专利名称：液晶显示器及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置，更具体地说，涉及适于降低数据集成电路的工作温度并降低功耗的液晶显示装置及其驱动方法。
背景技术：
液晶显示装置根据视频信号控制液晶单元的透光率，由此显示画面。
有源矩阵类型液晶显示装置由于其能有效控制开关器件，使其在实现动画方面占有优势，使用薄膜晶体管(TFT)作为在有源矩阵类型液晶显示装置中使用的开关器件。
如图1所示，液晶显示装置包括液晶显示板2，其中多条数据线5和多条选通线6相互交叉，并且在其交叉部分处分别形成有多个TFT，用于驱动液晶显示单元；数据驱动器3，用于向数据线5提供数据；选通驱动器4，用于向选通线6提供扫描脉冲；以及定时控制器1，用于控制数据驱动器3和选通驱动器4。
液晶显示板2具有在两个玻璃基板之间注入的液晶，并且数据线5和选通线6在下玻璃基板上相互正交交叉。在数据线5和选通线6的交叉部分处形成的TFT响应于来自选通线6的扫描脉冲，向液晶单元提供来自数据线5的数据。TFT的栅电极连接到选通线6，而源电极连接到数据线5。TFT的漏电极连接到液晶单元Clc的像素电极。此外，在液晶显示板2的下玻璃基板上形成有存储电容器Cst，用于维持液晶单元的电压。
定时控制器1接收数字视频，该数字视频可以是红-绿-蓝(RGB)数据格式、水平同步信号H、垂直同步信号V、以及时钟信号CLK。定时控制器1产生用于控制选通驱动器4的选通控制信号GDC，并且产生用于控制数据驱动器3的数据控制信号DDC。此外，定时控制器1向数据驱动器3提供RGB数据。数据控制信号DDC包括源极移位时钟SSC、源极开启脉冲SSP、极性控制信号POL、源极输出使能信号SOE，并且该数据控制信号被提供给数据驱动器3。选通控制信号GDC包括栅极开启脉冲GSP、栅极移位时钟GSC、栅极输出使能信号GOE，并且该选通控制信号被提供给选通驱动器4。
选通驱动器4包括移位寄存器，其响应于来自定时控制器1的选通控制信号GDC顺序地产生扫描脉冲；以及电平移动器，用于把扫描脉冲的振幅宽度偏移到一适于驱动液晶单元Clc的电平；以及输出缓冲器。选通驱动器4向选通线6提供扫描脉冲，由此导通连接到选通线6的TFT，以选择向其提供了数据的像素电压(例如，模拟伽马补偿电压)的一条水平线的液晶单元Cls。向由扫描脉冲选择的水平线的液晶单元Cls提供由数据驱动器3产生的数据。
数据驱动器3响应于从定时控制器1提供的数据驱动控制信号DDC，向数据线5提供数据。数据驱动器3对来自定时控制器1的数字数据RGB进行采样，锁存该数据，接着把该数据转换成模拟伽马电压。数据驱动器3被实现为具有如图2中的配置的多个数据集成电路(IC)3a。
如图2所示，每个数据IC 3a包括数据寄存器21，从定时控制器1向该数据寄存器21输入数字数据RGB；移位寄存器22，用于产生采样时钟；第一锁存器23、第二锁存器24、数模转换器(DAC)25以及输出电路26，连接在移位寄存器22和k条数据线DL1到Dlk之间；以及连接在伽马基准电压产生器和DAC 25之间的伽马电压提供器27。
数据寄存器21向第一锁存器23提供来自定时控制器1的数字数据RGB。移位寄存器22根据源极采样时钟SSC对来自定时控制器1的源极开启脉冲SSP进行移位，以产生采样信号。此外，移位寄存器22对源极开启脉冲SSP进行移位，以向下一级的移位寄存器22发送进位信号CAR。第一锁存器23响应于从移位寄存器22顺序输入的采样信号，对来自数据寄存器21的数字数据RGB顺序进行采样。第二锁存器24锁存从第一锁存器23输入的数据，接着响应于来自定时控制器1的源极输出使能信号SOE，同时输出锁存的数据。DAC 25利用来自伽马电压提供器27的基准电压DGH和DGL，把来自第二锁存器24的数据转换为伽马电压。伽马电压DGH和DGL是与数字输入数据的灰度级相对应的模拟电压。输出电路26包括连接到每条数据线的输出缓冲器。伽马电压提供器27细分伽马基准电压GH和GL，以向DAC 25提供与每个灰度级相对应的伽马电压。
由于液晶显示装置在尺寸和保真度方面的增加，使得数据IC 3a的负载增加，驱动频率以及发热量也增加了。由于数据IC 3a发出的热，使得数据IC 3a的可靠性下降。数据IC 3a中的发热主源是图3示出的输出缓冲器26a。数据IC 3a通过因源电流Isource和汇电流Isink流经输出缓冲器26a的内部电阻元件的功耗而发热。
为了改善液晶单元的充电特性并且为了减少功耗，数据IC由共享充电方法实现，或者由预充电方法来实现，在共享充电方法中，在连接相邻数据线之后断开数据线以利用由于数据线之间的共享充电而产生的共享充电电压对数据线进行预充电的状态下，向各数据线提供数据电压，在预充电方法中，在以作为预设外部电压的预充电电压对数据线进行预充电之后，向数据线提供数据电压。
在共享充电方法中，如图4所示，在从共享充电电压Vshare变成数据电压的输出缓冲器驱动部中，电流在输出缓冲器26a中流动，从而增加了发热和功耗。在预充电方法中，如图5所示，当数据电压为高时，例如为常黑序列中的白色电压，由于预先作为相对高的外部电压而提供的预充电电压+Vpre或-Vpre，使输出缓冲器26a的驱动区的电压下降，由此降低了数据IC 3a的温度。但是，对于平均值或更低的数据电压，在低数据电压的预充电驱动区51、52中，由于从外部提供的预充电电压+Vpre或-Vpre(在其高的情况下)，数据IC 3a的温度将升高，并且功耗迅速增加。
发明内容
一种液晶显示装置包括比较器，被配置为相对于阈值确定数据元素的值；和第一、第二提供电压。当数据元素的值大于阈值时，第一提供电压连接到数据线，而当数据元素的值小于阈值时，第二提供电压连接到数据线。在一个方面中，当极性选择电压表示从正态和负态选择的负态时，第三提供电压代替第一提供电压连接到数据线。第三提供电压小于第一和第二提供电压。
在一个方面中，一种液晶显示装置包括比较器，确定数据值；和预充电控制器，如果数据值是第一值，那么其以预充电电压对液晶显示板的数据线进行预充电，而如果数据值是低于第一值的第二值，那么其以绝对值低于预充电电压的共享充电电压对数据线进行预充电。
所述比较器和预充电控制器可以嵌入用于驱动数据线的数据集成电路内。
预充电控制器包括源极输出使能信号和极性控制信号，用于控制输入的数据值的极性；多路分配器，其根据比较器的输出和极性控制信号的输出，将源极输出使能信号输出到多个输出端子中的任何一个；第一晶体管，用于在所述数据值是第二值时，根据多路分配器的输出向数据线提供共享充电电压；第二晶体管，用于在所述数据值是第一值时，根据多路分配器的输出向数据线提供正预充电电压；以及第三晶体管，用于在所述数据值是第一值时，根据多路分配器的输出向数据线提供负预充电电压。
共享充电电压可以包括在绝对值低于预充电电压的电压范围内电压互不相同的至少两个或更多个共享充电电压。
公开了一种操作驱动器的方法，该方法包括以下步骤相对于阈值确定数据元素的值；确定极性信号的值，该极性信号具有一表示正电压的值和一表示负电压的值；如果数据元素的值大于或等于阈值并且极性信号的值表示正电压，那么向数据线施加第一电压；如果数据元素的值小于阈值，那么向数据线施加第二电压；以及如果数据元素的值大于或等于阈值并且极性信号的值表示负电压，那么向数据线施加第三电压。
在一个方面中，一种液晶显示装置的驱动方法包括以下步骤判断数据的值；如果数据的值是第一值，那么以预充电电压对液晶显示板的数据线进行预充电；以及如果数据的值是低于第一值的第二值，那么以绝对值低于预充电电压的共享充电电压对数据线进行预充电。
在所述驱动方法中，共享充电电压可以包括在绝对值低于预充电电压的电压范围内电压互不相同的至少两个或更多个共享充电电压。
图1是表示液晶显示装置的框图；图2是显示图1中示出的数据驱动器3的细节的框图；图3是显示输出缓冲器内的内部电阻器和并且流经该内部电阻器的电流的电路图；图4是显示以外部预充电电压对数据线进行预充电的预充电方法的示例的波形图；图5是显示以共享充电电压对数据线进行预充电的共享充电方法的示例的波形图；图6是表示液晶显示装置的模拟采样装置的电路图；图7是详细表示图6中示出的多路分配器的电路图；图8是表示图6中示出的比较器的第一示例的电路图；图9是表示图6中示出的比较器的第二示例的电路图；图10是表示图6中示出的比较器的第三示例的电路图；图11是表示图6中示出的比较器的第四示例的电路图；以及图12是表示从液晶显示装置的数据集成电路输出的波形的示例的波形图。
具体实施例方式
参照附图可以更好地理解示例实施例，但是这些示例不是限制性的。相同或不同图的相同标号单元执行等同功能。
在图6示出的示例中，液晶显示装置的数据IC包括数据寄存器61、锁存器62、比较器63、数模转换器(DAC)64、输出缓冲器65、以及多路分配器(DMUX)66。
数据寄存器61向锁存器62提供来自定时控制器的数字数据。锁存器62响应于从移位寄存器顺序输入的采样信号，顺序锁存来自数据寄存器61的数据，接着，同时将其输出以将串行数据转换为并行数据。DAC 64将来自锁存器62的数据转换为模拟伽马电压。输出缓冲器65向p型晶体管的漏极端子提供来自DAC 64的模拟电压。p型晶体管pT在源极输出使能信号SOE的低逻辑部分期间导通，以将来自输出缓冲器65的模拟数据电压输出到液晶显示板的数据线。
比较器63接收来自锁存器62的数据，以确定数字数据的灰度级值并根据数字数据的值控制DMUX 66。当数据值为高时，例如为白色灰度级电压或接近白色灰度级电压的电压时，比较器63产生高逻辑值的输出信号，但是，当数据值相对低时，例如为黑色灰度级电压或接近黑色灰度级电压的电压，比较器63产生低逻辑值的输出信号。
在一个示例中，假定数字数据可以包括8位以使可表示灰度级的数量为256，其中数据值相对较高的时间间隔可以是下列值中的任何一个127灰度级或以上的灰度级值、160灰度级或以上的值、191灰度级或以上的值、或者224灰度级或以上的值。其中数据电压可以相对较低的时间间隔可以分别是小于127灰度级的值、小于160灰度级的值、小于191灰度级的值、或者小于224灰度级的值。比较器63根据待区别的希望灰度级可以具有高位的数量和电路配置。
DMUX 66，如图7所示，根据所述输出信号和极性控制信号POL，将源极输出使能信号SOE输出到多个输出端子M0到M3中的任何一个。“或”门连接到DMUX 66的第一输出端子M0和第二输出端子M1。“或”门的输出端子连接到第一n型晶体管nT1的栅极端子。当比较器63的输出信号是低逻辑电平时，DMUX 66(其可以根据例如图7所示的真值表配置)通过“或”门向第一n型晶体管nT1的栅极端子提供高逻辑电平的源极输出使能信号SOE。这发生在数据电压是低绝对值电压值时，与极性控制信号POL的逻辑值无关，由此向液晶显示板的数据线提供共享充电电压Vshare，该共享充电电压Vshare的绝对值低于预充电电压V-POS或V-NEG。当输出信号的电压是高逻辑电压并且极性控制信号POL的电压是低逻辑电压时，DMUX 66向第二n型晶体管nT2的栅极端子提供高逻辑电平的源极输出使能信号SOE。这发生在数据电压是相对高电压并且其极性为正时，由此向液晶显示板的数据线提供正的预充电电压V-POS。此外，当输出信号的电压是高逻辑电压并且极性控制信号POL的电压是高逻辑电压时，DMUX 66向第三n型晶体管nT3的栅极端子提供高逻辑电压的源极输出使能信号SOE，这发生在数据电压是相对高电压并且其极性为负时，由此向液晶显示板的数据线提供负的预充电电压V-NEG。DMUX 66、晶体管pT、nT1、nT2、nT3以及控制/驱动电压POL、SOE、V-share、V-POS、V-NEG充当对数据线的预充电进行控制的预充电控制器。
共享充电电压V-share可在数据IC的外部设置的电源电路中单独产生，并且可以是通过对数据IC之内的数据线的共享充电产生的电压。共享充电电压V-share可以分成，比正预充电电压V-POS低且比负预充电电压V-NEG高的电压范围内的两个或更多个电压。
根据图8中示出的第一示例，比较器63向DMUX 66的S1输入端子输入加权值27的D7位，其在灰度级是127或以上时是高逻辑值，而在灰度级小于127时是低逻辑值。因此，这个示例的比较器63可以仅利用用于提供D7位的连接线来实现。根据这个示例的数据IC，通过在数据电压表示127或以上的灰度级时以高预充电V-POS或V-NEG对数据线进行充电，而在数据电压表示小于127的灰度级时以低共享充电电压V-share对数据线进行充电，降低了该数据IC的负载。
根据图9中示出的第二示例，比较器63包括“或”门，其对加权值26的D6位和加权值25的D5位执行逻辑求和运算；和“与”门，其对“或”门的输出和加权值27的D7位执行逻辑乘法运算。比较器63的“与”门输出在灰度级是160或以上时是高逻辑值，而在灰度级小于160时是低逻辑值，并被输入到DMUX 66的S1输入端子。因此，这个示例的比较器63可实现为双逻辑门器件。在根据这个示例的数据IC中，通过在灰度级是160或以上时以高预充电V-POS或V-NEG对数据线进行充电，而在灰度级小于160时以低共享充电电压V-share对数据线进行充电，降低了数据IC的负载。
根据图10中示出的本发明的第三示例，比较器63包括“与”门，其对加权值26的D6位和加权值27的D7位执行逻辑乘法运算。比较器63的“与”门输出在灰度级是191或以上时产生为高逻辑电平，而在灰度级小于191时产生为低逻辑电平，并被输入到DMUX 66的S1输入端子。因此，本实施例的比较器63可实现为一个逻辑门器件。数据IC通过在灰度级电压是191或以上时以高预充电V-POS或V-NEG对数据线进行充电，而在灰度级电压小于191时以低共享充电电压V-share对数据线进行充电，降低了该数据IC的热负载和功耗。
根据图11中示出的第四示例，比较器63包括第一“与”门，其对加权值26的D6位和加权值25的D5位执行逻辑乘法运算；和第二“与”门，其对第一“与”门的输出和加权值27的D7位执行逻辑乘法运算。在这个示例中，比较器63的“与”门输出在灰度级电压是224或以上时产生为高逻辑值，而在灰度级电压小于224灰度电平时产生为低逻辑值，并被输入到DMUX 66的S1输入端子。因此，本实施例的比较器63可以实现为双逻辑门器件。这个示例的数据IC通过在灰度级值是224或以上时以高预充电V-POS或V-NEG对数据线进行充电，而当灰度级值小于224时以低共享充电电压V-share对数据线进行充电，降低了该数据IC的热负载和功耗。
在数字数据表示灰度级值256(1111 1111)的方面中，比较器63的输出变为高逻辑值，并且当极性控制信号POL是高逻辑值时，以正预充电电压V-POS对液晶显示板的第一数据线进行预充电。如果与第一数字数据相邻的第二数字数据等于第一数字数据，即，(1111 1111)，那么仅使极性控制信号倒相，从而以负预充电电压V-NEG对液晶显示板的第二数据线进行预充电。如果与第二数字数据相邻的第三数字数据和与第三数字数据相邻的第四数字数据是灰度级63(0011 1111)，那么比较器63的输出转换为低逻辑值，从而以共享充电电压V-share对液晶显示板的第三和第四数据线进行预充电。
如图12所示，如果输入高电压的数据电压，那么数据IC使用预充电功能，而在输入相对低电压的数据电压时，数据IC使用共享充电功能，以降低输出缓冲器的总电流消耗，由此使得能够降低数据IC的功耗和温度。
如上面所述，根据本发明的液晶显示装置及其驱动方法根据灰度级数据值选择性地使用预充电电压和共享充电电压，从而可以降低数据集成电路的工作温度并可降低功耗。
尽管已通过上述附图中示出的示例解释了本发明，但本领域普通技术人员应当明白，本发明不限于这些实施例，而是在不脱离本发明精神的情况下可以对其做出各种修改或变型。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其等同物应来确定。
权利要求
1.一种数据驱动器，包括比较器，被配置为相对于阈值确定数据元素的值；第一提供电压；以及第二提供电压，其中，当数据元素的值大于阈值时，第一提供电压连接到数据线，而当数据元素的值小于阈值时，第二提供电压连接到数据线。
2.根据权利要求1所述的数据驱动器，还包括第三提供电压；和表示正态或负态的极性选择电压，其中，第三提供电压小于第一提供电压和第二提供电压，并且当极性选择电压表示负态时，第三提供电压代替第一提供电压连接到数据线。
3.根据权利要求1所述的数据驱动器，其中，所述数据元素的值表示显示像素的灰度级值。
4.根据权利要求1所述的数据驱动器，其中，所述数据元素是数字数据。
5.一种液晶显示装置，包括比较器，其处理数据值；和预充电控制器，如果数据值是第一值，那么预充电控制器以预充电电压对液晶显示板的数据线进行预充电，而如果数据值是第二数据值并且第二数据值低于第一数据值，那么预充电控制器以绝对电压值低于预充电电压的共享充电电压对数据线进行预充电。
6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其中，比较器和预充电控制器是用于驱动数据线的集成电路的部分。
7.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其中，预充电控制器包括源极输出使能信号和极性控制信号，用于控制输入的数据值的极性；多路分配器，其根据比较器的输出和极性控制信号的输出，将源极输出使能信号输出到多个输出端子中的任何一个；第一晶体管，用于在所述数据值是第二值时，根据多路分配器的输出向数据线提供共享充电电压；第二晶体管，用于在所述数据值是第一值时，根据多路分配器的输出向数据线提供正预充电电压；以及第三晶体管，用于在所述数据值是第一值时，根据多路分配器的输出向数据线提供负预充电电压。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其中，比较器包括信号配线，用于向多路分配器提供数据的任何一位。
9.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其中，比较器包括至少一个或更多个门器件，用于对数据的高位执行逻辑求和运算。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其中，比较器包括“或”门，用于对数据的加权值25的第一高位和加权值26的第二高位执行逻辑求和运算，和“与”门，用于对“或”门的输出和数据的加权值27的第三高位执行逻辑乘法运算。
11.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其中，比较器包括“与”门，用于对数据的加权值26的第一高位和加权值27的第二高位执行逻辑乘法运算。
12.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其中，比较器包括第一“与”门，用于对数据的加权值“25”的第一高位和加权值“26”的第二高位执行逻辑乘法运算；和第二“与”门，用于对第一“与”门的输出和数据的加权值“27”的第三高位执行逻辑乘法运算。
13.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其中，第一值是下列值中的任何一个127或以上灰度级的高数据值、160或以上灰度级的高数据值、191或以上灰度级的高数据值、以及224或以上灰度级的高数据值，而相对应的第二值是下列值中的任何一个小于127灰度级的低数据值、小于160灰度级的低数据值、小于191灰度级的数据值、以及小于224灰度级的数据值。
14.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其中，所述共享充电电压包括至少两个或更多个共享充电电压，并且所述共享充电电压在绝对值低于预充电电压的电压范围内互不相同。
15.一种操作驱动器的方法，该方法包括以下步骤相对于阈值确定数据元素的值；确定极性信号的值，该极性信号具有一表示正电压的值和一表示负电压的值；如果数据元素的值大于或等于阈值并且极性信号的值表示正电压，那么向数据线施加第一电压；如果数据元素的值小于阈值，那么向数据线施加第二电压；以及如果数据元素的值大于或等于阈值并且极性信号的值表示负电压，那么向数据线施加第三电压。
16.一种液晶显示装置的驱动方法，该方法包括以下步骤判断数据的电压；如果数据的电压是第一电压，那么以预充电电压对液晶显示板的数据线进行预充电；以及如果数据的电压是低于第一电压的第二电压，那么以绝对值低于预充电电压的共享充电电压对数据线进行预充电。
17.根据权利要求16所述的驱动方法，其中，第一电压是下列中的任何一个127或以上灰度级的高数据电压、160或以上灰度级的高数据电压、191或以上灰度级的高数据电压、以及224或以上灰度级的高数据电压，并且相对应的第二电压是下列中的任何一个小于127灰度级的低数据电压、小于160灰度级的低数据电压、小于191灰度级的数据电压、以及小于224灰度级的数据电压。
18.根据权利要求16所述的驱动方法，其中，所述共享充电电压包括至少两个或更多个共享充电电压，并且所述共享充电电压在绝对值低于所述预充电电压的电压范围内互不相同。
全文摘要
液晶显示器及其驱动方法。液晶显示装置包括比较器，其判断数据的电压；和预充电控制器，如果数据的电压是第一电压，那么该预充电控制器以预充电电压对液晶显示板的数据线进行预充电，而如果数据的电压是低于第一电压的第二电压，那么该预充电控制器以绝对值低于预充电电压的共享充电电压对数据线进行预充电。
文档编号G09G3/20GK1892779SQ200510134040
公开日2007年1月10日 申请日期2005年12月26日 优先权日2005年6月28日
发明者姜信浩, 洪镇铁, 河成喆 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社