TWI417823B - 顯示器驅動電路及其驅動方法 - Google Patents

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Description

顯示器驅動電路及其驅動方法
本發明係關於一種用以驅動於液晶顯示器(LCD)或類似物中的顯示器螢幕之驅動電路；更特定言之，係關於一種可以藉由編碼用以實施顯示器驅動積體電路(IC)中的漸層顯示功能之脈衝寬度調變(PWM)信號，減小信號線路之數量的技術。
在驅動液晶顯示器(LCD)或類似物中，最近將主動定址技術用以顯示具有複數個漸層位準的影像。代表性方法為訊框速率控制(FRC)方法、脈衝寬度調變(PWM)方法、與振幅調變(AM)方法。
圖1解說用以在具有PWM漸層顯示功能之傳統256色LCD驅動器積體電路(IC)中顯示以PWM為基礎之漸層的電路之結構。
參考圖1，從PWM產生器1所產生的PWM信號係沿24(＝3．8＝3．23 )條信號線路2而發射至整個系統。
為了表示256種顏色，SRAM 3儲存8位元顯示資料。8位元資料之3個位元表示紅色(R)灰階，並且3個位元表示綠色(G)灰階。其餘2個位元及外部1個位元表示藍色(B)灰階。
由個別3位元資料決定R、G與B顏色之灰階，因此需要八個PWM信號。總共24個PWM信號用以表示所有R、G與B顏色。
SRAM 3同時輸出X位址0至n之資料，以便顯示LCD面板之一條線路。個別3位元資料透過3．8 SRAM解碼器4而開啟八個開關之一，並且輸出一個所選PWM信號。
在此情況下，PWM信號係設計成穿過LCD驅動器IC內的SRAM之上部分，並且其佔用較寬區域。此外，信號干擾通常出現在信號線路之間。因此，若電路設計較差，則其可能對電路之操作具有不利影響。
此外，近年來顯示器需要4,096種顏色或65K種顏色。在此情況下，若採用傳統方法設計顯示器驅動器IC，則4,096種顏色需要48條PWM信號線路，而65K種顏色需要128條PWM信號線路。因此，信號線路佔用整個IC中的較寬區域，並且難以按比例減小電路。
因此，本發明之一目的係提供一種技術，其可以藉由編碼用以實施顯示器驅動器IC中的漸層顯示功能之PWM信號而減小信號線路之數量，從而減小由信號線路所佔用的區域並減小信號線路之間的干擾。
依據一發明之方面，提供用以根據PWM信號顯示漸層於顯示螢幕上的顯示器驅動方法。顯示器驅動方法包含下列步驟：編碼PWM信號；將編碼的PWM信號解碼成PWM信號；以及根據解碼的PWM信號而顯示漸層於顯示器螢幕上。
依據本發明之另一方面，提供顯示器驅動電路，其用以根據PWM信號而顯示漸層於顯示器螢幕上，顯示器驅動電路包含：一PWM信號產生器，其用以產生PWM信號；一PWM編碼器，其用以編碼從PWM信號產生器所產生的PWM信號；一PWM解碼器，其用以將編碼的PWM信號解碼成PWM信號；一切換構件，其用以選擇性地輸出從PWM解碼器所產生的PWM信號；資料儲存構件，其用以儲存用以切換該切換構件的顯示器資料；以及一SRAM解碼器，其用以依據從資料儲存構件所輸出的顯示器資料而輸出開/關信號至切換構件。
依據本發明之進一步的另一方面，提供顯示器驅動電路，其用以根據PWM信號而顯示漸層於顯示器螢幕上，顯示器驅動電路包含：一PWM信號產生器，其用以產生編碼的PWM信號；一PWM解碼器，其用以將編碼的PWM信號解碼成PWM信號；一切換構件，其用以選擇性地輸出從PWM解碼器所產生的PWM信號；一資料儲存構件，其用以儲存用以切換該切換構件的顯示器資料；以及一SRAM解碼器，其用以依據從資料儲存構件所輸出的顯示器資料而輸出開/關信號至切換構件。
若使用2n 個PWM信號，則PWM信號產生器藉由使用n個信號及一具有最長脈衝寬度之PWM信號而產生(n＋1)個信號。
在256色顯示器之情況下，PWM信號產生器根據8個PWM信號（PW0、PW1、PW2、PW3、PW4、PW5、PW6與PW7，其脈衝寬度以此順序從PW0至PW7變長）而產生4個信號，該等4個信號係由以下布林代數表達式所給出。
PW7
PWM解碼器藉由使用以下布林代數表達式而產生中間信號： D7=PW7
並且藉由使用以下布林代數表達式而將中間信號解碼成最終PWM信號：PW0=D0 PW1=PW0+D1 PW2=PW1+D2 PW3=PW2+D3 PW4=PW3+D4 PW5=PW4+D5 PW6=PW5+D6 PW7=D7。
以下將參考附圖詳細說明本發明。
圖2為依據本發明之一較佳具體實施例的顯示器驅動器IC之電路圖。
圖2所示的電路之基本結構係類似於圖1所示的傳統電路之基本結構。也就是說，PWM信號係從PWM信號產生器11所產生以便表示漸層，並且係沿PWM信號線路12而發射至整個系統。由SRAM解碼器14根據儲存於SRAM中的顯示器資料而開啟/關閉開關17。採用此方式控制PWM信號之發射。
然而，顯示器驅動器IC進一步包含從PWM信號產生器11引導之信號路徑上的PWM編碼器15及PWM解碼器16，並因此可減小PWM信號線路12之數量。
在圖2中，PWM信號線路之數量為12(＝3．4)。與圖1所示的24(＝3．8)條信號線路相比，PWM信號線路之數量已減半。
從圖2之PWM信號產生器11所產生的PWM信號係與圖1之信號完全相同。如圖3所示，將PWM信號分類成PW0、PW1、PW2、PW3、PW4、PW5、PW6與PW7。在此情況下，假定PWM信號之脈衝寬度係從PW0至PW7加長一個單位。
自PWM信號產生器11的PWM信號係由PWM編碼器15所編碼並且發射至整個系統。發射至個別區塊的信號係後來由PWM解碼器16而解碼成原始PWM信號，從而輸出所需PWM波形。
圖3為解說採用PWM編碼器15編碼PWM信號之程序的時序圖。
參考圖3，產生多達2n 個PWM信號。因為2n 個信號具有不同的脈衝寬度，所以若由時序間隔劃分其中改變脈衝寬度的部分，則將其劃分成2n 個信號。
圖3解說在將8(＝23 )個PWM信號用以顯示256種顏色情況下的一具體實施例。在此具體實施例中，R、G與B之各個具有2位元資料及對應於3位元資料的8個PWM信號。此外，若根據脈衝寬度劃分其中改變的8個PWM信號之部分，則可以將該等信號劃分成具有不同脈衝寬度的8個PWM信號。此處，假定PWM信號PW0、PW1、PW2、PW3、PW4、PW5、PW6與PW7具有依此順序的遞增脈衝寬度。
在圖3中，在使用2n 個PWM信號（圖3中的8個PWM信號）之情況下，使用PWM信號的編碼程序產生(n＋1)個編碼的PWM信號。(n＋1)個編碼的PWM信號包含n個編碼的PWM信號（圖3中的3個信號，即E0至E2）及一個PWM信號（圖7中的PW7）。此處，藉由預定義方法處理n個編碼的PWM信號，以及PWM信號PW7具有最長脈衝寬度而且係用以區分存在信號的一部分與不存在信號的一部分。
可以藉由以下方法根據PWM信號產生編碼的PWM信號。
例如，在使用圖3所示的256色顯示器之8個PWM信號的情況下，可以由3個編碼的信號及一具有最長脈衝寬度的PWM信號(PW7)而表示劃分的8個PWM信號。
從8個PWM信號產生的PWM編碼器之4個輸出信號為E0(20)、E1(21)、E2(22)與PW7。
此處，E0信號為具有20數位的信號，而布林代數可以表達為：
可以看出，藉由組合二個鄰近PWM信號而產生編碼的信號。
E1信號為具有21數位的信號，並且係藉由組合第二、第四、第六與第八個PWM信號而產生，此可加以表達為：
E2信號為具有22個數位的信號，並且係藉由組合第四與第八個PWM信號而產生，此可加以表達為：
雖然圖3顯示256種顏色所需要的PWM信號，但是也可以藉由上述方法編碼用於4,096種顏色或65K種顏色或更多顏色的PWM信號。
例如，用於4,096種顏色的PWM信號線路之數量為15(＝5．3(R、G、B))，而用於65K種顏色的PWM信號線路之數量為21(＝7．3(R、G、B))。
編碼的信號係發射至個別處理區塊，並且藉由PWM解碼器16而轉換成原始PWM信號（在256種顏色、8個PWM信號之情況下）。
圖4為解說將編碼的PWM信號解碼成原始PWM信號之程序的時序圖。
可以由二個步驟實行解碼程序。
第一步驟係產生圖4所示的波形D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6與D7。
採用以下布林代數表達式而產生波形。
D7=PW7
接著，在圖2之第二步驟中解碼PWM信號。藉由根據以下布林代數表達式而實行OR邏輯操作，可產生最終解碼的信號PW0、PW1、PW2、PW3、PW4、PW5、PW6與PW7。
PW0=D0 PW1=PW0+D1 PW2=PW1+D2 PW3=PW2+D3 PW4=PW3+D4 PW5=PW4+D5 PW6=PW5+D6 PW7=D7
同時，可以將以上編碼及解碼方法應用於增加PWM信號之數量的情況。
SRAM 13儲存8位元顯示器資料以便表示256種顏色。8位元資料之3個位元表示紅色(R)灰階，並且3個位元表示綠色(G)灰階。其餘2個位元及外部1個位元表示藍色(B)灰階。
SRAM 3同時輸出X位址0至n之資料，以便顯示LCD面板之一條線路。個別3位元資料透過3．8 SRAM解碼器14而開啟8個開關之一，並且輸出一個所選PWM信號。
圖5為解說圖2所示的PWM解碼器、PWM編碼器、SRAM解碼器與PWM信號產生器（圖中未顯示）之連接的電路圖。
在圖5中，採用獨立的IC配置PWM編碼器及PWM解碼器。PWM編碼器與PWM解碼器之間的信號線路包含4條信號線路。也就是說，4條信號線路包含3條用於編碼的PWM信號之信號線路（E0、E1與E2），以及用於最上PWM信號之PW7信號線路。此顯示器驅動器IC支援256種顏色。
然而，本發明並不受限於此。
例如，PWM解碼器16可與SRAM解碼器14一起整合在單一晶片中，並可以包含開關17。
此外，PWM編碼器15可與PWM信號產生器11一起整合在單一晶片中。在整合式單一晶片之情況下，PWM信號產生器11與PWM編碼器15可加以實體及功能式整合。也就是說，PWM信號產生器11可設計成直接產生編碼的PWM信號E0、E1、E2與PW7，而非PWM信號PW0、PW1、PW2、PW3、PW4、PW5與PW6。
圖6為根據以上範例說明的布林代數表達式所配置的PWM編碼器15之邏輯電路圖。PWM編碼器15從PWM信號產生器11接收輸入信號PW0、PW1、PW2、PW3、PW4、PW5、PW6與PW7，並且輸出該等輸出信號E0、E1與E2，如圖3所示。
圖7為根據以上範例說明的布林代數表達式所配置的PWM解碼器16之邏輯電路圖。
藉由使用從PWM編碼器15產生並且沿信號線路12發射之編碼的PWM信號E0、E1及E2與最長PWM信號PW7，PWM解碼器16輸出PWM信號PW0、PW1、PW2、PW3、PW4、PW5、PW6與PW7。
圖8為3．8 SRAM解碼器14及開關電路之示意性電路圖。根據從SRAM解碼器14輸出的顯示器資料DD，選擇8個PWM信號PW00、PW01、PW02、PW03、PW04、PW05、PW06與PW07之一。
圖9為PWM編碼器15編碼PWM信號時的信號時序圖。
此外，圖10為圖7之PWM解碼器16解碼所編碼的信號時，第一步驟中的信號PW0、D1、D2、D3、D4、D5、D6與D7之時序圖。圖11為使用第一步驟之輸出信號解碼PWM信號之後的信號時序圖。
圖12為解說輸出級之最終波形的時序圖，藉由使用圖11所示的第二步驟之輸出信號，依據SRAM之顯示器資料透過該輸出級而輸出對應於PWM信號之SRAM信號。
從圖9至12可以看出，圖5之元件正確地實行其功能。
除256種顏色之情況以外，可以將本發明應用於4,096種顏色之情況，或65K種顏色之情況。
具有以PWM為基礎的漸層顯示功能之LCD顯示器驅動器IC，係設計成對PWM信號發射路徑執行編碼操作。因此，可以減小PWM信號線路之數量以及IC之整個區域。此外，可以減小信號線路之間的雜訊。此外，可以最小化晶片大小之增加，其係由顏色之數量的增加所引起。
該申請案包含與韓國專利申請案第2004－27515號有關的主旨，該申請案係於2004年4月21日在韓國專利局申請，其全部內容係以引用的方式併入本文中。
雖然已針對特定具體實施例說明本發明，但是熟習此項技術者應明白可進行各種變更及修改，而不脫離以下申請專利範圍所定義的本發明之精神與範疇。
1．．．PWM產生器
2．．．信號線路
3．．．SRAM
4．．．解碼器
11．．．信號產生器
12．．．信號線路
13．．．SRAM
14．．．SRAM解碼器
15．．．PWM編碼器
16．．．PWM解碼器
17．．．開關
從以上結合附圖所作的較佳具體實施例之說明，已明白本發明之以上及其他目的與特徵，其中：圖1解說具有PWM漸層顯示功能的傳統顯示器驅動器IC之結構；圖2解說依據本發明之一較佳具體實施例的顯示器驅動器IC之結構；圖3為從圖2所示的PWM編碼器產生之編碼的PWM信號之時序圖；圖4為解說採用圖2所示的PWM解碼器解碼所編碼的PWM信號之程序的時序圖；圖5為圖2所示的PWM解碼器、PWM編碼器與SRAM解碼器之電路圖；圖6為圖5所示的PWM編碼器之邏輯電路圖；圖7為圖5所示的PWM解碼器之邏輯電路圖；圖8為SRAM編碼器與切換區塊之邏輯電路圖；以及圖9至12為圖5至8所示的信號之時序圖。
11．．．信號產生器
12．．．信號線路
13．．．SRAM
14．．．SRAM解碼器
15．．．PWM編碼器
16．．．PWM解碼器
17．．．開關

Claims (16)

  1. 一種用以根據一PWM信號顯示一漸層於一顯示器螢幕上之顯示器驅動方法，該顯示器驅動方法包括以下步驟：產生一PWM信號；編碼該PWM信號；將該編碼的PWM信號解碼成該PWM信號；以及根據該解碼的PWM信號顯示一漸層於一顯示器螢幕上，其中編碼該PWM信號之該步驟根據2n個PWM信號產生(n+1)個包含n個信號以及一具有一最長脈衝寬度之一PWM信號的信號，其中n為一正整數且n大於1。
  2. 如請求項1之顯示器驅動方法，其中在一256色顯示器之情況下，編碼該PWM信號之該步驟根據8個PWM信號(PW0、PW1、PW2、PW3、PW4、PW5、PW6與PW7，其脈衝寬度以此順序從PW0至PW7變長)產生4個信號，該等4個信號係由以下一布林代數表達式所給出 PW7。
  3. 如請求項2之顯示器驅動方法，其中解碼該編碼的PWM信號之該步驟包含以下步驟：藉由使用以下一布林代數表達式而產生一中間信號；以及 D7=PW7藉由使用以下一布林代數表達式而將該中間信號解碼成一最終PWM信號PW0=D0 PW1=PW0+D1 PW2=PW1+D2 PW3=PW2+D3 PW4=PW3+D4 PW5=PW4+D5 PW6=PW5+D6 PW7=D7。
  4. 如請求項1之顯示器驅動方法，其中該顯示器為一液晶顯示器(LCD)。
  5. 一種用以根據一PWM信號顯示一漸層於一顯示器螢幕上之顯示器驅動電路，該顯示器驅動電路包括：一PWM信號產生器，其用以產生一PWM信號；一PWM編碼器，其用以編碼從該PWM信號產生器所產生的該PWM信號； 一PWM解碼器，其用以將該編碼的PWM信號解碼成該PWM信號；一切換構件，其用以選擇性地輸出從該PWM解碼器所產生的該PWM信號；一資料儲存構件，其用以儲存用以切換該切換構件的一顯示器資料；以及一SRAM解碼器，其用以依據從該資料儲存構件所輸出的該等顯示器資料而輸出一開/關信號至該切換構件，其中該PWM編碼器根據2n個PWM信號產生(n+1)個包含n個信號以及一具有一最長脈衝寬度之PWM信號的信號，其中n為一正整數且n大於1。
  6. 如請求項5之顯示器驅動電路，其中在一256色顯示器之情況下，該PWM編碼器根據8個PWM信號(PW0、PW1、PW2、PW3、PW4、PW5、PW6與PW7，其脈衝寬度以此順序從PW0至PW7變長)產生4個信號，該等4個信號係由以下一布林代數表達式所給出 PW7。
  7. 如請求項6之顯示器驅動電路，其中該PWM解碼器藉由使用以下一布林代數表達式而產生一中間信號 D7=PW7並且藉由使用以下一布林代數表達式而將該中間信號解碼成一最終PWM PW0=D0 PW1=PW0+D1 PW2=PW1+D2 PW3=PW2+D3 PW4=PW3+D4 PW5=PW4+D5 PW6=PW5+D6 PW7=D7。
  8. 如請求項5之顯示器驅動電路，其中將該PWM信號產生與該PWM編碼器整合成一個區塊。
  9. 如請求項5之顯示器驅動電路，其中將該PWM解碼器與該SRAM解碼器整合成一個解碼器。
  10. 如請求項5之顯示器驅動電路，其中該顯示器為一液晶顯示器(LCD)。
  11. 如請求項9之顯示器驅動電路，其中該顯示器為一液晶顯示器(LCD)。
  12. 如請求項8之顯示器驅動電路，其中該顯示器為一液晶顯示器(LCD)。
  13. 一種用以根據一PWM信號顯示一漸層於一顯示器螢幕上之顯示器驅動電路，該顯示器驅動電路包括：一PWM信號產生器，其用以產生一編碼的PWM信號；一PWM解碼器，其用以將該編碼的PWM信號解碼成該PWM信號；一切換構件，其用以選擇性地輸出從該PWM解碼器所產生的該PWM信號；一資料儲存構件，其用以儲存用以切換該切換構件的一顯示器資料；以及一SRAM解碼器，其用以依據從該資料儲存構件所輸出的該等顯示器資料而輸出一開/關信號至該切換構件，其中若使用2n個PWM信號，則該PWM信號產生器產生(n+1)個包含n個信號以及一具有一最長脈衝寬度之PWM信號的信號，其中n為一正整數且n大於1。
  14. 如請求項13之顯示器驅動電路，其中在一256色顯示器之情況下，該PWM信號產生器根據8個PWM信號(PW0、PW1、PW2、PW3、PW4、PW5、PW6與PW7，其脈衝寬度以此順序從PW0至PW7變長)產生4個信號，該等4個信號係由以下一布林代數表達式所給出 PW7。
  15. 如請求項14之顯示器驅動電路，其中該PWM解碼器藉由使用以下一布林代數表達式而產生一中間信號 D7=PW7並且藉由使用以下一布林代數表達式而將該中間信號解碼成一最終PWM PW0=D0 PW1=PW0+D1 PW2=PW1+D2 PW3=PW2+D3 PW4=PW3+D4 PW5=PW4+D5 PW6=PW5+D6 PW7=D7。
  16. 如請求項13之顯示器驅動電路，其中該顯示器為一液晶顯示器(LCD)。
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