TWI395191B

TWI395191B - 液晶顯示裝置及其驅動方法

Info

Publication number: TWI395191B
Application number: TW97150403A
Authority: TW
Inventors: Wen Chiang Huang; Sheng Kai Hsu
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2013-05-01
Also published as: TW201025254A

Description

液晶顯示裝置及其驅動方法

本發明相關於一種液晶顯示裝置及其驅動方法，尤指一種依據資料訊號之最大有效位元(Most Significant Bit，MSB)來控制電荷分享之液晶顯示裝置及其驅動方法。

由於液晶顯示器(liquid crystal display)具有低輻射、體積小及低耗能等優點，已逐漸取代傳統的陰極射線管顯示器(cathode ray tube display)，因而被廣泛地應用在筆記型電腦、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)、平面電視，或行動電話等資訊產品上。

請參考第1圖，第1圖為先前技術中一液晶顯示器10之示意圖。液晶顯示器10包含一液晶顯示面板12、一時序控制器(timing controller)14、一源極驅動器(source driver)16，和一閘極驅動器(gate driver)18。液晶顯示面板12上設有複數條互相平行之資料線(data line)D₁ -D_m 、複數條互相平行之閘極線(gate line)G₁ -G_n ，以及複數個顯示單元P₁₁ -P_mn 。資料線D₁ -D_m 和閘極線G₁ -G_n 彼此交錯設置，而顯示單元P₁₁ -P_mn 則分別設於相對應資料線和閘極線之交會處。時序控制器14用來產生驅動液晶顯示面板12所需之控制訊號和時脈訊號。源極驅動器16和閘極驅動器18依據時序控制器14傳來之訊號分別產生相對應之資料訊號和閘極訊號。液晶顯示面板12上之每個顯示單元皆包含有一薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)開關和一液晶電容，每一液晶電容之一端透過一相對應之薄膜電晶體開關耦接於一相對應之資料線，而另一端則耦接於一共同電壓V_com 。當收到閘極驅動器18所產生之閘極訊號而開啟一顯示單元之薄膜電晶體開關時，此顯示單元之液晶電容會被電性連接至其相對應之資料線以接收從源極驅動器16傳來之資料訊號，因此顯示單元可依據其液晶電容內存之電荷來控制液晶分子的旋轉程度，以顯示不同灰階之影像。

隨著大尺寸應用的需求不斷增加，液晶顯示器的面板尺寸不斷變大，面板的負載也相應增加，動態功率消耗也會大幅提昇，如何降低功率消耗也成為設計液晶顯示器時的重要課題。一般而言，施加在液晶電容兩端的電壓極性必須每隔一預定時間進行反轉，以避免液晶材料產生極化(polarization)而造成永久性的破壞，常見驅動液晶顯示面板之方式包含點反轉(dot inversion)和線反轉(line inversion)等。當驅動液晶顯示面板的電壓極性開始反轉之際，源極驅動器之電流消耗最大，故此時也是液晶顯示器負載最大的時間。

於是有的液晶顯示器便使用電荷分享(charge sharing)的方法來降低功率消耗，在源極驅動器輸出資料訊號之前，先將電荷重新分配，藉此可以將消耗的動態電流節省一半。在先前技術之液晶顯示器10中，源極驅動器160包含複數個輸出緩衝器OB和複數個電荷分享開關CS，源極驅動器16可透過輸出緩衝器OB將資料訊號傳至相對應之資料線，每一電荷分享開關CS則耦接於兩相鄰之資料線之間，透過開啟電荷分享開關CS來達到電荷分享的效果。在先前技術之液晶顯示器10中，無論輸入資料訊號的電位高低，在每一寫入週期皆會在奇數條資料線和偶數條資料線之間執行電荷分享，源極驅動器16可能會執行不必要的電荷分享，反而因此而增加功率消耗。

本發明提供一種依據資料訊號之最大有效位元來控制電荷分享之液晶顯示裝置，其包含一第一資料線，用來接收一第一輸出資料訊號；一相鄰該第一資料線之第二資料線，用來接收一第二輸出資料訊號；以及一源極驅動電路，耦接於該第一及第二資料線。該源極驅動電路包含一第一驅動模組，用來依據一第一輸入資料訊號以產生相對應之該第一輸出資料訊號，該第一驅動模組包含一第一移位暫存器，用來接收一起始訊號及一時脈訊號，並依據該起始訊號及該時脈訊號來產生一第一時脈控制訊號；一第一取樣保持器，耦接該第一移位暫存器，用來接收該第一輸入資料訊號，並依據該第一時脈控制訊號閂鎖該第一輸入資料訊號以產生相對應之一第一取樣資料訊號；一第一輸出開關，用來依據一開關控制訊號以傳送該第一輸出資料訊號至該第一資料線，該第一輸出開關包含一控制端，用來接收該開關控制訊號；一輸入端，耦接於該第一取樣保持器；以及一輸出端，耦接於該第一資料線；一第二驅動模組，用來依據一第二輸入資料訊號以產生相對應之一第二輸出資料訊號，該第二驅動模組包含一第二移位暫存器，用來接收該起始訊號及該時脈訊號，並依據該起始訊號及該時脈訊號來產生一第二時脈控制訊號；一第二取樣保持器，耦接該第二移位暫存器，用來接收該第二輸入資料訊號，並依據該第二時脈控制訊號閂鎖該第二輸入資料訊號以產生相對應之一第二取樣資料訊號；一第二輸出開關，用來依據該開關控制訊號以傳送該第二輸出資料訊號至該第二資料線，該第二輸出開關包含：一控制端，用來接收該開關控制訊號；一輸入端，耦接於該第二取樣保持器；以及一輸出端，耦接於該第二資料線；一開關控制電路，耦接於該第一及第二取樣保持器，用來依據該第一及第二取樣資料訊號之最大有效位元產生該開關控制訊號；以及一電荷分享開關，耦接該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端之間，且依據該開關控制訊號來電性連接該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端，或是電性分離該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端。

本發明另提供一種依據資料訊號之最大有效位元來控制電荷分享之液晶顯示裝置，其包含一資料線，用來接收一輸出資料訊號；一源極驅動電路，耦接於該資料線，包含一驅動模組，用來依據一輸入資料訊號以產生相對應之該輸出資料訊號，該源極驅動電路包含一移位暫存器，用來接收一起始訊號及一時脈訊號，並依據該起始訊號及該時脈訊號來產生一時脈控制訊號；一取樣保持器，耦接該移位暫存器，用來接收該輸入資料訊號，並依據該時脈控制訊號閂鎖該輸入資料訊號以產生相對應之一取樣資料訊號；一輸出開關，用來依據一開關控制訊號以傳送該輸出資料訊號至該資料線，該輸出開關包含一控制端，用來接收該開關控制訊號；一輸入端，耦接於該取樣保持器；以及一輸出端，耦接於該資料線；一開關控制電路，耦接於該取樣保持器，用來依據該取樣資料訊號之最大有效位元產生該開關控制訊號；一第一電源，用來提供一高電位操作電壓；一第二電源，用來提供一低電位操作電壓；一第三電源，用來提供一共同電壓；以及一電荷分享開關，用來依據該開關控制訊號將該輸出開關之輸出端電性連接至該第一電源、該第二電源或該第三電源。

本發明另提供一種依據資料訊號之最大有效位元來控制電荷分享之源極驅動電路，包含一第一驅動模組，用來依據一第一輸入資料訊號產生相對應之一第一輸出資料訊號以驅動一第一負載，該第一驅動模組包含一第一移位暫存器，用來接收一起始訊號及一時脈訊號，並依據該起始訊號及該時脈訊號產生一第一時脈控制訊號；一第一取樣保持器，耦接該第一移位暫存器，用來接收該第一輸入資料訊號，並依據該第一時脈控制訊號閂鎖該第一輸入資料訊號以產生相對應之一第一取樣資料訊號；一第一輸出開關，用來依據一開關控制訊號傳送該第一輸出資料訊號至該第一負載，該第一輸出開關包含一控制端，用來接收該開關控制訊號；一輸入端，耦接於該第一取樣保持器；以及一輸出端，耦接於該第一負載；一第二驅動模組，用來依據一第二輸入資料訊號產生相對應之一第二輸出資料訊號以驅動一第二負載，該第二驅動模組包含一第二移位暫存器，用來接收該起始訊號及該時脈訊號，並依據該起始訊號及該時脈訊號產生一第二時脈控制訊號；一第二取樣保持器，耦接該第二移位暫存器，用來接收該第二輸入資料訊號，並依據該第二時脈控制訊號閂鎖該第二輸入資料訊號以產生相對應之一第二取樣資料訊號；一第二輸出開關，用來依據該開關控制訊號傳送該第二輸出資料訊號至該第二負載，該第二輸出開關包含一控制端，用來接收該開關控制訊號；一輸入端，耦接於該第二取樣保持器；以及一輸出端，耦接於該第二負載；一開關控制電路，耦接於該第一及第二取樣保持器，用來依據該第一及第二取樣資料訊號之最大有效位元產生該開關控制訊號；以及一電荷分享開關，耦接該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端之間，用來依據該開關控制訊號電性連接該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端，或是電性分離該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端。

本發明另提供一種依據資料訊號之最大有效位元來控制電荷分享之源極驅動電路，其包含一驅動模組，用來依據一輸入資料訊號產生相對應之一輸出資料訊號以驅動一負載，該驅動模組包含一移位暫存器，用來接收一起始訊號及一時脈訊號，並依據該起始訊號及該時脈訊號來產生一時脈控制訊號；一取樣保持器，耦接該移位暫存器，用來接收該輸入資料訊號，並依據該時脈控制訊號閂鎖該輸入資料訊號以產生相對應之一取樣資料訊號；一輸出開關，用來依據一開關控制訊號以傳送該輸出資料訊號至該資料線，該輸出開關包含一控制端，用來接收該開關控制訊號；一輸入端，耦接於該取樣保持器；以及一輸出端，耦接於該資料線；一開關控制電路，耦接於該取樣保持器，用來依據該取樣資料訊號之最大有效位元產生該開關控制訊號；一第一電源，用來提供一高電位操作電壓；一第二電源，用來提供一低電位操作電壓；一第三電源，用來提供一共同電壓；以及一電荷分享開關，用來依據該開關控制訊號將該輸出開關之輸出端電性連接至該第一電源、該第二電源或該第三電源。

本發明另提供一種依據資料訊號之最大有效位元來驅動液晶顯示裝置之方法，其包含提供一起始訊號、一第一輸入資料訊號和一第二輸入資料訊號；依據該第一輸入資料訊號提供相對應之一第一輸出資料訊號；依據該第二輸入資料訊號提供相對應之一第二輸出資料訊號；依據該起始訊號閂鎖該第一及第二輸入資料訊號以分別產生相對應之一第一取樣資料訊號和一第二取樣資料訊號；依據該第一及第二取樣資料訊號之最大有效位元產生一開關控制訊號；一第一輸出開關依據該開關控制訊號來控制該第一輸出資料訊號至一液晶顯示裝置上一第一資料線之訊號傳送路徑；一第二輸出開關依據該開關控制訊號來控制該第二輸出資料訊號至該液晶顯示裝置上一第二資料線之訊號傳送路徑；以及一電荷分享開關依據該開關控制訊號來電性連接該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端，或是電性分離該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端。

本發明另提供一種依據資料訊號之最大有效位元來驅動液晶顯示裝置之方法，其包含提供一起始訊號和一輸入資料訊號；提供一高電位操作電壓、一低電位操作電壓，以及一共同電壓；依據該輸入資料訊號提供相對應之一輸出資料訊號；依據該起始訊號閂鎖該輸入資料訊號以產生相對應之一取樣資料訊號；依據該取樣資料訊號之最大有效位元產生一開關控制訊號；一輸出開關依據該開關控制訊號來控制該輸出資料訊號至一液晶顯示裝置上一資料線之訊號傳送路徑；以及一電荷分享開關依據該開關控制訊號將該輸出開關之輸出端電性連接至該高電位操作電壓、該低電位操作電壓或該共同電壓。

請參考第2圖，第2圖為本發明中一液晶顯示器20之示意圖。液晶顯示器20包含一液晶顯示面板22、一時序控制器24、一源極驅動器26，和一閘極驅動器28。液晶顯示面板22上設有複數條互相平行之資料線D₁ -D_m 、複數條互相平行之閘極線G₁ -G_n ，以及複數個顯示單元P₁₁ -P_mn 。資料線D₁ -D_m 和閘極線G₁ -G_n 彼此交錯設置，而顯示單元P₁₁ -P_mn 則分別設於相對應資料線和閘極線之交會處。時序控制器24用來產生驅動液晶顯示面板22所需之控制訊號和時脈訊號。源極驅動器26和閘極驅動器28依據時序控制器24傳來之訊號分別產生相對應之閘極訊號和資料訊號。液晶顯示面板22上之每個顯示單元皆包含有一薄膜電晶體開關和一液晶電容，每一液晶電容之一端透過一相對應之薄膜電晶體開關耦接於一相對應之資料線，而另一端則耦接於一共同電壓V_com 。當收到閘極驅動器28所產生之閘極訊號而開啟一顯示單元之薄膜電晶體開關時，此顯示單元之液晶電容會被電性連接至其相對應之資料線以接收從源極驅動器26傳來之資料訊號，因此顯示單元可依據其液晶電容內存之電荷來控制液晶分子的旋轉程度，以顯示不同灰階之影像。

本發明之源極驅動器26包含第一驅動模組100、第二驅動模組200，以及一開關控制電路300。開關控制電路300依據時序控制器24傳來之輸入資料訊號D_{IN_O} 和D_{IN_E} 來產生相對應之開關控制訊號SW。第一驅動模組100可依據輸入資料訊號D_{IN_O} 和開關控制訊號SW來產生驅動奇數條資料線所需之輸出資料訊號D_{OUT_O} ，而第二驅動模組200可依據輸入資料訊號D_{IN_E} 和開關控制訊號SW來產生驅動偶數條資料線所需之輸出資料訊號D_{OUT_E} 。

請參考第3圖，第3圖為本發明第一實施例中源極驅動器26之功能方塊圖。在此實施例中，源極驅動器26包含一第一驅動模組100、一第二驅動模組200、一開關控制電路300，以及一電荷分享開關90。第一驅動模組100包含一移位暫存器(Shift Register)31、一取樣保持(Sample & Hold)器41、一位準移位器(Level Shifter)51、一數位類比轉換器(Digital-to-Analog Converter，DAC)61、一運算放大器(Operational Amplifier)71，以及一輸出開關81。第二驅動模組200包含一移位暫存器32、一取樣保持器42、一位準移位器52、一數位類比轉換器62、一運算放大器72，以及一輸出開關82。源極驅動器26分別透過輸出開關81和82來驅動奇數條和偶數條資料線，而電荷分享開關電路90則耦接於奇數條和偶數條資料線。開關控制電路300之輸入端耦接至取樣保持器41和42，輸出端則耦接至輸出開關81、82及電荷分享開關90。

第一驅動模組100之移位暫存器31可依據時序控制器所產生之時脈訊號SCLK和起始訊號SP來產生相對應之時脈控制訊號S_{CLK_O} 。取樣保持器41耦接於移位暫存器31，可依據時脈控制訊號S_{CLK_O} 來對輸入資料訊號D_{IN_O} 進行取樣，並產生相對應之取樣資料訊號D_{SH_O} 。位準移位器51耦接於取樣保持器41，可調整取樣資料訊號D_{SH_O} 之電壓準位。數位類比轉換器61耦接於位準移位器51，可將取樣資料訊號D_{SH_O} 轉換為一類比資料訊號D_{Analog_O} 。運算放大器71耦接於數位類比轉換器61，可放大類比資料訊號D_{Analog_O} 並產生相對應之輸出資料訊號D_{OUT_O} 。輸出開關81耦接於運算放大器71和開關控制電路300，可依據開關控制訊號SW來運作，當開關控制訊號SW開啟(短路)輸出開關81時，第一驅動模組100可將輸出資料訊號D_{OUT_O} 傳送至奇數條資料線。

同理，第二驅動模組200之移位暫存器32可依據時序控制器所產生之時脈訊號SCLK和起始訊號SP來產生相對應之時脈控制訊號S_{CLK_E} 。取樣保持器42可依據時脈控制訊號S_{CLK_E} 來對輸入資料訊號D_{IN_E} 進行取樣，並產生相對應之取樣資料訊號D_{SH_E} 。位準移位器52耦接於取樣保持器42，可調整取樣資料訊號D_{SH_E} 之電壓準位。數位類比轉換器62耦接於位準移位器52，可將取樣資料訊號D_{SH_E} 轉換為一類比資料訊號D_{Analog_E} 。運算放大器72耦接於數位類比轉換器62，可放大類比資料訊號D_{Analog_E} 並產生相對應之輸出資料訊號D_{OUT_E} 。輸出開關82耦接於運算放大器72和開關控制電路300，可依據開關控制訊號SW來運作，當開關控制訊號SW開啟(短路)輸出開關82時，第二驅動模組200可將輸出資料訊號D_{OUT_E} 傳送至偶數條資料線。

在接收到取樣資料訊號D_{SH_O} 和取樣資料訊號D_{SH_E} 後，開關控制電路300會依據取樣資料訊號D_{SH_O} 和取樣資料訊號D_{SH_E} 之最大有效位元(Most Significant Bit，MSB)來產生相對應之開關控制訊號SW。請參考第4圖，第4圖為本發明一實施例中開關控制電路300之功能方塊圖。在此實施例中，開關控制電路300包含MSB閂鎖器281和282、D型正反器(D-type Flip-Flop)291和292、一或閘(OR Gate)270，以及一移位暫存器30。MSB閂鎖器281和282分別耦接於取樣保持器41和42之輸出端，可分別求出取樣資料訊號D_{SH_O} 之最大有效位元MSB_o和取樣資料訊號D_{SH_E} 之最大有效位元MSB_e。D型正反器291和292為負緣觸發之正反器，其觸發端CLK分別耦接於MSB閂鎖器281和282，輸出端Q耦接於或閘270，而重置端RST可接收重置訊號STB。當MSB_o由”1”變為”0”時，D型正反器291之輸出端Q會輸出訊號”1”；當MSB_e由”1”變為”0”時，D型正反器292之輸出端Q會輸出訊號”1”。位準移位器30耦接於或閘270，可調整控制訊號SW之電壓準位。當MSB_o或MSB_e其中之一由”1”變為”0”時，或閘270輸出之控制訊號SW會關閉輸出開關和開啟電荷分享開關，此時源極驅動器26會關閉輸出，並在重置訊號STB具高電位的期間執行電荷分享；當MSB_o或MSB_e其中之一由”0”變為”1”時，或閘270輸出之控制訊號SW會關閉輸出開關和關閉電荷分享開關，此時源極驅動器26會關閉輸出，但並不會執行電荷分享。

請參考第5圖，第5圖為本發明第一實施例之源極驅動器26在電荷分享時之時序圖。在第5圖中，W_STB 代表重置訊號STB之波形，W_MSB 代表最大有效位元MSB_o或最大有效位元MSB_e之波形，D_{IN_O} 和D_{IN_E} 分別代表奇數筆和偶數筆輸入資料訊號之波形，D_{OUT_O} ’和D_{OUT_E} ’分別代表未執行電荷分享時奇數筆和偶數筆輸出資料訊號之波形，而D_{OUT_O} 和D_{OUT_E} 分別代表本發明中奇數筆和偶數筆輸出資料訊號之波形。在時間點T2、T4...時，具正極性之奇數筆輸入資料訊號D_{IN_O} 由高電位降至低電位，具負極性之偶數筆輸入資料訊號D_{IN_E} 由低電位升至高電位，因此最大有效位元MSB_o和最大有效位元MSB_e皆會由1變到0，此時本發明會在重置訊號STB具高電位的期間執行電荷分享，將波形W_{OUT_O} 和波形W_{OUT_E} 提前拉至目標準位。在時間點T1、T3、T5...時，具正極性之奇數筆輸入資料訊號D_{IN_O} 由低電位升至高電位，具負極性之偶數筆輸入資料訊號D_{IN_E} 由高電位降至低電位，因此最大有效位元MSB_o和最大有效位元MSB_e皆會由0變到1，此時本發明並不會執行多餘的電荷分享，因此能達到省電目的。

請參考第6圖，第6圖為本發明第二實施例中源極驅動器26之功能方塊圖。在此實施例中，源極驅動器26包含一驅動模組15、一開關控制電路68、一電荷分享開關93，以及一電源供應電路95。驅動模組15包含一移位暫存器33、一取樣保持器43、一位準移位器53、一數位類比轉換器63、一運算放大器73，以及一輸出開關83。開關控制電路68之輸入端耦接至取樣保持器43，輸出端則耦接至輸出開關83及電荷分享開關93。源極驅動器26透過輸出開關83來驅動資料線，而電荷分享開關電路93則耦接於資料線和電源供應電路95之間。電源供應電路95可提供不同操作電壓，例如具高電位之V_DD 、具低電位之V_GND ，以及共同電壓Vcom。

驅動模組15之移位暫存器33可依據時序控制器所產生之時脈訊號和起始訊號來產生相對應之時脈控制訊號。取樣保持器43耦接於移位暫存器33，可依據時脈控制訊號來對輸入資料訊號進行取樣，並產生相對應之取樣資料訊號。位準移位器53耦接於取樣保持器43，可調整取樣資料訊號之電壓準位。數位類比轉換器63耦接於位準移位器53，可將取樣資料訊號轉換為類比資料訊號。運算放大器73耦接於數位類比轉換器63，可放大類比資料訊號並產生相對應之輸出資料訊號。同時，在接收到取樣資料訊號後，開關控制電路68會依據取樣資料訊號最大有效位元來產生相對應之開關控制訊號SW。輸出開關83耦接於運算放大器73和開關控制電路68，可依據開關控制訊號SW來運作，當開關控制訊號SW開啟(短路)輸出開關83時，驅動模組15可將輸出資料訊號傳送至資料線。電荷分享開關93耦接於資料線和電源供應電路95之間，可依據開關控制訊號SW來運作，當開關控制訊號SW開啟電荷分享開關93時，資料線會耦接至電源供應電路95所提供相對應之驅動電壓以執行電荷分享。

請參考第7圖，第7圖為本發明第二實施例之源極驅動器26在電荷分享時之時序圖。在第7圖中，W_STB 代表重置訊號STB之波形，D_{IN_O} 和D_{IN_E} 分別代表奇數筆和偶數筆輸入資料訊號之波形，W_{MSB_O} 代表奇數筆輸入資料訊號D_{IN_O} 之最大有效位元MSB_o的波形，W_{MSB_E} 代表偶數筆輸入資料訊號D_{IN_E} 之最大有效位元MSB_e的波形，D_{OUT_O} ’和D_{OUT_E} ’分別代表未執行電荷分享時奇數筆和偶數筆輸出資料訊號之波形，而D_{OUT_O} 和D_{OUT_E} 分別代表本發明中奇數筆和偶數筆輸出資料訊號之波形。在時間點T1、T3、T5...時，具正極性之奇數筆輸入資料訊號D_{IN_O} 和具負極性之偶數筆輸入資料訊號D_{IN_E} 皆由低電位升至高電位，因此最大有效位元MSB_o會由0變到1，而最大有效位元MSB_e會由1變到0，此時本發明會在重置訊號STB具高電位的期間執行電荷分享，將奇數條資料線透過電荷分享開關93耦接至電源供應電路76之電源V_DD ，將偶數條資料線透過電荷分享開關93耦接至電源供應電路76之電源Vcom，因此能將波形W_{OUT_O} 和波形W_{OUT_E} 提前拉至目標準位。在時間點T2、T4...時，具正極性之奇數筆輸入資料訊號D_{IN_O} 和具負極性之偶數筆輸入資料訊號D_{IN_E} 皆由高電位降至低電位，因此最大有效位元MSB_o會由1變到0，而最大有效位元MSB_e會由0變到1，此時本發明會在重置訊號STB具高電位的期間執行電荷分享，將奇數條資料線透過電荷分享開關93耦接至電源供應電路76之電源Vcom，將偶數條資料線透過電荷分享開關93耦接至電源供應電路76之電源V_GND ，因此能將波形W_{OUT_O} 和波形W_{OUT_E} 提前拉至目標準位。

本發明之液晶顯示器能依據資料訊號之MSB變化來控制電荷分享，透過開關控制電路來產生相對應之開關控制訊號SW，因此可以避免多餘的電荷分享，減少源極驅動電路的消耗電流，並降低熱能發散。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10、20．．．液晶顯示器

12、22．．．液晶顯示面板

14、24．．．時序控制器

16、26．．．源極驅動器

18、28．．．閘極驅動器

270．．．或閘

30～33．．．移位暫存器

41～43．．．取樣保持器

51～53．．．位準移位器

61～63．．．DAC

71～73．．．運算放大器

81～83．．．輸出開關

D₁ -D_m ．．．資料線

G₁ -G_n ．．．閘極線

P₁₁ -P_mn ．．．顯示單元

OB．．．輸出緩衝器

95．．．電源供應電路

281、282．．．MSB閂鎖器

291 292．．．D型正反器

68、300．．．開關控制電路

90、93、CS．．．電荷分享開關

15、100、200．．．驅動模組

第1圖為先前技術中一液晶顯示器之示意圖。

第2圖為本發明中一液晶顯示器之示意圖。

第3圖為本發明第一實施例中源極驅動器之功能方塊圖。

第4圖為本發明一實施例中開關控制電路之功能方塊圖。

第5圖為本發明第一實施例之源極驅動器在電荷分享時之時序圖。

第6圖為本發明第二實施例中源極驅動器之功能方塊圖。

第7圖為本發明第二實施例之源極驅動器在電荷分享時之時序圖。

31、33．．．移位暫存器

41、42．．．取樣保持器

51、52．．．位準移位器

61、62．．．DAC

71、72．．．運算放大器

81、82．．．輸出開關

90．．．電荷分享開關

300．．．開關控制電路

100、200．．．驅動模組

Claims

一種依據資料訊號之最大有效位元(Most Significant Bit，MSB)來控制電荷分享之液晶顯示裝置，其包含：一第一資料線，用來接收一第一輸出資料訊號；一相鄰該第一資料線之第二資料線，用來接收一第二輸出資料訊號；一源極驅動電路(Source Driver)，耦接於該第一及第二資料線，包含：一第一驅動模組，用來依據一第一輸入資料訊號以產生相對應之該第一輸出資料訊號，包含：一第一移位暫存器(Shift Register)，用來接收一起始訊號及一時脈訊號，並依據該起始訊號及該時脈訊號來產生一第一時脈控制訊號；一第一取樣保持(Sample & Hold)器，耦接該第一移位暫存器，用來接收該第一輸入資料訊號，並依據該第一時脈控制訊號閂鎖該第一輸入資料訊號以產生相對應之一第一取樣資料訊號；一第一輸出開關，用來依據一開關控制訊號以傳送該第一輸出資料訊號至該第一資料線，該第一輸出開關包含：一控制端，用來接收該開關控制訊號；一輸入端，耦接於該第一取樣保持器；以及一輸出端，耦接於該第一資料線；一第二驅動模組，用來依據一第二輸入資料訊號以產生相對應之一第二輸出資料訊號，包含：一第二移位暫存器，用來接收該起始訊號及該時脈訊號，並依據該起始訊號及該時脈訊號來產生一第二時脈控制訊號；一第二取樣保持器，耦接該第二移位暫存器，用來接收該第二輸入資料訊號，並依據該第二時脈控制訊號閂鎖該第二輸入資料訊號以產生相對應之一第二取樣資料訊號；一第二輸出開關，用來依據該開關控制訊號以傳送該第二輸出資料訊號至該第二資料線，該第二輸出開關包含：一控制端，用來接收該開關控制訊號；一輸入端，耦接於該第二取樣保持器；以及一輸出端，耦接於該第二資料線；一開關控制電路，耦接於該第一及第二取樣保持器，用來依據該第一及第二取樣資料訊號之最大有效位元產生該開關控制訊號；以及一電荷分享開關，耦接該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端之間，且依據該開關控制訊號來電性連接該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端，或是電性分離該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端。
如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中該開關控制電路包含：一第一邏輯電路，包含：一觸發端，用來接收該第一取樣資料訊號之最大有效位元；一重置端，用來接收一重置訊號；以及一輸出端，用來依據該觸發端和該重置端接收到的訊號輸出一第一邏輯訊號；一第二邏輯電路，包含：一觸發端，用來接收該第二取樣資料訊號之最大有效位元；一重置端，用來接收該重置訊號；以及一輸出端，用來依據該觸發端和該重置端接收到的訊號輸出一第二邏輯訊號；以及一第三邏輯電路，用來依據該第一及第二邏輯訊號來產生該開關控制訊號，該第三邏輯電路包含：一第一輸入端，耦接於該第一邏輯電路之輸出端；一第二輸入端，耦接於該第二邏輯電路之輸出端；以及一輸出端，用來輸出該開關控制訊號。
如請求項2所述之液晶顯示裝置，其中該第一及第二邏輯電路係包含D型正反器(D-type Flip-Flop)，而該第三邏輯電路係包含一或閘(OR Gate)。
如請求項2所述之液晶顯示裝置，其中該開關控制電路另包含：一第一最大有效位元閂鎖器，耦接於該第一取樣保持器和該第一邏輯電路，用來取得該第一取樣資料訊號之最大有效位元；以及一第二最大有效位元閂鎖器，耦接於該第二取樣保持器和該第二邏輯電路，用來取得該第二取樣資料訊號之最大有效位元。
如請求項2所述之液晶顯示裝置，其中該開關控制電路另包含：一位準移位器(Level Shifter)，耦接於該第三邏輯電路，用來調整該開關控制訊號之電壓準位。
如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中：該第一驅動模組另包含：一第一位準移位器，耦接於該第一取樣保持器，用來調整該第一取樣資料訊號之電壓準位；一第一數位類比轉換器(Digital-to-Analog Converter，DAC)，耦接於該第一位準移位器，用來將該第一取樣資料訊號轉換為相對應之一第一類比訊號；以及一第一運算放大器(Operational Amplifier)，耦接於該第一數位類比轉換器，用來放大該第一類比訊號以產生相對應之該第一輸出資料訊號；且該第二驅動模組另包含：一第二位準移位器，耦接於該第二取樣保持器，用來調整該第二取樣資料訊號之電壓準位；一第二數位類比轉換器，耦接於該第二位準移位器，用來將該第二取樣資料訊號轉換為相對應之一第二類比訊號；以及一第二運算放大器，耦接於該第二數位類比轉換器，用來放大該第二類比訊號以產生相對應之該第二輸出資料訊號。
如請求項1所述之液晶顯示裝置，另包含一時脈控制器(timing controller)，用來提供該起始訊號及該時脈訊號。
一種依據資料訊號之最大有效位元來控制電荷分享之液晶顯示裝置，其包含：一資料線，用來接收一輸出資料訊號；一源極驅動電路，耦接於該資料線，包含：一驅動模組，用來依據一輸入資料訊號以產生相對應之該輸出資料訊號，包含：一移位暫存器，用來接收一起始訊號及一時脈訊號，並依據該起始訊號及該時脈訊號來產生一時脈控制訊號；一取樣保持器，耦接該移位暫存器，用來接收該輸入資料訊號，並依據該時脈控制訊號閂鎖該輸入資料訊號以產生相對應之一取樣資料訊號；一輸出開關，用來依據一開關控制訊號以傳送該輸出資料訊號至該資料線，該輸出開關包含：一控制端，用來接收該開關控制訊號；一輸入端，耦接於該取樣保持器；以及一輸出端，耦接於該資料線；一開關控制電路，耦接於該取樣保持器，用來依據該取樣資料訊號之最大有效位元產生該開關控制訊號；一第一電源，用來提供一高電位操作電壓；一第二電源，用來提供一低電位操作電壓；一第三電源，用來提供一共同電壓；以及一電荷分享開關，用來依據該開關控制訊號將該輸出開關之輸出端電性連接至該第一電源、該第二電源或該第三電源。
如請求項8所述之液晶顯示裝置，其中該開關控制電路包含一邏輯電路，該邏輯電路包含：一觸發端，用來接收該取樣資料訊號之最大有效位元；一重置端，用來接收一重置訊號；以及一輸出端，用來依據該觸發端和該重置端接收到的訊號輸出該開關控制訊號。
如請求項9所述之液晶顯示裝置，其中該邏輯電路包含一D型正反器。
如請求項9所述之液晶顯示裝置，其中該開關控制電路另包含：一最大有效位元閂鎖器，耦接於該取樣保持器和該邏輯電路，用來取得該取樣資料訊號之最大有效位元。
如請求項9所述之液晶顯示裝置，其中該開關控制電路另包含：一位準移位器，耦接於該邏輯電路，用來調整該開關控制訊號之電壓準位。
如請求項8所述之液晶顯示裝置，其中該驅動模組另包含：一位準移位器，耦接於該取樣保持器，用來調整該取樣資料訊號之電壓準位；一數位類比轉換器，耦接於該位準移位器，用來將該取樣資料訊號轉換為相對應之一類比訊號；以及一運算放大器，耦接於該數位類比轉換器，用來放大該類比訊號以產生相對應之該輸出資料訊號。
如請求項8所述之液晶顯示裝置，另包含一時脈控制器，用來提供該起始訊號及該時脈訊號。
一種依據資料訊號之最大有效位元來控制電荷分享之源極驅動電路，包含：一第一驅動模組，用來依據一第一輸入資料訊號產生相對應之一第一輸出資料訊號以驅動一第一負載，該第一驅動模組包含：一第一移位暫存器，用來接收一起始訊號及一時脈訊號，並依據該起始訊號及該時脈訊號產生一第一時脈控制訊號；一第一取樣保持器，耦接該第一移位暫存器，用來接收該第一輸入資料訊號，並依據該第一時脈控制訊號閂鎖該第一輸入資料訊號以產生相對應之一第一取樣資料訊號；一第一輸出開關，用來依據一開關控制訊號傳送該第一輸出資料訊號至該第一負載，該第一輸出開關包含：一控制端，用來接收該開關控制訊號；一輸入端，耦接於該第一取樣保持器；以及一輸出端，耦接於該第一負載；一第二驅動模組，用來依據一第二輸入資料訊號產生相對應之一第二輸出資料訊號以驅動一第二負載，該第二驅動模組包含：一第二移位暫存器，用來接收該起始訊號及該時脈訊號，並依據該起始訊號及該時脈訊號產生一第二時脈控制訊號；一第二取樣保持器，耦接該第二移位暫存器，用來接收該第二輸入資料訊號，並依據該第二時脈控制訊號閂鎖該第二輸入資料訊號以產生相對應之一第二取樣資料訊號；一第二輸出開關，用來依據該開關控制訊號傳送該第二輸出資料訊號至該第二負載，該第二輸出開關包含：一控制端，用來接收該開關控制訊號；一輸入端，耦接於該第二取樣保持器；以及一輸出端，耦接於該第二負載；一開關控制電路，耦接於該第一及第二取樣保持器，用來依據該第一及第二取樣資料訊號之最大有效位元產生該開關控制訊號；以及一電荷分享開關，耦接該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端之間，用來依據該開關控制訊號電性連接該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端，或是電性分離該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端。
如請求項15所述之源極驅動電路，其中該開關控制電路包含：一第一邏輯電路，包含：一觸發端，用來接收該第一取樣資料訊號之最大有效位元；一重置端，用來接收一重置訊號；以及一輸出端，用來依據該觸發端和該重置端接收到的訊號輸出一第一邏輯訊號；一第二邏輯電路，包含：一觸發端，用來接收該第二取樣資料訊號之最大有效位元；一重置端，用來接收該重置訊號；以及一輸出端，用來依據該觸發端和該重置端接收到的訊號輸出一第二邏輯訊號；以及一第三邏輯電路，用來依據該第一及第二邏輯訊號來產生該開關控制訊號，該第三邏輯電路包含：一第一輸入端，耦接於該第一邏輯電路之輸出端；一第二輸入端，耦接於該第二邏輯電路之輸出端；以及一輸出端，用來輸出該開關控制訊號。
如請求項16所述之源極驅動電路，其中該第一及第二邏輯電路係包含D型正反器，而該第三邏輯電路係包含一或閘。
如請求項16所述之源極驅動電路，其中該開關控制電路另包含：一第一最大有效位元閂鎖器，耦接於該第一取樣保持器和該第一邏輯電路，用來取得該第一取樣資料訊號之最大有效位元；以及一第二最大有效位元閂鎖器，耦接於該第二取樣保持器和該第二邏輯電路，用來取得該第二取樣資料訊號之最大有效位元。
如請求項16所述之源極驅動電路，另包含一位準移位器，耦接於該第三邏輯電路，用來調整該開關控制訊號之電壓準位。
如請求項15所述之源極驅動電路，其中：該第一驅動模組另包含：一第一位準移位器，耦接於該第一取樣保持器，用來調整該第一取樣資料訊號之電壓準位；一第一數位類比轉換器，耦接於該第一位準移位器，用來將該第一取樣資料訊號轉換為相對應之一第一類比訊號；以及一第一運算放大器，耦接於該第一數位類比轉換器，用來放大該第一類比訊號以產生相對應之該第一輸出資料訊號；且該第二驅動模組另包含：一第二位準移位器，耦接於該第二取樣保持器，用來調整該第二取樣資料訊號之電壓準位；一第二數位類比轉換器，耦接於該第二位準移位器，用來將該第二取樣資料訊號轉換為相對應之一第二類比訊號；以及一第二運算放大器，耦接於該第二數位類比轉換器，用來放大該第二類比訊號以產生相對應之該第二輸出資料訊號。
一種依據資料訊號之最大有效位元來控制電荷分享之源極驅動電路，其包含：一驅動模組，用來依據一輸入資料訊號產生相對應之一輸出資料訊號以驅動一負載，包含：一移位暫存器，用來接收一起始訊號及一時脈訊號，並依據該起始訊號及該時脈訊號來產生一時脈控制訊號；一取樣保持器，耦接該移位暫存器，用來接收該輸入資料訊號，並依據該時脈控制訊號閂鎖該輸入資料訊號以產生相對應之一取樣資料訊號；一輸出開關，用來依據一開關控制訊號以傳送該輸出資料訊號至該資料線，該輸出開關包含：一控制端，用來接收該開關控制訊號；一輸入端，耦接於該取樣保持器；以及一輸出端，耦接於該資料線；一開關控制電路，耦接於該取樣保持器，用來依據該取樣資料訊號之最大有效位元產生該開關控制訊號；一第一電源，用來提供一高電位操作電壓；一第二電源，用來提供一低電位操作電壓；一第三電源，用來提供一共同電壓；以及一電荷分享開關，用來依據該開關控制訊號將該輸出開關之輸出端電性連接至該第一電源、該第二電源或該第三電源。
如請求項21所述之源極驅動電路，其中該開關控制電路包含一邏輯電路，該邏輯電路包含：一觸發端，用來接收該取樣資料訊號之最大有效位元；一重置端，用來接收一重置訊號；以及一輸出端，用來依據該觸發端和該重置端接收到的訊號輸出該開關控制訊號。
如請求項22所述之源極驅動電路，其中該邏輯電路包含一D型正反器。
如請求項22所述之源極驅動電路，其中該開關控制電路另包含一最大有效位元閂鎖器，耦接於該取樣保持器和該邏輯電路，用來取得該取樣資料訊號之最大有效位元。
如請求項21所述之源極驅動電路，其中該驅動模組另包含：一位準移位器，耦接於該取樣保持器，用來調整該取樣資料訊號之電壓準位；一數位類比轉換器，耦接於該位準移位器，用來將該取樣資料訊號轉換為相對應之一類比訊號；以及一運算放大器，耦接於該數位類比轉換器，用來放大該類比訊號以產生相對應之該輸出資料訊號。
如請求項21所述之源極驅動電路，另包含一位準移位器，耦接於該開關控制電路，用來調整該開關控制訊號之電壓準位。
如請求項21所述之源極驅動電路，另包含一時脈控制器，用來提供該起始訊號及該時脈訊號。
一種依據資料訊號之最大有效位元來驅動液晶顯示裝置之方法，其包含：提供一起始訊號、一第一輸入資料訊號和一第二輸入資料訊號；依據該第一輸入資料訊號提供相對應之一第一輸出資料訊號；依據該第二輸入資料訊號提供相對應之一第二輸出資料訊號；依據該起始訊號閂鎖該第一及第二輸入資料訊號以分別產生相對應之一第一取樣資料訊號和一第二取樣資料訊號；依據該第一及第二取樣資料訊號之最大有效位元產生一開關控制訊號；一第一輸出開關依據該開關控制訊號來控制該第一輸出資料訊號至一液晶顯示裝置上一第一資料線之訊號傳送路徑；一第二輸出開關依據該開關控制訊號來控制該第二輸出資料訊號至該液晶顯示裝置上一第二資料線之訊號傳送路徑；以及一電荷分享開關依據該開關控制訊號來電性連接該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端，或是電性分離該第一輸出開關之輸出端和該第二輸出開關之輸出端。
如請求項28所述之方法，另包含：判斷該第一取樣資料訊號之最大有效位元是否由一第一值變換為一第二值；判斷該第二取樣資料訊號之最大有效位元是否由該第一值變換為該第二值；以及當該第一或第二取樣資料訊號之最大有效位元由該第一值變換為該第二值時，產生該開關控制訊號以關閉該第一輸出開關和該第二輸出開關，同時導通該電荷分享開關。
如請求項28所述之方法，另包含：調整該第一取樣資料訊號、該第二取樣資料訊號及該開關控制訊號之電壓準位；將該第一及第二取樣資料訊號分別轉換為相對應之一第一類比訊號和一第二類比訊號；以及分別放大該第一及第二類比訊號以產生相對應之該第一及第二輸出資料訊號。
一種依據資料訊號之最大有效位元來驅動液晶顯示裝置之方法，其包含：提供一起始訊號和一輸入資料訊號；提供一高電位操作電壓、一低電位操作電壓，以及一共同電壓；依據該輸入資料訊號提供相對應之一輸出資料訊號；依據該起始訊號閂鎖該輸入資料訊號以產生相對應之一取樣資料訊號；依據該取樣資料訊號之最大有效位元產生一開關控制訊號；一輸出開關依據該開關控制訊號來控制該輸出資料訊號至一液晶顯示裝置上一資料線之訊號傳送路徑；以及一電荷分享開關依據該開關控制訊號將該輸出開關之輸出端電性連接至該高電位操作電壓、該低電位操作電壓或該共同電壓。
如請求項31所述之方法，另包含：判斷該取樣資料訊號之最大有效位元是否由一第一值變換為一第二值或是由該第二值變換為該第一值；當該取樣資料訊號之最大有效位元由該第一值變換為該第二值時，將該輸出開關之輸出端電性連接至該高電位操作電壓或該低電位操作電壓；以及當該取樣資料訊號之最大有效位元由該第二值變換為該第一值時，將該輸出開關之輸出端電性連接至該共同電壓。
如請求項31所述之方法，另包含：調整該取樣資料訊號及該開關控制訊號之電壓準位；將該取樣資料訊號轉換為相對應之一類比訊號；以及放大該類比訊號以產生相對應之該輸出資料訊號。