CN106157906A - 源极驱动器及其运作方法 - Google Patents

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Abstract

一种源极驱动器及其运作方法，应用于显示装置中，包含数字模拟转换器及输出缓冲器。数字模拟转换器接收M位元数字输入电压并将其转换为2M个模拟输入电压，M为正整数。具有内插功能的输出缓冲器接收2M个模拟输入电压并以N位元内插的方式将2M个模拟输入电压增加为K个模拟输出电压，N为正整数，且K＝2M*2N＝2(M+N)。输出缓冲器包含正极性及负极性输出缓冲单元，并分别通过正极性及负极性输出缓冲单元产生正极性及负极性内插电压，以对源极驱动器的同一个源极输出通道进行分时输出，并通过正极性与负极性内插电压之间的相互补偿来达到线性的内插电压特性。

Description

源极驱动器及其运作方法
技术领域
本发明与显示装置有关，尤其是关于一种应用于显示装置的源极驱动器(Sourcedriver)及其运作方法。
背景技术
一般而言，若TFT-LCD显示面板的源极驱动IC欲达到10bits的输出电压，最传统的作法是通过电阻串产生1024个电压，并于每个输出通道内建立一个10bits数字模拟转换电路，由以根据数字的输入值从1024个电压中选出一个相对应的电压输出。
需注意的是，由于此种作法需要有1024个电压，亦即需要1024条走线贯穿所有的数字模拟转换器，这将会占用大量的芯片面积。因此，TFT-LCD显示面板的源极驱动IC可设置有通过运算放大器产生内插电压的电路。由此，通过电阻串仅需产生64个电压，再经由运算放大器以4bits内插产生16个电压，相乘后亦可得到1024个输出电压，但却可使得走线的数目从原本的1024条大幅缩减至64条，故可大幅缩减走线所占用的芯片面积。
然而，当TFT-LCD显示面板的源极驱动IC通过运算放大器以4bits内插产生16个电压时，由于其电路设计很难达到理想的线性内插，导致运算放大器所产生的内插电压会出现如图1所示的非线性现象，亟待进一步获得改善。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种源极驱动器及其运作方法，以有效解决现有技术所遭遇到的上述种种问题。
根据本发明的一具体实施例为一种源极驱动器。于此实施例中，源极驱动器应用于显示装置中。源极驱动器包含数字模拟转换器(DAC)及输出缓冲器。数字模拟转换器用以接收M位元数字输入电压并将M位元数字输入电压转换为2M个模拟输入电压，其中M为正整数。输出缓冲器具有内插(Interpolating)功能并耦接至数字模拟转换器。输出缓冲器接收2M个模拟输入电压并以N位元内插的方式将2M个模拟输入电压增加为K个模拟输出电压，其中N为正整数，且K＝2M*2N＝2(M+N)。输出缓冲器包含正极性输出缓冲单元及负极性输出缓冲单元，并分别通过正极性输出缓冲单元及负极性输出缓冲单元产生正极性内插电压及负极性内插电压，以对源极驱动器的同一个源极输出通道进行分时输出，并通过正极性内插电压与负极性内插电压之间的相互补偿来达到线性的内插电压特性。
于一实施例中，正极性内插电压对N位元(2N个)数字输入码的曲线为一正极性内插电压输出曲线，且该负极性内插电压对该N位元(2N个)数字输入码的曲线为一负极性内插电压输出曲线。
于一实施例中，正极性输出缓冲单元与负极性输出缓冲单元具有相同的电路尺寸大小及连线，致使正极性内插电压输出曲线与负极性内插电压输出曲线相同。
于一实施例中，正极性内插电压输出曲线与负极性内插电压输出曲线之间彼此相对偏移P个数字输入码，其中P为正整数。
于一实施例中，正极性内插电压输出曲线与负极性内插电压输出曲线之间彼此相对偏移一特定电压值。
于一实施例中，正极性内插电压输出曲线与负极性内插电压输出曲线之间具有彼此互补的对应关系。
根据本发明的另一具体实施例为一种源极驱动器运作方法。于此实施例中，源极驱动器运作方法用以运作应用于显示装置中的源极驱动器。源极驱动器包含数字模拟转换器及具有内插功能的输出缓冲器。源极驱动器运作方法包含下列步骤：数字模拟转换器接收M位元数字输入电压并将M位元数字输入电压转换为2M个模拟输入电压，其中M为正整数；以及输出缓冲器接收2M个模拟输入电压并以N位元内插的方式将2M个模拟输入电压增加为K个模拟输出电压，其中N为正整数，且K＝2M*2N＝2(M+N)；输出缓冲器包含正极性输出缓冲单元及负极性输出缓冲单元，并分别通过正极性输出缓冲单元及负极性输出缓冲单元产生正极性内插电压及负极性内插电压，以对源极驱动器的同一个源极输出通道进行分时输出，并通过正极性内插电压与负极性内插电压之间的相互补偿来达到线性的内插电压特性。
于一实施例中，该正极性内插电压对N位元(2N个)数字输入码的曲线为一正极性内插电压输出曲线，且该负极性内插电压对该N位元(2N个)数字输入码的曲线为一负极性内插电压输出曲线。
于一实施例中，该正极性输出缓冲单元与该负极性输出缓冲单元具有相同的电路尺寸大小及连线，致使该正极性内插电压输出曲线与该负极性内插电压输出曲线相同。
于一实施例中，该正极性内插电压输出曲线与该负极性内插电压输出曲线之间彼此相对偏移P个数字输入码，其中P为正整数。
于一实施例中，该正极性内插电压输出曲线与该负极性内插电压输出曲线之间彼此相对偏移一特定电压值。
于一实施例中，该正极性内插电压输出曲线与该负极性内插电压输出曲线之间具有彼此互补的对应关系。
相较于现有技术，本发明所提出的源极驱动器及其运作方法可达到下列具体功效：
(1)由于采用运算放大器产生内插电压，故其走线的数目可从最传统的1024条大幅缩减至64条，以缩减走线占用的芯片面积；
(2)利用正负极性产生互补的内插电压来实现理想的线性内插电压特性，故可有效改善现有技术中所出现的非线性内插电压。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附附图得到进一步的了解。
附图说明
图1为传统的运算放大器所产生的内插电压所出现的非线性现象的示意图。
图2为传统的非线性内插电压曲线与理想的线性内插电压的示意图。
图3为根据本发明的一较佳具体实施例的源极驱动器的示意图。
图4分别为正极性内插电压输出曲线及负极性内插电压输出曲线的示意图。
图5为负极性内插电压输出曲线相对于正极性内插电压输出曲线产生数字输入码的偏移的示意图。
图6为负极性内插电压输出曲线相对于正极性内插电压输出曲线产生数字输入码与特定电压值的偏移的示意图。
图7为根据本发明的一较佳具体实施例的源极驱动器运作方法的流程图。
主要元件符号说明：
Code(0)、Code(8)、Code(16)、0、8、16 数字输入码
L1 非线性内插电压曲线
L2、L3 理想的线性内插电压
VA、VB、-VA、-VB 输出电压值
3 源极驱动器
30 数字模拟转换器
32 输出缓冲器
32A 正极性输出缓冲单元
32B 负极性输出缓冲单元
R 电阻串
CP 正极性内插电压输出曲线
CN 负极性内插电压输出曲线
△VS 特定电压值
VOUT 输出电压
S10～S12 步骤
具体实施方式
本发明的主要目的在于针对现有技术中的LCD显示装置的源极驱动器中的运算放大器所产生的非线性内插电压提出解决之道。
请参照图2，图2为传统的非线性内插电压曲线与理想的线性内插电压的示意图。如图2所示，假设图2中的实线L1所代表的是传统的源极驱动器中的运算放大器所产生的非线性内插电压曲线且图2中的虚线L2所代表的是理想的线性内插电压。
很明显地，当数字输入码(Digital Input Code)为Code(1)～Code(7)时，非线性内插电压曲线L1所对应的输出电压值会大于理想的线性内插电压L2所对应的输出电压值；当数字输入码为Code(9)～Code(15)时，非线性内插电压曲线L1所对应的输出电压值会小于理想的线性内插电压L2所对应的输出电压值。只有当数字输入码为Code(8)时，非线性内插电压曲线L1所对应的输出电压值会刚好等于理想的线性内插电压L2所对应的输出电压值。
假设当数字输入码为Code(0)时的非线性内插电压曲线L1所对应的输出电压值为VA且当数字输入码为Code(16)时的非线性内插电压曲线L1所对应的输出电压值为VB，则当数字输入码为Code(8)时的非线性内插电压曲线L1与理想的线性内插电压L2所对应的输出电压值均会等于0.5*(VA+VB)。由于在LCD显示装置的驱动器上会有正负极性的gamma设定电压，因此本发明利用此原理提出利用正负极性产生互补的内插电压，由以达到理想的线性内插电压特性。
根据本发明的一较佳具体实施例为一种源极驱动器。于此实施例中，源极驱动器应用于显示装置中。请参照图3，图3为此实施例的源极驱动器的示意图。
如图3所示，源极驱动器3包含数字模拟转换器30及输出缓冲器32。其中，输出缓冲器32具有内插(Interpolating)功能并耦接至数字模拟转换器30。输出缓冲器32包含正极性输出缓冲单元32A及负极性输出缓冲单元32B。
于此实施例中，假设数字模拟转换器30接收到M位元数字输入电压(其中M为正整数)，数字模拟转换器30会将M位元(2M个)数字输入电压转换为2M个模拟输入电压后输出至输出缓冲器32。实际上，如图3所示，源极驱动器3还包含电阻串R，电阻串R通过2M条走线耦接数字模拟转换器30，并由电阻串R产生2M个模拟输入电压给数字模拟转换器30，再由数字模拟转换器30分别根据M位元(2M个)数字输入电压从2M个模拟输入电压中选出相对应的模拟输入电压后输出。
当输出缓冲器32接收到2M个模拟输入电压时，输出缓冲器32会以N位元内插的方式将2M个模拟输入电压增加为K个模拟输出电压，其中N为正整数，且K＝2M*2N＝2(M+N)。
需说明的是，输出缓冲器32分别通过正极性输出缓冲单元32A及负极性输出缓冲单元32B产生正极性内插电压及负极性内插电压，以对源极驱动器3的同一个源极输出通道进行分时输出，并通过正极性内插电压与负极性内插电压之间的相互补偿来达到理想的线性内插电压特性。
接着，请参照图4，图4分别为正极性内插电压输出曲线及负极性内插电压输出曲线的示意图。
如图4所示，正极性输出缓冲单元32A所产生的正极性内插电压对N位元(2N个)数字输入码的曲线为一正极性内插电压输出曲线CP，且负极性输出缓冲单元32B所产生的负极性内插电压对N位元(2N个)数字输入码的曲线为一负极性内插电压输出曲线CN。至于L2及L3则分别为理想的正极性线性内插电压与理想的负极性线性内插电压。
需说明的是，本发明中的正极性内插电压输出曲线CP与负极性内插电压输出曲线CN之间具有彼此互补的对应关系。举例而言，当数字输入码为Code(1)时，正极性内插电压输出曲线CP所对应的输出电压与负极性内插电压输出曲线CN所对应的输出电压之间会呈现互补的对应关系。由于此时正极性内插电压输出曲线CP所对应的输出电压会大于理想的正极性线性内插电压L2，导致其呈现的亮度会比理想亮度还要更亮，但此时负极性内插电压输出曲线CN所对应的输出电压绝对值会小于理想的负极性线性内插电压L3，亦即负极性内插电压输出曲线CN所对应的输出电压与接地电压之间的电位差会变小，导致其呈现的亮度会比理想亮度还要更暗，因此两者一亮一暗将会互相抵消而使得其呈现的亮度会趋近于理想的线性效果。
于实际应用中，由于此实施例中的正极性输出缓冲单元32A与负极性输出缓冲单元32B具有相同的电路尺寸大小及连线，使得正极性内插电压输出曲线CP与负极性内插电压输出曲线CN相同。
于一实施例中，正极性内插电压输出曲线CP与负极性内插电压输出曲线CN之间可彼此相对偏移P个数字输入码，其中P为正整数。
举例而言，如图5所示，当正极性内插电压输出曲线CP选择Code(K)时，负极性内插电压输出曲线CN可选择Code(K+8)，其中K为正整数。也就是说，此时正极性内插电压输出曲线CP与负极性内插电压输出曲线CN之间彼此相对偏移8个数字输入码。
经上述偏移后，正极性内插电压输出曲线CP与负极性内插电压输出曲线CN之间会具有彼此互补的对应关系。举例而言，当数字输入码为Code(9)时，由于正极性内插电压输出曲线CP所对应的输出电压会小于理想的正极性线性内插电压L2，导致其呈现的亮度会比理想亮度还要更暗，但此时负极性内插电压输出曲线CN所对应的输出电压绝对值会大于理想的负极性线性内插电压L3，亦即负极性内插电压输出曲线CN所对应的输出电压与接地电压之间的电位差会变大，导致其呈现的亮度会比理想亮度还要更亮，因此两者一亮一暗将会互相抵消而使得其呈现的亮度会趋近于理想的线性效果。
同理，当正极性内插电压输出曲线CP选择Code(K-4)时，负极性内插电压输出曲线CN可选择Code(K+4)，使得正极性内插电压输出曲线CP与负极性内插电压输出曲线CN之间彼此相对偏移8个数字输入码；当正极性内插电压输出曲线CP选择Code(K+3)时，负极性内插电压输出曲线CN选择Code(K-5)，使得正极性内插电压输出曲线CP与负极性内插电压输出曲线CN之间彼此相对偏移8个数字输入码；其余依此类推，于此不另行赘述。至于是由正极性内插电压输出曲线CP或负极性内插电压输出曲线CN单独产生偏移，抑或是由正极性内插电压输出曲线CP与负极性内插电压输出曲线CN两者均产生偏移，并无特定的限制，且均包含于本发明所主张的权利范围内。
于另一实施例中，正极性内插电压输出曲线CP与负极性内插电压输出曲线CN之间亦可彼此相对偏移一特定电压值△VS。
举例而言，如图6所示，当正极性内插电压输出曲线CP与负极性内插电压输出曲线CN之间彼此相对偏移8个数字输入码之后，正极性内插电压输出曲线CP与负极性内插电压输出曲线CN之间亦可彼此相对偏移一特定电压值△VS，使得负极性内插电压输出曲线CN的电压值能偏移回原本相对应的电压值。
经上述特定电压值△VS的偏移后，正极性内插电压输出曲线CP与负极性内插电压输出曲线CN之间会具有彼此互补的对应关系。举例而言，当数字输入码为Code(9)时，由于正极性内插电压输出曲线CP所对应的输出电压会小于理想的正极性线性内插电压L2，导致其呈现的亮度会比理想亮度还要更暗，但此时负极性内插电压输出曲线CN所对应的输出电压绝对值会大于理想的负极性线性内插电压L3，亦即负极性内插电压输出曲线CN所对应的输出电压与接地电压之间的电位差会变大，导致其呈现的亮度会比理想亮度还要更亮，因此两者一亮一暗将会互相抵消而使得其呈现的亮度会趋近于理想的线性效果。
需说明的是，上述偏移的特定电压值△VS的大小及正负并无特定的限制。至于是由正极性内插电压输出曲线CP或负极性内插电压输出曲线CN单独产生偏移，抑或是由正极性内插电压输出曲线CP与负极性内插电压输出曲线CN两者均产生偏移，并无特定的限制，且均包含于本发明所主张的权利范围内。
此外，上述实施例亦可进一步推广至任意的组合，例如可通过对映表(Mappingtable)调整正极性内插电压输出曲线CP或负极性内插电压输出曲线CN所对应的电压值及/或数字输入码，使得正负极性能彼此互补而达成理想的线性内插电压特性，或是其他任何能够使呈现的亮度趋近于理想的线性效果的相关方法，均包含于本发明所主张的权利范围内。
根据本发明的另一具体实施例为一种源极驱动器运作方法。于此实施例中，源极驱动器运作方法用以运作应用于显示装置中的源极驱动器。源极驱动器包含数字模拟转换器及具有内插功能的输出缓冲器。输出缓冲器包含正极性输出缓冲单元及负极性输出缓冲单元。
请参照图7，图7为此实施例的源极驱动器运作方法的流程图。如图7所示，于步骤S10中，数字模拟转换器接收M位元数字输入电压并将M位元数字输入电压转换为2M个模拟输入电压，其中M为正整数。于步骤S12中，输出缓冲器接收2M个模拟输入电压并以N位元内插的方式将2M个模拟输入电压增加为K个模拟输出电压，其中N为正整数，且K＝2M*2N＝2(M +N)。
需说明的是，输出缓冲器分别通过正极性输出缓冲单元及负极性输出缓冲单元产生正极性内插电压及负极性内插电压，以对源极驱动器的同一个源极输出通道进行分时输出，并通过正极性内插电压与负极性内插电压之间的相互补偿来达到线性的内插电压特性。
于实际应用中，正极性内插电压对N位元(2N个)数字输入码的曲线为一正极性内插电压输出曲线，且负极性内插电压对N位元(2N个)数字输入码的曲线为一负极性内插电压输出曲线，并且正极性内插电压输出曲线与负极性内插电压输出曲线之间具有彼此互补的对应关系。
相较于现有技术，本发明所提出的源极驱动器及其运作方法可达到下列具体功效：
(1)由于采用运算放大器产生内插电压，故其走线的数目可从最传统的1024条大幅缩减至64条，以缩减走线占用的芯片面积；
(2)利用正负极性产生互补的内插电压来实现理想的线性内插电压特性，故可有效改善现有技术中所出现的非线性内插电压。
由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (12)

1.一种源极驱动器，应用于一显示装置中，其特征在于，该源极驱动器包含：
一数字模拟转换器，用以接收M位元数字输入电压并将该M位元数字输入电压转换为2M个模拟输入电压，其中M为正整数；以及
一输出缓冲器，具有内插功能并耦接至该数字模拟转换器，该输出缓冲器接收该2M个模拟输入电压并以N位元内插的方式将该2N个模拟输入电压增加为K个模拟输出电压，其中N为正整数，且K＝2M*2N＝2M+N；
其中，该输出缓冲器包含一正极性输出缓冲单元及一负极性输出缓冲单元，并分别通过该正极性输出缓冲单元及该负极性输出缓冲单元产生一正极性内插电压及一负极性内插电压，以对该源极驱动器的同一个源极输出通道进行分时输出，并通过该正极性内插电压与该负极性内插电压之间的相互补偿来达到线性的内插电压特性。
2.如权利要求1所述的源极驱动器，其特征在于，该正极性内插电压对N位元(2N个)数字输入码的曲线为一正极性内插电压输出曲线，且该负极性内插电压对该N位元(2N个)数字输入码的曲线为一负极性内插电压输出曲线。
3.如权利要求2所述的源极驱动器，其特征在于，该正极性输出缓冲单元与该负极性输出缓冲单元具有相同的电路尺寸大小及连线，致使该正极性内插电压输出曲线与该负极性内插电压输出曲线相同。
4.如权利要求2所述的源极驱动器，其特征在于，该正极性内插电压输出曲线与该负极性内插电压输出曲线之间彼此相对偏移P个数字输入码，其中P为正整数。
5.如权利要求2所述的源极驱动器，其特征在于，该正极性内插电压输出曲线与该负极性内插电压输出曲线之间彼此相对偏移一特定电压值。
6.如权利要求2所述的源极驱动器，其特征在于，该正极性内插电压输出曲线与该负极性内插电压输出曲线之间具有彼此互补的对应关系。
7.一种源极驱动器运作方法，用以运作应用于一显示装置中的一源极驱动器，其特征在于，该源极驱动器包含一数字模拟转换器及具有内插功能的一输出缓冲器，该源极驱动器运作方法包含下列步骤：
该数字模拟转换器接收M位元数字输入电压并将该M位元数字输入电压转换为2M个模拟输入电压，其中M为正整数；以及
该输出缓冲器接收该2M个模拟输入电压并以N位元内插的方式将该2M个模拟输入电压增加为K个模拟输出电压，其中N为正整数，且K＝2M*2N＝2M+N；
其中，该输出缓冲器包含一正极性输出缓冲单元及一负极性输出缓冲单元，并分别通过该正极性输出缓冲单元及该负极性输出缓冲单元产生一正极性内插电压及一负极性内插电压，以对该源极驱动器的同一个源极输出通道进行分时输出，并通过该正极性内插电压与该负极性内插电压之间的相互补偿来达到线性的内插电压特性。
8.如权利要求7所述的源极驱动器运作方法，其特征在于，该正极性内插电压对N位元(2N个)数字输入码的曲线为一正极性内插电压输出曲线，且该负极性内插电压对该N位元(2N个)数字输入码的曲线为一负极性内插电压输出曲线。
9.如权利要求8所述的源极驱动器运作方法，其特征在于，该正极性输出缓冲单元与该负极性输出缓冲单元具有相同的电路尺寸大小及连线，致使该正极性内插电压输出曲线与该负极性内插电压输出曲线相同。
10.如权利要求8所述的源极驱动器运作方法，其特征在于，该正极性内插电压输出曲线与该负极性内插电压输出曲线之间彼此相对偏移P个数字输入码，其中P为正整数。
11.如权利要求8所述的源极驱动器运作方法，其特征在于，该正极性内插电压输出曲线与该负极性内插电压输出曲线之间彼此相对偏移一特定电压值。
12.如权利要求8所述的源极驱动器运作方法，其特征在于，该正极性内插电压输出曲线与该负极性内插电压输出曲线之间具有彼此互补的对应关系。
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