CN1818997B - 显示器驱动器电路、显示驱动方法和电流采样/保持电路 - Google Patents

显示器驱动器电路、显示驱动方法和电流采样/保持电路 Download PDF

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Abstract

显示器驱动器电路可以包括，被结构为移位第一时钟信号以产生至少一个第二时钟信号的移位寄存器，被结构为将数字灰度数据转换为模拟灰度信号的数/模转换单元，被结构为响应至少一个第二时钟信号采样/保持模拟灰度信号，并被结构为响应第一锁存使能信号将采样/保持模拟灰度信号提供到多个第一通道的第一采样/保持输出电路，以及被结构为响应第二时钟信号采样/保持模拟灰度信号，并被结构为响应第二锁存使能信号将采样/保持模拟灰度信号提供到多个第二通道的第二采样/保持输出电路。

Description

显示器驱动器电路、显示驱动方法和电流采样/保持电路
技术领域
本发明的范例性实施例涉及一种用于平板显示面板的显示器驱动器电路以及利用该驱动电路的驱动方法。尤其是，本发明的范例性实施例涉及一种显示器驱动器电路、电流采样/保持电路以及利用该显示器驱动器电路的显示驱动方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)和等离子体显示器(PDP)是两种最常见的平板显示器。最近，以高对比度和/或更快响应时间为特征的有机发光二极管(OLED)显示器也成为一种日益得到关注的显示器。
为了实现能支持高清晰度的显示器驱动器电路，应该增加灰度级的位数。因此，显示器驱动器电路中的每个通道应该处理更多的数据；但是，随着显示面板尺寸的增加，通道数可能增加。
当所述灰度位数和通道数增加时，常规的包括对应于每个通道的数/模转换器(DAC)的显示器驱动器电路在功能方面可能会受到限制。因此，需要能支持增加的灰度位数和增加的通道数的显示器驱动器电路。
图1的框图示出了常规的显示器驱动器电路100。
参考图1，常规的显示器驱动器电路100可以包括移位寄存器110、数据接口电路120、数据锁存电路130、基准偏置电路140和/或输出电路150。
移位寄存器110可以接收时钟信号CLK并输出经过移位的时钟信号。数据接口电路120可以接收和处理显示数据。数据锁存电路130可以响应从移位寄存器110输出的经过移位的时钟信号接收数据接口电路120的输出信号，并响应锁存使能信号LE，将显示数据输出给每一个多通道。基准偏置电路140可以提供一基准值。输出电路150可以接收数据锁存电路130的输出信号，将接收的输出信号转换为模拟输出信号，并将该模拟输出信号输出给多通道的每一个。
更详细的说，移位寄存器110可以接收所述时钟信号CLK以便响应左输入起始脉冲左移该时钟信号CLK或者响应右输入起始脉冲右移该时钟信号CLK；移位寄存器110可以存储经过移位的时钟信号并输出该经过移位的时钟信号。
数据接口电路120可以接收和处理所接收的与多个通道中的每一个通道对应的显示数据，并将处理后的显示数据输出给数据锁存电路130。
数据锁存电路130可以基于移位寄存器110的移位时钟信号，采样/保持从数据接口电路120接收的输出信号。当数据锁存电路130接收数据接口电路120的所有输出信号时，数据电路130可以基于锁存使能信号LE输出采样/保持信号到多个通道的每一个通道。
输出电路150可以接收数据锁存电路130的输出信号。包含在输出电路150中的多个数/模转换器(DAC)中的每一个可以将数据锁存电路130的相应输出信号转换为模拟输出信号，并经过也是包含在输出电路150中的每个通道输出电路154输出该模拟输出信号至多个通道中的多个。
图2是用以说明图1中所示的显示器驱动器电路的操作的时序图。
参考图2，当与通道数N对应的移位时钟CLK 1至CLK Q被导通时，锁存使能信号LE被激活，并将输出信号输出给所有的多个通道OUT 1至OUT N。
如果显示面板的尺寸变大，则通道数增加，并且包含在每个通道中的DAC的数量也增加，而且显示器驱动器电路的芯片的尺寸也增加。
另外，为了实现高清晰度，灰度级可能增加；因此DAC的处理位数也可能增加。结果，包含在每个通道中的DAC的芯片尺寸也可能增加，而且显示器驱动器电路100的芯片尺寸也增加。如果使用图1所示的常规的显示器驱动器电路100来实现支持大比例面板和高清晰度的显示面板，则显示器驱动器电路100的尺寸可能相对很大。
发明内容
本发明的范例性实施例可以提供一种具有能支持较大比例和较高清晰度面板的较小的芯片尺寸的显示器驱动器电路。本发明的范例性实施例还可以提供一种能支持较大比例和较高清晰度面板的显示驱动方法。本发明的范例性实施例还可以提供一种能够执行对模拟灰度信号的快速采样并能够减少模拟灰度信号的采样值和保持值之间失配的采样/保持电路。
在本发明的一个范例性实施例中，显示器驱动器电路可以包括被结构为移位第一时钟信号以产生至少一个第二时钟信号的移位寄存器，被结构为将数字灰度数据转换为模拟灰度信号的数/模转换单元，被结构为响应至少一个第二时钟信号采样/保持模拟灰度信号并被结构为响应第一锁存使能信号提供采样/保持模拟灰度信号到多个第一通道的第一采样/保持输出电路，和被结构为响应第二时钟信号采样/保持模拟灰度信号并被结构为响应第二锁存使能信号提供采样/保持模拟灰度信号到多个第二通道的第二采样/保持输出电路。
在本发明的一个范例性实施例中，电流采样/保持电路可以包括采样/保持单元，该采样/保持单元被结构为响应时钟信号而接收模拟灰度信号，并且适用于响应第一锁存信号和第二锁存信号中的至少一个输出模拟灰度信号。该采样/保持单元可以包括被结构为接收模拟灰度信号的第一晶体管，被结构为响应第一时钟信号控制第一晶体管的栅极和漏极之间电连接的第一开关，被结构为响应第二时钟信号施加模拟灰度信号至第一晶体管上的第二开关，连接到第一晶体管的栅极并被结构为充电模拟灰度信号的存储电容器，被结构为具有栅极通常连接到第一晶体管的栅极而漏极连接到输出终端的第二晶体管，和被结构为响应第一锁存使能信号和第二锁存使能信号中的至少一个，控制第二晶体管的漏极和输出终端之间电连接的第三开关。
在本发明的另一个范例性实施例中，显示驱动方法可以包括将数字显示数据转换为模拟灰度信号，移位第一时钟信号并输出至少一个第二时钟信号，响应第二时钟信号对模拟灰度信号执行至少一次采样/保持操作，以及，响应第一锁存使能信号和第二锁存使能信号中的至少一个，输出第一采样/保持模拟灰度信号。
附图说明
通过参考附图对本发明范例性实施例的详细描述，本发明的范例性实施例将变得更加明显，其中：
图1是说明常规显示器驱动器电路的框图；
图2是用以说明图1所示显示器驱动器电路的操作的时序图；
图3是说明根据本发明一个范例性实施例的显示器驱动器电路的框图；
图4是用以说明图3所示的显示器驱动器电路的范例性时序图；
图5是说明根据本发明一范例性实施例的电流采样/保持电路的电路图。
具体实施方式
这里将详细披露本发明的范例性实施例。但是，这里所披露的特定结构和功能细节仅仅是为了描述本发明实施例的目的。但本发明可以有多种替换形式，并不应该被解释为受限于前述范例性实施例。
因此，在本发明允许各种改变和替换形式的同时，借助于附图的例子示出了本发明的特定实施例并将在此作详细描述。但是应该理解，本发明不应限定为在此披露的特定形式，相反，本发明覆盖所有落入本发明实质和范围之内的变化，等效物以及替换。在整个附图中同样的数字指的是同样的元件。
应该理解，尽管在此可以使用术语第一，第二，等来描述各种元件，但是这些元件并不应该由这些术语来限制。这些术语仅用于区分各个元件。例如，第一元件可以称为第二元件，而类似的，第二元件也可以称为第一元件，而并不脱离本发明的范围。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列表术语的任何一个和所有的组合。
应该理解，当将一个元件被称做“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以是被直接连接或耦合到其它元件上或者是可以存在插入元件。相反的，当将一个元件称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件上时，则不存在插入元件。应该以同样的方式解释其它用于描述元件之间关系的词语(即，“之间”相对“直接之间”，“邻近”相对“直接邻近”，等。)
在此使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的而不应限定所述发明。如在此使用的，单数形式“a”，“an”和“the”也意在包括复数形式，除非说明书中另有其他明确的指示。还应该理解，当在此使用时，术语“comprises”，“comprising”，“includes”和/或“including”规定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件。
除非另有定义，在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明所属领域普通技术人员所公知理解的相同含义。还应该理解诸如哪些在字典中公知使用所定义的术语应该解释为具有与相关技术中含义一致的含义，除非在此明白的定义，不应解释成理想的或过度的表面理解。
图3是说明根据本发明的一个实施例的显示器驱动器电路的框图，而图4是用以解释图3所示显示器驱动器电路操作的时序图。
参考图3和4，显示器驱动器电路可以包括双向移位寄存器310、数据接口电路320、电流数/模转换单元330、偏置电路340、预充电电路350、第一电流采样/保持输出电路360以及第二电流采样/保持输出电路370。
电流数/模转换单元330可以包括红色电流数/模转换器(DAC)、绿色电流DAC和蓝色电流DAC。
第一电流采样/保持输出电路360可以包括电流采样/保持电路360-1至360-M，每一个对应于通道1至M。
第二电流采样/保持输出电路370可以包括电流采样/保持电路370-(M+1)至370-N，每一个对应于通道M+1至N。
双向移位寄存器310可以移位从外部设备接收的第一时钟信号CLK以便连续输出第二时钟信号。例如，双向移位寄存器310可以响应左输入起始脉冲SHL从左向右移位第一时钟信号CLK，或者响应右输入起始脉冲SHR从右向左移位第一时钟信号CLK。
例如是第二时钟信号的双向移位寄存器310的输出信号可以被用做相应电流采样/保持电路360-1至370-N的控制信号。
数据接口电路320可以连接在主芯片(未示出)和电流数/模转换单元330之间。电流数/模转换单元330可以处理从主芯片(未示出)接收的数字显示数据DATA。例如，如果数字显示数据DATA由18位组成，数据接口电路320可以将由6位组成的数字灰度数据分别输出给红色电流DAC，绿色电流DAC，以及蓝色电流DAC。
根据本发明一范例性实施例的电流数/模转换单元330可以经过第一/第二电流采样/保持输出电路360和370直接耦合到每个通道的输出。此外，电流数/模转换单元330可以仅包括三个电流DACs，而不是与通道数相对应的多个DACs。
偏置电路340可以产生伽马参考信号以便向电流数/模转换单元330提供伽马参考信号。电流数/模转换单元330可以基于该伽马参考信号将从数据接口电路320提供的灰度数据转换为模拟灰度电流。
第一电流采样/保持电路360可以采样/保持模拟灰度电流并可以向通道1至M输出输出信号OUTPUT 1至OUTPUT M。第一电流采样/保持电路360可以基于双向移位寄存器310的输出信号(或第二时钟信号)采样/保持来自通道1至M的模拟灰度电流。
当激活第一锁存使能信号LE1时，可以输出通道1至M的采样/保持模拟灰度电流。例如，M可以是N/2。
第二电流采样/保持输出电路370可以基于双向移位寄存器310的输出信号采样/保持来自通道M+1至N的模拟灰度电流。
在第一电流采样/保持输出电路360在第一时间周期T1输出模拟灰度电流的同时，第二电流采样/保持输出电路370可以采样/保持对应于通道M+1至N的模拟灰度电流。
当激活第二锁存使能信号LE2时，第二电流采样/保持输出电路370可以在第二时间周期T2将输出信号OUT M+1至OUT N输出到通道M+1至N。
在第二电流采样/保持输出电路370在第二时间周期T2输出模拟灰度电流的同时，第一电流采样/保持输出电路360可以采样/保持对应于通道1至M的模拟灰度电流。例如每当M等于N/2时，第一时间周期T1和第二时间周期T2可以是1/2行时间(1/2H)。1行时间(1H)可以表示一个行扫描间隔的时间周期。
参考图4，当激活第一锁存使能信号LE1时，可以将输出信号OUTPUT 1至OUTPUT M激活并输出到通道1至M。
当激活第二锁存使能信号LE2时，可以将输出信号OUTPUT M+1至OUTPUTN激活并输出到通道M+1至N。当激活第二电流采样/保持电路370的输出信号OUTPUT M+1至OUTPUT N时，可以激活第一电流采样/保持电路360的输出信号OUTPUT 1至OUTPUT M。换句话说，可以交替执行第一电流采样/保持输出电路360和第二电流采样/保持输出电路370的输出处理。
图5是说明根据本发明一个实施例的电流采样/保持电路的电路图。
下面将描述对应于第k个通道的电流采样/保持电路370-k的操作。
参考图5，电流采样/保持电路370-k可以包括第一晶体管M1，第二晶体管M2，第三晶体管M3，第一开关S1至第四开关S4，以及存储电容器CST。
当可以是图3所示双向移位寄存器310输出信号的第二时钟信号SR CLK被激活时，第一开关S1和第二开关S2可以被导通。结果可以将从电流数/模转换单元330输出的模拟灰度电流通过第二开关施加到第一晶体管M1的漏极上。此时，由于第一开关也被导通，可以将施加到第一晶体管M1漏极的模拟灰度电流施加到第一晶体管M1的栅极上。可以被连接到第一晶体管栅极的存储电容器CST充电模拟灰度电流。
当第二时钟信号SR CLK被去激活时，第一开关S1和第二开关S2可以被截止；由此，对应于该模拟灰度电流的模拟灰度电流可以被保持在存储电容器CST中。
当第一锁存使能信号LE1或第二锁存使能信号LE2被激活时，第三开关S3可以将第二晶体管M2的漏极耦合到输出终端OUT[K]，而具有其栅极耦合到存储电容器CST上的第二晶体管M2可以基于充电的模拟灰度电流将模拟灰度电流输出至终端OUT[K]。
用于表示灰度级的模拟灰度电流可能大约是数十个nA，因此，可能需要相对较长的时间对存储电容器CST充电，所述灰度级可以对应于最小尺寸的DAC单元。
为了减少充电时间，可以将高于电流DAC最小输出电流N倍的电流提供给第一晶体管M1。
为了在输出端OUT[K]输出预期的输出信号，第一晶体管M1和第二晶体管M2可以具有利用电流反射镜构造的尺寸比N∶1。
为了进一步减少充电时间，在第一开关S1和第二开关S2导通之前，响应电容器预充电信号C_PRE，第四开关S4被导通，以便将存储电容器CST的电压预先充电到略低于第一晶体管M1的阈值电压的电压水平。
输出端OUT[K]可用于驱动使用较小电流的显示面板(未示出)。输出端OUT[K]可以预充电以便向显示面板(未示出)快速提供显示数据，该预充电是使用第三晶体管M3来完成的。换句话，在输出信号施加到输出端OUT[K]之前，响应输出预充电信号PREON，可以导通第三晶体管M3，以便利用预充电电压VPRE对输出端OUT[K]预先充电。
根据本发明范例性实施例的显示器驱动器电路可以用于有机发光二极管(OLED)显示器，例如，电流驱动的有源矩阵型OLED显示器。
因此，例如图3中所示的可分成两块的输出端的面板驱动方法可以用于有源矩阵型液晶显示器。例如，当图3中所示的输出端被用于电压驱动的有源矩阵型液晶显示器而不是电流驱动的显示器时，可以利用数/模转换器(DAC)代替图3所示的数/模转换单元330，并可以用输出缓冲器代替第一和第二采样/保持输出电路360和370。
如上所述，显示器驱动器电路和显示驱动方法可以将输出端分成两块并将电流数/模转换单元耦合到数据接口电路的输出端；因此，可以减少由于通道数和高清晰度所需的芯片面积的增加。此外，电流采样/保持电路可以更快的执行采样操作；并可以更精确的向相应通道输出输出信号。
虽然已经详细的描述了本发明实施例和它的特征，但应当理解，在不脱离本发明实施例的范围内，可以做出各种变化，替换和改进。

Claims (16)

1.一种显示器驱动器电路，包括：
移位寄存器，被配置为移位第一时钟信号以产生至少一个第二时钟信号；
数模转换单元，被配置为将数字灰度数据转换为模拟灰度信号；
第一采样和保持输出电路，被配置为响应所述至少一个第二时钟信号，采样和保持所述模拟灰度信号，并被配置为响应第一锁存使能信号，为多个第一通道提供采样和保持模拟灰度信号；以及
第二采样和保持输出电路，被配置为响应所述至少一个第二时钟信号，采样和保持所述模拟灰度信号，并被配置为响应第二锁存使能信号，为多个第二通道提供采样和保持模拟灰度信号。
2.如权利要求1所述的显示器驱动器电路，还包括一个被配置为产生伽马参考信号的偏置电路，其中，所述数模转换单元基于伽马参考信号将所述数字灰度数据转换为所述模拟灰度信号。
3.如权利要求2所述的显示器驱动器电路，其中，所述数模转换单元包括：
第一数模转换器，被配置为基于所述伽马参考信号将数字红色灰度数据转换为第一模拟灰度信号；
第二数模转换器，被配置为基于所述伽马参考信号将数字绿色灰度数据转换为第二模拟灰度信号；
第三数模转换器，被配置为基于所述伽马参考信号将数字蓝色灰度数据转换为第三模拟灰度信号。
4.如权利要求1所述的显示器驱动器电路，其中，所述移位寄存器包括一个双向移位寄存器，被配置为响应第一输入起始脉冲向第一方向移位第一时钟信号，并响应第二起始脉冲向第二方向移位该第一时钟信号，并依次产生所述至少一个第二时钟信号。
5.如权利要求4所述的显示器驱动器电路，其中，所述双向移位寄存器包括多通道双向移位寄存器，被配置为输出所述至少一个第二时钟信号，以便同时控制多个第一和第二通道。
6.如权利要求1所述的显示器驱动器电路，其中，当第一采样和保持输出电路输出模拟灰度信号时，第二采样和保持输出电路被配置为执行采样和保持操作，而当第二采样和保持输出电路输出所述模拟灰度信号时，第一采样和保持输出电路被配置为执行采样和保持操作。
7.如权利要求1所述的显示器驱动器电路，其中，第一采样和保持输出电路被配置为响应在第一1/2行时间处的第一锁存使能信号输出所述模拟灰度信号，和第二采样和保持输出电路被配置为响应在第二1/2行时间处的第二锁存使能信号输出模拟灰度信号。
8.如权利要求1所述的显示器驱动器电路，其中，每个第一和第二采样和保持输出电路都包括被配置为响应第二时钟信号接收模拟灰度信号并且响应第一和第二锁存使能信号中的至少一个输出模拟灰度信号的采样和保持单元。
9.如权利要求8所述的显示器驱动器电路，其中，所述采样和保持单元包括：
被配置为接收所述模拟灰度信号的第一晶体管；
被配置为响应所述第二时钟信号，控制第一晶体管的栅极和漏极之间电连接的第一开关；
被配置为响应第二时钟信号，将所述模拟灰度信号施加到第一晶体管上的第二开关；
耦合到第一晶体管的栅极并被配置为向所述模拟灰度信号充电的存储电容器；
被配置为具有通常被耦合到第一晶体管的栅极上的栅极和耦合到一输出端的漏极的第二晶体管；以及
被配置为响应所述第一锁存使能信号和所述第二锁存使能信号中的至少一个，控制第二晶体管的漏极和所述输出端之间的电连接的第三开关。
10.如权利要求9所述的显示器驱动器电路，其中，所述采样和保持单元还包括第四开关，其被配置为具有通常被耦合到所述存储电容器、第一晶体管的栅极和第一开关的一端，并具有耦合到一预充电电路的另一端，和所述第四开关还被配置为响应电容器预充电信号预充电所述存储电容器。
11.如权利要求10所述的显示器驱动器电路，其中，每个第一和第二采样和保持输出电路还都包括第三晶体管，其被配置为向所述输出端预充电，并具有耦合到该输出端的漏极、耦合到预充电电压的源极和耦合到输出预充电信号的栅极。
12.如权利要求9所述的显示器驱动器电路，其中，每个第一和第二采样和保持输出电路还都包括预充电电路，被配置为向第一和第二采样和保持输出电路提供预充电电压。
13.一种电流采样和保持电路，包括：
采样和保持单元，被配置为响应时钟信号采样和保持模拟灰度信号，并适于响应第一锁存使能信号和第二锁存使能信号中的至少一个，输出所述模拟灰度信号，
其中，所述采样和保持单元包括：
被配置为接收所述模拟灰度信号的第一晶体管；
被配置为响应所述时钟信号，控制第一晶体管的栅极和漏极之间电连接的第一开关；
被配置为响应时钟信号，施加所述模拟灰度信号至第一晶体管的第二开关；
耦合到第一晶体管的栅极并被配置为向所述模拟灰度信号充电的存储电容器；
被配置为通常具有连接到第一晶体管的栅极的栅极和被耦合到输出端的漏极的第二晶体管；以及
被配置为响应第一锁存使能信号和第二锁存使能信号中的至少一个，控制第二晶体管的漏极和输出端之间电耦合的第三开关。
14.如权利要求13所述的电流采样和保持电路，其中，所述采样和保持单元还包括第四开关，其被配置为具有通常被耦合到所述存储电容器、第一晶体管的栅极和第一开关的一端，和被耦合预充电电路的另一端，和该第四开关还被配置为响应电容器预充电信号向所述存储电容器预充电。
15.如权利要求13所述的电流采样和保持电路，其中，所述采样和保持电路还包括第三晶体管，其被配置为向所述输出端预充电，并具有耦合到该输出端的漏极、耦合到预充电电压的源极和耦合到输出预充电信号的栅极。
16.如权利要求15所述的电流采样和保持电路，其中，第一晶体管和第二晶体管是NMOS晶体管，而第三晶体管是PMOS晶体管。
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