专利名称：用于控制转换速率的源驱动器和用于控制转换速率的方法
技术领域：
本发明涉及显示装置，并更具体地，涉及用于控制液晶显示器(LCD)的转换速率的源驱动器和用于控制该转换速率的方法。
背景技术：
液晶显示器(LCD)由于其纤巧的外形和低功耗等而成为一种最广泛使用的平板显示器。例如，LCD一般存在于例如平面屏幕电视机、笔记本电脑、手机和数码相机等各种电子装置中。
当前有两种主要类型的LCD在电子装置中使用；它们是有源矩阵和无源矩阵。由于有源矩阵型LCD使用薄膜晶体管(TFT)作为开关元件来显示运动画面，所以有源矩阵型LCD比相同尺寸的无源矩阵显示器更亮和更清晰，并一般具有更快的响应时间。由此，有源矩阵显示器日益成为膝上型计算机和平面屏幕电视机制造商的选择。
有源矩阵型LCD一般包括液晶板、源驱动器、和选通驱动器。该源驱动器生成驱动多个数据线的驱动电压，而该选通驱动器驱动多个选通线。
随着有源LCD的尺寸增加，液晶板的尺寸也增加。液晶板的尺寸增加引起要驱动的数据线数目增加，这导致源驱动器中提供的输出缓冲器的数目增加。
为了在液晶板上一致地显示图像，要求输出缓冲器具有一致的特性。例如，一般要求诸如转换速率、增益、相位容限、共模抑制比(CMRR)、电源抑制比(PSRR)、和AC特性的特性一致。其中，转换速率是确定图像质量好坏的重要参数。例如，输出驱动器的转换速率必须散布在预定分布中，否则，有源矩阵型LCD的图像质量可能降级。
因此，存在对于以下源驱动器的需求，其中输出缓冲器的转换速率落入预定分布中，从而可防止有源矩阵型LCD的图像质量的降级。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种LCD的源驱动器。该源驱动器包括多个输出缓冲器，用于驱动数据线；和偏置电路，用于改变输入到该输出缓冲器的偏压，以控制输出缓冲器的转换速率。
每一输出缓冲器包括偏流源，用于接收该偏压，以输出偏流；输入单元，用于接收模拟图像信号和数据线驱动信号，以输出根据该偏流变化的差动电流；放大输出单元，用于响应于该差动电流而生成数据线驱动信号；和电容器，用于稳定该数据线驱动信号的频率特性。
该转换速率与该偏流成正比，并与该电容器的电容成反比。该偏压控制该偏流，以调整该转换速率。
该偏置电路包括含有至少一个电阻器和熔丝的熔丝电阻器部分，其中该偏压由该熔丝电阻器部分的阻抗控制。
通过利用激光或过电流源(overcurrent supply)切断所述至少一个熔丝而调整该熔丝电阻器部分的阻抗。
当所述至少一个电阻器和熔丝与另一个电阻器和熔丝串联时，并且当至少一个熔丝被切断时，降低该熔丝电阻器部分的阻抗，并增加该偏压。
当所述至少一个电阻器和熔丝与另一个电阻器和熔丝并联时，并且当至少一个熔丝被切断时，增加该熔丝电阻器部分的阻抗，并降低该偏压。
当该熔丝电阻器部分包括串联的至少一个电阻器和熔丝以及并联的另一个电阻器和熔丝时，分别通过切断并联的熔丝或串联的熔丝而增加或减小该熔丝电阻器部分的阻抗，以减小或增加该偏压。
在将该源驱动器封装在芯片中之前，调整该转换速率。所述输出缓冲器的转换速率落在不使得LCD的图像质量降级的范围之内。
本发明的另一方面提供了一种控制源驱动器的输出缓冲器的转换速率的方法。该方法包括确定所述输出缓冲器的转换速率；确定该转换速率是否落入第一转换速率范围之内；和当该转换速率落在该第一转换速率范围之外时，调整施加到所述输出缓冲器的偏压，使得该转换速率落入该第一转换速率范围之内。
该转换速率与偏流成正比，并与输出缓冲器中的电容器的电容成反比。该偏压通过增加或减小偏流而控制该转换速率。当所述输出缓冲器的转换速率落入该第一转换速率范围之内时，包括该源驱动器的LCD的图像质量不降级。
通过增加或减小输出缓冲器中的熔丝电阻器部分的阻抗而调整该偏压。通过切断输出缓冲器中的一个或多个熔丝而增加或减小该阻抗。
根据本发明的另一方面，提供了一种LCD的源驱动器。该源驱动器包括多个输出缓冲器，用于输出电压，以驱动该LCD的数据线；和偏置电路，用于将可变偏压提供到所述输出缓冲器，使得所述输出缓冲器具有恒定的转换速率范围，其中所述输出缓冲器中的每一个包括偏流源，包括第五PMOS晶体管，用于接收该偏压，并向第一和第二PMOS晶体管提供偏流；输入单元，包括所述第一和第二PMOS晶体管，用于分别接收第一和第二输入信号，从而输出与该偏流对应的可变电流；放大输出单元，包括形成电流反射镜的第三、第四、第六和第七PMOS晶体管、形成共射-共基放大(cascadeamplifying)端的第一和第二NMOS晶体管、以及形成电流源的第三和第四NMOS晶体管，该放大输出单元接收该可变电流并输出该输出电压；和电容器，用于稳定该输出电压的频率特性。
该偏置电路包括形成电流反射镜的第一和第二NMOS晶体管、以及连接在电源电压和该电流反射镜之间的熔丝电阻器部分。该熔丝电阻器部分改变该偏压。
被包括以提供对本发明的进一步理解并被合并在本申请中而构成本申请的一部分的附示了本发明的一个或多个优选实施例，并和说明书一起用来解释本发明的原理。图中图1是根据本发明优选实施例的液晶显示器(LCD)的方框图；图2是根据本发明优选实施例的源驱动器的电路图；图3是用于解释图2所示输出缓冲器的转换速率特性的波形图；图4是图2所示输出缓冲器的电路图；图5是示出了根据本发明优选实施例的输出缓冲器的受控转换速率的散布图；
图6是图2所示偏置电路的电路图；图7是图示了图6所示熔丝电阻器部分的优选实施例的电路图；和图8是图示了图6所示熔丝电阻器部分的另一优选实施例的电路图。
具体实施例方式
其后，将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。
图1是根据本发明优选实施例的液晶显示器(LCD)的方框图。参考图1，该LCD包括液晶板30、源驱动器电路(SD)10、和选通驱动器电路(GD)20。
该源驱动器电路10包括多个源驱动单元或源驱动器100，而该选通驱动器电路20包括多个选通驱动单元或选通驱动器200。源驱动单元100驱动在液晶板30上安排的数据线DL。选通驱动单元200驱动在液晶板30上安排的选通线GL。数据线DL也被称为源线或通道。
液晶板30包括多个像素31。每个像素31包括开关晶体管TR、用于降低来自液晶的泄漏电流的存储电容器CST、和液晶电容器CLC。该开关晶体管TR响应于选通驱动信号而导通和截止。该开关晶体管TR的第一端与选通线GL相连，而该开关晶体管TR的第二端与数据线DL相连。存储电容器CST被连接在开关晶体管TR的第三端与地电压VSS之间。液晶电容器CLC被连接在开关晶体管TR的第三端与公共电压VCOM之间。
源驱动器100一般被配置为具有用于依次移位从定时控制器(未示出)输入的数字数据的移位寄存器、用于将该数字数据转换为对应的模拟电压值的数模转换器(DAC)、和用于接收所转换的模拟电压值以驱动液晶板30的数据线DL的源驱动器输出电路。由此，例如，当指示源驱动器100提供该模拟电压值到液晶板30的时钟信号TP被输入到此时，源驱动器输出电路驱动数据线DL，并通过导通的薄膜晶体管TR而施加图像信号到液晶电容器CLC。
图2是根据本发明优选实施例的源驱动器100的电路图。特别是，图2图示了源驱动器100的输出相关电路，例如DAC 110和偏置电路130、以及多个输出缓冲器121到12n。
DAC 110将数字图像信号转换为模拟图像信号。从DAC 110输出的模拟图像信号代表灰度电压VI1到VIn。
偏置电路130将偏置电压Vbias提供到输出缓冲器121到12n。在该实施例中，偏置电路130调整偏置电压Vbias，使得输出缓冲器121到12n具有恒定的转换速率范围。
所述多个输出缓冲器121到12n接收来自DAC 110的灰度电压VI1到VIn和来自偏置电路130的偏置电压Vbias，以输出按指数规律增加的电压VO1到VOn。输出电压VO1到VOn用于驱动数据线DL1到DLn。在这种情况下，从所述多个输出缓冲器121到12n输出的电压VO1到VOn的转换速率由施加到输出缓冲器121到12n的偏压Vbias来确定。在描述输出缓冲器121到12n和偏置电路130之前，将定义其转换速率。
图3是用于解释图2所示输出缓冲器121到12n的转换速率特性的一对波形图。
当大阶跃(step)输入VI被施加到输出缓冲器121到12n的输入端时，输出电压VO随着时间的过去而改变(如线性斜坡所示)，并然后被饱和为恒定电压Va。在这一点上，该斜率就是该转换速率。如果该转换速率落在预定范围之外并由此变得太小或太大，则在显示装置的屏幕上显示的图像中发生偏差(deviation)。为了防止这种现象的发生，将具有受控转换速率的偏压Vbias施加到输出缓冲器121到12n，以使得转换速率能落入预定范围之内。
图4是图2所示输出缓冲器121的电路图。本领域普通技术人员应该理解，因为输出缓冲器122到12n与输出缓冲器121相同，所以省略其描述。图4的输出缓冲器121是折叠式共射-共基运算放大器，并包括偏流源1213、输入单元1215、放大输出单元1217、和电容器1219。
该偏流源1213包括第五PMOS晶体管MP5，被配置为接收第一偏压Vbias1并将偏流I提供到第一和第二PMOS晶体管MP1和MP2的差动对。
输入单元1215包括第一和第二PMOS晶体管MP1和MP2，被配置为接收彼此互补的第一和第二输入信号INP和INN。输入单元1215具有电压跟随器配置，其中输出电压VO1被反馈到反相输入信号INN。第一输入信号INP是模拟图像信号，而第二输入信号INN是数据线驱动信号。输入单元1215输出与从偏流源1213输入的偏流I对应的可变差动电流。
放大输出单元1217包括PMOS晶体管MP3、MP4、MP6和MP7以及NMOS晶体管MN1到MN4。PMOS晶体管MP3、MP4、MP6和MP7用作威尔逊电流反射镜，并增加放大输出单元1217的输出阻抗。第一和第二NMOS晶体管MN1和MN2用作共射-共基放大端，以接收第二偏压Vbias2并增加增益。第三和第四NMOS晶体管MN3和MN4接收第三偏压Vbias3并用作电流源。
电容器(C)1219稳定输出信号VO的频率特性。
输出缓冲器121的转换速率由输出缓冲器121中包括的电容器(C)1219确定。输出缓冲器121的转换速率被表达为SR=dvodt=IC...(1)]]>其中I表示流过输出缓冲器121的电流，而C表示输出缓冲器121中包括的电容器(C)1219的电容。
从等式(1)中可以看出，输出缓冲器121的转换速率(SR)与偏流I成正比，但是与输出缓冲器121中包括的电容器(C)1219的电容C成反比。所以，输出缓冲器121的转换速率(SR)可以通过调整偏流I的量而得到控制。例如，当输出缓冲器121的转换速率(SR)低于需要的电平时，增加偏流I的量。相反，当输出缓冲器121的转换速率(SR)高于需要的电平时，减小偏流I的量。以这种方式，偏流I的量受到偏置电路130生成的第一偏压Vbias1的电平的控制。
图5是示出了根据本发明优选实施例控制的输出缓冲器的转换速率的散布图。
在图5中，BSR1和BSR2代表在控制转换速率之前的输出缓冲器121到12n的转换速率分布，而ASR代表在控制转换速率之后的输出缓冲器121到12n的转换速率分布。所需要的SR范围SR1-SR2代表其中输出缓冲器121到12n的图像质量不降级的稳定的转换速率范围。BSR1和BSR2部分落在所需要的SR范围SR1-SR2的外面。所以，通过控制电流I而将SR1的中心轴C 1和SR2的中心轴C2移动到中心轴C0，使得该转换速率落入所需要的SR范围SR1-SR2之内。换言之，通过调整偏置电路130所生成的第一偏压Vbias1的电平而控制输出缓冲器121到12n的电流I，使得输出缓冲器的转换速率分布可落入所需要的SR范围SR1-SR2之内。本领域普通技术人员应该理解，所需要的SR范围SR1-SR2可根据包括源驱动器100的芯片的制造者而改变。
为了验证源驱动器100的设计特性，分析并测试输出缓冲器121到12n的几个特性，以确定图像质量是否将降级。在测试操作中，特性分析设备(未示出)分析输出缓冲器121到12n的转换速率分布，并确认输出缓冲器121到12n的转换速率分布是否落入所需要的SR范围SR1-SR2之内。如果输出缓冲器121到12n的转换速率分布落在所需要的SR范围SR1-SR2之外，则特性分析设备控制偏置电路130并改变施加到输出缓冲器121到12n的偏压Vbias。因此，施加到输出缓冲器121到12n的改变的偏压Vbias改变流过输出缓冲器121到12n的电流I，使得该转换速率可落入所需要的SR范围SR1-SR2之内。由于能够控制偏置电路130，所以源驱动器100的输出缓冲器121到12n可具有恒定的转换速率分布。结果，可防止显示装置的图像质量的降级。
图6是图2所示偏置电路130的电路图。图6的该偏置电路130是电流反射镜类型偏置电路。参考图6，该偏置电路130包括栅极彼此相连的NMOS晶体管Q1和Q2、以及熔丝电阻器部分135。该偏置电路130的参考电流Iref由连接在电源电压VDD和电流反射镜之间的熔丝电阻器部分135确定。输出电流IO具有与参考电流Iref的整数倍(n)对应的值。值“n”代表两个NMOS晶体管Q1和Q2的尺寸比，并例如表示第二晶体管Q2的宽长比是第一晶体管Q1的宽长比的n倍。所以，输出电流IO根据熔丝电阻器部分135的值而改变，并且输出电流IO控制第一偏压Vbias1的电平。
图7是图示了图6所示熔丝电阻器部分135的优选实施例的电路图。如参考图6所述，通过改变偏置电路130中包括的熔丝电阻器部分135的值，而控制第一偏压Vbias1。参考图7，该熔丝电阻器部分135连接在两个节点N1和N2之间。在节点N1和N2之间并联的多个电阻器R1到Rn分别与熔丝f1到fn相连。各熔丝f1到fn调整电阻器R1到Rn的阻抗，使得偏置电路130可输出期望的第一偏压Vbias1。
图8是图示了图6所示熔丝电阻器部分135的另一优选实施例的电路图。参考图8，熔丝f1到fn和电阻器R1到Rn串联在两个节点N1和N2之间。各熔丝f1到fn调整电阻器R1到Rn的阻抗，使得偏置电路130可输出期望的第一偏压Vbias1。
可利用图7的并联结构和图8的串联结构的组合来配置熔丝电阻器部分135。
如果图12所示输出缓冲器121到12n的转换速率分布落在所需要的SR范围SR1-SR2之外，则特性分析设备设置将从偏置电路130施加到输出缓冲器121到12n的第一偏压Vbias1，使得输出缓冲器121到12n的转换速率分布将落入所需要的SR范围SR1-SR2之内。为了输出所设置的偏压Vbias1，而调整偏置电路130的熔丝电阻器部分135的值。通过利用熔丝设备(未示出)切断特定熔丝f1到fn而设置熔丝电阻器部分135的期望值。特定熔丝f1到fn的切断可通过激光或过电流源而实现。
根据本发明的优选实施例，通过控制偏压而将源驱动器的输出缓冲器的转换速率散布在预定范围内，由此防止显示装置的图像质量的降级。
可将本发明的优选实施例应用到以下装置中的至少一个中电致变色显示器(ECDelectrochromic display)、数字反射镜装置(DMD)、激励反射镜装置(AMD)、光栅光阀(GLV)、等离子显示板(PDP)、电致发光显示器(ELD)、发光二极管(LED)显示器、和真空荧光显示器(VFD)等。另外，应用了本发明优选实施例的LCD可被应用到大屏幕TV、高清晰度电视(HDTV)、便携式计算机、摄录像机、车载显示器、信息通信多媒体、和虚拟现实(VR)领域等。
尽管已参考其优选实施例而示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员应明白，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可在这里进行形式和细节的各种改变。
权利要求
1.一种液晶显示器(LCD)的源驱动器，包括多个输出缓冲器，用于驱动数据线；和偏置电路，用于改变输入到所述输出缓冲器的偏压，以控制所述输出缓冲器的转换速率。
2.根据权利要求1的源驱动器，其中所述输出缓冲器中的每一个包括偏流源，用于接收该偏压，以输出偏流；输入单元，用于接收模拟图像信号和数据线驱动信号，以输出根据该偏流变化的差动电流；放大输出单元，用于响应于该差动电流而生成数据线驱动信号；和电容器，用于稳定该数据线驱动信号的频率特性。
3.根据权利要求2的源驱动器，其中该转换速率与该偏流成正比，并与该电容器的电容成反比。
4.根据权利要求3的源驱动器，其中该偏压控制该偏流，以调整该转换速率。
5.根据权利要求1的源驱动器，其中该偏置电路包括含有至少一个电阻器和熔丝的熔丝电阻器部分，其中该偏压由该熔丝电阻器部分的阻抗控制。
6.根据权利要求5的源驱动器，其中通过利用激光或过电流源切断所述至少一个熔丝，而调整该熔丝电阻器部分的阻抗。
7.根据权利要求6的源驱动器，其中当所述至少一个电阻器和熔丝与另一个电阻器和熔丝串联时，并且当至少一个熔丝被切断时，降低该熔丝电阻器部分的阻抗，并增加该偏压。
8.根据权利要求6的源驱动器，其中当所述至少一个电阻器和熔丝与另一个电阻器和熔丝并联时，并且当至少一个熔丝被切断时，增加该熔丝电阻器部分的阻抗，并降低该偏压。
9.根据权利要求6的源驱动器，其中当该熔丝电阻器部分包括串联的所述至少一个电阻器和熔丝以及并联的另一个电阻器和熔丝时，分别通过切断并联的熔丝或串联的熔丝而增加或减小该熔丝电阻器部分的阻抗，以减小或增加该偏压。
10.根据权利要求1的源驱动器，其中在将该源驱动器封装到芯片中之前，调整该转换速率。
11.根据权利要求1的源驱动器，其中所述输出缓冲器的转换速率落在不使得LCD的图像质量降级的范围之内。
12.一种控制源驱动器的输出缓冲器的转换速率的方法，该方法包括确定所述输出缓冲器的转换速率；确定该转换速率是否落入第一转换速率范围之内；和当该转换速率落在该第一转换速率范围之外时，调整施加到所述输出缓冲器的偏压，使得该转换速率落入该第一转换速率范围之内。
13.根据权利要求12的方法，其中该转换速率与偏流成正比，并与输出缓冲器中的电容器的电容成反比。
14.根据权利要求13的方法，其中该偏压通过增加或减小偏流而控制该转换速率。
15.根据权利要求12的方法，其中当所述输出缓冲器的转换速率落入该第一转换速率范围之内时，包括该源驱动器的液晶显示器(LCD)的图像质量不降级。
16.根据权利要求12的方法，其中通过增加或减小输出缓冲器中的熔丝电阻器部分的阻抗而调整该偏压。
17.根据权利要求16的方法，其中通过切断输出缓冲器中的一个或多个熔丝而增加或减小该阻抗。
18.一种液晶显示器(LCD)的源驱动器，包括多个输出缓冲器，用于输出电压，以驱动该LCD的数据线；和偏置电路，用于将可变偏压提供到所述输出缓冲器，使得所述输出缓冲器具有恒定的转换速率范围，其中所述输出缓冲器中的每一个包括偏流源，包括第五PMOS晶体管，用于接收该偏压，并向第一和第二PMOS晶体管提供偏流；输入单元，包括所述第一和第二PMOS晶体管，用于分别接收第一和第二输入信号，从而输出与该偏流对应的可变电流；放大输出单元，包括形成电流反射镜的第三、第四、第六和第七PMOS晶体管、形成共射-共基放大端的第一和第二NMOS晶体管、以及形成电流源的第三和第四NMOS晶体管，该放大输出单元接收该可变电流并输出该输出电压；和电容器，用于稳定该输出电压的频率特性。
19.根据权利要求18的源驱动器，其中该偏置电路包括形成电流反射镜的第一和第二NMOS晶体管、以及连接在电源电压和该电流反射镜之间的熔丝电阻器部分。
20.根据权利要求19的源驱动器，其中该熔丝电阻器部分改变该偏压。
全文摘要
提供了一种用于控制液晶显示器(LCD)的转换速率的源驱动器和用于控制该转换速率的方法。该源驱动器包括多个输出缓冲器，用于驱动数据线；和偏置电路，用于改变输入到所述输出缓冲器的偏压，以控制所述输出缓冲器的转换速率。
文档编号G02F1/133GK1892799SQ20061010169
公开日2007年1月10日 申请日期2006年7月3日 优先权日2005年7月1日
发明者孙京睦, 李受哲 申请人:三星电子株式会社