CN1866346B - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显示装置。在采用帧反转驱动法作为公共反转驱动法的情况下，使至动作稳定为止的时间缩短。该显示装置，包括具有像素电极及与该像素电极对置的对置电极的多个像素，和驱动上述多个像素的驱动电路，该显示装置的特征在于：上述驱动电路，包括向上述对置电极提供公用电压的公用电压生成电路；上述公用电压生成电路，在非显示期间内，以第1周期切换上述公用电压的电压电平，在显示期间内，以比上述第1周期长的第2周期切换上述公用电压的电压电平。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置，尤其涉及有效应用于液晶显示装置的公用电压生成电路的技术。
背景技术
目前，具有小型液晶板的TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)方式的液晶显示模块，作为便携电话等便携设备的显示单元而被广泛应用。
一般来说，液晶施加直流电压将导致寿命减少，因此需要交流驱动，作为其交流驱动方式的一种，公共反转驱动法是众所周知的。
在这种公共反转驱动法中，液晶层内的电场方向，在从像素电极向对置电极(称为公用电极或公共电极)的方向(以下，称为正极性的写入)、或在从对置电极向像素电极的方向(以下，称为负极性的写入)，按1画面(帧)(以下，称为帧反转驱动法)或1水平扫描期间(称为1行反转驱动法)交替地切换。
例如，在全部写入黑的情况下，进行正极性的写入时，将施加在像素电极上的图像电压的电位取为5V，将施加在对置电极上的公用电压(也称公用电压)Vcom取为1V；进行负极性的写入时，将施加在像素电极上的图像电压的电位取为1V，将施加在对置电极上的公用电压Vcom取为5V。
将用于公共反转驱动法的现有的公用电压生成电路的一例的基本电路以图6A、图7A进行表示。
该图6A、图7A所示的电路包括耦合电容器(电容元件)C和电阻元件R。将第1电压Vcom Swing施加在耦合电容器C的一侧的端子上，并将第2电压Vcom Center施加在电阻元件R的另一侧的端子上。第2电压Vcom Center是公用电压Vcom的中心电压。
并且，从耦合电容器C的另一侧的端子与电阻元件R的一侧的端子的连接点，输出施加在对置电极上的、输出振幅VcomW和中心电压Vcom Center的公用电压Vcom。
与本发明相关的在先技术文献如下。
专利文献1：日本特开2004-258274号公报
发明内容
图6B表示1行反转驱动法时的第1电压Vcom Swing的电压波形，图6C表示1行反转驱动法时的第2电压Vcom Center的电压波形，图6D表示1行反转驱动法时的公用电压Vcom。
另外，图7B表示1帧反转驱动法时的第1电压Vcom Swing的电压波形，图7C表示1帧反转驱动法时的第2电压Vcom Center的电压波形，图7D表示1帧反转驱动法时的公用电压Vcom。在图6B～图6D、图7B～图7D中，V表示电压、T表示时间。
现在，在将耦合电容器C的电容值取为Ca、将电阻元件R的电阻值取为Ra时，在图6A、图7A所示的电路中，公用电压Vcom的平均电压以时间常数Ra×Ca收敛于第2电压Vcom Center。
另外，如图6D的放大图(图中用圆圈包围的部分)所示，公用电压Vcom的高电平和低电平以斜率VcomW/2×Ra×Ca向第2电压Vcom Center衰减。
在1行反转驱动法的情况下，由于反转周期短，如图6D的A所示，快速收敛于第2电压Vcom Center，所以不存在问题。
但是，在图7A～图7D所示的1帧反转驱动法的情况下，由于反转周期长，因此公用电压Vcom的衰减(图7D的B)变大，有可能在液晶显示板上出现闪烁(flicker)。
为了减小衰减，需要增大时间常数Ra×Ca。但是，当时间常数Ra×Ca增大时，收敛于第2电压Vcom Center将变慢。
例如，将公用电压Vcom的稳定度取为振幅VcomW的0.1％时，需要满足下述的算式(1)，但是，如果fFLM(帧更新频率)为60Hz(fFLM＝60Hz)，则Ra×Ca＞8.33秒，显示的开始将变得不平滑。VcomW/(2×Ra×Ca×fFLM)＜VcomW×0.1％...................(1)
为了解决上述问题，上述专利文献1公开了如下的方法：在帧反转驱动法的情况下，在预定的期间内，使用第1电阻作为电阻元件R，在经过预定的期间之后，使用电阻值高于第1电阻的第2电阻。
根据该专利文献1所公开的方法，能够比上述图7所示的情况有所改善，但是，仍然存在向第2电压Vcom Center的收敛缓慢这样的问题。
本发明正是为解决上述现有技术的问题而完成的，本发明的优点在于，能够提供这样的技术，即：在显示装置中，可以在采用帧反转驱动法作为公共反转驱动法的情况下，使至动作稳定为止的时间缩短。
通过本说明书的记载和添加的附图来说明本发明的上述和其他优点以及新的特征。
在本申请所公开的发明中，简单说明代表性构成的概要如下。
(1)一种显示装置，包括具有像素电极和与该像素电极对置的对置电极的多个像素，以及驱动上述多个像素的驱动电路，该显示装置的特征在于：
上述驱动电路，包括向上述对置电极提供公用电压的公用电压生成电路；
在非显示期间内，上述公用电压生成电路以第1周期切换第1电压的电压电平，以使得在1个上述非显示期间中，第1电压从第1电压电平变化到电位比上述第1电压电平低的第2电压电平的次数与第1电压从上述第2电压电平变化到上述第1电压电平的次数的总和大于或等于2次，
在显示期间内，上述公用电压生成电路在1帧期间内的上述显示期间中不进行上述公用电压的电压电平的切换，或者在上述显示期间的中途以比上述第1周期长的第2周期切换上述公用电压的电压电平，在1帧期间内，具有上述非显示期间和后续于上述非显示期间、且比上述非显示期间长的上述显示期间。
(2)根据(1)所述的显示装置，其特征在于：
上述公用电压生成电路，在上述非显示期间内，以第1斜率使上述公用电压的电压电平衰减，在上述显示期间内，以比上述第1斜率小的第2斜率使上述公用电压的电压电平衰减。
(3)根据(1)或(2)所述的显示装置，其特征在于：
上述第1周期是1水平扫描期间周期。
(4)根据(1)～(3)中的任一项所述的显示装置，其特征在于：
上述显示装置是液晶显示装置。
(5)一种显示装置，包括具有像素电极及与上述像素电极对置的对置电极的多个像素，和驱动该多个像素的驱动电路，该显示装置的特征在于：
上述驱动电路，包括向上述对置电极提供公用电压的公用电压生成电路，
上述公用电压生成电路，包括电容元件，在其一侧的端子上被施加第1电压，另一侧的端子为上述公用电压的输出端；和电阻元件，其一侧的端子与上述电容元件的上述另一侧的端子连接，在另一侧的端子上被施加第2电压，
上述第1电压，是从第1电压电平向电位低于上述第1电压电平的第2电压电平、或从上述第2电压电平向上述第1电压电平交替地变化的电压；
在1帧期间内，具有第1期间和后续于上述第1期间、且比上述第1期间长的第2期间；
在上述第1期间中，上述第1电压从上述第1电压电平向上述第2电压电平变化的次数和从上述第2电压电平向上述第1电压电平变化的次数的总和大于或等于2次；
在上述第2期间中，上述第1电压，其电压电平原样保持上述第1电压电平或上述第2电压电平中的任一者，
上述1帧期间的上述第1期间是非显示期间，上述1帧期间的上述第2期间是显示期间。
(6)根据(5)所述的显示装置，其特征在于：
在上述1帧期间的上述第2期间内的上述电阻元件的电阻值，大于上述1帧期间的上述第1期间内的上述电阻元件的电阻值。
(7)根据(5)所述的显示装置，其特征在于：
包括与上述电阻元件的上述另一侧的端子相连接的开关元件；
上述电阻元件，经由上述开关元件，在上述电阻元件的上述另一侧的端子上被施加上述第2电压；
上述开关元件，在上述1帧期间的上述第1期间内接通，在上述1帧期间的上述第2期间内断开。
(8)根据(5)～(7)的任一项所述的显示装置，其特征在于：
在上述1帧期间的上述第1期间中，上述第1电压，其电压电平以1水平扫描期间周期从上述第1电压电平向上述第2电压电平、或从上述第2电压电平向上述第1电压电平进行变化。
(9)根据(5)～(8)中的任一项所述的显示装置，其特征在于：
上述显示装置是液晶显示装置。
以上列出的构成仅为一例，本发明不限于此，在不超出本发明的技术思想的范围内可以进行各种变更。
下面，简单说明由本申请所公开的发明中具有代表性的构成所得到的效果。
根据本发明的显示装置，可以在采用帧反转驱动法作为公共反转驱动法时，使至动作稳定为止的时间缩短。
附图说明
图1是表示本发明所采用的液晶显示模块的概略结构的框图。
图2是表示本发明实施例1的公用电压生成电路的电路结构的电路图。
图3A～图3D是用于说明本发明实施例1的公用电压生成电路的动作的图。
图4是表示图3A所示的第1电压Vcom Swing的生成方法的一例的图；
图5是表示本发明实施例1中公用电压生成电路的电路结构的电路图；
图6A～图6D是用于说明在公共反转驱动法中使用的现有的公用电压生成电路的一例的动作的图；
图7A～图7D是用于说明在公共反转驱动法中使用的现有的公用电压生成电路的一例的动作的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。
在用于说明实施例的全部附图中，具有相同功能的部分采用相同的符号，省略其反复的说明。
[本发明所采用的液晶显示模块]
图1是表示本发明采用的液晶显示模块的原理结构的框图。
在液晶板PNL上，分别并列地设置有多条扫描线(或栅极线)G1～G320和图像线(称为源极线或漏极线)S1～S720。
与扫描线G和图像线S相交的部分对应地设置有像素部。多个像素部呈矩阵状地配置，在各像素部中，设有像素电极ITO1和薄膜晶体管TFT。在图1中，液晶板PNL的子像素数量是240×320×3个。
夹持液晶、与各像素电极ITO1相对置地设有对置电极(称为公共电极或公共电极)ITO2。因此，在各像素电极ITO1与对置电极ITO2之间形成有液晶电容LC。
液晶板PNL这样构成，即：将设有像素电极ITO1、薄膜晶体管TFT等的玻璃基板(第1基板)GLASS和形成有滤色器等的玻璃基板(第2基板，无图示)隔开预定间隙地叠加在一起，利用在该两基板之间的边缘部附近设置成框形的密封材料，将两基板粘在一起，并且，从在密封材料的一部分上设置的液晶封入口，将液晶装入两基板间的密封材料的内侧并进行密封，进而将偏光板粘在两基板的外侧。
本发明与液晶板内部结构没有关系，因此，省略液晶板的内部结构的详细说明。而且，本发明能够适用于任何结构的液晶板。例如，在纵向电场方式的情况下，对置电极形成在第2基板上。在横向电场方式的情况下，对置电极形成在第1基板上。进而，也可以将滤色器设置在第1基板上。
在图1所示的液晶显示模块中，将驱动电路DRV安装在玻璃基板GLASS上。
驱动电路DRV包括控制器电路100、驱动液晶板PNL的图像线S的源极驱动器(漏极驱动器)130、驱动液晶板PNL的扫描线G的栅极驱动装置140、生成为了在液晶板PNL上显示图像而需要的电源电压(例如，供给到液晶板PNL的对置电极ITO2的公用电压Vcom)等的液晶驱动电源生成电路120、以及存储器电路150(以下称为RAM)。另外，在图1中，FPC是柔性布线基板。
在图1中，示出驱动电路DRV由一个半导体芯片构成的情况，但是，也可以例如使用半导体层中采用低温多晶硅的薄膜晶体管，将驱动电路DRV直接形成在玻璃基板GLASS上。
同样，也可以划分驱动电路DRV的一部分电路，由多个半导体芯片构成驱动电路DRV，也可以例如使用半导体层中采用低温多晶硅的薄膜晶体管，将驱动电路DRV的一部分电路直接形成在玻璃基板GLASS上。
进而，也可以将驱动电路DRV或是驱动电路DRV的一部分电路形成在柔性布线基板上，来替代安装在玻璃基板GLASS上。
从主体侧的微计算机(Micro controller Unit：微控制器单元，以下称为MCU)、或图形控制器等，向控制器电路100输入显示数据和显示控制信号。
在图1中，SI是系统接口，是从MCU等输入各种控制信号和图像数据的系统。
DI是显示数据接口(RGB接口)，是连续输入由外部图形控制器所形成的图像数据和用于数据读取的时钟信号的系统(外部数据)。
在这种显示数据接口DI中，与现有的个人计算机所使用的栅极驱动器同样，与用于读取的时钟信号保持一致地依次读取图像数据。
控制器电路100，对将从系统接口SI和显示数据接口DI接受到的图像数据传送到源极驱动器130、RAM150的显示进行控制。
[实施例1]
图2是表示本发明实施例1的公用电压生成电路的电路结构的电路图。本实施例的公用电压成电路设于图1所示的液晶驱动电源发生电路120内。
本实施例的公用电压生成电路包括耦合电容器C和可变电阻元件VR，第1电压Vcom Swing施加在耦合电容器C的一侧的端子上，从耦合电容器C的另一侧的端子和可变电阻元件VR的连接点输出施加在对置电极上的振幅VcomW的公用电压Vcom。
另外，第2电压Vcom Center施加在可变电阻元件VR的另一侧的端子上。在此，第2电压Vcom Center，经由使用运算放大器OP的电压输出器，施加在可变电阻元件VR的另一侧的端子上。
第2电压Vcom Center是公用电压Vcom的中心电压。该第2电压Vcom Center是由包括可变电阻元件R1和电阻元件R2的分压电路将基准电压Vci分压而产生的。在此，可变电阻元件R1用于调整作为公用电压Vcom的中心电压的第2电压Vcom Center。
第1电压Vcom Swing施加在耦合电容器C的一侧的端子上，该第1电压Vcom Swing是从反相器INV输出的。
将大小为VcomW的电源电压提供到反相器INV，在反相器INV的输入端，输入有由控制器电路100所提供的极性反转信号(交流化信号)M。因此，从反相器INV输出极性反转信号M的反转输出作为第1电压Vcom Swing，其具有极性反转信号M的周期、且具有VcomW的振幅。
图3A表示本实施例的公用电压生成电路的基本电路，图3B表示本实施例的公用电压生成电路的第1电压Vcom Swing的电压波形，图3C表示本实施例的公用电压生成电路的第2电压Vcom Center的电压波形，图3D表示本实施例的公用电压生成电路的公用电压Vcom。在图3B～图3D中，V表示电压，T表示时间。
本实施例的公共反转驱动法，基本上是帧反转驱动法。在本实施例中，1帧期间的第1期间n(为非显示期间、垂直消隐期间)中，将可变电阻元件VR的电阻值取为Rs(较小的值)，进而，与普通的帧反转驱动法不同，以预定的周期(例如，每1水平扫描期间)使第1电压Vcom Swing变动。
即，在第1期间n内，将第1电压Vcom Swing从第1电压电平(VcomW的电位)和第2电压电平(GND)中的一个电压电平变化为另一电压电平之后，从该另一电压电平向该一个电压电平变化1次或1次以上。换句话说，在第1期间n内，第1电压从第1电压电平向第2电压电平变化的次数与从第2电压电平向第1电压电平变化的次数的总和为2次或2次以上。优选的是该总和的次数大于或等于3次。在图3B所示的实施例中，示出该总和次数为5次的情况。如果是普通的帧反转，则如图7B所示，该总和次数仅为1次，因此本实施例与现有技术存在很大差异。
因此，在本实施例中，如图3D的A所示，能够使公用电压Vcom的平均电压迅速地收敛于第2电压Vcom Center。
在1帧期间的后续于第1期间n的第2期间a(显示期间)中，将可变电阻元件VR的电阻值取为Rb(较大的值，Rb＞Rs)，进而，在第2期间a中，与普通的帧反转驱动法同样，不使第1电压VcomSwing进行变动。
即，在第2期间a内，不切换第1电压Vcom Swing的电压电平，而是仍然取为第1电压电平(VcomW的电位)或第2电压电平(GND)。
因此，在本实施例中，可以抑制公用电压Vcom的衰减，并且可以防止在液晶显示板上产生闪烁这种情况。
第2期间a成为比第1期间n长的期间。
本实施例中的第1电压Vcom Swing，可以由例如图4所示的方法生成。
在图4中，POLa是图3B的第1期间n内的、第1电压Vcom Swing的电压波形的极性反转信号1，POLb是图3B的第2期间a内的、第1电压Vcom Swing的电压波形的极性反转信号2，DISPTMG是表示显示数据有效的范围(显示期间)的信号。
另外，在n型MOS晶体管(TR1)的栅极上输入DISPTMG信号的反转信号，在n型MOS晶体管(TR2)的栅极上输入DISPTMG信号。
在图4所示电路中，在图3B的第1期间n，使n型MOS晶体管TR1导通，使n型MOS晶体管TR2截止，在图3B的第2期间(a)，使n型MOS晶体管TR1截止，使n型MOS晶体管TR2导通，生成图3B所示的第1电压Vcom Swing。
[实施例2]
图5是表示本发明实施例2的公用电压生成电路的电路结构的电路图。
本实施例的公用电压生成电路与上述实施例1的公用电压生成电路不同之处在于：使用电阻元件R来代替可变电阻元件VR；经由开关元件SW将第2电压Vcom Center施加在电阻元件R的另一侧的端子上。
本实施例的电压波形与上述实施例1的图3B、图3C、图3D相同。
在本实施例中，在1帧期间的第1期间n(为非显示期间、垂直消隐期间)，使开关元件SW接通。这相当于上述实施例1中将可变电阻元件VR的电阻值取为Rs(较小的值)的情况。进而，与实施例1的情况相同，不同于普通的帧反转驱动法，以预定的周期(例如每1水平扫描期间)使第1电压Vcom Swing变动。
即，在第1期间n，将第1电压Vcom Swing从第1电压电平(VcomW的电位)和第2电压电平(GND)中的一个电压电平变化为另一个电压电平之后，从该另一个电压电平向该一个电压电平变化1次或1次以上。
因此，本实施例也能够使公用电压Vcom的平均电压迅速地收敛于第2电压Vcom Center。
接下来，在1帧期间的后续于第1期间n的第2期间a中，使开关元件SW断开。这相当于上述实施例1中，将可变电阻元件VR的电阻值取为Rb(较大的值，Rb＞Rs；在此，Rb≈无穷大)的情况。
进而，在第2期间(a)中，与普通的帧反转驱动法同样，不使第1电压Vcom Swing进行变动。
因此，本实施例也能抑制公用电压Vcom的衰减，能防止在液晶显示板上产生闪烁这种情况，进而，本实施例具有比上述实施例1的结构更简单的优点。
[实施例3]
本实施例是着眼于图3D的放大图(图中用圆圈包围的部分)所示的波形图的实施例。
在本实施例中，当生成公用电压Vcom时，在第1期间n(非显示期间)中，以第1周期切换公用电压Vcom的电压电平，在第2期间a(显示期间)中，以比第1周期长的第2周期切换公用电压Vcom的电压电平。
因此，本实施例也能够使公用电压Vcom的平均电压迅速地收敛于第2电压Vcom Center。
优选的是第1周期为1水平扫描期间周期。不限于此，也可以是2水平扫描期间周期或除此之外的周期。
另外，优选的是1帧期间内的显示期间中，不切换公用电压的电压电平。例如，优选的是第2周期为显示期间的周期。因此，可以进行帧反转驱动。不限于此，也可以适用于在显示期间的中途进行切换这样的情况。在这种情况下，也将第2周期设定为比第1周期长的周期。
在本实施例中，在非显示期间内，以第1斜率θ1使公用电压Vcom的电压电平衰减，在显示期间内，以比第1斜率小的第2斜率θ2使公用电压Vcom的电压电平衰减，由此，能够得到更佳的效果。因此，不仅能够提高将公用电压Vcom的平均电压向第2电压Vcom Center收敛的速度，还能够减少显示期间内公用电压Vcom的电压电平的衰减。这种电压波形的衰减斜率的控制，能够通过采用例如实施例1、实施例2所说明的方法对衰减的时间常数进行控制来得到实现。
以上，基于上述实施例具体说明了本发明人所完成的发明，但是，本发明不限于上述实施例，在不超出其主旨的范围内可以进行各种变更。
另外，本发明不限于液晶显示装置，也可以适用于周期性地切换电压电平的显示装置。
Claims (9)
1.一种显示装置，包括具有像素电极和与该像素电极对置的对置电极的多个像素，以及驱动上述多个像素的驱动电路，该显示装置的特征在于：
上述驱动电路，包括向上述对置电极提供公用电压的公用电压生成电路；
上述公用电压生成电路，包括电容元件，在其一侧的端子上被施加第1电压，另一侧的端子为上述公用电压的输出端，
在非显示期间内，上述公用电压生成电路以第1周期切换第1电压的电压电平，以使得在1个上述非显示期间中，第1电压从第1电压电平变化到电位比上述第1电压电平低的第2电压电平的次数与第1电压从上述第2电压电平变化到上述第1电压电平的次数的总和大于或等于2次，
在显示期间内，上述公用电压生成电路在1帧期间内的上述显示期间中不进行上述公用电压的电压电平的切换，或者在上述显示期间的中途以比上述第1周期长的第2周期切换上述公用电压的电压电平，
在1帧期间内，具有上述非显示期间和后续于上述非显示期间、且比上述非显示期间长的上述显示期间。
2.根据权利要求1中所述的显示装置，其特征在于：
上述公用电压生成电路，在上述非显示期间内，以第1斜率使上述公用电压的电压电平衰减，在上述显示期间内，以比上述第1斜率小的第2斜率使上述公用电压的电压电平衰减。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
上述第1周期是1水平扫描期间周期。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的显示装置，其特征在于：
上述显示装置是液晶显示装置。
5.一种显示装置，包括具有像素电极和与上述像素电极对置的对置电极的多个像素，以及驱动上述多个像素的驱动电路，该显示装置的特征在于：
上述驱动电路，包括向上述对置电极提供公用电压的公用电压生成电路，
上述公用电压生成电路，包括电容元件，在其一侧的端子上被施加第1电压，另一侧的端子为上述公用电压的输出端；和电阻元件，其一侧的端子与上述电容元件的上述另一侧的端子连接，在另一侧的端子上被施加第2电压，
上述第1电压，是从第1电压电平向电位低于上述第1电压电平的第2电压电平、或从上述第2电压电平向上述第1电压电平交替地变化的电压；
在1帧期间内，具有第1期间和后续于上述第1期间、且比上述第1期间长的第2期间；
在上述第1期间中，上述第1电压从上述第1电压电平向上述第2电压电平变化的次数和从上述第2电压电平向上述第1电压电平变化的次数的总和大于或等于2次；
在上述第2期间中，上述第1电压，其电压电平原样保持上述第1电压电平或上述第2电压电平中的任一者，
上述1帧期间的上述第1期间是非显示期间，上述1帧期间的上述第2期间是显示期间。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于：
在上述1帧期间的上述第2期间内的上述电阻元件的电阻值，大于上述1帧期间的上述第1期间内的上述电阻元件的电阻值。
7.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于：
包括与上述电阻元件的上述另一侧的端子相连接的开关元件；
上述电阻元件，经由上述开关元件，在上述电阻元件的上述另一侧的端子上被施加上述第2电压；
上述开关元件，在上述1帧期间的上述第1期间内接通，在上述1帧期间的上述第2期间内断开。
8.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于：
在上述1帧期间的上述第1期间中，上述第1电压，其电压电平以1水平扫描期间周期从上述第1电压电平向上述第2电压电平、或从上述第2电压电平向上述第1电压电平进行变化。
9.根据权利要求5至权利要求8中的任一项所述的显示装置，其特征在于：
上述显示装置是液晶显示装置。
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