CN110660370A - 信号调整电路和显示装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种信号调整电路和显示装置，信号调整电路包括：电源模块；时序调整模块，接收电源模块产生的第一电源信号和模拟正电压信号，并产生相应的第一电源调整信号；电平移位器，分别根据接收的第一电源调整信号和第二电源信号提供第三电源信号和第四电源信号至栅极驱动电路，以驱动显示面板中的各个像素单元，其中，时序调整模块包括开关管，控制端接收模拟正电压信号，第一通路端接收第一电源信号，第二通路端输出第一电源调整信号，且第一电源信号跟随模拟正电压信号变化，当第一电源信号的电压大于模拟正电压信号的电压时，第一电源调整信号输出至电平移位器。使各信号满足电平移位器的时序要求，提高电平移位器对电源模块的兼容性。

Description

信号调整电路和显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，更具体地涉及一种用于驱动显示面板的信号调整电路以及显示装置。

背景技术

随着科技的发展，人们对显示装置的功能要求越来越高，液晶显示装置(LiquidCrystal Display，LCD)由于具有显示质量好、体积小和功耗低等优点，已得到广泛应用。现有的液晶显示装置中，通常由时序控制器和电平移位器为栅极驱动电路提供各种时序信号和驱动信号，所以二者的工作状态和上电时序对显示装置来说至关重要。

图1a和图1b分别示出现有的液晶显示装置中电源模块和电平移位器的上电时序图。现有的显示装置中，电平移位器接收电源模块产生的VGH与VGL等信号并进行处理，其对VGH与VGL的时序会有明确的要求，如图1b所示，电平移位器要求接收到的VGH信号的电平升高的时刻一定要在VGL信号的电平降低的时刻之后，但是，有很多电源模块其产生的VGH信号的电平升高的时刻要先于VGL信号的电平降低的时刻，如图1a所示，电源模块本身产生的VGH信号的电平会跟随Vmain信号在VGL的电平降低之前先升高，这就使得这两路电压的时序不满足电平移位器的时序要求，造成电源模块与时序控制器的信号时序产生冲突，使得电平移位器处于异常的工作状态。所以现有的显示装置制作时，考虑到二者的时序兼容性，在电源模块的选型上及直流供电电路的时序设计上较为复杂。

为了解决时序兼容性的问题，相关技术中通过在电源模块的VGH信号的产生引脚上串接电阻及电容等来实现对VGH信号的延时，以满足电平移位器的时序要求。但此种方式由于电阻分压需要增大前端VGH的输出，增大功耗，且占用了电源模块的削角模块，带来极大的不便。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种信号调整电路以及显示装置，信号调整电路采用时序调整模块对电源模块产生的电源信号进行一定的处理，使其满足电平移位器的时序要求，使得不同的电源模块都可以与同一种电平移位器共同搭配使用，可以提高电平移位器对电源模块的兼容性，提升电路的可靠性。

根据本发明的一方面提供一种信号调整电路，包括：

电源模块，用于提供第一电源信号、第二电源信号和模拟正电压信号；

时序调整模块，与电源模块连接以接收所述第一电源信号和所述模拟正电压信号，并产生相应的第一电源调整信号；以及

电平移位器，与所述时序调整模块和所述电源模块相连，分别根据接收的所述第一电源调整信号和所述第二电源信号提供第三电源信号和第四电源信号至栅极驱动电路，以驱动显示面板中的各个像素单元，

其中，所述时序调整模块包括开关管，所述开关管的控制端接收所述模拟正电压信号，第一通路端接收所述第一电源信号，第二通路端输出所述第一电源调整信号，且所述第一电源信号跟随所述模拟正电压信号变化，当所述第一电源信号大于所述模拟正电压信号时，所述时序调整模块产生所述第一电源调整信号并输出至所述电平移位器，使所述第一电源调整信号和所述第二电源信号的有效电平起始边沿的产生顺序与所述第一电源信号和所述第二电源信号的有效电平起始边沿的产生顺序相反。

优选地，所述第一电源调整信号的有效电平起始边沿的产生时刻晚于所述第二电源信号的有效电平起始边沿的产生时刻。

优选地，所述开关管使所述第一电源调整信号的产生时刻晚于所述第一电源信号的产生时刻。

优选地，自所述第一电源调整信号产生后，其波形跟随所述第一电源信号的波形同步变化。

优选地，所述开关管为P沟道晶体管，所述P沟道晶体管的栅极接收所述模拟正电压信号，源极接收所述第一电源信号，漏极输出所述第一电源调整信号。

优选地，所述时序调整模块还包括电容，所述电容连接至所述P沟道晶体管的栅极和源极之间。

优选地，所述电容用于控制输入至所述电平移位器的所述第一电源调整信号的上升速率。

优选地，在所述第一电源信号大于所述模拟正电压信号的时刻之前，所述第一电源信号的电平电压不断升高，所述第二电源信号的电平电压不断下降或在下降至一电平电压值后保持。

优选地，所述时序调整模块封装于所述电源模块内部或所述电平移位器内部。

根据本发明的另一方面提供一种显示装置，包括：

显示面板和用于驱动所述显示面板的源极驱动电路和栅极驱动电路；

印刷电路板和用于连接所述显示面板与所述印刷电路板的柔性电路板；以及

上述的信号调整电路，所述信号调整电路位于所述印刷电路板上。

本发明提供的信号调整电路和显示装置通过在电平移位器的信号输入端增加一时序调整模块，对电源模块产生的电源信号进行一定的时序调整处理，使其满足电平移位器对输入信号的时序要求，有效的解决了电源模块输出的信号的时序不满足电平移位器的时序要求的问题，同时简化了电路设计，功耗极小，成本降低，电路的可靠性增强，提高了电平移位器对不同的电源模块的兼容性，使得电路设计时对电源模块有更多的选择，适用性强。

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。

图1a和图1b分别示出现有的液晶显示装置中电源模块和电平移位器的上电时序图。

图2示出根据本发明实施例的显示装置的示意性框图。

图3示出根据本发明实施例的信号调整电路的示意性框图。

图4示出根据本发明实施例的信号调整电路中的时序调整模块的示意性电路图。

图5示出根据本发明一实施例的信号调整电路的上电时序图。

图6示出根据本发明另一实施例的信号调整电路的上电时序图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用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。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

图2示出根据本发明实施例的显示装置的示意性框图。

如图2所示，本发明的显示装置100例如为液晶显示装置，显示装置100包括显示面板110和为显示面板110提供各种工作信号的印刷电路板140，显示面板110和印刷电路板140通过柔性电路板170连接。显示面板110包括栅极驱动电路130、源极驱动电路120以及阵列排布的像素单元(图中未示出)。像素阵列由多条扫描线、多条数据线以及位于交叉位置的多个像素单元排列构成，每个像素单元包括薄膜晶体管以及像素电极，薄膜晶体管的栅极通过栅极线与栅极驱动电路130相连，薄膜晶体管的源极通过源极线与源极驱动电路120相连，漏极与像素电极相连。栅极驱动电路130用于按顺序扫描多条栅极线，使得相应行的薄膜晶体管导通；源极驱动电路120用于在薄膜晶体管导通时在像素电极上施加与显示数据相对应的灰阶电压。

印刷电路板140上集成了信号调整电路160，信号调整电路160包括电源模块161、时序调整模块163和电平移位器162。电源模块161用于提供电源电压，并产生多个电源信号，时序调整模块163与电源模块161连接，用于对电源模块161产生的电源信号进行时序调整处理，使输出的电源信号符合电平移位器162的时序要求，电平移位器162与时序调整模块163相连，用于根据时序调整模块163输出的经过调整的电源信号为栅极驱动电路130提供工作电平，以使栅极驱动电路130驱动显示面板110上的像素单元工作。

图3示出根据本发明实施例的信号调整电路的示意性框图。

如图3所示，信号调整电路160包括电源模块161、时序调整模块163和电平移位器162。电源模块161与时序调整模块163和电平移位器162分别连接，电源模块161用于根据输入电压VIN(图中未示出)产生第一电源信号VGH_P、第二电源信号VGL_P和模拟正电压信号AVDD，电源模块161例如是功率集成芯片(Power IC)，可以是不同公司生产的集成芯片，例如是型号为G5517的集成芯片，其本身产生的第一电源信号VGH_P的有效电平的上升的时刻(有效电平起始边沿的产生时刻)要早于第二电源信号VGL_P的有效电平下降的时刻(有效电平起始边沿的产生时刻)，即第一电源信号VGH_P和第二电源信号VGL_P的有效电平起始边沿不同步。

时序调整模块163与电源模块161连接，用于接收第一电源信号VGH_P和模拟正电压信号AVDD，并对第一电源信号VGH_P进行时序调整处理，生成符合电平移位器162的时序要求的第一电源调整信号VGH_LS。时序调整模块163实际上是将第一电源信号VGH_P输出至电平移位器162的时刻延迟，即时序调整模块161用于控制第一电源信号VGH_P在产生一段时间后才开始调整成第一电源调整信号VGH_LS并输出，而第一电源调整信号VGH_LS自产生后，其波形就跟随第一电源信号VGH_P的信号同步变化。也可以说，第一电源调整信号VGH_LS为第一电源信号VGH_P在产生了一段时间后才输出至电平移位器162的信号，在上述的一段时间内，第一电源调整信号VGH_LS没有有效电平。第一电源调整信号VGH_LS的有效电平起始边沿与第二电源信号VGL_P的有效电平起始边沿也不同步，且第一电源调整信号VGH_LS和第二电源信号VGL_P的有效电平起始边沿的产生顺序与第一电源信号VGH_P和第二电源信号VGL_P的有效电平起始边沿的产生顺序相反，当第一电源信号VGH_P的有效电平起始边沿的产生时刻早于第二电源信号VGL_P的有效电平起始边沿的产生时刻时，第一电源调整信号VGH_LS的有效电平起始边沿的产生时刻晚于第二电源信号VGL_P的有效电平起始边沿的产生时刻。这里描述的有效电平的起始边沿可以理解为一个电平的有效信号的起始产生时刻，即开始上升或开始下降的起始时刻。

而对于第二电源信号VGL_P来说，时序调整模块161将接收到的第二电源信号VGL_P直接输出至电平移位器162，或者进行简单的降噪等处理之后输出至电平移位器162，所以第二电源信号VGL_P的波形基本没有变化就输出至电平移位器162。所以本申请实际上是相当于对第一电源信号VGH_P进行了一个延迟处理，使其有效电平的起始时刻延迟产生。示例性地，第一电源信号VGH_P的电平电压大于模拟正电压信号AVDD的电平电压的时刻之前，第一电源信号VGH_P的电平电压不断升高，第二电源信号VGL_P的电平电压不断下降或在下降至一电平电压值后保持。

时序调整模块163将第一电源信号VGH_P的输出时刻进行延后处理，例如是在第二电源信号VGL_P已经输出至电平移位器162一段时间后，才将此时的第一电源信号VGH_P经过时序调整模块161调整为第一电源调整信号VGH_LS后输出至电平移位器162，即第一电源调整信号VGH_LS的有效电平起始边沿的产生时刻晚于第二电源信号VGL_P的有效电平起始边沿的产生时刻。

电平移位器162与时序调整模块163和电源模块161分别连接，用于接收第一电源调整信号VGH_LS和第二电源信号VGL_P，并分别对其进行处理，对应生成第三电源信号VGH和第四电源信号VGL，然后将第三电源信号VGH和第四电源信号VGL输出至栅极驱动电路130，以驱动显示面板中的各个像素单元。

结合图1，显示装置100还包括时序控制器180，时序控制器180用于向栅极驱动电路130提供多个时序信号CLK，栅极驱动电路130根据接收的时序信号CLK和第三电源信号VGH和第四电源信号VGL逐行驱动像素单元，源极驱动电路120分别向每行的像素单元施加灰阶电压，进行图像显示。

图4示出根据本发明实施例的信号调整电路中的时序调整模块的示意性电路图。

结合图3和图4，在一个实施例中，时序调整模块163包括开关管，其控制端接收模拟正电压信号AVDD，第一通路端接收第一电源信号VGH_P，第二通路端输出第一电源调整信号VGH_LS，且第一电源信号VGH_P跟随模拟正电压信号AVDD变化，例如，模拟正电压信号AVDD在产生后，其电平升高，第一电源信号VGH_P的电平也跟随升高，当第一电源信号VGH_P上升至大于模拟正电压信号AVDD时，时序调整模块163才产生第一电源调整信号VGH_LS并将其输出至电平移位器162。

如图4所示，时序调整模块161包括开关管Q1，用于控制第一电源调整信号VGH_LS的输出时刻，开关管Q1例如为P沟道晶体管。P沟道晶体管例如是PMOS管，其栅极接收模拟正电压信号AVDD，源极接收第一电源信号VGH_P，漏极输出第一电源调整信号VGH_LS。时序调整模块163的工作原理是利用了PMOS管的导通特性，即在第一电源信号VGH_P的电压上升到一定电平时，例如当第一电源信号VGH_P的电压大于模拟正电压信号AVDD时，才将产生的第一电源调整信号VGH_LS传输到电平移位器162的接收端，而此时第二电源信号VGL_P早已经生成并输出至电平移位器162中，此时输出至电平移位器162的第一电源调整信号VGH_LS，其有效电平上升边沿的产生时刻落后于第二电源信号VGL_P的有效电平下降边沿的产生时刻，此时电平移位器162可以正常工作。

在一个实施例中，时序调整模块161还包括电容C1，电容C1连接至P沟道晶体管Q1的栅极和源极之间。电容C1用于控制输入至电平移位器162的第一电源调整信号VGH_LS的上升速率，即控制VGH_LS电压上升的快慢，以满足时序控制器162对第一电源调整信号VGH_LS的电压上升斜率的要求。电平移位器162不仅对接收到的电源信号的时序有一定的要求，对接收到的电源信号的上升或下降的速率也有一定的要求，本实施例的电平移位器162例如是型号为G2583的芯片，在其使用说明书中有明确记载，电平移位器接收的第一电源信号VGH_P的上升速率不能超过0.14V/us(最快的速度)，对于常黑屏来说，常用的第一电源信号VGH_P的电压为18V，这就要求第一电源信号VGH_P的上升时间要大于128.6us。因此本实施例中，采用电容C1进行分流，在开关管Q1导通时，对电容C1进行充电，减缓输出至电平移位器162的第一电源调整信号VGH_LS的上升速率。实际设计中根据具体的要求去调整电容C1的容值即可，对于不同的电源模块150或不同的电平移位器162可以设计不同的电容容值。

在本发明实施例中，开关管Q1例如为P型场效应管，但本发明并不以此为限制，本领域的技术人员可以根据具体情况进行选择。

在其他的实施例中，时序调整模块163可以位于电源模块161或电平移位器162的内部，在芯片制作时，将时序调整模块163封装于电源模块161或电平移位器162的内部。

图5示出根据本发明一实施例的信号调整电路的上电时序图。

图5是根据一个实施例示出的示波器中显示的电平移位器162接收的信号的时序图。横坐标所在方向表示时间，纵坐标所在方向表示电压。AVDD信号即为电源模块161提供至时序调整模块163的模拟正电压信号，VGH1和VGH2分别为印刷电路板170上未设置时序调整模块163和设置时序调整模块163时电平移位器162接收到的第一电源信号和第一电源调整信号，VGL1和VGL2分别为印刷电路板170上未设置时序调整模块163和设置时序调整模块163时电平移位器162接收到的第二电源信号。

如图所示，印刷电路板170上未设置时序调整模块163时，第一电源信号VGH1的时序跟随模拟正电压信号AVDD的时序，二者的波形基本一致，电压相差较小。在设置时序调整模块163后，第一电源信号正常产生，但由于PMOS管的存在，电平移位器162在开始的一段时间内并未接收到第一电源调整信号，而在某一时刻t2之后，PMOS管导通，第一电源信号得以经过时序调整模块163，生成高电平的第一电源调整信号VGH2，输出至电平移位器162，之后第一电源调整信号VGH2仍然跟随模拟正电压信号AVDD的电压变化，即第一电源调整信号VGH2在产生后就跟随第一电源信号的变化而同步变化。

而由于第二电源信号与第二电源调整信号波形大致相同，所以两次的第二电源信号VGL1和VGL2的波形变化基本一致，其电平下降的时刻t1早于第一电源调整信号VGH2的电平上升的时刻t2。根据示波器显示的数据可以看出，a和b两点之间的距离即为t1和t2之间的时间差，显示为21.60ms，满足电平移位器162的时序要求。

图6示出根据本发明另一实施例的信号调整电路的上电时序图。如图6所示，是根据另一个实施例示出的示波器中显示的电平移位器162接收的信号的时序图。与图5相同，横坐标所在方向表示时间，纵坐标所在方向表示电压。AVDD信号即为电源模块161提供至时序调整模块163的模拟正电压信号，VGH1和VGH2分别为印刷电路板170上未设置时序调整模块163和设置时序调整模块163时电平移位器162接收到的第一电源信号和第一电源调整信号，VGL1和VGL2分别为印刷电路板170上未设置时序调整模块163和设置时序调整模块163时电平移位器162接收到的第二电源信号。

由于本实施例是为了测试第一电源调整信号VGH2的电平上升速率，所以忽略第二电源信号VGL1和VGL2的波形变化。经过测试，第一电源调整信号VGH2在t3-t4时间段攀升，示波器显示的数据表明，a和b两点之间的时间间隔为320μs，电压差为16.2V，即第一电源调整信号VGH2上升大约15V需要320μs，而电平移位器162例如是G2583，其使用说明要求第一电源信号上升到15V需要的时间的最小值为107.1μs，所以本实施例的时序调整模块163的设计也是符合电平移位器162对电压上升速率的要求的。

经过实际机种测试，对于第一电源调整信号VGH_LS所在的引脚或这一支路，在棋盘格8*6的画面下测试，发现电流正常，实际测试I_vgh＝5.203mA，与之间未设置时序调整模块161时几乎相同。且测试得到PMOS管两极的电压分别为VGH_P＝17.96V，VGH_LS＝17.96V，几乎没有电压损耗。由于测试精度的问题，mV级的电压没有测量到，理论上PMOS管两极的电压会存在很小的压差，该压差即为PMOS管的导通压降，所以采用本发明实施例的时序调整电路163对信号进行延迟处理，基本没有压差和损耗，无需额外增加电流或电压，功耗极小，且电路设计简单，便于实施，有效地解决了时序冲突的问题。将该电路搭配到实际产品上测量到的波形与数据经过显示装置的制作厂确认，是完全符合对应器件的使用要求的。

综上所述，本发明提供的信号调整电路和显示装置通过在电平移位器的信号输入端增加一时序调整模块，对电源模块产生的电源信号进行一定的时序调整处理，使其满足电平移位器对输入信号的时序要求，有效的解决了电源模块输出的信号的时序不满足电平移位器的时序要求的问题，同时简化了电路设计，功耗极小，成本降低，电路的可靠性增强，提高了电平移位器对不同的电源模块的兼容性，使得电路设计时对电源模块有更多的选择，适用性强。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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 (10)

1.一种信号调整电路，其特征在于，包括：

电源模块，用于提供第一电源信号、第二电源信号和模拟正电压信号；

时序调整模块，与电源模块连接以接收所述第一电源信号和所述模拟正电压信号，并产生相应的第一电源调整信号；以及

电平移位器，与所述时序调整模块和所述电源模块相连，分别根据接收的所述第一电源调整信号和所述第二电源信号提供第三电源信号和第四电源信号至栅极驱动电路，以驱动显示面板中的各个像素单元，

其中，所述时序调整模块包括开关管，所述开关管的控制端接收所述模拟正电压信号，第一通路端接收所述第一电源信号，第二通路端输出所述第一电源调整信号，且所述第一电源信号跟随所述模拟正电压信号变化，当所述第一电源信号的电平电压大于所述模拟正电压信号的电平电压时，所述时序调整模块产生所述第一电源调整信号并输出至所述电平移位器，使所述第一电源调整信号和所述第二电源信号的有效电平起始边沿的产生顺序与所述第一电源信号和所述第二电源信号的有效电平起始边沿的产生顺序相反。

2.根据权利要求1所述的信号调整电路，其特征在于，所述第一电源调整信号的有效电平起始边沿的产生时刻晚于所述第二电源信号的有效电平起始边沿的产生时刻。

3.根据权利要求2所述的信号调整电路，其特征在于，所述开关管使所述第一电源调整信号的产生时刻晚于所述第一电源信号的产生时刻。

4.根据权利要求3所述的信号调整电路，其特征在于，自所述第一电源调整信号产生后，其波形跟随所述第一电源信号的波形同步变化。

5.根据权利要求1所述的信号调整电路，其特征在于，所述开关管为P沟道晶体管，所述P沟道晶体管的栅极接收所述模拟正电压信号，源极接收所述第一电源信号，漏极输出所述第一电源调整信号。

6.根据权利要求5所述的信号调整电路，其特征在于，所述时序调整模块还包括电容，所述电容连接至所述P沟道晶体管的栅极和源极之间。

7.根据权利要求6所述的信号调整电路，其特征在于，所述电容用于控制输入至所述电平移位器的所述第一电源调整信号的上升速率。

8.根据权利要求1所述的信号调整电路，其特征在于，在所述第一电源信号大于所述模拟正电压信号的时刻之前，所述第一电源信号的电平电压不断升高，所述第二电源信号的电平电压不断下降或在下降至一电平电压值后保持。

9.根据权利要求1所述的信号调整电路，其特征在于，所述时序调整模块封装于所述电源模块内部或所述电平移位器内部。

10.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示面板和用于驱动所述显示面板的源极驱动电路和栅极驱动电路；

印刷电路板和用于连接所述显示面板与所述印刷电路板的柔性电路板；以及

权利要求1至9任一项所述的信号调整电路，所述信号调整电路位于所述印刷电路板上。

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