CN101345034A - 液晶显示装置及其驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一液晶显示装置及其驱动装置。该液晶显示的驱动装置用以供给至源极总线的一色调电压来驱动液晶显示元件，其包含：一参考电压产生器(110)，其产生一落于该色调电压范围中的设定电压值；第一数字模拟转换器(120)，其通过数据码的上阶位而自参考电压产生器撷取出表示电压范围的数值；配置为两列的第二及第三数字模拟转换器(131，132)，并根据数据码的下阶位选择第一数字模拟转换器所指出的电压范围内的详细值时，可选择性输出该详细值；及一解多工器(150)，其将第二及第三数字模拟转换器连接于偶数列中的任何一列。本发明能维持良好的显示质量并降低成本，且可使用比先前的DA转换系统低速且低功率的缓冲放大器。
Description
技术领域
本发明有关于液晶显示装置及其驱动装置，特别是有关于具有高显示质量显示的液晶显示装置及其驱动装置(Liquid Crystal Display Device andDriving Device Thereof)。
背景技术
图1是显示典型的液晶显示装置1的结构示意图。
液晶显示装置1包含：液晶元件数组2、栅极线驱动电路7及源极总线驱动电路8，其中液晶元件数组2由配置为矩阵形式的液晶元件(cell)3所组成。
各液晶元件3由薄膜晶体管4、液晶显示元件5以及辅助电容器6建构而成；其中液晶显示元件5连接于薄膜晶体管4的漏极与接地间的一电容器，且其与辅助电容器6并联连接，薄膜晶体管4的栅极与源极分别连接至栅极线与源极总线。
此外，栅极线驱动电路7依序驱动各行的栅极线，且各行液晶元件的各薄膜晶体管共同连接至各行栅极线。再者，源极总线驱动电路8提供一电压信号至共同连接于源极总线的各列液晶元件的各薄膜晶体管的源极。
液晶显示装置中必有色调显示，如一像素进行显示时，对应色调的数据码传送至驱动装置，并于驱动装置转换成对应数据码的电压信号。电压信号传送至与薄膜晶体管的漏极连接的像素的液晶元件的源极线，并传送一高电压至栅极线以导通该薄膜晶体管的栅极，但使该电压信号得以传送至液晶元件，使通过率产生变化，而获得所希望的影像。
此时，数据码与驱动电压的关系并非线性，而具有称为γ曲线的特性。图2是现有技术中为了获得对应该γ曲线的电压的构成示意图。
图中显示数据对电压的曲线关系，如图所示，其可得256色调的电压，而其对应的数据码是0至255，即可通过8位的数据传送，从该数据获得希望的电压。
首先，为取得电压范围，从一参考电压产生器10中取出V0至V16等17种电压，其中参考电压产生器10由18个串联连接于电源与接地间的电阻分割器所构成，可通过电阻分割的方式而取得17种电压(V0至V16)。利用数据的上阶4位以及4位开关矩阵选择器20，可选择出16个电压范围，输出电压范围为Vn与Vn+1；再利用数据的下阶4位以及4位线性数字模拟转换器(DAC)30可从选出的电压范围中16种电压中再选出任一个。在图2所示的实例中，表示输出的电压落于电压范围V14-V15内，且其分配于数据码223至239中的任何一个电压。
图3是彩色液晶显示装置的驱动装置的构成示意方块图，该驱动装置施加源极电压于源极总线上；其中，与图2相同的部分是以相同的元件符号予以表示。图3所示的驱动装置将电压供给至两列液晶元件，其中各列液晶元件包括3色组成部分(R、G、B)。
此时，在提供施加至第n列中某个像素的红色(R)液晶元件的电压数据时，与图2的说明相同地，从参考电压产生器10取出17种电压值，再通过4位DA转换器的电压选择器20从17种电压值的16种电压范围中选择输出与电压数据的上阶4位对应的两个电压值Vn与Vn+1；该电压范围的两个电压值Vn与Vn+1施加于像素列的源极总线，且被传送至4位下阶位DA转换器31，以获得对应于数据值、且落于该电压范围内的电压。缓冲器41将该电压稳定化；经稳定化的电压由1对3的解多工器(demultiplexer)51施加至红色像素线的源极总线SB1R。另外，为了防止各源极总线上因电压变动大而造成显示动作迟缓，而设有预充电电路60。
通过上述结构，在对某列源极总线施加电压时，首先进行预充电，以进行第一列的红色列的准备与驱动，其次进行第一列的绿色列的准备与驱动，并接着进行第一列的蓝色列的准备与驱动。如美国专利公开2004-0174347号所述。
但是，上述结构的缺点在于，在驱动邻接列时，会受到电压变化的影响。
即，驱动第一列的红色列时，在其源极总线形成电压V1的状态下驱动绿色列；当电压上升时，受到电压上升的影响，红色列也产生电位上升的问题，此是因源极总线间的寄生电容耦合所致。相同地，邻接的源极总线彼此受到电压变动的影响，将造成画面影像受损。
因此，若欲进行两列单位的驱动时，就会采用下述的方法。首先，在第一列的红色列的驱动时，会先准备进行第二列的红色列的驱动；在第二列的红色列驱动中，也会先准备进行第一列的绿色列的驱动；如此地在两列中进行交互驱动。
然而，在这种两列单位的驱动中，各列需要进行预充电，因而需要设置预充电电路。故其耗电大，无法符合减少耗电的要求。
发明内容
本发明的液晶显示装置的驱动装置是通过供给源极总线一色调电压以使液晶显示元件驱动，该驱动装置包含：
参考电压产生器，其产生一设定电压，该设定电压于该色调电压的范围内；
第一数字模拟转换器，其通过一数据码的上阶位而自参考电压产生器撷取出表示电压范围的数值，其中色调电压对应于液晶显示装置的一液晶元件；
一第二及一第三数字模拟转换器，其配置为两列，当第二及一第三数字模拟转换器根据数据码的下阶位选择第一数字模拟转换器所指明的电压范围内的一详细值时，第二与第三数字模拟转换器可选择性输出详细值；及
一解多工器，其将第二及第三数字模拟转换器的输出选择性地连接至偶数列中的任何一列。
本发明的实施例还提供一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括：复数个栅极线；复数个源极总线；一液晶显示元件数组，其包括复数个液晶显示元件，其排列在各所述栅极线与各所述源极总线的交点上，并于所述栅极线与一薄膜晶体管的栅极连接以及于所述源极线与薄膜晶体管的漏极及源极连接；一栅极线驱动装置，其驱动所述栅极线；及上述的驱动装置，其驱动所述源极总线。
本发明的实施例另提供一种电子装置，该电子装置包括上述的液晶显示装置，所述电子装置是携带型电话装置、数字相机、个人数字助理、笔记型计算机、桌上型计算机、电视、车用显示器或可携式DVD播放器。
由于本发明不进行预充电，而是进行预驱动以使电位上升到接近原本须施加的值，因此源极总线的电压移位少，因而维持良好的显示质量。
此外，由于不需要预充电电路，因此可减少该部分的电路面积，也因电源简单，所以可谋求降低成本。
再者，可使用比先前的DA转换系统低速且低功率的缓冲放大器。
附图说明
图1显示典型的液晶显示装置1的结构示意图。
图2是现有技术中为了获得对应该γ曲线的电压的构成示意图。
图3是彩色液晶显示装置的驱动装置的构成示意方块图。
图4是本发明实施例的液晶显示装置的驱动装置的方块图。
图5是显示本发明中4位线性数字模拟转换器与缓冲器连接的电路图。
图6绘示依照图4及图5中电路作动的时序示意图。
图7是显示适用本发明的液晶显示装置的携带型电话装置的示意图。
主要元件符号说明：
1液晶显示装置
2液晶元件数组
3液晶元件
4薄膜晶体管
5液晶显示元件
6辅助电容
7栅极线驱动电路
8源极总线驱动电路
10参考电压产生器
20电压选择器
304位线性数字模拟转换器(DAC)
314位下阶位DA转换器
41缓冲器
42缓冲器
511对3解多工器
60预先充电电路
110参考电压产生器
120电压选择器
1314位线性数字模拟转换器(DAC)
1324位线性数字模拟转换器(DAC)
141负反馈缓冲器
142负反馈缓冲器
152解多工器
223～239数据码
PRD预驱动信号
SB1B源极总线
SB1G源极总线
SB1R源极总线
SB2B源极总线
SB2G源极总线
SB2R源极总线
SW10开关
SW11开关
SW12开关
SW13开关
SW14开关
SW20开关
SW21开关
SW22开关
SW23开关
SW24开关
SW25开关
Vn电压
Vn+1电压
具体实施方式
下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图4是本发明实施例的液晶显示装置的驱动装置的方块图，并与图3所示的现有结构作比较说明。另外，本实施例也说明包含3色组成的两像素列的结构。
用于获得电压范围的参考电压产生器110与图3所示者具有相似结构，其具有串联连接于电源与接地间的18个电阻分割器，以通过电阻分割而得V0至V16等17种电压。该17种电压通过17个位总线而传送至4位DA转换器的电压选择器120。
电压选择器120对应所传送的数据的上阶4位输出显示电压范围内的电压值Vn与Vn+1。
电压值Vn与Vn+1传送至4位线性数字模拟转换器(DAC)131及4位线性数字模拟转换器(DAC)132。
DAC131及132对应数据的下阶4位输出指定的电压范围内16种电压的其中任何一个，且此些输出分别通过负反馈缓冲器141，142而予以稳定化。另外，将2对6解多工器(demultiplexer)152连接于两个输入侧与六个输出侧间，通过此2对6解多工器152的作用，可于两列中3色组成共6条源极总线SB1R，SB1G，SB1B，SB2R，SB2G，SB2B间任意选择，并对其施加输出电压。
此外，不同于图3所示之处，在本实施例中对4位线性数字模拟转换器(DAC)131及132输入预驱动信号PRD，且缓冲器141，142也与图3中的缓冲器41，42不同，本实施例为负反馈连接运算放大器。在本实施例中，更配置了1个2对6解多工器，而非图3所示的两个1对3解多工器不同，且此例中也无需配置预充电电路。
图5显示本发明中4位线性数字模拟转换器(DAC)131与缓冲器141连接的电路图。
在所示的电路图中，以点链线包围的范围表示现有的4位线性数字模拟转换器(DAC)31，其具有五个并联电容器，其中这些电容器的一端共同接地，且电容以C作为单位电容，分别为1C，1C，2C，4C，8C。这些电容器的另一端各分别连接至开关SW10，SW11，SW12，SW13，SW14，用以使电压选择器120所输出的两个电压值于Vn与Vn+1间进行切换；且此些电容器也分别连接至开关SW20，SW21，SW22，SW23，SW24，并通过预驱动信号PRD而进行控制。开关SW20，SW21，SW22，SW23，SW24的另一端则共同连接于缓冲器141。此外，也设有一开关SW25，以通过预驱动信号PRD的控制而将电压Vn直接输入缓冲器，其中开关SW25进行与开关SW20，SW21，SW22，SW23，SW24相反的动作。另外，该开关SW25也可将电压Vn+1供给至缓冲器，如图5中虚线所示。
图6绘示依照图4及图5中电路作动的时序示意图。在此以两列3色组成部分共6列为例，将源极电压供给至源极总线作为例子进行说明。
现说明以n＝1为例、而在图4的6条源极总线SB1R，SB1G，SB1B，SB2R，SB2G，SB2B上供给源极电压的情况。
图6中显示交互地进行[A][B]所示的两个动作；即，在最初期间进行第一列的设定与预驱动，其次以数据码指定的电压进行驱动，同时对第二列进行设定与预驱动；在接续期间中进行第二列的驱动时，即进行第三列的设定与预驱动；以下同样地，在两列间交互地重复进行设定与预驱动时程与驱动时程。
电压选择器120依据数据码的上阶位而从图4所示的参考电压产生器10取出的17种电压值中，选择显示电压范围的两个电压Vn与Vn+1，并将其供给至两个4位线性数字模拟转换器(DAC)131及132。
这些4位线性数字模拟转换器(DAC)131及132如图5所示，将具有单位电容1C，1C，2C，4C，8C的五个电容器分别连接于电压Vn或Vn+1，且开关SW10，SW11，SW12，SW13，SW14依据数据码的下阶4位切换。
输出施加于源极总线的驱动电压系依据数据码的下阶位的数据设定。具体而言，图5的开关SW20，SW21，SW22，SW23，SW24的开放，并依据数据码的下阶4位的数据来控制开关SW10，SW11，SW12，SW13，SW14的切换。另，分别将具有单位电容1C，1C，2C，4C，8C的五个电容器连接于电压Vn或Vn+1，由此将这些电容器充电。也就是说，以开关SW10为例，即使数据为0000时，仍可产生最低电压，且Vn+1的电压仍可供给至电容器。
另外，预驱动是通过关闭开关SW25而将电压Vn+1(本例的情况为V2)供给至缓冲器。因此，可同时进行设定与预驱动，预驱动的结果为，第一列的电压将上升至自电压选择器120输出的值，如图6的源极总线的电压波形图所示。
在其次的期间，因为关闭开关SW20，SW21，SW22，SW23，SW24而贮存于4位线性数字模拟转换器(DAC)131的各电容器的电压，会作为由数据码指定的驱动电压而供给至缓冲器放大器141。而后，解多工器152将缓冲放大器141的输出供给至六行中的一行，以作为驱动电压(本例的情况为V1)。
此外，相邻的4位线性数字模拟转换器(DAC)132延迟了图6所示的1个时序才开始进行同样的动作，如[B]所示。即，在第一列进行驱动期间，同时进行第二列的设定与预驱动；而在后续期间输出驱动电压时，解多工器152则切换须供给驱动电压的列数，而供给驱动电压V2。
再者，于进行第二列的驱动时，[A]进行第三列的设定及预驱动。以下进行同样的动作。
如此，本发明中，由于在设定期间中，同时进行供给显示电压范围的电压的预驱动，因此并不需要设置预充电电路。因而，可减少电路面积，又因电源简单，更可降低成本。
此外，因预驱动会使源极总线电位上升至接近原本驱动电压的值，而使邻接像素的驱动造成的电压变动(图6中V2-Vin造成的ΔVc’)也会减少，故视觉效果的损害也较少。再者，熟悉本技术的业者因了解本发明并不限于以上的实施例，进行的改良例等包含于本发明的范围内。
例如适用本发明的列数，可适用于两列及六列以外的任何偶数列。
此外，此种液晶显示装置适合作为图7所示的携带型电话装置100的显示装置1，不过并不限于携带型电话装置，还可适用于数字相机、个人数字助理(PDA)、笔记型计算机、桌上型计算机、电视、车用显示器、可携式DVD播放器的任何一种电子装置。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种液晶显示装置的驱动装置，通过供给一源极总线的一色调电压，以使液晶显示元件驱动，其特征在于，所述液晶显示装置的驱动装置包括：
一参考电压产生器，其产生一设定电压，所述设定电压于所述色调电压的范围内；
一第一数字模拟转换器，其通过一数据码的上阶位而自所述参考电压产生器撷取出表示电压范围的数值，其中所述色调电压对应于所述液晶显示装置的一液晶元件；
一第二及一第三数字模拟转换器，其配置为两列，当所述第二及一第三数字模拟转换器根据所述数据码的下阶位选择所述第一数字模拟转换器所指出的电压范围内的一详细值时，所述第二与所述第三数字模拟转换器可选择性输出所述详细值；及
一解多工器，其将所述第二及所述第三数字模拟转换器的输出选择性地连接至偶数列中的任何一列。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置的驱动装置，其特征在于，所述液晶显示装置的驱动装置还包括：
一缓冲放大器，其设置于所述第二及所述第三数字模拟转换器与所述解多工器的间。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置的驱动装置，其特征在于，所述缓冲放大器为一负反馈连接运算放大器。
4.如权利要求2所述的液晶显示装置的驱动装置，其特征在于，所述第二及所述第三数字模拟转换器包括：
一第一开关群，其对应所述数据码的下阶位设置，且对应所述下阶位的数据内容切换共同接地的一电容器的连接与断开，而显示所述电压范围的2个数值；及
一第二开关群，其于所述第一开关群的开关均断开时，将任何一个自所述电容器的输出或所述第一数字模拟转换器的输出送至所述缓冲放大器。
5.如权利要求1所述的液晶显示装置的驱动装置，其特征在于，所述偶数列的列数为6，其对应于两列3色组成。
6.一种液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置包括：
复数个栅极线；
复数个源极总线；
一液晶显示元件数组，其包括复数个液晶显示元件，其排列在各所述栅极线与各所述源极总线的交点上，并于所述栅极线与一薄膜晶体管的栅极连接以及于所述源极线与薄膜晶体管的漏极及源极连接；
一栅极线驱动装置，其驱动所述栅极线；及
如权利要求1至5中任一项所述的驱动装置，其驱动所述源极总线。
7.一种电子装置，其特征在于，该电子装置包括如权利要求6所述的液晶显示装置，所述电子装置是携带型电话装置、数字相机、个人数字助理、笔记型计算机、桌上型计算机、电视、车用显示器或可携式DVD播放器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: QIMEI ELECTRONIC CO LTD Free format text: FORMER OWNER: TONGBAO OPTOELECTRONICS CO., LTD. Effective date: 20120209 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20120209 Address after: Taiwan, China, Taiwan, China, Hsinchu Science Industrial Park, Miaoli County Applicant after: Chimei Optoelectronics Co., Ltd. Address before: Miaoli County, Taiwan, China Applicant before: Tongbao Optoelectronics Co., Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120425 Termination date: 20170711 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |