TWI409782B - 驅動一顯示器之方法及其相關顯示裝置 - Google Patents

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Description

驅動一顯示器之方法及其相關顯示裝置
本發明係有關一種控制一放大器的驅動能力之方法，尤指一種控制一液晶顯示裝置之源極驅動器的驅動能力之方法。
液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)為一種外型輕薄的平面顯示裝置(Flat Panel Display，FPD)，其具有低輻射、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，CRT)，因而被廣泛地應用在筆記型電腦(Notebook Computer)、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。
如第1圖所示，液晶顯示裝置100包含一印刷電路板110、一時序控制器120、一源極驅動器140、一閘極驅動器160以及複數個畫素180排列成一陣列。然而，當液晶顯示裝置100的面板尺寸愈來愈大、解析度愈來愈高或者操作在更高的畫面速率(frame rate)時，源極驅動器對畫素進行充電的驅動能力就會顯得不足。
因此，如何提昇源極驅動器120的驅動能力以及減少功率消耗，已成為未來所考量的要點。
因此，本發明的目的之一在於提出一種控制一顯示器的驅動能力之方法及其相關顯示裝置，以解決上述之問題。
本發明係揭露一種驅動一顯示器之方法。該顯示器包含一面板、一時序控制器以及一源極驅動器。該方法包含有：於一行掃描週期的一開始，藉由時序控制器送出一轉換訊號至源極驅動器，轉換訊號係於一第一期間內被拉起；於該行掃描週期的一開始，藉由時序控制器送出驅動控制訊號至源極驅動器，驅動控制訊號係於一維持期間內被拉起；在該行掃描週期的維持期間之內，利用源極驅動器之較大驅動能力來驅動面板；以及在該行掃描週期的維持期間之外，利用源極驅動器之較小驅動能力來驅動面板。
本發明另揭露一種顯示裝置。顯示裝置包含一面板、一源極驅動器以及一時序控制器。時序控制器係用來於一行掃描週期的一開始，送出一轉換訊號至源極驅動器，轉換訊號係於一第一期間內被拉起；並於該行掃描週期的一開始，送出一驅動控制訊號至該源極驅動器，驅動控制訊號係於一維持期間內被拉起。源極驅動器在該行掃描週期的維持期間之內，係利用較大驅動能力來驅動面板，而在該行掃描週期的維持期間之外，係利用較小驅動能力來驅動面板。
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，硬體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分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。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」。另外，「耦接」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耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
第2圖為本發明一顯示裝置200的架構之一實施例的示意圖。於本實施例中，顯示裝置200係可為一液晶顯示裝置，但此並非本發明之限制條件。顯示裝置200包含(但不侷限於)一印刷電路板210、一時序控制器220、一偏壓電流調整電路230、一源極驅動器240、一閘極驅動器260、複數個輸出開關SW以及複數個畫素280排列成一陣列，其中時序控制器220係設置於印刷電路板210上，而源極驅動器240以及閘極驅動器260則係位於該陣列的不同側，以分別用來控制顯示裝置200的資料線DL1 ～DLn 與掃描線SL1 ～SLn 。
時序控制器220係用來輸出一輸出資料訊號D以及一顯示時間T給源極驅動器240跟閘極驅動器260。且時序控制器220另輸出一驅動控制訊號VA來選擇性地控制源極驅動器240的驅動能力，此驅動控制訊號VA係可嵌入於顯示時間T之內或者為一獨立訊號。
第3圖為第2圖所示之顯示裝置200的時間順序之第一實施例的時序圖。其中，TP代表一轉換訊號(transfer signal)，其係透過輸出開關SW來控制源極驅動器240以驅動該些畫素280。於一第一行掃描週期(line period)之內，源極驅動器240會驅動該面板上的一條水平線上的畫素。在該第一行掃描週期的一開始，轉換訊號TP會被拉起(asserted)(亦即第一期間T1 )，此時輸出開關SW會被關閉，則源極驅動器240係處於高阻抗狀態下。而在第一期間T1 之後，轉換訊號TP會被拉下(unasserted)，此時輸出開關SW會導通，則源極驅動器240會驅動相對應的畫素280。換言之，輸出開關SW會依據轉換訊號TP而於第一期間T1 之內關閉，且於第一期間T1 之後導通。
於第一實施例中，驅動控制訊號VA係在一維持期間Ts 之內被拉起，而維持期間TS 係開始於第一期間T1 ，並持續一第二期間T1 ，且第二期間T2 係落在第一期間T1 之後。因此，在維持期間Ts 之內，源極驅動器240會利用較大的驅動能力來快速改變資料線DL1 ～DLn 之輸出電壓(Vout1～Voutn)的電壓值，可以曲線S2為例來表示其中一條資料線的輸出電壓Vout；而在維持期間Ts 之後，源極驅動器240會利用較小的驅動能力來維持輸出電壓Vout的電壓值以節省功率消耗，直到該第一行掃描週期結束為止。而在一第二行掃描週期之內，源極驅動器240則會驅動該面板上另一條水平線上的畫素。
第4圖為第2圖所示之顯示裝置200的時間順序之第二實施例的時序圖。第4圖所示之時間順序係與第3圖所示之時間順序類似，除了兩者之驅動控制訊號VA的維持期間TS 不同以外。於本實施例中，驅動控制訊號VA係在維持期間Ts 之內被拉起，其中維持期間Ts 係在第一期間T1 之後才開始，並持續第二期間T2 。因此，在輸出開關SW導通之後且在維持期間Ts 之內，源極驅動器240會使用較大的驅動能力；而在維持期間Ts 之後，源極驅動器240會使用較小的驅動能力來維持輸出電壓Vout的電壓值以節省功率消耗。
第5圖為第2圖所示之顯示裝置200的時間順序之第三實施例的時序圖。第5圖所示之時間順序係與第3圖所示之時間順序類似，除了兩者之驅動控制訊號VA的維持期間TS 不同以外。於本實施例中，驅動控制訊號VA係在維持期間Ts 之內被拉起，其中維持期間Ts 係在第一期間T1 之內開始並結束，此時輸出開關SW係為關閉。因此，在輸出開關SW關閉時且在第一期間T1 之內，源極驅動器240會使用較大的驅動能力。
當然，上述之實施例僅用來說明本發明之技術特徵，並非用來侷限本發明之範疇。而熟知此項技藝者該可了解，在不違背本發明之精神下，關於維持期間TS 之各種變化皆是可行的。舉例而言，可將維持期間Ts 設定成小於第一期間T1 或者小於第二期間T2 (亦即TS <T1 ，或者TS <T2 )，此亦應隸屬本發明所涵蓋之範疇。
有很多種方式可以用來控制源極驅動器240的驅動能力，舉例而言，第6圖為說明如何透過調整源極驅動器240之輸出緩衝器的偏壓電流來控制源極驅動器240的驅動能力之一範例的示意圖。源極驅動器240包含一輸出緩衝器，且該輸出緩衝器具有一第一級電路410以及一第二級電路420。而偏壓電流調整電路230係可設置於源極驅動器240或者時序控制器220之內，或者可為一獨立元件。偏壓電流調整電路230係根據驅動控制訊號VA來提供不同的偏壓電流給源極驅動器240之該輸出緩衝器。如此一來，當偏壓電流較大時，源極驅動器240會擁有較大的驅動能力；而當偏壓電流較小時，源極驅動器240會擁有較小的驅動能力。
上述之實施例僅用來說明本發明之技術特徵，並非用來侷限本發明之範疇。而熟知此項技藝者該可了解，以其他設計方式來實現顯示裝置200之偏壓電流調整電路230、源極驅動器240皆是可行的。
請注意，雖然上述之偏壓電流調整電路230係由N通道金氧半 導體電晶體所組成，但此僅為本實施例中用來舉例說明的例子之一。本發明所揭露之偏壓電流調整電路230並不限定由N通道金氧半導體電晶體所組成。事實上，於其他的實施例中，偏壓電流調整電路230亦可包含其他元件-例如雙極性接面電晶體(BJT)，其功效以及功能皆是相同的。此外，由於偏壓電流調整電路230的實際電路架構及其運作跟電流鏡架構，已為相關技術領域者所習知，為簡潔起見於此不再贅述。
第7圖為本發明驅動一顯示器之方法之一操作範例的流程圖。請注意，假若可獲得實質上相同的結果，則這些步驟並不一定要遵照第7圖所示的執行次序來執行。
接下來，將搭配第2圖所示之各元件、第7圖所示之各步驟以及第3圖所示之時間順序來詳細說明各元件如何運作。於步驟704中，送出轉換訊號TP給源極驅動器240。於步驟706中，於一行掃描週期的一開始，藉由時序控制器220來送出驅動控制訊號VA(係於一維持期間TS 內被拉起)給源極驅動器240，並決定維持期間TS 。於步驟708中，在維持期間TS 之內，源極驅動器240會使用較大的驅動能力，來快速地驅動該面板；而於步驟710中，在維持期間TS 之外，源極驅動器240會使用較小的驅動能力以節省功率消耗。
值得注意的是，上述之維持期間TS 並非為一固定值，且可視實際需求而調整之。舉例而言，時序控制器220會計算最佳的功率消 耗以決定維持期間TS 的大小。由於源極驅動器240僅於維持期間TS 之內會使用較大的驅動能力，而於維持期間TS 之外則會使用較小的驅動能力，因此，可提升源極驅動器240的驅動能力卻又不會浪費多餘的功率。
請注意，第7圖所示之方法僅為本發明所舉可行的實施例，並非限制本發明的限制條件。此外，上述步驟之順序僅為本發明之一較佳實施例，換言之，上述步驟之順序可視情況而調整之，並不侷限於前述之順序。
以上所述的實施例僅用來說明本發明之技術特徵，並非用來侷限本發明之範疇。由上可知，本發明提供一種控制一顯示器之驅動能力及其相關之顯示裝置。透過控制驅動控制訊號VA來決定在維持期間TS 之內增加源極驅動器240的偏壓電流，如此一來，可在維持期間TS 之內提升源極驅動器240的驅動能力。此外，透過控制驅動控制訊號VA來決定在維持期間TS 之外將源極驅動器240的偏壓電流維持在最小值，如此一來，可避免不必要的功率耗損。且可利用時序控制器220來決定此維持期間TS 的大小，以達到最佳的功率消耗。
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。
100‧‧‧液晶顯示裝置
110、210‧‧‧印刷電路板
120、220‧‧‧時序控制器
140、240‧‧‧源極驅動器
160、260‧‧‧閘極驅動器
180、280‧‧‧畫素
Vout1~Voutn、Vout‧‧‧輸出電壓
200‧‧‧顯示裝置
230‧‧‧偏壓電流調整電路
SW‧‧‧輸出開關
DL1 ~DLn ‧‧‧資料線
SL1 ~SLn ‧‧‧掃描線
D‧‧‧輸出資料訊號
T‧‧‧顯示時間
VA‧‧‧驅動控制訊號
TP‧‧‧轉換訊號
T1 ‧‧‧第一期間
T2 ‧‧‧第二期間
TS ‧‧‧維持期間
S2‧‧‧曲線
430‧‧‧參考電流源
Q1‧‧‧第一電晶體
Q2‧‧‧第二電晶體
SWb‧‧‧偏壓開關
410‧‧‧第一級電路
420‧‧‧第二級電路
Q3~Q7、Q8~Q9‧‧‧電晶體
702~710‧‧‧步驟
第1圖為先前技術中一液晶顯示裝置的傳統架構之簡化示意圖。
第2圖為本發明一顯示裝置的架構之一實施例的示意圖。
第3圖為第2圖所示之顯示裝置的時間順序之第一實施例的時序圖。
第4圖為第2圖所示之顯示裝置的時間順序之第二實施例的時序圖。
第5圖為第2圖所示之顯示裝置的時間順序之第三實施例的時序圖。
第6圖為說明如何透過調整源極驅動器之輸出緩衝器的偏壓電流來控制源極驅動器的驅動能力之一範例的示意圖。
第7圖為本發明驅動一顯示器之方法之一操作範例的流程圖。
TP．．．轉換訊號
VA．．．驅動控制訊號
Vout．．．輸出電壓
T1 ．．．第一期間
T2 ．．．第二期間
TS ．．．維持期間
S2．．．曲線

Claims (13)

  1. 一種驅動一顯示器之方法，該顯示器具有一面板、一時序控制器以及一源極驅動器，該方法包含有：於一行掃描週期的一開始，藉由該時序控制器送出一轉換訊號至該源極驅動器，該轉換訊號係於一第一期間內被拉起(asserted)，使得該轉換訊號在該第一期間具有一高邏輯值；於該行掃描週期的一開始，藉由該時序控制器送出一驅動控制訊號至該源極驅動器，該驅動控制訊號係於一維持期間內被拉起(asserted)，使得該驅動控制訊號在該維持期間具有該高邏輯值；在該行掃描週期之該維持期間之內，利用該源極驅動器之一較大驅動能力來驅動該面板；以及在該行掃描週期之該維持期間之外，利用該源極驅動器之一較小驅動能力來驅動該面板；其中該第一週期的一開始時間以及一結束時間和該維持期間的一開始時間以及一結束時間相同。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該顯示器另包含一輸出開關連接於該源極驅動器以及該面板之間，以及該方法另包含：於該第一期間之內，關閉該輸出開關；以及於該第一期間之後，導通該輸出開關。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該維持期間係在該第一期間之後開始，並持續一第二期間，且該第二期間係落在該第一期間之後。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中利用該源極驅動器之該較大驅動能力來驅動該面板之步驟包含有：產生一較大偏壓電流至該源極驅動器之一輸出緩衝器；以及藉由該輸出緩衝器來驅動該面板。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中利用該源極驅動器之該較小驅動能力來驅動該面板之步驟包含有：產生一較小偏壓電流至該源極驅動器之一輸出緩衝器；以及藉由該輸出緩衝器來驅動該面板。
  6. 一種顯示裝置，包含有：一面板；一源極驅動器，用來驅動該面板；以及一時序控制器，用來於一行掃描週期的一開始，送出一轉換訊號至該源極驅動器，該轉換訊號係於一第一期間內被拉起，並於該行掃描週期的一開始，送出一驅動控制訊號至該源極驅動器，該驅動控制訊號係於一維持期間內被拉起，使得該轉換訊號在該第一期間具有一高邏輯值並使得該驅動控制訊號在該維持期間具有該高邏輯值； 其中，該源極驅動器在該行掃描週期之該維持期間之內，係利用一較大驅動能力來驅動該面板，而在該行掃描週期之該維持期間之外，係利用一較小驅動能力來驅動該面板；其中該第一週期的一開始時間以及一結束時間和該維持期間的一開始時間以及一結束時間相同。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該顯示裝置係為一液晶顯示裝置。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其另包含：一輸出開關，耦接於該源極驅動器以及該面板之間；其中，該輸出開關於該第一期間之內係為關閉，且於該第一期間之後係為導通。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該維持期間係在該第一期間之後開始，並持續一第二期間，且該第二期間係落在該第一期間之後。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該源極驅動器另包含：一輸出緩衝器，用來驅動該面板；以及該顯示裝置另包含：一偏壓電流調整電路，用來產生一較大偏壓電流至該源極驅動器 之該輸出緩衝器。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該源極驅動器另包含：一輸出緩衝器，用來驅動該面板；以及該顯示裝置另包含：一偏壓電流調整電路，用來產生一較小偏壓電流至該源極驅動器之該輸出緩衝器。
  12. 一種驅動一顯示器之方法，該顯示器具有一面板、一時序控制器以及一源極驅動器，該方法包含有：於一行掃描週期的一開始，藉由該時序控制器送出一轉換訊號至該源極驅動器，該轉換訊號係於一第一期間內被拉起(asserted)，使得該轉換訊號在該第一期間具有一高邏輯值；於該行掃描週期的一開始，藉由該時序控制器送出一驅動控制訊號至該源極驅動器，該驅動控制訊號係於一維持期間內被拉起(asserted)，使得該驅動控制訊號在該維持期間具有該高邏輯值；在該行掃描週期之該維持期間之內，利用該源極驅動器之一較大驅動能力來驅動該面板；以及在該行掃描週期之該維持期間之外，利用該源極驅動器之一較小驅動能力來驅動該面板； 其中該第一週期的一開始時間和該維持期間的一開始時間相同，且該維持期間的一結束時間相較於該第一週期的一結束時間落後了一時間週期。
  13. 一種顯示裝置，包含有：一面板；一源極驅動器，用來驅動該面板；以及一時序控制器，用來於一行掃描週期的一開始，送出一轉換訊號至該源極驅動器，該轉換訊號係於一第一期間內被拉起，並於該行掃描週期的一開始，送出一驅動控制訊號至該源極驅動器，該驅動控制訊號係於一維持期間內被拉起，使得該轉換訊號在該第一期間具有一高邏輯值並使得該驅動控制訊號在該維持期間具有該高邏輯值；其中，該源極驅動器在該行掃描週期之該維持期間之內，係利用一較大驅動能力來驅動該面板，而在該行掃描週期之該維持期間之外，係利用一較小驅動能力來驅動該面板；其中該第一週期的一開始時間和該維持期間的一開始時間相同，且該維持期間的一結束時間相較於該第一週期的一結束時間落後了一時間週期。
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