CN100505022C - 数字资料驱动器及使用该资料驱动器的显示器 - Google Patents

Abstract

一种数字资料驱动器，包括接收单元及数字模拟转换单元。数字模拟转换单元包括灰阶电压产生器及K个子数字模拟转换单元，用以将接收单元所输出的N个数字资料转换成相应的N个模拟资料。灰阶电压产生器用以提供2^M个灰阶电压。第i个子数字模拟转换单元包括2^M个缓冲器及N/K个数字模拟转换器，其中每个缓冲器接收相应的一个灰阶电压并输出，而第j个数字模拟转换器接收第(i-1)×(N/K)+j个数字资料，并据以从经过这些缓冲器的灰阶电压之中择一作为第(i-1)×(N/K)+j个模拟资料输出，其中N、K、N/K、i与j均为正整数，1≤i≤K且1≤j≤N/K。

Description

数字资料驱动器及使用该资料驱动器的显示器

技术领域

本发明是有关于一种数字资料驱动器，且特别是有关于一种减少输出缓冲器的数字资料驱动器及使用此资料驱动器的显示器。

背景技术

在液晶显示器中，资料驱动器(或称为源极驱动器)根据来自时序控制器的数字输入信号控制及驱动液晶显示面板。图1A绘示为一种传统的N通道、M位元数字资料驱动器的方块图，而图1B绘示为此资料驱动器的时脉信号及控制信号的时序图。请参阅图1A所示，资料驱动器100包括输入单元110、数字模拟转换单元120及输出缓冲单元130，其中输入单元110包括移位暂存器111、第一线闩锁器112、第二线闩锁器113及准位移位器114。

请同时参阅图1A与图1B所示，时脉信号CLK与第一控制信号CT1用来触发移位暂存器111，而第二控制信号CT2则用来控制第二线闩锁器113。当第一控制信号CT1转态至高准位时，移位暂存器111依据时脉信号CLK而将所接收的第一控制信号CT1逐级位移，并输出(N/3)个不同相位的闩锁信号给第一线闩锁器112。第一线闩锁器112依据移位暂存器111所输出的闩锁信号而接收并闩锁输入的数字资料串IN1、IN2与IN3，其中数字资料串IN1、IN2与IN3分别为红色、绿色与蓝色像素资料，且每一个像素资料均以M位元表示。

当闩锁于第一线闩锁器112的数字资料串已填满整个线闩锁器时，第二控制信号CT2转态为高准位，因此将闩锁于第一线闩锁器112的数字资料传送并闩锁于第二线闩锁器113。准位移位器114将闩锁于第二线闩锁器113的数字资料转换为较高电压准位的资料，以便能正确驱动数字模拟转换单元120。数字模拟转换单元120接收准位移位器114所输出的以M位元表示的数字资料D1～D(N)，并将其转换成相应的模拟资料A1～A(N)，例如模拟电压。输出缓冲单元130则用来增强模拟资料A1～A(N)驱动负载的能力，使得增强后的模拟资料OUT1～OUT(N)足以驱动液晶显示面板。然后，时脉信号CLK与第一控制信号CT1将再一次转态为高准位，而第一线闩锁器112内的资料将被更新与闩锁，并且重复上述操作。

请参阅图2所示，绘示为图1A中的数字模拟转换单元120及输出缓冲单元130的详细方块图。如图2所示，数字模拟转换单元120包括N个数字模拟转换器121～12(N)，每一个数字模拟转换器可包括解码器与开关组，例如数字模拟转换器121包括解码器DEC1与开关组SW1。另外，数字模拟转换单元120还包括灰阶电压产生器140，其利用串联耦接的电阻器将电源电压差(VDD-VSS)分压以产生不同准位的灰阶电压V1～V(2^M)。输出缓冲单元130则包括N个缓冲器131～13(N)。

以数字模拟转换器121为例，解码器DEC1接收M位元数字资料D1并将其解码为数字资料E1。接着，开关组SW1根据解码后的数字资料E1自灰阶电压V1～V(2^M)中选择与解码后的数字资料E1(或数字资料D1)相应的模拟资料A1并输出。最后，由缓冲器131接收模拟资料A1，使得其所输出的模拟资料OUT1足以驱动液晶显示面板。

数字模拟转换器121的一实施例如图3A所示，而其解码后的数字资料E1与模拟资料A1的对应关系如图3B所示。在此实施例中，数字资料D1以2位元为例，故需2²个灰阶电压V1～V4。由此可知，解码器DEC1目的在于配合开关组SW1的设计，将其所接收到的数字资料D1解码为适合操作开关组SW1的数字资料E1，而图3A与图3B只是其中的一种设计方式。数字模拟转换器121的另一实施例如图3C所示，此方式并不需要解码器，其数字资料D1与模拟资料A1的对应关系如图3D所示。在此实施例中，数字资料D1以2位元为例，故需2²个灰阶电压V1～V4。数字资料D1可直接用于操作开关组SW1，而图3C与图3D只是其中的一种设计方式。

发明内容

本发明的目的就是在提供一种数字资料驱动器及使用此资料驱动器的显示器，减少其中使用的输出缓冲器以降低成本。

本发明的再一目的是提供一种数字资料驱动器及使用此资料驱动器的显示器，减少其中使用的输出缓冲器以降低功率消耗及热量生成。

基于上述及其他目的，本发明提出一种数字资料驱动器，包括接收单元及数字模拟转换单元。接收单元用以接收至少一数字资料串并将其转换成N个数字资料，其中每一个数字资料均为M位元且M与N均为正整数。数字模拟转换单元用以接收上述N个数字资料并将其转换成相应的N个模拟资料。

数字模拟转换单元包括灰阶电压产生器及K个子数字模拟转换单元。灰阶电压产生器用以提供2^M个灰阶电压，且每一个灰阶电压的准位均不相同。上述K个子数字模拟转换单元中的第i个子数字模拟转换单元包括2^M个缓冲器及

个数字模拟转换器，其中K、

与i均为正整数且1≤i≤K。在第i个子数字模拟转换单元中，每一个缓冲器接收相应的一个灰阶电压并输出，而第j个数字模拟转换器接收第

个数字资料，并据以从经过这些缓冲器的灰阶电压之中择一作为第

个模拟资料输出，其中j为正整数且 $1\≤j\≤\frac{N}{K}.$

在一实施例中，上述第j个数字模拟转换器包括解码器及开关组。解码器用以接收第个数字资料，并将其解码以产生解码后的数字资料。开关组耦接解码器及缓冲器，用以根据解码后的数字资料从经过这些缓冲器的灰阶电压之中择一作为第个模拟资料输出。在另一实施例中，上述第j个数字模拟转换器仅包括开关组。开关组耦接至缓冲器，用以根据所接收的第

个数字资料从经过这些缓冲器的灰阶电压之中择一作为第个模拟资料输出。

基于上述及其他目的，本发明另提出一种显示器，其包括上述的数字资料驱动器。在一实施例中，显示器为液晶显示器。

本发明因为将传统架构中资料驱动器的缓冲器改为配置于数字模拟转换器与灰阶电压产生器之间，因此可以将传统架构中所需要的N个缓冲器减少为K×2^M个缓冲器。对于480(＝N)通道、6(＝M)位元资料驱动器而言，若将数字模拟转换器分成4(＝K)组，则本发明与传统架构相较之下可以减少224(＝480-4×2⁶)个缓冲器，大幅降低成本、功率消耗与热量生成。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1A绘示为一种传统的N通道、M位元数字资料驱动器的方块图，而图1B绘示为此资料驱动器的时脉信号及控制信号的时序图。

图2绘示为图1A中的数字模拟转换单元120及输出缓冲单元130的详细方块图。

图3A绘示为图2中的数字模拟转换器121的一实施例，而图3B绘示为图3A中的解码后的数字资料E1与模拟资料A1的对应关系表。

图3C绘示为图2中的数字模拟转换器121的另一实施例，而图3D绘示为图3C中的数字资料D1与模拟资料A1的对应关系表。

图4绘示为依照本发明一实施例的N通道、M位元数字资料驱动器的方块图。

图5A绘示为图4中的子数字模拟转换器421与灰阶电压产生器440的一实施例。

图5B绘示为图4中的子数字模拟转换器421与灰阶电压产生器440的另一实施例。

图6A～图6C绘示为图5A和图5B中的灰阶电压产生器440的其它可选实施例。

100、400：资料驱动器

110、410：输入单元

111、411：移位暂存器

112、412：第一线闩锁器

113、413：第二线闩锁器

114、414：准位移位器

120、420：数字模拟转换单元

121～12(N)：数字模拟转换器

130：输出缓冲单元

140、440：灰阶电压产生器

421～42(K)：子数字模拟转换单元

DEC1～DEC(N)：解码器

SW1～SW(N)：开关组

BUF1～BUF(N)：缓冲器

IN1、IN2、IN3：数字资料串

CLK：时脉信号

CT1、CT2：控制信号

D1～D(N)：数字资料

E1～E(N)：解码后的数字资料

A1～A(N)、OUT1～OUT(N)：模拟资料

V1～V(2^M)：灰阶电压

VDD、VSS：由电源、电压缓冲器或是电压调整器所提供的电压

具体实施方式

为了实施例方便说明起见，在下面的说明中，上述的至少一数字资料串以红色、绿色与蓝色三个数字资料串为例。

图4绘示为依照本发明一实施例的N通道、M位元数字资料驱动器的方块图，其中N与M均为正整数。此资料驱动器可应用在显示器中，例如液晶显示器，其根据来自时序控制器的数字输入信号控制及驱动显示面板。请参阅图4，资料驱动器400包括输入单元410及数字模拟转换单元420，其中输入单元410包括移位暂存器411、第一线闩锁器412、第二线闩锁器413及准位移位器414。另外，资料驱动器400的时脉信号CLK与控制信号CT1、CT2的时序图可以参阅图1B。

请同时参阅图4与图1B所示，时脉信号CLK与第一控制信号CT1用来触发移位暂存器411，而第二控制信号CT2则用来控制第二线闩锁器413。当第一控制信号CT1转态至高准位时，移位暂存器411依据时脉信号CLK而将所接收的第一控制信号CT1逐级位移，并输出(N/3)个不同相位的闩锁信号给第一线闩锁器412。第一线闩锁器412依据移位暂存器411所输出的闩锁信号而接收并闩锁输入的数字资料串IN1、IN2与IN3，其中数字资料串IN1、IN2与IN3分别包含着串列的以M位元表示的红色、绿色与蓝色像素资料。

当闩锁于第一线闩锁器412的数字资料串已填满整个线闩锁器时，第二控制信号CT2转态为高准位，因此将闩锁于第一线闩锁器412的数字资料传送并闩锁于第二线闩锁器413。准位移位器414将闩锁于第二线闩锁器413的数字资料转换为较高电压准位的资料，以便能正确驱动数字模拟转换单元420。数字模拟转换单元420接收准位移位器414所输出的以M位元表示的N个数字资料D1～D(N)，并将其转换成相应的N个模拟资料OUT1～OUT(N)以驱动显示面板。然后，时脉信号CLK与第一控制信号CT1将再一次转态为高准位，而第一线闩锁器412内的资料将被更新与闩锁，并且重复上述操作。

数字模拟转换单元420包括灰阶电压产生器440及K个子数字模拟转换单元421～42(K)，其中K为正整数。灰阶电压产生器440用以提供2^M个灰阶电压，即V1～V(2^M)，且灰阶电压V1～V(2^M)的准位可以均不相同。每一个子数字模拟转换单元421～42(K)均包括2^M个缓冲器及

个数字模拟转换器，其中

为正整数。

图5A绘示为图4中的子数字模拟转换器421的一实施例，且图中还包括了灰阶电压产生器440的一实施例。请参阅图5A，子数字模拟转换单元421包括2^M个缓冲器，即BUF1～BUF(2^M)。每一个缓冲器接收相应的一个灰阶电压并输出，即缓冲器BUF1接收灰阶电压V1并输出，缓冲器BUF2接收灰阶电压V2并输出，…，缓冲器BUF(2^M)接收灰阶电压V(2^M)并输出。

另外，子数字模拟转换单元421还包括

个数字模拟转换器，即

每一个数字模拟转换器包括一解码器及一开关组，即数字模拟转换器521包括解码器DEC1及开关组SW1，数字模拟转换器522包括解码器DEC2及开关组SW2，…，数字模拟转换器包括解码器

及开关组

。以子数字模拟转换单元421的数字模拟转换器521为例，解码器DEC1用以接收第1个数字资料D1，并将其解码以产生解码后的数字资料E1。开关组SW1耦接解码器DEC1及缓冲器BUF1～BUF(2^M)，其用以根据解码后的数字资料E1从经过缓冲器BUF1～BUF(2^M)的灰阶电压V1～V(2^M)之中择一作为第1个模拟资料输出OUT1。

所以，对于子数字模拟转换单元42(i)的数字模拟转换器52(j)而言，解码器DEC(j)用以接收数字资料，并将其解码以产生解码后的数字资料

。开关组SW(j)耦接解码器DEC(j)及缓冲器BUF1～BUF(2^M)，其用以根据解码后的数字资料

从经过缓冲器BUF1～BUF(2^M)的灰阶电压V1～V(2^M)之中择一作为模拟资料

输出，其中i与j均为正整数，1≤i≤K且 $1\≤j\≤\frac{N}{K}.$

图5B绘示为图4中的子数字模拟转换器421的另一实施例，且图中还包括了灰阶电压产生器440的一实施例。请参阅图5B，子数字模拟转换单元421包括2^M个缓冲器，即BUF1～BUF(2^M)。每一个缓冲器接收相应的一个灰阶电压并输出，即缓冲器BUF1接收灰阶电压V1并输出，缓冲器BUF2接收灰阶电压V2并输出，…，缓冲器BUF(2^M)接收灰阶电压V(2^M)并输出。

另外，子数字模拟转换单元421还包括

个数字模拟转换器，即

每一个数字模拟转换器包括一开关组，即数字模拟转换器521包括开关组SW1，数字模拟转换器522包括开关组SW2，…，数字模拟转换器

包括开关组

以子数字模拟转换单元421的数字模拟转换器521为例，开关组SW1耦接至缓冲器BUF1～BUF(2^M)，其用以根据所接收的第1个数字资料D1从经过缓冲器BUF1～BUF(2^M)的灰阶电压V1～V(2^M)之中择一作为第1个模拟资料输出OUT1。

所以，对于子数字模拟转换单元42(i)的数字模拟转换器52(j)而言，开关组SW(j)耦接至缓冲器BUF1～BUF(2^M)，其用以根据所接收的数字资料

从经过缓冲器BUF1～BUF(2^M)的灰阶电压V1～V(2^M)之中择一作为模拟资料

输出，其中i与j均为正整数，1≤i≤K且 $1\≤j\≤\frac{N}{K}.$

请参阅图6A～图6C绘示为图5A和图5B中的灰阶电压产生器440的其它可选实施例。如图6A，图6A所示的灰阶电压产生器440与图5A和图5B所示的灰阶电压产生器440均利用串连耦接的2^M个电阻器分压电源电压差(VDD-VSS)，二者不同处在于图6A的灰阶电压产生器440提供灰阶电压V2～V(2^M+1)给子数字模拟转换单元，而图5A和图5B的灰阶电压产生器440提供灰阶电压V1～V(2^M)给子数字模拟转换单元。

类似地，请参阅图6B所示，利用串连耦接的(2^M-1)个电阻器分压电源电压差(VDD-VSS)。图6B中的灰阶电压产生器440提供灰阶电压V1～V(2^M)给子数字模拟转换单元。请参阅图6C所示，利用串连耦接的(2^M+1)个电阻器分压电源电压差(VDD-VSS)。如图6C中所示的灰阶电压产生器440提供灰阶电压V1～V(2)给子数字模拟转换单元。如图6A～图6C中所示VDD与VSS的电压可由电源电压(supply voltage)、电压缓冲器(voltage buffer)或是电压调整器(voltage regulator)所提供。

综上所述，本发明因为将传统架构中资料驱动器的缓冲器改为配置于数字模拟转换器与灰阶电压产生器之间，因此可以将传统架构中所需要的N个缓冲器减少为K×2^M个缓冲器。对于480(＝N)通道、6(＝M)位元资料驱动器而言，若将数字模拟转换器分成4(＝K)组，则本发明与传统架构相较之下可以减少224(＝480-4×2⁶)个缓冲器，大幅降低成本、功率消耗与热量生成。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视前述的申请专利技术方案所界定的为准。

Claims (12)

1、一种数字资料驱动器，其特征在于其包括：

一接收单元，用以接收至少一数字资料串并将其转换成N个数字资料，其中每一该些数字资料均为M位元且M与N均为正整数；以及

一数字模拟转换单元，用以接收该些数字资料并将其转换成相应的N个模拟资料，该数字模拟转换单元包括：

一灰阶电压产生器，用以提供2^M个灰阶电压；以及

K个子数字模拟转换单元，其中第i个子数字模拟转换单元包括：

2^M个缓冲器，其中每一该些缓冲器接收相应的该些灰阶电压其中之一并输出；以及

个数字模拟转换器，其中第j个数字模拟转换器接收该些数字资料中的第

个数字资料，并据以从经过该些缓冲器的该些灰阶电压之中择一作为该些模拟资料中的第

个模拟资料输出，其中K、

i与j均为正整数，1≤i≤K且 $1\≤j\≤\frac{N}{K}.$

2、根据权利要求1所述的数字资料驱动器，其特征在于其中所述的至少一数字资料串包括一灰阶数字资料串。

3、根据权利要求1所述的数字资料驱动器，其特征在于其中所述的至少一数字资料串包括一红色数字资料串、一绿色数字资料串及一蓝色数字资料串。

4、根据权利要求1所述的数字资料驱动器，其特征在于其中所述的接收单元包括：

一移位暂存器，用以依据一时脉信号而将所接收的一第一控制信号逐级位移，以输出N个闩锁信号；

一第一线闩锁器，耦接至该移位暂存器，用以依据该些闩锁信号接收并闩锁该至少一数字资料串；以及

一第二线闩锁器，耦接至该第一线闩锁器，用以依据一第二控制信号接收并闩锁该第一线闩锁器的闩锁结果，并将该第二线闩锁器的闩锁结果作为该些数字资料输出。

5、根据权利要求1所述的数字资料驱动器，其特征在于其中所述的接收单元包括：

一移位暂存器，用以依据一时脉信号而将所接收的一第一控制信号逐级位移，以输出N个闩锁信号；

一第一线闩锁器，耦接至该移位暂存器，用以依据该些闩锁信号接收并闩锁该至少一数字资料串；

一第二线闩锁器，耦接至该第一线闩锁器，用以依据一第二控制信号接收并闩锁该第一线闩锁器的闩锁结果；以及

一准位移位器，耦接至该第二线闩锁器，用以调整该第二线闩锁器的闩锁结果的准位以作为该些数字资料输出。

6、根据权利要求1所述的数字资料驱动器，其特征在于其中所述的第j个数字模拟转换器包括：

一开关组，耦接该些缓冲器，用以根据所接收的该第

个数字资料从经过该些缓冲器的该些灰阶电压之中择一作为该第

个模拟资料输出。

7、根据权利要求1所述的数字资料驱动器，其特征在于其中所述的第j个数字模拟转换器包括：

一解码器，用以接收该第

个数字资料，并将其解码以产生一解码后的数字资料；以及

一开关组，耦接该解码器及该些缓冲器，用以根据该解码后的数字资料从经过该些缓冲器的该些灰阶电压之中择一作为该第个模拟资料输出。

8、一种显示器，其特征在于其包括权利要求1所述的数字资料驱动器。

9、根据权利要求8所述的显示器，其特征在于其中所述的显示器包括一液晶显示器。

10、一种数字模拟转换单元，其特征在于其用来接收N个数字资料并将其转换成相应的N个模拟资料，其中每一该些数字资料均为M位元且M与N均为正整数，该数字模拟转换单元包括：

一灰阶电压产生器，用以提供2^M个灰阶电压；以及

K个子数字模拟转换单元，其中第i个子数字模拟转换单元包括：

2^M个缓冲器，其中每一该些缓冲器接收相应的该些灰阶电压其中之一并输出；以及

个数字模拟转换器，其中第j个数字模拟转换器接收该些数字资料中的第

个数字资料，并据以从经过该些缓冲器的该些灰阶电压之中择一作为该些模拟资料中的第

个模拟资料输出，其中K、

i与j均为正整数，1≤i≤K且 $1\≤j\≤\frac{N}{K}.$

11、根据权利要求10所述的数字模拟转换单元，其特征在于其中所述的第j个数字模拟转换器包括：

一开关组，耦接该些缓冲器，用以根据所接收的该第

个数字资料从经过该些缓冲器的该些灰阶电压之中择一作为该第

个模拟资料输出。

12、根据权利要求10所述的数字模拟转换单元，其特征在于其中所述的第j个数字模拟转换器包括：

一解码器，用以接收该第

个数字资料，并将其解码以产生一解码后的数字资料；以及

一开关组，耦接该解码器及该些缓冲器，用以根据该解码后的数字资料从经过该些缓冲器的该些灰阶电压之中择一作为该第个模拟资料输出。

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