TW509884B - Source driver for liquid crystal display - Google Patents

Description

509884 五、發明說明（1) 5 - 1發明領域： 本發明是有關於一種液晶顯示器（L i q u i d C r y s t a 1 Display ; LCD)之驅動裝置，且特別是有關於一種液晶顯 示器（LCD)之源極驅動裝置（Source Dr i ver)。 5-2發明背景： 液晶顯示器（Liquid Crystal Display; LCD)已經廣 泛地應用在現今的各種電子產品中，例如，手提式遊戲機 或是手提式電腦。這些顯示器可同時用於灰階型態（單色 )與彩色型態，且典型的排列方式有如互相交錯的行與列 所形成的矩陣型態。每一個互相交錯的行與列形成一個圖 素（p i X e 1)或圖點，為了定義液晶顯示器（L C D)之灰階 色度（shade)可根據應用於其中之電壓變化密度且/或色 彩。這些不同的電壓在顯示器上能夠產生不同的色彩之色 度，甚至於在提及彩色顯示器時，通稱之為「灰階色度」 (shades of gray) 〇 眾所皆知地，藉由每次選擇顯示器中之一列且應用控 制電壓至選擇列中的每一行中，可個別地控制螢幕上的影 像顯示。在選擇此類每一列的期間之時期可稱之為「列驅 動期」（row drive period)。上述的過程係針對螢幕上

第4頁 509884 五、發明說明（2) 的每個個別的列進行；例如，若在陣列中具有4 8 0列，代 表在一個顯示循環的當時具有4 8 0個列驅動期。在一個顯 示循環完成後，亦即在陣列中的每個列皆已經被選取過後 ，另一個顯示循環將開始，且重複上述過程以重設且/或 更新顯示影像。顯示器的圖素將會在每秒鐘内反覆地重設 或更新很多次，圖素中的儲存電壓不但更新而且藉由此類 的圖素將可長時間地顯示色度中的每一變化。 傳統的液晶顯示器之驅動器亦可稱之為源極驅動裝置 (Source Driver)。一般而言，源極驅動裝置100包含了 兩大組成部分：一為數位電路部分1 1 0，另一則為類比電 胃 路部分1 2 0。類比電路1 2 0通常由一數位-類比轉換元件（ Digital to Analog Converter; DAC) 13 0與一輸出緩衝元 件（Output Buffer) 14 0所構成，如第一圖所示。當一啟 始脈衝訊號1 5 0經由數位電路部分1 1 0輸出至類比電路部分 1 2 0之數位-類比轉換元件1 3 0時，數位_類比轉換元件1 3 0 會將數位輸入資料轉換成類比電壓（灰階）。然後，類比 電壓會輸入至輸出緩衝元件1 4 0中以緩衝且驅動較大的電 容負載（capacitance load) ，其中，輸出緩衝元件140的 存在係由於數位-類比轉換元件1 3 0所輸出的類比電壓尚不 足以推動至足夠的電容，因而必須利用輸出緩衝元件1 4 0 加以驅動至一預定的電容負載。然而，傳統的輸出緩衝元 件1 40通常係為一運算放大器（Operating Amplifier; OPAMP)，運算放大器（0PAMP)的本質卻會在靜態的狀況

509884 五、發明說明（3) 下耗損一靜態電流。此外，為了達到高速運作的要求，勢 必要提高運算放大器（〇PAMP)的電容負載之驅動速度，亦 即，提升電壓轉換的速度。然而，運算放大器（0ΡΑΜΡ)的 變頻速度與靜態電流成正比，換句話說，當電壓‘轉換的速 度越快時’靜態電流的損耗將會越大5因而耗費極大的電 能。對於目前亟欲尋求具有省電、低功率且高效率之液晶 顯示器而言，此一方面仍為此領域之產業亟待突破的目標 ' 〇 鑒於上述之種種原因，我們更需要一種新的液晶顯示 器所使用之源極驅動裝置，以便於液晶顯示器能具有更為 省電且快速轉換電壓的特性，亦能夠達到提昇液晶顯示器 的效率與節省經濟的目的。 5 - 3發明目的及概述： 鑒於上述之發明背景中，傳統的液晶顯示器之源極驅 動裝置，其所產生的諸多缺點，本發明提供一新的類比電 路可用以克服傳統的源極驅動裝置之類比電路所產生的問 題。 本發明主要的目的係在提供一種液晶顯示器之源極驅 動裝置。本發明係藉由一新的類比電路構成一新的源極驅

第6頁 509884 五、發明說明（4) 動裝置以使得源極驅動裝置在靜態下不損耗靜態電流，進 而達到省電的效率。此外，本發明之類比電路係使用一新 的輸出緩衝元件以取代傳統的運算放大器（OPAMP)，並可 避免靜態電流的損耗。另一方面，新的輸出緩衝元件亦可 大幅度地提升輸出緩衝元件之電壓轉換的速度而不至於引 發大量的靜態電流之損耗以提升液晶顯示器的驅動效率。 再者，本發明之輸出緩衝元件具有校正電壓轉換的功能， 以便於能十分精確地微調至各種預定電壓下，使得液晶顯 示器能準確地顯示各種色彩之亮度與色度。因此，本發明 的方法能夠符合經濟上的效益且極具產業上之利用性。 ^ 根據以上所述之目的，本發明揭示了一種新的液晶顯 示器之源極驅動裝置。源極驅動裝置至少包含：一數位電 路與一類比電路，而類比電路至少包含了一數位-類比轉 換元件與一輸出緩衝元件，且輸出緩衝元件更包含：一比 較器（comparator)、一控制邏輯（control logic)與一 電荷泵（charge pump)，其中，比較器係作為比較經由數 位-類比轉換元件所輸入的第一類比訊號與經由輸出緩衝 元件反饋的第二類比訊號之用，且控制邏輯係在精確度達 到一可容許範圍時作為控制電荷泵的開關之用，其中，精 _丨 確度係指輸出緩衝元件中之輸出電壓與輸入電壓的差異程 度。此外，電荷泵的組成至少包含：一增電流裝置與一降 電流裝置，其中，增電流裝置能根據控制邏輯所輸出之訊 號輸出電荷至負載電容中，且降電流裝置能根據控制邏輯

509884 五、發明說明（5) 所輸出之訊號從負載電容中輸出電荷。再者，為了達到更 佳的精確度，亦即，輸出緩衝元件中之輸出電壓與輸入電 壓的差異程度極微，本發明提供一微調電荷泵（fine tune charge pump)與一粗調電荷系(course tune charge pump )，或是並聯複數個電荷泵以使得電壓調整範圍更為細緻 ，達到精確控制液晶顯示器之色澤與亮度的目的。 5 - 4發明的詳細說明： 本發明在此所探討的方向為一種液晶顯示器之源極驅 動裝置。為了能徹底地瞭解本發明，將在下列的描述中提 出詳盡的步驟或組成元件。顯然地，本發明的施行並未限 定於液晶顯示器之產業領域的技藝者所無習的特殊細節中 。另一方面，眾所周知的製程步驟或組成元件並未描述於 細節中，以避免造成本發明不必要之限制。本發明的較佳 實施例會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本 發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，且本發明的範 圍不受限定，其以之後的專利範圍為準。 參考第二A圖所示，在本發明之第一實施例中，首先 提供一液晶顯示器之源極驅動裝置2 0 0。源極驅動裝置2 0 0 至少包含··一數位電路2 〇 5與一類比電路2 1 0，且類比電路 2 1 0至少包含了一數位-類比轉換元件2 1 5與一輸出緩衝元

第8頁 509884 五、發明說明（6) 件2 2 0 ’其中’輸出緩衝元件2 2 0更包含··一比較器（

comparator)225、一控制邏輯（ control logic) 2 3 0與一 電荷泵（charge pump) 2 3 5。數位電路2 0 5產生一數位訊號 2 7 0且傳輸至類比電路2 1 0之數位-類比轉換元件2 1 5中，並 藉由數位-類比轉換元件2 1 5將數位訊號2 7 0轉換成第一類 比訊號24 0A，然後將第一類比訊號24 0A傳輸至輸出緩衝元 件2 2 0中。上述之比較器2 2 5至少包含一第一輸入端2 2 5A、 一第二輸入端225B、一增壓輸出端225 C與一減壓輸出端 2250，且比較器2 2 5係藉由第一輸入端22 5人接收第一類比 訊號2 4 0 A與第二輸入端2 2 5 B接收反饋的第二類比訊號2 4 0 B ’以便於比較器2 2 5比較經由數位-類比轉換元件2 1 5所輸 入的第一類比訊號2 4 0 A與經由輸出緩衝元件2 2 0反饋的第 一類比訊號2 4 0 B。此外，比較器2 2 5係藉由增壓輸出端 225C輸出一增壓控制訊號與減壓輸出端：2 2 5D輸出減壓控制 訊號。若是第一類比訊號2 4 0 A大於第二類比訊號2 4 0 B，則 比較器2 2 5將產生增壓控制訊號，且減壓控制訊號失效。 相對地，若是第一類比訊號24 0A小於第二類比訊號2 4 0B， 則比較器2 2 5將產生減壓控制訊號，且增壓控制訊號失效 。但若是第一類比訊號2 4 0 A與第二類比訊號2 4 0 B的差異程 度達到一可容許範圍時，則比較器2 2 5將不產生任何訊號 ’亦即，增壓控制訊號與減壓控制訊號皆失效。 參考第二A圖與第二B圖所示，在本實施例中，控制邏 輯2 3 0係藉由第一輸入端2 3 0 A與比較器2 2 5之增壓輸出端

第9頁 509884 五、發明說明（7) 2 2 5 C相連結以接收增壓控制訊號，且控制邏輯2 3 〇係藉由 第二輸·入端2 3 0B與比較器2 2 5之減壓輸出端2 2 5_連結以 接收減壓控制訊號，其中，在輸出電壓開始轉變的期間， 增壓控制訊號與減壓控制訊號皆會作動。此外，控制邏輯 2 3 0係在第一類比訊號24〇A與第二類比訊號以⑽的差異程 度達到一可容許範圍時作為控制電荷泵2 3 5的開關之用。 泵2 3 5的組成至少包含：一增流裝置25〇與一減流裝置 咕於其.Λ/增流裝置2 5 0能根據控制邏輯2 3 0所輸出之訊 =電#何山至一電容2 6 0中，且減流裝置2 5 5能根據控制邏 U ί !之訊號從電容26 0中輸出電荷。增電流裝置 2 /八—增流聚25〇Α與一增流開關25〇Β，增流開關 含—Ρ型金屬氧化半導體元件（PM0S)，其中， 習^開關2 5 0Β之源極端耦合增流泵25〇Α 且 開關2 5 0 Β之閑極端耗合控制邏輯26〇之第一輸出ζ 曰抓 =開_2咖之汲極繼電荷粟2 3 5之輸流 " 55至少包含—減流 55 一 開關？ R空+ a ⑼丨刚乙3 3 B ’減流 中，減法„ ^ ^含一 Ν型金屬氧化半導體元件（NM0S),其 減流開之源極端搞合減流菜2 5 5Α之輪出端，且 23 0D，盘減产極端耗合控制邏輯2 6 0之第二輸出端 。 ” "L開關2 5 5Β之汲極端耦合電荷泵2 3 5之輪出端 此外，增、、忐 n 端耦合形成_ Ρ崎關250β之汲極端與減流開關2 5 5Β之汲極 即點2 6 5與電荷泵2 3 5之輸出端，且節點265

第10頁 509884 五、發明說明（8) 一~ ----- 訊 效 分別耦合電容2 6 0與比較器2 2 5之第二輸入端245B。控制邏 輯2 3 0的第一輸入端2 3 0A之增壓控制訊號首先作動時，增 流裝置2 5 0亦隨之作動，且減流裝置2 5 5失效。在電壓轉曰變 /段時間後，控制邏輯2 3 0的第二輸入端23〇β之減壓控制 號作動2 ’減流裝置2 5 5亦隨之作動，且增流裝置255失 。直到第一類比訊號24 0A與第二類比訊號24〇的差異在 預設之容許範圍内時，控制邏輯23〇將不產生任何訊號、， 且增流裝置2 5 0與減流裝置2 5 5將因此而不作動，此時源極 驅動裝置2 0 〇即處於靜態下，且無任何靜態電流的損耗。 參考第二A圖所示’在本發明之第二實施例中，首先 提供源極驅動裝置之一類比電路3 〇 〇，類比電路3 〇 〇至少包 含了 數位-類比轉換元件3 1 0與一輸出緩衝元件3 1 5，其 中，輸出+緩衝元件3 15更包含··一比較器：32〇、一控制邏輯 3 2 5與一第一電荷泵3 3 0以及一第二電荷泵3 3 5。一數位訊 號3 1 0 Α傳輸至類比電路3 〇 〇之數位—類比轉換元件3丨〇中， 並藉由數位-類比轉換元件3 1 〇將數位訊號3 1 〇 A轉換成一第 一類比訊號3 5 0A，然後將第一類比訊號3 5 0A傳輸至輸出缓 衝元件31 5中。上述之比較器3 2 0至少包含一正輸入端32 0A 、一負輸入端320B、一增壓輸出端320 C與一減壓輸出端 3 2 0 D，且比較器3 2 0係藉由正輸入端3 2 0 A接收第一類比訊 號3 5 0 A與負輸入端3 2 0 B接收反饋的第二類比訊號3 5 0 B，以 便於比較器3 2 0比較經由數位-類比轉換元件3 1 0所輸入的 第一類比訊號3 5 0 A與經由輸出緩衝元件3 1 5反饋的第二類

509884 五、發明說明（9) 比訊號3 5 0 B。此外，比較器3 2 0係藉由增壓輸出端3 2 〇 c輸 出一增壓控制訊號與減壓輸出端3 2 0 D輸出一減壓控制訊费 。若是第一類比訊號3 5 0 A大於第二類比訊號3 5 0 B，則比較 器32 0將產生增壓控制訊號，且誠壓控制訊號失效。相對 地，若是第一類比訊號3 5 0 A小於第二類比訊號3 5 〇 B，則比 較器3 2 0將產生減壓控制訊號，且增壓控制訊號失效。但 若是第一類比訊號3 5 0A與第二類比訊號3 5 0B的差異程度達 到一可容許範圍時，則比較器3 5 0將不產生任何訊號，亦 即，增壓控制訊號與減壓控制訊號皆失效。

參考第三A圖與第三B圖所示，在本實施例中，控制邏 輯32 5係藉由第一輸入端325 A與比較器3 2 0之增壓輸出端 3 2 0 C相連結以接收增壓控制訊號，且控制邏輯3 2 5係藉由 第二輸入端3 2 5B與比較器3 2 0之減壓輸出：端32〇_連結以 接收減壓控制訊號。此外，控制邏輯3 2 5係在第一類比訊 號3 5 0 A與第二類比訊號3 5 0 B的差異程度達到一可容許範圍 時作為控制第一電荷泵3 3 0與第二電荷泵3 3 5的開關之用。 如上所述，第一電荷泵3 3 0的組成至少包含：一第一 增流開關3 3 0A與一第一增流泵33 0B，第一増流開關33〇緣 少包含一 P型金屬氧化半導體元件（PMOS)，其^，第一增 流開關3 3 0A之源極端耦合第一增流泵33 0B之輪出端，且第 一增流開關3 3 0 A之閘極端耦合控制邏輯3 2 5之_第一輸出 端32 5C，與第一增流開關33 0A之汲極端耦合第一電荷泉

第12頁 509884 五、發明說明（ίο) 3 3 0之輸出端；一第一減流開關3 3 0 C與一第一減流泵3 3 0 D ，第一減流開關3 3 0 A至少包含一腫金屬氧化半導體元件（ NM0S)，其中，第一減流開關3 3 0C之源極端耦合第一減流 泵3 3 0 D之輸出端，且第一減流開關3 3 0 C之閘極端耦合控制 邏輯3 2 5之第二輸出端3 2 5 D，與第一減流開關3 3 0 (：之汲極 端耦合電荷泵3 3 0之輸出端。此外，第一增流開關3 3 0 A之 汲極端與第一減流開關3 3 0 C之汲極端耦合形成一第一節點 3 4 0 A與電荷泵3 3 0之輸出端。 如上所述，第二電荷泵3 3 5的組成至少包含：一第二 增流開關3 3 5 A與一第二增流泵3 3 5 B，第二增流開關3 3 5 A至 少包含一 P型金屬氧化半導體元件（PMOS)，其中，第二增 流開關3 3 5 A之源極端耦合第二增流泵3 3 5 B之輸出端，且第 二增流開關3 3 5 A之閘極端耦合控制邏輯3 2 5之一第三輸出 端3 2 5 E，與第二增流開關3 3 5 A之汲極端耦合第二電荷泵 3 3 5之輸出端；一第二減流開關3 3 5 C與一第二減流泵3 3 5 D ，第二減流開關33 5C至少包含一 N型金屬氧化半導體元件（ NM0S)，其中，第二減流開關3 3 5C之源極端耦合第二減流 泵3 3 5 D之輸出端，且第二減流開關3 3 5 C之閘極端耦合控制 邏輯3 2 5之第四輸出端3 2 5 F，與第二減流開關3 3 5 C之汲極 端耦合第二電荷泵3 3 5之輸出端。此外，第二增流開關 3 3 5 A之汲極端與第二減流開關3 3 5 C之汲極端耦合形成一第 二節點3 4 0 B與第二電荷泵3 3 5之輸出端。此外，第一節點 3 4 0 A耦合第二節點3 4 0 B以形成一第三節點3 4 0 C，且經.由第

第13頁 509884 五、發明說明（π) 三節點3 4 0 C分別耦合至一電容3 4 5與比較器3 2 0之負輸入端 3 2 0B〇

如上所述，當控制邏輯3 2 5的第一輸入端3 2 5 A之增壓 控制訊號首先作動時，控制邏輯3 2 5的第一輸出端3 2 5 C啟 動，且控制邏輯3 2 5的第二輸出端3 2 5 D失效。在電壓轉變 一段時間後，控制邏輯3 2 5的第二輸入端3 2 5B之減壓控制 訊號開始作動，控制邏輯325的第四輸出端32 5F啟動，且 控制邏輯3 2 5的第三輸出端3 2 5 E失效。相對地，當控制邏 輯3 2 5的第二輸入端3 2 5 B之減壓控制訊號首先作動時，控 制邏輯3 2 5的第二輸出端3 2 5 D啟動，且控制邏輯3 2 5的第一 輸出端3 2 5 C失效。在電壓轉變一段時間後，控制邏輯3 2 5 的第一輸入端325 A之增壓控制訊號開始彳乍動，控制邏輯 3 2 5的第三輸出端3 2 5 E啟動，且控制邏輕3 2 5的第四輸出端 3 2 5F失效。 據此，第一電荷泵3 3 0可稱之為粗調電荷泵（c 〇 u r s e Tune Charge Pump)且第二電荷泵3 3 5可稱之為微調電荷泵 (Fine Tune Charge Pump)。當第一類比訊號 350 A 與第二 類比訊號3 5 0 B的差異在預設之容許範圍内時，控制邏輯 3 2 5將不產生任何訊號，且第一電荷泵3 3 0與第二電荷泵 3 3 5將因此而不作動，此時源極驅動裝置即處於靜離下， 且無任何靜態電流的損耗。為了使電壓達到高速轉態且高 精確度的目的，本實施例以一快速粗調電荷泵3 3 〇並聯一

第14頁 509884 五、發明說明（12) 預设之谷终範圍窄於快速粗調電荷泵3 3 〇之慢速微調電荷 泵3 3 5使得類比訊號的差異更為精確且轉態更為迅速。當 粗調電荷栗3 3 0停止作動時，將會啟動微調電荷泵3 3 5的操 作’且在達到具有更高精確度之預設的容許範圍後，停止 微調電荷泵3 3 5的操作。再者，粗調電荷泵33 〇與微調電荷 泵3 3 5的操作係為交互作用，亦即，當粗調電荷泵3 3 〇作動 時’微调電荷泵3 3 5係為靜止狀態，然而當微調電荷泵3 3 5 作動時’則粗調電荷泵3 3 〇係在靜止狀態下，在達到具有 更高精確度之預設的容許範圍後，兩者將在靜止狀態下。

參考第四圖所示，在本發明之第三實施例中，首先提 供一液晶顯不器之具有多段式調節電壓的源極驅動裝置 4〇〇,其中，源極驅動裝置4〇〇至少包含一數位電路4〇5與 類比電路4 1 0。數位電路4 〇 5係藉由一 k移暫存器（丨f七 Register) 415接收一啟始脈衝訊號（Startpulse) 42〇， 且位移暫存器41 5係與一資料閃（Data Latch) 4 2 5相連結 ’以便於傳輸訊號至資料閂4 2 5中。類比電路4 1 〇係藉由_ 數位-類比轉換元件430與數位電路4 0 5之資料閂425相連接 以接收數位訊號，並將數位訊號轉換成類比訊號。數位— 類比轉換元件4 3 0係與一比較器435之一正輸入端44〇相連 接，以便於將類比訊號經由正輸入端4 4 〇傳輸至比較器4 3 5 中。比較器43 5係與一控制邏輯445相連結，且控制邏輯 。445根據比較器4 3 5所傳輸的訊號產生增流訊號或是減流訊 號。控制邏輯445係與複數個調整電荷泵45〇相連接以根據

第15頁 509884 五、發明說明03) 增流訊號或是減流訊號控制複數個調整電荷泵4 5 0，其中 ，複數個調整電荷泵4 5 0分別具有不同電壓調整範圍。複 數個調整電荷泵4 5 0彼此之間互相連結以形成一節點4 5 5， 且經由節點4 5 5連接比較器4 3 5之一負輸入端4 6 0以回饋一 訊號至比較器4 3 5中。複數個調整電荷泵4 5 0係藉由節點 4 5 5與一液晶顯示器之顯示板4 6 5中的電容4 7 0相連接，以 便於藉由複數個調整電荷泵4 5 0精確地達到所需之電容電 壓，藉此可使得顯示板4 6 5展現極為精緻的色度與亮度。 如上所述，在本發明的實施例中，本發明係藉由一新 的類比電路構成一新的源極驅動裝置以使得源極驅動裝置胃 在靜態下不損耗靜態電流，進而達到省電的效率。此外， 本發明之類比電路係使用一新的輸出緩衝元件以取代傳統 的運算放大器（OPAMP)，並可避免靜態t流的損耗。另一 方面，新的輸出緩衝元件亦可大幅度地提升輸出緩衝元件 之電壓轉換的速度而不至於引發大量的靜態電流之損耗以 提升液晶顯示器的驅動效率。如第五A圖所示，當輸出電 壓由高壓V轉換至低壓V聘，動態電流僅在T至T炙間持續 地損耗-1 ch，當作動完畢，靜態電流為0。相對地，當輸出 電壓由低壓V轉換至高壓V聘，動態電流亦僅在T至T A間· 持續地損耗I ch，當作動完畢，靜態電流為0，如第五B圖所 示。 再者，本發明之輸出緩衝元件具有校正電壓轉換的功

第16頁 509884 五、發明說明（14) —---~ 能’以便於能十分精確地微調至各種預定電壓下，使得液 晶顯示器能準確地顯示各種色彩之亮度與色度。如第五^ 圖所示，當輸出電壓必須由高壓V轉換至低壓V持，先啟 動粗調電流泵以便於快速地降壓直到低於低壓V 2，接著， 啟動微調電流泵使得電壓回升至約為低壓v在右，微調電 流泵可使得電壓更為精確地接近低壓V 2。另一方面，微調 電流泵在粗調時間内並不作動’且粗調電流泵在微調時間 内並不作動，如第五D圖所示。此外’本發明亦可針對精 確度設計具有不同容許範圍的調整電流泵’且並聯複數個 具有不同容許範圍的調整電流泵以形成一新的輸出緩衝元 件，以便於取代傳統的輸出緩衝元件所使用之運算放大器 。因此，本發明的方法能夠符合經濟上的效益且極具產業 上之利用性。 當然，本發明可能用在任何類比電路之輸出缓衝元件 上，也可能用在任何液晶顯示器之源極驅動裝置設備上。 而且，本發明藉由新的輸出緩衝元件之電壓調整作用’运 今仍未發展用在關於液晶顯示器之源極驅動裝置方面。對 液晶顯示器而言，本方法為一較佳可行之源極驅動裝置的 輸出緩衝元件。 顯然地，依照上面實施例中的描述，本發明玎能有許 多的修正與差異。因此需要在其附加的權利要求項之範園 内加以理解’除了上述洋細的描述外，本發明還可以廣泛

第17頁 509884 五、發明說明（15) 地在其他的實施例中施行。 上述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本 發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神 下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述申請專利範 圍内。

第18頁 509884 圖式簡單說明 第一圖所示係為傳統之液晶顯示器的源極驅動器之電 路方塊圖； 第二A圖與第二B圖所示係為根據本發明之第一較佳實 施例中，具有新的輸出緩衝器之類比電路的電路方塊圖； 第三A圖與第三B圖所示係為根據本發明之第二較佳實 施例中，具有微調電壓功能之類比電路的電路方塊圖； 第四圖所示係為根據本發明之第三較佳實施例中，具 有先的類比電路之源極驅動器的電路方塊圖； 第五A圖所示係為高壓V轉換至低壓V之電流損耗關係 圖， 第五B圖所示係為低壓V轉換至高壓V冬電流損耗關係 圖， 第五C圖所示係為根據本發明之電壓調整的示意圖； 第五D圖所示係為根據本發明之電壓調整原理的示意 圖0

第19頁 509884 圖式簡單說明 主要部分之代表符號： 100 源極驅動裝置 110 數位電路部分 120 類比電路部分 130 數位-類比轉換元件 140 輸出緩衝元件 15 0 啟始脈衝訊號 2 0 0 源極驅動裝置 2 0 5 數位電路 210 類比電路 2 1 5 數位-類比轉換元件 2 2 0 輸出緩衝元件 2 2 5 比較器 2 2 5 A 第一輸入端 2 2 5B 第二輸入端 2 2 5 C 增壓輸出端 2 2 5D 減壓輸出端 2 3 0 控制邏輯 2 3 0 A 第一輸入端 2 3 0B 第二輸入端 230C 第一輸出端 2 3 0D 第二輸出端 2 3 5 電荷泵 2 4 0 A 第一類比訊號 509884 圖式簡單說明 24 0B 第二類比訊號 2 5 0 增流裝置 2 5 0A 增流泵 2 5 0B 增流開關 2 5 5 減流裝置 2 5 5 A 減流栗 2 5 5 B 減流開關 2 6 0 電容 2 6 5 節點 2 7 0 數位訊號 3 0 0 類比電路 310 數位-類比轉換元件 31 0A 數位訊號 315 輸出缓衝元件 3 2 0 比較器 3 2 0 A 正輸入端 3 2 0 B 負輸入端 32 0C 增壓輸出端 32 0D 減壓輸出端 32 5 控制邏輯 3 2 5A 第一輸入端 3 2 5B 第二输入端 3 2 5 C 第一輸出端 3 2 5D 第二輸出端

第21頁 509884 圖式簡單說明 3 2 5E 第三輸出 端 3 2 5F 第四輸出 端 330 第一電荷 泵 3 3 0A 第一增流 開關 3 3 0B 第一增流 泵 3 3 0C 第一減流 開關 3 3 0D 第一減流 泵 335 第二電荷 泵 3 3 5A 第二增流 開關 3 3 5B 第二增流 泵 3 3 5C 弟二減流 開關 3 3 5D 第二減流 泵 340A 第一節點 34 0B 第二節點 34 0C 第三節點 345 電容 3 5 0A 第一類比訊號 3 5 0B 第二類比 訊號 400 源極驅動裝置 405 數位電路 410 類比電路 415 位移暫存 器 420 啟始脈衝訊號 425 資料閂 ❿ «

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Claims (1)

1. 509884 六、申請專利範圍 1. 一種源極驅動裝置之類比電路，該類比電路至少包含： 一第一次電路，該第一次電路係用以接收一數位訊號 並加以轉換成一第一類比訊號； 一第二次電路，該第二次電路係藉由耦合方式接收該 第一次電路所產生之該第一類比訊號，並產生一控制訊號 ;與 一第三次電路，該第三次電路係藉由耦合方式接收該 第二次電路所產生之該控制訊號，且該第三次電路耦合一 第四次電路，其中，該第四次電路係藉由耦合方式將一第 二類比訊號反饋至該第二次電路中，且該第二次電路可根 據該第一類比訊號與該第二類比訊號的差異決定該控制訊 號。 2. 如申請專利範圍第1項所述之類比電踗，其中上述之第 四次電路至少包含一增流裝置與一減流裝置，且該增流裝 置與該減流裝置彼此之間互相電性耦合。 3. 如申請專利範圍第2項所述之類比電路，其中上述之增 流裝置至少包含一增流開關與一增流泵，該增流開關係藉 由電性耦合控制該增流泵。 4. 如申請專利範圍第2項所述之類比電路，其中上述之減 流裝置至少包含一減流開關與一減流泵，該減流開關係藉 由電性I馬合控制該減流系。

   第24頁 509884 六、申請專利範圍 5. —種液晶顯示器之源極驅動裝置，該源極驅動裝置至少 包含： 一數位電路，該數位電路可產生一數位訊號；與 一類比電路，該類比電路與該數位電路電性耦合以接 收該數位訊號，且該類比電路至少包含： 一數位-類比轉換元件，該數位-類比轉換元件與該數 位電路電性耦合以接收該數位訊號並加以轉換成一第一類 比訊號；與 一輸出緩衝元件，該輸出緩衝元件至少包含： 一比較器，該比較器與該數位-類比轉換元件電性 耦合以接收該第一類比訊號，且該比較器與該輸出緩衝元 件之輸出端電性耦合以接收一反饋之第二類比訊號，並比 較該第一類比訊號與該第二類比訊號之差異以產生一第一 控制訊號與一第二控制訊號，且該第一控制訊號與該第二 控制訊號交互作用； 一控制邏輯，該控制邏輯與該比較器電性耦合以接 收該第一控制訊號與該第二控制訊號；與 一電荷泵，該控制邏輯與該電荷泵電性耦合以控制 該電荷泵的作動，且該電荷泵與該比較器電性耦合以反饋 該第二類比訊號至該比較器中，其中，該電荷系以電性#禺 合調節外部電壓。 6. 如申請專利範爵第5項所述之源極驅動裝置，其中上述

   第25頁 509884 六、申請專利範圍 之電荷泵至少包含一增流裝置，該增流裝置藉由電性耦合 接收該第一控制訊號以增加電容負載。 7. 如申請專利範圍第6項所述之源極驅動裝置，其中上述 之增流裝置至少包含一增流開關與一增流泵，該增流開關 係藉由電性搞合控制該增流泵。 8. 如申請專利範圍第5項所述之源極驅動裝置，其中上述 之電荷泵至少包含一減流裝置，該減流裝置藉由電性耦合 接收該第二控制訊號以降低該電容之負載。 9. 如申請專利範圍第8項所述之源極驅動裝置，其中上述 之減流裝置至少包含一減流開關與一減流泵，該減流開關 係藉由電性搞合控制該減流泵。 1 0. —種源極驅動裝置之顧比電路，該類比電路至少包 含·· 一數位-類比轉換元件，一數位訊號經由該數位-類比 轉換元件之輸入端進入該數位-類比轉換元件以轉換成一 第一類比訊號； 一比較器，該比較器之一第一輸入端係與該數位-類 比轉換元件相連結以接收該第一類比訊號； 一控制邏輯，該控制邏輯之第一輸入端係與該比較器 之第一輸出端相連結以接收一第一控制訊號，該控制邏輯

   第26頁 509884 六、申請專利範圍 之第二輸入端係與該比較器之第二輸出端相連結以接收一 第二控制訊號； 一電荷泵，該電荷泵之一第一輸入端係與該控制邏輯 之第一輸出端相連結以接收該第一控制訊號，且該電荷系 之一第二輸入端係與該控制邏輯之第二輸出端相連結以接 收該第二控制訊號；與 該電荷泵之輸出端係與該比較器之一第二輸入端相連 結以形成一節點，並反饋一第二類比訊號至該比較器中， 且該比較器根據該第一類比訊號與該第二類比訊號產生該 第一控制訊號與該第二控制訊號。 11.如申請專利範圍第1 0項所述之類比電路，其中上述之 第一類比訊號大於該第二類比訊號，則該第一控制訊號作 動，且該第二控制訊號失效。 1 2.如申請專利範圍第11項所述之類比電路，其中上述之 第一控制訊號至少包含一增壓訊號。 -0! 之作 述號 上訊 中制 其控 ，二 路第 電該 比則 類， 之號 述訊 所比。 g類效 1 二失 第第號 圍該訊 範於制 利小控 專號一 請訊第 申比該 如類且• 1 ， 3 1第動 之 述 上 中 其 路 電 比 類。 之號 述訊 所壓 項減 31 一 第含 圍包 範少 利至 專號 請訊 申制 如控 •二 4 11

   第27頁 509884 六、申請專利範圍 1 5.如申請專利範圍第1 0項所述之類比電路，其中上述之 第一類比訊號與該第二類比訊號的差異小於一預定容許度 ，則該第一控制訊號與該第二控制訊號皆失效。 1 6.如申請專利範圍第1 0項所述之類比電路，其中上述之 電荷泵至少包含： 一第一開關，該第一開關之輸入端係耦合於該電荷泵 之該第一輸入端，且與該控制邏輯之該第一輸出端相連結 以接收該第一控制訊號； 一第一電流泵，該第一電流泵之輸出端係與該第一開 關之一輸出端相連結，以便於該第一開關控制該第一電流 泵的操作； 一第二開關，該第二開關之輸入端秦、耦合於該電荷泵 之該第二輸入端，且與該控制邏輯之該第二輸出端相連結 以接收該第二控制訊號； 一第二電流泵，該第二電流泵之輸出端係與該第二開 關之一輸出端相連結，以便於該第二開關控制該第二電流 泵的操作；與 該第二開關之另一輸出端係與該第一開關之另一輸出 端相連結以形成該節點，其中，該節點係與該比較器之該 第二輸入端以便於反饋該第二類比訊號至該比較器中，且 該節點係耦合於該電荷泵之輸出端上以調節電壓負載。

   第28頁 509884 六、申請專利範圍 7 路 比 類 之 述 所 第 件 元 體 導 半 化 氧 屬 項Η 6 金圍一 範含 利包 專少 請至 申關 0W 之 述 上 中 其 P 之 述 上 中 其 路 電 比 類 之 述 所 11 第 圍 範 利 專 請 申 如 8 上 點 節 該 於 合 耜 係 端 極 汲 的 件 元 體 導 半 化 氧 属 金 型 P 之 述 上 中 其 路 ^¾ 比 類 之 述 所 11 第 圍 範 利 專 請 申 如 第 該 之 泵 荷 電 亥 古° 於 合 耜 係 端 極 閘 的 件 元 體 導 半。 化上 氧端 屬入 金輸 型一 P 之 述 上 中 其 路 電 比 類 之 述 所 7X1 _|..............·*· 第 圍 範 利 專 請 申 如 之 泵 流 ^^ - 第 該 於 合 耦 係 端 極 源 的 件 元 體 導 半 化。 氧上 屬端 金出 型輸 之 述 上 中 其 路 電 比 類 之 述 所 項。 6 1 栗 第流 圍增 从耗 一 利為 專係 請泵 申流 如電 i 1—| 2 第 2 2 .如申請專利範圍第1 6項所述之類比電路，其中上述之 第二開關至少包含一 N型金屬氧化半導體元件。 2 3 .如申請專利範圍第2 2項所述之類比電路，其中上述之N 型金屬氧化半導體元件的汲極端係耦合於該節點上。 2 4.如申請專利範圍第2 2項所述之類比電路，其中上述之N

   第29頁 509884 六、申請專利範圍 型金屬氧化半導體元件的閘極端係耦合於該電荷泵之該第 二輸入端上。 2 5 .如申請專利範圍第2 2項所述之類比電路，其中上述之N 型金屬氧化半導體元件的源極端係耦合於該第二電流泵之 輸出端上。 2 6 .如申請專利範圍第1 6項所述之類比電路，其中上述之 弟《—電流栗係為一減流栗。 (9 2 7. —種源極驅動裝置之類比電路，該類比電路至少包含 μ 一數位-類比轉換元件，一數位訊號經由該數位-類比 轉換元件之輸入端進入該數位-類比轉S元件以轉換成一 第一類比訊號； 一具有一第一容許範圍與一第二容許範圍之比較器， 該比較器之一第一輸入端係與該數位-類比轉換元件相連 結以接收該第一類比訊號； 一控制邏輯，該控制邏輯之一第一輸入端係與該比較 器之一第一輸出端相連結以接收一第一訊號與一第二訊號 ，該控制邏輯之一第二輸入端係與該比較器之一第二輸出 端相連結以接收一第三訊號與一第四訊號； 一適用該第一容許範圍之第一電荷泵，該第一電荷泵 之一第一輸入端係與該控制邏輯之一第一輸出端相連結以

   第30頁 509884 六、申請專利範圍 接收該第一訊號，且該第一電荷泵之一第二輸入端係與該 控制邏輯之 一適用該 之 第一輸入 結以接 與該控 與 該 第一節 連結以 該 收該第 制邏輯 第二輸出端相連結 第二容許範圍之第 端係分別與該控制 二訊號，且該第二 之一第四輸出端相 第一電荷泵與 點 且該第一 反饋一 第一類 生該第一訊號 第二類 比訊號 與該第 第一類比訊號與該第 範圍時，該第一訊號 該第一類比訊號 容許範圍時，該比 訊號並 範圍時 訊號與該第四 訊號與該第二類比訊 該比較器使得該第一 號皆失效。 該第二電荷 節點係與該 比訊號至該 大於該第二 二訊號並啟 二類比訊號 失效；與 與該第二類 較器根據該 啟動該第二 號之差異約 訊號、第二 以接收該第三訊號； 二電荷泵，該第二電荷泵 邏輯之一第三輸出端相連 電荷泵之一第二輸入端係 連結以接收該第四訊號； 泵之輸出端互相搞合成一 比較器之一第二輸入端相 比較器中； 類比訊號時，該比較器產 動該第一電荷泵，直到該 之差異約小於該第一容許 比訊號之差異約小於該第 第二容許範圍產生該第三 電荷泵，直到該第一類比 小於該第二容許範圍時， 訊號、第三訊號與第四訊 2 8 .如申請專利範圍第2 7項所述之類比電路，其中上述之 第一類比訊號大於該第二類比訊號，則在第一容許範圍操 作時，該第一訊號作動，且該第二訊號失效。

   第31頁 509884 六、申請專利範圍 2 9 .如申請專利範圍第2 7項所述之類比電路，其中上述之 第一類比訊號小於該第二類比訊號，則在第一容許範圍操 作時，該第二訊號作動，且該第一訊號失效。 3 0 .如申請專利範圍第2 7項所述之類比電路，其中上述之 第一類比訊號大於該第二類比訊號，則在第二容許範圍操 作時，該第三訊號作動，且該第四訊號失效。 3 1.如申請專利範圍第2 7項所述之類比電路，其中上述之 第一類比訊號小於該第二類比訊號，則在第二容許範圍操 作時，該第四訊號作動，且該第三訊號失效。 3 2 .如申請專利範圍第2 7項所述之類比t路，其中上述之 第一電荷泵至少包含： 一第一增流開關，該第一增流開關之輸入端係耦合於 該第一電荷泵之該第一輸入端，且與該控制邏輯之該第一 輸出端相連結以接收該第一訊號； 一第一增流泵，該第一增流泵之輸出端係與該第一增 流開關之一輸出端相連結，以便於該第一增流開關控制該 第一增流泵的操作； 一第一減流開關，該第一減流開關之輸入端係耦合於 該第一電荷泵之該第二輸入端，且與該控制邏輯之該第二 輸出端相連結以接收該第二訊號；

   第32頁 509884 六、申請專利範圍 一第一減流泵，該第一減流泵之輸出端係與該第一減 流開關之一輸出端相連結，以便於該第一減流開關控制該 第一減流泵的操作；與 該第一增流開關之另一輸出端係與該第一減流開關之 另一輸出端相連結以形成一第二節點，其中，該第二節點 係耦合於該第一節點上以調節電容負載之電壓。 3 3 .如申請專利範圍第3 2項所述之類比電路，其中上述之 第一增流開關至少包含一 P型金屬氧化半導體元件。 A 3 4.如申請專利範圍第3 3項所述之類比電路，其中上述之P ’ 型金屬氧化半導體元件的汲極端係耦合於該第二節點上。 3 5 .如申請專利範圍第3 3項所述之類比電:路，其中上述之P 型金屬氧化半導體元件的閘極端係耦合於該第一電荷泵之 該第一輸入端上。 3 6 .如申請專利範.圍第3 3項所述之類比電路，其中上述之P 型金屬氧化半導體元件的源極端係耦合於該第一電荷泵之

   輸出端上。 3 7 .如申請專利範圍第3 2項所述之類比電路，其中上述之 第一減流開關至少包含一 N型金屬氧化半導體元件。 509884 六、申請專利範圍 3 8 .如申請專利範圍第3 7項所述之類比電路，其中上述之N 型金屬氧化半導體元件的汲極端係耦合於該第二節點上。 3 9 .如申請專利範圍第3 7項所述之類比電路，其中上述之N 型金屬氧化半導體元件的閘極端係耦合於該第一電荷泵之 該第二輸入端上。 4 0 .如申請專利範圍第3 7項所述之類比電路，其中上述之N 型金屬氧化半導體元件的源極端係耦合於該第一減流泵之 輸出端上。 4 1.如申請專利範圍第2 7項所述之類比電路，其中上述之 第二電荷泵至少包含： 一第二增流開關，該第二增流開關之輸入端係與該控 制邏輯之第三輸出端相連結以接收該第三訊號； 一第二增流泵，該第二增流泵之輸出端係與該第二增 流開關之輸出端相連結，以便於該第二增流開關控制該第 二增流栗的操作； 一第二減流開關，該第二減流開關之輸入端係與該控 制邏輯之第四輸出端相連結以接收該第四訊號； 一第二減流泵，該第二減流泵之輸出端係與該第二減 流開關之一輸出端相連結，以便於該第二減流開關控制該 第二減流泵的操作；與 該第二增流開關之另一輸出端係與該第二減流開關之

   第34頁 509884 六、申請專利範圍 另一輸出端相連結以形成一第三節點，其中，該第三節點 係耦合於該第一節點上以調節電容負載。 4 2.如申請專利範圍第4 1項所述之類比電路，其中上述之 第二增流開關至少包含一 P型金屬氧化半導體元件。 4 3 .如申請專利範圍第4 2項所述之類比電路，其中上述之P 型金屬氧化半導體元件的汲極端係耦合於該第三節點上。 4 4.如申請專利範圍第4 2項所述之類比電路，其中上述之P 型金屬氧化半導體元件的閘極端係耦合於該第二電荷泵之 該第一輸入端上。 4 5 .如申請專利範圍第4 2項所述之類比t路，其中上述之P 型金屬氧化半導體元件的源極端係耦合於該第二增流泵之 輸出端上。 4 6.如申請專利範圍第4 1項所述之類比電路，其中上述之 第二減流開關至少包含一 N型金屬氧化半導體元件。 4 7.如申請專利範圍第4 6項所述之類比電路，其中上述之N 型金屬氧化半導體元件的汲極端係耦合於該第三點節上。 4 8 .如申請專利範圍第4 6項所述之類比電路，其中上述之N

   第35頁 509884 六、申請專利範圍 型金屬氧化半導體元件的閘極端係耦合於該第二電荷泵之 該第二輸入端上。 4 9 .如申請專利範圍第4 6項所述之類比電路，其中上述之N 型金屬氧化半導體元件的源極端係耦合於該第二減流泵之 輸出端上。 5 0. —種源極驅動裝置，該源極驅動裝置至少包含： 提供一液晶顯示板之一電容； 一數位電路； 一數位-類比轉換元件，該數位-類比轉換元件之輸入 端係與該數位電路之輸出端相連結； 一比較器，該比較器之一第一輸入端係與該數位-類 比轉換元件之輸出端相連結； 一控制邏輯，該控制邏輯之兩輸入端係分別與該比較 器之兩輸出端相連結； 複數個電荷栗’該複數個電荷栗之輸入端係分別與該 控制邏輯之複數個輸出端相連結，該複數個電荷泵之輸出 端彼此互相連結以形成一節點，且該節點係與該比較器之 一第二輸入端相連結，其中，該節點係與該液晶顯示板之 該電容相連結。 5 1.如申請專利範圍第5 0項所述之源極驅動裝置，其中上 述之數位電路至少包含一位移暫存器。

   第36頁 509884 六、申請專利範圍 5 2 .如申請專利範圍第5 0項所述之源極驅動裝置，其中上 述之數位電路至少包含一資料閂。 5 3 .如申請專利範圍弟5 0項所述之源極驅動裝置’其中上 述之複數個電荷泵至少包含複數個P型開關。 5 4 .如申請專利範圍第5 3項所述之源極驅動裝置，其中上 述之複數個P型開關係與複數個增流泵相連結。

   5 5 .如申請專利範圍第5 0項所述之源極驅動裝置 述之複數個電荷泵至少包含複數個N型開關。 5 6 .如申請專利範圍第5 5項所述之源極驅動裝置，其中上 述之複數個N型開關係與複數個減流泵相連結。 5 7.如申請專利範圍第5 5項所述之源極驅動裝置，其中上 述之複數個N型開關係分別與複數個P型開關耦合形成複數