CN202110800U - 共用电压纠正器、液晶显示器驱动装置以及液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种共用电压纠正器及使用该共用电压纠正器的液晶显示器，为解决现有液晶显示器受水平串扰影响画质的问题而设计。本实用新型共用电压纠正器包括输入端、共用电压增强单元、失真电压纠正单元、耦合单元和输出端。共用电压增强单元包括第一运算放大器和第一电阻。失真电压纠正单元包括第二运算放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容和第二电容。耦合单元为第三电容。本实用新型共用电压纠正器可以通过调节共用电压纠正器中各个元件参数得到所需要的共用电压纠正电压，从而对共用电压进行主动性补偿，有效改善液晶显示器中的水平串扰问题。

Description

共用电压纠正器、液晶显示器驱动装置以及液晶显示器

技术领域

本实用新型涉及一种液晶显示器，尤其涉及一种液晶显示器驱动装置用共用电压纠正器。

背景技术

液晶显示面板组件是由上下两层基板以及位于两个基板之间的介电各向异性液晶层组成，其中，包括位于下层基板的像素电极和位于上层基板的共用电极。像素电极连接至薄膜晶体管(TFT)的开关元件，数据信号可以通过此开关元件将电压施加至像素电极。共用电极覆盖至整个上层基板的表面，并且将共用电压施加共用电极。通过将电压施加至两个电极，在液晶层中形成电场，并且通过调节液晶层中的电场强度，控制通过液晶层的光强，从而获得期望的图像。由于液晶存在直流驱动劣化特性，故需要给液晶层提供一个交变电场，通常是向像素电极施加相对于共用电压正负对称的数据电压。

实际应用中，在开关元件的栅极、漏极以及共用电极之间会形成寄生电容。寄生电容的存在使得共用电压与数据电压相耦合，从而导致共用电压相对于期望电压变得更高或更低而产生失真。在这种情况下，会导致向像素施加交流电时产生直流分量和不同的电压。当施加至像素的电压差变得足够大时，将会在画面上显示出条纹状水平串扰现象。由于该水平串扰会使图像质量劣化，故需要尽量消除这种水平串扰对显示画质的影响。

现有技术中的共用电压发生器，多数属于被动型补偿，只能部分减少共用电压的失真程度，所以其改善串扰的效果有限。

实用新型内容

为了克服上述的缺陷，本实用新型提供一种有效改善串扰问题的共用电压纠正器。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下措施实现的：共用电压纠正器，其特征在于，包括：

输入端，包括共用电压输入端和失真信号输入端；

共用电压增强单元，接收所述共用电压输入端输入的共用电压，增强共用电压的驱动能力并输出；

失真电压纠正单元，接收所述失真信号输入端输入的电压信号，将所述电压信号纠正并输出；

耦合单元，将所述共用电压增强单元和所述失真电压纠正单元输出的电压信号耦合并输出；

输出端，连接耦合单元输出端，输出信号。

特别是，所述共用电压增强单元包括第一运算放大器、第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的一端连接在所述第一运算放大器的同向端，另一端接共用电压输入端；所述第一运算放大器的反向端和输出端之间接第二电阻；所述输出端接该共用电压纠正器输出端。所述第一电阻和所述第二电阻的值为5K Ω～10KΩ。

特别是，所述失真电压纠正单元包括第二运算放大器，连接在所述第二运算放大器同向端和低电平之间的第三电阻，在所述第二运算放大器反向端与失真信号输入端之间串接的第四电阻和第一电容，以及在所述第二运算放大器反向端和输出端之间并连的第五电阻和第二电容。所述第三电阻R3的值为5KΩ～10KΩ，所述第四电阻和第五电阻的值为1KΩ～10KΩ，所述第一电容的值为100pF～1uF，所述第二电容的值为10pF～100pF。

特别是，所述耦合单元为第三电容，所述第三电容的一端接所述共用电压增强单元输出端，另一端接所述失真电压纠正单元输出端。所述第三电容的值为100pF～1uF。

特别是，所述第一运算放大器为差分放大器。

特别是，所述第二运算放大器为差分放大器。

一种液晶显示器驱动装置，包括：向液晶显示器传输数据的数据驱动器和栅极驱动器，向数据驱动器输出灰度电压的灰度电压发生器，还包括共用电压纠正器，所述共用电压纠正器为上述的共用电压纠正器。

一种液晶显示器，包括液晶显示面板组件和为所述液晶显示面板组件提供驱动信号的驱动装置，该驱动装置为上述的液晶显示器驱动装置。

本实用新型共用电压纠正器采用共用电压增强单元输出端和失真电压纠正单元输出端之间设置电容的结构，可以通过调节共用电压纠正器中比例微分积分(PID)负反馈运算放大器各个元件参数，较容易的得到所需要的共用电压纠正电压，从而对共用电压进行主动性补偿，有效改善液晶显示器中的水平串扰问题。

附图说明

图1为现有共用电压生成器结构示意图。

图2为本实用新型共用电压纠正器优选实施例结构示意图。

图3为图2中节点A电压示意图。

图4为图2中节点B电压示意图。

图5为图2中节点C电压示意图。

图6为图2中节点D电压示意图。

图7为应用本实用新型共用电压纠正器的液晶显示器优选结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本实用新型做详细描述。

如图2所示，本实用新型共用电压纠正器包括：

输入端，包括共用电压Vcom_IN输入端和失真信号Vcom_F输入端；

共用电压增强单元，共用电压Vcom_IN输入该单元，该单元输出共用电压Vcom_IN的驱动增强信号；

失真电压纠正单元，失真信号Vcom_F输入该单元，该单元输出纠正信号；

耦合单元，将共用电压增强单元和共用电压增强单元输出的信号耦合并输出；

输出端，连接耦合单元输出端，输出信号。

通过在共用电压增强单元输出端和失真电压纠正单元输出端之间设置耦合单元的结构设计，可以对失真的共用电压进行补偿，从而改善液晶显示的串扰问题。

优选实施例：共用电压增强单元包括第一运算放大器OP1、第一电阻R1和第二电阻R2。该第一电阻R1的一端连接在第一运算放大器OP1的同向端，另一端接共用电压Vcom_IN输入端。第一运算放大器OP1的反向端和输出端之间接第二电阻R2，该输出端接该共用电压纠正器输出端。输入的共用电压Vcom_IN(如图3所示)通过第一电阻R1输入至第一运算放大器OP1的同相输入端，第一运算放大器OP1的作用是增强输入的共用电压Vcom_IN电流驱动能力，第一电阻R1和第二电阻R2的取值范围保证在5K Ω至10KΩ之间。R1和R2的取值过小时，会增加系统功耗；R1和R2的取值过大时，会降低系统的抗干扰能力；R1和R2取值要兼顾上述两方面问题，文中的取值范围可以适应大部分的运算放大器，保证系统工作的稳定性；并且取值范围在本区间时，可以准确地保证共用电压增强单元的电流驱动能力。

失真电压纠正单元包括第二运算放大器OP2，连接在第二运算放大器OP2同向端和低电平之间的第三电阻R3，在第二运算放大器OP2反向端与失真信号Vcom_F输入端之间串接的第四电阻R4和第一电容C1，以及在第二运算放大器OP2反向端和输出端之间并连的第五电阻R5和第二电容C2。从液晶显示基板101的TP处(如图7所示)引出的失真信号Vcom_F输入至由第二运算放大器OP2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1以及第二电容C2组成的比例积分微分(PID)负反馈运算放大器反相输入端，经过该放大器处理后，由液晶显示基板101反馈的共用电压失真信号(如图4所示)转换成所需要的共用电压纠正电压(如图5所示)。

R3取值范围同R1和R2。R4和R5的取值在考虑系统功耗和抗干扰能力的基础上，要保证信号的增益范围能够满足要求；C1和C2的取值要保证对信号产生合适的提前和滞后效果；根据实践和优化结果，R4和R5的取值保证信号静态增益范围在0.1～10之间(参考公式R4/R5)；C1和C2的取值参考如下公式并结合实践和优化结果确定。

$u_o\left(t\right)=\frac{1}{\mathrm{RC}}{\∫u}_i\left(t\right)\mathrm{dt}$

$u_o\left(t\right)=\mathrm{RC}\frac{{\mathrm{du}}_i\left(t\right)}{\mathrm{dt}}$

其中，第三电阻R3的取值保证在5KΩ至10KΩ之间，第四电阻R4和第五电阻R5的取值保证在1KΩ至10KΩ之间，且具体数值依据实际调整结果所定。第一电容C1的取值保证在100pF至1uF之间，第二电容C2的取值保证在10pF至100pF之间。

耦合单元为第三电容C3，第三电容C3的一端接共用电压增强单元输出端，另一端接失真电压纠正单元输出端。第三电容C3将驱动能力经过增强的共用电压Vcom_IN和对共用电压失真电压Vcom_F信号处理得到的共用电压纠正电压耦合输出至共用电压输出端。

C3的取值参考如下公式并结合实践和优化结果确定。

u_o(t)＝u_i(1-e^(-t/RC))

由此，第三电容C3的取值保证在100pF至1uF之间。C3的取值在保证Vcom_IN与Vcom_F能够正常的耦合，C3取值过小时，耦合电压易产生正过冲，C3取值过大时，Vcom_F信号无法完全耦合至输出端。

共用电压输出端输出的信号传送至液晶显示器驱动装置的数据侧信号转接板，对共用电压进行主动补偿。

如图6所示，此时的共用电压在直流的基础上施加了一个与从液晶显示基板采集的共用电压失真信号反相的脉冲电压，相对于对共用电压进行主动性补偿，并且此脉冲电压的幅值和相位可以通过调整PID负反馈运算放大器的各个参数来改变，从而可以对共用电压进行快速有效的补偿，改善水平串扰问题。

第一运算放大器和第二运算放大器可均为差分放大器，尤其是利用晶体管作为有源器件的差分放大器，其性能更加稳定，集成度更高。

如图7所示，液晶显示器包括液晶显示面板组件和液晶显示器驱动装置。液晶显示面板组件包括液晶显示基板101，从液晶显示基板101的采样点TP处引出的共用电压失真信号输入至液晶显示器驱动装置的共用电压纠正器300。采样点TP一般从液晶面板下方的公共电压线上引出。由于不同的采样点的失真度不同，所以对应的共用电压纠正器的参数不同。但是，都可以用本实用新型的共用电压纠正器来实现。

液晶显示器驱动装置包括连接至液晶显示面板组件的数据侧柔性电路板202和栅极侧柔性电路板204；其中数据驱动芯片201置于数据侧柔性电路202上，栅极驱动芯片203置于栅极侧柔性电路板204上；数据侧信号转接板205一侧连接至数据侧柔性电路板202，另一侧连接至灰阶电压发生器500和共用电压发生器300；栅极侧信号转接板207连接至栅极侧柔性电路板204。信号控制器800连接至数据侧信号转接板205和栅极侧数据转接板207。

使用本实用新型共用电压纠正器的液晶显示器的显示画质更好，受水平串扰影响更小。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种共用电压纠正器，其特征在于，包括：

输入端，包括共用电压输入端和失真信号输入端；

共用电压增强单元，接收所述共用电压输入端输入的共用电压，增强共用电压的驱动能力并输出；

失真电压纠正单元，接收所述失真信号输入端输入的电压信号，将所述电压信号纠正并输出；

耦合单元，将所述共用电压增强单元和所述失真电压纠正单元输出的电压信号耦合并输出；

输出端，连接耦合单元输出端，输出信号。

2.根据权利要求1所述的共用电压纠正器，其特征在于：所述共用电压增强单元包括第一运算放大器、第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的一端连接在所述第一运算放大器的同向端，另一端接共用电压输入端；所述第一运算放大器的反向端和输出端之间接第二电阻；所述输出端接该共用电压纠正器输出端。

3.根据权利要求2所述的共用电压纠正器，其特征在于：所述第一电阻和所述第二电阻的值为5KΩ～10KΩ。

4.根据权利要求1所述的共用电压纠正器，其特征在于：所述失真电压纠正单元包括第二运算放大器，连接在所述第二运算放大器同向端和低电平之间的第三电阻，在所述第二运算放大器反向端与失真信号输入端之间串接的第四电阻和第一电容，以及在所述第二运算放大器反向端和输出端之间并连的第五电阻和第二电容。

5.根据权利要求4所述的共用电压纠正器，其特征在于：所述第三电阻R3的值为5KΩ～10KΩ，所述第四电阻和第五电阻的值为1KΩ～10KΩ，所述第一电容的值为100pF～1uF，所述第二电容的值为10pF～100pF。 

6.根据权利要求1所述的共用电压纠正器，其特征在于：所述耦合单元为第三电容，所述第三电容的一端接所述共用电压增强单元输出端，另一端接所述失真电压纠正单元输出端。

7.根据权利要求6所述的共用电压纠正器，其特征在于：所述第三电容的值为100pF～1uF。

8.根据权利要求2所述的共用电压纠正器，其特征在于：所述第一运算放大器为差分放大器。

9.根据权利要求4所述的共用电压纠正器，其特征在于：所述第二运算放大器为差分放大器。

10.一种液晶显示器驱动装置，包括：向液晶显示器传输数据的数据驱动器和栅极驱动器，向数据驱动器输出灰度电压的灰度电压发生器，其特征在于，还包括共用电压纠正器，所述共用电压纠正器为权利要求1至9中任意一所述的共用电压纠正器。

11.一种液晶显示器，包括液晶显示面板组件和为所述液晶显示面板组件提供驱动信号的驱动装置，其特征在于：所述驱动装置为权利要求10所述的液晶显示器驱动装置。 

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