理分为两种：
当电流处于所述预设电流区间之外，且位于左侧时，表明当前实际电流太小，则控制单元会控制所述信号生成单元升高输出电压信号的电压，以提高实际电流。
当电流处于所述预设电流区间之外，且位于右侧时，表明当前实际电流太大，也就是说电压超过了实际需求，存在浪费，则控制单元会控制所述信号生成单元降低输出电压信号的电压。
至于控制单元控制信号生成单元时，如何决定电压变化的幅度，可以通过多种方式实现，如：
设置一个固定的电压调整步长，当电流处于所述预设电流区间之外，则根据实际电流与所述预设电流区间的位置关系，在当前电压的基础上降低或提高电压调整步长；
设置多个电压调整步长，当电流处于所述预设电流区间之外，且与电流区间距离较远时，选择第一电压调整步长，而与电流区间距离较近时，则选择小于第一电压调整步长的第二电压调整步长，以免调节过度。
当然，对于该电压调整步长，最好保证其对应的电流变化量小于预设电流区间的电流变化量，这样，就能够保证对电压进行调整时，能够将电流调整到预设电流区间。
对此举例说明如下。
如图3所示，假定预设电流区间为[A B]，则假定采用第一电压调整步长对应的电流变化量（C2-C1）小于预设电流区间的电流变化量，则必然能够保证有一次调节能够将电流调整到预设电流区间。而假定采用第二电压调整步长，由于其对应的电流变化量（C3-C1）较大，此时将实际电流与预设电流区间的位置发生变化，但还是超出预设电流区间，反复多次，而电流一直C1和C2之间转换，一直无法进入预设电流区间。
<预设电流区间收缩为一个点，成为一个电流门限>
这种情况下，可以直接将电流门限设置为栅极驱动器能够正常工作时，所述输出回路上的最小电流。
当然，考虑到检测误差，也可以将该电流门限设置为上述最小电流与一个容错值的和值，以确保栅极驱动器能够正常工作。
相对于第一种方式的将实际电流调整到进入预设电流区间内就不再调整而言，第二种方式下，只要实际电流不等于该电流门限，就会对电压进行调整，使得实际电流不断逼近该电流门限。
虽然调整次数相对较多，但其能够保证信号生成单元生成并输出的电压信号的电压是满足栅极驱动器工作的电压，而且比较接近恰好能满足栅极驱动器工作的电压，提高了资源利用的效率。
这种方式下，控制单元的工作方式与上一种方式下的工作基本相同，在此不再重复描述。
在本发明的具体实施例中，通过对输出电压信号的电压进行调整，使得回路中的电流处于一个预设区间，但一般情况下，栅极驱动器能够承受的电压是有一个上限的，超过该上线将导致工作异常，从而导致驱动电压提供装置烧毁，而电压过低时，有可能由于瞬时电流脉冲的电压过低而使得TFT异常关断，因此本发明具体实施例中，所述第二电压信号的电压小于一电压上限（即导致驱动电压提供装置烧毁的输出电压），但大于一电压下限（即导致TFT异常关断的电压）。
也就是说，在发现电流位于预设区间之外，对电压信号进行调整时，调整后的电压信号的电压应该位于上述的电压上限和电压下限之间。
在本发明的具体实施例中，该电流采样电路可以采用各种电流采样技术实现，在此对其中一种可能的电流采样电路的具体实现说明如下。
本发明实施例的电流采样电路如图4所示包括第一电阻R1（即电流采样电阻）和差分运算放大电路，其中所述第一电阻R1串联在所述输出回路中，所述差分运算放大电路的两个输入端分别连接到所述第一电阻R1的两端，所述差分运算放大电路的输出端输出用于计算所述输出回路上的电流的电压。
而其中得差分运算放大电路具体包括：
一减法器A；
串联在所述第一电阻R1的远离信号生成单元的一端和减法器A的反向输入端之间的第二电阻R2；
串联在所述第二电阻R2的接近减法器的反向输入端的一端和减法器的输出端之间的第三电阻R3；
串联在所述第一电阻R1的靠近信号生成单元的一端和减法器A的正向输入端之间的第四电阻R4；
一端连接所述第四电阻R4的靠近减法器A的正向输入端，另一端接地的第五电阻R5。
其中R5/R4=R3/R2，这种方式下，采样电路输出的电压如下：
V o = R 3 R 2 ( V A - V B ) = R 3 R 2 * R 1 * I
其中：VO为采样电路的输出电压，VA为A点的电压，VB为B点的电压，I为流过取样电阻R1的电流，由于R3、R2和R1已知，则通过上式可以得到电流I。
本发明实施例具有如下几个优点中的至少一个：
1、本发明实施例通过追踪电路电流，来实现对电压信号的输出控制，而电压信号的输出是使得电流处于预设区间，而对于不同温度下，对电压输出的控制不同，不再是使用一个适用所有面板的统一电压，因此，本发明实施例既能够满足驱动栅极驱动器的需求，而又不会超出栅极驱动器的需求，避免资源浪费；
2、本发明实施例通过追踪电路电流，来实现对电压信号的输出控制，使得输出的电压信号能够满足栅极驱动器的需求，由于满足栅极驱动器的需求的电流受温度影响很小，因此本发明实施例的方案不需要温度传感器，也不受温度判断点设定的影响；
3、本发明实施例通过追踪电路电流，来实现对电压信号的输出控制，使得输出的电压信号能够满足栅极驱动器的需求，因此，在这种方式的控制下，同时实现了对电路是否工作正常的判断，因此本发明实施例的方案能够确保栅极驱动器能够正常工作。
下面结合整个液晶面板的控制系统对本发明实施例进行说明如下。
如图5所示，本发明实施例的驱动电压提供装置随时采集当前电流，对输出电压进行调整。
而输出电压信号到电平转换单元后，电平转换单元会将时序控制器输出的栅极控制信号A中高电平转换为所述电压信号的电压，并将时序控制器（TCON）输出信号中的低电平转换为TFT关断电压（VOFF）后输出给栅极驱动器，由栅极驱动器根据该由栅极控制信号A转换得到的栅极控制信号B驱动栅线。
同时，驱动电压提供装置还会向液晶面板的栅线同时提供VOFF。
对于源极驱动器，其根据AVDD信号、Gamma电压生成器生成的信号、时序控制器输出的RGB数据和源极控制信号驱动数据线。
本发明实施例还提供了一种驱动电压提供方法，用于阵列基板上具有栅极驱动器的显示装置，如图6所示，所述驱动电压提供方法包括：
步骤601，生成并输出一第一电压信号，使得一电平转换单元能够将时序控制器输出的栅极控制信号中的高电平转换为所述第一电压信号的电压后输出给栅极驱动器；
步骤602，采集所述第一电压信号的输出回路上的电流；
步骤603，判断所述电流是否处于一预设电流区间，获取一判断结果；所述输出回路上的电流处于所述预设电流区间时，所述栅极驱动器能够正常工作；
步骤604，在所述判断结果指示所述电流处于所述预设电流区间之外时，进行控制处理，进行控制处理，生成并输出第二电压信号；
其中，第二电流比第一电流更接近所述预设电流区间；所述第一电流为生成并输出所述第一电压信号后，所述输出回路上的电流；所述第二电流为生成并输出所述第二电压信号后，所述输出回路上的电流。
其中，所述预设电流区间的起点可以设置为栅极驱动器能够正常工作时，所述输出回路上的最小电流。
其中，所述第二电压信号的电压小于一电压上限，但大于一电压下限。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述任意的驱动电压提供装置。
作为该显示装置的一种具体实现，其可以是液晶显示装置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种驱动电压提供装置，用于阵列基板上具有栅极驱动器的显示装置，其特征在于，所述驱动电压提供装置包括：
信号生成单元，用于生成并输出一电压信号，使得一电平转换单元能够将时序控制器输出的栅极控制信号中的高电平转换为所述电压信号的电压后输出给栅极驱动器；
采集单元，用于采集所述信号生成单元的输出回路上的电流；
判断单元，用于判断所述电流是否处于一预设电流区间，获取一判断结果；所述输出回路上的电流处于所述预设电流区间时，所述栅极驱动器能够正常工作；
控制单元，用于在所述判断结果指示所述电流处于所述预设电流区间之外时，控制所述信号生成单元从生成并输出第一电压信号改变为生成并输出第二电压信号，使得第二电流比第一电流更接近所述预设电流区间；
其中，所述第一电流为所述信号生成单元生成并输出所述第一电压信号后，所述输出回路上的电流；所述第二电流为所述信号生成单元生成并输出所述第二电压信号后，所述输出回路上的电流。
2.根据权利要求1所述的驱动电压提供装置，其特征在于，所述预设电流区间的起点为栅极驱动器能够正常工作时，所述输出回路上的最小电流。
3.根据权利要求1所述的驱动电压提供装置，其特征在于，所述第二电压信号的电压小于一电压上限，但大于一电压下限。
4.根据权利要求1所述的驱动电压提供装置，其特征在于，第二电压信号的电压与第一电压信号的电压的差值的绝对值为一电压调整步长，所述电压调整步长对应的输出回路的电流变化量小于预设电流区间的电流变化量。
5.根据权利要求1所述的驱动电压提供装置，其特征在于，所述采集单元包括第一电阻和差分运算放大电路，其中所述第一电阻串联在所述输出回路中，所述差分运算放大电路的两个输入端分别连接到所述第一电阻的两端，所述差分运算放大电路的输出端输出用于计算所述输出回路上的电流的电压。
6.根据权利要求5所述的驱动电压提供装置，其特征在于，所述差分运算放大电路具体包括：
一减法器；
串联在所述第一电阻的远离信号生成单元的一端和减法器的反向输入端之间的第二电阻；
串联在所述第二电阻的接近减法器的反向输入端的一端和减法器的输出端之间的第三电阻；
串联在所述第一电阻的靠近信号生成单元的一端和减法器的正向输入端之间的第四电阻；
一端连接所述第四电阻的靠近减法器的正向输入端，另一端接地的第五电阻。
7.一种驱动电压提供方法，用于阵列基板上具有栅极驱动器的显示装置，其特征在于，所述驱动电压提供方法包括：
生成并输出一第一电压信号，使得一电平转换单元能够将时序控制器输出的栅极控制信号中的高电平转换为所述第一电压信号的电压后输出给栅极驱动器；
采集所述第一电压信号的输出回路上的电流；
判断所述电流是否处于一预设电流区间，获取一判断结果；所述输出回路上的电流处于所述预设电流区间时，所述栅极驱动器能够正常工作；
在所述判断结果指示所述电流处于所述预设电流区间之外时，进行控制处理，生成并输出第二电压信号；
其中，第二电流比第一电流更接近所述预设电流区间；所述第一电流为生成并输出所述第一电压信号后，所述输出回路上的电流；所述第二电流为生成并输出所述第二电压信号后，所述输出回路上的电流。
8.根据权利要求7所述的驱动电压提供方法，其特征在于，所述预设电流区间的起点为栅极驱动器能够正常工作时，所述输出回路上的最小电流。
9.根据权利要求7所述的驱动电压提供方法，其特征在于，所述第二电压信号的电压小于一电压上限，但大于一电压下限。
10.根据权利要求7所述的驱动电压提供方法，其特征在于，所述进行控制处理，生成并输出第二电压信号的步骤中，第二电压信号的电压与第一电压信号的电压的差值的绝对值为一电压调整步长，所述电压调整步长对应的输出回路的电流变化量小于预设电流区间的电流变化量。
11.一种显示装置，包括权利要求1-6中任意一项所述的驱动电压提供装置。
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