CN110574098A - 显示装置、驱动电压设定方法和计算机程序 - Google Patents

Abstract

显示装置具备栅极驱动器和控制电路，所述栅极驱动器用于对显示面板进行驱动，所述控制电路对所述栅极驱动器的驱动进行控制，所述控制电路具备电压供给电路和电流检测电路，所述电压供给电路将电压供给到所述栅极驱动器，所述电流检测电路对供给到所述栅极驱动器的电流进行检测。显示装置逐步降低供给到所述栅极驱动器的电压，并检测供给到所述栅极驱动器的电流，在检测到的电流变为规定值以下或者检测到电流增加的情况下，获取当前供给到所述栅极驱动器的第一电压，在获取的所述第一电压上加上规定电压来得到第二电压，并进行设定将所述第二电压作为驱动所述栅极驱动器的驱动电压。

Description

显示装置、驱动电压设定方法和计算机程序

技术领域

本发明涉及显示装置、驱动电压设定方法和计算机程序，对栅极驱动器的驱动电压进行设定，栅极驱动器用于驱动显示面板。

背景技术

当前，有源矩阵型液晶显示装置被广泛用作显示装置。液晶显示装置包含在单元/阵列基板与对置基板之间夹持液晶的液晶面板，在单元/阵列基板的显示区域，设置了矩阵状配置的若干个像素部。各像素部中，设置了薄膜晶体管以及与该薄膜晶体管连接并驱动液晶的像素电极等。在单元/阵列基板的显示区域的周边，设置了栅极驱动器和源极驱动器，栅极驱动器将栅极信号供给到像素部，源极驱动器将对应于图像信号的显示数据供给到像素部。

近年来，与像素部的薄膜晶体管类似地，栅极驱动器也使用薄膜晶体管，内置在单元/阵列基板中，即形成GOA(Gate Driver On Array)。构成栅极驱动器薄膜晶体管直接安装在单元/阵列基板上。

与在栅极驱动器中使用IC芯片并将IC芯片以TAB(Tape Automated Bonding)或COG(Chip On Glass)等方式安装到基板上的情况相比，在GOA的情况下，能够降低液晶显示装置的制造成本(例如参照专利文献1)。

〔专利文献〕

专利文献1：日本特开2000-275669号公报

发明内容

薄膜晶体管由于电压施加而发生劣化，施加越高的电压时，劣化的程度越严重。因此，期望将具有薄膜晶体管的栅极驱动器的驱动电压值设置得尽可能低。另一方面，施加到薄膜晶体管的电压过低时，例如有时受到周边温度或薄膜晶体管劣化的影响而导致栅极驱动器停止工作。

本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供显示装置、驱动电压设定方法和计算机程序，能够为具有薄膜晶体管的栅极驱动器设定最优的驱动电压。

本发明所涉及的显示装置具备栅极驱动器和控制电路，所述栅极驱动器用于对显示面板进行驱动，所述控制电路对所述栅极驱动器的驱动进行控制，其中，所述控制电路具备电压供给电路和电流检测电路，所述电压供给电路将电压供给到所述栅极驱动器，所述电流检测电路对供给到所述栅极驱动器的电流进行检测，逐步降低供给到所述栅极驱动器的电压，并检测供给到所述栅极驱动器的电流，在检测到的电流变为规定值以下或者检测到电流增加的情况下，获取当前供给到所述栅极驱动器的第一电压，在获取的所述第一电压上加上规定电压来得到第二电压，并进行设定将所述第二电压作为驱动所述栅极驱动器的驱动电压。

本发明所涉及的驱动电压设定方法对栅极驱动器的驱动电压进行设定，所述栅极驱动器用于驱动显示面板，其中，逐步降低供给到所述栅极驱动器的电压，并检测供给到所述栅极驱动器的电流，在检测到的电流变为规定值以下或者检测到电流增加的情况下，获取当前供给到所述栅极驱动器的第一电压，在获取的所述第一电压上加上规定电压来得到第二电压，并进行设定将所述第二电压作为驱动所述栅极驱动器的驱动电压。

本发明所涉及的计算机程序由控制装置执行，所述控制装置对用于驱动显示面板的栅极驱动器的驱动进行控制，其中，通过执行所述计算机程序，在所述控制装置中，逐步降低供给到所述栅极驱动器的电压，并检测供给到所述栅极驱动器的电流，在检测到的电流变为规定值以下或者检测到电流增加的情况下，获取当前供给到所述栅极驱动器的第一电压，在获取的所述第一电压上加上规定电压来得到第二电压，并进行设定将所述第二电压作为驱动所述栅极驱动器的驱动电压。

〔发明效果〕

根据本发明，能够为具有薄膜晶体管的栅极驱动器设定最优的驱动电压。

附图说明

图1是实施方式一所涉及的显示装置的示意图。

图2是控制电路的示意框图。

图3是实施方式一中的栅极驱动器电压与栅极驱动器电流的关系图。

图4是实施方式二中的栅极驱动器电压与栅极驱动器电流的关系图。

图5是实施方式三中的栅极驱动器电压与栅极驱动器电流的关系图。

图6是实施方式四所涉及的显示装置的控制电路示意框图。

图7是栅极电压、漏极电压、线圈电流、二极管电流和电阻电压的时序图。

具体实施方式

(实施方式一)

以下，基于附图对本发明的实施方式一所涉及的显示装置进行说明。图1是显示装置的示意图。显示装置例如是有源矩阵型液晶显示装置。如图1所示，显示装置具备栅极驱动器100、源极驱动器200、显示面板300等。另外，栅极驱动器100例如是使用非晶硅、多结晶硅、微结晶硅、氧化物半导体等形成在显示面板300上。更具体地来说，栅极驱动器100形成在透光性的像素基板(也称为有源矩阵基板、单元/阵列基板)上，并具有薄膜晶体管。

在显示面板300与源极驱动器200之间，连接了若干条(图1的例子中是j)的源极总线SL1～SLj。还有，在显示面板300与栅极驱动器100之间，连接了若干条(图1的例子中是i)的栅极总线GL1～GLi。在若干条源极总线和若干条栅极总线交叉的位置，分别设置了像素形成部。像素形成部配置为矩阵状，具备薄膜晶体管和用于保持像素电压值的像素电容等。

源极驱动器200基于所输入的数字影像信号、源极启动脉冲信号、源极时钟信号等信号，向各源极总线SL1～SLj输出驱动用影像信号。栅极驱动器100具备由若干个移位寄存器10彼此连接而成的移位寄存器组110。

栅极驱动器100基于由控制电路20(控制装置)输出的栅极启动脉冲信号、栅极结束脉冲信号、时钟信号等，依次向各栅极总线GL1～GLi输出驱动信号。另外，驱动信号到各栅极总线GL1～GLi的输出在每1个垂直扫描期间进行一次。

图2是控制电路20的示意框图。如图2所示，控制电路20具备电压供给电路44、电流检测电路40、FPGA50(Field Programmable Gate Array)和栅极时钟生成电路46，电压供给电路44将电压供给到栅极驱动器100，FPGA50对电压供给电路44的驱动进行控制，栅极时钟生成电路46生成用于输入到栅极驱动器100的时钟信号。FPGA50读取出存储器(图示省略)中存储的控制程序，并基于控制程序来设定栅极驱动器100的驱动电压。

另外，FPGA50是对电压供给电路44的驱动进行控制的电路的一个例子，不限于此，例如也可以是ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、CPU(CentralProcessing Unit)等。控制程序可以存储在CD―ROM等介质中，FPGA、CPU等访问介质。

电压供给电路44基于来自FPGA50的指令，改变供给到栅极驱动器100的电压。电压供给电路44输出直流电压。

电流检测电路40具备检测电阻41、运算放大器42和电源43。检测电阻41串联连接在电压供给电路44与栅极驱动器100之间。运算放大器42的正相输入端子42a通过电源43连接到检测电阻41的一端部。电源43对正相输入端子42a施加规定电压。运算放大器42的反相输入端子42b连接到检测电阻41的另一端部。运算放大器42的输出被输入到FPGA50。还有，栅极时钟生成电路46串联连接在检测电阻41的一端部与栅极驱动器100之间。

直流电压由电压供给电路44通过检测电阻41输入到栅极时钟生成电路46，栅极时钟生成电路46生成时钟信号，并将生成的时钟信号供给到栅极驱动器100。时钟信号的高电平电位与低电平电位之间的差成为供给到栅极驱动器100的电压。

图3是实施方式一中施加到栅极驱动器100的电压(以下，也称为栅极驱动器电压)与流过栅极驱动器100的电流(以下，也称为栅极驱动器电流)的关系图。图3中，横轴是栅极驱动器电压的大小，纵轴是栅极驱动器电流的大小。在显示装置启动后，FPGA50向电压供给电路44输出指令，即供给最大电压之后逐步降低供给电压这一指令。由此，电压供给电路44将最大电压供给到栅极驱动器100，并逐步降低栅极驱动器电压。如图3所示，随着栅极驱动器电压的逐步降低，栅极驱动器电流也逐步减小。

在栅极驱动器电压超过栅极驱动器100可进行驱动的最低电压(以下，称为电压Vmin)(第一电压)时，栅极驱动器100进行驱动，消耗电流。运算放大器42的反相输入端子42b中输入的电位大于正相输入端子42a中输入的电位，运算放大器42输出Low信号，并输入到FPGA50。

在栅极驱动器电压变为电压Vmin以下的情况下，栅极驱动器100停止驱动，几乎不消耗电流。此时，检测电阻41的两侧的电位差消失，如图3所示，栅极驱动器电流急剧减少，变为规定值以下。然后，由于电源43所施加的电压，使得正相输入端子42a中输入的电位大于运算放大器42的反相输入端子42b中输入的电位。因此，运算放大器42输出High信号，该High信号被输入到FPGA50中。根据电流检测电路40所输入的信号由Low信号已切换到High信号，FPGA50检测到栅极驱动器电流急剧减少且栅极驱动器电压已变为电压Vmin以下。

在电流检测电路40所输入的信号由Low信号切换到High信号的时刻，FPGA50获取此时的栅极驱动器电压(电压Vmin)，在电压Vmin上加上规定电压ΔV，并进行设定将得到的值作为驱动栅极驱动器100时实际施加到栅极驱动器100的电压(以下，称为驱动电压Vd)(第二电压)。另外，在由Low信号切换到High信号的时刻，FPGA50结束逐步降低栅极驱动器电压的处理。FPGA50每当对显示装置进行驱动时，执行对栅极驱动器100的驱动电压Vd进行设定的处理。

实施方式一所涉及的显示装置和驱动电压设定方法中，控制电路20逐步降低栅极驱动器电压，同时对栅极驱动器电流进行检测。控制电路20基于检测的栅极驱动器电流，获取到栅极驱动器100即将变为不能进行驱动之前的栅极驱动器电压(电压Vmin)。

然后，控制电路20在电压Vmin上加上规定电压ΔV得到电压Vd，并进行设定将电压Vd作为栅极驱动器100的驱动电压Vd。如此，将在电压Vmin上加上规定电压ΔV的值作为栅极驱动器100的驱动电压Vd，所以驱动电压Vd是栅极驱动器100能够正常进行驱动的高可靠性电压。还有，驱动电压Vd是以栅极驱动器100能够正常进行驱动的最低电压(电压Vmin)为基准，因此不会成为过高的电压。

(实施方式二)

以下，基于附图对本发明的实施方式二进行说明。关于实施方式二所涉及的结构中与实施方式一相同的结构，附上相同的符号，而省略其详细说明。图4是实施方式二中的栅极驱动器电压与栅极驱动器电流的关系图。图4中，横轴是栅极驱动器电压的大小，纵轴是栅极驱动器电流的大小。

在显示装置启动后，FPGA50向电压供给电路44输出指令，即供给最大电压之后逐步降低供给电压这一指令。由此，电压供给电路44将最大电压供给到栅极驱动器100，并逐步降低栅极驱动器电压。如图4所示，随着栅极驱动器电压的逐步降低，栅极驱动器电流也逐步减小。

在降低栅极驱动器电压的情况下，一般来说栅极驱动器电流也减少。栅极驱动器电流减少后，栅极驱动器100变得容易受到噪声的影响。因此，由于噪声的影响，虽然栅极驱动器电压在降低，但有时栅极驱动器电流会增加。在检测到栅极驱动器电流增加的情况下，就有可能是噪声的影响导致栅极驱动器100没有正常动作。

如图4所示，在栅极驱动器电压降低而栅极驱动器电流增加的情况下，运算放大器42的输出值变大。FPGA50基于运算放大器42的输出值大小的变化，能够检测到栅极驱动器电流的增加。

FPGA50获取栅极驱动器电流增加的时刻的栅极驱动器电压(本实施方式中，该电压相当于电压Vmin(第一电压))，在电压Vmin上加上规定电压ΔV，并进行设定将得到的值作为栅极驱动器100的驱动电压Vd(第二电压)。另外，在电流增加了的时刻，FPGA50结束逐步降低栅极驱动器电压的处理。FPGA50每当对显示装置进行驱动时，执行上述对栅极驱动器100的驱动电压Vd进行设定的处理。

实施方式二中，控制电路20获取检测到栅极驱动器电流增加时的栅极驱动器电压(电压Vmin)。

(实施方式三)

以下，基于附图对本发明的实施方式三进行说明。关于实施方式三所涉及的结构中与实施方式一或二相同的结构，附上相同的符号，而省略其详细说明。图5是实施方式三中的栅极驱动器电压与栅极驱动器电流的关系图。图5中，横轴是栅极驱动器电压的大小，纵轴是栅极驱动器电流的大小。实施方式三中，预先设定使栅极驱动器100正常进行驱动的电压的阈值Vth(第三电压)。

在显示装置启动后，FPGA50向电压供给电路44输出指令，即供给最大电压之后逐步降低供给电压这一指令。由此，电压供给电路44将最大电压供给到栅极驱动器100，并逐步降低栅极驱动器电压。

在检测到栅极驱动器电流急剧减少之前，即栅极驱动器电压变为电压Vmin之前，栅极驱动器电压达到阈值Vth的情况下，FPGA50进行设定将阈值Vth作为栅极驱动器100的驱动电压Vd。由于栅极驱动器100的驱动电压会变为预先设定的阈值Vth以上，因此能够防止栅极驱动器100的动作故障并维持画质。

另外，图5没有表示检测到栅极驱动器电流增加的情况，但检测到栅极驱动器电流增加的情况也是类似。即，在检测到栅极驱动器电流的增加之前(栅极驱动器电压变为电压Vmin之前)，栅极驱动器电压达到阈值Vth的情况下，FPGA50进行设定将阈值Vth作为栅极驱动器100的驱动电压Vd。

(实施方式四)

以下，基于附图对本发明的实施方式四进行说明。图6是实施方式四所涉及的显示装置的控制电路20的示意框图。电压供给电路30具备：源极31b接地的FET(Field-effectTransistor)31、一端连接在该FET31的漏极31a上的线圈32、阳极连接在线圈32的一端和源极31b上的二极管33、向FET31的栅极31c输出控制信号的控制电路36。在线圈32的另一端，施加规定的直流电压。二极管33的阴极通过栅极时钟生成电路46连接到栅极驱动器100。FPGA50向电压供给电路30输入控制信号。

电流检测电路40具备低通滤波器49、运算放大器42和检测电阻47，检测电阻47连接在源极31b与大地之间。FET31的源极31b通过低通滤波器49连接到运算放大器42的正相输入端子42a。以下的说明中，源极31b与低通滤波器49的连接部附近称为节点48。运算放大器42的反相输入端子42b上连接了电源45。电源45对反相输入端子42b施加基准电压Vs。运算放大器42的输出被输入到FPGA50。

其中，栅极31c的电压为栅极电压Vg，漏极31a的电压为漏极电压Vdr，线圈32的电流为线圈电流Ic，二极管33的电流为二极管电流Idi，检测电阻47的电压为电阻电压Vs。图7表示栅极电压Vg、漏极电压Vdr、线圈电流Ic、二极管电流Idi和电阻电压Vs的时序图。图7中，[V]是电压值，[A]是电流值，[t]是时间。

如图7所示，在FET31为打开的情况下，即栅极电压Vg为High的情况下，漏极电压Vdr为低。其结果，直流电压在FET31的方向将电压施加线圈上，线圈电流Ic增加。该期间中，二极管电流Idi不流动，线圈电流Ic按照FET31、检测电阻47的顺序流动，电阻电压Vs(即节点48的电位)随着线圈电流Ic的增加而上升。在FET31为关闭的情况下，即栅极电压Vg为Low的情况下，线圈电流Ic流过二极管33并成为电源供给电路30的输出电流。此时，由于检测电阻47上没有电流流过，因此电阻电压Vs(即节点48的电位)是地电位。

由于电源供给电路30的输出电流减少时(即栅极驱动器电流减少时)线圈电流Ic也变小，因此线圈电流Ic流过检测电阻47时产生的电压也变小，通过低通滤波器49输入到运算放大器42的正相输入端子42a中的节点48的平均电压也变小。节点48的平均电压变得小于在运算放大器42的反相输入端子42b中输入的基准电压Vs时，运算放大器42输出Low信号，该Low信号被输入到FPGA50。

在显示装置启动后，FPGA50向电压供给电路30输出指令，即供给最大电压之后逐步降低供给电压这一指令。具体来说，FPGA50逐步降低控制电路36所输出的FET31控制信号的占空比。以与输入到栅极31c的时钟信号的占空比成比例的方式，电压供给电路30的供给电压降低，随着供给电压的降低，供给电流也减少，因此，通过低通滤波器49输入到运算放大器42的正相输入端子42a中的电压的平均值变小。

在栅极驱动器电压达到电压Vmin以下的情况下，栅极驱动器100停止驱动，变为不消耗电流。此时，输入到运算放大器42的正相输入端子42a中的电压小于输入到反相输入端子42b中的基准电压Vs，运算放大器42输出Low信号，该Low信号被输入到FPGA50。根据电流检测电路40所输入的信号由High信号已切换到Low信号，FPGA50检测到栅极驱动器电流急剧减少且栅极驱动器电压已变为电压Vmin以下。

FPGA50获取由High信号切换到Low信号的时刻的栅极驱动器电压(本实施方式中，该电压相当于电压Vmin)，在电压Vmin上加上规定电压ΔV，并进行设定将得到的值作为栅极驱动器100的驱动电压Vd。

另外，FPGA50也可以基于运算放大器42的输出值大小的变化，检测栅极驱动器电流的增减，获取栅极驱动器电流增加的时刻的栅极驱动器电压(电压Vmin)，在电压Vmin上加上规定电压ΔV，并进行设定将得到的值作为栅极驱动器100的驱动电压Vd。

本次公开的实施方式在所有方面都只是例示，不应被看作是限制性的。各实施例中记载的技术特征可以彼此组合，本发明的范围应理解为包括范围内的所有变更以及与专利权利要求均等的范围。

〔附图标记说明〕

20 控制电路

30、44 电压供给电路

40 电流检测电路

41 检测电阻

42 运算放大器

49 低通滤波器

100 栅极驱动器

300 显示面板

Claims (7)

1.一种显示装置，具备栅极驱动器和控制电路，所述栅极驱动器用于对显示面板进行驱动，所述控制电路对所述栅极驱动器的驱动进行控制，其特征在于，

所述控制电路具备电压供给电路和电流检测电路，

所述电压供给电路将电压供给到所述栅极驱动器，

所述电流检测电路对供给到所述栅极驱动器的电流进行检测，

逐步降低供给到所述栅极驱动器的电压，并检测供给到所述栅极驱动器的电流，

在检测到的电流变为规定值以下或者检测到电流增加的情况下，获取当前供给到所述栅极驱动器的第一电压，

在获取的所述第一电压上加上规定电压来得到第二电压，并进行设定将所述第二电压作为驱动所述栅极驱动器的驱动电压。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

在检测到的电流变为规定值以下之前或者检测到电流增加之前，供给到所述栅极驱动器的电压已变为预先设定的第三电压以下的情况下，所述控制电路进行设定将所述第三电压作为所述驱动电压。

3.根据权利要求1或者2所述的显示装置，其特征在于，

每当所述控制电路启动时，所述控制电路就执行所述驱动电压的设定。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其特征在于，

所述电流检测电路具备检测电阻和运算放大器，

所述检测电阻串联地设置在所述电压供给电路与栅极驱动器之间，

所述运算放大器中，正相输入端子连接到所述检测电阻的一端，反相输入端子连接到所述检测电阻的另一端。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其特征在于，

所述电流检测电路具备低通滤波器和运算放大器，

由所述电压供给电路供给到所述栅极驱动器的电压被输入到所述低通滤波器，

所述运算放大器连接到所述低通滤波器。

6.一种驱动电压设定方法，对栅极驱动器的驱动电压进行设定，所述栅极驱动器用于驱动显示面板，其特征在于，

逐步降低供给到所述栅极驱动器的电压，并检测供给到所述栅极驱动器的电流，

在检测到的电流变为规定值以下或者检测到电流增加的情况下，获取当前供给到所述栅极驱动器的第一电压，

在获取的所述第一电压上加上规定电压来得到第二电压，并进行设定将所述第二电压作为驱动所述栅极驱动器的驱动电压。

7.一种计算机程序，由控制装置执行，所述控制装置对用于驱动显示面板的栅极驱动器的驱动进行控制，其特征在于，

通过执行所述计算机程序，在所述控制装置中，

逐步降低供给到所述栅极驱动器的电压，并检测供给到所述栅极驱动器的电流，

在检测到的电流变为规定值以下或者检测到电流增加的情况下，获取当前供给到所述栅极驱动器的第一电压，

在获取的所述第一电压上加上规定电压来得到第二电压，并进行设定将所述第二电压作为驱动所述栅极驱动器的驱动电压。