專利名稱：液晶驅動裝置的制作方法
液晶驅動裝置本專利申請是申請人"株式會社瑞薩科技"于2004年6月28日 提交的申請號為200410062024.6、發明名稱"液晶驅動裝置"的專利 申請的分案申請。對照相關申請本申請要求2003年6月30日提交的日本專利申請JP 2003 — 186652的優先權，在此以參考方式將該申請的內容結合到本申請。技術領域本申請涉及用于驅動液晶顯示裝置的液晶驅動裝置，尤其涉及能 夠實現降低功率消耗的液晶驅動裝置。
背景技術：
液晶顯示裝置包括液晶顯示面板和提供各種信號和電壓以便在 液晶顯示面板上實現顯示的液晶驅動裝置。目前用于各種類型電子設 備的顯示裝置中的主流液晶顯示裝置是所謂有源矩陣型，這種類型的 液晶裝置在像素電路中具有有源元件。由于薄膜晶體管通常用作有源 元件，因此在本說明書中將有源元件描述為薄膜晶體管。這種類型的液晶顯示裝置包括液晶顯示面板和提供各種信號和 電壓以便在液晶顯示面板上實現顯示的液晶驅動電路，所述液晶顯示 面板具有在絕緣基板的內表面上沿第一方向(例如，縱向)延伸并 且在與第一方向交叉的第二方向上(例如，橫向)并列放置的多個源 極互連；沿第二方向延伸并在第一方向并列放置的多個柵極互連；在分別構成像素的源極互連和柵極互連的各交叉點設置的薄膜晶體管； 用于分別向在液晶層的中間體(intermediary)之間排列的共用電極提 供共用電極電壓(以下僅稱作"共用電壓")的多個共用電極互連； 和共同連接到共用電極互連的外部端子。在此連接中，液晶顯示裝置 不局限于這樣的液晶顯示裝置，其中，多個共用電極互連共同連接到 在液晶顯示面板的像素區(顯示區)外部的外部端子(也稱作共用電 極端子、或僅稱作共用電極)，然而某些液晶顯示面板具有用作共用 于所有像素的共用電極的扁平電極。在液晶顯示裝置的顯示操作中，開啟由施加于柵極互連之一的選 擇電壓選擇的像素的薄膜晶體管，引起在連接到薄膜晶體管的、插在 像素電極和共用電極之間的液晶層的排列方向的改變，由此控制了透 射光或反射光的數量。利用由升壓電路升高的電壓產生在此時間點內 施加于共用電極的共用電壓。當結合附圖閱讀說明書時，本發明的上 述和其它目的及新的特點根據下面的詳細描述將更加明顯。在下面的 "優選實施例的詳細描述"部分中，對照本發明分別描述常規液晶顯 示裝置和用于驅動液晶顯示裝置的常規液晶驅動裝置的具體實例。發明內容特別是對于采用電池作為電源的便攜式終端，它的低功率消耗就 成為重要因素。例如，施加于共同連接到多個共用電極互連的外部端 子(也稱作共用電極CT)的共用電壓(以下也稱作"VCOM")經 受了在特定參考電壓(例如，低電位"VCOML")和由升壓電路產 生的另一參考電壓(例如，高電位"VCOMH")之間的變化(充電 /放電)。因而，在對共用電極進行充電或放電過程中的功率消耗大， 這樣總體上造成了阻礙實現液晶顯示裝置降低功率消耗的的多個因 素之一。因此，本發明的目的是實現由液晶驅動裝置分別施加到共用電極 互連的共用電極電壓的功率的降低，從而在整體上實現液晶顯示裝置 的功率消耗的降低。下面簡要描述在此公開的本發明的代表性實施例的概要。為了實現上述目的，本發明提供一種用于驅動一片液晶面板的液 晶驅動裝置，該液晶驅動裝置包括具有第一端子、第二端子、第三端子和第四端子(VCOM輸出端子)的電源電路，第一參考電壓VCC (用于邏輯系統的電源電壓)提供到所述第一端子，第二參考電壓 GND (接地電位)提供到所述第二端子，第三參考電壓(用于模擬 系統的電源電壓VCI)提供到所述第三端子，所述第四端子連接到液 晶顯示面板的外部端子，其中，用于產生高于第一參考電壓的第一電 壓(VCOMH)的第一電壓產生電路和用于產生低于第二參考電壓的 第二電壓(VCOML)的第二電壓產生電路分別連接到第一端子和第 二端子。利用根據本發明的液晶驅動裝置，優選實現控制以便提供到第四端子的電壓(共用電壓VCOM)從第二電壓(VCOML)變成第三 參考電壓(VCI)，隨后，從第三參考電壓(VCI)變成第一電壓(vco顧)。根據本發明的液晶驅動裝置可包括用于產生高于第三參考電壓(VCI)的第一電壓(VCOMH)的第一電壓產生電路(第一升壓電 路)，和用于產生低于第二參考電壓(GND)的第二電壓(VCOML) 的第二電壓產生電路(第二升壓電路)，所述第一、第二電壓產生電 路分別裝備在第一端子和第二端子處，進行控制使得提供到第四端 子的電壓從第一電壓(VCOMH)變成第二參考電壓(GND)，隨后， 從第二參考電壓(GND)變成第二電壓(VCOML)。此外，本發明在其第二方案中提供一種用于驅動兩片液晶面板即 第一液晶面板和第二液晶面板的液晶驅動裝置，該液晶驅動裝置具有 包括第一端子、第二端子和第三端子的電源電路，第一參考電壓VCC 提供到所述第一端子，第二參考電壓(GND)提供到所述第二端子， 第三參考電壓(VCI)提供到所述第三端子。該液晶驅動裝置進一步 包括連接到第一端子和第二端子的電壓產生電路，用于產生高于第 一參考電壓(VCC)的第一電壓(VCOMH)和低于第二參考電壓(GND)的第二電壓(VCOML);共同連接到第一液晶顯示面板的 多個像素的第一共用電壓產生電路，用于產生第一共用電壓(VCOM1);共同連接到第二液晶顯示面板的多個像素的第二共用電壓產生電路，用于產生第二共用電壓(VCOM2);用于輸出第一共用 電壓(VCOM1)的第四端子；和用于輸出第二共用電壓(VCOM2) 的第五端子。此外，當第一共用電壓產生電路或第二共用電壓產生電路產生提 供到第四端子或第五端子的第一共用電壓(VCOM1)或第二共用電 壓(VCOM2)時，第一共用電壓產生電路或第二共用電壓產生電路 進行控制使得第一共用電壓(VCOM1)或第二共用電壓(VCOM2) 從第二電壓(VCOML)變成第三參考電壓(VCI)，隨后，從第三參 考電壓(VCI)變成第一電壓(VCOMH)。另外，根據本發明的液晶驅動裝置可包括連接到外部端子、用于 產生共用電壓的共用電壓產生電路，當外部端子上的電位從第一電壓 (VCOMH)的第一電位轉變為不同于第一電位的第二電壓 (VCOML)的第二電位時，共用電壓產生電路可形成具有在第一電 位和第二電位之間的第三電位點處的彎折點的電壓波形。應指出，本發明顯然不限于上述結構以及參考本發明實施例的下 述結構，在不脫離本發明的精神和范圍的條件下可對本發明進行各種 變化和修改。


圖1是表示根據本發明的液晶驅動裝置的實施例的一種結構實 例的框圖；圖2是表示圖1中的LCD電源電路PWU的一種結構實例的框圖；圖3是有源矩陣型液晶顯示面板PNL的一種結構實例的等效電 路圖；圖4是表示根據本發明的液晶驅動裝置的實施例的另一結構的 框圖；圖5是表示圖4中的LCD電源電路PWU的另一種結構實例的 框圖；圖6表示根據本發明、用于具有一片液晶顯示面板的液晶顯示裝 置的液晶驅動裝置的實施例的LCD電源電路PWU的再一結構實例 的框圖；圖7是常規VCOM驅動器VCDR的工作波形圖；圖8是表示根據本發明的VCOM驅動器VCDR的結構實例的主要部件的示意圖；圖9是圖8所示的VCOM驅動器VCDR的工作波形圖；圖10是表示常規VCOM電壓輸出電路的框圖；圖11是參考圖8描述的SW控制電路SWC的框圖；圖12是表示參考圖8描述的VCOM電壓產生電路VCVG和在其輸出側上設置的開關電路的框圖；圖13是描述在常規LCD電源電路PWU的VCOM電壓產生電路周圍的結構的框圖；圖14是圖13中的VCOM的工作波形的示意圖；圖15是描述在根據本發明的LCD電源電路PWU的VCOM電壓產生電路周圍的結構的框圖；圖16是圖15中的VCOM的工作波形的示意圖；圖17是在常規技術的情況中的VCOM工作波形圖；圖18是在本發明的實施例的情況中的VCOM工作波形圖；和圖19是表示作為電子設備例子的蜂窩式電話的系統結構的示意圖，根據本發明的液晶驅動裝置的實施例應用到上述系統結構。
具體實施方式
下面參考實施例的附圖詳細描述本發明的實施例。 圖1是以舉例的方式表示根據本發明的液晶驅動裝置的實施例 的一種結構框圖。在圖1中，從液晶驅動裝置CRL向由LCD面板表 示的液晶顯示面板PNL提供用于顯示的各種信號和電壓。作為從液 晶驅動裝置CRL向液晶顯示面板PNL提供的主要信號，在此僅示出 源極信號(顯示數據)Si、柵極信號(掃描信號)Gi和共用電極電壓 VCOM。液晶驅動裝置CRL從外部信號源分別接收將在液晶顯示面板上 顯示的顯示信號、各種時鐘和定時信號例如垂直、水平和同步信號等 等。在圖1中，由控制信號表示這些信號和電壓。此外，液晶驅動裝 置CRL具有設置在其輸入側上的第一端子、第二端子和第三端子， 第一參考電壓VCC (用于邏輯系統的電源電壓)提供到所述第一端 子，第二參考電壓GND (接地電位)提供到所述第二端子，第三參 考電壓VCI (用于模擬系統的電源電壓)提供到所述第三端子。此外，液晶驅動裝置CRL具有連接到液晶顯示面板PNL的第四 端子VCOM (VCOM輸出端子)。作為在制造半導體集成電路的過程 中小型化的結果，元件尺寸已經減小，造成用于邏輯系統的元件更低 的耐壓性，使得第一參考電壓VCC通常低于第三參考電壓VCI。有 一種情況是第三參考電壓VCI在高于第一參考電壓VCC的精度下穩 定，因為第三參考電壓VCI用于產生驅動液晶顯示面板PNL的電壓， 盡管本發明不特別限制于此。因此，可以通過降低來自第三參考電壓 VCI的電壓產生第一參考電壓VCC。這可以減少端子的數量，由此 實現降低成本。為了簡化描述，在這里端子由它們各自的信號名或電 壓名表示。液晶驅動裝置CRL包括源極驅動器SDR、柵極驅動器GDR、共 用電極驅動器VCDR、結合了定時控制器TCON的驅動器控制電路 DRCR和LCD電源電路PWU。由驅動器控制電路DRCR分別對從外部信號源接收的控制信號 (顯示信號、各種時鐘和定時信號，例如垂直、水平和同步信號等) 進行處理，將含有顯示數據的源極控制信號SCi提供給源極驅動器 SDR，將用于產生掃描信號的柵極控制信號GCi提供給柵極驅動器 GDR，于是源極信號Si和柵極信號(掃描信號)Gi分別提供給液晶 顯示面板PNL的源極互連和柵極互連。同時，LCD電源電路PWU以從驅動控制電路DRCR接收的電 源電路控制信號和VCOM控制信號為基礎，由第一參考電壓VCC、 第二參考電壓GND和第三參考電壓VCI產生第一共用電壓VCOM1 和第二共用電壓VCOM2，將第一共用電壓VCOMl和第二共用電壓VCOM2發送至共用電極驅動器VCDR。共用電極驅動器VCDR由從 定時控制器TCON傳送的共用電極控制信號(VCOM控制信號)進 行控制，由此將共用電壓施加到液晶顯示面板PNL的共用電極互連 (共用互連)。圖1中的液晶驅動裝置CRL可以在諸如單晶硅的單個半導體襯 底上形成，盡管本發明不局限于此。利用這種構造，能夠共享i/o緩 沖器等，由此減少了外接元件的數量和液晶驅動裝置CRL的總面積。 此夕卜，利用圖1中的液晶驅動裝置CRL，可將驅動器控制電路DRCR 和其余部分相互分隔開，以便各自形成在單個半導體襯底上。利用這 種構造，在制造過程中不必在控制邏輯部分中采用耐高壓處理，因而 能夠降低成本。另夕卜，禾U用圖1中的液晶驅動裝置CRL， LCD電源 電路PWU和其余部分可以相互分隔開，以便各自形成在單個半導體 襯底上。利用這種構造，當其余部分能夠以不同方式提供給各種液晶 顯示面板PNLs時，電源可由各種液晶顯示面板PNLs共享。此外，禾U用圖1中的液晶驅動裝置CRL，可僅將柵極驅動器與 其余部分分隔開，并且柵極驅動器和其余部分可各自形成在單個半導 體襯底上。利用這種結構，可采用適于液晶顯示面板PNL的柵極驅 動器，并當采用一種其上裝有柵極驅動器的液晶顯示面板時，液晶驅 動裝置CRL的面積可減少至柵極驅動器面積的程度。如果采用下面 參照圖4描述的液晶驅動裝置CRL代替圖1中的液晶驅動裝置CRL， 則這樣的結構也可以解釋圖4中的液晶驅動裝置CRL。圖2是以舉例的方式表示圖1中的LCD電源電路PWU的一種 結構的框圖。LCD電源電路PWU包括升壓電路MVR、參考電壓產 生電路VRG、源極電壓產生電路SVG、柵極電壓產生電路GVG和 共用電極電壓產生電路(VCOM電壓產生電路)VCVG。把從驅動器 控制電路DRCR傳送的電源電路控制信號、第一參考電壓VCC、第 二參考電壓GND和第三參考電壓VCI傳送至在此提供的升壓電路 MVR的輸入側。此外，將第三參考電壓VCI也提供給參考電壓產生 電路VRG，將來自參考電壓產生電路VRG的參考電壓提供給源極電 壓產生電路SVG、柵極電壓產生電路GVG和共用電極電壓產生電路VCVG。以從參考電壓產生電路VRG傳送的參考電壓和由升壓電路 MVR升高的電壓為基礎，源極電壓產生電路SVG、柵極電壓產生電 路GVG和共用電極電壓產生電路VCVG分別將源極電壓VS0至 VSn、柵極電壓VGH、 VGL、 VCOM電壓VCOMH、 VCOML提供 給源極驅動器SDR、柵極驅動器GDR和VCOM驅動器VCDR。以 所接收的源極電壓VS0至VSn和來自驅動控制電路DRCR的源極控 制信號SCi為基礎，源極驅動器SDR將顯示數據Si發送至源極互連。 以所接收的柵極電壓VGH、 VGL和柵極控制信號GCi為基礎，柵極 驅動器GDR將掃描信號Gi發送至柵極互連。然后，以VCOM電壓 VCOMH、 COML和VCOM控制信號為基礎，VCOM驅動器VCDR 把作為共用電極電位(共用電位)的共用電壓VCOM發送至共用電 極互連。圖3是有源矩陣型液晶顯示面板PNL的一種結構實例的等效電 路圖。由LCD面板表示的液晶顯示面板PNL具有沿第一方向(縱向) 延伸并且并列放置在與第一方向相交的第二方向(橫向)上的多個源 極互連S1、 S2、……Sm;沿第二方向延伸并且并列放置在第一方向 上的多個柵極互連Gl、 G2、……Gm;以及沿第二方向延伸并且并 列放置在第一方向上的多個共用電極互連。該多個共用電極互連共同 連接到共用電極CT，該共用電極CT用作外部端子。LCD面板具有在源極互連Sl、 S2、…Sm和柵極互連Gl、 G2、 ...Gm的各交叉點構成像素的薄膜晶體管TFT，各柵極互連連接 到薄膜晶體管TFT的各柵極，而各源極互連連接到薄膜晶體管TFT 的各源極(或漏極)。薄膜晶體管TFT的各漏極(或源極)連接到在 各液晶晶元的一側上作為電極的各像素電極。在各液晶晶元的另一側 上的電極，即共用電極連接到共用電極互連，所述共用電極互連連接 到用作外部端子的共用電極CT。在圖3中，圍繞各個薄膜晶體管TFT 和液晶晶元的部分對應于像素之一。像素按n行、m列二維排列，由 此構成顯示區(像素區)。參考標記Cp表示顯示面板PNL的負載電 容。圖4是以舉例的方式表示根據本發明的液晶驅動裝置的實施例 的另一結構的框圖。圖4中所示的液晶驅動裝置CRL具有用于驅動兩片液晶顯示面 板，即第一液晶顯示面板PNL1 (LCD面板1)和第二液晶顯示面板 PNL2 (LCD面板2)的結構。液晶驅動裝置CRL的基本結構與圖1 中所示結構相同。利用這種結構，但提供了分別對應于第一液晶顯示 面板PNL1和第二液晶顯示面板PNL2的兩個VCOM驅動器，即 VCOM驅動器1和VCOM驅動器2。第一VCOM電壓VCOMHl、 VCOMLl和第二 VCOM電壓VCOMH2、 VCOML2從LCD電源電 路PWU分別傳送至VCOM驅動器VCOMl、 VCOM2，并以所傳送 的這些VCOM電壓為基礎，各VCOM電壓分別發送至第一液晶顯示 面板PNL1和第二液晶顯示面板PNL2的VDOM電壓輸入端VCOMl 和VCOM2。源極互連和柵極互連由第一液晶顯示面板PNL1和第二 液晶顯示面板PNL2共享。圖5是以舉例的方式表示圖4中的LCD電源電路PWU的另一 結構的框圖。此LCD電源電路PWU具有分別對應于第一液晶顯示 面板PNL1和第二液晶顯示面板PNL2的共用電極電壓產生電路 VCVG1、 VCVG2。共用電極電壓產生電路VCVG1、 VCVG2將第一 VCOM電壓VCOMHl、 VCOMLl和第二 VCOM電壓VCOMH2、 VCOML2分別發送至用于第一液晶顯示面板PNL1的VCOM驅動器 VCDR1和用于第二液晶顯示面板PNL2的VCDR2。至于其它方面， LCD電源電路PWU的結構和工作方式與圖2中所示的相同。圖6是表示根據本發明的液晶驅動裝置的實施例的LCD電源電 路PWU的另一結構實例的框圖，液晶顯示裝置具有一片液晶顯示面 板。盡管在圖1中所示的液晶驅動裝置自身集成在一片LSI芯片上， 但圖6中的VCOM驅動器VCDR與LCD電源電路PWU —起容納在 一片用于PWU-IC的LSI芯片上。因此，LCD電源電路PWU的工作 方式與參考圖2所描述的工作方式相同。通過以此方式將VCOM驅 動器VCDR與LCD電源電路PWU集成在一起，能夠減小液晶顯示 裝置的安裝空間。下面對照常規技術詳細描述根據本發明的液晶驅動裝置的工作方式。圖7是常規VCOM驅動器VCDR的工作波形圖。在圖7中， 信號M是VCOMAC-轉換信號，根據信號M，確定如圖7所示的輸 出VCOM信號電平。在圖7中，當信號M處于L電平時，輸出VCOM處于L電平(第 二電壓VCOML);當信號M處于H電平時，輸出VCOM處于H電 平(第一電壓VCOMH)。在圖7中，以舉例的方式表示第二電壓 VCOML為-1.0V，第一電壓VCOMH為3.0V，第三參考電壓VCI為 接地電位(GND=0V)。在此操作模式中，在信號M從L電平過渡至H電平時，輸出 VCOM充電到第一電壓VCOMH的電平。在信號M從H電平過渡至L電平時，輸出VCOM充電到第二 電壓VCOML的電平。此后重復相同的操作。因此，利用常規VCOM驅動器，輸出VCOM經歷在第一電壓 VCOMH和第二電壓VCOML之間的充電操作(充電操作/放電操 作)，因而在此時間點上功率消耗很大。因此，整體上液晶顯示裝置 功率消耗的降低程度受到限制。圖8是表示根據本發明的VCOM驅動器VCDR的結構實例的主 要部件的示意圖。圖9是圖8所示的VCOM驅動器VCDR的工作波 形圖。在圖8中，從連接到在VCOM電壓產生電路VCVG和輸出 VCOM之間設置的第一開關SW1和第二開關SW2的VCOM電壓產 生電路VCVG分別向共用電極驅動器VCDR發送第一電壓VCOMH 和第二電壓VCOML。此外，在輸出VCOM的前級(front stage)和 接地電位GND之間設置第三開關SW3，在輸出VCOM的前級和第 三參考電壓VCI之間設置第四開關SW4。那些開關SW1至SW4分 別由從開關控制電路(SW控制電路)SWC發出的開關控制信號CH、 CL、 CG、 CC打開和關閉。信號GON是柵極導通(顯示使能)信號，信號M是VCOM AC-轉換信號，VCOMG是當VCOM轉換為AC時第二電壓VCOML的 電平選擇信號。在VCOM二第一電壓VCOMH和接地電位GND之間的振蕩操作在VCOMG=0處進行，而在VCOM二第一電壓VCOMH 和第二電壓VCOML之間的振蕩操作在VCOMG二l處進行。信號 EQ是用于利用第三參考電壓VCI或接地電位GND對輸出VCOM進 行預充電的定時信號(控制信號)。從定時控制器TCON分別傳送信 號GON、 M、 EQ、 VCOMG。此外，信號QE是用于通過將其預設 為H電平而實現本發明的操作的控制信號，它不直接與工作時間有 關。因此，在信號QE是L電平的情況下，顯然可根據常規操作進行 工作。下面，參考圖9描述圖8中的操作。首先，當信號M處于L電 平時，輸出VCOM處于L電平，當信號M處于H電平時，輸出VCOM 處于H電平，利用在H電平的控制信號EQ，根據本結構實例的VCOM 驅動器VCDR處于該操作模式。在控制信號EQ處于L電平時，VCOM 驅動器VCDR明顯處于參照圖7所描述的操作模式。在信號M從L電平向H電平過渡的時候，控制信號EQ從L電 平向H電平過渡。在此時間點，用于輸出VCOM的開關SW2的開 關控制信號CL從H電平向L電平過渡。也就是說，當開關控制信號 CL處在L電平時，開關SW2變得不導通，使得輸出VCOM與作為 VCOM電壓產生電路VCVG的輸出的VCOML斷開，并處于高阻抗 狀態。此后，在控制信號EQ從L電平向H電平的過渡的延遲時間 內，使開關SW4的開關控制信號CC從L電平向H電平過渡。這種 延遲的目的在于防止開關控制信號CC的上升沿和下降沿分別與控制 信號EQ的上升沿和下降沿重疊，如圖9中所示。利用這種設置，可以防止由于在開關SW2和SW4處各自的阻抗 的同時降低而造成的來自第三參考電壓VCI的電流流入VCOML，因而能夠抑制功率消耗。由于用于產生驅動液晶顯示面板的電壓的 VCOM電壓產生電路的線路(圖8中的VCOMH、 VCOML、 GND、 VCI)的輸出阻抗低、驅動力大，因此應盡量避免它們之間的短路。 當開關控制信號CC處于H電平時，輸出VCOM連接到第三參考電 壓VCI,以便將輸出VCOM充電到第三參考電壓VCI的電平。隨著由定時控制器TCON (參見圖1)控制的預定時間的流逝，13控制信號EQ從H電平向L電平過渡。在此時間點，幵關SW4的開 關控制信號CC從H電平向L電平過渡，由此斷開來自第三參考電 壓VCI的輸出VCOM。在開關控制信號CC從H電平向L電平過渡 的延遲時間內，開關SW1的開關控制信號CH從L電平向H電平過 渡。這種延遲的目的在于抑制由于在開關SW4和SW1處各阻抗的同 時降低而造成的功率消耗的增加。也就是說，當開關SW1的開關控 制信號CH處于H電平時，開關SW1導通，以便輸出VCOM連接到 VCOM電壓產生電路VCVG的VCOMH，并充電至VCOMH的電平。 在信號M從H電平向L電平過渡的時間內，控制信號EQ如之 前描述的情況從L電平向H電平過渡。在此時刻，用于輸出VCOM 的開關SW1的開關控制信號CH從H電平向L電平過渡。也就是說， 當開關控制信號CH處在L電平時，開關SW1變得不導通，以便將 輸出VCOM同VCOM電壓產生電路VCVG的VCOMH斷開，并處 于高阻抗狀態。此后，在控制信號EQ從L電平向H電平過渡的延遲時間內， 使開關SW3的開關控制信號CG從L電平向H電平過渡。這種延遲 的目的在于抑制由于在開關SW1和SW3處各阻抗的同時降低而造成 的功率消耗的增加。當開關控制信號CG處于H電平時，輸出VCOM 連接到接地電位GND，這樣將輸出VCOM充電到接地電位GND(實 際為放電操作)。隨著由定時控制器TCON控制的預定時間的流逝，控制信號EQ 從H電平向L電平過渡。在此時間點，使開關控制信號CG從H電 平向L電平過渡，由此斷開來自接地電位GND的輸出VCOM。在開 關控制信號CG從H電平向L電平過渡的延遲時間內，開關SW2的 開關控制信號CL從L電平向H電平過渡。這種延遲的目的在于抑制 由于在開關SW2和SW1處各阻抗的同時降低而造成的功率消耗的增 加。也就是說，當開關SW2的開關控制信號CL處于H電平時，開 關SW2導通，這樣輸出VCOM連接到VCOM電壓產生電路VCVG 的VCOML，并充電至VCOML的電平。此后，重復相同的操作。在圖10中，VCOM電壓產生電路VCVG以從外部施加的第三參的電壓為基礎進行操作。在VCOM電 壓產生電路VCVG的輸出側上，運算放大器(op-amps)分別輸出第 一電壓VCOMH和第二電壓VCOML，而GND連接到用于選擇 VCOMH、 VCOML和接地電位GND的選擇器SL。 VCOM電壓產生 電路VCVG的構成元件是圖中例示的那些運算放大器。在該圖中， DDVDH表示下述圖13中的第一升壓器電壓，VCL表示圖13中的第 二升壓器電壓，VCOMHR表示VCOMH的參考電壓，VCOMLR表 示VCOML的參考電壓。圖11和12分別是根據本發明的VCOM驅動器的電路實例的示 意圖。圖11是參照圖8描述的SW控制電路SWC的框圖，圖12同 樣是參照圖8描述的VCOM電壓產生電路VCVG和在其輸出側上設 置的開關電路的框圖。圖11中的SW控制電路SWC包括用于進行信 號M的邏輯操作的邏輯電路LGC;作為柵極導通信號的信號GON; 作為當VCOM轉變為AC時第二電壓VCOML的電平選擇信號的 VCOMG;信號EQ;信號QE (該信號通過與信號EQ的共同使用使 本發明的操作得以實現，當QE處于L電平、EQ處于H電平時實現 本發明的操作)；以及用于轉換邏輯電路LGC的輸出電平的電平轉換 電路LS1、 LS2、 LS3禾QLS4。在圖12中，VCOM電壓產生電路VCVG如圖10中所示的情況， 以從外部施加的第三參考電壓VCI和接地電位GND的電壓為基礎進 行操作。在VCOM電壓產生電路VCVG的輸出側上，分別輸出第一 電壓VCOMH和第二電壓VCOML的運算放大器連接到開關SW1 、 SW2、 SW3和SW4。 VCOM電壓產生電路VCVG的構成元件是圖中 例示的那些運算放大器。開關SW4是用于打開和關閉第三參考電壓 VCI的開關。利用這種結構，能夠獲得以下描述的降低功率消耗的作 用。現在，對照常規的液晶驅動裝置描述根據本發明的液晶驅動裝置 的有益效果。圖13是描述圍繞在常規LCD電源電路PWU的VCOM 電壓產生電路周圍的結構的框圖，圖14是圖13中的VCOM的工作 波形的示意圖。升壓電路MVR包括將升高電壓提供給VCOM電壓產生電路VCVG的多級升壓器x2.. .x-1 。 VCOM電壓產生電路VCVG 包括接收VCOMHR的運算放大器，以及接收VCOMLR的運算放大 器，兩個運算放大器分別將第一電壓VCOMH和第二電壓VCOML 提供給VCOM驅動器VCDR。 VCOM驅動器VCDR以第一電壓 VCOMH、第二電壓VCOML、接地電位GND、以及從定時控制器 TCON接收的VCOM控制信號為基礎輸出輸出VCOM。從向VCOM電壓產生電路VCVG供電的觀點出發，描述圖14 中的工作波形。VCOM工作波形顯示，在第二電壓VCOML=-1.0V 的電平和第一電壓VCOMH=3.0V的電平之間進行充/放電。在充 電時的充電電流Icha是Cp(VCOMH—VCOML)/At，這里，液晶顯 示面板的負載電容是Cp，代表以在第三參考電壓VCI和VCOML之 間的電壓差的充電電流Ichal和從VCI至VCOMH的充電電流Icha2 之和，并且如果在此時間點上以第三參考電壓VCI的電源消耗的功 率來轉換該充電電流Icha，這種轉換后的功率是VCIX(Ichal+Icha2) X2，這是因為由第三參考電壓VCI提供的電流ICI經過兩次持續 (two-hold)升壓后產生的電流成為充電電流Icha。同時，在放電時的放電電流Idis是Cp(VCOMH—VCOML)/At， 表示在VCOMH和接地電位GND之間的電壓差的放電電流Idisl和 在接地電位GND和VCOML之間的電壓差的放電電流Idis2之和， 在這種情況下，轉換功率是VCIX(Idis 1+Idis2)，這是因為由第三參 考電壓VCI提供的電流Ici的一次持續(one-hold)升壓產生的電流變為 放電電流Ichis。圖15是描述在根據本發明的LCD電源電路PWU的VCOM電 壓產生電路的周圍的結構的框圖，圖16是圖15中的VCOM的工作 波形的示意圖。除了把第三參考電壓VCI加入到圖13中的VCOM驅 動器VCDR的輸入端之外，圖15中的結構與圖13中的結構相同。 從向具有這種結構的VCOM電壓產生電路VCVG供電的觀點出發， 描述圖16中的工作波形。VCOM工作波形表明，在從第二電壓 VCOML向第一電壓VCOMH充電的過程中，充電電流Icha是從 VCOML向第三參考電壓VCI的充電電流Ichal =Cp(VCI—VCOML)/△ t和從第三參考電壓VCI向第一電壓VCOMH的充電電流Icha2二 Cp(VCOMH_VCI)/At的總和。由Ichal消耗的功率是第三參考電壓 VCIXIchal，由Icha2消耗的功率是VCIXIcha2X2，這是因為該功 率由從第三參考電壓VCI提供的電流Id的兩次持續升壓產生的電流 供能。同時，當從第一電壓VCOMH向第二電壓VCOML放電時，從 第一電壓VCOMH向接地電位GND的放電電流Idisl二Cp(VCOMH 一GND)/At，并且如果根據在第三參考電壓VCI消耗的功率進行轉 換，則功率消耗變為零，因為放電電流降到接地電位GND。然后， 當從接地電位GND向第二電壓VCOML放電時，放電電流Idis2 = Cp(GND-VCOML)/At,為從第三參考電壓VCI提供的電流Ici的一 次持續升壓產生的電流，因而在那種情況下所轉換的消耗功率為VCI Xldis2。從圖16與圖14的對照證實，和常規技術相比，本發明的功率消 耗明顯降低。現在，通過比較描述如上所述在根據本發明的VCOM工作的工 作波形和在常規技術的情況下的工作波形之間的明顯差別。圖17是 在常規技術情況下的VCOM工作波形圖，圖18是在本發明的實施例 情況下的VCOM工作波形圖。圖17中的VCOM工作波形表明，在 從作為第一電位點的第二電壓VCOML向作為第二電位點的第一電 壓VCOMH的充電過程中，或者在從第一電壓VCOMH向第二電壓 VCOML的放電過程中，波形在任意電位點處平滑地升高(充電)或 降低(放電)。相反，在圖18中所示的VCOM工作波形在對應于第三參考電壓 VCI的第三電位點處具有彎折點Pl，和對應于接地電位GND的彎折 點P2，分別在從第二電壓VCOML向第一電壓VCOMH的充電過程 中，以及在從第一電壓VCOMH向為第二電壓VCOML的放電過程 中。因此，從對VCOM工作波形的觀察表明，本發明與常規技術顯 著不同。圖19是表示作為電子設備例子的蜂窩式電話的系統結構的示意圖，根據本發明的液晶驅動裝置應用到該蜂窩式電話。蜂窩式電話系統的各元件結合在集成電路中。該系統裝備有用于從擴音器MC取出 聲音數據并將聲音輸出到揚聲器SPK的聲音接口 AIF、用于與天線 ANT交換高頻數據的高頻接口 HFIF、基帶處理電路BB、數字信號 處理電路DSP、 ASIC、微型計算機MPU和存儲器MR。根據本發明的液晶驅動裝置CRL (在圖中由"LC控制器"表示) 包括用于取出數據的鎖存電路LAT1、 LAT2;顯示RAM GRAM; 向液晶顯示面板PNL (在圖中由"LC面板"表示)提供顯示數據和 掃描信號等的各種驅動器；以及LCD電源電路PWU (在圖中由"LC 電源電路"表示)。蜂窩式電話需要小型化以及更高的功能，但小型 化很難采用大電池，并且由于其所需的更高功能，因而減小蜂窩式電 話的功率消耗是非常困難的。因此，必須減小液晶驅動裝置的功率消 耗。在此情況下，利用根據本發明的液晶驅動裝置，能夠容易地實現 功率消耗的減小。通常存在著可用于為各柵極線路反轉共用電極電壓VCOM的線 路反轉(line reversal)系統和用于為各幀周期(frame cycle)反轉共用電 極電壓VCOM的幀反轉(framereversal)系統。利用線路反轉系統，圖 像品質優異，但功率消耗大，反之，利用幀反轉系統，雖然圖像品質 不怎么好，但功率消耗小。如前所述，由于本發明具有減小VCOM 驅動器的功率消耗的優異效果，因此如果應用于在共用電極電壓 VCOM的控制系統中的線路反轉系統的情況，本發明是特別有效的， 尤其是通過在線路反轉驅動的過程中將本發明應用于VCOM驅動器 可實現低功率消耗。當共用電極電壓VCOM從第二電壓VCOML向第一電壓 VCOMH過渡時，可從VCOML向接地電位GND進行過渡，隨后， 雖然圖中沒有示出，在最終進行到第一電壓VCOMH之前進行至第 三參考電壓VCI。當從第二電壓VCOML向接地電位GND過渡時， 電流從接地電位GND流入，使得從液晶驅動裝置CRL的角度來看， 所消耗的功率為零。因此，在從第二電壓VCOML向第三參考電壓 VCI的過渡中，從液晶驅動裝置CRL的角度來看，所消耗的電流變為CpXVCI/ At，并且與圖15中的情況相比所消耗的電流更小。對于在此時間點的開關控制，在圖9的操作中最好提供用于分別 控制開關SW2、 SW3、 SW4和SW1的開關控制電路，如果提供一個 時間間隔使得當打開每個開關時其他開關均是打開的，則這將防止滲 透電流的流動，從而抑制功率消耗。此外，在從第二電壓VCOML到第一電壓VCOMH的充電過程 中，在那時，VCOM工作的工作波形具有對應于第三參考電壓VCI 的彎折點和對應于接地電位GND的彎折點。此外，應用了根據本發明的液晶驅動裝置的電子設備不限于圖 19中所示的蜂窩式電話，本發明同樣可應用于諸如PDA等的便攜式 終端、電子圖書和各種其它設備。因此，利用本發明，可以實現從液晶驅動裝置的電源分別提供給 液晶顯示面板的共用電極互連的共用電極電壓的功率的降低。因而， 本發明可提供用在液晶顯示面板中的液晶驅動裝置，該裝置能夠從整 體上實現液晶顯示面板的低功率消耗。
權利要求
1. 一種液晶驅動裝置，用于提供各種信號和電壓以便實現在液晶顯示面板上的顯示，該液晶顯示面板包括沿第一方向延伸并且并列放置在與第一方向交叉的第二方向上的多個源極互連；沿第二方向延伸并且并列放置在第一方向上的多個柵極互連；在源極互連和柵極互連的各交叉點處構成像素的有源元件；通過液晶層的中間體排列的多個共用電極互連；以及共同連接到共用電極互連的外部端子，所述液晶驅動裝置包括連接到外部端子的共用電壓產生電路，用于產生共用電壓，其中，當在外部端子上的電位從第一電位過渡為第二電位時，共用電壓產生電路形成的電壓波形在第一電位和不同于第一電位的第二電位之間的第三電位點處具有彎折點。
2、 一種輸出多個電位的液晶驅動裝置，所述電位將分別提供給 液晶顯示面板的各共用電極，其中，當在外部端子上的電位從第一電位過渡為第二電位時，各 共用電壓形成的電壓波形在第一電位和不同于第一電位的第二電位 之間的第三電位點附近具有彎折點。
3、 根據權利要求1的液晶驅動裝置，其中在第三電位點處的電 壓是從外部信號源提供給驅動電路的參考電壓。
4、 根據權利要求1的液晶驅動裝置，其中第一電位是低于第二 電位的電位，第三電位高于第一電位、但低于第二電位，在從第一電 位向第三電位的電位過渡時形成具有在第一電位和第三電位之間的 彎折點的電壓波形。
全文摘要
通過實現從液晶驅動裝置的電源分別向液晶顯示面板的各共用電極互連提供的共用電極電壓的功率的降低，總體上取得液晶顯示面板的功率消耗的降低。在從第二電壓VCOML到第一電壓VCOMH的充電過程中的VCOM工作波形表明，充電電流Icha表示從VCOML到參考電壓VCI的充電電流Icha1＝Cp(VCI-VCOML)/Δt和從參考電壓VCI到第一電壓VCOMH的充電電流Icha2＝Cp(VCOMH-VCI)/Δt的總和。因此，由Icha1消耗的功率是參考電壓VCI×Icha1，由Icha2消耗的功率是VCI×Icha2×2。同時，從第一電壓VCOMH放電到第二電壓VCOML的放電電流是從第一電壓VCOMH到接地電位GND的放電電流Idis1＝Cp(VCOMH-GND)/Δt和從接地電位GND到第二電壓VCOML的放電電流Idis2＝Cp(GND-VCOML)/Δt的總和。現在，如果根據參考電壓VCI消耗的功率進行轉換，由于Idis1表示放電至GND，因而功率消耗為零。那么，由于從接地電位GND到第二電壓VCOML的放電電流Idis2導致的功率消耗為VCI×Idis2。
文檔編號G02F1/133GK101261822SQ20081009559
公開日2008年9月10日 申請日期2004年6月28日 優先權日2003年6月30日
發明者坂卷五郎, 川瀨靖, 秋葉武定, 遠藤一哉 申請人:株式會社瑞薩科技