TWI403088B - 液晶顯示器的資料驅動器之開關裝置及其操作方法 - Google Patents

Description

液晶顯示器的資料驅動器之開關裝置及其操作方法

本發明係有關於一種開關裝置及其操作方式，特別是有關於一種液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置及其方法。

傳統上開關裝置是用於液晶顯示器的資料驅動器。開關裝置是由兩對開關組成。有三種形態的開關：高電壓開關、中電壓開關及低電壓開關。高電壓開關的尺寸大於中電壓開關的尺寸，中電壓開關的尺寸大於小電壓開關的尺寸。傳統上常用高電壓開關，因為橫跨高電壓開關的電壓可超過六伏特，這也是中電壓開關可接受的最大限制。因此，開關裝置的尺寸變大，開關裝置的成本也大。

第1圖顯示傳統液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置之電路圖。開關裝置110包括一第一開關112、一第二開關114、一第三開關116、一第四開關118與一反向器120。

舉例來說，在第一輸入終端A1的電壓是介於5伏特與0伏特，在第二輸入終端A2的電壓是介於10伏特與5伏特之間。當第二開關114與第四開關118導通，在第一輸入終端A1的信號傳送到第二輸出終端S2，且在第二輸入終端A2的信號傳送到第一輸出終端S1。因此，跨越第一開關112的電位介於0伏特到10伏特之間，其與跨越第三開關116的電位是一樣的。同樣地，假設在第一輸入終端A1的電壓範圍介於是5伏特與0伏特之間，且在第二輸入終端A2的電壓範圍是介於10伏特與5伏特之間。當第一開關112與第三開關116導通，跨越第二開關114的電位是介於0伏特與10伏特之間，其與跨越第四開關118的電位是一樣的。因此，傳統開關裝置需要高電壓開關。

因此，有需要一種由小尺寸開關所組成，且能達到與傳統開關裝置同樣性能的開關裝置。

本揭露提供一種晶顯示器的資料驅動器的開關裝置，包括：一第一開關模組，具有一第一半導體開關及一第二半導體開關，連接於一第一輸入終端與一第一輸出終端之間；其中該第一半導體開關經由一第一節點連接到一第二半導體開關；一第一開關連接於該第一節點及一第一電壓源之間；一第二開關連接於該第一節點及一第二電壓源之間；一第二開關模組連接於該第一輸入終端及一第二輸出終端之間；一第三開關模組連接於一第二輸入終端及該第一輸出終端；一第四開關模組，具有一第三半導體開關及一第四半導體開關，連接於該第二輸入終端及該第二輸出終端之間，其中該第三半導體開關經由一第二節點連接到該第四半導體開關；一第三開關，連接於該第二節點及該第三電壓源之間；以及一第四開關，連接於該第二節點及該第四電壓源之間；其中當在該第一輸入終端具有一電壓準位介於一第一電壓準位及一第二電壓準位之間的一第一驅動信號經由該第二開關模組傳送到該第二輸出終端，且在第二輸入終端具有一電壓準位介於一第三電壓準位及一第四電壓準位之間的一第二驅動信號經由該第三開關模組傳送到該第一輸出終端時，該第一開關導通以至於該第一節點連接到具有該第一電壓準位的該第一電壓源，且該第四開關導通以至於該第二節點連接到具有該第四電壓準位的該第四電壓源。

本揭露另提供一種操作液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置的方法，包括：在一第一輸入終端提供一第一驅動信號；在一第二輸入終端提供一第二驅動信號；提供一第一開關模組，該第一開關模組具有一第一半導體開關及一第二半導體開關，連接於該第一輸入終端及一第一輸出終端之間，其中該第一半導體開關經由一第一節點連接到該第二半導體開關；提供一第四開關模組，該第四開關模組具有一第三半導體開關及一第四半導體開關，連接於該第二輸入終端及一第二輸出終端之間，其中該第三半導體開關經由一第二節點連接到該第四半導體開關；經由一第二開關模組傳輸該第一驅動信號到該第二輸出終端，以及經由一第三開關模組傳輸該第二驅動信號到該第一輸出終端；當該第一驅動信號是介於該第一電壓準位及一第二電壓準位之間，且該第二驅動信號是介於一第三電壓準位及該第四電壓準位之間時，導通一第一開關以至於該第一節點連接到具有一第一電壓準位的該第一電壓源，且導通一第四開關以至於該第二節點連接到具有一第四電壓準位的該第四電壓源。

上述液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置及其操作方法不僅具有小尺寸，也可實施於AC共電壓及DC共電壓操作。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：第2圖係顯示發明的液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置之電路圖。開關裝置200包括一第一開關模組210、一第二開關模組220、一第三開關模組230、一第四開關模組240、一第一開關250、一第二開關252、一第三開關256及一第四開關258。第一開關模組210具有一第一半導體開關212及一第二半導體開關214，且連接於一第一輸入終端X1與一第一輸出終端Y1。第一半導體開關212經由第一節點N1連接到第二半導體開關214。半導體開關可能是CMOS傳輸閘，但不限於此。

第一開關250連接於第一節點N1與第一電壓源VDDA1之間。第二開關252連接於第一節點N1與第二電壓源VSSA1之間。

第二開關模組220連接於該第一輸入終端X1與第二輸出終端Y2之間。第三開關模組230連接於第二輸入終端X2與第一輸出終端Y1之間。

第四開關模組240具有第三半導體開關242及第四半導體開關244，且連接於第二輸入終端X2與第二輸出終端Y2之間。第三半導體開關242經由第二節點N2連接到第四半導體開關244。

第三開關256連接於第二節點N2與第三電壓源VDDA2之間。第四開關258連接於第二節點N2與第四電壓源VSSA2之間。

於一實施例中，當在第一輸入終端X1具有電壓準位介於第一電壓準位與第二電壓準位之間的第一驅動信號經由第二開關模組220傳送到第二輸出終端Y2時，且在第二輸入終端X2具有電壓準位介於第三電壓準位與第四電壓準位之間的第二驅動信號經由第三開關模組230傳送到第一輸出終端Y1，第一開關250導通以至於第一節點N1連接到具有第一電壓準位的第一電壓源VDDA1，且第四開關258導通以至於第二節點N2連接到具有第四電壓準位的第四電壓源VSSA2。

於一實施例中，通常第一電壓準位大於第二電壓準位，且第三電壓準位大於第四電壓準位。第一電壓準位與第二電壓準位之間的電壓準位的差異等於第三電壓準位與第四電壓準位之間的電壓準位的差異。

第3圖係顯示第2圖的開關裝置的第一操作型態的示意圖。舉例來說，第一電壓源VDDA1是5伏特，第二電壓源VSSA1是0伏特，第三電壓源VDDA2是10伏特，且第四電壓源VSSA2是5伏特。第一開關模組210及第四開關模組240截止，且第二開關模組220及第三開關模組230導通，所以具有電壓準位介於5伏特與0伏特之間的第一驅動信號傳送到第二輸出終端Y2，且具有準位介於10伏特與5伏特之間的第二驅動信號傳送到第一輸出終端Y1。介於第一輸入終端X1與第一輸出終端Y1的電位(亦即跨越第一開關模組210的電位)可能介於0伏特到10伏特，其與第二輸入終端X2與第二輸出終端Y2之間的電壓相同(亦即跨越第四開關模組240的電位)。在這案例中，第一開關250導通所以第一節點N1連接到具有5伏特的第一電壓源VDDA1。又，第四開關258導通所以第二節點N2連接具有5伏特的到第四電壓源VSSA2。以此方式，跨越第一半導體開關212的電位(介於第一輸入終端X1與第一節點N1之間)限制於0-5伏特之間，其與跨越第二半導體開關214、第三半導體開關242與第四半導體開關244的電位一樣。

在其他實施例中，當位於第一輸入終端X1具有電壓準位介於第三電壓準位與第四電壓準位之間的第一驅動信號經由第二開關模組220傳送到第二輸出終端Y2且在第二輸入終端X2具有電壓準位介於第一電壓準位與第二電壓準位之間的第二驅動信號經由第三開關模組230傳送到第一輸出終端Y1，第二開關252導通以至於第一節點N1連接到具有第四電壓準位的第二電壓源VSSA1，且第三開關256導通以至於第二節點N2連接到具有第一電壓準位的第三電壓源VDDA2。

第4圖係顯示第2圖的開關裝置的第二操作型態的示意圖。舉例來說，第一電壓源VDDA1是10伏特，第二電壓源VSSA1是5伏特，第三電壓源VDDA2是5伏特，且第四電壓源VSSA2是0伏特。第一開關模組210與第四開關模組240截止，且第二開關模組220與第三開關模組230導通所以具有電壓準位介於10伏特與5伏特之間的第一驅動信號傳送到第二輸出終端Y2，且具有第一電壓準位介於5伏特與0伏特之間的第二驅動信號傳送到第一輸出終端Y1。介於第一輸入終端X1與第一輸出終端Y1之間的電位(亦即跨越第一開關模組)可能由0伏特到10伏特，其與第二輸入終端X2與第二輸出終端Y2之間的電位(亦即跨越第四開關模組)相同。在此案例中，第二開關252導通所以第一節點N1連接到具有5伏特的第二電壓源VSSA1。又，第三開關256導通所以第二節點N2連接到具有5伏特的第三電壓源VDDA2。以此方式，跨越第一半導體開關212的電位(介於第一輸入終端X1與第一節點N1)限制於0-5伏特之間，其與跨越第二半導體開關214、第三半導體開關242與第四半導體開關244的電位相同。

第2圖亦顯示開關裝置的第三操作型態。舉例來說，第一電壓源VDDA1是5伏特，第二電壓源VSSA1是0伏特，第三電壓源VDDA2是5伏特，第四電壓源VSSA2是0伏特。在第一輸入終端X1與第二輸入終端X2的驅動信號介於0-5伏特之間，其與在第一輸出終端Y1與第二輸出終端Y2的輸出信號(亦即所謂DC共電壓)一樣。因此，跨越第一開關模組210、第二開關模組220、第三開關模組230與第四開關模組240的電位介於0-5伏特之間。

第5圖係說明操作發明的液晶顯示器的資料驅動器的方法的流程圖。在步驟510，提供位於第一輸入終端X1的第一驅動信號及位於第二輸入終端X2的第二驅動信號。接著，在步驟520，第一驅動信號經由第二開關模組220傳輸到第二輸出終端Y2且第二驅動信號經由第三開關模組230傳送到第一輸出終端Y1。

在步驟530第一操作模式之中，當第一驅動信號是介於第一電壓準位與第二電壓準位之間，且第二驅動信號是介於第三電壓準位與第四電壓準位之間時，第一開關250導通以至於第一節點N1連接到具有第一電壓準位的第一電壓源VDDA1，且第四開關258導通以至於第二節點N2連接到具有第四電壓準位的第四電壓源VSSA2。

在步驟540第二操作模式之中，當第一驅動信號介於第三電壓準位與第四電壓準位之間，且第二驅動信號介於第一電壓準位與第二電壓準位之間時，第二開關252導通以至於第一節點N1連接到具有第四電壓準位的第二電壓源VSSA1，且第三開關256導通以至於第二節點N2連接到具有第一電壓準位的第三電壓源VDDA2。

只要第一電壓源VDDA1與第二電壓源VSSA1之間的電壓準位差異與第三電壓源VDDA2與第四電壓源VSSA2之間的電壓準位差異是5伏特，當第一開關模組210與第四開關模組240導通，且第二開關模組220與第三開關模組230截止時，具第一輸入終端X1與第一輸出終端Y1之間的電位(亦即跨越第二開關模組210的電位)是永久地介於0與5伏特之間，其與介於第二輸入終端X2與第二輸出終端Y2的電位(亦即跨越第三開關模組240的電位)相同。

最後，熟此技藝者可體認到他們可以輕易地使用揭露的觀念以及特定實施例為基礎而變更及設計可以實施同樣目的之其他結構且不脫離本發明以及申請專利範圍。

100．．．資料驅動器

110．．．開關裝置

112．．．第一開關

114．．．第二開關

116．．．第三開關

118．．．第四開關

120．．．反向器

200．．．開關裝置

210．．．第一開關模組

212．．．第一半導體開關

214．．．第二半導體開關

220．．．第二開關模組

230．．．第三開關模組

240．．．第四開關模組

242．．．第三半導體開關

244．．．第四半導體開關

250．．．第一開關

252．．．第二開關

256．．．第三開關

258．．．第四開關

S510、S520、S530、S540．．．方法步驟

第1圖顯示傳統液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置之電路圖；

第2圖係顯示發明的液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置之電路圖；

第3圖係顯示第2圖的開關裝置的第一操作型態的示意圖；

第4圖係顯示第2圖的開關裝置的第二操作型態的示意圖；以及

第5圖係說明操作發明的液晶顯示器的資料驅動器的方法的流程圖。

200．．．開關裝置

210．．．第一開關模組

212．．．第一半導體開關

214．．．第二半導體開關

220．．．第二開關模組

230．．．第三開關模組

240．．．第四開關模組

242．．．第三半導體開關

244．．．第四半導體開關

250．．．第一開關

252．．．第二開關

256．．．第三開關

258．．．第四開關

Claims (9)

1. 一種液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置，包括：一第一開關模組，具有一第一半導體開關及一第二半導體開關，連接於一第一輸入終端與一第一輸出終端之間；其中該第一半導體開關經由一第一節點連接到該第二半導體開關；一第一開關連接於該第一節點及一第一電壓源之間；一第二開關連接於該第一節點及一第二電壓源之間；一第二開關模組連接於該第一輸入終端及一第二輸出終端之間；一第三開關模組連接於一第二輸入終端及該第一輸出終端之間；一第四開關模組，具有一第三半導體開關及一第四半導體開關，連接於該第二輸入終端及該第二輸出終端之間，其中該第三半導體開關經由一第二節點連接到該第四半導體開關；一第三開關，連接於該第二節點及一第三電壓源之間；以及一第四開關，連接於該第二節點及一第四電壓源之間；其中當在該第一輸入終端具有一電壓準位介於一第一電壓準位及一第二電壓準位之間的一第一驅動信號經由該第二開關模組傳送到該第二輸出終端，且在第二輸入終端具有一電壓準位介於一第三電壓準位及一第四電壓準位之間的一第二驅動信號經由該第三開關模組傳送到該第一輸出終端時，該第一開關導通以至於該第一節點連接到具有該第一電壓準位的該第一電壓源，且該第四開關導通以至於該第二節點連接到具有該第四電壓準位的該第四電壓源。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置，其中在該第一輸入終端具有一電壓準位介於該第三電壓準位及該第四電壓準位的該第一驅動信號經由該第二開關模組傳送到該第二輸出終端，且在該第二輸入終端具有一電壓準位介於該該第一電壓準位及第二電壓準位的該第二驅動信號經由該第三開關模組傳送到該第一輸出終端，該第二開關導通以至於該第一節點連接到具有該第四電壓準位的該第二電壓源，且該第三開關導通以至於該第二節點連接到具有該第一電壓準位的該第三電壓源。
3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置，其中該第一電壓準位大於該第二電壓準位，且該第三電壓準位大於該第四電壓準位。
4. 如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置，其中該第一電壓準位及該第二電壓準位之間的電壓準位差異等於該第三電壓準位及該第四電壓準位之間的電壓準位差異。
5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置，其中該半導體開關包括CMOS傳輸閘。
6. 一種操作液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置的方法，包括：在一第一輸入終端提供一第一驅動信號；在一第二輸入終端提供一第二驅動信號；提供一第一開關模組，該第一開關模組具有一第一半導體開關及一第二半導體開關，連接於該第一輸入終端及一第一輸出終端之間，其中該第一半導體開關經由一第一節點連接到該第二半導體開關；提供一第四開關模組，該第四開關模組具有一第三半導體開關及一第四半導體開關，連接於該第二輸入終端及一第二輸出終端之間，其中該第三半導體開關經由一第二節點連接到該第四半導體開關；經由一第二開關模組傳輸該第一驅動信號到該第二輸出終端，以及經由一第三開關模組傳輸該第二驅動信號到該第一輸出終端；當該第一驅動信號所具有之電壓準位是介於該第一電壓準位及一第二電壓準位之間，且該第二驅動信號所具有之電壓準位是介於一第三電壓準位及該第四電壓準位之間時，導通一第一開關以至於該第一節點連接到具有一第一電壓準位的該第一電壓源，且導通一第四開關以至於該第二節點連接到具有一第四電壓準位的該第四電壓源。
7. 如申請專利範圍第6項所述之操作液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置的方法，更包括：當該第一驅動信號所具有之電壓準位是介於該第三電壓準位及該第四電壓準位之間，且該第二驅動信號所具有之電壓準位是介於該第一電壓準位及該第二電壓準位之間時，導通一第二開關以至於該第一節點連接到具有該第四電壓準位的該第二電壓源，且導通一第三開關以至於該第二節點連接到具有該第一電壓準位的該第三電壓源。
8. 如申請專利範圍第6項所述之操作液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置的方法，更包括：使得該第一電壓準位大於該第二電壓準位，且該第三電壓準位大於該第四電壓準位。
9. 如申請專利範圍第8項所述之操作液晶顯示器的資料驅動器的開關裝置的方法，更包括：使得該第一電壓準位及該第二電壓準位之間的電壓準位差異等於該第三電壓準位及該第四電壓準位之間的電壓準位差異。