用于显示装置的驱动单元

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年12月26日提交的韩国专利申请第10-2019-0175673号的权益，出于所有的目的，其全部内容通过引用被并入本文，如同在本文中完全阐述一样。

技术领域

本公开内容总体上涉及用于显示装置的驱动器，并且更特别地，涉及用于显示装置的以下驱动器：该驱动器与提供至显示面板的电压ELVDD结合地来生成作为数据驱动器的源缓冲器(source buffer)的偏置电压来提供的电压AVDD。

背景技术

近来，由于优异的图像质量、轻的重量、薄、和低功率的特性，显示装置被频繁地使用。显示装置包括液晶显示器、有机发光二极管显示器等，并且它们中的大多数是可商业上获得的。

显示装置包括：其中以矩阵的形式布置多个像素的显示面板、驱动显示面板的栅极线的栅极驱动器、驱动显示面板的数据线的数据驱动器等。

栅极驱动器顺序地驱动显示面板的栅极线。

每当驱动栅极线时，数据驱动器将数字数据信号转换成模拟数据信号，并且将结果信号提供至显示面板。

当输入至显示装置的图像数据的转变大时，可能出现差的图像质量，例如串扰。

上述背景技术是发明人为了引出本公开内容而获取的技术信息，或者是本公开内容的引出过程中获取的技术信息，并且不一定是本公开内容提交之前向公众公开的已知技术。

发明内容

本公开内容的目的是提供用于显示装置的驱动器，其与提供至显示面板的电压ELVDD结合地来生成作为数据驱动器的源缓冲器的偏置电压来提供的电压AVDD。

作为用于解决上述目的的手段，本公开内容具有含有以下特征的实施方式。

根据实施方式的用于显示装置的驱动器包括：数据驱动器，其包括将数据电压输出至显示装置的显示面板的数据线的源缓冲器；以及电力供应单元，其向显示面板的电力线提供第一电压以及向数据驱动器提供第二电压，其中，电力供应单元包括：第一电压发生器，其生成第一电压；以及第二电压发生器，其基于第一电压生成第二电压，其中，第二电压被提供为源缓冲器的偏置电压。

第二电压发生器可以将第一电压乘以预定数以生成第二电压。

第二电压发生器可以将第一电压增加预定电压以生成第二电压。

第二电压发生器可以包括运算放大器(OP amplifier)、第一电阻器和第二电阻器，其中，第一电压被施加至运算放大器的第一输入端子；运算放大器的第二输入端子连接至第一电阻器的一端和第二电阻器的一端；第一电阻器的另一端接地；以及第二电阻器的另一端连接至运算放大器的输出端子。

第一电阻器和第二电阻器中的至少一个可以是可变电阻器。

电力供应单元还可以包括用于调节可变电阻器的控制器。

根据实施方式的用于显示装置的驱动器包括：数据驱动器，其包括将数据电压输出至显示面板的数据线的源缓冲器；以及电力供应单元，其向显示装置的显示面板的电力线提供第一电压以及向数据驱动器提供从第二电压和第三电压中选择的一个，其中，电力供应单元包括：第一电压发生器，其生成第一电压和第二电压；以及第二电压发生器，其基于第一电压生成第三电压，其中，从第二电压和第三电压中选择的一个被提供为源缓冲器的偏置电压。

第二电压发生器可以将第一电压乘以预定数以生成第三电压。

第二电压发生器可以将第一电压增加预定电压以生成第三电压。

电力供应单元还可以包括用于选择第二电压和第三电压中的一个的多路复用器(MUX)电路。

附图说明

附图——其被包括以提供对本发明的进一步理解并且被并入本说明书且构成本说明书的一部分——示出了本发明的实施方式，并与说明书一同用于说明本发明的原理。在图中：

图1是示出了根据本公开内容的实施方式的显示装置的配置的框图；

图2是示出了图1中所示的像素的实施方式的电路图；

图3是示出了显示输入框图案的显示面板的实施方式的视图；

图4是示出了包括在数据驱动器中的源缓冲器的电路图；

图5是示出了由于第一电压的变化导致源缓冲器的净空余量HR(headroom marginHR)不足的视图；

图6A和图6B是示出了由于源缓冲器的净空余量HR不足而导致出现差的图像质量的视图；

图7是示出了根据本公开内容的第一实施方式的用于显示装置的驱动器的框图；

图8是示出了根据本公开内容的第一实施方式的用于显示装置的驱动器的主电路图；

图9是示出了根据本公开内容的第二实施方式的用于显示装置的驱动器的框图；

图10是示出了根据本公开内容的第二实施方式的用于显示装置的驱动器的主电路图；以及

图11是示出了源缓冲器的净空余量HR不足的问题的改进的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述根据本公开内容的实施方式。在本说明书中，当部件(或区域、层、部分等)被称为在另一部件“上”、“连接”或“接合”至另一部件时，这意味着部件可以直接连接/耦接至另一部件，或者部件可以在之间具有第三部件的情况下连接/耦接至另一部件。

相同的附图标记指代相同的部件。另外，在附图中，为了有效地描述技术内容，夸大了部件的厚度、比例、和尺寸。术语“和/或”包括能够由相关联的配置限定的一个或更多个组合。

术语例如“第一”和“第二”可以用于描述各种部件，但是部件不被这些术语限制。这些术语仅用于区分一个部件与其他部件的目的。例如，在没有脱离各种实施方式的权利的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件也可以被称为第一部件。除非上下文另外明确指出，否则单数表达包括复数表达。

术语例如“下方”、“以下”、“上方”、“以上”等用于描述附图中所示的部件的关联性。这些术语是相对概念，并且基于附图中指示的方向进行解释。

应当理解的是，术语例如“包括”或“具有”旨在表明说明书中描述的特征、数量、步骤、操作、部件、部分、或其组合的存在，但是不排除存在或增加一个或更多个其他特征或数字、步骤、操作、部件、部分、或其组合的可能性。

图1是示出了根据本公开内容的实施方式的显示装置的配置的框图。

参照图1，显示装置1可以包括时序控制器10、栅极驱动器20、数据驱动器30、电力供应单元40、和显示面板50。

时序控制器10可以从外部接收图像信号RGB和控制信号CS。图像信号RGB可以包括多条灰度数据。控制信号CS可以包括例如水平同步信号、垂直同步信号、和主时钟信号。

时序控制器10处理图像信号RGB和控制信号CS，使得适合于显示面板50的操作条件，以生成并输出图像数据DATA、栅极驱动控制信号CONT1、数据驱动控制信号CONT2、和电力供应控制信号CONT3。

栅极驱动器20可以通过多条栅极线GLl至GLn连接至显示面板50的像素PX。栅极驱动器20可以基于从时序控制器10输出的栅极驱动控制信号CONT1来生成栅极信号。栅极驱动器20可以通过多条栅极线GL1至GLn将生成的栅极信号提供至像素PX。

数据驱动器30可以通过多条数据线DL1至DLm连接至显示面板50的像素PX。数据驱动器30可以基于从时序控制器10输出的图像数据DATA和数据驱动控制信号CONT2来生成数据信号。数据驱动器30可以通过多条数据线DL1至DLm将生成的数据信号提供至像素PX。

电力供应单元40可以通过多条电力线PL1和PL2连接至显示面板50的像素PX。电力供应单元40可以基于电力供应控制信号CONT3来生成要被提供至显示面板50和面板驱动器的电压。电力供应单元40可以生成例如第一电压ELVDD、第二电压AVDD和第三电压ELVSS。电力供应单元40可以通过相应的电力线PL1将生成的第一电压ELVDD提供至像素PX。电力供应单元40可以通过相应的电力线PL2将生成的第三电压ELVSS提供至像素PX。电力供应单元40可以将第二电压AVDD提供至数据驱动器30。

多个像素PX(或被称为子像素)被设置在显示面板50上。例如，像素PX可以以矩阵的形式被布置在显示面板50上。

每个像素PX可以电连接至相应的栅极线和数据线。像素PX可以发射具有与通过栅极线GL1至GLn和数据线DL1至DLm提供的栅极信号和数据信号相对应的亮度的光。

每个像素PX可以显示第一颜色至第三颜色中的任一种。在一个实施方式中，每个像素PX可以显示红色、绿色、和蓝色中的任一种。在另一实施方式中，每个像素PX可以显示青色、品红色、和黄色中的任一种。在各种实施方式中，像素PX可以被配置成显示四种或更多种颜色中的任一种。例如，每个像素PX可以显示红色、绿色、蓝色、和白色中的任一种。

时序控制器10、栅极驱动器20、数据驱动器30、和电力供应单元40每一个可以以分离的集成电路(IC)形成、或者时序控制器10、栅极驱动器20、数据驱动器30、和电力供应单元40中的至少一部分可以以集成电路形成。例如，数据驱动器30和电力供应单元40中的至少一个可以由与时序控制器10组合的集成电路组成。

另外，在图1中，栅极驱动器20和数据驱动器30被示出为与显示面板50分离的部件，但是栅极驱动器20和数据驱动器30中的至少一个可以通过面板内方法与显示面板50集成地形成。例如，栅极驱动器20可以根据面板内栅极(GIP)方法与显示面板50集成地形成。

图2是示出了图1中所示的像素的实施方式的电路图。图2示出了连接至第i栅极线GLi和第j数据线DLj的像素PXij的示例。

参照图2，像素PX包括开关晶体管ST、驱动晶体管DT、存储电容器Cst、和发光元件LD。

开关晶体管ST的第一电极(例如，源电极)电连接至第j数据线DLj，以及第二电极(例如，漏电极)电连接至第一节点N1。开关晶体管ST的栅电极电连接至第i栅极线GLi。当具有栅极导通电平的栅极信号被施加至第i栅极线GLi时，开关晶体管ST导通，以将施加至第j数据线DLj的数据信号V_data传输至第一节点N1。

存储电容器Cst被配置成具有电连接至第一节点N1的第一电极以及接收第一电压ELVDD的第二电极。存储电容器Cst可以充电为与施加至第一节点N1的电压与第一电压ELVDD之间的差相对应的电压。

驱动晶体管DT被配置成具有接收第一电压ELVDD的第一电极(例如，源电极)以及电连接至发光元件LD的第一电极(例如，阳极电极)的第二电极(例如，漏电极)。驱动晶体管DT的栅电极电连接至第一节点N1。当通过第一节点N1施加具有栅极导通电平的电压时，驱动晶体管DT导通，以对应于提供至栅电极的电压来控制流过发光元件LD的驱动电流I_DS的量。

发光元件LD包括第一电极(例如阳极电极)和第二电极(例如阴极电极)。发光元件LD的第一电极(例如阳极电极)电连接至驱动晶体管DT的第二电极(例如漏电极)。发光元件LD的第二电极(例如阴极电极)电连接至第三电压ELVSS。流过发光元件LD的驱动电流I_DS的量如以下等式1中所示。

【等式1】

I_DS＝K(V_GS-Vth)

也就是说，根据电压V_GS的大小来控制流过发光元件LD的驱动电流I_DS的量，电压V_GS是驱动晶体管DT中第一电极(例如，源电极)的第一电压ELVDD与提供至栅电极的电压V_data之间的差。Vth是驱动晶体管DT的阈值电压。

发光元件LD输出对应于驱动电流的光。发光元件LD可以输出与红色、绿色、和蓝色中的任一种相对应的光。发光元件LD可以是有机发光二极管OLED、或具有从微米至纳米级的尺寸范围的超小型无机发光二极管，但是本公开内容不限于此。在下文中，将参照发光元件LD由有机发光二极管组成的实施方式来描述本公开内容的技术思想。

在本公开内容中，像素PX的结构不限于图2中所示的结构。根据实施方式，像素PX还可以包括用于补偿驱动晶体管DT的阈值电压或者用于初始化驱动晶体管DT的栅电极的电压和/或发光元件LD的阳极电极的电压的至少一个元件。

尽管在图2中示出了其中开关晶体管ST和驱动晶体管DT是NMOS晶体管的示例，但是本公开内容不限于此。例如，构成每个像素PX的晶体管中的至少一些或全部可以被配置为PMOS晶体管。在各种实施方式中，开关晶体管ST和驱动晶体管DT中的每一个可以被实现为低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管、氧化物薄膜晶体管、或低温多晶氧化物(LTPO)薄膜晶体管。

图3是示出了显示输入框图案的显示面板的实施方式的视图。

图3示出了在显示面板上显示的一帧的图像。输入至区域C_1和C_3的图像数据中的全部图像数据具有黑色图像数据值，并且不具有数据转变。然而，输入至区域C_2的图像数据在区域A中从黑色图像改变至白色图像，并且在区域B中从白色图像改变回至黑色图像。当如在区域C_2中图像数据的转变大时，从电力供应单元40施加至显示面板50的电力线的第一电压ELVDD的变化可能大。

当在包括在显示面板中的像素PX上显示白色图像时，构成像素PX的驱动晶体管DT的驱动电流I_DS增大，使得由于第一电压ELVDD被施加至的电力线的电阻分量导致的电压降(IR-DROP)较大地发生。因此，第一电压ELVDD下降。

相反地，当在包括在显示面板中的像素PX中显示黑色图像时，构成像素PX的驱动晶体管DT的驱动电流I_DS减小，使得由于第一电压ELVDD被施加至的电力线的电阻分量导致的电压降(IR-DROP)变小。因此，第一电压ELVDD高于第一电压ELVDD的平均电压电平。

如以上所描述的，当输入图像数据的转变大时，从电力供应单元40提供至显示面板50的第一电压ELVDD不是恒定电压，而是变化的。

第一电压ELVDD的变化导致用于每个像素PX的驱动晶体管DT的驱动电流I_DS中的偏差，这导致像素PX的亮度差异。每个像素PX的亮度差异导致显示装置的差的图像质量。

作为解决这样的差的图像质量的方法，存在在驱动器(具体地，数据驱动器)中生成由第一电压(ELVDD)的变化补偿的伽马电压V-Gamma的技术。然而，补偿伽马电压V-Gamma的方法导致另一问题，即包括在数据驱动器中的源缓冲器的净空余量HR减小，从而防止源缓冲器的输出达到正常水平。

图4是示出了包括在数据驱动器中的源缓冲器的电路图。

图5是示出了由于第一电压的变化导致源缓冲器的净空余量HR不足的视图。

图6A和图6B是示出了由于源缓冲器的净空余量HR不足而导致出现差的图像质量的视图。图6B是图6A的点A的放大视图。

参照图4至图6A和图6B，将描述源缓冲器的输出没有达到正常水平的问题。

在时序控制器10的控制下，基于从时序控制器10输出的数字图像数据DATA，数据驱动器30驱动显示面板50的数据线。数据驱动电路包括移位寄存器、锁存单元、数模转换器、和源缓冲器单元。

在此，数模转换器生成对应于数字图像数据的模拟电压。源缓冲器单元缓冲从数模转换器输出的模拟电压，并且向数据线输出与缓冲结果相对应的模拟电压。源缓冲器单元包括多个源缓冲器35，并且每个源缓冲器35缓冲从数模转换器输出的相对应的模拟电压，并且将缓冲后的模拟电压V_data输出至相应的数据线。

本文中，源缓冲器35被提供有用于驱动源缓冲器35的偏置电压。提供的偏置电压可以包括高电位电压AVDD和低电位电压VSS。偏置电压可以是从电力供应单元提供的。源缓冲器35包括具有电压增益1的运算放大器，并且运算放大器具有接收伽马电压V-Gamma信号的正(+)端子、连接至运算放大器的输出的负(-)端子、和输出电压信号V_data的输出端子。另外，源缓冲器35包括运算放大器，并且每个运算放大器可以将电压信号V_data传输至一条数据线DL。

构成源缓冲器35的每个运算放大器应当确保称为净空(headroom)的电压余量，以便防止构成运算放大器的晶体管饱和。当没有确保合适的净空余量时，从源缓冲器35输出的电压V_data没有达到正常水平。

在图5中，第一电压ELVDD在部分A中减小并且在部分B中上升。符号HR_A是部分A中的净空余量。符号V_GS_A是部分A中的V_GS。符号HR_B是部分B中的净空余量。符号V_GS_B是部分B中的V_GS。如图3中所示，第一电压ELVDD的变化可能发生在图像数据的转变大的图像中。如以上所描述的，第一电压ELVDD的变化导致构成显示面板的像素PX之间的亮度差，这导致差的图像质量。作为用于解决该问题的方法，已经描述了用于生成由第一电压(ELVDD)的变化补偿的伽马电压V-Gamma的技术。如图5中所示，伽马电压V-Gamma由第一电压ELVDD的变化来补偿，并且因此，如同第一电压ELVDD，伽马电压V-Gamma在部分A中减小并且在部分B中上升。因此，电压V_GS——第一电压ELVDD与伽马电压V-Gamma之间的差值——在包括部分A和部分B的所有部分中具有恒定值。因此，防止了由于像素PX之间的V_GS的差所导致的亮度差异。

然而，作为源缓冲器35的偏置电压提供的第二电压AVDD具有固定值。通常，第二电压AVDD作为DC(直流)电压通过DC-DC转换器从电力供应单元40被提供。由于第二电压AVDD是固定DC电压，因此在部分A中确保净空余量HR不存在问题，但是在部分B中出现了不能确保合适的净空余量的问题，在部分B中，第一电压ELVDD和伽马电压V-Gamma降低。因此，在部分B中，从源缓冲器35输出的电压V_data没有达到正常水平。

因此，如图6A和图6B中所示，具有输入图像数据的大的转变的图像不会正常地显示在显示装置上，并且出现差的图像质量，例如串扰。

<实施方式1>

图7是示出了根据本公开内容的第一实施方式的用于显示装置的驱动器的框图。

图8是示出了根据本公开内容的第一实施方式的用于显示装置的驱动器的主电路图。

根据本公开内容的实施方式的用于显示装置的驱动器包括：数据驱动器30，数据驱动器30包括用于将数据电压V_data输出至显示面板50的数据线的源缓冲器35；以及电力供应单元40，电力供应单元40将第一电压ELVDD提供至显示面板50的电力线，并且将第二电压AVDD提供至数据驱动器30。

电力供应单元40包括第一电压发生器41、第二电压发生器43、和控制器45。

第一电压发生器41生成第一电压ELVDD，以提供至显示面板50的电力线。

第二电压发生器43基于第一电压ELVDD生成第二电压AVDD，并且提供第二电压AVDD作为源缓冲器35的偏置电压。

控制器45将控制信号CONT_R输出至第二电压发生器43，以调节由第二电压发生器43生成的第二电压AVDD。

第二电压发生器43可以将第一电压ELVDD乘以预定数K，以生成第二电压AVDD。另外，第二电压发生器43可以将第一电压ELVDD增加预定电压，以生成第二电压AVDD。

第二电压发生器43可以配置有包括运算放大器的非反相放大电路。第二电压发生器43包括运算放大器、第一电阻器R1、和第二电阻器R2。符号VDD是施加到OP放大器的偏置电压。尽管在图8中第二电阻器R2由可变电阻器组成，但是第一电阻器R1也可以由可变电阻器组成，或者第一电阻器R1和第二电阻器R2两者都可以由可变电阻器组成。

第一电压ELVDD被输入至运算放大器的第一输入端子(+端子)。

运算放大器的第二输入端子(-端子)连接至第一电阻器R1的一端和第二电阻器R2的一端。

此外，第一电阻器R1的另一端接地，并且第二电阻器R2的另一端连接至运算放大器的输出端子。

运算放大器的输出端子的输出电压AVDD以等式2示出。

【等式2】

第二电压发生器43将第一电压ELVDD乘以预定数K，以生成第二电压AVDD。在此，K值被确定为1+R2/R1，并且可以通过调节第一电阻器R1和第二电阻器R2来调节。可以根据控制器45的控制信号CONT_R来调节第一电阻器R1和第二电阻器R2的电阻值。

<实施方式2>

图9是示出了根据本公开内容的第二实施方式的用于显示装置的驱动器的框图。

图10是示出了根据本公开内容的第二实施方式的用于显示装置的驱动器的主电路图。

根据本公开内容的实施方式的用于显示装置的驱动器包括：数据驱动器30，数据驱动器30包括用于将数据电压V_data输出至显示面板50的数据线的源缓冲器35；以及电力供应单元40，电力供应单元40将第一电压ELVDD提供至显示面板50的电力线，并且将第二电压AVDD提供至数据驱动器30。

电力供应单元40包括第一电压发生器41、第二电压发生器43、控制器45、和选择器47。

第一电压发生器41生成第一电压ELVDD，以提供至显示面板50的电力线。另外，第一电压发生器41生成第二电压AVDD_DC，以提供至选择器47。第二电压AVDD_DC可以是具有恒定值的直流(DC)电压。

第二电压发生器43基于第一电压ELVDD生成第三电压AVDD_TR，并且将第三电压AVDD_TR提供至选择器47。

控制器45将控制信号CONT_R输出至第二电压发生器43，以调节由第二电压发生器43生成的第三电压AVDD_TR。然后，控制器45将控制信号CONT_SEL输出至选择器47。

选择器47选择基于输入控制信号CONT_SEL而输入的第二电压AVDD_DC或第三电压AVDD_TR中的一个，并且将选择的一个输出至数据驱动器30。

第二电压发生器43可以将第一电压ELVDD乘以预定数K，以生成第三电压AVDD_TR。另外，第二电压发生器43可以将第一电压ELVDD增加预定电压，以生成第三电压AVDD_TR。

第二电压发生器43可以配置有包括运算放大器的非反相放大电路。第二电压发生器43包括运算放大器、第一电阻器R1、和第二电阻器R2。包括运算放大器的非反相放大电路如关于第一实施方式所描述的。

选择器47可以由2×1多路复用器(MUX)组成。由第一电压发生器输出的第二电压AVDD_DC和由第二电压发生器输出的第三电压AVDD_TR被输入至多路复用器。根据控制器的多路复用器输出选择信号CONT_SEL，选择器47选择第二电压AVDD_DC或第三电压AVDD_TR中的一个，并且将选择的一个输出至数据驱动器30的源缓冲器35。

图11是示出了源缓冲器的净空余量HR不足的问题的改进的视图。符号ELVDD_LO是ELVDD电压的低点。符号ELVDD_HI是ELVDD电压的高点。

在图11的(a)中，其示出了由于电压ELVDD的变化而发生的伽马电压V-Gamma的变化，并且因此，部分B中作为源缓冲器的偏置电压来提供的电压AVDD与伽马电压V-Gamma之间的差HR_B减小，使得没有确保净空余量HR。

在图11的(b)中，其示出了由于根据本公开内容的实施方式的电力供应单元基于电压ELVDD生成电压AVDD，使得电压AVDD与ELVDD一起变化，部分B中的电压AVDD与伽马电压V-Gamma之间的差HR_B’几乎与部分A中它们之间的差HR_A’保持相同，从而在所有的部分中充分地确保了净空余量。

在图11的(c)中，其示出了确保净空余量的另一方法，其中，电力供应单元不与ELVDD电压相关联，并且仅充分地增加AVDD电压以被输出。由于充分地增加AVDD电压以被输出，因此可以确保部分B中足够的净空余量。然而，由于AVDD电压值总是在高值处输出，因此这样的方法具有功耗高的缺点，与在(b)的情况下不同。

如以上所描述的，根据本公开内容的实施方式的用于显示装置的驱动器的特征在于：与提供至显示面板的ELVDD电压结合地来生成作为数据驱动器的源缓冲器的偏置电压来提供的AVDD电压。因此，根据实施方式的用于显示装置的驱动器具有的优点是：即使当引起电压ELVDD的变化的图像数据图案被输入至显示装置时，也可以确保源缓冲器的净空余量，同时驱动器的功耗低。

应当理解的是，以上描述的实施方式在所有方面都是说明性的而非限制性的。本公开内容的范围由所附权利要求书而不是以上的详细描述来指示，并且从权利要求书和等同构思的含义和范围得出的所有改变或修改应当被解释为包括在本公开内容的权利要求书中。

尽管已经参照其多个说明性实施方式描述了实施方式，但是应当理解的是，本领域技术人员可以设计出将落入本公开内容的原理的范围内的许多其他修改和实施方式。更特别地，在本公开内容、附图、和所附权利要求书的范围内，在主题组合布置的部件部分和/或布置中，可以进行各种变化和修改。除了部件部分和/或布置中的变化和修改之外，对于本领域技术人员而言，一些替选使用也将是明显的。