TWI436324B - 包含多組伽瑪產生器之影像驅動器及顯示器 - Google Patents

Description

包含多組伽瑪產生器之影像驅動器及顯示器

本發明係關於一種包含複數調整訊號單元之影像驅動器及顯示器；特別是一種包含複數伽瑪產生器之影像驅動器及顯示器。

各種市面上之顯示器，從陰極射線管(Cathode ray tube，CRT)、液晶顯示器(Liquid Crystal Display)、有機發光二極體顯示器(Organic Light Emitting Diode Display)，這些設備本身都是非線性的設備且對供電的電壓有一個冪率反應。換言之，上述顯示器螢幕上產生的光線強度跟它的外加電壓是不成正比例的。此外，人類眼睛對亮度變化的敏感度在黑暗與光亮的環境中並不相同，通常人眼在較黑暗的環境下對亮度的敏感度高於光亮的環境。由於人眼對低亮度之改變較敏感，因此顯示器之亮度變化對使用者人眼會有亮度變化不平均之視覺效果。

為了解決上述顯示器亮度改變上的問題，習知的作法係於顯示器螢幕之驅動積體電路中產生調整電壓來結合驅動積體電路原本之驅動電壓以取得一個新的訊號來驅動顯示器螢幕。顯示器螢幕在經新訊號驅動後將呈現線性之光線亮度變化，而上述非線性補償也避免了對使用者人眼產生亮度變化不平均之視覺效果。

目前習知驅動積體電路係用於產生單一調整電壓以供校正單一顯示器螢幕之光線亮度變化曲線。然而，顯示器螢幕之不同部分可能需要不同之調整電壓來進行校正。此外，不同種類之顯示器螢幕具有不同之光線亮度變化曲線，因此同一驅動積體電路可能會用於驅動不同顯示器螢幕。如此一來，驅動積體電路會需要多組調整電壓產生模組來因應不同顯示器螢幕之特性以及其他影像顯示上的要求。

使用多組調整電壓產生模組無可避免地將使驅動積體電路之厚度增加並因此造成對應顯示器螢幕空間利用上的困難。由此可見，如何在使用多組調整電壓產生模組的同時保持或甚至減低驅動積體電路厚度和體積，實為目前顯示器驅動積體電路設計之重要課題之一。

本發明之目的為提供一種影像驅動器及顯示器，用以根據不同顯示器之需要自複數調整電壓中挑選合適之調整電壓以調整顯示器對人眼亮度改變之變化率。

本發明之目的為提供一種影像驅動器及顯示器，用以根據顯示器中不同畫素單元之需要自複數伽瑪電壓中挑選合適之伽瑪電壓並分別將該些伽瑪電壓傳輸至對應畫素單元。

本發明之影像驅動器包含調整訊號模組、多工器以及轉換模組。調整訊號模組較佳包含第一調整模組以及第二調整模組，分別用以產生具有數位格式之第一調整訊號及第二調整訊號。多工器將選擇性輸出上述調整訊號至轉換模組，以供轉換模組在將調整訊號轉換至類比格式。轉換模組將於結合調整訊號與原有畫素驅動訊號之後將其輸入顯示面板中的各個畫素單元。因此本發明之影像驅動器可透過上述調整訊號及驅動訊號之混合來使顯示面板之亮度變化率相對於人類視覺系統而言能夠趨近不變。

在不同實施例中，本發明之影像驅動器可統一選擇第一調整訊號或第二調整訊號其中之一來作為亮度變化率調整之依據，但不限於此；不同實施例之多工器可透過內部包含之切換單元來隨時切換多工器所輸出之調整訊號或調整多工器各個輸出端所輸出之調整訊號。

本發明揭露一種畫素驅動器；特別是一種包含複數伽瑪產生器之畫素驅動器。本發明之畫素驅動器較佳用於驅動液晶顯示器中之畫素，但不限於此；在不同實施例中，本發明畫素驅動器之電子元件共用架構亦可用於其他平面顯示器中。

圖1所示係為本發明平面顯示器100之實施例方塊圖。本實施例之平面顯示器100包含影像控制器110、類比數位轉換器120、時序控制器130、閘驅動模組140、顯示面板150以及畫素驅動器200。如圖1所示，影像控制器110將類比色域訊號A以及類比同步訊號S等類比訊號傳輸至類比數位轉換器120以轉換成數位色域訊號A’以及數位時序訊號S’。類比同步訊號S包含市面上習知的水平同步訊號(HSYNC)以及垂直同步訊號(VSYNC)，用以指示時序控制器130驅動顯示面板150之時間順序，故在此不加贅述。類比數位轉換器120將根據上述訊號產生數位色域訊號A’以及驅動顯示面板150時序依據之同步訊號並將其傳輸至時序控制器130。

在圖1所示之實施例中，顯示面板150係為包含複數畫素單元151之液晶顯示面板，其中每一畫素單元151包含薄膜電晶體、維持電容和液晶電容。時序控制器130將根據數位時序訊號S’控制閘驅動模組140在不同時間送出電壓至不同畫素單元151中薄膜電晶體之閘極，以使電流可經由薄膜電晶體之源極和閘極流向維持電容和液晶電容。換言之，薄膜電晶體之閘極實質上係為畫素單元151用以控制電流流動之開關。

在圖1所示之實施例中，時序控制器130將在輸入電壓至畫素單元151中電晶體的閘極後控制本發明之畫素驅動器200輸出電壓到薄膜電晶體之源極，以經由薄膜電晶體之源極和閘極對維持電容和液晶電容進行充電或放電並藉此更新該些電容之電壓值。如此一來，圖1所示之時序控制器130可透過閘驅動模組140和畫素驅動器200來控制畫素單元151中液晶分子之旋轉程度並藉此控制顯示面板150所輸出光線之亮度。

圖2所示係為本發明影像驅動器200之方塊圖。如圖2所示，影像驅動器200包含時序控制器210、影像訊號模組220、資料排閂單元231、類比數位轉換模組240、複數個緩衝放大器250、多工器300、選擇訊號模組310以及調整訊號模組320。

在本實施例中，時序控制模組210以及影像訊號模組220連接圖1所示之時序控制器130並分別自該時序控制器130接受時序訊號S’以及數位色域訊號A’。影像訊號模組220係根據時序控制器210依據時序訊號S’所指示之時間順序以及本身所收到之數位色域訊號A’傳輸複數個數位驅動訊號D至資料排閂單元231以供暫存。上述每一個數位驅動訊號D係分別對應顯示面板150所包含複數畫素單元151其中之一。此外，類比數位轉換模組240將根據數位驅動訊號D產生對應類比驅動訊號並透過緩衝放大器250將該類比驅動訊號傳輸至畫素單元151中電晶體之源極。

在此須特別解釋的是，人類眼睛對亮度變化的敏感度在黑暗與光亮的環境中並不相同，通常人眼在較黑暗的環境下對亮度的敏感度高於光亮的環境。由於人眼對低亮度之改變較敏感，因此顯示器100之亮度變化對使用者人眼會有亮度變化不平均之視覺效果。換言之，對使用者之人眼來說，顯示器100所產生之亮度與輸入顯示面板150以驅動液晶分子之電壓(類比驅動訊號)不成正比。

為了解決上述問題，本發明之影像驅動器200透過調整訊號模組310產生複數用以結合原有數位驅動訊號D之調整訊號F1,F2(又稱伽瑪訊號)以驅動畫素單元151之液晶並藉此使顯示器100能夠提供整體亮度變化平均之光線。

在圖2所示之實施例中，多工器300傳輸調整訊號F1/F2至類比數位轉換模組240。此外，類比數位轉換模組240將於結合調整訊號F1/F2及數位驅動訊號D後產生伽瑪驅動訊號G並將其傳輸至對應畫素單元151。如此一來，顯示面板150之亮度變化較先前並未包含調整訊號F1/F2之顯示面板150更能給予使用者亮度變化平均之視覺效果。

在圖2所示之實施例中，調整訊號模組310包含第一調整模組311以及第二調整模組312，分別用以產生具數位格式之第一調整訊號F1及第二調整訊號F2，而類比數位轉換模組240包含複數轉換單元241。在本實施例中，多工器300將於收到第一選擇訊號C1時輸出第一調整訊號F1至類比數位轉換模組240。反之，多工器300亦將於收到第二選擇訊號C2時輸出第二調整訊號F2至類比數位轉換模組240。

如圖2所示，多工器300連接第一調整模組311及第二調整模組312以同時接收第一調整訊號F1及第二調整訊號F2。此外，本實施例之選擇訊號模組310將選擇性輸出第一選擇訊號C1或第二選擇訊號C2至多工器300，其中本實施例之第一選擇訊號C1及第二選擇訊號C2分別對應第一調整訊號F1及第二調整訊號F2。

此外，在圖2所示之實施例中，類比數位轉換模組240之轉換單元241係分別自資料排閂單元231直接接受數位驅動訊號D以產生伽瑪驅動訊號G，但不限於此；在不同實施例中，資料排閂單元231所產生之數位驅動訊號D之電壓位準可能不足以驅動後方畫素單元151。為此，不同實施例之數位驅動訊號D可先經準位調節器(Level Shifter)提升電壓位準後再傳輸至類比數位轉換模組240之轉換單元241。

圖3所示係為本發明影像驅動器200之變化實施例。在本實施例中，多工器300包含複數多工單元301，其中每一多工單元301係對應該些轉換單元270其中之一。此外，每一多工單元301係自調整訊號模組310接收第一調整訊號F1及第二調整訊號F2並根據選擇訊號模組310的指示輸出其中之一至對應轉換單元270。

在本實施例中，每一多工單元301同時接收選擇訊號模組310所傳來之第一選擇訊號C1或第二選擇訊號C2並輸出對應調整訊號F1/F2至轉換單元241。

此外，在圖2及圖3所示之實施例中，選擇訊號模組310將被設定輸出第一選擇訊號C1或第二選擇訊號C2其中之一至多工器300或多工單元301。因此本實施例之多工器300或多工單元301僅將統一輸出第一調整訊號F1或第二調整訊號F2其中之一，但不限於此。

圖4所示係為圖3所示影像驅動器200之變化實施例。如圖4所示，每個影像驅動器200所包含之多工單元301係設置於類比數位轉換模組240之中並分別電性連接於該些轉換單元241其中之一。在本實施例中，調整訊號模組320同時輸出第一調整訊號F1以及第二調整訊號F2至各個多工單元301，以供多工單元301根據調整訊號模組(未繪示)所產生之選擇訊號將第一調整訊號F1和第二調整訊號F2其中之一傳輸至轉換單元241。轉換單元241之後則是自資料排閂單元231接受數位驅動訊號D並根據自調整訊號模組320接收到之調整訊號來傳輸伽瑪驅動訊號G至對應緩衝放大器250，以供緩衝放大器250在放大伽瑪驅動訊號G振幅後將其傳輸至對應畫素單元151。此外，除了將多工單元301整合於類比數位轉換模組240之外，圖3及圖4所示之影像驅動器200在功能以及整體結構方面實質上相等，因此在此不加贅述。

圖5A及圖5B所示係為圖3所示影像驅動器200之另一變化實施例。在圖5A所示之實施例中，類比數位轉換模組240包含複數第一轉換單元260及第二轉換單元270，分別連接多工器300以接收調整訊號F1/F2。此外，多工器300內部包含切換單元302，用於根據顯示面板150顯示畫面之需要隨時切換多工器300所輸出之調整訊號F1/F2。在圖5A所示之實施例中，多工器300將傳輸第一調整訊號F1至第一轉換單元260並同時將第二傳輸訊號F2傳輸至第二轉換單元252。然而，在圖5B所示之實施例中，多工器300之切換單元302係根據外界之設定來控制多工器300將第一調整訊號F1傳輸至第二轉換單元270以及將第二調整訊號F2傳輸至第一轉換單元260。換言之，本實施例之影像驅動器200可根據設定選擇性地切換傳輸至第一轉換單元260及第二轉換單元270之調整訊號F1/F2。

圖6A及圖6B所示係為圖5A及圖5B所示影像驅動器200之變化實施例。在圖6A所示之實施例中，多工器300輸出第一調整訊號F1至240類比數位轉換模組240。然而，在圖6B所示之實施例中，多工器300之切換單元302可根據外界之設定而控制多工器300輸出第二調整訊號F2至240類比數位轉換模組。當本發明之影像驅動器200係安裝於不同種類之顯示器而具有不同之影像顯示需要時，使用者可藉由軟體設定或其他方式來設定切換單元302並藉此控制影像驅動器200對顯示面板150之影像顯示作最佳化的處理。

此外，本發明之影像驅動器200較佳係用於液晶顯示器中以驅動顯示面板150中畫素單元151之液晶，但不限於此；在不同實施例中，本發明之影像驅動器200亦可用於有機發光二極體顯示器及其他種類之顯示器中以校正該顯示器特有之光線亮度變化曲線。

雖然前述的描述及圖示已揭示本發明之較佳實施例，必須瞭解到各種增添、許多修改和取代可能使用於本發明較佳實施例，而不會脫離如所附申請專利範圍所界定的本發明原理之精神及範圍。熟悉該技藝者將可體會本發明可能使用於很多形式、結構、佈置、比例、材料、元件和組件的修改。因此，本文於此所揭示的實施例於所有觀點，應被視為用以說明本發明，而非用以限制本發明。本發明的範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法均等物，並不限於先前的描述。

100．．．顯示器

110．．．影像控制器

120．．．類比數位轉換器

130．．．時序控制模組

140．．．閘驅動模組

150．．．顯示面板

151．．．畫素單元

200．．．影像驅動器

210．．．時序控制器

220．．．影像訊號模組

231．．．資料排閂單元

240．．．類比數位轉換模組

241．．．轉換單元

250．．．緩衝放大器

260．．．第一轉換單元

270．．．第二轉換單元

300．．．多工器

301．．．多工單元

302．．．切換單元

310．．．選擇訊號模組

320．．．調整訊號模組

321．．．第一調整模組

322．．．第二調整模組

A．．．類比色域訊號

A’．．．數位色域訊號

C1．．．第一選擇訊號

C2．．．第二選擇訊號

D．．．數位驅動訊號

F1．．．第一調整訊號

F2．．．第二調整訊號

G．．．伽瑪驅動訊號

S．．．同步訊號

S’．．．時序訊號

圖1所示係為本發明顯示器之方塊圖；

圖2所示係為本發明影像驅動器之方塊圖；

圖3所示係為本發明影像驅動器之另一實施例方塊圖；

圖4所示係為圖3所示影像驅動器之變化實施例；

圖5A及圖5B所示係為圖3所示影像驅動器之另一變化實施例；以及

圖6A及圖6B所示係為圖5A及圖5B所示影像驅動器之變化實施例。

130．．．時序控制模組

140．．．閘驅動模組

150．．．顯示面板

151．．．畫素單元

200．．．影像驅動器

210．．．時序控制器

220．．．影像訊號模組

231．．．資料排閂單元

240．．．類比數位轉換模組

241．．．轉換單元

250．．．緩衝放大器

300．．．多工器

310．．．選擇訊號模組

320．．．調整訊號模組

321．．．第一調整模組

322．．．第二調整模組

A’．．．數位色域訊號

C1．．．第一選擇訊號

C2．．．第二選擇訊號

D．．．數位驅動訊號

F1．．．第一調整訊號

F2．．．第二調整訊號

G．．．伽瑪驅動訊號

S’．．．時序訊號

Claims (6)

1. 一種影像驅動器，連接一顯示器並包含：一調整訊號模組，產生複數調整訊號，其中該些調整訊號包含一第一調整訊號及一第二調整訊號；一多工器，連接該調整訊號模組並選擇性輸出該些調整訊號其中之一；一影像訊號模組，傳輸複數個數位驅動訊號；以及一轉換模組，連接於該影像訊號模組與該多工器之間，自該多工器接收被選擇之該調整訊號並結合被選擇之該調整訊號及該些數位驅動訊號以產生一驅動訊號以提供該顯示器亮度變化平均之光線。
2. 如請求項1所述之影像驅動器，其中該多工器及該轉換模組分別包含複數個多工單元及複數個轉換單元，每一該多工單元對應該些轉換單元其中之一並分別自該調整訊號模組接收被選擇之該調整訊號，該多工單元根據一選擇訊號輸出被選擇之該調整訊號至對應該轉換單元，以供對應該轉換單元產生該驅動訊號。
3. 如請求項2所述之影像驅動器，進一步包含一選擇訊號模組，將至少一第一選擇訊號及一第二選擇訊號其中之一傳輸至該些多工單元，其中該多工單元根據該第一選擇訊號輸出該第一調整訊號或根據該第二選擇訊號輸出該第二調整訊號。
4. 如請求項1所述之影像驅動器，其中該轉換模組包含複數第一轉換單元及複數第二轉換單元，連接該多工器以供該多工器根據該選擇訊號將被選擇之該調整訊號傳輸至該些第一轉 換單元及該些第二轉換單元。
5. 如請求項4所述之影像驅動器，其中該多工器包含一切換單元，選擇性分別將該第一調整訊號及該第二調整訊號傳送至該些第一轉換單元及該些第二轉換單元或分別將該第一調整訊號及該第二調整訊號傳送至該些第二轉換單元及該些第一轉換單元。
6. 一種液晶顯示器，包含：如請求項1至5其中之一所述之影像驅動器；以及至少一畫素單元，連接該影像驅動器並接受該驅動訊號。