CN101312021B - 显示装置、源极驱动器和显示面板驱动方法 - Google Patents

显示装置、源极驱动器和显示面板驱动方法 Download PDF

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Abstract

为了对应于数据信号极性反转的空间周期自动控制偏移电压极性反转的空间周期，并满意地保持显示图像的质量，本发明提供了一种液晶显示装置，其包括具有数据线(11)的显示面板(1)和根据极性信号(POL)给数据线(11)供给数据信号的源极驱动器(3)。所述数据信号的极性根据极性信号(POL)确定。源极驱动器(3)包括用于产生偏移消除控制信号(OCC)的偏移消除控制电路(40)和用于产生数据信号的输出放大器(38)。输出放大器(38)构造成根据偏移消除控制信号(OCC)将偏移电压的极性进行反转。偏移消除控制信号(OCC)根据极性信号(POL)产生。

Description

显示装置、源极驱动器和显示面板驱动方法
发明背景
1.发明领域
本发明涉及一种液晶显示装置、液晶显示面板的驱动器和液晶显示面板驱动方法。本发明尤其涉及一种抑制由集成在液晶显示面板驱动器中的放大器的偏移电压而导致的显示图像质量恶化的技术
2.背景技术
最普遍地用于驱动液晶显示面板的一种技术是反转驱动法。反转驱动法是这样的方法，即其涉及以预定的空间周期和时间周期对供给到数据线(信号线)的数据信号的极性进行反转，从而阻止所谓的灼伤(burn-in)现象。注意，在该说明书中，数据信号的极性是相对于液晶显示面板的公共电极的电压电平(公共电压)而定义的。当数据信号具有高于公共电压VCOM的信号电平时，数据信号的极性就被定义为“正”极性。相反，当数据信号具有低于公共电压VCOM的信号电平时，数据信号的极性就被定义为“负”极性。该反转驱动法涉及减小施加到像素的液晶电容器的电压的直流分量，从而有效阻止灼伤现象的发生。
在该反转驱动中，可选择将数据信号的极性反转的各种周期。在作为反转驱动法的最典型的其中一个例子的点反转驱动法中，将极性彼此相反的数据信号写入在垂直方向和水平方向任意一个上的相邻像素中。就是说，在点反转驱动法中，数据信号的极性在垂直方向和水平方向的任意一个上对于每个像素来说都相反。当驱动大尺寸液晶显示面板时，在很多情况中，尽管数据信号的极性在水平方向上对于每个像素都相反，但数据信号的极性在垂直方向上每两个像素相反。在该说明中，其中数据信号的极性在垂直方向上进行反转的周期对应于α-像素的反转驱动法称作αH反转驱动法。例如，数据信号的极性在垂直方向上对于每个像素来说都反转的反转驱动法(与点反转驱动法中一样)被描述为1H反转驱动法。此外，数据信号的极性在垂直方向上每两个像素进行反转的反转驱动法(与点反转驱动法中一样)被描述为2H反转驱动法。
数据信号一般被如下产生。用于产生数据信号的驱动器(其一般称作源驱动器)包括集成在其中的灰度电压产生电路、D/A转换器、和输出放大器。灰度电压产生电路产生一组灰度电压，其具有分别与像素可以表示的灰度级相对应的电压电平。D/A转换器根据显示数据从该组灰度电压中选择目标灰度电压，并将选择的灰度电压输出到输出放大器。显示数据是表示被驱动的像素的灰度级的数据。输出放大器向数据线输出数据信号，该数据信号具有与从D/A转换器供给的灰度电压相等的电压电平。在许多情况下，使用其中输出级的输出端子与其输入差动级的两个输入端子中的一个连接的差动放大器，即电压跟随器被用作输出放大器。
一般地，为了在灰度电压产生电路中产生灰度电压，使用梯电阻和给梯电阻供给偏压的放大器(运算放大器)。通过梯电阻对偏压进行分压，从而产生一组灰度电压。如此确定了从与梯电阻连接的放大器输出的偏压，从此使得灰度电压变为反映液晶显示面板γ曲线的电压电平。因此，与梯电阻连接的放大器通常称作γ放大器。在许多情况下，使用电压跟随器作为γ放大器。
关于液晶显示面板的驱动器的问题是，集成在其中的放大器具有偏移电压，因而实际从放大器输出的电压与目标值不同。例如，当输出放大器具有偏移电压时，数据信号的电压电平与目标值偏离，由此使得写入到像素中的电压与目标值偏离。这导致了像素的实际灰度级与目标灰度级不同，从而降低了图像质量。尤其是，当偏移电压对于每个放大器变化时，偏移问题很严重。这是因为偏移电压的变化被人眼识别为在数据线方向上延伸的纵向条纹状状不均匀。类似地，当γ放大器具有偏移电压时，像素的实际灰度级与目标灰度级偏离，从而降低了图像质量。
避免放大器偏移电压问题的有效方法是以适当周期反转偏移电压的极性。注意，在该说明书中，偏移电压的极性是指希望从放大器输出的电压(之后称作“目标电压”)与实际从放大器输出的电压(之后称作“实际电压”)之间的幅度关系，其与数据信号极性的概念不同。当偏移电压的极性以适当周期反转时，可防止偏移电压的影响被人视觉地察觉到。之后，当实际电压高于目标电压时，偏移电压的极性称作“正极性”。此外，当实际电压低于目标电压时，偏移电压的极性称作“负极性”。
与减小偏移电压相比，技术上很容易反转偏移电压的极性。这是更加实用的方案。放大器的偏移电压主要由包含在输入差动级中的一对MOS晶体管的阈值电压之间的变化和包含在与输入差动级连接的有源负载(例如，电流镜电路)中的一对MOS晶体管的阈值电压之间的变化所导致的。因此，例如，当放大器的输入端子与包含在输入差动级中的该对MOS晶体管中之间的连接关系以及包含在有源负载中的该对MOS晶体管之间的连接关系变化时，偏移电压的极性可以被反转，同时偏移电压保持在相同的幅度。
更具体地说，JP11-305735A(例如见[0125]段)中公开了一种技术，其以与四个帧周期相对应的周期交替使用偏移输入差动级的一对MOS晶体管，从而来反转偏移电压的极性，由此避免了偏移电压的问题。
JP2002-108303A中公开了一种技术，其在预定数量的帧周期中，每预定数量的线将偏移电压的极性反转，由此避免偏移电压的问题。JP2002-108303A公开了例如当帧周期包括八条线时，每七条水平线将偏移电压的极性反转，从而以与14个帧周期相对应的周期来消除偏移电压。
为了进一步提高图像质量，如JP11-249623A中公开的，可在每个帧周期期间，每预定数量的水平线地反转偏移电压的极性。JP11-249623A公开了下述技术，即在每个帧周期期间，每n条水平线反转偏移电压的极性以及每n个帧周期反转偏移电压的极性，由此避免偏移电压的问题。JP11-249623A进一步公开了一种源极驱动器，根据输出定时控制时钟(CL1)和用于识别每个帧周期的帧周期识别信号(FLMN)，该源极驱动器产生控制输出放大器的偏移电压极性的控制信号(A和B)，由此在每个帧周期期间每两条水平线反转偏移电压的极性以及每两个帧周期反转偏移电压的极性(例如见[0017]和[0055]段和图24)，其中所述定时控制时钟用于将存储在数据锁存器电路中的显示数据输出到液晶显示面板的信号线。输出定时控制时钟(CL1)和帧周期识别信号(FLMN)用于产生控制信号(A和B)，从而在JP11-249623A中公开的电路中，偏移电压极性反转的空间周期固定为两条水平线。
如JP11-249623A中公开的每预定数量的线将偏移电压的极性反转的技术对于提高图像质量来说当然是有效的。本发明的发明人发现JP11-249623A中公开的常规源极驱动器具有下述问题，即当数据信号极性反转的空间周期变化时，对于每个可用的空间周期来说不能令人满意地保持图像质量。例如，存在下述情形，其中用户希望源极驱动器用于1H反转驱动法和2H反转驱动法。依照该常规的源极驱动器，对于1H反转驱动法和2H反转驱动法不能以满意的质量显示图像。这是因为在常规的源极驱动器中固定了反转偏移电压极性的周期。在1H反转驱动法(例如点反转驱动法)的情形中，与常规源极驱动器中一样，适于固定地每两条线反转偏移电压的极性。然而，在2H反转驱动法中，这种固定的反转是不合适的。
例如，如图1中所示，假定通过如下输出放大器来产生数据信号，其中所述输出放大器具有两种状态，即偏移电压极性为“正”的状态“A”和偏移电压极性为“负”的状态“B”，以及所述输出放大器能产生极性为正和负的任意数据信号。注意，在实际情形中，当输出放大器具有两种状态时，偏移电压极性为“正”的状态是未知的。
输出放大器可产生如下所述的四种类型的数据信号中的一种。
类型1：数据信号的极性和偏移电压的极性都为正(状态“A”中向上方向的箭头)
类型2：数据信号的极性为负，偏移电压的极性为正(状态“A”中向下方向的箭头)
类型3：数据信号的极性为正，偏移电压的极性为负(状态“B”中向上方向的箭头)
类型4：数据信号的极性和偏移电压的极性都为负(状态“B”中向下方向的箭头)
在图1中，公共电压VCOM表示液晶显示面板的公共电极的电压电平。根据本发明的发明人做的研究，为了提高图像质量，可以以空间均匀的方式给液晶显示面板的像素供给四种类型的数据信号。
因为偏移电压极性反转的空间周期固定为两条水平线，所以JP11-249623中公开的源极驱动器适于1H反转驱动法而不适于2H反转驱动法。图2A和2B显示了在JP11-249623中所述的源极驱动器进行1H反转驱动法(点反转驱动法)的情形中和在该源极驱动器进行2H反转驱动法的情形中，在每个帧周期期间供给到各个像素的数据信号的类型。在图2A和2B中，符号“↑A”，“↓A”，“↑B”和“↓B”具有下面的含义。
“↑A”：从具有状态“A”的输出放大器向其供给极性为正的数据信号的像素(即向其供给“类型1”的数据信号的像素)
“↓A”：从具有状态“A”的输出放大器向其供给极性为负的数据信号的像素(即向其供给“类型2”的数据信号的像素)
“↑B”：从具有状态“B”的输出放大器向其供给极性为正的数据信号的像素(即向其供给“类型1”的数据信号的像素)
“↓B”：从具有状态“B”的输出放大器向其供给极性为负的数据信号的像素(即向其供给“类型2”的数据信号的像素)
注意，根据图2A和2B中所示的操作，每两条线和两个帧周期切换输出放大器的状态。
如图2A中所示，当进行1H反转驱动法时，在像素列中出现四种类型的数据信号。例如，在第一帧周期期间，供给到位于最左列中的各个像素的数据信号的类型依次为“↑A”，“↓A”，“↑B”和“↓B”。然而，如图2B中所示，当进行2H反转驱动法时，在像素列中仅出现两种类型的数据信号。例如，在第一帧周期期间，供给到位于最左列中的各个像素的数据信号的类型依次为“↑A”，“↑A”，“↓B”和“↓B”，而没有出现数据信号类型为“↓A”和“↑B”的像素。因此，当进行2H反转驱动法时，没有以空间均匀的方式供给四种类型的数据信号。因而，2H反转驱动法导致了图像质量下降。
如上所述，其中偏移电压极性反转的空间周期为固定的常规源极驱动器具有下述问题，即当数据信号极性反转的空间周期变化时，对于每个可用的空间周期来说不能令人满意地保持图像质量。优选使用简单的电路解决该问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明使用了下述手段。为了澄清“权利要求”与“具体实施方式”之间的对应关系，通过在“具体实施方式”中使用的数字和符号表示手段的技术特征。注意，数字和符号不应用于限制性地解释“权利要求”中所述的本发明的技术范围。
依照本发明的液晶显示装置包括具有数据线(11)的显示面板(1)和根据极性信号(POL)向数据线(11)供给数据信号的源极驱动器(3)。所述数据信号的极性根据极性信号(POL)而确定。源极驱动器(3)包括用于产生偏移消除控制信号(OCC)的偏移消除控制电路(40)和用于产生数据信号的放大器(38)(71)。放大器(38)(71)构造成根据偏移消除控制信号(OCC)对偏移电压的极性进行反转。偏移消除控制电路(40)根据极性信号(POL)产生偏移消除控制信号(OCC)。
依照具有上述结构的液晶显示装置，根据极性信号(POL)产生了偏移消除控制信号(OCC)，从而可与数据信号极性反转的周期相对应地自动并最佳地控制偏移电压极性反转的周期。因此，依照该液晶显示装置的结构，可与数据信号极性反转的空间周期相对应地自动控制偏移电压极性反转的空间周期，从而可令人满意地保持显示图像的质量。
依照本发明，可对应于数据信号极性反转的空间周期而自动控制偏移电压极性反转的空间周期，从而可满意地保持显示图像的质量。
附图说明
在附图中：
图1是显示放大器四种状态的示意图；
图2A是显示在两个水平周期期间保持放大器的偏移电压极性的同时进行1H反转驱动法的情形中，供给到各个像素的数据信号的类型的表，图2B是显示在两个水平周期期间保持放大器的偏移电压极性的同时进行2H反转驱动法的情形中，供给到各个像素的数据信号的类型的表；
图3是显示依照本发明第一实施例的液晶显示装置的结构的方块图；
图4是显示依照本发明第一实施例的源极驱动器的结构的方块图；
图5A是显示本发明第一实施例中的输出放大器的结构实例的电路图，其显示了在将输出放大器设置为“状态A”的情形中的电路元件之间的连接关系，以及图5B是显示本发明第一实施例中的输出放大器的结构实例的电路图，其显示了在将输出放大器设置为“状态B”的情形中的电路元件之间的连接关系；
图6A是显示本发明第一实施例中的偏移消除控制电路的结构实例的电路图，图6B是显示在图6A的偏移消除控制电路中包含的差动电路的结构实例的电路图；
图7是显示本发明第一实施例中的偏移消除控制电路的操作的时序图；
图8A显示了在如图7所示产生偏移消除控制信号并进行1H反转驱动法的情形中供给到各个像素的数据信号的类型，图8B显示了在如图7所示产生偏移消除控制信号并进行2H反转驱动法的情形中供给到各个像素的数据信号的类型；
图9是显示依照本发明第一实施例的源极驱动器的另一个结构的方块图；
图10是显示依照本发明第二实施例的源极驱动器的结构的方块图；
图11是显示设置在依照本发明第二实施例的源极驱动器中的灰度电压产生电路的结构的方块图。
具体实施方式
之后，将参照附图描述本发明的实施方式。注意，在附图中，通过相同的符号表示相同的组成元件。此外，如果需要的话，通过附加到符号的下标来彼此区分多个相同的组成元件。
(第一实施例)
图3是显示依照本发明第一实施例的液晶显示装置10的结构的方块图。液晶显示装置10包括LCD面板1、LCD控制器2、源极驱动器3、栅极驱动器4、和灰度电源5。
LCD面板1包括在垂直方向上延伸的数据线(信号线)11、在水平方向上延伸的栅极线(扫描线)12、和设置在它们之间的相交处的像素13。之后，与同一个栅极线12连接的行的像素13称作线。与栅极线12i连接的行的像素13称作第i线的像素13。
LCD控制器2控制源极驱动器3和栅极驱动器4，从而在LCD面板1上显示目标图像。具体地说，LCD控制器2将从外部接收的显示数据传输到源极驱动器3，并向源极驱动器3和数据驱动器4供给各种控制信号。根据各种控制信号(例如，水平同步信号Hsync、垂直同步信号Vsync和点时钟信号DCLK)控制LCD控制器2的操作。
从LCD控制器2供给到每个源极驱动器3的控制信号包括水平同步信号HSC、水平时钟HCK、极性信号POL和选通信号(锁存信号)STB。开始脉冲信号START1从LCD控制器2被供给到源极驱动器31。将与源极驱动器3的描述一起详细给出控制信号的技术含义。
另一方面，供给到栅极驱动器4的控制信号包括垂直时钟VCK和栅极开始脉冲信号GSP。栅极开始脉冲信号GSP用作使栅极驱动器4开始扫描栅极线12的触发。当激活栅极开始脉冲信号GSP时，栅极驱动器4从靠近源极驱动器3的其中一条栅极线12按顺序激活栅极线12。激活栅极开始脉冲信号GSP的时序与供给到LCD控制器2的垂直同步信号Vsync同步。在从垂直同步信号Vsync的激活经过了预定时间之后，激活栅极开始脉冲信号GSP。
源极驱动器3向LCD面板1的各个数据线11供给数据信号。数据信号具有对应于像素13的灰度级的电压电平。当给像素13供给数据信号时，对应于目标灰度级的像素电压被写入像素13中。
栅极驱动器4扫描LCD面板1的栅极线12。就是说，连续地激活栅极线12。由源极驱动器3产生的数据信号被供给到与激活的其中一条栅极线12相连的像素13。
灰度电源5给各个源极驱动器3供给灰度电源电压VSTD1到VSTD9。如后面所述，灰度电源电压VSTD1到VSTD9用于在各个源极驱动器3中产生一组灰度电压，所述灰度电压分别对应于每个像素13所要表现的灰度级。
图4是显示每个源极驱动器3的结构的方块图。源极驱动器3包括移位寄存器31、寄存器321到32n、锁存器电路331到33n、交叉开关341到34n、电平转换器351到35n、D/A转换器361到36n、交叉开关371到37n、输出放大器381到38n、灰度电压产生电路39、偏移消除控制电路40、和与数据线11连接的输出端子VOUT1到VOUTn。为了简化附图，其中显示了四个寄存器32、四个锁存器电路33、四个交叉开关34、四个电平转换器35、四个D/A转换器36、四个交叉开关37和四个输出端子VOUT。
响应于开始脉冲信号STARTk，移位寄存器31产生用于使移位电阻器32锁存显示数据的移位信号SHF1到SHFn。开始脉冲信号STARTk是使源极驱动器3k开始捕捉显示数据的信号。如图3中所示，开始脉冲信号START1从LCD控制器2被供给到源极驱动器31。开始脉冲信号STARTk从与其相邻的源极驱动器3k-1供给到其他源极驱动器3k。当激活开始脉冲信号STARTk时，移位寄存器31进行移位操作，从而连续激活移位信号SHF1到SHFn。当最后激活了移位信号SHFn时，源极驱动器3k的移位寄存器31激活供给到相邻源极驱动器3k+1的开始脉冲信号STARTk+1。
寄存器321到32n响应于激活的移位信号SHF1到SHFn而对显示数据进行锁存。
当激活选通信号STB时，锁存器电路331到33n对寄存器321到32n中存储的显示数据进行锁存，并将锁存的显示数据输出到交叉开关341到34n。
响应于极性信号POL，交叉开关341到34n切换锁存器电路331到33n与电平转换器351到35n之间的连接关系。极性信号POL是用于对供给到各个数据线11的数据信号极性进行指定的信号。在该实施方式中，当极性信号POL为“高”电平时，奇数的交叉开关342i-1将奇数的锁存器电路332i-1与奇数的电平转换器352i-1连接，以及偶数交叉开关342i将偶数锁存器电路332i与偶数电平转换器352i连接。另一方面，当极性信号POL为“低”电平时，奇数交叉开关342i-1将偶数锁存器电路332i与奇数电平转换器352i-1连接，以及偶数交叉开关342i将奇数锁存器电路332i-1与偶数电平转换器352i连接。
电平转换器351到35n设置用来将锁存器电路331到33n的输出信号电平与D/A转换器361到36n的输入信号电平相匹配。电平转换器351到35n将从锁存器电路331到33n接收的显示数据传输到D/A转换器361到36n，同时其信号电平发生变化。
D/A转换器361到36n对从锁存器电路331到33n发送的显示数据进行D/A转换，从而输出具有与显示数据相对应的电压电平的灰度电压。注意，各个D/A转换器36从其接收显示数据的锁存器电路33通过交叉开关34来切换。
奇数D/A转换器362i-1输出极性为正的灰度电压。偶数D/A转换器362i输出极性为负的灰度电压。更具体地说，极性为正(相对于公共电压VCOM来说)的一组灰度电压V0+到V63+从灰度电压产生电路39供给到奇数D/A转换器362i-1。奇数D/A转换器362i-1从灰度电压V0+到V63+中选择对应于所接收的显示数据的电压，从而将选择的灰度电压输出到交叉开关372i-1。另一方面，极性为负的一组灰度电压V0-到V63-从灰度电压产生电路39供给到偶数D/A转换器362i。偶数D/A转换器362i从灰度电压V0-到V63-选择对应于所接收的显示数据的电压，从而将选择的灰度电压输出到交叉开关372i。
响应于极性信号POL，交叉开关371到37n切换D/A转换器341到36n与输出放大器381到38n之间的连接关系。在该实施方式中，当极性信号POL为“高”电平时，奇数交叉开关372i-1将奇数D/A转换器362i-1与奇数输出放大器382i-1连接，而偶数交叉开关372i将偶数D/A转换器362i与偶数输出放大器382i连接。另一方面，当极性信号POL为“低”电平时，奇数交叉开关372i-1将偶数D/A转换器362i与奇数输出放大器382i-1连接，以及偶数交叉开关372i将奇数D/A转换器362i-1与偶数输出放大器382i连接。
输出放大器381到38n从D/A转换器361到36n接收灰度电压并通过输出端子VOUT1到VOUTn向数据线输出数据信号，该数据信号具有等于所接收的灰度电压的电压电平。在该实施方式中，使用具有轨到轨结构的电压跟随器作为每个输出放大器381到38n。每个输出放大器381到38n可以输出极性为正的数据信号和极性为负的数据信号。相邻的输出放大器382i-1和382i输出极性彼此不同的数据信号。具体地说，当从奇数输出放大器382i-1输出极性为正的数据信号，且从偶数输出放大器382i输出极性为负的数据信号时，极性信号POL被上拉到“高”电平。因此，奇数D/A转换器362i-1(向其供给极性为正的灰度电压)与奇数输出放大器382i-1连接，偶数D/A转换器362i(向其供给极性为负的灰度电压)与偶数输出放大器382i连接。另一方面，当从奇数输出放大器382i-1输出极性为负的数据信号，且从偶数输出放大器382i输出极性为负的数据信号时，极性信号POL被下拉至“低”电平。因此，奇数D/A转换器362i-1的输出端子与偶数输出放大器382i连接，偶数D/A转换器362i(向其供给极性为负的灰度电压)的输出端子与奇数输出放大器382i-1连接。
输出放大器381到38n被如此构造，即根据从偏移消除控制电路40供给的偏移消除控制信号OCC将偏移极性反转。就是说，每个输出放大器381到38n都具有偏移极性彼此相反的两种状态。偏移极性根据偏移消除控制信号OCC来确定。之后，一种状态被定义为“状态A”，而另一种被定义为“状态B”。将描述如下的每一种情形，即，其中当偏移消除控制信号OCC为“高”电平时输出放大器381到38n被设置为“状态A”的情形，以及当偏移消除控制信号OCC为“低”电平时输出放大器381到38n被设置为“状态B”的情形。
图5A和5B是显示每个输出放大器381到38n的结构实例的电路图。每个输出放大器38都包括PMOS晶体管MP1到MP8、NMOS晶体管MN1到MN8、开关SW1到SW3、电容器C1和C2、和恒流源CCS1到CCS3。PMOS晶体管MP1和MP2构造成在输入差动级中包含的PMOS晶体管对。NMOS晶体管MN1和MN2构造成在输入差动级中包含的NMOS晶体管对。PMOS晶体管MP5和MP6构造成在有源负载中包含的PMOS晶体管对。NMOS晶体管MN5和MN6构造成在有源负载中包含的NMOS晶体管对。向PMOS晶体管MP3和MP4的栅极供给偏压BP2。向PMOS晶体管MP7的栅极供给偏压BP1。给NMOS晶体管MN3和MN4的栅极供给偏压BNP2。给NMOS晶体管MN7的栅极供给偏压BN1。
在具有上述结构的输出放大器38中，偏移电压的产生主要是由如下变化所导致的，所述变化是：(1)输入差动级中包含的晶体管对(PMOS晶体管MP1和MP2以及NMOS晶体管MN1和MN2)的阈值电压的变化，和(2)有源负载中包含的晶体管对(PMOS晶体管MP5和MP6以及NMOS晶体管MN5和MN6)的阈值电压的变化。
依照具有图5A和5B中所示状态的输出放大器38，当通过开关SW1到SW3切换输入差动级中包含的晶体管对的连接关系和有源负载中包含的晶体管对的连接关系时，可反转偏移电压的极性。通过响应于偏移消除控制信号OCC来操作开关SW1到SW3，可执行偏移电压极性的反转。注意，所有开关SW1到SW3彼此关联地操作。图5A显示了在其中偏移消除控制信号OCC为“高”电平的情形中开关SW1到SW3的连接状态。图5B显示了在其中偏移消除控制信号OCC为“低”电平的情形中开关SW1到SW3的连接状态。
参照图5A，当偏移消除控制信号OCC为“高”电平时，开关SW1到SW3操作如下。开关SW1将输入端子IN+与PMOS晶体管MP2的栅极和NMOS晶体管MN2的栅极连接，并将输出端子VOUTk与PMOS晶体管MP1的栅极和NMOS晶体管MN1的栅极连接。开关SW2将PMOS晶体管MP5的漏极与PMOS晶体管MP3的源极连接，并将PMOS晶体管MP6的漏极与PMOS晶体管MP4的源极连接。开关SW3将NMOS晶体管MN5的漏极与NMOS晶体管MN3的源极连接，并将NMOS晶体管MN6的漏极与NMOS晶体管MN4的源极连接。
另一方面，参照图5B，当偏移消除控制信号OCC为“低”电平时，开关SW1到SW3操作如下。开关SW1将输入端子IN+与PMOS晶体管MP1的栅极和NMOS晶体管MN1的栅极连接，并将输出端子VOUTk与PMOS晶体管MP2的栅极和NMOS晶体管MN2的栅极连接。开关SW2将PMOS晶体管MP5的漏极与PMOS晶体管MP4的源极连接，并将PMOS晶体管MP6的漏极与PMOS晶体管MP3的源极连接。开关SW3将NMOS晶体管MN5的漏极与NMOS晶体管MN4的源极连接，并将NMOS晶体管MN6的漏极与NMOS晶体管MN3的源极连接。
当进行上述操作时，输出放大器38根据偏移消除控制信号OCC输出如下所述的输出电压VO。
VO＝VIN±VOS
其中VIN表示输入到输出放大器38的灰度电压，VOS表示偏移电压。双符号“±”表示根据偏移消除控制信号OCC是“高”电平还是“低”电平来切换偏移电压的极性。存在这样的情况，即，供给到输出放大器38的输入端子的灰度电压VIN具有正极性，以及供给到其的灰度电压VIN具有负极性，结果，各个输出放大器38输出图1中所示的四种类型的数据信号。
返回图4，根据从灰度电源5接收的灰度电源电压VSTD1到VSTD9，灰度电压产生电路39产生极性为正的灰度电压V0+和V63+以及极性为负的灰度电压V0-和V63-。如上所述，极性为正的灰度电压V0+和V63+供给到奇数D/A转换器362i-1，极性为负的灰度电压V0-和V63-供给到偶数D/A转换器362i。
偏移消除控制电路40产生供给到每个输出放大器38的偏移消除控制信号OCC。偏移使能信号OFSTOP、图案选择信号PSEL、栅极开始脉冲信号GSP和极性信号POL被供给到偏移消除控制电路40，从而使得偏移消除控制电路40根据供给的信号产生偏移消除控制信号OCC。
偏移使能信号OFSTOP是使能偏移电压极性的反转控制的信号。仅当偏移使能信号OFSTOP为“高”电平时才进行偏移电压极性的反转控制。当偏移使能信号OFSTOP为“低”电平时，保持偏移消除控制信号OCC，从而不反转偏移电压的极性。
图案选择信号PSEL是选择用于反转偏移电压极性的图案的信号。具体地说，当图案选择信号PSEL为“高”电平时，在每个帧周期期间，每指定数量的水平线反转偏移电压的极性。此外，每预定数量的帧周期(该实施方式中为每两个帧周期)反转偏移电压的极性。注意，如后面所述，根据极性信号POL确定在每个帧周期期间反转偏移电压极性的周期。另一方面，当图案选择信号PSEL为“低”电平时，尽管每两个帧周期反转偏移电压的极性，但在每个帧周期期间保持偏移电压的极性。
栅极开始脉冲信号GSP表示帧周期的开始，从而栅极开始脉冲信号GSP用于每预定数量的帧周期将偏移消除控制信号OCC反转，即反转偏移电压的极性。注意，如上所述，栅极开始脉冲信号GSP的激活表示每个帧周期开始。在该实施方式中，产生了频率为栅极开始脉冲信号GSP的频率的1/4的信号，并根据该1/4频率的信号产生偏移消除控制信号OCC。因此，每两个帧周期反转偏移消除控制信号OCC。
极性信号POL用于在每个帧周期期间反转偏移电压的极性。使用极性信号POL产生偏移消除控制信号OCC是依照本实施例的液晶显示装置10的其中一个重要技术特征。如上所述，因为极性信号POL是用于指定各个数据信号的极性的信号，所以极性信号POL根据数据信号极性反转的周期而被反转。例如，当进行1H反转驱动法时，极性信号POL对于每个水平线都反转。当进行2H反转驱动法时，每两个水平线反转极性信号POL。因此，当响应于极性信号POL产生偏移消除控制信号OCC时，可自动控制偏移消除控制信号OCC反转的周期，即偏移电压极性反转的周期。这允许通过简单的电路最佳地控制偏移电压极性反转的周期。在该实施方式中，以极性信号POL反转周期两倍的周期在每个帧周期期间反转偏移消除控制信号OCC。因而，偏移电压的极性反转周期也以极性信号POL反转周期两倍的周期而被反转。
图6A是显示偏移消除控制电路40的结构实例的电路图。偏移消除控制电路40包括反相器41，42，45，48，51，53，54，56和57、1/2分压电路43，44和49、NAND栅极46，47，50和52、和差动电路55。在图6A所示的结构中，1/2分压电路43和44串联，因而用作1/4分压电路。1/2分压电路43和44对栅极开始脉冲信号GSP进行1/4分压，从而产生1/4分压的GSP信号QGSP。1/2分压电路49对极性信号POL进行1/2分压，从而产生1/2分压的信号HPOL。根据1/4分压的GSP信号QGSP和1/2分压的信号HPOL产生偏移消除控制信号OCC。
在该实施方式中，1/2分压电路43，44和49每个都包括触发器。在每个1/2分压电路43和44中包含的触发器都具有输入电源接通复位(POR)信号的复位端子。当源极驱动器3为电源接通复位时，在每个1/2分压电路43和44中包含的触发器被复位。在1/2分压电路49中包含的触发器具有与差动电路55的输出端子连接的复位端子。当栅极开始脉冲信号GSP被上拉时，来自差动电路55的输出信号在预定周期被上拉到“高”电平。因此，当每个帧周期开始时，在1/2分压电路49中包含的触发器被复位。图6B显示了差动电路55的结构实例。在该实施方式中，差动电路55包括D触发器58和59、反相器60和NOR栅极61。
返回图6A，图案选择信号PSEL用于在1/2分压的信号HPOL的使能/禁止状态之间切换。当图案选择信号PSEL为“低”电平时，来自NAND栅极50的输出信号保持为“高”电平。因此，不依赖于极性信号POL而产生了偏移消除控制信号OCC。
偏移使能信号OFSTOP用于在1/4分压的GSP信号QGSP和1/2分压的信号HPOL每一个的使能/禁止状态之间切换。当图案选择信号PSEL为“低”电平时，来自NAND栅极47的输出信号保持为“高”电平。然后，偏移消除控制信号OCC被保持为“低”电平。
依照源极驱动器3的上述结构，根据数据信号的极性反转周期(即极性信号POL反转的周期)，自动控制偏移消除控制信号OCC反转的周期(即输出放大器38的偏移电压的极性反转的周期)。因此，提高了图像质量。图7是显示在偏移使能信号OFSTOP和图案选择信号PSEL的每一个都设为“高”电平的情形中，偏移消除控制电路40的操作的时序图。注意，偏移使能信号OFSTOP和图案选择信号PSEL的每一个都为“高”电平，从而偏移电压的极性在每个帧周期期间每两条水平线反转，并且每两个帧周期反转。
如图7中所示，在每个帧周期开始时激活栅极开始脉冲信号GSP。因此，每两个帧周期(即以四个帧周期为一个周期)反转栅极开始脉冲信号GSP。
当进行1H反转驱动法时，极性信号POL在每个帧周期期间对于每条水平线(即以两条水平线为一个周期)都反转。当进行2H反转驱动法时，在每个帧周期期间每两条水平线(即以四条水平线为一个周期)反转极性信号POL。注意，在相同的水平线中，极性信号POL的信号电平对于每个帧周期都反转。例如，在第一水平线中，极性信号POL的信号电平在奇数帧周期期间为“高”电平，而在偶数帧周期期间为“低”电平。
偏移消除控制信号OCC以极性信号POL反转周期两倍的周期在每个帧周期期间反转。此外，响应于栅极开始脉冲信号GSP每两帧反转偏移消除控制信号OCC。就是说，当进行1H反转驱动法时，在每个帧周期期间每两条水平线反转偏移消除控制信号OCC。此外，响应于栅极开始脉冲信号GSP每两个帧周期反转偏移消除控制信号OCC。另一方面，当进行2H反转驱动法时，在每个帧周期期间每四条水平线反转偏移消除控制信号OCC。此外，响应于栅极开始脉冲信号GSP每两个帧周期反转偏移消除控制信号OCC。
结果，偏移消除控制信号OCC的信号电平被控制如下。(i：自然数)。
A.在1H反转驱动法的情形中
在第一个帧周期和第四个帧周期期间，偏移消除控制信号OCC对于第(4i-3)和(4i-2)条水平线的每一个来说为“高”电平，对于第(4i-1)和4i条水平线的每一个来说为“低”电平。
与此相反，在第二个帧周期和第三个帧周期期间，偏移消除控制信号OCC对于第(4i-3)和(4i-2)条水平线的每一个来说为“低”电平，对于第(4i-1)和4i条水平线的每一个来说为“高”电平。
B.在2H反转驱动法的情形中
在第一个帧周期和第四个帧周期期间，偏移消除控制信号OCC对于第(8i-7)和(8i-4)条水平线的每一个来说为“高”电平，对于第(4i-3)和8i条水平线的每一个来说为“低”电平。
与此相反，在第二个帧周期和第三个帧周期期间，偏移消除控制信号OCC对于第(4i+1)和(4i+2)条水平线的每一个来说为“低”电平，对于第(4i+1)和(4i+2)条水平线的每一个来说为“高”电平。
图8A和8B每个都显示了在如图7所示地控制偏移消除控制信号OCC并进行1H反转驱动法的情形中或者在进行2H反转驱动法的情形中供给到各个像素13的数据信号的类型。与图2A和2B的情形一样，图8A和8B中使用的符号“↑A”，“↓A”，“↑B”和“↓B”具有下面的含义。
“↑ A”：从具有状态“A”的输出放大器38向其供给极性为正的数据信号的像素(即向其供给“类型1”的数据信号的像素)
“↓A”：从具有状态“A”的输出放大器38向其供给极性为负的数据信号的像素(即向其供给“类型2”的数据信号的像素)
“↑B”：从具有状态“B”的输出放大器38向其供给极性为正的数据信号的像素(即向其供给“类型1”的数据信号的像素)
“↓B”：从具有状态“B”的输出放大器38向其供给极性为负的数据信号的像素(即向其供给“类型2”的数据信号的像素)
如图8A中所示，当进行1H反转驱动法时，在每个帧周期期间，数据信号的极性对于每条水平线都反转，且每两条水平线切换输出放大器38的状态(即偏移电压的极性)。另一方面，如图8B中所示，当进行2H反转驱动法时，在每个帧周期期间，每两条水平线反转数据信号的极性，且每四条水平线切换输出放大器38的状态(即偏移电压的极性)。在1H反转驱动法和2H反转驱动法的任意一个中，数据信号的极性在水平方向上对于每个像素都反转(即，在对应于两个像素的每个周期中)。此外，在1H反转驱动法和2H反转驱动法的任意一个中，数据信号的极性对于每个帧周期都反转，且每两个帧周期反转偏移电压的极性。
注意，在该实施方式中，偏移电压极性反转的空间周期在1H反转驱动法与2H反转驱动法之间不同。在1H反转驱动法中，每两条水平线切换偏移电压的极性。在2H反转驱动法中，每四条水平线改变偏移电压的极性。因此，即使当进行1H反转驱动法和2H反转驱动法的任意一个时，在像素列中出现了四种类型的数据信号。例如，当进行1H反转驱动法时，在第一个帧周期期间供给到位于最左列中的各个像素13的数据信号的类型依次为“↑A”，“↓A”，“↑B”和“↓B”，因而在像素列中出现了四种类型的数据信号。另一方面，当进行2H反转驱动法时，在第一个帧周期期间供给到位于最左列中的各个像素13的数据信号的类型依次为“↑A”，“↑A”，“↓A”，↓A”，“↑B”，“↑B”，“↓B”和“↓B”，因而像素列中出现了四种类型的数据信号。
因此，依照该实施方式，即使当进行1H反转驱动法和2H反转驱动法的任意一个时，在像素列中都出现了四种类型的数据信号。以空间均匀的方式供给了四种类型的数据信号，从而可有效提高图像质量。
上面描述了1H反转驱动法和2H反转驱动法的操作。注意，依照该实施方式的源极驱动器3根据1/2分压的信号HPOL产生偏移消除控制信号OCC，从而不依赖于数据信号极性反转的周期，偏移消除控制信号OCC就能够以适当的周期反转。例如，当进行4H反转驱动法时，每四条水平线反转极性信号POL。因此，每八条水平线反转偏移消除控制信号OCC。因而，像素列中表现出四种类型的数据信号。
依照图4中所示的源极驱动器3，在D/A转换器36与输出放大器38之间设置有交叉开关37。输出放大器38直接与输出端子VOUTk连接。如图9中所示，还使用了下述结构，在所述结构个，D/A转换器361到36n的输出端子直接与输出放大器38A1到38An连接，且在输出放大器38A1到38An与输出端子VOUT1到VOUTk之间设置了交叉开关37A1到37An。在该情形中，被构造成仅产生极性为正的数据信号的电压跟随器被使用作为奇数输出放大器38A2i-1，而被构造成仅产生极性为负的数据信号的电压跟随器被使用作为偶数输出放大器38A2i。即使在这种情形中，输出放大器38A1到38An每一个的偏移电压的极性仍响应于偏移消除控制信号OCC而反转。
(第二实施例)
图10是显示依照本发明第二实施例的的液晶显示装置的源极驱动器3的结构的方块图。在该实施方式中，用于通过灰度电压产生电路39产生灰度电压V0+到V63+和V0-到V63-的每个放大器(γ放大器)的偏移电压的极性被反转。为了进行这种操作，偏移消除控制信号OCC不被提供到输出放大器38，而是被供给到灰度电压产生电路39。
图11是显示灰度电压产生电路39的结构的方块图。灰度电压产生电路39包括γ放大器711到719和梯电阻72。各个γ放大器711到719从灰度电源5接收灰度电源电压VSTD1到VSTD9，并产生偏压VBIAS1到VBIAS9。使用电压跟随器作为每个γ放大器711到719，从而每个偏压VBIAS1到VBIAS9都具有与灰度电源电压VSTD1到VSTD9(除偏移电压之外)中相应一个相等的电压电平。γ放大器711到719的输出端子与梯电阻72的各个输入接头连接。从γ放大器711到719输出的偏压VBIAS1到VBIAS9被电阻分压，从而从梯电阻72的各个输出接头输出灰度电压V0+到V63+和V0-到V63-。
与本发明第一实施例中的输出放大器38的情形中一样，γ放大器711到719如此构造，即可以响应于偏移消除控制信号OCC而反转偏移电压的极性。使用具有图5A中所示结构的放大器作为每个γ放大器711到719。
除了不反转每个输出放大器38的偏移电压的极性而是反转每个γ放大器711到719的偏移电压的极性这一点之外，依照本发明第二实施例的源极驱动器3的操作与本发明第一实施例中的相同。在第二实施例中，根据1/2分压的信号HPOL产生偏移消除控制信号OCC，从而偏移消除控制信号OCC以极性信号POL反转周期两倍的周期反转。具体地说，当进行1H反转驱动法时，在每个帧周期期间每两条水平线反转偏移消除控制信号OCC。当进行2H反转驱动法时，在每个帧周期期间每四条水平线反转偏移消除控制信号OCC。因此，γ放大器71的偏移电压的极性以对应于数据信号极性反转周期的适当周期反转。根据这种操作，由γ放大器711到719的偏移电压导致的灰度电压V0+到V63+和V0-到V63-与目标值的偏离被空间地平均化，从而有效提高了图像质量。
在该实施方式中，不反转输出放大器38的偏移电压的极性，而反转γ放大器71的偏移电压的极性。当向每个输出放大器38和γ放大器71供给偏移消除控制信号OCC时，每个输出放大器38和γ放大器71的偏移电压的极性可以被反转。

Claims (15)

1.一种显示装置，包括：
包含数据线的显示面板；和
与所述面板连接从而向数据线供给数据信号的源极驱动器，所述数据信号具有根据极性信号而确定的极性，
其中源极驱动器包括：
控制电路，和
放大器，用于产生具有偏移电压的数据信号，其被构造成根据来自所述控制电路的偏移消除控制信号而反转所述偏移电压的极性，
其中控制电路根据极性信号来产生偏移消除控制信号。
2.根据权利要求1所述的显示装置，
其中源极驱动器进一步包括D/A转换器，向该D/A转换器供给一组灰度电压，从而根据显示数据选择并输出所述灰度电压中的一个；和
所述放大器包括根据所选择的灰度电压而产生数据信号的输出放大器。
3.根据权利要求2所述的显示装置，
其中控制电路包括分频电路，其响应于极性信号而产生1/2分频的信号，且
其中偏移消除控制信号响应于该1/2分频的信号。
4.根据权利要求3所述的显示装置，进一步包括栅极驱动器，所述栅极驱动器连接到所述面板以响应于栅极开始脉冲信号来对其栅极线进行扫描，其中
控制电路根据1/2分频的信号并进一步根据栅极开始脉冲信号产生偏移消除控制信号。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中
控制电路进一步包括1/4分频电路，其响应于栅极开始脉冲信号产生1/4分频的信号，且
其中控制电路根据1/2分频的信号和1/4分频的信号来产生偏移消除控制信号。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中
源极驱动器进一步包括：
用于产生一组灰度电压的灰度电压产生电路；
D/A转换器，向所述D/A转换器供给所述灰度电压，从而根据显示数据选择所述灰度电压中的一个；和
输出放大器，其响应于来自D/A转换器的所述其中一个灰度电压以产生数据信号；以及
放大器，其包括集成在灰度电压产生电路中并用于产生所述灰度电压组的γ放大器。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中：
源极驱动器进一步包括：
用于产生一组灰度电压的灰度电压产生电路；
D/A转换器，向所述D/A转换器供给所述灰度电压组，从而根据显示数据选择所述灰度电压中的一个；和
输出放大器，其响应于来自D/A转换器的所述灰度电压产生数据信号；以及
集成在灰度电压产生电路中并用于产生所述灰度电压组的γ放大器。
8.一种用于向显示面板的数据线供给数据信号的源极驱动器，包括：
放大器，其构造成根据来自控制电路的偏移消除控制信号而反转其偏移电压的极性，并用于产生数据信号，
其中数据信号具有根据极性信号而确定的极性，以及
其中控制电路根据所述极性信号产生所述偏移消除控制信号。
9.根据权利要求8所述的源极驱动器，进一步包括D/A转换器，其响应于显示数据选择灰度电压中的一个，
其中放大器包括输出放大器，该输出放大器响应于来自D/A转换器的灰度电压产生数据信号。
10.根据权利要求9所述的源极驱动器，其中：
控制电路包括分频电路，其对极性信号进行1/2分频，从而产生1/2分频的信号；以及
根据1/2分频的信号产生偏移消除控制信号。
11.根据权利要求8所述的源极驱动器，进一步包括：
用于产生一组灰度电压的灰度电压产生电路；
D/A转换器，其根据显示数据从所述灰度电压组中选择灰度电压，从而输出所选择的灰度电压；和
输出放大器，其用于从D/A转换器接收灰度电压，从而根据所接收的灰度电压产生数据信号；以及
其中放大器包括集成在灰度电压产生电路中并用于产生所述灰度电压组的γ放大器。
12.一种面板驱动方法，用于向显示面板的数据线供给数据信号，包括步骤(A)：根据所述数据信号的极性被反转的第二周期，对用于产生数据信号的放大器的偏移电压的极性被反转的第一周期进行控制，
其中步骤(A)包括下述步骤：
(A1)接收用于指定数据信号的极性的极性信号；
(A2)根据极性信号产生偏移消除控制信号：和
(A3)根据偏移消除控制信号来反转放大器的偏移电压的极性。
13.根据权利要求12所述的显示面板驱动方法，
其中所述第一和第二周期中的一个是另一个的偶数倍。
14.根据权利要求12所述的显示面板驱动方法，
其中所述第一周期是所述第二周期的二倍。
15.根据权利要求12所述的显示面板驱动方法，
其中所述放大器包括具有其输入端和输出端的第一放大器电路和具有其输入端和输出端的第二放大器电路，第二放大器电路的所述输入端与所述第一放大器电路的所述输出端连接，所述第一和第二放大器电路分别具有偏移特性，其中与所述第二周期不同步地反转所述第一放大器电路的所述偏移特性，以及
其中与所述第二周期不同步地反转所述第二放大器电路的所述偏移特性。
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