CN1242375C - 具有伽马电压控制器的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示装置包括一伽马电压控制器。该伽马电压控制器包括一电阻元件的分压网络，并且该控制器是伽马电压电路的一部分，它还包括一可编程数/模转换器。为了所需的分压要求，把来自可编程数/模转换器的输出电压信号输入至伽马电压控制器。通过设定伽马电压控制器中不同电阻元件的适当值，从伽马电压控制器中输出的任意两个电压信号(即，伽马参考电压信号)之间的电压差可以得到细微调整。这使得能够产生这样的伽马参考电压信号，即这些信号的电压可以根据液晶显示装置中液晶显示板的T-V特性得到精确控制。

Description

具有伽马电压控制器的液晶显示装置

本发明要求取得2000年12月15日在韩国申请的第P2000-76848号韩国专利申请的利益，该申请在此引入以做参考。

技术领域

本发明主要涉及一种液晶显示器(LCD)，尤其涉及一种具有伽马电压控制器的液晶显示器，该伽马电压控制器通过精确控制可编程数/模转换器输出的每一个电平之间的电压差，而细微地校准该输出。

背景技术

具有有源矩阵驱动系统的液晶显示器(LCD)采用薄膜晶体管(TFT)作为开关元件来显示自然状态的活动图象。目前，可用的LCD装置所耗功率低，发射相当少的有害电磁波，因其细长的外形和很轻的重量而节省了较多的工作空间，并且对于工作环境来说比传统的阴极射线管(CRT)装置更方便。所以，作为显示装置，LCD装置在各种应用领域中替代了CRT装置，例如计算机监视器、电视显示器等等。最近，关于视频媒体方面，已经将传统的模拟视频信号传输方法变为一种数字视频信号传输方法，采用后者更易于压缩信息。这种数字信号传输方法为观众提供高分辨率图象。这样，作为一种显示装置的LCD必须能够由数字视频信号驱动而不是传统的模拟视频信号驱动。

图1示出一种已有技术有源矩阵LCD装置的方框图。参见图1，一种已有技术LCD装置的结构包括：列驱动器3，它把来自外部视频卡1的视频数据供给液晶板6；伽马电压电路4，它将一参考电压供给列驱动器3；行驱动器5，它提供用来控制液晶板6上薄膜晶体管(TFT)的开关动作的扫描信号；控制器2，它控制列驱动器3和行驱动器5。

通常，具有XGA分辨率(1024×768象素)的液晶板6有1024×3(RGB)＝3072条源极行(source lines)。因此，在具有XGA分辨率的LCD中，采用每个列驱动器具有384个通道输出端的八(8)个列驱动器3(384×8＝3072)，采用每个行驱动器具有200个通道输出端的四(4)个行驱动器5(200×4＝800)。

把从数字视频卡1(它可安装在例如一计算机的主机内)接收到的视频数据通过控制器2供给列驱动器3。另一方面，可以在通过安装在LCD监视器本身内的一接口模块(图中未示)把来自一计算机的模拟视频信号转换成一数字视频信号之后，将该模拟信号发送给LCD。

图2是示出图1所示列驱动器3详细电路的方框图。如图2所示，第一数据锁存器41锁存通过控制器2从外部视频卡1中接收到的视频数据输入量(10，11，12)。该数据锁存器41锁存由LCD板6的控制器2输入的奇数和偶数视频数据。使移位寄存器40与一外部时钟信号CLK同步，以顺序地产生用来将视频数据存入行锁存器42的锁存使能信号。行锁存器42与锁存使能信号同步，顺序地存储视频数据。行锁存器42包括第一和第二寄存器(图中未示)，每一个寄存器具有至少一行(这里为八位)的大小。这里，连接到一个列驱动器上的8位源极行(source lines)数目为384。在视频信号的一个行部分存储到第一寄存器中之后不久，行锁存器42将该视频数据的一个行部分从第一寄存器移动到第二寄存器中。行锁存器42继续将视频数据后来的行存储到第一和第二寄存器中。

把多个参考电压信号从伽马电压电路4(图1)施加给一数/模转换器43(图2)，然后，该数/模转换器从这多个参考电压信号中选择与每个来自行锁存器42第二寄存器的视频数据一致的一个或两个参考电压信号。该数/模转换器43还分开每个参考电压信号，并且将所分开的(与视频数据相对应的)参考电压信号作为模拟视频信号经输出缓冲器44输出给每个源极行(source lines)。

这里所述作为例子的数/模转换器43有一电阻网络，该网络将所选的参考电压信号分配给与视频数据一致的内部灰度级电压。该参考电压信号可以受外部控制，称为分接点电压(tap point voltage)。每一个分接点之间的内部灰度级电压自动受数/模转换器43内的电阻网络检测。通常，LCD开发人员可以根据电阻网络的驱动电路技术要求信息设定伽马分接点电压，其传输率(transmission rate)与LCD板6的T-V(传输比-电压)曲线一致。图3是一曲线图，它表示一组伽马分接点电压GMA1-GMA16与LCD板(例如LCD板6)的传输比-电压(T-V)特性曲线之间一预定关系。伽马分接点电压的设定称为伽马调整(Gamma Tuning)。应指出的是，L00(黑色)电压和L63(白色)电压应当仔细设定，因为这些电压决定LCD板6的反差比。

图4是一方框图，它示出图1中采用一传统可编程数/模转换器(DAC)的已有技术伽马电压电路4。该已有技术的伽马电压电路4按原样(即，没有任何其他处理)采用了作为参考电压信号从可编程DAC中输出的伽马电压。在可由6位控制信号控制的可编程数/模伽马电压电路4的情况下，可以产生最多64(2⁶＝64)个参考电压信号。通常，将这六十四(64)个参考电压信号中的十六(16)个信号(表示为GMA1-GMA16)选为输出信号。这样，如果VAA电压为10V并且可编程DAC为6位，那么可控电压阶跃(voltage step)为10/64＝0.156V。换句话说，可编程数/模伽马电压电路4输出64个具有均匀间隔0.156V的参考电压信号。由于已有技术可编程数/模伽马电压电路4产生具有固定均匀间隔的参考电压信号，所以不可能根据LCD板6的特性精确控制伽马电压。

发明内容

因此，本发明涉及一种具有一伽马电压控制器的液晶显示装置，它基本上消除了因已有技术的局限和缺点所带来的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种具有一伽马电压控制器的液晶显示装置，它能够通过精确地控制每个输出电平之间的电压差，细微地校准一伽马电压电路中可编程数/模转换器的输出。

为了实现本发明的目的，根据本发明一个实施例的液晶显示器的伽马电压电路包括：具有预定数目的第一组输出的可编程数/模转换器(DAC)，其中可编程DAC配置成响应于输入其上的多个数字控制信号而输出多个第一模拟参考电压信号，其中多个第一模拟参考电压信号中的每一个都出现在第一组输出中相应的一个输出上；一伽马电压控制器，它连接到第一组输出上，用以通过分开多个第一模拟参考电压信号产生多个第二模拟参考电压信号，其中该伽马电压控制器包括具有第二组输出的多个分压网络，其中这多个分压网络中的每个分压网络有一输入和第二组输出中的一个输出，并且其中每个这样的输入连接到第一组输出中相应的一个输出上，而第二组输出中的每一个都连接到液晶显示器的列驱动电路上。

在一个实施例中，伽马电压控制器中的每个分压网络包括以预定串-并联结构连接的三个电阻，用以得到理想的分压。这三个电阻中每一个的阻值可以各自独立地受到调整，用以在从伽马电压控制器中输出的任意两个伽马参考电压信号之间实现不均匀电压间隔。

这样，可以通过为伽马电压控制器中不同电阻元件设定适当的值，细微地校准从伽马电压控制器中输出的任意两个电压信号(即，伽马参考电压信号)之间的电压差或电压间隔。这使得能够产生这样的伽马参考电压信号，即，它们的电压能够根据液晶显示装置中液晶显示板的T-V特性得到精确控制。

本发明的其他特征和优点将在下面的描述中给出，根据下面的描述，这些特征和优点一部分变得很明显，或者可以通过本发明的实践悟出。通过在所写说明书及其权利要求书以及附图中特别指出的结构，能够实现和得到本发明的目的和其他优点。

应当理解的是，前面的概括性描述和以下的详细描述是示例性和解释性的，它们意欲提供如权利要求书所要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

这里所包括做为进一步理解本发明而提供的附图包括在本说明书中，并且构成其一部分，这些附图表示出本发明的实施例，它们连同文字说明一起用来解释本发明的原理。这些附图中：

图1示出一已有技术有源矩阵液晶显示装置的方框图；

图2是一方框图，它示出图1所示列驱动器的详细电路；

图3是一曲线图，它示出一组伽马分接点电压与一LCD板的传输大比-电压特性曲线之间的预定关系；

图4是一方框图，它示出图1中采用一传统可编程数/模转换器的已有技术伽马电压电路；

图5是一方框图，它示出根据本发明的典型伽马电压电路；

图6A至6D是典型的电路图，它们示出具有根据本发明一个实施例所述伽马电压控制器的两个伽马电压电路详细结构；

图7是一表格，它示出图6A-6D所示伽马电压电路实施例在阶跃上的电压变化范围和电压差。

具体实施方式

现在详细说明本发明的优选实施例，其实例示于图5-7。参见图5，根据本发明一个实施例的伽马电压电路包括可编程数/模转换器(DAC)61、63(分别示于图6A和6B)和连接在DAC每个输出上的伽马电压控制器。每个根据本发明一个实施例的伽马电压控制器包括一电阻元件的网络。例如，在图5所示实施例中，每个伽马电压控制器包括：串联连接到可编程DAC一相应输出行上的第一电阻(R1)；第二电阻(R2)和第三电阻(R3)，它们每一个都并联连接到第一电阻上，并且具有提供用于产生列驱动电路3(图1)的分开参考电压的某一电压(VAA)。电压阶跃变化的范围和分开参考电压的每个阶跃之间的差可以根据电阻R1、R2和R3的阻值确定。变成伽马参考电压的电压值可以通过以下公式得到。

V_P＝V_AA[(R₁R₃/R₁+R₃)/{R₂+R₁R₃/(R₁+R₃)}]+V_S[(R₂R₃/R₂+R₃)/{R₁+R₂R₃/(R₂+R₃)}]＝V_AA[1/{1+{R₂(R₁+R₃)/R₁R₃}}]+V_S[1/{1+R₁(R₂+R₃)/R₂R₃}]

在上面给出的公式中，V_P是出现在电阻R1、R2、R3节点上的电压，之后它作为伽马电压源输入；V_S是出现在可编程DAC输出端的电压；R1是串联连接在每个DAC输出端的电阻；R2是接至VAA的电阻；R3是接至公共电压/接地的电阻。在图5所示的电阻网络中，将电压V_P计算为电压VAA的适当分数值之和，V_S由以上公式给出。例如，在以上公式中，电压VAA的值乘以电阻R1和R3的并联组合与电阻R2相串联的值；而V_S的值乘以电阻R2和R3的并联组合与电阻R1相串联的值。

如从前面公式可以看出的那样，伽马电压源(即，线GMA1-GMA16上的输出电压)可以根据R1、R2和R3的值改变，而每个电压之间的差可以根据电阻R1、R2和R2阻值的变化改变。换句话说，与已有技术伽马电压电路相反，根据本发明的伽马电压电路没有每个伽马参考电压之间的间隔(或“阶跃”)均匀的限制。这样，也可以根据本发明提供能够通过仅利用电阻元件(例如图5中的电阻R1、R2和R3)精确控制其输出电压每个电平之间电压差的伽马电压源。

图6A至6D是典型电路图，它们示出具有根据本发明一个实施例的伽马电压控制器的两个伽马电压电路详细结构。图6A和6B示出一个可编程伽马电压电路，图6C和6D示出另一个可编程伽马电压电路。这两个可编程伽马电压电路用来根据所需的正/负极性要求提供各自的第一和第二参考电压信号组(GMA1-GMA8和GMA9-GMA16)。

图6A示出第一参考电压信号组(GMA1-GMA8)的第一可编程数/模转换器(DAC)61。第一可编程数/模转换器61输出8个输出电压信号(GNIN_1-GNIN_8)。图6C所示的伽马电压控制器62接至第一可编程数/模转换器61的每一个输出端。这样，把来自DAC61的这八(8)个输出电压信号(GNIN_1-GNIN_8)输入给图6C中的伽马电压控制器62，这八个输出电压信号以如上文所述的均匀间隔输出。伽马电压控制器62的输出组成第一参考电压信号组(GMA1-GMA8)，该信号组的两个参考电压之间有不均匀间隔。可以根据如图7所示液晶板(例如图1中的LCD板6)的T-V特性(通过设定或选择伽马电压控制器62中电阻的适当阻值)设定或调整任意两个参考电压之间的不均匀间隔。

图6B示出第二参考电压信号组(GMA9-GMA16)的第二可编程数/模转换器63。该第二可编程数/模转换器63输出8个输出电压信号(GNIN_9-GNIN_16)。图6D所示的伽马电压控制器64接至第二可编程数/模转换器63的每一个输出端。这样，来自DAC63的这八(8)个输出电压信号((GNIN_9-GNIN_16))输入给图6D中的第二伽马电压控制器64，这八个输出电压信号以如上文所述的均匀间隔输出。伽马电压控制器64的输出组成第二参考电压信号组(GMA9-GMA16)，该信号组的任意两个参考电压之间有不均匀间隔。可以根据如图7所示液晶板(例如图1中的LCD板6)的T-V特性(通过设定或选择伽马电压控制器64中电阻的适当阻值)设定或调整任意两个参考电压之间的不均匀电源间隔。

图7示出根据编码32所设定的值从第一和第二可编程伽马电压电路中输出的参考电压信号。可以从图7中看出，编码32中每1(一)位变化的两参考电压之间的电压间隔是不均匀的，该电压间隔可以根据液晶板的特性得到仔细地调整。

这样，在根据本发明的伽马电压电路中，可以通过输入数字控制位得到伽马电压电路输出的两个参考电压信号之间不均匀的电压差。因此，可以根据液晶显示板的特性精确地控制伽马参考电压信号。这样，可以把用液晶显示板仔细校准的模拟视频信号作为该液晶显示板的输入。

前面描述了具有根据本发明的伽马电压控制器的液晶显示装置。该伽马电压控制器包括一电阻元件的分压网络并且是一伽马电压电路的一部分，它还包括一可编程数/模转换器。把来自可编程数/模转换器的输出电压信号输入给伽马电压控制器。从伽马电压控制器中输出的任意两个电压信号(即，伽马参考电压信号)之间的电压差或间隔可以通过设定伽马电压控制器中不同电阻元件的适当值得到细微校准。这使得能够产生这样的伽马参考电压信号，即这些信号的电压可以根据液晶显示装置中液晶显示板的T-V特性得到精确控制。

对本领域的普通技术人员来说，很显然，在不脱离本发明实质或范围的情况下可以对具有根据本发明的伽马电压控制器的液晶显示器进行的各种修改和变换。因而倘若本发明的修改和变换在所附权利要求书及其等同物的范围之内，本发明试图覆盖这些修改和变换。

Claims (8)

1.一种液晶显示器的伽马电压电路，包括：

含预定数目的第一组输出的可编程数/模转换器，其中该可编程数/模转换器配置成响应于输入到其上的相应多个数字控制信号，输出多个第一模拟参考电压信号，其中第一多个模拟参考电压信号中的每一个出现在第一组输出中相应的一个上；和

伽马电压控制器，它接至第一组输出上，以通过分开第一多个模拟参考电压信号产生第二多个模拟参考电压信号，其中该伽马电压控制器包括具有第二组输出的多个分压网络，其中这多个分压网络中的每个分压网络具有第一输入和第二组输出中的一个输出，其中每个第一输入接至第一组输出中的相应一个输出上，第二组输出中的每一个接至液晶显示器的列驱动电路。

2.如权利要求1所述的伽马电压电路，其中每个分压网络包括：

具有第一输入和第三输出的第一电阻元件，其中第一电阻元件经第一输入串联连接到第一组输出中的相应一个输出上；和

接至第三输出且与第一电阻元件并联的第二电阻元件，其中第二电阻元件的输出构成第二组输出中的一个输出，而且其中第一电阻元件和第二电阻元件的组合把出现在第一输入上的第一多个模拟参考电压信号中相应的一个信号分开，并且在第二组输出中的一个输出上产生第二多个模拟参考电压信号中各自的一个信号。

3.如权利要求2所述的伽马电压电路，其中第一电阻元件是第一电阻，且其中第二电阻元件包括：

第二电阻；和

与第二电阻串联连接的第三电阻，其中第二电阻的一端接至电源电压，第三电阻的一端接至电路地电压，其中第一电阻的第三输出接至第二电阻与第三电阻的节点，并且其中从第二电阻与第三电阻的节点处取出第二组输出中的一个输出。

4.如权利要求3所述的伽马电压控制器，其中第一电阻、第二电阻和第三电阻中每一个的阻值各自可调。

5.一种液晶显示装置，包括：

液晶显示板，其具有多个薄膜晶体管和多个象素电极，其中多个象素电极中的每一个接至多个薄膜晶体管中相应的一个晶体管上；

列驱动器，用来将一视频数据信号转换成一模拟视频信号，并且将该模拟视频信号加到液晶显示板中的多个象素电极上；

行驱动器，用来将一扫描信号作为一开关控制信号按顺序加到液晶显示板中多个薄膜晶体管中的每一个晶体管上；

控制器，用来产生并且输出列驱动器的第一控制信号和行驱动器的第二控制信号；和

伽马电压电路，其接至列驱动器，并且其上供有多个参考电压信号，其中该伽马电压电路包括：

可编程数/模转换器，其具有预定数目的第一组输出，其中该可编程数/模转换器配置成响应于输入到其上的相应多个数字控制信号，输出第一多个模拟参考电压信号，其中第一多个模拟参考电压信号中的每一个出现在第一组输出中相应的一个上；和

伽马电压控制器，它接至第一组输出，以通过分开第一多个模拟参考电压信号产生第二多个模拟参考电压信号，其中该伽马电压控制器包括具有第二组输出的多个分压网络，其中这多个分压网络中的每个分压网络具有第一输入和第二组输出中的一个输出，其中每个第一输入接至第一组输出中的相应一个输出，第二组输出中的每一个接至液晶显示器的列驱动器。

6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其中伽马电压控制器中每个分压网络包括：

具有第一输入和第三输出的第一电阻元件，其中第一电阻元件经第一输入串联连接到第一组输出中相应的一个输出上；和

接至第三输出且与第一电阻元件并联的第二电阻元件，其中第二电阻元件的输出构成第二组输出中的一个输出，而且其中第一电阻元件和第二电阻元件的组合把出现在第一输入上的第一多个模拟参考电压信号中相应的一个信号分开，并且在第二组输出中的一个输出上产生第二多个模拟参考电压信号中各自的一个信号。

7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中每个分压网络中的第一电阻元件是第一电阻，且其中每个分压网络中的第二电阻元件包括：

第二电阻；和

与第二电阻串联连接的第三电阻，其中第二电阻的一端接至电源电压，第三电阻的一端接至电路地电压，其中第一电阻的第三输出接至第二电阻与第三电阻的节点，并且其中从第二电阻与第三电阻的节点处取出第二组输出中的一个输出。

8.如权利要求7所述的液晶显示装置，其中每个分压网络中第一电阻、第二电阻和第三电阻中每一个的阻值各自可调。

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