TWI420456B - 顯示器之驅動電路及其運作方法 - Google Patents

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Description

顯示器之驅動電路及其運作方法
本發明係與驅動電路有關，特別是關於一種應用於液晶顯示裝置之驅動電路及其運作方法。
近年來，由於顯示技術不斷地創新與進步，市面上亦出現了各種類型的顯示裝置，例如液晶顯示器、電漿顯示器等。由於液晶顯示器之體積遠較傳統的CRT顯示器來得小，對於生活空間狹小的現代人而言，佔用桌面空間較小的液晶顯示器使用起來的確較為方便。
一般而言，薄膜電晶體液晶(TFT-LCD)顯示器的驅動裝置主要包含源極驅動電路與閘極驅動電路兩部分。對於強調高品質、高解析度及低功率消耗的薄膜電晶體液晶顯示器而言，源極驅動電路扮演著相當重要的角色。請參照圖1，圖1係繪示傳統的源極驅動電路之架構的示意圖。
如圖1所示，源極驅動電路1包含第一資料線L1~第六資料線L6以及第一通道C1~第六通道C6，其中第一通道C1係耦接至第一資料線L1；第二通道C2係耦接至第二資料線L2；第三通道C3係耦接至第三資料線L3；第四通道C4係耦接至第四資料線L4；第五通道C5係耦接至第五資料線L5；第六通道C6係耦接至第六資料線L6。
試以源極驅動電路1的第一通道C1為例，當第一通道C1的第一資料鎖存模組C11自第一資料線L1接收到高速的第一數位資料訊號S1後，第一數位資料訊號S1將會依序經過第一通道C1的第二資料鎖存模組C12、升壓(level Shift)模組C13以及CMOS數位類比轉換器(Digital-to-Analog Converter,DAC)模組C14的處理，再透過OP放大器C15放大後形成第一類比訊號S1'傳送至液晶顯示面板2上。至於源極驅動電路1的第二通道C2~第六通道C6則與上述第一通道C1的運作情形類似，故於此不另行贅述。
然而，值得注意的是，由於傳統的源極驅動電路1中之CMOS數位類比轉換器模組C14所採用的是互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)場效電晶體，其面積遠較N型金屬氧化物半導體場效電晶體(NMOSFET)或P型金屬氧化物半導體場效電晶體(PMOSFET)所構成的數位類比轉換器模組來得大，導致源極驅動電路1所包含的通道密度受到限制而無法提升。
因此，本發明提出一種驅動電路及其運作方法，以解決上述問題。
根據本發明之第一具體實施例為一種驅動電路。於此實施例中，驅動電路包含至少一第一通道、至少一第二通道、選擇模組及至少一切換模組。選擇模組耦接第一通道及第二通道的輸入端。至少一切換模組耦接至少一第一通道及至少一第二通道的輸出端。選擇模組與切換模組根據控制訊號進行相對應的切換動作，致使驅動電路選擇性地處於第一操作模式或第二操作模式下。
當驅動電路處於第一操作模式下，選擇模組將第一資料訊號輸入至第一通道並將第二資料訊號輸入至第二通道；當驅動電路處於第二操作模式下，選擇模組係將第一資料訊號輸入至第二通道並將第二資料訊號輸入至第一通道。
此外，驅動電路可進一步包含耦接至切換模組的第一放大器及第二放大器。
當驅動電路處於第一操作模式下，切換模組係將第一通道的輸出端切換至第一放大器並將第二通道的輸出端切換至第二放大器，切換模組係將第一通道之輸出端所輸出的第一資料訊號傳送至第一放大器，並將第二通道之輸出端所輸出的第二資料訊號傳送至第二放大器。
當驅動電路處於第二操作模式下，切換模組係將第一通道的輸出端切換至第二放大器並將第二通道的輸出端切換至第一放大器，切換模組係將第一通道之輸出端所輸出的第二資料訊號傳送至第二放大器，並將第二通道之輸出端所輸出的第一資料訊號傳送至第一放大器。實際上，選擇模組可由複數個多工器所構成。
根據本發明之第二具體實施例為一種驅動電路運作方法。於此實施例中，驅動電路包含至少一第一通道、至少一第二通道、選擇模組及至少一切換模組，選擇模組耦接第一通道及第二通道的輸入端，至少一切換模組耦接至少一第一通道及至少一第二通道的輸出端。
該驅動電路運作方法包含下列步驟：首先，接收控制訊號；接著，選擇模組與切換模組根據控制訊號進行相對應的切換動作；之後，驅動電路選擇性地處於第一操作模式或第二操作模式。
當驅動電路處於第一操作模式下，該方法進一步包含下列步驟：選擇模組將第一資料訊號輸入至第一通道並將第二資料訊號輸入至第二通道；切換模組將第一通道的輸出端切換至第一放大器並將第二通道的輸出端切換至第二放大器；切換模組將第一通道之輸出端所輸出的第一資料訊號傳送至第一放大器，並將第二通道之輸出端所輸出的第二資料訊號傳送至第二放大器。
當驅動電路處於第二操作模式下，該方法進一步包含下列步驟：選擇模組將第一資料訊號輸入至第二通道並將第二資料訊號輸入至第一通道；切換模組將第一通道的輸出端切換至第二放大器並將第二通道的輸出端切換至第一放大器；切換模組將第一通道之輸出端所輸出的第二資料訊號傳送至第二放大器，並將第二通道之輸出端所輸出的第一資料訊號傳送至第一放大器。
相較於先前技術，由於在本發明之驅動電路的每一個通道中僅需設置面積較小的N型或P型數位類比轉換器模組，故可取代傳統較大面積的CMOS數位類比轉換器模組，藉以大幅縮小每一個通道所佔的面積，有效地提升驅動電路中之通道密度。
此外，由於本發明的驅動電路中之相鄰兩通道並不一定要分別設置具有不同極性的N型與P型數位類比轉換器模組，只要其切換模組所交換的資料訊號所屬通道分別為不同極性，即可實行交換，故本發明的驅動電路亦可增加各通道的N型與P型數位類比轉換器模組的排列自由度。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
根據本發明之第一具體實施例為一種驅動電路。於此實施例中，該驅動電路可以是應用於薄膜電晶體液晶(TFT-LCD)顯示器的源極驅動電路，但不以此為限。
請參照圖2，圖2係繪示此實施例中之驅動電路處於第一操作模式下的功能方塊圖。如圖2所示，驅動電路3係耦接至液晶顯示面板4。驅動電路3包含選擇模組30、N型數位類比轉換器(DAC)模組31、P型數位類比轉換器(DAC)模組32、切換模組33、第一放大器34、第二放大器35、第一處理模組36、第二處理模組37、第一資料線L1及第二資料線L2。
其中，選擇模組30係耦接第一資料線L1及第二資料線L2；N型DAC模組31及P型DAC模組32係分別耦接第一處理模組36及第二處理模組37；第一處理模組36耦接第一資料線L1；第二處理模組37耦接第二資料線L2；切換模組33分別耦接N型DAC模組31、P型DAC模組32、第一放大器34及第二放大器35；第一放大器34及第二放大器35係耦接至液晶顯示面板4。其中，第一處理模組36及第二處理模組37分別包含有第一資料鎖存單元、第二資料鎖存單元及升壓單元，其功能已為習知，故於此不另行贅述。
由圖2可知，當驅動電路3根據控制訊號POL處於第一操作模式下時，選擇模組30並不會對於第一資料線L1上的第一數位資料訊號S1以及第二資料線L2上的第二數位資料訊號S2進行任何交換的動作，因此，耦接第一資料線L1的第一處理模組36所接收到的是第一數位資料訊號S1，而耦接第二資料線L2的第二處理模組37所接收到的則是第二數位資料訊號S2。
接著，N型DAC模組31將第一數位資料訊號S1轉換為第一類比資料訊號S1'並傳送至切換模組33，而P型DAC模組32將第二數位資料訊號S2轉換為第二類比訊號S2'並傳送至切換模組33。由於在第一操作模式下，選擇模組30並未進行任何資料訊號交換的動作，相對應地，切換模組33亦不會進行任何資料訊號交換的動作，因此，切換模組33即會將N型DAC模組31切換至與第一放大器34耦接，並將P型DAC模組32切換至與第二放大器35耦接，故可順利地將第一類比資料訊號S1'傳送至第一放大器34，並可將第二類比資料訊號S2'傳送至第二放大器35。然後，第一類比資料訊號S1'與第二類比資料訊號S2'分別經由第一放大器34及第二放大器35放大處理後，再被傳送至液晶顯示面板4。
接下來，請參照圖3，圖3係繪示此實施例中之驅動電路處於第二操作模式下的功能方塊圖。如圖3所示，驅動電路3係耦接至液晶顯示面板4。驅動電路3包含選擇模組30、N型數位類比轉換器(DAC)模組31、P型數位類比轉換器(DAC)模組32、切換模組33、第一放大器34、第二放大器35、第一處理模組36、第二處理模組37、第一資料線L1及第二資料線L2。其中，第一處理模組36及第二處理模組37分別包含有第一資料鎖存單元、第二資料鎖存單元及升壓單元，其功能已為習知，故於此不另行贅述。
值得注意的是，當驅動電路3根據控制訊號POL處於第二操作模式下時，選擇模組30將會對於第一資料線L1上的第一數位資料訊號S1以及第二資料線L2上的第二數位資料訊號S2進行交換，亦即對於資料訊號進行交換的動作，因此，耦接第一資料線L1的第一處理模組36所接收到的是第二數位資料訊號S2，而耦接第二資料線L2的第二處理模組37所接收到的則是第一數位資料訊號S1。
接著，N型DAC模組31將第二數位資料訊號S2轉換為第二類比資料訊號S2'並傳送至切換模組33，而P型DAC模組32亦將第一數位資料訊號S1轉換為第一類比資料訊號S1'並傳送至切換模組33。由於在第二操作模式下，選擇模組30已對第一數位資料訊號S1及第二數位資料訊號S2進行資料訊號交換的動作，因此，切換模組33亦會相對應地對第一類比資料訊號S1'及第二類比資料訊號S2'進行資料訊號交換的動作。此時，切換模組33即會將N型DAC模組31切換至與第二放大器35耦接，並將P型DAC模組32切換至與第一放大器34耦接，故可順利地將第一類比資料訊號S1'傳送至第一放大器34，並可將第二類比資料訊號S2'傳送至第二放大器35。然後，第一類比資料訊號S1'與第二類比資料訊號S2'分別經由第一放大器34及第二放大器35放大處理後，再被傳送至液晶顯示面板4。
於實際應用中，選擇模組30可以由複數個多工器所構成。請參照圖4，圖4係繪示選擇模組30之一實施例。如圖4所示，選擇模組30係由第一多工器M1及第二多工器M2所構成，用以根據控制訊號POL選擇性地對於數位資料訊號進行交換的動作。於此實施例中，輸入選擇模組30的數位資料訊號分別為D1_tmp及D2_tmp，而選擇模組30所輸出的數位資料訊號則為D1及D2。需注意的是，圖4所繪示的僅為本發明之選擇模組30的一實施例，並不以此例為限。
此外，於本發明的驅動電路中，只要其切換模組所交換的資料訊號所屬通道分別具有不同的極性，即可實行資料訊號的交換，亦即驅動電路中之相鄰兩通道並不一定要分別設置具有不同極性的N型與P型數位類比轉換器模組，故本發明的驅動電路亦可增加各通道的N型與P型數位類比轉換器模組的排列自由度。
舉例而言，如圖5所示，雖然驅動電路5中之相鄰兩通道的P型DAC模組46及47具有相同的極性，但由於P型DAC模組46係透過第一切換模組49與N型DAC模組45進行資料訊號的交換，而P型DAC模組47係透過第二切換模組50與N型DAC模組48進行資料訊號的交換，因此，即使驅動電路5中之相鄰兩通道的P型DAC模組46及47具有相同的極性，驅動電路5仍可順利實行資料訊號的交換。需說明的是，圖5僅為本發明之驅動電路的一個實施例，驅動電路之各通道的N型與P型數位類比轉換器模組的排列情形並不以此例為限。
根據本發明之第二具體實施例為一種驅動電路運作方法。於實際應用中，驅動電路包含至少一第一通道、至少一第二通道、選擇模組及至少一切換模組。選擇模組耦接第一通道及第二通道的輸入端，至少一切換模組耦接至少一第一通道及至少一第二通道的輸出端。請參照圖6，圖6係繪示此實施例之驅動電路運作方法的流程圖。
如圖6所示，首先，該方法執行步驟S100，接收控制訊號；接著，該方法執行步驟S110，選擇模組與切換模組根據控制訊號進行相對應的切換動作；然後，該方法執行步驟S120，驅動電路選擇性地處於第一操作模式或第二操作模式。
接下來，將分別就驅動電路處於第一操作模式及第二操作模式之情形進行探討。
請參照圖7，圖7係繪示當驅動電路處於第一操作模式下時之驅動電路運作方法的流程圖。如圖7所示，當驅動電路處於第一操作模式下(步驟S200)時，該方法執行步驟S210，選擇模組將第一資料訊號輸入至第一通道並將第二資料訊號輸入至第二通道。接著，該方法執行步驟S220，切換模組將第一通道的輸出端切換至第一放大器並將第二通道的輸出端切換至第二放大器。之後，該方法執行步驟S230，切換模組將第一通道之輸出端所輸出的第一資料訊號傳送至第一放大器，並將第二通道之輸出端所輸出的第二資料訊號傳送至第二放大器。
請參照圖8，圖8係繪示當驅動電路處於第二操作模式下時之驅動電路運作方法的流程圖。如圖8所示，當驅動電路處於第二操作模式下(步驟S300)時，該方法執行步驟S310，選擇模組係將第一資料訊號輸入至第二通道並將第二資料訊號輸入至第一通道。接著，該方法執行步驟S320，切換模組將第一通道的輸出端切換至第二放大器並將第二通道的輸出端切換至第一放大器。之後，該方法執行步驟S330，切換模組將第一通道之輸出端所輸出的第二資料訊號傳送至第二放大器，並將第二通道之輸出端所輸出的第一資料訊號傳送至第一放大器。
相較於先前技術，由於在本發明之驅動電路的每一個通道中僅需設置面積較小的N型或P型數位類比轉換器模組，故可取代傳統大面積的CMOS數位類比轉換器模組，藉以大幅縮小每一個通道所佔的面積，有效地提升驅動電路中之通道密度。
此外，由於本發明的驅動電路中之相鄰兩通道並不一定要分別設置具有不同極性的N型與P型數位類比轉換器模組，只要其切換模組所交換的資料訊號所屬通道分別為不同極性，即可實行交換，故本發明的驅動電路亦可增加各通道的N型與P型數位類比轉換器模組的排列自由度。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
S100~S330．．．流程步驟
1．．．源極驅動電路
2、4．．．液晶顯示面板
L1~L6．．．第一資料線~第六資料線
C1~C6．．．第一通道~第六通道
C11．．．第一資料鎖存模組
S1．．．第一數位資料訊號
C12．．．第二資料鎖存模組
C13．．．升壓模組
C14．．．CMOS數位類比轉換器模組
C15．．．OP放大器
S1'．．．第一類比訊號
3、5．．．驅動電路
30．．．選擇模組
31、45．．．N型數位類比轉換器(DAC)模組
32、46、47．．．P型數位類比轉換器(DAC)模組
33．．．切換模組
34．．．第一放大器
35．．．第二放大器
36．．．第一處理模組
37．．．第二處理模組
L1．．．第一資料線
L2．．．第二資料線
POL．．．控制訊號
S2．．．第二數位資料訊號
S2'．．．第二類比訊號
M1．．．第一多工器
M2．．．第二多工器
49．．．第一切換模組
50．．．第二切換模組
D1_tmp、D2_tmp．．．輸入選擇模組的數位資料訊號
D1、D2．．．選擇模組輸出的數位資料訊號
圖1係繪示傳統的源極驅動電路之架構的示意圖。
圖2係繪示根據本發明之第一具體實施例中之驅動電路處於第一操作模式下的功能方塊圖。
圖3係繪示根據本發明之第一具體實施例中之驅動電路處於第二操作模式下的功能方塊圖。
圖4係繪示本發明的選擇模組之一實施例。
圖5係繪示本發明的驅動電路之另一實施例。
圖6係繪示根據本發明之第二具體實施例之驅動電路運作方法的流程圖。
圖7係繪示當驅動電路處於第一操作模式下時之驅動電路運作方法的流程圖。
圖8係繪示當驅動電路處於第二操作模式下時之驅動電路運作方法的流程圖。
3‧‧‧驅動電路
30‧‧‧選擇模組
31‧‧‧N型數位類比轉換器(DAC)模組
32‧‧‧P型數位類比轉換器(DAC)模組
33‧‧‧切換模組
34‧‧‧第一放大器
35‧‧‧第二放大器
36‧‧‧第一處理模組
37‧‧‧第二處理模組
L1‧‧‧第一資料線
L2‧‧‧第二資料線
POL‧‧‧控制訊號
S1‧‧‧第一數位資料訊號
S1'‧‧‧第一類比訊號
S2‧‧‧第二數位資料訊號
S2'‧‧‧第二類比訊號
4‧‧‧液晶顯示面板

Claims (10)

  1. 一種驅動電路(driving circuit)，應用於一顯示器，該驅動電路包含：至少一第一通道(channel)，該至少一第一通道中之一第一通道包含一第一資料鎖存單元、一第一升壓單元及一N型數位類比轉換器，該第一資料鎖存單元係耦接該第一通道的輸入端，該第一升壓單元係耦接該第一資料鎖存單元，該N型數位類比轉換器係耦接該第一升壓單元及該第一通道的輸出端，該N型數位類比轉換器係為一N型金屬氧化物半導體場效電晶體(NMOSFET)，該N型金屬氧化物半導體場效電晶體之面積小於互補式金屬氧化物半導體場效電晶體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,CMOSFET)之面積；至少一第二通道，該至少一第二通道中之一第二通道包含一第二資料鎖存單元、一第二升壓單元及一P型數位類比轉換器，該第二資料鎖存單元係耦接該第二通道的輸入端，該第二升壓單元係耦接該第二資料鎖存單元，該P型數位類比轉換器係耦接該第二升壓單元及該第二通道的輸出端，該P型數位類比轉換器係為一P型金屬氧化物半導體場效電晶體(PMOSFET)，該P型金屬氧化物半導體場效電晶體之面積小於互補式金屬氧化物半導體場效電晶體之面積；一選擇模組，分別透過該第一通道及該第二通道的輸入端耦接該第一通道之該第一資料鎖存單元及該第二通道之該第二資料鎖存單元；以及 至少一切換模組，該至少一切換模組中之一切換模組分別透過該第一通道及該第二通道的輸出端耦接該第一通道之該N型金屬氧化物半導體場效電晶體及該第二通道之該P型金屬氧化物半導體場效電晶體；其中，該選擇模組與該切換模組根據一控制訊號進行相對應的切換動作，致使該驅動電路選擇性地處於一第一操作模式或一第二操作模式。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中該第一通道係與該第二通道相鄰或該第一通道係與該至少一第一通道中之另一第一通道相鄰。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中當該驅動電路處於該第一操作模式下，該選擇模組係將一第一資料訊號輸入至該第一通道並將一第二資料訊號輸入至該第二通道；當該驅動電路處於該第二操作模式下，該選擇模組係將一第一資料訊號輸入至該第二通道並將一第二資料訊號輸入至該第一通道。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之驅動電路，進一步包含：一第一放大器，係耦接至該切換模組；以及一第二放大器，係耦接至該切換模組。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之驅動電路，其中當該驅動電路處於該第一操作模式下，該切換模組係將該第一通道的輸出端切換至該第一放大器並將該第二通道的輸出端切換至該第二放大器，該切換模組將該第一通道之輸出端所輸出的該第一資料訊號傳送至該第一放大器，並將該第二通道 之輸出端所輸出的該第二資料訊號傳送至該第二放大器。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之驅動電路，其中當該驅動電路處於該第二操作模式下，該切換模組係將該第一通道的輸出端切換至該第二放大器並將該第二通道的輸出端切換至該第一放大器，該切換模組將該第一通道之輸出端所輸出的該第二資料訊號傳送至該第二放大器，並將該第二通道之輸出端所輸出的該第一資料訊號傳送至該第一放大器。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中該選擇模組係由複數個多工器所構成。
  8. 一種運作一驅動電路之方法，該驅動電路應用於一顯示器，該驅動電路包含至少一第一通道、至少一第二通道、一選擇模組及至少一切換模組，該至少一第一通道中之一第一通道包含一第一資料鎖存單元、一第一升壓單元及一N型數位類比轉換器，該第一資料鎖存單元係耦接該第一通道的輸入端，該第一升壓單元係耦接該第一資料鎖存單元，該N型數位類比轉換器係耦接該第一升壓單元及該第一通道的輸出端，該N型數位類比轉換器係為一N型金屬氧化物半導體場效電晶體(NMOSFET)，該N型金屬氧化物半導體場效電晶體之面積小於互補式金屬氧化物半導體場效電晶體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,CMOSFET)之面積，該至少一第二通道中之一第二通道包含一第二資料鎖存單元、一第二升壓單元及一P型數位類比轉換器，該第二資料鎖存單元係耦接該第二通道的輸入端，該第二升壓單元係耦接該第二資料鎖存單元，該P型數位類比轉換器係耦接該第二升壓單元及該第二通道的 輸出端，該P型數位類比轉換器係為一P型金屬氧化物半導體場效電晶體(PMOSFET)，該P型金屬氧化物半導體場效電晶體之面積小於互補式金屬氧化物半導體場效電晶體之面積，該選擇模組分別透過該第一通道及該第二通道的輸入端耦接該第一通道之該第一資料鎖存單元及該第二通道之該第二資料鎖存單元，該至少一切換模組中之一切換模組分別透過該第一通道及該第二通道的輸出端耦接該第一通道之該N型金屬氧化物半導體場效電晶體及該第二通道之該P型金屬氧化物半導體場效電晶體，該方法包含下列步驟：接收一控制訊號；該選擇模組與該切換模組根據該控制訊號進行相對應的切換動作；以及該驅動電路選擇性地處於一第一操作模式或一第二操作模式，其中該第一通道係與該第二通道相鄰或該第一通道係與該至少一第一通道中之另一第一通道相鄰。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中當該驅動電路處於該第一操作模式下，該方法進一步包含下列步驟：該選擇模組將一第一資料訊號輸入至該第一通道並將一第二資料訊號輸入至該第二通道；該切換模組將該第一通道的輸出端切換至一第一放大器並將該第二通道的輸出端切換至一第二放大器；以及該切換模組將該第一通道之輸出端所輸出的該第一資料訊號傳送至該第一放大器，並將該第二通道之輸出端所輸出的該第二資料訊號傳送至該第二放大器。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中當該驅動電路處於 該第二操作模式下，該方法進一步包含下列步驟：該選擇模組係將一第一資料訊號輸入至該第二通道並將一第二資料訊號輸入至該第一通道；該切換模組將該第一通道的輸出端切換至一第二放大器並將該第二通道的輸出端切換至一第一放大器；以及該切換模組將該第一通道之輸出端所輸出的該第二資料訊號傳送至該第二放大器，並將該第二通道之輸出端所輸出的該第一資料訊號傳送至該第一放大器。
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