CN104795035B - 公共电压产生电路、阵列基板以及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公共电压产生电路、阵列基板以及液晶显示装置，所述公共电压产生电路适用于液晶显示装置，所述公共电压产生电路包括侦测单元以及供电单元。侦测单元，通过多条数据线与源极驱动器电性相连，源极驱动器用于给多条数据线提供数据驱动电压，侦测单元用于侦测提供给每一条数据线的数据驱动电压，并根据提供给每一条数据线的数据驱动电压得到参考公共电压，根据参考公共电压和馈通电压平均值得到调整后的公共电压，并将调整后的公共电压提供给供电单元；供电单元，与公共线相连，用于接收侦测单元提供的调整后的公共电压，并将调整后的公共电压通过公共线提供给公共电极。本发明能够提高液晶显示装置的显示品质。

Description

公共电压产生电路、阵列基板以及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种公共电压产生电路、阵列基板以及液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)具有画质好、体积小、重量轻、低驱动电压、低功耗、无辐射和制造成本相对较低等优点，目前在平板显示领域占主导地位。其广泛应用在台式计算机、掌上型计算机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、便携式电话、电视盒等多种办公自动化和视听设备中。

液晶显示装置包括阵列基板、彩色滤光基板、夹置于阵列基板和彩色滤光基板之间的液晶层，液晶显示装置工作时，加载驱动电压和公共电压至像素电极和公共电极以在液晶层之间产生电场，液晶分子的偏转方向会随着所加载的驱动电压和公共电压之差而改变，从而控制通过液晶层的光通过率，进而控制液晶显示装置的每个像素单元的亮度。

而公共电压是由公共电压产生电路产生的。图1是现有的公共电压产生电路的示意图。该公共电压产生电路包括一电压输入端11，一电压输出端12，电阻9、10，电容13、14和可调电阻15。该电压输入端11接收自供电电路(图中未示出)输出的直流电压，公共电压产生电路的输入端11串接电阻10后连接至输出端11。电容13、14分别连接于输出端11和地之间，电阻9、15串联连接于输出端11和地之间。电容13、14与电阻9和15的串联电路并联，输出端12设置在电阻10和电容14之间的节点处，其输出的公共电压即为电阻9与可调电阻15两端的电压。当对公共电压进行调节时，仅需调节可调电阻15的阻值，即可改变可调电阻15与电阻9两端的电压，实现对公共电压的调节，进而输出合适的公共电压。

但是，在现有的液晶显示装置中，由于显示装置工作时产生电场，会有电荷产生。关机时，像素电极和公共电极上施加的电压消失，这些聚集的电荷不会立即释放消失，有的电荷释放很慢，也就是慢电荷。显示装置关机时会有慢电荷残留，导致液晶在这些残留慢电荷的作用下容易出现极化现象，而由上述公共电压产生电路加载到公共电极的公共电压容易受到液晶极化现象的影响而出现升高或降低的现象，使得实际所加载至公共电极的公共电压不稳定，往往会偏离液晶显示装置公共电极所需要的最佳公共电压，进而会导致液晶显示装置显示的画面出现抖动、残像、显示灰阶异常以及串音等问题，影响液晶显示装置的显示品质。

发明内容

本发明提供一种公共电压产生电路、阵列基板以及液晶显示装置，解决上述液晶显示装置由于液晶极化使得实际所加载至公共电极的公共电压不稳定等问题。

所述技术方案如下：

本发明提供了一种公共电压产生电路，其中所述公共电压产生电路适用于液晶显示装置，所述公共电压产生电路包括侦测单元以及供电单元，侦测单元通过多条数据线与源极驱动器电性相连，源极驱动器用于给多条数据线提供数据驱动电压，侦测单元用于侦测提供给每一条数据线的数据驱动电压，并根据提供给每一条数据线的数据驱动电压得到参考公共电压，根据参考公共电压和馈通电压平均值得到调整后的公共电压，并将调整后的公共电压提供给供电单元；供电单元与公共线相连，用于接收侦测单元提供的调整后的公共电压，并将调整后的公共电压通过公共线提供给公共电极。

在本发明的一个实施例中，参考公共电压的计算公式为：Vc＝(V1+V2+…+Vn)/n，V1＝(Sgh1+Sgl1)/2，V2＝(Sgh2+Sgl2)/2，Vn＝(Sghn+Sgln)/2，其中，n为大于零的整数，Vc为参考公共电压，V1、V2、Vn分别为提供给第1条、第2条和第n条数据线的数据驱动电压的平均值，Sgh1、Sgl1分别为提供给第1条数据线的数据驱动电压的最大值和最小值，Sgh2、Sgl2分别为提供给第2条数据线的数据驱动电压的最大值和最小值，Sghn、Sgln分别为提供给第n条数据线的数据驱动电压的最大值和最小值。

在本发明的一个实施例中，调整后的公共电压的计算公式为：Vcom＝Vc±Vfeedthrough，其中，Vcom为调整后的公共电压，Vc为参考公共电压，Vfeedthrough为馈通电压平均值。

在本发明的一个实施例中，馈通电压为像素单元开启时的像素电极的电压与像素单元关闭时的像素电极的电压间的电压差。

在本发明的一个实施例中，馈通电压平均值的计算方法为：通过画面闪烁程度获取装置获取画面随时间闪烁的程度而得到馈通电压随时间的变化曲线，再根据馈通电压随时间的变化曲线而计算出馈通电压平均值。

在本发明的一个实施例中，馈通电压平均值计算公式为：Vfeedthrough＝(Feedthrough1+Feedthrough2+…+Feedthroughn)/n，Feedthrough1、Feedthrough2、Feedthroughn分别为第1个时段内、第2个时段内和第n个时段内的馈通电压值，每个时段内的馈通电压值的计算公式为：Feedthroughi＝(Vgi+1-Vgi)*Cgd/(Cgd+Clc+Cs)，其中，Vgi、Vgi+1分别为一条栅极线从打开到关闭第i时段内提供给一条栅极线的栅极扫描驱动信号的电压值，Vgi、Vgi+1分别为此时段内的像素电极电压值，Vcomm是提供给公共电极的公共电压值，Cgd、Clc、Cs分别为薄膜晶体管的栅极与漏极间的寄生电容值、液晶电容值和存储电容值，Feedthroughi为第i(i＝1、2、…、n)时段内馈通电压值。

本发明提供了一种阵列基板，所述阵列基板包括：栅极驱动器、源极驱动器、多条栅极线、多条数据线和多条公共线，栅极驱动器用于给栅极线提供栅极扫描驱动信号；源极驱动器用于给数据线提供数据驱动电压，多条栅极线与多条数据线绝缘相交，界定多个像素单元，每个像素单元包括一个薄膜晶体管、一个像素电极、一个公共电极和一个存储电容，像素电极和公共电极形成液晶电容，存储电容和液晶电容并联，薄膜晶体管的栅极与栅极线连接，薄膜晶体管的源极连接数据线，薄膜晶体管的漏极连接像素电极，公共电极与公共线相连，其中，阵列基板还包括上述公共电压产生电路。

本发明提供了一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括上述阵列基板。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

根据侦测单元侦测提供给每一条数据线的数据驱动电压，并根据提供给每一条数据线的数据驱动电压得到参考公共电压，根据参考公共电压和馈通电压平均值得到调整后的公共电压，并将调整后的公共电压提供给供电单元，以供供电单元将调整后的公共电压通过公共线提供给公共电极。这样就能够保证公共电压产生电路给公共电极提供的公共电压是最佳值，能够使公共电极的实际公共电压保持稳定，消除了现有技术中公共电压产生电路会受到液晶极化的影响，从而避免了液晶显示装置画面出现抖动、残像、显示灰阶异常以及串音等问题的发生，提高了液晶显示装置的显示品质。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是现有的公共电压产生电路的示意图；

图2是本发明第一实施例提供的液晶显示装置的结构示意图；

图3是图2所示的液晶显示装置的阵列基板的平面示意图；

图4是本发明第一实施例提供的公共电压产生电路的示意图；

图5是提供给第1条和第n条数据线的数据驱动电压的波形示意图；

图6A是图4所示的公共电压产生电路的像素单元在栅极线打开时的电容等效电路图；

图6B是图4所示的公共电压产生电路的像素单元在栅极线关闭时的电容等效电路图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的公共电压产生电路、阵列基板及其液晶显示装置其具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

第一实施例

图2是本发明第一实施例提供的液晶显示装置的结构示意图。图3是图2所示的液晶显示装置的阵列基板的平面示意图。请共同参考图2和图3，所述液晶显示装置包括阵列基板101、与阵列基板101相对设置的彩色滤光片基板103、夹在阵列基板101和彩色滤光片基板103之间的液晶层105。

彩色滤光片基板103包括彩色滤光光阻、透明保护层等本领域技术人员较为熟知的结构，在此不再赘述。

阵列基板101包括栅极驱动器311、源极驱动器104、靠近液晶层105的表面上设置的多条相互平行的栅极线320、多条与栅极线垂直的数据线145和多条公共线134。栅极驱动器311用于给所述栅极线320提供栅极扫描驱动信号；源极驱动器104用于给所述数据线145提供数据驱动电压。多条栅极线320与多条数据线145绝缘相交，界定多个像素单元330。每个像素单元330包括一个薄膜晶体管323、一个像素电极321、一个公共电极135和一个存储电容328，该像素电极321和公共电极135形成液晶电容327，存储电容328和液晶电容327并联。薄膜晶体管323的栅极与栅极线320连接，薄膜晶体管323的源极连接数据线145，薄膜晶体管323的漏极连接像素电极321。公共电极135与公共线134相连。

其中，阵列基板101还包括公共电压产生电路100。公共电压产生电路100连接至公共电极135，为其提供公共电压。

图4是本发明第一实施例的公共电压产生电路的示意图。请参考图4，本实施例的公共电压产生电路100包括：侦测单元102以及供电单元103。

侦测单元102通过多条数据线145与源极驱动器104电性相连，源极驱动器104用于给所述多条数据线145提供数据驱动电压。侦测单元102用于侦测提供给每一条数据线145的数据驱动电压，并根据提供给每一条数据线145的数据驱动电压得到参考公共电压，根据参考公共电压和馈通电压平均值得到调整后的公共电压，并将调整后的公共电压提供给供电单元103。

供电单元103与公共线134相连，用于接收侦测单元102提供的调整后的公共电压，并将调整后的公共电压通过公共线134提供给公共电极135。

本实施例中，参考公共电压的计算公式为：Vc＝(V1+V2+…+Vn)/n，V1＝(Sgh1+Sgl1)/2，V2＝(Sgh2+Sgl2)/2，Vn＝(Sghn+Sgln)/2，其中，n为大于零的整数，Vc为参考公共电压，V1、V2、Vn分别为提供给第1条、第2条和第n条数据线的数据驱动电压的平均值，Sgh1、Sgl1分别为提供给第1条数据线的数据驱动电压的最大值和最小值，Sgh2、Sgl2分别为提供给第2条数据线的数据驱动电压的最大值和最小值，Sghn、Sgln分别为提供给第n条数据线的数据驱动电压的最大值和最小值。在本实施例中，以半个周期波形作为实例。如图5所示，图5是提供给第1条和第n条数据线的数据驱动电压的波形示意图，S1、Sn分别为提供给第1条和第n条数据线的数据驱动电压的波形，S11、Sn1分别为提供给第1条和第n条数据线的数据驱动电压的平均值的波形。调整后的公共电压的计算公式为：Vcom＝Vc±Vfeedthrough，其中，Vcom为调整后的公共电压，Vc为参考公共电压，Vfeedthrough为馈通电压(Feedthrough)平均值。其中，上述公式中，取±号中的正号还是负号是由液晶显示装置是否能够获得最佳显示性能决定的，例如取正号能够保证液晶显示装置获得最佳显示性能，例如最不闪烁等，则取正号，反之，则取负号。

其中，馈通电压的产生原理及计算方法如下所述：因液晶显示装置工作时，栅极驱动器311通常会依序输出栅极扫描驱动信号至栅极线320，以逐行开启每一行像素，而数据线145则由源极驱动器104输入对应的数据驱动电压，藉此驱动液晶层中的液晶而改变其位置，其中液晶为透过像素电极与公共电极间的电场而驱动。以薄膜晶体管阵列基板而言，当显示装置的像素逐列开启时，每一像素单元的薄膜晶体管的漏极电压(等同于像素电极的电压)会呈现不稳定，亦即像素单元开启时的像素电极的电压与像素单元关闭时的像素电极的电压间会具有一电压差，而此电压差主要是因为薄膜晶体管的栅极与漏极间的寄生电容所致，并且电压差一般称为馈通电压。由于液晶在停止驱动后会自动恢复至起始状态，因此馈通电压的一种计算方法可以是：液晶显示器可以通过画面闪烁的程度找出馈通电压的变化曲线，也就是说馈通电压平均值与液晶本身的特性有关，其取值随液晶的不同而有所不同。即，一旦液晶材料确定，就可以通过在具有此液晶材料的液晶显示装置工作时，通过现有的画面闪烁程度获取装置获取画面随时间闪烁的程度而得到馈通电压随时间的变化曲线，再根据馈通电压随时间的变化曲线而计算出馈通电压平均值，即馈通电压(Feedthrough)的平均值Vfeedthrough＝(Feedthrough1+Feedthrough2+…+Feedthroughn)/n，Feedthrough1、Feedthrough2、Feedthroughn分别为第1个时间点(或时段内)、第2个时间点(或时段内)和第n个时间点(或时段内)的馈通电压值。

此外，馈通电压的另一种计算方法可以从如下电荷守恒原理中得出：如图6A和6B所示，薄膜晶体管的栅极与漏极间的寄生电容值为Cgd，因栅极线从打开(如图6A所示)到关闭(如图6B所示)时段内所有电容充放电电荷守恒，则根据所有电容充电时电荷与放电时电荷相等的电荷守恒原理可以得出如下公式：(Vd1-Vg1)*Cgd+(Vd1-Vcomm)*Clc+(Vd1-Vcomm)*Cs＝(Vd2-Vg2)*Cgd+(Vd2-Vcomm)*Clc+(Vd2-Vcomm)*Cs，Feedthrough1＝Vd2-Vd1＝(Vg2-Vg1)*Cgd/(Cgd+Clc+Cs)，其中，Vg1、Vg2分别为一条栅极线从打开到关闭第1时段内提供给一条栅极线320的栅极扫描驱动信号的电压值，Vd1、Vd2分别为此时段内的像素电极电压值，Vcomm是提供给公共电极135的公共电压值，Cgd、Clc、Cs分别为薄膜晶体管的栅极与漏极间的寄生电容值、液晶电容值和存储电容值，Feedthrough1为此第1时段内馈通电压值。假设在此第1时段内薄膜晶体管的栅极与漏极间的寄生电容值Cgd＝0.05pF，而假设液晶电容值Clc＝0.1pF，假设存储电容值Cs＝0.5pF(而一旦液晶材料确定，液晶电容和存储电容的值就是确定的)，并且假设栅极线从打开到关闭第1时段内栅极线320的栅极扫描驱动信号的电压差为-35伏特的话，则此第1时段内馈通电压值为Feedthrough1＝(Vg2-Vg1)*Cgd/(Cgd+Clc+Cs)＝-35*0.05/(0.05+0.1+0.5)＝2.69伏特。通过如上多个时段内的馈通电压计算就可以得到馈通电压随时间的变化曲线，再根据馈通电压随时间的变化曲线就可以计算出馈通电压的平均值，即馈通电压(Feedthrough)的平均值Vfeedthrough＝(Feedthrough1+Feedthrough2+…+Feedthroughn)/n，Feedthrough1、Feedthrough2、Feedthroughn分别为第1个时段内、第2个时段内和第n个时段内的馈通电压值，其中，第i(i＝1、2、…、n)时段内的馈通电压值的计算方法与上述第1时段内的馈通电压值的计算方法相同，即每个时段内的馈通电压值的计算公式为：Feedthroughi＝(Vgi+1-Vgi)*Cgd/(Cgd+Clc+Cs)，其中，Vgi、Vgi+1分别为一条栅极线从打开到关闭第i时段内提供给一条栅极线的栅极扫描驱动信号的电压值，Vgi、Vgi+1分别为此时段内的像素电极电压值，Vcomm是提供给公共电极的公共电压值，Cgd、Clc、Cs分别为薄膜晶体管的栅极与漏极间的寄生电容值、液晶电容值和存储电容值，Feedthroughi为第i(i＝1、2、…、n)时段内馈通电压值。

本实施例中，公共电压产生电路给公共电极135提供所需的调整后的公共电压，这样就能够保证给公共电极135提供的公共电压是最佳值，能够使实际公共电压保持稳定，消除了现有技术中公共电压产生电路会受到液晶极化的影响，从而避免了液晶显示装置画面出现抖动、残像、显示灰阶异常以及串音等问题的发生，提高了液晶显示装置的显示品质。

综上所述，本实施例提供的公共电压产生电路，通过侦测单元102侦测提供给每一条数据线145的数据驱动电压，并根据提供给每一条数据线145的数据驱动电压得到参考公共电压，根据参考公共电压和馈通电压平均值得到调整后的公共电压，并将调整后的公共电压提供给供电单元103，以供供电单元103将调整后的公共电压通过公共线134提供给公共电极135。这样就能够保证公共电压产生电路给公共电极135提供的公共电压是最佳值，能够使公共电极135的实际公共电压保持稳定，消除了现有技术中公共电压产生电路会受到液晶极化的影响，从而避免了液晶显示装置画面出现抖动、残像、显示灰阶异常以及串音等问题的发生，提高了液晶显示装置的显示品质。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种公共电压产生电路，所述公共电压产生电路适用于液晶显示装置，其特征在于，所述公共电压产生电路包括侦测单元以及供电单元；所述侦测单元通过多条数据线与源极驱动器电性相连，所述源极驱动器用于给所述多条数据线提供数据驱动电压，所述侦测单元用于侦测提供给每一条数据线的数据驱动电压，并根据提供给所述每一条数据线的所述数据驱动电压得到参考公共电压，根据所述参考公共电压和馈通电压平均值得到调整后的公共电压，并将所述调整后的公共电压提供给所述供电单元；所述供电单元与公共线相连，用于接收所述侦测单元提供的所述调整后的公共电压，并将所述调整后的公共电压通过所述公共线提供给公共电极。

2.根据权利要求1所述的公共电压产生电路，其特征在于，所述参考公共电压的计算公式为：Vc＝(V1+V2+…+Vn)/n，V1＝(Sgh1+Sgl1)/2，V2＝(Sgh2+Sgl2)/2，Vn＝(Sghn+Sgln)/2，其中，n为大于零的整数，Vc为所述参考公共电压，V1、V2、Vn分别为提供给第1条、第2条和第n条数据线的数据驱动电压的平均值，Sgh1、Sgl1分别为提供给第1条数据线的数据驱动电压的最大值和最小值，Sgh2、Sgl2分别为提供给第2条数据线的数据驱动电压的最大值和最小值，Sghn、Sgln分别为提供给第n条数据线的数据驱动电压的最大值和最小值。

3.根据权利要求1所述的公共电压产生电路，其特征在于，所述调整后的公共电压的计算公式为：Vcom＝Vc±Vfeedthrough，其中，Vcom为所述调整后的公共电压，Vc为所述参考公共电压，Vfeedthrough为所述馈通电压平均值。

4.根据权利要求3所述的公共电压产生电路，其特征在于，馈通电压为像素单元开启时的像素电极的电压与所述像素单元关闭时的所述像素电极的电压间的电压差。

5.根据权利要求3所述的公共电压产生电路，其特征在于，所述馈通电压平均值的计算方法为：通过画面闪烁程度获取装置获取画面随时间闪烁的程度而得到馈通电压随时间的变化曲线，再根据馈通电压随时间的变化曲线而计算出所述馈通电压平均值。

6.根据权利要求3所述的公共电压产生电路，其特征在于，所述馈通电压平均值计算公式为：Vfeedthrough＝(Feedthrough1+Feedthrough2+…+Feedthroughn)/n，Feedthrough1、Feedthrough2、Feedthroughn分别为第1个时段内、第2个时段内和第n个时段内的馈通电压值，每个时段内的馈通电压值的计算公式为：Feedthroughi＝(Vgi+1-Vgi)*Cgd/(Cgd+Clc+Cs)，其中，Vgi、Vgi+1分别为一条栅极线从打开到关闭第i时段内提供给一条栅极线的栅极扫描驱动信号的电压值，Vgi、Vgi+1分别为此时段内的像素电极电压值，Vcomm是提供给公共电极的公共电压值，Cgd、Clc、Cs分别为薄膜晶体管的栅极与漏极间的寄生电容值、液晶电容值和存储电容值，Feedthroughi为第i(i＝1、2、…、n)时段内馈通电压值。

7.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括栅极驱动器、源极驱动器、多条栅极线、多条数据线和多条公共线，所述栅极驱动器，用于给所述栅极线提供栅极扫描驱动信号；所述源极驱动器，用于给所述数据线提供数据驱动电压，所述多条栅极线与所述多条数据线绝缘相交，界定多个像素单元，每个像素单元包括一个薄膜晶体管、一个像素电极、一个公共电极和一个存储电容，所述像素电极和所述公共电极形成液晶电容，所述存储电容和所述液晶电容并联，所述薄膜晶体管的栅极与所述栅极线连接，所述薄膜晶体管的源极连接所述数据线，所述薄膜晶体管的漏极连接所述像素电极，所述公共电极与所述公共线相连，其中，所述阵列基板还包括如权利要求1-6任一项所述的公共电压产生电路。

8.一种液晶显示装置，其特征在于，其包括如权利要求7所述的阵列基板。