CN108305589B - 显示设备的驱动模块及驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于一显示设备的驱动模块，包含有多个第一驱动单元，根据多个第一控制信号，产生多个数据驱动信号至所述显示设备的多个数据线；多个第二驱动单元，根据多个第二控制信号，产生多个栅极驱动信号至所述显示设备的多个扫描线；以及一控制单元，用来根据所述多个数据线所对应的多个数据线负载，决定所述多个数据驱动信号的驱动能力，以产生所述多个第一控制信号，或者根据所述多个扫描线所对应的多个扫描线负载，决定所述多个栅极驱动信号的驱动能力，以产生所述多个第二控制信号。

Description

显示设备的驱动模块及驱动方法
技术领域
本发明涉及一种用于显示设备的驱动模块及相关的驱动方法，尤其涉及一种依据显示设备的负载，调整驱动信号的驱动能力的驱动模块及相关的驱动方法。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)具有外型轻薄、低辐射、体积小及低耗能等优点，广泛地应用在笔记本电脑或平面电视等信息产品上。因此，液晶显示器已逐渐取代传统的阴极射线管显示器(Cathode Ray Tube Display)成为市场主流，其中又以主动矩阵式薄膜晶体管液晶显示器(Active Matrix TFT LCD)最受欢迎。主动矩阵式薄膜晶体管液晶显示器的驱动***主要由时序控制器(Timing Controller)、源极驱动器(SourceDriver)以及栅极驱动器(Gate Driver)所构成。源极驱动器及栅极驱动器分别控制数据线(Data Line)及扫描线(Scan Line)，其在面板上相互交叉形成单元矩阵，而每个单元(Cell)包含液晶分子及晶体管。液晶显示器的显示原理是由栅极驱动器将扫描信号送至晶体管的栅极，使晶体管导通，同时源极驱动器将时序控制器送来的数据转换成输出电压后，将输出电压传送至晶体管的源极，此时液晶一端的电压会等于晶体管汲极的电压，并根据汲极电压改变液晶分子的倾斜角度，进而改变透光率达到显示不同颜色的目的。
一般而言，液晶显示器中的栅极驱动器或源极驱动器推动每个负载的能力皆相同，以驱动扫描线或数据在线的晶体管或液晶分子。然而，随着各种形状的面板装置逐渐被应用于不同的信息产品，使得同一面板上的各个位置负载可能不完全相同，进而影响驱动***的运作。美国公告第US9319036号或公开第US20050169075号等专利案虽然揭露调整栅极驱动器或源极驱动器驱动能力的方法，却无法解决面板上因位置不同而存在的负载差异问题。因此，如何降低液晶显示器中面板的负载变化所造成的影响，便成为业界亟欲探讨的议题。
发明内容
为了解决上述的问题，本发明提供一种依据显示设备的负载，以调整驱动信号的驱动能力的驱动模块及相关的驱动方法。
本发明揭露一种驱动模块，用于一显示设备，所述驱动模块包含有多个第一驱动单元，根据多个第一控制信号，产生多个数据驱动信号至所述显示设备的多个数据线；多个第二驱动单元，根据多个第二控制信号，产生多个栅极驱动信号至所述显示设备的多个扫描线；以及一控制单元，用来根据所述多个数据线所对应的多个数据线负载，决定所述多个数据驱动信号的驱动能力，以产生所述多个第一控制信号，或者根据所述多个扫描线所对应的多个扫描线负载，决定所述多个栅极驱动信号的驱动能力，以产生所述多个第二控制信号。
本发明另揭露用于一种显示设备中一驱动模块的驱动方法。所述驱动方法包含有决定所述复数条数据线所对应的多个数据线负载，或是所述复数条扫描线所对应的多个扫描线负载；根据所述多个数据线负载及所述多个扫描线负载，决定多个数据驱动信号及多个栅极驱动信号的驱动能力；以及根据所述多个数据驱动信号及所述多个栅极驱动信号的驱动能力，产生多个第一控制信号及多个第二控制信号。
附图说明
图1为本发明实施例一显示设备的示意图。
图2至图4、图6及图7为本发明实施例的另一显示设备的示意图。
图5为本发明实施例的不同扫描线负载的爬升时间的示意图。
图8为本发明实施例一驱动方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
10、20、30、40、60、70 显示设备
100 面板
102 驱动模块
80 驱动方法
802、804、806 步骤
CON 控制单元
CON_S、CON_S1～CON_Sm 第一控制信号
CON_G、CON_G1～CON_Gn 第二控制信号
DRI_S 第一驱动电路
DRI_G 第二驱动电路
DRI_S1～DRI_Sm、DRI_SG1～ 驱动单元
DRI_Gn
S1～Sm 数据驱动信号
G1～Gn 栅极驱动信号
DL_1～DL_m 数据线
SL_1～SL_n 扫描线
PIX_1_1～PIX_m_n 像素
DLD_1～DLD_m 数据线负载
SLD_1～SLD_n 扫描线负载
OC、OC_S 输出电路
OP 放大器
M 晶体管
IBIAS 电流偏压信号源
t 到位时间
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明实施例一显示设备10的示意图。显示设备10可为智能型手机、平板计算机、笔记本电脑或穿戴式装置等具有显示面板的电子产品，其详细组成方式或架构视不同应用而有所不同。为求简洁，图1仅绘示出显示设备10的一面板100、一驱动模块102，其余如壳体、连接接口等非直接相关于本发明概念的组件则略而未示。面板100包含扫描线SL1～SLn、数据线DL1～DLm。其中，扫描线SL1～SLn与数据线DL1～DLm的每一交界处分别耦接于像素PIX_1_1～PIX_m_n。面板100的运作原理应为本领域具通常知识者所熟知，在此不赘述。驱动模块102包含一控制单元CON、一第一驱动电路DRI_S及一第二驱动电路DRI_G。控制单元CON用来产生一第一控制信号CON_S及一第二控制信号CON_G。第一驱动电路DRI_S用来根据第一控制信号CON_S，产生数据驱动信号S1～Sm，以驱动数据线DL_1～DL_m。第二驱动电路DRI_G用来根据第二控制信号CON_G，产生栅极驱动信号G1～Gn，以驱动扫描线SL1～SLn。由于每个面板上的每一像素的负载可能因面板形状或制程差异而不完全相同，因此，每一扫描线SL1～SLn及每一数据线DL_1～DL_m的负载也不完全相同。举例来说，当一面板为一圆形、椭圆形或不规则状时，对于第一驱动电路DRI_S来说，位于第一列(column)的像素PIX_1_1～PIX_1_m的负载与位于第2列的像素PIX_2_1～PIX_2_m的负载可能不同。因此，为了避免面板上的像素不同的负载大小造成面板100运作异常，控制单元CON根据每一数据线DL_1～DL_m所对应的负载，决定第一驱动电路DRI_S针对每一数据线DL_1～DL_m的驱动能力，并据以产生第一控制信号CON_S；同时，控制单元CON也可另根据每一扫描线SL1～SLn所对应的负载，决定第二驱动电路DRI_G针对每一扫描线SL1～SLn的驱动能力，并据以产生第二控制信号CON_G。如此一来，控制单元CON便可调整驱动能力，以适用于各种形状的显示设备。
详细来说，请参考图2，图2为本发明实施例一显示设备20的示意图。为求简洁，图2仅绘示出控制单元CON、第一驱动电路DRI_S及对应于第一驱动电路DRI_S的数个驱动单元DRI_S1～DRI_Sm的数据线负载DLD_1～DLD_m，其余如第二驱动电路DRI_G、数据线DL1～DLm、扫描线SL1～SLn及像素PIX_1_1～PIX_m_n未示于图。在此实施例中，控制单元CON根据数据线DL1～DLm对应的数据线负载DLD_1～DLD_m，决定数据驱动信号S1～Sm的驱动能力，以产生第一控制信号CON_S1～CON_Sm，其中，第一控制信号CON_S1～CON_Sm可以一数字码、一电压信号或一电流信号实现。也就是说，对于具有不同负载的数据线负载DLD_1～DLD_m，控制单元CON可通过第一控制信号CON_S1～CON_Sm分别调整驱动单元DRI_S1～DRI_Sm的驱动能力。具体来说，由于每一数据线DL_1～DL_m上所对应的像素的负载不同，因此，数据线负载DLD_1～DLD_m也不同。举例来说，当像素PIX_1_1～PIX_1_n上的负载较低(例如靠近圆形面板的边缘区域)，则数据线负载DLD_1较低，控制单元CON据此调整第一控制信号CON_S1，从而使驱动单元DRI_S1产生驱动能力较低的数据驱动信号S1；或者，当像素PIX_2_1～PIX_2_n上的负载较高(例如靠近圆形面板的中央区域)，则数据线负载DLD_2较高，控制单元CON据此调整第一控制信号CON_S2，从而产生驱动能力较高的数据驱动信号S2，以此类推。因此，控制单元CON便可控制每一驱动单元DRI_S1～DRI_Sm产生对应的数据驱动信号S1～Sm，以个别地调整每一驱动单元DRI_S1～DRI_Sm的驱动能力。值得注意的是，控制单元CON不仅可针对数据线负载DLD_1～DLD_m个别调整对应的数据线DL_1～DL_m的驱动能力，也可依据数据线负载DLD_1～DLD_m的负载进行分群，再以群组为单位调整对应的数据线DL_1～DL_m的驱动能力，但不以此为限。
除此之外，除了实际量测数据线负载DLD_1～DLD_m的数值外，控制单元CON也可另根据数据线负载DLD_1～DLD_m在接收数据驱动信号S1～Sm后的一稳定度或一爬升时间，判断数据线负载DLD_1～DLD_m并评估数据驱动信号S1～Sm对数据线负载DLD_1～DLD_m的驱动能力是否合适，以决定第一控制信号CON_S1～CON_Sm，从而产生合适的数据驱动信号S1～Sm。
在另一实施例中，请参考图3，图3为本发明实施例一显示设备30的示意图。为求简洁，图3仅绘示出控制单元CON、第一驱动电路DRI_S的数个驱动单元DRI_S1～DRI_Sm及对应于驱动单元DRI_S1～DRI_Sm的数据线负载DLD_1～DLD_m，其余如第二驱动电路DRI_G、数据线DL1～DLm、扫描线SL1～SLn及像素PIX_1_1～PIX_m_n未示于图。控制单元CON根据数据线DL1～DLm对应的数据线负载DLD_1～DLD_m，决定数据驱动信号S1～Sm的驱动能力，以产生第一控制信号CON_S1～CON_Sm。在此实施例中，第一控制信号CON_S1～CON_Sm是以电流信号实现，以利用电流信号控制驱动单元DRI_S1～DRI_Sm。具体而言，如图3所示，每一驱动单元DRI_S1～DRI_Sm可分别以一输出电路OC实现，输出电路OC可以是一AB类放大器(ClassAB Amplifier)，惟不以此为限，其包含一电流偏压信号源IBIAS、一放大器OP及多个晶体管M。输出电路OC的电流偏压信号源IBIAS可被具有不同电流信号的第一控制信号CON_S控制，以个别调整驱动单元DRI_S1～DRI_Sm的驱动能力。由于仅需分别通过一条电流信号设定每个驱动单元DRI_S1～DRI_Sm的驱动能力，因此，在此实施例中，可大幅节省电路面积，实现以不同的第一控制信号CON_S1～CON_Sm，分别地控制驱动单元DRI_S1～DRI_Sm。值得注意的是，上述电流信号也可转换为电压信号后再作为第一控制信号CON_S输入至驱动单元DRI_S1～DRI_Sm。
除此之外，请继续参考图4，图4为本发明实施例一显示设备40的示意图。为求简洁，图4仅绘示出控制单元CON、第二驱动电路DRI_G的数个驱动单元DRI_G1～DRI_Gn及对应于驱动单元DRI_G1～DRI_Gn的扫描线负载SLD_1～SLD_n，其余如第一驱动电路DRI_S、数据线DL1～DLm、扫描线SL1～SLn及像素PIX_1_1～PIX_m_n未示于图。控制单元CON根据扫描线SL1～SLn对应的扫描线负载SLD_1～SLD_n，决定数据驱动信号G1～Gn的驱动能力，以产生第二控制信号CON_G1～CON_Gn。在此实施例中，第二控制信号CON_G1～CON_Gn是以电流信号实现，以控制第二驱动电路DRI_G。类似地，所述电流信号也可转换为电压信号后再作为第二控制信号CON_G1～CON_Gn输入至驱动单元DRI_G1～DRI_Gn。具体而言，由于每一扫描线负载SLD_1～SLD_n不同，当负载较大时，则爬升时间较长；当负载较低时，则爬升时间较短。也就是说，每一扫描线负载SLD_1～SLD_n所对应的爬升时间皆不相同。在此情形下，第二驱动电路DRI_G与第一驱动电路DRI_S于时序上将无法配合，而导致面板100的运作异常。因此，控制单元CON可根据扫描线负载SLD_1～SLD_n，决定栅极驱动信号G1～Gn的驱动能力，进而产生第二控制信号CON_G1～CON_Gn，以针对不同负载的扫描线负载SLD_1～SLD_n调整其爬升时间。如图5所示，图5为本发明实施例的不同扫描线负载的爬升时间的示意图。驱动电路DRI_G根据第二控制信号CON_G1～CON_Gn，设定不同的中间电压时间(即EQ状态时间)，使得不同的扫描线负载的到位时间t均相同。在此情形下，既使每一扫描线负载SLD_1～SLD_n的爬升时间不同，也可通过延长或缩短中间电压时间，让每一扫描线负载SLD_1～SLD_n的到位时间t相同。如此一来，控制单元CON即可针对每一扫描线负载，适应性的调整其驱动能力。
相似地，除了实际量测扫描线负载SLD_1～SLD_n的数值外，控制单元CON也可根据扫描线负载SLD_1～SLD_n的一稳定度或一爬升时间，判断扫描线负载SLD_1～SLD_n的负载并评估栅极驱动信号G1～Gn对扫描线负载SLD_1～SLD_n的驱动能力是否合适，以，进而决定第二控制信号CON_G1～CON_Gn，从而产生合适的栅极驱动信号G1～Gn。
在另一实施例中，请参考图6，图6为本发明实施例一显示设备60的示意图。为求简洁，图6仅绘示出控制单元CON、第一驱动电路DRI_S的数个驱动单元DRI_S1～DRI_Sm及对应于驱动单元DRI_S1～DRI_Sm的数据线负载DLD_1～DLD_m，其余如第二驱动电路DRI_G、数据线DL1～DLm、扫描线SL1～SLn及像素PIX_1_1～PIX_m_n未示于图。如图6所示，每一驱动单元DRI_S1～DRI_Sm可分别以一输出电路OC_S实现，其中，输出电路OC_S可以由图3中的一或多个输出电路OC所组成，且包含具有不同晶体管尺寸(size)的输出级(Output Stage)，以驱动对应的数据线负载DLD_1～DLD_m。如此一来，控制单元CON可根据数据线负载DLD_1～DLD_m，决定驱动单元DRI_S1～DRI_Sm的驱动能力，并通过选择对应的输出电路OC_S的输出级的尺寸，调整每一数据线负载DLD_1～DLD_m中间电压时间，使得每一数据线负载DLD_1～DLD_m的到位时间t均相同。此外，在本发明部分实施例中，控制单元CON还可以通过调整前述输出电路OC、OC_S的回转率(Slew Rate)来控制驱动单元DRI_S1～DRI_Sm的驱动能力。
为了降低显示设备的电路布局复杂性，或者适应性地根据面板100的形状调整其电路布局，在一实施例中，数据线负载DLD_1～DLD_m或扫描线负载SLD_1～SLD_n可被分为不同的群组，以通过对应的第一驱动电路DRI_S或第二驱动电路DRI_G进行驱动。请参考图7，图7为本发明实施例一显示设备70的示意图。显示设备70可为如智能型手机、平板计算机、电视、笔记本电脑或穿戴式装置等具有显示面板的电子产品或者是用于驱动显示面板的驱动电路，且不限于此。显示设备70类似于图1至图3及图6所示的显示设备10、20、30、60，因此功能相似的组件及信号沿用相同的符号。在此实施例中，在电路布局中相邻的两个数据线负载DLD_1、DLD_2被分为群组DG1，且对应所述两个数据线负载DLD_1、DLD_2数据线负载DLD_1、DLD_2的驱动单元DRI_S1、DRI_S2所产生数据驱动信号S1、S2是由同一个第一控制信号CON_S1控制。相似地，相邻的两个数据线负载DLD_3、DLD_4被分为群组DG2，以此类推。如此一来，相较于显示设备10、20、30、60，显示设备70中控制单元CON所需输出的控制信号的数量可下降至m/2个。除此之外，也可根据面板100的形状，适应地调整数据线负载DLD_1、DLD_2的分类方式，举例来说，当面板100为一圆形时，由于左右对称圆形的数据线负载DLD_1及数据线负载DLD_m的负载可能相近或者相同，因此，可将数据线负载DLD_1及数据线负载DLD_m分为同一群组，从而降低驱动单元DRI_S的数量。同样地，针对驱动单元DRI_G，也可将扫描线负载SLD_1～SLDn以分群的方式实现，从而降低控制单元CON所需输出的控制信号的数量。
上述控制单元CON根据数据线负载DLD_1～DLD_m或扫描线负载SLD_1～SLDn，决定对应的数据驱动信号S1～Sm或栅极驱动信号G1～Gn的驱动能力的流程，可被归纳为一驱动方法80，如图8所示。驱动方法80用于一显示设备(如智能型手机、平板计算机、笔记本电脑或穿戴式装置等具有显示面板的电子产品)的驱动模块，且包含以下步骤：
步骤802：决定数据线DL1～DLm所对应的数据线负载DLD_1～DLD_m，或扫描线SL1～SLn所对应的扫描线负载SLD_1～SLDn。
步骤804：根据数据线负载DL1～DLm及扫描线负载SLD_1～SLDn，决定数据驱动信号S1～Sm或栅极驱动信号CON_G的驱动能力。
步骤806：根据数据驱动信号S1～Sm或栅极驱动信号G1～Gn的驱动能力，产生第一控制信号CON_S或第二控制信号CON_G。
根据驱动方法80，显示设备可通过数据线负载或扫描线负载，决定数据驱动信号或栅极驱动信号的驱动能力，以产生控制信号调整对应的驱动能力。如此一来，可避免以相同驱动能力来驱动面板上所有像素，所造成运作异常的情形发生。
由上述可知，本发明各实施例可通过调整驱动单元的驱动能力，以于面对不同负载时，使面板的所有像素达到一致的充电及驱动能力。需注意的是，前述实施例是用以说明本发明的精神，本领域具通常知识者当可据以做适当的修饰，而不限于此。举例来说，不仅可分别调整第一驱动电路DRI_S及第二驱动电路DRI_G的驱动能力，也可同时调整第一、第二驱动电路DRI_S及DRI_G的驱动能力，以使数据线DL1～DLm及扫描线SL1～SLn一并达到一致的充电及驱动能力，或者，第一、第二驱动电路DRI_S、DRI_G可以同一集成电路(Integrated Circuit，IC)或分别以不同IC实现，又或者，可通过调整输出电路的AB放大器的输入级(Input Stage)及回转率，从而调整驱动单元的驱动能力，皆可根据计算机***架构或需求调整，皆属本发明的范畴。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种驱动模块，用于一显示设备，其特征在于，所述驱动模块包含有：
多个第一驱动单元，根据多个第一控制信号，产生多个数据驱动信号至所述显示设备的多个数据线；
多个第二驱动单元，根据多个第二控制信号，产生多个栅极驱动信号至所述显示设备的多个扫描线；以及
一控制单元，用来根据所述多个数据线所对应的多个数据线负载，决定所述多个数据驱动信号的驱动能力，以产生所述多个第一控制信号，或者根据所述多个扫描线所对应的多个扫描线负载，决定所述多个栅极驱动信号的驱动能力，以产生所述多个第二控制信号；
其中，所述控制单元根据所述多个数据线负载或所述多个扫描线负载的一爬升时间，决定所述多个数据驱动信号或所述多个栅极驱动信号的驱动能力，以产生所述多个第一控制信号或所述多个第二控制信号；
其中，所述爬升时间是用来调整所述多个第二控制信号处于一中间电压的一中间电压时间，以使所述多个第一驱动单元于一时序上与所述多个第二驱动单元配合；
其中，所述多个数据线负载的爬升时间与所述中间电压时间之和相同，或者所述多个扫描线负载的爬升时间与所述中间电压时间之和相同。
2.如权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述多个数据线负载及所述多个扫描线负载相关于所述显示设备的多个像素。
3.如权利要求2所述的驱动模块，其特征在于，所述第一控制信号或所述第二控制信号是一数字码、一电压信号或一电流信号。
4.如权利要求2所述的驱动模块，其特征在于，所述控制单元根据所述多个数据线负载或所述多个扫描线负载的一稳定度，决定所述多个数据驱动信号或所述多个栅极驱动信号的驱动能力，以产生所述多个第一控制信号或所述多个第二控制信号。
5.如权利要求2所述的驱动模块，其特征在于，所述第一驱动单元或所述第二驱动单元包含具有不同晶体管尺寸的输出级，所述第一控制信号或所述第二控制信号控制所述第一驱动单元或所述第二驱动单元选择输出级的尺寸。
6.如权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述第一控制信号控制其中一个第一驱动单元产生一数据驱动信号；或者，所述第二控制信号控制其中一个第二驱动单元产生一栅极驱动信号。
7.如权利要求1所述的驱动模块，其特征在于，所述第一控制信号控制其中多个第一驱动单元产生多个数据驱动信号；或者，所述第二控制信号控制其中多个第二驱动单元产生多个栅极驱动信号。
8.一种驱动方法，用于一显示设备的一驱动模块，其特征在于，所述显示设备包含有复数条数据线及复数条扫描线，所述驱动方法包含有：
决定所述复数条数据线所对应的多个数据线负载，或是所述复数条扫描线所对应的多个扫描线负载；
根据所述多个数据线负载及所述多个扫描线负载，决定多个数据驱动信号及多个栅极驱动信号的驱动能力；以及
根据所述多个数据驱动信号及所述多个栅极驱动信号的驱动能力，产生多个第一控制信号及多个第二控制信号；
其中，控制单元根据所述多个数据线负载或所述多个扫描线负载的一爬升时间，决定所述多个数据驱动信号或所述多个栅极驱动信号的驱动能力，以产生所述第一控制信号或所述多个第二控制信号；
其中，所述爬升时间是用来调整所述多个第二控制信号处于一中间电压的一中间电压时间，以使所述多个第一驱动单元于一时序上与所述多个第二驱动单元配合；
其中，所述多个数据线负载的爬升时间与所述中间电压时间之和相同，或者所述多个扫描线负载的爬升时间与所述中间电压时间之和相同。
9.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，所述多个数据线负载及所述多个扫描线负载相关于所述显示设备的多个像素。
10.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，所述第一控制信号或所述第二控制信号是一数字码、一电压信号或一电流信号。
11.如权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，所述控制单元根据所述多个数据线负载或所述多个扫描线负载的一稳定度，决定所述多个数据驱动信号或所述多个栅极驱动信号的驱动能力，以产生所述第一控制信号或所述多个第二控制信号。
12.如权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，所述控制单元输出所述第一控制信号或所述第二控制信号至第一驱动单元或所述第二驱动单元，且所述第一驱动单元或所述第二驱动单元包含具有不同晶体管尺寸的输出级，以所述第一控制信号或所述第二控制信号控制所述第一驱动单元或所述第二驱动单元选择输出级的尺寸。
13.如权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，所述第一控制信号控制一个第一驱动单元产生其中一数据驱动信号；或者，所述第二控制信号控制一个第二驱动单元产生其中一栅极驱动信号。
14.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，所述第一控制信号控制多个第一驱动单元产生其中多个数据驱动信号；或者，所述第二控制信号控制多个第二驱动单元产生其中多个栅极驱动信号。
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