CN1932953B

CN1932953B - 显示驱动电路

Info

Publication number: CN1932953B
Application number: CN2006101009916A
Authority: CN
Inventors: 山崎厚司
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2005-08-09
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2026-08-01
Also published as: US20070035534A1; CN1932953A; JP4838550B2; JP2007047342A

Abstract

本发明提供一种即使减小恒定电流、图像质量的劣化也很少的显示驱动电路。当以输入信号IN变化的定时提供的控制信号TP变为“H”时，TG(9、12)与NMOS(11N)变为截止，NMOS(13N、14N)变为导通。由此，差动放大部与输出部之间被断开，并且，电容器(8)放电。当在输入信号IN稳定的时刻控制信号TP变为“L”时，利用电容器(8)的耦合，焊盘(10)的电位被施加给NMOS(6N)的栅极。由此，在控制信号TP变为“L”、输出信号OUT的输出开始的瞬间，NMOS(6N)与差动放大部的恒定电流无关地陡峭地变为极小的导通电阻，使连接在焊盘(10)上的负载电路LD的电荷充放电。因此，输出信号OUT迅速接近输入信号IN的电位。

Description

显示驱动电路

技术领域

本发明涉及驱动LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等显示器的显示驱动电路，特别涉及在其低功耗下的显示质量的维持。

背景技术

图2是现有LCD驱动电路的结构图。

该LCD驱动电路例如驱动LCD的纵向的显示线，其具有：差动放大部，提供模拟的输入信号IN；输出部，以低输出阻抗输出由该差动放大部放大后的信号；以及开关部，用于防止输入信号IN变化时的不稳定的显示。

差动放大部由P沟道MOS晶体管(以下称为“PMOS”)1P、2P、3P和N沟道MOS晶体管(以下称为“NMOS”)4N、5N构成。向PMOS 1P的栅极提供输入信号IN，源极通过PMOS 3P与电源电位VDD连接，漏极通过NMOS 4N与接地电位GND连接。NMOS 4N的栅极连接到NMOS 5N的栅极和漏极上。NMOS 5N的源极与接地电位GND连接，漏极通过PMOS 2P与PMOS 1P的源极连接。向PMOS 3P的栅极提供流过预定的偏置电流用的偏置电压VB。

输出部具有串联连接在接地电位GND与电源电位VDD之间的NMOS 6N和PMOS 7P，该NMOS 6N的栅极与差动放大部的PMOS 1P的漏极连接。向PMOS 7P的栅极提供偏置电压VB。此外，作为NMOS6N与PMOS 7P的连接点的节点N1的信号S1，反馈到差动放大部的PMOS 2P的栅极。进而，在节点N1与NMOS 6N的栅极之间连接有补偿用的电容器8。

开关部由转移栅极(transfer gate，以下称为“TG”)9构成，根据控制信号EN使输出输出信号OUT的焊盘10与节点N1之间导通/截止，其中该转移栅极9是将NMOS与PMOS并联连接并通过向它们的栅极提供互补的控制信号来进行导通/截止控制。另外，在焊盘10上连接LCD的显示线作为负载电路LD。

在LCD驱动电路中，例如，每当依次切换LCD横向的扫描线时，施加到纵向的显示线上的输入信号IN就发生变化。与该输入信号IN的变化定时相一致地提供在预定时间成为电平“L”的控制信号EN。

若控制信号EN变为“L”，则TG9变为截止状态，节点N1与焊盘10之间断开，停止向连接在焊盘10上的负载电路LD供给输出信号OUT。在此期间，输入信号IN变化为针对下一扫描线的值，节点N1的信号也变化为对应于此的值。

经过预定时间后，控制信号EN返回为电平“H”，TG9变为导通状态。由此，节点N1的信号通过TG9向焊盘10输出，输出信号OUT变为与切换后的扫描线对应的值。

所述LCD驱动电路中存在如下的课题。

即，为了降低在LCD驱动电路中产生的热量，一般是减小流入差动放大部和输出部的恒定电流以降低功耗。但是，若减小恒定电流，则输入信号IN变化时的响应时间变长，存在图像质量劣化的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种即使减小恒定电流、图像质量的劣化也很少的显示驱动电路。

本发明的显示驱动电路的特征在于，具备：差动放大部，具有提供输入信号的第1输入端子和提供反馈信号的第2输入端子，从输出端子输出与该第1和第2输入端子的电位差相对应的信号；第1导电型的第1晶体管，连接在第1电源电位与输出节点之间，流过预定的电流；第2导电型的第2晶体管，连接在所述输出节点与第2电源电位之间，导通状态由提供给控制电极的信号来控制；电容器，连接在所述差动放大部的第2输入端子与所述第2晶体管的控制电极之间；第1开关，连接在所述差动放大部的输出端子与所述第2晶体管的控制电极之间，在提供表示所述输入信号的变化定时的控制信号的期间，为截止状态；第2开关，连接在所述输出节点与所述差动放大部的第2输入端子之间，在提供所述控制信号的期间，为截止状态；第3开关，连接在所述第2晶体管的控制电极与第2电源电位之间，在提供所述控制信号的期间，为导通状态；第4开关，连接在所述差动放大部的第2输入端子与第2电源电位之间，在提供所述控制信号的期间，为导通状态；以及第5开关，连接在连接了显示装置的输出焊盘与所述输出节点之间，在提供所述控制信号的期间，为截止状态。

在本发明中，具备：第1～第5开关，其用于根据以输入信号的变化定时提供的控制信号，将输出节点和第2晶体管从差动放大部和输出焊盘上断开，并且，使电容器放电。由此，在输入信号稳定并解除控制信号的瞬间，第2晶体管能够以极小的导通电阻与输出焊盘连接，使连接在该输出焊盘上的负载电路的电荷充放电以迅速地变化为与输入信号对应的电压。由此，具有如下效果：即使减小差动放大部的恒定电流，也可得到很快的响应速度，图像质量的劣化很少。

在差动放大部的第1和第2输入端子之间设置在提供控制信号的期间为导通状态的第4开关，来代替连接在该差动放大部的第2输入端子与第2电源电位之间的第4开关。

本发明的上述以及其他的目的和新的特征，参照附图阅读以下的优选实施例的说明就可以更完全地明确了。但是，附图是专门用于解说的，并不对本发明的范围进行限定。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的LCD驱动电路的结构图。

图2是表示现有的LCD驱动电路的结构图。

图3是表示图1的动作的信号波形图。

图4是表示本发明的实施例2的LCD驱动电路的结构图。

图5是表示图4的动作的信号波形图。

图6是表示本发明的实施例3的LCD驱动电路的结构图。

具体实施方式

实施例1

图1是表示本发明的实施例1的LCD驱动电路的结构图，对与图2中的要素共同的要素付以共同的符号。

与图2相同，该LCD驱动电路驱动LCD的纵向的显示线，具有差动放大部，该差动放大部由第1导电型的MOS晶体管(例如PMOS)1P、2P、3P和第2导电型的MOS晶体管(例如NMOS)4N、5N构成。

向作为差动放大部的第1输入端子的PMOS 1P的栅极提供模拟的输入信号IN，源极通过PMOS 3P与第1电源电位(例如VDD)连接，漏极通过NMOS 4N与第2电源电位(例如接地电位GND)连接。NMOS4N的栅极连接到NMOS 5N的栅极和漏极上。NMOS 5N的源极与接地电位GND连接，漏极通过PMOS 2P与PMOS 1P的源极连接。向PMOS3P的栅极提供流过预定偏置电流用的偏置电压VBP。

作为差动放大部的输出端子的PMOS 1P的漏极通过开关用的NMOS 11N与节点N2连接，该节点N2与输出部的NMOS 6N的栅极连接。此外，作为差动放大部的第2输入端子的PMOS 2P的栅极与节点N3连接，该节点N3通过TG12与输出部的节点N1连接。而且，节点N1的信号作为反馈信号提供给PMOS 2P的栅极。此外，NMOS 11N与TG12由控制信号KL控制导通/截止，在该控制信号KL为“H”时成为导通状态，在为“L”时成为截止状态。

输出部由NMOS 6N与PMOS 7P构成，该NMOS 6N连接在接地电位GND与节点N1之间，该PMOS 7P连接在该节点N1与电源电位VDD之间并向栅极提供偏置电压VBP。

在节点N2、N3间连接补偿用的电容器8，在这些节点N2、N3与接地电位GND之间，分别连接有开关用的NMOS 13N、14N。向NMOS13N、14N的栅极提供控制信号DC，根据该控制信号DC进行导通/截止控制。

节点N1通过由控制信号EN进行导通/截止控制的TG9与焊盘10连接。TG9构成为在控制信号EN为“H”时变为导通状态，向焊盘10输出节点N1的信号作为输出信号OUT，该控制信号EN为“L”时变为截止状态。另外，在焊盘10上连接LCD的显示线作为负载电路LD。

进而，该LCD驱动电路具备定时控制部20，该定时控制部20用于基于与输入信号IN的变化定时一致而提供的预定脉冲宽度的控制信号TP，生成控制信号EN、KL、DC。

对于定时控制部20来说，若控制信号TP在输入信号IN的变化开始时从“L”上升为“H”，则几乎同时使控制信号EN从“H”下降为“L”，然后，使控制信号KL下降，进而，使控制信号DC从“L”上升为“H”。此外，若经过用于使输入信号IN稳定的预定时间、控制信号TP从“H”下降为“L”，则对于定时控制部20来说，几乎同时使控制信号DC下降，然后，依次使控制信号KL、EN上升。另外，这些控制信号TP、EN、KL、DC存在少许的时间差，但是，这是用于进行可靠的开关动作的时间差，是大致相同的定时信号。

图3是表示图1的动作的信号波形图。以下，一边参照该图3一边对图1的动作进行说明。

控制信号TP在“L”稳定时，NMOS 11N与TG9、12变为导通状态，NMOS 13N、14N变为截止状态。由此，差动放大部与输出部构成电压跟随器电路，从焊盘10输出与输入信号IN相同的电压的输出信号OUT。

在图3的时刻T1，若输入信号IN的变化(例如从高电位向低电位)开始的同时，从外部提供的控制信号TP上升，则大致同时，控制信号EN变为“L”，TG9变为截止状态，节点N1与焊盘10之间断开。由此，焊盘10以及与其连接的负载电路LD中，原样保持与刚变化之前的输入信号IN对应的输出信号OUT。

然后，控制信号KL变为“L”，NMOS 11N与TG12变为截止状态，差动放大部的输出侧与节点N2之间被断开，并且，节点N1、N3间也断开。进而，控制信号DC变为“H”，NMOS 13N、14N变为导通状态。由此，节点N2的电位S2与节点N3的电位S3变为接地电位GND。因此，电容器8的电荷被放电。

在时刻T2，当输入信号IN稳定且从外部提供的控制信号TP下降时，则大致同时，控制信号DC变为“L”，NMOS 13N、14N变为截止状态。由此，节点N2、N3从接地电位GND断开。

然后，控制信号KL变为“H”，NMOS 11N与TG12变为导通状态，差动放大部的输出侧与节点N2之间被连接起来，并且，节点N1、N3间也被连接起来。进而，控制信号EN变为“H”，TG9变为导通状态，节点N1与焊盘10之间被连接起来。

由此，节点N3的电位S3陡峭地上升至焊盘10的电位(与变化前的输入信号IN对应的输出信号OUT)。由于节点N2通过电容器8与节点N3连接，所以，该节点N2的电位S2因电容器8的耦合而陡峭地上升。与差动放大部的恒定电流无关地在非常短的时间内进行此时的节点N2的上升。

在时刻T3，若节点N2的电位S2上升到使NMOS 6N为完全的导通状态的电位，则连接到焊盘10上的负载电路LD中保持的电荷通过该NMOS 6N迅速地对接地电位GND进行放电。由此，焊盘10的输出信号OUT的电位迅速地接近与输入信号IN对应的电位。

如上所述，该实施例1的LCD驱动电路构成为：以输入信号IN变化的定时提供的控制信号TP变为“H”时，使差动放大部与输出部之间断开，使补偿用的电容器8放电，该控制信号TP变为“L”时，根据电容器8的耦合将焊盘10的电位施加给输出部的NMOS 6N的栅极。由此，在控制信号TP变为“L”、输出信号OUT的输出开始的瞬间，NMOS 6N为极小的导通电阻，能够使连接到焊盘10上的负载电路LD的电荷进行充放电。

因此，具有如下优点：即使减小差动放大部的恒定电流，也可缩短输入信号IN变化时的响应时间，图像质量的劣化很少。进而，根据NMOS 6N在导通电阻较小的状态下进行负载电路LD的电荷的充放电，所以，具有该NMOS 6N引起的功耗减少、可减少发热的优点。

实施例2

图4是表示本发明的实施例2的LCD驱动电路的结构图，对与图1中的要素共同的要素付以共同的符号。

图1的LCD驱动电路称作吸收放大器(Sink AMP)，输入信号IN在从接地电位GND到电源电位VDD的1/2的范围内可得到良好的特性，该实施例2的LCD驱动电路称作源放大器(Source AMP)，输入信号IN对应于VDD/2～VDD的范围。

如图4所示，将图1中的PMOS变更为NMOS，将NMOS变更为PMOS，并且，调换对电源电位VDD和接地电位GND的连接。与此相伴，更换付与给各晶体管的符号的后缀(N，P)。此外，向PMOS 11P的栅极提供在反相器21中使控制信号KL反相后的控制信号XKL，向PMOS 13P、14P的栅极提供在反相器22中使控制信号DC反相后的控制信号XDC。

图5是表示图4的动作的信号波形图。一边参照该图5一边对图4的动作进行说明。另外，以下的动作基本与图1的LCD驱动电路的动作相同。

在图5的时刻T1，若在输入信号IN的变化(例如从低电位向高电位)的开始的同时，从外部提供的控制信号TP上升，则大致同时，控制信号EN变为“L”，TG9变为截止状态，节点N1与焊盘10之间被断开。由此，焊盘10以及与其连接的负载电路LD中，原样保持与刚变化之前的输入信号IN对应的输出信号OUT。

然后，控制信号KL变为“L”，PMOS 11P与TG12变为截止状态，差动放大部的输出侧与节点N2之间被断开，并且，节点N1、N3之间也被断开。进而，控制信号DC变为“H”，PMOS 13P、14P变为导通状态。由此，节点N2的电位S2与节点N3的电位S3变为电源电压VDD。因此，电荷对电容器8进行充电。

在时刻T2，若输入信号IN稳定且从外部提供的控制信号TP下降，则大致同时，控制信号DC变为“L”，PMOS 13P、14P变为截止状态。由此，节点N2、N3从电源电位VDD断开。

然后，控制信号KL变为“H”，PMOS 11P与TG12变为导通状态，差动放大部的输出侧与节点N2之间被连接，并且，节点N1、N3间也被连接。进而，控制信号EN变为“H”，TG9变为导通状态，节点N1和焊盘10之间被连接。

由此，节点N3的电位S3陡峭地下降到焊盘10的电位(对应于变化前的输入信号IN的输出信号OUT)。由于节点N2通过电容器8与节点N3连接，所以，该节点N2的电位S2因电容器8的耦合而陡峭地下降。此时，与差动放大部的恒定电流无关地在极短时间内进行节点N2的电位的下降。

在时刻T3，当节点N2的电位S2下降到使PMOS 6P变为完全的导通状态时，电流从电源电位VDD通过PMOS 6P流向连接在焊盘10的负载电路LD，该焊盘10的输出信号OUT的电位迅速接近对应于输入信号IN的电位。

如上所述，该实施例2的LCD驱动电路构成为：在以输入信号IN变化的定时提供的控制信号TP变为“H”时，使差动放大部与输出部之间断开，使补偿用的电容器8充电，该控制信号TP变为“L”时，根据电容器8的耦合将焊盘10的电位施加给输出部的PMOS 6P的栅极。由此，在控制信号TP变为“L”、输出信号OUT的输出开始的瞬间，PMOS 6P为极小的导通电阻，可以使连接在焊盘10上的负载电路LD的电荷进行充放电。因此，该LCD驱动电路具有与实施例1相同的优点。

实施例3

图6是表示本发明的实施例3的LCD驱动电路的结构图，对与图1中的要素共同的要素付以共同的符号。

该LCD驱动电路构成为：删掉图1中的NMOS 14N，并且，在输入端子(提供输入信号IN的PMOS 1P的栅极)与节点N3之间设置TG15，由控制信号DC对该TG进行导通/截止控制。其他的结构与图1相同。

在该LCD驱动电路中，当在输入信号IN变化的期间控制信号DC变为“H”时，TG15变为导通状态，节点N3的电位S3变为与输入信号IN相同的电位。因此，在输入信号IN稳定的时刻，节点N3的电位S3变为与变化后的输入信号IN对应的电位，电容器8被充电为与变化后的输入信号IN相同的电压。而且，控制信号DC变为“L”，进而，当控制信号KL、EN变为“H”时，将到目前为止保持在焊盘10中的输出信号OUT(即，对应于变化前的输入信号IN的电压)通过电容器8提供给节点N2。因此，节点N2的电位S2变为对应于输入信号IV的变化量的电位。由此，NMOS 6N按照输入信号IN的变化量控制导通状态，焊盘10的输出信号OUT迅速接近与输入信号IN对应的电位。

如上所述，该实施例3的LCD驱动电路构成为：在以输入信号IN变化的定时提供的控制信号TP变为“H”时，使差动放大部与输出部之间断开，使补偿用的电容器8充电为与该输入信号IN相同的电压，该控制信号TP变为“L”时，根据电容器8的耦合将焊盘10的电位施加到输出部的NMOS 6N上。由此，在控制信号TP变为“L”、输出信号OUT的输出开始时，NMOS 6N被控制为对应于输入信号的变化量的导通状态。即，输入信号IN的变化量较大时，可以与实施例1相同地，在极小的导通电阻下使连接在焊盘10上的负载电路LD的电荷进行充放电。另一方面，输入信号IN的变化量较小时，变为比较大的导通电阻，但是，可由对负载电路LD的过载(over drive)来抑制过渡且无用的充放电。

另外，虽然该实施例3与实施例1的吸收放大器对应，但是，对于实施例2的源放大器也可同样适用。即，可以以如下方式构成：在图4中，去掉PMOS 14P，并且，在输入端子与节点N3之间设置TG15，由控制信号DC对该TG进行导通/截止控制。由此，对于源放大器，也可得到与该实施例3相同的优点。

Claims

1.一种显示驱动电路，其特征在于，具备：

差动放大部，具有提供输入信号的第1输入端子和提供反馈信号的第2输入端子，从输出端子输出与该第1和第2输入端子的电位差相对应的信号；

第1导电型的第1晶体管，连接在第1电源电位与输出节点之间，流过预定的电流；

第2导电型的第2晶体管，连接在所述输出节点与第2电源电位之间，导通状态由提供给控制电极的信号来控制；

电容器，连接在所述差动放大部的第2输入端子与所述第2晶体管的控制电极之间；

第1开关，连接在所述差动放大部的输出端子与所述第2晶体管的控制电极之间，在与所述输入信号的变化定时相一致地提供控制信号的期间，为截止状态；

第2开关，连接在所述输出节点与所述差动放大部的第2输入端子之间，在提供所述控制信号的期间，为截止状态；

第3开关，连接在所述第2晶体管的控制电极与第2电源电位之间，在提供所述控制信号的期间，为导通状态；

第4开关，连接在所述差动放大部的第2输入端子与第2电源电位之间，在提供所述控制信号的期间，为导通状态；以及

第5开关，连接在连接了显示装置的输出焊盘与所述输出节点之间，在提供所述控制信号的期间，为截止状态。

2.如权利要求1记载的显示驱动电路，其特征在于：

所述第1、第3和第4开关由第2导电型的晶体管构成，所述第2和第5开关由转移栅极构成。

3.一种显示驱动电路，其特征在于，具备：

第4开关，连接在所述差动放大部的第1和第2输入端子之间，在提供所述控制信号的期间，为导通状态；以及

4.如权利要求3记载的显示驱动电路，其特征在于：

所述第1和第3开关由第2导电型的晶体管构成，所述第2、第4和第5开关由转移栅极构成。