TWI415058B - 源極驅動器及顯示器的驅動方法 - Google Patents

源極驅動器及顯示器的驅動方法 Download PDF

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Description

源極驅動器及顯示器的驅動方法
本發明是有關於一種液晶顯示器，且特別是有關於一種用於驅動液晶顯示器的低功率消耗源極驅動器及其驅動方法。
液晶顯示器具有高品質的影像顯示能力與低耗能之特性，因此已普遍使用作為顯示裝置。液晶顯示裝置包含液晶顯示面板和薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)，其中液晶顯示面板由多個液晶顯示單元(liquid crystal cell)和多個像素元件組成，每一像素元件係關於對應的液晶顯示單元，並具有液晶電容(liquid crystal capacitor)和儲存電容(storage capacitor)，且液晶電容和儲存電容與薄膜電晶體電性耦接。像素元件大致上被排列為具有數列及數行之矩陣型。一般而言，由閘極驅動器(gate driver)所產生之掃描信號，係沿著列方向之複數條掃描線，依序施加於數個像素列，以依序一列一列地開啟像素元件。當施加掃描信號於像素列以開啟像素元件中對應之薄膜電晶體時，所欲顯示影像之源極信號由源極驅動器所產生，並透過沿著行方向交錯分佈排列之複數條掃描線傳輸，藉以將同一像素列之信號同時施加於各像素行，以便將對應列之液晶電容與儲存電容充電，進而調整像素列對應液晶顯示單元的方向，並藉以控制由液晶顯示單元中穿越之光線傳遞。藉由對所有像素列重複進行上述程序，影像信號中對應之源極信號便會傳送至所有的像素元件中，藉以顯示影像信號。
由於液晶分子之形狀為長薄型，因而導致其僅能在有限的方向上進行排列。於液晶面板之液晶顯示單元中，液晶分子的排列方向在穿越液晶顯示單元之光線傳遞上，扮演著決定性的角色。目前已知若在液晶層之間長時間施以高電壓，液晶分子之光傳遞特性將可能發生變化，且此變化將可能永久地且不可回復地損壞液晶面板之顯示品質。習知的技術中，通常透過不斷的改變施加於液晶顯示單元上之電壓信號之極性，以預防液晶分子因高電壓而損壞。可根據反轉方法(inversion scheme)，如框訊反轉(frame inversion)、列反轉(row inversion)、行反轉(column inversion)、點反轉(dot inversion)等，對源極驅動器進行設定，以產生具有交替極性之電壓信號。一般而言，源極驅動器之一個或多個部份會被分類為正極性類型或負極性類型，而無論正極性或負極性的驅動電路，所需之驅動電壓是相同的。然而，由於操作電壓之範圍為單極性驅動電路之操作電壓範圍的兩倍大，源極驅動器之功率消耗也因此增加。另外，於液晶顯示器顯示較高的影像品質時，採用上述反轉方法必須頻繁的轉換極性，也因此造成較高的功率消耗。這類的液晶顯示器，特別是薄膜電晶體液晶顯示器，可能因此耗費大量的電力進而產生過多的熱，且液晶顯示器之顯示特性會因為過熱而產生相當的惡化。
有鑑於上述習知技術之問題，本發明之一態樣是在提供一種源極驅動器及顯示器驅動方法，可用以驅動液晶顯示器，以降低源極驅動器之功率消耗，並避免產生過熱之情形。
依據本發明一實施方式，提供一種源極驅動器，用以驅動一顯示器，顯示器具有以矩陣排列之複數個像素和複數條資料線，每一資料線與相對應之行像素相關。在一實施方式中，源極驅動器包含第一對切換器、第二對切換器和第三對切換器，並藉由控制信號進行上述切換器之控制。
源極驅動器亦包含第一位準移位器和第二位準移位器。第一位準移位器具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端用以接收輸入資料，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收第一中間電壓，輸出端將輸入資料之第一位準移位信號輸出。第二位準移位器具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端用以接收輸入資料，第二輸入端用以接收第二中間電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸出端將輸入資料之第二位準移位信號輸出。
源極驅動器進一步包含具正極性之第一數位轉類比轉換器(PDAC)和具負極性之第二數位轉類比轉換器(NDAC)。第一數位轉類比轉換器具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端及輸出端，其中，第一輸入端與第一位準移位器之輸出端電性耦接以接收由第一位準移位器之輸出端所輸出之第一位準移位信號，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收第一中間電壓，第四輸入端用以接收伽瑪電壓(Gamma voltage)，輸出端將第一轉換信號輸出。第二數位轉類比轉換器具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端及輸出端，其中，第一輸入端與第二位準移位器之輸出端電性耦接以接收由第二位準一位器之輸出端所輸出之第二位準移位信號，第二輸入端用以接收第二中間電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，第四輸入端用以接收伽瑪電壓，輸出端將第二轉換信號輸出。在一實施方式中，第一轉換信號和第二轉換信號分別具有正極性和負極性。
此外，源極驅動器包含第一類比電路和第二類比電路。第一類比電路具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端經由第一對切換器中之一者與第一數位轉類比轉換器之輸出端和第二數位轉類比轉換器之輸出端電性耦接，以接收由第一數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第一轉換信號或由第二數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第二轉換信號，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸出端將第一放大信號輸出。第二類比電路具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端經由第一對切換器中之另一者與第一數位轉類比轉換器之輸出端和第二數位轉類比轉換器之輸出端電性耦接，以接收由第一數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第一轉換信號或由第二數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第二轉換信號，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸出端將第二放大信號輸出。在一實施方式中，第一類比電路和第二類比電路可能彼此相同或彼此不同。
此外，源極驅動器包含第一輸出級和第二輸出級。第一輸出級具正極性，其包含第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端經由第二對切換器中之一者與第一類比電路之輸出端和第二類比電路之輸出端電性耦接，以接收由第一類比電路之輸出端所輸出之第一放大信號或由第二類比電路之輸出端所輸出之第二放大信號，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收第一中間電壓，輸入端將第一資料信號輸出。第二輸出級具負極性，其包含第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端經由第二對切換器中之另一者與第一類比電路之輸出端和第二類比電路之輸出端電性耦接，以接收由第一類比電路之輸出端所輸出之第一放大信號或由第二類比電路之輸出端所輸出之第二放大信號，第二輸入端用以接收第二中間電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸入端將第二資料信號輸出。在一實施方式中，第一資料信號和第二資料信號可分別具正極性和負極性。
資料線中每一奇數資料線係經由第三對切換器中之一者，與第一輸出級之輸出端和第二輸出級之輸出端電性耦接，以接收由第一輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號或由第二輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號。而資料線中每一偶數資料線係經由第三對切換器中之另一者，與第一輸出級之輸出端和第二輸出級之輸出端電性耦接，以接收由第一輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號或由第二輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號。
第三對切換器係經設定而使資料線中每一奇數資料線接收第一資料信號及第二資料信號中之一者，並使資料線中每一偶數資料線接收第一資料信號及第二資料信號中之另一者。
在一實施方式中，控制信號具有低位準狀態和高位準狀態，當控制信號在高位準狀態時，資料線中每一奇數資料線接收由第一輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號，資料線中每一偶數資料線接收由第二輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號。當控制信號在低位準狀態時，資料線中每一奇數資料線接收由第二輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號，資料線中每一偶數資料線接收由第一輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號。
在一實施方式中，第一中間電壓和第二中間電壓小於電源電壓且大於接地電壓。第一中間電壓和第二中間電壓可彼此相同或彼此不同。第一中間電壓和第二中間電壓小於或等於電源電壓之一半。
在一實施方式中，第一類比電路和第一輸出級構成第一運算放大器，第二類比電路和第二輸出級構成第二運算放大器。
依據本發明另一實施方式，提供一種顯示器驅動方法，用以驅動顯示器，該顯示器具有以矩陣排列之複數個像素和複數條資料線，每一資料線與之像素相關。在一實施方式中，該方法包含下列步驟：提供電源電壓、接地電壓、第一中間電壓、第二中間電壓和控制信號，其中控制信號具有低位準狀態和高位準狀態，以及提供源極驅動器。
在一實施方式中，源極驅動器包含第一對切換器、第二對切換器和第三對切換器，並藉由控制信號進行上述切換器之控制。源極驅動器也包含第一位準移位器和第二位準移位器。第一位準移位器具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端用以接收輸入資料，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收第一中間電壓，輸出端將輸入資料之第一位準移位信號輸出。第二位準移位器具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端用以接收輸入資料，第二輸入端用以接收第二中間電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸出端將輸入資料之第二位準移位信號輸出。
此外，源極驅動器包含具正極性之第一數位轉類比轉換器和具負極性之第二數位轉類比轉換器。第一數位轉類比轉換器具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端及輸出端，其中，第一輸入端與第一位準移位器之輸出端電性耦接以接收由第一位準移位器之輸出端所輸出之第一位準移位信號，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收第一中間電壓，第四輸入端用以接收伽瑪電壓，輸出端將第一轉換信號輸出。第二數位轉類比轉換器具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端及輸出端，其中，第一輸入端與第二位準移位器之輸出端電性耦接以接收由第二位準移位器之輸出端所輸出之第二位準移位信號，第二輸入端用以接收第二中間電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，第四輸入端用以接收伽瑪電壓，輸出端將第二轉換信號輸出。在一實施方式中，第一轉換信號和第二轉換信號分別具有正極性和負極性。
此外，源極驅動器包含第一類比電路和第二類比電路。第一類比電路具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端經由第一對切換器中之一者與第一數位轉類比轉換器之輸出端和第二數位轉類比轉換器之輸出端電性耦接，以接收由第一數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第一轉換信號或由第二數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第二轉換信號，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸出端將第一放大信號輸出。第二類比電路具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端經由第一對切換器中之另一者與第一數位轉類比轉換器之輸出端和第二數位轉類比轉換器之輸出端電性耦接，以接收由第一數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第一轉換信號或由第二數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第二轉換信號，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸出端將第二放大信號輸出。在一實施方式中，第一類比電路和第二類比電路可能彼此相同或彼此不同。
此外，源極驅動器包含具正極性之第一輸出級和具負極性之第二輸出級。第一輸出級包含第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端經由第二對切換器中之一者與第一類比電路之輸出端和第二類比電路之輸出端電性耦接，以接收由第一類比電路之輸出端所輸出之第一放大信號或由第二類比電路之輸出端所輸出之第二放大信號，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收第一中間電壓，輸出端將第一資料信號輸出。第二輸出級包含第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端藉由第二對切換器中之另一者與第一類比電路之輸出端和第二類比電路之輸出端電性耦接，以接收由第一類比電路之輸出端所輸出之第一放大信號或由第二類比電路之輸出端所輸出之第二放大信號，第二輸入端用以接收第二中間電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸出端將第二資料信號輸出。在一實施方式中，第一資料信號和第二資料信號可分別具正極性和負極性。
資料線中每一奇數資料線係經由第三對切換器中之一者，與第一輸出級之輸出端和第二輸出級之輸出端電性耦接，以接收由第一輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號或由第二輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號。而資料線中每一偶數資料線係經由第三對切換器中之另一者，與第一輸出級之輸出端和第二輸出級之輸出端電性耦接，以接收由第一輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號或由第二輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號。
第三對切換器係經設定而以使資料線中每一奇數資料線接收第一資料信號及第二資料信號中之一者，而資料線中每一偶數資料線接收第一資料信號及第二資料信號中之另一者。
當控制信號在高位準狀態時，資料線中每一奇數資料線接收由第一輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號，而資料線中每一偶數資料線接收由第二輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號。當控制信號在低位準狀態時，資料線中每一奇數資料線接收由第二輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號，而資料線中每一偶數資料線接收由第一輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號。
依據本發明又一實施方式，提供一種源極驅動器，用以驅動一顯示器，顯示器具有以矩陣排列之複數個像素和複數條資料線，每一資料線與相對應之行像素相關。
在一實施方式中，源極驅動器包含第一對切換器、第二對切換器和第三對切換器，並藉由控制信號進行上述切換器之控制。源極驅動器也包含具正極性之第一數位轉類比轉換器、具負極性之第二數位轉類比轉換器。第一數位轉類比轉換器包含輸出端，用以將具正極性之第一轉換信號輸出。第二數位轉類比轉換器包含輸出端，用以將具負極性之第二轉換信號輸出。源極驅動器更包含第一運算放大器和第二運算放大器。
在一實施方式中，第一運算放大器包含第一和第二級和輸出級。第一和第二級具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端經由第一對切換器中之一者與第一數位轉類比轉換器之輸出端和第二數位轉類比轉換器之輸出端電性耦接，以接收由第一數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第一轉換信號或由第二數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第二轉換信號，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸出端用以將第一放大信號輸出。輸出級具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收第一中間電壓，輸出端用以將第一資料信號輸出。
第二運算放大器包含第一和第二級和輸出級。第一和第二級具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端經由第一對切換器中之另一者與第一數位轉類比轉換器之輸出端和第二數位轉類比轉換器之輸出端電性耦接，以接收由第一數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第一轉換信號或由第二數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第二轉換信號，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸出端用以將第二放大信號輸出。輸出級具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第二輸入端用以接收第二中間電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸出端用以將第二資料信號輸出。
第一運算放大器之輸出級之第一輸入端係經由第二對切換器中之一者與第一運算放大器之第一和第二級之輸出端以及第二運算放大器之第一和第二級之輸出端電性耦接，以接收由第一運算放大器之第一和第二級之輸出端所輸出之第一放大信號或由第二運算放大器之第一和第二級之輸出端所輸出之第二放大信號。
第二運算放大器之輸出級之第一輸入端係經由第二對切換器中之另一者與第一運算放大器之第一和第二級之輸出端和第二運算放大器之第一和第二級之輸出端電性耦接，以接收由第一運算放大器之第一和第二級之輸出端所輸出之第一放大信號或由第二運算放大器之第一和第二級之輸出端所輸出之第二放大信號。
此外，資料線中每一奇數資料線係經由第三對切換器中之一者與第一運算放大器之輸出級之輸出端和第二運算放大器之輸出級之輸出端電性耦接，以接收由第一運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號或由第二運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號。資料線中每一偶數資料線係經由第三對切換器中之另一者與第一運算放大器之輸出級之輸出端和第二運算放大器之輸出級之輸出端電性耦接，以接收由第一運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號或由第二運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號。
第三對切換器係經設定而使資料線中每一奇數資料線接收第一資料信號及第二資料信號中之一者，並使資料線中每一偶數資料線接收第一資料信號及第二資料信號中之另一者。
再者，源極驅動器可進一步包含第一位準移位器和第二位準移位器。第一位準移位器具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端用以接收輸入資料，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收第一中間電壓，輸出端用以將輸入資料之第一位準移位信號輸出。第二位準移位器具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端用以接收輸入資料，第二輸入端用以接收第二中間電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸出端用以將輸入資料之第二位準移位信號輸出。
此外，第一數位轉類比轉換器進一步包含第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及第四輸入端，其中，第一輸入端與第一位準移位器之輸出端電性耦接，以接收由第一位準移位器之輸出端所輸出之第一位準移位信號，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收第一中間電壓，第四輸入端用以接收伽瑪電壓。第二數位轉類比轉換器進一步包含第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端及輸出端，其中，第一輸入端與第二位準移位器之輸出端電性耦接，以接收由第二位準移位器之輸出端所輸出之第二位準移位信號，第二輸入端用以接收第二中間電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，第四輸入端用以接收伽瑪電壓，輸出端用以將具負極性之第二轉換信號輸出。
在一實施方式中，第一轉換信號和第二轉換信號可分別具正極性和負極性，第一資料信號和第二資料信號可分別具正極性和負極性。
在一實施方式中，控制信號具有低位準狀態和高位準狀態，當控制信號在高位準狀態時，資料線中每一奇數資料線接收由第一運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號，資料線中每一偶數資料線接收由第二運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號。當控制信號在低位準狀態時，資料線中每一奇數資料線接收由第二運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號，資料線中每一偶數資料線接收由第一運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號。
在一實施方式中，第一中間電壓和第二中間電壓皆小於電源電壓，且皆大於接地電壓。第一中間電壓和第二中間電壓可能彼此相同或不同。第一中間電壓和第二中間電壓皆小於或等於電源電壓之一半。
依據本發明再一實施方式，提供一種顯示器驅動方法，用以驅動顯示器，顯示器具有以矩陣排列之複數個像素和複數條資料線，每一資料線與相對應之行像素相關。在一實施方式中，該方法包含下列步驟：提供電源電壓、接地電壓、第一中間電壓、第二中間電壓和控制信號，其中控制信號具有低位準狀態和高位準狀態，以及提供源極驅動器。
在一實施方式中，源極驅動器包含第一對切換器、第二對切換器和第三對切換器，並藉由控制信號進行上述切換器之控制。源極驅動器也包含具正極性之第一數位轉類比轉換器、具負極性之第二數位轉類比轉換器。第一數位轉類比轉換器包含輸出端，用以將具正極性之第一轉換信號輸出。第二數位轉類比轉換器包含輸出端，用以將具負極性之第二轉換信號輸出。
源極驅動器更包含第一運算放大器和第二運算放大。在一實施方式中，第一運算放大器包含第一和第二級和輸出級。第一和第二級具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端經由第一對切換器中之一者與第一數位轉類比轉換器之輸出端和第二數位轉類比轉換器之輸出端電性耦接，以接收由第一數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第一轉換信號或由第二數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第二轉換信號，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸出端用以將第一放大信號輸出。輸出級具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收第一中間電壓，輸出端用以將第一資料信號輸出。
第二運算放大器包含第一和第二級和輸出級。第一和第二級具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第一輸入端經由第一對切換器中之另一者與第一數位轉類比轉換器之輸出端和第二數位轉類比轉換器之輸出端電性耦接，以接收由第一數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第一轉換信號或由第二數位轉類比轉換器之輸出端所輸出之第二轉換信號，第二輸入端用以接收電源電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸出端用以將第二放大信號輸出。輸出級具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端及輸出端，其中，第二輸入端用以接收第二中間電壓，第三輸入端用以接收接地電壓，輸出端用以將第二資料信號輸出。
第一運算放大器之輸出級之第一輸入端係經由第二對切換器中之一者與第一運算放大器之第一和第二級之輸出端和第二運算放大器之第一和第二級之輸出端電性耦接，以接收由第一運算放大器之第一和第二級之輸出端所輸出之第一放大信號或由第二運算放大器之第一和第二級之輸出端所輸出之第二放大信號。第二運算放大器之輸出級之第一輸入端係經由第二對切換器中之另一者與第一運算放大器之第一和第二級之輸出端和第二運算放大器之第一和第二級之輸出端電性耦接，以接收由第一運算放大器之第一和第二級之輸出端所輸出之第一放大信號或由第二運算放大器之第一和第二級之輸出端所輸出之第二放大信號。
此外，資料線中每一奇數資料線係經由第三對切換器中之一者與第一運算放大器之輸出級之輸出端和第二運算放大器之輸出級之輸出端電性耦接，以接收由第一運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號或由第二運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號。資料線中每一偶數資料線係經由第三對切換器中之另一者與第一運算放大器之輸出級之輸出端和第二運算放大器之輸出級之輸出端電性耦接，以接收由第一運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號或由第二運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號。第三對切換器係經設定而使資料線中每一奇數資料線接收第一資料信號及第二資料信號中之一者，並使資料線中每一偶數資料線接收第一資料信號及第二資料信號中之另一者。
當控制信號在高位準狀態時，資料線中每一奇數資料線接收由第一運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號，資料線中每一偶數資料線接收由第二運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號。當控制信號在低位準狀態時，資料線中每一奇數資料線接收由第二運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第二資料信號，資料線中每一偶數資料線接收由第一運算放大器之輸出級之輸出端所輸出之第一資料信號。
承上所述，依本發明之源極驅動器及顯示器驅動方法，其可減少源極驅動器於液晶顯示器運作時所產生的熱，進而降低液晶顯示器之溫度，使液晶顯示器不易因過熱而產生不可回復之損壞。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，以下將參照相關圖式加以說明，為使便於理解，下述說明中相同元件將以相同之符號標示來說明。
請參照第1圖，其繪示了本發明一實施方式之源極驅動器之方塊圖。源極驅動器100包含第一位準移位器110、第二位準移位器115、具正極性之第一數位轉類比轉換器120(PDAC)、具負極性之第二數位轉類比轉換器125(NDAC)、第一類比電路130、第二類比電路135、具正極性之第一輸出級140以及具負極性之第二輸出級145，其中第一位準移位器110和第二位準移位器115用以接收數位影像資料，並將數位影像資料之電壓位準進行移位，具正極性之第一數位轉類比轉換器120(PDAC)和具負極性之第二數位轉類比轉換器125(NDAC)用以將位準移位後之數位影像資料轉換為數位信號，第一類比電路130和第二類比電路135用以比較和放大類比信號，具正極性之第一輸出級140和具負極性之第二輸出級145用以將具正極性或負極性之放大信號輸出至複數條條資料線中，以驅動複數個像素。
根據本發明之一實施方式，第一數位轉類比轉換器120和第二數位轉類比轉換器125經由第一對切換器(包含切換器S11和切換器S12)與第一類比電路130和第二類比電路135電性耦接；第一類比電路130和第二類比電路135經由第二對切換器(包含切換器S21和切換器S22)與第一輸出級140和第二輸出級145電性耦接；第一輸出級140和第二輸出級145經由第三對切換器(包含切換器S31和切換器S32)分別與奇數資料線和偶數資料線電性耦接。第一對切換器S11和S12、第二對切換器S21和S22以及第三對切換器S31和S32藉由控制信號POL進行控制，其中控制信號POL具有低位準狀態(如POL=0)以及高位準狀態(如POL=1)。
如第1圖所示，第一位準移位器110具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端以及輸出端，其中第一輸入端用以接收影像之數位輸入資料，第二輸入端用以接收電源電壓VDD，第三輸入端用以接收第一中間電壓VM1，輸出端用以輸出第一位準移位信號以做為第一數位轉類比轉換器120之輸入資料。類似地，第二位準移位器115具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端以及輸出端，其中，第一輸入端用以接收輸入資料，第二輸入端用以接收第二中間電壓VM2，第三輸入端用以接收接地電壓GND，輸出端用以輸出第二位準移位信號以做為第二數位轉類比轉換器125之輸入資料。
第一中間電壓VM1和第二中間電壓VM2皆小於電源電壓VDD且皆大於接地電壓GND，通常將接地電壓GND設定為0伏特。第一中間電壓VM1和第二中間電壓VM2可彼此相同或不同。進一步的說，第一中間電壓VM1和第二中間電壓VM2皆小於或等於電源電壓VDD的一半。電源電壓VDD、第一中間電壓VM1和第二中間電壓VM2可由同一個電源供應器提供，或可由多個不同電源供應器提供。根據本發明之一實施方式，中間電壓係設定如下：若中間電壓由單一電源來源所提供，亦即若第一中間電壓VM1和第二中間電壓VM2彼此相同(VM1=VM2)，則可將其設定為電源電壓VDD的一半(VDD/2)；若中間電壓由兩個或多個不同電源來源所提供，亦即當第一中間電壓VM1和第二中間電壓VM2彼此不同(VM1≠VM2)時，第一中間電壓VM1之電壓位準可被設定為大於接地電壓GND且小於或等於電源電壓VDD的一半，第二中間電壓VM2則可大於或等於電源電壓VDD的一半且小於電源電壓VDD。
第一數位轉類比轉換器120具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端及輸出端，其中，第一輸入端與第一位準移位器110之輸出端電性耦接，以接收由第一位準移位器110之輸出端所輸出之第一位準移位信號，第二輸入端用以接收電源電壓VDD，第三輸入端用以接收第一中間電壓VM1，第四輸入端用以接收伽瑪電壓(Gamma voltage)，輸出端用以將具正極性之第一轉換信號輸出。第二數位轉類比轉換器125具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端及輸出端，其中，第一輸入端與第二位準移位器115之輸出端電性耦接，以接收由第二位準移位器115之輸出端所輸出之第二位準移位信號，第二輸入端用以接收第二中間電壓VM2，第三輸入端用以接收接地電壓GND，第四輸入端用以接收伽瑪電壓(Gamma voltage)，輸出端用以將具負極性之第二轉換信號輸出。伽瑪電壓由伽瑪電壓產生器或其他類似之裝置所提供，用以進行顯示器之伽瑪校正(Gamma correction)。由第一數位轉類比轉換器120提供之第一轉換信號和由第二數位轉類比轉換器125提供之第二轉換信號，兩者為對應於顯示影像之數位輸入資料之類比信號。如此一來，可藉由控制信號POL控制第一對切換器之切換器S11和切換器S12，將第一轉換信號和第二轉換信號輸出至第一類比電路130或第二類比電路135。舉例來說，若控制信號POL為邏輯0時，第一數位轉類比轉換器120之輸出端將第一轉換信號輸出至第一類比電路130，第二數位轉類比轉換器125之輸出端將第二轉換信號輸出至第二類比電路135。然而，當控制信號POL為邏輯1時，第一數位轉類比轉換器120之輸出端將第一轉換信號輸出至第二類比電路135，而第二數位轉類比轉換器125之輸出端將第二轉換信號輸出至第一類比電路130。
第一類比電路130具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端以及輸出端，其中，第一輸入端經由切換器S11與第一數位轉類比轉換器120之輸出端和第二數位轉類比轉換器125之輸出端電性耦接，以接收由第一數位轉類比轉換器120之輸出端所輸出之第一轉換信號或由第二數位轉類比轉換器125之輸出端所輸出之第二轉換信號，第二輸入端用以接收電源電壓VDD，第三輸入端用以接收接地電壓GND，輸出端用以將第一放大信號輸出。第二類比電路130具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端以及輸出端，其中，第一輸入端經由切換器S12與第一數位轉類比轉換器120之輸出端和第二數位轉類比轉換器125之輸出端電性耦接，以接收由第一數位轉類比轉換器120之輸出端所輸出之第一轉換信號或由第二數位轉類比轉換器125之輸出端所輸出之第二轉換信號，第二輸入端用以接收電源電壓VDD，第三輸入端用以接收接地電壓GND，輸出端用以將第二放大信號輸出。如此一來，可藉由控制信號POL控制第二對切換器之切換器S21和切換器S22，將第一放大信號和第二放大信號輸出至第一輸出級140或第二輸出級145。舉例來說，若控制信號POL為邏輯0時，第一類比電路130之輸出端將第一放大信號輸出至第一輸出級140，第二類比電路135之輸出端將第二放大信號輸出至第二輸出級145。然而，當控制信號POL為邏輯1時，第一類比電路130之輸出端將第一放大信號輸出至第二輸出級145，而第二類比電路135之輸出端將第二放大信號輸出至第一輸出級140。
第一類比電路130和第二類比電路135可彼此相同或不同。在一較佳實施例中，第一類比電路130和第二類比電路135可彼此相同。
具正極性之第一輸出級140具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端以及輸出端，其中，第一輸入端經由切換器S21與第一類比電路130之輸出端和第二類比電路135之輸出端電性耦接，以接收由第一類比電路130之輸出端所輸出之第一放大信號或由第二類比電路135之輸出端所輸出之第二放大信號，第二輸入端用以接收電源電壓VDD，第三輸入端用以接收第一中間電壓VM1，輸出端用以輸出第一資料信號。具負極性之第二輸出級145具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端以及輸出端，其中，第一輸入端經由切換器S22與第一類比電路130之輸出端和第二類比電路135之輸出端電性耦接，以接收由第一類比電路130之輸出端所輸出之第一放大信號或由第二類比電路135之輸出端所輸出之第二放大信號，第二輸入端用以接收第二中間電壓VM2，第三輸入端用以接收接地電壓GND，輸出端用以輸出第二資料信號。此外，第一資料信號與第二資料信號分別具有正極性和負極性。
除此之外，第一輸出級140之輸出端和第二輸出級145之輸出端，兩者係經由受控制信號POL控制的第三對切換器S31和S32與奇數資料線和偶數資料線電性耦接。若控制信號POL為邏輯0，第一輸出級140之輸出端將第一資料信號輸出至奇數資料線，第二輸出級145之輸出端將第二資料信號輸出至偶數資料線。當控制信號POL為邏輯1時，第一輸出級140之輸出端將第一資料信號將輸出至偶數資料線，第二輸出級145之輸出端將第二資料信號則輸出至奇數資料線。換言之，當控制信號POL在高位準狀態時，資料線中每一奇數資料線接收由第一輸出級140之輸出端所輸出之具正極性之第一資料信號，資料線中每一偶數資料線接收由第二輸出級145之輸出級所輸出之具負極性之第二資料信號。當控制信號POL在低位準狀態時，資料線中每一奇數資料線接收由第二輸出級145之輸出脊索輸出之具負極性之第二資料信號，資料線中每一偶數資料線接收由第一輸出級140之輸出端所輸出之具正極性之第一資料信號。
在此實施方式中，第一類比電路130和第一輸出級140構成第一運算放大器，而第二類比電路135和第一輸出級145構成第二運算放大器。
根據上述本發明之一實施方式，第一位準移位器110、第一數位轉類比轉換器120和第一輸出級140之電源來源均介於電源電壓VDD與第一中間電壓VM1之間，且第二位準移位器115、第二數位轉類比轉換器125和第二輸出級145之電源來源均介於第二中間電壓VM2與接地電壓GND之間。亦即第一位準移位器110、第一數位轉類比轉換器120和第一輸出級140之操作電壓之振幅變化量約為電源電壓VDD減去第一中間電壓VM1，可表示為VDD-VM1，且第二位準移位器115、第二數位轉類比轉換器125和第二輸出級145之操作電壓之振幅變化量約為第二中間電壓VM2減去接地電壓GND，可表示為VM1-GND。上述之振幅變化量已遠小於習知技術之振幅變化量(可表示為VDD-GND)。下面將會分別針對驅動設定、顯示器之電源消耗與顯示面板之溫度加以討論。
請參照第2圖及第3圖，其繪示了本發明另一實施方式之源極驅動器之方塊圖。源極驅動器200包含具正極性之第一數位轉類比轉換器220、具負極性之第二數位轉類比轉換器225、第一運算放大器250及第二運算放大器255。第一數位轉類比轉換器220具有輸出端用以將具正極性之第一轉換信號輸出，第二數位轉類比轉換器225具有輸出端用以將具負極性之第二轉換信號輸出。
第一運算放大器250包含第一和第二級230和輸出級240。第一和第二級230具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，其中，第一輸入端經由切換器S11與第一數位轉類比轉換器220之輸出端和第二數位轉類比轉換器225之輸出端電性耦接，以接收由第一數位轉類比轉換器220之輸出端所輸出之第一轉換信號或由第二數位轉類比轉換器225之輸出端所輸出之第二轉換信號，第二輸入端用以接收電源電壓VDD，第三輸入端用以接收接地電壓GND，輸出端用以將第一放大信號輸出。輸出級240具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端以及輸出端，其中，第二輸入端用以接收電源電壓VDD，第三輸入端用以接收第一中間電壓VM1，輸出端用以將具正極性之第一資料信號輸出。
第二運算放大器255包含第一和第二級235和輸出級245。第一和第二級235具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，其中，第一輸入端經由切換器S12與第一數位轉類比轉換器220之輸出端和第二數位轉類比轉換器225之輸出端電性耦接，以接收由第一數位轉類比轉換器220之輸出端所輸出之第一轉換信號或由第二數位轉類比轉換器225之輸出端所輸出之第二轉換信號，第二輸入端用以接收電源電壓VDD，第三輸入端用以接收接地電壓GND，輸出端用以將第二放大信號輸出。輸出級245具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端以及輸出端，其中，第二輸入端用以接收第二中間電壓VM2、第三輸入端用以接收接地電壓GND及輸出端用以將具負極性之第二資料信號輸出。
第一運算放大器250之輸出級240之第一輸入端經由切換器S21與第一運算放大器250之第一和第二級230之輸出端和第二運算放大器255之第一和第二級235之輸出端電性耦接，以接收由第一運算放大器250之第一和第二級230之輸出端所輸出之第一放大信號或由第二運算放大器255之第一和第二級235之輸出端所輸出之第二放大信號。第二運算放大器255之輸出級245之第一輸入端經由切換器S22與第一運算放大器250之第一和第二級230之輸出端和第二運算放大器255之第一和第二級235之輸出端電性耦接，以接收由第一運算放大器250之第一和第二級230之輸出端所輸出之第一放大信號或由第二運算放大器255之第一和第二級235之輸出端所輸出之第二放大信號。
除此之外，資料線中每一奇數資料線經由切換器S31與第一運算放大器250之輸出級240之輸出端和第二運算放大器255之輸出級245之輸出端電性耦接，以接收由第一運算放大器250之輸出級240之輸出端所輸出之第一資料信號或由第二運算放大器255之輸出級245之輸出端所輸出之第二資料信號。資料線中每一偶數資料線經由切換器S32與第一運算放大器250之輸出級240之輸出端和第二運算放大器255之輸出級245之輸出端電性耦接，以接收由第一運算放大器250之輸出級240之輸出端所輸出之第一資料信號或由第二運算放大器255之輸出級245之輸出端所輸出之第二資料信號。換言之，可透過設定第三對切換器S31和S32而使每一奇數資料線接收第一資料信號及第二資料信號中之一者，並使每一偶數資料線接收第一資料信號及第二資料信號中之另一者。
此外，源極驅動器200可具有第一位準移位器，其與電源電壓VDD和第一中間電壓VM1電性耦接，以接收顯示影像之數位輸入資料、轉換數位影像資料之電壓位準，並輸出第一位準移位信號至第一數位轉類比轉換器220。源極驅動器200亦可具有第二位準移位器用以接收顯示影像之數位輸入資料、轉換數位影像資料之電壓位準以及輸出第二位準移位信號至第二數位轉類比轉換器225。
除此之外，第一數位轉類比轉換器220可包含第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端以及輸出端，其中，第一輸入端與第一位準移位器之輸出端電性耦接以接收由第一位準移位器之輸出端所輸出之第一位準移位信號，第二輸入端用以接收電源電壓VDD，第三輸入端用以接收第一中間電壓VM1，第四輸入端用以接收伽瑪電壓，輸出端用以將具正極性之第一轉換信號輸出。第二數位轉類比轉換器225也可包含第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端以及第四輸入端，其中，第一輸入端與第二位準移位器之輸出端電性耦接以接收由第二位準移位器之輸出端所輸出之第二位準移位信號，第二輸入端用以接收第二中間電壓VM2，第三輸入端用以接收接地電壓GND，第四輸入端用以接收伽瑪電壓，輸出端用以將具負極性之第二轉換信號輸出。
在實際運作時，藉由控制信號POL以控制第一對切換器S11和S12、第二對切換器S21和S22以及第三對切換器S31和S32，且控制信號POL具有低位準狀態(POL=0)和高位準狀態(POL=1)。
當控制信號POL在低位準狀態，如第2圖所示，第一轉換信號由第一數位轉類比轉換器220輸出至第一運算放大器250之第一和第二級230；第一放大信號由第一運算放大器250之第一和第二級230輸出至第一運算放大器250之輸出級240；第一資料信號由第一運算放大器250之輸出級240輸出至奇數資料線中。亦即信號由第一數位轉類比轉換器220沿著第一路徑260傳送到奇數資料線。此外，第二轉換信號由第二數位轉類比轉換器225輸出至第二運算放大器255之第一和第二級235；第二放大信號由第二運換放大器255之第一和第二級235輸出至第二運算放大器255之輸出級245；第二資料信號由第二運算放大器255之輸出級245輸出至偶數資料線中。亦即信號由第二數位轉類比轉換器225沿著第二路徑265傳送到偶數資料線。
當控制信號POL在高位準狀態，如第3圖所示，第一轉換信號由第一數位轉類比轉換器220輸出至第二放大器255之第一和第二級235；第二放大信號由第二放大器255之第一和第二級235輸出至第一運算放大器250之輸出級240；第一資料信號由第一運算放大器250之輸出級240輸出至偶數資料線中。亦即信號由第一數位轉類比轉換器220沿著第三路徑270傳送到偶數資料線。再者，第二轉換信號由第二數位轉類比轉換器225輸出至第一運算放大器250之第一和第二級230；第一放大信號由第一運算放大器250之第一和第二級230輸出至第二運算放大器255之輸出級245；第二資料信號由第二運算放大器255之輸出級245輸出至奇數資料線中。亦即信號由第二數位轉類比轉換器255沿著第四路徑275傳送到奇數資料線。
請參照第4A圖、第4B圖和第4C圖，其繪示了源極驅動器的多種設定之示意圖。第4A圖繪示了源極驅動器之習知全電壓驅動設定。第4B圖繪示了源極驅動器依據本發明一實施方式之半電壓驅動設定，其中第一中間電壓VM1=(VDD/2-ΔV)且第二中間電壓VM2=(VDD/2+ΔV)。第4C圖繪示了源極驅動器依據本發明另一實施方式之半電壓驅動設定，其中第一中間電壓VM1=VDD/2且第二中間電壓VM2=VDD/2。其中，VDD和GND分別代表電源電壓和接地電壓，電流I1 為經由電源供應器傳送至第一運算放大器之電流，電流I2 為經由第二中間電壓供應器傳送至第二運算放大器之電流。
因此，第4A圖中所示之源極驅動器之消耗功率約為：
PIC-1 =VDD×(I1 +I2 )
且其系統之消耗功率可表示為：
PSYS-1 =VDD×(I1 +I2 )
其中，系統之消耗功率與源極驅動器之消耗功率相同。
第4B圖中所示之源極驅動器之消耗功率約為：
第4B圖中的源極驅動器之消耗功率趨近於第4A圖中的源極驅動器之消耗功率之一半。第4B圖中的系統之消耗功率可表示為：
PSYS-2 =VDD×(I1 +I2 )×(1+α),(α>0)
於第4B圖之設定下，系統之消耗功率PSYS-2 將會增加。
對第4C圖中的源極驅動器而言，其消耗功率約為：
第4C圖中的源極驅動器之消耗功率趨近於第4A圖中的源極驅動器之消耗功率之一半。第4C圖中的系統之消耗功率可表示為：
第4C圖中的系統總消耗功率趨近於第4B圖中的系統總消耗功率的一半。
此外，依本發明實施方式之源極驅動器藉由半電壓驅動設定，可使操作溫度能顯著地降低。第5A圖繪示了畫面更新率60赫茲(Hz)時液晶顯示模組之消耗功率及操作溫度之範例結果。第5B圖繪示畫面更新率120赫茲(Hz)時液晶顯示模組之消耗功率及操作溫度之範例結果。第5A圖和第5B圖中列出了以多種檢查式樣(check pattern)在習知的全電壓驅動設定(Full-AVDD)和根據本發明一實施方式之半電壓驅動設定(Half-AVDD)之下，液晶顯示模組之消耗功率及操作溫度。其中，多種檢查式樣包含純白(white)、純黑(black)、次像素垂直條紋(sub-V-stripe)、水平條紋(H-stripe)和次像素檢查(sub-checker)等，並針對不同畫面更新率(frame rate)進行測試，如第5A圖所示的60赫茲及第5B圖所示的120赫茲。第5A圖和第5B圖中清楚的表示出在不同畫面更新率下所有消耗功率測試方式之結果，在本發明一實施方式之半電壓驅動設定下，液晶顯示面板之消耗功率和操作溫度與習知的全電壓驅動設定相較之下均有顯著的降低。再者，在較高畫面更新率下以水平條紋式樣進行測試時，消耗功率和操作溫度將有最顯著的降低。舉例來說，根據上述本發明之實施方式，在畫面更新率為60赫茲時，消耗功率將可減少31.38%，操作溫度將可降低37.39度。而在畫面更新率為120赫茲時，消耗功率將可減少33.66%，操作溫度可降低70.33度。
除此之外，根據上述本發明實施方式之半電壓驅動設定，也可將像素驅動電壓之偏差值降到最小，以使顯示器在顯示影像時不會產生垂直線缺陷(V-line mura)及/或閃爍等問題，且驅動顯示器時不需要斷路器(chopper)和掃描信號(YDIO)。
舉例而言，對習知的源極驅動器來說，施加於頻道(資料線)的具有正極性之源極資料信號是由具正極性的第一運算放大器OP1所輸出，而施加於頻道的具有負極性之源極資料信號是由具負極性的第二運算放大器OP2所輸出。若像素之目標驅動電壓約為±5伏特(V)，如第6A圖所示，就理論上來說，均方根(root-mean-square,RMS)亮度值(brightness)為正極性電壓和負極性電壓之平均值，表示為：
亮度值=均方根(5V,-5V)
實際上，由於製造過程將導致運算放大器之輸出端可能產生相對於輸入電壓之電壓偏差。如第6B圖中所示，假設具正極性之第一運算放大器OP1之輸出端相對於輸入目標電壓+5伏特(V)有約+12毫伏特(mV)之電壓偏差，而具負極性之第二運算放大器OP2之輸出端相對於輸入目標電壓-5伏特(V)有約-5毫伏特(mV)之電壓偏差，頻道之實際均方根亮度值約為：
亮度值=均方根(5.012V,-5.005V)=5V+8mV
然而，根據上述本發明之實施方式，傳送至頻道之具正極性和負極性之源極資料信號全都由第一運算放大器OP1所輸出，如第6(d)圖所示。因此，此頻道之均方根亮度值約為：
亮度值=均方根(5.012V,-4.995V)=5V+3.5mV
由此可知，根據上述本發明實施方式，顯示器將不會產生亮線和暗線。
第7A圖繪示由習知的源極驅動器產生均方根偏差之實驗結果。第7B圖繪示由上述本發明實施方式的源極驅動器產生均方根偏差之實驗結果。如第7A圖所示，由習知的源極驅動器所產生的最大偏差值約為±28毫伏特(mV)。然而，如第7B圖所示，由上述本發明實施方式的源極驅動器所產生最大偏差值僅約±19毫伏特(mV)，與習知技術相比已有明顯的降低。
上述本發明實施方式揭露了一種源極驅動器，其包含具正極性之第一數位轉類比轉換器、具負極性之第二數位轉類比轉換器、第一運算放大器以及第二運算放大器。每一個運算放大器中均具有第一和第二級與輸出級。第一數位轉類比轉換器和第二位轉類比轉換器經由第一對切換器與第一運算放大器和第二運算放大器電性耦接。第一運算放大器之第一和第二級與輸出級經由第二對切換器與第二運算放大器之第一和第二級與輸出級電性耦接。第一運算放大器和第二運算放大器經由第三對切換器與奇數資料線和偶數資料線電性耦接。再者，將第一數位轉類比轉換器、第二數位轉類比轉換器、第一運算放大器之輸出級和第二運算放大器之輸出級之操作電壓振幅設定為介於供應電壓與接地電壓之間。因此，液晶螢幕之消耗功率與操作溫度均有顯著的降低。
雖然本發明已經以數種實施方式揭露如上，然其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內，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，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。
100和200．．．源極驅動器
110．．．第一位準移位器
115．．．第二位準移位器
120和220．．．第一數位轉類比轉換器
125和225．．．第二數位轉類比轉換器
130．．．第一類比電路
135．．．第二類比電路
140．．．第一輸出級
145．．．第二輸出級
230和235．．．第一和第二級
240和245．．．輸出級
250．．．第一運算放大器
255．．．第二運算放大器
260．．．第一路徑
265．．．第二路徑
270．．．第三路徑
275．．．第四路徑
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖係繪示本發明一實施方式之源極驅動器之方塊圖。
第2圖係繪示本發明另一實施方式之源極驅動器之方塊圖，其中POL=0。
第3圖係繪示本發明另一實施方式之源極驅動器之方塊圖，其中POL=1。
第4A圖係繪示源極驅動器之習知全電壓驅動設定之示意圖。
第4B圖係繪示源極驅動器依據本發明一實施方式之半電壓驅動設定之示意圖，其中第一中間電壓VM1=(VDD/2-ΔV)且第二中間電壓VM2=(VDD/2+ΔV)。
第4C圖係繪示源極驅動器依據本發明另一實施方式之半電壓驅動設定之示意圖，其中第一中間電壓VM1=VDD/2且第二中間電壓VM2=VDD/2。
第5A圖係繪示畫面更新率60赫茲時液晶顯示模組之消耗功率及操作溫度之範例結果。
第5B圖係繪示畫面更新率120赫茲時液晶顯示模組之消耗功率及操作溫度之範例結果。
第6A圖係繪示理想中源極驅動器之操作電壓之示意圖。
第6B圖係繪示習知的源極驅動器之操作電壓之偏差值之示意圖。
第6C圖係繪示理想中源極驅動器之操作電壓之示意圖。
第6D圖係繪示根據本發明一實施方式之源極驅動器之操作電壓之偏差值之示意圖。
第7A圖係繪示習知的源極驅動器產生均方根偏差之實驗結果之數據圖。
第7B圖係繪示根據本發明一實施方式之源極驅動器產生均方根偏差之實驗結果之數據圖。
100．．．源極驅動器
110．．．第一位準移位器
115．．．第二位準移位器
120．．．第一數位轉類比轉換器
125．．．第二數位轉類比轉換器
130．．．第一類比電路
135．．．第二類比電路
140．．．第一輸出級
145．．．第二輸出級

Claims (28)

  1. 一種源極驅動器，用以驅動一顯示器，該顯示器具有以矩陣排列之複數個像素和複數條資料線，每一該些資料線與相對應之一行像素相關，該源極驅動器包含：(a)一第一對切換器、一第二對切換器和一第三對切換器，藉由一控制信號進行控制；(b)一第一位準移位器，包含：一第一輸入端，用以接收一輸入資料；一第二輸入端，用以接收一電源電壓；一第三輸入端，用以接收一第一中間電壓；以及一輸出端，用以輸出該輸入資料之一第一位準移位信號；(c)一第二位準移位器，包含：一第一輸入端，用以接收該輸入資料；一第二輸入端，用以接收一第二中間電壓；一第三輸入端，用以接收一接地電壓；以及一輸出端，用以輸出該輸入資料之一第二位準移位信號；(d)具正極性之一第一數位轉類比轉換器，包含：一第一輸入端，與該第一位準移位器之該輸出端電性耦接，以接收該第一位準移位信號；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該第一中間電壓；一第四輸入端，用以接收一伽瑪電壓；以及 一輸出端，用以輸出一第一轉換信號；(e)具負極性之一第二數位轉類比轉換器，包含：一第一輸入端，與該第二位準移位器之該輸出端電性耦接，以接收該第二位準移位信號；一第二輸入端，用以接收該第二中間電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；一第四輸入端，用以接收該伽瑪電壓；以及一輸出端，用以輸出一第二轉換信號；(f)一第一類比電路，包含：一第一輸入端，經由該第一對切換器中一者與該第一數位轉類比轉換器之該輸出端和該第二數位轉類比轉換器之該輸出端電性耦接，以接收該第一轉換信號或該第二轉換信號；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；以及一輸出端，用以輸出一第一放大信號；(g)一第二類比電路，包含：一第一輸入端，經由該第一對切換器中另一者與該第一數位轉類比轉換器之該輸出端和該第二數位轉類比轉換器之該輸出端電性耦接，以接收該第一轉換信號或該第二轉換信號；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；以及一輸出端，用以輸出一第二放大信號； (h)具正極性之一第一輸出級，包含：一第一輸入端，經由該第二對切換器中一者與該第一類比電路之該輸出端和該第二類比電路之該輸出端電性耦接，以接收該第一放大信號或該第二放大信號；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該第一中間電壓；以及一輸出端，用以輸出一第一資料信號；以及(i)具負極性之一第二輸出級，包含：一第一輸入端，經由該第二對切換器中另一者與該第一類比電路之該輸出端和該第二類比電路之該輸出端電性耦接，以接收該第一放大信號或該第二放大信號；一第二輸入端，用以接收該第二中間電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；以及一輸出端，用以輸出一第二資料信號；其中，該些資料線中每一奇數資料線係經由該第三對切換器中一者與該第一輸出級之該輸出端和該第二輸出級之該輸出端電性耦接，以接收該第一資料信號或該第二資料信號；其中，該些資料線中每一偶數資料線係經由該第三對切換器中另一者與該第一輸出級之該輸出端和該第二輸出級之該輸出端電性耦接，以接收該第一資料信號或該第二資料信號；以及其中，該第三對切換器係經設定而使該些資料線中每 一奇數資料線接收該第一及該第二資料信號中之一者，並使該些資料線中每一偶數資料線接收該第一及該第二資料信號中之另一者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，其中該第一轉換信號和該第二轉換信號分別具正極性和負極性。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，其中該第一資料信號和該第二資料信號分別具正極性和負極性。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之源極驅動器，其中該控制信號具有一低位準狀態和一高位準狀態，當該控制信號在該高位準狀態時，該些資料線中每一奇數資料線接收該第一資料信號，該些資料線中每一偶數資料線接收該第二資料信號；當該控制信號在該低位準狀態時，該些資料線中每一奇數資料線接收該第二資料信號，該些資料線中每一偶數資料線接收該第一資料信號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，其中該第一中間電壓和該第二中間電壓皆小於該電源電壓，且皆大於該接地電壓。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之源極驅動器，其中 該第一中間電壓和該第二中間電壓彼此相同或不同。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之源極驅動器，其中該第一中間電壓和該第二中間電壓皆小於或等於該電源電壓之一半。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，其中該第一類比電路和該第二類比電路彼此相同或不同。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，其中該第一類比電路和該第一輸出級構成一第一運算放大器，該第二類比電路和該第二輸出級構成一第二運算放大器。
  10. 一種顯示器驅動方法，用以驅動一顯示器，該顯示器具有以矩陣排列之複數個像素和複數條資料線，每一該些資料線與相對應之一行像素相關，該方法包含下列步驟：(a)提供一電源電壓、一接地電壓、一第一中間電壓、一第二中間電壓和一控制信號，該控制信號具有一低位準狀態和一高位準狀態；以及(b)提供一源極驅動器，該源極驅動器包含：(i)一第一對切換器、一第二對切換器和一第三對切換器，藉由該控制信號進行控制；(ii)一第一位準移位器，包含： 一第一輸入端，用以接收一輸入資料；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該第一中間電壓；以及一輸出端，用以輸出該輸入資料之一第一位準移位信號；(iii)一第二位準移位器，包含：一第一輸入端，用以接收該輸入資料；一第二輸入端，用以接收該第二中間電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；以及一輸出端，用以輸出該輸入資料之一第二位準移位信號；(iv)具正極性之一第一數位轉類比轉換器，包含：一第一輸入端，與該第一位準移位器之該輸出端電性耦接，以接收該第一位準移位信號一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該第一中間電壓；一第四輸入端，用以接收一伽瑪電壓；以及一輸出端，用以輸出該第一轉換信號；(v)具負極性之一第二數位轉類比轉換器，包含：一第一輸入端，與該第二位準移位器之該輸出端電性耦接，以接收該第二位準移位信號；一第二輸入端，用以接收該第二中間電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；一第四輸入端，用以接收該伽瑪電壓；以及 一輸出端，用以輸出一第二轉換信號；(vi)一第一類比電路，包含：一第一輸入端，經由該第一對切換器中一者與該第一數位轉類比轉換器之該輸出端和該第二數位轉類比轉換器之該輸出端電性耦接，以接收該第一轉換信號或該第二轉換信號；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；以及一輸出端，用以輸出一第一放大信號；(vii)一第二類比電路，包含：一第一輸入端，經由該第一對切換器中另一者與該第一數位轉類比轉換器之該輸出端和該第二數位轉類比轉換器之該輸出端電性耦接，以接收該第一轉換信號或該第二轉換信號；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；以及一輸出端，用以輸出一第二放大信號；(viii)具正極性之一第一輸出級，包含：一第一輸入端，經由該第二對切換器中一者與該第一類比電路之該輸出端和該第二類比電路之該輸出端電性耦接，以接收該第一放大信號或該第二放大信號；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該第一中間電壓；以及 一輸出端，用以輸出一第一資料信號；以及(ix)具負極性之一第二輸出級，包含：一第一輸入端，經由該第二對切換器中另一者與該第一類比電路之該輸出端和該第二類比電路之該輸出端電性耦接，以接收該第一放大信號或該第二放大信號；一第二輸入端，用以接收該第二中間電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；以及一輸出端，用以輸出一第二資料信號；其中，該些資料線中每一奇數資料線係經由該第三對切換器中一者與該第一輸出級之該輸出端和該第二輸出級之該輸出端電性耦接，以接收該第一資料信號或該第二資料信號；其中，該些資料線中每一偶數資料線係經由該第三對切換器中另一者與該第一輸出級之該輸出端和該第二輸出級之該輸出端電性耦接，以接收該第一資料信號或該第二資料信號；以及其中，該第三對切換器係經設定而使該些資料線中每一奇數資料線接收該第一及該第二資料信號中之一者，並使該些資料線中每一偶數資料線接收該第一及該第二資料信號中之另一者。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示器驅動方法，其中當該控制信號在該高位準狀態時，該些資料線中每一奇數資料線接收該第一資料信號，該些資料線中每一 偶數資料線接收該第二資料信號；當該控制信號在該低位準狀態時，該些資料線中每一奇數資料線接收該第二資料信號，該些資料線中每一偶數資料線接收該第一資料信號。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之顯示器驅動方法，其中該第一中間電壓和該第二中間電壓皆小於該電源電壓，且皆大於該接地電壓。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之顯示器驅動方法，其中該第一中間電壓和該第二中間電壓彼此相同或不同。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之顯示器驅動方法，其中該第一中間電壓和該第二中間電壓皆小於或等於該電源電壓之一半。
  15. 一種源極驅動器，用以驅動一顯示器，該顯示器具有以矩陣排列之複數個像素和複數條資料線，每一該些資料線與相對應之一行像素相關，該源極驅動器包含：(a)一第一對切換器、一第二對切換器和一第三對切換器，藉由一控制信號進行控制；(b)具正極性之一第一數位轉類比轉換器，包含一輸出端用以輸出一第一轉換信號；(c)具負極性之一第二數位轉類比轉換器，包含一輸出端用以輸出一第二轉換信號； (d)一第一運算放大器，包含：(i)一第一和第二級，包含：一第一輸入端，經由該第一對切換器中一者與該第一數位轉類比轉換器之該輸出端和該第二數位轉類比轉換器之該輸出端電性耦接，以接收該第一轉換信號或該第二轉換信號；一第二輸入端，用以接收一電源電壓；一第三輸入端，用以接收一接地電壓；以及一輸出端，用以輸出一第一放大信號；以及(ii)一輸出級，包含：一第一輸入端；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收一第一中間電壓；以及一輸出端，用以輸出一第一資料信號；以及(e)一第二運算放大器，包含：(i)一第一和第二級，包含：一第一輸入端，經由該第一對切換器中另一者與該第一數位轉類比轉換器之該輸出端和該第二數位轉類比轉換器之該輸出端電性耦接，以接收該第一轉換信號或該第二轉換信號；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；以及一輸出端，用以輸出一第二放大信號；以及(ii)一輸出級，包含： 一第一輸入端；一第二輸入端，用以接收一第二中間電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；以及一輸出端，用以輸出一第二資料信號；其中，該第一運算放大器之該輸出級之該第一輸入端係經由該第二對切換器中一者與該第一運算放大器之該第一和第二級之該輸出端和該第二運算放大器之該第一和第二級之該輸出端電性耦接，以接收該第一放大信號或該第二放大信號；其中，該第二運算放大器之該輸出級之該第一輸入端係經由該第二對切換器中另一者與該第一運算放大器之該第一和第二級之該輸出端和該第二運算放大器之該第一和第二級之該輸出端電性耦接，以接收該第一放大信號或該第二放大信號；其中，該些資料線中每一奇數資料線係經由該第三對切換器中一者與該第一運算放大器之該輸出級之該輸出端和該第二運算放大器之該輸出級之該輸出端電性耦接，以接收該第一資料信號或該第二資料信號；其中，該些資料線中每一偶數資料線係經由該第三對切換器中另一者與該第一運算放大器之該輸出級之該輸出端和該第二運算放大器之該輸出級之該輸出端電性耦接，以接收該第一資料信號或該第二資料信號；以及其中，該第三對切換器係經設定而使該些資料線中每一奇數資料線接收該第一及該第二資料信號中之一者，並使該些資料線中每一偶數資料線接收該第一及該第二資料 信號中之另一者。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之源極驅動器，進一步包含：(a)一第一位準移位器，包含：一第一輸入端，用以接收一輸入資料；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該第一中間電壓；以及一輸出端，用以輸出該輸入資料之一第一位準移位信號；以及(b)一第二位準移位器，包含：一第一輸入端，用以接收該輸入資料；一第二輸入端，用以接收該第二中間電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；以及一輸出端，用以輸出該輸入資料之一第二位準移位信號。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之源極驅動器，其中該第一數位轉類比轉換器進一步包含：一第一輸入端，與該第一位準移位器之該輸出端電性耦接，以接收該第一位準移位信號；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該第一中間電壓；以及一第四輸入端，用以接收一伽瑪電壓； 其中，該第二數位轉類比轉換器進一步包含：一第一輸入端，與該第二位準移位器之該輸出端電性耦接，以接收該第二位準移位信號；一第二輸入端，用以接收該第二中間電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；以及一第四輸入端，用以接收該伽瑪電壓。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之源極驅動器，其中該第一轉換信號和該第二轉換信號分別具正極性和負極性。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之源極驅動器，其中該第一資料信號和該第二資料信號分別具正極性和負極性。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之源極驅動器，其中該控制信號具有一低位準狀態和一高位準狀態，當該控制信號在該高位準狀態時，該些資料線中每一奇數資料線接收該第一資料信號，該些資料線中每一偶數資料線接收該第二資料信號；當該控制信號在該低位準狀態時，該些資料線中每一奇數資料線接收該第二資料信號，該些資料線中每一偶數資料線接收該第一資料信號。
  21. 如申請專利範圍第15項所述之源極驅動器，其中 該第一中間電壓和該第二中間電壓皆小於該電源電壓，且皆大於該接地電壓。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之源極驅動器，其中該第一中間電壓和該第二中間電壓彼此相同或不同。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之源極驅動器，其中該第一中間電壓和該第二中間電壓皆小於或等於該電源電壓之一半。
  24. 一種顯示器驅動方法，用以驅動一顯示器，該顯示器具有以矩陣排列之複數個像素和複數條資料線，每一該些資料線與相對應之一行像素相關，該方法包含下列步驟：(a)提供一電源電壓、一接地電壓、一第一中間電壓、一第二中間電壓和一控制信號，該控制信號具有一低位準狀態和一高位準狀態；以及(b)提供一源極驅動器，該源極驅動器包含：(i)一第一對切換器、一第二對切換器和一第三對切換器，藉由該控制信號進行控制；(ii)具正極性之一第一數位轉類比轉換器，包含一輸出端用以輸出具正極性之一第一轉換信號；(iii)具負極性之一第二數位轉類比轉換器，包含一輸出端用以輸出具負極性之第二轉換信號； (iv)一第一運算放大器，包含：一第一和第二級，包含：一第一輸入端，經由該第一對切換器中一者與該第一數位轉類比轉換器之該輸出端和該第二數位轉類比轉換器之該輸出端電性耦接，以接收該第一轉換信號或該第二轉換信號；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；以及一輸出端，用以輸出一第一放大信號；以及一輸出級，包含：一第一輸入端；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該第一中間電壓；一輸出端，用以輸出一第一資料信號；以及(v)一第二運算放大器，包含：一第一和第二級，包含：一第一輸入端，經由該第一對切換器中另一者與該第一數位轉類比轉換器之該輸出端和該第二數位轉類比轉換器之該輸出端電性耦接，以接收該第一轉換信號或該第二轉換信號；一第二輸入端，用以接收該電源電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；以及一輸出端，用以輸出一第二放大信號；以及一輸出級，包含： 一第一輸入端；一第二輸入端，用以接收該第二中間電壓；一第三輸入端，用以接收該接地電壓；以及一輸出端，用以輸出一第二資料信號；其中，該第一運算放大器之該輸出級之該第一輸入端係經由該第二對切換器中一者與該第一運算放大器之該第一和第二級之該輸出端和該第二運算放大器之該第一和第二級之該輸出端電性耦接，以接收該第一放大信號或該第二放大信號；其中，該第二運算放大器之該輸出級之該第一輸入端係經由該第二對切換器中另一者與該第一運算放大器之該第一和第二級之該輸出端和該第二運算放大器之該第一和第二級之該輸出端電性耦接，以接收該第一放大信號或該第二放大信號；其中，該些資料線中每一奇數資料線係經由該第三對切換器中一者與該第一運算放大器之該輸出級之該輸出端和該第二運算放大器之該輸出級之該輸出端電性耦接，以接收該第一資料信號或該第二資料信號；其中，該些資料線中每一偶數資料線係經由該第三對切換器中另一者與該第一運算放大器之該輸出級之該輸出端和該第二運算放大器之該輸出級之該輸出端電性耦接，以接收該第一資料信號或該第二資料信號；以及其中，該第三對切換器係經設定而使該些資料線中每一奇數資料線接收該第一及該第二資料信號中之一 者，並使該些資料線中每一偶數資料線接收該第一及該第二資料信號中之另一者。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之顯示器驅動方法，其中當該控制信號在該高位準狀態時，該些資料線中每一奇數資料線接收該第一資料信號，該些資料線中每一偶數資料線接收該第二資料信號；當該控制信號在該低位準狀態時，該些資料線中每一奇數資料線接收該第二資料信號，該些資料線中每一偶數資料線接收該第一資料信號。
  26. 如申請專利範圍第24項所述之顯示器驅動方法，其中該第一中間電壓和該第二中間電壓皆小於該電源電壓，且皆大於該接地電壓。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之顯示器驅動方法，其中該第一中間電壓和該第二中間電壓彼此相同或不同。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之顯示器驅動方法，其中該第一中間電壓和該第二中間電壓皆小於或等於該電源電壓之一半。
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