驱动电路、光电装置及其驱动方法

专利名称：驱动电路、光电装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及驱动电路、光电装置及其驱动方法。
简单矩阵方式与有源矩阵方式相比，具有容易实现低功率消耗的优点，但也有难以多色显示和动画显示的缺点。相反，有源矩阵方式具有适合多色显示和动画显示的优点，但却有难以实现低功率消耗的缺点。
近些年，为了给便携式电话机等的电子设备提供高品质画面，对多色显示和动画显示的要求越来越高。因此，代替过去所用的简单矩阵方式的液晶面板，有源矩阵方式的液晶面板被广泛应用。
有源矩阵方式的液晶面板在驱动显示面板数据线的数据线驱动电路的输出电路中设置了与具有阻抗转换电路作用的电压输出器连接的运算放大器。在输出电路中设置了这种运算放大器之后，即可将数据线的电压变动控制在最小幅度，实现在短时间内将数据线的电压设定为期望的灰阶电压。
但是，在输出电路中设置这种运算放大器之后，无端浪费的电流随即增多，存在功率消耗大的问题。特别是该运算放大器的个数必须与数据线根数相同。因此，各运算放大器功率消耗的增加将导致数据线驱动电路的功率消耗随运算放大器的个数而增加，功率消耗大的问题变得更加严重。
本发明涉及一种驱动电路，用于驱动包括多个像素、多条扫描线和多条数据线的显示面板，包括多个电压设定电路，其每一个电压设定电路与按组划分数据线而得到的多个数据线组的每个数据线组相对应而设置，该各电压设定电路由于隔着光电材料与显示面板的各像素所具有的像素电极相对的相向电极的电压极性反转，当数据线电压向第一、第二电源中的一个电源侧发生了变化时，使数据线电压向第一、第二电源中的另一个电源侧变化。
根据本发明，例如可以这样设置多个电压设定电路第一数据线组与第一电压设定电路相对应，第二数据线组与第二电压设定电路相对应，第三数据线组与第三电压设定电路相对应。而且，由于相向电极电压极性反转，显示面板的寄生电容变化等原因，数据线电压发生变化时，电压设定电路使变化了的数据线电压向反方向变化。因此，在其后短时间内，将数据线电压设定为适当的电压(灰阶电压等)，可实现维持显示特性的同时降低功率消耗。
此外，根据本发明，该各电压设定电路在相向电极的电压极性反转计时后的预定期间内，可使数据线电压向第一、第二电源中的另一个电源侧变化。
此时的预定期间，可以是例如相向电极电压极性反转计时与确定将数据信号写入像素电极计时之间的期间。
此外，根据本发明，包括基准电压生成电路，其生成多个基准电压；数字/模拟转换电路，其利用生成的多个基准电压将数字灰阶数据转换成模拟灰阶电压；以及输出电路，其将来自数字/模拟转换电路的模拟灰阶电压输出到数据线，其中，该多个电压设定电路是该基准电压生成电路所包含的多个阻抗转换电路。
在这种情况下，基准电压生成电路所包含的任意阻抗转换电路可以作为电压设定电路使用。
此外，根据本发明，该基准电压生成电路包括第一分压电路，其包括由多个电阻元件串联形成的阶梯电阻，并将M个(M≥4)电压输出到该阶梯电阻的M个分压端子；以及M个阻抗转换电路，其将来自该第一分压电路的M个电压中的每一个输入到各输入端子，并将用于生成基准电压的各电压输出到各输出端子上；其中，该多个电压设定电路是K个(2≤K≤M-2)阻抗转换电路，至少除去M个该阻抗转换电路中第一、第二电源侧的阻抗转换电路。
因而，可将数据线电压设定为第一、第二电源间的中间电压。
此外，根据本发明，该基准电压生成电路包括第二分压电路，其包括由多个电阻元件串联形成的阶梯电阻，该阶梯电阻的M个分压端子与M个该阻抗转换电路的输出端子相连，并将基准电压输出到作为该阶梯电阻的N(N≥2×M)个分压端子的基准电压输出端子。
因而，可以利用M个阻抗转换电路的阻抗转化功能降低N个基准电压输出端子的输出阻抗。
此外，本发明还可以包括第一开关元件组，其设置在数字/模拟转换电路的输出端子和数据线之间；第二开关元件组，其设置在多个阻抗转换电路的输出端子和数据线之间；其中，在相向电极的电压极性反转计时后的预定期间内，该第一开关元件组断开，该第二开关元件组接通。
因而，由于第二开关元件组接通，可以利用电压设定电路将数据线电压设定为特定电压。而且，其后由于第一开关元件组接通，第二开关元件组断开，可将数据线电压设定为适当的灰阶电压。
此外，本发明涉及一种驱动电路，用于驱动包括多个像素、多条扫描线和多条数据线的显示面板，包括基准电压生成电路，其生成多个基准电压；数字/模拟转换电路，其使用生成的多个基准电压，将数字灰阶数据转换成模拟灰阶电压；以及输出电路，其将来自数字/模拟转换电路的模拟灰阶电压输出到数据线，其中，由于隔着光电材料与显示面板的各像素所具有的像素电极相对的相向电极的电压极性反转，当数据线电压向第一、第二电源中的一个电源侧发生了变化时，该基准电压生成电路所包含的一个或多个阻抗转换电路使数据线电压向第一、第二电源中的另一个电源侧变化。
根据本发明，由于相向电极的电压极性反转，当数据线电压发生了变化时，该基准电压生成电路所包含的一个或多个阻抗转换电路使数据线电压向第一、第二电源中的另一个电源侧变化。而且，将数据线电压设定为第一、第二电源间的中间电压。因此，在其后短时间内，将数据线电压设定为适当的电压(灰阶电压等)，可实现维持显示特性的同时降低功率消耗。
此外，根据本发明，在包含相向电极电压极性电极反转计时的预定期间内，可以将数据线设定为高阻抗状态。
因而，通过相向电极电压极性反转，可使流入驱动电路输出端子侧的电荷返回到电源侧，从而实现低功率消耗。
此外，本发明涉及一种光电装置，包括上述任一驱动电路；以及由该驱动电路驱动的显示面板。
此外，本发明涉及一种驱动方法，用于驱动包括多个像素、多条扫描线和多条数据线的显示面板，由于隔着光电材料与显示面板的各像素所具有的像素电极相对的相向电极的电压极性反转，当数据线电压向第一、第二电源中的一个电源侧发生了变化时，利用各电压设定电路使数据线电压向第一、第二电源中的另一个电源侧变化，该各电压设定电路分别设置在按组划分数据线得到的多个数据线组上。
此外，本发明涉及一种驱动方法，用于驱动包括多个像素、多条扫描线和多条数据线的显示面板，利用基准电压生成电路生成多个基准电压；利用生成的多个基准电压，将数字灰阶数据转换为模拟灰阶电压；将来自数字/模拟转换电路的模拟灰阶电压输出到数据线；以及由于隔着光电材料与显示面板的各像素所具有的像素电极相对的相向电极的电压极性反转，当数据线电压向第一、第二电源中的一个电源侧发生了变化时，利用该基准电压生成电路所包含的一个或多个阻抗转换电路，使数据线电压向第一、第二电源中的另一个电源侧变化。
图2是扫描线极性反转驱动的示意图。
图3是输出电路中包含运算放大器的驱动电路的示意图。
图4(A)和(B)是数据线电压变动的示意图。
图5是输出电路中不包含运算放大器的驱动电路的示意图。
图6是在极性反转计时后的期间内，将数据线电压设定为特定电压的电路示意图。
图7(A)和(B)是公共电压和数据线电压的信号波形图。
图8是在极性反转计时后的期间内，将数据线电压设定为特定电压的驱动方法示意图。
图9是驱动电路的构成实例示意图。


图10是将基准电压生成电路所包含的运算放大器作为电压设定电路使用的方法示意图。
图11是基准电压生成电路的构成实例示意图。
图12是基准电压生成电路的另一个构成实例示意图。
图13是第一分压电路的构成实例示意图。
图14是第一分压电路的另一个构成实例示意图。
图15是第二分压电路的构成实例示意图。
图16是分压端子的示意图。
图17是第二分压电路的另一个构成实例示意图。
图18(A)和(B)是在非晶硅TFT面板、低温多晶硅TFT面板上连接数据线的方法示意图。
图19是将用于R、G、B的数据信号多路复用并传输的方法示意图。
并且，以下所说明的本实施例并不是对权利要求所述的本发明的内容不适当的限定。而且，本实施例中说明的所有组成部分未必都是本发明技术内容所必需的。
1.光电装置图1为本实施例的光电装置(狭义上是液晶装置)的构成实例示意图。该光电装置能够使用在便携式电话、便携式信息设备(PDA等)、数码相机、投影仪、便携式声频播放器、大容量存储装置、录像机、电子记事本，或GPS(Global Positioning System)等各种电子设备上。
图1中的光电装置包括显示面板512(狭义上是LCD(LiquidCrystal Display)面板)、数据线驱动电路520(狭义上是源极驱动器)、扫描线驱动电路530(狭义上是栅极驱动器)、控制器540和电源电路542。此外，光电装置不必包含这些所有的电路块，其中的一部分电路块是可以省略的。
这里的显示面板512(光电面板)包括多条扫描线(狭义上是栅极线)、多条数据线(狭义上是源极线)、由扫描线和数据线确定的像素。这种情况下，通过将薄膜晶体管TFT(Thin FilmTransistor，广义上是用于像素的开关元件)连接在数据线上，将像素电极连接在该TFT上，可以构成有源矩阵方式的光电装置。
更具体地说，显示面板512是由有源矩阵衬底(例如玻璃衬底)构成的。在该有源矩阵衬底上配置有多条扫描线G1～GI(I是2以上的自然数)，其沿图1中的Y方向排列并分别向X方向延伸；多条数据线S1～SJ(J是2以上的自然数)，其沿X方向排列并分别向Y方向延伸。此外，在与扫描线GK(1≤K≤I，K是自然数)和数据线SL(1≤L≤J、L是自然数>的交差点相对应的位置上设置像素，各像素包括薄膜晶体管TFT-KL(广义上是用于像素的开关元件)和像素电极PE-KL。
TFT-KL的栅极与扫描线GK连接，TFT-KL的源极与数据线SL连接，TFT-KL的漏极与像素电极PE-KL进行连接。在该像素电极与隔着液晶元件(广义上是光电材料)与其相向的相向电极COM(公共电极)之间，形成液晶电容CL-KL(光电材料的电容)及辅助电容CS-KL。而且，在形成TFT-KL、像素电极PE-KL等的有源矩阵衬底和形成相向电极COM的相向衬底之间密封液晶材料，液晶元件的传导率可以根据像素电极PE-KL与相向电极COM之间施加的电压发生变化。
另外，输入到相向电极COM的电压VCOM(第一、第二公共电压)由电源电路542生成。而且，相向电极COM也可不排列在相向衬底的整个表面，而与各扫描线相对应呈带状排列。
数据线驱动电路520根据图象数据，驱动显示面板512的数据线S1～SJ。另一方面，扫描线驱动电路530依次扫描驱动显示面板512的扫描线G1～GI。
控制器540，依据图中未显示的中央处理器(Central ProcessingUnit以下略称CPU)等的主处理器的配置，控制数据线驱动电路520、扫描线驱动电路530及电源电路542。
更具体地说，控制器540向数据线驱动电路520及扫描线驱动电路530提供例如操作模式的设定及在其内部产生的垂直同步信号和水平同步信号，并对电源电路542控制施加到相向电极COM的电压VCOM极性反转的计时。
电源电路542根据外部供给的基准电压生成驱动显示面板512所必需的各种电压和相向电极COM的电压VCOM。
在图1中，控制器540内置于光电装置，但是，控制器540亦可设置在光电装置的外部。或者，光电装置可同时配置控制器540和主处理器。
此外，扫描线驱动电路530、控制器540及电源电路542至少可有一个内置于数据线驱动电路520之中。而且，数据线驱动电路520、扫描线驱动电路530、控制器540及电源电路542的一部分或全部可形成在显示面板512上。
2.数据线电压的变动液晶元件具有长时间施加直流电压就会变坏的性质。因此，必需有以特定期间对液晶元件的施加电压进行极性反转的驱动方式。该驱动方式包括帧反转驱动、扫描(栅极)线反转驱动、数据(源极)线反转驱动、点反转驱动等等。
在这里的扫描线反转驱动中，液晶元件的施加电压的极性每个扫描期间(单个或多个期间)都反转一次。例如，在第K扫描期间(选择第K条扫描线的期间)，正极性的电压施加在液晶元件上，在第K+1扫描期间，负极性的电压施加在液晶元件上，在第K+2扫描期间，正极性的电压又施加在液晶元件上。相反地，在下一帧，在第K扫描期间，负极性的电压施加在液晶元件上，在第K+1扫描期间，正极性的电压施加在液晶元件上，在第K+2扫描期间，负极性的电压施加在液晶元件上。
而且，在该扫描线反转驱动中，相对电极COM的电压VCOM(后面称公共电压)的极性在每个扫描期间都反转一次。
更具体地说，如图2所示，公共电压VCOM在正极期间T1(第一期间)是VC1(第一公共电压)，在负极期间T2(第二期间)是VC2(第二公共电压)。
在正极期间T1，数据线(像素电极)电压VS高于公共电压VCOM。在该期间T1，正极性的电压施加在液晶元件上。相反地，在负极期间T2，数据线电压VS低于公共电压VCOM。在该期间T2，负极性的电压施加在液晶元件上。另外，VC2是以程序控制的电压作为基准将VC1进行极性反转后的电压。
这样通过反转公共电压VCOM的极性来降低驱动显示面板所需的电压，因此，驱动电路的耐压降低，可实现简化驱动电路的制造工艺和降低成本。
不过，这里存在一个问题当公共电压VCOM极性反转时，因为液晶电容CL、辅助电容CS和TFT中的寄生电容等的电容耦合作用，导致数据线电压(像素电极电压)变动。
在这种情况下，如果采用图3所示的驱动电路，则可以在一定程度上克服上面提到的问题。
例如，在图3中，基准电压生成电路620包括用于γ校正的阶梯电阻，并且生成多个基准电压。DAC 630(数字/模拟转换电路)通过多个由基准电压生成电路620生成的基准电压将数字灰阶数据(用于R、G、B的数据)转换成模拟灰阶电压。输出电路640将来自DAC 630的模拟灰阶电压输出到数据线上。
在图3所示的驱动电路中，输出电路640包括一个与电压输出器连接的运算放大器(广义上是阻抗转换电路)，由该运算放大器来驱动各数据线。这样，即使在数据线电压因为公共电压VCOM极性反转而变动时，电压变动也能被控制在最小幅度内，如图4(A)所示，数据线电压(像素电极电压)在很短的时间内达到需要的灰阶电压。
但是，在图3的驱动电路中，所有的数据线连接的运算放大器功率消耗都很大。因此，存在功率消耗大的问题。
因此，本实施例采用图5所示结构的驱动电路。
也就是说，在图5中，输出电路40不包含运算放大器。包括连接在DAC 30的输出端子和数据线之间进行接通·断开控制的开关元件。而且，取代输出电路40不包含运算放大器的是基准电压生成电路20包含与电压输出器连接的运算放大器(广义上是阻抗转换电路)。
根据图5的结构，输出电路40不包含运算放大器。因此与图3的结构相比，就可按运算放大器的个数减少功率消耗。特别是，图5所示结构在数据线数量很多的情形下，低功率消耗的效果更加明显。
但是，因为图5所示结构中输出电路40不包含运算放大器，由于公共电压VCOM的极性反转，数据线电压(像素电极电压)发生变动的时候，存在难于将数据线电压在短时间内设定为希望的灰阶电压的问题。也就是说，产生了如下问题，如图4(B)所示，使数据线电压VS返回至合适的电压需要较长的时间，以至于在确定像素电极PE的电压的计时之前无法将数据线电压VS设定为希望的灰阶电压。
在这种情况下，如图5所示，通过在基准电压生成电路20中添置运算放大器(阻抗转换电路)，可在一定程度上克服上述问题。
但是，即便如图5所示，在基准电压生成电路20中添置运算放大器，在来自分压端子VT中的基准电压作为灰阶电压写入所有像素的状态下，公共电压VCOM发生极性反转时，数据线要达到希望的电压也需要很长时间。即达到希望电压的时间会被延迟，延迟的时间是由阶梯电阻的电阻值(R)和寄生电容(CL、CS、数据线电容等)决定的时间常数。于是，为了防止出现这样的情况，减少阶梯电阻的电阻值，但又会增加稳定流经阶梯电阻的电流，产生基准电压生成电路功率消耗增加的问题。
如图5所示的结构，具有减少输出电路40功率消耗的优点，反之，也有难于抑制数据线电压(像素电极电压)的变动、增加基准电压生成电路20的功率消耗等技术问题。
3.极性反转时数据线电压的设定为了解决以上所述的技术问题，在本实施例中采用以下的驱动方法。
也就是说，如图6所示，在本实施例中设有电压设定电路60、62和64(狭义上是阻抗转换电路)，与将数据线按组划分得到的数据线组SG1、SG2和SG3相对应。此外，也可不设置多个而只设置单个电压设定电路。
在此，数据线组SG1是指数据线S1、S4、S7...S523、S526这一组；数据线组SG2是指数据线S2、S5、S8...S524、S527这一组。而且，数据线组SG3是指S3、S6、S9...S525、S528这一组。此外，电压设定电路60设定数据线组SG1(S1、S4...S526)的电压；电压设定电路62设定数据线组SG2(S2、S5...S527)的电压。电压设定电路64设定数据线组SG3(S3、S6...S528)的电压。
此外，如图7(A)的信号波形实例示意图所示，在本实施例中，当数据线电压VS在相向电极的电压VCOM极性反转时向VDDR(第一电源)、VSS(第二电源)方向发生了变化时，电压设定电路60、62和64对数据线电压VS进行向另一电源侧变化的电压设定。也就是说，在VCOM的极性反转计时后的预定期间(极性反转计时和确定向像素电极写入数据信号的计时之间的预定期间)，使数据线电压VS向另一个电极方向的电压(VDDR和VSS间的中间电压)变化。
例如在数据线电压VS由于公共电压VCOM极性反转而向VDDR一侧(一方)变化时，如图7(A)的B1所示，电压设定电路60、62和64对VS进行向VSS一侧(一方)变化的设定。另一方面，在VS由于VCOM极性反转而向VSS一侧(一方)变化时，如B2所示，对VS进行向VDDR一侧(一方)变化的设定。
因此，即使数据线电压VS(像素电极电压)由于公共电压VCOM极性反转而发生了变化时，也能在短时间内将VS设定为希望的灰阶电压。
例如，图7(B)示出了不采用本实施例驱动方法时的信号波形实例。在图7(B)中，当VCOM极性反转时电压设定电路不对数据线电压VS进行设定。因此，数据线电压VS返回到适当的电压需要很多的时间，会产生数据线电压VS在确定像素电极电压计时之前来不及成为希望的灰阶电压的问题。
与此相反，根据本实施例，如图7(A)所示能够解决该问题。而且，在采用图5所示的电路结构时，也能将数据线电压VS在短时间内设定为适当的灰阶电压。
此外，在本实施例中，将数据线S1～S528按组划分为SG1、SG2和SG3的同时，设有多个电压设定电路60、62和64。因此，在数据线电压设定时，当大电流流经显示面板间时，该大电流可由多条线路L1、L2和L3分流。从而，也可防止连接在电压设定电路60、62和64上的线路L1、L2和L3由于电子移动而断路。
另外，在图6中，将数据线分成了三组SG1、SG2和SG3，但也可以分成两组或大于等于四组。而且，分组的方法也是任意的，例如，可以这样分组SG1包含S1～S176；SG2包含S177～S352；SG3包含S353～S528。
此外，在图6中，设置了三个电压设定电路60、62和64，但也可以设置两个或大于等于四个的电压设定电路。
在图6中，开关元件SA1～SA528(第一开关元件组)设置在DAC 30(数字/模拟转换电路)的输出端子Q1～Q528和数据线S1～S528之间。
此外，开关元件SB1～SB528(第二开关元件组)设置在电压设定电路60、62和64(阻抗转换电路)的输出端子和数据线S1～S528之间。
具体地说，开关元件SB1、SB4...SB523、SB526设置在电压设定电路60的输出端子(L1)和数据线S1、S4...S523、S526(数据线组SG1)之间。另外，开关元件SB2、SB5...SB524、SB527设置在电压设定电路62的输出端子(L2)和数据线S2、S5...S524、S527(数据线组SG2)之间。开关元件SB3、SB6...SB525、SB528设置在电压设定电路64的输出端子(L3)和数据线S3、S6...S525、S528(数据线组SG3)之间。
此外，本实施例如图8所示，开关元件SA1～SA528(第一开关元件组)在VCOM极性反转计时TM1后的期间TB内(极性反转计时TM1和确定写入数据信号的计时TMW1或TMW2之间的期间)接通。而且，开关元件SB1～SB528(第二开关元件组)断开。
也就是说，在期间TB中，控制开关元件SA1～SA528接通·断开的开关信号SA非激活(断开开关元件的电平)。而且，控制开关元件SB1～SB528接通·断开的开关信号SB激活(接通开关元件的电平)。
而且，在接着期间TB的期间TA中，开关信号SA激活，开关元件SA1～SA528接通。此外，开关信号SB非激活，开关元件SB1～SB528断开。
因而，如图7(A)中的B1和B2所示，在开关信号SB激活期间TB中，通过电压设定电路60、62和64设定数据线S1～S528的电压向VSS或VDDR方向变化。而且，在接着期间TB的期间TA中，数据线S1～S528的电压可设定为来自DAC30的适当的灰阶电压。
此外，根据本实施例，如图8中的C1和C2所示，在包含公共电压VCOM极性反转计时TM1的期间TZ内，将数据线设定为高阻抗状态。这样可实现在该期间TZ内，开关元件SA1～SA528、SB1～SB528同时断开。
因而，当数据线设定为高阻抗状态时，由于公共电压VCOM极性反转而流入驱动电路的输出端子一侧的电荷可以返回到电源一侧，实现低功率消耗。
此外，本实施例中描述的开关元件(SA1～SA528、SB1～SB528及后面提到的开关元件)既可以由N型晶体管和P型晶体管实现，又可以由传输门(由N型晶体管的源极区域和P型晶体管的漏极区域相互连接而构成的栅极)实现。
4.驱动电路的构成图9示出了本实施例驱动电路(数据线驱动电路)的构成实例。
该驱动电路包括数据锁存器10、电平移动器12、缓冲器14。此外，还包括基准电压生成电路20、DAC 30(数字/模拟转换电路、电压选择电路、电压生成电路)、输出电路40以及开关信号生成电路50。这里，驱动电路没有必要包含所有上述电路块，也可省略一部分电路块。
如图9所示，数据锁存器10锁存来自作为显示存储器的RAM中的数据。电平移动器12移位数据锁存器10所输出的电压电平。缓冲器14将电平移动器12中的数据缓冲之后作为数字灰阶数据输出到DAC 30。
基准电压生成电路20生成用于生成灰阶电压的多个基准电压。更具体地说，该基准电压生成电路20包括由多个电阻元件串联形成的阶梯电阻。而且，在阶梯电阻的分压端子(基准电压生成端子)上生成基准电压。
在这种情况下，最好将图5所示的阻抗转换电路(狭义上是与电压输出器连接的运算放大器)增设在基准电压生成电路20中，更具体地说，将第一、第二分压电路增设在基准电压生成电路20中，将第一分压电路的阶梯电阻的M(M≥2)个分压端子的M个(例如7个)电压，输入到M个阻抗转换电路的输入端子上。此外，将M个阻抗转换电路的输出端子连接在第二分压电路的阶梯电阻的M个分压端子上，同时向作为该阶梯电阻的N(N≥2×M)个分压端子的基准电压输出端子输出N(例如64个)个基准电压。
DAC 30利用基准电压生成电路20中的多个基准电压，将缓冲器14中的数字灰阶数据转换为模拟灰阶电压。具体地说，将数字灰阶数据进行解码，基于解码结果从多个基准电压中选择任何一个，将选择的基准电压作为模拟灰阶电压输出到输出电路40。该DAC 30包含的解码器可以通过ROM等来实现其功能。
输出电路40是将DAC 30中的模拟灰阶电压传输到数据线的电路。可以在该输出电路40中设置开关元件(用于在公共电压极性反转时将数据线设定为高阻抗状态的开关元件)，该开关元件连接在DAC 30输出端子和数据线之间并控制其接通·断开。更具体地说，可在输出电路40中设置图6所示的开关元件SA1～SA528、SB1～SB528。
由开关信号生成电路50生成的开关信号用于控制包含在基准电压生成电路20、DAC 30和输出电路40中的各种开关元件接通·断开。具体地说，由开关信号生成电路50生成的开关信号SA和SB等用于控制图6描述过的开关元件SA1～SA528、SB1～SB528的接通·断开。
5.基准电压生成电路如图10所示，图6所示的电压设定电路60、62和64最好采用与基准电压生成电路20所包含的电压输出器连接的运算放大器OPA、OPB和OPC(广义上是阻抗转换电路)。更具体地说，将连接在开关元件SB1、SB4...SB526(开关元件组SG1)的线路L1与基准电压生成电路20的运算放大器OPA相连；将连接在开关元件SB2、SB5...SB527(开关元件组SG2)的线路L2与基准电压生成电路20的运算放大器OPB相连；将连接在开关元件SB3、SB6...SB528(开关元件组SG3)的线路L3与基准电压生成电路20的运算放大器OPC相连。
因而，就不需要重新特别地设计用于选择数据线电流(电荷)的电压设定电路，实现小规模电路。
也就是说，根据本实施例，如在图5中说明的那样，代替不在DAC 30和数据线间设置运算放大器的是基准电压生成电路20中包含运算放大器。该图5所示的结构与图3的所有的数据线上都连接运算放大器的结构相比，可实现小规模电路和低功率消耗。
而且，在本实施例中，为了更加有效利用基准电压生成电路20中包含的运算放大器OPA、OPB和OPC，这些OPA、OPB和OPC也可作为图6中的电压设定电路60、62和64使用。
因而，可以用线路L1～L3旁路连接(直接连接)开关元件SB1～SB528和运算放大器OPA、OPB和OPC(电压设定电路)。也就是说，不必通过基准电压生成电路20中包含的电阻元件，就可将运算放大器OPA、OPB和OPC的输出连接在开关元件SB1～SB528上。因而，可以降低数据线S1～S528一侧的驱动电路的输出阻抗。其结果是，如图7(A)的B1和B2所示，可在短时间内将数据线电压VS设定为希望的电压，从而提高显示质量。
图11示出了基准电压生成电路20的一个构成实例。
该基准电压生成电路20包括第一分压电路80，其将电压V0’、V4’、V13’、V31’、V50’、V59’和V63’(广义上是M个电压)输出到其7个分压端子(广义上是M个分压端子)上。
此外，基准电压生成电路20包括与电压输出器连接的运算放大器OP1、OP2、OP3、OP4、OP5、OP6和OP7(广义上是M个阻抗转换电路)，该电压输出器将来自第一分压电路的电压V0’、V4’、V13’、V31’、V50’、V59’和V63’输入到各输入端子上。这些运算放大器OP1～OP7将用于生成基准电压GV0～GV63的电压V0、V4、V13、V31、V50、V59和V63输出到输出端子上。
另外，基准电压生成电路20在运算放大器OP1、OP2、OP3、OP4、OP5、OP6、OP7与第二分压电路90之间设有开关元件SC1～SC7(第三开关元件组)。并且，也可以不设置这些开关元件SC1～SC7。
另外，基准电压生成电路20包括第二分压电路90，其7个分压端子(广义上是M个分压端子)通过开关元件SC1～SC7与运算放大器OP1～OP7的输出端子相连，并将基准电压输出到作为64个分压端子(广义上是N个基准电压端子)的基准电压输出端子上。
在此，根据本实施例，将基准电压生成电路20所包含的如图11所示的运算放大器OP3、OP4和OP5作为如图6所示的电压设定电路60、62和64(图10中的OPA、OPB和OPC)使用。也就是说，在7个(M个)运算放大器OP1～OP7(阻抗转换电路)中，将除去VDDR(第一电源)一侧和VSS(第二电源)一侧的运算放大器OP1、OP2、OP6、OP7后的3个(K个)运算放大器OP3、OP4和OP5作为如图6所示的电压设定电路60、62和64使用。
这种情况下，运算放大器OP3、OP4和OP5的输出电压V13、V31和V50(输入电压V13’、V31’和V50’)成为VDDR(第一电源)和VSS(第二电源)间的中间电压。因此，可利用这些运算放大器OP3、OP4和OP5的输出电压V13、V31和V50来设定数据线电压VS。从而，如图7(A)的B1和B2所示，将数据线电压VS设定为VDDR和VSS间的中间电压后，可将VS设定为灰阶电压。
也就是说，存在这样的问题，当数据线电压VS被设定为VDDR和VSS的电压或接近他们的电压时，其后需要较长时间将VS设定为灰阶电压。根据本实施例，不是将VDDR一侧和VSS一侧的运算放大器OP1、OP2、OP6、OP7而是将配置在VDDR和VSS中间的运算放大器OP3、OP4和OP5作为电压设定电路60、62和64使用，这样就可以解决上述问题。
此外，根据本实施例，利用多个运算放大器OP3、OP4和OP5对每个数据线组进行电压设定，所以可以减少流经线路L1、L2和L3的电流量，也可以防止由于电子移动导致的断路。
另外，在图11中，既可以将运算放大器OP2、OP3、OP4、OP5、OP6、OP7作为电压设定电路使用，又可以只将OP3和OP4作为电压设定电路使用，还可以只将OP4和OP5作为电压设定电路使用。也就是说，根据本实施例，除运算放大器OP1和OP7以外的任意的运算放大器都可以作为电压设定电路使用。
另外，如图12所示，基准电压生成电路20也可以只包含第一分压电路80而不包含第二分压电路90。
也就是说，在图12中，第一分压电路80输出电压V0’～V63’到分压端子。而且，将这些电压V0’～V63’输入到运算放大器OP1～OP64(阻抗转换电路)的输入端子。然后，运算放大器OP1～OP64通过开关元件SC1～SC64输出基准电压GV0～GV63到基准电压输出端子。
在这种情况下，除VDDR和VSS一侧的运算放大器OP1和OP64以外的任何一个运算放大器(配置在VDDR和VSS中间的运算放大器OP32、OP33和OP34等)都可以作为电压设定电路使用。
图13示出了第一分压电路80的一个构成实例。
该第一分压电路80包括阶梯电阻82，其是在电源VDDR和VSS间串联了多个电阻元件R1～R12而形成的。进而，将电压V0’、V4’、V13’、V31’、V50’、V59’和V63’输出到该阶梯电阻82的分压端子VT11～VT17。
此外，在图13中，分压端子VT12～VT16是可以从电阻R2～R10的8个分接头中选择任意的分接头的分压端子。可根据寄存器(4位)的设定选择用哪个分接头。然后，根据选择的分接头，可获得各种γ校正特性。
图14示出了第一分压电路80的另一个构成实例。
图14中的第一分压电路80具有由电阻元件RP1～RP12串联形成的用于正极性的阶梯电阻84和由电阻元件RM1～RM12串联形成的用于负极性的阶梯电阻86。
因而，在公共电压VCOM变为正极性的期间(图2中的期间T1)内使用用于正极性的阶梯电阻84。另一方面，在VCOM变为负极性的期间(图2中的期间T2)内使用用于负极性的阶梯电阻86。
具体地说，在VCOM的正极期间内，接通开关元件SWP，断开SWM。而且，赋予VDDR正极性的电压。而且，开关元件SWPM2～SWPM7与用于正极性的阶梯电阻84的分压端子VTP12～VTP17及运算放大器OP1～OP7的输入端子相连。
另一方面，在VCOM的负极期间内，接通开关元件SWM，断开SWP。而且，赋予VDDR负极性的电压。而且，开关元件SWPM2～SWPM7与用于负极性的阶梯电阻86的分压端子VTM12～VTM17及运算放大器OP1～OP7的输入端子相连。
一般来说，在VCOM的正极期间和负极期间中γ校正特性(灰阶特性)是不对称的。而且象这样γ校正特性不对称的情形，如图14所示，当设置用于正极性的阶梯电阻84和用于负极性的阶梯电阻86时，可实现对VCOM的正极期间、负极期间的各期间进行最适合的γ校正。
图15示出了第二分压电路90的一个构成实例。
该第二分压电路90包括由多个电阻元件R21～R26串联形成的阶梯电阻92。该阶梯电阻92的分压端子VTR0、VTR4、VTR13、VTR31、VTR50、VTR59、和VTR63(广义上是M个分压端子)与运算放大器OP1～OP7的输出端子相连。此外，向作为该阶梯电阻92的分压端子VTR0～VTR63(广义上是N个分压端子)的基准电压输出端子输出基准电压GV0～GV63。
在此，如图16所示，进一步分割电阻元件R21、R22......形成分压端子VTR[1:3]、VTR[5:12]......。
根据图15所示的第二分压电路90，利用具有阻抗转换功能的运算放大器OP1～OP7提供基准电压GV0～GV63。所以，分压端子VTR0～VTR63的输出阻抗就会降低。其结果是，如图5所示，即使在输出电路40中不设置运算放大器的情况下，也很容易在比较短的时间内将数据线电压(像素电极电压)设定到希望的灰阶电压。
图17示出了第二分压电路90的另一个构成实例。
该第二分压电路90包括由RL21～RL26串联形成的低阻值(如10KΩ)的第一阶梯电阻94，和由RH21～RH26串联而成的高阻值(如20KΩ)的第二阶梯电阻96。
此外，第二分压电路90包括用于电阻切换的第一开关部分100。该用于电阻切换的第一开关部分100包括第一阶梯电阻94的7个(广义上是M个)分压端子VTL0、VTL4、VTL13、VTL31、VTL50、VTL59、和VTL63和开关元件组，该开关元件组将第二阶梯电阻96的7个(广义上是M个)的分压端子VTH0、VTH4、VTH13、VTH31、VTH50、VTH59、和VTH63中的任何一个与运算放大器OP1～OP7(阻抗转换电路)的输出端子相连。
此外，在图17中，用于电阻切换的第一开关部分100实现图11中开关元件SC1～SC7的功能。
此外，第二分压电路90包括用于电阻切换的第二开关部分102。该用于电阻切换的第二开关开关部分102包括第一阶梯电阻94的64个(广义上是N个)分压端子VTL0～VTL63和开关元件组，该开关元件组将第二阶梯电阻96的64个(广义上是N个)的分压端子VTH0～VTH63的任何一个与64个(广义上是N个)基准电压GV0～GV63的输出端子相连。
另外，用于电阻切换的第一开关部分100和第二开关部分102也包括直接将运算放大器OP1、OP7的输出端子与基准电压GV0、GV63的输出端子直接连接的开关元件。
此外，图17中的开关元件SWRL在使用低阻值的第一阶梯电阻94时接通，在使用高阻值的第二阶梯电阻96时断开。相反，开关元件SWRH在使用高阻值的第二阶梯电阻96时接通，在使用低阻值的第一阶梯电阻94时断开。通过设置这样的开关元件SWRL、SWRH，可防止没用的电流流经第一阶梯电阻94和第二阶梯电阻96，实现低功率消耗。
此外，图17中的开关元件SWVSS在将运算放大器OP7的输出V63作为基准电压GV63使用时不接通，而是在将电源VSS的电压作为基准电压GV63使用时接通。
设置如图17所示的低阻值的第一阶梯电阻94和高阻值的第二阶梯电阻96，根据情况切换使用第一阶梯电阻94和第二阶梯电阻96，这样可兼顾提高驱动能力和实现低功率消耗。
也就是说，使用低阻值的第一阶梯电阻94时具有降低基准电压输出端子的输出阻抗的优点，相反也存在增加稳定流经阶梯电阻电流的缺点。另一方面，使用高阻值的第二阶梯电阻96时具有可降低稳定流经阶梯电阻电流的优点，相反也存在提高基准电压输出端子的输出阻抗的缺点。
因此，通过切换使用第一阶梯电阻94和第二阶梯电阻96可实现将流经阶梯电阻的电流控制到最小值，又能尽量降低基准电压输出端子的输出阻抗。
6.输出电路图9所示的驱动电路所包含的输出电路40可采用各种结构。
例如，在由非晶(非晶质)硅形成TFT的显示面板(广义上是第一种类的显示面板)上，如图18(A)所示，将与R、G、B(广义上是第一、第二、第三彩色分量)的各数据线(源极线)相对应的数据线输出端子设置在驱动器IC(驱动电路)上。
另一方面，在由低温多晶硅(多结晶硅)形成TFT的显示面板(广义上是第二种类的显示面板)上，可将电路的一部分在面板上形成。为此，应当减少驱动器IC、显示面板间的配线根数，如图18(B)所示，使用数据线多路复用并传输用于R、G、B的数据信号，并且数据线与显示面板和驱动器IC连接。
也就是说，在该图18(B)所示的方法中，驱动器IC一侧设有用于多路复用(multiplex)的开关元件MSWR、MSWG和MSWB。而且，使用该开关元件MSWR、MSWG和MSWB多路复用用于R、G、B的数据信号，通过一根数据线S传输到显示面板一侧。
另一方面，在显示面板一侧设有用于多路分解(demultiplex)的开关元件DSWR、DSWG和DSWB。而且，使用用于多路分解的开关元件DSWR、DSWG和DSWB分离通过一根数据线S多路复用并传输的用于R、G、B的数据信号。更具体地说，用图19所示的开关信号RSEL、GSEL和BSEL控制这些开关元件DSWR、DSWG和DSWB的接通·断开，分离用于R、G、B的数据信号。而且，在图19中，LP是水平同步信号(闩锁脉冲)。
根据图18(B)所示的方法，可以减少显示面板、驱动器IC间的配线根数，所以能够减小安装面积，实现装置小型化。
本实施例中的输出电路40可以包括如图18(B)所示的用于多路复用的开关元件MSWR、MSWG和MSWB。这种结构的输出电路40，在VCOM极性反转计时后的期间内，通过将数据线S的电压VS向VDDR一侧或VSS变化，可在短时间内将VS设定为希望的灰阶电压。
另外，本发明并不局限于本实施例，在本发明的主题范围内也可以进行各种变形。
例如，在本实施例中，只对在使用TFT的有源矩阵型液晶装置上应用本发明的驱动电路的情况进行了描述，但本发明并不限于此。例如，本发明的驱动电路既可应用于除有源矩阵型液晶装置以外的其他液晶装置上，又可以应用于电致发光(EL)装置、有机EL装置和等离子显示装置等的光电装置上。
另外，驱动电路并不局限于图5～图19中所示的结构，也可采用各种其它等效的结构。
本发明并不局限于扫描线反转驱动的场合，也可用于使用其它反转方式进行驱动的场合。
此外，本说明书中，在引用术语(运算放大器、阻抗转换电路、TFT、液晶元件、显示面板、液晶装置、VDDR、VSS等)时标注了其广义说法(电压设定电路、运算放大器、用于像素的开关元件、光电材料、光电面板、光电装置、第一、第二电源等)，在本说明书的其它未标注的部分，也可用其广义说法进行替换。
此外，在本发明的从属权利要求涉及的发明中，可以省略从属权利要求项的构成要件的一部分。本发明的独立权利要求1中的要部也可从属于其它独立权利要求。
尽管本发明已经参照附图和优选实施例进行了说明，但是，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。本发明的各种更改、变化和等同物由权利要求书的内容涵盖。
附图标记说明SA1～SA528 开关元件(第一开关元件组)SB1～SB528 开关元件(第二开关元件组)SC1～SC528 开关元件(第三开关元件组)L1～L3 线路S1～S528 数据线SG1～SG3 数据线组VDDR 第一电源VSS 第二电源VCOM 公共电压(相向电极的电压)VS 数据线电压LP 水平同步信号OP1～OP7 运算放大器(阻抗转换电路)DSWR、DSWG、DSWB 用于多路分解的开关元件R1～R12 电阻元件VT11～VT17 分压端子RP1～RP12电阻元件RM1～RRM12 电阻元件VTP12～VTP17 分压端子VTM12～VTM17 分压端子SWPM、SWM、SWPM2～SWPM7 开关元件R21～R26 电阻元件VTR0～VTR63 分压端子VTL0～VTL63 分压端子VTH0～VTH63 分压端子10 数据锁存器12 电平移动器14 缓冲器20 基准电压生成电路30 DAC(数字/模拟转换电路)40 输出电路50 开关信号生成电路60、62、64 电压设定电路80 第一分压电路82 阶梯电阻84 用于正极性的阶梯电阻86 用于负极性的阶梯电阻90 第二分压电路92 第一阶梯电阻(低阻值)94 第二阶梯电阻(高阻值)100 用于电阻切换的第一开关部分102 用于电阻切换的第二开关部分512 显示面板520 数据线驱动电路(源极驱动器)530 扫描线驱动电路(栅极驱动器)540 控制器542 电源电路
权利要求
1.一种驱动电路，用于驱动包括多个像素、多条扫描线和多条数据线的显示面板，其特征在于包含多个电压设定电路，其每一个电压设定电路与按组划分数据线而得到的多个数据线组的每个数据线组相对应而设置，所述各电压设定电路由于隔着光电材料与显示面板的各像素所具有的像素电极相对的相向电极的电压极性反转，当数据线电压向第一、第二电源中的一个电源侧发生了变化时，使数据线电压向第一、第二电源中的另一个电源侧变化。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于所述各电压设定电路在相向电极的电压极性反转计时后的预定期间内，使数据线电压向第一、第二电源中的另一个电源侧变化。
3.根据权利要求1或2所述的驱动电路，其特征在于还包括基准电压生成电路，其生成多个基准电压；数字/模拟转换电路，其利用生成的多个基准电压将数字灰阶数据转换成模拟灰阶电压；以及输出电路，其将来自所述数字/模拟转换电路的模拟灰阶电压输出到数据线，其中，所述多个电压设定电路是所述基准电压生成电路所包含的多个阻抗转换电路。
4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于所述基准电压生成电路包括第一分压电路，其包括由多个电阻元件串联形成的阶梯电阻，并将M个(M≥4)电压输出到所述阶梯电阻的M个分压端子，以及M个阻抗转换电路，其将来自所述第一分压电路的M个电压中的每一个输入到各输入端子，并将用于生成基准电压的各电压输出到各输出端子；以及所述多个电压设定电路是K个(2≤K≤M-2)阻抗转换电路，至少除去M个所述阻抗转换电路中第一、第二电源侧的阻抗转换电路。
5.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于所述基准电压生成电路包括第二分压电路，其包括由多个电阻元件串联形成的阶梯电阻，所述阶梯电阻的M个分压端子与M个所述阻抗转换电路的输出端子相连，并将基准电压输出到作为所述阶梯电阻的N(N≥2×M)个分压端子的基准电压输出端子。
6.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于还包括第一开关元件组，其设置在所述数字/模拟转换电路的输出端子和数据线之间，以及第二开关元件组，其设置在多个阻抗转换电路的输出端子和数据线之间；其中在相向电极的电压极性反转计时后的预定期间内，所述第一开关元件组断开，所述第二开关元件组接通。
7.一种驱动电路，用于驱动包括多个像素、多条扫描线和多条数据线的显示面板，其特征在于包括基准电压生成电路，其生成多个基准电压；数字/模拟转换电路，其使用生成的多个基准电压，将数字灰阶数据转换成模拟灰阶电压；以及输出电路，其将来自所述数字/模拟转换电路的模拟灰阶电压输出到数据线，其中，由于隔着光电材料与显示面板的各像素所具有的像素电极相对的相向电极的电压极性反转，当数据线电压向第一、第二电源中的一个电源侧发生了变化时，所述基准电压生成电路所包含的一个或多个阻抗转换电路使数据线电压向第一、第二电源中的另一个电源侧变化。
8.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于在包含相向电极的电压极性反转计时的预定期间内，数据线被设定为高阻抗状态。
9.一种光电装置，其特征在于包括权利要求1所述的驱动电路；以及由所述驱动电路驱动的显示面板。
10.一种驱动方法，用于驱动包括多个像素、多条扫描线和多条数据线的显示面板，其特征在于由于隔着光电材料与显示面板的各像素所具有的像素电极相对的相向电极的电压极性反转，当数据线电压向第一、第二电源中的一个电源侧发生了变化时，利用各电压设定电路使数据线电压向第一、第二电源中的另一个电源侧变化，所述各电压设定电路分别设置在按组划分数据线得到的多个数据线组上。
11.一种驱动方法，用于驱动包括多个像素、多条扫描线和多条数据线的显示面板，其特征在于利用基准电压生成电路生成多个基准电压；利用生成的多个基准电压，将数字灰阶数据转换为模拟灰阶电压；将来自数字/模拟转换电路的模拟灰阶电压输出到数据线；以及由于隔着光电材料与显示面板的各像素所具有的像素电极相对的相向电极的电压极性反转，当数据线电压向第一、第二电源中的一个电源侧发生了变化时，利用所述基准电压生成电路所包含的一个或多个阻抗转换电路，使数据线电压向第一、第二电源中的另一个电源侧变化。
全文摘要
本发明提供了一种低功率消耗的可驱动显示面板的驱动电路、包含该驱动电路的光电装置及其驱动方法，该驱动电路包括与按组划分数据线得到的多个数据线组(SG1～SG3)相对应而设置的电压设定电路(OPA～OPC)。由于公共电压VCOM极性反转，当数据线电压VS向VDDR、VSS中的一个电源侧发生了变化时，该电压设定电路使VS向另一个电源侧变化。该电压设定电路在公共电压VCOM极性判断计时后的期间，使数据线电压VS向另一个电源侧变化。基准电压生成电路所包含的阻抗转换电路(OPA～OPC)中除VDDR、VSS侧的阻抗转换电路以外的阻抗转换电路都可作为电压设定电路使用。
文档编号G09G3/36GK1467554SQ03141319
公开日2004年1月14日 申请日期2003年6月10日 优先权日2002年6月20日
发明者牧克彦 申请人:精工爱普生株式会社