TWI316696B - Display driver circuits having gray scale voltage amplifiers with variable drive capability - Google Patents

Description

1316696 17429pif.doc 九、發明說明： 【發明所屬之技街領域】 本發明是關於積體電路驅動器，特別是關於顯示驅動 器電路。 【先前技術】

白知的液晶顯示（LCD)驅動器電路可使用多個GAMMA =器’來驅動帶有灰階電壓（gray scale v〇itage)的顯示 二貝料線。但是，由於在一個顯示線驅動間隔期間（即，當 二?裏=顯示圖元正接收顯示資料時），有可能許多顯示 資料線需要並行（inparallel)接收同樣的灰階電壓，因此， 對於，個灰階餘，每—個GAMMA放大器可能需要支援 同樣局准位元（high level)的驅動能力。同樣驅域力的 支持可能導致消耗過多的電源。 【發明内容】 本發明k出了控制一放大器的驅動電流的 電路和 一方法，以回應要驅動的通道數目 根據本發明一實施例，提出的一放大器控制電路 -選擇電路，-計數器和至少—放大器。選擇電路回應— 輸入訊號而產生-輸出訊號。計數如應選擇電路二 訊號’而，出-控制訊號。*大器連接到計數器 = 子。放大盗的電流驅動能力被控制以回應此控制 擇電路是-解碼H或—多讀合器。放大器控制電=， 括-重置賴發生電路，其產生H置訊如 = 擇電路。重置職發生電路更產生-第二重置訊號以重2 1316696 17429pif.doc S十數器。當計數器是-N位元的計數器時，控制訊號是由 夕個上位植成，而上位元包括N位元計數器的最有意義 的位元（most significant bit，MSB)。計數器回應選擇電路 的輸出訊號狀態裏的變化，而產生控制訊號。 一放大器控制電路更包括—移位元暫存器塊，其接收輸 ^資料，並將接收到的輪人資料移位—預定的位元數目 元以產生輸入訊號。放大器控制電路更包括一空負載價 測盗’其回應選擇電路的輸出訊號，而控制放大器的啟動 和回復。 根據本發明另一實施例，提出的一放大器控制電路包 括多個選擇電路，多個計數器和多個放大器。每一個選擇 電路均回應一輸入訊號而產生一輸出訊號。每一個計數器 均回應相應的選擇電路的輪出訊號狀態裏的變化，而輸出 控制訊號。多個放大器的電流驅動能力被控制以回應從 相應的計數器輸出的控制訊號。放大器控制電路更包括多 個空負載偵測器，每一個空負載偵測器回應相應的選擇電 路的輸出訊號，以控制多個放大器之中至少一個放大器的 啟動和回復。多個放大器分別接收相應的灰階電壓。 根據本發明另一實施例，提出了 一控制一放大器的方 法’方法包括：回應一輸入訊號而產生一輸出訊號，計算 選擇電路的輸出訊號狀態裏的變化數目，並基於計算結果 輪出一控制訊號，以及回應此控制訊號而控制至少一個放 大器的電流驅動能力。此控制訊號由預定的位元數目所組 成’這些位元數目包括資料的MSB ’此資料的MSB代表 1316696 17429pif.doc 選擇電路的輪出訊號狀態裏的變化數目，此變化數目係由 計數器計算。 根據本發明另一實施例，提出了一控制一放大器的方 法’方法包括：回應一輸入訊號而產生多個輸出訊號，計 算相應的選擇電路的輸出訊號狀態裏的變化數目，並回應 計算結果而輪出多個控制訊號，此控制訊號包括一預定的 位元數目，以及控制多個放大器的電流驅動能力以回應從 相應的計數器輸出的控制訊號。 ❿【實施方式】 現在參照附圖，詳細描述本發明。附圖表示本發明的 示範性實施例。但是，本發明可以以許多其他形式具體化， 無需局限於這裏提出的實施例；而相反，提出這些實施例 是為了向任何熟習此技藝者，徹底、完全地表達本發明的範 圍。圖中相似的數位指相似的元件。 圖1是根據本發明一實施例之包括一放大器控制電 路20〇的系統100的方塊圖。系統100可以是一 TFT-LCD •驅動器，特別是一源驅動器。參照圖1，系統100包括一 灰階電壓發生器110、放大器控制電路2〇〇、一閂接電路 (latch circuit) 260、一極性控制電路27〇和一輸出選擇器 電路280。 °° 灰電壓發生器110產生多個灰階電壓（例如，64 個灰階電麗）.，並將它們輸出到—GAMMA放大器塊 (gamma amplifier block) 250。放大器控制電路 2〇〇 感測 (或計數）要驅動的通道數目，並回應通道數目，來控制 1316696 17429pif.doc GAMMA放大器塊250的每個GAMMA放大器的電流驅動 能力。閂接電路260響應一閂接計時訊號（latch clock signal) LAT-CLK，從一邏輯電路210接收18個位元單元 的資料（6位元元(灰階資料)x3(紅、綠和藍）），並閂接所 接收到的資料。 極性控制電路270回應一極性控制訊號Μ，控制顯示 資料的極性。舉例而言，當極性控制訊號Μ是0 (或低） 時’極性控制電路270將從閂接電路260輸出的顯示資料 傳輸到輸出選擇器電路280。當極性控制訊號Μ是1 (或 高）時’極性控制電路270接收從閂接電路260輸出的顯 示資料並翻轉（invert)接收到的顯示資料的極性，然後將 具有相反極性的顯示資料傳輪到輸出選擇器電路28〇。輸 出選擇器電路280回應從極性控制電路270輪出的顯示資 料’從GAMMA放大器塊250輸出的灰階電壓中選擇一 個，並產生對應於顯示資料的類比資料電壓，且緩衝 (buffer)此類比資料電壓，然後將緩衝的類比資料電壓輸 參出到一 LCD面板的資料線S1至SQ。換言之，輸出選擇 盗電路280驅動資料線S1至Sq。因此，輸出選擇器電路 280 具有一數位至類比轉換器（digitai_t〇_anai〇g c〇nverter) 和一輸出緩衝器（outputbuffer)的功能。 圖2是根據本發明第一實施例之放大器控制電路2〇〇 的方塊圖。參照圖1和圖2，放大器控制電路2〇〇包括邏 輯電路210 ’ 一控制電路230和GAMMA放大器塊250。 邏輯電路210包括一移位元暫存器塊（shiftregisterbl〇ck) 131669爲 if.doc 211 和一重置訊號發生電路（reset signai generating circuit) 213。移位暫存器塊211包括多個串聯的移位暫存器（未晝 出）。移位暫存器塊211接收X位元（X是自然數）序列 顯示資料（serial display data) DSD，將接收到的X位元 序列顯示資料DSD左移或右移一預定數目的位元值以回 應一計時訊號CLK，並輸出移位過的K位元（K是自然數） 資料SD。 重置訊號發生電路213基於計時訊號（clock signal) • CLK及/或序列顯示資料DSD，產生多個重置訊號（reset signal)RST1和HST2。重置訊號RST1是一脈衝訊號（puise signal)，用於重置多個選擇電路23〇ι至23〇n。較佳的是， 在將移位過的K位元資料SD輸入給多個選擇電路2301 至230n之前，產生重置訊號RST1。重置訊號RST2是一 脈衝訊號’用於重置多個計數器2401至240η。較佳的是， 重置訊號RST2與水準同步訊號（horizontal synchronization signal)同步。控制電路23〇包括多個選擇電路23〇1至23〇11 魯和夕個a十數态2401至240η。在此’ η是自然數。多個選擇 電路2301至230η可以是解碼器或多工複合器 (multiplexer )。 多個選擇電路2301至230η分別將訊號輸出到相應的 汁數器2401至24〇η，這些訊號是為了回應從移位暫存器 塊211所輸出之移位過的κ位元（例如，κ=6)資料SD 而被啟動的（activated)。多個計數器2401至240η可以 是Ν位元計數器。多個計數器2401至240η計算相應的選 10 1316696 17429pif.doc 擇電路2301至230η的輸出訊號狀態裏的變化數目，並將 相應的控制訊號ACS0至ACSn分別輸出到相應的放大器 2501 至 250η。 多個計數器2401至240η裡的每一個計數器的位元數 目取決於通道數目。較佳的是，由位元數目代表的數量（當 位元數目是9時’此數量是29)等於或大於通道數目。每 一個控制訊號ACS0至ACSn可以由上位元（upper bits ) 組成’上位元包括每一個N位元計數器2401至240η的位 元中所最有意義的位元 (most significant bit, MSB )。 GAMMA放大器塊250包括多個放大器2501至250η (η是自然數）。多個放大器2501至250η控制其電流驅 動能力以回應從計數器2401至240η所輸出的控制訊號 ACS0至ACSn ’而控制訊號ACS0至ACSn對應於從灰階 電壓發生器110所輸出的多個灰階電壓之中的灰階電壓。 因此，多個放大器2501至250η能夠分別驅動多個資料線 (或通道）以回應控制訊號ACS0至ACSn。 參照圖1和2，現在詳細說明本發明的放大器控制電 路200的操作。移位暫存器塊211接收18位元序列資料 DSD ’並輸出移位過的6位元資料SD。選擇電路2301啟 動（變為高准位或1)以回應移位過的6位元元資料 (SD=000000 )’以及回復（deactivated )(變為低准位或〇 ) 以回應重置訊號RST1。選擇電路2302啟動（變為高准位 或1)以回應移位過的6位元元資料（SD=000001)，以及 回復（變為低准位或〇)以回應重置訊號rST1。選擇電路 1316696 17429pif.doc 料（1 ηι11)，以及回復（變為低准位或ο)以回應重 置说號RST卜每一個選擇電路23〇1至23〇n由—6 : ! 的夕工複合器（6:1 muhipiexer)組成。 m當ίΓ線夕S1至SQ的數目是3%日寺（即，有396個通 道或負載），多個計數器24〇1至24〇11的每一個計數器由 了 9位兀的計數器組成。因此，從〇0000000〇至11〇〇〇1°〇1〇〇

是儲存在每一個計數器2401至240η裏。每—個控制梦 ACSM ACSn由上兩個位元（upper2bits)所組 j位元包括儲存在每一個9位元計數器裏的資料的msb。 虽移位暫存器塊211在水準同步訊號的一個週期内，輸出 資料SD=__2十次時’選擇電路·的輸出訊號被啟 動十次。因此’計數器2401儲存迎0001010，並將迎_輸 出到放大器2501作為控制訊號ACS0。放大器2501回應 控制讯號ACS0=0，來控制其電流驅動能力，並將對應於 丈控的電流驅動能力的一訊號G1輸出到輸出選擇器電路 28〇。訊號G1可以驅動多個對應的通道。 當移位暫存器塊211在水準同步訊號的一個週期内， 輪出資料SD=000001達到128次時，選擇電路2302的輸 出訊號被啟動128次。因此，計數器2402儲存紅0000000, 並將輸出到放大器2502作為控制訊號ACS1。放大器 25〇2回應控制訊號ACS1=01，來控制其電流驅動能力，並 將對應於受控的電流驅動能力的一訊號G2輸出到輸出選 择器電路280。訊號G2可以驅動多個對應的通道。 12 1316696 17429pif.doc 當移位暫存器塊211在水準同步訊號的一個週期内， 輸出資料SD=111111達到256次時，選擇電路23〇n的輸 出5礼號被啟動256次。因此，計數器24〇n儲存边〇〇〇〇〇〇〇， 並將輸出到放大器250η作為控制訊號ACS63。放大器 250η回應控制訊號ACS63=1〇，來控制其電流驅動能力， 並將對應於受控的電流驅動能力的一訊號G63輸出到輸出 選擇器電路280。訊號G63可以驅動多個對應的通道。 換言之，多個選擇電路2301至230η之每一個選擇電 路被啟動的次數值是基於相應的6位元資料SD而確定 的。因此，9位元計數器2401至240η計算從相應的選擇 電路2301至230η輸出的訊號而被啟動的次數值，儲存代 表計數結果的資料，並分別將控制訊號ACS0至ACSn輸 出到放大器2501至250η’而每個控制訊號ACS0至ACSn 配置為包括儲存資料的MSB的兩個位元。 即，每一個9位元計數器2401至240η均計算要驅動 的通道數目（0至396)，並將對應於所計算之通道數目的 # 一控制訊號輸出到相應的放大器。因此，放大器2501至 250η回應相應的控制訊號ACS0至ACSn，來控制它們的 電流驅動能力。表1表示為了回應控制訊號ACS0至 ACSn，放大器2501至250η的電流驅動能力。 13 131d〇c 表1 ACS0 至 ACSn 放大器的電流驅動能力 11 很大 10 一般 01 低於一般 00 很低或關閉 因此’當需要更精確地控制放大器2501至250n的電 流驅動能力時，可以增加每一個控制訊號ACS0至ACSn φ 的位元數目。 圖3是根據本發明第二實施例之放大器控制電路 200’的方塊圖。放大器控制電路200’包括多個選擇電路 3001至300L，多個計數器3101至310L，多個GAMMA 放大器2501至250η。在此，L是自然數。選擇電路3001 至300L回應上3位元資料（upper 3-bit data )，而分別產 生輸出訊號’上3位元資料包括移位元過的κ位元（K是 自然數）資料SD的MSB。選擇電路3001至300L是3比 ^ 1的多工複合器。 將每個計數器3101至310L連到8個放大器的輸入端 子。選擇電路3001的輸出訊號被啟動以回應資料 000ΧΧΧ，且被回復以回應重置訊號RST1。選擇電路3002 的輸出訊號被啟動以回應資料001XXX，且被回復以回應 重置訊號RST1。選擇電路300L的輸出訊號被啟動以回應 資料111XXX ’且回復以回應重置訊號RST1。 因此’計數器3101計算選擇電路3001的輸出訊號被 14 1316696 17429pif.doc 啟動的次數值，並回應計數的結果將一控制訊號Acs〇輸 出到多個放大器2501至25〇8。放大器25〇1至2皿回應 控制訊號ACS0 ’來控制其電流驅動能力，並將對應於受 控的電流驅動能力的訊號G1至G8輸出到輸出選擇器電路 勘。輸出選擇器電路28〇回應訊號⑺至⑶和從極性控 制電路270輸出的顯示資料’驅動至少一個通道si至sq。 圖4疋根據本發明第三實施例之放大器控制電路 _ 200’的方塊圖。參照圖4，控制電路23〇，，包括多個選擇電 路2301至23〇n，多個空負載偵測器（non-load detector) 3401至340η，以及多個計數器31〇1至31〇n。多個空負載 偵測器3401至340η偵測相應的選擇電路23〇1至23〇n的 輸，訊號裏的變化，且分別將谓測的結果輸出到相應的放 大态2501’至250η’。因此’放大器25〇1，至25〇n，被關閉以 回應偵測到的結果，從而大大減少由放大器25〇1，至25〇n， 所消耗的不必要的電流。 舉例而言，當在水準同步訊號的一個週期内根本不輸 •出移位過的K位元（K=6)資料（SD=0〇〇〇〇〇)時，選擇 電路2301的輸出訊號維持在一不被啟動（和狀丨泠站以）的 狀態。因此，空負載偵測器3401輸出一控制訊號，其用於 回應選擇電路2301的輸出訊號而關閉放大器25〇1，，從而 攻八器2501’為了回應控制訊號而無法作用（disabied)。 但疋，當在水準同步訊號的一個週期内，輸出移位過的κ 位元（Kj=6)資料（SD=000000)多於一次時，選擇電路 2301的輸出訊號重複啟動和回復，而重複的次數是輸入資 15 1316696 17429pif.doc 料（SD=000000)的次數。 因此’計數器3101回應輸入資料（SD=0〇〇〇〇〇)的次 數值，將一包括00、01、1〇和11之一的控制訊號ACS〇 輸出到放大器2501’至2508，。放大器2501，至2508,回應控 制號ACS0，來控制其電流驅動能力，並回應控制結果 將訊號G1至G8輸出到輪出選擇器電路280。 因此，如圖1與圖2所缘示，一顯示驅動器電路1〇〇 包括輸出選擇益電路280，其具有一電性地搞接到多個 ®顯示資料線（S1〜SQ)的輸出埠和一電性地耦接到第一匯 流排的第一輸入埠（例如，64位元埠），第一匯流排表示 為一 64位元匯流排，載有清晰的灰度電壓。輸出選擇器電 路280也具有配置成接收數位顯示資料（出以加丨出邛丨吖data, DSD)的一第二輸入埠。顯示驅動器電路1〇〇也提供一放 大器控制電路200 (也見圖3與圖4裏的200,和200”）。 此放大器控制電路2〇〇包括GAMMA放大器電路25〇裏的 多個放大器。這些放大器（例如：圖2裏的25〇1〜25〇n) ❿是可程式化的，以具有不同的電流源（current s〇urcing) 特性三將放大器控制電路2〇〇配置成用不同的灰階電壓去 驅動第一匯流排裏的每一個訊號線，而這些灰階電壓是由 多個放大器所提供的。特別是，將放大器控制電路2〇〇配 置f對多個放大器用不同的電流源特性進行程式化，這些 電流源特性反映由輪出選擇器電路選擇每個灰階電壓 (G1 G64 )所達到的一階次（）。如圖2至圖4所 繪不，放大器控制電路200 (200,或200”）包括多個計數 16 I316_ifdoc 器2401〜24〇n ’將其配置成產生多個計數值 (ACSO-ACSn) ’此計數值反映在一個水準顯示線驅動間 隔期間（horizontal display line driving interval)内，每一 個不同灰階電壓傳送到多個顯示,資料線S1〜SQ所到達的 階次。由放大器接收的這些計數值設置每個放大器的驅動 能力。特別是’較高的計數值說明一放大器具有較高的驅 動能力（舉例而言’較活躍的並聯操作的驅動電晶體），而 較低的計數值說明一放大器具有較低的驅動能力。 _ 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其是為了繪示 性的，並非用以限定本發明。任何熟習此技藝者，在不脫離本 發明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明 之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1疋根據本發明一實施例之包括一放大器控制電 路的系統的方塊圖。 圖2是根據本發明第一實施例之放大器控制電路的 鲁方塊圖。 圖3是根據本發明第二實施例之放大器控制電路的 方塊圖。 圖4是根據本發明第三實施例之放大器控制電路的 方塊圖。 【主要元件符號說明】 100 :系統 110 :灰階電壓發生器 17 1316696 17429pif.doc 200、200’、200” ：放大器控制電路 210 :邏輯電路 211 :移位暫存器塊 213 :重置訊號發生電路 230、230’、230” ：控制電路 250 : GAMMA放大器塊 260 :問接電路 270 :極性控制電路 ® 280:輸出選擇器電路 CLK :計時訊號 LAT_CLK :閂接計時訊號 DSD :序列顯示資料 SD :移位過的K位元資料 Μ:極性控制訊號 G1〜G64 :灰階電壓 S1〜SQ :資料線 • RST1、RST2 :重置訊號 ACS0〜ACSn :控制訊號 2501 〜250η、2501’〜250n’ ： GAMMA 放大器 2401 〜240η、3101 〜310L :計數器 2301〜230η、3001〜300L :選擇電路 3401〜340η :空負載偵測器 18

Claims (1)

1316696 Γ/429ρΐ£<1〇ς '爲第94123846號中文專利範圍無劃線修正本修正日期:98年5月25臼

十、申請專利範圍： 1.一種顯示驅動器電路，包括： 一輸出選擇器電路，其具有一電性地耦接到多個顯示 資料線的輸出埠和一電性地耦接到第一匯流排的第—輪人 埠；以及 一放大器控制電路’包括多個放大器，可對其進行程 式化以具有不同的電流源特性，將前述的放大器控制電路 > 配置成用不同的灰階電壓去驅動第一匯流排裏的每一個訊 號線，而這些灰階電壓是由多個放大器所提供的， ° 其中，該多個放大器的電流驅動能力被控制以回應 制訊號，且 ' t 再τ該控制訊號是經由該放大器控制電路回應一 位顯示資料狀態裏的變化而產生。 …數 2.如申料職圍第丨項所述之顯示鶴器電路 :别述的輸出選擇器電路具有—第二輸人埠，將其 ==料’且其中前述的放大器控制電路對2 包括士範圍第1項所述之顯示驅動器電路，更 4如到多個放Alt的灰階電壓發生器。 4.如申睛專利範圍第3項 中將前述的放大器控制電路=動器電路，其 電流源特性進行程式化，這些電大器用不同的 出選擇器電路選擇每個；階==由前述的輪 (degree)。 壓所達到的一階次 I316^4ifd〇〇 中將專利llL圍第2項所述之顯示驅動器電路，戈 大器控制電路配置成對多個放大器用不同: 電源特雜行m這钱麵雜反映 2的 出選擇器電路選擇每做階電所相的—階次。處的輪 6:如U利㈣第4項所述之顯示驅動器電路， 中刚述的放大器控制電路包括多個計數器，將其配^ 生多個計數值，此計餘反映在—個水賴示線驅動 期間内’每-個不同的灰階電壓傳送到多侧 =

達到的階次。 吸所 7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示驅動II電路 中多個放大器對多個計數值有反應。 其 8. —種放大器控制電路，包括·· 一選擇電路，回應一輸入訊號產生一輸出訊號； 一計數器，回應選擇電路的輸出訊號，而輸出一控制

至少一放大器，其連接到計數器的一輸出端子，且放 大器的電流驅動能力被控制以回應控制訊號。 9. 如申請專利範圍第8項所述之放大器控制電路，其 中選擇電路是一解碼器或一多工複合器。 、 10. 如申請專利範圍第8項所述之放大器控制電路，更 包括一重置訊號發生電路，其產生一第一重置訊號以重置 選擇電路。 11. 如申請專利範圍第10項所述之放大器控制電路， 其中重置訊號發生電路更產生一第二重置訊號以重置計數 20 Ϊ316696 ,i7429pif.d〇c

12.如中請專利範圍第8項所述之放大器控制電路 中’當計數II是-N位元計數n時，控制訊號是由^、 位骑組成，而上位元包糾位元計㈣的最有意 元（most significant bit, MSB )。 ▲ 13.如申請專利範圍第8項所述之放大器控制電路，其 中计數器回應選擇電路的輸出訊號狀態裏的變化，、 控制訊號。 生 14·如申請專利範圍第8項所述之放大器控制電路更 包，一移位暫存器塊，其接收輸入資料，並將接收到的輸 入資料移位一預定的位元數目，以產生輸入訊號。 15. 如申請專利範圍第8項所述之放大器控制電路，更 包括一空負載偵測器，其回應選擇電路的輸出訊號，而控 制放大器的啟動和回復。 16. —種放大器控制電路，包括： 多個選擇電路’其回應一輸入訊號產生多個輸出訊號； 多個計數器’其回應相應的選擇電路的輸出訊號狀態 裏的變化，而輸出多個控制訊號；以及 多個放大器，放大器的電流驅動能力被控制以回應從 相應的計數器輸出的控制訊號。 17. 如申請專利範圍第16項所述之放大器控制電路， 更包括多個空負载偵測器，每個空負載偵測器回應相應的 選擇電路的輸出訊號，以控制多個放大器之中至少一個的 啟動和回復。 21 13166紙— 18. 如申請專利範圍第16項所述之放大器控制電路， 其中多個放大器分別接收相應的灰階電壓。 19. 一種控制放大器的方法，包括： 使用一選擇電路，其回應一輸入訊號而產生一輸出訊 號； 使用一計數器，其計算選擇電路的輸出訊號狀態裏的 變化數目’並基於計算結果輪出一控制訊號；以及 控制至少一個放大器的電流驅動能力以回應此控制訊 號。 20·如申請專利範圍第Μ項所述之控制放大器的方 法’其中控制訊號是由一預定的位元數目所組成，預定的 位元數目包括資料之最有意義的位元，此資料之最有意義 的位元代表選擇電路的輪出訊號狀態裏的變化數目，此變 化數目係由計數器計算。 21. —種控制放大器的方法，包括： 產生多個輸出訊號以回應一輸入訊號； 計算結果 及 以 叶算選擇電路的輸出訊號狀態裏的變化數目，並回應 輪出包括一預定位元數目的多個控制訊號 控制多個放大器的電流驅動能力以回應從相應的計數 器輪出的控制訊號。 22