专利名称：平面显示装置的数据驱动器及其驱动方法
技术领域：
本发明是有关于一种用于平面显示装置的数据驱动器，且特别是有关于一种可根据数字图像数据的特定位产生不同斜坡信号的数据驱动器及其驱动方法。
背景技术：
随着科技进步，具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率等优点的平面显示装置(Flat Panel Display；FPD)，已广泛地应用于电子产品显示装置中，而成为显示器的主流。例如可携式电视、移动电话、摄录放影机、笔记型计算机、桌上型显示器及投影电视等消费性电子或计算机产品。
平面显示装置使用源极驱动器(Source Driver)，也称为数据驱动器(Data Driver)，将数字信号(即图像数据)转变为模拟电位值以供传送到平面显示装置上的显示单元。以液晶显示面板来说，穿透过液晶单元的光量与施加到此液晶单元上的模拟电位值呈现一非线性的关系，此即所谓的“珈玛曲线”关系。因此，源极驱动器通常必须通过珈玛参考电压产生电路，在数字图像数据转换成模拟电压(DAC，Digital to Analog Converter)的过程中，用以校正上述传送到液晶显示面板的模拟电位值，使液晶单元上的电位变化符合珈玛曲线的变化。
图1绘示现有数据驱动器中数字图像数据转换成模拟电压的电路示意图。此模拟电压产生电路是以电阻串(Resister String)RS1、RS2、RS3、...RS16组成，相邻电阻串间的参考电位VGAMA1、VGMA2...VGMA18用以稳定电压。其中每一电阻串包含一个以上的电阻，而可提供一个以上的电位。由此电阻串所包含的电阻与电阻间的连接点，可得到想要的电位V1、V2、V3...V512。在此图中，右半部为一数字模拟转换电路(DAC)，用以通过一N位的数字图像数据而选取左半部电阻串的上半部所提供的2N个电位。比如说，此数字模拟转换电路可通过8位的数字图像数据，选取左半部电阻串的上半部所提供的28＝256个电位。数字图像数据的每一位用以控制一开关组，其中一开关组定义为如图中所有由最低位D1控制的所有的开关。通过每一位所控制的开关组的切换后，即可输出V1～V256或V257～V512中的任一电位作为输出电压180。
图1中，数字图像数据的最低位(LSB即D1)110用以控制最左边的开关组，数字图像数据的最高位(MSB即DN)150用以控制最右边的开关组，而中间的开关组则依序由LSB至MSB间的其它位D2～DN-1控制，依此方法即可输出V1～V256中的任一电位为输出电压。例如当D1(LSB)～DN(MSB)的数字图像数据使S1、S2...SN都导通时，输出电压180即为V1。此种数字图像数据转换成模拟电压的设计，需要使用大量的电阻串与开关组，故需要大量的芯片面积，并增加芯片运作时的电能耗损。
另一种数字图像数据转换成模拟电压的设计是利用斜坡信号而得到。图2绘示现有斜坡信号产生器所输出的斜坡信号示意图。此斜坡信号210由一斜坡信号产生器产生，Tt为数字图像数据所代表的最大时脉计数时间，Vt为斜坡信号所能达到的最大电压值，而Vt可涵盖平面显示装置中驱动一液晶单元所需的模拟电压范围。因此，斜坡信号210便可在Tt时间内，根据数字图像数据所代表的时脉计数时间，产生液晶单元所需的模拟电压。例如，数字图像数据所代表的时脉计数时间为T0时，斜坡信号210便输出模拟电压V0。
此种从斜坡信号中取得数字图像数据的模拟电压的技术，由于其斜坡信号每一次均由低电压起始爬升至高电压，故当数字图像数据对应至高模拟电压时，则需要较多的时脉计数时间使斜坡信号能够爬升至高电压，如此将会需要较长的全页图像时间(frame time)。而且，当处理高分辨率画面的大量数据时，此种技术一般必须选用爬升速率较快的斜坡信号产生器。然而，此种快速斜坡信号产生器不但会增加设计与制造成本，而且其输出模拟电压的准确性也不佳。
发明内容
因此本发明就是在提供一种平面显示装置的数据驱动器与驱动方法，根据数字图像数据的最高位(MSB)产生一斜坡信号。其中斜坡信号所能达到的最大电压值，只涵盖平面显示装置中驱动一液晶单元所需模拟电压范围的一半。因此，同样的时脉计数时间内，变动的电压范围较小，故可得到较准确的模拟电压。
根据本发明的一实施例，此数据驱动器包括一输入缓存器、一斜坡信号单元、一计数器与一开关元件。输入缓存器用以接收一控制信号及一N位数字图像数据，其中控制信号控制输入缓存器分别输出该N位数字图像数据的一最高位以及所剩余的N-1位。斜坡信号单元用以接收最高位，并根据最高位产生一斜坡信号。斜坡信号单元包括一斜坡信号产生器以产生一第一待选斜坡信号；一反相电路用以将第一待选斜坡信号反相而产生一第二待选斜坡信号；以及一斜坡信号选择器用以根据最高位，而由第一待选斜坡信号与第二待选斜坡信号中选出其中之一为斜坡信号。计数器用以进行时脉计数，并在该N位数字图像数据所剩余的N-1位的时脉计数时间后，产生一开关元件控制信号。开关元件用以根据该开关元件控制信号以传导所述斜坡信号的电位至一平面显示装置中的一数据线。
根据本发明的另一实施例，此驱动方法包括接收一控制信号及一N位数字图像数据。根据所述控制信号分别输出N位数字图像数据的一最高位以及所剩余的N-1位。根据最高位产生一斜坡信号，其中产生斜坡信号包括使用一斜坡信号产生器以产生一第一待选斜坡信号，使用一反相电路将第一待选斜坡信号反相而产生一第二待选斜坡信号，以及使用一斜坡信号选择器并根据最高位，在第一待选斜坡信号与第二待选斜坡信号中选出其中之一为所述斜坡信号。在N位数字图像数据所剩余的N-1位的时脉计数时间后，输出斜坡信号的电位至一平面显示装置中的一数据线。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说明如下图1绘示现有数据驱动器中数字图像数据转换成模拟电压的电路示意图。
图2绘示现有斜坡信号产生器所输出的斜坡信号示意图。
图3绘示本发明一较佳实施例的功能模块图。
图4绘示本发明一较佳实施例中斜坡信号单元的功能模块图。
图5A绘示本发明一较佳实施例的斜坡信号示意图。
图5B绘示本发明另一较佳实施例的斜坡信号示意图。
附图标记说明110最低位150最高位210、510、520斜坡信号305输入储存器306控制信号307、308、309数字图像数据317、318、319N位数字图像数据的最高位327、328、329剩余的N-1位337、338、339斜坡信号单元342加载信号344时脉信号347、348、349斜坡信号350计数器357、358、359开关元件控制信号367、368、369开关元件377、378、379数据线380移位缓存器410斜坡信号产生器415第一待选斜坡信号420反相电路425第二待选斜坡信号430斜坡信号选择器440第一晶体管450第二晶体管
具体实施例方式
图3绘示本发明一较佳实施例的功能模块图。此数据驱动器包括一输入缓存器305、多个对应不同颜色的数字图像数据的斜坡信号单元337、338与339、一计数器350与多个对应不同颜色的数字图像数据的开关元件367、368与369。输入缓存器305接收一控制信号306及多个对应不同颜色的数字图像数据的N位数字图像数据307、308与309，其中控制信号306控制输入缓存器305分别输出这些N位数字图像数据的最高位(MSB)317、308与309，以及所剩余的N-1位327、328与329。斜坡信号单元337、338与339用以接收最高位，并根据不同颜色的最高位产生不同颜色的斜坡信号347、348与349。
计数器350用以进行时脉计数，并在不同颜色的N位数字图像数据所剩余的N-1位327、328与329的时脉计数时间后，产生不同颜色的开关元件控制信号357、358与359。不同颜色的开关元件367、368与369根据开关元件控制信号357、358与359传导斜坡信号347、348与349的电位至一平面显示装置中的数据线377、378、与349。其中加载信号342控制计数器350进行时脉计数，而时脉信号344则为进行时脉计数时的基本时间单位信号。
上述本发明的较佳实施例分别针对单一颜色的N位数字图像数据做处理，而分别产生单一颜色的斜坡信号。以红色数字图像数据307(Data_R)为例，通过控制信号306控制输入缓存器305分别输出Data_R的最高位(MSB)317，以及所剩余的N-1位327。斜坡信号单元337则根据最高位317产生斜坡信号347(Ramp_R)。计数器350则根据Data_R的N-1位327进行时脉计数，并产生开关元件控制信号357以导通开关元件367，并传导斜坡信号347的电位至一平面显示装置中的数据线377。
此外，本发明的较佳实施例还包含一移位缓存器380，用以产生控制信号306。此外，本实施例的数字图像数据是红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)。当使用更多颜色的数字图像数据时，可利用相同架构得到其它颜色的数字图像数据。
图4绘示本发明一较佳实施例中斜坡信号单元的功能模块图。斜坡信号单元337、338与339的功能模块图都相同。此处以红色的斜坡信号单元337举例说明，斜坡信号单337包括一斜坡信号产生器410、一反相电路420与一斜坡信号选择器430。斜坡信号产生器410用以产生一第一待选斜坡信号415；反相电路420用以将第一待选斜坡信号415反相而产生一第二待选斜坡信号425。一斜坡信号选择器430用以根据最高位317，而由第一待选斜坡信号415与第二待选斜坡信号425中选出其中之一为斜坡信号347(Ramp_R)。
斜坡信号选择器430包括一第一晶体管440与一第二晶体管450。第一晶体管440的源极耦接斜坡信号产生器410，第一晶体管440的闸极耦接最高位输入端以接收最高位317，第一晶体管的汲极耦接一斜坡信号输出端以输出斜坡信号347。第二晶体管450的源极耦接反相电路420，第二晶体管的闸极耦接最高位输入端以接收最高位317，第二晶体管的汲极耦接斜坡信号输出端以输出斜坡信号347。
此外，第一晶体管440为一P型晶体管时，第二晶体管450为一N型晶体管。第一晶体管440为一N型晶体管时，第二晶体管450为一P型晶体管。斜坡信号347便可通过斜坡信号选择器430，而选取第一待选斜坡信号415或第二待选斜坡信号425中其中之一为输出信号。
图5A绘示本发明一较佳实施例的斜坡信号示意图。斜坡信号510在N位数字图像数据所剩余的N-1位所表示的最大时脉计数时间Tt内，是由最低电位上升至最高电位Vt。当图3中的计数器350进行时脉计数至时间T1时，斜坡信号单元便输出斜坡信号510的电位V1至平面显示装置中的数据线。此外，最高电位与该最低电位间的区间(Vt)涵盖该平面显示装置中驱动一液晶单元所需模拟电压范围的一半。因此，同样的时脉计数时间内，变动的电压范围较小，故可得到较准确的模拟电压。
图5B绘示本发明另一较佳实施例的斜坡信号示意图。斜坡信号520在N位数字图像数据所剩余的N-1位所表示的最大时脉计数时间Tt内，是由最高电位Vt下降至最低电位。当图3中的计数器350进行时脉计数至时间T2时，斜坡信号单元便输出斜坡信号520的电位V2至平面显示装置中的数据线。此外，最高电位与该最低电位间的区间(Vt)涵盖该平面显示装置中驱动一液晶单元所需模拟电压范围的一半。因此，同样的时脉计数时间内，变动的电压范围较小，故可得到较准确的模拟电压。
虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应以权利要求书所界定的为准。
权利要求
1.一种平面显示装置的数据驱动器，其特征在于，包括一输入缓存器，用以接收一控制信号及一N位数字图像数据，其中，该控制信号控制输入缓存器分别输出该N位数字图像数据的一最高位以及所剩余的N-1位；至少一斜坡信号单元耦接所述输入缓存器，用以接收所述最高位，并根据该最高位产生一斜坡信号，其中，该斜坡信号单元包括一斜坡信号产生器，用以产生一第一待选斜坡信号；一反相电路耦接斜坡信号产生器，用以将第一待选斜坡信号反相而产生一第二待选斜坡信号；以及一斜坡信号选择器，用以根据所述最高位，而在第一待选斜坡信号与第二待选斜坡信号中选出其中之一为所述斜坡信号；一计数器耦接所述输入缓存器，用以进行时脉计数，并于该N位数字图像数据所剩余的N-1位的时脉计数时间后，产生一开关元件控制信号；以及一开关元件耦接所述计数器与斜坡信号单元，根据该开关元件控制信号传导该斜坡信号的电位至一平面显示装置中的一数据线。
2.如权利要求1所述的数据驱动器，其特征在于，所述第一待选斜坡信号或第二待选斜坡信号起始于一最高电位或一最低电位，该最高电位与最低电位间的区间涵盖所述平面显示装置中驱动一液晶单元所需模拟电压范围的一半。
3.如权利要求1所述的数据驱动器，其特征在于，所述斜坡信号选择器包括一第一晶体管，该第一晶体管的源极耦接所述斜坡信号产生器，该第一晶体管的闸极耦接一最高位输入端以接收该最高位，该第一晶体管的汲极耦接一斜坡信号输出端以输出所述斜坡信号；以及一第二晶体管，该第二晶体管的源极耦接所述反相电路，该第二晶体管的闸极耦接所述最高位输入端以接收该最高位，该第二晶体管的汲极耦接所述斜坡信号输出端以输出所述斜坡信号。
4.如权利要求3所述的数据驱动器，其特征在于，当所述第一晶体管为一P型晶体管，则第二晶体管为一N型晶体管；而当所述第一晶体管为N型晶体管，则第二晶体管为P型晶体管。
5.一种平面显示装置的驱动方法，包括接收一控制信号及一N位数字图像数据；根据所述控制信号分别输出所述N位数字图像数据的一最高位以及所剩余的N-1位；根据所述最高位产生一斜坡信号，其中，产生所述斜坡信号包括使用一斜坡信号产生器以产生一第一待选斜坡信号；以及使用一反相电路将所述第一待选斜坡信号反相而产生一第二待选斜坡信号；以及使用一斜坡信号选择器并根据所述最高位，由所述第一待选斜坡信号与第二待选斜坡信号中选出其中之一为所述斜坡信号；以及在所述N位数字图像数据所剩余的N-1位的时脉计数时间后，输出所述斜坡信号的电位至一平面显示装置中的一数据线。
6.如权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，根据所述最高位产生所述斜坡信号时，该斜坡信号起始于一最高电位或一最低电位，该最高电位与最低电位间的区间涵盖所述平面显示装置中驱动一液晶单元所需模拟电压范围的一半。
7.如权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，使用一斜坡信号选择器还包括使用一第一晶体管，耦接该第一晶体管的源极于所述斜坡信号产生器，耦接该第一晶体管的闸极于一最高位输入端以接收所述最高位，耦接该第一晶体管的汲极于一斜坡信号输出端以输出所述斜坡信号；以及使用一第二晶体管，耦接该第二晶体管的源极于所述反相电路，耦接该第二晶体管的闸极于所述最高位输入端以接收所述最高位，耦接该第二晶体管的汲极耦接所述斜坡信号输出端以输出所述斜坡信号。
8.如权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，还包括当使用一P型晶体管为所述第一晶体管，则使用一N型晶体管为所述第二晶体管；当使用所述N型晶体管为所述第一晶体管，则使用所述P型晶体管为所述第二晶体管。
9.如权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，在所述N位数字图像数据所剩余的N-1位所表示的最大时脉计数时间内，所述斜坡信号由所述最低电位上升至所述最高电位。
10.如权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，在所述N位数字图像数据所剩余的N-1位所表示的最大时脉计数时间内，所述斜坡信号由所述最高电位下降至所述最低电位。
全文摘要
一数据驱动器包括一输入缓存器、一斜坡信号单元、一计数器与一开关元件。输入缓存器通过一控制信号分别输出一N位数字图像数据的一最高位以及所剩余的N－1位。斜坡信号单元根据最高位产生一斜坡信号。计数器进行时脉计数，并于N位数字图像数据所剩余的N－1位的时脉计数时间后，产生一开关元件控制信号。开关元件根据该开关元件控制信号传导所述斜坡信号的电位至一平面显示装置中的一数据线。
文档编号G02F1/133GK101079241SQ20061008411
公开日2007年11月28日 申请日期2006年5月23日 优先权日2006年5月23日
发明者连伟志 申请人:中华映管股份有限公司