TWI271685B - Common voltage modification circuit and the method thereof - Google Patents

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doc/006 127 狐. 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種用於薄膜液晶顯示器（thin-film transistor liquid crystal display，簡稱為 TFT LCD )的共同 電壓(common voltage)修正電路與方法，且特別是關於一種 用於修正交流（alternating current，簡稱為AC)調變的共 同電壓的修正電路與方法。 【先前技術】 一般的薄膜液晶顯示器的晝素(pixel)都包括薄膜電晶 體、儲存電容、以及液晶電容。如果以金屬絕緣層半導體 (metal-insulator semiconductor，簡稱為 MIS)結構做為儲 存電容，可以減少製程光罩數，降低製造成本。 美國專利US 6392623號提出，在金屬絕緣層半導體 形成儲存電谷的結構中，於儲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電極 (counter electrode)上，分別施加不同準位的驅動電壓，可 以改善主動矩陣式薄膜液晶顯示器（aetive脱咏恤_胞 transistor liquid Crystal display，簡稱為 AMTFT LCD)的灰 階(gray scale)因為先天製程因素造成的不準確現象。然 而，―其共同電壓是固定的負電壓。 使用AC的共同電壓，可以降低源極驅動電路(source ddw integrated circuit)輸出電壓的振幅^ 功卞/肖耗如果&上述的美國專利训⑽]⑵號的發明， 應用於使用ac共同電壓的_液晶冑貞示面板(恤_版 1271氣。· transistor liquid crystal display panel) .. 閉時的灰階電壓錯誤，造成顯示品質不f 「辑笔_體關 【發明内容】 又 本發明的目的是在提供-種朗f壓修正 用AC共同電壓降低源極驅動電路輪 _电路，可使 功率消耗，並且維持灰階電Μ正確，進二幅，減少 本發明的另一目的是提供—稽妓 菩晝面品質。 以使請s結構的儲存電容，以 =本，並且維持儲存電容内的電荷數正心 正電路’ -種共_修 生器輪出共同電厣。、蛋曾帝々异电路。共同電壓產 壓，提供於屮+厂土 开屯路根據—預設電壓盥J£同带 容的共=電其壓中至=，的每-畫素二 上述每-晝素的 ^包味共同電壓皆為交流電壓。 電壓。輪出電壓金對電極上亦電性連接於共同 外，共同電壓減去輸出:等而且振幅相同，此 上述之共同雷茂饮土荨於預扠電壓的絕對值。 為負電堡，輪出電ί等二::二，—實施例中’預設電壓 上述之，、同琶壓加上預設電壓。 為正_，心；=正電路’在-實施例中，預設電壓 素的錯存電路，在—實施例中，每一個書 白為金屬絕緣層半導體結構。 — 127

Wf. doc/〇〇6 從另 規點來看，本發明另提出一種 出電;預設_與-共同電壓== 電極。复中，’ ^的母—晝素的儲存電容的共同 畫素的液晶電與共同電壓皆為交流電壓。每一個 出電璧與共二==極上亦電性連接於共同電壓。輸 電壓減去輪出二二目立同步而且振幅相同。最後，共同 枚去輸出電壓等於預設電壓的絕對值。 壓修之健實侧麟，本發暇崎過預設電 二共同電壓做為輪出電壓，將其輪出=辛又： 交流電m，而、、 口此輸出電壓與共同電壓同為 ° mis 同電壓以降低源極驅動電二;同時使用AC共 耗。甘曰輸出電堡的振幅，減少功率消 冇數正减 階f壓正確，進轉持儲存電容内的電 何數正確，以確保晝面品質。 為省本明之上迭和其他目的、特徵和優點能更明顯 ===她難編’並配合所附圖式， 【實施方式】 ，下说明睛芩照圖i，圖J為根據於本發明第一實施 例的薄膜液晶顯示器1()()的部分電路示意圖。目i的電路 〇括、原極驅動笔路§D、閘極驅動電路(gate driver integmted circuit) GD、薄膜液晶顯示面板pL、以及運算電路1〇1。 7 •12 7 1 ^i^^〇twf.doc/00i 本實施例的共同電壓修正電路包括 驅動電路SD。 運#电路1〇1以及源極 雖然圖1的薄膜液晶顯示 實際上可以包括任意數量的全 ，、、、、日不6個晝素， 素PIX包括薄膜電晶體Q1、旦儲存？:厂^ CLC。其中薄膜電晶體Q1 ^ S、以及液晶電容 ^ GD，卿㈣電性 存電容Cs有-端電性連接 二=動电路犯。儲 電極她以⑽她⑽’另^:曰曰脰…也就是晝素 =出端0T。最後，液晶電容 電極QS，另-㈣紐連接縣板 =0η⑽她），以電性連接共同電壓: 例虽中’母-個晝素的儲存電容c 體結構。 名丨疋孟屬、乡巴緣層丰導 妙不2?PIX為例’在薄膜電晶體Q1關閉時，為了唯 =_示，必須維持儲存電容CS以及液晶ί容 兩者的電容值不變的情況下，也^ 要、准持Μ存電谷Cs以及液晶電容CLC的跨壓不變。在^ 同_v_是交流_。為了使儲存電容i ^不、交，運异電路⑻的輸出M VOT必須和 屋Vcom的相位同步而且振幅相同。 包 nfr7制上述目標，本#施侧運算€路1G1會接收 預设電lVp與制 VeQm，並根_設電壓、= 同電M VC0m’提供輸出電壓ν〇τ至薄膜液晶顯示器j⑻ 8 1271囉 0twf.doc/006 的母一個晝素的儲存電容Cs。其中，輸出電壓v〇T與共同 電壓Vcom皆為交流電壓。每一個晝素的液晶電容CLC亦 電性連接於共同電壓Vcom。輸出電壓V0T與共同電壓 Vcom的相位同步而且振幅相同，而且共同電壓Vc〇m減 去輸出電壓V0T等於預設電壓_Vp的絕對值。 在本貝施例中’共同電壓Vc〇m是由源極驅動電路SD 所提供。預設電壓-Vp為負電壓，所以輸出電壓ν〇τ等於 共同電壓Vcom加上預設電壓_Vp。至於預設電壓_Vp的數 值則是根據先前的美國專利us 6392623號而來。也就是 況，預叹電壓-Vp等於-Vpmax_Vdmax，其中_Vpmax為源 極=電路SD輸丨至每-個晝素的最低電壓，而Vdmax 為將每一個晝素的儲存電容Cs的空乏區(depletion layer) 維持在最大寬度所需的電壓。 、，了將共同電壓Vcom加上預設電壓_vp，本實施例 的運算電路101是一個以運算放大器（operational amplifler) 〇p^冓成的正相加法電路。如圖1所示，運算電路ιοί包括 運^r放大态QP以及四個電阻器(resistor) R。其中，運算放 大為〇P以其輸出端(output terminal)電性連接於運算電路 101的輪出端〇T。第一個電阻器R電性連接於運算放大器 μ 一的輪出ir而與反相輸入端(inverting㈣说化加㈣)之間。 f二個T阻11R的第―端電性連接於運算放大器〇p的反 而，第二端接地。第三個電阻器R電性連接於運算 间帝:〇1> 的正相輸入端(n〇n_inverting inPut terminal)與共 5Vc〇m之間。最後，第四個電阻器r則電性連接於 9 -12716¾ 0twf.doc/〇〇6 運算放大器op的正相於 算放大器構成的=二而與預設電壓_vp之間。以運 的細節就不在此^ a路在剌上極為普遍，進一步 與二=;動電 ，轉電路GD輸出的高低準位，* % 的最高健最健。在本實 二帝/、，屯壓Vcom是在5V與〇V的區間擺動，而輸 例=夂ν°»Τ ί共同電壓Vc°m加上預設電壓-Vp(在本實施 圖；不mL果，所以是在_7v與-i2v的區間擺動。由 "、看出’輪出電壓與共同電壓V_的相位同 步，而且振幅相同。 乂下"兒明本發明的第二實施例。請參照圖3，圖3為 :豕於本發明第二實施例的薄膜液晶顯示器·的部分ς f不思圖。薄膜液晶顯示器300包括源極驅動電路SD、= 虽驅動迅路GD、薄膜液晶顯示面板pL、運算電路、 丄及、/、，包£產生态302。本實施例的共同電壓修正恭 匕括運算電路301以及共同電壓產生器3〇2。 免 如圖3所示，在這個實施例中，共同電壓 共同電壓產生ϋ 302所提供，而不是來自祕驅動= SD。此外，本實施例的預設電壓Vp為正電壓，=略 V〇t等於共同電壓Vcom減去預設電壓Vp。本實施梵屢 设電壓Vp和上-個實施例的預設電壓數值相同，值$予真 相反。也就是說本實施例的預設電壓％ 負 -(-vpmax)+Vdmax，其中_Vpmax為源極驅動電路 嗎1出 6絞 〇〇twf.doc/006 6絞 〇〇twf.doc/006 儲 至，一個晝素的最低電壓，而Vdmax為將每一個晝 存包谷的空乏區維持在最大寬度所需的電壓。 如圖3所示，為了將共同電壓減去預設電壓 p，本貫施例的運算電路301是一個以運算放大器〇p為 :心的減法電路，包括運算放大器op以及四個電阻器r。 二^運异放大益0P以其輸出端電性連接於運算電路301

的。第一個電阻器R電性連接於運算放大器OP 相輸入端之間。第二個電阻器R電性連接於 ;哭it的反相輸入端與預設電壓Vp之間。第三個 :裔电性連接於運算放大器〇p的正 放大$ OP的正相輸人端，第二端接地。上述的 常知細具有通 :、电路可達到相同效果，例如同樣 之間:有同樣的;應關電路的輸嶋和細 提出發明除了上述的共同電塵修正電路之外，也 Η應的共同糕修正方法。而本方 電壓修正電路的實施例中已經有充二; 1271· Otwf.doc/006 的例所述，本發明是以經過預設電屋侈正 谷，同時將共同電摩輸出至4 h母至京的姑存電 出母一晝素的液晶電容。由於葙 固讀，因此輸出電壓與 J於預 壓，而且相位同步，振幅也相 /、、电監。為乂流電 節省製程光罩數，降低戶二以士可使用MB結構以 以F,低源極驅動電路輸出電壓 、肖

;能維=電叫進而犧存=内；數; 確，以確保晝面品質。 包何數正 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上， 限定本發明，任付孰羽+从一 I …、，、亚非用以 =不W 1壬仃热自此技蟄者，在不脫離 和乾圍内，當可作些許之更動侧，因此本;日=申 範圍當視後附之申請專·_界定者本U之保護 【圖式簡單說明】

圖1為根據於本發明第— 部分電路示意圖。 圖2為根據於本發明第_ 驅動信號時序圖。 實施例的薄膜液晶顯示器的 實施例的_液晶顯示器的 圖3為根據於本發明 部分電路示意圖。 第二實施例的薄膜液晶顯示器的 【主要元件符號說明】 100、 300 · >專膜液晶顯示器 101、 301 ··運算電路 302 :共同電墨產生器 12 ^ ^^^0twf.doc/006

Clc ·液晶電容

Cs:儲存電容 GD :閘極驅動電路 0P :運算放大器 0T :運算電路的輸出端 PIX :薄膜液晶顯示面板的晝素 PL :薄膜液晶顯示面板 Q1 :薄膜電晶體 • QS :薄膜電晶體的源極 R :電阻器 SD :源極驅動電路 Vcom :共同電壓 VcomH :共同電壓的最高準位 VcomL:共同電壓的最低準位 VGH:閘極驅動電路的輸出高準位 Vgl:閘極驅動電路的輸出低準位 _ VOT:運算電路的輸出電壓 -Vp、Vp :預設電壓 13

Claims (1)

12716^0— 申請專利範圍·· l一種共同電壓修正電路，包括·· 一共同電塵產生哭於 輸出-社同電壓；以及 «電路’接收—預設電壓^^门i 該預設電壓與該共同電壓，提供-輸出 電麼，並根據 顯示器的每—晝素的儲存電容的共同】^―薄膜液晶 該，電-與該共同電麼皆為交J電屏其r 素的液晶電谷於相對電極上亦 =，母-該些晝 綱顧該共同電慶的相亥共同電屋，該 電壓電壓等於嫩電壓的該共同 2·如申峋專利範圍第丨項 丁值 其中該共同電壓產生器為該薄膜、夜曰^安摩修正電路， 路。 爾曰曰和器的源極驅動電 3·如申請專利範圍第丨項所 其找預設電壓為負電#，該輪出電麼等^修正電路’ 上該預設電壓。 ；5亥共同電堡加 4·如申請專補圍第3項所述之 ， 其中該預設電轉於_Vpmax_Vdmax，^J免壓修正電路， 晶顯示器的源極驅動電路輪出至每一节為該薄膜液 壓，V—x為將每—該些晝素的儲存電^晝素的最低電 最大寬度所需的電壓。 的空乏區維持在 更包^糊_3酬叙㈣_正電路， 一運算放大器，以輪出端電性連接⑽共同電壓修正 1271685 l6600twf.doc/006 電路的輸出端； 裔的輸出端與 -第-電阻器，電性連 反相輸入端之間； 放大 一第二電阻器，以繁一山 反相輸入端，以第二端接地^電性連接於該運算放大器的 一第三電阻器，φ 端與該共同電壓之間；以及於5亥運算放大器的正相輸入 -第四電阻器，電性連接 端與該預設電壓之間。 、^運^·放大态的正相輸入 6.如申請專利範園第 其中該預設電墨為正雷汽 之，、同电壓修正電路， 去該預設電壓。化’销出電壓等於該共同電壓減 W㈣翻麯f 6項所述 其中該預設電壓等於<_VnmQ 」电土乜正私路， 右曰 ％ Hjg h P ) Vdmax，-Vpmax 為該薄膜 液曰曰減不③的源極驅動電路輸出至每-該些晝素的最低中 壓，Vdmax為將每一哕此蚩本 ’取低包 最大寬度所㈣電壓^ 儲存電容的空乏區維持在 更包專贱圍第6項所述之共同麵修正電路， 電_=^^ ’叫出端連接於該制電歸正 反相:ί:::器’電性連接於該運算放大器的輪出端與 第-屯阻益’電性連接於該運算放大器的反相輸入 15 Otwf.doc/006 端與該預設電壓之間； 一第三電阻器，電性連 端與該共同電壓之間；以及 ^亥運算放大器的正相輸入 一第四電阻器，以第〜 正相輸入端，以第二端接地。包性連接於該運算放大器的 9·如申請專利範圍第 其中每一該些晝素皆包括：、厅述之共同電壓修正電路， —薄膜電晶體，以閘桠+ 的閘極驅動電路，以汲極=連接於該薄膜液晶顯示器 源極驅動電路； 連接於該薄膜液晶顯示器的 =儲存電容，電性連接於該 出电壓之間；以及 厚挺电晶體的源極與該輪 〜液晶電容，電性連接 同電壓之間。 亥潯胰電晶體的源極與該共 1〇·如申請專利範圍第】 其中每—該些畫素的儲存電η、同,壓修正電 結構。 谷白為金屬絕緣層半導體 :1據正方法，其特徵在於： 薄膜旋d雜r共同提供-輸出電厂堅至— 該輸出電承母一'素的儲存電容的共同電極，其t 叫电昼與該共同電壓皆為交漭命 — ^ Ύ 液晶電容於相對電極上亦電性母一該些晝素的 電壓輿該共同帝厭门a連接於该共同電壓，該輪出 減去讀輪出^同乂而且振幅相同，該共同電壓 竭出電㈣於該預設電_絕_。 电土 16 12716&t :wf.doc/006 12·如申請專利範圍笛 法，其中該共同電壓是 ^所曰^之共=電壓修正方 路所提供。 ，辱膜，夜日日頒不窃的源極驅動電 13 ·如申請專利節圖楚 法，其中該共同電虔是由該薄膜^_戶=之共σ同電屢修正方 生器所提供。 心、、’夜日日頒不器的共同電壓產 14·如申請專利範圍第 法，其中該預設電壓為負+ 、处之共同電壓修正方 壓加上該預設電壓。讀，錢出電壓等於該共同電 = 如申請專利範圍第 法，其中該預設電壓等於_ν I、门包屋修正方 二日=示器的_·_電路輪出至Γ-ΐ薄 在最大寬度所需的電屢。――素的储存電容的空乏區維持 16.如申請專利範圍第u 法’其中該預設電壓為正電壓，兮u之共同電壓修正方 壓減去該預設電壓。 ㉚出電壓等於該共同電 17·如申請專利範圍第^項 法，其中該預設電壓等於 、,/、同電壓修正方 薄膜液晶顯示器的源極驅動電路=VdmaX、VPmax為該 低電壓’ Vd臟為將每一出至每-該些晝素的最 持在最大寬度所需的電壓。二息素的錯存電容的空乏區維 1δ·如申請專利範圍第u項所、十、 法’其中I —該些晝素 電^之共同電壓修正方 結構。 4存―皆為金屬絕緣層半導體 17