CN105405403B - 一种gip电路高电源电压实时监测调整电路 - Google Patents

一种gip电路高电源电压实时监测调整电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种GIP电路高电源电压实时监测调整电路，包括信号发生模块、信号采样模块、逻辑判断模块、信号处理模块以及高电源电压调整模块，通过信号发生模块确定目标TFT，信号采样模块采集目标TFT的栅极电压、源极电压及漏极电压，逻辑判断模块根据采集到的电压判定目标TFT是否工作在饱和区，信号处理模块确定是否需要对高电源电压进行调整，然后通过高电源电压调整模块对高电源电压进行调整，实现对高电源电压的实时监测和校正，保证高电源电压时刻保持在合理的设计值内，减小了画面闪烁、波动等画面异常现象，从而提高AMOLED显示屏体的画面显示质量。

Description

一种GIP电路高电源电压实时监测调整电路
技术领域
本发明涉及平面显示技术领域，具体涉及一种GIP电路高电源电压实时监测调整电路。
背景技术
有源矩阵有机发光二极管(Active Matrix Organic Light Emitting Diode，简称AMOLED)显示是一种应用于电视和移动设备中的显示技术，以其低功耗、低成本、大尺寸的特点在对功耗敏感的便携式电子设备中有着广阔的应用前景。
目前，为了降低AMOLED的制造成本并借以实现窄边框的目的，AMOLED在制造过程中通常采用GIP(gate in panel，门面板)技术，直接将栅极驱动电路集成于有机发光显示面板上。有机发光显示面板通常包括显示图像的显示区域和围绕显示区域的非显示区域，所述栅极驱动电路一般设置于非显示区域中。
图1为AMOLED显示器的显示原理图。如图1所示，AMOLED的图像显示，除外界提供的ELVDD和ELVSS两个主电源外，还需驱动芯片1能够向GIP电路2提供稳定的GIP信号和稳定的GIP电源电压，所述GIP电源电压例如是VGH(GIP电路的高电源电压)和VGL(GIP电路的低电源电压)，GIP电路主要用于产生控制像素电路3中晶体管开关的控制信号。
相较于LCD(liquid crystal display，液晶显示器)显示技术，AMOLED驱动电路对GIP电源电压的要求更加严苛，尤其是对于GIP电路的高电源电压要求非常高，当其电平值由于外部环境的影响而出现向下波动时，可造成GIP电路2或像素电路3的误动作，最终影响AMOLED数据信号的正常传输和写入像素，使显示画面出现不同程度的画面闪烁、波动或其他画面异常现象。
实验也发现，由于外界干扰、显示画面不同、屏体温度变化等原因，使VGH被不同程度的拉低时，GIP电路将可能出现不按照设计值动作，造成显示画面质量严重下降的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种GIP电路高电源电压实时监测调整电路，对来自驱动芯片的高电源电压VGH进行实时监测和校正，保证高电源电压VGH时刻保持在合理的设计值内，从而提高AMOLED显示屏体的画面显示质量。
为实现上述目的，本发明提供一种GIP电路高电源电压实时监测调整电路，设置于AMOLED显示面板上，所述AMOLED显示面板上还设置有驱动芯片、GIP电路以及像素电路，所述GIP电路与像素电路中均设置有TFT，其特征在于，所述GIP电路高电源电压实时监测调整电路包括信号发生模块、信号采样模块、逻辑判断模块、信号处理模块以及高电源电压调整模块，其中，
所述信号发生模块，用于在低电源电压VGL保持恒定且高电源电压VGH逐步降低的情况下，针对所对应的GIP电路和像素电路进行模拟，确认GIP电路或像素电路中最先进入可变电阻区的目标TFT；
所述信号采样模块，用于采集所述目标TFT的栅极电压、源极电压以及漏极电压；
所述逻辑判断模块，用于根据所述信号采样模块采集的栅极电压、源极电压以及漏极电压判定所述目标TFT是否工作在饱和区；
所述信号处理模块，用于根据所述目标TFT是否工作在饱和区确定是否需要对高电源电压VGH进行调整；在饱和区则无需调整高电源电压VGH，在非饱和区则需要调整高电源电压VGH；
所述高电源电压调整模块用于调整所述高电源电压VGH。
可选的，在所述信号发生模块处输入GIP电路的高电源电压VGH和低电源电压VGL，在所述逻辑判断模块处输入略低于目标TFT正常阈值电压的电压常数VT。
可选的，所述信号发生模块由晶体管组成，其结构由具体的GIP电路和像素电路决定。
可选的，所述信号采样模块分为三个通道，各通道分别对应栅极电压VG、源极电压VS和漏极电压VD，每个通道分别由一个开关晶体管和一个稳压电容组成。
可选的，所述开关晶体管的栅极输入一外部时钟信号CLK。
可选的，所述外部时钟信号CLK可由驱动芯片单独提供，也可采用GIP电路的某个输入时钟信号。
可选的，所述每个通道的稳压电容的一端相连接，并接地。
可选的，所述逻辑判断模块的判定依据为：
(1)若VGS>VT，则说明目标TFT已工作在非饱和区；
(2)若VGS≤VT，则进一步判断来自信号采样模块的电压是否满足VDS≤VGS-VT，若满足，则说明目标TFT已工作在饱和区；
其中，VGS代表目标TFT栅极和源极电压差，VDS代表目标TFT漏极和源极电压差。
可选的，若满足(2)，则高电源电压VGH正常，所述高电源电压调整模块无需对高电源电压VGH进行调整；若满足(1)，则高电源电压VGH偏低，所述高电源电压调整模块提升高电源电压VGH。
可选的，所述信号发生模块与信号采样模块设置于AMOLED屏体内部，所述逻辑判断模块、信号处理模块以及VGH电压调整模块集成在驱动芯片内部。
与现有技术相比，本发明提供的GIP电路高电源电压实时监测调整电路，包括信号发生模块、信号采样模块、逻辑判断模块、信号处理模块以及高电源电压调整模块，通过信号发生模块确定目标TFT，信号采样模块采集目标TFT的栅极电压、源极电压及漏极电压，逻辑判断模块根据采集的电压判定目标TFT是否工作在饱和区，信号处理模块确定是否需要对高电源电压进行调整，然后通过高电源电压调整模块对高电源电压进行调整，实现对高电源电压的实时监测和校正，保证高电源电压时刻保持在合理的设计值内，减小了画面闪烁、波动等画面异常现象，从而提高AMOLED显示屏体的画面显示质量。
附图说明
图1为现有技术中AMOLED显示器的显示原理图；
图2为本发明一实施例所提供的GIP电路高电源电压实时监测调整电路的结构示意图；
图3为本发明一实施例所提供的信号发生模块的结构示意图；
图4为本发明一实施例所提供的信号采样模块的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容做进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应对此作为本发明的限定。
本发明的核心思想在于，通过信号发生模块确定目标TFT，信号采样模块采集目标TFT的栅极电压、源极电压及漏极电压，逻辑判断模块根据采集的电压判定目标TFT是否工作在饱和区，信号处理模块确定是否需要对高电源电压进行调整，然后通过高电源电压调整模块对高电源电压进行调整，实现对高电源电压的实时监测和校正，保证高电源电压时刻保持在合理的设计值内，减小了画面闪烁、波动等画面异常现象，从而提高AMOLED显示屏体的画面显示质量。
图2为本发明一实施例所提供的GIP电路高电源电压实时监测调整电路的结构示意图，如图2所示，本实施例提出的GIP电路高电源电压实时监测调整电路，包括信号发生模块10、信号采样模块20、逻辑判断模块30、信号处理模块40以及高电源电压调整模块50。GIP电路高电源电压实时监测调整电路设置于AMOLED显示面板上，所述AMOLED显示面板上还设置有位于非显示区的驱动芯片和GIP电路以及位于显示区的像素电路，所述GIP电路与像素电路中均设置有TFT。
所述信号发生模块10，用于在GIP电路的低电源电压VGL保持恒定，且GIP电路的高电源电压VGH逐步降低的情况下，针对所对应的GIP电路和像素电路进行模拟，确认GIP电路或像素电路中最先进入可变电阻区的目标TFT。所述信号采样模块20，用于采集所述目标TFT的栅极电压、源极电压以及漏极电压。所述逻辑判断模块30，用于根据所述信号采样模块20采集的栅极电压、源极电压以及漏极电压判定所述目标TFT是否工作在饱和区。所述信号处理模块40，用于根据所述目标TFT是否工作在饱和区确定是否需要对高电源电压进行调整；在饱和区则无需调整高电源电压，在非饱和区则需要调整高电源电压。所述高电源电压调整模块50，用于调整所述高电源电压VGH。
本实施例中，在所述信号发生模块10处输入GIP电路的高电源电压VGH和低电源电压VGL，在所述逻辑判断模块30处输入略低于目标TFT正常阈值电压的电压常数VT。
所述信号发生模块10由晶体管组成，其结构由具体的GIP电路和像素电路决定。如最简单的情况下，若模拟时发现只有像素电路中的TFT的漏极连接ELVDD(AMOLED正电源电压)、源极接VDATA(AMOLED显示数据电压)、栅极接AMOLED扫描信号，首先会在VDATA＝5V，ELVDD＝4.6V，高电源电压将至6V时会进入可变电阻区，所述信号发生模块10可设置如下简单电路，如图3所示，只有一个TFT，其栅极接GIP电路的高电源电压VGH，源极和漏极分别接AMOLED屏体的VDATA和ELVDD，该TFT满足在高电源电压VGH与AMOLED屏体数据信号电压VDATA差值小于1V即可进入可变电阻区。图3中电路栅极、源极和漏极电压会实时传送至所述信号采集保持模块20。可以理解的是，图3是所述信号发生模块10的最简单的结构示意图，其只需要输入GIP电路的高电源电压VGH，而不需要输入低电源电压VGL。
所述信号采集保持模块20分为三个通道，各通道分别对应栅极电压VG、源极电压VS和漏极电压VD，每个通道分别由一个开关晶体管和一个稳压电容组成，如图4所示，每个通道分别由开关晶体管M1、M2、M3及稳压电容C1、C2、C3组成。所述开关晶体管的栅极分别输入一外部时钟信号CLK，其源极与漏极分别连接所述信号发生模块10以及稳压电容；所述外部时钟信号CLK可根据需要具体而定，可由驱动芯片单独提供，也可采用GIP电路的某个输入时钟信号，CLK的周期越短，对目标电压的采样频率越高。所述每个通道的稳压电容的一端相连接，并接地，其另一端与所述开关晶体管以及所述逻辑判断模块30相连接。所述稳压电容主要起到两个方面的作用，其一，可以将采样电压稳定保持预定时间，并提供给下一级电路，可起到防止采样不同步等原因造成后级电路误动作的现象发生，其二，可以在一定程度上达到稳定采样电压的作用，减小外界噪声干扰对后级电路的影响。所述预定时间由所述稳压电容的电容值及所述开关晶体管的关闭状态决定。
所述逻辑判断模块30的判定依据为：(1)若VGS>VT，则说明目标TFT已工作在非饱和区；(2)若VGS≤VT，则进一步判断来自信号采样模块20的电压是否满足VDS≤VGS-VT，若满足，则说明目标TFT已工作在饱和区；其中，VGS代表TFT栅极和源极电压差，VDS代表TFT漏极和源极电压差。若满足(2)，则高电源电压正常，所述信号处理模块40做出判断，所述高电源电压调整模块50无需对高电源电压进行调整；若满足(1)，则高电源电压偏低，所述信号处理模块40做出判断，由所述高电源电压调整模块50提升高电源电压，保证高电源电压时刻保持在合理的设计值内。
具体的，在所述信号发生模块10处输入GIP电路的高电源电压VGH和低电源电压VGL，在保持低电源电压恒定，逐步降低高电源电压的情况下，所述信号发生模块10针对所对应的GIP电路和像素电路进行仿真，得到GIP电路或像素电路中最先进入可变电阻区的目标TFT；所述信号采样模块20，针对所述目标TFT采集其栅极电压、源极电压以及漏极电压，将其采样电压稳定保持预定时间，并将其采样电压输入至所述逻辑判断模块30；所述逻辑判断模块30，对来自所述信号采样模块20的电压信号进行处理，若VGS>VT，则说明目标TFT已工作在非饱和区，所述信号处理模块40对此做出处理，确定需要对高电源电压进行提升，并将信息传输至所述高电源电压调整模块50，由所述高电源电压调整模块50提升高电源电压VGH；若VGS≤VT，则进一步判断来自信号采样模块20的电压是否满足VDS≤VGS-VT，若满足，则说明目标TFT已工作在饱和区，所述信号处理模块40对此做出处理，确定无需改变高电源电压VGH，并将信息传输至所述高电源电压调整模块50，所述高电源电压调整模块50不会对高电源电压VGH进行调整，从而保证高电源电压VGH时刻保持在合理的设计值内。
本实施例中，所述信号发生模块10与信号采样模块20设置于AMOLED屏体内部，所述逻辑判断模块30、信号处理模块40以及高电源电压调整模块50集成在驱动芯片内部；可以理解的是，也可以根据AMOLED屏体的具体设计方式决定其各模块的设置位置。
综上所述，本发明提供的GIP电路高电源电压实时监测调整电路，包括信号发生模块、信号采样模块、逻辑判断模块、信号处理模块以及高电源电压调整模块，通过信号发生模块确定目标TFT，信号采样模块采集目标TFT的栅极电压、源极电压及漏极电压，逻辑判断模块根据采集的电压判定目标TFT是否工作在饱和区，信号处理模块确定是否需要对高电源电压进行调整，然后通过高电源电压调整模块对高电源电压进行调整，实现对高电源电压的实时监测和校正，保证高电源电压时刻保持在合理的设计值内，减小了画面闪烁、波动等画面异常现象，从而提高AMOLED显示屏体的画面显示质量。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种GIP电路高电源电压实时监测调整电路，设置于AMOLED显示面板上，所述AMOLED显示面板上还设置有驱动芯片、GIP电路以及像素电路，所述GIP电路与像素电路中均设置有TFT，其特征在于，所述GIP电路高电源电压实时监测调整电路包括信号发生模块、信号采样模块、逻辑判断模块、信号处理模块以及高电源电压调整模块，其中，
所述信号发生模块，用于在低电源电压VGL保持恒定且高电源电压VGH逐步降低的情况下，针对所对应的GIP电路和像素电路进行模拟，确认GIP电路或像素电路中最先进入可变电阻区的目标TFT；
所述信号采样模块，用于采集所述目标TFT的栅极电压、源极电压以及漏极电压；
所述逻辑判断模块，用于根据所述信号采样模块采集的栅极电压、源极电压以及漏极电压判定所述目标TFT是否工作在饱和区；
所述信号处理模块，用于根据所述目标TFT是否工作在饱和区确定是否需要对高电源电压VGH进行调整；在饱和区则无需调整高电源电压VGH，在非饱和区则需要调整高电源电压VGH；
所述高电源电压调整模块用于调整所述高电源电压VGH。
2.如权利要求1所述的GIP电路高电源电压实时监测调整电路，其特征在于，在所述信号发生模块处输入GIP电路的高电源电压VGH和低电源电压VGL，在所述逻辑判断模块处输入略低于目标TFT正常阈值电压的电压常数VT。
3.如权利要求1所述的GIP电路高电源电压实时监测调整电路，其特征在于，所述信号发生模块由晶体管组成，其结构由具体的GIP电路和像素电路决定。
4.如权利要求1所述的GIP电路高电源电压实时监测调整电路，其特征在于，所述信号采样模块分为三个通道，各通道分别对应栅极电压VG、源极电压VS和漏极电压VD，每个通道分别由一个开关晶体管和一个稳压电容组成。
5.如权利要求4所述的GIP电路高电源电压实时监测调整电路，其特征在于，所述开关晶体管的栅极输入一外部时钟信号CLK。
6.如权利要求5所述的GIP电路高电源电压实时监测调整电路，其特征在于，所述外部时钟信号CLK可由驱动芯片单独提供，也可采用GIP电路的某个输入时钟信号。
7.如权利要求4所述的GIP电路高电源电压实时监测调整电路，其特征在于，所述每个通道的稳压电容的一端相连接，并接地。
8.如权利要求1所述的GIP电路高电源电压实时监测调整电路，其特征在于，所述逻辑判断模块的判定依据为：
(1)若VGS>VT，则说明目标TFT已工作在非饱和区；
(2)若VGS≤VT，则进一步判断来自信号采样模块的电压是否满足VDS≤VGS-VT，若满足，则说明目标TFT已工作在饱和区；
其中，VGS代表目标TFT栅极和源极电压差，VDS代表目标TFT漏极和源极电压差。
9.如权利要求8所述的GIP电路高电源电压实时监测调整电路，其特征在于，若满足(2)，则高电源电压VGH正常，所述高电源电压调整模块无需对高电源电压VGH进行调整；若满足(1)，则高电源电压VGH偏低，所述高电源电压调整模块提升高电源电压VGH。
10.如权利要求1～9中任一项所述的GIP电路高电源电压实时监测调整电路，其特征在于，所述信号发生模块与信号采样模块设置于AMOLED屏体内部，所述逻辑判断模块、信号处理模块以及高电源电压调整模块集成在驱动芯片内部。
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