CN109473076A - 一种goa电路的驱动电压补偿装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种GOA电路的驱动电压补偿装置及方法，可以解决在低温工作环境下GOA电路不能正常开启与在高温工作环境下GOA电路工作电压过高导致的TFT寿命缩短、功能损耗增大的问题，提高GOA电路在高/低温的稳定性，降低RA可靠度测试之后的画面显示异常的风险。

Description

一种GOA电路的驱动电压补偿装置及方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种可以提升GOA电路在低温和高温环境下的稳定性的GOA电路的驱动电压补偿装置及方法。
背景技术
随着光电与半导体技术的发展，薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film TransistorLiquid Crystal Display，简称TFT-LCD)因其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优越特性，已经广泛应用于生活的各个方面。GOA(Gate driver On Array，阵列基板行驱动)技术是直接将薄膜晶体管的栅极驱动电路制作在阵列基板上，以代替由外接硅芯片制作的驱动芯片的一种技术。由于GOA电路可以节省Gate IC，可直接制作于面板周围，简化了制程工艺，而且还可降低产品成本，提高TFT-LCD面板的集成度，使面板趋向于更加薄型化，目前已经普遍应用于液晶面板中。
参考图1A-1B，其中，图1A为现有技术中GOA电路架构示意图，图1B为图1A所示GOA电路的输入信号和节点波形图。随著影像品质的提升，GOA电路运用了多颗TFT(例如图示中T11、T21、T22、T31、T321、T41、T42、T51、T52)，各TFT的闸、源与汲极上搭接的信号攸关整个电路的运作功能正常与稳定性。其中，VDD为电源电压，VSS为公共接地电压，CK、XCK为相位相反的两交流信号，G(N-1)为第N-1级GOA单元的栅极信号输出端，G(N)为第N级GOA单元的栅极信号输出端，G(N+1)为第N+1级GOA单元的栅极信号输出端，ST(N-1)为第N-1级GOA单元的级传信号输出端，ST(N)第N级GOA单元的级传信号输出端，Q(N)、P(N)为第N级GOA单元的相应节点。
LCD TV产品目前也大量使用GOA技术，对于产品而言，高低温操作对于GOA的显光指数(RA)可靠度测试尤其重要，而信号的电压差(Vgs，Vgd，Vds)攸关GOA电路寿命。然而，在GOA电路的实际操作过程中，在不同温度下，TFT导通程度不同，使得GOA电路的充电效果不同，使得液晶分子透过率改变，产生不同的灰阶值，从而导致画面闪烁。而低温条件下电子迁移率在低温下变小，流经薄膜晶体管的电流较低，致使该薄膜晶体管的充电能力下降。在温度过低时，GOA电路在正常的工作电压下不能工作，导致薄膜晶体管无法正常工作；此时，需要调高GOA电路的驱动电压Vgh，但若把Vgh的值设置的过高，在每次启动GOA电路时都需要达到较高的电压值，一方面会缩短TFT的寿命，另一方面还增加了功能损耗。
因此，如何根据GOA电路的高/低温来提供驱动电压VGH补偿，进而提高GOA电路在高/低温的稳定性，降低RA可靠度测试之后的画面显示异常的风险，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种GOA电路的驱动电压补偿装置及方法，以解决在低温工作环境下GOA电路不能正常开启，在高温工作环境下GOA电路工作电压过高导致的TFT寿命缩短、功能损耗增大的问题，提高GOA电路在高/低温的稳定性，降低RA可靠度测试之后的画面显示异常的风险。
为实现上述目的，本发明提供了一种GOA电路的驱动电压补偿方法，所述驱动电压补偿方法包括如下步骤：(1)检测所述GOA电路的实时温度；以及(2)根据所述实时温度查找预设温补表，获取匹配所述实时温度的补偿电压值，以根据所述补偿电压值线性调整所述GOA电路的驱动电压，其中，所述预设温补表中记载有预先获取的各个温度区间与对应的补偿电压值。
为实现上述目的，本发明还提供了一种GOA电路的驱动电压补偿装置，所述驱动电压补偿装置包括：一温度传感器，设置于所述GOA电路的下方，用以检测所述GOA电路的实时温度；以及一电压调整电路，用于接收所述实时温度，并根据所述实时温度查找预设温补表，获取匹配所述实时温度的补偿电压值，以根据所述补偿电压值线性调整所述GOA电路的驱动电压，其中，所述预设温补表中记载有预先获取的各个温度区间与对应的补偿电压值。
本发明的优点在于：通过预先采用温度传感器找出GOA电路的驱动电压Vgh随温度变化的最佳补偿电压，从而可以定义出驱动电压Vgh的补偿电压与温度区间的温补曲线，获取各个温度区间与对应的补偿电压值的一一对应关系，生成预设温补表；根据检测的实时温度，通过预设温补表，在高/低温分别对GOA电路的驱动电压Vgh进行补偿，解决在低温工作环境下GOA电路不能正常开启，在高温工作环境下GOA电路工作电压过高导致的TFT寿命缩短、功能损耗增大的问题，提高GOA电路在高/低温的稳定性，降低RA可靠度测试之后的画面显示异常的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A，现有技术中GOA电路架构示意图；
图1B为图1A所示GOA电路的输入信号和节点波形图；
图2，本发明GOA电路的驱动电压补偿方法的流程图
图3A，本发明第一实施例的一阶段温补曲线示意图；
图3B，本发明第二实施例的两阶段温补曲线示意图；
图4，本发明GOA电路的驱动电压补偿装置的架构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参考图2，本发明GOA电路的驱动电压补偿方法的流程图。所述驱动电压补偿方法包括：S21：检测所述GOA电路的实时温度；以及S22：根据所述实时温度查找预设温补表，获取匹配所述实时温度的补偿电压值，以根据所述补偿电压值线性调整所述GOA电路的驱动电压，其中，所述预设温补表中记载有预先获取的各个温度区间与对应的补偿电压值，以下结合附图给出详细解释。
S21：检测所述GOA电路的实时温度。
具体的，可以通过一设置于所述GOA电路下方的温度传感器检测所述GOA电路的实时温度。优选的，所述温度传感器采用负温度系数(Negative Temperature Coefficient，以下简称NTC)热敏电阻。NTC热敏电阻是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少，其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，其电阻值降低，因此可以用于测温。
优选的，所述驱动电压补偿装置还包括X板，所述负温度系数热敏电阻绑定(Bonding)于所述X板(X-Board)上。也即，通过改进GOA电路的信号设计，在X-Board上绑定NTC热敏电阻，找出GOA电路的驱动电压Vgh随温度变化的最佳补偿电压，从而可以定义出驱动电压Vgh的补偿电压与温度区间的温补曲线。
S22：根据所述实时温度查找预设温补表，获取匹配所述实时温度的补偿电压值，以根据所述补偿电压值线性调整所述GOA电路的驱动电压。
其中，所述预设温补表中记载有预先获取的各个温度区间与对应的补偿电压值。具体的，可以预先通过温度传感器(例如NTC热敏电阻)找出GOA电路的驱动电压Vgh随温度变化的最佳补偿电压，从而可以定义出驱动电压Vgh的补偿电压与温度区间的温补曲线，获取各个温度区间与对应的补偿电压值的一一对应关系，生成预设温补表。所述预设温补表可以存储在一存储器中。
具体的，当所述实时温度位于第一温度区间时，获取第一补偿电压值，以根据所述第一补偿电压值来线性增大所述GOA电路的驱动电压，其中，所述第一温度区间的温度值低于第一基准温度值。所述第一温度区间为低温操作温度区间，第一基准温度值为低温操作基准温度值。通过检测实时温度，在低温阶段对驱动电压Vgh进行低温线性增加补偿，拉高驱动电压Vgh的电压值，从而改善在低温RA过程(例如-25℃低温操作，低温快速开关机)中GOA电路里充电不足的问题。驱动电压Vgh随温度进行补偿，降低RA风险。
具体的，所述第一温度区间的温度值范围可以为-30度至10度，所述第一补偿电压值可以为10-14V；具体各值可以视液晶面板的IC制程而定。
参考图3A，本发明第一实施例的一阶段温补曲线示意图。本实施例中，在低温阶段(T1-T2)：驱动电压Vgh的电压值在基准驱动电压Vgh0(常温下的驱动电压)的基础上增加第一补偿电压V1，线性增加，实现对驱动电压Vgh的低温补偿，即Vgh＝Vgh0+V1，获取一阶段温补曲线。本实施例中，T1＝-10℃，T2＝0℃，相应的第一基准温度值为0℃，V1＝10V。
继续参考图2，具体的，当所述实时温度位于第二温度区间时，获取第二补偿电压值，以根据所述第二补偿电压值来线性减小所述GOA电路的驱动电压，其中，所述第二温度区间的温度值高于第二基准温度值。所述第二温度区间为高温操作温度区间，第二基准温度值为高温操作基准温度值，所述第一基准温度值低于所述第二基准温度值。通过检测实时温度，在高温阶段对驱动电压Vgh进行高温线性减小补偿，降低驱动电压Vgh的电压值，从而优化在高温RA过程(高温高湿操作)中各颗TFT的压力(Stress)特性，从而优化GOA电路的RA稳定性。驱动电压Vgh随温度进行补偿，降低RA风险。
具体的，所述第二温度区间的温度值范围可以为40度至55度，所述第二补偿电压值可以为3-15V；具体各值可以视液晶面板的IC制程而定。
优选的，可以分别对驱动电压Vgh进行低温、高温分段线性补偿；也即，当所述实时温度位于第一温度区间时，获取第一补偿电压值，以根据所述第一补偿电压值来线性增大所述GOA电路的驱动电压；当所述实时温度位于第二温度区间时，获取第二补偿电压值，以根据所述第二补偿电压值来线性减小所述GOA电路的驱动电压；其中，所述第一温度区间的温度值低于第一基准温度值，所述第二温度区间的温度值高于第二基准温度值，所述第一基准温度值低于所述第二基准温度值。从而更加优化驱动电压Vgh随温度进行补偿的补偿值，降低RA风险。
参考图3B，本发明第二实施例的两阶段温补曲线示意图。本实施例中，在低温阶段(T1-T2)：驱动电压Vgh的电压值在基准驱动电压Vgh0的基础上增加第一补偿电压V1，线性增加，实现对驱动电压Vgh的低温补偿，即Vgh＝Vgh0+V1；在高温阶段(T3-T4)：驱动电压Vgh的电压值在基准驱动电压Vgh0的基础上减小第二补偿电压V2，线性减小，实现对驱动电压Vgh的高温补偿，即Vgh＝Vgh0-V2，获取两阶段温补曲线。此两阶段温补曲线功能特别适用于高分辨率(如：8K，UD三维晶体管(Trigate)等充电时间短的机种)GOA架构的产品。通过在产品中时序控制电路(Tcon)的支持下，在X-board上绑定NTC热敏电阻，实现两阶段温补曲线功能。T1、T2、T3、T4的具体温度值视实际状况而定，本实施例中，低温段T1＝-5℃、T2＝10℃，高温段T3＝40℃、T4＝55℃，相应的第一基准温度值为10℃、第二基准温度值为40℃。V1、V2的具体电压值视IC制程而定，本实施例中，V1＝12V、V2＝4V。
本发明GOA电路的驱动电压补偿方法，通过预先采用温度传感器找出GOA电路的驱动电压Vgh随温度变化的最佳补偿电压，从而可以定义出驱动电压Vgh的补偿电压与温度区间的温补曲线，获取各个温度区间与对应的补偿电压值的一一对应关系，生成预设温补表；根据检测的实时温度，通过预设温补表，在高/低温分别对GOA电路的驱动电压Vgh进行补偿，从而降低RA风险，改善GOA稳定性。解决在低温工作环境下GOA电路不能正常开启，在高温工作环境下GOA电路工作电压过高导致的TFT寿命缩短、功能损耗增大的问题，提高GOA电路在高/低温的稳定性，降低RA可靠度测试之后的画面显示异常的风险。
参考图4，本发明GOA电路的驱动电压补偿装置的架构示意图。实时GOA电路的驱动电压补偿装置包括：一温度传感器42，设置于所述GOA电路40的下方，用以检测所述GOA电路40的实时温度；以及一电压调整电路44，用于接收所述实时温度，并根据所述实时温度查找预设温补表43，获取匹配所述实时温度的补偿电压值，以根据所述补偿电压值线性调整所述GOA电路40的驱动电压Vgh。其中，所述预设温补表43中记载有预先获取的各个温度区间与对应的补偿电压值。
优选的，所述驱动电压补偿装置还包括X板(X-Board)，所述温度传感器采用负温度系数热敏电阻，所述负温度系数热敏电阻绑定于所述X板上。也即，通过改进GOA电路的信号设计，在X-Board上绑定NTC热敏电阻，找出GOA电路的驱动电压Vgh随温度变化的最佳补偿电压，从而可以定义出驱动电压Vgh的补偿电压与温度区间的温补曲线。
优选的，所述驱动电压补偿装置还包括：一存储器45，与所述电压调整电路44连接，用于存储所述预设温补表43。
所述电压调整电路44进一步用于当所述实时温度位于第一温度区间时，获取第一补偿电压值，以根据所述第一补偿电压值来线性增大所述GOA电路40的驱动电压，其中，所述第一温度区间的温度值低于第一基准温度值。所述第一温度区间为低温操作温度区间，第一基准温度值为低温操作基准温度值。通过检测实时温度，在低温阶段对驱动电压Vgh进行低温线性增加补偿，拉高驱动电压Vgh的电压值，从而改善在低温RA过程(例如-25℃低温操作，低温快速开关机)中GOA电路里充电不足的问题。驱动电压Vgh随温度进行补偿，降低RA风险。
具体的，所述第一温度区间的温度值范围可以为-30度至10度，所述第一补偿电压值可以为10-14V；具体各值可以视液晶面板的IC制程而定。
所述电压调整电路44进一步用于当所述实时温度位于第二温度区间时，获取第二补偿电压值，以根据所述第二补偿电压值来线性减小所述GOA电路40的驱动电压，其中，所述第二温度区间的温度值高于第二基准温度值。所述第二温度区间为高温操作温度区间，第二基准温度值为高温操作基准温度值。通过检测实时温度，在高温阶段对驱动电压Vgh进行高温线性减小补偿，降低驱动电压Vgh的电压值，从而优化在高温RA过程(高温高湿操作)中各颗TFT的压力(Stress)特性，从而优化GOA的RA稳定性。驱动电压Vgh随温度进行补偿，降低RA风险。
具体的，所述第二温度区间的温度值范围可以为40度至55度，所述第二补偿电压值可以为3-15V；具体各值可以视液晶面板的IC制程而定。
优选的，可以分别对驱动电压Vgh进行低温、高温分段线性补偿；也即，当所述实时温度位于第一温度区间时，获取第一补偿电压值，以根据所述第一补偿电压值来线性增大所述GOA电路的驱动电压；当所述实时温度位于第二温度区间时，获取第二补偿电压值，以根据所述第二补偿电压值来线性减小所述GOA电路的驱动电压；其中，所述第一温度区间的温度值低于第一基准温度值，所述第二温度区间的温度值高于第二基准温度值，所述第一基准温度值低于所述第二基准温度值。从而更加优化驱动电压Vgh随温度进行补偿的补偿值，降低RA风险。
本发明GOA电路的驱动电压补偿装置，通过预先采用温度传感器找出GOA电路的驱动电压Vgh随温度变化的最佳补偿电压，从而可以定义出驱动电压Vgh的补偿电压与温度区间的温补曲线，获取各个温度区间与对应的补偿电压值的一一对应关系，生成预设温补表；根据检测的实时温度，通过预设温补表，在高/低温分别对GOA电路的驱动电压Vgh进行补偿，从而降低RA风险，改善GOA稳定性。解决在低温工作环境下GOA电路不能正常开启，在高温工作环境下GOA电路工作电压过高导致的TFT寿命缩短、功能损耗增大的问题，提高GOA电路在高/低温的稳定性，降低RA可靠度测试之后的画面显示异常的风险。
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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种GOA电路的驱动电压补偿方法，其特征在于，所述驱动电压补偿方法包括如下步骤：
(1)检测所述GOA电路的实时温度；以及
(2)根据所述实时温度查找预设温补表，获取匹配所述实时温度的补偿电压值，以根据所述补偿电压值线性调整所述GOA电路的驱动电压，其中，所述预设温补表中记载有预先获取的各个温度区间与对应的补偿电压值。
2.根据权利要求1所述的驱动电压补偿方法，其特征在于，步骤(1)进一步包括：通过一设置于所述GOA电路下方的温度传感器检测所述GOA电路的实时温度。
3.根据权利要求2所述的驱动电压补偿方法，其特征在于，所述温度传感器采用负温度系数热敏电阻。
4.根据权利要求1所述的驱动电压补偿方法，其特征在于，步骤(2)进一步包括：
当所述实时温度位于第一温度区间时，获取第一补偿电压值，以根据所述第一补偿电压值来线性增大所述GOA电路的驱动电压，其中，所述第一温度区间的温度值低于第一基准温度值。
5.根据权利要求4所述的驱动电压补偿方法，其特征在于，步骤(2)进一步包括：
当所述实时温度位于第二温度区间时，获取第二补偿电压值，以根据所述第二补偿电压值来线性减小所述GOA电路的驱动电压，其中，所述第二温度区间的温度值高于第二基准温度值，所述第一基准温度值低于所述第二基准温度值。
6.根据权利要求5所述的驱动电压补偿方法，其特征在于，所述第一温度区间的温度值范围为-30度至10度，所述第一补偿电压值为10-14V；所述第二温度区间的温度值范围为40度至55度，所述第二补偿电压值为3-15V。
7.一种GOA电路的驱动电压补偿装置，其特征在于，所述驱动电压补偿装置包括：
一温度传感器，设置于所述GOA电路的下方，用以检测所述GOA电路的实时温度；以及
一电压调整电路，用于接收所述实时温度，并根据所述实时温度查找预设温补表，获取匹配所述实时温度的补偿电压值，以根据所述补偿电压值线性调整所述GOA电路的驱动电压，其中，所述预设温补表中记载有预先获取的各个温度区间与对应的补偿电压值。
8.根据权利要求7所述的驱动电压补偿装置，其特征在于，所述驱动电压补偿装置还包括X板，所述温度传感器采用负温度系数热敏电阻，所述负温度系数热敏电阻绑定于所述X板上。
9.根据权利要求7所述的驱动电压补偿装置，其特征在于，所述电压调整电路进一步用于当所述实时温度位于第一温度区间时，获取第一补偿电压值，以根据所述第一补偿电压值来线性增大所述GOA电路的驱动电压，其中，所述第一温度区间的温度值低于第一基准温度值；当所述实时温度位于第二温度区间时，获取第二补偿电压值，以根据所述第二补偿电压值来线性减小所述GOA电路的驱动电压，其中，所述第二温度区间的温度值高于第二基准温度值，所述第一基准温度值低于所述第二基准温度值。
10.根据权利要求9所述的驱动电压补偿装置，其特征在于，所述第一温度区间的温度值范围为-30度至10度，所述第一补偿电压值为10-14V；所述第二温度区间的温度值范围为40度至55度，所述第二补偿电压值为3-15V。
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