升压器电路、显示面板驱动器以及显示装置的制作方法

专利名称：升压器电路、显示面板驱动器以及显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种升压器电路，以及一种包含该升压器电路的显示 面板驱动器和显示装置。
背景技术：
诸如TFT (薄膜晶体管)液晶显示装置、简单矩阵液晶显示装置、 电致发光(EL)显示装置以及等离子体显示装置的面板显示装置已经 实现了广泛使用。这样的显示装置提供有显示面板和用于响应显示数 据来驱动显示面板的显示面板驱动器。当面板显示装置被安装在便携 式装置中时，面板驱动器经常含有电荷泵电源电路。电源电路生成由 从电池等馈入的电压生成的升压电源电压，并且将生成的电源电压提 供给驱动器。
日本特幵专利申请No.JP-A 2000-166220公开了一种含有电荷泵 电路的电源电路。公开的电源电路提供有电荷泵升压器，该电荷泵升 压器接收输入电压Vin和升压时钟信号CLKA并且将输入电压Vin升 压到预定的输出电压Vout。该电荷泵升压器包括开关电路，用于响应 升压时钟信号来执行切换操作。电源电路进一步具有升压控制器、比 较器以及分压器电路。比较器将由分压器电路生成的分压与控制电压 进行比较，并且输出指示比较结果的输出信号。升压控制器对输出信 号和操作时钟信号执行逻辑处理，并且生成上述升压时钟信号。
在该电路中，由于其中当响应于分压而使操作时钟信号跳跃的脉 冲时升压时钟信号被固定为(L)电平的操作，升压时钟信号的频率是 可改变的。因此，以未限定的频率来执行升压器电路的开关操作。由于公开的升压器电路的切换操作的频率是未限定的，不以固定 的周期进行，所以切换操作对于馈入到驱动显示面板的驱动器的水平 同步信号来说是不同步的。当上述电源电路的升压电压(输出电压
Vout)被用作驱动器中的放大器电路和灰阶电压生成器电路的电源时， 这会不期望地引起由开关电路的切换操作而产生的噪音，使在显示面 板上显示的图像的图像质量劣化。

发明内容
在本发明的一方面，升压器电路提供有升压部和控制电路。升压 部包括升压电容器元件并且被构造为执行充电操作以在升压电容器元 件上积累电荷并且通过使用在升压电容器元件中积累的电荷来执行升 压操作以升髙输出电压。控制电路响应于升压时钟信号和输出电压来 控制升压部以交替地执行充电操作和升压操作。控制电路响应于点像 素的选择线是显示面板中奇数编号的线或偶数编号的线，禁止执行充 电操作和升压操作。
在本发明的另一方面，驱动器提供有升压器电路，输出升高的 输出电压；灰阶电压生成器，在升高的输出电压上进行操作以生成一 组灰阶电压；数字模拟转换器，从一组灰阶电压中选择与显示数据相 对应的输出灰阶电压；以及放大器电路，在升髙的输出电压上进行操 作以将选择输出灰阶电压输出至显示面板。升压器电路包括升压部， 该升压部包括升压电容器元件，升压部被构造为执行充电操作以在升 压电容器元件上积累电荷并且通过使用在升压电容器元件中积累的电 荷来执行升压操作以升高输出电压；以及控制电路，该控制电路响应 于升压时钟信号和输出电压控制升压部以交替地执行充电操作和升压 操作。控制电路响应于点像素的选择线是显示面板中奇数编号的线还 是偶数编号的线，禁止执行充电操作和升压操作。
在本发明的又一方面，显示装置提供有升压器电路，输出升高 输出电压；驱动器；以及显示面板。驱动器包括灰阶电压生成器，在升高输出电压上进行操作以生成一组灰阶电压；数字模拟转换器， 从一组灰阶电压中选择与显示数据相对应的输出灰阶电压；以及放大 器电路，在升高输出电压上进行操作以将选择的输出灰阶电压输出到 显示面板。升压器电路包括升压部，该升压部包括升压电容器元件， 升压部被构造为执行充电操作以升压电容器元件上积累电荷并且通过 使用在升压电容器元件中积累的电荷来执行升压操作以升高输出电 压；以及控制电路，响应于升压时钟信号和输出电压来控制升压部以 交替地执行充电操作和升压操作。控制电路响应于点像素的选择线是 显示面板中奇数编号的线还是偶数编号的线，禁止执行充电操作和升 压操作。
在本发明的又一方面，电压升压的方法包括
响应于升压时钟信号和输出电压，交替地执行用于在升压电容器 元件上积累电荷的充电操作和通过使用在升压电容器元件中积累的电 荷来升高输出电压的升压操作；以及
响应于点像素的选择线是显示面板中奇数编号的线还是偶数编号 的线，禁止执行充电操作和升压操作。
在本发明中，仅当选择奇数编号的线或者当选择偶数编号的线时， 执行充电操作和升压操作。即，对显示面板的一半的线执行充电操作 和升压操作。这有效地减少由切换升压器电路中的开关而产生的噪音。


下面，根据结合附图对某些优选实施例进行的描述，使本发明的 以上和其他目的、优点和特征更加明显，其中
图l示出本发明的一个实施例中的TFT液晶显示装置的示例性构
造；
图2示出本发明的一个实施例中的TFT液晶显示装置的源极驱动 器的示例性构造；
图3示出图2中所示的TFT液晶显示装置的源极驱动器的构造；图4示出本发明的一个实施例中的TFT液晶显示装置的源极驱动 器的升压器电路的示例性构造；
图5是示出本发明的一个实施例中的TFT液晶显示装置的源极驱 动器的升压器电路的脉冲跳跃操作控制器的线数信号输出电路的示例 性操作的真值表；
图6A是示出本发明的一个实施例中的TFT液晶显示装置的源极 驱动器的升压器电路的示例性脉冲跳跃操作的时序图；以及
图6B是示出本发明的一个实施例中的TFT液晶显示装置的源极 驱动器的升压器电路的另一示例性脉冲跳跃操作的时序图。
具体实施例方式
现在在此将参考示例性实施例来描述本发明。本领域的技术人员 将会理解能够使用本发明的教导完成许多可替选的实施例并且本发明 不限于为解释性目的而示出的实施例。
接下来，参考附图给出对包括本发明的一个实施例的升压器电路 的显示装置进行的描述。应注意的是，本发明可以应用于诸如TFT(薄 膜晶体管)液晶显示装置、简单矩阵液晶显示装置、电致发光(EL) 显示装置以及等离子体显示装置的不同显示装置。
<整体构造>
图1示出本发明的一 个实施例中的TFT液晶显示装置1的示例性 构造。
本实施例的TFT液晶显示装置1提供有液晶显示面板10。在下文 中，给出了对假定液晶显示面板10是包括240X320个像素的QVGA 面板进行的描述。液晶显示面板IO提供有被布置在行和列中的点像素 11。点像素11中的每个包括薄膜晶体管(TFT) 12和像素电容器15。 通过像素电极和面向像素电极的反电极来形成像素电容器15。反电极 被连接至反电极驱动器(未示出)。TFT 12中的每个具有漏极电极13、被连接至像素电极的源极电极14以及栅极电极16。例如，当液晶显示 面板10是单色面板时，点像素11被布置成240列和320条线。另一 方面，当液晶显示面板10是多色面板时，每个像素分别由用于显示红 (R)、绿(G)以及蓝(B)的三种点像素组成，并且720 (=240X3) 个点像素11被布置在液晶显示面板10的水平方向中的每条线中。为 了方便起见，图1示出用于液晶显示面板10是单色面板的情况的系统 构造。
TFT液晶显示装置1进一步包括栅极线Gl至G320和数据线Sl 至S240。栅极线Gl至G320分别被连接至被布置成320行(线)的点 像素11的TFT 12的栅极电极。数据线Sl至S240分别被连接至被布 置成240列的点像素11的TFT 12的漏极电极13。
TFT液晶显示装置1另外包括用于驱动点像素11的栅极驱动器 20和源极驱动器30。栅极驱动器20被集成在半导体芯片(未示出) 内并且被连接至栅极线Gl至G320。源极驱动器30被集成在另一半导 体芯片内并且被连接至数据线Sl至S240。
此外，TFT液晶显示装置1包括时序控制器2。为了在便携式装 置中使用，时序控制器2通常被集成在具有一个或多个其他电路的一 个IC芯片内。在一个实施例中，时序控制器2和源极驱动器30可以 被整体地集成。在可替选的实施例中，时序控制器2、源极驱动器30 以及栅极驱动器20可以被整体地集成。
时序控制器2输出用于指示每个水平时段的水平同步信号 HSYNC，以及用于顺序地选择栅极线Gl至G320的栅极时钟信号 GCLK。栅极驱动器320响应于栅极时钟信号GCLK和水平同步信号 HSYNC而在各自的水平时段(选择栅极线Gl)将选择信号顺序地输 出至各个栅极线Gl至G320。当选择信号被馈入到选择线中的240点 像素11的TFT 12的栅极电极16时，通过选择信号来导通相应的TFT12。
时序控制器2输出用于指示图像帧的切换的帧切换信号FS。当用 于在液晶显示面板10上显示的当前图像帧的当前帧数据被切换到用于 下一个图像帧的下一个图像帧数据时，帧切换信号FS激活。帧数据包 括用于最终的线的组的显示数据DATA。在本实施例中，在栅极驱动 器20选择栅极线G320之后激活从时序控制器2馈入到栅极驱动器20 的栅极时钟信号GCLK、水平同步信号HSYNC以及帧切换信号FS。 因此，在这种情况下，栅极驱动器20响应于栅极时钟信号GCLK、水 平同步信号HSYNC以及帧切换信号FS而选择栅极线Gl。
时序控制器2将用于各个线的显示数据DATA顺序地馈入到源极 驱动器30。另外，时序控制器2将时钟信号CLK、升压时钟信号VCLK 以及移位脉冲信号STH馈入到源极驱动器30。应注意的是，稍后将描 述源极驱动器30的构造和操作的细节。
图2示出源极驱动器30的示例性构造。
源极驱动器30包括移位寄存器31、数据寄存器32、锁存电路33、 电平移位器34、数字模拟转换器(DAC) 35、放大器电路36、灰阶电 压生成器电路37以及升压器电路40 (或者电源电路40)。放大器电 路36分别包括具有被连接到数据线Sl至S240的输出的放大器AMP1 至AMP240。
升压器电路40将高于电源电压VDD的输出升压电压VDD2提供 到放大器电路36和灰阶电压生成器电路37。放大器电路36在由升压 器电路40馈入到输出电压供给节点NVDD2的输出升压电压VDD2上进 行操作。
如图3中所示，灰阶电压生成器电路37包括伽玛校正电压基准电路38、伽玛校正电阻器梯R1以及电容器元件Col。
伽玛校正电压基准电路38被连接在地线和升压器电路40将输出 电压VDD2馈入的输出电压供给节点NvDD2之间。灰阶电压生成器电 路37允许伽玛校正电压基准电路38由馈入到输出电压供给节点NVDD2 的输出电压VDD2生成伽玛校正基准电压VS (0<VS<VDD2)，并且 将伽玛校正基准电压VS提供给用于生成一组灰阶电压的伽玛校正电 阻器梯Rl。
电容器元件Col被连接在地线与伽玛校正电压基准电路38提供伽 玛校正基准电压VS的伽玛校正基准电压供给节点Nvs之间。被连接在 伽玛校正基准电压供给节点Nvs和地线之间的伽玛校正电阻器梯Rl包 括串联连接的灰阶电阻器元件(未示出)。灰阶电压生成器电路37通 过使用串联连接的灰阶电阻元件来分压馈入到伽玛校正基准电压供给 节点Nvs的伽玛校正基准电压VS以生成一组灰阶电压，并且将生成的 灰阶电压提供到DAC 35。对于TFT液晶显示装置1执行64级灰阶显 示的情况来说，例如，灰阶电压生成器电路37用63级电阻器元件来 分压伽玛校正基准电压VS以生成与64个灰阶级相关联的64个不同的 灰阶电压，并且将生成的灰阶电压提供到DAC35。
再次参考图2，将解释源极驱动器30的示例性操作。
升压器电路40交替地执行充电操作和升压操作。在充电操作中， 升压器电路40在电容器元件上积累与电源电压相对应的电荷。在升压 操作中，升压器电路40响应于来自时序控制器2的升压时钟信号 VCLK，通过添加电源电压和与在电容器元件上积累的电荷相对应的电 压来生成输出升压电压VDD2，并且将输出升压电压VDD2提供到放 大器电路36和灰阶电压生成器电路37。
灰阶电压生成器电路37由通过伽玛校正电压基准电路38从升压器电路40馈入的输出电压VDD2来生成伽玛校正基准电压VS。另外， 灰阶电压生成器电路37通过用伽玛校正电阻器梯Rl将伽玛校正基准 电压VS分压来生成一组灰阶电压并且将该组灰阶电压提供到DAC 35。
移位寄存器31对于其内的移位脉冲信号STH执行移位操作以对 数据寄存器32生成一组锁存信号。顺序地激活与时钟信号CLK同步 的锁存信号。
数据寄存器32与来自移位寄存器31的锁存信号同步地、顺序地 接收来自时序控制器2的显示数据DATA。数据寄存器32具有用于一 条线的显示数据DATA(即，用于240个点像素11的显示数据DATA) 的容量。锁存电路33从数据寄存器32同时锁存用于一条线的完整的 一组显示数据，并且将锁存的显示数据传输至电平移位器34。电平移 位器34分别为从锁存电路33接收的显示数据提供电平转换，并且将 显示数据传输到DAC 35。 DAC 35通过由从灰阶电压生成器电路37馈 入的一组灰阶电压之中选择与从电平移位器34接收的每个显示数据相 对应的输出灰阶电压来执行数字/模拟转换。DAC 35将其中的每个经受 数字/模拟转换的240个输出灰阶电压馈入到放大器电路36。
放大器电路36中的放大器AMP1至AMP240在从DAC 35接收的 240个输出灰阶电压上提供阻抗变换，并且将阻抗变换的灰阶电压分别 输出至数据线Sl至S240以驱动液晶显示面板10的选择线的240个点 像素ll。例如，当选择栅极线G1时，导通与栅极线Gl相关联的240 个点像素11的TFT 12。在这种情况下，240个显示数据被分别写入到 与选择线相关联的240个点像素11的像素电容器15中，并且被保持 直到下一个显示数据写入。
输出超过低电压元件的耐受电压的输出电压VDD2的升压器电路 40由高电压元件组成，该高电压元件具有的耐受电压比低电压元件的耐受电压高以避免耐受电压的问题，低电压元件指示具有在制造工艺
中可用的最短的沟道长度的MOS晶体管，而高电压元件指示被构造以 对于相同放大因子(hfe)来说具有的布局尺寸大于低电压元件的布局 尺寸或者通过采用较长的沟道长度或者应用专用于高电压元件的附加 工艺所制造的MOS晶体管。
但是，与低电压元件相比，高电压元件具有增加每个元件的布局 尺寸的缺点，这不期望地导致芯片尺寸和制造成本增加。为此，期望 的是，升压器电路40尽可能多地使用低电压元件。为了满足此需要， 当在升压器电路40中使用低电压元件时，执行脉冲跳跃操作以限制输 出电压使得输出电压不超过低电压元件的耐受电压。脉冲跳跃操作表 示当输出电压(输出电压VDD2)被增加到等于或者大于所期望的电压 时，上述升压和充电操作被中断。
通过中断开关的切换操作(稍后描述切换操作的细节)在升压器 电路40中实现脉冲跳跃操作。但是，脉冲跳跃操作导致升压器电路40 以未限定的频率而不是以固定的频率来执行切换操作；脉冲跳跃操作 使升压器电路40的切换操作与水平同步信号HSYNC不同步。因此， 当输出电压VDD2被用作放大器电路36和灰阶电压生成器电路37的 电源电压时，通过升压器电路40内的开关的切换操作引起的噪音可以 被视为液晶显示面板10上的图像劣化。本实施例的TFT液晶显示装置 1被设计为通过下面所描述的构造和操作来减少由脉冲跳跃操作引起 的噪音。
图4示出升压器电路40的示例性构造。
升压器电路40包括升压部50、电压比较器部60、 80、升压控制 器部70以及脉冲跳跃操作控制器部90。电压比较器部60、 80、升压 控制器部70以及脉冲跳跃操作控制器部90形成控制升压部50的控制 电路。升压部50包括电源51、开关SW1至SW4、升压电容器元件CI 以及平滑电容器元件Co2。电源51将电源电压VDD馈入电源节点 NVDD。开关SWl至SW2是低电压元件，每个低电压元件具有馈入有 通过使升压控制信号反相所生成的反相升压控制信号的栅极的MOS晶 体管。当反相升压控制信号的信号电平被设定为高电平(H)时，开关 SWl和SW2被导通。
开关SW3和SW4是作为每个具有馈入有升压控制信号的栅极的 MOS晶体管的低电压元件。当升压控制信号的信号电平被设定为高电 平(H)时，开关SW3和SW4被导通。开关SW2被连接在电源节点
NvDD和地线之间。开关SWl被连接在电源节点NvDD和开关SW2之间。
升压电容器元件Cl被连接在开关SW1和SW2之间。开关SW3被连 接在电源节点NvDD和开关SW2之间。开关SW4被连接在正电容器节 点NCl+和上述输出电压供给节点NvDD2之间，其中正电容器节点NC1+ 被提供在开关SW1与升压电容器元件Cl之间。电容器元件Co2被连 接在输出电压供给节点NVDD2和地线之间。
电压比较器部60包括基准电压供给61、比较器COM1以及串联 连接的电阻器元件R2和R3。电阻器元件R3被连接在输出电压供给节 点NvDD2和地线之间，并且电阻器元件R2被连接在输出电压供给节点 NvDD2和电阻器元件R3之间。比较器COMl具有非反相输入端子、反 相输入端子以及输出端子。基准电压供给61被连接在比较器COM1的 非反相输入端子和地线之间，并且将基准电压VREF提供给非反相输 入端子。基准电压VREF是预定的正电压。比较器COMl的反相输入 端子被连接在电阻器元件R2和R3的连接节点以接收通过用电阻器元 件R2和R3分压电压所生成的分压COMIN。
电压比较器部80提供有比较器COM2和电阻器元件R4。电阻器 元件R4被连接在输出电压供给节点NvoD2和电阻器元件R2之间。比较器COM2具有非反相输入端子，反相输入端子以及输出端子。比较 器COM2的非反相输入端子被连接到基准电压供给61，并且基准电压 供给61对其提供基准电压VREF。比较器COM2的反相输入端子被连 接到电阻器元件R4和R2的连接节点以接收通过用电阻器元件R4、R2 以及R3分压电压而生成的分压COMIN2。
脉冲跳跃操作控制器部卯提供有线数信号输出电路91、与电路 AND2以及或电路0R1。线数信号输出电路91的输入被连接到时序控 制器2以接收来自时序控制器2的水平同步信号HSYNC和帧切换信号 FS。与电路AND2具有两个输入端子和输出端子。线数信号输出电路 91的输出被连接到与电路AND2的两个输入端子中的一个，并且线数 信号输出电路91将输出信号LOUT提供到一个输入端子。与电路AND2 的另一输入端子被连接到比较器C0M1的输出端子。或电路0R1具有 两个输入端子和输出端子。或电路ORl的两个输入端子中的一个输入 端子被连接至与电路AND2的输出端子。或电路0R1的另一输入端子 被连接到比较器COM2的输出端子。
升压控制器部70具有与电路AND1、反相器71以及电平移位电 路72。与电路AND1具有两个输入端子和输出端子，并且反相器71 具有输入端子和输出端子。电平移位电路72提供有第一电平移位器 72a，为馈入到开关SW1和SW2的反相升压控制信号提供电平移位； 以及第二电平移位器72b，为馈入到开关SW3、 SW4的升压控制信号 提供电平移位。与电路AND1的两个输入端子中的一个输入端子被连 接到时序控制器2,并且时序控制器2将升压时钟信号VCLK提供到一 个输入端子。与电路AND1的另一输入端子被连接到或电路ORl的输 出端子，并且或电路ORl的输出信号被馈入到与电路AND1的另一输 入端子。与电路AND1的输出端子被连接到电平移位电路72的第二电 平移位器72b的输入和反相器71的输入端子。反相器71的输出端子 被连接到电平移位电路72的第一电平移位器72a的输入。<升压器电路操作>
接下来，参考图4、图5、图6A以及图6B给出对升压器电路40 的示例性操作的描述。图5是示出脉冲跳跃操作控制器部90的线数信 号输出电路91的示例性操作的真值表。图6A和图6B是示出升压器电 路40中的脉冲跳跃操作的时序图。
如上所述，时序控制器2将时钟信号CLK、显示数据DATA、升 压时钟信号VCLK(稍后将会进行描述)、指示每个水平时段的开始的 水平同步信号HSYNC (稍后将会进行描述)以及指示将用于在液晶显 示面板10上显示的当前图像帧的当前帧数据切换到下一个帧数据的帧 切换信号FS输出至源极驱动器30。这里，时序控制器2与将用于第一 至第320条线的显示数据DATA的顺序数据传送到源极驱动器30同步 地激活水平同步信号HSYNC 320次。升压时钟信号VCLK被提供到来 自时序控制器2的与电路AND1的输入端子中的一个。水平同步信号 HSYNC和帧切换信号FS被提供到线数信号输出端子91的输入。
接下来，当升压时钟信号VCLK被设定为高电平(H)时，升压 时钟信号VCLK的状态被限定为激活，并且当升压时钟信号VCLK被 设定为低电平(L)时，升压时钟信号VCLK的状态被限定为未激活。 其他的信号也是如此。
<充电和升压操作>
在升压部50中，当反相升压控制信号被激活(或者被设定为髙电 平(H))并且升压控制信号未被激活(或者被设定为低电平(L)) 时，开关SW1和SW2被导通并且开关SW3、 SW4被断开。在这种情 况下，升压部50执行充电操作以在升压电容器元件CI上积累的与电 源电压VDD相对应的电荷。另一方面，当反相升压控制信号未被激活 并且升压控制信号被激活时，开关SW1和SW2被断开并且开关SW3 和SW4被导通。在这种情况下，升压部50执行升压操作以将作为通 过添加电源电压VDD和在升压电容器元件CI上的电压所生成的输出电压VDD2输出至输出电压供给节点NvDD2。在升压部50中，通过使 用升压电容器元件C1重复地执行充电和升压操作，将输出电压升压到 电源电压VDD的两倍电压。
<所需的和报警电压设定>
在升压器电路40的操作中，所需的电压Vx和报警电压Vy被限 定。通过电阻器元件R2、 R3以及R4如下地调节所需的和报警电压Vx 和Vy:
在电压比较器部60中，通过用电阻器元件R2、 R3以及R4分压 电压，在电阻器元件R2和R3的连接节点上生成分压C0MIN1。分压 C0MIN1被馈入到比较器C0M1的反相输入端子。比较器C0M1将馈 入到其反相输入端子的分压C0MIN1与馈入到其非反相输入端子的基 准电压VREF进行比较，并且从输出端子输出指示比较结果的输出信 号COMOUT。
所需的电压Vx被限定为用于当分压COMINl等于基准电压VREF 时的情况的输出电压VDD2。在基准电压VREF与作为电源电压VDD 的2倍的电压之间调节所需的电压Vx。换言之，其保持
VREF < Vx < 2xVDD
在电压比较器部80中，通过用电阻器元件R2、 R3以及R4分压 电压，在电阻器元件R2和R4的连接节点上生成分压COMIN2。分压 COMIN2提供到比较器COM2的反相输入端子。比较器COM2将馈入 到反相输入端子的分压COMIN2与馈入到非反相输入端子的基准电压 VREF进行比较，并且从输出端子输出指示比较结果的输出信号 COMOUT2。
对于当分压COMIN2等于基准电压VREF时的情况所需的电压 Vy被限定为输出电压VDD2。在基准电压VREF和所需的电压Vx之 间调节报瞀电压Vy。 B卩，其保持
VREF < Vy < Vx例如，当所需的电压Vx是5.5 (V)时，报警电压Vy可以是5.3(V)。
<无条件的升压和充电操作>
接下来，给出对用于输出电压VDD2低于报警电压Vy的情况的升压器电路40的操作进行的描述。
当输出电压VDD2被减少到低于电压比较器部80中的报警电压Vy时，分压COMIN2也被减少到低于基准电压VREF; (COMIN2 <VREF)。在这种情况下，比较器COM2将输出信号COMOUT2的信号电平上拉到高电平(H)。在脉冲跳跃操作控制器部90中，或电路ORl将输出信号的信号电平上拉到高电平(H)。
在升压控制器部70中，与电路AND1响应于被设定为高电平(H)的来自或电路OR1的输出信号，从输出端子输出升压时钟信号VCLK。反相器71将升压时钟信号VCLK反相，并且输出反相升压时钟信号。电平移位电路72的第一电平移位器72a为反相升压时钟信号提供电平移位以将反相升压控制信号输出到开关SW1和SW2。电平移位电路72的第二电平移位器72b为升压时钟信号VCLK提供电平移位以将升压控制信号输出到开关SW3和SW4。
当升压时钟信号VCLK被上拉到高电平(H)时，升压控制信号被设定为高电平(H)并且反相升压控制信号被设定为低电平(L)。在这种情况下，开关SW3和SW4被导通并且开关SW1和SW2被断开。当升压时钟信号VCLK被下拉到低电平(L)时，另一方面，升压控制信号被设定为低电平(L)并且反相升压控制信号被设定为髙电平(H)。在这种情况下，开关SW1和SW2被导通并且开关SW3和SW4被断开。升压时钟信号VCLK被周期性地上拉和下拉并且这通过使用升压电容器元件C1而使输出电压VDD2升压。这样，当输出电压VDD2下降到报警电压Vy之下时，从比较器COM2输出的输出信号COMOUT2的信号电平是高电平(H)，并且由此从或电路ORl输出的输出信号的信号电平也被固定到高电平(H)。结果，通过使用升压比较器元件C1来执行上述充电和升压操作，并且由此升压部50使输出电压VDD2升压，直到输出电压VDD2超过报警电压Vy。在这种情况下，不执行脉冲跳跃操作。
<选择性的充电和升压操作>
当输出电压VDD2高于报警电压Vy时，执行充电和升压操作以将输出电压VDD2调整到所需的电压Vx。应注意的是，不仅响应于输出电压VDD2的电压电平，而且响应于当前选择线是偶数编号的线还是奇数编号的线以及当前的图像帧是偶数编号的图像帧还是奇数编号的图像帧，选择性地执行充电和升压操作。
在本实施例中，当点像素11的偶数编号的线(或偶数编号的栅极线G2i)被选择时，对于奇数编号的图像帧，禁止充电和升压操作，而与输出电压VDD2无关。当奇数编号的线被选择时，对于偶数编号的图像帧，禁止充电和升压操作，而与输出电压VDD2无关。这样的操作有效地减少执行充电和升压操作的次数，并且由此减少由开关SW1至SW4的切换而产生的噪音。
应注意的是，术语"奇数编号的"和"偶数编号的"仅被用于区别两个相邻的线或者两个相邻的图像帧。例如，在可替选的实施例中，当点像素11的偶数编号的线(或者偶数编号的栅极线G2i)被选择时，对于奇数编号的图像帧，禁止充电和升压操作，而与输出电压VDD2无关。当奇数编号的线被选择时，对于偶数编号的图像帧，禁止充电和升压操作，而与输出电压VDD2无关。这样的操作有效地减少执行充电和升压操作的次数，并且由此减少由开关SW1至SW4的切换而产生的噪音。接下来，给出对用于当输出电压VDD2高于报警电压Vy时的情况的升压器电路40的示例性操作进行的描述。
当输出电压VDD2超过报警电压Vy时，分压COMIN2超过电压比较器部80中的基准电压VREF。在这种情况下，比较器COM2将输出信号COMOUT2设定为低电平(L)。
另一方面，当输出电压VDD2被进一步增加成超过所需的电压Vx时，分压COMIN超过电压比较器部60中的用于参考的基准电压VREF。在这种情况下，比较器COM1将输出信号COMOUT设定为低电平(L)以指示执行脉冲跳跃操作。
在脉冲跳跃操作控制器部90中，线数信号输出电路91监控和计算水平同步信号HSYNC和帧切换信号FS以由此识别当前选择了哪条线以及哪个图像帧被当前显示在液晶显示面板10上，并且输出指示监控结果的输出信号LOUT。应注意的是，液晶显示面板10包括点像素11的320条线，并且在本实施例中用于一个图像帧的显示数据DATA包括用于第一至第320条线的显示数据DATA。当以从第一至第320条线的顺序馈入用于第一至第320条线的显示数据DATA时，时序控制器2激活水平同步信号HSYNC 320次。响应于与响应于激活的水平同步信号HSYNC相关联的显示数据DATA,顺序地驱动液晶显示面板IO上的第一至第320条线中的点像素11。
线数信号输出电路91由帧切换信号FS来确定当前的图像帧是奇数编号的图像帧(第1、第3、第5、……图像帧)还是偶数编号的图像帧。
另外，线数信号输出电路91由水平同步信号HSYNC来确定当前选择线是奇数编号的线(第1、第3、第5、……、或者第319条线)还是偶数编号的线(第2、第4、第5、……、或者第320条线)。对于奇数编号的图像帧(第n、第(n+2)……、n是奇数)，在当前选择线是奇数编号的线(第1、第3、第5、……、或者第319条线)时，线数信号输出电路91将输出信号LOUT上拉到高电平(H)以允许进行充电和放电操作，并且在当前选择线是偶数编号的线(第2、第4、……、或者第320条线)时，将输出信号LOUT下拉到低电平(L)。
另一方面，对于偶数编号的图像帧(第(n+l)、第(n+3)、……)，在当前选择线是奇数编号的线(第l、第3、……、或者第319条线)时，线数信号输出电路91将输出信号LOUT下拉到低电平(L),并且在当前选择线是偶数编号的线(第2、第4、……、或者第320条线)时，将输出信号LOUT上拉到高电平(H)以允许进行充电和放电操作。
在脉冲跳跃操作控制器部90中，与电路AND2对来自比较器COM1的输出信号COMOUT和来自用于由来自线数信号输出电路91的输出所生成的输出信号LOUT2的线数信号输出电路91的输出信号LOUT作出响应。当来自线数信号输出电路91的输出信号LOUT被设定为高电平(H)时，与电路AND2将其输出信号LOUT2的信号电平设定为等于输出信号COMOUT的信号电平。
更具体地，当来自线数信号输出电路91的输出信号LOUT被设定为高电平(H)并且比较器COM1的输出信号COMOUT被设定为低电平(L)时，与电路AND2将其输出信号LOUT2设定为低电平(L)。在这种情况下，由于输出信号COMOUT2和LOUT2的信号电平都被设定为低电平，所以或电路OR1将其输出信号设定为低电平(L)。结果，升压控制器部70中的与电路AND1将其输出信号固定为低电平(L)。响应于被固定为低电平(L)的与电路AND1的输出信号，执行脉冲跳跃操作。详细地，电平移位电路72内的电平移位器72a将反相升压控制信号固定为髙电平(H)，并且电平移位电路72内的电平移位器72b将升压控制信号固定为低电平(L)。结果，开关SW1和SW2被固定为ON (导通)状态，并且开关SW3和SW4被固定为OFF(断开)状态。这导致执行脉冲跳跃操作，其中没有执行通过使用升压电容器Cl进行的充电和升压操作。
当来自线数信号输出电路91的输出信号LOUT被设定为髙电平(H)并且比较器COMl的输出信号COMOUT被设定为高电平(H)时，与电路AND2将其输出信号LOUT2设定为高电平(H)。在这种情况下，或电路OR1将其输出信号设定为高电平(H)。结果，升压控制器部70中的与电路AND1响应于升压时钟信号VCLK，在高和低电平之间重复地切换其输出信号的信号电平。响应于与电路AND1的输出信号，执行充电和升压操作。详细地，电平移位电路72内的电平移位器72a和72b在高和低电平之间重复地切换升压控制信号和反相升压控制信号，使得升压控制信号和反相升压控制信号是互补的。结果，开关SW1至SW4被重复地接通和断开。这导致通过使用升压电容器Cl来执行充电和升压操作以升压输出信号VDD2。
另一方面，当来自线数信号输出电路91的输出信号LOUT被设定为高电平(L)时，在不管来自比较器COMl的输出信号COMOUT的信号电平的情况下，与电路AND2将输出信号LOUT2设定为低电平
(L)。在这种情况下，由于输出信号COMOUT2和LOUT2的信号电平都被设定为低电平，所以或电路OR1将其输出信号设定为低电平。结果，升压控制器部70中的与电路AND1将其输出信号固定为低电平
(L)。响应于被固定为低电平(L)的与电路AND1的输出信号，通过使用升压电容器Cl来执行脉冲跳跃操作以停止充电和升压操作。
如此所述，当输出电压VDD2超过报警电压Vy时，从比较器COM2输出的输出信号COMOUT2被设定为低电平(L),或电路ORl将其输出信号的信号电平设定为等于输出信号LOUT2的信号电平。此外，当输出信号COMOUT被设定为高电平(H)时，输出信号LOUT2的信号电平被设定为等于输出信号COMOUT的信号电平。因此，仅当输出电压VDD2超过报警电压Vy并且来自线数信号输出电路91的输出 信号LOUT被设定为高电平(H)时，来自比较器COMl的输出信号 COMOUT是有效的。因此，当输出电压VDD2超过所需的电压Vx并 且输出信号COMOUT被设定为低电平(L)时，执行上述选择性的脉 冲跳跃操作。详细地，仅在当前选择线是奇数编号的线(第1、第3、……、 或者第319条线)时，对奇数编号的图像帧(第n、第(n+2)……、n 是奇数)执行脉冲跳跃操作。另一方面，对于偶数编号的图像帧(第 (n+l)、第(n+3)……)，仅在当前选择线是偶数编号的线(第2、 第4、……、或者第320条线)时，执行脉冲跳跃操作。另一方面，当 输出电压VDD2超过报警电压Vy并且来自线数信号输出电路91的输 出信号LOUT被设定为低电平(L)时，在不管来自比较器C0M1的 输出信号COMOUT的情况下，执行脉冲跳跃操作。
会想到存在这样的问题由于在本实施例的升压器电路40中执行 充电和升压操作的次数的减少，而使输出电压VDD2的输出电平被过 度地减少，因为在输出电压VDD2高于报警电压Vy的情况下，当输出 信号LOUT被设定为低电平时，不执行充电和升压操作。但是，应注 意的是，通过调节升压时钟信号VCLK的频率能够增加输出电压VDD2 的输出电平。在本实施例中，假定适当地调节升压时钟信号VCLK的 频率。
<有益效果>
接下来，给出对本实施例的TFT液晶显示装置1的优点进行的描 述。对于每个图像帧，仅在当前选择线是奇数编号的线或仅在当前选 择线是偶数编号的线时，通过允许执行充电和放电操作，本实施例的 TFT液晶显示装置1有效地减少由开关SW1至SW4的切换而产生的 噪音。这允许将开关SW1至SW4的切换次数减少到大约传统的电荷 泵升压器电路的一半。
详细地，在通过脉冲跳跃操作调整输出电压VDD2的情况下，如图6A和图6B所示，根据从升压器电路40输出的输出电压VDD2的 输出电平，升压器电路40的升压部50的开关SW1至SW4响应于升 压时钟信号VCLK，以未限定的频率进行操作。换言之，由于输出电压 VDD2的负载电流不是固定的，所以输出电压VDD2的降低曲线的倾 度也不是固定的。因此，没有固定开关SW1至SW4的导通和断开周 期。
由于用于充电/放电升压电容器Cl的电流瞬间流过这些开关SW1 至SW4，所以需要作为低电压元件的MOS晶体管开关SW1至SW4为 低阻抗。这潜在地要求扩大芯片布局中的MOS晶体管开关SW1至SW4 的沟道宽度。关于寄生电容和面积效率方面，MOS晶体管的沟道宽度 的增加是不合需要的。然后，通过并联连接几个晶体管的源极和漏极 可以实现具有大沟道宽度的晶体管；但是，这不期望地增加互连的数 目和负载电容。因而，不可避免地具有大沟道宽度的开关SW1至SW4 的操作以未限定的频率在芯片中不期望地产生噪音。开关SW1至SW4 的导通和断开不期望地引起在输出灰阶电压上被重叠的电压尖峰，并 且由于电压尖峰，数据线S1至S240经受噪音。
本实施例的升压器电路40的构造有效地减少开关SW1至SW4的 切换次数，并且由此减少输出灰阶电压上的噪音。
显然的是，本发明不限于上述实施例，但是可以在不脱离本发明 的范围的情况下进行修改和变化。
在上述实施例中，当关注的信号被设定为高电平(H)时，相应的 信号被限定为激活，并且当关注的信号被设定为低电平(L)时，相应 的信号被限定为未激活；但是，本领域的技术人员将会理解当关注的 信号被设定为低电平(L)时，相应的信号可以被限定为激活，并且当 关注的信号被设定为高电平(H)时，相应的信号被限定为未激活。在 执行本发明中可以将升压器电路40内的逻辑状态反相。此外，尽管升压器电路40被集成在上述实施例的源极驱动器30 内，但是为了将来自时序控制器2的水平同步信号HSYNC和帧切换信 号FS馈入栅极驱动器20的构造简化，升压器电路40可以被集成在栅 极驱动器20内。
权利要求
1.一种升压器电路，包括包括升压电容器元件的升压部，所述升压部被构造为执行在所述升压电容器元件上积累电荷的充电操作以及执行通过使用在所述升压电容器元件中积累的电荷来升高输出电压的升压操作；以及控制电路，其响应于升压时钟信号和所述输出电压来控制所述升压部以交替地执行所述充电操作和升压操作，其中，所述控制电路响应于点像素的选择线是显示面板中奇数编号的线还是偶数编号的线，来禁止执行所述充电操作和升压操作。
2. 根据权利要求1所述的升压器电路，其中，当所述选择线是奇数编号的线和偶数编号的线之一时，所 述控制电路允许对偶数编号的图像帧进行所述充电操作和升压操作， 以及其中，当所述选择线是所述奇数编号的线和偶数编号的线之另一 时，所述控制电路允许对与所述偶数编号的图像帧相邻的奇数编号的 图像帧进行所述充电操作和升压操作。
3. 根据权利要求2所述的升压器电路，其中，所述控制电路接收指示每个水平时段的开始的水平同步信 号，以及其中，所述控制电路响应于所述水平同步信号来禁止执行所述充 电操作和升压操作。
4. 根据权利要求3所述的升压器电路，其中，所述控制电路接收指示图像帧的切换的帧切换信号，以及 其中，所述控制电路响应于所述帧切换信号来禁止执行所述充电 操作和升压操作。
5. 根据权利要求l所述的升压器电路，其中，所述升压控制器部响应于被设定为激活状态和未激活状态 中的一个状态的所述升压时钟信号，来控制所述升压部以执行所述充 电操作，以及其中，所述升压控制器部响应于被设定为激活状态和未激活状态 中的另一个状态的所述升压时钟信号，来控制所述升压部以执行所述 升压操作。
6. —种驱动器，包括 升压器电路，其输出升高的输出电压；灰阶电压生成器，其基于所述升高的输出电压进行操作以生成一 组灰阶电压；数字模拟转换器，其从所述一组灰阶电压中选择与显示数据相对 应的输出灰阶电压；以及放大器电路，其基于所述升高的输出电压进行操作以将所述选择 的输出灰阶电压输出到显示面板，其中，所述升压器电路包括包括升压电容器元件的升压部，所述升压部被构造为执行在 所述升压电容器元件上积累电荷的充电操作以及执行通过使用在所述 升压电容器元件中积累的电荷来升高所述输出电压的升压操作；以及 控制电路，其响应于升压时钟信号和所述输出电压来控制所 述升压部以交替地执行所述充电操作和升压操作，其中，所述控制电路响应于点像素的选择线是显示面板中奇数编 号的线还是偶数编号的线，来禁止执行所述充电操作和升压操作。
7. 根据权利要求6所述的驱动器，其中，当所述选择线是奇数编号的线和偶数编号的线之一时，所 述控制电路允许对偶数编号的图像帧进行所述充电操作和升压操作， 以及其中，当所述选择线是所述奇数编号的线和偶数编号的线之另一时，所述控制电路允许对与所述偶数编号的图像帧相邻的奇数编号的 图像帧进行所述充电操作和升压操作。
8. 根据权利要求7所述的驱动器，其中，所述控制电路接收指示每个水平时段的开始的水平同步信 号，以及其中，所述控制电路响应于所述水平同步信号来禁止执行所述充 电操作和升压操作。
9. 根据权利要求8所述的驱动器，其中，所述控制电路接收指示图像帧的切换的帧切换信号，以及 其中，所述控制电路响应于所述帧切换信号来禁止执行所述充电 操作和升压操作。
10. 根据权利要求6所述的驱动器，其中，所述升压控制器部响应于被设定为激活状态和未激活状态 中的一个状态的所述升压时钟信号，来控制所述升压部以执行所述充 电操作，以及其中，所述升压控制器部响应于被设定为所述激活状态和未激活 状态中的另一个状态的所述升压时钟信号，来控制所述升压部以执行 所述升压操作。
11. 一种显示装置，包括 用于输出升高的输出电压的升压器电路； 驱动器；以及显示面板，其中，所述驱动器包括灰阶电压生成器，其基于所述升高的输出电压进行操作以生 成一组灰阶电压；数字模拟转换器，其从所述一组灰阶电压中选择与显示数据相对应的输出灰阶电压；以及放大器电路，其基于所述升高的输出电压进行操作以将所述 选择的输出灰阶电压输出到显示面板， 其中，所述升压器电路包括-包括升压电容器元件的升压部，所述升压部被构造为执行在 所述升压电容器元件上积累电荷的充电操作以及执行通过使用在所述 升压电容器元件中积累的电荷来升高所述输出电压的升压操作；以及控制电路，其响应于升压时钟信号和所述输出电压来控制所 述升压部以交替地执行所述充电操作和升压操作，其中，所述控制电路响应于点像素的选择线是显示面板中奇数编 号的线还是偶数编号的线，来禁止执行所述充电操作和升压操作。
12. 根据权利要求ll所述的显示装置，其中，当所述选择线是奇数编号的线和偶数编号的线之一时，所 述控制电路允许对偶数编号的图像帧进行所述充电操作和升压操作， 以及其中，当所述选择线是奇数编号的线和偶数编号的线之另一时， 所述控制电路允许对与所述偶数编号的图像帧相邻的奇数编号的图像 帧进行所述充电操作和升压操作。
13. 根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述控制电路接收指示每个水平时段的开始的水平同步信 号，以及其中，所述控制电路响应于所述水平同步信号来禁止执行所述充 电操作和升压操作。
14. 根据权利要求13所述的显示装置，其中，所述控制电路接收指示图像帧的切换的帧切换信号，以及 其中，所述控制电路响应于所述帧切换信号来禁止执行所述充电 操作和升压操作。
15. 根据权利要求ll所述的显示装置，其中，所述升压控制器部响应于被设定为激活状态和未激活状态 中的一个状态的所述升压时钟信号，来控制所述升压部以执行所述充 电操作，以及其中，所述升压控制器部响应于被设定为所述激活状态和未激活 状态中的另一个状态的所述升压时钟信号，来控制所述升压部以执行 所述升压操作。
16. —种升压的方法，包括响应于升压时钟信号和输出电压，交替地执行在升压电容器元件 上积累电荷的充电操作和通过使用在所述升压电容器元件中积累的电荷来升髙所述输出电压的升压操作；以及响应于点像素的选择线是显示面板中的奇数编号的线还是偶数编 号的线，来禁止执行所述充电操作和升压操作。
17. 根据权利要求16所述的方法，进一步包括 当所述选择线是奇数编号的线和偶数编号的线之一时，允许对偶数编号的图像帧进行所述充电操作和升压操作，以及当所述选择线是所述奇数编号的线和偶数编号的线之另一时，允 许对与所述偶数编号的图像帧相邻的奇数编号的图像帧进行所述充电 操作和升压操作。
18. 根据权利要求17所述的方法，进一步包括接收指示每个水平时段的开始的水平同步信号，其中，响应于所述水平同步信号来禁止所述充电操作和升压操作。
19. 根据权利要求18所述的方法，进一步包括接收指示图像帧的切换的帧切换信号，其中，响应于所述帧切换信号来禁止所述充电操作和升压操作。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，响应于被设定为激活状态和未激活状态中的一个状态的所 述升压时钟信号，来执行所述充电操作，以及其中，响应于被设定为所述激活状态和未激活状态中的另一个状 态的所述升压时钟信号，来执行所述升压操作。
全文摘要
本发明涉及升压器电路、显示面板驱动器以及显示装置。升压器电路提供有升压部和控制电路。升压部包括升压电容器元件，并且升压部被构造为执行在升压电容器元件上积累电荷的充电操作以及执行通过使用在升压电容器元件中积累的电荷来升高输出电压的升压操作。控制电路响应于升压时钟信号和输出电压来控制升压部以交替地执行充电和升压操作。控制电路响应于点像素的选择线是显示面板中奇数编号的线还是偶数编号的线，禁止执行充电和升压操作。
文档编号H02M3/07GK101640479SQ20091016490
公开日2010年2月3日 申请日期2009年7月29日 优先权日2008年7月29日
发明者藤原博史 申请人:恩益禧电子股份有限公司