TWI440007B - 可改善液晶顯示器的閃爍現象的電源裝置、可改善閃爍現象的液晶顯示器及其方法 - Google Patents

可改善液晶顯示器的閃爍現象的電源裝置、可改善閃爍現象的液晶顯示器及其方法 Download PDF

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Description

可改善液晶顯示器的閃爍現象的電源裝置、可改善閃爍現象的液晶顯示器及其方法
本發明係有關於一種可改善液晶顯示器的閃爍現象的電源裝置、可改善閃爍現象的液晶顯示器及其方法，尤指一種利用交流閘極低電壓，改善因為交流共同電壓所產生的閃爍現象的電源裝置、液晶顯示器及其方法。
請參照第1圖，第1圖係為先前技術說明一種薄膜液晶顯示器(thin film transistor liquid crystal display,TFT-LCD)所包含的複數個像素的示意圖。如第1圖所示，每一個像素包含一薄膜電晶體102、一液晶電容CLC及一儲存電容CS，其中薄膜電晶體102的閘極G耦接於一閘極線G1，源極S耦接於一資料線D1，以及汲極D耦接於液晶電容CLC及儲存電容CS。另外，液晶電容CLC及儲存電容CS的另一端均耦接於一共通電極COM。
請參照第2圖和第3圖，第2圖係為說明薄膜液晶顯示器的一像素200的示意圖，第3圖係為說明液晶電容CLC及儲存電容CS所儲存的電壓、資料線D1的資料電壓VDATA、共同電壓VCOM、閘極線G1的閘極高電壓VGH與閘極線G1的閘極低電壓VGL的關係示意圖。如第2圖所示，像素200包含一薄膜電晶體202、一液晶電容CLC及一儲存電容CS，其中薄膜電晶體202的閘極G與汲極D之間具有一寄生電容Cgd。如第3圖所示，當薄膜液晶顯示器顯示第N畫面時，薄膜電晶體202根據閘極線G1的閘極高電壓VGH開啟，因此資料線D1的資料電壓VDATA對液晶電容CLC及儲存電容CS充電。此時，薄膜電晶體202的汲極D的電壓逐漸被充電至電壓VP1。當薄膜電晶體202根據閘極線G1的閘極低電壓VGL關閉時，因為寄生電容Cgd的電容效應，導致薄膜電晶體202的汲極D的電壓在薄膜電晶體202關閉的瞬間產生一饋通電壓(feed through Voltage)ΔVP，亦即薄膜電晶體202的汲極D的電壓下降至電壓VP2。同理，當薄膜液晶顯示器顯示第N+1畫面時，薄膜電晶體202的汲極D的電壓亦會出現饋通電壓ΔVP。如此，薄膜液晶顯示器將會因正極性饋通電壓ΔVPP與負極性饋通電壓ΔVPN不相等而產生閃爍現象。另外，饋通電壓ΔVP係根據電荷守恆定律與式(1)所產生：
如式(1)所示，△VP=VP1-VP2，且△VG=VGH-VGL。
如第3圖和式(1)所示，當共通電極COM所提供的共同電壓VCOM係為直流電壓時，薄膜液晶顯示器的設計者尚可藉由調整共同電壓VCOM的直流準位以補償因△VP所造成的閃爍現象。此時，共同電壓VCOM係由式(2)所決定：
如第3圖所示，ΔVDATA係為資料線D1上的高電壓與低電壓的差。請參照第4圖，第4圖係為說明液晶電容CLC及儲存電容CS所儲存的電壓、資料線D1的資料電壓VDATA、交流共同電壓VCOMAC(共同電壓高準位VCOMH、共同電壓低準位VCOML)、閘極線G1的閘極高電壓VGH與閘極線G1的閘極低電壓VGL的關係示意圖。在中小尺寸薄膜液晶顯示器的應用上，由於低功率和低成本需求，因此經常使用交流共同電壓VCOMAC(共同電壓高準位VCOMH、共同電壓低準位VCOML)。如第4圖所示，當薄膜電晶體202關閉且交流共同電壓VCOMAC係為共同電壓低準位VCOML時，饋通電壓低準位ΔVPL係由式(3)所決定：
當薄膜電晶體202關閉且交流共同電壓VCOMAC係為共同電壓高準位VCOMH時，饋通電壓高準位ΔVPH係由式(4)所決定：
其中△VCOM=VCOMH-VCOML。如式(3)和式(4)所示，因為饋通電壓高準位ΔVPH不等於△VCOM，所以造成電壓V1不等於電壓V2。另外，薄膜液晶顯示器的設計者無法僅藉由調整交流共同電壓VCOMAC的電壓準位來補償因為△VCOM不等於饋通電壓高準位ΔVPH所造成的閃爍現象。
本發明的一實施例提供一種可改善液晶顯示器的閃爍現象的電源裝置。該電源裝置包含一直流電壓/直流電壓轉換電路、一共同電壓電路及一箝位電路。該直流電壓/直流電壓轉換電路係用以產生一直流閘極低電壓；共同電壓電路係用以接收一時序控制電路產生的一極性反轉信號，並根據該極性反轉信號，產生一交流共同電壓；該箝位電路係耦接於該直流電壓/直流電壓轉換電路與該共同電壓電路，用以接收該直流閘極低電壓與該交流共同電壓，並輸出該交流共同電壓，以及根據該直流閘極低電壓與該交流共同電壓，輸出一交流閘極低電壓；其中該交流閘極低電壓與該交流共同電壓係為同步。
本發明的另一實施例提供一種可改善閃爍現象的液晶顯示器。該液晶顯示器包含一系統模組及一液晶顯示模組。該系統模組包含一時序控制電路及一電源裝置。該時序控制電路係用以接收一影像訊號，並根據該影像訊號，產生對應於該影像訊號的資料電壓、控制信號及一極性反轉信號。該電源裝置係耦接於該時序控制電路，該電源裝置包含一直流電壓/直流電壓轉換電路、一共同電壓電路及一箝位電路。該直流電壓/直流電壓轉換電路係用以產生一直流閘極低電壓；該共同電壓電路係用以接收該極性反轉信號，並根據該極性反轉信號，產生一交流共同電壓；該箝位電路係耦接於該直流電壓/直流電壓轉換電路與該共同電壓電路，用以接收該直流閘極低電壓與該交流共同電壓，並輸出該交流共同電壓，以及根據該直流閘極低電壓與該交流共同電壓，輸出一交流閘極低電壓；其中該交流閘極低電壓與該交流共同電壓係為同步。該液晶顯示模組包含至少一源極驅動電路、至少一閘極驅動電路及一顯示面板，其中該顯示面板包含複數個像素。該至少一源極驅動電路及該至少一閘極驅動電路根據對應於該影像訊號的資料電壓、控制信號、該交流共同電壓，開啟、關閉該複數個像素以及對該複數個像素充電；該顯示面板根據該交流閘極低電壓，改善該顯示面板的閃爍現象，以及該顯示面板根據該複數個像素的電壓，顯示該影像訊號所代表的影像。
本發明的另一實施例提供一種可改善液晶顯示器的閃爍現象的方法。該方法包含接收一影像訊號；根據該影像訊號，產生對應於該影像訊號的資料電壓、控制信號及一極性反轉信號；產生一直流閘極低電壓；根據該極性反轉信號，產生一交流共同電壓；接收該直流閘極低電壓與該交流共同電壓，並輸出該交流共同電壓，以及根據該直流閘極低電壓與該交流共同電壓，輸出一交流閘極低電壓；根據對應於該影像訊號的資料電壓、控制信號、該交流共同電壓，開啟、關閉該複數個像素以及對該複數個像素充電；根據該交流閘極低電壓，改善一顯示面板的閃爍現象；根據該複數個像素的電壓，顯示該影像訊號所代表的影像。
本發明提供一種可改善液晶顯示器的閃爍現象的電源裝置、可改善閃爍現象的液晶顯示器及其方法。該電源裝置、液晶顯示器及其方法係利用一電源裝置內的一直流電壓/直流電壓轉換電路與一共同電壓電路透過一箝位電路，產生一交流閘極低電壓。如此，本發明即可透過該交流閘極低電壓，補償因為一交流共同電壓所產生的閃爍現象。
請參照第5圖，第5圖係為本發明的一實施例說明一種可改善液晶顯示器的閃爍現象的電源裝置500的示意圖。電源裝置500包含一直流電壓/直流電壓轉換電路502、一共同電壓電路504及一箝位電路506。直流電壓/直流電壓轉換電路502係用以產生一直流閘極低電壓VGLDC；共同電壓電路504係用以接收一時序控制電路產生的一極性反轉信號POL，並根據極性反轉信號POL，產生一交流共同電壓VCOMAC；箝位電路506係耦接於直流電壓/直流電壓轉換電路502與共同電壓電路504，用以接收直流閘極低電壓VGLDC與交流共同電壓VCOMAC，並輸出交流共同電壓VCOMAC，以及根據直流閘極低電壓VGLDC與交流共同電壓VCOMAC，輸出一交流閘極低電壓VGLAC；其中交流閘極低電壓VGLAC與交流共同電壓VCOMAC係為同步。
如第5圖所示，箝位電路506包含一電容5062、一電阻5064及一二極體5066，其中箝位電路506係為一負箝位電路。電容5062具有一第一端，耦接於共同電壓電路504，用以接收交流共同電壓VCOMAC，並輸出交流共同電壓VCOMAC，及一第二端，用以輸出直流閘極低電壓VGLDC；電阻5064具有一第一端，耦接於電容5062的第二端，及一第二端，耦接於一地端GND；二極體5066具有一正端，耦接於電容5062的第二端，及一負端，耦接於直流電壓/直流電壓轉換電路502，用以接收直流閘極低電壓VGLDC。(第5圖已和發明人確認並修改)例如，直流閘極低電壓VGLDC係為-6V，交流共同電壓VCOMAC係介於0V與4V之間，則箝位電路506所輸出的交流閘極低電壓VGLAC係介於-2V與-6V之間。但本發明並不受限於直流閘極低電壓VGLDC係為-6V，以及交流共同電壓VCOMAC係介於0V與4V之間。
請參照第6圖，第6圖係為說明液晶電容CLC及儲存電容CS所儲存的電壓VP1、VP2、資料線D1的資料電壓VDATA、交流共同電壓VCOMAC(共同電壓高準位VCOMH、共同電壓低準位VCOML)、閘極線G1的閘極高電壓VGH與閘極線G1的交流閘極低電壓VGLAC的關係示意圖。如第6圖所示，電壓V1與電壓V2係分別由式(5)及式(6)所決定：
V1=VP1-VCOML　(5)
V2=VP2-VCOMH　(6)
另外，如第4圖和第6圖所示，當閘極線G1的閘極低電壓VGL係為直流電壓時，饋通電壓高準位ΔVPH係由式(4)所決定；當閘極線G1具有交流閘極低電壓VGLAC時，饋通電壓高準位ΔVPH係由式(7)所決定：
因為箝位電路506係根據交流共同電壓VCOMAC與直流閘極低電壓VGLDC，產生交流閘極低電壓VGLAC，所以交流閘極低電壓VGLAC的振幅等於ΔVCOM。因此如式(7)所示，係來自於交流閘極低電壓VGLAC的貢獻。由式(7)可得式(8)：
VP2-VP1=VCOMH-VCOML　(8)
如第6圖所示，式(9)可由式(8)所決定：
如式(9)所示，電壓V1等於電壓V2，所以電源裝置500可解決交流共同電壓VCOMAC所產生的閃爍現象。
請同時參照第5圖與第7圖，第7圖係為本發明的另一實施例說明一種可改善閃爍現象的液晶顯示器700的示意圖。液晶顯示器700包含一系統模組702與一液晶顯示模組704。系統模組702包含一時序控制電路7022與一電源裝置7024。時序控制電路7022係用以接收一影像訊號IS，並根據影像訊號IS，產生對應於影像訊號IS的資料電壓、控制信號及一極性反轉信號POL。電源裝置7024係耦接於時序控制電路7022，電源裝置7024包含一直流電壓/直流電壓轉換電路502、一共同電壓電路504及一箝位電路506，且箝位電路506包含一電容5062、一電阻5064及一二極體5066，其中電源裝置7024和電源裝置500相同，在此不再贅述。液晶顯示模組704包含一閘極驅動電路7042、二源極驅動電路7044、7046及一顯示面板7048，其中顯示面板7048包含複數個像素，且每一個像素係各包含至少一薄膜電晶體。源極驅動電路7044、7046及閘極驅動電路7042根據對應於影像訊號IS的資料電壓、控制信號、交流共同電壓VCOMAC與交流閘極低電壓VGLAC，開啟與關閉複數個像素以及對複數個像素充電。如第6圖、式(5)-式(9)所示，因為電壓V1等於電壓V2，所以顯示面板7048可根據交流閘極低電壓VGLAC，改善顯示面板7048的閃爍現象，以及顯示面板7048根據複數個像素所儲存的電壓，顯示影像訊號IS所代表的影像。
請參照第8圖，第8圖係為本發明的另一實施例說明一種可改善液晶顯示器的閃爍現象的方法的流程圖。第8圖之方法係利用第7圖的液晶顯示器700說明，詳細步驟如下：步驟800：開始；步驟802：時序控制電路7022接收影像訊號IS；步驟804：時序控制電路7022根據影像訊號IS，產生對應於影像訊號IS的資料電壓、控制信號及極性反轉信號POL；步驟806：直流電壓/直流電壓轉換電路502產生直流閘極低電壓VGLDC；步驟808：共同電壓電路504係根據極性反轉信號POL，產生交流共同電壓VCOMAC；步驟810：箝位電路506接收直流閘極低電壓VGLDC與交流共同電壓VCOMAC，並輸出交流共同電壓VCOMAC，以及根據直流閘極低電壓VGLDC與交流共同電壓VCOMAC，輸出交流閘極低電壓VGLAC；步驟812：源極驅動電路7044、7046及閘極驅動電路7042根據對應於影像訊號IS的資料電壓、控制信號、交流共同電壓VCOMAC，開啟與關閉顯示面板7048所包含的複數個像素以及對顯示面板7048所包含的複數個像素充電；步驟814：顯示面板7048根據交流閘極低電壓VGLAC，改善顯示面板7048的閃爍現象；步驟816：顯示面板7048根據複數個像素所儲存的電壓，顯示影像訊號IS所代表的影像；步驟818：結束。
在步驟810中，箝位電路506係為負箝位電路506，且交流閘極低電壓VGLAC與交流共同電壓VCOMAC係為同步。在步驟814中，如第6圖、式(5)-式(9)所示，因為電壓V1等於電壓V2，所以顯示面板7048可根據交流閘極低電壓VGLAC，改善顯示面板7048的閃爍現象。
綜上所述，本發明所提供的可改善液晶顯示器的閃爍現象的電源裝置、可改善閃爍現象的液晶顯示器及其方法，係利用電源裝置內的直流電壓/直流電壓轉換電路與共同電壓電路透過箝位電路，產生交流閘極低電壓。如此，本發明即可透過交流閘極低電壓，補償因為交流共同電壓所產生的閃爍現象。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
102、202．．．薄膜電晶體
200．．．像素
500、7024．．．電源裝置
502．．．直流電壓/直流電壓轉換電路
504．．．共同電壓電路
506．．．箝位電路
700．．．液晶顯示器
702．．．系統模組
704．．．液晶顯示模組
5062．．．電容
5064．．．電阻
5066．．．二極體
7022．．．時序控制電路
7042．．．閘極驅動電路
7044、7046．．．源極驅動電路
7048．．．顯示面板
Cgd．．．寄生電容
COM．．．共通電極
CLC．．．液晶電容
CS．．．儲存電容
D．．．汲極
D1．．．資料線
G．．．閘極
G1．．．閘極線
GND．．．地端
IS．．．影像訊號
POL．．．極性反轉信號
S．．．源極
VP1、VP2、V1、V2．．．電壓
VCOM．．．共同電壓
VCOMAC‧‧‧交流共同電壓
VGLAC‧‧‧交流閘極低電壓
VGLDC‧‧‧直流閘極低電壓
VDATA‧‧‧資料電壓
VGH‧‧‧閘極高電壓
VGL‧‧‧閘極低電壓
VCOML‧‧‧共同電壓低準位
VCOMH‧‧‧共同電壓高準位
△VP‧‧‧饋通電壓
△VPL‧‧‧饋通電壓低準位
△VPH‧‧‧饋通電壓高準位
△VPP‧‧‧正極性饋通電壓
△VPN‧‧‧負極性饋通電壓
800至818‧‧‧步驟
第1圖係為先前技術說明一種薄膜液晶顯示器所包含的複數個像素的示意圖。
第2圖係為說明薄膜液晶顯示器的像素的示意圖。
第3圖係為先前技術說明液晶電容及儲存電容所儲存的電壓、資料線的資料電壓、共同電壓、閘極線的閘極高電壓與閘極線的閘極低電壓的關係示意圖。
第4圖係為先前技術說明液晶電容及儲存電容所儲存的電壓、資料線的資料電壓、交流共同電壓、閘極線的閘極高電壓與閘極線的閘極低電壓的關係示意圖。
第5圖係為本發明的一實施例說明一種可改善液晶顯示器的閃爍現象的電源裝置的示意圖。
第6圖係為本發明說明液晶電容及儲存電容所儲存的電壓、資料線的資料電壓、交流共同電壓、閘極線的閘極高電壓與閘極線的交流閘極低電壓的關係示意圖。
第7圖係為本發明的另一實施例說明一種可改善閃爍現象的液晶顯示器的示意圖。
第8圖係為本發明的另一實施例說明一種可改善液晶顯示器的閃爍現象的方法的流程圖。
500．．．電源裝置
502．．．直流電壓/直流電壓轉換電路
504．．．共同電壓電路
506．．．箝位電路
5062．．．電容
5064．．．電阻
5066．．．二極體
POL．．．極性反轉信號
VGLDC．．．直流閘極低電壓
VCOMAC．．．交流共同電壓
VGLAC．．．交流閘極低電壓
GND．．．地端

Claims (5)

  1. 一種可改善液晶顯示器的閃爍現象的電源裝置，包含：一直流電壓/直流電壓轉換電路，用以產生一直流閘極低電壓；一共同電壓電路，用以接收一時序控制電路產生的一極性反轉信號，並根據該極性反轉信號，產生一交流共同電壓；及一箝位電路，耦接於該直流電壓/直流電壓轉換電路與該共同電壓電路，用以接收該直流閘極低電壓與該交流共同電壓，並輸出該交流共同電壓，以及根據該直流閘極低電壓與該交流共同電壓，輸出一交流閘極低電壓，其中該箝位電路包含：一電容，具有一第一端，耦接於該共同電壓電路，用以接收該交流共同電壓，並輸出該交流共同電壓，及一第二端，用以輸出該交流閘極低電壓；一電阻，具有一第一端，耦接於該電容的第二端，及一第二端，耦接於一地端；及一二極體，具有一正端，耦接於該電容的第二端，及一負端，耦接於該直流電壓/直流電壓轉換電路，用以接收該直流閘極低電壓；其中該交流閘極低電壓與該交流共同電壓係為同步。
  2. 一種可改善閃爍現象的液晶顯示器，包含：一系統模組，包含：一時序控制電路，用以接收一影像訊號，並根據該影像訊 號，產生對應於該影像訊號的資料電壓、控制信號及一極性反轉信號；及一電源裝置，耦接於該時序控制電路，該電源裝置包含：一直流電壓/直流電壓轉換電路，用以產生一直流閘極低電壓；一共同電壓電路，用以接收該極性反轉信號，並根據該極性反轉信號，產生一交流共同電壓；及一箝位電路，耦接於該直流電壓/直流電壓轉換電路與該共同電壓電路，用以接收該直流閘極低電壓與該交流共同電壓，並輸出該交流共同電壓，以及根據該直流閘極低電壓與該交流共同電壓，輸出一交流閘極低電壓，其中該箝位電路包含：一電容，具有一第一端，耦接於該共同電壓電路，用以接收該交流共同電壓，並輸出該交流共同電壓，及一第二端，用以輸出該交流閘極低電壓；一電阻，具有一第一端，耦接於該電容的第二端，及一第二端，耦接於一地端；及一二極體，具有一正端，耦接於該電容的第二端，及一負端，耦接於該直流電壓/直流電壓轉換電路，用以接收該直流閘極低電壓；及其中該交流閘極低電壓與該交流共同電壓係為同步；一液晶顯示模組，包含： 至少一源極驅動電路；至一極驅路；及一顯示面板，包含複數個像素；其中該至少一源極驅動電路及該至少一閘極驅動電路根據對應於該影像訊號的資料電壓、控制信號、該交流共同電壓，開啟、關閉該複數個像素以及對該複數個像素充電；該顯示面板根據該交流閘極低電壓，改善該顯示面板的閃爍現象，以及該顯示面板根據該複數個像素的電壓，顯示該影像訊號所代表的影像。
  3. 如請求項2所述之液晶顯示器，其中該複數個像素包含至少一薄膜電晶體。
  4. 一種可改善液晶顯示器的閃爍現象的方法，包含：接收一影像訊號；根據該影像訊號，產生對應於該影像訊號的資料電壓、控制信號及一極性反轉信號；產生一直流閘極低電壓；根據該極性反轉信號，產生一交流共同電壓；接收該直流閘極低電壓與該交流共同電壓，並輸出該交流共同電壓，以及根據該直流閘極低電壓與該交流共同電壓，輸出一交流閘極低電壓；根據對應於該影像訊號的資料電壓、控制信號、該交流共同電 壓，開啟、關閉該複數個像素以及對該複數個像素充電；根據該交流閘極低電壓，改善一顯示面板的閃爍現象；及根據該複數個像素的電壓，顯示該影像訊號所代表的影像。
  5. 如請求項4所述之方法，其中該交流閘極低電壓與該交流共同電壓係為同步。
TW100123631A 2011-07-05 2011-07-05 可改善液晶顯示器的閃爍現象的電源裝置、可改善閃爍現象的液晶顯示器及其方法 TWI440007B (zh)

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