CN104269148B - 液晶驱动电路、液晶驱动方法和液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示面板的液晶驱动电路、液晶驱动方法和液晶显示装置。所诉液晶驱动电路包括电压补偿模块，用于在关机时对异常衰减的栅极开态电压进行补偿，所述栅极开态电压值增大。本发明提供的液晶驱动电路和方法输出的所述栅极电压可以提高薄膜晶体管的开态电流，从而加快关机瞬间像素残留电荷的释放速度，消除关机时水平亮线的发生。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及显示面板的液晶驱动电路、液晶驱动方法和液晶显示装置。
背景技术
目前，平板显示器件在人们的生活中无处不在。其中，薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)因其体积小，功耗低和无辐射等特点，在当前平板显示市场中占据主导地位。液晶显示器包括：液晶面板组件100、数据驱动器200和连接到液晶面板组件100的栅极驱动器300、连接到数据驱动器200的灰度电压生成器(Gamma voltage generator)400、用于控制栅极驱动器300和数据驱动器200的时序控制器(Timing controller)500、以及负责液晶显示器所需的工作电压的DC/DC直流转直流电源转换电路700，该DC/DC直流转直流电源转换电路700使液晶显示器得以正常工作。
TFT-LCD的驱动架构如图1所示，主要由源极驱动IC(Source Driver)10、栅极驱动IC(Gate Driver)20、电源电路(DC/DC Conveter)30以及时序控制器(Timing Controller，简称T-CON)40、灰度电压生成器(Gamma)50、输出LVSD Data信号给时序控制器(TimingController，简称T-CON)40的接口连接器(Interface Connector)60组成。源极驱动IC接收来自时序控制器T-CON 40和灰度电压生成器(Gamma)50的信号，同时时序控制器(TimingController，简称T-CON)40传输Minin LVDS、CLK、TP、POL等信号给源极驱动IC，将所接收到的影像资料经源极驱动IC的内部电路转换为像素电压输出至TFT-LCD面板100。栅极驱动IC20接受电源电路(DC/DC Conveter)30打开信号VGH和关闭信号VGL来控制栅极打开或关闭TFT-LCD面板内的栅极线，同时栅极驱动IC20接收从时序控制器T-CON送来的控制信号OE、STV、CPV、XON，控制信号在适当的时间点产生打开或关断TFT-LCD面板内每个像素的薄膜晶体管(TFT)开关所需的电压。当电源电路(DC/DC Conveter)30输出高电压VGH给栅极驱动IC20时，将TFT-LCD面板内部的TFT开关打开，此时源极驱动IC输出的像素电压通过TFT开关进入像素电极，实现对像素的充放电。当电源电路(DC/DC Conveter)30输出高电压VGL给栅极驱动IC20时，将TFT-LCD面板内部的TFT开关关断，像素完成充放电，像素电压通过像素内的存储电容Cs与液晶电容Clc保持于像素内。
一般，在TFT-LCD面板100在关机的时候，通过存储电容Cs与液晶电容Clc保持于像素内的像素电压不能马上释放，所以在TFT-LCD面板100上会出现残影现象。为了消除TFT-LCD面板100在关机时候出现的残影现象。传统的对策是，在TFT-LCD面板100关机瞬间，时序控制器T-CON会送出一个XON信号到栅极驱动IC，将显示面板内的所有扫描线的电压全部拉至开态电压VGH，使所有像素的TFT开关打开，迅速释放掉Cs电容和Clc电容上的电荷。
对于一些TFT-LCD面板，在关机的瞬间，屏幕上会出现一条或多条水平的亮线B一闪而过，且亮线的宽度大致等同于扫描线(gate line)的宽度。如图2所示，导致该异常现象的原因之一是栅极驱动IC20输出管脚在与TFT-LCD面板100对应压接时出现细微的错位，使得扫描线上的电流通道变窄，或者是由于制程上某种原因导致出现亮线区域B的扫描线的阻抗比其他扫描线阻抗大(如图2所所示的虚线区域A)。虽然，增加的阻抗R并不是很大，不会造成正常显示时的画质。但是，根据流过电阻R上的电流I与电压U的公式：U＝I*R，出现亮线区域的扫描线上通过的电压和电流，比其他正常区域的扫描线有一定程度的衰减，使得送到TFT的栅极电压不足以让TFT开关充分打开，导致TFT沟道导电能力变差。原本已经充满电荷的Cs电容和Clc电容通过数据线向外释放电荷，由于电荷在有限的时间内释放的不充分，使放电而产生一段时间的延时，从而在关机时画面出现有明显的亮线，导致显示不良。
发明内容
有鉴于此，针对现有技术中的一种问题或其他不足，本发明提供了一种液晶驱动电路、液晶驱动方法和液晶显示装置，可实现显示装置在关机时，面板内的液晶存储电容内的存储电荷可以得到充分释放，从而避免在关机时画面出现显示不良，提升显示品质。
本发明一方面提供了一种液晶驱动电路，包括：电压补偿模块，用于在关机时对异常衰减的栅极开态电压进行补偿，所述栅极开态电压值增大；
所述电压补偿模块具体包括：电压比较器模块，用于根据输入电压的大小判断关机是否被启动；低压线性稳压电路模块，用于将所述输入电压转化为所述栅极开态电压的增幅电压输出；开关单元，用于所述判断为关机时，所述开关单元控制所述电压补偿模块输出所述栅极开态电压值与所述增幅电压值之和；
低压线性稳压电路模块，包括一可调式线性稳压器，所述输入电压端口接第二电容的正极，同时接入所述稳压器的输入端，第二电容的负极接地，所述稳压器的输出端口接上拉电阻的一端，另一端接所述稳压器的反馈端口，下拉电阻的一端接所述稳压器的反馈端口，另一端接地。进一步地，所述电压比较器模块，包括一电压比较器，第一电阻，其一端接所述输入电压端口，另一端接所述比较器的正向输入端，第二电阻，其一端接所述比较器的正向输入端，另一端接地。
进一步地，开关单元，包括一P MOS管和一NMOS管，PMO管，其源极接所述低压线性稳压电路模块的输出端口，漏极接第一电容的负极，栅极一路接所述比较器的输出端口，另一路接所述NMOS管栅极。NMOS管，栅极接电压比较器模块U1的输出端，漏极接第一电容C1的负极，源极接地。
进一步地，还包括一二极管，正极接电源电路产生的正常开态电压，负极接第一电容的正极，第三电阻，一端接所述二极管的负端，另一端接所述第一电容的负极。
本发明另一方面提供了一种液晶驱动方法，包括：采用所述的液晶驱动电路中的电压补偿模块，用于在关机时对异常衰减的栅极开态电压进行补偿，所述栅极开态电压值增大。
进一步地，采用电压比较器模块用于根据输入电压的大小判断关机是否被启动；采用低压线性稳压电路模块用于将所述输入电压转化为所述栅极开态电压的增幅电压输出；采用开关单元用于所述判断为关机时，所述开关单元控制所述电压补偿模块输出所述栅极开态电压值与所述增幅电压值之和。
进一步地，所述液晶驱动电路还包括电源电路，栅极驱动器，在关机时，所述电源电路产生的栅极开态电压输入所述电压补偿模块，所述电压补偿模块输出的所述电压输入所述栅极驱动器。
本发明有一方面提供了一种液晶显示装置，包括：液晶显示面板以及用于连接所液晶显示面板的电路板，如权利要求上述实施例所述的液晶驱动电路布置在所述电路板上。
附图说明
图1为现有技术中液晶显示装置的框架示意图；
图2为图1中液晶显示装置关机瞬间出现亮线的框架原理图；
图3为TFT开关的栅极电压Vgs与电流Ids之间的关系；
图4为本发明液晶显示装置的框架示意图；
图5为本发明液晶驱动电路的原理示意图；
图6为本发明图5中液晶驱动电路的电路时序图；
图7为本发明液晶显示系统架构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
为了解决TFT-LCD在关机瞬间出现亮线的问题，本发明提供一种电路，利用栅极电压在可扩展的范围内，在关机时对衰减的栅极开态电压VGH进行补偿，加大栅极开态电压的实际值。
根据如图3所示的TFT开关的栅极电压Vgs与沟道电流Ids之间的I-V特性可知，栅极电压可以影响TFT开关的导电程度，TFT导通时候的大电流承载着充放电的功能。栅极电压越高，开态电流越大，充放电的速度越快，充放电越充分。一般，TFT-LCD面板在正常工作时的栅极电压与栅极驱动IC所能承受的最大栅极电压之间大概有5-7V的差距。所以，在关机瞬间，可以在正常的栅极开态电压VGH的基础上，把栅极开态电压再提高几个伏特。
本发明提供的现有图2中的水平亮线B对策原理如图4所示。在图4中，功能电路模块circuit1 70在关机时可产生一个电压叠加到原来用于传输栅极开态电压VGH的线路上，使原本已经衰减的TFT开态电压VGH得以抬高，并输入到栅极驱动IC 20。此时，在TFT-LCD面板100关机瞬间，一旦XON信号被调用，通过内部的电位转移器(level shift，简称L/S)80的作用，使得到补偿的VGH被加载到TFT-LCD面板100内的每条扫描线21上。这样，TFT开关的栅极电压比原先打开的电压更大，使得TFT开关101的沟道电流更大，沟道释放电荷的能力增强。这样，像素中存储于Cs电容和Clc电容中的残余电荷通过数据线得以迅速释放，从而达到消除关机时水平亮线的目的。
如图4所示的电路模块circuit1 70，一个具体的实现结构如图5所示。在图5中，二极管D1的正极接电源电路产生的TFT开关的正常开态电压VGH，负极接储能电容C1的正极。电阻RL的一端接D1的负端，另一端接C1的负极，与C1并联构成一个RC网络。U2为一颗输出可调式低压线性稳压电路LDO。电路模块circuit1的输入端口VIN接输入电容C2的正极，同时接LDO的输入端VIN。C2的负极接地。U2的输出端口Vout接上拉电阻Ra的一端，另一端接U2的反馈端口ADJ，Rb的一端接U2的反馈端口ADJ，另一端接地。PMOS晶体管Q1的源极接U2的输出端口Vout，漏极接C1的负极，栅极接电压比较器U1的输出端口与NMOS晶体管的栅极之间。采样电阻R1的一端接电源的输入端VIN，另一端接U1的正向输入端。采样电阻R2的一端接U1的正向输入端，另一端接地。NMOS Q2的栅极接U1的输出端，漏极接C1的负极，源极接地。
在图5中，U1是电压比较器，U2是一个输出可调的LDO。R1，R2对电源VIN进行检测，分压采样到U1正向端与基准电压Vref进行比较。对关机动作进行预判，关机时序如图6所示。假设关机时的输入电压是12V，通过对R1、R2的调节，当VIN大于90％*12V时，认为不是关机的动作，使得进入U1正向端的电压大于Vref时，U1输出高，此时Q1关闭，Q2打开，U2的输出电压Vo不会被叠加到C1，C1两端的电压为原先已经被衰减的VGH(忽略D1的压降)。当VIN电压下降到小于90％*12V时，判断到关机的动作，进入U1正向端的电压小于Vref，此时U1输出低，Q1导通，Q2打开，U2的输出电压Vo通过Q1叠加到电容C1的下极板上，C1的下极板电压由0V被抬高到Vo,根据电容两端电压不能突变的特性，上极板被瞬间抬高到VGH+Vo，此时C1通过RL进行充电，VGH+Vo保持的时间是C1充电的时间，由RC电路的时间常数т＝R*C决定。
本发明提供的电路模块通过在关机时对栅极电压进行补偿，可有效的解决由栅极驱动IC到面板之间的导电通道因阻抗变化引起关机异常的问题。所述电路模块使用灵活且成本低廉。如图7所示，所述电路模块做为一个独立的电路模块，电源电路(DC/DCConveter)30、时序控制器(Timing Controller，简称T-CON)40、灰度电压生成器(Gamma)50、电路模块circuit1 70均设于该独立电路模块上，可根据面板100的实际情况连接在模组的数据线一侧的电路板S-PWB上，在设计S-PWB时只需预留连接电路模块四个端口(2个输入、1个输出、1个公共地)即可。当使用的面板发生关机时有亮线的情况，只需将此电路模块焊接在S-PWB预留的PAD位即可。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (8)
1.一种液晶驱动电路，包括：电压补偿模块，用于在关机时对异常衰减的栅极开态电压进行补偿，所述栅极开态电压值增大；
所述电压补偿模块具体包括：
电压比较器模块，用于根据输入电压的大小判断关机是否被启动；
低压线性稳压电路模块，用于将所述输入电压转化为所述栅极开态电压的增幅电压输出，包括一可调式线性稳压器，所述输入电压端口接第二电容的正极，同时接入所述稳压器的输入端，第二电容的负极接地，所述稳压器的输出端口接上拉电阻的一端，另一端接所述稳压器的反馈端口，下拉电阻的一端接所述稳压器的反馈端口，另一端接地；
开关单元，用于所述判断为关机时，所述开关单元控制所述电压补偿模块输出所述栅极开态电压值与所述增幅电压值之和。
2.根据权利要求1所述液晶驱动电路，其特征在于：
所述电压比较器模块，包括一电压比较器，第一电阻，其一端接所述输入电压端口，另一端接所述比较器的正向输入端，第二电阻，其一端接所述比较器的正向输入端，另一端接地。
3.根据权利要求1所述液晶驱动电路，其特征在于：
开关单元，包括一P MOS管和一NMOS管，P MOS管，其源极接所述低压线性稳压电路模块的输出端口，漏极接第一电容的负极，栅极一路接所述比较器的输出端口，另一路接所述NMOS管栅极；NMOS管，栅极接电压比较器模块U1的输出端，漏极接第一电容C1的负极，源极接地。
4.据权利要求3任一项所述液晶驱动电路，其特征在于：还包括一二极管，正极接电源电路产生的正常开态电压，负极接第一电容的正极，第三电阻，一端接所述二极管的负端，另一端接所述第一电容的负极。
5.一种液晶驱动方法，包括：
采用如权利要求1-4之一所述的液晶驱动电路中的电压补偿模块，用于在关机时对异常衰减的栅极开态电压进行补偿，所述栅极开态电压值增大。
6.根据权利要求5所述液晶驱动方法，其特征在于：
采用电压比较器模块用于根据输入电压的大小判断关机是否被启动；
采用低压线性稳压电路模块用于将所述输入电压转化为所述栅极开态电压的增幅电压输出；
采用开关单元用于所述判断为关机时，所述开关单元控制所述电压补偿模块输出所述栅极开态电压值与所述增幅电压值之和。
7.根据权利要求5或6所述液晶驱动方法，其特征在于：所述液晶驱动电路还包括电源电路，栅极驱动器，在关机时，所述电源电路产生的栅极开态电压输入所述电压补偿模块，所述电压补偿模块输出的所述电压输入所述栅极驱动器。
8.一种液晶显示装置，包括：
液晶显示面板以及用于连接所液晶显示面板的电路板，如权利要求1-4任一项所述的液晶驱动电路布置在所述电路板上。
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