TWI627618B

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Info

Publication number: TWI627618B
Application number: TW106133013A
Authority: TW
Inventors: zhao-cheng Wu; Jun Zhu
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2018-06-21
Also published as: TW201915986A

Abstract

一種源極驅動裝置包含：一第一電晶體；一傳送一電源信號的第一金屬走線；一電連接該第一電晶體的第二金屬走線；多個各自電連接該第一金屬走線的第三金屬走線；多個各自電連接該第二金屬走線的第四金屬走線；多個各自電連接在該等第一與第二金屬走線間的第二電晶體；及多個各自電連接所對應的該等第三及第四金屬走線的源極驅動器，當該第一電晶體不導通且該等第二電晶體導通時，每個第四金屬走線傳送該電源信號，且每個源極驅動器根據一像素資料信號及所對應的該等第三及第四金屬走線各自所傳送的該電源信號產生一驅動信號輸出。

Description

源極驅動裝置

本發明是有關於一種裝置，特別是指一種源極驅動裝置。

參閱圖1，習知源極驅動裝置1包含第一及第二金屬走線11、12、多個第三及第四金屬走線13、14，及多個源極驅動器15。該第一金屬走線11及每個第三金屬走線13用來傳送一電源信號。該第二金屬走線12及每個第四金屬走線14用來傳送一輸入信號。每個源極驅動器15接收一像素資料信號，並電連接其所對應的該第三金屬走線13及其所對應的該第四金屬走線14以分別接收該電源信號及該輸入信號，且可根據該像素資料信號及該電源信號產生一驅動信號輸出Vo，或直接將該輸入信號輸出並作為該驅動信號輸出Vo。每個源極驅動器15將其所產生的該驅動信號輸出Vo輸出至一液晶顯示(liquid-crystal display，LCD)面板2，來驅動該LCD面板2中其所對應的一液晶電容(圖未示)充電至一預設資料電壓。

然而，在上述結構中，隨著該LCD面板2解析度的增加，源極驅動器15的數量也需增加，使得該等第一及第二金屬走線11、12的長度越來越長，也就是說，該等第一及第二金屬走線11、12各自所具有的一寄生電阻也越來越大(該寄生電阻R=(L/W)×R_unit，參數L、W分別代表每個金屬走線的長度及寬度，參數R_unit代表每個金屬走線的一方塊電阻值，該方塊電阻值由晶片代工廠所提供)，如此，使得每個源極驅動器15需要較長的時間才能將其所對應的該液晶電容充電至該預設資料電壓，導致習知源極驅動裝置1的驅動能力較低。因此，習知源極驅動裝置1仍有改進的空間。

因此，本發明之目的，即在提供一種能夠克服先前技術缺點的源極驅動裝置。

於是，本發明源極驅動裝置包含一第一電晶體、一第一金屬走線、一第二金屬走線、多個第三金屬走線、多個第四金屬走線、多個第二電晶體及多個源極驅動器。

該第一電晶體具有一用來接收一輸入信號的第一端、一第二端，及一接收一第一控制信號的控制端，該第一電晶體根據該第一控制信號而導通或不導通。

該第一金屬走線用來傳送一電源信號。

該第二金屬走線與該第一金屬走線彼此平行且沿一列方向設置，並電連接該第一電晶體的該第二端，用來於該第一電晶體導通時傳送該輸入信號，該第二金屬走線設置於該第一金屬走線的下方。

該多個第三金屬走線彼此平行且沿一行方向垂直設置於該第二金屬走線，每個第三金屬走線具有一電連接該第一金屬走線的第一端，及一第二端。

該多個第四金屬走線沿該行方向分別對應於該多個第三金屬走線間隔地設置，每個第四金屬走線具有一電連接該第二金屬走線的第一端，及一第二端。

每個第二電晶體電連接在該第一金屬走線與該第二金屬走線間，且與所對應的該第三金屬走線間隔地設置，每個第二電晶體具有一接收一第二控制信號的控制端，並根據該第二控制信號而導通或不導通，該第二控制信號的相位與該第一控制信號的相位互補。

每個源極驅動器用來接收一像素資料信號，並電連接所對應的該第三金屬走線及所對應的該第四金屬走線的該等第二端，且接收所對應的該第三金屬走線所傳送的該電源信號。

當該第一電晶體不導通且該等第二電晶體導通時，每個第四金屬走線用來傳送該電源信號，且每個源極驅動器根據該像素資料信號及所對應的該第三金屬走線與所對應的該第四金屬走線各自所傳送的該電源信號產生一驅動信號輸出。

本發明之功效在於：藉由該第一電晶體不導通且該等第二電晶體導通時，每個第四金屬走線用來傳送該電源信號，以致每個源極驅動器可根據所對應的該等第三與第四金屬走線各自所傳送的該電源信號產生該驅動信號輸出，可達到增加本發明該源極驅動裝置之驅動能力的目的。

3‧‧‧源極驅動裝置

31‧‧‧第一電晶體

32‧‧‧第一金屬走線

33‧‧‧第二金屬走線

34‧‧‧第三金屬走線

35‧‧‧第四金屬走線

36‧‧‧第二電晶體

37‧‧‧源極驅動器

371‧‧‧栓鎖電路

372‧‧‧數位類比轉換電路

373‧‧‧運算放大電路

374‧‧‧切換電路

38‧‧‧控制器

4‧‧‧液晶顯示面板

41‧‧‧像素單元

C1‧‧‧第一控制信號

C2‧‧‧第二控制信號

t0~t3‧‧‧時間點

t1’‧‧‧時間點

Tdl‧‧‧資料線時間

T1、T1’‧‧‧時間

T2、T2’‧‧‧時間

PD‧‧‧像素資料信號

Q1‧‧‧第一端

Q2‧‧‧第二端

Q3‧‧‧第三端

Vdata‧‧‧放大信號

Veq‧‧‧輸入信號

Vout‧‧‧驅動信號輸出

Vsp‧‧‧電源信號

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明一習知源極驅動裝置；圖2是一電路方塊圖，說明本發明源極驅動裝置之一實施例；圖3是一電路方塊圖，說明該實施例的一源極驅動器；圖4是一時序圖，說明該實施例在一第一模式時的操作；圖5是一時序圖，說明該實施例在一第二模式時的操作；圖6是一模擬圖，說明該實施例與該習知源極驅動裝置操作在該第一模式時各自的一驅動信號輸出對時間的變化；及圖7是一模擬圖，說明該實施例與該習知源極驅動裝置操作在該第二模式時各自的該驅動信號輸出對時間的變化。

參閱圖2，本發明源極驅動裝置3的一實施例，適用於驅動一液晶顯示(liquid-crystal display，LCD)面板4中的多個像素單元41。該源極驅動裝置3包含一第一電晶體31、一第一金屬走線32、一第二金屬走線33、多個第三金屬走線34、多個第四金屬走線35、多個第二電晶體36、多個源極驅動器37及一控制器38。

該第一電晶體31具有一用來接收一輸入信號Veq的第一端、一第二端，及一接收一第一控制信號C1的控制端，該第一電晶體31根據該第一控制信號C1而導通或不導通。在本實施例中，該第一電晶體31為一P型金氧半場效電晶體，但不限於此。

該第一金屬走線32用來傳送一電源信號Vsp。

該第二金屬走線33與該第一金屬走線32彼此平行且沿一列方向設置。該第二金屬走線33電連接該第一電晶體31的該第二端，用來於該第一電晶體31導通時傳送該輸入信號Veq。該第二金屬走線33設置於該第一金屬走線32的下方。

該多個第三金屬走線34彼此平行且沿一行方向設置。每個第三金屬走線34與該第二金屬走線33未電連接，並具有一電連接該第一金屬走線32的第一端，及一第二端。

該多個第四金屬走線35沿該行方向分別對應於該多個第三金屬走線34間隔地設置。每個第四金屬走線35具有一電連接該第二金屬走線33的第一端，及一第二端。

每個第二電晶體36電連接在該第一金屬走線32與該第二金屬走線33間，且與所對應的該第三金屬走線34間隔地設置。每個第二電晶體36具有一接收一第二控制信號C2的控制端，並根據該第二控制信號C2而導通或不導通。該第二控制信號C2的相位與該第一控制信號C1的相位互補。在本實施例中，每個第二電晶體36為一P型金氧半場效電晶體，但不限於此。

每個源極驅動器37用來接收一像素資料信號PD，並電連接所對應的該第三金屬走線34及所對應的該第四金屬走線35的該等第二端，且接收所對應的該第三金屬走線34所傳送的該電源信號Vsp。每個源極驅動器37可根據該像素資料信號PD及該電源信號Vsp產生一驅動信號輸出Vout。在本實施例中，每個源極驅動器37的內部方塊如圖3所示。每個源極驅動器37包括一栓鎖電路371、一數位類比轉換電路372、一運算放大電路373及一切換電路374。在本實施例中，該切換電路374，例如，為一單刀雙擲(single port double throw，SPDT)開關。

該控制器38根據該L CD面板4的一負載產生該等第一及第二控制信號C1、C2，並將該第一控制信號C1輸出至該第一電晶體31的該控制端，且將該第二控制信號C2輸出至每個第二電晶體36的該控制端。

詳細來說，操作時，操作人員會先根據該LCD面板4的該負載來決定該源極驅動裝置3要操作在一第一模式或一第二模式以驅動該LCD面板4中的該多個像素單元41，並對應不同模式而調整該控制器38所產生的該等第一及第二控制信號C1、C2。舉例來說，當該LCD面板4的該負載較小時，該源極驅動裝置3操作在該第一模式。當該LCD面板4的該負載較大時，該源極驅動裝置3操作在該第二模式。

參閱圖4，為該源極驅動裝置3操作在該第一模式時的一時序圖。參數Vout為該驅動信號輸出，參數C1、C2分別為該等第一及第二控制信號，參數Tdl為一資料線(data line)時間。在本實施例中，該資料線時間Tdl是指每個源極驅動器37能用來驅動所對應的該像素單元41中的一液晶電容(圖未示)充電至一預設資料電壓的時間。

參閱圖2至圖4，以下說明本實施例該源極驅動裝置3在該第一模式時的操作。

在時間點t0~t1：該第一電晶體31導通，每個第二電晶體36不導通。此時，每個第四金屬走線35用來傳送該輸入信號Veq，且每個源極驅動器37中的該切換電路374的一第一端Q1及一第二端Q2相電連接，且該第一端Q1及一第三端Q3未電連接，使得該切換電路374可允許該輸入信號Veq被輸出並作為該驅動信號輸出Vout，以將所對應的該液晶電容的電位充電至該輸入信號Veq的電位。需說明的是，每個切換電路374的切換可受操作人員或該控制器38控制，此為熟悉本技術領域之通常知識者所熟知，為求簡潔起見，於此不贅述。

在時間點t1~t2：該第一電晶體31不導通，每個第二電晶體36導通。此時，每個第四金屬走線35與所對應的該第三金屬走線34並聯，且用來傳送該電源信號Vsp(如此，可視為用來傳送該電源信號Vsp給所對應的該源極驅動器37之金屬走線的寬度增加，進而降低此金屬走線的寄生電阻，使得每個源極驅動器37的驅動能力增加)。每個源極驅動器37根據該像素資料信號PD及所對應的該第三金屬走線34與所對應的該第四金屬走線35各自所傳送的該電源信號Vsp產生該驅動信號輸出Vout。詳細來說，該栓鎖電路371接收及儲存該像素資料信號PD，並據以產生一延遲像素資料信號。該數位類比轉換電路372接收該延遲像素資料信號，並據以產生一類比信號。該運算放大電路373受該電源信號Vsp驅動並將該類比信號進行放大以產生一放大信號Vdata。該切換電路374的該第一端Q1及該第三端Q3相電連接，且該第一端Q1及該第二端Q2未電連接，使得該切換電路374可允許該放大信號Vdata被輸出並作為該驅動信號輸出Vout，以將所對應的該液晶電容的電位充電至該放大信號Vdata的電位。

在時間點t2~t3：該第一電晶體31導通，每個第二電晶體36不導通。此時的操作相似於時間點t0~t1的操作。該輸入信號Veq被輸出並作為該驅動信號輸出Vout，且每個液晶電容的電位由該放大信號Vdata的電位放電至該輸入信號Veq的電位。

需說明的是，由於在該第一模式時，該LCD面板4的該負載較小，所以要將每個液晶電容充電至該放大信號Vdata之電位(即，該預設資料電壓)的時間較短。因此，可先控制讓該第一電晶體31先導通，並先輸出該輸入信號Veq來作為該驅動信號輸出Vout，等到時間點t1~t2時，再產生該放大信號Vdata來作為該驅動信號輸出Vout。如此，更可降低每個源極驅動器37的功耗。

參閱圖5，為該源極驅動裝置3操作在該第二模式時的一時序圖，參數Vout為該驅動信號輸出，參數C1、C2分別為該等第一及第二控制信號，參數Tdl為該資料線時間。

參閱圖2、圖3及圖5，以下說明本實施例該源極驅動裝置3在該第二模式時的操作。

在時間點t0~t1’：該第一電晶體31不導通，每個第二電晶體36導通。此時，每個第四金屬走線35與所對應的該第三金屬走線34並聯，且用來傳送該電源信號Vsp。該栓鎖電路371接收及儲存該像素資料信號PD，並據以產生該延遲像素資料信號。該數位類比轉換電路372接收該延遲像素資料信號，並據以產生該類比信號。該運算放大電路373受該電源信號Vsp驅動並將該類比信號進行放大以產生該放大信號Vdata。該切換電路374的該第一端Q1及該第三端Q3相電連接，且該第一端Q1及該第二端Q2未電連接，使得該切換電路374可允許該放大信號Vdata被輸出並作為該驅動信號輸出Vout，以將所對應的該液晶電容的電位充電至該放大信號Vdata的電位。

需說明的是，由於在該第二模式時，該LCD面板4的該負載較大，所以每個源極驅動器37在該資料線時間Tdl內(即，時間點t0~t1’)都需要產生該放大信號Vdata來作為該驅動信號輸出Vout。如此，每個液晶電容才能被充電至該放大信號Vdata之電位。

參閱圖6，為本實施例該源極驅動裝置3(見圖2)及習知該源極驅動裝置1(見圖1)實際操作在該第一模式時的一模擬圖。在此模擬中，該電源信號Vsp的大小設定為5.5V，該輸入信號Veq的大小設定為2.8V。參數Vout代表每個源極驅動器37(見圖2)所產生的該驅動信號輸出，參數Vo代表每個源極驅動器15(見圖1)所產生的該驅動信號輸出。參數T1定義為每個源極驅動器15根據所產生的該驅動信號輸出Vo，將其所對應的該液晶電容的電位充電至該驅動信號輸出Vo電位的99%(作為該預設資料電壓)所需的時間(此時間代表每個源極驅動器15的驅動能力)。參數T2定義為每個源極驅動器37根據所產生的該驅動信號輸出Vout，將其所對應的該液晶電容的電位充電至該驅動信號輸出Vout電位的99%所需的時間(此時間代表每個源極驅動器37的驅動能力)。從模擬圖可知，T2<T1，也就是說，相較於每個源極驅動器15，每個源極驅動器37的驅動能力較高。

參閱圖7，為本實施例該源極驅動裝置3(見圖2)及習知該源極驅動裝置1(見圖1)實際操作在該第二模式時的一模擬圖。在此模擬中，相同於圖6之參數的定義及相關設定可參閱圖6。參數T1’、T2’的定義分別同圖6的參數T1、T2。從模擬圖可知，T2’<T1’，也就是說，相較於每個源極驅動器15，每個源極驅動器37的驅動能力較高。

綜上所述，由於該第一電晶體31不導通且每個第二電晶體36導通時，每個第四金屬走線35與所對應的該第三金屬走線34並聯，以致用來傳送該電源信號Vsp給所對應的該源極驅動器37之金屬走線的寬度增加，進而降低此金屬走線的寄生電阻，使得每個源極驅動器37將其所對應的該液晶電容充電至該預設資料電壓所需的時間較短，達到增加本發明該源極驅動裝置3的驅動能力之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims

一種源極驅動裝置，包含：一第一電晶體，具有一用來接收一輸入信號的第一端、一第二端，及一接收一第一控制信號的控制端，該第一電晶體根據該第一控制信號而導通或不導通；一第一金屬走線，用來傳送一電源信號；一第二金屬走線，與該第一金屬走線彼此平行且沿一列方向設置，並電連接該第一電晶體的該第二端，且用來於該第一電晶體導通時傳送該輸入信號，該第二金屬走線設置於該第一金屬走線的下方；多個第三金屬走線，彼此平行且沿一行方向設置，每個第三金屬走線具有一電連接該第一金屬走線的第一端，及一第二端；多個第四金屬走線，沿該行方向分別對應於該多個第三金屬走線間隔地設置，每個第四金屬走線具有一電連接該第二金屬走線的第一端，及一第二端；多個第二電晶體，每個第二電晶體電連接在該第一金屬走線與該第二金屬走線間，且與所對應的該第三金屬走線間隔地設置，每個第二電晶體具有一接收一第二控制信號的控制端，並根據該第二控制信號而導通或不導通，該第二控制信號的相位與該第一控制信號的相位互補；及多個源極驅動器，每個源極驅動器用來接收一像素資料信號，並電連接所對應的該第三金屬走線及所對應的該第四金屬走線的該等第二端，且接收所對應的該第三金屬走線所傳送的該電源信號；其中，當該第一電晶體不導通且該等第二電晶體導通時，每個第四金屬走線用來傳送該電源信號，且每個源極驅動器根據該像素資料信號及所對應的該第三金屬走線與所對應的該第四金屬走線各自所傳送的該電源信號產生一驅動信號輸出。
如請求項1所述的源極驅動裝置，其中，當該第一電晶體導通且該等第二電晶體不導通時，每個第四金屬走線用來傳送該輸入信號，且每個源極驅動器將該輸入信號輸出並作為該驅動信號輸出。
如請求項1所述的源極驅動裝置，其中，該第一電晶體為一P型金氧半場效電晶體。
如請求項1所述的源極驅動裝置，其中，該等第二電晶體各自為一P型金氧半場效電晶體。
如請求項1所述的源極驅動裝置，還包含一控制器，該控制器根據一液晶顯示面板的一負載產生該等第一及第二控制信號。