专利名称：显示单元和显示面板驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示单元和显示面板驱动器，更具体地涉及用于产生 与显示面板上可用的等级中的每个等级相应的等级电压的技术。
背景技术：
在一些情况中，等级电压产生电路被安装在显示面板驱动器上， 以通过驱动电压来驱动诸如液晶显示面板的显示面板。等级电压产生 电路意为产生与显示面板上可用的等级中的各个等级相应的等级电压 的电路。在典型的显示面板驱动器中，依据显示每个像素的等级的像 素数据来选择在等级电压产生电路中产生的等级电压，并且通过所选 择的等级电压来驱动每个像素。
例如，日本特开专利申请No.2002-258816公开了 一种液晶驱动 器，该液晶驱动器配置有用以产生^电压信号组(即等级电压)的
电位产生电路；连接到电位产生电路的输出端的阻抗转换电路；以及
液晶驱动电路，该液晶驱动电路用于基于从阻抗转换电路输出的y电 压信号而将图像数据信号转换为图像信号。当在电位产生电路中产生
Z电压信号时，使用数模(D/A)转换器。运算放大器被用在阻抗转换
电路中。
图l是示出了液晶显示单元的典型配置的框图，该液晶显示单元用
于利用其上安装等级电压产生电路的LCD (液晶显示器)驱动器来驱 -动液晶显示面板。图1中所示的液晶显示单元100包括液晶显示面板1、 等级电源2、 LCD驱动器3以及扫描线驱动器4。
液晶显示面板1包括数据线5、扫描线6和像素7，每个像素7均被置
于数据线5与扫描线6相交的位置处。每个像素7包括TFT (薄膜晶体管) 8和像素电极9a。每个像素电极9a被放置以面对具有公共电压VcoM的公 共电极9b，并且像素电极9a和公共电极9b之间的空间填充有液晶。
等级电源2向LCD驱动器3提供等级电源电压VErVEm。如下面所 述，等级电源电压VErV加被用于产生等级电压V广Vn。
LCD驱动器3依据显示每个像素的等级的像素数据DrN来驱动液晶 显示面板1中的数据线5。更具体地，LCD驱动器3包括数据寄存器11、 锁存电路12、等级电压产生电路1U、 D/A转换器14和输出电路15。数 据寄存器11接收并存储显示每个像素7的等级的像素数据D^。锁存电路 12响应于选通信号ST而锁存来自数据寄存器l 1的像素数据D,并将该 所锁存的像素数据D^发送到D/A转换器14。等级电压产生电路113根据
从等级电源2接收的等级电源电压VE厂VEm来产生等级电压V广Vn。 D/A 转换器14依据从锁存电路12接收的像素数据D!N来选择等级电压Vi-Vn，
并且向输出电路15输出所选择的等级电压。输出电路15包括电压跟随 器(在图中未示出)，每个电压跟随器均连接到每条数据线5，并且将 每条数据5驱动至与从D/A转换器14提供的等级电压相应的驱动电 压。
扫描线驱动器4顺序地驱动液晶显示面板1上的扫描线6。当在扫描 线6被激活的状态下驱动数据线5时，经由数据线5将驱动电压写入与该 所激活的扫描线6相连的像素7中，并且由此驱动像素7。
图2是示出了等级电源2和等级电压产生电路113的配置的示例的 电路图。等级电源2包括恒压产生电路21和电阻梯22。恒压产生电路21 向电阻梯22的两端提供规定的电压。电阻梯22分别从电线接处(tap) 输出等级电源电压VE厂V^。配置电阻梯22，以使得相邻的电线接处之 间的电阻值可以为可变的，以使等级电源电压V^-VEm可调节。依据液
晶显示面板l的特性而最优地调节等级电源电压VEi-V^。
等级电压产生电路113包括运算放大器23和等级电压产生电阻梯 24。如果下文需要，则可以通过向参考标记23增加下标来临时相互区 分运算放大器23。运算放大器23,-23m中的每一个均作为跟随器以从每
个等级电源电压VE广V加产生每个参考电压Vs广Vsm。虽然预算放大器
23i输出的参考电压Vsi基本等于等级电源电压VEi，但也可以在一些操作 中微调参考电压Vsi。将参考电压Vs广V加输出到等级电压产生电阻梯24 的输入端电线接处。等级电压产生电阻梯24接受所提供的参考电压 VsrVSm，并从输出端电线接处产生等级电压VrVn。依据液晶显示面板 l的伽马曲线来确定在相邻的输出端电线接处之间的电阻值。
虽然图1和图2中示出了这样一种配置，即其中等级电压产生电路 113中的运算放大器23驱动LCD驱动器3中的一个等级电压产生电阻梯 24，但是可以对等级电源2和等级电压产生电路113的配置进行各种改 变。例如，可以不将运算放大器23合并在LCD驱动器3中，而是可以将 其集成到外部集成电路(IC)中，该外部集成电路仅用于与恒压产生 电路21和电阻梯22—起使用。此外，如图3所示，在一些情况下，运算 放大器23r23m由多个LCD驱动器3共享，并且运算放大器23i-23m组用于 驱动多个等级电压产生电阻梯24。在此情况下，将运算放大器23r23m 以分布的方式集成到多个LCD驱动器中。图3示出了将两个运算放大器 232w和232i合并到LCD驱动器3i中的情况。将运算放大器集成到LCD驱 动器3的配置有效降低了成本。将运算放大器23集成到专用IC的配置使 得液晶显示单元100中的零件数量增加并且由此从成本的角度来说是 不利的。
必须对用于驱动等级电压产生电阻梯24的运算放大器23进行设
计，以便使操作稳定同时不引起振荡。为了确保稳定操作而应考虑的 事项之一是在每个运算放大器23上的负载的量值。通过等级电压产生 电阻梯24的电阻值和电线连接到运算放大器23的输出端的电容Cp「Cpm 来确定运算放大器23上的负载。因此，需要依据等级电压产生电阻梯
24的电阻值和负载电容CprC^适当设计运算放大器23。在将运算放大 器23合并到LCD驱动器3中的具体情况下，考虑到相位裕度的设计是至 关重要的。这是因为一般来说包括互补金属氧化物半导体(CMOS)的 运算放大器对电容性负载具有较小的相位裕度。
当运算放大器驱动等级电压产生电阻梯时， 一般使用两级放大器， 因此以下将讨论图4中示出的两级放大器的操作稳定性。图4中示出的 两级放大器包括输入级31、输出级32和反馈电容器33，该反馈电容器 33将输出级32的输出端连接到输入端。
当用grm表示输入级31的跨导，用&表示该输入级31的输出电阻、 用q表示该输入级31的输出电容、用gm2表示输出级32的跨导、用112表 示该输出级32的输出电阻、用C2表示该输出级32的输出电容、用Rl表 示两级放大器的负载电阻、用Ct表示该两级放大器rl的负载电容并且 用Cc表示反馈电容器33的电容时，可以用图5中示出的小信号等效电路 来表示图4中示出的两级放大器的特性。根据该小信号等效电路，获得 了如下所示的两级放大器的频率响应特性<formula>formula see original document page 7</formula>
此处，D(s)是传递函数的分母并且被表示为下式 [表达式2]<formula>formula see original document page 7</formula>
当用p,表示第一电极并且用P2表示第二电极时，表达式2的分母D(s) 被表示为下式200810135604.1
说明书第5/ll页
<formula>formula see original document page 8</formula>在此情况下，电极pl和p2是二次方程x2- ^ + 6 = 0的解。
图6是示出了二级放大器在如下设置参数的情况下的频率响应特 性的波德图
Cc=lPf， C产200fF, C2=200fF， R产35Mfi， R2=1.5MJ2, gml=20pS， gml =150nS, CL=0.1nF, RL-100fi或lld2
相应于电极p,的频率的相角为-45。，并且相应于电极p2的频率的相 角为-135。。因此，当相应于电极p2的频率接近或低于0dB增益时的频率 时，可以确保足够的相位裕度。应注意，相位裕度是在OdB增益的频率 处的相角与180°角之间的差值。如从负载电阻RL为100Q的情况与负载 电阻RL为lkQ的情况之间的比较(参考图6)可以理解的，当两级放大 器的负载电阻R^减小时，该两级放大器的操作更为稳定并无振荡。这 意味着，当将两级放大器应用于运算放大器23时，当等级电压产生电 阻梯24的电阻值减小时，运算放大器23的操作更为稳定。
图2中示出的等级电压产生电路113的问题在于运算放大器23在变 通性上的表现差，特别是当将运算放大器23合并到LCD驱动器3中时。 很难将为具有某个配置的液晶显示单元设计的运算放大器23应用于具 有不同配置的另一个液晶显示单元。这是因为当运算放大器23上的负 载依据液晶显示单元的配置而改变时，具体地安装在LCD驱动器上(即 包括CMOS)的运算放大器23不能充分地应付负载的变化。在图2中示 出的等级电压产生电路113的配置的情况下，从操作稳定性的角度看， 需要依据运算放大器23上的负载的变化来改变运算放大器23的设计。
例如，等级电压产生电阻梯24的电阻值需要依照液晶显示面板1 的伽马曲线来确定并且由此依据液晶显示面板l的类型来进行改变。当 改变等级电压产生电阻梯24的电阻值时，必须改变运算放大器23的设 计，以改变运算放大器23上的负载。
此外，在如图2中所示运算放大器23仅驱动合并到同一LCD驱动器 3中的等级电压产生电阻梯24的情况下以及在如图3中所示运算放大器 23驱动合并到分离的LCD驱动器3中的等级电压产生电阻梯24的情况 下的运算放大器23的负载电容的差别很大。更具体地，在运算放大器 23仅驱动合并到同一LCD驱动器3中的等级电压产生电阻梯24的情况 下，由于运算放大器23的负载电容仅由LCD驱动器3内部的寄生电容组 成，因此该运算放大器23的负载电容为pF数量级。相比而言，在运算 放大器23驱动合并到安装在液晶显示单元100上的全部LCD驱动器3中 的等级电压产生电阻梯24的情况下，由于旁通电容器有时被连接到向 LCD驱动器3分布参考电压Vs,-V^的电线上，因此运算放大器23的负载 电容可以达到^F的数量级。
以此方式，由于运算放大器23的频率响应特性极大地依赖于运算 放大器23上的负载，所以当运算放大器23上的负载因液晶显示单元100 的配置的改变而改变时，也必须改变运算放大器23的设计。从经济效
率的角度看，这是不期望的。
发明内容
根据本发明的显示单元包括显示面板；运算放大器，用于接收 等级电源电压并输出与所述等级电源电压相应的参考电压；电阻梯， 连接到运算放大器的输出端并从所述参考电压产生多个等级电压；驱 动电路，用于从所述多个等级电压中选择与像素数据相应的等级电压 并利用所选择的等级电压来驱动显示面板的数据线。阻抗调节电路连 接到运算放大器的输出端。
在具有这样的配置的显示单元中，由于阻抗调节电路与电阻梯并 联连接到运算放大器的输出端，因此即使在电阻梯的电阻值依据显示 单元的设计的改变而改变时，运算放大器上的负载的变化也很小。类 似地，由将运算放大器连接到电阻梯的电线的电容改变所引起的负载 的变化也很小。以此方式，在显示单元中，由于因显示单元的设计改 变所引起的运算放大器上的负载的变化很小，因此可以增强运算放大 器的变通性。
本发明可以增强驱动等级电压产生电阻梯来产生等级电压的运算 放大器的变通性。
根据下面结合附图对某些示范性实施例的描述，本发明的以上和
其他示范性方面、优点和特征将变得更明显，其中
图l是示出了现有技术的液晶显示单元的配置的框图； 图2是示出了安装在传统的液晶显示单元上的等级电压产生电路
的配置的框图3是示出了传统的液晶显示单元的另一种配置的电路图4是示出了两级放大器的配置的框图5是示出了两级放大器的小信号等效电路的图示；
图6是示出了二级放大器的频率响应特性的波德图； 图7是示出了根据本发明的示范性实施例的液晶显示单元的配置 的框图8是示出了根据第一示范性实施例的等级电压产生电路的配置 的电路图；以及
图9是示出了根据第二示范性实施例的等级电压产生电路的配置 的电路图。
具体实施例方式
(第一实施例)
图7是示出了根据本发明的第一示范性实施例的液晶显示单元10 的示范性配置的框图。液晶显示单元10具有与图1中示出的传统液晶显 示单元100类似的配置，但是本实施例中的等级电压产生电路的配置与 传统情况不同。
图8是示出了安装在液晶显示单元10上的等级电压产生电路13的 示范性配置的电路图。等级电压产生电路13包括运算放大器23r23m以 及与图2中示出的等级电压产生电路113相同方式的等级电压产生电阻 梯24。运算放大器23r23m作为电压跟随器，以分别从等级电源电压
VE广VEm产生参考电压Vs广Vsm。等级电压产生电阻梯24接受所提供的参
考电压VsrVsm，并从输出端电线接处产生等级电压V,-Vn。
此外，等级电压产生电路13包括分别连接到运算放大器23r23m的 输出端的阻抗调节电路25r25m。当阻抗调节电路25r25m不需要相互区 别时，该阻抗调节电路25厂25m可以在下文中被统称为阻抗调节电路25。 阻抗调节电路25可以是用于调节运算放大器23的负载阻抗的电路。阻 抗调节电路25的功能如同与等级电压产生电阻梯24并联连接的运算放 大器23上的负载。
在本实施例中，阻抗调节电路25i包括保持放大器26j和阻抗调节电
阻27"保持放大器26i的输入端一般连接到运算放大器23i的输入端并且 该保持放大器26i的输出端连接到阻抗调节电阻27i。阻抗调节电阻27i 连接到运算放大器23i的输出端以及保持放大器26i的输出端。
当从等级电源2提供等级电源电压Ve广VEj寸，运算放大器23广23m
分别输出与等级电源电压VE广VEm相同的参考电压VsrVsm。同时，保持
放大器26广26m也分别输出与等级电源电压VE厂V加相同的电压。由此， 运算放大器23i的输出端经由阻抗调节电阻27i连接到处于零电位状态下 的保持放大器26i。由此，除等级电压产生电阻梯24和负载电容Cpi外， 运算放大器23i还驱动作为负载的阻抗调节电阻27i。利用运算放大器 23r23m通过参考电压VsrV^来驱动等级电压产生电阻梯24的输入端 电线接处，并且在等级电压产生电阻梯24的输出端电线接处产生等级
电压Vi-V。。
在这样的配置中，即使在等级电压产生电阻梯24的电阻值被改变 时，运算放大器23r23m上的负载的变化也很小。这是因为阻抗调节电 阻27i与等级电压产生电阻梯24并联连接到运算放大器23i的输出端。例 如，考虑阻抗调节电阻27i为100Q并且输出到运算放大器23i的等级电压 产生电阻梯24的电阻值从100Q改变到lkQ的情况。当未连接阻抗调节 电阻27i时，运算放大器23i的负载电阻改变了900fi。另一方面，当连接 了阻抗调节电阻27i时，运算放大器23i的负载电阻仅改变了41iK以此 方式，因为阻抗调节电阻27i与等级电压产生电阻梯24并联连接到运算 放大器23i的输出端，因此抑制了运算放大器23i上的负载变化。
阻抗调节电阻27i与等级电压产生电阻梯24并联连接还使得运算放 大器23i的负载电阻降低以及运算放大器23i的操作稳定。如上所述，由 于运算放大器23i负载电阻降低，所以其操作更加稳定。
类似地，本领域技术人员可以容易理解的是，在根据本实施例的 液晶显示单元10的情况下，即使当电线连接到运算放大器23r23m的输
出端的电容Cp厂C加依据液晶显示单元10的配置的改变而改变时，运算
放大器23r23m上的负载的变化也很小。
以此方式，在根据本实施例的液晶显示单元10中，即使当液晶显 示单元10的配置被改变时，运算放大器23,-23m上的负载的变化也很小。 这可以降低对运算放大器23r23m上的负载的变化的设计余量并且增强 运算放大器23r23m的变通性。
(第二实施例)
在第二示范性实施例中，改变了等级电压产生电路的配置。图9 是示出了根据本发明的第二实施例的安装在液晶显示单元上的等级电 压产生电路13A的示范性配置的电路图。根据第二实施例的等级电压产 生电路13A在运算放大器的配置以及在运算放大器和阻抗调节电路之 间的连接关系上不同于根据第一实施例的等级电压产生电路。
更具体地，等级电压产生电路13A包括运算放大器23Ar23Am、 等级电压产生电阻梯24和阻抗调节电路25Ar25Am。使用两级放大器 作为运算放大器23Ar23Am。也就是说，每个运算放大器23Ar23Am 均包括输入级28和输出级29。运算放大器23Ar23Am的功能如同电压 跟随器，以分别从等级电源电压Vm-VEm产生参考电压Vsl-VSm。等级 电压产生电阻梯24接受所提供的参考电压Vsl-VSm，并从其输出端电 线接处产生等级电压V,-Vn。
在本实施例中，阻抗调节电路25Ar25Am连接在运算放大器 23Ar23Am的输入级28的输出端(即输出级29的输入端)和输出级 29的输出端之间。更具体地，阻抗调节电路25Ai包括保持放大器26Ai 和阻抗调节电阻27Ai。保持放大器26Ai的输入端连接到运算放大器 23Ai的输入级28的输出端，并且保持放大器26Ai的输出端连接到阻抗 调节电阻27Ai。阻抗调节电阻27Ai连接在保持放大器26Ai的输出端和 阻抗调节电路25Ai的输出级29的输出端之间。
在这样的配置中，由于液晶显示单元10的配置的改变而引起的运
算放大器23Ar23Am上的负载的变化也很小。也就是说，即使当等级电 压产生电阻梯24的电阻值或连接到运算放大器23Ar23Am的电线的电 容被改变时，运算放大器23Ar23Am上的负载的变化也很小。这使得可 以降低对运算放大器23Ar23Am上的负载的变化的设计余量并且增强 运算放大器23Ar23Am的变通性。
此外，在屈9中示出的配置中，运算放大器23Ar23Am的输入级 28还作为保持放大器26Ar26Am的输入级，因此可以简化保持放大器 26A广26Am的配置。
此处，虽然以上实施例中示出了这样一种配置，即其中等级电压 产生电路13中的全部运算放大器23均驱动一个LCD驱动器3中的等 级电压产生电阻梯24，但是可以对等级电源2和等级电压产生电路13 的配置进行各种修改。例如，以与图3中示出的液晶显示单元相同的 方式，根据第一实施例的运算放大器23r23m和阻抗调节电路25r25m 可以与多个LCD驱动器3共享，并且可以使用运算放大器23i-23m和 阻抗调节电路25r25m组，以在一些情况下驱动多个等级电压产生电阻 梯24。在此情况下，将运算放大器23厂23m和阻抗调节电路25r25m以 分散的方式集成到多个LCD驱动器3中。同样适用于根据第一实施例 的运算放大器23Ar23Am和阻抗调节电路25Ar25Am。
此外，虽然在上述示范性实施例中建议了用于在液晶显示面板上 显示图像的液晶显示单元，但对本领域技术人员明显的是，本发明还 可被变通地应用于其上安装有由电压驱动的显示面板的显示单元。
此外，应注意，申请人的意图是包括权利要求中提出的全部元件 的等价物，即便在之后的后续程序期间进行了修改。
权利要求
1. 一种显示单元，包括显示面板，其包括多条数据线；多个运算放大器，其接收等级电源电压，并输出与该等级电源电压对应的多个参考电压；电阻梯，其连接到所述运算放大器的输出端，以从所述参考电压产生多个等级电压，所述多个等级电压中被选择的与像素数据相应的等级电压被发送到所述显示面板的所述多条数据线中的一条对应数据线；以及多个阻抗调节电路，其耦接到各自的运算放大器。
2. 根据权利要求l所述的显示单元，其中每个所述阻抗调节电路 包括保持放大器，其具有输入端，该输入端耦接到各自的运算放大器的输入端；以及电阻元件，其耦接在所述保持放大器和所述各自的运算放大器的 输出端之间。
3. 根据权利要求l所述的显示单元，其中每个所述运算放大器包括输入级，其接收各自的等级电源电压；以及输出级，其耦接到所述输入级的输出端，并且输出各自的参考电 压，并且其中每个所述阻抗调节电路包括保持放大器，其包括输入端，该输入端耦接到所述输入级的输出端；以及电阻元件，其耦接在所述保持放大器的输出端和所述输出级的输 出端之间。
4. 根据权利要求l所述的显示单元，其中所述运算放大器被集成 到显示面板驱动器中。
5. —种显示面板驱动器，包括多个运算放大器，其接收等级电源电压，并输出与该等级电源电 压对应的多个参考电压；电阻梯，其连接到所述运算放大器的输出端，以从所述参考电压 产生多个等级电压，所述多个等级电压中被选择的与像素数据对应的 等级电压被发送到显示面板，以驱动该显示面板的多条数据线中的一 条对应数据线；以及多个阻抗调节电路，其耦接到各自的运算放大器。
6. —种显示驱动器，包括运算放大器，其接收等级电源电压并输出参考电压； 电阻梯，其接收所述参考电压以产生等级电压；以及 电阻器，其包括耦接到所述运算放大器的输出端的第一端，和提 供有与所述参考电压具有相同电位的电压的第二端。
7. 根据权利要求6所述的显示驱动器，还包括放大器，其耦接在所述运算放大器的输入端和所述电阻器的所述 第二端之间。
8. 根据权利要求6所述的显示驱动器，其中，所述运算放大器包括输入级，其接收所述等级电源电压；以及输出级，其耦接到所述输入级的输出端，并输出所述参考电压，所述显示驱动器还包括放大器，其耦接在所述输入级的所述输出端和所述电阻器的 所述第二端之间。
全文摘要
本发明涉及显示单元和显示面板驱动器。一种显示驱动器，包括用于接收等级电源电压并输出参考电压的运算放大器；接收该参考电压以产生等级电压的电阻梯；以及电阻器，该电阻器包括耦接到运算放大器的输出端的第一端和提供与参考电压具有相同电位的电压的第二端。
文档编号H03F3/45GK101383118SQ20081013560
公开日2009年3月11日 申请日期2008年7月7日 优先权日2007年7月6日
发明者嵨谷淳 申请人:恩益禧电子股份有限公司