CN102081916B - 薄膜晶体管-液晶显示器驱动器以及操作它的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种TFT-LCD驱动器，其包括：解码器，其被配置为响应于多位数据信号来选择灰度等级输入电压；和放大器电路，包括第一差分晶体管对和第二差分晶体管对，第一差分晶体管对和第二差分晶体管对响应于所述多位数据信号的最高有效位(MSB)而选择性地操作，所述放大器电路响应于灰度级输入电压，其中第一差分晶体管对和第二差分晶体管对响应于所述多位数据信号的最高有效位(MSB)而不在同一时间打开。

Description

薄膜晶体管-液晶显示器驱动器以及操作它的方法
本申请是申请号为200510121539.3、申请日为2005年12月21日、发明名称为“带有数据控制放大器的集成电路装置以及操作它的方法”的申请的分案申请。
相关申请
本申请要求2004年12月21日提交的申请号为10-2004-0109284的韩国专利申请的权利和优先权，通过引用将其公开内容合并与此。
发明领域
本发明一般涉及集成电路装置以及操作它的方法，更具体而言，涉及薄膜晶体管-液晶显示器驱动器以及操作它的方法。
背景技术
用于薄膜晶体管-液晶显示器（TFT-LCD）的源驱动器电路通过源线将与显示数据对应的分级电压，如灰度等级电压，施加给显示板，。例如，栅极驱动器打开一个开关时，源驱动器将分级电压施加给被连接到该开关的液晶电容器。图1说明了传统的源驱动器100，其包括解码器110和放大器120。解码器接受灰度等级电压（VGRAY）并基于显示数据D输出灰度等级电压D_VOL。如果显示数据D是n位的，那么灰度等级电压VGRAY包括源电压与公共或地电压之间的2n个不同的电压等级。放大器120放大所选取的灰度等级电压D_VOL并将放大器灰度等级电压VOUT施加到显示板。
图2是图1放大器120的输入部分的原理图。灰度等级电压D_VOL作为输入被施加到晶体管NTR1和PTR1的栅极。基于灰度等级电压D_VOL的等级，NTR1和PTR1中的任意一个被打开或者NTR1和PTR1都被打开。在输出节点NOUT处产生了输出驱动电压VOUT并将其反馈到NTR2和PTR2的栅极。
图3说明了晶体管NTR1和PTR1的工作区。在工作区C，VSS<D_VOL<PTR1的Vth。在这种情况下，PTR1被打开，NTR1被关闭，IS1工作，并且IS2不工作。在工作区B，PTR1的Vth<D_VOL<NTR1的Vth。在这种情况下，PTR1被打开，NTR1被打开，IS1工作，并且IS2也工作。在工作区A，NTR1的Vth<D_VOL<VDD。在这种情况下，NTR1被打开，PTR1被关闭，IS2工作，并且IS1不工作。
图4说明了基于晶体管NTR1和PTR1的特定工作区的电流消耗。区域1代表当灰度等级电压D_VOL在图3区域C时的电流消耗。区域2代表当灰度等级电压D_VOL在图3区域B时的电流消耗。区域3代表当灰度等级电压D_VOL在图3区域A时的电流消耗。不幸的是，如果灰度等级电压D_VOL的电压等级在区域2（图3的区域B）中的话，则电流消耗大约是在区域1和3（图3的区域C和A）的两倍。
发明内容
根据本发明的一些实施例，集成电路装置包括包括第一和第二差动晶体管对的放大器电路，差动晶体管对响应多位数据信号的至少一位选择性地可操作。
在本发明的其它实施例中，第一和第二差动晶体管对分别耦合到第一和第二开关。第一和第二开关响应多位数据信号中的至少一位。
还是在本发明的其它实施例中，集成电路装置是TFT LCD驱动器电路，并且放大器电路响应灰度等级输入电压。
还是在本发明的其它实施例中，解码器被配置成响应多位数据信号选择灰度等级输入电压。
还是在本发明的其它实施例中，集成电路装置是TFT LCD驱动器电路，并且第一差动晶体管对响应第一灰度等级输入电压，并且第二差动晶体管对响应第二灰度等级输入电压。
还是在本发明的其它实施例中，第一解码器被配置成响应多位数据信号的至少一个其它位选择第一灰度等级输入电压。第二解码器被配置成响应该多位数据信号的该至少一个其它位选择第二灰度等级输入电压。
根据本发明的一些实施例，TFT LCD驱动器电路的解码电路包括第一解码器，其被配置成响应多位数据信号的m个位从n个灰度等级电压中选择第一灰度等级电压。第二解码器被配置成响应多位数据信号的该m个位从该n个灰度等级电压中选择第二灰度等级输入电压，其中2m<n。
在本发明的进一步实施例中，第一解码器连接到第一差动晶体管对，第一差动晶体管对响应第一灰度等级电压，并且第二解码器连接到第二差动晶体管对，第二差动晶体管对响应第二灰度等级电压。
根据本发明的一些实施例，TFT-LCD驱动器包括配置成响应多位数据信号选择灰度等级输入电压的解码器。放大电路包括第一和第二差动晶体管对，其响应多位数据信号的至少一位选择性地可操作，放大器电路响应灰度等级输入电压。
在本发明的其它实施例中，第一差动晶体管对响应第一灰度等级输入电压，并且第二差动晶体管对响应第二灰度等级输入电压。
还是在本发明的其它实施例中，第一解码器被配置成响应多位数据信号的至少一个其它位选择第一灰度等级输入电压。第二解码器被配置成响应该多位数据信号的该至少一个其它位选择第二灰度等级输入电压。
根据本发明的一个方面，提供一种TFT-LCD驱动器，其包括：第一解码器，被配置成响应多位数据信号的第一部分选择第一灰度等级输入电压；第二解码器，被配置成响应该多位数据信号的第一部分选择第二灰度等级输入电压；以及放大器电路，包括第一差动晶体管对和第二差动晶体管对、第一开关和第二开关、第一电流源和第二电流源、以及上拉晶体管和下拉晶体管，其中第一差动晶体管对经由第一开关和第一电流源连接到地或公共电压，并且第二差动晶体管对经由第二开关和第二电流源连接到源电压，该第一差动晶体管对和第二差动晶体管对响应该第一和第二灰度等级输入电压而选择性地操作,其中，第一开关和第二开关响应于该多位数据信号的第二部分控制该第一差动晶体管对和第二差动晶体管对不在同一时间导通，并且该多位数据信号的第二部分是该多位数据信号的最高有效位(MSB)，而该多位数据信号的第一部分是该多位数据信号除该MSB之外的剩余位，其中，上拉晶体管和下拉晶体管将输出节点驱动到输出电压。
根据本发明的一个方面，提供一种操作TFT-LCD驱动器的方法，该TFT-LCD驱动器包括：第一解码器，被配置成响应于多位数据信号的第一部分选择第一灰度等级输入电压；第二解码器，被配置成响应于该多位数据信号的第一部分选择第二灰度等级输入电压；以及放大器电路，包括：第一差动晶体管对和第二差动晶体管对、第一开关和第二开关、第一电流源和第二电流源、以及上拉晶体管和下拉晶体管，其中第一差动晶体管对经由第一开关和第一电流源连接到地或公共电压，并且第二差动晶体管对经由第二开关和第二电流源连接到源电压，该第一差动晶体管对和第二差动晶体管对响应于该第一和第二灰度等级输入电压而选择性地操作，该方法包括：响应于该多位数据信号的第一部分选择第一灰度等级输入电压；响应于该多位数据信号的第一部分选择第二灰度等级输入电压；以及响应于该第一和第二灰度等级输入电压选择性地操作放大器电路的第一差动晶体管对和第二差动晶体管对，其中，响应于该第一灰度等级输入电压操作该第一差动晶体管对，而响应于该第二灰度等级输入电压操作该第二差动晶体管对，其中，第一开关和第二开关响应于该多位数据信号的第二部分控制该第一差动晶体管对和第二差动晶体管对在同一时间导通，并且该多位数据信号的第二部分是该多位数据信号的最高有效位(MSB)，而该多位数据信号的第一部分是该多位数据信号除该MSB之外的剩余位，其中，上拉晶体管和下拉晶体管将输出节点驱动到输出电压。
根据本发明的一个方面，提供一种TFT-LCD驱动器，其包括：第一解码器，被配置成响应于多位数据信号的第一部分选择第一灰度等级输入电压；第二解码器，被配置成响应于该多位数据信号的第一部分选择第二灰度等级输入电压；以及放大器电路，包括上拉晶体管、下拉晶体管、第一子放大器和第二子放大器、以及第一和第二开关，所述第一子放大器通过第一开关耦接至地或公共电压，并且所述第二子放大器通过第二开关耦接至源电压，所述第一和第二子放大器响应于所述多位数据信号的第二部分而选择性地操作，所述第一和第二开关响应于所述多位数据信号的第二部分，其中第一子放大器具有连接到第一灰度等级输入电压的第一输入端、连接到上拉和下拉晶体管的公共节点的第二输入端、以及连接到所述上拉晶体管的栅极的输出端；其中第二子放大器具有连接到第二灰度等级输入电压的第一输入端、连接到上拉和下拉晶体管的公共节点的第二输入端、以及连接到所述下拉晶体管的栅极的输出端；以及其中第一和第二开关响应于所述多位数据信号的第二部分控制所述第一和第二子放大器不在同一时间导通，其中所述多位数据信号的第二部分是该多位数据信号的最高有效位(MSB)，而该多位数据信号的第一部分是该多位数据信号除该MSB之外的剩余位。
根据本发明的一个方面，提供一种TFT-LCD驱动器，其包括：解码器，其被配置为响应于多位数据信号来选择灰度等级输入电压；和放大器电路，包括第一差动晶体管对和第二差动晶体管对、第一开关和第二开关、第一电流源和第二电流源、以及上拉晶体管和下拉晶体管，其中第一差动晶体管对经由第一开关和第一电流源连接至地或公共电压，第二差动晶体管对经由第二开关和第二电流源连接至源电压，第一差动晶体管对和第二差动晶体管对响应于所述多位数据信号的最高有效位(MSB)而选择性地操作，所述放大器电路响应于灰度级输入电压，其中第一开关和第二开关响应于所述多位数据信号的最高有效位MSB控制第一差动晶体管对和第二差动晶体管对不在同一时间导通，其中，上拉晶体管和下拉晶体管将输出节点驱动到输出电压。
尽管上面的描述主要是关于电路实施例的，但是可以理解，本发明不局限于这样的实施例中，但是还可以体现为电路的方法。
附图说明
当结合附图阅读时，从以下本发明的特殊实施例的具体描述中，将会更容易地理解本发明的其它特征，其中：
图1是用于传统薄膜晶体管-液晶显示器（TFT-LCD）的源驱动器电路的图；
图2是图1放大器输入部分的原理图；
图3说明了图1和2放大器的晶体管的工作区；
图4说明了基于图1和2放大器的晶体管的特定工作区的电流消耗；
图5是根据本发明一些实施例的TFT-LCD驱动器电路400的原理图；
图6是根据本发明一些实施例的图5放大器的输入部分的原理图；
图7说明了图5和6放大器的晶体管的工作区；
图8说明了图5和6放大器的电流消耗；以及
图9是根据本发明进一步实施例的TFT-LCD驱动器电路的原理图。
具体实施方式
虽然本发明允许各种修改和可选形式，但是其特殊实施例作为实例显示在附图中，并将在此详细描述。然而应当理解，不是要将本发明限制于所公开的特殊形式，正相反，本发明要覆盖落入由权利要求所定义的本发明的精神和范围之内的所有修改，等价物以及可选方案。遍及图的描述，相同的附图标记表示相同的元件。
除非另有明确声明，作为在此使用的单数形式的“一个(a)，”、“一个(an)，”和“该”也包括复数形式。进一步要理解，术语“包括(includes)，”、“包含(comprises)，”、“包括(including)、”和/或“包含(comprising)，”当用在本说明书中时，指的是所声明的特征、整数、步骤、操作、元件，和/或组件的存在，但是不是排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件，和/或它们的组的存在或者添加。应当理解，当一个元件被称为被“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到其它元件或者可以存在中间元件。此外，在此使用的“连接”或“耦合”可以包括无线地连接或耦合。在此使用的术语“和/或”包括相关联的所列条目的一个或多个的任意或者所有组合。
除非另外所定义的，在此使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有与本发明所属领域的普通技术人员的一般理解相同的意思。进一步要理解：诸如在在通用的词典中所定义的那些术语那样的术语，除非此处这样明确的定义，否则应当被解释为具有与在相关领域上下文中的它们的意思相一致的意思，而不能解释成理想化的或过度正式的意思。
为了说明意图，参考薄膜晶体管-液晶显示器（TFT-LCD）的驱动器在此对本发明的实施例进行描述。应当理解，本发明不局限于这些实施例，并且取而代之可以体现为其它类型的集成电路装置和/或电路。
图5是根据本发明一些实施例的TFT-LCD驱动器电路400的原理图。TFT-LCD驱动器电路400包括解码器410和放大器420。解码器410包括两个子解码器电路P_DEC和N_DEC。P_DEC被配置成输出第一灰度等级电压VG1，其基于数据信号D从高灰度等级电压VGRAY_H中被选取。如图5所示，VGRAY_H包括2n/2个电压等级并且数据信号D包括n-1个位。N_DEC被配置成输出第二灰度等级电压VG1，其基于数据信号D从低灰度等级电压VGRAY_L中被选取。如图5所示，VGRAY_L包括2n/2个电压等级并且数据信号D包括n-1个位。
放大器420包括两个子放大电路AMP_N和AMP_P。放大器420响应控制信号MSBD输出VG1和VG2中的一个作为显示板操作电压，控制信号MSBD是数据信号D的最高有效位。对放大器420进行配置使得在任意给定的时间仅有子放大器电路AMP_N和AMP_P中的一个可以工作。AMP_P通过第一开关SW1连接到源电压AVDD，并且AMP_N通过第二开关SW2连接到地或公共电压VSS。通过使用上拉晶体管PUTR和下拉晶体管PDTR将输出节点NOUT驱动到VOUT电压等级。
图6是图5放大器420的输入部分的原理图。放大器420包括接收电压VG1和VG2的输入部分以及输出部分（未示出），该输出部分放大来自输入部分的输出并响应控制信号MSBD通过输出节点NOUT输出显示板操作电压VOUT。放大器420的输入部分包括晶体管PTR1和PTR2（AMP_P）、晶体管NTR1和NTR2（AMP_N）、开关SW1和SW2以及电流源IS1和IS2，其如所示连接。
如图7所示，晶体管NTR1工作在VSS与AVDD之间的E区域，并且晶体管PTR1工作在VSS与AVDD之间的F区域。因此，根据本发明的一些实施例，NTR1和PTR1不在同一时间打开。
图8示出放大器420的电流消耗近似恒定。有利地，连接在放大器420的输出部分的用来补偿放大器420的频率的电容量可以相对地小。
图9是根据本发明的一些实施例的TFT-LCD驱动器电路700的原理图。TFT-LCD驱动器电路700包括解码器710和放大器720。放大器720包括的组件与图5和6的放大器420相同。然而，对放大器720进行配置使得用来自解码器710的公共输出电压VG来驱动晶体管NTR1，PTR1。然而，响应MSBD信号，晶体管对NTR1，NTR2和PTR1，PTR2选择性地可操作，根据本发明的一些实施例其中MSBD信号是n位数据信号D的最高有效位。与图5和6的实施例相反，响应基于n位数据信号D而作出的对2n个灰度等级电压VGRAY中的一个的选择，解码器710输出单个灰度等级电压VG。
在结束详细说明时，要注意的是，在实质上没有背离本发明的原理的情况下，可以对优选实施例作出很多变化和修改。所有这些变化和修改都要在此包括在下列权利要求中所提出的本发明的范围之内。

Claims (4)

1.一种TFT-LCD驱动器，包括：
第一解码器，被配置成响应于多位数据信号的第一部分选择第一灰度等级输入电压；
第二解码器，被配置成响应于该多位数据信号的第一部分选择第二灰度等级输入电压；以及
放大器电路，包括：第一差动晶体管对和第二差动晶体管对、第一开关和第二开关、第一电流源和第二电流源、以及上拉晶体管和下拉晶体管，
其中，第一差动晶体管对经由第一开关和第一电流源连接到地或公共电压，并且第二差动晶体管对经由第二开关和第二电流源连接到源电压，该第一差动晶体管对和第二差动晶体管对响应于该第一和第二灰度等级输入电压而选择性地操作，其中，第一开关和第二开关响应于该多位数据信号的第二部分控制该第一差动晶体管对和第二差动晶体管对不在同一时间导通，
并且该多位数据信号的第二部分是该多位数据信号的最高有效位MSB，而该多位数据信号的第一部分是该多位数据信号除该最高有效位MSB之外的剩余位，
其中，该第一差动输入晶体管对响应于该第一灰度等级输入电压，并且该第二差动输入晶体管对响应于该第二灰度等级输入电压，
其中，上拉晶体管和下拉晶体管将输出节点驱动到输出电压。
2.一种操作TFT-LCD驱动器的方法，
该TFT-LCD驱动器包括：
第一解码器，被配置成响应于多位数据信号的第一部分选择第一灰度等级输入电压；
第二解码器，被配置成响应于该多位数据信号的第一部分选择第二灰度等级输入电压；以及
放大器电路，包括：第一差动晶体管对和第二差动晶体管对、第一开关和第二开关、第一电流源和第二电流源，以及上拉晶体管和下拉晶体管，第一差动晶体管对经由第一开关和第一电流源连接到地或公共电压，并且第二差动晶体管对经由第二开关和第二电流源连接到源电压，该第一差动晶体管对和第二差动晶体管对响应于该第一和第二灰度等级输入电压而选择性地操作，
该方法包括：
响应于多位数据信号的第一部分选择第一灰度等级输入电压；
响应于该多位数据信号的第一部分选择第二灰度等级输入电压；以及
响应于该第一和第二灰度等级输入电压选择性地操作放大器电路的第一差动晶体管对和第二差动晶体管对，其中，响应于该第一灰度等级输入电压操作该第一差动晶体管对，而响应于该第二灰度等级输入电压操作该第二差动晶体管对，
其中，第一开关和第二开关响应于多位数据信号的第二部分控制该第一差动晶体管对和第二差动晶体管对不在同一时间导通，
并且该多位数据信号的第二部分是该多位数据信号的最高有效位MSB，而该多位数据信号的第一部分是该多位数据信号除该最高有效位MSB之外的剩余位，
其中，上拉晶体管和下拉晶体管将输出节点驱动到输出电压。
3.一种TFT-LCD驱动器，包括：
第一解码器，被配置成响应于多位数据信号的第一部分选择第一灰度等级输入电压；
第二解码器，被配置成响应于该多位数据信号的第一部分选择第二灰度等级输入电压；以及
放大器电路，包括上拉晶体管、下拉晶体管、第一子放大器和第二子放大器、以及第一和第二开关，所述第一子放大器通过第一开关耦接至地或公共电压，并且所述第二子放大器通过第二开关耦接至源电压，所述第一和第二子放大器响应于所述多位数据信号的第二部分而选择性地操作，所述第一和第二开关响应于所述多位数据信号的第二部分，
其中第一子放大器具有连接到第一灰度等级输入电压的第一输入端、连接到上拉和下拉晶体管的公共节点的第二输入端、以及连接到所述上拉晶体管的栅极的输出端；
其中第二子放大器具有连接到第二灰度等级输入电压的第一输入端、连接到上拉和下拉晶体管的公共节点的第二输入端、以及连接到所述下拉晶体管的栅极的输出端；以及
其中第一和第二开关响应于所述多位数据信号的第二部分控制所述第一和第二子放大器不在同一时间导通，
其中所述多位数据信号的第二部分是该多位数据信号的最高有效位MSB，而该多位数据信号的第一部分是该多位数据信号除该最高有效位MSB之外的剩余位。
4.一种TFT-LCD驱动器，包括：
解码器，其被配置为响应于多位数据信号来选择灰度等级输入电压；和
放大器电路，包括第一差动晶体管对和第二差动晶体管对、第一开关和第二开关、第一电流源和第二电流源、以及上拉晶体管和下拉晶体管，第一差动晶体管对经由第一开关和第一电流源连接至地或公共电压，第二差动晶体管对经由第二开关和第二电流源连接至源电压，所述第一差动晶体管对和第二差动晶体管对响应于所述多位数据信号的最高有效位MSB而选择性地操作，所述放大器电路响应于所述灰度等级输入电压，
其中第一开关和第二开关响应于所述多位数据信号的最高有效位MSB控制所述第一差动晶体管对和第二差动晶体管对不在同一时间导通，
其中，上拉晶体管和下拉晶体管将输出节点驱动到输出电压。
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