TWI436320B - 源極驅動器 - Google Patents

Description

源極驅動器

本發明是有關於一種源極驅動器，且特別是有關於一種位移驅動電壓的電壓準位的源極驅動器。

在現今資訊社會中，隨著資訊傳播媒體及各種電子顯示裝置被廣泛應用於工業用裝置或家用設備，使得電子顯示裝置越來越顯得重要。這些電子顯示裝置更持續地更新以適用於資訊社會中各種需求的功能。

一般而言，電子顯示裝置顯示並傳輸各項資訊給利用這些資訊的使用者。意即，這些電子顯示裝置將電子資訊信號轉換成使用者視覺上可辨識的光學資訊信號。

在目前的顯示裝置或系統，像是映像管顯示器(Cathode-Ray Tube,CRT)或是液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)，其輸入電壓及顯示輸出之間並非線性關係，並且輸入電壓及顯示輸出之間的關係透過伽瑪曲線(gamma curve)來描述。以液晶顯示器而言，則可透過伽瑪曲線找到對應各灰階的輸出電壓(亦即伽瑪電壓)，利用這些伽瑪電壓控制液晶面板顯示正確的灰階，則液晶顯示器可正確的顯示影像。

為了改良液晶顯示器的顯示效果，有些液晶面板會將像素切割為兩個子像素。而兩個子像素由於電路結構的關係，其共同電壓的準位可能會不同。在此情況之下，利用同樣的伽瑪電壓控制液晶面板時，可能會造成兩個子像素顯示的效果不一樣，因而影響到顯示的品質。因此，要在不同的子像素顯示相同的效果時，輸出的伽瑪電壓的準位可能不同。也就是說，在某些畫素顯示相同的效果時，必須接收位移後的伽瑪電壓。

圖1為一傳統源極驅動器的電路示意圖。請參照圖1，在源極驅動器100中，通道緩衝器110用以對參考電壓GMAH位移一個位移電壓ΔV後輸出，其中通道緩衝器110由運算放大器及多個電阻R所組成，其電路與類比減法器相似。同樣地，通道緩衝器120會對參考電壓GMAL位移一個位移電壓ΔV輸出，其中通道緩衝器120由運算放大器及多個電阻R所組成，其電路與類比減法器相似。而電阻AR1~AR64在接收到位移後的參考電壓GMAH及GMAL後，對其進行分壓以輸出位移後的伽瑪電壓AV0~AV63。數位類比轉換器130則選擇輸出伽瑪電壓AV0~AV63其中之一作為驅動電壓。

然而，傳統的源極驅動器需要同時對參考電壓GMAH及GHAL進行位移，亦即通道緩衝器110及120須同時作用，才能同步位移伽瑪電壓AV0~AV63的電壓準位。此外，由於通道緩衝器110及120的運算放大器會有偏移的現象，所以通道緩衝器110的輸出電壓與參考電壓GMAH間的壓差可能不等於位移電壓ΔV，並且通道緩衝器120的輸出電壓與參考電壓及GMAL間的壓差可能不等於位移電壓ΔV。藉此，伽瑪電壓AV0~AV63的電壓準位可能非平均地位移。

本發明提供一種源極驅動器源極驅動器，可位移驅動電壓的電壓準位。

本發明提供一種源極驅動器，其包括第一電阻串列、第一數位類比轉換器及通道緩衝器。第一電阻串列包括多個串聯的電阻，第一電阻串列的每一電阻提供一對應的伽瑪電壓。第一數位類比轉換器耦接第一電阻串列的此些電阻。第一數位類比轉換器依據一資料碼輸出此些電阻所提供的此些伽瑪電壓的其中之一作為第一輸出電壓。通道緩衝器耦接第一數位類比轉換器的輸出端，以對第一輸出電壓的電壓準位進行位移並輸出第二輸出電壓。

在本發明之一實施例中，上述之通道緩衝器對第一輸出電壓的電壓準位位移一個位移電壓。

在本發明之一實施例中，上述之通道緩衝器包括運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻及第四電阻。運算放大器輸出第二輸出電壓。第一電阻的一端接收位移電壓，第一電阻的另一端耦接運算放大器的負輸入端。第二電阻的一端耦接收運算放大器的負輸入端，第二電阻的另一端耦接運算放大器的輸出端。第三電阻的一端耦接收第一數位類比轉換器的輸出端，第三電阻的另一端耦接運算放大器的正輸入端。第四電阻的一端耦接運算放大器的正輸入端，第四電阻的另一端接收一參考電壓。

在本發明之一實施例中，上述之第一電阻、第二電阻、第三電阻及第四電阻的電阻值相同。

在本發明之一實施例中，源極驅動器更包括第二數位類比轉換器，其依據一控制碼輸出位移電壓。

在本發明之一實施例中，上述之第二數位類比轉換器包括第二電阻串列及多個開關。第二電阻串列包括多個串聯的電阻，第二電阻串列的每一電阻提供一對應的分壓。此些開關依據控制碼選擇上述分壓的其中之一作為位移電壓。

在本發明之一實施例中，上述之第二電阻串列的第一端接收第一輸入電壓，第二電阻串列的第二端接收第二輸入電壓，其中第一輸入電壓大於第二輸入電壓。

在本發明之一實施例中，上述之第一電阻串列的第一端接收第一參考電壓，第一電阻串列的第二端接收第二參考電壓，其中第一參考電壓大於第二參考電壓。

在本發明之一實施例中，源極驅動器更包括電流式數位類比轉換器，其中電流式數位類比轉換器依據一控制碼輸出一位移電流。並且，通道緩衝器包括運算放大器及電阻。運算放大器輸出第二輸出電壓，其中運算放大器的正輸入端耦接第一數位類比轉換器的輸出端。電阻的一端耦接運算放大器的負輸入端及接收位移電流，電阻的另一端耦接運算放大器的輸出端及輸出第二輸出電壓。

在本發明之一實施例中，源極驅動器更包括電壓轉電流轉換器，其中電壓轉電流轉換器將參考電壓轉換為參考電流，且電流式數位類比電流轉換器基於參考電流輸出位移電流。

在本發明之一實施例中，上述之電壓轉電流轉換器為電阻。

在本發明之一實施例中，上述之第二輸出電壓小於第一輸出電壓。

在本發明之一實施例中，上述之第二輸出電壓大於第一輸出電壓。

基於上述，本發明實施例的源極驅動器可依據控制碼選擇位移電壓的大小，並依據位移電壓位移第二輸出電壓的準位，以調整液晶的顯示效果。並且，本發明實施例的源極驅動器可依據控制碼產生位移電流，並依據位移電流位移第二輸出電壓的準位，以調整液晶的顯示效果。藉此，透過位移第二輸出電壓，使不同共同電壓準位的畫素能顯示出相似或相同的效果。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

第一實施例

圖2為根據本發明第一實施例的源極驅動器的電路圖。請參照圖2，源極驅動器200包括第一電阻串列210、第一數位類比轉換器220、通道緩衝器230及第二數位類比轉換器250。第一電阻串列210包括多個串聯的電阻R1~R64，並且第一電阻串列210的第一端A接收第一參考電壓GMAH，第一電阻串列210的第二端B接收第二參考電壓GMAL，其中第一參考電壓GMAH大於第二參考電壓GMAL。電阻R1~R64會對第一參考電壓GMAH與第二參考電壓GMAL之間的電壓進行分壓，以提供多個分壓作為伽瑪電壓V0~V63。

第一數位類比轉換器220耦接第一電阻串列210的電阻R1~R64。第一數位類比轉換器220依據資料碼CA輸出伽瑪電壓V0~V63的其中之一作為第一輸出電壓V_DAC ，而此時第一輸出電壓V_DAC 並非驅動電壓。通道緩衝器230耦接第一數位類比轉換器220的輸出端222。通道緩衝器230包括運算放大器240及電阻Ra、Rb、Rc、Rd。第一電阻Ra的一端接收位移電壓ΔV，第一電阻Ra的另一端耦接運算放大器240的負輸入端。第二電阻Rb的一端耦接收運算放大器240的負輸入端，第二電阻Rb的另一端耦接運算放大器240的輸出端。第三電阻Rc的一端耦接收第一數位類比轉換器220的輸出端，第三電阻Rc的另一端耦接運算放大器240的正輸入端。第四電阻Rd的一端耦接該運算放大器240的正輸入端，第四電阻Rd的另一端接收參考電壓V_REF ，其中參考電壓V_REF 可以與接地電壓同電位。在此假設第一電阻Ra、第二電阻Rb、第三電阻Rc、第四電阻Rd的電阻值皆相同。據此，運算放大器OP1與電阻Ra、Rb、Rc、Rd所組合的電路可視為一類比減法器，並且由運算放大器240所輸出第二輸出電壓V_OUT 會等於第一輸出電壓V_DAC 減去一個位移電壓ΔV。

換言之，通道緩衝器230會對第一輸出電壓V_DAC 的電壓準位位移一個位移電壓ΔV並輸出作為第二輸出電壓V_OUT 。第二輸出電壓V_OUT 被輸出以作為驅動電壓，以驅動液晶顯示對應灰階的亮度。藉此，當不同畫素(或子畫素)的共同電壓的電壓準位不同時，可依據位移電壓ΔV調整第二輸出電壓V_OUT 的電壓準位，以讓不同畫素於相同灰階所顯示的亮度接近甚至相同。

此外，由於伽瑪電壓的位移基準點可以參照兩畫素中較高的共同電壓或較低的共同電壓，所以位移電壓ΔV即可對應地為負電壓或正電壓。當位移電壓ΔV為負電壓時，第二輸出電壓V_OUT 會大於第一輸出電壓V_DAC 。當位移電壓ΔV為正電壓時，第二輸出電壓V_OUT 會小於第一輸出電壓V_DAC 。

在本實施例中，位移電壓ΔV是由第二數位類比轉換器250所提供，但在其他實施例中可以由外部電路提供，並不限於此。舉例來說，在本發明的一實施例中，位移電壓ΔV為類比電壓並由顯示器的時序控制器(timing controller,TCON)動態產生，其中顯示器包括第一電阻串列210、第一數位類比轉換器220、通道緩衝器230。

在本實施例中，第二數位類比轉換器250包括第二電阻串列252及開關SW₁ ~SW_N ，其中N為一正整數。第二電阻串列252包括多個串聯的電阻RV_1~RV_N，並且第二電阻串列252的第一端C接收第一輸入電壓ΔV_{REF_H} ，第二電阻串列252的第二端D接收第二輸入電壓ΔV_{REF_L} ，其中第一輸入電壓ΔV_{REF_H} 大於第二輸入電壓ΔV_{REF_L} 。

電阻RV_1~RV_N對第一輸入電壓ΔV_{REF_H} 與第二輸入電壓ΔV_{REF_L} 之間的電壓進行分壓，以提供多個分壓ΔV₁ ~ΔV_N 。開關SW₁ ~SW_N 分別接收分壓ΔV₁ ~ΔV_N ，並依據控制碼CB選擇分壓ΔV₁ ~ΔV_N 的其中之一作為位移電壓ΔV。據此，第二數位類比轉換器250會依據控制碼CB輸出位移電壓ΔV，其中控制碼CB的位元數可以相同於開關SW₁ ~SW_N 的數目，以利用控制碼CB的各位元分別控制開關SW₁ ~SW_N 。

此外，圖2中所示為6位元的源極驅動器，亦即第一電阻串列210的電阻數為2⁶ ，若要變更為8位元的源極驅動器，則增加第一電阻串列210中串聯的電阻數至256顆(亦即2的8次方)。據此，其他位元數(例如10位元)的源極驅動器則依此類推。

第二實施例

圖3為根據本發明第二實施例的源極驅動器的電路圖。請參照圖2及圖3，其不同之處在於通道緩衝器330、電流式數位類比轉換器350及電壓轉電流轉換器360。通道緩衝器330為依據一位移電流ΔI位移第一輸出電壓V_DAC 。通道緩衝器330包括運算放大器240及電阻Re。電阻Re的一端耦接運算放大器240的負輸入端並接收位移電流ΔI，電阻Re的另一端耦接運算放大器240的輸出端並輸出第二輸出電壓V_OUT 。運算放大器240的正輸入端耦接第一數位類比轉換器220的輸出端222以接收第一輸出電壓V_DAC 。

依據運作放大器的電路原理，運算放大器240的負輸入端的電位會等於其正電輸入端的電壓，亦即運算放大器240的負輸入端的電位會大致等於第一輸出電壓V_DAC ，並且位移電流ΔI會流經電阻Re而產生壓降，致使運算放大器240所輸出第二輸出電壓V_OUT 會等於第一輸出電壓V_DAC 減去位移電流ΔI與電阻Re的電阻值的乘積(亦即V_DAC ─ΔI×Re)。據此，當位移電流ΔI更動時，第二輸出電壓V_OUT 的電壓準位也會隨著更動。

在本實施例中，位移電流ΔI是由電流式數位類比轉換器350所提供，而其他實施例亦可由外部電路所提供，並不以此為限。電流式數位類比轉換器350依據控制碼CB將參考電流I_REF 轉換為位移電流ΔI，並輸出位移電流ΔI至通道緩衝器330，其中本實施例所述控制碼CB可相同或不同於上述實施例所述。並且，在本實施例中，參考電流I_REF 是由電壓轉電流轉換器360所提供，而在其他實施例中，參考電流I_REF 亦可由外部電路所提供，並不以此為限。電壓轉電流轉換器360將參考電壓V_REF 轉換為參考電流I_REF ，其中電壓轉電流轉換器360可以為一電阻。

綜上所述，本發明實施例的源極驅動器，可依據控制碼選擇位移電壓的大小，並依據位移電壓位移第二輸出電壓的電壓準位，以調整液晶的顯示效果。並且，本發明實施例的源極驅動器可依據控制碼產生位移電流，並依據位移電流位移第二輸出電壓的電壓準位，以調整液晶的顯示效果。藉此，透過位移第二輸出電壓，使不同共同電壓準位的畫素能顯示出相似或相同的效果。此外，可利用通道緩衝器位移驅動電壓的電壓準位，以簡化電路設計的複雜度。並且，透過對應顯示器的掃描期間位移伽瑪電壓一個適當的電壓位移，藉此可避免顯示器的干擾(corsstalk)現象。此外，由於透過單一運算放大器240位移伽瑪電壓，因此通道緩衝器230及330的運算放大器的偏移現象會被消除。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200、300．．．源極驅動器

110、120、230．．．通道緩衝器

130．．．數位類比轉換器

210．．．第一電阻串列

220．．．第一數位類比轉換器

222、A、B、C、D．．．端點

240．．．運算放大器

250．．．第二數位類比轉換器

252．．．第二電阻串列

350．．．電流式數位類比轉換器

360．．．電壓轉電流轉換器

AR1~AR64、R、R1~R64、Ra~Re、RV_1~RV_N．．．電阻

AV0~AV63、V0~V63．．．伽瑪電壓

ΔV．．．位移電壓

ΔI．．．位移電流

GMAH、GMAL、V_REF ．．．參考電壓

I_REF ．．．參考電流

V_DAC 、V_OUT ．．．輸出電壓

ΔV_{REF_H} 、ΔV_{REF_L} ．．．輸入電壓

ΔV₁ ~ΔV_N ．．．分壓

CA．．．資料碼

CB．．．控制碼

SW₁ ~SW_N ．．．開關

圖1為一傳統源極驅動器的電路示意圖。

圖2為根據本發明第一實施例的源極驅動器的電路圖。

圖3為根據本發明第二實施例的源極驅動器的電路圖。

200．．．源極驅動器

230．．．通道緩衝器

210．．．第一電阻串列

220．．．第一數位類比轉換器

222、A、B、C、D．．．端點

240．．．運算放大器

250．．．第二數位類比轉換器

252．．．第二電阻串列

R1~R64、Ra~Rd、RV_1~RV_N．．．電阻

V0~V63．．．伽瑪電壓

ΔV．．．位移電壓

GMAH、GMAL、V_REF ．．．參考電壓

V_DAC 、V_OUT ．．．輸出電壓

ΔV_{REF_H} 、ΔV_{REF_L} ．．．輸入電壓

ΔV₁ ~ΔV_N ．．．分壓

CA．．．資料碼

CB．．．控制碼

SW₁ ~SW_N ．．．開關

Claims (6)

1. 一種源極驅動器，包括：一第一電阻串列，包括多個串聯的電阻，該第一電阻串列的每一該些電阻提供一對應的伽瑪電壓；一第一數位類比轉換器，耦接該第一電阻串列的該些電阻，其中該第一數位類比轉換器依據一資料碼輸出該些電阻所提供的該些伽瑪電壓的其中之一作為一第一輸出電壓；一通道緩衝器，耦接該第一數位類比轉換器的一輸出端，對該第一輸出電壓的電壓準位位移一位移電壓以輸出一第二輸出電壓；以及一電流式數位類比轉換器，依據一控制碼輸出一位移電流，其中該通道緩衝器包括：一運算放大器，輸出該第二輸出電壓，其中該運算放大器的正輸入端耦接該第一數位類比轉換器的輸出端；以及一電阻，其中該電阻的一端耦接該運算放大器的負輸入端及接收該位移電流，該電阻的另一端耦接該運算放大器的輸出端及輸出該第二輸出電壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，其中該第一電阻串列的一第一端接收一第一參考電壓，該第一電阻串列的一第二端接收一第二參考電壓，並且該第一參考電壓大於該第二參考電壓。
3. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，更包括一電壓轉電流轉換器，其中該電壓轉電流轉換器將一參考電壓轉換為一參考電流，且該電流式數位類比電流轉換器依據該參考電流輸出該位移電流。
4. 如申請專利範圍第3項所述之源極驅動器，其中該電壓轉電流轉換器為一電阻。
5. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，其中該第二輸出電壓小於該第一輸出電壓。
6. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，其中該第二輸出電壓大於該第一輸出電壓。