TWI478130B - 源極驅動器及顯示裝置 - Google Patents

Description

源極驅動器及顯示裝置

本發明涉及電子技術領域，特別係一種源極驅動器及顯示裝置。

請參閱圖1，其為習知技術的源極驅動器10的示意圖，該源極驅動器10為液晶顯示面板(圖未示)提供驅動電壓。源極驅動器10包括第一伽瑪電阻分壓器11、第二伽瑪電阻分壓器12、用於接收數位顯示訊號的第一位階轉換器13及第二位階轉換器14、第一數位類比轉換器15、第二數位類比轉換器16、第一運算放大器17、第二運算放大器18、第一開關19、第二開關20、第一電阻R1、第二電阻R2、電荷分享開關22、第一輸出端24及第二輸出端25。該第一開關19及第二開關20在第一控制訊號的控制下導通或關閉；該電荷分享開關22在第二控制訊號的控制下導通或關閉。第一電阻R1及第二電阻R2為靜電放電保護電阻，電阻值為R。

由於液晶不能停在固定電平過久，因而要不斷的反轉。再者，源極驅動器10的第一輸出端24及第二輸出端25必定係一個為正極性電平，另一個為負極性電平；或者係一個為負極性電平，另一個為正極性電平；因此源極驅動器10可藉由電荷分享開關22，在每次驅動液晶顯示面板之後，做電荷分享的操作，以節省能量。

當第一控制訊號控制第一開關19及第二開關20關閉時，由負載端看到的源極驅動器10為高阻抗狀態，此時第一伽瑪電阻分壓器11 及第一位階轉換器13分別將複數伽瑪電壓及轉換後的數位顯示訊號提供給第一數位類比轉換器15；第二伽瑪電阻分壓器12及第二位階轉換器14分別將複數伽瑪電壓及轉換後的數位顯示訊號提供給第二數位類比轉換器16。

接著，第二控制訊號控制電荷分享開關22導通，負載端的電荷會藉由電荷分享開關22重新分佈，使源極驅動器10的第一輸出端24及第二輸出端25的電平到達一中間值。

之後，第二控制訊號控制電荷分享開關22關閉，同時第一控制訊號控制第一開關19及第二開關20導通。若第一輸出端24要達到負極性電平，第二輸出端25要達到正極性電平，則第一數位類比轉換器15藉由第一運算放大器17及第一電阻R1將負極性電平輸出至第一輸出端24；第二數位類比轉換器16藉由第二運算放大器18及第二電阻R2將正極性電平輸出至第二輸出端25。

在電荷分享時段，第一電阻R1及第二電阻R2的電阻值會影響到電荷分享的效率；當第一電阻R1及第二電阻R2的電阻值越大時，第一輸出端24及第二輸出端25的電平到達該中間值的時間會越久，所以電荷分享的效率就越差。在運算放大器輸出時段，第一電阻R1及第二電阻R2的電阻值會限制源極驅動器10的驅動能力；當第一電阻R1及第二電阻R2的電阻值越大時，第一輸出端24及第二輸出端25的電平到達終值的時間會越久。然而，若不斷地將第一電阻R1及第二電阻R2的電阻值減小，雖然可改善源極驅動器10的驅動能力及電荷分享的效率，但源極驅動器10的靜電防護能力變差了。

鑒於此，有必要提供一種改進的源極驅動器。

還有必要提供一種改進的顯示裝置。

一種源極驅動器，其具有用於輸出驅動電壓的第一輸出端及第二輸出端，該源極驅動器包括：第一運算放大器，該第一運算放大器的輸出端連接於第一運算放大器的反相輸入端；第二運算放大器，該第二運算放大器的輸出端連接於第二運算放大器的反相輸入端；第一開關，該第一開關的第一端連接於第一運算放大器的輸出端；第一電阻，該第一電阻的第一端連接於第一開關的第二端，該第一電阻的第二端連接於第一輸出端；第二開關，該第二開關的第一端連接於第一運算放大器的輸出端；第二電阻，該第二電阻的第一端連接於第二開關的第二端，該第二電阻的第二端連接於第一輸出端；第三開關，該第三開關的第一端連接於第二運算放大器的輸出端；第三電阻，該第三電阻的第一端連接於第三開關的第二端，該第三電阻的第二端連接於第二輸出端；第四開關，該第四開關的第一端連接於第二運算放大器的輸出端 ；第四電阻，該第四電阻的第一端連接於第四開關的第二端，該第四電阻的第二端連接於第二輸出端；第一電荷分享開關，該第一電荷分享開關的第一端連接於第一開關的第二端與第一電阻的第一端之間，該第一電荷分享開關的第二端連接於第三開關的第二端與第三電阻的第一端之間，該第一開關與第一電阻之間未與第二開關與第二電阻之間電性連接。

一種顯示裝置，其包括顯示面板及用於給顯示面板提供驅動電壓的源極驅動器，該源極驅動器具有用於輸出驅動電壓的第一輸出端及第二輸出端，該源極驅動器包括：第一運算放大器，該第一運算放大器的輸出端連接於第一運算放大器的反相輸入端；第二運算放大器，該第二運算放大器的輸出端連接於第二運算放大器的反相輸入端；第一開關，該第一開關的第一端連接於第一運算放大器的輸出端；第一電阻，該第一電阻的第一端連接於第一開關的第二端，該第一電阻的第二端連接於第一輸出端；第二開關，該第二開關的第一端連接於第一運算放大器的輸出端；第二電阻，該第二電阻的第一端連接於第二開關的第二端，該第二電阻的第二端連接於第一輸出端； 第三開關，該第三開關的第一端連接於第二運算放大器的輸出端；第三電阻，該第三電阻的第一端連接於第三開關的第二端，該第三電阻的第二端連接於第二輸出端；第四開關，該第四開關的第一端連接於第二運算放大器的輸出端；第四電阻，該第四電阻的第一端連接於第四開關的第二端，該第四電阻的第二端連接於第二輸出端；第一電荷分享開關，該第一電荷分享開關的第一端連接於第一開關的第二端與第一電阻的第一端之間，該第一電荷分享開關的第二端連接於第三開關的第二端與第三電阻的第一端之間，該第一開關與第一電阻之間未與第二開關與第二電阻之間電性連接。

上述源極驅動器及顯示裝置，藉由增加第二開關及第二電阻與第一開關及第一電阻並聯，及增加第四開關及第四電阻與第三開關及第三電阻並聯，因而在不降低靜電防護能力的前提下，不僅提高了電荷分享能力，而且提高了輸出級驅動能力。

100‧‧‧顯示裝置

40‧‧‧源極驅動器

200‧‧‧顯示面板

41‧‧‧第一伽瑪電阻分壓器

42‧‧‧第二伽瑪電阻分壓器

43‧‧‧第一位階轉換器

44‧‧‧第二位階轉換器

45‧‧‧第一數位類比轉換器

46‧‧‧第二數位類比轉換器

47‧‧‧第一運算放大器

48‧‧‧第二運算放大器

52‧‧‧第一開關

54‧‧‧第二開關

56‧‧‧第三開關

58‧‧‧第四開關

R1、R2、R3、R4‧‧‧電阻

60‧‧‧第一電荷分享開關

62‧‧‧第二電荷分享開關

64‧‧‧第一輸出端

65‧‧‧第二輸出端

圖1為習知技術的源極驅動器的電路圖。

圖2為一較佳實施方式的顯示裝置的電路圖。

請參閱圖2，一較佳實施方式的顯示裝置100包括源極驅動器40及顯示面板200。源極驅動器40具有第一輸出端64及第二輸出端65，源極驅動器40藉由第一輸出端64及第二輸出端65給顯示面板 200提供驅動電壓。源極驅動器40包括第一伽瑪電阻分壓器41、第二伽瑪電阻分壓器42、第一位階轉換器43、第二位階轉換器44、第一數位類比轉換器45、第二數位類比轉換器46、第一運算放大器47、第二運算放大器48、第一開關52、第二開關54、第三開關56、第四開關58、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電荷分享開關60及第二電荷分享開關62。

第一伽瑪電阻分壓器41及第二伽瑪電阻分壓器42分別連接於第一數位類比轉換器45及第二數位類比轉換器46。第一伽瑪電阻分壓器41及第二伽瑪電阻分壓器42分別用於給第一數位類比轉換器45及第二數位類比轉換器46提供複數伽瑪電壓。

第一位階轉換器43及第二位階轉換器44分別連接於第一數位類比轉換器45及第二數位類比轉換器46，第一位階轉換器43及第二位階轉換器44均用於接收數位顯示訊號，將低電壓數位顯示訊號轉換成高電壓數位顯示訊號，並將轉換後的數位顯示訊號提供給第一數位類比轉換器45及第二數位類比轉換器46。

第一數位類比轉換器45及第二數位類比轉換器46根據轉換後的數位顯示訊號從複數伽瑪電壓中選出目標灰度電壓，並將該目標灰度電壓提供給第一運算放大器47及第二運算放大器48。第一運算放大器47、第一開關52、第二開關54、第一電阻R1及第二電阻R2共同組成緩衝器，以在第一開關52及第二開關54均導通時產生驅動電壓，並藉由第一輸出端64輸出該驅動電壓。第二運算放大器48、第三開關56、第四開關58、第三電阻R3及第四電阻R4共同組成緩衝器，以在第三開關56及第四開關58均導通時產生驅動電壓，並藉由第二輸出端65輸出該驅動電壓。

第一運算放大器47的同相輸入端連接於第一數位類比轉換器45，第一運算放大器47的輸出端連接於第一運算放大器47的反相輸入端。第二運算放大器48的同相輸入端連接於第二數位類比轉換器46，第二運算放大器48的輸出端連接於第二運算放大器48的反相輸入端。

第一開關52及第二開關54的第一端連接於第一運算放大器47的輸出端，第一開關52的第二端藉由第一電阻R1連接於第一輸出端64，第二開關54的第二端藉由第二電阻R2連接於第一輸出端64。第三開關56及第四開關58的第一端連接於第二運算放大器48的輸出端，第三開關56的第二端藉由第三電阻R3連接於第二輸出端65，第四開關58的第二端藉由第四電阻R4連接於第二輸出端65。在本實施方式中，第一開關52與第一電阻R1構成第一輸出路徑，第二開關54與第二電阻R2構成第二輸出路徑，第一輸出路徑和第二輸出路徑並聯於第一運算放大器47的輸出端與第一輸出端64之間。第三開關56與第三電阻R3構成第三輸出路徑，第四開關58與第四電阻R4構成第四輸出路徑，第三輸出路徑和第四輸出路徑並聯於第二運算放大器48的輸出端與第二輸出端65之間。在其它實施方式中，第一運算放大器47的輸出端與第一輸出端64之間並聯兩個以上由開關和電阻串聯構成的輸出路徑；第二運算放大器48的輸出端與第二輸出端65之間並聯兩個以上由開關和電阻串聯構成的輸出路徑。

第一開關52、第二開關54、第三開關56及第四開關58在第一控制訊號的控制下同時導通或關閉，以實現同步控制。在其它實施方式中，第一開關52及第三開關56在一控制訊號的控制下同時導通 或關閉，第二開關54及第四開關58在另一控制訊號的控制下同時導通或關閉，以實現非同步控制。

第一電荷分享開關60及第二電荷分享開關62在第二控制訊號的控制下同時導通或關閉。第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3及第四電阻R4均為靜電放電保護電阻，在本實施方式中，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3及第四電阻R4的阻值相等，均為R。

當第一開關52、第二開關54、第三開關56及第四開關58在第一控制訊號的控制下同時導通，且第一電荷分享開關60及第二電荷分享開關62在第二控制訊號的控制下同時關閉時，假設第一開關52、第二開關54、第三開關56及第四開關58的導通電阻均為r，因此由第一運算放大器47的輸出端、第一開關52、第二開關54、第一電阻R1、第二電阻R2及第一輸出端64構成的第一輸出路徑的電阻為(r+R)/2。由第二運算放大器48的輸出端、第三開關56、第四開關58、第三電阻R3、第四電阻R4及第二輸出端65構成的第二輸出路徑的電阻也為(r+R)/2。

請同時參閱圖1所示源極驅動器10，當第一開關19及第二開關20均導通，且電荷分享開關22關閉時，由第一運算放大器17的輸出端、第一開關19、第一電阻R1及第一輸出端24構成的第一輸出路徑的電阻為r+R。由第二運算放大器18的輸出端、第二開關20、第二電阻R2及第二輸出端25構成的第二輸出路徑的電阻也為r+R。由於圖2所示源極驅動器40的第一輸出路徑及第二輸出路徑的電阻值分別小於圖1所示源極驅動器10的第一輸出路徑及第二輸出路徑的電阻值，因此，圖2所示源極驅動器40相對於圖1所示源 極驅動器10的驅動能力提高了。

當第一開關52、第二開關54、第三開關56及第四開關58在第一控制訊號的控制下同時關閉，且第一電荷分享開關60及第二電荷分享開關62在第二控制訊號的控制下同時導通時，由第一輸出端64及第二輸出端65構成的電荷分享路徑的阻值為R。而圖1所示源極驅動器10中，當第一開關19及第二開關20同時關閉，且電荷分享開關22導通時，由第一輸出端24及第二輸出端25構成的電荷分享路徑的阻值為2R。由於圖2所示源極驅動器40的電荷分享路徑的電阻值分別小於圖1所示源極驅動器10的電荷分享路徑的電阻值，因此，圖2所示源極驅動器40相對於圖1所示源極驅動器10的電荷分享效率提高了。

當第一開關52、第二開關54、第三開關56及第四開關58在第一控制訊號的控制下同時關閉時，第一開關52、第二開關54、第三開關56及第四開關58的路徑上的靜電保護電阻的阻值均為R。而圖1所示源極驅動器10中，第一開關19及第二開關20的路徑上的靜電保護電阻的阻值也為R。

相對於圖1所示源極驅動器10，圖2所示源極驅動器40藉由增加第二開關54及第二電阻R2與第一開關52及第一電阻R1並聯，及增加第四開關58及第四電阻R4與第三開關56及第三電阻R3並聯，因而在不降低靜電防護能力的前提下，不僅提高了電荷分享能力，而且提高了輸出級驅動能力。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在援依本案創作精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於 以下之申請專利範圍內。

100‧‧‧顯示裝置

40‧‧‧源極驅動器

200‧‧‧顯示面板

41、42‧‧‧伽瑪電阻分壓器

43、44‧‧‧位階轉換器

45、46‧‧‧數位類比轉換器

47、48‧‧‧運算放大器

52‧‧‧第一開關

54‧‧‧第二開關

56‧‧‧第三開關

58‧‧‧第四開關

R1、R2、R3、R4‧‧‧電阻

60、62‧‧‧電荷分享開關

64‧‧‧第一輸出端

65‧‧‧第二輸出端

Claims (16)

1. 一種源極驅動器，其具有用於輸出驅動電壓的第一輸出端及第二輸出端，該源極驅動器包括：第一運算放大器，該第一運算放大器的輸出端連接於第一運算放大器的反相輸入端；第二運算放大器，該第二運算放大器的輸出端連接於第二運算放大器的反相輸入端；第一開關，該第一開關的第一端連接於第一運算放大器的輸出端；第一電阻，該第一電阻的第一端連接於第一開關的第二端，該第一電阻的第二端連接於第一輸出端；第二開關，該第二開關的第一端連接於第一運算放大器的輸出端；第二電阻，該第二電阻的第一端連接於第二開關的第二端，該第二電阻的第二端連接於第一輸出端；第三開關，該第三開關的第一端連接於第二運算放大器的輸出端；第三電阻，該第三電阻的第一端連接於第三開關的第二端，該第三電阻的第二端連接於第二輸出端；第四開關，該第四開關的第一端連接於第二運算放大器的輸出端；該第一開關、第二開關、第三開關及第四開關在第一控制訊號的控制下同時導通或關閉，以實現同步控制；第四電阻，該第四電阻的第一端連接於第四開關的第二端，該第四電阻的第二端連接於第二輸出端；第一電荷分享開關，該第一電荷分享開關的第一端連接於第一開關的第二端與第一電阻的第一端之間，該第一電荷分享開關的第二端連接於第 三開關的第二端與第三電阻的第一端之間；該第一開關與第一電阻之間未與第二開關與第二電阻之間電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，還包括：第二電荷分享開關，該第二電荷分享開關的第一端連接於第二開關的第二端與第二電阻的第一端之間，該第二電荷分享開關的第二端連接於第四開關的第二端與第四電阻的第一端之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之源極驅動器，其中該第一電荷分享開關及第二電荷分享開關在第二控制訊號的控制下同時導通或關閉。
4. 如申請專利範圍第1項所述之源極驅動器，其中該第一運算放大器的輸出端與第一輸出端之間並聯兩個以上由開關和電阻串聯構成的輸出路徑，該第二運算放大器的輸出端與第二輸出端之間並聯兩個以上由開關和電阻串聯構成的輸出路徑。
5. 如申請專利範圍第2項所述之源極驅動器，還包括：第一數位類比轉換器，連接於第一運算放大器的同相輸入端；及第二數位類比轉換器，連接於第二運算放大器的同相輸入端。
6. 如申請專利範圍第5項所述之源極驅動器，還包括：用於提供複數伽瑪電壓的第一伽瑪電阻分壓器，連接於第一數位類比轉換器；及用於提供複數伽瑪電壓的第二伽瑪電阻分壓器，連接於第二數位類比轉換器。
7. 如申請專利範圍第6項所述之源極驅動器，還包括：用於接收數位顯示訊號的第一位階轉換器，連接於第一數位類比轉換器及用於接收數位顯示訊號的第二位元階轉換器，連接於第二數位類比轉換器，該第一位階轉換器及第二位階轉換器均用於接收數位顯示訊號，將 低電壓數位顯示訊號轉換成高電壓數位顯示訊號，並將轉換後的數位顯示訊號提供給第一數位類比轉換器及第二數位類比轉換器。
8. 如申請專利範圍第7項所述之源極驅動器，其中該第一數位類比轉換器及第二數位類比轉換器根據轉換後的數位顯示訊號從複數伽瑪電壓中選出目標灰度電壓，並將該目標灰度電壓提供給第一運算放大器及第二運算放大器，該第一運算放大器、第一開關、第二開關、第一電阻及第二電阻共同組成緩衝器，以在第一開關及第二開關均導通時產生驅動電壓，並藉由第一輸出端輸出該驅動電壓；第二運算放大器、第三開關、第四開關、第三電阻及第四電阻共同組成緩衝器，以在第三開關及第四開關均導通時產生驅動電壓，並藉由第二輸出端輸出該驅動電壓。
9. 一種顯示裝置，其包括顯示面板及用於給顯示面板提供驅動電壓的源極驅動器，該源極驅動器具有用於輸出驅動電壓的第一輸出端及第二輸出端，該源極驅動器包括：第一運算放大器，該第一運算放大器的輸出端連接於第一運算放大器的反相輸入端；第二運算放大器，該第二運算放大器的輸出端連接於第二運算放大器的反相輸入端；第一開關，該第一開關的第一端連接於第一運算放大器的輸出端；第一電阻，該第一電阻的第一端連接於第一開關的第二端，該第一電阻的第二端連接於第一輸出端；第二開關，該第二開關的第一端連接於第一運算放大器的輸出端；第二電阻，該第二電阻的第一端連接於第二開關的第二端，該第二電阻的第二端連接於第一輸出端；第三開關，該第三開關的第一端連接於第二運算放大器的輸出端；第三電阻，該第三電阻的第一端連接於第三開關的第二端，該第三電阻 的第二端連接於第二輸出端；第四開關，該第四開關的第一端連接於第二運算放大器的輸出端；該第一開關、第二開關、第三開關及第四開關在第一控制訊號的控制下同時導通或關閉，以實現同步控制；第四電阻，該第四電阻的第一端連接於第四開關的第二端，該第四電阻的第二端連接於第二輸出端；第一電荷分享開關，該第一電荷分享開關的第一端連接於第一開關的第二端與第一電阻的第一端之間，該第一電荷分享開關的第二端連接於第三開關的第二端與第三電阻的第一端之間，該第一開關與第一電阻之間未與第二開關與第二電阻之間電性連接。
10. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置，還包括：第二電荷分享開關，該第二電荷分享開關的第一端連接於第二開關的第二端與第二電阻的第一端之間，該第二電荷分享開關的第二端連接於第四開關的第二端與第四電阻的第一端之間。
11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中該第一電荷分享開關及第二電荷分享開關在第二控制訊號的控制下同時導通或關閉。
12. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置，其中該第一運算放大器的輸出端與第一輸出端之間並聯兩個以上由開關和電阻串聯構成的輸出路徑；該第二運算放大器的輸出端與第二輸出端之間並聯兩個以上由開關和電阻串聯構成的輸出路徑。
13. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，還包括：第一數位類比轉換器，連接於第一運算放大器的同相輸入端；及第二數位類比轉換器，連接於第二運算放大器的同相輸入端。
14. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，還包括：用於提供複數伽瑪電壓的第一伽瑪電阻分壓器，連接於第一數位類比轉 換器；及用於提供複數伽瑪電壓的第二伽瑪電阻分壓器，連接於第二數位類比轉換器。
15. 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置，還包括：用於接收數位顯示訊號的第一位階轉換器，連接於第一數位類比轉換器及用於接收數位顯示訊號的第二位元階轉換器，連接於第二數位類比轉換器，該第一位階轉換器及第二位階轉換器均用於接收數位顯示訊號，將低電壓數位顯示訊號轉換成高電壓數位顯示訊號，並將轉換後的數位顯示訊號提供給第一數位類比轉換器及第二數位類比轉換器。
16. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該第一數位類比轉換器及第二數位類比轉換器根據轉換後的數位顯示訊號從複數伽瑪電壓中選出目標灰度電壓，並將該目標灰度電壓提供給第一運算放大器及第二運算放大器，該第一運算放大器、第一開關、第二開關、第一電阻及第二電阻共同組成緩衝器，以在第一開關及第二開關均導通時產生驅動電壓，並藉由第一輸出端輸出該驅動電壓；第二運算放大器、第三開關、第四開關、第三電阻及第四電阻共同組成緩衝器，以在第三開關及第四開關均導通時產生驅動電壓，並藉由第二輸出端輸出該驅動電壓。