TWI467553B - 通用電壓產生器、包含其之顯示裝置及其方法 - Google Patents

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Description

通用電壓產生器、包含其之顯示裝置及其方法
本發明之實例實施例係關於通用電壓產生技術。舉例而言，實例實施例係關於一種具有相對較小面積及較高效率之通用電壓產生器、一種包含通用電壓產生器之顯示裝置，及一種產生通用電壓之方法。
本申請案根據35 U.S.C. § 119規定主張2008年4月29日在韓國智慧財產局(KIPO)申請之韓國專利申請案第10-2008-0039822號的優先權，該案之整體內容係以引用的方式併入本文中。
薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)為平板顯示裝置之實例，且廣泛地用於電視、監視器、行動電話等等中。TFT-LCD通常包含源極驅動器、通用電壓產生器，及包含複數個源極線及通用電壓線之顯示面板。
源極驅動器向複數個源極線中之一者輸出對應於數位視訊信號之類比電壓。通用電壓產生器向複數個源極線中之一者輸出通用電壓(例如，第一通用電壓，或具有低於第一通用電壓之電壓位準的第二通用電壓)，通用電壓具有與類比電壓相反之極性，以便防止液晶降級。
通用電壓產生器改變第一通用電壓或第二通用電壓以改良液晶之圖像品質。然而，習知通用電壓產生器包含複數個放大器、複數個外部電容器、複數個多工器及用於連接外部電容器之外部襯墊，藉此需要相對較大功率消耗及較大晶片尺寸以及增加包含習知通用電壓產生器之模組的整體成本。
本發明之實例實施例提供一種具有相對較小面積及較高效率之通用電壓產生器、一種包含通用電壓產生器之顯示裝置，及其方法。
在一實例實施例中，通用電壓產生器包含：運算放大器，其經組態以放大第一電壓與第二電壓之間的差，且輸出經放大電壓作為通用電壓；及複數個開關，其經組態以在第一電壓輸出模式中將第三電壓及第四電壓作為電源而傳輸至運算放大器，且在第二電壓輸出模式中將第五電壓及第六電壓作為電源而傳輸至運算放大器。
根據一實例實施例，通用電壓產生器包含電壓分壓器，其連接於輸出端子與第一節點之間，且經組態以將輸出端子與第一節點之間的電壓分壓且將經分壓電壓作為第一電壓而輸出至第一輸入端子，其中運算放大器包含接收第一電壓之第一輸入端子及接收第二電壓之第二輸入端子，且將通用電壓輸出至輸出端子，且其中複數個開關經進一步組態以在第一電壓輸出模式中將第四電壓傳輸至第一節點，且在第二電壓輸出模式中將第七電壓傳輸至第一節點。
在一實例實施例中，通用電壓產生器進一步包含輸入電壓產生單元，其經組態以回應於第一輸出控制信號而選擇藉由將第七電壓分壓而判定之複數個電壓位準中之一者且在第一電壓輸出模式中將該電壓位準作為第二電壓而傳輸至第二輸入端子，且經組態以回應於第二輸出控制信號而選擇複數個電壓位準中之另一者且在第二電壓輸出模式中將該另一電壓位準作為第二電壓而傳輸至第二輸入端子。
根據一實例實施例，輸入電壓產生單元進一步包含：電阻分壓器，其經組態以使用至少一電阻器而將對應於第四電壓與第七電壓之間的差的電壓電阻性地分壓，且輸出複數個電壓位準；及多工器，其經組態以回應於第一輸出控制信號而選擇及輸出自電阻分壓器所輸出之複數個電壓位準中之一者作為第二輸入電壓，且經組態以回應於第二輸出控制信號而選擇及輸出複數個電壓位準中之另一者作為第二輸入電壓。
在一實例實施例中，複數個開關經進一步組態以在第三電壓輸出模式中將第五電壓及第六電壓作為電源而傳輸至運算放大器，且在第四電壓輸出模式中將第三電壓及第四電壓作為電源而傳輸至運算放大器。
根據一實例實施例，運算放大器輸出通用電壓以滿足以下關係：第一輸出模式中之通用電壓之量值>第三輸出模式中之通用電壓之量值>第四輸出模式中之通用電壓之量值>第二輸出模式中之通用電壓之量值。
在一實例實施例中，複數個開關經組態成使得通用電壓根據第一次序及第二次序中之一者而改變，其中第一次序遵循第二輸出模式、第三輸出模式、第一輸出模式及第四輸出模式之序列，且其中第二次序遵循第四輸出模式、第一輸出模式、第三輸出模式及第二輸出模式之序列。
根據一實例實施例，複數個開關經進一步組態以在第三電壓輸出模式中將第四電壓傳輸至第一節點，且在第四電壓輸出模式中將第七電壓傳輸至第一節點。
在一實例實施例中，通用電壓產生器進一步包含輸入電壓產生單元，其經組態以回應於第一輸出控制信號而選擇藉由將第七電壓分壓而判定之複數個電壓位準中之一者且在第三電壓輸出模式中將該電壓位準作為第二電壓而傳輸至第二輸入端子，且經組態以回應於第二輸出控制信號而選擇複數個電壓位準中之另一者且在第四電壓輸出模式中將該另一電壓位準作為第二電壓而傳輸至第二輸入端子。
根據一實例實施例，複數個開關包含：第一開關對，其連接至運算放大器之第一電源端子，且經組態以將第三電壓及第五電壓中之一者傳輸至第一電源端子；第二開關對，其連接至運算放大器之第二電源端子，且經組態以將第四電壓及第六電壓中之一者傳輸至第二電源端子；及第三開關對，其連接至第一節點，且經組態以將第四電壓及第七電壓中之一者傳輸至第一節點。
在一實例實施例中，第一開關對包含經組態以回應於第一開關控制信號而將第三電壓傳輸至第一電源端子之第一開關，及經組態以回應於第二開關控制信號而將第五電壓傳輸至第一電源端子之第二開關；第二開關對包含經組態以回應於第三開關控制信號而將第四電壓傳輸至第二電源端子之第三開關，及經組態以回應於第四開關控制信號而將第六電壓傳輸至第二電源端子之第四開關；且第三開關對包含經組態以回應於第五開關控制信號而將第七電壓傳輸至第一節點之第五開關，及經組態以回應於第六開關控制信號而將第四電壓傳輸至第一節點之第六開關。
根據一實例實施例，第一開關控制信號及第三開關控制信號具有分別與第二開關控制信號及第四開關控制信號之邏輯位準互補的邏輯位準，且第五開關控制信號與第六開關控制信號具有互補邏輯位準。
在一實例實施例中，通用電壓產生器進一步包含至少一電容器，其連接於第一電源端子與第二電源端子之間，其經組態以降低第一開關對及第二開關對中之至少一者的開關雜訊。
根據一實例實施例，輸入電壓產生單元經組態以回應於第一輸出控制信號而選擇複數個電壓位準中之一者且在第一電壓輸出模式中傳輸該電壓位準作為第二電壓，且經組態以回應於第二輸出控制信號而選擇複數個電壓位準中之另一者且在第二電壓輸出模式中傳輸該另一電壓位準作為第二輸入電壓。
在一實例實施例中，輸入電壓產生單元使用至少一電阻器而判定複數個電壓位準對應於第七電壓與第四電壓之間的差。
在一實例實施例中，一種顯示裝置包含源極驅動器、顯示面板及通用電壓產生器。
在一實例實施例中，一種產生通用電壓之方法包含使用第一功率電壓及第二功率電壓作為運算放大器之電源而輸出第一通用電壓，及使用第三功率電壓及第四功率電壓作為運算放大器之電源而輸出第二通用電壓。
根據一實例實施例，方法進一步包含在輸出第一通用電壓之前使用第三功率電壓及第四功率電壓作為運算放大器之電源而輸出第三通用電壓，及在輸出第一通用電壓之後使用第一電壓及第二電壓作為運算放大器之電源而輸出第四通用電壓。
在一實例實施例中，第一通用電壓、第二通用電壓、第三通用電壓及第四通用電壓之量值滿足以下關係：第一通用電壓>第三通用電壓>第四通用電壓>第二通用電壓。
在一實例實施例中，一種通用電壓產生器包含：運算放大器，其經組態以放大在第一輸入端子處所接收之第一電壓與在第二輸入端子處所接收之第二電壓之間的差，且將經放大電壓作為通用電壓而輸出至輸出端子；電壓分壓器，其連接於輸出端子與第一節點之間，且經組態以將輸出端子與第一節點之間的電壓分壓且將經分壓電壓作為第一電壓而輸出至第一輸入端子；及輸入電壓產生單元，其經組態以回應於第一輸出控制信號而選擇複數個電壓位準中之一者且在第一電壓輸出模式中傳輸該電壓位準作為第二電壓，且經組態以回應於第二輸出控制信號而選擇複數個電壓位準中之另一者且在第二電壓輸出模式中傳輸該另一電壓位準作為第二電壓。
本發明之以上及其他特徵及優點藉由參看隨附圖式來詳細地描述本發明之實例實施例而將變得更顯而易見。
現將參看展示本發明之實施例的隨附圖式而在下文中更全面地描述本發明之實例實施例。然而，本發明可以許多不同形式來體現，且不應被理解為限於本文中所闡述之實施例。更確切而言，此等實施例經提供成使得本揭示案將為詳盡且完整的，且將向熟習此項技術者全面地傳達本發明之範疇。在圖式中，可出於清楚起見而誇示層及區之尺寸及相對尺寸。全文中類似數字指代類似元件。
應理解，當一元件被稱為「連接」或「耦接」至另一元件時，該元件可直接連接或耦接至該另一元件，或可存在插入元件。對比而言，當一元件被稱為「直接連接」或「直接耦接」至另一元件時，不存在插入元件。如本文中所使用，術語「及/或」包含一或多個關聯所列項目之任何及所有組合，且可縮寫為「/」。
應理解，儘管本文中可使用術語第一、第二等等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語僅用以區別一元件與另一元件。舉例而言，在不脫離本揭示案之教示的情況下，第一信號可被稱為第二信號，且類似地，第二信號可被稱為第一信號。
為了易於描述，可在本文中使用空間相對術語(諸如，「在......下方」、「在......之下」、「下部」、「在......之上」、「上部」及其類似者)來描述一組件及/或特徵與另一組件及/或特徵或其他組件及/或特徵之關係，如圖式所說明。應理解，除了諸圖所描繪之定向以外，空間相對術語亦意欲涵蓋裝置在使用或操作中之不同定向。諸圖意欲描繪實例實施例，且不應被解譯為限制申請專利範圍之所意欲範疇。隨附圖不應被理解為按比例繪製，除非有明確註釋。
本文中所使用之術語僅係出於描述特定實施例之目的，且不意欲限制本發明。如本文中所使用，除非本文另有清楚指示，否則單數形式「一」及「該」亦意欲包含複數形式。應進一步理解，術語「包括」或「包含」在用於本說明書中時指定所敍述特徵、區、整數、步驟、操作、元件及/或組件之存在，但不排除一或多個其他特徵、區、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組之存在或添加。
除非另有界定，否則本文中所使用之所有術語(包含技術及科學術語)皆具有與一般熟習本發明所屬技術者通常所理解之含義相同的含義。應進一步理解，諸如常用辭典中所界定之術語的術語應被解譯為具有與其在相關技術及/或本申請案之內容中之含義一致的含義，且不應在理想化或過度正式意義上進行解譯，除非本文中明確地如此界定。
圖1為習知通用電壓產生器10的電路圖。通用電壓產生器10包含通用電壓輸出端子VCOM、輸入電壓產生單元11、第一通用電壓產生單元13、第一外部電容器C1、第二通用電壓產生單元15、第二外部電容器C2、第一開關S11及第二開關S22。
通用電壓產生器10經由通用電壓輸出端子VCOM而輸出第一通用電壓VCOMH及第二通用電壓VCOML。顯示面板(未圖示)包含與通用電壓輸出端子VCOM連接之通用電壓線(未圖示)及複數個源極線(未圖示)。顯示面板回應於第一通用電壓VCOMH及第二通用電壓VCOML以及對應於數位視訊信號之類比電壓而顯示視訊信號。
第一通用電壓VCOMH及第二通用電壓VCOML具有與寫入至液晶之資料電壓相反的極性，且用於相位反轉以防止液晶降級。通用電壓產生器10改變第一通用電壓VCOMH及第二通用電壓VCOML，以便改良液晶之圖像品質。
輸入電壓產生單元11可回應於第一輸入電壓輸出控制信號H-SEL及第二輸入電壓輸出控制信號L-SEL中之每一者而選擇藉由對應於第一電壓V1與第二電壓VSS之間的差的電壓之電阻分壓而判定之複數個電壓位準中之一者。輸入電壓產生單元11輸出對應於針對第一通用電壓產生單元13及第二通用電壓產生單元15中之每一者之各別選定位準的電壓。輸入電壓產生單元11包含第一多工器11-1及第二多工器11-3。
第一多工器11-1可回應於第一輸入電壓輸出控制信號H-SEL而選擇藉由使用第一電阻器R11來執行對應於第一電壓V1與第二電壓VSS之間的差的電壓之電阻分壓而獲得之複數個位準中之一者。第一多工器11-1向第一通用電壓產生單元13輸出對應於選定位準之電壓Vin11。第二多工器11-3可回應於第二輸入電壓輸出控制信號L-SEL而選擇藉由使用第一電阻器R11來執行對應於第一電壓V1與第二電壓VSS之間的差的電壓之電阻分壓而獲得之複數個位準中之一者。第二多工器11-3向第二通用電壓產生單元15輸出對應於選定位準之電壓Vin22。
第一通用電壓產生單元13可放大第一多工器11-1之輸出電壓Vin11與藉由第一通用電壓VCOMH之電壓分壓而判定之電壓Vd1之間的差，且輸出放大結果作為新第一通用電壓VCOMH。第一通用電壓產生單元13包含第一運算放大器13-1及第一電壓分壓器13-2。
第一運算放大器13-1使用第三電壓AVDD及第二電壓VSS作為電源而放大第一多工器11-1之輸出電壓Vin11與第一電壓分壓器13-2之輸出電壓Vd1之間的差。第一運算放大器13-1輸出放大結果作為第一通用電壓VCOMH。第一電壓分壓器13-2連接於第一通用電壓VCOMH之輸出節點與第二電壓VSS之間。第一電壓分壓器13-2使用第二電阻器R21及第三電阻器R31而執行第一通用電壓VCOMH之電壓分壓，且將電壓Vd1輸出至第一運算放大器13-1。第一外部電容器C1與第一運算放大器13-1之輸出端子連接以使第一通用電壓VCOMH之位準穩定。
第二通用電壓產生單元15緩衝第二多工器11-3之輸出電壓Vin22、放大第二電壓VSS與藉由對應於經緩衝電壓Vf與第二通用電壓VCOML之間的差的電壓之電阻分壓而判定之電壓Vd3之間的差，且輸出放大結果作為新第二通用電壓VCOML。第二通用電壓產生單元15包含緩衝器16、第二運算放大器17及第二電壓分壓器19。
緩衝器16使用第三電壓AVDD及第二電壓VSS作為電源而緩衝第二多工器11-3之輸出電壓Vin22，且輸出經緩衝電壓Vf。第二運算放大器17使用第四電壓VCI及第五電壓VCL而放大第二電壓分壓器19之輸出電壓Vd3與第二電壓VSS之間的差，且輸出放大結果作為第二通用電壓VCOML。第二電壓分壓器19連接於第二運算放大器17之輸出端子與緩衝器16之輸出端子之間。第二電壓分壓器19可使用第四電阻器R41及第五電阻器R51而執行第二通用電壓VCOML之電壓分壓，且向第二運算放大器17輸出經分壓電壓Vd3。
第二外部電容器C2與第二運算放大器17之輸出端子連接以使第二通用電壓VCOML之位準穩定。第一開關S11連接於第一運算放大器13-1之輸出端子與通用電壓輸出端子VCOM之間，且回應於第一開關控制信號CS1而向通用電壓輸出端子VCOM傳輸第一通用電壓VCOMH。第二開關S22連接於第二運算放大器17之輸出端子與通用電壓輸出端子VCOM之間，且回應於第二開關控制信號CS2而向通用電壓輸出端子VCOM傳輸第二通用電壓VCOML。
然而，習知通用電壓產生器10包含複數個放大器(例如，第一運算放大器13-1、第二運算放大器17及緩衝器16)、複數個外部電容器(例如，C1及C2)、複數個多工器(例如，11-1及11-3)及用於連接外部電容器之外部襯墊，藉此佔用相對較大面積。結果，液晶顯示器驅動器IC之面積增加。此外，通用電壓產生器10需要許多外部零件，因此增加生產成本以致於價格為無競爭性的。
圖2說明根據本發明之一實例實施例的包含通用電壓產生器130之顯示裝置100。圖3說明圖2所示之通用電壓產生器130。圖4A至圖4D為說明圖2所示之通用電壓產生器130之操作的圖解。圖5為說明圖2所示之通用電壓產生器130根據開關信號之輸出電壓的圖解。圖6為圖2所說明之開關信號的時序圖。
參看圖2至圖6，顯示裝置100為平板顯示裝置，諸如，薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)、電漿顯示面板(PDP)或有機發光二極體(OLED)。顯示裝置100包含顯示面板110、源極驅動器120及通用電壓產生器130。源極驅動器120與通用電壓產生器130可實施於一晶片中或單獨晶片中。
顯示面板110包含複數個源極線S1至Sm及通用電壓線(未圖示)，且回應於施加至通用電壓線之通用電壓(例如，第一通用電壓VCOMH、第二通用電壓VCOML、第一電壓V3或第二電壓VSS)及對應於傳輸至源極線S1至Sm之數位視訊信號的類比電壓而顯示視訊信號。
源極驅動器120產生對應於輸入數位視訊信號之類比電壓，且將類比電壓傳輸至源極線S1至Sm。
通用電壓產生器130經由通用電壓輸出端子VCOM而輸出複數個電壓(例如，第一通用電壓VCOMH、第二通用電壓VCOML、第一電壓V3或第二電壓VSS)中之一者。自通用電壓產生器130所輸出之電壓(亦即，VCOMH、VCOML、V3及VSS)之中的第一通用電壓VCOMH及第二通用電壓VCOML具有與寫入至液晶中之資料電壓相反的極性，且用於相位反轉以防止液晶降級。通用電壓產生器130改變第一通用電壓VCOMH及第二通用電壓VCOML，以便改良液晶之圖像品質。如圖3所示，通用電壓產生器130可包含輸入電壓產生單元131、運算放大器140、複數個開關141、143、149、151、153及155、電壓分壓器142，及電容器Cb。
輸入電壓產生單元131可回應於第一輸入電壓輸出控制信號H-SEL1及第二輸入電壓輸出控制信號L-SEL1而選擇藉由將第三電壓V11分壓而判定之複數個位準中之一者，且向運算放大器140輸出對應於選定位準之電壓Vin1/Vin3。輸入電壓產生單元131包含電阻分壓器136、多工器137、第一選擇開關133及第二選擇開關135。
電阻分壓器136可使用至少一電阻器R1而執行對應於第三電壓V11與第二電壓VSS之間的差的電壓之電阻分壓，且輸出經分壓電壓。
多工器137可回應於第一輸入電壓輸出控制信號H-SEL1而選擇自電阻分壓器136所輸出之電壓位準中之一者，且向運算放大器140輸出對應於選定電壓位準之第一輸入電壓Vin1。此外，多工器137可回應於第二輸入電壓輸出控制信號L-SEL1而選擇自電阻分壓器136所輸出之電壓位準中之另一者，且向運算放大器140輸出對應於選定電壓位準之第二輸入電壓Vin3。第一輸入電壓Vin1之量值可與第二輸入電壓Vin3之量值相同或不同。較佳地，第一輸入電壓Vin1之量值可大於第二輸入電壓Vin3之量值。
第一選擇開關133可回應於第一選擇信號S5而向多工器137傳輸第一輸入電壓輸出控制信號H-SEL1。第二選擇開關135可回應於第二選擇信號S6而向多工器137傳輸第二輸入電壓輸出控制信號L-SEL1。
運算放大器140可放大輸入電壓(例如，第一輸入電壓Vin1或第二輸入電壓Vin3)與經分壓電壓Vd7或Vd9之間的差，且輸出經放大電壓作為通用電壓。運算放大器140可包含第一輸入端子(例如，負輸入端子)、第二輸入端子(例如，正輸入端子)、第一電源端子N3、第二電源端子N9及輸出端子VCOM。
在第一通用電壓輸出模式(例如，圖4A所說明之模式及圖6中之「DH1」)中，開關141、143、149、151、153及155可操作，使得第二電壓VSS及第四電壓AVDD作為電源而提供至運算放大器140，且第一經分壓電壓Vd7傳輸至運算放大器140之第一輸入端子(-)。舉例而言，在第一通用電壓輸出模式中，多工器137可回應於第一輸入電壓輸出控制信號H-SEL1而將第一輸入電壓Vin1輸出至運算放大器140。此時，運算放大器140可放大第一輸入電壓Vin1與第一經分壓電壓Vd7之間的差，且將經放大第一通用電壓VCOMH輸出至通用電壓輸出端子VCOM。第一通用電壓VCOMH之量值可藉由等式(1)來表達：
第一通用電壓VCOMH=Vin1*(R12+R21)/R12。(1)
在第二通用電壓輸出模式(例如，圖4B所說明之模式及圖6中之「DL3」)中，開關141、143、149、151、153及155可操作，使得第一電壓V3及第五電壓VC1作為電源而提供至運算放大器140，且第二經分壓電壓Vd9傳輸至運算放大器140之第一輸入端子(-)。舉例而言，在第二通用電壓輸出模式中，多工器137可回應於第二輸入電壓輸出控制信號L-SEL1而將第二輸入電壓Vin3輸出至運算放大器140。此時，運算放大器140可放大第二輸入電壓Vin3與第二經分壓電壓Vd9之間的差，且將經放大第二通用電壓VCOML輸出至通用電壓輸出端子VCOM。第二通用電壓VCOML之量值可藉由等式(2)來表達：
第二通用電壓VCOML=Vin3-{(V1-Vin3)*R21/R12}。(2)
在第一電壓輸出模式(例如，圖4C所說明之模式及圖6中之「D1」及「D5」)中，開關141、143、149、151、153及155可操作，使得第一電壓V3及第五電壓VC1作為電源而提供至運算放大器140，且第一經分壓電壓Vd7傳輸至運算放大器140之第一輸入端子(-)。舉例而言，在第一電壓輸出模式中，多工器137可回應於第一輸入電壓輸出控制信號H-SEL1而將第一輸入電壓Vin1輸出至運算放大器140。此時，運算放大器140可放大第一輸入電壓Vin1與第一經分壓電壓Vd7之間的差，且將經放大第一電壓V3輸出至通用電壓輸出端子VCOM。此時，運算放大器140可操作以輸出大於第一通用電壓VCOMH但藉由第一電壓V3而飽和之電壓(其為供應至運算放大器140之功率)，藉此輸出第一電壓V3。
在第二電壓輸出模式(例如，圖4D所說明之模式及圖6中之「D3」)中，開關141、143、149、151、153及155可操作，使得第二電壓VSS及第四電壓AVDD作為電源而提供至運算放大器140，且第二經分壓電壓Vd9傳輸至運算放大器140之第一輸入端子(-)。舉例而言，在第二電壓輸出模式中，多工器137可回應於第二輸入電壓輸出控制信號L-SEL1而將第二輸入電壓Vin3輸出至運算放大器140。此時，運算放大器140可放大第二輸入電壓Vin3與第二經分壓電壓Vd9之間的差，且將經放大第二電壓VSS輸出至通用電壓輸出端子VCOM。此時，運算放大器140可操作以輸出小於第二通用電壓VCOML但藉由第二電壓VSS而飽和之電壓(其為供應至運算放大器140之功率)，藉此輸出第二電壓VSS。
如(例如)圖6所示，第一通用電壓VCOMH之量值、第二通用電壓VCOML之量值、第二電壓VSS之量值及第一電壓V3之量值可具有以下關係：VCOMH>V3>VSS>VCOML。此外，開關141、143、149、151、153及155可操作，使得運算放大器140之輸出電壓(亦即，通用電壓VCOM)以如下次序而改變：第二通用電壓VCOML、第一電壓V3、第一通用電壓VCOMH及第二電壓VSS。或者，亦可顛倒以上次序。
通常，與通用電壓產生器130之通用電壓輸出端子VCOM連接的顯示面板(未圖示)具有相對較大電容，且因此消耗相對較大電流。根據本發明之一實例實施例，通用電壓產生器130輸出如在其他電壓位準之間的第一電壓V3或第二電壓VSS(諸如，在將通用電壓VCOM自第一通用電壓VCOMH反轉至第二通用電壓VCOML或將通用電壓VCOM自第二通用電壓VCOML反轉至第一通用電壓VCOMH時)，藉此達成較低電流消耗操作(例如，再循環操作)。
如圖3所示，開關141、143、149、151、153及155可包含第一開關對、第二開關對及第三開關對。第一開關對可與第一電源端子N3連接以將第一電壓V3或第四電壓AVDD傳輸至第一電源端子N3，且可包含第一開關141及第二開關143。第一開關141可回應於第一開關控制信號S1而將第四電壓AVDD傳輸至第一電源端子N3，且第二開關143可回應於第二開關控制信號S2而將第一電壓V3傳輸至第一電源端子N3。
第二開關對可與第二電源端子N9連接以將第二電壓VSS或第五電壓VC1傳輸至第二電源端子N9，且可包含第三開關149及第四開關151。第三開關149可回應於第三開關控制信號S3而將第二電壓VSS傳輸至第二電源端子N9，且第四開關151可回應於第四開關控制信號S4而將第五電壓VC1傳輸至第二電源端子N9。
第三開關對可與電壓分壓器142連接以將第二電壓VSS或第三電壓V11傳輸至電壓分壓器142，且可包含第五開關153及第六開關155。第五開關153可回應於第五開關控制信號S7而將第三電壓V11傳輸至電壓分壓器142，且第六開關155可回應於第六開關控制信號S8而將第二電壓VSS傳輸至電壓分壓器142。
第一開關控制信號S1及第三開關控制信號S3可具有分別與第二開關控制信號S2及第四開關控制信號S4之邏輯位準互補的邏輯位準。第五開關控制信號S7與第六開關控制信號S8可具有互補邏輯位準。
圖5為展示第一開關控制信號至第六開關控制信號S1至S4、S7及S8以及第一選擇信號S5及第二選擇信號S6根據第一時脈信號VCOM_CLK1及第二時脈信號VCOM_CLK2之啟動或撤消的表，第一時脈信號VCOM_CLK1及第二時脈信號VCOM_CLK2係由顯示裝置100之時序控制器(未圖示)產生。參看圖5，第一開關控制信號S1及第三開關控制信號S3可具有分別與第二開關控制信號S2及第四開關控制信號S4之邏輯位準互補的邏輯位準。第五開關控制信號S7與第六開關控制信號S8可具有互補邏輯位準。第二選擇信號S6與第一選擇信號S5可具有互補邏輯位準。
更詳言之，第一開關控制信號S1及第三開關控制信號S3可回應於處於第一邏輯位準(例如，為「1」之高位準)之第二時脈信號VCOM_CLK2而啟動，而第二開關控制信號S2及第四開關控制信號S4可回應於處於第二邏輯位準(例如，為「0」之低位準)之第二時脈信號VCOM_CLK2而啟動。第六開關控制信號S8及第一選擇信號S5可回應於處於第一邏輯位準(例如，為「1」之高位準)之第一時脈信號VCOM_CLK1而啟動，而第五開關控制信號S7及第二選擇信號S6可回應於處於第二邏輯位準(例如，為「0」之低位準)之第一時脈信號VCOM_CLK1而啟動。因此，通用電壓產生器130可回應於第一開關控制信號至第六開關控制信號S1至S4、S7及S8以及第一選擇信號S5及第二選擇信號S6而向通用電壓輸出端子VCOM輸出第一通用電壓VCOMH、第二通用電壓VCOML、第一電壓V3或第二電壓VSS。圖6進一步說明第一時脈信號VCOM_CLK1及第二時脈信號VCOM_CLK2之邏輯位準相對於通用電壓輸出端子VCOM之電壓位準的關係。
返回參看圖3，電壓分壓器142連接於通用電壓輸出端子VCOM與開關153及155中之每一者的一端子之間。電壓分壓器142可使用第三電阻器R12及第四電阻器R21而將第二電壓VSS或第三電壓V11與通用電壓輸出端子VCOM之間的電壓分壓，且向運算放大器140之第一輸入端子(-)輸出經分壓電壓(例如，第一經分壓電壓Vd7或第二經分壓電壓Vd9)。
舉例而言，電壓分壓器142可將第二電壓VSS與通用電壓輸出端子VCOM之間的電壓分壓，且將由分壓引起之第一經分壓電壓Vd7輸出至運算放大器140之第一輸入端子(-)，或可將第三電壓V11與通用電壓輸出端子VCOM之間的電壓分壓，且將由分壓引起之第二經分壓電壓Vd9輸出至運算放大器140之第一輸入端子(-)。
電容器Cb可連接於運算放大器140之第一電源端子N3與第二電源端子N9之間，以降低或移除可能在第一開關對及第二開關對(亦即，開關141、143、149及151)處發生之開關雜訊。
如上文所描述，與圖1所說明之習知通用電壓產生器10相比，通用電壓產生器130係使用較小面積及較小數目之元件而進行實施。因此，通用電壓產生器130具有較高效率，藉此降低功率消耗、晶片尺寸及整體模組成本。
圖7為說明根據本發明之一實例實施例的產生通用電壓之方法的流程圖。參看圖3及圖7，在操作S10中，運算放大器140使用第二電壓VSS及第四電壓AVDD作為電源而輸出第一通用電壓VCOMH作為通用電壓。接著，在操作S12中，運算放大器140使用第一電壓V3及第五電壓VC1作為電源而輸出第一電壓V3作為通用電壓。緊接著，在操作S14中，運算放大器140使用第一電壓V3及第五電壓VC1作為電源而輸出第二通用電壓VCOML作為通用電壓。最後，在操作S16中，運算放大器140使用第二電壓VSS及第四電壓AVDD作為電源而輸出第二電壓VSS作為通用電壓。
因此，本發明之實例實施例可需要相對較小面積且達成相對較高效率，使得可減小功率消耗、晶片尺寸及整體模組成本。
儘管已參看本發明之實例實施例而特定地展示及描述本發明，但一般熟習此項技術者應理解，可在不脫離如由以下申請專利範圍所界定的本發明之精神及範疇的情況下在本發明中進行形式及細節上之各種改變。
10．．．習知通用電壓產生器
11．．．輸入電壓產生單元
11-1．．．第一多工器
11-3．．．第二多工器
13．．．第一通用電壓產生單元
13-1．．．第一運算放大器
13-2．．．第一電壓分壓器
15．．．第二通用電壓產生單元
16．．．緩衝器
17．．．第二運算放大器
19．．．第二電壓分壓器
100．．．顯示裝置
110．．．顯示面板
120．．．源極驅動器
130．．．通用電壓產生器
131．．．輸入電壓產生單元
133．．．第一選擇開關
135．．．第二選擇開關
136．．．電阻分壓器
137．．．多工器
140．．．運算放大器
141．．．開關
142．．．電壓分壓器
143．．．開關
149．．．開關
151．．．開關
153．．．開關
155．．．開關
AVDD．．．第四電壓/第三電壓
C1．．．第一外部電容器
C2．．．第二外部電容器
Cb．．．電容器
CS1．．．第一開關控制信號
CS2．．．第二開關控制信號
H-SEL1．．．第一輸入電壓輸出控制信號
H-SEL．．．第一輸入電壓輸出控制信號
L-SEL1．．．第二輸入電壓輸出控制信號
L-SEL．．．第二輸入電壓輸出控制信號
N3．．．第一電源端子
N9．．．第二電源端子
R1．．．電阻器
R11．．．電阻器
R12．．．第三電阻器
R21．．．第二電阻器/第四電阻器
R31．．．第三電阻器
R41．．．第四電阻器
R51．．．第五電阻器
S1．．．第一開關控制信號
S1~Sm．．．源極線
S2．．．第二開關控制信號
S3．．．第三開關控制信號
S4．．．第四開關控制信號
S5．．．第一選擇信號
S6．．．第二選擇信號
S7．．．第五開關控制信號
S8．．．第六開關控制信號
S11．．．第一開關
S22．．．第二開關
V1．．．第一電壓
V3．．．第一電壓
V11．．．第三電壓
Vd1．．．輸出電壓
Vd7．．．經分壓電壓
Vd3．．．輸出電壓/經分壓電壓
Vd9．．．經分壓電壓
Vf．．．經緩衝電壓
Vin1．．．第一輸入電壓
Vin3．．．第二輸入電壓
Vin11．．．輸出電壓
Vin22．．．輸出電壓
VC1．．．第五電壓
VCI．．．第四電壓
VCL．．．第五電壓
VCOM．．．通用電壓輸出端子
VCOM_CLK1．．．第一時脈信號
VCOM_CLK2．．．第二時脈信號
VCOMH．．．第一通用電壓
VCOML．．．第二通用電壓
VSS．．．第二電壓
圖1為習知通用電壓產生器的電路圖；
圖2說明根據本發明之一實例實施例的包含通用電壓產生器之顯示裝置；
圖3說明圖2所示之通用電壓產生器；
圖4A至圖4D為說明圖2所示之通用電壓產生器之操作的圖解；
圖5為說明圖2所示之通用電壓產生器根據開關信號之輸出電壓的圖解；
圖6為圖2所說明之開關信號的時序圖；且
圖7為說明根據本發明之一實例實施例的產生通用電壓之方法的流程圖。
130．．．通用電壓產生器
131．．．輸入電壓產生單元
133．．．第一選擇開關
135．．．第二選擇開關
136．．．電阻分壓器
137．．．多工器
140．．．運算放大器
141．．．開關
142．．．電壓分壓器
143．．．開關
149．．．開關
151．．．開關
153．．．開關
155．．．開關
AVDD．．．第四電壓/第三電壓
Cb．．．電容器
H-SEL1．．．第一輸入電壓輸出控制信號
L-SEL1．．．第二輸入電壓輸出控制信號
N3．．．第一電源端子
N9．．．第二電源端子
R1．．．電阻器
R12．．．第三電阻器
R21．．．第二電阻器/第四電阻器
S1．．．第一開關控制信號
S2．．．第二開關控制信號
S3．．．第三開關控制信號
S4．．．第四開關控制信號
S5．．．第一選擇信號
S6．．．第二選擇信號
S7．．．第五開關控制信號
S8．．．第六開關控制信號
V3．．．第一電壓
V11．．．第三電壓
Vd7．．．經分壓電壓
Vd9．．．經分壓電壓
Vin1．．．第一輸入電壓
Vin3．．．第二輸入電壓
VC1．．．第五電壓
VCOM．．．通用電壓輸出端子
VCOMH．．．第一通用電壓
VCOML．．．第二通用電壓
VSS．．．第二電壓

Claims (21)

  1. 一種通用電壓產生器，其包括：一運算放大器，其經組態以放大一第一電壓與一第二電壓之間的一差，且輸出一經放大電壓以作為一通用電壓；複數個開關，其經組態以在一第一電壓輸出模式中將一第三電壓及一第四電壓作為一電源而傳輸至該運算放大器，且在一第二電壓輸出模式中將一第五電壓及一第六電壓作為一電源而傳輸至該運算放大器；及一電壓分壓器，其連接於一輸出端子與一第一節點之間，且經組態以將該輸出端子與該第一節點之間的一電壓分壓且將一經分壓電壓作為該第一電壓而輸出至一第一輸入端子，其中該運算放大器包含接收該第一電壓之該第一輸入端子及接收該第二電壓之一第二輸入端子，且該運算放大器將該通用電壓輸出至該輸出端子，且其中該複數個開關經進一步組態以在該第一電壓輸出模式中將該第四電壓傳輸至該第一節點，且在該第二電壓輸出模式中將一第七電壓傳輸至該第一節點。
  2. 如請求項1之通用電壓產生器，其進一步包括：一輸入電壓產生單元，其經組態以回應於一第一輸出控制信號而選擇藉由將該第七電壓分壓而判定之複數個電壓位準中之一者且在該第一電壓輸出模式中將該電壓位準作為該第二電壓而傳輸至該第二輸入端子，且經組 態以回應於一第二輸出控制信號而選擇該複數個電壓位準中之另一者且在該第二電壓輸出模式中將該另一電壓位準作為該第二電壓而傳輸至該第二輸入端子。
  3. 如請求項2之通用電壓產生器，其中該輸入電壓產生單元進一步包括：一電阻分壓器，其經組態以使用至少一電阻器而將對應於該第四電壓與該第七電壓之間的一差的一電壓電阻性地分壓，且輸出該複數個電壓位準；及一多工器，其經組態以回應於該第一輸出控制信號而選擇及輸出自該電阻分壓器所輸出之該複數個電壓位準中之一者作為該第二電壓，且經組態以回應於該第二輸出控制信號而選擇及輸出該複數個電壓位準中之另一者作為該第二電壓。
  4. 如請求項1之通用電壓產生器，其中該複數個開關經進一步組態以在一第三電壓輸出模式中將該第五電壓及該第六電壓作為該電源而傳輸至該運算放大器，且在一第四電壓輸出模式中將該第三電壓及該第四電壓作為該電源而傳輸至該運算放大器。
  5. 如請求項4之通用電壓產生器，其中該運算放大器輸出該通用電壓以滿足以下一關係：該第一輸出模式中之該通用電壓之一量值>該第三輸出模式中之該通用電壓之該量值>該第四輸出模式中之該通用電壓之該量值>該第二輸出模式中之該通用電壓之該量值。
  6. 如請求項5之通用電壓產生器，其中該複數個開關經組 態成使得該通用電壓根據一第一次序及第二次序中之一者而改變，其中該第一次序遵循該第二輸出模式、該第三輸出模式、該第一輸出模式及該第四輸出模式之一序列，且其中該第二次序遵循該第四輸出模式、該第一輸出模式、該第三輸出模式及該第二輸出模式之一序列。
  7. 如請求項4之通用電壓產生器，其中該複數個開關經進一步組態以在該第三電壓輸出模式中將該第四電壓傳輸至該第一節點，且在該第四電壓輸出模式中將該第七電壓傳輸至該第一節點。
  8. 如請求項7之通用電壓產生器，其進一步包括：一輸入電壓產生單元，其經組態以回應於一第一輸出控制信號而選擇藉由將該第七電壓分壓而判定之複數個電壓位準中之一者且在該第三電壓輸出模式中將該電壓位準作為該第二電壓而傳輸至該第二輸入端子，且經組態以回應於一第二輸出控制信號而選擇該複數個電壓位準中之另一者且在該第四電壓輸出模式中將該另一電壓位準作為該第二電壓而傳輸至該第二輸入端子。
  9. 如請求項8之通用電壓產生器，其中該輸入電壓產生單元進一步包括：一電阻分壓器，其經組態以使用至少一電阻器而將對應於該第四電壓與該第七電壓之間的一差的一電壓電阻性地分壓，且輸出該複數個電壓位準；及一多工器，其經組態以回應於該第一輸出控制信號而選擇及輸出自該電阻分壓器所輸出之該複數個電壓位準 中之一者作為該第二輸入電壓，且經組態以回應於該第二輸出控制信號而選擇及輸出該複數個電壓位準中之另一者作為該第二輸入電壓。
  10. 如請求項1之通用電壓產生器，其中該複數個開關包括：一第一開關對，其連接至該運算放大器之一第一電源端子，且經組態以將該第三電壓及該第五電壓中之一者傳輸至該第一電源端子；一第二開關對，其連接至該運算放大器之一第二電源端子，且經組態以將該第四電壓及該第六電壓中之一者傳輸至該第二電源端子；及一第三開關對，其連接至該第一節點，且經組態以將該第四電壓及該第七電壓中之一者傳輸至該第一節點。
  11. 如請求項10之通用電壓產生器，其中，該第一開關對包含經組態以回應於一第一開關控制信號而將該第三電壓傳輸至該第一電源端子之一第一開關，及經組態以回應於一第二開關控制信號而將該第五電壓傳輸至該第一電源端子之一第二開關，該第二開關對包含經組態以回應於一第三開關控制信號而將該第四電壓傳輸至該第二電源端子之一第三開關，及經組態以回應於一第四開關控制信號而將該第六電壓傳輸至該第二電源端子之一第四開關，且該第三開關對包含經組態以回應於一第五開關控制信號而將該第七電壓傳輸至該第一節點之一第五開關，及 經組態以回應於一第六開關控制信號而將該第四電壓傳輸至該第一節點之一第六開關。
  12. 如請求項11之通用電壓產生器，其中該第一開關控制信號及該第三開關控制信號具有分別與該第二開關控制信號及該第四開關控制信號之邏輯位準互補的邏輯位準，且該第五開關控制信號與該第六開關控制信號具有互補邏輯位準。
  13. 如請求項10之通用電壓產生器，其進一步包括：至少一電容器，其連接於該第一電源端子與該第二電源端子之間，且經組態以降低該第一開關對及該第二開關對中之至少一者的一開關雜訊。
  14. 如請求項1之通用電壓產生器，其進一步包括：一輸入電壓產生單元，其經組態以回應於一第一輸出控制信號而選擇複數個電壓位準中之一者且在該第一電壓輸出模式中傳輸該電壓位準作為該第二電壓，且經組態以回應於一第二輸出控制信號而選擇該複數個電壓位準中之另一者且在該第二電壓輸出模式中傳輸該另一電壓位準作為該第二輸入電壓。
  15. 如請求項14之通用電壓產生器，其中輸入電壓產生單元使用至少一電阻器而判定該複數個電壓位準對應於該第七電壓與該第四電壓之間的一差。
  16. 一種顯示裝置，其包括：一源極驅動器；一顯示面板；及 如請求項1之通用電壓產生器。
  17. 一種通用電壓產生器，其包括：一運算放大器，其經組態以放大在一第一輸入端子處所接收之一第一電壓與在一第二輸入端子處所接收之一第二電壓之間的一差，且經組態以將一經放大電壓作為一通用電壓而輸出至一輸出端子；一電壓分壓器，其連接於該輸出端子與一第一節點之間、經組態以將該輸出端子與該第一節點之間的一電壓分壓，且經組態以將一經分壓電壓作為該第一電壓而輸出至該第一輸入端子；及一輸入電壓產生單元，其經組態以回應於一第一輸出控制信號而選擇複數個電壓位準中之一者且在一第一電壓輸出模式中傳輸該電壓位準作為該第二電壓，且經組態以回應於一第二輸出控制信號而選擇該複數個電壓位準中之另一者且在一第二電壓輸出模式中傳輸該另一電壓位準作為該第二電壓。
  18. 如請求項17之通用電壓產生器，其進一步包括：複數個開關，其經組態以在該第一電壓輸出模式中將一第三電壓及一第四電壓作為一電源而傳輸至該運算放大器，且經組態以在該第二電壓輸出模式中將一第五電壓及一第六電壓作為一電源而傳輸至該運算放大器。
  19. 一種產生一通用電壓之方法，該方法包括：針對一輸出該通用電壓至一輸出端子之運算放大器，其中該運算放大器包含接收一第一電壓之一第一輸入端 子及接收一第二電壓之一第二輸入端子，使用一第一功率電壓及一第二功率電壓作為該運算放大器之一電源而輸出一第一通用電壓；使用一第三功率電壓及一第四功率電壓作為該運算放大器之該電源而輸出一第二通用電壓；將該輸出端子與一第一節點之間的一電壓分壓，並且將一經分壓電壓作為該第一電壓而輸出至該第一輸入端子；及在一第一電壓輸出模式中將該第二功率電壓傳輸至該第一節點，並且在一第二電壓輸出模式中將另一功率電壓傳輸至該第一節點。
  20. 一種產生一通用電壓之方法，該方法包括：使用一第一功率電壓及一第二功率電壓作為一運算放大器之一電源而輸出一第一通用電壓；使用一第三功率電壓及一第四功率電壓作為該運算放大器之該電源而輸出一第二通用電壓；在該第一通用電壓之該輸出之前使用該第三功率電壓及該第四功率電壓作為該運算放大器之該電源而輸出一第三通用電壓；及在該第一通用電壓之該輸出之後使用該第一電壓及該第二電壓作為該運算放大器之該電源而輸出一第四通用電壓。
  21. 如請求項20之方法，其中該第一通用電壓、該第二通用電壓、該第三通用電壓及該第四通用電壓之一量值滿足 以下一關係：該第一通用電壓>該第三通用電壓>該第四通用電壓>該第二通用電壓。
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