[发明专利]显示器

说明书

技术领域

本发明涉及显示器，尤其涉及将数/模转换器作为显示驱动器的显示器。具体地说，该数/模转换器可以是能够直接驱动负载电容的数/模转换器，而不需要在转换器和负载之间提供缓冲放大器。这样的转换器被称为“无缓冲器”转换器。这样的转换器可用于例如驱动液晶显示器的矩阵列。这样的转换器的一种特殊应用是针对便携应用的其中特别期望最小化功耗的小显示面板。

背景技术

在液晶显示器(LCD)中，液晶材料层夹置在两个电极之间(在透射性液晶显示器的情况下，这两个电极都是透明的)。工作时分别对电极施加第一和第二电压，液晶材料的状态受第一电压和第二电压之间的绝对差值控制。液晶材料的状态控制多少光会穿过液晶显示器，从而控制其亮度。

液晶显示器一般包括多个可独立寻址图元或“像素”。在有源矩阵LCD中，一个电极通常对所有像素是公共的(“公共电极”或“对电极”)，而另一电极被形成图案以限定多个可独立寻址电极，其中的每一个对应于一个像素(“像素电极”)。图1中示出了像素的简化图。VCOM表示施加到像素的对电极1的电压，而源极线SL、栅极线GL以及像素晶体管3控制施加到像素的像素电极2的电压。简言之，合适的驱动电压通过显示驱动器DD施加到源极线SL，通过合适的驱动电路(在图1中未示出)施加到栅极线GL。用来使像素晶体管导通(ON)的合适电压施加到栅极线GL，其连接到像素晶体管的栅极。当像素晶体管3被导通时，像素电极连接到源极线SL，且通过对源极线施加合适的电压可对像素寻址。

为了防止显示器中液晶材料的长期老化，必须在每次刷新液晶材料(通常每秒出现50-60次)时将其驱动成交变正负电压，以使液晶材料上的时间平均直流电压为零。

考虑普通的白光LCD，其中

·“白电压”(为了发出100％光透射而必须施加在液晶材料上的电压)V_W＝1V

·“黑电压”(为了发出0％光透射而必须施加在液晶材料上的电压)V_B＝3V

在此示例中，有可能用两种方法之一实现液晶材料上的交变电压：

·可固定对电极电压VCOM，且可将施加到像素电极的电压V_像素交变地驱动成高于和低于固定值的值(参见图2(a))。例如，如果对电极电压VCOM固定在2V，则像素电压可交替处于范围3-5V和范围1到-1V中。

·可选择像素电压的范围以覆盖所需LC电压的范围(V_B-V_W＝2V)，而且对电极电压VCOM可交替变化以向液晶给出正确的直流电平(参见图2(b))。例如，像素电压V_像素可一直处于范围0到2V中，而对电极电压VCOM可在-1V和3V之间交替变化。

可以看出，使用交变的对电极电压VCOM减小了需要向像素电极2提供的电压的范围，从而简化了对产生这些电压的数/模转换器(DAC)的设计。在典型的系统中，对电极电压VCOM在每个行时间交变(约每50μs)。

然而，使用交变对电极电压VCOM也具有缺点：

·对电极1出现大电容，因而要花费时间来充电。在此时间期间，数据不能被写入像素，因此各行之间的时间(消隐时间)被延长。

·对电极1是较大面积的导体，所以易受静电放电(ESD)影响。对ESD的常见解决方案是通过保护二极管在连接到显示器玻璃的点处提供接地的低阻路径，但这样的电路通常包括电阻器，从而对于对电极来说一般被省略(以使其尽可能快地充电)。因此，对电极提供了对VCOM驱动电路的导电路径，而该驱动电路会被ESD损坏。

·因为对电极电压VCOM上的负载大，所以它经常由消耗大静态电流的非常大的运算放大缓冲器驱动。然而，因为对电极电压VCOM不经常被切换，所以仅此电流的一小部分被用来驱动负载，其中剩余部分通过缓冲器流到接地，从而消耗了不必要的功率。

总而言之，优选最小化系统中所需的电压基准的数量。必须精确地产生各个基准，然后将其缓冲(如果它将提供电流)。

为了减小系统复杂度，优选地：

·提供像素电压的DAC使用与由供电干线提供给DAC中(或系统中的其它电路)的逻辑电路和时钟电路相同的电压作为基准电压。

·对电极电压VCOM固定，理想情况下接地(以克服ESD问题)；