TWI701652B

TWI701652B - 源極驅動模組、液晶顯示器及資訊處理裝置

Info

Publication number: TWI701652B
Application number: TW108119070A
Authority: TW
Inventors: 楊舜勛; 蘇嘉偉; 周士勛
Original assignee: 大陸商北京集創北方科技股份有限公司
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2020-08-11
Also published as: TW202046283A

Abstract

一種源極驅動模組，其用以耦接於一顯示控制器與一液晶顯示面板的一源極驅動端之間，且該源極驅動模組包括至少一個源極驅動器，各所述源極驅動器接收傳送自該顯示控制器的一時脈信號與一資料信號；其中，各所述源極驅動器具有一亂數調變單元用以調變該時脈信號的相位、頻率或占空比，以降低該源極驅動器所輸出的一源極驅動信號所帶有的電磁波干擾。

Description

源極驅動模組、液晶顯示器及資訊處理裝置

本發明係關於顯示面板驅動晶片之技術領域，尤指一種源極驅動模組、包含該源極驅動模組之液晶顯示器及包含該液晶顯示器之資訊處理裝置。

液晶顯示器(liquid crystal display；LCD)具有體積薄、重量輕和低輻射等優點，因此早已經用於取代傳統陰極射線管(cathode ray tube；CRT)顯示器。圖1為一習知液晶顯示器的電路方塊圖，其包括：一液晶面板1’、一閘極驅動模組2’、一源極驅動模組3’、一顯示控制器4’、一伽瑪電壓產生單元5’、一電源供應裝置6’以及一電源轉換單元7’。

圖2顯示圖1的顯示控制器4’與源極驅動模組3’之一源極驅動器31’的電路方塊圖。特別說明的是，源極驅動模組3’通常包括複數個源極驅動器31’。另一方面，顯示控制器4’又稱為時序控制器(timing controller；Tcon)，其傳送一時序信號CLK與一資料信號Data至各源極驅動器31’，使得各源極驅動器31’依據時序信號CLK與資料信號Data產生對應的源極驅動信號至液晶面板1’的一源極驅動端。必須加以說明的是，當液晶顯示器需要支援高規格的解析度時，資料信號Data及時序信號CLK便須高頻操作，而此時資料信號Data及時序信號CLK的高頻成分卻會產生電磁波干擾(electric magnetic interruption；EMI)。

為解決上述問題，習知技術通常利用展頻時鐘產生器(spread spectrum clock generator；SSCG)或是擾亂編碼(scrambling code)的方式來降低所述電磁波干擾。例如，圖2所示之顯示控制器4’具有一擾亂器(scrambler)42’，且源極驅動器31’具有一解碼器(de-scrambler)312’。如此設置，顯示控制器4’之擾亂器42’即可依一時序擾亂信號對資料信號Data進行一資料擾亂處理，再將資料信號Data傳送至源極驅動器31’。之後，源極驅動器31’之解碼器312’再基於相同的時序擾亂信號對所接收的資料信號Data進行一解碼處理。依此，電磁波干擾在資料信號Data的頻譜上的分佈會更為平均，以達到降低電磁波干擾的效果。

由前述說明可知，使用擾亂編碼降低電磁波干擾的技術必須在顯示控制器4’內設置一擾亂器42’，並同步地於各源極驅動器31’設置能夠對完成所述資料擾亂處理之資料信號Data進行所述解碼處理的一解碼器312’。易於理解的，這樣的配置方式反而會使顯示控制器4’與源極驅動模組3’之間的搭配使用失去彈性。另一方面，由於擾亂器42’係依該時序擾亂信號對資料信號Data進行所述資料擾亂處理，因此，在該時序擾亂信號的變化性有限的情況下，所述資料擾亂處理對於資料信號Data的擾亂效果便相當有限，而其所產生的電磁波干擾降低效果也因而仍有改善的空間。

因此，本領域亟需一種新穎的源極驅動電路。

本發明之一目的在於提供一種源極驅動器，其可藉由一亂數調變單元調變傳送自顯示控制器的時脈信號之相位、頻率或占空比，以降低該源極驅動器所輸出的一源極驅動信號所帶有的電磁波干擾。

本發明之另一目的在於提供一種源極驅動器，其不需要使用任何解碼器(De-scrambler)便具備降低電磁波干擾之功能，因此能夠與任何顯示控制器(Tcon)搭配，從而在顯示器驅動電路之硬體設計上提供高度彈性。

為達成上述目的，一種源極驅動模組乃被提出，其係用以耦接於一顯示控制器與一液晶顯示面板的一源極驅動端之間，該源極驅動模組包括至少一個源極驅動器，且各所述源極驅動器接收傳送自該顯示控制器的一時脈信號與一資料信號，其特徵在於：

各所述源極驅動器具有一亂數調變單元以調變該時脈信號的相位、頻率或占空比，以降低該源極驅動器所輸出的一源極驅動信號所帶有的電磁波干擾。

在一實施例中，該亂數調變單元包括：

一多相位產生器，用以依該時脈信號產生複數個輸出時脈信號，且所述複數個輸出時脈信號具有不同相位；

一多工器，具有複數個信號接收端、一信號輸出端與一控制端，且所述複數個信號接收端對應地耦接所述複數個輸出時脈信號；以及

一偽隨機選擇器，耦接該時脈信號與該多工器的所述控制端，用以依該時脈信號控制該多工器以輸出一所述輸出時脈信號。

在一實施例中，各所述輸出時脈信號的一個信號週期小於該時脈信號的一個時脈週期。

另外，本發明提出一種液晶顯示器，其包括：

一液晶面板；

一閘極驅動模組，耦接該液晶面板之一閘極驅動端；

一顯示控制器，耦接該閘極驅動模組；

一伽瑪電壓產生單元，耦接該顯示控制器；以及

如前所述之源極驅動模組，其耦接該液晶面板之一源極驅動端、該伽瑪電壓產生單元和該顯示控制器。

在可能的實施例中，所述液晶顯示器更包括耦接一電源供應裝置的一電源轉換單元，其係用以對該電源供應裝置所提供的一電源執行一電壓轉換處理，以提供一共模電壓及一工作電壓以對應耦接該液晶面板及該伽瑪電壓產生單元。

另外，本發明又提出一種資訊處理裝置，其具有一液晶顯示器，且該液晶顯示器包括：

一閘極驅動模組，耦接該液晶面板之一閘極驅動端；

一顯示控制器，耦接該閘極驅動模組；

一伽瑪電壓產生單元，耦接該顯示控制器；以及

在可能的實施例中，所述資訊處理裝置係由智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦、智慧型手錶和門禁裝置所組成群組所選擇的一種資訊處理裝置。

為使貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵、目的、與其優點，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。

圖3顯示包含本發明之源極驅動模組的一液晶顯示器的電路方塊圖。如圖3所示，該液晶顯示器的主要架構包括：一液晶面板1、一閘極驅動模組2、本發明之源極驅動模組3、一顯示控制器4、一伽瑪電壓產生單元5、一電源供應裝置6以及一電源轉換單元7。熟悉液晶顯示器之設計與製作的電子工程師必然知道，該電源轉換單元7係用以將該電源供應裝置6所提供的電源轉換成一共模電壓Vcom與一工作電壓V _DD，再將該共模電壓Vcom與該工作電壓V _DD對應耦接該液晶面板1與該伽瑪電壓產生單元5。進一步地，該伽瑪電壓產生單元5將所述工作電壓V _DD轉換成複數個伽瑪參考電壓(Gamma reference voltage)至該源極驅動模組3，使得源極驅動模組3可以依該顯示控制器4所傳送的一鎖存使能信號(LE)、至少三個顯示資料信號(R, G, B)、一寄存器配置信號(SET)、一時脈信號(CLK)及複數個伽瑪參考電壓而產生複數個源極驅動信號至該液晶面板1的源極驅動端。

圖4為圖3的顯示控制器4與源極驅動模組3之一個源極驅動器31的電路方塊圖。如圖3與圖4所示，本發明之源極驅動模組3耦接於該顯示控制器4與該液晶顯示面板1的源極驅動端之間，且其包括至少一個源極驅動器31，各所述源極驅動器31接收傳送自該顯示控制器4的一個所述時脈信號CLK與一個所述資料信號Data。特別地，本發明於各所述源極驅動器31之中設有一亂數調變單元32，其係用以調變該時脈信號CLK的一頻率或一占空比，藉以降低該源極驅動器31所輸出的一源極驅動信號所帶有的電磁波干擾。

請同時參閱圖5，其顯示圖4的源極驅動器31的亂數調變單元32之一實施例的內部架構圖。如圖5所示，該亂數調變單元32包括：一多相位產生器321、一多工器322以及一偽隨機選擇器323；其中，該多相位產生器321用以依據該時脈信號CLK而產生複數個輸出時脈信號(CLK_1, CLK_2,…, CLK_N)，且所述複數個輸出時脈信號具有不同相位。另一方面，該多工器322具有複數個信號接收端、一信號輸出端與一控制端，且所述複數個信號接收端分別耦接所述複數個輸出時脈信號(CLK_1, CLK_2,…, CLK_N)。值得注意的是，本發明同時令該偽隨機選擇器323耦接該時脈信號CLK和該多工器321的該控制端，且利用該偽隨機選擇器323基於該時脈信號CLK而產生一輸出選擇信號，進以控制該多工器322選擇一個所述輸出時脈信號並將其傳送至源極驅動器31內部的移位寄存器(Shift register)，以達到動態調變輸出時脈信號的信號上升沿(CLK rising edge)與信號下降沿(CLK falling edge)之目的。

也就是說，由於該多相位產生器321所輸出的複數個輸出時脈信號(CLK_1, CLK_2,…, CLK_N)具有不同相位、頻率或占空比，因此可利用該偽隨機選擇器323控制該多工器322，進而令多工器322將其選擇的輸出時脈信號CLK_OUT傳送至源極驅動器31內部的移位寄存器(Shift register)，使得該移位寄存器依輸出時脈信號CLK_OUT控制源極驅動器31內部的資料寄存器(Data register)，以對所接收的資料信號Data進行並行式寄存。最終，源極驅動器31內部的數位類比轉換器(digital-to-analog converter, DAC)便會依據寄存的資料產生複數個源極驅動訊號至該液晶面板1之源極驅動端。特別說明的是，由於所述輸出時脈信號CLK_OUT係透過調整該時脈信號CLK之相位、頻率或占空比而生成，因此可以令源極驅動器31所輸出的源極驅動信號所帶有的電磁波干擾被有效地降低。

為了證實於各所述源極驅動器31中增設亂數調變單元32式的確能夠降低源極驅動信號所帶有的電磁波干擾，本案發明人透過變更源極驅動器31的輸入電壓的方式，觀察源極驅動信號(亦即，類比驅動電流)之電磁波干擾的強度變化，並將相關的數據整理於表(1)之中。表(1)

輸入電壓條件	一般源極驅動器的類比驅動電流之電磁波干擾 (mA)	本發明之源極驅動器的類比驅動電流之電磁波干擾 (mA)
條件一VDD+VDD1	8.41×10 ^-4	7.16×10 ^-4
條件二 VSS+VSS1	8.22×10 ^-4	7.16×10 ^-4
條件三 (VSS+VDD1) 減去 (VSS-VSS1)	1.66×10 ^-3	1.43×10 ^-3
條件四 VDDA	1.32×10 ^-4	1.26×10 ^-4

表(1)的數據係透過對源極驅動信號(類比驅動電流)進行快速傅立葉轉換(fast Fourier transform； FFT)而獲得。並且，由表(1)的數據可知，在源極驅動器31的輸入電壓為高壓(條件四)的情況下，本發明之源極驅動器31的類比驅動電流之電磁波干擾可以被降低5%。並且，在源極驅動器31的輸入電壓為低壓(條件三)的情況下，本發明之源極驅動器31的類比驅動電流之電磁波干擾可以被降低14%。

依上述的說明，本發明進一步提出一資訊處理裝置，其具有一液晶顯示器，該液晶顯示器包括：一閘極驅動模組，耦接該液晶面板之一閘極驅動端；一顯示控制器，耦接該閘極驅動模組；一伽瑪電壓產生單元，耦接該顯示控制器；以及如前述之源極驅動模，其耦接該液晶面板之一源極驅動端、該伽瑪電壓產生單元和該顯示控制器。另外，所述之資訊處理裝置可為智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦、智慧型手錶或門禁裝置。

如此，上述已完整且清楚地說明本發明之技術方案，且經由上述可得知本發明具有下列優點：

(1)本發明的源極驅動模組3可藉由一亂數調變單元32調變傳送自顯示控制器(Tcon)4的時脈信號CLK之相位、頻率或占空比，以降低該源極驅動器31所輸出的一源極驅動信號所帶有的電磁波干擾。

(2)本發明所提出的源極驅動模組3所包括的各所述源極驅動器31不需要使用任何解碼器(de-scrambler)便具備降低電磁波干擾之功能，因此能夠與任何顯示控制器(Tcon)搭配，從而在顯示器驅動電路之硬體設計上提供高度彈性。

(3)包含本發明之源極驅動模組的液晶顯示器可進一步地被整合至一資訊處理裝置之中，其中該資訊處理裝置可為智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦、智慧型手錶或門禁裝置。

必須加以強調的是，前述本案所揭示者乃為較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。

綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。

<本發明>

1:液晶面板

2:閘極驅動模組

3:源極驅動模組

4:顯示控制器

5:伽瑪電壓產生單元

6:電源供應裝置

7:電源轉換單元

31:源極驅動器

32:亂數調變單元

321:多相位產生器

322:多工器

323:偽隨機選擇器

<習知>

1’:液晶面板

2’:閘極驅動模組

3’:源極驅動模組

4’:顯示控制器

5’:伽瑪電壓產生單元

6’:電源供應裝置

7’:電源轉換單元

31’:源極驅動器

42’:擾亂器

312’:解碼器

圖1為習知的一種液晶顯示器的電路方塊圖；圖2為圖1的顯示控制器與源極驅動模組之一源極驅動器的電路方塊圖；圖3顯示包含本發明之源極驅動模組的一液晶顯示器的電路方塊圖；圖4為圖3的顯示控制器與源極驅動模組之一個源極驅動器的電路方塊圖；以及圖5為圖4的源極驅動器的亂數調變單元之一實施例的內部架構圖。

4:顯示控制器

31:源極驅動器

32:亂數調變單元

Claims

一種源極驅動模組，係用以耦接於一顯示控制器與一液晶顯示面板的一源極驅動端之間，該源極驅動模組包括至少一個源極驅動器，且各所述源極驅動器接收傳送自該顯示控制器的一時脈信號與一資料信號，其特徵在於：各所述源極驅動器具有一亂數調變單元以調變該時脈信號的相位、頻率或占空比，以降低該源極驅動器所輸出的一源極驅動信號所帶有的電磁波干擾；其中，該亂數調變單元包括：一多相位產生器，用以依該時脈信號產生複數個輸出時脈信號，且所述複數個輸出時脈信號具有不同相位；一多工器，具有複數個信號接收端、一信號輸出端與一控制端，且所述複數個信號接收端對應地耦接所述複數個輸出時脈信號；以及一偽隨機選擇器，耦接該時脈信號與該多工器的所述控制端，用以依該時脈信號控制該多工器以輸出一所述輸出時脈信號。
如申請專利範圍第1項所述之源極驅動模組，其中，各所述輸出時脈信號的一個信號週期小於該時脈信號的一個時脈週期。
一種液晶顯示器，包括：一液晶面板；一閘極驅動模組，耦接該液晶面板之一閘極驅動端；一顯示控制器，耦接該閘極驅動模組；一伽瑪電壓產生單元，耦接該顯示控制器；以及如申請專利範圍第1至2項中任一項所述之源極驅動模組，其耦接該液晶面板之一源極驅動端、該伽瑪電壓產生單元和該顯示控制器。
如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示器，其更包括：耦接一電源供應裝置的一電源轉換單元，其係用以對該電源供應裝置所提供的一電源執行一電壓轉換處理，以提供一共模電壓及一工作電壓以對應耦接該液晶面板及該伽瑪電壓產生單元。
一種資訊處理裝置，其具有一液晶顯示器，且該液晶顯示器包括：一閘極驅動模組，耦接該液晶面板之一閘極驅動端；一顯示控制器，耦接該閘極驅動模組；一伽瑪電壓產生單元，耦接該顯示控制器；以及如申請專利範圍第1至2項中任一項所述之源極驅動模組，其耦接該液晶面板之一源極驅動端、該伽瑪電壓產生單元和該顯示控制器。
如申請專利範圍第5項所述之資訊處理裝置，其係由智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦、智慧型手錶、和門禁裝置所組成群組所選擇的一種資訊處理裝置。