CN1264134C - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是一种显示装置，它消除了信号放大部冗长的电路。模拟显示时，由模拟放大器10放大了的模拟影像信号被输出给液晶显示面板100。数字显示时，由信号处理电路1对数字影像信号进行了以下的信号处理后，通过DA变换器3、放大器4，输出给液晶显示面板100。信号处理电路1在白数据写入时，使数字数据的全部位呈高电平(“1”)，通过DA变换器3输出高电位“H”。另外，在黑数据写入时，使数字数据的全部位呈低电平(“0”)，通过DA变换器3输出低电位“L”。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置，特别是涉及适用于能携带的显示装置的显示装置。
背景技术
近年来，作为市场需求，要求能携带的显示装置，例如便携式电视、移动电话等。根据这样的要求，为了适应显示装置的小型化、轻量化、省电化，正盛行开发研究。
图6中示出了现有例的液晶显示装置的一个显示像素的电路结构图。在绝缘性基板(图中未示出)上交叉地形成栅极信号线51、漏极信号线61，在其交叉部附近设有连接在两条信号线51、61上的像素选择薄膜晶体管72。以下，将薄膜晶体管简称为TFT。像素选择TFT72的源极11s连接在液晶21的显示电极80上。
另外，设有将显示电极80的电压保持一场期间用的辅助电容85，该辅助电容85的一端86连接在像素选择TFT72的源极11s上，各显示像素共同的电位加在另一个电极87上。
这里，如果将扫描信号(高电平)加在栅极信号线51上，则像素选择TFT72呈导通状态，模拟影像信号被从漏极信号线61传递给显示电极80，同时被保持在辅助电容85中。加在显示电极80上的影像信号电压被加在液晶21上，液晶21根据该电压进行取向，从而能获得液晶显示。
因此，能与动态图像、静止图像无关地进行液晶显示。在这样的液晶显示装置中显示静止图像时，例如在移动电话的液晶显示部的一部分上作为驱动移动电话用的电池的余量显示，能显示干电池的图像。
可是，在上述结构的液晶显示装置中，在显示静止图像的情况下也与显示动态图像的情况相同，用扫描信号使像素选择TFT72呈导通状态，需要将影像信号再次写入各显示像素中。
因此，发生扫描信号及影像信号等驱动信号用的驱动电路、以及发生控制驱动电路的工作时序用的各种信号的外部LSI常时地工作，所以常时地消耗较大的电力。因此，在只备有有限电源的移动电话等中，存在其能使用的时间短的缺点。
与此不同，在特开平8-194205号中公开了在各显示像素中备有静态型存储器的液晶显示装置。如引用该公报的一部分进行说明，则如图7所示，该液晶显示装置是将对两级反相器INV1、INV2进行正反馈的类型的存储器、即静态型存储器作为数字影像信号的保持电路用，从而降低功耗的。
这里，开关元件24根据静态型存储器中保持的二值数字影像信号，控制基准线Vref和像素电极80之间的电阻值，调整液晶21的偏压状态。另一方面，将交流信号Vcom输入公用电极。本装置如果在理想上使显示图像像静止图像那样变化，就不需要对存储器进行刷新。
发明内容
如上所述，在现有的液晶显示装置中，适合对应于模拟影像信号而显示全色的动态图像。另一方面，在备有保持数字影像信号用的静态型存储器的液晶显示装置中，适合于显示低灰度的静止图像，同时适合于降低功耗。
可是，两个液晶显示装置由于影像信号源不同，所以在一个显示装置中不能同时实现两者。
因此，本案申请人提出了能选择模拟显示和数字显示这两种显示的显示装置。图8中示出了本发明人所研究的显示装置的结构。由信号处理电路1进行了规定的信号处理的数字影像信号被DA变换器3变换成模拟影像信号后被输入放大器4中。另外，被写入静态型存储器中的数字影像信号不通过DA变换器而被输入放大器4中。
图9中示出了本发明人研究的放大器4的结构。输入模拟影像信号在模拟放大器10中得到放大。另外，由电平移位器11放大输入数字影像信号的振幅。
而且，开关12根据显示模式切换信号MD进行切换。因此，通常显示时(模拟显示时)用模拟放大器10放大了的模拟影像信号被输出给液晶显示面板100，数字显示时由电平移位器11放大了的数字影像信号被输出给液晶显示面板100。
可是，由于通常显示时和数字显示时需要切换成不同的驱动电路(模拟放大器10、电平移位器11)，所以电路冗长，存在电路规模大的问题。
本发明的显示装置就是鉴于上述的课题而完成的，备有：对输入数字影像信号进行信号处理的信号处理电路；将进行了信号处理的数字影像信号变换成模拟影像信号的数字·模拟变换器；放大从上述数字·模拟变换器输出的模拟影像信号的模拟影像信号放大器；以及有写入由该模拟信号放大器放大了的影像信号的静态型存储电路，根据保持在该静态型存储电路中的影像信号进行显示的显示电路，该显示装置的特征在于：
上述信号处理电路对输入数字影像信号进行信号处理，以便在数字·模拟变换后对应于高电位(VH)和低电位(VL)的二值输出。
如果采用这样的结构，则由于能像数字驱动器那样模拟地使用模拟信号放大器，所以能用模拟信号放大器放大数字影像信号的电压振幅。因此，能消除电路的冗长。
如果采用本发明的显示装置，则由于能像数字驱动器那样模拟地使用模拟信号放大器，所以能用模拟信号放大器放大数字影像信号的电压振幅。因此，能消除电路的冗长。
附图说明
图1是表示本发明的实施例的液晶显示装置的电路框图。
图2是表示图1中的放大器4的结构框图。
图3是表示数字·模拟变换后的信号波形图
图4是表示本发明的实施例的液晶显示装置的电路图。
图5是选择了数字显示模式时的时序图。
图6是现有例的液晶显示装置的电路结构图。
图7是现有例的液晶显示装置的电路结构图。
图8是表示液晶显示装置的电路框图。
图9是表示液晶显示装置的放大器的结构框图
具体实施方式
其次，参照附图说明本发明的实施例。图1表示本实施例的显示装置的电路结构。
信号处理电路1对从外部输入的数字影像信号进行对比度调整、亮度调整等各种信号处理。进行了信号处理的数字影像信号由DA变换器3变换成模拟影像信号后，被输入放大器4中。
如图2所示，该模拟影像信号被设置在放大器4内的模拟放大器10放大。通常显示时(模拟显示时)用模拟放大器10放大了的模拟影像信号被输出给液晶显示面板100。
另一方面，数字显示时(后面所述的进行向静态型存储器写入的模式时)，由信号处理电路1对数字影像信号进行了以下的信号处理后，通过DA变换器3、放大器4输出给液晶显示面板100。即，信号处理电路1在写入白数据时使数字数据的全部位呈高电平(“1”)，通过DA变换器3输出高电位“H”。另外，在写入黑数据时，使数字数据的全部位呈低电平(“0”)，通过DA变换器3输出低电位“L”。
参照图3所示的DA变换器3的输出波形，进一步具体地说明该信号处理。假设来自信号处理电路1的数字影像信号例如由4位构成，则DA变换器3的输出被变换成对应于16级灰度的模拟影像信号。
数字显示时，将最高位为“0”的数字影像信号(0001)...(0111)的全部位变更为“0”。将最高位为“1”的数字影像信号(1000)、(1001)...(1110)的全部位变更为“1”。因此，在写入白数据的情况下，数字影像信号为(1111)，在写入黑数据的情况下变更为(0000)。因此，如果对这样处理过的数字影像信号进行数字·模拟变换，则能获得高电位(VH)和低电位(VL)的二值输出。通过用模拟放大器10再次将数字·模拟变换后的信号放大，如图3所示，能获得电压振幅约为3V的二值数字信号。
因此，通过在高电位(VH)和低电位(VL)之间设定液晶显示面板的静态型存储电路的阈值，能通过模拟放大器10写入数字影像信号。
另外，时序控制电路6根据来自振荡器5的***时钟CLK、水平同步信号Hsync及垂直同步信号Vsync，输出面板驱动信号PC或信号处理电路1、DA变换器3的控制信号。
另外，白/黑电压发生电路7根据来自时序控制电路6的信号，将白信号(后面所述的信号B)及黑信号(后面所述的信号A)输出给液晶显示面板100。8是放大液晶的对置电极驱动信号用的放大器。
其次参照图4中的电路图，说明液晶显示装置的结构、特别是液晶显示面板100的详细结构。
在绝缘基板10上沿着一个方向配置着多条栅极信号线51，它们连接在供给扫描信号的栅极驱动器50上，沿着与这些栅极信号线51交叉的方向配置着多条漏极信号线61。
取样晶体管SP1、SP2、...、SPn根据从漏极驱动器60输出的取样脉冲的时序而导通，将数据信号线62上的数据信号(模拟影像信号或数字影像信号)供给漏极信号线61。
液晶显示面板100这样构成：多个显示像素200被配置成矩阵状，这些显示像素200在根据来自栅极信号线51的扫描信号而被选择的同时，被供给来自漏极信号线61的数据信号。
以下，说明显示像素200的详细结构。在栅极信号线51和漏极信号线61的交叉部附近，设有由P沟道型TFT41及N沟道型TFT42构成的电路选择电路40。TFT41、42的两个漏极连接在漏极信号线61上，同时它们的两个栅极连接在电路选择信号线88上。TFT41、42两方中的某一方根据来自电路选择信号线88的选择信号而导通。另外，如后面所述，与电路选择电路40成对地设置电路选择电路43。
因此，能选择并切换后面所述的模拟显示模式(对应于全色动态图像)和数字显示模式(对应于低功耗、静止图像)。另外，与电路选择电路40相邻地配置由N沟道型TFT71及N沟道型TFT72构成的像素选择电路70。像素选择TFT71、72分别与电路选择电路40的电路选择TFT41、42串联连接，同时栅极信号线51连接在它们的两个栅极上。像素选择TFT71、72根据来自栅极信号线51的扫描信号，两者同时导通。
另外，设有保持模拟影像信号用的辅助电容85。辅助电容85的一个电极86连接在像素选择TFT71的源极71s上。另一个电极87连接在公用的辅助电容线SC上，供给偏压Vsc。如果像素选择TFT71的栅极断开，模拟影像信号加在液晶21上，则虽然该信号必须保持一场期间，但该信号的电压只在液晶21上随着时间的推移而逐渐降低。如果这样的话，就会出现显示光斑而不能获得良好的显示。因此，为了将该电压保持一场期间而设置辅助电容85。
电路选择电路43的P沟道型TFT44被设置在该辅助电容85和液晶21之间，与电路选择电路40的TFT41同时通断。另外，保持电路110、信号选择电路120被设置在像素选择电路70的TFT72和液晶21的显示电极80之间。其中保持电路的一例为静态型存储电路。
保持电路110由构成正反馈回路的第一及第二反相电路INV1、INV2构成。像素选择TFT72的源极11s连接在第一反相电路INV1的输入端上，像素选择TFT72的输出信号被输入第二反相电路INV2中。而且，第二反相电路INV2的输出端连接在第一反相电路INV1的输入端上。
在数字显示模式中，电路选择信号线88的电位呈高电平，而且如果栅极信号线51的扫描信号呈高电平，则保持电路110能写入。
信号选择电路120是根据保持在保持电路110中的数字影像信号选择信号的电路，用两个N沟道型TFT121、122构成。来自保持电路110的互补的输出信号分别加在TFT121、122的栅极上，所以TFT121、122互补地通断。
这里，如果TFT122导通，便选择对置电极信号VCOM(信号B)，如果TFT121导通，便选择其交流驱动信号(信号A)，通过电路选择电路43的TFT45，供给将电压加在液晶21上的显示电极80。
其次，说明显示像素200的***电路，驱动器扫描用LSI91被设置在与显示像素200的绝缘性基板10不同的另一外接电路基板90上。垂直启动信号STV从该外设电路基板90的驱动器扫描用LSI91输入给栅极驱动器50，水平启动信号STH被输入漏极驱动器60。另外，影像信号被输入数据信号线62。
其次，参照图4至图5，说明上述结构的显示装置的驱动方法。图5是液晶显示装置选择了数字显示模式时的时序图。
(1)模拟显示模式的情况
如果根据模式切换信号MD选择了模拟显示模式，则设定成模拟影像信号通过上述的DA变换器3、放大器4后被输出给数据信号线62的状态，同时电路选择信号线88呈低电平，电路选择电路40、43的TFT41、44导通。
另外，根据基于水平启动信号STH的取样信号，取样晶体管SP导通，数据信号线62的模拟影像信号被供给漏极信号线61。
另外，根据垂直启动信号STV，扫描信号被供给栅极信号线51。根据扫描信号，如果TFT71导通，则模拟影像信号Sig从漏极信号线61传递给像素电极80，同时被保持在辅助电容85中。加在显示电极80上的影像信号电压加在液晶21上，对应于该电压，通过对液晶21取向，能获得液晶显示。
在该模拟显示模式中，适合于显示全色动态图像。
(2)数字显示模式
如果根据模式切换信号MD选择数字显示模式，则设定成数字影像信号输出给数据信号线62的状态，同时电路选择信号线88的电位呈高电平，保持电路110处于能工作的状态。
这里，如上所述，数字影像信号被信号处理电路1进行了信号处理后，通过DA变换器3、放大器4，被输入数据信号线62。
另外，电路选择电路40、43的TFT41、44关断，同时TFT42、45导通。另外，启动信号STV、STH从外接电路基板90的驱动器扫描用LSI91被分别输入到栅极驱动器50及漏极驱动器60中。与此相对应，依次发生取样信号，根据各取样信号，取样晶体管SP1、SP2、...、SPn依次导通，对数字影像信号Sig进行取样，供给各漏极信号线61。
这里说明第一行、即施加扫描信号G1的栅极信号线51。首先，根据扫描信号G1，连接在栅极信号线51上的各显示像素P11、P12、...P1n的各TFT导通一个水平扫描期间。
注意第一行第一列的显示像素P11，根据取样信号SP1取样的数字影像信号S11被输入漏极信号线61中。而且，如果扫描信号G1呈高电平，TFT70呈导通状态，则该漏极信号D1被写入保持电路110中。
在该数字显示模式中，数字影像信号S11的电平是高电位(VH)和低电位(VL)的二值输出信号。因此，通过将保持电路110的阈值设定在高电位(VH)和低电位(VL)之间，就能进行写入。
保持在该保持电路110中的信号被输入信号选择电路120中，在该信号选择电路120中选择信号A或信号B，该选择的信号被加在显示电极80上，其电压加在液晶21上。这样一来，通过从栅极信号线51至最后一行的栅极信号线51进行扫描，一个画面部分(一场期间)的写入结束。
此后，进行基于保持在保持电路110中的数据的显示(静止图像的显示)。另外，在该数字显示模式时，停止向栅极驱动器50、漏极驱动器60、以及外接的驱动器扫描用LSI91供电，停止它们的驱动。另外，常时地将电压VDD、VSS供给保持电路110进行驱动，另外，将对置电极电压供给对置电极32，将各信号A及B供给信号选择电路120。
即，将驱动该保持电路110用的VDD、VSS供给保持电路110，将对置电极电压VCOM加在对置电极上，在液晶显示面板100为常白(NW)的情况下，将与对置电极32电位相同的电压加在信号B上，只将驱动液晶用的交流电压(例如60Hz)加在信号A上。
因此，能保持一个画面部分作为静止图像进行显示。另外，是电压不加在其他栅极驱动器50、漏极驱动器60、以及外接LSI91上的状态。
这时，在漏极信号线61中数字影像信号的高电平被输入保持电路110中的情况下，在信号选择电路120中，低电平被输入第一TFT121中，所以第一TFT121被关断，高电平被输入另一个第二TFT122中，所以第二TFT122被导通。
如果这样做，则选择信号B，信号B的电压被加在液晶上。即，施加与对置电极32相同的电压VCOM，由于不产生电场，液晶21不竖立，所以在NW的显示面板上能观察到白显示。
在漏极信号线61中数字影像信号的低电平被输入保持电路110中的情况下，在信号选择电路120中，高电平被输入第一TFT121中，所以第一TFT121被导通，低电平被输入另一个第二TFT122中，所以第二TFT122被关断。如果这样做，则选择信号A，信号A的交流电压被加在液晶上。液晶在电场的作用下而竖立，所以在NW的显示面板上能观察到黑显示。
另外，在上述的实施例中，虽然说明了在数字显示模式中，输入了1位的数字数据信号的情况，但本发明不限于此，即使在多位的数字数据信号的情况下也能适用。因此，能进行多灰度的显示。这时，需要使保持电路及信号选择电路的数目与输入的位数相对应。另外，还需要变更上述的信号处理电路1的信号处理方法。

Claims (5)

1.一种显示装置，备有：对输入数字影像信号进行信号处理的信号处理电路；将进行了信号处理的数字影像信号变换成模拟影像信号的数字·模拟变换器；放大从上述数字·模拟变换器输出的模拟影像信号的模拟影像信号放大器；以及有写入由该模拟信号放大器放大了的影像信号的静态型存储电路，根据保持在该静态型存储电路中的影像信号进行显示的显示电路，该显示装置的特征在于：
上述信号处理电路对输入数字影像信号在数字·模拟变换后，对应于高电位(VH)和低电位(VL)的二值输出地进行信号处理。
2.一种显示装置，备有：对输入数字影像信号进行信号处理的信号处理电路；将进行了信号处理的数字影像信号变换成模拟影像信号的数字·模拟变换器；放大从上述数字·模拟变换器输出的模拟影像信号的模拟信号放大器；逐次输入由上述模拟信号放大器放大了的模拟影像信号，根据该模拟影像信号进行显示的电路；以及有上述数字影像信号通过上述数字·模拟变换器及上述模拟信号放大器被写入的静态型存储电路，根据该静态型存储电路中保持的影像信号进行显示的电路，能根据显示模式选择信号选择根据上述模拟影像信号进行显示的电路和根据上述静态型存储电路中保持的影像信号进行显示的电路，该显示装置的特征在于：
在选择了根据上述静态型存储电路中保持的影像信号进行显示的电路时，上述信号处理电路对输入数字影像信号进行信号处理，以便在数字·模拟变换后，对应于高电位(VH)的输出和低电位(VL)的输出的二值输出。
3.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：
上述信号处理电路这样进行信号处理，即输入数字影像信号的最高位为“1”时，将全部位变更为“1”，最高位为“0”时，将全部位变更为“0”。
4.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：
将上述静态型存储电路的阈值设定在上述高电位(VH)和低电位(VL)之间。
5.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：
上述静态型存储电路由进行正反馈的第一及第二反相电路构成。
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