CN101339730A - 数据线驱动电路、显示设备以及驱动数据线的方法 - Google Patents

数据线驱动电路、显示设备以及驱动数据线的方法 Download PDF

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Abstract

一种显示设备中的数据线驱动电路(1)，具有输出端(32)和预充电电路(30)。输出端(32)通过数据线(X)连接到显示面板(3)的像素。通过输出端(32)将与显示数据相应的灰度电压施加到数据线(X)。在向数据线(X)施加灰度电压之前预充电电路(30)将输出端(32)预充电到预充电电压。预充电电压取决于灰度电压。

Description

数据线驱动电路、显示设备以及驱动数据线的方法
技术领域
本发明涉及一种驱动显示设备中的数据线的技术。更具体地，本发明涉及一种显示设备、显示设备中的数据线驱动电路、以及驱动显示设备中的数据线的方法。
背景技术
已知具有彩色显示设备的移动电子设备。例如，诸如笔记本计算机、PDA(个人数字助理)的移动终端或者诸如蜂窝电话、PHS(个人手持电话系统)的移动通信设备具有彩色显示设备(例如彩色液晶显示器)。这样的移动电子设备如果有一段时间不操作就进入“待机模式”。在待机模式期间，移动电子设备的彩色显示设备的显示板上显示待机屏幕。例如，在是蜂窝电话的情况下，待机屏幕上显示表示电池充电状态的电池标志、表示输入信号强度的天线标志、时间信息等。通过最多使用八种色彩，可以足以表达待机屏幕上的这样的信息。因此，移动电子设备的彩色显示设备设置有用于降低功耗的“节能模式”。在节能模式下，彩色显示设备用二进制信号表示一个像素的三种色彩(R，G，B)中的每一种。换而言之，在节能模式期间，彩色显示设备通过仅使用八种色彩来显示像素(下文中也称为“八色彩模式”)。
日本特开专利申请JP-2002-215115公开了一种支持八色彩模式的彩色显示设备。
图1示意性地示出了在专利文档JP-2002-215115中描述的彩色显示设备的数据线驱动电路中的输出电路。图1示出了连接到一个数据线的一个输出电路150n。输出电路150n通过数据线连接到LCD(液晶显示器)面板的像素的数据电极，并向数据线提供与像素数据(显示数据)相应的灰度电压作为数据信号Sn。具体而言，输出电路150n具有：输出端320n，连接到数据线；灰度电压控制开关330n，设置在输出端320n与灰度电压供应端350n之间；灰度电压控制开关340n，设置在输出端320n与灰度电压供应端360n之间；输出控制电路310n，用于灰度电压控制开关330n和340n的开/关控制；运算放大器200n；以及模式选择开关220n，设置在输出端320n与运算放大器200n的输出端210n之间。
图2示意性地示出了数据线驱动电路中使用的灰度电压产生电路。灰度电压产生电路产生多个灰度电压V0至V63。具体而言，灰度电压产生电路设置有串联连接在第一电源VDD与第二电源GND之间的分压电阻R0至R64，以使得产生灰度电压V0至V63。运算放大器OP0至OP63的输入端分别连接到分压电阻R0至R64的连接点。因此，运算放大器OP0至OP63分别输出灰度电压V0至V63。
图2所示的灰度电压产生电路向灰度电压选择电路(未示出)输出灰度电压V0至V63。灰度电压选择电路从灰度电压V0至V63中选择与像素数据(显示数据)相应的灰度电压，并将所选择的灰度电压输出到图1所示的运算放大器200n。运算放大器200n通过模式选择开关220n将所接收的灰度电压输出到输出端320n。
再参照图1，设置灰度电压供应端350n和360n，分别用于向输出端320n提供高电平电压和低电平电压。应注意，像素的亮度在高电平电压和低电平电压这两种情况之间是不同的。例如，如图1所示，通过灰度电压供应端350n提供灰度电压V0(高电平电压)，而通过灰度电压供应端360n提供灰度电压V63(低电平电压)。在这种情况下，图2所示的灰度电压产生电路的运算放大器OP0至OP63分别向灰度电压供应端350n和360n提供灰度电压V0至V63。
输出控制电路310n根据极性信号POL、色彩模式信号CM以及显示数据最高有效位MSBn来控制灰度电压控制开关330n和340n的开/关。具体而言，输出控制电路310n向灰度电压控制开关330n和340n分别输出电压选择信号SWV0n和SWV63n。通过电压选择信号SWV0n和SWV63n分别对灰度电压控制开关330n和340n进行开/关控制。根据极性信号POL、色彩模式信号CM以及最高有效位MSBn来确定各个电压选择信号SWV0n和SWV63n的信号电平。
通过从控制器(未示出)输出的开关控制信号SWA对模式选择开关220n进行开/关控制。开关控制信号SWA取决于上述的色彩模式信号CM。色彩模式信号CM指定彩色显示设备的运行模式。例如，如果色彩模式信号CM为“低”电平，则彩色显示设备以正常模式(全色彩模式)运行，而如果色彩模式信号CM为“高”电平，则彩色显示设备以八色彩模式运行。
下面将更详细描述全色彩模式和八色彩模式。在下面的描述中，可以将高电平信号表示为“信号名(Hi(高))”，而将低电平信号表示为“信号名(Low(低))”。
在全色彩模式(正常模式)下，将色彩模式信号CM(Low)和开关控制信号SWA(Hi)输入到输出电路150n。在这种情况下，输出控制电路310n输出电压选择信号SWV0n(Low)和SWV63n(Low)，因此灰度电压控制开关330n和340n都被断开。另一方面，模式选择开关220n被导通，因而运算放大器200n电连接到输出端320n。运算放大器200n输出由灰度电压选择电路选择的、并与显示数据相应的灰度电压。因此，与显示数据相应的灰度电压作为数据信号Sn从输出端320n输出到数据线。
在八色彩模式下，将色彩模式信号CM(Hi)和开关控制信号SWA(Low)输入到输出电路150n。在这种情况下，模式选择开关220n被断开，因而运算放大器200n与输出端320n电分离。此外，提供给运算放大器200n的偏置电流BC被切断。另一方面，根据极性信号POL和显示数据最高有效位MSBn，输出控制电路310n将电压选择信号SWV0n和SWV63n中的一个设置为“高”电平。因此，灰度电压控制开关330n和340n中的一个导通。结果，灰度电压V0或V63作为数据信号Sn从输出端320n输出到数据线。
图3是示出了在八色彩模式期间输出电路150n的操作示例的时序图。图3示出了选通信号STB、显示数据的最高有效位MSBn、极性信号POL、公共电压VCOM、色彩模式信号CM、电压选择信号SWV0n和SWV63n、开关控制信号SWA以及数据信号Sn。在一个水平周期的初始状态中，灰度电压控制开关330n和340n被断开。
在时间T0，第一水平周期开始。在第一水平周期中，极性信号POL为“高”电平，并且最高有效位MSBn为“1”。在时间T0，色彩模式信号CM从“Low”变为“Hi”，并且输出电路150n进入八色彩模式。响应于色彩模式信号CM(Hi)，开关控制信号SWA(Low)被输入，因此模式选择开关220n被断开。
在时间T1，根据极性信号POL(Hi)和最高有效位MSBn＝1，输出控制电路310n输出电压选择信号SWV0n(Hi)和SWV63n(Low)。响应于电压选择信号SWV0n(Hi)，灰度电压控制开关330n导通，而由于电压选择信号SWV63n(Low)，灰度电压控制开关340n保持断开。因此，灰度电压V0被提供给输出端320n(即数据信号Sn＝V0)。
在第一水平周期结束之前的时间T2，电压选择信号SWV0n从“高”电平变为“低”电平。之后，第二水平周期开始。在第二水平周期中，极性信号POL为“低”电平，最高有效位MSBn为“1”。也就是说，极性信号POL从“Hi”转换为“Low”。
在时间T3，根据极性信号POL(Low)和最高有效位MSBn＝1，输出控制电路310n输出电压选择信号SWV0n(Low)和SWV63n(Hi)。响应于电压选择信号SWV63n(Hi)，灰度电压控制开关340n导通，而由于电压选择信号SWV0n(Low)，灰度电压控制开关330n保持断开。因此，灰度电压V63被提供给输出端320n(即数据信号Sn＝V63)。
在第二水平周期结束之前的时间T4，电压选择信号SWV63n从“高”电平变为“低”电平。之后，下一个水平周期开始。
以这种方式，通过输出端320n将灰度电压V0或V63提供给一个数据线。换而言之，通过二进制信号(V0或V63)来表示一个像素的三种色彩(R，G，B)中的每一种。从而获得“八色彩模式”。在八色彩模式期间，不使用运算放大器200n，并且提供给运算放大器200n的偏置电流BC被切断。因此，在八色彩模式下可以降低数据线驱动电路的功耗。
本申请的发明人发现以下问题。图1所示的输出电路150是相对于显示面板的多个数据线的每一个来设置的。例如，当显示面板具有n个数据线时，就有n个输出电路150分别连接到n个数据线。这里，我们来考虑其中在八色彩模式下向全部的n个数据线都施加相同的灰度电压V0(或V63)的情况。在这种情况下，与n个数据线相应的最大负载都被施加给图2所示的灰度电压产生电路中的一个运算放大器OP0(或OP63)。由于彩色显示设备的像素(即数据线)数量的增加，近年来最大负载不断增大。因为这个原因，必须提高运算放大器OP0和OP63的性能。但是，因负载电流而产生的压降不能被充分抑制。因此，如图2所示，为了抑制压降，将电容C0和C63分别连接到运算放大器OP0和OP63的输出端。但是这样会造成制造成本增加。
发明内容
在本发明的一个方面中，提供了一种显示设备中的数据线驱动电路。数据线驱动电路具有输出端和预充电电路。输出端通过数据线连接到显示面板的像素。与显示数据相应的灰度电压通过所述输出端被施加给所述数据线。预充电电路在将所述灰度电压施加到所述数据线之前将所述输出端预充电到预充电电压。所述预充电电压取决于所述灰度电压。
在本发明的另一方面中，提供了一种显示设备。所述显示设备具有显示面板和数据线驱动电路。显示面板具有连接数据线的像素。数据线驱动电路通过输出端连接到所述数据线，并且向所述数据线施加与显示数据相应的灰度电压。所述数据线驱动电路包括预充电电路。所述预充电电路在将所述灰度电压施加到所述数据线之前将所述输出端预充电到预充电电压。所述预充电电压取决于所述灰度电压。
在本发明的还一方面中，提供了一种驱动数据线的方法。数据线连接到显示设备的显示面板的像素。所述方法包括：(A)将所述数据线预充电到预充电电压；以及(B)在所述预充电之后，向所述数据线施加与显示数据相应的灰度电压。所述预充电电压取决于所述灰度电压。
如上所述，在向数据线提供灰度电压之前将所述数据线驱动电路的输出端预充电到预充电电压。因此，可以降低施加到用于提供灰度电压的运算放大器的负载。由于可以充分地抑制压降，所以不必设置连接到所述运算放大器的输出端的电容器。因此，可以降低制造成本。
附图说明
从下面结合附图对某些优选实施例的描述中，本发明的上述和其它目的、优点和特征将更加明显，其中：
图1示意性地示出了根据现有技术的数据线驱动电路中的输出电路；
图2示意性地示出了根据现有技术的数据线驱动电路中使用的灰度电压产生电路；
图3是示出了在八色彩模式期间图1所示的输出电路的操作示例的时序图；
图4是示出了根据本发明的实施例的显示设备的构造的方框图；
图5是示出了根据本发明的第一和第二实施例的数据驱动器(数据线驱动电路)的构造的方框图；
图6是示出了根据本发明的实施例的灰度电压产生电路的电路图；
图7是示出了根据本发明的第一和第二实施例的灰度电压选择电路和输出电路的构造的方框图；
图8是示出了根据本发明的第一实施例的输出电路中的输出单元的构造的电路图；
图9是示出了根据本发明的第一实施例的数据驱动器(数据线驱动电路)的操作示例的时序图；
图10是示出了根据本发明的第二实施例的输出电路中的输出单元的构造的电路图；
图11是示出了根据本发明的第二实施例的数据驱动器(数据线驱动电路)的操作示例的时序图；
图12是示出了根据本发明的第三和第四实施例的数据驱动器(数据线驱动电路)的构造的方框图；
图13是示出了根据本发明的第三和第四实施例的灰度电压选择电路和输出电路的构造的方框图；
图14是示出了根据本发明的第三实施例的输出电路中的输出单元的构造的电路图；
图15是示出了根据本发明的第三实施例的数据驱动器(数据线驱动电路)的操作示例的时序图；
图16是示出了根据本发明的第四实施例的输出电路中的输出单元的构造的电路图；以及
图17是示出了根据本发明的第四实施例的数据驱动器(数据线驱动电路)的操作示例的时序图。
具体实施方式
现在将参考说明性实施例来描述本发明。本领域技术人员将认识到：利用本发明的教导可以实现很多替代性实施例，并且本发明不限于这些用于解释目的而说明的实施例。
根据本发明的实施例，提供了一种显示设备、显示设备中的数据线驱动电路、以及驱动数据线的方法。作为示例，在实施例中将描述有源矩阵型液晶显示设备10。应注意，相同的部件采用相同的附图标记，适当的时候可能省略重复描述。
1.液晶显示设备10
图4是示出了根据本发明的实施例的液晶显示设备10的构造的方框图。液晶显示设备10设置有数据驱动器(数据线驱动电路)1、选通驱动器2、LCD面板3、LCD控制器4、图像处理单元5、以及公共电源6。LCD面板3具有排列在列方向上的数据线X1至Xn、排列在行方向上的扫描线Y1至Yn、以及多个像素。数据线X1至Xn和扫描线Y1至Yn在多个交叉点相交，并且在各个交叉点上设置了多个像素(n×m个像素)。每个像素具有TFT(薄膜晶体管)和液晶单元。液晶单元是具有数据电极和公共电极的电容式元件。数据电极通过TFT连接到数据线X1至Xn之一。公共电源6向公共电极施加公共电压VCOM。TFT的栅电极连接到扫描线Y1至Yn之一，并且通过选通驱动器2对TFT进行开/关控制。当像素的TFT通过选通驱动器2被导通并且数据信号(灰度电压)通过数据驱动器1被施加给连接到像素的数据线时，数据信号被写入像素(液晶单元)。
LCD控制器4控制数据驱动器1和选通驱动器2，使得在LCD面板3上显示所期望的图像。具体而言，LCD控制器4从图像处理单元5接收像素数据DR、DG和DB，图像处理单元5诸如是CPU(中央处理器单元)和DSP(数字信号处理器)。每个像素数据DR、DG和DB的位数取决于LCD面板3能够显示的色彩的数量。LCD控制器4将像素数据DR、DG和DB转换成显示数据Dj，i，并将显示数据Dj，i传输到数据驱动器1。在八色彩模式的情况下，每一个都为6位的图像数据DR、DG和DB被输入到LCD控制器4，并且LCD控制器4将宽度为18位的显示数据Dj，i传输到数据驱动器1。这里，显示数据Dj，i是指定连接到第i个数据线Xi和第j个扫描线Yj的像素的灰度的数据。此外，LCD控制器4基于从图像处理单元5提供的点时钟信号DCLK、水平同步信号SH和垂直同步信号SV来产生选通信号STB、时钟信号CLK、水平启动脉冲STH、极性信号POL以及垂直启动脉冲STV。选通信号STB、时钟信号CLK和水平启动脉冲STH被提供给数据驱动器1，极性信号POL被提供给数据驱动器1和公共电源6，而垂直启动脉冲STV被提供给选通驱动器2。
选通信号STB确定具有取决于水平同步信号SH的周期的水平周期。水平启动脉冲信号STH是用于控制数据驱动器1捕获像素数据Dj，i的时序的信号，所述时序的周期取决于水平同步信号SH。垂直启动脉冲信号STV是用于控制选通驱动器2输出扫描信号以驱动扫描线Y1至Ym的时序(垂直周期)的信号，该时序的周期取决于垂直同步信号SV。时钟信号CLK基于点时钟信号DCLK。时钟信号CLK用于后述的移位寄存器11，以产生采样脉冲信号SR1至SRn，用于捕获显示数据Dj，i。极性信号POL是指定提供给每个数据线的数据信号的极性的信号。为了交流驱动LCD面板3，极性信号POL在每一水平周期、即每一线都反转(线反转驱动)。此外，极性信号POL在每一垂直周期都反转(帧反转驱动)。
根据水平启动脉冲信号STH和时钟信号CLK，数据驱动器(数据线驱动电路)1从LCD控制器4接收显示数据Dj，i。然后，数据驱动器1关于每个数据线X1至Xn选择与显示数据Dj，i相应的灰度电压。数据驱动器1将所选择的与各个显示数据Dj，i相应的灰度电压作为数据信号S1至Sn输出到各个数据线X1至Xn。换而言之，连接到每个数据线的数据驱动器1通过向每个数据线施加与显示数据Dj，i相应的灰度电压来驱动每个数据线(每个像素的数据电极)。选通驱动器2根据垂直启动脉冲STV顺序地驱动扫描线Y1至Ym。
根据本实施例的液晶显示设备10可以以各种模式工作。例如，第一模式是与正常运行相关的“全色彩模式”，而第二模式是与用于降低功耗的节能运行相关的“八色彩模式”。全色彩模式(正常模式)是用于在LCD面板3上全色彩显示图像(静态图像或运动图像)。另一方面，八色彩模式(节能模式)是用于在LCD面板3的至少一部分上的减色显示。在八色彩模式下，一个像素的三种色彩(R，G，B)的每一种用二进制信号表示，并且液晶显示设备10仅用八种色彩来显示像素。也就是说，LCD面板3上显示的色彩的数量在全色彩模式下大于在八色彩模式下。
LCD控制器4从图像处理单元5接收功率模式信号PS，并且根据功率模式信号PS将色彩模式信号CM输出到数据驱动器1。功率模式信号PS指定液晶显示设备10以正常模式运行还以节能模式运行。色彩模式信号CM指定液晶显示设备10是以全色彩模式运行还是以八色彩模式运行。如果功率模式信号PS指示正常模式，则LCD控制器4将指示全色彩模式的色彩模式信号CM输出到数据驱动器1，并且液晶显示设备10(数据驱动器1)以全色彩模式运行。另一方面，如果功率模式信号PS指示节能模式，则LCD控制器4输出指示八色彩模式的色彩模式信号CM，并且液晶显示设备10(数据驱动器1)以八色彩模式运行。例如，在全色彩模式的情况下将色彩模式信号CM设置为“低”电平，而在八色彩模式的情况下将其设置为“高”电平。输入指示八色彩模式的色彩模式信号CM(Hi)的数据驱动器1通过利用二进制信号来驱动LCD面板3上的部分或全部像素。
在下文中，将更详细地描述根据本发明的实施例的数据驱动器(数据线驱动电路)1。作为示例，让我们来考虑进执行64灰度表示和线反转驱动的数据驱动器1。
2.第一实施例
根据第一实施例的数据驱动器1是图5所示的数据驱动器1A。图5是示出了根据本实施例的数据驱动器1A的构造的方框图。如图5所示，数据驱动器1A具有移位寄存器11、数据寄存器12、数据锁存器13、灰度电压选择电路14A、输出电路15A以及灰度电压产生电路16A。
移位寄存器11基于水平启动脉冲信号STH和时钟信号CLK产生采样脉冲信号SR1至SRn，并且将采样脉冲信号SR1至SRn输出到数据寄存器12。在每个水平周期中，移位寄存器11顺序地逐个激活采样脉冲信号SR1至SRn。具体而言，移位寄存器11包括具有并行输出的n位移位寄存器，并且水平启动脉冲信号STH和时钟信号CLK被提供给n位移位寄存器。当水平启动脉冲信号STH被激活时，通过与时钟信号CLK同步的n位移位寄存器来对位“1”移位。结果，顺序地激活与位“1”相应的采样脉冲信号SR1至SRn。这里，激活次序是SR1至SRn的正常次序或反向次序，可以通过LCD控制器4发出的移位方向信号(未示出)来控制所述次序。
数据寄存器12设置有数量与数据线X1至Xn的数量(n)相同的多个寄存器。寄存器分别响应于上述采样脉冲信号SR1至SRn，依次从LCD控制器4获得相应的显示数据Dj，i。换而言之，分别响应于采样脉冲信号SR1至SRn，将用于驱动第j个扫描线Yj上的像素的显示数据Dj，1至Dj，n存储在数据寄存器12中。所存储的显示数据Dj，1至Dj，n分别与数据线X1至Xn相关，在下文中称为显示数据D1至Dn。
数据锁存器13与选通信号STB的上升同步地将存储在数据寄存器12中的显示数据D1至Dn锁存。数据锁存器13保持所锁存的显示数据D1至Dn，直到提供下一个选通信号STB。换而言之，数据锁存器13在水平周期期间锁存并保持显示数据D1至Dn，而在下一个水平周期期间锁存并保持下一个显示数据D1至Dn。此外，根据本实施例，将上述色彩模式信号CM输入到数据锁存器13。在色彩模式信号CM(Hi)的情况下，即在八色彩模式的情况下，数据锁存器13将各个显示数据D1至Dn的最高有效位MSB1至MSBn输出到输出电路15A。
图6是示出了根据本实施例的灰度电压产生电路16A的电路图。灰度电压产生电路16A产生多个灰度电压。例如，灰度电压产生电路16A产生64个灰度电压V0至V63。如图6所示，灰度电压产生电路16A设置有分压电阻R0至R64和运算放大器OP0至OP63。分压电阻R0至R64串联连接在第一电源与第二电源之间，所述第一电源提供电源电压VDD(第一电源电压)，所述第二电源提供比电源电压VDD低的地电压GND(第二电源电压)。因此，产生了64个灰度电压V0至V63。64个运算放大器OP0至OP63的输入端分别连接到分压电阻R0至R64的连接点。因此，运算放大器OP0至OP63分别输出灰度电压V0至V63。
再参照图5，灰度电压产生电路16A可以根据极性信号POL来控制灰度电压V0至V63的极性。灰度电压产生电路16A向灰度电压选择电路14A输出正极性或负极性的灰度电压V0至V63。
灰度电压选择电路14A从灰度电压产生电路16A接收灰度电压V0至V63，并且从数据锁存器13接收显示数据D1至Dn。基于显示数据D1至Dn，灰度电压选择电路14A从灰度电压V0至V63中选择分别要施加到数据线X1至Xn的灰度电压。对于某个数据线Xi，灰度电压选择电路14A从灰度电压V0至V63中选择与显示数据Di相应的灰度电压。灰度电压选择电路14A将所选择的灰度电压输出到输出电路15A。
输出电路15A连接到数据线X1至Xn，并且将灰度电压作为数据信号S1至Sn分别施加到数据线X1至Xn。输出电路15A的运行取决于液晶显示设备10的工作模式，并且在全色彩模式与八色彩模式之间是不同的。因此，将上述的色彩模式信号CM输入到输出电路15A。
在输入色彩模式信号CM(Low)的全色彩模式下，输出电路15A将灰度电压选择电路14A所选择的灰度电压作为数据信号S1至Sn分别输出到数据线X1至Xn。因此，灰度电压产生电路16A产生的多个灰度电压V0至V63可用于驱动以全色彩模式的LCD面板3(数据线X1至Xn)。
另一方面，在向输出电路15A输入色彩模式信号CM(Hi)的八色彩模式下，使用数量比全色彩模式下少的预定灰度电压来驱动LCD面板3(数据线X1至Xn)。具体而言，根据相应的显示数据Di(从D1至Dn)的最高有效位MSBi(从MSB1至MSBn)和极性信号POL，输出电路15A选择两个预定灰度电压中的任意一个。换而言之，基于显示数据D1至Dn的最高有效位MSB1至MSBn和极性信号POL，输出电路15A关于数据线X1至Xn的每一个选择两个预定灰度电压中的任意一个。输出电路15A将所选择的灰度电压作为数据信号S1至Sn分别输出到数据线X1至Xn。两个预定灰度电压包括从灰度电压产生电路16A提供的第一灰度电压和第二灰度电压。第一灰度电压和第二灰度电压相互不同，使得像素的亮度在第一灰度电压的情况下和第二灰度电压的情况下也不同。也就是说，第一灰度电压是高电平电压，而第二灰度电压是低电平电压。例如，第一灰度电压是灰度电压V0，即全色彩模式中使用的多个灰度电压V0至V63中最大的一个，而第二灰度电压是灰度电压V63，即多个灰度电压V0至V63中最小的一个。在这种情况下，两个预定灰度电压V0和V63被从灰度电压产生电路16A提供到输出电路15A，如图5所示。具体而言，图6所示的灰度电压产生电路16A的运算放大器OP0和OP63将灰度电压V0和V63输出到输出电路15A。
图7是示出了根据本实施例的灰度电压选择电路14A和输出电路15A的构造的方框图。灰度电压选择电路14A设置有分别与数据线X1至Xn相关的灰度电压选择单元14A1至14An。输出电路15A设置有分别与数据线X1至Xn相关的输出单元15A1至15An。灰度电压V0至V63被输入到灰度电压选择单元14A1至14An的每一个。此外，显示数据D1至Dn被分别输入到灰度电压选择单元14A1至14An。基于显示数据D1至Dn中相应的显示数据，灰度电压选择单元14A1至14An的每一个从灰度电压V0至V63中选择一个灰度电压。然后，灰度电压选择单元14A1至14An将所选择的灰度电压分别输出到输出单元15A1至15An。
极性信号POL、色彩模式信号CM以及预定的两个灰度电压V0和V63被输入到输出单元15A1至15An的每一个。最高有效位MSB1至MSBn分别被输入到输出单元15A1至15An。此外，输出电路15A还设置有偏置电流控制单元17和开关控制电路18，如图7所示。偏置电流控制单元17根据色彩模式信号CM控制提供给输出单元15A1至15An的偏置电流BC。如随后描述的，输出单元15A1至15An的每一个包括运算放大器。在色彩模式信号CM(Low)即全色彩模式的情况下，偏置电流控制单元17向每个输出单元15A中的运算放大器提供偏置电流BC。在色彩模式信号CM(Hi)即八色彩模式的情况下，偏置电流控制单元17停止提供偏置电流BC。开关控制电路18根据色彩模式信号CM产生开关控制信号SWM。在色彩模式信号CM(Low)即全色彩模式的情况下，开关控制电路18向输出单元15A1至15An输出开关控制信号SWM(Hi)。在色彩模式信号CM(Hi)即八色彩模式的情况下，开关控制电路18向输出单元15A1至15An输出开关控制信号SWM(Low)。
下面将描述数据驱动器1A的输出电路15A中的输出单元15A1至15An的细节。因为各个输出单元15A1至15An具有相同的构造，所以将设置在灰度电压选择单元14An与数据线Xn之间的输出单元15An作为代表进行说明。
图8是示出了根据本实施例的输出单元15An的构造的电路图。输出单元15An通过输出端32n连接到数据线Xn，并将与显示数据Dn相应的灰度电压作为数据信号Sn输出到数据线Xn。如图8所示，输出单元15An包括连接到数据线Xn的输出端32n、运算放大器20n、预充电电路30An和模式选择开关22n。模式选择开关22n设置在运算放大器20n的输出端21n与输出单元15An的输出端32n之间，以便控制在运算放大器20n与输出端32n之间的电连接。预充电电路30An包括预充电电压选择开关33n和34n、灰度电压控制开关36n和37n、以及输出控制电路31An。此外，预充电电路30An包括灰度电压供应端50n(第一灰度电压供应端)和灰度电压供应端60n(第二灰度电压供应端)。上述的第一灰度电压(灰度电压V0)是从灰度电压产生电路16A的运算放大器OP0提供到灰度电压供应端50n的。另一方面，上述的第二灰度电压(灰度电压V63)是从灰度电压产生电路16A的运算放大器OP63提供到灰度电压供应端60n的。
灰度电压控制开关36n设置在输出端32n与灰度电压供应端50n之间，以便控制在输出端32n与灰度电压供应端50n之间的电连接。灰度电压控制开关37n设置在输出端32n与灰度电压供应端60n之间，以便控制在输出端32n与灰度电压供应端60n之间的电连接。预充电电压选择开关33n(第一预充电电压选择开关)设置在输出端32n与提供电源电压VDD(第一电源电压)的第一电源之间，以便控制在输出端32n与第一电源之间的电连接。预充电电压选择开关34n(第二预充电电压选择开关)设置在输出端32n与提供地电压GND(第二电源电压)的第二电源之间，以便控制在输出端32n与第二电源之间的电连接。模式选择开关22n通过开关控制信号SWM进行开关控制，并控制在运算放大器20n的输出端21n与输出端32n之间的电连接。输出控制电路31An基于极性信号POL、色彩模式信号CM以及显示数据Dn的最高有效位MSBn来控制预充电电压选择开关33n和34n以及灰度电压控制开关36n和37n。具体而言，输出控制电路31An基于极性信号POL、色彩模式信号CM以及显示数据Dn的最高有效位MSBn产生电压选择信号SWVDDn、SWVGn、SWV0n和SWV63n，并输出电压选择信号SWVDDn、SWVGn、SWV0n和SWV63n，以分别控制预充电电压选择开关33n和34n以及灰度电压控制开关36n和37n。
在其中向输出控制电路31An输入色彩模式信号CM(Low)的全色彩模式(正常模式)情况下，输出控制电路31An将电压选择信号SWVDDn(Low)、SWVGn(Low)、SWV0n(Low)和SWV63n(Low)分别输出到预充电电压选择开关33n和34n以及灰度电压控制开关36n和37n。因此，预充电电压选择开关33n和34n以及灰度电压控制开关36n和37n全部断开，预充电电路30An不起作用。另一方面，将开关控制信号SWM(Hi)输入到输出单元15An，因此模式选择开关22n导通。此外，偏置电流控制单元17(参见图7)向运算放大器20n提供偏置电流BC。在这种情况下，由灰度电压选择单元14An(参见图7)所选择的、并与显示数据Dn相应的灰度电压通过输出端32n被从运算放大器20n输出到数据线Xn作为数据信号Sn。
另一方面，在向输出控制电路31An输入色彩模式信号CM(Hi)的八色彩模式情况下，将开关控制信号SWM(Low)输入到输出单元15An。因此，模式选择开关22n断开，并且运算放大器20n与输出端32n之间的电连接被切断。此外，偏置电流控制单元17(参见图7)停止向运算放大器20n提供偏置电流BC。相反，在八色彩模式期间，预充电电路30An被激活并如下运行。也就是说，在向数据线Xn施加灰度电压之前，预充电电路30An将输出端32n预充电到“预充电电压”。具体而言，根据极性信号POL和显示数据Dn的最高有效位MSBn，预充电电路30An选择第一电源(电源电压VDD)和第二电源(地电压GND)中的一个，并且当对输出端32n进行预充电时，将输出端32n与所选择的一个电源相连接。换而言之，根据极性信号POL和显示数据Dn的最高有效位MSBn，预充电电路30An将预充电电压选择开关33n和34n中的一个导通。结果，电源电压VDD和地电压GND中被选择的那一个作为预充电电压施加到数据线Xn。在预充电之后，与显示数据Dn相应的灰度电压通过输出端32n被施加到数据线Xn。这里，所施加的灰度电压也取决于显示数据Dn的最高有效位MSBn和极性信号POL。也就是说，在八色彩模式期间施加到输出端32n的预充电电压和灰度电压都取决于显示数据Dn的最高有效位MSBn和极性信号POL。预充电电压和灰度电压彼此相关，并且预充电电压取决于灰度电压。例如，在当在预充电期间输出控制电路31An输出电压选择信号SWVDDn(Hi)来导通预充电电压选择开关33n并输出电压选择信号SWVGn(Low)来断开预充电电压选择开关34n时，输出控制电路31An在预充电之后输出电压选择信号SWV0n(Hi)来导通灰度电压控制开关36n并输出电压选择信号SWV63n(Low)来断开灰度电压控制开关37n。在这种情况下，预充电电压是电源电压VDD(第一电源电压)，而灰度电压是灰度电压V0(第一灰度电压)。另一方面，在当在预充电期间输出控制电路31An输出电压选择信号SWVDDn(Low)来断开预充电电压选择开关33n并输出电压选择信号SWVGn(Hi)来导通预充电电压选择开关34n时，输出控制电路31An在预充电之后输出电压选择信号SWV0n(Low)来断开灰度电压控制开关36n并输出电压选择信号SWV63n(Hi)来导通灰度电压控制开关37n。在这种情况下，预充电电压是地电压GND(第二电源电压)，而灰度电压是灰度电压V63(第二灰度电压)。以这种方式，将将相应的预充电电压施加到数据线Xn之后，选择两个预定灰度电压V0和V63中的任意一个并将其施加到数据线Xn。
图9是示出了根据本实施例的在八色彩模式期间输出单元15An的操作示例的时序图。图9示出了选通信号STB、显示数据Dn的最高有效位MSBn、极性信号POL、公共电压VCOM、色彩模式信号CM、电压选择信号SWVDDn、SWGn、SWV0n和SWV63n、开关控制信号SWM以及数据信号Sn。在一个水平周期的初始状态中，预充电电压选择开关33n和34n以及灰度电压控制开关36n和37n断开。
在时间T0，第一水平周期开始。在第一水平周期中，极性信号POL为“高”电平，并且输入到输出单元15An的最高有效位MSBn为“1”。在时间T0，色彩模式信号CM从“低”变为“高”，并且输出单元15An进入八色彩模式。响应于色彩模式信号CM(Hi)，开关控制信号SWM(Low)被从开关控制电路18输入，因此模式选择开关22n断开。
在时间T1，根据极性信号POL(Hi)和最高有效位MSBn＝1，输出控制电路31An输出电压选择信号SWVDDn(Hi)、SWVGn(Low)、SWV0n(Low)和SWV63n(Low)。响应于这些电压选择信号，只有预充电电压选择开关33n导通，因此输出端32n被预充电到电源电压VDD(预充电电压)。
在预充电周期之后的时间T2，输出控制电路31An将电压选择信号SWVDDn变为“低”，并将电压选择信号SWV0n变为“高”。因此，预充电电压选择开关33n断开，而灰度电压控制开关36n导通。因此，灰度电压V0(第一灰度电压)通过灰度电压控制开关36n被从灰度电压产生电路16A提供到输出端32n。
从时间T2到T3(灰度电压施加周期)，选通驱动器2驱动扫描线Y1至Ym中的一个，并且灰度电压V0作为数据信号Sn通过数据线Xn被施加给像素。在灰度电压施加周期之后的时间T3，输出控制电路31An将电压选择信号SWV0n变为“低”并断开灰度电压控制开关36n。
从时间T3到T4(Hi-Z周期)，输出端32n被设置为高阻抗状态。在该Hi-Z周期期间，第一水平周期结束，并且下一个水平周期(第二水平周期)开始。在第二水平周期中，极性信号POL为“低”电平，并且最高有效位MSBn为“1”。也就是说，极性信号POL从“高”转换为“低”，并且公共电压VCOM的极性反转。
在时间T4，根据极性信号POL(Low)和最高有效位MSBn＝1，输出控制电路31An输出电压选择信号SWVDDn(Low)、SWVGn(Hi)、SWV0n(Low)和SWV63n(Low)。响应于这些电压选择信号，只有预充电电压选择开关34n导通，因此输出端32n被预充电到地电压GND(预充电电压)。
在预充电周期之后的时间T5，输出控制电路31An将电压选择信号SWVGn变为“低”，并且将电压选择信号SWV63n变为“高”。因此，预充电电压选择开关34n断开，而灰度电压控制开关37n导通。因此，灰度电压V63(第二灰度电压)通过灰度电压控制开关37n被从灰度电压产生电路16A提供到输出端32n。
从时间T5到T6(灰度电压施加周期)，选通驱动器2驱动扫描线Y1至Ym中的一个，并且灰度电压V63作为数据信号Sn通过数据线Xn被施加到像素。在灰度电压施加周期之后的时间T6，输出控制电路31An将电压选择信号SWV63n变为“低”并断开灰度电压控制开关37n。
如上所述，根据本实施例的数据驱动器1A能够从正常模式(全色彩模式)转换为八色彩模式。在八色彩模式下，数据驱动器1A将两个预定的灰度电压(V0，V63)作为数据信号S1至Sn输出到各个数据线X1至Xn，用于驱动LCD面板3上的每个像素。在八色彩模式期间，没有使用运算放大器20n，并且提供给运算放大器20n的偏置电流BC被切断。因此，在八色彩模式下可以降低数据驱动器1A的功耗。
此外，根据本实施例的数据驱动器1A在将数据信号S1至Sn施加到各个数据线X1至Xn之前对数据线X1至Xn预充电。例如，根据显示数据Dn，数据线Xn被预充电到电源电压VDD或地电压GND。换而言之，在预充电周期期间数据线Xn被预充电到接近灰度电压(V0或V63)的预充电电压(VDD或GND)。因此，当将数据信号Sn施加到像素时，可以降低用于输出数据信号Sn的负载。也就是说，在八色彩模式期间，当向数据线X1至Xn提供灰度电压(V0或V63)时，可以降低施加到灰度电压产生电路16A中的运算放大器OP0或OP63上的负载。因为可以充分地抑制压降，所以不必设置连接到灰度电压产生电路16A中的运算放大器OP0或OP63的输出端的电容器。应注意，是在图2的情况下设置这样的电容器，而根据图6所示的本实施例不设置这样的电容器。因此可以降低制造成本。
3.第二实施例
在本发明的第二实施例中，数据驱动器1设置有输出单元15B1至15Bn来代替第一实施例中所述的输出单元15A1至15An。除了输出单元15B1至15Bn之外，根据第二实施例的数据驱动器1的构造与第一实施例中的构造相同。在第二实施例中，与第一实施例中所述的部件相同的部件采用相同的附图标记，并且适当的时候将省略重复描述。因为各个输出单元15B1至15Bn具有相同的构造，所以将设置在灰度电压选择单元14An与数据线Xn之间的输出单元15Bn作为代表进行说明。
图10是示出了根据本实施例的输出单元15Bn的构造的电路图。输出单元15Bn通过输出端32n连接到数据线Xn，并向数据线Xn输出与显示数据Dn相应的灰度电压作为数据信号Sn。如图10所示，输出单元15Bn包括输出端32n、运算放大器20n、预充电电路30Bn和模式选择开关22n。通过开关控制信号SWM来对模式选择开关22n进行开/关控制。除了第一实施例中所述的预充电电路30An之外，预充电电路30Bn包括电压选择开关38n和39n。此外，预充电电路30Bn包括输出控制电路31Bn来代替第一实施例中所述的输出控制电路31An。电压选择开关38n用于控制在输出端32n与高电压侧(用于提供灰度电压V0的灰度电压供应端50n和用于提供电源电压VDD的第一电源)之间的电连接。电压选择开关39n用于控制在输出端32n与低电压侧(用于提供灰度电压V63的灰度电压供应端60n和用于提供地电压GND的第二电源)之间的电连接。
在第二实施例中，灰度电压控制开关36n的一端连接到灰度电压供应端50n，而其另一端通过电压选择开关38n连接到输出端32n。预充电电压选择开关33n的一端连接到第一电源(电源电压VDD)，而其另一端通过电压选择开关38n连接到输出端32n。灰度电压控制开关37n的一端连接到灰度电压供应端60n，而其另一端通过电压选择开关39n连接到输出端32n。预充电电压选择开关34n的一端连接到第二电源(地电压GND)，而其另一端通过电压选择开关39n连接到输出端32n。基于极性信号POL、色彩模式信号CM以及显示数据Dn的最高有效位MSBn，输出控制电路31Bn除了控制预充电电压选择开关33n和34n以及灰度电压控制开关36n和37n之外，还控制电压选择开关38n和39n。具体而言，输出控制电路31Bn基于极性信号POL、色彩模式信号CM以及显示数据Dn的最高有效位MSBn产生电压开关信号SWP1n和SWN1n，并且输出电压开关信号SWP1n和SWN1n，以分别控制电压选择开关38n和39n。
在其中向输出控制电路31Bn输入色彩模式信号CM(Low)的全色彩模式(正常模式)情况下，输出控制电路31Bn输出电压开关信号SWP1n(Low)和SWN1n(Low)。结果，电压选择开关38n和39n断开，并且预充电电路30Bn不起作用。另一方面，向输出单元15Bn输入开关控制信号SWM(Hi)，因此模式选择开关22n导通。因此，由灰度电压选择单元14An(参见图7)所选择的、并与显示数据Dn相应的灰度电压作为数据信号Sn被从运算放大器20n输出到数据线Xn。
另一方面，在向输出控制电路31Bn输入色彩模式信号CM(Hi)的八色彩模式情况下，将开关控制信号SWM(Low)输入到输出单元15Bn，并且模式选择开关22n断开。此外，偏置电流控制单元17(参见图7)停止向运算放大器20n提供偏置电流BC。相反，如同第一实施例，在灰度电压(V0或V63)被施加到数据线Xn之前预充电电路30Bn被激活并且将输出端32n预充电到预充电电压(VDD或GND)，。
图11是示出了根据本实施例的在八色彩模式期间输出单元15Bn的操作示例的时序图。在一个水平周期的初始状态中，预充电电压选择开关33n和34n、灰度电压控制开关36n和37n、以及电压选择开关38n和39n断开。
在时间T0，第一水平周期开始。在第一水平周期中，极性信号POL为“高”电平，并且输入到输出单元15Bn的最高有效位MSBn为“1”。在时间T0，色彩模式信号CM从“低”变为“高”，并且输出单元15Bn进入八色彩模式。响应于色彩模式信号CM(Hi)，从开关控制电路18输入开关控制信号SWM(Low)，因此模式选择开关22n断开。
在时间T1，根据极性信号POL(Hi)和最高有效位MSBn＝1，输出控制电路31Bn输出电压开关信号SWP1n(Hi)和SWN1n(Low)、电压选择信号SWVDDn(Hi)、SWVGn(Low)、SWV0n(Low)和SWV63n(Low)。响应于这些电压选择信号，电压选择开关38n和预充电电压选择开关33n导通，因此输出端32n被预充电到电源电压VDD(预充电电压)。
在预充电周期之后的时间T2，输出控制电路31Bn将电压选择信号SWVDDn变为“低”，并且将电压选择信号SWV0n变为“高”。因此，预充电电压选择开关33n断开，而灰度电压控制开关36n导通。因此，灰度电压V0(第一灰度电压)通过灰度电压控制开关36n被从灰度电压产生电路16A提供给输出端32n。
从时间T2到T3(灰度电压施加周期)，选通驱动器2驱动扫描线Y1至Ym中的一个，并且灰度电压V0作为数据信号Sn通过数据线Xn被施加到像素。在灰度电压施加周期之后的时间T3，输出控制电路31Bn将电压开关信号SWP1n和电压选择信号SWV0n变为“低”，以便断开电压选择开关38n和灰度电压控制开关36n。
从时间T3到T4(Hi-Z周期)，输出端32n被设置为高阻抗状态。在该Hi-Z周期内，第一水平周期结束，并且下一个水平周期(第二水平周期)开始。在第二水平周期内，极性信号POL为“低”电平，并且最高有效位MSBn为“1”。也就是说，极性信号POL从“高”转换为“低”，并且公共电压VCOM的极性反转。
在时间T4，根据极性信号POL(Low)和最高有效位MSBn＝1，输出控制电路31Bn输出电压开关信号SWP1n(Low)和SWN1n(Hi)、电压选择信号SWVDDn(Low)、SWVGn(Hi)、SWV0n(Low)和SWV63n(Low)。响应于这些电压选择信号，电压选择开关39n和预充电电压选择开关34n导通，因此输出端32n被预充电到地电压GND(预充电电压)。
在预充电周期之后的时间T5，输出控制电路31Bn将电压选择信号SWVGn变为“低”，并且将电压选择信号SWV63n变为“高”。因此，预充电电压选择开关34n断开，而灰度电压控制开关37n导通。因此，灰度电压V63(第二灰度电压)通过灰度电压控制开关37n被从灰度电压产生电路16A提供到输出端32n。
从时间T5到T6(灰度电压施加周期)，选通驱动器2驱动扫描线Y1至Ym中的一个，并且灰度电压V63作为数据信号Sn通过数据线Xn被施加到像素。在灰度电压施加周期之后的时间T6，输出控制电路31Bn将电压开关信号SWN1n和电压选择信号SWV63n变为“低”，以便断开电压选择开关39n和灰度电压控制开关37n。
如上所述，根据本实施例的数据驱动器1在向各个数据线X1至Xn施加数据信号S1至Sn之前对数据线X1至Xn预充电。例如，根据显示数据Dn，数据线Xn被预充电到电源电压VDD或地电压GND。换而言之，在预充电周期期间，数据线Xn被预充电到接近灰度电压(V0或V63)的预充电电压(VDD或GND)。因此，当数据信号Sn被施加到像素时，可以降低用于输出数据信号Sn的负载。也就是说，在八色彩模式期间，当向数据线X1至Xn提供灰度电压(V0或V63)时，可以降低施加到灰度电压产生电路16A中的运算放大器OP0或OP63的负载。因为可以充分抑制压降，所以不必设置连接到灰度电压产生电路16A中的运算放大器OP0或OP63的输出端的电容器。因此，可以降低制造成本。
4.第三实施例
根据本发明的第三实施例的数据驱动器1是图12所示的数据驱动器1C。图12是示出了根据第三实施例的数据驱动器1C的构造的方框图。在第三实施例中，与第一实施例中所述的部件相同的部件采用相同的附图标记，并且适当的时候将省略重复描述。
如图12所示，数据驱动器1C包括灰度电压选择电路14C、输出电路15C和灰度电压产生电路16C，来代替第一实施例中所描述的灰度电压选择电路14A、输出电路15A和灰度电压产生电路16A。灰度电压产生电路16C具有与图6所示的灰度电压产生电路16A相同的构造。但是，根据本实施例，灰度电压产生电路16C仅向灰度电压选择电路14C输出灰度电压V0至V63。根据色彩模式信号CM，灰度电压选择电路14C改变要选择的灰度电压的数量。具体而言，在全色彩模式的情况下，灰度电压选择电路14C从所有的灰度电压V0至V63中选择与显示数据D1至Dn相应的灰度电压，并且将所选择的灰度电压输出到输出电路15C。另一方面，在八色彩模式的情况下，灰度电压选择电路14C从两个预定的灰度电压(例如灰度电压V0和V63)中选择与显示数据D1至Dn相应的各个灰度电压，并且将所选择的灰度电压输出到输出电路15C。色彩模式信号CM、极性信号POL、以及各个显示数据D1至Dn的最高有效位MSB1至MSBn被输入到输出电路15C。输出电路15C根据色彩模式信号CM改变显示模式。在全色彩模式的情况下，输出电路15C将灰度电压选择电路14C所选择的灰度电压作为数据信号S1至Sn分别输出到数据线X1至Xn。在八色彩模式的情况下，输出电路15C将数据线X1至Xn预充电到各个预充电电压(VDD或GND)，然后将灰度电压选择电路14C所选择的灰度电压作为数据信号S1至Sn分别输出到数据线X1至Xn。
图13是示出了根据本实施例的灰度电压选择电路14C和输出电路15C的构造的方框图。灰度电压选择电路14C设置有分别与数据线X1至Xn相关的灰度电压选择单元14C1至14Cn。输出电路15C设置有分别与数据线X1至Xn相关的输出单元15C1至15Cn。本实施例中，色彩模式信号CM和极性信号POL被输入到灰度电压选择电路14C。在其中色彩模式信号CM为“高”电平的八色彩模式情况下，灰度电压选择单元14C1至14Cn分别基于各个显示数据D1至Dn的最高有效位和极性信号POL从两个预定的灰度电压(例如灰度电压V0和V63)中选择灰度电压。然后，灰度电压选择单元14C1至14Cn将所选择的灰度电压输出到各个输出单元15C1至15Cn。输出电路15C不是从灰度电压产生电路16C而是从灰度电压选择电路14C接收两个预定的灰度电压V0和V63，这与第一实施例中的输出电路15A不同。输出单元15C1至15Cn将灰度电压选择单元14C1至14Cn所选择的灰度电压作为数据信号S1至Sn分别施加到数据线X1至Xn。输出电路15C还设置有偏置电流控制单元17，该偏置电流控制单元17与第一实施例中的相同。输出电路15C不包括开关控制电路18A。
下面将描述根据本实施例的输出电路15C中的输出单元15C1至15Cn的细节。因为各个输出单元15C1至15Cn具有相同的构造，所以将设置在灰度电压选择单元14Cn与数据线Xn之间的输出单元15Cn作为代表进行说明。
图14是示出了根据本实施例的输出单元15Cn的构造的电路图。输出单元15Cn通过输出端32n连接到数据线Xn，并且将与显示数据Dn相应的灰度电压作为数据信号Sn输出到数据线Xn。如图14所示，输出单元15Cn包括输出端32n、运算放大器20n、灰度电压控制开关44n、预充电电路30Cn和输出控制电路31Cn。灰度电压控制开关44n设置在输出端32n与灰度电压供应端70n(是运算放大器20n的输出端)之间，并且控制在输出端32n与运算放大器20n(灰度电压供应端70n)之间的电连接。
预充电电路30Cn包括预充电电压选择开关33n和34n。预充电电压选择开关33n(第一预充电电压选择开关)设置在输出端32n与提供电源电压VDD(第一电源电压)的第一电源之间，以便控制在输出端32n与第一电源之间的电连接。预充电电压选择开关34n(第二预充电电压选择开关)设置在输出端32n与提供地电压GND(第二电源电压)的第二电源之间，以便控制在输出端32n与第二电源之间的电连接。
输出控制电路31Cn基于极性信号POL、色彩模式信号CM以及显示数据Dn的最高有效位MSBn来控制预充电电压选择开关33n和34n以及灰度电压控制开关44n。具体而言，输出控制电路31Cn基于极性信号POL、色彩模式信号CM以及显示数据Dn的最高有效位MSBn产生电压选择信号SWVDDn、SWVGn以及灰度电压控制信号SWA。然后，输出控制电路31Cn输出电压选择信号SWVDDn、SWVGn以及灰度电压控制信号SWA，以分别控制预充电电压选择开关33n和34n以及灰度电压控制开关44n。
在其中向输出控制电路31Cn输入色彩模式信号CM(Low)的全色彩模式(正常模式)情况下，输出控制电路31Cn将电压选择信号SWVDDn(Low)和SWVGn(Low)分别输出到预充电电压选择开关33n和34n。因此，预充电电压选择开关33n和34n断开，预充电电路30Cn不起作用。同时，输出控制电路31Cn输出灰度电压控制信号SWA(Hi)，以便导通灰度电压控制开关44n。此外，当灰度电压控制开关44n导通时，偏置电流控制单元17(参见图13)向运算放大器20n提供偏置电流BC。在这种情况下，灰度电压选择单元14Cn(参见图13)所选择的、并与显示数据Dn相应的灰度电压作为数据信号Sn通过输出端32n从运算放大器20n输出到数据线Xn。
另一方面，在向输出控制电路31Cn输入色彩模式信号CM(Hi)的八色彩模式情况下，预充电电路30Cn被激活。也就是说，在向数据线Xn施加灰度电压(V0或V63)之前，预充电电路30Cn将输出端32n预充电到预充电电压(VDD或GND)。
图15是示出了根据本实施例的在八色彩模式期间输出单元15Cn的操作示例的时序图。图15示出了选通信号STB、显示数据Dn的最高有效位MSBn、极性信号POL、公共电压VCOM、色彩模式信号CM、电压选择信号SWVDDn和SWGn、灰度电压控制信号SWA以及数据信号Sn。在一个水平周期的初始状态中，预充电电压选择开关33n和34n断开。
在时间T0，第一水平周期开始。在第一水平周期中，极性信号POL为“高”电平，并且输入到输出单元15Cn的最高有效位MSBn为“1”。在时间T0，色彩模式信号CM从“低”变为“高”，并且输出单元15Cn进入八色彩模式。响应于色彩模式信号CM(Hi)，输出控制电路31Cn输出灰度电压控制信号SWA(Low)，以便断开灰度电压控制开关44n。当灰度电压控制开关44n断开时，偏置电流控制单元17(参见图13)停止向运算放大器20n提供偏置电流BC。
在时间T1，根据极性信号POL(Hi)和最高有效位MSBn＝1，输出控制电路31Cn输出电压选择信号SWVDDn(Hi)和SWVGn(Low)。响应于这些电压选择信号，预充电电压选择开关33n导通，因此输出端32n被预充电到电源电压VDD(预充电电压)。
在预充电周期之后的时间T2，输出控制电路31Cn将电压选择信号SWVDDn变为“低”，并且将灰度电压控制信号SWA变为“高”。因此，预充电电压选择开关33n断开，而灰度电压控制开关44n导通。当灰度电压控制开关44n导通时，偏置电流控制单元17(参见图13)向运算放大器20n提供偏置电流BC。因此，灰度电压选择单元14Cn所选择的灰度电压V0(第一灰度电压)被从运算放大器20n提供到输出端32n。
从时间T2到T3(灰度电压施加周期)，选通驱动器2驱动扫描线Y1至Ym中的一个，灰度电压V0作为数据信号Sn通过数据线Xn被施加到像素。在灰度电压施加周期之后的时间T3，输出控制电路31Cn将灰度电压控制信号SWA变为“低”，以便断开灰度电压控制开关44n。
从时间T3到T4(Hi-Z周期)，输出端32n被设置为高阻抗状态。在该Hi-Z周期期间，第一水平周期结束，并且下一个水平周期(第二水平周期)开始。在第二水平周期中，极性信号POL为“低”电平，并且最高有效位MSBn为“1”。也就是说，极性信号POL从“高”转换为“低”，并且公共电压VCOM的极性反转。
在时间T4，根据极性信号POL(Low)和最高有效位MSBn＝1，输出控制电路31Cn输出电压选择信号SWVDDn(Low)和SWVGn(Hi)。响应于这些电压选择信号，预充电电压选择开关34n导通，因此输出端32n被预充电到地电压GND(预充电电压)。
在预充电周期之后的时间T5，输出控制电路31Cn将电压选择信号SWVGn变为“低”，并且将灰度电压控制信号SWA变为“高”。因此，预充电电压选择开关34n断开，而灰度电压控制开关44n导通。因此，灰度电压选择单元14Cn所选择的灰度电压V63(第二灰度电压)被从运算放大器20n提供给输出端32n。
从时间T5到T6(灰度电压施加周期)，选通驱动器2驱动扫描线Y1至Ym中的一个，并且灰度电压V63作为数据信号Sn通过数据线Xn被施加到像素。在灰度电压施加周期之后的时间T6，输出控制电路31Cn将灰度电压控制信号SWA变为“低”，以便断开灰度电压控制开关44n。
如上所述，根据本实施例的数据驱动器1C可以从正常模式(全色彩模式)转换为八色彩模式。在八色彩模式中，数据驱动器1C将两个预定的灰度电压(V0，V63)作为数据信号S1至Sn输出到各个数据线X1至Xn，用于驱动LCD面板3上的每个像素。
如上所述，根据本实施例的数据驱动器1C在向各个数据线X1至Xn施加数据信号S1至Sn之前将数据线X1至Xn预充电。例如，根据显示数据Dn，数据线Xn被预充电到电源电压VDD或接地电压GND。换而言之，在预充电周期期间，数据线Xn被预充电到接近灰度电压(V0或V63)的预充电电压(VDD或GND)。因此，当数据信号Sn被施加到像素时，可以降低用于输出数据信号Sn的负载。也就是说，在八色彩模式期间，当向数据线X1至Xn提供灰度电压(V0或V63)时，可以降低施加到灰度电压选择电路14C中的运算放大器的负载。因为可以充分地抑制压降，所以不必设置连接到运算放大器的输出端的电容器。因此，可以降低制造成本。
5.第四实施例
将参照图16和图17来解释根据第四实施例的数据驱动器1。在第四实施例中，数据驱动器1基于上述第三实施例执行“时分驱动”。在第四实施例中，与第三实施例中所述的部件相同的部件采用相同的附图标记，并且适当的时候将省略重复描述。在第四实施例中，数据驱动器1设置有输出单元15D1至15Dn来代替第三实施例中所述的输出单元15C1至15Cn。显示数据Dn的最高有效位MSBR1至MSBRn(与显示色彩“R(红)”相关)、MSBG1至MSBGn(与显示色彩“G(绿)”相关)以及MSBB1至MSBBn(与显示色彩“B(蓝)”相关)分别被输入到输出单元15D1至15Dn。输出单元15D1至15Dn将数据信号SR1至SRn、SG1至SGn以及SB1至SBn分别输出到数据线XR1至XRn(与显示色彩“R”相关)、XG1至XGn(与显示色彩“G”相关)以及XB1至XBn(与显示色彩“B”相关)。因为各个输出单元15D1至15Dn具有相同的构造，所以将设置在灰度电压选择单元14Cn与数据线XRn、XGn和XBn之间的输出单元15Dn作为代表进行说明。
图16是示出了根据本实施例的输出单元15Dn的构造的电路图。输出单元15Dn连接到数据线XRn、XGn和XBn，数据线XRn、XGn和XBn分别连接到显示色彩RGB的像素。如图16所示，输出单元15Dn包括输出端32n、运算放大器20n、灰度电压控制开关44n、色彩选择开关41n、42n和43n、预充电电路30Dn以及输出控制电路31Dn。预充电电路30Dn包括预充电电压选择开关33n和34n。色彩选择开关41n、42n和43n分别设置在输出端32n与数据线XRn、XGn和XBn之间。根据从控制电路(未示出)发送的色彩选择信号SWRn、SWGn和SWBn，色彩选择开关41n、42n和43n分别控制在输出端32n与数据线XRn、XGn和XBn之间的电连接。
在向输出控制电路31Dn输入色彩模式信号CM(Low)的全色彩模式(正常模式)情况下，输出控制电路31Dn将电压选择信号SWVDDn(Low)和SWVGn(Low)分别输出到预充电电压选择开关33n和34n。因此，预充电电压选择开关33n和34n断开，并且预充电电路30Dn不起作用。同时，输出控制电路31Dn输出灰度电压控制信号SWA(Hi)，以便导通灰度电压控制开关44n。此外，色彩选择开关41n、42n和43n依次导通。在这种情况下，灰度电压选择单元14Cn所选择的、并且与显示数据Dn的RGB相应的灰度电压作为数据信号SRn、SGn和SBn依次从运算放大器20n分别输出到数据线XRn、XGn和XBn。
另一方面，在向输出控制电路31Dn输入色彩模式信号CM(Hi)的八色彩模式情况下，预充电电路30Dn被激活。也就是说，在向输出端32n施加灰度电压(V0或V63)之前，预充电电路30Dn将输出端32n预充电到预充电电压(VDD或GND)。换而言之，在数据信号SRn、SGn和SBn被分别输出到数据线XRn、XGn和XBn之前，对数据线XRn、XGn和XBn进行预充电。
图17是示出了根据本实施例的在八色彩模式期间输出单元15Dn的操作示例的时序图。在一个水平周期的初始状态中，预充电电压选择开关33n和34n以及色彩选择开关41n、42n和43n断开。
在时间T0，第一水平周期开始。在第一水平周期中，极性信号POL为“高”电平，并且输入到输出单元15Dn的最高有效位MSBRn、MSBGn和MSBBn分别为“1”、“1”和“0”。在时间T0，色彩模式信号CM从“低”变为“高”，并且输出单元15Dn进入八色彩模式。响应于色彩模式信号CM(Hi)，输出控制电路31Dn输出灰度电压控制信号SWA(Low)，以便断开灰度电压控制开关44n。当灰度电压控制开关44n断开时，偏置电流控制单元17(参见图13)停止向运算放大器20n提供偏置电流BC。
从时间T1到T4，依次向输出单元15Dn输入色彩选择信号SWRn(Hi)、SWGn(Hi)和SWBn(高)。具体而言，从时间T1到T2输入色彩选择信号SWRn(Hi)，从时间T2到T3输入色彩选择信号SWGn(Hi)，从时间T3到T4输入色彩选择信号SWBn(Hi)。响应于这些色彩选择信号，色彩选择开关41n、42n和43n依次导通。因此，输出端32n依次电连接到数据线XRn、XGn和XBn。
在时间T1，根据极性信号POL(Hi)和最高有效位MSBn＝1，输出控制电路31Dn输出电压选择信号SWVDDn(Hi)和SWVGn(Low)。响应于这些电压选择信号，预充电电压选择开关33n导通。由于色彩选择开关41n从时间T1到T2导通，所以输出端32n和数据线XRn被预充电到电源电压VDD(预充电电压)。
在时间T2，根据极性信号POL(Hi)和最高有效位MSBGn＝1，输出控制电路31Dn输出电压选择信号SWVDDn(Hi)和SWVGn(Low)。响应于这些电压选择信号，预充电电压选择开关33n导通。由于色彩选择开关42n从时间T2到T3导通，所以输出端32n和数据线XGn被预充电到电源电压VDD(预充电电压)。
在时间T3，根据极性信号POL(Hi)和最高有效位MSBBn＝0，输出控制电路31Dn输出电压选择信号SWVDDn(Low)和SWVGn(Hi)。响应于这些电压选择信号，预充电电压选择开关34n导通。由于色彩选择开关43n从时间T3到T4导通，所以输出端32n和数据线XBn被预充电到地电压GND(预充电电压)。
在所有数据线XRn、XGn和XBn被预充电之后，输出控制电路31Dn将电压选择信号SWVDDn和SWVGn设定为“低”，以便断开预充电电压选择开关33n和34n。在预充电周期之后从时间T4到T7，输出控制电路31Dn将灰度电压控制信号SWA设定为“高”，以便导通灰度电压控制开关44n。当灰度电压控制开关44n导通时，偏置电流控制单元17(参见图13)向运算放大器20n提供偏置电流BC。因此，灰度电压选择单元14Cn所选择的灰度电压(V0或V63)被从运算放大器20n提供到输出端32n。
此外，从时间T4到T7，色彩选择信号SWRn(Hi)、SWGn(Hi)和SWBn(Hi)被依次输入到输出单元15Dn。具体而言，从时间T4到T5，输入色彩选择信号SWRn(Hi)，并且色彩选择开关41n导通。因此，灰度电压选择单元14Cn所选择的灰度电压V0作为数据信号SRn被从运算放大器20n输出到已经预充电到电源电压VDD的数据线XRn。从时间T5到T6，输入色彩选择信号SWGn(Hi)，并且色彩选择开关42n导通。因此，灰度电压选择单元14Cn所选择的灰度电压V0作为数据信号SGn被从运算放大器20n输出到已经预充电到电源电压VDD的数据线XGn。从时间T6到T7，输入色彩选择信号SWBn(HI)，并且色彩选择开关43n导通。因此，灰度电压选择单元14Cn所选择的灰度电压V63作为数据信号SBn被从运算放大器20n输出到已经预充电到地电压GND的数据线XBn。
从时间T4到T7(灰度电压施加周期)，选通驱动器2驱动扫描线Y1至Ym中的一个，并且数据信号SRn、SGn和SBn(灰度电压V0或V63)通过数据线XRn、XGn和XBn被分别施加到像素。在灰度电压施加周期之后的时间T7，输出控制电路31Dn将灰度电压控制信号SWA变为“低”，以便断开灰度电压控制开关44n。
从时间T7到T8(Hi-Z周期)，输出端32n被设置为高阻抗状态。在该Hi-Z周期期间，第一水平周期结束，并且下一个水平周期(第二水平周期)开始。在第二水平周期中，极性信号POL为“低”电平，输入到输出单元15Dn的最高有效位MSBRn、MSBGn和MSBBn分别为“1”、“1”和“0”。也就是说，极性信号POL从“高”转换为“低”，并且公共电压VCOM的极性反转。
从时间T8到T11，色彩选择信号SWRn(Hi)、SWGn(Hi)和SWBn(Hi)被依次输入到输出单元15Dn。具体而言，从时间T8到T9输入色彩选择信号SWRn(Hi)，从时间T9到T10输入色彩选择信号SWGn(Hi)，而从时间T10到T11输入色彩选择信号SWBn(Hi)。响应于这些色彩选择信号，色彩选择开关41n、42n和43n依次导通。因此，输出端32n依次电连接到数据线XRn、XGn和XBn。
在时间T8，根据极性信号POL(Low)和最高有效位MSBRn＝1，输出控制电路31Dn输出电压选择信号SWVDDn(Low)和SWVGn(Hi)。响应于这些电压选择信号，预充电电压选择开关34n导通。由于从时间T8到T9色彩选择开关41n导通，所以输出端32n和数据线XRn被预充电到地电压GND(预充电电压)。
在时间T9，根据极性信号POL(Low)和最高有效位MSBGn＝1，输出控制电路31Dn输出电压选择信号SWVDDn(Low)和SWVGn(Hi)。响应于这些电压选择信号，预充电电压选择开关34n导通。由于从时间T9到T10色彩选择开关42n导通，所以输出端32n和数据线XGn被预充电到地电压GND(预充电电压)。
在时间T10，根据极性信号POL(Low)和最高有效位MSBBn＝0，输出控制电路31Dn输出电压选择信号SWVDDn(Hi)和SWVGn(Low)。响应于这些电压选择信号，预充电电压选择开关33n导通。由于从时间T10到T11色彩选择开关43n导通，所以输出端32n和数据线XBn被预充电到电源电压VDD(预充电电压)。
当所有的数据线XRn、XGn和XBn都被预充电之后，输出控制电路31Dn将电压选择信号SWVDDn和SWVGn设置为“低”，以便断开预充电电压选择开关33n和34n。之后，灰度电压V63、V63和V0作为数据信号SRn、SGn和SBn被依次分别输出到数据线XRn、XGn和XBn。选通驱动器2驱动扫描线Y1至Ym中的一个，并且数据信号SRn、SGn和SBn(灰度电压V0或V63)通过数据线XRn、XGn和XBn被分别施加到像素。
如上所述，即使在其中数据驱动器1执行时分驱动的本实施例中，在数据信号SRn、SGn和SBn(V0或V63)被施加到各个数据线XRn、XGn和XBn之前，可以将数据线XRn、XGn和XBn的每一个预充电到预充电电压(VDD或GND)。因此，可以降低用于输出数据信号SRn、SGn和SBn的负载。也就是说，在八色彩模式期间，当向数据线提供灰度电压(V0或V63)时可以降低施加到灰度电压选择电路14C中的运算放大器的负载。由于可以充分地抑制压降，所以不必设置连接到运算放大器的输出端的电容器。因此，可以降低制造成本。
在以上描述中，以采用线反转驱动方法的液晶显示设备10作为示例进行解释。本发明也可以应用于帧反转驱动方法和点反转驱动方法。此外，本发明也可以应用于诸如ELD(场致发光显示器)等的其它显示设备。此外，显示面板3的色彩模式可以被全部地或部分地改变。例如，可以将屏幕(显示面板3)的中央区域设置为全色彩模式，而将周围区域设置为八色彩模式。
此外，根据本发明通过预充电电路进行预充电也可以应用于全色彩模式。例如，如果在全色彩模式期间将相同的灰度电压(例如灰度电压V0)的数据信号S1至Sn施加到各个数据线X1至Xn，则施加在运算放大器上的负载增加，和八色彩模式中一样。因此，在数据信号S1至Sn被输出到各个数据线X1至Xn之前，输出电路15可将数据线X1至Xn预充电到预充电电压(例如电源电压VDD)，以降低施加到运算放大器上的负载，即使在全色彩模式下。
显然本实施例不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的范围和精神的情况下可被改进和改变。

Claims (12)

1.一种显示设备中的数据线驱动电路，包括：
输出端，其通过数据线连接到显示面板的像素，其中，与显示数据相应的灰度电压通过所述输出端被施加到所述数据线；以及
预充电电路，其被配置为在所述灰度电压被施加到所述数据线之前将所述输出端预充电到预充电电压，其中，所述预充电电压取决于所述灰度电压。
2.根据权利要求1所述的数据线驱动电路，
其中，所述显示设备以第一模式和第二模式运行，并且在所述第一模式中所述显示面板上显示的色彩数量大于在所述第二模式中所述显示面板上显示的色彩数量，
其中，所述预充电电路在所述第一模式中不起作用，而所述第二模式中被激活。
3.根据权利要求2所述的数据线驱动电路，
其中，所述预充电电路根据所述显示数据选择多个电源中的一个电源，并且在所述第二模式下对所述输出端进行预充电时，将所述输出端与所选择的所述一个电源相连接。
4.根据权利要求3所述的数据线驱动电路，
其中，所述多个电源包括：
第一电源，被配置为提供第一电源电压；以及
第二电源，被配置为提供第二电源电压，所述第二电源电压低于所述第一电源电压
其中，所述预充电电路包括：
第一预充电电压选择开关，设置在所述第一电源与所述输出端之间；以及
第二预充电电压选择开关，设置在所述第二电源与所述输出端之间，以及
其中，所述预充电电路根据所述显示数据导通所述第一预充电电压选择开关和所述第二预充电电压选择开关中的一个。
5.根据权利要求4所述的数据线驱动电路，
其中，所述预充电电路根据所述显示数据的最高有效位导通所述第一预充电电压选择开关和所述第二预充电电压选择开关中的一个。
6.根据权利要求4所述的数据线驱动电路，
其中，在所述第二模式下，将第一灰度电压或者低于所述第一灰度电压的第二灰度电压作为所述灰度电压施加到所述数据线，
其中，当所述灰度电压是所述第一灰度电压时，所述预充电电路导通所述第一预充电电压选择开关并断开所述第二预充电电压选择开关，以及
其中，当所述灰度电压是所述第二灰度电压时，所述预充电电路断开所述第一预充电电压选择开关并导通所述第二预充电电压选择开关。
7.根据权利要求6所述的数据线驱动电路，
其中，所述第一灰度电压是在所述第一模式下用于驱动所述显示面板的多个灰度电压中最大的一个灰度电压，并且所述第二灰度电压是所述多个灰度电压中最小的一个灰度电压。
8.一种显示设备，包括：
显示面板，具有连接到数据线的像素；以及
数据线驱动电路，其通过输出端连接到所述数据线，并被配置为向所述数据线施加与显示数据相应的灰度电压，
其中，所述数据线驱动电路包括预充电电路，所述预充电电路被配置为在向所述数据线施加所述灰度电压之前将所述输出端预充电到预充电电压，
其中，所述预充电电压取决于所述灰度电压。
9.一种驱动数据线的方法，所述数据线连接到显示设备的显示面板的像素，所述方法包括：
将所述数据线预充电到预充电电压；以及
在所述预充电之后，向所述数据线施加与显示数据相应的灰度电压，
其中，所述预充电电压取决于所述灰度电压。
10.根据权利要求9所述的方法，
其中，在所述施加中，根据所述显示数据将第一灰度电压或者低于所述第一灰度电压的第二灰度电压作为所述灰度电压施加到所述数据线。
11.根据权利要求10所述的方法，
其中，在所述预充电中，当所述灰度电压是所述第一灰度电压时，所述预充电电压是第一电源电压，而当所述灰度电压是所述第二灰度电压时，所述预充电电压是低于所述第一电源电压的第二电源电压。
12.根据权利要求11所述的方法，
其中，所述预充电包括：
根据所述显示数据选择所述第一电源电压和所述第二电源电压中的一个；以及
将所选择的所述一个电源电压作为所述预充电电压施加到所述数据线。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090107