專利名稱：偏置補償電路以及使用它的驅(qū)動電路和液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及偏置補償電路及其使用該偏置補償電路的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路和液晶顯示裝置，特別是涉及補償輸出與輸入電位對應(yīng)的電位的驅(qū)動電路的偏置電壓之偏置補償電路及其使用該偏置補償電路的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路和液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
以往，一直建議采用消除驅(qū)動電路的偏置電壓的偏置補償電路。在該偏置補償電路中，使電容器充電至偏置電壓，通過將該電容器連接到驅(qū)動電路的輸入節(jié)點來補償偏置電壓(例如特開2000-114889號公報)。
但是，在以往的偏置補償電路中，由于受到驅(qū)動電路的輸入節(jié)點的寄生電容的影響，所以會造成電容器的電壓損失，而不能精確地消除偏置電壓。
倘若電容器的電容值比寄生電容大很多，則能夠減小電壓損失，但由此勢必要增大電容器的面積，導(dǎo)致偏置補償電路的占有面積增大。當(dāng)將偏置補償電路用于液晶顯示裝置的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路時，由于需要采用很多的偏置補償電路，因而將產(chǎn)生很大問題。

發(fā)明內(nèi)容
正因為如此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種可以精確地消除偏置電壓的偏置補償電路及其使用該偏置補償電路的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路和液晶顯示裝置。
在本發(fā)明所涉及的偏置補償電路中，設(shè)置有第1～第N電容器，將初級的1個電極連接到驅(qū)動電路的輸入節(jié)點，各1個電極連接到前一級的另一個電極上；第1切換電路，向驅(qū)動電路的輸入節(jié)點提供規(guī)定的電位，將第1電容器的另一個電極連接到驅(qū)動電路的輸出節(jié)點并使第1電容器充電至偏置電壓；第2切換電路，各自按規(guī)定的時間依次選擇第2～第N電容器，將輸入電位提供給已選擇的電容器的1個電極，同時將選擇的電容器的另一個電極與驅(qū)動電路的輸出節(jié)點連接，并使第1～第N電容器充電至偏置電壓；以及向第N電容器的另一個電極提供所述輸入電位的第3切換電路。因此，能夠減小驅(qū)動電路的輸入節(jié)點的寄生電容的影響，并能夠精確地消除偏置電壓。
參照附圖并結(jié)合關(guān)于本發(fā)明的下述詳細說明會進一步理解本發(fā)明的上述及其它目的、特征、狀況和優(yōu)點。


附圖1是表示本發(fā)明實施方式1中所述的彩色液晶顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)的方框圖。
附圖2是表示附圖1所示的與各液晶單元對應(yīng)設(shè)置的液晶驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
附圖3是表示附圖1所示的水平掃描電路中所包含的補償器及預(yù)充電電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
附圖4是表示附圖1所示的水平掃描電路中所包含的灰度等級電位發(fā)生電路及帶偏置補償功能的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路方框圖。
附圖5是表示附圖4所示的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
附圖6是表示附圖5所示的推進式驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
附圖7是表示附圖5所示的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路的動作的時序圖。
附圖8是表示實施方式1的變形例的電路圖。
附圖9是表示本發(fā)明的實施方式2所述的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路中所包含的推進式驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
附圖10是表示實施方式2的變形例的電路圖。
附圖11是表示實施方式2的其他變形例的電路圖。
附圖12是表示實施方式3所述的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
附圖13是表示實施方式3的變形例的電路圖。
附圖14是表示實施方式3的其他變形例的電路圖。
附圖15是本發(fā)明的實施方式4所述帶偏置補償功能的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
附圖16是本發(fā)明的實施方式5所述帶偏置補償功能的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
附圖17是表示實施方式5的變形例的電路圖。
具體實施例方式
附圖1是表示本發(fā)明實施方式1中所述的彩色液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。在附圖1中，該彩色液晶顯示裝置包括液晶面板1、垂直掃描電路7和水平掃描電路8，該裝置例如可設(shè)置在便攜電話機上。
液晶面板1包括按多行多列排列的多個液晶單元2、與各行對應(yīng)設(shè)置的掃描線4、公共電位線5、以及與各列對應(yīng)設(shè)置的數(shù)據(jù)線6。
液晶單元2按照每行3個進行預(yù)先分組。每組的3個液晶單元2中分別設(shè)置有R、G、B彩色濾光片。每組的3個液晶單元2構(gòu)成1個像素3。
如附圖2所示，各液晶單元2中設(shè)置有液晶驅(qū)動電路10。液晶驅(qū)動電路10包含N型晶體管11和電容器12。N型晶體管11連接在數(shù)據(jù)線6和液晶單元2的一個電極2a之間，并且其柵極與掃描線4連接。電容器12連接在液晶單元2的一個電極2a與公共電位線5之間。向液晶單元2的另一個電極提供驅(qū)動電位VDD，向公共電位線5提供公共電位VSS。
返回到附圖1，垂直掃描電路7根據(jù)圖象信號，各自按照規(guī)定的時間依次選擇多條掃描線4，并將選擇的掃描線4置于選擇電平的「H」電平。一旦掃描線4被置于選擇電平的「H」電平，則附圖2中的N型晶體管11導(dǎo)通，與該掃描線4對應(yīng)的各液晶單元2的一個電極2a同對應(yīng)于液晶單元2的數(shù)據(jù)線6連接。
水平掃描電路8根據(jù)圖象信號，在垂直掃描電路7選擇1條掃描線4期間向各數(shù)據(jù)線6提供灰度等級電位VG。液晶單元2的透光率隨灰度等級電位VG的電平改變而變化。當(dāng)通過垂直掃描電路7及水平掃描電路8掃描液晶面板1的所有液晶單元2時，便在液晶面板1上顯示一幅圖象。
附圖3是表示附圖1所示的水平掃描電路8的核心結(jié)構(gòu)的電路圖。在附圖3中，該水平掃描電路8包含在向各數(shù)據(jù)線6提供灰度等級電位VG之前用于使各數(shù)據(jù)線6的電位置于預(yù)充電電位VPC的補償器及預(yù)充電電路15。
補償器及預(yù)充電電路15包含與各數(shù)據(jù)線6對應(yīng)設(shè)置的開關(guān)16、以及與各毗鄰的2條數(shù)據(jù)線6對應(yīng)設(shè)置的開關(guān)17。開關(guān)16的一端接受預(yù)充電電位VPC，而另一端連接在對應(yīng)的數(shù)據(jù)線6上。開關(guān)16隨著預(yù)充電信號ΦPC被置于作為激活電平的「H」電平而導(dǎo)通。一旦開關(guān)16導(dǎo)通，則各數(shù)據(jù)線6被置為預(yù)充電電位VPC。開關(guān)17連接在2條數(shù)據(jù)線6之間，并隨著補償信號ΦEQ被置于作為激活電平的「H」電平而導(dǎo)通。一旦開關(guān)17導(dǎo)通，則所有數(shù)據(jù)線6的電位平均化。開關(guān)16和17截止后，向各數(shù)據(jù)線6提供灰度等級電位VG。這里，將預(yù)充電電位VPC設(shè)為0V。
附圖4包含用于給數(shù)據(jù)線6提供灰度等級電位VG的灰度等級電位發(fā)生電路20和帶偏置補償功能的驅(qū)動電路25?；叶鹊燃夒娢话l(fā)生電路20及帶偏置補償功能的驅(qū)動電路25只設(shè)置數(shù)據(jù)線6的數(shù)目。
灰度等級電位發(fā)生電路20包含串聯(lián)連接在第1電源電位VH(5V)的線與第2電源電位VL(0V)的線之間的n+1個(但，n是自然數(shù))電阻元件21.1～21.n+1，以及分別連接在介于n+1個電阻元件21.1～21.n+1間的n個節(jié)點與輸出節(jié)點20a之間的n個開關(guān)22.1～22.n。
在介于n+1個電阻元件21.1～21.n+1間的n個節(jié)點上分別出現(xiàn)n級的電位。開關(guān)22.1～22.n受圖象節(jié)點信號φP控制，并僅將它們中的一個設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)。n級電位中任意一級的電位作為灰度等級電位VG輸出到輸出節(jié)點20a。帶偏置補償功能的驅(qū)動電路25向數(shù)據(jù)線6提供電流使被選擇的數(shù)據(jù)線6變?yōu)榛叶鹊燃夒娢籚G。
附圖5是表示帶偏置補償功能的驅(qū)動電路25的結(jié)構(gòu)的電路圖。在附圖5中，該帶偏置補償功能的驅(qū)動電路25包括推進式驅(qū)動電路26、電容器27.1、27.2及開關(guān)S1、S2.1、S2.2、S3.1、S3.2、S4。由于預(yù)充電電位VCP為0V，灰度等級電位為0V～5V，所以能夠進行數(shù)據(jù)線6的充電而不需要進行放電。因此，在本彩色液晶顯示裝置中，采用推進式驅(qū)動電路26。
如附圖6所示，推進式驅(qū)動電路26包括P型晶體管31～33、N型晶體管34，35及恒流源36，37。P型晶體管31，32分別連接在第3電源電位VH1(例如10V)的線與節(jié)點N31，N32之間，并且它們的柵極共同連接在節(jié)點N32上。P型晶體管31，32構(gòu)成電流鏡電路。
N型晶體管34，35分別連接在節(jié)點N31，N32和節(jié)點N34之間，并且其柵極分別連接在輸入節(jié)點N21和輸出節(jié)點N22上。恒流源36從輸出節(jié)點34向第4電源電位VL1(例如0V)的線輸出規(guī)定的恒定電流。P型晶體管33連接在第3電源電位VH1的線和輸出節(jié)點N22之間，并且其柵極與節(jié)點N31連接。恒流源37從輸出節(jié)點N22向第4電源電位VL1的線輸出規(guī)定的恒定電流。P型晶體管31，32、N型晶體管34，35及恒流源36構(gòu)成差動放大電路。
與輸入節(jié)點電位N21的電位V21對應(yīng)等級的電流流向N型晶體管34。與輸出節(jié)點N22的電位V22對應(yīng)等級的電流流向N型晶體管35。P型晶體管31和32構(gòu)成電流鏡電路，由于P型晶體管32與N型晶體管35串聯(lián)連接，所以與輸出節(jié)點電位N22的電位V22對應(yīng)等級的電流流向晶體管31，32，35。
當(dāng)V21高于V22時，流向P型晶體管31的電流比流向N型晶體管34的電流小，節(jié)點N31的電位降低，而流向P型晶體管33的電流增大，電位V22上升。當(dāng)V21低于V22時，流向P型晶體管31的電流比流向N型晶體管34的電流大，節(jié)點N31的電位上升，而流向P型晶體管33的電流減小，導(dǎo)致電位V22降低。因此，變成V21＝V22。
即，推進式驅(qū)動電路26是一種輸入阻抗高而輸出阻抗低，電壓放大率為1的緩沖電路。但是，由于晶體管31～35的閾值電壓的偏差，在輸入電位V21和輸出電位V22之間產(chǎn)生電位差，即偏置電壓VOF。譬如，當(dāng)N型晶體管34，35之間閾值電壓VTN不同時，會產(chǎn)生偏置電壓VOF。該偏置電壓VOF用N型晶體管34，35的閾值電壓的差|ΔVTN|來表示。
返回到附圖5，推進式驅(qū)動電路26的輸入節(jié)點N21具有寄生電容C0。附圖5中，該寄生電容C0用連接在輸入節(jié)點N21和接地電位GND的線之間的電容器28來表示。另外，負載電容用連接在輸出節(jié)點N23和接地電位GND的線之間的電容器29來表示。電容器27.1，27.2和開關(guān)S1，S2.1，S2.2，S3.1，S3.2，S4構(gòu)成用于補償推進式驅(qū)動電路26的偏置電壓VOF的偏置補償電路。
也就是說，開關(guān)S1連接在輸入節(jié)點N20和驅(qū)動電路26的輸入節(jié)點N21之間，開關(guān)S4連接在輸出節(jié)點N23和驅(qū)動電路26的輸出節(jié)點N22之間。電容器27.1和開關(guān)S2.1串聯(lián)連接在驅(qū)動電路26的輸入節(jié)點N21和輸出節(jié)點N22之間。開關(guān)S3.1連接在輸入節(jié)點N20和介于電容器27.1、開關(guān)S2.1之間的節(jié)點N1之間。電容器27.2和開關(guān)S2.2串聯(lián)連接在節(jié)點N1和N22之間。開關(guān)S3.2連接在輸入節(jié)點N20和介于電容器27.2、開關(guān)S2.2間的節(jié)點N2之間。
開關(guān)S1、S2.1、S2.2、S3.1、S3.2、S4都既可以是P型晶體管，也可以是N型晶體管，同時也可以是將P型晶體管和N型晶體管并聯(lián)連接在一起而構(gòu)成。開關(guān)S1、S2.1、S2.2、S3.1、S3.2、S4根據(jù)控制信號(未圖示)而導(dǎo)通/截止。
現(xiàn)在，對驅(qū)動電路26的輸出電位V22比輸入電位V21僅低偏置電壓VOF的情形進行說明。如附圖7所示，在初始狀態(tài)，所有的開關(guān)S1、S2.1、S2.2、S3.1、S3.2、S4均處于截止狀態(tài)。在某一時刻t1，一旦開關(guān)S1、S2.1、S2.2導(dǎo)通，則驅(qū)動電路26的輸入節(jié)點N21的電位V21變成V21＝VI，而驅(qū)動電路26的輸出電位V22及節(jié)點N1，N2的電位V1，V2變成V22＝V1＝V2＝VI-VOF，電容器27.1被充電至偏置電壓VOF的同時，電容器27.2的端電壓復(fù)位為0V。之后，在時刻t2，當(dāng)開關(guān)S1，S2.1截止時，偏置電壓VOF保持在電容器27.1上。在下一時刻t3，當(dāng)開關(guān)S3.1導(dǎo)通時，則節(jié)點N1的電位V1變成V1＝VI。如果驅(qū)動電路26的輸入節(jié)點N21上不存在寄生電容C0，則驅(qū)動電路26的輸入電位V21變成V21＝VI+VOF，驅(qū)動電路26的輸出電位V22變成V22＝VI。但是，正由于實際上存在寄生電容C0，所以驅(qū)動電路26的輸入電位V21變成V21＝VI+VOF-ΔV1，而驅(qū)動電路26的輸出電位V22變成V22＝VI-ΔV1。當(dāng)用C1表示電容器27.1的電容時，該損失電壓ΔV1可用下式來表示。
ΔV1＝VOF·C0/(C0+C1) …(1)而且，由于這時開關(guān)S2.2，S3.1導(dǎo)通，而開關(guān)S3.2截止，因而節(jié)點N2的電位V2變成V2＝VI-ΔV1。即，節(jié)點N2的電位V2變成比輸入電壓VI僅低第1次偏置消除動作所產(chǎn)生的損失電壓ΔV1的電位，并且電容器27.2被充電至ΔV1。
在時刻t4開關(guān)S2.2，S3.1截止后，當(dāng)在時刻t5開關(guān)S3.2導(dǎo)通時，節(jié)點N2的電位V2從VI-ΔV1變成VI。換言之，節(jié)點N2的電位V2只上升了ΔV1。該變化部分ΔV1通過電容器27.2，27.1傳遞到節(jié)點N21，從而節(jié)點N21的電位V21上升。但是，這種情況下依然會由于寄生電容C0而產(chǎn)生損失電壓ΔV2，節(jié)點N21的電位V21僅上升ΔV1-ΔV2，變成V21＝VI+VOF-ΔV1+ΔV1-ΔV2＝VI+VOF-ΔV2。
由于節(jié)點N21的電位V1的上升，節(jié)點N22的電位V22也只上升相同的電壓ΔV1-ΔV2，變成V22＝VI-ΔV1+ΔV1-ΔV2＝VI-ΔV2。此外，當(dāng)分別用C1，C2表示電容器27.1，27.2的電容時，節(jié)點N1的電位V1可用下式(2)來表示V1＝VI+ΔV1·C2/[C2+C0·C1/(C0+C1)] …(2)
而ΔV2可由下式(3)來表示ΔV2＝ΔV1·C0/[C0+C1·C2/(C1+C2)] …(3)這里，為了便于說明，假設(shè)C1＝C2，則ΔV2＝ΔV1·C0/(C0+C1/2)。進而，如果C0/C1＝1/10，則ΔV2＝ΔV1·1/6。即，第2次偏置消除動作所產(chǎn)生的損失部分ΔV2降低到第1次損失部分ΔV1的1/6。
為了實現(xiàn)使用1個電容器并利用進行第1次偏置消除動作的現(xiàn)有的方法使損失部分ΔV1變?yōu)?/6，需要面積為原電容器6倍的電容器。另一方面，在本實施方式1中，由于使用2個電容器27.1和27.2，所以使電容器的面積變?yōu)樵瓉淼?倍，但用于使損失部分ΔV1變?yōu)?/6的電容器的面積只是現(xiàn)有面積的2/6＝1/3。并且，開關(guān)S2.2，S3.2的面積與電容器相比非常小。
繼而，如果在時刻t6開關(guān)S4導(dǎo)通，則輸出電位V0變成V0＝VI-ΔV2并提供給負載。再者，開關(guān)S4并不是必須的。但如果沒有開關(guān)S4，則當(dāng)負載電容很大時，從在時刻t1開關(guān)S1，S2.1，S2.2導(dǎo)通開始到電容器27.1的端電壓VOF穩(wěn)定下來所需要的時間將變長。
附圖8是表示本實施方式1所述變形例的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路38的結(jié)構(gòu)的電路圖。參照附圖8可知，該帶偏置補償功能的驅(qū)動電路38與附圖5的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路25的不同點在于用m個(但，m是大于等于3的整數(shù))電容器27.1～27.m、m個開關(guān)S2.1～S2.m、m個開關(guān)S3.1～S3.m來取代2個電容器27.1，27.2、2個開關(guān)S2.1，S2.2及2個開關(guān)S3.1，S3.2。
電容器27.1的一個電極連接在驅(qū)動電路26的輸入節(jié)點，電容器27.2～27.m的一個電極分別連接在電容器27.1～27.m-1的另一個電極上。開關(guān)S2.1～S2.m的一端均連接在節(jié)點N22上，而它們的另一端分別連接在電容器27.1～27.m的另一個電極上。開關(guān)S3.1～S3.m的一端均連接在節(jié)點N20上，它們的另一端分別連接在電容器27.1～27.m的另一個電極上。
在某一時刻，開關(guān)S1，S2.1～S2.m導(dǎo)通，電容器27.1被充電到偏置電壓VOF，同時，電容器27.2～27.m的端電壓復(fù)位為0V。
開關(guān)S1，S2.1截止后，開關(guān)S3.1導(dǎo)通，使電容器27.2被充電至第1損失電壓ΔV1。繼而，開關(guān)S2.2截止的同時，開關(guān)S3.2導(dǎo)通，使電容器27.3被充電至第2損失電壓ΔV2。以下，以此類推，電容器27.m被充電到第m-1損失電壓ΔVm-1。繼而，開關(guān)S2.m截止的同時，開關(guān)S3.m導(dǎo)通。
如果設(shè)電容器27.1～27.m中每個的電容為C1，則進行m次偏置消除動作時的電壓損失ΔVm可用下式(4)來表示。
ΔVm＝VOF·C0/(C0+C1)·C0/(C0+C1/2)…C0/(C0+C1/m) …(4)但是，雖然損失電壓ΔVm隨m的增大而減小，但減小的程度逐漸變小，相反，由于電容器27.1～27.m的面積增大而產(chǎn)生的不良影響相對地變大，因此，需要根據(jù)所需的輸出電位精度來設(shè)定最佳的次數(shù)m。
實施方式2附圖9是本發(fā)明的實施方式2所述帶偏置補償功能的驅(qū)動電路的核心結(jié)構(gòu)的電路圖。參照附圖9可知，該帶偏置補償功能的驅(qū)動電路與附圖5的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路25的區(qū)別在于用推進式驅(qū)動電路40取代了推進式驅(qū)動電路26。
該推進式驅(qū)動電路40包括恒流源41，42、N型晶體管43，44及P型晶體管45，46。恒流源41、N型晶體管43及P型晶體管45串連連接在第3電源電位VH1(例如10V)的線和第4電源電位VL1(例如0V)的線之間。P型晶體管45的柵極連接在輸入節(jié)點N21上。N型晶體管43的柵極與其漏極(節(jié)點N41)相連接。N型晶體管43構(gòu)成二極管。由于晶體管43，45的驅(qū)動電流設(shè)定為遠大于恒流源41的電流值，因此，P型晶體管45進行源輸出(source-follower)操作，并且節(jié)點N41的電位V41變成V41＝V21+|VTP|+VTN。這里，VTP是P型晶體管的閾值電壓，VTN是N型晶體管的閾值電壓。
N型晶體管44、P型晶體管46及恒流源42串連連接在第5電源電位VH2(例如10V)的線和第6電源電位VL2(例如0V)的線之間。N型晶體管44的柵極接受節(jié)點N41的電位V41。P型晶體管46的柵極與其漏極(輸出節(jié)點N22)相連接。晶體管44，46的驅(qū)動電流設(shè)定為遠大于恒流源42的電流值，因此，N型晶體管44進行源輸出操作，并且輸出節(jié)點N22的電位V22變成V22＝V41-VTN-|VTP|＝V21。
即，該推進式驅(qū)動電路40是把由恒流源41、N型晶體管43及P型晶體管45構(gòu)成的電平移動電路和由N型晶體管44、P型晶體管46及恒流源42構(gòu)成電平移動電路進行2級連接而成的電路。該驅(qū)動電路40通過晶體管44，46對預(yù)先充電到較低電位的節(jié)點進行充電，并使輸出節(jié)點N22的電位V22上升到輸入節(jié)點N21的電位V21。
當(dāng)N型晶體管43和44的閾值電壓VTN相同，并且P型晶體管45和46的閾值電壓VTP相同的情況下，該驅(qū)動電路40不具有偏置電壓VOF。但當(dāng)N型晶體管43和44的閾值電壓VTN不相同的情況下和/或P型晶體管45和46的閾值電壓VTP不相同的情形，將產(chǎn)生偏置電壓VOF。此時，設(shè)N型晶體管43和44的閾值電壓VTN的差為ΔVTN，P型晶體管45和46的閾值電壓VTP的差為ΔVTP時，偏置電壓VOF變成VOF＝|ΔVTP+ΔVTN|。該偏置電壓VOF由于上述多次的偏置消除動作而降低。
在本第2實施方式中，與實施方式1相比，驅(qū)動電路的直通電流減小，并且功耗降低。
下面，對本實施方式2的變形例進行說明。
附圖10的推進式驅(qū)動電路47是從附圖9的推進式驅(qū)動電路40中除去N型晶體管43和P型晶體管46而構(gòu)成的。節(jié)點N41的電位V41變成V41＝V21+|ΔVTP|，輸出電位V22變成V22＝V41-VTN＝V21+|VTP|-VTN。故，該驅(qū)動電路47初始階段具有偏置電壓VOF＝VTN-|VTP|。該偏置電壓VOF由于上述多次的偏置消除動作而降低。
附圖11的推進式驅(qū)動電路48是從附圖10的推進式驅(qū)動電路47中除去恒流源41和P型晶體管45并將N型晶體管44的柵極與輸入節(jié)點N21連接而成的。輸出電位V22變成V22＝V21-VTN。因此，該驅(qū)動電路48初始階段具有偏置電壓VOF＝VTN。該偏置電壓VOF由于上述多次的偏置消除動作而降低。
實施方式3附圖12是表示實施方式3所述的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。參照附圖12可知，該帶偏置補償功能的驅(qū)動電路與附圖5的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路25的不同點在于采用推進式驅(qū)動電路50取代了推進式驅(qū)動電路26。當(dāng)附圖3所說明的預(yù)充電電位VCP為5V時，由于灰度等級電位VG為0～5V，所以可進行數(shù)據(jù)線6的放電，而不需要充電。此時，使用推進式驅(qū)動電路50。
該推進式驅(qū)動電路50包括N型晶體管51，52，P型晶體管53，54及恒流源55，56。N型晶體管51、P型晶體管53和恒流源55串連連接在第7電源電位VH3(例如5V)的線和第8電源電位VL3(例如-10V)的線之間。N型晶體管51的柵極連接在輸入節(jié)點N21上。P型晶體管53的柵極與其漏極(節(jié)點N55)連接。P型晶體管53構(gòu)成二極管。由于晶體管51，53的驅(qū)動電流設(shè)定成遠大于恒流源55的電流值，所以N型晶體管51進行源輸出操作，節(jié)點N55的電位V55變成V55＝V21-VTN-|VTP|。
恒流源56、N型晶體管52及P型晶體管54串連連接在第9電源電位VH4(例如5V)的線與第10電源電位VL4(例如-10V)的線之間。P型晶體管54的柵極連接在節(jié)點N55上。N型晶體管52的柵極與其漏極(輸出節(jié)點N22)連接。晶體管52，54的驅(qū)動電流設(shè)定成遠大于恒流源56的電流值，所以P型晶體管54進行源輸出操作，輸出節(jié)點N22的電位V22變成V22＝V55+|VTP|+VTN＝V21。
即，該推進式驅(qū)動電路50是把由N型晶體管51、P型晶體管53、恒流源5 5構(gòu)成的電平移動電路和使用了恒流源56、N型晶體管52、P型晶體管54的電平移動電路進行2級連接而成的電路。該驅(qū)動電路50通過晶體管52，54使預(yù)先充電到較高電位的節(jié)點放電，并使輸出節(jié)點N22的電位V22下降到輸入節(jié)點N21的電位V21。
當(dāng)N型晶體管51和52的閾值電壓VTN相同，并且P型晶體管53和54的閾值電壓VTP相同的情況下，該驅(qū)動電路50不具有偏置電壓VOF。但當(dāng)N型晶體管51和52的閾值電壓VTN不相同的情況下和/或P型晶體管53和54的閾值電壓VTP不相同的情形，將產(chǎn)生偏置電壓VOF。此時，設(shè)N型晶體管51和52的閾值電壓VTN的差為ΔVTN，P型晶體管53和54的閾值電壓VTP的差為ΔVTP時，偏置電壓VOF變成VOF＝|ΔVTP+ΔVTN|。該偏置電壓VOF由于上述多次的偏置消除動作而降低。
在本第3實施方式中，與實施方式1相比，驅(qū)動電路的直通電流減小，并且功耗降低。
以下，將對本實施方式3的變形例進行說明。附圖13的推進式驅(qū)動電路57是從附圖12的推進式驅(qū)動電路50中除去P型晶體管53和N型晶體管52而構(gòu)成的。節(jié)點N55的電位V55變成V55＝V21-VTN，輸出電位V22變成V22＝V21-VTN+|VTP|。故，該驅(qū)動電路57初始階段具有偏置電壓VOF＝VTN-|VTP|。該偏置電壓VOF由于上述多次的偏置消除動作而降低。
附圖14的推進式驅(qū)動電路58是從附圖13的推進式驅(qū)動電路57中除去N型晶體管51和恒流源55并將P型晶體管54的柵極與輸入節(jié)點N21連接而成的。輸出電位V22變成V22＝V21+|VPT|。因此，該驅(qū)動電路58初始階段具有偏置電壓VOF＝VTN。該偏置電壓VOF由于上述多次的偏置消除動作而降低。
實施方式4附圖15是本發(fā)明的實施方式4所述的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路60的結(jié)構(gòu)的電路方框圖。從附圖15可知，該帶偏置補償功能的驅(qū)動電路60是將帶偏置補償功能的推進式驅(qū)動電路61與帶偏置補償功能的牽引式驅(qū)動電路62并聯(lián)連接而成的電路，它使用于附圖3所說明的預(yù)充電電位VCP處于0～5V之間的電位例如2.5V的場合。
帶偏置補償功能的推進式驅(qū)動電路61與實施方式1，2所示的多種帶偏置補償功能的推進式驅(qū)動電路中任意一種相同。帶偏置補償功能的牽引式驅(qū)動電路62與實施方式3所示的多種帶偏置補償功能的牽引式驅(qū)動電路中任意一種相同。開關(guān)S4.1，S4.2實際上包含在驅(qū)動電路61，62中，但為了便于說明和理解，將其與驅(qū)動電路61和62區(qū)別開來進行描述。
數(shù)據(jù)線6，即輸出節(jié)點N23被預(yù)充電到預(yù)充電電位VCP后，當(dāng)向輸入節(jié)點N20提供灰度等級電位VG時，在驅(qū)動電路61和62中都進行附圖7所示的偏置消除操作，開關(guān)S4.1，S4.2均導(dǎo)通并由灰度等級電位VG來驅(qū)動輸出節(jié)點N23。此時，2個驅(qū)動電路61，62輸出相同的電位，故，沒有直通電流流動。此外，在這種狀態(tài)下，當(dāng)數(shù)據(jù)線6上產(chǎn)生正向噪聲時，牽引式驅(qū)動電路62動作，而當(dāng)數(shù)據(jù)線6上產(chǎn)生負向噪聲時，推進式驅(qū)動電路61動作，并能夠以較低的輸出阻抗將數(shù)據(jù)線6上產(chǎn)生的噪聲控制為低電平。
在實施方式4中，由于使預(yù)充電電位VCP置于0～5V之間的電位例如2.5V，因此，與把預(yù)充電電位VCP設(shè)定為0V或5V時相比，可高速地設(shè)定數(shù)據(jù)線6的電位，并降低功耗。
實施方式5附圖16是本發(fā)明的實施方式5所述帶偏置補償功能的驅(qū)動電路65的結(jié)構(gòu)的電路方框圖。從附圖16可知，該帶偏置補償功能的驅(qū)動電路65是取代輸入節(jié)點N20而將附圖5的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路25的開關(guān)S1的一端連接到參考電位VR(例如2.5V)的節(jié)點N60而構(gòu)成的電路。參考電位VR可以從液晶顯示裝置的外部直接提供，亦可從設(shè)置在液晶顯示裝置內(nèi)的低輸出阻抗的電源電路供給。輸入節(jié)點N20連接在開關(guān)S3.1，S3.2的一端。開關(guān)S1，S2.1，S2.2，S3.1，S3.2，S4的控制方法如實施方式1所說明的那樣。
下面，借助于使用電容器27.1和開關(guān)S1，S2.1，S3.1而進行的第1次偏置消除動作來說明該帶偏置補償功能的驅(qū)動電路65的效果。這里，將對當(dāng)驅(qū)動電路26的輸出電位V22比輸入電位V21只低偏置電壓VOF的情形進行說明。
首先，一旦開關(guān)S1，S2.1導(dǎo)通，則驅(qū)動電路26的輸入電位V21變?yōu)閰⒖茧娢籚R，驅(qū)動電路26的輸出電位V22和節(jié)點N1的電位V1變?yōu)閂21-VOF＝VR-VOF，電容器27.1被充電到偏置電壓VOF。
其次，當(dāng)開關(guān)S1，S2.1截止時，偏置電壓VOF保持在電容器27.1。繼而，當(dāng)開關(guān)S3.1導(dǎo)通時，節(jié)點N1的電位V1從VR-VOF變?yōu)閂I。該變化部分通過電容器27.1傳遞到驅(qū)動電路26的輸入節(jié)點N21。當(dāng)VI＞VR-VOF時，驅(qū)動電路26的輸入節(jié)點N21的電壓變化ΔV用下式來表示ΔV＝[VI-(VR-VOF)]·C1/(C0+C1)…(5)這里，C1/(C0+C1)＝1/(1+C0/C1)，當(dāng)C0＜＜C1時，則變成1/(1+C0/C1)1-C0/C1。當(dāng)C0/C1＝r時，1-C0/C1變成1-r，如果將該式帶入到上式(5)中，則可得到下式ΔV＝[VI-(VR-VOF)]·(1-r) …(6)驅(qū)動電路26的輸入電位V21變成由ΔV與參考電位VR相加而得到的電位VR+ΔV，它可由下式來表示V21＝VR+ΔV＝VR+[VI-(VR-VOF)]·(1-r)＝VR+VI-VR+VOF-[VI-(VR-VOF)]·r＝VI+VOF-r·VOF-r·(VI-VR)…(7)對附圖5的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路25進行相同的計算，則可得到
V21＝VI+VOF-VOF·C0/(C0+C1)＝VI+VOF-VOF·(C0/C1)/(C0/C1+1)＝VI+VOF-VOF·r/(1+r)VI+VOF-VOF·r·(1-r)＝VI+VOF-VOF·(r-r2)如果這里r20，則可得到下式V21VI+VOF-r·VOF …(8)如果比較式子(7)和(8)，則可知，雖然附圖16的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路65的V21與附圖5的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路25的V21相比僅僅小式子(7)的第4項[-r·(VI-VR)]部分，但是，通過減小r并多次進行偏置消除動作，該值可小到忽略不計。
當(dāng)從附圖4所示的灰度等級發(fā)生電路20向多個帶偏置補償功能的驅(qū)動電路25提供同一灰度等級電位VG時，灰度等級發(fā)生電路20的負載電容值變?yōu)槎鄠€驅(qū)動電路26的輸入電容值C0的總和，并且灰度等級電位VG穩(wěn)定下來的時間變長。
然而，如果用附圖16的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路65取代帶偏置補償功能的驅(qū)動電路25，則由于驅(qū)動電路26的輸入電容被以參考電位VR來充電，故，灰度等級發(fā)生電路20的負載電容值大幅度減小，灰度等級電位VG在短時間被便穩(wěn)定下來。
附圖17是表示實施方式5的變形例的電路圖。參照附圖17可知，在該帶偏置補償功能的驅(qū)動電路66中，取代輸入節(jié)點N20而將附圖8的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路38的開關(guān)S1的一端與參考電位VR的節(jié)點N60相連接。即使該變形例，也可獲得等同于附圖16的偏置補償功能的驅(qū)動電路65的效果。
雖然對本發(fā)明進行了詳盡的說明，但很容易理解，這僅僅是舉例，而不能理解為限定，本發(fā)明的主旨和范圍僅通過附加的權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種偏置補償電路，用于補償驅(qū)動電路的偏置電壓，該驅(qū)動電路輸出與輸入電位對應(yīng)的電位，其特征在于，包括第1～第N電容器，初級的1個電極與所述驅(qū)動電路的輸入節(jié)點連接，各1個電極連接在前一級的另一個電極上，其中N為大于等于2的整數(shù)；第1切換電路，向所述驅(qū)動電路的輸入節(jié)點提供規(guī)定的電位，同時將所述第1電容器的另一個電極與所述驅(qū)動電路的輸出節(jié)點連接，并使所述第1電容器充電至所述偏置電壓；第2切換電路，各自按規(guī)定時間依次選擇第2～第N電容器，向選擇的電容器的1個電極提供所述輸入電位，同時將選擇的電容器的另一個電極連接到所述驅(qū)動電路的輸出節(jié)點，并將所述第1～第N電容器充電至所述偏置電壓；以及第3切換電路，向所述第N電容器的另一個電極提供所述輸入電位。
2.如權(quán)利要求1所述的偏置補償電路，其特征在于，所述規(guī)定的電位是所述輸入電位。
3.如權(quán)利要求1所述的偏置補償電路，其特征在于，所述規(guī)定的電位是所述參考電位。
4.如權(quán)利要求1所述的偏置補償電路，其特征在于，所述第2切換電路將所述第1～第N電容器的另一個電極都連接到所述驅(qū)動電路的輸出節(jié)點并將所述第2～第N電容器的各電極間電壓復(fù)位為0V后，各自按規(guī)定時間依次選擇所述第2～第N電容器，使所選擇的電容器的1個電極與所述驅(qū)動電路的輸出節(jié)點斷開的同時，將所述輸入電位提供給所選擇的電容器的1個電極，并使所述第1～第N電容器充電至所述偏置電壓。
5.一種帶偏置補償功能的驅(qū)動電路，其特征在于，包括輸出與輸入電位對應(yīng)的電位的驅(qū)動電路；以及補償所述驅(qū)動電路的偏置電壓的權(quán)利要求1所述的偏置補償電路。
6.如權(quán)利要求5所述的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路包括第1導(dǎo)電形式的第1晶體管，其漏極接受第1電源電位，其源極連接在所述輸出節(jié)點，而其柵極連接在所述輸入節(jié)點；和第1恒流源，連接在所述輸出節(jié)點和第2電源電位的線之間。
7.如權(quán)利要求6所述的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路還包括電平移動電路，設(shè)置于所述輸入節(jié)點和所述第1晶體管的柵極之間，并向所述第1晶體管的柵極提供使所述輸入電位向所述第1電源電位側(cè)僅電平移動了預(yù)先確定的第1電壓后的電位，所述電平移動電路包括第2恒流源，連接在第3電源電位的線和所述第1晶體管的柵極之間；和第2導(dǎo)電形式的第2晶體管，其源極與所述第1晶體管的柵極連接，其漏極與第4電源電位的線連接，而其柵極接受所述輸入電位。
8.如權(quán)利要求7所述的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路還包括第2導(dǎo)電形式的第3晶體管，介于所述第1晶體管的源極和所述輸出節(jié)點之間，其柵極與所述輸出節(jié)點相連接，所述電平移動電路還包括第1導(dǎo)電形式的第4晶體管，介于所述第1晶體管的柵極和所述第2晶體管的源極之間，其柵極與所述第1晶體管的柵極相連接。
9.如權(quán)利要求5所述的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路包括連接在第1電源電位的線與所述輸出節(jié)點之間的晶體管；連接在所述輸出節(jié)點和第2電源電位的線之間的恒流源；以及控制所述晶體管的柵極電位以使所述輸出節(jié)點的電位與所述輸入電位的電位一致的差動放大電路。
10.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求5所述的帶偏置補償功能的驅(qū)動電路；和根據(jù)所述帶偏置補償功能的驅(qū)動電路的輸出電位來改變其透光率的液晶單元。
全文摘要
在該帶偏置補償功能的驅(qū)動電路(25)中，使第1、第2、第3開關(guān)(S1，S2.1，S2.2)導(dǎo)通，從而使第1電容器(27.1)充電至驅(qū)動電路(26)的偏置電壓(VOF)后，使第1及第2開關(guān)(S1，S2.1)截止的同時，使第4開關(guān)(S3.1)導(dǎo)通，從而使第2電容器(27.2)充電至驅(qū)動電路(26)的輸入節(jié)點(N21)的寄生電容(28)所引發(fā)的第1損失電壓(ΔV1)。繼而，使第3和第4開關(guān)(S3.1，S2.2)截止的同時，使第5和的6開關(guān)(S3.2，S4)導(dǎo)通。此時也將產(chǎn)生由寄生電容(28)所引發(fā)的第2損失電壓(ΔV2)，輸出電壓(V0)變成輸入電壓(VI)與第2損失電壓(ΔV2)之差(VI－ΔV2)。如果寄生電容(28)、第1電容器(27.1)、第2電容器(27.2)的電容值相同，則第2損失電壓(ΔV2)變?yōu)榈?損失電壓(ΔV1)的1/6。
文檔編號H03K5/22GK1538617SQ20041003174
公開日2004年10月20日 申請日期2004年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月25日
發(fā)明者飛田洋一 申請人:三菱電機株式會社