源极驱动器及其偏置电流调节方法

源极驱动器及其偏置电流调节方法
【专利摘要】本发明公开了设置在用于显示图像的显示装置中的源极驱动器及其偏置电流调节方法，并且偏离规定范围的偏置电流被调节以使得源极驱动器由规定范围内的偏置电流驱动。
【专利说明】源极驱动器及其偏置电流调节方法

【技术领域】
[0001] 本公开涉及半导体集成电路，更具体地涉及设置在用于显示图像的显示装置中的 源极驱动器及其偏置电流调节方法。

【背景技术】
[0002] 随着通信技术的发展，显示装置的使用已迅速增加。显示装置主要用作为用于电 视中的大型屏幕或者用于便携式电话中的小型屏幕。
[0003] 显示装置包括用于显示图像的显示面板和用于驱动显示面板的多个驱动器，其中 多个驱动器包括源极驱动器和栅极驱动器。源极驱动器和栅极驱动器作为半导体集成电路 被制造和封装，然后安装在显示装置中。以晶片级或封装级对源极驱动器的各参数进行测 试以检测因设计的原因或制造过程而发生的缺陷、或者评估操作特性。偏置电流为各参数 中的一个。偏置电流可提供至源极驱动器的内部输出缓冲器，从而对源极驱动器的模拟输 出造成影响。
[0004] 显示面板包括多个源极驱动器，其中，对于每个源极驱动器可能存在偏置电流的 偏离。偏置电流的偏离可能因每个源极驱动器的半导体制造环境的差异而发生。当对于每 个源极驱动器的偏置电流的偏离大时，模糊现象可能因源极驱动器之间的输出偏离而发生 在显示面板中。
[0005] 因此，源极驱动器应被制造成使得偏置电流的偏离不大。在测试过程中，偏置电流 偏离规定范围的源极驱动器可被确定为有缺陷，确定为有缺陷的源极驱动器可能被丢弃而 不应用至产品。
[0006] 如上所述，由偏置电流导致的源极驱动器的缺陷降低了源极驱动器的产量并增加 了制造成本。


【发明内容】

[0007] 本发明的多种实施方式涉及能够调节偏置电流以减少源极驱动器之间的偏执电 流差的源极驱动器及其偏置电流调节方法。
[0008] 此外，本发明的各实施方式涉及能过调节偏执电流以使得具有偏离规定范围的偏 置电流的源极驱动器符合规定范围的源极驱动器及其偏置电流调节方法。
[0009] 在实施方式中，源极驱动器包括偏置电流供给单元以及偏置电流调节信号生成单 元，其中偏置电流供给单元供给对应于偏置电流调节信号进行调节的偏置电流，偏置电流 调节信号生成单元通过使用从外部提供的数据对调整数据进行编程并提供与经过编程的 调整数据对应的偏置电流调节信号。
[0010] 在实施方式中，源极驱动器包括调整部分和解码器，其中调整部分通过使用从外 部提供的数据执行调整数据的编程并提供经过编程的调整数据，解码器对调整数据进行解 码以输出偏置电流调节信号并且输出用于驱动输出电流的偏置电流调节信号。
[0011] 在实施方式中，源极驱动器的偏置电流调节方法包括：执行测试模式，在该测试模 式中施加高电压至多个调整单元，并在多个调整单元中对调整数据进行编程，其中该高电 压对应于与用于调节偏置电流的范围对应的数据；以及执行读取模式，在该读取模式中读 取在多个调整单元中进行编程的调整数据并提供调整数据以调节偏置电流。
[0012] 根据上述的本发明，可调节源极驱动器的偏置电流。由此，可减少对于每个源极驱 动器的偏置电流的偏离，并且可防止发生在显示面板中的块模糊现象。
[0013] 此外，可调节偏离规定范围的源极驱动器的偏置电流，从而导致源极驱动器的缺 陷减少。因此，可提高源极驱动器的产量并可减少制造成本。

【专利附图】

【附图说明】
[0014] 图1是设置有配置为本发明实施方式的源极驱动器的显示装置的示意性框图；
[0015] 图2是图1的源极驱动器的示意性框图；
[0016] 图3是图2所示偏置块的框图；
[0017] 图4是图3所示调整部分的框图；
[0018] 图5是图4所示调整单元部的电路图；
[0019] 图6是示出本发明的偏置电流调节方法的流程图；
[0020] 图7是测试模式中信号的时序图；以及
[0021] 图8是读取模式中信号的时序图。

【具体实施方式】
[0022] 下面将参照附图对示例性实施方式进行更详细的描述。然而，本公开能够通过不 同的形式实施并且不应被解释成受限于本文中所记载的实施方式。相反，提供这些实施方 式以使本公开详尽且完整，并更全面地将本公开的范围传达给本领域的技术人员。在整个 公开中，相同的附图标记在全部附图中和本公开的实施方式中表示相同的部分。
[0023] 图1是设置有根据本发明实施方式的源极驱动器的显示装置的示意性框图。参照 图1，显示装置101包括三个源极驱动器111至113以及显示面板121。为了驱动显示面板 121，需要栅极驱动器（未示出）和外围电路的配置。然而，为了方便起见，未示出栅极驱动 器和外围电路。
[0024] 三个源极驱动器111至113从外部接收时钟信号CLK和图像数据DA，通过内部信 号处理过程生成三个源极驱动信号S1至S3,并且将三个源极驱动信号S1至S3输出至显 示面板121。也就是说，三个源极驱动器111至113通过与时钟信号CLK同步的内部信号 处理过程处理图像数据DA，从而输出所生成的源极驱动信号S1至S3。源极驱动信号S1至 S3被传输至显示面板121的多个数据线（未示出）。为了方便起见，图1示出了三个源极 驱动器111至113。然而，设置在显示装置101中的源极驱动器的数量可根据制造商的意图 进行各种设计。
[0025] 显示面板121通过使用从三个源极驱动器111至113输出的三个源极驱动信号S1 至S3而显示图像。显示面板121可包括具有有机发光二极管（0LED，未示出）的单位像素， 并通过对应于三个源极驱动信号S1至S3的0LED的操作来显示图像。在根据本发明的实施 方式的显示面板121中，像素实现为0LED ;然而，本发明并不限于此，并且显示面板121可 包括液晶显示（LCD)显示器、发光二极管（LED)显示器、有源矩阵有机发光二极管（AM0LED) 等。
[0026] 图2是图1的源极驱动器111的示意性框图。图2所示的源极驱动器111是图1 所示三个源极驱动器111至113中的第一源极驱动器111。其他源极驱动器112和113也 可具有与源极驱动器111的配置基本相同的配置。
[0027] 图2的源极驱动器111配置为半导体集成电路，并且其中可包括偏置块211和缓 冲块240。偏置块211可生成驱动源极驱动器111所需的偏置电流SIDD，并且将偏置电流 SIDD供给至内部电路。在图2的实施方式中，偏置电流SIDD供给至缓冲块240。
[0028] 上述的源极驱动器111可在半导体制造过程后在晶片级或封装级进行测试，并且 可通过测试确定源极驱动器111的偏置电流SIDD是否包括在规定范围中。当偏置电流SIDD 包括在规定范围中时，源极驱动器111被确定为良好产品。然而，当偏置电流SIDD偏离规 定范围时，源极驱动器111被确定为有缺陷。被确定为良好产品的源极驱动器111可用作 显示装置的一部分，但是被确定为有缺陷的源极驱动器111可能被丢弃而不用作显示装置 的一部分。
[0029] 根据本发明的实施方式，当偏置块211的偏置电流SIDD偏离规定范围时，能够将 偏置电流SIDD调节成包括在规定范围中。
[0030] 本发明的实施方式具有能够将可能因偏置电流SIDD偏离规定范围而被确定为有 缺陷的源极驱动器恢复至良好状态的功能。由此，可提高源极驱动器的产量，并且可降低源 极驱动器的制造成本。
[0031] 此外，为了克服因源极驱动器中输出电流的偏离导致的显示面板的块模糊现象 (block dim phenomenon),可将源极驱动器的偏置电流SIDD的偏离从约±30%减少至约 ±5%。
[0032] 如上所述，偏置电流SIDD的调节可通过偏置块211执行，稍后将参照图3描述偏 置块211。
[0033] 缓冲块240接收偏置电流SIDD，缓冲通过源极驱动器111的内部信号处理过程生 成的两个源极驱动信号Dil和Di2,并将两个经过缓冲的源极驱动信号Dol和D 〇2输出至 显示面板121。源极驱动信号Dol和Do2包括在源极驱动信号S1中。通过源极驱动器111 的内部信号处理过程生成的两个源极驱动信号Dil和Di2的电压电平可与显示面板121中 使用的电压电平不同。相应地，缓冲块240执行缓冲以将两个源极驱动信号Dil和Di2的 电压电平调节至显示面板121中使用的电平，并输出具有经过调节的电平的两个源极驱动 信号Dol和Do2。
[0034] 上述的缓冲块240包括两个输出缓冲器241和242。两个输出缓冲器241和242 中的每个缓冲并输出两个源极驱动信号Dil和Di2之一。图2示出了两个输出缓冲器241 和242 ;然而，输出缓冲器的数量可被扩大至三个或更多。
[0035] 第一至第四控制信号TESTEN、CLK、S0E和GSP以及数据DAT通过互连装置231至 235输入至偏置块211。从偏置块211输出的偏置电流SIDD可输出至源极驱动器211的外 部。通过使用输出至源极驱动器211的外部的偏置电流SIDD，可执行对于偏置电流SIDD的 监测。
[0036] 图3是图2所示偏置块211的框图。参照图3,偏置块211包括偏置电流调节信号 生成单元310和偏置电流供给单元321。
[0037] 偏置电流调节信号生成单元310生成并提供偏置电流调节信号SIA，其中该偏置 电流调节信号SIA用于调节从偏置电流供给单元321输出的偏置电流SIID。偏置电流调 节信号生成单元310响应于从外部输入的第一至第四控制信号TESTEN、CLK、S0E和GSP以 及数据DAT生成偏置电流调节信号SIA。第三控制信号S0E和第四控制信号GSP可在源极 驱动器111中生成或通过外部时序控制器（未示出）提供，并且未示出用于第三控制信号 S0E和第四控制信号GSP是从外部提供的情况的输入板。上述的偏置电流调节信号生成单 元310包括调整部分（trimming section) 311和解码器312。
[0038] 调整部分311接收从外部输入的第一至第四控制信号TESTEN、CLK、S0E和GSP以 及数据DAT，并且输出用于调节偏置电流SIDD的调整数据TDAT。具体地，调整部分311执 行测试模式和读取模式。在测试模式中，当偏置电流SIDD偏离规定范围时，调整部分311执 行用于在设置于其中的四个调整单元（trim cell)(图5的511至514)中对调整数据TDAT 进行编程的操作，以调节偏置电流SIDD。在读取模式中，调整部分311执行用于读取在调整 单元（图5的511至514)中进行编程的调整数据TDAT的操作。将参照稍后描述的图4对 调整部分311进行详细描述。
[0039] 解码器312配置成接收调整部分311的调整数据TDAT，通过解码生成具有比调整 数据TDAT的比特数大的比特数的偏置电流调节信号SIA，以及输出偏置电流调节信号SIA 至偏置电流供给单元321。例如，解码器312可对四比特的调整数据TDAT进行解码并且输 出16比特的偏置电流调节信号SIA。
[0040] 偏置电流供给单元321输出偏置电流SIDD，其中该偏置电流SIDD通过从解码器 312输出的偏置电流调节信号SIA进行了调节。也就是说，偏置电流供给单元321输出偏置 电流SIDD，其中该偏置电流SIDD响应于从解码器312输出的偏置电流调节信号SIA被调节 成包括在规定范围中。
[0041] 源极驱动器111的上述偏置块（图2的211)包括偏置电流调节信号生成单元310， 以使得可对调整单元（图5的511至514)中的调整数据TDAT进行编程，以在从偏置电流 供给单元321供给的偏置电流SIDD偏离规定范围时调节偏置电流SIDD，以及提供通过调整 单元（图5的511至514)的经过编程的调整数据TDAT调节成包括在规定范围中的偏置电 流 SIDD。
[0042] 图4是图3所示调整部分311的框图。参照图4,调整部分311包括测试模式控制 器411、读取模式控制器421、多路多路复用器431、调整单元部441、电平移位器451以及寄 存器461。
[0043] 测试模式控制器411接收从外部输入的第一控制信号TESTEN和第二控制信号 CLK (例如，测试使能信号TESTEN和时钟信号CLK)，并且输出四个测试模式信号ΤΜ0-测试 至TM3-测试。优选地，第一控制信号TESTEN为将测试模式使能的测试使能信号，第二控制 信号CLK为时钟信号。
[0044] 当测试使能信号TESTEN被激活时，例如，当测试使能信号TESTEN从逻辑低（logic low)移位至逻辑高（logic high)时，测试模式开始。在测试模式开始后，当时钟信号CLK 输入至测试模式控制器411时，测试模式控制器411在预定时间后顺序地输出与时钟信号 CLK同步的四个测试模式信号ΤΜ0-测试至TM3-测试。测试模式信号ΤΜ0-测试至TM3-测 试可提供成与调整单元（图5的511至514)的数量相同的数量。例如，当调整单元（图5 的511至514)的数量为四时，优选的是提供四个测试模式信号TMO-测试至TM3-测试。
[0045] 读取模式控制器421接收从外部输入的第三控制信号S0E和第四控制信号GSP，并 且输出四个读取模式信号ΤΜ0-读取至TM3-读取。优选地，第三控制信号S0E包括具有多 个切换时钟（toggled clock)的源极输出使能信号，第四控制信号GSP包括具有复位功能 的栅极信号脉冲。
[0046] 当源极输出使能信号S0E输入至读取模式控制器421时，读取模式开始，并且当第 四控制信号GSP输入时，读取模式控制器421复位。也就是说，当源极输出使能信号S0E输 入至读取模式控制器421时，读取模式控制器421与源极输出使能信号S0E同步并顺序地 输出四个读取模式信号ΤΜ0-读取至TM3-读取。
[0047] 读取模式信号ΤΜ0-读取至TM3-读取可提供成与调整单元（图5的511至514) 的数量相同的数量。例如，当调整单元（图5的511至514)的数量为四时，优选的是提供 四个读取模式信号ΤΜ0-读取至TM3-读取。
[0048] 多路复用器431接收四个测试模式信号ΤΜ0-测试至TM3-测试和四个读取模式信 号ΤΜ0-读取至TM3-读取，并且输出四个模式信号ΤΜ0至TM3。多路复用器431配置成通过 第一控制信号TESTEN选择四个测试模式信号ΤΜ0-测试至TM3-测试和四个读取模式信号 ΤΜ0-读取至TM3-读取之一。
[0049] 例如，当第一控制信号TESTEN被激活为逻辑高，多路复用器431可选择四个测试 模式信号ΤΜ0-测试纸TM3-测试将被输出作为四个模式信号ΤΜ0至TM3,以及当第一控制信 号TESTEN被激活为逻辑低，多路复用器431可选择四个读取模式信号ΤΜ0-读取至TM3-读 取将被输出作为四个模式ΤΜ0至TM3。
[0050] 输入至多路复用器431的第一控制信号TESTEN还可由从外部输入的单独的第五 控制信号取代。此时，用于输出第五控制信号的控制器还可设置在调整部分311的内部或 外部。
[0051] 调整单元部441包括四个调整单元（图5的511至514)。调整单元部441通过使 用对应于测试模式而提供的四个模式信号ΤΜ0至TM3和高电压HV来对四个调整单元（图 5的511至514)中的调整数据TDAT进行编程。
[0052] 在测试模式中，四个模式信号ΤΜ0至TM3是由多路复用器431选择的四个测试模 式信号ΤΜ0-测试至TM3-测试，并且高电压HV响应于数据DAT由电平移位器451提供。在 读取模式中，调整单元部441响应于四个模式信号ΤΜ0至TM3输出调整单位（图5的511 至514)的经过编程的调整数据TDAT。在读取模式中，四个模式信号ΤΜ0至TM3是由多路复 用器431选择的四个读取模式信号ΤΜ0-读取至TM3-读取。
[0053] 调整单元部441的调整单元（图5的511至514)可根据预设的调整代码表（参照 下面的表1)进行编程。下面的表1示出了调整代码表的示例。参照图1，调整代码表包括 16个调整代码"0000"至"1111"。也就是说，偏置电流（图3的SIDD)的电平分为16个范 围并且每个范围分配有一个调整代码。此时，包括最佳偏置电流（图3的SIDD)电平的组被 设为默认的调整代码，例如，"0000"。因为调整代码的数量为16个，所以优选的是每个调整 代码包括四比特。优选地，如果调整代码的数量增加，则构成每个调整代码的比特的数量配 置成增加，并且如果调整代码的数量减少，则构成每个调整代码的比特的数量配置成减少。
[0054] 表 1 :
[0055]

【权利要求】
1. 源极驱动器，包括： 偏置电流供给单元，供给对应于偏置电流调节信号进行调节的偏置电流；以及 偏置电流调节信号生成单元，通过使用从外部提供的数据对调整数据进行编程，并且 提供与经过编程的所述调整数据对应的所述偏置电流调节信号。
2. 根据权利要求1所述的源极驱动器，其中，所述偏置电流供给单元配置成将所述偏 置电流提供至输出缓冲器，所述输出缓冲器用于输出源极驱动信号。
3. 根据权利要求1所述的源极驱动器，其中，所述偏置电流调节信号生成单元包括： 调整部分，通过使用所述数据执行所述调整数据的编程并提供经过编程的所述调整数 据；以及 解码器，对所述调整数据进行解码并输出所述偏置电流调节信号。
4. 根据权利要求3所述的源极驱动器，其中，所述调整部分包括： 测试模式控制器，对应于测试模式提供测试模式信号； 读取模式控制器，对应于读取模式提供读取模式信号； 多路复用器，对应于所述测试模式和所述读取模式选择所述测试模式信号和所述读取 模式信号之一，并输出模式信号；以及 调整单元部，包括多个调整单元，通过使用与所述测试模式信号对应的所述模式信号 在所述多个调整单元中对与所述数据对应的所述调整数据进行编程，并且通过使用与所述 读取模式信号对应的所述模式信号输出在所述多个调整单元中经过编程的所述调整数据。
5. 根据权利要求4所述的源极驱动器，其中，所述调整单元包括彼此串联连接的调整 晶体管和MOS晶体管，所述MOS晶体管对应于所述模式信号进行操作，以及在所述模式信号 已被使能的状态下，执行用于所述调整电容器的所述调整数据的编程或在所述调整电容器 中经过编程的所述调整数据的读取。
6. 根据权利要求5所述的源极驱动器，其中，所述调整数据的所述编程是通过施加与 所述数据的值对应的高电压、选择性地破坏所述调整电容器的输入端的栅极氧化物、以及 根据所述栅极氧化物的破坏或未破坏通过所述调整电容器选择性地形成电流路径来执行。
7. 根据权利要求4所述的源极驱动器，其中，所述调整部分还包括： 电平移位器，所述电平移位器接收所述数据，并向所述调整单元部提供高电压，以进行 所述调整数据的编程，其中所述高电压的电平比使用在所述源极驱动器中的供给电压高且 对应于所述数据的值。
8. 根据权利要求4所述的源极驱动器，还包括： 寄存器，所述寄存器连接至所述调整单元部，并且对应于所述读取模式读取并输出所 述调整单元部的所述调整数据。
9. 源极驱动器，包括： 调整部分，通过使用从外部提供的数据执行调整数据的编程，并提供经过编程的所述 调整数据；以及 解码器，对所述调整数据进行解码并输出用于调节偏置电流的偏置电流调节信号，其 中所述偏置电流用于驱动输出电流。
10. 根据权利要求9所述的源极驱动器，其中，所述调整部分包括： 测试模式控制器，对应于测试模式提供测试模式信号； 读取模式控制器，对应于读取模式提供读取模式信号； 多路复用器，对应于所述测试模式和所述读取模式选择所述测试模式信号和所述读取 模式信号之一，并输出模式信号； 电平移位器，接收所述数据，并提供高电压，所述高电压的电平比使用在所述源极驱动 器中的供给电压高且对应于所述数据的值；以及 调整单元部，包括多个调整单元，通过使用与所述测试模式对应的所述模式信号控制 待施加至所述多个调整单元的所述高电压，在所述多个调整单元中对与所述数据对应的所 述调整数据进行编程，并通过使用与所述读取模式信号对应的所述模式信号输出在所述多 个调整单元中经过编程的所述调整数据。
11. 源极驱动器的偏置电流调节方法，包括： 执行测试模式，在所述测试模式中，施加高电压至多个调整单元，并在所述多个调整 单元中对调整数据进行编程，其中所述高电压对应于与用于调节偏置电流的范围对应的数 据；以及 执行读取模式，在所述读取模式中，读取在所述多个调整单元中经过编程的所述调整 数据，并提供所述调整数据以调节所述偏置电流。
12. 根据权利要求11所述的源极驱动器的偏置电流调节方法，其中，对调整数据进行 编程是通过施加与所述数据的值对应的高电压、根据所述高电压的电平，选择性地破坏包 括在所述调整单元中的调整电容器的一端的栅极氧化物、以及根据所述栅极氧化物的破坏 或未破坏通过所述调整电容器选择性地形成电流路径来执行。
13. 根据权利要求11所述的源极驱动器的偏置电流调节方法，其中，所述读取模式还 包括：对所述调整数据进行解码，以与所述范围的值对应，其中提供解码结果，以调节所述 偏置电流。
【文档编号】G09G3/20GK104299553SQ201410344940
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2013年7月18日
【发明者】李相珉, 刘犉乾, 洪朱杓 申请人:硅工厂股份有限公司