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CN1949355B - 用于降低串扰的液晶显示器驱动装置 - Google Patents

用于降低串扰的液晶显示器驱动装置 Download PDF

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CN1949355B CN2006101411919A CN200610141191A CN1949355B CN 1949355 B CN1949355 B CN 1949355B CN 2006101411919 A CN2006101411919 A CN 2006101411919A CN 200610141191 A CN200610141191 A CN 200610141191A CN 1949355 B CN1949355 B CN 1949355B
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Abstract

本发明公开了一种用于降低水平串扰的液晶显示器驱动装置及使用该驱动装置的液晶显示器。该驱动装置包括用于生成第一和第二共用电压的共用电压发生器，并且共用电压发生器包括设置在用于输出第一共用电压的第一端子和用于输出第二共用电压的第二端子之间的第一电容器。由于电容器设置在两个共用电压的两个输出端子之间，所以减少了共用电压的失真成分，从而降低了水平串扰。本发明具有减少驱动装置中的部件数目和降低制造成本的优点。

Description

用于降低串扰的液晶显示器驱动装置
相关申请的交叉参考
本发明要求于2005年10月13日向韩国知识产权局提交的第10-2005-0096342号韩国专利申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器，更具体地涉及一种液晶显示器的共用电压发生器。
背景技术
通常，液晶显示器(LCD)包括具有像素电极和共用电极的两个显示面板以及位于两个显示面板之间的介电各向异性液晶层。像素电极以具有行和列的矩阵结构排列，并连接至诸如薄膜晶体管(TFT)的开关元件，从而连续地将数据电压施加至像素电极的行。将共用电极形成为覆盖显示面板的整个表面，并且将共用电压施加至共用电极。在电路图中，像素电极、共用电极、和位于其间的液晶层形成液晶电容器，并且液晶电容器和连接至液晶电容器的开关元件用作像素的基本单位。
在液晶显示器中，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，控制传输通过液晶层的光。从而，获取期望的图像。通常，逐帧、逐行、或逐个像素地反转与共用电压相关的数据电压的极性，以防止由长时间在一个方向将电场施加到液晶层而导致的装置劣化。
液晶显示器包括具有均包括开关元件和连接至像素的显示信号线的像素的液晶面板组件、通过开关元件将相应数据电压施加至像素的数据驱动器、生成灰度电压并将灰度电压提供给数据驱动器的灰度电压发生器、以及将共用电压提供给液晶面板组件的共用电压发生器。
液晶显示器的问题在于，在每个开关元件的栅极和漏极之间会形成寄生电容。寄生电容的形成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。从而，向像素施加交流电形式的直流电和不同的电压。当施加至像素的电压差变得足够大时，在屏幕上显示条纹形水平串扰(crosstalk)。由于该水平串扰会使图像质量劣化，所以需要消除这种水平串扰。
发明内容
本发明提供了一种液晶显示器驱动装置以及能够降低串扰的液晶显示器。
一方面，本发明提供了一种用于驱动液晶显示器的装置，其包括生成第一和第二共用电压的共用电压发生器。共用电压发生器包括设置在用于输出第一共用电压的第一端子和用于输出第二共用电压的第二端子之间的第一电容器。
共用电压发生器可以进一步包括具有反转端子(inversionterminal)、非反转端子(non-inversion terminal)、以及输出端子的运算放大器，其中，输出端子耦合至第一端子。共用电压发生器还可以包括：具有连接至第一电压和非反转端子的一端、以及接地的另一端的第二电容器，连接至反转端子和第二电压的第一电阻器，连接至反转端子和第一端子的第二电阻器，以及连接至第三电压和第二端子的第三电阻器。
另一方面，本发明提供了一种包括上述驱动装置的液晶显示器。
附图说明
下面详细描述的附图用于阐述本发明的具体实施例，并且与下面的描述一起，用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明的典型实施例的液晶显示器的框图；
图2是根据本发明的典型实施例的液晶显示器中的像素的等效电路图；
图3是根据本发明的典型实施例的液晶显示器的示意性布局图；
图4是根据本发明的典型实施例的液晶显示器的共用电压发生器的电路图；
图5A和图5B分别是本发明的典型实施例中的共用电压的波形图和相关现有技术中的共用电压的波形图。
具体实施方式
下文中，将参考附图更加详细地描述本发明。其中，示出了本发明的优选实施例。
在图中，为了清楚，放大了层、薄膜、面板、区域等的厚度。贯穿整个描述，相同的标号表示相似的元件。可以理解的是，当将诸如层、薄膜、区域、或衬底的元件描述为“在其他元件上”时，其可以是“直接在其他元件上”或是位于其间的插入元件。相反，当将元件描述为“直接在其他元件上”时，不存在位于其间的插入元件(intervening element)的情况。
首先，参考图1至图3，详细描述根据本发明的典型实施例的液晶显示器。
图1是根据本发明的典型实施例的液晶显示器的框图。图2是根据本发明的典型实施例的液晶显示器中的像素的等效电路图，以及图3是根据本发明的典型实施例的液晶显示器的示意性布局图。
如图1所示，根据本发明的典型实施例的液晶显示器包括：液晶面板组件300、连接至液晶面板组件300的栅极驱动器400和数据驱动器500、以及连接至数据驱动器500的灰度电压发生器800。信号控制器600控制这些部件。
在液晶面板组件的等效电路中，液晶面板组件300包括多条信号线G1至Gn和D1至Dm、以及连接至该多条信号线G1至Gn和D1至Dm且基本呈矩阵结构排列的多个像素PX。在图2所示的结构中，液晶面板组件300包括相互面对的下面板100和上面板200、以及位于其间的液晶层3。
信号线G1至Gn和D1至Dm包括用于传输选通信号(称作“扫描信号”)的多条栅极线G1至Gn、以及用于传输数据信号的多条数据线D1至Dm。栅极线G1至Gn大致在第一方向延伸，并且基本相互平行；以及数据线D1至Dm大致在第二方向延伸，并且基本相互平行。第一和第二方向基本相互垂直。
每个像素PX(例如，连接至第i(i＝1，2，....，n)条栅极线Gi和第j(j＝1，2，....，n)条数据线Dj的像素PX)包括连接至信号线Gi和Dj的开关元件Q、以及连接至该开关元件Q的液晶电容器Clc和存储电容器Cst。如果需要，可以省略存储电容器Cst。
开关元件Q是诸如设置在下面板100上的薄膜晶体管的三端子元件。开关元件Q的控制端子连接至栅极线Gi，其输入端子连接至数据线Dj，以及其输出端子连接至液晶电容器Clc和存储电容器Cst。
液晶电容器Clc具有下面板100上的像素电极191和上面板200上的共用电极270，将其作为两个端子。位于两个电极191和270之间的液晶层3用作绝缘材料。像素电极191连接至开关元件Q，并且共用电极270形成在上面板200的整个表面上。将共用电压Vcom施加于共用电极270上。与图2中所示的结构不同，可以在下面板100上形成共用电极270。在这种情况下，两个电极191和270中的至少一个可以形成为线形或杆形。
通过独立的信号线(未示出)和用于夹入绝缘体的像素电极191，形成存储电容器Cst。将诸如共用电压Vcom的预定电压施加于独立的信号线上。在一些实施例中，可以通过用于夹入绝缘体的像素电极191和先前栅极线，形成存储电容器Cst。
根据本实施例，可以通过空间划分(spatial division)和时间划分(temporal division)形成彩色图像。在空间划分中，为每个像素PX分配原色，并且通过激活某些像素形成颜色。在时间划分中，每个像素PX在不同的时间轮流显示不同的原色，从而通过控制每个像素的颜色来显示期望的颜色。尽管可以使用其他颜色组合，但是一般使用红、绿、蓝作为原色。图2是采用空间划分的装置，如图所示，每个像素PX均包括用于在上面板200中对应于像素电极191的区域中显示原色的滤色器230。与图2中所示结构不同，在一些实施例中，滤色器230可以形成在下面板100的像素电极191的上方或下方。
将至少一个用于使光偏振的偏光器连接至液晶面板组件300的外表面。
再参考图1，灰度电压发生器800生成与像素PX的透射率相关的两个灰度电压组(或参考灰度电压组)。两个灰度电压组中的一个具有相对于共用电压Vcom的正值，另一个灰度电压组具有负值。
栅极驱动器400包括多个栅极驱动器IC 440。另外，栅极驱动器400连接至液晶面板组件300的栅极线G1至Gn，并将选通信号施加至栅极线G1至Gn。其中，选通信号是由导通电压Von和截止电压Voff组合而成。
数据驱动器500包括多个数据驱动器IC 540，并连接至液晶面板组件300的数据线D1至Dm。另外，数据驱动器500选择来自灰度电压发生器800的灰度电压，并将所选择的灰度电压施加至数据线D1至Dm，作为数据信号。当灰度电压发生器800不提供用于所有灰度级的电压而仅提供预定数目的参考灰度电压时，数据驱动器500通过划分参考灰度电压来生成用于所有灰度级的灰度电压，并从用于所有灰度级的灰度电压中选择数据信号。
共用电压发生器700修正共用电压Vcom的反馈电压Vcomf，并通过数据驱动器IC 540的空焊垫(dummy pad)(未示出)和连接至空焊垫的短路点SP1至SP3，将修正后的电压Vcom’施加至液晶面板组件300。
信号控制器600控制栅极驱动器400、数据驱动器500等。
所有驱动装置400、500、600、800或其中的一些安装在如图3所示的柔性印刷电路膜(flexible printed circuit film)410或510上，以通过TCP(Tape Carrier Package，卷带封装)的形式连接至液晶面板组件300。在一些实施例中，所有驱动装置400、500、600、800或其中的一些可以安装在独立的印刷电路板(PCB)550上。与上述结构不同，驱动装置400、500、600、800可以以至少一个IC芯片的形式直接安装在液晶面板组件300上，或可以与信号线G1至Gn和D1至Dm、以及薄膜晶体管开关元件Q一起集成在液晶面板组件300上。另外，驱动装置400、500、600、和800可以集成在单个芯片中。在这种情况下，至少一个驱动器或至少一个形成驱动器的电路元件可以设置在该单个芯片外部。
下文中，将详细描述液晶显示器的操作。
信号控制器600从外部图形控制器(未示出)接收输入图像信号R、G、和B，并输入用于控制输入图像信号R、G、和B的显示的控制信号。输入的控制信号可以包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK、以及数据使能信号DE等。
信号控制器600使用输入控制信号适当地处理输入图像信号R、G、和B，使得输入图像信号R、G、和B对应于液晶面板组件300的工作条件，并生成选通控制信号CONT1、数据控制信号CONT2等。然后，信号控制器600传输选通控制信号CONT1至栅极驱动器400，传输数据控制信号CONT2和处理后的图像信号DAT至数据驱动器500。
每个选通控制信号CONT1包括：用于指示启动扫描的扫描启动信号STV、以及用于控制导通电压Von的输出周期的至少一个时钟信号。另外，选通控制信号CONT1可以进一步包括用于限制导通电压Von的持续时间的输出使能信号OE。
每个数据控制信号CONT2均包括：用于将传输图像数据的启动引导(direct)至像素PX的行(组)的水平同步启动信号STH、以及用于使数据信号被施加至数据线D1至Dm的数据时钟信号HCLK。另外，每个数据控制信号CONT2均可以进一步包括用于反转用于共用电压Vcom的数据信号的电压极性的反转信号RVS(下文中，将“用于共用电压的数据信号的电压极性”简称为“数据信号的极性”)。
数据驱动器500通过接收用于像素PX的行(组)的数字图像信号DAT并且基于来自信号控制器600的数据控制信号CONT2选择对应于数字图像信号DAT的各个灰度电压，将数字图像信号DAT转换为模拟数据信号。然后，数据驱动器500将模拟数据信号施加至相应的数据线D1至Dm。
栅极驱动器400通过基于来自信号控制器600的选通控制信号CONT1，将导通电压Von施加至栅极线G1至Gn，接通连接至栅极线G1至Gn的开关元件Q。从而，通过接通开关元件Q，将施加至数据线D1至Dm的数据信号施加至相应的像素PX。
施加至每个像素PX的数据信号的电压和共用电压Vcom之间的不同表现为液晶电容器Clc中所充的电压，即像素电压。由于液晶分子的排列随着像素电压电平而改变，所以，通过液晶层3的光的偏振也改变。偏振的改变又影响连接至显示面板部300的偏光器的光透射率。
依次将导通电压Von施加至所有的栅极线G1至Gn，并通过重复上述处理一个水平周期(表示为“1H”，其等于水平同步信号Hsync和数据使能信号DE的一个周期)，将数据信号施加至所有的像素PX。从而，显示一帧图像。
完成先前帧的显示，开始下一帧的显示，并控制施加至数据驱动器500的反转信号RVS，从而使得施加至每个像素PX的数据信号具有与先前帧的极性相反的极性(“帧反转”)。在这种情况下，即使在一帧中，根据反转信号RVS的特性，改变将要通过一条数据线传输的数据信号的极性(例如，行反转、点反转)，或可以改变施加至一行像素的数据信号的极性(例如，列反转、点反转)。
下文中，参考图3和图4至图5B，详细说明根据本发明的具体实施例的显示器的共用电压发生器。
图4是据本发明的典型实施例的共用电压发生器700的电路图；以及
图5A和图5B分别是示出本发明的典型实施例中的共用电压的波形的视图，以及相关现有技术中的共用电压的波形的视图。
参考图4，根据本发明的典型实施例的共用电压发生器700包括：运算放大器OP、第一电容器C1、第二电容器C2、第一电阻器R1、第二电阻器R2、以及第三电阻器R3。第一电容器C1具有连接至运算放大器OP的非反转端子(+)和参考电压VREF的一端、以及接地的另一端。第一电阻器R1连接至运算放大器OP的反转端子(-)和反馈电压(Vcomf)，以及第二电阻器R2连接至运算放大器OP的反转端子(-)和输出端子。第三电阻器R3和第二电容器C2串联连接在电源电压AVDD和运算放大器OP的输出端子之间。
运算放大器OP是差分放大器。运算放大器OP调节参考电压VREF和反馈电压Vcomf之间的差分，并输出作为根据反馈电压Vcomf处理参考电压VREF的结果的共用电压Vcom1和Vcom2。共用电压Vcom1从运算放大器OP的输出端子输出，并且共用电压Vcom2从电阻器R3和电容器C2之间的接点输出。在这种情况下，可以通过短路点SP1输入共用电压Vcom1，且可以通过短路点SP2将共用电压Vcom2输入液晶面板组件300。
参考电压VREF具有与首先输入至液晶面板组件300的共用电压Vcom基本相同的电平，并可以通过短路点SP3输出反馈电压Vcomf。
在这种情况下，利用电阻器R3和电容器C2的电抗，分割电源电压AVDD和共用电压Vcom1之间的电压，获得共用电压Vcom2。当电源电压AVDD恒定且共用电压Vcom1具有恒定的交流分量(alternating current component)时，共用电压Vcom2随着共用电压Vcom1改变，也具有恒定的交流分量。
图5A和图5B分别示出本发明的实施例的共用电压Vcom2的波形和传统装置的共用电压的波形。对比图5A和图5B可知，由根据本发明的典型实施例的共用电压发生器700生成的共用电压Vcom2的电平通常比传统显示装置中的共用电压的电平低。
图5A和图5B中所示的共用电压的波形显示出，共用电压Vcom2与数据电压耦合，且由于开关元件Q的栅极和漏极之间的寄生电容而在数据电压的上升沿和下降沿改变。如上所述，波形示出随着每个像素行发生的数据电压反转，最大值和最小值交替。在图5A的情况下，通过差分放大器OP(例如，以图4中所示的方式)调节共用电压Vcom1。相反，在图5B的传统装置中，使用具有基本为无限阻抗的电阻器代替电容器C2，并应用没有经过调节的电源电压AVDD。所以，在图5B中，很难减轻由Vcom2-数据电压耦合导致的共用电压的失真。在本发明中，由于在Vcom1和电源电压AVDD之间设置电容器C2，而不是设置无限电阻，所以电源电压AVDD和共用电压Vcom1一起被调节。另外，由于电容器C2用作一种缓冲器，所以，与传统装置相比，共用电压Vcom2的失真成分减少了。从而降低了水平串扰。
共用电压Vcom2和共用电压Vcom1不需要独立的运算放大器。相反，第二电容器C2设置在共用电压Vcom1和Vcom2的输出端子之间。因此，本发明的附加优点是，部件数目减少了且制造成本降低了。由于电容器C2设置在共用电压Vcom1和Vcom2的输出端子之间，所以减少了共用电压Vcom2的失真成分。从而，可以降低水平串扰。
尽管结合当前所称的具体实施例说明本发明，但是可以理解的是，本发明不限于所公开的实施例，在不脱离所附权利要求及其等同物的精神和范围的条件下，可以对本发明进行各种修改和改变。

Claims (11)

1.一种用于驱动液晶显示器的装置，所述液晶显示器包括液晶面板组件，所述装置包括：
共用电压发生器，用于从所述液晶面板组件接收反馈电压，并且将第一共用电压和第二共用电压施加至所述液晶面板组件；
其中，所述共用电压发生器包括：
运算放大器，接收所述反馈电压并输出所述第一共用电压；以及
直接设置在用于输出所述第一共用电压的第一端子和用于输出所述第二共用电压的第二端子之间的第二电容器。
2.根据权利要求1所述的用于驱动液晶显示器的装置，其中，所述运算放大器具有反转端子、非反转端子、以及输出端子，其中，所述输出端子耦合至所述第一端子；并且
其中所述共用电压发生器进一步包括：
第一电容器，具有连接至第一电压和所述非反转端子的一端以及接地的另一端；
第一电阻器，连接至所述反转端子和第二电压；
第二电阻器，连接至所述反转端子和所述第一端子；以及
第三电阻器，连接至第三电压和所述第二端子。
3.根据权利要求2所述的用于驱动液晶显示器的装置，其中，所述液晶面板组件具有多个像素以及连接至所述多个像素的开关元件。
4.根据权利要求3所述的用于驱动液晶显示器的装置，其中，所述第一和第二共用电压分别被输入至设置在所述液晶面板组件上的第一和第二短路点。
5.根据权利要求4所述的用于驱动液晶显示器的装置，其中，所述第二电压是通过设置在所述液晶面板组件上的第三短路点反馈的所述反馈电压。
6.根据权利要求2所述的用于驱动液晶显示器的装置，其中，所述运算放大器是差分放大器。
7.一种液晶显示器，包括：
液晶面板组件，其包括多个像素、连接至所述多个像素的开关元件和共用电极；以及
共用电压发生器，用于从所述液晶面板组件接收反馈电压，生成第一共用电压和第二共用电压，并且将所述第一和第二共用电压施加至所述液晶面板组件，
其中，所述共用电压发生器包括：
运算放大器，接收所述反馈电压并输出所述第一共用电压；以及
直接设置在用于输出所述第一共用电压的第一端子和用于输出所述第二共用电压的第二端子之间的第二电容器。
8.根据权利要求7所述的液晶显示器，其中，所述运算放大器具有反转端子、非反转端子以及输出端子，其中，所述输出端子耦合至所述第一端子；并且
其中所述共用电压发生器进一步包括：
第一电容器，具有连接至第一电压和所述非反转端子的一端以及接地的另一端；
第一电阻器，连接至所述反转端子和第二电压；
第二电阻器，连接至所述反转端子和所述第一端子；以及
第三电阻器，连接至第三电压和所述第二端子。
9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述第一和第二共用电压分别被输入至设置于所述液晶面板组件上的第一和第二短路点。
10.根据权利要求9所述的液晶显示器，其中，所述第二电压是通过设置于所述液晶面板组件上的第三短路点反馈的所述反馈电压。
11.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述运算放大器是差分放大器。
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