发明内容
本发明的示范性实施例用于提供一种包括显示设备的电子设备,用于在向显示设备施加静电时保持显示设备的正常显示状态,以便不会出现静电损坏。
根据本发明示范性实施例的电子设备包括中央处理单元、显示设备和反馈单元。中央处理单元提供图像信号和输入控制信号,显示设备基于图像信号和输入控制信号来显示图像,反馈单元连接在中央处理单元和显示设备之间,用于向中央处理单元发送信号,所述信号包括与是否向显示设备施加了静电有关的信息。在向显示设备施加了静电并且出现显示操作错误时,中央处理单元初始化驱动条件。
该显示设备包括显示面板组件和用于驱动显示面板组件的驱动单元。
该驱动单元可包括驱动电压产生器、灰度电压产生器、数据驱动器、栅极驱动器以及信号处理器。驱动电压产生器产生用于驱动显示面板组件的包括第一、第二和第三电压的驱动电压,灰度电压产生器基于第一电压来产生多个灰度电压,数据驱动器基于灰度电压来产生数据电压,并将数据电压施加到显示面板组件。栅极驱动器基于第二和第三电压来产生包括栅极导通电压和栅极截止电压的栅极信号,并将栅极信号施加到显示面板组件,信号处理器处理图像信号,以将输出图像信号发送到数据驱动器,并基于输入控制信号,将输出控制信号发送到栅极驱动器和数据驱动器。
反馈单元可包括开关元件、第一电阻器和第二电阻器。开关元件通过连接端子与中央处理单元相连,第一电阻器连接在开关元件和显示设备之间。第二电阻器与开关元件、第一电阻器以及地电压相连。
开关元件可包括晶体管,该晶体管的输入端子与地电压相连,输出端子与中央处理单元相连,控制端子与第一和第二电阻器相连。
该晶体管可以是n型晶体管。
反馈单元还可包括连接在晶体管的输入端子和参考电源之间的第三电阻器。
第一电阻器和第二电阻器的电阻比可以是6∶1。
驱动电压之一可从显示设备施加到反馈单元。
第二电压可从反馈单元施加到显示设备。
当第一电压低于参考值时,可使晶体管截止,并且将第一电平的信号施加到中央处理单元的连接端子,而当第一电压高于参考值时,可使晶体管导通,并将第二电平的信号施加到中央处理单元的连接端子。
当将第一电平的信号施加到中央处理单元的连接端子时,中央处理单元可初始化显示设备的驱动条件以执行显示操作,而当将第二电平的信号施加到中央处理单元的连接端子时,显示设备可执行正常的显示操作。
第一电平可高于第二电平。
在电子设备的驱动方法的示范性实施例中,所述电子设备包括用于提供图像信号和输入控制信号的中央处理单元以及用于基于图像信号和输入控制信号来显示图像的显示设备,所述驱动方法包括:确定是否向显示设备施加了静电,当未向显示设备施加静电时,显示设备正确地执行正常的显示操作,而当施加了静电并且出现显示操作错误时,中央处理单元初始化显示设备的驱动条件,并且在初始化显示设备的驱动条件之后,再次执行显示操作。
该电子设备还可包括连接在中央处理单元和显示设备之间的反馈单元。在确定是否向显示设备施加了静电时,当向显示设备施加了静电时,向连接中央处理单元和反馈单元的连接端子施加第一电平的信号,而当未向显示设备施加静电时,向连接端子施加第二电平的信号。
可在向中央处理单元的连接端子施加了第一电平的信号之后,执行显示操作,并且可在向中央处理单元的连接端子施加了第二电平的信号之后,初始化驱动条件。
第一电平可高于第二电平。
反馈单元可包括通过连接端子与中央处理单元相连的开关元件、连接在开关元件与显示设备之间的第一电阻器,以及与开关元件、第一电阻器以及地电压相连的第二电阻器。
开关元件可包括晶体管,该晶体管的输入端子与地电压相连,输出端子与中央处理单元相连,控制端子与第一和第二电阻器相连。
该晶体管可以是n型晶体管。
反馈单元还可包括连接在晶体管的输入端子与参考电源之间的第三电阻器。
第一电阻器与第二电阻器的电阻比可以是6∶1。
驱动电压之一可从显示设备施加到反馈单元。
具体实施方式
下面参考附图来更完整地描述本发明的示范性实施例,附图中示出了本发明的示范性实施例。本领域的普通技术人员可以认识到,可以以多种不同方式对所述示范性实施例进行修改,而这并不背离本发明的精神或范围。
参考附图来描述根据本发明示范性实施例的液晶显示器。
图1是根据本发明示范性实施例的液晶显示器的分解透视图,图2是根据本发明示范性实施例的电子设备的框图,图3是根据本发明示范性实施例的液晶显示器的一个象素的等效电路图。
参考图2,根据本发明示范性实施例的电子设备包括中央处理单元1000、与中央处理单元1000相连的显示设备2000。
中央处理单元1000控制电子设备的操作,并向显示设备2000提供输入图像信号R、G和B以及控制信号。如果根据本发明示范性实施例的电子设备是小型或中型设备,例如移动电话,则中央处理单元1000实际上可以是微处理器单元(MPU),而如果根据本发明示范性实施例的电子设备是计算机,则中央处理单元1000可以是中央处理单元(CPU)。
参考图1,根据本发明示范性实施例的电子设备的显示设备包括:液晶模块,包括显示面板单元330和背光单元900;上和下底座361和362,用于容纳液晶模块;以及模制框架363。
显示面板单元330包括液晶面板组件300、附着到液晶面板组件330的驱动芯片700以及柔性印刷电路板650。
如图2和3所示,在液晶面板组件300的等效电路中,液晶面板组件300包括多根信号线和多个象素PX。在图3所示的配置中,液晶面板组件300包括下面板100和上面板200以及置于之间的液晶层3。
信号线被提供给下面板100,并且包括用于传输栅极信号(称为“扫描信号”)的多根栅极线G1至Gn和用于传输数据电压的多根数据线D1至Dm。栅极线G1至Gn平行排列,并沿行方向延伸,而数据线D1至Dm平行排列,并沿列方向延伸。
象素PX以矩阵格式排列。每个象素PX包括与信号线Gi和Dj相连的开关元件Q、与开关元件Q相连的液晶电容器Clc以及存储电容器Cst。如果需要可省略存储电容器Cst。
开关元件Q作为三端子元件,例如薄膜晶体管,被提供给下面板100,其控制端子与栅极线Gi相连,其输入端子与数据线Dj相连,而输出端子与液晶电容器Clc以及存储电容器Cst相连。
液晶电容器Clc包括下面板100的象素电极191和上面板200的公共电极270,作为液晶电容器Clc的端子,并且两个电极191和270之间的液晶层3用作电介质材料。象素电极191与开关元件Q相连,并且公共电极270形成在上面板200的一部分中,并接收公共电压Vcom。与图3所示不同,公共电极270可设置在下面板100上。在这种情况下,两个电极191和270中的至少一个可形成为线或条状。
提供给下面板100的附加信号线(未示出)与象素电极191重叠,同时在附加信号线和象素电极191之间提供绝缘体,以形成用作液晶电容器Clc的辅助电容器的存储电容器Cst,并且附加信号线接收预定电压,例如公共电压Vcom。此外,象素电极191和前一栅极线Gi-1重叠,同时在象素电极191和前一栅极线Gi-1之间提供绝缘体,以形成存储电容器Cst。
同时,为了执行色彩显示,每个象素PX特定地显示原色之一(空间划分),或者象素PX交替地随时间来显示原色(时间划分),这使得在空间上或时间上合成原色,从而显示所需颜色。原色可包括红、绿和蓝。作为空间划分的示例,图3示出了:每个象素PX都具有用于在与象素电极191相对应的上显示面板200的区域中显示原色之一的滤色器230。与图3所示的结构不同,滤色器230可设置在下显示面板100的象素电极191之上或之下。
用于对光进行偏振的至少一个偏振器(未示出)安装在液晶面板组件300的外表面上。
重新参考图1和2,驱动芯片700包括驱动电压产生器710、灰度电压产生器800、栅极驱动器400、数据驱动器500和信号控制器600。
驱动电压产生器710接收基底电压,并基于基底电压来升压,以产生用于驱动显示设备的第一电压GVDD、第二电压VGH(未示出)和第三电压VGL(未示出),并且基于第一、第二和第三电压GVDD、VGH和VGL,产生示出为Vcom的第一和第二公共电压。
在该示范性实施例中,基于第一电压GVDD来产生各种驱动电压,并将第一电压GVDD输入灰度电压产生器800,作为参考灰度电压。
第二和第三电压VGH和VGL分别是用于导通开关元件Q的栅极导通电压Von和用于断开开关元件Q的栅极截止电压Voff,其形成栅极信号。
第一和第二公共电压VcomH和VcomL(未示出)分别是作为周期信号的公共电压Vcom的最大值和最小值。
灰度电压产生器800基于从驱动电压产生器710接收到的参考电压GVDD,产生与象素PX的透射率有关的所有灰度电压或者有限数目的灰度电压(下面称为“参考灰度电压”)。参考灰度电压可包括具有正值的公共电压Vcom和具有负值的公共电压。
栅极驱动器400与液晶面板组件300的栅极线G1至Gn耦合,从驱动电压产生器710接收栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff,组合栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff以产生栅极信号,并将栅极信号施加到栅极线G1至Gn。
数据驱动器500与液晶面板组件300的数据线D1至Dm耦合,选择从灰度电压产生器800接收到的灰度电压,并将该灰度电压作为数据电压施加到数据线D1至Dm。然而,当灰度电压产生器800并未提供所有的灰度电压,而是提供有限数目的参考灰度电压时,数据驱动器500划分参考灰度电压并从中选择所需的数据电压。
信号控制器600控制栅极驱动器400和数据驱动器500。
单元400、500、600、710和800中的至少一个或形成单元400、500、600、710和800的至少一个电路可形成在集成芯片之外。此外,各个单元400、500、600、710和800可作为至少一个集成电路芯片,直接安装在液晶面板组件300上,它们可以作为一种带式载体封装(TCP)安装在要附着到液晶面板组件300的柔性印刷电路膜(图2中未示出)上,或者它们可被安装在附加的柔性印刷电路板(图2中未示出)上。或者,单元400、500、600、710和800可与信号线G1至Gn以及D1至Dm以及薄膜晶体管开关元件Q一起与液晶面板组件300集成。
重新参考图1,柔性印刷电路板650安装在液晶面板组件300的一侧。柔性印刷电路板650包括位于与液晶面板组件300相对的一侧上的突起部分660。突起部分660从图2的中央处理单元1000接收各种信号,并通过柔性印刷电路板650将这些信号传输给驱动芯片700。
柔性印刷电路板650包括无源元件单元(未示出)。无源元件单元通过电压线与驱动芯片700的驱动电压产生器710相连。无源元件单元包括在驱动电压产生器710中产生驱动电压所需的多个无源元件,例如电容器、电感器和电阻器。
模制框架363位于上底座361和下底座362之间。
背光单元900包括至少一个灯(LP)、用于控制灯的电路元件(未示出)、印刷电路板670、导光板902、反射片903以及多个光学片901。在图1的示范性实施例中示出了三个灯LP。
灯LP固定在位于模制框架363一侧的边缘区域上的印刷电路板670上,并向液晶面板组件300提供光。
导光板902将光从灯LP引导到液晶面板组件300,并使光强均匀。
反射片903设置在导光板902之下,并向液晶面板组件300反射来自灯LP的光。
光学片901设置在导光板902之上,并确保来自灯LP的光的发光特性。
上底座361和下底座362与之间的模制框架363组合,以包括液晶模块。
现在详细描述电子设备的操作。
中央处理单元1000向信号控制器600提供输入图像信号R、G和B以及输入控制信号。
输入图像信号R、G和B包括每个象素PX的亮度信息,并且亮度具有预定数目的灰度级值,例如1024(=210)、256(=28)或64(=26)。
输入控制信号可包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK和数据使能信号DE。
信号控制器600根据液晶面板组件300的操作条件,基于输入视频信号R、G和B以及输入控制信号,来适当地处理输入图像信号R、G和B,产生栅极控制信号CONT1和数据控制信号CONT2,将栅极控制信号CONT1发送到栅极驱动器400,将数据控制信号CONT2和处理后的视频信号DAT发送到数据驱动器500。
栅极控制信号CONT1包括用于开始扫描操作的扫描开始信号STV以及用于控制栅极导通电压Von的输出周期的至少一个时钟信号。此外,栅极控制信号CONT1可包括用于限制栅极导通电压Von的持续时间的输出使能信号OE。
数据控制信号CONT2包括用于向一行象素PX通知开始传输数字视频信号DAT的水平同步开始信号STH(未示出)、负载信号LOAD(未示出)以及用于向数据线D1至Dm施加模拟数据电压的数据时钟信号HCLK(未示出)。此外,数据控制信号CONT2可包括用于相对于公共电压Vcom反转数据电压极性的反转信号RVS(未示出),下面将相对于公共电压Vcom的数据电压极性称为“数据电压极性”。
根据来自信号控制器600的数据控制信号CONT2,数据驱动器500接收针对一行象素PX的数字视频信号DAT,选择与每个数字视频信号DAT相对应的灰度电压,并将数字视频信号DAT转换为模拟数据电压,并将其施加到相应的数据线D1至Dm。
栅极驱动器400根据来自信号控制器600的栅极控制信号CONT1,向栅极线G1至Gn施加栅极导通电压Von,以导通与栅极线G1至Gn耦合的开关元件Q。从而,施加到数据线D1至Dm的数据电压通过导通的开关元件Q被施加到相应的象素PX。
施加到象素PX的数据电压与公共电压Vcom之差表示为液晶电容器Clc的充电电压,也即象素电压。形成LC电容器Clc的LC分子的取向取决于象素电压的幅值,并且分子的取向确定通过LC层3的光的偏振。
偏振器将光偏振转换为光透射率,使得象素PX具有由数据电压的灰度级值表示的亮度。
重复执行上述操作,具有与水平同步信号Hsync的一个周期和数据使能信号DE相对应的水平周期1H,依次向所有栅极线G1至Gn施加栅极导通电压Von,并且向所有象素施加数据电压,以便显示一帧的图像。
在一帧结束之后,下一帧开始时,控制施加到数据驱动器500的反转信号RVS的状态,以从前一帧的极性反转施加到每个象素PX的数据电压的极性,这被称为“帧反转”。在这种情况下,在一帧中,可根据反转信号RVS的特性,周期地改变流过一根数据线的数据电压的极性,例如行反转和点反转,或者施加到一个象素行的数据电压的极性可不同,例如列反转和点反转。
现在参考图4和5来描述根据本发明示范性实施例的电子设备。
图4是示出了根据本发明示范性实施例的电子设备的一部分的框图,图5是示出了图4所示电子设备中的反馈单元的电路图。
参考图4,根据本发明示范性实施例的电子设备包括中央处理单元1000、显示设备2000和连接在中央处理单元1000和显示设备2000之间的反馈单元3000。
反馈单元3000向中央处理单元1000发送信号,该信号包括与是否向显示设备2000施加了静电有关的信息。然后,中央处理单元1000根据从反馈单元3000传输来的信号,驱动显示设备2000。也就是说,当未向显示设备2000施加静电时,中央处理单元1000输出上述输入图像信号R、G和B以及控制信号。然而,当向显示设备2000施加了静电时,不正确地执行显示设备2000的显示操作。在这种情况下,中央处理单元1000基于反馈单元3000传输来的信号,初始化显示设备2000的显示操作,以便正确地驱动显示设备2000,这将结合图4和图5来描述。
如图5所示,根据本发明示范性实施例的电子设备的反馈单元3000包括第一端子E1和第二端子E2。
第一端子E1与显示设备2000相连。更具体地,第一端子E1通过显示设备2000的柔性印刷电路板650,与驱动芯片700的驱动电压产生器710相连。第一端子E1从驱动电压产生器710接收驱动电压之一,并且将等于栅极导通电压Von的第二电压VGH(未示出)施加到第一端子E1。
第二端子E2与中央处理单元1000相连。
反馈单元3000包括晶体管TR、第一和第二电阻器R1和R2、以及与晶体管TR相耦合的第三电阻器R3。
第一电阻器R1连接在第一端子E1和第一节点n1之间,并且第二电阻器R2连接在第一节点n1和地电压之间。第一和第二电阻器R1和R2的相应电阻的比是6∶1。例如,第一电阻器R1的电阻可以是180KΩ,而第二电阻器R2的电阻可以是30KΩ。
晶体管TR是n型晶体管,包括输入电极、输出电极以及控制电极。晶体管TR的输入电极与第三电阻器R3所连接的第二节点n2相连,输出电极与地电压相连,控制电极与第一节点n1相连。
在本发明的示范性实施例中,尽管描述了反馈单元3000包括晶体管TR,但是并不局限于此,而可使用与晶体管TR相对应的开关元件,例如运算放大器(OP-amp)。
第三电阻器R3连接在参考电源Vp和第二节点n2之间。第三电阻器R3保护晶体管TR,并且可按照需要而省略。
根据本发明示范性实施例的中央处理单元1000、显示设备2000以及反馈单元3000的操作描述如下。
当向显示设备2000施加了静电时,在驱动电压产生器710中可能不正确地对驱动电压进行升压,因此也许不会产生所需的驱动电压。也就是说,每个驱动电压的电位可能未保持在所需水平,并且可能输出较低的驱动电压。
同样未正确地对作为驱动电压之一的第二电压VGH(未示出)进行升压,并且以低于参考值的电平将其输入第一端子E1。根据第一电阻器R1和第二电阻器R2的电阻来分压输入第一端子E1的第二电压VGH,以便确定第一节点n1的电压,并由此确定晶体管TR的控制电极的电压。
当第一节点n1的电压值低于晶体管TR的阈值电压时,晶体管TR截止。相应地,通过第三电阻器R3使参考电压Vp减小,获得第二节点n2处的电压,并将其施加到第二端子E2。施加到第二端子E2的信号电平被称为第一电平。
当施加到第二端子E2的信号的电平是第一电平时,中央处理单元1000检测到向显示设备2000施加了静电,并出现显示操作错误,并初始化显示设备2000的驱动条件,以正确地产生驱动电压。其后,当再次执行显示设备2000的显示操作时,未检测到由静电引起的显示操作错误,或者减少了用于检测显示操作错误的时间。
当未向显示设备2000施加静电时,正确升压的第二电压VGH被施加到第一端子E1。相应地,如上所述,第二电压VGH由第一和第二电阻器R1和R2的电阻分压,以确定第一节点n1和晶体管TR的控制电极的电压。
由于正确地升压了第二电压VGH,所以晶体管TR的控制电极处的电压高于晶体管TR的阈值电压。因此,晶体管TR导通,并且第二节点n2的电压等于地电压。相应地,电平与地电压相等的信号被施加到第二端子E2,这被称为第二电平。第二电平低于第一电平。
然后,中央处理单元1000检测到未向显示设备2000施加静电,并且输入图像信号R、G和B以及控制信号被施加到显示设备2000,以维持正常显示状态。
也就是说,根据从反馈单元3000施加到中央处理单元1000的信号电平是第一电平还是第二电平,中央处理单元1000确定是否向显示设备2000施加了静电,并控制显示设备2000,以便不会检测到显示操作错误。
尽管结合当前被认为是示范性实施例的实施例描述了本发明,但是应该认识到,本发明并不局限于所公开的示范性实施例,相反,本发明意欲涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。
根据本发明的示范性实施例,当向显示设备施加了静电时,检测到静电,并且控制显示设备以维持正常显示状态,从而不会感觉到静电损坏。