CN101989001B

CN101989001B - 液晶显示器的共同电压产生电路

Info

Publication number: CN101989001B
Application number: CN2009101636047A
Authority: CN
Inventors: 刘佑安; 徐天助; 林书扬
Original assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2029-07-30
Also published as: CN101989001A

Abstract

一种液晶显示器的共同电压产生电路包含一第一正反器、一电容、一电阻以及一调整电路。该第一正反器接收该液晶显示器的一数据加载信号，以用来输出一步阶信号。该步阶信号经由电容及电阻，形成一脉波电压。该调整电路将该脉波电压反相，并调整该脉波电压的直流电位及大小，以输出一共同电压。相较于彩色滤光片上板的共同电压，共同电压产生电路所输出的该共同电压频率及大小相同，但方向相反。因此，藉由产生方向相反的共同电压，本发明的共同电压产生电路消除水平串音，并改善显示画面产生亮暗不均的差异。

Description

液晶显示器的共同电压产生电路

技术领域

本发明是有关于一种液晶显示器的共同电压产生电路，更明确的说，是有关于一种用来消除水平串音(crosstalk)的共同电压产生电路。

背景技术

请参考图1。图1为一先前技术的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)的示意图。液晶显示器包含一薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)基板101。薄膜晶体管基板101包含一栅极驱动电路110以及一数据驱动电路120。栅极驱动电路110包含复数条栅极线G₁-G_N，用来依序产生栅极驱动信号S_G1-S_GN。数据驱动电路120包含复数条数据线D₁-D_M，用来产生数据驱动信号S_D1-S_DM。栅极线G₁-G_N为相互平行的直线，而数据线D₁-D_M为相互平行的直线。如图1所示，每一资料线D₁-D_M与栅极线G₁-G_N的交接处均电性连接一薄膜晶体管。每一薄膜晶体管P对应于一像素(pixel)，亦即薄膜晶体管P以矩阵的方式分布于液晶显示器上。更进一步的说，每一像素由对应的栅极线所产生的栅极驱动信号所驱动，以接收对应的数据线所产生的数据驱动信号。简言之，数据驱动电路120与门极驱动电路110控制液晶显示器中薄膜晶体管P的导通，以显示画面。

液晶显示器另包含一彩色滤光片(Color Filter，CF)(未图示)，平行于薄膜晶体管基板101。彩色滤光片的共电极可视为一电阻-电容网络。请参考图2。图2为彩色滤光片的共电极的共同电压V_{COM_CF}受到数据线的电容耦合效应影响而产生电位偏移的示意图。如图2所示，当薄膜晶体管基板101上的数据线电压变动时，彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}受到数据线的电容耦合效应影响，而偏移原本的直流电位。彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}偏离原本的直流电位会造成对液晶电容充电电位不同，使显示画面产生亮暗不均的差异，称为水平串音(crosstalk)现象。

水平串音是指显示画面中某区域的画面影响到邻近区域亮度的现象。更进一步的说，在以下三个条件同时成立时，便会使液晶显示器产生水平串音(crosstalk)现象：

1.电容耦合效应影响太大，使得彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}之电压偏离一设定电位V_DEF；

2.偏离设定电位V_DEF的彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}回复到设定电位V_DEF的时间大于一默认值；

3.彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}的电压回复到设定电位V_DEF的时间，大于液晶显示器的一扫描线的像素写入时间。

综上所述，由于受到数据线的电容耦合效应影响，彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}电位偏移一设定电位V_DEF。彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}的电位偏移会使液晶显示器的显示画面产生水平串音现象，造成使用者浏览上的不便。

发明内容

因此，本发明的一目的是于一液晶显示器的薄膜晶体管基板产生一与彩色滤光片的共同电压反相的共同电压，以消除水平串音。

本发明提供一种液晶显示器的共同电压产生电路。该共同电压产生电路包含一第一正反器、一电容、一电阻以及一调整电路。该第一正反器具有一第一输入端、一第二输入端、一反相频率输入端，用来接收该液晶显示器的一数据加载信号以及一输出端，用来输出一第一步阶信号。该电容具有一第一端电性连接于该正反器的输出端，以及一第二端。该电阻具有一第一端电性连接于该电容的第二端，用来输出一脉波信号，以及一第二端电性连接于一接地端。该调整电路是电性连接于该电阻的第一端，用来将该脉波信号反相以及根据一参考电压调整该脉波信号的直流电位以及大小。

附图说明

图1为一先前技术的液晶显示器的示意图。

图2为彩色滤光片的共电极的共同电压受到数据线的电容耦合效应影响而产生电位偏移的示意图。

图3为本发明的液晶显示器的共同电压产生电路的第一实施例的示意图。

图4为调整电路以及参考电压产生电路的电路图。

图5为本发明的液晶显示器的共同电压产生电路的第二实施例的示意图。

图6为共同电压产生电路的信号的波形图。

具体实施方式

在说明书及前述的权利要求范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及前述的权利要求范围并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及前述的权利要求当中所提及的「包含」是为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「电性连接」一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置电性连接于一第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地连接至该第二装置。

请参考图3。图3为本发明的液晶显示器的共同电压产生电路300的第一实施例的示意图。共同电压产生电路300包含一正反器310、一电容C、一电阻R、一调整电路320以及一参考电压产生电路330。由于液晶显示器的彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}会受到数据线的电容耦合效应影响，在数据线的信号极性反转时产生脉冲波形，因此共同电压产生电路300根据液晶显示器的数据加载信号S_TP来产生薄膜晶体管的共同电压V_{COM_TFT}。正反器310包含一第一输入端J、一第二输入端K、一反相频率输入端CP_N以及一输出端Q。第一输入端J与第二输入端K是用来接收一逻辑「1」(高电位)的信号S_H。反相频率输入端CP_N用来接收数据加载信号S_TP。输出端Q用来输出步阶信号S_DFF。电容C的第一端电性连接于正反器310的输出端Q。电阻R的第一端电性连接于电容C的第二端，电阻R的第二端电性连接于一地端。步阶信号S_DFF经由电容C及电阻R形成的高通电路(high-pass circuit)产生一脉波电压V_{COM_1}。调整电路320电性连接于电阻R的第一端以及参考电压产生电路330。参考电压产生电路330用来产生一参考电压V_REF。调整电路320用来将脉波电压V_{COM_1}反相，并根据参考电压V_REF调整脉波电压V_{COM_1}的直流电位以及大小，以产生薄膜晶体管的共同电压V_{COM_TF}。

请同时参考图3及图4。图4为调整电路320以及参考电压产生电路330的电路图。参考电压产生电路330包含一可变电阻R_A、一电阻R_B以及一电容C_B。可变电阻R_A包含一第一端电性连接于一电压源V_DDA、一第二端以及一第三端电性连接于该运算放大器321的正输入端。电阻R_B包含具有一第一端电性连接于可变电阻R_A的第二端，以及一第二端电性连接于地端。电容C_B具有一第一端电性连接于电阻R_B的第一端，以及一第二端电性连接于电阻R_B的第二端。参考电压产生电路330利用对电压源V_DDA分压，以产生一参考电压V_REF。藉由改变可变电阻R_A的电阻值，参考电压产生电路330可调整参考电压V_REF的大小。因此，参考电压V_REF可调整为彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}的直流电位。

此外，调整电路320包含一运算放大器(Operational Amplifier，OPAmp)321以及二电阻R₁及R₂。运算放大器321包含一负输入端用来经由电阻R₂接收脉波电压V_{COM_1}、一正输入端用来接收参考电压V_REF以及一输出端用来输出薄膜晶体管的共同电压V_{COM_TFT}。电阻R₁包含一第一端电性连接于运算放大器321的负输入端，以及一第二端电性连接于运算放大器321的输出端。电阻R₂包含一第一端电性连接于电阻R的第一端，以及一第二端电性连接于运算放大器321的负输入端。如图4所示，调整电路320为一典型的反相放大器电路。反相放大器的运作原理为熟习放大器技术者所广泛悉知，故不赘述。调整电路320所输出的薄膜晶体管的共同电压V_{COM_TFT}与脉波电压V_{COM_1}的关系如下：

V_{COM_TFT}＝V_{COM_1}*(-R₁/R₂)

换言之，调整电路320会将脉波电压V_{COM_1}反相，同时藉由改变电阻R₁及R₂的电阻值来调整脉波电压V_{COM_1}的大小。因此，调整电路320所输出的薄膜晶体管的共同电压V_{COM_TFT}可以达到与彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}大小相同但方向相反的波形。

请参考图5。图5为本发明的共同电压产生电路500的第二实施例的示意图。共同电压产生电路500包含一第一正反器510、一第二正反器520、一第一开关S₁、一第二开关S₂、一电容C、一电阻R、一调整电路530以及一参考电压产生电路540。第一正反器510用来对数据加载信号S_TP除频，以产生一第一步阶信号S_DFF1。第二正反器520用来对第一步阶信号S_DFF1除频，以产生一第二步阶信号S_DFF2。第一正反器510包含一第一输入端J、一第二输入端K、一反相频率输入端CP_N以及一输出端Q。第二正反器520包含一第一输入端J、一第二输入端K、一正相频率输入端CP_P以及一输出端Q。第一正反器510以及第二正反器520的第一输入端J与第二输入端K皆是用来接收一逻辑「1」(高电位)的信号S_H。第一正反器510的反相频率输入端CP_N用来接收数据加载信号S_TP，而第一正反器510的输出端Q用来输出第一步阶信号S_DFF1。第二正反器520的正相频率输入端CP_P是用来接收第一步阶信号S_DFF1，而第二正反器520的输出端Q用来输出第二步阶信号S_DFF2。第一开关S₁电性连接于该第一正反器510的输出端Q以及电容C的第一端之间。第二开关S₂电性连接于该第二正反器520的输出端Q以及电容C的第一端之间。在第二实施例中，共同电压产生电路可用于数据线为单线反转(one-line inversion)及双线反转(two-line inversion)的模式。第一开关S₁及第二开关S₂是根据液晶显示器的一极性反转控制信号S_POL控制。当极性反转控制信号S_POL为单线反转时，第一开关S₁导通而第二开关S₂关闭；当极性反转控制信号S_POL为双线反转时，第二开关S₂导通而第一开关S₁关闭。换句话说，当极性反转控制信号S_POL为单线反转时，第一步阶信号S_DFF1会经由第一开关S₁传输至电容C的第一端；当极性反转控制信号S_POL为双线反转时，第二步阶信号S_DFF2会经由第二开关S₂传输至电容C的第一端。电容C、电阻R、调整电路530以及参考电压产生器540的结构与先前叙述相同，于此不赘述。第一步阶信号S_DFF1或第二步阶信号S_DFF2经由电容C及电阻R形成的高通电路以产生脉波电压V_{COM_1}。脉波电压V_{COM_1}的脉冲波形的方向与频率和彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}相同。调整电路530用来将脉波电压V_{COM_1}反相，并根据参考电压V_REF调整脉波电压V_{COM_1}的直流电位以及大小，以产生一薄膜晶体管的共同电压V_{COM_TFT}。因此，薄膜晶体管的共同电压V_{COM_TFT}与彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}的频率及大小相同，但方向相反。

请同时参考图5及图6。图6为共同电压产生电路500的信号的波形图。彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}由于受到薄膜晶体管基板的数据线的电容耦合效应影响，在数据线的信号极性反转时产生脉冲波形，而数据线的极性反转模式也影响了彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}的脉冲频率。因此，共同电压产生电路500根据液晶显示器的数据加载信号S_TP来产生薄膜晶体管的共同电压V_{COM_TFT}。当数据线的极性反转模式为单线反转时，数据加载信号S_TP经由反相频率输入端CP_N输入至第一正反器510，第一正反器510根据数据加载信号S_TP的下降边缘产生第一步阶信号S_DFF1。当数据线的极性反转模式为双线反转时，第一步阶信号S_DFF1经由正相频率输入端CP_P输入至第二正反器520，第二正反器520根据第一步阶信号S_DFF1的上升边缘产生第二步阶信号S_DFF2。如图6所示，极性反转控制信号S_POL为双线反转，因此第二开关S₂会被导通使第二步阶信号S_DFF2传输至电容C的第一端。第二步阶信号S_DFF2经由电容C及电阻R形成的高通电路产生脉波电压V_{COM_1}。脉波电压V_{COM_1}的脉冲波形的方向与频率和彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}相同。调整电路530将脉波电压V_{COM_1}反相，并将其直流电位及大小调整成与彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}相同。因此，调整电路530所输出的薄膜晶体管的共同电压V_{COM_TFT}的脉冲波形的频率及大小与彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}相同，但方向与彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}相反。

在公知技术中，彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}受到薄膜晶体管基板的数据线的电容耦合效应影响，而偏移原本的直流电位。由于彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}偏离原本的直流电位会使液晶电容充电的电位不同，使显示画面产生亮暗不均的差异，产生水平串音(crosstalk)的现象。在此情形下，透过本发明的共同电压产生电路500，可以产生一频率及大小与彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}相同，但方向与彩色滤光片的共同电压V_{COM_CF}相反的薄膜晶体管的共同电压V_{COM_TFT}，进而消除水平串音。

综上所述，本发明提供一液晶显示器的共同电压产生电路，以消除水平串音。该共同电压产生电路包含一第一正反器、一电容、一电阻以及一调整电路。该第一正反器接收该液晶显示器的一数据加载信号，以用来输出一步阶信号。该步阶信号经由电容C及电阻R，形成一脉波电压。该调整电路将该脉波电压反相，并调整该脉波电压的直流电位及大小，以输出一共同电压。相较于彩色滤光片的共同电压，共同电压产生电路所输出的该共同电压频率及大小相同，但方向相反。因此，藉由产生方向相反的共同电压，本发明消除水平串音，并改善显示画面产生亮暗不均的差异，提供使用者极大的便利。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种液晶显示器的共同电压产生电路，包含：

一第一正反器，具有一第一输入端，一第二输入端，该第一输入端及第二输入端是分别接收一高电位电压；一反相频率输入端，用来接收该液晶显示器的一数据加载信号；以及一输出端，用来输出一第一步阶信号；

一电容，具有一第一端电性连接于该正反器的输出端；以及

一第二端；

一电阻，具有一第一端电性连接于该电容的第二端，用来输出一脉波电压；以及

一第二端电性连接于一接地端；以及

一调整电路，电性连接于该电阻的第一端，用来将该脉波电压反相以及根据一参考电压调整该脉波电压的直流电位以及大小。

2.如权利要求1所述的液晶显示器的共同电压产生电路，其特征在于，该调整电路包含：

一运算放大器，具有一负输入端，一正输入端用来接收该参考电压，以及一输出端；

一第一电阻，具有一第一端电性连接于该运算放大器的负输入端，以及一第二端电性连接于该运算放大器的输出端；以及

一第二电阻，具有一第一端电性连接于具有第一端电性连接于该电容的第二端的该电阻的第一端，以及一第二端电性连接于该运算放大器的负输入端。

3.如权利要求2所述的液晶显示器的共同电压产生电路，其特征在于，还包含一参考电压产生电路，用来产生该参考电压，该参考电压产生电路包含：

一可变电阻，具有一第一端电性连接于一电压源，一第二端，以及一第三端电性连接于该运算放大器的正输入端；

一电阻，具有一第一端电性连接于该可变电阻的第二端，以及一第二端电性连接于该接地端；以及

一电容，具有一第一端电性连接于具有第一端电性连接于该可变电阻的第二端的该电阻的第一端，以及一第二端电性连接于具有第一端电性连接于该可变电阻的第二端的该电阻的第二端。

4.如权利要求1所述的液晶显示器的共同电压产生电路，其特征在于，还包含：

一第二正反器，具有一第一输入端，一第二输入端，该第一输入端及第二输入端是分别接收一高电位电压；一正相频率输入端，用来接收该第一步阶信号；以及一输出端，用来输出一第二步阶信号；

一第一开关，电性连接于该第一正反器的输出端与该电容的第一端之间；以及

一第二开关，电性连接于该第二正反器的输出端与该电容的第一端之间；

其中，该第一开关以及该第二开关是根据该液晶显示器的极性反转控制信号所控制：

当该极性反转控制信号为单线反转时，第一开关导通以及第二开关关闭以将该第一步阶信号传输至该电容的第一端；

当该极性反转控制信号为双线反转时，第一开关关闭以及第二开关导通以将该第二步阶信号传输至该电容的第一端。