用于平板显示器的源驱动放大器制造技术

技术编号:3024633 阅读:134 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种用于TFT-LCD显示设备的输出缓冲器(100)包括有一推挽输出级,该推挽输出级具有用于向输出端(Vout)提供电流的第一设备(Mp)和用于从输出端提取电流的第二设备(Mn)。第一前置放大器(101)耦合到用于驱动第一设备以向输出端提供电流的缓冲器的输入端(Vin)。第二前置放大器(102),耦合到用于驱动第二设备从输出端提取电流的输入端;第一可切换偏移量与第一前置放大器(101)有关而第二可切换偏移量与第二前置放大器(102)有关。可切换电流源(Ip)用于向输出端提供电流而可切换电流吸收器(In)用于从输出端提取电流。切换输入φ1用于激活第一可切换偏移量和可切换电流源,以及互补的切换输入φ2用于激活第二可切换偏移量和可切换电流吸收器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种平板显示器的源驱动放大器,尤其涉及一种例如用在薄膜晶体管液晶显示器的驱动电路中的源驱动放大器。
技术介绍
薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)被认为是起主导作用的阵列型显示器。该阵列由多个像素(或点)组成,每个像素具有一个驱动电极和一个与其他像素共享的公共电极。LCD是由AC(alternating current,交流电)信号驱动的。在这样一个结构中,如果在显示第一帧时相对于施加到公共电极的电压而言施加到驱动电极的电压是正的,那么在下一个相继的帧中相对于施加到公共电极的电压而言施加到驱动电极的电压是负的。施加到驱动电极的电压是由列驱动器(亦称段驱动器)来提供的。列(或源,实际上往往已知的)驱动器具有多个列(或源)单元驱动装置以向LCD中的多个列提供驱动输出。在TFT-LCD板中有两种众所周知的公共电极实现方案静态公共电极和动态公共电极。对于静态公共电极,施加到公共电极的电压是静态的。如果施加到驱动电极的电压大于施加到公共电极的电压,则对于该像素施加正电压。如果施加到驱动电极的电压小于施加到公共电极的电压,则对于该像素施加负电压。图7是利用静态公共电极方案的典型咖马(gamma)曲线。该咖马曲线表示了显示器的输出亮度(横轴)与列单元(或者也称作源单元)的驱动器输出电压(纵轴)之间的关系。在6-位元的图像数据的情况中,驱动器的列(源)输出电压被分成若干电压电平(VGL0到VGL63)并且每个电平对应于显示亮度的一个灰度级(GL0到GL63)。如图7所示,所有的正咖马电压都高于公共电极电压,同时所有负咖马电压都低于静态公共电极电压(VCOM)。对于动态公共电极,施加到公共电极的电压是AC信号,其被表示成VCOMH或VCOML,是两个电压电平。如果由VCOMH驱动第一帧的奇数线,则VCOML驱动第一帧的偶数线。此后,由VCOML驱动第二帧的奇数线,由VCOMH驱动第二帧的奇数线。图8(a)是利用动态公共电极方案的典型咖马曲线。如图8(a)所示,所有的正咖马电压都高于公共电极VCOML,同时所有负咖马电压都低于公共电极VCOMH。显示图象质量取决于与灰度级(GL0到GL63)相对应的电压电平(VGL0到VGL63)的准确度,所述灰度级(GL0到GL63)由显示驱动电子系统中的源驱动装置来产生。对于显示板的公共电极的不同实现来说,有三种用于显示驱动电子系统中的众所周知的驱动方法点反相驱动、行反相驱动(或线反相驱动)以及帧反相驱动。在点反相驱动系统中,如果第一帧的奇数线的奇数点由相对于公共电极的正电压来驱动,那么第一帧的奇数线的偶数点由相对于该公共电极的负电压来驱动。第一帧的偶数线的奇数点由相对于公共电极的负电压来驱动,而偶数点由相对于该公共电极的正电压来驱动。此后对于第二帧,奇数线的奇数点由相对于公共电极的负电压来驱动,而偶数点由相对于公共电极的正电压来驱动。同时,偶数线的奇数点由相对于公共电极的正电压来驱动,而偶数点由相对于公共电极的负电压来驱动。在行反相系统中,如果第一帧的奇数线的所有点由相对于公共电极的正电压来驱动,则第一帧的偶数线的所有点将由相对于该公共电极的负电压来驱动。此后对于第二帧,奇数线的所有点由相对于公共电极的负电压来驱动,而偶数线的所有点由相对于公共电极的正电压来驱动。在帧反相系统中,第一帧的所有点由相对于公共电极的正电压来驱动。此后第二帧的所有点由相对于公共电极的负电压来驱动。图9是显示用于具有K列L行的起主导作用的薄膜液晶显示器904的显示驱动电子系统的示意图。如该图所示,如果水平方向中有K个像素,则需要源驱动装置(SDU)的K个通道以用于驱动。在垂直方向上,使用门驱动器905以连续地驱动每个扫描线上的电压,以接通和断开每行上像素的TFT 901以便采样及保持由SDU 902输出的电压电平。图10是利用静态公共电极实现方案的TFT-LCD的源驱动装置902的电路图,其具有由极性转换信号PN所控制的多路复用器(MUX)911,所述多路复用器用于选择正数模转换器(P-DAC)912的输出或者选择负数模转换器(N-DAC)913的输出到由运算放大器914形成的电压跟随器,从而放大驱动能力以产生驱动输出DRVO。此后驱动输出DRVO被提供给由输出允许信号(OE)控制的CMOS选通门915,所述CMOS选通门915选通所述输出DRVO以便为TFT-LCD板的一列来驱动VLCD针上的电压。图11中举例说明了图10的电路的操作波形,其中由输入数字显示图像数据来控制P-DAC和N-DAC以便产生根据该驱动方法的相应驱动电压。P-DAC和N-DAC数字-模拟电压关系分别取决于正负咖马曲线。P-DAC的输出与N-DAC的输出类似,但是相对于公共电极对称,以便满足AC驱动需求。P-DAC的输出电压和N-DAC的输出电压通常在从VSS+0.1V到VDD-0.1V的范围内。因此,源驱动装置902中所采用的运算放大器914必须具备全部的轨对轨(rail-to-rail)输出电压摆幅的能力。当该输出高于公共电极的电压时,需要较大的电流源能力以便快速地将负载电容器充电为高压,所述负载电容器基本上由薄膜晶体管液晶显示器904的板上的配置寄生电容(layout parasitic capacitance)来形成。当该输出低于公共电极的电压时,需要大电流吸收能力以便将薄膜晶体管液晶显示器904的负载电容器的高压放电为低压。为了满足这种需求,如图12(这种电路的详细描述见美国专利号6,731,170)所示,披露了先有技术源驱动装置902中所采用的运算放大器的电路。放大器的操作处于PN信号的控制之下。当PN选择P-DAC 912时,象图13那样来构造运算放大器以将液晶显示器像素驱动到相对于公共电极的正电压。当PN选择N-DAC 913时,象图14那样来构造运算放大器以将液晶显示器像素驱动到相对于公共电极的负电压。对于静态公共电极的情况,其中所有正咖马电压总是高于公共电极且所有负咖马电压总是低于公共电极,极性转换信号PN可用于为其确定放大器的构造以便依照要求而执行。对于动态公共电极情况,在输出放大器开始新的驱动阶段之前,相对于动态公共电极电压和单个列的输出电压来决定驱动放大器的期望极性(正或负)。新驱动阶段开始时的单个列的输出电压取决于单个列的在前数据和电荷共享效应。在许多显示驱动方案中,为了回收电荷以便功率降低以及为了促进均匀驱动,在新驱动阶段开始之前常常使用电荷共享阶段以通过在电荷的共享中将所有列连接在一起从而均衡单个列的电压。虽然在电荷共享结束时的最终电压是平均居中的电平,但是特定的最终电平每次都会不同,取决于在每一次时所有列的数据。对于采用动态公共电极或电荷共享的驱动方案来说,诸如PN之类的先前的确定性控制信号通常是不可能的。该问题的更详细的分解如下。在图8(b)中,实线所示咖马曲线表示相对于公共电极VCOMH的负咖马电压,同时虚线所示咖马曲线表示相对于公共电极VCOML的正咖马电压。在理想情况下,正咖马电压的VGL0到VGL31高于负咖马电压的VGL31到VGL63,而负咖马电压的VGL0到VGL31高于正咖马电压的VGL31到VGL63。实际上,由于实际显示板特性需要,正咖马曲线和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动放大器,包括:    输出级,具有输出端;    前置放大器,具有用于根据信号输入而驱动该输出级的可切换偏移量;    可切换电流结构,耦合于该输出端;以及    至少一个切换输入,用于偏移量和电流结构的切换操作。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:李长辉李耀生
申请(专利权)人:晶门科技有限公司
类型:发明
国别省市:HK[中国|香港]

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