CN101609637A - 驱动电路及显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种驱动电路及显示装置，减小由充放电电流的高次谐波成分引起的EMI噪声。源极驱动器(10)包括驱动液晶面板的输出端子(OUTn)、放大影像信号的放大器(15)、连接于放大器(15)的输出和输出端子之间的输出开关电路(17)及控制输出开关电路17的开关动作的输出开关阻抗控制电路(16)。输出开关阻抗控制电路(16)在输出开关电路(17)的开关动作中成为导通状态的情况下将输出开关电路(17)的阻抗控制为逐渐下降。

Description

驱动电路及显示装置
技术领域
本发明涉及一种驱动电路及显示装置，特别是涉及用于降低EMI(Electro Magnetic Interference)噪声的驱动电路及使用该驱动电路的显示装置。
背景技术
液晶显示装置(LCD)突出其薄型、轻量、低耗电的特征，作为信息通讯时代所必要的平板显示器在OA、民生、产业领域中广泛应用。通常，这种液晶显示装置配置有具有灰度电位产生电路、解码电路及放大器等的液晶驱动IC(液晶驱动电路)。其中，由灰度电位产生电路产生多个灰度电位。并且，与图像数据信号对应地，由解码电路选择在多个灰度电位中的任一个灰度电位。由放大器对由解码电路选择的灰度电位进行电流放大，经由数据线提供给液晶单元。
但是，液晶显示器逐渐大画面化，有该数据线上的电容增加的趋势。由此，需要更大的充放电电流。该充放电电流与锁存脉冲同步地同时从液晶驱动IC的所有输出流出，因此成为尖锐的峰值电流，从而导致产生大的EMI噪声。
因此，作为用于降低EMI噪声的技术，在专利文献1中记载了通过错开多个锁存脉冲的输出时序而减小峰值电流的驱动电路。
图11是表示专利文献1所记载的驱动电路结构的图。在图11中，显示数据保存部105输入选择脉冲信号XSP、时钟信号XCLK、显示数据XDn，将保存的显示数据XDn输出到锁存电路106a、106b。锁存电路106a、106b按照在相同的水平期间内从外部提供的两个图像输出控制信号XSTB 1、XSTB 2各自的时序锁存显示数据XDn，输出到D/A转换器107。D/A转换器107将显示数据XDn转换为模拟信号，经由输出缓冲部108a、108b分别输出到图像信号输出端子109a、109b。
驱动电路的结构如上所述，按照显示数据XDn的奇数输出和偶数输出，将输出开关接通的时序如图12所示错开Δt。由此，能够减少与液晶显示装置的像素的充放电电流的峰值对应的电源电流IDD。因此，能够降低随着电源电流IDD的增加而增加的EMI噪声。
专利文献1：日本特开2006-267999号公报
发明内容
本发明提供以下分析内容。
根据现有技术，虽然能够减小随着充放电电流产生的电源电流的峰值，但是充放电电流仍然急剧上升。充放电电流在水平期间产生一次，基本频率成分为50kHz左右，频率较低。但是，充放电电流急剧上升时，包括高次谐波成分，因此实际上该高次谐波成分体现为EMI噪声。因此，高次谐波成分即MHz频带的EMI噪声变大。图5(B)表示现有技术的充放电电流的FFT(高速傅立叶变换)的结果。可知，虽然充放电电流的基本频率成分为50kHz左右，但是包括很多成为EMI噪声的10MHz～1GHz的高次谐波成分。
本发明的一个方面的驱动电路，包括：输出端子；放大影像信号的放大电路；连接于放大电路的输出和输出端子之间的输出开关电路；以及阻抗控制电路，在输出开关电路的开关动作过程中将输出开关电路的阻抗控制为逐渐变化。
根据本发明，通过使输出开关电路的阻抗逐渐变化，防止充放电电流急剧变化，从而能够减少充放电电流的高次谐波成分。因此，能够减小由充放电电流的高次谐波成分引起的EMI噪声。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例的液晶显示装置的结构的图。
图2是表示本发明第一实施例的源级驱动器的结构的图。
图3是表示本发明第一实施例的输出开关阻抗控制电路的结构和时序的图。
图4是本发明第一实施例的源级驱动器的各部分的时序图。
图5是表示本发明和现有技术的充放电电流的FFT(高速傅立叶变换)的结果的图。
图6是表示本发明第二实施例的源级驱动器的结构的图。
图7是表示本发明第二实施例的液晶显示装置中的电源电压、共模电压、灰度电位的关系的图。
图8是表示本发明第二实施例的输出开关阻抗控制电路的结构的图。
图9是本发明第二实施例的输出开关阻抗控制电路的时序图。
图10是本发明第二实施例的源级驱动器的各部分的时序图。
图11是表示专利文献1所记载的驱动电路的结构的图。
图12是表示专利文献1所记载的驱动电路的动作的时序图。
具体实施方式
本发明的实施方式的一种驱动电路，包括：输出端子；放大影像信号的放大电路；连接于放大电路的输出和输出端子之间的输出开关电路；以及阻抗控制电路，控制输出开关电路的开关动作。阻抗控制电路在输出开关电路的开关动作过程中将输出开关电路的阻抗控制为逐渐变化。特别是，优选在使输出开关电路成为导通状态的情况下将阻抗控制为逐渐下降。
在本发明的驱动电路中，输出开关电路由FET构成，阻抗控制电路在使输出开关电路成为导通状态的情况下将使FET的导通电阻逐渐下降的控制电压提供给FET的栅极端。
在本发明的驱动电路中，阻抗控制电路包括：恒定电流源电路；和开关元件，选择来自恒定电流源电路的输出电流和电源电压中的任一方提供给FET的栅极端。
在本发明的驱动电路中，阻抗控制电路包括：电压产生电路，输出各不相同的多个电压；选择电路，选择多个电压中的任一个提供给FET的栅极端；以及时序控制电路，向选择电路提供用于从多个电压中依次选择一个电压的选择信号，以使FET的导通电阻逐渐下降。
在本发明的驱动电路中，还包括灰度电位产生电路，该灰度电位产生电路产生用于生成影像信号的多个灰度电压信号，电压产生电路包含在所述灰度电位产生电路中，从多个灰度电压信号中选择并输出多个电压。
本发明的一种显示装置，包括上述的驱动电路及由驱动电路驱动的显示面板。
根据上述的驱动电路，通过使输出开关电路的阻抗逐渐下降，防止充放电电流急剧上升，从而减少充放电电流的高次谐波成分。因此，能够减小由充放电电流的高次谐波成分引起的EMI噪声。
以下，参照附图详细说明实施例。
实施例1
图1是表示本发明第一实施例的液晶显示装置的结构的图。在图1中，液晶显示装置1包括多个源极驱动器(源极侧液晶驱动IC)10、时序控制器(LCD控制器)20、多个栅极驱动器(栅极侧液晶驱动IC)30及液晶显示面板40。
LCD控制器20将时钟及由数据(影像数据)和控制信号构成的串行数据分别提供给源极驱动器10，将栅极控制信号分别提供给栅极驱动器30。在液晶显示面板40中的各薄膜晶体管TFT中，源极由源极驱动器10驱动，栅极由栅极驱动器30驱动。TFT的漏极经由液晶像素(液晶部)Lc和辅助电容Cs连接到共模布线COM等。
在上述结构的液晶显示装置1中，由源极驱动器10和栅极驱动器30选择的TFT通过与数据(影像数据)对应的信号驱动液晶像素Lc而进行显示。
图2是表示本发明第一实施例的源级驱动器的结构的图。源极驱动器10是8位(bit)的源极侧液晶驱动IC，包括接收器/串并行转换电路11、锁存电路/移位寄存器12、灰度电位产生电路13、解码器14、放大器(放大电路)15、输出开关阻抗控制电路16及输出开关电路17。
接收器/串并行转换电路11接收从时序控制器20发送来的时钟CLK和串行的影像数据信号DATA，并转换为每个像素的并行数据D00～D 07。
锁存电路/移位寄存器12根据时钟信号CLK1依次传送由接收器/串并行转换电路11转换的并行数据D 00～D 07，传送与一根栅极信号线相应的数据。该并行数据D 00～D 07与锁存脉冲信号STB同步地锁存，保存为与输出数量对应的数字灰度数据。
解码器14输入灰度电位VDATA 0(+)～VDATA 255(+)和VDATA 0(-)～VDATA 255(-)，从输入的灰度电位VDATA 0(+)～VDATA 255(+)或VDATA 0(-)～VDATA 255(-)中，按照每个输出分别选择与从锁存电路/移位寄存器12发送来的数字灰度数据D 00～D 07对应的灰度电位。另外，灰度电位VDATA 0(+)～VDATA 255(+)和VDATA 0(-)～VDATA 255(-)由灰度电位产生电路13生成，输出到解码器14。另外，灰度电位VDATA 0(+)～VDATA 255(+)和VDATA 0(-)～VDATA 255(-)在解码器14内由相同极性的输出之间共用。正极性的输出共用灰度电位VDATA0(+)～VDATA 255(+)，负极性的输出共用VDATA 0(-)～VDATA 255(-)。
例如在输出数量为720时，由解码器14选择的各输出的灰度电位分别输出到按每个输出分别具备的各放大器15的输入t1～t720。并且，与锁存脉冲STB的下降同步地，所有放大器15对数据线OUT 1～OUT720进行充放电，经由数据线将选择的电位提供给液晶单元的各像素。
输出开关阻抗控制电路16与锁存脉冲STB同步地将控制信号SWN_DRV、SWP_DRV输出到输出开关电路17，控制输出开关电路17的阻抗。
输出开关电路17通过由彼此为相反导电型的两个FET并联连接而成的传输门等构成，控制信号SWN_DRV、SWP_DRV提供给两个FET各自的栅极。输出开关电路17根据控制信号SWN_DRV、SWP_DRV的电平将各放大器15的输出和数据线OUT 1～OUT 720之间断开固定期间。
图3是表示本发明第一实施例的输出开关阻抗控制电路的结构和时序的图。在图3(A)中，输出开关阻抗控制电路16包括逆变器电路INV、NMOS晶体管MN 1和MN 2，PMOS晶体管MP 1和MP 2、电流源电路Is 1和Is 2。锁存脉冲信号STB提供到PMOS晶体管MP 2、NMOS晶体管MN 2各自的栅极。逆变器电路INV反转锁存脉冲信号STB的信号电平，提供给PMOS晶体管MP 1、NMOS晶体管MN 1各自的栅极。PMOS晶体管MP 1将源极连接于电源，将漏极连接于NMOS晶体管MN 1的漏极。NMOS晶体管MN 1将源极经由电流源电路Is 1接地。PMOS晶体管MP 2将源极经由电流源电路Is 2连接于电源，将漏极连接于NMOS晶体管MN 2的漏极。NMOS晶体管MN 2将源极接地。
如图3(B)所示，当锁存脉冲信号STB变为高电平时，上述结构的输出开关阻抗控制电路16的PMOS晶体管MP 1和NMOS晶体管MN 2导通。因此，PMOS晶体管MP 1的漏极的信号SWP_DRV成为电源电平，NMOS晶体管MN2的漏极的信号SWN_DRV成为接地电平。
然后，当锁存脉冲信号STB变为低电平时，PMOS晶体管MP 1和NMOS晶体管MN 2截止，NMOS晶体管MN1和PMOS晶体管MP2导通。因此，充电到输出开关电路17的控制端(FET的栅极)的电荷经由电流源电路Is 1放电，信号SWP_DRV的电位逐渐接近接地电平。另外，在输出开关电路17的另一控制端放电的电荷经由电流源电路Is 2充电，信号SWN_DRV的电位逐渐接近电源电平。因此，信号SWP_DRV、信号SWN_DRV的波形如图3(B)所示的斜坡波形。
接着，对源极驱动器10的动作进行说明。图4是本发明第一实施例的源级驱动器各部的时序图。锁存脉冲信号STB与从栅极驱动器30输出的栅极驱动信号GATE 1、GATE 2、......同步地成为高电平。由于锁存脉冲信号STB的上升，数字影像数据(8位的DATA 1[7:0]、DATA 2[7:0]等)写入锁存电路/移位寄存器12中。然后，由解码器14选择与写入的数字影像数据对应的模拟电压，输出到放大器15的输入。此时，输出开关阻抗控制电路16将从锁存脉冲信号STB下降起至输出开关阻抗控制期间内呈现斜坡波形的信号SWP_DRV、SWN_DRV输出到输出开关电路17。因此，输入到输出开关电路17的TFT的输出OUT1～OUT 720的波形成为如图4所示上升和下降缓慢的波形。由此，主要是放大器15的电源电流IDD成为以水平期间(20μs左右)为周期缓慢变化的波形。
其中，上述的输出开关阻抗控制期间可以固定，也可以按每个垂直期间或帧动态地变化。另外，降低输出开关的阻抗(电阻成分)的波形为斜坡波形，但是不限于斜坡波形，只要电阻值最终达到最小值，则什么样的波形均可以。但是，考虑效果，优选为单调减小的波形。
如上所述，源极驱动器10逐渐降低输出开关的阻抗，防止液晶显示装置的电源电流急剧上升和下降，从而能够减少电源电流的高次谐波成分。因此，能够减小由电源电流的高次谐波成分所引起的EMI噪声。如果使图3(B)所示的输出开关阻抗控制期间更长，则高次谐波成分进一步减少，能够进一步减小EMI噪声。
图5(A)表示本发明的驱动电路中的充放电电流的FFT(高速傅立叶变换)的结果的例子。参照图5可知，在本发明中，与现有技术相比大幅度减少了10MHz～50MHz附近的高次谐波成分。其中，图5(A)、图5(B)彼此相应的纵轴的振幅刻度单位相同。
实施例2
图6是表示本发明第二实施例的源级驱动器的结构的图。图6所示的源极驱动器与第一实施例中的源极驱动器的不同点在于，灰度电位产生电路13所产生的多个灰度电位(该例子中是VDATA 255(+)、VDATA 128(+)、VDATA 0(+)、VDATA 128(-)、VDATA 255(-))输入到输出开关阻抗控制电路16a。输出开关阻抗控制电路16a利用所输入的这些多个灰度电位，在输出开关阻抗控制期间内生成阶梯波形，阶梯状控制输出开关电路17的阻抗。
另外，图7表示在共模电压(VCOM)固定且正常黑(NormallyBlack)类型的液晶显示装置中的电源电压、共模电压、灰度电位的关系。
图8是本发明第二实施例的输出开关阻抗控制电路的电路图。输出开关阻抗控制电路16a包括时序控制电路18、灰度电位选择开关SW11～SW17、SW21～SW27。
灰度电位选择开关SW11～SW17的一端分别连接于电源VDD2、灰度电位VDATA 255(+)、VDATA 128(+)、VDATA 0(+)、VDATA 128(-)、VDATA 255(-)、接地GND，另一端共同连接而输出信号SWP_DRV。另外，灰度电位选择开关SW21～SW27的一端分别连接于接地GND、灰度电位VDATA 255(-)、VDATA 128(-)、VDATA 0(+)、VDATA 128(+)、VDATA 255(+)、电源VDD2，另一端为共同连接而输出信号SWN_DRV。
时序控制电路18输入锁存脉冲信号STB、时序信号CLK 1，产生控制灰度电位选择开关SW11～SW17、SW21～SW27的导通/截止的控制脉冲TIM 1～TIM 7。控制脉冲TIM 1～TIM 7分别提供到灰度电位选择开关SW11～SW17和灰度电位选择开关SW21～SW27的控制端。
图9是本发明第二实施例的输出开关阻抗控制电路的时序图。控制脉冲TIM 1与锁存脉冲信号STB同步地成为高电平。然后，在输出开关阻抗控制期间，控制脉冲TIM 2～TIM 6从锁存脉冲信号STB下降时序起与时钟信号CLK 1同步地逐渐成为高电平。与控制脉冲TIM 6的下降同时地，控制脉冲TIM 7开始保存高电平直至锁存脉冲信号STB上升。根据如此产生的控制脉冲TIM 1～TIM 7，灰度电位选择开关SW11～SW 17依次接通，得到电位阶梯状下降的信号SWP_DRV。另外，灰度电位选择开关SW 21～SW 27依次接通，得到电位阶梯状上升的信号SWN_DRV。
图10是本发明第二实施例的源级驱动器的各部分的时序图。在图10中，与图4的不同点在于，信号SWP_DRV、SWN_DRV具有阶梯波形，由信号SWP_DRV、SWN_DRV阶梯状地控制输出开关的阻抗。放大器15的电源电流IDD以水平期间(20μs)为周期缓慢变化，这与第1实施例的源极驱动器相同。
另外，在上述例子中说明了输入到输出开关阻抗控制电路的灰度电位是VDATA 255(+)、VDATA 128(+)、VDATA 0(+)、VDATA 128(-)、VDATA 255(-)这五个电压的情况，但是不限于五个。另外，选择的灰度也不限于等间隔，可以任意选择。并且，输出开关阻抗控制期间可以固定，也可以按每个垂直期间或帧动态地变化。
在实施例1中，由阻抗控制电路的电流源生成斜坡波形。因此，输出开关的阻抗控制期间取决于阻抗控制电路的电流源的电流量和输出开关的栅极电容，因此很难准确地控制。而在本实施例中，能够通过灰度电位的数量和控制脉冲数量准确地控制输出开关的阻抗控制期间。
以上对“液晶显示装置(LCD)”进行了说明，但是显示装置不限于使用液晶装置，采取同样的驱动方法的全部显示装置为本发明的对象。
此外，上述专利文献的公开内容引用到本说明书中。在本发明的全部公开内容(包括权利要求的范围)的范围内，可进一步根据其基本技术思想进行实施方式及实施例的变更、调整。并且，在本发明的权利要求范围内，可进行各种公开要素的多种组合及选择。即，本发明当然包括包含权利要求范围在内的所有公开内容及本领域技术人员可根据其技术思想获得的各种变形、修改。

Claims (7)

1.一种驱动电路，其特征在于，包括：
输出端子；
放大影像信号的放大电路；
连接于所述放大电路的输出和所述输出端子之间的开关电路；以及
阻抗控制电路，在所述开关电路的开关动作过程中将所述开关电路的阻抗控制为逐渐变化。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，
所述阻抗控制电路在使所述开关电路成为导通状态的情况下将所述阻抗控制为逐渐下降。
3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，
所述开关电路由FET构成，
所述阻抗控制电路在使所述开关电路成为导通状态的情况下将使所述FET的导通电阻逐渐下降的控制电压提供给所述FET的栅极端。
4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，
所述阻抗控制电路包括：
恒定电流源电路；和
开关元件，选择来自所述恒定电流源电路的输出电流和电源电压中的任一方提供给所述FET的栅极端。
5.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，
所述阻抗控制电路包括：
电压产生电路，输出各不相同的多个电压；
选择电路，选择所述多个电压中的任一个提供给所述FET的栅极端；以及
时序控制电路，向所述选择电路提供用于从所述多个电压中依次选择一个电压的选择信号，以使所述FET的导通电阻逐渐下降。
6.根据权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，
还包括灰度电位产生电路，该灰度电位产生电路产生用于生成所述影像信号的多个灰度电压信号，
所述电压产生电路包含在所述灰度电位产生电路中，从所述多个灰度电压信号中选择并输出所述多个电压。
7.一种显示装置，其特征在于，包括根据权利要求1～6中任一项所述的驱动电路及由所述驱动电路驱动的显示面板。
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