源极驱动器及包含源极驱动器的显示设备的制作方法

专利名称：源极驱动器及包含源极驱动器的显示设备的制作方法
技术领域：
本发明一般构思的示例涉及半导体器件(device),更具体地，涉及通过 小布局面积消除通道电压偏移的源极驱动器以及包含该源极驱动器的显示 设备。
背景技术：
图1是显示设备1的传统源极驱动器5的方框图。参照图l，使用256KB (=218字节)彩色模式的系统接收红、绿和蓝(RGB)每者6比特的数字视频 数据并使用18比特的源极驱动器5显示图像。源极驱动器5包括多个通道 驱动器，每一个通道驱动器需要与数字视频数据的比特数目相同多的电平移 位器(level shifter),以便将该数字视频数据从低电压电平(例如1.5V或更 低)移位，该数字视频数据在该低电压电平处被驱动到液晶显示器(LCD) 的源极驱动电压电平(例如，4.5V或更高)。例如，当单个通道驱动器(例 如，驱动蓝视频数据B一DATA的通道驱动器)驱动6比特的视频数据时，通 道驱动器需要6个电平移位器。此外，源极驱动器需要6-比特的数模转换器(DAC)，以将6-比特的视 频数据转换为模拟信号。在图1中，64至1多路器(MUX)对应于6-比特 的DAC以及与基于伽玛寄存器设置的伽玛GVDD和VGS之间的对应的电 压的64条线相对应的信号。图1所示的源极驱动器5使用占有大布局面积 的64至1MUX，以便将数字视频数据转换为模拟信号。另外，在图l所示 的源极驱动器中，用以緩冲64至1 MUX的输出信号的单元增益緩沖器 (AMP)驱动它自己的输出负载。因此，在各个通道驱动器中实施的增益緩 冲器当中可能发生偏移。结果，在通道当中可能发生通道电压偏移。同时，源极驱动器需要720 (=240x 3 )个通道驱动器，用于四分之一视 频图形阵列(quarter video graphic array QVGA )。需要大面积作为720个通 道驱动器的布局区域，例如，l，820，160jum2 (=16|umx 720x 158|um)。所需 要的大面积导致多种多样的问题，例如，制造成本和复杂的工艺。此外，三倍于通道数量的电平移位器以及与通道的数量相等的64至1 MUX的功率消 耗是显著的。发明内容本发明 一般构思的 一些实施例提供一种源极驱动器和包含该源极驱动 器的显示设备，用以减少通道驱动器的功率消耗和布局面积以及消除通道电 压偏移。本发明 一般构思的其他的方面和效用将部分地在下面的说明书中阐述， 以及部分地从说明书将是明显的，或可以通过本发明的实践来学习。根据本发明一般构思的一些实施例和效用，提供一种源极驱动器，包括 数据锁存器，配置为将锁存的视频数据划分为高位比特和低位比特；切换信 号产生电路，配置为利用响应于低位比特而从多个脉冲宽度调制(PWM) 信号当中选择的一个PWM信号来产生多个切换信号；解码器，配置为输出 响应于高位比特而从多个阶梯波形灰度电压信号当中选择的一个阶梯波形 灰度电压信号；以及输出电路，配置为响应于多个切换信号而输出包含在自 解码器输出的阶梯波形灰度电压信号中的特定灰度电压电平。源极驱动器进一步包括PWM信号产生电路，配置为依照根据振荡信 号所产生的数字码来产生多个PWM信号；灰度电压产生器，配置为产生多 个灰度电压；以及阶梯波形灰度电压信号产生电路，配置为依照数字码产生 多个阶梯波形灰度电压信号。每一个阶梯波形灰度电压信号可以包括多个灰 度电压当中的、根据数字码所解码的一些灰度电压。PWM信号产生电路可以包括振荡器，配置为产生振荡信号；分频器， 配置为通过预定分频比划分振荡信号的频率并产生具有划分的频率的振荡 信号；码产生器，配置为对具有划分的频率的振荡信号进行计数并产生数字 码作为计数的结果；以及PWM信号产生器，配置为响应于数字码而产生多 个PWM信号。阶梯波形灰度电压信号产生电路可以包括多个解码器，每一个解码器利 用多个灰度电压当中的相应的一些灰度电压和数字码来产生一些解码的灰 度电压。根据本发明一般构思的其他的实施例和效用，提供一种显示设备，包括 像素阵列，其具有与像素相连接的数据线；以及源极驱动器，配置为将驱动电压施加到该数据线。源极驱动器包括数据锁存器，配置为将锁存的视频 数据划分成高位比特和低位比特；切换信号产生电路，配置为利用响应于低 位比特而从多个PWM信号当中选择的一个PWM信号来产生多个切换信号； 解码器，配置为输出响应于高位比特而从多个阶梯波形灰度电压信号当中选 择的一个阶梯波形灰度电压信号；以及输出电路，配置为响应于多个切换信 号而输出包含在自该解码器输出的阶梯波形灰度电压信号中的特定灰度电 压电平至数据线作为驱动电压。源极驱动器可以进一步包括PWM信号产生电路，配置为依照根据振 荡信号产生的数字码来产生多个PWM信号；灰度电压产生器，配置为产生 多个灰度电压；以及阶梯波形灰度电压信号产生电路，配置为依照数字码来 产生多个阶梯波形灰度电压信号。每一个阶梯波形灰度电压信号可以包括多 个灰度电压当中的、根据数字码所解码的一些灰度电压。根据本发明一般构思的又一实施例和效用，提供包括信号产生块和多个 通道驱动器的源极驱动器。该信号产生块被配置为依照根据振荡信号产生的 数字码来产生多个PWM信号和多个阶梯波形灰度电压信号。每一个通道驱 动器包括数据锁存器，配置为将锁存的视频数据划分成高位比特和低位比 特；切换信号产生电路，配置为利用响应于低位比特而从多个PWM信号当 中选择的一个PWM信号来产生多个切换信号；解码器，配置为输出响应于 高位比特而从多个阶梯波形灰度电压信号当中选择的一个阶梯波形灰度电 压信号；以及输出电路，其配置为响应于多个切换信号而输出包含在自该解 码器输出的阶梯波形灰度电压信号中的特定灰度电压电平。信号产生块可以包括PWM信号产生电路，配置为依照根据振荡信号 产生的数字码来产生多个PWM信号；灰度电压产生器，配置为产生多个灰 度电压；以及阶梯波形灰度电压信号产生电路，配置为依照数字码来产生多 个阶梯波形灰度电压信号。每一个阶梯波形灰度电压信号可以包括在多个灰 度电压当中的、根据数字码所解码的一些灰度电压。根据本发明一般构思的另一实施例和效用，还提供一种可与显示设备一 起使用的源极驱动器。该源极驱动器包括通道驱动器，配置为才艮据数据的第 一部分和轨道信号来产生多个切换信号，根据灰度电压信号组和该数据的第 二部分产生视频信号，以及根据视频信号和切换信号来输出源极线信号用以 驱动外部显示面通道驱动器可以包括接收数据的第 一部分和轨道信号以及产生多个切 换信号的选择电路单元、接收数据的第二部分和灰度电压信号组以及产生视 频信号的解码器单元、以及接收视频信号和切换信号以及输出源极线信号的 输出电路单元。通道驱动器可以在单个半导体芯片、半导体芯片封装和单个印刷电路板 中的一者中形成。通道驱动器可以包括与显示面板的多个像素相对应的多个通道驱动器，以及每一个通道驱动器可以具有小于2，528|iim2的面积。通道驱动器可以包括与显示面板的多个像素相对应的多个通道驱动器， 以及每一个通道驱动器可以具有l，050|am2的面积。根据本发明一般构思的再一实施例和效用，还提供具有显示面板以及通 过通信线连接到该显示面板的源极驱动器的显示i殳备，该源极驱动器包括 信号产生块，产生灰度电压信号组和轨道信号；以及通道驱动器，配置为根 据数据的第一部分和轨道信号产生多个切换信号、根据灰度电压信号组和该 数据的第二部分产生视频信号、以及根据该视频信号和该切换信号输出源极 线信号用以驱动外部显示面板。显示设备可以进一步包括存储数据的存储器和控制器。该控制器控制存 储器存储数据并输出该数据到源极驱动器，并产生信号用以依照源极线信号 和栅极信号控制显示面板来显示图像。根据本发明一般构思的另一实施例和效用，还提供可同显示设备一起使 用的源极驱动器的方法，该方法包括才艮据数据的第一部分和轨道信号产生 多个切换信号、根据灰度电压信号组和该数据的第二部分产生视频信号、以 及根据该视频信号和切换信号输出源极线信号用以驱动外部显示面板。根据本发明一般构思的另一实施例和效用，还提供计算机可读介质，用 以包含计算机可读码作为执行可与显示设备一起使用的源极驱动器的方法 的程序，该方法包括根据数据的第一部分和轨道信号产生多个切换信号、 根据灰度电压信号组和该数据的第二部分产生视频信号、以及根据该视频信 号和切换信号输出源极线信号用以驱动外部显示面板。


从下面结合了附图的实施例的描述中，本发明一般构思的这些和/或其他的方面和效用将变得更明显以及更容易:f皮理解，其中图1是示出传统源极驱动器的示意性方框图；图2是根据本发明一般构思的一些实施例的、示出可与显示设备一起使 用的源极驱动器的示意性方框图；图3是示出图2的信号产生块的示意性方框图；图4是示出图2的l-通道驱动器的示意性方框图；图5是根据本发明一般构思的一些实施例的、示出4-比特全局伽玛数模 转换器(DAC)区域的图；图6是根据本发明一般构思的一些实施例的、示出对脉冲宽度调制 (PWM)信号进行追踪的过程的图；图7是根据本发明一般构思的一些实施例的、于其中将6-比特视频数据 划分为2个高位比特和4个低位比特的表；图8是示出图4的l-比特电平移位器的电^^图；图9是根据本发明 一般构思的 一些实施例的、示出采样/保持开关的时序图；图10示出根据本发明一般构思的一些实施例的正伽玛曲线； 图11示出根据本发明一般构思的一些实施例的负伽玛曲线； 图12示出图2的l-通道驱动器的布局区域；以及 图13是根据本发明一般构思的一些实施例的、示出可与显示设备一起 使用的源极驱动器的方法的流程图。
具体实施方式
现在将做出根据本发明一般构思的实施例的具体的参照，在附图中示出 其示例，其中相似的参考数字通篇指代相似的元件。下面描述实施例，以便 通过参照附图来解释本发明一般构思。然而，本发明可以以不同的形式来具 体化，并不应该被解读为限制于这里所阐述的实施例。此外，提供这些实施 例，以使得本公开将是彻底的及完整的，并且将向本领域技术人员全面传达 本发明的范围。在图中，为清楚起见，可以夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。将理解到，当元件涉及"被连接"或"被耦接"到另一个元件时，其可 以是直接地被连接或被耦接到其他的元件或可以存在居间的元件。相反，当 元件涉及"被直接地连接"或"被直接地耦接"到另一个元件时，不存在居间的元件。如这里所使用，术语"和/或"包含所列相关联的一个或多个条目 的任一和全部組合并且可以简写为"/"。将理解到，尽管这里可以使用术语第一、第二等来描述不同的元件，但 这些元件不应当被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件与其他的元 件相区别。例如，第一信号可以术语化为第二信号，以及类似地，第二信号 可以术语化为第 一信号而不脱离本公开的教导。这里所使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的而不意旨对本发明 一般构思进行限制。如这里所用，单数形式"一"、"一个"和"该"也意旨 包含复数形式，除非上下文清楚地指示另外的方面。将进一步理解到，在本 说明书中使用术语"包括"和/或"包含"或"具有"表明确定的特征、区域、 整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，而不排除一个或多个其它的特征、 区域、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其的集合的存在或附加。除非另外地定义，这里所使用的所有术语(包括技术的和科学的术语) 具有与本发明一般构思所属技术领域的普通技术人员所通常理解的相同的 含义。将进一步理解到，诸如在通常所4吏用的字典中所定义的那些术语应当 被解释为具有与在相关技术和/或本发明的上下文中的它们的含义一致的含 义，并且将不被解释为理想化的或过于形式化的意义，除非在此特别地那样 定义。图2是根据本发明一般构思的一些实施例的可与显示设备200 —起使用 的源极驱动器10的方框图。源极驱动器(或凄t据线驱动器)IO可以用在诸 如移动电话、个人数字助理(PDA)、便携多媒体播放器(PMP)的移动终 端中、可以用在具有显示设备的终端中以及产生驱动显示面板或单元的信号 的计算机装置中等等。源极驱动器10包括信号产生块20以及多个通道驱动 器Rl Rn、 Gl Gn以及Bl Bn,其中"n"是自然数。例如，当源极驱动器 IO驱动四分之一一见频图形阵列(QVGA)时，"n，，是240。信号产生块(或全局(global)块)20依照根据振荡信号所产生的数字 码(4-比特)，产生多个脉冲宽度调制(PWM)信号TrackO: 15>以及多个 阶梯波形灰度电压信号Al、 A2、 A3和A4。通道驱动器Rl Rn、 Gl Gn以 及Bl Bn中的每一个响应于PWM信号TrackO: 15>、阶梯波形灰度电压 信号A1、 A2、 A3和A4以及数字视频数据而驱动在显示面板(未示出)中 提供的多条源极线(或数据线)中的每一条。换句话说，显示设备200可以包括源极驱动器10以及可以进一步包括 具有像素阵列200b的显示面板200a，该4象素阵列200b含有连接到对应的像 素200c的数据线S。像素阵列包括多条源极线(或数据线)S、多条栅极线 (或扫描线)G以及连接在源极线S和栅极线G之间的多个像素200c。像 素200c可以具有诸如与颜色分量R、 G、 B相对应的颜色元件200R、 200G 和200B,用以形成在显示面板200a的屏幕上显示的图像的部分。通道驱动 器Rl Rn、 Gl Gn以及Bl Bn分别地驱动对应的源极线S，以便像素阵列 200b可以显示-见频凄史据。图1中所示的源极驱动器需要64条金属线，用以将多个灰度电压施加 到每一个通道驱动器。然而，依照本发明的一些实施例的源极驱动器10仅 需要4条金属线，用于传输阶梯波形灰度电压信号Al、 A2、 A3和A4。从 而，减少用于安排金属线的布局面积。源极驱动器10可以作为驱动设备使用，用于驱动诸如平薄膜晶体管液 晶显示(TFT-LCD)面板、等离子体显示面板(PDP)或有机发光二极管 (OLED)面板的平板显示面板。例如，当源极驱动器10驱动QVGA时， 通道总数为720个，而信号产生块20因此需要同时驱动720个通道。显示设备200可以进一步包括控制器250，用以产生第一控制信号给存 储器来存储数据并输出所存储的数据到各个源极驱动器10、产生对应于栅极 信号的第二控制信号给显示面4反200a、以及产生控制信号产生块20和/或其 他单元以执行显示设备200的操作的第三控制信号。控制器250可以通过用 户接口接收来自用户的数据以及通过有线的或无线的通信线接收外部源。可 以通过控制器250将数据发送到存储器并存储在存储器中，用以产生视频数 据给源极驱动器10,以在显示面板200a的屏幕上形成图像。可行的是，在 屏显示(OSD)数据可以存储在存储器中作为视频数据，以便OSD图像可 以被显示作为显示面板200a的屏幕的图像。同样可行的是，视频数据和OSD 数据可以存储在存储器中，用以产生视频数据给源极驱动器10。因此，可行 的是，在显示面板200a的屏幕上显示的图像可以是与OSD数据相对应的 OSD图像以及与视频数据相对应的视频图像的组合。由于用户接口和通信线 是传统的并是公知的，将省略对其的具体描述。根据本发明一般构思的实施例和效用，源极驱动器10可以与信号产生 块20、存储器、显示面板200a、控制器250以及外部源260中的至少一者一起形成于单个机壳之内的单个体中。然而，本发明一般构思不限制于此。源极驱动器10与显示面板200a—起形成于单个机壳之内的单个体中，以及 存储器和控制器250可以形成于另一单个机壳之内的另一单个体中，并连接 到源极驱动器10和显示面板200a的组合。图3是图2所示的信号产生块20的方框图。信号产生块20包括PWM 信号产生电路21、灰度电压产生器30以及阶梯波形灰度电压信号产生电路 31。 PWM信号产生电路21依照根据振荡信号所产生的数字码(4-比特)来 产生多个PWM信号Track<0:15>。灰度电压产生器30产生多个灰度电压 VO至V63。阶梯波形灰度电压信号产生电路31依照数字码(4-比特)产生多个阶 梯波形灰度电压信号A1、 A2、 A3和A4。阶梯波形灰度电压信号Al 、 A2、 A3和A4分别包括根据从PWM信号产生电路21输出的数字码(4-比特) 来解码的多个灰度电压VO V 15 、 V16 V31 、 V32 V47以及V48 V63的组。 例如，如图5、 10或11所示，第一阶梯波形灰度电压信号Al包括第一组灰 度电压V0 V15;第二阶梯波形灰度电压信号A2包括第二组灰度电压 V16 V31;第三阶梯波形灰度电压信号A3包括第三组灰度电压V32 V47; 以及第四阶梯波形灰度电压信号A4包括第四组灰度电压V48 V63。PWM信号产生电路21包括振荡器23、分频器25、码产生器27以及 PWM信号产生器29。振荡器23可以产生具有2.0Mhz频率或1.5 2.5Mhz 频率的振荡信号。根据本发明一般构思的一些实施例，振荡器23可以由晶 体振荡器来实现。分频器25根据预定的分频比来划分由振荡器23产生的振荡信号的频率 并产生具有划分的频率的振荡信号。分频比可以是实数。例如，当振荡器23 所产生的振荡信号的频率是2Mhz时，具有分频比为1的分频器25产生具 有0.5jas周期的振荡信号；具有分频比为2的分频器25产生具有l.Oias周期 的振荡信号；具有分频比为4的分频器25产生具有2.0ps周期的振荡信号。 随着分频比的增加，源极驱动器10的功率消耗减少。分频器25可以包括设 置分频比的寄存器(未示出)。可选地，分频器25可以产生一频率的振荡信 号，该频率是由以外部寄存器(未示出)所设置的分频比来执行的频率划分 而得到的。码产生器27可以由计数器来实现。码产生器27对具有由分频器25所产生的划分的频率的振荡信号进行计数并产生数字码(4-比特)作为计数结果。例如，码产生器27可以对振荡信号的上升沿或下降沿进行计数并产生 对应于计数结果的K-比特的数字码。其中，K是自然数。其中，为了描述的 目的，在本发明一般构思的实施例中，K可以是4。PWM信号产生器29响应于由码产生器27产生的4-比特码(4-比特) 而产生PWM信号Track<0:15>。例如，当4-比特凄t字码(4-比特)从"0000" 依次增加到"1111"时，PWM信号产生器29产生PWM信号Track<0:15>， 它们的脉冲宽度根据1最小有效位(LSB)的周期增加，如图6中所示。灰度电压产生器30产生多个灰度电压。为了描述的清楚，在本发明一 般构思的实施例中示出用以产生64个灰度电压V0-V63的电阻器串。灰度 电压产生器30利用连接在接收第一电压Vfand的第一线与接收第二电压Vs 的第二线之间的多个电阻器来产生灰度电压V0 V63。阶梯波形灰度电压信号产生电路31包括多个解码器DEC 33-1、 33-2、 33-3和33-4以及多个緩冲器35-1、 35-2、 35-3和35-4。阶梯波形灰度电压 信号产生电路31可以进一步包括延迟电路37,用以控制图9所示的延迟Ts。 延迟电路37可以包括寄存器(未示出)，用以存储可外部设置的延迟Ts。因 此，延迟电路37可以将对应于4-比特数字码的每一比特的信号延迟该延迟 Ts。第一解码器DEC 33-1接收64个灰度电压V0 V63当中的第一组灰度电 压V0 V15，并输出具有根据来自PWM信号产生电路21的4-比特数字码或 由延迟电路37延迟后的4-比特数字码所解码的第一组灰度电压V0-V15的 第一阶梯波形灰度电压信号Al。例如，当4-比特数字码依次从"0000"增 加到"1111"时，第一解码器DEC33-1输出第一阶梯波形灰度电压信号Al， 其依次从灰度电压V0减小到灰度电压V15(例如，图5或10所示的正伽玛) 或依次从灰度电压VO增加到灰度电压V15 (例如，图5或图ll所示的负伽 玛)。第二解码器DEC 33-2接收64个灰度电压V0 V63当中的第二组灰度电 压V16 V31，并输出具有根据来自PWM信号产生电路21的4-比特数字码 或由延迟电路37延迟后的4-比特数字码所解码的第二组灰度电压V16 V31 的第二阶梯波形灰度电压信号A2。例如，当4-比特数字码依次从"0000" 增加到"1111"时，第二解码器DEC 33-2输出第二阶梯波形灰度电压信号A2，其依次从灰度电压V16减小到灰度电压V31 (例如，图5或10所示的 正伽玛)或依次从灰度电压V16增加到灰度电压V31 (例如，图5或图11 所示的负伽玛)。第三解码器DEC 33-3接收64个灰度电压VO V63当中的第三组灰度电 压V32 V47，并输出具有根据来自PWM信号产生电路21的4-比特数字码 或由延迟电路37延迟后的4-比特数字码所解码的第三组灰度电压V32 V47 的第三阶梯波形灰度电压信号A3。例如，当4-比特数字码依次从"0000" 增加到"1111"时，第三解码器DEC 33-3输出第三阶梯波形灰度电压信号 A3，其依次从灰度电压V32减小到灰度电压V47 (例如，图5或10所示的 正伽玛)或依次从灰度电压V32增加到灰度电压V47 (例如，图5或图11 所示的负伽玛)。第四解码器DEC 33-4接收64个灰度电压V0 V63当中的第四组灰度电 压V48 V63，并输出具有根据来自PWM信号产生电路21的4-比特数字码 或由延迟电路37延迟后的4-比特数字码所解码的第四组灰度电压V48 V63 的第四阶梯波形灰度电压信号A4。例如，当4-比特^t字码依次/人"0000" 增加到"1111"时，第四解码器DEC 33-4输出第四阶梯波形灰度电压信号 A4，其依次从灰度电压V48减小到灰度电压V63 (例如，图5或10所示的 正伽玛)或依次/人灰度电压V48增加到灰度电压V63 (例如，图5或图11 所示的负伽玛)。緩冲器35-l 35-4分别緩冲从解码器33-1 33-4分别输出的阶梯波形灰 度电压信号A1 A4。緩冲器35-l 35-4中的每一个可以由单位增益緩沖器或 运算放大器来实现。PWM信号TrackO:15〉以及阶梯波形灰度电压信号 A1 A4被提供到通道驱动器Rl Rn、 Gl Gn以及Bl Bn中的每一个。图4是示出图2的源极驱动器10的通道驱动器40中的一者的方框图。 参照图4，通道驱动器40包括数据锁存器41、切换信号产生电路43、解码 器49以及输出电路53。数据锁存器41接收来自图2的存储器的与一个通道 相对应的视频数据并锁存该视频数据。数据锁存器41将锁存的视频数据划 分成高位比特DIK5:4〉和低位比特DL<3:0>,并将高位比特DIK5:4〉输出到 解码器49或电平移位器51 (如果其被提供的话)以及将低位比特DL〈3:0 输出到切换信号产生电路43。例如，当视频信号是6比特时，数据锁存器 41可以将6-比特的视频数据划分成2个高位比特DIK5:4〉和4个低位比特DL<3:0>。切换信号产生电路43利用响应于4个低位比特从输出自PWM信号产 生器29的PWM信号TrackO:15〉中选择的PWM信号TP来产生多个切换 信号S1、 S2和S3。切换信号产生电路43包括选择电路45，用以响应于4 个低位比特DL〈3:0而从PWM信号TrackO:15〉中选择PWM信号TP。参照图6，当4个低位比特DL〈3:0〉是"1010"时，选才奪电路45响应于 "1010"而导通开关<10>，用以选择PWM信号Track〈10〉并输出PWM信 号Track<10>。例如，当4个低位比特DL〈3:0输入到选择电路45之后向该 电路输入PWM信号TrackO:15〉时，选择电路45响应于4个低位比特 DL〈3:0〉而选择性地输出PWM信号Track〈0:15〉中的一者。当4个^[氐位比特 DL〈3:0〉是"0000"时，PWM信号TrackO被选中。当4个低位比特DL<3:0> 是"0001"时，PWM信号TrackO被选中。当4个低位比特DIX3:0〉是"1111" 时，PWM信号Track<l5>被选中。切换信号产生电路43增加从选择电路45输出的PWM信号TP的电平 并产生具有增加的电平的切换信号S1 S3。从选择电路45输出的PWM信号 的电平是逻辑电平(例如，1.5V或更低)。由于需要4交高电平(例如，4-6V) 来控制输出电路53中所实现的每一个切换的操作，切换信号产生电路43需 要电平移位器47来将从选择电路45输出的PWM信号TP的电平上移到用 以控制输出电路53所需要的适当电平。图8是图4所示的电平移位器47的电路图。电平移位器47包括锁存/ 采样电路47-l和多个串联连接的反相器47-2、 47-3和47-4。反相器47-2、 47-3和47-4的工作电压AVDD高于逻辑电平(例如，1.5V)。锁存/采样电 路47-1锁存并采样输入信号TP。反相器47-2、 47-3和47-4产生具有图9 所示时序的第一至第三切换信号S0、 Sl和S2。返回参照图4，解码器49响应于2个高位比特DIK5:4〉而选择性地输 出阶梯波形灰度电压信号A1 A4中的一者。当2个高位比特DIK5:4〉是 "00"、 "01"、 "10"或"11"时，解码器49分别输出第一、第二、第三或 第四阶梯波形灰度电压信号Al、 A2、 A3或A4。例如，如图6所示，当2 个高位比特DIK5:4〉是"00"时，解码器49将第一阶梯波形灰度电压信号 Al输出到输出电路53。通道驱动器40可以进一步包括连接在数据锁存器41和解码器49之间的上移电平移位器51，用以上移2个高位比特DIK5:4〉的电平。上移电平 移位器51将2个高位比特DIK5:4〉中的每一个的电平上移，以便控制包含 在解码器49中的开关的操作。这时，解码器49响应于2个高位比特DU<5:4> 而输出阶梯波形灰度电压信号A1 A4中的一者，该2个高位比特DU<5:4> 的电平已经由上移电平移位器51上移。输出电路53包括电容器CH、多个开关SW0、 SW1、 SW2和SW3以及 运算放大器Av55。输出电路53利用电容器CH和开关、在包含于从解码器 49输出的阶梯波形灰度电压信号Vin中的多个灰度电压电平当中的特定的 灰度电压电平上，执行采样-保持操作，利用运算放大器55放大由采样-保持 操作保持在电容器CH处的电压，以及输出经放大的电压Av out。其中，每 一个开关可以由传输门或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)来实 现。输出的经放大的电压Av out可以作为源极线信号发送到诸如LCD负载 的显示面板200a的数据线S。根据开关SW3的操作，开关SW3可以置于输 出电路53中。然而，可行的是，开关SW3可以放置于输出电路53的外部 并放置于显示面板200a之内。图9是根据本发明一般构思的一些实施例的、说明采样/保持开关的时序 图。将参照图4、 8和9描述输出电路53的操作。图9的延迟Ts可以由延 迟电路37来控制并且"Tc"表示码产生器27的l-LSB的时间或阶梯波形灰 度电压信号的单个周期。当"Tc，，增加时，可以获得稳定的灰度电压电平。延迟T0可以由反相器47-2和47-3的特性来控制。延迟Tl可以由反相 器47-4的特性来控制。经放大的电压Av out可以#4居开关SW0、 SW1、 SW2 中的至少一者的操作而从放大器Av 55中输出并且所输出的经放大的电压 Av out可以接着根据开关SW3的操作作为输出Vout输出到负载。可以从图 2的控制器250输出信号作为开关SW3的切换信号。尽管图9按照连续导通 -状态的线示出了开关SW3的切换信号，但可行的是，开关SW3的切换信 号可以是间歇地产生的，用以选择性地发送所输出的经放大电压Av out到负 载作为输出Vout。当用于控制第一开关SW0导通/截止的第一切换信号S0从第二电平(例 如，4氐电平)转变到第一电平(例如，高电平)时，第一开关导通。因此， 运算放大器55的第二输入端(例如，负(-)输入端)的电压Vb变为反馈信号电压的基准电压Gwef，以及在电容器CH的右平板上的电压Vb变为运 算放大器55的电源电压(GVDD)的一半。其后，当用于控制第二开关SW1 导通/截止的第二切换信号Sl从第二电平转变到第一电平，第二开关SW1 导通。当第二切换信号Sl保持在第一电平时，特定灰度电压电平，即包含 于阶梯波形灰度电压信号Vin中的多个灰度电压电平当中要被采样的灰度电压电平，在电容器CH的左平板处充电。因此，电容器CH利用与要被采样的灰度电压电平(Vin)和电容器CH的右平板上的电压Vb之间的差AVi (即， △ Vi=Vin-Vb )相对应的电荷来充电。当第一和第二切换信号S0和Sl从第一电平转变到第二电平之后第三切 换信号S2从第二电平转变到第一电平时，运算放大器55的输出电压是0， 以及因此，运算放大器55的第二输入端的电压Vb是-AVi。这时，运算放 大器55以差动模式工作，从而放大在电容器CH处保持的电压。当切换信号产生电路43正在选择PWM信号时，响应于第四切换信号 S3而导通或截止的第四开关SW3中断至LCD负载(即，显示面板的源极 线)的、由运算放大器55放大的电压的传输。因此，第四开关起到减少显 示设备的功率消耗的作用。图7是根据本发明的一些实施例的其中6-比特视频数据被划分为2个高 位比特和4个低位比特的表。灰度电压V0 V63中的每一个是由2个高位比 特DIK5:4〉和4个低位比特DIX3:0〉的组合来决定的。图10示出根据本发 明的一些实施例的正伽玛曲线。图11示出根据本发明的一些实施例的负伽 玛曲线。参照图5、 lO和ll,阶梯波形灰度电压信号A1 A4中的每一个包 括16-阶梯波形，即，依次减少(例如，正伽玛)或增加(例如，负伽玛) 的16个灰度电压。图12说明图2所示的单个通道驱动器40的布局区域。参照图l和图12， 图1所示的单个通道驱动器的布局面积是2,528pm2,即16pmxl58jim，但图 2或图12所示的单个通道驱动器40的布局面积减少到l，050|am2,即 14jumx75|Lim。根据本发明一般构思的实施例和效用，源极驱动器10的通道驱动器40 的总面积可以在单个半导体芯片中形成。可行的是，源极驱动器10的通道 驱动器40的总面积可以在具有多个彼此电连接的半导体芯片的半导体芯片 封装中和/或在安装有多个半导体芯片且连接到多个半导体芯片的印刷电路板(PCB)中形成。还可行的是，源极驱动器10的通道驱动器40的总面积 可以在具有至少一个半导体芯片的单个印刷电路中形成。根据本发明一般构思的实施例和效用，源极驱动器10的元件、显示面 板200a的元件、存储器以及控制器250的组合可以在单个半导体芯片、半 导体芯片封装或印刷电路板(PCB)中形成。由于通道驱动器40的布局面积减少，源才及驱动器10的面积也减少，用 以最小化对应的源极驱动器10的元件所占的面积，从而减小用以产生驱动 显示阵列的图像信号的装置或设备的尺寸，或减少用以容纳源极驱动器10 的元件的该装置或设备之内的面积。因此，装置或设备可以是便携的和具有 减小的尺寸的移动装置或^:备。即使装置或设备与传统的装置或设备相同，装置或设备可以在其中具有 更多可用的空间用以容纳执行另外的功能的另外的元件，因为减少源极驱动 器10的元件提供了上述可用的空间。图13是根据本发明一般构思的一些实施例的、说明源极驱动器10的方 法的流程图。参照图2至图13,源极驱动器10的信号产生块20在才喿作S10 中依照根据振荡信号产生的数字码来产生多个PWM信号TrackO:15〉和多 个阶梯波形灰度电压信号A1 A4。在操作S20中，源极驱动器10的通道驱动器40中的每一个将锁存的视 频数据划分成高位比特DIK5:4〉和低位比特DL<3:0>。在操作S30中，源极 驱动器10的切换信号产生电路43利用响应于低位比特DL〈3:0而从PWM 信号TrackO:15〉选择的一个PWM信号TP来产生多个切换信号S0、 Sl和 S3。在操作S40中，源极驱动器10的解码器49响应于高位比特DU<5:4> 而选择性地输出阶梯波形灰度电压信号Al到A4当中的一个阶梯波形灰度 电压信号Vin。在操作S50中，源极驱动器10的输出电路53通过响应于切 换信号S0、 Sl和S2而执行的采样-保持操作放大包含在从解码器49中输出 的阶梯波形灰度电压信号Vin中的多个灰度电压当中的特定灰度电压电平， 并将经放大的信号输出到数据线。本发明一般构思也能够实现为计算机可读介质上的计算机可读代码。计 算机可读介质可以包括计算机可读记录介质和计算机可读传输介质。计算机 可读记录介质是能够将数据存储为之后可由计算机系统读取的程序的任一数据存储设备。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机 存取存储器(RAM)、 CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储器件。计算机 可读记录介质也可以分布于网络耦接的计算才几系统上，以便以分布的方式存 储和执行计算机可读代码。计算机可读传输介质可以发送载波或信号(例如， 通过因特网的有线的或无线的数据传输)。另外，用以完成本发明一般构思 的功能性程序、代码和代码段能够容易地由本发明 一般构思所属的技术领域 的编程人员来构建。
根据本发明一般构思的一些实施例，包含在源极驱动器中的通道驱动器 的布局面积能够极大地减少，以便源极驱动器的布局面积也能够极大地减 少。另外，源极驱动器的功率消耗可以显著地减少以及通道电压偏移可以引 人瞩目地减小。
尽管已经示出并描述了本发明一般构思的一些实施例，本领域的那些技 术人员将理解到，可以在实施例中做出改变，而不脱离本发明一般构思的原 则和精神，其范围由所附权利要求及其等价体所限定。
相关申请的交叉使用
本申请要求2008年5月7日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请号 No. 10-2008-0042143的优先权，通过引用将其7>开合并于此。
权利要求
1、一种可与显示设备一起使用的源极驱动器，包括数据锁存器，配置为将锁存的视频数据划分为高位比特和低位比特；切换信号产生电路，配置为利用响应于所述低位比特而从多个脉冲宽度调制(PWM)信号当中选择的一个PWM信号，产生多个切换信号；解码器，配置为输出响应于所述高位比特而从多个阶梯波形灰度电压信号当中选择的一个阶梯波形灰度电压信号；以及输出电路，配置为响应于所述多个切换信号而输出包含在输出自所述解码器的阶梯波形灰度电压信号中的特定灰度电压电平。
2、 根据权利要求1所述的源极驱动器，其中，所述切换信号产生电路 包括选择电路，配置为输出响应于所述低位比特而从所述多个PWM信号当 中选择的所述PWM信号；以及电平移位器，配置为对从所述选择电路中输出的所述PWM信号的电平 进行移位并产生所述多个经电平移位的切换信号。
3、 根据权利要求1所述的源极驱动器，进一步包括 连接在所述数据锁存器和解码器之间的电平移位器，用以对所述高位比特中的每一个的电平进行移位，其中，所述解码器响应于经电平移位的高位比特而输出所述多个阶梯波形灰度电压信号之一。
4、 根据权利要求1所述的源极驱动器，其中，所述输出电路包括 电容器和多个开关，配置为响应于所述多个切换信号而在所述特定的灰度电压电平上执行采样-保持操作；以及运算放大器，配置为放大通过所述釆样-保持操作而保持在所述电容器 处的电压。
5、 根据权利要求1所述的源极驱动器，进一步包括PWM信号产生电路，配置为依照根据振荡信号产生的数字码来产生所 述多个PWM信号；灰度电压产生器，配置为产生多个灰度电压；以及阶梯波形灰度电压信号产生电路，配置为依照所述数字码产生所述多个 阶梯波形灰度电压信号，其中，所述阶梯波形灰度电压信号中的每一个包括所述多个灰度电压当 中的、依照所述数字码来解码的一些灰度电压。
6、 根据权利要求5所述的源极驱动器，其中，所述PWM信号产生电 路包括振荡器，配置为产生所述振荡信号；分频器，配置为通过预定分频比划分所述振荡信号的频率以及产生具有 划分的频率的振荡信号；码产生器，配置为对具有所述划分的频率的振荡信号进行计数并产生所 述数字码作为计数结果；以及PWM信号产生器，配置为响应于所述数字码而生成所述多个PWM信号。
7、 根据权利要求5所述的源极驱动器，其中，所述阶梯波形灰度电压 信号产生电路包括多个解码器，其中的每一个解码器利用所述多个灰度电压 当中的相应的一些灰度电压以及所述数字码来产生一些经解码的灰度电压。
8、 根据权利要求5所述的源极驱动器，其中，所述阶梯波形灰度电压 信号产生电路包括延迟电路，配置为延迟所述数字码；以及多个解码器，其中的每一个解码器利用所述多个灰度电压当中的相应的 一些灰度电压以及从所述延迟电路输出的数字码来产生一些经解码的灰度 电压。
9、 一种显示设备，包括像素阵列，具有与像素相连接的数据线；以及 源极驱动器，配置为将驱动电压施加到所述数据线， 其中，所述源极驱动器包括数据锁存器，配置为将锁存的视频数据划分为高位比特和低位比特；切换信号产生电路，配置为利用响应于所述低位比特而从多个脉冲宽度 调制(PWM)信号当中选择的一个PWM信号来产生多个切换信号；解码器，配置为输出响应于高位比特而从多个阶梯波形灰度电压信号当 中选择的一个阶梯波形灰度电压信号；以及输出电路，配置为响应于所述多个切换信号而将包含在输出自所述解码 器的阶梯波形灰度电压信号中的特定的灰度电压电平输出到所述数据线，作为所述驱动电压。
10、 根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述切换信号产生电路包括选择电路，配置为输出响应于所述低位比特而从所述多个PWM信号当 中选择的PWM信号；以及电平移位器，配置为对输出自所述选择电路的PWM信号的电平进行移 位，并产生所述多个经电平移位的切换信号。
11、 根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述源极驱动器进一步包 括连接在所述数据锁存器和解码器之间的电平移位器，用以对所述高位比特 中的每一个的电平进行移位，其中所述解码器响应于经电平移位的高位比特 而输出所述多个阶梯波形灰度电压中的一者。
12、 根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述输出电路包括 电容器和多个开关，配置为响应于所述多个切换信号而对所述特定的灰度电压电平执行采样-保持操作；以及运算放大器，配置为放大通过所述采样-保持操作保持在所述电容器处 的电压。
13、 根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述源极驱动器进一步包括PWM信号产生电路，配置为依照根据振荡信号而产生的数字码来产生 所述多个PWM信号；灰度电压产生器，配置为产生多个灰度电压；以及阶梯波形灰度电压信号产生电路，配置为依照所述数字码产生所述多个 阶梯波形灰度电压信号，以及其中，所述阶梯波形灰度电压信号中的每一个包括所述多个灰度电压当 中的、根据所述数字码所解码的一些灰度电压。
14、 根据权利要求13所述的显示设备，其中，所述PWM信号产生电 路包括振荡器，配置为产生所述振荡信号；分频器，配置为通过预定分频比划分所述振荡信号的频率并产生具有划 分的频率的振荡信号；计数器，配置为对具有所述划分的频率的振荡信号进行计数并产生所述数字码作为计数结果；以及PWM信号产生器，配置为响应于所述数字码而产生所述多个PWM信号。
15、 根据权利要求13所述的显示设备，其中，所述阶梯波形灰度电压 信号产生电路包括多个解码器，其中的每一个解码器利用所述多个灰度电压 当中的相应的一些灰度电压以及所述数字码来产生一些经解码的灰度电压。
16、 根据权利要求13所述的显示设备，其中，所述阶梯波形灰度电压 信号产生电路包括延迟电路，配置为延迟所述数字码；以及多个解码器，其中的每一个解码器利用所述多个灰度电压当中的相应的 一些灰度电压和从所述延迟电路输出的数字码来产生一些经解码的灰度电 压。
17、 一种可与显示设备一起使用的源极驱动器，包括 信号产生块，配置为依照根据振荡信号所产生的数字码来产生多个脉冲宽度调制(PWM)信号和多个阶梯波形灰度电压信号；以及 多个通道驱动器，其中，所述每一个通道驱动器包括数据锁存器，配置为将锁存的视频数据划分为高位比特和低位比特；切换信号产生电路，配置为利用响应于所述低位比特而从所述多个 PWM信号当中选择的一个PWM信号来产生多个切换信号；解码器，配置为输出响应于所述高位比特而从所述多个阶梯波形灰度电 压信号当中选择的一个阶梯波形灰度电压信号；以及输出电路，配置为响应于所述多个切换信号而输出包含在自所述解码器 输出的阶梯波形灰度电压信号中的特定的灰度电压电平。
18、 根据权利要求17所述的源极驱动器，其中，所述信号产生块包括 PWM信号产生电路，配置为依照根据所述振荡信号产生的数字码来产生所述多个PWM信号；灰度电压产生器，配置为产生多个灰度电压；以及阶梯波形灰度电压信号产生电路，配置为依照所述数字码而产生所述多 个阶梯波形灰度电压信号，以及其中，所述阶梯波形灰度电压信号中的每一个包括所述多个灰度电压当中的、依照所述数字码解码的一些灰度电压。
19、 根据权利要求18所述的源极驱动器，其中，所述PWM信号产生 电3各包4舌振荡器，配置为产生所述振荡信号；分频器，配置为通过预定的分频比划分所述振荡信号的频率以及产生具 有划分的频率的振荡信号；计数器，配置为对具有所述划分的频率的振荡信号进行计数以及产生所 述数字码作为计数结果；以及PWM信号产生器，配置为响应于所述数字码而产生所述多个PWM信号。
20、 一种可与显示设备一起使用的源极驱动器，包括通道驱动器，配置为根据数据的第 一部分和轨道信号产生多个切换信 号、根据灰度电压信号组和所述数据的第二部分产生视频信号、以及根据所 述视频信号和所述切换信号输出源极线信号来驱动外部显示面板。
21、 根据权利要求20所述的源极驱动器，其中，所述通道驱动器包括 选择电路单元，接收所述数据的第一部分和所述轨道信号并产生所述多个切换信号；解码器单元，接收所述数据的第二部分和所述灰度电压信号组并产生所 述视频信号；以及输出电路单元，接收所述视频信号和所述切换信号并输出所述源极线信号。
22、 根据权利要求20所述的源极驱动器，其中，所述通道驱动器在单 个半导体芯片、半导体芯片封装和单个印刷电路板中的一者中形成。
23、 根据权利要求20所述的源极驱动器，其中，所述通道驱动器包括 多个通道驱动器，用以对应于所述显示面板的多个像素，且所述每一个通道 驱动器具有小于1，050jim2的面积。
24、 一种显示设备，包括 显示面板；以及通过通信线连接到所述显示面板的源极驱动器，该源极驱动器包括信号产生块，用以产生所述灰度电压信号组和轨道信号，以及 通道驱动器，配置为根据数据的第一部分和轨道信号产生多个切换信号、根据灰度电压信号组和所述数据的第二部分产生视频信 号、以及根据所述视频信号和所述切换信号输出源极线信号用以驱 动外部显示面寿反。
25、 根据权利要求24所述显示设备，进一步包括 存储所述数据的存储器；以及控制器，控制所述存储器存储所述数据并将所述数据输出到所述源极驱 动器，以及根据所述源极线信号和栅极信号来产生用以控制所述显示面板显 示图像的信号。
26、 一种可与显示设备一起使用的源极驱动器的方法，包括 根据数据的第一部分和轨道信号，产生多个切换信号； 根据灰度电压信号组和所述数据的第二部分，产生视频信号；以及 根据所述视频信号和所述切换信号，输出源极线信号用以驱动外部显示面板。
27、 一种包含计算机可读代码作为执行可与显示设备一起使用的源极驱 动器的方法的程序的计算机可读介质，所述方法包括根据数据的第一部分和轨道信号，产生多个切换信号； 根据灰度电压信号组和所述数据的第二部分，产生视频信号；以及 根据所述视频信号和所述切换信号，输出源极线信号用以驱动外部显示 面板。
全文摘要
一种具有小布局面积和低功率消耗的源极驱动器，包括信号产生块，依照根据振荡信号产生的数字码来产生多个脉冲宽度调制(PWM)信号和多个阶梯波形灰度电压信号；和通道驱动器。所述通道驱动器将锁存的视频数据划分为高位比特和低位比特，利用响应于所述低位比特而从所述多个PWM信号当中选择的一个PWM信号来产生多个切换信号，输出响应于所述高位比特而从所述多个阶梯波形灰度电压信号当中选择的一个阶梯波形灰度电压信号，以及响应于所述多个切换信号输出包含在所述一个阶梯波形灰度电压信号中的特定的灰度电压电平。
文档编号G09G3/36GK101577107SQ20091013713
公开日2009年11月11日 申请日期2009年5月7日 优先权日2008年5月7日
发明者姜在声, 金孝珍, 金宗贤, 金时雨 申请人:三星电子株式会社