CN105118452A - 栅极驱动方法和结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种栅极驱动方法和栅极驱动装置,用于液晶显示器的栅极驱动。所述驱动方法包括:按照栅极驱动装置相距面板中心的位置,将液晶显示器面板的栅极驱动装置分类为面板边缘位置栅极驱动装置、面板中间位置驱动装置和面板中心位置栅极驱动装置;以及按照从面板边缘位置栅极驱动装置到面板中心位置栅极驱动装置的顺序依次减小栅极驱动IC的输出运算放大器的偏置电流。通过本发明的栅极驱动IC扇出电阻和栅极驱动IC输出运算放大器的设计,在能够实现面板正常驱动显示的条件下最大程度地降低栅极驱动IC的功耗,进一步降低液晶面板的功耗。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示器领域,具体地涉及一种栅极驱动方法和结构。
背景技术
近年来,随着半导体科技的发展,便携式电子产品及平面显示器产品也随之兴起。薄膜晶体管(TFT,ThinFilmTransistor)液晶显示器由于具有操作电压低、无辐射线散射、重量轻和体积小等优点,已逐渐成为各种数据产品的标准输出设备。随着各种显示设备,如手机、PAD等系统集成度越来越高、厚度越来越小,系统CPU也已经从先前的单核、双核、四核和八核乃至更多核产品系统陆续问市,系统耗电越来越高。市场对手机和PAD的续航时间的要求也越来越高,持续降低显示设备的功耗成为系统厂商和面板厂商持续追求的目标。
TFT液晶显示器一般由水平和垂直两个方向排列的像素矩阵构成,TFT液晶显示器进行显示时,通过移位寄存器产生栅极输入信号,从第一行到最后一行依次扫描各行像素,从而每一行的TFT单元依次打开,源极驱动芯片输出的像素电压依次写入相应的像素存储电容中。图1示出了传统分离式TFTLCD(薄膜晶体管液晶显示设备)的驱动结构。即系统将图片信息发送给时序控制器(TCON)。TCON将DATA/LOAD/POL/CLK信号输出至源极驱动芯片(SourceIC),并且将STV/CPV/OE信号输出至栅极驱动芯片(栅极IC)。图5示出了栅极IC侧面区域的示意图。如图2所示,面板中心部分的栅极通道的扇出电阻较小,面板边缘部分的栅极通道的扇出电阻较大,即栅极通道的扇出电阻随着相距栅极驱动IC的距离增大而增大。图3示出了由于面板引起的栅极信号输出延迟示意图,即由于面板负载的存在导致栅极IC输出信号存在相位延迟的问题。
随着面板解析度的逐步提高,栅极IC的输出通道数也在飞速提高,如从先前的384输出通道数(384CH)提高到960CH,甚至是1600CH。如果保持现有的制作工艺,即栅极IC扇出区域的栅极输出通道的线宽和线距,必然会导致栅极IC扇出区域变大,从而引起面板边框变宽,这一点又与市场需求的窄边框需求相悖。因此面板设计人员为了迎合市场需求,必须减小栅极输出通道的线宽和线距,这样必然导致栅极输出通道的线路电阻增大,栅极IC中间通道与边缘通道的电阻阻值相差更大。如栅极中间通道的扇出电阻只有100欧姆,而边缘通道的扇出电阻却有7000欧姆。如图4所示,面板负载(R*C)越大,栅极IC输出信号相位延迟越大。
为了保证面板能够正常显示,现有技术均是依据边缘通道的面板负载来统一地设置栅极IC的输出偏置电流,无法根据不同栅极IC的输出通道进行输出偏置电流局部调整。由于边缘通道的面板负载较大,在保证能够正常驱动边缘通道的栅极的情况下,面板中央通道的面板负载较小。这样的驱动方案导致边缘通道的栅极通道正常驱动,而中心通道的栅极通道存在过驱动现象,进而导致面板功耗显著上升。
发明内容
本发明的目的至少在于提供一种低功耗的栅极驱动装置和驱动方法。
根据本发明的一个方面,提出了一种栅极驱动方法,用于液晶显示器的栅极驱动,所述驱动方法包括:按照栅极驱动装置相距面板中心的位置,将液晶显示器面板的栅极驱动装置分类为面板边缘位置栅极驱动装置、面板中间位置驱动装置和面板中心位置栅极驱动装置;以及按照从面板边缘位置栅极驱动装置到面板中心位置栅极驱动装置的顺序依次减小栅极驱动IC的输出运算放大器的偏置电流。
根据本发明的另一个方面,提出了一种栅极驱动结构,用于液晶显示器的栅极驱动,所述栅极驱动结构包括:按照栅极驱动装置相距面板中心的位置而设置的面板边缘位置栅极驱动装置、面板中间位置驱动装置和面板中心位置栅极驱动装置;以及偏置电流设置装置,配置为按照从面板边缘位置栅极驱动装置到面板中心位置栅极驱动装置的顺序依次减小栅极驱动IC的输出运算放大器的偏置电流。
为了更进一步降低液晶面板的功耗,考虑到栅极IC不同输出通道因为扇出区域通道电阻引起的面板负载差异引起的信号相位延迟,本发明提出了一种新型的低功耗栅极驱动芯片和驱动方法:在靠近栅极IC中心输出通道区域,将面板扇出电阻设计为较小,从而栅极IC输出通道信号延迟较小,可以减小栅极IC输出OP的偏置电流;在远离栅极IC中心输出通道区域,将面板扇出电阻涉及为较大,栅极IC输出通道信号延迟较大,可以增加栅极IC输出OP的偏置电流。通过本发明的栅极驱动IC扇出电阻和栅极IC输出运算放大器的设计,在实现面板正常驱动显示的条件下最大程度地降低栅极IC的功耗,进一步降低液晶面板的功耗。
附图说明
为了更好的理解多种示例实施例,将参考附图描述本发明的具体实施例,其中:
图1示出了传统分离式TFTLCD(薄膜晶体管液晶显示设备)的驱动结构;
图2示出了现有的栅极IC侧面区域的面板扇出示意图;
图3示出了由于面板引起的栅极信号输出延迟示意图;
图4示出了栅极驱动芯片的OP(运算放大器)输出的偏置电流查找表;
图5示出了栅极ICOP输出偏置电流配置图;
图6示出了根据本发明实施例的栅极驱动方法的流程图。
图7示出了根据本发明实施例的栅极偏置电流设置的查找表;
图8示出了根据本发明实施例的一种具体的栅极偏置电流设置的查找表;
图9示出了根据本发明实施例的另一种一种具体的栅极偏置电流设置的查找表。
图10示出了图8所示栅极驱动方法的另一个具体示例。
具体实施方式
现在对本发明的实施例提供详细参考,其范例在附图中说明,图中相同的数字全部代表相同的元件。为解释本发明下述实施例将参考附图被描述。
本发明要保护的低功耗栅极IC拓扑结构应用于现有的液晶显示面板,其中面板边缘位置的栅极驱动IC的扇出电阻较小,面板中心位置的栅极驱动IC的扇出电阻较大的结构。由于IC扇出电阻存在的这种关系,可以通过在面板的中心位置附近提供较低的输出偏置电流就足以驱动栅极动作。
图4示出了栅极驱动芯片的OP(运算放大器)输出的偏置电流查找表,即栅极驱动IC的OP输出可调。如4所示,可以通过软件编程的方式来设置栅极驱动偏置电流。具体地,根据不同的TCON代码,在所有的接通的栅极上设置相同的偏置电流。
图5示出了栅极ICOP输出偏置电流配置图,通过栅极IC的偏置电流硬件配置电阻实现栅极ICBias偏置电流的修改。
具体地,图6示出了根据本发明实施例的栅极驱动方法,用于液晶显示面板的栅极驱动。如图6所示,所述栅极驱动方法包括:按照栅极驱动装置相距面板中心的位置,将液晶显示面板的栅极驱动装置分类为面板边缘位置栅极驱动装置、面板中间位置驱动装置和面板中心位置栅极驱动装置(S601);以及按照从面板边缘位置栅极驱动装置到面板中心位置栅极驱动装置的顺序依次减小栅极驱动IC的输出运算放大器的偏置电流(S602)。
具体地,可以将栅极驱动装置的位置与偏置电流的对应关系存储在查找表中。可以通过时序控制器利用所述查找表来设置相应的偏置电流也就是可以通过图4所示的软件方式来设置偏置电流。可以通过硬件管脚来设置相应的偏置电流,也就是可以通过图5所示的硬件方式来设置偏置电流。可以将偏置电流分类为最大偏置电流、中等偏置电流和最小偏置电流。还可以将偏置电流进一步分类为最大偏置电流、次最大偏置电流、较大偏置电流、次较大偏置电流、中等偏置电流、次中等偏置电流、较小偏置电流和最小偏置电流。
图7示出了一种栅极驱动设备700,用于液晶显示器的栅极驱动,所述栅极驱动设备包括:栅极驱动装置分类装置701,配置为按照栅极驱动装置相距面板中心的位置而设置的面板边缘位置栅极驱动装置、面板中间位置驱动装置和面板中心位置栅极驱动装置;以及偏置电流设置装置702,配置为按照从面板边缘位置栅极驱动装置到面板中心位置栅极驱动装置的顺序依次减小栅极驱动IC的输出运算放大器的偏置电流。将所述偏置电流施加至像素单元进行驱动。
下面结合具体分类标准来详细地描述根据本发明实施例的栅极驱动方法和栅极驱动装置。
为了下文描述方便,定义函数f(x/y)表示x/y后取到十位数整数,个位数直接抛掉,不进行相应的四舍五入操作,如f(x/y)=f(3200/15)=210。
如图8所示,假定栅极IC输出总通道数为m,通过调试设定栅极IC输出1CH至f(m/15)-1CH和m-f(m/15)CH至mCH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为最大(Maximum);f(m/15)CH至2f(m/15)-1CH和m-2f(m/15)CH至m-f(m/15)-1CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为次最大(MiddleMaximum);2f(m/15)CH至3f(m/15)-1CH和m-3f(m/15)CH至m-2f(m/15)-1CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为较大(Large);3f(m/15)CH至4f(m/15)-1CH和m-4f(m/15)CH至m-3f(m/15)-1CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为次较大(MiddleLarge);4f(m/15)CH至5f(m/15)-1CH和m-5f(m/15)CH至m-4f(m/15)-1CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为中等(Medium);5f(m/15)CH至6f(m/15)-1CH和m-6f(m/15)CH至m-5f(m/15)-1CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为次中等(MiddleMedium);6f(m/15)CH至7f(m/15)-1CH和m-7f(m/15)CH至m-6f(m/15)-1CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为较小(Small);7f(m/15)CH和m-7f(m/15)-1CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为最小(Minimum)。
图9示出了图8所示栅极驱动方法的具体示例。具体地,图9是针对图8所示示例中m=800的具体示例。如图9所示:对于WXGA(1280x800)分辨率,通过调试设定栅极IC输出1CH至49CH和750CH至800CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为最大(Maximum);50CH至99CH和700CH至749CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为次最大(MiddleMaximum);100CH至149CH和650CH至699CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为较大(Large);150CH至199CH和600CH至649CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为次较大(MiddleLarge);200CH至249CH和550CH至599CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为中等(Medium);250CH至299CH和500CH至549CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为次中等(MiddleMedium);300CH至349CH和450CH至499CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为较小(Small);350CH和449CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为最小(Minimum)。
图10示出了图8所示栅极驱动方法的另一个具体示例。具体地,图10是针对图8所示示例中m=1600的具体示例。如图10所示:对于WQXGA(2560x1600)分辨率,通过调试设定栅极IC输出1CH至99CH和1500CH至1599CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为最大(Maximum);100CH至199CH和1400CH至1499CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为次最大(MiddleMaximum);200CH至299CH和1300CH至1399CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为较大(Large);300CH至399CH和1200CH至1299CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为次较大(MiddleLarge);400CH至499CH和1100CH至1199CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为中等(Medium);500CH至599CH和1000CH至1099CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为次中等(MiddleMedium);600CH至699CH和900CH至999CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为较小(Small);700CH和899CH对应的栅极IC输出OP相应的静态偏置电流为最小(Minimum)。
图8-图10只是示出了栅极IC输出运算放大器的示例方式,也可以根据栅极IC通道的不同动态地调整其他栅极IC输出OP的偏置电流。
本发明还公开了一种显示装置,包括多个上述像素单元。所述显示装置可以为:液晶面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
尽管已经参考本发明的典型实施例,具体示出和描述了本发明,但本领域普通技术人员应当理解,在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下,可以对这些实施例进行形式和细节上的多种改变。
Claims (8)
1.一种栅极驱动方法,用于液晶显示面板的栅极驱动,所述栅极驱动方法包括:
按照栅极驱动装置相距面板中心的位置,将液晶显示面板的栅极驱动装置分类为面板边缘位置栅极驱动装置、面板中间位置驱动装置和面板中心位置栅极驱动装置;以及
按照从面板边缘位置栅极驱动装置到面板中心位置栅极驱动装置的顺序依次减小栅极驱动IC的输出运算放大器的偏置电流。
2.根据权利要求1所述的栅极驱动方法,其中将栅极驱动装置的位置与偏置电流的对应关系存储在查找表中。
3.根据权利要求2所述的栅极驱动方法,其中通过时序控制器利用所述查找表来设置相应的偏置电流。
4.根据权利要求1所述的栅极驱动方法,其中通过硬件管脚来设置相应的偏置电流。
5.根据权利要求1所述的栅极驱动方法,其中将偏置电流分类为最大偏置电流、中等偏置电流和最小偏置电流。
6.根据权利要求l所述的栅极驱动方法,其中将偏置电流进一步分类为最大偏置电流、次最大偏置电流、较大偏置电流、次较大偏置电流、中等偏置电流、次中等偏置电流、较小偏置电流和最小偏置电流。
7.一种栅极驱动设备,用于液晶显示器的栅极驱动,所述栅极驱动设备包括:
栅极驱动装置分类装置,配合为按照栅极驱动装置相距面板中心的位置而设置的面板边缘位置栅极驱动装置、面板中间位置驱动装置和面板中心位置栅极驱动装置;以及
偏置电流设置装置,配置为按照从面板边缘位置栅极驱动装置到面板中心位置栅极驱动装置的顺序依次减小栅极驱动IC的输出运算放大器的偏置电流。
8.一种显示装置,包括像素单元和根据权利要求7所述的栅极驱动设备。
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