專利名稱：液晶顯示器及其驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器及其驅(qū)動電路，其適合于只在點反轉(zhuǎn)驅(qū)動的面板一側(cè)設(shè)置具有D/A轉(zhuǎn)換電路的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
在眾所周知的液晶顯示器中，從數(shù)據(jù)線通過TFT加到像素上的多個電壓(此后稱為像素電壓)在每一預(yù)定周期以后被反相。這意味著像素是以AC方式驅(qū)動的。這里的極性是指相對于作為參考的液晶公共電極的電壓(com電壓)而言的像素電壓的正或負極性。這樣一種驅(qū)動方法用于防止液晶材料的退化。
這種驅(qū)動方法，已知的有點反轉(zhuǎn)驅(qū)動方法和2H點反轉(zhuǎn)方法。在點反轉(zhuǎn)驅(qū)動方法中，相鄰的數(shù)據(jù)線和掃描線上的像素電壓的極性被反相，因此，相鄰的像素有彼此不同的極性。在2H點反轉(zhuǎn)驅(qū)動方法中，每一相鄰的數(shù)據(jù)線和每兩條掃描線上的像素電壓的極性被反相。這些驅(qū)動方法有助于減小閃爍，從而改善圖像質(zhì)量。
日本專利申請公報No.8-129362披露一種電路，其中D/A轉(zhuǎn)換電路以分時方式驅(qū)動多條數(shù)據(jù)線。在這一技術(shù)所披露的驅(qū)動電路中，奇數(shù)數(shù)據(jù)線連接至上位數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路，而偶數(shù)數(shù)據(jù)線連接至下位數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路。在給定的水平周期(也稱為掃描周期)中，當負極性模擬視頻信號從下位數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路輸出時，正極性模擬視頻信號同時從上位數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路輸出。然后在下一水平周期中，當正極性模擬視頻信號從下位數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路輸出時，負極性模擬視頻信號同時從上位數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路輸出。點反轉(zhuǎn)驅(qū)動方法就是這樣實現(xiàn)的。驅(qū)動電路進一步包括初始化電路，其用于在水平消隱周期中將數(shù)據(jù)線初始化為com電壓，以便以分時方式控制寫入的時間和順序。從數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路外部提供的灰度電壓在每一水平周期反相。因此，用高電壓器件構(gòu)成選擇灰度電壓的開關(guān)組。日本專利申請公報No.2004-258485披露了一種RGB分時驅(qū)動的配置。
但是，我們現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)在上述常規(guī)電路中存在一些問題。第一個問題是要求一個區(qū)域以便在板的上側(cè)和下側(cè)設(shè)置數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路。這使板的尺寸變得比較大。因而從一塊樣品玻璃片上得到的面板數(shù)減少。而且，用于向數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路提供信號和電源的柔性襯底配線，也需要較大的區(qū)域面積。
第二個問題是電路區(qū)域擴大，因為用來選擇灰度電壓的開關(guān)組是由高電壓器件組成的。高電源電壓通常要求用耐壓器件構(gòu)成電路。因此，需要較厚的柵氧化物膜Tox和較長的柵長度L，這也要求較大的電路區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種液晶顯示器，其包括多條掃描線；多條數(shù)據(jù)線；在多條掃描線和多條數(shù)據(jù)線的每一交點上設(shè)置的多個像素；由多個像素組成的多個像素組；和驅(qū)動多條掃描線和多條數(shù)據(jù)線的驅(qū)動電路，其中，多個像素組中的一個像素組是由在多條數(shù)據(jù)線中的一些數(shù)據(jù)線和一條掃描線的交點上設(shè)置的多個像素中的一些像素組成，并且，驅(qū)動電路以分時驅(qū)動方式，向包含在多個像素組中的每一像素組中包含的所有數(shù)據(jù)線輸出一種極性的信號，向彼此相鄰的多個像素組輸出交替變化極性的信號，輸入至包含在多個像素組中包括的數(shù)據(jù)線的信號極性是每一幀反轉(zhuǎn)一次。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種液晶顯示器驅(qū)動電路，其向液晶顯示器的數(shù)據(jù)線輸出相對于參考電壓為不同極性的正極性模擬視頻信號和負極性模擬視頻信號，其中正極性模擬視頻信號在水平周期的預(yù)定周期內(nèi)，以分時方式順序地輸出至第一多條數(shù)據(jù)線，負極性模擬視頻信號在預(yù)定周期內(nèi)，以分時方式順序地輸出至第二多條數(shù)據(jù)線。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種液晶顯示器驅(qū)動電路，其包括正極性驅(qū)動電路，其形成在襯底第一連續(xù)區(qū)，用于向顯示單元的輸出端子輸出正極性模擬視頻信號；正極性預(yù)充電電路，其設(shè)置在正極性驅(qū)動電路和輸出端子之間，用于在數(shù)據(jù)線的極性從相對于參考電壓的正極性變化到帶不同極性的負極性以前，對顯示單元的數(shù)據(jù)線預(yù)充電至接近參考電壓；負極性驅(qū)動電路，其形成在襯底上不同于第一連續(xù)區(qū)的第二連續(xù)區(qū)，用于向輸出端子輸出負極性模擬視頻信號；和負極性預(yù)充電電路，其設(shè)置在負極性驅(qū)動電路和輸出端子之間，用于在數(shù)據(jù)線的極性從負極性變化到正極性以前，對數(shù)據(jù)線預(yù)充電至接近參考電壓。
本發(fā)明減小了液晶顯示器中的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路的尺寸。


本發(fā)明的上述和其他目的、優(yōu)點和特性，從下面結(jié)合附圖所做的說明中，將看得更清楚。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的液晶顯示器的方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的分時選擇電路8的詳圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的數(shù)字視頻信號和模擬視頻信號之間的關(guān)聯(lián)圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的數(shù)字視頻信號開關(guān)電路詳圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10方框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的正D/A轉(zhuǎn)換電路31的詳圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的負D/A轉(zhuǎn)換電路32的詳圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的像素極性的示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的定時圖；圖10A至10D是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的預(yù)充電操作的詳圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導(dǎo)體集成電路的剖面圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10輸出部分的詳圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的分時選擇電路8的詳圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的定時圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的液晶顯示器的方框圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的電荷回收電路9的詳圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的電荷回收的定時圖。
具體實施例方式
下面將參考圖示的實施例對本發(fā)明進行描述。那些熟悉技術(shù)的人員將認識到，利用本發(fā)明的技術(shù)能完成許多替代的實施例，并且本發(fā)明不限于這些用于說明目的的圖示的實施例。
第一實施例圖1是本實施例的液晶顯示器100的方框圖。本實施例的液晶顯示器100包括多條掃描線4，多條數(shù)據(jù)線3，和配置在多條掃描線4和多條數(shù)據(jù)線3的每一交點上的像素5。液晶顯示器100進一步包括由像素5組成的多個像素組，像素設(shè)置在相鄰的多條數(shù)據(jù)線3和多條掃描線4中的一條掃描線的每一交點上。利用順序輸出信號的分時驅(qū)動方法，相同極性的信號輸出至多個像素組的每一像素組中所包括的所有數(shù)據(jù)線，相反極性的信號輸出至彼此相鄰的多個像素組，極性反轉(zhuǎn)的信號輸出至像素組中包含的數(shù)據(jù)線。
這就是說，如圖1中所示，在液晶顯示器的襯底2上形成多條數(shù)據(jù)線3和多條掃描線4，多條掃描線4與多條數(shù)據(jù)線3正交地排列。在數(shù)據(jù)線3和掃描線4的每一交點上，形成作為開關(guān)器件的TFT(薄膜晶體管)和包括液晶的像素5。在像素5中形成給液晶施加電壓的顯示電極和公共電極。控制像素發(fā)光(發(fā)光射量)的模擬視頻信號從數(shù)據(jù)線3提供給顯示電極，而DC電壓的com電壓從公共電極線7提供給公共電極。在襯底2上還有形成驅(qū)動掃描線4的掃描線驅(qū)動電路6，和以分時方式對從數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10的數(shù)據(jù)線90提供的模擬視頻信號進行轉(zhuǎn)換的分時選擇電路8。
另外，驅(qū)動器IC1只配置在襯底2的一側(cè)，其上設(shè)有作為驅(qū)動電路的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10、信號處理電路11和電源電路12。數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10響應(yīng)數(shù)字視頻信號向數(shù)據(jù)線3和像素5提供模擬視頻信號。如前面所指出的，數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10只配置在襯底2的一側(cè)?？紤]從D/A轉(zhuǎn)換電路輸出的模擬視頻信號的輸出電壓精度(這一點后面要描述)，最好把數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10集成在半導(dǎo)體襯底例如具有相當高精度的硅襯底上，最好也把信號處理電路11集成在易于多層布線的半導(dǎo)體襯底上，因為信號處理電路11是利用宏塊自動布設(shè)的。
圖2是分時選擇電路8的詳圖，該電路是本發(fā)明液晶顯示器的驅(qū)動電路的一部分。輸出端子Xn(數(shù)據(jù)線90)，通過分時開關(guān)81、82和83連接數(shù)據(jù)線3中的三條線。雖然這個示例為三等分驅(qū)動，但是等分數(shù)可以是四或者更多。但是要注意，如果當顯示單元是三種顏色時等分數(shù)是四的話，編制彩色的各RGB信號會被分割開來。在這種情況下，構(gòu)成彩色的各個RGB信號通過不同的路徑。由于路徑特性產(chǎn)生細微差別，使RGB中的平衡產(chǎn)生空隙，從而引起顏色陰影。事實上編制彩色的顯示單元是RGB三種顏色，構(gòu)成一個顯示單元的像素數(shù)目為3，所以最好是按3的倍數(shù)例如6或9等分。
在本實施例中，從數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10的一個輸出端子Xn輸出并由分時選擇電路8分派模擬視頻信號的像素和數(shù)據(jù)線，分別定義為像素組和數(shù)據(jù)線組。在圖2中，用于R1、G1和B1的三條數(shù)據(jù)線稱為一個數(shù)據(jù)線組D_Gn，此外，Y1、Y2和Y3每條線用的數(shù)據(jù)線組稱為像素組P_Gm。
如上所述，分時選擇電路8形成在襯底2上，并由驅(qū)動器IC1內(nèi)部的信號處理電路11控制。分時選擇電路8的控制電路可以形成在襯底2上，最好直接使用驅(qū)動器IC1內(nèi)部的信號處理電路11，以便易于控制信號與數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10之間的同步。
下面對電源電路12進行詳細的說明。電源電路12從驅(qū)動器IC1外部提供的DC電源VDC中產(chǎn)生一電壓，將其提供給數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10和掃描線驅(qū)動電路6。電源電路12由DCDC轉(zhuǎn)換器、調(diào)節(jié)器等組成，產(chǎn)生數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10用的正極性高電源電壓VPH、負極性低電源電壓VNL，和掃描線驅(qū)動電路6用的正極性高電源電壓VPH、負極性低電源電壓VNL。數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10用的正極性低電源電壓和負極性高電源電壓此后稱作系統(tǒng)“地(GND)”，這里，VPH＝5V，VNL＝-5V，VGH＝10V，VGL＝-10V。
由于電源的輸出阻抗特性，電源電路12比形成在襯底2上的TFT具有更高的可移動性。因此，最好將電源電路12集成在易于多層布線的硅襯底上。在本實施例中，這個電路和上述數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10和信號處理電路11一道集成作為驅(qū)動器IC1。
電源電路12也產(chǎn)生液晶的公共電極的電壓(com電壓)。com電壓可以是高于負極性驅(qū)動電路的低電平電壓的DC電壓，或者低于正極性驅(qū)動電路的高電壓的DC電壓。當液晶面板中的TFT斷開時，產(chǎn)生錯誤饋電。為了校正這一錯誤，液晶公共電極的電壓必須是DC電壓例如-1V。錯誤饋電根據(jù)面板不同而不同。例如，如果TFT為n型，錯誤饋電傾向是負的，因此，就會需要例如從GND至-2V范圍的精細調(diào)準。如果TFT為P型，則錯誤饋電趨向于是正的，因此，就會需要從GND至+2V的范圍的精細調(diào)準。此后，TFT指的是n型TFT，因為通常n型TFT多于P型TFT。
com電壓可以由以正極性高電壓VPH和負極性低電壓VNL操作的緩沖器產(chǎn)生，輸出從2V至-2V的電壓作為com電壓。緩沖器由高電壓器件形成。雖然以GND和負電壓VNL操作緩沖器防止GND電壓輸出，但是如果不保證電壓調(diào)節(jié)范圍到GND，則緩沖器可用中電壓器件形成。
com電壓可由簡單配置的電路產(chǎn)生，其中在GND和VNL之間設(shè)置電阻分壓電路，并且在電阻的結(jié)點接旁路電容器。
圖3示出正伽馬曲線(正的)、負伽馬曲線(負的)與com電壓之間的關(guān)系。在-1±1V范圍內(nèi)細調(diào)com電壓，以使正伽馬曲線不小于GND而且不大于VPH，而負伽馬曲線不小于VNL而且不大于GND。雖然這里細調(diào)范圍為了方便起見解釋為±1，但是，當com電壓以GND和如上所述負極性低電壓VNL電壓產(chǎn)生時，com電壓也能在那個范圍內(nèi)進行細調(diào)?？拷麲ND調(diào)節(jié)com電壓能降低電源電路12中的DCDC轉(zhuǎn)換器的升壓量，提高電源電路12的效率，最后減小功率消耗。
下面對信號處理電路11進行詳細的描述。輸出至信號處理電路11的信號至少包括數(shù)字視頻信號Dx、時鐘信號CLK、垂直同步信號Vsync和水平同步信號Hsync，為了控制數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10、分時選擇電路8、掃描線驅(qū)動電路6等中的每個電路，用這些信號產(chǎn)生所希望的定時信號例如開始信號STH、鎖存信號STB、極性信號POL、分時開關(guān)控制信號和垂直開始信號STV。因為襯底2上的電路是用VGH和VGL的電源電壓工作的，所以供給襯底2的信號，提供電平移動的VGH和VGL的信號。
信號處理電路11包括鎖存電路11a和11b，其用于分別在時鐘CK1和CK2的時刻鎖存數(shù)字視頻信號Dx(DR、DG和DB)；和開關(guān)電路11c，其用于在數(shù)據(jù)總線DRo、DGo、DBo和數(shù)據(jù)總線DRe、DGe、DBe之間的轉(zhuǎn)換，取決于極性信號POL。如圖4所示，信號處理電路11首先捆綁由外部提供的一個像素數(shù)字視頻信號Dx(DR、DG和DB)的兩個時鐘，在輸出至數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10之前，在鎖存電路11a和鎖存電路11b中生成兩個像素(36位)。如圖所示，數(shù)字視頻信號Dx輸出至數(shù)據(jù)總線DRo、DRe、DGo、DGe、DBo和DBe。并且，開關(guān)電路11c根據(jù)極性信號POL，在數(shù)據(jù)總線DRo、DGo、DBo和DRe、DGe和DBe之間切換輸出。這是因為，至數(shù)據(jù)總線的數(shù)字視頻信號Dx的輸出被替換為與數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10內(nèi)部正極性和負極性模擬視頻信號之間的開關(guān)相對應(yīng)。通過向數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10提供兩個像素，使數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10中的時鐘信號頻率縮減為一半，同時也防止高頻電磁波的產(chǎn)生。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10同時向數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10的每一輸出端子Xn輸出正極性模擬視頻信號和負極性模擬視頻信號。
這里正和負極性表示相對于作為參考的液晶公共電極電壓(com電壓)而言的正的或負的像素電壓。但在本實施例中，正和負極性表示參考電壓為系統(tǒng)“地(GND)”(0V)的像素電壓的正和負極性。
圖5是數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10的方框圖，下面詳細說明每一部件的配置。數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10向液晶顯示器10的數(shù)據(jù)線輸出相對于參考電壓的不同極性的正極性模擬視頻信號和負極性模擬視頻信號。在水平周期的給定周期中，數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10以分時方式向第一多條數(shù)據(jù)線連續(xù)地輸出正極性模擬視頻信號的同時，以分時方式向第二多條數(shù)據(jù)線連續(xù)地輸出負極性模擬視頻信號。
因此，數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10至少包括數(shù)據(jù)鎖存器電路17、正極性電平移動電路21、負極性電平移動電路22、正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31、負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32、正極性灰度電壓產(chǎn)生電路41、負極性灰度電壓產(chǎn)生電路42和作為輸出控制部分的預(yù)充電電路60。數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10可進一步包括數(shù)字視頻信號分時電路50、移位寄存器電路15、數(shù)據(jù)寄存器電路16和幀存儲器(未示出)。
數(shù)據(jù)寄存器電路16包括正極性數(shù)據(jù)寄存器電路16a和負極性數(shù)據(jù)寄存器電路16b。正極性數(shù)據(jù)寄存器電路16a與數(shù)字視頻信號Dx的數(shù)據(jù)總線相連，這些數(shù)據(jù)總線是DRo、DGo和DBo。正極性數(shù)據(jù)寄存器電路16a響應(yīng)從移位寄存器電路15輸入的取樣信號SPn，鎖存從數(shù)據(jù)總線DRo、DGo和DBo來的數(shù)字視頻信號。負極性數(shù)據(jù)寄存器電路16b與數(shù)字視頻信號Dx的數(shù)據(jù)總線相連，這些數(shù)據(jù)總線是DRe、DGe和DBe。負極性數(shù)據(jù)寄存器電路16b響應(yīng)從移位寄存器電路15輸入的取樣信號SPn，鎖存從數(shù)據(jù)總線DRe、DGe和DBe來的數(shù)字視頻信號。
數(shù)據(jù)寄存器電路16連接至數(shù)據(jù)鎖存器電路17。數(shù)據(jù)鎖存器電路17包括正極性數(shù)據(jù)鎖存器電路17a和負極性數(shù)據(jù)鎖存器電路17b，其再次鎖存數(shù)據(jù)寄存器電路16所鎖存的數(shù)字視頻信號Dx。數(shù)據(jù)鎖存器電路17連接至數(shù)字視頻信號分時電路50。數(shù)字視頻信號分時電路50包括分時開關(guān)51、52和53，通過接通和斷開分開時關(guān)51、52和53，按時間順序相繼地輸出數(shù)據(jù)鎖存器電路17中所鎖存的數(shù)字視頻信號Dx。數(shù)字視頻信號分時電路50所進行的分時操作由從信號處理電路11輸入的控制信號控制。
預(yù)充電電路60至少包括將數(shù)據(jù)線預(yù)充電至參考電壓用的預(yù)充電開關(guān)63和64，D/A轉(zhuǎn)換電路31和32，和在輸出端子Xn之間的連接開關(guān)65和66。在本實施例中，預(yù)充電電路60進一步包括電荷回收開關(guān)61、62和電荷回收電容67和68，其用于低功耗驅(qū)動。這些開關(guān)用中電壓器件形成，后面將要描述。最好在驅(qū)動器IC1外部提供電荷回收電容67和68，因為會有大的電容值、高的電荷回收效應(yīng)。電荷回收開關(guān)61、預(yù)充電開關(guān)63和連接開關(guān)65在從GND至VPL(5V)的范圍內(nèi)工作，而電荷回收開關(guān)62、預(yù)充電開關(guān)64和連接開關(guān)66在從VNL(-5V)至GND電壓的范圍內(nèi)工作。盡管這些開關(guān)提供給每一輸出端子Xn，但是它們也共同經(jīng)過正和負極性電平移動電路21和22受信號處理電路11控制。預(yù)充電開關(guān)63和64可以不是MOS晶體管構(gòu)成的模擬開關(guān)，而是例如pn結(jié)器件如二極管。
極性轉(zhuǎn)換電路70提供在預(yù)充電電路60和輸出端子Xn之間。極性轉(zhuǎn)換電路70包括極性轉(zhuǎn)換開關(guān)71和72，其取決于極性信號POL為每一輸出端子Xn選擇正的或負的模擬視頻信號。極性轉(zhuǎn)換電路70為奇數(shù)輸出端子Xn選擇正極性模擬視頻信號的同時，為偶數(shù)輸出端子Xn選擇負極性模擬視頻信號。換一種方式，極性轉(zhuǎn)換電路70為奇數(shù)輸出端子Xn選擇負極性模擬視頻信號的同時，為偶數(shù)輸出端子Xn選擇正極性模擬視頻信號。由此可見，所做的選擇是使奇數(shù)輸出端子Xn和偶數(shù)輸出端子Xn的極性彼此不同。極性轉(zhuǎn)換開關(guān)71和72也共同經(jīng)過高電壓電平移動電路21和22受信號處理電路11控制。
灰度電壓產(chǎn)生電路41和42是多個電阻串聯(lián)連接的電阻分壓電路，產(chǎn)生所希望的電壓以便匹配伽馬特性。在本發(fā)明中，配置有正極性灰度電壓產(chǎn)生電路41和負極性灰度電壓產(chǎn)生電路42，其用于瞬時地輸出分別具有64級分度的正極性電壓(VP0至VP63)和64級分度的負極性電壓(VN0至VN63)的負極性和正極性模擬視頻信號，并且能以分時方式輸出多個對每一RGB顏色進行細調(diào)的灰度電壓。有兩個用于正和負極性的灰度電壓產(chǎn)生電路41和42，各將RGB顏色的校正值存儲至細調(diào)寄存器，并產(chǎn)生細調(diào)的正和負的灰度電壓。
正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31響應(yīng)數(shù)字視頻信號Dx，輸出相對于參考電壓的正極性模擬視頻信號。負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32響應(yīng)數(shù)字視頻信號Dx，輸出相對于參考電壓的負極性模擬視頻信號。正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31和負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32用中電壓器件形成，后面將要描述。
圖6是正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31的詳圖。正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31由放大器33、包括64個開關(guān)的選擇器35和譯碼器37組成，各個電路的工作電壓范圍為從GND至VPL(5V)。正極性灰度電壓(VP0至VP63)從正極性灰度電壓產(chǎn)生器41提供給選擇器35的各個開關(guān)。由譯碼器37從64級正極性灰度電壓中依賴于數(shù)字視頻信號Dx選擇一個灰度電壓，然后將所選的灰度電壓經(jīng)過放大器33輸出。
圖7是負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32的詳圖。負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32由放大器34、包括64個開關(guān)的選擇器36和譯碼器38組成，各個電路的工作電壓范圍為VNL(-5V)至GND。負極性灰度電壓(VN0至VN63)從負極性灰度電壓產(chǎn)生電路42提供給選擇器36的各個開關(guān)。基于數(shù)字視頻信號Dx，由譯碼器38從64級負極性灰度電壓中選擇一個灰度電壓，然后將所選的灰度電壓經(jīng)過放大器34輸出。
信號處理電路11的邏輯部分和數(shù)據(jù)鎖存器電路17等操作于GND至VDD(2.5V)。因此，正極性電平移動電路21和負極性電平移動電路22提供在數(shù)據(jù)鎖存器電路17或數(shù)字視頻信號分時電路50與正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31和負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32之間。正極性電平移動電路21和負極性電平移動電壓22采用中電壓器件和高電壓器件形成，后面將要描述。
如上所述，分時選擇電路8通過多個開關(guān)，將數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10的輸出端子Xn與多條數(shù)據(jù)線3相連。詳細如圖2所示，分時開關(guān)81、82和83提供在輸出端子X1和數(shù)據(jù)線R1、G1和B1之間。這就是說，分時開關(guān)81、82和83提供在輸出端子Xn和數(shù)據(jù)線Rn、Gn和Bn之間。分時選擇電路8在與掃描線驅(qū)動電路6相同的VGH和VGL電源電壓下工作。
為了以三等分驅(qū)動彩色顯示器QVGA(240RGB×320)的像素，給驅(qū)動器IC1提供各120個正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31和負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32。在六等分驅(qū)動中，需要各60個正極性D/A轉(zhuǎn)換電路和負極性D/A轉(zhuǎn)換電路。但是，在液晶顯示器中只需設(shè)置每個電荷回收電容67和68中的一個。因此，通過以分時方式對每個正的和負的驅(qū)動電路進行分時操作，并通過使被驅(qū)動的每一數(shù)據(jù)線組的極性反轉(zhuǎn)，能簡化電路的配置。
下面對操作進行詳細描述。當水平開始信號STH輸入至移位寄存器電路15時，與內(nèi)部時鐘信號CK同步的取樣信號SPn依次地產(chǎn)生。響應(yīng)取樣信號SPn，數(shù)字視頻信號Dx被鎖存至數(shù)據(jù)寄存器電路16。鎖存在數(shù)據(jù)寄存器電路16中的數(shù)字視頻信號Dx響應(yīng)鎖存信號STB的輸入，并行地鎖存至數(shù)據(jù)鎖存器電路17中。數(shù)據(jù)鎖存器電路17連接至正極性電平移動電路21或負極性電平移動電路22。數(shù)字視頻信號Dx通過正極性電平移動電路21和負極性電平移動電路22輸入正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31或負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32。在那之后，數(shù)字視頻信號Dx在正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31或負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32中被轉(zhuǎn)換為正極性模擬視頻信號或負極性模擬視頻信號。然后，正或負極性模擬視頻信號，經(jīng)過根據(jù)極性信號POL用于選擇正或負極性模擬視頻信號的極性轉(zhuǎn)換電路70和分時選擇電路8，提供給每一數(shù)據(jù)線3。
下面進一步對操作進行更詳細的描述。為了更明確地說明，將考慮有6條數(shù)據(jù)線(R1、G1、B1、R2、G2和B2)和兩條掃描線(Y1、Y2)的情況，如圖8所示。與每條數(shù)據(jù)線(R1、G1、B1、R2、G2和B2)相應(yīng)的數(shù)字視頻信號分別用(DR1、DG1、DB1、DR2、DG2和DB2)來表示。進一步，將說明一個例子，其中所進行的RGB像素反轉(zhuǎn)驅(qū)動使第一掃描線Y1上的每一元素的極性變成(+、+、+、-、-、-)，第二掃描線上的每一元素的極性變成(-、-、-、+、+、+)。如圖8所示，每一像素被驅(qū)動以致在每幀以后像素被反轉(zhuǎn)。
數(shù)字視頻信號在圖4說明的信號處理電路11中被切換為與所要顯示的像素匹配。當極性信號POL是L時，數(shù)字視頻信號(DR1、DG1和DB1)提供給數(shù)據(jù)總線(DRo、DGo和DBo)，然后鎖存至正極性數(shù)據(jù)寄存器電路16a。數(shù)字視頻信號(DR2、DG2和DB2)提供給數(shù)據(jù)總線(DRe、DGe和DBe)，然后鎖存至負極性數(shù)據(jù)寄存器電路16b。另一方面，當極性信號POL為H時，數(shù)字視頻信號(DR1、DG1和DB1)提供至數(shù)據(jù)總線(DRe、DGe和DBe)，然后鎖存至負極性數(shù)據(jù)寄存器電路16b。數(shù)字視頻信號(DR2、DG2和DB2)提供至數(shù)據(jù)總線(DRo、DGo和DBo)，然后鎖存至正極性數(shù)據(jù)寄存器電路16a。
圖9是用從信號處理電路11輸出的控制信號操作各部件的定時圖。根據(jù)定時圖9和電荷回收操作示意圖10A至10D，在第一水平周期的第一預(yù)充電周期T1期間，電荷回收開關(guān)61、62、極性轉(zhuǎn)換開關(guān)72、分時開關(guān)81、82以及83接通(on)(如圖10A所示)。然后，在前一水平周期被驅(qū)動至正極性的數(shù)據(jù)線(R2、G2和B2)的正極性電荷對電荷回收電容67充電，同樣地，被驅(qū)動至負極性的數(shù)據(jù)線(R1、G1和B1)的負極性電荷對電荷回收電容68充電。
下面進一步對操作進行詳細說明。在通過輸出端子Xn從正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31和負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32來的作為圖像信號的電壓加至數(shù)據(jù)線以后，從正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31和負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32來的電荷保留在像素5中的TFT之間，直至預(yù)充電開關(guān)63和64閉合。但是，在通過輸出端子Xn向數(shù)據(jù)線3施加像素信號的電壓以后，使極性轉(zhuǎn)換開關(guān)71和72保持原樣，閉合分時開關(guān)81、82和83，并進一步閉合電荷回收開關(guān)61和62，保留在數(shù)據(jù)線3中的電荷就能收集至電荷回收電容67和68。
然后，在第一水平周期的第二預(yù)充電周期T2期間，預(yù)充電開關(guān)63、64、極性轉(zhuǎn)換開關(guān)72、分時開關(guān)81、82以及83接通(如圖10B所示)。在前一水平周期被驅(qū)動至正極性的數(shù)據(jù)線3預(yù)充電至參考電壓(GND)，同樣地，被驅(qū)動至負極性的數(shù)據(jù)線3預(yù)充電至參考電壓(GND)，以使它們中和。這時，電荷回收開關(guān)61和62它們處于開路狀態(tài)，電荷保留在電荷回收電容67和68中。
然后，在第一水平周期的第三預(yù)充電周期T3期間，電荷回收開關(guān)61、62、極性轉(zhuǎn)換開關(guān)71、分時開關(guān)81、82以及83接通(如圖10C所示)。于是正極性電荷從電荷回收電容67釋放至在第二預(yù)充電周期T2中預(yù)充電至參考電壓的數(shù)據(jù)線3(R1、G1和B1)，同樣地，負極性電荷從電荷回收電容68釋放至數(shù)據(jù)線3(R2、G2和B2)。換句話說，通過對極性轉(zhuǎn)換開關(guān)71和72進行切換，釋放第一預(yù)充電周期T1期間電荷回收電容67和68中所收集和保留的電荷，電荷就會被釋放至不是已收集電荷的數(shù)據(jù)線的其它數(shù)據(jù)線3。這一操作可實現(xiàn)電荷回收，并使為達到由正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31和負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32施加的電壓的作為像素信號加至數(shù)據(jù)線3的電壓所需的功耗減小。
然后，在第一水平周期的驅(qū)動周期期間，通過接通連接開關(guān)65、66和極性轉(zhuǎn)換開關(guān)71(如圖10D所示)，模擬視頻信號輸出至數(shù)據(jù)線3。這就是說，在第一水平周期的第一驅(qū)動周期T4期間，連接開關(guān)65、66、極性轉(zhuǎn)換開關(guān)71以及分時開關(guān)81接通，正極性模擬視頻信號從輸出端子X1輸出至數(shù)據(jù)線R1，負極性模擬視頻信號從輸出端子X2輸出至數(shù)據(jù)線R2。然后，在第一水平周期的第二驅(qū)動周期T5期間，連接開關(guān)65、66、極性轉(zhuǎn)換開關(guān)71以及分時開關(guān)82接通，正極性模擬視頻信號從輸出端子X1輸出至數(shù)據(jù)線G1，負極性模擬視頻信號從輸出端子X2輸出至數(shù)據(jù)線G2。然后，在第一水平周期的第三驅(qū)動周期T6期間，連接開關(guān)65、66、極性轉(zhuǎn)換開關(guān)71以及分時開關(guān)83接通，正極性模擬視頻信號從輸出端子X1輸出至數(shù)據(jù)線B1，負極性模擬視頻信號從輸出端子X2輸出至數(shù)據(jù)線B2。
以后，在第二水平周期的第一預(yù)充電周期T11期間，電荷回收開關(guān)61、62、極性轉(zhuǎn)換開關(guān)71、分時開關(guān)81、82以及83接通。于是在第一水平周期中驅(qū)動至正極性的數(shù)據(jù)線3(R1、G1和B1)的正極性電荷對電荷回收電容67充電，同樣地，在第一水平周期中驅(qū)動至負極性的數(shù)據(jù)線3(R2、G2和B2)的負極性電荷對電荷回收電容68充電。接著，在第二水平周期的第二預(yù)充電周期T12期間，預(yù)充電開關(guān)63、64、極性轉(zhuǎn)換開關(guān)71、分時開關(guān)81、82以及83接通。于是在水平周期中驅(qū)動至正極性的數(shù)據(jù)線3(R1、G1和B1)預(yù)充電至參考電壓(GND)，同樣地，驅(qū)動至負極性的數(shù)據(jù)線3(R2、G2和B2)預(yù)充電至參考電壓(GND)，以使它們中和。然后，在第二水平周期的第三預(yù)充電周期T13期間，電荷回收開關(guān)61、62、極性轉(zhuǎn)換開關(guān)72、分時開關(guān)81、82以及83接通。于是正極性電荷從電荷回收電容67向在第二預(yù)充電周期T12預(yù)充電至參考電壓的數(shù)據(jù)線3(R2、G2和B2)釋放，同樣地，負極性電荷從電荷回收電容68向數(shù)據(jù)線3(R1、G1和B1)釋放。
然后，在第二水平周期的第一驅(qū)動周期T14期間，連接開關(guān)65、66、極性轉(zhuǎn)換開關(guān)72、以及分時開關(guān)81接通，負極性模擬視頻信號從輸出端子X1輸出至數(shù)據(jù)線R1，正極性模擬視頻信號從輸出端子X2輸出至數(shù)據(jù)線R2。然后，在第二水平周期的第二驅(qū)動周期T15期間，連接開關(guān)65、66、極性轉(zhuǎn)換開關(guān)72、以及分時開關(guān)82接通，負極性模擬視頻信號從輸出端子X1輸出至數(shù)據(jù)線G1，正極性模擬視頻信號從輸出端子X2輸出至數(shù)據(jù)線G2。然后，在第二水平周期的第三驅(qū)動周期T16期間，連接開關(guān)65、66、極性轉(zhuǎn)換開關(guān)72、以及分時開關(guān)83接通，負極性模擬視頻信號從輸出端子X1輸出至數(shù)據(jù)線B1，正極性模擬視頻信號從輸出端子X2輸出至數(shù)據(jù)線B2。
根據(jù)上述操作，正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31、電荷回收開關(guān)61、預(yù)充電開關(guān)63和連接開關(guān)65僅施加有正極性電壓，而負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32、電荷回收開關(guān)62、預(yù)充電開關(guān)64和連接開關(guān)66僅施加有負極性電壓。所以這些器件能用中電壓器件(5V)形成，以后將要描述。采用中電壓器件，使用較薄的柵氧化物膜和較短的柵長能減小電路面積。
為防止產(chǎn)生閃爍，抑制com電壓的起伏是有效的方法。如在本實施例中，即使像素不像R1像素和R2像素那樣相鄰，如果被寫入像素的正和負極性模擬視頻信號的總電荷量在一次寫入中是相等的，則正的和負的電荷相互抵消，com電壓只有很細微的起伏。
通過一系列的預(yù)充電操作，累積至數(shù)據(jù)線的正和負極性電荷能被聚集回收，最多可產(chǎn)生50％的電荷回收效率，同時也減小功耗。
下面對制造本實施例的驅(qū)動器件IC1的一個例子進行詳細描述。在本實施例中，一個例子是通過擴散處理，制造以低電壓(2.5V)工作的低壓器件、以中電壓(5V)工作的中電壓器件和以高電壓(20V)工作的高電壓器件。上述電壓僅僅是一個例子，可以是其他電壓只要保持低電壓＜中電壓＜高電壓的關(guān)系就行。但是，中等電壓器件用于正極性的和用于負極性的電壓范圍，而高電壓器件能用于這兩種電荷范圍。
通常，對于像半導(dǎo)體集成電路中的晶體管一類的器件，大家都知道當具有較高的電壓時，器件的面積就變大。在柵長度Lmin、柵寬度Wmin、柵氧化物膜厚度Tox當中的關(guān)系是Lmin(低電壓器件)＜Lmin(中電壓器件)＜Lmin(高電壓器件)，Wmin(低電壓器件)＜Wmin(中電壓器件)＜Wmin(高電壓器件)，和Tox(低電壓器件)＜Tox(中電壓器件)＜Tox(高電壓器件)。因此，采用盡可能少的高電壓器件的電路配置能減小驅(qū)動器IC1的芯片尺寸。
在本實施例中，信號處理電路11和數(shù)據(jù)鎖存器電路17等的邏輯部件是用低電壓器件形成，正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31、負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32和預(yù)充電電路60用中電壓器件形成，極性轉(zhuǎn)換電路70、負極性電平移動電路22的一部分和信號處理電路11的一部分用高電壓器件形成。因為控制信號是通過電平移動電路輸入到掃描線驅(qū)動電路6和分時選擇電路8的，所以高電壓器件用作信號處理電路11的一部分。
圖11是半導(dǎo)體集成電路的襯底和襯底上器件的配置剖面圖。以高電壓(20V)作為參考形成的n型晶體管和p型晶體管分別稱作Q1n和Q1p，在以中電壓(5V)作為參考形成的N阱-2上的晶體管和P型晶體管分別稱作Q2n和Q2p，在N阱-3上的n型晶體管和P型晶體管分別稱作Q3n和Q3p，和在以低電壓(2.5V)形成的N阱-4上的n型晶體管和P型晶體管分別稱作Q4n和Q4p。
襯底(Psub)用的電壓至少為VGL＝-10，在N阱-4上設(shè)置信號處理電路11，在N阱-3上設(shè)置正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31，在N阱-2上設(shè)置負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32，在Psub和N阱-1上則設(shè)置極性轉(zhuǎn)換電路70、負極性電平移動電路22的一部分和信號處理電路11的一部分。盡管除晶體管以外的器件例如電阻、電容和二極管也提供在驅(qū)動器IC1中，但是器件的耐壓性是有保證的。
數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10包括用于驅(qū)動多條數(shù)據(jù)線的多個D/A轉(zhuǎn)換電路，每個電路根據(jù)工作電壓被設(shè)至每個N阱的連續(xù)區(qū)域。具有不同電位的N阱之間需要幾十μm，所以當把這樣的電路置于連續(xù)的N阱中時，能減小具有相同電壓范圍的電路的尺寸。
在本發(fā)明中，極性轉(zhuǎn)換電路70用高電壓器件(20V)形成。因此，極性轉(zhuǎn)換電路70的工作電壓能在VGL＝-10V和VPH＝5V、VGL＝-10V和VPH＝10V之間，N阱-1的電壓規(guī)定為VPH＝5V或者VGH＝10V。
雖然在本實施例中襯底假定為P型半導(dǎo)體，但是襯底也可以是n型半導(dǎo)體(Nsub)。在這種情況下，Nsub的電壓至多將為VGH＝10V。
第二實施例在第一實施例中，極性轉(zhuǎn)換電路70在驅(qū)動器IC1上形成，分時選擇電路8在面板上形成。而且，具有極性轉(zhuǎn)換功能以及分時轉(zhuǎn)換功能的選擇電路可在該面板上形成。圖12是根據(jù)本實施例的驅(qū)動器IC1的D/A轉(zhuǎn)換電路部分和預(yù)充電電路部分的詳圖。
在第一實施例中，極性轉(zhuǎn)換電路70提供在預(yù)充電電路60和輸出端子Xn之間。但在本實施例中，預(yù)充電電路60直接與輸出端子Xn相連。如圖13所示，分時選擇電路8由每一數(shù)據(jù)線3的兩個開關(guān)組成。每一開關(guān)與一個奇數(shù)輸出端子和一個偶數(shù)輸出端子相連，包含極性轉(zhuǎn)換功能。因此，在面板2上組成分時選擇電路8的開關(guān)數(shù)目雙倍于第一實施例。例如，輸出端子X1通過開關(guān)81、82和83與三條數(shù)據(jù)線(R1、G1和B1)相連，并且通過開關(guān)84、85和86與三條數(shù)據(jù)線(R2、G2和B2)相連。與輸出端子X1相鄰的輸出端子X2通過開關(guān)81、82和83與三條數(shù)據(jù)線(R2、G2和B2)相連，并且通過開關(guān)84、85和86與三條數(shù)據(jù)線(R1、G1和B1)相連。
在第一實施例中，正或負極性模擬視頻信號從驅(qū)動器IC1的輸出端子Xn輸出。但是在本實施例中，正極性模擬視頻信號從奇數(shù)輸出端子輸出，而負極性模擬視頻信號從偶數(shù)輸出端子輸出。不用說，電路可以用這樣的方法配置，從奇數(shù)輸出端子輸出負極性模擬視頻信號，從偶數(shù)輸出端子輸出正極性模擬視頻信號。
在本實施例中，高電壓器件例如電源電路12形成在面板2上，而數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路10和信號處理電路11形成在驅(qū)動器IC1上。在第一實施例中，從正或負極性D/A轉(zhuǎn)換電路來的模擬視頻信號通過三個開關(guān)輸出至每條數(shù)據(jù)線，這三個開關(guān)是連接開關(guān)65或66、極性轉(zhuǎn)換開關(guān)71或72和包括在分時選擇電路8中的開關(guān)。另一方面，在本實施例中，通過連接開關(guān)65或66和包括在分時選擇電路8中的開關(guān)將模擬視頻信號輸出至各數(shù)據(jù)線3，開關(guān)的接通電阻能降低，因而縮短驅(qū)動時間。
包含在驅(qū)動IC1的高電壓器件只形成一部分負電平移動電路，因此驅(qū)動器IC1芯片的尺寸能變小。
以類似于第一實施例的方式，構(gòu)成預(yù)充電電路60的開關(guān)用中電壓器件形成。在半導(dǎo)體襯底上制造預(yù)充電電路60的開關(guān)，使得晶體管的性能比在面板2、玻璃襯底等上制造開關(guān)高過一個數(shù)量級，所以縮短了預(yù)充電時間。較短的預(yù)充電時間相對地導(dǎo)致較長的驅(qū)動時間，因此，能提高等分的數(shù)目，和減少A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)目。
下面參考圖14所示的定時圖描述第二實施例的操作。在第一水平周期的第一預(yù)充電周期T21期間，電荷回收開關(guān)61、62、分時開關(guān)84、85以及86接通。于是在前一水平周期驅(qū)動至正極性的數(shù)據(jù)線(R2、G2和B2)的正極性電荷對電荷回收電容67充電，同樣地，驅(qū)動至負極性的數(shù)據(jù)線(R1、G1和B1)的負極性電荷對電荷回收電容68充電。然后，在第一水平周期的第二預(yù)充電周期T22期間，預(yù)充電開關(guān)63、64、分時開關(guān)84、85以及86接通。在那之后，在前一水平周期期間驅(qū)動至正極性的數(shù)據(jù)線(R2、G2和B2)預(yù)充電至參考電壓(GND)，同樣地，驅(qū)動至負極性的數(shù)據(jù)線(R1、G1和B1)預(yù)充電至參考電壓(GND)，以使它們中和。
然后，在第一水平周期的第三周期T23期間，電荷回收開關(guān)61、62、分時開關(guān)81、82以及83接通。于是正極性電荷從電荷回收電容67向在第二預(yù)充電周期T22被充電至參考電壓的數(shù)據(jù)線3(R1、G1和B1)放電，同樣地，負極性電荷從電荷回收電容68釋放至數(shù)據(jù)線3(R2、G2和B2)。作為像素信號加至每一數(shù)據(jù)線3的電荷，就是這樣實現(xiàn)收集和釋放的。
然后，在第一水平的第一驅(qū)動周期T24期間，連接開關(guān)65、66以及分時開關(guān)81接通，正極性模擬視頻信號從輸出端子X1輸出至數(shù)據(jù)線R1，負極性模擬視頻信號從輸出端子X2輸出至數(shù)據(jù)線R2。然后，在第一水平周期的第二驅(qū)動周期T25期間，連接開關(guān)65、66以及分時開關(guān)82接通，正極性模擬視頻信號從輸出端子X1輸出至數(shù)據(jù)線G1，負極性模擬視頻信號從輸出端子X2輸出至數(shù)據(jù)線G2。然后，在第一水平周期的第三驅(qū)動周期T26期間，連接開關(guān)65、66以及分時開關(guān)83接通，正極性模擬視頻信號從輸出端子X1輸出至數(shù)據(jù)線B1，負極性模擬視頻信號從輸出端子X2輸出至數(shù)據(jù)線B2。
在那以后，在第二水平的第一預(yù)充電周期T31期間，電荷回收開關(guān)61、62、分時開關(guān)81、82以及83接通。于是在第一水平周期被驅(qū)動至正極性的數(shù)據(jù)線3的正極性電荷對電荷回收電容67充電，同樣地，在第一水平周期驅(qū)動至負極性的負極性電荷對電荷回收電容68充電。然后，在第二水平周期的第二預(yù)充電周期T32期間，預(yù)充電開關(guān)63、64、分時開關(guān)81、82以及83接通。在那以后，在前一水平周期驅(qū)動至正極性的數(shù)據(jù)線(R1、G1和B1)預(yù)充電至參考電壓(GND)，同樣地，驅(qū)動至負極性的數(shù)據(jù)線(R2、G2和B2)預(yù)充電至參考電壓(GND)，以使它們中和。然后，在第二水平周期的第三周期T33期間，電荷回收開關(guān)61、62、極性轉(zhuǎn)換開關(guān)71、分時開關(guān)84、85以及86接通。在那以后，正極性電荷從電荷回收電容67釋放至在第二預(yù)充電周期T22預(yù)充電至參考電壓的數(shù)據(jù)線3(R2、G2和B2)，同樣地，負極性電荷從電荷回收電容68釋放至數(shù)據(jù)線3(R1、G1和B1)。
然后，在第二水平周期的第一驅(qū)動周期T34期間，連接開關(guān)65、66以及分時開關(guān)84接通，正極性模擬視頻信號從輸出端子X1輸出至數(shù)據(jù)線R2，負極性模擬視頻信號從輸出端子X2輸出至數(shù)據(jù)線R1。然后，在第二水平周期的第二驅(qū)動周期T35期間，連接開關(guān)65、66以及分時開關(guān)85接通，正極性模擬視頻信號從輸出端子X1輸出至數(shù)據(jù)線G2，負極性模擬視頻信號從輸出端子X2輸出至數(shù)據(jù)線G1。然后，在第二水平周期的第三驅(qū)動周期T36期間，連接開關(guān)65、66以及分時開關(guān)86接通，正極性模擬視頻信號從輸出端子X1輸出至數(shù)據(jù)線B2，負極性模擬視頻信號從輸出端子X2輸出至數(shù)據(jù)線B1。如圖8所示，驅(qū)動每一像素，致使在每幀以后像素反轉(zhuǎn)。
在第一和第二實施例中，為了說明方便，像素的寫入順序為R→G→B。但是，最好在最后寫入G例如R→B→G或B→R→G，因為以TFT形成分時開關(guān)81、82和83時，考慮到TFT的漏電流，G(綠)的靈敏度高于R(紅)和B(藍)。還有，雖然等分的數(shù)目說明為3，但不必須是3。但是在這種情況下，等分的數(shù)目最好是3的倍數(shù)，因為RGB是三種顏色。例如，如果等分為6，則最好將相同顏色的像素在一起例如以R1→R2→B1→B2→G1→G2的順序?qū)懭胍粋€D/A轉(zhuǎn)換電路中。按R1→B1→G1→R2→B2→G2的順序?qū)懭胍苍S會引起顯示陰影，因為在R1與R2之間寫入的B1和G1時，由于以TFT形成的分時開關(guān)的漏電流使得像素R1的電壓有所起伏。
盡管隨著更多的等分能減少D/A轉(zhuǎn)換電路的數(shù)目，但是面板的顯示陰影也容易被看出來。為了解決這一問題，最好是在幀中改變同一顏色像素的寫入順序，以四幀作為一個單元。寫入順序的一個應(yīng)用例子是例如第一和第二幀為(R1→R2→B1→B2→G1→G2)，第三和第四幀為(R2→R1→B2→B1→G2→G1)。
第三實施例在第二實施例中，具有極性轉(zhuǎn)換功能和分時轉(zhuǎn)換功能的選擇電路形成在面板上。電荷回收電路可形成在面板上。
圖15是本發(fā)明液晶顯示器200的方框圖。電荷回收電路9進一步在液晶面板襯底2上形成。電荷回收電路9受信號處理電路11輸出的信號控制。下面參考圖16對電荷回收電路9進行詳細的描述。在電荷回收電路9中，兩個電荷回收開關(guān)91和92并行地提供給數(shù)據(jù)線3，電荷回收開關(guān)91和92的另一端連接至每一數(shù)據(jù)線組旁的匯流線95或96。匯流線95和96分別連接至電荷回收電容93和94。在水平周期的第一預(yù)充電周期期間，電荷回收開關(guān)91和92受極性信號POL控制。電荷回收電路9也如掃描線驅(qū)動電路6和分時選擇電路8那樣利用VGH和VHL電源電壓操作。
下面參考定時圖17對電荷回收操作進行詳細描述。在第一水平周期，極性信號POL為H。在第一水平周期的第一預(yù)充電周期T41期間，開關(guān)81、82以及83斷開，開關(guān)92接通，使累積在數(shù)據(jù)線3中的電荷移動至電荷回收電容93，以收集電荷。然后，在第一水平周期的第二預(yù)充電周期T42期間，開關(guān)92斷開，開關(guān)81、82以及83接通，預(yù)充電開關(guān)63、64接通，于是預(yù)充電至參考電壓。然后，在第一水平周期的第三預(yù)充電周期T43期間，預(yù)充電開關(guān)63、64斷開，開關(guān)81、82以及83斷開，開關(guān)91接通，于是使電荷從電荷回收電容94移動至數(shù)據(jù)線3，以回收電荷。
在第二水平周期中，極性信號POL變?yōu)長。在第二水平周期的第一預(yù)充電周期T51期間，開關(guān)81、82以及83斷開，開關(guān)91接通，使累積在數(shù)據(jù)線3中的電荷移動至電荷回收電容94，以收集電荷。然后，在第二水平周期的第二預(yù)充電周期T52期間，開關(guān)91斷開，開關(guān)81、82以及83接通，在驅(qū)動器IC1內(nèi)部的預(yù)充電開關(guān)63、64接通，于是預(yù)充電至參考電壓。然后，在第二水平周期的第三預(yù)充電周期T53期間，預(yù)充電開關(guān)63、64斷開，開關(guān)81、82以及83斷開，開關(guān)92接通，于是使電荷從電荷回收電容93移動至數(shù)據(jù)線3，以回收電荷。驅(qū)動周期(T44至T46和T54至T56)的操作與第一實施例相同。
與第一和第二實施例相同，本實施例可以有這樣的配置，含有D/A轉(zhuǎn)換電路的驅(qū)動電路只配置在面板的一側(cè)，因而能減小數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路的尺寸。只有在極性電壓能加至正極性D/A轉(zhuǎn)換電路31，同時也只有負極性電壓能加至負極性D/A轉(zhuǎn)換電路32。因此，這些器件可用中電平電壓(5V)形成，與利用高電壓器件相比，能有較薄的柵氧化物膜，較短的柵長度，最后能有較小的電路面積。
在本實施例中，在驅(qū)動器IC1外部提供電荷回收電路9，能減少至驅(qū)動器IC1內(nèi)部GND的噪聲，并且可防止噪聲擴散至驅(qū)動器IC1內(nèi)部的電源電路，因此能得到穩(wěn)定的com電壓和滿意的顯示。
雖然在第一、第二和第三實施例中假定參考電壓為系統(tǒng)“地”，但是參考電壓不是必須為系統(tǒng)“地”。TFT(薄膜晶體管)的錯誤饋電可以是轉(zhuǎn)移的電壓。更具體地說，如果TFT的錯誤饋電為-1V，參考電壓是驅(qū)動器IC1的虛擬GND，那么com電壓將是系統(tǒng)“地”，驅(qū)動器IC1的參考電壓將是1V。這就是說，可以規(guī)定正極性高電源電壓VPH＝6V，正極性低電源電壓(虛擬GND)＝1V，正極性高電源電壓(虛擬GND)＝1V，負極性低電源電壓VNL＝-4V。
很明顯，本發(fā)明不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求的范圍和精神的情況下，能夠做出修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，其特征在于包括多條掃描線；多條數(shù)據(jù)線；設(shè)置在多條掃描線和多條數(shù)據(jù)線的每一交點上的多個像素；由多個像素組成的多個像素組；和驅(qū)動多條掃描線和多條數(shù)據(jù)線的驅(qū)動電路；其中，多個像素組中一個像素組是由設(shè)置在所述多條數(shù)據(jù)線中的一些數(shù)據(jù)線和一條掃描線的交點上的所述多個像素中的一些像素組成，并且驅(qū)動電路以分時驅(qū)動方式，向在多個像素組的每一像素組中包含的所有數(shù)據(jù)線輸出一種極性的信號，向彼此相鄰的多個像素組輸出交替變化極性的信號，輸入至包含在多個像素組中的數(shù)據(jù)線的信號的極性是每一幀反轉(zhuǎn)一次。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于進一步包括電荷存儲部分，其在數(shù)據(jù)線的極性改變以前對數(shù)據(jù)線進行電荷充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于在像素組中包含的每一數(shù)據(jù)線有選擇地連接至信號線，所述信號線將分時信號提供給在像素組中包含的數(shù)據(jù)線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于在多個像素組的每一像素組中包含的數(shù)據(jù)線的數(shù)目是構(gòu)成顯示單元的像素數(shù)目的整數(shù)倍。
5.一種液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于包括數(shù)據(jù)鎖存器電路，其鎖存數(shù)字視頻信號；電平移動電路，其對數(shù)據(jù)鎖存器電路所鎖存的數(shù)字視頻信號進行電平移動；D/A轉(zhuǎn)換電路，其將由電平移動電路進行電平移動的數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號；和輸出控制部分，其基于D/A轉(zhuǎn)換器的輸出，向液晶顯示器的數(shù)據(jù)線輸出與參考電壓有不同極性的正模擬視頻信號和負模擬視頻信號；其中，輸出控制部分在水平周期的規(guī)定的周期內(nèi)以分時方式順序地將正模擬視頻信號輸出至第一多條數(shù)據(jù)線，在所述規(guī)定的周期內(nèi)以分時方式順序地將負極性模擬視頻信號輸出至第二多條數(shù)據(jù)線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于輸出控制部分在數(shù)據(jù)線的極性改變以前，對數(shù)據(jù)線進行預(yù)充電至接近所述參考電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于輸出控制部分在數(shù)據(jù)線極性改變以前，對數(shù)據(jù)線進行預(yù)充電至所述參考電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于D/A轉(zhuǎn)換器包括正極性D/A轉(zhuǎn)換器，其工作在參考電壓和高于參考電壓的第一電壓所規(guī)定的第一電壓范圍內(nèi)，并輸出相對于參考電壓的正極性模擬視頻信號；和負極性D/A轉(zhuǎn)換器，其工作在參考電壓和低于參考電壓的第二電壓所規(guī)定的第二電壓范圍內(nèi)，并輸出相對于參考電壓的負極性模擬視頻信號，和輸出控制部分包括分時選擇電路，其設(shè)置在正極性D/A轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)線之間，以及負極性D/A轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)線之間，工作在高于第一電壓的電壓和低于第二電壓的電壓所規(guī)定的第三電壓范圍內(nèi)，選擇地將正極性D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端子與第一多條數(shù)據(jù)線中的一條數(shù)據(jù)線相連，并選擇地將負極性D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端子與第二多條數(shù)據(jù)線中的一條數(shù)據(jù)線相連；和預(yù)充電電路，其設(shè)置在正和負極性D/A轉(zhuǎn)換器與分時選擇電路之間，在數(shù)據(jù)線的極性改變以前，對數(shù)據(jù)線進行預(yù)充電至接近所述參考電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于輸出控制部分在數(shù)據(jù)線的極性改變以前，控制數(shù)據(jù)線預(yù)充電至參考電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于進一步包括極性轉(zhuǎn)換電路，其工作在第三電壓范圍內(nèi)，并基于極性電壓選擇正極性模擬視頻信號或負極性模擬視頻信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于預(yù)充電電路包括多個開關(guān)、第一和第二電容，其中，預(yù)充電電路控制多個開關(guān)、分時選擇電路或者極性選擇電路，用于在預(yù)充電周期的第一周期中，將第一電容與第一多條數(shù)據(jù)線相連，同時將第二電容與第二多條數(shù)據(jù)線相連，在預(yù)充電周期的第二周期中，將第一多條數(shù)據(jù)線和第二多條數(shù)據(jù)線預(yù)充電至接近所述參考電壓，和在預(yù)充電周期的第三周期中，將第一電容與第二多條數(shù)據(jù)線相連，同時將第二電容和第一多條數(shù)據(jù)線相連。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于進一步包括正和負極性灰度電壓產(chǎn)生電路，其與正和負極性D/A轉(zhuǎn)換器相連，并且對于構(gòu)成彩色單元的每一顏色可進行調(diào)整。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于分時選擇電路形成在設(shè)置有數(shù)據(jù)線的面板襯底上，和正極性D/A轉(zhuǎn)換器、負極性D/A轉(zhuǎn)換器和預(yù)充電電路形成在不同于面板襯底的半導(dǎo)體襯底上。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于分時選擇電路和預(yù)充電電路形成在設(shè)置有數(shù)據(jù)線的面板襯底上，和正極性D/A轉(zhuǎn)換器和負極性D/A轉(zhuǎn)換器形成在不同于面板襯底的半導(dǎo)體襯底上。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于進一步包括電源電路，其用于產(chǎn)生電壓調(diào)整范圍為低于系統(tǒng)“地”和高于負極性D/A轉(zhuǎn)換器的低電壓的DC電壓，或者高于系統(tǒng)“地”和低于正極性D/A轉(zhuǎn)換器的高電壓的DC電壓，并且將DC電壓提供給液晶顯示器的公共電極。
16.一種液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于包括正極性驅(qū)動電路，其在襯底上的第一連續(xù)區(qū)形成，用于將正極性模擬視頻信號輸出至顯示單元的輸出端子；正極性預(yù)充電電路，其設(shè)置在正極性驅(qū)動電路和輸出端子之間，用于在數(shù)據(jù)線的極性從相對于參考電壓的正極性變化到不同極性的負極性以前，對顯示單元的數(shù)據(jù)線預(yù)充電至接近參考電壓；負極性驅(qū)動電路，其在襯底上不同于第一連續(xù)區(qū)的第二連續(xù)區(qū)形成，用于將負極性模擬視頻信號輸出至輸出端子；和負極性預(yù)充電電路，其設(shè)置在負極性驅(qū)動電路和輸出端子之間，用于在數(shù)據(jù)線的極性從負極性變化到正極性以前，對數(shù)據(jù)線預(yù)充電至接近參考電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于進一步包括極性轉(zhuǎn)換電路，其基于極性信號在正極性模擬視頻信號和負極性模擬視頻信號之間進行選擇。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于正極性驅(qū)動電路和正預(yù)充電電路形成在第一連續(xù)區(qū)，在滿足第一電壓＞參考電壓關(guān)系的第一電壓和參考電壓所規(guī)定的電壓范圍內(nèi)工作。負極性驅(qū)動電路和負預(yù)充電電路形成在第二連續(xù)區(qū)，在滿足參考電壓＞第二電壓關(guān)系的第二電壓和參考電壓所規(guī)定的電壓范圍內(nèi)工作，和極性轉(zhuǎn)換電路形成在第三連續(xù)區(qū)，在高于第一電壓的一電壓和低于第二電壓的一電壓所規(guī)定的電壓范圍內(nèi)工作。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于第一連續(xù)區(qū)、第二連續(xù)區(qū)和第三連續(xù)區(qū)各具有形成于其中的MOS晶體管，和第一連續(xù)區(qū)和第二連續(xù)區(qū)中的MOS晶體管的柵氧化物膜厚度薄于第三連續(xù)區(qū)中的MOS晶體管的柵氧化物膜厚度。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于第一連續(xù)區(qū)、第二連續(xù)區(qū)和第三連續(xù)區(qū)各具有形成于其中的MOS晶體管，和第一連續(xù)區(qū)和第二連續(xù)區(qū)中的MOS晶體管的柵長度短于第三連續(xù)區(qū)中的MOS晶體管的柵長度。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于還包括電源電路，其用于產(chǎn)生電壓調(diào)整范圍低于系統(tǒng)“地”和高于負極性驅(qū)動電路的低電壓的DC電壓，或者高于系統(tǒng)“地”和低于正極性驅(qū)動電路的高電壓的DC電壓，并將DC電壓提供給液晶顯示器的公共電極。
22.一種液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于包括正極性驅(qū)動電路，其形成在襯底的第一連續(xù)區(qū)，用于將正極性模擬視頻信號輸出至向顯示單元數(shù)據(jù)線輸出的輸出端子；負極性驅(qū)動電路，其形成在襯底上不同于第一連續(xù)區(qū)的第二連續(xù)區(qū)，用于將相對于參考電壓極性不同于正極性的負極性模擬視頻信號，輸出至向數(shù)據(jù)線輸出的輸出端子；正極性預(yù)充電電路，其與數(shù)據(jù)線相連，用于在數(shù)據(jù)線的極性從正極性變化到負極性以前，對數(shù)據(jù)線預(yù)充電至接近參考電壓；和負極性預(yù)充電電路，其與數(shù)據(jù)線相連，用于在數(shù)據(jù)線的極性從負極性變化到正極性以前，對數(shù)據(jù)線預(yù)充電至接近參考電壓。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于進一步包括極性轉(zhuǎn)換電路，其基于極性信號在正極性模擬視頻信號和負極性模擬視頻信號之間進行選擇。
24.一種液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于包括數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路，其包括將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號的D/A轉(zhuǎn)換器；和電源電路，其用于提供數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路的電源，其中，數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路將相對于參考電壓有不同極性的正極性模擬視頻信號和負極性模擬視頻信號輸出至液晶顯示器的數(shù)據(jù)線，其在半導(dǎo)體襯底上形成，并具有輸出控制部分，該輸出控制部分以比正和負極性模擬視頻信號的電壓范圍更寬廣的電壓范圍，向在不同于所述半導(dǎo)體襯底的襯底上形成的電路提供控制信號。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于在不同于所述半導(dǎo)體襯底的所述襯底上形成的所述電路是分時選擇電路，其用于以分時方式對從所述數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路輸出的相同極性的連續(xù)模擬視頻信號進行選擇并將其輸出至數(shù)據(jù)線。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于在不同于所述半導(dǎo)體襯底的所述襯底上形成的所述電路是電荷回收電路，其用于在數(shù)據(jù)線的極性改變以前，將數(shù)據(jù)線的電荷聚集至電荷存儲部分。
27.一種液晶顯示器的驅(qū)動電路，其用于將一個水平周期劃分為至少m等分，并將相對于參考電壓有不同極性的正和負極性模擬視頻信號輸出至顯示單元的數(shù)據(jù)線，其中包括正極性緩沖器，其用于輸出正極性視頻信號；數(shù)據(jù)線，其數(shù)量為2×m條；第一開關(guān)，其設(shè)置在正極性緩沖器和數(shù)據(jù)線之間；負極性緩沖器，其用于輸出負極性視頻信號；第二開關(guān)，其設(shè)置在負極性緩沖器和數(shù)量為2×m的數(shù)據(jù)線之間。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于第一和第二開關(guān)受數(shù)量為2m的控制信號控制。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于正和負極性緩沖器在第一襯底上形成，第一和第二開關(guān)在不同于第一襯底的第二襯底上形成。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的液晶顯示器的驅(qū)動電路，其特征在于正極性緩沖器工作在參考電壓和高于參考電壓的第一電壓所規(guī)定的第一電壓范圍內(nèi)，負極性緩沖器工作在參考電壓和低于參考電壓的第二電壓所規(guī)定的第二電壓范圍內(nèi)，和第一和第二開關(guān)工作在高于第一電壓的電壓和低于第二電壓的電壓所規(guī)定的第三電壓范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明的液晶顯示器包括多條掃描線、多條數(shù)據(jù)線和在多條掃描線和多條數(shù)據(jù)線的每一交點上提供的像素。液晶顯示器進一步包括由在連續(xù)的多條數(shù)據(jù)線和多條掃描線中的一條掃描線的每一交點上設(shè)置的像素組成的多個像素組，其中，通過順序地輸出信號的分時驅(qū)動，相同極性的信號輸出至在多個像素組的每一像素組中所包括的所有數(shù)據(jù)線，相反極性信號輸出至彼此相鄰的多個像素組，以致在每幀之后，極性反轉(zhuǎn)的信號輸出至像素組中包含的數(shù)據(jù)線。
文檔編號G09G3/20GK1855210SQ20061007378
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月18日
發(fā)明者橋本義春 申請人:恩益禧電子股份有限公司