DE69104601T2

DE69104601T2 - Treiberschaltung für eine Flüssigkristallanzeige.

Info

Publication number: DE69104601T2
Application number: DE1991604601
Authority: DE
Inventors: Misao Matsuura
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-12-29
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2011-12-28
Also published as: JPH04242788A; EP0493820A1; DE69104601D1; EP0493820B1

Description

Treiberschaltung für Flüssigkristallanzeige

Hintergrund der Erfindung

(1) Feld der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Treiberschaltung für eine Flüssigkristallanzeige (im Folgenden als "LCD" bezeichnet), die eine Anzahl von Anzeigeabstufungen benötigt.

(2) Beschreibung der bekannten Technik

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer bekannten Treiberschaltung für eine Flüssigkristallanzeige. Diese LCD-Treiberschaltung umfaßt k(k = 2 oder eine größere ganze Zahl), Schieberegister SR&sub1;-SRk, k Halteschaltungen (LATCH&sub1; - LATCHk k Auswahlschaltungen SELECT&sub1; - SELECTk und eine Transistorschaltergruppe 2.
Digitalbilddaten-Eingangsspannungen Vin, die Bilddaten-Eingangsanschlüssen Din eingegeben werden, werden den Schieberegistern SR&sub1; - SRk zugeführt, denen ebenfalls ein Taktpuls Vck gemeinsam von einem Taktpuls-Eingangsanschluß CLK zugeführt wird.
Die Ausgaben der Schieberegister SR&sub1; - SRk werden den entsprechenden Halteschaltungen LATCH&sub1; - LATCHk zugeführt, denen ebenfalls ein Haltepuls VSTB gemeinsam von einem Haltepuls-Eingangsanschluß STB zugeführt wird.
Die Ausgaben der Halteschaltungen LATCH&sub1; - LATCHk werden den entsprechenden Auswahlschaltungen SELECT&sub1; - SELECTk zugeführt, denen ferner ein Bildauswahlsignal VFRM gemeinsam von einem Bildauswahlanschluß SRM zugeführt wird. Jede der Auswahlschaltungen SELECT&sub1; - SELECTk hat eine Anzahl von Ausgangsanschlüssen und liefert ein Schaltauswahlsignal an einen speziellen Ausgangsanschluß, basierend auf dem Bildauswahlsignal VFRM (frame) und ferner den Ausgaben der entsprechenden Halteschaltung LATCH&sub1; bis LATCHk.
Die Transistorschaltgruppe 2 umfaßt eine Anzahl von Transistoren T&sub1;&sub1; bis Tkm in Matrixform. Insbesondere umfaßt die Schaltergruppe 2 k (k = 2 oder eine größere ganze Zahl) Transistorgruppen, wobei jede Gruppe m (m = 2 oder eine größere ganze Zahl) Transistoren umfaßt. Diese Transistoren T&sub1;&sub1; bis Tkm werden ein-/aus-betrieben, entsprechend den Schaltauswahlsignalen, die von den entsprechenden Auswahlschaltungen SELECT&sub1; bis SELECTk ausgegeben werden, und somit liefern sie selektiv LCD-Treiberspannungen VLC1 bis VLCm an die Ausgangsanschlüsse O&sub1;-Ok
Der Betrieb der bekannten LCD-Treiberschaltung mit dem oben beschriebenen Schaltungsaufbau ist wie folgt.
Von den Bilddaten-Eingangsanschlüssen Din werden die Digitalbild-Eingangsspannungen Vin von n (n = 2 oder eine größere ganze Zahl) Bits entsprechend den mAbstufungen geliefert. Die Bilddaten-Eingangsspannungen Vin werden den k Schieberegistern SR&sub1; bis SRk synchron mit dem Taktpuls VCLK, der dem Taktpuls-Eingangsanschluß CLK geliefert wird, übertragen.
Die den Schieberegistern SR1 bis SRk übertragenen Daten werden synchron mit dem Haltepuls VSTB, der den Haltepuls-Eingangsanschluß STB zugeführt wird, an die entsprechenden Halteschaltungen LATCH&sub1; bis LATCHk übertragen.
Jede der Auswahlschaltungen SELECT&sub1; bis SELECTk gibt ein Schaltauswahlsignal entsprechend dem Bildauswahlsignal VFRM aus, und die Daten werden in der entsprechenden Halteschaltung LATCH&sub1; bis LATCHk gehalten, so daß sie selektiv einen speziellen Transistor in jeder der Transistorgruppen T&sub1;&sub1; bis T1m, ..., Tk1 bis Tkn einschalten. Somit wird eine der Spannungen VLC1 bis VLCm selektiv an jeden der Eingangsanschlüsse O&sub1; - Ok geliefert. Auf diese Weise werden die den m Abstufungen entsprechenden Spannungen der LCD zugeführt.
Die oben beschriebene bekannte LCD-Treiberschaltung hat die folgenden Nachteile. Wenn viele Abstufungen für die Anzeige auf der LCD vorhanden sind, ist es bei der bekannten Treiberschaltung erforderlich, daß eine niedrigimpedante Pufferschaltung mit Ausgangsanschlüssen, die in ihrer Anzahl der Anzahl von Abstufungen entsprechen, auf einem Halbleiterchip ausgebildet wird. Falls somit die Anzahl der Abstufungen erhöht werden soll, steigen somit die Chipgröße und die Herstellungskosten der bekannten LCD-Treiberschaltung unausweichlich.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten LCD-Treiberschaltung zu vermeiden und eine verbesserte LCD-Treiberschaltung zu schaffen, die den Betrieb einer LCD mit einer großen Anzahl von Abstufungen gestattet und die eine hochdichte Integration, die einfach und mit geringen Kosten umsetzbar ist, ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe der Erfindung wird eine Treiberschaltung für eine Flüssigkristallanzeige geschaffen, die aufweist:
eine Anzahl von Schieberegistern zum Übertragen von Bild- Eingangsdaten entsprechend einem Taktpuls,
eine Anzahl von Halteschaltungen zum Empfangen und Halten der jeweiligen Ausgaben der Schieberegister in Übereinstimmung mit einem Haltepuls,
eine Anzahl von Auswahlschaltungen mit jeweils einer Anzahl von Ausgangsanschlüssen, jeder zum Ausgeben eines Schaltauswahlsignals an ein spezifisches der Ausgangsanschlüsse, basierend auf Ausgaben von jeder der Halteschaltungen und einem Bildauswahlsignal,
einen Multiplexer zum Empfangen von m (m = 2 oder eine größere ganze Zahl) Arten von Treiber-Quellenspannungen, deren Pegel sich voneinander unterscheiden, und zum selektiven Ausgeben von m/2 Arten von Treiber-Quellenspannungen, deren Pegel sich voneinander unterscheiden, und zum selektiven Ausgeben von m/2 Arten von Treiber-Quellenspannungen, basierend auf dem Bildauswahlsignal.
eine Anzahl von Schaltgruppen mit jeweils Transistorschaltern zum Auswählen der Ausgaben des Multiplexers, basierend auf jedem der Schaltauswahlsignale, die von den Auswahlschaltungen gegeben werden, und
eine Anzahl von Operationsverstärkern, die jeweils zwischen jede der Schaltgruppen und der Flüssigkristallanzeige vorgesehen sind.
Erfindungsgemäß gibt der Multiplexer selektiv m/2 Arten von Spannungen von den m Arten verschiedener LCD-Treiber-Quellenspannungen entsprechend dem Bildauswahlsignal aus, und die Schaltgruppen wählen spezifische dieser LCD-Treiberquellenspannungen entsprechend den Schaltauswahlsignalen aus, die von den Auswahlschaltungen ausgegeben werden. Auf diese Weise kann die erforderliche Anzahl von Schaltern auf die Hälfte, verglichen mit der in der bekannten Schaltung, reduziert werden, wodurch eine hochdichte Integration und eine Kostenreduktion erzielt werden.
Desweiteren ermöglichen die Verstärker, die zwischen jeder der Schaltgruppen und der LCD vorgesehen sind, eine Schaltgrößenreduktion, da die durch die Schalter fließenden Ströme nicht direkt die LCD treiben. Es ist somit möglich, eine höhere Intergrationsdichte der LCD-Treiberschaltung zu erzielen.
Als Schalter können beispielsweise MOS-Transistoren verwendet werden. Falls in diesem Fall jeder Schalter aus einem einzelnen Transistor gebildet ist, wird sein "Ein" -Widerstand möglicherweise durch die vom Multiplexer zugeführten Spannungen geändert. Diese Änderung des "Ein" -Widerstandes des einzelnen Transistorschalters kann vermieden werden durch Verwenden eines übertragungstores als Schalter, das beispielsweise aus einem P- und einem N-Kanaltransistor, die parellel geschaltet sind, aufgebaut sein kann. Dementsprechend ist es wünschenswert, daß der Schalter ein Übertragungstor aus einem P-Kanal-Transistor und einem N-Kanal- Transistor ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher, in denen:
Fig. 1 ein schematisches Diagrarnm einer bekannten LCD-Treiberschaltung ist,
Fig. 2 ein schematisches Diagramm einer ersten Ausführungsform der LCD-Treiberschaltung gemäß der Erfindung ist,
Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der ersten Ausführungsform der LCD-Treiberschaltung gemäß Fig. 3 ist, und
Fig. 4 ein schematisches Diagramm einer zweiten Ausführungsform der LCD-Treiberschaltung gemäß der Erfindung ist.

Bevorzugte Ausführungsformen

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es soll festgestellt werden, daß Elemente, die die gleichen oder ähnliche Elemente der Fig. 1 zeigen, in den Figuren 2 bis 4 mit denselben Bezugsziffern oder -symbolen versehen sind.
Fig. 2 ist ein schematisches Diagrarnin eines ersten Ausführungsbeispiels der LCD-Treiberschaltung gemäß der Erfindung.
Diese LCD-Treiberschaltung umf aßt eine Anzahl von Schieberegistern SR&sub1; bis SRk, Halteschaltungen LATCH&sub1; - LATCHk, Auswahlschaltungen SELECT&sub1; - SELECTk, Transistorschaltungen T&sub1;&sub1;-Tk(m/2), einen Multiplexer MPX und eine Anzahl von Operationsverstärkern OP&sub1; - OPk.
In derselben Weise wie bei der bekannten Technik werden die Bilddaten-Eingangsspannungen Vin, die den Bilddaten-Eingangsanschlüssen Din eingegeben werden, den k Schieberegistern SR&sub1;-SRk synchron mit dem Taktpuls VCLK übertragen, der von dem Taktpuls-Eingangsanschluß CLK geliefert wird. Die Halteschaltungen LATCH&sub1; - LATCHk halten die entsprechenden Ausgangssignale der Schieberegister SR&sub1; - SRk synchron mit dem Haltepuls VSTB, der vom Haltepuls-Eingangsanschluß STB geliefert wird. Jede der Auswahlschaltungen SELECT&sub1; - SELECTk hat eine Anzahl von Ausgangsanschlüssen und gibt ein Schalterauswahlsignal an einen spezifischen der Ausgangsanschlüsse, basierend auf dem Bildauswahlsignal VFRM aus, das von dem Bildauswahlanschluß FRM geliefert wird, und ferner den Ausgaben jeder der Halteschaltungen LATCH&sub1; - LATCHk.
Dem Multiplexer MPX werden m Arten von unterschiedlichen LCD-Treiben-Quellenspannungen VLC1 - VLCm zugeführt. Es soll festgestellt werden, daß das Bildauswahlsignal VFRM ebenfalls dem Multiplexer MPX zugeführt wird. Der Multiplexer MPX wählt m/2 Arten von LCD-Treiber-Quellenspannungen unter den m Arten von unterschiedlichen LCD-Treiber-Quellenspannungen VLC1 - VLCm aus, die für m/2 Pegel der Abstufung der Bildanzeige erforderlich sind. Die Transistorschalter T&sub1;&sub1; - Tk (m/2) bilden k Transistorschaltergruppen, wobei jede Gruppe aus m/2-Transistorschaltern besteht. Diese Transistorschalter werden Ein-/Aus-betrieben durch die Schaltauswahlsignale, die von den entsprechenden Auswahlschaltungen SELECT&sub1; - SELECTk ausgegeben werden.
Die Operationsverstärker OP&sub1; - OPk, die jeweils eine Spannungsfolgerschaltung bilden- erhöhen die Stromtreiberkapazität der LCD-Treiber-Quellenspannungen, die durch die Transistorschalter T&sub1;&sub1; - Tk (m/2) geliefert werden, und versorgen die LCD mit diesen erhöhten LCD-Treiber-Quellenspannungen über die Ausgangsanschlüsse O&sub1; - Ok.
Fig. 3 ist ein Zeitdiagrarnni zur Erläuterung des Betriebs dieser Ausführungsform der in Fig. 2 dargestellten LCD- Treiberschaltung. Das Bildauswahlsignal VFRM nimmt einen hohen und einen niedrigen Pegel in einer vorgegebenen Periode oder Frequenz ein. Das Haltepulssignal VSTB wird synchron mit den Anzeigen des Bildauswahlsignals VFRM erzeugt.
Zunächst werden die Bilddaten-Eingangsspannungen Vin, die den Bilddaten-Eingangsanschlüssen Din eingegeben wurden, den Schieberegistern R&sub1; - Rk synchron mit dem Taktpuls VCLK eingegeben. Die Halteschaltungen LATCH&sub1; - LATCHk empfangen Signale, die von den korrespondierenden Schieberegistern SR&sub1; - SRk ausgegeben wurden, synchron mit dem Haltepuls VSTB und halten diese Eingangssignale als Daten für die nächste Horizontalabtastperiode.
Die Auswahlschaltungen SELECT&sub1; - SELECTk schalten selektiv spezifische Transistorschalter in den einzelnen Transistorschaltgruppen der Transistorschalter T&sub1;&sub1; - Tk (m/2) ein, basierend auf dem Bildauswahlsignal VFRM und den n- Bit-Daten, die von den LATCH-Schaltungen LATCH&sub1; - LATCHk ausgegeben wurden. Der Multiplexer MPX gibt selektiv m/2 Arten von Spannungen, unter den m Arten von unterschiedlichen Treiber-Quellenspannungen VLC1 - VLCm, entsprechend dem Bildauswahlsignal VFRM aus. Diese Spannungen werden selektiv den Cperationsverstärkern OP&sub1; - OPk über die vorgenannten speziellen Transistorschaltungen zugeführt, die durch die Auswahlschaltungen SELECT&sub1; - SELECTk ausgewählt wurden. Die Operationsverstärker OP&sub1; - OPk liefern die Ausgangsspannungen V&sub0;&sub1; - V0k entsprechend den Eingangsspannungen VS1 bis VSk.
In der bekannten LCD-Treiberschaltung ohne jegliche Operationsverstärker ist der Treiberstrom klein, falls die Abmessungen der Transistoren, die die Transistorschalter bilden, gering sind. Zur Erhöhung des Treiberstroms war es erforderlich, die Abmessungen der betreffenden Schalttransistoren zu erhöhen. Bei der bekannten LCD-Treiberschaltung steigt somit mit dem Ansteigen der Anzahl der Abstufungen die Anzahl der Transistorschaltungen entsprechend und erhöht die Chipgröße. Demgegenüber sind in dieser Ausführungsform die Operationsverstärker QP&sub1; - OPk als Spannungsfolgerschaltungen zwischen den Transistorschaltungen T&sub1;&sub1; - Tk (m/2) und der LCD vorgesehen, uns sie liefern Treiberspannungen mit großer Stromtreiberfähigkeit. Aufgrunddessen können die Transistoren der Transistorschalter T&sub1;&sub1; - Tk (m/2) von geringeren Abmessungen sein. Auf diese Weise kann die LCD-Treiberschaltung dieser Ausführungsform von geringerer Chipgröße, verglichen mit der der bekannten Technik, sein.
Da desweiteren die LCD-Treiberschaltung der Ausführungsform den Multiplexer MPX aufweist, können m Abstufungen durch m/2 Transistorschaltungen in jeder Gruppe der Transistorschalter T&sub1;&sub1; - Tk (m/2) abgedeckt werden, d.h. es ist möglich, die Anzahl der verwendeten Transistoren auf die Hälfte der in bekannter Technik zu reduzieren. Es ist somit möglich, nicht nur die Chipgröße, sondern auch die Herstellungskosten zu reduzieren.
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der LCD-Treiberschaltung gemäß der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehenden ersten Ausführungsform dadurch, daß ein Übertragungstor aus einem P- und einem N-Kanaltransistor und einem Inverter anstatt jedes Transistorschalters aus einem einzelnen Transistor vorgesehen ist. Da der Rest der Struktur im wesentlichen gleich der ersten Ausführungsform ist, werden die Teile, die denen der Fig. 2 entsprechen, mit gleichen Bezugsziffern versehen, und ihre Erläuterung wird hier nicht wiederholt.
In dieser zweiten Ausführungsform sind insbesondere eine Anzahl von Übertragungstoren mit jeweils einem P- und einem N-Kanaltransistor und einem Inverter als Schalteinrichtung vorgesehen.
Bei der ersten Ausführungsform, in der jeder Schalter durch einen einzelnen Transistor gebildet ist, wird der "Ein"-Widerstand des betreffenden Transistors durch die Spannung, die vom Multiplexer MPX zugeführt wird, aufgrund der Rückgate-Spannungsabhängigkeit des Transistors geändert oder beeinflußt. Demgegenüber ist in dieser Ausführungsform ein Übertragungstor aus einem P- und einem N-Kanaltransistor und einem Inverter als Transistorschalter vorgesehen. Somit kompensieren in der LCD-Treiberschaltung dieser Ausführungsform die P- und N-Kanaltransistoren einander, und sie verhindern die Änderung des "Ein" -Widerstandes aufgrund der ihnen zugeführten Spannung.
Wie im Vorstehenden beschrieben wurde, ist erfindungsgemäß nur die Hälfte der Anzahl von Schaltern, verglichen mit der bekannten Treiberschaltung erforderlich, da der Multiplexer m Arten unterschiedlicher Treiber-Quellenspannungen empfängt und m/2 Arten von Spannungen entsprechend dem Bildauswahlsignal. Auf diese Weise ist die erf indungsgemäße LCD-Treiberschaltung sehr gut geeignet für die LCD, die eine Anzahl von Anzeigeabstufungen erfordert, und ermöglicht eine hochdichte Integration und eine Kostenreduktion. Da ferner erfindungsgemäß die Verstärker zwischen den Schaltgruppen und der LCD vorgesehen sind, passiert kein großer Strom die Schalter. Es ist somit möglich, die Schalterabmessungen zu reduzieren und eine höhere Integrationsdichte zu erzielen.

Claims

1. Treiberschaltung für eine Flüssigkristall-Anzeige mit:

einer Anzahl von Schieberegistern (SRl-SRk) zur Übertragung von Bildeingangsdaten (Vin) entsprechend einem Taktpuls (VCLK), einer Anzahl von Halteschaltungen (LATCH&sub1;-LATCHk) zum Empfang und zum Halten der Ausgangssignale der Schieberegister entsprechend einem Haltepuls (VSTB), und einer Anzahl von Auswahlschaltungen (SELECT&sub1;-SELECTk) mit jeweils einer Anzahl von Ausgangsanschlüssen, jede zur Ausgabe eines Schaltauswahlsignals an einen bestimmten der Ausgangsanschlüsse aufgrund von Ausgangssignalen von jeder der Halteschaltungen und einem Bildauswahlsignal (VFRM), wobei die Treiberschaltung gekennzeichnet ist durch:

einen Multiplexer (MPX) zum Empfang von in-Arten von Treiberquellenspannungen (VLC1-VLCm)g deren Pegel sich voneinander unterscheiden, und zum selektiven Ausgeben von m/2 Arten von Treiberquellenspannungen (VS1-VSk) basierend auf dem Bildauswahlsignal, wobei in gleich 2 oder eine größere ganze Zahl ist,

einer Anzahl von Schaltgruppen mit jeweils Schaltern (T&sub1;&sub1;- Tk(m/2)) zur Auswahl der Ausgangssignale des Multiplexers aufgrund jedes Schaltauswahlsignals, die von den Auswahlschaltungen ausgegeben werden, und

einer Anzahl von Verstärkern (OP&sub1;-OPk), die jeweils zwischen jeder Schaltgruppe und der Flüssigkristallanzeige vorgesehen sind.

2. Treiberschaltung für eine Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1,

wobei jeder der Schalter (T&sub1;&sub1;-Tk(m/2)) ein Übertragungstor mit einem P- und einem N-Kanal-MOS-Transistor und einem Inverter ist, der zwischen die Gate-Elektroden der P- und N- Kanal-MCS-Transistoren geschaltet ist.

3. Treiberschaltung für eine Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1,

wobei jeder Verstärker (OP&sub1;-OPk) ein Operationsverstärker ist, dessen Ausgangsanschluß und invertierender Eingangsanschluß direkt verbunden sind, so daß er als Spannungsfolgerschaltung arbeitet.