专利名称：驱动电路和显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动电路和显示设备。
背景技术：
随着近来面向高级图像/信息的设备的发展和多媒体系统的普及，诸如液晶显示设备等平面显示面板的重要性日益增加。由于其功耗低、微薄、重量轻以及其他优点，液晶显示设备已经被广泛地用作便携终端设备等的显示设备。
一般来说，液晶显示设备包括液晶显示面板，用于显示图像；以及驱动电路，用于驱动液晶显示面板。例如，液晶显示面板包括TFT阵列基板，像素电极以矩阵形式布置于其上，并且诸如TFT(薄膜晶体管)等开关元件与像素电极相连；相对基板，其具有形成于其上的与像素电极相对的公共电极；以及液晶，填充在两基板之间。
直到现在，以下方法被用作驱动液晶显示面板的方法。也就是说，改变施加到液晶的电压，以由此改变液晶颗粒的取向，并且改变多灰度级显示的透射率。根据该方法，根据期望的灰度级，使电压在从透射率开始变化的阈值电压到不引起透射率的任何进一步变化的饱和电压的范围内改变，以由此改变多灰度级显示的透射率。
当用DC电压驱动液晶显示设备时，会发生由于例如液晶组件的退化以及混入液晶显示面板中的杂质的污染而使显示图像造成烧毁的问题。因此，一般使用诸如点反转驱动系统等AC驱动系统，该点反转驱动系统用于从一个像素到另一个像素地改变驱动电压的极性。在使用该AC驱动系统的情况下，公共电极被交替施加正电压和负电压，这非常耗电。为此，提出了使用电荷恢复电路来节省功耗的技术(例如，参见日本专利翻译公开No.2001-515225)。
图11为电路图，示出了具有电荷恢复电路的现有液晶显示面板的驱动电路。如图11所示，液晶显示设备10包括用于显示图像的液晶显示面板11，以及驱动电路12。驱动电路12包括用于提供显示信号的多个运算放大器13。每一个运算放大器13与液晶显示面板11中的源极线DL相连。每一条源极线DL与第一或第二开关相连。第一开关与例如奇数源极线DL相连，并且连接在奇数源极线和奇数电荷恢复线路之间。第二开关与例如偶数源极线DL相连，并且连接在偶数源极线和偶数电荷恢复线路之间。
奇数电荷恢复线路和偶数电荷恢复线路的每一条都与直路开关和交叉开关相连。直路开关连接在奇数电荷恢复线路和正电荷电容器14的一个电极之间，或者连接在偶数电荷恢复线路和负电荷电容器15的一个电极之间。交叉开关连接在奇数电荷恢复线路和负电荷电容器15的一个电极之间，或者连接在偶数电荷恢复线路和正电荷电容器14的一个电极之间。正电荷电容器14和负电荷电容器15的另一个电极与液晶显示面板11中的公共电极连接。此外，中和开关连接在偶数电荷恢复线路和奇数电荷恢复线路之间。
关于点反转显示，提供的显示信号的极性在相邻源极线DL之间被反转。因此，在驱动周期期间，正显示信号应用于第一线，与第一线相邻的第二线被应用负显示信号，并且与第二线相邻的第三线被应用正显示信号。在接下来的栅极线驱动期间，第一线被负电压驱动，第二线被正电压驱动，并且第三线被负电压驱动。
在此假定奇数运算放大器提供相对于参考电压的正极性显示信号，并且偶数运算放大器提供相对于参考电压的负极性显示信号。在图像显示之后，执行电荷恢复。当电荷恢复时，第一和第二开关接通。这样，偶数源极线DL与偶数电荷恢复线路相连，并且奇数源极线DL与奇数电荷恢复线路相连。然后，直路开关接通。通过该操作，奇数电荷恢复线路与正电荷电容器14相连，并且偶数电荷恢复线路与负电荷电容器15相连。
通过上述操作，在像素电极中积累的电荷被恢复到每一个电容器中。之后，偶数电荷恢复线路和奇数电荷恢复线路分别与正电荷电容器14和负电荷电容器15断开。然后，中和开关接通，由此电气连接偶数电荷恢复线路和奇数电荷恢复线路之间，以将源极线DL设置为参考电位。之后，中和开关断开，并且两个交叉开关接通。这连接了偶数电荷恢复线路和正电荷电容器14之间以及奇数电荷恢复线路和负电荷电容器15之间的连接。结果，在电容器中积累的电荷被传递到像素电极，以节省功耗。
在使用上述电荷恢复电路的情况下，应该通过使用直路开关和交叉开关来恢复多条源极线DL的电荷，直路开关和交叉开关的每一个与偶数电荷恢复线路和奇数电荷恢复线路一一对应地相连。因此，需要使用具有高耐压的直路开关和交叉开关。对于具有该电荷恢复电路的驱动电路的集成，通过高电压处理来制造电路。
在高电压处理中，需要较大的栅长度或栅氧化膜厚度，用于增加开关的耐压。这导致了芯片尺寸增加的问题。此外，开关被施加用于液晶的正和负驱动电压，因此驱动电路的电源电压需要是用于液晶的驱动电压的两倍或更高。结果，功耗增加。
发明内容
本发明提出了用于反转驱动液晶显示面板的驱动电路，包括正极性线路，用于传输相对于参考电压的正显示信号；负极性线路，用于传输相对于参考电压的负显示信号；开关部件，用于相互切换正极性线路和负极性线路，以与源极线相连；以及电荷恢复电路部件，其通过第一开关元件与正极性线路相连，并且通过第二开关元件与负极性线路相连。根据本发明的驱动电路，能够减少驱动电路的总功耗。
下面结合附图进行讲述，将使本发明的上述和其他目的、优点和特征更加清楚，其中图1示出了根据本发明第一实施例的液晶显示设备的结构例子；图2示出了根据第一实施例的驱动电路的结构；图3A示出了根据第一实施例的驱动电路的操作，并且图3B为时序图，示出了根据第一实施例的驱动电路的每一个开关的接通/断开时序；图4为波形图，示出了使用根据第一实施例的驱动电路的情况下的像素电极的电位；图5示出了根据本发明第二实施例的驱动电路的结构；图6A示出了根据第二实施例的驱动电路的操作，并且图6B为时序图，示出了根据第二实施例的驱动电路的每一个开关的接通/断开时序；图7为波形图，示出了使用根据第二实施例的驱动电路的情况下的像素电极的电位；图8示出了根据第二实施例的驱动电路的另一个结构；图9示出了根据本发明第三实施例的驱动电路的结构；图10A示出了根据第三实施例的驱动电路的操作，并且图10B为时序图，示出了根据第三实施例的驱动电路的每一个开关的接通/断开时序；图11示出了现有驱动电路的结构。
具体实施例方式
下面参考解释性实施例来讲述本发明。本领域的一般技术人员都知道，使用本发明的讲述可以完成许多可选的实施例，并且本发明并不限于用于解释目的的实施例。
参照图1，说明根据本发明实施例的显示设备。这里，给出TN型有源矩阵液晶显示设备来作为显示设备的例子。此外，本实施例采用了点反转驱动系统。图1为示意图，示出了根据本实施例的液晶显示设备100。液晶显示设备100包括用于显示图像的液晶显示面板101和用于供电的驱动电路102。
具有由多个像素组成的显示区的液晶显示面板101的结构使得液晶被填充在TFT(薄膜晶体管)阵列基板(未示出)和与之相对的相对基板(未示出)之间。TFT阵列基板具有在水平方向上延伸的栅极线GL(扫描线)、在垂直方向上延伸的源极线DL(信号线)、以及位于栅极线GL和源极线DL的交叉点周围的TFT。此外，多个像素电极以矩阵的形式布置在栅极线GL和源极线DL之间。TFT具有与栅极线GL相连的栅极、与源极线DL相连的源极，以及与像素电极相连的漏极。
另一方面，在相对基板上形成有公共电极以及R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的彩色滤光器。实际上在相对基板的几乎整个表面上，公共电极都是形成为与像素电极相对的透明基板。每一条栅极线GL都供应有扫描信号，与由每一个扫描信号选择的栅极线GL相连的所有TFT同时接通。然后，在像素电极中，每一条源极线DL都供应有显示信号，以积累对应于显示信号的电荷。
位于像素电极和公共电极之间的液晶颗粒的取向是根据接收显示信号的像素电极和公共电极之间的电位差来改变的。因此，控制了来自背光(未示出)的多少入射光穿过基板。液晶显示面板101的每一个像素根据与发射光的量相对应的色调和R、G或B的颜色来以各种颜色显示图像。注意，对于黑白图像，可以省略彩色滤光器。
本实施例采用点反转驱动系统作为例子。供应到与一条栅极线GL相连的像素电极的显示信号的极性被依次反转，并且对每一条栅极线GL进行反转。对于每一帧，切换每一个显示信号的极性。这里，“正(+)”极性表示从源极线供应的显示信号的电位超过了公共电极的电位；“负(-)”极性表示电位低于公共电极电位。公共电极电位作为参考电位可以保持恒定，或者响应显示信号的极性反转而被周期性地反转。
驱动电路102根据外部供应的图像信号来产生显示信号。公知地，驱动电路102包括解码器、移位寄存器电路、锁存电路和运算放大器(未示出)。在上述点反转驱动时，正极性信号和负极性信号每一个都作为图像信号输入到驱动电路102。可选情况下，正和负极性图像信号可以为公共信号，并且锁存电路可以切换信号。
本发明的特征在于驱动电路102。在下文中，参考附图来详细讲述驱动电路102。
第一实施例图2为电路图，示出了根据第一实施例的驱动电路102。驱动电路102包括点反转切换电路103、电荷恢复电路104、公共短路电路105、运算放大器106、开关控制电路107、公共电极驱动器108、电平移动器109和开关驱动缓存器110。出于解释目的，显示了液晶显示面板101中的像素。在图2中，液晶显示面板101的水平方向被定义为源极线DL延伸的方向，并且垂直方向被定义为栅极线GL延伸的方向。
在本实施例中，运算放大器106、公共短路电路105、电荷恢复电路104和点反转切换电路103以所述次序布置。在点反转切换电路103的输出侧布置液晶显示面板101。
如图2所示，在本实施例中，交替布置正极性电路和负极性电路。运算放大106对在驱动电路102产生的显示信号进行放大和输出。在本实施例中，运算放大器106被分成两个用于输出正极性显示信号的放大器(下面被称为正极性运算放大器106a)和用于输出负极性显示信号的放大器(下面被称为负极性运算放大器106b)。如上所述，交替布置正极性运算放大器106a和负极性运算放大器106b。在本实施例中，与奇数源极线DL相对应，设置正极性运算放大器106a，与偶数源极线DL相对应，设置负极性运算放大器106b。
每一个正极性运算放大器106a的输出端都通过开关与正极性线路112相连。此外，每一个负极性运算放大器106b的输出端都通过开关与负极性线路113相连。因此，正极性线路112传输正显示信号，而负极性线路113传输负显示信号。
公共短路电路105布置在每一个运算放大器106的输出侧。公共短路电路105将像素电极短路到公共电极电位，以节省功耗。公共短路电路105包括多个公共短路开关114。正极性线路112和负极性线路113每一个都与公共短路开关114相连。公共短路开关114将正极性线路112和负极性线路113连接到公共电位。
这里，确定公共电极的电位的信号是从驱动电路102中的公共电极驱动器108供应的。
电荷恢复电路104位于公共短路电路105的输出侧。电荷恢复电路104通过源极线DL将像素电极中积累的电荷恢复到正/负电荷电容器111，然后在下一次写显示信号时，将被恢复到正/负电荷电容器111中的电荷发送和供应到像素电极。通过该操作，可以减少供应到像素电极的电荷，并且不需要驱动电路具有高能力来驱动源极线DL。因此，这有助于降低驱动电路的总功耗。
电荷恢复电路104包括正电荷恢复线路(第一恢复线路)115、负电荷恢复线路(第二恢复线路)116、电荷恢复开关117和正/负电荷电容器111。正电荷恢复线路115和负电荷恢复线路116与正极性线路112和负极性线路113相交。正电荷恢复线路115通过正电荷恢复开关117a与正极性线路112相连。另一方面，负电荷恢复线路116通过负电荷恢复开关117b与负极性线路113相连。正电荷恢复线路115与正/负电荷电容器111的一个电极相连。此外，负电荷恢复线路116与正/负电荷电容器111的另一个电极相连。
点反转切换电路103位于电荷恢复电路104的输出侧。点反转切换电路103根据施加到像素电极的显示信号的极性，选择连接到源极线DL的正极性线路112和负极性线路113之一。换句话说，根据丛正极性运算放大器106a和106b输出的显示信号的极性，正极性线路112或负极性线路113与源极线DL相连。此外，将像素电极中积累的电荷恢复到电荷恢复电路104的正/负电荷电容器111时以及发送正/负电荷电容器111中积累的电荷时，点反转切换电路103根据传输的电荷的极性，选择与源极线DL连接的正极性线路112和负极性线路113之一。
例如，如果将正显示信号供应给像素电极，则以如下方式控制点反转切换电路103，该方式是使源极线DL与正极性运算放大器106a相连。另外，如果将负显示信号供应给像素电极，则以如下方式控制点反转切换电路103，该方式是使源极线DL与负极性运算放大器106b相连。
点反转切换电路103包括多个点反转开关118。正极性线路112和负极性线路113每一条都与点反转开关118相连。在本实施例中，将液晶显示面板101中的奇数源极线DL和正极性线路112连接起来的点反转开关和将偶数源极线DL和负极性线路113连接起来的点反转开关被称为前向连接开关118a。另外，将奇数源极线DL和负极性线路113连接起来的点反转开关和将偶数源极线DL和正极性线路112连接起来的点反转开关被称为交叉连接开关118b。
开关控制电路107控制提供给点反转切换电路103、电荷恢复电路104和公共短路电路105的开关。从开关控制电路107输出的信号经过电平移动器109作为开关驱动信号供应给每一个开关和开关驱动缓存器110。
现在参考图3A～4来讲述根据第一实施例的驱动电路102的操作。图3A和3B示出了驱动电路102的操作。图3A示出了与第n-1条栅极线、第n条栅极线和第n+1条栅极线相连的两个相邻像素电极。图3B为时序图，示出了每一个开关的接通/断开时序。在图3B的阴影区中，开关接通。图4示出了图3A的第n条线的上部像素的电位波形。图3B中的周期A到D与图4的周期A到D相对应。
首先，将信号写到第n-1条线中的像素电极。位于运算放大器的输出端侧的开关SW1接通，并且同时，第n-1条线上的交叉连接开关SW5和像素电极开关SW6接通，以由此将负显示信号供应给上部像素并且将正显示信号供应给下部像素。接下来，将电荷供应给第n条线中的像素电极。开关SW1和SW6断开，同时电荷恢复开关SW3接通。此时，在将信号写到第n-1条线时被接通的交叉连接开关SW5仍是接通的(电荷恢复周期A)。
对于这种布线，通过前一个写操作在第n条线中的上部像素电极中累积的负电荷可以经由负电荷恢复线路被传输到正/负电荷电容器111的一个电极。然后，通过前一个写操作在第n条线中的下部像素电极中累积的正电荷可以经由正电荷恢复线路被传输到正/负电荷电容器111的另一个电极。如图4的电荷恢复周期A所示，恢复在第n条线中的上部像素电极中累积的负电荷，以提升像素电极的电位。
之后，电荷恢复开关SW3断开，并且公共短路开关SW2和第n条线中的像素电极开关SW7接通。此时，交叉连接开关SW5仍是接通的(公共短路周期B)。通过该布线，使得像素电极的电位等于公共电极的电位。如图4的公共短路周期B所示，负像素电极具有等于公共电极电位的电位。
然后，公共短路开关SW2和交叉连接开关SW5断开，并且电荷恢复开关SW3和前向连接开关SW4接通(电荷发送周期C)。通过这该布线，在电荷恢复电路104的正/负电荷电容器111中积累的电荷被发送并积累在第n条线中的像素电极中。更具体地说，在正/负电荷电容器111的一个电极中积累的负电荷通过负电荷恢复线路被传输到第n条线中的下部像素电极。此外，在正/负电荷电容器111的另一个电极中积累的正电荷通过正电荷恢复线路被传输到第n条线中的上部像素电极(参见图4的电荷发送周期C)。
之后，电荷恢复开关SW3断开，并且开关SW1接通，以将信号写到第n条线中的像素电极(写周期D)。第n条线中的显示信号具有的极性与第n-1条线中的相反，因此前向连接开关SW4和第n条线中的像素电极开关SW7仍是接通的。像素电极供应有来自运算放大器106的期望的显示信号，以显示期望的图像(参见图4的写周期D)。
接下来，将电荷供应给第n+1条线中的像素电极。开关SW1和开关SW7断开，同时电荷恢复开关SW3接通。此时，在将信号写到第n条线时被接通的前向连接开关SW4仍是接通的。
通过该布线，通过前一个写操作在第n+1条线中的上部像素电极中累积的正电荷可以通过正电荷恢复线路传输到正/负电荷电容器111的一个电极。然后，在第n条线中的下部像素电极中累积的负电荷可以通过负电荷恢复线路传输到正/负电荷电容器111的另一个电极。
之后，电荷恢复开关SW3断开，并且公共短路开关SW2和第n+1条线中的像素电极开关SW8接通。此时，前向连接开关SW4仍是接通的。通过该布线，使得像素电极的电位等于公共电极电位。然后，公共短路开关SW2和前向连接开关SW4断开，并且电荷恢复开关SW3和交叉连接开关SW5接通。通过该布线，在电荷恢复电路104的正/负电荷电容器111中积累的电荷被发送并积累在第n+1条线中的像素电极中。
更具体地说，在正/负电荷电容器111中积累的正电荷通过正电荷恢复线路被传输到第n+1条线中的下部像素电极。另一方面，负电荷通过负电荷恢复线路被传输到第n+1条线中的上部像素电极。
之后，电荷恢复开关SW3断开，并且开关SW1接通，以将信号写到第n+1条线中的像素电极。第n+1条线中的显示信号具有的极性与第n条线中的相反，因此交叉连接开关SW5和第n+1条线中的像素电极开关SW8仍是接通的。通过以此方式重复以上处理，将显示信号也写到随后的栅极线。
如上所述，通过电荷恢复、公共短路、电荷发送和信号施加这四个步骤，将显示信号从运算放大器持续供应给像素电极，直到达到目标电压电平。电荷恢复电路104可以将从像素电极传输来的电荷重新用于下一个写操作。另外，公共短路电路105使像素电极电位等于公共电极电位。因此，在写入显示信号时，运算放大器106只需要以较小的幅度来提升电位。
此外，如前所述，运算放大器106被分成输出正极性的运算放大器和输出负极性的运算放大器，并且使用点反转切换电路103在两个放大器之间进行切换使每一个放大器输出任何一个极性。也就是说，可以将从运算放大器106输出的显示信号的幅度固定为正或者负。因此，可以减小驱动电路102的总功耗。
此外，由于提供了电荷恢复电路104，因此可以减小施加到公共短路电路105的公共短路开关114的电压。因此，公共短路电路105和运算放大器106可以通过低电压处理来制造。因此，可以减小驱动电路102的芯片尺寸。另外，在使用高耐压开关的情况下，由于背栅偏压的影响而使导通电阻太高，因此采用现有技术的公共短路占用了较多时间。然而，根据本实施例，可以使用低耐压开关作为公共短路开关114，使得可以缩短公共短路所需的周期。这确保了用于像素电极的较长的写周期，将由显示信号的不充分写入引起的图像退化减到了最小，并且提高了图像质量。
在该实施例中，在公共短路周期期间，前向连接开关SW4或交叉连接开关SW5被接通，但是本发明并不限于此。公共短路周期被一分为二。优选情况下，在该周期的前半个周期中，前向连接开关SW4或交叉连接开关SW5接通，并且在该周期的后半个周期中，在前半个周期中接通的开关被断开，而其余开关接通。例如，在第n帧的公共短路周期中，交叉连接开关SW5在前半个周期中接通，并且交叉连接开关SW5在后半个周期中断开，之后接通前向连接开关SW4。通过上述设定，每一个像素电极的电位就肯定能够等于公共电极电位。
第二实施例图5为电路图，示出了根据本发明第二实施例的驱动电路102。驱动电路102包括点反转切换电路103、电荷恢复电路119、公共短路电路105、运算放大器106、开关控制电路107、公共电极驱动器108、电平移动器109和开关驱动缓存器110。在图5中，与第一实施例中相同的组件被标以相似的标号，并且这里省略了对它们的详细讲述。根据第二实施例的驱动电路102与第一实施例的不同之处在于在电荷恢复电路中，正电荷电容器120和负电荷电容器121是分开提供的。
在本实施例中，运算放大器106、公共短路电路105、电荷恢复电路104和点反转切换电路103以所述次序布置。液晶显示面板101位于点反转切换电路103的输出侧。
电荷恢复电路119将在像素电极中积累的正电荷通过源极线DL恢复到正电荷电容器120，并且将负电荷恢复到负电荷电容器121。在将正显示信号写到像素电极时，发送被恢复到正电荷电容器120的电荷。相反，在将负显示信号写到像素电极时，将被恢复到负电荷电容器121的电荷发送并且供应到像素电极。这样，分开提供正电荷电容器120和负电荷电容器121，使得可以基于低电压处理来制造电荷恢复电路119，而且可以减小驱动电路102的芯片尺寸。
电荷恢复电路119包括正电荷恢复线路115、负电荷恢复线路116、电荷恢复开关117、正电荷电容器120和负电荷电容器121。正电荷恢复线路115垂直于正极性线路112布置，并且与正电荷电容器120的一个电极相连。此外，负电荷恢复线路116垂直于负极性线路113布置，并且与负电荷电容器121的一个电极相连。另外，正电荷电容器120和负电荷电容器121的另一个电极与公共电极相连。
现在参考图6A到7，说明根据第二实施例的驱动电路102的操作。图6A和6B示出了驱动电路102的操作。图6A示出了与第n-1条栅极线、第n条栅极线和第n+1条栅极线相连的两个相邻像素电极。图6B为时序图，示出了每一个开关的接通/断开时序。在图6B的阴影周期中，开关被接通。图7示出了图6A的第n条线的上部像素的电位波形。图6B中的周期A到D与图7的周期A到D相对应。
除了是根据在电荷恢复周期A/电荷发送周期C中被恢复/发送的电荷的极性来确定使用哪一个电容器积累电荷之外，根据本实施例的驱动电路的操作时序与第一实施例的驱动电路是相同的。详细地说，在电荷恢复周期A期间，在前一个写操作期间在第n条线中的上部像素电极中累积的负电荷通过负电荷恢复线路被传输到负电荷电容器121。另一方面，在第n条线中的下部像素电极中累积的正电荷通过正电荷恢复线路被传输到正电荷电容器120。
如上所述，分开提供正电荷电容器和负电荷电容器作为电荷恢复电容器，因此如第一实施例中所述那样，公共短路电路105能够以低电压处理来制造，另外，电荷恢复电路119也能够以低电压处理来制造。这有助于芯片尺寸的进一步减小。
在使用高耐压开关的情况下，由于背栅偏压的影响而使导通电阻太高，因此采用现有技术的恢复/发送电荷占用了较多时间。然而，根据本实施例，可以使用低耐压开关来作为电荷恢复电路119的电荷恢复开关，使得可以缩短电荷恢复/发送所需的时间(参见图7的电荷恢复周期A和电荷发送周期C)。这确保了用于像素电极的较长的写周期(参见图7的写周期D)，将由显示信号的不充分写入引起的图像退化减到了最小，并且提高了图像质量。
此外，作为根据第二实施例的驱动电路的另一个结构例子，可以采用图8的结构，其中在第二实施例中，在电荷恢复电路119中分开提供正电荷电容器和负电荷电容器。图8的驱动电路与图5的前述驱动电路的不同之处是公共电极驱动器108不与电荷恢复电路119相连并且电荷恢复电路119与系统GND相连。
如图8所示，本例子的驱动电路102包括运算放大器106、系统GND短路电路122、电荷恢复电路104和点反转切换电路103。在该例子中，运算放大器106、系统GND短路电路122、电荷恢复电路104和点反转切换电路103以所述次序布置。液晶显示面板101位于点反转切换电路103的输出侧。
本例子的系统GND短路电路122与根据图2和图5所示的前述实施例的驱动电路的公共短路电路105相对应。根据图2和图5所示的前述实施例的驱动电路的公共短路电路105将像素电极短路到作为参考电压的从公共电极驱动器108供应的公共电极电位，这节省了功耗。本例子的系统GND短路电路122将像素电极短路到作为参考电压的系统GND，这节省了功耗。系统GND短路电路105包括多个系统GND短路开关123。正极性线路112和负极性线路113每一个都与系统GND短路开关123相连。系统GND短路开关123起到将正极性线路112和负极性线路113连接到系统GND的作用。在许多情况下，系统GND位于电路基板的几个位置上。如在该例中，系统GND被用作参考电压，由此不需要从公共电极驱动器108引线，因此简化了电路结构。
电荷恢复电路119包括正电荷恢复线路115、负电荷恢复线路116、电荷恢复开关117、正电荷电容器120和负电荷电容器121。正电荷恢复线路115垂直于正极性线路112延伸，并且与正电荷电容器120的一个电极相连。此外，负电荷恢复线路116垂直于负极性线路113延伸，并且与负电荷电容器121的一个电极相连。正电荷电容器120和负电荷电容器121的另一个电极与系统GND相连。
图8的驱动电路的操作时序与图6B的相同。如上所述，在恢复/发送时的电荷恢复周期A和电荷发送周期C期间，根据其极性，将在像素电极中积累的电荷传输到正电荷电容器120或者负电荷电容器121。
因此，如上所述，正电荷电容器120和负电荷电容器121作为电荷恢复电容器是分开提供的，因此如第一实施例中那样，公共短路电路105能够以低电压处理来制造，另外，电荷恢复电路119也能够以低电压处理来制造。这有助于芯片尺寸的进一步减小。此外，可以使用低耐压开关来作为电荷恢复电路119的电荷恢复开关，这可以缩短电荷恢复/发送所需的时间。这确保了用于像素电极的较长的写周期，将由显示信号的不充分写入引起的图像退化减到最小，并且提高了图像质量。
此外，在该例子中，图6A到7的公共短路周期B与系统GND短路周期相对应。更具体地说，系统GND短路开关123接通，并且通过系统GND短路电路122使得像素电极电位等于系统GND电位。因此，在本实施例中，如上所述，通过电荷恢复、公共短路、电荷发送和信号施加这四个步骤，将显示信号从运算放大器持续供应给像素电极，直到达到目标电压电平。因此，在写入显示信号时，运算放大器106只需要以一个较小的幅度来提升电位，以节省驱动电路的总功耗。
如上所述，同样在该例子中，系统GND短路周期可以一分为二该周期的前半个周期，在期间前向连接开关SW4或交叉连接开关SW5接通；以及该周期的后半个周期，在期间在前半个周期中接通的开关被断开，并且其余开关接通。
第三实施例图9为电路图，示出了根据本发明第三实施例的驱动电路102。驱动电路102包括点反转切换电路103、电荷恢复电路119、运算放大器106、开关控制电路107、公共电极驱动器108、电平移动器109、开关驱动缓存器110和D/A转换器124。在图9中，与第一实施例中相同的组件被标以相似的标号，并且这里省略了对它们的详细讲述。第三实施例的驱动电路102与第二实施例的不同之处是省略了公共短路电路105，并且D/A转换器124位于运算放大器106的输入端侧。
D/A转换器124的输入侧与灰度数据传输线和用于传输从公共电极驱动器108输出的公共电极数据的线路相连。D/A转换器124将在驱动电路102中产生的数字灰度数据转换成模拟数据，以将其发送到运算放大器106。此外，D/A转换器124输出与公共电极电位相对应的模拟数据。通过该操作，可以通过运算放大器106的驱动能力来得到公共短路，因此与使用公共短路电路105的情况相比，可以减小公共短路所需的时间。因此，将显示信号写到像素电极的时间可以延长，并且实现了低功耗。
现在参考图10A和10B，说明根据第三实施例的驱动电路102的操作。图10A和10B示出了驱动电路102的操作。图10A示出了与第n-1条栅极线、第n条栅极线和第n+1条栅极线相连的两个相邻像素电极。图10B为时序图，示出了每一个开关的接通/断开时序。在图10B的阴影周期中，开关被接通。图10B的周期A为电荷恢复周期，周期B为公共短路周期，周期C为电荷发送周期，以及周期D为写周期。
首先，将显示信号写到第n-1条线中的像素电极。D/A转换器124一直处于开启，并且输出灰度数据，以便运算放大器106输出与期望的灰度级相对应的显示信号。同时，第n-1条线中的交叉连接开关SW3和像素电极开关SW4接通，并且将负显示信号和正显示信号分别供应给上部像素和下部像素。接下来，将电荷供应给第n条线中的像素电极。第n-1条线中的开关SW4断开，同时电荷恢复开关SW1接通。此外，运算放大器106输出Hi-Z信号。此时，在将信号写到第n-1条线时被接通的交叉连接开关SW3仍是接通的(电荷恢复周期A)。通过该布线，在前一个写操作期间在第n条线中的上部像素电极中累积的负电荷可以被恢复到负电荷电容器121。另外，在下部像素电极中累积的正电荷被恢复到正电荷电容器120。
之后，电荷恢复开关SW1断开，并且第n条线中的像素电极开关SW5接通。此外，运算放大器106输出与公共电极电位相对应的公共短路信号(公共短路周期B)。此时，交叉连接开关SW3仍是接通的。通过该布线，使得所有像素电极的电位等于公共电极电位。
然后，交叉连接开关SW3断开，并且电荷恢复开关SW1和前向连接开关SW2接通。此时，运算放大器106输Hi-Z信号(电荷发送周期C)。通过该布线，在电荷恢复电路119中的正电荷电容器120中积累的正电荷或在负电荷电容器121中积累的负电荷被发送和传输给在第n条线中的上部或下部像素电极。
此后，电荷恢复开关SW1断开，运算放大器106输出灰度信号，并且将信号写到第n条线中的像素电极(写周期D)。第n条线中的显示信号的极性与第n-1条线中的相反，因此前向连接开关SW2和第n条线中的像素电极开关SW5仍是接通的。
接下来，将电荷供应给第n+1条线中的像素电极。开关SW5断开，同时电荷恢复开关SW1接通。此外，运算放大器106输出Hi-Z信号。此时，在向第n条线的写操作期间被接通的前向连接开关SW2仍是接通的。通过该布线，在前一个写到第n+1条线的操作期间在第n+1条线中的像素电极中累积的正和负电荷可以被恢复到电荷恢复电路119的正电荷电容器120和负电荷电容器121。
之后，电荷恢复开关SW1断开，并且第n+1条线中的像素电极开关SW6接通。然后，运算放大器106输出公共短路信号。此时，前向连接开关SW2仍是接通的。通过该布线，使得像素电极电位等于公共电极电位。随后，前向连接开关SW2断开，并且电荷恢复开关SW1和交叉连接开关SW3接通。通过该布线，在电荷恢复电路119的正电荷电容器120和负电荷电容器121中积累的电荷被发送和积累在第n+1条线中的像素电极中。
更具体地说，在负电荷电容器121中积累的负电荷被传输到第n+1条线中的上部像素电极，在正电荷电容器120中积累的正电荷被传输到下部像素电极。
之后，电荷恢复开关SW1断开，并且运算放大器106输出灰度信号，并且将信号写到第n+1条线中的像素电极。第n+1条线中的显示信号具有的极性与第n条线中的相反，因此交叉连接开关SW3和第n+1条线中的像素电极开关SW6仍是接通的。以这种方式重复以上处理，以由此将显示信号写到随后的栅极线。
如实施例所述，公共短路电路105能够以低电压处理来制造，此外，电荷恢复电路119也能够以低电压处理来制造。因此，芯片尺寸可以进一步减小。
此外，通过运算放大器106的驱动能力可以得到公共短路，因此将显示信号写到像素电极所需的时间可以得到延长。通过该操作，可以抑制因显示信号不充分写入像素电极而引起的显示性能的退化。此外，为了加速对像素的写入以及电荷恢复/发送，开关应该进行扩展。不过，根据本发明，开关尺寸能够进一步减小，并且能够以较高的速度供应显示信号。
如本实施例中上面所述，优选情况下，公共短路周期一分为二该周期的前半个周期，在期间前向连接开关SW4或交叉连接开关SW5接通；以及该周期的后半个周期，在期间在前半个周期中接通的开关被断开，并且其余开关接通。
在以上讲述中，驱动电路102被外部地连接到液晶显示面板101，但是本发明并不限于此。例如，驱动电路以可连接到所有源极线DL的形式形成于TFT阵列基板上。
显然，本发明并不限于上述实施例，并且在不偏离本发明的范围和精神的情况下可以对其进行修正和改变。
权利要求
1.一种用于反转驱动显示面板的驱动电路，包括正极性线路，用于传输相对于参考电压的正显示信号；负极性线路，用于传输相对于参考电压的负显示信号；开关部件，用于相互切换正极性线路和负极性线路，以与源极线相连；以及电荷恢复电路部件，其通过第一开关元件与正极性线路相连，并且通过第二开关元件与负极性线路相连。
2.根据权利要求1的驱动电路，其中参考电压为施加到公共电极的公共电压。
3.根据权利要求1的驱动电路，其中参考电压是系统接地电压。
4.根据权利要求1的驱动电路，进一步包括参考电压短路部件，用于将正极性线路和负极性线路设置为参考电压。
5.根据权利要求2的驱动电路，进一步包括参考电压短路部件，用于将正极性线路和负极性线路设置为参考电压。
6.根据权利要求3的驱动电路，进一步包括参考电压短路部件，用于将正极性线路和负极性线路设置为参考电压。
7.根据权利要求1的驱动电路，进一步包括正极性运算放大器，其与正极性线路相连，并且输出相对于参考电压的正显示信号；以及负极性运算放大器，其与负极性线路相连，并且输出相对于参考电压的负显示信号。
8.根据权利要求2的驱动电路，进一步包括正极性运算放大器，其与正极性线路相连，并且输出相对于参考电压的正显示信号；以及负极性运算放大器，其与负极性线路相连，并且输出相对于参考电压的负显示信号。
9.根据权利要求3的驱动电路，进一步包括正极性运算放大器，其与正极性线路相连，并且输出相对于参考电压的正显示信号；以及负极性运算放大器，其与负极性线路相连，并且输出相对于参考电压的负显示信号。
10.根据权利要求4的驱动电路，进一步包括正极性运算放大器，其与正极性线路相连，并且输出相对于参考电压的正显示信号；以及负极性运算放大器，其与负极性线路相连，并且输出相对于参考电压的负显示信号。
11.根据权利要求1的驱动电路，其中电荷恢复部件包括电荷恢复线路和电荷恢复电容器，并且为正电荷恢复和负电荷恢复分别提供电荷恢复线路和电荷恢复电容器的每一个。
12.根据权利要求2的驱动电路，其中电荷恢复部件包括电荷恢复线路和电荷恢复电容器，并且为正电荷恢复和负电荷恢复分别提供电荷恢复线路和电荷恢复电容器的每一个。
13.根据权利要求3的驱动电路，其中电荷恢复部件包括电荷恢复线路和电荷恢复电容器，并且为正电荷恢复和负电荷恢复分别提供电荷恢复线路和电荷恢复电容器的每一个。
14.根据权利要求4的驱动电路，其中电荷恢复部件包括电荷恢复线路和电荷恢复电容器，并且为正电荷恢复和负电荷恢复分别提供电荷恢复线路和电荷恢复电容器的每一个。
15.根据权利要求11的驱动电路，其中开关部件选择用于正电荷恢复的电荷恢复电容器或者用于负电荷恢复的电荷恢复电容器。
16.根据权利要求12的驱动电路，其中开关部件选择用于正电荷恢复的电荷恢复电容器或者用于负电荷恢复的电荷恢复电容器。
17.根据权利要求13的驱动电路，其中开关部件选择用于正电荷恢复的电荷恢复电容器或者用于负电荷恢复的电荷恢复电容器。
18.根据权利要求14的驱动电路，其中开关部件选择用于正电荷恢复的电荷恢复电容器或者用于负电荷恢复的电荷恢复电容器。
19.根据权利要求4的驱动电路，其中参考电压短路部件包括第三开关元件，用于将正极性线路或负极性线路连接到参考电压生成部件。
20.根据权利要求5的驱动电路，其中参考电压短路部件包括第三开关元件，用于将正极性线路或负极性线路连接到参考电压生成部件。
21.根据权利要求6的驱动电路，其中参考电压短路部件包括第三开关元件，用于将正极性线路或负极性线路连接到参考电压生成部件。
22.根据权利要求9的驱动电路，其中参考电压短路部件包括第三开关元件，用于将正极性线路或负极性线路连接到参考电压生成部件。
23.根据权利要求10的驱动电路，其中运算放大器位于电荷恢复部件的输入侧，并且参考电压短路部件包括位于运算放大器的输入侧的D/A转换器。
24.根据权利要求22的驱动电路，其中运算放大器位于电荷恢复部件的输入侧，并且参考电压短路部件包括位于运算放大器的输入侧的D/A转换器。
25.一种用于驱动显示面板的数据线的驱动电路，包括正极性运算放大器，其工作在由参考电压所限定的第一电压范围内并且第一电压高于参考电压，并且将相对于参考电压的正显示信号输出到第一节点；负极性运算放大器，其工作在由参考电压所限定的第二电压范围内并且第二电压高于参考电压，并且将相对于参考电压的负显示信号输出到第二节点；第一恢复开关，其位于第一节点和第一恢复线路之间；以及第二恢复开关，其位于第二节点和第二恢复线路之间，其中控制第一恢复开关和第二恢复开关以传输积累在数据线中的电荷。
26.一种显示设备，包括根据权利要求1的驱动电路。
27.一种显示设备，包括根据权利要求14的驱动电路。
28.一种显示设备，包括根据权利要求23的驱动电路。
29.一种显示设备，包括根据权利要求24的驱动电路。
30.一种显示设备，包括根据权利要求25的驱动电路。
31.根据权利要求27的显示设备，其中开关部件、参考电压短路部件、第一开关元件和第二开关元件位于构成显示面板的基板上，并且电荷恢复电容器外部地连接到该基板。
32.根据权利要求28的显示设备，其中开关部件、参考电压短路部件、第一开关元件和第二开关元件位于构成显示面板的基板上，并且电荷恢复电容器外部地连接到该基板。
33.根据权利要求29的显示设备，其中开关部件、参考电压短路部件、第一开关元件和第二开关元件位于构成显示面板的基板上，并且电荷恢复电容器外部地连接到该基板。
34.根据权利要求30的显示设备，其中开关部件、参考电压短路部件、第一开关元件和第二开关元件位于构成显示面板的基板上，并且电荷恢复电容器外部地连接到该基板。
全文摘要
本发明提出一种驱动电路，它能够减少通过高电压处理形成的元件个数以及芯片的尺寸。本发明的实施例涉及用于反转驱动液晶显示面板的驱动电路，包括正极性线路，用于传输相对于公共电极信号的正显示信号；负极性线路，用于传输相对于公共电极信号的负显示信号；点反转切换电路，用于相互切换正极性线路和负极性线路，以与源极线相连；电荷恢复电路，其通过正电荷恢复开关与正极性线路相连，并且通过负电荷恢复开关与负极性线路相连；以及公共短路电路，用于将正极性线路和负极性线路与公共电极连接起来。
文档编号G02F1/133GK1773600SQ20051012034
公开日2006年5月17日 申请日期2005年11月8日 优先权日2004年11月12日
发明者三浦信 申请人:恩益禧电子股份有限公司