一種調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路、方法和顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路，包括：信號(hào)源、反饋網(wǎng)絡(luò)模塊、電壓轉(zhuǎn)換模塊和充放電模塊；信號(hào)源的輸入電壓和反饋網(wǎng)絡(luò)模塊的反饋電壓信號(hào)輸入到電壓轉(zhuǎn)換模塊；電壓轉(zhuǎn)換模塊對(duì)輸入電壓和反饋電壓信號(hào)進(jìn)行升壓轉(zhuǎn)換，得到輸出電壓；充放電模塊利用輸出電壓和電源電壓進(jìn)行充電和放電，對(duì)柵極開啟電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明還提供了基于上述電路的調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的方法，通過調(diào)節(jié)反饋網(wǎng)絡(luò)中反饋電阻的比值，間接調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的大小。通過將反饋網(wǎng)絡(luò)輸出的反饋電壓信號(hào)作為輸入，再將轉(zhuǎn)換后的電壓用于MOS管的周期性導(dǎo)通，進(jìn)而對(duì)泵電容進(jìn)行充電和放電，使得在電荷泵負(fù)反饋系統(tǒng)中電荷泵充電能量等于負(fù)載消耗的能量，減小不必要的損耗。
【專利說明】一種調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路、方法和顯示裝置 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路、方法和顯示
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]如今液晶顯示屏已經(jīng)走進(jìn)人們的生活，并以其輕便、超薄、多色彩和高清等特點(diǎn)成為整個(gè)顯示領(lǐng)域的主角。隨著對(duì)分辨率和像素質(zhì)量的要求越來越高,整個(gè)電壓驅(qū)動(dòng)電路的功耗也越來越大。
[0003]傳統(tǒng)的柵極開啟電壓是預(yù)先設(shè)計(jì)好需要的開啟電壓，然后電路實(shí)現(xiàn)時(shí)提供合適的基準(zhǔn)電源并經(jīng)過穩(wěn)壓電路來給柵極提供開啟電壓，從而實(shí)現(xiàn)柵極的開啟和數(shù)據(jù)的寫入，電路原理示意圖如圖1所示。目前出于降低功耗的需要，隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展使得芯片的工作電壓越來越低。液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)電壓往往要高于芯片的工作電壓，而升壓電路通常采用開關(guān)電容電路的電荷泵來實(shí)現(xiàn)。液晶顯示屏中的柵極開啟電壓就采用這種電荷泵電路來實(shí)現(xiàn)升壓的，通常柵極開啟電壓接近30V，如此大的開啟電壓往往要求盡量提高響應(yīng)速度，對(duì)電路要求比較高，還會(huì)存在。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)升壓電路中雖然能夠滿足柵極開啟電壓的要求，但是功率損耗比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問題
[0006]針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何降低升壓電路中柵極開啟電壓的功率損耗。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路，其特征在于，包括:信號(hào)源、反饋網(wǎng)絡(luò)模塊、電壓轉(zhuǎn)換模塊和充放電模塊；
[0009]所述信號(hào)源的輸入電壓和所述反饋網(wǎng)絡(luò)模塊的反饋電壓信號(hào)輸入到所述電壓轉(zhuǎn)換模塊；
[0010]所述電壓轉(zhuǎn)換模塊對(duì)所述輸入電壓和所述反饋電壓信號(hào)進(jìn)行升壓轉(zhuǎn)換，得到輸出電壓；
[0011]所述充放電模塊利用所述輸出電壓和電源電壓進(jìn)行充電和放電，通過反饋網(wǎng)絡(luò)模塊的分壓，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)柵極開啟電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0012]進(jìn)一步地，所述信號(hào)源包括第一時(shí)鐘信號(hào)和第二時(shí)鐘信號(hào)，用于為所述電壓轉(zhuǎn)換模塊提供電壓信號(hào)，所述第一時(shí)鐘信號(hào)和所述第二時(shí)鐘信號(hào)均由振蕩器產(chǎn)生。
[0013]進(jìn)一步地，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊包括:第一緩沖器和第二緩沖器，所述第一緩沖器的輸入電壓為所述第一時(shí)鐘信號(hào)，所述第二緩沖器的輸入電壓為所述第二時(shí)鐘信號(hào)和所述反饋網(wǎng)絡(luò)模塊的反饋電壓信號(hào)。[0014]進(jìn)一步地，所述充放電模塊包括:第一 MOS管Ml和第二 MOS管M2，第一二極管Dl和第二二極管D2，第一泵電容Cl和第二泵電容C2 ；
[0015]所述第一 MOS管Ml為PM0S，所述第一緩沖器的輸出信號(hào)端連接所述第一 MOS管的柵極，所述第二 MOS管M2為NM0S，所述第二緩沖器的輸出信號(hào)端連接所述第二 MOS管的柵極，所述第一 MOS管的漏極與所述第一二極管Dl的第一端連接，所述第一 MOS管的源極與第二 MOS管的漏極連接，且共同與所述第一泵電容Cl的第一端連接，所述第一二極管Dl的第二端與所述第一泵電容Cl的第二端連接，共同與所述第二二極管D2的第一端連接，所述第二 MOS管的源極與所述第二泵電容C2的第一端共同接地，所述第二二極管D2的第二端與所述第二泵電容C2的第二端連接，均與柵極開啟電壓的輸出端連接，并與所述反饋網(wǎng)絡(luò)模塊連接。
[0016]進(jìn)一步地，所述反饋網(wǎng)絡(luò)模塊包括:第一反饋電阻、第二反饋電阻和誤差放大器；
[0017]所述第一反饋電阻的第一端與所述柵極開啟電壓的輸出端連接，所述第一反饋電阻的第二端與所述第二反饋電阻的第一端連接，并且作為所述誤差放大器的輸入端，所述第二反饋電阻的第二端接地。
[0018]進(jìn)一步地，將反饋電阻的分壓輸入所述誤差放大器，所述誤差放大器將輸入的所述電壓信號(hào)與參考電壓進(jìn)行比較，若達(dá)到參考電壓值，則輸出所述反饋電壓信號(hào)，若沒有達(dá)到參考電壓值，則不輸出所述反饋電壓信號(hào)。
[0019]為解決上述問題，本發(fā)明還提供了一種調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的方法，包括:調(diào)節(jié)反饋網(wǎng)絡(luò)模塊的反饋電阻的比值，改變柵極開啟電壓。
[0020]進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)反饋網(wǎng)絡(luò)模塊的反饋電阻的比值之后:所述反饋網(wǎng)絡(luò)模塊中反饋電阻的分壓根據(jù)調(diào)節(jié)后的反饋電阻的比值發(fā)生變化，所述反饋網(wǎng)絡(luò)模塊將所述分壓與參考電壓進(jìn)行比較，若達(dá)到參考電壓值，則輸出反饋電壓信號(hào)，若沒有達(dá)到參考電壓值，則不輸出所述反饋電壓信號(hào)；
[0021]將所述反饋網(wǎng)絡(luò)模塊輸出的反饋電壓信號(hào)與時(shí)鐘信號(hào)輸入到緩沖器進(jìn)行升壓轉(zhuǎn)換，得到輸出電壓；
[0022]控制MOS管周期性導(dǎo)通，對(duì)泵電容進(jìn)行充電和放電的控制，以調(diào)節(jié)柵極開啟電壓。
[0023]進(jìn)一步地，所述輸出電壓的振幅大小由所述反饋電壓信號(hào)控制。
[0024]為解決上述問題，本發(fā)明還提供了一種顯示裝置，包括顯示面板，所述顯示面板包括彩膜基板和陣列基板，所述陣列基板上具有上述調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路。
[0025](三)有益效果
[0026]本發(fā)明提供了一種調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路，包括:信號(hào)源、反饋網(wǎng)絡(luò)模塊、電壓轉(zhuǎn)換模塊和充放電模塊；信號(hào)源的輸入電壓和反饋網(wǎng)絡(luò)模塊的反饋電壓信號(hào)輸入到電壓轉(zhuǎn)換模塊；電壓轉(zhuǎn)換模塊對(duì)輸入電壓和反饋電壓信號(hào)進(jìn)行升壓轉(zhuǎn)換，得到輸出電壓；充放電模塊利用輸出電壓和電源電壓進(jìn)行充電和放電，對(duì)柵極開啟電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過將反饋網(wǎng)絡(luò)模塊輸出的反饋電壓信號(hào)作為輸入，再將轉(zhuǎn)換后的電壓用于控制MOS管的周期性導(dǎo)通，進(jìn)而對(duì)泵電容進(jìn)行充電和放電，使得在電荷泵負(fù)反饋系統(tǒng)中電荷泵充電能量等于負(fù)載消耗的能量。通過反饋電阻的分壓，實(shí)現(xiàn)開啟電壓的可調(diào)，從而來提供合適的柵極開啟電壓，根據(jù)實(shí)際需要對(duì)柵極開啟電壓進(jìn)行設(shè)置，以減少不必要的功率損耗，更好的控制柵極的開關(guān)。
[0027]本發(fā)明還提供了基于上述電路調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的方法以及面板上具有上述電路的顯示裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生柵極開啟電壓的電路原理示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中提供的一種調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路的組成示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中提供的一種調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路中兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的波形；
[0031]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中提供的一種調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路一種最佳電路組成圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0033]實(shí)施例一
[0034]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路，電路組成示意圖如圖2所示，信號(hào)源21、反饋網(wǎng)絡(luò)模塊22、電壓轉(zhuǎn)換模塊23和充放電模塊24。
[0035]信號(hào)源21的輸入電壓和反饋網(wǎng)絡(luò)模塊22的反饋電壓信號(hào)輸入到電壓轉(zhuǎn)換模塊，電壓轉(zhuǎn)換模塊23對(duì)輸入電壓和反饋電壓信號(hào)進(jìn)行升壓轉(zhuǎn)換，得到輸出電壓，充放電模塊24利用輸出電壓和電源電壓進(jìn)行充電和放電，對(duì)柵極開啟電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0036]上述調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路通過將反饋網(wǎng)絡(luò)模塊輸出的反饋電壓信號(hào)作為輸入，再將轉(zhuǎn)換后的電壓用于控制MOS管的周期性導(dǎo)通，進(jìn)而對(duì)泵電容進(jìn)行充電和放電，使得在電荷泵負(fù)反饋系統(tǒng)中電荷泵充電能量等于負(fù)載消耗的能量。通過開啟電壓的可調(diào)來提供合適的柵極開啟電壓，根據(jù)實(shí)際需要對(duì)柵極開啟電壓進(jìn)行設(shè)置，以減少不必要的功率損耗，更好的控制柵極的開關(guān)。
[0037]優(yōu)選地,信號(hào)源21包括第一時(shí)鐘信號(hào)CLKP和第二時(shí)鐘信號(hào)CLKN,用于為電壓轉(zhuǎn)換模塊23提供電壓信號(hào)，第一時(shí)鐘信號(hào)CLKP和第二時(shí)鐘信號(hào)CLKN均由振蕩器產(chǎn)生。第一時(shí)鐘信號(hào)CLKP和第二時(shí)鐘信號(hào)CLKN的時(shí)鐘周期為T，振幅為VI，所述Vl由外界電源提供，用于導(dǎo)通MOS管，占空比為50%的振蕩信號(hào)，且CLKP和CLKN這兩個(gè)信號(hào)是同步信號(hào)，當(dāng)時(shí)間t滿足nT〈t〈nT+T/2時(shí)，第一時(shí)鐘信號(hào)CLKP為高電平“ I ”,第二時(shí)鐘信號(hào)CLKN為高電平“ I”；當(dāng)時(shí)間t滿足nT+T/2〈t〈nT+T時(shí)，第一時(shí)鐘信號(hào)CLKP為低電平“0”，第二時(shí)鐘信號(hào)CLKN為低電平“0”，如圖3所示。優(yōu)選地，電壓轉(zhuǎn)換模塊23包括:第一緩沖器Buffer_P和第二緩沖器Buffer_N，第一緩沖器Buffer_P的輸入電壓為第一時(shí)鐘信號(hào)CLKP，第二緩沖器Buffer_N的輸入電壓為第二時(shí)鐘信號(hào)CLKN和反饋網(wǎng)絡(luò)模塊22的反饋電壓信號(hào)。
[0038]優(yōu)選地，充放電模塊24包括:第一 MOS管Ml和第二 MOS管M2，第一二極管Dl和第二二極管D2，第一泵電容Cl和第二泵電容C2。
[0039]第一MOS管Ml為PM0S，第一緩沖器的輸出信號(hào)端連接第一MOS管的柵極，第二MOS管M2為NM0S，第二緩沖器的輸出信號(hào)端連接第二 MOS管的柵極，第一 MOS管的漏極與第一二極管Dl的第一端連接，第一 MOS管的源極與第二 MOS管的漏極連接，且共同與第一泵電容Cl的第一端連接，第一二極管Dl的第二端與第一泵電容Cl的第二端連接，共同與第二二極管D2的第一端連接，第二 MOS管的源極與第二泵電容C2的第一端共同接地，第二二極管D2的第二端與第二泵電容C2的第二端連接，均與柵極開啟電壓的輸出端連接，并與反饋網(wǎng)絡(luò)模塊連接。
[0040]優(yōu)選地，反饋網(wǎng)絡(luò)模塊22包括:第一反饋電阻R1、第二反饋電阻R2和誤差放大器EA。第一反饋電阻Rl的第一端與柵極開啟電壓Vra的輸出端連接，第一反饋電阻Rl的第二端與第二反饋電阻R2的第一端連接，并且作為誤差放大器EA的輸入端，第二反饋電阻R2的第二端接地。
[0041]誤差放大器EA接收到經(jīng)過調(diào)節(jié)分壓電阻得到的分壓，將其與參考電壓Vkef進(jìn)行比較，若達(dá)到參考電壓值，則輸出電壓信號(hào)，并且該輸出信號(hào)作為反饋電壓信號(hào)EAmjt,若沒有達(dá)到參考電壓值，則不輸出反饋電壓信號(hào)。
[0042]上述調(diào)解柵極開啟電壓的電路又稱為電荷泵電路，因此基于上述描述本實(shí)施例給出的一種最佳電路組成圖如圖4所示。采用飽和區(qū)MOS管M2作為輸出調(diào)節(jié)，反饋網(wǎng)絡(luò)模塊由反饋電阻Rl、R2和誤差放大器EA組成。
[0043]本實(shí)施例中開關(guān)管為MOS管，Ml和M2由占空比為50%的振蕩器信號(hào)CLKP和CLKN經(jīng)過緩沖器Buffer_P和Buffer_N電壓轉(zhuǎn)換后進(jìn)行控制。誤差放大器EA的輸出為EAqut,第二緩沖器Buffer_N和 第二時(shí)鐘信號(hào)CLKN信號(hào)將誤差放大器的輸出EAqut轉(zhuǎn)化為占空比為50%的輸出電壓V2。V2的振幅由誤差放大器EA的反饋電壓信號(hào)EAqut進(jìn)行控制。
[0044]當(dāng)nT〈t〈nT+T/2時(shí)，第一時(shí)鐘信號(hào)CLKP為高電平“ 1”，第二時(shí)鐘信號(hào)CLKN為高電平“ I”時(shí)，Ml關(guān)斷，M2導(dǎo)通，第一二極管Dl導(dǎo)通，第二二極管D2截止，電源電壓Vadd開始對(duì)第一泵電容Cl進(jìn)行充電，充電時(shí)間為AT，充電電流為I115飽和區(qū)MOS管M2的導(dǎo)通電阻R。?，其大小由輸出電壓V2控制，公式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路，其特征在于，包括:信號(hào)源、反饋網(wǎng)絡(luò)模塊、電壓轉(zhuǎn)換模塊和充放電模塊； 所述信號(hào)源的輸入電壓和所述反饋網(wǎng)絡(luò)模塊的反饋電壓信號(hào)輸入到所述電壓轉(zhuǎn)換模塊； 所述電壓轉(zhuǎn)換模塊對(duì)所述輸入電壓和所述反饋電壓信號(hào)進(jìn)行升壓轉(zhuǎn)換，得到輸出電壓； 所述充放電模塊利用所述輸出電壓和電源電壓進(jìn)行充電和放電，通過反饋網(wǎng)絡(luò)模塊的分壓，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)柵極開啟電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路，其特征在于，所述信號(hào)源包括第一時(shí)鐘信號(hào)和第二時(shí)鐘信號(hào)，用于為所述電壓轉(zhuǎn)換模塊提供電壓信號(hào)，所述第一時(shí)鐘信號(hào)和所述第二時(shí)鐘信號(hào)均由振蕩器產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求2所述的調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊包括:第一緩沖器和第二緩沖器，所述第一緩沖器的輸入電壓為所述第一時(shí)鐘信號(hào)，所述第二緩沖器的輸入電壓為所述第二時(shí)鐘信號(hào)和所述反饋網(wǎng)絡(luò)模塊的反饋電壓信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路，其特征在于，所述充放電模塊包括:第一 MOS管Ml和第二 MOS管M2，第一二極管Dl和第二二極管D2，第一泵電容Cl和第二泵電容C2 ； 所述第一 MOS管Ml為PM0S，所述第一緩沖器的輸出信號(hào)端連接所述第一 MOS管的柵極，所述第二 MOS管M2為NM0S，所述第二緩沖器的輸出信號(hào)端連接所述第二 MOS管的柵極，所述第一 MOS管的漏極與所述第一二極管Dl的第一端連接，所述第一 MOS管的源極與第二MOS管的漏極連接，且共同與所述第一泵電容Cl的第一端連接，所述第一二極管Dl的第二端與所述第一泵電容Cl的第二端連接，共同與所述第二二極管D2的第一端連接，所述第二MOS管的源極與所述第二泵電容C2的第一端共同接地，所述第二二極管D2的第二端與所述第二泵電容C2的第二端連接，均與柵極開啟電壓的輸出端連接，并與所述反饋網(wǎng)絡(luò)模塊連接。
5.如權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路，其特征在于，所述反饋網(wǎng)絡(luò)模塊包括:第一反饋電阻、第二反饋電阻和誤差放大器； 所述第一反饋電阻的第一端與所述柵極開啟電壓的輸出端連接，所述第一反饋電阻的第二端與所述第二反饋電阻的第一端連接，并且作為所述誤差放大器的輸入端，所述第二反饋電阻的第二端接地。
6.如權(quán)利要求5所述的調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路，其特征在于，將所述反饋電阻的分壓輸入誤差放大器，所述誤差放大器將輸入的所述電壓信號(hào)與參考電壓進(jìn)行比較，若達(dá)到參考電壓值，則輸出所述反饋電壓信號(hào)，若沒有達(dá)到參考電壓值，則不輸出所述反饋電壓信號(hào)。
7.一種調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的方法，其特征在于，所述方法包括:調(diào)節(jié)反饋網(wǎng)絡(luò)模塊的反饋電阻的比值，改變柵極開啟電壓。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)反饋網(wǎng)絡(luò)模塊的反饋電阻的比值之后:所述反饋網(wǎng)絡(luò)模塊中電阻的分壓根據(jù)調(diào)節(jié)后的反饋電阻的比值發(fā)生變化，所述反饋網(wǎng)絡(luò)模塊將所述分壓與參考電壓進(jìn)行比較，若達(dá)到參考電壓值，則輸出反饋電壓信號(hào)，若沒有達(dá)到參考電壓值，則不輸出所述反饋電壓信號(hào)； 將所述反饋網(wǎng)絡(luò)模塊輸出的反饋電壓信號(hào)與時(shí)鐘信號(hào)輸入到緩沖器進(jìn)行升壓轉(zhuǎn)換，得到輸出電壓； 控制MOS管周期性導(dǎo)通，對(duì)泵電容進(jìn)行充電和放電的控制，以調(diào)節(jié)柵極開啟電壓。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述輸出電壓的振幅大小由所述反饋電壓信號(hào)控制。
10.一種顯示裝置，包括顯示面板，所述顯示面板包括彩膜基板和陣列基板，其特征在于，所述陣列基板上具有權(quán)利要求1-6所述的調(diào)節(jié)柵極開啟電壓的電路。
【文檔編號(hào)】H02M3/155GK103475218SQ201310412825
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】劉寶玉, 張亮, 許益禎, 孫志華 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 北京京東方顯示技術(shù)有限公司