数据驱动器的解多任务装置和驱动方法以及液晶显示系统

技术领域

本发明关于解多任务(demultiplexer)的技术领域，尤指一种数据驱动器 的解多任务装置、液晶显示系统以及该数据驱动器的解多任务驱动方法。

背景技术

图1为已知液晶显示系统中数据驱动器(data driver)的解多任务装置 (demultiplexer)的示意图。如图所示，解多任务装置(demultiplexer)100由 NMOS切换器(NMOS switch)101～106所构成。NMOS切换器101、103、 105的漏极连接至一第一数据线(Data1)，以接收一第一数据输入信号，其 栅极分别连接至第一至第三控制线(CK1、CK2、CK3)，其源极分别连接至 第一、第三、第五源极线(S1、S3、S5)。而NMOS切换器102、104、106 的漏极连接至一第二数据线(Data2)，以接收一第二数据输入信号，其栅极 分别连接至第一至第三控制线(CK1、CK2、CK3)，其源极分别连接至第二、 第四、第六源极线(S2、S4、S6)。

图2为已知NMOS切换器的工作示意图。如图所示，其为点反转(dot  inversion)，在正向数据状态(positive data)时，第一至第三控制线(CK1、CK2、 CK3)依序为一方波，以开启对应的NMOS切换器101、103、105，以将 第一数据输入信号传输至第一、第三、第五源极线(S1、S3、S5)。

在负向数据状态(negative data)时，第一至第三控制线(CK1、CK2、CK3) 依序为一方波，以开启对应的NMOS切换器102、104、106，以将第二数 据输入信号传输至第二、第四、第六源极线(S2、S4、S6)。

如图2所示，在正向数据状态时，第一数据输入信号及第二数据输入 信号的电压为0～+4V，在负向数据状态时，第一数据输入信号及第二数据 输入信号的电压为0～-4V。不论是在正向数据状态或是负向数据状态，该 第一至第三控制线(CK1、CK2、CK3)的电压分别为+10V及-6V，这会造 成许多能源浪费。因此，已知解多任务的技术仍有改善的空间。

发明内容

本发明的目的主要在于提供一种数据驱动器的解多任务装置、液晶显 示系统以及该数据驱动器的解多任务驱动方法，以有效地节省能源消耗。

根据本发明的一方面，本发明提出一种数据驱动器的解多任务装置， 耦接一第一源极线(S1)及一第二源极线(S2)，包括一第一切换器、及一第 二切换器。该第一切换器连接至一第一数据线(Data1)、一第一控制线(CK1)、 及该第一源极线(S1)，该第一切换器由该第一数据线接收一第一数据输入 信号，并传输至该第一源极线，该第一数据输入信号具有一正向数据状态 及一负向数据状态。该第二切换器连接至一第二数据线(Data2)、一第二控 制线(CK4)、及该第二源极线(S2)，该第二切换器由该第二数据线接收一第 二数据输入信号，并传输至该第二源极线，该第二数据输入信号具有该正 向数据状态及该负向数据状态；其中，当在传输该正向数据状态的该第一 数据输入信号及第二数据输入信号时，该第一控制线(CK1)及该第二控制 线(CK4)分别为一第一电平电压(+10V)及一第二电平电压(-6V)，以开启及 关闭该第一切换器及该第二切换器。

根据本发明的另一方面，本发明提出一种液晶显示系统，其包含一液 晶显示面板、一栅极驱动器、一数据驱动器、一显示时序控制器。该栅极 驱动器连接至该液晶显示面板，用以产生一显示扫瞄信号，进而驱动该液 晶显示面板。该数据驱动器连接至该液晶显示面板，用以根据一显示像素 信号驱动该液晶显示面板，该数据驱动器包含包括一解多任务装置。该解 多任务装置包括一第一切换器、及一第二切换器。该第一切换器连接至一 第一数据线(Data1)、一第一控制线(CK1)、及该第一源极线(S1)，该第一切 换器由该第一数据线接收一第一数据输入信号，并传输至该第一源极线， 该第一数据输入信号具有一正向数据状态及一负向数据状态。该第二切换 器连接至一第二数据线(Data2)、一第二控制线(CK4)、及该第二源极线(S2)， 该第二切换器由该第二数据线接收一第二数据输入信号，并传输至该第二 源极线，该第二数据输入信号具有该正向数据状态及该负向数据状态，其 中，当在传输该正向数据状态的该第一数据输入信号及第二数据输入信号 时，该第一控制线(CK1)及该第二控制线(CK4)分别为一第一电平电压 (+10V)及一第二电平电压(-6V)，以开启及关闭该第一切换器及该第二切换 器。该显示时序控制器连接至该数据驱动器、及该栅极驱动器，用以供应 该数据驱动器及该栅极驱动器输出该显示像素信号及该显示驱动信号的 时序。

根据本发明的又另一方面，本发明提出一种数据驱动器的解多任务驱 动方法，其包含：(A)使用一第一切换器以传输数据，该第一切换器连接 至一第一数据线(Data1)、一第一控制线(CK1)、及该第一源极线(S1)，该第 一切换器由该第一数据线接收一第一数据输入信号，并传输至该第一源极 线，该第一数据输入信号具有一正向数据状态及一负向数据状态；(B)使用 一第二切换器以传输数据，该第二切换器连接至一第二数据线(Data2)、一 第二控制线(CK4)、及该第二源极线(S2)，该第二切换器由该第二数据线接 收一第二数据输入信号，并传输至该第二源极线，该第二数据输入信号具 有该正向数据状态及该负向数据状态；(C)当在传输该正向数据状态的该第 一数据输入信号及第二数据输入信号时，该第一控制线(CK1)及该第二控 制线(CK4)分别为一第一电平电压(+10V)及一第二电平电压(-6V)，以开启 及关闭该第一切换器及该第二切换器。

附图说明

图1为已知液晶显示系统中数据驱动器的解多任务装置的示意图。

图2为已知NMOS切换器的工作示意图。

图3为本发明数据驱动器的解多任务装置的一实施例。

图4为本发明切换器的工作示意图。

图5为本发明切换器的另一工作示意图。

图6为本发明切换器的又一工作示意图。

图7为本发明数据驱动器的解多任务装置的另一实施例。

图8为本发明第一CMOS切换器及第二CMOS切换器的电路图。

图9为本发明切换器的另一工作示意图。

图10为本发明解多任务装置运用于液晶显示系统的示意图。

图11为本发明数据驱动器的解多任务装置一运用示意图。

图12为本发明数据驱动器的解多任务装置一运用示意图。

图13为本发明一种数据驱动器的解多任务驱动方法的流程图。

【主要元件符号说明】

解多任务装置100

NMOS切换器101、103、105

NMOS切换器102、104、106

数据驱动器的解多任务装置300

第一切换器301        第二切换器302

第三切换器303        第四切换器304

第五切换器305        第六切换器3060

数据驱动器的解多任务装置700

第一切换器701        第二切换器702

第三切换器703        第四切换器704

第五切换器705        第六切换器706

第一NMOS晶体管801    第一PMOS晶体管802

第二NMOS晶体管803    第二PMOS晶体管804

液晶显示系统1000

液晶显示面板1010     栅极驱动器1020

数据驱动器1030       显示时序控制器1040

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实 施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图3为本发明数据驱动器的解多任务装置300的一实施例，本发明并 不限制解多任务装置300内的切换器、源极线、控制线的数量。为方便说 明，图3仅显示六个切换器301～306。

该解多任务装置300包含一第一切换器301、一第二切换器302。在 其他实施例中，由于本发明并不限制解多任务装置300内的切换器、源极 线、控制线的数量，该解多任务装置300更可包含一第三切换器303、一 第四切换器304、一第五切换器305、一第六切换器306。这些切换器的连 接方式及工作原理为本领域技术人员基于本发明技术所能完成或推知，故 不再赘述。

该解多任务装置300耦接一第一源极线(S1)及一第二源极线(S2)。该 第一切换器301连接至一第一数据线(Data1)、一第一控制线(CK1)、及该 第一源极线(S1)。该第一切换器301由该第一数据线接收一第一数据输入 信号，并传输至该第一源极线，该第一数据输入信号具有一正向数据状态 及一负向数据状态。

该第二切换器302连接至一第二数据线(Data2)、一第二控制线(CK4)、 及该第二源极线(S2)，该第二切换器302由该第二数据线(Data2)接收一第 二数据输入信号，并传输至该第二源极线(S2)，该第二数据输入信号具有 该正向数据状态及该负向数据状态。

该第一切换器301及该第二切换器302为MOS切换器(MOS switch)。 该第一MOS切换器由一第一NMOS晶体管301所组成，该第二MOS切 换器由一第二NMOS晶体管302所组成。

该第一NMOS晶体管301的栅极接收该第一控制线(CK1)，其漏极耦 接该第一数据线(Data1)，以接收该第一数据输入信号，其源极耦接该第一 源极线(S1)，该第二NMOS晶体管302的栅极接收该第二控制线(CK4)， 其漏极耦接该第二数据线(Data2)，以接收该第二数据输入信号，其源极耦 接该第二源极线(S2)。

图4为本发明切换器的工作示意图。其运用点反转(dot inversion)。如 图4所示，当该第一数据输入信号为该正向数据状态时，该第二数据输入 信号为该负向数据状态。当该第一数据输入信号为该负向数据状态时，该 第二数据输入信号为该正向数据状态。

当在传输该正向数据状态的该第一数据输入信号及第二数据输入信 号时，该第一控制线(CK1)及该第二控制线(CK4)分别为一第一电平电压及 一第二电平电压，以开启及关闭该第一切换器301及该第二切换器302。

当在传输该负向数据状态的该第一数据输入信号及第二数据输入信 号时，该第一控制线(CK1)及该第二控制线(CK4)分别为一第三电平电压及 一第四电平电压，以开启及关闭该第一切换器301及该第二切换器302。

其中，该第一电平电压为+10V，该第二电平电压为-6V，该第三电平 电压为+5V，该第四电平电压为-6V。也就是说，在传输该正向数据状态时， 该第一控制线(CK1)及该第二控制线(CK4)为+10V，以开启该第一切换器 301及该第二切换器302，该第一控制线(CK1)及该第二控制线(CK4)为-6V， 以关闭该第一切换器301及该第二切换器302。在传输该负向数据状态时， 该第一控制线(CK1)及该第二控制线(CK4)为+5V，以开启该第一切换器 301及该第二切换器302，该第一控制线(CK1)及该第二控制线(CK4)为-6V， 以关闭该第一切换器301及该第二切换器302。

图5为本发明切换器的另一工作示意图。其运用行反转(column  inversion)。图5显示在进行行反转时，第一控制线(CK1)及该第二控制线 (CK4)的波形。在行反转前后，在一图框n-1时，该第一数据线(Data1)为 该正向数据状态，该第二数据线(Data2)为该负向数据状态，故该第一控制 线(CK1)分别为+10V及-6V，以开启及关闭该第一切换器301。该第二控 制线(CK2)分别为+5V及-6V，以开启及关闭该第二切换器302。

在图框n-1与其下一图框n之间有一预充波形(pre-charge pulse)。

在图框n时，该第一数据线(Data1)为该负向数据状态，该第二数据线 (Data2)为该正向数据状态，故该第一控制线(CK1)分别为+5V及-6V，以开 启及关闭该第一切换器301。该第二控制线(CK2)分别为+10V及-6V，以 开启及关闭该第二切换器302。

这些控制线所消耗的能量可以下列公式表示：

P＝(Vh-V1)×C×f×Vps，

其中，Vh为控制线的高电平电压，Vl为控制线的低电平电压，C为 控制在线的负载电容，f为工作频率，Vps为电源所供应的电压。

已知图1已知技术的控制线所消耗的能量为：

P＝(10-(-6))×C×f×10+(-6-10)×C×f×(-6)

＝256×C×f。

而本发明的控制线所消耗的能量为：

P＝(10-(-6))×C×f/2×10+(-6-10)×C×f/2×(-6)

+(5-(-6))×C×f/2×5+(-6-5)×C×f/2×(-6)

＝188.5×C×f。

因此，理论上，本发明的控制线所消耗的能量可较已知技术减少26％。 本发明技术运用于低温多晶硅(Low Temperature Poly-silicon；简称 LTPS)4.7寸高分辨率(Full-HD)面板上时，可将功率消耗由66mW降低至 48mW。

图6为本发明切换器的又一工作示意图。其运用行反转(column  inversion)。其与图5主要差异在于该第二电平电压为-1V。亦即，通过减 少该第一控制线(CK1)及该第二控制线(CK4)的电压电平，以达减少功率消 耗的目的。

已知图1已知技术的控制线所消耗的能量为：

P＝(10-(-6))×C×f×10+(-6-10)×C×f×(-6)

＝256×C×f。

而本发明的控制线所消耗的能量为：

P＝(10-(-1))×C×f/2×10+(-1-10)×C×f/2×(-1)

+(5-(-6))×C×f/2×5+(-6-5)×C×f/2×(-6)

＝121×C×f

因此，理论上，本发明的控制线所消耗的能量可较已知技术减少52％。 本发明技术运用于低温多晶硅4.7寸高分辨率(Full-HD)面板上时，可将功 率消耗由66mW降低至31mW。

图7为本发明数据驱动器的解多任务装置700的另一实施例，由于本 发明并不限制解多任务装置700内的切换器、源极线、控制线的数量，该 解多任务装置700除了包含一第一切换器701、一第二切换器702，更可 包含一第三切换器703、一第四切换器704、一第五切换器705、一第六切 换器706。这些切换器的连接方式及工作原理为本领域技术人员基于本发 明技术所能完成或推知，故不再赘述。

其中，该第一切换器701及该第二切换器702为CMOS切换器(CMOS  switch)。图8为本发明该第一切换器701及该第二切换器702的电路图。 该第一切换器701由一第一NMOS晶体管801及一第一PMOS晶体管802 所组成，该第二切换器702由一第二NMOS晶体管803及一第二PMOS 晶体管804所组成。

该第一NMOS晶体管801的栅极接收该第一控制线(CK1a)，其漏极 耦接该第一数据线(Data1)，以接收该第一数据输入信号，其源极耦接该第 一源极线(S1)，该第一PMOS晶体管802的栅极接收该第一控制线(CK1a) 的反相信号(CK1b)，其源极耦接该第一数据线(Data1)，以接收该第一数据 输入信号，其漏极耦接该第一源极线(S1)。

该第二NMOS晶体管803的栅极接收该第二控制线(CK4a)，其漏极 耦接该第二数据线(Data2)，以接收该第二数据输入信号，其源极耦接该第 二源极线(S2)，该第二PMOS晶体管804的栅极接收该第二控制线的反相 信号(CK4b)，其源极耦接该第二数据线(Data2)，以接收该第二数据输入信 号，其漏极耦接该第二源极线(S2)。

图9为本发明切换器的另一工作示意图。其运用行反转(column  inversion)。图9显示在进行行反转时，该第一控制线(CK1a)、该第一控制 线的反相信号(CK1b)及该第二控制线(CK4a)、该第二控制线的反相信号 (CK4b)的波形。

在行反转前后，在一图框n-1时，该第一数据线(Data1)为该正向数据 状态，故该第一控制线(CK1a)分别为+10V及-1V，以开启及关闭该第一切 换器701中的该第一NMOS晶体管801，该第一控制线的反相信号(CK1b) 为+10V，以关闭该第一切换器701中的该第一PMOS晶体管802。

此时，该第二数据线(Data2)为该负向数据状态，故该第二控制线(CK4a) 为-6V，以关闭该第二切换器702中的该第二NMOS晶体管803，该第二 控制线(CK4a)的反相信号(CK4b)分别为+5V及-6V，以开启及关闭该第二 切换器702中的该第二PMOS晶体管804。

在图框n-1与其下一图框n之间有一预充波形(pre-charge pulse)。

在图框n时，该第一数据线(Data1)为该负向数据状态，故该第一控制 线(CK1a)为-6V，以关闭该第一切换器701中的该第一NMOS晶体管801， 该第一控制线(CK1a)的反相信号(CK1b)分别为+5V及-6V，以开启及关闭 该第一切换器701中的该第一PMOS晶体管802。

此时，该第二数据线(Data2)为该正向数据状态，故该第二控制线(CK4a) 分别为+10V及-1V，以开启及关闭该第二切换器702中的该第二NMOS 晶体管803，该第二控制线的反相信号(CK4b)为+10V，以关闭该第二切换 器702中的该第二PMOS晶体管804。

图10为本发明解多任务装置运用于液晶显示系统的示意图。该液晶 显示系统1000包含一液晶显示面板1010、一栅极驱动器1020、一数据驱 动器1030、一显示时序控制器1040。

该栅极驱动器1020连接至该液晶显示面板1010，用以产生一显示扫 瞄信号，进而驱动该液晶显示面板。

该数据驱动器1030连接至该液晶显示面板1010，用以依据一显示像 素信号驱动该液晶显示面板1010，该数据驱动器1020包含包括一解多任 务装置300。该解多任务装置300包括一第一切换器301、一第二切换器 302。

该第一切换器301连接至一第一数据线(Data1)、一第一控制线(CK1)、 及该第一源极线(S1)，该第一切换器301由该第一数据线(Data1)接收一第 一数据输入信号，并传输至该第一源极线(S1)，该第一数据输入信号具有 一正向数据状态及一负向数据状态。

该第二切换器302连接至一第二数据线(Data2)、一第二控制线(CK4)、 及该第二源极线(S2)，该第二切换器302由该第二数据线(Data2)接收一第 二数据输入信号，并传输至该第二源极线(S2)，该第二数据输入信号具有 该正向数据状态及该负向数据状态，其中，当在传输该正向数据状态的该 第一数据输入信号及第二数据输入信号时，该第一控制线(CK1)及该第二 控制线(CK4)分别为一第一电平电压(+10V)及一第二电平电压(-6V)，以开 启及关闭该第一切换器及该第二切换器。

该显示时序控制器1040连接至该数据驱动器1030、及该栅极驱动器 1020，用以供应该数据驱动器1030及该栅极驱动器1020输出该显示像素 信号及该显示驱动信号的时序。

图11及图12为本发明数据驱动器的解多任务装置一运用示意图，图 11中，解多任务装置与液晶驱动集成电路分开，图12中，解多任务装置 与液晶驱动集成电路整合至同一个集成电路中。

图13为本发明一种数据驱动器的解多任务驱动方法的流程图。请一 并参照图3的数据驱动器的解多任务装置，首先于步骤(A)中，使用一第 一切换器301以传输数据，该第一切换器301连接至一第一数据线(Data1)、 一第一控制线(CK1)、及该第一源极线(S1)，该第一切换器301由该第一数 据线(Data1)接收一第一数据输入信号，并传输至该第一源极线(S1)，该第 一数据输入信号具有一正向数据状态及一负向数据状态。

步骤(B)中，使用一第二切换器302以传输数据，该第二切换器302 连接至一第二数据线(Data2)、一第二控制线(CK4)、及该第二源极线(S2)， 该第二切换器302由该第二数据线(Data2)接收一第二数据输入信号，并传 输至该第二源极线(S2)，该第二数据输入信号具有该正向数据状态及该负 向数据状态。

步骤(C)中，当在传输该正向数据状态的该第一数据输入信号及第二数 据输入信号时，该第一控制线(CK1)及该第二控制线(CK4)分别为一第一电 平电压(+10V)及一第二电平电压(-6V)，以开启及关闭该第一切换器301及 该第二切换器302。当在传输该负向数据状态的该第一数据输入信号及第 二数据输入信号时，该第一控制线(CK1)及该第二控制线(CK4)分别为一第 三电平电压(+5V)及该第二电平电压(-6V)，以开启及关闭该第一切换器301 及该第二切换器302。

由上述描述可知，本发明通过减少该第一控制线(CK1)及该第二控制 线(CK4)的电压电平，以达减少功率消耗的目的。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而 已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。