液晶显示器的源极驱动电路和方法技术

公开了一种液晶显示器的源极驱动电路和方法，使负和正视频信号加到该液晶显示器的源极行，该液晶显示器包括了第一和第二板以及夹在两板之间的液晶，其中其电压被分成极性调制和灰度级判定两个阶段的每个视频信号被加到源极行。通过分阶段充电和放电实现了该极性调制。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

Source driving circuit and method for liquid crystal display

Disclosed is a liquid crystal display circuit for driving source, the negative and positive video signal to the source of liquid crystal display, the liquid crystal display device includes first and second plates and liquid crystal sandwiched between the two plates, wherein the voltage is divided into polarity modulation and gray level determine each video signal two the stage is added to the source line. The polarity modulation is realized by phase charging and discharging.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种液晶显示器，具体来说涉及驱动液晶显示器源极行(source line)的电路和方法，它降低了该液晶显示器源极行的功率消耗。作为一种显示视频信号的显示设备，液晶显示器(LCD)日益引起人们的注意，并且人们正在积极地对这种设备进行研究和探索。通常，LCD大致分为液晶板部分和驱动部分。该液晶板部分包括底玻璃板、顶玻璃板以及在底玻璃板与顶玻璃板之间填充的液晶层，在底玻璃板上以矩阵形式排列了像素电极和薄膜晶体管(TFT)，在顶玻璃板上形成公用电极和滤色层。该驱动部分包括视频信号处理器、控制器、源极驱动器、以及栅极驱动器，该视频信号处理器处理外部输入的视频信号；控制器接收来自该视频信号处理器输出的复合同步信号，并且把它分成水平和垂直同步信号并且响应模式(NTSC、PAL和SECAM)选择信号控制计时；源极驱动器响应该控制器的输出信号，为液晶板的源极行提供信号电压；栅极驱动器响应该控制器的输出信号，为液晶板的扫描行继续提供驱动电压。人们已经进行了有效的探索，以降低具有上述结构的液晶显示器功率消耗。结合附图将说明驱动LCD的源极的常规电路和方法。附图说明图1示出常规TFT-LCD的结构。参考图1，该TFT-LCD包括液晶显示器板10、源极驱动器20以及栅极驱动器30，液晶显示器板10有像素，每个像素设置于多个栅极行GL与多个源极行SL相互交叉的点，源极驱动器20通过源极行SL为每个像素提供视频信号，栅极驱动器30选择该液晶显示器板10上的某个栅极行GL，以便接通多个像素。这里，每个像素由TFT1构成，该TFT1的栅极连接到栅极行GL并且它的漏极连接到源极行SL、与TFT1的源极并联的存储电容器Cs以及液晶电容器C1c。图2示出常规TFT-LCD的源极驱动器的结构。在这个图中，以384-沟道6-比特驱动器为例表示该源极驱动器。即，每个R、G和B数据是6比特，并且列排行(column line)的数量等于384。参考图2，该源极驱动器包括移位寄存器21、取样锁存器22、保持锁存器23、数字／模拟转换器24以及输出缓冲器25。移位寄存器21响应源极脉冲时钟HCLK，移位水平同步信号脉冲HSYNC，把锁存启动时钟输出给取样锁存器22。该取样锁存器22响应从寄存器21输出的锁存启动时钟，通过列排行取样并且锁存数字化的R、G和B数据。保持锁存器23响应锁存R、G和B数据装载信号(load signal)，同时接收取样锁存器22锁存的R、G和B数据。数字／模拟转换器24把保持锁存器23中存储的数字化的R、G和B数据转换成模拟R、G和B数据。然后输出缓冲器25放大对应于该模拟R、G和B数据的信号电流，把它们输出给液晶板的源极行。上述结构的源极驱动器在一个水平周期期间取样并且保持数字化的R、G和B数据，把它们转换成模拟R、G和B数据，并且对它们进行电流放大。这里，当保持锁存器23保持对应于第n列排行的R、G和B数据时，取样锁存器22取样对应于第(n+1)列排行的R、G和B数据。图3示出常规TFT-LCD的栅极驱动器。参考图3，该栅极驱动器包括移位寄存器31、电平寄存器32以及输出缓冲器33。移位寄存器31响应栅极脉冲VCLK，移位垂直同步信号脉冲VSYNC，以便继续启动扫描行。电平寄存器32顺序水平位移送给扫描行的信号，以输出给输出缓冲器33。这样，就顺序启动与输出缓冲器33连接的多个扫描行。下面说明驱动如上所述的结构的常规TFT-LCD的方法。首先，源极驱动器20的取样锁存器22顺序接收对应于单一像素的视频信号并且存储对应于源极行SL的视频数据。栅极驱动器30输出栅极行选择信号GLSS，选择多个栅极行GL之一。然后，接通与所选择的栅极行GL连接的TFT1，以便把保持锁存器23锁存储的视频数据送到它的漏极。因此，在液晶板10上显示了视频数据。然后，重复上述操作在液晶板10上显示视频数据。此时，源极驱动器20为液晶板10提供VCOM、正和负视频信号，以便在该液晶板10上显示视频数据。图4示出图1的视频信号的电压范围。参考图4，每次改变帧就交替把正和负视频信号送到像素，为了在操作TFT-LCD期间不直接把直流电压送给液晶，为此，向TFT-LCD上板的电极提供VCOM，该VCOM是正和负视频信号之间的中间电压。但是，在以VCOM为基准交替向像素提供正和负视频信号的情况下，液晶的光透射特性曲线并不彼此一致，因此产生闪烁。因此，为了减少产生闪烁，采用了如图5A、5B、5C和5D所示的4个反转模式(inversion mode)。它们是帧反转、行反转、列反转和点反转模式。图5A示出仅仅当改变帧时才调制视频信号的极性的帧反转模式，而图5B示出每次改变栅极行GL就变化视频信号的极性的行反转模式，另外，图5C示出当改变源极行和帧时变化视频信号的极性的列反转模式，以及图5D示出只要改变每个源极行SL和栅极行GL并且改变帧就变化极性的点反转模式。按照帧反转、行反转、列反转和点反转顺序，则画面就好，并且与画面质量成正比，极性改变次数变变化更大，结果增加了功率消耗。下面结合图6所示的驱动常规LCD的点反转模式，将作详细说明。图6示出加到液晶板10的奇数源极行SL或偶数源极行SL的视频信号的波形。该图说明了在以VCOM为基准每次改变栅极行时调制源极行SL的视频信号的极性。这里，假设全部TFT-LCD板显示相同的灰色，源极行SL的视频信号的变化宽度(V)变成VCOM脉冲正视频信号或VCOM脉冲负视频信号变化宽度的2倍。因此常规点反转就消耗了大量的功率，这是因为视频信号的极性每次当改变栅极行GL时就以VCOM为基准从正到负或从负到正变化。图6示出当使用通常白模式液晶显示器显示黑图像时视频信号摆幅(swing)宽度。此时，每个水平周期要求宽的宽度的电压摆幅，这个电压摆幅说通过输出放大器的电源电压VDD所提供的能量所获得的，并且每2水平周期(周期H)就出现功率消耗。图7是驱动电容负载的一般CMOS的电路方框图。参考图7，PMOS晶体管P1的源极连接到供电电源VH，并且它的漏极连接到NMOS晶体管N1的漏极，形成了输出端，NMOS晶体管N1的源极连接到另一个供电电源VL，NMOS和PMOS晶体管N1和P1的栅极接收一个输出信号(或输入信号)频率F，并且负载电容CLOAD连接在NMOSH和PMOS晶体管N1和P1的漏极与NMOS晶体管N1的栅极之间。由后面等式(1)表示了如上所结构的常规CMOS驱动电路的功率消耗。PCONV=CLOAD·VH·(VH-VL)·F---------(1)这里CLOAD表示负载电容CLOAD的电容量，而F表示输出信号(或输入信号)频率，以及VH＜VL。但是，在驱动LCD源极的常规方法中，每2水平周期就出现大量功率消耗，这是因为驱动源极功率消耗量正比于视频信号的摆幅宽度，因此要求大量功率消耗。因此，本专利技术致力于一种驱动液晶显示器的源极行的方法和电路，它极大地克服了由于现有技术的局限和缺点所造成的一个或多个问题。本专利技术的一个目的是提供一种驱动液晶显示器的源极行的方法和电路，它降低了伴随宽的宽度的电压摆幅的极性反转所要求的功率消耗，同时，减少了放大器的驱动功率消耗。为了实现本专利技术的这个目的，提供了一种液晶显示器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示器的源极驱动电路，该源极驱动电路包括移位寄存器、取样锁存器、保持锁存器、数字／模拟转换器以及输出缓冲器，该源极驱动电路包括： 极性调制器，用于执行源极行的极性调制； 多个乘法器，用于响应外部控制信号从该输出缓冲器的输出与该多个极性调制器的输出其中的一个进行选择，向像素输出所选中的一个输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 1999-8-5 32152/991．一种液晶显示器的源极驱动电路，该源极驱动电路包括移位寄存器、取样锁存器、保持锁存器、数字／模拟转换器以及输出缓冲器，该源极驱动电路包括极性调制器，用于执行源极行的极性调制；多个乘法器，用于响应外部控制信号从该输出缓冲器的输出与该多个极性调制器的输出其中的一个进行选择，向像素输出所选中的一个输出。2．如权利要求1的电路，其中该极性调制器是由第一极性调制器和第二极性调制器构成的，该第一极性调制器用于执行偶数源极行的极性调制，而第二极性调制器用于与第一极性调制器相反地执行奇数源极行的极性调制。3．如权利要求2的电路，其中每个第一极性调制器和第二极性调制器是由设置于源极驱动器芯片之外的n个外部电容器构成的，并且多个开关使这些n个外部电容器连接到负载电容器。4．如权利要求3的电路，其中每个开关是由NMOS晶体管构成的。5．如权利要求4的电路，其中构成了开关的这些NMOS晶体管彼此尺寸不同。6．如权利要求3的电路，其中由NMOS和PMOS晶体管构成了每个开关。7．如权利要求3的电路，其中利用对范围从负视频信号的预定灰度值至正视频信号的预定灰度值的电压值进行均分所得到的电压，使该n外部电容器充电。8．如权利要求3的电路，其中每个外部电容器的尺寸大于该负载电容器的尺寸。9．如权利要求2的电路，其中第一极性调制器和第二极性调制器的每一个包括各自具有彼此相反移位方向的第一和第二移位寄存器。10．如权利要求2的电路，其中每个第一极性调制器和第二极性调制器包括具有彼此顺序相反连接的开关的单一移位寄存器。11．一种液晶显示器的源极驱动电路，该源极驱动电路包括移位寄存器、取样锁存器、保持锁存器、数字／模拟转换器以及输出缓冲器，该源极驱动电路包括极性调制器，用于执行源极行的极性调制；多个开关，用于响应外部控制信号从该输出缓冲器的输出与该多个极性调制器的输出其中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：权五敬，
申请(专利权)人：恩泰克研究株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]