CN101191919B - 公共电极电压调整电路、液晶面板驱动电路及液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种公共电极电压调整电路、一液晶面板驱动电路及一液晶显示器。该公共电极电压调整电路包括一脉冲信号发生装置与一电荷泵。该电荷泵接收该脉冲信号发生装置输出的脉冲信号，并对该脉冲信号进行调压及整流处理，从而输出一公共电极电压，该公共电极电压的幅值随脉冲信号占空比的改变而改变，其可调精度随脉冲信号分辨率的改变而改变。该公共电极电压调整电路、该液晶面板驱动电路及该液晶显示器均具有公共电极电压可调精度高、调节方法简单的特点。

Description

公共电极电压调整电路、液晶面板驱动电路及液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种公共电极电压调整电路、液晶面板驱动电路及液晶显示器。
背景技术
因液晶显示器具有厚度薄、亮度高、辐射小等优点，已被广泛应用在诸如手机、智能监控器(Smart Monitor)、液晶电视、个人电脑等显示产品上。
通常，由于液晶面板等效电容的差异性较大，会导致每一液晶面板的最佳公共电极电压Vcom不同，因此，在设计液晶面板驱动电路时要求公共电极电压Vcom范围可调，以便每一液晶面板均能达到最佳公共电极电压Vcom。同时，为了避免液晶面板显示画面产生闪烁问题，也要求公共电极电压具有较高的可调精度与输出稳定性。
请参阅图1，是一种现有技术液晶面板驱动电路公共电极电压Vcom调整电路的电路示意图。该公共电极电压调整电路10包括一电压输入端110、一电压输出端120、两电阻101、102、两电容103、104及一可调电阻105。该电压输入端110接收自供电电路(图未示)输出的直流电压，该直流电压具有三输出支路：其第一输出支路依次经由该第一电阻101及该第一电容103构成的滤波电路接地；其第二输出支路依次经由该第一电阻101、该第二电阻102及该可调电阻105接地；其第三输出支路依次经由该第一电阻101及第二电容104接地。该电压输出端120设置在该第一电阻101及该第二电容104间的一节点处，其输出的公共电极电压即为该第二电阻102与该可调电阻105两端的电压。
当对公共电极电压Vcom进行调节时，仅需调节该可调电阻 105的电阻值，即可改变可调电阻105与第二电阻102两端的电压，实现对公共电极电压Vcom的调节。
然而，该公共电极电压调整电路10需手动调节该可调电阻105的电阻值，由于手动调节的调节精度不高，且可调电阻105在机械力作用下易损坏，故该公共电极电压调整电路10的可调精度较低且可靠性不高。
为解决上述问题，业界采用数字式可调电阻来实现对公共电极电压Vcom的调节。请参阅图2，是另一种现有技术液晶面板驱动电路中公共电极电压Vcom调整电路的电路示意图。该公共电极电压调整电路20为一数字式可调电阻集成电路，其包括一译码器210、多个等值电阻220及多个开关元件230。该多个等值电阻220构成一串联支路，该串联支路的一端与一外加电压Vdd相连，另一端接地，且相邻两等值电阻220间具有一电压输出端223，该电压输出端223连接在该开关元件230的一端。该译码器210包括多个数据输入端211及多个数据输出端212，该数据输入端211接收自外部控制电路(图未示)输出的数据资料，该数据资料经由该译码器译码后自该数据输出端输出高低电平信号，该高低电平信号用来控制该开关元件221的导通与关断。该多个开关元件230的另一端并接于一节点231。当某一开关元件230导通时，串联连接的等值电阻220与该导通的开关元件230构成一分压电路，并自该节点231输出公共电极电压Vcom，其值为该导通的开关元件230连接的电压输出端223与地之间所串联等值电阻220两端的电压。
当调节公共电极电压Vcom时，用户通过软件改变控制指令，控制指令经由该外部控制电路传送至该译码器210，改变该译码器210输出，使该开关元件230转换导通通路，从而改变电压输出端223与地之间所串联的等值电阻220的个数，即分压阻值，达到调节公共电极电压Vcom的作用。然而，由于该公共电极电压调整电路20需经由一系列的元件切换环节，其调节方法较复杂。且由于该公共电极电压调整电路20之可调精度取决于串联电阻个数，而对于一集成电路而言，其串联电阻个数有限，故其可调精度较低，从而导致使用该公共电极电压调整电路20的液晶面板驱动电路及液晶显示器之公共电极电压Vcom调节方法较复杂且可调精度较低。
发明内容
为了解决现有技术中公共电极电压调节方法较复杂且输出电压可调精度不高的问题，有必要提供一种输出电压可调精度较高且调节方法较简单的公共电极电压调整电路。
为了解决现有技术中公共电极电压调节方法较复杂且可调精度不高的问题，也有必要提供一种公共电极电压可调精度较高且调节方法较简单的液晶面板驱动电路。
为了解决现有技术中公共电极电压调节方法较复杂且可调精度不高的问题，还有必要提供一种使用上述液晶面板驱动电路的液晶显示器。
一种公共电极电压调整电路，其包括一脉冲信号发生装置与一电荷泵。该电荷泵为一电容式切换调整电路，其接收该脉冲信号发生装置输出的脉冲信号，并对该脉冲信号进行调压与整流处理，从而输出一公共电极电压，该公共电极电压的幅值随脉冲信号占空比的改变而改变，其可调精度随脉冲信号分辨率的改变而改变。
一种液晶面板驱动电路，其包括一用来驱动该液晶面板画面显示的驱动集成电路。该驱动集成电路包括一脉冲信号发生装置与一电荷泵。该电荷泵为一电容式切换调整电路，其接收该脉冲信号发生装置产生的脉冲信号，并对该脉冲信号进行调压与整流处理，从而输出一公共电极电压至该液晶面板，该公共电极电压的幅值随脉冲信号占空比的改变而改变，其可调精度随脉冲信号分辨率的改变而改变。
一种液晶显示器，其包括一液晶面板与一液晶面板驱动电路。该液晶面板驱动电路为该液晶面板提供正常工作所需的工作电压与工作信号，其包括一用来产生该工作电压及工作信号的驱动集成电路。该驱动集成电路包括一脉冲信号发生装置与 一电荷泵。该电荷泵为一电容式切换调整电路，其接收该脉冲信号发生装置产生的脉冲信号，并对该脉冲信号进行调压与整流处理，从而输出一公共电极电压至该液晶面板，该公共电极电压的幅值随脉冲信号占空比的改变而改变，其可调精度随脉冲信号分辨率的改变而改变。
与现有技术相比，上述液晶面板驱动电路均采用该脉冲信号发生装置配合该电荷泵来实现调节公共电极电压的目的。由于该脉冲信号发生装置输出的脉冲信号分辨率的位数可变范围较广，则该公共电极电压调整电路的可调精度较高。另外，由于该公共电极电压调整电路仅需调整脉冲讯号的占空比与分辨率即可实现对公共电极电压的调整，无须经由一系列元件切换环节，故其调节方法较简单。同时，也避免因调整电路元件而造成元件损坏的现象，故其可靠性也较高。因此，该公共电极电压调整电路及使用该公共电极电压调整电路的液晶面板驱动电路及液晶显示器均具有公共电极电压可调精度较高、调节方法简单及可靠性较高的特点。
附图说明
图1是一种现有技术液晶面板驱动电路中公共电极电压调整电路的电路示意图。
图2是另一种现有技术液晶面板驱动电路中公共电极电压调整电路的电路示意图。
图3是本发明液晶显示器第一实施方式的电路结构框图。
图4是图3所示公共电极电压调整电路的电路示意图。
图5是图4所示该公共电极电压调整电路的工作原理波形图。
图6是本发明液晶显示器第二实施方式的电路框图。
具体实施方式
请参阅图3，是本发明液晶显示器第一实施方式的电路结构框图。该液晶显示器3包括一液晶面板驱动电路30与一液晶面 板31。该液晶面板驱动电路30为该液晶面板31提供工作电压与工作信号，其包括一驱动集成电路310、一数据驱动电路320及一扫描驱动电路330。该数据驱动电路320与该扫描驱动电路330共同配合控制该液晶面板31的显示。该驱动集成电路310向该数据驱动电路320与该扫描驱动电路330提供各工作电压与工作信号。
该驱动集成电路310包括一低压降线性调压器(Low DropOut Linear Regulator)311、一直流-直流转换器(DC-DCConverter)312、一灰阶调整电路(Gamma Regulator)313、一扫描缩放电路(Scaler Circuit)314及一电荷泵(Charge Pump)315。一外部电源(图未示)输出直流电压至该低压降线性调压器311与该直流-直流转换器312。该低压降线性调压器311调整转换该直流电压，并输出一用来驱动该数据驱动电路320与该扫描缩放电路314正常工作所需的工作电压Vcc及该扫描缩放电路314部分电路工作所需的电压V2。该直流-直流转换器312调整转换该直流电压，并输出用来驱动该扫描驱动电路330所需的栅极工作电压VGH、VGL以及该灰阶调整电路313所需的主工作电压AVDD。该灰阶调整电路313将主工作电压AVDD进行分压处理，从而输出该数据驱动电路320正常工作所需的各灰阶电压Vgamma。
该扫描缩放电路314将来自外部电路(图未示)的视频信号与同步信号进行缩放处理，从而输出影像控制数据及经缩放处理后的同步信号至该数据驱动电路320，并输出扫描控制信号至该扫描驱动电路330。该扫描缩放电路314包括一脉宽调制电路(Pulse Width Modulation Circuit，PWM)317。该脉宽调制电路317将自该低压降线性调压器311输出的电压V2进行脉宽调制，从而输出周期性脉冲信号至该电荷泵315。该电荷泵315与该脉宽调制电路317共同配合构成该公共电极电压调整电路。
请参阅图4，是图3所示公共电极电压调整电路的电路示意图。该公共电极电压调整电路的电荷泵315为一电容式切换调整电路，其将该脉宽调制电路317输出的脉冲信号进行升压与 整流处理，从而输出电压可调的公共电极电压Vcom至该液晶面板31。该电荷泵315包括一电压输入端3151、三电容C1、C2、C3、两电阻R1、R2、一开关元件DM1及一电压输出端3152。该开关元件DM1包括串联连接的一第一二极管VD1与一第二二极管VD2，其中，该第一二极管VD1的阴极(未标号)与该第二二极管VD2的阳极(未标号)相连接。该电压输出端3152输出公共电极电压Vcom至该液晶面板31。该电压输入端3151接收脉宽调制电路317输出的脉冲信号，其包括三输出通路：第一输出通路依次经由该第一电阻R1与第二电容C2构成的滤波电路接地；第二输出通路依次经由该第一电阻R1、该第一二极管VD1、该第二二极管VD2及该第二电阻R2至该电压输出端3152；该第三输出通路依次经由该第一电容C1、该第二二极管VD2的阳极、阴极、该第二电阻R2及该第三电容C3接地。
请参阅图5，是图4所示该公共电极电压调整电路的工作原理波形图。预设该脉冲信号的最小周期为T，幅值为Vm。该第一二极管VD1与该第二二极管VD2的导通压降为Vd，该公共电极电压调整电路的工作原理具体如下：
在第一周期T1时段内，该脉宽调制电路317开始输出脉冲信号，其电压输入端3151的电压值由0伏跳变为+Vm伏，该+Vm伏电压经由该第一电阻R1与该第二电容C2构成的电路滤波并对脉冲信号进行积分，使该第二电容C2充电，其充电电压上升至+V1伏，V1为脉冲信号经该第一电阻R1及该第二电容C2构成的积分电路作用后得到的电压平均值；
当该脉冲信号由+Vm伏跳变为0伏时，该第二电容C2放电使该开关元件DM1导通，其释放电能的一部分经由该开关元件DM1的第一二极管VD1对该第一电容C1充电，使其充电电压上升至(V1-Vd)伏；另一部分依次经由该第一二极管VD1、第二二极管VD2及该第二电阻R2对该第三电容C3充电，使其充电电压上升至(+V1-Vd)伏，并向该电压输出端3152释放能量，输出电压值为(+V1-Vd)伏的公共电极电压Vcom，并进入升压阶段；
在第二周期T2时段内，该脉冲信号由0伏跳变为+Vm伏，由于该第二二极管VD2的阳极电势为第一电容C1二端的电压(+V1-Vd)与脉冲信号幅值Vm之和，使得该第一二极管VD1反向截止，则输入电压将经由该第二二极管VD2以及该第二电阻R2与该第三电容C3构成的积分电路平滑滤波后，自该电压输出端3152处输出电压值为(+V1+Vm-2Vd)伏的公共电极电压Vcom，实现升压过程，此时段，该第一电容C1与该开关元件DM1构成一升压电路。同时，由于该第二二极管VD2的阴极电势逐渐升高，使该第一电容C1与开关元件DM1构成一钳位电路。
当该脉冲信号又由+Vm伏跳变为0伏时，该第二电容C2经由该第二二极管VD2及该第二电阻R2释放电能至该电压输出端3152，从而维持(+V1+Vm-2Vd)伏的公共电极电压Vcom的输出恒定。
第三周期及其以后时段，重复第二周期T2的运作过程，从而维持(+V1+Vm-2Vd)伏的公共电极电压Vcom的输出恒定。
由以上工作原理可知，当利用软件调整该脉宽调制电路317的脉冲信号占空比时，经由该第一电阻与该第二电容C2积分后的电压V1即会随之改变，则该公共电极电压Vcom的幅值也会随之改变，故只需调节该脉宽调制电路317的脉冲信号占空比即可实现对公共电极电压Vcom的幅值调节，且其占空比越高，该公共电极电压Vcom的幅值越大。例如：当脉宽调电电路占空比为50％时，得到公共电极电压Vcom的幅值为4.7伏；当占空比为60％时，得到公共电极电压Vcom的幅值为5.0伏。同时，若要调节该公共电极电压Vcom的可调精度，仅需调整脉宽调制电路317的分辨率(Resolution)即可。例如：当要求公共电极电压Vcom的输出精度为10毫伏，可调范围为3.3V时，该脉宽调制电路317的分辨率应设定为9位(Bit)，即公共电极电压Vcom的可调范围与其输出精度比值的二进制位数。
请参阅图6，是本发明液晶显示器第二实施方式的电路框图。该液晶显示器4包括一液晶面板驱动电路40与一液晶面板 41。该液晶面板驱动电路40为该液晶面板41提供工作电压及工作信号，其包括一驱动集成电路410、一数据驱动电路420及一扫描驱动电路430。该数据驱动电路420与该扫描驱动电路430共同配合控制该液晶面板41的显示。该驱动集成电路410向该数据驱动电路420与该扫描驱动电路430提供各工作电压与工作信号。
该驱动集成电路410包括一低压降线性调压器411、一直流-直流转换器412、一灰阶调整电路413、一时序控制电路414、一视频译码器(Video Decoder)415及一电荷泵416。该低压降线性调压器411将来自外部电路(图未示)的直流电压调节转换，从而输出一工作电压Vcc与一电压V2。该工作电Vcc用来驱动该数据驱动电路420、时序控制电路414及该视频译码器415正常工作。该控制电V2用来驱动该时序控制电路414的部分电路。该直流-直流转换器412将来自外部电路的直流电压转换输出一用于驱动该扫描驱动电路430所需的栅极工作电压VGH、VGL及该灰阶调整电路413所需的主工作电压AVDD。该灰阶调整电路413将主工作电AVDD进行分压处理从而输出该数据驱动电路420正常工作所需的各灰阶电Vgamma。该视频译码器415将来自外部电路的视频模拟信号转换成视频数字信号至该时序控制电路414，该时序控制电路414分析处理该视频数字信号，从而输出影像控制数据至该数据驱动电路420，并输出扫描控制信号至该扫描驱动电路430。该时序控制电路414包括一脉宽调制电路417，该脉宽调制电路417将自该低压降线性调压器411输出的控制电压V2进行脉宽调制，从而输出周期性脉冲信号至该电荷泵416。该电荷泵416与该脉宽调制电路417共同配合构成与第一实施方式结构相同的公共电极电压调整电路。
上述液晶面板驱动电路30、40均利用脉宽调制电路317、417配合电荷泵315、416结构来实现对公共电极电Vcom的调节。由于该脉宽调制电路317、417输出的脉冲信号的分辨率可变范围较广，精度较高，因此，该公共电极电压调整电路的 可调精度较高，从而对于使用该公共电极电压调整电路的液晶面板驱动电路30、40及液晶显示器3、4也具有公共电极电压可调精度较高的特点。
另外，由于该公共电极电压调整电路仅需调整脉冲信号的占空比与分辨率即可实现对公共电极电压Vcom的调整，无须经由一系列元件切换环节，故其调节方法较简单。同时，也避免因调整电路元件而造成元件损坏的现象。因此，该公共电极电压调整电路的调节方法较简单，可靠性也较高，从而对于使用该公共电极电压调整电路的液晶面板驱动电路30、40及液晶显示器3、4而言，也简化了公共电极电压Vcom调节方法并增强了电路可靠性。
又，上述公共电极电压调整电路所使用的脉宽调制电路317、417均可为该液晶面板驱动电路30、40本身具备的电路结构，因此，该公共电极电压调整电路的成本主要为电荷泵315、416的成本。经统计，该电荷泵315、416的成本仅为业界常用公共电极电压调整电路的成本的五分之一或二十分之一，可见，该公共电极电压调整电路成本较低。
上述公共电极电压调整电路中，其脉宽调制电路317、417也可为其它可产生周期性脉冲信号的脉冲信号发生装置。

Claims (9)

1.一种公共电极电压调整电路，其特征在于：该公共电极电压调整电路包括一脉冲信号发生装置与一电荷泵，该电荷泵为一电容式切换调整电路，其接收该脉冲信号发生装置输出的脉冲信号，并对该脉冲信号进行调压及整流处理，从而输出一公共电极电压，该公共电极电压的幅值随脉冲信号占空比的改变而改变，其可调精度随脉冲信号分辨率的改变而改变。
2.如权利要求1所述的公共电极电压调整电路，其特征在于：该电荷泵包括一电压输入端、一第一电阻、一第二电阻、一第一电容、一第二电容、一第三电容、一第一二极管及一第二二极管，该电荷泵接收的脉冲信号具有三流通支路：第一支路依次经由该第一电阻与第一电容接地；第二支路依次经由该第一电阻、该第一二极管、该第二二极管及该第二电阻输出所需的公共电极电压；该第三支路依次经由该第二电容、该第二二极管、该第二电阻及该第三电容接地。
3.如权利要求2所述的公共电极电压调整电路，其特征在于：该第一二极管与该第二二极管均包括一阳极与一阴极，该第一二极管的阴极与该第二二极管的阳极相连。
4.如权利要求3所述的公共电极电压调整电路，其特征在于：该电压输入端用来接收该脉冲信号发生装置输出的脉冲信号，该第一电阻与该第一电容构成一积分电路，该第一二极管与该第二二极管构成一开关电路，该第二电容与该开关电路构成一升压电路，该第二电阻与该第三电容构成一积分滤波电路。
5.如权利要求2所述的公共电极电压调整电路，其特征在于：该公共电极电压的幅值为该脉冲信号幅值与该第一电容两端电压之和。
6.如权利要求1所述的公共电极电压调整电路，其特征在于：该脉冲信号分辨率等于所需公共电极电压的可调范围与该所需公共电极电压输出精度比值的二进制位数。
7.如权利要求1所述的公共电极电压调整电路，其特征在于： 该脉冲信号发生装置为一脉宽调制电路。
8.一种液晶面板驱动电路，其包括一用来驱动液晶面板的驱动集成电路，该驱动集成电路包括一公共电极电压调整电路，其特征在于：该公共电极电压调整电路为权利要求1至7中任意一项所述的公共电极电压调整电路。
9.一种液晶显示器，其包括一液晶面板与一液晶面板驱动电路，该液晶面板驱动电路为该液晶面板提供正常工作所需的工作电压与工作信号，其包括一用来产生该工作电压与工作信号驱动集成电路，该驱动集成电路包括一公共电极电压调整电路，其特征在于：该公共电极电压调整电路为权利要求1至7中任意一项所述的公共电极电压调整电路。 
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