專利名稱：矩陣型lcd板驅動設備及基于該設備的液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于驅動矩陣型LCD板的設備和液晶顯示器。
背景技術：
圖1示出了常規(guī)顯示模塊10的結構框圖。示出了用于驅動簡單矩陣型液晶板16的電氣配置的細節(jié)。由包括源極驅動器14.1-14.x(例如，x＝8)的列驅動器組14并行地驅動液晶板16的多個分段電極(例如，N＝384)，多個公共電極在順序地被選擇的同時，由行驅動器陣列15驅動。接口用作主機計算機(圖1中未示出)與顯示模塊10之間的接口。典型地在顯示計時控制器13的輸入側實現(xiàn)接口功能12。如上所述，列驅動器組14驅動LCD顯示板16的N列，并包括N個獨立的輸出緩沖器。典型地，列驅動器組14的每個源極驅動器14.x通過提供模擬輸出信號，供應顯示板16的n個列電極。行驅動器陣列15包括行驅動器的陣列。顯示板16的每個像素是在行與列電極之間可切換的電容器。例如，顯示板16可以是無源矩陣型LCD板。
計時控制器13將代表要在液晶板16上顯示的圖像的顯示數據作為串行數據提供給列驅動器14。典型地，控制器13也向列驅動器組14提供附加信號CLKN、CLKP和LD?？刂破?3還向行驅動器陣列15提供信號。行驅動器陣列15響應于垂直同步信號，選擇應該首先顯示的公共電極，然后在與水平同步信號同步的同時，通過改變要相繼選擇的公共電極，在垂直方向上進行掃描。
圖2示出了圖1所示的列驅動器組14的內部配置。根據數據鎖存時鐘，通過輸入接口27和用于從串行數據向并行數據轉換的串行-并行轉換器26，將從控制器13提供的、作為串行數據IF[1:N]的顯示數據饋送到數據鎖存器22中。設置有雙向移位寄存器21，以能夠切換數據將在板16上顯示的方向。在將數據鎖存在數據鎖存器22中之后，根據水平同步信號LD，在每個水平掃描周期，將數據鎖存在線鎖存器23中。當從行鎖存器23中讀取另一數據集時，數據鎖存器22用作加載數據的“數據緩沖器”。通過數模轉換器24將行鎖存器23的輸出發(fā)送至液晶驅動輸出電路25。通過水平同步信號LD，將數據傳送至輸出Y1到Y480(即，在本示例中，N＝480)，以驅動顯示板16，LD也被稱作加載信號。LD脈沖僅在整行點(多個源極驅動器)準備好之后才進入。本示例中的驅動輸出電路25能夠驅動N＝480列。驅動輸出電路25包括N個獨立輸出緩沖器。在圖2中，用附圖標記31指示第三列的輸出緩沖器。
如圖3所示，可以將板16的列看作分布式的RC負載。n行的每一行由RC網絡代表。在圖3中只描繪了第三列。因為在常規(guī)設備中用固定電流Ibias將輸出緩沖器31偏置，所以如兩個示意性的U(t)時序圖所示，第一行比第M行穩(wěn)定得早很多。
在常規(guī)源極驅動器14中，將輸出緩沖器31設計成偏置電流Ibias是針對最遠行(即第M行)而定義的。由此，距離輸出緩沖器31較近的行所見的偏置電流Ibias太高。換言之，這些行“驅動過度”。
在作為US2003/0112215A1公開的美國專利申請中，描述了一種液晶顯示器和驅動器，其中提供了一種計時電路，用于將每個行周期劃分成驅動周期和電壓維持周期。在驅動周期中，輸出緩沖器使用較高的偏置電流，以對顯示板的列線進行充電。在維持周期中，使用較低的偏置電流來維持列線上的電壓。然而，這種解決方案沒有解決某些行所受的驅動電流太高的上述問題。
因此，一般希望降低要由緩沖器汲取的功率。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種考慮各個獨立行的距離的解決方案。
本發(fā)明的另一目的是提供一種降低LCD驅動器功耗的構思。
本發(fā)明的另一目的是改進常規(guī)LCD驅動器，并降低其電流消耗。

發(fā)明內容
在此所述并要求保護的本發(fā)明減少或消除了上述已知系統(tǒng)的缺點。
權利要求1要求保護根據本發(fā)明的一種設備。權利要求2到8要求保護多種有利實施例。
權利要求9要求保護根據本發(fā)明的液晶顯示器，權利要求10到11要求保護其有利實施例。
根據本發(fā)明的設備包括用于驅動LCD板的列的輸出緩沖器。采用偏置產生器來向所有輸出緩沖器提供公共偏置電流。所述設備還包括用于提供與LCD板上待驅動點的物理位置有關的信息的裝置。根據本發(fā)明，所述信息是通過對進入的負載信號(LD)的數目進行計數而獲得的。采用可切換的電流源以允許根據物理位置來改變偏置電流的電平(level)。
根據本發(fā)明，提出了一種液晶顯示器，包括排列成行和列的陣列的多個液晶像素電極。有用于驅動液晶像素電極的多個行和列線，以及用于驅動多個列線的多個輸出緩沖器。所有輸出緩沖器在公共偏置電流處可工作。設置有用于改變公共偏置電流的專用裝置，其中偏置電流取決于輸出緩沖器與待驅動的行之間的物理距離。
通過逐個行周期地改變所有輸出緩沖器的公共偏置電流，可以降低源極驅動器的功耗，同時仍然提供足夠的電流，以在可用時間內對列線進行切換。
本發(fā)明的優(yōu)點在于可以用于驅動任何類型的LCD顯示器，例如TFT顯示器或OLED(有機發(fā)光顯示器)。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在以下描述中提出，并部分地從描述中明顯可見。


為了更加完整地描述本發(fā)明及其他目的和優(yōu)點，結合附圖參照以下描述，附圖中圖1示出了常規(guī)LCD顯示器的示意性結構框圖；圖2示出了常規(guī)源極驅動器的示意性結構框圖；
圖3示出了常規(guī)顯示板的一列和多行的示意性結構框圖；圖4示出了根據本發(fā)明的第一設備的示意性結構框圖；圖5示出了根據本發(fā)明的取決于數字信號的偏置電流；圖6示出了根據本發(fā)明的可切換電流源的示意性結構框圖；圖7示出了根據本發(fā)明的另一設備的示意性結構框圖；圖8示出了根據本發(fā)明的LCD顯示器的示意性結構框圖。
具體實施例方式
圖4示出了根據本發(fā)明的設備40的最基本的示意圖。如圖4中示意性地描繪的，設備40包括用于驅動LCD板46的N列(O1到ON)的多個輸出緩沖器41.1到41.N?？汕袚Q電流源42向所有輸出緩沖器41.1到41.N提供公共偏置電流Ibias。設備40包括與所有輸出緩沖器41.1到41.N相連的偏置線44。設備40還包括用于提供與LCD板46上待驅動點(分別在各行)的物理位置有關的信息的裝置43。根據本發(fā)明，與在下一步驟中要驅動的行有關的信息是通過對進入的負載信號LD的數目進行計數而獲得的。因此，裝置43包括LD輸入47。每個輸出緩沖器41.1到41.N具有數據輸入47.1到47.N和輸出Y1到YN。
裝置43可以包括對LD信號進行計數的計數器。計數器43可以包括觸發(fā)器序列。該序列中的最末觸發(fā)器的輸出處的信號可以用于對計數器進行復位。為了確保在加電之后正確啟動計數器，可以提供外部復位。計數器43發(fā)出代表接下來要驅動的行的數目的數字信號。在本示例中，數字信號具有N個數位。
根據本發(fā)明，可切換電流源42根據物理位置改變偏置電流Ibias的電平。因為物理位置由計數器43提供的對應數字信號代表，所以可切換電流源42包括多個數字控制的開關。根據數字信號，這些開關貢獻偏置電流Ibias。
裝置43和可切換電流源42可以采用不同方式來實現(xiàn)。為了簡明起見，以下描述的實施例中，可切換電流源42包括M個開關(例如，每個由MOSFET晶體管對形成)，每個開關僅在數字信號的相應數位顯示邏輯“1”時才貢獻偏置電流Ibias。如果所有開關相同，則可以獲得如圖5所示的偏置電流Ibias。在本特定示例中，只有四個開關和四個不同的偏置電流電平。如果向可切換電流源42施加數字信號“1000”，則只有第一開關貢獻偏置電流Ibias。偏置電流Ibias是x。如果數字信號是“1100”，則得到的偏置電流Ibias是2x，等等。
顯然，如圖5中線50所示的，偏置電流Ibias逐步改變且斜率為線性只是一個可能的實施例?？梢愿鶕壕э@示器的設計來實現(xiàn)其他曲線。此外，用于設定可切換電流源42的開關的編碼方案也可以變化。
應該注意，緩沖器偏置電流不是輸出緩沖器所汲取的全部電流，該電流一般從電源中汲取。圖中均未示出該電源。
根據另一實施例，減少了電流等級(stage)的數目。如果用相同的偏置電流Ibias驅動兩個相鄰行，則只需要M/2個不同的電流等級。在這種情況下，第一和第二行都由偏置電流Ibias1驅動。第三和第四行都由偏置電流Ibias2驅動，等等。這種方法允許減少可切換電流源42內提供偏置電流所需的晶體管對的數目。如果LCD板具有M＝1200行(在UXGA板的情況下)，則需要600個晶體管對而不是1200個晶體管對。
也可以通過形成每組包括q個行的組來進一步減少所需的晶體管對的數目。如果LCD板具有M行，則這種方法需要M/q個晶體管對。假設LCD板具有M＝1200行，q＝10，則只需要120個晶體管對。
圖6中給出了可切換電流源42的可能實施例。如該圖所示，電流源42包括MOSFET晶體管網絡。如圖6所示，該網絡包括提供預定參考電流的第一MOSFET晶體管51和M個MOSFET對。根據向輸入1到N施加的數字信號，將少量電流加到參考電流上。得到的偏置電流Ibias在輸出44處可用。
可以在第一MOSFET晶體管51與正電壓節(jié)點V之間放置用作虛(dummy)開關的晶體管。如果總是處于導通狀態(tài)，則這種虛開關可以是為了匹配而使用。但是，注意這種虛開關是可選的。
圖7中示出了另一實施例。在該圖中，示出了設備60，包括可切換電流源42(例如，與圖6所示的相似)、計數器53和預定標器(prescaler)52。如圖所示，預定標器52在輸入54處接收負載信號LD。預定標器52在輸入55處發(fā)出針對每個M/q脈沖LD的LD_in脈沖。將LD_in脈沖施加到計數器53上。計數器53的輸出側的數字輸出信號1到N遵守特定的預定波形。
預定標器52提供了因子為q的偏置分辨率。如果有M行，則偏置分辨率是q/M。
如結合圖6所述，使用基于良好限定的參考電流的鏡像原理的電流源42，MOSFET對用作將電流加到產生的偏置電流Ibias上的開關。在輸出44處提供產生的偏置電流Ibias。例如，預定標器52可以用于減少產生的偏置電流Ibias的等級數目。
由此獲得了一種設備，其中隨著行索引增大，對所有緩沖器進行更加強勁的偏置，即偏置電流隨每個行周期增大，或者如果多個行形成組，則偏置電流隨每個行組增大。由此，可以確保即使i(0＜i≤M)增大，該行每個像素的穩(wěn)定時間也保持相當固定。
根據本發(fā)明，偏置電流根據負載信號LD的數目而變化。從以上描述中清楚可見，因為本發(fā)明允許用適當(足夠)的電流驅動每行，所以功耗可以非常低。不必再用過高的電流來驅動行。
圖8中示出了根據本發(fā)明的液晶顯示器70。已經結合圖1論述了圖8的細節(jié)。以下僅針對必須進行改變以實現(xiàn)本發(fā)明的液晶顯示器70的那些方面進行描述。液晶顯示器70包括排列成行(L1-LM)和列(O1-ON)的陣列的多個液晶像素電極。有用于驅動液晶像素電極的多條行和列線。設置有用于驅動多條列線(O1-ON)的多個輸出緩沖器。輸出緩沖器位于源極驅動器14.1-14.x內部。根據本發(fā)明，所有輸出緩沖器都可在公共偏置電流Ibias處操作。通過公共電流線72向源極驅動器14.1-14.x及其內部的輸出緩沖器施加該偏置電流Ibias。有用于根據輸出緩沖器與待驅動的行之間的物理距離來改變公共偏置電流Ibias的裝置71。裝置71處理負載信號LD或對應的信號，以獲得與實際行索引有關的信息。
在優(yōu)選實施例中，液晶顯示器70的輸出緩沖器具有信號輸入和輸出。連接輸出(Y1-YN)以驅動各條列線，并將信號輸入與數模轉換裝置(例如，圖2中的數模轉換裝置24)相連。
可以將作為US2003/0112215A1公開的美國專利申請與本發(fā)明的教導相組合。這允許實現(xiàn)其中行的物理位置影響偏置電流的設備。同時，在驅動周期之后可以將偏置電流減小為足以維持列線上的電壓的較低偏置電流。
要理解，為了清楚起見而在分離的實施例中描述的本發(fā)明的多種特征可以在單個實施例中以組合的方式提出。反之，為了簡明起見而在單個實施例中描述的本發(fā)明的多種特征也可以分離地或以任何適合的子組合方式來提出。
雖然使用了特定術語，在附圖和說明中提出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是這樣給出的描述使用廣義和描述性而非限制性的術語。
權利要求
1.一種設備(40；60；70)，包括-多個輸出緩沖器(41.1-41.N)，用于驅動LCD板(16；46)的列，-偏置產生器(42；71)，用于向所有所述輸出緩沖器(41.1-41.N)提供公共偏置電流(Ibias)，-用于通過對進入的負載信號(LD)的數目進行計數來提供與LCD板(16；46)上待驅動點的物理位置有關的信息的裝置(43；52；53；71)，-可切換電流源(42；71)，用于根據物理位置來改變偏置電流(Ibias)的電平。
2.如權利要求1所述的設備(40；60；70)，其中可切換電流源(42；71)提供與輸出緩沖器(41.1-41.N)與待驅動點之間的物理距離成比例的偏置電流(Ibias)。
3.如權利要求1或2所述的設備(40；60；70)，其中可切換電流源(42；71)基于參考電流鏡像原理。
4.如權利要求1或2所述的設備(40；60；70)，其中可切換電流源(42；71)包括多個開關，每個所述開關將電流貢獻加到偏置電流(Ibias)上，所述開關由所述用于提供信息的裝置(43；52；53；71)激活。
5.如權利要求1到4之一所述的設備(40；60；70)，其中用于提供信息的裝置(43；52；53；71)包括用于對進入的負載信號(LD)進行計數的計數器。
6.如權利要求5所述的設備(40；60；70)，其中用于提供信息的裝置(43；52；53；71)包括預定標器(52)。
7.如權利要求1到6之一所述的設備(40；60；70)，其中輸出緩沖器(41.1-41.N)提供對于LCD板(16；46)上任何物理位置處的任何點均大致相同的輸出信號。
8.如權利要求1到6之一所述的設備(40；60；70)，其中根據輸出緩沖器(41.1-41.N)與被驅動的行之間的物理距離而構成偏置電流(Ibias)，以降低對相距較小物理距離的行進行驅動時的回轉速率。
9.一種液晶顯示器(70)，包括-排列成行和列的陣列的多個液晶像素電極，-用于驅動液晶像素電極的多條行線(L1-LM)和列線(O1-ON)，-用于驅動多條列線(O1-ON)的多個輸出緩沖器，所有輸出緩沖器在公共偏置電流(Ibias)處可工作，以及-用于改變公共偏置電流(Ibias)的裝置(71)，所述公共偏置電流(Ibias)取決于輸出緩沖器與待驅動的行之間的物理距離。
10.如權利要求9所述的液晶顯示器(70)，其中用于改變公共偏置電流(Ibias)的裝置(71)包括用于根據物理距離來改變偏置電流(Ibias)電平的可切換電流源。
11.如權利要求9或10所述的液晶顯示器(70)，其中每個輸出緩沖器具有信號輸入和輸出，輸出(Y1-YN)連接用以驅動各條列線(O1-ON)，并且信號輸入與數模轉換裝置相連。
全文摘要
一種設備(40)包括用于驅動LCD板(46)的列的多個輸出緩沖器(41.1－41.N)。采用偏置產生器(42)來向所有輸出緩沖器(41.1－41.N)提供公共偏置電流(I
文檔編號G09G3/36GK101014992SQ200580029938
公開日2007年8月8日 申請日期2005年9月8日 優(yōu)先權日2004年9月10日
發(fā)明者安東尼厄·P·G·韋爾伯, 弗朗西斯科·毛內 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司