CN110867163A - 伽马电压生成电路、生成方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用于动态补偿显示装置电源电压变化的伽马电压生成电路、生成方法及显示装置。该伽马电压生成电路包括：第一逻辑电路，用于根据电源电压提供第一基准电压；第二逻辑电路，用于根据电源电压提供第二基准电压；以及分压电路，连接在第一逻辑电路的输出端和第二逻辑电路的输出端之间，用于在第一基准电压和第二基准电压之间分压获得多个伽马电压，其中，第一逻辑电路被配置以使第一基准电压与电源电压之间的电压差基本恒定，第二逻辑电路被配置以使第二基准电压与电源电压之间的电压差基本恒定。当电源电压变化时，伽马电压可以对电源电压的变化进行动态补偿，避免了电源电压变化导致的显示效果不稳定。

Description

伽马电压生成电路、生成方法及显示装置
技术领域
本发明涉及显示器技术领域，更具体地，涉及一种伽马电压生成电路、生成方法及显示装置。
背景技术
有源矩阵有机发光二极管(Active-matrix organic light-emitting diode,AMOLED)是主动发光器件，具有工艺简单、低电压驱动、低功耗、低成本、高响应速度、自发光、宽视角等诸多优点。
图1示出了显示装置的示意图，如图1所示，AMOLED显示装置100在显示区域包括多个阵列式排布的像素单元110，在非显示区域包括伽马电压生成电路10、源极驱动电路120、栅极驱动电路130以及电源芯片140。源极驱动电路120根据伽马电压生成电路10提供的伽马电压Vgma生成多个灰阶电压，并将多个灰阶电压经由源极线S1至Sn发送至各列像素单元110；栅极驱动电路130经由栅极线G1至Gm向各行像素单元110提供扫描信号；电源芯片140分别连接至各个像素单元110，并向各个像素单元110提供电源电压ELVDD。
图2示出了像素单元的电路示意图，如图2所示，像素单元110包括有机发光二极管OLED、开关管T1、开关管T2和存储电容Cs。开关管T1的导通与关断受控于扫描信号；存储电容Cs用于经开关管T1接收灰阶电压，并存储灰阶电压；开关管T2，用于在开关管T1的关断阶段内根据电源电压和被存储的灰阶电压向显示面板中的发光元件OLED提供驱动电压或驱动电流。
在帧周期内，开关管T2的栅极接收的灰阶电压DATA选自多个伽马电压Vgma中的一个，源极电压为ELVDD，发光元件OLED为恒流控制，流经发光元件OLED的电流由开关管T2的栅源电压(ELVDD-Vgma)控制，从而有发光元件OLED开始发光，通过设置不同大小的灰阶电压DATA实现多级灰度显示。因此到电源电压ELVDD的变化会影响各个像素单元110的显示亮度及白平衡。
然而，由于线路中的寄生电阻、电源芯片供电不稳定、温度变化等原因，会导致电源芯片提供的电源电压ELVDD发生变化，进一步地，由于从电源芯片到各个像素单元的线路长度不同，或者当线路中的电流大小不同时，ELVDD会产生不同的压降，从而影响整个显示装置的显示亮度及白平衡，例如会出现显示失真、各区域显示亮度不均等问题。因此，期望进一步改进伽马电压生成电路，以补偿显示装置电源电压变化，从而提高显示装置的显示效果。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种伽马电压生成电路、生成方法及显示装置，以对电源电压的变化进行补偿，从而提高显示装置的显示效果。
根据本发明的第一方面，提供一种伽马电压生成电路，包括：第一逻辑电路，用于根据所述电源电压提供第一基准电压；第二逻辑电路，用于根据所述电源电压提供第二基准电压；以及分压电路，连接在所述第一逻辑电路的输出端和所述第二逻辑电路的输出端之间，用于在所述第一基准电压和所述第二基准电压之间分压获得多个伽马电压，其中，所述第一逻辑电路被配置以使所述第一基准电压与所述电源电压之间的电压差基本恒定，所述第二逻辑电路被配置以使所述第二基准电压与所述电源电压之间的电压差基本恒定。
优选地，所述伽马电压生成电路用于驱动开关管，所述开关管根据所述多个伽马电压中的一个与所述电源电压之间的电压差提供驱动电流，其中，所述多个伽马电压中的一个与所述电源电压之间的电压差基本恒定。
优选地，所述第一基准电压等于所述电源电压与所述第一参考电压之和，所述第二基准电压等于所述电源电压与所述第二参考电压之差。
优选地，每个所述伽马电压的值等于第一基准电压与相应的第一系数的乘积和第二基准电压与相应的第二系数的乘积之和，其中，所述第一系数和所述第二系数之和为1。
优选地，所述分压电路包括相互串联的多个电阻，所述多个电阻之间的多个串联节点分别提供所述多个伽马电压，其中，每个所述串联节点将所述多个电阻分为第一电阻电路和第二电阻电路，所述第一系数的值与所述第一电阻电路的阻值成正比，所述第二系数的值与所述第二电阻电路的阻值成正比。
优选地，所述第一逻辑电路为加法器，所述第二逻辑电路为减法器。
优选地，所述第一逻辑电路包括第一运算放大器，所述第二逻辑电路包括第二运算放大器，所述第一运算放大器的正相输入端经由第一电阻接收所述电源电压，并经由第二电阻接收所述第一参考电压，反相输入端经由第三电阻连接至参考地，输出端经由第四电阻连接至反相输入端；所述第二运算放大器的正相输入端经由第五电阻接收所述电源电压，并经由第六电阻连接至参考地，反相输入端经由第七电阻接收所述第二参考电压，并且输出端经由第八电阻连接至反相输入端，其中，所述第一运算放大器的输出端提供所述第一基准电压，所述第二运算放大器的输出端提供所述第二基准电压。
根据本发明的第二方面，提供一种伽马电压生成方法，包括：根据电源电压和第一参考电压提供第一基准电压；根据所述电源电压和第二参考电压提供第二基准电压；以及根据所述第一基准电压和所述第二基准电压提供多个伽马电压，其中，所述第一基准电压与所述电源电压之间的电压差基本恒定，所述第二基准电压与所述电源电压之间的电压差基本恒定。
优选地，所述第一基准电压等于所述电源电压与所述第一参考电压之和，所述第二基准电压等于所述电源电压与所述第二参考电压之差。
优选地，所述伽马电压的值等于第一基准电压与第一系数的乘积和第二基准电压与第二系数的乘积之和，其中，所述第一系数和所述第二系数之和为1。
根据本发明的第三方面，提供一种显示装置，包括：电源芯片，用于提供电源电压；如上所述的伽马电压生成电路，连接至所述电源芯片，用于至少根据所述电源电压提供多个伽马电压；源极驱动电路，连接至所述伽马电压生成电路，用于根据所述伽马电压提供灰阶电压；以及显示面板，连接至所述源极驱动电路，用于根据所述灰阶电压和所述电源电压显示画面，其中，所述灰阶电压选自所述多个伽马电压，在帧周期内，所述灰阶电压与所述电源电压之间的电压差基本恒定。
本发明提供的伽马电压生成电路、生成方法及显示装置，把电源电压的变化引入到各个伽马电压，使得各个伽马电压跟随电源电压变化而变化，从而当电源电压变化时，伽马电压对电源电压的变化进行动态补偿，有利于提高显示装置的显示效果。进一步地，由于该伽马电压生成电路是模拟电路，不涉及数模转换，因此该电路响应速度快；且该电路不需要额外的数模转换器和模数转换器，结构简单，进一步提高了响应速度，并且节约了成本和电路占用空间。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了显示装置的示意图；
图2示出了像素单元的电路示意图；
图3示出了传统的伽马电压生成电路的示意图；
图4示出了根据本发明实施例的伽马电压生成电路的示意图；
图5示出了根据本发明实施例的第一逻辑电路的示意图；
图6示出了根据本发明实施例的第二逻辑电路的示意图；
图7示出了根据本发明实施例的显示装置的示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图3示出了根据传统的伽马电压生成电路的示意图。
如图3所示，伽马电压生成电路10包括分压电路11、数模转换电路12以及缓冲电路13。分压电路11包括多个电阻，数模转换电路12包括数模转换器DAC1至DACN，缓冲电路13包括电压跟随器U1至UN。多个电阻之间串联节点p1至pn，串联节点p1至pn、数模转换器DAC1至DACN和电压跟随器U1至UN分别一一对应，数模转换器DAC1至DACN的输入端分别连接至串联节点p1至pn，电压跟随器U1至UN的输入端分别连接至数模转换器DAC1至DACN的输出端。
分压电路11的多个电阻串联地电耦合至基准电压VgmaH和基准电压VgmaL之间，从而多个电阻之间的串联节点p1至pn分别提供伽马电压Vgma1至VgmaN，优选地，分压电路11经由缓冲电路13提供伽马电压Vgma1至VgmaN。
为了对电源电压的变化量进行补偿，通常在分压电路11的前级连接有数模转换电路、检测电路、调节电路等，数模转换电路将电源电压转换为数字信息，当检测电路检测到电源电压发生变化时，调节电路通过数字算法来调节伽马电压Vgma1至VgmaN；在分压电路11和缓冲电路13之间还连接有数模转换电路12，数模转换电路12数字信息重新转换为模拟信号。然而，传统的数模混合的电源电压补偿方法系统较复杂，响应速度也较慢。
图4示出了根据本发明实施例的伽马电压生成电路的示意图。
如图4所示，伽马电压生成电路20包括第一逻辑电路21、第二逻辑电路22、分压电路23以及缓冲电路13。
第一逻辑电路21接收电源电压ELVDD和第一参考电压VrefH，并根据电源电压ELVDD和第一参考电压VrefH提供第一基准电压VgmaH’，第二逻辑电路21接收电源电压ELVDD和第二参考电压VrefL，并根据电源电压ELVDD和第二参考电压VrefL提供第二基准电压VgmaL’。其中，第一逻辑电路21被配置以使第一基准电压VgmaH’和电源电压ELVDD之间的电压差基本恒定，第二逻辑电路22被配置以使第二基准电压VgmaL’和电源电压ELVDD之间的电压差基本恒定。
分压电路23连接在第一逻辑电路21的输出端和第二逻辑电路22的输出端之间，用于根据第一基准电压VgmaH’和第二基准电压VgmaL’提供伽马电压Vgma1至VgmaN，其中，由于第一基准电压VgmaH’和第二基准电压VgmaL’与电源电压ELVDD之间的电压差基本恒定，从而当电源电压ELVDD发生变化时，伽马电压Vgma1至VgmaN与电源电压ELVDD之间的电压差基本恒定。优选地，当电源电压ELVDD变化时，电源电压ELVDD与伽马电压Vgma1至VgmaN之间的各个差值均为固定值，例如，将电源电压ELVDD与伽马电压Vgma1之间的电压差值设为1V，那么当电源电压ELVDD发生变化时，电源电压ELVDD与伽马电压Vgma1之间的电压差值仍为1V。
在该实施例中，分压电路23包括相互串联的多个电阻，多个电阻之间的串联节点p1至pn分别提供伽马电压Vgma1至VgmaN，每个伽马电压的值等于第一基准电压与相应的第一系数的乘积和第二基准电压与相应的第二系数的乘积之和，其中，第一系数和第二系数之和为1。例如，每个串联节点将多个电阻分为第一电阻电路和第二电阻电路，第一系数的值与第一电阻电路的阻值成正比，第二系数的值与第二电阻电路的阻值成正比。优选地，分压电路23经由缓冲电路24提供伽马电压Vgma1至VgmaN，缓冲电路24包括电压跟随器U1至UN，串联节点p1至pn和电压跟随器U1至UN分别一一对应，串联节点p1至pn分别连接至电压跟随器U1至UN的输入端。
在该实施例中，第一基准电压VgmaH’和第二基准电压VgmaL’与电源电压ELVDD之间的电压差基本恒定。例如，第一基准电压VgmaH’等于电源电压ELVDD与第一参考电压VrefH之和，第二基准电压等于电源电压ELVDD与第二参考电压VrefL之差，第一逻辑电路例如为加法器，第二逻辑电路例如为减法器。
在该实施例中，第一基准电压VgmaH’等于电源电压ELVDD与第一参考电压VrefH之和，第二基准电压等于电源电压ELVDD与第二参考电压VrefL之差，即VgmaH′＝ELVDD+VrefH，VgmaL′＝ELVDD-VrefL；根据分压电路23的工作原理，以伽马电压Vgma1为例，伽马电压Vgma1的值等于第一基准电压与相应的第一系数a1的乘积和第二基准电压与相应的第二系数b1的乘积之和，Vgma1＝a1*VgmaH′+b1*VgmaL′＝a1*(ELVDD+VrefH)+b1*(ELVDD-VrefL)；整理上述公式可得Vgma1＝(a1+b1)ELVDD+a1*VrefH-b1*VrefL；由于a1+b1＝1，因此Vgma1＝ELVDD+a1*VrefH-b1*VrefL。
各个伽马电压Vgma2至VgmaN的电压值也可以依据上述计算过程得到。在该实施例中，各个伽马电压Vgma1至VgmaN的大小与电源电压ELVDD、第一参考电压VrefH、第二参考电压VrefL、第一系数和第二系数的值得到，第一参考电压VrefH、第二参考电压VrefL为固定值，并且各个伽马电压Vgma1至VgmaN对应的第一系数和第二系数也是固定值，因此各个伽马电压Vgma1至VgmaN与电源电压ELVDD之间的电压差基本恒定，优选地，当电源电压ELVDD变化时，电源电压ELVDD与各个伽马电压Vgma1至VgmaN之间的各个差值均为固定值。
在一个或多个实施例中，伽马电压生成电路20用于驱动显示面板中的各个像素单元(可参见图2)，每个像素单元至少包括：开关管，开关管的第一通路端接收电源电压，控制端接收灰阶电压(选自多个伽马电压之一)，第二通路端提供驱动电流；以及发光元件，发光元件的一端接收驱动电路，另一端连接至参考地，发光元件的亮度由驱动电流控制，其中，驱动电流的大小与电压差相关，从而驱动电流基本恒定。因此，该伽马电压生成电路20有利于提高显示装置的显示效果。
该实施例提供的伽马电压生成电路20把电源电压ELVDD的变化引入到各个伽马电压Vgma1至VgmaN，使得各个伽马电压Vgma1至VgmaN跟与电源电压ELVDD之间的电压差基本恒定，从而当电源电压ELVDD变化时，各个伽马电压Vgma1至VgmaN对电源电压ELVDD的变化进行动态补偿，有利于提高显示装置的显示效果。进一步地，由于该伽马电压生成电路20是模拟电路，不涉及数模转换，因此该电路响应速度快；且该电路不需要额外的数模转换器和模数转换器，结构简单，进一步提高了响应速度，并且节约了成本和电路占用空间。
图5示出了根据本发明实施例的第一逻辑电路的示意图；图6示出了根据本发明实施例的第二逻辑电路的示意图。在该实施例中，第一逻辑电路21为加法器，第二逻辑电路22为减法器。
第一逻辑电路21包括第一运算放大器OP1，第一运算放大器OP1的正相输入端经由第一电阻R1接收电源电压ELVDD，并经由第二电阻R2接收第一参考电压VrefH，反相输入端经由第三电阻R3连接至参考地VSS，输出端经由第四电阻R4连接至反相输入端，其中，第一运算放大器OP1的输出端提供第一基准电压VgmaH’；第二逻辑电路22包括第二运算放大器OP2，第二运算放大器OP2的正相输入端经由第五电阻R5接收电源电压ELVDD，并经由第六电阻R6连接至参考地VSS，反相输入端经由第七电阻R7接收第二参考电压VrefL，并且输出端经由第八电阻R8连接至反相输入端，其中，第二运算放大器OP2的输出端提供第二基准电压VgmaL’。
在该实施例中，第一电阻R1、第二电阻R2和第四电阻R4的电阻值相等，从而第一基准电压VgmaH’等于电源电压ELVDD与第一参考电压VrefH之和，即VgmaH′＝ELVDD+VrefH；第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8的电阻值相等，从而第二基准电压等于电源电压ELVDD与第二参考电压VrefL之差，即VgmaL′＝ELVDD-VrefL。
图7示出了根据本发明实施例的显示装置的示意图。
如图7所示，显示装置200在显示区域包括多个阵列式排布的像素单元210，在非显示区域包括伽马电压生成电路20、源极驱动电路220、栅极驱动电路230以及电源芯片240。源极驱动电路220根据伽马电压生成电路20提供的伽马电压Vgma生成多个灰阶电压，并将多个灰阶电压经由源极线S1至Sn发送至各列像素单元210；栅极驱动电路230经由栅极线G1至Gm向各行像素单元210提供扫描信号；电源芯片240分别连接至各个像素单元210，并向各个像素单元210提供电源电压ELVDD。
在该实施例中，电源芯片240还连接至伽马电压生成电路20，伽马电压生成电路20的内部结构如图4所示，在此不再赘述。在帧周期内，伽马电压生成电路20生成的伽马电压Vgma与电源电压ELVDD之间的电压差基本恒定，从而当电源电压ELVDD因线路中的寄生电阻、电源芯片供电不稳定、温度变化等原因发生变化时，该伽马电压生成电路20生成的伽马电压Vgma与电源电压ELVDD之间的电压差基本恒定，从而灰阶电压与电源电压ELVDD之间的电压差基本恒定，提高了显示装置的显示效果和稳定性。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (11)

1.一种伽马电压生成电路，其特征在于，包括：
第一逻辑电路，用于根据所述电源电压提供第一基准电压；
第二逻辑电路，用于根据所述电源电压提供第二基准电压；以及
分压电路，连接在所述第一逻辑电路的输出端和所述第二逻辑电路的输出端之间，用于在所述第一基准电压和所述第二基准电压之间分压获得多个伽马电压，
其中，所述第一逻辑电路被配置以使所述第一基准电压与所述电源电压之间的电压差基本恒定，所述第二逻辑电路被配置以使所述第二基准电压与所述电源电压之间的电压差基本恒定。
2.根据权利要求1所述的伽马电压生成电路，其特征在于，所述伽马电压生成电路用于驱动开关管，所述开关管根据所述多个伽马电压中的一个与所述电源电压之间的电压差提供驱动电流，
其中，所述多个伽马电压中的一个与所述电源电压之间的电压差基本恒定。
3.根据权利要求1所述的伽马电压生成电路，其特征在于，所述第一基准电压等于所述电源电压与所述第一参考电压之和，所述第二基准电压等于所述电源电压与所述第二参考电压之差。
4.根据权利要求1或3所述的伽马电压生成电路，其特征在于，
每个所述伽马电压的值等于第一基准电压与相应的第一系数的乘积和第二基准电压与相应的第二系数的乘积之和，
其中，所述第一系数和所述第二系数之和为1。
5.根据权利要求4所述的伽马电压生成电路，其特征在于，所述分压电路包括相互串联的多个电阻，所述多个电阻之间的多个串联节点分别提供所述多个伽马电压，
其中，每个所述串联节点将所述多个电阻分为第一电阻电路和第二电阻电路，所述第一系数的值与所述第一电阻电路的阻值成正比，所述第二系数的值与所述第二电阻电路的阻值成正比。
6.根据权利要求1或3所述的伽马电压生成电路，其特征在于，所述第一逻辑电路为加法器，所述第二逻辑电路为减法器。
7.根据权利要求6所述的伽马电压生成电路，其特征在于，
所述第一逻辑电路包括第一运算放大器，所述第二逻辑电路包括第二运算放大器，
所述第一运算放大器的正相输入端经由第一电阻接收所述电源电压，并经由第二电阻接收所述第一参考电压，反相输入端经由第三电阻连接至参考地，输出端经由第四电阻连接至反相输入端；
所述第二运算放大器的正相输入端经由第五电阻接收所述电源电压，并经由第六电阻连接至参考地，反相输入端经由第七电阻接收所述第二参考电压，并且输出端经由第八电阻连接至反相输入端，
其中，所述第一运算放大器的输出端提供所述第一基准电压，所述第二运算放大器的输出端提供所述第二基准电压。
8.一种伽马电压生成方法，其特征在于，包括：
根据电源电压和第一参考电压提供第一基准电压；
根据所述电源电压和第二参考电压提供第二基准电压；以及
根据所述第一基准电压和所述第二基准电压提供多个伽马电压，
其中，所述第一基准电压与所述电源电压之间的电压差基本恒定，所述第二基准电压与所述电源电压之间的电压差基本恒定。
9.根据权利要求8所述的伽马电压生成方法，其特征在于，
所述第一基准电压等于所述电源电压与所述第一参考电压之和，
所述第二基准电压等于所述电源电压与所述第二参考电压之差。
10.根据权利要求8或9所述的伽马电压生成方法，其特征在于，
所述伽马电压的值等于第一基准电压与第一系数的乘积和第二基准电压与第二系数的乘积之和，
其中，所述第一系数和所述第二系数之和为1。
11.一种显示装置，其特征在于，包括：
电源芯片，用于提供电源电压；
如权利要求1至7任一项所述的伽马电压生成电路，连接至所述电源芯片，用于至少根据所述电源电压提供多个伽马电压；
源极驱动电路，连接至所述伽马电压生成电路，用于根据所述伽马电压提供灰阶电压；以及
显示面板，连接至所述源极驱动电路，用于根据所述灰阶电压和所述电源电压显示画面，
其中，所述灰阶电压选自所述多个伽马电压，在帧周期内，所述灰阶电压与所述电源电压之间的电压差基本恒定。
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