CN101964169A - 信号线驱动电路和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及信号线驱动电路和液晶显示装置。根据本发明的示例性方面的信号线驱动电路包括：第一放大器；第二放大器；第一电荷共享开关，该第一电荷共享开关被连接在第一放大器的输出端子和第二放大器的输出端子之间；第一输出开关，该第一输出开关被连接在第一放大器的输出节点和第一放大器的输出端子之间；第二电荷共享开关，第二电荷共享开关被连接至第一输出开关和第一放大器的输出端子之间的节点与第一放大器的输入端子之间；以及第一输入开关，该第一输入开关被连接至第一放大器的输入端子。

Description

信号线驱动电路和液晶显示装置
相关申请的交叉引用
本申请基于并且要求2009年7月23日提交的日本专利申请No.2009-171825的优先权，通过引用，将其全部内容合并于此。
技术领域
本申请涉及信号线驱动电路和液晶显示装置，并且更加具体地，涉及执行电荷共享操作的信号线驱动电路和使用该信号线驱动电路的液晶显示装置。
背景技术
随着最近被用作用于电视和个人计算机的显示器的液晶显示装置的分辨率和显示屏幕尺寸的增加，在其中已经安装了越来越多的差分放大器电路等。因此，要求各个信号线驱动电路具有用于以更高的速度驱动更大的负载的同时，抑制功率消耗的驱动性能。
首先，为了防止芯片尺寸的增加，要求信号线驱动电路被设计为具有尽可能小的电路面积。此外，必须通过在负载驱动期间抑制峰值电源电流来抑制电源噪声和减少EMI(电磁干扰)。
日本未经审查的专利申请公开No.11-095729(Taguma等人)公布了用于液晶显示器的信号线驱动电路。参考Taguma等人的申请的图7，将会对由Taguma等人公布的信号线驱动电路进行描述。Taguma等人的申请的图7示出信号线驱动电路的主要部件的示例性电路构造。
在信号线驱动电路中，用于各个通道的驱动单元并行地相互独立。各个通道的输出放大器22在正电压范围和负电压范围中交替地进行操作。在Taguma等人的申请的图7中所示的示例性构造中，接通/断开开关30被连接至相邻的通道对之间。
图5示出Taguma等人的申请的图7中所示的输出放大器的附近中的构造，以解释由Taguma等人公布的技术。图6示出与由Taguma等人公布的相邻的信号线Xj和Xj+1的波形相对应的波形。
参考图5，奇数编号的放大器AMP41的输出节点SK41通过输出开关SW44被连接至奇数编号的输出端子SKOUT41，从而驱动显示面板负载F41。偶数编号的放大器AMP42的输出节点SG41通过输出开关SW45被连接至偶数编号的输出端子SGOUT41，从而驱动显示面板负载F42。
电荷共享开关SW41被连接在两个放大器输出端子(SKOUT41、SGOUT41)之间。对使用信号线驱动电路的液晶面板的点反转驱动的操作进行描述。在完成一个水平时段之后的电荷共享操作期间，电荷共享开关SW41被接通，并且输出开关SW44和SW45被断开。同时，奇数编号的放大器AMP41和偶数编号的放大器AMP42中的每一个的输入被切换到用于随后的水平时段的设定电压。
在电荷共享操作期间，奇数编号的放大器AMP41和偶数编号的放大器AMP42中的每一个的输出朝着设定电势转换。在完成用于负载的电荷共享操作之后，当电荷共享开关SW41被断开，并且输出开关SW44和SW45被接通时，奇数编号的放大器AMP41和偶数编号的放大器AMP42的输出电压暂时地变成不等于负载电压。
参考图6，在电荷共享操作时段中，输出电压和负载电压之间的差出现作为输出节点SK41处的最终电压和输出端子SKOUT41处的最终电压之间的差，或者作为输出节点SG41处的最终电压和输出端子SGOUT41处的最终电压之间的差。特别地，随着最近源极输出放大器的压摆率的增加，电荷共享操作时段中的最终电压之间的差变得更加显著。
放大器输出受到负载电压的影响，并且暂时地减少或者增加。然后，放大器输出被返回到用于各个放大器的设定电压，结果是使得大的电路电流(GND电流)流动。参考图6，大的电路电流表现为输出节点SK41和SG41的端子波形中的变化，和表现为放大器GND电流的波形中的变化。
发明内容
本发明人已经发现如下问题，即，在完成电荷共享操作之后，每个放大器输出波动，并且大的电路电流流过由Taguma等人公布的信号线驱动电路。
本发明的第一示例性方面是信号线驱动电路，该信号线驱动电路包括：第一放大器；第二放大器；第一电荷共享开关，该第一电荷共享开关被连接在第一放大器的输出端子和第二放大器的输出端子之间；第一输出开关，该第一输出开关被连接在第一放大器的输出节点和第一放大器的输出端子之间；第二电荷共享开关，第二电荷共享开关被连接在第一输出开关和第一放大器的输出端子之间的节点与第一放大器的输入端子之间；以及第一输入开关，该第一输入开关被连接至第一放大器的输入端子。
在电荷共享操作期间，第一电荷共享开关和第二电荷共享开关被接通，并且同时，第一输出开关和第一输入开关被断开。这允许在电荷共享操作完成之后第一放大器的输出电压等于负载电压。因此，在电荷共享操作完成之后放大器的输出中的波动能够被抑制，并且紧跟在电荷共享操作之后流动的峰值电路电流能够被减少。
根据本发明的示例性方面，能够提供信号线驱动电路，该信号线驱动电路能够抑制在电荷共享操作完成之后每个放大器的输出中的波动，和使用该信号线驱动电路的液晶显示装置。
附图说明
结合附图，从某些示例性实施例的以下描述中，本发明的以上和其它示例性方面、优点和特征将更加明显，其中：
图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的使用信号线驱动电路的液晶显示装置的构造的图；
图2是示出图1中所示的信号线驱动电路的操作波形的图；
图3是示出根据本发明的第二示例性实施例的使用信号线驱动电路的液晶显示装置的构造的图；
图4是示出根据本发明的第三示例性实施例的使用信号线驱动电路的液晶显示装置的构造的图；
图5是示出由Taguma等人公布的信号线驱动电路的图；以及
图6是示出由Taguma等人公布的信号线驱动电路的操作波形的图。
具体实施方式
[第一示例性实施例]
将参考图1来描述根据本发明的第一示例性实施例的使用信号线驱动电路的液晶显示装置。图1是示出根据第一示例性实施例的使用信号线驱动电路的液晶显示装置的构造的图。
如图1中所示，根据第一示例性实施例的信号线驱动电路包括奇数编号的放大器AMP11；偶数编号的放大器AMP12；电荷共享开关SW11、SW12、以及SW13；输出开关SW14和SW15；以及输入开关SW16和SW17。
不同于图5中所示的构造，第一示例性实施例的构造包括电荷共享开关SW12和SW13以及输入开关SW16和SW17。注意，从图1中所示的电路图中省略了通常会提供的用于电荷共享的公用线。
奇数编号的放大器AMP11的非反转输入端子被连接至输入开关SW16。奇数编号的放大器AMP11的输出节点SK11通过输出开关SW14被连接至奇数编号的输出端子SKOUT11。奇数编号的输出端子SKOUT11被连接至用作液晶面板的电容负载的负载F11。
偶数编号的放大器AMP12的非反转输入端子被连接至输入开关SW17。偶数编号的放大器AMP12的输出节点SG11通过输出开关SW15被连接至偶数编号的输出端子SGOUT11。偶数编号的输出端子SGOUT11被连接至用作液晶面板的电容负载的负载F12。
电荷共享开关SW11被连接在放大器输出端子(SKOUT11、SGOUT11)之间。在接通电荷共享开关SW11之后，负载F11和F12的电势被均衡。负载F11和F12的电势的均衡被称为电荷共享。
术语“电荷共享”是指下述操作，其中，在特定水平时段中，通过使用被积累在连接至液晶面板的负载的液晶面板的信号线中的电荷，在将信号线的电势设置为用于随后的水平时段的设定电势之前，执行用于预先将电压施加给信号线的预充电操作。电荷共享操作允许信号线的电势更早地达到所想要的设定电势，并且允许功率节省。
电荷共享开关SW12被连接在奇数编号的放大器AMP11的非反转输入端子和奇数编号的输出端子SKOUT11之间。电荷共享开关SW12被连接在输出开关SW14和奇数编号的输出端子SKOUT11之间的节点与输入开关SW16和奇数编号的放大器AMP11的非反转输入端子之间的节点之间。
电荷共享开关SW13被连接在偶数编号的放大器AMP12的非反转输入端子和偶数编号的输出端子SGOUT11之间。电荷共享开关SW13被连接在输出开关SW15和偶数编号的输出端子SGOUT11之间的节点与输入开关SW17和偶数编号的放大器AMP12的非反转输入端子之间的节点之间。
电荷共享开关SW12和SW13允许进行电荷共享的负载F11和F12处的电荷共享电压分别被传输(反馈)到奇数编号的放大器AMP11和偶数编号的放大器AMP12的非反转输入端子。
现在参考图2，对用于使用信号线驱动电路来对液晶面板的点反转驱动的操作进行描述。图2是示出图1中所示的信号线驱动电路的操作波形的图。参考图2，SK11表示输出节点SK11处的端子波形，并且SG11表示输出节点SG11处的端子波形。此外，SKOUT11表示奇数编号的输出端子SKOUT11处的端子波形，并且SGOUT11表示图1中所示的偶数编号的输出端子SGOUT11处的端子波形。
如图2中所示，一个水平时段是在用作脉冲信号的选通信号STB的上升边缘和选通信号STB的随后的上升边缘之间的时段。电荷共享操作时段是在选通信号STB的上升边缘和选通信号STB的下降边缘之间的时段。换言之，电荷共享操作时段提供在一个水平时段的开始处，即，紧跟在一个水平时段的切换之后。
在电荷共享操作期间，电荷共享开关SW11被接通，并且电荷共享开关SW12和SW13也被接通。同时，输出开关SW14和SW15以及输入开关SW16和SW17被断开。这允许负载F11和F12的电荷被反馈到奇数编号的放大器AMP11和偶数编号的放大器AMP12的非反转输入端子。
在电荷共享操作期间，此操作允许负载F11和F12处的电荷共享电压被传输到奇数编号的放大器AMP11和偶数编号的放大器AMP12的输入端子。即，图2中所示的输出节点SK11和SG11、奇数编号的输出端子SKOUT11、以及偶数编号的输出端子SGOUT11处的电势变得基本上相互相等。
在完成电荷共享操作时段之后，响应于选通信号STB的下降边缘，电荷共享开关SW11、SW12、以及SW13被断开，并且同时，输出开关SW14和SW15以及输入开关SW16和SW17被接通。在开关的切换之后，奇数编号的放大器AMP11和偶数编号的放大器AMP12的输出电压变得等于负载电压。
在接通输入开关SW16和SW17之后，奇数编号的放大器AMP11和偶数编号的放大器AMP12的输入被连接至在前级提供的DA转换器(未示出)。然后，奇数编号的放大器AMP11和偶数编号的放大器AMP12的输出平滑地转换到设定电压。
传统上，在电荷共享操作期间，奇数编号的放大器AMP41和偶数编号的放大器AMP42的输入被切换到设定电压。因此，在电荷共享操作完成之后，奇数编号的放大器AMP41和偶数编号的放大器AMP42的输出电压暂时地变成不等于负载电压。
同时，根据本发明的示例性实施例，在电荷共享操作完成之后，奇数编号的放大器AMP11和偶数编号的放大器AMP12的输出电压能够被设置为等于负载电压。因此，在电荷共享操作完成之后，奇数编号的放大器AMP11和偶数编号的放大器AMP12中的每一个的输出中的波动能够被抑制，并且紧跟在电荷共享操作之后流动的峰值电路电流(GND电流)能够被减少。
[第二示例性实施例]
将参考图3描述根据本发明的第二示例性实施例的使用信号线驱动电路的液晶显示装置。图3是示出根据第二示例性实施例的使用信号线驱动电路的液晶显示装置的构造的图。通过相同的附图标记来表示与图1中相同的图3中的组件，并且省略其描述。
参考图3，不同于图1中所示的第一示例性实施例的构造，第二示例性实施例的构造包括电压监视器电路CIR31。在反转驱动期间，正侧DA转换器DA31生成正侧灰阶电压。在反转驱动期间，负侧DA转换器DA32生成负侧灰阶电压。
在输出反转期间，响应于极性切换信号(未示出)，输入转换开关SWIN31将正侧DA转换器DA31和负侧DA转换器DA32的输出连接至被定位在输入开关SW16和SW17的左侧上的节点中的一个。
具体地，输入转换开关SWIN31在其中正侧DA转换器DA31被连接至输入开关SW16并且进一步被连接至负侧DA转换器DA32和输入开关SW17的状态，和其中正侧DA转换器DA31被连接至于输入开关SW17并且进一步被连接至负侧DA转换器DA32和输入开关SW16的状态之间进行切换。
电压监视器电路CIR31包括比较器COM31和COM32以及基准电源VR31和VR32。比较器COM31的非反转输入端子被连接至基准电源VR31，并且比较器COM31的非反转输入端子被连接至负侧DA转换器DA32的输出DA32OUT。比较器COM31将输出DA32OUT与基准电源VR31进行比较，并且输出比较结果。
比较器COM32的非反转输入端子接收正侧DA转换器DA31的输出DA31OUT，并且比较器COM32的反转输入端子被连接至基准电源VR32。比较器COM32将输出DA31OUT与基准电源VR32进行比较，并且输出比较结果。
根据比较器COM31和COM32的比较结果，电压监视器电路CIR31控制电荷共享开关SW12和SW13以及输入开关SW16和SW17。例如，当点反转时的振幅大于预定值时，即，当来自于正侧DA转换器DA31的输出DA31OUT和来自于负侧DA放大器DA32的输出DA32OUT大于预定的基准电压时，电压监视器电路CIR31输出“H”信号。
在这样的情况下，在电荷共享操作期间，响应于来自于电压监视器电路CIR31的“H”信号，电荷共享开关SW12和SW13被接通并且输入开关SW16和SW17被断开。这允许电荷共享电压被反馈到奇数编号的放大器AMP11和偶数编号的放大器AMP12的非反转输入端子。结果，紧跟在电荷共享操作之后流动的峰值电路电流(GND电流)能够被减少。
同时，当点反转时的振幅等于或者小于预定值时，即，来自于正侧DA转换器DA31的输出DA31OUT和来自于负侧DA转换器DA32的输出DA32OUT中的至少一个等于或者小于预定的基准电压时，电压监视器电路CIR31输出“L”信号。
在这样的情况下，在电荷共享操作期间，响应于来自于电压监视器电路CIR31的“L”信号，电荷共享开关SW12和SW13被断开并且输入开关SW16和SW17被接通。这防止电荷共享电压被反馈到奇数编号的放大器AMP11和偶数编号的放大器AMP12的非反转输入端子。
通常，当在点反转时的振幅低时，GND电流的大小较小。因此，在这样的情况下，电荷共享电压没有被反馈到奇数编号的放大器AMP11和偶数编号的放大器AMP12的输入端子。因此，当允许要被反馈到放大器的输入端子的电荷共享电压的功能被断开时，低振幅的各个放大器的压摆率能够被增加。
这样，允许电荷共享电压反馈到放大器输入端子的功能取决于灰阶电压的幅度而被接通和断开，从而能够在抑制电源噪声和EMI的对策的优先级和驱动性能的优先级之间进行切换。
[第三示例性实施例]
将参考图4描述根据本发明的第三示例性实施例的使用信号线驱动电路的液晶显示装置。图4是示出根据第三示例性实施例的使用信号线驱动电路的液晶显示装置的构造的图。
根据第三示例性实施例的信号线驱动电路包括放大器正输入端子INP51；偏置电源BN51；偏置电源BP51；电源VDD2；放大器负输入端子INN51；恒流源ICS51、ICS52、以及ICS53；浮置电流源ICS54；相位补偿电容器C51；相位补偿电容器C52；开关SW52、SWHIZ51、SWHIZ52、SWHIZ53、以及SWHIZ54；以及放大器输出端子OUT51。
放大器输出端子OUT51被连接至液晶面板的负载F51。在第三示例性实施例中，用于从图1中所示的放大器输出断开负载的输出开关SW14和SW15被省略，并且开关SHIZ51、SWHIZ52、SWHIZ53、以及SWHIZ54被提供在放大器中。这允许在电荷共享操作期间，放大器输出端子OUT51被布置在高阻抗状态中。
尽管在这里没有示出，但是与图1的情况一样，电荷共享开关被连接在奇数编号的放大器的输出端子OUT和偶数编号的放大器的之间。电荷共享开关SW52被连接在电荷共享开关和放大器输出端子OUT51之间的节点与放大器正输入端子INP51之间。电荷共享开关SW52对应于图1中所示的电荷共享开关SW12和SW13。
在电荷共享操作期间，开关SHIZ51、SWHIZ52、SWHIZ53、以及SWHIZ54被用于允许将放大器输出端子OUT51布置在高阻抗状态下，并且允许电荷共享开关SW52被接通。结果，负载F51侧上的电荷能够被反馈到放大器正输入端子INP51。
因此，与上面的示例性实施例一样，在电荷共享操作完成之后，奇数和偶数编号的放大器的输出电压与负载电压不相互竞争(compete)。因此，在电荷共享操作之后，放大器输出朝着随后的设定电压平滑地转换，并且因此可以防止高电势侧电源电流或者GND电流的突然流动。此外，在第三示例性实施例中，在电荷共享操作之后，放大器输出和负载F51之间的开关的省略导致了压摆率的增加。
尽管在第三示例性实施例中，电荷共享开关SW52被连接在放大器输出端子OUT51和输出端子OUT之间的节点与放大器正输入端子INP51之间，但是电荷共享开关SW52的位置不限于此。电荷共享开关SW52可以被连接在电荷共享公用线(未示出)与放大器正输入端子INP51之间。
如上所述，根据本发明的示例性实施例，利用简单的电路构造，在电荷共享操作期间，放大器输出电压和负载电压能够被设置为彼此相等。结果，紧跟在电荷共享操作之后，流动的峰值电路电流能够被减少，并且EMI和电源噪声也能够被减少。此外，能够在抑制电源噪声和EMI的对策的优先级和驱动性能的优先级之间进行切换。
注意，本发明不限于上述示例性实施例，并且能够在不脱离本发明的范围的情况下根据需要对其进行各种修改。虽然本示例性实施例已经示出电荷共享开关SW11被连接在奇数编号的放大器AMP11和偶数编号的放大器AMP12之间的示例，但是电荷共享开关SW11的位置不限于此。无论线是奇数编号的或者偶数编号的线，电荷共享开关可以被连接在用于传输正侧灰阶电压的数据线和用于传输负侧灰阶电压的数据线之间。
尽管为简化图示而在图1中被省略，但是图3中所示的输入转换开关SWIN31、负侧DA转换器DA32、以及正侧DA转换器DA31也被提供在图1中所示的信号线驱动电路中。在输出反转的情况下，响应于极性切换信号(未示出)，正侧DA转换器DA31和负侧DA转换器D32的输出被切换，并且被输入到输入开关SW16和SW17。
本领域的技术人员能够根据需要组合第一至第三示例性实施例。
虽然已经按照若干示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解本发明可以在权利要求的精神和范围内进行各种修改的实践，并且本发明并不限于上述的示例。
此外，权利要求的范围不受到上述的示例性实施例的限制。
此外，应当注意的是，申请人意在涵盖所有权利要求要素的等同形式，即使在后期的审查过程中对权利要求进行过修改亦是如此。

Claims (9)

1.一种信号线驱动电路，包括：
第一放大器；
第二放大器；
第一电荷共享开关，所述第一电荷共享开关被连接在所述第一放大器的输出端子和所述第二放大器的输出端子之间；
第一输出开关，所述第一输出开关被连接在所述第一放大器的输出节点和所述第一放大器的输出端子之间；
第二电荷共享开关，所述第二电荷共享开关被连接在所述第一输出开关和所述第一放大器的输出端子之间的节点与所述第一放大器的输入端子之间；以及
第一输入开关，所述第一输入开关被连接至所述第一放大器的输入端子。
2.根据权利要求1所述的信号线驱动电路，其中，所述第一电荷共享开关和所述第二电荷共享开关中的每一个以及所述第一输出开关和所述第一输入开关中的每一个被排他地设置为处于导通状态。
3.根据权利要求1所述的信号线驱动电路，其中，在电荷共享操作期间，所述第一电荷共享开关和所述第二电荷共享开关被接通，并且所述第一输出开关和所述第一输入开关被断开。
4.根据权利要求1所述的信号线驱动电路，进一步包括电压监视器电路，所述电压监视器电路确定所述第一放大器的输出电压是否等于或者小于预定值，
其中，当所述第一放大器的输出电压等于或者小于预定值时，所述第二电荷共享开关被断开，并且所述第一输入开关被接通。
5.一种信号线驱动电路，包括：
第一放大器；
第二放大器；
第一电荷共享开关，所述第一电荷共享开关被连接在所述第一放大器的输出端子和所述第二放大器的输出端子之间；
开关，所述开关被提供在所述第一放大器中，并且允许所述第一放大器的输出节点被置于高阻抗状态；以及
第二电荷共享开关，所述第二电荷共享开关被连接在所述第一放大器的输出节点和所述第一放大器的输出端子之间的节点与电荷共享公用线中的一个与所述第一放大器的输入端子之间。
6.根据权利要求5所述的信号线驱动电路，其中，在电荷共享操作期间，所述第一电荷共享开关和所述第二电荷共享开关被接通，并且所述第一放大器的输出节点被置于高阻抗状态。
7.根据权利要求1所述的信号线驱动电路，其中，所述第一放大器输出所述第二放大器的输出电压的反转电压。
8.一种液晶显示装置，包括：
根据权利要求1所述的信号线驱动电路；和
液晶面板，所述液晶面板被连接至所述信号线驱动电路。
9.一种液晶显示装置，包括：
根据权利要求5所述的信号线驱动电路；和
液晶面板，所述液晶面板被连接至所述信号线驱动电路。
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