本發(fā)明涉及一種用于顯示裝置的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器及相關(guān)的驅(qū)動模塊，尤其涉及一種具有快速反應(yīng)速度的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器及相關(guān)的驅(qū)動模塊。

背景技術(shù)：

液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)具有外型輕薄、低輻射、體積小及低耗能等優(yōu)點，廣泛地應(yīng)用在筆記本計算機或平面電視等電子產(chǎn)品上。因此，液晶顯示器已逐漸取代傳統(tǒng)的陰極射線管顯示器(Cathode Ray Tube Display)成為市場主流，其中又以主動矩陣式薄膜晶體管液晶顯示器(Active Matrix TFT LCD)最受歡迎。簡單來說，主動矩陣式薄膜晶體管液晶顯示器的驅(qū)動系統(tǒng)是由一時序控制器(Timing Controller)、源極驅(qū)動器(Source Driver)以及柵極驅(qū)動器(Gate Driver)所構(gòu)成。源極驅(qū)動器及柵極驅(qū)動器分別控制數(shù)據(jù)線(Data Line)及掃描線(Scan Line)，其在面板上相互交叉形成電路單元矩陣，而每個電路單元(Cell)包含液晶分子及晶體管。液晶顯示器的顯示原理是柵極驅(qū)動器先將掃描信號送至晶體管的柵極，使晶體管導通，同時源極驅(qū)動器將時序控制器送來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成輸出電壓后，將輸出電壓送至晶體管的源極，此時液晶一端的電壓會等于晶體管漏極的電壓，并根據(jù)漏極電壓改變液晶分子的傾斜角度，進而改變透光率達到顯示不同顏色的目的。

隨著技術(shù)的演進，液晶顯示器的分辨率逐漸上升(如從全高清(Full HD)分辨率上升至4K分辨率)，且液晶顯示器的畫面顯示質(zhì)量也隨之提高。當液晶顯示器的分辨率增加時，液晶顯示器中用于驅(qū)動顯示面板的驅(qū)動裝置(如驅(qū)動晶片)對于顯示面板中顯示元件的充放電時間會被縮短。另一方面，色彩信號的位元數(shù)也需同步提升以提高液晶顯示器的畫面顯示質(zhì)量。色彩信號的位元數(shù)的上升會造成用于產(chǎn)生將色彩信號轉(zhuǎn)換為實際模擬電壓的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路中的阻抗增加，進而延長了數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路依據(jù)色彩信號產(chǎn)生相 對應(yīng)模擬電壓所需的時間。因此，如何降低數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生模擬電壓所需的時間，以滿足隨著液晶顯示器的分辨率增加而減少的充放電時間便成為業(yè)界亟欲探討的議題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述的問題，本發(fā)明提供一種具有快速反應(yīng)速度的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器及相關(guān)的驅(qū)動模塊。

本發(fā)明公開一種數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，用于一顯示裝置中的一驅(qū)動模塊，所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器包括多個開關(guān)，組成具有多級的樹狀架構(gòu)，用來根據(jù)一數(shù)字輸入信號的多個位元，選擇多個伽瑪電壓其中之一輸出至一輸出端；以及一繞行單元，耦接于所述多個開關(guān)中一第一開關(guān)的一第一輸出端與所述輸出端之間，用來根據(jù)所述多個位元中一最大有效位元及位于所述最大有效位元與所述多個位元中用來控制所述第一開關(guān)的一第一位元之間的位元，調(diào)整所述第一輸出端與所述輸出端間的一連接。

本發(fā)明另公開一種驅(qū)動模塊，用于一顯示裝置，所述驅(qū)動模塊包括一伽瑪電壓分阻器，用來產(chǎn)生多個伽瑪電壓；一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，包括多個開關(guān)，組成具有多級的樹狀架構(gòu)，用來根據(jù)一數(shù)字輸入信號的多個位元，選擇所述多個伽瑪電壓其中之一輸出至一輸出端；以及一繞行單元，耦接于所述多個開關(guān)中一第一開關(guān)一第一輸出端與所述輸出端之間，用來根據(jù)所述多個位元中一最大有效位元及所述最大有效位元與所述多個位元中用來控制所述第一開關(guān)的一第一位元之間的位元，調(diào)整所述第一輸出端與所述輸出端間的一連接；以及一輸出級放大器，包括一放大器輸入端耦接于所述輸出端，及一放大器輸出端，其中所述放大器輸出端通過一輸出開關(guān)耦接至所述顯示裝置中一數(shù)據(jù)線。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一驅(qū)動模塊的示意圖。 圖2為圖1所示驅(qū)動模塊一實現(xiàn)方式的示意圖。

圖3為圖2所示判斷邏輯電路一實現(xiàn)方式的示意圖。

圖4為圖1所示驅(qū)動模塊另一實現(xiàn)方式的示意圖。

其中，附圖標記說明如下：

10 驅(qū)動模塊

100 伽瑪電阻分壓器

102 數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器

104 輸出級放大器

BPU 繞行單元

Ca～C0、Cx、C0～C4 位元

C0’～C4’ 反向信號

CON 控制信號

CONNx 連接

Din 數(shù)字輸入信號

OUT、OUT_Sx、OUT1_1～OUT1_16、 輸出端

OUT2_1～OUT2_8、OUT3_1～

OUT3_4、OUT4_1、OUT4_2

RES 電阻串

Sa_1～S0_b+1、Sx、S0_1～S0_32、 開關(guān)

S1_1～S1_16、S2_1～S2_8、S3_1～

S3_4、S4_1、S4_2

Sbp 繞行開關(guān)

Vb～V0、V31～V0 伽瑪電壓

VOUT 輸出電壓

具體實施方式

請參考圖1，圖1為本發(fā)明實施例一驅(qū)動模塊10的示意圖。驅(qū)動模塊10可用于如智能移動電話、平板計算機、筆記型計算機等包括顯示面板的電子產(chǎn)品中，用來根據(jù)一數(shù)字輸入信號Din的多個位元Ca～C0，輸出多個伽瑪電壓Vb～V0其中之一(其中a為常數(shù)，且b＝2^a+1－1)。舉例來說，驅(qū)動模塊10可用于用來驅(qū)動顯示面板的源極驅(qū)動器中，且不限于此。如第1圖所示，驅(qū)動模塊10包括一伽瑪(Gamma)電阻分壓器100、一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102以及一輸出級放大器104。伽瑪電阻分壓器100用來產(chǎn)生伽瑪電壓Vb～V0，其中伽瑪電壓Vb～V0介于電壓VGP與VGN之間。數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102耦接于伽瑪電阻分壓器100，且包括組成樹狀架構(gòu)的多個開關(guān)Sa_1～S0_b+1，用來根據(jù)數(shù)字輸入信號Din的多個位元Ca～C0，選擇并輸出伽瑪電壓Vb～V0其中之一至輸出端OUT。根據(jù)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102在輸出端OUT所輸出的電壓，輸出級放大器104通過一輸出開關(guān)SOUT，輸出相對應(yīng)的輸出電壓VOUT至顯示面板中的顯示元件(如數(shù)據(jù)線、液晶分子的一端，未繪示于圖1)，以控制顯示元件的運作。

為了提升數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102的反應(yīng)速度，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102另包括一繞行單元BPU。繞行單元BPU耦接于數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102中多個開關(guān)Sa_1～S0_b+1中一開關(guān)Sx的輸出端OUT_Sx與輸出端OUT之間，用來根據(jù)位元Ca～C0中最大有效位元(Most Significant Bit)Ca及位于最大有效位元Ca與用來控制開關(guān)Sx的位元Cx之間的位元，調(diào)整輸出端OUT_Sx與輸出端OUT間的一連接CONNx。當最大有效位元Ca及位于最大有效位元Ca與位元Cx之間的位元指示導通多個開關(guān)Sa_1～S0_b+1中位于輸出端OUT_Sx與輸出端OUT間的開關(guān)時，繞行單元BPU導通連接CONNx；而當最大有效位元Ca及位于最大有效位元Ca與位元Cx之間的位元指示斷開多個開關(guān)Sa_1～S0_b+1中位于輸出端OUT_Sx與輸出端OUT間的開關(guān)時，繞行單元BPU斷開連接CONNx。據(jù)此，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102的反應(yīng)速度可被有效提升。

關(guān)于驅(qū)動模塊10的詳細架構(gòu)及運作方式舉例說明如下。請參考圖2，圖2為圖1所示驅(qū)動模塊10一實現(xiàn)方式的示意圖。在此實施例中，伽瑪電阻分壓器100利用電阻串RES產(chǎn)生伽瑪電壓V31～V0，且數(shù)字輸入信號Din包括位元C4～C0(即數(shù)字輸入信號Din的位元數(shù)為5)。其中，C4為最大有效位元且C0為最小有效位元。數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102中包括開關(guān)S0_1～S0_32、S1_1～S1_16、S2_1～S2_8、S3_1～S3_4及S4_1、S4_2(即多個開關(guān)Sa_1～S0_b+1)。其中，開關(guān)S0_1～S0_32組成樹狀架構(gòu)的第一級，且分別耦接于伽瑪電壓V0～V31。開關(guān)S1_1～S1_16組成樹狀架構(gòu)的第二級，且分別耦接于第一級的輸出端OUT1_1～OUT1_16，以此類推。開關(guān)S0_1～S0_32、S1_1～S1_16、S2_1～S2_8、S3_1～S3_4及S4_1、S4_2分別由位元C0～C4及位元C0～C4的反向信號C0’～C4’所控制。據(jù)此，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102可根據(jù)位元C0～C4，選擇伽瑪電壓V0～V31其中之一輸出至輸出端OUT，以使輸出級放大器104產(chǎn)生輸出電壓VOUT。

由圖2可知，由伽瑪電阻分壓器100到輸出級放大器104的導通路徑上至少需經(jīng)過5個開關(guān)。假設(shè)開關(guān)S0_1～S0_32、S1_1～S1_16、S2_1～S2_8、S3_1～S3_4及S4_1、S4_2的電阻值為R，且輸出端OUT的電容值為C，則由伽瑪電阻分壓器100到輸出級放大器104路徑的反應(yīng)時間常數(shù)為5RC。若數(shù)字輸入信號Din的位元數(shù)上升，從伽瑪電阻分壓器100到輸出級放大器104的路徑需經(jīng)過的開關(guān)數(shù)目也會隨之增加。也就是說，伽瑪電阻分壓器100到輸出級放大器104的路徑的反應(yīng)時間常數(shù)會隨著數(shù)字輸入信號Din的位元數(shù)上升而提高，因而降低數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102的反應(yīng)速度。

為了提升數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102的反應(yīng)速度，本發(fā)明新增繞行單元BPU在輸出端OUT1_16(對應(yīng)于前述的輸出端OUT_Sx)與OUT之間。在此實施例中，繞行單元BPU包括一繞行開關(guān)Sbp(對應(yīng)于前述的連接CONNx)及一判斷邏輯電路DL。當位元C4～C1指示導通位于輸出端OUT1_16至OUT間的開關(guān)S1_16、S2_8、S3_4、S4_2時，判斷邏輯電路DL調(diào)整一控制信號CON，以導通繞行開關(guān)Sbp。當數(shù)字輸入信號Din指示輸出伽瑪電壓V31或V30時，從伽瑪電阻分壓器100到輸出級放大器104導通路徑上開關(guān)的最小 數(shù)目下降至2。也就是說，當數(shù)字輸入信號Din指示輸出電壓V31或V30時，由伽瑪電阻分壓器100到輸出級放大器104導通路徑的反應(yīng)時間常數(shù)可由5RC下降至大致為2RC。如此一來，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102的反應(yīng)時間可獲得改善。

通過在樹狀架構(gòu)的多個開關(guān)其中之一的輸出端與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出端間新增繞行單元，上述實施例中數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的反應(yīng)速度可獲得顯著的提升。根據(jù)不同應(yīng)用及設(shè)計理念，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可據(jù)以實施合適的更動及修改。舉例來說，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器中可包括多個繞行單元，以增加數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器中反應(yīng)速度獲得提升的路徑數(shù)目。此外，用來產(chǎn)生控制信號CON的判斷邏輯電路DL可以各式各樣的方式實現(xiàn)。在圖2中，判斷邏輯電路DL可為具有4輸入的反或(NOR)閘。請參考第3圖，圖3為圖2所示的判斷邏輯電路DL一實現(xiàn)方式的示意圖。在圖3中，判斷邏輯電路DL包括晶體管MP1～MP4、MN1～MN4，其中晶體管MP1～MP4為P型金氧半場效晶體管，而晶體管MN1～MN4則為N型金氧半場效晶體管。晶體管MP1～MP4的柵極分別耦接于位元C4～C1的反向信號C1’～C4’，且晶體管MN1～MN4的柵極也分別耦接于反向信號C1’～C4’。如此一來，當位元C4～C1為高邏輯準位而指示導通開關(guān)S1_16、S2_8、S3_4、S4_2，圖3所示的判斷邏輯電路DL會將控制信號CON調(diào)整為高邏輯準位，以導通繞行開關(guān)Sbp來降低數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102的反應(yīng)時間。

此外，繞行單元BPU不限如圖2所示耦接于第一級的輸出端OUT1_16，而可耦接于開關(guān)S0_1～S0_32、S1_1～S1_16、S2_1～S2_8、S3_1～S3_4其中任意一者的輸出端。請參考圖4，圖4為圖1所示驅(qū)動模塊10另一實現(xiàn)方式的示意圖。圖4所示的驅(qū)動模塊10類似于圖2所示的驅(qū)動模塊10，因此功能相似的元件及信號沿用相同的符號。不同于圖2，在圖4中繞行開關(guān)Sbp耦接于位于第二級的開關(guān)S1_16的輸出端OUT2_8，且判斷邏輯電路DL改為根據(jù)位元C4～C2來控制繞行開關(guān)Sbp。據(jù)此，當數(shù)字輸入信號Din指示輸出伽瑪電壓V31～V28其中之一時，從伽瑪電阻分壓器100到輸出級放大器104導通路徑上開關(guān)的最小數(shù)目下降至3。在此狀況下，由伽瑪電阻分壓器100 到輸出級放大器104路徑的反應(yīng)時間常數(shù)可由5RC下降至大致為3RC。

相較于圖2所示的驅(qū)動模塊10，圖4所示數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102的最小反應(yīng)時間常數(shù)雖小幅度地由2RC上升至3RC，然而數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102中反應(yīng)速度獲得提升的路徑數(shù)目也由2上升至4。根據(jù)不同應(yīng)用及設(shè)計理念，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可合適地配置繞行單元BPU，以最佳化數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102的反應(yīng)速度及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器102中速度獲得提升的路徑數(shù)目。

綜上所述，通過在形成樹狀架構(gòu)的多個開關(guān)其中之一的輸出端與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出端間新增繞行單元，本發(fā)明實施例中數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的反應(yīng)速度可獲得顯著的提升。如此一來，即使顯示裝置的分辨率上升導致數(shù)字輸入信號位元數(shù)增加，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的反應(yīng)速度仍不受影響。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。