共用电极电压产生电路的制作方法

本专利申请大体涉及电子显示装置，并且更具体地涉及用于产生显示面板的共用电极(VCOM)的电压的电路。

背景技术：

在图1中示出各种显示技术(例如LCD、ePaper以及电泳显示)的典型有源矩阵显示面板系统。参考图1，源极线SO1、SO2、……、SOm-1、SOm由源极驱动电路101驱动。栅极线GO1、GO2、……、GOn-1、GOn由栅极驱动电路103驱动。所有像素的共用电极(VCOM)105均连接，且共用电极(VCOM)105由VCOM驱动电路107驱动。时序控制器109为源极驱动电路101、栅极驱动电路103和VCOM驱动电路107提供时序控制信号。电源产生器111为上述电路提供DC电力。例如，电源产生器111将VS1和VS2的DC电力提供到源极驱动电路101，其将Vs1和Vs2的电压电平输出到源极线。

参照图1，VCOM驱动电路107包含VCOM驱动器，所述VCOM驱动器是电压驱动电路，其输出端连接到显示面板的VCOM电极105。一个大稳定电容器113连接在VCOM电极105与接地之间。这个电容器经配置以减弱在显示时期期间VCOM电极105上的噪声。显示面板可以模型化成连接在VCOM电极105与接地之间的电容器。

图2是图1中描绘的显示面板的一个显示像素的示意图。参考图2，显示像素包含开关元件201，例如薄膜晶体管(TFT)；存储电容器Cst；由电容器Clc模型化的像素显示元件；由电容器Cgs模型化的寄生电容。TFT 201的栅极电极和漏极电极分别连接到显示面板的一个栅极线GOi和一个源极线SOj。TFT 201的源极电极连接到Clc和Cst。所述Clc和Cst的另一端子连接到显示面板的VCOM电极。

驱动显示面板有两种常规方法：DC-VCOM方法和AC-VCOM方法。在两种方法中，在像素的3个端子(GOi、SOj、VCOM)上所产生电压都是相同的，所述两种方法符合面板驱动要求。在DC-VCOM方法下，VCOM电压保持在Vcomc的恒定电平，稳定电容器113(如图1所示)上的电压同样如此。在AC-VCOM方法下，VCOM电压交变，使得源极电压和栅极电压的驱动电压电平可以降低。或者，不是降低驱动电压电平，而是在不提高驱动电压电平的情况下可以增加所产生像素电压。利用这种方法，VCOM驱动器持续使稳定电容器113充电和放电，从而消耗相当多的电力。图3示出AC-VCOM方法中VCOM电压的波形。参照图3，由于VCOM电压在Vcomc(-2V)、Vcom1(13V)和Vcom2(-17V)之间交变，稳定电容器113(如图1所示)上的电压在-2V、13V和-17V之间交变。稳定电容器上的电压变化相对较大。所述电压值和电容值是示例性的。不同的显示面板可以具有不同的驱动电压电平要求及不同的电容特性。

技术实现要素：

本申请涉及一种共用电极电压产生电路。在一个方面，所述电路包括：VCOM驱动器，其经配置以在其输出端处输出交变电压电平，所述输出端连接到显示面板；具有三个输入端和一个输出端的开关电路，其经配置以每次在所述输入端选择一种电压电平，并且因此在所述开关电路的所述输出端处输出交变电压电平；和稳定电容器，其一端连接到所述VCOM驱动器的所述输出端，并且另一端连接到所述开关电路的所述输出端；其中：所述开关电路经配置以输出0、Vs1和Vs2的电压电平，其中Vs2＝-Vs1；和所述VCOM驱动器经配置以在其所述输出端输出三种交变电压电平Vcomc、Vcom1和Vcom2，其中Vcom1＝Vs1+Vcomc、Vcom2＝Vs2+Vcomc，或输出两种交变状态：Vcomc电压电平和高阻抗状态。

所述开关电路可以包括三个MOS开关，所述三个MOS开关的源极或漏极分别连接到接地、所述电压电平Vs1的电源，和所述电压电平Vs2的电源；所述MOS开关的漏极或源极连接到所述开关电路的所述输出端。

所述VCOM驱动器可以包括三个MOS开关、第一运算放大器和第二运算放大器，所述三个MOS开关的源极或漏极分别连接到接地、所述电压电平Vs1的电源，和所述电压电平Vs2的电源；所述三个MOS开关的所述漏极或所述源极通过第一电阻器连接到所述第二运算放大器的输入端。所述第一运算放大器可以经配置以输出所述电压电平Vcomc，并且所述第一运算放大器的所述输出端通过第二电阻器连接到所述第二运算放大器的所述输入端。所述电路可以进一步包括MOS开关，所述MOS开关的源极或漏极连接到所述第二运算放大器的输出端；所述MOS开关的漏极或源极连接到所述稳定电容器。

所述VCOM驱动器可以包括：第一运算放大器，其经配置以输出所述电压电平Vcomc；和MOS开关，所述MOS开关的源极或漏极连接到所述第一运算放大器的输出端；所述MOS开关的漏极或源极连接到所述稳定电容器。

在另一方面，本申请提供了一种共用电极电压产生电路。所述电路包括：VCOM驱动器，其经配置以在其输出端输出交变电压电平，所述输出端连接到显示面板；具有多个输入端和一个输出端的开关电路，其经配置以每次在所述输入端选择一种电压电平，并且因此在所述开关电路的所述输出端处输出交变电压电平；和稳定电容器，其一端连接到所述VCOM驱动器的所述输出端，并且另一端连接到所述开关电路的所述输出端。

所述开关电路可以经配置以输出0、Vs1和Vs2的电压电平，其中Vs2＝-Vs1。所述VCOM驱动器可以经配置以在其所述输出端输出三种交变电压电平Vcomc、Vcom1和Vcom2，其中Vcom1＝Vs1+Vcomc，Vcom2＝Vs2+Vcomc。所述VCOM驱动器可以经配置以输出两种交变状态：Vcomc电压电平和高阻抗状态。

所述开关电路可以包括三个MOS开关，所述三个MOS开关的源极或漏极分别连接到接地、所述电压电平Vs1的电源，以及所述电压电平Vs2的电源；所述MOS开关的漏极或源极连接到所述开关电路的所述输出端。

所述VCOM驱动器可以包括三个MOS开关、第一运算放大器和第二运算放大器，所述三个MOS开关的源极或漏极分别连接到接地、所述电压电平Vs1的电源，以及所述电压电平Vs2的电源；所述三个MOS开关的所述漏极或源极通过第一电阻器连接到所述第二运算放大器的输入端。

所述第一运算放大器可以经配置以输出所述电压电平Vcomc，并且所述第一运算放大器的所述输出端通过第二电阻器连接到所述第二运算放大器的所述输入端。所述电路可以进一步包括MOS开关，所述MOS开关的源极或漏极连接到所述第二运算放大器的输出端；所述MOS开关的漏极或源极连接到所述稳定电容器。

所述VCOM驱动器可以包括：第一运算放大器，其经配置以输出所述电压电平Vcomc；和MOS开关，所述MOS开关的源极或漏极连接到所述第一运算放大器的输出端；所述MOS开关的漏极或源极连接到所述稳定电容器。

在又一方面，本申请提供了一种共用电极电压产生电路。所述电路包括：VCOM驱动器，其经配置以在其输出端输出交变电压电平，所述输出端连接到显示面板；和具有三个输入端和一个输出端的开关电路，其经配置以每次在所述输入端选择一种电压电平，并且因此在所述开关电路的所述输出端处输出交变电压电平，使得稳定电容器上的电压差设定为接近恒定值Vcomc；其中：所述稳定电容器的一端连接到所述VCOM驱动器的所述输出端，并且所述稳定电容器的另一端连接到所述开关电路的所述输出端；并且

所述开关电路包括三个MOS开关，所述三个MOS开关的源极或漏极分别连接到接地、电压电平Vs1的电源，以及电压电平Vs2的电源；所述MOS开关的漏极或源极连接到所述开关电路的所述输出端。

所述VCOM驱动器可以经配置以在其所述输出端输出三种交变电压电平Vcomc、Vcom1和Vcom2，其中Vcom1＝Vs1+Vcomc，Vcom2＝Vs2+Vcomc。所述VCOM驱动器可以包括三个MOS开关、第一运算放大器和第二运算放大器，所述三个MOS开关的源极或漏极分别连接到接地、所述电压电平Vs1的电源，以及所述电压电平Vs2的电源；所述三个MOS开关的所述漏极或源极通过第一电阻器连接到所述第二运算放大器的输入端。

所述VCOM驱动器可以经配置以输出两种交变状态：Vcomc电压电平和高阻抗状态。所述VCOM驱动器可以包括：第一运算放大器，其经配置以输出所述电压电平Vcomc；和MOS开关，所述MOS开关的源极或漏极连接到所述第一运算放大器的输出端；所述MOS开关的漏极或源极连接到所述稳定电容器。

附图说明

图1是显示面板和所述显示面板的电子驱动电路的示意图。

图2是图1中描绘的显示面板的一个显示像素的示意图。

图3示出AC-VCOM方法中的VCOM电压的波形。

图4是根据本专利申请的实施例的显示面板和所述显示面板的电子驱动电路的示意图。

图5示出根据图4描绘的实施例的共用电极电压产生电路。

图6示出根据本专利申请的实施例的VCOM电压的波形和VCOMG电压的波形。

图7A是根据本专利申请的实施例的共用电极电压产生电路的示意图。

图7B是图解在图7A中描绘的电路的操作实例的时序图。

图8A是根据本专利申请的另一个实施例的共用电极电压产生电路的示意图。

图8B是图解在图8A中描绘的电路的操作实例的时序图。

具体实施方式

现在将详细参考在本专利申请中公开的共用电极电压产生电路的优选实施例，还在以下说明书中提供该优选实施例的实例。对本专利申请所公开电路的示范性实施例进行详细的描述，但是就相关领域技术人员而言显而易见的是：为了清楚起见，可能并未显示对于所述电路的理解不是特别重要的一些特征。

此外，应当理解，本专利申请中所公开的电路不限于下面描述的精确实施例，并且在不脱离保护的精神或范围的前提下，本领域技术人员可以对本专利申请进行各种更改和修改。例如，不同示例性实施例的元件和/或特征可在本发明的范围内彼此组合和/或互相替代。

图4是根据本专利申请的实施例的显示面板和所述显示面板的电子驱动电路的示意图。图5示出根据图4描绘的实施例的共用电极电压产生电路。参考图4和图5，所述共用电极电压产生电路包含VCOM驱动器501、稳定电容器503，和VCOMG驱动器505。稳定电容器503的一端连接到VCOM驱动器的输出端，而所述稳定电容器503的另一端连接到VCOMG驱动器505的输出端。VCOM驱动器的输出端还连接到显示面板的VCOM电极402。所述显示面板模型化成电容器507。所述VCOMG驱动器505是电压驱动电路，其用于按照VCOM的交变电压电平(即VCOM驱动器501的输出)输出交变电压电平，使得所述稳定电容器503的充电和放电最小化。所述VCOMG驱动器505可以实施为如图5所示的开关电路。所述开关电路的输入端连接到期望的VCOMG输出电压电平的电压源。在这个实施例中，VCOMG电压电平是VSS、Vs1和Vs2，其中VSS是0V，Vs1是VS1的电压值，并且Vs2是VS2的电压值。这些电平遵循VCOM电压电平，并且它们是源极驱动电路401的电压电平。因此，在系统中容易获得这些电压源，并且不需要额外的电源产生器电路用于VCOMG驱动器505。

在这个实施例中，开关电路具有三个输入端，但是，应当理解的是，在另一个实施例中，只要所述开关电路经配置以按照VCOM的交变电压电平(即VCOM驱动器501的输出)输出交变电压电平，使得所述稳定电容器503的充电和放电最小化，开关电路也可以具有多于三个输入端。

更具体地，在这个实施例中，VCOM驱动器经配置以输出在Vcomc(-2V)、Vcom1(13V)和Vcom2(-17V)之间交变的电压(即，VCOM电压)。当VCOM电压需要驱动到Vcomc时，将VCOMG驱动到VSS(0V)；当VCOM电压需要驱动到Vcom1时，将VCOMG驱动到Vs1；当VCOM电压需要驱动到Vcom2时，将VCOMG驱动到Vs2。

图6示出根据本专利申请的实施例的VCOM电压的波形和VCOMG电压的波形。参照图6，当VCOM＝Vcomc＝-2V、VCOMG＝0时，稳定电容器503(如图4和图5所示)上的电压是Vcomc＝-2V；当VCOM＝Vcom1＝Vs1+Vcomc＝15V-2V＝13V、VCOMG＝Vs1＝15V时，稳定电容器503上的电压Vcomc＝-2V；当VCOM＝Vcom2＝Vs2+Vcomc＝-15V-2V＝-17V、VCOMG＝Vs2＝-15V时，稳定电容器503上的电压Vcomc＝-2V。这表明，虽然VCOM在Vcomc(-2V)、Vcom1(13V)和Vcom2(-17V)之间交变，但稳定电容器503上的电压保持恒定(-2V)。因此，利用这个电路，避免了稳定电容器503的重复充电和放电，并由此降低了电路的功耗。

图7A是根据本专利申请的实施例的共用电极电压产生电路的示意图。参照图7A，图5中的VCOMG驱动器505由如框701所图示的三个MOS开关来实施。更具体地说，通过使源极端子或漏极端子连接到接地，漏极端子或源极端子连接到VCOMG驱动器输出端705而使用MOS MG0。通过使源极端子或漏极端子连接到VS1电源，漏极端子或源极端子连接到VCOMG驱动器输出端705而使用MOS MG1。通过使源极端子或漏极端子连接到VS2电源，漏极端子或源极端子连接到VCOMG驱动器输出端705而使用MOS MG2。

参照图7A，所述电路包含三个MOS开关M0、M1和M2，第一运算放大器OP1和第二运算放大器OP2。所述三个MOS开关M0、M1和M2的源极或漏极分别连接到接地、VS1电源、VS2电源，而所述三个MOS开关M0、M1和M2的漏极或源极通过电阻器R1A连接到运算放大器OP2的输入端。第一运算放大器OP1经配置以在其输出端处输出电压电平Vcomc，并且OP1的输出端通过电阻器R1B连接到运算放大器OP2的输入端。

如框703所图示的，所述电路包含MOS M3，其通过使源极端子或漏极端子连接到OP2的输出端，漏极端子或源极端子连接到VCOM驱动器输出端而使用。

图7B是图解在图7A中描绘的电路的操作实例的时序图。参照图7A和图7B，在时刻t1之前，接通M0和M3，断开M1和M2，因此VCOM驱动器输出端由OP2驱动，并且电压电平是Vcomc；同时，接通MG0，断开MG1和MG2，因此VCOMG驱动器输出端705由接地(0V)驱动。在t1和t2之间的时刻，断开M3、MG0、MG1和MG2，因此，VCOM和VCOMG输出端均是高阻抗，VCOM和VCOMG上的电压保持与先前电平相同。这个时间段是为了不重叠以避免电源或信号之间的短路。在t2和t3之间的时刻，断开M3、MG0和MG2，接通MG1，因此，VCOMG由VS1电源驱动，并且其从0V上升到Vs1。同时，VCOM由稳定电容器驱动，并且其从Vcomc上升到接近Vcom1的电压电平。在t3和t4之间的时刻，接通M1和M3，断开M0和M2，因此VCOM驱动器输出端由OP2驱动，并且所述电压稳定到Vcom1的精确电平；同时，接通MG1，断开MG0和MG2，因此，VCOMG驱动器输出端705保持驱动到Vs1。在t4和t5之间的时刻，断开M3、MG0、MG1和MG2，因此，VCOM和VCOMG输出端均是高阻抗，VCOM和VCOMG上的电压保持与先前电平相同。这个时间段是为了不重叠以避免电源或信号之间的短路。在t5和t6之间的时刻，断开M3、MG0和MG1，接通MG2，因此，VCOMG由VS2电源驱动，并且其从Vs1下降到Vs2。同时，VCOM由稳定电容器驱动，并且其从Vcom1下降到接近Vcom2的电压电平。在t6和t7之间的时刻，接通M2和M3，断开M0和M1，因此VCOM驱动器输出端由OP2驱动，并且电压稳定到Vcom2的精确电平；同时，接通MG2，断开MG0和MG1，因此VCOMG驱动器输出端705保持驱动到Vs2。

在这个实施例中，由所述电路产生的VCOM波形与常规AC-VCOM方法相同，但是所述电路的优点是：使稳定电容器上的电压保持恒定，这使功耗变低并且因此使电池在应用中寿命更长；使峰值瞬态电流变小，并且因此仅需要小型电力供应器或电池；使稳定时间变短，并且因此更接近于理想驱动波形，并且减弱对显示质量的负面影响；并且使稳定时间变短，并且因此使更高的显示刷新帧频率变成可能。

图8A是根据本专利申请的另一个实施例的共用电极电压产生电路的示意图。参照图8A，与图7A中的实施例相比，在这个实施例中，移除开关元件M0、M1和M2。移除高电压运算放大器OP2。如框801显示的低电压VCOMC产生器(即运算放大器OP1)的输出端连接到MOS开关M3的源极或漏极，而所述MOS开关M3的漏极或源极连接到VCOM驱动器输出端和所述稳定电容器。

图8B是图解在图8A中描绘的电路的操作实例的时序图。参考图8A和图8B，在时刻t1之前，接通M3，因此VCOM驱动器输出端由OP1驱动，并且所述电压电平是Vcomc；同时，接通MG0，断开MG1和MG2，因此VCOMG驱动器输出端由接地(0V)驱动。在t1和t2之间的时刻，M3、MG0、MG1和MG2均断开，因此VCOM和VCOMG驱动器输出端均是高阻抗，VCOM和VCOMG上的电压保持与先前电平相同。这个时间段是为了不重叠以避免电源或信号之间的短路。在t2和t4之间的时刻，断开M3、MG0和MG2，接通MG1，因此，VCOMG由VS1电源驱动，并且其从0V上升到Vs1。同时，VCOM由稳定电容器驱动，并且其从Vcomc上升到Vcom1-Vos1的电压电平，其中由于VCOM稳定电容器和面板电容器之间的电荷共享，Vos1是较小的偏移电压。在t4和t5之间的时刻，M3、MG0、MG1和MG2均断开，因此，VCOM和VCOMG输出端均是高阻抗，VCOM和VCOMG上的电压保持与先前电平相同。这个时间段是为了切换控制信号之间的不重叠的目的。在t5和t6之间的时刻，接通MG0，断开M3、MG1和MG2，因此VCOMG驱动器输出端在这个时间段中从Vs1放电到0V。同时，VCOM由所述稳定电容器驱动，并且其从Vcom1-Vos1下降到接近Vcomc的电压电平。在t6和t7之间的时刻，接通M3和MG0，断开MG1和MG2，因此，VCOM驱动器输出端由OP1驱动，并且所述电压稳定到Vcomc的精确电平。在这个时间段中的操作目的在于使VCOM从Vcom1切换到Vcom2之前对所述稳定电容器再充电。对于VCOM从Vcom2切换到Vcom1，可进行相似操作对所述稳定电容器再充电。在t7和t8之间的时刻，M3、MG0、MG1和MG2均断开，因此，VCOM和VCOMG输出端均是高阻抗，VCOM和VCOMG上的电压保持与先前电平相同。这个时间段是为了不重叠以避免电源或信号之间的短路。在t8和t10之间的时刻，断开M3、MG0和MG1，MG2接通，因此，VCOMG由VS2电源驱动，并且其从0V下降到Vs2。同时，VCOM由所述稳定电容器驱动，并且其从Vcomc下降到Vcom2-Vos2的电压电平，其中由于稳定电容器和所述面板电容器之间的电荷共享，Vos2是较小的偏移电压。

在这个实施例中，VCOM驱动器经配置以在显示时期期间仅输出2种状态：Vcomc电压电平和高阻抗状态。所产生VCOM波形(如图8B所示)接近于图7B中实施例的波形。较小的偏移电压Vos1和Vos2取决于面板电容和稳定电容的比值。一个足够大的稳定电容器可以使偏移电压减小到较小值，使得显示质量不会受到影响。在这个实施例中，VCOM驱动器不需要输出Vcom1和Vcom2的高电压电平。因此，相比于图7A的实施例，电路得到简化，并且仅使用低电压装置组件(除了如图8A所示的VCOMG驱动器803)，这使得芯片面积缩小，制造成本减少并且进一步降低了功耗。

虽然具体参考本专利申请的多个实施例对本专利申请进行了展示和说明，但应当注意的是，在不背离本发明的范围的前提下可以作出各种其它的变化和修改。