具体实施方式
现在将参考附图,详细描述本发明的优选实施例。在各个附图中,用相同的参考标记表示相同的元件,并且将不会重复地对其进行描述。
第一实施例
总体结构
图1表示根据本发明的第一实施例的驱动电压生成装置1的总体结构。装置1包括定时控制部分11、VCOM电压生成部分12、VCOM运算放大器13、平滑电容器C14和输出端15。装置1控制用于通过交流驱动方法(线反转驱动方法),驱动液晶显示面板的驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML。具体来讲,根据定时信号TIMING,装置1将驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML之一输出到液晶显示面板的反电极(未示出)。
定时控制部分11使用控制信号Sa来控制由VCOM电压生成部分12输出的驱动电压VCOMH的电压值.定时控制部分11使用控制信号Sb来控制由VCOM电压生成部分12输出的驱动电压VCOML的电压值.定时控制部分11根据来自外部的定时信号TIMING,输出控制信号S1至S6.定时信号TIMING表示一个定时,根据该定时供给到液晶显示面板的反电极的驱动电压从驱动电压VCOMH转变为驱动电压VCOML(或从驱动电压VCOML转变为驱动电压VCOMH).
VCOM电压生成部分12根据从定时控制部分11输出的控制信号Sa和控制信号Sb,生成驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML。VCOM电压生成部分12根据从定时控制部分11输出的控制信号S1至S6,输出驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML中的一个电压。
VCOM运算放大器13将驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML从VCOM电压生成部分12输出到输出端15。
为了平滑VCOM运算放大器13的输出的波动,提供了平滑电容器C14,并连接在节点N14(VCOM运算放大器13和输出端15之间的节点)和接地节点之间。
从VCOM运算放大器13输出的驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML经输出端15,被供给到液晶显示面板的反电极(此处,面板负载C(LC)示为液晶显示面板的负载电容器)。
VCOM电压生成部分12的内部结构
图1所示的VCOM电压生成部分12包括梯状电阻器101H和梯状电阻器101L、选择器部分102H和选择器部分102L以及开关晶体管SW1至开关晶体管SW6。
梯状电阻器101H连接在接收参考电压VREFH的参考节点N101H-1和接收参考电压VSSH的参考节点N101H-2之间,并且生成多个不同电压值的供电电压。选择器部分102H根据来自定时控制部分11的控制信号Sa,选择由梯状电阻器101H生成的多个供电电压中的一个电压。
梯状电阻器101L连接在接收参考电压VSSL的参考节点N101L-1和接收参考电压VREFL的参考节点N101L-2之间,并且生成多个不同电压值的供电电压。选择器部分102L根据来自定时控制部分11的控制信号Sb,选择由梯状电阻器101L生成的多个供电电压中的一个电压。
开关晶体管SW1至开关晶体管SW4串联连接在选择器部分102H和选择器部分102L之间。将由选择器部分102H选择的供电电压供给到开关晶体管SW1,作为驱动电压VCOMH。将由选择器部分102L选择的供电电压供给到开关晶体管SW2,作为驱动电压VCOML。开关晶体管SW1连接在选择器部分102H和开关晶体管SW3之间,并且在其栅极处接收来自定时控制部分11的控制信号S1。开关晶体管SW3连接在开关晶体管SW1和开关晶体管SW4之间,并且在其栅极处接收来自定时控制部分11的控制信号S1。开关晶体管SW4连接在开关晶体管SW3和开关晶体管SW2之间,并且在其栅极处接收来自定时控制部分11的控制信号S4。开关晶体管SW2连接在开关晶体管SW4和选择器部分102L之间,并且在其栅极处接收来自定时控制部分11的控制信号S2。
开关晶体管SW5连接在互连节点NH(开关晶体管SW1和开关晶体管SW3之间的节点)和指定电压供给节点N103H之间,并且在其栅极处接收来自定时控制部分11的控制信号S5。指定电压供给节点N103H接收来自外部(例如,从电源单元)的指定电压VSETH。开关晶体管SW6连接在互连节点NL(开关晶体管SW4和开关晶体管SW2之间的节点)和指定电压供给节点N103L之间,并且在其栅极处接收来自定时控制部分11的控制信号S6。指定电压供给节点N103L接收来自外部(例如,从电源单元)指定电压VSETL。
当控制信号S1至S6分别处于“H电平”时,导通开关晶体管SW1至SW6,并且当控制信号S1至S6处于“L电平”时,断开开关晶体管SW1至SW6。
此时,下述关系适用:
(参考电压VREFL)≤(参考电压VSSH和参考电压VSSL)≤(参考电压VREFH)。
下述关系也适用:
(参考电压VSSH)≤(指定电压VSETH)≤(参考电压VREFH);以及
(参考电压VREFL)≤(指定电压VSETL)≤(参考电压VSSL)。梯状电阻器101H和选择器部分102H的示例性结构
图2A表示梯状电阻器101H和选择器部分102H的示例性结构。梯状电阻器101H包括N(N是自然数)个电阻器R111H-1至R111H-N。电阻器R111H-1至R111H-N串联连接在参考节点N101H-1和参考节点N101H-2之间。分别在梯状电阻器101H的N个抽头TAPH-1至TAPH-N处生成N个不同的供电电压VdivH1至VdivHN。选择器部分102H包括N个选择晶体管T112H-1至T112H-N。选择晶体管T112H-1至T112H-N连接在抽头TAPH-1至TAPH-N和开关晶体管SW1之间。定时控制部分11向选择晶体管T112H-1至T112H-N中的一个的栅极提供控制信号Sa。控制信号Sa的电压值表示“(参考电压VREFH)-(参考电压VSSH)”。由于导通了选择晶体管T112H-1至T112H-N中的一个晶体管,所以将N个供电电压VdivH1至VdivHN中的电压一个供给到开关晶体管SW1,作为驱动电压VCOMH。由此,生成具有N个不同电平的驱动电压VCOMH,参考电压VREFH为最高电平。
梯状电阻器101L和选择器部分102L的示例性结构
图2B表示梯状电阻器101L和选择器部分102L的示例性结构。梯状电阻器101L包括N个电阻器R111L-1至R111L-N。电阻器R111L-1至R111L-N串联连接在参考节点N101L-1和参考节点N101L-2之间。分别在梯状电阻器101L的N个抽头TAPL-1至TAPL-N处生成N个不同供电电压VdivL1至VdivLN。选择器部分102L包括N个选择晶体管T112L-1至T112L-N。选择晶体管T112L-1连接在抽头TAPL-1和开关晶体管SW2之间。与选择晶体管T112L-1一样,选择晶体管T112L-2至T112L-N连接在抽头TAPL-2至TAPL-N和开关晶体管SW2之间。定时控制部分11向选择晶体管T112L-1至T112L-N中的一个晶体管的栅极提供控制信号Sb。控制信号Sb的电压值表示“(参考电压VSSL)-(参考电压VREFL)”。当导通选择晶体管T112L-1至T112L-N中的一个晶体管时,将N个供电电压VdivL1至VdivLN中的一个电压供给到开关晶体管SW2,作为驱动电压VCOML。由此,生成具有N个不同电平的驱动电压VCOML,参考电压VREFL为最低电平。
电阻值
通常,在驱动电压生成装置中,梯状电阻器具有相对高的电阻值,以便减少流过梯状电阻器的电流。例如,梯状电阻器101H的电阻值大约为几百KΩ至约几MΩ(兆欧)。开关晶体管SW5的导通电阻可以显著地小于梯状电阻器101L的电阻值。例如,开关晶体管SW5的导通电阻大约为50Ω。如同开关晶体管SW5,开关晶体管SW6的导通电阻显著地小于梯状电阻器101H的电阻值。VCOM电压生成部分12的操作
接着,将参考图3A至图3F和图4A至图4C,描述图1所示的VCOM电压生成部分12的操作.这里,参考电压VREFH的电压值是“+5V”,参考电压VSSH和VSSL的电压值是“0V”,以及参考电压VREFL的电压值是“-5V”.指定电压VSETH的电压值为“+4V”以及指定电压VSETL的电压值为“-4V”.选择器部分102H接收控制信号Sa,来选择具有“+5V”的电压值的供电电压,并且选择器部分102L接收控制信号Sb,来选择具有“-5V”的电压值的供电电压.由此,将具有“+5V”的电压值的驱动电压VCOMH供给到节点N102H,并且将具有“-5V”的电压值的驱动电压VCOML供给到节点N102L.
在时段t0-t1中,定时控制部分11将控制信号S1、控制信号S3和控制信号S6保持在“L电平”,并且使控制信号S2、控制信号S4和控制信号S5处于“H电平”。由于开关晶体管SW2和开关晶体管SW4导通,所以将驱动电压VCOML(-5V)经节点N102L和节点NL从选择器部分102L供给到节点NC。因此,节点N102L、节点NL和节点NC处的电势均为“-5V”(图4B和图4C)。由于开关晶体管SW5导通,所以将指定电压VSETH从指定电压供给节点N103H供给到节点NH。由此,节点NH处的电势为“+4V”(图4A)。由于将驱动电压VCOMH从选择器部分102H供给到节点N102H,所以节点N102H处的电势为“+5V”。
在时刻t1,定时控制部分11使控制信号S3变为“H电平”,而使控制信号S4变为“L电平”。由于开关晶体管SW5导通并导通了开关晶体管SW3,所以经由节点NH,节点NC与指定电压供给节点N103H相连接。因此,节点NC处的电势从“-5V”改变为“+4V”(图4B)。节点NH处的电势也发生了改变。然而,由于从指定电压供给节点N103H供给到节点NH的指定电压VSETH的阻抗低于从选择器部分102L供给到节点NC的驱动电压VCOML的阻抗,所以节点NH处的电势的变化小于节点NC处的电势的变化。因此,节点NH处的电势在指定电压VSETH的电压值(+4V)处保持恒定(图4A)。由于开关晶体管SW1保持断开,所以节点N102H处的电势保持为“+5V”。由于开关晶体管SW2导通并断开开关晶体管SW4,所以驱动电压VCOML(-5V)经由节点N101L从选择器部分102L供给到节点NL。因此,节点N102L和节点NL处的电势均保持为“-5V”。
在时刻t2,定时控制部分11使控制信号S1和控制信号S6变为“H电平”,并且使控制信号S2和控制信号S5变为“L电平”。由于开关晶体管SW3导通并导通开关晶体管SW1,所以经由节点N102H和节点NH,选择器部分102H与节点NC相连。因此,节点NH和节点NC处的电势均从“+4V”改变为“+5V”(图4A和图4B)。因为从选择器部分102H供给到节点N102H的驱动电压VCOMH的阻抗高于从指定电压供给节点N103H供给到节点NH的指定电压VSETH的阻抗,所以节点N102H处的电势可能改变。然而,节点N102H处的电势将不会减少到指定电压VSETH的电压值(+4V)以下。由于导通开关晶体管SW6,所以指定电压供给节点N103L与节点NL相连。因此,节点NL处的电势从“-5V”改变为“-4V”(图4C)。由于开关晶体管SW4断开,所以节点N102L处的电势保持为“-5V”。
在时刻t3,定时控制部分11使控制信号S3变为“L电平”,并且使控制信号S4变为“H电平”。由于开关晶体管SW6导通并导通开关晶体管SW4,所以经由节点NH,节点NC与指定电压供给节点N103L相连。因此,节点NC处的电势从“+5V”改变为“-4V”(图4B)。节点NL处的电势也发生改变。然而,由于从指定电压供给节点N103L供给到节点NL的指定电压VSETL的阻抗低于从选择器部分102H供给到节点NC的驱动电压VCOMH的阻抗,所以节点NL处的电势的变化小于节点NC处的电势的变化。由此,节点NL处的电势在指定电压VSETL的电压值(-4V)处保持恒定(图4C)。由于开关晶体管SW1导通并且断开开关晶体管SW3,所以驱动电压VCOMH(+5V)经由节点N101H,从选择器部分102H供给到节点NH。因此,节点N102H和节点NH处的电势均保持为“+5V”。
在时刻t4,定时控制部分11使控制信号S1和控制信号S6变为“L电平”,并且使控制信号S2和控制信号S5变为“H电平”。由于开关晶体管SW4导通并且导通开关晶体管SW2,所以选择器部分102L经节点N102L和节点NL,与节点NC相连。因此,节点NL和节点NC处的电势均从“-4V”改变为“-5V”(图4B和图4C)。由于从选择器部分102L提供到节点N102L的驱动电压VCOML的阻抗高于从指定电压供给节点N103L提供到节点NL的指定电压VSETL的阻抗,所以节点N102L处的电势可能会改变。然而,节点N102L处的电势将不会增至指定电压VSETL的电压值(-4V)以上。由于开关晶体管SW5导通,所以指定电压供给节点N103H与节点NH相连。因此,节点NH处的电势从“+5V”改变为“+4V”(图4A)。由于断开开关晶体管SW3,所以节点N102H处的电势保持为“+5V”。
在时刻t5,操作与在时刻t2时相似。
如上所述,由于当开关晶体管SW3从断开转变为导通时,将低阻抗的指定电压VSETH从指定电压供给节点N103H提供到节点NH,所以节点NH处的电势能在指定电压VSETH的电压值处保持恒定。由于当开关晶体管SW4从断开转变为导通时,将低阻抗的指定电压VSETL从指定电压供给节点N103L提供到节点NH,所以节点NL处的电势能保持恒定在指定电压VSETL的电压值处保持恒定。
此外,由于指定电压VSETH满足下述关系:
(参考电压VSSH)≤(指定电压VSETH)≤(参考电压VREFH),
所以能够使包括在选择器部分102H中的选择晶体管的两端的电势差小于“(参考电压VREFH)-(参考电压VREFL)”。
类似地,由于指定电压VSETL满足下述关系:
(参考电压VREFL)≤(指定电压VSETL)≤(参考电压VSSL)。
所以能够使包括在选择器部分102L中的选择晶体管的两端的电势差小于“(参考电压VREFH)-(参考电压VREFL)”。
晶体管的击穿电压
在如上所述的操作中,节点NH和节点NC之间的电势差和节点NL和节点NC之间的电势差最大大约为9V。节点N102H和节点NH之间的电势差、节点N102L和节点NL之间的电势差、指定电压供给节点N103H和节点NH之间的电势差和指定电压供给节点N103L和节点NL之间的电势差最大大约为1V。由此,能够使开关晶体管SW1、开关晶体管SW2、开关晶体管SW5和开关晶体管SW6的击穿电压低于开关晶体管SW3和开关晶体管SW4的击穿电压(能降低开关晶体管SW1、开关晶体管SW2、开关晶体管SW5和开关晶体管SW6的绝对最大额定)。
由于节点NH处的电势能保持恒定在“+5V”,所以包括在选择器部分102H中的选择晶体管的绝对最大额定无须高于10V((参考电压VREFH)-(参考电压VREFL)),只要它高于5V(控制信号Sa的电压值)则可。由此,能降低选择器部分102H中的选择晶体管的击穿电压。
类似地,由于节点NL处的电势能保持恒定在“-5V”,所以包括在选择器部分102L中的选择晶体管的绝对最大额定无须高于10V((参考电压VREFH)-(参考电压VREFL)),只要它高于5V(控制信号Sb的电压值)则可。由此,能降低选择器部分102L中的选择晶体管的击穿电压。
效果
如上所述,与图12所示的常规驱动电压生成装置相比,在本实施例的驱动电压生成装置1中,包括在选择器部分102H和选择器部分102L中的选择晶体管能够为低压晶体管。因此,能够缩减电路规模。
此外,通过降低包括在选择器部分102H(102L)中的选择晶体管的击穿电压,可以减少在节点NH(NL)处的电势变为稳定在由选择器部分102H(102L)选择的供电电压的电压值之前所需的时间量。由此,可以减少在驱动电压VCOMH(VCOML)的电势变为得稳定之前的时间量。
第二实施例
总体结构
图5表示根据本发明的第二实施例的驱动电压生成装置2的总体结构。装置2包括VCOM电压生成部分22、VCOMH运算放大器23H、VCOML运算放大器23L和平滑电容器C24H和平滑电容器C24L,代替了图1所示的VCOM电压生成部分12、VCOM运算放大器13和平滑电容器C14。此外,驱动电压生成装置2包括图1所示的开关晶体管SW1至SW6。
VCOM电压生成部分22根据从定时控制部分11输出的控制信号Sa和控制信号Sb,生成驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML。
VCOMH运算放大器23H将由VCOM电压生成部分22生成的驱动电压VCOMH输出到开关晶体管SW1。VCOML运算放大器23L将由VCOM电压生成部分22生成的驱动电压VCOML输出到开关晶体管SW2。
为了平滑VCOMH运算放大器23H的输出的波动,提供平滑电容器C24H,并且将其连接在节点N24H(VCOMH运算放大器23H和开关晶体管SW1之间的节点)和接地节点之间。为了平滑VCOML运算放大器23L的输出的波动,提供平滑电容器C24L,并且将其连接在节点N24L(VCOML运算放大器23L开关晶体管SW2之间的节点)和接地节点之间。
开关晶体管SW1至开关晶体管SW4串联连接在节点N24H和节点N24L之间。开关晶体管SW1至SW6相对于彼此连接的方式如图1所示。
输出端15与开关晶体管SW3和开关晶体管SW4之间的互连节点NC相连。
VCOM电压生成部分22的内部结构
图5所示的VCOM电压生成部分22包括图1所示的梯状电阻器101H和梯状电阻器101L以及选择器部分102H和选择器部分102L。梯状电阻器101H和选择器部分102H相对于彼此连接的方式以及梯状电阻器101L和选择器部分102L相对于彼此连接的方式如图1所示。将由选择器部分102H选择的供电电压供给到VCOMH运算放大器23H,作为驱动电压VCOMH。将由选择器部分102L选择的供电电压供给到VCOML运算放大器23L,作为驱动电压VCOML。
操作
将描述如图5所示的驱动电压生成装置2的操作。
与在第一实施例中一样,首先,定时控制部分11输出控制信号Sa和控制信号Sb。
然后,与在第一实施例中一样,在VCOM电压生成部分22中,根据来自定时控制部分11的控制信号Sa,选择器部分102H选择由梯状电阻器101H生成的多个供电电压中的一个电压.输出由选择器部分102H选择的供电电压,作为驱动电压VCOMH.与在第一实施例中一样,选择器部分102L根据来自定时控制部分11的控制信号Sb,选择由梯状电阻器101L生成的多个供电电压中的一个电压.输出由选择器部分102L选择的供电电压,作为驱动电压VCOML.
然后,VCOMH运算放大器23H将驱动电压VCOMH从选择器部分102H输出到开关晶体管SW1。VCOML运算放大器23L将驱动电压VCOML从选择器部分102L输出到开关晶体管SW2。
此后,开关晶体管SW1至SW6如在第一实施例中所述进行操作。由此,从VCOMH运算放大器23H输出到开关晶体管SW1的驱动电压VCOMH和从VCOML运算放大器23L输出到开关晶体管SW2的驱动电压VCOML交替地被供给到输出端15。
效果
如上所述,由于节点N24H处的电势在“+5V”处保持恒定,所以低压晶体管能够用在VCOMH运算放大器23H中。由于节点N24L处的电势能在“-5V”处保持恒定,所以低压晶体管能用在VCOML运算放大器23L中。由此,可以缩减电路规模。此外,可以增加VCOMH运算放大器23H和VCOML运算放大器23L的驱动功率(响应速度)。
第三实施例
总体结构
图6表示根据本发明的第三实施例的驱动电压生成装置3的总体结构。装置3包括定时控制部分31和VCOM电压生成部分32,代替了如图1所示的定时控制部分11和VCOM电压生成部分12。除此之外,结构与图1所示的相似。
定时控制部分31使用控制信号Sa和振幅信息Sc来控制由VCOM电压生成部分32输出的驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML的电压值。振幅信息Sc代表具有根据将由VCOM电压生成部分32生成的驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML电压之间电势差的电压值的电压(振幅电压VREFM)。定时控制部分31根据来自外部的定时信号TIMING,输出控制信号S1至S6。
VCOM电压生成部分32根据从定时控制部分31输出的控制信号Sa和振幅信息Sc,生成驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML。VCOM电压生成部分32根据从定时控制部分31输出的控制信号S1至S6,输出驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML中的一个电压。VCOM电压生成部分32的内部结构
图7表示如图6所示的VCOM电压生成部分32的内部结构。VCOM电压生成部分32包括供电运算放大器301、选择运算放大器302、供电晶体管T303-1至供电晶体管T303-4、电阻器R304和电阻器R305、箝位晶体管T311-1至T311-3以及二极管312-D,代替了如图1所示的梯状电阻器101L和选择器部分102L。除此之外,结构与如图1所示的VCOM电压生成部分12的结构相似。
供电运算放大器301是电压跟随器电路,并且连接在选择器部分102H和开关晶体管SW1之间。
选择运算放大器302、供电晶体管T303-1和电阻器R304一起形成电压-电流转换电路.选择运算放大器302包括连接到供电晶体管T303-1的栅极的输出端、连接到供电晶体管T303-1和电阻器R304之间的互连节点N303的输入端,以及在该处接收来自定时控制部分31振幅信息Sc(振幅电压VREFM)的另一输入端.供电晶体管T303-1和电阻器R304串联连接在接收参考电压VREFH的参考节点N301-1和接收参考电压VSS的参考节点N301-2之间.
供电晶体管T303-2、箝位晶体管T311-1和箝位晶体管T311-2以及供电晶体管T303-3串联连接在接收参考电压VREFH的参考节点N301-3和接收参考电压VREFL的参考节点N301-4之间。供电晶体管T303-2连接在参考节点N301-3和箝位晶体管T311-1之间,并且其栅极与供电晶体管T303-1的栅极相连。箝位晶体管T311-1连接在供电晶体管T303-2和箝位晶体管T311-2之间,并且其栅极与接收偏压Vbias1的偏压供给节点N311-1相连。箝位晶体管T311-2连接在箝位晶体管T311-1和供电晶体管T303-3之间,并且其栅极与接收偏压Vbias2的偏压供给节点N311-2相连。供电晶体管T303-3连接在箝位晶体管T311-2和参考节点N301-4之间,并且其栅极与其漏极相连。
电阻器R305、箝位晶体管T311-3和供电晶体管T303-4串联连接在节点N305H(供电运算放大器301和开关晶体管SW1之间的节点)和接收参考电压VREFL的参考节点N301-5之间。电阻器R305连接在节点N305H和箝位晶体管T311-3之间。箝位晶体管T311-3连接在电阻器R305和供电晶体管T303-4之间,并且其栅极与接收偏压Vbias3的偏压供给节点N311-3相连。供电晶体管T303-4连接在箝位晶体管T311-3和接收参考电压VREFL的参考节点N301-5之间,并且其栅极与供电晶体管T303-3的栅极相连。
开关晶体管SW1至SW4串联连接在节点N305H和节点N305L之间。节点N305L是电阻器R305和箝位晶体管T311-3之间的互连节点。开关晶体管SW1至SW6相对于彼此连接的方式如图1所示。
二极管312-D是为限制节点N305H处的电势高于参考节点N312-2处的电势(参考电压VSS)而设置的箝位电路,并且连接在节点N312-1(供电运算放大器301和开关晶体管SW1之间的节点)和接收参考电压VSS的节点N312-2之间。
此时,参考电压VSS和振幅信息Sc的电压值(振幅电压VREFM)满足下述关系:
(参考电压VREFL)≤(参考电压VSS)≤(参考电压VREFH);以及
(参考电压VSS)≤(振幅电压VREFM)≤(参考电压VREFH)。操作
接着,将描述如图7所示的VCOM电压生成部分32的操作。这里,参考电压VREFH的电压值是“+5V”,参考电压VSSH和参考电压VSS的电压值是“0V”,以及参考电压VREFL的电压值是“-5V”。
选择器部分102H根据来自定时控制部分31的控制信号Sa,选择由梯状电阻器101H生成的多个供电电压中的一个电压。供电运算放大器301将由选择器部分102H选择的驱动电压VCOMH输出到开关晶体管SW1。
选择运算放大器302接收来自定时控制部分31的振幅信息Sc。具有根据振幅信息Sc的电压值(振幅电压VREFM)的电流值的供电电流IrefM流过供电晶体管T303-1和电阻器R304。供电电流IrefM满足下述表达式1。
(供电电流IrefM)=(振幅电压VREFM)/(电阻R304)
表达式1
然后,供电晶体管T303-2在其栅极处接收在供电晶体管T303-1的栅极处生成的栅极电压。由此,供电电流IrefM流过供电晶体管T303-2、箝位晶体管T311-1和箝位晶体管T311-2以及供电晶体管T303-3。
然后,由于存在由供电晶体管T303-3和供电晶体管T303-4形成的电流镜电路,流过供电晶体管T303-3的供电电流IrefM流过供电晶体管T303-4。由此,在节点N305L处生成驱动电压VCOML。驱动电压VCOML满足下述表达式2。
(驱动电压VCOML)=(驱动电压VCOMH)-(供电电流IrefM)×(电阻R305)
表达式2
基于上述表达式1和表达式2,在节点N305L处生成的驱动电压VCOML的电压值如下述表达式3所示。
(驱动电压VCOML)=(驱动电压VCOMH)-(振幅电压VREFM)×(电阻R305)/(电阻R304)
表达式3
由此,将根据控制信号Sa的驱动电压VCOMH从供电运算放大器301提供到开关晶体管SW1,并且将根据控制信号Sa和振幅信息Sc的驱动电压VCOML提供到开关晶体管SW2。
此后,开关晶体管SW1至SW6如在第一实施例中所述进行操作。由此,将从供电运算放大器301输出到节点N305H的驱动电压VCOMH和在节点N305L处生成的驱动电压VCOML交替地输出到VCOM运算放大器13(见图6)。
箝位晶体管的功能
通过提供箝位晶体管T311-1,可以调节供电晶体管T303-2的漏极电压。具体来讲,供电晶体管T303-2的漏极电压能被设置为“(偏压Vbias1)+(晶体管T311-1的栅极-源极电压)”。因此,能够使供电晶体管T303-2的漏极电压的电压值高于参考电压VREFL的电压值。此外,由于能使供电晶体管T303-2的漏极电压的波动小于现有技术中的波动,所以可以减少漏极电压依赖性的影响。
这里,更佳的偏压Vbias1为“0V”,并且箝位晶体管T311-1的栅极-极源电压等于,或基本上等于“振幅电压VREFM”。然后,能使供电晶体管T303-2的漏极电压等于供电晶体管T303-1的漏极电压,由此可以减少漏电压依赖性的影响。
通过提供箝位晶体管T311-2和箝位晶体管T311-3,可以调节供电晶体管T303-3和供电晶体管T303-4的漏极电压。具体来讲,供电晶体管T303-3的漏极电压将不会增至“(偏压Vbias2)-(晶体管T311-2的栅极-源极电压)”以上,并且供电晶体管T303-4的漏极电压不会增至“(偏压Vbias3)-(晶体管T311-3的栅极-源极电压)”以上。因此,能使供电晶体管T303-3和供电晶体管T303-4的漏极电压低于参考电压VREFH。此外,如同供电晶体管T303-2一样,可以减少供电晶体管T303-3和供电晶体管T303-4的漏极电压依赖性的影响。
这里,更佳的箝位晶体管T311-3的栅极-源极电压等于,或基本上等于箝位晶体管T311-2的栅极-源极电压,并且偏压Vbias2、偏压Vbias3等于,或基本上等于“箝位晶体管T311-2(T311-3)的栅极-源极电压”。然后,可以防止供电晶体管T303-3和供电晶体管T303-4的漏极电压变得高于“0V”。
效果
如上所述,由于节点N305L处的电势通过开关SW1至开关SW6适当地操作,能在“-5V”处保持恒定,所以能够使供电晶体管T303-4两端的电势差小于“(参考电压VREFH)-(参考电压VREFL)”.还能使每个供电晶体管T303-2和供电晶体管T303-3两端的电势差小于“(参考电压VREFH)-(参考电压VREFL)”.还能使每个箝位晶体管T311-1至T311-3两端的电势差小于“(参考电压VREFH)-(参考电压VREFL)”.由此,与如图13所示的常规驱动电压生成装置相比,能够降低供电晶体管T303-1至T303-4的击穿电压,从而可以缩减电路规模.
通过降低供电晶体管T303-1至T303-4和箝位晶体管T311-1至T311-3的击穿电压,可以减少这些晶体管中的每一个晶体管具有的制程变异。因此,可以减少由供电晶体管T303-1和供电晶体管T303-2形成的电流镜电路的电流特性变异,以及由供电晶体管T303-3和供电晶体管T303-4形成的电流镜电路的电流特性的变异。此外,可以减少供电晶体管T303-1至T303-4和箝位晶体管T311-1至管T311-3的漏极电压依赖性的影响。由此,可以根据控制信号Sa和振幅信息Sc,精确地生成驱动电压VCOML。
注意到,偏压Vbias1的电压值可以是任意适当值,以便:箝位晶体管T311-1和供电晶体管T303-2在饱和区中操作;箝位晶体管T311-1的栅极-源极电压Vgs、漏极-源极电压Vds和后栅极-源极电压Vbs中的每一个电压小于或等于箝位晶体管T311-1的绝对最大额定;以及供电晶体管T303-2的栅极-源极电压Vgs、漏极-源极电压Vds和后栅极-源极电压Vbs的每一个电压小于或等于供电晶体管T303-2的绝对最大额定。然后,可以防止箝位晶体管T311-1和供电晶体管T303-2被偏压Vbias1击穿。
偏压Vbias2的电压值可以是任意适当值以便:箝位晶体管T311-2和供电晶体管T303-3在饱和区中操作;箝位晶体管T311-2的栅极-源极电压Vgs、漏极-源极电压Vds和后栅极-源极电压Vbs的每一个电压小于或等于箝位晶体管T311-2的绝对最大额定;以及供电晶体管T303-3的栅极-源极电压Vgs、漏极-源极电压Vds和后栅极-源极电压Vbs的每一个电压小于或等于供电晶体管T303-3的绝对最大额定。
偏压Vbias3的电压值可以是任意适当值,以便:箝位晶体管T311-3和供电晶体管T303-4在饱和区中操作;箝位晶体管T311-3的栅极-源极电压Vgs、漏极-源极电压Vds和后栅极-源极电压Vbs的每一个电压小于或等于箝位晶体管T311-3的绝对最大额定;以及供电晶体管T303-4的栅极-源极电压Vgs、漏极-源极电压Vds和后栅极-源极电压Vbs的每一个电压小于或等于供电晶体管T303-4的绝对最大额定。
当使用如图8A所示的晶体管312-N或如图8B所示的晶体管312-P代替二极管312-D时,也能获得类似效果。
依据参考电压VREFH和参考电压VREFL的电压值,可以在供电晶体管T303-2和供电晶体管T303-3之间以及在电阻器R305和供电晶体管T303-3之间增加箝位晶体管。然后,即使参考电压VREFH和参考电压VREFL之间的电势差大,也能将低压晶体管用作供电晶体管和箝位晶体管。
尽管在本实施例中,使用供电电流生成部分(选择运算放大器302、电阻器R304和电阻器R305、供电晶体管T303-1至T303-4以及箝位晶体管T311-1至T311-3)代替了梯状电阻器101L和选择器部分102L,但是也可以使用供电电流生成部分代替梯状电阻器101H和选择器部分102H。在这种情况下,例如,能用N沟道晶体管代替P沟道晶体管(供电晶体管T303-1等),并且能用P沟道晶体管代替N沟道晶体管(供电晶体管T303-3等)。
第四实施例
总体结构
根据本发明的第四实施例的驱动电压生成装置4包括如图9所示的VCOM电压生成部分42,代替了如图6所示的VCOM电压生成部分32。除此之外,结构与图6所示的相似。定时控制部分31使用控制信号Sb和振幅信息Sc来控制由VCOM电压生成部分42输出的驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML的电压值。
VCOM电压生成部分42的内部结构
如图9所示的VCOM电压生成部分42包括如图7所示的供电运算放大器301、选择运算放大器302、供电晶体管T303-1和供电晶体管T303-2、箝位晶体管T311-1和箝位晶体管T311-2、电阻器R305以及二极管312-D,代替了如图1所示的梯状电阻器101H和选择器部分102H。除此之外,结构与如图1所示的VCOM电压生成部分12的结构相似。
供电运算放大器301连接在选择器部分102L和开关晶体管SW2之间。
相对于彼此连接选择运算放大器302、供电晶体管T303-1和供电晶体管T303-2、电阻器R304和箝位晶体管T311-1和箝位晶体管T311-2的方式如图7所示。供电晶体管T303-2、箝位晶体管T311-1和箝位晶体管T311-2以及电阻器R305串联连接在参考节点N301-3和节点N405L之间。节点N405L存在于供电运算放大器301和开关晶体管SW2之间。电阻器R305连接在箝位晶体管T311-2和节点N405L之间。
二极管312-D连接在节点N412-1(供电运算放大器301和开关晶体管SW2之间的节点)和接收参考电压VSS的参考节点N412-2之间。
开关晶体管SW1至SW4连接在互连节点N405H(箝位晶体管T311-2和电阻器R305之间的节点)和节点N405L之间。
开关晶体管SW1至SW6相对于彼此连接的方式如图1所示。操作
接着,将描述如图9所示的VCOM电压生成部分42的操作。
选择器部分102L根据来自定时控制部分31的控制信号Sb,选择由梯状电阻器101L生成的供电电压中的一个电压。供电运算放大器301将由选择器部分102L选择的驱动电压VCOML输出到开关晶体管SW2。
选择运算放大器302、供电晶体管T303-1和供电晶体管T303-2以及箝位晶体管T311-1和箝位晶体管T311-2如在第三实施例中那样进行操作。因此,在节点N405H处生成的驱动电压VCOMH的电压值如下述表达式4所示。
(驱动电压VCOMH)=(驱动电压VCOML)+(振幅电压VREFM)×(电阻R305)/(电阻R304)
表达式4
由此,将根据控制信号Sb和振幅信息Sc的驱动电压VCOMH供给到开关晶体管SW1,并且将根据控制信号Sb的驱动电压VCOML从供电运算放大器301供给到开关晶体管SW2。
此后,开关晶体管SW1至SW6如在第一实施例中所述的操作。由此,在节点N405H处生成的驱动电压VCOMH和从供电运算放大器301输出到节点N405L的驱动电压VCOML交替地被输出到VCOM运算放大器13(见图6)。
效果
如上所述,由于节点N405H处的电势能在“+5V”处保持恒定,能使供电晶体管T303-2两端的电势差小于“(参考电压VREFH)-(参考电压VREFL)”.也能使每个箝位晶体管T311-1和箝位晶体管T311-2两端的电势差小于“(参考电压VREFH)-(参考电压VREFL)”.由此,与如图13所示的常规驱动电压生成装置相比,能降低供电晶体管T303-2的击穿电压,从而可以缩减电路规模.
由于可以减少供电晶体管T303-1的制程变异,因而可以减少供电晶体管T303-1的电流特性的变异。类似于供电晶体管T303-1,可以减少供电晶体管T303-2的电流特性的变异。由此,可以根据控制信号Sb和振幅信息Sc,精确地生成驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML。
当使用如图8A所示的晶体管312-N或如图8B所示的晶体管312-P代替二极管312-D时,也能获得类似效果。
第五实施例
总体结构
图10表示根据本发明的第五实施例的驱动电压生成装置5的总体结构。装置5包括VCOM电压生成部分52,代替了如图5所示的VCOM电压生成部分12。驱动电压生成装置5还包括如图7所示的二极管312-D。VCOM电压生成部分52根据来自定时控制部分21的控制信号Sa和振幅信息Sc,生成驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML。二极管312-D连接在节点N512-1(VCOMH运算放大器23H和开关晶体管SW1之间的节点)和接收参考电压VSS的参考节点N512-2之间。除此之外,结构与图5所示的相似。
VCOM电压生成部分52
如图10所示的VCOM电压生成部分52包括如图7所示的选择运算放大器302、供电晶体管T303-1至T303-4、电阻器R304和电阻器R305以及箝位晶体管T311-1至T311-3,代替了如图5所示的梯状电阻器101L和选择器部分102L。除此之外,结构与图5所示的相似。
相对于彼此连接选择运算放大器302、供电晶体管T303-1至T303-4、电阻器R304和箝位晶体管T311-1至T311-3的方式如图7所示。电阻器R305、箝位晶体管T311-3和供电晶体管T303-4串联连接在节点N505H(VCOMH运算放大器23H和开关晶体管SW1之间的节点)和参考节点N301-5之间。电阻器R305和箝位晶体管T311-3之间的互连节点N305L与VCOML运算放大器23L相连。
操作
将描述如图10所示的VCOM电压生成部分52的操作。
首先,如在第二实施例中,选择器部分102H选择由梯状电阻器101L生成的多个供电电压中的一个电压。然后,VCOMH运算放大器23H将由选择器部分102H选择的供电电压输出为驱动电压VCOMH。
选择运算放大器302、供电晶体管T303-1至T303-4、电阻器R304和电阻器R305以及箝位晶体管T311-1至T311-3如在第三实施例中那样进行操作。由此,在节点N305L处生成驱动电压VCOML。然后,VCOML运算放大器23L将节点N305L处生成的驱动电压VCOML输出到开关晶体管SW2。
此后,开关晶体管SW1至SW6如在第二实施例中所述的那样进行操作。由此,从VCOMH运算放大器23H输出到开关晶体管SW1的驱动电压VCOMH和从VCOML运算放大器23L输出到开关晶体管SW2的驱动电压VCOML交替地被输出到输出端15。
效果
如上所述,由于节点N24H处的电势能在“+5V”处保持恒定,所以低压晶体管能用在VCOMH运算放大器23H中。由于节点N24L处的电势能在“-5V”处保持恒定,所以低压晶体管能用在VCOML运算放大器23L中。由此,可以缩减电路规模。此外,可以增加VCOMH运算放大器23H和VCOML运算放大器23L的驱动功率(响应速度)。
第六实施例
总体结构
图11表示根据本发明的第六实施例的驱动电压生成装置6的总体结构。装置6包括定时控制部分61和VCOM电压生成部分62,代替了如图5所示的定时控制部分11和VCOM电压生成部分22。驱动电压生成装置6还包括如图7所示的二极管312-D。定时控制部分61使用控制信号Sb和振幅信息Sc来控制由VCOM电压生成部分62输出的驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML的电压值。定时控制部分61根据来自外部的定时信号TIMING,输出控制信号S1至S6。VCOM电压生成部分62根据来自定时控制部分61的控制信号Sb和振幅信息Sc,生成驱动电压VCOMH和驱动电压VCOML。二极管312-D连接在节点N612-1(VCOML运算放大器23L和开关晶体管SW2之间的节点)和接收参考电压VSS的参考节点N612-2之间。除此之外,结构与图5所示的相似。
VCOM电压生成部分62的内部结构
如图11所示的VCOM电压生成部分62包括如图所9示的选择运算放大器302、供电晶体管T303-1和供电晶体管T303-2、电阻器R304和电阻器R305以及箝位晶体管T311-1和箝位晶体管T311-2,代替了如图5所示的梯状电阻器101H和选择器部分102H。除此之外,结构与图5所示的相似。
相对于彼此连接选择运算放大器302、供电晶体管T303-1和供电晶体管T303-2、电阻器R304电阻器R305和箝位晶体管T311-1和箝位晶体管T311-2的方式如图9所示。供电晶体管T303-2、箝位晶体管T311-1和箝位晶体管T311-2以及电阻器R305串联连接在节点N605L(VCOML运算放大器23L和开关晶体管SW2之间的节点)和参考节点N301-3之间。箝位晶体管T311-2和电阻器R305之间的互连节点N405H与VCOMH运算放大器23H相连。
操作
将描述如图11所示的VCOM电压生成部分62的操作。
首先,如在第二实施例中,选择器部分102L选择由梯状电阻器101L生成的多个供电电压中的一个电压。VCOML运算放大器23L将由选择器部分102L选择的供电电压输出为驱动电压VCOML。
选择运算放大器302、供电晶体管T303-1和供电晶体管T303-2、电阻器R304和电阻器R305以及箝位晶体管T311-1和箝位晶体管T311-2如在第四实施例中所述地进行操作。由此,在节点N405H处生成驱动电压VCOMH。然后,VCOMH运算放大器23H将节点N405H处生成的驱动电压VCOMH输出到开关晶体管SW1。
此后,开关晶体管SW1至SW6如在第二实施例中所述进行操作。由此,从VCOMH运算放大器23H输出到开关晶体管SW1的驱动电压VCOMH和从VCOML运算放大器23L输出到开关晶体管SW2的驱动电压VCOML交替地被输出到输出端15。
效果
如上所述,由于低压晶体管能够用在VCOMH运算放大器23H和VCOML运算放大器23L之中,因而可以减少电路规模。此外,可以增加VCOMH运算放大器23H和VCOML运算放大器23L的驱动功率(响应速度)。
并不限于用在上述优选实施例中的具体附图,并且可以用任何其他适当的图将其代替。
本发明的驱动电压生成装置用在诸如用于通过交流驱动方法驱动液晶显示面板的驱动电压生成装置的应用中。