TWI409790B - 源極驅動器及相關的驅動方法 - Google Patents

Description

源極驅動器及相關的驅動方法

本發明係有關於一種源極驅動器，尤指一種可以在不增加晶片面積下具有較佳驅動能力的源極驅動器，以及相關的驅動方法。

在薄膜電晶體液晶顯示器(Thin-film transistor liquid crystal display,TFT-LCD)的源極驅動器中，一多工器通常被設置在源極驅動器的輸出級之後(如第1圖所示)以提供較高的阻抗以及極性反轉的功能。第1圖為一源極驅動器中的兩個輸出緩衝器102、104以及一多工器106的示意圖，其中輸出緩衝器102、104分別具有輸入端點N_{in_1} 、N_{in_2} ，且多工器106具有兩個輸出端點N_{out_1} 以及N_{out_2} 。在第1圖中，多工器106可以視為耦接於輸出緩衝器102、104以及輸出端點N_{out_1} 、N_{out_2} 之間的一個等效電阻，因此，會影響到源極驅動器的驅動能力。此外，為了避免上述源極驅動器之驅動能力下降的情形，多工器106的晶片面積必須要增加以降低其等效電阻，然而，晶片面積增加代表著源極驅動器的製作成本也會增加。

因此，本發明的目的之一在於提供一種源極驅動器及其相關的驅動方法，使得源極驅動器可以在不增加晶片面積下具有較佳驅動能力，因此可以解決上述的問題。

依據本發明之一實施例，一源極驅動器包含有一第一通道以及一第二通道，其中該第一通道包含有一第一差動放大器以及一第一輸出級，且該第二通道包含有一第二差動放大器以及一第二輸出級。該第一差動放大器係用來接收一第一差動對輸入訊號以產生一第一差動對輸出訊號；該第二差動放大器係用來接收一第二差動對輸入訊號以產生一第二差動對輸出訊號；該多工器具有耦接於該第一差動放大器且用來接收該第一差動對輸出訊號之一第一輸入埠、耦接於該第二差動放大器且用來接收該第二差動對輸出訊號之一第二輸入埠、耦接於該第一輸出級之一第一輸出埠、以及耦接於該第二輸出級之一第二輸出埠，其中當該多工器位於一第一組態時，該多工器將該第一輸入埠耦接於該第一輸出埠，且將該第二輸入埠耦接於該第二輸出埠；以及當該多工器位於一第二組態時，該多工器將該第一輸入埠耦接於該第二輸出埠，且將該第二輸入埠耦接於該第一輸出埠。

依據本發明之另一實施例，一種源極驅動器的驅動方法包含有：接收一第一差動對輸入訊號以產生一第一差動對輸出訊號；接收一第二差動對輸入訊號以產生一第二差動對輸出訊號；提供一多工器，其中該多工器具有用來接收該第一差動對輸出訊號之一第一輸入埠、用來接收該第二差動對輸出訊號之一第二輸入埠、耦接於一第一輸出級之一第一輸出埠、以及耦接於一第二輸出級之一第二輸出埠，其中當該多工器位於一第一組態時，該多工器將該第一輸入埠耦接於該第一輸出埠，且將該第二輸入埠耦接於該第二輸出埠；以及當該多工器位於一第二組態時，該多工器將該第一輸入埠耦接於該第二輸出埠，且將該第二輸入埠耦接於該第一輸出埠。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。以外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。

請參考第2圖，第2圖為依據本發明一實施例之源極驅動器200的示意圖。如第2圖所示，源極驅動器200包含有一第一通道210、一第二通道220以及一多工器230，其中第一通道210包含有一差動放大器211、一輸出級212以及一第一控制電路213，且第二通道220包含有一差動放大器221、一輸出級222以及一第二控制電路223。輸出級212包含有兩個以疊接方式(cascode)相連之電晶體M1、M2，且輸出級222包含有兩個以疊接方式(cascode)相連之電晶體M3、M4。此外，第一通道210以及第二通道220係為相鄰的通道，且分別用來接收輸入訊號V_{in_1} 、V_{in_2} ，並分別產生輸出訊號V_{out_1} 、V_{out_2} 至一像素陣列(未繪示)。此外，源極驅動器200係應用於一液晶顯示裝置中。

在源極驅動器200的操作上，首先，差動放大器211接收一差動對輸入訊號以產生一差動對輸出訊號V₁₊ 以及V_1- ，且差動放大器221接收一差動對輸入訊號以產生一差動對輸出訊號V₂₊ 以及V_2- 。接著，在一第一時段中，多工器230係操作於一第一組態，此時多工器230將差動對輸出訊號V₁₊ 以及V_1- 傳送至輸出級212，並將差動對輸出訊號V₂₊ 以及V_2- 傳送至輸出級222；以及在緊接於第一時段之一第二時段中，輸出訊號V_{out_1} 、V_{out_2} 需要進行極性反轉，則此時多工器230係操作於一第二組態，且多工器230將差動對輸出訊號V₁₊ 以及V_1- 傳送至輸出級222，並將差動對輸出訊號V₂₊ 以及V_2- 傳送至輸出級212。最後，輸出級212接收來自多工器230的差動對輸出訊號以產生輸出訊號V_{out_1} 至像素陣列以驅動相對應的像素，且輸出級222亦接收來自多工器230的差動對輸出訊號以產生輸出訊號V_{out_2} 至像素陣列以驅動相對應的像素。

此外，當一轉換脈波(Transfer Pulse,TP)訊號被致能時，亦即，第一通道210以及第二通道220被阻止將輸出訊號V_{out_1} 、V_{out_2} 輸出至像素陣列中時，第一控制電路213除能(disable)輸出級212，且第二控制電路223除能輸出級222。

為了更清楚了解多工器230、第一控制電路213以及第二控制電路223的操作，請參考第3圖，第3圖為多工器230、第一控制電路213以及第二控制電路223的電路示意圖。如第3圖所示，多工器230包含有耦接於差動放大器211之一第一輸入埠(節點N₁ 以及N₂ )、耦接於差動放大器221之一第二輸入埠(節點N₃ 以及N₄ )、耦接於輸出級212之一第一輸出埠(節點N₅ 以及N₆ )、耦接於輸出級222之一第二輸出埠(節點N₇ 以及N₈ )、以及八個開關SW1~SW8。此外，第一控制電路213包含有耦接於一供應電壓VDD以及電晶體M1之閘級之一開關SW9，以及耦接於一接地電壓GND以及電晶體M2之閘級之一開關SW10；而第二控制電路223包含有耦接於供應電壓VDD以及電晶體M3之閘級之一開關SW11，以及耦接於接地電壓GND以及電晶體M4之閘級之一開關SW12。此外，開關SW1~SW12可以使用N型金氧半導體(N-type Metal-Oxide Semiconductor,NMOS)、P型金氧半導體(P-type Metal-Oxide Semiconductor,PMOS)、傳輸閘(transmission gate)或是其他任何形式的開關電路來實現。

在上述之該第一時段中，多工器230係操作於該第一組態，此時開關SW1、SW2、SW7、SW8被開啟(switched on)且開關SW3~SW6係被關閉(switched off)，因此第一輸入埠(節點N₁ 以及N₂ )係耦接於第一輸出埠(節點N₅ 以及N₆ )，且第二輸入埠(節點N₃ 以及N₄ )係耦接於第二輸出埠(節點N₇ 以及N₈ )，差動對輸出訊號V₁₊ 以及V_1- 因此可以經由多工器230傳送至輸出級212，且差動對輸出訊號V₂₊ 以及V_2- 因此可以經由多工器230傳送至輸出級222。另一方面，在緊接於上述之該第二時段中，輸出訊號V_{out_1} 、V_{out_2} 需要進行極性反轉，此時開關SW1、SW2、SW7、SW8被關閉(switched off)且開關SW3~SW6係被開啟(switched on)，因此第一輸入埠(節點N₁ 以及N₂ )係耦接於第二輸出埠(節點N₇ 以及N₈ )，且第二輸入埠(節點N₃ 以及N₄ )係耦接於第一輸出埠(節點N₅ 以及N₆ )，差動對輸出訊號V₁₊ 以及V_1- 因此可以經由多工器230傳送至輸出級222，且差動對輸出訊號V₂₊ 以及V_2- 因此可以經由多工器230傳送至輸出級212。

此外，當轉換脈波(TP)訊號被致能時，開關SW9~SW12係被開啟(switched on)，亦即電晶體M1~M4係被關閉以阻止第一通道210以及第二通道220將輸出訊號V_{out_1} 、V_{out_2} 輸出至像素陣列中。

請參考第4圖，第4圖為依據本發明一實施例之一源極驅動器之驅動方法的流程圖。需注意的是，若是有實質上相同的結果，本發明之驅動方法的步驟並不以第4圖所示的流程順序為限。參考第4圖，源極驅動器之驅動方法敘述如下：

步驟400：接收一第一差動對輸入訊號以產生一第一差動對輸出訊號。

步驟402：接收一第二差動對輸入訊號以產生一第二差動對輸出訊號。

步驟404：提供一多工器，其中該多工器具有用來接收該第一差動對輸出訊號之一第一輸入埠、用來接收該第二差動對輸出訊號之一第二輸入埠、耦接於一第一輸出級之一第一輸出埠、以及耦接於一第二輸出級之一第二輸出埠，其中當該多工器位於一第一組態時，該多工器將該第一輸入埠耦接於該第一輸出埠，且將該第二輸入埠耦接於該第二輸出埠；以及當該多工器位於一第二組態時，該多工器將該第一輸入埠耦接於該第二輸出埠，且將該第二輸入埠耦接於該第一輸出埠。

簡要歸納本發明，在本發明之源極驅動器以及源極驅動器的相關驅動方法中，因為多工器係被設置於差動放大器以及輸出級之間，因此可以在不增加多工器之晶片面積下改善驅動能力，製造成本也可因此降低。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

102、104．．．輸出緩衝器

106、230．．．多工器

200．．．源極驅動器

210．．．第一通道

211、221．．．差動放大器

212、222．．．輸出級

213．．．第一控制器

220．．．第二通道

223．．．第二控制器

M1~M4．．．電晶體

SW1~SW12．．．開關

N1~N8．．．節點

第1圖為習知源極驅動器的示意圖。

第2圖為依據本發明一實施例之源極驅動器的示意圖。

第3圖為第2圖所示之多工器、第一控制電路以及第二控制電路的電路示意圖。

第4圖為依據本發明一實施例之一源極驅動器之驅動方法的流程圖。

200．．．源極驅動器

210．．．第一通道

211、221．．．差動放大器

212、222．．．輸出級

213．．．第一控制器

220．．．第二通道

223．．．第二控制器

230．．．多工器

M1~M4．．．電晶體

Claims (13)

1. 一種源極驅動器，包含有：一第一通道，包含有：一第一差動放大器，用來接收一第一差動對輸入訊號以產生一第一差動對輸出訊號；以及一第一輸出級；一第二通道，包含有：一第二差動放大器，用來接收一第二差動對輸入訊號以產生一第二差動對輸出訊號；以及一第二輸出級；一多工器，具有耦接於該第一差動放大器且用來接收該第一差動對輸出訊號之一第一輸入埠、耦接於該第二差動放大器且用來接收該第二差動對輸出訊號之一第二輸入埠、耦接於該第一輸出級之一第一輸出埠、以及耦接於該第二輸出級之一第二輸出埠，其中當該多工器位於一第一組態時，該多工器將該第一輸入埠耦接於該第一輸出埠，且將該第二輸入埠耦接於該第二輸出埠；以及當該多工器位於一第二組態時，該多工器將該第一輸入埠耦接於該第二輸出埠，且將該第二輸入埠耦接於該第一輸出埠。
2. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，其中該第一通道係緊接於該第二通道。
3. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，其中於一第一時段時，該多工器係操作於該第一組態，且該多工器將該第一差動對輸出訊號傳送至該第一輸出級，且將該第二差動對輸出訊號傳送至該第二輸出級；以及在緊接於該第一時段之一第二時段中，該第一輸出級以及該第二輸出級之輸出訊號需要進行極性反轉時，該多工器係操作於該第二組態，且該多工器將該第一差動對輸出訊號傳送至該第二輸出級，且將該第二差動對輸出訊號傳送至該第一輸出級。
4. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，其中：該第一通道另包含有：一第一控制電路，耦接於該第一輸出級，用來選擇性地除能(disable)該第一輸出級；以及該第二通道另包含有：一第二控制電路，耦接於該第二輸出級，用來選擇性地除能該第二輸出級。
5. 如申請專利範圍第4項所述之源極驅動器，其中當一轉換脈波致能時，該第一控制電路除能該第一輸出級。
6. 如申請專利範圍第5項所述之源極驅動器，其中當該轉換脈波致能時，該第二控制電路除能該第二輸出級。
7. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，係應用於一液晶顯示裝置中。
8. 一種源極驅動器之驅動方法，包含有：接收一第一差動對輸入訊號以產生一第一差動對輸出訊號；接收一第二差動對輸入訊號以產生一第二差動對輸出訊號；以及提供一多工器，其具有用來接收該第一差動對輸出訊號之一第一輸入埠、用來接收該第二差動對輸出訊號之一第二輸入埠、耦接於一第一輸出級之一第一輸出埠、以及耦接於一第二輸出級之一第二輸出埠，其中當該多工器位於一第一組態時，該多工器將該第一輸入埠耦接於該第一輸出埠，且將該第二輸入埠耦接於該第二輸出埠；以及當該多工器位於一第二組態時，該多工器將該第一輸入埠耦接於該第二輸出埠，且將該第二輸入埠耦接於該第一輸出埠。
9. 如申請專利範圍第8項所述之驅動方法，其中於一第一時段時，該多工器係操作於該第一組態，且該多工器將該第一差動對輸出訊號傳送至該第一輸出級，且將該第二差動對輸出訊號傳送至該第二輸出級；以及在緊接於該第一時段之一第二時段中，該第一輸出級以及該第二輸出級之輸出訊號需要進行極性反轉時，該多工器係操作於該第二組態，且該多工器將該第一差動對輸出訊號傳送至該第二輸出級，且將該第二差動對輸出訊號傳送至該第一輸出級。
10. 如申請專利範圍第8項所述之驅動方法，其中：選擇性地除能該第一輸出級；以及選擇性地除能該第二輸出級。
11. 如申請專利範圍第10項所述之驅動方法，其中當一轉換脈波致能時，該驅動方法另包含有：除能該第一輸出級。
12. 如申請專利範圍第11項所述之驅動方法，其中當該轉換脈波致能時，該驅動方法另包含有：除能該第二輸出級。
13. 如申請專利範圍第8項所述之驅動方法，係應用於一液晶顯示裝置中。