TWI409779B - 用於插黑技術之液晶顯示器之源極驅動器及其方法 - Google Patents

Description

用於插黑技術之液晶顯示器之源極驅動器及其方法

本發明係相關於一種液晶顯示器之源極驅動器，尤指一種用於插黑技術之液晶顯示器之源極驅動器。

液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)是利用液晶的旋轉來控制光線的穿透量，以顯示不同的亮度灰階。相較於陰極射線管(Cathode Ray Tube,CRT)顯示器使用脈衝式(impulse-type)的顯示方式，液晶顯示器則是使用電壓連續保持(hold-type)的驅動方式，由於液晶旋轉為連續變化，使得液晶顯示器在動畫表現的反應速度上較陰極射線管顯示器慢，所以液晶顯示器在顯示移動之物體畫面時會產生動態模糊(motion blur)。為了解決動態模糊的問題，液晶顯示器利用在畫面中加入黑畫面的插黑技術，來模擬陰極射線管顯示器的顯示方式，例如利用背光閃爍加入黑畫面，或是利用驅動電路加入黑畫面。

請參考第1圖，第1圖為液晶顯示器之資料傳輸之示意圖。當液晶顯示器使用插黑技術寫入資料時，需要交替地寫入顯示資料(Display Data)與黑資料(Black Data)，所以會產生畫面更新頻率(frame rate)上升的問題。如第1圖所示，液晶顯示器之第n+2個畫面及第n+3個畫面之後分別加入了一個黑畫面，因此，使用插黑技術之液晶顯示器需要在4個畫面的時間內顯示6個畫面，也就是使用插黑技術之液晶顯示器之畫面更新頻率提高了1.5倍。

請參考第2圖及第3圖，第2圖為源極驅動器之訊號之波形圖，第3圖為源極驅動器寫入黑資料之訊號之波形圖。STH表示起始訊號，DATA表示顯示資料，TP表示載入訊號，Tc表示面板的最小充電時間，Td1及Td2表示顯示資料的寫入時間。如第2圖所示，源極驅動器於時間點A將顯示資料DATA輸出至顯示面板上，顯示面板於時間點B時完成充電。如第3圖所示，當源極驅動器寫入黑資料時，顯示資料DATA的寫入時間Td2因寫入黑資料而縮短，由原本的寫入時間Td1縮短為Td2，雖然充電時間Tc仍然在最小允許範圍內，但寫入時間Td2可能已經到達源極驅動器之傳輸能力的上限。當顯示資料的寫入時間縮短時，液晶顯示器之畫面更新頻率上升。當大尺寸的液晶顯示器上使用插黑技術時，很可能會因資料線的線徑太長，而產生電磁干擾(EMI)或訊號衰退等問題。因此，插黑技術的寫入黑資料的時間必須縮短，以避免大幅提高液晶顯示器之畫面更新頻率。

因此，本發明係提供一種用於插黑技術之液晶顯示器之源極驅動器。

本發明係提供一種液晶顯示器之源極驅動器。該源極驅動器包含一移位暫存器、一第一組資料栓鎖器及一偵測電路。該移位暫存器包含複數個正反器，用來傳輸一起始訊號。該第一組資料栓鎖器用來根據相對應之正反器之輸出訊號傳輸顯示資料。該偵測電路用來於該起始訊號符合一插黑訊號時，用來重置該移位暫存器及驅動該第一組資料栓鎖器輸出黑資料，並將該插黑訊號傳輸至下一個源極驅動器。

本發明另提供一種液晶顯示器之驅動方法。該方法包含：利用一移位暫存器來傳輸一起始訊號；根據該起始訊號產生一插黑訊號；根據該插黑訊號重置該移位暫存器；根據該插黑訊號驅動一組資料栓鎖器輸出黑資料；及將該插黑訊號傳輸至下一個源極驅動器。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「電性連接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置電性連接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。

請參考第4圖，第4圖為本發明之液晶顯示器之源極驅動器之第一實施例之示意圖。源極驅動器20包含一移位暫存器22、第一組資料栓鎖器1-1~1-n、第二組資料栓鎖器2-1~2-n、複數個數位類比轉換器DAC、複數個輸出緩衝器及一偵測電路24。移位暫存器22包含複數個正反器DFF_1~DFF_n，用來傳輸一第一起始訊號STH1。第一組資料栓鎖器1-1~1-n根據相對應之正反器之輸出訊號、載入訊號LD及第一控制訊號TP1將顯示資料DATA或黑資料傳輸至第二組資料栓鎖器2-1~2-n。第二組資料栓鎖器將顯示資料轉換為三通道之數位資料。複數個數位類比轉換器DAC根據伽瑪訊號及極性訊號POL將第二組資料栓鎖器儲存之數位資料轉換為類比資料，最後，類比資料由輸出緩衝器傳送至輸出資料線1~3n上。

偵測電路24包含一第一及閘(AND gate)241、一第一正反器DFF_A、一第二正反器DFF_B、一第三正反器DFF_C、一第二及閘242及一或閘(OR gate)243。第一及閘241接收第一正反器DFF_A、第二正反器DFF_B及第三正反器DFF_C之輸出訊號，其中第一正反器DFF_A及第三正反器DFF_C之輸出端分別經由一反相器電性連接於第一及閘241之二輸入端。第二及閘242接收第一正反器DFF_A及第二正反器DFF_B之輸出訊號。本發明之源極驅動器20利用偵測電路24完成快速寫入黑資料的動作。當第一起始訊號STH1符合一插黑訊號時，偵測電路24產生之第一控制訊號TP1將重置移位暫存器22，因此，源極驅動器20根據偵測電路24輸出第二起始訊號STH2，第一組資料栓鎖器1-1~1-n根據第一控制訊號TP1輸出黑資料。當移位暫存器22中的前兩個暫存器均為高態時(即兩個時脈訊號CLK寬之第一起始訊號STH1輸入至源極驅動器20)，則將第一組資料栓鎖器1-1~1-n之資料全設為低位準，即全為黑資料，並且移位暫存器22全清除為低位準，接著第二起始訊號STH2連續輸出兩個高位準，提供下一個源極驅動器將資料栓鎖器設定為黑資料。

請參考第5圖，第5圖為起始訊號STH及時脈訊號CLK之波形圖。本發明之源極驅動器20根據第一起始訊號STH1來輸出顯示資料或黑資料。當第一起始訊號STH1之高準位為一個時脈訊號CLK之脈衝寬度時，第一起始訊號STH1為正常操作訊號27，源極驅動器20輸出顯示資料。當第一起始訊號STH1為連續二個時脈訊號CLK之脈衝寬度時，第一起始訊號STH1為插黑訊號28，源極驅動器20輸出黑資料。

請參考第6圖，第6圖為源極驅動器20輸出黑資料時訊號之真值表。於時脈t0時，第一起始訊號STH1輸入高準位。於時脈t1時，移位暫存器22開始位移。於時脈t2時，第一控制訊號TP1為邏輯1，則下個時脈即清除移位暫存器22之值。於時脈t3時，第一組資料栓鎖器1-1~1-n被設定為輸出黑資料，第二起始訊號STH2輸出邏輯1。於時脈t4時，第二起始訊號STH2再次輸出邏輯1，使下一個源極驅動器輸出黑資料。於時脈t5時，源極驅動器20完成黑資料的輸出。當第一起始訊號STH1為插黑訊號28時，第一起始訊號STH1於時脈t0及t1皆為邏輯1。第二及閘242於時脈t2產生之第一控制訊號TP1為邏輯1，所以於時脈t3移位暫存器22將被重置，第一組資料栓鎖器1-1~1-n將輸出黑資料。由於移位暫存器22在時脈t3時被重置，所以源極驅動器20根據偵測電路24輸出第二起始訊號STH2。第二起始訊號STH2於時脈t3及t4皆為邏輯1，將被傳輸至下一個源極驅動器作為插黑訊號28。因此，源極驅動器20利用偵測電路24於時脈t5完成輸出黑資料。

請參考第7圖，第7圖為源極驅動器20輸出顯示資料時訊號之真值表。於時脈t0時，第一起始訊號STH1輸入高準位。於時脈t1時，移位暫存器22開始位移。於時脈t2時，第二控制訊號TP2輸出邏輯1，以清除第一正反器DFF_A、第二正反器DFF_B及第三正反器DFF_C之值。於時脈t3時，移位暫存器22持續位移。於時脈t240時，第二起始訊號STH2輸出邏輯1。於時脈t241時，源極驅動器20完成顯示資料的輸出。當第一起始訊號STH1為正常操作訊號27時，第一起始訊號STH1於時脈t0為邏輯1，經由移位暫存器22向前傳送。第一及閘241於時脈t2產生之第二控制訊號TP2為邏輯1，所以於時脈t3第一正反器DFF_A、第二正反器DFF_B及第三正反器DFF_C將被重置。在時脈t240時，源極驅動器20根據移位暫存器22輸出第二起始訊號STH2，因此，源極驅動器20於時脈t241完成輸出顯示資料。

請參考第8圖，第8圖為源極驅動器輸出顯示資料及黑資料之波形圖。根據第6圖及第7圖之真值表之推算，一個源極驅動器需要4次時脈訊號的觸發，才能完成一個源極驅動器的黑資料設定動作，其中包含一次兩個源極驅動器的訊號重疊。所以，若以4個源極驅動器來推算，完成一次水平出輸的黑資料設定，需花費4*3+1=13個時脈訊號CLK之時間，如第8圖所示。

請參考第9圖，第9圖為本發明之源極驅動器寫入黑資料與先前技術比較之波形圖。第9圖之上方為先前技術之源極驅動器寫入黑資料之波形圖，第9圖之下方為本發明之源極驅動器寫入黑資料之波形圖。STH表示起始訊號，DATA表示顯示資料，TP表示載入訊號，Tc表示面板的最小充電時間，Td2及Td3表示顯示資料的寫入時間。本發明之源極驅動器根據起始訊號STH來輸出顯示資料或黑資料，利用起始訊號STH為連續二個時脈訊號CLK之脈衝寬度作為插黑訊號，以控制資料栓鎖器輸出黑資料。很明顯地，本發明之源極驅動器寫入黑資料的時間變短，而顯示資料的寫入時間由Td2增長為Td3，因此液晶顯示器之畫面更新頻率就不會上升太多。

請參考第10圖，第10圖為本發明液晶顯示器之源極驅動器之第二實施例之示意圖。在第二實施例中，偵測電路25之第二及閘242之連接方式與第一實施例不同。第二及閘242接收由移位暫存器22之第一個正反器DFF_1及第二個正反器DFF_2之輸出訊號。第二實施例之所有操作皆與第一實施例相同。

根據本發明之實施例，本發明之源極驅動器20利用移位暫存器22來傳輸第一起始訊號STH1，根據第一起始訊號STH1利用第一組資料栓鎖器1-1~1-n來輸出顯示資料DATA。當源極驅動器20要寫入黑資料時，將具有二個時脈訊號之脈衝寬度之起始訊號STH1設定為插黑訊號，根據插黑訊號重置移位暫存器22，並驅動第一組資料栓鎖器1-1~1-n輸出黑資料，最後，將起始訊號STH1傳輸至下一個源極驅動器。

綜上所述，本發明之液晶顯示器之源極驅動器包含一移位暫存器、一組資料栓鎖器及一偵測電路。該移位暫存器包含複數個正反器，用來傳輸一起始訊號。該組資料栓鎖器根據相對應之正反器之輸出訊號傳輸顯示資料。當該起始訊號符合一插黑訊號時，該偵測電路重置該移位暫存器及驅動該組資料栓鎖器輸出黑資料，並將該插黑訊號傳輸至下一個源極驅動器。

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。

20．．．源極驅動器

22．．．移位暫存器

24、25．．．偵測電路

241．．．第一及閘

242．．．第二及閘

243．．．或閘

27．．．正常操作訊號

28．．．插黑訊號

1-1~1-n．．．第一組資料栓鎖器

2-1~2-n．．．第二組資料栓鎖器

DAC．．．數位類比轉換器

DFF_A．．．第一正反器

DFF_B．．．第二正反器

DFF_C．．．第三正反器

DATA．．．顯示資料

LD．．．載入訊號

POL．．．極性訊號

TP．．．載入訊號

STH1．．．第一起始訊號

STH2．．．第二起始訊號

TP1．．．第一控制訊號

TP2．．．第二控制訊號

Tc．．．最小充電時間

Td1~Td3．．．資料的寫入時間

1~3n．．．資料

CLK．．．時脈訊號

第1圖為液晶顯示器之資料傳輸之示意圖。

第2圖為源極驅動器之訊號之波形圖。

第3圖為源極驅動器寫入黑資料之訊號之波形圖。

第4圖為本發明之液晶顯示器之源極驅動器之第一實施例之示意圖。

第5圖為起始訊號STH及時脈訊號CLK之波形圖。

第6圖為源極驅動器輸出黑資料時訊號之真值表。

第7圖為源極驅動器輸出顯示資料時訊號之真值表。

第8圖為源極驅動器輸出顯示資料及黑資料之波形圖。

第9圖為本發明之源極驅動器寫入黑資料與先前技術比較之波形圖。

第10圖為本發明液晶顯示器之源極驅動器之第二實施例之示意圖。

20．．．源極驅動器

22．．．移位暫存器

24．．．偵測電路

241．．．第一及閘

242．．．第二及閘

243．．．或閘

1-1~1-n．．．第一組資料栓鎖器

2-1~2-n．．．第二組資料栓鎖器

DAC．．．數位類比轉換器

DFF_A．．．第一正反器

DFF_B．．．第二正反器

DFF_C．．．第三正反器

STH1．．．第一起始訊號

STH2．．．第二起始訊號

LD．．．載入訊號

TP1．．．第一控制訊號

TP2．．．第二控制訊號

DATA．．．顯示資料

POL．．．極性訊號

1~3n．．．資料線

CLK．．．時脈訊號

Claims (10)

1. 一種源極驅動器，包含：一移位暫存器，包含複數個正反器，用來傳輸一起始訊號；一第一組資料栓鎖器，用來根據相對應之正反器之輸出訊號傳輸顯示資料；及一偵測電路，用來在該起始訊號符合一插黑訊號時，重置該移位暫存器及驅動該第一組資料栓鎖器輸出黑資料，並將該插黑訊號傳輸至下一個源極驅動器。
2. 如請求項1所述之源極驅動器，其中該偵測電路包含：複數個串接之正反器，用來暫存該起始訊號；一第一邏輯閘，電性連接於該複數個串接之正反器，用來產生一重置訊號以重置該複數個串接之正反器；一第二邏輯閘，用來根據該起始訊號產生一控制訊號以驅動該第一組資料栓鎖器輸出黑資料；及一第三邏輯閘，電性連接於該複數個串接之正反器及該移位暫存器，用來輸出該起始訊號。
3. 如請求項1所述之源極驅動器，其中該偵測電路包含：一第一及閘，包含一第一輸入端、一第二輸入端、一第三輸入端及一輸出端；一第一正反器，包含一輸入端用來接收該起始訊號，一輸出端經由一第一反相器電性連接於該第一及閘之第一輸入端，及一重置端電性連接於該第一及閘之輸出端；一第二正反器，包含一輸入端電性連接於該第一正反器之輸出端，一輸出端電性連接於該第一及閘之第二輸入端，及一重置端電性連接於該第一及閘之輸出端；一第三正反器，包含一輸入端電性連接於該第二正反器之輸出端，一輸出端經由一第二反相器電性連接於該第一及閘之第三輸入端，及一重置端電性連接於該第一及閘之輸出端；一第二及閘，包含一第一輸入端電性連接於該第一正反器之輸出端，一第二輸入端電性連接於該第二正反器之輸出端，及一輸出端電性連接於該移位暫存器及該第一組資料栓鎖器；及一或閘，包含一第一輸入端電性連接於該第三及閘之輸出端，一第二輸入端電性連接於該移位暫存器之輸出端，及一輸出端電性連接於該下一個源極驅動器。
4. 如請求項1所述之源極驅動器，其中該偵測電路包含：一第一及閘，包含一第一輸入端、一第二輸入端、一第三輸入端及一輸出端；一第一正反器，包含一輸入端用來接收該起始訊號，一輸出端經由一反相器電性連接於該第一及閘之第一輸入端，及一重置端電性連接於該第一及閘之輸出端；一第二正反器，包含一輸入端電性連接於該第一正反器之輸出端，一輸出端電性連接於該第一及閘之第二輸入端，及一重置端電性連接於該第一及閘之輸出端；一第三正反器，包含一輸入端電性連接於該第二正反器之輸出端，一輸出端經由一反相器電性連接於該第一及閘之第三輸入端，及一重置端電性連接於該第一及閘之輸出端；一第二及閘，包含一第一輸入端電性連接於該移位暫存器之第一個正反器之輸出端，一第二輸入端電性連接於該移位暫存器之第二個正反器之輸出端，及一輸出端電性連接於該移位暫存器及該第一組資料栓鎖器；及一或閘，包含一第一輸入端電性連接於該第三及閘之輸出端，一第二輸入端電性連接於該移位暫存器之輸出端，及一輸出端電性連接於該下一個源極驅動器。
5. 如請求項1所述之源極驅動器，其中該插黑訊號係為該起始訊號具有二個時脈訊號之脈衝寬度。
6. 如請求項5所述之源極驅動器，其中該偵測電路包含三個正反器用來暫存該起始訊號。
7. 如請求項1所述之源極驅動器，另包含：一第二組資料栓鎖器，用來將該顯示資料轉換為三通道之數位資料；複數個數位類比轉換器，用來將該數位資料轉換為一類比資料；及複數個輸出緩衝器，用來輸出該類比資料。
8. 一種液晶顯示器之驅動方法，包含：利用一移位暫存器來傳輸一起始訊號；根據該起始訊號產生一插黑訊號；根據該插黑訊號重置該移位暫存器；根據該插黑訊號驅動一組資料栓鎖器輸出黑資料；及將該插黑訊號傳輸至下一個源極驅動器。
9. 如請求項8所述之方法，其中根據該起始訊號產生一插黑訊號包含設定該起始訊號具有二個時脈訊號之脈衝寬度時為該插黑訊號。
10. 如請求項8所述之方法，另包含：根據該起始訊號利用該組資料栓鎖器來輸出顯示資料。