CN100452136C

CN100452136C - 用于显示面板和非易失性存储器的驱动器单元

Info

Publication number: CN100452136C
Application number: CNB2006100997044A
Authority: CN
Inventors: 田畑贵史
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: JP4907908B2; JP2007010894A; US20070001981A1; US8269708B2; CN1892757A

Abstract

在用来驱动显示面板和非易失性存储器的驱动器单元中，电平转移器电路接收驱动器控制信号以产生电平转移的驱动器控制信号。显示面板驱动器电路根据电平转移的驱动器控制信号驱动显示面板。非易失性存储器驱动器电路根据电平转移的驱动器控制电路驱动非易失性存储器。选择电路从显示面板驱动器电路和非易失性存储器驱动器电路中选择一个。

Description

用于显示面板和非易失性存储器的驱动器单元

技术领域

本发明涉及包括显示面板和非易失性存储器(即，所谓的闪存)的显示装置，更具体地，涉及其中使用的驱动器单元。

背景技术

近来，随着多媒体系统以及高水平视频和信息技术的发展，显示装置变得越来越重要。尤其是，诸如液晶显示(LCD)装置，等离子显示装置，和有机电致发光(EL)显示装置等的平板型显示装置因其低功耗、轻量和薄型，所以已应用于移动电话装置或个人数字助理(PDA)。

传统上，包含显示面板的显示装置还包含有用于存储初始显示数据等的掩模型只读存储器(ROM)。然而，掩模型ROM具有的缺点是在其被制造时，其中的内容已被确定了，因此内容不能改变。

为了克服上述掩模型ROM的缺点，用非易失性存储器(即，所谓的闪存)来代替掩模型ROM。

现有技术中，一种包含显示面板和非易失性存储器的显示装置由两个独立的升压(step-up)电路构成，其每一个用于显示面板和非易失性存储器之一，这是因为用于显示面板的升压电路需要小的电流驱动能力和例如40V的相对高的输出电压来降低功耗，而用于非易失性存储器的升压电路需要大的电流驱动能力和例如10V的相对低的输出电压。这将在以下详细解释。

发明内容

然而，在以上描述的现有技术的显示装置中，由于独立提供了用于显示面板的电平转移器(level shifter)电路和用于非易失性存储器的电平转移器电路，因此显示装置在尺寸上就会变得很大。

此外，由于需要两个独立的升压电路，因此显示装置在尺寸上也变得很大。

根据本发明，为显示面板和非易失性存储器共同提供一个电平转移电路。结果，显示装置，具体地，其驱动器单元会在尺寸上变小。

此外，为显示面板和非易失性存储器共同提供一个升压电路。结果，显示装置，具体地，其驱动器单元会在尺寸上变小。

附图说明

本发明将从以下与现有技术相比并结合附图的描述中变得更加清楚，其中：

图1是显示了现有技术的显示装置的电路框图；

图2是升压电路的详细电路框图；

图3是显示根据本发明的显示装置的第一实施例的电路框图；

图4是图3的显示装置的一个实例的电路图；

图5是用于解释图3的显示装置工作的时序图；

图6是显示根据本发明的显示装置的第二实施例的电路框图；

图7是图6的显示装置的一个实例的电路图；和

图8是图6的升压电路的详细电路框图。

具体实施方式

在描述优选的实施例之前，首先参考图1和2说明现有技术的显示装置。

在图1中，其显示了现有技术的显示装置，显示面板10一般由位于多个数据线(或信号线)和多个栅极线(或扫描线)相交处的点构成。在这种情况下，假定栅极线的数量为N。显示面板10的栅极线由电平转移器电路11、解码器电路12和驱动器电路13驱动，其中这些电路由升压电路14所产生的例如40V的相当高的电压供电。要注意的是，解码器电路12和驱动器电路13大体限定了栅极线驱动器。另一方面，显示面板10的数据线由数据线驱动器(未示出)驱动。

此外，非易失性存储器20一般由位于多个字线和多个位线之间相交处的单元构成。在这种情况下，假定字线的数量为M。字线由电平转移器电路21、解码器电路22和驱动器电路23驱动，其中这些电路由升压电路24所产生的例如12V的相对高的电压供电。要注意的是，解码器电路22和驱动器电路23大体限定了非易失性存储器行驱动器。此外，非易失性存储器20的数据线以及位线都由另一个非易失性列存储器驱动器(未示出)驱动。

提供控制器30用来控制用于显示面板10的和非易失性存储器列解码器(未示出)的电平转移器电路11和21以及数据线驱动器(未示出)。

更详细地，控制器30产生n位栅极驱动器控制信号GCNT并将其传送给电平转移器电路11。结果，电平转移器电路11根据例如40V的步进电压转移n位栅极驱动器控制信号GCNT，以产生n位电平转移的栅极驱动器控制信号HGCNT，该信号会传送到解码器电路12。解码器电路12对电平转移的栅极驱动器控制信号HGCNT解码以产生N位栅极选择信号GSEL，该信号由驱动器电路13缓存。在这种情况下，例如可以是，N＝2ⁿ。驱动器电路13根据N位栅极选择信号GSEL产生N位栅极驱动信号GO，从而驱动显示面板10的栅极线中的一条。

此外，控制器30产生m位非易失性存储器行控制信号MCNT并将其传送给电平转移器电路21。结果，电平转移器电路21根据例如12V的步进电压转移m位非易失性存储器行控制信号MCNT，以产生m位电平移动的非易失性存储器行控制信号HMCNT，该信号被传送到解码器电路22。解码器电路22对电平移动的非易失性存储器行控制信号HMCNT解码以产生M位非易失性存储器行选择信号MSEL，该信号由驱动器电路23缓存。在这种情况下，例如可以是，M＝2^m。驱动器电路23根据M位非易失性存储器行选择信号MSEL产生M位非易失性存储器行驱动信号MO，从而驱动非易失性存储器20的非易失性存储单元的一行。

在图1中，由于升压电路14的电流驱动能力如此的小以至于降低了图1中整个显示装置的功耗，因此升压电路24的电流驱动能力要比升压电路14的大。

在图2中，其显示了现有技术的升压电路(参见：JP-10-50085-A的图2)，升压电路由可变分频器201、电荷泵电路202、升压电容器203、平滑电容器204、辅助升压电容器205、辅助平滑电容器206和开关晶体管元件207和208构成。也就是说，当控制信号CNT为“0”(低电平)时，可变分频器201的频率变低，并且开关晶体管元件207和208关闭(turn OFF)以充分地增加升压电容器203以及平滑电容器204的电容。结果，升压电路的电流驱动能力降低到40V。另一方面，当控制信号CNT为“1”(高电平)时，可变分频器201的频率变高，并且开关晶体管元件207和208打开(turn ON)以充分地降低升压电容器203以及平滑电容器204的电容。结果，升压电路的电流驱动能力增加。这样，可变分频器的输出信号越高，电流驱动能力就越大。

另一方面，一般来说，在升压电路中串连的电荷泵电路的数量越大，升压电路的输出电压就越大。

这样，升压电路14具有小的电流驱动能力和高输出电压，而升压电路24具有大的电流驱动能力和低输出电压。

然而，在图1的显示装置中，由于电平转移器电路11的位数“n”一般与电平转移器电路21的位数“m”不同，所以电平转移器电路11和21需要单独提供，因此显示装置在尺寸上就会变大。此外，由于升压电路14的输出电压与升压电路24的不同，所以也要分别提供升压电路14和24，因此显示装置的尺寸也会变大。

在图3中，其显示了根据本发明的显示装置的第一实施例，图1中的电平转移器电路11共同提供给显示面板10和非易失性存储器20。在这种情况下，电平转移器电路11接收n位驱动器控制信号CNT以根据40V或12V产生n位电平转移的驱动器控制信号GCNT。因此，无需提供图1中的电平转移器电路21。替代其，提供有用作选择器的电平转移器电路40，并且由电平转移器电路40控制的p-MOS型开关SW1和n-MOS型开关SW2连接到电平转移器电路11。要注意的是，p-MOS型开关SW1和n-MOS型开关SW2可以用其他的模拟开关代替。此外，解码器电路12和22具有由电平转移器电路40控制的激活/非激活端，所以解码器电路12和22能排他地工作。也就是说，解码器电路12和22中的一个是激活的而另一个则是非激活的。

由40V供电的电平转移器电路40从控制器30接收选择信号SEL以产生电平转移的选择信号HSEL。结果，当HSEL＝“0”(低电平)时，电平转移器电路11通过SW1由40V供电，而解码器电路12和22分别是激活和非激活的，所以显示面板10工作而非易失性存储器20处于待机状态。另一方面，当HSEL＝“1”(高电平)时，电平转移器电路11通过SW2由12V供电，而解码器电路12和22分别是非激活和激活的，所以显示面板10处于待机状态而非易失性存储器20工作。

显示面板10的一个实例是LCD面板。LCD面板具有像素，其中每个像素均由位于数据线和扫描线相交处的三个色点，R(红)、G(绿)、和B(蓝)所构成。一个点由一个薄膜晶体管(TFT)和一个液晶单元构成，而液晶单元夹在阵列基板和相对基板之间。此外，在数据线和扫描线之间的每个相交处安置有一个像素电极。TFT的栅极连接到栅极线之一，TFT的源极(或漏极)连接到数据线之一，而TFT的漏极(或源极)连接到像素电极之一。

另一方面，公共电极和滤色器R(红)、G(绿)和B(蓝)形成在相对基板上。要注意的是，公共电极是透明电极，其一面面向像素电极，而另一面附着有偏光板。此外，还提供有背光单元以用光照射LCD面板。

要注意的是，数据线驱动器(未示出)由控制器30控制来对LCD面板的数据线施加灰阶电压。数据线驱动器的击穿电压可以是例如6V。

电路11到14、20到24和控制器30形成与LCD面板分开的驱动器装置；然而，如果使用玻璃板载系统(system-on-glass，SOG)技术，则这些电路11到14、20到24以及控制器30都可以形成在LCD面板上。

当驱动器电路13选定栅极线中的一条时，所有连接到该选定的栅极线的TFT都打开。结果，相应于显示数据的灰阶电压由数据线驱动器通过打开的TFT提供给相应的像素电极，因此电荷存储在相应的像素电极中。在每个像素电极和公共电极之间的液晶根据其间的电势差排列，以控制穿透偏光板的光的偏转方向，从而控制光的透射。LCD面板的每个像素显示颜色R、G、B，其灰度值相应于其上透射的光线。

控制器30从诸如个人计算机等的外部装置接收诸如R、G和B颜色信号的显示数据信号和诸如水平同步信号与垂直同步信号等的各种控制信号，以产生视频信号(未示出)、数据驱动器控制信号(未示出)、栅极驱动器控制信号GCNT和选择信号SEL。此外，控制器30还从外部装置接收写入数据和删除数据。

当非易失性存储器20根据电平转移的选择信号HSEL工作时，将给非易失性存储器20的电源电压、显示面板10的公共电极的电压VCOM等的设置顺序写入到非易失性存储器20中，或从非易失性存储器20中将数据读取到控制器30。要注意的是，如以上所说明的，显示面板10和非易失性存储器20根据电平转移选择信号HSEL排他性地工作。例如，当显示面板10执行显示操作时，在非易失性存储器20上不执行写入/删除操作。

在图4中，其显示了图3的显示装置的实例的详细电路图，其中

n＝m＝2

∴N＝M＝2²＝4

在图4中，电平转移器电路11由电平转移器111和电平转移器112构成，电平转移器111由40V或12V供电，用来接收驱动器控制信号CNT1以产生电平转移的驱动器控制信号HCNT1，电平转移器112由40V或12V供电，用来接收驱动器控制信号CNT2以产生电平转移的驱动器控制信号HCNT2。另一方面，电平转移器电路40由单独的电平转移器构成，该单独的电平转移器由40V供电，用来接收选择信号SEL以产生电平移动的选择信号HSEL。

解码器电路12由四个用40V供电的栅电路121、122、123和124构成，这四个栅电路用来从电平转移器电路11接收电平转移的驱动器控制信号HCNT1和HCNT2，从电平转移器电路40接收电平转移的选择信号HSEL，以分别产生栅极选择信号GSEL1、GSEL2、GSEL3和GSEL4。另一方面，解码器电路22由四个用12V供电的栅电路221、222、223和224构成，这四个栅电路用来从电平转移器电路11接收电平转移的驱动器控制信号HCNT1和HCNT2，从电平转移器电路40接收电平转移的选择信号HSEL，以分别产生非易失性存储器的行选择信号MSEL1、MSEL2、MSEL3和MSEL4。也就是说，当HSEL＝“0”(低电平)时，所有的栅电路121到124都是激活的而所有的栅电路221到224都是非激活的。另一方面，当HSEL＝“1”(高电平)时，所有的栅电路121到124都是非激活的而所有的栅电路221到224都是激活的。

驱动器电路13由四个用40V供电的驱动器131、132、133和134构成，这四个驱动器用来接收栅极选择信号GSEL1、GSEL2、GSEL3和GSEL4以分别产生栅极驱动信号GO1、GO2、GO3和GO4。另一方面，驱动器电路23由四个用12V供电的驱动器231、232、233和234构成，这四个驱动器用来接收非易失性存储器的行选择信号MSEL1、MSEL2、MSEL3和MSEL4以分别产生非易失性存储器的行驱动信号MO1、MO2、MO3和MO4。

在图4中，电平转移器电路11和40、解码器电路12和驱动器电路13的晶体管具有高的击穿电压特性，而解码器电路22和驱动器电路23的晶体管具有低的击穿电压特性。

接下来将结合图5说明图3的显示装置的工作。

在显示面板工作模式中，控制器30使选择信号SEL为低。结果，电平转移器电路40使电平转移的选择信号HSEL为低，因此电平转移器电路11由40V供电，而解码器电路12和22分别是激活和非激活的。此外，控制器30产生n位的控制信号，即，由位CNT1，CNT2，…，CNTn所构成的n位栅极驱动器控制信号，因此电平转移器电路11产生n位电平转移的控制信号，即，由位HCNT1，HCNT2，…，HCNTn所构成的n位电平转移的栅极驱动器控制信号。结果，解码器电路12对n位电平转移的栅极驱动器控制信号(HCNT1，HCNT2，…，HCNTn)解码以产生由位GSEL1，GSEL2，…，GSELN所构成的N位栅极选择信号。因此，驱动器电路13产生由位GO1，GO2，…，GON所构成的N位栅极驱动信号。这样，驱动显示面板10的一条栅极线。

在该显示面板的工作模式中，由于解码器电路22是非激活的，因此构成M位非易失性存储器行选择信号MSEL的所有位MSEL1，MSEL2，…，MSELM都为低，相应地，M位非易失性存储器行驱动信号MO的所有位MO1，MO2，…，MOM也为低。

在例如写入/删除工作模式的非易失性存储器的工作模式中，控制器30使选择信号SEL为高。结果，电平转移器电路40使电平转移的选择信号HSEL为高，因此电平转移器电路11由12V供电，而解码器电路12和22分别为非激活和激活的。此外，控制器30产生m位控制信号，即，由位CNT1，CNT2，…，CNTm所构成的m位(m≤n)非易失性存储器行驱动器控制信号，因此电平转移器电路11产生m位电平转移的控制信号，即，由位HCNT1，HCNT2，…，HCNTm所构成的m位电平转移的非易失性存储器行驱动器控制信号。结果，解码器电路22对m位电平转移的非易失性存储器行驱动器控制信号(HCNT1，HCNT2，…，HCNTm)解码以产生由位MSEL1，MSEL2，…，MSELM所构成的M位非易失性存储器行选择信号，因此驱动器电路23产生由位MO1，MO2，…，MOM所构成的M位非易失性存储器行驱动信号。这样，驱动非易失性存储器20的一个非易失性存储行。

在该非易失性存储器的工作模式中，由于解码器电路12是非激活的，因此N位栅极选择信号GSEL的所有位GSEL1，GSEL2，…，GSELN都为低，相应地，N位栅极驱动信号GO的所有位GO1，GO2，…，GON也为低。

在图6中，其显示了根据本发明的显示装置的第二实施例，其中升压电路由从控制器30来的选择信号SEL控制从而缩减了显示装置的尺寸。要注意的是，图6的升压电路50产生10V电压而不是图3中的12V；但，它们之间并没有本质的不同。

在图7中，其显示了图6的显示装置的一个实例的详细电路图，其中

n＝m＝2

∴N＝M＝2²＝4

在电平转移器电路11中，电平转移器111和112由40V或12V供电。此外，在电平转移器电路50中，单独的电平转移器由40V或12V供电。

在解码器电路12中，栅电路121、122、123和124都由40V或12V供电。此外，在解码器电路22中，栅电路221、222、223和224由40V或12V供电。

在驱动器电路13中，驱动器131、132、133和134由40V或12V供电。此外，在驱动器电路23中，驱动器231、232、233和234由40V或12V供电。

在图7中，电平转移器电路11和40、解码器电路12和22以及驱动器电路13和23的所有晶体管都具有高的击穿电压特性。

图6的显示装置的工作与图4的显示装置的类似。

在图8中，其显示了图6的升压电路50的详细电路图，该升压电路50由可变分频器51、用于接收电源电压V_DD以产生电压2·V_DD的电荷泵电路52、用来接收电压2·V_DD以产生电压4·V_DD(＝2×2·V_DD)的电荷泵电路53、用来接收电压4·V_DD以产生电压8·V_DD的电荷泵电路54、和用来选择电压2·V_DD或电压V_DD的开关55构成。

可变分频器51由选择信号SEL控制。也就是说，当SEL＝“0”(低)时，可变分频器51使时钟信号CLK’的频率相对低以降低电流驱动能力。另一方面，当SEL＝“1”(高)时，可变分频器51使时钟信号CLK’的频率相对高以增加电流驱动能力。

连接到升压电容器52a和平滑电容器52b的电荷泵电路52总是由时钟信号CLK’定时(clocked)。另一方面，当选择信号SEL为“0”(低电平)时，连接到升压电容器53a和平滑电容器53b的电荷泵电路53以及连接到升压电容器54a和平滑电容器54b的电荷泵电路54也由时钟信号CLK’定时。

当SEL＝“0”(低)时，开关55选择电压8·V_DD。另一方面，当SEL＝“1”(高电平)时，开关55选择电压2·V_DD。

在以上描述的实施例中，由于m≤n，因此电平转移器电路11接收n位驱动器控制信号CNT以产生n位电平转移的驱动器控制信号GCNT，而解码器电路22接收m位电平转移的驱动器控制信号，即，n位电平转移的驱动器控制信号的全部或部分。但，如果m＞n，则电平转移器电路11接收m位的驱动器控制信号CNT以产生m位电平转移的驱动器控制信号GCNT，而解码器电路12接收n位电平转移的驱动器控制信号，即，m位电平转移的驱动器控制信号的全部或部分。

此外，在以上描述的实施例中，电平转移器电路11共同用于LCD面板10的栅极线驱动器和非易失性存储器20的行；但，如果设计允许，则这样的电平转移器电路能共同用于LCD面板的数据线驱动器和非易失性存储器20的行和/或列解码器。

本发明除可用于主动式LCD装置外，还可用于被动式LCD装置、等离子显示装置、有机EL装置等。

如以上所说明的，本据本发明，可以缩小显示装置的尺寸。

Claims

1.一种用于驱动显示面板和非易失性存储器的驱动器单元，包括：

电平转移器电路，其用来接收驱动器控制信号以产生电平转移的驱动器控制信号；

显示面板驱动器电路，其连接在所述电平转移器电路和所述显示面板之间，用来根据所述电平转移的驱动器控制信号驱动所述显示面板；

非易失性存储器驱动器电路，其连接在所述电平转移器电路和所述非易失性存储器之间，用以根据所述电平转移的驱动器控制信号驱动所述非易失性存储器；

选择电路，其连接到所述显示面板驱动器电路和所述非易失性存储器驱动器电路，并用来从所述显示面板驱动器电路和所述非易失性存储器驱动器电路中选择一个；

第一升压电路，其用来产生第一电压以给所述显示面板驱动器电路供电；

第二升压电路，其用来产生第二电压以给所述非易失性存储器驱动器电路供电；和

开关电路，其连接在所述第一和第二升压电路以及所述电平转移器电路之间，并用来根据所述选择电路是选择所述显示面板驱动器电路还是所述非易失性存储器驱动器电路而给所述电平转移器电路提供所述第一和第二电压中的一个。

2.根据权利要求1的驱动器单元，其中所述显示面板驱动器电路接收所述电平转移的驱动器控制信号的所有位，所述非易失性存储器驱动器电路接收所述电平转移的驱动器控制信号的位的至少一部分。

3.根据权利要求1的驱动器单元，其中所述非易失性存储器驱动器电路接收所述电平转移的驱动器控制信号的所有位，所述显示面板驱动器电路接收所述电平转移的驱动器控制信号的位的至少一部分。

4.根据权利要求1的驱动器单元，其中所述选择电路包括附加的电平转移器电路，其用来接收选择信号以产生电平转移的选择信号并将它传送给所述显示面板驱动器电路和所述非易失性存储器驱动器电路，以使所述显示面板驱动器电路和所述非易失性存储器驱动器电路中的一个是激活的而另一个是非激活的。

5.根据权利要求1的驱动器单元，其中所述显示面板驱动器电路包括：

连接到所述电平转移器电路的第一解码器，其用来对所述电平转移器电路的输出信号解码以产生栅极选择信号；和

连接到所述第一解码器的第一驱动器电路，其用来缓存所述栅极选择信号以驱动所述显示面板的栅极线中的一条。

6.根据权利要求1的驱动器单元，其中所述的非易失性存储器驱动器电路包括：

连接到所述电平转移器电路的第二解码器，其用来对所述电平移动器电路的输出信号解码以产生非易失性存储器行选择信号；和

连接到所述第二解码器的第二驱动器电路，其用来缓存所述非易失性存储器行选择信号以驱动所述显示面板的字线中的一条。

7.根据权利要求1的驱动器单元，其中所述第一电压比所述第二电压高。

8.根据权利要求7的驱动器单元，其中所述电平转移器电路、所述选择电路和所述显示面板驱动器电路具有比所述非易失性存储器驱动器电路要高的击穿电压特性。

9.一种用于驱动显示面板和非易失性存储器的驱动器单元，包括：

共用的升压电路，其用来根据所述选择电路是选择所述显示面板驱动器电路还是所述非易失性存储器驱动器电路而产生第一和第二电压中的一个，

所述电平转移器电路、所述选择电路、所述显示面板驱动器电路和所述非易失性存储器驱动器电路用第一和第二电压中的所述一个供电。

10.根据权利要求9的驱动器单元，其中所述第一电压比所述第二电压要高。

11.一种显示装置，包括：

显示面板；

非易失性存储器；

电平转移器电路，其用来接收第一控制信号以产生电平转移的第一控制信号；

显示面板驱动器电路，其连接在所述电平转移器电路和所述显示面板之间，并用来根据所述电平转移的第一控制信号驱动所述显示面板；

非易失性存储器驱动器电路，其连接在所述电平转移器电路和所述非易失性存储器之间，用以根据所述电平转移的第一控制信号驱动所述非易失性存储器；

12.一种显示装置，包括：

显示面板；

非易失性存储器；