CN1940647A - 液晶显示器件及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种液晶显示器件及其驱动方法，以防止比较器的误操作，其中该液晶显示器件包括：定时控制器，其输出用于显示图像的数字数据信号，并输出用于对该数字数据信号进行抽样的时钟信号；以及数据恢复器，其使用来自定时控制器的时钟信号来产生基准电压，将从定时控制器输出的数字数据信号的电平与基准电压进行比较，将输入的数字数据信号的电平转换为多个预设电压中的任意一个，并将经转换的电平提供给数据驱动器集成电路。

Description

液晶显示器件及其驱动方法
技术领域
本发明涉及液晶显示(LCD)器件，更具体地，涉及一种用于防止比较器的误操作的LCD器件及其驱动方法。
背景技术
通常，作为平面显示器件的一种的阴极射线管(CRT)由于其自身的尺寸和重量而无法满足对于紧凑尺寸和轻质的要求。因此，已经研究出了多种显示器件来替代CRT，例如利用电场光学效应的液晶显示(LCD)器件、利用气体放电的等离子体显示板(PDP)、场发射显示器件，以及利用电场发光效应的电致发光显示(ELD)器件。
LCD器件包括TFT基板、滤色器基板和液晶层。此时，TFT基板在由多条选通线和数据线所限定的像素区中设置有多个液晶单元以及多个薄膜晶体管，其中所述多个薄膜晶体管充当液晶单元的开关器件。具有滤色器层的滤色器基板按预定间隔与TFT基板相对放置。然后，在TFT基板和滤色器基板之间形成液晶层。在LCD器件中，根据数据信号在液晶层中形成电场，由此通过控制透过液晶层的光的透射率而获得所希望的图片图像。
图1是根据现有技术的LCD器件的驱动装置的示意图。
如图1所示，该驱动装置包括LCD板110、数据驱动器140、选通驱动器150以及定时控制器130。这里，LCD板110包括由“n”条选通线(GL1至GLn)和“m”条数据线(DL1至DLm)限定的液晶单元。数据驱动器140向数据线(DL1至DLm)提供模拟数据信号。此外，选通驱动器150向选通线(GL1至GLn)提供扫描脉冲。然后，定时控制器130对从外部输入的数字数据信号(Data)进行调整，使之适用于驱动LCD板110，然后将经调整的数字数据信号(Data)提供给数据驱动器140。此外，定时控制器130还对数据驱动器140和选通驱动器150进行控制。
LCD板110包括形成在由所述“n”条选通线(GL1至GLn)和所述“m”条数据线(DL1至DLm)所限定的部分中的多个薄膜晶体管(TFT)、以及与这些薄膜晶体管相连接的液晶单元。
这些薄膜晶体管(TFT)对来自选通线(GL1至GLn)的扫描脉冲作出响应，将数据信号从数据线(DL1至DLm)提供给液晶单元。各个液晶单元都由彼此面对且其间插有液晶的公共电极和子像素电极形成，因此液晶单元可以称作液晶电容器(Clc)。此时，子像素电极与薄膜晶体管(TFT)相连。液晶单元包括存储电容器(Cst)，该存储电容器(Cst)与前一选通线相连以维持充入液晶电容器(Clc)中的数据信号，直到充入下一数据信号为止。
定时控制器130对从外部输入的数字数据信号(Data)进行调整，使之适用于驱动LCD板110，然后将经调整的数字数据信号(Data)提供给数据驱动器140。此外，定时控制器130利用从外部输入的主时钟(MCLK)、数据使能信号(DE)、以及水平和垂直同步信号(Hsync、Vsync)来产生数据控制信号(DCS)和选通控制信号(GCS)，并对数据驱动器140和选通驱动器150的驱动定时进行控制。
选通驱动器150包括移位寄存器，该移位寄存器响应于来自定时控制器130的选通控制信号(GCS)顺序地产生选通高脉冲。为此，选通驱动器150包括多个具有这种移位寄存器的选通驱动器IC。
数据驱动器140包括多个数据驱动器IC，用于向LCD板110的数据线(DL)提供模拟数据信号。
各个数据驱动器IC都根据从定时控制器130提供的数据控制信号(DCS)，将在定时控制器130中经过调整的数字数据信号(Data)转换为模拟数据信号，并在用于将扫描脉冲提供给选通线(GL1至GLn)的一个水平周期内，将针对一条水平线的模拟数据信号提供给数据线(DL1至DLm)。即，各个数据驱动器IC都产生具有与数据信号(Data)的灰度级数相对应的不同电压值的多个伽马电压，根据数字数据信号(Data)的灰度级值选择一个伽马电压作为模拟数据信号，并将所选择的伽马电压提供给数据线(DL1至DLm)。
在根据该现有技术的LCD器件的驱动装置中，定时控制器130根据CMOS接口法将数字数据信号(Data)转换为TTL/CMOS电平，并通过1对1或2对2端口法将经转换的数字数据(Data)并行传输给数据驱动器140。
同时，从定时控制器130输出的数字数据信号(Data)为大约0.6V到1.5V。通常，数字数据信号(Data)的电平为大约3.3V。然而，定时控制器130将数字数据信号(Data)的电平降至3.3V以下。因此，以100MHz以上的高速传输数字数据信号(Data)。因为定时控制器130降低了数字数据信号(Data)的电平，所以可以减少在通过数据传输线路传输数字数据信号(Data)时产生的EMI(电磁干扰)。
从定时控制器130输出的数字数据信号(Data)提供给各个数据驱动器IC。此时，各个数据驱动器IC将所提供的数字数据信号(Data)的电压电平恢复为3.3V。为此，各个数据驱动器IC都包括数据恢复器，用于将电压电平为0.6V到1.5V的数字数据信号(Data)恢复为原始电压电平3.3V。
下面将详细说明数据恢复器。
图2是形成在图1的各个数据驱动器IC中的数据恢复器的示意图。
如图2所示，数据恢复器201包括用于产生基准电压(Vref)的基准电压产生器201a以及比较器201b。此时，比较器201b对从定时控制器130提供的数字数据信号(Data)与基准电压产生器201a产生的基准电压(Vref)进行比较。比较器201b根据比较结果输出高或低逻辑数字数据信号(Data)。
即，通过数据传输线路222按位将数字数据信号(Data)提供给比较器201b。然后，比较器201b将对应于各个位的输入电压与基准电压(Vref)进行比较。如果对应位的电压大于基准电压(Vref)(即，该位具有高逻辑的数字数据值)，则比较器201b为该位电压输出预设的高电平电压。如果对应位的电压小于基准电压(Vref)(即，该位具有低逻辑的数字数据值)，则比较器201b为该位电压输出预设的低电平电压。
如上所述，高电平电压值为3.3V。低电平电压值为0V。因此，通过比较器201b将数字数据信号(Data)转换为3.3V的恢复数字数据信号(Data’)。
为了比较器201b精确地进行操作，必须将从比较器201b输入的基准电压(Vref)的电压电平维持在从定时控制器130输出的数字数据信号(Data)的中间值。即，基准电压(Vref)具有处于高逻辑数字数据值的位与低逻辑数字数据值的位之间的中间值。如果基准电压(Vref)没有维持在以上中间值，则比较器201b会出现误操作。
同时，当从定时控制器130输出的数字数据信号(Data)通过数据传输线路222时，数字数据信号(Data)由于数据传输线路222的电阻以及电容成分而失真。因此，数字数据信号(Data)的各个位的电压可能会小于或大于理想值。如上所述，由于基准电压(Vref)是固定的，所以当数字数据信号(Data)的电平改变时，基准电压很难具有数字数据信号(Data)的中间值。因此，比较器201b会出现误操作。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种LCD器件及其驱动方法，其基本上消除了由于现有技术的局限和缺点而导致的一个或更多个问题。
本发明的一个目的是提供一种LCD器件及其驱动方法，其中基准电压的电平根据用于对数字数据信号进行抽样的时钟信号而连续改变，从而基准电压的电平总是与数字数据信号的中间值相对应。
本发明的其他优点、目的和特征部分地在以下说明中得以阐述，部分地对于本领域普通技术人员在考察以下内容时变得明了，或者可以通过实践本发明而习得。本发明的目的和其他优点可以通过书面说明及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和获得。
为了实现这些目的和其他优点并根据本发明的目的，如此处具体实施和广义描述的，一种LCD器件包括：定时控制器，其输出用于显示图像的数字数据信号，并输出用于对该数字数据信号进行抽样的时钟信号；以及数据恢复器，其使用来自定时控制器的时钟信号来产生基准电压，对从定时控制器输出的数字数据信号的电平和基准电压进行比较，将输入的数字数据信号的电平转换为多个预设电压中的任意一个，并将经转换的电平提供给数据驱动器IC。
在本发明的另一方面，一种对具有用于显示图像的LCD板的LCD器件进行驱动的方法包括以下步骤：输出用于显示图像的数字数据信号；输出用于对所述数字数据信号进行抽样的时钟信号；产生具有该时钟信号的中间值的基准电压；对数字数据信号的电平与基准电压进行比较；以及根据比较结果将数字数据信号的电平转换为多个预设电压中的任意一个，并输出经转换的电平。
应该理解，对本发明的前述总体描述和以下详细说明都是示例性和说明性的，旨在对如权利要求所述的发明提供进一步的说明。
附图说明
附图被包含进来以提供对本发明的进一步理解，其被并入且构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于说明本发明的原理。附图中：
图1示出了根据现有技术的LCD器件的驱动装置的示意图；
图2示出了设置在图1的各个数据驱动器IC中的数据恢复器的示意图；
图3示出了根据本发明优选实施例的LCD器件；
图4示出了图3的定时控制器与数据驱动器IC之间的连接；
图5示出了设置在图3的各个数据驱动器IC中的数据恢复器；
图6示出了从图5的基准电压产生器输出的基准电压的波形；以及
图7示出了图3的数据驱动器IC的详细示意图。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细说明，附图中示出了其实例。只要有可能，就在所有附图中使用相同的标号来表示相同或类似的部分。
以下将参照附图来说明根据本发明的LCD器件及其驱动方法。
图3示出了根据本发明优选实施例的LCD器件。
如图3所示，根据本发明优选实施例的LCD器件包括LCD板310、多个选通驱动器IC 350、多个数据驱动器IC 340，以及定时控制器330。此时，LCD板310具有用于显示图像的显示区312。所述多个选通驱动器IC 350向LCD板310提供扫描脉冲。所述多个数据驱动器IC 340向LCD板310提供模拟数据信号。此外，定时控制器330对从外部输入的数字数据信号(Data)进行调整，使之适用于驱动LCD板310，然后将经调整的数字数据信号(Data)提供给数据驱动器IC 340。此外，定时控制器330对数据驱动器IC 340和选通驱动器IC 350进行控制。
此外，根据本发明优选实施例的LCD器件包括：印刷电路板(PCB)320，定时控制器330和电源电路(未示出)设置于其上；附接在PCB 320与LCD板310之间的多个带载封装(TCP)341，各个TCP 341上都安装有数据驱动器IC 340；以及附接于LCD板310的多个选通TCP 351，各个选通TCP 351上都安装有选通驱动器IC 350。
LCD板310通过控制按矩阵型结构形成的液晶单元(LC)的透光率来显示图像。各个液晶单元都包括形成在选通线(GL)与数据线(DL)的交叉部分附近的薄膜晶体管(TFT)，其中所述薄膜晶体管(TFT)充当开关。此外，从数据驱动器IC 340向数据线(DL)提供模拟数据信号。
各个数据TCP 341都通过TAB(带自动接合)附接在PCB 320与LCD板310之间。此时，数据TCP 341的输入焊盘与PCB 320电连接，而数据TCP 341的输出焊盘与LCD板310的数据焊盘电连接。此外，各个数据TCP341上都安装有数据驱动器IC 340。
各个选通TCP 341都通过TAB与LCD板310的选通焊盘电连接。此外，各个选通TCP 351上都安装有选通驱动器IC 350。
PCB 320上有定时控制器330、电源电路、以及用于向数据驱动器IC340提供基准伽马电压的基准伽马电压产生器(未示出)。此外，PCB 320具有用于电连接元件的信号线(未示出)。
定时控制器330利用通过用户连接器(未示出)从外部输入的主时钟(MCLK)、数据使能信号(DE)、以及水平和垂直同步信号(Hsync、Vsync)来产生数据控制信号(DCS)和选通控制信号(GCS)，并对数据驱动器IC340和选通驱动器IC 350的驱动定时进行控制。
此时，对定时控制器330与数据驱动器IC 340之间的连接说明如下。
图4示出了图3的定时控制器与数据驱动器IC之间的连接。
如图4所示，多个数据驱动器IC 340通过多条数据传输线路444和多条控制信号传输线路424与定时控制器330相连。此时，所述多条控制信号传输线路424包括时钟传输线路，该时钟传输线路用于传输对数字数据信号(Data)进行抽样的时钟信号。
因此，数据驱动器IC 340根据通过多条控制信号传输线路424从定时控制器330提供来的数据控制信号(DCS)而顺序进行工作。此时，从定时控制器330输出的数字数据信号(Data)通过多条数据传输线路444传输至数据驱动器IC 340。此外，各个数据驱动器IC 340将所输入的数字数据信号(Data)转换为模拟信号，并将该模拟信号提供给LCD板310的数据线(DL)。
同时，从定时控制器330输出的数字数据信号(Data)为大约0.6V到1.5V。通常，数字数据信号(Data)的电平为大约3.3V。然而，定时控制器330将数字数据信号(Data)的电平降低到3.3V以下。因此，数字数据信号(Data)按100MHz以上的高速进行传输。因为定时控制器330降低了数字数据信号(Data)的电平，所以可以减少在通过数据传输线路444传输数字数据信号(Data)时产生的EMI(电磁干扰)。
从定时控制器350输出的数字数据信号(Data)提供给数据驱动器IC 340。此时，各个数据驱动器IC都将所提供的数字数据信号(Data)的电压电平恢复为3.3V。为此，各个数据驱动器IC都包括数据恢复器，该数据恢复器用于将电压电平为0.6V到1.5V的数字数据信号(Data)恢复为原始电压电平3.3V。
下面将详细说明数据恢复器。
图5示出了设置在图3的各个数据驱动器IC中的数据恢复器。
如图5所示，数据恢复器501包括基准电压产生器501a和比较器501b。
当从定时控制器330输出的时钟信号(CLK)提供至基准电压产生器501a时，基准电压产生器501a输出如下的基准电压(Vref)：该基准电压取时钟信号(CLK)的高逻辑电压值和低逻辑电压值之间的中间值。然后，比较器501b对从基准电压产生器501a输出的基准电压(Vref)与从定时控制器330输出的数字数据信号(Data)的电平进行比较。比较器501b根据比较结果选择高电平电压或低电平电压，并输出所选择的电压。
即，通过数据传输线路444按位地将数字数据信号(Data)提供给比较器501b。然后，比较器501b将对应于各个位的输入电压与基准电压(Vref)进行比较。如果对应位的电压大于基准电压(Vref)(即，该位具有高逻辑电压)，则比较器501b为该位电压输出预设的高电平电压。如果对应位的电压小于基准电压(Vref)(即，该位具有低逻辑电压)，则比较器501b为该位电压输出预设的低电平电压。
如上所述，高电平电压值为3.3V。低电平电压值为0V。因此，比较器501b将数字数据信号(Data)转换为3.3V的恢复数字数据信号(Data’)。
同时，当从定时控制器330输出的数字数据信号(Data)通过数据传输线路444时，该数字数据信号(Data)由于数据传输线路444的电阻以及电容成分而失真。因此，数字数据信号(Data)的各个位的电压可能会小于或大于理想值。
为了防止由数字数据信号(Data)的失真而导致比较器501b的误操作，根据数字数据信号(Data)的失真来改变基准电压(Vref)，以下对此进行说明。
图6示出了从图5的基准电压产生器输出的基准电压的波形。
首先，数字数据信号(Data)与时钟信号(CLK)在电平方面相同。即，数字数据信号(Data)中的高逻辑电压的位的电压与时钟信号(CLK)中的高逻辑电压的位的电压在电平方面相同。此外，数字数据信号(Data)中的低逻辑电压的位的电压与时钟信号(CLK)中的低逻辑电压的位的电压在电平方面相同。
同时，数据传输线路444与时钟传输线路555在长度方面相似。此外，数据传输线路444与时钟传输线路555位置相邻。因此，通过数据传输线路444传输的数字数据信号(Data)和通过时钟传输线路555传输的时钟信号(CLK)由于电阻和电容成分而失真。即，数字数据信号(Data)的峰到峰电压的变化与时钟信号(CLK)的峰到峰电压的变化非常相似。因此，可以根据时钟信号(CLK)的变化间接类推出数字数据信号(Data)的变化。
基准电压产生器501a周期性地对时钟信号(CLK)的电平进行感测。即，基准电压产生器501a读取时钟信号(CLK)的高逻辑电压和低逻辑电压的电平，并产生该高逻辑电压与低逻辑电压之间的中间值的基准电压(Vref)。即使时钟信号(CLK)的电平发生了变化，如图6所示，从基准电压产生器501a产生的基准电压(Vref)也与时钟信号(CLK)的高逻辑电压和低逻辑电压之间的中间值相对应。
如上所述，时钟信号(CLK)的变化反映数字数据信号(Data)的变化。因此，基准电压(Vref)具有数字数据信号(Data)的高逻辑电压和低逻辑电压之间的中间值。
此外，数据驱动器IC 340包括以下元件和数据恢复器501。
图7示出了图3的数据驱动器IC的详细示意图。
如图7所示，数据驱动器IC 340包括上述数据恢复器501、移位寄存器700、第一锁存器730、第二锁存器740以及数模转换器750。此时，移位寄存器700使用从定时控制器330输出的数据控制信号(DCS)中的时钟信号(CLK)和源启动脉冲(SSP)来产生抽样信号。第一锁存器730根据该抽样信号对从数据恢复器提供的一行数字数据信号(Data)进行顺序抽样。同时，第二锁存器740根据数据控制信号(DCS)中的源使能信号(SOE)输出由第一锁存器730抽样的一行数字数据信号(Data)。数模转换器750将从第二锁存器740提供的一行数字数据信号(Data)转换为模拟数据信号，并将该模拟数据信号提供给LCD板310的数据线(DL1至DLm)。
如上所述，根据本发明的LCD器件及其驱动方法具有以下优点。
在根据本发明的LCD器件及其驱动方法中，基准电压产生器读取时钟信号的电平，根据读取结果来改变基准电压的电平，并输出电平经改变的基准电压。此时，时钟信号的变化反映数字数据信号的变化。因此，根据数字数据信号的电平改变从基准电压产生器输出的基准电压。因此，即使数字数据信号的电平产生了失真，基准电压也与数字数据信号的中间值相对应。即，可以防止比较器的误操作。
对本领域的技术人员来说显然可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对本发明进行多种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的对本发明的修改和变化。

Claims (26)

1、一种液晶显示器件，包括：
定时控制器，其输出用于显示图像的数字数据信号，并输出用于对所述数字数据信号进行抽样的时钟信号；以及
数据恢复器，其使用来自所述定时控制器的时钟信号来产生基准电压，对从所述定时控制器输出的数字数据信号的电平与该基准电压进行比较，将输入的数字数据信号的电平转换为多个预设电压中的任意一个，并将经转换的电平提供给一数据驱动器集成电路。
2、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中，所述数据恢复器包括：
基准电压产生器，其输出具有处于所述时钟信号的第一电压与第二电压之间的中间值的基准电压；以及
比较器，其将从所述定时控制器输出的数字数据信号的电平与所述基准电压进行比较，将输入的数字数据信号的电平转换为多个预设电压中的任意一个，并将经转换的电平提供给所述数据驱动器集成电路。
3、根据权利要求2所述的液晶显示器件，还包括：
多条数据传输线路，其将从所述定时控制器输出的数字数据信号传输给所述比较器；以及
多条时钟传输线路，其将从所述定时控制器输出的时钟信号传输给所述基准电压产生器。
4、根据权利要求3所述的液晶显示器件，其中，数据传输线路和时钟传输线路具有相同的电阻和电容成分。
5、根据权利要求2所述的液晶显示器件，其中，所述比较器按位接收数字数据信号，并将各个位的电压电平与所述基准电压进行比较。
6、根据权利要求4所述的液晶显示器件，其中，如果对应位的电压大于所述基准电压，则所述比较器将该对应位的电压转换为预设的高电平电压并输出该预设的高电平电压，而如果对应位的电压小于所述基准电压，则所述比较器将该对应位的电压转换为预设的低电平电压并输出该预设的低电平电压。
7、根据权利要求6所述的液晶显示器件，其中，所述高电平电压为3.3V。
8、根据权利要求6所述的液晶显示器件，其中，所述低电平电压为0V。
9、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中，所述数字数据信号具有0.6V到1.5V之间的电压电平。
10、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中，所述数据驱动器集成电路包括：
移位寄存器，其使用来自所述定时控制器的时钟信号和源启动脉冲来产生抽样信号；
锁存器，其根据所述抽样信号对所述数据恢复器的数字数据信号进行锁存；以及
数模转换器，其将从所述锁存器输出的数字数据信号转换为模拟信号，并将该模拟信号提供给一液晶显示板。
11、根据权利要求10所述的液晶显示器件，其中，所述数据恢复器安装在所述数据驱动器集成电路内。
12、根据权利要求1所述的液晶显示器件，还包括基准伽马电压产生器，该基准伽马电压产生器向所述数据驱动器集成电路提供基准伽马电压。
13、根据权利要求1所述的液晶显示器件，还包括液晶显示板，该液晶显示板利用从所述数据驱动器集成电路输出的模拟数据信号来显示图像。
14、根据权利要求13所述的液晶显示器件，还包括用于驱动所述液晶显示板的选通线的多个选通驱动器集成电路。
15、根据权利要求14所述的液晶显示器件，还包括所述选通驱动器集成电路安装于其上的带载封装。
16、根据权利要求1所述的液晶显示器件，还包括所述数据驱动器集成电路安装于其上的带载封装。
17、根据权利要求16所述的液晶显示器件，还包括通过所述数据带载封装与液晶显示板相连接的印刷电路板。
18、根据权利要求17所述的液晶显示器件，其中，所述定时控制器安装在所述印刷电路板上。
19、一种对具有用于显示图像的液晶显示板的液晶显示器件进行驱动的方法，包括以下步骤：
输出用于显示图像的数字数据信号；
输出用于对所述数字数据信号进行抽样的时钟信号；
产生具有所述时钟信号的中间值的基准电压；
将所述数字数据信号的电平与所述基准电压进行比较；以及
根据比较结果将所述数字数据信号的电平转换为多个预设电压中的任意一个，并输出经转换的电平。
20、根据权利要求19所述的方法，其中，所述基准电压对应于所述时钟信号的第一电压与第二电压的中间值。
21、根据权利要求19所述的方法，还包括以下步骤：
使用所述时钟信号和一源启动脉冲来产生抽样信号；
根据所述抽样信号对所述数字数据信号进行锁存；以及
将锁存的数字数据信号转换为模拟信号。
22、根据权利要求19所述的方法，其中，将所述数字数据信号的电平与所述基准电压进行比较的处理包括以下步骤：
按位输出所述数字数据信号；以及
将各个位的电压电平与所述基准电压进行比较。
23、根据权利要求22所述的方法，其中，通过将所述数字数据信号的电平与所述基准电压进行比较来调节所述数字数据信号的处理包括以下步骤：
如果对应位的电压大于所述基准电压，则将该对应位的电压调节为预设的高电平电压；以及
如果对应位的电压小于所述基准电压，则将该对应位的电压调节为预设的低电平电压。
24、根据权利要求23所述的方法，其中，所述高电平电压对应于3.3V。
25、根据权利要求23所述的方法，其中，所述低电平电压对应于0V。
26、根据权利要求19所述的方法，其中，所述数字数据信号具有0.6V到1.5V之间的电压电平。
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