CN115527505A - 液晶面板公共电压控制电路 - Google Patents

液晶面板公共电压控制电路 Download PDF

Info

Publication number
CN115527505A
CN115527505A CN202110702881.1A CN202110702881A CN115527505A CN 115527505 A CN115527505 A CN 115527505A CN 202110702881 A CN202110702881 A CN 202110702881A CN 115527505 A CN115527505 A CN 115527505A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
coupled
control circuit
pmos transistor
nmos transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110702881.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115527505B (zh
Inventor
黄望哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Howell Tddi Ontario LLP
Original Assignee
Howell Tddi Ontario LLP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Howell Tddi Ontario LLP filed Critical Howell Tddi Ontario LLP
Priority to CN202110702881.1A priority Critical patent/CN115527505B/zh
Priority to US17/848,130 priority patent/US11580928B2/en
Priority to TW111123638A priority patent/TWI814458B/zh
Publication of CN115527505A publication Critical patent/CN115527505A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115527505B publication Critical patent/CN115527505B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
    • G09G3/3655—Details of drivers for counter electrodes, e.g. common electrodes for pixel capacitors or supplementary storage capacitors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306—Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134336—Matrix
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3696—Generation of voltages supplied to electrode drivers
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/02—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators characterised by the way in which colour is displayed
    • G09G5/022—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators characterised by the way in which colour is displayed using memory planes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/06—Details of flat display driving waveforms
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0223—Compensation for problems related to R-C delay and attenuation in electrodes of matrix panels, e.g. in gate electrodes or on-substrate video signal electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0242—Compensation of deficiencies in the appearance of colours
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/10—Special adaptations of display systems for operation with variable images
    • G09G2320/103—Detection of image changes, e.g. determination of an index representative of the image change
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/021—Power management, e.g. power saving
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2340/00—Aspects of display data processing
    • G09G2340/04—Changes in size, position or resolution of an image
    • G09G2340/0407—Resolution change, inclusive of the use of different resolutions for different screen areas
    • G09G2340/0435—Change or adaptation of the frame rate of the video stream

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

本发明涉及一种液晶面板公共电压控制电路。根据本发明的一实施例，一种电压控制电路，用以提供公共电压至液晶面板的公共电极，液晶面板包含M行×N列像素单元，各像素单元均耦接至公共电极，电压控制电路包含设置为负反馈组态的运算放大器，运算放大器包括：输入级、增益级及输出级，其中输出级包括第二NMOS晶体管和第二PMOS晶体管，第二NMOS晶体管的栅极接收第一控制信号，第二NMOS晶体管的漏极耦接至第一PMOS晶体管的栅极，且第二NMOS晶体管的源极耦接至第二参考电压，第二PMOS晶体管的栅极接收第二控制信号，第二PMOS晶体管的漏极耦接至第一NMOS晶体管的栅极，且第二PMOS晶体管的源极耦接至第三参考电压。

Description

液晶面板公共电压控制电路
技术领域
本发明大体涉及显示面板控制技术，尤其涉及液晶面板公共电压控制电路。
背景技术
在平板显示领域，包括薄膜场效应晶体管(TFT)屏在内的液晶显示器具有画质好、体积小、重量轻、低驱动电压、低功耗、无辐射和制造成本低等优点，已在产业界获得广泛应用。
大多数液晶显示器需要为其显示像素提供公共电压(以下简称“VCOM电压”)，VCOM电压通常可由例如包含运算放大器的公共电压调节器(以下简称“VCOM调节器”)生成，VCOM调节器将生成的VCOM电压自VCOM调节器的输出端处提供至液晶显示器中的所有像素。经适当校准的VCOM电压可使液晶显示器的每一像素正确操作，并防止像素材料发生损坏。在较低的帧速率下，具有VCOM电压的液晶显示器通常能够顺畅操作。
然而，为满足日益增长的性能与画质要求，显示面板的刷新频率可提高到例如120Hz或者144Hz。在上述高帧率应用中，当像素值发生较大变化时，VCOM电压受到显示面板的驱动电压的影响也较严重，VCOM调节器可能会来不及完成充电/放电。此外，VCOM调节器和显示面板的各像素点之间具有等效寄生电阻-电容(RC)负载，像素点距离VCOM调节器越远，RC负载越大，使VCOM调节器对其进行充电/放电所需的时间越长，越有可能无法及时完成充电/放电。以上因素都会导致显示面板的视觉体验发生劣化，且在某些图案切换的情况下，例如绿色-紫红色(Green-Magenta)，上述视觉体验劣化将体现得更为突出。
有鉴于此，本领域迫切需要提供改进方案以增强VCOM调节器的驱动能力。
发明内容
本公开提供了一种液晶面板公共电压控制电路，以增强VCOM调节器的驱动能力。
根据本发明的一实施例，提出了一种电压控制电路，用以提供公共电压至液晶面板的公共电极，所述液晶面板包含M行×N列像素单元，各像素单元均耦接至所述公共电极，且M及N皆为大于零的整数，其中所述电压控制电路包含：运算放大器，所述运算放大器设置为负反馈组态，所述运算放大器包括：输入级，其具有第一差分输入端、第二差分输入端、第一差分输出端和第二差分输出端，其中所述第一差分输入端经配置以接收第一参考电压，所述第二差分输入端经配置以接收所述公共电压，所述输入级经由所述第一差分输出端和所述第二差分输出端输出第一差分输出信号对；增益级，其具有第三差分输入端、第四差分输入端、第三差分输出端和第四差分输出端，其中所述第三差分输入端耦接至所述第一差分输出端，所述第四差分输入端耦接至所述第二差分输出端，所述第三差分输出端和所述第四差分输出端输出第二差分输出信号对；以及输出级，其具有第五差分输入端、第六差分输入端、输出端、第一NMOS晶体管和第一PMOS晶体管，其中所述第五差分输入端耦接至所述第三差分输出端，所述第六差分输入端耦接至所述第四差分输出端，所述第一PMOS晶体管的栅极耦接至所述第五差分输入端且所述第一NMOS晶体管的栅极耦接至所述第六差分输入端，所述第一NMOS晶体管的源极耦接至第二参考电压，所述第一PMOS晶体管的源极耦接至第三参考电压，且所述第一NMOS晶体管的漏极与所述第一PMOS晶体管的漏极共同耦接至所述输出端，所述输出端输出所述公共电压，所述输出端耦接至所述液晶面板的所述公共电极，所述第三参考电压大于所述第一参考电压，所述第一参考电压大于所述第二参考电压；其特征在于，所述输出级还包括第二NMOS晶体管和第二PMOS晶体管，所述第二NMOS晶体管的栅极接收第一控制信号，所述第二NMOS晶体管的漏极耦接至所述第一PMOS晶体管的栅极，且所述第二NMOS晶体管的源极耦接至所述第二参考电压，所述第二PMOS晶体管的栅极接收第二控制信号，所述第二PMOS晶体管的漏极耦接至所述第一NMOS晶体管的栅极，且所述第二PMOS晶体管的源极耦接至所述第三参考电压。
本发明实施例可以增强VCOM调节器的驱动能力(即，提供过驱动能力)，从而显著改善显示面板的性能与画质，特别是高帧率应用下的性能与画质。
附图说明
图1显示液晶面板像素数组的结构示意图。
图2显示由VCOM调节器向液晶面板像素数组提供VCOM电压的示意图。
图3显示液晶面板像素数组的寄生RC负载示意图。
图4显示根据本发明一实施例的电压控制电路示意图。
图5显示根据本发明一实施例增强VCOM电压驱动能力的电路及相关波形示意图。
图6显示根据本发明一实施例增强VCOM电压驱动能力的效果波形示意图。
具体实施方式
为更好的理解本发明的精神，以下结合本发明的部分优选实施例对其作进一步说明。
以下揭示内容提供了多种实施方式或例示，其能用以实现本揭示内容的不同特征。下文所述之组件与配置的具体例子系用以简化本揭示内容。当可想见，这些叙述仅为例示，其本意并非用于限制本揭示内容。举例来说，在下文的描述中，将一第一特征形成于一第二特征上或之上，可能包括某些实施例其中所述的第一与第二特征彼此直接接触；且也可能包括某些实施例其中还有额外的组件形成于上述第一与第二特征之间，而使得第一与第二特征可能没有直接接触。此外，本揭示内容可能会在多个实施例中重复使用组件符号和/或标号。此种重复使用乃是基于简洁与清楚的目的，且其本身不代表所讨论的不同实施例和/或组态之间的关系。
以下详细地讨论本发明的各种实施方式。尽管讨论了具体的实施，但是应当理解，这些实施方式仅用于示出的目的。相关领域中的技术人员将认识到，在不偏离本发明的精神和保护范围的情况下，可以使用其他部件和配置。
图1显示液晶面板像素数组的结构示意图。如图1所示，液晶面板(10)包含M行×N列像素单元，M行像素单元在图1中显示为像素单元行L1、像素单元行L2、…、像素单元行LM-1、像素单元行LM，N列像素单元在图1中显示为像素单元列C1、像素单元列C2、…、像素单元列CN，其中M和N均为正整数。并且，M行×N列像素单元中的每一像素单元均包含红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素，在图1中分别以R、G、B表示。作为一实施例，液晶面板(10)可为薄膜场效应晶体管(TFT)屏。
图2显示由VCOM调节器向液晶面板像素数组提供VCOM电压的示意图。与图1所示的液晶面板(10)相对应，图2中的液晶面板(200)包含M行×N列像素单元，且M行×N列像素单元中的各像素单元均包含红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素。每一子像素内部均包含晶体管T和电容C。其中，每一晶体管T的漏极耦接至数据线(例如，红色子像素的晶体管T耦接至红色数据线SR1、SR2、……、SRN，绿色子像素的晶体管T耦接至绿色数据线SG1、SG2、……、SGN，且蓝色子像素的晶体管T耦接至蓝色数据线SB1、SB2、……、SBN)。每一晶体管T的源极耦接至其所在的子像素中的电容C的一端，每一晶体管T的栅极耦接至相应的扫描线(G1、G2、……、GM-1、GM)，且各电容C的另一端统一耦接至VCOM电压。该VCOM电压由VCOM调节器(201)提供。应可理解，晶体管T的源极与栅极之间还包含寄生电容(未示出)。
在图2中，VCOM调节器(201)由设置为负反馈组态的运算放大器(202)实现，运算放大器(202)的同相输入端(﹢)接收参考电压VREF，且其反向输入端(﹣)与运算放大器(202)的输出端耦接，运算放大器(202)的输出端(也即VCOM调节器(201)的输出端)向液晶面板(200)的各像素单元统一提供VCOM电压。然而，应可理解，VCOM调节器(201)也可采用任何适宜电路提供稳定的VCOM电压，而不限于由负反馈运算放大器实现。
图3显示液晶面板像素数组的寄生RC负载示意图。图3的示意图与图2所示的液晶面板(200)相对应，具体来说，从VCOM调节器(201)的输出端往液晶面板(200)看进去，每个子像素贡献的等效寄生电阻Rp和寄生电容Cp及其耦接关系如图2所示，VCOM调节器(301)提供的VCOM电压经由这些寄生电阻Rp和寄生电容Cp接地，且每行像素中的所有子像素彼此级联，从而构成如图3所示的寄生RC网络。尽管每一子像素的寄生电阻Rp和寄生电容Cp较小，但当液晶面板(300)包含大量子像素时，所构成的寄生RC网络将给VCOM调节器(301)带来沉重负载。应可理解，各个子像素的寄生电阻Rp和寄生电容Cp之间可存在细微差别，这些细微差别通常取决于液晶面板的生产工艺和过程。
仍参见图3，对于距离VCOM调节器(301)输出端较近的像素列(302)，VCOM调节器(301)只需驱动像素列(302)中有限的寄生电阻电容即可。而对于距离VCOM调节器(301)输出端较远的像素列(303)，VCOM调节器(301)不仅要驱动像素列(303)中的寄生电阻电容，还要驱动沿整个液晶面板(300)长度方向与该像素列(303)级联的全部寄生电阻电容。显然，VCOM调节器(301)对于远端像素的驱动能力远小于对于近端像素的驱动能力，这将显著削弱VCOM调节器(301)的整体驱动能力。
不仅如此，当液晶面板的驱动电压波动经由寄生电容耦合至距离VCOM调节器输出端较远的像素点时，远端像素的输出电压将无法及时得以稳定或恢复。例如，液晶面板(300)的驱动电压Vs经由寄生电容Cpar_s耦合至距离VCOM调节器(301)输出端较远的像素列(303)。当驱动电压Vs发生波动并经由寄生电容Cpar_s影响像素列(303)的像素输出电压时，VCOM调节器(301)将无法及时稳定像素列(303)的像素输出电压，原因在于，VCOM调节器(301)的驱动能力不足，故无法在标准所限制的充电/放电时间内抵消像素列(303)的像素输出电压波动，使VCOM电压来不及回到在标准所允许的电压范围，即出现电平稳定度的问题。并且，上述问题在高帧率(例如120Hz或者144Hz)应用下将变得尤为突出，从而严重影响显示面板的性能与画质。
以上因素会导致显示面板的视觉体验发生劣化。特别是对绿色-紫红色(Green-Magenta)图案而言，该视觉体验劣化将体现得更为明显。例如，绿色图案所对应的子像素值为R＝0、G＝255、B＝0，紫红色图案所对应的子像素值为R＝255、G＝0、B＝255，当液晶面板(300)在绿色和紫红色之间切换时，这同样要求红色、绿色和蓝色数据线上的输出波形都会进行最大幅度的跳变以实现上述赋值，且穿插著不同的跳动方向，即同时有0到255和255到0的跳动，使对VCOM电压产生最严重的干扰，对显示面板的视觉体验带来严峻挑战。
为此，本发明创造性地提出了一种液晶面板公共电压控制电路，以有效地增强VCOM电压的驱动能力，下文将详细叙述。
图4显示根据本发明一实施例的电压控制电路示意图。如图4所示，电压控制电路(40)包括由运算放大器(400)实现的VCOM调节器，该运算放大器(400)包含输入级(401)、增益级(402)及输出级(403)。其中，输入级(401)具有第一差分输入端(4011)、第二差分输入端(4012)、第一差分输出端(4013)和第二差分输出端(4014)，其中第一差分输入端(4011)作为运算放大器(400)的同相输入端(﹢)接收第一参考电压(VREF)，第二差分输入端(4012)作为运算放大器(400)的反相输入端(﹣)接收负反馈的公共电压(即VCOM电压)。并且，输入级(401)经由第一差分输出端(4013)和第二差分输出端(4014)输出第一差分输出信号对。
增益级(402)具有第三差分输入端(4021)、第四差分输入端(4022)、第三差分输出端(4023)和第四差分输出端(4024)，其中第三差分输入端(4021)耦接至第一差分输出端(4013)，第四差分输入端(4022)耦接至第二差分输出端(4014)。增益级(402)放大来自第一差分输出端(4013)和第二差分输出端(4014)输出的第一差分输出信号对，并经由第三差分输出端(4023)和第四差分输出端(4024)输出经放大的第二差分输出信号对。
输出级(403)具有第五差分输入端(4031)、第六差分输入端(4032)、输出端(4033)、第一NMOS晶体管(MN1)和第一PMOS晶体管(MP1)，其中第五差分输入端(4031)耦接至第三差分输出端(4023)，第六差分输入端(4032)耦接至第四差分输出端(4024)，第一PMOS晶体管(MP1)的栅极耦接至第五差分输入端(4031)且第一NMOS晶体管(MN1)的栅极耦接至第六差分输入端(4032)，第一NMOS晶体管(MN1)的源极耦接至第二参考电压(例如接地)，第一PMOS晶体管(MP1)的源极耦接至第三参考电压(例如供电电压)，且第一NMOS晶体管(MN1)的漏极与第一PMOS晶体管(MP1)的漏极共同耦接至输出端(4033)，该输出端(4033)以负反馈方式耦接至运算放大器(400)的第二差分输入端(4012)，并耦接至的液晶面板(未示出)的公共电极以向液晶面板提供VCOM电压。其中，第三参考电压(例如供电电压)大于第一参考电压(VREF)，且第一参考电压(VREF)大于第二参考电压(例如接地)。
为了增强VCOM电压的驱动能力，运算放大器(400)的输出级(403)中还包含第二NMOS晶体管(MN2)和第二PMOS晶体管(MP2)，第二NMOS晶体管(MN2)的栅极接受第一控制信号(FOD)(亦可称作下降沿过驱动(rising edge over-drive)信号，以下简称“FOD信号”)的控制，第二NMOS晶体管(MN2)的漏极耦接至第一PMOS晶体管(MP1)的栅极，且第二NMOS晶体管(MN2)的源极耦接至第二参考电压(例如接地)；第二PMOS晶体管(MP2)的栅极接受第二控制信号(ROD)(亦可称作上升沿过驱动(falling edge over-drive)信号，以下简称“ROD信号”)的控制，第二PMOS晶体管(MP2)的漏极耦接至第一NMOS晶体管(MN1)的栅极，且第二PMOS晶体管(MP2)的源极耦接至第三参考电压(例如供电电压)。作为一实施例，当液晶面板驱动电压即将出现电压下降时，FOD信号可使第二NMOS晶体管(MN2)导通从而降低第一PMOS晶体管(MP1)的栅极电压，使第一PMOS晶体管(MP1)对输出端(4033)及时进行充电以提升VCOM电压，从而达到稳定VCOM电压的目的。类似地，当液晶面板驱动电压即将出现电压上升时，ROD信号可使第二PMOS晶体管(MP2)导通从而升高第一NMOS晶体管(MN1)的栅极电压，使第一NMOS晶体管(MN1)对输出端(4033)及时进行放电以降低VCOM电压，从而达到稳定VCOM电压的目的。具体实施方式将在下文关于图5的描述中详细叙述。
在一实施例中，电压控制电路(40)可进一步包含控制信号产生电路(404)，以向运算放大器(400)中的第二NMOS晶体管(MN2)和第二PMOS晶体管(MP2)分别提供FOD信号和ROD信号。控制信号产生电路(404)包含视频信号分析电路(405)和数字逻辑定序器(406)。
视频信号分析电路(405)对于待显示的视频信号进行分析并发送信号以指示数字逻辑定序器(406)生成所需的FOD信号或ROD信号。作为一实施例，视频信号包括红、蓝和绿色像素值，视频信号分析电路依据红、蓝或绿色像素值的变化来产生分析结果。例如(但不限于)，当红、蓝或绿色像素值由第一值变化为第二值且第二值高于第一值时(例如红、蓝或绿色像素值由0变为255时)，ROD信号控制第二PMOS晶体管(MP2)导通。为了准确地反映像素值的升高程度，可进一步使ROD信号控制第二PMOS晶体管(MP2)导通的时间长度与第二值和第一值的差值成正比。类似地，当红、蓝或绿色像素值由第三值变化为第四值且第四值低于第三值时(例如红、蓝或绿色像素值由255变为0时)，FOD信号控制第二NMOS晶体管(MN2)导通。为了准确地反映像素值的降低程度，可进一步使FOD信号控制第二NMOS晶体管(MN2)导通的时间长度与第三值和第四值的差值成正比。
数字逻辑定序器(406)根据视频信号分析电路(405)的指示并根据系统时序生成彼此不发生重叠的FOD信号或ROD信号，即，确保第二NMOS晶体管(MN2)和第二PMOS晶体管(MP2)不同时导通。
图5显示根据本发明一实施例增强VCOM电压驱动能力的电路及相关波形示意图。图5下方示出了电压控制电路(50)向液晶面板(500)提供VCOM电压的电路结构。为便于讨论，图5中的电压控制电路(50)仅示出了运算放大器的输出级电路，其中，第一NMOS晶体管(MN1)、第一PMOS晶体管(MP1)、第二NMOS晶体管(MN2)和第二PMOS晶体管(MP2)的拓扑结构与图4相同，此处不再赘述。区别在于，ROD信号经由反相器(503)耦接至第二PMOS晶体管(MP2)的栅极。此外，为便于讨论，液晶面板(500)中的寄生RC网络被简化表示为寄生电阻Rtotal和寄生电容Ctotal，驱动电压Vs经由寄生电容Cpar_s提供至液晶面板(500)。
图5上方分别示出了增强VCOM电压驱动能力的相关波形示意图。参见波形示意图(501)，当驱动电压Vs出现电压上升时，如不采用本发明所提出的电压控制电路，则VCOM电压将如VCOM波形中粗实线所示的那样先随驱动电压Vs升高而跃升，继而在驱动电压Vs稳定在较高电位后回落。然而，当采用本发明所提出的电压控制电路时，一旦驱动电压Vs出现电压上升，可立即使ROD信号同步升高并维持一段时间(此时间长度例如(但不限于)可与驱动电压Vs升高时间大致相等)以使第二PMOS晶体管(MP2)导通并使第一NMOS晶体管(MN1)额外减小一部分VCOM电压，则VCOM电压可如VCOM波形中细实线所示的那样先随驱动电压Vs升高而仅发生小幅度升高，继而在驱动电压Vs稳定在较高电位后快速回落，从而及时稳定VCOM电压。应可理解，可进一步
类似地，参见波形示意图(502)，当驱动电压Vs出现电压下降时，如不采用本发明所提出的电压控制电路，则VCOM电压将如VCOM波形中粗实线所示的那样先随驱动电压Vs下降而陡降，继而在驱动电压Vs稳定在较低电位后回升。然而，当采用本发明所提出的电压控制电路时，一旦驱动电压Vs出现电压下降，可立即使FOD信号同步升高并维持一段时间(此时间长度例如(但不限于)可与驱动电压Vs下降时间大致相等)以使第二NMOS晶体管(MN2)导通并使第一PMOS晶体管(MP1)额外增加一部分VCOM电压，则VCOM电压可如VCOM波形中细实线所示的那样先随驱动电压Vs下降而仅发生小幅度下降，继而在驱动电压Vs稳定在较低电位后快速回升，从而及时稳定VCOM电压。
图6显示根据本发明一实施例增强VCOM电压驱动能力的效果波形示意图。如图6所示，液晶面板的驱动电压Vs会发生上升或下降等波动，从而影响加载到液晶面板各个像素的实际VCOM电压。
由于驱动电压Vs存在波动，本申请的电压控制电路(40)为了抵消波动，会使实际输出的VCOM电压，即在输出端(4033)处的VCOM电压，随着驱动电压Vs的上升和下降进行相反的电压的改变，使VCOM电压传递到液晶面板的各子像素时能够符合标准的规范。
参见图6，由于本发明的电压控制电路(40)已对将要显示的视频信号进行过分析并有针对性地生成所需控制信号(例如FOD和ROD信号)，因此，当驱动电压Vs出现波动时，电压控制电路(40)能够在其输出端(4033)处及时输出与驱动电压Vs的上升和下降相反的输出VCOM电压(601)。得益于此，近端VCOM电压仅随驱动电压Vs波动而发生小幅度波动便在驱动电压Vs稳定时段内快速收敛，如近端VCOM电压波形(602)所示。类似地，远端VCOM电压也仅随驱动电压Vs波动而发生小幅度波动便在驱动电压Vs稳定时段内快速收敛，如远端VCOM电压波形(603)所示。从图6可以看出，在标准明确规范必须在T1时刻确保VCOM电压收敛至预设的电压误差阈值区间(610)内且在T1至T2时间段内持续保持收敛的情况下，增强后的近端VCOM电压波形(602)和远端VCOM电压波形(603)都能够确保满足上述标准规范，尽管远端VCOM电压波形(603)的收敛速度会因其寄生RC负载相对较大而比近端VCOM电压波形(602)的收敛速度稍慢一些。
作为一实施例，一种芯片可包含上文各实施例所述的控制电路。进一步地，上述芯片以及由此芯片加以控制的液晶面板(例如薄膜场效应晶体管(TFT)屏)可包含在一种电子装置中。
本发明所提出的液晶面板公共电压控制电路能够有效地增强VCOM调节器的驱动能力，并改善显示面板在高帧率应用下的性能与画质。
需要说明的是，在本说明书通篇中对“本发明一实施例”或类似术语的参考意指连同其它实施例一起描述的特定特征、结构或特性包含于至少一个实施例中且可未必呈现在所有实施例中。因此，短语“本发明一实施例”或类似术语在本说明书通篇中的各处的相应出现未必指同一实施例。
此外，可以任何适合方式来组合任何特定实施例的所述特定特征、结构或特性与一或多个其它实施例。
本发明的技术内容及技术特点已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种电压控制电路，用以提供公共电压至液晶面板的公共电极，所述液晶面板包含M行×N列像素单元，各像素单元均耦接至所述公共电极，且M及N皆为大于零的整数，其中所述电压控制电路包含：
运算放大器，所述运算放大器设置为负反馈组态，所述运算放大器包括：
输入级，其具有第一差分输入端、第二差分输入端、第一差分输出端和第二差分输出端，其中所述第一差分输入端经配置以接收第一参考电压，所述第二差分输入端经配置以接收所述公共电压，所述输入级经由所述第一差分输出端和所述第二差分输出端输出第一差分输出信号对；
增益级，其具有第三差分输入端、第四差分输入端、第三差分输出端和第四差分输出端，其中所述第三差分输入端耦接至所述第一差分输出端，所述第四差分输入端耦接至所述第二差分输出端，所述第三差分输出端和所述第四差分输出端输出第二差分输出信号对；以及
输出级，其具有第五差分输入端、第六差分输入端、输出端、第一NMOS晶体管和第一PMOS晶体管，其中所述第五差分输入端耦接至所述第三差分输出端，所述第六差分输入端耦接至所述第四差分输出端，所述第一PMOS晶体管的栅极耦接至所述第五差分输入端且所述第一NMOS晶体管的栅极耦接至所述第六差分输入端，所述第一NMOS晶体管的源极耦接至第二参考电压，所述第一PMOS晶体管的源极耦接至第三参考电压，且所述第一NMOS晶体管的漏极与所述第一PMOS晶体管的漏极共同耦接至所述输出端，所述输出端输出所述公共电压，所述输出端耦接至所述液晶面板的所述公共电极，所述第三参考电压大于所述第一参考电压，所述第一参考电压大于所述第二参考电压；
其特征在于，所述输出级还包括第二NMOS晶体管和第二PMOS晶体管，所述第二NMOS晶体管的栅极接收第一控制信号，所述第二NMOS晶体管的漏极耦接至所述第一PMOS晶体管的栅极，且所述第二NMOS晶体管的源极耦接至所述第二参考电压，所述第二PMOS晶体管的栅极接收第二控制信号，所述第二PMOS晶体管的漏极耦接至所述第一NMOS晶体管的栅极，且所述第二PMOS晶体管的源极耦接至所述第三参考电压。
2.根据权利要求1所述的电压控制电路，其中：
当所述第一控制信号控制所述第二NMOS晶体管导通时，拉低所述第一PMOS晶体管的栅极电压以升高所述输出级的所述输出端处的所述公共电压；以及
当所述第二控制信号控制所述第二PMOS晶体管导通时，升高所述第一NMOS晶体管的栅极电压以降低所述输出级的所述输出端处的所述公共电压。
3.根据权利要求2所述的电压控制电路，其中所述第二NMOS晶体和第二PMOS晶体不同时导通。
4.根据权利要求1所述的电压控制电路，其中所述电压控制电路还包括：
控制信号产生电路，
视频信号分析电路，用来依据欲播放于所述液晶面板的视频信号，产生分析结果；以及
数字逻辑定序器，用来依据所述分析结果产生所述第一控制信号及所述第二控制信号。
5.根据权利要求4所述的电压控制电路，其中所述视频信号包括红、蓝和绿色像素值，所述视频信号分析电路依据所述红、蓝或绿色像素值的变化来产生所述分析结果。
6.根据权利要求5所述的电压控制电路，其中当所述红、蓝或绿色像素值由第一值变化为第二值，且所述第二值高于所述第一值时，所述第二控制信号控制所述第二PMOS晶体管导通。
7.根据权利要求6所述的电压控制电路，其中所述第二控制信号控制所述第二PMOS晶体管导通的时间长度正相关于所述第二值和所述第一值的差值。
8.根据权利要求5所述的电压控制电路，其中当所述红、蓝或绿色像素值由第三值变化为第四值，且所述第四值低于所述第三值时，所述第二控制信号控制所述第二NMOS晶体管导通。
9.根据权利要求8所述的电压控制电路，其中所述第二控制信号控制所述第二NMOS晶体管导通的时间长度正相关于所述第三值和所述第四值的差值。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电压控制电路，其中所述液晶面板为薄膜场效应晶体管屏。
11.一种芯片，包含：
如权利要求1至10中任一项所述的电压控制电路。
12.一种电子装置，包含：
如权利要求11所述的芯片；以及
所述液晶面板。
CN202110702881.1A 2021-06-24 2021-06-24 液晶面板公共电压控制电路 Active CN115527505B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110702881.1A CN115527505B (zh) 2021-06-24 2021-06-24 液晶面板公共电压控制电路
US17/848,130 US11580928B2 (en) 2021-06-24 2022-06-23 Circuit of controlling common voltage of liquid crystal panel
TW111123638A TWI814458B (zh) 2021-06-24 2022-06-24 液晶面板共同電壓控制電路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110702881.1A CN115527505B (zh) 2021-06-24 2021-06-24 液晶面板公共电压控制电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115527505A true CN115527505A (zh) 2022-12-27
CN115527505B CN115527505B (zh) 2023-06-30

Family

ID=84542420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110702881.1A Active CN115527505B (zh) 2021-06-24 2021-06-24 液晶面板公共电压控制电路

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11580928B2 (zh)
CN (1) CN115527505B (zh)
TW (1) TWI814458B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101615049A (zh) * 2008-06-24 2009-12-30 联发科技股份有限公司 参考缓冲电路
CN101840662A (zh) * 2009-03-11 2010-09-22 恩益禧电子股份有限公司 显示面板驱动器以及使用其的显示装置
US7911437B1 (en) * 2006-10-13 2011-03-22 National Semiconductor Corporation Stacked amplifier with charge sharing
CN102163958A (zh) * 2010-02-19 2011-08-24 瑞萨电子株式会社 运算放大器、显示面板驱动器和显示装置
US20130088473A1 (en) * 2011-10-07 2013-04-11 Renesas Electronics Corporation Output circuit, data driver, and display device
CN112564649A (zh) * 2019-09-10 2021-03-26 敦泰电子股份有限公司 运算放大器电路

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140111496A1 (en) * 2012-10-22 2014-04-24 Apple Inc. Displays with Circuitry for Compensating Parasitic Coupling Effects
US9606382B2 (en) * 2015-05-14 2017-03-28 Apple Inc. Display with segmented common voltage paths and common voltage compensation circuits
KR102618596B1 (ko) * 2016-09-30 2023-12-28 엘지디스플레이 주식회사 터치센서 내장형 표시장치
CN107016974A (zh) * 2017-05-05 2017-08-04 惠科股份有限公司 显示面板及其应用的显示装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7911437B1 (en) * 2006-10-13 2011-03-22 National Semiconductor Corporation Stacked amplifier with charge sharing
CN101615049A (zh) * 2008-06-24 2009-12-30 联发科技股份有限公司 参考缓冲电路
CN101840662A (zh) * 2009-03-11 2010-09-22 恩益禧电子股份有限公司 显示面板驱动器以及使用其的显示装置
JP2010210978A (ja) * 2009-03-11 2010-09-24 Renesas Electronics Corp 表示パネルドライバ及びそれを用いた表示装置
CN102163958A (zh) * 2010-02-19 2011-08-24 瑞萨电子株式会社 运算放大器、显示面板驱动器和显示装置
US20130088473A1 (en) * 2011-10-07 2013-04-11 Renesas Electronics Corporation Output circuit, data driver, and display device
CN112564649A (zh) * 2019-09-10 2021-03-26 敦泰电子股份有限公司 运算放大器电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN115527505B (zh) 2023-06-30
TWI814458B (zh) 2023-09-01
TW202316409A (zh) 2023-04-16
US20220415281A1 (en) 2022-12-29
US11580928B2 (en) 2023-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101167314B1 (ko) 액정표시장치
CN109147688B (zh) 显示面板数据电压的控制方法、显示面板及显示设备
KR100239092B1 (ko) 액정표시장치의 구동방법
KR102034061B1 (ko) 액정 표시 장치
JP4704438B2 (ja) 表示装置
US7973782B2 (en) Display apparatus, driving method of the same and electronic equipment using the same
US9799291B2 (en) Pixel driving circuit and driving method thereof
US9081218B2 (en) Liquid crystal display device
US20090147164A1 (en) Display apparatus and electronic equipment
CN109377960B (zh) 公共电压调节电路及公共电压调节方法
US10446100B2 (en) Array substrate, liquid crystal display and display device
CN115223513A (zh) 液晶显示面板及其补偿方法
US20230005445A1 (en) Gate driving circuit and display panel
KR20110096424A (ko) 온도보상회로 및 이를 구비한 액정표시소자
CN115527505B (zh) 液晶面板公共电压控制电路
KR101213945B1 (ko) 액정표시장치 및 그의 구동 방법
KR100619163B1 (ko) 공통전압 발생장치
KR20070098370A (ko) 수평전계방식 액정표시소자
CN108399905B (zh) 显示驱动电路及显示驱动方法
KR100853212B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 구동 방법
KR20070064111A (ko) 액정표시장치 및 그의 구동 방법
JP3876803B2 (ja) 電気光学装置及びその駆動方法、駆動回路並びに電子機器
US20120229441A1 (en) Liquid crystal display panel
KR20170020673A (ko) 표시 장치 및 이의 구동 방법
TWI413075B (zh) 顯示器及其伽瑪調整電路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant