CN103280204A

CN103280204A - 液晶显示器及其驱动方法

Info

Publication number: CN103280204A
Application number: CN2013102079189A
Authority: CN
Inventors: 廖木山; 卢建宏; 蓝东鑫
Original assignee: Nanjing CEC Panda LCD Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing CEC Panda LCD Technology Co Ltd
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2033-05-28
Also published as: CN103280204B

Abstract

本发明公开一种液晶显示器，包括：液晶显示面板，设置有由彼此交叉的多条数据线和多条栅极线限定的像素单元；在像素单元外围还设有共极电压总线、第一共极电压配线以及第二共极电压配线，第一共极电压配线和第二共极电压配线的一端分别与共极电压总线相连接并输入共极电压，而另一端则定义为共极电压的回授点并输出回授电压；对所述第一共极电压配线和第二共极电压配线的回授电压进行取样的取样器；连接到像素单元的栅极驱动器和源极驱动器、用于控制栅极驱动器和源极驱动器的时序控制器和对源极驱动器进行信号控制的控制器。通过本方案，达到适时控制像素极性设定可以有效降低共极电压被耦合而导致电压失真从而引起显示画面色偏的问题。

Description

液晶显示器及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器，特别涉及一种改善共极电压失真导致画面显示异常的液晶显示器及其驱动方法。

背景技术

液晶显示器是通过响应视频信号控制液晶单元的透光率来显示图像。现有技术的液晶显示器包括：液晶面板，其垂直方向配置的m条数据线Data(1)至Data(m)和水平方向设置的n条栅极线Gate(1)至Gate(n)彼此交叉限定形成的m*n个像素单元Clc并呈矩阵排列；TFT（薄膜晶体管）设置在扫描线与信号线相交部分的附近，像素单元的像素电极与TFT相连接；每条扫描线的一端接至每个TFT的栅极，其另一端接至一栅驱动电路（扫描线驱动电路）；每条信号线的一端接至每个TFT的源极，其另一端接至一源驱动电路（信号驱动电路）；液晶显示器还包括用于控制栅驱动电路和源驱动电路的时序控制器。

各像素单元Clc还有用于维持像素单元电压的存储电容Cst，如图1所示为液晶面板的等效电路简略图，在液晶面板的水平方向还配置有数条共极信号线Vcom,共极信号线Vcom的一端连接像素单元Clc的储存电容Cst，另一端与共极电压（图中未示）相连接，每一条源极信号线Data(m)与每一条共极信号线Vcom两者配线间有相互重叠，此重叠区域面积即有寄生电容Cdcst，由于此寄生电容使得共极信号线产生耦合电压，此耦合电压影响共极电压失真。

在现有技术液晶显示器中通常采用反转驱动方法，列如V1H1Dot Inversion（V1H1点反转）和V1H2Dot Inversion（V1H2点反转）反转驱动方法。其中，V1H1Dot Inversion表示像素的垂直方向间隔一个画素之极性不同，像素的水平方向间隔一个画素之极性不同；而V1H2Dot Inversion表示像素的垂直方向间隔一个画素之极性不同,画素的水平方向间隔两个画素之极性不同。在这两种反转的方法中，由于矩阵式液晶显示面板在显示一些特殊画面时，由于寄生电容Cdcst因素会导致画面显示异常。

参照图2，在One Pixel On/Off模式的显示画面下设定V1H1Dot Inversion反转方法，以第三条水平线之四个RGB画素重复性来分析一整条水平线的耦合电压，从显示画面所产生源极驱动电压来分析，源极信号线电压Date-V正负抵消后耦合于共极信号线Vcom而产生一个负电压耦合，形成共极电压负方向耦合失真，共极电压被共耦合会随着共极信号线的RC特性参数慢慢回复到原始共极电压，在薄膜晶体管由开到关闭瞬间，因Vcom电压被往下耦合，造成液晶电压偏小，此失真的共极电压造成A位置即绿画素电压偏小即造成绿像素偏亮。在此特殊显示画面下会偏绿。若在相同One Pixel On/Off模式的显示画面下，将V1H1Dot Inversion反转方法修改为V1H2Dot Inversion反转方法，源极信号线正负刚好完全抵消，不会对共极电压造成任何的耦合，如图3所示，解决了这种颜色偏绿的问题。

但若显示Two Pixel On/Off画面，采用V1H2Dot Inversion反转方法是，如图4所示，以第三条水平线之四个RGB像素为例进行说明，从显示画面所产生源极驱动电压来分析，源极信号线电压Date_V正负抵消后耦合于共极信号线而产生一个负电压耦合，形成共极电压Vcom负方向耦合失真，因Vcom电压被往下耦合，造成液晶电压偏大，此失真的共极电压造成B位置即绿像素素电压偏大即造成绿像素偏暗。在此特殊显示画面下会紫红色。若显示Two Pixel On/Off画面下，将V1H2Dot Inversion反转方法修改为V1H1Dot Inversion反转方法时，源极信号线正负刚好完全抵消，不会对共极电压造成任何的耦合，解决了这种颜色偏紫红的问题。

总之，无乱采用V1H1Dot Inversion和V1H2Dot Inversion的哪种反转方法，在液晶面板的特殊显示画面下，都会因源极信号线与共极信号线两者配线间有相互重叠产生的寄生电容Cdcst，使得共极信号线产生耦合电压影响共极电压失真，导致显示画面颜色色偏。

发明内容

发明目的：为了改善现有技术中液晶显示器因共极电压失真，导致显示画面颜色色偏的问题。

技术方案:为了达到上述发明的目的，本发明提供一种液晶显示器包括：

液晶显示面板，设置有由彼此交叉的多条数据线和多条栅极线限定的像素单元；在像素单元的外围还设有共极电压总线、第一共极电压配线以及第二共极电压配线，其中，第一共极电压配线和第二共极电压配线平行并与各数据线重叠配置；第一共极电压配线和第二共极电压配线的一端分别与共极电压总线相连接并输入共极电压，而另一端则定义为共极电压的回授点并输出回授电压；

对所述的第一共极电压配线和第二共极电压配线的回授电压进行取样的取样器；

连接到像素单元的栅极驱动器和源极驱动器、用于控制栅极驱动器和源极驱动器的时序控制器和对源极驱动器进行信号控制的控制器。

进一步，所述的取样器包括取样电路1和取样电路2并分别对第一共极电压配线和第二共极电压配线的回授电压进行取样；

进一步，所述的控制器包括模拟数字转换器ADC1、模拟数字转换器ADC2以及SR触发器；

进一步，所述的控制器输出的控制信号是控制液晶显示面板的水平方向的像素极性排列。

本发明还给出了一种液晶显示器的驱动方法，该液晶显示器包括液晶显示面板，设置有由彼此交叉的多条数据线和多条栅极线限定的像素单元；在像素单元的外围还设有共极电压总线、第一共极电压配线以及第二共极电压配线，第一共极电压配线和第二共极电压配线的一端分别与共极电压总线相连接并输入共极电压，而另一端则定义为共极电压的回授点并输出回授电压；对所述的第一共极电压配线和第二共极电压配线的回授电压进行取样的取样器；连接到像素单元的栅极驱动器和源极驱动器、用于控制栅极驱动器和源极驱动器的时序控制器和对源极驱动器进行信号控制的控制器，该方法包括：

对所述的第一共极电压配线和第二共极电压配线的输出回授电压分别取样；

对取样的回授电压分别经过减法器得到第一共极电压配线的失真电压和第二共极电压配线的失真电压；

将所述的第一共极电压配线的失真电压和第二共极电压配线的失真电压经模拟数字转化器转换为数字信号；

将模拟数字转化器转化的数字信号输入给SR触发器，并将SR触发器的输出的控制信号输出给源极驱动器；

源极驱动器根据控制信号对液晶显示面板进行像素电压之极性排列方式的控制。

进一步，所述的控制信号是控制液晶显示面板的水平方向的像素极性排列；

进一步，所述的控制信号为高准位时，像素电压之极性排列方式为源极驱动器某相邻两个端子输出极性相同与其相邻两个端子极性不同；所述的控制信号为低准位时，像素电压之极性排列方式为源极驱动器某一个端子输出极性与其相邻端子极性不同；

进一步，对所述的第一共极电压配线的输出回授电压进行取样的取样频率为同步的奇数图帧频率的二分之一；对所述的第二共极电压配线的输出回授电压进行取样的取样频率为同步的偶数图帧频率的二分之一；

进一步，对所述的第一共极电压配线的输出回授电压进行取样时，第二共极电压配线的取样电路2做归零并输出为共极电压；对所述的第二共极电压配线的输出回授电压进行取样时，第一共极电压配线的取样电路1做归零并输出为共极电压；

进一步，所述的模拟数字转化器设置失真电压的上下限电压Va和电压Vb，当第一共极电压配线的失真电压大于Vb时，模拟数字转换器ADC1则输出高准位，反之则低准位；当第二共极电压配线的失真电压大于Va时，模拟数字转换器ADC2则输出高准位，反之则低准位；Va和Vb的值大小设定依据液晶显示面板的光电实际条件来调整。

有益效果：在本发明的方案中，根据共极电压的失真量来适时控制像素极性设定可以有效降低共极电压被耦合而导致电压失真从而导致显示画面色偏的问题。

附图说明

图1为现有液晶面板的等效电路简略图；

图2为现有液晶面板在One Pixel On/Off模式的显示画面下设定V1H1 DotInversion反转方法出现色偏的示意图；

图3为现有液晶面板在One Pixel On/Off模式的显示画面下设定V1H2 DotInversion反转方法无色偏的示意图；

图4为现有液晶面板在Two Pixel On/Off模式的显示画面下设定V1H2 DotInversion反转方法示意图；

图5为本发明液晶显示器的结构示意图；

图6为本发的取样器和控制器的电路示意图；

图7为本发的时序与波形示意图。

图中100、液晶面板，10、取样器，20、控制器；30、时序控制器，101、源极信号线，102、栅极扫描线，103、共极信号线，104、共极电压总线，105、第一共极电压配线，106、第二共极电压配线106，50、60、回授点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明是在现有技术的液晶显示的设计基础上，增加控制电路来适时控制像素极性设定,避免因共极电压被耦合使共极电压失真从而导致显示画面色偏。

如图5所示为本发明液晶显示器的结构示意图，该液晶显示器包括：液晶显示面板100，其垂直方向配置的m条数据线和水平方向设置的n条栅极线彼此交叉限定形成m*n个像素单元并呈矩阵排列；TFT（薄膜晶体管）设置在扫描线与信号线相交部分的附近；为液晶面板100的数据线提供数据信号的源极驱动器S_Dr；为栅极线提供扫描信号的栅极驱动器G_Dr；为源极驱动器S_Dr提供H2DOT控制信号的控制器（H2DOT控制器）20；对液晶面板100的共极电压进行取样的共极电压取样器10；以及控制源极驱动器S_Dr、栅极驱动器G_Dr和共极电压取样器10的时序控制器30。

具有m*n个像素单元的矩阵式液晶面板100，在垂直方向上配置有m条源极信号线101、在水平方向上配置n条栅极扫描线102以及与扫描线102相同数量的共极信号线103，各共极信号线103与液晶面板100的像素单元外围即显示区外围配置的共极电压总线104相电性连接；同时，配置有m*n个薄膜晶体管TFT。另外，在液晶面板100的像素单元外围即显示区外围增设第一共极电压配线105和第二共极电压配线106。其中，第一共极电压配线105和第二共极电压配线106平行并与各源极信号线101重叠配置；第一共极电压配线105一端与共极电压总线104相连接并输入共极电压，而另一端则定义为共极电压的回授点50并输出回授电压；同理，第二共极电压配线106一端与共极电压总线104相连接并输入共极电压，而另一端则定义为共极电压的回授点60并输出回授电压。

共极电压取样器10包含取样电路1和取样电路2，如图6所示的取样器的电路方框图。取样电路1和取样电路2分别包括运算放大器OP1和OP2。OP1与第一共极电压配线105的回授点50相连接；OP2与第二共极电压配线106的回授点60相连接；且运算放大器OP1内连接第一开关K1和电容C1，该第一开关K1控制运算放大器OP1的通断；运算放大器OP2内连接第二开关K2和电容C2，该第二开关K2控制运算放大器OP2的通断；取样电路1和取样电路2对回授点50和回授点60输出的回授电压进行取样后要经过一减法器进行运算，最后将运算后的电压输入给控制器20。

控制器20包括两个模拟数字转换器ADC1和ADC2和SR触发器，将共极电压取样器10输入的电压经过转换运算后，将控制信号的控制信号即H2DOT信号输入给源驱动器S_Dr进而对液晶显示面板像素的极性控制。

时序控制器30采用从外部施加给液晶显示面板100的同步信号和时钟信号用于控制栅极驱动器G_Dr和源极驱动器S_Dr的控制信号。用于控制栅极驱动器G_Dr的控制信号包括栅极起始脉冲。用于控制源极驱动器S_Dr的控制信号包括源起始脉冲、源以为脉冲以及极性信号POL。极性信号POL是指每一条水平线的极性控制信号的源极驱动器S_Dr施加的数据信号的极性。时序控制器30同时也产生SH_CLK信号，此信号输出给共极电压取样器10来做取样频率。

栅极驱动器G_Dr响应于时序控制器30的控制信号为栅极线顺序施加扫描脉冲，从而选择液晶显示面板100的水平线为其提供薄膜晶体管TFT的栅极驱动信号。

源极驱动器S_Dr响应于时序控制器30的控制信号把数字视频数据转换为相当于灰度级值的模拟伽马电压，即数据信号；响应与极性信号POL反转数据电压的极性；并且为数据线施加数据电压。源极驱动器S_Dr同时响应于控制器20的数据信号，控制器是控制源极驱动器的每一个端子或每两个端子为相同极性，而其相邻通到与之相反极性，使得源极驱动器输出为正极性输出或负极性输出给液晶面板驱动。

如图5～6所示，当共极电压总线104一端输入共极电压Vcom301时，因第一共极电压配线105和第二共极电压配线106与共极电压总线104相连接，故第一共极电压配线105和第二共极电压配线106也输入共极电压Vcom301；而第一、第二共极电压配线的回授点50、回授点60分别输出共极回授电压Vcom_FB1和Vcom_FB2。共极电压取样器10的取样电路1和取样电路2分别对第一共极电压配线的回授点50和第二共极电压配线的回授点60的输出共极回授电压Vcom_FB1和Vcom_FB2进行取样，即将回授点50输出的共极回收电压Vcom_FB1输入给取样器1；将回授点60输出的共极回授电压Vcom_FB2输入给取样器2；

取样器1使用来自时序控制器30的SH_CLK1信号来做取样与归零，如图7所示的取样器的时序示意图。当SH_CLK1信号在奇数图帧的第某(X)条扫描线进行扫描时做取样，其余做归零。其中，SH_CLK1信号频率为同步与奇数图帧频率的二分之一。即在T1时间内，取样电路1的开关K1闭合，取得正极性失电压V302波形，而取样电路2的开关K2断开，取样电路做归零并输出为共极电压Vcom301；同理，取样电路2中使用来自时序控制器30的SH_CLK2信号来做取样与归零，SH_CLK2信号在偶数图帧的第某(X)条扫描线进行扫描时做取样，其余做归零。其中，SH_CLK2信号频率为同步的偶数图帧频率的二分之一。即在T2时间内，取样电路1的开关K1断开，取样电路做归零并输出为共极电压Vcom301，而取样电路2的开关K2闭合，取得负极性失真电压V304波形。

将取样电路1取样电压减掉共极电压Vcom301后得第一共极电压配线的失真电压Vpo；将共极电压Vcom301减掉取样电路2取样电压后得第二共极电压配线的失真电压Vno。将Vpo和Vno分别输入控制器20的模拟数字转换器1和模拟数字转换器2，当Vpo大于Vb时，模拟数字转换器ADC1则输出高准位，反之则低准位；当Vno大于Va时，模拟数字转换器ADC2则输出高准位，反之则低准位。Va和Vb的值大小设定依据面板光电实际条件来调整。最后将模拟数字转换器ADC1输出连接到S端子；模拟数字转换器ADC2输出连接到R端子，SR触发器真值表为S=1;R=0条件下Q=1，当S=1变0;R=0Q=1(保持)；若S=0;R=1条件下Q=0，当S=0;R=0Q=0(保持)。此SR触发器的Q输出连接到源极驱动器Ｓ_Dr。

当共极电压取样器30输出的电压Vpo大于Vb值后，控制信号即H2DOT信号会由原本的低准位转为高准位，H2DOT信号改变后取样器1与取样器2之电压就会随之降低到小于Va与Vb电压，此时H2DOT信号会一直维持在高准位。当显示画面又变化造成共极电压失真变大后，若共极电压取样器30输出的电压Vno大于Va值后，H2DOT信号会由原本的高准位转为低准位，由于H2DOT信号改变后取样器1与取样器2之电压就会随之降低到小于Va与Vb电压，此时H2DOT信号会一直维持在低准位，如图7所示的H2DOT波形图。

H2DOT信号高准位时，像素电压之极性排列方式为源极驱动器S_Dr某相邻两个端子输出极性相同与其相邻两个端子极性不同。H2DOT信号低准位时，像素电压之极性排列方式为源极驱动器S_Dr某一个端子输出极性与其相邻端子极性不同，如表一所示，

表一

H2DOT控制信号是控制水平方向的像素极性排列。而POL控制信号是控制垂直平方向的画素极性排列，例如，Y1输出的垂直平方向的画素极性，POL=1在第一条扫描线(G1)时之画素极性为正；POL=0在第二条扫描线(G2)时之画素极性为负；POL=1在第三条扫描线(G3)时之画素极性为正，依此类推。

源极驱动器S_Dr根据H2DOT控制器20输出的H2DOT信号和极性信号POL对液晶面板100的像素极性适时控制，可以有效降低共极电压被耦合。消除共极电压失真造成的显示画面色偏的现象，提高显示质量。

Claims

1.一种液晶显示器，其特征在于：包括，

2.根据权利要求1所述的一种液晶显示器，其特征在于：所述的取样器包括取样电路1和取样电路2并分别对第一共极电压配线和第二共极电压配线的回授电压进行取样。

3.根据权利要求1所述的一种液晶显示器，其特征在于：所述的控制器包括模拟数字转换器ADC1、模拟数字转换器ADC2以及SR触发器。

4.根据权利要求1所述的一种液晶显示器，其特征在于：所述的控制器输出的控制信号是控制液晶显示面板的水平方向的像素极性排列。

5.一种液晶显示器的驱动方法，该液晶显示器包括液晶显示面板，设置有由彼此交叉的多条数据线和多条栅极线限定的像素单元；在像素单元的外围还设有共极电压总线、第一共极电压配线以及第二共极电压配线，第一共极电压配线和第二共极电压配线的一端分别与共极电压总线相连接并输入共极电压，而另一端则定义为共极电压的回授点并输出回授电压；对所述的第一共极电压配线和第二共极电压配线的回授电压进行取样的取样器；连接到像素单元的栅极驱动器和源极驱动器、用于控制栅极驱动器和源极驱动器的时序控制器和对源极驱动器进行信号控制的控制器，该方法包括：

6.根据权利要求5所述的一种液晶显示器的驱动方法，其特征在于：所述的

控制信号是控制液晶显示面板的水平方向的像素极性排列。

7.根据权利要求5所述的一种液晶显示器的驱动方法，其特征在于：所述的

控制信号为高准位时，像素电压之极性排列方式为源极驱动器某相邻两个端子输出极性相同与其相邻两个端子极性不同；所述的控制信号为低准位时，像素电压之极性排列方式为源极驱动器某一个端子输出极性与其相邻端子极性不同。

8.根据权利要求5所述的一种液晶显示器的驱动方法，其特征在于：对所述的第一共极电压配线的输出回授电压进行取样的取样频率为同步的奇数图帧频率的二分之一；对所述的第二共极电压配线的输出回授电压进行取样的取样频率为同步的偶数图帧频率的二分之一。

9.根据权利要求5所述的一种液晶显示器的驱动方法，其特征在于：对所述的第一共极电压配线的输出回授电压进行取样时，第二共极电压配线的取样电路2做归零并输出为共极电压；对所述的第二共极电压配线的输出回授电压进行取样时，第一共极电压配线的取样电路1做归零并输出为共极电压。

10.根据权利要求5所述的一种液晶显示器的驱动方法，其特征在于：所述的模拟数字转化器设置失真电压的上下限电压Va和电压Vb，当第一共极电压配线的失真电压大于Vb时，模拟数字转换器ADC1则输出高准位，反之则低准位；当第二共极电压配线的失真电压大于Va时，模拟数字转换器ADC2则输出高准位，反之则低准位；Va和Vb的值大小设定依据液晶显示面板的光电实际条件来调整。