用于驱动显示面板的设备和方法

专利名称：用于驱动显示面板的设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于驱动显示面板的设备和方法，更具体地说，涉及 在显示面板驱动器内集成的电荷泵电路的控制。
背景技术：
用于蜂窝电话的LCD (液晶显示器)面板常常集成电荷泵电路， 该电荷泵电路产生用于驱动LCD面板的升压的电源电压。控制电荷泵 电路的一种普遍使用的方法是脉冲跳跃，其包括响应于产生的升压的 电源电压，允许和禁止将升压时钟提供给电荷泵电路。但是，脉冲跳 跃技术可能不希望地导致在源极驱动器的输出上产生脉动。
详细地，随着输入电源电压的增加，用于脉冲跳跃的电荷泵电路 不希望地遭受更多的脉动。由于电源线和源极驱动电路的输入电路内 的电磁耦合，由电荷泵电路产生的脉动不期望地造成源极驱动电路的 输出上的脉动。源极驱动电路的输出上的脉动不期望地造成被观察为 水平条纹的显示噪声。需要避免这种显示噪声。
在下文中，详细讨论电荷泵电路和其中的脉动生成的示例性结构。
图1示出说明了集成有适于脉冲跳跃的电荷泵升压电路的LCD面 板驱动器的示例性结构的电路图。该LCD面板驱动器包括升压器电路8 和源极驱动电路30。升压器电路8升压供给其的输入电源电压VDC，以 生成升压的电源电压VDC2。升压的电源电压VDC2被供给到源极驱动 电路30。如日本未审专利公开No.2005-278383所公开，升压器电路8典 型地包括电荷泵电路IO、分压电阻R1和R2、平滑电容器C3、比较器 CMP1、电平转换电路14、 NAND电路12和NOT电路11。
电荷泵电路10设置有NMOS晶体管T11、 PMOS晶体管T12至T14以 及升压电容器Cl,以通过电荷泵获得电压加倍。NM0S晶体管T11具有 接地的源极和连接到晶体管T12并连接到升压电容器C1的一个电极的 漏极。PMOS晶体管T12具有接收电源电压VDC的源极。升压电路C1的 另一电极被连接到PMOS晶体管T13的漏极，以及也被连接到电荷泵电 路10的输出，其上通过PMOS晶体管T14产生升压的电源电压VDC2。 PMOS晶体管T13具有接收电源电压VDC的源极。晶体管Tll， T12和T14 的栅极被连接到NAND电路12的输出，并被NAND电路12驱动。NAND 电路12的输出还通过NOT电路ll连接到PMOS晶体管T13的栅极。
平滑电路C3使电荷泵电路10的输出上产生的升压的电源电压 VDC2平滑。分压电阻器R1和R2被并联连接到平滑电容器C3，以通过 平滑的升压电源电压VDC2的分压产生输出监视电压mo，该输出监视电 压mo被馈送到比较器CMPl。比较器CMPl将该输出监视电压mo与由 BGR (带隙基准)电路产生的基准电压REF1相比较，以及根据该比较 结果输出一输出信号ps。当输出监视电压mo超过基准电压REFl时，输 出信号ps被设为"L";否则，输出信号ps被设为"H"。输出信号ps被通过 提供电平转换的电平转换电路14馈送到NAND电路12。通过调整电阻器 R1和R2的电阻比，升压的电源电压VDC2可以被设为希望的电压电平。
NAND电路12将该比较结果和用于晶体管T11，T12和T14的栅极的 升压时钟CLK提供给NAND; NAND电路12的输出信号由图1中的标记 "gc"表示。当比较器CMP1响应于超过基准电压REF1的输出监视电压 mo而将输出信号ps设为"L"时，停止将升压时钟CLK提供给电荷泵电路 10，这导致平滑电容器C3的充电和放电中止。另一方面，当比较器CMP1 响应于等于或低于基准电压REFl的输出监视电压mo而将输出信号ps 设为"H"时，升压时钟CLK被提供给电荷泵电路IO，以允许平滑电容器 C3的充电和放电。
升压的电源电压VDC2除被馈送到源极驱动电路30之外，还被馈送 到电平转换电路14、 N0T电路11以及NAND电路12，而电荷泵电路IO 和比较器CMP1在输入电源电压VDC上工作。
如日本特开专利申请号JP-A平5-35211中所公开，源极驱动电路30 典型地设有伽马电阻器32、译码器电路33 (示出一个)、源极放大器 35 (示出一个)以及开关37和38 (每个开关示出一个)。伽马电阻器 32产生一组伽马纠正的灰阶电压。每个译码器电路33选择一个如由显 示数据所示的灰阶电压。每个源极放大器35由电压跟随器构成，提供 用于从各个译码器电路33输出的灰阶电压的电流放大，以产生对应于 所选灰阶电压的驱动电压。该驱动电压被从源极输出SOUT馈送到LCD 面板，以驱动LCD面板的所选像素内的液晶元件CL (示出一个)。译 码器电路33和源极放大器35在由升压电路8接收的升压的电源电压 VDC2上工作。
开关37用来在源极放大器35和源极驱动电路30的源极输出SOUT 之间提供电连接，开关38用来在译码器电路33和源极输出SOUT之间提 供电连接。
源极放大器35和开关37和38被一组控制信号SCA、 SCB禾BSCC控 制，这些控制信号用于液晶显示面板上的图像显示的计时控制。控制 信号SCA、 SCB和SCC被允许被专有地设为"H";控制信号SCA、 SCB 和SCC的任意两个不允许同时被设为"H"。
当控制信号SCA被设为"H"，而控制信号SCB和SCC被设为"L"时， 开关37被导通以及源极放大器35被激活，而开关38关断。这允许源极 放大器35驱动所选像素内的液晶元件CL。下面，该操作可以被称为"源 极放大器驱动"。额外地，源极驱动电路30实现"源极放大器驱动"的周 期可以被称为"源极放大器驱动周期"。
当控制信号SCB被设为"H"，而控制信号SCA和SCC被设为"L"时， 开关38被导通，而源极放大器35被停用，开关37关断。开关38在源极 输出SOUT和译码器电路33的输出之间提供直接电连接，以及这允许译 码器电路33直接驱动像素CL。尽管基本上没有驱动能力，但是译码器 电路33被设计成能在源极输出SOUT和伽马电阻器32之间提供电连接， 由此保持源极输出SOUT上的驱动电压的电压电平。这种操作可以被称 为"伽马电阻器直接驱动"。额外地，源极驱动电路30实现"伽马电阻器 直接驱动"的周期可以被称为"伽马电阻器直接驱动周期"。伽马电阻器 直接驱动有效地减小源极放大器35的功耗。
当控制信号SCC被设为"H"，控制信号SCA和SCB被设为"L"时， 开关37和38被关断，以及源极放大器35被停用。在该操作中，源极驱 动电路30的源极输出SOUT被设为高阻抗。下面，源极驱动电路30将源 极输出SOUT设为高阻抗的周期可以被称为"高阻抗周期"。
尽管在图1中示出了开关37与源极放大器35分开地设置，但是源极 放大器35本身可以引入开关37的功能。
下面将参考图2说明图1的LCD面板驱动器的示例性操作。在图2 中，由标记(a) 、 (b)和(c)所表示的顶部三个波形是控制信号SCA、 SCB和SCC的波形。当控制信号SCA被设为"H"时，源极驱动电路30实 现"源极放大器驱动"，允许源极放大器35驱动LCD面板上的所选像素内 的液晶元件CL。
随后将控制信号SCB设为"H"和将控制信号SCA设为"L"。当控制 信号SCB被设为"H"时，源极驱动电路30实现"伽马电阻器直接驱动"， 允许译码器电路33被直接连接到所选像素内的液晶元件CL。
接着，控制信号SCC被设为"H"以及控制信号SCB被设为"L"。当 控制信号SCC被设为"H"时，源极驱动电路30的源极输出SOUT被设为高阻抗。应当注意，控制信号SCA、 SCB和SCC的周期可以不同，取决 于液晶显示面板的结构。
提供给升压电路8的升压时钟CLK不需要与控制信号SCA、 SCB和 SCC同步。在图2所示的操作中，产生升压时钟CLK，以便升压时钟CLK 的周期长于控制信号SCA、 SCB和SCC的周期，如图2 (e)所示。
比较器CMPl的输出信号ps，如图2 (d)所示，表示输出监视电压 mo (表示为图2 (g)的实线)和基准电压REF1 (表示为图2 (g)的虚 线)的比较结果。当输出监视电压mo超过基准电压REFl时，输出信号 ps被设为"L"，否则，被设为"H"。比较器CMP1被设计成，在将输出信 号ps从"L"切换为"H"中，以及在将输出信号ps从"H"切换为"L"中，具 有不同的延迟；输出监视电压mo超过基准电压REFl之后将输出信号ps 设为"H"的持续时间不同于输出监视电压mo被减小至低于基准电压 REFl之后将输出信号ps设为"L"的持续时间。这暗示比较器CMP1显示 出磁滞特性。
如图2 (f)所示，当输出监视电压mo等于或低于基准电压REFl， 而升压时钟CLK被上拉至"H"时，NAND电路12将其输出信号gc设为 "L"。响应于输出信号gc被设为"L"，跨接升压电容器C1充电的电荷通 过晶体管T14传送到源极驱动电路30及其他电路(包括NOT电路ll、 NAND电路12以及电平转换电路14)，由此充电平滑电容器C3。当升 压的电源电压VDC2被增加以及输出监视电压mo超过基准电压REFl 时，比较器CMPl的输出信号ps被设为"L"，如图2(d)所示，以将NAND 电路12的输出信号gc固定为"H"。响应于输出信号gc被设为"H"，晶体 管T14被关断。在该状态中，升压的电源电压VDC2的电压电平被平滑 电容器C3保持，允许升压的电源电压VDC2被逐渐地减小。如图2 (g) 所示，当在升压的电源电压VDC2上工作的电路(包括源极驱动电路30) 的功耗足够大，从而输出监视电压mo降至或低于基准电压REFl而升压 时钟信号CLK保持"H"时，比较器CMPl的输出信号ps被设为"H"，如图
2 (d)所示。响应于输出信号ps被设为"H"， NAND电路12的输出信号 gc被设为"L"，以允许充电平滑电容器C3，如图2 (f)所示。
在这种操作中，升压的电源电压VDC2根据在升压的电源电压 VDC2上工作的电路的电流消耗而不规则地改变，所述电路包括源极驱 动电路30。较大的电流消耗导致输出监视电压mo在校短时间内降至或 低于基准电压REF1。此外，当在充电平滑电容器C3的开始时升压的电 源电压VDC2为低时，在充电平滑电容器C3中，输出监视电压mo超过 基准电压REF1所需要的持续时间较长。因此防止升压的电源电压VDC2 被过度地增加，以及当升压的电源电压VDC2被减小时，平滑电容器C3 被充电。亦即，升压电路8根据源极驱动电路30的电流消耗和在升压的 电源电压VDC2上操作的其他电路，不规则地执行充电和放电操作。
当由于晶体管14的导通和关断，升压电路8重复地执行充电和放电 操作时，升压的电源电压VDC2不期望地遭受脉动。升压的电源电压 VDC2上的脉动在通过译码器电路33和源极放大器35从源极驱动电路 30输出的驱动电压上引起噪声。详细地，当控制信号SCA被设为"H"以 实现"源极放大器驱动"(参见图2 (a))时或当控制信号SCB被设为"H" 以实现"伽马电阻器直接驱动"(参见图2 (b))时，升压的电源电压 VDC2的脉动引起如在LCD面板上观察到的横条的噪声。该脉动在所显 示的图像上产生显著的影响，特别在"源极放大器驱动周期"的最后部分 中，以及在"伽马电阻器直接驱动周期"中，因为在完成充电和放电所选 像素的液晶元件CL之后，馈送到所选像素的电流被减小。此外，由用 于脉冲跳跃的电荷泵电路产生的脉动的振幅基本上与输入功率电源电 压的电压电平成比例地增加。由此，当馈送到电荷泵电路10的电源电 压VDC增加时，升压的电源电压VDC2的脉动在显示图像上引起显著的 影响。
如此所述，用于脉冲跳跃的电荷泵电路可能遭受由源于电荷泵电 路的操作而引起的源极驱动电路的输出上的噪声所导致的显示图像质
量的退化。

发明内容
在一个实施例中， 一种显示面板驱动设备设有响应于用于显示 面板上的图像显示的计时控制的计时控制信号，输出驱动电压到显示 面板的驱动电路；以及馈送升压的电源电压到驱动电路的升压电路。 该升压电路包括通过响应于升压时钟提高输入电源电压从而产生升压 的电源电压的电荷泵电路；以及脉冲跳跃电路，监视该升压的电源电 压的电压电平，并响应于该升压的电源电压的电压电平控制电荷泵电 路的升压操作。该脉冲跳跃电路被配置为允许电荷泵电路与计时控制 信号同步地开始该升压操作。


结合附图，从某些优选实施例的以下描述中将更加明白本发明的 上述及其他目的、优点和特点，其中
图1是说明常规LCD面板驱动器的结构的电路图2是说明图1所示的常规LCD面板驱动器的工作的时序图； 图3是说明本发明第一实施例中的LCD显示器件的示例性结构的
框图4是说明数据线驱动电路的示例性结构的电路图； 图5是说明第一实施例中的数据线驱动电路的示例性操作的时序
图6是说明第一实施例的数据线驱动电路的另一示例性操作的时
序图7是说明本发明的第二实施例中的数据线驱动电路的示例性结 构的电路图8是说明本发明第三实施例中的数据线驱动电路的示例性结构 的电路图9是说明第三实施例中的数据线驱动电路的示例性操作的时序 图；以及
图10是说明本发明第四实施例中的数据线驱动电路的示例性结构 的电路图。
具体实施例方式
现在将参考说明性实施例来描述本发明。所属领域的技术人员应 当认识到，使用本发明的教导可以完成许多替换性的实施例，以及本 发明不局限于用于说明性目的而说明的实施例。应当注意，在图中， 相同数字表示相同的元件。
图3示出了本发明的一个实施例中的LCD器件的结构框图。LCD器 件100包括LCD面板101、数据线驱动电路102、扫描线驱动电路103、 电源电路104以及控制电路105。
LCD面板101设有在垂直方向上延伸的数据线106以及在水平方向 上延伸的扫描线107。对于单色显示器，像素被设置在数据线106和扫 描线107的各个交叉点，每个像素包括TFT (薄膜晶体管)108、像素电 容器109以及液晶元件110,如图3所示。TFT108具有连接到扫描线107 的栅极和连接到数据线106的源极(或漏极)。TFT 108的漏极(或源 极)被连接到像素电容器109和液晶元件110，以及像素电容器109和液 晶元件110被共同地连接到公共电极COM。液晶元件110用作电容元件。
对于多色显示器，每个像素设有对应于不同颜色(典型地，红色 (R)、绿色(G)和蓝色(B))的子像素，每个子像素包括TFT 108、 像素电容器109以及液晶元件110。单色和多色LCD面板基本上以同样
的方法驱动。
数据线驱动电路102响应于数字图像信号(下面，称为图像数据) 输出模拟驱动电压，以驱动数据线106。扫描线驱动电路103顺序地选 择一个扫描线107，并激活所选扫描线107，以导通与所选扫描线107相 关的TFT 108。电源电路104提供电源电压VDC到数据线驱动电路102和
扫描线驱动电路103。在驱动数据线106和扫描线107中，控制电路105 产生用于控制数据线驱动电路102和扫描线驱动电路103的操作时序的 计时控制信号。由控制电路105产生的计时控制信号包括时钟信号CLK 以及馈送到数据线驱动电路102的控制信号SCA、 SCB、 SCC和SCD。 之后将描述时钟信号CLK和计时控制信号SCA、 SCB、 SCC和SCD的细 节。(第一实施例)
(第一实施例)
图4示出了本发明第一实施例中的数据线驱动电路102的示例性结 构的电路图。数据线驱动电路102包括用于脉冲跳跃的升压电路8和驱 动数据线106的源极驱动电路30。升压电路8提高向其提供的电源电压 VDC，以产生升压的电源电压VDC2。升压的电源电压VDC2被提供给 源极驱动电路30。升压电路8设有电荷泵电路10、分压电阻器R1和R2、 平滑电容器C3、比较器CMP1、跳跃信号控制电路40、电平转换电路14、 NAND电路12以及N0T电路11。
电荷泵电路10设有NMOS晶体管T11、 PMOS晶体管T12至T14，以 及升压电容器C1，以便通过电荷泵送实现电压加倍。NMOS晶体管Tll 具有接地的源极和连接到PM0S晶体管T12的漏极和升压电容器C1的 一个电极的漏极。PM0S晶体管T12具有接收电源电压VDC的源极。升 压电容器C1的另一电极被连接到P沟道M0S晶体管T13的漏极，以及还 通过P沟道MOS晶体管T14连接到电荷泵电路10的输出。在电荷泵电路 10的输出上产生升压的电源电压VDC2。PMOS晶体管T13具有接收电源 电压VDC的源极。晶体管Tll， T12和T14的栅极被连接到NAND电路12 的输出，并被NAND电路12驱动。NAND电路12的输出还通过NOT电路 11连接到PMOS晶体管T13的栅极。
在电荷泵电路10的输出上产生的升压的电源电压VDC2被平滑电 容器C3所平滑。通过并联连接到平滑电容器C3的分压电阻器R1和R2， 平滑的升压的电源电压VDC2经受分压，由此产生输出监视电压mo。输出监视电压mo被馈送到比较器CMPl。比较器CMPl将输出监视电压mo 与由BGR(带隙基准)电路产生的基准电压REF1相比较，并产生表示 该比较结果的输出信号ps。当输出监视电压mo超过基准电压REFl时， 比较器CMPl将输出信号ps设为"L";否则，比较器CMP1将输出信号设 为"H"。在本实施例中，比较器CMP1是不具有磁滞特性的比较器。表 示由比较器CMPl的比较结果的输出信号ps被馈送到跳跃信号控制电 路40。在选择性实施例中，比较器CMP1可以是如相关技术的描述中所 论述的具有磁滞特性的比较器。
跳跃信号控制电路40包括触发器46、 NOT电路41以及OR电路42。 触发器46在时钟输入CK上接收来自比较器CMPl的输出信号ps，以及在 数据输入D上接收电源电压VDC。触发器46被设置的输出信号ps负边缘 触发；触发器46响应于输出信号ps的下拉，将数据输出Q设为"H"并将 负数据输出QN设为"L"。比较器CMPl的输出信号ps也通过NOT电路41 被馈送到OR电路42。OR电路42输出NOT电路41的输出信号和控制信号 SCD的"或"到触发器46的有源低复位输入R。触发器46响应于馈送到 有源低复位输入R的信号的下拉，用于复位其状态，亦即，用于将数据 输出Q设为"L"以及将负数据输出QN设为"H"。由此，在从控制信号SCD 的下拉的时间至比较器CMPl的输出信号ps的下拉的时间期间，跳跃信 号控制电路40从触发器46的负数据输出QN将输出信号st设为"H"，。
跳跃信号控制电路40的输出信号st经受电平转换电路14的电平转 换，然后被馈送到NAND电路12。 NAND电路12产生表示跳跃信号控制 电路40的输出信号st和升压时钟CLK的"与非"的输出信号gc。 NAND 电路12将输出信号gc馈送到晶体管T11、 T12和T14的栅极。换句话说， NAND电路12提供升压时钟CLK的门控。当跳跃信号控制电路40的输出 信号st被设为"L"时，提供到电荷泵电路10的升压时钟CLK被禁止。在 此情况下，在保持馈送到源极驱动电路30的升压的电源电压VDC2的电 压电平中，平滑电容器C3被逐渐地放电。另一方面，当跳跃信号控制 电路40的输出信号st被设为"H"时，升压时钟CLK被馈送到电荷泵电路 10，其相位被反转，允许电荷泵电路10充电平滑电容器C3;电荷泵电
路10馈送电功率到源极驱动电路30。
电平转换电路14、 NOT电路ll、 NAND电路12以及源极驱动电路 30在升压电路8的升压的电源电压VDC2上工作。电荷泵电路IO、比较 器CMP1以及跳跃信号控制电路40在电源电压VDC上操作。
源极驱动电路30设有伽马电阻器32、译码器电路33 (示出一个)、 源极放大器35 (示出一个)以及开关37和38 (各示出一个)。伽马电 阻器32产生一组伽马纠正的灰阶电压。每个译码器电路33选择一个灰 阶电压，如由显示数据所示。每个源极放大器35由电压跟随器构成， 提供用于从相关联的译码器电路33输出的灰阶电压的电流放大，以产 生对应于所选灰阶电压的驱动电压。该驱动电压被从源极输出SOUT馈 送到LCD面板，以驱动LCD面板的所选像素内的液晶元件CL (示出一 个)。译码器电路33和源极放大器35在由升压电路8接收的升压的电源 电压VDC2上工作。
开关37用来在源极放大器35和源极驱动电路30的源极输出SOUT 之间提供电连接，而开关38用来在译码器电路33和源极输出SOUT之间 提供电连接。
源极放大器35和开关37和38被一组驱动控制信号SCA、SCB和SCC 控制，该组控制信号用于在驱动液晶显示面板中控制操作时序。控制 信号SCA、 SCB和SCC被生成为专有地设为"H";以及控制信号SCA、 SCB和SCC的任意两个不允许被同时设为"H"。
当控制信号SCA被设为"H",而控制信号SCB和SCC被设为"L"时， 开关37被导通并且源极放大器35被激活，而开关38被关断。这允许源 极驱动电路30实现"源极放大器驱动"，允许源极放大器35驱动液晶元件 CL。
当控制信号SCB被设为"H"，而控制信号SCA和SCC被设为"L"时， 开关38被导通，而源极放大器35被停用，开关37被关断。在此情况下， 源极驱动电路30实现"伽马电阻器直接驱动"，允许译码器电路33通过开 关38直接驱动像素CL。尽管基本上没有驱动能力，但是译码器电路33 在源极输出SOUT和伽马电阻器32之间提供电连接，由此保持源极输出 3SOUT上的驱动电压的电压电平。
当控制信号SCC被设为"H"，而控制信号SCA和SCB被设为"L"时， 开关37和38被关断，以及源极放大器35被停用。在此情况下，源极驱 动电路30的源极输出SOUT被设为高阻抗。
尽管开关37与图1的LCD面板驱动器中的源极放大器35分开地设 置，但是源极放大器35本身可以引入开关37的功能。
下面将参考图5说明第一实施例的LCD面板驱动器的示例性操作。 在图5中，由标记(a) 、 (b)和(c)表示的顶部三个波形是控制信号 SCA、 SCB和SCC的波形。当控制信号SCA被设为"H"时，源极驱动电 路30实现"源极放大器驱动"，允许源极放大器35驱动LCD面板上的所选 像素内的液晶元件CL。
随后将控制信号SCB设为"H"并将控制信号SCA设为"L"。当控制 信号SCB被设为"H"时，源极驱动电路30实现"伽马电阻器直接驱动"， 允许译码器电路33被直接连接到所选像素内的液晶元件CL。
接着，控制信号SCC被设为"H"以及控制信号SCB被设为"L"。当 控制信号SCC被设为"H"时。源极驱动电路30被置为"高阻态"，其中源 极驱动电路30的源极输出SOUT被设为高阻抗。应当注意，控制信号 SCA、 SCB和SCC的周期可以不同，取决于液晶显示面板的结构。
图5 (d)示出了控制信号SCD的波形，该控制信号SCD是具有预 定脉冲宽度的有源低一次发出脉冲信号。控制信号SCD的下降沿与控制 信号SCC的上升沿同步；亦即，时钟信号SCD表示"高阻抗周期"的开始， 其间源极驱动电路30的源极输出SOUT被设为高阻抗。
在该实施例中，如图5 (g)所示，产生被馈送以向升压电路8提供 的升压时钟CLK，以便升压时钟CLK的周期长达控制信号SCA、 SCB、 SCC以及SCD的周期两倍；但是，应当注意，升压时钟CLK不需要与控 制信号SCA、 SCB、 SCC和SCD同步。优选，升压时钟CLK产生为上升 和下降沿之一或多个位于各个"高阻抗周期"中。进一步优选，升压时钟 CLK产生为升压时钟CLK的上升或下降沿之一将每个"高阻抗周期"平 均地分为相同持续时间的两个周期。
当在其中比较器CMPl将输出信号ps设为"H"的情况中，时钟信号 SCD被设为"L"(参见图5 (d))时，亦即，在其中输出监视电压mo (显 示为图5 (i)的实线)小于基准电压REF1 (显示为图5 (i)的虚线)的 情况下，触发器46的有源低复位输入R被设为"L"，以及这允许跳跃信 号控制电路40将输出信号st设为"H"(参见图5 (f))。
当跳跃信号控制电路40的输出信号st和升压时钟CLK都被设为 "H"时，NAND电路12将输出信号gc设为"L"，加图5 (h)所示。这导致 晶体管T11和T12被关断，以及晶体管T12和T14被导通，允许跨接升压 电容器C1充电的电压被提供给源极驱动电路30及其他电路，同时充电 平滑电容器C3。结果，升压的电源电压VDC2的电压电平增加，伴随着 输出监视电压mo增加，如图5 (i)的实线所示。当探测到输出监视电 压mo超过基准电压REFl时，比较器CMPl将输出信号ps设为"L"，如图 5 (e)所示。响应于被设为"L"的输出信号ps，触发器46锁存数据输入 D上的电源电压VDC，以便将负数据输出QN(S卩，输出信号st)设为"L"， 如图5 (f)所示。响应于被设为"L"的输出信号st， NAND电路12的输出 信号gc被设为"H"，如图5所示，允许晶体管T11和T13被导通，而晶体
管T12和T14被关断。结果，电荷泵电路10的输出被设置高阻抗，以便 升压电路8通过来自平滑电容器C3的放电，提供电功率到源极驱动电路 30。平滑电容器C3的放电使得升压的电源电压VDC2逐渐降低。然后， 当比较器CMPl探测到输出监视电压mo被减小低于如图5 (i)所示的基 准电压REF1时，比较器CMPl将输出信号ps设为"H"。应当注意，在输 出信号ps被设为"H"(亦即，升压的电源电压VDC2被减小低于由馈送 到比较器CMP1的基准电压REF1决定的特定电压)之后，电荷泵电路IO 不直接开始升压操作，如图5(e)所示。电荷泵电路10仅仅在升压的电 源电压VDC2低于对应于基准电压REF1的特定电压的同时，响应于时钟 信号SCD的下降沿，开始升压操作。
图6示出了当升压电路8的负载轻且因此平滑电容器C3的放电速率 低时，升压电路8的示例性操作。当时钟信号SCD被下拉为"L"，而输出 监视电压mo超过基准电压REFl (表示为图6 (d)中的第二"L"有源低 脉冲)时，OR电路42的输出不变，因为比较器CMPl的输出信号ps保持 "L"(参见图6 (e))。这导致触发器46的状态不变，而输出信号st被 连续地设为"L",如图6 (f)所示。在此情况下，升压时钟CLK不被提 供给电荷泵电路10的各个晶体管，以及电荷泵电路10不执行充电和放 电操作。
如此描述，升压电路8被设计成允许电荷泵电路10响应于控制信号 SCD的激活而开始升压操作，该控制信号SCD的激活表示"高阻抗周期" 的开始。由此，在"高阻抗周期"中以及在"源极放大器驱动周期"的前一 部分中，电荷泵电路10有选择地工作；在"源极放大器驱动周期"的后部 分中以及在"伽马电阻器直接驱动周期"中，电荷泵电路10不工作。因此， 由升压时钟CLK引起的脉动不会恶化LCD显示器件的显示性能。换句 话说，在实现"源极放大器驱动"或"伽马电阻器直接驱动"中，如上所述 的操作有效地稳定升压的电源电压VDC2，避免在升压电路8的操作中 由升压的电源电压VDC2的脉动所引起的LCD显示器件的显示质量退 化。
(第二实施例)
图7示出了第二实施例中的升压电路8的示例性结构。由升压电路8
产生的升压的电源电压VDC2经历脉动，该脉动随电源电压VDC的电压 电平增加而增加。在第二实施例中，只有当电源电压VDC的电压电平 增加且由此LCD面板趋于经历如水平条纹的噪声时，升压电路8响应于 控制信号SCD而操作。
在第二实施例中，为数据线驱动电路102额外地设置监视输入电源 电压VDC的电源电压监控电路50。此外，跳跃信号控制电路40额外地 包括选择比较器CMPl的输出信号ps和触发器46的输出信号qn的选择 器电路48。在该实施例中，选择器电路48设有NAND电路48a至48c和 NOT电路48d。第二实施例的剩余电路在结构上与第一实施例的相应电 路相同。
监视输入电源电压VDC的电源电压监控电路50设有比较器CMP2 和分压电阻器R3和R4。分压电阻器R3和R4通过电源电压VDC的分压产 生输入监控电压mi。比较器CMP2将输入监控电压mi与由BGR (带隙基 准)电路产生的基准电压REF2相比较。当输入监控电压mi超过基准电 压REF2时，比较器CMP2输出"H"，否则输出"L"。比较器CMP2的输出 信号决定在比较器CMPl的输出信号ps和触发器46的输出信号qn之间 哪一个被选择器电路48选择。
比较器CMP2的输出在"H"和"L"之间切换时的电源电压VDC的阈 值可被分压电阻器R3和R4的电阻比调整。分压电阻器R3和R4的电阻比 可以被升压电路8的负载状态和/或电源电压VDC的状态控制；在一个实 施例中，电源电压监控电路50可以被设计为分压电阻器R3和R4的电阻 比被外部设置的控制信号所控制。
选择器电路48响应于比较器CMP2的输出，选择比较器CMP1的输出信号ps和触发器46的输出信号qn。当比较器CMP2的输出被设为"H" 时，选择器电路48选择输出信号qn作为跳跃信号控制电路48的输出信 号st。另一方面，当比较器CMP2的输出被设为"L"时，选择器电路48 选择输出信号ps作为输出信号st。亦即，当输入电源电压VDC高于对应 于基准电压REF2的特定电压(specific voltage)时，触发器46的输出信 号qn被选择，以及当输入电源电压VDC低于特定电压时，比较器CMP1 的输出信号ps被选择。由此，只有当电源电压VDC高于特定电压时， 控制信号SCD被用作触发器，以操作电荷泵电路10，如第一实施例所述。 亦即，只有当电源电压VDC高于特定电压时，与源极驱动电路30的源 极输出SOUT被设为高阻抗时的时间同步，电荷泵电路10开始充电和放 电操作，以充电平滑电容器C3。当输入电源电压VDC低于特定电压时， 电荷泵电路10响应于比较器CMPl的输出信号ps而执行充电和放电操 作，与控制信号SCD无关。
总之，第二实施例中的升压电路S额外地引入电源电压监控电路 50，以探测输入电源电压VDC超过固定电压，只有当升压电路8的输出 上的脉动振幅随电源电压VDC的增加而增加时，才启用跳跃信号控制 电路40。这种操作有效地减小源极驱动电路30的源极输出SOUT上的脉 动的影响，避免图像质量的退化。
另一方面，当电源电压VDC为低时，升压电路8响应于比较器CMP1 的输出信号ps (亦即，升压的电源电压VDC2)，操作电荷泵电路IO， 而与控制信号SCD无关。当电源电压VDC为低时，与控制信号SCD同步 地操作电荷泵电路10不希望地减小升压电路8的电流驱动能力。在该实 施例中，当随着电源电压VDC减小，升压电路8的输出几乎与脉动无关 时，在"源极放大器驱动周期"和"伽马电阻器直接驱动周期"期间，允许 电荷泵电路10工作。这有效地提高升压电路8的电流驱动能力。
(第三实施例)
图8示出了第三实施例中的升压电路8的示例性结构的电路图。在
该实施例中，当电源电压VDC被增加从而在升压电路8的输出上引起显 著的脉动时，允许限制电荷泵电路10工作的周期。
具体地说，第三实施例的升压电路8几乎类似于第二实施例的，除 了升压电路8引入用于限制允许电荷泵电路10工作的周期的电路，代替 跳跃信号控制电路40之外。
更具体地说，NAND电路16接收电源电压监控电路50的输出信号 和控制信号SCCN,该控制信号SCCN用于设置允许电荷泵电路10工作 的周期。在该实施例中，控制信号SCCN是作为控制信号SCC的逻辑反 相获得的信号。因此，控制信号SCCN的上拉为"H"表示源极驱动电路 30通过使用源极放大器35或译码器电路33驱动液晶元件CL的周期的开 始。另一方面，电源电压监控电路50的输出上拉至"H"表示输入监控电 压mi超过基准电压REF2的周期的开始。由此，当输入监控电压mi低于 基准电压REF2时，或当源极驱动电路30的源极输出SOUT被设为高阻抗 时，NAND电路16的输出被设为"H"。 NAND电路16的输出信号经受电 平转换电路24的电平转换，然后被馈送到NAND电路13。
第三实施例中的NAND电路13的功能与第二实施例中的NAND电 路12几乎相同。NAND电路13接收NAND电路16的电平转换输出信号、 比较器CMP1的电平转换输出信号以及升压时钟CLK，并产生用于允许 电荷泵电路10执行充电和放电操作的输出信号gc。
接下来描述本实施例中的升压电路8和源极驱动电路30的操作。
当输入监控电压mi低于基准电压REF2时(即，当比较器CMP2的 输出被设为"L"时)，NAND电路16的输出被设为"H"，当升压的电源电 压VDC2低于特定电压时(即，当比较器CMPl的输出信号ps被设为"H" 时)，允许电荷泵电路10用和常规LCD面板驱动器相同的方法开始升 压操作。在此情况下，电荷泵电路10的工作时序由升压电源电压VDC2的电压电平决定(与控制信号SCCN无关)，如同常规LCD面板驱动器
的情况。
另一方面，当输入监控电压mi超过基准电压REF2时(即，当电源 电压监控电路50中的比较器CMP2的输出被设为"H"时)，电荷泵电路 10，除升压的电源电压VDC2的电压电平之外，响应于控制信号SCCN 而工作。图9示出了当输入监控电压mi超过基准电压REF2时，升压电路 8和源极驱动电路30的工作时序。图9 (a) 、 9 (b)以及9 (c)图示了 控制信号SCA、 SCB和SCC的波形，以及图9(d)图示了控制信号SCCN 的波形。当控制信号SCA被设为"H"时，源极驱动电路30实现"源极放 大器驱动"，允许源极放大器35驱动液晶元件CL。然后，当控制信号SCB 被设为"H"时，源极驱动电路30实现"伽马电阻器直接驱动"，允许译码 器电路33的输出被直接连接到LCD面板的液晶元件CL。然后，当控制 信号SCC被设为"H"时，源极驱动电路30的源极输出被设为高阻抗，如 图9 (c)所示。应当注意，控制信号SCA、 SCB以及SCC的任意两个不 被同时设为"H"。控制信号SCCN是由控制信号SCC的逻辑反相所获得 的信号。控制信号SCA、 SCB、 SCC以及SCCN的周期可以不同，取决 于LCD面板的结构。
当电源电压监控电路50的输出被设为"H"时，只有当源极驱动电路 30的源极输出SOUT被设为高阻抗时，NAND电路16的输出才被设为 "H"，如图9 (f)所示。由此，电荷泵电路10不开始充电和放电操作， 如图9 (h)，除非源极驱动电路30的源极输出SOUT被设为高阻抗(即， 除非控制信号SCCN被设为"L")，即使当输出监控电压mo被减小低于 基准电压REF1 (参见图9 (i))并且比较器CMPl的输出信号ps被设为 "H"(参见图9 (e))时。
图9 (g)所示的升压时钟CLK仅仅在"高阻抗周期"期间被NAND 电路13提供给电荷泵电路10，在此期间，源极驱动电路30的源极输出 SOUT被设为高阻抗。因此，NAND电路13的输出信号gc仅仅在"高阻抗 周期"期间允许电荷泵电路10的充电和放电操作，如图9 (h)所示。
如此描述，在输入电源电压VDC为高的情况下，只有当源极驱动
电路30的源极输出SOUT被设为高阻抗时，电荷泵电路10才执行充电和 放电操作；这有效地避免了源极输出SOUT受源于升压电路8的工作而 引起的噪声影响。但是，在这种操作中，当其间源极驱动电路30的源 极输出SOUT被设为高阻抗的"高阻抗周期"过度短时，升压电路8可能 遭受减小的电流驱动能力的困扰。为了避免这些，当电源电压VDC足 够高以向升压电路8提供足够的电流驱动能力时，电源电压监控电路50 允许电荷泵控制响应于控制信号SCCN。当升压电路8的负载与升压电 路8的电流驱动能力相比较轻时，只有当源极驱动电路30的源极输出 SOUT被设为高阻抗时，才执行电荷泵电路10的充电和放电操作，而与 电源电压VDC的电压电平无关。
(第四实施例)
图10示出了根据第四实施例的显示面板驱动器的电路图。在第四 实施例中，升压电路8的结构几乎类似于第三实施例，除了第四实施例 的升压电路8引入在反相的升压时钟上工作的一对电荷泵电路10和20 之外。
电荷泵电路20设有NMOS晶体管T21、 PMOS晶体管T22至T24以及 升压电容器C2。晶体管T21至T24分别具有以同样方式连接的与电荷泵 电路10的晶体管T11至T14相同的功能。升压电路8额外地引入连接到晶 体管T21至T24的栅极的NOT电路21和NAND电路23，以产生用于控制 各个晶体管T21至T22的导通和关断的信号。NOT电路21和NAND电路 23的功能分别与NOT电路ll和NAND电路13的功能相同。NAND电路23 通过NOT电路18接收升压时钟CLK。由此，在升压电源电压VDC中， 电荷泵电路10和20在反相的时钟上工作。在电荷泵电路10充电升压电 容器C1的期间，电荷泵电路20放电升压电容器C2，而在电荷泵电路20 充电升压电容器C2的期间，电荷泵电路10放电升压电路C1。平滑电容
器C3被电荷泵电路10和20交替地充电，以及这有效地提高升压电路的 电流驱动能力。如果一个电荷泵电路没有为升压电路8提供足够的电流
驱动能力，那么在反相的时钟信号上使用两个电荷泵电路工作允许提 供足够的电流驱动能力。应当注意，两个电荷泵结构可以被应用于其 他实施例中。
应当注意，第四实施例中的升压电路8设有电源电压监控电路50， 用于探测电源电压VDC超过固定电压，以及当输入电源电压VDC足够 高以引起水平条纹噪声时，升压电路8被控制，以在"高阻抗周期"期间 执行升压操作。这有效地减小了源极驱动电路30的输出上的噪声。
总之，本发明的上述实施例的显示器件被设计为，当源极驱动电 路30的源极输出被设为高阻抗时，升压电路8开始升压操作。当源极驱 动电路30实现"源极放大器驱动"或"伽马电阻器直接驱动"时，这有效地 稳定升压的电源电压VDC2，有效地避免由于由升压电路8的工作而引 起的升压的电源电压VDC2的脉动所导致的图像质量退化。当升压电路 8包括电源电压监控电路50时，响应于被设为高阻抗的源极驱动电路30 的源极输出SOUT，电荷泵电路10的控制取决于由电源电压监控电路50 所监控的电源电压VDC;只有当电源电压VDC足够高以在源极驱动电 路30的源极输出SOUT上引起显著的脉动时，才证实电荷泵电路10的升 压操作限制为"高阻抗周期"。
很显然本发明不局限于上述实施例，而是在不脱离本发明的范围 和精神的条件下，可以进行修改和改变。
权利要求
1.一种显示面板驱动设备，包括驱动电路，响应于用于所述显示面板上的图像显示的计时控制的计时控制信号，输出驱动电压到显示面板；以及升压电路，馈送升压的电源电压到所述驱动电路，所述升压电路包括电荷泵电路，通过响应于升压时钟，提高输入电源电压，从而产生所述升压电源电压；以及脉冲跳跃电路，监视所述升压电源电压的电压电平，并响应于所述升压电源电压的所述电压电平，控制所述电荷泵电路的升压操作，其中所述脉冲跳跃电路被配置为允许所述电荷泵电路与所述计时控制信号同步地开始所述升压操作。
2. 根据权利要求l的显示面板驱动设备，其中当所述升压时钟被 提供给所述电荷泵电路时，所述电荷泵电路提升所述输入电源电压， 以及当停止将所述升压时钟提供给所述电荷泵电路时，停止提升所述 输入电源电压，以及其中所述脉冲跳跃电路控制向所述电荷泵电路提供所述升压时钟。
3. 根据权利要求1或2的显示面板驱动设备，其中所述脉冲跳跃电 路包括跳跃信号控制电路，该跳跃信号控制电路被配置为，当所述升 压电源电压小于预定输出基准电压时，允许响应于所述计时控制信号， 提供所述升压时钟到所述电荷泵电路。
4. 根据权利要求3的显示面板驱动设备，其中所述跳跃信号控制 电路被配置为，当所述升压的电源电压超过所述预定输出基准电压时， 禁止提供所述升压时钟到所述电荷泵电路。
5. 根据权利要求1或2的显示面板驱动设备，还包括 电源电压监控电路，监控所述输入电源电压，其中所述脉冲跳跃电路包括跳跃信号控制电路，该跳跃信号控制 电路被配置为，当所述电源电压监控电路探测到所述输入电源电压超 过预定输入基准电压时，允许响应于所述计时控制信号，提供所述升 压时钟到所述电荷泵电路。
6. 根据权利要求5的显示面板驱动设备，其中所述跳跃信号控制电路被配置为，当所述升压电源电压超过所述预定输出基准电压时， 禁止提供所述升压时钟到所述电荷泵电路。
7. 根据权利要求5的显示面板驱动设备，其中，在所述输入电源 电压小于所述预定输入基准电压的情况下，当所述升压电源电压小于 所述预定输出基准电压时，所述跳跃信号控制电路允许提供所述升压 时钟到所述电荷泵电路，并且当所述升压电源电压超过所述预定输出 基准电压时，禁止提供所述升压时钟。
8. 根据权利要求1或2的显示面板驱动设备，其中所述计时控制信 号包括Hi-Z信号，响应于该Hi-Z信号，所述驱动电路的输出被设为高阻 抗，以及其中当所述驱动电路的所述输出被设为高阻抗时，所述脉冲跳跃 电路提供所述升压时钟到所述电荷泵电路。
9. 根据权利要求1或2的显示面板驱动设备，其中所述计时控制信 号包括Hi-Z信号，响应于该Hi-Z信号，所述驱动电路的输出被设为高阻 抗，以及其中当所述升压的电源电压小于预定输出基准电压并且所述驱动 电路的所述输出被设为高阻抗时，所述脉冲跳跃电路提供所述升压时 钟到所述电荷泵电路。
10. 根据权利要求9的显示面板驱动设备，还包括 电源电压监控电路，监控所述输入电源电压，其中，当所述电源电压监控电路探测到所述输入电源电压超过预 定输入基准电压时，在所述升压的电源电压小于所述预定输出基准电 压并且所述驱动电路的所述输出被设为高阻抗的期间，所述脉冲跳跃 电路提供所述升压时钟到所述电荷泵电路。
11. 根据权利要求10的显示面板驱动设备，其中，在所述输入电 源电压小于所述预定输入基准电压的情况下，当所述升压的电源电压 小于所述预定输出基准电压时，所述脉冲跳跃电路提供所述升压时钟 到所述电荷泵电路，并且当所述升压电源电压超过所述预定输出基准 电压时，停止提供所述升压时钟。
12. 根据权利要求8的显示面板驱动设备，其中所述升压时钟的周期长达所述计时控制信号的两倍，以及所述升压时钟的上升沿或下降 沿被定位在所述驱动电路的所述输出被设为高阻抗的期间内。
13. 根据权利要求l的显示面板驱动设备，其中所述升压电路还包括另一电荷泵电路，该电荷泵电路在具有与所述升压时钟相反相位的 另一升压时钟上工作。
14. 一种显示器件，包括 显示面板；以及显示面板驱动设备，其中所述显示面板驱动器包括驱动电路，响应于计时控制信号而输出驱动电压到所述显示面板，该计时控制信号用于所述显示面板上的图像显示的计时控制；以及升压电路，馈送升压的电源电压到所述驱动电路，所述升压电路 包括电荷泵电路，通过响应于升压时钟提升输入电源电压，以产生所述升压的电源电压；以及脉冲跳跃电路，监视所述升压的电源电压的电压电平，并响应于 所述升压的电源电压的所述电压电平，控制所述电荷泵电路的升压操 作，其中所述脉冲跳跃电路被配置为，允许所述电荷泵电路与所述计 时控制信号同步地开始所述升压操作。
15. —种驱动显示面板的方法，包括通过电荷泵电路响应于升压时钟而提升输入电源电压，产生升压 的电源电压；监控所述升压的电源电压；响应于所监控的所述升压的电源电压，控制所述提升；以及 响应于计时控制信号，输出驱动电压到显示面板，该计时控制信 号用于所述显示面板上的图像显示的计时控制， 其中所述控制所述提升包括响应于所述计时控制信号，允许提升所述输入电源电压。
16. 根据权利要求15的方法，其中所述控制所述提升包括 当所述升压的电源电压小于预定输出基准电压时，允许响应于所述计时控制信号提供所述升压时钟到所述电荷泵电路。
17. 根据权利要求15的方法，还包括 监控所述输入电源电压；以及当所述输入电源电压超过预定输入基准电压时，允许响应于所述 计时控制信号提供所述升压时钟到所述电荷泵电路。
18. 根据权利要求17的方法，其中，在所述输入电源电压小于所 述预定输入基准电压的情况下，当所述输出电压小于所述预定输出基 准电压时，允许提供所述升压时钟到所述电荷泵电路，并且当所述输 出电压超过所述预定输出基准电压时，禁止提供所述升压时钟到所述
19.根据权利要求15的方法，其中所述计时控制信号包括指令驱 动电路设置其输出为高阻抗的Hi-Z信号，通过所述驱动电路的所述输 出，所述驱动电压被输出，以及其中在所述升压的电源电压小于预定输出基准电压和所述驱动电 路的所述输出被设为高阻抗的期间，所述升压时钟被提供给所述电荷 泵电路。
20.根据权利要求19的显示面板驱动设备，还包括 监控所述输入电源电压；以及当所述输入电源电压超过预定输入基准电压时，在所述升压的电 源电压小于预定输出基准电压并且所述驱动电路的所述输出被设为高 阻抗的期间，提供所述升压时钟到所述电荷泵电路。
全文摘要
一种显示面板驱动设备，设有驱动电路，响应于用于显示面板上的图像显示的计时控制的计时控制信号，输出驱动电压到显示面板；以及升压电路，馈送升压的电源电压到驱动电路。该升压电路包括电荷泵电路，通过响应于升压时钟，提升输入电源电压，从而产生升压的电源电压；以及脉冲跳跃电路，监视该升压的电源电压的电压电平，并响应于该升压的电源电压的电压电平，控制电荷泵电路的升压操作。该脉冲跳跃电路被配置为，允许电荷泵电路与计时控制信号同步地开始该升压操作。
文档编号G09G3/36GK101197120SQ20071019952
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月10日 优先权日2006年12月8日
发明者土井延恭, 河越弘和 申请人:恩益禧电子股份有限公司