專利名稱：具有低功率要求的lcd驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及液晶顯示器(LCD)并且尤其涉及用于LCD的低功率驅(qū)動(dòng)方案。
背景技術(shù)：
圖1是一個(gè)LCD面板及其在圖1中標(biāo)明COM1、…、COMn的N個(gè)行電極，以及在圖1中顯示為垂直矩形標(biāo)明SEG1～SEGk的k個(gè)列電極的示意圖。圖1中未顯示(以簡(jiǎn)化圖形)的是行和列電極之間的一層液晶材料。當(dāng)從一個(gè)觀察方向觀察時(shí)，每個(gè)行電極將重疊一個(gè)列電極，其中兩個(gè)重疊電極的重疊部分將定義LCD面板的一個(gè)像元。當(dāng)在一個(gè)特定行和特定列電極上施加一個(gè)合適的電壓時(shí)，重疊的行和列電極之間的像元處的一部分液晶層控制該部分的光透射或反射性質(zhì)。
圖2a是用于行(或COM)電極和列(或SEG)電極的改進(jìn)的Alto-Pleshko(IAPT)波形的圖解說(shuō)明。圖2b是用于行(COM)電極和列(SEG)電極的常規(guī)Alto-Pleshko驅(qū)動(dòng)波形的圖表。在圖2a和2b中，標(biāo)明VCOM或其變型的電壓表示施加到行電極的電壓波形，標(biāo)明VSEG或其變型的電壓表示施加到列電極的電壓波形。圖2a和2b中的驅(qū)動(dòng)波形是常規(guī)的。參考圖1和圖2a，說(shuō)明了一個(gè)無(wú)源LCD的典型配置以及一個(gè)常規(guī)驅(qū)動(dòng)波形。如圖1所示，第i個(gè)行電極連接到一邊電壓VCOMi的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，第j個(gè)列電極連接到另一邊電壓VSEGj的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在圖2a中，垂直軸為電壓，水平軸為時(shí)間，數(shù)據(jù)信號(hào)VSEGj也畫(huà)成VCOMi信號(hào)上的重疊陰影區(qū)域，以說(shuō)明這兩組信號(hào)之間的相對(duì)關(guān)系。
圖2a所示的驅(qū)動(dòng)波形稱為改進(jìn)的Alto-Pleshko驅(qū)動(dòng)方法(簡(jiǎn)稱改進(jìn)的APT，或IAPT)。主要特征在于COM掃描脈沖是“折疊的”，使得與如圖2b所示的普通APT相比，驅(qū)動(dòng)總電壓動(dòng)態(tài)范圍減小。在CMOS集成驅(qū)動(dòng)器IC中使用的常規(guī)設(shè)計(jì)技術(shù)中，此減小的電壓范圍被認(rèn)為是有利的，但是其中(由精細(xì)柵幾何形狀電路及器件中使用的薄柵氧化層導(dǎo)致的)低MOS晶體管擊穿電壓將使電路設(shè)計(jì)非常困難。
從這些信號(hào)的波形可以看到，盡管IAPT驅(qū)動(dòng)方法減小了用于驅(qū)動(dòng)器的電壓動(dòng)態(tài)范圍，但是因此增大了功率。這是因?yàn)長(zhǎng)CD是一個(gè)純AC器件，并且列(SEG)電極上的電容負(fù)載可能相當(dāng)大。盡管從“多數(shù)”COM電極電壓(與場(chǎng)2xN中非掃描電壓V5和場(chǎng)2xN+1中V2基本相同)測(cè)量的，如圖2a所示的列(SEG)電極電壓擺幅V6-V4或V3-V1(這兩個(gè)值必須相同)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于常規(guī)IAPT驅(qū)動(dòng)方案中使用的總電源電壓(圖2a中的V6-V1)，但是，驅(qū)動(dòng)列(SEG)電極的電流也需要流經(jīng)整個(gè)電壓范圍。
根據(jù)常規(guī)設(shè)計(jì)原則，(V6-V1)與(V3-V1)之間的比值可以粗略地用 估計(jì)，其中Mux為復(fù)用率(或占空因數(shù))，由行/COM電極數(shù)決定。使用此公式，對(duì)于一個(gè)81行(具有81個(gè)行/COM電極)的中等尺寸的LCD，上述比值為5x，并且因此，用于驅(qū)動(dòng)SEG電極的功率損失(與電壓V成比例，假定電流I保持不變)可以高達(dá)80％。
由于在每個(gè)行掃描間隔將僅有一個(gè)COM電極掃描而所有SEG電極都可以改變，因此SEG/列電極電容負(fù)載電流可以比COM/行電極負(fù)載電流大十倍。這顯然使所提供SEG/列功率的低利用率非常不受歡迎。
最常聽(tīng)到的來(lái)自便攜式計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話及個(gè)人數(shù)字助理的用戶的抱怨之一就是這些器件的功耗太大以致不得不經(jīng)常更換電池，很不方便。因此，需要提供一個(gè)節(jié)電方案，用于驅(qū)動(dòng)LCD顯示器，尤其是用于這種便攜式器件中使用的顯示器。
常規(guī)LCD中遇到的另一個(gè)問(wèn)題是由其驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)引起的串?dāng)_。許多無(wú)源LCD器件通過(guò)B類偏壓電路驅(qū)動(dòng)。在這些電路中，為了使功耗最小，當(dāng)電路的輸出不用于驅(qū)動(dòng)電極時(shí)，N和P晶體管都處于OFF狀態(tài)。因此，當(dāng)使用B類偏壓電路驅(qū)動(dòng)列電極到目標(biāo)電壓值時(shí)，隨著被驅(qū)動(dòng)電極的電勢(shì)接近目標(biāo)值，輸出誤差很小，使得常規(guī)運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)器電路的輸出級(jí)移向B類偏壓，其中N和P型晶體管都處于OFF狀態(tài)并且因此存在非常微弱的驅(qū)動(dòng)功率。這使得由于驅(qū)動(dòng)電路所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的高RC值，驅(qū)動(dòng)器電路處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。因此，殘差(尋址像元處的行和列電極上的電壓與目標(biāo)值之間的差異)往往持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，經(jīng)過(guò)許多行掃描周期，由此引起串?dāng)_。在本文中，行掃描周期是施加電勢(shì)以使重疊一個(gè)行電極的像元有機(jī)會(huì)改變狀態(tài)所用的時(shí)間間隔。
因此需要提供一個(gè)改進(jìn)的LCD驅(qū)動(dòng)方案，其中上述串?dāng)_問(wèn)題被減小或最小化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識(shí)，通過(guò)使用兩個(gè)單獨(dú)的電源產(chǎn)生適當(dāng)?shù)碾妱?shì)用于驅(qū)動(dòng)行和列電極，驅(qū)動(dòng)列(SEG)電極的電流不需要流經(jīng)總電源電壓(圖2a中V6-V1)，使得LCD的功耗顯著減小。理想地，使用兩個(gè)功率源產(chǎn)生并且施加到行和列電極的其中一個(gè)電勢(shì)隨其中一個(gè)電源提供的電壓浮動(dòng)。這允許驅(qū)動(dòng)LCD的電勢(shì)的動(dòng)態(tài)范圍減小，由此也允許功率電路中半導(dǎo)體器件的尺寸減小。這使得能夠制造更便宜的驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)用于驅(qū)動(dòng)LCD顯示器。
由于LCD是一個(gè)純AC器件，因此驅(qū)動(dòng)LCD的信號(hào)脈沖在一些場(chǎng)尋址周期中將高于參考電壓例如地(例如正向脈沖)，以及在其它場(chǎng)尋址周期中低于參考電壓(例如反向脈沖)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)提供一個(gè)電壓微分，隨后用于產(chǎn)生兩種類型的脈沖，保證LCD像元上將不出現(xiàn)能夠?qū)е乱壕Р牧想婋x并且永久損壞LCD的顯著的DC偏置。在一些實(shí)施例中，該電壓微分可以由一個(gè)電壓電源直接提供。
理想地，在本發(fā)明的一個(gè)低功率驅(qū)動(dòng)方案中使用一個(gè)能量存儲(chǔ)器件，用于產(chǎn)生適用于驅(qū)動(dòng)行和列電極的電勢(shì)。在該方案的工作的第一階段，一個(gè)或多個(gè)能量存儲(chǔ)器件被充電，在隨后的第二階段，則存儲(chǔ)的能量用于驅(qū)動(dòng)行和/或列電極。在一些實(shí)施例中，來(lái)自功率源的功率可以既用于使能量存儲(chǔ)器件充電又用于在第一階段驅(qū)動(dòng)行和/或列電極。
在使用一個(gè)或多個(gè)能量存儲(chǔ)器件的實(shí)施例中，在一個(gè)場(chǎng)尋址周期中用于驅(qū)動(dòng)列電極的一些電流可以在隨后的周期中再使用，用于驅(qū)動(dòng)列電極。
本發(fā)明的另一方面基于這樣的觀察，通過(guò)使用能量存儲(chǔ)器件例如電容器驅(qū)動(dòng)列電極，B類偏壓電路遇到的上述問(wèn)題可以一起避免。因此，如果選擇的能量存儲(chǔ)器件具有比其驅(qū)動(dòng)的負(fù)載例如LCD像元的電容負(fù)載高得多的電容，則有可能在一個(gè)行掃描周期內(nèi)驅(qū)動(dòng)列電極到接近或基本達(dá)到目標(biāo)值的一個(gè)電壓，使得與常規(guī)驅(qū)動(dòng)器有關(guān)的上述串?dāng)_問(wèn)題可以減輕。在理想實(shí)施例中，可以使用兩個(gè)不同的能量存儲(chǔ)器件，使用第一器件驅(qū)動(dòng)列電極到接近但未達(dá)到目標(biāo)值的一個(gè)電壓，然后使用第二器件驅(qū)動(dòng)列電極到基本達(dá)到目標(biāo)值，所有都是在相同的行掃描周期內(nèi)。


圖1是一個(gè)LCD面板及其在圖1中標(biāo)明COM1、…、COMn的行電極，以及在圖1中顯示為垂直矩形標(biāo)明SEG1～SEGk的列電極的示意圖。
圖2a是用于行或COM電極和列或SEG電極的常規(guī)的改進(jìn)的Alto-Pleshko(IAPT)波形的圖解說(shuō)明。
圖2b是用于行(COM)電極和列(SEG)電極的常規(guī)Alto-Pleshko驅(qū)動(dòng)波形的圖表。
圖3a是產(chǎn)生適當(dāng)?shù)碾妱?shì)用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)LCD的行和列電極的一個(gè)電源電路的示意電路圖，以說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖3b-3d是產(chǎn)生適用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)LCD顯示器的行和列電極的電勢(shì)的一個(gè)電源電路的部分的示意電路圖，以說(shuō)明進(jìn)一步的實(shí)施例。
圖4a是用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)一個(gè)LCD的電勢(shì)以及隨一個(gè)電源提供的電壓浮動(dòng)的電勢(shì)的一個(gè)電源電路的示意電路圖，以說(shuō)明本發(fā)明的又一個(gè)圖4b和4c是圖4a的實(shí)施例中使用的信號(hào)波形的圖表。
圖5a和5b一起說(shuō)明用于產(chǎn)生適用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)LCD的行和列電極的電勢(shì)的一個(gè)電源電路，以說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)理想實(shí)施例。
圖6a是用于產(chǎn)生適用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)LCD的列電極的電勢(shì)的一個(gè)電源電路的示意電路圖，以說(shuō)明針對(duì)減小串?dāng)_的本發(fā)明的又一個(gè)方面。
圖6b是開(kāi)關(guān)電路波形和電壓波形的時(shí)序圖，以說(shuō)明圖6a中電路的工作的兩個(gè)不同實(shí)施例。
為了簡(jiǎn)化描述，在本申請(qǐng)中用相同的數(shù)字標(biāo)明相同的元件。
具體實(shí)施例方式
參考圖2a和2b，看到在IAPT(圖2a)和APT(圖2b)驅(qū)動(dòng)方案中，在例如圖2a、2b中的場(chǎng)2xN或場(chǎng)2xN+1的一個(gè)場(chǎng)間隔(N為正整數(shù))，SEG/列電極電壓擺幅與COM/行電極電壓擺幅相比具有非常有限的動(dòng)態(tài)范圍。本發(fā)明涉及使用單獨(dú)的電源系統(tǒng)以提供窄范圍電壓電源用于SEG/列驅(qū)動(dòng)器，以及寬范圍電壓電源用于COM/行驅(qū)動(dòng)器。
浮動(dòng)VCOM實(shí)施例在用于獲得圖2b所示信號(hào)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以使用一個(gè)浮動(dòng)高電壓VCOM電源或兩個(gè)固定高電壓VCOM電源用于COM電極(以下討論)?？傊?，由于用于為列電極提供功率的電流被驅(qū)動(dòng)通過(guò)非常有限的動(dòng)態(tài)范圍這一事實(shí)，導(dǎo)致該變型的系統(tǒng)的功耗比常規(guī)單電源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)低差不多80％(見(jiàn)以上計(jì)算)。
浮動(dòng)VBIAS實(shí)施例在用于獲得圖2a所示信號(hào)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，圖3a中一個(gè)浮動(dòng)低電壓電源系統(tǒng)12提供用于提供SEG/列轉(zhuǎn)接的功率的電勢(shì)VB+/V0/VB-。此VBIAS電源12，通過(guò)開(kāi)關(guān)的正確控制，將在三個(gè)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)接充電使用一個(gè)功率源，例如電荷泵或緩沖放大器，對(duì)VB+/V0/VB-之間連接的電容器周期性地充電。然后電容器提供兩個(gè)“工作電壓”用于驅(qū)動(dòng)列電極。
V-低VB-連接到V1并且V0/VB+將提供V2和V3。
V-高VB+連接到V6并且V0/VB-將提供V5和V4。
如將在以下段落中詳細(xì)討論，一個(gè)浮動(dòng)VCOM結(jié)構(gòu)可以比一個(gè)浮動(dòng)VBIAS結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。此外，在三個(gè)不同狀態(tài)之間轉(zhuǎn)接VBIAS將有一些較小功耗。但是，在一個(gè)單芯片CMOS IC實(shí)施中，浮動(dòng)VCOM結(jié)構(gòu)的實(shí)際實(shí)施可能需要使用三阱CMOS工藝，而在更常規(guī)的雙阱CMOS工藝中可以實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)VBIAS結(jié)構(gòu)。因此前一方法(即浮動(dòng)VCOM)更適用于要求多芯片解決方案處理驅(qū)動(dòng)負(fù)載的較大LCD，而后一方法(即浮動(dòng)VBIAS)更適用于單芯片解決方案更經(jīng)濟(jì)的較小LCD。
這兩個(gè)方案的任意一個(gè)通過(guò)更有效地利用功率，與常規(guī)單電源系統(tǒng)相比都將實(shí)現(xiàn)非常顯著的節(jié)電。
浮動(dòng)VCOM實(shí)施例使用兩個(gè)固定的VCOM電源本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及使用非折疊的APT驅(qū)動(dòng)方案(圖2b)，并且利用如圖3a和圖3b所示的兩個(gè)固定的VCOM電源。熟練的技術(shù)人員將理解到，雖然以下描述中參考圖3a-3d、4a-4c及5a、5b顯示了用于僅驅(qū)動(dòng)一個(gè)行或列電極的驅(qū)動(dòng)電路，但是可以使用類似的電路用于驅(qū)動(dòng)其它行和列電極。雖然所有的列電極需要同時(shí)被驅(qū)動(dòng)，但是在一些實(shí)施例中，在任一時(shí)刻僅一個(gè)行電極被掃描，使得借助于一個(gè)開(kāi)關(guān)電路，僅一個(gè)驅(qū)動(dòng)器就足以順序地驅(qū)動(dòng)所有行電極。
在圖3a中，依賴被掃描行的極性，通過(guò)施加V0＜＝＞VCOM+脈沖或V0＜＝＞VCOM-脈沖，掃描COM或行電極。通過(guò)施加合適的定時(shí)信號(hào)S+、S0、S-以控制開(kāi)關(guān)I0、I1、I2，這些脈沖被提供到每個(gè)行電極的連接節(jié)點(diǎn)COM。通過(guò)施加適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)信號(hào)SS+(j)、SS-(j)到開(kāi)關(guān)I3、I4，驅(qū)動(dòng)電勢(shì)VB+或VB-被施加到每個(gè)列電極的連接節(jié)點(diǎn)SEG。符號(hào)“SS+(j)、SS-(j)”表示適用于第j個(gè)列電極的定時(shí)信號(hào)，其中j從1到最大列電極數(shù)。與常規(guī)單電源IAPT驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)功耗的效率很高。由于SEG/列電極的功耗將由一個(gè)專門(mén)的VBIAS低電壓電源提供，因此SEG/列電極的電流負(fù)載將具有一個(gè)較低的V乘數(shù)并且因此降低了系統(tǒng)功率要求。
但是，在此實(shí)施例中，VCOM+、VCOM-被永久地連接到剩余的驅(qū)動(dòng)器電路并且因此要求開(kāi)關(guān)電路I0和I2容許|VCOM+-VCOM-|的擊穿電壓。由于|VCOM+-V0|＝|V0-VCOM-|＝VCOM并且可以高達(dá)15～18V，因此總擊穿要求可以達(dá)到30～36V，在精細(xì)幾何形狀COMS工藝中達(dá)到相當(dāng)昂貴。因此需要在此方面的改進(jìn)。
圖3b是說(shuō)明用于產(chǎn)生適合驅(qū)動(dòng)LCD的電勢(shì)的一個(gè)電源的部分的電路圖的示意圖。圖3b中所示電源的部分是用于產(chǎn)生一個(gè)適當(dāng)?shù)碾妷河糜隍?qū)動(dòng)行電極；用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)列電極的電勢(shì)的電路的部分與圖3a的電路塊12類似。為了簡(jiǎn)化圖3b，省略了該電路塊，理解到該電路塊以圖3a所示相同的方式連接到圖3b的節(jié)點(diǎn)V0。對(duì)于圖3c也一樣。在圖3b中，說(shuō)明了一個(gè)改進(jìn)的方案。在此方案中，還有兩個(gè)固定的高電壓電源VCOM+和VCOM-。但是，使用了兩對(duì)開(kāi)關(guān)(I1/I5和I4/I3)選擇用于所有行/COM電極驅(qū)動(dòng)電路的電源。有了這些開(kāi)關(guān)和控制信號(hào)F1a、F2a(其中F1a基本是F2a的倒置)，根據(jù)APT驅(qū)動(dòng)技術(shù)，在任何單個(gè)時(shí)刻，僅VCOM+或僅VCOM-被施加，但是從不同時(shí)被施加。結(jié)果，開(kāi)關(guān)I0和I2上的電壓將限于|VCOM|而不是2x|VCOM|。例如在場(chǎng)2xN中，僅V0和VCOM-被施加。因此與圖3a實(shí)施例相比擊穿要求降低2倍。此外，所有四個(gè)電源開(kāi)關(guān)(I5、I6、I7、I8)僅經(jīng)過(guò)一個(gè)|VCOM|轉(zhuǎn)換，并且因此也要求容許一個(gè)VCOM的擊穿容限。
圖3b的實(shí)施例還要求兩個(gè)單獨(dú)的電源VCOM+和VCOM-。圖3c中顯示圖3b的一個(gè)進(jìn)一步的增強(qiáng)。在此實(shí)施例中，僅使用一個(gè)電壓電源VCOM+。在正周期中，信號(hào)F1a為高并且開(kāi)關(guān)I9、I11為ON。V+連接節(jié)點(diǎn)將連接到VCOM+并且V-將連接到V0，而電容器C0將被充電到VCOM+。在負(fù)周期中，F(xiàn)2a將為高，開(kāi)關(guān)I10將為ON，并且來(lái)自COM/行掃描系統(tǒng)20的電勢(shì)由在正周期中充電到VCOM+的電容器C0提供。隨著I10轉(zhuǎn)為ON，C0的頂端連接到V0，并且因此迫使C0的底端到-VCOM+或VCOM-。結(jié)果，通過(guò)連接C0的不同端到電源VCOM+以及到參考節(jié)點(diǎn)V0，并且使用另一端作為-VCOM+或VCOM-，掃描所有行/COM電極僅需要一個(gè)電壓源。這是可能的，因?yàn)樵谌魏螁蝹€(gè)時(shí)刻，APT驅(qū)動(dòng)方案中將僅有一個(gè)行/COM電極被掃描。此單個(gè)電壓源可以提供行/COM掃描脈沖的兩種極性所需的電壓。
此技術(shù)可以同樣好地應(yīng)用于場(chǎng)倒置APT驅(qū)動(dòng)方案(其中在一個(gè)場(chǎng)內(nèi)所有行/COM極性將保持相同，在下一場(chǎng)所有行/COM變?yōu)榱硪粋€(gè)極性)，行倒置APT驅(qū)動(dòng)方案(其中一個(gè)場(chǎng)極性將為+-+-+-，下一個(gè)場(chǎng)為-+-+-+，等)或其它倒置驅(qū)動(dòng)方案。此單個(gè)VCOM方案的另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是向驅(qū)動(dòng)信號(hào)的兩個(gè)極性提供平衡的電壓電源的天然能力。此平衡很重要，因?yàn)長(zhǎng)CD像元上施加的任何顯著的DC偏置都會(huì)導(dǎo)致LC(液晶)材料的電離并且永久損壞LCD。通過(guò)僅使用一個(gè)電源電壓用于VCOM，此平衡自動(dòng)建立；否則，這可能需要額外的高擊穿電壓反饋控制電路并且可能實(shí)現(xiàn)很困難和昂貴。
圖3d說(shuō)明圖3c的又一個(gè)改進(jìn)。在此實(shí)施例中，到V0的連接用到VB+和VB-的連接代替。此外，VB-連接到GND而VB+連接到單個(gè)電源VB2。此改進(jìn)的方案進(jìn)一步減小了用于VB+、VB-的電源的復(fù)雜性。此外，電源VCOM到VB+和VB-的連接允許提供VCOM中使用的電流流經(jīng)用于VB+(和VB-)的存儲(chǔ)電容器，以及由一個(gè)特定像元處尋址的行和列電極COMi、SEGj(圖3d中虛線所示)構(gòu)成的電容器，并且被用于隨后尋址的列/SEG電極驅(qū)動(dòng)器再使用。將VCOM連接從V0移開(kāi)的一個(gè)進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是在建立VB+和VB-之間的平衡以使像元電極上所見(jiàn)的DC電壓最小的過(guò)程中，V0起著重要的作用。如果VCOM的負(fù)載通過(guò)節(jié)點(diǎn)V0，則所有行/COM掃描電流將加載到V0上，使平衡更難以實(shí)現(xiàn)并且需要一個(gè)強(qiáng)的電壓跟隨器驅(qū)動(dòng)V0。當(dāng)V0連接到VB+和VB-，通過(guò)LCD像元電容耦合(例如圖3d中COMi、SEGj)，V0負(fù)載將完全來(lái)自列/SEG，由于電容器耦合的限制，無(wú)DC，并且驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)V0的一個(gè)器件可以非常弱(僅夠處理CB0漏泄以及耦合信號(hào)的不平衡部分)。
注意到圖3b、3c或3d中，低電壓電源系統(tǒng)VBIAS涉及使用電容器CB+和CB-。當(dāng)一個(gè)SEG電極從VB+擺動(dòng)到VB-，反之亦然，電流通過(guò)LCD面板電容耦合到節(jié)點(diǎn)V0。此電流對(duì)于VB+到VB-轉(zhuǎn)換將是“源”電流(從V0節(jié)點(diǎn)流出)，并且對(duì)于VB-到VB+轉(zhuǎn)換將是“吸收”電流(流入V0節(jié)點(diǎn))。如上所述，這些電流是內(nèi)在平衡的，并且因此導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)期無(wú)DC?，F(xiàn)在，如果一個(gè)足夠大的電容器(例如超過(guò)150x總LCD面板負(fù)載電容)連接在V0與地之間，則將出現(xiàn)另一個(gè)非常重要的特征，即電流再使用在一個(gè)場(chǎng)中被一行像元用于從，比方說(shuō)，VB+到VB-轉(zhuǎn)換的電流，將在下一個(gè)場(chǎng)中提供相同行的從VB-到VB+轉(zhuǎn)換。本質(zhì)上，電流脈沖將在兩個(gè)連續(xù)場(chǎng)中兩次使用，但是暫時(shí)存儲(chǔ)在連接到V0的電容器中。這對(duì)于所顯示圖像本質(zhì)上是靜態(tài)的并且場(chǎng)到場(chǎng)圖像變化非常有限的幾乎所有無(wú)源LCD顯示器應(yīng)用尤其正確?？紤]電流再使用的另一個(gè)方法是看在每個(gè)上述轉(zhuǎn)換(先從VB+流到V0并且然后從V0到VB-并且V0本質(zhì)上將保持不變，假定負(fù)載電流在V0上產(chǎn)生可忽略的DC漂移)處電壓減半。或者，通過(guò)連接到V0的電容器CB+/CB-，功耗減半。
本發(fā)明的又一個(gè)方面涉及連接在VB+到V0和V0到VB-之間的兩個(gè)電容器CB+/CB-。CB-在電流再使用方面的重要性上面已討論。CB+的重要性可以說(shuō)明如下。為使以上電流再使用方案起作用，V0節(jié)點(diǎn)不能在兩個(gè)連續(xù)場(chǎng)內(nèi)“驅(qū)動(dòng)”(換句話說(shuō)，V0僅能偶爾被驅(qū)動(dòng)，平均頻率比場(chǎng)頻低得多，理想地在15～20Hz以下，或者約為場(chǎng)頻的20％)并且必須允許某個(gè)小百分比的V0漂移(1～2％，+/-平衡)。此低頻率驅(qū)動(dòng)要求與V0為VB+與VB-之間中點(diǎn)的要求內(nèi)在地沖突，后者來(lái)自于像元電極上不施加凈DC電壓的要求，因?yàn)檫@將要求V0總是受控的。
增加與CB-電容基本相同的CB+，將因此對(duì)于電流再使用方案的實(shí)現(xiàn)很重要，因?yàn)镃B-和CB+將構(gòu)成一個(gè)電容器分壓器，并且VB+到VB-上發(fā)生的任何波動(dòng)將通過(guò)電容器分壓器自動(dòng)反映到V0，并且因此幫助V0使其電勢(shì)保持在(VB+-VB-)/2。沒(méi)有CB+，VB+的波動(dòng)將僅施加到V0的一邊，并且LCD像元上容易出現(xiàn)凈DC電壓。除了使用一個(gè)昂貴的極其精確的電壓源用于VB+之外，解決此DC問(wèn)題的另一個(gè)方法是使用一個(gè)相當(dāng)強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)器使V0固定在(VB+-VB-)/2。由于此驅(qū)動(dòng)器無(wú)法區(qū)分有害的漂移與由再使用的電流引起的“好的漂移”，因此它可能削弱任何節(jié)電效果，并且造成電流再使用方案不可行。
浮動(dòng)VBIAS實(shí)施例以上實(shí)施例將通過(guò)利用一個(gè)單獨(dú)的電源用于具有低電壓VBIAS的SEG/列電極實(shí)現(xiàn)所需節(jié)電。但是，由于電路結(jié)構(gòu)的雙極性性質(zhì)，一個(gè)單芯片LCD控制器IC中這些方案的CMOS實(shí)施還要求使用三阱CMOS工藝(N阱用于P-MOS，當(dāng)P-MOS工作在正電壓時(shí)，以及P阱用于N-MOS，當(dāng)N-MOS工作在負(fù)電壓時(shí))。三阱CMOS工藝與一個(gè)其它方面相等的雙阱CMOS工藝(在擊穿電壓、最小幾何形狀、導(dǎo)體層等方面相等)相比要貴～20％。因此需要修改方案以允許使用更經(jīng)濟(jì)的工藝。
參考圖2a中場(chǎng)倒置IAPT驅(qū)動(dòng)方案，看到，在每個(gè)場(chǎng)期間，在非掃描電壓(V5或V2，依賴掃描COM/行脈沖的極性)的兩邊(即上面和下面)，SEG/列的電壓擺幅限于一個(gè)相對(duì)小的值。因此需要提供一個(gè)“浮動(dòng)”VBIAS電源系統(tǒng)用于列/SEG轉(zhuǎn)接需要(參考圖4a在每個(gè)場(chǎng)期間的方式使得此“浮動(dòng)”電源將基本保持其源電壓(VB+/VB0/VB-，或簡(jiǎn)稱VBIAS)穩(wěn)定并且提供所需的電流以支持電極在偶場(chǎng)期間V6-V4奇場(chǎng)期間V1-V3之間擺動(dòng))。有了此“浮動(dòng)”VBIAS電源，于是就可以使用IAPT折疊驅(qū)動(dòng)方案，并且這允許使用雙阱COMS工藝構(gòu)造一個(gè)單極性LCD驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)構(gòu)造一個(gè)完整的LCD驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
此“浮動(dòng)”VBIAS電源系統(tǒng)100的一個(gè)理想實(shí)施例包括一個(gè)專門(mén)的固定的高電壓VCOM電源、一個(gè)VBIAS電源以及一個(gè)開(kāi)關(guān)電路，該開(kāi)關(guān)電路用于產(chǎn)生某些合適的電勢(shì)用于驅(qū)動(dòng)COM或行以及SEG或列電極。圖4a中顯示系統(tǒng)100，其中節(jié)點(diǎn)V6連接到提供電壓V6的一個(gè)專門(mén)的固定的高電壓VCOM電源，并且節(jié)點(diǎn)V3/V2/V1連接到一個(gè)VBIAS電源以提供三個(gè)電壓V3/V2/V1。 V1的電壓水平典型地為GND，并且V3-V2＝V2-V1＝VBIAS?？刂菩盘?hào)F2b為F1b的倒置(圖4b)，這兩個(gè)信號(hào)的ON部分之間有一個(gè)很小的間隙以保證兩個(gè)電源路徑不可能同時(shí)為ON。
在奇場(chǎng)中，F(xiàn)2b為“1”，開(kāi)關(guān)I22、I24、I26為ON，并且電容器CB+/CB-連接到V3/V2/V1，并且系統(tǒng)100將提供電壓源以產(chǎn)生V1V3之間的SEG/列驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及V2V6之間的COM/行掃描脈沖。
在偶場(chǎng)中，F(xiàn)1b為“1”，電容器CB+/CB-從V3/V2/V1斷開(kāi)，并且開(kāi)關(guān)I23使CB+的頂端CB+t連接到V6，拉升(pull up)電容器CB+/CB-的其它兩端VB0、CB-b，假定CB+/CB-電容基本高于由SEG/列驅(qū)動(dòng)器I31/I32的轉(zhuǎn)接活動(dòng)產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)V5和V4上的負(fù)載電流，則CB+/CB-將作為一個(gè)穩(wěn)定的電壓源，通過(guò)開(kāi)關(guān)I21和I25用于V5和V4。有了V6、V5、V4，驅(qū)動(dòng)SEG/列電極的系統(tǒng)100(一個(gè)通道僅顯示一對(duì)驅(qū)動(dòng)器)將產(chǎn)生V6V4之間的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)系統(tǒng)100將產(chǎn)生V5V1掃描脈沖。
在偶場(chǎng)期間，由于SEG/列驅(qū)動(dòng)功率完全來(lái)自電容器CB+/CB-，因此為了以上系統(tǒng)在所有顯示圖案下正確工作，CB+/CB-的電容需要基本(20x～50x)大于(像元電容之和)x(最大可能的SEG/列電極轉(zhuǎn)換)。對(duì)于一個(gè)100×200像元的LCD面板，假定每個(gè)像元具有2pF的有效電容，則以上計(jì)算將意味著CB+/CB-的電容需為(20x～50x)x2pFx100x200x50＝40～100μF，其中50＝100/2為最大可能的SEG/列電極轉(zhuǎn)換，當(dāng)圖案為黑/白隔行掃描線或檢測(cè)板時(shí)發(fā)生。
此電容要求非常高并且具有該高電容值的電容器通常為高漏泄、電解型電容器，并且因此對(duì)于超低功率電池工作的器件不受歡迎。
基于與圖4a的實(shí)施例相同的電路的一個(gè)改進(jìn)是修改功率源管理信號(hào)F1b/F2b，并且在偶場(chǎng)期間在F2脈沖中插入“再充電脈沖”，使得CB+/CB-將被周期性地再充電(圖4c)。例如，通過(guò)在每個(gè)行掃描間隔插入該再充電脈沖，所需電容器的計(jì)算將減小為(20x～50x)x2pFx100x200x50/100＝0.4～1μF。此電容范圍可以由具有可忽略的漏泄電流并且在很小型的SMD(表面安裝器件)包中的陶瓷電容器提供。
此方案發(fā)揮作用的另一個(gè)重要因素是利用LCD面板的固有電容。在偶場(chǎng)期間插入再充電脈沖的短暫間隔中，LCD的固有電容作為SEG/列信號(hào)的保持電容器，直到電容器CB+/CB-被重新連接以產(chǎn)生V5/V4。為了達(dá)到此目的，通過(guò)將SS+和SS-都設(shè)置為“0”，使SEG/列驅(qū)動(dòng)器部分的輸出暫時(shí)關(guān)閉，并且因此導(dǎo)致SEG/列驅(qū)動(dòng)器處于高阻抗?fàn)顟B(tài)以保持LCD的固有電容中存儲(chǔ)的電荷。
有了以上結(jié)構(gòu)，所有控制信號(hào)和開(kāi)關(guān)將工作在正(或負(fù))電壓范圍(相對(duì)GND)。這在該結(jié)構(gòu)作為一個(gè)集成電路實(shí)施時(shí)尤其有利，因?yàn)楣ぷ麟妷宏P(guān)于基底電勢(shì)可以都為正或負(fù)。因此，除了電容器CB+/CB-，所有控制信號(hào)和開(kāi)關(guān)都可以由一個(gè)常規(guī)雙阱CMOS工藝實(shí)施。
實(shí)際上所有各種商業(yè)無(wú)源LCD驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都涉及一個(gè)正交驅(qū)動(dòng)波形，通常包括一個(gè)低電壓擺動(dòng)SEG/列驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以及一個(gè)高電壓脈沖COM/行掃描系統(tǒng)。SEG/列與COM/行掃描之間的相對(duì)數(shù)值通常由 決定，其中Mux為復(fù)用率。對(duì)于單行掃描系統(tǒng)例如APT或IAPT驅(qū)動(dòng)方案，Mux率等于LCD的行數(shù)。在MLA(多行尋址)驅(qū)動(dòng)方案中，Mux=行/L，其中L為每個(gè)行掃描間隔同時(shí)驅(qū)動(dòng)的行數(shù)。
因?yàn)檫@兩個(gè)電壓要求之間電壓水平的顯著差異，所以SEG/列驅(qū)動(dòng)器與COM/行驅(qū)動(dòng)器之間共享一個(gè)電壓電源通常是不受歡迎的。本發(fā)明介紹了驅(qū)動(dòng)無(wú)源LCD的幾個(gè)實(shí)施例，使用兩組電源以減小LCD顯示系統(tǒng)的總功耗(包含LCD面板與驅(qū)動(dòng)器的功耗)。此外，本發(fā)明描述了用于CMOS實(shí)施的幾個(gè)適當(dāng)?shù)碾娐方Y(jié)構(gòu)和控制信號(hào)技術(shù)，以允許所介紹的概念/方法的有效IC實(shí)施。
盡管以上討論限制了其范圍，但是該電源結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)用可以擴(kuò)展到其它類型的無(wú)源LCD驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)例如SEG/列信號(hào)的脈沖寬度調(diào)制、幀頻校正的灰度調(diào)制以及各種MLA或主動(dòng)尋址方法。在每個(gè)衍生的應(yīng)用中，需要調(diào)節(jié)電壓水平以最佳地保存功率，并且需要正確地管理與驅(qū)動(dòng)信號(hào)(尤其SEG/列)的相互作用以使對(duì)像質(zhì)的影響最小。
在圖3a-3d的實(shí)施例中，使用第一電源以提供專門(mén)用于驅(qū)動(dòng)行或COM電極的電勢(shì)，并且使用與第一電源分離的第二電源產(chǎn)生專門(mén)且適用于驅(qū)動(dòng)列或SEG電極的電勢(shì)。但是，在圖4a-4c的實(shí)施例中，將注意到功率源V6、V3、V2和V1被聯(lián)合使用，用于產(chǎn)生適用于驅(qū)動(dòng)行和列電極的電勢(shì)。因此如上所述，電容器CB+/CB-聯(lián)合電壓源V6、V3、V2和V1被用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)行電極的電勢(shì)V5以及驅(qū)動(dòng)列電極的電勢(shì)V4。
注意到在這里有關(guān)實(shí)施例使用電容器的描述中，提供一個(gè)特定電壓的電源被描述為使電容器充電到相同電壓。但是，在實(shí)際電路中，理解到電容器在一個(gè)實(shí)際時(shí)幀中被充電到所需電壓，該電壓典型地低于電源提供的電壓。例如，如果兩個(gè)電容器CB+和CB-在每個(gè)電容器上都被充電到1.2伏特，則在實(shí)際實(shí)施中用于對(duì)兩個(gè)電容器充電的電壓電源可能需要提供大約3.0伏特，而不是2.4伏特的電壓。將理解到，在這里描述的涉及電容器充電的本發(fā)明的所有實(shí)施例中，即使該實(shí)施例的描述可能表示電容器被充電到電源提供的相同的電壓，也將理解到在真正實(shí)際中，這兩個(gè)電壓僅僅基本相同，理想地，電源提供的電壓稍高于電容器被充電到的所需電壓。
圖5a和5b一起是用于驅(qū)動(dòng)LCD的一個(gè)電源電路的示意電路圖，以說(shuō)明本發(fā)明的理想實(shí)施例。如圖5a與5b所示，電源系統(tǒng)的全部電路可以自然地分為兩個(gè)部分第一部分200a用于產(chǎn)生適用于驅(qū)動(dòng)行和/或列電極的電勢(shì)，以及第二部分200b用于在合適的時(shí)間將部分200a提供或產(chǎn)生的電勢(shì)施加到行和列電極。圖5a顯示第一部分200a。如圖5a所示，三個(gè)電壓由兩個(gè)或多個(gè)功率源V6、VC和V1提供，其中V1可以簡(jiǎn)單地為地電勢(shì)。兩個(gè)電容器C1和C2用于在組合電路200a、200b的工作的第一階段存儲(chǔ)能量。在第二階段，電容器中存儲(chǔ)的能量然后被使用，與功率源V6、V1一起，用于產(chǎn)生適用于驅(qū)動(dòng)行和/或列電極的電勢(shì)。
選擇電壓VC使得VC與V1之間的電壓差基本等于非掃描行電極與列電極之間的電壓差的幅值。因此，在組合電路200a、200b的工作的第一階段，控制信號(hào)F3c被施加到開(kāi)關(guān)I34、I36、I38和I40，開(kāi)啟這些開(kāi)關(guān)，使得電容器C1和C2并聯(lián)到電壓VC和V1。因此C1和C2的C1t和C2t端被充電到電壓VC，并且兩個(gè)電容器的剩余C1b和C2b端處于參考電壓V1。
在組合電路200a、200b的工作的第二階段，控制信號(hào)F3被拉低，由此關(guān)閉開(kāi)關(guān)I34-I40。則控制信號(hào)F1c或F2c被拉高。開(kāi)關(guān)I44、I48的類型是當(dāng)F1c或F2c為高時(shí)開(kāi)啟。為了便于描述，假定F1c而非F2c首先被拉高。則開(kāi)關(guān)I42、I44、I48、I50、I56、I60、I64和I68開(kāi)啟。這使得電容器C1的C1t端被拉到電壓V6。由于電容器C1先前在階段1期間已被充電到其兩端之間(VC-V1)的電壓差，則電容器C1的另一C1b端由此也被拉到值V5，使得電壓差(V6-V5)等于(VC-V1)。但是，電壓V5將是浮動(dòng)的，因?yàn)樗鼪](méi)有連接到三個(gè)電壓電源節(jié)點(diǎn)V6、VC和V1的任何一個(gè)。因此通過(guò)打開(kāi)開(kāi)關(guān)I44，節(jié)點(diǎn)VM將處于電壓V5。電容器C2的C2t端也連接到節(jié)點(diǎn)VM，使得它被拉到電壓V5，并且其另一C2b端被拉到值V4，使得電壓差(V5-V4)等于電壓差(VC-V1)。這種情況是由于電容器C2在先前階段1期間已被充電到此電壓差。因此，電壓V5通過(guò)開(kāi)關(guān)I44并出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)VM處，以及電壓V4通過(guò)開(kāi)關(guān)I48并出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)202處。
參考圖5b，出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)VM處的電壓V5通過(guò)開(kāi)關(guān)I56并出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)VC+處，以及參考電壓V1通過(guò)開(kāi)關(guān)I60出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)VC-處。因此，如以前通過(guò)借助于控制信號(hào)S+和S-控制開(kāi)關(guān)I0和I2，電壓V5和V1被施加到一個(gè)或多個(gè)COM或行電極。電壓V6還通過(guò)開(kāi)關(guān)I64并出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)VS+處，以及節(jié)點(diǎn)202處的電壓V4通過(guò)開(kāi)關(guān)I68出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)VS-處。如以前，通過(guò)施加適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)控制信號(hào)SS+(J)和SS-(j)以控制開(kāi)關(guān)I32和I31，V6＜＝＞V4的合適的脈沖被施加到對(duì)應(yīng)的列電極SEGj。參考圖2a，上述驅(qū)動(dòng)電壓波形適用于場(chǎng)2xN，其中施加到COM電極的電勢(shì)在V5和V1之間并且施加到列電極的電勢(shì)在V6和V4之間。如上所注意，在此時(shí)間電壓V5和V4沒(méi)有連接到任何電源，并且因此，通過(guò)電容器C1和C2關(guān)于電壓V6浮動(dòng)。
在第二階段，在另一個(gè)場(chǎng)尋址周期中，例如圖2a中的場(chǎng)2xN+1，控制信號(hào)F3c保持低，控制信號(hào)F1c被拉低并且控制信號(hào)F2c被拉高。這關(guān)閉開(kāi)關(guān)I42、I48、I56、I60、I64和I68，并且開(kāi)啟開(kāi)關(guān)I46、I52、I54、I58、I62和I66。當(dāng)控制信號(hào)F1c和F2c的任意一個(gè)為高時(shí)，開(kāi)關(guān)I44和I50保持ON。電容器C2的C2b端通過(guò)開(kāi)關(guān)I52被拉到V1。由于電容器C2先前在第一階段已被充電到(VC-V1)，因此C2t端將被拉到電壓V2，(V2-V1)等于(VC-V1)，其中V2通過(guò)電容器C2關(guān)于V1浮動(dòng)。此電壓V2通過(guò)開(kāi)關(guān)I50并出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)VM處。電容器C1的C1b端通過(guò)打開(kāi)開(kāi)關(guān)I44連接到VM，使得C1b端也處于電壓V2。由于電容器C1先前在第一階段已被充電到值(VC-V1)，因此電容器C1的C1t端將被拉到值V3，其中(V3-V2)等于(VC-V1)，其中V3因此也通過(guò)電容器C1和C2隨V2和V1浮動(dòng)。
電壓V3通過(guò)開(kāi)關(guān)I46并出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)204處。參考圖5b，出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)VM處的電壓V2通過(guò)開(kāi)關(guān)I58并出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)VC-處，以及電壓V6通過(guò)開(kāi)關(guān)I54出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)VC+處。因此，借助于定時(shí)控制信號(hào)S+和S-，電壓V6和V2通過(guò)開(kāi)關(guān)I0和I2施加到一個(gè)選定的COM電極。參考電壓V1通過(guò)開(kāi)關(guān)I66并出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)VS-處，以及電壓V3通過(guò)開(kāi)關(guān)I62出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)VS+處。如以前，借助于定時(shí)控制信號(hào)SS+(j)和SS-(j)分別控制開(kāi)關(guān)I32和I31，電壓V3和V1被施加到對(duì)應(yīng)的電極SEGj，其中j從1到最大列電極數(shù)，例如圖1中的k。組合電路200a、200b在第二階段的工作總結(jié)在下表中，其中帶下劃線的電壓為浮動(dòng)電壓

有了以上圖5a、5b的結(jié)構(gòu)，所有控制信號(hào)和開(kāi)關(guān)都將工作在正(或負(fù))電壓范圍(相對(duì)GND)。這在該結(jié)構(gòu)作為一個(gè)單芯片集成CMOS電路實(shí)施時(shí)尤其有利，因?yàn)楣ぷ麟妷宏P(guān)于基底電勢(shì)可以都為正或負(fù)。因此，除了電容器C1和C2，所有控制信號(hào)和開(kāi)關(guān)都可以由一個(gè)常規(guī)雙阱CMOS工藝實(shí)施。
在圖5a、5b的實(shí)施例中，電路的工作具有兩個(gè)不同的階段第一階段中一個(gè)或多個(gè)電容器被充電并且其間沒(méi)有電勢(shì)被施加到行或列電極。接下來(lái)的階段2中每個(gè)電容器的其中一端被連接到一個(gè)電壓電源，使得該電容器的剩余端的電勢(shì)被拉到與電壓電源的電壓差為(VC-V1)的一個(gè)值。然后使用來(lái)自電源的一個(gè)或多個(gè)電壓電源V6和V1，以及在每個(gè)電容器的另一端處產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)浮動(dòng)電壓，控制和驅(qū)動(dòng)行和列電極。
在上述其它，如圖3c、3d和4a的實(shí)施例中，也有兩個(gè)階段，其中在第一階段，一個(gè)或多個(gè)電容器被充電，并且其中在第二階段，使用電容器的一端處的浮動(dòng)電壓以及一個(gè)或多個(gè)電源電壓用于驅(qū)動(dòng)行和/或列電極。但是，在該實(shí)施例中，在第一階段也使用電源電壓或電壓以驅(qū)動(dòng)行和/或列電極。所有該變型都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在圖4a的實(shí)施例中，使用基本等值的電容器CB+和CB-以及使用電壓電源V3、V2、V1使得(V3-V2)與(V2-V1)基本相同可能很重要。這種情況是保持列電極處的零電壓偏置。在圖5a、5b的實(shí)施例中，保證了這一點(diǎn)，因?yàn)樵诘谝浑A段電容器C1和C2被并聯(lián)充電到相同的電壓差。這減小了驅(qū)動(dòng)器中可以使用的元件的容限，使得可以使用較便宜的元件。在圖4a的實(shí)施例中，兩個(gè)電容器當(dāng)它們串聯(lián)放置時(shí)被充電，而在圖5a、5b的實(shí)施例中，兩個(gè)電容器C1和C2當(dāng)它們?cè)谙嗤膬蓚€(gè)電壓源之間并聯(lián)放置時(shí)被充電。
因此，圖3c、3d、4a、5a和5b中的實(shí)施例的共同特征是兩個(gè)或多個(gè)電源與包含能量存儲(chǔ)器件的一個(gè)電路一起使用，以產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)行和列電極的電勢(shì)。該電路使至少一個(gè)這樣產(chǎn)生的電勢(shì)隨其中一個(gè)電源提供的電壓浮動(dòng)。因此，在圖3c、3d的實(shí)施例中，當(dāng)參考電壓V0連接到節(jié)點(diǎn)V+時(shí)，由此使電容器C0的一端到參考電壓，電容器C0的另一端被拉到浮動(dòng)值-VCOM+或VCOM-。
在圖4a的實(shí)施例中，當(dāng)電容器CB+和CB-被電壓電源V6拉升時(shí)，這使兩個(gè)電容器之間的節(jié)點(diǎn)以及電容器CB-的剩余端也被拉到對(duì)于驅(qū)動(dòng)行和列電極有用的浮動(dòng)值。因此，兩個(gè)電容器之間的節(jié)點(diǎn)處的電壓值被拉到值V5，其中(V6-V5)與(V3-V2)基本相等，(V3-V2)是先前階段電容器CB+被充電的電壓差。同時(shí)，節(jié)點(diǎn)VS-處的電壓也將被拉到底端CB-t處的電壓V4，其中(V5-V4)與(V2-V1)基本相同。這種情況是由于電容器CB-在先前的階段已被預(yù)先充電到(V2-V1)。
圖3c、3d、4a、5a和5b中本發(fā)明的實(shí)施例的又一個(gè)共同特征是驅(qū)動(dòng)器電路總體上經(jīng)歷的電壓動(dòng)態(tài)范圍基本不超過(guò)施加到行電極的電壓脈沖的幅值。例如，參考圖2b，其中使用兩個(gè)單獨(dú)的電壓源以產(chǎn)生正向和反向脈沖施加到行電極，電源電路將經(jīng)歷的電壓動(dòng)態(tài)范圍等于正向和反向脈沖的幅值的總和。由于正向和反向脈沖對(duì)于零DC偏置將具有相等的幅值，因此這意味著該功率電路將經(jīng)歷施加到行電極的電壓脈沖的幅值的兩倍。在圖2b所示的例子中，功率電路經(jīng)歷的動(dòng)態(tài)范圍將等于VCOM+，等于VCOM-。在圖3c、3d、4a、5a和5b的實(shí)施例中，由于已經(jīng)使用電容器使得單個(gè)電源能夠產(chǎn)生正向和反向電壓脈沖用于行電極，因此電源電路經(jīng)歷的電壓動(dòng)態(tài)范圍總體上基本等于或稍高于施加到行電極的正向和反向脈沖的幅值。換句話說(shuō)，該特征使得總電壓動(dòng)態(tài)范圍能夠象IAPT的情況中一樣減小，而同時(shí)與IAPT相比極大地減小驅(qū)動(dòng)器的功耗。
從以上描述，顯然由于列(SEG)電極直接由一個(gè)參考電壓(來(lái)自功率源或電源，或連接到地或其它參考源)驅(qū)動(dòng)或直接由一個(gè)能量存儲(chǔ)器件例如電容器(或電感器)驅(qū)動(dòng)，因此使得與B類偏壓電路有關(guān)的上述問(wèn)題一起被避免。這是由于上述驅(qū)動(dòng)器電路不使用在低誤差電壓處關(guān)閉的N和P晶體管用于提供能量到列電極。因此，假定能量存儲(chǔ)源能夠在每個(gè)行掃描周期內(nèi)驅(qū)動(dòng)列電極基本到其目標(biāo)值，則常規(guī)LCD顯示的上述串?dāng)_問(wèn)題可以避免或減輕。
使用能量存儲(chǔ)器件例如電容器以提供電流到列電極的地方，為了驅(qū)動(dòng)列電極到目標(biāo)電壓值，能夠達(dá)到這些目標(biāo)值的精度依賴驅(qū)動(dòng)電容器的電容相對(duì)于通過(guò)該電容器驅(qū)動(dòng)的列電極的負(fù)載電容。因此，如果驅(qū)動(dòng)電容器的電容為被驅(qū)動(dòng)列電極的負(fù)載電容的20倍，則該電容器能夠驅(qū)動(dòng)列電極到目標(biāo)電壓值的5％以內(nèi)。因此，為了進(jìn)一步提高驅(qū)動(dòng)精度，使得誤差小于5％，可能需要使用甚至更大的電容器。本發(fā)明的另一個(gè)方面是基于公認(rèn)，通過(guò)使用兩組或多組電容器在相同行掃描間隔驅(qū)動(dòng)列電極，可以放松以上使用大值電容器達(dá)到精確目標(biāo)值的要求。根據(jù)本發(fā)明的此方面，可以由第一組的一個(gè)或多個(gè)電容器驅(qū)動(dòng)列電極到接近但不到目標(biāo)值的一個(gè)電壓值，并且然后使用第二組的一個(gè)或多個(gè)電容器驅(qū)動(dòng)該列電極基本到該目標(biāo)值。使用該驅(qū)動(dòng)方案，第一和第二組中的電容器的電容不需要很大。例如，如果第一和第二組中每個(gè)電容器的電容都是負(fù)載電容的20倍或更大，則在第一階段，列電極被驅(qū)動(dòng)到目標(biāo)值的5％以內(nèi)。在相同行掃描周期的第二階段，則使用第二組電容以驅(qū)動(dòng)列電極到目標(biāo)值的0.25％以內(nèi)，或基本到目標(biāo)值。
本發(fā)明的此方面在圖6a、6b中說(shuō)明。如圖6a所示，電路300包含電源302，電源302包含電流源304、比較器306和參考電壓源308。參考電壓源308提供相對(duì)于地的參考電壓VREF。電路300包含兩組電容器第一組包括電容器C1、C2，第二組包括電容器C3、C4。兩組電容器交替使用以提供電壓或電勢(shì)到三個(gè)節(jié)點(diǎn)N1、N2和N3。然后使用這三個(gè)節(jié)點(diǎn)處的電壓或電勢(shì)用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)列電極(SEG)到所需的一組三個(gè)不同的電勢(shì)V1、V2和V3之一。也可以使用相同的方案實(shí)現(xiàn)電勢(shì)組V4、V5和V6。
當(dāng)使用第一組電容器以提供電流到三個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，第二組電容器被連接到功率源或電源302用于對(duì)第二組電容器充電。這在開(kāi)關(guān)電路300的一個(gè)周期中發(fā)生。在下一個(gè)周期中，則使用第二組電容器以提供功率到該三個(gè)節(jié)點(diǎn)，而然后電源302對(duì)第一組電容器充電。開(kāi)關(guān)的工作以及兩組電容器的交替工作參考圖6b的時(shí)序圖說(shuō)明。
電路300可以工作在說(shuō)明兩個(gè)不同實(shí)施例的兩個(gè)不同工作中。第一實(shí)施例通過(guò)標(biāo)明S1至S4的時(shí)序圖320說(shuō)明，時(shí)序圖320為電路300的開(kāi)關(guān)S1-S4的ON-OFF狀態(tài)的圖解說(shuō)明。標(biāo)明S1′、S2、S3′和S4的第二組時(shí)序圖330說(shuō)明工作電路300中的第二實(shí)施例。
每個(gè)虛線t0和t0′標(biāo)志一個(gè)新的行電極的掃描時(shí)間的開(kāi)始點(diǎn)。因此時(shí)間間隔t0-t0′定義一個(gè)行掃描間隔或行掃描周期。在一個(gè)行掃描周期中，電路300提供的功率需要盡可能快地驅(qū)動(dòng)每個(gè)列電極到目標(biāo)電壓或電勢(shì)。在行掃描周期t0-t0′中，開(kāi)關(guān)S1和S4在周期的大部分中關(guān)閉，并且開(kāi)關(guān)S2和S3開(kāi)啟。因此，在周期的大部分中，第二組電容器C3、C4連接到節(jié)點(diǎn)N1、N2、N3并且從電源302斷開(kāi)。例如，節(jié)點(diǎn)C3t連接到節(jié)點(diǎn)N1，以及節(jié)點(diǎn)C3b連接到節(jié)點(diǎn)N2。節(jié)點(diǎn)C4t連接到節(jié)點(diǎn)N2，以及節(jié)點(diǎn)C4b連接到節(jié)點(diǎn)N3。因此，節(jié)點(diǎn)N1、N2上的電勢(shì)差或電壓基本等于電容器C1上的電壓，以及節(jié)點(diǎn)N2、N3上的電壓基本等于電容器C2上的電壓。由于開(kāi)關(guān)S4在此行掃描周期t0-t0′中大多數(shù)時(shí)間關(guān)閉，因此在此行掃描周期的大部分中電容器C3、C4不連接到電源302。
同樣，由于在周期的大部分中開(kāi)關(guān)S4關(guān)閉以及開(kāi)關(guān)S3開(kāi)啟，因此第一組開(kāi)關(guān)從節(jié)點(diǎn)N1-N3斷開(kāi)并且連接到電源以補(bǔ)充在先前行掃描周期中流失的電容器中的電荷。以此方式，在緊隨時(shí)刻t0′的行掃描周期中，第一組電容器將被完全充電并且然后準(zhǔn)備提供能量到節(jié)點(diǎn)N1、N2、N3。
雖然在行掃描周期t0、t0′的大部分中，第二組開(kāi)關(guān)連接到節(jié)點(diǎn)N1-N3，以及第一組開(kāi)關(guān)連接到電源302，但是從圖6b將看到，開(kāi)關(guān)周期S1-S4相對(duì)于行掃描周期的開(kāi)始時(shí)刻t0延遲一個(gè)偏置t0-t1。這是理想的以獲得一個(gè)更高的精度用于驅(qū)動(dòng)連接到節(jié)點(diǎn)N1、N2、N3的列電極到所需的目標(biāo)電壓值。如圖6b中所示，為了驅(qū)動(dòng)一個(gè)列電極從電壓V1到電壓V3，例如，在t0時(shí)刻第一組電容器C1、C2仍然連接到節(jié)點(diǎn)N1、N2、N3。事實(shí)上，如下將說(shuō)明，在組成行掃描周期t0-t0′的僅一小部分的此短時(shí)間間隔t0-t1中，最初存儲(chǔ)在電容器C1、C2中的電荷的大部分現(xiàn)在都在此短時(shí)間間隔通過(guò)圖6b中曲線Emb.1所示的電路300轉(zhuǎn)移到列電極。因此，在t1時(shí)刻，連接到電路300的列電極的電壓從t0時(shí)刻的值V1驅(qū)動(dòng)到t1時(shí)刻的接近目標(biāo)電壓V3的值V′。在t1時(shí)刻，開(kāi)關(guān)S1、S4關(guān)閉以及開(kāi)關(guān)S2、S3開(kāi)啟。這導(dǎo)致電容器C1、C2從節(jié)點(diǎn)N1-N3斷開(kāi)，并且換成電容器C3、C4連接到該節(jié)點(diǎn)。在此t1時(shí)刻，電容器C3、C4被電源302完全充電，并且因此非常有效地使得被C1和C2驅(qū)動(dòng)到電壓V′的相同的列電極被快速驅(qū)動(dòng)到非常接近目標(biāo)電壓V3的一個(gè)值，如圖6b中曲線Emb.1所示。
例如，如果電容器C1、C2的電容為負(fù)載電容的20倍，則這意味著V′將僅比V3小V3的大約5％。如果電容器C3、C4的電容也為負(fù)載電容的20倍，則這意味著當(dāng)使用第二組電容器驅(qū)動(dòng)相同列電極從V′到電壓V3時(shí)，列電極的合成電壓將小于V3的大約0.25％以內(nèi)。以此方式，列電極可以被驅(qū)動(dòng)到基本等于目標(biāo)電壓值的一個(gè)電壓，而不必使用大值電容器。
從以上，由于列電極已經(jīng)被電容器C1、C2驅(qū)動(dòng)到電壓V′，其中V′接近電壓V3，因此第二組電容器C3、C4僅需要提供少量的電荷及電流以驅(qū)動(dòng)該列電極到基本等于V3的值。因此，在t0′時(shí)刻，電荷的僅一小部分從電容器C3、C4流失。因此，在隨后的短時(shí)間間隔t0′-t1′中，該電荷的大部分將然后被轉(zhuǎn)移到連接到節(jié)點(diǎn)N1-N3的列電極，以再次驅(qū)動(dòng)該列電極到接近電壓V3的一個(gè)電壓值，或某個(gè)其它的目標(biāo)電壓。
在上述例子中，列電極從電壓V1驅(qū)動(dòng)到基本等于電壓V3的一個(gè)電壓。相同的推理將適用于兩組電容器以上述所有有關(guān)優(yōu)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)任何列電極從三個(gè)電壓值V1-V3的任意一個(gè)到另一個(gè)不同的電壓值。
因此，從以上顯然，通過(guò)使開(kāi)關(guān)周期320的定時(shí)相對(duì)于行掃描周期延遲一個(gè)偏置t0-t1、t0′-t1′、…，列電極可以被驅(qū)動(dòng)到非常接近或基本等于目標(biāo)電壓的值，而不必使用大尺寸電容器。
第二實(shí)施例330與第一實(shí)施例320的不同之處在于第一組電容器C1、C2關(guān)閉的時(shí)間間隔的開(kāi)始點(diǎn)進(jìn)一步延遲到t2、t2′、…時(shí)刻，如定時(shí)S1′所示。因此，在時(shí)間間隔t1-t2中，兩組電容器C1-C4都將提供電流及能量到三個(gè)節(jié)點(diǎn)，由此縮短驅(qū)動(dòng)連接到節(jié)點(diǎn)的一個(gè)列電極到基本等于V3的一個(gè)值所需的時(shí)間。波形330中陰影區(qū)域顯示重疊時(shí)間間隔。圖6b中曲線Emb.2顯示列電極的合成電壓。
從開(kāi)關(guān)波形320、330注意到，三對(duì)開(kāi)關(guān)波形S1、S3；S2、S4及S1′、S3′是互補(bǔ)的。以此方式，當(dāng)一組電容器連接到節(jié)點(diǎn)以提供能量到列電極時(shí)，此組從電源斷開(kāi)；反之亦然，當(dāng)一組電容器連接到電源302以對(duì)電容器充電時(shí)，此組從節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)。
電源302如下工作。電流源304將提供電流到與其相連的兩組電容器之一，直到其被比較器306關(guān)閉。當(dāng)開(kāi)關(guān)S3為開(kāi)時(shí)，比較器306使用于第一組電容器的節(jié)點(diǎn)C1t、C2t處的公共電壓與參考電壓VREF比較。當(dāng)公共節(jié)點(diǎn)處的電壓通過(guò)充電活動(dòng)增加使其基本等于參考電壓時(shí)，比較器306關(guān)閉電流源304。在此充電步驟中，電容器C1、C2并聯(lián)到電流源304。電容器C3、C4以類似方式充電。
充電步驟之后，每個(gè)電容器C1-C4上的電壓基本等于參考電壓VREF。因此，當(dāng)完全充電的電容器然后連接到節(jié)點(diǎn)N1-N3時(shí)，節(jié)點(diǎn)N1、N2上以及節(jié)點(diǎn)N2、N3上的電壓都將基本等于參考電壓VREF。
雖然圖6a、6b中顯示使用兩組電容器，但是將理解到對(duì)于某些應(yīng)用，單組可能就足夠了，并且在其它應(yīng)用中可能使用多于兩組；該其它變型在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
雖然以上參考各種實(shí)施例描述本發(fā)明，但是將理解到可以進(jìn)行修改及變型，而不偏離僅由附加權(quán)利要求書(shū)及其等價(jià)物定義的本發(fā)明的范圍。這里涉及的所有參考都按參考并入其整體。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)液晶顯示器，所述顯示器包括一個(gè)延長(zhǎng)的行電極陣列以及與行電極橫向排列的一個(gè)延長(zhǎng)的列電極陣列，其中當(dāng)從一個(gè)觀察方向觀察時(shí)，兩個(gè)電極陣列的重疊區(qū)域定義顯示器的像元，所述設(shè)備包括至少兩個(gè)單獨(dú)的功率源；以及一個(gè)電路，響應(yīng)該至少兩個(gè)功率源并且提供電勢(shì)到行和列電極，以使該顯示器顯示所需圖像，其中提供到行和列電極的至少一個(gè)電勢(shì)隨其中一個(gè)功率源提供或?qū)е绿峁┑囊粋€(gè)電壓浮動(dòng)。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備，該電路包含一個(gè)控制器件以及至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器件，以提供所述至少一個(gè)電勢(shì)，其中控制器件使得該至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器件在第一階段被充電，以及在隨后的第二階段連接所述至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器件到由所述其中一個(gè)功率源提供或?qū)е绿峁┑碾妷海约暗皆撔谢蛄须姌O，使得由所述至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器件提供到該行或列電極的所述至少一個(gè)電勢(shì)隨所述電壓浮動(dòng)。
3.權(quán)利要求2的設(shè)備，其中至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器件具有至少兩端，其中控制器件使一端連接到電壓以及另一端連接到行和列電極，其中所述另一端提供隨該電壓浮動(dòng)的所述至少一個(gè)電勢(shì)。
4.權(quán)利要求2的設(shè)備，該至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器件包含一個(gè)或多個(gè)電容器。
5.權(quán)利要求2的設(shè)備，其中控制器件還使該至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器件在第一階段提供電勢(shì)到該行和列電極。
6.權(quán)利要求2的設(shè)備，所述至少兩個(gè)功率源分別提供第一和第二電壓以及一個(gè)公共參考電壓，第二與參考電壓之間的差定義一個(gè)電壓微分，所述控制器件包括第一組開(kāi)關(guān)，使得產(chǎn)生的一組電壓高于參考電壓或低于第一電壓該電壓微分的整數(shù)倍。
7.權(quán)利要求6的設(shè)備，所述控制器件進(jìn)一步包括第二組開(kāi)關(guān)，在選定的時(shí)刻連接所述組電壓到行和列電極，使得通過(guò)一個(gè)IAPT驅(qū)動(dòng)方法驅(qū)動(dòng)電極。
8.權(quán)利要求6的設(shè)備，其中該組電壓中的一些電壓在一些場(chǎng)尋址周期中隨參考電壓浮動(dòng)，以及該組電壓中的其它電壓在其它場(chǎng)尋址周期中隨第一電壓浮動(dòng)。
9.權(quán)利要求2的設(shè)備，所述電路包含兩個(gè)能量存儲(chǔ)器件，每個(gè)存儲(chǔ)器件具有兩端，其中在第一階段控制器件使兩個(gè)能量存儲(chǔ)器件并聯(lián)到功率源以對(duì)該能量存儲(chǔ)器件充電，使其兩端上被充電到基本相同電壓。
10.權(quán)利要求2的設(shè)備，所述電路包含兩個(gè)能量存儲(chǔ)器件，每個(gè)存儲(chǔ)器件具有兩端，其中在第一階段控制器件使兩個(gè)能量存儲(chǔ)器件串聯(lián)到功率源以對(duì)該能量存儲(chǔ)器件充電。
11.權(quán)利要求2的設(shè)備，其中由該電路提供到行電極的電勢(shì)在一些場(chǎng)尋址周期中為高于參考電壓一個(gè)預(yù)定幅值，以及在其它場(chǎng)尋址周期中為低于參考電壓該預(yù)定幅值，其中由該電路提供的電勢(shì)具有基本等于所述幅值的一個(gè)動(dòng)態(tài)范圍。
12.權(quán)利要求1的設(shè)備，所述電路包含兩個(gè)能量存儲(chǔ)器件，其中該器件在至少一個(gè)尋址周期的一部分中被其中一個(gè)功率源充電，并且在該場(chǎng)尋址周期的一個(gè)不同部分中被用于提供電勢(shì)到一個(gè)行或列電極，其中該器件被充電用于該不同部分的一小部分，以補(bǔ)償電荷損耗。
13.權(quán)利要求1的設(shè)備，所述設(shè)備為具有一個(gè)基底的集成電路，其中第一和第二功率源僅提供高于或低于基底的參考電勢(shì)的電勢(shì)。
14.一種設(shè)備，用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)液晶顯示器，所述顯示器包括一個(gè)延長(zhǎng)的行電極陣列以及與行電極橫向排列的一個(gè)延長(zhǎng)的列電極陣列，其中當(dāng)從一個(gè)觀察方向觀察時(shí)，兩個(gè)電極陣列的重疊區(qū)域定義顯示器的像元，所述設(shè)備包括至少兩個(gè)單獨(dú)的功率源；其中一個(gè)或多個(gè)功率源驅(qū)動(dòng)行電極經(jīng)過(guò)第一電壓范圍，以及驅(qū)動(dòng)列電極經(jīng)過(guò)第二電壓范圍，其中第一電壓范圍在不同場(chǎng)尋址周期上變化，以及第二電壓范圍當(dāng)?shù)谝浑妷悍秶兓瘯r(shí)隨第一電壓范圍以及隨由其中一個(gè)功率源產(chǎn)生或?qū)е庐a(chǎn)生的至少該電壓浮動(dòng)。
15.權(quán)利要求14的設(shè)備，其中第一電壓范圍在一個(gè)非掃描電壓值與一個(gè)掃描電壓值之間，以及其中第二電壓范圍隨非掃描電壓值浮動(dòng)。
16.權(quán)利要求15的設(shè)備，其中第一功率源包含第一電源，其中第二功率源包含一對(duì)電容器，所述設(shè)備進(jìn)一步包括連接第一電源及電容器的一個(gè)開(kāi)關(guān)電路，以使第二電壓范圍在非掃描電壓值附近浮動(dòng)。
17.權(quán)利要求16的設(shè)備，其中該對(duì)電容器連接在分離三個(gè)節(jié)點(diǎn)的一個(gè)分壓器配置中，其中該開(kāi)關(guān)電路使該對(duì)之間中的其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)在至少一個(gè)場(chǎng)尋址周期中處于第一電壓范圍的非掃描電壓。
18.權(quán)利要求17的設(shè)備，其中該開(kāi)關(guān)電路使兩個(gè)剩余節(jié)點(diǎn)的其中一個(gè)處的電壓在至少一個(gè)場(chǎng)尋址周期中被提供給到一個(gè)列電極的連接。
19.權(quán)利要求15的設(shè)備，其中電容器在至少一個(gè)場(chǎng)尋址周期的一部分中被第一或第二功率源充電，并且在該場(chǎng)尋址周期的一個(gè)不同部分中被用于提供電勢(shì)到一個(gè)行或列電極，其中該電容器被充電用于該不同部分的一小部分，以補(bǔ)償電荷損耗。
20.權(quán)利要求19的設(shè)備，其中列電極被列驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，以及其中在該不同部分的所述小部分中列電極從列驅(qū)動(dòng)器基本斷開(kāi)，以保持施加到列電極上的列信號(hào)。
21.權(quán)利要求14的設(shè)備，所述設(shè)備為具有一個(gè)基底的集成電路，其中第一和第二功率源僅提供高于或低于基底的參考電勢(shì)的電勢(shì)。
22.權(quán)利要求14的設(shè)備，其中一個(gè)功率源包含至少一個(gè)電源以及一個(gè)電容器，所述電容器連接到一個(gè)連接節(jié)點(diǎn)用于每個(gè)列電極以及在一個(gè)列尋址周期中存儲(chǔ)來(lái)自一個(gè)列電極的電荷，所述第二功率源進(jìn)一步包含一個(gè)開(kāi)關(guān)電路，在隨后的一個(gè)列尋址周期中使所述存儲(chǔ)電荷施加到所述列電極。
23.一種設(shè)備，用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)液晶顯示器，所述顯示器包括一個(gè)延長(zhǎng)的行電極陣列以及與行電極橫向排列的一個(gè)延長(zhǎng)的列電極陣列，其中當(dāng)從一個(gè)觀察方向觀察時(shí)，兩個(gè)電極陣列的重疊區(qū)域定義顯示器的像元，所述設(shè)備包括至少兩個(gè)單獨(dú)的功率源；以及一個(gè)電路，響應(yīng)該至少兩個(gè)功率源并且提供電勢(shì)到行和列電極，以使該顯示器顯示所需圖像；其中由電路提供到行電極的電勢(shì)在一些場(chǎng)尋址周期中為高于參考電壓一個(gè)預(yù)定幅值以及在其它場(chǎng)尋址周期中為低于參考電壓一個(gè)預(yù)定幅值，其中由該電路提供的電勢(shì)具有基本等于所述幅值的一個(gè)動(dòng)態(tài)范圍。
24.權(quán)利要求23的設(shè)備，所述至少兩個(gè)功率源提供一個(gè)參考電壓以及高于或低于該參考電壓一個(gè)幅值的適用于驅(qū)動(dòng)該行電極的一個(gè)電壓，所述電路包含一個(gè)電容器以及一個(gè)選擇電路，有選擇地連接該至少兩個(gè)功率源與電容器到每個(gè)行電極，使得關(guān)于參考電壓所述幅值的正向脈沖在一些場(chǎng)尋址周期中被施加到該行電極，以及關(guān)于參考電壓所述幅值的反向脈沖在其它場(chǎng)尋址周期中被施加到該行電極。
25.一種方法，用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)液晶顯示器，所述顯示器包括一個(gè)延長(zhǎng)的行電極陣列以及與行電極橫向排列的一個(gè)延長(zhǎng)的列電極陣列，其中當(dāng)從一個(gè)觀察方向觀察時(shí)，兩個(gè)電極陣列的重疊區(qū)域定義顯示器的像元，所述方法包括提供電勢(shì)到該行和列電極，以使該顯示器顯示所需圖像；其中所述提供包含對(duì)至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器件充電及放電，以提供所述至少一個(gè)電勢(shì)。
26.權(quán)利要求25的方法，其中提供到行或列電極的至少一個(gè)電勢(shì)隨一個(gè)功率源提供的一個(gè)電壓浮動(dòng)，其中所述提供包含在第一階段對(duì)該至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器件充電，以及在隨后的第二階段連接所述至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器件到該行或列電極，使得由所述至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器件提供到該行或列電極的所述至少一個(gè)電勢(shì)隨所述電壓浮動(dòng)。
27.權(quán)利要求26的方法，其中所示至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器件具有至少兩端，其中該提供使一端連接到電壓以及另一端連接到行和列電極，以及使所述另一端提供隨該電壓浮動(dòng)的所述至少一個(gè)電勢(shì)。
28.權(quán)利要求25的方法，其中所述提供包括交替連接一個(gè)能量存儲(chǔ)器件到一個(gè)電源以及至少一個(gè)列電極。
29.權(quán)利要求28的方法，所述提供包括在交替的行掃描周期中連接該電源以及該至少一個(gè)列電極到第一和第二電能量存儲(chǔ)器件。
30.權(quán)利要求29的方法，其中所述提供根據(jù)相對(duì)于所述行掃描周期延遲的一個(gè)開(kāi)關(guān)定時(shí)波形連接該電源以及該至少一個(gè)列電極到該兩個(gè)能量存儲(chǔ)器件，使得在一個(gè)行掃描周期的一部分中至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器件被連接到該至少一個(gè)列電極，以及在該行掃描周期的另一部分中該剩余的能量存儲(chǔ)器件被連接到該至少一個(gè)列電極。
31.權(quán)利要求30的方法，其中所述時(shí)間延遲使得在該行掃描周期的一個(gè)開(kāi)始部分中第一能量存儲(chǔ)器件的能量的大部分被轉(zhuǎn)移到該至少一個(gè)列電極，由此驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)列電極的電壓到接近一個(gè)目標(biāo)值，以及在該行掃描周期中但是在開(kāi)始部分之后該第二能量存儲(chǔ)器件的能量的小部分被轉(zhuǎn)移到該至少一個(gè)列電極，由此驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)列電極的電壓基本到該目標(biāo)值。
32.權(quán)利要求30的方法，其中所述開(kāi)關(guān)定時(shí)波形使得在該行掃描周期的一部分中，該第一和第二能量存儲(chǔ)器件都連接到該至少一個(gè)列電極。
33.權(quán)利要求29的方法，其中在一個(gè)行掃描周期的一個(gè)開(kāi)始部分中該第一能量存儲(chǔ)器件驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)列電極的電壓到接近一個(gè)目標(biāo)值，以及在該行掃描周期中但是在該開(kāi)始部分之后該第二能量存儲(chǔ)器件驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)列電極的電壓基本到該目標(biāo)值。
34.權(quán)利要求33的方法，其中在一個(gè)行掃描周期的一個(gè)開(kāi)始部分中第一能量存儲(chǔ)器件的能量的大部分被轉(zhuǎn)移到該至少一個(gè)列電極，由此驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)列電極的電壓到接近一個(gè)目標(biāo)值，以及在該行掃描周期中但是在開(kāi)始部分之后該第二能量存儲(chǔ)器件的能量的小部分被轉(zhuǎn)移到該至少一個(gè)列電極，由此驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)列電極的電壓基本到該目標(biāo)值。
35.權(quán)利要求29的方法，其中在一個(gè)行掃描周期的一部分中，第一和第二能量存儲(chǔ)器件都連接到該至少一個(gè)列電極。
36.一種設(shè)備，用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)液晶顯示器，所述顯示器包括一個(gè)延長(zhǎng)的行電極陣列以及與行電極橫向排列的一個(gè)延長(zhǎng)的列電極陣列，其中當(dāng)從一個(gè)觀察方向觀察時(shí)，兩個(gè)電極陣列的重疊區(qū)域定義顯示器的像元，所述設(shè)備包括一個(gè)電源；至少一個(gè)電能量存儲(chǔ)器件；以及一個(gè)開(kāi)關(guān)電路，連接該電源到該器件以對(duì)該器件充電，以及連接該器件到至少一個(gè)列電極以向其提供電勢(shì)，其中該顯示器顯示所需圖像。
37.權(quán)利要求36的設(shè)備，其中所述電源包含一個(gè)穩(wěn)壓器、一個(gè)比較器以及一個(gè)電流源。
38.權(quán)利要求36的設(shè)備，其中所述電路交替地連接該器件到該電源以及該至少一個(gè)列電極。
39.權(quán)利要求36的設(shè)備，所述設(shè)備包括第一和第二電能量存儲(chǔ)設(shè)備，其中所述電路在交替的行掃描周期中連接該電源以及該至少一個(gè)列電極到該兩個(gè)能量存儲(chǔ)器件。
40.權(quán)利要求39的設(shè)備，其中所述電路根據(jù)相對(duì)于所述行掃描周期延遲的一個(gè)開(kāi)關(guān)定時(shí)波形連接該電源以及該至少一個(gè)列電極到該兩個(gè)能量存儲(chǔ)器件，使得在一個(gè)行掃描周期的一部分中至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器件被連接到該至少一個(gè)列電極，以及在該行掃描周期的另一部分中該剩余的能量存儲(chǔ)器件被連接到該至少一個(gè)列電極。
41.權(quán)利要求40的設(shè)備，其中所述時(shí)間延遲使得在該行掃描周期的一個(gè)開(kāi)始部分中第一能量存儲(chǔ)器件的能量的大部分被轉(zhuǎn)移到該至少一個(gè)列電極，由此驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)列電極的電壓到接近一個(gè)目標(biāo)值，以及在該行掃描周期中但是在開(kāi)始部分之后該第二能量存儲(chǔ)器件的能量的小部分被轉(zhuǎn)移到該至少一個(gè)列電極，由此驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)列電極的電壓基本到該目標(biāo)值。
42.權(quán)利要求40的設(shè)備，其中所述開(kāi)關(guān)定時(shí)波形使得在該行掃描周期中，該第一和第二能量存儲(chǔ)器件都連接到該至少一個(gè)列電極。
43.權(quán)利要求39的設(shè)備，其中在一個(gè)行掃描周期的一個(gè)開(kāi)始部分中該第一能量存儲(chǔ)器件驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)列電極的電壓到接近一個(gè)目標(biāo)值，以及在該行掃描周期中但是在該開(kāi)始部分之后該第二能量存儲(chǔ)器件驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)列電極的電壓基本到該目標(biāo)值。
44.權(quán)利要求43的設(shè)備，其中在一個(gè)行掃描周期的一個(gè)開(kāi)始部分中第一能量存儲(chǔ)器件的能量的大部分被轉(zhuǎn)移到該至少一個(gè)列電極，由此驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)列電極的電壓到接近一個(gè)目標(biāo)值，以及在該行掃描周期中但是在開(kāi)始部分之后該第二能量存儲(chǔ)器件的能量的小部分被轉(zhuǎn)移到該至少一個(gè)列電極，由此驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)列電極的電壓基本到該目標(biāo)值。
45.權(quán)利要求39的設(shè)備，其中在一個(gè)行掃描周期的一部分中，第一和第二能量存儲(chǔ)器件都連接到該至少一個(gè)列電極。
全文摘要
使用兩個(gè)單獨(dú)的電源產(chǎn)生電勢(shì)，用于驅(qū)動(dòng)LCD的行和列電極。理想地一個(gè)或多個(gè)能量存儲(chǔ)器件與兩個(gè)電源一起使用，用于產(chǎn)生該電勢(shì)。在第一階段，能量存儲(chǔ)器件被充電，在第二階段，使用該器件及電源產(chǎn)生合適的電勢(shì)，用于驅(qū)動(dòng)行和列電極。該方案允許在比常規(guī)IAPT驅(qū)動(dòng)方案小得多的一個(gè)電壓范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)列電極，并且極大地減小了驅(qū)動(dòng)器的功耗。驅(qū)動(dòng)器電路經(jīng)歷的總電壓動(dòng)態(tài)范圍比得上IAPT驅(qū)動(dòng)方案。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1434968SQ01810158
公開(kāi)日2003年8月6日 申請(qǐng)日期2001年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月28日
發(fā)明者梁振宇, 肖宏 申請(qǐng)人:烏爾特拉奇普公司