TWI364747B - Driving device of a liquid crystal display device - Google Patents

Description

1364747 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種液晶顯示裝置之 別是能夠以比較小的結構達到高速顯示之效果。、 、 【先前技術】 在液晶顯示裝置中，階調顯示為不可 對於某個晝素進行顯示時，將對應於階調 動；置广動裝置中則將此資 之電壓#唬，並且送到其汲極連接到此畫本 时—“ Ϊ:電;=源極線。再將用來打開閘極:需; 電[运到連接到此薄膜電晶體閘極的閘極線上 :亥:愿信號送到液晶單元以改變透光率，獲致物的 性的而Λ = / 動f壓_ _並非是線 第1Γ疋 馬（γ’以下稱gamma)曲、線的特性。 第1圖所示之習知標準結構，即是用來 gamma曲線的電壓。 』應π此 此處所示者具有資料對電壓之曲線的 得到256階調之電屋，提供之資料碼是從0到25/，、也 ^具…元的資料，根據此資料可以得到所需要 聯 〇 付列冤麼範圍’利用從電源到接地端 土一所構成的參考電壓產生器1〇，以電

0773-A33161TW 6 c s 1364747 分壓的方式取出從V〇到Vl6 矩陣利用資料中高位的4個位_、7種電愿。4位元開關 擇，輸出、和Wx表示電4’圍由 圍内，4位元線性數位類 ^在所&擇的電麗範 _verter，DAC)則利用 # 料 、$ (dl㈣I-to_anal〇g 16個電屢中選擇其的4個位元’從其中 VI4-V15内的電㈣分配給資料二 中’電壓範圍 中輸出其一。 馬223到239’並且從其 第2圖表示在彩色液曰_ 加源極電屢之驅動裝置概略:構不的裝方置之源極匯流排上施 同之部分標記相同的參考編碼。另外，帛2 H i目 對於3色2行之液晶單元提供電摩的部分。目斤不者為 料的=二=之紅色液晶單元上施加_ 生To/二 所說明者相同，由參考電塵產 生心取幻7種電塵值，此其間的16種電^電 用做為4位兀數位類比轉換器 議的…位元，輸出對應於;=== 之源極匯抓排上電壓範圍的兩個電壓值、和v專、', 到4位元低位位元（LSB)數位類比轉換器3二致^ ，圍㈣應於資料值的電壓。此電 =、:：=3的解多工器Η施加於紅色晝素線的 源極匯k排SBlRe另外，為了防止各源極 電慶變動導致顯示動作遲緩的情況， ^

0773-A33161TW 7 1 :)04/4/ 況中利=二某I:源極匯流排上施加電壓的情 動，再進行第—行1 _第_行紅色行的準備與驅 行藍色行的準備與驅動Γ的準備與驅動，接著進行第一 數二Γ:二設置的電-選擇器2〇和線性 解多工的μ相同的結構。因此，藉由高速化 6 或二 分之一。 、而要的電壓面積縮減到一半或四 專利文獻：美目專利公卩錢聰如彻 [發明内容】 發明所欲解決之問題 然而在上述結構中，仍 亦即，在前段電㈣擇部分中，\逮化的要求。 構成開關矩陣之電晶體阻 於分壓電阻的阻抗、 的單位等因素使彻性數位類比轉換器中 類比緩衝器本身的速在後段部分中’由於 寄生電容等等因素使得速阻抗和源極匯流排 為了解決此問題，可以去 位類比轉換器之間再追加—個類比線性數 衝器之性能以增加解多工器的選擇比。盗’提升類比緩 的曰f二此方案中追加或改良的類:緩衝器需要追加 的晶片面積’同時也會增加電力消耗。衡“要追加

0773-A33161TW 驅動裝大置，ί:月，目的在於提供-種液晶顯示裝置之 佳，並且減少電力消耗。構讓面積使用效率較 解決問題之技術手段 本發明係提供一種液晶 用提供至源極匯流排之裳置之驅動裝置，其利 其包括： L排之I周電麗，驅動液晶顯示元件， 參考電壓產生器，用以產吐 粗範圍之電壓值； 產生决疋出上述階調電壓中 第一數位類比轉換器，i 指定階調電愿之資料碼的立、Y不對象液晶單元 生器取出表示電屢範圍之:；70 ’從上述參考電壓產 元，=====用上述資料碼的低位位 内的汗細值，並且選擇性輸出上述詳細值； 圍 又向類比緩衝器，接連於 ^ 轉換器之間； 、处第一和第二數位類比 出，：二工二，用以將上述第二數位類比轉換器之輸 出k供至源極匯流排之被選擇線；以及 之輸 開關《又置於上述第一數位類、 之間，其中上述雙向類比向 :類第:Γ類比轉換器的資料切換到上述雙 白類比讀㈣在反向.時.，是將上述第二數位類

0773-A33161TW 1364747 工器 換器所得到的源極電壓切換到上述解多 發明功效 —由於本發明之驅動電路係使用雙向類 ;:作和驅動動作時都會通過類比緩衝器，所 ，^虎穩定’並且以習知技術中加倍 ^動 器本身的數量。藉此，可以利用’減少源極驅動 样的品“ 利用比較簡單的結構獲致較

‘的面積使用效率’也可以減少電力消耗。M 【實施方式】 =下參考圖式’說明本案發明之實施例。 第3圖表示本發明中液晶顯示裝置 結構的方塊圖，盘# + @ 4 ··、動裝置概略 明。 録^知結構的第2圖對比而進行說 用以獲得電麗範圍之參考電 示者完全相同，呈右U侗卢千 王。。10與第2圖所 J昇有18個在電源和接地踹夕^ + 壓電阻，得到利用帝^ ^ 之間串聯的分 丁』刃用电阻分壓取出之17種 這17種電壓則17 # - 士 ϋ至V16電壓。 土則錯由17位兀寬匯流排，送 几100的電堡選擇器no。此電屋選擇器二極驅動单 位類比轉換器。 為4位元數 電磨選擇器11〇則根據所接收資料 輸出表示電墨範圍的電難V“D U，此；：：位元， 係描述成單獨輸出電壓值v。 处為簡化說明

0773-A33161TW 1364747 =值v是透過開關S1送到雙向類比緩衝哭 位々二 則是送到以電容器為基本結構的： 位疋線性數位類比轉換器（或稱為c_dac)心 位類比轉換器130則根據低位4位元，從 内16種電壓中選擇其一。 電^乾圍 因此，雙向類比緩衝器12〇可以將信號流切換成相 輸出㈣騎人端純來自線性數位 =匕轉換器（C_DAC⑽的輸出並且執行緩衝動作，再將 輸入側做為輸出端進行輸出。 、 雷，Γ開關S1切換到輸出側時’做為緩衝器輸出的源極 1破运到1. 12解多工器14()，再提供至解多工哭所選 擇的源極匯流排SB。另外設置有預充電電路15〇，在源 極匯流排上施加標準電叙前以既定位準進行充電。-第4圖表示雙向類比緩衝器12〇之詳細結構的電路 圖0 此電路疋以差動放大器為基礎。p通道電晶體τρ 1 和TP2的源極和閘極分別互相連接’其沒極則分別連接 到η通道電晶體TN丨和TN2的汲極。n通道電晶體tn ! 矛ΤΝ2的源、極則互相連接，並且連接到η通道電晶體丁Ν3 的汲極。η通道電晶體ΤΝ3的源極則接地。 電晶體ΤΝ1的閘極為輸出入端[Α]，電晶體ΤΝ2的 閑極為輸出入端[Β]，兩者功能上為互補，亦即一方為輸 入端時’則另一方為輸出端。 在電晶體ΤΡ1和ΤΡ2的閘極共同連接節點與各.自的

0773-A33161TW 11 1364747 110和雙向缓衝器120連接的狀態。由電壓選擇器110所 選擇的電壓，透過雙向類比缓衝器120,在線性數位類比 轉換器130產生對應於資料碼的電壓。 接著在（b)的驅動階段中，雙向缓衝器120的輸出和 • 輸入顛倒，開關S1則切換到解多工器140侧，所以線性 _ 數位類比轉換器130中對應資料碼所產生的電壓，透過 雙向緩衝器120和開關S1，送到解多工器140，提供至 解多工器140從12條源極匯流排中所指定者。 • 第7圖和第9圖表示雙向緩衝器120之動作的電路 圖。 第7圖是相當於設定階段，即雙向緩衝器120是當 作正方向緩衝器的情況，其中輸出入端[A]是輸入端，輸 ' 出入端[B]是輸出端。其中開關SW1、SW4、SW6為開路 • 狀態，開關SW2、SW3、SW5為閉路狀態。 在此情況中’利用輸入端[A ]上所施加之電壓’電晶 體TN1呈導通狀態而以電晶體TP1流過電流的範圍内流 _ 過電流’所以利用電晶體TN1 >及極側的電堡，電晶體TP3 上有電流流過。由於開關SW5呈導通狀態，所以.做為輸 出端的電晶體TN2閘極上存在一電壓，電晶體TN2為導 • 通狀態，而由於此電晶體與電晶體TN1構成一成對結 構’所以文到電流鏡作用，電晶體TN2上流過的電流與 電晶體TN1相同。由於電晶體TN2的汲極電壓為電晶體 TP1和TP2之共同閘極電壓，輸出端[B]上即呈現平衡且 穩定的電壓.。此電壓提供至線性類比數位轉換器130，以 0773-A33161TW 13 1364747 產生對應於資料碼之低位位元資料的電壓。 第8圖表示線性數位類比轉換器130結構的電路 圖，其中包含一端接地之5個並聯電容器，其電容值以C 為單元電容，分別為1(3、10 2(：、4(3、80在這些電 . 容器中，則分別具有與電容串聯而設置的開關SW11、 SW12、SW13、SW14、SW15，分別利用資料中的 Dref、 DO、Dl、D2、D3來決定開關元件的開路閉路狀態，以 便對於從1C到16C為止的電容值進行充電。 • 驅動階段則如第9圖所示，透過雙向缓衝器120， 將藉由第8圖之線性數位類比轉換器130中所儲存電荷 得到之電壓取出。 因此，雙向缓衝器120被當做反方向的緩衝器。因 ' 此，如第9圖所示，輸出入端[B]做為輸入端，輸出入端 -[A]做為輸出端。其中開關SW：l、SW4、SW6為閉路狀態， 開關SW2、SW3、SW5為開路狀態。 此時的操作與第7圖的情況相同，利用輸入端[B] • 上所施加之電壓，電晶體TN2呈導通狀態而以電晶體TP2 流過電流的範圍内流過電流，所以利用電晶體TN2汲極 側的電壓，電晶體TP3上有電流流過。由於開關SW6呈 ' 導通狀態，所以做為輸出端的電晶體TN.1閘極上存在一 電壓’電晶體TN1為導通狀悲*而由於此電晶體與電晶 體TN2構成一成對結構，所以受到電流鏡作用，電晶體 TN1上流過的電流與電晶體TN2相同。由於電晶體TN1 的及極電壓為電晶體TP l·和.TP2之.共同閘極電壓，_輸出· 0773-A33161TW 14 1364747 端[A]上即呈現平衡且穩定的電壓y 的切換動作，送出對應電壓到解多工器上二錯由開關S1 為了簡化說明’以上所述實際上 定階段以兩階段來實行。 、苐5圖中設 以看出設定 第10圖即表示此模式的S態，报清楚可 階段是由設定階段丨和設定階段2所構成。 圖看出。 ’全部開關 器的輸入是

此杈式下整體動作的型態也可以由第U 再次參考第8圖，在設定階段丨中 SW11〜SW15者呈閉路狀態，來自類比緩衝 Vn ’將全部電容器充電至。 接者在設定階段2中，開關SW11呈閉路狀態，而 開關SW12〜SW15則根據資料碼控制其開路閉路狀離。 接著，驅動階段時讓全部開關呈閉路狀 從類比 緩衝器取出電壓。 · 貝匕 藉此，設定階段時從電壓選擇器取出兩個電壓Vn 和vn+1而決定出電壓範圍，在線性數位類比轉換器"i3〇n 中則正確地決定出提供到源極匯流排上的電壓。 後半段的驅動階段則與第6圖的說明相同。 第12圖疋用來說明本發明液晶顯示裝置之驅動震 置中動作與習知技術比較的波形圖。 第12圖中，在設定階段，需要注意的是線性數位類 比轉換器的高電壓側充電節點Vch和低電壓側充電節點 Vcl中電壓的變化。 亦即，從參考電壓產生器所獲得並且由電壓選擇器

0773-A33161TW 15 <S 1364747 之數位類比轉換器取出電愿 中，由於參考電壓產 “ Vn+…在習知電路 及數位類比轉㈣之菩=列或電晶體之阻抗、以

Vcl中的電愿變化比㈣等因素，在節，點W和 外在驅動射要比較長的設定期間。另 而比較緩慢。的上昇也因為緩衝放大的特性 子目對地 時和驅動階”二广動裝置中，由於在設定階段 Π 緩衝放大，所以節點Veh和％ ::電^化會被加速，電塵達到穩態 =情況來得快。因此可以在習知情況之設定階』； 間内執仃到驅動階段。 · ，月 衝放歸比㈣料，並且_減少缓 ，明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限 ^本”的_，任何熟習此類藝者，衫脫離本發 明之‘神和範圍内’當可做些許的更動與潤飾，因此本 發明之保護範圍當視後社申請專利範®所界定者為 【圖式簡單說明】 第1圖表示用以從資料碼獲致驅動電壓之習知標準 結構的示意圖。 第2圖表示在彩色液晶顯示裝置之源極匯流排上施 加源極電壓.之驅動裝置概略結構的方塊圖。

0773-A33161TW 16 (S 1304747 不本發明中液晶顯示裝置之驅動裝置概略 〇 示雙向類比緩衝H 12G之詳細結構的電路 产排表示使用第3圖所示之電路依序操作源極 咖排杈式之示意圖。 第6圖表示設定階段⑷和驅動階段 之模式圖。

第3圖表 結構的方塊圖 第4圖表 圖0 匯 信號流動 第7圖表示雙向緩衝器120之順方向動作的電路圖£ 第8圖表示線性數位類比轉換器13〇結構的電路圖£ ^ 9圖表示雙向緩衝器12〇之反方向動作的電路圖。 第10圖表示兩階段設定階段模式之示意圖。 第11圖表示整體動作模式之示意圖。 第12圖是用來說明本發明液晶顯示裝置之驅動裝 置中動作與習知技術比較的波形圖。 【主要元件符號說明】 10〜參考電壓產生器； 20〜電壓選擇器； 30〜4位元線性數位類比轉換器； 31、32〜4位元低位數位類比轉換器； 41、42〜緩衝器； 51、52〜解多工器； 6〇〜預充電電路； SB1R、SB1G、SB1B、SB2R、SB2G、SB2B〜源極匯 流排； 0773-A33161TW 17 < s ：> 1364747 100〜源極驅動單元； 110〜電壓選擇器； 120〜雙向類比緩衝器； 130〜線性數位類比轉換器； 140〜解多工器； 150〜預充電電路； SI、SW1-SW6、SW11-SW15〜開關； TN1-TN5、TP1-TP3〜電晶體； PS〜電流源。

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Claims (1)

1. 十、申請專利範圍： 1~種液晶_7^置之驅動裝置， 極匯流排之階調電壓，驅動液曰__ 徒供至源 參考電壓產生器二元：，其， 粗範圍之電壓值； 、、疋出上述階調電壓中 第-數位類比轉換器，其利 指定階調電壓之資料碼 I貝不對象液曰曰早凡 生器取出表示電壓1=值一’從上述參考電壓產 内的轉換器所指定之電壓範圍 I且璉擇性輸出上述詳細值； 雙向類比緩衝器’接連 轉換器之間； k弟和弟一數位類比 出，^f &用以將上述第二數位類比轉換器之輪 出美供至源極g流排之被選擇線；以及 開關，設置於上述第—盤办相αk 類比緩衝哭之間，並φ 類比轉換器和上述雙向 是將來自上iin 雙向類比緩衝11在正向時， 向類比缓㈣ /位類比轉換11的資料切換到上述雙 換号所:曰51二，纟反向時，是將上述第二數位類比轉 奐裔所付關源極電㈣換耻稍多工器。 動妒置I 利乾圍第1項所述之液晶顯示裝置之驅 P且二考電壓產生器具有複數個串聯之電 攸各連接g卩點取出彻電阻分㈣產生的電塵。 3.如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示.裝置之驅 0773-A33I61TW 19 動裝置，其中μ_ 其個別間極作^向類比緩衝器包括：差動電晶體對’ 路，其利用在上：輪：端/Μ輪出端電屋上拉/T拉電 述輪出入端之另:入端之一方上施加電壓，使得上 4之另—方上電壓提早穩定。 動裝置如Πί利範圍第3項所述之液晶顯示裝置之驅 閉路狀能ΐ複數開關對，其彼此互補地呈開路 心，使侍利用上述差動電晶體對 生的電壓，提供電壓至輸出端。k中輸入側所產

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