專利名稱：在顯示面板驅(qū)動器內(nèi)的放大器偏移抵消的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示設(shè)備、數(shù)據(jù)驅(qū)動器和顯示驅(qū)動方法，以及更具體地說，涉及由對應(yīng)于各個灰階電平的灰階電壓，生成被饋送到各個像素的數(shù)據(jù)信號。
背景技術(shù)：
在具有大的顯示面板的顯示設(shè)備內(nèi)，通常由多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器驅(qū)動顯示面板。在這種顯示設(shè)備中，將顯示面板劃分成多個區(qū)域，區(qū)域的數(shù)量與數(shù)據(jù)驅(qū)動器的數(shù)量相同，并且由相關(guān)數(shù)據(jù)驅(qū)動器分別驅(qū)動各個區(qū)域。
圖1是示例說明這種設(shè)計的液晶顯示設(shè)備的典型結(jié)構(gòu)的框圖。圖1的液晶顯示設(shè)備具有液晶顯示面板101、多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器1021至102N、多個柵極驅(qū)動器103、灰階生成電源電路104和定時控制器105。液晶顯示面板101劃分成多個區(qū)域1061至106N，以及每個區(qū)域106i與相關(guān)數(shù)據(jù)驅(qū)動器102i相連。
每一數(shù)據(jù)驅(qū)動器102i生成具有對應(yīng)于從定時控制器105接收的顯示數(shù)據(jù)的電壓電平的數(shù)據(jù)信號，由此，驅(qū)動液晶顯示面板101的相關(guān)區(qū)域106i內(nèi)的信號線(或數(shù)據(jù)線)。由顯示定時控制信號(包括極性信號、移位脈沖和鎖存信號等等)，控制數(shù)據(jù)驅(qū)動器102的操作定時。
柵極驅(qū)動器103響應(yīng)柵極驅(qū)動器定時控制信號(包括垂直同步信號等等)，驅(qū)動液晶顯示面板104內(nèi)的掃描線(或柵極線)。
定時控制器105為數(shù)據(jù)驅(qū)動器102提供顯示數(shù)據(jù)。另外，定時控制器105為數(shù)據(jù)驅(qū)動器102提供顯示定時控制信號，以及為柵極驅(qū)動器103提供柵極驅(qū)動器定時控制信號，由此實現(xiàn)液晶顯示設(shè)備的定時控制。
灰階生成電源104將一組灰階電壓生成偏壓V0至V8饋送到各個數(shù)據(jù)驅(qū)動器102?；译A電壓生成偏壓V0至V8具有各自不同的電壓電平，用來在各自的數(shù)據(jù)驅(qū)動器102內(nèi)生成灰階電壓。每一數(shù)據(jù)驅(qū)動器由灰階電壓生成偏壓V0至V8，生成與各自允許的灰階電平有關(guān)的灰階電壓集，并響應(yīng)該顯示數(shù)據(jù)，通過選擇所生成的灰階電壓，生成數(shù)據(jù)信號。通過該灰階電壓生成偏壓V0至V8，控制數(shù)據(jù)驅(qū)動器102的伽馬特性(即，饋送到數(shù)據(jù)驅(qū)動器102的顯示數(shù)據(jù)的值與由數(shù)據(jù)驅(qū)動器102生成的數(shù)據(jù)信號的信號電平間的關(guān)系)。
然而，圖1所示的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)從成本觀點看并不有利。一個原因是為提供灰階生成電壓電路104和數(shù)據(jù)驅(qū)動器102間的電連接，需要增加有線線路的數(shù)量，而另一原因是由于與數(shù)據(jù)驅(qū)動器102分開地設(shè)置灰階生成電源104，不希望地增加液晶顯示設(shè)備內(nèi)的部件的數(shù)量。
為降低成本，如圖2所示，提供在每一數(shù)據(jù)驅(qū)動器102A內(nèi)單個集成灰階生成電源電路的結(jié)構(gòu)(見日本公開專利申請No.2004-279482)。當使用這種結(jié)構(gòu)時，通過每一數(shù)據(jù)驅(qū)動器102A內(nèi)的灰階生成電源電路104A，生成一組灰階電壓生成偏壓，并根據(jù)該灰階電壓生成偏壓，生成與所使用的相應(yīng)允許的灰階電平相對應(yīng)的一組灰階電壓。
然而，圖2A所示的液晶顯示設(shè)備100A存在所謂“塊間不均勻”的缺陷。所謂“塊間不均勻”是這樣一種現(xiàn)象液晶顯示面板101的各區(qū)域106上的顯示圖像的色差(color shading)隨著相應(yīng)數(shù)據(jù)驅(qū)動器102A的特性而不同。
根據(jù)本發(fā)明人的研究，“塊間不均勻”的一個原因是在各自的數(shù)據(jù)驅(qū)動器102A中的灰階生成電壓電路104A內(nèi)集成的放大器的偏移電壓變化。在灰階生成電源電路104A集成的放大器的偏移電壓在數(shù)據(jù)驅(qū)動器間必然不同。偏移電壓的變化不希望地導(dǎo)致數(shù)據(jù)驅(qū)動器的伽馬特性的變化。
例如假定這樣一種情形當每一數(shù)據(jù)驅(qū)動器102A內(nèi)的灰階生成電源電路104A由恒壓電源201、202以及一對放大器203和204組成，并通過在放大器203和204的輸出間連接的串聯(lián)連接的電阻器205，生成灰階電壓V0至V63。在這種情況下，響應(yīng)該顯示數(shù)據(jù)，從灰階電壓V0至V63選擇饋送到特定像素的數(shù)據(jù)信號的電壓電平。
使灰階電壓電源電路104A內(nèi)的放大器203和204的偏移電壓進入四個狀態(tài)“狀態(tài)1”至“狀態(tài)4”的被選一個，分別如圖4A至4D所示。在圖4A至4D中，符號“VH*”，“VL*”分別表示放大器203和204的所需輸出電壓?！盃顟B(tài)1”是放大器203的實際輸出電壓比所需值VH*高偏移量A，以及放大器204的實際輸出電壓比所需值VL*低偏移量B的狀態(tài)?！盃顟B(tài)2”是放大器203的實際輸出電壓比所需值VH*低偏移量A，以及放大器204的實際輸出電壓比所需值VL*低偏移量B的狀態(tài)?！盃顟B(tài)3”是放大器203的實際輸出電壓比所需值VH*高偏移量A，以及放大器204的實際輸出電壓比所需值VL*高偏移量B的狀態(tài)。最后，“狀態(tài)4”放大器203的實際輸出電壓比所需值VH*低偏移量A，以及放大器204的實際輸出電壓比所需值VL*高偏移量B的狀態(tài)。
各個數(shù)據(jù)驅(qū)動器102A的伽馬特性取決于各個數(shù)據(jù)驅(qū)動器102A被設(shè)置在何種狀態(tài)。各個數(shù)據(jù)驅(qū)動器102A的狀態(tài)是由制造變化來隨機確定的，這導(dǎo)致各個數(shù)據(jù)驅(qū)動器102A的伽馬特性的變化。這樣一種情形也適合于當增加在灰階生成電源電路104A內(nèi)集成的放大器的數(shù)量時的情形。
灰階生成電源電路104A內(nèi)的放大器的偏移電壓的變化導(dǎo)致各個數(shù)據(jù)驅(qū)動器102A的伽馬特性的變化。這導(dǎo)致對于相同的顯示數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)驅(qū)動器生成的數(shù)據(jù)信號的電壓電平在數(shù)據(jù)驅(qū)動器間是不同的。人眼將伽馬特性內(nèi)的這種變化識別為“塊間不均勻”。例如，當相鄰數(shù)據(jù)驅(qū)動器102A的伽馬特性彼此遠遠不同時，人眼不希望地識別到由相鄰數(shù)據(jù)驅(qū)動器102A驅(qū)動的區(qū)域間的邊界。
由此所述，圖2A所示的液晶顯示設(shè)備100A遇到“塊間不均勻”，導(dǎo)致灰階生成電源電路內(nèi)的放大器的偏移電壓的變化。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的方面中，一種顯示設(shè)備具有顯示面板，包括在其上按行和列排列像素；以及與顯示面板相連的多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器，多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器的每一個具有灰階電壓生成器電路，生成多個灰階電壓；以及驅(qū)動電路，響應(yīng)輸入顯示數(shù)據(jù)，從多個灰階電壓選擇被選灰階電壓，以及將具有對應(yīng)于被選灰階電壓的電壓電平的數(shù)據(jù)信號輸出到顯示面板?；译A電壓生成器電路包括放大器，生成偏壓；以及電壓生成器電路，由偏壓生成多個灰階電壓。放大器設(shè)計成能夠反轉(zhuǎn)放大器的偏移電壓的極性?？刂品糯笃鞯钠齐妷旱臉O性以便使在某一幀周期中，用于驅(qū)動顯示面板的特定像素的放大器的偏移電壓的極性與在另一幀周期中，用于驅(qū)動特定像素的放大器的偏移電壓的極性相反。
在由此設(shè)計的顯示設(shè)備中，在第一和第二幀周期間反轉(zhuǎn)放大器的偏移電壓的極性，以便根據(jù)時間平均值，實際上抵消饋送到像素的數(shù)據(jù)信號的電壓電平與所需值的誤差。這有效地減少由生成偏壓的放大器的偏移電壓的變化引起的“塊間不均勻”。


從結(jié)合附圖所做出的下述描述，本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點和特征將是顯而易見的，其中
圖1是示例說明傳統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備的典型結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是示例說明傳統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備的另一典型結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是示例說明灰階電壓生成器電路的結(jié)構(gòu)的例子的電路圖；圖4A至4D示例說明解釋在傳統(tǒng)的灰階電壓生成器電路內(nèi)的放大器的偏移電壓的影響的圖；圖5是示例說明在本發(fā)明的第一實施例中的顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖；圖6是示例說明第一實施例中的顯示設(shè)備的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)的框圖；圖7是示例說明在圖6所示的數(shù)據(jù)驅(qū)動器內(nèi)集成的灰階電壓生成器電路的結(jié)構(gòu)的電路圖；圖8A和8B是示例說明生成灰階電壓生成偏壓的放大器的結(jié)構(gòu)的電路圖；圖9A是示例說明放大器的偏移電壓的極性和數(shù)據(jù)信號的極性的優(yōu)選控制方法的時序圖；圖9B是示例說明放大器的偏移電壓的極性和數(shù)據(jù)信號的極性的另一優(yōu)選控制方法的時序圖；圖10A是示例說明從某一數(shù)據(jù)驅(qū)動器輸出的數(shù)據(jù)信號的電壓電平的圖；圖10B是示例說明從另一數(shù)據(jù)驅(qū)動器輸出的數(shù)據(jù)信號的電壓電平的圖；圖11是示例說明在圖6所示的數(shù)據(jù)驅(qū)動器6內(nèi)的灰階電壓生成器電路的另一容許結(jié)構(gòu)的電路圖；圖12是示例說明幀速率控制的例子的原理圖；圖13是示例說明生成適合于幀速率控制的減色數(shù)據(jù)的方法的原理圖；圖14是示例說明本發(fā)明的第二實施例中的顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖；圖15A和15B是示例說明數(shù)據(jù)驅(qū)動器的不期望操作的時序圖，其中，不適當?shù)貙崿F(xiàn)幀速率控制和放大器的偏移電壓的極性的切換控制；
圖16是示例說明FRC誤差和放大器的偏移電壓的極性的切換的優(yōu)選控制方法的時序圖；圖17A是示例說明在當實現(xiàn)圖16所示的控制時的情況下，某一數(shù)據(jù)驅(qū)動器的操作的時序圖；圖17B是示例說明在當實現(xiàn)圖16所示的控制時的情況下，另一數(shù)據(jù)驅(qū)動器的操作的時序圖；圖18是示例說明數(shù)據(jù)信號的極性、放大器的偏移電壓的極性和FRC誤差的另一優(yōu)選控制方法的時序圖；圖19是示例說明第二實施例中的顯示設(shè)備的另一結(jié)構(gòu)的框圖；以及圖20是示例說明在本發(fā)明的第二實施例中的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的另一結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將參考示例說明實施例，描述本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到使用本發(fā)明的教導(dǎo)，能實現(xiàn)許多另外的實施例，以及本發(fā)明不限于為說明目的而示例說明的實施例。應(yīng)注意到用相同或類似的參考數(shù)字表示相同或相應(yīng)的元件。下標用來區(qū)分用相同參考數(shù)字表示的元件，以及當用相同參考數(shù)字表示的元件不必區(qū)分時，可以省略下標。
第一實施例圖5是示例說明本發(fā)明的第一實施例中的顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。圖5所示的顯示設(shè)備具有液晶顯示面板1、多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器21至2N、多個柵極驅(qū)動器3、定時控制器5。液晶顯示面板1劃分成多個區(qū)域61至6N，以及每一區(qū)域6i與相應(yīng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動器2i相連。
液晶顯示面板1具有在水平方向中延伸的一組掃描線，在垂直方向中延伸的一組信號線，以及排列在掃描線和信號線的各個交叉點的像素。應(yīng)注意到，在圖5中未示出掃描線、信號線和像素。在下文中，在水平方向中排列的像素行可以稱為線。同一線中的像素與相同掃描線相連，并在相同水平周期中驅(qū)動。
數(shù)據(jù)驅(qū)動器2i生成具有對應(yīng)于從定時控制器5接收的顯示數(shù)據(jù)的電壓電平的數(shù)據(jù)信號以便驅(qū)動液晶顯示面板1的相關(guān)區(qū)域6i內(nèi)的信號線(數(shù)據(jù)線)。在該實施例中，顯示數(shù)據(jù)為6位數(shù)據(jù)。由顯示定時控制信號(包括極性信號、鎖存信號和移位脈沖)，控制數(shù)據(jù)驅(qū)動器2的操作定時。
柵極驅(qū)動器3響應(yīng)柵極驅(qū)動器定時控制信號(包括垂直同步信號)，驅(qū)動液晶顯示面板1的掃描線(柵極線)。將由數(shù)據(jù)驅(qū)動器2生成的數(shù)據(jù)信號饋送到與由柵極驅(qū)動器3選擇的掃描線相連的像素，以便驅(qū)動液晶顯示面板1內(nèi)的各自的像素。
定時控制器5為數(shù)據(jù)驅(qū)動器2提供顯示數(shù)據(jù)。另外，定時控制器5包含顯示定時生成器電路7，以及通過使用顯示定時生成器電路7，實現(xiàn)液晶顯示設(shè)備的定時控制。顯示定時生成器電路7將顯示定時控制信號饋送到數(shù)據(jù)驅(qū)動器2，以及還將柵極驅(qū)動器定時控制信號饋送到柵極驅(qū)動器3。
另外，設(shè)計顯示定時生成器電路7來生成偏移抵消控制信號，以及將偏移抵消控制信號饋送到數(shù)據(jù)驅(qū)動器2。使用偏移抵消控制信號來控制在每一數(shù)據(jù)驅(qū)動器2內(nèi)集成的灰階生成電源電路中的放大器的偏移電壓。在下文中，將描述偏移抵消控制信號的細節(jié)。
圖6是示例說明數(shù)據(jù)驅(qū)動器2的結(jié)構(gòu)的框圖。數(shù)據(jù)驅(qū)動器2分別具有移位寄存器21、數(shù)據(jù)寄存器22、鎖存電路23、電平轉(zhuǎn)換電路24、D/A轉(zhuǎn)換器25、一組輸出放大器26、灰階電壓生成器電路27和定時生成器電路28。
移位寄存器21用來生成一組控制信號，用于控制數(shù)據(jù)寄存器電路22內(nèi)的各個寄存器鎖存相關(guān)顯示數(shù)據(jù)的定時。移位寄存器21具有串行輸入和并行輸出結(jié)構(gòu)，以及響應(yīng)從顯示定時生成器電路7接收的移位脈沖，執(zhí)行數(shù)據(jù)移位操作。數(shù)據(jù)移位操作導(dǎo)致順序地激活饋送到數(shù)據(jù)寄存器電路22的控制信號，以便順序地操作數(shù)據(jù)寄存器電路22內(nèi)的各自的寄存器。
數(shù)據(jù)寄存器電路22設(shè)計成從定時控制器5順序地接收顯示數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)寄存器電路22包含一組寄存器(未示出)，其數(shù)量與由數(shù)據(jù)驅(qū)動器2驅(qū)動的數(shù)據(jù)線的數(shù)量相同，每一寄存器被配置成存儲用于一個像素的顯示數(shù)據(jù)。這種結(jié)構(gòu)允許數(shù)據(jù)寄存器電路22存儲屬于一線的像素的顯示數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)寄存器電路22內(nèi)的各自的寄存器從移位寄存器接收控制信號，以及響應(yīng)相關(guān)控制信號，鎖存顯示數(shù)據(jù)。
鎖存電路23響應(yīng)從顯示定時生成器電路7接收的鎖存電路，用于鎖存屬于來自數(shù)據(jù)寄存器電路22的一線的像素的顯示數(shù)據(jù)。所鎖存的顯示數(shù)據(jù)通過電平轉(zhuǎn)換電路24，傳送到D/A轉(zhuǎn)換器25。
電平移位電路24提供在鎖存電路23的輸出和D/A轉(zhuǎn)換器25的輸入間匹配的信號電平。
D/A轉(zhuǎn)換器25提供用于從鎖存電路23接收的顯示數(shù)據(jù)的D/A轉(zhuǎn)換。從灰階電壓生成器電路27接收的一組灰階電壓V0+至V63+和V0-至V63-用于由D/A轉(zhuǎn)換器25D/A轉(zhuǎn)換?；译A電壓V0+至V63+相對于公共電平(即，液晶顯示面板1的背面電極上的電壓電平)，具有“正”極性，以及灰階電壓V0-至V63-相對于公共電平，具有“負”極性，同時下述公式成立V63-<V62-<...<V0-<Vcom<V0+<V1+<...V63+]]>其中，Vcom是公共電平。在本說明書中，相對于該公共電平(即，液晶顯示面板1的背面電極上的電壓電平)，來定義灰階電壓和數(shù)據(jù)信號的極性。
當通過“正”數(shù)據(jù)信號來驅(qū)動特定像素時，D/A轉(zhuǎn)換器25選擇對應(yīng)于特定像素的顯示數(shù)據(jù)的灰階電壓，并將被選灰階電壓輸出到相關(guān)輸出放大器26。來講，當特定像素的顯示數(shù)據(jù)為“k”，其是從0至63的整數(shù)，以及通過正數(shù)據(jù)信號，驅(qū)動特定像素時，選擇灰階電壓Vk+并輸出到相關(guān)輸出放大器26。因此，當特定像素的顯示數(shù)據(jù)為“k”以及通過負數(shù)據(jù)信號，驅(qū)動特定像素時，選擇灰階電壓Vk-并輸出到相關(guān)輸出放大器26。
根據(jù)從顯示定時生成器電路7接收的極性信號，控制從與各個像素相關(guān)的D/A轉(zhuǎn)換器25輸出的灰階電壓的極性，以便實現(xiàn)逆驅(qū)動。響應(yīng)極性信號，每幀周期(即，以兩個幀周期的周期)，反轉(zhuǎn)饋送到各個像素的數(shù)據(jù)信號的極性。
輸出放大器26響應(yīng)從D/A轉(zhuǎn)換器25接收的灰階電壓，生成數(shù)據(jù)信號，以便驅(qū)動液晶顯示面板1內(nèi)的相關(guān)信號線。輸出放大器26分別由電路跟隨器組成，以及數(shù)據(jù)信號的電壓電平基本上等于從D/A轉(zhuǎn)換器25接收的灰階電壓。
灰階電壓生成器電路27將灰階電壓V0+至V63-和V0-至V63-饋送到D/A轉(zhuǎn)換器?；译A電壓生成器電路27從顯示定時顯示電路27接收偏移抵消控制信號。偏移抵消控制信號用來控制在灰階電壓生成器電路27內(nèi)集成的放大器的偏移電壓。如下文詳細所述，其在本實施例的顯示設(shè)備中很重要，因為在灰階電壓生成器電路27內(nèi)集成的放大器的偏移電壓可控制。
圖7是示例說明灰階電壓生成器電路27的結(jié)構(gòu)的電路圖?；译A電壓生成器電路27具有灰階生成電源電路31、串聯(lián)連接的電阻器32，34、放大器330-3363以及350-3563?；译A生成電源電路31生成用偏壓，用來生成灰階電壓V0+至V63+和V0-至V63-。在該實施例中，灰階生成電源電路31生成四個偏壓VH+、VL+、VL-和VH-。偏壓VH+和VL+的極性為正，而VL-和VH-的極性為負。偏壓VH+、VL+、VL-和VH-的電壓電平滿足下述關(guān)系VH+>VL+>Vcom>VL->VH-]]>其中，Vcom是公共電平。將偏壓VH+饋送到串聯(lián)連接的電阻器32的一端，以及將偏壓VL+饋送到串聯(lián)連接的電阻器32的另一端。另一方面，將偏壓VL-饋送到串聯(lián)連接的電阻器34的一端以及將偏壓VH-饋送到串聯(lián)連接的電阻器34的另一端。串聯(lián)連接的電阻器32和放大器330-3363充當由偏壓VH+和VL+，生成灰階電壓V0+至V63+的電路。放大器330-3363通過串聯(lián)連接的電阻器32兩端生成的電壓，生成灰階電壓V0+至V63+。具體地，放大器330-3363的輸入與在串聯(lián)連接的電阻器32上制備的抽頭連接，以及將放大器330-3363分別設(shè)計成操作為電壓跟隨器。因此，分別從放大器330-3363的輸出，輸出灰階電壓V0+至V63+?；译A電壓V0+至V63+分別具有對應(yīng)于在放大器330-3363與串聯(lián)連接的電阻器32相連的抽頭上的電壓電平的電壓電平。
因此，串聯(lián)連接的電阻器34和放大器350-3563充當由偏壓VH-和VL-，生成灰階電壓V0-至V63-的電路。放大器330-3363分別操作為電壓跟隨器，以及由在串聯(lián)連接的電阻器34兩端生成的電壓，生成灰階電壓V0-至V63-?；译A電壓V0-至V63-分別具有對應(yīng)于在放大器350-3563與串聯(lián)連接的電阻器34相連的抽頭上的電壓電平的電壓電平。
灰階生成電源電路31具有放大器361，362，371，372和恒壓電源38a，38b，39a和39b。恒壓電源38a，38b，39a和39b分別生成與偏壓VH+、VL+、VL-和VH-相同電平的電壓。放大器361，362，371，372操作為電壓跟隨器，以及分別由從恒壓電源38a，38b，39a和39b接收的電壓，生成偏壓VH+、VL+、VL-和VH-。
放大器36和37分別配置成使得能夠反轉(zhuǎn)其偏移電壓的極性。通常，由兩個輸入放大器組成的電壓跟隨器由于例如成對差動晶體管的特性差異，不可避免地發(fā)生某一極性的偏移。詳細地，當將某一輸入電壓輸入到具有與另一輸入相連的輸出的雙輸入放大器的一個輸出時，雙輸入放大器的輸出電壓理想地等于輸入電壓，然而，由于雙輸入放大器的特性，輸出電壓可能與輸入電壓相差正或負偏移量。在該實施例中，響應(yīng)偏移抵消控制信號，切換放大器36和37的偏移電壓的極性。
圖8A是示例說明放大器36和37的示例性結(jié)構(gòu)的電路圖。放大器36和37均由PMOS晶體管MP1，MP2、NMOS晶體管MN1至MN3、開關(guān)元件S1至S8、恒流源I1，I2以及電容器C組成。
PMOS晶體管MP1和MP2操作為放大器36和37的輸入級內(nèi)的晶體管對。PMOS晶體管MP1和MP2的源極與恒流源I1的輸出相連。恒流源I1的輸入與具有電壓電平VDD(即電源電平)的電力線相連。PMOS晶體管MP1和MP2的漏極分別與NMOS晶體管MN1和MN2的漏極相連。
NMOS晶體管MN1和MN2的柵極被共同連接起來，因此，NMOS晶體管MN1和MN2以電流鏡的方式來工作。NMOS晶體管MN1和MN2的源極與具有電壓電平VSS(即接地電平)的電力線共同相連。
由NMOS晶體管MN1和MN2組成的電流鏡的輸入和輸出可由開關(guān)元件S1至S4切換。NMOS晶體管MN1和MN2的漏極分別通過開關(guān)元件S1和S2，與NMOS晶體管MN1和MN2的共同連接?xùn)艠O相連。NMOS晶體管MN1和MN2的漏極進一步分別通過開關(guān)元件S3和S4，與NMOS晶體管MN3的柵極相連。當通過接通開關(guān)元件S1和S4以及斷開開關(guān)元件S2和S3時，NMOS晶體管MN1的漏極用作電流鏡的輸入，NMOS晶體管MN2的漏極用作電流鏡的輸出。當開關(guān)元件S2和S3接通以及開關(guān)元件S1和S4斷開時，另一方面，NMOS晶體管MN2的漏極用作電流鏡的輸入，NMOS晶體管MN1的漏極用作電流鏡的輸出。
NMOS晶體管MN3具有與帶電壓電平VSS的電力線相連的源極，以及漏極與輸出端VOUT和恒流源I2的輸出相連。恒流源I2的輸入與帶電壓電平VDD的電力線相連。輸出端VOUT通過電容器C，與NMOS晶體管MN3的柵極相連。
使用開關(guān)元件S5至S8來在輸入端Vin、輸出端Vout和PMOS晶體管MP1和MP2的柵極間切換連接。開關(guān)元件S5連接在輸出端和PMOS晶體管MP2的柵極間，開關(guān)元件S6連接在輸出端Vout和PMOS晶體管MP1的柵極間。另一方面，開關(guān)元件S7連接在輸入端Vin和PMOS晶體管MP1的柵極間，開關(guān)元件S8連接在輸入端Vin和PMOS晶體管MP2的柵極間。
當如圖8A所示，構(gòu)造放大器36和37時，放大器36和37的偏移電壓的極性和大小取決于PMOS晶體管MP1和MP2的特性的差異以及NMOS晶體管MN1和MN2的差異?？赏ㄟ^開關(guān)元件S5至S8的接通和斷開來反轉(zhuǎn)放大器36和37的偏移電壓的極性。
當需要將放大器36或37的偏移電壓設(shè)置到某一極性時，如圖8A所示，接通開關(guān)元件S6和S8，斷開開關(guān)元件S5和S7。因此，輸入端Vin與PMOS晶體管MP2電連接，輸出端Vout與PMOS晶體管MP1電連接。另外，接通開關(guān)元件S1和S4，斷開開關(guān)元件S2和S3。這導(dǎo)致NMOS晶體管MN1的漏極充當電流鏡的輸入，而NMOS晶體管MN2的漏極充當電流鏡的輸出。
另一方面，當期望放大器36或37的偏移電壓設(shè)置到相反極性時，接通開關(guān)元件S5和S7，斷開開關(guān)元件S6和S8，如圖8B所示。因此，輸入端Vin與PMOS晶體管MP1電連接，輸出端Vout與PMOS晶體管MP2電連接。另外，接通開關(guān)元件S2和S3，斷開開關(guān)元件S1和S4。這導(dǎo)致NMOS晶體管MN2的漏極充當電流鏡的輸入，而NMOS晶體管MN1的漏極充當電流鏡的輸出。
上述操作允許放大器36和37切換偏移電壓的極性。作為強調(diào)，應(yīng)注意到，放大器36和37的結(jié)構(gòu)不限于圖8A所示，而且允許反轉(zhuǎn)偏移電壓的極性的其他結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于放大器36和37。
本實施例的顯示設(shè)備的一個特征在于在顯示驅(qū)動器2中，按照某一周期來開關(guān)在灰階生成電源電路31內(nèi)的放大器36和37的偏移電壓的極性。在該實施例中，如圖9A所示，每兩幀為周期(即，以四幀周期為周期)來切換放大器36和37的偏移電壓的極性。換句話說，分別操作放大器36和37以便其偏移電壓在某兩個幀周期中具有特定極性，而偏移電壓在接下來的兩個幀周期中具有相反極性。
這種操作使得能夠抵消在液晶顯示面板1各像素的灰階生成電源電路31內(nèi)的放大器36和37的偏移電壓的影響，由此消減時間平均方面，數(shù)據(jù)驅(qū)動器2中的伽馬特性的差異。這有利地降低了由于放大器36和37的偏移電壓內(nèi)的變化而引起的“塊間不均勻”。
應(yīng)注意到，切換數(shù)據(jù)信號的極性的周期為兩幀周期，比切換放大器36和37的偏移電壓的極性的周期短。這有助于降低施加到每一像素的驅(qū)動電壓的直流分量，以及顯示出數(shù)據(jù)信號的極性和放大器36和37的偏移電壓的任何可能組合。對于一個特定像素，存在用于數(shù)據(jù)信號的兩個容許狀態(tài)，以及用于放大器36和37的偏移電壓的兩個容許狀態(tài)。這意味著對于每一數(shù)據(jù)驅(qū)動器2，存在四個容許狀態(tài)。為抵消放大器36和37的偏移電壓的影響，有利的是每一數(shù)據(jù)驅(qū)動器4周期性地顯示出這四個狀態(tài)。同時，理想的是降低施加到每一像素的驅(qū)動電壓的直流分量，以最短周期反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)信號的極性。因此，按照兩幀周期為周期，來反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)信號的極性，而按照四幀周期為周期，來反轉(zhuǎn)放大器36和37的偏移電壓的極性。
例如，在放大器的偏移電壓361，362，371，372分別設(shè)置成“+A”、“+B”、“+C”和“+D”的情況下，在第一幀周期中，通過正數(shù)據(jù)信號驅(qū)動特定像素。在圖9中，“VH+*”、“VL+*”、VL-*”和“VH-*”是由放大器361，362，371，372生成的偏壓的所需值。應(yīng)注意到與偏壓“A”、 “B”、“C”和“D”附加的正號僅表示將偏移電壓的極性設(shè)置成兩個可能極性的一個，放大器361，362，371，372的偏移電壓可以為負。圖9表示放大器361，362和371的偏移電壓為正，以及放大器372的偏移電壓為負的情形。
在第一幀周期后的第二幀周期，在放大器361，362，371，372的偏移電壓的極性與第一幀周期中相同的情況下，通過負數(shù)據(jù)信號，驅(qū)動特定像素。在第二幀周期后的第三幀周期，在放大器361，362，371，372的偏移電壓的極性與第一幀周期相反的情況下，通過正數(shù)據(jù)信號驅(qū)動特定像素，換句話說，將放大器361，362，371，372的偏移電壓設(shè)置成“-A”、“-B”、“-C”和“-D”。在第三幀周期后的第四幀周期中，在放大器361，362，371，372的偏移電壓的極性與第三幀周期中相同的情況下，通過負數(shù)據(jù)信號，驅(qū)動特定像素。在下述幀中，重復(fù)第一至第四幀周期中的操作。
在下文中，將通過其中顯示圖像以使得在相當長的時間周期中、將所有像素設(shè)置成相同灰階電平的例子，描述以下事實所述操作有效地降低了“塊間不均勻”。應(yīng)注意到當將所有像素設(shè)置成相同灰階電平時，圖像最嚴重地遭受“塊間不均勻”。
圖10A示例說明由數(shù)據(jù)驅(qū)動器21順序地產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號的電壓電平，以及圖10B示例說明由數(shù)據(jù)驅(qū)動器22順序地產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號的電壓電平。應(yīng)注意到在圖10A和10B所示的操作中，將相關(guān)顯示數(shù)據(jù)的值設(shè)置成“2”。在下文中，將對應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)“2”的灰階電壓V2+的期望值稱為“V2+*”，以及將灰階電壓V2-的期望值稱為“V2-*”。在圖10A和10B所示的操作中，期望數(shù)據(jù)驅(qū)動器21和22分別輸出具有與灰階電壓V2+和V2-相同的電壓電平的數(shù)據(jù)信號，然而，由于其偏移電壓，數(shù)據(jù)驅(qū)動器21和22實際上并沒有產(chǎn)生這種數(shù)據(jù)信號。
假定這樣一種情形數(shù)據(jù)驅(qū)動器21內(nèi)的放大器361和362的偏移電壓分別設(shè)置成“+A”和“+B”，以及數(shù)據(jù)驅(qū)動器22內(nèi)放大器361和362的偏移電壓分別設(shè)置成“+A”和“+B”，而串聯(lián)連接的電阻器32由具有相同電阻R的63個電阻器組成；應(yīng)注意到，僅僅為了簡單起見，才做出這種假定，盡管串聯(lián)連接的電阻器32內(nèi)的各個電阻器的電阻實際上是根據(jù)所需伽馬特性來確定的。在這種情況下，實際上在數(shù)據(jù)驅(qū)動器21內(nèi)的串聯(lián)連接的電阻器32上生成的灰階電壓V2+表示如下V2+=2(VH++A)/63+61(VL++B)/63]]>=V2+*+2A/63+61B/63]]>而實際上在數(shù)據(jù)驅(qū)動器22內(nèi)的串聯(lián)連接的電阻器32上生成的灰階電壓V2+，表示如下V2+′=2(VH++A′)/63+61(VL++B′)/63]]>=V2+*+2A′/63+61B′/63]]>所附加的撇號表示該數(shù)量與數(shù)據(jù)驅(qū)動器22有關(guān)。如從這些公式所理解到的，放大器361和362的偏移電壓導(dǎo)致真正生成的灰階電壓V2+和V2+，不同于所需灰階電壓V2+*。由于偏移電壓A和A’彼此不同，以及偏移電壓B和B’彼此不同，因而響應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)“2”，由數(shù)據(jù)驅(qū)動器21和22生成的正灰階電壓V2+不同。
這些同樣適用于負灰階電壓V2-。當將數(shù)據(jù)驅(qū)動器21內(nèi)放大器371和372的偏移電壓分別設(shè)置成“+C”和“+D”，以及數(shù)據(jù)驅(qū)動器22內(nèi)放大器371和372的偏移電壓分別設(shè)置成“+C”和“+D”，如下表示在數(shù)據(jù)驅(qū)動器21內(nèi)的串聯(lián)連接的電阻器34上實際生成的灰階電壓V2-V2-′=2(VL-+C)/63+61(VH-+D)/63]]>=V2-*+2C/63+61D/63]]>而實際上在數(shù)據(jù)驅(qū)動器22內(nèi)的串聯(lián)連接的電阻器34上生成的灰階電壓V2-，表示如下V2-=2(VL-+C′)/63+61(VH-+D′)/63]]>=V2-*+2C′/63+61D′/63]]>如從這些公式理解到，放大器371和372的偏移電壓導(dǎo)致實際生成的灰階電壓V2-和V2-，不同于所需的灰階電壓V2-*。由于偏移電壓C和C’彼此不同，以及偏移電壓D和D’彼此不同，因此響應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)“2”，由數(shù)據(jù)驅(qū)動器21和22生成的負灰階電壓V2-不同。
如此所述，由于放大器36的偏移電壓，實際灰階電壓V2+和V2-不同于所需值V2+*和V2-*，而且與所需值V2+*和V2-*的誤差在數(shù)據(jù)驅(qū)動器21和22之間不同。具體地，數(shù)據(jù)驅(qū)動器21輸出具有電壓電平V2+*+a的數(shù)據(jù)信號，而數(shù)據(jù)驅(qū)動器22輸出具有電壓電平V2+*+a’的數(shù)據(jù)信號，其中，a和a’是與所需值V2+*的誤差，由放大器361和362的偏移電壓“+A”和“+B”而定。通常，誤差a和a’彼此不同，因為放大器361和362的特性不同。
在第二幀周期中，數(shù)據(jù)驅(qū)動器21輸出具有電壓電平V2-*+d的數(shù)據(jù)信號，而數(shù)據(jù)驅(qū)動器22輸出具有電壓電平V2-*+d’的數(shù)據(jù)信號，其中，d和d’是與所需值V2-*的誤差，由放大器361和362的偏移電壓“+C”和“+D”而定。通常，誤差d和d’彼此不同，因為放大器371和372的特性不同。
如果使放大器36和37的偏移電壓的極性保持不變，在下述幀周期中，重復(fù)與第一和第二幀周期中相同的操作，將a和a’間和d和d’間的差值觀察為像素的灰階電平；這導(dǎo)致由數(shù)據(jù)驅(qū)動器21驅(qū)動的像素的灰階電平稍微不同于由數(shù)據(jù)驅(qū)動器22驅(qū)動的像素的灰階電平其結(jié)果是，在整個液晶顯示面板1上觀察到“塊間不均勻”。
在該實施例中，通過反轉(zhuǎn)放大器36和37的偏移電壓的極性，在每一數(shù)據(jù)驅(qū)動器2內(nèi)抵消由放大器36和37的偏移電壓引起的、數(shù)據(jù)信號的電壓電平與所需值的誤差。具體地，在第三幀周期中，將放大器361和362的偏移電壓設(shè)置成“-A”和“-B”，以便具有與在第一幀周期中相反的極性。因此，數(shù)據(jù)驅(qū)動器21輸出具有電壓電平V2+*-a的數(shù)據(jù)信號，而數(shù)據(jù)驅(qū)動器22輸出具有電壓電平V2+*-a’的數(shù)據(jù)信號。在第四幀周期中，將放大器371和372的偏移電壓設(shè)置成“-C”和“-D”，以便具有與在第二幀周期中相反的極性。因此，數(shù)據(jù)驅(qū)動器21輸出具有電壓電平V2-*-d的數(shù)據(jù)信號，而數(shù)據(jù)驅(qū)動器22輸出具有電壓電平V2-*-d’的數(shù)據(jù)信號。在下述幀周期中，重復(fù)第一至第四幀周期中的操作。
根據(jù)時間平均，這種操作使得由數(shù)據(jù)驅(qū)動器21驅(qū)動的像素的灰階電平能夠事實上等于由數(shù)據(jù)驅(qū)動器22驅(qū)動的像素的灰階電平，由此降低“塊間不均勻”。詳細地，在(4j+1)和(4j+3)幀周期間，相對于顯示數(shù)據(jù)“2”的、由數(shù)據(jù)驅(qū)動器21和22生成的正數(shù)據(jù)信號的電平電壓的誤差被抵消。因此，根據(jù)時間平均，對于顯示數(shù)據(jù)“2”，由數(shù)據(jù)驅(qū)動器21和22生成的正數(shù)據(jù)信號的電壓電平事實上等于所需值V2+*。相應(yīng)地，根據(jù)時間平均，對于顯示數(shù)據(jù)“2”，由數(shù)據(jù)驅(qū)動器21和22生成的負數(shù)據(jù)信號的電壓電平事實上等于所需值V2-*。因此，對于相同顯示數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)驅(qū)動器21驅(qū)動的像素的灰階電平理想地等于由數(shù)據(jù)驅(qū)動器22驅(qū)動的像素的灰階電平，這有效地避免了“塊間不平均”。
事實上，放大器36和37的偏移電壓的大小可以取決于偏移電壓的極性，這可能導(dǎo)致未完全地避免“塊間不均勻”，然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于理解到，即使當放大器36和37的偏移電壓的大小隨著其極性而有所不同時，也能有效地降低“塊間不均勻”。
在按照每兩個幀周期來切換放大器36和37的偏移電壓的圖9A中，圖9A所示的操作中的一個問題在于當偏移電壓大時，可能在每兩個幀周期中，大大地改變了各個像素的灰階電平。這可能在液晶顯示面板1上觀察為閃爍。
為減小閃爍，優(yōu)選的是驅(qū)動液晶顯示面板1內(nèi)的像素以便放大器的偏移電壓的極性在相鄰線間相反。圖9B示例說明當在相鄰線間反轉(zhuǎn)放大器的偏移電壓的極性時的情形中，驅(qū)動器2的操作。盡管圖9B示例說明當液晶顯示面板1支持SXGA(超級擴展圖形陣列)時的情形的操作(其中，線數(shù)為1024)，然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到線數(shù)不限于1024。
在第一和第二幀周期中，在驅(qū)動奇數(shù)線中的像素中，將放大器361，362，371，372的偏移電壓分別設(shè)置成“+A”、“+B”、“+C”和“+D”，在驅(qū)動偶數(shù)線中的像素中，將放大器361，362，371，372的偏移電壓分別設(shè)置成“-A”、“-B”、“-C”和“-D”。在第三和第四幀周期中，在驅(qū)動奇數(shù)線中的像素中，將放大器361，362，371，372的偏移電壓分別設(shè)置成“-A”、“-B”、“-C”和“-D”，在驅(qū)動偶數(shù)線中的像素中，將放大器361，362，371，372的偏移電壓分別設(shè)置成“+A”、“+B”、“+C”和“+D”。在下述幀周期中，重復(fù)第一至第四幀周期中的操作。根據(jù)該操作，在相鄰線間，反轉(zhuǎn)放大器36和37的偏移電壓的極性，同時為每一線，以每兩幀為周期來反轉(zhuǎn)放大器36和37的偏移電壓的極性。
如上所述，在該實施例中的顯示設(shè)備通過反轉(zhuǎn)灰階生成電源電路內(nèi)的放大器的偏移電壓的極性，有效地降低“塊間不均勻”。另外，該實施例中的顯示設(shè)備通過反轉(zhuǎn)相鄰線間的放大器的偏移電壓的極性，有效地減少閃爍。
應(yīng)注意到，可以以不同方式來修改灰階生成電源電路的結(jié)構(gòu)。應(yīng)特別注意到，對于當灰階生成電源電路內(nèi)的放大器的數(shù)量不是2時的情形，同樣能夠通過反轉(zhuǎn)放大器的偏移電壓的極性，來減少“塊間不均勻”。如圖11所示，例如，每一數(shù)據(jù)驅(qū)動器2內(nèi)的灰階生成電源電路1可以具有恒流源41、42、44、45，串聯(lián)連接的電阻器43、44，放大器361至36M以及放大器371至37M，其中，M是等于或大于3的整數(shù)。按照某一周期進行的各個放大器36和37的偏移電壓的反轉(zhuǎn)，同樣適合于這種減少“塊間不均勻”的情形。
第二實施例在第二實施例中，通過幀速率控制(FRC)控制，實現(xiàn)偽多重灰階顯示。幀速率控制是這樣一種技術(shù)通過以預(yù)定多個幀周期為周期來改變像素的灰階電平，事實上獲得具有許多灰階電平的灰階顯示，如圖12所示。圖12示例說明了以四幀周期為周期的幀速率控制技術(shù)的例子。在圖12所示的幀速度控制中，在幀1、2和4中，將顯示數(shù)據(jù)設(shè)置成值“2”，而在幀3中，將顯示數(shù)據(jù)設(shè)置成值“1”。這實現(xiàn)用于顯示數(shù)據(jù)“1.75”的偽灰階顯示。
幀速率控制技術(shù)通常伴有減色。假定這樣一種情形為定時控制器5外部提供的顯示數(shù)據(jù)為8位數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)驅(qū)動器2僅適用于6位顯示數(shù)據(jù)，如圖13所示。在這種情況下，通過從8位顯示數(shù)據(jù)中減少2位的顏色，生成6位顯示數(shù)據(jù)，并響應(yīng)所生成的6位顯示數(shù)據(jù)，驅(qū)動信號線。在下文中，為區(qū)分的必要，將定時控制器5外部提供的顯示數(shù)據(jù)稱為“輸入顯示數(shù)據(jù)”，以及將通過減色生成的顯示數(shù)據(jù)稱為“減色數(shù)據(jù)”。
根據(jù)幀速率控制，生成減色數(shù)據(jù)，以便使用6位減色數(shù)據(jù)，事實上生成8位灰階顯示。可以通過使用抖動矩陣，生成減色數(shù)據(jù)的有序抖動，或使用輸入顯示數(shù)據(jù)和相鄰像素的減色數(shù)據(jù)間的誤差，生成目標像素的減色數(shù)據(jù)的誤差擴散，實現(xiàn)減色。
圖13示例說明用于特定像素的減色的例子，更具體地說，用于具有值“7”的8位輸入顯示數(shù)據(jù)的2位減色。在用于特定像素的減色中，通過計算8位輸入顯示數(shù)據(jù)和2位FRC誤差(或噪聲)的和，并四舍五入所獲得的和的最后兩位，來生成減色數(shù)據(jù)。在圖13所示的過程中，從“ 00”、“01”、“10”和“11”選擇FRC誤差，以及在這四個值中，周期性地切換FRC誤差。當將有序抖動用于減色時，通過改變所使用的抖動矩陣，實現(xiàn)FRC誤差的切換。當使用誤差擴散時，另一方面，通過周期性地改變?yōu)槊恳痪€的左端像素限定的初始值，實現(xiàn)FRC誤差的切換。
為實現(xiàn)幀速率控制，該實施例中的顯示設(shè)備的定時控制器5包括FRC計算電路8。FRC計算電路8根據(jù)8位輸入顯示數(shù)據(jù)，來生成6位減色數(shù)據(jù)，并向數(shù)據(jù)驅(qū)動器2提供所生成的6位減色數(shù)據(jù)。每一數(shù)據(jù)驅(qū)動器2內(nèi)的數(shù)據(jù)寄存器電路22從FRC計算電路8接收6位減色數(shù)據(jù)。通過鎖存電路23和電平移位電路24，將減色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到D/A轉(zhuǎn)換器25，并通過D/A轉(zhuǎn)換器25和輸出放大器26，來生成具有對應(yīng)于減色數(shù)據(jù)的電壓電平的數(shù)據(jù)信號。除該改進外，與第一實施例相同地構(gòu)造第二實施例中的顯示設(shè)備。如上所述，重要之處在于，將灰階生成電源電路31內(nèi)的放大器36和37設(shè)計成響應(yīng)于偏移抵消控制信號，偏移電壓的極性能夠反轉(zhuǎn)。
一個問題在于當不適當方式進行放大器36和37的偏移電壓的極性的控制以及幀速率控制時，可能不期望地出現(xiàn)“塊間不均勻”。圖15A和15B是示例說明由于不適當控制而發(fā)生塊間不均勻的原因的時序圖。
在下文的論述中，假定在每一個幀周期，使被饋送到特定像素的數(shù)據(jù)信號的極性發(fā)生反轉(zhuǎn)，并以8(＝22×2)幀周期為周期，周期性地切換FRC誤差，并且每兩個幀周期(即，以四幀周期為周期)，切換放大器36和37的偏移電壓的極性。幀速率控制中的八幀周期的周期是基于這樣的事實在每個控制周期中，應(yīng)當包含數(shù)據(jù)信號極性和FRC誤差容許值的所有可能組合。
然而，圖15A和15B中所示的操作不期望地導(dǎo)致在不同數(shù)據(jù)驅(qū)動器2間，用于相同顯示數(shù)據(jù)的像素的實際灰階電平稍微不同。在實際灰階電平中的微小差異事實上被觀察為“塊間不均勻”。
假定例如，數(shù)據(jù)驅(qū)動器21和22響應(yīng)一系列顯示數(shù)據(jù)“2”、“2”、“2”、“1”、“2”、“2”、“1”和“2”，分別在第一至第八幀周期中驅(qū)動像素的情形。
在該情形中，如圖15A所示，數(shù)據(jù)驅(qū)動器21在第一至第八幀周期中，分別輸出具有電壓電平“V2+*+α”、“V2-*+d”、“V2+*-α”、“V1*-c”、“V2+*+α”、“V2-*+d”、“V1+*-b”和“V2-*-d”的一系列數(shù)據(jù)信號，其中，“+a”、“+b”、“+c”和“+d”是由數(shù)據(jù)驅(qū)動器21內(nèi)的放大器361、362、371、372的分別設(shè)置成“+A”、“+B”、“+C”和“+D”的偏移電壓所引起的數(shù)據(jù)信號的電壓電平的誤差，而“-a”、“-b”、“-c”和“-d”是由數(shù)據(jù)驅(qū)動器21內(nèi)的放大器361、362、371、372的分別設(shè)置成“-A”、“-B”、“-C”和“-D”的偏移電壓引起的數(shù)據(jù)信號的電壓電平的誤差。
因此，如圖15B所示，數(shù)據(jù)驅(qū)動器22在第一至第八幀周期中，分別輸出具有電壓電平“V2+*+α′”、“V2-*+d′”、“V2+*-α′”、“V1-*-c′”、“V2+*+α′”、“V2-*+d′”、“V1+*-b′”和“V2-*-d′”的一系列數(shù)據(jù)信號，其中，“+a’”、“+b’”、“+c’”和“+d’”是由數(shù)據(jù)驅(qū)動器22內(nèi)的放大器361、362、371、372的分別設(shè)置成“+A’”、“+B’”、“+C’”和“+D’”的偏移電壓引起的數(shù)據(jù)信號的電壓電平的誤差，而“-a’”、“-b’”、“-c’”和“-d’”是由數(shù)據(jù)驅(qū)動器22內(nèi)的放大器361、362、371、372的分別設(shè)置成“-A’”、“-B’”、“-C’”和“-D’”的偏移電壓引起的數(shù)據(jù)信號的電壓電平的誤差。
在該操作中，在數(shù)據(jù)驅(qū)動器21和22間，從數(shù)據(jù)驅(qū)動器21和22輸出的正數(shù)據(jù)信號的電壓電平的平均值不同。具體地，從數(shù)據(jù)驅(qū)動器21輸出的正數(shù)據(jù)信號的電壓電平的平均值為((3V2+*V2+*)/4)+(a-b)/4，而從數(shù)據(jù)驅(qū)動器22輸出的正數(shù)據(jù)信號的電壓電平的平均值為((3V2+*+V1+*)/4)+(a’-b’)/4。由于誤差a和a’通常不同，且誤差b和’b通常不同，因此在數(shù)據(jù)驅(qū)動器21和22間，正數(shù)據(jù)信號的電壓電平的平均值不同。從類似計算易于理解到，負數(shù)據(jù)信號的電壓電平的平均值在數(shù)據(jù)驅(qū)動器21和22間也不同。
數(shù)據(jù)信號的電壓電平的平均值的差異導(dǎo)致像素的灰階電平的差異，并且可能被事實上觀察為“塊間不均勻”。因此，圖15A和15B的操作可能遭受到“塊間不均勻”。
通過控制數(shù)據(jù)信號的極性、FRC誤差的值、以及放大器36和37的偏移電壓的極性，能解決這一問題，使得在每一控制周期中包含所有可能組合。圖16是示例說明滿足這一要求的控制的圖。當實現(xiàn)2位減色時，存在數(shù)據(jù)信號的極性、FRC誤差值以及放大器36和37的偏移電壓的極性的16(＝22×2×2)種可能組合，存在用于FRC誤差的四種(＝22)容許值，用于數(shù)據(jù)信號的2種容許值，以及用于放大器36和37的偏移電壓的兩種容許極性。在這一實施例中，以16幀周期為周期，周期性地控制數(shù)據(jù)信號的極性、FRC誤差的值以及放大器36和37的偏移電壓的極性，從而允許在每一控制周期中包含其所有可能組合。
更具體地說，在圖16所示的控制中，數(shù)據(jù)信號的極性是按照每幀周期來切換的，而FRC誤差是以8(＝22×2)幀周期為周期來周期性地改變的。以16幀周期為周期，周期性地控制放大器36和37的偏移電壓的極性。詳細地，在控制周期的前一半中，即在第一至第八(＝22×2)幀周期中，每兩幀周期來反轉(zhuǎn)放大器36和37的偏移電壓的極性。在控制周期的后一半中，即在第九(＝22×2+1)至第16(＝22×2×2)幀周期中，將放大器36和37的偏移電壓的極性設(shè)置成分別與第一至第八(＝22×2)幀周期相反。這種控制導(dǎo)致在每一控制周期中包含了數(shù)據(jù)信號的極性、FRC誤差的值以及放大器36和37的偏移電壓的極性的所有可能組合。
這種操作有效地降低“塊間不均勻”，這將從下述論述中理解到。在下述論述中，假定在足夠長的持續(xù)時間中，將所有像素設(shè)置成相同灰階電平的圖像。應(yīng)注意到當將所有像素設(shè)置成相同灰階電平時，顯示設(shè)備嚴重地遭受到“塊間不均勻”。
圖17A是示例說明當實施圖16所示的控制時從數(shù)據(jù)驅(qū)動器21輸出的數(shù)據(jù)信號的電壓電平的圖，而圖17B是示例說明從數(shù)據(jù)驅(qū)動器22輸出的數(shù)據(jù)信號的電壓電平的圖。在圖17A和17B中，“V2+*”和“V2-*”分別表示與具有值“2”的減色數(shù)據(jù)相對應(yīng)的正和負灰階電壓的期望值，以及“V1+*”和“V1-*”分別表示與具有值“1”的減色數(shù)據(jù)相對應(yīng)的正和負灰階電壓的期望值。
如從圖17A和17B理解到，對于數(shù)據(jù)信號的極性和減色數(shù)據(jù)的值的所有可能組合來說，圖16所示的操作有效地抵消由放大器36和37的偏移電壓引起的數(shù)據(jù)信號的電壓信號的誤差。
對于與具有值“2”的減色數(shù)據(jù)相對應(yīng)的正數(shù)據(jù)信號的電壓電平來講，數(shù)據(jù)驅(qū)動器21輸出具有電壓電平“V2+*+a”的電壓電平的正數(shù)據(jù)信號三次，還輸出具有電壓電平“V2+*-a”的正數(shù)據(jù)信號三次，數(shù)據(jù)驅(qū)動器21輸出具有電壓電平“V2+*+a”的正數(shù)據(jù)信號的次數(shù)與數(shù)據(jù)驅(qū)動器21輸出具有電壓電平“V2+*-a”的正數(shù)據(jù)信號的次數(shù)相同。因此，與具有值“2”的減色的數(shù)據(jù)信號的電壓電平的誤差“+a”和“-a”被抵消。另一方面，對于與具有值“1”的減色數(shù)據(jù)相對應(yīng)的正數(shù)據(jù)信號的電壓電平來講，數(shù)據(jù)驅(qū)動器21輸出具有電壓電平“V1+*+b”的電壓電平的正數(shù)據(jù)信號一次，還輸出具有電壓電平“V1+*-b”的正數(shù)據(jù)信號一次，數(shù)據(jù)驅(qū)動器21輸出具有電壓電平“V1+*+b”的正數(shù)據(jù)信號的次數(shù)與數(shù)據(jù)驅(qū)動器21輸出具有電壓電平“V1+*-b”的正數(shù)據(jù)信號的次數(shù)相同。因此，與具有值“1”的減色的數(shù)據(jù)信號相對應(yīng)的電壓電平的誤差“+b”和“-b”被抵消。因此，從數(shù)據(jù)驅(qū)動器21輸出的正數(shù)據(jù)信號的電壓電平的平均值為((3V2+*+V1+*)/4)。
這些同樣適用于負數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)信號的電壓電平的誤差“+c”和“-c”被抵消，而且數(shù)據(jù)信號的電壓電平的誤差“+d”和“-d”被抵消。因此，從數(shù)據(jù)驅(qū)動器21輸出的負數(shù)據(jù)信號的電壓電平的平均值為((3V2-*+V1-*)/4)。
這同樣適用于數(shù)據(jù)驅(qū)動器22，其在所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號中顯示出不同的誤差“±a”、“±b”、“±c”和“±d”。從數(shù)據(jù)驅(qū)動器22輸出的負數(shù)據(jù)信號的電壓電平的平均值也為((3V2-*+V1-*)/4)。
因此，對相同顯示數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)驅(qū)動器21驅(qū)動的像素的灰階電平理論上等于由數(shù)據(jù)驅(qū)動器22驅(qū)動的像素的灰階電平，有效地避免“塊間不均勻”。
由此所述，通過控制數(shù)據(jù)信號的極性、FRC誤差以及放大器36和37的偏移電壓的極性，有效地解決了幀速率控制的“塊間不均勻”問題，使得在每一控制周期中包含了其所有可能組合。通常，當實現(xiàn)n位減色來生成減色數(shù)據(jù)時，以(2n×2×2)幀周期為周期，控制數(shù)據(jù)信號的極性、FRC誤差以及放大器36和37的偏移電壓的極性，這是因為對于用于n位減色的FRC誤差來講，存在2n個容許值。
圖18是示例說明用于控制數(shù)據(jù)信號的極性、FRC誤差以及放大器36和37的偏移電壓的極性以便在每一控制周期中包含所有可能組合的另一示例性操作的圖。在圖18所示的控制中，按照每幀周期來反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)信號的極性，而且按照每兩幀周期來反轉(zhuǎn)放大器36和37的偏移電壓。以16(＝22×4)幀周期為周期，周期性地改變FRC誤差。這種控制允許在每一控制周期中，包含數(shù)據(jù)信號的極性、FRC誤差以及放大器36和37的偏移電壓的極性的所有可能組合，由此有效地降低了“塊間不均勻”。
圖16和18所示的控制方法的差異在于，在圖18的控制方法中，改變FRC誤差的周期比切換放大器36和37的偏移電壓的極性的周期長。從閃爍方面看，這不是優(yōu)選的。由于相鄰灰階的灰階電壓間的差值大于由放大器36和37的偏移電壓產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號的電壓電平的誤差，因此，F(xiàn)RC誤差改變的周期的持續(xù)時間的增加將不期望地增加閃爍。從這一觀點看，優(yōu)選的是FRC誤差改變的周期比切換放大器36和37的偏移電壓的極性的周期短，如圖16所示。
與圖9A所示的操作的情形相同，優(yōu)選的是驅(qū)動像素，以使得在相鄰線間，放大器36和37的偏移電壓的極性是相反的。同樣在該情形中，應(yīng)注意到以每兩幀周期來切換用于驅(qū)動同一線的放大器36和37的偏移電壓的極性。
顯然，本發(fā)明不限于上述實施例，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其作出修改和改進。例如，顯示定時生成器電路和FRC計算電路可以不是定時控制器，而可以將它們集成到每一數(shù)據(jù)驅(qū)動器2中。
圖19是示例說明將顯示定時生成器電路和FRC計算電路被集成在數(shù)據(jù)驅(qū)動器2內(nèi)的顯示設(shè)備的框圖，圖20是示例說明數(shù)據(jù)驅(qū)動器2的結(jié)構(gòu)的框圖。
在圖19所示的顯示設(shè)備中，定時控制器5將數(shù)據(jù)驅(qū)動器定時控制信號饋送到各個數(shù)據(jù)驅(qū)動器2，由此使數(shù)據(jù)驅(qū)動器2的操作同步。另外，定時控制器5將外部提供的輸入顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到各自的數(shù)據(jù)驅(qū)動器2。
如圖20所示，每一數(shù)據(jù)驅(qū)動器2具有顯示定時生成器電路28和FRC計算電路29。顯示定時生成器電路28響應(yīng)從定時控制器5接收的數(shù)據(jù)驅(qū)動器定時控制信號，生成偏移抵消控制信號和顯示定時信號(包括極性信號、移位脈沖、數(shù)據(jù)鎖存信號等等)。FRC計算電路29根據(jù)8位輸入顯示數(shù)據(jù)，生成6位減色數(shù)據(jù)，并將6位減色數(shù)據(jù)饋送到數(shù)據(jù)寄存器電路22。通過鎖存電路23和電平移位電路24，將該減色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到D/A轉(zhuǎn)換器25，并用來生成數(shù)據(jù)信號。
另外，應(yīng)注意到，盡管上述實施例的描述僅參考具有液晶顯示面板1的顯示設(shè)備，但本發(fā)明適合于通過電壓驅(qū)動來驅(qū)動像素的其他顯示設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種顯示設(shè)備，包括顯示面板，在其上按行和列排列像素；以及與所述顯示面板相連的多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器，其特征在于，所述多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器的每一個包括灰階電壓生成器電路，生成多個灰階電壓；以及驅(qū)動電路，其響應(yīng)于輸入顯示數(shù)據(jù)，從所述多個灰階電壓選擇出被選灰階電壓，并將具有與所述被選灰階電壓相對應(yīng)的電壓電平的數(shù)據(jù)信號輸出到所述顯示面板；其中，所述灰階電壓生成器電路包括放大器，生成偏壓；以及電壓生成器電路，根據(jù)所述偏壓來生成所述多個灰階電壓；其中，所述放大器被設(shè)計為使得可以反轉(zhuǎn)所述放大器的偏移電壓的極性；以及其中，控制所述放大器的所述偏移電壓的所述極性，使得在某一幀周期中用于驅(qū)動所述顯示面板的特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的所述極性，與在另一幀周期中用于驅(qū)動所述特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的所述極性相反。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中，按照每幀周期來反轉(zhuǎn)被饋送到所述特定像素的數(shù)據(jù)信號的極性，以及按照每兩幀周期來反轉(zhuǎn)用于驅(qū)動所述特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的所述極性。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中，所述多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器的每一個接收通過對所述輸入顯示數(shù)據(jù)進行減色而生成的減色數(shù)據(jù)，其中，所述驅(qū)動電路從所述多個灰階電壓選擇出與所述減色數(shù)據(jù)相對應(yīng)的電壓，來作為被選灰階電壓，其中，通過使用具有從一個具有2n個值的集合中選擇出的值的誤差，來實現(xiàn)對所述特定像素的所述減色，以及其中，以2n×2×2幀周期為控制周期，來執(zhí)行對用于控制被饋送到所述特定像素的所述數(shù)據(jù)信號的所述極性、用于驅(qū)動所述特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的所述極性、以及用于所述減色的所述誤差的驅(qū)動控制。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中，所述多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器的每一個還包括處理電路，該處理電路產(chǎn)生通過對所述輸入顯示數(shù)據(jù)執(zhí)行n位減色而生成的減色數(shù)據(jù)，其中，所述驅(qū)動電路從所述多個灰階電壓選擇與所述減色數(shù)據(jù)相對應(yīng)的電壓，來作為所述被選灰階電壓，其中，通過使用具有從一個具有2n個值的集合中選擇出的值的誤差，實現(xiàn)對于所述特定像素的所述減色，以及其中，以2n×2×2幀周期為控制周期，來執(zhí)行對于用于控制被饋送到所述特定像素的所述數(shù)據(jù)信號的所述極性、用于驅(qū)動所述特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的所述極性、以及用于所述減色的所述誤差的驅(qū)動控制。
5.如權(quán)利要求3或4所述的顯示設(shè)備，其中，執(zhí)行所述驅(qū)動控制，使得在所述驅(qū)動控制的一個控制周期中，包含被饋送到所述特定像素的所述數(shù)據(jù)信號的所述極性、用于驅(qū)動所述特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的所述極性、以及用于所述減色的所述誤差的所有可能組合。
6.如權(quán)利要求5所述的顯示設(shè)備，其中，按照每幀周期來反轉(zhuǎn)被饋送到所述特定像素的所述數(shù)據(jù)信號的所述極性，其中，以2n×2幀周期為周期，控制用于所述減色的所述誤差，以及其中，在所述驅(qū)動控制的所述控制周期的前半部分中的第一至第(2n×2)幀周期中、用于驅(qū)動所述特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的極性，分別與在所述驅(qū)動控制的所述控制周期的后半部分中的第(2n×2+1)至第(2n×2×2)幀周期中、用于驅(qū)動所述特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的極性相反。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中，用于驅(qū)動第一線中的各個像素的所述放大器的所述偏移電壓的所述極性，與用于驅(qū)動與所述第一線相鄰的第二線中的各個像素的所述放大器的所述偏移電壓的極性相反。
8.一種數(shù)據(jù)驅(qū)動器，用于驅(qū)動顯示面板，包括灰階電壓生成器電路，生成多個灰階電壓；以及驅(qū)動電路，其響應(yīng)于輸入顯示數(shù)據(jù)，從所述多個灰階電壓中選擇出被選灰階電壓，并將具有與所述被選灰階電壓相對應(yīng)的電壓電平的數(shù)據(jù)信號輸出到所述顯示面板；其中，所述灰階電壓生成器電路包括放大器，其生成偏壓；以及電壓生成器電路，其根據(jù)所述偏壓生成所述多個灰階電壓；其中，所述放大器被設(shè)計為使得能夠反轉(zhuǎn)所述放大器的偏移電壓的極性；以及其中，控制所述放大器的所述偏移電壓的所述極性，使得在某一幀周期中用于驅(qū)動所述顯示面板的特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的所述極性，與在另一幀周期中用于驅(qū)動所述特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的所述極性相反。
9.如權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，進一步包括處理電路，其生成通過對所述輸入顯示數(shù)據(jù)進行n位減色而生成的減色數(shù)據(jù)，其中，所述驅(qū)動電路從所述多個灰階電壓中選擇出與所述減色數(shù)據(jù)相對應(yīng)的電壓，來作為所述被選灰階電壓，其中，通過使用具有從一個具有2n個值的集合中選擇出的值的誤差，實現(xiàn)用于所述特定像素的所述減色，以及其中，以2n×2×2幀周期為控制周期，執(zhí)行對用于控制被饋送到所述特定像素的所述數(shù)據(jù)信號的所述極性、用于驅(qū)動所述特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的所述極性、和用于所述減色的所述誤差的驅(qū)動控制。
10.如權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，其中，所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器使用具有從一個具有2n個值的集合中選擇出的值的誤差，接收通過對所述輸入顯示數(shù)據(jù)進行減色而生成的減色數(shù)據(jù)，其中，所述驅(qū)動電路從所述多個灰階電壓中選擇與所述減色數(shù)據(jù)相對應(yīng)的電壓，來作為所述被選灰階電壓，其中，以2n×2×2幀周期為控制周期，執(zhí)行對用于控制被饋送到所述特定像素的所述數(shù)據(jù)信號的所述極性、用于驅(qū)動所述特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的所述極性和用于所述減色的所述誤差的驅(qū)動控制。
11.如權(quán)利要求9或10所述的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，其中，執(zhí)行所述驅(qū)動控制使得在所述驅(qū)動控制的控制周期中，包含被饋送到所述特定像素的所述數(shù)據(jù)信號的所述極性、用于驅(qū)動所述特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的所述極性以及用于所述減色的所述誤差的所有可能組合。
12.如權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，其中，所述電壓生成器電路包括由所述偏壓偏置的串聯(lián)連接的電阻器；以及與在所述串聯(lián)連接的電阻器上配備的各個抽頭相連的多個運算放大器，分別生成多個灰階電壓。
13.一種顯示面板驅(qū)動方法，包括通過放大器來生成偏壓，所述放大器被設(shè)計為使得能夠反轉(zhuǎn)所述放大器的偏移電壓的極性；根據(jù)所述偏壓，產(chǎn)生多個灰階電壓；響應(yīng)于輸入顯示數(shù)據(jù)，從所述多個灰階電壓中選擇出被選灰階電壓；以及通過將具有與所述被選灰階電壓對應(yīng)的電壓電平的數(shù)據(jù)信號饋送到像素，來驅(qū)動顯示面板上的所述像素，其中，控制所述放大器的所述偏移電壓的所述極性，使得在某一幀周期中用于驅(qū)動所述顯示面板的特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的所述極性，與在另一幀周期中用于驅(qū)動所述特定像素的所述放大器的所述偏移電壓的所述極性相反。
全文摘要
一種用于驅(qū)動顯示面板的數(shù)據(jù)驅(qū)動器具有生成多個灰階電壓的灰階電壓生成器電路；以及驅(qū)動電路，響應(yīng)輸入顯示數(shù)據(jù)，從多個灰階電壓選擇被選灰階電壓，并將具有對應(yīng)于被選灰階電壓的電壓電平的數(shù)據(jù)信號輸出到顯示面板?；译A電壓生成器電路包括生成偏壓的放大器以及由偏壓生成多個灰階電壓的電壓生成器電路。放大器被設(shè)計成能夠反轉(zhuǎn)放大器的偏移電壓的極性?？刂品糯笃鞯钠齐妷旱臉O性使得在某一幀周期中用于驅(qū)動顯示面板的特定像素的放大器的偏移電壓的極性與在另一幀周期中用于驅(qū)動特定像素的放大器的偏移電壓的極性相反。
文檔編號G09G5/02GK101025904SQ200710084160
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者降旗弘史, 能勢崇, 西村浩一 申請人:恩益禧電子股份有限公司