专利名称：一种液晶显示器用黑、白阶调的回踢电压△Vp测量电路及应用该电路的液晶电压平衡方法
技术领域：
本发明涉及一种使液晶电压平衡并可改善烧付的电路设计，尤其是通过测量液晶显示器黑、白阶调的Δ Vp，调整显示器Gamma电压使得液晶电压平衡的方法，具体地说是一种液晶显示器用黑、白阶调的Δ Vp测量电路及应用该电路的液晶电压平衡方法。
背景技术：
目前，液晶显示器显像过程中，必预透过交流驱动，使得液晶两端的电压在不同帧分别有着正负正负的电压变化，其目的是要防止液晶劣化。若液晶电压正负不对称，经过长时间或是特殊画面点灯下将会造成「烧付」现象。在理想的情况下，除了 Gamma电压必需正确以外，也必需提供正确的回踢电压Δ Vp (Feed-through voltage)电压才能确保液晶电压正负对称。传统的Gamma电压调整方式需透过Flicker量测找出最佳Vcom值，并藉由Gamma 电压及此最佳Vcom计算出所对应的Δ Vp (Feed-through voltage)，其步骤为
1.透过Flicker量测，找出每个阶调的最佳Vcom值。(其中黑阶调代表Graylevel O、白阶调代表Gray level 255)
2.经由Gamma电压及最佳Vcom值的计算，取得所对应的ΔVp值。3.以最佳Vcom及所对应的Δ Vp值重新求得新的Gamma电压。由于此方法必需透过Flicker量测找出从每一阶调的最佳Vcom，，所以会遭遇一个问题，就是在黑画面或是白画面下是无法测量到Flicker的，无法测量到Flicker就不能找出最佳Vcom值以及Δ Vp值；传统的方式是使用线性外插的方式，用前一阶的值，以等比例线性的方式换算出理论的Δ Vp值。因为无法实际量测，所以只能用计算的方式推得一个不确定的Δ Vp值，所以在黑阶调或是白阶调下其电压会因为不对称，使得液晶劣化造成烧付现象。
发明内容
本发明的目的是针对在黑阶调或是白阶调下Δ Vp值无法量测所带来的由于电压调节不当、不对称，使得液晶劣化造成烧付现象的问题，提出一种液晶显示器用黑、白阶调的Δ Vp测量电路及应用该电路的液晶电压平衡方法；克服目前无法精确取得黑、白阶调 Δ Vp值的问题，确保液晶电压对称，改善烧付并提升画面质量。本发明的技术方案是
一种液晶显示器用黑、白阶调的回踢电压Δ Vp测量电路，其特征是它包括虚拟的正负极性相反的画素的回踢电压Δ Vp测量电路即正、负虚拟画素的Δ Vp测量电路，所述的正、 负虚拟画素的Δ Vp测量电路均包括取样电路、存储电路和减法电路；各取样电路的取样信号端分别连接正、负虚拟画素中场效应管FET的漏极，各存储电路的存储信号端分别连接正、负虚拟画素中场效应管FET的漏极，各减法电路的两输入端分别连接对应取样电路、存储电路的输出端，各减法电路的输出端作为液晶显示器用黑、白阶调的Δ Vp测量电路的输
出ο 本发明的的正、负虚拟画素均包括场效应管、寄生电容Cgd、液晶电容Clc和储存电容Cs，各场效应管的源极S均连接源极供电IC，栅极G均连接间极驱动IC，漏极D分连接寄生电容Cgd、液晶电容Clc和储存电容Cs的一端，寄生电容Cgd的另一端连接闸极驱动 IC，液晶电容Clc和储存电容Cs的另一端均接到共通电极电压Vcom。本发明的正虚拟画素的取样电路包括运算放大器0P2，运算放大器0P2的同相输入端作为取样电路的输入连接正虚拟画素中场效应管FET的漏极，运算放大器0P2的反相输入端与输出端相连，作为取样电路的输出与正虚拟画素减法电路的对应输入端相连；负虚拟画素的取样电路包括运算放大器0P4，运算放大器0P4的同相输入端作为取样电路的输入连接负虚拟画素中场效应管FET的漏极，运算放大器0P4的反相输入端与输出端相连， 作为取样电路的输出与正虚拟画素减法电路的对应输入端相连。本发明的正虚拟画素的存储电路包括运算放大器OPl、开关SWl和存储电容Cl，运算放大器OPl的同相输入端作为存储电路的输入连接正虚拟画素中场效应管FET的漏极， 运算放大器OPl的输出连接开关SWl的一端，开关SWl的另一端连接存储电容Cl的一端， 存储电容Cl的另一端接地，开关SWl和存储电容Cl非接地端的连接点与运算放大器OPl 的反相输入端相连，运算放大器OPl的反相输入端、开关SWl的一端和存储电容Cl的非接地端的连接点作为存储电路的输出与正虚拟画素减法电路的对应输入端相连；负虚拟画素的存储电路包括运算放大器0P3、开关SW2和存储电容C2，运算放大器0P3的同相输入端作为存储电路的输入连接负虚拟画素中场效应管FET的漏极，运算放大器0P3的输出连接开关SW2的一端，开关SW2的另一端连接存储电容C2的一端，存储电容C2的另一端接地，开关SW2和存储电容C2非接地端的连接点与运算放大器0P3的反相输入端相连，运算放大器 0P3的反相输入端、开关SW2的一端和存储电容C2的非接地端的连接点作为存储电路的输出与负虚拟画素减法电路的对应输入端相连。本发明的正、负虚拟画素的减法电路采用减法器；或者采用加法器及反相器。一种液晶显示器用液晶电压平衡方法，应用液晶显示器用黑、白阶调的回踢电压 Δ Vp测量电路，它包括以下步骤
(a)、当闸极驱动IC的驱动电压GO的电压由低电平VGL上升至高电平VGH时，正、负虚拟画素的场效应管FET均打开，此时源极供电IC的电压Sl及S2分别对正、负虚拟画素的液晶充电，正、负虚拟画素的输出端电压Vdl、Vd2分别输出至相应的存储电路；
(b)、在闸极驱动IC的驱动电压GO由高电平VGH下降至低电平VGL之前，正、负虚拟画素的输出端电压Vdl及Vd2分别被保存于存储电路中；
(c)、当闸极驱动IC的驱动电压GO由高电平VGH下降至低电平VGL时，正、负虚拟画素的场效应管FET均关闭，正、负虚拟画素的输出端电压￥(11-八仆1及￥(12-八仆2分别输出至对应的取样电路；
(d)、正、负虚拟画素的存储电路分别将输出电压Vdl、Vd2输出至对应减法电路的一端，正、负虚拟画素的取样电路分别将输出电压Vdl- Δ Vp 1、Vd2- Δ Vp2输出至对应减法电路的另一端；两减法电路分别将Vdl、Vdl-Δ Vpl和Vd2、Vd2-Δ Vp2相减，得到相应的正、负虚拟画素的AVpU AVp2 ；
(e)、若AVpl Φ Δ Vp2，液晶电压正负不平衡，调整Gamma电压减小AVpl与AVp2的差值，直到ΔVpl= ΔVp2，此时液晶电压正负平衡。本发明的正、负虚拟画素位于液晶显示器面板的最上、下两列。本发明的步骤(a )中，所述的源极供电IC的电压Sl及S2分别对正、负虚拟画素的液晶充电，正、负虚拟画素的输出端电压Vdl、Vd2分别经由相应的运算放大器OPl及0P3 输出至相应的存储电容Cl及C2 ；此时开关SWl及SW2均关闭。本发明的步骤(b)中，所述的开关SWl及SW2在闸极驱动IC的驱动电压GO由高电平VGH下降至低电平VGL之前打开，正、负虚拟画素的输出端电压Vdl及Vd2分别被保存于存储电路的存储电容Cl及C2中。本发明的有益效果
本发明可应用于改善烧付现象及Gamma优化。仅需适当改变Du_y画素Layout就可以取得精确的回踢电压。本发明通过虚拟画素Dummy pixel取出实际的drain电压并经过运算得到实际的 Δ Vp ；准确高效，克服目前无法精确取得黑、白阶调Δ Vp值的问题，确保液晶电压对称，改善烧付并提升画面质量。本发明中无论是相邻或是不相邻，只要是针对电压极性相反的画素均可；取样电路的开关(Ex: Sffl及SW2)必需在Gate pulse由VGH变为VGL之前打开以确保能正确取得drain电压。本发明中，用来作电压取样的Dummy pixel并非局限于面板最左侧的pixel 1及 pixel 2，面板中间或是面板最右侧的pixel也能达到同样的效果。本发明电路可同时使用在面板的左、中、右侧，如此可看出面板左、中、右侧的AVp 分布，进而改善Flicker。
图1是本发明中取样电路和存储电路的电路图。图2是本发明中减法电路的电路图之一。图3是本发明中减法电路的电路图之二。图4是本发明中SWl及SW2的开关时序图。图5-1是本发明中画素的电路图。图5-2是本发明中画素的电压时序图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。如图1所示，一种液晶显示器用黑、白阶调的回踢电压Δ Vp测量电路，其特征是它包括虚拟的正负极性相反的画素的回踢电压Δ Vp测量电路即正、负虚拟画素的Δ Vp测量电路，所述的正、负虚拟画素的Δ Vp测量电路均包括取样电路、存储电路和减法电路(减法电路采用减法器；亦可用加法器及反相器来达到相同目的)；各取样电路的取样信号端分别连接正、负虚拟画素中场效应管FET的漏极，各存储电路的存储信号端分别连接正、负虚拟画素中场效应管FET的漏极，各减法电路的两输入端分别连接对应取样电路、存储电路的输出端，各减法电路的输出端作为液晶显示器用黑、白阶调的Δ Vp测量电路的输出。
一种液晶显示器用液晶电压平衡方法，它包括以下步骤
(a)、当闸极驱动IC的驱动电压GO的电压由低电平VGL上升至高电平VGH时，正、负虚拟画素的场效应管FET均打开，此时源极供电IC的电压Sl及S2分别对正、负虚拟画素的液晶充电，正、负虚拟画素的输出端电压Vdl、Vd2分别输出至相应的存储电路；所述的源极供电IC的电压Sl及S2分别对正、负虚拟画素的液晶充电，正、负虚拟画素的输出端电压 Vdl、Vd2分别经由相应的运算放大器OPl及0P3输出至相应的存储电容Cl及C2 ；此时开关 Sffl及SW2均关闭。(b)、开关SWl及SW2在闸极驱动IC的驱动电压GO由高电平VGH下降至低电平 VGL之前打开，正、负虚拟画素的输出端电压Vdl及Vd2分别被保存于存储电路中；所述的正、负虚拟画素的输出端电压Vdl及Vd2分别被保存于存储电路的存储电容Cl及C2中。(C)、当闸极驱动IC的驱动电压GO由高电平VGH下降至低电平VGL时，正、负虚拟画素的场效应管FET均关闭，正、负虚拟画素的输出端电压￥(11-八仆1及￥(12-八仆2分别输出至对应的取样电路。(d)、正、负虚拟画素的存储电路分别将输出电压Vdl、Vd2输出至对应减法电路的一端，正、负虚拟画素的取样电路分别将输出电压Vdl- AVpU Vd2- Δ Vp2输出至对应减法电路的另一端；两减法电路分别将Vdl、Vdl-Δ Vpl和Vd2、Vd2-Δ Vp2相减，得到相应的正、 负虚拟画素的Δνρ 、AVp20(e)、若AVpl乒Δ Vp2，液晶电压正负不平衡，调整Gamma电压减小AVpl与AVp2 的差值，直到ΔVpl= ΔVp2，此时液晶电压正负平衡。本发明的正、负虚拟画素位于液晶显示器面板的最上、下两列。具体实施时
当场效应管FET关闭时，Gate电压(VG)迅速地由VGH降至VGL。透过drain与gate 之间寄生电容(Cgd)的耦合效应，drain同时也会下降AVp = AVG * [Cgd / (Cgd + Cs + Clc)],其中AVG = VGH - VGL0此外因为液晶分子的物理特性，Clc会随着不同的阶调跨压而有不同的电容值，所以feed-through电压AVp并不是一个固定值。传统透过Flicker量测来找出最佳Vcom及Δ Vp的方法并不适用于黑/白阶调，所以黑/白阶调的Gamma电压及AVp并不是最佳值，在黑/白液晶电压没有对称的情况下， 容易造成烧付现象。本发明利用面板内实际的Dummy pixel经由适当的电路取得实际的Δ Vp值。由以下等式AVp = AVG * [Cgd / (Cgd + Cs + Clc)]可知，在 AVG、CgcUCs 固定的情况下，如果正负液晶电压相等，代表Clc相等，所以AVp值也会相等。同理，如果能透过电路证明AVp值是一致的，则可以肯定此时的液晶电压一定是对称的。要达成以上要求，实际的作法为
1. 一般面板的最上及最下两列为Dummy pixel，由于这些pixel并非位于Active Area区，故取此Dummy pixel并搭配适当的电路来实现此专利，一方面是面板Layout的改变较小，一方面又可有效取出实际的drain端电压。 2.如图1，当GO的电压由VGL上升至VGH时(FET turn on)，此时Sl及S2分别对Dummy pixel 1及Dummy pixel 2的液晶充电，drain端电压(Vdl)及(Vd2)分别经由 OPl及0P3输出至Cl及C2 (此时SWl及SW2 close)。3.接着SWl及SW2在GO的电压由VGH下降至VGL以前先open，Vdl及Vd2分别被保存于Cl及C2中。4.当GO的电压由VGH下降至VGL时(FET turn off)，基于电荷不灭原理，Dummy pixel 1及Dummy pixel 2的drain端电压分别会感受一负向的电压降AVpl及AVp2，此时透过0P2取得电压(Vdl-AVpl)，透过0P4取得电压(Vd2_AVp2)。5.将从Dummy pixel 1取得的电压Vdl及(Vdl-AVpl)相减即可得到AVpl0减法电路如图2。6.同理，将从Dummy pixel 2取得的电压Vd2及(Vd2_AVp2)相减即可得到 AVp2。减法电路如图3。7.由于Dummy pixel 1与Dummy pixel 2为相反极性，所以得到的ΔVpl及ΔVp2 分别代表正、负极性的液晶电压下的Δνρ值，若AVpl Φ ΔVp2，代表此时的液晶电压正负不平衡，就必需透过Gamma调整让AVpl与AVp2的差值缩小。一直到AVpl=AVp2时 代表液晶电压正负是平衡的。8.图4为SWl及SW2的开关时序示意图。Tl =Sffl and SW2 Close ； T2 =Sffl and SW2 Open。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种液晶显示器用黑、白阶调的回踢电压Δ Vp测量电路，其特征是它包括虚拟的正负极性相反的画素的回踢电压Δ Vp测量电路即正、负虚拟画素的Δ Vp测量电路，所述的正、负虚拟画素的Δ Vp测量电路均包括取样电路、存储电路和减法电路；各取样电路的取样信号端分别连接正、负虚拟画素中场效应管FET的漏极，各存储电路的存储信号端分别连接正、负虚拟画素中场效应管FET的漏极，各减法电路的两输入端分别连接对应取样电路、存储电路的输出端，各减法电路的输出端作为液晶显示器用黑、白阶调的Δ Vp测量电路的输出。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器用黑、白阶调的回踢电压ΔVp测量电路，其特征是所述的正、负虚拟画素均包括场效应管、寄生电容Cgd、液晶电容Clc和储存电容Cs，各场效应管的源极S均连接源极供电IC，栅极 G均连接间极驱动IC，漏极D分连接寄生电容 Cgd、液晶电容Clc和储存电容Cs的一端，寄生电容Cgd的另一端连接闸极驱动IC，液晶电容Clc和储存电容Cs的另一端均接到共通电极电压Vcom。
3.根据权利要求1所述的液晶显示器用黑、白阶调的回踢电压ΔVp测量电路，其特征是所述的正虚拟画素的取样电路包括运算放大器0Ρ2，运算放大器0Ρ2的同相输入端作为取样电路的输入连接正虚拟画素中场效应管FET的漏极，运算放大器0Ρ2的反相输入端与输出端相连，作为取样电路的输出与正虚拟画素减法电路的对应输入端相连；负虚拟画素的取样电路包括运算放大器0Ρ4，运算放大器0Ρ4的同相输入端作为取样电路的输入连接负虚拟画素中场效应管FET的漏极，运算放大器0Ρ4的反相输入端与输出端相连，作为取样电路的输出与正虚拟画素减法电路的对应输入端相连。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器用黑、白阶调的回踢电压ΔVp测量电路，其特征是所述的正虚拟画素的存储电路包括运算放大器OPl、开关SWl和存储电容Cl，运算放大器 OPl的同相输入端作为存储电路的输入连接正虚拟画素中场效应管FET的漏极，运算放大器OPl的输出连接开关SWl的一端，开关SWl的另一端连接存储电容Cl的一端，存储电容 Cl的另一端接地，开关SWl和存储电容Cl非接地端的连接点与运算放大器OPl的反相输入端相连，运算放大器OPl的反相输入端、开关SWl的一端和存储电容Cl的非接地端的连接点作为存储电路的输出与正虚拟画素减法电路的对应输入端相连；负虚拟画素的存储电路包括运算放大器0Ρ3、开关SW2和存储电容C2，运算放大器0Ρ3的同相输入端作为存储电路的输入连接负虚拟画素中场效应管FET的漏极，运算放大器0Ρ3的输出连接开关SW2的一端，开关SW2的另一端连接存储电容C2的一端，存储电容C2的另一端接地，开关SW2和存储电容C2非接地端的连接点与运算放大器0Ρ3的反相输入端相连，运算放大器0Ρ3的反相输入端、开关SW2的一端和存储电容C2的非接地端的连接点作为存储电路的输出与负虚拟画素减法电路的对应输入端相连。
5.根据权利要求1所述的液晶显示器用黑、白阶调的回踢电压ΔVp测量电路，其特征是所述的正、负虚拟画素的减法电路采用减法器；或者采用加法器及反相器。
6.一种液晶显示器用液晶电压平衡方法，应用权利要求1所述的液晶显示器用黑、白阶调的回踢电压Δ Vp测量电路，其特征是它包括以下步骤(a)、当闸极驱动IC的驱动电压GO的电压由低电平VGL上升至高电平VGH时，正、负虚拟画素的场效应管FET均打开，此时源极供电IC的电压Sl及S2分别对正、负虚拟画素的液晶充电，正、负虚拟画素的输出端电压Vdl、Vd2分别输出至相应的存储电路；(b)、在闸极驱动IC的驱动电压GO由高电平VGH下降至低电平VGL之前，正、负虚拟画素的输出端电压Vdl及Vd2分别被保存于存储电路中；(c)、当闸极驱动IC的驱动电压GO由高电平VGH下降至低电平VGL时，正、负虚拟画素的场效应管FET均关闭，正、负虚拟画素的输出端电压￥(11-八仆1及￥(12-八仆2分别输出至对应的取样电路；(d)、正、负虚拟画素的存储电路分别将输出电压Vdl、Vd2输出至对应减法电路的一端，正、负虚拟画素的取样电路分别将输出电压Vdl- Δ Vp 1、Vd2- Δ Vp2输出至对应减法电路的另一端；两减法电路分别将Vdl、Vdl-Δ Vpl和Vd2、Vd2-Δ Vp2相减，得到相应的正、负虚拟画素的AVpU AVp2 ； (e)、若AVplΦ Δ Vp2，液晶电压正负不平衡，调整Gamma电压减小AVpl与AVp2的差值，直到ΔVpl= ΔVp2，此时液晶电压正负平衡。
7.根据权利要求6所述的液晶显示器用液晶电压平衡方法，其特征是所述的正、负虚拟画素位于液晶显示器面板的最上、下两列。
8.根据权利要求6所述的液晶显示器用液晶电压平衡方法，其特征是步骤(a)中，所述的源极供电IC的电压Sl及S2分别对正、负虚拟画素的液晶充电，正、负虚拟画素的输出端电压Vdl、Vd2分别经由相应的运算放大器OPl及0P3输出至相应的存储电容Cl及C2 ；此时开关SWl及SW2均关闭。
9.根据权利要求6所述的液晶显示器用液晶电压平衡方法，其特征是步骤(b)中，所述的开关SWl及SW2在闸极驱动IC的驱动电压GO由高电平VGH下降至低电平VGL之前打开， 正、负虚拟画素的输出端电压Vdl及Vd2分别被保存于存储电路的存储电容Cl及C2中。
全文摘要
一种液晶显示器用黑、白阶调的△Vp测量电路及应用该电路的液晶电压平衡方法，测量电路为虚拟的正负极性相反的画素的回踢电压△Vp测量电路；即包括取样电路、存储电路和减法电路；各取样电路的取样信号端分别连接场效应管FET的漏极，各存储电路的存储信号端分别连接场效应管FET的漏极，各减法电路的两输入端分别连接对应取样电路、存储电路的输出端，减法电路的输出端作为液晶显示器用黑、白阶调的△Vp测量电路的输出。本发明通过虚拟画素取出实际的电压并经过运算得到实际的ΔVp；准确高效，克服目前无法精确取得黑、白阶调△Vp值的问题，确保液晶电压对称，改善烧付并提升画面质量。
文档编号G09G3/36GK102270418SQ20111023797
公开日2011年12月7日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者卢建宏, 廖木山, 王志军, 蓝东鑫 申请人:南京中电熊猫液晶显示科技有限公司