TW424216B - Semiconductor apparatus used to drive liquid crystal display - Google Patents

Description

4 2 42 1 G. 五、發明說明（1) 驅動ΐ T:月係有關於一輸出驅動訊號之驅動電㉟，特別是 ‘動液曰曰顯示器之半導體装置用以驅。 A . /*11 日日 』° 、…、體（Thin — Film Transistor，TFT)主動型随 $式液”器在液晶面扳上’以矩陣型式結合m位置 ::考：：列液晶顯示器裝置之主流；輪送影像訊號的源 驅^ τ 掃描訊號之閑驅動器以影響線序掃描係用來 動TFT主動型陣列式液晶顯示器裝置。 别承Γ f驅動器係引導電壓至TFTs的閘極，其依據測定 械^ 3掃描信號之時間，而該列電極掃描信號係由信號轉 二-路的影像信號所產生。假設一個水平間隔（掃描的間 隔為Η，一閘驅動器引導每一列掃描電極具一掃描信號， 其脈衝寬度為Η，並設定TFTs在面板上之每一列之序列係 為開的狀％ ;在此假設一個水平間隔（掃描的間隔）η為 T / Ν ’若τ為列電極的一個圖框（包含所有掃描區間），ν為 $電極數"影像訊號係由信號轉換電路所轉換，且交流電 /瓜驅動成號伽馬校正電路（T_c〇rrecti〇ri circuit)符合 一液晶的電壓對發射度比例之特性，並引導一液晶作為已 由源驅動器導通之TFTs。藉由重複每個列電極的這些動 作’可導引適用於每一點液晶之電壓。 重複上述所有列電極動作之時距係一個圖框；然而— 個圖框區間T必須是一段使用者所無法感覺出線序掃插的 時距’且一個水平時間區間要比液晶之橫跨電容的電壓 成源驅動器所引導之電壓所需時間長。 TFT主動型陣列式液晶顯示裝置令之灰階顯示，係受

C:\Prograra Files\Patent\2138-2164-P. ptd第 4 1 ^、〜」 五、發明說明（2) - ，晶電壓變動的影響，而光發射度的改變，是藉由加於液 晶的電壓，其起因於上下偏光器與液晶夾層間^光電特 ，，因此自液sa顯示器面板之後方所發出並穿過液晶顯示 為面板的光’其光的亮度（色調）係決定於加於液晶之電 壓。 近幾年已發展了彩色（多重色調）與高解析度之τρτ主 動型陣列式液晶顯示器裝置。 依據液晶的電壓對發射度比例之特性，若發射度在中 級，則發射度會因輕微的電壓變動而改變，而要實現多重 色調顯示，電壓必需在高度精準下加至液晶表層，以 晶能達想要的發射度。 敬 在同一片晶片上，用於源驅動器輸出之運算放大 截止電壓散播了數毫伏特；當於面板上顯示同一色詞的 源驅動器中每一個運算放大器之戴止電壓所發生的任七^ 動’依據液晶顯示器之電壓對發射度的比例特性，加可， 一點的電壓會引起液晶發射度之差異，係由於加入的〇每 在點與截止電壓界線間發生變動；倘若有大量的色調電壓 晶的發射度中會有些微的差異，而顯示裝置亦有色調上液 差異’因此降低了該顯示裝置的品質。所以多重色調顯的 示，要求一定程度的精確性’以致能夠忽略載止電藥: 開關電容數位/類比轉換器（D/A converter)電路示、 圖一，其中：V1與V2為類比輸入，及一參考電壓vr ;運I於 放大器D1 ’其正端輸入端係連接於參考電源供應器電禮 Vr ’電容器C1其電容值為nc，而電容器C2其電容值為

4242 h 五 '發明說明（3) -n )C ;此二個電容器ci與C2係呈並聯，個別連接於運算放 大益01之負端輪入端與電源供應器”與”間；電容器口其 電容值則為aC，且連接於運算放大器^之負端輸入端與 輸出端之間；開關S W1位於電源供應器v丨與電容器c丨其沒 有連接到運算放大器D1那一端之間；開關SW2與3界3則以串 聯型式連接於V2和電容器(：丨其沒有連接到運算放大器D1那 一端之間；開關SW4位在開關SW2其沒有連接到V2那一端與 運算放大器D1之正端輸入端間；開關SW8位於運算放大器 D1之負端輸入端與輸出端之間’並且與電容器c 3並聯；開 關SW9則連接在運算放大器d 1之輸出端，以截斷和外部負 載（未標示於圖中）之聯結，此外，電容器C2經由開關sw2 連接於V 2。 依據上述，接下來解釋有關於此電路配置的動作。 開關S W 9首先設定在11關"的狀態，以隔絕此電路與外 部負載（未標示於圖中）’以致此電路在重置動作中，並不 易受到外界的影響。 接下來’開關SW1與SW2設定在"關II的狀態，而開關 SW3、SW4與SW8各個皆設定於”開"的狀態， 於是運算放大器D1便如同一電壓追隨器（v〇ltage fol lower)般作用’並且，理想上，運算放大器D1之負端 輸入端電壓與正端輸入端之電壓Vr相等，因此影響電路之 重置。 在完成重置動作之後’開關SW 1與s W 2設定在11開"的狀 態，而開關S W 3、S W 4與S W 8各個皆設定於"關11的狀態，且

C:\ProgramFiles\Patent\2138-2164-P, ptd第 6 頁 • 421 6 發明說明（4) 準備輸出v 五 :2Vr-V2-n(Vl-V2)/a至外部，即此電路之輸 —當開關SW9接著設定在"開"的狀態，上述輸出 V2)/ α係輸出至外部，且供給到外部之 員載。 田要在上述習知技術之裝置中重置，此運算放大器係 ^=ϋ用如一電壓追隨器，且用這個方法實行重置動作， 1帀來回應於電路中之輕載（light load)所產生的鈐 警。 M在上述習知技術電路中，從重置動作開始到運算放大 咨之負端輸入端電壓穩定，要2_3微秒的時間，如第4圖所 近幾年來 發展，驅動液 當一裝置 在一大型或高 驅動元件之時 前，因此無法 果並非想要之 本發明之 導體驅動電路 式。 在本發明 裝置以與整個 ’隨著較大與較高解析度液晶顯示器裝置的 晶的時間較短之需求則越來越增加。 ，其所需之重置時間為2 _ 3微秒，而該裝置 解析度之液晶顯示器裝置上實行重置，則 間，係結東在電壓穩定及得到想要之電壓之 加至液晶，此缺點會增加對於實際之顯示結 顯示結果的考慮。 目標係提供-驅動電路，即一驅動液晶之半 ’以及在電路中能減少重置時間之驅動方 中’當實行重置時’一運算放大器藉由開關 電路隔絕’完成重置動作後，此運算放大器

ί β ;：7' rf 五、發明說明（5) 與此電路再聯結，以得到一想要之輸出。 重置係有效的受運算放大器與整個電路隔絕的影響因 此重置時間之設定能夠獨立於運算放大器輸出穩定所需之 時間，所以此重置時間便較習知技術所需的重置時間要 短，且當輸出係用以驅動一液晶，可增加實際驅動時間。 在本發明中1能有效地驅動液晶’但在習知技術中則 否。 當一開關裝置連接到一運算放大器的輸出端，甚者， 加到該運算放大器的負載會增加且铃聲大作。 為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易 懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下： 圖式之簡單說明： 第1圖為一電路圖，顯示習知技術所驅動液晶顯示器 之半導體裝置其配置的一個例子； 第2圖表圖1的電路在重置過程中，運算放大器其負端 輸入端之電壓變化情形； 第3圖為一電路圖，顯示依據本發明驅動液晶顯示器 之半導體裝置的一個實施例；及 第4圖表圖3的電路在重置過程中，運算放大器其負端 輸入端之電壓變化情形。 符號說明 C1〜C3 電容器 D1運算放大器 SW1〜SW9開關 VI第一電源供應器

C:\Program Files\Patent\2138-2164-P,ptd第 8 頁 4242 1 6 五、發明說明（6) V 2弟一電源供應器

Va運算放大器其負端輸入端之電壓

Vr參考電源供應器電壓 接下來參考圖示，解釋本發明之一實施例。 如第3圖所示，此實施例之組成係由：第—個電源供應 器V1與第二個電源供應器V2當作類比輸入，及參考電源供 應器電壓Vr ’運算放大器D1其正端連接到參考電源供應器 電壓Vr ;第一電容C1具電容值nC，係連接在運算放大器di 之負輸入端與VI之間；第二電容C2具電容值（a_n)c，係 連接在運算放大器D1之負輸入端與V2之間；第三電容C3具 電容值aC ’係連接在運算放大器D1之負輸入端與輸出端 之間；開關SW1係第一個開關裝置，位於VI與電容器C1其 沒有連接到運算放大器D1那一端之間；開關SW2係第二個 開關裝置，位於V2和電容器C2其沒有連接到運算放大器D1 那一端之間；開關SW3係第三個開關裝置，連接於電容器 C1其沒有連接到運算放大器D1那一端與電容器C2其沒有連 接到運算放大器D1那一端之間；開關SW4係第四個開關裝 置，連接在開關SW2其沒有連接到V2那一端與運算放大器 D1之正端輸入端間；開關SW5係第五個開關裝置，位於電 容器C2其連接到運算放大器D1那一端及運算放大器D1之正 端輸入端間；開關SW6係第六個開關裝置，位於運算放大 器D1之輸出端與電容器C3其沒有連接到運算放大器D1之負 輸入端的那一端之間；開關SW7係第七個開關裝置，連接 於運算放大器D1之正端輸入端與輸出端間；開關SW9係經

C:\ProgramFiles\Patent\2138-2164-P. ptd第 9 頁 五、發明細⑺ --~~~---- 由SW6，連接於運算放大器〇1之輸出端，以截 載（未標示於圖中）之聯結。 '^負 开；。接下來解釋依據先前所敘述之電路圖配置其工作情 首先對這個電路作重置的動作，而要 開講與SW9首先要設定在”關，，的狀態，心二：大： 二隔絕，且此運算放大器di之輪出在ϊ置過； 中，並不N造成影響；此外，此電路與外部負載 於圖中）係隔絕，以致此電路在重置動作中’並 == 外界的影響。 ~ 接下來，開關SW1與SW2設定在"關11的狀態，而開關 SW3-SW5與SW7各個皆設定於μ開I’的狀態，以致每個電容器 C1-C3其兩端中有一端固定在參考電源供應器Vr，且電容 值係強制地重置。 在完成以上重置動作之後，開關SW3-SW5與SW7皆設 定於"關"的狀態’而開關SW1與SW2設定在"開"的狀態，於 是第一電源供應器V 1之電壓遂充到c 1，而第二電源供應器 V2之電壓充到C2，且作好此電路輸出之準備。 開關SW6與SW9接著設定在”開”的狀態，因而此輸出 V0Ut = 2Vr-V2-n(n-V2)/ α係當作電路的輸出，且供給到外 部之負載。 在本實施例中，當實行重置動作時，運算放大器D丨係 置於一隔絕狀態，其藉由開關SW6而與整個電路隔絕，所 以重置時間之設定能夠獨立於運算放大器J) 1輸出穩定所需

C:\Frogram FiIes\Patent\2i38-2164-Ri»td第 10 頁 五、發明說明（8) 之時間。 如第4圖所示，於本實施例中，從重置動作開始到運 算放大器之負端輸入端電壓穩定所需之時間，下降至低於 1微秒；此外，加到運算放大器D1之負載增加，係起因於 運算放大器D1之輸出端間關SW6及因此而造成之鈴響。 依照前述所配置之電路，係用以驅動液晶顯示器裝 置。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當可作更動與潤飾，因此本發明之保護範圍 當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

C:\ProgramFiles\Patent\2138-2164-P.ptd第 11 頁

Claims (1)

1. 4242 1 S _案號 87114399 六、申請專利範圍 修正

   第 端，便 出，且 輸入端 開 其他用2. 此指定 該運算 第二電3. 第 1. 一種驅 一與第 動電路 二電容 運算放大器， 事前決 實行一 前述之 之另外 關裝置 以驅動 如申請 電壓經 放大器 容值、 一種驅 一與第 一運算放 實行 指定電 一端； ，於重 此電路 專利範 由該第 依據前 及加入 動電路 二電容 大器， 事前決 端，便 出，且前述之指定電 輸入端之另外一端； ，包括： ，其充入指定電壓； 當加入一參考電壓至其輸 定好的動作，並將該動作 壓係經由該第一與第二電 及 置動作中，用以隔絕該運 之功能。 圍第1項所述之驅動電路1 一與第二電容加至輸入端 述之參考電源供應器電壓 另一端輸入端之電壓而作 ，包括： ，其充入指定電壓； 當加入一參考電壓至其輸 定好的動作，並將該動作 壓係經由該第一與第二電 入端之一 之結果輸 容，加至該 算放大器和 其中，當 之一端，則 、該第一與 出動作。 入端之一 之結果輸 容，加至該 第一與第二電源供應器接頭，連接輸入之電壓訊號， 放大器； 容，連接於該運算放大器之負端輸入端與輸 並加至該運算 —第三電 出端之間； 第一開關，位於該第一電源供應器接頭與該第一電 容之間 —第二開關，位於該第二電源供應器接頭與該第二電

   第12頁 2000. 08. 08.012 16 16

   __案號 87Π4399 六、申請專利範圍 容之間； 一第三開關，連接於該第一電容其沒有與前 :大器連接的那—端與該第二電容其沒有與前 大器連接的那一端； 運·^放 —第四開關，連接於該第二開關其沒有 供應器接頭連接的那一端啟針、+.噴曾姑士獎、二弟一電源 ’兴則述運算放大Is之輸入端； 一五開關’位於該第二電容與前述運算放大器之正 端輸入端之間； 第/、開關位於别述運算放大器之輸出端與該第三 電容之間；及 一第七開關’連接於前述運算放大器之正端輸入端與 輸出端之間。 4. 如申請專利範圍第3項所述之驅動電路，其中，當 此心疋電壓經由該第一與第二電容加至輸入端之一端，則 該運算放大器依據前述之參考電源供應器電壓、該第一與 第二電容值、及加入另一端輸入端之電壓而作出動作。 5. —種驅動方法，適用於如申請專利範圍第3項所述 的驅動電路，包括下列步驟： 藉由設定該第一、第二及第六開關於"開"的狀態，與 設定第三、第四 '第五及第七開關於連接狀態，以重置該 驅動電路；及 在完成該重置動作之後，藉由設定該第一、第二及第 六開關於連接的狀態’與設定該第三、第四、第五及第七 開關於"開”的狀態，以自該遘算放大器輸出一想要的電 壓。

   第13頁 2000.08. 08.013 1 . .· ；· _索號 87114399__年月日___________ 六、申請專利範圍 _ 6. —種驅動方法，適用於如申請專利範圍第4項所I 驅動電路，包括下列步驟： 藉由設定該第一、第二及第六開關於"開"的狀態’與 設定第三、第四、第五及第七開關於連接狀態，以重置該 驅動電路；及 在完成該重置動作之後’藉由設定該第一、，第二及第 六開關於連接的狀態’與設定該第三、第四、第五及第七 開關於"開"的狀態，以自該運算放大器輸出一想要的電 壓。 7. —種用來驅動液晶顯示器之半導體裝置，包括： 第一與第二電容，其充入指定電壓用以驅動一液晶； 一運算放大器，當加入一參考電壓至其輸入端之一 端，便實行一事前決定好的動作’並將該動作之結果輸出 至該液晶’且前述之指定電壓係經由該第一與第二電容， 加至該輸入端之另外一端；及 開關裝置’於重置動作中，用以隔絕該運算放大器和 其他用以驅動此電路之功能。 8. 如申請專利範圍第7項所述之用來驅動液晶顯示器 之半導體裝置，其中，當此指定電壓經由該第一與第二電 容加至輸入端之一端，則該運算放大器依據前述之參考電 源供應器電壓、該第一與第二電容值、及加入另—端輸入 端之電壓而作出動作。 9. 一種用來驅動液晶顯示器之半導體裝置，包括： 第一與第二電容，為了驅動一液晶’而充入指定電 壓；

   第14頁 2000. 08. 08.014 曰 _棄號.87114399 六、申諳專利範圍 一運算放大器，當加入~參考電壓至其輪入端之一 端’便實行-事前決定好的動作’並將該動作之結果輸出 至該液晶，且前述之指定電壓係經由該第一與第二電容， 加至該輸入端之另外一端； 〜一谷 第一與第二電源供應器接頭，連接輸入之電壓讯號， 並加至該運算放大器； A 一第三電容，連接於該運算放大哭之备 ^ hi 义异现人器之員端輸入端與輸 出端之間； ^ 一第一開關，位於該第一電源供應器接頭與該第一電 容之間； ^ 一第二開關，位於該第二電源供應器接頭與該第二電 谷之間； 一第三開關’連接於該第一電容其沒有與前述之運算 八is連接的那一端與該第二電容其沒有與前述之 大器連接的那一端； 供應:第四開關’連接於該第二開關其沒有與該第二電源 ·'$，頭連接的那一端與前述運算放大器之輸入端； 钟U—第五開關，位於該第二電容與前述運算放大器之正 &輸入端之間； 第六開關，位於前述運算放大器之輸出端與該第三 電容之間；及 第七開關，連接於前述運算放大器之正端輸入端與 輪出端之間。 1.10.如申請專利範圍第9項所述之用來驅動液晶顯示器 裝置，其中，當此指定電壓經由該第一與第二電 Hi 丨^· 第15貢 2000.08.08.015 4^4Q：V6 _案號87114399_年月日__ 六、申請專利範圍 容加至一端，則該運算放大器依據前述之參考電源供應器 電壓、該第一與第二電容值、及加入另一端輸入端之電壓 而作出動作。 11. —種驅動方法，適用於如申請專利範圍第9項所述 的用來驅動液晶顯示器之半導體裝置，包括下列步驟： 藉由設定該第一、第二及第六開關於"開"的狀態，與 設定第三、第四、第五及第七開關於連接狀態，以重置該 闬來驅動液晶顯示器之半導體裝置；及 在完成該重置動作之後，藉由設定該第一、第二及第 六開關於連接的狀態，與設定該第三、第四、第五及第七 開關於Μ開”的狀態，以自該運算放大器輸出一想要的電 壓。 12. —種驅動方法，適用於如申請專利範圍第10項所 述的用來驅動液晶顯示器之半導體裝置，包括下列步驟： 藉由設定該第一、第二及第六開關於”開”的狀態，與 設定第三、第四、第五及第七開關於連接狀態，以重置該 用來驅動液晶顯示器之半導體裝置；及 在完成該重置動作之後，藉由設定該第一、第二及第 六開關於連接的狀態，與設定該第三、第四、第五及第七 開關於"開”的狀態，以自該運算放大器輸出一想要的電 壓。

   第16頁 2000.08. 08.016