CN104347047A - 阵列基板、显示设备及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了阵列基板、显示设备及其驱动方法，提供一种阵列基板，该阵列基板包括：具有多个显示像素单元的有效显示区域；设置于有效显示区域外，并为显示像素单元提供驱动信号的数据驱动电路；为数据驱动电路提供伽马参考电压的伽马电压产生电路，伽马电压产生电路输入来自脉冲产生电路TCon的PWM信号，并根据PWM信号得到伽马参考电压以输出至数据驱动电路。与采用可编程式控制的芯片相比，缩减了成本；与采用电阻分压相比，方便调整。

Description

阵列基板、显示设备及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示设备技术领域，特别是涉及阵列基板、显示设备及其驱动方法。
背景技术
TFT-LCD显示器一般包括阵列基板、彩色滤光基板及夹持在其间的液晶层。阵列基板包括由阵列排列的像素组成的有效显示区域，还包括有效显示区域外的数据驱动电路Source Driver和扫描驱动电路GateDriver，数据驱动电路和扫描驱动电路分别和各个像素连接以驱动像素进行显示。
TFT-LCD显示器还需要为数据驱动电路提供伽马参考电压，目前，液晶面板的驱动电路中的伽马电压的产生，业界主要采用两种方式：一种是用电阻分压，另一种是加上可编程式控制芯片的Power IC如图1。对于第二种，数据驱动电路还分别连接阵列基板之外的脉冲产生电路和可编程式控制芯片，可编程式控制芯片主要作用是为数据驱动电路提供伽马参考电压。
通过第一种方式，即采用电阻分压，这种提供电压的方式虽然成本较低，但是提供电压的方式不灵活，无法方便调整。通过第二种方式，即可编程式控制芯片直接给出伽马电压，这种提供电压的方式灵活，但是，可编程式控制芯片成本比较昂贵，采用可编程式控制芯片无疑会提高生产成本。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种阵列基板、显示设备及其驱动方法，与采用可编程式控制芯片相比，能够缩减成本；与采用电阻分压相比，能够方便调整。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是，提供一种阵列基板，该阵列基板包括显示区域、数据驱动电路、伽马产生电路：
显示区域具有多个显示像素单元；
数据驱动电路设置于有效显示区域外，并为显示像素单元提供驱动信号；
伽马电压产生电路为数据驱动电路提供伽马参考电压，该伽马电压产生电路输入来自脉冲产生电路的PWM信号，并根据PWM信号得到伽马参考电压以输出至数据驱动电路。
其中，阵列基板进一步包括连接伽马电压产生电路的脉冲产生电路，该脉冲产生电路包括脉冲调制子电路，伽马电压产生电路与脉冲调制子电路相连。
其中，伽马电压产生电路包括依序连接的位移寄存器、或门子电路、充放电子电路、采样保持子电路，进一步，位移寄存器还与充放电子电路、采样保持子电路相连，或门子电路与充放电子电路之间还串联一开关，开关还与电源相连，采样保持子电路与数据驱动电路相连，其中，位移寄存器具体用于将序列的PWM信号展开成并列的多个PWM信号，采样保持模块具体用于稳定伽马参考电压，并输出至数据驱动电路。
其中，当伽马参考电压被重新设定时，清空为数据驱动电路提供伽马参考电压的电容的储存电压。
其中，开关包括薄膜场效应晶体管。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是，提供一种显示设备，显示设备包括：
脉冲产生电路和阵列基板，阵列基板包括具有多个显示像素单元的有效显示区域、设置于有效显示区域外并为显示像素单元提供驱动信号的数据驱动电路、为数据驱动电路提供伽马参考电压的伽马电压产生电路，其中，脉冲产生电路分别与数据驱动电路、伽马产生电路相连，伽马电压产生电路输入来自脉冲产生电路的PWM信号，并根据PWM信号得到伽马参考电压以输出至数据驱动电路。
为解决上述技术问题，本发明采用的又一个技术方案是，提供一种驱动方法，包括以下步骤：
获得来自脉冲产生电路的PWM信号；
根据PWM信号获得伽马参考电压；
输出伽马参考电压至数据驱动电路，以驱动显示像素单元的显示。
其中，获得伽马参考电压的步骤包括：
将序列的PWM信号展开成并列的多个PWM信号；
将并列的PWM信号整合成不同宽度的PWM信号；
将不同宽度的PWM信号为控制信号对作为提供伽马参考电压的电容进行充放电，当控制信号为高电压时则对电容会充电，当为低电压时则停止充电，其中，下一次要对电容重新充电之前，先将电容上电荷量变成零，以确保充电不会累积；
稳定伽马参考电压并输出至数据驱动电路。
其中，获得伽马参考电压的步骤进一步包括当伽马参考电压被重新设定时，清空电容的储存电压。
本发明的有益效果是：本发明提供的阵列基本将伽马产生电路集成在其中，伽马产生电路至少一部分或全部与阵列基板其他元件在Array制程中同时制作，在工艺成本和材料成本上实际增加不大，比单独制作一个Power IC成本大幅降低；与采用电阻分压相比，如果采用可调电阻，使用电脑控制电阻变换比较困难，而且可调电阻还有模拟电路固有的不稳定问题，所以采用的电阻会根据产品型号确定其电阻大小和电阻上分得的电压，不方便调整，本发明根据脉冲产生电路产生的PWM信号为控制信号透过电源向数据驱动电路提供的伽马参考电压，无须受设备型号限制，更方便调整。
附图说明
图1是现有方式中通过采用可编程式控制的芯片提供伽马电压的结构示意图；
图2是本发明显示设备一实施例的结构示意图；
图3是本发明阵列基板一实施例的电路示意图；
图4是本发明驱动方法一实施方式的流程图；
图5是本发明驱动方法另一实施方式的流程图；
图6是本发明驱动方法一实施例的PWM信号一完整周期电压波形示意图；
图7是本发明驱动方法一实施例的PWM信号通过位移寄存器电压波形示意图；
图8是本发明驱动方法一实施例的PWM信号通过或门子电路电压波形示意图；
图9是本发明驱动方法一实施例的PWM信号通过充放电子电路电压波形示意图；
图10是本发明驱动方法一实施例的PWM信号通过采样保持子电路电压波形示意图；
图11是本发明驱动方法一实施例的PWM信号通过充放电子电路电压波形示意图；
图12是本发明驱动方法一实施例的PWM信号通过充放电子电路和采样保持子电路电压波形示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
请参阅图2，图2是本发明显示设备一实施例的结构示意图。该显示设备包括阵列基板110和脉冲产生电路120。
阵列基板110包括显示区域111、数据驱动电路112以及伽马电压产生电路113。
显示区域111包括阵列排布的多个显示像素单元(图未示)，用于根据扫描驱动电路114和数据驱动电路112的驱动信号显示对应图像。
数据驱动电路112用于向显示区域111中显示像素单元提供驱动信号。
伽马电压产生电路113用于接受脉冲产生电路114产生的PWM信号，根据PWM信号控制开关开启和关闭，当开关开启时则透过Vcc对向数据驱动电路提供伽马参考电压的电容充电，当开关关闭时则停止充电，获得向数据驱动电路112提供的伽马参考电压。
脉冲产生电路120用于产生脉冲驱动信号，分别驱动扫描驱动电路114、数据驱动电路112，并提供PWM信号给伽马电压产生电路113。
区别于现有技术的情况，本实施方式通过将伽马产生电路集成在阵列基本中，不需要增加额外的控制芯片，与采用价格比较昂贵的可编程式控制的芯片相比，缩减了成本，并且编程式控制的芯片连接基板需要多根数据线，本发明中只需一根数据线输出PWM信号，而本发明中伽马参考电压产生电路与数据驱动之间连接可以使用阵列基板上的薄膜场效应管代替或印刷在基板上，不会对阵列基板产生负担，从而减少了脉冲产生电路与基板之间的需要的数据线的数量；与采用电阻分压相比，如果采用可调电阻，使用电脑控制电阻变换比较困难，而且可调电阻还有模拟电路固有的不稳定问题，所以通常采用的电阻会根据产品型号确定其电阻大小和电阻上分得的电压，不方便调整，本发明根据脉冲产生电路产生的PWM信号控制开关开启与关闭透过电源向数据驱动电路提供的伽马参考电压，无须受设备型号限制，更方便调整。
请参阅图3，图3是本发明阵列基板一实施例的结构示意图，该阵列基板可以是图2所述显示设备中的阵列基板110。该阵列基板包括伽马电压产生电路220、数据驱动电路230、扫描驱动电路240、显示区域240。
伽马电压产生电路220包括位移寄存器221、或门子电路222、开关223、充放电子电路224和采样保持子电路225。
位移寄存器221用于接受脉冲产生电路210产生的PWM信号，并将PWM信号展开成并列的多个PWM信号。
比如，脉冲产生电路210产生一周期含有5个脉冲信号的PWM信号，请同时参阅图7，图7是本发明驱动方法一实施例的PWM信号通过位移寄存器电压波形示意图。位移寄存器221接受脉冲产生电路210产生的序列的W_discharge、W1、W2、W3、W_sample信号，将该序列的PWM信号展开成并列的多个SR_discharge、SR 1、SR 2、SR 3、SR_sample信号，SR_discharge信号传输至充放电子电路224和采样保持子电路225，SR_sample信号传输至采用保持子电路225，SR 1、SR 2、SR3信号传输至或门子电路222。
或门子电路222用于接收所述并列的3个PWM信号，将并列的3个PWM信号整合成不同宽度的PWM信号。
比如将上述5个并列的PWM信号中的3条PWM信号整合成3条不同宽度的PWM信号，请同时参阅图8，图8是本发明驱动方法一实施例的PWM信号通过或门子电路电压波形示意图。或门子电路222将并列的多个PWM信号中SR 1、SR 2、SR 3信号整合成不同宽度的OR1、OR2、OR3信号，并传输至开关223，开关223包括薄膜场效应晶体管，或其他等效功能的元器件，开关223分别连接或门子电路222、Vcc(图未示)、充放电子电路224。
开关223，以PWM信号控制开关的开启和关闭，从而控制电压电流的通过。
具体实施例中开关223为薄膜场效应晶体管，或等效功能的其他元器件，以上述不同宽度的PWM信号控制开关223的开启和关闭，当PWM信号为高电压时，开关223开启，当PWM信号为低电压时则开关223关闭。
充放电子电路224用于根据开关223的开启和关闭对向数据驱动电路230提供伽马参考电压的电容进行充放电。请参阅图9，图9是本发明驱动方法一实施例的PWM信号通过充放电子电路电压波形示意图。当开关223开启时则透过Vcc对电容充电，当开关223关闭时则停止充电；并当下一次要重新充电前，会先经通过位移寄存器221的PWM信号中放电信号SR_discharge将电容上的电压变成零，确保充电不会累积。同时请参阅图11，图11是本发明驱动方法一实施例的PWM信号通过充放电子电路电压波形示意图。
采样保持子电路225用于为避免充电时上述电容上的伽马参考电压错误，使用采样保持子电路225稳定电容上的伽马参考电压，并将稳定的电压输出到数据驱动电路230。请参阅图10，图10是本发明驱动方法一实施例的PWM信号通过采样保持子电路电压波形示意图。最后一个PWM信号有效宽度W3结束后，W_sample信号会被送出，这时候Vtar的电压会对电容充电，来保持输出到数据驱动电路230的电压稳定。其中Reset信号(discharge信号)用来清空电容的储存电压，当伽马参考电压被重新设定时，需要将电容清空。同时请参阅图12，图12是本发明驱动方法一实施例的PWM信号通过充放电子电路和采样保持子电路电压波形示意图。
数据驱动电路230用于接受伽马电压产生电路220产生的伽马参考电压和脉冲产生电路210的控制信号，根据所接受的控制信号，驱动显示区域230显示对应图像。
扫描驱动电路240用于提供给驱动显示区域230扫描驱动信号。
显示区域230用于根据扫描驱动电路240和数据驱动电路102的驱动信号显示对应图像。
请参阅图4，图4是本发明驱动方法一实施方式的流程图，本发明提供一种驱动方法，包括以下步骤：
S101：获得来自脉冲产生电路的PWM信号。
平板显示器的驱动系统一般包括扫描驱动电路和数据驱动电路，扫描驱动电路负责打开或关闭某像素，而数据驱动电路则负责在某像素打开时为其提供像素电压信号，而扫描驱动电路和数据驱动电路由TCon产生的信号控制，同时由于TCon产生的控制信号电压不够，需要额外提供其参考电压。PWM信号由脉冲产生电路产生，脉冲产生电路可以是TCon中PWM信号产生子电路或其他等效电路。
S102：根据所述PWM信号获得伽马参考电压。
根据步骤S101获得的PWM信号控制的开关开启和关闭透过电源对向数据产生电路提供伽马参考电压的电容进行充放电，当PWM信号为高电压开关开启时启则透过Vcc对所述电容充电，当PWM信号为低电压开关关闭时则停止充电；并当下一次要重新充电前，会先经放电信号将电容上电压变成零，确保充电不会累积，从而获得伽马参考电压。
S103：输出所述伽马参考电压至数据驱动电路。
将所述伽马参考电压输出至数据驱动电路。数据驱动电路根据接收到的信号转换为驱动信号，输出至显示区域。
显示区域根据接收到的扫描驱动电路信号和数据驱动电路的驱动信号显示对应图像。
请参阅图5，图5是本发明驱动方法另一实施方式的流程图，本发明提供一种驱动方法，包括以下步骤：
S201：获得来自脉冲产生电路的PWM信号。
PWM信号为脉冲产生电路产生，进入步骤S202。
S202：将PWM信号展开成并列的多个PWM信号。
将从脉冲产生电路输出的PWM信号通过位移寄存器展开成并列多个的PWM信号，假如从脉冲产生电路输出的PWM信号含有5个脉冲信号，则经过位移寄存器展开成5条并列的PWM信号，进入步骤S203。
S203：将PWM信号整合成不同宽度的PWM信号。
将通过步骤S202处理的5条并列的PWM信号中的3条PWM信号通过或门子电路整合成3条不同宽度的PWM信号，请同时参阅图8，图8是本发明驱动方法一实施例的PWM信号通过或门子电路电压波形示意图。将通过步骤S202的并列的多个PWM信号中SR 1、SR 2、SR 3信号整合成不同宽度的OR1、OR2、OR3信号，并传输至开关223，开关223包括薄膜场效应晶体管，或其他等效功能的元器件，开关223分别连接或门子电路222、Vcc(图未示)、充放电子电路224。
S204：对向数据驱动电路提供伽马参考电压的电容充放电。
以经过步骤S203处理的PWM信号控制开关开启与关闭，当PWM信号为高电压则透过Vcc对电容充电，当PWM信号为低电压时则停止充电；并当下一次要重新充电前，会先经放电信号将电容变成零，确保充电不会累积，进入步骤S205。
S205：稳定伽马参考电压。
用于为避免充电时伽马电压的电压错误，使用采样保持子电路225伽马参考电压稳定，并通过步骤S204的PWM信号的放电信号清空为数据驱动电路提供伽马参考电压的电容上的储存电压，进入步骤S206。
S206：输出伽马参考电压。
将稳定伽马参考电压输出至数据驱动电路。
下面通过一实施例中一完整周期为例对本发明的驱动方法做进一步的说明,以一周期含有5个脉冲信号的PWM信号为例。
请参阅图6，图6是本发明驱动方法一实施例的PWM信号一完整周期电压波形示意图。
脉冲产生电路产生PWM信号，包含W_discharge、W1、W2、W3、W_sample，W1、W2、W3信号传输至位移寄存器，通过位移寄存器转换为并列的SR_discharge、SR 1、SR 2、SR 3、SR_sample信号SR_discharge信号传输至充放电子电路和采样保持子电路，SR_sample信号传输至采用保持子电路，SR 1、SR 2、SR 3信号通过或门子电路转换为OR1、OR2、OR3信号，以OR1、OR2、OR3信号控制薄膜场效应晶体管的开启和关闭，当OR1、OR2、OR3信号为高电压时，透过Vcc对向数据驱动电路提供伽马参考电压的电容充电，当为低电压时则停止对电容充电。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括：
具有多个显示像素单元的有效显示区域；
设置于所述有效显示区域外，并为所述显示像素单元提供驱动信号的数据驱动电路；
为所述数据驱动电路提供伽马参考电压的伽马电压产生电路，所述伽马电压产生电路输入来自脉冲产生电路TCon的PWM信号，并根据所述PWM信号得到所述伽马参考电压以输出至所述数据驱动电路。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板进一步包括连接所述伽马电压产生电路的所述脉冲产生电路，所述脉冲产生电路包括脉冲调制子电路，所述伽马电压产生电路与所述脉冲调制子电路相连。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述伽马电压产生电路包括依序连接的位移寄存器、或门子电路、充放电子电路、采样保持子电路，进一步，所述位移寄存器还与所述充放电子电路、采样保持子电路相连，所述或门子电路与所述充放电子电路之间还串联一开关，所述开关还与电源相连，所述采样保持子电路与所述数据驱动电路相连，其中，所述位移寄存器具体用于将序列的PWM信号展开成并列的多个PWM信号，所述采样保持子电路具体用于稳定所述伽马参考电压，并输出至所述数据驱动电路。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述采样保持子电路当所述伽马参考电压被重新设定时，清空为所述数据驱动电路提供的伽马参考电压。
5.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述开关包括薄膜场效应晶体管。
6.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括脉冲产生电路和阵列基板，所述阵列基板包括具有多个显示像素单元的有效显示区域、设置于所述有效显示区域外并为所述显示像素单元提供驱动信号的数据驱动电路、为所述数据驱动电路提供伽马参考电压的伽马电压产生电路，其中，所述脉冲产生电路分别与所述数据驱动电路、所述伽马产生电路相连，所述伽马电压产生电路输入来自所述脉冲产生电路的PWM信号，并根据所述PWM信号得到所述伽马参考电压以输出至所述数据驱动电路。
7.一种驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：
获得来自脉冲产生电路的PWM信号；
根据所述PWM信号获得伽马参考电压；
输出所述伽马参考电压至数据驱动电路，以驱动显示像素单元的显示。
8.根据权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，所述获得伽马参考电压的步骤包括：
将序列的所述PWM信号展开成并列的多个PWM信号；
将所述并列的PWM信号整合成不同宽度的PWM信号；
将所述不同宽度的PWM信号为控制信号对作为提供所述伽马参考电压的电容进行充放电，当所述控制信号为高电压时则对所述电容充电，当为低电压时则停止充电，其中，下一次要对所述电容重新充电之前，先将所述电容上电荷量变成零，以确保充电不会累积；
稳定所述伽马参考电压并输出至数据驱动电路。
9.根据权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，所述获得伽马参考电压的步骤进一步包括当所述伽马参考电压被重新设定时，清空所述伽马参考电压。
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