專利名稱：液晶顯示器的源極驅動電路和方法
技術領域：
本發明涉及一種液晶顯示器，具體來說涉及驅動液晶顯示器源極行(source line)的電路和方法，它降低了該液晶顯示器源極行的功率消耗。
作為一種顯示視頻信號的顯示設備，液晶顯示器(LCD)日益引起人們的注意，并且人們正在積極地對這種設備進行研究和探索。通常，LCD大致分為液晶板部分和驅動部分。該液晶板部分包括底玻璃板、頂玻璃板以及在底玻璃板與頂玻璃板之間填充的液晶層，在底玻璃板上以矩陣形式排列了像素電極和薄膜晶體管(TFT)，在頂玻璃板上形成公用電極和濾色層。
該驅動部分包括視頻信號處理器、控制器、源極驅動器、以及柵極驅動器，該視頻信號處理器處理外部輸入的視頻信號；控制器接收來自該視頻信號處理器輸出的復合同步信號，并且把它分成水平和垂直同步信號并且響應模式(NTSC、PAL和SECAM)選擇信號控制計時；源極驅動器響應該控制器的輸出信號，為液晶板的源極行提供信號電壓；柵極驅動器響應該控制器的輸出信號，為液晶板的掃描行繼續提供驅動電壓。人們已經進行了有效的探索，以降低具有上述結構的液晶顯示器功率消耗。
結合附圖將說明驅動LCD的源極的常規電路和方法。
圖1示出常規TFT-LCD的結構。參考圖1，該TFT-LCD包括液晶顯示器板10、源極驅動器20以及柵極驅動器30，液晶顯示器板10有像素，每個像素設置于多個柵極行GL與多個源極行SL相互交叉的點，源極驅動器20通過源極行SL為每個像素提供視頻信號，柵極驅動器30選擇該液晶顯示器板10上的某個柵極行GL，以便接通多個像素。這里，每個像素由TFT1構成，該TFT1的柵極連接到柵極行GL并且它的漏極連接到源極行SL、與TFT1的源極并聯的存儲電容器Cs以及液晶電容器C1c。
圖2示出常規TFT-LCD的源極驅動器的結構。在這個圖中，以384-溝道6-比特驅動器為例表示該源極驅動器。即，每個R、G和B數據是6比特，并且列排行(column line)的數量等于384。參考圖2，該源極驅動器包括移位寄存器21、取樣鎖存器22、保持鎖存器23、數字／模擬轉換器24以及輸出緩沖器25。
移位寄存器21響應源極脈沖時鐘HCLK，移位水平同步信號脈沖HSYNC，把鎖存啟動時鐘輸出給取樣鎖存器22。該取樣鎖存器22響應從寄存器21輸出的鎖存啟動時鐘，通過列排行取樣并且鎖存數字化的R、G和B數據。保持鎖存器23響應鎖存R、G和B數據裝載信號(load signal)，同時接收取樣鎖存器22鎖存的R、G和B數據。數字／模擬轉換器24把保持鎖存器23中存儲的數字化的R、G和B數據轉換成模擬R、G和B數據。然后輸出緩沖器25放大對應于該模擬R、G和B數據的信號電流，把它們輸出給液晶板的源極行。
上述結構的源極驅動器在一個水平周期期間取樣并且保持數字化的R、G和B數據，把它們轉換成模擬R、G和B數據，并且對它們進行電流放大。這里，當保持鎖存器23保持對應于第n列排行的R、G和B數據時，取樣鎖存器22取樣對應于第(n+1)列排行的R、G和B數據。
圖3示出常規TFT-LCD的柵極驅動器。參考圖3，該柵極驅動器包括移位寄存器31、電平寄存器32以及輸出緩沖器33。移位寄存器31響應柵極脈沖VCLK，移位垂直同步信號脈沖VSYNC，以便繼續啟動掃描行。電平寄存器32順序水平位移送給掃描行的信號，以輸出給輸出緩沖器33。這樣，就順序啟動與輸出緩沖器33連接的多個掃描行。
下面說明驅動如上所述的結構的常規TFT-LCD的方法。
首先，源極驅動器20的取樣鎖存器22順序接收對應于單一像素的視頻信號并且存儲對應于源極行SL的視頻數據。柵極驅動器30輸出柵極行選擇信號GLSS，選擇多個柵極行GL之一。然后，接通與所選擇的柵極行GL連接的TFT1，以便把保持鎖存器23鎖存儲的視頻數據送到它的漏極。因此，在液晶板10上顯示了視頻數據。
然后，重復上述操作在液晶板10上顯示視頻數據。
此時，源極驅動器20為液晶板10提供VCOM、正和負視頻信號，以便在該液晶板10上顯示視頻數據。
圖4示出圖1的視頻信號的電壓范圍。參考圖4，每次改變幀就交替把正和負視頻信號送到像素，為了在操作TFT-LCD期間不直接把直流電壓送給液晶，為此，向TFT-LCD上板的電極提供VCOM，該VCOM是正和負視頻信號之間的中間電壓。但是，在以VCOM為基準交替向像素提供正和負視頻信號的情況下，液晶的光透射特性曲線并不彼此一致，因此產生閃爍。
因此，為了減少產生閃爍，采用了如圖5A、5B、5C和5D所示的4個反轉模式(inversion mode)。它們是幀反轉、行反轉、列反轉和點反轉模式。
圖5A示出僅僅當改變幀時才調制視頻信號的極性的幀反轉模式，而圖5B示出每次改變柵極行GL就變化視頻信號的極性的行反轉模式，另外，圖5C示出當改變源極行和幀時變化視頻信號的極性的列反轉模式，以及圖5D示出只要改變每個源極行SL和柵極行GL并且改變幀就變化極性的點反轉模式。按照幀反轉、行反轉、列反轉和點反轉順序，則畫面就好，并且與畫面質量成正比，極性改變次數變變化更大，結果增加了功率消耗。下面結合圖6所示的驅動常規LCD的點反轉模式，將作詳細說明。圖6示出加到液晶板10的奇數源極行SL或偶數源極行SL的視頻信號的波形。該圖說明了在以VCOM為基準每次改變柵極行時調制源極行SL的視頻信號的極性。
這里，假設全部TFT-LCD板顯示相同的灰色，源極行SL的視頻信號的變化寬度(V)變成VCOM脈沖正視頻信號或VCOM脈沖負視頻信號變化寬度的2倍。因此常規點反轉就消耗了大量的功率，這是因為視頻信號的極性每次當改變柵極行GL時就以VCOM為基準從正到負或從負到正變化。
圖6示出當使用通常白模式液晶顯示器顯示黑圖像時視頻信號擺幅(swing)寬度。此時，每個水平周期要求寬的寬度的電壓擺幅，這個電壓擺幅說通過輸出放大器的電源電壓VDD所提供的能量所獲得的，并且每2水平周期(周期H)就出現功率消耗。
圖7是驅動電容負載的一般CMOS的電路方框圖。參考圖7，PMOS晶體管P1的源極連接到供電電源VH，并且它的漏極連接到NMOS晶體管N1的漏極，形成了輸出端，NMOS晶體管N1的源極連接到另一個供電電源VL，NMOS和PMOS晶體管N1和P1的柵極接收一個輸出信號(或輸入信號)頻率F，并且負載電容CLOAD連接在NMOSH和PMOS晶體管N1和P1的漏極與NMOS晶體管N1的柵極之間。
由后面等式(1)表示了如上所結構的常規CMOS驅動電路的功率消耗。
PCONV=CLOAD·VH·(VH-VL)·F---------(1)這里CLOAD表示負載電容CLOAD的電容量，而F表示輸出信號(或輸入信號)頻率，以及VH＜VL。
但是，在驅動LCD源極的常規方法中，每2水平周期就出現大量功率消耗，這是因為驅動源極功率消耗量正比于視頻信號的擺幅寬度，因此要求大量功率消耗。
因此，本發明致力于一種驅動液晶顯示器的源極行的方法和電路，它極大地克服了由于現有技術的局限和缺點所造成的一個或多個問題。
本發明的一個目的是提供一種驅動液晶顯示器的源極行的方法和電路，它降低了伴隨寬的寬度的電壓擺幅的極性反轉所要求的功率消耗，同時，減少了放大器的驅動功率消耗。
為了實現本發明的這個目的，提供了一種液晶顯示器的源極驅動電路，該源極驅動電路具有移位寄存器、取樣鎖存器、保持鎖存器、數字／模擬轉換器和輸出緩沖器，該源極驅動電路包括第一極性調制器，用于執行奇數源極行的極性調制；第二極性調制器，與第一極性調制器相反，用于執行偶數源極行的極性調制；以及多個乘法器或開關，用于響應外部控制信號，從輸出緩沖器的輸出和第一和第二極性調制器的輸出中進行選擇，把選定的一個輸出給像素。
還提供了一種液晶顯示器的源極驅動方法，把負和正視頻信號加到液晶顯示器的源極行，該液晶顯示器包括第一和第二板以及插入兩板之間的液晶，具有電壓被分成極性調制和灰度級判定的兩階段的每個視頻信號加到源極行。
應理解前面的一般說明和后面的詳細說明都僅是示例，并且目的是進一步說明所要求保護的發明。
說明書中包括的附圖用于進一步理解本發明并且與說明書相互結合構成了該說明書的一部分，這些附圖表示了本發明的實施例，并且與說明一起起到解釋本發明的目的的作用。
在這些圖中圖1示出常規TFT-LCD的結構；圖2示出該常規TFT-LCD的源極驅動電路的結構；圖3示出該常規TFT-LCD的柵極驅動電路的結構；圖4示出圖1的視頻信號的電壓范圍；圖5A、5B、5C和5D示出TFT-LCD的反轉模式(inversion mode)；圖6示出依據點反轉方法的常規源極驅動電路的輸出波形；
圖7示出驅動電容負載的一般CMOS的電路方框圖；圖8示出結合本發明的依據點反轉方法的源極驅動電路的輸出波形；圖9A示出按照分階段源極驅動方法的全黑圖像的驅動信號的波形；圖9B示出按照分階段源極驅動方法的全白圖像的驅動信號的波形；圖10A、10B和10C示出根據本發明的TFT-LCD的源極驅動電路的結構；圖11A和11B示出控制圖10A、10B和10C的MUX-A和MUX-B或開關的控制信號的波形；圖12A和12B示出圖10B和10C的輸出緩沖器的放大器的電路方框圖；圖13示出極性調制器的電路方框圖；圖14示出根據本發明的驅動源極驅動電路的極性調制電路的示例；圖15示出根據本發明的驅動源極驅動電路的極性調制電路的另外一個示例；圖16示出30-英寸UXGA面板；圖17示出被分成10部分的負載模型(load model)；圖18示出用于顯示全黑圖像的驅動信號波形和控制信號波形；圖19示出用于顯示全白圖像的驅動信號波形和控制信號波形；現在將參考本發明的優選實施例以及結合附圖所示的示例進行詳細地介紹。
圖8示出結合本發明的依據點反轉模式的視頻信號的操作范圍。
在作為依據本發明的用于TFT-LCD的源極驅動方法的分階段源極驅動方法中，執行視頻信號的傳遞過程被分成兩個階段極性調制和灰度級判定。參考圖8，依據極性調制執行設置于電壓VL與電壓VH之間的電壓擺幅B，電壓VL對應于負視頻信號的中間灰度，電壓VH對應于正視頻信號的中間灰度，然后由源極驅動器的放大器完成判斷灰度級的電壓擺幅C和D。這里，電壓VL與電壓VH不局限于正和負視頻信號的中值電壓，它們可以是正和負視頻信號的之內任意的電壓。
下面說明結合本發明的依據點反轉驅動方法的功率消耗，按照極性調制導致的功率消耗和灰度級判定導致的功率消耗這兩部分說明。參考圖8，利用極性調制電壓VH提供了極性調制B導致的功率消耗，而灰度級顯示C所要求的功率消耗則由放大器的供電電壓VDD提供。另外，在對負視頻信號之內的電壓VL進行極性調制之后顯示白圖像需要仍然由放大器的供電電壓VDD提供的電壓擺幅D。但是，當對負視頻區之內的電壓VL進行極性調制之后顯示黑圖像時，則不出現放大器所導致的功率消耗，而當回到對正視頻區之內的電壓VH進行行極性調制時，發生由于極性調制所導致的功率消耗。下面表1排列了這些情況。表1
表1示出本發明的依據點反轉驅動方法的功率消耗的形成。
圖9A和9B分別以全黑圖像和全白圖像的示例性情況為例示出本發明的分階段源極驅動電路的驅動信號波形。即，圖9A示出按照分階段源極驅動方法全黑圖像的驅動信號的波形，而圖9B示出按照分階段源極驅動方法全白圖像的驅動信號的波形。
參考圖9A和9B，依據本發明的點反轉方法用一個水平周期H驅動源極行，這個水平周期H分成極性調制和灰度級判定2個階段。按照這個分階段源極驅動方法，使用經過分階段充電的充電復原，則寬的電壓擺幅寬度的極性調制減少了功率消耗，并且允許放大器僅提供灰度級顯示所需要的功率消耗，從而降低了驅動功率消耗。
下面將說明依據本發明的能夠降低源極驅動電路功率消耗的TFT-LCD的源極驅動電路的結構。
圖10A、10B和10C示出了依據本發明的TFT-LCD的源極驅動電路的結構。參考圖10A，多個乘法器(MUX)80或開關81響應外部控制信號CON，從輸出緩沖器50的輸出信號和奇數極性調制器60和偶數極性調制器70的輸出信號中選擇出一個，把選定的一個輸出信號傳遞給像素。
在TFT-LCD的點反轉(dot inversion)中，由于相鄰源極行的信號極性彼此相反，因此源極行中分階段充電驅動方向也彼此相反。即，在奇數源極行電容器中進行分階段充電的情況下，應在偶數源極行電容器中分階段放電。同樣，構成極性調制器的開關也接彼此相反次序操作。因此，本發明的源極驅動電路彼此分別地設置奇數極性調制器60和偶數極性調制器70，以便分別驅動奇數源極行和偶數源極行。
依據本發明的TFT-LCD的源極驅動電路包括輸出緩沖器50、奇數極性調制器60、偶數極性調制器70、多個MUX 80或開關81，輸出緩沖器50放大圖2的數字／模擬轉換器24所轉換的模擬數據信號的電流，并且輸出給顯示板的源極行，奇數極性調制器60驅動奇數源極行，偶數極性調制器70驅動偶數源極行，多個MUX 80或開關81響應外部控制信號CON，從輸出緩沖器50的輸出信號和奇數極性調制器60和偶數極性調制器70的輸出信號中選擇出一個，把選定的一個輸出信號傳遞給像素。
即，除了選擇下面的輸出緩沖器，即，奇數和偶數極性調制器60和70以及MUX 80或開關81以外，依據本發明的TFT-LCD的源極驅動電路具有與常規TFT-LCD的源極驅動電路相同的電路。MUX 80響應外部控制信號CON，決定進行極性調制還是進行灰度級判定。
參考圖10B，提供有第一乘法器部分MUX-A 80a和第二乘法器部分MUX-B 80b。第一乘法器部分MUX-A 80a接收了輸出緩沖器50的輸出信號，放大器AMP-H和放大器AMP-L構成了輸出緩沖器50，輸出緩沖器50放大圖2的數字／模擬轉換器24所轉換的模擬數據信號的電流，并且第一乘法器部分MUX-A 80a響應外部控制信號EO選擇輸出信號中的一個，把選定的信號輸出給像素。第二乘法器部分MUX-B 80b接收第一乘法器部分MUX-A 80a和奇數和偶數調制器60和70的輸出信號，并且響應外部控制信號CON從它們中選定一個輸出給像素。
圖10C是比圖10A和圖10B更簡單的電路。使用圖10C所示的3個開關81代替用于每列的多個第一乘法器部分MUX-A 80a和第二乘法器部分MUX-B 80b。圖10C所示的PMO和PME分別意指奇數列的極性調制器和偶數列的極性調制器。
圖11A示出控制圖10A和圖10B的MUX-B和MUX-A的控制信號的波形，而圖11B示出控制圖10C的開關的控制信號的波形，圖12A和12B是圖10B和10C的輸出緩沖器的放大器的電路圖。參考圖11A，當控制信號CON處于“1”狀態時執行極性調制，而當控制信號CON處于“0”狀態時執行灰度級判定。這里，控制信號CON控制圖10A和10B的MUX-B，而控制信號EO控制圖10A的MUX-A。
圖11B所示的控制信號控制圖10C所示的電路。在電路操作過程中，當控制信號CON處于“1”狀態(CON=1)時執行極性調制，而當控制信號CON處于“0”狀態(CON=0)時執行灰度級判定。按照灰度級判定，隨EO=1或EO=0時，決定顯示負或正視頻信號。
輸出緩沖器50的放大器包括AMP-H和AMP-L兩種，它們具有如圖12A和12B所示的彼此不同的供電電壓VDD。即，APM-H(VDD=10V)僅用于正視頻信號區的灰度級判定，而APM-L(VDD=5V)僅用于負視頻信號區的灰度級判定。
另外，當傳送如圖6所示的D的負視頻信號時，可以使用低壓放大器，以便與僅采用高壓放大器的情況相比，降低功率消耗。下面將詳細說明奇數和偶數極性調制器的結構。
圖13是每個極性調制器的電路圖。參考圖13，當使用經5(通常，N)等分從VL至VH的電壓所獲得的分階段電壓，驅動負載電容器CLOAD時，功率消耗PSTEPWISE降低至等式(1)所表示的功率消耗的1／5(通常，1／N)。即，如下式(2)所示。
PSTEPWISE=CLOAD·VH·F(VH-VL)／5=PCONV／5--------(2)這里，負載電容器CLOAD是M列排行的電容器的總和，其中M對應于單一源極驅動器的輸出個數的1／2。
在本發明的源極驅動方法中，需要極性調制電路PM執行偶數列的極性調制，而用于點反轉驅動的偶數列的極性調制則彼此相反，因此單一的源極驅動電路彼此分開分別對奇數列和偶數列進行充電。因此，一個源極驅動電路就需要兩個極性調制電路。例如，當這個方法適用于具有300輸出的TFT-LCD的源極驅動電路時，M就變成150。
外部電容器CEXT1、CEXT2、CEXT3和CEXT4是設置于源極驅動器芯片之外安裝的電容器，每個尺寸近似對應于M負載電容器CLOAD的一百倍。分別用等分VL至VH之間的電壓差所獲得的電壓VL+(4／5)(VH-VL)、VL+(3／5)(VH-VL)、VL+(2／5)(VH-VL)和VL+(1／5)(VH-VL)充電這些外部電容器CEXT1、CEXT2、CEXT3和CEXT4。這里VH大于VL。另外VH、VL和這些外部電容器CEXT1、CEXT2、CEXT3和CEXT4經開關SW6、SW5、SW4、SW3、SW2和SW1連接到負載電容器CLOAD，由外部信號，分別接通或打開這些開關SW6、SW5、SW4、SW3、SW2和SW1。
同時，這種分階段源極驅動方法應當提供每個分階段所需相當短的時間周期以及小的驅動電路尺寸，以便既降低功率消耗又實用地驅動TFT-LCD的源極驅動電路。
下面將說明作為本發明的TFT-LCD的源極驅動電路的采用極性調制電路的分階段源極驅動電路能夠降低功率消耗的原因。
參考圖13，當假設初始按照該電壓充電這些外部電容器CEXT1、CEXT2、CEXT3和CEXT4時，同等地呈現鄰近外部電容器的電壓之間的1／5的差。當假設用電壓VL初始地充電負載電容器CLOAD，并且要求充電至VH時，則從SW1和SW6依次接通開關。為此，它們的電壓從VL增加至VH，并且每個分階段的電壓對應于已經充電的外部電容器的結果。
相反，當從VH放電至VL時，則與充電相反從SW6至SW1依次斷開開關。這里，當每個外部電容器充電至VH時送到負載電容器CLOAD的VL+(1／5)(VH-VL)，在每個外部電容器放電至VL的時候返回，因此每個外部電容器加給負載電容器CLOAD的電壓基本變成“0”。
另外，接通開關SW6就完成了依據VH的供電。這里，恰好在接通開關SW6之前已經按VL+(4／5)(VH-VL)充電負載電容器CLOAD，因此基本按VH充電的電壓是1／5(VH-VL)，并且功率消耗減少至等式(1)所示的1／5。
圖14是驅動依據本發明的源極驅動電路的極性調制電路的實施例的電路圖。參考圖14，奇數調制器60和偶數調制器70共享外部電容器。電阻器R是用于確定外部電容器的初始充電電壓。當由處于源極驅動電路的初始階段的信號STR所控制的開關S被接通時，電流流經電阻器R，因此依據各電阻對電容器進行分壓，并且在每個外部電容器存儲每個分壓的電壓。一旦在每個外部電容器中存儲了需要的電壓，則通過信號STR斷開開關，以便防止不不要的電流流經電阻器，從而發生功率消耗。這樣，如圖13所示，可以在源極驅動芯片集成電阻器，而外部電容器設置于芯片之外。
圖14所示的第一和第二移位寄存器90a和90b生成用于控制分階段源極驅動電路的開關SW1-SW6的信號。利用這些第一和第二移位寄存器90a和90b在源極驅動芯片之內初始生成控制每個開關的信號，而這些信號不是由芯片之外得到的，因此就減少了輸入信號的數量。在圖14中，CLK 2是用于第一和第二移位寄存器90a和90b的時鐘信號，PMS是第一和第二移位寄存器90a和90b的觸發信號，PMD是確定移位方向的信號。
當PMD信號為‘1’加給第一移位寄存器90a時，‘0’加給第二移位寄存器90b。按照下面的方式就可以完成上述的操作在第一或第二移位寄存器90a或90b把彼此反向的信號提供移位寄存器之前設置反相器100。之所以需要這樣是因為，在奇數調制器60和偶數調制器70，因為接通和斷開這些開關中之一的順序與另外一個開關的順序不同，接通信號加給這些開關中之一的順序也會與加給另外一個開關的順序不同。
另外，代替第一和第二移位寄存器90a和90b，也可以僅使用如圖15所示的一個移位寄存器。在這個情況下，開關的連接順序與圖14的開關的安排順序相反。
下面就說明有關本發明的點反轉方法的定時和所使用的電路尺寸的模擬結果。
例如，本發明應用在30英寸UXGA顯示板和14英寸XGA。這里主要說明30英尺UXGA顯示板。
如圖16所示，因為目前開發的30英寸LCD是由四等分(four division)驅動方式工作，因此本發明在假設也用四等分驅動的方式操作30英寸LCD的基礎上進行模擬。在四等分驅動的情況下，4個等分的顯示板相當于一個15英寸SVGA顯示板。這里，用C=128微微法和R=2．5千歐的負載操作列排行，并且行時間等于22微秒。通過Raphael 3D模擬典型像素就得到C和R的值。因為C和R分布在實際源極行中，因此使用了如圖17所示的等分成10部分的負載模型。
假設使用圖13所示的5-階段方法，極性調制所需的時間周期限制在一水平周期1H的1／2之內，剩余的時間周期分配給依據放大器的灰度級判定所需的時間周期，XGA顯示板有近似16微秒的行時間，而SVGA顯示板有近似22微秒的行時間。這樣，XGA和SVGA顯示板中所允許的分階段時間分別近似為1．5微秒和2微秒，表2，3，4和5中列舉了為滿足這個計時條件的圖13的開關的晶體管的尺寸。
這里，每個開關可以是僅由NMOS晶體管構成的，或由NMOS和PMOS構成，每個晶體管的溝道長度都是0．6微米。另外，按照極性調制，為每個開關(NMOS晶體管)分別提供10V和0V，以便接通和斷開，其原因在于應當把2．25-7．75V的電壓加到負載電容器CLOAD。相反，在由PMOS晶體管構成開關的情況下，與上述情況相反，分別提供0V和10V接通和斷開每個開關。
表2．當階段時間是1．5微秒并且每個開關是由NMOS晶體管構成時晶體管的尺寸
如表2所示，每個開關僅由NMOS構成，開關SW1、SW2和SW3的尺寸為400微米，開關SW4和SW5的尺寸為500微米，以及600微米的SW6傳遞最大電壓。
下面表3示出當傳遞最大電壓的開關SW6是由PMOS構成時晶體管的尺寸。因為開關SW6應傳遞最大電壓，因此就希望施加0V的接通信號，以提高|VGS|值。
表3．當階段時間是1．5μ秒并且開關是由NMOS和PMOS晶體管構成時晶體管的尺寸
如表3所示，由PMOS晶體管而不是NMOS晶體管構成的開關SW6的優點在于晶體管的尺寸。
表4．當階段時間是2．0微秒并且每個開關是由NMOS晶體管構成時晶體管的尺寸
表5．當階段時間是2．0微秒并且開關是由NMOS和PMOS晶體管構成時晶體管的尺寸
在下表中將列舉依據本發明的上述的LCD源極驅動電路的功率消耗模擬的結果。表6示出功率消耗模擬的條件。表6功率消耗模擬的條件
這里，對按照分階段源極驅動方法的AC功率消耗模擬的結果與按照常規高壓源極驅動方法的AC功率消耗模擬的結果進行比較。圖18示出當顯示板顯示全黑圖像時驅動波形和控制信號，而圖19示出當顯示板顯示全白圖像時驅動波形和控制信號。圖18和19示出在表6的條件下執行HSPICE模擬所獲得的結果。即，依據控制信號CON完成的極性調制或灰度級判定。
同時，表7、8和9中列舉了電流值和功率消耗。這里，表7的VDDH和VDDL分別對應于圖12A和12B所示的AMP-H和AMP-L的電源電壓值。表7顯示全黑圖像的功率消耗的比較
表8顯示全白圖像功率消耗的比較
表3鎮痛作用(醋酸扭體法)
*P＜0.05**p＜0.01***P＜0.00權利要求
1．一種液晶顯示器的源極驅動電路，該源極驅動電路包括移位寄存器、取樣鎖存器、保持鎖存器、數字／模擬轉換器以及輸出緩沖器，該源極驅動電路包括極性調制器，用于執行源極行的極性調制；多個乘法器，用于響應外部控制信號從該輸出緩沖器的輸出與該多個極性調制器的輸出其中的一個進行選擇，向像素輸出所選中的一個輸出。
2．如權利要求1的電路，其中該極性調制器是由第一極性調制器和第二極性調制器構成的，該第一極性調制器用于執行偶數源極行的極性調制，而第二極性調制器用于與第一極性調制器相反地執行奇數源極行的極性調制。
3．如權利要求2的電路，其中每個第一極性調制器和第二極性調制器是由設置于源極驅動器芯片之外的n個外部電容器構成的，并且多個開關使這些n個外部電容器連接到負載電容器。
4．如權利要求3的電路，其中每個開關是由NMOS晶體管構成的。
5．如權利要求4的電路，其中構成了開關的這些NMOS晶體管彼此尺寸不同。
6．如權利要求3的電路，其中由NMOS和PMOS晶體管構成了每個開關。
7．如權利要求3的電路，其中利用對范圍從負視頻信號的預定灰度值至正視頻信號的預定灰度值的電壓值進行均分所得到的電壓，使該n外部電容器充電。
8．如權利要求3的電路，其中每個外部電容器的尺寸大于該負載電容器的尺寸。
9．如權利要求2的電路，其中第一極性調制器和第二極性調制器的每一個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．如權利要求2的電路，其中每個第一極性調制器和第二極性調制器包括具有彼此順序相反連接的開關的單一移位寄存器。
11．一種液晶顯示器的源極驅動電路，該源極驅動電路包括移位寄存器、取樣鎖存器、保持鎖存器、數字／模擬轉換器以及輸出緩沖器，該源極驅動電路包括極性調制器，用于執行源極行的極性調制；多個開關，用于響應外部控制信號從該輸出緩沖器的輸出與該多個極性調制器的輸出其中的一個進行選擇，向像素輸出所選中的一個輸出。
12．如權利要求11的電路，其中該極性調制器是由第一極性調制器和第二極性調制器構成的，該第一極性調制器用于執行偶數源極行的極性調制，而第二極性調制器用于與第一極性調制器相反執行奇數源極行的極性調制。
13．如權利要求12的電路，其中每個第一極性調制器和第二極性調制器是由設置于源極驅動器芯片之外的n個外部電容器構成的，并且多個開關使這些n個外部電容器連接到負載電容器。
14．如權利要求13的電路，其中每個開關是由NMOS晶體管構成的。
15．如權利要求14的電路，其中構成開關的這些NMOS晶體管彼此尺寸不同。
16．如權利要求13的電路，其中由NMOS和PMOS晶體管構成了這些開關的每一個。
17．如權利要求13的電路，其中利用對范圍從負視頻信號的預定灰度值至正視頻信號的預定灰度值的電壓值進行均分所得到的電壓，使該n外部電容器充電。
18．如權利要求13的電路，其中每個外部電容器的尺寸大于該負載電容器的尺寸。
19．如權利要求12的電路，其中第一極性調制器和第二極性調制器的每一個包括具有各自具有彼此相反移位方向的第一和第二移位寄存器。
20．如權利要求12的電路，其中每個第一極性調制器和第二極性調制器包括彼此順序相反連接的開關的單一移位寄存器。
21．一種液晶顯示器的源極驅動方法，把負和正視頻信號加到該液晶顯示器的源極行，該液晶顯示器包括了第一和第二板以及夾在兩板之間的液晶，其中施加其電壓被分成極性調制和灰度級判定兩個階段的每個視頻信號。
22．如權利要求21的方法，其中該極性調制傳送范圍是對應于負視頻信號的預定灰度值的電壓與對應于正視頻信號的預定灰度值的電壓之間的電壓擺幅。
23．如權利要求21的方法，其中利用源極驅動電路的放大器執行該灰度級判定。
24．如權利要求21的方法，其中該極性調制使用了經過分階充電的充電恢復。
25．如權利要求21或24的方法，其中該放大器僅僅提供灰度級顯示所需要的功率消耗量。
全文摘要
公開了一種液晶顯示器的源極驅動電路和方法,使負和正視頻信號加到該液晶顯示器的源極行,該液晶顯示器包括了第一和第二板以及夾在兩板之間的液晶,其中其電壓被分成極性調制和灰度級判定兩個階段的每個視頻信號被加到源極行。通過分階段充電和放電實現了該極性調制。
文檔編號G09G3/20GK1291762SQ0011898
公開日2001年4月18日 申請日期2000年8月5日 優先權日1999年8月5日
發明者權五敬 申請人:恩泰克研究株式會社