避免残像的方法及装置的制作方法

专利名称：避免残像的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示器的电路及面板部分，尤其是一种能动态调节实际 公共电极电压的避免残像的方法及装置。
背景技术：
薄膜晶体管的有源矩阵液晶显示器(TFT-LCD),是目前液晶显示器 (LCD)市场中较高档的产品。随着薄膜晶体管(TFT)工艺的成熟，TFT-LCD 已逐渐成为现在液晶显示领域的主流产品。图1为现有面板上亚像素的等效 电路示意图，包括栅线Gn，数据线D, TFT， TFT栅极与漏极之间的寄生电 容Cgd、栅极与源极之间的寄生电容Cgs,漏极与源极之间的寄生电容Cds, 液晶电容Clc的两端分别接在公共电极C和像素电极P上，存储电容Cs — 端接在像素电极P上，另一端接在下一条栅线Gn+1上。在目前普遍使用的公共电极电压VCOM固定不变的架构下，当栅线上电 压发生变化时，经由栅极和漏极之间的寄生电容Cgd,影响到像素电极上电 压的正确性，使像素电极上施加了直流分量-耦合电压，这样由于液晶分子 的特性，在TFT-LCD长时间驱动特定静止画像后，像素电极上长时间加载直 流成分，当变换为其他图像时会留有原来图像的图形，造成残像。残像产生 的原因是由于耦合电压的存在，耦合电压导致了像素电极电压正负极性的非 对称性。图2为现有实际像素电极电压变化的波形示意图，反映了由于耦合电 压的影响而造成的像素电极电压变化，Vg是栅极电压，Vp是像素电极电压， 实线表示的VCOM是实际VCOM值，虚线是不存在耦合电压情况下，理想像素 电极电压，实线是由于耦合电压的影响造成的实际像素电极电压，实线表示
的VCOM是施加在公共电极上的实际公共电极电压，从图2中可见，由于耦 合电压的存在，使得实际像素电极电压的正负极性关于实际公共电极电压是 非对称的，虚线表示的VCOM是为了使实际像素电极电压正负对称的理想公 共电才及电压。面板上TFT在栅极打开的时候，会产生一个耦合电压到像素电极之上， TFT的源极和漏极是导通的，源极驱动器会对像素电极开始充电，那么可以 通过加载在源极上的电压来维持寄生电容Cgd，存储电容Cs及液晶电容Clc 上的电荷，因此即便一开始的像素电极电压不对(因为耦合电压的影响)，源 驱动器仍会将像素电极电压充电到正确的电压，影响便不会太大.但是当TFT 的栅极关断的时候，没有一个电流源为寄生电容Cgd,存储电容Cs及液晶 电容Clc提供电荷，源极驱动器已经不再对像素电极充电，导致这三个电容 上的电荷进行重新分配(对于寄生电容Cgs， Cds，由于有一端是与TFT的源 极相连的，所以不会参与上述电荷的重新分配)。由于栅极驱动器关闭时的 电压压降(30-40伏特)，便会经由Cgd寄生电容反馈到像素电极之上，造成像 素电极电压有一个耦合电压的压降，而影响到灰阶显示的正确性，而且这个 耦合电压不像栅线打开时的耦合电压一样，只影响一下，由于此时源极驱动 器已经不再对像素电极充放电，耦合电压压降会一直影响像素电极的电压， 直到下一次栅极驱动器再打开的时候。所以这个耦合电压对于显示画面的灰 阶的影响，人眼是可以明确的感觉到它的存在的.对于目前采用固定的公共电极电压的设计而言，耦合电压会造成像素 电极电压正负区域的非对称性(VpWC0M为正极，Vp〈VC0M为负极)，因此产生残像。即使根据某一次的耦合电压调节实际公共电极电压，使之与理想值 一致(见图2，实线是调整前的公共电极电压，虚线是调整后的公共电极电 压)但由于在液晶面板长时间显示固定画面或处于高温高湿环境时，面板上 的耦合电压会发生变化，那么下一次的实际公共电极电压与理想值仍会存在 误差，仍旧会造成残像，因此，如果只是输入一个固定的公共电极电压或者
只是根据某 一次的耦合电压对实际公共电极电压进行调节的话，就会使实际 的公共电极电压与理想公共电极电压之间存在偏差，不能消除耦合电压的影 响，这样就会造成残像。发明内容本发明的目的是提供一种避免残像的方法及装置，用以解决现有技术中的 残像问题，实现动态地调节公共电极电压，使之与其理想值一致，以避免残像 的产生。本发明第 一个方面通过一些实施例提供了如下的技术方案一种避免残像的方法，其特征在于包括以下步骤步骤1:根据实际像素电极电压生成加载在公共电极上的实际公共电极 电压与理想公共电极电压的偏差电压，所述实际像素电极电压是指相对于公 共电极电压而言的像素电极上的正电压和负电压，所述理想公共电极电压为 使所述实际像素电极电压的正电压和负电压对称的电压；步骤2:根据所述偏差电压调节实际公共电极电压，使之与理想公共电 极电压一致。本发明第二个方面通过另一些实施例提供了如下的技术方案 一种避免残像的装置，其特征在于包括偏差电压生成模块，用于根据反馈回源驱动集成芯片内的面板数据线采集 电压；调节模块，与所述偏差电压生成模块相连，用于调节实际公共电极电压， 使之与理想公共电极电压一致。本发明第一个方面实施例、第二方面实施例通过不断地将理想公共电极电 压与实际电极电压进行比较，根据实际公共电极电压与理想公共电极电压之间的偏差电压动态调节实际公共电极电压值，使之与理想值一致，从而消除耦合
电压的影响，减轻残像，提高画面品质。下面结合附图和具体实施方式
进一步说明本发明的技术方案。


图1为现有面板上亚像素的等效电路示意图；图2为现有实际像素电极电压变化的波形示意图；图3为本发明避免残像的方法实施例一流程图；图4为本发明避免残像的方法实施例二流程图；图5为本发明避免残像的方法实施例二中步骤21的流程图；图6为本发明避免残像的方法实施例二中步骤22的流程图；图7为本发明避免残像的方法实施例二中步骤23的流程图；图8为本发明避免残像的装置实施例一结构示意图；图9为本发明避免残像的装置实施例二结构示意图；图IO为本发明从面板上采样数据示意图；图11为本发明避免残像的方法实施例二步骤2 3 —实施例波形示意图。
具体实施方式
如图3所示，为本发明避免残像的方法实施例一流程图，该避免残像的 方法，包括步骤l，根据面板数据线上的实际像素电极电压，生成加载在公共电极 上的实际公共电极电压与理想公共电极电压的偏差电压，实际像素电极电压 是指相对于公共电极电压而言的像素电极上的正电压和负电压，理想公共电 极电压为使所述实际像素电极电压的正电压和负电压对称的电压；步骤2,根据实际公共电极电压与理想公共电极电压的偏差电压，调节 实际公共电极电压，使之与理想公共电极电压一致。 节实际公共电极电压，使之与理想公共电极电压一致，避免或减轻残像的发 生。如图4所示，为本发明避免残像的方法实施例二的流程图，该避免残像 的方法，包4舌步骤l 1,将面板上数据线采集到的实际像素电极电压反馈回源驱动集成芯 片内，完成数据采集的任务，为计算偏差电压提供输入数据，数据线的数目根据 实际情况选定，数目越多，平均值越精确，但开口率会下降；步骤12,对每个所述实际像素电极电压进行积分处理；根据积分器原理， 每个积分器积分后得到的数值是与该积分器对应的像素的实际公共电极电压与 理想公共电极电压的差值电压的A倍，A-l/刷新率(具体倍数数值A与刷新率有 关， 一般刷新率在60Hz到77Hz之间，因此，倍数A为l/77到l/60之间的一个数)；步骤13,对上述积分后的数据(各个像素的差值电压的A倍)求平均值，即 为所述偏差电压的A (A大于l/77,小于l/60)倍，求平均值是为了使整个面板所有像素点的整体达到最优调节；步骤14，对上述平均处理后的数据(偏差电压的A倍)通过放大器进行放大 1/A倍，即生成实际公共电极电压与理想公共电极电压之间的偏差电压；步骤21,根据上述的偏差电压生成使能信号，用来指示实际公共电极电压是 否需要调节；步骤22,根据矩形脉冲和偏差电压生成控制信号，用来指示实际公共电极 电压是增加还是减小；步骤23，将使能信号和控制信号作为公共电极电压调节的输入，根据使能 信号和控制信号调节实际公共电极电压。如图5所示，为本发明避免残像的方法实施例二中步骤21的流程图，该实 施例中，步骤21具体可以包括步骤211，将实际公共电极电压与理想公共电极电压之间的偏差电压作为开 启控制信号；
步骤212,当所述开启控制信号的电压值大于开关的正值阈值电压时，生成 高电平的第一片选信号S1和低电平的第二片选信号S2;当所述开启控制信号的 电压值小于开关的负值阈值电压时，生成低电平的第一片选信号S1和高电平的 第二片选信号S2;否则，生成低电平的第一片选信号S1和低电平的第二片选信 号S2;步骤213，当所述第一片选信号和第二片选信号均为低电平时，生成低电平 的使能信号CE;否则，生成高电平的使能信号CE。如图6所示，为本发明避免残像的方法实施例二中步骤22的流程图，本 实施例中，步骤22具体包括步骤221，由矩形脉冲发生器产生矩形脉冲；步骤222，当所述第二片选信号(S2)为高电平时，将所述矩形脉冲作 为矩形脉冲信号(S3);当所述第二片选信号(S2)为低电平时，对所述矩 形脉冲进行反相处理，将反相后的所述矩形脉冲作为矩形脉冲信号(S3);步骤223,将所述信号(S3)与保证公共电极电压控制器正常工作的直 流电压信号(DVDD/2)叠加生成控制信号(CTL)。如图7所示，为本发明避免残像的方法实施例二中步骤23的流程图， 本实施例中，步骤23具体包括步骤231，将所述使能信号和控制信号作为公共电极电压控制器的输入；步骤232,当所述使能信号为高电平时，执行步骤233,当所述使能信号为 低电平时，执行步骤234;步骤233，当所述控制信号为正向脉冲时，所述公共电极电压控制器的输出 增加，当所述控制信号为负向脉冲时，所述公共电极电压控制器的输出减小。步骤234,所述公共电极电压控制器的输出不变。如图8所示，本发明避免残像的装置实施例一的结构示意图，该避免残 像的装置，包括偏差电压生成模块和与之连接的调节模块；偏差电压生成模
块根据该偏差电压调节实际公共电极电压VC0M。如图9所示，为本发明避免残像的装置实施例二的结构示意图，该避免 残像的装置，包括依次相连的数据采集模块、反相积分器组l、加法器2、 除法器3，放大器4，使能模块，控制模块，和公共电极电压调节器13。数据采集时，选择面板中间位置的IO根数据线D,通过面板上的走线 反馈回源驱动集成芯片(S-DI)内部，在源驱动集成芯片内部集成了反相积 分器组l、加法器2、除法器3,采集的IO个数据的输出作为反相积分器组 1的输入，再经过加法器2及除法器3 (除以10),得到这10个采样数据 的平均值；由于采用积分处理，因此此时得到的偏差电压应为实际偏差电压 的1/77到1/60之间的一个倍数值(根据刷新率确定的倍数数值)，因此要压，放大器4将该平均值经由放大器4放大60到77倍(根据实际采用的刷 新率确定)。在面板上进行数据采样时，需要在面板上增加PLG导线，将采样点的 数据输出反馈到印制电路板(PCB)上，积分器的输入端，理想情况下采样 点的选择应在面板的中心位置，因为此处的闪烁最为明显。但是这样设计反 馈PLG的话会导致开口率的下降，所以此专利选择面板下端的中间位置(见 图10)。这样PLG导线会变长，电阻增大，进而增大了釆样点数据的延时， 使得采样的数据与实际值有一定的偏差。不过这里也可以通过使用柔性线路 板(FPC)来实现数据从面板到源驱动器的反馈。如果采用FPC，可以多选 择一些数据采样点，那么积分后得到的偏差会更精确。使能模块包括P型场效应管FET5、 N型场效应管FET6、或门7， FET、 FET6的栅极与放大器4的输出相连，FET5的漏极、FET6的源极与一直流电 压DVDD相连，DVDD是设置在PCB上的数字电源，FET5的源极、FET6的漏 极通过负载接地，加直流电源和接地是保证场效应管正常工作的条件，FET5 的源极还作为输出端，其输出信号-片选信号S1作为或门7的 一个输入信号，FET6的漏极还作为输出端，其输出信号-片选信号S2作为或门7的另一个 输入信号，或门7的输出信号为使能信号CE，是数字式公共电极电压控制 器13的输入信号之一；电压作为场效应管FET5、 FET6的栅极开启控制信号，两者阈值电压绝对值 取为0. l伏，其中，FET5是P型场效应管，当其栅源间电压Vgs大于其阈 值电压(0.1伏)时，场效应管开启，否则关闭，FET6为N型场效应管，当 其栅源间电压小于其阈值电压(-0.1伏)时，场效应管开启，否则关闭； 也就是说，当实际公共电极电压低于理想公共电极电压0.1伏以上(实际 VC0M-理想VCOM<-0. 1伏)时，FET6开启，片选信号S2为高电平T ， FET5 关闭，片选信号S1为低电平"0"，片选信号S1与片选信号S2通过或门7 后输出为高电平'T，，即数字式公共电极控制器的使能信号CE为'T，； 当实际公共电极电压高于理想公共电极电压0.1伏以上(实际VC0M-理想 VCOM>0. l伏)时，FET5开启，其输出片选信号Sl为高电平'T， ， FET6关 闭，其输出片选信号S2为低电平"0",两者通过或门7后的输出信号CE 依然为高电平"1";上述两种情况下，均要对公共电极电压进行调节；当 实际公共电极电压与理想公共电极电压之间的差值小于0.1伏时，FET5、 FET6均关闭，信号S1、 S2均为低电平"0"，经过或门7后输出CE为低电 平"0",此时，不进行公共电极电压的调节；上述当偏差电压大于0. l伏 时才进行调节是因为如果稍有偏差就进行调节的话会造成画面闪烁；采用场 效应管组成的开关电路会有一定延时，在一定程度上减少闪烁，并且成本低 廉。控制模块包括P型场效应管FET8、 N型场效应管FET9、反相器10、矩形 脉冲发生器ll、加法器12， FET8、 FET9的4册极与FET6的输出端相连,即片选 信号S2为FET8、 FET9的栅极开启控制信号，FET8、 FET9的漏极相连，并作为 输出端口'，其输出信号为矩形脉冲信号S3, FET8的源极通过反相器10与矩形
脉冲发生器11相连，FET9的源极直接与矩形脉冲发生器11相连，加法器12 的一个输入信号为矩形脉冲信号S3、另一个为直流电压信号DVDD/2, DVDD/2 是根据公共电极电压控制器要求其输入的控制信号的中间值确定的，加法器12 与数字式公共电极电压控制器13相连，其输出信号为控制信号CTL，是数字 式公共电极电压控制器13的另一输入信号；当FET6的输出片选信号S2为高电平"1"(实际VC0M低于理想VCOMO. 1 伏以下)时，FET9打开，FET8关闭，矩形脉沖发生器11产生的矩形脉冲经由 FET9作为矩形脉冲信号S3输入到加法器12，加法器12的另一输入为直流电压 信号DVDD/2，两者叠加后即为数字式公共电极电压控制信号CTL;当片选信号 S2为低电平"0"时(实际VC0M高于理想VCOMO. 1伏以上)，FET9关闭，FET8 打开，矩形脉沖发生器经由反相器10、 FET8得到一负向的矩形脉冲，该脉冲作 为矩形脉冲信号S3与直流电压DVDD/2叠加后即为控制信号CTL。使能模块的输出信号CE 、控制模块的输出信号CTL作为数字式公共电极 电压调节器13的输入，对公共电极电压进行实时调节，公共电极电压调节器 13的输出即为动态调节的实际公共电极电压VC0M; CE、 CTL调节VCOM的波形 示意图见图11。当CE为高电平时，也就是理想VCOM与实际VCOM的偏差大于0. 1 伏时，CTL的变化才有效CTL为正向脉冲时，从上述分析知，此时实际VCOM 低于理想VCOM,所以VCOM的输出增加；CTL为负向脉冲时，此时实际VCOM高 于理想VCOM，所以VCOM的输出减小；当CE为低电平时，也就是说理想VCOM 与实际VCOM的偏差小于O. l伏时，不对VCOM进行实时调节。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或 者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1、一种避免残像的方法，其特征在于包括以下步骤步骤1根据实际像素电极电压生成加载在公共电极上的实际公共电极电压与理想公共电极电压的偏差电压，所述实际像素电极电压是指相对于公共电极电压而言的像素电极上的正电压和负电压，所述理想公共电极电压为使所述实际像素电极电压的正电压和负电压对称的电压；步骤2根据所述偏差电压调节实际公共电极电压，使之与理想公共电极电压一致。
2、 根据权利要求l所述的避免残像的方法，其特征在于，所述步骤l具体 包括步骤l 1:将面板上数据线采集到的实际像素电极电压反馈回源驱动集成芯 片内；步骤12:对每个所述实际像素电极电压进行积分处理； 步骤13:对上述积分处理后的数据进行平均处理；步骤l4:将上述平均处理后的数据根据刷新率进行相应倍数的放大处理， 即为所述偏差电压。
3、 根据权利要求l所述的避免残像的方法，其特征在于，所述步骤2具体 包括步骤21:根据所述偏差电压生成用于指示公共电极电压调节器是否需要调 节的使能信号；步骤22:根据矩形脉冲信号及所述偏差电压生成用于指示公共电极电压调 节器增加或减小其输出的控制信号；步骤23:根据所述使能信号和控制信号对作为公共电极电压调节器输出的 实际公共电极电压进行调节。
4、 根据权利要求3所述的避免残像的方法，其特征在于，所述步骤21具体 包括 步骤ni:将步骤l生成的偏差电压作为其后第一开关管和第二开关管的开 启控制信号；步骤2U:根据所述开启控制信号生成第一片选信号和第二片选信号； 步骤213:根据所述第一片选信号和第二片选信号生成使能信号。
5、根据权利要求4所述的避免残像的方法，其特征在于，所述步骤22具体 包括步骤221:由矩形脉冲发生器产生矩形脉冲；步骤2":根据所述第二片选信号，判断是否将反相后的所述矩形脉沖 作为矩形脉冲信号；步骤223:将所述矩形脉冲信号与保证公共电极电压控制器正常工作的 直流电压信号叠加生成控制信号。
6、根据权利要求3所述的避免残像的方法，其特征在于，所述步骤23具 体包括步骤231:将所述使能信号和控制信号作为公共电极电压调节器的输入； 步骤232:当所述使能信号为高电平时，执行步骤233,当所述使能信号为 低电平时，执行步骤234;步骤233:根据所述控制信号对所述公共电极电压调节器的输出增加或减小。步骤234:所述公共电极电压调节器的输出不变。
7、 一种避免残像的装置，其特征在于，包括偏差电压生成模块，用于根据反馈回源驱动集成芯片内的面板数据线采集 的实际像素电极电压，生成实际公共电极电压与理想公共电极电压之间的偏差 电压；调节模块，与所述偏差电压生成模块相连，用于调节实际公共电极电压， 使之与理想公共电极电压一致。
8、 根据权利要求7所述的避免残像的装置，其特征在于，所述偏差电压生 成模块包括一数据采集模块，用于将面板数据线采集的像素电极电压反馈回源驱动集 成芯片内部；一反相积分器组，输入端连接所述数据采集模块的输出端，对所述像素电 极电压进行积分处理；一加法器和一除法器，所述加法器的输入端连接所述反向积分器组的输出 端，所述加法器的输出端连接除法器，所述除法器的输出端连接放大器，所述 加法器和除法器及放大器用于计算所述差值电压的平均值，用于对上述积分处 理后的数据进行平均处理；一放大器，输入端连接所述除法器的输出端，根据刷新率放大上述平均处 理后的数据，以得到实际公共电极电压与理想公共电极电压之间的偏差电压。
9、 根据权利要求7所述的避免残像的装置，其特征在于，所述调节模块包括使能模块，与所述偏差电压生成模块连接，生成用于指示公共电极电压调 节器是否需要对实际公共电极电压进行调节的使能信号；控制模块，与所述使能模块相连接，生成用于指示公共电极电压调节器增 加或减小实际公共电极电压的控制信号；公共电极电压调节器，与所述使能模块和控制模块连接，用于根据所述使 能信号和控制信号调节实际公共电极电压。
10、 根据权利要求9所述的避免残像的装置，其特征在于，所述使能模块包括第一开关管和第二开关管，第一开关管和第二开关管均与所述偏差电压成 生模块连接，第一开关管为P型场效应管，第二开关管为N型场效应管，第一开 关管的漏极和第二开关管的源极均连接位于印制电路板上的数字电源，第一开 关管的源极和第二开关管的漏极均通过负载接地，以保证两者正常工作，第一 开关管和第二开关管的栅极均连接放大器，引入作为开启控制信号的所述偏差电压信号；一或门，其一输入端连接第一开关管的源极，另一输入端连接第二开关管 的漏极，其输出信号即为所述使能信号。
11、根据权利要求10所述的避免残像的装置，其特征在于，所述控制模块 包括一矩形脉冲发生器，用于产生矩形脉冲；第三开关管和第四开关管，第三开关管为P型场效应管，第四开关管为N型 场效应管，第三开关管和第四开关管的漏极相连，栅极均连接所述第二开关管 的漏极，第四开关管的源极连接矩形脉沖发生器，第三开关管的源极通过一反 相器连接矩形脉冲发生器；一加法器，其一输入端连接用于保证所述公共电极电压调节器正常工作的 直流电压信号，另一输入端连接第三开关管和第四开关管的漏极，其输出即为 所述控制信号。
全文摘要
本发明涉及一种避免残像的方法及装置，该避免残像的方法是通过实际公共电极电压与理想公共电极电压的之间的偏差值来调节实际公共电极电压，所述偏差值是通过对面板上采集的实际像素电极电压得到的；该避免残像的装置包括用来产生实际公共电极电压与理想公共电极电压之间的偏差电压的偏差电压生成模块和对实际公共电极电压进行调节的调节模块，该调节模块包括用来产生公共电极电压调节器使能信号的使能模块、用来产生公共电极电压调节器控制信号的控制模块和用来对实际公共电极电压进行调节的公共电极电压调节器。通过本发明的避免残像的方法及装置，可以消除像素电极上耦合电压的影响，避免或减轻残像的产生并且不会对闪烁造成影响。
文档编号G09G3/36GK101398550SQ20071012250
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月26日 优先权日2007年9月26日
发明者芳 窦 申请人:北京京东方光电科技有限公司