CN1211854A - 具有可变驱动能力的显示器驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种显示器驱动装置和显示系统,能够有效地防止可能出现的图像质量下降的问题。显示器驱动装置包括:可变电阻装置,通过该装置向显示器的数据线提供电流;以及用于选择可变电阻装置的电阻的选择装置。例如,采用模拟开关S1和S2可以实现可变电阻装置,而采用选择电路可以实现选择装置。显示器驱动装置还包括改变所述电流的变流装置。变流装置可以用电路21至24和偏置电路3的组合来实现。

Description

具有可变驱动能力的显示器驱动装置
本发明涉及显示器驱动装置，更具体地说涉及具有可变驱动能力的显示器驱动装置。
图1表示常规的液晶驱动装置的一般结构。如图1所示，常规的液晶驱动装置具有液晶显示器11，由几个驱动单元121至12n构成的源极驱动器12，每个驱动器驱动液晶显示器11中的相应的源极，以及由几个驱动单元131至13n构成的栅极驱动器13，每个驱动器驱动液晶显示器11中的相应的栅极。
当驱动电流从驱动单元121至12n中的一个施加到液晶显示器11上，同时从驱动单元131至13n中的一个施加驱动电压时，施加驱动电流和施加电压的交叉处的相应像素被启动。
图2表示作为一个例子的液晶显示器11的一个等效电路。如图2所示，等效电路包括电阻R和电容C。应注意，在图2的液晶显示器11中还包括电感(未示出)。液晶显示器11的一排由源极驱动器12末端的放大器14驱动。
然而，在上述结构中存在以下问题：液晶显示器11越大，负载则越重。此外，由于制造过程中存在的误差，液晶显示器11的负载是不均匀的。由于放大器14的负特性(例如由放大器结构中的反馈回路引起)和图2所示的等效电路的结构的原因，在液晶显示器的行中将会产生瞬时扰动噪声。只要放大器14的驱动性能是固定的和根据其误差是不可变的，那么这一可能的瞬时扰动噪声就不可避免。此外，当液晶显示器的负载量对放大器14的驱动性能来说很小时，在由放大器14驱动的行中将会出现过冲噪声和下冲噪声。瞬时扰动噪声、过冲噪声和下冲噪声引起液晶显示器的图像质量下降。
因此，本发明的目的是提供一种显示器驱动装置和显示系统，能够有效地防止可能出现的图像质量下降的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种显示器驱动装置，包括：可变电阻装置，通过该装置向显示器的数据线提供电流；以及用于选择可变电阻装置的电阻的选择装置。例如，采用图3所示的模拟开关S1和S2可以实现可变电阻装置，而采用图3所示的选择电路可以实现选择装置。
根据本发明的另一方面，显示器驱动装置还包括改变所述电流的变流装置。变流装置可以用图3所示的电路21至24和偏置电路3的组合来实现。
根据本发明的再一方面，提供了一种显示系统，包括：显示装置，包括多条扫描线和数据线，多个像素单元放在多条扫描线和多条数据线的交叉处，用于显示图像；包括多个源极驱动器的数据线装置，每个源极驱动器驱动显示装置中的每条相应的数据线，其中每个源极驱动器包括可变电阻装置，通过该装置向显示装置中的每条数据线提供电流，和用于选择可变电阻装置的电阻的选择装置；以及扫描线驱动装置，用于驱动显示装置中的每条扫描线。显示系统的结构的一个例子如图9所示，其中显示装置对应显示板1100；数据线驱动装置对应源极驱动器1200和端口A1700的组合；以及扫描线驱动装置对应栅极驱动器1300、与门1500和端口B1600。
通过以下结合附图对本发明的详细描述，本发明的其它特征和优点将看得更清楚。
图1表示液晶显示板及其驱动器的结构；
图2表示由源极驱动器驱动的液晶显示板的等效电路；
图3表示根据本发明的一个方面的液晶显示器驱动电路的一个例子；
图4表示偏置电流改变电路23的结构；
图5表示偏置电流改变电路23和24的结构；
图6是表示偏置选择电路的函数的函数表；
图7A和7B分别表示负载重和负载轻时的从输出电路2输出的波形；
图8是表示可变电阻25和选择电路26的操作的函数表；以及
图9表示根据本发明的显示系统的电路结构。
下面结合附图详细描述本发明的第一实施例。
图3表示根据本发明第一实施例的驱动液晶显示器源极的源极驱动电路的一个例子。
如图3所示，源极驱动器1包括从输出端OUT驱动液晶显示器的源极的输出电路2，和为输出电路2提供偏置电流的偏置电路3。
输出电路2由场效应晶体管Q1至Q4、Q6和Q7构成。从功能的观点看，它包括：差分单元21，该单元对从输入端IN1和IN2输入的两个输入信号之间的差进行放大；输出单元22，该单元由晶体管Q5、Q8和Q9以及电容C构成，接收来自差分单元21的经放大的差分信号，然后驱动液晶显示器(未示出)；可变电阻单元25，该单元与输出单元22相连，由以并联方式相互连接的模拟开关S1和S2构成；以及选择电路26，该电路使可变电阻单元25的模拟开关S1和S2中的每一个导通或断开。差分单元21和输出单元22组合在一起作为一个放大器。在差分单元21中，由晶体管Q6和Q7构成的偏置电流改变电路23起改变流经由晶体管Q1至Q4构成的差分放大电路的偏置电流的作用。在输出单元22中，由晶体管Q8和Q9构成的偏置电流电路24起改变流经由晶体管Q5和电容C构成的电路的偏置电流的作用。
偏置电路3包括：由晶体管Q10至Q14构成的偏置单元31，该单元接收外部电压V，并控制流经偏压选择电路32的偏置电流；以及由晶体管Q15至Q18构成的偏压选择电路32，该电路也与偏置单元31的输出侧相连，改变从偏置单元31输出的偏置电压，然后将其送至偏置电流改变电路23和24。
下面描述前面提到的源极驱动器1的工作情况。在产生流经输出电路2的偏置电流的偏置电路3中，当外部电压施加到偏置单元31中的晶体管Q10的电压端V时，所有的晶体管Q10和Q12都导通，使电流i1流经晶体管Q10和Q12。这时，由晶体管Q13的源极和漏极之间的电压(VDD-V2)以及栅极电压V1确定的电流i2流经晶体管Q13和Q14。电压V2通过偏置选择单元32施加到输出电路2中的偏置电流改变电路23和24的栅极上。
通过控制端C1和C2向各个晶体管Q15和Q16的栅极提供电压。当通过控制端C1向晶体管Q15的栅极施加“H”(高)电平的电压时，晶体管Q15导通。然后通过反相器IC1向晶体管Q17传送“H”电平电压的反相信号，使晶体管Q17截止。因此，偏置单元31中的电压V2被施加到输出电路2中的各个晶体管Q6和Q8的栅极，使它们导通。
当通过控制端C2向晶体管Q16的栅极施加“H”电平的电压时，晶体管Q16导通。在这种情况下，“H”电平电压的反相信号被送至晶体管Q18的栅极，使晶体管Q18截止。来自偏置单元31中的晶体管Q13的“H”电平电压被送至输出电路2中的晶体管Q7和Q9的栅极，使晶体管Q7和Q9导通。
偏置电流改变电路23改变流经输出电路2中的差分单元21的差分放大器电路的偏置电流，对偏置电流加权，因此对晶体管Q7的导通电流i来说，流经晶体管Q6的导通电流受控成为(2*i)。请注意，晶体管Q6也可以用相互并联的两个晶体管Q6A和Q6B构成，每个晶体管具有相同的导通电流i，如图4和5所示。图4表示构成偏置电流改变电路23的晶体管Q6和Q7的LSI结构。它们是通过共用S(源极)或D(漏极)扩散层在较小的区域上制成的。图5表示在LSI上制造的构成偏置电流改变电路23和24的晶体管Q6至Q9的结构。它们也是通过共用S(源极)或D(漏极)扩散层在较小的区域上制成的。
参照图3，当“H”电平电压施加到偏置电路3中的控制端C2上时，晶体管Q7导通，使偏置电流i提供给差分单元21中的差分放大器电路。另一方面，当“H”电平电压施加到控制端C1上时，晶体管Q6导通，使偏置电流2*i提供给差分单元21中的差分放大器电路。此外，当“H”电平电压施加到控制端C1和C2上时，晶体管Q6和Q7导通，使偏置电流3*i提供给差分单元21中的差分放大器电路。
以上述方式，偏置电流改变电路23可以改变流经差分单元21中的差分放大器电路(Q2和Q4)的偏置电流。
输出电路2中的输出单元22的偏置电流改变电路24的工作情况与偏置电流改变电路23相同。具体地说，当“H”电平电压施加到偏置电路3中的控制端C2上时，晶体管Q9导通，使偏置电流i提供给输出单元22。另一方面，当“H”电平电压施加到控制端C1上时，晶体管Q8导通，使偏置电流2*i提供给输出单元22。此外，当“H”电平电压施加到控制端C1和C2上时，晶体管Q8和Q9导通，使偏置电流3*i提供给输出单元22。
图6是表示施加到各个控制端C1和C2的电压组合与流经偏置电流改变电路23中的晶体管Q6和Q7的输出电流之和之间的关系，以及前者与流经偏置电流改变电路24中的晶体管Q8和Q9的输出电流之和之间的关系的函数表。请注意，C1和C2栏中的“1”代表施加“H”(高)电平电压，而“0”代表“L”(低)电平电压。
图7A和7B表示从输出电路2输出的波形，对应差分偏置电流i和3*i。具体地说，图7A表示对与输出电路2相连的液晶显示器(未示出)的重负载而言的输出波形，而图7B表示对液晶显示器(未示出)的轻负载而言的输出波形。
如图7A和7B所示，当输出电路2的偏置电流大时，不管液晶显示器的负载量如何，立即到达目标电压(由虚线表示)。因此，即使在输出波形上出现瞬时扰动噪声或过冲噪声，目标电压也能立即达到，使得在液晶显示器上成功地显示图像。
如上所述，即使与相应的输出电路2相连的液晶显示器的负载量的变化的范围很广，也能根据与输出电路2相连的液晶显示器的负载量，改变流经输出电路2中的各个差分单元21和输出单元22的偏置电流，将校正后的输出电流送至负载。因此，避免了由于负载改变而引起的液晶显示器中可能产生的误动作。
请注意，在本实施例中具有偏置电流改变电路24，该电路用来改变输出电路2中的输出单元22的偏置电流。另外，也可以将恒定的偏置电流直接加到输出单元22。
此外，也可以采用另一种结构将偏置电流送至输出电路2，改变偏置电路3的偏置单元31中电压端V的电压，使得晶体管Q13的输出电流改变，然后将得到的输出电流作为偏置电流送至输出电路2中的差分单元21和输出单元22。
如图3所示，在输出单元22的输出侧提供了由相互并联的模拟开关S1和S2构成的可变电阻单元25。可变电阻单元25的输出将与液晶显示器的源极相连。
此外，选择电路26用来控制模拟开关S1和S2，使它们中的每一个导通或关断。通过控制端C3和C4以及选通端STB来控制选择电路26。选通端STB起确定模拟开关S1和S2导通时间的作用。
模拟开关S1和S2的功能是调整液晶显示器的输出单元22中的驱动能力。模拟开关S1和S2分别具有几千欧的电阻。当这些开关导通时，它们对流到液晶显示器的电流进行加权。具体地说，如图8所示，假定导通状态下的模拟开关S3的导通电阻是2R，而模拟开关S4的导通电阻是2R的一半，即R。模拟开关S1和S2的合成电阻取决于它们是否导通。图8表示模拟开关S1和S2的合成电阻。当模拟开关S1或S2中的任何一个导通时，得到三个电阻：R、2R和2/3R。在图8中，“1”代表模拟开关S1导通，而“0”代表关断。当可变电阻单元25中的模拟开关S1和S2都关断时，合成电阻将等于无穷。当只有模拟开关S2导通时，导通电阻将是R。当只有模拟开关S1导通时，导通电阻将是2R。此外，当模拟开关S1和S2都导通时，导通电阻将是2/3R。
请注意，模拟开关S1可由两个串联的模拟开关(S1A和SIB，未示出)构成，每个具有相同的电阻。
如上所述，采用具有各自电阻值的以并联方式与输出单元22连接的模拟开关S1和S2，能够成功地调整对液晶显示器的输出单元22的驱动能力。
具体地说，如果由于液晶显示器的负载量很小，引起输出单元22上的输出波形出现瞬时扰动噪声，那么借助于带有施加到其控制端C4和C3的电压的选择电路26，需要使模拟开关S1或S2导通，导致可变电阻单元25的合成导通电阻是2R或R。这样，由可变电阻单元25的大的导通电阻控制的输出单元22的驱动输出将送至液晶显示器，使其更清楚地显示图像。
如果输出单元22的输出波形的脉冲上升/下降时间延迟，那么借助于带有施加到其控制端C4和C3的电压的选择电路26，需要使模拟开关S1或S2导通，导致可变电阻单元25的合成导通电阻是2/3R。这样，通过可变电阻单元25的导通电阻，控制输出单元22的驱动能力，然后输出信号送至液晶显示器，使其更清楚地显示图像。
请注意，也可以采用没有偏置电流改变电路23和24，而采用可变电阻单元25的另一种结构，通过调整可变电阻单元25的电阻来避免显示质量下降。在这种情况下，从偏置电路3向差分单元21和输出单元22提供核定的偏置电流。
下面描述第一实施例的效果。
如上所述，根据本发明的第一方面，通过放大器与各条数据线相连这样一种结构，实现了驱动带有多条扫描线和数据线的液晶显示器的液晶显示器驱动装置，该装置包括在放大器和每条数据线之间的可变电阻单元。这能够根据液晶显示器的负载量，精细地调整可变电阻单元的电阻，避免出现瞬时扰动噪声和脉冲上升/下降时间延迟的情况，使液晶显示器更清楚地显示图像。
此外，根据本发明的第一实施例的另一液晶显示器包括改变恒流源的偏置电流，然后将改变的电流送至MOS型晶体管(Q6、Q7、Q8和Q9)的栅极的偏置电路3。其中恒流源是由几个MOS型晶体管(Q10、Q11、Q12、Q13和Q14)构成的，也与后面的放大器相连。这样，根据液晶显示器的负载可以改变放大器的偏置电流，因此向液晶显示器施加合适的驱动电流，使液晶显示器更清楚地显示图像。
下面描述第二实施例。在第二实施例中，将详细描述采用本发明的第一实施例的上述显示器驱动装置的显示系统。
图9表示根据本发明的第二实施例的显示系统的结构。由源极驱动器1200和栅极驱动器1300驱动的液晶显示器1100显示图像。源极驱动器1200由几个驱动单元构成，每个都等效于图3所示源极驱动器1。源极驱动器1200的每个驱动单元输出信号OUTi(i=1,2,……,n)，以便启动液晶显示器1100中的相应的单元。该输出信号OUTi(i=1,2,……,n)对应从图3所示的输出端0UT输出的一个信号。源极驱动器1200的每个驱动单元也接收来自端口A1700的控制信号EV、STB和相应的Cn1-4(n=1,2,……,n)。控制信号EV对应图3所示的外部电压V；控制信号STB对应图3所示的选通信号STB；Cn1-4(n=1,2,……,n)对应来自图3所示的控制端C1至C4的信号。
对应于图1所示的栅极驱动器13的栅极驱动器1300是一个由几个栅极驱动单元构成的移位电阻，每个依次给液晶显示器1100中相应行的晶体管的栅极一个给定的栅极驱动电压。在液晶显示器1100开始显示图像之前，从端口A的输出端Gn(n=1,2,……,n)输出逻辑“H”电平信号，并存储在栅极驱动器1300中的一个栅极驱动单元内，驱动相应的行；其它的栅极驱动单元被初始化成逻辑“L”电平，防止其它各行被驱动。然后，栅极驱动器1300开始对适当存储的数据进行移位操作，从而最后的数据通过与门电路1500被反馈回开始的驱动单元。在栅极驱动器1300中，存储的“H”电平数据循环，依次驱动液晶显示器1100中的每行。与门电路1500接收来自最后的栅极驱动单元的输出信号，和来自B端口中的循环控制端CC的循环控制信号，进行逻辑“与”运算，然后将结果信号输出至栅极驱动器1300中的开始的栅极驱动单元。在从循环控制端CC送出逻辑“H”电平信号期间，与门电路1500总是输出与最后的栅极驱动单元的输出相同的信号，使得能够计算所有的存储在各个栅极驱动单元中的数据。另一方面，在从循环控制端CC送出逻辑“L”电平信号期间，与门电路1500总是输出逻辑“L”电平信号，停止栅极驱动器1300中“H”电平数据的循环。
如上所述，端口A1700向源极驱动器1200发送控制信号EV、STB和Cn1-4(n=1,2,……,n)。
CPU1800通过读取和执行存储在ROM2000中的程序代码，控制图9所示的整个显示系统。为了控制在液晶显示器1100上显示图像，程序代码是预先准备的。为了清楚地显示图像，程序代码包括控制信号EV、STB和Cn1-4(n=1,2,……,n)的给定数据。
为了CPU用的工作区暂时存储显示图像、执行程序代码所需的各种数据和其它有关的数据，准备了RAM1900。
采用接口总线2100在CPU、ROM、RAM、端口A和端口B进行连接。
显然，可以用DSP(数字信号处理器)或专用图形控制器控制整个显示系统，以代替CPU1800。
此外，请注意程序代码可以存储在其它记录媒体中，如FD(软磁盘)和HD(硬磁盘)，以代替ROM2000，然后由CPU1800读取和执行。为了实现这一操作，需要将记录媒体控制单元附在接口总线2100上。显然，这些对本领域的一般技术人员是很容易实现的。
除了根据上述由CPU1800读取和执行程序代码实现的实施例的操作，本发明还允许用计算机中的OS(操作系统)或类似系统，根据上述实施例的操作实现一部分或全部处理。
此外，源极驱动器1包括上述实施例中的MOS型晶体管。显然，源极驱动器1也可以用不同类型的晶体管，如双极型晶体管。
在上述实施例中，根据本发明的显示器驱动装置和显示系统都是用液晶显示器。显然，也可以用其它类型的显示器，如EL(光电)显示器和PDP(等离子体显示板)显示器。
请注意，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明的实施例做各种改进。应理解，本发明不限于具体的实施例。

Claims (25)

1．一种显示器驱动装置，包括：
可变电阻电路，通过该电路向显示器的数据线提供电流；以及
用于选择可变电阻电路的电阻的选择电路。
2．根据权利要求1的显示器驱动装置，其特征在于所述可变电阻电路包括以并联方式相互连接的多个可变电阻元件。
3．根据权利要求2的显示器驱动装置，其特征在于所述可变电阻元件包括多个模拟开关。
4．根据权利要求3的显示器驱动装置，其特征在于所述模拟开关由多个MOS型晶体管构成。
5．根据权利要求3的显示器驱动装置，其特征在于所述模拟开关由多个双极型晶体管构成。
6．根据权利要求1的显示器驱动装置，其特征在于进一步包括改变所述电流的变流电路。
7．根据权利要求6的显示器驱动装置，其特征在于电流电路包括：产生恒流源的恒流源装置(31)；以及
根据选择信号(C1和C2)和从恒流源电路输出的恒流产生多个不同电流的电流产生电路(32,21,22,23和24)。
8．根据权利要求7的显示器驱动装置，其特征在于所述变流电路由多个MOS型晶体管构成。
9．根据权利要求7的显示器驱动装置，其特征在于所述变流电路由多个双极型晶体管构成。
10．根据权利要求7的显示器驱动装置，其特征在于从恒流源电路输出的恒流是由给定的外部电压确定的。
11．根据权利要求4的显示器驱动装置，其特征在于多个MOS型晶体管的漏极或源极是在相同的扩散层上制成的。
12．一种显示系统，包括：
显示电路，包括多条扫描线和数据线，多个像素单元放在多条扫描线和多条数据线的交叉处，用于显示图像；
包括多个源极驱动器的数据线电路，每个源极驱动器驱动显示电路中的每条相应的数据线，其中每个源极驱动器包括可变电阻电路，通过该电路向显示电路中的每条数据线提供电流，和用于选择可变电阻电路的电阻的选择电路；以及
扫描线驱动电路，用于驱动显示电路中的每条扫描线。
13．根据权利要求12的显示系统，其特征在于进一步包括变流电路，用于改变流经可变电阻电路的所述电流。
14．根据权利要求12的显示系统，其特征在于显示电路是液晶显示器。
15．根据权利要求12的显示系统，其特征在于显示电路是EL(光电)显示器。
16．根据权利要求12的显示系统，其特征在于显示电路是PDP(等离子体显示板。
17．一种液晶显示器驱动装置，其放大器驱动具有多条扫描线和多条数据线的液晶显示器，包括：多个可变电阻单元，每个单元连接在每个放大器和每条数据线之间。
18．根据权利要求17的液晶显示器驱动装置，其特征在于多个可变电阻单元包括多个模拟开关。
19．根据权利要求18的液晶显示器驱动装置，其特征在于多个模拟开关由MOS型晶体管构成。
20．根据权利要求18的液晶显示器驱动装置，其特征在于多个模拟开关被加权。
21．根据权利要求18的液晶显示器驱动装置，其特征在于多个模拟开关由外部数字输入信号控制。
22．根据权利要求17的液晶显示器驱动装置，其特征在于每个放大器包括由多个MOS型晶体管构成的恒流源，多个MOS型晶体管以并联的方式相互连接；并且改变流经恒流源的偏置电流的偏置电路与多个MOS型晶体管的栅极相连。
23．根据权利要求22的液晶显示器驱动装置，其特征在于多个MOS型晶体管被加权。
24．根据权利要求22的液晶显示器驱动装置，其特征在于偏置电路由外部数字输入信号控制。
25．根据权利要求22的液晶显示器驱动装置，其特征在于扩散层被多个MOS型晶体管的漏极或源极共用。
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