[0001] 本发明涉及一种被应用于液晶显示的数据驱动器。

[0002] 图1是示出作为第一传统的数据驱动器的在专利文献1中描述的数据驱动器的构造的电路图。 专利文献1对应于美国专利申请No.11/554,347。 其全部内容通过引用合并在此。

[0003] 第一传统的数据驱动器包含灰阶电压生成电路11和灰阶电压选择电路12。

[0004] 灰阶电压生成电路11基于基准电压Vref0至VrefM(M是2或者更大的整数)生n n成2(n是2或者更大的整数)个灰阶电压V0至V(2-1)并且将它们提供给灰阶电压选择电路12。 灰阶电压选择电路12接收n个数字数据信号D1至Dn以及灰阶电压V0至n n
V(2-1)。灰阶电压选择电路12基于数字数据信号D1至Dn选择灰阶电压V0至V(2-1)中的一个作为选择灰阶电压并且提供给显示面板的数据线。

[0005] 在本示例中灰阶电压生成电路11包含串联地连接的64个电阻元件。尽管没有示出，但是64个电阻元件被称为电阻元件R0至R63。 多个结点[TV0]、[TV1]、[TV2]、[TV3]、[TV4]、[TV5]、[TV6]、[TV7]、[TV8]以及[TV9]被设置为64个电阻元件的串联连接。 基准电压Vref0、Vref1、Vref2、Vref3、Vref4、Vref5、Vref6、Vref7、Vref8以及Vref9分别被提供给结点[TV0]至[TV9]。 多组电阻元件R0至R7、R8至R15、R16至R23、R24至R31、R32至R39、R40至R47、R48至R55以及R56至R63分别被布置在结点[TV0]与[TV1]、[TV1]与[TV2]、[TV2]与[TV3]、[TV3]与[TV4]、[TV5]与[TV6]、[TV6]与[TV7]、[TV7]与[TVS]、以及[TV8]与[TV9]之间。 基于这些电阻元件R0至R63以及基准电压Vref0至Vref9生成多个灰阶电压V0至V63。

[0006] 通常，以具有正和负极性的灰阶电压被提供给多条数据线的方式，公共电压VOCM被设置为电压Vref0至Vref9的电压Vref4和电压Vref5之间的电压。

[0007] 灰阶电压选择电路12包含第一至第n灰阶电压选择级(例如，参考专利文献1和2)。 第j(j是满足(1≤j≤n)的整数)灰阶电压选择级响应于n个数字信号D1至Dnn j-1 n j当中的第j个数字数据信号Dj从(2/2 )个灰阶电压中选择(2/2)个灰阶电压。即，当j是1时，从64个灰阶电压当中选择32个灰阶电压，并且当j是2时，从32个灰阶电压选择16个灰阶电压，并且最后，一个灰阶电压被选择作为选择灰阶电压。

[0008] 灰阶电压选择电路12包含选择电路13-1、13-2、13-3以及13-4和14-1、14-2、14-3以及14-4。 选择电路13-1至13-4和14-1至14-4包含MOS晶体管，分别为电阻元件R0至R7、R8至R15、R16至R23、R24至R31、R32至R39、R40至R47、R48至R55以及R56至R63提供。 在这里，像素的公共电压VCOM被设置为电压Vref4和电压Vref5之间的电压。 因此，分别为正极性侧电阻元件R0至R7、R8至R15、R16至R23以及R24至R31提供正极性选择电路13-1至13-4，并且为负极性侧电阻元件R32至R39、R40至R47、R48至R55以及R56至R63提供负极性选择电路14-1至14-4。

[0009] 被包括在正极性选择电路13-1至13-4的组中的MOS晶体管TA、TB、TC以及TC分别是P型MOS晶体管。 被包括在正极性选择电路TC 13-3和13-4中的P型MOS晶体管TC和TC的尺寸彼此相等。

[0010] 而且，被包括在负极性选择电路14-1至14-4的组中的MOS晶体管TD、TD、TE以及TF分别是N型MOS晶体管。 被包括在负极性选择电路TD 14-1和14-2的组中的N型MOS晶体管TD和TD的尺寸彼此相等。

[0011] 基于灰阶电压V0至V63确定N型MOS晶体管TD、TE以及TF的和P型MOS晶体管TA、TB以及TC的尺寸。 具体地，基于漏极和背栅之间以及源极和背栅之间的被施加的电压确定P型MOS晶体管TA、TB以及TC和N型MOS晶体管TD、TE以及TF。即，基于被施加的电压设置漏极和背栅之间的距离和偏移长度。在这样的情况下，具有最高的击穿电压的P型MOS晶体管被用于P型MOS晶体管TA、TB以及TC当中的P型MOS晶体管TC，并且具有最高的击穿电压的N型MOS晶体管被用于N型MOS晶体管TD、TE以及TF当中的N型MOS晶体管TD。

[0012] 在第一传统的数据驱动器中，结点[TV0]至[TV9](未示出)和第一电源结点[VDD]以及第二电源结点[VSS]是外部输入结点。 为此，用于ESD(静电放电)的保护电路被要求用于第一传统的数据驱动器。

[0013] 图2是示出其中ESD保护对策被采用的第二传统的数据驱动器的构造的电路图。

[0014] 与第一传统的数据驱动器相比较，第二传统的数据驱动器进一步包含ESD包含电路115。

[0015] ESD保护电路115包含保护电路115-1至115-5。 保护电路115-1至115-5包含分别用作二极管的P型保护元件PP1至PP5以及N型保护元件PN1至PN5。

[0016] P型保护元件PP1被连接在提供有高于基准电压Vref0至Vref9的第一电源电压VDD的第一电源结点[VDD]与结点[TV0]和[TV1]之间。 P型保护元件PP2被连接在第一电源结点[VDD]和结点[TV2]之间。 P型保护元件PP3被连接在第一电源结点[VDD]和结点[TV3]至[TV6]之间。 P型保护元件PP4被连接在第一电源结点[VDD]和结点[TV7]之间。 P型保护元件PP5被连接在第一电源结点[VDD]与结点[TV8]和[TV9]之间。

[0017] N型保护元件PN1被连接在提供有低于基准电压Vref0至Vref9的第二电源电压VSS的第二电源结点[VSS]与结点[TV0]和[TV1]之间。 N型保护元件PN2被连接在第二电源结点[VSS]和结点[TV2]之间。N型保护元件PN3被连接在第二电源结点[VSS]和结点[TV3]至[TV6]之间。N型保护元件PN4被连接在第二电源结点[VSS]和结点[TV7]之间。 N型保护元件PN5被连接在第二电源结点[VSS]与结点[TV8]和[TV9]之间。

[0018] 图4示出N型MOS晶体管TD、TE、TF的击穿电压以及与N型MOS晶体管TD、TE、TF相对应的N型保护元件PN3至PN5的击穿电压和各个使用的灰阶电源电压的关系的条线图。 N型保护元件的击穿电压被设置为高于电源电压并且低于相对应的MOS晶体管的击穿电压。 P型MOS晶体管TA、TB、TC的击穿电压以及与P型MOS晶体管TA、TB、TC相对应的P型保护元件PN1至PN3的击穿电压和各个灰阶电源电压的关系与在N型保护元件中的相同。 P型保护元件的击穿电压被设置为高于使用的电源电压并且低于相对应的MOS晶体管的击穿电压。

[0019] 在第二传统的示例中，很难减少保护元件的击穿电压。 此外，被连接至结点[TV0]至[TV9]中的每一个的保护元件的击穿电压和与此相对应的MOS晶体管的击穿电压的平衡是不同的。 为此，在第二传统的数据驱动器中，要求为N型和P型保护元件中的每一个准备三种保护元件。

[0020] 引用列表：

[0021] [专利文献1]：JP 2007-124428A

[0022] [专利文献2]：JP 2001-36407A

[0043] 在下文中，参考附图将会详细地描述使用根据本发明的数据驱动器的液晶显示设备。

[0044] 图6是示出根据本发明数据驱动器7被应用的液晶显示设备1的构造的框图。

[0045] 液晶显示设备1包含液晶显示面板2，该液晶显示面板2具有被布置成矩阵的多个像素5。在液晶显示面板2中，多条数据线3和多条扫描线4被形成以相互交叉，并且像素5被设置在各个交叉点处。像素5具有TFT(薄膜晶体管)、液晶和公共电极。TFT的栅极被连接至扫描线4，并且TFT的源极或者漏极被连接至数据线3。包括液晶的像素电容的一端被连接至TFT的源极或者漏极，并且另一端被连接至恒定的公共电压VCOM被施加的公共电极。

[0046] 液晶显示设备1进一步包含控制电路6、数据驱动器7以及扫描驱动器8。 控制电路6将扫描线控制信号输出到扫描驱动器8并且将表示一部分图像的数字数据信号输出到数据驱动器7。 扫描驱动器8根据扫描线控制信号顺序地驱动多条扫描线4。 数据驱动器7基于数字数据信号将模拟灰阶电压提供给多条数据线3。因此，灰阶电压(像素电压)被施加给与从多条扫描线4中选择的一条扫描线4连接的多个像素5中的相对应的一个。 由于多条扫描线4被顺序地驱动，所以图像被显示在液晶显示面板2上。

[0047] 液晶显示设备1进一步包含电源电路9。 电源电路9将预定的电压提供给各个电路。 例如，电源电路9将第一电源电压VDD、第二电源电压VSS、以及基准电压Vγ提供给数据驱动器7。 而且，电源电路9将公共电压VCOM提供给每一像素5的公共电极。

[0048] 图7是示出根据本发明的实施例的数据驱动器7的构造的框图。

[0049] 数据驱动器7包含灰阶电压生成电路11和灰阶电压选择电路12。

[0050] 基准电压Vγ被从电源电路9提供到灰阶电压生成电路11。例如，基准电压Vγ可以包括多个基准电压Vref0至VrefM(M是2或者更大的整数)。 灰阶电压生成电路11n n基于基准电压Vref0至VrefM生成2(n是2或者更大的整数)个灰阶电压V0至V(2-1)并且将它们提供给灰阶电压选择电路12。 灰阶电压选择电路12接收n个数字数据信号n
D1至Dn以及灰阶电压V0至V(2-1)。 灰阶电压选择电路12基于数字信号D1至Dn从n
灰阶电压V0至V(2-1)当中选择一个灰阶电压(作为选择灰阶电压)并且将选择灰阶电压提供给数据线3。

[0051] 在下文中，假设M是9并且n是6。 当n是6时，64个灰阶电平的显示被执行。

[0052] 图8示出根据本发明的实施例的数据驱动器7的电路构造。

[0053] 灰阶电压生成电路11包含被串联地连接的64个电阻元件。64个电阻元件被称为电阻元件R0至R63。假定基准电压Vref0、Vref1、Vref2、Vref3、Vref4、Vref5、Vref6、Vref7、Vref8以及Vref9分别被提供给结点[TV0]、[TV1]、[TV2]、[TV3]、[TV4]、[TV5]、[TV6]、[TV7]、[TV8]以及[TV9]。 多组电阻元件R0至R7、R8至R15、R16至R32、R24至R31、R32至R39、R40至R47、R48至R55以及R56至R63分别被连接在结点[TV0]与[TV1]、[TV1]与[TV2]、[TV2]与[TV3]、[TV3]与[TV4]、[TV5]与[TV6]、[TV6]与[TV7]、[TV7]与[TV8]、以及[TV8]与[TV9]之间。基于基准电压Vref0至Vref9和电阻元件R0至R63生成多个灰阶电压V0至V63。

[0054] 通常，以具有正和负极性的灰阶电压被提供给数据线3的方式，公共电压VCOM被设置为属于电压Vref4和电压Vref5之间。

[0055] 灰阶电压选择电路12包含第一至第n灰阶电压选择级。 第j(j是满足(1≤j≤n)的整数)灰阶电压选择级响应于n个数字信号D1至Dn当中的第j个数字数据信号Dj从n j-1 n j(2/2 )个灰阶电压中选择(2/2)个灰阶电压。 即，当j是1时，从64个灰阶电压当中选择32个灰阶电压，并且当j是2时，从32个灰阶电压选择16个灰阶电压。 最后，一个灰阶电压(作为选择灰阶电压)被选择。

[0056] 灰阶电压选择电路12包含选择电路13-1至13-4和14-1至14-4。选择电路13-1至13-4和14-1至14-4包含分别为电阻元件组R0至R7、R8至R15、R16至R23、R24至R31、R32至R39、R40至R47、R48至R55以及R56至R63提供的MOS晶体管。

[0057] 在这里，公共电压VCOM被设置为电压Vref4和电压Vref5之间的电压。 分别为电阻元件R0至R7、R8至R15、R16至R23以及R24至R31提供正极性选择电路13-1至13-4并且为电阻元件R32至R39、R40至R47、R48至R55以及R56至R63提供负极性选择电路14-1至14-4。

[0058] P型MOS晶体管TA、TB、TC以及TC分别被包含在正极性选择电路13-1至13-4中。 被包括在正极性选择电路13-3和13-4中的P型MOS晶体管TC的尺寸彼此相等。 而且，N型MOS晶体管TD、TD、TE以及TF分别被包含在负极性选择电路14-1至14-4中。 被包括在负极性选择电路14-1至14-4中的N型MOS晶体管TD的尺寸彼此相等。

[0059] 数据驱动器7进一步包含用于ESD保护对策的虚拟灰阶电压选择电路16和ESD(静电放电)保护电路15。

[0060] ESD保护电路15包含保护电路15-1。 保护电路15-1包含是作为二极管的P型保护元件PP和N型保护元件PN。 P型保护元件PP分别被连接在高于基准电压Vref0至Vref9的第一电源电压VDD与结点[TV0]至[TV9]之间。 而且，N型保护元件PN分别被连接在低于基准电压Vref0至Vref9的第二电源电压VSS与结点[TV0]至[TV9]之间。

[0061] 虚拟灰阶电压选择电路16包含虚拟选择电路17-1至17-4和18-1至18-4。 虚拟选择电路17-1至17-4、和18-1至18-4包括MOS晶体管，该MOS晶体管分别被连接在电阻元件组R0至R7、R8至R15、R16至R23、R24至R31、R32至R39、R40至R47、R48至R55以及R56至R63与选择电路组13-1至13-4、以及14-1至14-4之间。

[0062] 在这里，公共电压VCOM被设置为电压Vref4和电压Vref5之间的电压。因此，正极性虚拟选择电路17-1至17-4分别被连接在电阻元件组R0至R7、R8至R15、R16至R23以及R24至R31与正极性选择电路13-1至13-4之间。 而且，负极性虚拟选择电路18-1至18-4分别被连接在电阻元件组R32至R39、R40至R47、R48至R55以及R56至R63与负极性选择电路14-1、14-2、14-3以及14-4之间。

[0063] 因为当正极性虚拟选择电路17-1至17-4和负极性虚拟选择电路18-1至18-4被操作时它们始终被导通，所以虚拟灰阶电压选择电路16用作电阻元件。

[0064] 被包括在正极性虚拟选择电路17-1至17-4中的MOS晶体管是P型MOS晶体管TC，并且被包括在负极性虚拟选择电路18-1至18-4中的MOS晶体管是N型MOS晶体管TD。

[0065] 因此，在被包括在正极性虚拟选择电路17-1至17-4中的P型MOS晶体管TC中，第二电源结点[VSS]被连接至它的栅极，并且第一电源结点[VDD]被连接至它的背栅。在这样的情况下，根据第二电源电压VSS导通被包括在正极性虚拟选择电路17-1至17-4中的P型MOS晶体管。

[0066] 而且，在被包括在负极性虚拟选择电路18-1至18-4中的N型MOS晶体管TD中，第一电源结点[VDD]被连接至它的栅极，并且第二电源结点[VSS]被连接至它的背栅。 在这样的情况下，根据第一电源电压VDD导通被包括在负极性虚拟选择电路18-1至18-4中的N型MOS晶体管。

[0067] 基于多个灰阶电压V0至V63确定被包括在正极性选择电路13-1至13-4中的P型MOS晶体管TA、TB、TC以及TC和被包括在负极性选择电路14-1至14-4中的N型MOS晶体管TD、TD、TE以及TF的尺寸。 因此，具有最高的击穿电压的P型MOS晶体管被用于被包括在正极性选择电路13-3和13-4中的P型MOS晶体管TC。 具有最高的击穿电压的N型MOS晶体管被用于被包括在负极性选择电路14-1和14-2中的N型MOS晶体管TD。

[0068] 在这样的情况下，被包括在正极性虚拟选择电路17-1至17-4中的P型MOS晶体管TC中的每一个的尺寸等于被包括在正极性选择电路13-3和13-4中的P型MOS晶体管TC中的每一个的尺寸。 而且，被包括在负极性虚拟选择电路18-1至18-4中的N型MOS晶体管TD中的每一个的尺寸等于被包括在负极性选择电路14-1和14-2中的N型MOS晶体管TD中的每一个的尺寸。

[0069] 根据上面的描述，与第二传统的数据驱动器相比较，本发明的实施例中的数据驱动器7包含ESD保护电路15替代第二传统的数据驱动器中的ESD保护电路115，并且进一步包含虚拟灰阶电压选择电路16。 因此，灰阶电压选择电路12中的MOS晶体管的尺寸与第二传统的数据驱动器的相同。 因此，在根据本发明的实施例的数据驱动器7中，不同于第三传统的数据驱动器，没有要求有意地增加灰阶电压选择电路12的尺寸。在根据本发明的实施例的数据驱动器7中，当没有使用许多保护元件时，能够获得ESD对策同时在灰阶电压选择电路12中没有任何增加。

[0070] 在液晶电视和PC监视器的快速推广的背景下，与移动电话等等的较高的功能相关联的具有大尺寸和高清晰度的液晶显示面板的需求扩大，液晶驱动器IC的市场急剧地增加，并且成本减少被推进。 相对于液晶显示面板的成本减少的达到，诸如扫描驱动器8和数据驱动器7这样的液晶驱动器IC不是例外的。 芯片尺寸的紧缩作为用于减少液晶驱动器IC的成本的措施是重要的。 在本发明中，在没有增加ESD毁坏的风险的情况下达到芯片尺寸的紧缩。

[0071] 尽管结合若干实施例在上面已经描述了本发明，但是对本领域的技术人员来说显然的是，仅为示出本发明而提供这些实施例，并且应不依赖于这些实施例在限制的意义上解释所附权利要求。