CN101183512A - 一种显示屏周边集成与控制电路共同完成的lcd列驱动模式 - Google Patents

Abstract

一种显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，显示屏周边集成电路包括有3m个TFT开关自左向右构成n组，同一像素的三个子像素所连的TFT在同一组，将每组含有的3m/n个TFT的栅极相连，对外有n条控制线与控制电路相连；控制电路部分有译码器、模拟多路选通器、模拟灰度级电压产生电路、电压反转电路、电位选择器。本发明的控制电路通过电位选择器在多个灰度级电压中进行选择，将适当的电压传输到显示屏基板，集成在数据线上的开关依次打开，模拟多路选通器依次将数据写入像素电容，从而完成逐点写入的过程，将前级传输过来的数据写入LCD像素单元，从而取代了数据驱动芯片的功能，为分辨率不高的LCD显示屏提供了一种更为经济实用的数据驱动方式，节约了成本。

Description

一种显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式

技术领域

本发明涉及一种完成驱动功能的电路。特别是涉及一种有源液晶(AMLCD)显示屏的将数据驱动芯片的功能分散在显示屏周边集成电路与控制电路中完成的显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式。

背景技术

随着平板显示技术的不断发展，LCD显示器以不可逆转之势取代了CRT成为显示领域内的主流技术。LCD显示器具有薄、轻、功耗小、辐射低、环保等优点，发展前景广阔。

随着LCD的不断发展，显示屏分辨率越来越高，显示屏中的像素单元越来越多，这就为驱动芯片向像素电容中写数据提出了更高的要求，因为像素电容也有一定大小，向其中充电需要一定的时间，所以如果采用向每个像素电容逐一写数据的方法，由于像素单元数目太多，可能会出现写数据的时间大于一场显示时间的现象，于是就无法正常显像。如果降低向每个像素单元写数据的时间，则有可能出现不能使像素电容正常充电，造成图像质量衰减的情况。

针对这种情况，现在市场上的数据驱动芯片一般都采用逐行写入的方式驱动。其结构如1所示。在扫描一行的时间内，移位寄存器A将数据依次导入其中，而后通过锁存器B将数据锁存住，然后移位寄存器A进行下一行数据的读入，与此同时锁存器B通过数模转换器C向显示屏数据电容写数据。虽然移位寄存器A中的数据变化，但锁存器B中的数据并不改变，所以对于每个像素，数据驱动芯片用扫描一整行数据的时间对其进行数据写入。成功地避免了前文中所述的写入时间过短的问题。

但在我们日常生活当中，并非所有显示屏的分辨率都很高，如手机显示屏或小型PDA(个人数字助理)等，一般采用QVGA(320*240)的分辨率或更小。此种设备的生产商一般采用购买驱动芯片和显示屏，自己生产控制电路的模式。所购买的驱动芯片依然采用逐行写入的方法，但对于分辨率如此小的显示屏(如QVGA)，我们计算了一下，若采用逐点写入的模式，扫描每个像素的时间为200ns，此时像素电容有足够的充电时间。故仍采用逐行写入的模式进行驱动是一种资源的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种有源液晶(AMLCD)显示屏的将数据驱动芯片的功能分散在显示屏周边集成电路与控制电路中完成的显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式。

本发明所采用的技术方案是：一种显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，是由显示屏周边集成电路和控制电路共同完成数据驱动。

所述的显示屏周边集成电路包括：

对于一个有m列像素的显示屏，其每根数据线均与一个TFT开关的源极或漏极相连，对于每个像素含三个子像素的LCD结构，共需3m个TFT开关；

由3m个TFT开关自左向右构成n组，同一像素的三个子像素所连的TFT必须在同一组，且每组含有3m/n个TFT，将每组含有的3m/n个TFT的栅极相连，对外有n条控制线与控制电路相连；

在每组TFT开关中选择最左面的一个TFT开关，共有n个，其n个漏极或源极中未与像素单元相连的一极连在一起，作为显示屏基板对外数据线中的一根，其中，所选择的TFT必须连接同类子像素；依次上述过程，并将已经被选过的TFT排除在再次选择范围内，最终获得3m/n根对外数据线，与控制电路相连。

所述的连接于数据线上的TFT开关的类型应与LCD显示屏基板上像素单元中的TFT开关类型一致，并与像素单元中的TFT开关制作于同一块衬底上。

所述的控制电路部分包括：

译码器，对于将显示屏一列像素分成n组的模式，共具有n个输出端，与显示屏基板对外的n条控制线相连，输入端与前级控制电路相连；

模拟多路选通器，采用倒用形势，共三组，每组有m/n个输出端，分别与基板中三个子像素的对外m/n根数据线相连，分别对三组子像素进行控制，输入端与前级控制电路相连；

模拟灰度级电压产生电路，输出有k级灰度电压；电压反转电路；

电位选择器，共三组，每组有k个输入端，分别与模拟灰度级电压产生电路输出的k级灰度电压相连，输出端与三组模拟多路选通器的输入端分别相连，控制三个子像素的灰度电压选择。

所述的译码器的工作模式与显示屏基板上集成的TFT开关的类型相协调，即当TFT开关为p型时，译码器输出值低电平有效，反之，译码器输出值高电平有效。

所述的译码器在工作时对其输出端依次输出有效值，使得显示屏基板上的n组TFT(1)自左向右依次打开。

所述的模拟多路选通器，共设置有3个，分为R、G、B三组，每个有m/n个输出端，分别与所述的显示屏周边集成电路所引出的3组、每组m/n根数据线相连接。

所述的模拟多路选通器，是将前级电路的信号依次传输给输出端，使得n组像素中的任何一组在其TFT开关打开时，都是自左向右依次接收模拟多路选通器传输过来的信号。

所述的电压反转电路设置有2个，对外界提供的电压Va或Vb进行选择，并将通过选择所得到的两个电压V1、V2输出；控制电路向电压反转电路输入控制信号，控制电压反转电路输入到模拟灰度级电压产生电路中的电压，从而控制输入到显示屏中的电压与像素公共电压Vcom的差值的极性，实现LCD的场反转或行反转。

所述的模拟灰度级电压产生电路，对所述的电压反转电路提供的电压V1、V2之间采用电阻分压的模式将其分成电压间隔相等的k-1份，并将包含V1、V2在内的共k级电压通过缓冲器分别引出。

本发明的显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，显示屏周边集成电路包括在每根数据线上集成的开关，而控制电路包括译码器、模拟多路选通器、电位选择器、模拟灰度级电压产生电路和电压反转电路。通过这些部分的协调工作，使控制电路通过电位选择器在多个灰度级电压中进行选择，将适当的电压传输到显示屏基板，与此同时，集成在数据线上的开关依次打开，模拟多路选通器依次将数据写入像素电容，从而完成逐点写入的过程，将前级传输过来的数据写入LCD像素单元，从而取代了数据驱动芯片的功能，为分辨率不高的LCD显示屏提供了一种更为经济实用的数据驱动方式，节约了成本。本发明应用于有源液晶显示器的向象素单元写数据的过程。

附图说明

图1是传统的LCD数据驱动芯片的基本结构示意图；

图2是LCD基板数据线上集成pTFT的结构示意图；

图3是显示屏基板的周边集成电路的结构示意图；

图4是驱动一个子象素的电路整体结构示意图。

1：TFT           2：TFT

3：译码器        4：模拟多路选通器

5：电位选择器    6：模拟灰度级电压产生电路

7：电压反转电路  A：移位寄存器

B：锁存器        C：数模转换器

D：数据线        E：控制线

I：控制信号      F：输出信号

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式做出详细说明。

本发明的显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，采用了逐点写入的模式。本发明将数据驱动芯片的功能分散在显示屏周边集成电路与控制电路中完成。采用较为常用且很廉价的IC器件焊接在控制电路板上，而对于不是十分常用但结构简单的部分，将其集成于LCD基板上。这样就将数据驱动的部分简化并分散于其它结构中，降低了成本。

显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，具体是由显示屏周边集成电路和控制电路共同完成数据驱动。

如图2、图3所示，所述的显示屏周边集成电路包括：

对于一个有m列像素的显示屏，其每根数据线均与一个TFT 1开关的源极或漏极相连，对于每个像素含三个子像素的LCD结构，共需3m个TFT 1开关；

由3m个TFT 1开关自左向右构成n组，同一像素的三个子像素所连的TFT 1必须在同一组，且每组含有3m/n个TFT 1，将每组含有的3m/n个TFT 1的栅极相连，对外有n条控制线与控制电路相连；

在每组TFT 1开关中选择最左面的一个TFT 1开关，共有n个，其n个漏极或源极中未与像素单元相连的一极连在一起，作为显示屏基板对外数据线中的一根，其中，所选择的TFT 1必须连接同类子像素；依次上述过程，并将已经被选过的TFT 1排除在再次选择范围内，最终获得3m/n根对外数据线，与控制电路相连。

所述的连接于数据线上的TFT 1开关的类型(n型或p型)应与LCD显示屏基板上像素单元中的TFT 2开关类型一致，并与像素单元中的TFT 2开关制作于同一块衬底上。

如图4所示，所述的控制电路部分包括：

一译码器3，对于将显示屏一列像素分成n组的模式，共具有n个输出端，与显示屏基板对外的n条控制线相连，输入端与前级控制电路相连；

所述的译码器3的工作模式与显示屏基板上集成的TFT 1开关的类型相协调，即当TFT 1开关为p型时，译码器输出值低电平有效，反之，译码器输出值高电平有效。所述的译码器3在工作时对其输出端依次输出有效值，使得显示屏基板上的n组TFT 1自左向右依次打开。

一模拟多路选通器4，采用倒用形势(即，在本发明中所提到的该器件的“输入”即为多路选通器的输出，该器件的“输出”即为多路选通器的输入)，共三组，每组有m/n个输出端，分别与基板中三个子像素的对外m/n根控制线相连，分别对三组子像素进行控制，输入端与前级控制电路相连；

所述的模拟多路选通器4，共设置有3个，分为R、G、B三组，每个有m/n个输出端，分别与所述的显示屏周边集成电路所引出的3组、每组m/n根数据线相连接。所述的模拟多路选通器4，是将前级电路的信号依次传输给输出端，使得n组像素中的任何一组在其TFT 1开关打开时，都是自左向右依次接收模拟多路选通器4传输过来的信号。

模拟灰度级电压产生电路6，输出有k级灰度电压；电压反转电路7；

所述的模拟灰度级电压产生电路6，对所述的电压反转电路7提供的电压V1、V2之间采用电阻分压的模式将其分成电压间隔相等的k-1份，并将包含V1、V2在内的共k级电压通过缓冲器分别引出。

所述的电压反转电路7设置有2个，对外界提供的电压Va或Vb进行选择，并将通过选择所得到的两个电压V1、V2输出；控制电路向电压反转电路7输入控制信号，控制电压反转电路7输入到模拟灰度级电压产生电路6中的电压，从而控制输入到显示屏中的电压与像素公共电压Vcom的差值的极性，实现LCD的场反转或行反转。

电位选择器5，共三组，每组有k个输入端，分别与模拟灰度级电压产生电路6输出的k级灰度电压相连，输出端与三组模拟多路选通器4的输入端分别相连，控制三个子像素的灰度电压选择。

即，所述的电位选择器5，共设置有三组，每组有k个信号输入端，一个信号输出端和若干个控制端，每组的k个输入端分别与模拟灰度级电压产生电路6的k级输出电压相连；而输出端则分别与所述的三组模拟多路选通器4的输入端相连；控制电路对电位选择器5输入控制信号，电位选择器5对模拟灰度级电压产生电路6所提供的k级灰度电压进行选择，将所需的电压输出并传递给模拟多路选通器4。

依据本发明的一个特例，选取了一个在显示屏行方向上包含320个像素的LCD屏，本LCD屏中的所有像素单元中的开关均采用p型TFT结构。

在显示屏基板周边集成电路中，我们在320×3共960根数据线上均集成一个p TFT 1，如图2所示，且这些p TFT 1与显示屏基板像素单元中的p TFT 2共用同一衬底。将320个象素分成16组，每组有20个象素，把每组的20×3个p TFT 1栅极连在一起作为这20个象素的总开关，共16个这样的结构，所以对外输出16根控制线，即16个开关。而每个象素又分成红、绿、蓝三个子象素，所以每一组实际上有60个子象素，将每组中最左边的TFT 1的源极或漏极输出引线连在一起组成一根显示屏基板对外数据线，以此往复，共可引出20×3＝60根对外的数据线，作为数据输入之用，如图3所示。对于如上所述的16个开关，如果其中一个开关打开，则对外伸出的60根引线接到第一组的60个子象素中去，可为其写数据。  如果16个开关依次打开，则这60根数据引线可以为16组象素依次写数据。

这种设计巧妙地运用相乘的模式将320个像素分成了对外的16和20两组共36个控制端，而不是320个控制端。之所以将这个结构集成在屏当中而没有放在控制电路板上是由于在常用IC器件中，传输门一般是四个或八个集成在一起，而此处需要320(R、G、B)共960个传输门，分别购买成本过高，且控制板的面积也有限。而在制作显示屏的过程当中，考虑到每个像素都有一个pTFT作为电容的开关，在同一块基板上，给每列像素的最上方再加一个p TFT 1，共用衬底，从工艺上很容易办到。故将此部分结构集成在了显示屏中。

在控制电路方面，选择低电平有效的4-16译码器74HC154，将显示屏的16根对外控制线依次与译码器的16个输出端相连，通过对4个输入端进行控制，使得16个输出端依次输出低电平，从而16组像素依次打开，每组中的20×3个子像素依次与对外的数据相连。另外，分别选取16选1模拟多路选通器74HC4067和4选1模拟多路选通器CD4052组合成3个20路的模拟多路选通器，将其输入端分别与R、G、B三个子像素所引出的20根数据线相连，三个模拟多路选通器并行工作，当16组中任一组像素电容与对外的数据线相连时，模拟多路选通器自左向右依次向像素电容中输入数据。

电压反转电路中，一个模拟开关的两个输入端都接0v电压，这样，其输出也为0v，另一个模拟开关的两个输入端接10v和-10v电压，通过控制信号使得两个模拟开关在奇数场时将0V、10V送入模拟灰度级电压产生电路，而在偶数场时将0V、-10V送入模拟灰度级电压产生电路，而我们将显示屏基板的像素单元的公共电极Vcom设置成0V，于是就可以实现液晶显示的场反转。

与此同时，在模拟灰度级电压产生电路中，其将电压反转电路输入给它的两个电压10V、0V进行15等分，连同10V、0V共16级灰度电压输入给16个缓冲器，缓冲器输出的电压连接到电位选择器74HC4067的输入端，这样的电位选择器共有三个，分别控制三个子像素的模拟灰度电压选择，通过中央处理器对其输入控制信号，电位选择器选择适当的灰度电压，输入给模拟多路选通器，如图4所示，从而将信号出输到所选择的像素电容中去。于是实现了逐点写入的过程。

Claims (10)

1.一种显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，其特征在于，是由显示屏周边集成电路和控制电路共同完成数据驱动。

2.根据权利要求1所述的显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，其特征在于，所述的显示屏周边集成电路包括：

对于一个有m列像素的显示屏，其每根数据线均与一个TFT(1)开关的源极或漏极相连，对于每个像素含三个子像素的LCD结构，共需3m个TFT(1)开关；

由3m个TFT(1)开关自左向右构成n组，同一像素的三个子像素所连的TFT(1)必须在同一组，且每组含有3m/n个TFT(1)，将每组含有的3m/n个TFT(1)的栅极相连，对外有n条控制线与控制电路相连；

在每组TFT(1)开关中选择最左面的一个TFT(1)开关，共有n个，其n个漏极或源极中未与像素单元相连的一极连在一起，作为显示屏基板对外数据线中的一根，其中，所选择的TFT(1)必须连接同类子像素；依次上述过程，并将已经被选过的TFT(1)排除在再次选择范围内，最终获得3m/n根对外数据线，与控制电路相连。

3.根据权利要求2所述的显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，其特征在于，所述的连接于数据线上的TFT(1)开关的类型应与LCD显示屏基板上像素单元中的TFT(2)开关类型一致，并与像素单元中的TFT(2)开关制作于同一块衬底上。

4.根据权利要求1所述的显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，其特征在于，所述的控制电路部分包括：

译码器(3)，对于将显示屏一列像素分成n组的模式，共具有n个输出端，与显示屏基板对外的n条控制线相连，输入端与前级控制电路相连；

模拟多路选通器(4)，采用倒用形势，共三组，每组有m/n个输出端，分别与基板中三个子像素的对外m/n根数据线相连，分别对三组子像素进行控制，输入端与前级控制电路相连；

模拟灰度级电压产生电路(6)，输出有k级灰度电压；电压反转电路(7)；

电位选择器(5)，共三组，每组有k个输入端，分别与模拟灰度级电压产生电路(6)输出的k级灰度电压相连，输出端与三组模拟多路选通器(4)的输入端分别相连，控制三个子像素的灰度电压选择。

5.根据权利要求4所述的显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，其特征在于，所述的译码器(3)的工作模式与显示屏基板上集成的TFT(1)开关的类型相协调，即当TFT(1)开关为p型时，译码器输出值低电平有效，反之，译码器输出值高电平有效。

6.根据权利要求4所述的显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，其特征在于，所述的译码器(3)在工作时对其输出端依次输出有效值，使得显示屏基板上的n组TFT(1)自左向右依次打开。

7.根据权利要求4所述的显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，其特征在于，所述的模拟多路选通器(4)，共设置有3个，分为R、G、B三组，每个有m/n个输出端，分别与所述的显示屏周边集成电路所引出的3组、每组m/n根数据线相连接。

8.根据权利要求4所述的显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，其特征在于，所述的模拟多路选通器(4)，是将前级电路的信号依次传输给输出端，使得n组像素中的任何一组在其TFT(1)开关打开时，都是自左向右依次接收模拟多路选通器(4)传输过来的信号。

9.根据权利要求4所述的显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，其特征在于，所述的电压反转电路(7)设置有2个，对外界提供的电压Va或Vb进行选择，并将通过选择所得到的两个电压V1、V2输出；控制电路向电压反转电路(7)输入控制信号，控制电压反转电路(7)输入到模拟灰度级电压产生电路(6)中的电压，从而控制输入到显示屏中的电压与像素公共电压Vcom的差值的极性，实现LCD的场反转或行反转。

10.根据权利要求4所述的显示屏周边集成与控制电路共同完成的LCD列驱动模式，其特征在于，所述的模拟灰度级电压产生电路(6)，对所述的电压反转电路(7)提供的电压V1、V2之间采用电阻分压的模式将其分成电压间隔相等的k-1份，并将包含V1、V2在内的共k级电压通过缓冲器分别引出。

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