CN106128396B - 共电极稳压电路、显示面板及共电极稳压方法 - Google Patents

共电极稳压电路、显示面板及共电极稳压方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种共电极稳压电路、显示面板及共电极稳压方法，该共电极稳压电路包括：控制模块，实时获取共电极的电压，根据所述共电极的电压生成稳压信号与控制信号，所述稳压信号用于稳定共电极的电压，所述控制信号用于开启或关闭晶体管；晶体管，其输出端与共电极相连接，其输入端接收所述稳压信号，其控制端接收所述控制信号，所述晶体管根据控制信号开启或关闭，将接收到的稳压信号传输至共电极；隔离电容，其两极板分别并接于晶体管的控制端与输入端，用于防止所述稳压信号在晶体管寄生电容的作用下导致晶体管误开启。该稳压电路能够消除或削弱共电极电压Vcom的周期性波动，进而降低由于共电极电压的波动而引发的显示串扰，实时控制效果好。

Description

共电极稳压电路、显示面板及共电极稳压方法
技术领域
本发明属于液晶显示领域，尤其涉及一种共电极稳压电路、显示面板及共电极稳压方法。
背景技术
串扰是指某一区域的画面会影响到其他区域的画面，引发串扰的原因主要是由于两条信号线之间的耦合、信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。在液晶面板上设置有大量横纵交错排布的信号线，在信号线之间存在着寄生电感与寄生电容，因此而引发的串扰是影响液晶显示画质的一个重要原因。
图1为现有技术中的VA模式的液晶面板发生水平串扰的显示示意图。如图所示，暗色区域A的灰阶为128灰阶，亮色区域B的灰阶为255灰阶。在未发生串扰的情况下，两个区域的显示都应该是均匀的。但由于在显示区域B时，数据线上的灰阶电压信号要存在从128灰阶到255灰阶，再从255灰阶到128灰阶的跳变，因此实际中的显示画面如图1所示，位于区域B横向的两侧的区域A部分会变得比区域A的其它部分更暗一些，即出现了水平串扰。
本发明基于上述问题提出解决方案以消除或降低液晶面板的水平串扰，提高显示画质。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种能够消除或降低液晶面板的水平串扰的解决方案。
为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种共电极稳压电路，包括控制模块，实时获取共电极的电压，根据所述共电极的电压生成稳压信号与控制信号，所述稳压信号用于稳定共电极的电压，所述控制信号用于开启或关闭晶体管；晶体管，其输出端与共电极相连接，其输入端接收所述稳压信号，其控制端接收所述控制信号，所述晶体管根据控制信号开启或关闭，将接收到的稳压信号传输至共电极；隔离电容，其两极板分别并接于晶体管的控制端与输入端，用于防止所述稳压信号在晶体管寄生电容的作用下导致晶体管误开启。
优选地，所述控制模块包括：检测单元，其实时获取共电极的电压；比较单元，其对获取的共电极电压与预设的阈值电压进行比较，当共电极电压大于阈值电压时，输出用于开启所述晶体管的控制信号；当共电极电压小于等于阈值电压时，输出用于关闭所述晶体管的控制信号。
优选地，所述控制模块还包括：开关单元，与所述比较单元相连接，在比较单元输出用于开启所述晶体管的控制信号的同时输出稳压信号；在比较单元输出用于关闭所述晶体管的控制信号的同时不输出信号。
本申请的实施例还提供了一种显示面板，包括阵列基板，所述阵列基板设置有共电极，与所述共电极同层设置有共电极稳压电路，所述共电极稳压电路包括：控制模块，实时获取共电极的电压，根据所述共电极的电压生成稳压信号与控制信号，所述稳压信号用于稳定共电极的电压，所述控制信号用于开启或关闭晶体管；晶体管，其输出端与共电极相连接，其输入端接收所述稳压信号，其控制端接收所述控制信号，所述晶体管根据控制信号开启或关闭，将接收到的稳压信号传输至共电极；隔离电容，其两极板分别并接于晶体管的控制端与输入端，用于防止所述稳压信号在晶体管寄生电容的作用下导致晶体管误开启。
优选地，所述控制模块包括：检测单元，其实时获取共电极的电压；比较单元，其对获取的共电极电压与预设的阈值电压进行比较，当共电极电压大于阈值电压时，输出用于开启所述晶体管的控制信号；当共电极电压小于等于阈值电压时，输出用于关闭所述晶体管的控制信号。
优选地，所述控制模块还包括：开关单元，与所述比较单元相连接，在比较单元输出用于开启所述晶体管的控制信号的同时输出稳压信号；在比较单元输出用于关闭所述晶体管的控制信号的同时不输出信号。
优选地，所述显示面板被沿数据线方向划分为多个稳压区域；所述晶体管及隔离电容沿数据线方向与所述稳压区域对应设置，在共电极的一侧或两侧边界处各设置一列，每列晶体管及隔离电容各自由一个控制模块控制；对于每列晶体管，其控制端及输入端分别耦接在一起，共同接收对应于该列的控制模块所生成的控制信号及稳压信号。
优选地，对应于同一稳压区域的两个隔离电容的电容值相等，每列隔离电容的电容值沿数据信号延迟程度增加的方向增大。
优选地，所述控制模块基于获取的数据信号延迟程度最严重的稳压区域的共电极的电压生成控制信号。
另一方面，提供了一种共电极稳压方法，包括：实时获取共电极的电压；比较所述共电极的电压与预设的阈值电压；当共电极电压大于阈值电压时，生成并输出控制信号与稳压信号，所述稳压信号在所述控制信号的操作下传输至共电极以稳定其电压；当共电极电压小于等于阈值电压时，生成并输出关闭传输的控制信号。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
通过对共电极电压信号进行实时反馈与比较来维持共电极电压信号的稳定，能够消除或削弱共电极电压Vcom的周期性波动，进而降低由于共电极电压的波动而引发的显示串扰，实时控制效果好。
本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为现有技术中的VA模式的液晶面板发生水平串扰的显示示意图；
图2为VA模式的液晶面板发生水平串扰时的数据线、共电极线上的波形示意图；
图3为根据本发明一实施例的共电极稳压电路的结构示意图；
图4为根据本发明一实施例的共电极稳压电路工作时的波形示意图；
图5为对共电极稳压电路的隔离电容进行稳压效果仿真的示意图；
图6为根据本发明另一实施例的显示面板的结构示意图；
图7为显示面板上的共电极的结构示意图；
图8为根据本发明又一实施例的共电极稳压方法的流程示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
对液晶面板发生水平串扰的原因进行分析，根据液晶面板的显示原理，面板的亮度和像素电极与共电极之间的压差ΔV存在着依赖关系，理想情况下，不同画素对应的压差ΔV均一性越好，面板亮度的均一性也就越好。然而由于信号延迟、电容耦合等作用的影响，导致不同区域的共电极电压Vcom会出现不同程度的周期性波动(ripple)，严重时甚至出现漂移(shift)。
举例而言，当显示面板的数据线电位发生变化时，便会经由数据线与共电极线Vcom之间的寄生电容在共电极线Vcom处形成一个瞬间的电位跳变，此时，若Vcom的信号延迟较为严重或电压驱动能力不足，则电位无法很快恢复到预设定电位。这个电位跳变会通过显示面板上储存电容的耦合作用拉低像素跨压，导致像素亮度降低从而形成水平串扰。
根据公式ΔV＝Vpixel-Vcom，在像素电极的电压Vpixel一致的情况下，共电极电压Vcom的变化使得面板内部不同区域的ΔV出现变异，严重影响显示画面的品质。
图2为VA模式的液晶面板发生水平串扰时的数据线、共电极线上的波形示意图，如图所示，假设该VA模式的液晶面板采用的是行反转(Row Inversion)的驱动方式。数据线A是区域A内的一条数据线，其驱动电压始终为128灰阶电位，数据线B是穿过区域B的一条数据线，其驱动电压有2/3的时间为128灰阶电位，1/3的时间为255灰阶电位，数据线A和数据线B的电位周期性反转，导致共电极线Vcom的电位也发生相应的变化。Vcom电位变化导致的结果是画面整体偏暗，而255灰阶电位的横向区域则会由于Vcom电位变化更大而出现颜色更暗的水平区块。
基于此，本发明实施例中提出一种能够稳定共电极电压的方法，下面结合具体实施例进行说明。
图3为根据本发明一实施例的共电极稳压电路的结构示意图，如图所示，该共电极稳压电路包括控制模块31、晶体管32与隔离电容33。控制模块31与共电极相连接，实时获取共电极电压作为检测信号。控制模块31与晶体管32的控制端(栅极)相连接，隔离电容33的两极板分别并接于晶体管32的控制端与输入端。
控制模块31实时获取共电极的电压，根据共电极的电压生成稳压信号与控制信号。生成的稳压信号Vs用于稳定共电极的电压Vcom，生成的控制信号Vc用于开启或关闭晶体管。
晶体管32的输出端(漏极)与共电极相连接，晶体管32在接收到的控制信号的操作下开启或关闭。如图3所示，当控制信号为高电平时，晶体管32开启，当控制信号为低电平时，晶体管32关闭。晶体管32的输入端(源极)连接控制模块31输出的稳压信号Vs。
控制模块31通过反馈控制晶体管32，以实现稳压信号Vs的传输以及对共电极电压Vcom的稳压。如图3所示，控制模块31进一步包括，检测单元311、比较单元312和开关单元313。
检测单元311用于实时获取共电极的电压的峰值，如图4所示，原始波形Vcom在发生扰动时，其波形发生变化，Vcom的幅值与Vcom的理想值之间的差值，该差值能够表示共电极电压扰动的严重程度。
比较单元312用于对获取的共电极电压(即Vcom的幅值)与预设的阈值电压进行比较，当共电极电压大于阈值电压时，输出用于开启晶体管32的控制信号。当共电极电压小于等于阈值电压时，输出用于关闭晶体管32的控制信号。
如图4所示，当原始波形波动较小时，Vc输出低电位，Vs关闭，不对共电极的电压施加稳压作用。当原始波形波动较大时，Vc输出高电位，Vs开启，对共电极产生稳压作用。稳压效果如图4中的稳压波形所示，通过对共电极电压进行反馈控制，能够有效地减少共电极电压的波动。
可以看出，稳压信号Vs实际上是一个交流信号，仅在晶体管32开启的时候才输出有效的稳压信号，例如电压值为7V的高电平信号。在晶体管32关闭的时候，晶体管输入端施加的稳压信号也相应地撤销，实际中，可以采用0V的电位或是高阻进行输出，根据电路设计而定。
开关单元313用于生成并输出稳压信号Vs，且与比较单元312输出控制信号实现同步输出。具体的，在比较单元312输出用于开启晶体管32的控制信号的同时输出稳压信号Vs。在比较单元312输出用于关闭晶体管32的控制信号的同时不输出信号。
相比于直流稳压信号，本发明实施例中的交流稳压信号能够有效降低电路的功耗，减少因直流信号持续作用的功耗而带来的发热，有利于提高相关电路的可靠性。降低功耗与减少发热对于大尺寸液晶显示设备非常重要。
进一步地，交流稳压信号Vs有可能通过晶体管32的源极与栅极之间的寄生电容的作用，对晶体管32的栅极产生预期以外的控制作用，例如在共电极的电压未达到开启条件的情况下，由于寄生电容的作用，使晶体管32的栅极有一个瞬时的高电压，进而错误的开启晶体管32。
因此，在本发明的实施例中，在晶体管32的栅极和源极之间并联接入隔离电容33，用于防止交流稳压信号Vs在晶体管寄生电容的作用下导致晶体管误开启。隔离电容需要设置为具有较大的电容值，因为这样才能有效地隔离扰动的传播。
图5为对共电极稳压电路的隔离电容进行稳压效果仿真的示意图，如图所示，不同的Cs值的稳压效果有所不同，当隔离电容Cs较小时，稳压效果不明显，通过示波器对共电极电压进行观察，仍然呈现出较明显的毛刺。隔离电容Cs越大，稳压效果越明显，共电极电压通过示波器呈现出的电压波形毛刺越小。
本发明实施例的共电极稳压电路，能够消除或削弱共电极电压Vcom的周期性波动，进而降低由于共电极电压的波动而引发的显示串扰。
本发明实施例中，通过对共电极电压信号进行实时反馈与比较来维持共电极电压信号的稳定，实时控制效果好。
图6为根据本发明另一实施例的显示面板的结构示意图，该显示面板包含一阵列基板，在阵列基板上设置有用于画面显示的像素单元矩阵，用于驱动像素单元矩阵的扫描线、数据线以及共电极。
根据阵列基板上数据线所传输的数据信号的延迟程度，将该显示面板的共电极划分为多个稳压区域。各稳压区域沿显示面板的数据线方向排列。对应于每个稳压区域，在共电极的一侧或两侧边界处各设置一列晶体管及隔离电容。在超高清显示设备中，通常是双边驱动的，两边均有共电极电压信号，因此，对应于两侧的共电极电压信号，各设置一列晶体管及隔离电容。
在阵列基板上还设置有两个控制模块，每个控制模块控制一列晶体管与隔离电容。对于每一列晶体管，其控制端及输入端分别耦接在一起，共同接收对应于该列的控制模块所生成的控制信号及稳压信号。
对共电极进行区域划分基于如下的事实，尽管显示面板的共电极具有一体式结构(如图7所示)，但当使用示波器对共电极电压的波形进行观测时，不同区域的波形是不同的，具体表现为，数据信号的延迟程度严重的区域，波形的毛刺明显，波形恶化。数据信号的延迟程度轻微的区域，波形的毛刺较少。如果用万用表测量共电极电压的有效值，测量结果也显示为不同。
在本发明实施例中，当多个稳压区域的共电极电压发生周期性波动，并同时反馈至其所述列的控制模块后，控制模块基于获取的数据信号延迟程度最严重的稳压区域的共电极的电压生成控制信号。
进一步地，对应于同一稳压区域的两个隔离电容的电容值相等，如图6所示，隔离电容61和61’，62和62’等分别对应相等。
每一列隔离电容的电容值沿数据信号延迟程度增加的方向增大，如图6所示，以从下向上扫描的显示面板为例，可知显示面板上方的数据信号延迟更严重，因而相应地设置电容值较大的隔离电容，下方的信号延迟轻微，因而设置电容值较小的隔离电容。
根据电容的计算公式C＝εS/4πkd可知，Cs越大，需要的面积S越大，这样并不利于液晶面板的设计。而在本发明的实施例中，区别性的设置共电极稳压电路的隔离电容能够有效的节省显示面板的面积，为其他功能结构提供更多的布线空间。
本发明实施例中，将显示面板划分多个稳压区域，通过对不同稳压区域的共电极电压进行近侧反馈，充分考虑了信号延迟作用的影响，有利于降低共电极电位通过电容耦合作用向单一方向漂移的风险。
同时通过在不同区域设置电容大小不同的稳压结构，可以有效地节省稳压结构所占空间并实现不同的稳压效果，此外引入的反馈电路可以有效降低液晶面板的功耗。
图8为根据本发明又一实施例的共电极稳压方法的流程示意图，如图所示，该方法包括以下步骤：
步骤S810、实时获取共电极的电压。
步骤S820、比较共电极的电压与预设的阈值电压。
步骤S830、当共电极电压大于阈值电压时，生成并输出控制信号与稳压信号，在控制信号的操作下将稳压信号传输至共电极以稳定其电压。
步骤S840、当共电极电压小于等于阈值电压时，生成并输出关闭传输的控制信号。
各步骤的执行可以参考前述实施例的稳压电路与显示面板的相关内容获得，此处不再赘述。
本发明实施例的共电极稳压方法，可以有效改善共电极电压Vcom的周期性波动，改善液晶面板由于共电极电压的周期性波动引起的诸如水平串扰等画面亮度不均问题。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种共电极稳压电路，包括：
控制模块，实时获取共电极的电压，根据所述共电极的电压生成稳压信号与控制信号，所述稳压信号用于稳定共电极的电压，所述控制信号用于开启或关闭晶体管；
晶体管，其输出端与共电极相连接，其输入端接收所述稳压信号，其控制端接收所述控制信号，所述晶体管根据控制信号开启或关闭，将接收到的稳压信号传输至共电极；以及
隔离电容，其两极板分别并接于晶体管的控制端与输入端，用于防止所述稳压信号在晶体管寄生电容的作用下导致晶体管误开启；
其中，所述控制模块包括：
检测单元，其实时获取共电极的电压；
比较单元，其对获取的共电极电压与预设的阈值电压进行比较，当共电极电压大于阈值电压时，输出用于开启所述晶体管的控制信号；当共电极电压小于等于阈值电压时，输出用于关闭所述晶体管的控制信号；以及
开关单元，与所述比较单元相连接，在比较单元输出用于开启所述晶体管的控制信号的同时输出有效的稳压信号；在比较单元输出用于关闭所述晶体管的控制信号的同时输出高阻或0V电位。
2.一种显示面板，包括阵列基板，所述阵列基板设置有共电极，其特征在于，
与所述共电极同层设置有共电极稳压电路，所述共电极稳压电路包括：
控制模块，实时获取共电极的电压，根据所述共电极的电压生成稳压信号与控制信号，所述稳压信号用于稳定共电极的电压，所述控制信号用于开启或关闭晶体管；
晶体管，其输出端与共电极相连接，其输入端接收所述稳压信号，其控制端接收所述控制信号，所述晶体管根据控制信号开启或关闭，将接收到的稳压信号传输至共电极；以及
隔离电容，其两极板分别并接于晶体管的控制端与输入端，用于防止所述稳压信号在晶体管寄生电容的作用下导致晶体管误开启；
其中，所述控制模块包括：
检测单元，其实时获取共电极的电压；
比较单元，其对获取的共电极电压与预设的阈值电压进行比较，当共电极电压大于阈值电压时，输出用于开启所述晶体管的控制信号；当共电极电压小于等于阈值电压时，输出用于关闭所述晶体管的控制信号；以及
开关单元，与所述比较单元相连接，在比较单元输出用于开启所述晶体管的控制信号的同时输出有效的稳压信号；在比较单元输出用于关闭所述晶体管的控制信号的同时输出高阻或0V电位。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，
所述显示面板被沿数据线方向划分为多个稳压区域；
所述晶体管及隔离电容沿数据线方向与所述稳压区域对应设置，在共电极的一侧或两侧边界处各设置一列，每列晶体管及隔离电容各自由一个控制模块控制；
对于每列晶体管，其控制端及输入端分别耦接在一起，共同接收对应于该列的控制模块所生成的控制信号及稳压信号。
4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，对应于同一稳压区域的两个隔离电容的电容值相等，每列隔离电容的电容值沿数据信号延迟程度增加的方向增大。
5.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述控制模块基于获取的数据信号延迟程度最严重的稳压区域的共电极的电压生成控制信号。
6.一种如权利要求2所述的显示面板的共电极稳压方法，包括：
实时获取显示面板中数据信号延迟程度最严重的区域的共电极的电压；
比较所述共电极的电压与预设的阈值电压：
当所述共电极的电压大于预设的阈值电压时，生成并输出控制信号与稳压信号，所述稳压信号在所述控制信号的操作下传输至共电极以稳定其电压；
当共电极的电压小于等于预设的阈值电压时，生成并输出关闭传输的控制信号。
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