數字模擬轉換器、可編程伽瑪校正緩衝電路及顯示裝置製造方法

2023-05-24 14:43:21

數字模擬轉換器、可編程伽瑪校正緩衝電路及顯示裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開一種數字模擬轉換器，用以根據N位的第一數位訊號輸出第一輸出模擬電壓或根據N位的第二數位訊號輸出第二輸出模擬電壓，其包括：第一電壓產生器(210)，耦接於第一參考電壓與第二參考電壓之間，用於產生介於第一參考電壓與第二參考電壓之間的2N個第一模擬電壓；第一電壓選擇器(220)，根據N位的第一數位訊號從2N個第一模擬電壓中選擇出第一輸出模擬電壓；第二電壓產生器(230)，耦接於第二參考電壓與第三參考電壓之間，用於產生介於第二參考電壓與第三參考電壓之間的2N個第二模擬電壓；第二電壓選擇器(240)，根據N位的第二數位訊號從2N個第二模擬電壓中選擇出第二輸出模擬電壓。本發明還公開一種可編程伽瑪校正緩衝電路及顯示裝置。
【專利說明】數字模擬轉換器、可編程伽瑪校正緩衝電路及顯示裝置

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種數字模擬轉換器、可編程伽瑪校正緩衝電路及顯示裝置。

【背景技術】
[0002] 在液晶顯示裝置（LCD)中，大多數會設置伽馬校正電路來產生伽馬校正電壓，以 進行影像的伽馬校正。源極驅動電路會依據伽馬校正信號來產生液晶顯示裝置所需的驅動 信號，使液晶顯示裝置呈現所需的亮度。
[0003] 在伽馬校正電路中通常包括將輸入的數位訊號轉換為模擬信號的數字模擬轉換 器（DAC)。目前在市面上存在許多不同的數字模擬轉換器，例如電阻串（R-String)數字模 擬轉換器。圖1是一種現有的3位的電阻串數字模擬轉換器。參照圖1，3位的電阻串數字 模擬轉換器100包括一串電阻器110以及選擇器120。選擇器120包括選擇線121及與選 擇線121交叉設置的控制線122,其中，每兩條控制線122被數位訊號的其中一位（bit)所 控制，並且每兩條控制線122之一連接至一非門123。每條選擇線121上均包括開關元件 124,其中，開關元件124設置在每條選擇線121與每兩條控制線122之一的交叉處。開關 元件124可例如是NM0S電晶體。每一開關元件124被數位訊號的其中一位（bit)所控制。
[0004] 電阻串連接於一高參考電壓（VH)與一低參考電壓（')之間。每一選擇線121連 接於電阻串中的一節點。同一時間只有一條選擇線121上的所有開關元件124被輸入的數 字信號打開，且將電阻串中相對應的一節點的電壓耦接於輸出節點（L)。
[0005] 電阻串數字模擬轉換器100需要23 = 8條選擇線121。而且，每一條選擇線121 需要3個開關元件124。因此，3位的電阻串數字模擬轉換器100需要23X 3 = 24個開關 元件124。
[0006] 由此可知，以N位電阻串數字模擬轉換器為例，其需要2"條選擇線。而且，每一條 選擇線需要N個開關元件。因此，N位的電阻串數字模擬轉換器需要2 nXN個開關元件。由 此可以看出，當輸入的數位訊號的位數增加時，開關元件的數量也急速增加，從而導致布局 面積擴大。這對於縮小晶片以及降低成本將是不利的。


【發明內容】

[0007] 為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的在於提供一種數字模擬轉換 器，用以根據N位的第一數位訊號輸出第一輸出模擬電壓或根據N位的第二數位訊號輸出 第二輸出模擬電壓，其中，所述數字模擬轉換器包括：第一電壓產生器，耦接於第一參考電 壓與第二參考電壓之間，用於產生介於第一參考電壓與第二參考電壓之間的2 N個第一模擬 電壓；第一電壓選擇器，耦接於所述第一電壓產生器，並根據所述N位的第一數位訊號從第 一電壓產生器產生的2 Nf第一模擬電壓中選擇出所述第一輸出模擬電壓；第二電壓產生 器，稱接於第二參考電壓與第三參考電壓之間，用於產生介於第二參考電壓與第三參考電 壓之間的2 N個第二模擬電壓；第二電壓選擇器，耦接於所述第二電壓產生器，並按照所述N 位的第二數位訊號從第二電壓產生器產生的2N個第二模擬電壓中選擇出所述第二輸出模 擬電壓。
[0008] 進一步地，所述數字模擬轉換器還包括：第一電壓跟隨器，用於將第一電壓選擇器 根據所述N位的第一數位訊號選擇出的所述第一輸出模擬電壓輸出。
[0009] 進一步地，所述第一電壓產生器包括串聯的2n_1個第一電阻器和至少一個第二電 阻器。
[0010] 進一步地，所述第一電壓選擇器包括2N條第一選擇線，其中，每條第一選擇線對應 奉禹接於第一電壓產生器，以提供與該條第一選擇線對應的第一輸出模擬電壓，每條第一選 擇線包括串聯的N個第一開關元件，其中，每個第一開關元件由所述N位的第一數位訊號的 其中一位來決定其導通或截止。
[0011] 進一步地，所述數字模擬轉換器還包括：第二電壓跟隨器，用於將第二電壓選擇器 根據所述N位的第二數位訊號選擇出的所述第二輸出模擬電壓輸出。
[0012] 進一步地，所述第二電壓產生器包括串聯的2N_1個第三電阻器和至少一個第四電 阻器。
[0013] 進一步地，所述第二電壓選擇器包括2N條第二選擇線，其中，每條第二選擇線對應 耦接於第二電壓產生器，以提供與該條第二選擇線對應的第二輸出模擬電壓，每條第二選 擇線包括串聯的N個第二開關元件，其中，每個第二開關元件由所述N位的第二數位訊號的 其中一位來決定其導通或截止。
[0014] 本發明的另一目的還在於提供一種可編程伽瑪校正緩衝電路，包括：數位訊號接 收器，用於接收數位訊號，並將接收到的數位訊號提供給數字模擬轉換器；上述的數字模擬 轉換器，用於將由數位訊號接收器提供的數位訊號轉換為相應的模擬電壓。
[0015] 本發明的又一目的又在於提供一種顯示裝置，包括：上述的可編程伽瑪校正緩衝 電路，用於將輸入的數位訊號轉換為相應的模擬電壓；數據驅動器，用於根據所述可編程伽 瑪校正緩衝電路提供的模擬電壓產生顯示面板所需的驅動電壓；掃描驅動器，用於順序產 生掃描信號；顯示面板，響應於由數據驅動器提供的驅動電壓及由掃描驅動器提供的掃描 信號顯示影像。
[0016] 進一步地，所述顯示面板為液晶顯示面板或者有機發光二極體顯示面板。
[0017] 本發明的數字模擬轉換器、可編程伽瑪校正緩衝電路及顯示裝置，減少了開關元 件的數量，從而使得布局面積減小，利於縮小晶片尺寸以及成本的降低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 通過結合附圖進行的以下描述，本發明的實施例的上述和其它方面、特點和優點 將變得更加清楚，附圖中：
[0019] 圖1是一種現有的電阻串數字模擬轉換器。
[0020] 圖2是根據本發明的實施例的數字模擬轉換器的電路結構圖。
[0021] 圖3是根據本發明的實施例的可編程伽瑪校正緩衝電路的模塊示意圖。
[0022] 圖4是根據本發明的實施例的顯示裝置的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0023] 以下，將參照附圖來詳細描述本發明的實施例。然而，可以以許多不同的形式來實 施本發明，並且本發明不應該被解釋為限制於這裡闡述的具體實施例。相反，提供這些實施 例是為了解釋本發明的原理及其實際應用，從而使本領域的其他技術人員能夠理解本發明 的各種實施例和適合於特定預期應用的各種修改。
[0024] 圖2是根據本發明的實施例的數字模擬轉換器的電路結構圖。
[0025] 參照圖2,根據本發明的實施例的數字模擬轉換器（Digital-to-Analog Converter，DAC) 200可例如是一 2位的數字模擬轉換器，其可實現圖1所示的3位的數字 模擬轉換器1〇〇的功能，並且所用開關元件數量大幅減少，從而使本發明的實施例的數字 模擬轉換器200布局面積減小，利於縮小其所佔晶片尺寸以及成本的降低。
[0026] 根據本發明的實施例的數字模擬轉換器200可包括第一電壓產生器210、第一電 壓選擇器220、第二電壓產生器230以及第二電壓選擇器240。
[0027] 第一電壓產生器210耦接於第一參考電壓（例如，高參考電壓）VH和第二參考電 壓（例如，半高參考電壓）（V H-Vj/2之間，以輸出介於第一參考電壓VH和第二參考電壓 (νιΓ νι)/2之間的一組（即22個）第一模擬電壓VQ、Vp V2、V3。在本實施例中，第一電壓產 生器210包括串聯耦接在一起的3(即2 2-1)個第一電阻器211和一個第二電阻器212,其 中，第二電阻器212的電阻值為第一電阻器211的電阻值的一半。這組第一模擬電壓％、％、 V2、V3是該3個第一電阻器211和一個第二電阻器212之間的節點電壓。這裡，這組第一模 擬電壓％、％、V 2、V3可指的是圖1所示的3位的數字模擬轉換器100產生的8個電壓中的 4個高電壓。例如，圖1所示的3位的數字模擬轉換器100產生的8個電壓從小到大依次 為￥0、￥1、￥2、￥3、￥4、￥5、￥6、￥7，這組第一模擬電壓￥。、￥ 1、￥2、％分別為圖1所示的3位的 數字模擬轉換器1〇〇產生的4個高電壓V4、V5、V6、V7。
[0028] 第一電壓選擇器220耦接於第一電壓產生器210,並依照輸入的第一數位訊號（例 如2位的數位訊號）從這組第一模擬電壓Vp Vp V2、V3中選擇出一第一輸出模擬電壓。在 本實施例中，第一電壓選擇器220包括4 (即，22)條第一選擇線221及與每條第一選擇線 221交叉設置的4 (即，22)條第一控制線222,其中，每兩條第一控制線222被第一數位訊號 的其中一位（bit)所控制，並且每兩條第一控制線222之一連接至一第一非門223。每條第 一選擇線221上均包括2 (即，22,個第一開關元件224,其中，每一第一開關元件224設置 在該條第一選擇線221與每兩條第一控制線222之一的交叉處。在本實施例中，第一開關 元件224可例如是NM0S電晶體。每一第一開關元件224被第一數位訊號的其中一位（bit) 所控制。第一電壓選擇器220接收的輸入的第一數位訊號通過控制這些第一開關元件224 的導通或截止狀態選擇相應的第一輸出模擬電壓。
[0029] 每一第一選擇線221連接於第一電壓產生器210中的對應的一節點。同一時間只 有一條第一選擇線221上的所有第一開關元件224被輸入的第一數位訊號打開，且將第一 電壓產生器210中相對應的一節點的模擬電壓輸出。
[0030] 例如，當第一電壓選擇器220接收的輸入的第一數位訊號的位數為00時，第一模 擬電壓％(即圖1所示的3位的數字模擬轉換器100產生的高電壓V4)為第一電壓選擇器 220選擇出的第一輸出模擬電壓。當第一電壓選擇器220接收的輸入的第一數位訊號的位 數為01時，第一模擬電壓％ (即圖1所示的3位的數字模擬轉換器100產生的高電壓V5) 為第一電壓選擇器220選擇出的第一輸出模擬電壓。當第一電壓選擇器220接收的輸入的 第一數位訊號的位數為10時，第一模擬電壓V 2 (即圖1所示的3位的數字模擬轉換器100 產生的高電壓V6)為第一電壓選擇器220選擇出的第一輸出模擬電壓。當第一電壓選擇器 220接收的輸入的第一數位訊號的位數為11時，第一模擬電壓V3(即圖1所示的3位的數 字模擬轉換器100產生的高電壓V7)為第一電壓選擇器220選擇出的第一輸出模擬電壓。
[0031] 此外，根據本發明的實施例的數字模擬轉換器200還可包括第一電壓跟隨器250， 用於將第一電壓選擇器220按照輸入的第一數位訊號選擇出的相應的第一輸出模擬電壓 輸出。其中，第一電壓跟隨器250可例如是運算放大器，但本發明並不限制於此。
[0032] 第二電壓產生器230耦接於第二參考電壓（例如，半高參考電壓）VH/2和第三參 考電壓（例如，低參考電壓）' 之間，以輸出介於第二參考電壓VH/2和第三參考電壓之 間的一組（即22個）第二模擬電壓％'、％'、￥ 2'、￥3'。在本實施例中，第二電壓產生器230 包括串聯耦接在一起的一個第四電阻器232和3(即2 2-1)個第三電阻器231，其中，第三電 阻器231的電阻值為第四電阻器232的電阻值的一半，第四電阻器232的電阻值與第一電 阻器211的電阻值相等。這組第二模擬電壓％'、￥ 1'、￥2'、％'是該一個第四電阻器232和 3個第三電阻器231之間的節點電壓。這裡，這組第二模擬電壓可指的是 圖1所示的3位的數字模擬轉換器100產生的8個電壓中的4個低電壓。例如，圖1所示 的3位的數字模擬轉換器100產生的8個電壓從小到大依次為V0、VI、V2、V3、V4、V5、V6、 V7,這組第二模擬電壓％'、V/、V2'、V3'分別為圖1所示的3位的數字模擬轉換器100產生 的4個低電壓V0、V1、V2、V3。
[0033] 第二電壓選擇器240耦接於第二電壓產生器230,並依照輸入的第二數位訊號（例 如，2位的第二數位訊號）從這組第二模擬電壓L'V/、V 2'、V/中選擇出一第二輸出模擬 電壓。在本實施例中，第二電壓選擇器240包括4(即22)條第二選擇線241及與每條第二 選擇線241交叉設置的4 (即22)條第二控制線242,其中，每兩條第二控制線242被第二數 字信號的其中一位（bit)所控制，並且每兩條第二控制線242之一連接至一第二非門243。 每條第二選擇線241上均包括2 (即22,個第二開關元件244,其中，每一第二開關元件244 設置在每條第二選擇線241與每兩條第二控制線242之一的交叉處。第二開關元件244可 例如是NM0S電晶體。每一第二開關元件244被第二數位訊號的其中一位（bit)所控制。第 二電壓選擇器240接收的輸入的第二數位訊號通過控制這些第二開關元件244的導通或截 止狀態選擇相應的第二輸出模擬電壓。
[0034] 每一第二選擇線241連接於第二電壓產生器230中的對應的一節點。同一時間只 有一條第二選擇線241上的所有第二開關元件244被輸入的第二數位訊號導通，且將第二 電壓產生器230中相對應的一節點的第二輸出模擬電壓輸出。
[0035] 例如，當第二電壓選擇器240接收的輸入的第二數位訊號的位數為00時，第二模 擬電壓AV (即圖1所示的3位的數字模擬轉換器100產生的低電壓V0)為第二電壓選擇 器240選擇出的第二輸出模擬電壓。當第二電壓選擇器240接收的輸入的第二數位訊號的 位數為01時，第二模擬電壓V/ (即圖1所示的3位的數字模擬轉換器100產生的低電壓 VI)為第二電壓選擇器240選擇出的第二輸出模擬電壓。當第二電壓選擇器240接收的輸 入的第二數位訊號的位數為10時，第二模擬電壓V 2'（即圖1所示的3位的數字模擬轉換 器100產生的低電壓V2)為第二電壓選擇器240選擇出的第二輸出模擬電壓。當第一電壓 選擇器220接收的輸入的第二數位訊號的位數為11時，第二模擬電壓電平V/ (即圖1所 示的3位的數字模擬轉換器100產生的低電壓V3)為第二電壓選擇器240選擇出的第二輸 出模擬電壓。
[0036] 此外，根據本發明的實施例的數字模擬轉換器200還可包括第二電壓跟隨器260， 用於將第二電壓選擇器240按照輸入的第二數位訊號提供的相應的第二輸出模擬電壓輸 出。其中，第二電壓跟隨器260可例如是運算放大器，但本發明並不限制於此。
[0037] 此外，在本實施例中，上述的第一數位訊號和第二數位訊號可根據實際情況同時 被輸入，也可根據實際情況分時被輸入，本發明並不做具體限定。
[0038] 由上可以得知，本發明的實施例的2位的數字模擬轉換器200需要8條選擇線，其 能夠輸出8 (即23)個模擬電壓，從而實現圖1所示的3位的數字模擬轉換器100的功能。而 且，每一條選擇線需要2個開關元件。因此，本發明的實施例的2位的數字模擬轉換器200 需要16(2X8)個開關元件。而圖1所示的3位的數字模擬轉換器100則需要24(3X8)各 開關元件。因此，本發明的實施例的2位的數字模擬轉換器200減少了開關元件的數量，從 而使得其布局面積減小，利於縮小其所佔晶片尺寸以及成本的降低。
[0039] 此外，雖然上述的本發明的實施例的數字模擬轉換器200以2位的數字模擬轉換 器為例，但本發明並不局限於此。本發明的數字模擬轉換器可為N位的數字模擬轉換器，例 如，N位的數字模擬轉換器需要2 N+1條選擇線，其能夠輸出2N+1個輸出模擬電壓，從而實現 N+1位的數字模擬轉換器的功能。而且，每一條選擇線需要N個開關元件。因此，N位的數 字模擬轉換器需要NX2N+1個開關元件，而N+1位的數字模擬轉換器需要（N+l) X2N+1個開關 元件，其中，N為正整數。由此可知，N位的數字模擬轉換器需要的開關元件的數量遠少於 N+1位的數字模擬轉換器需要的開關元件的數量。
[0040] 圖3是根據本發明的實施例的可編程伽瑪校正緩衝電路的模塊示意圖。
[0041] 參照圖3,根據本發明的實施例的可編程伽瑪校正緩衝電路（P-Gamma Circuit) 包括數位訊號接收器100和圖2所示的數字模擬轉換器200。
[0042] 數位訊號接收器100接收數位訊號（其可由1C晶片內部設定），並將接收到的數 字信號提供給數字模擬轉換器200。數字模擬轉換器200接收由數位訊號接收器100提供 的數位訊號，並將接收到的數位訊號轉換為相應的模擬電壓（或稱伽馬校正電壓）。
[0043] 圖4是根據本發明的實施例的顯示裝置的結構示意圖。
[0044] 參照圖4,根據本發明的實施例的顯示裝置包括：可編程伽瑪校正緩衝電路1、數 據驅動器2、掃描驅動器3及顯示面板4。
[0045] 可編程伽瑪校正緩衝電路1為圖3所示的可編程伽瑪校正緩衝電路，其將輸入的 數位訊號轉換為相應的模擬電壓（或稱伽馬校正電壓）。數據驅動器2用於根據可編程伽 瑪校正緩衝電路1提供的模擬電壓產生顯示面板4所需的驅動電壓。掃描驅動器3用於順 序產生掃描信號。顯示面板4響應於由數據驅動器2提供的驅動電壓及由掃描驅動器3提 供的掃描信號顯示影像。其中，顯示面板4可為液晶顯示面板或者有機發光二極體（0LED) 顯示面板。
[0046] 雖然已經參照特定實施例示出並描述了本發明，但是本領域的技術人員將理解： 在不脫離由權利要求及其等同物限定的本發明的精神和範圍的情況下，可在此進行形式和 細節上的各種變化。
【權利要求】
1. 一種數字模擬轉換器，用以根據N位的第一數位訊號輸出第一輸出模擬電壓或根據 N位的第二數位訊號輸出第二輸出模擬電壓，其特徵在於，所述數字模擬轉換器包括： 第一電壓產生器（210)，稱接於第一參考電壓與第二參考電壓之間，用於產生介於第一 參考電壓與第二參考電壓之間的2N個第一模擬電壓； 第一電壓選擇器（220)，耦接於所述第一電壓產生器（210)，並根據所述N位的第一數 字信號從第一電壓產生器（210)產生的2N個第一模擬電壓中選擇出所述第一輸出模擬電 壓； 第二電壓產生器（230)，稱接於第二參考電壓與第三參考電壓之間，用於產生介於第二 參考電壓與第三參考電壓之間的2N個第二模擬電壓； 第二電壓選擇器（240)，耦接於所述第二電壓產生器（230)，並根據所述N位的第二數 字信號從第二電壓產生器（230)產生的2N個第二模擬電壓中選擇出所述第二輸出模擬電 壓。
2. 根據權利要求1所述的數字模擬轉換器，其特徵在於，所述數字模擬轉換器還包括： 第一電壓跟隨器（250)，用於將第一電壓選擇器（220)根據所述N位的第一數位訊號選 擇出的所述第一輸出模擬電壓輸出。
3. 根據權利要求1或2所述的數字模擬轉換器，其特徵在於，所述第一電壓產生器 (210)包括串聯的2N-1個第一電阻器（211)和至少一個第二電阻器（212)。
4. 根據權利要求1或2所述的數字模擬轉換器，其特徵在於，所述第一電壓選擇器 (220) 包括2N條第一選擇線（221)，其中，每條第一選擇線（221)對應耦接於第一電壓產 生器（210)，以提供與該條第一選擇線（221)對應的第一輸出模擬電壓，每條第一選擇線 (221) 包括串聯的N個第一開關元件（224)，其中，每個第一開關元件（224)由所述N位的 第一數位訊號的其中一位來決定其導通或截止。
5. 根據權利要求1所述的數字模擬轉換器，其特徵在於，所述數字模擬轉換器還包括： 第二電壓跟隨器（260)，用於將第二電壓選擇器（240)根據所述N位的第二數位訊號選 擇出的所述第二輸出模擬電壓輸出。
6. 根據權利要求1或5所述的數字模擬轉換器，其特徵在於，所述第二電壓產生器 (230)包括串聯的2N-1個第三電阻器（231)和至少一個第四電阻器（232)。
7. 根據權利要求1或5所述的數字模擬轉換器，其特徵在於，所述第二電壓選擇器 (240) 包括2N條第二選擇線（241)，其中，每條第二選擇線（241)對應耦接於第二電壓產 生器（230)，以提供與該條第二選擇線（241)對應的第二輸出模擬電壓，每條第二選擇線 (241) 包括串聯的N個第二開關元件（244)，其中，每個第二開關元件（244)由所述N位的 第二數位訊號的其中一位來決定其導通或截止。
8. -種可編程伽瑪校正緩衝電路，包括： 數位訊號接收器（1〇〇)，用於接收數位訊號，並將接收到的數位訊號提供給數字模擬轉 換器（200); 權利要求1至7任一項所述的數字模擬轉換器（200)，用於將由數位訊號接收器（100) 提供的數位訊號轉換為相應的輸出模擬電壓。
9. 一種顯示裝置，包括： 權利要求8所述的可編程伽瑪校正緩衝電路，用於將輸入的數位訊號轉換為相應的輸 出模擬電壓； 數據驅動器（2)，用於根據所述可編程伽瑪校正緩衝電路提供的輸出模擬電壓產生顯 示面板（4)所需的驅動電壓； 掃描驅動器（3)，用於順序產生掃描信號； 顯示面板（4)，響應於由數據驅動器（2)提供的驅動電壓及由掃描驅動器（3)提供的掃 描信號顯示影像。
10.根據權利要求9所述的顯示裝置，其特徵在於，所述顯示面板（4)為液晶顯示面板 或者有機發光二極體顯示面板。
【文檔編號】H03M1/66GK104143985SQ201410362433
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】曾德康, 郭東勝 申請人:深圳市華星光電技術有限公司