專利名稱：源極驅動器及其電荷分享功能控制方法
技術領域：
本發明是有關于一種源極驅動器(source driver)，且特別是有關于一種用以控 制其電荷分享功能的源極驅動器。
背景技術：
平面顯示裝置，例如薄膜晶體管液晶顯示器(thin film transistor-liquid crystal display，TFT-LCD)，被打算用來取代傳統陰極射線管(cathode ray tube，CRT)顯 示裝置。與傳統CRT顯示器相比，TFT-IXD裝置具有諸如相當低的操作電壓、低功率消耗、 小而薄以及重量輕等優點。圖IA繪示一傳統液晶顯示器100。液晶顯示器100包括時序控制器TC0N、源極 驅動器SD以及顯示面板130。其中，源極驅動器SD包括多個源極驅動單元120與121。 每一源極驅動單元(例如源極驅動單元120)分別包括接口電路122、數字至模擬轉換器 (digital-to-analog converter, DAC) 124以及輸出緩沖器126。傳統液晶顯示器100使用 時序控制器TCON產生各種控制信號至源極驅動器SD以與門極驅動器(未繪示)，藉以控制 源極驅動器SD以與門極驅動器(未繪示)的運作。在控制信號的控制下，柵極驅動器(未 繪示)依序驅動每一柵極線，接著源極驅動器SD中的源極驅動單元120及121輸出電壓 V136以及V137。每一源極驅動單元的運作細節為本領域技術人員所熟知，此處不再贅述。顯示面板130具有多個數據線(例如數據線136以及137)。每一數據線分別耦接 多個子像素單元(此處僅繪示子像素單元139以及140)。數據線136連接一組子像素單 元，且每一子像素單元包括晶體管132以及液晶電容134。晶體管132的邏輯狀態通過其對 應掃描線131的信號來控制，而源極驅動單元120可將電荷信號儲存在電容134。電容134 基于公共電壓Vcom儲存數據線136的數據，而子像素單元的透光率是由液晶電容134兩端 的壓差決定。圖IB為繪示圖IA的偶數據線以及奇數據線的信號時序圖，此處的數據線136 與數據線137為用以說明。傳統大型面板大部分采用直流(DC)公共電壓Vcom的設計，所 以顯示面板的數據線136與137具有低于公共電壓Vcom的負極性電壓(以-表示)以及 高于公共電壓Vcom的正極性電壓(以+表示)。數據線經由正極性電壓與負極性電壓而交 替性地驅動。例如，如圖IB所繪示，數據線136的電壓V136的電壓擺幅為SW1A，而數據線 137的電壓V137的電壓擺幅為SW1B。電壓擺幅的寬度與功率消耗大小有關。然而，依據上 述傳統方法，源極驅動單元120的電壓擺幅太大、功率消耗也大而且源極驅動單元120的溫 度會太尚ο為了要解決上述源極驅動單元120功率消耗太大的問題，圖IC繪示了一傳統顯示 器150，其包括一電荷分享電路以減少源極驅動單元(例如源極驅動單元160與170)用以 驅動對應數據線的電壓的擺幅。圖IC的顯示器150包括時序控制器TC0N、源極驅動器SD 以及顯示面板180，其中，源極驅動器SD包括多個驅動單元(例如驅動單元160與170)、開 關172、174以及176(也就是電荷分享電路)。每一源極驅動單元(例如源極驅動單元160) 包括接口電路162、DAC 164以及輸出緩沖器166。于液晶顯示器150中，時序控制器TCON產生多個控制信號至源極驅動器SD與柵極驅動器(未繪示)，藉以控制源極驅動器SD與柵 極驅動器(未繪示)進行運作。在控制信號的控制下，柵極驅動器(未繪示)依序驅動每 一個柵極線，接著源極驅動單元160與170輸出電壓V186與V187。圖ID為圖IC中的一偶數據線與一奇數據線的信號時序圖，此處的數據線186與 187為用以說明。在電荷分享期間tl中，開關172與176處于不導通狀態，而開關174處于 導通狀態，由于短路的原因使得數據線186與187之間產生電荷分享。因此，在電荷分享期 間tl，數據線186的電壓V186與數據線187的V187會收斂至接近公共電壓Vcom，這就是 電荷分享功能的運作。在電荷分享期間tl結束后，接著進入普通驅動期間t2，于此期間，開 關172與176處于導通狀態，而開關174處于不導通狀態，以致于源極驅動單元160與170 可以驅動數據線186與187。此驅動運作的細節為本領域技術人員所熟知，此處不再贅述。從圖ID可得知，經由電荷分享功能的運作，在電荷分享期間tl，數據線186的電壓 電平被預先拉至公共電壓Vcom。因此，在普通驅動期間t2，源極驅動單元160用以驅動數 據線186的電壓的擺幅SWlC被減小。在普通驅動期間t2結束后，接著進入一電荷分享期 間t3，顯示器150的內部電路再次執行電荷分享功能，以此地反復執行同樣的操作。通過電 荷分享功能的運作，源極驅動單元用以驅動數據線的電壓的擺幅大幅減小，因而減少源極 驅動單元的功率消耗并達到省電的功能。然而，以行反轉(column inversion)驅動方法為例，當一白色畫面被顯示在如圖 IC的傳統顯示器150時，由于視頻數據沒有變化，數據線186的電壓V186與數據線187的 電壓V187呈如圖IE所示。此時，若電壓分享電路(意指開關172、174以及176等等)在電 荷分享期間tl與t3維持運作，那么會有一種非預期的現象發生在電壓V186與V187，其近 似于如圖IF的切換現象。此非預料的情況會導致源極驅動器SD的工作溫度升高。因此， 需要設計一個適合的顯示裝置來解決此問題。
發明內容
有鑒于此，本發明提供一種源極驅動器，可以控制其作用于顯示器上的電荷分享 功能，以節省源極驅動器的功率消耗及降低源極驅動器的工作溫度。本發明亦提供一種源極驅動器的電荷分享控制方法，以節省源極驅動器的功率消 耗及降低源極驅動器的工作溫度。為了解決上述已知的問題，本發明提出一種源極驅動器，其包括一驅動單元及一 數據分析單元。驅動單元依據視頻信號驅動顯示面板。數據分析單元耦接驅動單元，并且 數據分析單元依據分析結果致能或禁能驅動單元的電荷分享功能。本發明還提出一種源極驅動器的電荷分享控制方法。此方法包括分析視頻信號的 灰階分布以取得分析結果，并且依據分析結果致能或禁能源極驅動器中的驅動單元的電荷 分享功能。本發明所提出的源極驅動器及其電荷分享控制方法，可以控制由本發明所提出的 源極驅動器的電荷分享功能，以致于源極驅動器的功率消耗及工作溫度皆可以降低。為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式 作詳細說明如下。
圖IA繪示一傳統液晶顯示器。圖IB為圖IA的一偶數據線及一奇數據線的信號時序圖。圖IC繪示一傳統顯示器。圖ID為圖IC的一偶數據線及一奇數據線的信號時序圖。圖IE為圖IC的一偶數據線及一奇數據線于無電荷分享功能的一白色畫面的信號 時序圖。圖IF為圖IC的一偶數據線及一奇數據線于電荷分享功能的一白色畫面的信號時 序圖。圖2為依據本發明一實施例的顯示器的簡化方塊圖。圖3為依據本發明一實施例的圖2源極驅動器的簡化方塊圖，其中源極驅動器包 括驅動單元及數據分析單元。圖4為依據本發明一實施例的圖3數據分析單元的簡化方塊圖。圖5為圖3的視頻數據的數據傳送模式。圖6為依據本發明另一實施例的圖2源極驅動器的簡化方塊圖，其中源極驅動器 包括驅動單元及數據分析單元。[主要元件標號說明]100,150,200 顯示器120、121、160、170 源極驅動單元122、162 接口電路124,164,236 數字至模擬轉換器126、166、238 輸出緩沖器130、180、210 顯示面板131、151、SLl 掃描線132、T :晶體管134、C 液晶電容136、137、186、187、DL1、DL2數據線139、140、212、214、239、240 ；子像素單元172、174、176 開關220 數據分析單元222 計數單元222a,222b 計數器224 暫存器226 比較單元228 與門230,250 驅動單元232 接收器234 線緩沖器240 序列并行轉換器VD 視頻數據VS. VS'視頻信號LP 閂鎖脈沖信號PA、PB 數據對SD 源極驅動器TCON時序控制器TPl 同步信號Vconi1:公共電壓MSB 最高有效位
具體實施例方式
圖2為依據本發明一實施例的顯示器的簡化方塊圖。在本實施例中，顯示器200 以薄膜晶體管液晶顯示器(thin film transistor-liquid crystal display，TFT-LCD)為 例。如圖2所示，顯示器200包括時序控制器TC0N、源極驅動器SD及顯示面板210，其中源極驅動器SD包括多個驅動單元(例如驅動單元230及250)、接收器232及數據分析單元 220。時序控制器TCON通過接收器230傳送水平同步信號TPl及視頻數據VD至各驅動單 元230及250。也就是說，接收器232接收由時序控制器TCON所提供的視頻數據VD，并且 輸出對應的視頻信號VS至各驅動單元230及250。各驅動單元(例如驅動單元230)依據 視頻信號VS驅動顯示面板210。每一源極驅動單元的運作細節為本領域技術人員所熟知， 此處不再贅述。顯示面板210具有多個數據線(例如數據線DLl及DL2)及多個掃描線(例如第 一掃描線SLl)。每一數據線分別耦接多個子像素(此處僅繪示子像素單元212以及214)。 數據線DLl連接一組子像素單元212，且每一子像素單元212包括晶體管T以及一液晶電容 C。對應第一掃描線SLl的信號用以控制晶體管T，以便于驅動單元230儲存數據驅動電壓 于電容C。電容C基于公共電壓Vcom儲存數據線DLl的數據，而子像素單元212的透光率 是由液晶電容C兩端的壓差決定。圖3為依據本發明一實施例的圖2源極驅動器的簡化方塊圖，其中源極驅動器包 括驅動單元及數據分析單元。在此，僅繪示驅動單元230及數據分析單井220，但在源極驅 動器SD中的其它驅動單元亦同樣具有如下述特征。請參照圖3，驅動單元230包括線緩沖 器234、數字至模擬轉換器(digital-to-analog converter，DAC) 236及輸出緩沖器238。接 收器232接收由時序控制器TCON所提供的視頻數據VD，接著輸出對應的視頻信號VS。輸 出緩沖器238驅動如圖2所示的顯示面板200，以顯示對應的畫面。每一源極驅動單元的運 作細節為本領域技術人員所熟知，此處不再贅述。值得一提的是，數據分析單元耦接接收器232的輸出端，用以分析視頻信號VS的 灰階分布，并且據此取得分析結果。接著，數據分析單元220輸出對應分析結果的閂鎖脈沖 信號LP，以致能或禁能驅動單元230的電荷分享功能。因此，電荷分享功能可選擇性地致能 于不同的電荷分享期間。本實施例中，為利用薄膜晶體管液晶顯示器及閂鎖脈沖信號LP控 制電荷分享功能以舉例，但本發明并不限于此。進一步來說，請參照圖3，數據分析單元220包括計數單元222、暫存器2M及比較 單元226。在本實施例中，數據分析單元220分析來自接收器232的視頻信號VS的最高有 效位(most significant bit, MSB)的邏輯狀態，以取得視頻信號的灰階分布。舉例來說， 計數單元222計數視頻信號VS的最高有效位的邏輯狀態(如邏輯狀態1)的數量，并且輸 出計數結果，其中計數單元222依據水平同步信號TPl重置計數結果。暫存器224的輸入 端耦接計數單元222的輸出端，也就是暫存器2M依據水平同步信號TPl的時序暫存來自 計數單元222的計數結果，并且輸出先前的計數結果。接著，比較單元2 耦接暫存器2M 的輸出端及計數單元222的輸出端，用以比較暫存器224的輸出結果及計數單元222的輸 出結果以取得分析結果，其中暫存器2M的輸出結果以X表示，計數單元222的輸出結果以 Y表示。圖4為依據本發明一實施例的圖3數據分析單元的簡化方塊圖。圖5為圖3的視 頻數據的數據傳送模式。請參照圖3至圖5，由時序控制器TCON所提供的視頻數據VD通 過兩數據對傳送至接收器232，例如第一數據對PA與第二數據對PB。如圖5所示，在此第 一數據對PA與一第二數據對PB都取8個位為例。接著，接收器232輸出對應的視頻信號 至線緩沖器234及計數單元222。因此，計數單元222中的第一計數器22 及第二計數器6222b分別接收第一數據對PA及第二數據對PB。接下來，第一計數器22 計數高電平的最 高有效位，其中在第一數據對PA中，最高有效位例如標記為D07。當第一計數器22 的計 數結果大于灰階門限值Z時，第一計數器22 會傳送高邏輯電平信號至邏輯門228。此時， 若與第二數據對PB相關的第二計數器222b的計數結果也大于灰階門限值Z時，第二計數 器22 會傳送高邏輯電平信號至邏輯門228。在此，邏輯門228以與門為例，并且因此與門輸出高邏輯電平信號至暫存器224以 暫存來自與門的第一邏輯結果X。在本實施例中，邏輯門2 也可以或門實現，但灰階門限 值Z須隨之對應改變。在接收到水平同步信號TPl后，暫存于暫存器224的第一邏輯結果 X會傳送至比較單元226，并且第一計數單元22 、第二計數單元222b及暫存器2 會重 置。接著，計數單元222進行計數在視頻信號VS中為高電平的最高有效位。在水平同步信 號TPl的先前時序中，通過類似的分析視頻數據VS的方法，來自與門的第二邏輯結果Y會 傳送至暫存器2M暫存，并傳送至比較單元226以便與第一邏輯結果X作比較。當第一邏輯結果X為高邏輯電平且第二邏輯結果Y為低邏輯電平時，表示視頻數 據VS的灰階分布在第一掃描線SLl會比第二掃描線SL2 (未繪示)亮，且因此比較單元2 輸出低邏輯電平的閂鎖脈沖信號LP。因此，閂鎖脈沖信號LP致能驅動單元230的電荷分享 功能。值得一提的是，在本實施例中，在第一邏輯結果X及第二邏輯結果Y的其它條件下， 比較單元2 會輸出高邏輯電平的閂鎖脈沖信號LP。因此，通過上述方法來分析圖2顯示 面板210的任意兩條掃描線的視頻信號VS的灰階分布，在不同電荷分享期間，源極驅動器 SD中的驅動單元的電荷分享功能會依據來自數據分析單元220的閂鎖脈沖信號LP的邏輯 電平而選擇性地致能。圖6為依據本發明另一實施例的圖2源極驅動器的簡化方塊圖，其中源極驅動器 包括驅動單元及數據分析單元。在此，僅繪示驅動單元230及數據分析單元220，但在源極 驅動器SD中的其它驅動單元亦同樣具有如下述特征。請參照圖6，在本實施例中，源極驅動 器SD還包括序列并行轉換器對0，其耦接于接收器232及驅動單元230之間。序列并行轉 換器240將視頻信號VS由序列數據轉換為平行數據。進一步來說，序列并行轉換器240接 收視頻信號VS (如來自接收器232的序列數據)，接著轉換為平行數據。因此，序列并行轉換器240輸出視頻信號VS’至線緩沖器234，其中視頻信號VS’ 為平行數據。當視頻信號VS’傳送至線緩沖器234，數據分析單元220的計數單元222會計 數視頻信號VS’的最高有效位。若最高有效位的邏輯狀態為高電平(例如標記為“1”)時， 計數單元222計數最高有效位，并且以此取得來自計數單元222的第一計數結果X。接著， 第一計數結果X會暫存于暫存器224。在接收到水平同步信號TPl后，暫存在暫存器2M的 第一計數結果X會傳送至比較單元226，并且計數單元222及暫存器2M會重置。接下來， 在水平同步信號的下一個時序中，計數單元222進行計數視頻信號VS’中為高電平的最高 有效位，并且傳送至暫存器224以暫存第二計數結果Y。此時，計數單元222也傳送第二計 數結果Y至比較單元226，以便與第一邏輯結果X及灰階門限值Z作比較。依據分析結果， 決定輸出自比較單元226的閂鎖脈沖信號LP的邏輯狀態。值得一提的是，第一計數結果X及第二計數結果Y分別經由比較單元226與灰階 門限值Z比較，以分別表示在第一掃描線SLl及第二掃描線SL2 (未繪示)的灰階分布，其中 灰階門限值Z相關于灰階門限電平。舉例來說，若視頻數據VS’的灰階電平為0到255，那么前50%的灰階電平為0到127(圖像的較暗區域)，而后50%的灰階電平為1 到255(圖 像的較亮區域)。因此，灰階門限值Z為127或128。在此，上述為高電平的最高有效位表 示視頻數據VS’的一灰階電平對應一較亮的像素。也就是說，若第一計數結果X大于灰階 門限值Z(意指X>Z)，表示在第一掃描線中的視頻數據VS’的灰階分布較亮。換言之，若 第二計數結果Y大于第一計數結果X (意指Y > X)，表示在第二掃描線的視頻數據VS’的灰 階分布比第一掃描線的視頻數據VS’的灰階分布還要亮。須注意的是，在本實施例所提到的灰階門限值Z對應灰階電平為0到255前50% 的灰階電平與后50%的灰階電平被視為一特定的實施方式。任何本領域技術人員，皆能調 整上述前50 %的灰階電平與后50 %的灰階電平成為前60 %的灰階電平與后40 %的灰階電 平或前40%的灰階電平與后60%的灰階電平等等。因此，上述特定的實施方式并非用以限 定本發明。請參照圖6，由上面說明可知，若取自數據分析單元220的分析結果為第二計數結 果Y大于或等于第一計數結果X (也就是Y彡X)，那么由數據分析單元220輸出的閂鎖脈 沖信號LP的邏輯電平為高電平，因此在源極驅動器SD中驅動單元的電荷分享功能會依據 閂鎖脈沖信號LP的邏輯電平而在一電荷分享期間禁能。同樣地，若分析結果為第二計數結 果Y小于第一計數結果X且大于灰階門限值Z (也就是Y < X且Y > Z)，那么閂鎖脈沖信 號LP的邏輯電平為高電平，并且在源極驅動器SD中驅動單元的電荷分享功能會禁能。相 反地，若分析結果為第二計數結果Y小于第一計數結果X且小于或等于灰階門限值Z (也就 是Y < X且Y < Z)，那么閂鎖脈沖信號LP的邏輯電平為低電平，并且在源極驅動器SD中 驅動單元的電荷分享功能會依據閂鎖脈沖信號LP的邏輯電平而致能。因此，在源極驅動器 SD中驅動單元的電荷分享功能會依據來自數據分析單元220的閂鎖脈沖信號LP的邏輯電 平而于不同的電荷分享期間中選擇性地致能。用以動態分析視頻數據VS或VS’的灰階分布的220數據分析單元220及在源極 驅動器SD中的驅動單元(例如驅動單元230及250)，其有多種實現方式，特別是數據分析 單元。圖2至圖6繪示的方塊設計圖僅供本發明本領域技術人員用來實現本發明的實施例， 并非用以限定本發明。相對于上述內容，本發明另一實施例提供一種方法，其用以控制源極驅動器的電 荷分享功能。此電荷分享控制方法包括(a)分析視頻信號VS的灰階分布，以取得一分析 結果；(b)依據分析結果，致能或禁能在源極驅動器中驅動單元的電荷分享功能。綜上所述，本發明實施例的源極驅動器，其利用數據分析單元分析視頻信號的灰 階分布以取得一分析結果。接著，依據分析結果，在源極驅動器中驅動單元的電荷分享功能 會于不同電荷分享期間中致能或禁能。因此，相較于先前技術，可以減少源極驅動器的功率 消耗與工作溫度。雖然本發明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何本領域技術人 員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護范圍當視 所附的權利要求范圍所界定者為準。8
權利要求
1.一種源極驅動器，包括驅動單元，用以依據視頻信號驅動顯示面板；以及數據分析單元，耦接該驅動單元，該數據分析單元分析該視頻信號的灰階分布，并且依 據分析結果致能或禁能該驅動單元的電荷分享功能。
2.根據權利要求1所述的源極驅動器，還包括接收器，用以接收由時序控制器所提供的第一視頻數據，并且輸出對應的該視頻信號。
3.根據權利要求2所述的源極驅動器，其中該驅動單元包括 線緩沖器，該線緩沖器的輸入端耦接該接收器的輸出端；數字至模擬轉換器，該數字至模擬轉換器的輸入端耦接該線緩沖器的輸出端；以及 輸出緩沖器，該輸出緩沖器的輸入端耦接該數字至模擬轉換器的輸出端，并且該輸出 緩沖器的輸出端用以驅動該顯示面板顯示對應畫面。
4.根據權利要求2所述的源極驅動器，其中該數據分析單元耦接至該接收器的該輸出 端，用以分析該視頻信號的灰階分布。
5.根據權利要求2所述的源極驅動器，還包括序列并行轉換器，其耦接于該接收器與 該驅動單元之間。
6.根據權利要求5所述的源極驅動器，其中該數據分析單元耦接該序列并行轉換器的 輸出端。
7.根據權利要求1所述的源極驅動器，其中該數據分析單元分析該視頻信號的最高有 效位的邏輯狀態以取得該視頻信號的灰階分布。
8.根據權利要求7所述的源極驅動器，其中該數據分析單元包括計數單元，用以計數在該視頻信號中的該最高有效位的該邏輯狀態的數量，并且輸出 計數結果，其中該計數單元依據水平同步信號重置該計數結果；暫存器，該暫存器的輸入端耦接該計數單元的輸出端，其中該暫存器依據該水平同步 信號的時序暫存該計數結果，并且輸出先前計數結果；以及比較單元，耦接該暫存器的輸出端及該計數單元的輸出端，用以比較該暫存器的輸出 結果及該計數單元的輸出結果以取得該分析結果。
9.一種源極驅動器的電荷分享控制方法，包括 分析視頻信號的灰階分布以取得分析結果；以及依據該分析結果致能或禁能該源極驅動器的驅動單元的電荷分享功能。
10.根據權利要求9所述的電荷分享控制方法，其中分析該視頻信號的灰階分布的步 驟包括分析該視頻信號的最高有效位的邏輯狀態以取得該視頻信號的灰階分布。
11.根據權利要求10所述的電荷分享控制方法，其中分析該視頻信號的灰階分布的步 驟包括計數該視頻信號的該最高有效位的該邏輯狀態的數量以取得計數結果； 依據該水平同步信號的時序暫存該計數結果，并且提供先前計數結果； 比較該計數結果及該先前計數結果以取得該分析結果；以及 依據該水平同步信號的該時序重置該計數結果。
全文摘要
一種源極驅動器，其包括驅動單元及數據分析單元。驅動單元依據視頻信號驅動顯示面板。數據分析單元耦接驅動單元，并且數據分析單元依據分析結果致能或禁能驅動單元的電荷分享功能。因此，電荷分享功能選擇性地致能于不同電荷分享期間中，并且相較于先前技術，可以減少源極驅動器的功率消耗與工作溫度。
文檔編號G09G3/36GK102054416SQ20091017494
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月3日 優先權日2009年11月3日
發明者李權哲, 翁孟澤, 陳建儒, 陳英烈 申請人:奇景光電股份有限公司