CN1831923A - 用于驱动液晶显示设备的装置和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于驱动液晶显示设备的装置和方法，其中可以无需使用数字存储器来增加液晶的响应速度。所述驱动装置包括：液晶面板，具有相互垂直排列的选通线和数据线；选通驱动器，其将选通脉冲提供给选通线；以及数据驱动器。所述数据驱动器对输入的N位数字数据信号进行抽样以产生模拟数据电压，并根据所抽样数字数据信号的M位数据值产生用于加速液晶响应速度的调制数据电压，将所述调制数据电压与所述模拟数据电压进行混合，并将所述混合数据电压提供给数据线。

Description

用于驱动液晶显示设备的装置和方法

技术领域

本发明涉及液晶显示设备，更具体地，本发明涉及用于驱动液晶显示设备的装置和方法，其中即使不使用存储器也可以提高液晶响应速度，由此防止画面质量的下降。

背景技术

液晶显示设备已经用于许多不同类型的电子设备中。液晶显示设备按照视频信号调整液晶单元的透光性以显示图像。有源矩阵型液晶显示设备具有对于每个液晶单元形成的开关元件，并适于显示运动图像。薄膜晶体管(TFT)主要用作有源矩阵型液晶显示设备中的开关元件。

然而，该液晶显示设备由于诸如液晶的固有黏性和弹性的特性而具有较慢的响应速度，这可以从以下公式1和2中看出。

【公式1】

${\mathrm{\τ}}_r\∝\frac{{\mathrm{\γd}}^2}{\mathrm{\Δ\ϵ}|{\mathrm{Va}}^2-{V_F}^2|}$

其中τ_r是当将电压施加到液晶时的上升时间，V_a是所施加的电压，V_F是Freederick转变电压，在该电压处液晶分子开始倾斜，d是液晶单元间隔，而γ是液晶分子的旋转黏性。

【公式2】

${\mathrm{\τ}}_F\∝\frac{{\mathrm{\γd}}^2}{K}$

其中τ_F是在施加到液晶的电压被断开之后当由于弹性恢复力而使液晶返回到其初始位置时的下降时间，K是液晶的固有弹性模量。

在扭转相列(TN)模式中，虽然液晶的响应速度可能按照其物理属性和单元间隔而不同，但是通常上升时间是20到80ms，而下降时间是20到30ms。因为此液晶响应速度长于运动图像的一帧周期(国家电视标准协会(NTSC)中的16.67ms)，所以在充到液晶上的电压达到所期望的电平之前，液晶的响应已进行到下一帧，如图1所示，从而导致运动模糊，其中余像残留在视平面中。

参照图1，常规液晶显示设备不能表示所期望的用于显示运动图像的色彩和亮度的原因在于：当数据VD从一个电平变为另一电平时，相应显示亮度级BL因为液晶显示设备的慢响应而无法到达所期望的值。结果，在运动图像中出现运动模糊，导致对比度下降，结果显示质量劣化。

为了解决液晶显示设备的慢响应速度问题，美国专利第5,495,265号申请以及PCT国际公开第WO 99/09967号提出了一种使用查询表根据数据变化对数据进行调制的方法(下文称为‘高速驱动方法’)。该高速驱动方法适于基于如图2所示的原理调制数据。

参照图2，常规高速驱动方法包括调制输入数据VD并对液晶单元施加经调制的数据MVD，以获得所期望的亮度级MBL。在这种高速驱动方法中，为了获得与一帧周期中的输入数据的辉度对应的理想亮度级，根据输入数据中的变化通过增加公式1中的|Va²-V_F ²|来迅速加速液晶的响应。

因此，使用高速驱动方法的常规液晶显示设备能够通过调制数据值来补偿液晶的慢响应以解决运动图像中的运动模糊，从而以所期望的色彩和亮度显示画面。

具体地，为了减少硬件实现中的存储容量负担，常规高速驱动方法通过只对前一帧Fn-1的最高有效位MSB与当前帧Fn的最高有效位MSB进行相互比较，来执行调制，如图3所示。换言之，常规高速驱动方法比较前一帧Fn-1的最高有效位数据MSB与当前帧Fn的最高有效位数据MSB，以确定在这两个最高有效位数据MSB之间是否存在变化。如果在这两个最高有效位数据MSB之间存在变化，则从查询表中选出相应的经调制的数据MRGB，作为当前帧Fn的最高有效位数据MSB。

图4示出了常规高速驱动装置的结构，其中实现了上述高速驱动方法。

参照图4，该常规高速驱动装置包括：连接到最高有效位总线42的帧存储器43，以及共同连接到最高有效位总线42的输出端和帧存储器43的查询表44。

帧存储器43存储一帧周期的最高有效位数据MSB，并将所存储的数据提供给查询表44。此处，最高有效位数据MSB被设置为8位源数据RGB中的4个最高有效位。

查询表44将从最高有效位总线42输入的当前帧Fn的最高有效位数据MSB与从帧存储器43输入的前一帧Fn-1的最高有效位数据MSB进行比较，如以下表1所示，并选择与比较结果对应的经调制的数据MRGB。将经调制的数据MRGB添加到来自最低有效位总线41的最低有效位数据LSB，然后提供给液晶显示设备。

其中最高有效位数据MSB限于4位，登记在高速驱动设备和方法的查询表44中的经调制数据MRGB如下：

【表1】

前一帧	当前帧
																			0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
	0	0	1	3	4	6	7	9	10	11	12	14	15	15	15	15	15
																		1	0	1	2	4	5	7	9	10	11	12	13	14	15	15	15	15
	2	0	1	2	3	5	7	8	9	10	12	13	14	15	15	15	15
																		3	0	1	2	3	5	6	8	9	10	11	12	14	14	15	15	15
	4	0	0	1	2	4	6	7	9	10	11	12	13	14	15	15	15
																		5	0	0	0	2	3	5	7	8	9	11	12	13	14	15	15	15
	6	0	0	0	1	3	4	6	8	9	10	11	13	14	15	15	15
																		7	0	0	0	1	2	4	5	7	8	10	11	12	14	14	15	15
	8	0	0	0	1	2	3	5	6	8	9	11	12	13	14	15	15
																		9	0	0	0	1	2	3	4	6	7	9	10	12	13	14	15	15
	10	0	0	0	0	1	2	4	5	7	8	10	11	13	14	15	15
																		11	0	0	0	0	0	2	3	5	6	7	9	11	12	14	15	15
	12	0	0	0	0	0	1	3	4	5	7	8	10	12	13	15	15
																		13	0	0	0	0	0	1	2	3	4	6	8	10	11	13	14	15
	14	0	0	0	0	0	0	1	2	3	5	7	9	11	13	14	15
																		15	0	0	0	0	0	0	0	1	2	4	6	9	11	13	14	15

在以上表1中，最左列表示前一帧Fn-1的数据电压VDn-1，最上一行表示当前帧Fn的数据电压VDn。表1还包括以十进制形式表示4个最高有效位而得到的查询表信息。

在上述高速驱动设备和方法中，使用如查询表44的数字存储器，通过对前一帧Fn-1的数据与当前帧Fn的数据进行相互比较来产生经调制的数据MRGB。数字存储器的使用增加了芯片尺寸以及制造成本。

附图说明

附图被包含以提供对本发明的进一步理解，附图被并入并构成了本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。图中：

图1是示出常规液晶显示设备中的依赖于数据的亮度变化的波形图；

图2是示出液晶显示设备的常规高速驱动方法中的依赖于数据调制的亮度变化的波形图；

图3是示出了液晶显示设备的常规高速驱动装置中的最高有效位数据调制的视图；

图4是该常规高速驱动装置的框图；

图5是示意性地示出根据本发明实施例的液晶显示设备的驱动装置的结构的框图；

图6是图5中的数据驱动器的示意图；

图7A是示出提供给图6中的数字/模拟转换器的伽马电压的电平、或者从图6中的调制器输出的调制数据电压的电平的视图；

图7B是示出从图6中的调制器输出的调制数据电压的电平的视图；

图8是示出提供给图5中的液晶面板的选通线和数据线的波形的波形图；

图9是示出图6中的调制器的第一实施例的视图；

图10是示出图6中的调制器的第二实施例的视图；

图11是示出图6中的调制器的第三实施例的视图；

图12是示出图11中的清除信号发生器的第一实施例的视图；

图13是示出图12中的各电容中存储的电压的波形图；

图14是示出图11中的清除信号发生器的第二实施例的视图；

图15是示出图6中的调制器的第四实施例的视图；

图16是示出图15中的清除信号发生器的结构的视图；

图17是示出图6中的调制器的第五实施例的视图；以及

图18是示出图6中的调制器的第六实施例的视图。

具体实施方式

下面详细参照本发明的优选实施例，附图中示出了这些优选实施例的示例。只要可能，图中的相同标号指相同或者相似的部件。

图5是示意性示出根据本发明实施例的液晶显示设备的驱动装置的结构的框图。

参照图5，根据本发明实施例的液晶显示设备的驱动装置包括：液晶面板102，其包括多条选通线GL1到GLn以及多条数据线DL1到DLm，它们被排列为相互垂直以限定多个单元区域；选通驱动器106，用于驱动液晶面板102的选通线GL1到GLn；以及数据驱动器104，用于对输入的N位(其中N是正整数)数字数据信号Data进行抽样，产生与所抽样的N位数字数据信号Data对应的模拟数据电压Vdata，根据所抽样的N位数字数据信号Data中的M位(其中M是小于或等于N的正整数)数据值产生用于加速液晶响应速度的调制数据电压Vmdata，将调制数据电压Vmdata与模拟数据电压Vdata进行混合，并将混合数据电压提供给数据线DL。液晶显示设备的驱动装置还包括：定时控制器108，用于控制数据驱动器104和选通驱动器106的驱动定时，并将数字数据信号Data提供给数据驱动器104。

液晶面板102还包括分别形成在选通线GL1到GLn与数据线DL1到DLm的交点处的多个薄膜晶体管(TFT)，以及分别连接到这些TFT的多个液晶单元。各TFT响应于来自选通线GL1到GLn中的相关一个选通线的选通脉冲，将来自数据线DL1到DLm中的相关一个数据线的模拟数据电压提供给一个相关的液晶单元。各液晶单元可以等价地表示为液晶电容Clc，因为其具有经由液晶面对的公共电极以及连接到相关TFT的像素电极。该液晶单元包括存储电容Cst，用于保持充到液晶电容Clc上的模拟数据电压，直到下一个数据信号被充至其上。

定时控制器108将外部提供的源数据RGB排列成适于驱动液晶面板102的数字数据信号Data，并将经排列的数字数据信号Data提供给数据驱动器104。定时控制器108还使用外部输入的主时钟MCLK、数据使能信号DE以及水平和垂直同步信号Hsync和Vsync来产生数据控制信号DCS和选通控制信号GCS，并将所产生的数据控制信号DCS和选通控制信号GCS分别施加到数据驱动器104和选通驱动器106，以控制它们驱动定时。

选通驱动器106响应于来自定时控制器108的选通控制信号GCS，依次产生选通脉冲并将其提供给选通线GL1到GLn，以导通/截止TFT。选通控制信号GCS优选地包括选通起始脉冲GSP、选通移位时钟GSC以及选通输出使能信号GOE。选通脉冲优选地包括用于导通TFT的正闸极电压(gate high voltage)VGH，以及用于截止TFT的负闸级电压(gate lowvoltage)VGL。

数据驱动器104响应于来自定时控制器108的数据控制信号DCS，对来自该定时控制器108的N位(其中N为正整数)数字数据信号Data进行抽样，产生与所抽样的N位数字数据信号Data对应的模拟数据电压Vdata，根据所抽样的N位数字数据信号Data中的M位(其中M是小于或等于N的正整数)数据值产生用于加速液晶的响应速度的调制数据电压Vmdata，将调制数据电压Vmdata与模拟数据电压Vdata进行混合，并将混合数据电压提供给数据线DL。

为此，如图6所示，数据驱动器104包括：移位寄存器120，用于依次产生抽样信号；锁存器122，用于响应于抽样信号对N位数字数据信号Data进行锁存；数字/模拟转换器124，用于基于被锁存的N位数字数据信号Data选择多个伽马电压GMA中的任意一个，并产生所选择的伽马电压GMA作为与数字数据信号Data对应的模拟数据电压Vdata；调制器130，用于根据所锁存的N位数字数据信号Data的M位数据值产生用于加速液晶响应速度的调制数据电压Vmdata，；混合器126，用于将调制数据电压Vmdata与模拟数据电压Vdata进行混合；以及输出单元128，用于对混合数据电压Vp进行缓冲并将所缓冲的数据电压提供给数据线DL。

移位寄存器120响应于来自定时控制器108的数据控制信号DCS中包含的源起始脉冲SSP和源移位时钟SSC依次产生抽样信号，并将该抽样信号提供给锁存器122。

锁存器122基于逐水平线方式响应于来自移位寄存器120的抽样信号，对来自定时控制器108的N位数字数据信号Data进行锁存。锁存器122还响应于来自定时控制器108的数据控制信号DCS中所包含的源输出使能信号SOE，将一水平线的经锁存的N位数字数据信号Data提供给数字/模拟转换器124。

数字/模拟转换器124根据来自锁存器122的N位数字数据信号Data，从伽马电压发生器(未示出)提供的多个伽马电压GMA中选择任意一个，将该N位数字数据信号Data转换成模拟数据电压Vdata，并将经转换的模拟数据电压Vdata提供给混合器126。优选地，当N位数字数据信号Data是8位时，多个伽马电压GMA具有256个不同电平，如图7A所示。在这种情况下，数字/模拟转换器124从与来自锁存器122的N位数字数据信号Data对应的该256个不同电平的伽马电压GMA中选择任意一个，并将所选伽马电压生成为模拟数据电压Vdata。

调制器130根据从锁存器122输出的N位数字数据信号Data中的M位，产生用于加速液晶响应速度的调制数据电压Vmdata，并将所产生的数据电压Vmdata提供给混合器126。

具体地，调制器130产生调制数据电压Vmdata，该电压具有依赖于从锁存器122提供的M位数字数据信号Data的不同电平和不同脉冲宽度。

当从锁存器122输入的M位数字数据信号Data是8位时，调制器130产生具有256个不同电平和脉冲宽度的调制数据电压Vmdata。然而，当输入调制器130的M位数字数据信号Data是8位时，调制器130的尺寸增加。为此，在本发明中假设，从锁存器122输出的8位数字数据信号中的4个最高有效位MSB1到MSB4被提供给调制器130。由此，调制器130根据来自锁存器122的4个最高有效位MSB1到MSB4，产生具有16个不同电平中的任意一个以及16个不同脉冲宽度中的任意一个的调制数据电压Vmdata，如图7B所示，并将所产生的调制数据电压Vmdata提供给混合器126。

混合器126对来自调制器130的调制数据电压Vmdata与来自数字/模拟转换器124的模拟数据电压Vdata进行混合，并将混合数据电压Vp提供给输出单元128。

输出单元128将来自混合器126的数据电压Vp提供给数据线DL。

图8是对于一个水平周期，提供给图5中的液晶面板102的选通脉冲GP和数据电压Vp的波形图。

结合图6参照图8，来自选通驱动器106的具有特定宽度W的选通脉冲GP被提供给液晶面板102的选通线GL。与该选通脉冲GP同步地，混合器126对于选通脉冲GP的第一时间段t1，将来自数字/模拟转换器124的模拟数据电压Vdata和来自调制器130的调制数据电压Vmdata的混合数据电压Vp提供给液晶面板102的数据线DL，在该第一时间段t1中正闸极电压V6H被提供给选通线。然后，对于第一时间段t1之后的选通脉冲GP的第二时间段t2，将来自数字/模拟转换器124的模拟数据电压Vdata提供给液晶面板102的数据线DL，在该第二时间段t2中正闸极电压VGH被提供给选通线。优选地，第一时间段t1短于第二时间段t2。

因此，在根据本发明实施例的液晶显示设备的驱动装置和方法中，通过在提供给选通线GL的选通脉冲GP的第一时间段t1中，将包含调制数据电压Vmdata的数据电压Vp提供给数据线DL，来以高于模拟数据电压Vdata的电压预驱动液晶，并在选通脉冲GP的第二时间段t2中，通过将所期望的灰度级的模拟数据电压Vp提供给数据线DL，来在所期望的状态下驱动液晶。换言之，在根据本发明实施例的液晶显示设备的驱动装置和方法中，在液晶面板102的扫描周期的第一时间段t1中，以调制数据电压Vmdata和模拟数据电压Vdata的混合数据电压高速驱动液晶，然后，在第一时间段t1之后的第二时间段t2中，正常地以模拟数据电压Vdata驱动液晶。

因此，在根据本发明实施例的液晶显示设备的驱动装置和方法中，可以不使用单独的存储器来增加液晶的响应速度，以防止画面质量的下降。

图9示出了在图5和图6所示的根据本发明实施例的液晶显示设备的驱动装置中的调制器130的第一实施例。

结合图6参照图9，根据第一实施例的调制器130包括：调制电压发生器132，用于根据来自锁存器122的4个最高有效位数字数据信号(MSB1到MSB4)产生经调制的具有不同电平的数据电压Vmdata；开关控制信号发生器134，用于根据来自锁存器122的4个最高有效位数字数据信号(MSB1到MSB4)，产生具有不同脉冲宽度的开关控制信号SCS；以及开关136，用于响应于开关控制信号SCS，将来自调制电压发生器132的输出节点n1的调制数据电压Vmdata提供给混合器126。

调制电压发生器132包括：第一解码器140，用于对来自锁存器122的4个最高有效位数字数据信号(MSB1到MSB4)进行解码，并在其多个输出端子处输出经解码的信号；多个分压电阻R1到R16，分别连接到第一解码器140的输出端子；以及第一电阻Rv，电连接在驱动电压端子VDD与各分压电阻R1到R16之间。

分压电阻R1到R16具有不同的阻抗，并且电连接在输出节点n1和第一解码器140的相应输出端子之间。第一电阻Rv和多个分压电阻R1到R16构成了分压电路，该分压电路用于设置由第一解码器140的解码而调制的数据电压的电平。

第一解码器140对来自锁存器122的4个最高有效位数字数据信号(MSB1到MSB4)进行解码，以选择性地将多个分压电阻R1到R16中的任何一个连接到内部地电压源。结果，驱动电压VDD被第一电阻Rv和选择性连接的分压电阻所分割，并且经分割的电压作为调制数据电压Vmdata出现在输出节点n1处。此时，调制数据电压Vmdata可以用以下公式3表示：

【公式3】

$\mathrm{Vmdata}=\frac{\mathrm{Rx}}{\mathrm{Rv}+\mathrm{Rx}}\×\mathrm{VDD}$

在公式3中，Rx是多个分压电阻R1到R16中的任何一个。

通过这种方式，调制电压发生器132根据来自锁存器122的4个最高有效位数字数据信号(MSB1到MSB4)，选择性地将多个分压电阻R1到R16中的任何一个连接到内部地电压源，从而将具有不同电平的调制数据电压Vmdata提供给开关136。

开关控制信号发生器134包括：第二解码器142，用于对来自锁存器122的4个最高有效位数字数据信号(MSB1到MSB4)进行解码；以及计数器144，用于与来自第二解码器142的经解码的信号对应地对时钟信号CLK进行计数，以产生具有不同脉冲宽度的开关控制信号SCS，并与源输出使能信号SOE同步地，将所产生的开关控制信号SCS提供给开关136。

第二解码器142对来自锁存器122的4个最高有效位数字数据信号(MSB1到MSB4)进行解码，并将所得的具有不同值的解码信号提供给计数器144。

计数器144通过来自第二解码器142的解码值，对时钟信号CLK进行计数，以产生具有与解码值对应的脉冲宽度的开关控制信号SCS。然后，计数器144将所产生的开关控制信号SCS与源输出使能信号SOE同步地提供给开关136。另选地，计数器144可以将所产生的开关控制信号SCS与选通脉冲GP(而不是源输出使能信号SOE)同步地提供给开关136。

响应于来自开关控制信号发生器134中的计数器144的开关控制信号SCS，接通开关136，以将来自调制电压发生器132的输出节点n1的调制数据电压Vmdata提供给混合器126。此时，在与开关控制信号SCS的脉冲宽度对应的时间段中，开关136将调制数据电压Vmdata提供给混合器126。

通过这种方式，根据第一实施例的调制器130根据来自锁存器122的4个最高有效位数字数据信号(MSB1到MSB4)产生调制数据电压Vmdata和开关控制信号SCS，并设置要提供给混合器126的调制数据电压Vmdata的电平和脉冲宽度。

因此，在包括根据第一实施例的调制器130的液晶显示设备的驱动装置和方法中，在液晶面板102的扫描周期的第一时间段t1中，以电平和脉冲宽度与M位数字数据信号Data对应的调制数据电压Vmdata与模拟数据电压Vdata的混合数据电压，高速驱动液晶，然后在第一时间段t1之后的第二时间段t2中以模拟数据电压Vdata正常驱动液晶。

优选地，根据第一实施例的调制器130还包括设置在调制电压发生器132的输出节点n1与开关136之间的缓冲器(未示出)。缓冲器用于对来自调制电压发生器132的输出节点n1的调制数据电压Vmdata进行缓冲，并将经缓冲的数据电压提供给开关136。

另一方面，虽然所公开的根据第一实施例的调制器130只使用从锁存器122输出的8位数字数据信号Data的4个最高有效位，但是本发明并不限于此。例如，调制器130可以根据通常4个最高有效位到整个8位数字数据信号Data，产生具有不同电平和脉冲宽度的调制数据电压Vmdata，并将该电压提供给混合器126。

图10示出了图5和图6所示的根据本发明实施例的液晶显示设备的驱动装置中的调制器130的第二实施例。

结合图6参照图10，根据第二实施例的调制器130在结构上与根据图9所示的第一实施例相同，除了开关控制信号发生器134。因此，将省略开关控制信号发生器134以外的部件的说明。

根据第二实施例的调制器130的开关控制信号发生器134包括：计数器146，用于对时钟信号CLK进行计时，直到预定值，以产生具有固定脉冲宽度的开关控制信号SCS，并将所产生的开关控制信号SCS与源输出使能信号SOE同步地提供给开关136。

计数器146对时钟信号CLK进行计数，直到预定值，以产生开关控制信号SCS。然后，计数器146将所产生的开关控制信号SCS与源输出使能信号SOE同步地提供给开关136。

另选地，计数器146可以将所产生的开关控制信号SCS与选通脉冲GP(而不是源输出使能信号SOE)同步地提供给开关136。

通过这种方式，根据第二实施例的调制器130中的开关控制信号134通过使用计数器146，产生具有固定脉冲宽度的开关控制信号SCS，以控制开关136。结果，将具有固定脉冲宽度的调制数据电压Vmdata提供给混合器126，而与M位数字数据信号Data无关。

因此，在包括根据第二实施例的调制器130的液晶显示设备的驱动装置和方法中，在液晶面板102的扫描周期的第一时间段t1中，以具有固定脉冲宽度以及与M位数字数据信号Data对应的电平的调制数据电压Vmdata与模拟数据电压Vdata的混合数据电压，高速驱动液晶，然后在第一时间段t1之后的第二时间段t2中以模拟数据电压Vdata正常驱动液晶。

图11示出了图5和图6所示的根据本发明实施例的液晶显示设备的驱动装置中的调制器130的第三实施例。

结合图6参照图11，根据第三实施例的调制器130在结构上与根据图9所示的第一实施例相同，除了开关控制信号发生器134。因此，将省略开关控制信号发生器134以外的部件的说明。

根据第三实施例的调制器130的开关控制信号发生器134包括：电阻Rt，电连接在为调制电压发生器132的输出节点的第一节点n1与为开关136的控制端子的第二节点n2之间；第一电容Ct和晶体管M1，并联在第二节点n2和地电压源之间；以及清除信号发生器244，用于根据来自锁存器122的4个最高有效位数字数据信号(MSB1到MSB4)，对通过开关136输出的调制数据电压Vmdata进行解调，以产生用于导通/截止晶体管M1的清除信号Cs。

电阻Rt将第一节点n1处的电压提供给第二节点n2。第一电容Ct与电阻Rt构成了RC回路，接通第二节点n2(即，开关136)处的电压。结果，在通过第一电容Ct和电阻Rt的RC回路将电压充至第一电容Ct上的同时，开关136接通，以将来自调制电压发生器132的调制数据电压Vmdata提供给混合器126。

晶体管M1响应于来自清除信号发生器244的清除信号Cs，将第二节点n2电连接到地电压源，以对充至第一电容Ct的电压进行放电。

清除信号发生器244根据来自锁存器122的4个最高有效位数字数据信号(MSB1到MSB4)，对通过开关136提供给混合器126的调制数据电压Vmdata进行解码，以产生清除信号Cs。

为此，如图12所示，清除信号发生器244包括：缓冲器245，用于对提供给混合器126的调制数据电压Vmdata进行缓冲；电阻Rd，电连接在清除信号发生器244的输出端子(其连接到晶体管M1的控制端子)n0与缓冲器245之间；并联到输出端子n0的多个第二电容C1到C16；以及第二解码器242，用于根据来自锁存器122的4个最高有效位数字数据信号(MSB1到MSB4)选择第二电容C1到C16中的任何一个。

缓冲器245对通过开关136提供给混合器126的调制数据电压Vmdata进行缓冲，并将所缓冲的电压提供给电阻Rd。

各第二电容C1到C16具有电连接到输出端子n0的第一电极，以及电连接到第二解码器242的第二电极。这些电容C1到C16具有不同的电容，从而它们具有如图13所示的充电特性。

第二解码器242对来自锁存器122的4个最高有效位数字数据信号(MSB1到MSB4)进行解码，以选择性地将多个第二电容C1到C16中的任何一个的第二电极连接到内部地电压源。结果，选择性地连接的第二电容和电阻Rt构成了RC回路。

通过该结构，清除信号发生器244根据来自锁存器122的4个最高有效位数字数据信号(MSB1到MSB4)，选择第二电容C1到C16中的任何一个，并将所选择的第二电容连接到地电压源，从而将通过缓冲器245输入的电压充至所选第二电容上。由此，清除信号发生器244产生与充至由第二解码器242选择的第二电容的电压对应的清除信号Cs，并将所产生的清除信号Cs提供给晶体管M1。

当充至第二电容C1到C16中的所选一个的电压低于晶体管M1的阈值电压Vth时，清除信号Cs具有第一逻辑状态，当所充电压高于或等于晶体管M1的阈值电压Vth时，具有第二逻辑状态。优选地，第二逻辑状态具有能够导通晶体管M1的电压电平，第一逻辑状态具有能够截止晶体管M1的电压电平。

当晶体管M1被取决于各第二电容C1到C16的电容而产生的第二逻辑状态的清除信号Cs所导通时，晶体管M1将第二节点n2处的电压放电至地电压源。结果，开关控制信号发生器134通过基于根据4个最高有效位数字数据信号(MSB1到MSB4)产生的清除信号Cs，产生具有不同脉冲宽度的开关控制信号SCS来设置时间t1，对于该时间t1，将调制数据电压Vmdata提供给混合器126。

另选地，如图14所示，清除信号发生器244还可以包括转换器246，连接在输出端子n0与晶体管M1的控制端子之间。

转换器246对来自输出端子n0的清除信号Cs进行转换，并将经转换的清除信号提供给晶体管M1的控制端子。在这种情况下，晶体管M1优选地是P型。

作为一另选实施例，清除信号发生器244还可以包括两个转换器，它们连接在输出端子n0与晶体管M1的控制端子之间，将来自输出端子n0的清除信号Cs转换两次，并将未转换的清除信号提供给晶体管M1的控制端子。在这种情况下，晶体管M1优选地是N型。

通过这种方式，根据第三实施例的调制器130中的开关控制信号发生器134产生与M位数字数据信号Data对应的清除信号Cs，以控制开关136。结果，具有取决于M位数字数据信号Data的不同电平和脉冲宽度的调制数据电压Vmdata被提供给混合器126。

换言之，在选通脉冲GP的第一时间段t1中，根据第三实施例的调制器130中的开关控制信号发生器134通过使用第一电容Ct和电阻Rt接通开关136，以将具有与M位数字数据信号Data对应的不同脉冲宽度和电平的调制数据电压Vmdata提供给混合器126。在选通脉冲GP的第二时间段t2中，开关控制信号发生器134还通过产生与M位数字数据信号Data对应的清除信号Cs，断开开关136，以对存储在第一电容Ct中的电压进行放电。

因此，在包括根据第三实施例的调制器130的液晶显示设备的驱动装置和方法中，在液晶面板102的扫描周期的第一时间段t1中，通过具有与M位数字数据信号Data对应的不同脉冲宽度和电平的调制数据电压Vmdata与模拟数据电压Vdata的混合数据电压来高速驱动液晶，然后在第一时间段t1之后的第二时间段t2中，以模拟数据电压Vdata正常驱动液晶。

图15示出了图5和图6所示的根据本发明实施例的液晶显示设备的驱动装置中的调制器130的第四实施例。

结合图6参照图15，根据第四实施例的调制器130在结构上与根据图9所示的第一实施例相同，除了开关控制信号发生器134。因此，将省略开关控制信号发生器134以外的部件的说明。

根据第四实施例的调制器130的开关控制信号发生器134包括：电阻Rt，电连接在为调制电压发生器132的输出节点的第一节点n1与为开关136的控制端子的第二节点n2之间；第一电容Ct和晶体管M1，并联在第二节点n2和地电压源之间；以及清除信号发生器344，用于使用通过开关136输出的调制数据电压Vmdata，产生用于导通/截止晶体管M1的清除信号Cs。

电阻Rt将第一节点n1处的电压提供给第二节点n2。第一电容Ct与电阻Rt构成了RC回路，以接通第二节点n2(即，开关136)处的电压。结果，在通过第一电容Ct和电阻Rt的RC回路对第一电容Ct进行充电的同时，接通开关136，以将来自调制电压发生器132的调制数据电压Vmdata提供给混合器126。

晶体管M1响应于来自清除信号发生器344的清除信号Cs，将第二节点n2电连接到地电压源，以对充至第一电容Ct的电压进行放电。

清除信号发生器344使用通过开关136提供给混合器126的调制数据电压Vmdata，产生用于导通/截止晶体管M1的清除信号Cs。

为此，如图16所示，清除信号发生器344包括：缓冲器345，用于对调制数据电压Vmdata进行缓冲；电阻Rd，电连接在清除信号发生器344的输出端子n0(其连接到晶体管M1的控制端子)与缓冲器345之间；第二电容Cd，电连接在输出端子n0与地电压源之间。

缓冲器345对提供给混合器126的调制数据电压Vmdata进行缓冲，并将经缓冲的电压提供给电阻Rd。

电阻Rd和第二电容Cd合作，以RC时间常量对从缓冲器345提供的调制数据电压Vmdata进行延迟，以产生清除信号Cs，并将所产生的清除信号Cs提供给晶体管M1的控制端子。对于提供给选通线的选通脉冲GP的第二时间段t2，电阻Rd和第二电容Cd的RC时间常量被设置为一个使得通过产生清除信号Cs来导通晶体管M1的值。

另选地，清除信号发生器344还可以包括连接在输出端子n0和晶体管M1的控制端子之间的至少一个转换器。

通过这种方式，在选通脉冲GP的第一时间段t1中，根据第四实施例的调制器130中的开关控制信号发生器134通过使用第一电容Ct和电阻Rt来接通开关136，以将具有固定脉冲宽度和与M位数字数据信号Data对应的电平的调制数据电压Vmdata提供给混合器126。在选通脉冲GP的第二时间段t2中，开关控制信号发生器134还通过使用清除信号发生器344和晶体管M1对存储在第一电容Ct中的电压进行放电，来断开开关136。

因此，在包括根据第四实施例的调制器130的液晶显示设备的驱动装置和方法中，在液晶面板102的扫描周期的第一时间段t1中，通过具有固定脉冲宽度和与M位数字数据信号Data对应的电平的调制数据电压Vmdata与模拟数据电压Vdata的混合数据电压来高速驱动液晶，然后在第一时间段t1之后的第二时间段t2中，以模拟数据电压Vdata正常驱动液晶。

图17示出了图5和图6所示的根据本发明实施例的液晶显示设备的驱动装置中的调制器130的第五实施例。

结合图6参照图17，根据第五实施例的调制器130与图9所示的根据第一实施例的调制器在结构上相同，除了调制电压发生器132。因此，将省略调制电压发生器132以外的部件的说明。

根据第五实施例的调制器130的调制电压发生器132包括：第一分压电阻Rv和第二分压电阻Rf，串联在驱动电压VDD和地电压之间；以及输出节点n1，设置在第一分压电阻Rv和第二分压电阻Rf之间并电连接到开关136。

第一分压电阻Rv和第二分压电阻Rf合作，通过它们的阻抗对驱动电压VDD进行分割，并将经分割的固定电平的电压提供给开关136。

通过这种方式，根据第五实施例的调制器130的调制电压发生器132通过使用第一分压电阻Rv和第二分压电阻Rf产生电平固定的调制数据电压Vmdata，并将所产生的数据电压提供给开关136。

因此，在包括根据第五实施例的调制器130的液晶显示设备的驱动装置和方法中，在液晶显示面板102的扫描周期的第一时间段t1中，利用具有与M位数字数据信号Data无关的固定电平以及基于M位数字数据信号Data的脉冲宽度的调制数据电压Vmdata与模拟数据电压Vdata的混合数据电压，高速驱动液晶，然后在第一时间段t1之后的第二时间段t2中以模拟数据电压Vdata正常驱动液晶。

图18示出了图5和图6所示的根据本发明实施例的液晶显示设备的驱动装置中的调制器130的第六实施例。

结合图6参照图18，根据第六实施例的调制器130与图11所示的根据第三实施例的调制器在结构上相同，除了调制电压发生器132。因此，将省略调制电压发生器132以外的部件的说明。

根据第六实施例的调制器130的调制电压发生器132包括：第一分压电阻Rv和第二分压电阻Rf，串联在驱动电压VDD和地电压之间；以及输出节点n1，设置在第一分压电阻Rv和第二分压电阻Rf之间并电连接到开关136。

第一分压电阻Rv和第二分压电阻Rf合作，通过它们的阻抗对驱动电压VDD进行分割，并将经分割的固定电平的电压提供给开关136。

通过这种方式，根据第六实施例的调制器130的调制电压发生器132通过使用第一分压电阻Rv和第二分压电阻.Rf产生电平固定的调制数据电压Vmdata，并将所产生的数据电压提供给开关136。

因此，在包括根据第六实施例的调制器130的液晶显示设备的驱动装置和方法中，在液晶显示面板102的扫描周期的第一时间段t1中，利用具有与M位数字数据信号Data无关的固定电平以及基于M位数字数据信号Data的脉冲宽度的调制数据电压Vmdata与模拟数据电压Vdata的混合数据电压，高速驱动液晶，然后在第一时间段t1之后的第二时间段t2中以模拟数据电压Vdata正常驱动液晶。

从以上描述显见，本发明提供了液晶显示设备的驱动装置和方法，其中在提供给选通线的选通脉冲的第一时间段中，通过将包括调制数据电压的数据电压提供给数据线，以高于与数字数据信号对应的模拟数据电压的调制数据电压预驱动液晶，并在选通脉冲的第二时间段中，通过将所期望灰度级的模拟数据电压提供给数据线，来以所期望的状态驱动液晶。

因此，在根据本发明的液晶显示设备的驱动装置和方法中，可以无需使用单独的存储器来增加液晶的响应速度，以防止画面质量下降。此外，因此没有使用单独的存储器，所以可以降低液晶显示器的成本。

对于本领域技术人员，很显然，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下在本发明中进行各种修改和变形。因此，本发明旨在覆盖本发明的修改和变形，只要它们落入所附权利要求及其等价物的范围内。

本申请要求2005年3月7日提交的韩国专利申请第P05-18626号的权益，在此通过引用并入该文，将该文视为由本文全部提出。

Claims (46)

1、一种用于驱动液晶显示设备的装置，包括：

液晶面板，包括相互垂直排列的多个选通线和多个数据线；

选通驱动器，其将选通脉冲提供给所述选通线；以及

数据驱动器，其对输入的N位(其中N是正整数)数字数据信号进行抽样以产生模拟数据电压，根据所抽样的数字数据信号的M位(其中M是小于或等于N的正整数)数据值产生调制数据电压，将该调制数据电压与该模拟数据电压进行混合以形成混合数据电压，并且将该混合数据电压提供给所述数据线。

2、根据权利要求1所述的装置，其中所述混合数据电压的幅度大于所述模拟数据电压的幅度。

3、根据权利要求1所述的装置，其中所述数据驱动器只使用数字存储器以外的设备来产生所述调制数据电压。

4、根据权利要求1所述的装置，其中所述数据驱动器在所述选通脉冲的第一时间段中将所述混合数据电压提供给所述数据线，在所述选通脉冲的第二时间段中将所述模拟数据电压提供给所述数据线。

5、根据权利要求1所述的装置，其中所述数据驱动器包括：

移位寄存器，其产生抽样信号；

锁存器，其响应于所述抽样信号对所述N位数字数据信号进行锁存，并响应于数据输出使能信号输出所述经锁存的N位数字数据信号；

数字/模拟转换器，其将来自所述锁存器的N位数字数据信号转换成所述模拟数据电压；

调制器，其根据来自所述锁存器的M位数字数据信号产生所述调制数据电压；以及

混合器，其将所述调制数据电压与所述模拟数据电压进行混合以形成所述混合数据电压，并将所述混合数据电压输出到所述数据线。

6、根据权利要求5所述的装置，其中所述调制数据电压具有电平和脉冲宽度，这两者中的至少一个根据所述M位数字数据信号而被调制。

7、根据权利要求5所述的装置，其中所述调制器包括：

调制电压发生器，其设置所述调制数据电压的电平；

开关控制信号发生器，其产生开关控制信号，以设置所述调制数据电压的脉冲宽度；以及

开关，其响应于所述开关控制信号，将来自所述调制电压发生器的所述调制数据电压提供给所述混合器。

8、根据权利要求7所述的装置，其中所述调制电压发生器包括：

第一解码器，其对所述M位数字数据信号进行解码以产生第一解码信号；

第一电阻，连接在驱动电压端子和所述调制电压发生器的输出节点之间；以及

多个分压电阻，连接在所述调制电压发生器的输出节点与所述第一解码器之间，所述多个分压电阻响应于所述第一解码信号对来自所述驱动电压端子的驱动电压进行分割，以使所述调制电压发生器的输出节点的电压电平发生变化。

9、根据权利要求7所述的装置，其中所述调制电压发生器包括连接在驱动电压端子和地电压源之间的第一电阻和第二电阻，该第一电阻和第二电阻通过它们的电阻将来自所述驱动电压端子的驱动电压分割为固定电平的调制数据电压，并将所述经分割的电压提供给所述开关。

10、根据权利要求7所述的装置，其中所述开关控制信号发生器包括：

第二解码器，其对所述M位数字数据信号进行解码以产生第二解码信号；以及

计数器，其以所述第二解码信号对输入时钟信号进行计数以产生具有不同脉冲宽度的开关控制信号，并将所产生的开关控制信号提供给所述开关。

11、根据权利要求10所述的装置，其中所述开关控制信号与所述数据输出使能信号或所述选通脉冲同步地被提供给所述开关。

12、根据权利要求7所述的装置，其中所述开关控制信号发生器包括计数器，其以预定值对输入时钟信号进行计数以产生具有固定脉冲宽度的开关控制信号，并将所产生的开关控制信号提供给所述开关。

13、根据权利要求12所述的装置，其中所述开关控制信号被与所述数据输出使能信号或所述选通脉冲同步地提供给所述开关。

14、根据权利要求7所述的装置，其中所述开关控制信号发生器包括：

电阻，连接在所述调制电压发生器的输出节点与所述开关的控制端子之间；

电容，连接在所述开关的控制端子与地电压源之间，所述电容产生所述开关控制信号；

清除信号发生器，其根据M位数字数据信号对通过所述开关输出的所述调制数据电压进行解码，以产生清除信号；以及

晶体管，设置在所述开关的控制端子与所述地电压源之间，所述晶体管响应于所述清除信号对存储在所述电容中的电压进行放电。

15、根据权利要求14所述的装置，其中所述清除信号发生器包括：

缓冲器，其对所述调制数据电压进行缓冲；

电阻，连接在所述清除信号发生器的与所述晶体管的控制端子相连的输出端子与所述缓冲器之间；

多个电容，并联到所述输出端子；以及

第二解码器，其根据所述M位数字数据信号选择所述多个电容中的至少一个。

16、根据权利要求15所述的装置，其中所述清除信号发生器进一步包括连接在所述输出端子与所述晶体管的控制端子之间的转换器。

17、根据权利要求7所述的装置，其中所述开关控制信号发生器包括：

电阻，连接在所述调制电压发生器的输出节点与所述开关的控制端子之间；

电容，连接在所述开关的控制端子与地电压源之间，所述电容产生所述开关控制信号；

清除信号发生器，其使用通过所述开关输出的所述调制数据电压产生清除信号；以及

晶体管，设置在所述开关的控制端子与所述地电压源之间，所述晶体管响应于所述清除信号对存储在所述电容中的电压进行放电。

18、根据权利要求17所述的装置，其中所述清除信号发生器包括：

缓冲器，其对所述调制数据电压进行缓冲；

电阻，其连接在所述清除信号发生器的与所述晶体管的控制端子相连的输出端子与所述缓冲器之间；以及

电容，其连接在所述输出端子与所述地电压源之间。

19、根据权利要求18所述的装置，其中所述清除信号发生器还包括连接在所述输出端子与所述晶体管的控制端子之间的转换器。

20、一种用于驱动液晶面板的方法，该液晶面板包括相互垂直排列的多个选通线和多个数据线，该方法包括：

对输入的N位(其中N为正整数)数字数据信号进行抽样，以产生模拟数据电压；

根据所抽样的数字数据信号的M位(其中M为小于或等于N的正整数)数据值，产生用于加速液晶响应速度的调制数据电压；

将选通脉冲提供给所述选通线；以及

将所述调制数据电压与所述模拟数据电压进行混合，以形成混合数据电压，并将所述混合数据电压与所述选通脉冲同步地提供给所述数据线。

21、根据权利要求20所述的方法，其中在所述选通脉冲的第一时间段中，将所述混合数据电压提供给所述数据线，在所述选通脉冲的第二时间段中，将所述模拟数据电压提供给所述数据线。

22、根据权利要求21所述的方法，其中所述调制数据电压具有电平和脉冲宽度，这两者中的至少一个根据所述M位数字数据信号被调制。

23、根据权利要求22所述的方法，其中产生所述调制数据电压包括：

设置所述调制数据电压的电平；

产生开关控制信号，以设置所述调制数据电压的脉冲宽度；以及

响应于所述开关控制信号控制开关，以产生具有所设置的电平和脉冲宽度的所述调制数据电压。

24、根据权利要求23所述的方法，其中设置所述调制数据电压的电平包括：

响应于所述M位数字数据信号，选择性地连接多个电阻中的至少两个电阻；以及

使用所述选择性连接的电阻对驱动电压进行分割，以产生所述调制数据电压。

25、根据权利要求23所述的方法，其中设置所述调制数据电压的电平包括：使用连接在所述驱动电压和地电压源之间的第一电阻和第二电阻将驱动电压划分为固定电平的调制数据电压，以产生所述调制数据电压。

26、根据权利要求23所述的方法，其中产生所述开关控制信号包括：

依赖于所述M位数字数据信号对输入时钟信号进行计数，以产生具有不同脉冲宽度的所述开关控制信号，并将所产生的开关控制信号提供给所述开关。

27、根据权利要求26所述的方法，其中将所述开关控制信号与所述选通脉冲同步地提供给所述开关。

28、根据权利要求23所述的方法，其中产生所述开关控制信号包括以预定值对输入时钟信号进行计数，以产生具有固定脉冲宽度的开关控制信号，并将所产生的开关控制信号提供给所述开关。

29、根据权利要求28所述的方法，其中将所述开关控制信号与所述选通脉冲同步地提供给所述开关。

30、根据权利要求23所述的方法，其中产生所述开关控制信号包括：

将输入到所述开关的所述调制数据电压存储在第一电容中，以产生所述开关控制信号；

对通过所述开关输出的所述调制数据电压进行缓冲，并根据M位数字数据信号将所述缓冲电压通过所述电阻存储在多个第二电容中的至少一个中；以及

根据存储在所述至少一个第二电容中的电压产生清除信号，以对存储在所述第一电容中的电压进行放电。

31、根据权利要求23所述的方法，其中产生所述开关控制信号包括：

将输入到所述开关的所述调制数据电压存储在第一电容中，以产生所述开关控制信号；

对通过所述开关输出的所述调制数据电压进行缓冲，并将所述缓冲电压通过电阻存储在第二电容中；以及

根据存储在所述第二电容中的电压产生清除信号，以对存储在所述第一电容中的电压进行放电。

32、一种用于驱动液晶显示设备的装置，包括：

液晶面板，包括相互垂直排列的多个选通线和多个数据线；

选通驱动器，其将选通脉冲提供给所述选通线；以及

数据驱动器，其将数据电压提供给所述数据线，所述数据电压在所述选通脉冲的第一时间段中具有第一电压，在所述选通脉冲的第二时间段中具有第二电压，所述第一电压具有幅度和脉冲宽度，所述第一电压的幅度大于所述第二电压的幅度。

33、根据权利要求32所述的装置，其中所述数据驱动器只使用数字存储器以外的设备来产生所述数据电压。

34、根据权利要求32所述的装置，其中所述数据驱动器包括：

混合器，其将所述调制数据电压与所述第二电压进行混合，以产生所述第一电压；

调制电压发生器，其设置所述调制数据电压的幅度；

开关控制信号发生器，其产生开关控制信号，以设置所述调制数据电压的宽度；以及

开关，其响应于所述开关控制信号，将来自所述调制电压发生器的所述调制数据电压提供给所述混合器。

35、根据权利要求34所述的装置，其中所述调制电压发生器包括：

第一电阻，连接在第一电压端子与所述调制电压发生器的输出节点之间；以及

多个分压电阻，选择至少其中之一来对所述第一电压端子与第二电压端子之间的电压进行划分。

36、根据权利要求35所述的装置，其中所述调制电压发生器还包括第一解码器，其对输入的数字数据信号进行解码以产生第一解码信号，并通过所述第一解码信号选择所述至少一个分压电阻。

37、根据权利要求34所述的装置，其中所述调制电压发生器包括连接在驱动电压端子和地电压源之间的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻对来自所述驱动电压端子的驱动电压进行划分，以将固定电压提供给所述开关。

38、根据权利要求34所述的装置，其中所述开关控制信号发生器包括计数器，其对输入时钟信号进行计数并产生所述开关控制信号，所述开关控制信号的宽度取决于所述计数器的输出。

39、根据权利要求38所述的装置，其中所述开关控制信号发生器还包括解码器，其对输入数字数据信号进行解码以产生解码信号，并且所述计数器根据所述解码信号产生所述开关控制信号。

40、根据权利要求34所述的装置，其中所述开关控制信号发生器包括计数器，其以预定值对输入时钟信号进行计数，并产生固定脉冲宽度的所述开关控制信号。

41、根据权利要求34所述的装置，其中所述开关控制信号发生器包括：

电阻，连接在所述调制电压发生器的输出节点与所述开关的控制端子之间；

电容，连接在所述开关的控制端子与电压源之间，所述电容产生所述开关控制信号；

清除信号发生器，其接收通过所述开关输出的所述调制数据电压，并产生清除信号；以及

晶体管，设置在所述开关的控制端子与所述电压源之间，所述晶体管响应于所述清除信号对存储在所述电容中的电压进行放电。

42、根据权利要求41所述的装置，其中所述清除信号发生器对输入数字数据信号进行解码，以产生所述清除信号。

43、根据权利要求42所述的装置，其中所述清除信号发生器包括：

缓冲器，其对所述调制数据电压进行缓冲；

电阻，连接在所述清除信号发生器的与所述晶体管的控制端子相连的输出端子与所述缓冲器之间；以及

多个电容，并联到所述输出端子，根据所述数字数据信号选择所述多个电容中的至少一个。

44、根据权利要求43所述的装置，其中所述清除信号发生器还包括解码器，所述解码器选择所述多个电容中的所述至少一个。

45、根据权利要求34所述的装置，其中所述开关控制信号发生器包括：

电阻，连接在所述调制电压发生器的输出节点与所述开关的控制端子之间；

电容，连接在所述开关的所述控制端子与地电压源之间，所述电容产生所述开关控制信号；

清除信号发生器，其使用通过所述开关输出的所述调制数据电压，产生清除信号；以及

晶体管，设置在所述开关的控制端子与所述地电压源之间，所述晶体管响应于所述清除信号对存储在所述电容中的电压进行放电。

46、根据权利要求45所述的装置，其中所述清除信号发生器包括：

缓冲器，其对所述调制数据电压进行缓冲；

电阻，连接在所述清除信号发生器的与所述晶体管的控制端子相连的输出端子与所述缓冲器之间；以及

电容，连接在所述输出端子与所述地电压源之间。

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