CN101441843B

CN101441843B - 图像显示系统

Info

Publication number: CN101441843B
Application number: CN 200710188095
Authority: CN
Inventors: 薛富元; 杨凯杰
Original assignee: Toppoly Optoelectronics Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2007-11-23
Filing date: 2007-11-23
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2027-11-23
Also published as: CN101441843A

Abstract

本发明的一实施例提供一种图像显示系统，包括一参考电压源、一数字模拟转换器、一乘法电路以及一缓冲器。该参考电压源，用以输出一电压信号，该电压信号的电压大小为一驱动电压的1/N倍。该数字模拟转换器，用以将该电压信号转换为一第一电压。该乘法电路，接收该第一电压，并对该第一电压放大N倍，用以输出该驱动电压。该缓冲器，接收该驱动电压用以驱动对应的一数据线。

Description

图像显示系统

技术领域

本发明涉及一种图像图像显示系统。

背景技术

液晶显示器被广泛地使用于不同的应用上，例如计算器、手表、彩色电视机、计算机屏幕以及其它电子装置中，然而最常见的液晶显示器为有源矩阵式液晶显示器。在传统有源矩阵式液晶显示器中，每一像素单元使用一薄膜晶体管所成构成的矩阵以及一或多个电容器来应对，所有的像素单元也排成具有多行与多列的矩阵。

为操作一特定像素时，一适当行的像素切换至导通(就是充电至一电压)，然后在一对应列上送出一电压。由于该对应行上其它列都被切换至截止，因此只有该特定像素上的晶体管与电容器可以接收到充电。因应于此电压，该特定像素上的液晶会变换极性排列，因而改变其反射的光线量或通过其的光线量。

一般来说，液晶显示器主要的功率消耗是在栅极驱动电路与数据驱动电路上。而在电子产品逐渐朝轻量化以及低耗电的方向发展时，液晶显示器所消耗的功率变得越来越显著，因此减少液晶显示器所消耗的功率成为一个研究发展的方向。

发明内容

本发明的另一实施例为一种图像显示系统，包括一像素、一数据驱动单元、一乘法器以及一缓冲器。该数据驱动单元，接收并输出一显示数据，其中该显示数据的电压大小为一驱动电压的1/N倍。该乘法器，接收该显示数据，并将该显示数据的电压放大N倍。该缓冲器，接收该驱动电压用以驱动该像素。

本发明的另一实施例为一种图像显示系统，包括一显示面板，该显示面板包括一栅极驱动电路、一数据驱动电路、一乘法电路以及一像素阵列。该栅极驱动电路，输出多个栅极驱动信号。该数据驱动电路，接收一图像数据，并输出多个数据驱动信号，其中该数据驱动信号的电压大小为一驱动电压的1/N倍。该乘法电路，接收所述数据驱动信号，并将所述数据驱动信号的电压放大N倍。该像素阵列，受控于所述栅极驱动信号与所述数据驱动信号，用以显示对应的图像。

附图说明

图1为根据本发明的一数据驱动电路的一实施例的示意图。

图2为根据本发明的乘法电路的一实施例的一电路示意图。

图3为根据本发明的乘法电路的一实施例的另一电路示意图。

图4为根据本发明的乘法电路的一实施例的另一电路示意图。

图5为根据本发明的乘法电路的一实施例的另一电路示意图。

图6为图5的乘法电路的控制信号时序图。

图7为根据本发明的一数据驱动电路的另一实施例的示意图。

图8为根据本发明的一数据驱动电路的另一实施例的示意图。

图9为根据本发明的一显示面板的一实施例的示意图。

图10为根据本发明的一图像图像显示系统的一实施例的示意图。

附图符号说明

11～数据驱动单元

12～参考电压源

13～数字模拟转换器

14～乘法电路

15～缓冲器

16～像素

21、22～反相器

41～运算放大器

71、81～数据驱动单元

72、82～复用器

73、83s～第一缓冲器

74、83b～第二缓冲器

83c～第三缓冲器

75、76、84a、84b、84c～乘法电路

77、85a～像素R

78、85b～像素G

79、85c～像素B

90～显示面板

91～栅极驱动电路

92～像素阵列

93～数据驱动电路

94～数据驱动单元

95～乘法电路

96～乘法电路单元

100～电子装置

101～显示面板

102～输入装置

具体实施方式

图1为根据本发明的一数据驱动电路的一实施例的示意图。在图1中，数据驱动单元11输出一输出电压V1用以驱动像素16。在本实施例中仅以一像素16说明，但并非将本实施例的数据驱动电路限制于此，数据驱动电路可能可以用以驱动一数据线上所耦接的像素，或是驱动一像素中的子像素(sub-pixel)。数据驱动单元11中包括一参考电压源12与一数字模拟转换器13。参考电压源12接收电压1/N的电压VDD，用以输出电压V1。在已知参考电压源中都是接收电压VDD，而这会造成较大的功率消耗。以

P = \frac{V^{2}}{R}

来看，在本实施例中，参考电压源12可以将功率消耗减少为原来的1/N²倍。但因为参考电压源12输出的信号的电压较低，可能无法正常的驱动像素16，因此需要乘法电路14将数据驱动单元11输出的电压V1放大N倍后，再通过缓冲器15来驱动像素16。虽然本发明需增加一乘法电路14用以放大电压，而乘法电路14也会消耗功率，但乘法电路14所消耗的功率与参考电压源12所节省的功率相比，整体来说仍是可以有效的节省功率的消耗。

图2为根据本发明的乘法电路的一实施例的一电路示意图。在本实施例中，乘法电路为一两倍的信号放大电路为例说明，但并非将乘法电路限制于此。晶体管T1具有一第一输入端、一第一输出端以及一第一控制端，其中第一输入端接收一电压V1，第一输出端耦接一端点A1且第一控制端耦接一端点A2。晶体管T2具有一第二输入端、一第二输出端以及一第二控制端，其中第二输入端接收一电压V1，第二输出端耦接一端点A1且第二控制端耦接一端点A2。晶体管T3具有一第三输入端、一第三输出端以及一第三控制端，其中第三输入端耦接端点A1，第三输出端用以输出电压2V1且第三控制端耦接端点A2。晶体管T4具有一第四输入端、一第四输出端以及一第四控制端，其中第四输入端耦接端点A2，第四输出端用以输出电压2V1且第四控制端耦接端点A1。反相器21接收一时钟信号CLK，且电容C1耦接在反相器21的输出端与端点A1之间。反相器22接收一时钟信号XCLK，且电容C2耦接在反相器22的输出端与端点A2之间。当反相器21的输出端的电压由0变成V1时，此时电容C1被充电，使得端点A1的电压从V1变成2V1，再通过晶体管T3的第三输出端输出。同理，当反相器22的输出端的电压由0变成V1时，此时电容C2被充电，使得端点A2的电压从V1变成2V1，再通过晶体管T4的第四输出端输出。在本实施例中，时钟信号XCLK为时钟信号CLK的反相时钟信号，使得乘法电路可以持续输出2V1的电压。

图3为根据本发明的乘法电路的一实施例的另一电路示意图。开关装置SW1具有一输入端接收电压V1，一控制端受控于一控制信号S1以及一输出端用以输出电压2V1。开关装置SW2具有一输入端接收电压V1，一控制端受控于一控制信号S2以及一输出端，其中电容C耦接在开关装置SW1的输出端与开关装置SW2的输出端之间。开关装置SW3具有一输入端耦接开关装置SW2的输出端，一控制端受控于一控制信号S1以及一输出端耦接于地。在本实施例中，控制信号S1与控制信号S2互为反相信号，亦即当开关装置SW1与SW3导通时，开关装置SW2关闭。开关装置SW1与SW3导通时，此时电容C的一端耦接于地，因此通过电压V1的充电，使得电容另一端(亦即开关装置SW1的输出端)的电压为V1。当开关装置SW1与SW3关闭时，电压V1通过开关装置SW2对电容C充电，使得开关装置SW1的输出端的电压升高到2V1。利用这样的方式，便可轻易的让乘法电路输出两倍的输入电压。虽本实施例所示的乘法电路用以放大输入电压两倍，但非用以限制于此。

图4为根据本发明的乘法电路的一实施例的另一电路示意图。运算放大器41具有一正输入端、一负输入端以及一输出端，其中正输入端接收电压V1，而输出端用以输出电压Vout。运算放大器41的负输入端耦接在电阻R1与R2之间，且电阻R1另一端耦接于地，电阻R2的另一端耦接于运算放大器41的输出端。在本实施例中，输出电压Vout与电压V1之间的关系可用下列方程式表示：

Vout = V 1 (\frac{1 + R 2}{R 1})

因此，可以通过调整电阻R1与R2的比值来调整输出电压Vout的大小，亦即调整乘法电路的放大倍率。

图5为根据本发明的乘法电路的一实施例的另一电路示意图。在本实施例中，乘法电路为一三倍的电压放大电路为例说明，但并非将乘法电路限制于此。开关装置SW1具有一输入端接收电压V1，一控制端受控于一控制信号S1以及一输出端用以输出电压3V1。开关装置SW2具有一输入端接收电压V1，一控制端受控于一控制信号S3以及一输出端，其中电容C1耦接在开关装置SW1的输出端与开关装置SW2的输出端之间。开关装置SW3具有一输入端耦接开关装置SW2的输出端，一控制端受控于一控制信号S1以及一输出端耦接于地。开关装置SW5具有一输入端接收电压V1，一控制端受控于一控制信号S1以及一输出端。开关装置SW6具有一输入端接收电压V1，一控制端受控于一控制信号S2以及一输出端，其中电容C2耦接在开关装置SW5的输出端与开关装置SW6的输出端之间。开关装置SW3具有一输入端耦接开关装置SW6的输出端，一控制端受控于一控制信号S1以及一输出端耦接于地。开关装置SW4具有一输入端耦接开关装置SW5的输出端，一输出端耦接开关装置SW2的输出端以及一控制端受控于一控制信号S4。在本实施例的电路中，电压V1先对电容C1充电，使得开关装置SW1的输出端的电压为V1。此时电压V1也对电容C2充电，使得开关装置SW5的输出端的电压为V1，接着电压V1通过开关装置SW6对电容C2充电，使得开关装置SW5的输出端的电压为2V1。接着导通开关装置SW4，利用开关装置SW5的输出端的电压对电容C1充电，使得开关装置SW1的输出端的电压为3V1。

为更清楚说明上面运作，请参考图6。图6为图5的乘法电路的控制信号时序图。当控制信号S1为高电压电平时，开关装置SW1、SW3、SW5以及SW7导通，此时端点N1与端点N3的电压为V1。此时控制信号S2为低电压电平，开关SW6被关闭。当控制信号S3为高电压电平时，开关装置SW2被导通，此时电压V1自端点N2对电容C1充电，使得端点N1的电压为2V1。此时控制信号S2为高电压电平，开关装置SW6被导通，电压V1自端点N4对电容C2充电，使得端点N3的电压为2V1。当控制信号S4位于高电压电平时，端点N2的电压被从V1提升到2V1，此时端点N1的电压也被提升至3V1。利用这样的运作方式，乘法电路可以达到将输入电压放大3倍的目的。

图7为根据本发明的一数据驱动电路的另一实施例的示意图。数据驱动单元71接收像素显示数据D_R、D_G以及D_B，用以驱动对应的像素R77、像素G78以及像素B79。数据驱动单元71包括一复用器72，受控于一控制信号S1，接收像素显示数据D_R、D_G以及D_B，并利用时分复用的方式，在一时间点只输出一像素显示数据。第一缓冲器73接收并输出像素显示数据D_R至乘法器75，第二缓冲器74接收并输出像素显示数据D_G以及D_B至乘法器76。在本实施例中，第二缓冲器74以取样/锁存(sample/latch)的分式，轮流输出像素显示数据D_G以及D_B。在本实施例中，数据驱动单元71输出的像素显示数据的电压大小为预定值的1/N倍，因此通过乘法电路75与76用以放大像素显示数据的电压，使其能正常的驱动对应的像素R77、像素G78以及像素B79。乘法电路75与76的实施例的说明已在图2到图5中有详细说明，在此不赘述。

图8为根据本发明的一数据驱动电路的另一实施例的示意图。数据驱动单元71接收像素显示数据Data，分别通过乘法电路84a、84b以及84b放大显示数据的电压，用以驱动对应的像素R85a、像素G85b以及像素B85c。在本实施例中显示数据Data为一串流数据，包括显示数据D_R、D_G以及D_B。复用器82接收到显示数据Data后，通过控制信号S1的控制，以时分复用的方式在不同的时间分别输出显示数据D_R、D_G以及D_B至对应的第一缓冲器84a、第二缓冲器84b以及第三缓冲器84c。

在本实施例中，数据驱动单元81输出的像素显示数据的电压大小为预定值的1/N倍，因此通过乘法电路84a、84b与84c用以放大像素显示数据的电压，使其能正常的驱动对应的像素R85a、像素G85b以及像素B85c。乘法电路84a、84b与84c的实施例的说明已在图2到图5中有详细说明，在此不赘述。

图9为根据本发明的一显示面板的一实施例的示意图。显示面板90包括一栅极驱动电路91、一数据驱动电路93、一乘法电路95以及一像素阵列92。像素阵列92则由栅极驱动电路91与数据驱动电路93的输出信号所控制而输出对应的图像。数据驱动电路93中包含多个数据驱动单元，如数据驱动单元94。乘法电路95包含多个乘法电路单元，如乘法电路单元96。在本实施例中，每一个数据驱动单元的输出信号都会通过一对应的乘法电路单元来放大，再传送到像素阵列92中。在另一实施例中，数据驱动电路93中的多个乘法电路单元可以通过单一个乘法电路单元来放大数据驱动单元的输出信号，再通过一复用器(图上未绘出)将放大后的信号传送到对应的数据线。

图10为根据本发明的一图像图像显示系统的一实施例的示意图。在本实施例中，图像显示系统可能由显示面板101或一电子装置100所实现。电子装置100包含了一输入装置102与一显示面板101(如图9所示的显示面板90)。输入装置102用以提供显示面板101输入信号，使得显示面板101显示对应的图像。在一较佳实施例中，电子装置100可能为一移动电话、数字相机、个人数字助理、笔记型计算机、台式计算机、电视、车用显示器或是便携式DVD播放器。

虽然本发明已以具体实施例披露如上，但其仅为了易于说明本发明的技术内容，而并非将本发明狭义地限定于该实施例，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，当可作若干的更改与修饰，因此本发明的保护范围应以本申请的权利要求为准。

Claims

1.一种图像显示系统，包括：

一参考电压源，用以输出一电压信号，该电压信号的电压大小为一驱动电压的1/N倍；

一数字模拟转换器，用以将该电压信号转换为一第一电压；

一乘法电路，接收该第一电压，并对该第一电压放大N倍，用以输出该驱动电压；以及

一缓冲器，接收该乘法电路输出的该驱动电压用以驱动一数据线，

其中，该乘法电路包括：

一第一晶体管，具有一第一输入端、一第一控制端以及一第一输出端，其中该第一输入端接收该第一电压；

一第二晶体管，具有一第二输入端、一第二控制端以及一第二输出端，其中该第二输入端接收该第一电压，该第二控制端耦接该第一输出端，该第二输出端耦接该第一控制端；

一第一反相器，具有一第一信号输入端与一第一信号输出端，其中该第一信号输入端接收一第一时钟信号；

一第二反相器，具有一第二信号输入端与一第二信号输出端，其中该第二信号输入端接收一第二时钟信号，其中第二时钟信号为第一时钟信号的反相时钟信号；

一第一电容，具有一第一端与一第二端，其中该第一端耦接该第一信号输出端；

一第二电容，具有一第一端与一第二端，其中该第一端耦接该第二信号输出端；

一第三晶体管，具有一第三输入端、一第三控制端与一第三输出端，其中该第三输入端耦接该第一电容的第二端与该第二晶体管的第二输出端，该第三控制端耦接该第一晶体管的第一输出端与该第二电容的第二端，该第三输出端耦接该缓冲器；以及

一第四晶体管，具有一第四输入端、一第四控制端以及一第四输出端，其中该第四输入端耦接该第二电容的第二端与该第一晶体管的第一输出端，该第四控制端耦接该第一电容的第二端与该第二晶体管的第二输出端，该第四输出端耦接该缓冲器。

2.一种图像显示系统，包括：

一像素；

一数据驱动单元，接收一显示数据，其中该显示数据的电压大小为一驱动电压的1/N倍，该数据驱动单元还包括一数字模拟转换器，用以将该显示数据转换为一第一电压；

一乘法电路，接收该第一电压，并将该第一电压放大N倍，用以输出该驱动电压；以及

一缓冲器，接收该乘法电路输出的该驱动电压用以驱动该像素，

其中，该乘法电路包括：

3.一种图像显示系统，包括：

一显示面板，包括：

一栅极驱动电路，输出多个栅极驱动信号；

一数据驱动电路，接收一图像数据，并输出多个数据驱动信号，其中该数据驱动信号的一第一电压的电压大小为一驱动电压的1/N倍；

一乘法电路，接收所述数据驱动信号，并将所述数据驱动信号的该第一电压放大N倍，并输出该驱动电压；

一缓冲器，接收该乘法电路输出的该驱动电压，用以驱动像素阵列；以及

一像素阵列，受控于所述栅极驱动信号与所述数据驱动信号，用以显示对应的图像，

其中，该乘法电路包括：

4.如权利要求3所述的图像显示系统，其中上述显示面板为一液晶显示面板、一有机发光显示面板或一等离子显示面板。

5.如权利要求4所述的图像显示系统，该图像显示系统由一电子装置实现，其中上述电子装置包括：

上述显示面板；以及

一输入装置，用以控制该显示面板，以产生图像。

6.如权利要求5所述的图像显示系统，其中上述电子装置为一数字相机、便携式DVD、一电视机、一车上型显示器、一个人数字助理、一监示器、一笔记型计算机、一平板计算机或一移动电话。