JP6683407B2 - ディスプレイパネル及びそのアレイ基板行駆動回路の過電流保護回路 - Google Patents

ディスプレイパネル及びそのアレイ基板行駆動回路の過電流保護回路 Download PDF

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Description

本発明は、表示装置分野に関し、特にディスプレイパネル及びそのアレイ基板行駆動回路の過電流保護回路に関する。
アレイ基板行駆動(Gate Driver on Array)技術は、GOA技術と略称され、ゲート駆動回路をアレイ基板上に直接作製して、外部シリコンチップで作製された駆動チップを代替するものである。GOA回路はパネルの周囲に直接作製することができるため、工程プロセスを簡略化させ、且つ製品コストを低減させ、液晶パネルの集積度を向上させ、パネルを薄型化することができる。また、WOA(Wire On Array)レイアウト設計はアレイ基板上に直接配線して、フレキシブル回路基板(Flexible Printed Circuit、FPC)における走査ラインとデータラインを接続するデータ信号を代替する。当該レイアウト方式によって、パネルの重量を著しく軽減させるとともにコストを低減させる。WOA配線のゲートライン駆動信号(CKV)が短絡し又は他の異常状況が発生する場合、過電流の発生によりパネルが破損されるおそれがあり、そのためCKVの保護回路を追加する必要がある。
従来技術の問題点を解決するために、本発明はディスプレイパネル及びそのGOA回路の過電流保護回路を提案する。
本発明が提案する具体的な解決方法は以下のとおりである。アレイ基板行駆動回路の過電流保護回路を提供し、増幅回路、負荷回路、コンパレータ、コントローラ及びスイッチ回路を備え、前記増幅回路の入力端子が高電圧入力端子に接続され、前記高電圧入力端子が前記アレイ基板行駆動回路の制御信号源の高電圧信号を受信することに用いられ、前記増幅回路が前記高電圧信号を増幅することに用いられ、前記増幅回路の出力端子が負荷回路を介して接地され、前記コンパレータは前記増幅回路の出力端子と前記コントローラとの間に接続され、前記コンパレータが比較した結果が、前記増幅回路の出力端子の電圧値が閾値電圧の電圧値より大きい場合、第1高レベル信号を前記コントローラへ出力することに用いられ、前記コントローラはさらに前記スイッチ回路に接続され、前記コントローラは前記第1高レベル信号を受信すると、第2高レベル信号を前記スイッチ回路へ出力することに用いられ、前記スイッチ回路はさらに、それぞれ前記増幅回路、前記高電圧入力端子、低電圧入力端子及び電圧出力端子に接続され、前記低電圧入力端子が前記アレイ基板行駆動回路の制御信号源の低電圧信号を受信することに用いられ、前記スイッチ回路は前記第2高レベル信号を受信した後に前記低電圧入力端子と前記電圧出力端子を導通することにより、前記電圧出力端子に前記低電圧信号を出力させることに用いられる。
さらに、前記コンパレータはさらに、比較した結果が、前記増幅回路の出力端子の電圧値が前記閾値電圧の電圧値より小さい場合、第1低レベル信号を前記コントローラへ出力することに用いられ、前記コントローラは、前記第1低レベル信号を受信した後に第2低レベル信号を前記スイッチ回路に出力して、前記スイッチ回路に前記高電圧入力端子と前記電圧出力端子を導通させることにより、前記電圧出力端子に前記高電圧信号を出力させることに用いられる。
さらに、前記増幅回路の出力端子の電圧値は、V=I×Rであり、ただし、Iは前記増幅回路により増幅された前記高電圧信号の電流値であり、Rは前記負荷回路の抵抗値である。
さらに、前記コンパレータの正相入力端子がそれぞれ前記増幅回路の出力端子及び前記負荷回路に接続され、前記コンパレータの逆相入力端子が前記閾値電圧を受信することに用いられ、前記コンパレータの出力端子が前記コントローラに接続される。
さらに、前記増幅回路は、前記増幅回路の入力端子に接続され、前記高電圧信号を受信して増幅することに用いられる電圧増幅器と、前記電圧増幅器と前記増幅回路の出力端子との間に接続され、増幅された高電圧信号を電流信号に変換することに用いられる電圧−電流変換器と、を備える。
さらに、前記負荷回路は第1負荷回路と第2負荷回路とを備え、前記第1負荷回路が第1抵抗を備え、前記増幅回路の出力端子が前記第1抵抗を介して接地され、前記第2負荷回路が第2抵抗及びトランジスタを備え、前記トランジスタのゲートが表示モード信号を受信することに用いられ、前記トランジスタのソースが接地され、前記第2抵抗が前記増幅回路の出力端子と前記トランジスタのドレインとの間に接続される。
さらに、前記表示モード信号が2次元表示モードの信号であり、前記トランジスタがオフ状態であり、前記負荷回路の抵抗値Rが前記第1抵抗の抵抗値である。
さらに、前記表示モード信号が3次元表示モードの信号であり、前記トランジスタがオン状態であり、前記負荷回路の抵抗値Rが前記第1抵抗と前記第2抵抗との並列接続後の抵抗値である。
さらに、前記スイッチ回路は第1トランジスタ、第2トランジスタを備え、前記第1トランジスタのゲートが前記電圧増幅器と前記電圧−電流変換器との間に接続され、前記第1トランジスタのソースが前記電圧出力端子に接続され、前記第1トランジスタのドレインが前記高電圧入力端子に接続され、前記第2トランジスタのゲートが前記コントローラに接続され、前記第2トランジスタのソースが前記低電圧入力端子に接続され、前記第2トランジスタのドレインが前記電圧出力端子に接続される。
本発明はさらに、ディスプレイパネルを提供し、前記ディスプレイパネルは上記の過電流保護回路を備える。
本発明に係るディスプレイパネル及びそのGOA回路の過電流保護回路は、GOA回路の制御信号源の電圧信号を電流信号に変換して増幅し、次に表示モードに基づき異なる負荷抵抗を選択し、続いて、増幅された電流信号と負荷抵抗との積を閾値電圧と比較し、増幅された電流信号と負荷抵抗との積が閾値電圧より大きい場合、コントローラがスイッチ回路を制御して低レベル信号を出力させてGOA回路を過電流保護状態にし、それにより、過電流の発生によるディスプレイパネルの焼損を避け、且つ電流信号を増幅した後に比較することで、検出難度を減少させ、精度を向上させ、誤操作の確率を低下させる。また、異なる負荷回路によって2次元表示モード及び3次元表示モードの過電流保護を実現し、保護効果を改善する。
図1は本発明のGOA回路の過電流保護回路の構造図である。 図2は本発明のGOA回路の過電流保護回路の具体的な回路構造図である。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、多くの異なる形態で本発明を実施することができ、且つ本発明は、本明細書に記載の具体的な実施例に限定されると解釈されるべきではない。逆に、これらの実施例の提供は、本発明の原理及びその実際の応用を解釈して、当業者が本発明の各実施例及び特定の意図される応用に適する様々な変更を理解できるためである。図面において、同じ符号は同じ要素を示すことに用いられる。
図1を参照し、本実施例に係るGOA回路の過電流保護回路は、増幅回路10、負荷回路20、コンパレータ30、コントローラ40及びスイッチ回路50を備える。上述の増幅回路10の入力端子は高電圧入力端子VGHに接続され、高電圧入力端子VGHがGOA回路の制御信号源の高電圧信号を受信することに用いられる。増幅回路10が上述の高電圧信号の電流値を受信して増幅することに用いられ、増幅回路10の出力端子が負荷回路20を介して接地される。コンパレータ30は増幅回路10の出力端子と上述のコントローラ40との間に接続されており、具体的には、コンパレータ30の正相入力端子が増幅回路10の出力端子に接続され、コンパレータ30の逆相入力端子が閾値電圧源Vthに接続され、コンパレータ30の出力端子がコントローラ40に接続されている。スイッチ回路50はそれぞれ増幅回路10、コントローラ40に接続されており、スイッチ回路50はさらに、高電圧入力端子VGH、低電圧入力端子VGL及び電圧出力端子Voutに接続される。
図2を参照し、増幅回路10は電圧増幅器120及び電圧−電流変換器130を備える。電圧増幅器120は増幅回路10の入力端子に接続され、電圧−電流変換器130は電圧増幅器120と増幅回路10の出力端子との間に接続される。電圧増幅器120はGOA回路の制御信号源の高電圧信号を受信して増幅し、電圧−電流変換器130は増幅された高電圧信号を受信して電流信号に変換して負荷回路20へ送信する。ここで、制御信号源VGHから出力される信号がCKV信号であり、CKV信号が小さいために、それを増幅する必要があり、これにより検出難度を減少させ、精度を向上させ、誤操作の確率を低下させることができる。電圧増幅器120の増幅倍率は実際の必要に応じて設定され、例えば、増幅倍率は10である。
増幅回路10の出力端子の電圧値は、V=I×Rであり、ただし、Iは電圧−電流変換器130により変換された電流信号の電流値であり、Rは負荷回路20の抵抗値である。コンパレータ30の正相入力端子が増幅回路10の出力端子に接続されるため、コンパレータ30の正相入力端子の電圧値はVに等しい。コンパレータ30の逆相入力端子が閾値電圧源Vthから閾値電圧を受信し、閾値電圧の電圧値がVref1であり、次にコンパレータ30はVとVref1の大きさを比較する。V>Vref1、すなわちi>Vref1/Rである場合、コンパレータ30は第1高レベル信号をコントローラ40へ出力し、コントローラ40は第1高レベル信号を受信すると、第2高レベル信号をスイッチ回路50へ出力し、スイッチ回路50は低電圧入力端子VGLと電圧出力端子Voutを導通する。これにより、電圧出力端子Voutは低電圧信号を出力するが、この時、GOA回路は過電流保護状態である。V<Vref1、すなわちi<Vref1/Rである場合、コンパレータ30は第1低レベル信号をコントローラ40へ出力し、コントローラ40は第1低レベル信号を受信した後に第2低レベル信号をスイッチ回路50へ出力し、スイッチ回路50は高電圧入力端子VGHと電圧出力端子Voutを導通する。これにより、電圧出力端子Voutは高電圧信号を出力するが、この時、GOA回路は正常な動作状態である。
GOA回路が2次元表示モード及び3次元表示モードでより良好な保護効果を取得することを確実にするために、負荷回路20は第1負荷回路100及び第2負荷回路110を備える。再び図2を参照すると、具体的には、第1負荷回路100は第1抵抗R1を備え、その抵抗値がr1であり、第2負荷回路110は第2抵抗R2及びトランジスタQ3を備えている。R2の抵抗値はr2であり、トランジスタQ3のゲートは表示モード信号源Vmodeに接続され、トランジスタQ3のソースが接地されている。第2抵抗R2が増幅回路10の出力端子とトランジスタQ3のドレインとの間に接続されており、増幅回路10の出力端子は第1抵抗R1に接続して接地されている。ここで、表示モードは2次元表示モード及び3次元表示モードを含み、好ましくは、トランジスタはNMOSトランジスタであるが、他の実施例では、他のスイッチ回路素子によってトランジスタの機能を実現してもよく、例えば、三極管が挙げられる。GOA回路の表示モードが2次元表示モードである場合、表示モード信号源Vmodeが低レベルを出力し、この時、トランジスタQ3のゲートは低レベルで、オフ状態にあり、第2負荷回路110が導通せず、増幅回路10の出力端子の抵抗値が第1抵抗R1の抵抗値r1であり、この時、V=i×r1であり、閾値電流がVref1/r1である。GOA回路の表示モードが3次元表示モードである場合、表示モード信号源Vmodeが高レベルを出力し、この時、トランジスタQ3のゲートは高レベルで、オン状態にあり、第2負荷回路110が導通し、第1抵抗R1が第2抵抗R2と並列接続され、増幅回路10の出力端子の抵抗値がR1とR2の並列接続後の抵抗値r1×r2/(r1+r2)である。この時、V=i×r1×r2/(r1+r2)であり、閾値電流がVref1×(r1+r2)/r1×r2である。
スイッチ回路50は第1トランジスタQ1、第2トランジスタQ2を備える。第1トランジスタQ1のゲートが電圧増幅器120と電圧−電流変換器130との間に接続され、第1トランジスタQ1のソースが電圧出力端子に接続され、第1トランジスタQ1のドレインが高電圧入力端子VGHに接続される。第2トランジスタQ2のゲートがコントローラ40に接続され、第2トランジスタQ2のソースが低電圧入力端子に接続され、第2トランジスタQ2のドレインが電圧出力端子Voutに接続される。好ましくは、第1トランジスタはPMOSトランジスタであり、第2トランジスタはNMOSトランジスタである。ここで、第2トランジスタQ2のゲートがコントローラ40の出力信号を受信して第2高レベル信号とし、第2トランジスタQ2はオン状態である。第1トランジスタQ1のゲートが電圧増幅器120により増幅された高電圧信号を受信し、それが第1トランジスタQ1の起動電圧より大きく、従って、第1トランジスタQ1はオフ状態であり、低電圧入力端子VGLと電圧出力端子Voutが導通し、電圧出力端子Voutが低電圧信号を出力するが、この時、GOA回路は過電流保護状態である。第2トランジスタQ2のゲートがコントローラ40の出力信号を受信して第2低レベル信号とし、第2トランジスタQ2がオフ状態である。この時、第1トランジスタQ1のゲートが受信した電圧増幅器120により増幅された高電圧信号が第1トランジスタQ1の起動電圧より小さく、従って、第1トランジスタQ1がオン状態であり、高電圧入力端子VGHと電圧出力端子Voutが導通し、電圧出力端子Voutが高電圧信号を出力するが、この時、GOA回路は正常な動作状態である。
本実施例はさらに、上記GOA回路の過電流保護回路を備えるGOA型ディスプレイパネルを提供する。GOA回路の制御信号源の電圧信号を電流信号に変換して増幅し、次に表示モードに基づき異なる負荷抵抗を選択し、続いて、増幅された電流信号と負荷抵抗との積を閾値電圧と比較し、増幅された電流信号と負荷抵抗との積が閾値電圧より大きい場合、コントローラがスイッチ回路を制御して低レベル信号を出力させてGOA回路を過電流保護状態にする。これにより、過電流の発生によるディスプレイパネルの焼損を避け、且つ電流信号を増幅した後に比較することで、検出難度を減少させ、精度を向上させ、誤操作の確率を低下させる。また、異なる負荷回路によって2次元表示モード及び3次元表示モードの過電流保護を実現し、保護効果を改善する。
以上は本願の実施形態に過ぎず、なお、当業者であれば、本願の原理を逸脱することなく、様々な改良及び改変を行うことができ、これらの改良及び改変も本願の保護範囲に属するとみなされるべきである。
10 増幅回路
20 負荷回路
30 コンパレータ
40 コントローラ
50 スイッチ回路
100 第1負荷回路
110 第2負荷回路
120 電圧増幅器
130 電圧−電流変換器

Claims (18)

  1. アレイ基板行駆動回路の過電流保護回路であって、増幅回路、負荷回路、コンパレータ、コントローラ及びスイッチ回路を含み、
    前記増幅回路の入力端子が高電圧入力端子に接続され、前記高電圧入力端子が前記アレイ基板行駆動回路の制御信号源の高電圧信号を受信することに用いられ、前記増幅回路が前記高電圧信号を増幅することに用いられ、前記増幅回路の出力端子が負荷回路を介して接地され、
    前記コンパレータは前記増幅回路の出力端子と前記コントローラとの間に接続され、前記コンパレータが比較した結果が、前記増幅回路の出力端子の電圧値が閾値電圧の電圧値より大きい場合、第1高レベル信号を前記コントローラへ出力することに用いられ、
    前記コントローラはさらに前記スイッチ回路に接続され、前記コントローラは前記第1高レベル信号を受信すると、第2高レベル信号を前記スイッチ回路へ出力することに用いられ、
    前記スイッチ回路はさらに、それぞれ前記増幅回路、前記高電圧入力端子、低電圧入力端子及び電圧出力端子に接続され、前記低電圧入力端子が前記アレイ基板行駆動回路の制御信号源の低電圧信号を受信することに用いられ、前記スイッチ回路は前記第2高レベル信号を受信した後に前記低電圧入力端子と前記電圧出力端子を導通することにより、前記電圧出力端子に前記低電圧信号を出力させることに用いられ
    前記増幅回路の出力信号により前記高電圧入力端子と前記電圧出力端子を導通し、それにより前記電圧出力端子が前記高電圧信号を出力する前記アレイ基板行駆動回路の過電流保護回路。
  2. 前記コンパレータはさらに、比較した結果が、前記増幅回路の出力端子の電圧値が前記閾値電圧の電圧値より小さい場合、第1低レベル信号を前記コントローラへ出力することに用いられ、前記コントローラは、前記第1低レベル信号を受信した後に第2低レベル信号を前記スイッチ回路に出力して、前記スイッチ回路に前記高電圧入力端子と前記電圧出力端子を導通させることにより、前記電圧出力端子に前記高電圧信号を出力させることに用いられる請求項1に記載の過電流保護回路。
  3. 前記増幅回路の出力端子の電圧値は、V=I×Rであり、ただし、Iは前記増幅回路により増幅された前記高電圧信号の電流値であり、Rは前記負荷回路の抵抗値である請求項2に記載の過電流保護回路。
  4. 前記コンパレータの正相入力端子がそれぞれ前記増幅回路の出力端子及び前記負荷回路に接続され、前記コンパレータの逆相入力端子が前記閾値電圧を受信することに用いられ、前記コンパレータの出力端子が前記コントローラに接続される請求項3に記載の過電流保護回路。
  5. 前記増幅回路は、
    前記増幅回路の入力端子に接続され、前記高電圧信号を受信して増幅することに用いられる電圧増幅器と、
    前記電圧増幅器と前記増幅回路の出力端子との間に接続され、増幅された高電圧信号を電流信号に変換することに用いられる電圧−電流変換器と、を含む請求項1に記載の過電流保護回路。
  6. 前記負荷回路は第1負荷回路と第2負荷回路とを含み、前記第1負荷回路が第1抵抗を含み、前記増幅回路の出力端子が前記第1抵抗を介して接地され、前記第2負荷回路が第2抵抗及びトランジスタを含み、前記トランジスタのゲートが表示モード信号を受信することに用いられ、前記トランジスタのソースが接地され、前記第2抵抗が前記増幅回路の出力端子と前記トランジスタのドレインとの間に接続される請求項1に記載の過電流保護回路。
  7. 前記表示モード信号が2次元表示モードの信号であり、前記トランジスタがオフ状態であり、前記負荷回路の抵抗値Rが前記第1抵抗の抵抗値である請求項6に記載の過電流保護回路。
  8. 前記表示モード信号が3次元表示モードの信号であり、前記トランジスタがオン状態であり、前記負荷回路の抵抗値Rが前記第1抵抗と前記第2抵抗との並列接続後の抵抗値である請求項6に記載の過電流保護回路。
  9. 前記スイッチ回路は第1トランジスタ、第2トランジスタを含み、前記第1トランジスタのゲートが前記電圧増幅器と前記電圧−電流変換器との間に接続され、前記第1トランジスタのソースが前記電圧出力端子に接続され、前記第1トランジスタのドレインが前記高電圧入力端子に接続され、前記第2トランジスタのゲートが前記コントローラに接続され、前記第2トランジスタのソースが前記低電圧入力端子に接続され、前記第2トランジスタのドレインが前記電圧出力端子に接続される請求項5に記載の過電流保護回路。
  10. ディスプレイパネルであって、前記ディスプレイパネルはアレイ基板行駆動回路の過電流保護回路を含み、前記過電流保護回路は、増幅回路、負荷回路、コンパレータ、コントローラ及びスイッチ回路を含み、
    前記増幅回路の入力端子が高電圧入力端子に接続され、前記高電圧入力端子が前記アレイ基板行駆動回路の制御信号源の高電圧信号を受信することに用いられ、前記増幅回路が前記高電圧信号を増幅することに用いられ、前記増幅回路の出力端子が負荷回路を介して接地され、
    前記コンパレータは前記増幅回路の出力端子と前記コントローラとの間に接続され、前記コンパレータが比較した結果が、前記増幅回路の出力端子の電圧値が閾値電圧の電圧値より大きい場合、第1高レベル信号を前記コントローラへ出力することに用いられ、
    前記コントローラはさらに前記スイッチ回路に接続され、前記コントローラは前記第1高レベル信号を受信すると、第2高レベル信号を前記スイッチ回路へ出力することに用いられ、
    前記スイッチ回路はさらに、それぞれ前記増幅回路、前記高電圧入力端子、低電圧入力端子及び電圧出力端子に接続され、前記低電圧入力端子が前記アレイ基板行駆動回路の制御信号源の低電圧信号を受信することに用いられ、前記スイッチ回路は前記第2高レベル信号を受信した後に前記低電圧入力端子と前記電圧出力端子を導通することにより、前記電圧出力端子に前記低電圧信号を出力させることに用いられ
    前記増幅回路の出力信号により前記高電圧入力端子と前記電圧出力端子を導通し、それにより前記電圧出力端子が前記高電圧信号を出力するディスプレイパネル。
  11. 前記コンパレータはさらに、比較した結果が、前記増幅回路の出力端子の電圧値が前記閾値電圧の電圧値より小さい場合、第1低レベル信号を前記コントローラへ出力することに用いられ、前記コントローラは、前記第1低レベル信号を受信した後に第2低レベル信号を前記スイッチ回路に出力して、前記スイッチ回路に前記高電圧入力端子と前記電圧出力端子を導通させることにより、前記電圧出力端子に前記高電圧信号を出力させることに用いられる請求項10に記載のディスプレイパネル。
  12. 前記増幅回路の出力端子の電圧値は、V=I×Rであり、ただし、Iは前記増幅回路により増幅された前記高電圧信号の電流値であり、Rは前記負荷回路の抵抗値である請求項11に記載のディスプレイパネル。
  13. 前記コンパレータの正相入力端子がそれぞれ前記増幅回路の出力端子及び前記負荷回路に接続され、前記コンパレータの逆相入力端子が前記閾値電圧を受信することに用いられ、前記コンパレータの出力端子が前記コントローラに接続される請求項12に記載のディスプレイパネル。
  14. 前記増幅回路は、
    前記増幅回路の入力端子に接続され、前記高電圧信号を受信して増幅することに用いられる電圧増幅器と、
    前記電圧増幅器と前記増幅回路の出力端子との間に接続され、増幅された高電圧信号を電流信号に変換することに用いられる電圧−電流変換器と、を含む請求項10に記載のディスプレイパネル。
  15. 前記負荷回路は第1負荷回路と第2負荷回路とを含み、前記第1負荷回路が第1抵抗を含み、前記増幅回路の出力端子が前記第1抵抗を介して接地され、前記第2負荷回路が第2抵抗及びトランジスタを含み、前記トランジスタのゲートが表示モード信号を受信することに用いられ、前記トランジスタのソースが接地され、前記第2抵抗が前記増幅回路の出力端子と前記トランジスタのドレインとの間に接続される請求項10に記載のディスプレイパネル。
  16. 前記表示モード信号が2次元表示モードの信号であり、前記トランジスタがオフ状態であり、前記負荷回路の抵抗値Rが前記第1抵抗の抵抗値である請求項15に記載のディスプレイパネル。
  17. 前記表示モード信号が3次元表示モードの信号であり、前記トランジスタがオン状態であり、前記負荷回路の抵抗値Rが前記第1抵抗と前記第2抵抗との並列接続後の抵抗値である請求項15に記載のディスプレイパネル。
  18. 前記スイッチ回路は第1トランジスタ、第2トランジスタを含み、前記第1トランジスタのゲートが前記電圧増幅器と前記電圧−電流変換器との間に接続され、前記第1トランジスタのソースが前記電圧出力端子に接続され、前記第1トランジスタのドレインが前記高電圧入力端子に接続され、前記第2トランジスタのゲートが前記コントローラに接続され、前記第2トランジスタのソースが前記低電圧入力端子に接続され、前記第2トランジスタのドレインが前記電圧出力端子に接続される請求項14に記載のディスプレイパネル。
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