專(zhuān)利名稱(chēng)：共同電壓修正電路與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于薄膜液晶顯示器(thin-film transistor liquidcrystal display，簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)FT LCD)的共同電壓(common voltage)修正電路與方法，且特別涉及一種用于修正交流(alternating current，簡(jiǎn)稱(chēng)為AC)調(diào)制的共同電壓的修正電路與方法。
背景技術(shù)：
一般的薄膜液晶顯示器的像素(pixel)都包括薄膜晶體管、儲(chǔ)存電容、以及液晶電容。如果以金屬絕緣層半導(dǎo)體(metal-insulatorsemiconductor，簡(jiǎn)稱(chēng)為MIS)結(jié)構(gòu)做為儲(chǔ)存電容，可以減少工藝掩膜數(shù)，降低制造成本。
美國(guó)專(zhuān)利US 6392623號(hào)提出，在金屬絕緣層半導(dǎo)體形成儲(chǔ)存電容的結(jié)構(gòu)中，在儲(chǔ)存電容一端所接的共同電極(common electrode)與液晶電容一端所接的相對(duì)電極(counter electrode)上，分別施加不同電位的驅(qū)動(dòng)電壓，可以改善主動(dòng)矩陣式薄膜液晶顯示器(active matrixthin-film transistor liquid crystal display，簡(jiǎn)稱(chēng)為AMTFT LCD)的灰度(gray scale)因?yàn)橄忍旃に囈蛩卦斐傻牟粶?zhǔn)確現(xiàn)象。然而，其共同電壓是固定的負(fù)電壓。
使用AC的共同電壓，可以降低源極驅(qū)動(dòng)電路(source driverintegrated circuit)輸出電壓的振幅(amplitude)，減低功率消耗。如果將上述的美國(guó)專(zhuān)利US 6392623號(hào)的發(fā)明，應(yīng)用于使用AC共同電壓的薄膜液晶顯示面板(thin-film transistor liquid crystal display panel)，會(huì)造成薄膜晶體管關(guān)閉時(shí)的灰度電壓錯(cuò)誤，造成顯示質(zhì)量不良。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在提供一種共同電壓修正電路，可使用AC共同電壓降低源極驅(qū)動(dòng)電路輸出電壓的振幅，減少功率消耗，并且確保灰度電壓正確，進(jìn)而改善畫(huà)面質(zhì)量。
本發(fā)明的另一目的是提供一種共同電壓修正方法，可以使用MIS結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)存電容，以節(jié)省工藝掩膜數(shù)，降低制造成本，并且確保儲(chǔ)存電容內(nèi)的電荷數(shù)正確，以確保顯示質(zhì)量。
為達(dá)成上述及其它目的，本發(fā)明提出一種共同電壓修正電路，包括共同電壓產(chǎn)生器以及運(yùn)算電路。共同電壓產(chǎn)生器輸出共同電壓。運(yùn)算電路根據(jù)預(yù)設(shè)電壓與共同電壓，提供輸出電壓至薄膜液晶顯示器的每一個(gè)像素的儲(chǔ)存電容的共同電極。其中，輸出電壓與共同電壓皆為交流電壓。上述每一個(gè)像素的液晶電容在相對(duì)電極上也電連接于共同電壓。輸出電壓與共同電壓的相位同步而且振幅相同，此外，共同電壓減去輸出電壓等于預(yù)設(shè)電壓的絕對(duì)值。
上述的共同電壓修正電路，在一實(shí)施例中，預(yù)設(shè)電壓為負(fù)電壓，輸出電壓等于共同電壓加上預(yù)設(shè)電壓。
上述的共同電壓修正電路，在一實(shí)施例中，預(yù)設(shè)電壓為正電壓，輸出電壓等于共同電壓減去預(yù)設(shè)電壓。
上述的共同電壓修正電路，在一實(shí)施例中，每一個(gè)像素的儲(chǔ)存電容皆為金屬絕緣層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
從另一觀點(diǎn)來(lái)看，本發(fā)明另提出一種共同電壓修正方法，其特征在于根據(jù)預(yù)設(shè)電壓與共同電壓，提供輸出電壓至薄膜液晶顯示器的每一個(gè)像素的儲(chǔ)存電容的共同電極。其中，輸出電壓與共同電壓皆為交流電壓。每一個(gè)像素的液晶電容在相對(duì)電極上也電連接于共同電壓。輸出電壓與共同電壓的相位同步而且振幅相同。最后，共同電壓減去輸出電壓等于預(yù)設(shè)電壓的絕對(duì)值。
如本發(fā)明的較佳實(shí)施例所述，本發(fā)明是以經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)電壓修正的共同電壓作為輸出電壓，將其輸出至每一個(gè)像素的儲(chǔ)存電容，同時(shí)將共同電壓輸出至每一個(gè)像素的液晶電容。由于預(yù)設(shè)電壓為一固定值，因此輸出電壓與共同電壓同為交流電壓，而且相位同步，振幅也相同。所以可使用MIS結(jié)構(gòu)以節(jié)省工藝掩膜數(shù)，降低制造成本。同時(shí)使用AC共同電壓以降低源極驅(qū)動(dòng)電路輸出電壓的振幅，減少功率消耗。并且能確?；叶入妷赫_，進(jìn)而確保儲(chǔ)存電容內(nèi)的電荷數(shù)正確，以確保畫(huà)面質(zhì)量。
為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的薄膜液晶顯示器的部分電路示意圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的薄膜液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)序圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的薄膜液晶顯示器的部分電路示意圖。
主要元件標(biāo)記說(shuō)明100、300薄膜液晶顯示器101、301運(yùn)算電路302共同電壓產(chǎn)生器CLC液晶電容Cs儲(chǔ)存電容GD柵極驅(qū)動(dòng)電路OP運(yùn)算放大器OT運(yùn)算電路的輸出端PIX薄膜液晶顯示面板的像素
PL薄膜液晶顯示面板Q1薄膜晶體管QS薄膜晶體管的源極R電阻器SD源極驅(qū)動(dòng)電路Vcom共同電壓VcomH共同電壓的最高電位VcomL共同電壓的最低電位VGH柵極驅(qū)動(dòng)電路的輸出高電位VGL柵極驅(qū)動(dòng)電路的輸出低電位VOT運(yùn)算電路的輸出電壓-Vp、Vp預(yù)設(shè)電壓具體實(shí)施方式

以下說(shuō)明請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的薄膜液晶顯示器100的部分電路示意圖。圖1的電路包括源極驅(qū)動(dòng)電路SD、柵極驅(qū)動(dòng)電路(gate driver integrated circuit)GD、薄膜液晶顯示面板PL、以及運(yùn)算電路101。本實(shí)施例的共同電壓修正電路包括運(yùn)算電路101以及源極驅(qū)動(dòng)電路SD。
雖然圖1的薄膜液晶顯示面板PL只表示出6個(gè)像素，實(shí)際上可以包括任意數(shù)量的像素。例如圖1當(dāng)中放大的像素PIX包括薄膜晶體管Q1、儲(chǔ)存電容Cs、以及液晶電容CLC。其中薄膜晶體管Q1的柵極(gate)電連接于柵極驅(qū)動(dòng)電路GD，漏極(drain)電連接于源極驅(qū)動(dòng)電路SD。儲(chǔ)存電容Cs有一端電連接于薄膜晶體管Q1也就是像素電極(pixel electrode)QS，另一端電連接于運(yùn)算電路101的輸出端OT。最后，液晶電容CLC有一端電連接于像素電極QS，另一端則電連接到基板另一側(cè)的共同電極(common electrode)，以電連接共同電壓Vcom。本實(shí)施例當(dāng)中，每一個(gè)像素的儲(chǔ)存電容Cs都是金屬絕緣層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
以像素PIX為例，在薄膜晶體管Q1關(guān)閉時(shí)，為了確保正確的灰度顯示，必須保持儲(chǔ)存電容Cs以及液晶電容CLC的電荷不變，在兩者的電容值不變的情況下，也就是要保持儲(chǔ)存電容Cs以及液晶電容CLC的壓降不變。在本實(shí)施例中，共同電壓Vcom是交流電壓。為了使儲(chǔ)存電容Cs的壓降不變，運(yùn)算電路101的輸出電壓VOT必須和共同電壓Vcom的相位同步而且振幅相同。
為了達(dá)到上述目標(biāo)，本實(shí)施例的運(yùn)算電路101會(huì)接收預(yù)設(shè)電壓-Vp與共同電壓Vcom，并根據(jù)預(yù)設(shè)電壓-Vp與共同電壓Vcom，提供輸出電壓VOT至薄膜液晶顯示器100的每一個(gè)像素的儲(chǔ)存電容Cs。其中，輸出電壓VOT與共同電壓Vcom皆為交流電壓。每一個(gè)像素的液晶電容CLC也電連接于共同電壓Vcom。輸出電壓VOT與共同電壓Vcom的相位同步而且振幅相同，而且共同電壓Vcom減去輸出電壓VOT等于預(yù)設(shè)電壓-Vp的絕對(duì)值。
在本實(shí)施例中，共同電壓Vcom是由源極驅(qū)動(dòng)電路SD所提供。預(yù)設(shè)電壓-Vp為負(fù)電壓，所以輸出電壓VOT等于共同電壓Vcom加上預(yù)設(shè)電壓-Vp。至于預(yù)設(shè)電壓-Vp的數(shù)值則是根據(jù)先前的美國(guó)專(zhuān)利US 6392623號(hào)而來(lái)。也就是說(shuō)，預(yù)設(shè)電壓-Vp等于-Vpmax-Vdmax，其中-Vpmax為源極驅(qū)動(dòng)電路SD輸出至每一個(gè)像素的最低電壓，而Vdmax為將每一個(gè)像素的儲(chǔ)存電容Cs的耗盡層(depletion layer)維持在最大寬度所需的電壓。
為了將共同電壓Vcom加上預(yù)設(shè)電壓-Vp，本實(shí)施例的運(yùn)算電路101是一個(gè)以運(yùn)算放大器(operational amplifier)OP構(gòu)成的正相加法電路。如圖1所示，運(yùn)算電路101包括運(yùn)算放大器OP以及四個(gè)電阻器(resistor)R。其中，運(yùn)算放大器OP以其輸出端(output terminal)電連接于運(yùn)算電路101的輸出端OT。第一個(gè)電阻器R電連接于運(yùn)算放大器OP的輸出端與反相輸入端(inverting input terminal)之間。第二個(gè)電阻器R的第一端電連接于運(yùn)算放大器OP的反相輸入端，第二端接地。第三個(gè)電阻器R電連接于運(yùn)算放大器OP的正相輸入端(non-invertinginput terminal)與共同電壓Vcom之間。最后，第四個(gè)電阻器R則電連接于運(yùn)算放大器OP的正相輸入端與預(yù)設(shè)電壓-Vp之間。以運(yùn)算放大器構(gòu)成的正相加法電路在應(yīng)用上極為普遍，進(jìn)一步的細(xì)節(jié)就不在此贅述。
圖2為運(yùn)算電路101的輸入與輸出波形，其中VGH與VGL各為柵極驅(qū)動(dòng)電路GD輸出的高低電位，而VcomH與VcomL各為共同電壓Vcom的最高值與最低值。在本實(shí)施例中，共同電壓Vcom是在5V與0V的區(qū)間擺動(dòng)，而輸出電壓VOT是共同電壓Vcom加上預(yù)設(shè)電壓-Vp(在本實(shí)施例為-12V)的結(jié)果，所以是在-7V與-12V的區(qū)間擺動(dòng)。由圖2不難看出，輸出電壓VOT與共同電壓Vcom的相位同步，而且振幅相同。
以下說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖3為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的薄膜液晶顯示器300的部分電路示意圖。薄膜液晶顯示器300包括源極驅(qū)動(dòng)電路SD、柵極驅(qū)動(dòng)電路GD、薄膜液晶顯示面板PL、運(yùn)算電路301、以及共同電壓產(chǎn)生器302。本實(shí)施例的共同電壓修正電路包括運(yùn)算電路301以及共同電壓產(chǎn)生器302。
如圖3所示，在這個(gè)實(shí)施例中，共同電壓Vcom是由共同電壓產(chǎn)生器302所提供，而不是來(lái)自源極驅(qū)動(dòng)電路SD。此外，本實(shí)施例的預(yù)設(shè)電壓Vp為正電壓，輸出電壓VOT等于共同電壓Vcom減去預(yù)設(shè)電壓Vp。本實(shí)施例的預(yù)設(shè)電壓Vp和上一個(gè)實(shí)施例的預(yù)設(shè)電壓數(shù)值相同，但正負(fù)相反。也就是說(shuō)本實(shí)施例的預(yù)設(shè)電壓Vp等于-(-Vpmax)+Vdmax，其中-Vpmax為源極驅(qū)動(dòng)電路SD輸出至每一個(gè)像素的最低電壓，而Vdmax為將每一個(gè)像素的儲(chǔ)存電容的耗盡層維持在最大寬度所需的電壓。
如圖3所示，為了將共同電壓Vcom減去預(yù)設(shè)電壓Vp，本實(shí)施例的運(yùn)算電路301是一個(gè)以運(yùn)算放大器OP為中心的減法電路，包括運(yùn)算放大器OP以及四個(gè)電阻器R。其中，運(yùn)算放大器OP以其輸出端電連接于運(yùn)算電路301的輸出端OT。第一個(gè)電阻器R電連接于運(yùn)算放大器OP的輸出端與反相輸入端之間。第二個(gè)電阻器R電連接于運(yùn)算放大器OP的反相輸入端與預(yù)設(shè)電壓Vp之間。第三個(gè)電阻器R電連接于運(yùn)算放大器OP的正相輸入端與共同電壓Vcom之間。最后，第四個(gè)電阻器R的第一端電連接于運(yùn)算放大器OP的正相輸入端，第二端接地。上述的減法電路在應(yīng)用上極為普遍，為本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者所熟知，進(jìn)一步的細(xì)節(jié)就不在此贅述。
本發(fā)明并不局限于前面兩個(gè)實(shí)施例的運(yùn)算電路。在本發(fā)明相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者都應(yīng)該知道，還有多種其它電路可達(dá)到相同效果，例如同樣使用運(yùn)算放大器的反相加法電路，或其它各種形式的電路，例如二極管(diode)鉗位電路。重點(diǎn)是，只要運(yùn)算電路的輸出電壓和共同電壓之間，有同樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系即可。
最后，本發(fā)明除了上述的共同電壓修正電路之外，也提出一種對(duì)應(yīng)的共同電壓修正方法。而本方法的實(shí)施步驟在前面的共同電壓修正電路的實(shí)施例中已經(jīng)有充分揭露，因此不再贅述。
如以上的實(shí)施例所述，本發(fā)明是以經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)電壓修正的共同電壓作為輸出電壓，將其輸出至每一個(gè)像素的儲(chǔ)存電容，同時(shí)將共同電壓輸出至每一個(gè)像素的液晶電容。由于預(yù)設(shè)電壓為一固定值，因此輸出電壓與共同電壓同為交流電壓，而且相位同步，振幅也相同。所以可使用MIS結(jié)構(gòu)以節(jié)省工藝掩膜數(shù)，降低制造成本。同時(shí)使用AC共同電壓以降低源極驅(qū)動(dòng)電路輸出電壓的振幅，減少功率消耗。并且能確?；叶入妷赫_，進(jìn)而確保儲(chǔ)存電容內(nèi)的電荷數(shù)正確，以確保畫(huà)面質(zhì)量。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動(dòng)與改進(jìn)，因此本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種共同電壓修正電路，其特征在于包括共同電壓產(chǎn)生器，輸出共同電壓；以及運(yùn)算電路，接收預(yù)設(shè)電壓與該共同電壓，并根據(jù)該預(yù)設(shè)電壓與該共同電壓，提供輸出電壓至薄膜液晶顯示器的每一個(gè)像素的儲(chǔ)存電容的共同電極；其中該輸出電壓與該共同電壓皆為交流電壓，每一個(gè)上述像素的液晶電容在相對(duì)電極上也電連接于該共同電壓，該輸出電壓與該共同電壓的相位同步而且振幅相同，該共同電壓減去該輸出電壓等于該預(yù)設(shè)電壓的絕對(duì)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共同電壓修正電路，其特征在于該共同電壓產(chǎn)生器為該薄膜液晶顯示器的源極驅(qū)動(dòng)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共同電壓修正電路，其特征在于該預(yù)設(shè)電壓為負(fù)電壓，該輸出電壓等于該共同電壓加上該預(yù)設(shè)電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的共同電壓修正電路，其特征在于該預(yù)設(shè)電壓等于-Vpmax-Vdmax，-Vpmax為該薄膜液晶顯示器的源極驅(qū)動(dòng)電路輸出至每一個(gè)上述像素的最低電壓，Vdmax為將每一個(gè)上述像素的儲(chǔ)存電容的耗盡層維持在最大寬度所需的電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的共同電壓修正電路，其特征在于還包括運(yùn)算放大器，以輸出端電連接于該共同電壓修正電路的輸出端；第一電阻器，電連接于該運(yùn)算放大器的輸出端與反相輸入端之間；第二電阻器，以第一端電連接于該運(yùn)算放大器的反相輸入端，以第二端接地；第三電阻器，電連接于該運(yùn)算放大器的正相輸入端與該共同電壓之間；以及第四電阻器，電連接于該運(yùn)算放大器的正相輸入端與該預(yù)設(shè)電壓之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共同電壓修正電路，其特征在于該預(yù)設(shè)電壓為正電壓，該輸出電壓等于該共同電壓減去該預(yù)設(shè)電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的共同電壓修正電路，其特征在于該預(yù)設(shè)電壓等于-(-Vpmax)+Vdmax，-Vpmax為該薄膜液晶顯示器的源極驅(qū)動(dòng)電路輸出至每一個(gè)上述像素的最低電壓，Vdmax為將每一個(gè)上述像素的儲(chǔ)存電容的耗盡層維持在最大寬度所需的電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的共同電壓修正電路，其特征在于還包括運(yùn)算放大器，以輸出端電連接于該共同電壓修正電路的輸出端；第一電阻器，電連接于該運(yùn)算放大器的輸出端與反相輸入端之間；第二電阻器，電連接于該運(yùn)算放大器的反相輸入端與該預(yù)設(shè)電壓之間；第三電阻器，電連接于該運(yùn)算放大器的正相輸入端與該共同電壓之間；以及第四電阻器，以第一端電連接于該運(yùn)算放大器的正相輸入端，以第二端接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共同電壓修正電路，其特征在于每一個(gè)上述像素皆包括薄膜晶體管，以柵極電連接于該薄膜液晶顯示器的柵極驅(qū)動(dòng)電路，以漏極電連接于該薄膜液晶顯示器的源極驅(qū)動(dòng)電路；儲(chǔ)存電容，電連接于該薄膜晶體管的源極與該輸出電壓之間；以及液晶電容，電連接于該薄膜晶體管的源極與該共同電壓之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共同電壓修正電路，其特征在于每一個(gè)上述像素的儲(chǔ)存電容皆為金屬絕緣層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
11.一種共同電壓修正方法，其特征在于根據(jù)預(yù)設(shè)電壓與共同電壓，提供輸出電壓至薄膜液晶顯示器的每一個(gè)像素的儲(chǔ)存電容的共同電極，其中該輸出電壓與該共同電壓皆為交流電壓，每一個(gè)上述像素的液晶電容于相對(duì)電極上也電連接于該共同電壓，該輸出電壓與該共同電壓的相位同步而且振幅相同，該共同電壓減去該輸出電壓等于該預(yù)設(shè)電壓的絕對(duì)值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的共同電壓修正方法，其特征在于該共同電壓是由該薄膜液晶顯示器的源極驅(qū)動(dòng)電路所提供。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的共同電壓修正方法，其特征在于該共同電壓是由該薄膜液晶顯示器的共同電壓產(chǎn)生器所提供。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的共同電壓修正方法，其特征在于該預(yù)設(shè)電壓為負(fù)電壓，該輸出電壓等于該共同電壓加上該預(yù)設(shè)電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的共同電壓修正方法，其特征在于該預(yù)設(shè)電壓等于-Vpmax-Vdmax，-Vpmax為該薄膜液晶顯示器的源極驅(qū)動(dòng)電路輸出至每一個(gè)上述像素的最低電壓，Vdmax為將每一個(gè)上述像素的儲(chǔ)存電容的耗盡層維持在最大寬度所需的電壓。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的共同電壓修正方法，其特征在于該預(yù)設(shè)電壓為正電壓，該輸出電壓等于該共同電壓減去該預(yù)設(shè)電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的共同電壓修正方法，其特征在于該預(yù)設(shè)電壓等于-(-Vpmax)+Vdmax，-Vpmax為該薄膜液晶顯示器的源極驅(qū)動(dòng)電路輸出至每一個(gè)上述像素的最低電壓，Vdmax為將每一個(gè)上述像素的儲(chǔ)存電容的耗盡層維持在最大寬度所需的電壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的共同電壓修正方法，其特征在于每一個(gè)上述像素的儲(chǔ)存電容皆為金屬絕緣層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種共同電壓修正電路與方法，可使用交流調(diào)制的共同電壓減少功率消耗，同時(shí)使用金屬絕緣層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)存電容以降低制造成本，并且確?；叶入妷赫_。其特征在于根據(jù)預(yù)設(shè)電壓與共同電壓，提供輸出電壓至薄膜液晶顯示器的每一個(gè)像素的儲(chǔ)存電容。其中，輸出電壓與共同電壓皆為交流電壓。每一個(gè)像素的液晶電容也電連接于共同電壓。輸出電壓與共同電壓的相位同步而且振幅相同。最后，共同電壓減去輸出電壓等于預(yù)設(shè)電壓的絕對(duì)值。
文檔編號(hào)G09G3/20GK1941055SQ20051010810
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者陳昱丞, 施奕丞, 林代明 申請(qǐng)人:中華映管股份有限公司