CN102831864A - 源极驱动器及具有该源极驱动器的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种源极驱动器及具有该源极驱动器的液晶显示器。其中，源极驱动器，包括运算放大器，该运算放大器位于源极驱动器的输出通道，且运算放大器的供电电压小于所述源极驱动器的模拟电压。通过本发明，能够降低源极驱动器的功耗。

Description

源极驱动器及具有该源极驱动器的液晶显示器

技术领域

本发明涉及液晶显示器领域，具体而言，涉及一种源极驱动器及具有该源极驱动器的液晶显示器。

背景技术

在薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，简称为TFT-LCD)领域，驱动电路中的源极驱动器是TFT-LCD的关键器件，担负着启动薄膜晶体管和控制液晶分子排列变化的任务。源极驱动器的内部集成模块的复杂程度和外部输出负载的大小很大程度上决定着源极驱动器的温度及消耗功率，因此源极驱动器的设计成为设计液晶面板的重要问题。

源极驱动器的输出通道设置有运算放大器作为缓冲器，用于输出信号，图1是GAMMA运算放大器(GAMMA Operational Amplifier，简称为GAMMA OP)元件示意图，图2是源极驱动器部分内部结构的示意图，即GAMMA OP和数模转换器(D/A CONVERTER)的关系图，其中每路GAMMA OP分别对应输出OUT1...OUT726。液晶显示器内的显示电压分为两种极性，一个是正极性，另一个是负极性。当显示电极的电压高于公共(common)电极电压时，称之为正极性，当显示电极的电压低于common电极的电压时，称之为负极性。图3是GAMMA OP的参考基准电压示意图，如图3所示，常规的GAMMA OP的参考基准电压不管正负极性都为VDDA和VSSA，一般VDDA为源极驱动器的模拟电压，VSSA接地为零。实际应用中，源极驱动器功耗较高，长时间工作后，源极驱动器的温度较高，影响TFT-LCD的显示效果。

针对相关技术中源极驱动器功耗比较高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对源极驱动器功耗比较高的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种源极驱动器及具有该源极驱动器的液晶显示器，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种源极驱动器。

根据本发明的源极驱动器，包括运算放大器，该运算放大器位于源极驱动器的输出通道，其特征在于，运算放大器的供电电压小于源极驱动器的模拟电压。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种液晶显示器，该液晶显示器包括上述的源极驱动器。

通过本发明，采用小于源极驱动器的模拟电压为运算放大器供电，解决了源极驱动器功耗比较高的问题，进而达到了降低源极驱动器功耗的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的GAMMA OP元件示意图；

图2是根据相关技术的源极驱动器部分内部结构的示意图；

图3是根据相关技术的GAMMA OP的参考基准电压示意图；

图4是根据本发明实施例的MINI-LVDS传输模式示意图；

图5是根据本发明实施例的MINI-LVDS传输时序关系示意图；

图6是根据本发明实施例的GAMMA OP元件示意图；

图7是根据本发明第一实施例的GAMMA OP的参考基准电压示意图；以及

图8是根据本发明第二实施例的GAMMA OP的参考基准电压示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在介绍本发明的具体实施例之前，首先描述栅极驱动器和源极驱动器的工作原理：栅极驱动器所送出的波形，依序将每一行的TFT打开，源极驱动器同时将一整行的显示点充电到各自所需的电压，显示不同的灰阶。当这一行充好电时，栅极驱动器便将该行的TFT关闭，然后下一行的栅极驱动器再将这行的TFT打开，源极驱动器对下一行的显示点进行充放电。如此依序下去，当充好了最后一行的显示点，便又从第一行再开始充电。以一个1024*768分辨率的液晶显示器来说，共有768行的栅极走线，而源极走线则共需要1024*3＝3072条。以一般的液晶显示器多为60Hz的更新频率来说，每一个画面的显示时间约为1/60＝16.67ms。由于画面的组成为768行的栅极走线，所以分配给每一条源极走线的开关时间约为16.67ms/768＝21.7us，所以在栅极驱动器送出的波形中可以看到，这些波形为一个接着一个宽度为21.7us的脉波，依序打开每一行的TFT。而源极驱动器则在这21.7us的时间内，经由源极走线，将显示电极充放电到所需的电压，显示相应的灰阶。

图4是低压差分信号(MINI Low Voltage Differential Signaling，简称为MINI-LVDS)传输模式示意图，如图4所示6-pair的MINI-LVDS是由8位信号Dn0-Dn7组成，当某一行的TFT打开时，在该行的TFT开启时间里LVDS对(即LV0-LV5)经过源极驱动器后转换成相应的像素电压分别施加给源极驱动器输出通道对应的RGB像素源极上，与液晶分子偏转的公共电压(Common Voltage，简称为VCOM)形成压差来控制液晶分子的偏转角度，依次循环直到所有子像素都有与之对应的像素电压。

图5是MINI-LVDS传输时序关系示意图，在CLK的上升沿和下降沿LVDS信号都会以位传输，由图中可以看出一路MINI-LVDS信号传输的时间是4个CLK的时间周期，6-pair数据是同时传输的，即4个CLK的时间内同时传输6路MINI-LVDS。

在说明源极驱动器的工作原理之后，下面通过具体实施例描述本发明的技术方案。本发明源极驱动器包括运算放大器(如GAMMA OP)，该运算放大器位于源极驱动器的输出通道，根据本发明源极驱动器的运算放大器的供电电压小于源极驱动器的模拟电压。图6是根据本发明实施例的GAMMA OP元件示意图，如图6所示，GAMMA OP元件的供电电压与传统源极驱动器中运算放大器的供电电压不同，传统的源极驱动器在设计时，运算放大器的供电电压采用源极驱动器的模拟电压即采用VDDA全压，所以功耗比较大。在本发明中，通过改变加在GAMMAOP上的电压，采用小于VDDA的电压供电，减小源极驱动单元的GAMMA OP供电电压的值，由于OP的功耗等于GAMMA OP供电电压值与电流的乘积，因而降低了OP的功耗，从而减小整个源极驱动器的消耗功率，很大程度上降低了源极驱动器的温度，增强驱动电路稳定性，提高液晶显示器显示系统的稳定性，使得液晶显示器的显示效果更好。

如图6所示，运算放大器包括正极运算放大器和负极运算放大器，其中，正极运算放大器具有第一供电电压输入端和第二供电电压输入端，负极运算放大器具有第三供电电压输入端和第四供电电压输入端，第一供电电压输入端的电压为源极驱动器的模拟电压，即VDDA；第二供电电压输入端的电压小于源极驱动器的模拟电压且大于或等于源极驱动器的模拟电压的二分之一，即VDDAH；第三供电电压输入端的电压小于源极驱动器的模拟电压且大于或等于源极驱动器的模拟电压的二分之一，即VDDAL；以及第四供电电压输入端的电压为0，即VSSA。

常规的GAMMA OP的参考基准电压不管正负极性都为VDDA和VSSA，其供电电压等于VDDA。在本发明实施例中，正极运算放大器的参考基准电压为VDDA和VDDAH，其供电电压等于VDDA减去VDDAH；负极运算放大器的参考基准电压为VDDAL和VSSA，其供电电压等于VDDAL。通过改变每个GAMMA OP供电电压输入端的电压，减小了GAMMA OP的供电电压，由于GAMMA OP的消耗功率等于GAMMAOP的供电电压与电流的乘积，因此减小了GAMMA OP的消耗功率，从而减小了整个源极驱动器的消耗功率，降低了源极驱动器的温度，使得驱动电路稳定，进而液晶显示器能够更好的显示各行灰阶，显示效果更好。

上述VDDAH与VDDAL均小于VDDA且大于或等于

即正极运算放大器的供电电压为

至VDDA，负极运算放大器的供电电压为0至

此处之所以限制VDDAH与VDDAL，是因为不能无限减小GAMMA OP的供电电压。在源极驱动器中，要求正极运算放大器的输出电压范围为

负极运算放大器的输出电压范围为

而运算放大器的输出电压范围与其供电电压相关，例如，当

时，正极运算放大器的输出电压范围为

负极运算放大器的输出电压范围

均无法达到负极运算放大器要求的输出电压范围。因此，需要限制VDDAH与VDDAL，能够在减小GAMMA OP的供电电压的同时保证运算放大器的输出电压范围。

图7是根据本发明第一实施例的GAMMA OP的参考基准电压示意图，如图7所示，优选地，第二供电电压输入端的电压与第三供电电压输入端的电压相等。

在该实施例中，正极运算放大器的某一供电电压输入端的电压与负极运算放大器某一供电电压输入端的电压相等，均为VMID_H/L，其中，VMID_H/L小于VDDA且大于或等于

正极运算放大器和负极运算放大器具有相同的供电电压输入端，降低了源极驱动器的复杂程度，并且在运算放大器供电时，能够采用完全相同供电电路，降低源极驱动器的制造成本。

优选地，第二供电电压输入端的电压为源极驱动器的模拟电压的二分之一；第三供电电压输入端的电压为源极驱动器的模拟电压的二分之一。

在该实施例中，将正极运算放大器的某一供电电压输入端的电压与负极运算放大器某一供电电压输入端的电压均设置为源极驱动器的模拟电压的二分之一，不但能够使正极运算放大器和负极运算放大器具有相同的供电电压输入端，而且在满足两种运算放大器的输出电压范围要求的同时，最大限度的降低了GAMMA OP的供电电压，从而极大地减小了GAMMA OP的消耗功率，也极大地减小了整个源极驱动器的消耗功率，更好地降低源极驱动器的温度，使得驱动电路更加稳定，进而液晶显示器能够更好的显示各行灰阶，显示效果更好。

图8是根据本发明第二实施例的GAMMA OP的参考基准电压示意图，如图8所示，优选地，第二供电电压输入端的电压与第三供电电压输入端的电压不相等，第二供电电压输入端的电压为VDDAH，第三供电电压输入端的电压为VDDAL。

源极驱动器输出的多个像素电压分别施加给不同的RGB像素源极，每个子像素其背后光源可以呈现出不同的亮度级别，而灰阶代表了由最暗到最亮之间不同亮度的层次级别，中间层级别越多，所能够呈现的画面效果也就越好。因此，当第二供电电压输入端的电压与第三供电电压输入端的电压之间的存在差值时，能够使得灰阶的中间层级别更多，从而使液晶显示器的画面效果更好。

优选地，第二供电电压输入端的电压与第三供电电压输入端的电压之间的差值为-0.2V至+0.2V。

在该实施例中，通过限制第二供电电压输入端的电压与第三供电电压输入端的电压之间的差值为-0.2V至+0.2V，使得对应同一灰阶亮度的正极运算放大器输出的最小电压与负极运算放大器输出的最大电压存在差值，从而使得液晶显示器的显示效果更好。

优选地，正极运算放大器和负极运算放大器通过同一供电电路供电或者通过不同的供电电路分别供电。

当正极运算放大器和负极运算放大器具有相同的供电电压输入端时，可以采用同一供电电路为两类运算放大器供电，当两类运算放大器的供电电压输入端不同时，根据两类运算放大器的供电电压要求的不同，可以采用不同的供电电路分别向两类运算放大器的供电，使得运算放大器在减小供电电压时更灵活。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种液晶显示器。

根据本发明的液晶显示器包括本发明实施例提供的任意一种源极驱动器。

采用本发明源极驱动器的液晶显示器，由于源极驱动器消耗功率的降低，降低了源极驱动器的温度，在长时间工作时，不会因源极驱动器发热发烫而导致液晶显示器的显示效果变差，从而使得液晶显示器的显示效果更好。

液晶显示器还包括供电电路，用于向源极驱动器中的运算放大器供电。

在该实施例中，源极驱动器中的运算放大器的供电电压发生改变，因此需要设置外围电路对其供电，该液晶显示器通过设置供电电路，向源极驱动器中的运算放大器供电，使得液晶显示器的显示效果更好。

运算放大器包括正极运算放大器和负极运算放大器，此时，供电电路包括第一供电电路和第二供电电路，其中，第一供电电路用于向正极运算放大器供电，第二供电电路用于向负极运算放大器供电。

在该实施例中，针对两类运算放大器，分别设置了对应的供电电路，能够更好的向正极运算放大器和负极运算放大器提供供电电压。当两类运算放大器具有相同的供电电压输入端时，第一供电电路和第二供电电路可以设置为相同的两路供电电路为两类运算放大器供电，或设置为同一供电电路同时为两类运算放大器供电；当两类运算放大器的供电电压输入端不同时，第一供电电路和第二供电电路根据两类运算放大器的供电电压要求的不同，分别向两类运算放大器的供电。该液晶显示器通过设置两路供电电路，向源极驱动器中的正极运算放大器和负极运算放大器供电，能够更好的支撑运算放大器的供电电压的改变，使得液晶显示器的显示效果更好。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

通过减小源极驱动器的运算放大器的供电电压，使得源极驱动器的消耗功率减小，从而降低了源极驱动器的温度，使得驱动电路稳定，进而使得液晶显示器的显示效果更好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种源极驱动器，包括运算放大器，所述运算放大器位于所述源极驱动器的输出通道，其特征在于，所述运算放大器的供电电压小于所述源极驱动器的模拟电压。

2.根据权利要求1所述的源极驱动器，所述运算放大器包括正极运算放大器和负极运算放大器，其中，所述正极运算放大器具有第一供电电压输入端和第二供电电压输入端，所述负极运算放大器具有第三供电电压输入端和第四供电电压输入端，其特征在于，

所述第一供电电压输入端的电压为所述源极驱动器的模拟电压；

所述第二供电电压输入端的电压小于所述源极驱动器的模拟电压且大于或等于所述源极驱动器的模拟电压的二分之一；

所述第三供电电压输入端的电压小于所述源极驱动器的模拟电压且大于或等于所述源极驱动器的模拟电压的二分之一；以及

所述第四供电电压输入端的电压为0。

3.根据权利要求2所述的源极驱动器，其特征在于，所述第二供电电压输入端的电压与所述第三供电电压输入端的电压相等。

4.根据权利要求3所述的源极驱动器，其特征在于，所述第二供电电压输入端的电压为所述源极驱动器的模拟电压的二分之一；所述第三供电电压输入端的电压为所述源极驱动器的模拟电压的二分之一。

5.根据权利要求2所述的源极驱动器，其特征在于，所述第二供电电压输入端的电压与所述第三供电电压输入端的电压不相等。

6.根据权利要求5所述的源极驱动器，其特征在于所述第二供电电压输入端的电压与所述第三供电电压输入端的电压之间的差值为-0.2V至+0.2V。

7.根据权利要求2所述的源极驱动器，其特征在于，所述正极运算放大器和所述负极运算放大器通过同一供电电路供电或者通过不同的供电电路分别供电。

8.一种液晶显示器，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的源极驱动器。

9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，还包括供电电路，用于向所述源极驱动器中的运算放大器供电。

10.根据权利要求9所述的液晶显示器，所述运算放大器包括正极运算放大器和负极运算放大器，其特征在于，所述供电电路包括第一供电电路和第二供电电路，其中，所述第一供电电路用于向所述正极运算放大器供电，所述第二供电电路用于向所述负极运算放大器供电。

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