CN101263544B - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种液晶显示装置，该液晶显示装置为了补偿液晶面板的特性的偏差，通过动态调整DAC的性能，从而不产生因DAC的能力过剩而导致的消耗功率增大、以及因DAC的能力不足而导致的显示质量降低的情况。液晶显示装置具有：将作为数字信号输入的数据信号变换为模拟信号的数模变换电路(4)；将从数模变换电路(4)输出的模拟信号分开输入到多条源极线Y的源极线驱动器(3)；将在源极线Y的输入侧检测出的电压V1、与在该源极线Y的输入侧的相反侧检测出的电压V2进行比较的差动放大器(5)；以及根据差动放大器(5)的比较结果、来校正数模变换电路(4)的输出的校正电路(6)。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置，特别是涉及通过将数据信号作为数字信号输入、将进行数模变换得到的模拟信号供给源极线，以进行图像显示的液晶显示装置。
背景技术
以往，已知有具有数字信号输入端、将显示图像用的数据信号等进行数字输入的液晶显示装置。这样的液晶显示装置，为了将输入的数字信号变换为模拟信号，在液晶面板的列方向配置的源极线(信号线)与前述数字信号输入端之间，具有数模变换电路(DAC)。该DAC有的情况下置于信号线驱动电路(源极驱动器)内，也有的情况下设置在源极驱动器外部。从DAC作为模拟信号输出的数据信号，从源极驱动器向各源极线分配输入。
DAC的输出能力设定成能得到理想的输出波形。例如，在图6(a)～(c)中所分别表示的三种波形中，图6(a)的波形是理想的波形。与此不同的是，图6(b)的波形因DAC的输出不足而脉冲上升沿的弧度过大。在这种情况下，往往因DAC对源极线的充电不够，不能得到足够的液晶响应，显示质量降低。另一方面，在输出波形成为图6(c)所示的波形时，由于DAC的输出过剩，将功率无谓地消耗。因而，为了使DAC的输出波形成为图6(a)所示的理想的波形，要设定DAC的参数。例如，若是R-2R梯形电阻方式的DAC的情况，则通过调整偏置电流的大小，能够适当设定DAC的输出能力。
数字输入的液晶显示装置中的数据信号用的DAC的输出能力，一般根据使用液晶面板的平均特性值(视频总线的负载电容值及负载电阻值)的仿真结果，在制造时进行设定。但是近年来，随着液晶面板的高精细化及大画面化，有时在液晶显示装置内设置多个数据信号用的DAC。DAC的数量越多，DAC的性能产生差异的可能性越大。在DAC的性能相对于仿真结果的偏差较大时，如前所述，在输出过剩时消耗功率增大，在输出不足时显示质量降低，这样的问题不能解决。
因此，以往提出一种DAC，该DAC通过具有电压附加电路，以便在制造时的检查工序中发现图像质量不好时，对DAC的输出电压附加调整用电压，从而补偿输出电压的偏差，提高液晶显示装置的合格率及生产率(参照特开2002-217734号公报(图1、段落0016))。
但是，在液晶显示装置中，往往液晶面板的特性也因液晶面板的制造条件或时效变化等而有较大的偏差。因而，在根据液晶面板的特性值的仿真结果来决定DAC的输出能力的以往的方法中，在具有偏离平均值的特性的液晶面板的液晶显示装置中，存在不能解决DAC的输出过剩或输出不足的问题。另外，上述的特开2002-217734号公报的DAC，采用根据从外部输入的偏置调整信号来决定调整用电压的值的构成。但是，如何决定偏置调整信号为好，在特开2002-217734号公报中没有阐明。
因此，本发明的目的在于提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置为了也能补偿液晶面板的特性的偏差，通过动态调整DAC的性能，从而不产生因DAC的能力过剩而导致的消耗功率增大、以及因DAC的能力不足而导致的显示质量降低的情况。
发明内容
为了达到上述目的，本发明有关的液晶显示装置，在一对基板之间夹有液晶，具有：在前述一对基板的一方、互相平行配置的多条信号线；将作为数字信号输入的数据信号变换为模拟信号的数模变换电路；将从前述数模变换电路输出的模拟信号分开输入到前述多条信号线的信号线驱动电路；将在前述信号线的输入侧检测出的前述模拟信号的电压即第1电压、与在该信号线的输入侧的相反侧检测出的前述模拟信号的电压即第2电压进行比较的比较电路；以及根据前述比较电路的比较结果、来校正前述数模变换电路的输出的校正电路。
根据本发明，能够实现一种液晶显示装置，该液晶显示装置为了也能补偿液晶面板的特性的偏差，通过动态调整DAC的性能，从而不产生因DAC的能力过剩而导致的消耗功率增大、以及因DAC的能力不足而导致的显示质量降低的情况。
附图说明
图1所示为本发明的一个实施形态有关的液晶显示装置的简要构成方框图。
图2所示为本发明的一个实施形态有关的液晶显示装置具有的DAC的构成例子的电路图。
图3所示为本发明的一个实施形态有关的液晶显示装置具有的差动放大器的构成例子的电路图。
图4(a)所示为对差动放大器输入的电压V1的取得时序图，图4(b)所示为对差动放大器输入的电压V2的取得时序图
图5(a)所示为本发明的一个实施形态有关的液晶显示装置具有的校正电路的构成例子的电路图，图5(b)所示为校正电路的输出与DAC输出能力调整的关系图。
图6(a)～图6(c)所示为以往的液晶显示装置中的数据信号的波形图。
具体实施方式
本发明有关的液晶显示装置，在一对基板之间夹有液晶，具有：在前述一对基板的一方、互相平行配置的多条信号线；将作为数字信号输入的数据信号变换为模拟信号的数模变换电路；将从前述数模变换电路输出的模拟信号对前述多条信号线分配输入的信号线驱动电路；将在前述信号线的输入侧检测的前述模拟信号的电压即第1电压、与在该信号线的输入侧的相反侧检测的前述模拟信号的电压即第2电压进行比较的比较电路；以及根据前述比较电路的比较结果、来校正前述数模变换电路的输出的校正电路。
若利用该构成，则根据在信号线的输入侧检测的第1电压、与在该信号线的输入侧的相反侧检测的第2电压的比较结果，校正电路动态调整数模变换电路的输出性能。通过这样，能够实现一种液晶显示装置，该液晶显示装置动态补偿液晶面板的特性的偏差，不产生因数模变换电路的能力过剩而导致的消耗功率增大、以及因能力不足而导致的显示质量降低的情况。再有，还具有的优点是，能够还跟踪随着工作环境(温度、湿度等)的变化或时效变化而导致面板负载的变化、或输入电压的偏差等，适当地调整数模变换电路的输出性能。
在上述液晶显示装置中，最好前述比较电路包含使检测前述第1电压的时刻与检测前述第2电压的时刻一致用的同步单元。
在上述液晶显示装置中，最好前述比较电路包含将前述第1电压与前述第2电压的差分电压进行放大输出的差动放大器。
在上述液晶显示装置中，最好前述校正电路根据前述比较电路的比较结果，来调整前述数模变换电路的偏置电压，通过这样校正前述数模变换电路的输出。
在上述液晶显示装置中，最好前述液晶显示装置是使用连续晶界结晶硅的液晶显示装置。
以下，一面参照附图、一面说明本发明的液晶显示装置的具体实施形态。
图1所示为本实施形态有关的液晶显示装置的有源矩阵基板10的简要构成方框图。本实施形态有关的液晶显示装置，是在有源矩阵基板10与对向基板(未图示)之间夹有液晶的、有源矩阵型液晶显示装置。
如图1所示，有源矩阵基板10主要具有：像素单元1、栅极驱动器2、源极驱动器3、数模变换电路(DAC)4、差动放大器5、校正电路6、以及开关7。另外，在图1中，仅表示了与本发明的特征有关的主要部分，本发明的实施形态有关的液晶显示装置也可以具有除了这些以外的任意的构成要素。
另外，本实施形态的液晶显示装置，是使用CG硅(连续晶界结晶硅)的全单片型液晶显示器。即，利用在玻璃基板(未图示)上形成像素单元1的各构成构件时的半导体工艺，同时形成栅极驱动器2、源极驱动器3、D/A变换电路(DAC)4、差动放大器5、校正电路6、以及开关7等周边电路。
像素单元1如图1所示，具有互相平行配置的栅极线X(X1、X2、…)、与栅极线X垂直那样互相平行配置的源极线Y(Y1、Y2、…)、配置在栅极线X及源极线Y的各格子点的TFT11、以及与TFT11连接的像素电极12。
另外，在图1中，为了简化说明，仅表示3个DAC、4条栅极线、以及6条源极线，省略掉其余的图示。在栅极线X与源极线Y的各交点附近，设置TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)。在TFT11中，栅极电极与栅极线X连接，源极电极与源极线Y连接，漏极电极与像素电极12连接。
另外，在图1的例子中，像素电极12的各像素电极用红(R)、绿(G)、蓝(B)表示是与滤色片的什么颜色对应的。即，图1所示的本实施形态的液晶显示装置，具有条形排列(多色)的滤色片。但是，本发明不仅限定于图1所示的多色模式的显示装置，也可以适用于RGB滤色片三角形排列的所谓全色模式、或使用RGB以外的滤色片的彩色模式的显示装置。再有，也可以适用于仅能够进行黑白或中间色调(灰色)显示的显示装置。
栅极线X与栅极驱动器2连接。源极线Y通过分时开关S(S1、S2、…)，与从DAC4供给模拟数据信号VR、VG、VB的数据线D1～D3连接。在图1的例子中，与数据线D1连接源极线Y1、Y4、…。另外，与数据线D2连接源极线Y2、Y5、…。再有，与数据线D3连接源极线Y3、Y6、…。
栅极驱动器2在一个水平期间每隔一行，依次选择栅极线X1、X2、…，施加选择电压。源极驱动器3根据时钟及同步信号，利用移位寄存器31及缓冲器32，在一个水平期间内，同时接通开关S1、S2、S3，依次接通DAC，通过这样使源极线Y1、Y2、Y3依次与数据线D1～D3导通。
DAC4根据基准电压Vref，将从控制器(未图示)给予的数字RGB信号变换为模拟数据信号VR、VG、VB。模拟数据信号VR、VG、VB供给数据线D1～D3，与开关S1、S2、…的接通时刻同步写入各像素。即，本实施形态有关的液晶显示装置的驱动方式是点依次驱动。
作为DAC4，例如可以采用图2所示那样的R-2R梯形电阻方式的DAC。在图2所示的例子中，DAC4具有R-2R电阻阵列41、与R-2R电阻阵列41的输出侧(负载单元侧)连接的缓冲放大器42、以及通过对缓冲放大器42供给偏置电流来调整缓冲放大器42的输出能力的偏置电路43。
另外，DAC4可以置于源极驱动器3或液晶驱动控制器(未图示)内，或者也可以作为另外的芯片，安装在玻璃基板上、或FPC(Flexible Printed Circuit，柔性印刷电路)上、或印刷布线基板(PWB：Printed Wiring Board)上。
差动放大器5将开关7的输出电压V1、与源极线Y1的数据信号输入端(源极驱动器3一侧)的相反侧的端部的电压V2的差分电压进行放大，将放大得到的信号V3向校正电路6输出。即，差动放大器5检测供给模拟数据信号VR的源极线Y1的输入侧的电压(第1电压(V1))、与输入侧的相反侧的电压(第2电压(V2))的差分。图3所示为差动放大器3的构成例子。如图3所示，差动放大器5可以用晶体管构成。因而，可以利用形成像素单元1的TFT11时的半导体工艺，与TFT11同时在有源矩阵基板10上形成差动放大器5。
开关7、8起到作为使检测第1电压V1的时刻与检测第2电压V2的时刻一致的同步单元的功能。即，开关7在时钟SCK为Hi时成为导通状态(ON)，将第1电压V1向差动放大器5输出。开关8在时钟SCK为Hi时成为导通状态(ON)，将第2电压V2向差动放大器5输出。另外，考虑到输出的延迟，最好控制开关7、8的ON时刻。由于能够例如作为TFT开关来实现开关7、8，因此可以利用形成像素单元1的TFT11时的半导体工艺，与TFT11同时在有源矩阵基板10上形成。
对开关7、8提供的上述时钟SCK，是将提供给源极驱动器3的时钟(图1所示的时钟CLK)通过以(源极线Y的总数-1)进行分频来得到的。另外，在图1中，省略了从CLK生成SLK用的电路的图示。
如图4(a)及(b)所示，向差动放大器5输入的电压V1及V2是在SCK的下降时刻分别取得的。校正电路6根据差动放大器5的输出电压V3、与规定的2个阈值e1、e2(e1＜e2＝的比较结果，如以下那样，调整DAC4的偏置电流，使得DAC4的输出成为最佳值。另外，若设差动放大器5的放大倍数为α，则2个阈值e1、e2例如可以设定为e1＝α(V1max-0.98×V1max)、e2＝α(V1max-0.96×V1max)。
这里，图5(a)所示为校正电路6的构成。图5(a)所示的校正电路6具有模数变换器(ADC)61、以及与门电路62。ADC61将差动放大器5的输出电压V3变换为4位(bit)的数字信号，向与门电路62输出。与门电路62将ADC61的输出与现在的偏置电流设定值即BIAS[3:0]进行加法运算，将其结果作为IB#CNT[3:0]向DAC4输出。另外，这里，为了说明起见，设偏置电流设定值等为4位，但这始终只是一个例子。
如图5(b)所示，校正电路6在e1≥α·V3时，判断为DAC4是输出过剩，则校正DAC4的参数，使得抑制DAC4的输出。例如，像本实施形态那样，DAC4是R-2R梯形电阻方式(参照图2)时，通过调整来自偏置电路43的偏置电流，使得与R-2R电阻阵列41的输出连接的缓冲放大器42的能力变化，使DAC4的输出波形的上升变慢。另外，在e1≤α·V3＜e2时，判断为DAC4的输出适当，照原样维持偏置电流的值。另外，在e2＜α·V3时，校正电路6判断为DAC4是输出不足，则校正DAC4的参数，使得DAC4的输出上升。例如，在本实施形态的情况下，调整来自偏置电路43的偏置电流，使得DAC4的输出波形的上升变陡。
另外，关于上述的阈值e1、e2的值、以及DAC4的参数种类及其校正量，只要根据各自的液晶显示装置的构成及DAC的构成，任意进行设计即可。另外，如上所述，也可以不一定将2个阈值作为判断基准。
如上所述，本实施形态有关的液晶显示装置，利用差动放大器5，检测供给模拟数据信号的源极线Y的输入侧的电压、与输入侧的相反侧的电压的差分，校正电路6根据该差分与规定的阈值的比较结果，调整DAC的输出。通过这样，能够根据一个个液晶显示装置的面板特性(面板负载)，动态调整DAC的输出性能。其结果，能够实现不产生因DAC的能力过剩而导致的消耗功率增大、以及因DAC的能力不足而导致的显示质量降低的情况。再有，本实施形态的液晶显示装置，由于在它工作时能够动态调整DAC4的输出性能，因此能够还跟踪随着工作环境(温度、湿度等)的变化或时效变化而导致的面板负载的变化、或输入电压的偏差等，适当地调整DAC的输出性能。
另外，本发明的实施形态不限定于上述的构成，可以在发明的范围内进行种种变更。
例如，在上述的实施形态中，所示的例子是对点依次单相驱动方式的液晶显示装置采用本发明的构成。但是，本发明也可以适用于点依次多相驱动方式(将源极线分割成多个组、利用各自的移位寄存器来驱动各组的源极线的方式)的液晶显示装置。另外，在多相驱动方式的液晶显示装置中，在对每个上述各组设置各个DAC时，最好在这些每组至少1条源极线中，检测模拟数据信号的输入侧的电压、与输入侧的相反侧的电压的差分，调整各自的DAC的输出性能。这是因为，通过这样，能够消除DAC性能的偏差，实现整个面板中均匀的显示。
再有，本发明的适用对象，不限定于点依次驱动方式的液晶显示装置，线依次驱动方式的液晶显示装置也包含在适用对象中。在线依次驱动方式的液晶显示装置的情况下，对各源极线的每条源极线设置1个DAC。因此，可以采用这样的构成，即，在源极线中的某1条中，检测模拟数据信号的输入侧的电压、与输入侧的相反侧的电压的差分，根据该检测结果，调整全部DAC的输出性能。或者也可以考虑采用这样的构成，即，将源极线分割成多个组，在各组的源极线的某1条中，检测模拟数据信号的输入侧的电压、与输入侧的相反侧的电压的差分，根据该检测结果，调整该组的DAC的输出性能。
另外，在上述的实施形态中，所示的例子是在像素单元1中最靠近栅极驱动器2配置的源极线Y1中，检测输入侧的电压、与输入侧的相反侧的电压的差分。但是，从哪条源极线检测模拟数据信号的电压的差分，这是任意的。例如，也可以在互相平行配置的源极线Y1、Y2、…中配置在中间附近的源极线中，检测电压的差分。
另外，在上述的实施形态中，是仅从1条源极线来检测电压的差分，但也可以采用这样的构成，即，在多条源极线中，分别检测输入侧与其相反侧的电压的差分，校正电路6综合考虑检测的差分(例如，计算这些差分的平均值等)，来决定DAC4的参数的校正量。例如，若采用从源极线Y1、Y2、…均匀选择的多条源极线来检测电压的差分的构成，则可以在考虑到像素单元1的全部面板负载的状态下，决定DAC4的参数的校正量。
再有，在上述的实施形态中，所示的例子是在源极驱动器的外部具有进行数据信号的D/A变换的DAC的构成。但是，本发明不限定于该构成，也可以采用在源极驱动器内部设置DAC的构成。
另外，在本实施形态中，所示的例子是全单片型的液晶显示装置，但本发明的适用对象不限定于全单片型液晶显示装置。例如，差动放大器5或校正电路6等一部分周边电路，也可以采用利用COG(Chip On Glass，玻璃板上芯片)技术设置在玻璃基板上的构成。或者，也可以采用一部分的周边电路设置在液晶面板的外部的构成。
工业上的实用性
本发明能够用作为不产生因DAC的能力过剩而导致的消耗功率增大、以及因DAC的能力不足而导致的显示质量降低的液晶显示装置。

Claims (5)

1.一种液晶显示装置，在一对基板之间夹有液晶，其特征在于，具有：
在所述一对基板的一方、互相平行配置的多条信号线；
将作为数字信号输入的数据信号变换为模拟信号的数模变换电路；
将从所述数模变换电路输出的模拟信号对所述多条信号线分配输入的信号线驱动电路；
将在所述信号线的输入侧检测的所述模拟信号的电压即第1电压、与在该信号线的输入侧的相反侧检测的所述模拟信号的电压即第2电压进行比较的比较电路；以及
校正电路，该校正电路根据所述比较电路的输出与规定的2个阈值的比较结果，来调整所述数模变换电路的偏置电流。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述比较电路包含使检测所述第1电压的时刻与检测所述第2电压的时刻一致用的同步单元。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述比较电路包含将所述第1电压与所述第2电压的差分电压进行放大输出的差动放大器。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述校正电路根据所述比较电路的比较结果，来调整所述数模变换电路的偏置电压，通过这样校正所述数模变换电路的输出。
5.如权利要求1至4中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述液晶显示装置是使用连续晶界结晶硅的液晶显示装置。
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